JP2002103644A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】インク補充の高速化を図る。 【解決手段】インクを補給するときに可撓性容器１１を
補給口１６と補給連絡口１７を介してインクカートリッ
ジ１と連通させ、可撓性容器１１を収納したケース１０
内を吸引して可撓性容器１１を膨張させ、可撓性容器１
１内の負圧を高めて速い吸い込み速度でインクを補給す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
装置、特にそのインクカートリッジからサブタンクへイ
ンクを補給するインク補給の構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェット記録装置のインク
補給に関するものとして次のようなものが知られてい
る。特公平７−５１３５６号公報には、供給ポンプにて
記録ヘッドを経由してサブタンクにインクを補給し、オ
ーバーフローインクを回収するようにしたものが記載さ
れている。また、特開平９−２９９９１号公報には、キ
ャリッジの所定位置にて、上方のメインタンクから印字
タンクへインクを補給するようにしたものが記載されて
いる。さらに、特許第２５６５７４２号公報には、ヘッ
ドの回復位置にてインクタンクとサブタンクを連結して
ノズルからのインク吸引と同時にサブタンクへのインク
補給を行うようにしたものが記載されている。また、特
開平１０−２３５８９３号公報には、キャリッジの所定
位置にて、印字カートリッジの負圧にて軸外インクカー
トリッジから印字カートリッジにインクを補給するよう
にしたものが記載されている。

【０００３】また、インクジェット記録装置のインク供
給方法としては、（１）キャリッジ上にインクカートリ
ッジを搭載する方式、（２）キャリッジ外にインクカー
トリッジを設けてチューブを介してキャリッジ上のサブ
タンク等に供給する方式、（３）キャリッジ外にインク
カートリッジを設けてキャリッジが所定の位置にきたと
きにインクカートリッジとキャリッジ上のサブタンク等
を連結して供給する方式がある。最近の印字速度の高速
化により、インクカートリッジのインク容量増が必要と
なり、（１）の方式ではキャリッジの大型化および重量
増となり好ましくないものであった。（１）又は（３）
の方式では、インク補給を短時間に確実に行うことが必
要となっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの対策として上
述した４つの従来技術があるが、特公平７−５１３５６
号公報に記載のものは、回収インクを使用するためイン
クの劣化が生じ、また供給圧をあげるとノズルからのイ
ンクだれが発生するおそれがある。また、特許第２５６
５７４２号公報に記載のものは、インク補給時にはノズ
ルからインクを破棄しなければならないという問題があ
った。さらに、特開平９−２９９９１号公報に記載のも
のは、印字タンクには上下限インク量センサが必要であ
り、メインタンクが印字タンクの上方位置に設けなけれ
ばならず、センサの数やメインタンクの配置に制約があ
るという問題があった。また、特開平１０−２３５８９
３号公報に記載のものは、印字カートリッジの負圧によ
る補給のために、インクの高速な補給は困難であるとい
う問題が依然あった。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたものであり、インク補充の高速化と装置の
小型化を図ることができるインクジェット記録装置を得
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るインクジェ
ット記録装置は、記録紙にインクを吐出して印字する記
録ヘッドと、負圧を維持しながらインク容量に応じて変
形し、記録ヘッドにインクを供給する容器と、該容器を
覆い大気開放口を除いて実質的に密閉構造のケースと、
記録ヘッドへの供給連絡口と、インクを受け入れる補給
口と、該補給口と該容器内とを連通させる補給連絡口
と、該補給口又は補給連絡口を開閉する補給弁とを有す
るサブタンクと、記録ヘッドとサブタンクを搭載するキ
ャリッジと、キャリッジ外に交換可能に配置され、サブ
タンクの補給口にインクを供給するインクカートリッジ
と、ケースの大気開放口に接続する吸引口を有し、ケー
ス内を吸引する吸引手段とを備えて構成されている。

