JPH0592578A - インクジエツト記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ノズルやフィルターに目づまりを発生させ
ず、加圧空気の応答性のよいインクジェット記録装置を
提供する。 【構成】 空気加圧ポンプ３により副インクタンク２に
空気が圧送されると、副インクタンクのインクは圧力を
受け、第２のインク供給部９を経て記録ヘッド１から吐
出される。一方、副インクタンクのインクは第１のイン
ク供給部の一方弁６に阻止されて主インクタンク８側に
は流れない。空気加圧ポンプが副インクタンク内の空気
を大気圧にすると、主インクタンクから第１のインク供
給部を経てインクが供給されるとともに主インクタンク
においてもインクの圧力水頭が変化しないように制御さ
れる。このことにより主インクタンクと副インクタンク
のインクの圧力水頭は同一にさせられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクジェット記録装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のインクジェット記録装置
においては、非印字時間が長くノズル内のインクが乾燥
した場合や、ゴミなどの不純物あるいはインク液室内へ
の泡の混入等によりインクの吐出が不能になった場合
に、ポンプによりインクを押圧しノズル内のインクを押
しだして機能を回復させるという加圧回復、またはノズ
ル部にキャップを密着させポンプ等によりキャップ内を
負圧にしてインクを吸い出す吸引回復という回復動作が
行われている。このうち加圧回復においては、ポンプと
してプランジャ（ピストン）ポンプ、ギヤポンプ、ター
ビンポンプ等が用いられている。これらのポンプは、イ
ンクがポンプ自体の中を通ってインクが直接加圧される
方式のもの（以下、直接加圧方式という）と、ポンプが
空気を加圧しその空気がインクを加圧する方式のもの
（以下、間接加圧方式という）とに分けられる。従来、
直接加圧方式のポンプはインクタンク（カートリッジ）
とヘッドとの間に設けられる事が多く、間接加圧方式の
ものは、密閉されたインクタンク（カートリッジ）に直
接つなげられそのインクタンク内の空気を加圧してイン
クを押し出すものが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、ノ
ズルとその内部にヒータを持ちヒータを加熱することに
より発生する泡の圧力によってインクを吐出するバブル
ジェット方式のようにインクを吐出するためのノズルが
高密度に並ぶヘッドにおいて加圧回復動作を行う場合
に、ポンプがインクタンクとヘッドの間に位置する直接
加圧方式のものにおいては、長期の使用においてポンプ
の摺動部より出たゴミによりノズルやノズルとインクタ
ンクの間にあるフィルターが目づまりしやすいという欠
点がある。また、密閉されたインクタンクを加圧する間
接加圧方式のものにおいては、インクの量が減少したと
き、タンク内は空気の容積が多くなり、加圧するため所
定の空気を送り込んだ時に、インクに所定の圧力がかか
るまで時間がかかったり、また初期の圧力まで圧力が上
昇しないという欠点がある。

【０００４】本発明は上記欠点に鑑み、ノズルやフィル
ターに目づまりを発生させず、加圧空気の応答性のよい
インクジェット記録装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、収納するインクが一定の圧力水頭を維持す
るよう制御される主インクタンクから記録ヘッドにイン
クを供給するインクジェット記録装置であって、大気圧
下で前記主インクタンクの圧力水頭と実質的に同一な圧
力水頭を維持可能な位置に配設された副インクタンク
と、主インクタンクと副インクタンクとのインクの圧力
水頭を同一にするように主インクタンクから副インクタ
ンクにインクを供給可能にさせている一方弁を含む第１
のインク供給部と、副インクタンクのインクを前記記録
ヘッドに供給する第２のインク供給部と、前記記録ヘッ
ドの回復動作時に、副インクタンクのインク面上の空気
部に一定量の空気を圧送した後、前記空気部を大気圧に
戻す空気加圧ポンプとを有する。

