JP2003001845A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクジェット記録ヘッドのタンクへニード
ルを挿入する際の、過大な負荷とタンクの急激な圧力変
動とを抑制する。 【解決手段】 チューブ１５を介してポンプ１７に接続
されているニードル１３と、チューブ１４を介してメイ
ンタンク１６に接続されているニードル１２とが、ニー
ドルレバー３３の長穴３３ａに保持されている。ニード
ルレバー３３の揺動に伴ってニードル１２，１３が移動
し、まず、ニードル１２が、開口部１９に設けられてい
る弾性ジョイント２１を貫通してタンク１１内に挿入さ
れる。その後、ニードル１３が、開口部２０に設けられ
ている弾性ジョイント２２を貫通してタンク１１内に挿
入される。両ニードル１２，１３のタンク１１への挿入
およびタンク１１からの抜取は、タイミングをずらして
行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクを収容する
タンクを内蔵するインクジェット記録ヘッドと、タンク
に挿入されるインク供給または空気排出のための複数の
ニードルとを有するインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ、複写機、およびファクシミリ
等の機能を有する記録装置、あるいはコンピュータやワ
ードプロセッサ等を含む複合型電子機器やワークステー
ションの出力機器として用いられる記録装置は、画像情
報に基づいて用紙やプラスチック薄板等の被記録材（記
録媒体）に画像（ここでは、意味の有無を問わず、文字
や図形や模様等を含めて画像という）を記録する構成で
ある。このように被記録材に画像を形成する記録装置の
一形態として、微小な吐出口から微小なインク滴を吐出
するインクジェット記録装置がある。インクジェット記
録装置のインクジェット記録ヘッドは、一般に、インク
滴を吐出するための吐出口を有する記録ヘッド本体（ヘ
ッドチップ）と、記録ヘッド本体に供給するインクを保
持するタンクとを有している。そして、タンクから記録
ヘッド本体にインクが導かれ、吐出口付近に設けられた
エネルギー発生体、たとえば発熱素子または圧電素子
が、記録信号に基づいて駆動されて、吐出口からインク
滴が吐出して被記録材に付着することにより記録が行わ
れる。このインクジェット記録装置は、いわゆるノンイ
ンパクト方式の記録装置であり、高速記録や様々な記録
媒体への記録が可能であって、記録時の騒音がほとんど
生じないなどの利点を有しており、広く普及している。

【０００３】その中でも、熱エネルギを利用してインク
を吐出するバブルジェット（登録商標）方式のインクジ
ェット記録ヘッドは、インクを吐出するための吐出口を
高密度に配列することができるため、高解像度の記録が
可能である。特に、電気熱変換体をエネルギ発生源とし
て用いるバブルジェット式インクジェット記録ヘッド
は、コンパクト化も容易であり、かつ最近の半導体分野
における技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術や
マイクロ加工技術の長所を十二分に活用でき、高密度実
装化が容易で、製造コストも安価なことから有利であ
る。

【０００４】インクジェット記録ヘッドのタンクへのイ
ンク供給方法としては、オンキャリッジタンク方式や、
ピットイン方式や、チューブによる連続供給方式など、
多数の方法が提案されている。この中で、チューブによ
る連続供給方式は、インクジェット記録ヘッドに内蔵さ
れたタンクの容量を大きくすることが容易にでき、ラン
ニングコストが低く、タンクの交換頻度が低くて済むこ
とから、主に大型の記録装置や業務用記録装置に用いら
れている。

【０００５】このようなインクジェット記録装置におい
て、インクジェット記録ヘッドは、前記した通り、吐出
ユニットである記録ヘッド本体と、インクを貯蔵するた
めのタンクとから構成されている。そして、記録装置本
体に固定的に設けられたメインタンク内のインクが、チ
ューブを介して、インクジェット記録ヘッドの密閉され
たタンクに供給され、さらにタンクから、その下流側に
ある記録ヘッド本体へと供給される。なお、メインタン
クには、その内圧が大気圧と同等になるように、大気連
通穴が設けられている。

【０００６】このような構成であると、チューブおよび
タンクはメインタンク以外に対しては密閉されているの
で、インクジェット記録ヘッドのタンク内の溶存空気の
膨張または凝集やインクの吐出に伴う気泡の発生等が無
ければ、吐出されたインクと同量のインクが、メインタ
ンクからインクジェット記録ヘッドのタンクへと、自動
的に供給される構成になっている。

【０００７】しかし、インクに混ざっている微少な空気
が徐々に溜まってきたり、インク経路全体においてチュ
ーブの壁などを通して進入してくる微少な空気が徐々に
溜まってきたりして、インクジェット記録ヘッドのタン
ク内の空気が増加して、タンク内のインクは徐々にでは
あるが減ってくる。このようにタンク内のインクが減少
した場合には、負圧発生手段等により強制的にインクを
供給する必要がある。

