JP2000168104A

JP2000168104A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2000168104A
Application number: JP35304498A
Authority: JP
Inventors: Tetsuhiro Ohashi; 哲洋大橋
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1998-12-11
Publication date: 2000-06-20

Abstract

(57)【要約】【課題】記録に際しての記録装置の可搬性を向上させ
る。【解決手段】記録装置は、記録用紙に記録を行う記録
部１と、記録部１の保守を行う、記録部１に対して着脱
可能な保守部２とを有する。記録部１は記録を行う際に
最小限必要な機能である、記録を行い、必要最小限の容
量のインク収納室６を有する記録ヘッド部１９を搭載可
能なキャリア１８、キャリア１８を駆動させ、かつ、記
録用紙を搬送させる記録機構部４及び充電可能なバッテ
リ１５を有する。保守部２は、インクを貯留するインク
タンク１０、廃インクを保持する廃インクタンク１４及
びバッテリ１５を充電するための充電部１６を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
装置に関し、詳細には記録部と保守部が分離したり一体
化したりすることが可能で、記録部には可搬性を持たせ
たインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェット記録装置におい
て、可搬性を重視したインクジェット記録装置として
は、駆動電源としてバッテリを搭載し、記録に必要な消
耗品や、記録ヘッドの吐出特性を維持するための回復操
作部などをインクジェット記録装置内に保持するように
構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例においては、バッテリの使用可能時間が、記録用消耗
品の使用可能量に比べて小さく、記録用消耗品を１度追
加あるいは交換する間に、何度もバッテリを充電あるい
は交換する必要があった。そのため、バッテリの寿命か
ら見ると無駄な記録用消耗品等を持ち運ばなければなら
ず、可搬性を損ねていた。また、短期間であれば不要で
ある回復操作部なども持ち運ばなければならず、同様に
可搬性を損ねていた。

【０００４】そこで、本発明は可搬性の向上したインク
ジェット記録装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のインクジェット記録装置は、インクを吐出し、
被記録媒体に記録を行う記録ヘッドを駆動させ、かつ、
前記被記録媒体を搬送させる記録機構部および前記記録
機構部の電源である充電可能なバッテリを有する記録部
と、インクを保持し、かつ、前記記録ヘッドへ前記イン
クを供給可能なインクタンク、前記記録ヘッドからイン
クを負圧により強制的に吸引することで前記記録ヘッド
のインクの吐出能力を回復させる回復手段、前記回復手
段で吸引されたインクを保持可能な廃インクタンクおよ
び前記バッテリの充電のための充電手段を有し、前記記
録部に対して脱着可能な保守部と、を有する。

【０００６】上記の通り構成された本発明のインクジェ
ット記録装置は、記録時の際に最低限必要な機能のみを
記録部に持たせ、また、記録時に直接必要でない機能は
保守部に持たせた構成であるため、脱着可能な記録部の
軽量化及び小型化を図ることができる。

【０００７】記録ヘッドはインクを収納するインク収納
部を有し、インク収納部は、バッテリへの１回の充電で
記録可能な量だけインクを保持するものでもよいし、記
録部と保守部とが合体することにより、インク収納部へ
のインクの供給と、充電手段によるバッテリへの充電と
が開始されるものでもよく、インク収納部へのインクの
供給は、充電が開始されたことをトリガとして開始され
るものでもよいし、回復手段の負圧により、インクタン
クからインク収納部へとインクを供給するものでもよ
い。

【０００８】また、インク収納部を構成する外壁は、イ
ンクの減少により弾性変形するとともに、インク収納部
の内部に負圧を発生させるものでもよいし、この場合の
インク収納部へのインクの供給は、前記インク収納部の
内部の負圧によりなされるものでもよい。

【０００９】さらに、バッテリの容量が所定の容量以下
になるか、あるいはインク収納部のインクが所定の容量
以下になると警告を発する警告手段を有するものでもよ
いし、充電と前記インクの供給との終了を告知する告知
手段を有するものでもよい。

【００１０】また、記録ヘッドは、インク吐出用の熱エ
ネルギを発生するための電気熱変換体を備えているもの
でもよいし、この電気熱変換体によって印加される熱エ
ネルギにより、インクに生ずる膜沸騰を利用して吐出口
よりインクを吐出させるものであってもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）次に、本発明
の実施の形態について図面を参照して説明する。

【００１２】図１は、本発明における第１の実施形態の
インクジェット記録装置の模式的な外観斜視図である。

【００１３】本実施形態のインクジェット記録装置は、
被記録材へと記録を行う記録部１と、記録部１の記録性
能を維持するための保守動作を行う保守部２とを有す
る。また、保守部２には、記録部１を保守部２から取り
外すための取り外しボタン３が設けられており、記録部
１と保守部２は図１で示す合体した状態から、取り外し
ボタン３を押すことによって取り外すことが可能であ
る。

