JPH02187363A - インクジェット記録装置およびその記録ヘッド - 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、記録用インクを収
容するタンクから記録ヘッドへとインクを供給して、該
記録ヘッドに設けられた吐出口からインク滴を吐出せし
めて記録が行われる。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吐
出口との連通部にゴミや気泡が混入することがある。記
録ヘッドの液路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液路に到達すると
、岐路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を不能
にしたりすることがある。

また、インクジェット記録装置にインクを充填したまま
で長期間インク吐出を行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せしめる
ことがある。

これを防止するため、記録前に液路内のインク吐出を回
復させることが必要であり、このた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１隻方法は
、インク吐出口をキ中ツブで塞ぎ、吸引ポンプ等を用い
て負圧によりインクを吸引し、液路内に堆積するインク
の固着物、気泡、ゴミ等の障害物を岐路内から除去する
ものである。

一方、加圧回復方法は、加圧ポンプ等を用いて供給路中
のインクを加圧させ、その圧力によってインクとともに
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
個に装置側にインク吐出回復装置を作る必要があるため
、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
め立てが難しくなっていたり、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吐出異常が完
全に回復されなかったりするというｉｔｔ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
部やインク収容部とヘッド間のインク液路内に設けるの
であるが、後者の加圧機構にギヤポンプ、デユープポン
プ等を用いた場合、インク液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容部に設ける構成は、小型化を図れ
る利点があり、例えば、第１０図〜第１２図に示すイン
クカートリッジがある。

第１０図におい°ζ、インク収容部２の側壁面には吐出
口ｌが設けられ、イン・り収容部２内にはインク３が満
たされている。インク３の」二部には空気層４が形成さ
れている。さらにインク収容部２０天井部には、吐出口
１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
成される空気室７とインク液室間は連通孔６によって連
通され、さらにグイ・トフラノ・５には、気室７と待機
を連通ずるための通気孔８が設けられている。

第１Ｏ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を介して気室７内の空気
が空気層４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の底部からインク液路を開始で液路部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間−引
用符号を用いたので、重複する説明は省略する。インク
カートリッジ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１
０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１３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２工の一部を圧接する。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。この構成においても、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。

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、かつ上部に複数の段差が形
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の支持部にはオーリング１５が外嵌され、さ
らに天井部にはインク収容部２内と待機を連通させる大
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
インク液路の入口が設けられている。

第１２図の構成では、押圧部材工４を押ずと、その端部
１４Ａがダイヤフラム１８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
インク液路に押し出し、吐出口１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１
４が押し上げられ、所定の位置へ復帰する。このとき、
端部材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、吐出口
１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を備えた
インクジェット記録装置においては、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
圧能力が低下することがある。その為にここでインク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
ットが大型化することになり、しかも安定した吐出回復
の実行という解決すべき過大が依然残されたままである
。

また、第１ｆ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ことがある。特に
、インク３が殆どインク袋２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＋、ｌ’１４の
昇降にともなってオーリング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吐
出口１に負圧を生じさせ、大気を吐出口ｌ内に引き込む
ことがある。

本発明の目的は、このような従来技術の技術課題を解決
でき、装着対象の記録装置のコンパクト化および製造化
を容易にし、且つインク吐出回復時における廃インクの
量を少なくできるようにしたインクジェット記録装置を
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、吐出口より・インクを吐出する記録ヘッドと
、記録−＼ントを搭載するためのキャリッジに着脱可能
に搭載されて記録ヘッドに供給するインクを収容するた
めのインクタンクを備えたインクジェット記録装置にお
いて、前記記録ヘッドに対し、それぞれがインクを供給
可能な複数のインク液路と、該インク液路のそれぞれの
一部を閉塞する２つのインク液路閉塞手段と、該インク
液路閉塞手段の少なくとも一方のヘッド寄りのインク液
路に設けられて該インク液路内のインクを加圧する加圧
手段とを前記キャリッジ上に有し、該加圧手段および前
記複数のインク液路閉塞手段を所定のタイミングによっ
て駆動する駆動手段とを具備する構成により、上記目的
を達成するものである。

