JP2004203056A

JP2004203056A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP2004203056A
Application number: JP2004117282A
Authority: JP
Inventors: Takemasa Namiki; 武政双木
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2004-04-12
Filing date: 2004-04-12
Publication date: 2004-07-22

Abstract

【課題】インク漏れなくインクカートリッジの交換が可能であり、また沈降しやすいインクの使用を可能とし、かつ確実なインクの供給を可能にし、さらに簡単かつ確実に泡抜きが可能で、異種インクによる記録ができ便利で一層使用しやすい。
【解決手段】インクを噴射して記録媒体に記録するインクジェットヘッド３と、インクを貯留する交換可能なインクカートリッジ４と、インクカートリッジ４からインクジェットヘッド３に至るインク通路５と、インク通路５に備えられる可撓性部材で密閉して形成された中間インク貯留袋６と、インクカートリッジ４からインク貯留部側へ加圧して供給するインク加圧供給手段７とを備え、インクジェットヘッド３に対して中間インク貯留袋６を下方位置に配置して水頭差による負圧を与えるインクジェットプリンタ１であって、中間インク貯留袋６はインク通路５に着脱可能であり、異種インクを貯留した異種インクカセット８２と交換可能に構成した。
【選択図】図１１

Description

この発明は、インクを記録媒体に噴射して記録を行うインクジェットプリンタに関する。

インクジェットプリンタには、インクカートリッジとサブタンクを持つインク供給系を備えるものがあり、このインク供給系に関する従来技術として、例えば特開昭５７−１２５０７９号公報に開示されるものがある。この技術は、注射器先端部からの気泡を供給系内に混入させないようにし、またインク残量検出をインクカートリッジではなくサブタンクにて行うものである。また、特開昭６０−３６２６６４号公報で提案される技術は、サブタンクに流入するインクの泡立ちを抑えるようにしたサブタンクに関するものである。

このような従来のインクジェットプリンタに代えて、この出願人は、特願平９−２７３１４０号において、インクを噴射して記録媒体に記録するインクジェットヘッドと、インクを貯留する交換可能なインクカートリッジと、このインクカートリッジからインクジェットヘッドに至るインク通路と、このインク通路に備えられる可撓性部材で密閉して形成された中間インク貯留袋と、インクカートリッジからインク貯留部側へ加圧して供給するインク加圧供給手段とを備え、インクジェットヘッドに対して中間インク貯留袋を下方位置に配置して水頭差による負圧を与えるインクジェットプリンタを提案した。
特開昭５７−１２５０７９号公報特開昭６０−３６２６６４号公報特願平９−２７３１４０号

このインクジェットプリンタでは、インクカートリッジからインクジェットヘッドに至るインク供給系に密閉して形成された中間インク貯留袋を配置して密閉されており、インクジェットヘッドにインクが至る間に脱気の程度が落ちないようにし、脱気したインクを用いて記録媒体に噴射して安定した記録を行うことができる。また、分散インクを用いる場合、インクの沈降のために中間インク貯留袋の中に凝集したインクが沈降して溜ることがあっても、この中間インク貯留袋を手でもみ沈降をほぐすことができ、さらに中間インク貯留袋ごと新品と交換することも安価にできる。また、インクジェットヘッドに対して中間インク貯留袋を下方位置に配置して水頭差による負圧を与えることで、インクカートリッジを任意の位置に配置することが可能であり、インクジェットプリンタ設計上の制約が軽減され、かつ長時間連続して広幅、長尺記録が可能で、記録中にもインク交換が可能であり、さらにインクジェットヘッドヘの圧力のより安定化が可能である。

このインクジェットプリンタにおいて、小型化や操作性等の観点から中間インク貯留袋より下側にインクカートリッジを置く場合があるが、インクカートリッジ交換のときインクが逆流して漏れる問題がある。

また、分散インクを用いるとき長期の停滞で沈降することがあるが、中間インク貯留袋を手でもみ沈降をほぐしたり、中間インク貯留袋ごと新品と交換することもなく、さらに簡単且つ確実にインクの沈降を防止することが必要になる。

また、中間インク貯留袋に貯留されるインク量を検出し、このインク量に基づきインクの供給を制御するようにすると、インクカートリッジの配置位置にかかわらず中間インク貯留袋側へのインクの供給を適切に行うことができるが、この場合が中間インク貯留袋が可撓性部材で密閉して形成されており、インク量を簡単な構造で、かつ正確に検出可能な構造にする必要がある。

さらに、インクジェットヘッドのインク詰まりが生じた場合等には、インクジェットヘッド側から強力に吸引することがあるが、中間インク貯留袋が空同然になり密着する場合があり、中間インク貯留袋が密着すると記録時にインクをインクジェットヘッドに供給できなくなる場合がある。

また、インクジェットヘッドにインクが至る間に脱気の程度が落ちないようにしているが、最初の液の導入時中間インク貯留袋は空であり、インクと空気の置換が必要である。この時完全な気液置換ができない場合が多く、インクカートリッジの交換時等に空気が入いることがあり、簡単かつ確実に泡抜きすることが必要になる。

