JPS6160773B2

JPS6160773B2 -

Info

Publication number: JPS6160773B2
Application number: JP54132825A
Authority: JP
Inventors: Yukio Kasugayama; Hiroharu Terasawa; Yoshifumi Hatsutori
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1979-10-17
Filing date: 1979-10-17
Publication date: 1986-12-22
Also published as: JPS5656874A; US4419677A; DE3039166A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明はインクジエツト記録装置に関し、特に
必要最小限に小容量化を図つた記録液容器を、キ
ヤリツジに対して着脱可能にするようにしたもの
である。

従来の開放系供給機構によるインクジエツト記
録装置においては、第１図に示すように、圧電素
子等から構成される記録ヘツド１の端部に供給路
２を接続し、記録液容器３から記録液４の供給を
受ける。容器３の上面には容器３内部を常時大気
圧に保持するための通気孔５があけられている。
容器３内の記録液４は常時供給路２を経て記録ヘ
ツド１の先端まで達し、記録ヘツド１の圧電素子
に加わる電気信号に応じて、記録ヘツド１の先
端、すなわち吐出オリフイス１Ａから液滴６が吐
出されて印字紙に文字等が印字される。液滴６と
して吐出された記録液の減少分は、記録ヘツド１
の吐出オリフイス１Ａの表面張力と、容器３の記
録液面と記録ヘツド１との水位差により供給路２
を経て容器３から逐次補充されるので、記録ヘツ
ド１先端の吐出オリフイス１Ａには常に記録液４
が達している。

この種従来のインクジエツト記録装置において
は、次のような問題点がある。すなわち、インク
ジエツト記録装置が組込まれる対象が例えば、持
ち運び自在な卓上計算機や小型タイプライタ等の
場合には、その持ち運びの際に装置本体を傾斜さ
せると、容器３と記録ヘツド先端とはある程度の
距離をおいて配置されているため、容器３と吐出
オリフイス１Ａとの間の記録液の水位差が適正な
値に保たれないことがある。この場合には、吐出
オリフイス１Ａ部で形成されている記録液のメニ
スカスが供給路２の内方に後退したり、吐出オリ
フイス１Ａより記録液が漏れることがある。メニ
スカスの後退は容器３側から加圧するなどして回
復することができるが、記録液が漏れた場合は装
置内部を記録液で汚すこととなる。従つて、運搬
の都度後退したメニスカスの回復操作を行なつた
り、装置内部で記録液が漏れたりするのでは操作
者によつて非常に使い勝手が悪く好ましくない。

また振動や衝撃等が装置に加わつたり、記録ヘ
ツド１が高速度で印字端部に衝突する場合には、
前述した記録液の漏れや、メニスカスの後退等の
現象がより一層起きやすくなる。すなわち、振動
や衝撃等が装置本体、あるいは記録ヘツド１や供
給路２に加わると、これによつて吐出オリフイス
１Ａにおけるメニスカスが容易に破壊され、液滴
として外部に漏れたり、供給路２内方に後退した
りする。このとき、容器３と記録ヘツド１との間
に適正な値以上の水位差がある場合、一度こわれ
たメニスカスは容易に復元せず、外部に連続的に
漏出したり、水位差と表面張力との平衡状態を保
てる位置までメニスカスが供給路２の内部へ後退
したりする。このような振動や衝撃は、記録ヘツ
ド１を記録媒体、例えば印字紙等に対して往復移
動して記録させる場合には常に生ずるので、記録
ヘツド１がこのような振動や衝撃の影響を受ける
ことは致命的である。したがつて、記録ヘツド１
の往復移動速度には限度があり、高速印字は困難
である。

更に他の問題点は、供給路２中に気泡が入つた
場合に生じる。すなわち、気泡が供給路２中にの
み存在しているのであれば、吐出性能に特に支障
はきたさないが、記録液の移動とともに気泡が記
録ヘツド１まで移動してきた場合には吐出不良が
生じる。特に記録ヘツド１の吐出駆動源として電
気機械変換体の変形作用を利用するものにあつて
は、変形によつて生ずるエネルギーが気泡に吸収
され、このエネルギーが記録液に伝達されず記録
ヘツド１からの記録液の吐出は完全に停止してし
まい、連続して安定した印字が困難となる。

