JP2008200966A - インクジェット式記録装置用カプラおよびインクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】挿抜時にインクが漏れたり、チューブ内に空気が入らないインクジェット式記録装置用カプラを提供する。
【解決手段】プラグ部２０ｂとソケット部２０ａを有するカプラ２０で接続してインクを供給するようにする。ソケット部２０ａにはインクを流出する小穴と小穴を密封するＯリングを設け、プラグ部２０ｂには稼動式のスライダをスライダが密着してプラグ部２０ｂ内部を密封する構造とした。ソケット部２０ａ内にプラグ部２０ｂを挿入し、ソケット部２０ａのインク流路がプラグ部２０ｂのスライダを押し密封を解除することでインクを流す。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクジェットヘッド及びインクジェット式記録装置とインクを供給するカートリッジあるいはインク貯蔵タンク等を接続するカプラに関する。

従来、インクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドを用いて被記録媒体に文字や画像を記録するインクジェット式記録装置が知られている。かかるインクジェット式記録装置では、インクジェットヘッドのノズルが被記録媒体に対向するようにヘッドホルダに設けられ、このヘッドホルダはキャリッジに搭載され被記録媒体の搬送方向とは直交する方向に走査されるようになっている装置と、ヘッドは固定しており記録媒体が移動して印字する装置がある。

このようなインクジェット式記録装置では、図１および図７のようにインクジェットヘッド1にインクを供給するため、インクカートリッジ４や図示しないインクタンクなどが設置され、チューブ３の先端に小穴を穿いた針９をインクカートリッジ4のインク取り出し口１０部分（以後スパウトと呼ぶ）に差込みインクを供給するような構造となっている。

また近年、インクジェット式記録装置内に脱気モジュールを装着し、装置内でインクの脱気を行い、インクの残存空気の管理をしやすくする構造も実用化されている。

従来、前記インクジェットヘッド1にインクを供給するためには前記インクカートリッジ４にチューブ３を接続した針９をカートリッジ４に挿入してインクを供給したり、インクジェットヘッド１とチューブ３をナット等のジョイントで接続してインクジェットヘッド１へインクを供給していた。また、脱気モジュールにおいてもチューブと脱気モジュールはジョイントなどで接続している。

また従来から、ガス・空気・水等の流体用配管に設ける管継手に関し、特許文献１、特許文献２のようなカプラ構造が知られている。
特開２００１−２９５９７６ 号公報 特開２００１−１８２８８３ 号公報

しかしながら、インクジェットヘッドが故障し、インクジェットヘッドを交換するときに、インクジェットッドとチューブの接続部を開放すると、チューブの先端から大気圧で空気がチューブ内に入り、再充填に時間がかかる。

またインクカートリッジ内のインクが空になったときには、カートリッジを交換する必要があるが、この交換時、カートリッジのスパウトから針を抜くときインクが一緒に出てきて漏れる場合がある。漏れたインクはカートリッジを挿入する図示しないカートリッジ収納ボックスを汚す。また針側からもインクが漏れたり、針の先端にある小穴のメニスカスの表面張力により保持されていたチューブ内のインクが大気圧で流れ出し、チューブ内が空になる。この状態で新しいインクカートリッジを取り付けると、空になったチューブにインクを充填するため余計なインクが必要になる。

また図示しない脱気モジュールにおいて、脱気モジュール内の汚れが蓄積し脱気効率が低下した場合は、モジュールの交換が必要となる。この場合も、接続部分を分離したときインクの漏れやチューブ内へ空気が入ってしまい、新しいインクを充填するときの空気抜きのため余計なインクが必要になってしまう。

また、従来のカプラ構造によるジョイント部は、結合を解除するとき接続部からインクが漏れやすい構造の物が多い。完全にインク漏れを防止するノンスピットタイプは金属製であり、大型の物で構造が複雑でありコストがかかるものであった。また安価なタイプは、片側だけしかインクを遮断できす、従来の問題点を克服できる物ではなかった。

