JP2003312016A - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
にインクを安定に供給することができるインクジェット
記録装置を提供すること。 【解決手段】 コイルスプリング51と、コイルスプリ
ング51により弁座に常時弾接される可動膜54とから
なる差圧弁として構成されたインク供給ユニットを介し
てインクジェット記録ヘッドに負圧状態に維持されたイ
ンクを供給する。
Description
に往復動するキャリッジと、キャリッジに設けられたイ
ンクジェット記録ヘッドと、キャリッジに搭載されて記
録ヘッドにインクを供給するインク供給手段とからなる
インクジェット記録装置、より詳細には記録ヘッドに負
圧を維持しながらインクを供給する技術に関する。
ット記録装置は、例えば特許文献1に見られるように、
函体にカセット等のインク容器を設置し、インク供給チ
ューブを介してキャリッジに搭載されたインク供給ユニ
ットと接続し、インク供給ユニットを介して印刷で消費
されるインクを記録ヘッドに供給する構成が採られてい
る。このような構造を採ることにより、キャリッジの移
動によるチューブの伸長屈曲によるインク圧力の変化を
可及的に防止して印刷品質を維持することが可能とな
る。一方、カラー印刷時の印字品質の向上を図るため、
同一色系統に濃淡複数種のインクを使用する記録装置に
おいては、インクの種類が増加する分、インクチューブ
の本数が増加し、キャリッジの移動に追従できるように
チューブをガイドする必要上、その引き回すための構造
が複雑化したり制約を受け、その上、チューブの弾性や
剛性がキャリッジの運動に影響を与え、高速印刷が困難
になるという問題がある。このような問題を解消するた
め、特許文献2に見られるように、キャリッジに搭載さ
れ、インクジェット記録ヘッドにインクを供給するイン
ク供給ユニットと、函体側に設置されたインクカートリ
ッジと、管路により接続されてインク供給ユニットに接
離可能なインク補給ユニットとを備えた記録装置が提案
されている。これによれば、印刷時にはチューブ等の管
路とは分離した状態でキャリッジを移動させ、インク供
給ユニットへのインクの補充が必要となった時点でのみ
管路と接続するだけであるから、管路を構成するチュー
ブをキャリッジの移動に追従させる必要がなく引き回し
が簡素化でき、かつキャリッジの移動にチューブの伸縮
が伴わないからキャリッジを高速移動させることがで
き、高速印刷が可能となる。しかしながら、函体側に設
置されたインクカートリッジからインク供給ユニットへ
のインクの供給を、インク供給ユニットに予め仕込まれ
ている弾性体による膨張力によるわずかな負圧に頼るた
め、多数回のインク充填によりインク供給ユニットに空
気が溜まると、負圧が低下して充填量が低下したり、ま
たインク充填に時間を要するという問題がある。このよ
うな問題を解消するため、特許文献3に見られるよう
に、インク供給ユニットのインク貯蔵室側と記録ヘッド
との間にインクの差圧により開閉する膜を備えた差圧弁
機構を配置したものが提案されている。
れば、負圧を維持しつつ消費されたインクを記録ヘッド
に供給することができるものの、キャリッジの移動によ
るインクの揺動に随伴して膜も揺動するため、記録ヘッ
ドに供給すべきインクが維持すべき微小な負圧を維持す
ることが困難であるという問題がある。その上、膜が水
平方向に配置されているため、記録ヘッドとの間で維持
すべき微妙な負圧で弁手段を開閉させるには、膜の面積
が大きくなり、広い設置面積が必要となる。この結果、
複数種のインクを使用して印刷する記録装置のキャリッ
ジが大型化するという不都合がある。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、微小な負圧を高い精度で維持して記録ヘッド
にインクを安定に供給することができるインクジェット
記録装置を提供することである。
るために請求項1のインクジェット記録装置は、記録媒
体の幅方向に往復動するキャリッジと、前記キャリッジ
に設けられたインクジェット記録ヘッドと、前記キャリ
ッジに搭載されて前記記録ヘッドにインクを供給するイ
ンク供給手段とからなるインクジェット記録装置におい
て、前記インク供給手段が、コイルスプリングと、該コ
イルスプリングにより弁座に常時弾接される可動膜とか
らなる差圧弁として構成され、前記コイルスプリングに
より前記インクジェット記録ヘッドに供給されるインク
の圧力が負圧状態に維持されている。請求項12のイン
クジェット記録装置は、キャリッジに設けられたインク
ジェット記録ヘッドと、前記キャリッジに搭載されて前
記記録ヘッドにインクを供給するインク供給手段と、前
記インク供給手段にインクを補給するインク補給手段と
からなるインクジェット記録装置において、前記インク
供給手段が、底部にインク流入口を備えた壁によりイン
ク貯蔵室と弁室とに仕切られ、前記インク貯蔵室に外部
と接続可能なインク注入口と大気開放口とを備え、また
前記弁室に記録ヘッド側の圧力が低下した場合に開弁す
る差圧弁を収容して構成され、前記補給手段が前記大気
開放口に負圧を供給する負圧発生手段として構成され、
前記インク供給手段へのインク供給時に前記インク補給
手段の負圧を前記インク貯蔵室に作用させて前記インク
カートリッジからのインクを前記インク貯蔵室の底部に
流入させる。請求項16のインクジェット記録装置は、
