JPH0739181B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明はインクジェットプリンタに関し、特に、ノズル
部よりインクを噴射して記録を行う液体噴射記録ユニッ
トに対するインクの供給系の改良を図ったものである。

［従来技術］ 従来のインクジェットプリンタとして、記録面の所定方
向に移動するキャリッジを具え、そのキャリッジに１ま
たは複数の液体噴射記録ユニットを搭載して記録を行う
ものがある。従来のこの種のインクジェットプリンタに
おいては、固定されたインクタンクを具え、そのインク
タンクから液体噴射記録ユニットに供給管を含むインク
供給系を介してインクの供給を行っていた。しかしなが
ら、かかる構成では、インクタンクと液体噴射記録ユニ
ットの間の距離を考慮して、いわゆるインク供給管の這
い回しが多くなり、従って供給路中への空気の混入が生
じやすく、正確なインク噴射がなされなくなる問題点が
あった。また、複数の液体噴射記録ユニットを具えたイ
ンクジェットプリンタにおいては、インク供給系の配管
も複雑となる問題点も生ずる。

さらに、記録に際して、キャリッジに搭載された液体噴
射記録ユニットは固定されたインクタンクとの距離を変
えるので、供給管として、可撓性の高い塩化ビニル、ポ
リエチレン等のチューブを選択する必要がある。一般
に、このような軟質の供給管では空気の混入が生じやす
いので、上述の問題点は一層深刻なものとなり得る。

［目的］ 本発明は、かかる従来の問題点を除去し、構成簡単にし
て空気の混入が生じにくいインク供給系を具えたインク
ジェットプリンタを供給することを目的とする。

そのために本発明では、記録媒体にインクを噴射して記
録を行うインクジェットプリンタにおいて、インクを噴
射する液体噴射手段と、該液体噴射手段を取外し可能に
装着し、前記記録媒体に対して所定方向に移動可能な運
搬手段と、該運搬手段において前記液体噴射手段の下方
で着脱自在に装着され、前記液体噴射手段に対して供給
するインクを収納したインク収納手段と、該インク収納
手段の前記運搬手段への装着のための機構の一部を構成
する部材と、該部材に接続し実質的に管状をなす硬質の
連結路部材とを有し、前記部材および前記連結路部材を
介して前記インク収納手段と前記液体噴射手段とのイン
ク連通を行うための連結手段と、前記インク収納手段の
前記運搬手段への装着の有無を検知する検知手段と、を
具え、前記インク収納手段から前記液体噴射手段へのイ
ンク供給は毛管力によって行われることを特徴とする。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明を適用可能なインクジェットプリンタの
主要部を示す一構成例を示す。ここで、１はキャリッジ
２に搭載した液体噴射記録ユニットであり、インク供給
源から供給されたインクを貯留する貯留部と、その貯留
されたインクを噴射するノズル部を設けた記録ヘッドと
を有する。このユニット１を、例えば、インク色に応じ
て２個備える。キャリッジ２には、後述のように、イン
ク供給源としてのカートリッジタンクを取付可能とす
る。４は液体噴射記録ユニット１によるインク吐出を制
御するプリント配線板、６はそのプリント配線板４と液
体噴射記録ユニット１とを接続するフレキシブルケーブ
ルであり、プリント配線板４とフレキシブルケーブル６
とをコネクタ５を介して接続する。８は紙送りモータで
あり、この紙送りモータ８の駆動に応じて、記録紙Ｐは
ローラ10、10により、図中ｆ方向に搬送される。12は、
ローラ10と協動して記録紙Ｐを平坦に規制し、液体噴射
記録ユニット１に対する記録面を形成するローラであ
る。

14はキャリッジ２を固定したキャリッジ駆動用のベル
ト、16はそのベルト14を図中Ｓ方向に駆動するモータ、
18はキャリッジ２のガイドレールである。キャリッジ２
はモータ16の駆動に応じてガイドレール18に沿って図中
Ｓ方向に移動し、記録面に対する記録を行うことができ
る。