【０００６】好ましくは、前記空気加圧ポンプは、一端
が前記副インクタンクに連通する流出口となり、他端は
大気中に開放されているシリンダーと、前記シリンダー
内を摺動し前記流出口と開放側とを連通する連通口を有
するピストンと、前記ピストンを駆動するための軸とを
有し、前記軸は前記ピストンをシリンダーの開放側から
流出口側へ押すときに前記連通口を閉塞し、流出口側か
ら開放側へ引くときに前記連通口を開口する弁を一体的
に具備している。また、前記空気加圧ポンプは、記録ヘ
ッド回復時に、少なくとも一回加圧動作をし、回復動作
が終了すると前記ピストンの連通口が開口された位置で
停止する。

【０００７】さらに前記副インクタンクの空気部容積が
前記主インクタンクの空気部容積より小さく、また、前
記空気加圧ポンプが１回の加圧動作で押し出す空気の容
積が、前記副インクタンクの空気部の容積より大きくさ
れているのが好ましい。

【０００８】

【作用】空気加圧ポンプにより副インクタンクに空気が
圧送されると、副インクタンクのインクは圧力を受け、
第２のインク供給部を経て記録ヘッドから吐出される。
一方、副インクタンクのインクは第１のインク供給部の
一方弁に阻止されて主インクタンク側には流れない。空
気加圧ポンプが副インクタンク内の空気を大気圧にする
と、主インクタンクから第１のインク供給部を経てイン
クが供給されるとともに主インクタンクにおいてもイン
クの圧力水頭が変化しないように制御される。このこと
により主インクタンクと副インクタンクのインクの圧力
水頭は同一にさせられ印刷が行われる。

【０００９】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明のインクジェット記録装置の
インク供給系の第１の実施例を示す断面図、図２は図１
の実施例の空気加圧ポンプおよびその動作を示す断面図
である。１は電気信号に応じてインクを吐出するインク
ジェット型の記録ヘッド、２は空気加圧ポンプ３により
加圧される副インクタンク、４はインク８を貯めておく
主インクタンク、５はインクがなくなったときに手軽に
インク交換ができるようにされたインクカートリッジ、
６は副インクタンク２が空気加圧ポンプ３により加圧さ
れたときインクが副インクタンク２から主インクタンク
４へ逆流するのを防ぐための弁機構、７は副インクタン
ク２内の空気部、８はインク、９は中にインクが通るチ
ューブ、１０は主インクタンク４内のインク８が減少し
たときインクカートリッジ５からインクが自然と落ちる
ような構造にされたインク供給口である。空気加圧ポン
プ３について図２を参照してさらに説明すると、１１は
ピストン、１２はピストン１１に開いた連通口、１３は
ピストン１１を動かすための軸、１４はピストンがシリ
ンダーの流出口１７側に押される時のみ連通口１２をふ
さぐ弁、１５はピストン１１が軸１３から抜けないため
のワッシャ、１６はシリンダーの流出口、１７はシリン
ダーの大気開放側である。