【００１４】図２は、図１に示したインクジェット記録
装置の模式的な断面図である。

【００１５】記録部１は、被記録材にインクを吐出して
記録を行う記録ヘッド部１９を搭載するキャリア１８
と、キャリア１８を矢印Ａの方向に往復動作させる記録
機構部４と、記録部１の電源である充電式のバッテリ１
５とを有する。

【００１６】記録ヘッド部１９は、記録用消耗品である
インクを保持するインク収納室６と、インク収納室６か
ら供給されたインクを保持しておくインク保持体８と、
インク保持体８から供給されたインクを吐出する記録ヘ
ッド５とで概略構成される。また、インク収納室６には
後述するインクタンク１０からのインク補充時に作用す
る弁７と、一方向のみ流体を通過させる一方向弁９とが
設けられている。

【００１７】保守部２は、大容量のインクを保持するイ
ンクタンク１０と、弁７に挿入された状態でインクタン
ク１０からのインクをキャリア１８のインク収納室６へ
と供給する際の管であるインク供給管１１と、記録ヘッ
ド５からの廃インクを保持しておく廃インクタンク１４
と、記録ヘッド５の保守およびインク補充に係わるキャ
ップ１２と、キャップ１２内に負圧を発生させるポンプ
１３と、バッテリ１５の充電を行う充電部１６と、バッ
テリ１５と充電部１６とを電気的に接続するコネクタ１
７とを有する。

【００１８】次に、記録部１および保守部２に関して以
下に詳述する。

【００１９】まず、記録部１に関して以下に詳述する。

【００２０】図２では、記録機構部４は省略して記して
あるが、本実施形態ではいわゆるシリアル走査型のイン
クジェットプリンタを使用している。シリアル走査型プ
リンタの詳細な説明は省略するが、槻略は、記録機構部
４に内蔵された用紙搬送手段による所定量の記録用紙搬
送と、キャリア１８に搭載された記録ヘッド部１９の記
録用紙搬送方向と直交する方向への走査により、記録用
紙全面に記録を行うものである。

【００２１】記録部１は単体で記録動作が可能なように
構成されている。すなわち、前述の記録機構部４の構成
と記録機構部４の駆動電源であるバッテリ１５が一体化
されているので、記録部１への記録用紙の供給と、ケー
ブルやＩｒＤＡなどなんらかの手段による記録データの
転送がなされれば、記録動作が実施されることとなる。

【００２２】次に、保守部２に関して詳述する。

【００２３】記録動作に必要なインクを蓄えておくイン
クタンク１０からインク供給管１１を介して、後述する
手順により記録部１へのインク供給を行う。このインク
供給の補助手段としてのキャップ１２は、保守部２側に
備えられており、不図示の移動手段により記録部１内へ
と挿入される。また、キャップ１２はインク供給時のみ
ではなく、記録ヘッド５のインクの吐出能力の回復動作
にも関与している。すなわち、この回復動作時には、キ
ャップ１２で記録ヘッド５をキャッピングした状態でキ
ャップ１２にポンプ１３を連結してキャップ１２内の圧
力を負圧とすることで、記録ヘッド５から不要なインク
の吸引を行う。

【００２４】この負圧により吸引された不要なインクを
保守部２内に受容しておくために、ポンプ１３の排出側
は廃インクタンク１４に接続されている。

【００２５】また、記録部１側のバッテリ１５を充電す
るための充電部１６も保守部２内に配されており、記録
部１を保守部２と合体した時はバッテリ１５と充電部１
６がコネクタ１７を介して電気的に接続される。コネク
タ１７は記録部１と保守部２の両者に設けられており、
何回でも接続、あるいは分離が可能な構成である。バッ
テリ１５の充電制御に関しては後述する。

【００２６】以上のような記録部１と保守部２の構成に
より、記録動作を行うときには記録部１と保守部２を分
離して記録部１単体とし、必要に応じて記録部１を保守
部２に合体しインク供給及びバッテリ充電を行うもので
ある。

