JP2002103643A - インクジェット記録装置用インク供給機構、及びこれに適したインク注入具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多孔質材等を必要とすることなく、記録に適
した負圧を維持しながらインクを供給するインク供給機
構を提供すること。 【解決手段】 インク室２と、インク室２に常時閉弁状
態を維持する大気連通用接続口４、及びインク注入用接
続口５と、インク室２に連通し記録ヘッド５９に連通す
るインク流出口６が形成され、インク室２のインクを所
定の負圧状態を維持しつつインク流出口６に排出する負
圧発生機構３を備えたインクカートリッジと、大気連通
用接続口４を開弁させてキャピラリ５７を介して大気に
連通させる接続部となる凹部５４、インク注入用接続口
５を閉弁させた状態で収容し、かつシリンジ６０の挿入
によりインク注入用接続口５を開弁させる貫通孔５５、
及びインク流出口６と接続して記録ヘッド５９にインク
を供給する接続ユニット５０を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷信号に対応し
てインク滴を吐出する記録ヘッドにインクを適正な負圧
状態で供給するインクジェット記録装置用インク供給機
構に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、通常、記録
用紙の紙幅方向に往復動するキャリッジに印刷信号に対
応してインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドを
搭載して、外部のインクタンクから記録ヘッドにインク
を供給するように構成されている。このようなインクタ
ンク等のインク貯蔵容器は、小型の記録装置にあっては
キャリッジに着脱可能に搭載され、また大型の記録装置
にあっては、函体に設置されてインク供給チューブを介
して記録ヘッドに接続されている。

【０００３】キャリッジに搭載されるインクタンクは、
キャリッジの往復動によるインクの波立ち等による圧力
変化を可及的に減少させるため、通常、スポンジ等の多
孔質材を収容し、これにインクを含浸させて構成されて
いる。

【０００４】また、函体に設置された大容量のインク袋
からインク供給チューブを介してインクの供給を受ける
場合にも、キャリッジの往復動によるチューブの屈曲に
起因するインク圧の変化を防止するため、キャリッジの
運動によるインク圧の変化を防止するためのダンピング
機能を備えたサブタンクを介して記録ヘッドにインクを
供給するように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このため、前者にあっ
ては多孔質材を収容する分だけ、インクタンクのサイズ
や、また重量が収容可能なインク量に比較して大きくな
るという問題があり、また後者にあっては、揺動による
インクの圧力変化を防止する機構が必要となり構造が複
雑化するという問題がある。本発明は、このような問題
に鑑みてなされたものであって、その目的とするところ
は、キャリッジの移動に関わりなく印刷に適した負圧状
態を維持してインクカートリッジのインクを記録ヘッド
に供給することができるインクジェット記録装置用のイ
ンク供給機構を提供することである。また本発明の他の
目的は、同上インク供給機構に適したインク注入具を提
供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明においては、インク室と、前記インク室
に常時閉弁状態を維持する大気連通用接続口、及びイン
ク注入用接続口と、前記インク室に連通して記録ヘッド
に連通するインク流出口とが形成され、前記インク室の
インクを所定の負圧状態を維持しつつ前記インク流出口
に排出する負圧発生機構を備えたインクカートリッジ
と、前記大気連通用接続口を開弁させてキャピラリを介
して大気に連通させる接続部、前記インク注入用接続口
を閉弁させた状態で収容し、かつ外部からの液注入手段
の挿入により前記インク注入用接続口を開弁させる貫通
孔、及び前記インク流出口と接続して記録ヘッドにイン
クを供給する接続ユニットと、を備えるようにした。

【０００７】

【作用】インクカートリッジは、接続手段から取り外さ
れている状態では、インク室が弁体により密封状態に維
持され、インクの漏洩やインク溶媒の揮散が防止され
る。また接続手段に装着された状態では、弁体が開弁し
てインク室が大気に連通されて一定の負圧を維持しなが
らインク室のインクを記録ヘッドに供給する。また、イ
ンク室のインクが消費された場合には、インクカートリ
ッジを交換するか、インク注入口にシリンジ等の液注入
手段を挿入してインク注入用接続口を強制的に開弁させ
てインク室にインクを補給する。

【０００８】

【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図１乃至図３は、それ
ぞれ本発明のインクカートリッジの一実施例を示すもの
であって、インクカートリッジ１は、一側に上下方向に
延びるインク室２が、また他側に後述する負圧発生部３
が形成され、インク室２の上部、及び下部にはそれぞれ
外部との接続を行う筒状体からなる大気連通用接続口４
と、インク注入用接続口５が形成され、また最下部には
記録ヘッドにインクを供給するインク流出口６が形成さ
れている。