【００１０】次に本実施例の動作について説明する。プ
リンター本体の電源が投入されるとプリントの準備とし
て記録ヘッド１（以降、ヘッド１と略記する）からのイ
ンクの吐出を確実にするため回復動作が行われる。空気
加圧ポンプ３の大気開放側１７にあった軸１３は不図示
のモータ等により駆動され、Ａ方向に移動させられる
（図２（ａ））。このとき弁１４により連通口１２がふ
さがれ圧縮されるので空気加圧ポンプ３内の空気は加圧
される。加圧された空気は副インクタンク２内のインク
を押圧し、その押圧されたインクは弁機構６により主イ
ンクタンク４方向には流れずにヘッド１の方向に流れ
る。副インクタンク２内の空気部７は主インクタンク内
の空気部のように体積が大きくないので加圧されたとき
効率よくインクを加圧することができる。このときヘッ
ド１内のゴミもしくは乾燥したインク、ヘッド１内の泡
等は流し出される。これらの異物は不図示のインクキャ
ップ中に流し出され、汚れたヘッド１の端面はゴム製の
ブレード等により掃除される。次に軸１３により空気加
圧ポンプ３の中のピストン１１がＢ方向に（図２
（ｂ））移動させられると弁１４と連通口１２の間に空
隙が開き、空気加圧ポンプ３内の空気は大気と連通する
ので、先ほど加圧されヘッド１から流出した分（図１の
ｈ₂ ）だけ下がっていた液面レベルが主インクタンク４
の液面レベルと同じになるところまで主インクタンク４
から補給される。そのとき主インクタンク４の液面レベ
ルは下がるが、元の液面レベル（図１のｈ₁）になるま
でインクカートリッジ５からインクが落ちてくるので結
局副インクタンク２内の液面レベルも図１のｈ₁ で示さ
れる液面レベルまで回復する。このように空気加圧ポン
プ３で加圧する副インクタンク２内の空気量は常に一定
なので、インクが減るに従って空気部７が多くなること
がないからインクを押す効率が変化することがなく一定
の効率で加圧できる。この一連の回復動作が終ったとき
空気加圧ポンプ３の軸１３は、インクに正圧がかからな
いよう連通口１２と弁１４が開いた位置で停止するよう
になっている。プリント中インクは加圧されておらず、
常に図１に示すｈ₁ の圧力水頭で示される圧力がかかっ
ているので安定した画像を得ることができる。上記の回
復動作は何も電源スイッチが投入されたときのみでなく
印字品位が落ちたときなどに随時行ってもよい。

【００１１】次に本発明の第２、第３の実施例について
順次図面を参照して説明する。 ［第２の実施例］図３に本発明の第２の実施例の概略図
を示す。これは図１のインク供給系を４色並列に並べた
もので、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック、の各
色のヘッドを設けカラー記録用とし、更にポンプを１つ
としたものである。この場合、高価なポンプが１つでよ
く動力源も１つになりコストダウンになる。その他の構
成は第１の実施例と同じである。 ［第３の実施例］図４に本発明の第３の実施例の概略図
を示す。これは図１の副インクタンク２と主インクタン
ク４を一体としたものである。副インクタンクと主イン
クタンクの間のチューブのとりまわしがなくなり、構造
が簡単になる。これを４色並べてカラー記録用とし、第
２の実施例のように空気加圧ポンプを一つにしてもよ
い。その他の構成は第１の実施例と同じである。

【００１２】上述したことに加え本発明は、特にインク
ジェット記録方式の中でもキヤノン（株）が提唱してい
るバブルジェット方式の記録ヘッド、記録装置に於い
て、優れた効果をもたらすものである。

【００１３】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行なうものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰させて、
結果的にこの駆動信号に一対一に対応して液体（イン
ク）内の気泡を形成出来るので有効である。この気泡の
成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を
吐出させて、少なくとも一つの液滴を形成する。この駆
動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収
縮が行なわれるので、特に応答性に優れた液体（イン
ク）の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状
の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細
書、同第４３４５２６２号明細書に記載されているよう
なものが適している。尚、上記熱作用面の温度上昇率に
関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載
されている条件を採用すると、更に優れた記録を行なう
ことができる。

【００１４】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路又は直角液流路）の他
に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示
する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４
４５９６００号明細書にそれぞれ記載の構成でもよい。
加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリッ
トを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭
５９年第１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を
吸収する開孔を吐出部に対応せる構成を開示する特開昭
５９年第１３８４６１号公報に基づいた構成としても本
発明は有効である。

【００１５】更に、記録装置が記録できる最大記録媒体
の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録ヘ
ッドとしては、上述した明細書に開示されているような
複数記録ヘッドの組み合わせによって、その長さを満た
す構成や一体的に形成された一個の記録ヘッドとしての
構成のいずれでも良いが、本発明は、上述した効果を一
層有効に発揮することができる。

【００１６】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。

【００１７】又、本発明の記録装置の構成として設けら
れる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手
段等を付加することは本発明の効果を一層安定化できる
ので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、
記録ヘッドに対しての、キャッピング手段、クリーニン
グ手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或はこ
れらの組み合わせによる予備加熱手段も安定した記録を
行なうために有効である。

