JPS60204357A - 液体噴射記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は１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／４’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ェット記録法（
液体噴射記録法）は極めて有力な記録法であって、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って、この記録液の液
滴の形成方法及び形成されだ液滴の飛翔方向の制御方法
によって、幾つかの方式に大別される。

その中で、例えばＵＳＰ　３６８３２１２・号、同３７
４７１２０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ィスよ
り液滴を吐出飛翔させ、との液滴を被記録材の表面に付
着させて記録を行う、所謂ドロップ−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、吐出オリフィスから吐
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
ロップ−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ィス化した記録ヘ
ッ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。

これらのドロラグ−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
フィス）と、各オリフィスに連通し、飛翔液滴を形成す
るエネルギー発生菓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
成される記録ヘッドが、被記録材上を相対的に走査する
ことのできるキャリッ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
へッＰも移動する為、液体（インク）の供給方式によっ
ては、問題が生ずる場合があった。

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一〇液溜と、記録ヘ
ッド内にある、記録ヘッドと共に移動する第二〇液溜を
持つ記録装置で、第一〇液溜と第二〇液溜とは供給管で
連通し、該供給管を通じて液体が第一〇液溜から第二〇
液溜へ給送されるものである。

この方式は、第一〇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
の液溜と第二〇液溜が供給管によりつながれている為に
記録ヘッ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おった。

（５） 又、第一の方式では、供給管が記録ヘッドの動きにつれ
て移動、する為のスペースも必要であり、装置の小型化
には不利な面があった。

第二の方式は、記録ヘッドと共に移動する液溜を持ち、
記録ヘッ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、液溜が記録ヘッド内にあり、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、液溜が記録ヘッドと共に移動する
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
ッドごと交換する必要があった。

この液体補給作業は従来、注射器や補給用液体の入った
カートリッジを用いて行なわれていたが、極めてわずら
れしく、かつ手や装置内部を汚しゃすい作業であシ、シ
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
体が漏出すると（６） とかありだ。又記録ヘッドごと交換してしまう方法は、
液体補給作業のわずられ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シ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
記録ヘッドを有する液体噴射記録装置において、液体カ
ートリッジと、ポンプと、前記ポンプを作動させるレバ
と、前記液体カートリッ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ッ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
端が上方に向っ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が横架されておシ、このヨーク６にはキャ
リッジ８が走行自在に取付けられている。キャリッジ８
はコイルＮ　ヒフ　１０　ｔ”　有Ｌ　、このコイル？
ビンｌ０ＦＣ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？ビン１ｏを介してキャリッジ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
ルによシ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７プルケーブル１２を介して印加
される。

キャリッジ８の位置は多数のスリットを有する光学スリ
ット板１４とキャリッジ側に搭載された図示していない
フォトカブラとによって検出され、制御信号に従りて記
録ヘッド１６よシインクを吐出し、プラテン１８に沿っ
て導かれて来る印字用紙に対して印字を行う。

図中２０は密着手段たるゴムキャップ、２２はゴムキャ
ップホルダ、２４は液体カートリッジ、２６はポンプ、
２８はレバ、３０は第１チ、−プであり、後述するよう
に符号２０，２２，２４゜２６．２８，３０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ッド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
フィルタ、４２はフィルタ固定部材、４４は液溜、４６
は液体、４８は通気（９） 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ＩＯＣである。ま
た通気用開口部４８の内径はφ０．２ｍ＋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υ、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
ャップホルダ２２に装着されたビン５６が該溝カム５４
に係合される。このゴムキャップホルダ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５
０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６４、
ピストン６０及びスゲリンダ６６等によりポンプ２６が
構成される。シリンダ６４上部には（１０） 第１及び第２液体導入口６８．７０が設けられ第１液体
導入ロ６８は第１導通手段たる第１チユーブ３０を介し
て液体カートリッジ２４に接続される。又、第２液体導
入ロア０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７２の先端にはゴムキャップホルダ
２２に設けられた密着手段たるゴムキャップ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
いて記録ヘッド１６に液体を供給するには、記録ヘッド
１６がホームポジションに位Ｒｆる時にゴムキャップ２
０を記録ヘッド１６前面に対向させた後、し・々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
ャップホルダ２２に設けられたピン５６の働きによりゴ
ムキャップホルダ２８が図中入方向に摺動し、ゴムキャ
ップ２０が記録ヘッド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によってピス
トン６０が押圧される為ピストン６０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６
０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ッジ２４内の液体が第１チ、
−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６０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を介してゴムキャッ
プ２０の方向に搬送され、ゴムキャップ２０に密着され
た記録ヘッド１６の吐出口３４より記録ヘッド１６に液
体の供給が行なわれる。

