JP3775650B2 - インクジェット式記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気圧の作用によりインクカートリッジからインクを記録ヘッド側に補給するように構成されたインクジェット式記録装置に関し、特に記録装置が転倒等の異常姿勢をとった場合において、重力の作用を利用してインクカートリッジに加わる加圧空気が直ちに大気開放されるように構成したインクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、シリアルプリンティング方式のインクジェット式記録装置は、キャリッジ上に搭載されて記録用紙の幅方向に移動するインクジェット式記録ヘッドと、記録用紙を記録ヘッドの移動方向に対して直行する方向に相対的に移動させる紙送り手段が備えられ、印刷データに基づいて記録ヘッドよりインク滴を吐出させることにより記録用紙に対して記録が行われる。
【０００３】
そして、オフィス向けまたは業務用に提供されるこの種の記録装置においては、比較的大量の印刷に対応させるために、大容量のインクカートリッジを配備する必要が生じ、このためにインクカートリッジとしてのメインタンクを例えば装置本体側に配置されたカートリッジホルダに装填させる形式の記録装置が提供されている。
【０００４】
この様な構成による記録装置においては、記録ヘッドが搭載されたキャリッジ上にはサブタンクが配置され、前記各メインタンクから各サブタンクに対してインク補給チューブを介してそれぞれインクを補給し、さらに各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを供給するように構成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、昨今においては大きな紙面に対して印刷を行うことが可能な、キャリッジの走査距離の長い大型の記録装置がの需要が高まっている。このような記録装置においては、スループットを向上させるために、記録ヘッドにおいては益々多ノズル化が図られている。さらに、スループットを向上させるために、印刷を実行しながらメインタンクからキャリッジに搭載された各サブタンクに対して逐次インクを補給することを可能とし、各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを安定して供給するような記録装置が求められている。
【０００６】
このような記録装置においては、メインタンクからサブタンクに対して、それぞれのインクに対応してインク補給チューブを接続する必要があり、キャリッジの走査距離が大きいために必然的にチューブの引き回し距離が増大する。しかも前記したとおり、記録ヘッドにおいては多ノズル化が図られているために、インクの消費量が多く、メインタンクからサブタンクに接続された各インク補給チューブ内においてインクの動圧が高まり、サブタンクに対するインクの補給量が不足するという技術的課題が発生する。
【０００７】
このような課題を解決するために、メインタンク側に空気圧を印加し、メインタンクからサブタンクに対して空気圧によって強制的なインク流を発生させて、サブタンクに対して必要十分なインクを補給する構成の記録装置を、本件出願人において提案している。
【０００８】
このような構成を採用しようとした場合、メインタンクに対して常に安定した空気圧を印加することができる圧力調整機能が求められる。そして、記録装置に動作電源が投入されていない休止状態においては、前記メインタンクに対する空気圧を解除することにより、例えばメインタンクからインクの漏出を誘発させるなどの問題を回避できる大気開放機能を持たせる必要がある。
【０００９】
そこで、本件出願人は既に図６および図７に示したような圧力調整機能を備えた大気開放弁の構成について提案している。すなわち図６は圧力調整弁として機能している状態を示し、また図７は大気開放状態を示しており、それぞれ主要部を破断した状態の一部断面図で示している。
【００１０】
図６および図７における符号４１は開閉弁ユニットを示しており、この開閉弁ユニット４１はそれぞれ内部に空間部が形成された上ケース４１ａおよび下ケース４１ｂが具備され、これら上ケース４１ａおよび下ケース４１ｂによって、上下に分割できるように構成されている。そして、上ケース４１ａおよび下ケース４１ｂの接合部には、弁部材としてのダイヤフラム弁４２が配置されている。このダイヤフラム弁４２は、ゴム素材を円板状に成形して構成され、その周縁部が上ケース４１ａと下ケース４１ｂの接合部において挟持され、下ケース４１ｂの空間部において気密状態の空気室４３を形成している。
【００１１】
また、下ケース４１ｂには空気室４３に連通する一対の接続管４４ａ，４４ｂが形成されており、これらの接続管４４ａ，４４ｂはそれぞれ空気加圧ポンプからインクカートリッジとしてのメインタンクに至る空気路に接続されている。したがって、空気加圧ポンプからの加圧空気は、図７に示す矢印に沿って印加され、さらに空気室４３を介して後述する圧力検出器および各メインタンクに対して加圧空気が印加されるようになされる。また、下ケース４１ｂの中央部には大気連通孔４４ｃが形成されており、この連通孔４４ｃの空気室４３への開口端において、前記ダイヤフラム弁４２のほぼ中央部が当接するように構成されている。
【００１２】
一方、上ケース４１ａには駆動軸４５が上下方向に摺動されるように配置されており、この駆動軸４５の下端部において前記ダイヤフラム弁４２の上面部が支持されている。そして、駆動軸４５には円環状のばね受け座４６が取り付けられており、このばね受け座４６と上ケース４１ａの空間上部との間にはコイル状のばね部材（圧縮ばね）４７が配置され、このばね部材４７によってダイヤフラム弁４２の中央部が連通孔４４ｃの開口端に当接するように付勢されている。
【００１３】
前記駆動軸４５の上端部には、係合頭部４８が配備されており、この係合頭部４８は、支軸４９によって軸支された駆動レバー５０の一端部と支軸４９との中間部において、前記駆動レバー５０に係合するように構成されている。また、前記駆動レバー５０の一端部には、電磁プランジャー５１の作動ロッド５１ａが結合されており、電磁プランジャー５１による作動力が作用されるように構成されている。さらに、駆動レバー５０の支軸４９を介した他端部にはばね部材、すなわち引張りばね５３の一端が取り付けられており、この引張りばね５３の作用により、駆動レバー５０は支軸４９を介して図中左回転されるように付勢されている。
【００１４】
この構成によると、図６に示すように電磁プランジャー５１に通電した場合において、引張りばね５３の付勢力に抗して駆動レバー５０の前記一端部が引き下げられた状態になされる。したがって、開閉弁ユニット４１の駆動軸４５に取り付けられた係合頭部４８が駆動レバー５０から浮いた状態になされる。これにより、前記ダイヤフラム弁４２はばね部材４７の付勢力と、ダイヤフラム弁４２が保持している弾性力とにより大気連通孔４４ｃを閉塞した閉弁状態とされる。
【００１５】
この閉弁状態において、前記空気加圧ポンプが駆動され、空気室４３内の圧力が所定値を超えた場合、すなわち、ばね部材４７の付勢力とダイヤフラム弁４２が保持している弾性力による閉弁圧を超えた場合には、ダイヤフラム弁４２が空気圧によって上部に押し上げられ、これにより連通孔４４ｃに対するダイヤフラム弁４２の当接が解かれる。したがって、空気室４３より連通孔４４ｃを介して加圧空気が導出され圧力が開放される。
【００１６】
このようにして、加圧空気の圧力が一定値まで低下した場合には、前記したばね部材４７の付勢力とダイヤフラム弁４２が保持している閉弁圧により再び閉弁される動作がなされ、この結果、加圧ポンプからメインタンクに至る空気路の圧力が所定の範囲となるように制御される。このように、前記電磁プランジャー５１が作動される図６に示す通電状態において、所定の空気圧を超える状態が発生した場合に、前記ダイヤフラム弁４２が開閉弁を繰り返し、圧力調整弁として機能する。この様な圧力調整弁の機能を持たせることにより、例えば加圧空気の制御に何らかの支障が発生した場合、異常な空気圧によってメインタンク内のインクパックを破損させるなどの問題が回避されるようになされる。
【００１７】
一方、図７に示すように電磁プランジャー５１への通電が断たれた場合には、前記引張りばね５３の作用により、駆動レバー５０は図において左回転され、引張りばね５３の牽引力によって開閉弁ユニット４１の駆動軸４５は、開閉弁ユニット４１内のばね部材４７の付勢力とダイヤフラム弁４２が保持している弾性力に抗して引き上げられる。したがって空気室４３より大気連通孔４４ｃを介して加圧空気を強制的に放出する大気開放状態になされる。
【００１８】
この図６および図７に示した構成によると、電磁プランジャー５１への通電が断たれた図７に示す状態において大気開放状態とされるため、記録装置の動作電源がオフされることによる電磁プランジャー５１への通電の遮断により、自動的に大気開放状態とされる。したがって、記録装置に動作電源が投入されていない休止状態においては、前記メインタンクに対する空気圧を自動的に解除することができる。したがって、記録装置の休止状態において、残留空気圧によって例えばメインタンクからインクの漏出を誘発させるなどの問題を回避させることができる。