【０００８】ここで、強制的にインクを供給する手段と
して最も一般的なのは、ポンプ装置等を用いた負圧発生
装置によりタンク内に負圧を発生させ、メインタンクと
インクジェット記録ヘッドのタンクとの間に圧力差を発
生させてインクを供給する方式である。つまり、通常
は、図１０に示すように、１つのタンク１１１に、メイ
ンタンク１１６からインク１２８を供給するためのチュ
ーブ１１４と、ポンプ１１７等の負圧発生装置につなが
るチューブ１１５と、合計２本のチューブ１１４，１１
５が接続されている。

【０００９】このような構成に用いられる接続手段は、
インクジェット記録ヘッド１０１の交換頻度によっても
多少異なるが、一般的には、インクジェット記録ヘッド
１０１のタンク１１１に開口部１１９，１２０を設け、
この開口部１１９，１２０をゴム栓などの弾性ジョイン
ト１２１，１２２で塞ぎ、一方、チューブ１１４，１１
５の先端には中空のニードル１１２，１１３を取り付け
ておき、このニードル１１２，１１３を、弾性ジョイン
ト１２１，１２２を貫通させてタンク１１１内に挿入す
る構成が最適である。この接続手段は、インクジェット
記録ヘッド１０１の交換時にタンク１１１内に多少のイ
ンク残りが有ってもインク１２８が垂れ落ちることが無
く、接続状態においてインク漏れのないインク供給経路
を構成するように確実にシールができ、また機構が簡単
であるといった数々の利点を有している。

【００１０】インクジェット記録ヘッド１０１にインク
１２８を供給する機構は、インクジェット記録ヘッド１
０１を保持するキャリッジ１０２に設けられている。具
体的には、中空の２本のニードル１１２，１１３が上下
に並んでキャリッジに設けられている。このニードル１
１２，１１３の先端または先端付近の側面には穴１１２
ａ，１１３ａがあいている。上側のニードル１１３は、
チューブ１１５を介してポンプ１１７と連結されてお
り、ポンプ１１７の作動により、インクジェット記録ヘ
ッド１０１のタンク１１１内の空気を吸引可能な構成で
ある。もう１本のニードル１１２は、もう１本のチュー
ブ１１４を介してメインタンク１１６に連結されてお
り、メインタンク１１６のインク１２８をインクジェッ
ト記録ヘッド１０１のタンク１１１内に供給可能な構成
である。したがって、ポンプ１１７によりチューブ１１
５および上側のニードル１１３を介して、インクジェッ
ト記録ヘッド１０１のタンク１１１内の空気が吸引され
るとともに、メインタンク１１６からもう１本のチュー
ブ１１４および下側のニードル１１２を介してタンク１
１１内にインク１２８が供給される。

【００１１】キャリッジ１０２には、インクジェット記
録ヘッド１０１を保持し固定するための機構が設けられ
ている。この機構は、キャリッジヘッドレバー（図示せ
ず）を操作することによって、インクジェット記録ヘッ
ド１０１をキャリッジに固定することができるととも
に、インクジェット記録ヘッド１０１をキャリッジから
取り外すこともできる。

【００１２】また、キャリッジには、２本のニードル１
１２，１１３を、インクジェット記録ヘッド１０１に設
けられた弾性ジョイント１２１，１２２を貫通させてタ
ンク１１１内に挿入させるための機構（図示せず）が設
けられている。この機構は、キャリッジヘッドレバーと
連動している。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来のインク
ジェット記録装置においては、２本のニードル１１２，
１１３が実質的に同時にインクジェット記録ヘッドのタ
ンクに挿入される。すなわち、同時に２個所でニードル
１１２，１１３を弾性ジョイント１２１，１２２に突き
刺している。したがって、ニードル１１２，１１３を突
き刺す瞬間の負荷が極めて大きく、インクジェット記録
ヘッド１０１をキャリッジ１０２に装着する動作の中で
の最大負荷となっている。それによって、キャリッジヘ
ッドレバーの操作に大きな労力が必要になる。

【００１４】また、２本のニードル１１２，１１３の挿
入および抜き取りが同時に行われるため、タンク１１１
が一気に圧力変動を生じることがあり、この急激な圧力
変動が、インクジェット記録ヘッド１０１に悪影響を及
ぼすおそれがある。

【００１５】そこで本発明の目的は、インクジェット記
録ヘッドの装着動作の中の最大負荷となるニードル挿入
動作の負荷を軽減し、ごく簡単にインクジェット記録ヘ
ッドの装着が行え、さらに、インクジェット記録ヘッド
の急激な圧力変動を抑制することができるインクジェッ
ト記録装置を提案することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、インクを収容可能なタンクを内蔵するイン
クジェット記録ヘッドと、タンクに挿入される、インク
供給または空気排出のための複数のニードルと、複数の
ニードルを、それぞれタイミングをずらしながら前記タ
ンクに挿入させるニードル移動手段とを有する。