すなわち記録ヘッド１６をホームポジションに位置させ
ることにより記録ヘッド１６をゴムキャップ２０に対向
させ、しかる後にレバ２８を一段階押してゴムキャップ
を記録ヘッド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ッジ２４内
の液体を記録へッＰ１６の吐出口３４を通して記録ヘッ
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０．２　ＣＣとしである。

すなわち第２図に示す記録ヘッド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
３図に示す状態よりも更に引きあげることによシ溝カム
５４とゴムキャップホルダ２２に設けられたビン５６の
働きによりゴムキャップホルダ２２をＢ方向に摺動させ
、ゴムキャップ２０を後退状態にすることができる様に
なっておシ、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へラド１６への液体補給作
業は極めて容易であり、また第２図に示した記録ヘッド
１６の様に通気用開口部４８を持つものでおっても、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（１３） 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２Ｉン７’８０を設けることにある。該
第２ボン７°８０は第２シリンダ８２と第２ピストン８
４と第２スゲリンダ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尋通路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に紘第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に設けられ廃液溝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９８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。まず記録ヘッド
１６をホームポジションに位置させレバ１４を一段階押
し下げるとゴムキャップホルダ２２が摺動し記録ヘラＰ
１６の吐出口３４にがムキャッ７ｐ２０が密着する。次
に第２ポンゾ８０の第２ピストン８４を押し下げると第
２逆流防止弁７６は閉じているので記録ヘッド１６の吐
出口３４（１４） から記録ヘッド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スゲリンダ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が開となシ第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
録ヘッド内の液体を−たん抜きとり、しかる後にレバ２
８を更に操作し記録ヘッド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、記録ヘッド
１６内の液体は液供給時にフレッシュなものに交換され
、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。

また記録ヘッ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図は記録ヘッド１６の他の実施例を示すも
ので、第７図に示す記録ヘッド１６は気体は通すが液体
を通さない撥水性多孔質膜フィルタ１０２を通気用開口
部４８に取りつけたものであり、第８図に示す記録ヘッ
ド１６は可撓性高分子膜より液溜４４を形成するもので
おる。これらの記録ヘッド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ッドにも同様に液
供給ができる。

又、第９図に示す記録ヘッド１６では液面検出手段たる
電極１０４ｍ、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、１０４ｂ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、多孔質膜フィルタ１０２を設けるとともに液溜４４
を可撓性高分子膜よシ形成したり、更にこのような記録
ヘッド１６に液面検出手段を組み合わせることも可能で
あることは熱論のことである。

〔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
録ヘッドへの液体供給を吐出口より行なうことによシ記
録ヘッドと共に移動する供給管を用いる必要がなく記録
ヘッドに液体を供給することができるので記録ヘッドの
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ッドに液体を供給
できる。

また、液供給装置は記録時には記録へッＰと接続がたた
れるために、液体供給装置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ッドを液体噴射装
置よシとシ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ッドの斜視図、（１７） 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ッドの他の実施
例に係る斜視図である。 図において １６・・・記録ヘッド、２０・・・がムキャッグ、２４
・・・液体カートリッジ、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、３６・・・円筒型圧電菓子、
３８・・・液体導入部、４４・・・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、１０２・・・多孔質膜フィルタ、１０
４ａ、１０４ｂ・・・電極である。 （１８）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （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を二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ッドを有す
   る液体噴射記録装置において、液体カートリッジと、ポ
   ンプと、前記ポンプを作動させるレノ々と、前記液体カ
   ートリッ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
   前記記録ヘッ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. （２）第２ポンノと、前記第２ポンプに連通される廃液
   部と、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. （３）　記録ヘッドの通気用開口部に多孔質膜フィルタ
   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. （４）記録ヘッ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. （５）記録ヘッドに液面検出手段を設けた特許請求の範
   囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の液体噴射装置
   。