【０００７】本発明においては、サブタンクに設けられ
たインクを受け入れる補給口又は補給口とサブタンクの
密閉しているケース内の負圧を維持している容器とを連
通させる補給連絡口を開閉する補給弁を開き、容器内を
補給口と補給連絡口を介してインクを補給するインクカ
ートリッジと連通させ、容器内の負圧でインクカートリ
ッジからインクを吸引させ、このときに吸引手段をケー
スの大気接続口に接続してケース内を吸引するようにし
たので、ケース内の負圧が高って容器が増大変形し、容
器内の負圧も高まってインクカートリッジからのインク
の吸引力が強くなって吸い込み速度が速くなり、インク
補給時間が短縮される。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態１のイ
ンクジェット記録装置の概略を示す構成図、図２は同イ
ンクジェット記録装置のサブタンクとインク補給機構部
の構成を示す一部を断面した構成図である。図におい
て、１はインクを充填したインクカートリッジ、２はイ
ンクカートリッジ１からのインクを充填したサブタン
ク、３はサブタンク２からインクが供給される記録ヘッ
ド、４はサブタンタンク２と記録ヘッド３とを搭載した
キャリッジで、往復走査にて記録ヘッド３が記録紙に印
字する。５は記録ヘッド３の回復を行うために記録ヘッ
ド３に取り付けられるキャップ、６はサブタンク２から
空気を吸引する吸引ポンプ、７は吸引ポンプ６をサブタ
ンク２又はキャップ５に切換接続する切換弁である。

【０００９】サブタンク２は密閉されたケース１０とケ
ース１０内に設けられ、伸縮自在な可撓性容器１１と、
ケース１０の下部に設けられた流路部１２とから構成さ
れている。そのケース１０の上部には大気開放口１３が
あり、ケース１０内は大気開放口１３を除いて密閉され
ている。可撓性容器１１は可撓性フィルムのベローズか
らなり、内部に圧縮スプリング１４を有しており、これ
により可撓性容器１１内をわずかな負圧に維持してい
る。流路部１２は記録ヘッド３への供給連絡口１５と、
インクカートリッジ１と接続される補給口１６と、補給
口１６と可撓性容器１１とを連通させる補給連絡口１７
と、補給口１６に設けられた補給弁１８とを有してい
る。補給弁１８は補給口１６の内周縁に設けられたシー
ル部材１９とシール部材１９と密着して補給口１６を閉
鎖するボール２０と、ボール２０をシール部材１９に向
けて付勢する圧縮スプリング２１とから構成されてい
る。

【００１０】補給機構部３０は可撓性容器１１にインク
を補給するともにケース１０内の空気を吸引するもので
あり、可撓性容器１１にインクを補給するインク補給手
段３０ａとケース１０内の空気を吸引する吸引手段３０
ｂとで構成されている。インク補給手段３０ａはインク
カートリッジ１と、インクカートリッジ１と連結された
補給チューブ３４と、補給チューブ３４の先端に設けら
れ、先端近傍に穴を有する中空パイプの補給ニードル３
２とからなる。また、吸引手段３０ｂは吸引ポンプ６
と、吸引ポンプ６と切換弁７を介して接続された吸引チ
ューブ３５と、吸引チューブ３５の先端に設けられた弾
性体で形成された吸引口３３とからなる。なお、この補
給機構部３０を上下動させる駆動系は図示されていな
い。

【００１１】次に、本発明の実施の形態１のインクジェ
ット記録装置の動作について説明する。まず、補給機構
部３０がサブタンク２に連結されていない場合は、サブ
タンク２の可撓性容器１１内にインクが充填されていて
内部の負圧によりインクが供給連絡口１５より記録ヘッ
ド３に送られ、キャリッジ４が往復動して記録ヘッド３
は記録紙にインクを吐出して記録する。次に、サブタン
ク２の可撓性容器１１内のインクが少なくなり、インク
の補給が必要となった場合には、キャリッジ４が所定の
位置にきて補給機構部３０が下がってサブタンク２と連
結されると、インク補給手段３０ａの補給ニードル３２
が補給口１６にある補給弁１８のボール２０を押し下げ
て補給口１６を開放する。また、吸引手段３０ｂの吸引
口３３がケース１１の大気開放口１３と接続される。