【００１７】複数のニードルおよびニードル移動手段
が、インクジェット記録ヘッドを装着可能なキャリッジ
に設けられていてもよい。その場合、複数のニードル
は、キャリッジに設けられた保持穴を貫通した状態で保
持されており、保持穴の内周面により半径方向のガタが
抑制されていることが好ましい。

【００１８】ニードル移動手段は、キャリッジにインク
ジェット記録ヘッドを装着する動作中に作動して、複数
のニードルをタンクに挿入させるものであってもよい。

【００１９】ニードル移動手段は、揺動可能なレバー状
部材であり、一方向に揺動することによって複数のニー
ドルを前記タンクに挿入させるものであってもよい。

【００２０】ニードル移動手段が、タンクに挿入された
状態の複数のニードルを、それぞれタイミングをずらし
ながらタンクから抜き取ることもできることが好まし
い。そして、ニードル移動手段は、キャリッジからイン
クジェット記録装置を取り外す動作中に作動して、タン
クに挿入された状態の複数のニードルをタンクから抜き
取ることが好ましい。さらに、ニードル移動手段は、揺
動可能なレバー状部材であり、一方向に揺動することに
よって複数のニードルを前記タンクに挿入させ、その反
対方向に揺動することによって、タンクに挿入された状
態の複数のニードルをタンクから抜き取るものであって
もよい。

【００２１】複数のニードルは、タンク内に挿入された
状態で、それぞれの挿入部分の長さが同じであることが
好ましい。

【００２２】複数のニードルのうちの少なくとも1つ
は、チューブを介してメインタンクに接続されており、
メインタンク内のインクを前記タンクに供給するもので
あり、複数のニードルのうちの他の少なくとも1つは、
チューブを介してポンプに接続されており、ポンプの作
動によりタンク内の空気またはインクを排出するもので
ある。

【００２３】タンクには複数の開口部が設けられてお
り、各開口部は弾性ジョイントにより塞がれており、複
数のニードルは、弾性ジョイントを貫通することによっ
てタンク内に挿入可能であることが好ましい。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００２５】（キャリッジ保持構造）本実施形態のイン
クジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッド１
と、このインクジェット記録ヘッド１を着脱自在に保持
するキャリッジ２と、キャリッジ２を保持するフレーム
（図示せず）とを備えている。図１は、キャリッジ２の
保持構成を示す外観斜視図である。図１に示すように、
キャリッジ２は、フレームに両端部が固定され互いに平
行に配置されたキャリッジシャフト３およびガイドレー
ル４に、摺動自在に支持されている。そして、キャリッ
ジ２は、フレームに固定されたキャリッジモータ５によ
って駆動されるベルト６によって、キャリッジシャフト
３とガイドレール４に平行な方向に往復移動する。この
移動方向は、キャリッジ２に搭載されているインクジェ
ット記録ヘッド１の吐出口（図示せず）の並び方向に平
行である。

【００２６】なお、図1には、キャリッジ２の一部を省
略して示しており、図２に示すニードル移動手段など仕
切り板２ａより手前側に位置する部材を除いた状態の斜
視図である。

【００２７】（キャリッジのヘッド固定部）キャリッジ
２の上部において、ヘッドレバー７が、ヘッドレバーシ
ャフト８により揺動可能に支持されている。このヘッド
レバー７の右側には、ヘッドレバー７を揺動させるため
のレバー部９が設けられている。

【００２８】ヘッドレバー７には、インクジェット記録
ヘッド１を固定するために、ヘッドレバープレート（図
示せず）と、このヘッドレバープレートを付勢する圧縮
バネであるヘッドレバーバネ（図示せず）とが付属して
いる。これにより、インクジェット記録ヘッド１は、キ
ャリッジ２の下方奥側に押さえつけられた状態で固定さ
れる。キャリッジ２の奥側の壁部には、インクジェット
記録ヘッド１と信号のやりとりをするヘッドコネクタ
（図示せず）が取り付けられている。このヘッドコネク
タには多数の接点が設けられており、それぞれの接点は
独立して前後に動く。そして、インクジェット記録ヘッ
ド１が搭載されると、後述するインクジェット記録ヘッ
ド１の接点部分（コンタクトパッド１０：図３（ａ）参
照）とヘッドコネクタとが当接して導通し、インクジェ
ット記録ヘッド１とキャリッジ２との間で信号の授受が
可能になる。図示しないが、ヘッドコネクタは、フレキ
シブルケーブル等を介して記録装置本体の制御回路に接
続されている。

【００２９】（インク供給手段および空気排出手段）図
２に示すように、キャリッジ２のインクジェット記録ヘ
ッド１搭載部の手前側には、後述するインクジェット記
録ヘッド１のタンク１１にインクを供給するためのイン
ク供給手段と、タンク１１から空気を排出するための空
気排出手段が設けられている。これらの機構について説
明する。