本発明はこのような事情に鑑み、簡単な構造の部品で、インクカートリッジを交換したときのインク漏れをなくし、インクカートリッジを収納するカートリッジ収納ボックスの汚れを防止する。またチューブ内が空になることを防止し、インクを有効に使用できることを目的とする。

上記課題を解決する本発明の態様は、インクジェット式記録装置のインク貯蔵手段から被記録媒体に対してインクを吐出するインクジェットヘッドへインクを供給するインク供給路中に設けるカプラであって、図４に示すようにインク流出小穴２３を有する中空状のインク流路２１と、インク流出小穴２２を塞ぐように設けられた密封用ゴムリング２３と、密封用ゴムリング２３を収納し保持するホルダ２４とインク流路２１を摺動し、密封用ゴムリング２３をスライドさせるバネ２５と、これらの部品を収納するケース２８からなるソケット部２０aと、インク流入口３１を有し、前記インク流入口３１にゴム材で成型されたシール用Oリング３２をシール用Oリング３２の先端がプラグ部短面より0.1〜0.5mm突出するようにホルダ３３で固定し、シールOリング３２の内周と接し、プラグ部内部のバネ３４で押圧され、プラグ部内部を密封するスライダ３５からなるプラグ部２０ｂとからなり、前記ソケット部２０ａと前記プラグ部２０ｂを結合した際にインク流路２１がプラグ部２０ｂのスライダ３５の先端を押し、インク流路２１がプラグ部内に移動し、ソケット部とプラグ部のインク経路を形成し、前記インク流出小穴２２から前記インク流入穴３１にインクが供給されるインクジェット式記録装置用カプラにある。

本発明は、インクジェット式記録装置のインク貯蔵手段から被記録媒体に対してインクを吐出するインクジェットヘッドへインクを供給する経路中に設けるカプラであって、前記カプラはソケット部とプラグ部から構成され、前記ソケット部はインク流出用小穴を有する中空状のインク流路と、前記インク流出用小穴の前後に前記インク流出用小穴を密閉する密封用ゴムリングを設け、前記インク流路の摺動に伴い前記密封用ゴムリングが移動し、前記インク流出用小穴が開放されインクの流路を形成するソケット部と、前記プラグ部は、インク流入口に設けられたシール部材の内周に接するスライダとスライダをシール部材に押圧するバネで構成されるプラグ部とからなり、前記ソケット部と前記プラグ部を勘合した際にインク流路がプラグ部内に移動し、前記インク流出小穴から前記インク流入口にインクが供給されることを特徴とする。

また、本発明はさらに前記インク流路のインク流出用小穴を１〜４個有することを特徴とする。

また、本発明は上記それぞれの構成に加えて前記密封用ゴムリングは筒状で内周の先端と後端に半円状の凸部を有し、前記凸部の間隔はインク流出用小穴よりも大きくなっていることを特徴とする。

また、本発明は上記それぞれの構成に加えて前記密封用ゴムリングはOリングであり、インク流出用小穴の前後に各１個以上配置され、前記Oリング同士の間隔はプラスチック、金属などで製作されたカラーで保持される。カラーはインク流出用小穴大きくなっていることを特徴とする。

また、本発明は上記それぞれの構成に加えて前記プラグ部に前記ソケット部と密着し、結合時のインク漏れを防止するシール用Oリングを設け、カプラが分離するまでソケット部と、プラグ部のインクの経路を形成することを特徴とする。

また、本発明は上記それぞれの構成に加えて前記プラグ部内部に設け、通常前記結合Oリングと密着し、外部とプラグ部内部を遮断し結合時はソケット部のインク流路に押されて、プラグ部内部に移動し、結合Oリングと密着せずインクの流路を形成することを特徴とする。