【００１２】そこで、キャリッジ４外に交換可能に設置
されたインクカートリッジ１からインクが補給チューブ
３４及び補給ニードル３２を介して補給口１６に行き、
補給連絡口１７を経て可撓性容器１１内に入って補給さ
れる。このとき、切換弁７により吸引ポンプ６と吸引チ
ューブ３５を介して吸引口３３が連通させられ、吸引ポ
ンプ６を動作させてケース１０内の空気を吸引すると、
可撓性容器１１が膨張変形し、可撓性容器１１内の負圧
も高まって吸引力が強くなって吸い込み速度が速くな
り、インクの補給時間が短縮されてインクの高速補給が
図られる。また、記録ヘッド３の回復を行うときは、記
録ヘッド３のノズル面にキャップ５を取り付け、切換弁
７により吸引ポンプ６とキャップ５とを連通させ、吸引
ポンプ５を動作させることにより、記録ヘッドのノズル
面にあるインクが吸引され、記録ヘッド３のノズルの目
詰まりによる回復を行うことができる。

【００１３】このように、吸引手段３０ｂは記録ヘッド
３のノズル面に取り付けられるキャップ５と、キャップ
５と吸引ポンプ６との間に設けられ、吸引ポンプ６をキ
ャップ５又は吸引口３３に切換接続する切換弁７とを備
えているから、切換弁７を切り替えることによってイン
クを補給するための吸引ポンプ６を記録ヘッド３の回復
のためにも用いることができ、しかも吸引ポンプ６が記
録ヘッド３の回復とサブタンク２へのインクの補給とで
同時に使われることがないために１つで大きくしなくて
済み、装置の小型化が可能となる。

【００１４】図３は本発明の実施の形態２のインクジェ
ット記録装置のサブタンクにインク補給機構部が連結し
ていない状態を示し、（ａ）は一部を断面した正面図、
（ｂ）は補給機構部３０の側面図、図４はインクジェッ
ト記録装置のサブタンクに補給機構部３０が連結した状
態を示し、（ａ）は一部を断面した正面図、（ｂ）は補
給機構部３０の側面図、図５は図４のサブタンクの流路
部のＤ−Ｄ断面図である。この実施の形態２では、実施
の形態１と流路部１２の補給弁１８の構成が相違し、流
路部１２の部分に供給補給弁２１が設けてある。

【００１５】この実施の形態２においては、供給補給弁
２１は、供給連絡口１５と補給口１６と連通する横穴２
３と、横穴２３に回転自在に挿通される棒状の弁体２４
を有する。弁体２４の先端側には供給連絡口１５と可撓
性容器１１に連通する貫通穴２２が設けられ、弁体２４
の長手方向の側面には補給口１６と可撓性容器１１を連
通する長溝２５が設けられ、貫通穴２２の部分で記録ヘ
ッド３にインクを供給する供給弁の機能をし、長溝２５
の部分で可撓性容器１１にインクを補給する補給弁の機
能をする。そして、その弁体２４の外部に露出している
端部にピニオン２６が一体に取り付けられている。ま
た、補給機構部３０の補給ニードル３２と吸引口３３を
支持している支持部材３０ａにピニオン２６と歯合する
ラック３１が形成されている。

【００１６】この実施の形態２は、図３に示すように補
給機構部３０がサブタンク２に連結されていない場合に
は、図５（ａ）に示すように、貫通穴２２が可撓性容器
１１と供給連絡口１５とを連通し、長溝２５が補給口１
６の位置から離れ、可撓性容器１１内のインクが貫通穴
２２と供給連絡口１５を経て記録ヘッド３へ供給され
る。また、図４に示すように、インクを補給するために
補給機構部３０がサブタンク２に連結されている場合に
は、図５（ｃ）に示すように、弁体２４を９０度回動
し、可撓性容器１１と供給連絡口１５の間が遮断され、
長溝２５が補給口１６と可撓性容器１１と連通している
状態になり、可撓性容器１１にインクを補給する。