（作用〕 上記のように構成することによって、インク液路閉塞手
段及びインク加圧手段を個々のインクカートリッジに行
届させることが可能になり、２つのインク液路閉塞手段
を共に又は一方を閉塞させ、この閉塞動作に次いでイン
ク加圧手段を動作させることにより、インク吐出回復と
ヘッド内の空気排出の２つのモードを実行することがで
きる。したがって、装置本体側にインク液路閉塞手段及
びインク加圧手段を設ける必要がない。

〔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ジェット記録装置の一実施
例を示す模式的斜視図、第２図はインク供給系の主要部
を示す模式的斜視図である。

第１図において、１０１はインクタンクとしてのインク
カートリッジであり、１０２はインクカートリッジ１０
１を着脱自在に装着するインクジェット記録装置である
。

第２図に示すように、インクカートリッジ１０１は、ヘ
ッド（記録ヘッドエレメント）１０３を搭載したキャリ
ッジ１０４に矢印方向から着脱される。ここで記録ヘッ
ドにはインクを吐出する為に利用されるエネルギーとし
て、熱エネルギーを発生する電気熱交換体が設けられて
いる。キャリッジ１０４は、不図示のプラテンに平行配
設された軸１０５にガイドされながら往復動する。

第３図は回復機構を示す斜視図である。同図において、
１０６はインクカートリッジ液路閉塞用押圧部材、１０
７はインク加圧用押圧部材、１０８はインク液路閉塞用
押圧部材であり、これらは同軸上に配設されている。１
０９はインクジジイントの針である。インクカートリッ
ジ１０１は、上方からキャリッジ１０４の凹部内に押し
込められると、針１０９がインクカートリッジ１０１の
インク収納体内に挿入され、この針１０９を介してヘッ
ド（記録ヘッドニレメン日　１０３ヘインクが供給され
る。また、押圧部材１０６〜１０８は、インク吐出回復
モードに入ると、所定のシーケンスに従って回動し、回
復動作をする。

第４図はインク供給系統を示すブロック図である。

インクカートリッジ１０１は、インクが収納されたイン
ク収容部１２１インク収容部１２１とジヨイント１２４
及び１２６の夫々との間のインク液路を所定時に遮断す
るインク液路閉塞手段（Ａ）、（Ｂ）１２２．１２３、
インク液路閉塞手段１２３の液路中に設けられるインク
加圧手段１２５．２つの液路の端部に設けられ、ヘッド
側のインク液路との接続部になるジヨイント１２４及び
１２６により構成されている。一方、ヘッド１０３は、
ジョインｌ−１２４及び１２６の夫々に接続される共通
液室部１２７及び共通液室部１２７に連通ずる吐出口１
２８より構成されている。

本発明の特徴は、前記インク液路閉塞手段（Ａ）、（Ｂ
）並びに前記インク加圧手段をインクカートリッジ１０
１内に設けることである。上記閉塞手段にて、１２２．
１２３および加圧手段１２５をインクカートリッジ１０
１に設けることで、これらの手段１２２．１２３．１２
５の耐久性はインクカートリッジ１０１°のインクを使
い切るまでの耐久性があれば充分である。

このため、上記手段を本体側に設ける場合に比べ、恒久
的耐久性が要求されないので、構造の簡素化および小型
化が可能になる。

さらに、上記手段１２２．１２３．１２５を本体に設け
ずにインクカートリッジに設けるため、インクカートリ
ッジの液密性を確保するだけで充分であり、インクの洩
れ（液密性）に対して有利となる。

第５図及び第６図はインク液路閉塞手段１２２．１２３
及びインク加圧手段１２５の各々の動作を説明するタイ
ムチャートである。

第５図は第１のモードを示し、吐出口１２８内の増粘し
たインクや固着物を吐出口１２８から吐出させるモード
になっている。先ず、インク液路閉塞手段１２２及び１
２３によってインク液路を閉塞し、ついでインク加圧手
段１２５によってインク液路内のインク共通液室部１２
７へ圧送し、さらに吐出口１２８よりインクを吐出させ
てインク吐出回復を行う。なお、インク加圧手段１２５
を開放する前にインク液路閉塞手段１２２．１２３を開
放し、インク加圧手段１２５の開放時に吐出口１２８か
ら空気が入り込むのを防止する。また、インク液路閉塞
手段１２２及び１２３を開放するまでの時間を変えるこ
とによって、吐出口１２８よりのインク押し出し量を変
えることができる。このようにすることによって、吐出
口詰まりの程度に応じたインク押し出し量を決めること
ができる。