さらに、異種インクにより記録したい場合が生じることがあり、このような場合に簡単に異種インクによる記録ができれば、便利で一層使用しやすくなる。

この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、インク漏れなくインクカートリッジの交換が可能であり、また沈降しやすいインクの使用を可能とし、かつ確実なインクの供給を可能にし、さらに簡単かつ確実に泡抜きが可能で、異種インクによる記録ができ便利で一層使用しやすいインクジェットプリンタを提供することを目的としている。

前記課題を解決し、かつ目的を達成するために、この発明の構成を以下のように構成した。

請求項１記載の発明は、『インクを噴射して記録媒体に記録するインクジェットヘッドと、
インクを貯留する交換可能なインクカートリッジと、
前記インクカートリッジから前記インクジェットヘッドに至るインク通路と、前記インク通路に備えられる可撓性部材で密閉して形成された中間インク貯留袋と、
前記インクカートリッジからインク貯留部側へ加圧して供給するインク加圧供給手段とを備え、
前記インクジェットヘッドに対して前記中間インク貯留袋を下方位置に配置して水頭差による負圧を与えるインクジェットプリンタであって、
前記中間インク貯留袋は前記インク通路に着脱可能であり、異種インクを貯留した異種インクカセットと交換可能に構成したことを特徴とするインクジェットプリンタ。』である。

この請求項１に記載の発明によれば、異種インクにより記録したい場合が生じることがあると、中間インク貯留袋と異種インクカセットとを交換することで、簡単に異種インクによる記録ができ便利で一層使用しやすい。

請求項２に記載の発明は、『前記中間インク貯留袋内に、撹拌子を入れ、前記撹拌子をマグネット攪拌機で移動させてインクを攪拌可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。』である。

この請求項２に記載の発明によれば、中間インク貯留袋の中に撹拌子を入れて、マグネット攪拌機の上に中間インク貯留袋を置き、内部を撹拌する。

請求項３に記載の発明は、『前記インクカートリッジに、撹拌子を入れ、前記撹拌子をマグネット攪拌機で移動させてインクを攪拌可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。』である。

この請求項３に記載の発明によれば、インクカートリッジの中に撹拌子を入れて、例えばインクカートリッジをセットする前に撹拌する。即ち、マグネット攪拌機の上にインクカートリッジを数分置き、内部を撹拌した後セットする。

請求項４に記載の発明は、『前記中間インク貯留袋は、２枚のシート材の周辺を溶着して縦方向に配置され、この周辺部の最上部に出口栓を溶着すると共に、前記周辺部の最下部に入口栓を溶着したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。』である。

この請求項４に記載の発明によれば、中間インク貯留袋では周辺部の最上部に出口栓を、最下部に入口栓を溶着することで完全な気液置換が人の手を介さずに容易にでき、しかも特に周辺部でのインクの滞留がすくなく、置換回数が大きい。さらに、２枚のシート材の周辺を溶着して中間インク貯留袋としているから、貯留するインク量に対する袋変形が大きい。

以下、この発明のインクジェットプリンタの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明するが、この発明は、この実施の形態に限定されるものではないことは勿論である。

先ず、インクジェットプリンタの参考例を図１及び図２に示す。図１はインクジェットプリンタの概略構成図、図２は中間インク貯留袋のインク量を制御する状態を示す図である。

インクジェットプリンタ１は、脱気したインクを噴射して記録媒体２に記録するインクジェットヘッド３と、インクを貯留する交換可能なインクカートリッジ４と、このインクカートリッジ４からインクジェットヘッド３に至るインク通路５と、このインク通路５に備えられる可撓性部材で密閉して形成された中間インク貯留袋６と、インクカートリッジ４からインク貯留部側へ加圧して供給するインク加圧供給手段７とを備えている。インク通路５は、インクカートリッジ側インク通路５ｂと、インクジェットヘッドインク通路５ｃから構成される。

このインクジェットプリンタ１では、脱気したインクを用いており、インクカートリッジ４からインクジェットヘッド３に至るインク供給系は、空気が混入しない密閉した構造になっている。記録媒体２としては、紙、フィルム等があるが特に限定されない。脱気インクとしては、インク中の溶存気体量が１ｐｐｍ程度のものが好ましい。

インク加圧供給手段７は、一対の絞りローラ２０を制御手段１２の制御により回転し、インクカートリッジ４をつぶして絞り出しによる供給であり、インクカートリッジ４の配置位置にかかわらず中間インク貯留袋側へのインクの供給を適切に行うことができる。また、インクカートリッジ４をつぶして絞り出しによる簡単な構造で、中間インク貯留袋側にインクを供給することができる。

インクカートリッジ４は、樹脂で形成した密閉袋が好ましく用いられる。インクカートリッジ４の口栓４ａに、インク通路５を形成する可撓性チューブのインク針５ａの先端部が差し込まれ、これによりインク漏れなく接続可能な構造になっており、インクカートリッジ４の交換が容易である。