【００１７】このように、補給機構部３０がサブタンク
２に連結される場合には、図３に示す状態から図４に示
す状態のように補給機構部３０が下降することにより、
ラック３１がピニオン２６を回転させ、ピニオン２６と
一体の棒状の弁体２４が横穴２３内で９０度回動して貫
通穴２２と長溝２５の位置を切り替える。このように、
記録ヘッド３にインクを供給する貫通穴２２と可撓性容
器１１にインクを補給する長溝２５を同一の弁駆動部材
である棒状の弁体２４に設け、弁体２４を回動すること
により開閉するため、１個の弁体２４で記録ヘッド３に
対するインクの供給と可撓性容器１１に対するインクの
補給を切り替えることができ、弁機構の構成を簡略化す
ることができる。また、インク補給時に記録ヘッド３に
対するインクの供給を遮断するから、可撓性容器１１内
の負圧を高めてインクを補給しているときに、可撓性容
器１１内に記録ヘッド３から気泡を吸い込むことを確実
に防止することができる。

【００１８】また、図４に示すように、印字を停止した
インク補給中には、キャリッジ４が所定位置にあって吸
引手段３０ｂの吸引ポンプ６に接続された吸引チューブ
３５の先端に設けられた吸気口３３がケース１０の大気
開放口１３に対して嵌合状態でケース１０内部に突出し
て接続されているから、可撓性容器１１内にインクカー
トリッジ１からのインクが補給されて可撓性容器１１が
膨張し、可撓性容器１１へのインク補給完了状態では膨
張してきた可撓性容器１１がケース１０内に突出した吸
引口３３と接触することにより、可撓性容器１１の膨張
変形を抑制して、インクの補給を自動的に停止すること
ができる。従って、インク量の上限検知装置が不要とな
る。そして可撓性容器１１へのインク補給完了後には、
吸引口３３が上昇してケース１０の大気開放口１３との
接続を解除するため、ケース１０と可撓性容器１１とに
隙間ができ、可撓性容器１１は内部の圧縮スプリング１
４の伸長力により膨張して所望の負圧に保たれる。

【００１９】なお、この実施の形態では、可撓性容器１
１を可撓性のベローズ方式としているが、インク容量が
可変で負圧を維持できる構成の容器であれば、同様の効
果があることはもちろんである。また、補給機構３０の
補給チューブ３５はインク補給時だけサブタンク２に接
続する場合について説明したが、補給チューブ３５をサ
ブタンク２に常時連結しておいても良い。また、印字指
令がなく、待機状態のときには補給弁１８を開又は長溝
２５を導通させて、インクカートリッジ１とサブタンク
２の可撓性容器１１とを連通させておけば、吸引ポンプ
６を作動させなくても補給可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、サブタン
クに設けられたインクを受け入れる補給口又は補給口と
サブタンクの密閉しているケース内の負圧を維持してい
る容器とを連通させる補給連絡口を開閉する補給弁を開
き、容器内を補給口と補給連絡口を介してインクを補給
するインクカートリッジと連通させ、容器内の負圧でイ
ンクカートリッジからインクを吸引させ、このときに吸
引手段をケースの大気接続口に接続してケース内を吸引
するようにしたので、ケース内の負圧が高って容器が増
大変形し、容器内の負圧も高まってインクカートリッジ
からのインクの吸引力が強くなって吸い込み速度が速く
なり、インク補給時間が短縮されてインクの高速補給が
図られるという効果がある。

【００２１】また、印字を停止したインク補給中には、
キャリッジが所定位置にあって吸引手段の吸気口がケー
スの容器増大方向に設けられた大気開放口に対して嵌合
状態でケース内部に突出して接続されているので、容器
内にインクカートリッジからのインクが補給され、増大
してきた容器はケース内に突出した吸引口によりそれ以
上の増大を阻止されることとなり、インクの補給が自動
的に停止されるため、インク量の満タン検知装置が不要
となるという効果がある。

【００２２】さらに、サブタンクの補給弁はインクカー
トリッジと連結された補給チューブの先端に設けられた
補給ニードルによって開放されるので、補給弁に弁駆動
部材を設けなくても済むという効果がある。また、サブ
タンクの供給連絡口に設けた供給弁と補給連絡口に設け
た補給弁は同一の弁駆動部材で開閉駆動されるようにし
たので、これらの弁毎に弁駆動部材を設けなくても済
み、弁機構の構成が簡単となるという効果を有する。