また、本発明は上記それぞれの構成のインクジェット式記録装置用カプラを有することを特徴とするインクジェット式記録装置である。

このような構成にすることにより、本発明では、簡単な構造で低コストのノンスピットタイプのカプラを提供し、インクジェットヘッド交換を容易にする。さらに、本発明の構成では、インクカートリッジの交換時や脱気モジュールのメンテナンス時に、インク流路を開放してもインクが漏れないばかりか、インクジェットヘッド側にインクが流れこまず、チューブ内のインクが流出することがない。そのため、インクカートリッジを収納するカートリッジ収納ボックスの汚れを防止することが出来る。またチューブ内が空になることを防止するため、インクを有効に使用することが出来る。

以下、本発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。

図２は、本実施形態に係るカプラ２０の構成図を示す断面図である。図３は本実施形態にかかるカプラの勘合時の断面図である。図４は本発明の実施形態にかかるソケット部の断面図である。、図５は本発明の実施形態にかかるソケット部の拡大断面図である。図６は本発明の実施形態にかかるプラグ部の断面図である。図７は本発明の実施形態にかかるインクジェットヘッドを搭載したインクジェット印字装置である。

図２、図３に示すように、本実施形態のカプラ２０はソケット部２０aとプラグ部２０ｂで構成される。まずインクを流出する側であるソケット部２０aの構成を説明する。

図４に示すソケット部２０aの構造を以下に説明する。ソケット部２０aは、インク流出小穴２２を有する中空状のインク流路２１と、インク流出小穴２２を塞ぐように設けられた密封用ゴムリング２３と、密封用ゴムリング２３を収納し保持するホルダ２４と、インク流路２１を摺動し密封用ゴムリング２３をスライドさせるバネ２５と、密封用ゴムリング２３が外れないように押さえるストッパ２６と、これらの部品を収納するケース２８から構成される。ここで本実施例では、インク流出小穴２２は２個であるが、これは１個から４個の間で実施することができる（クレーム２の説明です）。

密封用ゴムリング２３の実施例として１部品で形成し、筒状であり、内周の先端と後端に半円状の凸部を有し、前記半円状凸部の内径はインク流路２１の外形より若干小さくしている。密封用ゴムリング２３の内周の先端と後端の前記半円状凸部の間隔はインク流出用小穴よりも大きくなっていて、インク流出用小穴をまたぐようになっている。

密封用ゴムリング２３の他の実施例として、図示しないがインク流出小穴２２の前後にOリングを各１個以上配置し、前記Oリング同士の間隔はプラスチック、金属などで製作されたカラーで保持される。カラーはインク流出用小穴大きくなっている。

次に、図６に示すプラグ部２０ｂの構造を以下に説明する。プラグ部２０ｂは、インク流入口３１と、このインク流入口３１にゴム材で成型されたシール用Oリング３２と、このシール用Oリング３２の先端がプラグ部端面より0.1〜0.5mm突出するように固定するホルダ３３と、シールOリング３２の内周と接しプラグ部内部のバネ３４で押圧されプラグ部内部を密封するシール用スライダ３５から構成される。

次に当該カプラを接続したときのインクの流れについて説明する。前記ソケット部２０aと前記プラグ部２０ｂを結合した際に、インク流路２１がプラグ部のスライダ３５の先端を押し、インク流路２１がプラグ部内に移動する。これにより、ソケット部とプラグ部のインク経路を形成し、前記インク流出小穴２２から前記インク流入口３７にインクが供給される。 ここで、ソケット部２０aの組立について説明する。まず、ケース２８にインク流路２１を挿入し固定する。次にケース２８にバネ２５、ストッパ２６を挿入する。さらに密封用Oリング２３をホルダ２４に挿入し、これらをインク流路２１のインク流出小穴２３側から挿入する。ホルダ２４にはケース２８と勘合する凸起部２７があり、ケース２８に設けた凹部２９と引っかかり外れないようになる。この密封用Oリング２３はインク流入用小穴２３の前後でこれを密封し、かつ筒状で内周の先端と後端に半円状の凸部があり、凸部の間隔はインク流出用小穴よりも大きくなっている。

