JP4091245B2

JP4091245B2 - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP4091245B2
Application number: JP2000352610A
Authority: JP
Inventors: 恒雄牧
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-11-20
Filing date: 2000-11-20
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2020-11-20
Also published as: JP2002154217A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェット記録装置に関し、特にインクを補充供給するインクカートリッジの構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、インクジェット記録装置においてインクをカートリッジによって補充供給する場合、装置本体側のジョイント部とカートリッジのジョイント部の接合は抜き差し可能な針状のジョイントによって行われる方式が多く使われている。インクカートリッジの交換時インクカートリッジが抜き去られると、装置本体側のジョイント部に設けた開口部（インク流路）に蓋をする構成のものや、開口部がそのままのもの等が従来からある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のインクカートリッジによれば、カートリッジを再挿入する際に、ジョイント開口部に気泡が発生し、インク供給経路に気泡が流れ込み、この気泡が印射ヘッドに達するとインク滴の噴射不良を引き起こすことがある。
【０００４】
本発明はこの問題点を解決するためのものであり、簡単な構成で、インクカートリッジを本体に挿入する際に気泡を混入させることのなく、インクのあふれを防止して装置本体やインクカートリッジが汚れることを防ぎ、装置本体の寿命に対する影響を軽減すると共にインクカートリッジの再使用を可能とするインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するために、インク供給のための装置本体側ジョイントに抜き差し可能なインクカートリッジに収納された液状のインクを印射ヘッドにより射出して用紙に画像を形成する、本発明に係るインクジェット記録装置は、インク供給路の一部を構成する加圧用の弾性体とインクカートリッジ装着時に加圧用の弾性体をインク供給路内方向に押込む突起とを含んで構成する加圧調整手段と、インク供給路の一部を構成する負圧用の弾性体とインクカートリッジ装着時に負圧用の弾性体をインク供給路外方向に引く機構とを含んで構成する負圧調整手段とを有し、装置本体側ジョイントから印射ヘッドへインクを供給するインク供給路内のインク圧力の調整を行うインク圧力調整手段を具備している。そして、インクジェット記録装置本体にインクカートリッジを装着する際は、インク圧力調整手段によって装置本体側ジョイントの開口におけるインク面を凸状にする。よって、インクカートリッジ装着時に発生する気泡の混入を防止でき、インクヘッドのインク滴の噴射不良をなくして安定した高精度の記録を行うことができる。また、インクカートリッジ装着中ではインク供給路の体積を減らしてジョイント開口よりインクを凸状に出して気泡発生を防止し、装着完了時ではさらに減り続ける体積を相殺させるべく体積を増加させてジョイント開口よりインクがあふれて装置本体及びインクカートリッジを汚さないようにする。
【０００６】
また、本発明に係るインクジェット記録装置は、インク供給路の一部を構成する加圧用の弾性体とインクカートリッジ装着時に加圧用の弾性体をインク供給路内方向に押込む突起とを含んで構成し、装置本体側ジョイントから印射ヘッドへインクを供給するインク供給路内のインク圧力の調整を行うインク圧力調整手段を具備し、突起がインクカートリッジに半固定状態で固定されて設けられ、インクカートリッジ装着工程中において突起は加圧用の弾性体をインク供給路内方向に押込んでインク供給路内の内圧を高めることによって装置本体側ジョイントの開口におけるインク面を凸状にし、インクカートリッジ装着工程の完了時において突起は半固定状態から外れる。