【００３０】図２、図４〜９に示されるように、キャリ
ッジ２には、上下に並んだ２本のニードル１２，１３が
設けられている。

【００３１】ニードル１２，１３は、コ字状の細い中空
のパイプ形状で、図４に示すように、このニードル１
２，１３の一端部はパイプ径が徐々に細くなる円錐形状
に形成されており、その先端は塞がれている。そして、
この先端付近には、小さな穴１２ａ，１３ａが設けられ
ている。この穴１２ａ，１３ａを通して、インクや空気
の流通が可能である。ニードル１２，１３の他端部は、
図２に示すように、チューブ１４，１５に連結されてい
る。チューブ１４，１５は、キャリッジ２内を引き回さ
れてその外部に延びている。

【００３２】このような構成の２本のニードル１２，１
３が設けられており、そのうち下側に設けられているニ
ードル１２の他端部は、チューブ１４を介してメインタ
ンク１６に接続されている。また、上側に設けられてい
るニードル１３の他端部は、チューブ１５を介してポン
プ１７に接続されている。

【００３３】つまり、ポンプ１７、チューブ１５、上側
に設けられているニードル１３は、後述するインクジェ
ット記録ヘッド１のタンク１１内部の空気を吸引する空
気吸引手段を構成している。そして、メインタンク１
６、チューブ１４、下側に設けられているニードル１２
は、後述するインクジェット記録ヘッド１のタンク１１
内にインクを供給するインク供給手段を構成している。

【００３４】なお、チューブ１４，１５は、キャリッジ
２の装着位置の外側において十分なたわみを持たせてあ
り、キャリッジ２の移動時にも、チューブ１４，１５に
過大なストレスがかからないような構成になっている。

【００３５】次に、ニードル１２，１３のキャリッジ２
への取付構造について説明する。

【００３６】図２に示すように、キャリッジ２に設けら
れた仕切り壁２ａに、２つの保持穴３１，３２が設けら
れており、２本のニードル１２，１３は、先端部付近が
この保持穴３１，３２に挿通された状態で保持されてい
る。保持穴３１，３２の内径はニードル１２，１３の外
径よりも僅かに大きい程度なので、後述するニードル１
２，１３の移動の際などにニードル１２，１３が半径方
向にがたつくのが抑制される。

【００３７】また、ニードル１２，１３をインクジェッ
ト記録ヘッド１のタンク１１へ挿入させたり抜き取った
りするためのニードル移動手段であるニードルレバー３
３が、キャリッジ２に設けられている。このニードルレ
バー３３は、ニードルレバーシャフト３４を中心として
揺動可能にキャリッジ２に設けられており、その中央付
近には長穴３３ａが設けられている。この長穴３３ａに
は上下２本のニードル１２，１３のコ字状中間部が通さ
れている。したがって、ニードルレバー３３を、ニード
ルレバーシャフト３４を中心として揺動することによ
り、ニードル１２，１３が進退し、インクジェット記録
ヘッド１のタンク１１への挿入および抜き取りが行われ
る。なお、チューブ１４，１５はキャリッジ２またはイ
ンクジェット記録ヘッド１にしっかりと固定されてはい
ないので、ニードル１２，１３の進退に伴って移動す
る。ニードルレバー３３によるニードル１２，１３のタ
ンク１１への挿入および抜き取り動作の詳細に関しては
後述する。

【００３８】図示しないが、ニードルレバー３３が、ヘ
ッドレバー７（図１参照）に一体的に形成されている
か、または、ヘッドレバー７と連動する構成であると、
操作性がさらに向上する。

【００３９】（インクジェット記録ヘッド）図３
（ａ），（ｂ）は、インクジェット記録ヘッド１の構成
を示す外観斜視図である。ヘッド１は、記録装置本体と
の間で記録信号の受け渡しをするための電気配線が構成
されている、フレキシブルケーブルやＴＡＢ（Tape Aut
omated Bonding）等からなるコンタクトパット１０と、
記録信号に従って吐出口列（図示せず）から図３下方に
向けて液滴を吐出する記録ヘッド本体（ヘッドチップ）
１８と、ヘッドチップ１８に供給されるインク等の液体
を収容するタンク１１とを有している。なお、本実施形
態では、タンク１１は、ヘッドチップ１８を保持するた
めの枠体としても機能する。

【００４０】ヘッドチップ１８とタンク１１とは、図示
しない連結部材により連結されているため、タンク１１
に貯蔵されたインクは、ヘッドチップ１８へ供給され、
ヘッドチップ１８の吐出口より吐出されて記録が行われ
る。

【００４１】インクジェット記録ヘッド１のコンタクト
パット１０配設面と反対側の面には、２つの開口部１
９，２０が設けられており、この開口部１９，２０を塞
ぐように弾性ジョイント（ゴム栓）２１，２２が設けら
れている。図４〜９に示されているように、開口部１
９，２０および弾性ジョイント２１，２２は、タンク１
１の側壁にそれぞれ設けられている。