次に、プラグ部２０ｂの組立について説明する。プラグケース３６にスライダ３５を挿入し、スライダ３５を可動するバネ３４を挿入する。チューブジョイント３７をプラグケース３６に取付け固定する。次にシール用Oリング３２をプラグケース３６の先端に取付け、ホルダ３３で固定する。

このような構造で構成されたカプラ２０の動作を説明する。インクカートリッジ４と接続したチューブ３を、カプラ２０のソケット部２０aのインク流路２１に差込ソケット部２０aまでのインク供給経路を形成する。プラグ部２０ｂをソケット部２０aの入り口から差込、押し込むとプラグ部２０ｂのシール用Oリング３２とソケット部２０aのホルダ２４が接触する。更にソケット部２０aを押し込むとソケット部２０aのインク流路２１の先端が、プラグ部２０ｂのスライダ３５に当接し、スライダ３５をプラグ部内部へ移動する。インク流路２１がプラグ部内部へ移動するとインク流路２１の先端にあるインク流路小穴２２が解放され、インクがプラグ部内部へ流れる。プラグ内部に流れたインクはプラグ後端のチューブジョイント３７に接続するチューブからインクジェットヘッドへ供給される。

プラグ部２０ｂとソケット部２０aを結合後、結合状態を保持するためのプラグ部側に図示しない凸起部を設け、ソケット側に図示しないロック用穴に合わせ固定する。本実施例ではプラグ部２０ｂの凸起をソケット部２０aに合わせソケット部２０aを回転して固定する。

ここで、上述したジョイント部２０でインクカートリッジ１１とチューブ１２を接続したシリアル型のインクジェット式記録装置について説明する。なお、図７は、インクジェット式記録装置の概略斜視図である。

図７に示すように、このインクジェット式記録装置は、色毎に設けられた複数のインクジェットヘッド１と、このインクジェットヘッド１が主走査方向に複数並設されて搭載されたキャリッジ２と、フレキシブルチューブからなるインクチューブ３を介してインクを供給するインクカートリッジ４とを具備する。このキャリッジ２は、一対のガイドレール５ａ，５ｂ上に軸方向に移動自在に搭載されている。また、ガイドレール５ａ，５ｂの一端側には駆動モータ６が設けられており、この駆動モータ６による駆動力によって、インクジェットヘッド１が、当該駆動モータ６に連結されたプーリと、ガイドレール５ａ，５ｂの他端側に設けられたプーリとの間に掛け渡されたタイミングベルトに沿って移動する。

また、キャリッジ２の搬送方向と直交する方向の両端部側には、ガイドレール５ａ，５ｂに沿ってそれぞれ一対の搬送ローラ７，８が設けられている。これらの搬送ローラ７、８は、キャリッジ２の下方に当該キャリッジ２の搬送方向とは直交する方向に被記録媒体Ｓを搬送するものである。

本実施形態のインクジェットヘッド１は、単色のインクを吐出するものであり、本実施形態では、黒色（Ｂ）、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の４色に対応して４つ並設されてキャリッジ２に搭載されている。

また、インク貯蔵手段であるインクカートリッジ４は、各インクジェットヘッド１に対応して各色毎に４つ設けられている。このようなインクカートリッジ４は、キャリッジ２の主走査方向の移動や、被記録媒体Ｓの移動の邪魔にならない位置で、且つインクジェットヘッド１内に負圧を与えるように、インクジェットヘッド１のインク吐出面よりも所定量低い位置に設けられている。

なお、上述したインクジェット式記録装置には、図示しないが、インク吐出面からインクを吸引、または加圧充填するいわゆるクリーニング動作に用いられるインク充填手段が設けられている。そして、このようなインク充填手段によって、インク吐出面側からインクを所定のタイミングで吸引、または加圧充填することによりインクジェットヘッドにはインクカートリッジからインクが供給され、ヘッドチップ内にインクが入る。入ったインクはヘッドチップのポンプ作用によってノズル穴を通過して印字メディアに着弾する。このポンプ作用時の負圧によってインクが供給され続ける。なお、本実施形態では、４色のインクカートリッジ１２１を搭載したインクジェット式記録装置を例示して説明したが、これに限定されず、５〜８色のインクカートリッジを搭載したインクジェット式記録装置であってもよい。