よって、インク供給路に対して必要以上の負荷を加えることによる経時劣化を減らして装置本体の寿命に対する影響を軽減できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のインクジェット記録装置は、インク供給路の一部を構成する加圧用の弾性体とインクカートリッジ装着時に加圧用の弾性体をインク供給路内方向に押込む突起とを含んで構成する加圧調整手段と、インク供給路の一部を構成する負圧用の弾性体とインクカートリッジ装着時に負圧用の弾性体をインク供給路外方向に引く機構とを含んで構成する負圧調整手段とを有し、装置本体側ジョイントから印射ヘッドへインクを供給するインク供給路内のインク圧力の調整を行うインク圧力調整手段を具備している。そして、インクジェット記録装置本体にインクカートリッジを装着する際は、インク圧力調整手段によって装置本体側ジョイントの開口におけるインク面を凸状にする。
【００１４】
【実施例】
図１は本発明のインクカートリッジの装着時の様子を示す概略断面図である。図２は従来のインクカートリッジの装着時の様子を示す概略断面図である。はじめに、従来のインクカートリッジによれば、図２の（ａ）に示すように、装置本体側のジョイント部１１の内部に残存するインク１３は、ジョイント部１１の開口部で凹状インクメニスカス面１５のような凹状態になっている。この凹状インクメニスカス面１５は、装置本体側のジョイント部１１における開口部の径の大きさと、インク１３そのものの粘性及び塗れ性との影響で大小の差はあるが、基本的に凹状になっている。図２の（ｂ）に示すように、この状態で、インクカートリッジ側のジョイント部１２内に装置本体側のジョイント部１１が挿入されて接続されると、図２の（ｃ）に示すように、凹状インクメニスカス面１５とインクカートリッジ側のジョイント部１２の開口部におけるインクメニスカス面１６との間に生じた空気がそのまま閉じこめられて気泡１７としてインク内に残存するようになる。
【００１５】
そこで、本発明のインクカートリッジによれば、図１の（ａ）に示すように、装置本体側のジョイント部１１の内部に残存するインク１３は、ジョイント部１１の開口部で凸状インクメニスカス面１８のような凸状態にしておく。図１の（ｂ）に示すように、この状態で、装置本体側のジョイント部１１がインクカートリッジ側のジョイント部１２内に挿入しようとして、ジョイント部１１の凸状インクメニスカス面１８がジョイント部１２の開口部におけるインクメニスカス面１６と接して流体同士が接続してインク１９のようにつながった状態になる。そして、このような状態となってから、図１の（ｃ）に示すように、装置本体側のジョイント部１１がインクカートリッジ側のジョイント部１２内に挿入すれば、図２の（ｃ）におけるような気泡１７の発生はないのである。このように、装置本体側のジョイント部１１の内部に残存するインク１３がジョイント部１１の開口部で凸状インクメニスカス面１８のような凸状態となるカートリッジの構成の実施例について、以下に説明する。
【００１６】
図３は本発明の第１の実施例に係るインクカートリッジの構成を示す部分断面図である。同図の（ａ）に示すように、インクカートリッジ側のジョイント部１２はインクカートリッジを構成する筐体２０と連通しており、その筐体２０の一部には後述する装置本体側のインク供給管の一部に設けられた弾性部材２３を当接して押す突起２１が設けられている。一方、装置本体側のジョイント部１１はインクジェットヘッドの液室と連通するインク供給管２２と連通しており、そのインク供給管２２の一部を構成し、かつインクカートリッジ側の突起２１が当接する位置に、弾性部材２３が設けられている。そして、図３の（ｂ）に示すように、インクカートリッジを装置本体に装着すると、つまり装置本体側のジョイント部１１がインクカートリッジ側のジョイント部１２内に挿入されると、インクカートリッジ側の突起２１が装置本体側のインク供給管２２に設けられた弾性部材２３の外部をインク供給管２２の内部に向かって当接しかつ加圧して弾性部材２３を変形させる。その変形によってインク供給管２２内の内圧は高められ、図３の（ｃ）に示すように、インク１３は装置本体側のジョイント部１１の開口部で凸状インクメニスカス面１８のような凸状態となり得る。
【００１７】
