JPH0899412A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクジェット記録装置において、記録ヘッ
ドノズル部よりインクの漏れを確実に防止すること。 【構成】 インクジェット記録装置において、記録ヘッ
ド内に設けられ、記録液貯蔵室からインクを供給するイ
ンク供給管途中に電磁気力にて駆動される開閉装置を追
加し、該開閉装置は記録ヘッド駆動時およびメンテナン
ス装置駆動のみ開くように制御されるようにした構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録ヘッドと記録液貯蔵
室とが結合及び分離可能であるインクジェット記録装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は液体インクを
使用しているため、そのにじみだしにより装置を汚すと
いう欠点を持っている。そのような理由からインクのに
じみだし防止手段について種々の工夫がなされていた。
特にインクカートリッジを交換する場合のインクのにじ
みだし防止のため、従来より記録ヘッド側のインクカー
トリッジ結合部にインク供給路の開閉装置を設け、イン
クカートリッジが結合された状態で開閉装置を開き、か
つインクカートリッジの分離直前にこれを閉じる手段を
備えるような方法がとられていた。

【０００３】その１例として特開昭６０ー３６１７４号
公報では、弾性をもつチューブを開閉レバーの爪部で押
しつぶすことにより供給路を密閉する構造のインク供給
路開閉装置を備えた記録装置となっており、インクカー
トリッジの内にはインクを封入したラミネートフィルム
にアルミニウムを蒸着し形成したインクタンクが配置さ
れていた。タンク内部は完全に密閉状態となっており、
外部にインクを供給するにはわずかな負圧により吸引す
ることが必要となっていた。インクカートリッジのジョ
イント方法としては、以下のようになっていた。すなわ
ち、インクカートリッジ側のシリコンゴムによって形成
されている栓部材をヘッド側の結合部（中空針）に押し
付け、栓部材を貫通させインクタンク内のチューブ部材
と接合させる。この動作と同時にヘッド側のインク供給
路を密閉している開閉レバーをインクカートリッジに当
接させ密閉を解除しインクタンク内のインクとヘッドを
連通させる。この場合ヘッドのノズル部よりインクのに
じみだしを防止するためインクタンク内部は大気圧以下
に保つことが必要であった。上記の具体的構造を図９お
よび図１０を用いて詳細に説明すると以下のようにな
る。

【０００４】図９で１０１は被記録体（以下記録紙とい
う）、１０２は記録紙１０１を供給するプラテンで不図
示のパルスモータ等の駆動源により駆動される。１０３
は記録ヘッドユニットの一例であるインクジェットヘッ
ドユニットで、ヘッド部１０３ａ、サブタンク１０３ｂ
よりなり、サブタンク１０３ｂ内には記録液１０３ｃ
（以下インクということがある）が収納される。１０４
はチューブ、１０５は後述のジョイント部、１０６は
針、１０７は記録液貯蔵室の一例であるインクカセット
（インクカートリッジ）であって、矢印方向に移動可能
であり、ヘッドユニット１０３、チューブ１０４、ジョ
イント部１０５を含む記録装置本体に対して結合及び分
離可能になっている。

【０００５】図１０はジョイント部１０５及びインクカ
セット１０７の詳細な構造を示し、１０８は十分な弾性
をもつチューブで例えばシリコンゴムで構成される。１
０９はチューブ、１１０は装置本体に固設された支持部
である。１１１は１１２に嵌合するレバーで爪部１１１
ａ，１１１ｂを有し、ばね１１３により図中下方へ押し
つけられている。１１４は針１０６内のインク通路、１
１５はシリコンゴム等の弾性体で構成される結合部、１
１６はインクカセット１０７の本体、１１７はチューブ
であり、１１８はインクタンクであって、例えばラミネ
ートフィルムにアルミニウムを蒸 して形成する等可撓
性材料で構成され、かつヘッド１０３ａより数ｃｍ下方
に位置する。したがってインクタンク１１８が可撓性で
あり、かつ大気圧にあるためヘッド１０３ａの先端はわ
ずか負圧に保たれ、ヘッド先端からのインクもれが防止
される。そして圧電素子による駆動等の機械的な強制力
によりヘッド１０３ａよりインクが吐出されると、イン
クタンク１１８はインクの減少に応じて変形し、ヘッド
１０３ａにつねに適性量のインクを供給する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術においては、開閉装置が弾性力をもつチューブを押
しつぶすことにより供給路の開閉を行うためインクカー
トリッジの交換回数が多い場合の信頼性が不十分であっ
た。またインクカートリッジが結合された状態で常にイ
ンク供給路が開放されており、インクカートリッジに液
体インクがそのまま貯蔵されている場合は、ヘッドのノ
ズル部よりのインクのもれを防止するためインクカート
リッジ内を大気圧に対し負圧の状態に保つもしくはイン
クカートリッジをヘッドのノズル部よりも低い位置に取
り付けるようにしなければならず、また内部を負圧の状
態に保つのと同じ効果を得るため多孔質材をインクカー
トリッジの内に入れる等の手段がインクカートリッジに
対して必要であった。

