JPH02122936A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はインクを吐出するノズルの目詰まりを防止する
回復手段を備えたインクジェット記録装置に関する。

〔従来の技術〕

インクジェット記録装置においては、記録用インクのタ
ンクから記録ヘッドへインクを供給して、該記録ヘッド
に設けられたノズルの吐出口がらインク滴を吐出せしめ
ることが行われる。ところで、この様なインクジェット
記録装置においては、インクタンク又は該タンクとノズ
ルとの連通部にゴミや気泡が混入することがある。記録
ヘッドのノズルは一般に内径が数十ミクロン程度と細い
ため、上記ゴミや気泡が記録ヘッドのノズルに到達する
と、ノズル内に付着してインクの流れを阻害し、インク
の吐出効率を低下させたり記録信号に対する吐出応答性
を低下させたり遂には目詰まりをおこしてインク吐出が
不能になったりする。また、インクジェット記録装置に
インクを充填したままで長時間インク吐出を行なわなか
った場合にも、インクの構成成分が沈澱して同様にイン
ク吐出異常を生ぜしめることがある。

これを防止するため、ノズルのインク吐出を回復させる
ことが必要であり、このだめの回復手段として加圧回復
方法と負圧回復方法がある。負圧回復方法は、ノズルの
インク吐出口をキャップで塞ぎ、吸引ポンプ等を用いて
吸引し、ノズル内に堆積するインクの固着物、気泡、ゴ
ミ等の障害物をノズル内から除去するものである。

一方、加圧回復方法は、加圧ポンプ等を用いてノズルに
インクを圧送し、その圧力によってインクの固着物、気
泡、ゴミ等を除去する方法である。

しかし、前記負圧回復方法にあっては、記録ヘッドと別
個にインク吐出回復装置を設ける必要があるため、記録
装置のコンパクト化をはかることが困難になり、更にイ
ンク吐出口の位置とキャッピング機構に取付けられる吸
引口との位置精度を出さなければならず装置の組立に非
常な労力がかかったり、この位置精度が不良の場合には
使用時に吐出口の損傷をおこしたりするという難点があ
った。

また、前記加圧方法にあっては、加圧機構をインク収容
部あるいはインク収容部とヘッド間のインク流路内など
に設けるが、後者の加圧機構にギヤポンプ、チューブポ
ンプ等を用いた場合、インク流路中に設けることから、
小型化に難点がある。

加圧機構をインク収納部に設ける構成は、小型化を図れ
る利点があり、例えば、第１１図〜第１３図に示すもの
がある。

第１１図は従来のインクジェット記録装置に用いられる
加圧機構の断面図である。

第１１図において、１はインク滴を吐出するノズル部、
２はノズル部ｌに供給されるインク３を収容するインク
収容部、４はインク収容部２の上部に形成される空気層
、５はインク収容部２の天板上に設けられ吐出回復時に
ノズルに対しインク３を加圧供給するダイヤフラム、６
はダイヤフラム５の下部に形成される空気７と空気層４
を連通させる連通孔、８は空気７と大気を連通させるた
めダイヤフラム５の天井部に設けられる通気孔である。

以上の構成において、吐出回復を行う場合、通気孔８を
指で塞ぎながらダイヤフラム５を押下げる。この操作に
よって、空気７が連通孔６を介して空気Ｆｉｉ４へ流入
し、空気層４を圧縮する。これにより、インク３が加圧
され、ノズル部ｌへ圧送され、ノズル内の気泡、固着物
、ゴミ等がノズルから吐出される。

第１２図は従来の加圧機構の他の例を示す断面図である
。第１２図においては、第１１図と同一であるものには
同一引用数字を用いたので重複する説明を省略する。第
１２図において、９はインクタンクケース１１の上部に
設けられた押しボタン、１０は押しボタン９の軸部に外
嵌される圧縮コイルばね、１１はノズル部１に連通ずる
インク袋１４を内蔵したインクタンクケース、１２はイ
ンクタンクケース１１の天井部を成すと共に押しボタン
９の押下げによって一端が破断することにより形成され
るレバー、１３はレバー１２を回動可能にする支点、１
４はインク袋である。

