JPH0452780B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、吐出口から飛翔液滴を吐出して記録
を行なう液体噴射記録装置における液体供給装置
に関する。

〔従来技術〕

ノンインパクト記録法は、記録時に於ける騒音
の発生が無視できる程度に極めて小さいという点
に於いて、最近特に関心を集めている。その中
で、高速記録が可能でありしかも普通紙に定着と
いう特別な処理を必要とせずにフルカラーの記録
が行えるインクジエツト記録法（液体噴射記録
法）は極めて有力な記録法であつて、これまでに
も種々の方式が提案され、既に商品化されたもの
もあるし、現在もなお検討が続けられているもの
もある。

このような液体噴射記録法は、所謂インクと称
される記録液の液滴（droplet）を飛翔させ、被
記録材に付着させて記録を行うものであつて、こ
の記録液の液滴の形成方法及び形成された液滴の
飛翔方向の制御方法によつて、幾つかの方式に大
別されるる。

その中で、例えばUSP3683212号、同3747120
号、同3946398号等に開示されている液体噴射記
録法は、記録信号に応じて吐出オリフイスより液
滴を吐出飛翔させ、この液滴を被記録材の表面に
付着させて記録を行う、所謂ドロツプ−オンデマ
ンド記録法であり、この記録法に於いては、記録
に必要な液滴だけを吐出させるので、記録に不要
な吐出液の回収や処理のための特別な手段を設置
する必要がなく、装置自体を簡略化、小型化する
ことができ、吐出オリフイスから吐出される液滴
の飛翔方向を制御する必要がないこと、更には、
多色の記録が容易に行えること等のために、昨
今、殊に注目を集めている。

また、上記の液体噴射記録法とは飛翔液滴の形
成原理の全く異る液体噴射記録法が、特開昭54−
51837号に開示されているが、この液体噴射記録
法は、上記のドロツプ−オンデマンド記録法に極
めて有効に適用されるばかりでなく、高密度のマ
ルチオリフイス化した記録ヘツドを容易に具現化
できるので、高解像度、高品質の記録画像を高速
度で得られるという特徴を有している。

これらのドロツプ−オンデマンド記録法に用い
られる液体噴射記録装置は、通常、液滴を吐出す
る吐出口（オリフイス）と、各オリフイスに連通
し、飛翔液滴を形成するエネルギー発生素子を有
する液流路と、各液流路に連通し、これら流路に
供給する液体を貯える液室とから構成される記録
ヘツドが、被記録材上を相対的に走査することの
できるキヤリツジ上に固定される構造が一般的で
ある。しかしながらこの場合は記録部材のみでな
く記録ヘツドも移動する為、液体（インク）の供
給方式によつては、問題が生ずる場合があつた。
大まかにいうと、以下に挙げる様な２つの液体供
給方式に分類する事ができるが、それ等の方式は
それぞれ利点や問題点を有している。

第一の方式は、装置に固定された第一の液溜
と、記録ヘツド内にある、記録ヘツドと共に移動
する第二の液溜を持つ記録装置で、第一の液溜と
第二の液溜とは供給管で連通し、該供給管を通じ
て液体が第一の液溜から第二の液溜へ給送される
ものである。

この方式は、第一の液溜が装置に固定されてい
るので、貯蔵する液体の量を多く出来る利点を有
する反面、第一の液溜と第二の液溜が供給管によ
りつながれている為に記録ヘツドの移動による供
給管のはずれや供給管と液溜との接合部分からの
液体の漏出が生ずる場合があつた。

又、第一の方式では、供給管が記録ヘツドの動
きにつれて移動する為のスペースも必要であり、
装置の小型化には不利な面があつた。

第二の方式は、記録ヘツドと共に移動する液溜
を持ち、記録ヘツド内に供給管を通じて液体を供
給する方式である。或いは、液溜が記録ヘツド内
にあり、供給管を持たない方式である。

この方式は、第一の方式の問題点である、供給
管の移動スペースが不要な点、液溜が記録ヘツド
と共に移動するので供給管のはずれや接合部から
の漏出が無い点など優れた方式である。

しかしながらこの方式は液溜内に少量の液体し
か貯蔵できないため、頻繁に液体補給作業を行な
うか又は記録ヘツドごと交換する必要があつた。
この液体補給作業は従来、注射器や補給用液体の
入つたカートリツジを用いて行なわれていたが、
極めてわずらわしく、かつ手や装置内部を汚しや
すい作業であり、しかも液体補給のためには注入
口をある程度以上大きくする必要があるため、記
録時や運搬時にこの注入口から液体が漏出するこ
とがあつた。又記録ヘツドごと交換してしまう方
法は、記録補給作業のわずらわしさは無いものの
ランニングコストが著しく高くなるという問題を
有していた。