【００１９】
ところで、前記した構成によると、記録装置の動作中において開閉弁ユニット４１を圧力開放弁として機能させるには、電磁プランジャー５１に対して常に駆動電流を供給する必要がある。すなわち、記録装置に動作電源が投入されている間においては、電磁プランジャーは通電状態とされる。このために電磁プランジャーにおいて、常に電流消費が発生して発熱の要因ともなる。また、記録装置への電源が投入された状態において、例えば記録装置が所定以上の傾斜状態または転倒状態のような異常姿勢をとった場合であっても、電源プラグが外れない限りにおいては電磁プランジャーが動作状態を維持するために、メインタンクに対する空気圧を解除することができない。
【００２０】
本発明は、このような技術的な観点に基づいてなされたものであり、記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合においては、開閉弁ユニットにおける弁部材が直ちに開弁されるようになされると共に、記録装置が通常の動作中においては、開閉弁ユニットの駆動手段としての前記電磁プランジャーに対する通電を遮断状態にすることができる記録装置を提供することを目的とするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされた本発明にかかるインクジェット式記録装置は、キャリッジに搭載されて記録用紙の幅方向に往復移動される記録ヘッドと、前記記録ヘッドに対してインクを供給するためのインクカートリッジが具備され、前記インクカートリッジには空気加圧ポンプにより生成される空気圧が印加され、前記空気圧の作用によりインクカートリッジから記録ヘッド側にインクを補給するように構成されたインクジェット式記録装置であって、前記空気加圧ポンプからインクカートリッジに至る空気路に配置され、一定の空気圧以上において開弁して空気路における空気圧を所定の範囲に維持させる弁部材を備えた開閉弁ユニットと、前記開閉弁ユニットにおける弁部材を強制的に開弁させて前記空気加圧ポンプによる加圧状態を解除することができる駆動手段とが具備され、記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合において、重力の作用により前記開閉弁ユニットにおける弁部材が開弁されるように構成され、かつ、前記駆動手段が、電磁プランジャにより構成されると共に、前記電磁プランジャへの非通電状態において、前記開閉弁ユニットにおける弁部材が、一定の空気圧以上において開弁して空気路における空気圧を所定の範囲に維持させる圧力調整弁の機能を果たすように構成される。
【００２２】
この場合、好ましくは前記キャリッジには、前記インクカートリッジからインク補給路を介してインクを受けるサブタンクが具備されると共に、当該サブタンクより前記記録ヘッドに対してインクが供給されるように構成され、前記インクカートリッジからサブタンクに至るインク補給路が、可撓性のインク補給チューブにより構成される。
【００２３】
また、好ましくは前記インクカートリッジは、その外郭が気密状態に形成され、内部にインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパックが収納されると共に、インクカートリッジの外郭構成部とインクパックとで形成される空間内に前記空気加圧ポンプにより生成される空気圧が印加されるように構成される。
【００２４】
そして、好ましい実施の形態においては、前記記録ヘッドより吐出される各インクをそれぞれ封入する複数のインクカートリッジが具備され、１つの空気加圧ポンプにより生成される空気圧が、前記各インクカートリッジに対してそれぞれ印加されるように構成される。
【００２５】
一方、前記電磁プランジャによる駆動力が、支軸を介して駆動される駆動レバーに伝達され、駆動レバーを介して開閉弁ユニットにおける前記弁部材を駆動する駆動軸に伝達されるようにした構成を好適に利用することができる。この場合、好ましくは前記電磁プランジャによる駆動力が、支軸を介して回動される駆動レバーの一端部に作用するようになされ、且つ開閉弁ユニットにおける駆動軸が駆動レバーの前記一端部と前記支軸との間に係止され、前記電磁プランジャへの通電状態において、開閉弁ユニットにおける弁部材を開弁させて加圧状態を解除するように構成される。
【００２７】
さらに、好ましい実施の形態においては、前記電磁プランジャによる駆動力が、支軸を介して回動される駆動レバーの一端部に作用するようになされ、且つ前記支軸を介した駆動レバーの他端部には、前記電磁プランジャの駆動状態における駆動レバーの回動方向と同方向に付勢するばね部材が配置されると共に、開閉弁ユニットにおける駆動軸が駆動レバーの前記一端部と前記支軸との間に係止され、記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合において、前記ばね部材の付勢力によって開閉弁ユニットにおける弁部材を開弁させて加圧状態を解除するように構成される。
【００２８】
この場合、記録装置の使用状態の姿勢において、前記駆動レバーの支軸を介した一端部側が受ける重力方向へ作用するモーメントが、駆動レバーの支軸を介した他端部を付勢するばね部材の作用によるモーメントよりも大きくなるように構成され、且つ記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合において、支軸を介した前記重力方向へ作用するモーメントの関係が逆転されるように構成される。
【００２９】
さらに、前記した構成においては、駆動レバーの支軸を介した前記一端部側に、重力方向に垂下する重りが配置された構成を好適に採用することができる。
【００３０】
一方、前記弁部材としてダイヤフラム弁を好適に利用することができる。この場合、好ましくは前記ダイヤフラム弁の周縁部が、開閉弁ユニットの外郭を構成する上ケースと下ケースとの接合部において挟持され、前記上ケースまたは下ケースのいずれか一方と、前記ダイヤフラム弁とで空気室が気密状態に形成され、前記ダイヤフラム弁が空気室に連通するように形成された通気孔を開閉弁するように構成される。
【００３１】
前記したインクジェット式記録装置によると、空気加圧ポンプにより生成される空気圧がインクカートリッジに印加されるように構成されるため、インクカートリッジから記録ヘッド側に対して必要十分なインクを補給することができる。そして、加圧ポンプからインクカートリッジに至る空気路に開閉弁ユニットが配置され、この開閉弁ユニットに搭載された弁部材が、所定の空気圧以上において開弁される圧力調整機能と、駆動手段による駆動力を受けて強制的に開弁される大気開放機能とを兼用するように作用する。
【００３２】
したがって、記録装置の動作中においては前記圧力調整機能の働きにより、各インクカートリッジに対して常に適正な範囲の空気圧が印加され、これにより各インクカートリッジからのインクの補給を安定的に実行されることが保障される。そして、記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合においては、重力の作用により前記開閉弁ユニットにおける弁部材が開弁されるように構成されているので、インクカートリッジに対する加圧空気の印加を直ちに解除することができる。これにより、例えばインクカートリッジからインクを漏出させるなどの問題を回避させることができる。
【００３３】
また、例えば記録装置に動作電源が投入されていない休止状態においては、開閉弁ユニットが開弁してインクカートリッジに対する加圧空気の解除状態が維持される。さらに、記録装置の動作中においては、開閉弁ユニットを強制駆動する駆動手段としての電磁プランジャに通電させた時において、加圧空気の解除が実行され、電磁プランジャへの非通電状態においては、開閉弁ユニットは圧力調整機能として作用する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるインクジェット式記録装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明が適用されたインクジェット式記録装置の一例を上面図によって示したものである。図１において符号１はキャリッジであり、このキャリッジ１はキャリッジモータ２によって駆動されるタイミングベルト３を介し、走査ガイド部材４に案内されて紙送り部材５の長手方向、すなわち記録用紙の幅方向である主走査方向に往復移動されるように構成されている。
【００３５】
そして、図１には示されていないが、キャリッジ１の紙送り部材５に対向する面には、後述するインクジェット式記録ヘッド６が搭載されている。また、キャリッジ１には前記記録ヘッドにインクを供給するためのサブタンク７ａ〜７ｄが搭載されている。このサブタンク７ａ〜７ｄは、この実施の形態においては、その内部において各インクを一時的に貯留するために、それぞれのインクに対応して４個具備されている。
【００３６】
