JPH08300677A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した負圧を発生させることができるとと
もに、インクタンク内のインクを確実に記録ヘッドに導
くことが可能なサブインクタンクを提供することを目的
とする。 【構成】 インクを収容するインク収容部から該インク
を吐出する記録手段にインクを供給するインク供給路を
有するインクジェット記録装置において、このインク供
給路に前記記録手段と前記インク収容部にのみ連通する
インク貯留部３１を備えて、このインク貯留部３１の内
部に多孔質部材３２を配し、この多孔質部材内にインク
と空気との気液界面Ａを形成する空気層を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクを吐出して記録
を行うインクジェット記録装置に関し、特にインクを貯
留するインク収容部からインクを吐出する記録手段に至
るまでのインク供給路中にインク貯留部を有するインク
ジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、インクジェット記録分野では、記
録液滴を形成するエネルギー発生部からなる記録手段
と、この記録手段に供給するためのインクを収容するイ
ンク収容部（インクタンク）とが一体となったヘッドカ
ートリッジや、記録手段に対してインク収容部自体を取
り外しできるカートリッジ方式としたインクタンクなど
が用いられている。

【０００３】記録手段とインク収容部が常時一体である
ヘッドカートリッジを用いるか、記録手段に対して複数
回交換可能な分離タイプのインクタンクを用いるかは、
その用途に応じて選択されるが、現在は小型化とランニ
ングコストの観点から、記録手段とインク収容部が別体
であり、かつ記録装置に対して双方とも分離でき、使用
時に一体にして使用する構成が主流となっている。

【０００４】上述したインクタンク内には、圧縮収納さ
れた多孔質体にインクが含浸されている構成が一般的で
ある。これは、記録手段に設けられたノズル等の吐出部
からのインク漏れを防ぐために、多孔質体の毛管力を利
用して記録手段に供給されるインク流れに対する背圧を
用いるからである。なお、この背圧は吐出口部の圧力を
大気圧に対して負とするためのものであることから、以
下負圧と称する。

【０００５】しかしながら、業務のために大量に記録等
を行わなければならない場合には、インクタンクの交換
頻度が問われるため、上述した多孔質部材をインク収容
部に用いるカートリッジ形式のものでは、インク収容量
が少ない点で好ましくなかった。

【０００６】このため、業務用で大量に記録を行う場合
には、インク収容部にインクを直接貯留する袋状の構成
を用いたカートリッジ形式のものがよく用いられてい
た。

【０００７】図４に、袋状のインク収容部を有するイン
クタンクを備えたインクジェット記録装置の一例を示
す。図４において、１は記録ヘッドであり、インクを吐
出するための吐出口１ａを備えている。この記録ヘッド
は、不図示のキャリッジに搭載され、被記録媒体等に記
録を行う際に記録走査を行うものである。

【０００８】２１は記録装置に対して交換可能なインク
タンクであり、２１ａは記録に用いるためのインクを収
容するインク収容部であり、可撓性の袋状容器である。
また、２１ｂは後述する排インクを収容するための排イ
ンク収容部である。このインクタンク２１には、袋状容
器２１ａのインク消費に伴う変形を可能にする大気連通
口２８が設けられている。

【０００９】１６は、記録ヘッド１の記録走査領域外に
設けられたインク吐出機能を回復させるための回復手段
であって、インク吐出口１ａを覆うためのキャップ１７
を有する。インク吐出口１ａの回復は、ポンプ１８によ
りキャップ１７を介して吐出口部を吸引することによ
り、吐出用のノズル１ａの目詰まり等を解消するもので
ある。

【００１０】２４は前述した記録ヘッドを搭載するキャ
リッジ等に搭載されるサブインクタンクであり、インク
タンク２１から記録ヘッド１にインクを供給するための
インク供給経路中に設けられる一時的なインク貯留部で
ある。このサブインクタンク２４内の上部には空気層が
設けられている。

【００１１】ここで、２４ａは記録ヘッド１にサブイン
クタンク２４中のインクを供給するためのインク供給部
であり、２４ｂはサブインクタンク２４内にインクタン
ク２１内のインクを導入するためのインク導入部であ
る。