本願人はこのような開放系供給機構における問
題点の解消を図つたインクジエツト記録装置を先
に提案した。

第２図ＡおよびＢは、上述の提案によるインク
ジエツト記録装置の一例を示し、ここで符号１０
は記録ヘツドであり、記録ヘツド１０と記録液容
器１１は１つの容器１２に一体化されて格納され
ている。容器１２はキヤリツジ１３に固定され、
キヤリツジ１３はシヤフト１４に摺動自在に取付
けられ、印字用紙の幅方向に沿つて移動しながら
印字を行なつていく。記録ヘツド１０は、圧電素
子１５、ノズル部１６、吐出オリフイス１７およ
び供給管１８で構成でき、この供給管１８は記録
ヘツド本体から記録液容器１１内部にほぼＬ字形
状をなして挿入されており、記録液容器１１内の
記録液１９がこの供給管１８を経て記録ヘツド１
０内に導かれる。またこの供給路１８は容器１２
の上方を覆うように設けられている壁２０に固定
され、振動や衝撃によつて供給管１８が動くこと
のないようになつている。２１は記録液容器１１
の通気孔であり、これにより記録液容器１１内の
圧力は常に大気圧に保持される。また２２，２３
は記録ヘツド１０を構成する圧電素子１５に外部
からの電気信号を供給するためのコネクタであ
り、圧電素子１５とコネクタ２２，２３は図示さ
れていない信号線で結ばれている。ここでノズル
部１６の先端に設けられた吐出オリフイス１７と
供給管１８の終端部１８Ａとの距離は好適な距離
に設定されるように設計される。

以上のように構成したインクジエツト記録装置
によれば、記録ヘツド１０と記録液容器１１を１
つの容器１２に一体にして収容し、記録液を記録
ヘツド１０に供給するための供給管１８を適切な
長さに定めて記録液容器１１内に挿入したから、
前述したような傾斜、振動、衝撃等によつて記録
ヘツド１０から記録液が漏れたり、吐出オリフイ
ス１７におけるメニスカスが供給管１８内方に後
退することがない。

しかしながら、このようなインクジエツト記録
装置においてもいくつかの問題点のあることが判
明した。

そのひとつは、高速の印字速度が要求される小
型計算機等の場合、往復移動する駆動キヤリツジ
部は駆動モータの性能の点からできるだけ軽量化
されていることが望ましく、このため、記録液容
器内に貯留される記録液は重量的制約をうけるこ
とである。したがつて、第２図において、記録液
容器１１の容量を最小限小さくして軽量化を図
り、高速印字の実現を図らなくてはならない。し
かし記録液容器１１の容量を小さくすると、記録
液容器内の記録液がすぐに空になつてしまうの
で、記録ヘツド１０と記録液容器１１が一体に格
納されている容器１２を頻繁に交換しなくてはな
らないが、記録ヘツドが高価であるため個人ユー
ザを対象とするプリンタ付電卓、タイプライター
等の場合は維持費が高くなり好ましくない。

本発明の目的は、上述の問題点を解消するた
め、記録ヘツドとキヤリツジを一体として、記録
液容器の容量を最小限小さくし、この記録液容器
をキヤリツジに対して容易に着脱できるようにし
たインクジエツト記録装置を提供することにあ
る。

以下に図面に基づいて本発明を詳細に説明す
る。

第３図は、本発明における記録液容器を、印字
紙とは反対側のキヤリツジ後方（第３図では右側
方）からキヤリツジに装着した一例を示し、ここ
で３１はシヤフト３２上を摺動走行するキヤリツ
ジ、３３は記録ヘツド、３４は記録液供給部材と
しての供給管である。キヤリツジ３１はシヤフト
３２と摺動するキヤリツジ本体３１Ａ、本体３１
Ａの上面との間に記録ヘツド３３を収容する間隙
を形成する上壁３１Ｂ、上壁３１Ｂに連なり、供
給管３４を格納する間隙を形成する隔壁３１Ｃを
有する。更にキヤリツジ本体３１Ａの底面部から
キヤリツジ後方に延在する底壁３１Ｄ、上壁３１
Ｂのキヤリツジ後方延在部３１B′および隔壁３１
Ｃにより記録液容器格納部３１Ｅを形成する。こ
こで記録ヘツド３３をキヤリツジ本体３１Ａの上
面に固着する。この記録ヘツド３３の端部には、
記録ヘツド３３に記録液を供給するための供給管
３４の一端を接続する。この供給管３４をキヤリ
ツジ本体３１Ａの上面から背面に沿つて下方に導
く。供給管３４の他端は本例では底壁３１Ｄと平
行に折曲げる。この供給管３４の他端は斜めに切
断してくさび状開口部を形成する。符号３５はキ
ヤリツジ後方に形成した格納部３１Ｅに装着・取
外し可能な記録液容器で、隔壁３１Ｃと対向する
側の下方部には、第４図に示すように弾性材料に
よる盲栓３６を装着しておく。