また、20は、例えば、液体噴射記録ユニット１のホーム
位置Ｈにおいてユニット１に対向し、インクの吸引動作
等を行う吸引機構である。

第２図は液体噴射記録ユニットおよびキャリッジを含む
インク供給系の主要部の一構成例を示す。22は液体噴射
記録ユニット１に設けられ、記録面に対してインクを噴
射するノズル部である。30はキャリッジ２において液体
噴射記録ユニット１の下方で着脱自在に設けられ、その
装着状態において液体噴射記録ユニット１にインクを供
給するカートリッジタンクである。このカートリッジタ
ンク30には、インク供給源としての供給インク収納体の
他、吸引機構20により吸引された廃インクを収納する廃
インク収納体を設けることができる。38はその廃インク
収納体に連通し、吸引機構20のインク排出口を受容可能
な廃インク導入口である。

40は液体噴射記録ユニット１に対するインク供給管、50
はカートリッジ30の供給インク収納体と供給管40とを接
続するジョイント部である。また、60はカートリッジ30
の装着の有無を検知する検知手段たるマイクロスイッチ
である。

第３図はカートリッジ30をキャリッジ２に装着するとき
の状態を示す。ここで、52は、供給管40と接続した中空
の針であり、カートリッジ30のＩ方向への装着に応じ
て、供給インク収納体と液体噴射記録ユニット１とを連
通させる。

第４図はその装着状態におけるＡ−Ａ線断面を示す。こ
こで、カートリッジタンク30には、例えば、図示のよう
に、用いるインク色に応じた個数の供給インク収納部3
2、針52の差込みが可能で、その差込みされた状態でイ
ンクの液密を保持するゴム部材34、および廃インク収納
部36を設けた構成とすることができる。供給インク収納
部32に、例えば、密閉構造の可撓性の袋部材を配設し、
大気圧を維持できるようにすれば、ノズル部22からのイ
ンク吐出に応じて、毛管力によってインクが供給インク
収納体32から針部材52、供給管40を介して液体噴射記録
ユニット１側に供給されることになる。また、廃インク
収納部に、例えば、連泡組織の多孔質材料を設ければ、
廃インクの吸収を確実に行うことができ、廃インク導入
口38からのインクの漏洩を防止することができる。

第５図は液体噴射記録ユニットを取外したインク供給系
および気泡検出系の構成の一例を示す。ここで、54は液
体噴射記録ユニット１に対して接続が可能で、そのイン
ク貯留部にインクを導入するためのジョイント、55はそ
のジョイント54をキャリッジ２の上板2Aに固定するナッ
ト等の固定部材である。56は針52を固定する押さえ部
材、58は針52と供給管42とを接続するジョイントであ
る。

このように、キャリッジ２にカートリッジタンク30を装
着可能とすることにより、供給系を短くすることがで
き、さらに記録時においてキャリッジ２とカートリッジ
タンク30との相対位置が不変であるので、比較的硬質の
供給系を用いることができ、供給路中への空気の混入を
小とすることができる。

本実施例においては、例えば、ジョイント54、針52およ
び押え部材56を導電性の金属製部材とし、供給管42を非
導電性の硬質ゴム、プラスチック等で形成する。そして
押え部材56にはビス60によりリード線62の一端を接続
し、その他端をプリント配線板４に導く。また、ジョイ
ント54には、例えば、可撓性の電極平板64の一端を接続
し、その他端をプリント配線板４側の電極に圧接させ
る。

すなわち、供給管42内にインクが充満している場合に
は、供給管42の内径、用いるインクの組成等により定ま
る抵抗値が存在し、空気層が存在する場合には、ジョイ
ント54側と針52側とは電気的に絶縁されて、その間の抵
抗値は無限大となる。そこで、ジョイント54側と針52側
とが通電状態にあるとき、すなわちインクが供給管42内
に充満しているときには作動せず、空気層が存在して絶
縁状態にあるときに作動して警報を発するような回路を
プリント配線板４上に構成すれば、空気の混入を容易に
検出することができる。この警報手段としては、例え
ば、発光ダイオードあるいはブザー等を用いた公知の種
々の構成とすることができる。また、内径が大きい供給
管を選択することにより、抵抗値を小さくすれば検出精
度を高めることができる。