【００４２】本実施形態では、ニードル１２とニードル
１３、開口部１９と開口部２０、弾性ジョイント２１と
弾性ジョイント２２は、それぞれ同じ構成である。弾性
ジョイント２１，２２は、それぞれ開口部１９，２０の
内径よりも大きな外径を有しており、圧縮された状態で
開口部１９，２０内に圧入されている。そして、この弾
性ジョイント２１，２２はゴム等の弾性部材からなり、
ニードル１２，１３が差し込まれ得るものである。ニー
ドル１２，１３が弾性ジョイント２１，２２に突き刺さ
れると、このニードル１２，１３が弾性ジョイント２
１，２２を貫通してタンク１１内に挿入される構成であ
る。この挿入状態で、ニードル１２，１３は、弾性ジョ
イント２１，２２による強いグリップ力（ニードル外周
部への圧縮力）を受けており、ニードル１２，１３が差
し込まれて弾性ジョイント２１，２２に開けられた穴と
ニードル１２，１３の外周とは隙間なく密着して、イン
ク等が漏れないように完全にシールされる。また、ニー
ドル１２，１３が、弾性ジョイント２１，２２から抜き
取られると、弾性ジョイント２１，２２に作用する圧縮
力により、弾性ジョイント２１，２２に開けられた穴は
ただちに閉じられて、タンク１１は密閉される。

【００４３】（ニードルのタンクへの挿入）前記したよ
うに、キャリッジ２には、ニードル移動手段であるニー
ドルレバー３３が揺動可能に取り付けられており、ニー
ドル１２，１３は、中間部がニードルレバー３３の長穴
３３ａに挿通され、先端部付近が仕切り壁２ａの保持穴
３１，３２に挿通された状態で保持されている。

【００４４】ニードル１２，１３の、インクジェット記
録ヘッド1のタンク１１への挿入前の状態が、図４に示
されている。すなわち、これはインクジェット記録ヘッ
ド１をキャリッジ２上に配置した時点の状態である。

【００４５】そこで、使用者が、ニードルレバー３３の
上端部を持って矢印Ａ方向に揺動させる。ニードルレバ
ー３３の長穴３３ａには、上下２本のニードル１２，１
３のそれぞれのコ字状中間部が挿通されているため、ニ
ードルレバー３３の揺動に伴って、ニードル１２，１３
は、保持穴３１，３２にガイドされつつ、開口部１９，
２０に設けられた弾性ジョイント２１，２２に突き刺さ
ってこれを貫通し、インクジェット記録ヘッド１のタン
ク１１に挿入される。この状態が、図１，２，７に示さ
れている状態である。これにより、ニードル１２，１３
を介してタンク１１へのインクの供給およびタンク１１
からの空気およびインクの排出が可能になる。タンク１
１へのインクの供給およびタンク１１からの空気および
インクの排出については後述する。

【００４６】このニードル３３のタンク１１への挿入動
作についてより詳細に説明する。前記したように、ニー
ドルレバー３３の揺動に伴って、中間部が長穴３３ａ内
に収容されたニードル１２，１３が保持穴３１，３２に
ガイドされて弾性ジョイント２１，２２に向かって移動
すると、まず、図５に示すように、２本のニードル１
２，１３のうち、下側のニードル１２が弾性ジョイント
２１に当接する。そして下側のニードル１２が弾性ジョ
イント２１に突き刺さり、ニードルレバー３３がさらに
矢印Ａ方向に動かされると、下側のニードル１２が弾性
ジョイント２１を貫通して、タンク１１内まで入り込
む。ニードル１２の穴１２ａがタンク１１内に入り込む
と、それまでヘッドチップ１８を除いて密閉されていた
タンク１１が、ニードル１２およびチューブ１４を介し
てメインタンク１６と連通する。このとき、タンク１１
内には多少の圧力変動がある。

【００４７】本実施形態では、このようにニードル１２
の穴１２ａがタンク１１内に入り込んだ時点で、はじめ
て上側のニードル１３の先端部が弾性ジョイント２２に
当接する（図６参照）。そして、ニードルレバー３３を
さらに揺動させると、ニードル１３が弾性ジョイント２
２に突き刺さってこれを貫通し、タンク１１内まで入り
込む。ニードル１３の穴１３ａがタンク１１内に入り込
むと、タンク１１が、ニードル１３およびチューブ１５
を介してポンプ１７と連通する。このとき、タンク１１
内には多少の圧力変動がある。

【００４８】こうして、ニードルレバー３３が矢印Ａ方
向に完全に揺動されて、下側のニードル１２と上側のニ
ードル１３がいずれも完全にタンク１１内に挿入された
状態において、両ニードル１２，１３の挿入部分の長さ
は同じになっている。この状態が、図１，２，７に示す
ような、インクジェット記録ヘッド１がキャリッジ２に
完全に装着された状態であり、必要に応じて、後述する
インク供給および空気またはインクの排出が行える状態
である。