そして、このサブタンク７ａ〜７ｄに対して装置の端部に配置されたカートリッジホルダ８に装填されたインクカートリッジとしての各メインタンク９ａ〜９ｄから、インク供給路を構成する可撓性のインク補給チューブ１０，１０，……をそれぞれ介し、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各インクが供給されるように構成されている。
【００３７】
一方、前記キャリッジ１の移動経路上における非印字領域（ホームポジョン）には、記録ヘッドのノズル形成面を封止することができるキャッピング手段１１が配置されており、さらにこのキャッピング手段１１の上面には、前記記録ヘッドのノズル形成面を封止し得るゴム等の可撓性素材により形成されたキャップ部材１１ａが配置されている。そして、キャリッジ１がホームポジョンに移動したときに、前記キャップ部材１１ａによって、記録ヘッドのノズル形成面が封止されるように構成されている。
【００３８】
このキャップ部材１１ａは、記録装置の休止期間中において記録ヘッドのノズル形成面を封止し、ノズル開口の乾燥を防止する蓋体として機能する。また、このキャップ部材１１ａには、図には示されていないが、吸引ポンプ（チューブポンプ）におけるチューブの一端が接続され、吸引ポンプによる負圧を記録ヘッドに作用させて、記録ヘッドからインクを吸引排出させるクリーニング動作が実行されるように構成されている。そして、キャッピング手段１１の印字領域側には、ゴムなどの弾性素材によるワイピング部材１２が配置されていて、必要に応じて記録ヘッドのノズル形成面を払拭して清掃することができるように構成されている。
【００３９】
次に図２は、図１に示した記録装置に搭載されたインク供給システムの構成を模式的に示したものであり、このインク供給システムについて、同一符号で示した図１と共に説明する。図１および図２において、符号２１は空気加圧ポンプを示しており、この空気加圧ポンプ２１により加圧された空気は、大気開放弁を兼ねた圧力調整弁２２に供給され、さらに圧力検出器２３を介して前記した各メインタンク９ａ〜９ｄ（図２においては代表して符号９として示しており、以下において代表して単に符号９として説明する場合もある。）にそれぞれ供給されるように構成されている。
【００４０】
この実施の形態において用いられている大気開放弁を兼ねた圧力調整弁２２の具体的な構成は後で説明するが、圧力調整弁は空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧が所定以上に達した時に、圧力を開放して各メインタンク９ａ〜９ｄに加わる空気圧を所定の範囲に維持させる機能を有している。また、圧力調整弁２２は空気加圧ポンプ２１による加圧状態を、指令により強制的に解除することができる機能を有している。
【００４１】
さらに、前記圧力検出器２３は、空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧を検知し、空気加圧ポンプ２１の駆動を制御するように機能する。すなわち、空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧が所定の圧力に達したことを検出した場合には、この検出動作に基づいて空気加圧ポンプ２１の駆動を停止させると共に、圧力検出器２３によって空気圧が定められた圧力以下となったことを検出した場合には、空気加圧ポンプ２１の駆動させるように制御し、この繰り返しによって前記した各メインタンク９ａ〜９ｄに加わる空気圧を所定の範囲に維持されるように機能する。
【００４２】
前記メインタンク９は、その概略構成が図２に示されたように、その外郭が気密状態に形成されており、その内部にはインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパック２４が収納されている。そして、メインタンク９とインクパック２４とで形成される空間が空気室２５を構成しており、この空気室２５内に、圧力検出器２３を介した加圧空気がそれぞれ分岐されて供給されるように構成されている。
【００４３】
この構成により、１つの空気加圧ポンプにより生成される空気圧が、各メインタンク９ａ〜９ｄに供給される。したがって各メインタンク９ａ〜９ｄに収納された各インクパック２４は、加圧空気による加圧を受け、各メインタンク９ａ〜９ｄから各サブタンク７ａ〜７ｄに対して所定の圧力によるインク流が発生されるように構成されている。
【００４４】
前記各メインタンク９ａ〜９ｄにおいて加圧されたインクは、それぞれインク補給制御手段を構成する各インク補給バルブ２６，２６……および各インク補給チューブ１０，１０，……をそれぞれ介して、キャリッジ１に搭載された各サブタンク７ａ〜７ｄ（図２においては代表して符号７として示しており、以下において代表して単に符号７として説明する場合もある。）に供給されるように構成されている。
【００４５】
図２に示すようにサブタンク７の内部にはフロート部材３１が配置されており、このフロート部材３１の一部には永久磁石３２が取り付けられている。そして、ホール素子に代表される磁電変換素子３３ａ，３３ｂが基板３４に装着されて、サブタンク７の側壁に添接されている。
【００４６】
この構成により、フロート部材３１に配置された永久磁石３２と、フロート部材の浮上位置にしたがった前記永久磁石３２による磁力線量に応じて、前記ホール素子３３ａ，３３ｂにより電気的出力が発生される。例えばサブタンク７内のインク量が少なくなった場合には、サブタンク内に収納されたフロート部材３１の位置が重力方向に移動し、これに伴い前記永久磁石３２の位置も重力方向に移動する。それ故、永久磁石の移動によるホール素子３３ａ，３３ｂの電気的出力は、サブタンク７内のインク量として感知することができ、ホール素子３３ａ，３３ｂにより得られた電気的出力によって、前記インク補給バルブ２６が開弁される。
【００４７】
これにより、メインタンク９内で加圧されているインクは、インク量が低下したそれぞれのサブタンク７内に個別に送出される。そして、当該サブタンク７内におけるインク量が所定の容量に達した場合には、前記したホール素子３３ａ，３３ｂの電気的出力に基づいて前記インク補給バルブ２６が閉弁される。このような繰り返しにより、メインタンクからサブタンクに対して断続的にインクが補給されるように作用し、各サブタンクには常にほぼ一定の範囲のインクが貯留されるようになされる。
【００４８】
このように、サブタンク内において空気圧によって加圧された各インクが、サブタンク内に配置されたそれぞれのフロート部材の位置に基づく電気的な出力に基づいて、各サブタンクに対してインクが補給されるように構成されているので、インクの補給レスポンスを向上させることができ、サブタンク内のインクの貯留量が適切に管理される。
【００４９】
そして、各サブタンク７からはバルブ３５およびこれに接続されたチューブ３６を介して記録ヘッド６に対してインクが供給されるように構成されており、記録ヘッド６の図示せぬアクチェータに供給される印刷データに基づいて、記録ヘッド６のノズル形成面に形成されたノズル開口６ａより、インク滴が吐出するように作用する。なお、図２において符号１１は、前記したキャッピング手段を示しており、このキャッピング手段１１に接続されたチューブは図示せぬ吸引ポンプ（チューブポンプ）に接続されている。
【００５０】
図３および図４は前記した大気開放弁を兼ねた圧力調整弁２２の構成を示したものである。なお、図３は圧力調整弁として機能している状態を示し、また図４は大気開放状態を示している。なお、図３および図４において、開閉弁ユニット４１はすでに説明した図６および図７に示された構成と同一になされている。したがって、各部に相当する部分は同一符号で示しており、その詳細な説明は省略する。
【００５１】
この実施の形態に用いられている圧力調整弁２２においては、駆動手段としての電磁プランジャ５１は、図６および図７に示す形態と比較すると、電磁プランジャ５１への通電状態において、図４に示すように支軸４９によって軸支された駆動レバー５０の一端部を垂直方向に引き上げるように作用する。この動作によって、開閉弁ユニット４１におけるダイヤフラム弁４２は開弁され、大気開放されるようになされる。すなわち、この構成においては空気加圧ポンプ２１からメインタンク９に至る空気路を強制的に大気開放させる場合においてのみ、電磁プランジャ５１へ通電させるように構成されている。
【００５２】
一方、記録装置の動作中において、前記開閉弁ユニット４１を圧力調整弁として利用する場合においては、図３に示すように電磁プランジャ５１への通電が遮断される。この図３に示す状態においては、前記図６に基づいて説明したと同様に、開閉弁ユニット４１の駆動軸４５に取り付けられた係合頭部４８が駆動レバー５０から浮いた状態になされる。これにより、前記ダイヤフラム弁４２はばね部材４７の付勢力と、ダイヤフラム弁４２が保持している弾性力とにより大気連通孔４４ｃを閉塞した閉弁状態とされる。
【００５３】