このような気泡検出手段により液体噴射記録ユニット１
側への気泡の混入が検出された場合、初期使用時におい
て貯留部やノズル部22にインクを満たす場合、あるいは
ノズル部22に目詰まりが生じた場合には、吸引機構20に
よりノズル部22からインクを吸引することにより吐出回
復等を行うことができる。

第６図はかかる吸引機構の構成の一例を示す。ここで、
100は吸引機構の駆動源としてのモータであり、このモ
ータ100の回転を歯車列102、104、106を介してカム110
の歯車面110Aに伝達し、さらに歯車列102、104、108を
介してカム120の歯車面120Aに伝達する。

カム110およびカム120には、それぞれ例えば、第８図
（Ａ）および（Ｂ）に示す如き変位曲線を有するカム面
112および122を形成する。

130はキャリッジ２がホーム位置Ｈに位置づけられてい
るときに液体噴射記録ユニット１と対向するキャップ部
材であり、ノズル部22と接合する例えば吸水性の多孔質
材料からなる吸収体132、その接合状態においてノズル
部22との間の気密を保持するゴム部材134を有する。こ
のキャップ部材130にはノズル部22と対向する位置にお
いてカム面112に接触するころ136を有する軸134を設け
る。このころ136がカム面112に向けて付勢された不図示
のバネ部材により常時カム面112に接触するようにすれ
ば、カム面の変位はキャップ部材130に忠実に伝達さ
れ、キャップ部材130はガイド140に沿って図中Ｎ方向に
移動することになる。

150はレバーであり、カム120のカム面122ところがり接
触するころを設けた端部150Aと、ポンプ160のピストン1
62と接続してピストン162を駆動する端部150Bとを有す
る。そのレバー150を、それら端部の間において、ピン1
52により支持部材154に軸支させ、ピン152のまわりに回
動可能とする。ポンプ160内にはピストン162を押し上げ
るばねが内蔵されている。また、レバー150には、端部1
50Aがカム面122に当接する方向に付勢されたばねを設け
ることもできる。すなわち、カム120の回転に応じて、
レバー150はピストン152のまわりに回動し、従ってピス
トン162が往復運動することによりポンプ160が駆動され
る。

このポンプ160とキャップ部材130とを吸引管138を介し
て接続する。すなわち、ポンプ160の駆動に応じて、イ
ンクはノズル部22から吸収体132を介して吸引され、さ
らに吸引管138を介してポンプ160へと導かれる。

なお、吸収体132および吸引管138の個数は、用いるイン
ク色に応じて設けることができる。本実施例のように２
色のインク色を用いる場合には、１色のインクに１つの
吸収体132と１つの吸引管138とを対応させて設け、ポン
プ160に至って多色のインクが混合されても、ポンプ160
内で各吸引管138がピストンリングにより封止される構
造によりノズル22に混合したインクの影響が及ぶことは
ない。

このようにポンプ160に吸引されたインクはポンプ160に
接続した廃インク管170を介して排出することができ
る。

ここで、その廃インクを第２図示の廃インク導入口38か
ら廃インク収納部36に排出するものとすれば、廃インク
管170を接続した排出部材180を、Ｎ方向に移動させて廃
インク導入口38に挿入するようにすることができる。こ
の排出部材180の移動は、例えば次のように行うことが
できる。

カム110の図中下面側に、第８図（Ｃ）に示す如き変位
曲線を有するカム面を形成し、このカム面と排出レバー
182に設けたころ183とがころがり接触するようにする。
排出レバー182は、その一端を基盤200から突設した軸18
5に軸支し、そのまわりに回動可能とする。そしてその
他端をピン184を介して排出部材180の凹部180Aに係合さ
せ、軸185のまわりの排出レバー182の回動に応じ、排出
部材180が図中Ｎ方向に移動するようにする。188はこの
排出部材180の移動をＮ方向のみに規制するガイド部材
であり、このガイド部材188と排出レバー182との間にバ
ネ186を設けて、ころ183がカム面に常に接触するように
する。