図４は本発明の第２の実施例に係るインクカートリッジの構成を示す部分断面図である。同図において、図３と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。異なる構成要素として、図４の（ａ）に示すように、インクカートリッジ側の筐体２０の所定位置には、弾性力を持たせたスプリング２５によって支持されている突起２４が設けられている。また、装置本体側にはインクカートリッジ側の突起２４と軟性部材で作られたインク供給管２２を挟んで対向する所定位置に突起２６が設けられている。このような構成を有する本実施例によれば、インクカートリッジが装置本体に装着されると、先ずインクカートリッジ側の突起２４が装置本体側のインク供給管２２と接触する。そして、インクカートリッジ側のジョイント部１２内へ装置本体側のジョイント部１１の挿入が進むと、突起２４がインク供給管２２に当接した部分は突起２６の間で図４の（ｂ）に示すように加圧、変形してつぶれた状態となる。その変形によってインク供給管２２内の内圧は高められ、図４の（ｂ）に示すように、インク１３は装置本体側のジョイント部１１の開口部で凸状インクメニスカス面１８のような凸状態となり得る。更に挿入が進められると、図４の（ｃ）に示すように、突起の位置変動はスプリング２５によって吸収されてインク供給管２２の変形は維持されることになり、その状態を維持しながら装着が完了することとなる。なお、スプリング２５のバネ定数は少なくとも突起が軟性のインク供給管２２を変形し得る程度のものとする。また、本実施例では突起に弾性力を持たせるためにスプリングを用いたがこれに限定する必要はなく、板バネ等のバネ部材であればよく、更に突起自体が弾性部材によって構成されても構わない。
【００１８】
上述した第１、第２の実施例によれば、本発明の原理として上述した気泡を発生させないことは実現できるが、装置本体側のジョイント部の開口におけるインクの凸状インクメニスカス面が必要以上に増えると開口からあふれることがあり、ジョイント周辺やインクカートリッジを汚してしまう。そこで、装置本体側のジョイント部の開口における凸状インクメニスカス面の凸状となる量を調整する必要がある。その調整可能なインクカートリッジの構成の実施例について以下に説明する。
【００１９】
図５は本発明の第３の実施例に係るインクカートリッジの構成を示す部分断面図である。同図において、図３と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。図３の第１の実施例と異なる構成要素として、図５の（ａ）に示すように、インクカートリッジ側の筐体２０の所定位置には後述するコロ３１が当接する接触プレート２７が設けられている。また、装置本体側にはインク供給管２２の一部を構成する弾性部材２８設けられ、当該弾性部材２８をインク供給管２２の外方向に引っ張る腕２９が取りつけられている。その腕２９にはくの字形をなして軸をもって回動することで腕２９を持ち上げるアーム３０が連結されている。そして、そのアーム３０の腕２９との連結端と軸を挟んで反対側の先端にはインクカートリッジ側の接触プレート２７と接触しプレート上を滑らかに転がるコロ３１が設けられている。このような構成を有する本実施例によれば、インクカートリッジが装置本体に装着されると、図５の（ｂ）に示すように、インクカートリッジ側の突起２１が装置本体側のインク供給管２２に設けられた弾性部材２３の外部をインク供給管２２の内部に向かって当接しかつ加圧して弾性部材２３を変形させる。更に挿入が進められると、図５の（ｃ）に示すように、アーム３０の先端に設けられたコロ３１がインクカートリッジ側の接触プレート２７に当接し、アーム３０を図中矢印Ａ方向に軸回動させる。そのアーム３０の軸回動に伴って腕２９が図中矢印Ｂに持ち上げられ、よって腕２９が取りつけられている弾性部材２８はインク供給管２２の外方向に引っ張られる。すると、突起２１による変形した弾性部材２３によるインク供給管２２内のインク体積と腕２９の持ち上げ動作によって変形した弾性部材２８のよるインク供給管２２内のインク体積との差分を調整することにより、具体的には突起２１の長さ、アーム３０のくの字形の角度等を調整することにより、装置本体側のジョイント部からのインクのこぼれを防止でき、インクジョイント周辺やインクカートリッジを汚さないようにできる。なお、図６に示すように、インク液圧調整ユニットとして構成したものをインク供給管に連結させてもよい。
【００２０】
