JPH02122939A - インクカートリッジ - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインクジェットプリンタ等の記録装置に装着さ
れて、その記録ヘッドにインクを供給するためのインク
カートリッジに関する。

〔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か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Ｃ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を
不能にしたりする。

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じるこ
とがある。

このため、ノズルのインク吐出を回（夏せしめることが
重要となる、この様なインク吐出回復のための回復手段
として、加圧回復法と負圧回復法とがある。

負圧回復法はノズルのインク吐出口を外側からキャップ
部材でキャッピングを行い、該キャンプ部材を介して吸
引することによりインクの固着物、気泡、ゴミ等の障害
物を除去する方法である。しかしながら、この様な方法
の実行のために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り、このため従来法においては、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
吸引孔との位置精度を出さなければならず装置の組み立
てに非常に労力がかかったり、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引きおこしたりするとい
う難点があった。

他方、加圧回復方法は、ノズル部をインクタンク側から
加圧することにより、インクに含まれる固着物、気泡、
ゴミ等を除去する方法である。この様な方法を実行する
ために、ポンプ等による加圧機構を設けている。そして
、このような加圧機構として、インクカートリッジに加
圧機構を設けたものと、記録装置内に加圧機構を設けた
ものとがある。後者の加圧機構として、ギヤポンプやチ
ューブポンプなどがある。これらの方式は、インク流路
中に加圧機構を設けるため大がかりになり、コンパクト
化を図ることが困難である。更にギヤポンプはインクの
構成分がギヤの間に析出し、円滑なギヤの回転を妨げる
恐れがあり、チューブポンプはチューブの一部をしごき
、その際の加圧力を用いてインク供給を行うものである
ため、チューブをしごいた後にチューブ同志が密着し、
インク流路を閉塞させる恐れがある。

また、前者の加圧機構を備えたインクカートリッジとし
て、例えば、第１０図乃至第１２図に示すものがある。

第１０図において、インク収容部２の側壁面にはノズル
部１が設けられ、インク収容部２内にはインク３が満た
されている。インク３の上部には空気層４が形成されて
いる。さらにインク収容部２の天井面の上部には、ノズ
ル部ｌの目詰まり、気泡を除去する加圧手段としてのダ
イヤフラム５が設けられている。ダイヤフラム５の内部
に形成される空気７とインク液室７と大気を連通ずるた
めの通気孔８が設けられている。

第１０図の構成では、通気孔８を塞いだ状態でダイヤフ
ラム５を押圧すると、連通孔６を介して空気７内の空気
が空気１ｉｉ４へ流入し、空気層４が圧縮される。空気
層４が圧縮されると、インク収容部２内のインク３は、
インク収容部２の底部からインク流路を介して記録ヘッ
ド１０１のノズル部１へ供給される。

第１１図は従来のインクカートリッジの第２例を示し、
第１０図と同一または同一機能を有するものには同一引
用符号を用いたので、重複する説明は省略する。インク
３はインクタンクケース１１内のインク袋２１に収容さ
れている。インクタンクケース１１の天井部には押ボタ
ン９が昇降自在に配設され、その首部には押ボタン９を
上方に押し上げるための圧縮コイルばね１０が外嵌され
ている。さらに、押ボタン９の下部には、一端を支点１
３としてインク袋２１の一部に接するように開閉自在に
レバー１２が配設されている。

第１１図の構成では、押ボタン９を押下すると、レバー
１２がインク袋２１の膨張力に抗して下方へ移動し、イ
ンク袋２１の一部を加圧する。レバー１２の圧接によっ
てインク袋２１は圧縮し、内部のインク３の圧力が高め
られ、インク部１の吐出口より吐出する。

さらに、第１２図は従来のインクカートリッジの第３例
を示している。この構成においては、第１０図と同一ま
たは同一機能を有するものには同一引用符号を用い、重
複する説明は省略する。

第１２図において、インク収容部２の天井部には、端部
１４Ａ及び鍔１４Ｂを有し、かつ上部に段差が形成され
た押圧部材１４が昇降自在に支持されている。押圧部材
１４の支持部には０リング１５が外嵌され、さらに天井
部にはインク収容部２内と大気を連通させる大気開放弁
１６が設けられている。押圧部材１４の下部にはコイル
ばね１７が配設され、鍔１４Ｂを常時上方に押し上げる
ように付勢している。コイルばね１７の内側のインク収
容部２の底部には開口１９を有するダイヤフラム１８が
配設され、このダイヤフラム１８に対向させてインク流
路の入口が設けられている。