キャリッジに設けられたインクジェット記録ヘッドと、
前記キャリッジに搭載されて前記記録ヘッドにインクを
供給するインク供給手段と、前記インク供給手段にイン
クを補給するインク補給手段と、前記記録ヘッドを封止
するとともに吸引ポンプから負圧の供給を受けるキャッ
ピング手段とを備えたインクジェット記録装置におい
て、前記インク供給手段が、底部にインク流入口を備え
た壁によりインク貯蔵室と、記録ヘッド側の圧力が低下
した場合に開弁する差圧弁を収容した弁室とに仕切ら
れ、前記インク貯蔵室と隔離された流路を介して前記イ
ンク貯蔵室の底部で、かつ前記差圧弁の上流側の近傍に
連通するインク注入口を備え、前記インク注入口と脱気
されたインクを収容したインクカートリッジとを接続し
た状態で、前記キャッピング手段を介して前記記録ヘッ
ドに負圧を供給し、前記記録ヘッドからインクを排出し
ながら前記弁室のインクを脱気されたインクと置換す
る。請求項17のインクジェット記録装置は、キャリッ
ジに設けられたインクジェット記録ヘッドと、前記キャ
リッジに搭載されて前記記録ヘッドにインクを供給する
インク供給手段と、前記インク供給手段にインクを補給
するインクタンクとを備えたインクジェット記録装置に
おいて、前記インク供給手段は、インク貯蔵室と、該イ
ンク貯蔵室と大気とを連通させる大気連通孔と、記録ヘ
ッド側の圧力が低下した場合に開弁する差圧弁とを収容
すると共に、前記インクタンクは、前記インク供給手段
に設けられた前記大気連通孔を介して大気と連通する。
より受圧面の差圧を調整するため、キャリッジの移動に
起因するインクの揺動をコイルスプリングにより受け止
めて微小な負圧を安定に維持することができる。請求項
12の発明によれば、キャリッジの移動に起因するイン
クの揺動をコイルスプリングにより受け止めて微小な負
圧を安定に維持でき、またインクカートリッジの脱気度
の高いインクを、大気との接触を避けながら記録ヘッド
に流入させて、記録ヘッドのインクの充填や、また記録
ヘッドのクリーニング時にインクを使用することがで
き、記録ヘッドに存在する気泡をインクに溶解させて容
易に外部に排出することができる。請求項16の発明に
よれば、キャリッジの移動に起因するインクの揺動をコ
イルスプリングにより受け止めて微小な負圧を安定に維
持でき、またインクカートリッジから脱気度の高いイン
クが、その脱気度を落とすことなく弁室に流れ込み、ま
た、インクカートリッジとインク供給手段の接続の際に
気泡が生じても弁室へ気泡が入ることを防止できる。
した実施例に基づいて説明する。図1は、本発明の一実
施例を示すものであって、キャリッジ1は、ガイド部材
2に案内されて図示しない駆動手段により往復駆動可能
に構成され、上部に本発明が特徴とするインク供給ユニ
ット3が複数、この実施例では4個搭載され、また下面
には記録ヘッド4が設けられている。キャリッジ1の移
動領域の両側(なお、図では一側だけが図示されてい
る)にはインクカートリッジ5を収容するカートリッジ
ホルダ6が、またキャリッジ1の移動領域の非印字領域
の上部にインク補給ユニット7が配置されている。
りインクカートリッジ5に接続され、キャリッジ1がイ
ンク補給領域に移動した段階で、インク供給ユニット3
のインク注入口9に接続して所定のレベルまでインクを
注入するように構成されている。なお、図中符号10
は、チューブ11によりインク補給ユニット7に接続さ
れたインク注入圧力源をなすポンプユニットを示す。
施例を示すものであって、扁平な容器として構成されて
いて、上面20にはインク貯蔵室に連通するインク注入
口9及び大気開放口21が形成され、下部領域、この実
施例では下面22に記録ヘッド4との接続するインク供
給口23が形成されている。また容器の側面24の、イ
ンク貯蔵室36に対向する領域には窓が形成されていて
ここをインクの圧力で変形可能で、かつ水蒸気透過性及
びガス透過性が極めて低い金属層と高分子フィルムを積
層したラミネートフィルムまたは水蒸気透過性及びガス
透過性が極めて低い高分子フィルム等のフィルム31に
より封止されている。
図3に基づいてさらに説明する。インク供給ユニット3
を構成する容器は、大略、プラスチック材料等を成形加
工してなる枠構造を採り、両側面が開口されたケーシン
グ30の両側面を、水蒸気透過性及びガス透過性が極め
て低い金属層と高分子フィルムを積層したラミネートフ
ィルムまたは水蒸気透過性及びガス透過性が極めて低い
高分子フィルム等のフィルム31、32により封止して
構成されている。
に、壁33により上下に、また壁34により左右に分割
されて、上部の壁33に大気連通用の細溝35、35'
が、また下部がインク貯蔵室36と、弁室37とに分割
されている。ケーシング30の弁室37の一方の側面3
0aには側面から底部に延びる厚肉部30bが形成され
ていて、ここに上端38aがインク注入口9に、下端3
8bが壁34のインク流入口39に間隙Gをおき、かつ
ケーシング30の厚み方向に偏倚する溝からなるインク
供給路38が設けられている。
ク流入口39の近傍に位置させることにより、インクカ
ートリッジ5から注入された脱気度の高いインクを、大
気との接触を避けながら下部に位置するインク供給路3
8を経由させて記録ヘッド4に流入させることが可能と
なる。
ヘッド4に流入させることにより、記録ヘッド4のイン
クの充填や、また記録ヘッド4のクリーニング時に脱気
