JP5700979B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関する。詳しくは、本発明は、インクタンクをインクタンクホルダから抜去する際に生じることがある、インク導出針からのインクの落下を防止する技術に関するものである。

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手段として、インクタンクあるいはインク流路内のインクをポンプや水頭圧により加圧して記録ヘッドへインクを供給する加圧供給方式がある。

この方式では、インクタンク内部のインクの量が減ったり品質保障期間が過ぎたりした場合には、インクタンクを交換することにより良好なインク供給状態を回復可能である。

一方この方式では、インクタンクホルダからのインクタンクの抜去に際して、インクが落下することがある。すなわち、インクタンクのインク導出部あるいはインクタンクホルダに構成され、インクタンクが装着されるとインクタンク内のインクを記録装置のインク流路に導出可能なインク導出針の先端から、インクタンクの抜去時にインクが落下しやすい。これは、インクタンクとインクタンクホルダとの間のインクが、各々の部材に引っ張られて分断されて滴下する場合や、各々の部材の先端に溜まっていたインクが抜去時の衝撃等で落下することが原因であった。

この問題に対して、加圧圧力開放機構を作動させてインク流路内のインク圧力を大気圧に戻してからインクタンクを抜去することによりインク滴下を低減させる方法が知られている。しかしながら、この方法によっても、加圧により変形や膨張をしていたインク流路を構成する樹脂やゴムあるいは金属製フィルム等の部品がある時間を掛けて元の寸法に戻ることにより、インクタンク抜去後に少量のインクがインク導出針から落下する場合が有った。

このようにインクが落下すると、インクタンクホルダ内部にインクが付着し、このインクがインクタンクの筐体外周部に付着することで、操作者の手を汚したり、インクタンクの着脱センサが設けられている場合には誤作動したりする場合が有った。この対策技術として、インクタンクの着脱に連動して動作する弁を記録装置本体に設ける方法や、特許文献１に開示された技術が知られている。詳細には、特許文献１ではインクタンクのインク導出部周辺に吸収体を設けるものであり、落下したインクは吸収体に保持されるので、操作者の手を汚す可能性が無くなるものである。

特開２００８−４９６４０号公報

しかしながら、記録装置本体に弁機構を設ける構成では、記録装置サイズの大型化やコストアップを招いていた。また、特許文献１のようにインクタンクのインク導出部周辺に吸収体を設ける構成では、吸収体を設けることによるコストアップが生じていた。さらに、吸収体から発生する塵埃により、インク導出部に設けてインクの漏出を防止するシール部材のシール性を損なう等の可能性が有った。

本発明は、インクタンクのシール性を損なわず、記録装置サイズの大型化やコストアップを招かずに、インクタンク抜去時のインク滴下を抑制することが可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するための本発明のインクジェット記録装置は、インクを収容するためのインク収容部と、該インク収容部に収容されたインクを外部に導出するためのインク導出機構と、筐体と、を有するインクタンクと、前記インクタンクを着脱可能に保持するインクタンクホルダと、を備えるインクジェット記録装置であって、前記インクタンクは、前記インクタンクホルダに対する装着方向において前記インク導出機構と前記筐体との間に空間が形成され、前記インクタンクホルダに前記インクタンクが装着されると、前記インクタンクホルダに設けられたインク導出針の外周が前記インク導出機構に設けられたシール部材と当接することによりインク流路が形成され、前記インク導出針は、その同軸上に、前記空間に空気を供給する空気供給路を有し、前記インクタンクホルダから前記インクタンクを取り外す際に、前記インク導出針の先端が前記空間内にある状態で停止するように、前記インクタンクホルダに対する前記インクタンクの位置を規制する規制手段を有することを特徴とする。

本発明によれば、インクタンクのシール性を損なわず、インクタンク抜去時のインク滴下を抑制することが可能なインクジェット記録装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態におけるインクジェット記録装置の外観斜視図である。 本発明の第１実施形態における記録ヘッドの概略斜視図である。 本発明の第１実施形態における加圧ポンプの概略斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるインクタンクホルダを示す外観斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるインクタンクの構成を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるインクタンクの装着状態を示す外観斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるインクタンクの装着状態を示す断面図である。 本発明の第１実施形態におけるインクタンクのロック解除状態を示す外観斜視図である。 本発明の第１実施形態におけるインクタンクのロック解除状態を示す断面図である。 本発明の第２の実施形態におけるインクタンクのロック解除状態を示す断面図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付の図面を参照しつつ述べる。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態であるインクジェット記録装置の概略斜視図である。