また、中間インク貯留袋６は、インクジェットヘッド３に対してＨ２だけ下方位置に配置され、インクジェットヘッド３には水頭差による負圧が与えられている。インクジェットヘッド３は、例えばピエゾ素子を用いて脱気したインクに圧力を与えて記録媒体２に噴射するものが好ましく用いられるが、特にピエゾ素子を用いたものに限定されない。

中間インク貯留袋６は、例えば樹脂、ゴム等の可撓性部材で密閉して形成され、中間インク貯留袋６の最上部には、混入する空気を抜くチューブ８が設けられている。

この参考例では、インクカートリッジ４のセットや交換に際し、インクカートリッジ４の口栓４ａにインク針５ａを差し込んでいるが、このときインク針５ａの先端部から空気がインク通路５内に混入することがあるため、混入する空気を抜くチューブ８が設けられている。空気を抜くチューブ８には、開閉弁１３が設けられ、インクカートリッジ４の交換等の初期時に開閉弁１３を開き、インクカートリッジ４からインクを開閉弁１３より高い位置まで供給して空気を抜き、この空気抜きが終了すると、開閉弁１３を閉じて中間インク貯留袋６を密閉する。このように、チューブ８が空気抜き手段を構成しているが、空気抜き手段は、中間インク貯留袋６に設けられるチューブ８に限定されず、インクカートリッジ４とインクジェットヘッド３との間に設けられ、密閉系のインク通路に混入する初期導入時の混入する空気を抜くものである。

このように、インクカートリッジ４からインクジェットヘッド３に至るインク供給系に密閉して形成された中間インク貯留袋６を配置して密閉されており、脱気したインクに空気が混入することが防止され、脱気したインクを用いて記録媒体２に噴射して安定した記録を行うことができる。また、インクジェットヘッド３に対して中間インク貯留袋６を下方位置に配置して水頭差による負圧を与えることで、長時間連続して広幅、長尺記録が可能であり、さらにインクジェットヘッド３ヘの圧力のより安定化が可能である。

また、インクジェットプリンタ１は、中間インク貯留袋６に貯留されるインク量を検出するインク量検出手段１１と、このインク量に基づき一対の絞りローラ２０を制御する制御手段１２とを備えている。インク量検出手段１１の上検出部１１ａと下検出部１１ｂが、中間インク貯留袋６の上部６ａに乗せた移動体１１ｃの上限位置と下限位置とを検出するように構成される。移動体１１ｃは、ガイド１１ｄにより支持され、自重により中間インク貯留袋６の上部に乗せてある。中間インク貯留袋６内のインク量が少なくなると、中間インク貯留袋６の上部の６ａ位置が下がり、移動体１１ｃが下がるため、インク量検出手段１１の下検出部１１ｂが上部６ａの下限位置を検出し、この検出信号に基づき制御手段１２が一対の絞りローラ２０を駆動し、インクカートリッジ４からインクが中間インク貯留袋側へ供給される。このインクの供給により中間インク貯留袋６内のインク量が多くなると、中間インク貯留袋６の上部６ａの位置が上り、移動体１１ｃが連動して上がりインク量検出手段１１の上検出部１１ａが上部６ａの上限位置を検出すると、この検出信号に基づき制御手段１２が一対の絞りローラ２０の駆動を停止し、インクカートリッジ４からのインクの供給が停止される。

このように、中間インク貯留袋６に貯留されるインク量を検出し、このインク量に基づき一対の絞りローラ２０を制御することで、中間インク貯留袋側へのインクの供給を適切に行うことができ、インクジェットヘッド３ヘの圧力をより安定化することができる。なお、インク量検出手段１１は、中間インク貯留袋６の重量からインク量を検出するようにしてもよい。

また、分散インクを用いる場合には凝集が生じ易く、凝集したインクが中間インク貯留袋６の中に沈降して溜まり、インクの流れを妨げる場合がある。このような事態が生じても、中間インク貯留袋６を可撓性部材で形成することで、中間インク貯留袋６を手でもみほぐすことにより、凝集したインクの沈降をほぐし、インクの流れをスムーズにすることが可能となる。さらに、中間インク貯留袋６ごと新品と交換することも安価にできる。

また、インクカートリッジ４から中間インク貯留袋６に至るインクカートリッジ側インク通路５ｂには、図２に示すように中間インク貯留袋６への入口部５ｂ１にインクの逆流を規制する逆止弁３００を備えている。逆止弁３００は、弁体３０１及びスプリング３０２から構成されている。また、逆止弁３００は、スプリング３０２を設けることなく、弁体３０１の自重のみでもよい。

図２（ａ）は逆止弁３００が開いた状態を示し、図２（ｂ）は逆止弁３００が閉じた状態を示す。

インクカートリッジ４からインクを中間インク貯留袋６へ供給する際には、図２（ａ）に示すように逆止弁３００の弁体３０１がスプリング３０２により供給孔３０３を閉じる方向に付勢されており、インクがスプリング３０２に抗して弁体３０１を開き供給孔３０３から中間インク貯留袋６へ供給される。