【０００７】すなわち従来の技術では、インクカートリ
ッジの交換頻度が高い場合の開閉装置の信頼性およびイ
ンクカートリッジの設計の自由度が不足していた。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載のインクジ
ェット記録装置は、記録媒体に対してインクを吐出する
記録ヘッドを備え、該記録ヘッドは記録液貯蔵室と結合
および分離可能なインクジェット記録装置において、前
記記録ヘッド内に設けられ、前記記録液貯蔵室からイン
クを供給するインク供給管途中に電磁気力にて駆動され
る開閉装置を具備し、該開閉装置は、記録ヘッド駆動時
およびメンテナンス装置駆動時のみ開くように制御され
ることを特徴とするインクジェット記録装置である。

【０００９】請求項２記載のインクジェット記録装置
は、前記開閉装置は圧電素子によって駆動されることを
特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置であ
る。

【００１０】請求項３記載のインクジェット記録装置
は、前記開閉装置の開閉制御が記録ヘッドのインク噴射
量に応じて行われることを特徴とする請求項１記載のイ
ンクジェット記録装置である。

【００１１】

【作用】請求項１記載の構成によれば記録ヘッド側のイ
ンクカートリッジとの結合部でのインクのにじみだしを
確実に防止しかつインクカートリッジ結合後もヘッドの
ノズル部よりのインクのもれを防止することが可能とな
り、高品位の記録が可能となる。

【００１２】請求項２記載の構成によれば記録ヘッド側
のインクカートリッジとの結合部でのインクのにじみだ
しを確実に防止しかつインクカートリッジ結合後もヘッ
ドのノズル部よりのインクのもれを防止することが可能
となり、より低消費電力で高品位の記録が可能となる。

【００１３】請求項３記載の構成によれば記録ヘッド側
のインクカートリッジとの結合部でのインクのにじみだ
しを確実に防止しかつインクカートリッジ結合後もヘッ
ドのノズル部よりのインクのもれを防止することが可能
となり、より高速で高品位の記録が可能となる。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）本発明の実施例を図１〜図５，図７，図８
に基づいて説明する。

【００１５】図１は本発明を適用可能なインクジェット
記録装置の主要部の構成を示す斜視図である。ここで、
１は記録ヘッドおよび２のインクカートリッジを搭載す
るキャリッジであり４のロックレバーによりインクカー
トリッジを固定する。８および９は記録用紙７を搬送す
るフィードローラー、３はキャリッジ１を走査方向にガ
イドするスライドシャフト、６はスライド板であり、５
は駆動力をキャリッジに伝達し走査方向に移動させるた
めのベルトである。

【００１６】図２はインクカートリッジおよびキャリッ
ジの拡大斜視図であり、１０はインクカートリッジの空
気穴である。１１はキャリッジ側のインクカートリッジ
接続用の中空針である。また、１２はキャリッジのベル
ト５の固定部である。尚、図中の矢印はインクカートリ
ッジ２を記録ヘッド１に挿入する方向を示す。

【００１７】図３はインクカートリッジの断面図であ
り、１０は空気穴、１３は記録用インクであり、１４は
インクカートリッジの中空針連結用封止部であり、合成
ゴムなどの弾性体で形成されている。インクカートリッ
ジをキャリッジに装着時、中空針１１により１４の封止
部は貫通されインクカートリッジ内のインクは中空針内
部と連通される。またインクカートリッジが取り外され
た時は、封止部１４の弾性力により貫通穴は完全に密閉
されカートリッジ内部のインクは漏れることはない。