【００１２】そして、２４ｃはサブインクタンク２４内
のインク量を調整するためにサブインクタンク２４内の
空気やインクを導出するための導出部である。この導出
部２４ｃは前述したインク導入部２４ｂよりも重力方向
において上方に位置し、また、インク供給部２４ａもイ
ンク導出部２４ｃよりも重力方向において下方に位置す
るように設けられる。そして、前述した空気層はこのイ
ンク導出部２４ｃよりも上方に位置することになる。な
お、サブインクタンク２４からのインク等の導出は前述
したポンプ１８による圧力変化で行われる。

【００１３】ポンプ１８を用いてサブインクタンク２４
や前述したキャップ１７から排出されたインクは、イン
クチューブ７を介して前述した排インク収容部２１ｂに
溜められることになる。

【００１４】上述したサブインクタンク２４は、通常、
図１に示したように液面を保ち、記録ヘッド１との高低
差を維持して安定した負圧発生を実現している。そし
て、サブインクタンクは密閉形となっているため、イン
クチューブ７及び７ａを介して、インクタンク２１から
記録ヘッド１へ順次インクが供給される。また、記録走
査等のキャリッジ移動時に生じるサブインクタンク内の
インクの揺動は、前述した空気層がダンパー的な効果を
呈するため、ある程度抑制される。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４に
示したような従来のインクジェット記録装置では、イン
クチューブ等に侵入した気泡がサブインクタンクに到達
したり、気温が変化する等の理由により、サブインクタ
ンク内の空気領域が増加、すなわち、インク液面の位置
が下降し負圧が変化するおそれがあるため、少なくとも
定期的にポンプを駆動し、サブインクタンク内の液面位
置を調整する必要があった。このため、インクタンク内
のインクをすべて記録に用いることはできなかった。

【００１６】また、インクタンクから記録ヘッドへのイ
ンク供給は、インク吐出に伴う記録ヘッドまたはサブイ
ンクタンク側の圧力降下と毛細管力によるため、インク
残量が少なくなり、インクタンク内の袋状容器が変形し
た場合等にみられるように流路抵抗が多少増加するとイ
ンク供給が困難となり、インクタンク内にインクが残っ
ているにもかかわらず、実質的にインク供給ができなく
なる可能性もあった。

【００１７】従って、本発明は安定した負圧を発生させ
ることができるとともに、インクタンク内のインクを確
実に記録ヘッドに導くことが可能なサブインクタンクを
提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ための手段として、本発明は、インクを収容するインク
収容部から該インクを吐出する記録手段にインクを供給
するインク供給路を有するインクジェット記録装置にお
いて、該インク供給路に前記記録手段と前記インク収容
部にのみ連通するインク貯留部を備え、該インク貯留部
は内部に負圧発生部材として多孔質部材を配するととも
に、該多孔質部材内にインクと空気との気液界面を形成
する空気層を有する構成を提供するものである。

【００１９】また、上記構成に加え、前記インク貯留部
を、多孔質部材が配されない空間部を有する構成とす
る、そして、前記インク貯留部を、前記インクジェット
記録装置に対して着脱可能とする構成を提案するもので
ある。

【００２０】さらに、前記インク貯留部が、直接インク
を貯留する第１の室と前記多孔質部材を有する第２の室
とからなり、該第１の室は前記記録手段に連通し、該第
２の室は前記インク収容部に連通し、該第１の室と該第
２の室は、両室を仕切る仕切壁の端部に設けられた連通
部を介して連通する構成も提案するものである。

【００２１】

【作用】上述の手段を用いることにより、安定した負圧
を発生し、かつインクタンクからインクを導き、記録ヘ
ッドへのインク供給を促進させることができる。

【００２２】

【実施例】以下、図を用いて本発明を詳細に説明する。
なお、各図において同一の符号を付したものは同一の機
能を呈するものとする。

【００２３】まず、図１に 本発明に係わるインクジェ
ット装置ＩＪＲＡの一例として装置の概略斜視図を示
す。図１において、１はインクを吐出するための記録ヘ
ッドであり、２は装置側からの印字信号等を受けるため
に記録ヘッド１に設けられたコネクタパッドである。こ
の記録ヘッド１は記録走査を行わせるためのキャリッジ
３に対して着脱可能に搭載されている。なお、このキャ
リッジ３に設けられたヘッドカバー４には、前述した記
録ヘッド側コネクタパッド２に接続する装置側コネクタ
パッド５が備えられている。