〔目的〕

そこで本発明の目的は前記第２の方式の欠点を
除去すべく、液体補給作業が容易であり又作業中
周囲を汚すことがなく、運搬時及び記録時に液体
の漏出を解消すると同時に小型で低コストな液体
噴射記録装置を提供することにある。

〔要旨〕

前記目的を達成すべく本発明は、液体を吐出し
飛翔液滴を形成するために設けられた吐出口と、
前記吐出口に連通し前記液滴を形成するためのエ
ネルギが液体の作用する部分たるエネルギ作用部
と、前記エネルギ作用部へ液体を導くための液体
導入部と、前記液体導入部に連通し前記液体導入
部に供給する液体を貯える液溜とから成る記録ヘ
ツドを有する液体噴射記録装置において、液体カ
ートリツジと、ポンプと、前記ポンプを作動させ
るレバと、前記液体カートリツジとポンプ機構を
接続する第１導通手段と、前記ポンプ機構に設け
られた第２導通手段端部に設けられ前記記録ヘツ
ドの前記吐出口を密着する密着手段とからなる液
体供給装置を設けたことを特徴とする。

〔実施例〕 以下図面に基づいて本発明の実施例を具体的か
つ詳細に説明する。

第１図は本発明の一実施例を説明するもので、
図においては符号２で示すものは永久磁石で、こ
の永久磁石２は両端が上方に向つて屈曲して形成
されたヨーク４上に固定されている。このヨーク
４の両端間には円柱状のもう一つのヨーク６が横
架されており、このヨーク６にはキヤリツジ８が
走行自在に取付けられている。キヤリツジ８はコ
イルボビン１０を有し、このコイルボビン１０に
は図示していないコイルが巻き付けられており、
このコイルボビン１０を介してキヤリツジ８はヨ
ーク６に対して走行自在に嵌合されている。

前記永久磁石２、ヨーク４，６及び図示を省略
したコイルによりリニヤモーターが構成されてお
り、コイルに対する制御電流はフレキシブルケー
ブル１２を介して印加される。

キヤリツジ８の位置は多数のスリツトを有する
光学スリツト板１４とキヤリツジ側に搭載された
図示していないフオトカプラとによつて検出さ
れ、制御信号に従つて記録ヘツド１６よりインク
を吐出し、プラテン１８に沿つて導かれて来る印
字用紙に対して印字を行う。

図中２０は密着手段をゴムキヤツプ、２２はゴ
ムキヤツプホルダ、２４は液体カートリツジ、２
６はポンプ、２８はレバ、３０は第１チユーブで
あり、後述するように符号２０，２２，２４，２
６，２８，３０の要素から液体供給装置３２が形
成される。

第２図は本発明に係る記録ヘツド１６の斜視図
であり図において３４は液体が吐出する吐出口、
３６はエネルギ作用部たる円筒型圧電素子、３８
は液体導入部、４０はフイルタ、４２はフイルタ
固定部材、４４は液溜、４６は液体、４８は通気
用開口部である。液溜４４は透明のポリメチルメ
タクリレート樹脂で作られておりその容積は１c.c.
である。また通気用開口部４８の内径はφ0.2mmで
ある。記録時には円筒圧電素子３６に信号電圧Ｓ
を印加させ吐出口３４より液滴を噴射させる。

第３図は前述した液体供給装置３２の構成図で
あり、該液体供給装置３２は基台５０に支柱５２
が固定され、該支柱５２には軸５４が設けられ該
軸５４によりレバ２８が回動可能に軸支される。
該レバ２８には溝カム５４が設けられるとともに
ゴムキヤツプホルダ２２に装着されたピン５６が
該溝カム５４に係合される。このゴムキヤツプホ
ルダ２２は水平方向に摺動可能である。レバ２８
の押手５８下部にはピストン６０に接触する突起
体６２が設けられる。前記基台５０には内部にピ
ストン６０を有するシリンダ６４が設けられ、ピ
ストン６０は底部にスプリング６６が設けられレ
バ２８の突起体６２側に押圧される。シリンダ６
４、ピストン６０及びスプリング６６等によりポ
ンプ２６が構成される。シリンダ６４上部には第
１及び第２液体導入口６８，７０が設けられ第１
液体導入口６８は第１導通手段たる第１チユーブ
３０を介して液体カートリツジ２４に接続され
る。又、第２液体導入口７０は第２導通手段たる
第２チユーブ７２が接続され、該第２チユーブ７
２の先端にはゴムキヤツプホルダ２２に設けられ
た密着手段たるゴムキヤツプ２０が設けられる。
又、７４，７６は第１及び第２逆流防止弁であ
る。