【００１８】図４はインクカートリッジ装着時の断面図
であり、１２はベルト装着部、２５はインクカートリッ
ジ固定部、１６はインクを吐出させる記録ヘッド部、１
７はヘッド駆動基板、１８はインク供給管、１５は本発
明の要所となるインク供給路開閉弁装置である。

【００１９】図５は本発明の第１の実施例のインク供給
路開閉弁装置を示す図である。９は中空針のインク供給
口であり、１５はインク供給路開閉弁装置である。２０
は弁装置の電磁石部であり、２１は電磁力により上下動
を行うシャッター部材であり、２２のインク遮断部分に
て開閉動作を行う。

【００２０】図７は本発明のインクカートリッジ接続部
の開閉装置（インク供給弁）の動作フローチャートであ
る。電源をＯＮしてインクカートリッジ内のインクのエ
ンプティーを検知しインクカートリッジを交換した場合
（Ｓ７０１〜Ｓ７０３）、マニュアル動作にて吸引キャ
ップにより吸引を行う。すなわち、詳細を説明すると、
カートリッジを交換した場合、プリンタ操作部に設けら
れてあるリカバリースイッチ（吸引動作開始スイッチ）
を操作することにより、強制的にキャップを行い吸引動
作を開始し印刷ヘッド内にインクを再充填することがで
きる。

【００２１】次に、この吸引動作信号を受信すると同時
にインク供給弁は開放され（Ｓ７０４，Ｓ７０６）、ヘ
ッドのインク吐出口とインクカートリッジ内のインクと
を連通させ吸引動作によるヘッドへのインクの充填、供
給をスムースに行わせる。又インク吸引動作信号を受信
しない場合は弁装置を駆動せず、閉止したままにしてお
く（Ｓ７０５）。吸引動作を終了すると同時にインク供
給弁装置を閉止する（Ｓ７０７，Ｓ７０８）。印刷動作
を開始する場合、ヘッドへの印刷信号を検知しインク供
給弁を開放しスムースな印刷を行わせる。又、この時ヘ
ッドのインク吐出量に応じ弁装置の開放量を制御したり
開閉回数（周波数）を制御すればより高品位な印刷が可
能になる（Ｓ７０９，Ｓ７１１）。印刷信号を受信しな
い場合はインク供給弁は閉止したままである（Ｓ７１
０）。

【００２２】図８はこのインクの吐出量により供給弁装
置を制御する場合の動作フローチャートである。インク
の吐出量を検出する手段としては、外部より入力される
印刷信号（噴射滴数）を検出し制御部にて供給弁の開閉
量（周波数）の制御をする。本開閉弁は吸引動作信号お
よび印刷信号を受信していない場合は閉止しているの
で、インクカートリッジ着脱時には閉止されている。こ
れによりインクカートリッジの着脱時のインクもれはな
くなり開閉弁は不要となる。

【００２３】具体的に本フローチャートを説明すると
（Ｓ８０１）から（Ｓ８１０）までは前述の図７のフロ
ーチャートにて説明した（Ｓ７０１）から（Ｓ７１０）
と全く同一である。次に（Ｓ８０９）で印刷信号を受信
した場合（Ｓ８１１）でインク吐出量を検出（インク吐
出量の検出はヘッド印刷信号により判別し供給弁の制御
を行う）し、インクの吐出量が小のときは、インク供給
弁開放量を減らすか又は開閉周波数を下げる（Ｓ８１
２）。インクの吐出量が大のときは、インク供給弁開放
量を増やすか又は開閉周波数を上げる（Ｓ８１３）。

【００２４】（実施例２）本発明の他の実施例を図１〜
図４，図６に基づいて説明する。

【００２５】尚図１〜４については先の実施例１の場合
と同一なので説明は省略する。更に本実施例に前述の実
施例１の動作説明に用いた図７、図８のフローチャート
が適用されることは勿論である。

【００２６】図６は本発明の第２の実施例のインク供給
路開閉弁装置を示す図である。１９は中空針のインク供
給口であり、１５はインク供給路開閉弁装置である。２
４は圧電素子と別部材の２層よりなるバイモルフ型のシ
ヤッター部材であり、２３は２４のシヤッター部材を固
定する固定材である。２２は開閉動作を行うインク遮断
部分である。実施例２の供給弁装置の動作シーケンスお
よび、インクカートリッジ着脱時のインクもれに対する
効果は実施例１の電磁弁方式と同様であるが圧電素子を
用いることにより、高周波数の駆動が可能になりよりき
めの細かいインク供給の制御ができ、また、電磁石を駆
動するより低消費電力となる。