第１２図の構成において、押しボタン９を圧縮コイルば
ね１０に抗して押下げると、インクタンクケース１１の
一端が押下圧によって破断し、レバー１２が形成される
。レバー１２は支点１３を中心に回動下降し、その自由
端がインク袋１４の一部を加圧する。インク袋Ｉ４が加
圧されることによって、ノズル部１の各ノズルにインク
３が圧送され、ノズルの吐出回復が図られ、インク吐出
異常が防止される。

また、第１３図は従来の加圧機構の第３の例を示す断面
図である。第１３図においても、第１１図又は第１２図
と同一であるものには同一引用数字を用いたので、重複
する説明は省略する。第１３図において、１５は下端に
鍔を備えてインク収容部２の中央部まで延長する長さを
有し、操作端がインク収容部２の外へ突出する押圧部材
、１６は押圧部材１５とインク収容部２を摺動自在かつ
気密状態に保持する０リングである。１７はインク収容
部２の天井部に設けられて印字中及び回復動作時に大気
と空気層４を連通ずる大気解放弁、１８はノズル部１に
対するインク供給路の入口を覆うように配設されると共
に天井部に開口１９が設けられているダイヤフラム、２
０はダイヤフラム１８の外周部と押圧部材１５との間に
設けられて押圧部材を常時上方へ付勢するコイルばねで
ある。

第１３図の構成において、吐出回復動作時に押圧部材１
５を押下げすると、押圧部材１５の下端面が開口１９を
閉塞するようにダイヤフラム１８に当接する。この状態
のまま押圧部材１５を押下げると、ダイヤフラム１８内
のインクがインク供給路’ｌｒ　介してノズル部１へ圧
送され、ノズル内のインク固着物、気泡、ゴミ等がノズ
ル外へ吐出され、吐出回復が終了する。ついで押圧部材
１５から指を離すと、コイルばね２０によって押圧部材
１５は上方向へ押し戻される。この押圧部材１５の復帰
に対し、ダイヤフラム１８の形状回復は遅いため、開口
１９は速やかにインク３に連通し、ノズル部１に対し負
圧を生じさせることが無い。

しかし、第１１図〜第１３図に示した従来の加圧機構に
あっては、以下のような問題を備えている。

第１１図の構成にあっては、インク収納部２内のインク
量が少なくなるにつれてダイヤフラム１８の加圧能力が
変化し、吐出回復力が不安定になるという問題がある。

ここで、インク３が消費され、空気層４の容積が増大し
たときにも十分な加圧能力を維持するためには、ダイヤ
フラム５による加圧容積を大とする必要が生じ、従って
液体噴射記録ユニットが大型化するという第２の問題点
も生ずることになり、しかも安定した吐出回復を行うこ
とができないという第１の問題点は依然として解決され
ないことになる。

また、第１２図の構成にあっては、インク３の消費につ
れてレバー１２によるインク袋１４への加圧量が大きく
変化し、加圧回復力が不安定になる問題がある。特に、
インク袋１５に殆どインク３が残っていない状態におい
ては、加圧回復が不可能になる場合が生じる。

さらに、第１３図の構成にあっては、押圧部材１５の昇
降に伴って０リング１６−の液密性の低下を招き、イン
クタンクケース１１の外へインク３が漏れ出るおそれが
ある。また、押圧部材１５の下端がダイヤフラム１８の
開口１９に密着したまま復帰した場合、ノズル部１に負
圧を生じさせ、大気をノズル内に引き込むという問題が
生じる。

〔目的〕

本発明の目的は、このような従来技術の問題を解決でき
、記録装置の小型化を図りながら、インク吐出回復動作
を確実に行えるようにし、かつ製作の容易なインクジェ
ット記録装置を提供することである。

