JP3952550B2 - インクカートリッジ及びそれを用いたインクジェット記録装置 - Google Patents

インクカートリッジ及びそれを用いたインクジェット記録装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録ヘッドに供給されるインクを貯留し、前記記録ヘッドにインクを供給するために中空針状の接続部材が結合されるインクカートリッジ及びそれを用いたインクジェット記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、記録ヘッドのノズル孔を通じてインク液滴を飛翔させて記録紙等の記録媒体に記録させるインクジェット記録装置において、記録ヘッドにインクを供給するインクカートリッジを交換可能としたものが知られている。
【0003】
また、そのようなインクカートリッジとして、記録ヘッドに供給されるインクを貯留し、前記記録ヘッドにインクを供給するために中空針状の接続部材がインク供給部に結合されるものが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、かかるインクカートリッジの交換は、一般に記録ヘッド内にインクが充填された状態で行われるようになっており、かかるインクカートリッジの交換の際のインク導入は、通路内に残留したインクが泡立ったり、新しいインクが残留インクと衝突したりするために、記録ヘッド内が空でインクがない状態で初期導入される場合に比べて、インクが泡立ちやすく、記録ヘッド及び記録ヘッドに至るインク通路内に残留する気泡の数が多くなるという課題がある。
【0005】
また、インクカートリッジの交換の際に、インクカートリッジを取り外した後、空にするためのパージ処理を実行してから、新しいカートリッジを装着することも考えられるが、そのようにすると、非常に手間と時間を要し、面倒であるという課題がある。
【0006】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、インクカートリッジを接続部材を介して記録ヘッドに結合する際、記録ヘッド内のインクを吸引した後に、インクを記録ヘッドに供給することができるインクカートリッジ及びそれを用いたインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、記録ヘッドに供給されるインクを貯留し、前記記録ヘッドにインクを供給するために中空針状の接続部材が結合されるインクカートリッジであって、インク供給孔を有するカートリッジケースと、該カートリッジケースのインク供給孔を密閉し前記接続部材が貫通可能である密閉部材と、前記カートリッジケース内において前記インク供給孔との間に間隔を開けて配設されるとともに、前記密閉部材を貫通した前記接続部材が結合されるものであって、内部に前記記録ヘッドに供給されるインクを貯留するインク容器とを備え、前記インク供給孔とインク容器との間の部分は、大気圧より圧力が小さい減圧状態に維持されている。
【0008】
請求項1の発明によれば、カートリッジケース内においてインク供給孔(密閉部材)との間に間隔を開けてインク容器が配設され、前記インク供給孔とインク容器との間の部分が、大気圧より圧力が小さい減圧状態に維持されていることから、中空針状の接続部材が密閉部材を貫通して挿入されると、密閉部材を突き破った瞬間に、前記インク供給孔とインク容器との間において、記録ヘッド内のインクが接続部材を通じて吸引され、それから、前記接続部材がインク容器に結合される。
【0009】
よって、新しいインクカートリッジを装着する動作中に、いわゆる回復装置を用いることなく、記録ヘッド内のインクが接続部材を通じて吸引され、空にされた状態で、接続部材を介して記録ヘッドがインクカートリッジ内のインク容器に結合される。また、前記インク供給孔とインク容器との間の部分が、大気圧より圧力が小さい減圧状態に維持されていることから、インク容器内のインクの脱気状態が長期間に亘って良好に維持される。
【0010】
請求項2の発明は、請求項1のインクカートリッジにおいて、前記インク供給孔とインク容器との間の部分が、前記密閉部材と隣接する位置に、インクを吸収可能であるインク吸収材が充填されている。
【0011】
請求項2の発明によれば、前述した如く、中空針状の接続部材が密閉部材を貫通してインク供給孔に挿入されると、密閉部材を突き破った瞬間に、カートリッジの内部が減圧状態に維持されていることから、接続部材を通じてインクが吸引され、それから、接続部材がインク容器に結合されるが、前記インク供給孔とインク容器との間の部分は、密閉部材と隣接する位置に、インクを吸収可能であるインク吸収材が充填されているので、接続部材を通じて吸引されたインクはインク吸収材に吸収される。
【0012】
請求項3の発明は、請求項1又は2のインクカートリッジにおいて、前記インク容器が、対向する2つの側面部を有し変形可能な柔軟性を有する袋状のインクパックと、該インクパックの前記両側面部を互いに離れる方向に付勢する弾性部材を備える。
【0013】