インクカートリッジ４内のインクがなくなると、インクカートリッジ４が新たなものと交換される。この使用済のインクカートリッジ４を取り外すときに、インクカートリッジ側インク通路５ｂのインクカートリッジ４と接続した端部が開放されるために、中間インク貯留袋６に残るインクが逆流しようとするが、このインクの圧力で逆止弁３００の弁体３０１がスプリング３０２の助力を得て供給孔３０３を閉じる方向へ移動して閉じてインクの逆流を規制する。このように逆止弁３００がインクの逆流を規制することで、インク漏れなくインクカートリッジ４の交換が可能である。

また、インクカートリッジ４から中間インク貯留袋６に至るインクカートリッジ側インク通路５ｂの途中には、インクの逆流を規制する逆止弁３００を備えてもよい。

次に、他の参考例を図３及び図４に示す。図３はインクジェットプリンタの概略構成図、図４は攪拌手段の構成を示す図である。この参考例では、図１及び図２の参考例と同じように構成されるものは同じ符号を付して説明を省略する。

この参考例では、インク加圧供給手段７が、中間インク貯留袋６よりインクカートリッジ４をＨ１高い位置に配置してインクの自然落差による供給構造であり、簡単な構造でインクカートリッジ４のインクを中間インク貯留袋側に供給することができる。インクカートリッジ４は、樹脂で形成した密閉袋が好ましく用いられる。インクカートリッジ４の口栓４ａに、インク通路５を形成する可撓性チューブのインク針５ａの先端部が差し込まれ、これによりインク漏れなく接続可能な構造になっており、インクカートリッジ４の交換が容易である。

また、インクカートリッジ４と中間インク貯留袋６との間のインクカートリッジ側インク通路５ｂには、開閉弁１０が配置されている。インクカートリッジ４をインクカートリッジ側インク通路５ｂに接続し、開閉弁１０を開いてインクを中間インク貯留袋側に供給し、インク供給系にインクカートリッジ４を接続する初期時に混入する空気抜き後に開閉弁１０を閉じる。

また、インクジェットプリンタ１は、制御手段１２がインク量検出手段１１によるインク量に基づき開閉弁１０を制御する。即ち、インク量検出手段１１の下検出部１１ｂが上部６ａの下限位置を検出し、この検出信号に基づき制御手段１２が開閉弁１０を開き、インクカートリッジ４からインクが中間インク貯留袋側へ供給される。このインクの供給により中間インク貯留袋６内のインク量が多くなると、中間インク貯留袋６の上部６ａの位置が上り、移動体１１ｃが連動して上がりインク量検出手段１１の上検出部１１ａが上部６ａの上限位置を検出すると、この検出信号に基づき制御手段１２が開閉弁１０を閉じ、インクカートリッジ４からのインクの供給が停止される。

このように、中間インク貯留袋６に貯留されるインク量を検出し、このインク量に基づき開閉弁１０を制御することで、中間インク貯留袋側へのインクの供給を適切に行うことができ、インクジェットヘッド３ヘの圧力をより安定化することができる。なお、インク量検出手段１１は、中間インク貯留袋６の重量からインク量を検出するようにしてもよい。

また、インクジェットプリンタ１には、この発明の実施の形態の中間インク貯留袋６内のインクを攪拌する攪拌手段４０を備えている。攪拌手段４０は、マグネット円盤４１をモータ４２に回転可能に設け、このマグネット円盤４１の回転により中間インク貯留袋６の内部に入れたマグネットボール４３を移動させてインクを攪拌するように構成されている。

分散インクを用いる場合には凝集が生じ易く、凝集したインクが中間インク貯留袋６の中に沈降して溜まり、インクの流れを妨げる場合がある。このような事態が生じても、中間インク貯留袋６内のマグネットボール４３を移動させてインクを攪拌することで、凝集したインクの沈降を防止し、インクの流れをスムーズにすることができ、沈降しやすいインクの使用が可能となる。

なお、図１及び図２に示す参考例のインクジェットプリンタ１にも、同様に中間インク貯留袋６内のインクを攪拌する攪拌手段４０を備えることができる。

次に、さらに他の参考例を図５及び図６に示す。図５は中間インク貯留袋を配置した部分を示す図、図６は中間インク貯留袋の当板を示す図である。

この参考例では、中間インク貯留袋６がケース５０の設けられた斜めの底板５０ａ上に載置され、中間インク貯留袋６は斜めに傾斜して配置されている。中間インク貯留袋６の下部６ｂに、インクカートリッジ側インク通路５ｂが接続され、中間インク貯留袋６の上部６ａにインクジェットヘッドインク通路５ｃが接続されている。

中間インク貯留袋６に貯留されるインク量を検出するインク量検出手段５１は、検出部５２が中間インク貯留袋６に当板５３を介して当接し、この当板５３の移動により検出部５２が上下動して検出レバー５４を回転させ、この検出レバー５４の回転量から中間インク貯留袋６のインク量を検出するように構成されている。