次に作用について説明する。この液体供給装置
３２を用いて記録ヘツド１６に液体を供給するに
は、記録ヘツド１６がホームポジシヨンに位置す
る時にゴムキヤツプ２０を記録ヘツド１６前面に
対向させた後、レバ２８を一段階押すとレバ２８
に設けられた溝カム５４とゴムキヤツプホルダ２
２に設けられたピン５６の働きによりゴムキヤツ
プホルダ２８が図中Ａ方向に摺動し、ゴムキヤツ
プ２０が記録ヘツド１６の吐出口３４に密着す
る。更にレバ２８を指で押し下げると突起体６２
によつてピストン６０が押圧される為ピストン６
０はスプリング６６を圧縮しつつ降下するので第
４図に示す如くピストン６０上部とシリンダ６４
との間に空隙７８が生じ空隙７８の負圧の為に液
体カートリツジ２４内の液体が第１チユーブ３０
を介しシリンダ６４の内部へ導入される。この時
第１逆流防止弁は開き第２逆流防止弁は閉じてい
る。その後、レバ２８から指を離すとピストン６
０はスプリング６６により上昇する。すると第１
逆流防止弁が閉じ第２逆流防止弁が開くのでシリ
ンダ６４の空隙７８中に一時存した液体は第２チ
ユーブ７２を介してゴムキヤツプ２０の方向に搬
送され、ゴムキヤツプ２０に密着された記録ヘツ
ド１６の吐出口３４より記録ヘツド１６に液体の
供給が行なわれる。

すなわち記録ヘツド１６をホームポジシヨンに
位置させることにより記録ヘツド１６をゴムキヤ
ツプ２０に対向させ、しかる後にレバ２８を一段
階押してゴムキヤツプを記録ヘツド１６の吐出口
３４をとり囲んで密着させ、更にレバ２８を離す
ことにより液体カートリツジ２４内の液体を記録
ヘツド１６の吐出口３４を通して記録ヘツド１６
の液溜４４へ定量で供給するものであり、この例
では一操作ごとの液供給量は0.2c.c.としてある。
すなわち第２図に示す記録ヘツド１６に液体を供
給する場合は透明の液溜４４内の液体の量を目で
確認しつつレバ２８を操作し適量の液体を供給す
る。レバ２８は、第２図に示す状態よりも更に引
きあげることにより溝カム５４とゴムキヤツプホ
ルダ２２に設けられたピン５６の働きによりゴム
キヤツプホルダ２２をＢ方向に摺動させ、ゴムキ
ヤツプ２０を後退状態にすることができる様にな
つており、印字中はこの状態にしておく。

この液体供給装置による記録ヘツド１６への液
体補給作業は極めて容易であり、また第２図に示
した記録ヘツド１６の様に通気用開口部４８を持
つものであつても、通気用開口部４８は液補給の
ために大きくする必要がなく、通気のための必必
要最小限の大きさにできるため、液体供給時にお
ける通気用開口部４８からの液体漏出も著しく低
減できる。

第５図は本発明に係る液体供給装置３２の他の
実施例の構成図であり、本実施例の特徴とすると
ころは基台５０上に第２ポンプ８０を設けること
にある。該第２ポンプ８０は第２シリンダ８２と
第２ピストン８４と第２スプリング８６等から成
り、第２ピストン８４には第１導通路８８が設け
られ、該ピストン底面には前記第１導通路８８を
開閉する第３逆流防止弁９０が設けられる。又第
２シリンダ８２には第２ピストン８４の底面より
下の位置に第２導通路９２が設けられ該第２導通
路９２により基台５０に設けられ廃液溜９４と第
２シリンダ８２とが連通される。更に第２シリン
ダ８２は上部に開口部９６を有し第３チユーブ９
８により第２チユーブ７２と接続される。

次に本実施例の作用について説明する。まず記
録ヘツド１６をホームポジシヨンに位置させレバ
１４を一段階押し下げるとゴムキヤツプホルダ２
２が摺動し記録ヘツド１６の吐出口３４にゴムキ
ヤツプ２０が密着する。次に第２ポンプ８０の第
２ピストン８４を押し下げると第２逆流防止弁７
６は閉じているので記録ヘツド１６の吐出口３４
から記録ヘツド１６内の液体が吸引され、第２ピ
ストン８４と第２シリンダ８２との間に生ずる空
隙１００（第６図）部に搬送される。次に第２ピ
ストン８４を解放すると第２スプリング８６によ
り第２ピストン８４は上昇するが、この時第３逆
流防止弁９０が開となり第２ピストン８４下部に
液体が第１導通路８８を通り搬送される。更に第
２ポンプ８０を押し下げれば第２ピストン８４下
部の液体が第２導通路９２を通り廃液溜９４に貯
蔵される。このような第２ピストン８４の操作を
繰り返し記録ヘツド内の液体を一たん抜きとり、
しかる後にレバ２８を更に挿作し記録ヘツド１６
内に液体を供給する様にしたものである。この様
にすることにより、記録ヘツド１６内の液体は液
供給時にフレツシムなものに交換され、液体の変
質による吐出性能の低下を防止することができ
る。また記録ヘツド内に残留している液体の量に
より液供給の量を変える必要がないという利点が
ある。