第１２図の構成では、押圧部材１４を押すと、その端部
１４Ａがダイヤフラム１Ｂの開口１９を塞ぎながらダイ
ヤフラム１８を圧縮し、ダイヤフラム１８内のインクを
インク流路に押し出し、ノズル部ｌからインクを吐出さ
せる。大気開放弁１６は、印字中および回復動作時に押
圧される。加圧回復動作ののち、押圧部材１４の押下を
解除すると、コイルばね１７の弾性力によって押下部材
１４が押し上げられ、所定の位置へ復帰する。このとき
、端部１４Ａが開口１９から離れるので、インク収容部
２内のインクがダイヤフラム１８内に導入され、ダイヤ
フラム１８の形状回復が容易に行われると共に、ノズル
部ｌに負圧を生じさせることが無い。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような従来のインクカートリッジにおいて
は、第１０図の構成の場合、インク収容部２内のインク
の消費につれて空気層４の容積が変化するため、ダイヤ
フラム５による加圧力が変化し、空気層４の厚みが増大
するにつれてインク加圧能力が低下するという問題があ
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
ができないという問題点は依然として解決されないこと
になる。

また、第１１図の構成の場合、インク３の消費量が進む
につれてレバー１２によるインク袋２１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３が殆どインク袋２１に残っていないような状
態では、加圧回復が不可能になる恐れがある。

さらに、第１２図の構成の場合、押圧部材１４の昇降に
ともなって０リング１５が摩耗し、その液密性が低下し
、インク３が外部に漏洩する恐れがある。また、押圧部
部材１４の端部１４Ａが開口１９に接触したまま放置さ
れると、ダイヤフラム１８の形状復帰のときにノズル部
ｌに負圧を生じさせ、大気をノズル部１内に引き込むと
いう問題点が生じる。

本発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決で
き、装着対象の記録装置のコンパクト化および製造容易
化を可能とし、且つインク吐出回復動作の性能向上を図
ったインクカートリッジを提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、インク収容部が弾性を有するインク袋で構成
されたインクジェット記録装置用のインクカートリッジ
において、インク収容部とジヨイント部との間のインク
流路を回復動作時に閉塞する閉塞手段と、該閉塞手段と
前記ジヨイント部との間に設けられて流路内のインクを
前記ジヨイント部側へ圧送するインク加圧手段と、前記
インク袋とを一体化する構成により、上記目的を達成す
るものである。

また、請求項２の本発明は、上記構成において、さらに
、インク加圧手段で、記録ヘッドから排出された廃イン
クを前記ヘッドのフェイス面より除去する廃インク吸引
手段を設けることにより、インク吐出回復装置のコンパ
クト化と信頼性向上を図るものである。

さらに、請求項３の本発明は、上記構成において、さら
に、廃インク吸引手段とインク袋とを一体化することに
より、インク吐出回復装置の一層のコンパクト化とイン
ク吐出回復動作の性能向上を図るものである。

さらにまた、請求項４の本発明は、上記構成において、
さらに記録ヘッドを一体化することにより、“インクま
わり”を全て使い捨て可能にし、−層の信頼性の向上を
図るものである。

〔作用〕

閉塞手段によってインク流路を遮断することによって、
インク収容部よりのインク供給を断ち、ついでインク加
圧手段を動作させることにより該手段内のインクがヘッ
ド側に圧送されるので、常に適量のインクが加圧供給さ
れる。

また、ヘッドのノズルから排出された廃インクは、廃イ
ンク吸引手段によって発生した負圧によって廃インク収
容部へ導かれ、回復動作後の記録動作に障害を及ぼすこ
とがない。

さらに、インク袋に一体化された廃インク吸引手段は、
その復元力によって生じる圧力を負圧に変えて廃インク
収容部内に廃インクを吸引する。

また、インク袋と一体化したことによって、他部材との
気密性が高められる。

〔実施例〕

以下、第１図〜第９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１０１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図は第１図中の本発明によるインクカートリッジ１
０２の一実施例の模式的斜視図である。

第２図において、インクカートリッジ１０２には記録ヘ
ッド１０１が一体的に組み込まれている。

記録ヘッド１０１の内部にはオリフィス部１０３および
廃インク吸引孔１０Ｂが設けられ、該記録ヘッドｌｏｔ
に対して前記インクカートリッジ１０２よりインク（記
録液）が供給される。

第２図において、１０５は回復時にオリフィス部１０３
をキャンピングする為のヘッドキャンプ、１０６はイン
ク流路を開閉するための押圧部材、１０７はインクを加
圧するための押圧部材、１０８はヘッド１０１に設けら
れた廃インク吸引孔１０９から廃インクを吸引するため
の押圧部材である。

前記記録ヘッド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し
、いわゆる“インクまわり”の全てをインクカートリッ
ジ１０２とともに使い捨て可能にすれば、装置本体側に
回復系を設けるものに比べ、信頼性゛を向上させること
ができる。