当板５３は、図６に示すように僅かに両側を屈曲させて、平面部５３ａと、この平面部５３ａの両側に傾斜部５３ｂを有し、平面部５３ａに接続切欠き５３ｃが形成されている。この当板５３は、中間インク貯留袋６の上面に貼り付けて設けられ、中間インク貯留袋６の袋のしわをを矯正する。検出部５２は中間インク貯留袋６に当板５３を介して当接しており、この当板５３の移動により確実に中間インク貯留袋６のインク量を検出することができる。

このように中間インク貯留袋６と検出部５２が接触する部分に当板５３を設け、この当板５３を中間インク貯留袋側に取り付けている。また、当板５３の検出部５２との接触部を５ｍｍ丸以上大きさにし、接触圧力は１Ｇ／ｃｍ²、好ましくは０．３Ｇ／ｃｍ²以下とし、特にバネ等を用いるインク量検出手段５１はこのバネ力を加味する。

また、インク量検出手段５１の検出部５２と、中間インク貯留袋６とを―体にはしないで、検出部５２を当板５３にただ乗せるだけも使用可能であり、メンテンナンス時の分解性がよい。

次に、他の参考例を図７に示す。図７は中間インク貯留袋を配置した部分を示す図である。

この参考例では、中間インク貯留袋６が２枚のシート材６６，６７の周辺部６８を溶着して形成され、ケース５０に垂直に配置されている。この中間インク貯留袋６の下部６ｂにインク入口６ｂ１を設け、上部６ａにインク出口６ａ１を設け、下部６ｂのインク入口６ｂ１にインクカートリッジ側インク通路５ｂが接続され、上部６ａのインク出口６ａ１にインクジェットヘッドインク通路５ｃが接続されている。中間インク貯留袋６の内部には、袋密着規制手段７０を構成し袋密着防止のためのパイプ６５が設けられ、インクがなくなり２枚のシート材６６，６７が密着しようとしてもパイプ６５により密着が防止され、しかもインクがパイプ６５内と流れる。

さらに、中間インク貯留袋６のシート材６６に当板６９が取り付けられ、インク量検出手段６０の検出部６１は当板６９に常に接触するようになっており、検出部６１は、中間インク貯留袋６の変形により中間インク貯留袋６のインク量を検出するように構成されている。

このように垂直に配置した中間インク貯留袋６の下部６ｂのインク入口６ｂ１からインクを供給することで、インクが上部６ａのインク出口６ａ１からインクジェットヘッド側へ供給されるから、インクに混入される泡を人手を介さずに泡抜きを簡単かつ確実でき、泡抜き弁が不要になる。また、垂直に配置した中間インク貯留袋６の変形によりインク量検出手段６０の検出部６１が作動し、中間インク貯留袋６のインク量を簡単かつ確実に検出することができる。

中間インク貯留袋６は図８の参考例に示すように、袋の厚さ約１０ｍｍ、袋の液量３５ｇで使用される。また、中間インク貯留袋６の上部には取付部６８ａが設けられ、この取付部６８ａに形成された一対の取付孔６８ａ１により中間インク貯留袋６が縦方向に配置される。

次に、他の参考例を図９に示す。中間インク貯留袋６は、図９（ｃ）に示すように、２枚のシート材６６，６７の周辺を溶着し縦方向に配置され、この周辺部６８の最上部６８ａに、図９（ｃ）に示すように出口栓６００を溶接すると共に、周辺部６８の最下部６８ｂに入口栓６０１を溶接している。出口栓６００及び入口栓６０１は、図９（ｂ）に示すように、短軸と長軸とを有するリング状に形成され、中央に通路６００ａ，６０１ａを有している。この出口栓６００及び入口栓６０１は、長軸を２枚のシート材６６，６７の接合面に向けて溶着される。この中間インク貯留袋６では周辺部６８の最上部６８ａに出口栓６００を、最下部６８ｂに入口栓６０１を溶接することで完全な気液置換が人の手を介さずに容易にでき、しかも特に周辺部６８でのインクの滞留がすくなく、置換回数が大きい。さらに、２枚のシート材６６，６７の周辺を溶着して中間インク貯留袋６としているから、貯留するインク量に対する袋変形が大きい。

次に、他の参考例を図１０に示す。図１０は中間インク貯留袋を示す図である。

この参考例では、中間インク貯留袋６の一側上部に入口部６ｃが設けられ、他側上部に出口部６ｄが設けられ、入口部６ｃにインクカートリッジ側インク通路５ｂが接続され、出口部６ｄにインクジェットヘッドインク通路５ｃが接続されている。

中間インク貯留袋６内には、袋の密着を規制してインクの流れを確保する袋密着規制手段７０が備えられている。この実施の形態では、袋密着規制手段７０が複数の短いパイプ７１を入口部６ｃから出口部６ｄに所定間隔で配置して構成される。

インクジェットヘッド３にインク詰まりが生じる場合には、インクジェットヘッド３側から強力に吸引することがあり、この場合には中間インク貯留袋６の上面と下面が密着するようになるが、袋密着規制手段７０を構成するパイプ７１により中間インク貯留袋６の密着が規制され、しかもパイプ７１によりインクの流れが確保されるから、インクカートリッジ４からインクジェットヘッド３側にインクを確実に供給することができる。なお、袋密着規制手段７０は、１本の長いパイプを配置して構成することもできる。