又、第７〜９図は記録ヘツド１６の他の実施例
を示すもので、第７図に示す記録ヘツド１６は気
体は通すが液体を通さない撥水性多孔質膜フイル
タ１０２を通気用開口部４８に取りつけたもので
あり、第８図に示す記録ヘツド１６は可撓性高分
子膜より液溜４４を形成するものである。これら
の記録ヘツド１６は第２図に示したものに比して
通気用開口部４８からの液漏れがない点で非常に
優れており、本発明はこれらの記録ヘツドにも同
様に液供給ができる。

又、第９図に示す記録ヘツド１６では液面検出
手段たる電極１０４ａ，１０４ｂを設けることを
特徴とする。このように電極１０４ａ，１０４ｂ
を設け、図示しない表示装置に電極１０４ａ，１
０４ｂを接続して液面の位置を検知すれば液体供
給装置３２を操作すべき時期を容易に知ることが
でき、また液体供給が確実に行なわれたことの確
認も容易となる。

尚、多孔質膜フイルタ１０２を設けるとともに
液溜４４を可撓性高分子膜より形成したり、更に
このような記録ヘツド１６に液面検出手段を組み
合わせることも可能であることは無論のことであ
る。

〔効果〕

以上詳細かつ具体的に説明した如く本発明によ
れば、記録ヘツドへの液体供給を吐出口より行な
うことにより記録ヘツドと共に移動する供給管を
用いる必要がなく記録ヘツドに液体を供給するこ
とができるので記録ヘツドの小型化を図ることが
出来る上、液体供給時に手や装置内を汚すことが
なく極めて容易に記録ヘツドに液体を供給でき
る。また、液供給装置は記録時には記録ヘツドと
接続がたたれるために、液体供給時以外には任意
の場所に液体供給装置のみを収納しておくこと構
成とすれば液体噴射装置全体設計時により一層の
液体噴射装置の小型化をはかることができる。又
液体供給時に記録ヘツドを液体噴射装置よりとり
はずして液供給することも可能であり極めて自由
度の高い液体噴射装置全体の設計を行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本実施例に係る液体噴射記録装置の
斜視図、第２図は液体噴射記録ヘツドの斜視図、
第３図は液体供給装置の概略構成図、第４図はポ
ンプの動作を示す説明図、第５図は液体供給装置
の他の実施例を示す概略構成図、第６図は第２ポ
ンプの動作を示す説明図、第７図〜第９図は液体
噴射記録ヘツドの他の実施例に係る斜視図であ
る。 図において、１６……記録ヘツド、２０……ゴ
ムキヤツプ、２４……液体カートリツジ、２６…
…ポンプ、２８……レバ、３０……第１チユー
ブ、３２……液体供給装置、３４……吐出口、３
６……円筒型圧電素子、３８……液体導入部、４
４……液溜、４６……液体、４８……通気用開口
部、７２……第２チユーブ、８０……第２ポン
プ、９４……廃液溜、９８……第３チユーブ、１
０２……多孔質膜フイルタ、１０４ａ，１０４ｂ
……電極である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液体を吐出し飛翔液滴を形成するために設け
   られた吐出口と、前記吐出口に連通し前記液滴を
   形成するためのエネルギーが液体に作用する部分
   たるエネルギー作用部と、前記エネルギー作用部
   へ液体を導くための液体導入部と、前記液体導入
   部に連通し前記液体導入部に供給する液体を貯え
   る液溜とから成る記録ヘツドを有する液体噴射記
   録装置において、液体カートリツジと、ポンプ
   と、前記ポンプを作動させるレバと、前記液体カ
   ートリツジとポンプ機構を接続する第１導通手段
   と、前記ポンプ機構に設けられた第２導通手段端
   部に設けられ前記記録ヘツドの前記吐出口を密着
   する密着手段とからなる液体供給装置を設けたこ
   とを特徴とする液体噴射記録装置。 ２ 第２ポンプと、前記第２ポンプに連通される
   廃液溜と、前記密着手段と前記第２ポンプ機構と
   を接続する第３導通路とを設けた前記液体供給装
   置を設けた特許請求の範囲第１項記載の液体噴射
   装置。 ３ 記録ヘツドの通気用開口部に多孔質膜フイル
   タを設けた特許請求の範囲第１項又は第２項記載
   の液体噴射装置。 ４ 記録ヘツドの液溜が可撓性膜より成る特許請
   求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の
   液体噴射装置。 ５ 記録ヘツドに液面検出手段を設けた特許請求
   の範囲第１項なし第４項のいずれかに記載の液体
   噴射装置。