【００２３】また、同一の弁駆動部材で開閉駆動される
補給弁と供給弁は補給弁が開状態のときに供給弁が閉状
態となり、補給弁が閉状態のときんい供給弁が開状態と
なるので、インクの補給中の記録ヘッドからの気泡の吸
い込みが確実に防止され、信頼性がさらに向上するとい
う効果がある。

【００２４】さらに、吸引手段は記録ヘッドのノズル面
に取り付けられるキャップと、該キャップと吸引ポンプ
との間に設けられ、吸引ポンプをキャップ又は吸引口に
切換接続する切換弁とを備えているので、切換弁を切り
替えることによってインクを補給するための吸引ポンプ
を記録ヘッドの回復のためにも用いることができ、しか
も吸引ポンプが記録ヘッドの回復とサブタンクへのイン
クの補給とで同時に使われることがないために１つで大
きくしなくて済み、装置の小型化が可能となるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のインクジェット記録装
置の概略を示す構成図である。

【図２】サブタンクとインク補給機構部の構成を示す断
面図である。

【図３】サブタンクにインク補給機構部が連結していな
い状態を示す断面図である。

【図４】サブタンクにインク補給機構部が連結した状態
を示す断面図である。

【図５】サブタンクの流路部のＤ−Ｄ断面図である。

【符号の説明】

１；インクカートリッジ、２；サブタンク、３；記録ヘ
ッド、４；キャリッジ、５；キャップ、６；吸引ポン
プ、７；切換弁、１０；ケース、１１；可撓性容器、１
２；流路部、１３；大気開放口、１４；圧縮スプリン
グ、１５；供給連絡口、１６；補給口、１７；補給連結
口、２１；供給補給弁、２２；貫通穴、２４；弁体、２
５；長溝、２６；ピニオン、３０：補給機構部、３１；
ラック、３２；補給ニードル、３３；吸引口、３４；補
給チューブ、３５；吸引チューブ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録紙にインクを吐出して印字する記録
   ヘッドと、負圧を維持しながらインク容量に応じて変形
   し、記録ヘッドにインクを供給する容器と、該容器を覆
   い大気開放口を除いて実質的に密閉構造のケースと、記
   録ヘッドへの供給連絡口と、インクを受け入れる補給口
   と、該補給口と該容器内とを連通させる補給連絡口と、
   該補給口又は補給連絡口を開閉する補給弁とを有するサ
   ブタンクと、 記録ヘッドとサブタンクを搭載するキャリッジと、 キャリッジ外に交換可能に配置され、サブタンクの補給
   口にインクを供給するインクカートリッジと、 ケースの大気開放口に接続する吸引口を有し、ケース内
   を吸引する吸引手段とを備えたことを特徴とするインク
   ジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記吸引手段は吸引ポンプと、前記ケー
   スの容器増大方向に設けられた大気開放口に対して嵌合
   状態でケース内部に突出して接続される吸引口と、吸引
   口と吸引ポンプとを接続する吸引パイプとからなるなる
   ことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装
   置。
3. 【請求項３】 前記サブタンクの補給弁は前記インクカ
   ートリッジと連結された補給チューブの先端に設けられ
   た補給ニードルによって開放動作されることを特徴とす
   る請求項１又は２記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記サブタンクの供給連絡口に設けた供
   給弁と補給連絡口にを設けた補給弁は同一の弁駆動部材
   で開閉駆動されることを特徴とする請求項３記載のイン
   クジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記同一の弁駆動部材で開閉駆動される
   補給弁と供給弁は補給弁が開状態のときに供給弁が閉状
   態となり、補給弁が閉状態のときに供給弁が開状態とな
   ることを特徴とする請求項４記載のインクジェット記録
   装置。
6. 【請求項６】 前記吸引手段は前記記録ヘッドのノズル
   面に取り付けられるキャップと、該キャップと前記吸引
   ポンプの間に設けられ、前記吸引ポンプをキャップ又は
   前記吸引口に切換接続する切換弁とを備えたことを特徴
   とする請求項１乃至５記載のいずれかに記載のインクジ
   ェット記録装置。