度の高いインクを使用することができ、記録ヘッド4に
存在する気泡をインクに溶解させて容易に外部に排出す
ることができる。
ング30に穿設された連通孔9aによりインク注入口9
に接続されている。また大気開放口21は、ケーシング
30に形成された連通孔21a、壁33の両面に形成さ
れた細溝35、35'、これら細溝35、35'を接続す
る厚み方向に延びる孔40、41を経由して壁33の下
面の連通孔42に接続してインク貯蔵室36に連通され
ている。つまり、大気連通用流路は、壁33に水平方向
に間隔をおいて厚み方向に延びる孔40、41と、これ
らにより端部が接続され、かつ各側面側に位置して形成
された細溝35、35'とにより、可及的に流体抵抗が
大きくなるキャピラリとして構成されている。インク貯
蔵室36内部は、連通孔42、細溝35、孔41、細溝
35'、孔40、連通孔21aを順番に経由して大気に
連通している。
0により厚み方向に2つの領域に分割され、インク流入
側の面には一端がインク流入口39を介してインク貯蔵
室36に連通し、他端が差圧弁機構50に連通する垂直
なインク流路を構成する溝43が形成され、またインク
流出側には差圧弁機構50とインク供給口23と接続す
るインク流路をなす溝44が形成されている。この溝4
4の先端は、ケーシング30に穿設された垂直な通孔4
5を介してインク供給口23に連通されている。
一実施例を示すものであって、ケーシング30の弁室3
7の一方側面を封止する側壁の中央領域にコイルバネ5
1を収容する孔46を備えた弁体収容凹部47が形成さ
れており、ここにコイルバネ51、バネホルダ52、膜
弁53、及びフィルタ56の支持体を兼ねた固定部材5
7が積層状態で嵌め込まれている。バネホルダ52は、
バネ支持面52aを備え、これの外周にガイド片52b
と抜け防止用の爪52dを形成して構成され、バネ支持
面52aのインク流通口52cが穿設されている。
を受けて弾性変形することができる柔軟材により形成さ
れた膜部54と、これの外周を支持してケーシング30
と固定部材55とに挟持される硬質材により形成された
肉厚の固定部55とからなり、好ましくは高分子の2色
成形により一体に製造される。膜部54の中心にはバネ
ホルダ52のインク流通口52cに対向するインク流通
口54aを有する厚肉の封止部54bが設けられてい
る。
うに凹部57aが形成され、凹部57aの封止壁57b
の中央部に膜弁53のインク流通口54aに当接する弁
座部57cが形成されている。この弁座部57cは、膜
弁53の側に突出するように球面状に形成されており、
また上部にはインクが流入する通孔57dが穿設されて
いる。
ク補給ユニット7の位置に移動させてインク供給ユニッ
ト3をインク補給ユニット7に接続すると、インク注入
口9がチューブ8を介してインクカートリッジ5に、ま
た大気開放口21がチューブ11を介してインク注入圧
力源をなすポンプユニットに接続される。この状態でイ
ンク補給ユニット7を作動させると、インク貯蔵室36
の圧力が低下してインク供給路38を介してインク貯蔵
室36の底部にインクが流れ込む。このようにしてイン
クが充填された状態では、図6(a)に示すように膜弁
53の膜部54はバネ51に押されて弁座部57cに弾
接しているから、インク貯蔵室36とインク供給口23
との連通が絶たれている。
によりインクが消費されると、インク流路をなす溝44
の圧力が低下し、記録ヘッド9に供給されるインクが一
定の負圧に維持される。インクの消費がさらに進むと、
負圧が大きくなるため、図6(b)に示したように膜部
54に作用する差圧が大きくなって膜部54がバネ51
に抗して後退し、インク流通口54aが弁座部57cか
ら離れて間隙gを形成する。
室37に流れ込み、フィルタ56により気泡や塵埃を除
去されてから膜部54のインク流通口54aを通過して
図中符号Fで示す流路によりインク供給口23に流れ込
む。このようにして差圧がある程度まで減少すると、バ
ネ51により膜弁53の膜部54が弁座部57cに押し
戻されて図6(a)に示したようにインク流通口54a
が閉塞される。以下、このようにインク供給口23の負
圧が大きくなると膜弁53がコイルバネ51に抗して後
退してインク流通口54aを開放し、一定の負圧を維持
しつつインクを記録ヘッド4に供給するという動作を繰
返す。
ンク流通口54aの周囲近傍をコイルバネ51により積
極的に弁座部57cに押圧されているから、膜弁53の
弾性だけで差圧を調整する従来のインク供給ユニットに
比較して、キャリッジの移動による膜弁53の揺動を抑
制して記録ヘッドへのインクの供給圧を所定の負圧に安
定に維持することができる。
膜弁53の他の実施例を示すもので、膜部54は、その
外周にリング状の支持部54cを、また中央部に前述の
インク流通口54aを形成された厚肉の封止部54bを
備えるように、インクの差圧により変位可能な材料、例
えば軟質ポリプロピレンにより構成されている。また固
定部55は、膜部54の支持部54cの外周に嵌合して
これを支持するようにリング体として硬質材料、例えば
硬質ポリプロピレンにより構成されている。
が薄膜部54dと支持部54cとの接続位置に対して偏
倚するように膜部54の弾性変形領域を構成する薄肉部
54dがテーパ状に構成されている。
が、薄膜部54dと支持部54cとの接続部と中央部と
が同一平面に位置し、かつ支持部54c(または固定部