一方、第６図は第２のモードを示し、不吐出の原因の１
つであるところのヘッド内の空気溜、特に共通液室部１
２７に溜まった空気をヘッド１０３から除去する為のモ
ードである。ヘッド１０３内の空気の除去は、モードｌ
によっても可能ではあるが、大きな圧力を必要とし、多
量のインクを吐出口より捨てる必要があり、装置の大型
化及びランニングコスト高を招くことになる。そこで、
ヘッド１０３内の空気を除去するため、インクを循環さ
せることにより、小圧力にかつ捨てるインク量を少量に
できる利点がある。

具体的には、第６図のようにインク液路閉塞手段１２２
を常に開放させておき、インク液路閉塞手段１２３を閉
塞し、ついでインク加圧手段１２５を加圧することによ
り、インクはヘッド１０３の共通液室１２７を介して循
環させ、ヘッド１０３内に溜まった空気を除去する。

第７図はインクカートリッジ１０１の詳細を示す断面図
である。

第７図において、１１０及び１１１は弾性体の加工等に
よって形成され、第４図のインク液路閉塞手段１２３及
び１２２に相当するインク液路閉塞手段、１１２は第４
図のインク加圧手段１２５に相当するインク加圧手段、
１１３はインク加圧手段１１２に連通ずるインクジヨイ
ント、１１４はインク液路閉塞手段１１０に連通ずるイ
ンクジヨイントである。また、１１５はインクを密封状
態に収納するインク収容部である。インクジヨイント１
１３及び１１４は、インクカートリッジ１０１の底面に
装着され、インク収容部１１５はインクカートリッジ１
０１の最上部に配設されている。インク収容部１１５の
下部に空間部が設けられ、この空間部内にインク液路閉
塞手段１１０．１１１及びインク加圧手段１１２が配設
されている。インク収容部１１５には、ガス透過性の低
い袋体、弾性体を用いた袋体、あるいはインク吸収体等
を用いることができる。インク液路閉塞手段１１０と１
１１及びインク加圧手段１１２を第５図または第６図の
タイムチャートに従って駆動することにより、インク加
圧回復動作を行うことができる。

第８図及び第９図はインク液路閉塞手段１１０及びイン
ク加圧手段１１２の各々の詳細を示す断面図である。

第８図に示すように、インク液路閉塞手段１１０は、イ
ンク収容部１１５に連通ずるインク液路１１６の一部に
半球状の突部を形成し、この突部を電磁アクチュエータ
等の不図示の駆動手段によって押圧したときにインク液
路１１６を閉塞し、インク収容部１１５からのインク供
給を遮断できるように構成されている。

また、インク加圧手段１１２は第９図に示すように、イ
ンク液路１１７に連通ずるインク液路１１７の一部に半
円状の凸部を弾性部材によって加工し、この凸部をモー
タ電磁アクチュエータ等の不図示の駆動手段によって図
示矢印方向に押圧または復帰させることにより、凸部内
のインクがインク液路１１７内に押し出され、インク液
路閉塞手段１１０が閉塞しているときインクがインクジ
ョインｌ−１１３へ送出される。

上記実施例では記録ヘッド１０３と別体のインクカート
リッジ１０１の構成について述べたが、これらを一体化
してキャリッジに対して着脱可能に搭載される構成も可
能であり、これら２つを含めて広義の記録ヘッドと呼ぶ
ことにする。