第３図は第２図の実施例の加圧機構の詳細を示す分解斜
視図である。

インクカートリッジ１０２の台座部１０２Ａは、インク
流路閉塞部１０４のインク袋１０４Ａを位置決めする輪
郭部１０２Ｂ、ジヨイント部１１７の近傍は設けられる
インク加圧部用凹部１０２Ｃ１このインク加圧部用凹部
１０２Ｃと輪郭部１０２Ｂ内に連通ずるインク流路用の
溝１０２Ｄ、及びインク加圧部用凹部１０２Ｃに連通す
るジヨイント部１１７の各々を備えている。

台座部１０２Ａには、インク袋１０４Ａの装着されたイ
ンク流路閉塞部１０４が重ね合わせられる。さらに台座
部１０４は、インク加圧部用凹部１０２Ｃに対向する位
置にドーム形のインク加圧部１１５が設けられている。

さらに、インク流路閉塞部１０４に重ね合わせて天板部
１０２Ｅが設けられている。天板部１０２Ｅは、押圧部
材１０６及び１０７が挿通する貫通孔１０２Ｆ及び１０
２Ｇのほか、インク袋１０４Ａの頭部を露出させる開口
部１０２Ｈが設けられている。

第４図は第２図におけるＩＶ−ＩＶ矢視断面図であり、
第５図は第４図のＶ−Ｖ矢視断面図である。

第４図および第５図において、１１０は廃インク吸収体
、１１１は廃インク吸引口であり、第２図の吸引孔１０
９に連通している。１１２は弁、１１３はインク袋１０
４Ａの一部とインクカートリッジ１０２より形成される
インク流路、１１４はインク流路１１３の途中を塞ぐ閉
塞部、１１５はインク流路１１３の端部に設けられるイ
ンク加圧部、１１６はインク袋１０４Ａに収容されるイ
ンク袋、１１７はインク加圧部１１５に連通ずるジヨイ
ント部、１１８は廃インク吸引ポンプ、１１９は廃イン
ク吸引ポンプ１１８と廃インク吸収体１１０とを接ぐチ
ューブである。

第６図（Ａ）〜（Ｄ）は以上の実施例における加圧回復
動作の順序を示す説明図である（各図は第４図のＶｌ−
Ｖｌ矢視断面図を示している）。

第６図（Ａ）は回復動作前の状態を示し、この状態から
押圧部材１０６を移動させ、インク流路閉塞部１１４を
押圧すると、第６図（Ｂ）のようにインク流路１１３が
塞がれる。さらに、押圧部材１０７を移動し、インク加
圧部１１２を加圧すると、第６図の（Ｃ）のようになり
、インク加圧部１１５内のインクがジヨイント１１７を
介してヘッド１０１のオリフィス部１０３に加圧供給さ
れ、回復動作が行われる。

この状態から押圧部材１０６を抜きインク流路１０３を
開放（第６図（Ｄ））Ｌ、さらに押圧部材１０７を開放
することにより、回復動作が終了する。

次に、第７図（Ａ）〜（Ｃ）を参照して廃インク吸引ポ
ンプ１１８の動作について説明する。

通常状態を示したのが第７図（Ａ）であり、この状態か
ら押圧部材１０８を押し込むと、第７図（Ｂ）のように
廃インク吸引ポンプ１１８の頂部（自由端）に押圧部材
１０８の先端が接触する。

押圧部材１０８の先端の中心には図示のように空間部が
形成されているため、この空間部内に弁１１８Ａが開い
たまま廃インク吸引ポンプ１１８は収縮する。このとき
、ポンプ内には負圧も正圧も生じない。

次に、押し込んだ押圧部材１０８を後退させると、廃イ
ンク吸引ポンプ１１８は、その弾性力によって押圧部材
１０８の先端に接しながら膨張する。このとき、弁１１
８Ａは閉じ、これによってポンプ内に負圧が生じる。

この負圧は第４図のチューブ１１９を介して廃インク収
容部へ伝わり、廃インク吸収口１１１から廃インクが吸
い込まれ、廃インク吸収体１１０に吸収される。廃イン
クは、加圧回復によってオリフィス部１０３より排出さ
れ、キヤ・ツブ１０５とヘッド面との空間に排出された
ものが廃インク吸引ポンプ１１８による負圧によって、
廃インク吸引口１１１より吸引される。

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ＩＸ−ＩＸ矢視断面図である。

本実施例が前記実施例と異なるところは、廃インク吸引
ポンプ１２０を弾性材料を用いたインク袋１０４Ａと一
体化したものである。この構成によって加圧回復方法は
、第６図（Ａ）〜（Ｄ）と同様であると共に、廃インク
除去方法も第７図（Ａ）〜（Ｃ）と同様である。