【００２４】６はインクを一時的に貯留するサブインク
タンクであり、不図示のメインインクタンクに対して、
インク供給路となるインクチューブ７を介して連通して
いる。図１に示したインクジェット記録装置ＩＪＲＡ
は、カラー記録等に用いることを目的とした複数のイン
クを吐出可能な装置であり、記録ヘッドは各色用に吐出
部を有しており、その数に応じたサブインクタンクが各
色独立した形でキャリッジ３上に搭載されている。本実
施例においては、サブインクタンクはそれぞれブラッ
ク、シアン、マゼンダ、イエロー用に４つ設けられてい
る。

【００２５】８はキャリッジ３を記録紙やプラスチック
薄板等の被記録媒体９に対して走査させるためのリード
スクリューであり、１０はキャリッジ３の走査を案内す
るためのガイドレールである。ここで、リードスクリュ
ー８はギア１１及び１２を介して駆動モータ１３の正逆
回転に連動し、さらに、リードスクリュー３に刻まれた
螺旋溝１４がキャリッジ３に設けられた不図示の係合部
と係合しているため、キャリッジ３の走査は駆動モータ
１３の駆動によって装置の長手方向に行われることにな
る。そして、被記録材９は、プラテンローラ１５によっ
て搬送される。

【００２６】また、被記録材９の搬送領域に隣接して、
後述する記録手段に設けられる吐出部の回復手段が設け
られる。この回復手段は、前記記録ヘッドカートリッジ
の吐出口部（不図示）をキャッピングするためのキャッ
プ部材１７と、このキャップ部材１７に設けられた内部
開口（不図示）を介して吐出部を吸引回復する吸引手段
１８からなる。この吸引手段には、ギア１９及び切り替
えクラッチ等の公知の伝達手段により、駆動モータ１３
から駆動力が伝達される。

【００２７】そして、キャップ部材１７の上下動等の移
動は、ギア２０等を介して伝達される駆動力によりなさ
れ、吐出口が設けられた部分と密着させることにより吐
出口の吸引回復や乾燥等の低減を可能とする。

【００２８】さらに、上述の吸引回復処理は吐出口の目
詰まり等の回復だけでなく、吸引量を変化させることに
より、インクカートリッジから吐出部までのインクを排
出させて微細なゴミや気泡等をフィルター部だけでなく
インク流路内から除去することも可能である。このイン
ク流路の回復処理は定期的に、またはユーザーが必要と
判断した場合に強制的に行われるものであり、良好な印
字品位を維持することが可能となる。

【００２９】前述のキャッピング及び吸引回復の各処理
は、キャリッジ３がホームポジション側の領域に来たと
きに、それぞれの対応位置で行われることになる。そし
て、これらの各処理は周知のタイミング及びシーケンス
を利用して任意の態様で、単独または複合的に実施され
る。

【００３０】以下、上述したサブインクタンク６につい
て詳述する。

【００３１】（第１実施例）図２に本発明の第１実施例
としてのサブインクタンク６を含むインク供給系の概略
断面図を示す。図において、２１は記録ヘッド１に供給
するためのインクを貯留するメインインクタンクであ
り、内部にインクを収容した袋状のインク容器２２を有
している。２３はゴム等からなる弾性部材であり、イン
ク供給路であるインクチューブ７の端部に設けられた針
部材２５が挿入されることにより、記録ヘッド側にイン
クを供給可能となる。このインクタンク２１には、袋状
容器２２のインク消費に伴う変形を可能にする大気連通
口２８が設けられている。

【００３２】そして、３１は本発明に係わるサブインク
タンクであり、内部に多孔質部材からなるインク吸収体
３２を備えている。そして、このサブインクタンク３１
がキャリッジに装着された場合の底部近傍に記録ヘッド
側へのインク導出口となるインク供給口３３が設けられ
ている。なお、本実施例においては多孔質部材を用いた
が、例えば繊維等から形成された毛細管力を発生できる
他の負圧発生部材を用いても良い。

【００３３】そして、記録ヘッド１に設けられたインク
導管２６がこのインク供給口３３に挿入され、インク導
管の端部がインク吸収体３２を押圧（圧接）状態となる
ことで、インク連通可能状態となる。ここで、サブイン
クタンク３１のインク供給口３３は多孔質部材３２によ
って覆われている状態なので、インクは多孔質部材のイ
ンク保持力により保持され、記録ヘッド１をサブインク
タンク３１から離間させてもインクが漏れることはな
い。しかし、記録ヘッド１とサブインクタンク３１とを
連通させた状態での気温等の変化に起因するインク漏れ
を防止するために、図示したようなシール部材２７を設
けることが好ましい。