一方、容器３５の上面には容器３５内を常時大
気圧に保持するための通気フイルタ３７が装着さ
れているが、容器３５をキヤリツジ３１の容器格
納室３１Ｅに装着しないときには、容器３５内の
記録液を大気から遮断し、記録液の蒸発と変質を
防止する必要がある。したがつて通気フイルタ３
７の上部に大気連通部３８を設け、その一側壁
（第３図は左側壁）には第５図に示すように弾性
材料による大気連通用盲栓３９を装着しておき、
容器３５をキヤリツジ３１の容器格納室３１Ｅに
装着しないときには容器３５内の記録液を大気か
ら遮断する。ここで、キヤリツジ３１の上壁３１
B′には、容器３５をキヤリツジ３１に装着したと
きに盲栓３９に貫入して容器３５内を大気と連通
するための大気連通管４０を装着しておく。

第３図において、容器３５をキヤリツジ３１の
格納室３１Ｅの右側方から左方に押し込むと、供
給管３４の他端部が盲栓３６内に挿入されて記録
液導出口が形成されるとともに、盲栓３９には大
気連通管４０が貫入される。これにより弾性材料
による盲栓３６に貫入された供給管３４を介して
記録液が記録ヘツド３３に供給され、盲栓３９に
貫入された大気連通管４０を経て容器３５の内部
が大気と連通される。ここで通気フイルタ３７に
代え大気と連通可能な小孔をあけても良いことは
勿論である。

なお、第６図に示すように、大気連通管４０を
覆うようにして上壁３１B′上にダイアフラム４１
を設ければ、記録ヘツド３３内部に気泡、異物等
が混入して吐出不良が生じても、ダイアフラム４
１の孔４１Ａを指でふさいでダイアフラム４１を
押すことによつて、容器３５内の圧力が高まり、
記録ヘツド３３から記録液を強制的に吐出させ
て、吐出不良を回復することができる。

第７図は本発明インクジエツト記録装置の他の
実施例を示し、キヤリツジの上方から記録液容器
をキヤリツジに装着する。以下で第３図と同様の
箇所には同一の符号を付して説明は省略する。第
７図において、５０はキヤリツジ、５０Ａはシヤ
フト３２と摺動するキヤリツジ本体である。キヤ
リツジ本体５０Ａの上面には第３図の場合と同じ
く記録ヘツド３３が固着される。５１は一端が記
録ヘツド３３に接続された記録液供給部材として
の供給管であり、この供給管５１をキヤリツジ本
体５０Ａ上部から本体５０Ａの印字紙とは反対側
の背面に沿つて下方に導く。この供給管５１の他
端部はほぼＬ字形状となし、その先端部には上方
に立上るくさび状開口部を形成する。記録ヘツド
３３および供給管５１は、キヤリツジ外壁５０Ｂ
とキヤリツジ本体５０Ａとの間に形成された階段
状室に収容される。キヤリツジ本体５０Ａの下部
をキヤリツジ後方に突出させて、容器載置台５０
Ｃを形成する。この容器載置台５０Ｃには孔をあ
けておき、供給管５１のくさび状先端部が垂直上
方に突出するようにする。５２は記録液容器で、
その底面には上述したと同様な弾性材料からなる
記録液導出口としての盲栓３６を装着する。容器
５２の上面には、容器５２内を常時大気圧に保持
するための通気フイルタ３７が介装される円筒状
の大気連通部５３を設ける。この連通部５３は、
容器５２をキヤリツジ５０に装着しない際に記録
液を大気から遮断するための栓５４を有する。こ
のように構成される記録液容器５２を容器載置台
５０Ｃに載置すると、供給管５１の先端が盲栓３
６内に挿入されて記録液導出口が形成される。こ
のようにして容器５２をキヤリツジ５０に装着し
た後に、栓５４を取外し容器５２内を大気と連通
させると、記録液は供給管５１を経て記録ヘツド
３３に供給される。