なお、第６図において、190及び192は、それぞれ、キャ
ップ130および排出部材180の位置検出を行うためのマイ
クロスイッチであり、その開閉情報をモータ100の制
御、例えば、インクジェットプリンタ運搬のためのキャ
ップ処理等に供することができる。

第７図は吸引機構20と液体噴射記録ユニット１とが接合
されている状態を示すものである。なお、2Bはキャリッ
ジ２に設けた遮へい板、300はホーム位置に設けたフォ
トセンサであり、これら部材の協動により、キャリッジ
２がホーム位置に存在することを検知するようにするこ
ともできる。

第８図は吸引機構各部の動作タイミングを示し、図中キ
ャップ130の変位曲線（Ａ）、ポンプ160の動作を示す曲
線（Ｂ）、および排出部材180の変位曲線（Ｃ）は、そ
れぞれ、カム110のカム面112、カム120のカム面122、お
よびカム110の下面側に設けたカム面の輪郭曲線に対応
する。また、期間Ｔはカム110および120の１回転（360
゜）に対応する。

図中（Ａ）および（Ｃ）において、期間TA1およびTC1
は、カム110の回転に応じて、それぞれキャップ130がノ
ズル22に向けて移動している期間および排出部材180が
廃インク導入口38に向けて移動している期間である。こ
の移動の過程で、図中（Ｄ）および（Ｅ）に示すよう
に、それぞれ、マイクロスイッチ190がオフ、マイクロ
スイッチ192がオンとなる。

期間TA2はキャップ130がノズル22に接触し、ノズル22か
らポンプ160に至るインクの流路が閉成している期間で
ある。期間TC2は排出部材180の先端部が廃インク導入口
38に侵入してポンプ160から廃インク吸収部36に至るイ
ンク流路が閉成し、ポンプ駆動に応じたインク吸引、排
出を可とする期間である。

この期間TCにおいて、ポンプ160が駆動されるようにカ
ム120のカム面122を位置づける。すなわち、図中（Ｂ）
に示すように、時点T1およびT2において、カム120の変
位によりポンプ駆動を行う。時点T1からのピストン162
の下降による吸引排出動作を行う期間TB1および排出動
作を行う期間TB2からなる１ストロークでは、キャップ1
30が閉成されているので、ノズル22からインクが吸引さ
れ、廃インク収納部36に排出される。また、図中（Ａ）
に示すように、キャップ部材130をノズル22から僅かに
離脱させた期間T3において、時点T2からポンプ駆動を行
い、この１ストロークで吸収体132および吸引管138に残
留したインクを吸引し、排出するようにする。

このような吸引および排出の後の期間TA4およびTC3は、
それぞれ、キャップ130および排出部材180がキャリッジ
２側から離脱してゆく期間であり、この離脱の過程で、
それぞれ、マイクロスイッチ190がオン、マイクロスイ
ッチ192がオフとなる。

カートリッジタンク30内の廃インク収納部36への排出
は、排出部材をカートリッジタンク30側へ移動させない
でも行うことができる。すなわち、排出部材をインクジ
ェットプリンタ上の固定位置に設けて行うことができ
る。

第９図はこのような廃インク排出手段の他の実施例を示
す。ここで、280はインクジェットプリンタ上に固定さ
れた排出部材であり、先端部付近に排出口224を設けた
排出管226と、その排出管226をキャリッジ202の移動方
向Ｓに平行に、ホーム位置Ｈの近傍の所定位置に固定す
る固定部材228とを有する。排出管226の他端は、ポンプ
160に連通する廃インク管170と接続する。