図７は本発明の第４の実施例に係るインクカートリッジの構成を示す部分断面図である。同図において、図３と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。図７の（ａ）に示すように、第１の実施例と異なる構成要素として、インクカートリッジ側の筐体２２に設けられた半固定部３３間に突起２１を有する部材３４が嵌入されている。装置本体側のインク供給管２２の一部に設けられた弾性部材２３の近傍には、所定の高さを有し、突起２１を有する部材３４に当接して押すことにより該部材３４を半固定部３３から外すための剛性の突起３５が設けられている。このような構成を有する本実施例によれば、インクカートリッジが装置本体に装着されると、図７の（ｂ）に示すように、インクカートリッジ側の突起２１が装置本体側のインク供給管２２に設けられた弾性部材２３の外部をインク供給管２２の内部に向かって当接しかつ加圧して弾性部材２３を変形させるとともに、装置本体側の突起３５が部材３４を押しつづけると所定以上押されて装着が完了すると部材３４は半固定部３３から外れる。よって、突起２１はそれ以上弾性部材２３に加圧されず、インクカートリッジ装着後は本体装置への負荷が発生しないようになり本体の寿命を低減させることがなくなり、経時的に鑑み低コスト化が図れることとなる。
【００２１】
図８は本発明の第５の実施例に係るインクカートリッジの構成を示す部分断面図である。同図において、図３と同じ参照符号は同じ構成要素を示す。図８の（ａ）に示すように、第１の実施例と異なる構成要素として、インクカートリッジ側の筐体２２における所定の位置に片持ち支持された部材３６に突起２１が設けられている。このような構成を有するインクカートリッジによれば、図８の（ｂ）に示すように、インクカートリッジを装置本体に装着すると、つまり装置本体側のジョイント部１１がインクカートリッジ側のジョイント部１２内に挿入されると、インクカートリッジ側の片持ち支持の部材３６に設けられた突起２１が装置本体側のインク供給管２２に設けられた弾性部材２３の外部をインク供給管２２の内部に向かって当接しかつ加圧して弾性部材２３を変形させる。その際、突起２１が設けられている部材３６も片持ち変形し、よって突起２１による弾性部材２３への加圧が調整される。この調整の度合いは弾性部材２３の弾性力と部材３６の片持ちによる変形度の相対的な関係によって設定可能である。従って、第３の実施例のように装着後インクカートリッジを一端取り外して再装着すると気泡が発生する場合があったが、本実施例によれば、再装着の際も気泡が発生することがなく、かつインクカートリッジの再使用が可能となる。
【００２２】
図９はインクカートリッジを装着したインクジェット記録装置の構成を示す概略断面図である。同図に示すように、インクジェット記録装置１０１は、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＢＫの各色のインクをそれぞれ収納した４個のインクカートリッジ１０２と、複数のノズルを有し各インクカートリッジ２からインクが供給される４個の記録ヘッド１０３と、インクカートリッジ１０２とインクジェットヘッド１０３を搭載したキャリッジ１０４と、記録紙を収納した給紙トレイ１０５ａ，１０５ｂや手差しテーブル１０６から記録紙を印字部１０７に搬送する搬送ローラ１０８と、印字した記録紙を排紙トレイ１０９に排出する排出ローラ１１０を有する。そして、ホスト装置から送られてくる画像データを記録紙に印字するときは、キャリッジ１０４をキャリッジローラ１１１に倣って走査しながら、搬送ローラ１０８により印字部１０７に送られた記録紙に記録ヘッド１０３のノズルから画像データに応じてインクを噴射して文字や画像を記録する。
【００２３】
また、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲内の記載であれば多種の変形や置換可能であることは言うまでもない。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、インク供給のための装置本体側ジョイントに抜き差し可能なインクカートリッジに収納された液状のインクを印射ヘッドにより射出して用紙に画像を形成する、本発明に係るインクジェット記録装置は、インク供給路の一部を構成する加圧用の弾性体とインクカートリッジ装着時に加圧用の弾性体をインク供給路内方向に押込む突起とを含んで構成する加圧調整手段と、インク供給路の一部を構成する負圧用の弾性体とインクカートリッジ装着時に負圧用の弾性体をインク供給路外方向に引く機構とを含んで構成する負圧調整手段とを有し、装置本体側ジョイントから印射ヘッドへインクを供給するインク供給路内のインク圧力の調整を行うインク圧力調整手段を具備している。そして、インクジェット記録装置本体にインクカートリッジを装着する際は、インク圧力調整手段によって装置本体側ジョイントの開口におけるインク面を凸状にする。よって、インクカートリッジ装着時に発生する気泡の混入を防止でき、インクヘッドのインク滴の噴射不良をなくして安定した高精度の記録を行うことができる。また、インクカートリッジ装着中ではインク供給路の体積を減らしてジョイント開口よりインクを凸状に出して気泡発生を防止し、装着完了時ではさらに減り続ける体積を相殺させるべく体積を増加させてジョイント開口よりインクがあふれて装置本体及びインクカートリッジを汚さないようにする。