この閉弁状態において、前記空気加圧ポンプが駆動され、空気室４３内の圧力が所定値を超えた場合、すなわち、ばね部材４７の付勢力とダイヤフラム弁４２が保持している弾性力による閉弁圧を超えた場合には、ダイヤフラム弁４２が空気圧によって上部に押し上げられ、これにより連通孔４４ｃに対するダイヤフラム弁４２の当接が解かれ、圧力が開放される。
【００５４】
ここで、図３および図４に示した構成の圧力調整弁においては、記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合においては、重力の作用により前記開閉弁ユニット４１における弁部材としてのダイヤフラム弁４２が開弁されるように構成されている。これは、前記駆動レバー５０の支軸４９を介した一端部側が受ける重力方向へ作用するモーメントと、駆動レバーの支軸を介した他端部を付勢する引張りばね５３によるモーメントとの関係により前記作用を実現させている。
【００５５】
図５は、その作用を模式的に説明するものであり、支軸４９を介した駆動レバー５０の一端部側には、Ｐ３として示す荷重が重力方向に作用する状態になされる。すなわち、このＰ３として示す荷重は、非通電状態における前記した電磁プランジャ５１における作動ロッド５１ａの重力、および前記駆動レバー５０の支軸４９を介した一端部側における質量等の合計値となる。そして、前記支軸４９より、前記電磁プランジャ５１の結合部に至る水平方向の長さをＬ３とすると、駆動レバー５０の一端部側には、Ｐ３×Ｌ３のモーメントが働くことになる。
【００５６】
また、駆動レバー５０の支軸を介した他端部には、当該他端部を重力方向に付勢する引張りばね５３による荷重が加わっており、また、駆動レバー５０の支軸を介した他端部側の実質的な質量等も加わる。これらの総和値をＰ１とし、前記駆動レバー５０の支軸４９より、引張りばね５３の作用点に至る水平方向の長さをＬ１とすると、駆動レバー５０の他端部側には、Ｐ１×Ｌ１のモーメントが働くことになる。そして、記録装置の使用状態の姿勢においては、（Ｐ１×Ｌ１）＜（Ｐ３×Ｌ３）の関係となるように構成されている。したがって、記録装置の使用状態の姿勢においては、圧力調整弁は図３に示す状態になされ、前記した圧力調整機能を実現する。
【００５７】
一方、記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合、例えば、記録装置が９０度転倒した場合を想定すると、駆動レバー５０の支軸を介した一端部側に作用する前記荷重Ｐ３は、ほぼゼロになる。また、駆動レバー５０の支軸を介した他端部側には、前記引張りばね５３による荷重が加わっている。したがって、記録装置の転倒状態においては、駆動レバー５０の他端部側には、ほぼＰ１の荷重が作用すると言える。
【００５８】
この様な作用により、駆動レバー５０は引張りばね５３に引かれて図において左方向に回動され図４に示す状態となる。すなわち、駆動レバー５０の左方向への回動作用により、ダイヤフラム弁４２は大気連通孔４４ｃを開弁させる。この時、前記駆動レバー５０の一端部側には、開閉弁ユニット４１におけるばね部材（圧縮ばね）４７の付勢力と、ダイヤフラム弁４２が保持している弾性力とによる荷重Ｐ２が加わることになる。この場合の作用点は、支軸４９に近いＬ２の位置となる。したがって、この時に発生するモーメントはＰ２×Ｌ２となるが、前記“Ｐ２”は比較的小さな値であり、したがって、（Ｐ１×Ｌ１）＞（Ｐ２×Ｌ２）の関係を実現させることは容易であり、これにより、前記したように装置の転倒状態等においては、加圧空気は直ちに大気開放される。
【００５９】
なお、前記した構成においては、記録装置の使用状態の姿勢において、（Ｐ１×Ｌ１）＜（Ｐ３×Ｌ３）の関係となるように構成させる必要があるが、これは、引張りばね５３の牽引力等と、電磁プランジャ５１における作動ロッド５１ａの重力等の関係により実現させている。しかしながら、作動ロッド５１ａの重力を過大にすることが困難な場合においては、駆動レバー５０の支軸を介した一端部側に、仮想線で示したように重力方向に垂下する重り５５をさらに配置し、前記した重力方向に作用する荷重“Ｐ３”を適宜調整することもできる。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明にかかるインクジェット式記録装置によると、記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合においては、開閉弁ユニットにおける弁部材が開弁されるように構成したので、インクカートリッジに対する加圧空気の印加を直ちに解除することができる。これにより、例えばインクカートリッジからインクを漏出させるなどの問題を回避させることができる。また、記録装置の動作中においては、駆動手段としての電磁プランジャに通電させた時において、加圧空気の解除が実行され、電磁プランジャへの非通電状態においては、開閉弁ユニットは圧力調整機能として作用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインクジェット式記録装置の基本構成を示した平面図である。
【図２】インクカートリッジから記録ヘッドに至るインク供給システムを示した模式図である。
【図３】図１に示す記録装置に搭載された大気開放弁を兼ねる圧力調整弁が、圧力調整弁として機能している状態を示した一部断面図である。
【図４】同じく、大気開放状態を示した一部断面図である。
【図５】図３および図４に示す圧力調整弁の作用を説明する模式図である。
【図６】先に提案した大気開放弁を兼ねる圧力調整弁が、圧力調整弁として機能している状態を示した一部断面図である。
【図７】同じく、大気開放状態を示した一部断面図である。
【符号の説明】
１ キャリッジ
６ 記録ヘッド
７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ） サブタンク
８ カートリッジホルダ
９（９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ） インクカートリッジ（メインタンク）
１０ 可撓性チューブ
１１ キャッピング手段
１２ ワイピング手段
２１ 空気加圧ポンプ
２２ 大気開放弁を兼ねた圧力調整弁
２３ 圧力検出器
２４ インクパック
２５ 空気室
２６ インク補給バルブ
３１ フロート部材
３２ 永久磁石
３３（３３ａ，３３ｂ） ホール素子
４１ 開閉弁ユニット
４２ 弁部材（ダイヤフラム弁）
４４ｃ 大気連通孔
４５ 駆動軸
４７ ばね部材（圧縮ばね）
４９ 支軸
５０ 駆動レバー
５１ 電磁プランジャー（駆動手段）
５１ａ 作動ロッド
５３ ばね部材（引張りばね）
５５ 重り
【発明の属する技術分野】
本発明は空気圧の作用によりインクカートリッジからインクを記録ヘッド側に補給するように構成されたインクジェット式記録装置に関し、特に記録装置が転倒等の異常姿勢をとった場合において、重力の作用を利用してインクカートリッジに加わる加圧空気が直ちに大気開放されるように構成したインクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、シリアルプリンティング方式のインクジェット式記録装置は、キャリッジ上に搭載されて記録用紙の幅方向に移動するインクジェット式記録ヘッドと、記録用紙を記録ヘッドの移動方向に対して直行する方向に相対的に移動させる紙送り手段が備えられ、印刷データに基づいて記録ヘッドよりインク滴を吐出させることにより記録用紙に対して記録が行われる。
【０００３】
そして、オフィス向けまたは業務用に提供されるこの種の記録装置においては、比較的大量の印刷に対応させるために、大容量のインクカートリッジを配備する必要が生じ、このためにインクカートリッジとしてのメインタンクを例えば装置本体側に配置されたカートリッジホルダに装填させる形式の記録装置が提供されている。
【０００４】
この様な構成による記録装置においては、記録ヘッドが搭載されたキャリッジ上にはサブタンクが配置され、前記各メインタンクから各サブタンクに対してインク補給チューブを介してそれぞれインクを補給し、さらに各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを供給するように構成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、昨今においては大きな紙面に対して印刷を行うことが可能な、キャリッジの走査距離の長い大型の記録装置がの需要が高まっている。このような記録装置においては、スループットを向上させるために、記録ヘッドにおいては益々多ノズル化が図られている。さらに、スループットを向上させるために、印刷を実行しながらメインタンクからキャリッジに搭載された各サブタンクに対して逐次インクを補給することを可能とし、各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを安定して供給するような記録装置が求められている。
【０００６】
