JP2002103648A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録ヘッドにインクを一定の負圧を維持して
供給するとともに、インクの漏洩を防止すること。 【解決手段】 インクカートリッジ１は、接続ユニット
５０から取り外されている状態では、インク室２が弁体
１０、２０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。また接続ユニット５０
に装着された状態では、弁体１０、２０が開弁してイン
ク室２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２のインクを記録ヘッド５９に供給する。また、
キャッピング手段によりノズル開口だけを封止して記録
ヘッド５９へのインクの充填や、目詰まり解消を、また
大気開放口６２を封止してインクの流れ出しを防止す
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、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供給機構を備えたインクジェット
記録装置に関する。

【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
態を維持して記録ヘッドにインクを供給するインク供給
機構を備え、しかも外部へのインクの漏洩を防止できる
キャッピング機構を備えたインクジェット記録装置を提
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
にそれぞれに連通されて常時閉弁状態を維持する大気連
通用接続口、及びインク供給用接続口と、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供給
用接続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、前記インク供給用
接続口を開弁させてインクジェット記録ヘッドにインク
を供給する接続部とを備えた接続ユニットと、インク滴
を吐出するノズル開口を備え、前記接続ユニットを介し
てインクの供給を受け、また前記キャピラリの端部に連
通するとともに、前記ノズル開口が形成された面で大気
に開放する大気開放口を備えた前記インクジェット記録
ヘッドと、前記インクジェット記録ヘッドのノズル開口
と大気開放口とを密封状態、または前記ノズル開口を吸
引手段に連通させた状態のいずれかの状態で封止するキ
ャッピング手段と、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、キ
ャッピング手段によりノズル開口だけを封止して記録ヘ
ッドへのインクの充填や、目詰まり解消を、また大気開
放口を封止して大気開放口のインクの流れ出しを防止す
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機構
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、インク供給用接続口５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、及びインク供給用接続口５はともに開
弁状態を維持して記録ヘッドにインクを供給できる。

【００１１】負圧発生機構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
機構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３
９に流入する流れ、膜弁３１を通過する流れ、弁室
３０の通孔４０と通孔４１、４２とを結ぶ流路４３を経
由する流れ、及びインク供給用接続口５に連通する通
孔４４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。

【００１３】図５は、負圧発生機構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３
５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１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１の大気連通用接続口４、インク供給
用接続口５を収容し、弁体１０、２０をそれぞれ後退さ
せて開弁させる接続部をなす凹部５４、５５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を経由して
記録ヘッド５９に延びており、また、凹部５５は連通孔
５８を介して記録ヘッド５９に連通されている。

【００１６】記録ヘッド５９は、インクカートリッジ１
からインクの供給を受け、圧力発生手段により加圧され
たインクを液滴として吐出するノズル開口６０と、キャ
ピラリ５７の端部５７ａと連通してノズル開口６０が形
成された面、つまりノズルプレート６１に形成された大
気開放口６２とを備えるように構成されている。

【００１７】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に示したようにそれぞれ
の接続口４、５を接続ユニット５０の接続部をなす凹部
５４、５５に挿入すると、弁体１０、２０が凹部５４、
５５の壁に押圧されて開弁し、インク室２のインクが記
録ヘッド５９に供給可能となる。

【００１８】図８（ａ）は、キャッピング機構７０の一
実施例を示すものであって、記録ヘッド５９のノズル開
口６０が形成されている領域だけを選択的に封止し、か
つ開口７１ａにより図示しないインク吸引ポンプに連通
する第１のキャップ７１と、ノズル開口と大気開放口６
２とをともに封止する第２のキャップ７２とから構成さ
れている。なお、上述の第２のキャップ７２は、密封空
間を構成する凹部を備えるように構成されているが、図
８（ｂ）に示したようにノズルプレートのノズル開口と
大気開放口とに弾接して封止可能な平面７３として形成
しても同様の作用を奏する。

【００１９】この状態で、図９（ａ）に示したように記
録ヘッド５９をキャッピング手段７０の第１のキャップ
７１により封止して記録ヘッド５９に負圧を作用させる
と、記録ヘッド５９を介してインク供給用接続口５に強
い負圧が作用するため、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。