【００４９】このように、本発明では、ニードル１２，
１３のタンク１１への挿入動作において、下側のニード
ル１２が弾性ジョイント２１に突き刺さるタイミング
と、上側のニードル１３が弾性ジョイント２２に突き刺
さるタイミングがずらしてある。

【００５０】従来の構成では、２本のニードルが同時に
弾性ジョイントに突き刺さるため、１本のニードルを弾
性ジョイントに突き刺す際の負荷の２倍の負荷が瞬間的
に加わる。したがって、ニードルをタンクに取り付ける
作業には大きな力を要する。また、タンクが、インク供
給経路と空気排出経路とに一度に同時に連通するため、
瞬間的に大きな圧力変動が生じる。あまり急激な圧力変
動が生じると、インクや空気の円滑な流通が行えなかっ
たりしてインクジェット記録ヘッドに悪影響を及ぼすお
それがある。

【００５１】これに対し、本実施形態では、２本のニー
ドル１２，１３が異なるタイミングで弾性ジョイント２
１，２２に突き刺さるため、負荷が分散し、一度にかか
る負荷は小さくなる。したがって、ニードル１２，１３
をタンク１１に取り付ける作業が簡単になり、インクジ
ェット記録ヘッド装着の操作性が非常によくなる。

【００５２】また、タンク１１は、２段階を経てインク
供給経路と空気排出経路とに連通するため、あまり急激
に大きな圧力変動は生じない。したがって、円滑なイン
クや空気の流通が得られる。本実施形態では、下側のニ
ードル１２が上側のニードル１３よりも先にタンク１１
に挿入され、下側のニードル１２の穴１２ａがタンク１
１と連通した後で、上側のニードル１３の穴１３ａがタ
ンクと連通する構成であるが、両者の順番が逆であって
も構わない。

【００５３】（ニードルのタンクからの抜き取り）図７
に示すようにタンク１１にニードル１２，１３が挿入さ
れている状態から、ニードル１２，１３をタンク１１か
ら抜き取る動作について説明する。

【００５４】使用者が、ニードルレバー３３の上端部を
持って矢印Ｂ方向（矢印Ａと反対方向）に揺動させる。
すると、ニードルレバー３３の揺動に伴って、中間部が
長穴３３ａ内に収容されたニードル１２，１３が保持穴
３１，３２にガイドされて弾性ジョイント２１，２２か
ら抜ける方向に移動する。まず、図８に示すように、２
本のニードル１２，１３のうち、上側のニードル１３が
弾性ジョイント２２から抜け出す。ニードル１３の穴１
３ａが弾性ジョイント２２から抜け出すと、タンク１１
とチューブ１５およびポンプ１７との連通状態が解除さ
れる。

【００５５】上側のニードル１３が弾性ジョイント２２
から抜き取られている途中から、ニードルレバー３３の
矢印Ｂ方向への揺動に伴って、下側のニードル１２が弾
性ジョイント２１から抜け出す。そして、図９に示すよ
うにニードル１２の穴１２ａが弾性ジョイント２１から
抜け出すと、タンク１１とチューブ１４およびメインタ
ンク１６との連通状態が解除される。ニードルレバー３
３が矢印Ｂ方向に完全に揺動されて、下側のニードル１
２と上側のニードル１３がいずれも完全にタンク１１か
ら抜き取られると、図４に示すように、インクジェット
記録ヘッド１がキャリッジ２から取り外せる状態にな
る。

【００５６】このように、本実施形態では、ニードル１
２，１３のタンク１１からの抜取動作において、上側の
ニードル１３が弾性ジョイント２２から抜けるタイミン
グと、下側のニードル１２が弾性ジョイント２１から抜
けるタイミングがずらしてある。したがって、抜取動作
で最も大きい負荷が生じるニードル１２，１３の移動開
始時点が、ニードル１２と１３とで異なっているため、
負荷が分散し、一度にかかる負荷は小さくなる。したが
って、ニードル１２，１３をタンク１１から抜き取る作
業が簡単になり、インクジェット記録ヘッド取り外しの
操作性が非常によくなる。

【００５７】また、タンク１１は、２段階を経てインク
供給経路および空気排出経路との連通状態が解除される
ため、あまり急激に大きな圧力変動は生じない。本実施
形態では、下側のニードル１２が上側のニードル１３よ
りも先にタンク１１から抜け出し、下側のニードル１２
の穴１２ａがタンク１１から抜け出した後で、上側のニ
ードル１３の穴１３ａがタンク１１から抜け出す構成で
あるが、両者の順番が逆であっても構わない。

【００５８】（インク供給および空気排出の経路）次
に、前記した構成のインク供給手段および空気排出手段
およびインクジェット記録ヘッド１において構成され
る、インク供給経路および空気排出経路について、図７
を参照して詳細に説明する。