このような記録装置においては、メインタンクからサブタンクに対して、それぞれのインクに対応してインク補給チューブを接続する必要があり、キャリッジの走査距離が大きいために必然的にチューブの引き回し距離が増大する。しかも前記したとおり、記録ヘッドにおいては多ノズル化が図られているために、インクの消費量が多く、メインタンクからサブタンクに接続された各インク補給チューブ内においてインクの動圧が高まり、サブタンクに対するインクの補給量が不足するという技術的課題が発生する。
【０００７】
このような課題を解決するために、メインタンク側に空気圧を印加し、メインタンクからサブタンクに対して空気圧によって強制的なインク流を発生させて、サブタンクに対して必要十分なインクを補給する構成の記録装置を、本件出願人において提案している。
【０００８】
このような構成を採用しようとした場合、メインタンクに対して常に安定した空気圧を印加することができる圧力調整機能が求められる。そして、記録装置に動作電源が投入されていない休止状態においては、前記メインタンクに対する空気圧を解除することにより、例えばメインタンクからインクの漏出を誘発させるなどの問題を回避できる大気開放機能を持たせる必要がある。
【０００９】
そこで、本件出願人は既に図６および図７に示したような圧力調整機能を備えた大気開放弁の構成について提案している。すなわち図６は圧力調整弁として機能している状態を示し、また図７は大気開放状態を示しており、それぞれ主要部を破断した状態の一部断面図で示している。
【００１０】
図６および図７における符号４１は開閉弁ユニットを示しており、この開閉弁ユニット４１はそれぞれ内部に空間部が形成された上ケース４１ａおよび下ケース４１ｂが具備され、これら上ケース４１ａおよび下ケース４１ｂによって、上下に分割できるように構成されている。そして、上ケース４１ａおよび下ケース４１ｂの接合部には、弁部材としてのダイヤフラム弁４２が配置されている。このダイヤフラム弁４２は、ゴム素材を円板状に成形して構成され、その周縁部が上ケース４１ａと下ケース４１ｂの接合部において挟持され、下ケース４１ｂの空間部において気密状態の空気室４３を形成している。
【００１１】
また、下ケース４１ｂには空気室４３に連通する一対の接続管４４ａ，４４ｂが形成されており、これらの接続管４４ａ，４４ｂはそれぞれ空気加圧ポンプからインクカートリッジとしてのメインタンクに至る空気路に接続されている。したがって、空気加圧ポンプからの加圧空気は、図７に示す矢印に沿って印加され、さらに空気室４３を介して後述する圧力検出器および各メインタンクに対して加圧空気が印加されるようになされる。また、下ケース４１ｂの中央部には大気連通孔４４ｃが形成されており、この連通孔４４ｃの空気室４３への開口端において、前記ダイヤフラム弁４２のほぼ中央部が当接するように構成されている。
【００１２】
一方、上ケース４１ａには駆動軸４５が上下方向に摺動されるように配置されており、この駆動軸４５の下端部において前記ダイヤフラム弁４２の上面部が支持されている。そして、駆動軸４５には円環状のばね受け座４６が取り付けられており、このばね受け座４６と上ケース４１ａの空間上部との間にはコイル状のばね部材（圧縮ばね）４７が配置され、このばね部材４７によってダイヤフラム弁４２の中央部が連通孔４４ｃの開口端に当接するように付勢されている。
【００１３】
前記駆動軸４５の上端部には、係合頭部４８が配備されており、この係合頭部４８は、支軸４９によって軸支された駆動レバー５０の一端部と支軸４９との中間部において、前記駆動レバー５０に係合するように構成されている。また、前記駆動レバー５０の一端部には、電磁プランジャー５１の作動ロッド５１ａが結合されており、電磁プランジャー５１による作動力が作用されるように構成されている。さらに、駆動レバー５０の支軸４９を介した他端部にはばね部材、すなわち引張りばね５３の一端が取り付けられており、この引張りばね５３の作用により、駆動レバー５０は支軸４９を介して図中左回転されるように付勢されている。
【００１４】
この構成によると、図６に示すように電磁プランジャー５１に通電した場合において、引張りばね５３の付勢力に抗して駆動レバー５０の前記一端部が引き下げられた状態になされる。したがって、開閉弁ユニット４１の駆動軸４５に取り付けられた係合頭部４８が駆動レバー５０から浮いた状態になされる。これにより、前記ダイヤフラム弁４２はばね部材４７の付勢力と、ダイヤフラム弁４２が保持している弾性力とにより大気連通孔４４ｃを閉塞した閉弁状態とされる。
【００１５】
この閉弁状態において、前記空気加圧ポンプが駆動され、空気室４３内の圧力が所定値を超えた場合、すなわち、ばね部材４７の付勢力とダイヤフラム弁４２が保持している弾性力による閉弁圧を超えた場合には、ダイヤフラム弁４２が空気圧によって上部に押し上げられ、これにより連通孔４４ｃに対するダイヤフラム弁４２の当接が解かれる。したがって、空気室４３より連通孔４４ｃを介して加圧空気が導出され圧力が開放される。
【００１６】
このようにして、加圧空気の圧力が一定値まで低下した場合には、前記したばね部材４７の付勢力とダイヤフラム弁４２が保持している閉弁圧により再び閉弁される動作がなされ、この結果、加圧ポンプからメインタンクに至る空気路の圧力が所定の範囲となるように制御される。このように、前記電磁プランジャー５１が作動される図６に示す通電状態において、所定の空気圧を超える状態が発生した場合に、前記ダイヤフラム弁４２が開閉弁を繰り返し、圧力調整弁として機能する。この様な圧力調整弁の機能を持たせることにより、例えば加圧空気の制御に何らかの支障が発生した場合、異常な空気圧によってメインタンク内のインクパックを破損させるなどの問題が回避されるようになされる。
【００１７】
一方、図７に示すように電磁プランジャー５１への通電が断たれた場合には、前記引張りばね５３の作用により、駆動レバー５０は図において左回転され、引張りばね５３の牽引力によって開閉弁ユニット４１の駆動軸４５は、開閉弁ユニット４１内のばね部材４７の付勢力とダイヤフラム弁４２が保持している弾性力に抗して引き上げられる。したがって空気室４３より大気連通孔４４ｃを介して加圧空気を強制的に放出する大気開放状態になされる。
【００１８】
この図６および図７に示した構成によると、電磁プランジャー５１への通電が断たれた図７に示す状態において大気開放状態とされるため、記録装置の動作電源がオフされることによる電磁プランジャー５１への通電の遮断により、自動的に大気開放状態とされる。したがって、記録装置に動作電源が投入されていない休止状態においては、前記メインタンクに対する空気圧を自動的に解除することができる。したがって、記録装置の休止状態において、残留空気圧によって例えばメインタンクからインクの漏出を誘発させるなどの問題を回避させることができる。
【００１９】
ところで、前記した構成によると、記録装置の動作中において開閉弁ユニット４１を圧力開放弁として機能させるには、電磁プランジャー５１に対して常に駆動電流を供給する必要がある。すなわち、記録装置に動作電源が投入されている間においては、電磁プランジャーは通電状態とされる。このために電磁プランジャーにおいて、常に電流消費が発生して発熱の要因ともなる。また、記録装置への電源が投入された状態において、例えば記録装置が所定以上の傾斜状態または転倒状態のような異常姿勢をとった場合であっても、電源プラグが外れない限りにおいては電磁プランジャーが動作状態を維持するために、メインタンクに対する空気圧を解除することができない。
【００２０】
本発明は、このような技術的な観点に基づいてなされたものであり、記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合においては、開閉弁ユニットにおける弁部材が直ちに開弁されるようになされると共に、記録装置が通常の動作中においては、開閉弁ユニットの駆動手段としての前記電磁プランジャーに対する通電を遮断状態にすることができる記録装置を提供することを目的とするものである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされた本発明にかかるインクジェット式記録装置は、キャリッジに搭載されて記録用紙の幅方向に往復移動される記録ヘッドと、前記記録ヘッドに対してインクを供給するためのインクカートリッジが具備され、前記インクカートリッジには空気加圧ポンプにより生成される空気圧が印加され、前記空気圧の作用によりインクカートリッジから記録ヘッド側にインクを補給するように構成されたインクジェット式記録装置であって、前記空気加圧ポンプからインクカートリッジに至る空気路に配置され、一定の空気圧以上において開弁して空気路における空気圧を所定の範囲に維持させる弁部材を備えた開閉弁ユニットと、前記開閉弁ユニットにおける弁部材を強制的に開弁させて前記空気加圧ポンプによる加圧状態を解除することができる駆動手段とが具備され、記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合において、重力の作用により前記開閉弁ユニットにおける弁部材が開弁されるように構成され、かつ、前記駆動手段が、電磁プランジャにより構成されると共に、前記電磁プランジャへの非通電状態において、前記開閉弁ユニットにおける弁部材が、一定の空気圧以上において開弁して空気路における空気圧を所定の範囲に維持させる圧力調整弁の機能を果たすように構成される。