【０００９】各接続口４、５には、その周面に連通用の
窓４ａ、５ａが形成されていて、内部に弁体１０、２０
が軸方向に移動可能に収容されている。各弁体１０、２
０は、閉弁状態では一端１１ａ、２１ａが接続口４、５
から突出するスライド軸１１、２１の他端側に、接続口
４、５と連通する開口１２、２２を封止する弾性体から
なるパッキン１３、２３を嵌装され、バネ１４、２４に
より開口１２、２２にパッキン１３、２３を弾接させる
ように接続口４、５に挿入されている。

【００１０】このような構成により、インクカートリッ
ジ１が後述する接続ユニット５０に装着されると、大気
連通用接続口４は、開弁状態を維持し、またインク注入
用接続口５は閉弁状態を維持する一方、インク注入具が
挿入された場合に開弁する。

【００１１】負圧発生部３は、図３に示したようにイン
ク室２と連通する断面円形の凹部からなる弁室３０に、
膜弁３１、及び膜弁３１の外周を固定する固定具を兼ね
た流路形成部材３２を収容し、インク室２を含む領域に
遮気性を備えた膜３３、３３’を貼付して構成されてい
る。弁室３０の中心には凸部３４が、また膜弁３１には
凸部３４と対向する位置に貫通孔３５が形成されてい
る。

【００１２】図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ負圧発生
部３に形成されたインク流路を表裏に分けて示す図であ
って、インク室２からフィルタ３６に流入する流れ、
通孔３７から流路３８を経由して弁室３０の通孔３９に
流入する流れ、膜弁３１を通過する流れ、弁室３０
の通孔４０、４１と通孔４１、４２とを結ぶ流路４３を
経由する流れ、及びインク流出口６に連通する通孔４
４と通孔４２とを接続する流路４５を流れる流れによ
りに連通する。なお、図３における符号４６は、インク
流出口６に嵌め込まれるパッキンを示す。

【００１３】図５は、負圧発生部３の断面構造を示すも
のであって、膜弁３１は、周囲を厚肉部とするダイヤフ
ラムとして形成されていて、バネ４７により貫通孔３５
が凸部３４に弾接されている。このバネ４７は、その弾
圧力が、記録ヘッドへのインクの圧力が負圧を維持し、
かつ記録動作に追従してインクを供給できる程度に設定
されている。

【００１４】図６は、接続ユニット５０の一実施例を示
すものであって、インクカートリッジの前面と底面の形
状に一致する壁５１、５２とを備えた本体５３に、イン
クカートリッジの大気連通用接続口４、インク注入用接
続口５、及びインク流出口６を収容する凹部５４、貫通
孔５５、及び凹部５６がそれぞれ形成されている。

【００１５】大気連通用接続口４に係合する凹部５４
は、本体の表面に形成されたキャピラリ５７を介して大
気に開放されており、内部に大気連通孔の弁体を押圧す
る壁５４ａが形成されている。インク注入用接続口を収
容する貫通孔５５は、インクカートリッジの弁体と当接
する壁を備えず、閉弁状態を維持させる。インク流出口
６に接続する凹部５６は、連通孔５８を介して記録ヘッ
ド５９に連通されている。

【００１６】このような構成において、インクが充填さ
れたインクカートリッジを図７に示したようにインク流
出口６を凹部５６に位置決めして上部を接続ユニット側
に倒し込んで接続ユニット５０に接続する。なお、イン
クカートリッジが接続ユニット５０に装着されるまで
は、膜弁３１が閉弁状態を維持しているので、インク室
２のインクがインク流出口６から漏れ出すことがなく、
大気連通用接続口４の弁体１０が閉弁状態を維持してい
るので、インク室２のインクが蒸発することもない。

【００１７】接続された状態では、インクカートリッジ
１の大気接続口のスライド軸が壁に押されてバネに抗し
て後退し、開弁する。これにより、インク室２がキャピ
ラリ５７を介して大気に連通する。また、インク注入用
接続口５の弁体２０は閉弁状態を維持してインクの漏洩
や、大気の進入を阻止する。

【００１８】この状態で、記録ヘッド５９をキャッピン
グ手段により封止して記録ヘッド５９に負圧を作用させ
ると、インク流出口６が強い負圧となるため、膜弁３１
が開いてインク室２のインクが記録ヘッド５９に流れ込
み、記録ヘッド５９にインクが充填される。