【００３４】また、サブインクタンク３１とメインイン
クタンク２１とは、インクチューブ７によってインク供
給が可能な連通状態となる。ここで、サブインクタンク
３１には、インクをサブインクタンク内に導入するため
のインク導入部３４を有している。本実施例において
は、このインク導入部３４をゴム等からなる弾性部材に
より構成し、メインインクタンク２１とインクチューブ
７の接続と同様に、インクチューブ７の端部に設けられ
た針部材２５を挿入することにより連通状態となる。

【００３５】サブインクタンク３１内のインク充填状態
は、図２に示したように初期状態で多孔質部材内に気液
界面Ａを形成するようにインク充填がなされる。従っ
て、多孔質部材を介してインク導入部とインク供給口と
のインク連通がなされることになる。このため、多孔質
部材内で形成されるインクメニスカスにより、記録ヘッ
ド１のインク吐出口１ａからのインク漏れを防止する背
圧である負圧を安定した状態に維持することができる。

【００３６】そして、サブインクタンクを大気に開放せ
ず密閉系としていることにより、記録に伴って記録ヘッ
ドからインクが吐出され、インク導管２６近傍のインク
が消費されても、確実にインクタンク２１からインクが
供給される。

【００３７】この場合のメインインクタンク２１からの
インク供給は、サブインクタンク内の減圧により生じる
力だけでなく、多孔質部材のインク保持力も働くため、
インクタンク２１内のインクをより強くサブインクタン
ク側に導くことになる。これにより、インク供給ができ
なくなった時のインクタンク内のインク残留をほとんど
なくすことができる。

【００３８】なお、前述したサブインクタンク３１を大
気に開放した構成としても、多孔質部材の毛細管力によ
りインク供給は可能となる。しかしながら、インク導入
部３４近傍のインクまで消費してしまった場合が、前述
した吸引回復を施した場合等に生じる急激な圧力変化に
より、多孔質内のインク流路が分断された場合には、そ
の後の回復処理でインク供給路の再形成が非常に困難と
なる可能性があるので、この観点から、本実施例に示し
た密閉系とすることが望ましい。

【００３９】そして、従来の構成以上に、多孔質部材に
よりインクを保持していることにより、記録走査等に起
因するインクの揺動を充分に抑制することができる。

【００４０】ここで、サブインクタンク３１は、記録ヘ
ッド１に対して着脱可能な構成としている。これは、記
録ヘッド１のインク導管２６が多孔質部材３２を押圧す
る構成を採用し、多孔質部材３２に記録ヘッド側が高い
毛細管力を有するように空孔径に勾配をつけているた
め、長期使用時には多孔質部材がクリープ変形を起こし
て局所的な弾性率変化及び空隙の形成が生じる可能性が
あるからである。従って、サブインクタンクを交換可能
とすることにより、所望の圧力勾配を常に得られ、安定
した負圧発生を実現できる。

【００４１】また、負圧発生を高低差でなく、サブイン
クタンク内の多孔質部材により行っているので、インク
タンク２１や、インクチューブ７の上下方向配置に自由
度がでるため、インク供給系の小型化を図ることも可能
である。

【００４２】本実施例において、サブインクタンク３１
内への多孔質部材３２の充填は、サブインクタンク内に
空間部３５を形成するように行っているが、空気層を形
成していればサブインクタンク内部全体にわたって多孔
質部材を充填しても良い。

【００４３】しかし、多孔質部材に気液界面を形成する
という観点から考えると、インク供給口３３とインク導
入部３４が近接する底部壁（キャリッジに装着した状態
で底部となる壁）に対向する壁側に空間部３５を形成す
ることにより、サブインクタンク装着時に容易に気液界
面を形成するように空気層を上方に位置させることがで
きるので、本実施例の構成はより好ましいと言える。

【００４４】（第２実施例）図３に、本発明に係わる第
２の実施例を示す。前述した第１実施例と異なるのは、
サブインクタンク３１を２室構成とした点である。この
２室は、第１実施例と同様に多孔質部材を収容した室３
６と、直接インクを貯留した室３７である。