【００２７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、インクカ
ートリッジの交換頻度が高い場合の開閉装置の信頼性を
向上することが可能で、ヘッドのノズル部よりのインク
のもれを確実に防止し、高品位な記録が可能となりイン
クカートリッジ内のインクに負圧を与える必要がなくな
り簡単な構造で大容量のインクカートリッジを使用する
ことができるという効果が得られる。

【００２８】請求項２記載の発明によれば、インクカー
トリッジの交換頻度が高い場合の開閉装置の信頼性を向
上することが可能で、ヘッドのノズル部よりのインクの
もれを確実に防止し、より低消費電力で高品位な記録が
可能となりインクカートリッジ内のインクに負圧を与え
る必要がなくなり簡単な構造で大容量のインクカートリ
ッジを使用することができるという効果が得られる。

【００２９】請求項３記載の発明によれば、インクカー
トリッジの交換頻度が高い場合の開閉装置の信頼性を向
上することが可能で、ヘッドのノズル部よりのインクの
もれを確実に防止し、より高速で高品位な記録が可能と
なりインクカートリッジ内のインクに負圧を与える必要
がなくなり簡単な構造で大容量のインクカートリッジを
使用することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の主要部
の構成図である。

【図２】本発明のインクカートリッジおよびキャリッジ
の拡大斜視図である。

【図３】本発明のインクカートリッジの断面図である。

【図４】インクカートリッジをキャリッジに装着した場
合の断面図である。

【図５】本発明の第１の実施例のインク供給路開閉弁装
置を示す図である。

【図６】本発明の第２の実施例のインク供給路開閉弁装
置を示す図である。

【図７】インクカートリッジ接続部の開閉装置の動作を
示すフローチャートである。

【図８】インクの吐出量により供給弁装置を制御する場
合の動作を示すフローチャートである。

【図９】従来装置の断面図である。

【図１０】図９においてジョイント部およびインクカー
トリッジ部の詳細を表す図である。

【符号の説明】

１ キャリッジ ２ インクカートリッジ ３ スライドシャフト ４ カートリッジ固定レバー ５ 駆動ベルト ６ スライド板 ７ 記録紙 ８ フィードローラー ９ フィードローラー １０ 空気穴 １１ 中空針 １２ ベルト固定部 １３ インク １４ カートリッジ供給口封止部 １５ インク供給弁装置 １６ 記録ヘッド １７ ヘッド基板 １８ インク供給管 １９ 供給穴 ２０ 電磁石 ２１ シヤッター部材 ２２ インク遮断部分 ２３ バイモルフ板固定部材 ２４ バイモルフシヤッター ２５ カートリッジ固定部 １０１ 記録紙 １０２ フィードローラー １０３ ヘッドユニット １０３ａ 記録ヘッド １０３ｂ サブタンク １０３ｃ インク １０４ チューブ １０５ ジョイント部 １０６ 中空針 １０７ インクカートリッジ（インクカセット） １０８ チューブ １０９ チューブ １１０ 支持部 １１１ レバー １１２ 軸 １１１ａ 爪部 １１１ｂ 爪部 １１３ バネ １１４ インク通路 １１５ 結合部 １１６ インクカートリッジ本体 １１７ チューブ １１８ インクタンク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録媒体に対してインクを吐出する記録
   ヘッドを備え、該記録ヘッドは記録液貯蔵室と結合およ
   び分離可能なインクジェット記録装置において、前記記
   録ヘッド内に設けられ、前記記録液貯蔵室からインクを
   供給するインク供給管途中に電磁気力にて駆動される開
   閉装置を具備し、該開閉装置は記録ヘッド駆動時および
   メンテナンス装置駆動時のみ開くように制御されること
   を特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記開閉装置は圧電素子によって駆動さ
   れることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記
   録装置。
3. 【請求項３】 前記開閉装置の開閉制御が記録ヘッドの
   インク噴射量に応じて行われることを特徴とする請求項
   １記載のインクジェット記録装置。