55)の厚み方向のほぼ中心に位置するように構成され
ている。また固定部55は、封止部54bの弁座部57
cとの当接領域側に、薄肉部54dと支持部54cとの
接続領域程度までリング状の凹部55aを設けて、支持
力を維持しつつ膜部54の弾性変形を阻害しないように
構成されている。
dと支持部54cとの接続領域に環状の屈曲部54eを
形成して、支持部54cによる薄肉部54dの拘束力の
開放と、射出成形による収縮応力による変形を緩和する
ことを意図したものである。
筒状に形成され、また薄肉部54dは支持部側とインク
流通口54a側とが偏倚した状態となるように構成され
ている。
54eが断面「U」字状に形成されていて、支持部54
cとインク流通口54aとが同一平面に位置するように
構成されている。
が断面「U」字状に形成されているものの、支持部側が
封止部54bの弁座部との当接領域側に偏倚されてい
る。
すものであって、この実施例においては差圧調整用のバ
ネ61がケースを介することなく膜部64を弾圧するよ
うに構成されている。すなわち、膜部64は、固定部材
57の弁座部57c'に対向する側が平面となる薄肉部
64aを備え、弁座部57c'に対向する裏面には外周
にバネ61を位置決めする凸部64bが形成され、中心
にインク流通口64cが穿設されている。
「U」字状となるように屈曲部64dが形成されてい
て、外周に厚肉部からなる支持部64eが形成されてい
る。支持部64eの外周は、硬質材により一体に形成さ
れたフランジ状の固定部65が形成されている。支持部
64eは、先端側、つまり弁座部57c'との対向面を
固定部65の底部65aに支持されて厚み方向の位置を
管理されている。
7の弁座部57c'は、膜部64との対向面が平面で、
かつ外縁57eがバネ61の外周よりも外側となる凸部
として形成されている。この弁座部57c'の高さH
は、固定部65の底部65aの厚みDと同一に設定され
ている。これにより、固定部65と弁座部57'との対
向面がほぼ同一の平面に位置させることができ、記録ヘ
ッド4による微小なインク消費量に応動して膜部64を
弁座部57c'に接離させることが可能となる。
状態では、図8(a)に示すように膜部64はバネ61
に押されて弁座部57c'に可及的に広い面積で弾接し
ているから、インク貯蔵室36とインク供給口23との
連通が絶たれている。この状態で印刷が開始され、記録
ヘッド9によりインクが消費されると、図8(b)に示
したように弁座部57c'との間に間隙gを形成する。
ィルタ56により気泡や塵埃を除去されてから膜部64
のインク流通口64cを通過して流出口67を経て図中
符号Fで示すようにインク供給口23に流れ込む。この
ようにして差圧がある程度まで減少すると、バネ61に
より膜部64が弁座部57c'に押し戻されて図8
(a)に示したようにインク流通口64cが閉塞され
る。この状態ではバネ61の押圧力が弁座部57c'に
より受け止められるから、薄肉部64aが過剰に変形す
ることがなく、長期間にわたって液密性を維持すること
ができる。
縮等を生じ易く、薄肉部64aが平面を維持することが
困難な場合がある。このような場合には、図8(c)に
示したように薄肉部64aの支持領域側には環状の断面
略「S」字状部とした屈曲部64d'を形成することに
より薄肉部64aを平面に維持させることができる。
例を示すものであって、膜弁53全体の形状の一致する
型孔Cを備えた金型A、Bを用意するとともに、リング
状部Kの外周側に第1の注入口L1を、また内周側に第
2の注入口L2を設け、タイマFにより開閉時間が制御
される弁E1、E2を介して硬質ポリプロピレン射出機
D1、軟質ポリプロピレン射出機D2を接続して構成さ
れている。
中心とするように回転させ、第1の弁E1を開放して硬
質ポリプロピレンを所定量注入する。注入された硬質ポ
リプロピレンは遠心力を受けて外側に均一に分布し、リ
ング状となる。硬質ポリプロピレンがある程度硬化した
時点で第2の弁え2を開放して軟質ポリプロピレンを注
入すると、硬質ポリプロピレンにより形成されたリング
の内側に密着した状態で軟質ポリプロピレンが金型の形
状に成形される。
に対向するようにフィルタを配置しているが、図10に
示したように差圧弁機構には対向しない位置、例えば差
圧弁機構50の下方に配置しても同様の作用を奏する。
すなわち、インク貯蔵室36をフィルタ70の一方の面
に連通させ、ケーシング30の肉部に形成された通孔7
1を介してフィルタ70の他方の面を差圧弁機構50の
インク流入口に連通させるようにすればよい。
施例のインクの流れを、ケーシング30の表裏に分けて
示す図であって、インク貯蔵室36からフィルタ70に
流入する流れ、通孔71からケーシングに形成された
流路を経由して差圧弁機構50の流入口57dに流入す
る流れ、膜弁を通過する流れ、差圧弁機構50の流
出口66、67とインク供給口23とを結ぶ流路を経由
する流れ、及び流路44を流れる流れによりに連通
する。なお、図中、丸枠に「*」の印は、紙面に垂直に
手前側への流れを、また丸枠に「×」の印は紙面に垂直
に奥に向かう流れを示している。
給ユニットに直結した実施例を示すものである。メイン
タンク80は、一側端の底部にインク供給ユニット90
との接続口81が形成され、その内部を複数、この実施
例では2枚の仕切り82、83により3つの第1乃至第
3のインク室84、85、86に分割されている。各仕