〔目的達成のための手段〕

請求項１の本発明は、インク滴を吐出するノズルを備え
たヘッドと、該ヘッドに供給するインクを収容する着脱
自在のインクカートリッジとを具備するインクジェット
記録装置において、前記インクカートリッジ内のインク
流路の一部を閉塞可能にするインク流路閉塞手段を設け
、前記インクカートリッジの記録装置本体への装着に連
動して前記インクカートリッジのインク出口部が狭めら
れ、装着完了時点で前記インク出口部および前記インク
流路閉塞手段に連通ずるインク流路を形成するインク流
路形成手段を設けたことを特徴とするインクジェット記
録装置により、上記目的を達成するものである。

請求項２の本発明は、請求項１の構成において、さらに
、前記閉塞手段による閉塞部のインク流路を、前記イン
クカートリッジ内に設けられたインク袋の一部を形成す
る弾性体を用いて構成したので、簡単な構成で上記目的
を達成することができる。

さらに、請求項３の本発明は、請求項１の構成において
、さらに、前記インク加圧手段に対応するインク流路に
ダイヤフラム状のインク加圧部を設けたので、簡単な構
成で、−屓確実に上記目的を達成することができる。

さらにまた、請求項４の本発明は請求項１の構成におい
て、さらに、インク滴を吐出するヘッドを前記インク力
ニトリソジに一体に組付けたので、いわゆる“インクま
わり”を全て使い捨てることが可能となり、本体側に回
復系を備えたものに比べ、信頼性が向上する。

〔実施例〕

以下、第１図〜第１０図を参照して本発明を具体的に説
明する。

第１図は本発明によるインクカートリッジを搭載した記
録装置の要部の斜視図である。

第１図において、１０１は記録ヘッド、１０２はインク
カートリッジ、２０３は記録ヘッドｌＯ１およびインク
カートリッジ１０２を搭載して主走査方向に移動するキ
ャリッジ、２０４は記録ヘッド１０１に面しその移動方
向に沿って配設されるプラテンローラ、２０５はプラテ
ンローラ２０４に密着した用紙などの記録媒体である。

第２図および第３図はそれぞれ、第１図中のインクカー
トリッジ１０２の実施例構造を示す模式的斜視図であり
、図示の例では、インク滴を吐出するヘッド１０１はこ
れにインクを供給するインクカートリッジ１０２と一体
的に組付けられている。

このような一体構造によって、いわゆる“インクまわり
”を全て使い捨て可能にすることができ、回復系を装置
本体側に配設するものにくらべ、信頼性を向上させるこ
とができる。

第２図において、１０１は記録時にインク滴を吐出させ
るヘッド、１０２はヘッド１０１の液室ヘインクを供給
するインクカートリッジ、１０３はヘッド１０１のノズ
ルのオリフィス部、１０４は吐出回復完了時にオリフィ
ス部１０３へ当接されるインク吸収体、１０６は図示矢
印方向へ移動してインク流路を開閉させるための押圧部
材、１０７は図示矢印方向へ移動可能に配設されてイン
クを加圧するための押圧部材である。

第２図において、吐出回復を行う場合、インク吸収体１
０４をオリフィス部１０３へ当接し、押圧部材１０６に
よってインクカートリッジ１０２とヘッド１０１との間
のインク流路を遮断する。

ついで押圧部材１０７を押し込んでインク流路の遮断部
よりヘッド寄りのインク溜まり部を加圧し、ノズルへイ
ンクを圧送する。ノズルを通過した廃インクはオリフィ
ス部１０３より排出される際、インク吸収体１０４によ
って吸収される。したがって、オリフィス部１０３から
落下、飛散する等の恐れは無い。

次に、第３図の構成について説明する。第３図において
は、第２図と同一であるものには同一の引用数字を用い
たので重複する説明は省略する。

本実施例は、第２図の構成のインク吸収体１０４に代え
てオリフィス部１０３に密接可能なキャップ１０５を用
いると共に、オリフィス部１０３の近傍に設けられた廃
インク吸引孔１０８及び該インク吸引孔１０８に連結さ
れて廃インクを吸引する押圧部材１０９を設け、吐出回
復をインク吸引によって行うようにしたところに特徴が
ある。