次に、この発明の実施の形態を図１１に示す。図１１はインクジェットプリンタの概略構成図である。

この実施の形態では、図１１（ａ）に示すように、インクジェットプリンタ１には、中間インク貯留袋６がインク通路５に着脱可能であり、異種インクを貯留した異種インクカセット８２と交換可能に構成されている。図１１（ｂ）は、比較例を示し、中間インク貯留袋６がインク通路５から着脱できないようになっているが、この実施の形態のように異種インクにより記録したい場合が生じることがあると、中間インク貯留袋６と異種インクカセット８２とを交換することで、簡単に異種インクによる記録ができ便利で一層使用しやすい。

図１２は中間インク貯留袋の着脱構造を示す図である。この実施の形態では、インク通路５のインクカートリッジ側インク通路５ｂと、インクジェットヘッドインク通路５ｃの間に、連結部８０が配置されている。この連結部８０には、接続口部８０ａ，８０ｂが設けられ、この接続口部８０ａ，８０ｂの接続針８０ａ１，８０ｂ１を中間インク貯留袋６に差し込むことで接続され、中間インク貯留袋６がインク通路５に着脱可能である。

分散インクと異なる異種インクを使用する時には、インクカートリッジ側インク通路５ｂの開閉弁８１を閉じて中間インク貯留袋６を取り外して、異種インクを貯留した異種インクカセット８２を接続口部８０ａ，８０ｂの接続針８０ａ１，８０ｂ１に差し込んで交換する。このように異種インクにより記録したい場合が生じることがあると、中間インク貯留袋６と異種インクカセット８２とを交換することで、簡単に異種インクによる記録ができ便利で一層使用しやすい。異種インクとして、例えば互いに種類の異なる布帛用のインク、もしくは同種の布帛用のインクであっても捺染効果の差異に応じて使い分けられる別規格のインク等である。

さらに、インク切換の他の実施の形態を図１３及び図１４に示す。図１３はインクジェットプリンタの概略構成図、図１４は切替弁のバルブ位置を示す図である。

この実施例のインクジェットプリンタ１は、多種類の布帛に対応できるように布帛に合わせた多種類のインクが用意され、切替弁Ｖ１，Ｖ２によって切り替えて使用されるようになっている。

異種インクを貯留した複数のインクカートリッジＴＫａ，ＴＫｂ及びインクカートリッジＴＫａ’，ＴＫｂ’を有し、この複数のインクカートリッジは中間インク貯留袋６Ａ，６Ｂに切替弁Ｖ１，Ｖ２を介して接続され、この切替弁Ｖ１，Ｖ２の作動でインクジェットヘッドＨＤ１，ＨＤ２へ供給するインクの切替を行うように構成されている。

中間インク貯留袋６Ａ，６Ｂには切替弁Ｖ３，Ｖ４が設けられている。切替弁Ｖ３により洗浄液タンクＴＫｃ側とインクカートリッジＴＫａ，ＴＫｂ側とに切り替えられ、インクカートリッジＴＫａ，ＴＫｂのインクの切替を行う時に洗浄液を供給してインク供給経路を洗浄する。また、切替弁Ｖ４により分岐路ＢＲを介して洗浄液タンクＴＫｃ側とインクカートリッジＴＫａ’，ＴＫｂ’側とに切り替えられ、インクカートリッジＴＫａ’，ＴＫｂ’のインクの切替を行う時に洗浄液を供給してインク供給経路を洗浄する。

この実施の形態では、切替弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４に回転式の３方弁を用いており、図１０において、切替弁Ｖ１のａポー卜にインクカートリッジＴＫａからインクＡが供給され、ｂポートにインクカートリッジＴＫｂからインクＢが供給される。切替弁Ｖ２にはａポートにインクカートリッジＴＫａ’からインクＡ’が供給され、ｂポートにインクカートリッジＴＫｂ’からインクＢ’が供給される。

インクＡは材質Ａ（例えば木綿）の布帛用のインクであり、インクＢは材質Ｂ（例えばポリエステル）の布帛用のインクである。インクＡ’およびＢ’はそれぞれ材質Ａの布帛用およびＢの布帛用のインクではあるが、ぞれぞれインクＡ及びＢとは濃度を異ならせたものである。

切替弁Ｖ３のａポートには洗浄液タンクＴＫｃから洗浄液が供給され、ｂポートには切替弁Ｖ１のｃポートの出力液が供給される。切替弁Ｖ３のｃポートの出力液はインクジェットヘッドＨＤ１に供給される。この出力液の流路には分岐が設けられ、分岐された分岐路ＢＲが切替弁Ｖ４のａポートに接続される。

切替弁Ｖ４のｂポートには切替弁Ｖ２のｃポートの出力液が供給される。切替弁Ｖ４のｃポートの出力液がインクジェットヘッドＨＤ２に供給される。

切替弁Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４は図１４に示すように３つの切替状態（バルブ位置（１）〜（３））を有する。図１１において、バルブ位置（１）はストップ状態であり、流路を遮断する状態である。バルブ位置（２）はｂポートとＣポートを連通させる状態である。バルブ位置（３）はａポートとｃポートを連通させる状態である。