切り82、83の下部には、連通口82a、83aが形
成され、その上面82b、83bは、接続口81の上端
よりも低く、かつインク供給ユニットの接続口81から
離れるほど低くなるように設定されている。接続口81
には、外側に凸部87aを備えた封止弁87が設けら
れ、一端を仕切り82に支持されたバネ88により接続
口81に常時付勢されている。
タンク80の接続口81に液密に挿入可能な筒状の接続
部91に連通するインク貯蔵室92を形成する容器とし
て構成され、接続部91に対向する他面には後述する差
圧弁機構100が設けられている。接続部91は、封止
弁87の突起87aの挿入が可能な開口91aを備え、
バネ93により付勢された弁94が進退可能に挿入され
ている。このバネ93は、接続口81のバネ88よりも
弱く設定されている。
ている壁95には、インク貯蔵室92のインク面よりも
上部に位置するように連通孔96を設け、壁の表面側に
連通孔96に接続する溝97が形成されている。連通孔
96に対向する領域は、撥水性とガス透過性を備えた膜
98aにより封止されて、溝97へのインクの浸入を防
止している。また溝97は大気に連通する連通路を形成
するように、遮気性のフィルム98bで封止されてい
る。
記録ヘッド4のインク誘導路4aとを接続する流路に設
けられていて、図13に示したように壁95の下端部に
球面状の凸部からなる弁座部101と、その下端領域に
インク流入口102とが形成されていて、弁座部101
の中心に当接するようにコイルバネ103により付勢さ
れた膜弁104が設けられている。
ンクの差圧により弾性変形可能で、弁座部101よりも
半径が大きな球面を形成する膜部105と、膜部105
の周縁の固定部105aに一体に結合されたリング状の
固定部106とにより構成され、膜弁104と弁座部1
01との間に第1のインク室107が確保されているて
いる。
103と係合する凸部105bが、また対向する裏面に
は弁座部101の突端に当接する封止部105cが形成
され、これらを貫通するようにインク流入口105dが
穿設されている。
インク室108を確保できる凹部を備えた弁固定枠10
9により固定されている。第2のインク室108と記録
ヘッド4のインク誘導路4aとを接続する流路は、弁固
定枠109に通孔を穿設したり、また表面に溝109
c、109dを設け、この溝109c、109dを膜、
この実施例ではインク貯蔵室92を構成する壁95の膜
98bにより封止して構成されている。このようにイン
ク貯蔵室92の壁95の膜98bと共用することによ
り、弁固定枠109を確実に固定することができる。な
お、図中符号110は、インク流入口102に設けられ
たフィルタを、また符号111は封止用のパッキンを示
す。
109のバネ保持用の凸部109aにバネ103を填
め、またテーパ状に形成されている溝109bに膜部1
05の固定部105aを位置合せし、さらに固定部10
5aの外周と溝109bとの間にリング状の固定部10
6を嵌め込み、これらを一体として凹部112に固定す
ることにより組み立てることができる。このように構成
された実施例は、膜部105がバネ103に押されて半
球状の弁座部101に弾性変形しつつ当接し、前述の実
施例と同様にバネ103により設定された差圧を維持し
つつ記録ヘッド4にインクを供給する。
ット90へのメインタンク80の接続について説明す
る。メインタンク80の接続口81をインク供給ユニッ
ト90の接続部91に位置合せすると、接続口81のパ
ッキン111により気密が保たれた状態となる(図14
(a))。
が接続部91のバネ93に抗して弁94を図中矢印Aの
方向に限界点まで後退させて流路を開かせる(図14
(b))。さらにメインタンク80を押し込むと、限界
点に支持された弁94に突起87aがバネ88に抗して
図中符号Bの方向に押し戻され、封止弁87が接続口8
1から離れて流路が開放される(図14図(c))。こ
れにより、メインタンク80のインクがインク供給ユニ
ット90のインク貯蔵室92に流れ込む(図15
(a))。
費され、記録ヘッド4に連通する部屋108の圧力が低
下すると、膜部105がバネ103に抗して弁座部10
1から離れる。これにより部屋107のインクが部屋1
08に流れ込む。インクの補給により部屋108の負圧
が低下、つまり差圧が記録ヘッド4にインクを供給する
のに適した圧力まで低下すると、膜部105がバネ10
3に押し戻される。これにより、インク流入口105d
が弁座部101により閉塞され、部屋108の負圧が所
定値に維持される。
インク室84のインクレベルが仕切り82の窓82aの
上端82bまで下がると、第2のインク室85のインク
が消費される(図15(b))。第2のインク室85が
仕切り83の窓83aの上端83bまで下がると、第3
のインク室86のインクが消費される(図15
(c))。
インク液面の変化は、インク消費に伴うメインタンク8
0のインク液面の変化よりも小さく抑えることができる
ため、圧力変動を小さくできる。また、仕切82の窓8
2aの上端82bがあることで、環境温度の上昇による
メインタンク80内の空気膨張によってインクが押し出
され、インク貯蔵室92のインク液面が変化する問題に
対し、大気に連通しないメインタンク80内の空気容積
を低減することができるため、記録ヘッドへのインクの
供給圧を安定に維持することができる。
クのインク蒸気は、溝97及びフィルム98からなるキ