【００２０】一方、記録ヘッド５９によりインクが消費
され、インク供給用接続口５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３
５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。

【００２１】記録ヘッド５９にインクが流れ込んで、イ
ンク供給用接続口５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、インク供給
用接続口５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。

【００２２】なお、記録動作の途中でノズル開口６０の
目詰まりにより印刷不良が生じた場合には、カートリッ
ジ装填時と同様に図９（ａ）に示したごとく、第１のキ
ャップ７１により封止して記録ヘッド５９に負圧を作用
させると、記録ヘッド５９のノズル開口６０からインク
が強制的に排出され、目詰まりが解消する。

【００２３】印刷動作が休止した場合には、記録ヘッド
５９をキャッピング手段７０の第２のキャップ７２に移
動させて記録ヘッド５９を封止すると、図９（ｂ）に示
したようにノズル開口６０、及び大気開放口６２がとも
に封止されるから、記録装置等の移動等によりインクカ
ートリッジ１が傾き、大気連通用接続口４にインクが到
達して大気開放口６２にから漏れ出しても、キャップ７
２に収容でき、記録装置外への漏洩を防止できる。

【００２４】なお、上述の実施例においては、記録ヘッ
ド５９のノズル開口６０が形成されている領域と、ノズ
ル開口６０と大気開放口６２とをともに封止する領域と
をそれぞれ別のキャップにより構成しているが、図１０
に示したように同一のキャップ９０にノズル開口６０が
形成されている領域だけを封止する凹部９１と、大気開
放口６２だけを封止する凹部９２を形成し、それぞれを
切換え弁９３を凹部９１を吸引用ポンプに、また凹部９
２を大気に連通させたり、休止時には図１０（ｂ）に示
したように凹部９２を大気と遮断するようにしても同様
の作用を奏する。

【００２５】なお、上述に実施例においては、大気連通
用接続口４とインク供給用接続口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４、５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、適所に設けることがで
きる。

【００２６】

【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ことができる。また、
キャッピング手段によりノズル開口だけを封止して記録
ヘッドへのインクの充填や、目詰まりを解消することが
でき、また大気開放口を封止することにより、大気開放
口のインクの流れ出しを防止することができる。

【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機構のインクの流れを示す図であ
る。

【図５】同上負圧発生機構の断面構造及びインクの流れ
を示す図である。

【図６】接続ユニットの一実施例を示す図である。

【図７】インクカートリッジを接続ユニットに装着した
状態を示す図である。

【図８】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれキャッピング手
段の一実施例を示す図である。

【図９】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれインク吸引時と
休止状態でのキャッピング形態を示す図である。

【図１０】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれキャッピング
手段の他の実施例を、インク吸引時、及び休止時の状態
で示す図である。

【符号の説明】

１ インクカートリッジ ２ インク室 ３ 負圧発生機構 ４ 大気連通用接続口 ５ インク供給用接続口 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、５５ 接続部をなす凹部 ５７ キャピラリ ５９ 記録ヘッド ６０ ノズル開口 ６１ ノズルプレート ６２ 大気開放口 ７０ キャッピング機構 ７１ キャップ ７１ａ 開口 ７２ キャップ ７３ 平面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク室と、前記インク室にそれぞれに
   連通されて常時閉弁状態を維持する大気連通用接続口、
   及びインク供給用接続口と、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供給用接続口に排
   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、前記インク供給用接続口を開
   弁させてインクジェット記録ヘッドにインクを供給する
   接続部とを備えた接続ユニットと、 インク滴を吐出するノズル開口を備え、前記接続ユニッ
   トを介してインクの供給を受け、また前記キャピラリの
   端部に連通するとともに、前記ノズル開口が形成された
   面で大気に開放する大気開放口を備えた前記インクジェ
   ット記録ヘッドと、 前記インクジェット記録ヘッドのノズル開口と大気開放
   口とを密封状態、または前記ノズル開口を吸引手段に連
   通させた状態のいずれかの状態で封止するキャッピング
   手段と、 を備えたインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記キャッピング手段が、前記ノズル開
   口を封止し、かつ吸引手段に連通する領域と、前記大気
   開放口だけを封止する領域とがそれぞれ独立するように
   構成されている請求項１に記載のインクジェット記録装
   置。