第３図の構成においては、吐出回復を行う場合、キャッ
プ１０５をオリフィス部１０３に押し当て、ついで押圧
部材１０６によってインク流路を遮断した後、押圧部材
１０７によって該遮断部よりヘッド寄りのインク流路の
インク溜り部を押圧し、ノズルへインクを圧送し、ノズ
ル内の気泡、ゴミ等を排出する。オリフィス部１０３よ
り吐出する廃インクは、キャンプ１０５によって形成さ
れた空間部を経て廃インク吸引孔１０８へ吸引される。

廃インク吸引孔ｌＯ８に吸引された廃インクは、インク
カートリッジ内の廃インク収納部へ吸収される。

前記ヘッド１０１は、前記インクカートリッジ１０２と
別体にすることもできるが、図示のように一体型にすれ
ば、“インクまわり”を全て使い捨てにすることができ
るので、本体側に回復系等を配置するものに比べ、信頼
性を向上させることができ、好ましい。

次に、第３図の構成について第４図を参照して説明する
。

第４図は第３図のＩＶ−ｒＶ矢視断面図である。第４図
において、１１０は廃インク吸収体、１１１は廃インク
吸引孔１０８に連結される廃インク吸引口、１１２はヘ
ッド１０１に供給するインク１２０を収納したインク袋
、１１３は後述する押圧部材１１６によって形成される
インク流路、１１４はインク流路１１３を所定時に閉塞
する閉塞部、１１５は吐出回復時にインクを加圧するイ
ンク加圧部である。１１６はインクカートリッジ１０２
の装着時にインク袋１１２をインクカートリッジ１０２
に押し当てるための押圧部材、１１７はヘッド１０１に
インクを供給する為のジヨイント部である。１１８は吸
引ポンプ、１１８Ａは弁、１１９は吸引ポンプ１１８と
廃インク吸収体１１０の収容部とを連結するチューブで
ある。尚、第５図は第４図のＶ−Ｖ矢視断面図であり、
インクカートリッジ１０２が記録装置に装着されていな
い状態を示している。弾性体を用いたインク袋１１２と
インク流路１１３を形成する弾性体とが一体化されてい
る。

第６図及び第７図はインクカートリッジ１０２がインク
ジェット記録装置に装着される前と後の内部状態を示す
断面図である。第６図のように、１２１は記録装置本体
側に設けられているカートリッジガイドであり、１２１
Ａはカートリッジガイド１２１に突設されている押圧部
材であり、インクカートリッジ１０２内の押圧部材１１
６を押圧する機能を有している。

インクカートリッジ１０２が本体に装着されると、押圧
部材１２１Ａがインクカートリッジ１０２に挿入され、
その挿入とともに押圧部材１２１の先端が、この押圧部
材１２１の進行方向に対し傾斜をもって配設された押圧
部材１１６に当接する。押圧部材１２１Ａが進入するに
つれて押圧部材１１６が第７図のように、時計方向へ回
動し、この動作とともにインク袋１１２が押圧される。

従って、インクカートリッジ１０２の保存、輸送等のた
めにジヨイント部１１７の近傍に気泡が溜まった場合で
も、装着時に上方へ移動させることができる。このとき
、押圧部材１１．６に接するインク袋１１２の一部がイ
ンクカートリッジ１０２の壁面に当接するため、インク
流路１１３が形成される。

また、第８図は本発明の他の実施例を示す断面図であり
、第９図は第８図の実施例のＩＸ−ＩＸ矢視断面図であ
る。本実施例はインクカートリッジへの廃インクの回収
を必要としない第２図への通用が好適である。