ャピラリにより大気に揮散するのを防止される。一方、
環境温度の上昇によるインク貯蔵室92の圧力の上昇分
は、インク貯蔵室92の上部の連通孔96、溝97、及
びフィルム98からなるキャピラリを介して大気に圧力
が開放されてインク貯蔵室92の圧力が開放される。
ものであって、前述の実施例においては3つのインク室
に分割していたが、図16(a)、(b)に示したよう
に3つの仕切り、7つの仕切りにより分割し、下部の連
通窓の上端の位置を、接続口81の側ほど上方に位置す
るように形成してもよい。このようにインク室の容積を
少なくするほど、インク室の切り替わり時におけるイン
クの流れによる動圧を少なくすることができる。
下端を接続口81から遠ざかるように斜面として形成す
ると、インク室切り替わり時のインクの流れによる接続
口側への動圧を減少させることができる。さらには図1
6(d)に示したように仕切りの上部を水平に延ばして
天板として形成するとともに、これら天板が延びる方向
の壁面80aを少なくとも半透明とすることにより各イ
ンク室のインクの消費を側面から視認することができ
る。さらには図16(e)に示したように仕切りの窓の
高さを同一としてもほぼ同様の作用を奏する。
施例を示すものであって、この実施例においては、イン
ク供給ユニット90の裏面にインク貯蔵室92に連通す
る中空針113が形成されており、またインクカートリ
ッジ80にはインク供給口114が形成され、中空針1
13を挿通することができるフィルム115により封止
されている。インクカートリッジ80は、インク供給口
114から離れた奥側ほど高くなる斜面からなる底面1
16が形成されている。
室92には、共通電極117を下方とするように第1の
液面検出電極118が、またインクカートリッジ80に
は第1の液面検出電極118よりも上方に位置し、かつ
インクカートリッジ80のインクが無くなった時点で露
出する位置に第2の液面検出用電極119が配置されて
いる。共通電極117は、好ましくはインク流入口10
2よりも下方に位置するように配置されている。
たようにインクカートリッジ80のインク供給口114
を中空針113に位置合せして押し込むと、中空針11
3がフィルム115を貫通してインクカートリッジ80
のインクがインク供給ユニット90のインク貯蔵室92
に流れ込む。
カートリッジの最後の部屋86のインクまでが消費され
ると、第2の液面検出用検出電極119が大気に露出さ
れるため、共通電極117との導通が断たれ、インクカ
ートリッジのインクエンドが検出される。この状態から
さらにインクの消費が進むと、第1の液面検出用電極1
18がインクから露出してインク貯蔵室92のインクエ
ンドが検出される。
メインタンクをインク供給ユニットに装着する前後の状
態で示すものであって、この実施例においては、インク
貯蔵室92と接続し、かつインクカートリッジ80のイ
ンク室に対向する位置まで延びる連通路120を形成
し、連通路120の上面に少なくとも1つ、この実施例
ではインクカートリッジ80の部屋数分の中空針121
を連通路120に連通させて植設されている。
82'、83'により複数の部屋84'85'、86'に分
割されていて、ホルダ122に装着された場合に中空針
121と対向する位置にバネ123により常時、下方に
付勢された弁124を備えたインク供給口125が形成
され、インク供給口125がフィルム126により封止
されている。
80をホルダ122にセットしてカートリッジ80を下
方に押圧すると、中空針121の先端がフィルム126
を貫通して弁124を押し上げて流路を開く。これによ
りインクカートリッジ80の各部屋のインクが連通路1
20を介してインク貯蔵室92に流れ込む。また、イン
クカートリッジ80をホルダ122から取り外すと、弁
124が中空針121の支持を失って図19に示したよ
うにバネ123によりインク供給口125に弾圧され、
インク供給口125からのインクの流出を阻止する。
口を弁124で封止しているが、図20、図21に示し
たように中空針121の先端と対向する位置に貫通孔1
27aを穿設した弾性板127、例えばゴム板を配置
し、開口をフィルム126により封止しても同様の作用
を奏する。
クをインク供給ユニットに装着する前後の状態で示すも
のであって、図20に示したようにインクカートリッジ
80をホルダ122に位置合せして押し込むと、図21
に示したように中空針128がフィルム126を貫通し
た後、弾性板127の貫通孔127aを押し拡げて連通
する。この状態では中空針121の周囲が弾性板127
により封止されているため、インクの漏洩やインク溶媒
の揮散、さらには空気の流入が確実に防止される。この
実施例においては、中空針121は、先端側を小径部1
21aとし、また弾性板127に接触する領域には先端
をテーパとする大径部128bを構成しておくのが望ま
しい。
22から取り外すと、中空針121が弾性板127から
抜けるため、貫通孔127aが収縮してインクを毛細管
力で保持してインクの流出を阻止する。
クカートリッジ5からチューブ8を介してインク供給ユ
ニット3にインクを供給する工程を図22に基づいて詳
説する。
置に移動させてインク供給ユニット3と接続すると、イ
ンク供給ユニット3のインク注入口9はカップリング1
30を介してインク補給ユニット7から延びるチューブ
8'及びチューブ8によりインクカートリッジ5に連通