請求項3の発明によれば、変形可能な柔軟性を有する袋状のインクパックの両側面部が、弾性部材によって、互いに離れる方向に付勢され、それによって、インクパック内のインクが負圧状態にされ、接続部材が挿通された際に、その挿通部分を通じてインクが漏れ出るのが回避され、またその後においても、記録ヘッドのノズルに負圧が作用し、ノズルからインクが漏れ出るのが回避される。
【0014】
請求項4の発明は、記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録ヘッドと、インクを貯留するインクカートリッジと、該インクカートリッジが着脱可能に装着されるカートリッジ装着部と、該カートリッジ装着部に設けられ前記インクカートリッジがカートリッジ装着部に装着される際に、前記インクカートリッジに結合され前記インクカートリッジ内のインクを記録ヘッドに導く中空針状の接続部材とを備えるインクジェット記録装置において、前記インクカートリッジとして、請求項1〜3のいずれかに記載のインクカートリッジが用いられているものである。
【0015】
請求項4の発明によれば、カートリッジ装着部に装着されるインクカートリッジとして請求項1〜3のいずれかに記載のインクカートリッジが用いられていることから、インクカートリッジがカートリッジ装着部に装着される際に、中空針状の接続部材が密閉部材を貫通して挿入され、密閉部材を突き破った瞬間に、接続部材を通じて記録ヘッド内のインクが吸引され、それから、接続部材がインクカートリッジに結合される。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。
【0017】
本発明に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す図1において、インクジェット記録装置1は、記録媒体(図示せず)にインクを吐出して記録を行う記録ヘッド2を備え、該記録ヘッド2には、インクを貯留するインクカートリッジ3からインクが供給されるようになっている。前記記録ヘッド2は、記録媒体の幅方向に往復移動可能に設けられたキャリッジ(図示せず)上に搭載され、該キャリッジ上に前記インクカートリッジ3が着脱可能に装着されるカートリッジ装着部4が設けられている。
【0018】
前記カートリッジ装着部4は縦壁部4aを有し、該縦壁部4aに中空針状の接続部材6が設けられ、該接続部材6の周囲には、形状復元性を有するゴム等の弾性材料により形成される保護部材11が設けられている。前記接続部材6は、前記インクカートリッジ3がカートリッジ装着部4に着脱可能に装着される際には、保護部材11を貫通して前記インクカートリッジ3に結合されるもので、その結合により、前記インクカートリッジ3内のインクを、インク供給管5を通じて、記録ヘッド2に導くようになっている。
【0019】
より詳細には、前記接続部材6は、図2に示すように、基端部側がカートリッジ装着部4の壁部4aに筒状部材12を介して取付固定されており、前記保護部材11は、接続部材6の周囲に設けられ蛇腹状に変形可能である筒状の変形部11aと、該変形部11aの一端部に連設され接続部材6の先端部が貫通可能である半球形状の先端保護部11bと、前記変形部11aの他端部に連設され接続部材6の基端部付近(具体的には筒状部材12の鍔部12a)に係止される係止部11cとを有する。また、前記先端保護部11bが変形部11aよりも肉厚が厚く形成され、弾性強度が高められ、それによってインクカートリッジ3との結合が解除されるごとに、先端保護部11bが、接続部材6が貫通した部分を自己の弾性により縮小し密閉する。よって、接続部材6の貫通による繰り返し使用が可能である。
【0020】
また、前記インクカートリッジ3は、図3に示すように、インク供給孔21aを有するカートリッジケース21を備え、該カートリッジケース21のインク供給孔21aが例えばゴム材料からなる密閉部材22にて密閉シールされている。前記密閉部材22は、取付具26にてカートリッジケース21の内面側に取付固定されており、前記中空針状の接続部材6を突き刺さすことで、貫通可能となるようにされている。
【0021】
前記カートリッジケース21内には、インク供給孔21aに対し間隔を開けて、内部にインクを貯留するインク容器24が配設されており、該インク容器24内のインクが、前記接続部材6との結合により、記録ヘッド2に供給されることになる。
【0022】
前記インク供給孔21aとインク容器24との間の部分23は、大気圧より圧力が小さい減圧状態に維持されている。よって、インク容器24の周囲空間は減圧状態に維持され、インク容器24内のインクの脱気状態が長期間に亘って良好に維持されることになる。
【0023】
また、前記部分23は、密閉部材22と隣接する位置に、インクを吸収可能である多孔質材製のインク吸収材25が充填され、該インク吸収材25の一部が密閉部材22の内面側に接触している。なお、前記インク吸収材25が配設される部位とインク容器24が配設される部位とは仕切壁21bにて区画されている。
【0024】