第８図は、第３図、第４図、第６図および第７
図に示す盲栓３６と供給管３４，５１の先端部の
他の構成を示し、ここで５５は中心部に貫通孔５
５Ａを有する弾性材からなる記録液導出口で、第
８図においては容器３５の側壁に装着した場合を
示す。導出口５５の一端（第８図では左端）に
は、アルミホイールや各種ラミネート体よりなる
フイルム５６を被着して、容器内に記録液を封止
する。符号５７は供給管であり、その先端部には
記録液を含浸することができる部材５８例えば、
ポリエチレンやポリプロピレン等の高分子材から
なる部材を挿着する。本例の場合は、供給管５７
を導出口５５に差し込むようにして、フイルム５
６を破り、容器内の記録液を供給管５７を経て記
録ヘツドへ供給する。第８図示の構成によれば、
容器交換の際に部材５８に記録液が含浸している
ので、供給管５７を介して気泡が記録ヘツドに混
入することがないばかりか、ゴミの混入をも防止
することができる。

第９図は本発明インクジエツト記録装置の更に
他の実施例を示す。ここで６０はキヤリツジ、６
０Ａはシヤフト３２と摺動するキヤリツジ本体で
ある。キヤリツジ本体６０Ａの上面には第３図の
場合と同じく記録ヘツド３３が固着される。６１
は一端が記録ヘツド３３に接続された供給管であ
り、この供給管６１をキヤリツジ本体６０Ａ上部
から本体６０Ａの印字紙とは反対側の背面に沿つ
て下方に導く。記録ヘツド３３および供給管６１
は、キヤリツジ外壁６０Ｂとキヤリツジ本体６０
Ａとの間に形成された階段状室に収容され、この
階段状室は、キヤリツジ本体６０Ａ底面近傍の背
面に突出して設けたインク溜め６０Ｃに接続され
る。インク溜め６０Ｃの上壁の一端（第９図では
右端）にはインク溜め６０Ｃ内を大気圧に保持す
るための通気孔６２をあけ、その上部には通気フ
イルタ６３を装着する。また供給管６１をインク
溜め６０Ｃの底面近傍まで挿入しておく。更に、
インク溜め６０Ｃの上壁には記録液導出管６４お
よび大気連通管６５を貫通させて挿着する。これ
ら記録液導出口６４、大気連通管６５、インク溜
め６０Ｃおよび供給管６１により記録液供給部材
を形成する。ここで、管６４は管６５より短かく
し、その下端はインク溜め６０Ｃの底面近傍に配
置し、上端はインク溜め６０Ｃの上壁から突出さ
せる。管６５の下端はインク溜め６０Ｃの上壁の
内側よりやや下方に配置し、上端は管４６の上端
より上方に配置する。符号６６は記録液容器であ
り弾性材料で構成され、内部に記録液６４を充填
する。

ここで、容器６６をキヤリツジ６０の上方から
管６４，６５に差し込むようにしてインク溜め６
０Ｃの上面に装着すると、容器６６内の記録液６
７が６４を介してインク溜め６０Ｃ内に流入す
る。インク溜め６０Ｃ内の記録液液面が第９図示
のように管６５の下端に達すると、容器６６内が
大気と遮断されるためインク溜め６０Ｃへの記録
液の流出は止まり、記録液がインク溜め６０Ｃか
ら溢れることはない。本例によれば、容器６６全
体をゴム等の弾性材で構成できるので、記録液導
出口や大気連通部に特別な配慮を必要とせず、交
換作業が容易でかつコストの低減を図ることがで
きる。

第１０図は本発明における記録液容器の更に他
の実施例を示し、７０は各種プラスチツクフイル
ム及びプラスチツク同志あるいはアルミホイルの
ような金属箔とプラスチツクフイルムとのラミネ
ート体等からなる可撓性の袋で、その開放部（第
１０図では袋７０の下端）に弾性部材７１を固着
して袋状容器７２を構成し、内部に記録液を充填
する。７３は容器７２を保護するためのカバーで
あり、上面にカバー７３内を常時大気圧に保持す
るための通気孔７４をあけておく。