図１において、１はプリンタエンジンである。３はキャリッジであり、記録手段である記録ヘッド５を搭載している。キャリッジ３は、シート材のような記録媒体の搬送方向に対して直角方向に往復走査させるためのガイドシャフト７に摺動可能に取り付けられている。キャリッジ３は、シャーシ９に取り付けられたキャリッジモータ１１によりタイミングベルト１３を介して駆動される。タイミングベルト１３は、アイドラプーリ１５によって張架、支持されている。そして、キャリッジ３の位置を検出するための１５０〜３００ｌｐｉのピッチでマーキングを形成したコードストリップ１７がタイミングベルト１３と平行に設けられている。さらに、該マーキングを読み取るための不図示のエンコーダセンサがキャリッジ３に搭載されている。また、キャリッジ３は、不図示の電気基板から記録ヘッド５に信号を伝えるためのフレキシブル基板１９を備えている。

上記構成において、記録媒体であるシート材に画像を形成するときは、搬送ローラ対２０がシート材を画像形成する行位置（シート材の搬送方向の位置）に搬送する。キャリッジモータ１１によりキャリッジ３はシート材と対向しながら走査する。キャリッジ３が画像形成する列位置（シート材の搬送方向と垂直な位置）を走査しているときに、電気基板からの信号により記録ヘッド５の吐出口からシート材に向けてインクを吐出して画像が形成される。

２１は記録ヘッド５と一体に構成されたサブタンクユニットである。サブタンクユニット２１の内部にはインク種１つにつき１個のサブタンクを内包している。本実施形態ではブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色のインクにより記録可能な構成であり、前記サブタンクは４個備えられている。

２２はポリエチレンやエラストマ等で構成されたインク供給チューブであり、インクタンク３０１と記録ヘッド５との間のインク流路を形成している。

３２１はインクタンク３０１を着脱自在なインクタンクホルダであり、後述の加圧ポンプから圧送される空気の流路、およびインクを記録ヘッド５へと供給するためのインク供給チューブ２２との接続機能を有している。

５０１は空気加圧手段としての加圧ポンプユニットである。

図２は記録手段である記録ヘッド５の外観斜視図である。５５１はインク吐出口を備えたチップ部である。５５２はチップとサブタンクとの間のインク流路を形成するとともに、キャリッジへ固定することができる形状を有するチップタンクである。

図３は加圧ポンプユニット５０１の外観斜視図である。図３を参照して、本実施形態で採用している空気をインクタンク内に圧送することでインクを記録ヘッドに送る、空気加圧による供給方式について説明する。

加圧ポンプユニット５０１は、チューブポンプにより構成された加圧ポンプ５０２、駆動手段としての加圧ポンプモータ５０３、駆動ギア列５０４を備えている。５０５は、加圧空気流路と大気との間を電圧印加中のみクローズするソレノイド弁である。

５０６は圧力検出手段としての圧力センサである。圧力センサ５０６は、ゴムとバネで構成されたダイアフラムと、ダイアフラムの変位を検知する透過型のフォトインタラプタを備えている。圧力センサ５０６は加圧ポンプユニット５０１内で加圧ポンプ５０２からインクタンク３０１に設けた空気室３１７（図７で後述）に空気を送る空気流路の圧力を検知し、所定の圧力値よりも高いか低いかを判定する。

図４は後述のインクタンクを着脱可能に搭載したインクタンクホルダ３２１の、ある一つのインクタンクに対応したユニットの斜視図である。なお本記録装置では４色のインクタンクを装着可能であるため、前記インクタンクホルダユニットを４個備えている。

３２５は加圧ポンプユニット５０１で生成された加圧空気をインクタンク３０１に設けた空気室３１７に圧送するための空気供給針である。３２６はインクタンクから導出されたインクを記録装置本体に導出するためのインク導出針である。３２４と３２３はインクタンク３０１がインクタンクホルダ３２１に記録可能に装着された際に、インクタンク３０１とインクタンクホルダ３２１とが精度良く位置決めされるための位置決め突起（３２４）と位置決めガイドリブ（３２３）である。３２２は加圧空気とインクとの流路が構成された流路部材である。

３２７と３２８はインクタンクの着脱を行うためにユーザが操作するロックレバー（３２７）とロックレバーバネ（３２８）である。

３２９と３３０はインクタンク３０１とインクタンクホルダ３２１との装着状態を解除する方向（抜去方向）にインクタンクを付勢するイジェクタ（３２９）とイジェクタバネ（３３０）である。

図５はインクタンク３０１の分解斜視図である。インクタンクケース３０２とインクタンクカバー３０９とがその外周部全周を溶着されることでインクタンク筐体が構成され、インクタンク筐体内部にはインクを収容したインク収容部であるインク袋３０７が備えられている。