前記インク容器24は、図4に示すように、対向する2つの側面部(一方の側面部31aのみ図示)を有し内部にインクが収納されている変形可能な柔軟性を有する袋状のインクパック31と、該インクパック31の前記両側面部の外側表面のほぼ全体に亘って設けられ前記両側面部を互いに離れる方向に付勢する弾性部材としての板状のバネ部材32とを備え、バネ部材32による付勢でインクパック31内のインクが負圧状態で収納されるようになっている。よって、前記インク供給孔21aとインク容器24との間の部分23が大気圧に戻っても(接続部材6が密閉部材22を突き破った後、徐々に大気圧に戻る)、接続部材6を介して記録ヘッド2へインクを供給する状態において、記録ヘッド2のノズルに負圧が作用し、そのノズルよりインクが漏れ出るおそれがない。
【0025】
また、前記インクパック31は、可撓性のシート状材料を一端部で折り返して周辺部31bを熱融着して袋状に形成され、その一端部を除くコの字状の周辺部31bは、他の部分に比べて変形しにくくなっている。また、バネ部材32の作用でインクパック31の両側面部31aが互いに離れる方向に付勢されることによって、前記一端部は、両側面部とほぼ直角に緊張状態に保持され、接続部材6を突き刺しやすくなっている。
【0026】
また、板状のバネ部材32は、インクパック31の両側面部の外側表面にそれぞれ固着される2つの取付部(一方の取付部32Aのみ図示)を備え、前記両取付部が、インクパック31の端部を越えるU字形の連結部32Bにて連結されている。
【0027】
前記バネ部材32の取付部は、中央に位置する連結部32Bとの連結部分から複数回屈曲又は湾曲して外側に延びている板バネ状とされていることから、中央部分よりも周辺部分が小さい力で、間隔が離れる方向に付勢されるようになっている。具体的には、左右対称に形成され、左右の各部分が、一端部が連結部32Bに連結されたコの字形状の第1の部分32aと、該第1の部分32aに並設され一端部が第1の部分32aの他端部に連結されているコの字形状の第2の部分32bとを有し、それによってバネ部材32の付勢力が、結合された接続部材6の先端部より離れた部位の方が、近い部位即ち中央の部位よりも小さくなるように設定されている。
【0028】
上記のように構成すれば、前記接続部材6のインクカートリッジ3への非結合時、即ちインクカートリッジ3がカートリッジ装着部4に装着されておらず接続部材6と結合されていない時には、図5(a)に示すように、前記保護部材11が中空針状の接続部材6の周囲全体を覆う第1の状態をとる。この状態では、接続部材6が保護部材11内に位置しているので、保護部材11によって、接続部材6が使用者の指等に直接触れるのが回避され、接続部材6の乾燥及びゴミの付着が防止される。
【0029】
また、インクカートリッジ3の交換等のための、接続部材6が新しいインクカートリッジ3と結合する時には、まず、保護部材11は、前記インクカートリッジ3(密閉部材22)との係合により、図5(b)に示すように、変形部11aが蛇腹状に徐々に変形して、前記接続部材6が先端保護部11bを貫通するようにし、接続部材6を露出させる第2の状態をとる。
【0030】
このとき、中空針状の接続部材6を密閉部材22に突き刺して、それを貫通させるが、接続部材6が密閉部材22を突き破った瞬間に、インクカートリッジ3の内部が減圧状態に維持されていることから、記録ヘッド2内のインクが接続部材6を通じて吸引され、それから、図5(c)に示すように、接続部材6がインクパック31の前記一端部を突き刺し、その内部のインクと結合される。
【0031】
よって、新しいインクカートリッジ3を装着する動作中に、記録ヘッド2内のインクが接続部材6を通じて吸引され、空にされた状態で、接続部材6を介して記録ヘッド2がインクカートリッジ3内のインク容器24に結合される。即ち、接続部材6をインクカートリッジ3に接続することで、いわゆる回復装置を用いることなく、パージ処理と同様の処理が施され、カートリッジ交換後も良好な印字性能が確保される。
【0032】
それに加えて、前記インク供給孔21aとインク容器24との間の部分23は、密閉部材22と隣接する位置に、インクを吸収可能であるインク吸収材25が充填されているので、接続部材6内より吸引されたインクはインク吸収材25に吸収され、インクカートリッジ3内において飛散することがない。
【0033】
なお、接続部材6がインクパック31の一端部を突き刺した後、新しいインクを記録ヘッド2に供給するためには、公知のパージ装置を使用して記録ヘッドのノズル側から負圧によりインクパック内のインクを吸引して導く。又はインクパック31に圧力を加えてインクを記録ヘッドへ向け押し出すなどする。この際、記録ヘッド2内のインクは空になっているから、従来のようにインクが泡立って導入されることが抑えられ、良好な状態で記録することができる。
【0034】
【発明の効果】
本発明は、以上に説明したような形態で実施され、以下に述べるような効果を奏する。
【0035】