第８図及び第９図において、１２２はインク収容部１２
５と大気を所定時に連通させる大気開放弁、１２３は本
体側の押圧部材１２１によって回動してインク流路を形
成する弾性体、１２４は押圧部材１２１に突設されてイ
ンクカートリッジ１０２の装着時にジヨイント部１１７
に貫通する針ジヨイント、１２５はヘッドｌに供給する
インク１２０を収容するインク収容部である。本実施例
は、インク収容部が前記実施例のようにインク袋を用い
ず、大気開放型の構成にしたところに特徴があり、他の
構成は前記実施例と同様である。

次に、第４図に示した実施例及び第８図に示した実施例
の回復動作について第１０図（Ａ）〜第１Ｏ図（Ｄ）を
参照して説明する。

第１０図（Ａ）は通常状態を示し、第５図または第９図
のように、インク流路開閉用の押圧部材１０６及びイン
ク加圧用押圧部材１０７は、いずれも押圧部材１１６に
接触しておらず、インク１２０はジヨイント部１１７の
表面に連通しており、針ジヨイント１２４を介してヘッ
ド１の共通液室へインクを供給可能な状態にされている
。

次に、押圧部材１０６が押し込められると、第１０図（
Ｂ）に示すように、インク袋１１２（又は弾性体１２３
）を押圧し、その部分のインク流路１１３を遮断する。

これによって、インクカートリッジ１０２からヘッドｌ
へのインク供給が断たれる。

次に、第１Ｏ図（Ｂ）の状態のまま、押圧部材１０７が
押し込められると、インク袋１１２又は弾性体１２３に
形成されているインク加圧部１１５がつぶされ、その凸
部内のインク１２０が第１０図（Ｃ）のように押圧され
て、ジヨイント部１１７の方向へ圧送される。このイン
ク１２０はジヨイント部１１７に挿通された針ジヨイン
ト１２４を介してヘッド１の各ノズルへ圧送され、ノズ
ル内の気泡、ゴミ等をノズル外へ排出させる。ノズル（
オリフィス部）よりキャップ１０５内へ排出された廃イ
ンクは第３図に示す吸引孔１０Ｂに吸い込まれ、この吸
引孔１０８に連通ずる廃インク吸引口１１１を介して廃
インク吸収体１１０に吸収される。この吸引は吸引ポン
プ１１８によって行われる。

次に、押圧部材１０６を後退させることにより、インク
流路１１３が開いて第１０図（Ｄ）の状態にされ、つい
で押圧部材１０７を後退させることによって第１０図（
Ａ）の状態にされて通常状態に戻される。

以上示した実施例によれば、インク流路を塞いだ後、加
圧動作を閉塞位置よりヘッド寄りのインク流路内、で行
うことにより、常に一定のインク量によって加圧回復動
作を行うことができる。また、加圧後にインク流路を開
放することにより、ヘッドのノズルに負圧を生じさせる
こと無く通常状態へ復帰させることができる。

この場合、押圧部材１０６によって開閉されるインク流
路１１３の体積は小さいことが望ましい。

加圧回復動作を行わせるためのインク量は、押圧部材１
０７のストロークの長さ、速度及び径を適当に選ぶこと
により、任意に設定できる。

また、押圧部材１０７に押圧されるインク加圧部１１５
の弾性体１２３はインク袋１１２の形状を凸部にしたが
、平型（但し、ケース側に凹部を設ける）、凹型、ジャ
バラ型などにすることもできる。要はインク流路の途中
に適当量のインク滞留部が形成できさえすれば、どのよ
うな形状であってもよい。弾性体１２３は、単層または
ガスバリヤ−性を考慮した多層構造にしてもよいし、さ
らに表層をコーティングすることも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、請求項１の本発明によれば、インク
滴を吐出するノズルを備えたヘッドと、該ヘッドに供給
するインクを収容する着脱自在のインクカートリッジと
を具備するインクジェット記録装置において、前記イン
クカートリッジ内のインク流路の一部を閉塞可能にする
インク流路閉塞手段を設け、前記インクカートリッジの
記録装置本体への装着に連動して前記インクカートリッ
ジのインク出口部が狭められ、装着完了時点で前記イン
ク出口部および前記インク流路閉塞手段に連通ずるイン
ク流路を形成するインク流路形成手段を設ける構成にし
たので、特別な吐出回復機構を設けることなく、吐出回
復動作が行えるため、記録装置の小型化が可能になる。