され、また大気開放口21はカップリング131を介し
てインク補給ユニット7から延びるチューブ11'及び
11によりポンプユニット10に接続される。
ユニット10を作動させると、インク貯蔵室36の圧力
が低下し、インクカートリッジ5がチューブ8、8'、
カップリング130を経由してインク注入口9に引か
れ、インク供給路38を通ってインク貯蔵室36に流れ
込む。
貯蔵室36の底部に位置し、また弁室37のインク流入
口39との間にギャップGが存在するから、インクとと
もに流れ込んだ気泡は、浮力によりこのギャップGの間
で上昇し、弁室37を区画する壁34に阻止されて弁室
37に流れ込むことなく、インク貯蔵室36の上方に移
動する。このようにインク貯蔵室36に負圧を作用させ
てインクカートリッジ5のインクを吸引するため、弁室
37に気泡が入ることなく、インク貯蔵室36に注入す
ることができる。
した段階で、インク注入口9を封止してさらにインク補
給ユニット7のポンプユニット10を作動させてインク
貯蔵室36を減圧すると、インク貯蔵室のインクを充分
に脱気することができる。もとより、インク貯蔵室36
の圧力が低下するから、記録ヘッド4との間に接続され
た差圧弁機構50が逆止弁として作用し、記録ヘッド4
を介して空気が流入したり、また記録ヘッドに無用に高
い吸引圧が作用するようなことはない。
目詰まり等による印刷不良が生じた場合には、記録ヘッ
ド4をキャッピング手段132により封止して吸引ポン
プ133を作動させて、いわゆる吐出回復処理を実行す
る。キャッピング手段132により負圧を受けると、こ
の負圧がインク誘導路4aを介してインク流路をなす溝
44から差圧弁機構50に作用する。差圧弁機構50
は、前述したように記録ヘッド4の側の圧力が低下する
と開弁するから、弁室37のインクがフィルタ56(図
5参照)でろ過されて差圧弁機構50を通過して記録ヘ
ッド4に流れこむ。
ニット3にカップリング130を介してインクカートリ
ッジ5を接続し、かつ大気開放口21を封止した状態で
吐出回復処理を実行すると、インクカートリッジから脱
気度の高いインクが、弁室37を区画する壁34の下部
に設けられているインク流入口39に速やかに到達する
ことから、その脱気度を落とすことなく弁室37に流れ
込むことになる。また、インクカートリッジ5とインク
供給ユニット3の接続の際に生じる気泡があったとして
も、先に述べた様に弁室37へ気泡が入ることもない。
1を封止した状態を維持すると、インク貯蔵室36の圧
力が低下してインクに溶存しているエアがインク貯蔵室
36の上部空間に放出され、インクの脱気度を回復する
ことができる。
を、そのインク供給機構の概要について示す図である。
実施例を示す斜視図である。
給ユニットの一実施例を、その表裏の構造について封止
用フィルムを外した状態と、封止用フィルムを省いた状
態で示す図である。
ある。
差圧弁機構の一実施例を示す組立斜視図である。
して示す断面図であって、図(a)は閉弁状態を、また
図(b)は開弁状態を示す。
機構を構成する膜弁の他の実施例を示す断面図である。
図であって、図(a)は閉弁状態を、また図(b)は開
弁状態を示すものであり、また図(c)は、膜弁の他の
実施例を示す断面図である。
る。
付け位置を変えた場合の流路との関係を開弁状態で示す
図である。
成する溝や通孔をインク供給ユニットの両側面について
示す図である。
ユニットにメインタンクを装着する工程における接続部
の動作を示す図である。
ドでのインクの消費に伴うメインタンクからのインクの
補給状態を示す図である。
ンクの他の実施例を示す図である。
図であって、同図(a)、(b)は、それぞれメインタ
ンクをインク供給ユニットに装着する前の状態、及び装
着状態で示す図である。
インタンクをインク供給ユニットに装着する前の状態で
示す図である。
インタンクをインク供給ユニットに装着した状態で示す
図である。
インタンクをインク供給ユニットに装着する前の状態で
示す図である。
インタンクをインク供給ユニットに装着した状態で示す
図である。
ユニットへの補給、及び記録ヘッドのインク吐出回復の
動作を説明する図である。
ンクカートリッジ 6 カートリッジホルダ 7
インク補給ユニット 8 チューブ 9 インク注入口 9 記録ヘッド
10 ポンプユニット
Claims (19)
- 【請求項1】キャリッジに設けられたインクジェット記
録ヘッドと、前記キャリッジに搭載されて前記記録ヘッ
ドにインクを供給するインク供給手段とを備えたインク
ジェット記録装置において、 前記インク供給手段が、コイルスプリングと、該コイル
スプリングにより弁座に常時弾接される可動膜とからな
る差圧弁として構成されているインクジェット記録装
置。 - 【請求項2】 前記インク供給手段が、インク収容領域
を備えた前記キャリッジに搭載可能な容器に内蔵されて
いる請求項1に記載のインクジェット記録装置。 - 【請求項3】 前記可動膜が、前記キャリッジの移動方
向に直交する面に平行に配置されている請求項1に記載
のインクジェット記録装置。 - 【請求項4】 前記可動膜が、前記キャリッジの移動方
向に直交する面に平行に配置され、また前記容器が、前
記キャリッジの移動方向に重なるように複数、隣接して
前記キャリッジに搭載されている請求項2に記載のイン
クジェット記録装置。 - 【請求項5】 前記可動膜が、前記キャリッジの移動方