請求項1の発明は、上記のように、カートリッジケース内においてインク供給孔(密閉部材)との間に間隔を開けてインク容器を配設し、前記インク供給孔とインク容器との間の部分を、大気圧より圧力が小さい減圧状態に維持しているので、中空針状の接続部材を、密閉部材を貫通して挿入すると、密閉部材を突き破った瞬間に、前記接続部材を通じて記録ヘッド内のインクを吸引し、それから、接続部材がインク容器に結合することができる。つまり、新しいインクカートリッジを装着する動作中に、いわゆる回復装置を用いることなく、記録ヘッド内のインクを接続部材を通じて吸引し、空にした状態で、接続部材を介して記録ヘッドをインクカートリッジ内のインク容器に結合することができる。したがって、従来のようにインクが泡立って導入されることが抑えられ、カートリッジ交換後においても良好な記録性能を維持することができる。
【0036】
また、前記インク供給孔とインク容器との間の部分を、大気圧より圧力が小さい減圧状態に維持しているので、インク容器内のインクの脱気状態を長期間に亘って良好に維持するのに有利である。
【0037】
請求項2の発明は、前記インク供給孔とインク容器との間の部分が、密閉部材と隣接する位置に、インクを吸収可能なインク吸収材を充填しているので、中空針状の接続部材が密閉部材を突き破った瞬間に、接続部材内より吸引されるインクをインク吸収材によって吸収することができ、インクカートリッジ内でインクが飛散するのを防止できる。
【0038】
請求項3の発明は、変形可能な柔軟性を有する袋状のインクパックの両側面部を、弾性部材によって、互いに離れる方向に付勢しているので、インクパック内のインクを負圧状態にして、接続部材が挿通された際に、その挿通部分を通じてインクが漏れ出たり、記録中に記録ヘッドのノズルよりインクが漏れ出るのをなくすことができる。
【0039】
請求項4の発明は、カートリッジ装着部に装着されるインクカートリッジとして請求項1〜3のいずれかのインクカートリッジを用いているので、新しいインクカートリッジをカートリッジ装着部に装着する際、いわゆる回復装置を用いることなく、記録ヘッド内のインクを接続部材を通じて吸引し、空にした状態で、接続部材を介して記録ヘッドをインクカートリッジ内のインク容器に結合することができる。よって、記録ヘッドに至るインク通路内に残留する気泡を少なくして、カートリッジ交換後において、良好な印字性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るインクジェット記録装置の概略構成を示す図である。
【図2】 本発明に係る接続部材の取付構造の説明図である。
【図3】 本発明に係るインクカートリッジの概略構成を示す断面図である。
【図4】 本発明に係るインク容器の斜視図である。
【図5】 (a)〜(c)は本発明に係るインクカートリッジの装着の手順の説明図である。
【符号の説明】
1 インクジェット記録装置
2 記録ヘッド
3 インクカートリッジ
4 カートリッジ装着部
6 接続部材
21 カートリッジケース
21a インク供給孔
22 密閉部材
23 部分
24 インク容器
25 インク吸収材
31 インクパック
31a 側面部
32 バネ部材

Claims (4)

  1. 記録ヘッドに供給されるインクを貯留し、前記記録ヘッドにインクを供給するために中空針状の接続部材が結合されるインクカートリッジであって、
    インク供給孔を有するカートリッジケースと、
    該カートリッジケースのインク供給孔を密閉し前記接続部材が貫通可能である密閉部材と、
    前記カートリッジケース内において前記インク供給孔との間に間隔を開けて配設されるとともに、前記密閉部材を貫通した前記接続部材が結合されるものであって、内部に前記記録ヘッドに供給されるインクを貯留するインク容器とを備え、
    前記インク供給孔とインク容器との間の部分は、大気圧より圧力が小さい減圧状態に維持されていることを特徴とするインクカートリッジ。
  2. 前記インク供給孔とインク容器との間の部分には、前記密閉部材と隣接する位置に、インクを吸収可能であるインク吸収材が充填されているところの請求項1記載のインクカートリッジ。
  3. 前記インク容器は、対向する2つの側面部を有し変形可能な柔軟性を有する袋状のインクパックと、該インクパックの前記両側面部を互いに離れる方向に付勢する弾性部材を備えるところの請求項1又は2記載のインクカートリッジ。
  4. 記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録ヘッドと、インクを貯留するインクカートリッジと、該インクカートリッジが着脱可能に装着されるカートリッジ装着部と、該カートリッジ装着部に設けられ前記インクカートリッジがカートリッジ装着部に装着される際に、前記インクカートリッジに結合され前記インクカートリッジ内のインクを記録ヘッドに導く中空針状の接続部材とを備えるインクジェット記録装置において、
    前記インクカートリッジが、請求項1〜3のいずれかに記載のインクカートリッジであることを特徴とするインクジェット記録装置。
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