【００５９】インク供給経路は、前記した通り、記録装
置本体（図示せず）に固定されているメインタンク１６
からチューブ１４を介して連結されているニードル１２
が、開口部１９を塞ぐ弾性ジョイント２１を貫通して、
タンク１１内に挿入されることにより構成されている。

【００６０】一方、空気排出経路は、前記した通り、記
録装置本体に固定されているポンプ１７からチューブ１
５を介して連結されているニードル１３が、開口部２０
を塞ぐ弾性ジョイント２２を貫通して、タンク１１内に
挿入されることにより構成されている。

【００６１】インクジェット記録装置において記録動作
が行われると、インクの吐出に伴ってインクが消費され
てタンク１１内が負圧になると、圧力を元に戻すまで、
メインタンク１６からチューブ１４およびニードル１２
を介して、タンク１１にインク２８が供給される。通常
の記録動作においては、このようにしてインク２８が随
時補充される。

【００６２】しかし、前記した通り、インクジェット記
録ヘッド１において、インクに混ざっている微少な空気
が徐々に溜まってきたり、インク経路全体においてチュ
ーブ１４の壁などを通して進入してくる微少な空気が徐
々に溜まってきたりして、タンク１１内のインクが徐々
に減ってくる。

【００６３】（インク供給動作）前記したように、イン
ク２８の消費および補充を行っているうちに、インクジ
ェット記録ヘッド１のタンク１１内に空気が溜まってき
て、圧力はほぼ一定に保たれつつ、空気が増加してイン
ク２８が減少していくことがある。この場合、メインタ
ンク１６からインクジェット記録ヘッド１のタンク１１
へのインク供給が行われる。

【００６４】インクジェット記録ヘッド１のタンク１１
へのインク２８の供給は、例えば、タンク１１内部にイ
ンクレベルセンサ（図示せず）を設けておき、このイン
クレベルセンサにより、インク量がほとんどなくなった
状態が検知されたタイミングで行われる場合や、記録動
作終了後や電源ＯＮ後などに定期的に行われる場合があ
る。そこで、本実施形態におけるインク供給動作につい
て説明する。

【００６５】インク供給動作は、まず、ポンプ１７を作
動させて、チューブ１５および上側のニードル１３を介
して、タンク１１から空気を吸引する。これにより、気
密状態のタンク１１全体が負圧状態となる。その負圧に
伴う吸引力により、下側のニードル１２およびチューブ
１４を介してメインタンク１６のインク２８が吸引さ
れ、タンク１１に充填されていく。やがて、インクジェ
ット記録ヘッド１のタンク１１内に十分な量のインクが
充填される。

【００６６】タンク１１内に、インク量を検知するイン
クレベルセンサ（図示せず）が設けられている場合に
は、インクレベルセンサによりインク量が基準値に到達
した状態が検知されたら、すぐにポンプ１７の作動を停
止することにより、インク供給動作を終了することがで
きる。

【００６７】これに対し、インク量を検知するためのイ
ンクレベルセンサを備えていない場合には、定期的に、
タンク１１の全容積とほぼ同量のインクの供給が行われ
る。これによって、インク不足を確実に防ぐことはでき
るものの、インクが減ってはいないのにインク供給が行
われる場合もある。このような場合には、十分なインク
量が確保できている状態であっても、ポンプ１７はチュ
ーブ１５および上側のニードル１３を通して吸引を続け
る。そうすると、タンク１１内の空気をすぐに吸引し終
わり、それに引き続いて、インク２８が吸引排出され始
める。タンク１１の全容積とほぼ同量のインクの供給を
行うと、ポンプ１７の作動を停止し、インク供給動作を
終了する。この構成では、タンク１１から空気のみなら
ず大量のインク２８も吸い出してしまうため、このイン
ク２８を廃インクとして排出してしまうと、インク２８
を無駄に消費してしまうという欠点がある。そこで、ポ
ンプ１７により吸い出したインク２８を、再びメインタ
ンク１６に戻して再使用する構成とすることもできる。
いずれの場合も、インクレベルセンサを設ける必要がな
いため、コストは安価になるという利点を有している。

【００６８】なお、カラー記録が可能なインクジェット
記録装置など、複数種類のインクを使用するために複数
のタンクを有する装置においては、本実施形態の構成を
複数独立して並置することができる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
インクジェット記録ヘッドのタンクに挿入される複数の
ニードルが、それぞれ異なるタイミングで挿入されるた
め、ニードル挿入時にかかる負荷を分散して、最大負荷
を小さくし、挿入作業を容易にすることができる。さら
に、各ニードルを介してタンクが外部と連通するタイミ
ングがそれぞれずれているため、タンクに急激に大きな
圧力変動が生じることを防ぐことができ、インクジェッ
ト記録ヘッドを破損することなく、高品位の記録性能が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置の一部切欠斜
視図である。

