JP3606318B2 - インクジェット記録装置用インク供給機構 - Google Patents
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Description
【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ジェット記録装置用インク供給機構に関する。
【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インクカートリッジのインクを記録ヘッドに供給することができるインクジェット記録装置用のインク供給機構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、前記インク室に連通して常時閉弁状態を維持する大気連通用接続口、及び前記インク室に連通して常時閉弁状態を維持するインク注入用接続口と、前記インク室に連通して記録ヘッドに連通するインク流出口とが形成され、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流出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前記インク室を大気に連通させる接続部、前記インク注入用接続口を閉弁状態で収容するとともに外部からの液注入手段の挿入により前記インク注入用接続口を開弁させる貫通孔、及び前記インク流出口と接続して記録ヘッドにインクを供給する接続ユニットと、を備える。
【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、インク室のインクが消費された場合には、インクカートリッジを交換するか、インク注入口にシリンジ等の液注入手段を挿入してインク注入用接続口を強制的に開弁させてインク室にインクを補給する。
【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部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、インク注入用接続口5が形成され、また最下部には記録ヘッドにインクを供給するインク流出口6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、20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は、開弁状態を維持し、またインク注入用接続口5は閉弁状態を維持する一方、インク注入具が挿入された場合に開弁する。
【0011】
負圧発生部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、それぞれ負圧発生部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▲1▼、通孔37から流路38を経由して弁室30の通孔39に流入する流れ▲2▼、膜弁31を通過する流れ▲3▼、弁室30の通孔40、41と通孔41、42とを結ぶ流路43を経由する流れ▲4▼、及びインク流出口6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▲5▼によりに連通する。なお、図3における符号46は、インク流出口6に嵌め込まれるパッキンを示す。
【0013】
図5は、負圧発生部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35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の大気連通用接続口4、インク注入用接続口5、及びインク流出口6を収容する凹部54、貫通孔55、及び凹部56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を介して大気に開放されており、内部に大気連通孔の弁体を押圧する壁54aが形成されている。
インク注入用接続口を収容する貫通孔55は、インクカートリッジの弁体と当接する壁を備えず、閉弁状態を維持させる。インク流出口6に接続する凹部56は、連通孔58を介して記録ヘッド59に連通されている。
【0016】
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に示したようにインク流出口6を凹部56に位置決めして上部を接続ユニット側に倒し込んで接続ユニット50に接続する。
なお、インクカートリッジが接続ユニット50に装着されるまでは、膜弁31が閉弁状態を維持しているので、インク室2のインクがインク流出口6から漏れ出すことがなく、大気連通用接続口4の弁体10が閉弁状態を維持しているので、インク室2のインクが蒸発することもない。
【0017】
接続された状態では、インクカートリッジ1の大気接続口のスライド軸が壁に押されてバネに抗して後退し、開弁する。これにより、インク室2がキャピラリ57を介して大気に連通する。また、インク注入用接続口5の弁体20は閉弁状態を維持してインクの漏洩や、大気の進入を阻止する。
【0018】
この状態で、記録ヘッド59をキャッピング手段により封止して記録ヘッド59に負圧を作用させると、インク流出口6が強い負圧となるため、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。
【0019】
一方、記録ヘッド59によりインクが消費され、インク流出口6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35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。
記録ヘッドにインクが流れ込んで、インク流出口6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、インク流出口6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。
【0020】
インクカートリッジ1のインクが消費されてインクの補充が必要になった場合には、貫通孔55にシリンジ60を挿入すると、弁体20がシリンジ60の先端部60aに押されて後退して開弁する。この状態でシリンジ60のピストン61を押圧すると、開口60bからインクがインク室2に流れ込み、またインク充填によるインク室2の圧縮された空気は、大気連通用接続口4からキャピラリ57を経て大気に放出される。
【0021】
所定量のインクの注入が終了した段階でシリンジ60を引き抜くと、弁体20が支持を失ってバネ24の付勢力により閉弁し、インク室2からのインクの漏れ出しを防止する。
【0022】
なお、上述の実施例では単純にインクを注入しているが、空のシリンジを挿入してインク室のインクを吸引して排出し、その後に規定量のインクを注入することにより、印刷量に合わせてインク消費量を管理することにより、インク残量を正確に判定することができる。
【0023】
なお、上述の実施例においては、大気連通用接続口4とインク注入用接続口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は配置位置に拘束を受けることなく、適所に設けることができる。
【0024】
【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等のインク供給手段が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を防止でき、接続ユニット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、さらには、インク室のインクが消費された場合には、インクカートリッジを交換するか、インク注入口にシリンジ等の液注入手段を挿入することにより、インク室にインクを補給することができる。
【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部のインクの流れを示す図である。
【図5】同上負圧発生部の断面構造及びインクの流れを示す図である。
【図6】図(a)、(b)は、ぞれぞれ接続ユニットの一実施例を示す正面図と断面図である。
【図7】図(a)乃至(c)は、それぞれ同上接続ユニットにインクカートリッジが装着された状態、インク注入工程、及びシリンジの先端の構造を示す図である。
【符号の説明】
1 インクカートリッジ
2 インク室
3 負圧発生部
4 大気連通用接続口
5 インク注入用接続口
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 凹部
54a 壁
55 貫通孔
56 凹部
57 キャピラリ
58 連通孔
59 記録ヘッド
60 シリンジ
Claims (1)
- インク室と、前記インク室に連通して常時閉弁状態を維持する大気連通用接続口、及び前記インク室に連通して常時閉弁状態を維持するインク注入用接続口と、前記インク室に連通して記録ヘッドに連通するインク流出口とが形成され、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流出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前記インク室を大気に連通させる接続部、前記インク注入用接続口を閉弁状態で収容するとともに外部からの液注入手段の挿入により前記インク注入用接続口を開弁させる貫通孔、及び前記インク流出口と接続して記録ヘッドにインクを供給する接続ユニットと、
からなるインクジェット記録装置用インク供給機構。
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