このように構成される記録液容器７２を記録ヘ
ツドに接続される供給管７５の針状先端部に差し
込んでキヤリツジ（図示せず）に装着する。本例
では、記録液が記録ヘツドへ供給されて減少する
と、それに追随して袋状容器７２は変形して、記
録液の減少に対応する。この種袋状容器において
は、記録液導出口や大気通気部を特に設ける必要
がないので、交換作業が容易でかつ、コストの低
減を図ることができる。

以上説明したように本発明によれば、必要最小
限に小容量化を図つた記録液容器を簡単な構成で
しかもきわめて容易にキヤリツジに対して着脱で
きるように構成したので、従来のように高価な記
録ヘツド共々交換するのに比べて、極めて低廉
に、しかも容易に記録液容器を交換することがで
き、個人ユーザを対象とする小型計算機やタイプ
ライタに好適なインクジエツト記録装置を提供す
ることができる。

また、本発明によれば、記録液容器（インクタ
ンク）のキヤリツジへの装着動作によつて記録液
容器内が大気と連通されるように構成したので、
記録液容器をキヤリツジに装着しないときには、
その容器内の記録液を大気から遮断し、記録液の
蒸発と変質を防止することができ、また上述の装
着動作により記録液容器内が大気と連通して記録
液が記録ヘツドに円滑に供給されるという顕著な
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のインクジエツト記録装置の概略
構成図、第２図ＡおよびＢは既提案のインクジエ
ツト記録装置の構成図、第３図は本発明インクジ
エツト記録装置の一例を示す構成図、第４図およ
び第５図は第３図示のインクジエツト記録装置の
盲栓を示す線図、第６図は第３図示の装置にダイ
アフラムを付加した例を示す構成図、第７図およ
び第９図は本発明の他の一例を示す構成図、第８
図は第３図、第６図および第７図に示す記録液導
出口の他の一例を示す線図、および第１０図は本
発明における記録液容器の他の一例を示す線図で
ある。１…記録ヘツド、１Ａ…吐出オリフイス、２…
供給路、３…タンク、４…記録液、５…通気孔、
６…液滴、１０…記録ヘツド、１１…タンク、１
２…容器、１３…キヤリツジ、１４…シヤフト、
１５…圧電素子、１６…ノズル部、１７…吐出オ
リフイス、１８…供給管、１９…記録液、２０…
壁、２１…通気孔、２２，２３…コネクタ、３１
…キヤリツジ、３１Ａ…キヤリツジ本体、３１
Ｂ，３１B′…上壁、３１Ｃ…隔壁、３１Ｄ…底
壁、３１Ｅ…記録液容器格納室、３２…シヤフ
ト、３３…記録ヘツド、３４…供給管、３５…記
録液容器、３６…盲栓、３７…通気フイルタ、３
８…大気連通部、３９…盲栓、４０…大気連通
管、４１…ダイアフラム、４１Ａ…孔、５０…キ
ヤリツジ、５０Ａ…キヤリツジ本体、５０Ｂ…外
壁、５０Ｃ…容器載置台、５１…供給管、５２…
記録液容器、５３…大気連通部、５４…栓、５５
…記録液導出口、５５Ａ…孔、５６…フイルム、
５７…供給管、５８…部材、６０…キヤリツジ、
６０Ａ…キヤリツジ本体、６０Ｂ…外壁、６０Ｃ
…インク溜め、６１…供給管、６２…通気孔、６
３…通気フイルタ、６４…記録液導出管、６５…
大気連通管、６６…記録液容器、６７…記録液、
７０…袋、７１…弾性部材、７２…記録液容器、
７３…カバー、７４…通気孔、７５…供給管。

Claims

【特許請求の範囲】１記録液を貯留する記録液容器と、前記記録液を吐出して記録するための記録ヘツ
ドと、前記記録容器および前記記録ヘツドとが搭
載されるキヤリツジとを有し、前記記録液容器を
前記キヤリツジの所定位置に装着することによつ
て前記記録ヘツドに供給するための記録液導出口
が前記記録液容器に形成されるインクジエツト記
録装置において、前記記録液容器は該記録液容器
の前記キヤリツジへの前記装着動作によつて前記
記録液容器内が大気と連通される大気連通部を有
することを特徴とするインクジエツト記録装置。