【００２２】
この場合、好ましくは前記キャリッジには、前記インクカートリッジからインク補給路を介してインクを受けるサブタンクが具備されると共に、当該サブタンクより前記記録ヘッドに対してインクが供給されるように構成され、前記インクカートリッジからサブタンクに至るインク補給路が、可撓性のインク補給チューブにより構成される。
【００２３】
また、好ましくは前記インクカートリッジは、その外郭が気密状態に形成され、内部にインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパックが収納されると共に、インクカートリッジの外郭構成部とインクパックとで形成される空間内に前記空気加圧ポンプにより生成される空気圧が印加されるように構成される。
【００２４】
そして、好ましい実施の形態においては、前記記録ヘッドより吐出される各インクをそれぞれ封入する複数のインクカートリッジが具備され、１つの空気加圧ポンプにより生成される空気圧が、前記各インクカートリッジに対してそれぞれ印加されるように構成される。
【００２５】
一方、前記電磁プランジャによる駆動力が、支軸を介して駆動される駆動レバーに伝達され、駆動レバーを介して開閉弁ユニットにおける前記弁部材を駆動する駆動軸に伝達されるようにした構成を好適に利用することができる。この場合、好ましくは前記電磁プランジャによる駆動力が、支軸を介して回動される駆動レバーの一端部に作用するようになされ、且つ開閉弁ユニットにおける駆動軸が駆動レバーの前記一端部と前記支軸との間に係止され、前記電磁プランジャへの通電状態において、開閉弁ユニットにおける弁部材を開弁させて加圧状態を解除するように構成される。
【００２７】
さらに、好ましい実施の形態においては、前記電磁プランジャによる駆動力が、支軸を介して回動される駆動レバーの一端部に作用するようになされ、且つ前記支軸を介した駆動レバーの他端部には、前記電磁プランジャの駆動状態における駆動レバーの回動方向と同方向に付勢するばね部材が配置されると共に、開閉弁ユニットにおける駆動軸が駆動レバーの前記一端部と前記支軸との間に係止され、記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合において、前記ばね部材の付勢力によって開閉弁ユニットにおける弁部材を開弁させて加圧状態を解除するように構成される。
【００２８】
この場合、記録装置の使用状態の姿勢において、前記駆動レバーの支軸を介した一端部側が受ける重力方向へ作用するモーメントが、駆動レバーの支軸を介した他端部を付勢するばね部材の作用によるモーメントよりも大きくなるように構成され、且つ記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合において、支軸を介した前記重力方向へ作用するモーメントの関係が逆転されるように構成される。
【００２９】
さらに、前記した構成においては、駆動レバーの支軸を介した前記一端部側に、重力方向に垂下する重りが配置された構成を好適に採用することができる。
【００３０】
一方、前記弁部材としてダイヤフラム弁を好適に利用することができる。この場合、好ましくは前記ダイヤフラム弁の周縁部が、開閉弁ユニットの外郭を構成する上ケースと下ケースとの接合部において挟持され、前記上ケースまたは下ケースのいずれか一方と、前記ダイヤフラム弁とで空気室が気密状態に形成され、前記ダイヤフラム弁が空気室に連通するように形成された通気孔を開閉弁するように構成される。
【００３１】
前記したインクジェット式記録装置によると、空気加圧ポンプにより生成される空気圧がインクカートリッジに印加されるように構成されるため、インクカートリッジから記録ヘッド側に対して必要十分なインクを補給することができる。そして、加圧ポンプからインクカートリッジに至る空気路に開閉弁ユニットが配置され、この開閉弁ユニットに搭載された弁部材が、所定の空気圧以上において開弁される圧力調整機能と、駆動手段による駆動力を受けて強制的に開弁される大気開放機能とを兼用するように作用する。
【００３２】
したがって、記録装置の動作中においては前記圧力調整機能の働きにより、各インクカートリッジに対して常に適正な範囲の空気圧が印加され、これにより各インクカートリッジからのインクの補給を安定的に実行されることが保障される。そして、記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合においては、重力の作用により前記開閉弁ユニットにおける弁部材が開弁されるように構成されているので、インクカートリッジに対する加圧空気の印加を直ちに解除することができる。これにより、例えばインクカートリッジからインクを漏出させるなどの問題を回避させることができる。
【００３３】
また、例えば記録装置に動作電源が投入されていない休止状態においては、開閉弁ユニットが開弁してインクカートリッジに対する加圧空気の解除状態が維持される。さらに、記録装置の動作中においては、開閉弁ユニットを強制駆動する駆動手段としての電磁プランジャに通電させた時において、加圧空気の解除が実行され、電磁プランジャへの非通電状態においては、開閉弁ユニットは圧力調整機能として作用する。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるインクジェット式記録装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明が適用されたインクジェット式記録装置の一例を上面図によって示したものである。図１において符号１はキャリッジであり、このキャリッジ１はキャリッジモータ２によって駆動されるタイミングベルト３を介し、走査ガイド部材４に案内されて紙送り部材５の長手方向、すなわち記録用紙の幅方向である主走査方向に往復移動されるように構成されている。
【００３５】
そして、図１には示されていないが、キャリッジ１の紙送り部材５に対向する面には、後述するインクジェット式記録ヘッド６が搭載されている。また、キャリッジ１には前記記録ヘッドにインクを供給するためのサブタンク７ａ〜７ｄが搭載されている。このサブタンク７ａ〜７ｄは、この実施の形態においては、その内部において各インクを一時的に貯留するために、それぞれのインクに対応して４個具備されている。
【００３６】
そして、このサブタンク７ａ〜７ｄに対して装置の端部に配置されたカートリッジホルダ８に装填されたインクカートリッジとしての各メインタンク９ａ〜９ｄから、インク供給路を構成する可撓性のインク補給チューブ１０，１０，……をそれぞれ介し、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各インクが供給されるように構成されている。
【００３７】
一方、前記キャリッジ１の移動経路上における非印字領域（ホームポジョン）には、記録ヘッドのノズル形成面を封止することができるキャッピング手段１１が配置されており、さらにこのキャッピング手段１１の上面には、前記記録ヘッドのノズル形成面を封止し得るゴム等の可撓性素材により形成されたキャップ部材１１ａが配置されている。そして、キャリッジ１がホームポジョンに移動したときに、前記キャップ部材１１ａによって、記録ヘッドのノズル形成面が封止されるように構成されている。
【００３８】
このキャップ部材１１ａは、記録装置の休止期間中において記録ヘッドのノズル形成面を封止し、ノズル開口の乾燥を防止する蓋体として機能する。また、このキャップ部材１１ａには、図には示されていないが、吸引ポンプ（チューブポンプ）におけるチューブの一端が接続され、吸引ポンプによる負圧を記録ヘッドに作用させて、記録ヘッドからインクを吸引排出させるクリーニング動作が実行されるように構成されている。そして、キャッピング手段１１の印字領域側には、ゴムなどの弾性素材によるワイピング部材１２が配置されていて、必要に応じて記録ヘッドのノズル形成面を払拭して清掃することができるように構成されている。
【００３９】
次に図２は、図１に示した記録装置に搭載されたインク供給システムの構成を模式的に示したものであり、このインク供給システムについて、同一符号で示した図１と共に説明する。図１および図２において、符号２１は空気加圧ポンプを示しており、この空気加圧ポンプ２１により加圧された空気は、大気開放弁を兼ねた圧力調整弁２２に供給され、さらに圧力検出器２３を介して前記した各メインタンク９ａ〜９ｄ（図２においては代表して符号９として示しており、以下において代表して単に符号９として説明する場合もある。）にそれぞれ供給されるように構成されている。
【００４０】
この実施の形態において用いられている大気開放弁を兼ねた圧力調整弁２２の具体的な構成は後で説明するが、圧力調整弁は空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧が所定以上に達した時に、圧力を開放して各メインタンク９ａ〜９ｄに加わる空気圧を所定の範囲に維持させる機能を有している。また、圧力調整弁２２は空気加圧ポンプ２１による加圧状態を、指令により強制的に解除することができる機能を有している。