インクタンクケース３０２には、インクタンクホルダ３２１の位置決め突起３２４および位置決めガイドリブ３２３との位置を合わせるための位置決め穴３０３およびガイド溝３０４が設けられている。３１０は加圧空気を導入する空気供給針３２５が挿入されるとともに空気漏れを防止するための第１の空気シールゴムである。３１１は空気シールゴム３１０を固定するためにインクタンクケース３０２に溶着固定される第１の空気シールゴムキャップである。３１２はインク導出針３２６が挿入されるとともに空気漏れを防止するための第２の空気シールゴムである。３１３は前記第２の空気シールゴム３１２を固定するためにインクタンクケース３０２に溶着固定される第２の空気シールゴムキャップである。

３０８はインク袋３０７と一体に構成された、インク導出針３２６が結合されてインク袋３０７の内部に収容されたインクをインク袋の外部に導出するためのインク導出機構であり、内部には後述するゴムシールや弁が構成されている。また３０６はインクタンク３０１がインクタンクホルダ３２１に挿入されて装着された際に装着状態を維持するためのロック溝である。３０５はインクタンク３０１のインクタンクホルダ３２１に対する装着状態を解除する動作において、インクタンクがインクタンクホルダから所定量以上飛び出さないようにその位置を規制するための規制手段としての飛び出し防止溝である。

図６〜図９はインクタンクホルダ３２１にインクタンク３０１を着脱した際の、本発明の作用を説明する図である。

図６と図７は第１実施形態におけるインクタンク３０１とインクタンクホルダ３２１との装着状態を示す外観斜視図および断面図である。

ここで図７における３１４はインク導出機構３０８に内蔵されてインク導出針３２６との密着状態を確保するためのシール部材であるインクシールゴムである。インクシールゴム３１４は、インクタンク３０１とインクタンクホルダ３２１との装着状態においてインク導出針３２６の外周に当接するように配置される。３１５と３１６はインク導出針３２６がインク導出機構３０８に挿入されることにより開放状態となる弁（３１５）および弁３１５をインクシールゴム３１４に付勢するバネ（３１６）である。この状態において、インク導出針３２６のインク流路とインクタンク３０１のインク袋３０７との連通が形成されている。

上記構成により、インクタンク３０１をインクタンクホルダ３２１に挿入すると、ロックレバー３２７に設けられたロック爪３２７ａはインクタンクケース３０２に設けられたロック溝３０６と係合する。これにより、インクタンク３０１とインクタンクホルダ３２１との装着状態が形成・維持される。

インクタンク３０１はインクタンクホルダ３２１に挿入されると、インクタンクの筐体（インクタンクケース３０２およびインクタンクカバー３０９）とインク袋３０７との間の空間である空気室３１７が密閉空間となる。空気室３１７は、典型的には、図７に例示されるように、インクタンク内のインクタンクホルダに対する装着方向に存在する。空気室３１７に加圧空気が空気供給針３２５から圧送されると、インク袋３０７は圧縮されてその内部に収容されたインクが記録装置本体に供給される。

次にインクタンク３０１を交換する際の制御と状態について説明する。

図６および７は、前述のとおり、インクタンク３０１とインクタンクホルダ３２１との装着状態を示す。この装着状態を解除してインクタンクホルダ３２１からインクタンク３０１を抜去する前には、まずソレノイド弁５０５を開放して空気室３１７内を大気に開放し、空気室３１７とインク袋３０７内と大気との差圧を無くす。これにより、膨張していたインクタンクの筐体や、インク流路を構成する樹脂等の部材の膨張あるいは変形が戻り、インクタンク３０１を抜いてもインク導出針３２６から大量のインクが噴出してインクが垂れることは無くなる。

続いてロックレバー３２７を図８および図９に示すような状態となるように操作してロック爪３２７ａとロック溝３０６とのロックを解除する。すると、イジェクタ３２９およびイジェクタバネ３３０の作用により、インクタンク３０１は図中左方向の抜去方向に押し出され、ロックレバー３２７に設けた飛び出し防止爪３２７ｂと飛び出し防止溝３０５とが係合した位置で停止する。なお、イジェクタ３２９の動作もこれらの図に示した位置で停止するよう構成してあるので、仮にこの状態ですぐにロックレバー３２７から手を離しても、インクタンク３０１は図に示した位置以上に飛び出すことは無い。このように、ロックを解除した際のインクタンク３０１の移動停止位置は、上述の飛び出し防止機構およびイジェクタ機構等の位置規制手段により設定できる。

この移動停止位置において、空気供給針３２５の例えば先端にある開口部はその全体が第１の空気シールゴム３１０から離脱しており、空気室３１７は大気開放状態となっている。そのため、仮にソレノイド弁５０５が開放されない状態でインクタンク３０１とインクタンクホルダ３２１との装着状態を解除しても、インク導出針３２６からインクが異常に大量に噴出することは無い。