向に平行な垂直面に対して平行に配置されている請求項
1に記載のインクジェット記録装置。 - 【請求項6】 メインタンクが函体側に設置され、管路
により前記容器にインクが供給される請求項2に記載の
インクジェット記録装置。 - 【請求項7】 メインタンクが前記キャリッジに搭載可
能で、かつ前記インク供給手段に着脱可能に構成されて
いる請求項1に記載のインクジェット記録装置。 - 【請求項8】 前記メインタンクが、接続口を備え、ま
た前記接続口に液密状態を維持して挿入可能な中空体が
前記容器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。 - 【請求項9】 前記接続口にバネにより常時前記接続口
を封止し、かつ前記中空体の挿入により開放される弁手
段が設けられている請求項8に記載のインクジェット記
録装置。 - 【請求項10】 前記メインタンクが下部に連通孔を有
する仕切りにより複数の部屋に分割されている請求項
7、また8に記載のインクジェット記録装置。 - 【請求項11】 前記容器が、インク注入口を備え、ま
た前記キャリッジの移動範囲内で、かつ非印刷領域に前
記インク注入口に接離してインクを注入するインク補給
手段が設けられている請求項2に記載のインクジェット
記録装置。 - 【請求項12】 キャリッジに設けられたインクジェッ
ト記録ヘッドと、前記キャリッジに搭載されて前記記録
ヘッドにインクを供給するインク供給手段と、前記イン
ク供給手段にインクを補給するインク補給手段とからな
るインクジェット記録装置において、 前記インク供給手段が、底部にインク流入口を備えた壁
によりインク貯蔵室と弁室とに仕切られ、前記インク貯
蔵室に外部と接続可能なインク注入口と大気開放口とを
備え、また前記弁室に記録ヘッド側の圧力が低下した場
合に開弁する差圧弁を収容して構成され、 前記補給手段が前記大気開放口に負圧を供給する負圧発
生手段として構成され、 前記インク供給手段へのインク供給時に前記インク補給
手段の負圧を前記インク貯蔵室に作用させて前記インク
カートリッジからのインクを前記インク貯蔵室の底部に
流入させるインクジェット記録装置。 - 【請求項13】 一端が前記インク注入口に接続され、
また他端が前記インク貯蔵室の底部に延び、かつ前記イ
ンク流入口との間に、流入したインクの気泡が浮力によ
り上昇して前記流入口から逸れる程度の間隙を有するよ
うにインク流路が前記インク貯蔵室に形成されている請
求項12に記載のインクジェット記録装置。 - 【請求項14】 前記記録ヘッドを封止するとともに吸
引ポンプから負圧の供給を受けるキャッピング手段を備
え、前記インク注入口と大気開放口を封止した状態で、
前記キャッピング手段を介して前記記録ヘッドに負圧を
供給し、前記インク貯蔵室のインクを脱気する請求項1
2に記載のインクジェット記録装置。 - 【請求項15】 前記記録ヘッドを封止するとともに吸
引ポンプから負圧の供給を受けるキャッピング手段を備
え、前記インク注入口と前記インクカートリッジとを接
続し、前記大気開放口を封止した状態で、前記キャッピ
ング手段を介して前記記録ヘッドに負圧を供給し、前記
記録ヘッドからインクを排出しながら前記弁室のインク
を置換する請求項12に記載のインクジェット記録装
置。 - 【請求項16】 キャリッジに設けられたインクジェッ
ト記録ヘッドと、前記キャリッジに搭載されて前記記録
ヘッドにインクを供給するインク供給手段と、前記イン
ク供給手段にインクを補給するインク補給手段と、前記
記録ヘッドを封止するとともに吸引ポンプから負圧の供
給を受けるキャッピング手段とを備えたインクジェット
記録装置において、 前記インク供給手段が、底部にインク流入口を備えた壁
によりインク貯蔵室と、記録ヘッド側の圧力が低下した
場合に開弁する差圧弁を収容した弁室とに仕切られ、前
記インク貯蔵室と隔離された流路を介して前記インク貯
蔵室の底部で、かつ前記差圧弁の上流側の近傍に連通す
るインク注入口を備え、 前記インク注入口と脱気されたインクを収容したインク
カートリッジとを接続した状態で、前記キャッピング手
段を介して前記記録ヘッドに負圧を供給し、前記記録ヘ
ッドからインクを排出しながら前記弁室のインクを脱気
されたインクと置換するインクジェット記録装置。 - 【請求項17】 キャリッジに設けられたインクジェッ
ト記録ヘッドと、前記キャリッジに搭載されて前記記録
ヘッドにインクを供給するインク供給手段と、前記イン
ク供給手段にインクを補給するインクタンクとを備えた
インクジェット記録装置において、 前記インク供給手段は、インク貯蔵室と、該インク貯蔵
室と大気とを連通させる大気連通孔と、記録ヘッド側の
圧力が低下した場合に開弁する差圧弁とを収容すると共
に、 前記インクタンクは、前記インク供給手段に設けられた
前記大気連通孔を介して大気と連通することを特徴とす
るインクジェット記録装置。 - 【請求項18】 前記インクタンクは複数のインク室を
備え、各インク室から順次インクを前記インク供給手段
に供給可能に構成された請求項17記載のインクジェッ
ト記録装置。 - 【請求項19】 前記インク供給手段にインクを供給し
終えたインク室内の空間は、前記連通孔を介して大気と
連通することを特徴とする請求項17記載のインクジェ
ット記録装置。
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