【００４１】
さらに、前記圧力検出器２３は、空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧を検知し、空気加圧ポンプ２１の駆動を制御するように機能する。すなわち、空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧が所定の圧力に達したことを検出した場合には、この検出動作に基づいて空気加圧ポンプ２１の駆動を停止させると共に、圧力検出器２３によって空気圧が定められた圧力以下となったことを検出した場合には、空気加圧ポンプ２１の駆動させるように制御し、この繰り返しによって前記した各メインタンク９ａ〜９ｄに加わる空気圧を所定の範囲に維持されるように機能する。
【００４２】
前記メインタンク９は、その概略構成が図２に示されたように、その外郭が気密状態に形成されており、その内部にはインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパック２４が収納されている。そして、メインタンク９とインクパック２４とで形成される空間が空気室２５を構成しており、この空気室２５内に、圧力検出器２３を介した加圧空気がそれぞれ分岐されて供給されるように構成されている。
【００４３】
この構成により、１つの空気加圧ポンプにより生成される空気圧が、各メインタンク９ａ〜９ｄに供給される。したがって各メインタンク９ａ〜９ｄに収納された各インクパック２４は、加圧空気による加圧を受け、各メインタンク９ａ〜９ｄから各サブタンク７ａ〜７ｄに対して所定の圧力によるインク流が発生されるように構成されている。
【００４４】
前記各メインタンク９ａ〜９ｄにおいて加圧されたインクは、それぞれインク補給制御手段を構成する各インク補給バルブ２６，２６……および各インク補給チューブ１０，１０，……をそれぞれ介して、キャリッジ１に搭載された各サブタンク７ａ〜７ｄ（図２においては代表して符号７として示しており、以下において代表して単に符号７として説明する場合もある。）に供給されるように構成されている。
【００４５】
図２に示すようにサブタンク７の内部にはフロート部材３１が配置されており、このフロート部材３１の一部には永久磁石３２が取り付けられている。そして、ホール素子に代表される磁電変換素子３３ａ，３３ｂが基板３４に装着されて、サブタンク７の側壁に添接されている。
【００４６】
この構成により、フロート部材３１に配置された永久磁石３２と、フロート部材の浮上位置にしたがった前記永久磁石３２による磁力線量に応じて、前記ホール素子３３ａ，３３ｂにより電気的出力が発生される。例えばサブタンク７内のインク量が少なくなった場合には、サブタンク内に収納されたフロート部材３１の位置が重力方向に移動し、これに伴い前記永久磁石３２の位置も重力方向に移動する。それ故、永久磁石の移動によるホール素子３３ａ，３３ｂの電気的出力は、サブタンク７内のインク量として感知することができ、ホール素子３３ａ，３３ｂにより得られた電気的出力によって、前記インク補給バルブ２６が開弁される。
【００４７】
これにより、メインタンク９内で加圧されているインクは、インク量が低下したそれぞれのサブタンク７内に個別に送出される。そして、当該サブタンク７内におけるインク量が所定の容量に達した場合には、前記したホール素子３３ａ，３３ｂの電気的出力に基づいて前記インク補給バルブ２６が閉弁される。このような繰り返しにより、メインタンクからサブタンクに対して断続的にインクが補給されるように作用し、各サブタンクには常にほぼ一定の範囲のインクが貯留されるようになされる。
【００４８】
このように、サブタンク内において空気圧によって加圧された各インクが、サブタンク内に配置されたそれぞれのフロート部材の位置に基づく電気的な出力に基づいて、各サブタンクに対してインクが補給されるように構成されているので、インクの補給レスポンスを向上させることができ、サブタンク内のインクの貯留量が適切に管理される。
【００４９】
そして、各サブタンク７からはバルブ３５およびこれに接続されたチューブ３６を介して記録ヘッド６に対してインクが供給されるように構成されており、記録ヘッド６の図示せぬアクチェータに供給される印刷データに基づいて、記録ヘッド６のノズル形成面に形成されたノズル開口６ａより、インク滴が吐出するように作用する。なお、図２において符号１１は、前記したキャッピング手段を示しており、このキャッピング手段１１に接続されたチューブは図示せぬ吸引ポンプ（チューブポンプ）に接続されている。
【００５０】
図３および図４は前記した大気開放弁を兼ねた圧力調整弁２２の構成を示したものである。なお、図３は圧力調整弁として機能している状態を示し、また図４は大気開放状態を示している。なお、図３および図４において、開閉弁ユニット４１はすでに説明した図６および図７に示された構成と同一になされている。したがって、各部に相当する部分は同一符号で示しており、その詳細な説明は省略する。
【００５１】
この実施の形態に用いられている圧力調整弁２２においては、駆動手段としての電磁プランジャ５１は、図６および図７に示す形態と比較すると、電磁プランジャ５１への通電状態において、図４に示すように支軸４９によって軸支された駆動レバー５０の一端部を垂直方向に引き上げるように作用する。この動作によって、開閉弁ユニット４１におけるダイヤフラム弁４２は開弁され、大気開放されるようになされる。すなわち、この構成においては空気加圧ポンプ２１からメインタンク９に至る空気路を強制的に大気開放させる場合においてのみ、電磁プランジャ５１へ通電させるように構成されている。
【００５２】
一方、記録装置の動作中において、前記開閉弁ユニット４１を圧力調整弁として利用する場合においては、図３に示すように電磁プランジャ５１への通電が遮断される。この図３に示す状態においては、前記図６に基づいて説明したと同様に、開閉弁ユニット４１の駆動軸４５に取り付けられた係合頭部４８が駆動レバー５０から浮いた状態になされる。これにより、前記ダイヤフラム弁４２はばね部材４７の付勢力と、ダイヤフラム弁４２が保持している弾性力とにより大気連通孔４４ｃを閉塞した閉弁状態とされる。
【００５３】
この閉弁状態において、前記空気加圧ポンプが駆動され、空気室４３内の圧力が所定値を超えた場合、すなわち、ばね部材４７の付勢力とダイヤフラム弁４２が保持している弾性力による閉弁圧を超えた場合には、ダイヤフラム弁４２が空気圧によって上部に押し上げられ、これにより連通孔４４ｃに対するダイヤフラム弁４２の当接が解かれ、圧力が開放される。
【００５４】
ここで、図３および図４に示した構成の圧力調整弁においては、記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合においては、重力の作用により前記開閉弁ユニット４１における弁部材としてのダイヤフラム弁４２が開弁されるように構成されている。これは、前記駆動レバー５０の支軸４９を介した一端部側が受ける重力方向へ作用するモーメントと、駆動レバーの支軸を介した他端部を付勢する引張りばね５３によるモーメントとの関係により前記作用を実現させている。
【００５５】
図５は、その作用を模式的に説明するものであり、支軸４９を介した駆動レバー５０の一端部側には、Ｐ３として示す荷重が重力方向に作用する状態になされる。すなわち、このＰ３として示す荷重は、非通電状態における前記した電磁プランジャ５１における作動ロッド５１ａの重力、および前記駆動レバー５０の支軸４９を介した一端部側における質量等の合計値となる。そして、前記支軸４９より、前記電磁プランジャ５１の結合部に至る水平方向の長さをＬ３とすると、駆動レバー５０の一端部側には、Ｐ３×Ｌ３のモーメントが働くことになる。
【００５６】
また、駆動レバー５０の支軸を介した他端部には、当該他端部を重力方向に付勢する引張りばね５３による荷重が加わっており、また、駆動レバー５０の支軸を介した他端部側の実質的な質量等も加わる。これらの総和値をＰ１とし、前記駆動レバー５０の支軸４９より、引張りばね５３の作用点に至る水平方向の長さをＬ１とすると、駆動レバー５０の他端部側には、Ｐ１×Ｌ１のモーメントが働くことになる。そして、記録装置の使用状態の姿勢においては、（Ｐ１×Ｌ１）＜（Ｐ３×Ｌ３）の関係となるように構成されている。したがって、記録装置の使用状態の姿勢においては、圧力調整弁は図３に示す状態になされ、前記した圧力調整機能を実現する。
【００５７】
一方、記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合、例えば、記録装置が９０度転倒した場合を想定すると、駆動レバー５０の支軸を介した一端部側に作用する前記荷重Ｐ３は、ほぼゼロになる。また、駆動レバー５０の支軸を介した他端部側には、前記引張りばね５３による荷重が加わっている。したがって、記録装置の転倒状態においては、駆動レバー５０の他端部側には、ほぼＰ１の荷重が作用すると言える。
【００５８】