また、この移動停止位置において、インク導出針３２６の先端は、インクシールゴム３１４と第２の空気シールゴム３１２との間の、空気室３１７内に位置している。導出針３２６は、インクタンク３０１のロック解除から移動停止までの間に、その外周に当接されたインクシールゴム３１４により拭き取られる。しかしながら、空気室３１７内に位置するインク導出針３２６の先端には、インクシールゴム３１４で拭き取りきれなかったインクが付着している場合がある。また、インクタンク３０１とインクタンクホルダ３２１との装着状態を解除した後に記録装置本体内のインク流路が変形したことにより押し出された少量のインクが付着している場合もある。これに対して、本実施形態では、上述のロック解除動作によりインク導出針の先端は移動停止でインクタンクの空気室もしくは空間内に配置されるように移動が停止される。この構成により、インク導出針とインクシールゴムとの接触が解消される際に各部材に引っ張られ分断されて滴下するインクや、各部材に付着していてロック解除に伴う振動により滴下するインクは、図中の矢印Ａの方向に向かって空気室内に落下することができる。したがって、移動停止位置にあったインクタンク３０１をインクタンクホルダ３２１から抜去する際にはインク導出針３２６にはインクが殆ど付着していない状態とすることができる。また、インクの付着があったとしても、そのインクは、インク導出針の先端がこの移動停止位置からインクタンクの外部に移動するまでの間にインク導出針の外周に当接される第２の空気シールゴム３１２によりさらに拭き取られることができる。このように、本実施形態の構成によれば、インクタンク３０１の抜去によってインクタンクホルダ３２１のインク導出針３２６からインクが垂れたり、インクタンク３０１の第２の空気シールゴムキャップ周辺からインクが垂れたりする可能性が低減される。

（第２実施形態）
図１０は、本発明の第２実施形態におけるインクタンク３０１とインクタンクホルダ３２１とのロック解除状態を示す断面図である。

本発明は必ずしも第１実施形態のようにインク導出針と空気供給針とが別体である必要は無い。例えば図１０に示すように１本のインク導出針３４０の同軸上にもしくは軸に沿って、インク供給路３３１と空気供給路３３２とが構成されていても良い。このように構成した第２実施形態では、より省スペース化した構成が可能である。なお、第２実施形態における他の構成要素は第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

さらに、本発明は必ずしも空気供給針を備えている必要は無い。例えばインク流路中にインク圧送ポンプを備えていても良いし、また加圧ポンプを備えずに記録ヘッドのインク消費に伴う負圧により記録ヘッドよりも低い位置に設けられたインクタンクからインクを引き上げる水頭差方式であっても良い。これらの場合には空気室はその内部を加圧する必要は無く、従って落下インクの回収を行うための空間としてのみ機能する。

またインクタンクの着脱機構は必ずしも専用のロックレバーを設ける必要は無く、例えばインクタンクをカバーするフタ部材の開閉に連動させても良い。

さらに、インクタンク内には吸収体を設けて、垂れたインクを保持してもよい。

３０１ インクタンク
３０２ インクタンクケース
３０５ 飛び出し防止溝
３０７ インク袋
３０８ インク導出機構
３１４ インクシールゴム
３２１ インクタンクホルダ
３２６ インク導出針
３２７ ロックレバー

Claims (4)

1. インクを収容するためのインク収容部と、該インク収容部に収容されたインクを外部に導出するためのインク導出機構と、筐体と、を有するインクタンクと、
   前記インクタンクを着脱可能に保持するインクタンクホルダと、
   を備えるインクジェット記録装置であって、
   前記インクタンクは、前記インクタンクホルダに対する装着方向において前記インク導出機構と前記筐体との間に空間が形成され、
   前記インクタンクホルダに前記インクタンクが装着されると、前記インクタンクホルダに設けられたインク導出針の外周が前記インク導出機構に設けられたシール部材と当接することによりインク流路が形成され、
   前記インク導出針は、その同軸上に、前記空間に空気を供給する空気供給路を有し、
   前記インクタンクホルダから前記インクタンクを取り外す際に、前記インク導出針の先端が前記空間内にある状態で停止するように、前記インクタンクホルダに対する前記インクタンクの位置を規制する規制手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記インク導出針の先端を前記空間内にある状態で停止した位置から前記インクタンクの外部にまで移動させるまでの間に前記インク導出針の外周と当接するシール部材を前記インクタンクがさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記インクタンクは、前記空間に空気を供給することにより、前記インク収容部の外部にインクが導出されるよう構成されたことを特徴とする、請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記インク導出機構は前記インク収容部に固定されており、
   前記筐体には前記インクタンクホルダに前記インクタンクが装着される際に前記インク導出針が挿入される開口が形成されており、
   前記インクタンクホルダに前記インクタンクが装着された状態で、前記開口と、前記インク導出機構とは、前記空間を介して離間している
   ことを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。

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