また、本実施形態では、インク供給路の途中にジョイント部を設けたが、本発明のカプラはこれに限らず、図１においてインクカートリッジ４に設けた針の代わりに本発明のジョイント部を設けることができる。また、図１中のヘッドに直結した接続部としても応用できる。またインク供給路中に設けた脱気装置のインクの流入、流出口に本発明のカプラを設けることも出来る。

インクジェット式記録装置の概略図である。 本発明の実施形態に係るカプラの断面図である。 本発明の実施形態に係るカプラの結合時の断面図である。 本発明の実施形態に係るソケット部の断面図である。 本発明の実施形態に係るソケット部の拡大断面図である。 本発明の実施形態に係るプラグ部の断面図である。 インクジェット式記録装置の概略構成を示す斜視図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド
２ キャリッジ
３ チューブ（インク供給路）
４ インクカートリッジ（インク貯蔵手段）
５ ガイドレール
１０ 針
１１ スパウト
１５ チューブ差込口
２０ カプラ
２０a ソケット部
２０ｂ プラグ部
２１ インク流路
２２ インク流出小穴
２３ 密封用Oリング
２４ ホルダ
２５ バネ
２６ ストッパ
２７ 凸起部
２８ ケース
２９ 凹部
３１ インク流入口
３２ シール用Ｏリング
３３ ホルダ
３４ バネ
３５ スライダ
３６ プラグケース
３７ チューブジョイント

Claims (7)

1. インクジェット式記録装置のインク貯蔵手段から被記録媒体に対してインクを吐出するインクジェットヘッドへインクを供給する経路中に設けるカプラであって、
   前記カプラはソケット部とプラグ部から構成され、
   前記ソケット部はインク流出用小穴を有する中空状のインク流路と、前記インク流出用小穴の前後に前記インク流出用小穴を密閉する密封用ゴムリングを設け、前記インク流路の摺動に伴い前記密封用ゴムリングが移動し、前記インク流出用小穴が開放されインクの流路を形成するソケット部と、
   前記プラグ部は、インク流入口に設けられたシール部材の内周に接するスライダとスライダをシール部材に押圧するバネで構成されるプラグ部とからなり、
   前記ソケット部と前記プラグ部を勘合した際にインク流路がプラグ部内に移動し、前記インク流出小穴から前記インク流入口にインクが供給されることを特徴とするインクジェット式記録装置用カプラ。
2. 前記インク流路のインク流出用小穴を１〜４個有することを特徴とする請求項１記載のインクジェット式記録装置用カプラ。
3. 前記密封用ゴムリングは筒状で内周の先端と後端に半円状の凸部を有し、前記凸部の間隔はインク流出用小穴よりも大きくなっていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット式記録装置用カプラ。
4. 前記密封用ゴムリングはOリングであり、インク流出用小穴の前後に各１個以上配置され、前記Oリング同士の間隔はプラスチック、金属などで製作されたカラーで保持される。カラーはインク流出用小穴大きくなっていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット式記録装置用カプラ。
5. 前記プラグ部に前記ソケット部と密着し、結合時のインク漏れを防止するシール用Oリングを設け、カプラが分離するまでソケット部と、プラグ部のインクの経路を形成することを特徴とする請求項１記載のインクジェット式記録装置用カプラ。
6. 前記プラグ部内部に設け、通常前記結合Oリングと密着し、外部とプラグ部内部を遮断し結合時はソケット部のインク流路に押されて、プラグ部内部に移動し、結合Oリングと密着せずインクの流路を形成することを特徴とする請求項１記載のインクジェット式記録装置用カプラ。
7. 請求項１に記載のインクジェット式記録装置用カプラを有することを特徴とするインクジェット式記録装置。

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