また、構造が簡単であるので、容易に製造することがで
きる。

請求項２の本発明によれば、さらに、前記閉塞手段によ
る閉塞部のインク流路を、前記インクカートリッジ内に
設けられたインク袋の一部を形成する弾性体を用いて構
成したので、さらに、構造を一層簡単化することができ
るという効果が得られる。

請求項３の本発明によれば、さらに、前記インク加圧手
段に対応するインク流路にダイヤフラム状のインク加圧
部を設けたので、さらに、構造の簡単化とともに吐出回
復動作を一層確実なものにすることができるという効果
が得られる。

さらに、請求項４の本発明によれば、記録液滴を吐出す
るヘッドを前記インクカートリッジと一体的に組付けた
ので、さらに、インク吐出回復系およびヘッドを含む“
インクまわり”を全て使い捨て可能にすることができ、
回復系を本体側に配設するものに比べ、信頼性が向上す
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるインクジェット記録装
置の要部を示す模式的斜視図、第２図は第１図中のイン
クカートリッジの構成例を示す模成約斜視図、第３図は
第１図中のインクカートリッジの他の構成例を示す模式
的斜視図、第４図は第３図の中の線ＩＶ−ＩＶ矢視断面
図、第５図は第４図のＶ−Ｖ矢視断面図、第６図は第４
図のＶｌ−Ｖｌ矢視断面図、第７図は第６図のインクカ
ートリッジの本体への装着後の状態を示す断面図、第８
図は第１図中のインクカートリッジのさらに別の構成を
示す断面図、第９図は第８図中のＩＸ−ＩＸ矢視断面図
、第１０図（Ａ）〜第１０図（Ｄ）は本発明の吐出回復
動作を示す説明図、第１１図〜第１３図は従来のインク
ジェット記録装置に用いられる加圧機構の３例を示す各
々の断面図である。 １０１−−・−・−・ヘッド、１０２−・−・−インク
カートリッジ、１０３・−・−−−−−−−−オリフィ
ス部、１０４インク吸収体、ｌ　０５−−−−・−・ヘ
ッドキャップ、１０６．１０７．１０９．１１６−−−
−−−−−−押圧部材、１０８−・・・−・・−廃イン
ク吸引孔、１１０・−−−一−・−・−廃インク吸収体
、１１２・−・−−−−−−−−インク袋、１１３・・
−一・・インク流路、１１５−−−−−−・−・−イン
ク加圧部、１１７−・・・−−−一−ジヨイント部。 ′″ｌ″１ （Ａ） （Ｂ） ニア：ｕ 第１１図 第１２図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）インク滴を吐出するノズルを備えたヘッドと、該
   ヘッドに供給するインクを収容する着脱自在のインクカ
   ートリッジとを具備す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内のインク流路の一部を閉
   塞可能にするインク流路閉塞手段を設け、前記インクカ
   ートリッジの記録装置本体への装着に連動して前記イン
   クカートリッジのインク出口部が狭められ、装着完了時
   点で前記インク出口部および前記インク流路閉塞手段に
   連通するインク流路を形成するインク流路形成手段を設
   けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. （２）前記閉塞手段による閉塞部のインク流路を、前記
   インクカートリッジ内に設けられたインク袋の一部を形
   成する弾性体を用いて構成したことを特徴とする請求項
   １記載のインクジェット記録装置。
3. （３）前記インク加圧手段に対応するインク流路にダイ
   ヤフラム状のインク加圧部を設けたことを特徴とする請
   求項１記載のインクジェット記録装置。
4. （４）前記ヘッドを前記インクカートリッジと一体に組
   付けたことを特徴とする請求項１記載のインクジェット
   記録装置。