【００２５】
また、本発明に係るインクジェット記録装置は、インク供給路の一部を構成する加圧用の弾性体とインクカートリッジ装着時に加圧用の弾性体をインク供給路内方向に押込む突起とを含んで構成し、装置本体側ジョイントから印射ヘッドへインクを供給するインク供給路内のインク圧力の調整を行うインク圧力調整手段を具備し、突起がインクカートリッジに半固定状態で固定されて設けられ、インクカートリッジ装着工程中において突起は加圧用の弾性体をインク供給路内方向に押込んでインク供給路内の内圧を高めることによって装置本体側ジョイントの開口におけるインク面を凸状にし、インクカートリッジ装着工程の完了時において突起は半固定状態から外れる。よって、インク供給路に対して必要以上の負荷を加えることによる経時劣化を減らして装置本体の寿命に対する影響を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクカートリッジの装着時の様子を示す概略断面図である。
【図２】従来のインクカートリッジの装着時の様子を示す概略断面図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係るインクカートリッジの構成を示す部分断面図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係るインクカートリッジの構成を示す部分断面図である。
【図５】本発明の第３の実施例に係るインクカートリッジの構成を示す部分断面図である。
【図６】インク液圧調整ユニットの構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の第４の実施例に係るインクカートリッジの構成を示す部分断面図である。
【図８】本発明の第５の実施例に係るインクカートリッジの構成を示す部分断面図である。
【図９】インクカートリッジを装着したインクジェット記録装置の構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１１，１２；ジョイント部、１３，１４、１９；インク、
１５；凹状インクメニスカス面、１６；インクメニスカス面、
１７；気泡、１８；凸状インクメニスカス面、２０；筐体、２１；突起、
２２；インク供給管、２３；弾性部材。

Claims

インク供給のための装置本体側ジョイントに抜き差し可能なインクカートリッジに収納された液状のインクを印射ヘッドにより射出して用紙に画像を形成するインクジェット記録装置において、
インク供給路の一部を構成する加圧用の弾性体とインクカートリッジ装着時に前記加圧用の弾性体を前記インク供給路内方向に押込む突起とを含んで構成する加圧調整手段と、前記インク供給路の一部を構成する負圧用の弾性体とインクカートリッジ装着時に前記負圧用の弾性体を前記インク供給路外方向に引く機構とを含んで構成する負圧調整手段とを有し、前記装置本体側ジョイントから前記印射ヘッドへインクを供給する前記インク供給路内のインク圧力の調整を行うインク圧力調整手段を具備し、
前記インクジェット記録装置本体にインクカートリッジを装着する際に前記インク圧力調整手段によって前記装置本体側ジョイントの開口におけるインク面を凸状にすることを特徴とするインクジェット記録装置。
インク供給のための装置本体側ジョイントに抜き差し可能なインクカートリッジに収納された液状のインクを印射ヘッドにより射出して用紙に画像を形成するインクジェット記録装置において、
インク供給路の一部を構成する加圧用の弾性体とインクカートリッジ装着時に前記加圧用の弾性体を前記インク供給路内方向に押込む突起とを含んで構成し、前記装置本体側ジョイントから前記印射ヘッドへインクを供給する前記インク供給路内のインク圧力の調整を行うインク圧力調整手段を具備し、
前記突起がインクカートリッジに半固定状態で固定されて設けられ、インクカートリッジ装着工程中において前記突起は前記加圧用の弾性体を前記インク供給路内方向に押込んで前記インク供給路内の内圧を高めることによって前記装置本体側ジョイントの開口におけるインク面を凸状にし、インクカートリッジ装着工程の完了時において前記突起は前記半固定状態から外れることを特徴とするインクジェット記録装置。