この様な作用により、駆動レバー５０は引張りばね５３に引かれて図において左方向に回動され図４に示す状態となる。すなわち、駆動レバー５０の左方向への回動作用により、ダイヤフラム弁４２は大気連通孔４４ｃを開弁させる。この時、前記駆動レバー５０の一端部側には、開閉弁ユニット４１におけるばね部材（圧縮ばね）４７の付勢力と、ダイヤフラム弁４２が保持している弾性力とによる荷重Ｐ２が加わることになる。この場合の作用点は、支軸４９に近いＬ２の位置となる。したがって、この時に発生するモーメントはＰ２×Ｌ２となるが、前記“Ｐ２”は比較的小さな値であり、したがって、（Ｐ１×Ｌ１）＞（Ｐ２×Ｌ２）の関係を実現させることは容易であり、これにより、前記したように装置の転倒状態等においては、加圧空気は直ちに大気開放される。
【００５９】
なお、前記した構成においては、記録装置の使用状態の姿勢において、（Ｐ１×Ｌ１）＜（Ｐ３×Ｌ３）の関係となるように構成させる必要があるが、これは、引張りばね５３の牽引力等と、電磁プランジャ５１における作動ロッド５１ａの重力等の関係により実現させている。しかしながら、作動ロッド５１ａの重力を過大にすることが困難な場合においては、駆動レバー５０の支軸を介した一端部側に、仮想線で示したように重力方向に垂下する重り５５をさらに配置し、前記した重力方向に作用する荷重“Ｐ３”を適宜調整することもできる。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明にかかるインクジェット式記録装置によると、記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合においては、開閉弁ユニットにおける弁部材が開弁されるように構成したので、インクカートリッジに対する加圧空気の印加を直ちに解除することができる。これにより、例えばインクカートリッジからインクを漏出させるなどの問題を回避させることができる。また、記録装置の動作中においては、駆動手段としての電磁プランジャに通電させた時において、加圧空気の解除が実行され、電磁プランジャへの非通電状態においては、開閉弁ユニットは圧力調整機能として作用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインクジェット式記録装置の基本構成を示した平面図である。
【図２】インクカートリッジから記録ヘッドに至るインク供給システムを示した模式図である。
【図３】図１に示す記録装置に搭載された大気開放弁を兼ねる圧力調整弁が、圧力調整弁として機能している状態を示した一部断面図である。
【図４】同じく、大気開放状態を示した一部断面図である。
【図５】図３および図４に示す圧力調整弁の作用を説明する模式図である。
【図６】先に提案した大気開放弁を兼ねる圧力調整弁が、圧力調整弁として機能している状態を示した一部断面図である。
【図７】同じく、大気開放状態を示した一部断面図である。
【符号の説明】
１ キャリッジ
６ 記録ヘッド
７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ） サブタンク
８ カートリッジホルダ
９（９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ） インクカートリッジ（メインタンク）
１０ 可撓性チューブ
１１ キャッピング手段
１２ ワイピング手段
２１ 空気加圧ポンプ
２２ 大気開放弁を兼ねた圧力調整弁
２３ 圧力検出器
２４ インクパック
２５ 空気室
２６ インク補給バルブ
３１ フロート部材
３２ 永久磁石
３３（３３ａ，３３ｂ） ホール素子
４１ 開閉弁ユニット
４２ 弁部材（ダイヤフラム弁）
４４ｃ 大気連通孔
４５ 駆動軸
４７ ばね部材（圧縮ばね）
４９ 支軸
５０ 駆動レバー
５１ 電磁プランジャー（駆動手段）
５１ａ 作動ロッド
５３ ばね部材（引張りばね）
５５ 重り
Claims (11)
- キャリッジに搭載されて記録用紙の幅方向に往復移動される記録ヘッドと、前記記録ヘッドに対してインクを供給するためのインクカートリッジが具備され、前記インクカートリッジには空気加圧ポンプにより生成される空気圧が印加され、前記空気圧の作用によりインクカートリッジから記録ヘッド側にインクを補給するように構成されたインクジェット式記録装置であって、
前記空気加圧ポンプからインクカートリッジに至る空気路に配置され、一定の空気圧以上において開弁して空気路における空気圧を所定の範囲に維持させる弁部材を備えた開閉弁ユニットと、前記開閉弁ユニットにおける弁部材を強制的に開弁させて前記空気加圧ポンプによる加圧状態を解除することができる駆動手段とが具備され、記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合において、重力の作用により前記開閉弁ユニットにおける弁部材が開弁されるように構成され、
かつ、前記駆動手段が、電磁プランジャにより構成されると共に、前記電磁プランジャへの非通電状態において、前記開閉弁ユニットにおける弁部材が、一定の空気圧以上において開弁して空気路における空気圧を所定の範囲に維持させる圧力調整弁の機能を果たすように構成されていることを特徴とするインクジェット式記録装置。 - 前記キャリッジには、前記インクカートリッジからインク補給路を介してインクを受けるサブタンクが具備されると共に、当該サブタンクより前記記録ヘッドに対してインクが供給されるように構成され、前記インクカートリッジからサブタンクに至るインク補給路が、可撓性のインク補給チューブにより構成されている請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
- 前記インクカートリッジは、その外郭が気密状態に形成され、内部にインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパックが収納されると共に、インクカートリッジの外郭構成部とインクパックとで形成される空間内に前記空気加圧ポンプにより生成される空気圧が印加されるように構成した請求項１または請求項２に記載のインクジェット式記録装置。
- 前記記録ヘッドより吐出される各インクをそれぞれ封入する複数のインクカートリッジが具備され、１つの空気加圧ポンプにより生成される空気圧が、前記各インクカートリッジに対してそれぞれ印加されるように構成した請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
- 前記電磁プランジャによる駆動力が、支軸を介して駆動される駆動レバーに伝達され、駆動レバーを介して開閉弁ユニットにおける前記弁部材を駆動する駆動軸に伝達されるように構成された請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
- 前記電磁プランジャによる駆動力が、支軸を介して回動される駆動レバーの一端部に作用するようになされ、且つ開閉弁ユニットにおける駆動軸が駆動レバーの前記一端部と前記支軸との間に係止され、前記電磁プランジャへの通電状態において、開閉弁ユニットにおける弁部材を開弁させて加圧状態を解除するように構成された請求項５に記載のインクジェット式記録装置。
- 前記電磁プランジャによる駆動力が、支軸を介して回動される駆動レバーの一端部に作用するようになされ、且つ前記支軸を介した駆動レバーの他端部には、前記電磁プランジャの駆動状態における駆動レバーの回動方向と同方向に付勢するばね部材が配置されると共に、開閉弁ユニットにおける駆動軸が駆動レバーの前記一端部と前記支軸との間に係止され、記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合において、前記ばね部材の付勢力によって開閉弁ユニットにおける弁部材を開弁させて加圧状態を解除するように構成した請求項５に記載のインクジェット式記録装置。
- 記録装置の使用状態の姿勢において、前記駆動レバーの支軸を介した一端部側が受ける重力方向へ作用するモーメントが、駆動レバーの支軸を介した他端部を付勢するばね部材の作用によるモーメントよりも大きくなるように構成され、且つ記録装置が所定以上の傾斜姿勢または転倒姿勢をとった場合において、支軸を介した前記重力方向へ作用するモーメントの関係が逆転されるように構成した請求項７に記載のインクジェット式記録装置。
- 前記駆動レバーの支軸を介した前記一端部側に、重力方向に垂下する重りがさらに配置されてなる請求項８に記載のインクジェット式記録装置。
- 前記弁部材が、ダイヤフラム弁である請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
- 前記ダイヤフラム弁の周縁部が、開閉弁ユニットの外郭を構成する上ケースと下ケースとの接合部において挟持され、前記上ケースまたは下ケースのいずれか一方と、前記ダイヤフラム弁とで空気室が気密状態に形成され、前記ダイヤフラム弁が空気室に連通するように形成された通気孔を開閉弁するように構成した請求項１０に記載のインクジェット式記録装置。
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