【００１９】一方、記録ヘッド５９によりインクが消費
され、インク流出口６の負圧が大きくなると、膜弁３１
の表裏の差圧が大きくなるため、インク室２のインクの
圧力を受けた膜弁３１がバネ４７の付勢力に抗して凸部
３４から離れる。これにより膜弁３１の貫通孔３５が開
放され、通孔３９と通孔４２が連通し、インク流出口６
にインクが流れ込む。記録ヘッドにインクが流れ込ん
で、インク流出口６の負圧が小さくなると、膜弁３１が
バネ４７の付勢力により凸部３４に押し付けられて貫通
孔３５が凸部３４により封止される。以下、インク流出
口６のインク圧力が一定の負圧となるように、膜弁３１
は凸部３４との接離を繰返す。

【００２０】インクカートリッジ１のインクが消費され
てインクの補充が必要になった場合には、貫通孔５５に
シリンジ６０を挿入すると、弁体２０がシリンジ６０の
先端部６０ａに押されて後退して開弁する。この状態で
シリンジ６０のピストン６１を押圧すると、開口６０ｂ
からインクがインク室２に流れ込み、またインク充填に
よるインク室２の圧縮された空気は、大気連通用接続口
４からキャピラリ５７を経て大気に放出される。

【００２１】所定量のインクの注入が終了した段階でシ
リンジ６０を引き抜くと、弁体２０が支持を失ってバネ
２４の付勢力により閉弁し、インク室２からのインクの
漏れ出しを防止する。

【００２２】なお、上述の実施例では単純にインクを注
入しているが、空のシリンジを挿入してインク室のイン
クを吸引して排出し、その後に規定量のインクを注入す
ることにより、印刷量に合わせてインク消費量を管理す
ることにより、インク残量を正確に判定することができ
る。

【００２３】なお、上述の実施例においては、大気連通
用接続口４とインク注入用接続口５とをそれぞれインク
室２の上部、及び下部に配置しているが、それぞれの接
続口を連通路を介してインク室２の所定の領域に連通さ
せれば、接続口４、５は配置位置に拘束を受けることな
く、適所に設けることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
インクカートリッジ等のインク供給手段が取り外されて
いる状態では、インク室が弁体により密封状態に維持さ
れ、インクの漏洩やインク溶媒の揮散を防止でき、接続
ユニットに装着された状態では、弁体が開弁してインク
室が大気に連通されて一定の負圧を維持しながらインク
室のインクを記録ヘッドに供給することができ、さらに
は、インク室のインクが消費された場合には、インクカ
ートリッジを交換するか、インク注入口にシリンジ等の
液注入手段を挿入することにより、インク室にインクを
補給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクカートリッジの一実施例を示す
斜視図である。

【図２】同上インクカートリッジの一実施例を示す断面
図である。

【図３】同上インクカートリッジの組立分解斜視図であ
る。

【図４】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ同上インクカー
トリッジの負圧発生部のインクの流れを示す図である。

【図５】同上負圧発生部の断面構造及びインクの流れを
示す図である。

【図６】図（ａ）、（ｂ）は、ぞれぞれ接続ユニットの
一実施例を示す正面図と断面図である。

【図７】図（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ同上接続ユニ
ットにインクカートリッジが装着された状態、インク注
入工程、及びシリンジの先端の構造を示す図である。

【符号の説明】

１ インクカートリッジ ２ インク室 ３ 負圧発生部 ４ 大気連通用接続口 ５ インク注入用接続口 ６ インク流出口 １０、２０ 弁体 １１、２１ スライド軸 １３、２３ パッキン １４、２４ バネ ３１ 膜弁 ５０ 接続ユニット ５４ 凹部 ５４ａ 壁 ５５ 貫通孔 ５６ 凹部 ５７ キャピラリ ５８ 連通孔 ５９ 記録ヘッド ６０ シリンジ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク室と、前記インク室に連通して常
   時閉弁状態を維持する大気連通用接続口、及びインク注
   入用接続口と、前記インク室に連通して記録ヘッドに連
   通するインク流出口とが形成され、前記インク室のイン
   クを所定の負圧状態を維持しつつ前記インク流出口に排
   出する負圧発生機構を備えたインクカートリッジと、 前記大気連通用接続口を開弁させてキャピラリを介して
   大気に連通させる接続部、前記インク注入用接続口を閉
   弁させた状態で収容し、かつ外部からの液注入手段の挿
   入により前記インク注入用接続口を開弁させる貫通孔、
   及び前記インク流出口と接続して記録ヘッドにインクを
   供給する接続ユニットと、 とからなるインクジェット記録装置用インク供給機構。
2. 【請求項２】 液の加圧、及び減圧が可能な本体部と、
   インクカートリッジのインク注入用接続口に気密的に挿
   入されて前記インク注入用接続口の弁を押圧して開弁さ
   せ、かつ前記本体部に連通する液流路を備えた先端部と
   からなるインク注入具。