切替弁Ｖ１〜Ｖ４の切替は、図示しない制御装置によって制御される。切替弁Ｖｌ〜Ｖ４の切替状態は制御装置にバルブ位置信号としてフィードバックされる。また、インク識別信号及び洗浄液識別信号が制御装置に伝達される。これら制御系の信号経路を破線によって示す。

インクジェットヘッドＨＤ１，ＨＤ２は同じ色のインク用の単位ヘッドであり、例えばイエローヘッドＹ１，Ｙ２である。マゼンタヘッドＭｌ，Ｍ２、シアンヘッドＣ１，Ｃ２及びクロヘッドＫ１，Ｋ２についても全く同様なインク切替装置が設けられている。

このように異種インクにより記録したい場合が生じることがあると、切替弁Ｖ１〜Ｖ４の作動でインクジェットヘッドＨＤ１，ＨＤ２へ供給するインクの切替を行うことで、簡単に異種インクによる記録ができ便利で一層使用しやすい。

さらに、この発明の中間インク貯留袋の形状と材質、インクの導入方法、中間インク貯留袋の内圧力、インクカートリッジ、分散インクに適用する場合の実施例についてより具体的に説明する。
［中間インク貯留袋の形状と材質］
中間インク貯留袋の形状は、図１５及び図１６に示すように丸袋１００、角袋２００等色々あるが、２枚のシートを貼り合わせた平袋がよい。図１５では２枚のシート１０１を、図１６では２枚のシート２０１をヒートシール１０１ａ，２０１ａにより貼り合わせた平袋で示している。

そして形状は、丸形より四角が高さ方向の変位量が多く従つて容量が多く中間袋として有効である。材質は空気透過率の低いアルミニウム、ナイロン、ＰＥＴ等のラミネートしたシートを用いるとよい。特に、アルミニウム層の厚さは７ミクロン以上が空気透過率のために効果がある。袋の内側にはヒートシール性のあるポリエチレン（ＰＥ）を用いる。

使用した袋に用いたシートのラミネート層構成の一例を示す。又大きさは１辺が１００ｍｍを使用した。ナイロン１５ミクロン、アルミニウム７ミクロン、ポリエチレン（ＰＥ）６０ミクロンとし、この使用した袋の形状は、図７及び図８に示す。
［インクの導入方法］
インクの初期導入の注意点は、中間インク貯留袋の袋内の気泡を完全に取り除くことにある。即ち、完全な気液置換であり、この場合、予め中間インク貯留袋の袋を完全にインクで満たされたものを取り付けることも可能であるが、一般には空の状態においてインクを導入することが多い。初期導入時に中間インク貯留袋の袋に残る気泡は泡抜き作業にてヘッド側に抜き出す。又は上部に気泡をためて泡抜きパイプに付く弁を開いて泡を抜き出す。そして、中間インク貯留袋の袋内はインクで完全に満たされる。

具体的には図１を用いて説明する。インクカートリッジ４は容量１リットルの空気バリヤー性のある可撓性の長方形の平袋を用いた。口栓４ａはゴム、インク通路５を形成する可撓性チューブの先端のインク針５ａに接続する。可撓性チューブの太さは表面張力の影響で液が押し止まる力を小さくするため、内径３ｍｍを用いた。一対の絞りローラ２０を駆動すると、インクは上方に流出し中間インク貯留袋６にたまる。この時空気は中間インク貯留袋の内上部に溜まる。この空気を開閉弁ｌ３を開いて放出し、そして開閉弁１３を閉じ中間インク貯留袋を密閉する。開閉弁１３の位置はインクジェットヘッド３より下側であることが望まししい。他の空気抜きの方法は、インクの出側口を最も高い位置に置きインクと共にインクジェットヘッド３側に流出させる場合もある。この作業は通常のインクジェットプリンタで行うインク吸引作業と全く同じである。
［中間インク貯留袋の内圧力］
インクカートリッジ４の袋より一対の絞りローラ２０を駆動して中間インク貯留袋６にインクを供給している時も、インク供給が無いときも圧力の変化は無視できるほど小きい。通常のインク袋からのインク供給方式の圧力変化以下であった。更に詳しく言えばインクカートリッジ４はインク供給の無いときはインクジェットヘッド３よりもち出されるインクで収縮する方向に圧力が働く、またインクが流入することにより膨張する方向に圧力を生じる。この圧力は中間インク貯留袋の形状か満タンにならない範囲では小さい。通常の使用範囲は、中間インク貯留袋の満タンに対して２〜８割の範囲で使用するのがインクジェットヘッド３のインク使用から好都合である。
［インクカートリッジ］
上部に置いたインクカートリッジ４は絞り出しをしないでも使用上問題にならないくらいにインクは中間インク貯留袋の袋に流出した。インクカートリッジ４のインク残量検知は一対の絞りローラ２０が駆動してから１分以内に満タンにならない時は、インク切れと判断する方法、またインクカートリッジ４にインク残量検知機を取り付けることもよい。