〔発明の効果〕

以上説明した通り、本発明によれば、吐出口よりインク
を吐出する記録ヘッドと、記録ヘッドを搭載するための
キャリッジに着脱可能に搭載されて記録ヘッドに供給す
るインクを収容するためのインクタンクを備えたインク
ジェット記録装置において、前記記録ヘッドに対し、そ
れぞれがインクを供給可能な複数のインク液路と、該イ
ンク液路のそれぞれの一部を閉塞する２つのインク液路
閉塞手段と、該インク液路閉塞手段の少なくとも一方の
ヘッド寄りのインク液路に設けられて該インク液路内の
インクを加圧する加圧手段とを前記キャリッジ上に有し
、該加圧手段および前記複数のインク液路閉塞手段を所
定のタイミングによって駆動する駆動手段とを具備する
構成にしたので、回復機構の構成が簡単になり、装置の
小型化、量産化及びコストダウンが可能になる。

また、請求項２の発明によれば、インクを吐出する吐出
口を有する記録ヘッドエレメントと、該記録ヘッドエレ
メントに供給するインクを収容するタンクと、該記録ヘ
ッドエレメントと前記タンクを連通ずる第１の供給路お
よび第２の供給路と、を具えた記録ヘッドであって、前
記第１の供給路と前記第２の供給路のそれぞれに設けら
れた供給路閉塞手段と、前記第１の供給路の前記記録ヘ
ッドエレメント寄りの供給路に設けられたインクを加圧
可能な加圧手段と、を具えた構成にしたので、さらに、
インクの液密性を容易に確保でき、かつ装置の簡素化お
よび小型化を可能ならしめる記録ヘッドが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインクジェット記録装置の一実施
例を示す模式的斜視図、第２図はインク供給系の主要部
を示す模式的斜視図、第３図は回復機構を示す斜視図、
第４図はインク供給系統を示すブロック図、第５図及び
第６図はインク液路閉塞手段及びインク加圧手段の各々
の動作を示すタイムチャート、第７図はインクカートリ
ッジ１０１の詳細を示す断面図、第８図及び第９図はイ
ンク液路閉塞手段１１０及びインクカートリッジ加圧手
段１１２の各々の詳細を示す断面図、第１０図〜第１２
図は従来のインクジェット記録装置におけるインクカー
トリッジの３例を示す断面図である。 １０１−−・−−−・インクカートリッジ、１０２イン
クジエツト記録装置、１０３−−一−−−−ヘッド、１
０４・−・・・・・・キャリッジ、１０６．１０８イン
ク液路閉塞押圧部材、１０７−−−−・−インク加圧押
圧部材、ｌ　０９−−−・針、１１０．１１１・−・イ
ンク液路開閉手段、１１２−−−一・−−一−インク加
圧手段、１１３．１１４−−インクジヨイント、インク
収容部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）吐出口よりインクを吐出する記録ヘッドと、記録
   ヘッドを搭載するためのキャリッジに着脱可能に搭載さ
   れて記録ヘッドに供給するインクを収容するためのイン
   クタンクを備えたインクジェット記録装置において、前
   記記録ヘッドに対しそれぞれがインクを供給可能な複数
   のインク液路と、該インク液路のそれぞれの一部を閉塞
   する２つのインク液路閉塞手段と、該インク液路閉塞手
   段の少なくとも一方のヘッド寄りのインク液路に設けら
   れて該インク液路内のインクを加圧する加圧手段と、を
   前記キャリッジ上に有し、該加圧手段および前記複数の
   インク液路閉塞手段を所定のタイミングによって駆動す
   る駆動手段とを具備することを特徴とするインクジェッ
   ト記録装置。
2. （２）インクを吐出する吐出口を有する記録ヘッドエレ
   メントと、該記録ヘッドエレメントに供給するインクを
   収容するタンクと、該記録ヘッドエレメントと前記タン
   クを連通する第１の供給路および第２の供給路と、を具
   えた記録ヘッドであって、前記第１の供給路と前記第２
   の供給路のそれぞれに設けられた供給路閉塞手段と、前
   記第１の供給路の前記記録ヘッドエレメント寄りの供給
   路に設けられたインクを加圧可能な加圧手段と、を具え
   たことを特徴とする記録ヘッド。