なお、第８図においては、廃インク吸引ポンプ１２０を
弁と一体構造によるものとしたが、弁を別体に設けるよ
うにしてもよい。

以上のように、本発明の実施例によれば、インク流路を
塞いだのちに加圧動作をインク流路内で行うようにした
ので、従来と異なり、常に一定のインク量で加圧回復動
作を行うことが可能になる。

また、加圧後にインク流路を開放することにより、記録
ヘッド１０１に負圧を生じさせることなく通常状態へ戻
すことができる。

さらに、インク加圧部材のストロークの長さ、移動速度
及び径を変えることにより、回復時に消費されるインク
量を所望の量に設定することが可能である。また、上記
実施例ではインク加圧部を凸型にしたが、平板、凹型、
蛇腹型などの種々の形状を用いることもできる。さらに
、インク袋の弾性体を単層構造にしたが、多層構造にし
てもよいし、或いは表層をコーティングするようにして
もよい。

〔発明の効果〕

以上より明らかな如く、本発明のインクカートリッジに
よれば、インク収容部とジヨイント部との間のインク流
路を回復動作時に閉塞する閉塞手段と、該閉塞手段と前
記ジヨイント部との間に設けられて流路内のインクを前
記ジヨイント部側へ圧送するインク加圧手段と、インク
を収容するインク袋とを一体化して構成したので、記録
装置のコンパクト化が可能になると共に、インク吐出回
復機能の信頼性が向上し、しかも、インクの密閉性が向
上すると共に組立てが容易になる。

また、廃インク吸引手段を設けたことによって、回復動
作後の記録動作の開始を速やかに行えるようにすること
ができる。

さらに、廃インク吸引手段をインク袋に一体化させるこ
とにより、装置のコンパクト化及び組立て簡易化を図る
ことができる。

さらにまた、記録ヘッドを前記インクカートリッジと一
体化したので、記録装置の“インクまわり”の全てを使
い捨てにすることができ、本体側に回復系を配置するも
のに比べ、信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインクカートリッジを搭載したイ
ンクジェット記録装置の要部を示す模式的斜視図、第２
図は本発明によるインクカートリッジの一実施例を示す
斜視図、第３図は第２図の実施例の加圧機構の詳細を示
す分解斜視図、第４図は第２図における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（
Ａ）〜（Ｄ）は本発明の加圧回復動作の説明図、第７図
（Ａ）〜（Ｃ）は本発明による廃インク吸引ポンプの動
作の説明図、第８図は本発明の他の実施例を示す断面図
、第９図は第８図のＩＸ−ＩＸ矢視断面図、第１Ｏ図〜
第１２図は従来のインクカートリッジの３例を示す断面
図である。 １０１−・・・・・・−・・記録ヘッド、１０２−−−
−−−−−−−−インクカートリッジ、１０３−・−・
・・−オリフィス部、１０４Ａ・・・・−・・−・・イ
ンク袋、１０５−　・・−−ｍ−−へ７Ｆキヤツプ、１
０６−・・−−−−一−−−押圧部材、１０７−・・−
・・・−・押圧部材、１０８−・−一−−−−−・−押
圧部材、１０９−・−−−−−一一〜廃インク孔、１１
０−・−−−−−−−一廃インク吸収体、１１１−−−
−−・・・・廃インク吸引口、１１２−・−−−−−−
・−弁、１１３−インク流路、１１４・−・−−−一−
インク流路閉塞部、１１５−−−・−−−−−一一イン
ク加圧部、１１６　　　　・インク、１１７−−−−・
−・−ジヨイント、１１８−−−−−−・−・−廃イン
ク吸引ポンプ、１１９−−−−−・−・−チューブ、１
２０・・・・・・−・−廃インク吸引ポンプ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）インク収容部が弾性を有するインク袋で構成され
   たインクジェット記録装置用のインクカートリッジにお
   いて、インク収容部とジョイント部との間のインク流路
   を回復動作時に閉塞する閉塞手段と、該閉塞手段と前記
   ジョイント部との間に設けられて流路内のインクを前記
   ジョイント部側へ圧送するインク加圧手段と、前記イン
   ク袋とを一体化したことを特徴とするインクカートリッ
   ジ。
2. （２）前記インク加圧手段で記録ヘッドから排出された
   廃インクを、前記ヘッドのフェイス面より除去する廃イ
   ンク吸引手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の
   インクカートリッジ。
3. （３）前記廃インク吸引手段と前記インク袋とを一体化
   したことを特徴とする請求項２記載のインクカートリッ
   ジ。
4. （４）記録ヘッドを一体的に組付けたことを特徴とする
   請求項１記載のインクカートリッジ。