また、図１７はインクカートリッジの他の実施の形態を示す。この実施の形態では、インクカートリッジ４に、撹拌子としてマグネットボール２００を入れ、マグネットボール２００をマグネット攪拌機２０１で移動させてインクを攪拌可能に構成している。

従来、分散インクは長期間（数か月）保存したものを使用する場合、インクカートリッジをゆすって、あるいはもんで内部を撹拌した後にインクジェットプリンタにセットすることが普通に行われている。しかし、インクカートリッジのままでユーザーへの輸送はインクカートリッジの損傷を考えるとできない。従って、口栓４ａを有するインクカートリッジ４を箱２０２に詰めてユーザーに渡すようになっている。

しかし、使用の前にユーザーが箱２０２からインクカートリッジ４を取り出して揉んだりするのは手間がかかる。また、インクカートリッジ４はそのままインク針５ａにセットできるようインクカートリッジ４との位置関係が規制されている。これを分解したり、振動させることは位置関係が狂うため好ましくない。

これをなくすために、図１７（ａ）に示すようにインクカートリッジ４の中にマグネットボール２００を入れてインクカートリッジ４をセットする前に、マグネット攪拌機２０１の上にインクカートリッジ４を数分置き、内部を撹拌した後、図１７（ｂ）に示すようにインクカートリッジ受け２１０にセットする。

インクカートリッジ受け２１０には、口栓４ａに接続する部分に接続部２１０ａが形成されており、この接続部２１０ａに箱２０２の開口部２０２ａを挿入して位置決めしてインク針５ａをインクカートリッジ４の口栓４ａに接続する。

また、インクカートリッジ受け２１０にマグネット攪拌機２０１を組み込み、インクカートリッジ受け２１０にインクカートリッジ４をセットした状態で攪拌するようにすることもできる。
［分散インクに適用する場合］
分散インクを用いるときは、中間インク貯留袋の袋にインクの沈降物が溜まる場合がある。この時中間インク貯留袋のインクを攪拌することにより内部のインクを長期間の使用が可能になる。さらに、沈降が激しく堆積した様な場合は、中間インク貯留袋の袋を新品と交換してもコスト的に従来のインクタンクより安価である。

この発明は、インクを噴射して記録媒体に記録するインクジェットヘッドと、インクを貯留する交換可能なインクカートリッジと、インクカートリッジからインクジェットヘッドに至るインク通路と、インク通路に備えられる可撓性部材で密閉して形成された中間インク貯留袋と、インクカートリッジからインク貯留部側へ加圧して供給するインク加圧供給手段とを備えるインクジェットプリンタに適用できる。

インクジェットプリンタの概略構成図である。中間インク貯留袋のインク量を制御する状態を示す図である。インクジェットプリンタの概略構成図である。攪拌手段の構成を示す図である。中間インク貯留袋を配置した部分を示す図である。中間インク貯留袋の当板を示す図である。中間インク貯留袋を配置した部分を示す図である。中間インク貯留袋を示す図である。中間インク貯留袋を示す図である。中間インク貯留袋を示す図である。実施の形態のインクジェットプリンタの概略構成図である。中間インク貯留袋の配置を示す図である。インクジェットプリンタの概略構成図である。切替弁のバルブ位置を示す図である。２枚のシートを用いて形成した丸袋を示す図である。２枚のシートを用いて形成した角袋を示す図である。インクカートリッジの他の実施の形態を示す図である。

符号の説明

１インクジェットプリンタ
２記録媒体
３インクジェットヘッド
４インクカートリッジ
５インク通路
６中間インク貯留袋
７インク加圧供給手段
３０逆止弁
８２異種インクカセット

Claims

インクを噴射して記録媒体に記録するインクジェットヘッドと、
インクを貯留する交換可能なインクカートリッジと、
前記インクカートリッジから前記インクジェットヘッドに至るインク通路と、前記インク通路に備えられる可撓性部材で密閉して形成された中間インク貯留袋と、
前記インクカートリッジからインク貯留部側へ加圧して供給するインク加圧供給手段とを備え、
前記インクジェットヘッドに対して前記中間インク貯留袋を下方位置に配置して水頭差による負圧を与えるインクジェットプリンタであって、
前記中間インク貯留袋は前記インク通路に着脱可能であり、異種インクを貯留した異種インクカセットと交換可能に構成したことを特徴とするインクジェットプリンタ。
前記中間インク貯留袋内に、撹拌子を入れ、前記撹拌子をマグネット攪拌機で移動させてインクを攪拌可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
前記インクカートリッジに、撹拌子を入れ、前記撹拌子をマグネット攪拌機で移動させてインクを攪拌可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
前記中間インク貯留袋は、２枚のシート材の周辺を溶着して縦方向に配置され、この周辺部の最上部に出口栓を溶着すると共に、前記周辺部の最下部に入口栓を溶着したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のインクジェットプリンタ。