【００４５】この室３６と室３７は、それぞれの室を仕
切る仕切壁３８の端部に設けられた連通部３９を介して
連通する。そして、直接貯留室３７が記録ヘッド１に接
続され、多孔質部材３２を収容した室３６がインクタン
ク２１に接続される。

【００４６】室３６には、第１実施例と同様に、多孔質
部材３２内に気液界面Ａが形成されているが、密閉構造
となっているため、記録ヘッド１からのインク吐出に伴
って室３７内のインクが消費された場合、インク容器２
２内のインクは、インクチューブ７、多孔質部材３２、
連通部３９を介して室３７に供給される。

【００４７】本実施例においては、記録ヘッド１のイン
ク導管２６が多孔質部材に圧接せず、インク中に突出し
た構成となっているので、前述した第１実施例に比べサ
ブインクタンク３１から記録ヘッド１までのインク供給
時の流体抵抗が低くなり、よりインク供給性が安定す
る。このため、高速記録等に容易に対応することが可能
である。

【００４８】本実施例の場合、記録ヘッドとサブインク
タンクが接続された後に、任意の方法でインクを室３７
に充填し、密閉することになる。

【００４９】また、第１及び第２の実施例に示したよう
に、サブインクタンク内に多孔質部材を配し、この多孔
質部材内に気液界面を形成するように空気層を設けてい
るので、気温等の変化に起因して空気層内の空気の圧力
が上昇しても、多孔質部材のメニスカス形成力が空気の
体積膨張を抑制するように働くため、インク漏れに対し
ても強い構成となる。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成を採
用することにより、記録ヘッドに対して安定した負圧発
生を実現できるとともに、安定したインク供給と、イン
ク収容部であるメインインクタンク内に収容されたイン
クの未使用インクの残留を少なくすることができ、イン
ク供給系の配置の自由度も高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるインクジェット装置の一例を示
す概略斜視図。

【図２】本発明の第１実施例であるインクジェット装置
のインク供給系の一例を示す概略断面図。

【図３】本発明の第２実施例であるインクジェット装置
のインク供給系の一例を示す概略断面図。

【図４】従来のインクジェット記録装置の概略を示す模
式図。

【符号の説明】

１ 記録ヘッド ２ コネクタパッド（記録ヘッド側） ３ キャリッジ ４ ヘッドカバー ５ コネクタパッド（装置側） ６ サブインクタンク（一時インク貯留部） ７ インクチューブ ８ リードスクリュー ９ 被記録媒体 １０ ガイドレール １１ ギア １２ ギア １３ 駆動モータ １４ 螺旋溝 １５ プラテンローラ １６ 回復手段 １７ キャップ部材 １８ ポンプ １９ ギア ２０ ギア ２１ インクタンク ２２ 袋状インク容器 ２３ 弾性部材 ２４ サブインクタンク ２５ 針部材 ２６ インク導管 ２７ シール部材 ２８ 大気連通口 ３１ サブインクタンク ３２ 多孔質部材 ３３ インク供給口 ３４ 弾性部材 ３５ 空間部 ３６ 室 ３７ 室 ３８ 仕切壁 ３９ 連通部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを収容するインク収容部から該イ
   ンクを吐出する記録手段にインクを供給するインク供給
   路を有するインクジェット記録装置において、 該インク供給路に前記記録手段と前記インク収容部にの
   み連通するインク貯留部を備え、 該インク貯留部は内部に負圧発生部材を配するととも
   に、 該負圧発生部材内にインクと空気との気液界面を形成す
   る空気層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】 前記インク貯留部は、多孔質部材が配さ
   れない空間部を有することを特徴とする請求項１に記載
   のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記インク貯留部は、前記インクジェッ
   ト記録装置に対して着脱可能であることを特徴とする請
   求項１に記載のインクジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記インク貯留部は、直接インクを貯留
   する第１の室と前記負圧発生部材を有する第２の室とか
   らなり、該第１の室は前記記録手段に連通し、該第２の
   室は前記インク収容部に連通し、該第１の室と該第２の
   室は、両室を仕切る仕切壁の端部に設けられた連通部を
   介して連通することを特徴とする請求項１に記載のイン
   クジェット記録装置。
5. 【請求項５】 前記第２の室は、負圧発生部材が配され
   ない空間部を有することを特徴とする請求項４に記載の
   インクジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記インク貯留部は大気に対して密閉系
   であることを特徴とする請求項１乃至請求項５に記載の
   インクジェット記録装置。