【図２】本発明のインクジェット記録装置のキャリッジ
の要部を示す概略斜視図である。

【図３】本発明のインクジェット記録ヘッドの斜視図で
ある。

【図４】本発明のインクジェット記録ヘッドのニードル
抜取状態を示す概略断面図である。

【図５】本発明のインクジェット記録ヘッドのニードル
挿入動作を示す概略断面図である。

【図６】本発明のインクジェット記録ヘッドのニードル
挿入動作を示す概略断面図である。

【図７】本発明のインクジェット記録ヘッドのニードル
挿入状態を示す概略断面図である。

【図８】本発明のインクジェット記録ヘッドのニードル
抜取動作を示す概略断面図である。

【図９】本発明のインクジェット記録ヘッドのニードル
抜取動作を示す概略断面図である。

【図１０】従来のインクジェット記録ヘッドのニードル
挿入状態を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１ インクジェット記録ヘッド ２ キャリッジ ２ａ 仕切り板 ３ キャリッジシャフト ４ ガイドレール ５ キャリッジモータ ６ ベルト ７ ヘッドレバー ８ ヘッドレバーシャフト ９ レバー部 １０ コンタクトパッド（接点部分） １１ タンク １２ 下側のニードル（インク供給手段） １２ａ 穴 １３ 上側のニードル（空気排出手段） １３ａ 穴 １４ 下側のチューブ（インク供給手段） １５ 上側のチューブ（空気排出手段） １６ メインタンク（インク供給手段） １７ ポンプ（空気排出手段） １８ ヘッドチップ（記録ヘッド本体） １９，２０ 開口部 ２１，２２ 弾性ジョイント（ゴム栓） ２８ インク ３１，３２ 保持穴 ３３ ニードルレバー（ニードル移動手段） ３３ａ 長穴 ３４ ニードルレバーシャフト

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを収容可能なタンクを内蔵するイ
   ンクジェット記録ヘッドと、 前記タンクに挿入される、インク供給または空気排出の
   ための複数のニードルと、 前記複数のニードルを、それぞれタイミングをずらしな
   がら前記タンクに挿入させるニードル移動手段とを有す
   る、インクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記複数のニードルおよび前記ニードル
   移動手段が、前記インクジェット記録ヘッドを装着可能
   なキャリッジに設けられている、請求項１に記載のイン
   クジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記複数のニードルは、前記キャリッジ
   に設けられた保持穴を貫通した状態で保持されており、
   前記保持穴の内周面により半径方向のガタが抑制されて
   いる、請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記ニードル移動手段は、前記キャリッ
   ジに前記インクジェット記録ヘッドを装着する動作中に
   作動して、前記複数のニードルを前記タンクに挿入させ
   る、請求項２または３に記載のインクジェット記録装
   置。
5. 【請求項５】 前記ニードル移動手段は、揺動可能なレ
   バー状部材であり、一方向に揺動することによって前記
   複数のニードルを前記タンクに挿入させる、請求項１〜
   ４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記ニードル移動手段が、前記タンクに
   挿入された状態の前記複数のニードルを、それぞれタイ
   ミングをずらしながら前記タンクから抜き取ることもで
   きる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のインクジェ
   ット記録装置。
7. 【請求項７】 前記ニードル移動手段は、前記キャリッ
   ジから前記インクジェット記録ヘッドを取り外す動作中
   に作動して、前記タンクに挿入された状態の前記複数の
   ニードルを前記タンクから抜き取る、請求項６に記載の
   インクジェット記録装置。
8. 【請求項８】 前記ニードル移動手段は、揺動可能なレ
   バー状部材であり、一方向に揺動することによって前記
   複数のニードルを前記タンクに挿入させ、その反対方向
   に揺動することによって、前記タンクに挿入された状態
   の前記複数のニードルを前記タンクから抜き取る、請求
   項６または７に記載のインクジェット記録装置。
9. 【請求項９】 前記複数のニードルは、前記タンク内に
   挿入された状態で、それぞれの挿入部分の長さが同じで
   ある、請求項１〜８のいずれか１項に記載のインクジェ
   ット記録装置。
10. 【請求項１０】 前記複数のニードルのうちの少なくと
    も1つは、チューブを介してメインタンクに接続されて
    おり、前記メインタンク内のインクを前記タンクに供給
    するものであり、 前記複数のニードルのうちの他の少なくとも1つは、チ
    ューブを介してポンプに接続されており、前記ポンプの
    作動により前記タンク内の空気またはインクを排出する
    ものである、請求項１〜９のいずれか１項に記載のイン
    クジェット記録装置。
11. 【請求項１１】 前記タンクには複数の開口部が設けら
    れており、前記各開口部は弾性ジョイントにより塞がれ
    ており、前記複数のニードルは、前記弾性ジョイントを
    貫通することによって前記タンク内に挿入可能である、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載のインクジェット
    記録装置。