【００１８】更に、記録装置の記録モードとしては黒色
等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッド
を一体的に構成するか複数個の組み合わせによってでも
よいが、異なる色の複色カラー又は、混色によるフルカ
ラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極めて
有効である。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によればイン
クジェットヘッドと主インクタンクの間に空気加圧ポン
プにより加圧される副インクタンクを設けることによ
り、回復動作時にインクは空気で間接的に加圧されるの
でゴミが発生する恐れがない。また空気加圧ポンプの大
気圧への復帰動作によりインクにかかっていた圧力がな
くなると、副インクタンク内のインク液面レベルは主イ
ンクタンク内の液面レベルとつりあうところで自然と安
定するのでヘッドにかかるインクの圧力水頭が常に一定
となり安定したインクの吐出が得られ、ひいては良好な
印字品質が長期に確保できるという効果がある。また、
ヘッドを４つ並べてカラー記録用にした時にもポンプを
１つにでき構造が簡単になるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置のインク供給
系の第１の実施例を示す断面図である。

【図２】図１の実施例の空気加圧ポンプおよびその動作
を示す断面図である。

【図３】本発明の第２の実施例を示す構成図である。

【図４】本発明の第３の実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ インクジェットヘッド ２ 副インクタンク ３ 空気加圧ポンプ ４ 主インクタンク ５ インクカートリッジ ６ 弁機構 ７ 副インクタンク内の空気部 ８ インク ９ チューブ １０ インク連結口 １１ ピストン １２ 連通口 １３ 軸 １４ 弁 １５ ワッシャ １６ シリンダーの流出口 １７ シリンダーの大気開放側

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 収納するインクが一定の圧力水頭を維持
   するよう制御される主インクタンクから記録ヘッドにイ
   ンクを供給するインクジェット記録装置において、 大気圧下で前記主インクタンクの圧力水頭と実質的に同
   一な圧力水頭を維持可能な位置に配設された副インクタ
   ンクと、 主インクタンクと副インクタンクとのインクの圧力水頭
   を同一にするように主インクタンクから副インクタンク
   にインクを供給可能にさせている一方弁を含む第１のイ
   ンク供給部と、 副インクタンクのインクを前記記録ヘッドに供給する第
   ２のインク供給部と、前記記録ヘッドの回復動作時に、
   副インクタンクのインク面上の空気部に一定量の空気を
   圧送した後、前記空気部を大気圧に戻す空気加圧ポンプ
   とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記空気加圧ポンプは、一端が前記副イ
   ンクタンクに連通する流出口となり、他端は大気中に開
   放されているシリンダーと、前記シリンダー内を摺動し
   前記流出口と開放側とを連通する連通口を有するピスト
   ンと、前記ピストンを駆動するための軸とを有し、前記
   軸は前記ピストンをシリンダーの開放側から流出口側へ
   押すときに前記連通口を閉塞し、流出口側から開放側へ
   引くときに前記連通口を開口する弁を一体的に具備して
   いる請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記空気加圧ポンプは、記録ヘッド回復
   時に、少なくとも一回加圧動作をし、回復動作が終了す
   ると前記ピストンの連通口が開口された位置で停止する
   請求項１記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記副インクタンクの空気部容積が前記
   主インクタンクの空気部容積より小さい請求項１記載の
   インクジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記空気加圧ポンプが１回の加圧動作で
   押し出す空気の容積が、前記副インクタンクの空気部の
   容積より大きい請求項１記載のインクジェット記録装
   置。
6. 【請求項６】 前記記録ヘッドは、記録媒体の記録域の
   全幅にわたって、複数の吐出口を備えているフルライン
   タイプの記録ヘッドである請求項１ないし請求項５のい
   ずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
7. 【請求項７】 前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用
   して吐出口からインクを吐出させるもので、熱エネルギ
   ーを発生させる手段として電気熱変換体を有している請
   求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のインクジ
   ェット記録装置。