250は、排出管226を受容する廃インク連通孔232を有
し、廃インクをカートリッジタンク30の廃インク収納部
36に輸送する廃インク連通体240を設けた針押え部材で
ある。202はカートリッジ30を収容可能なキャリッジで
あり、ホーム位置Ｈ近傍において排出部材280との接触
を避けるための切欠部202Aを有する。260はホーム位置
Ｈにキャリッジ202を停止させるための係止部材であ
り、この係止部材にキャリッジ202が係止しているとき
に排出口224が廃インク連通孔232に適切に入り込んだ状
態となるようにする。

第10図は第９図におけるＢ−Ｂ線断面図を示す。ここ
で、238は、カートリッジタンク30の装着状態において
廃インク連通体240を受容するカートリッジタンク30の
廃インク導入口である。

廃インク連通体240として、例えば、連泡組織の多孔質
材料を用いれば、廃インクがポンプ160により排出口224
にまで輸送されたときに、廃インク連通体240および廃
インク収納体の毛管力により、廃インクは図中矢印で示
すように廃インク収納部36に排出されることになる。

［効果］ 以上説明したように、本発明によれば、液体噴射記録ユ
ニットとインクタンクとを共に着脱可能にキャリッジに
搭載し、しかもインクタンクから液体噴射ユニットへの
インク供給は毛管力によって行われ、カートリッジの装
着が検知手段により確実に行われるため、構成簡単にし
て空気の混入が生じにくいインク供給系を実現でき、以
て信頼性の高いインクジェットプリンタを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明インクジェットプリンタの構成の一例を
示す斜視図、 第２図はその液体噴射記録ユニットを含むキャリッジ部
分の一例を示す斜視図、 第３図は第１図示のインクジェットプリンタにおいて、
カートリッジタンクをキャリッジに装着するときの状態
を示す斜視図、 第４図はカートリッジタンク装着時におけるキャリッジ
部分の断面図、 第５図は第１図示のインクジェットプリンタにおけるキ
ャリッジ部分を液体噴射記録ユニットを取外して示す斜
視図、 第６図は第１図示のインクジェットプリンタにおける吸
引機構の構成の一例を示す斜視図、 第７図は第１図示のインクジェットプリンタにおける廃
インク排出手段の一例を示す斜視図、 第８図は廃インク排出手段を含めた第７図示の吸引機構
における各部の動作タイミングを示すタイミングチャー
ト、 第９図は廃インク排出手段の他の例を示す斜視図、 第10図はその断面図である。 １……液体噴射記録ユニット ２……キャリッジ 20……吸引機構 22……ノズル部 30……カートリッジタンク 32……供給インク収納部 36……廃インク収納部 38……廃インク導入口 40……インク供給管 42……供給管 50……針押え部材 52……針 54……ジョイント 100……モータ 102、104、106、108……歯車 110、120……カム 130……キャップ部材 138……吸引管 150……レバー 160……ポンプ 170……廃インク管 180……排出部材 182……排出レバー

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体にインクを噴射して記録を行うイ
   ンクジェットプリンタにおいて、 インクを噴射する液体噴射手段と、 該液体噴射手段を取外し可能に装着し、前記記録媒体に
   対して所定方向に移動可能な運搬手段と、 該運搬手段において前記液体噴射手段の下方で着脱自在
   に装着され、前記液体噴射手段に対して供給するインク
   を収納したインク収納手段と、 該インク収納手段の前記運搬手段への装着のための機構
   の一部を構成する部材と、該部材に接続し実質的に管状
   をなす硬質の連結路部材とを有し、前記部材および前記
   連結路部材を介して前記インク収納手段と前記液体噴射
   手段とのインク連通を行うための連結手段と、 前記インク収納手段の前記運搬手段への装着の有無を検
   知する検知手段と、 を具え、 前記インク収納手段から前記液体噴射手段へのインク供
   給は毛管力によって行われることを特徴とするインクジ
   ェットプリンタ。
2. 【請求項２】前記インク収納手段は複数の異なる色のイ
   ンクを収納していることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のインクジェットプリンタ。
3. 【請求項３】前記インクジェットプリンタは、前記複数
   の異なる色のインクのそれぞれに対応して前記液体噴射
   手段を備えることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
   載のインクジェットプリンタ。