【００２７】次にバッテリ充電方法に関して説明する。

【００２８】記録部１に内蔵されるバッテリ１５は、例
えばリチウムイオン電池などの２次電池が用いられる。
昨今の２次電池電力保持容量の改善により、１回の充電
により補充できるエネルギ容量は増大してきているが、
記録機構部４の消費電力も大きい。例えば記録機構部４
においては、電気−熱−力変換によりインク滴を吐出す
るバブルジェット方式を採用した記録ヘッド５や、記録
ヘッド５を搭載したキャリア１８を往復走査させるため
のキャリアモータ（不図示）や、記録用紙を所定量ずつ
搬送するための搬送モータ（不図示）や、その他機構部
の状態を検知するためのセンサ（不図示）などの使用に
より、相当量のエネルギを消費する。これに対処するた
めバッテリ１５のセル数を増やしたり、体積を大きくし
たりする事により、エネルギ容量を増加させることは可
能であるが、携帯性を重視した場合には、このような手
段は目的と背反することとなる。よって、機器のサイズ
に合わせたバッテリ１５サイズの選定を行うことで、そ
のエネルギ容量はほぼ決まってしまい、それにより記録
動作を行う時間あるいは記録枚数等に制限ができてしま
うのが実状である。このため、バッテリ１５の充電に際
しては、バッテリ１５の容量一杯まで充電することが必
要である。

【００２９】なお、バッテリの充電に際しては、充電部
１６に外部から供給される電力をそのエネルギ源として
いる。また、充電に係わる制御部は充電部１６に含まれ
ているものである。

【００３０】次に、図３にバッテリ１５の充電に関する
フローチャートを示す。

【００３１】記録部１が保守部２に接続されて、コネク
タ１７が電気的に接続されたことを充電部１６の制御部
が検知すると以下の処理が開始される。

【００３２】まず、バッテリ１５の残量がどれくらい有
るかを検知する（ステップ１０１）。

【００３３】次に、検知した容量が所定量以上であるか
どうかを判断する（ステップ１０２）。バッテリ１５の
残量が所定量以下であった場合には充電が必要であると
判断して、ステップ１０４に進む。充電完了後、取り外
してから記録動作を行わずに再び記録部１を保守部２に
接続した場合などは、ほとんどバッテリ１５の残量が変
化せず所定量以上の残量がある場合は、バッテリ１５の
充電は不要であると判断しステップ１０３に進む。

【００３４】次に、保守動作が完了すれば、この旨を操
作者に分かるような形で通知を行う（ステップ１０
３）。通知方法は、例えばＬＥＤを点灯させたり、ブザ
ーを鳴動させたりすることによる。

【００３５】一方、ステップ１０２でバッテリ１５の充
電が必要であると判断された場合は、バッテリ１５の充
電を開始する（ステップ１０４）。充電時にはバッテリ
セルの妨爆等を考慮して充電電圧の監視およびセル温度
の監視等を行いつつ、効率の良い方法で充電を行う。

【００３６】次に、インク補充動作を開始する（ステッ
プ１０５）。なお、インク補充動作に関しては後述する
こととする。

【００３７】次に、充電により残量が所定量以上になっ
たかどうかを判断する（ステップ１０６）。残量が所定
量以下の場合には引き続き充電を継続し、残量が所定量
に達したところで充電完了と判断して次ステップに進
む。

【００３８】次に、バッテリ１５の充電動作を終了させ
る（ステップ１０７）。

【００３９】次に、ステップ１０３に進み、上述したよ
うにインク補充動作が終了していれば保守動作完了を操
作者に分かるような形で通知を行う。

【００４０】以上のステップでバッテリ１５の充電動作
が完了する。

【００４１】次にインク補充動作に関して説明する。

【００４２】記録動作に必要なインクは、キャリア１８
上に搭載されたインク収納室６から連通口を介してイン
ク保持体８へ、さらに流路を介して記録ヘッド５まで供
給される。

【００４３】記録ヘッド５に供給されたインクは、前述
したように電気−熱−力変換により微細なノズルから被
記録材である記録用紙に向けて吐出されることで記録動
作が行われる。よって、インク収納室６に充分なインク
が保持されていれば、記録動作が可能になる。

【００４４】ここで、保持すべきインクの容量は、前述
のように記録部１の動作が事実上バッテリ１５の容量に
より制限されるため、バッテリ１５の容量以上にインク
を保持していても、使い切れないインクを持ち運ぶこと
になる。すなわち、バッテリ１５の充電のために記録部
１を必ず保守部２に接続する必要があるので、この時に
バッテリ１５の容量に応じたインク量のみを補給すれば
必要にして十分であるといえる。携帯性を重視される機
械においては、できる限りの小型軽量化を求められる訳
であるが、必要以上の消耗品を持ち歩くことは、この要
求に反することになるのである。以上より、必要なとき
に必要な容量のインクを供給できる仕組みが求められ
る。

【００４５】ここで、バッテリ１５の容量に応じたイン
ク容量の決定方法であるが、おおむね以下のように決め
ることが可能である。

【００４６】すなわち、記録デューティ（記録用紙の記
録可能な面積に対しての、実際に記録がなされた面積の
割合）が高くなると、バッテリ容量を一定とした場、吐
出に使用するエネルギが大きくなり印字枚数が少なくな
る。また、記録デューティを一定とすると、記録枚数と
消費インク量とが比例する。ここで、吐出に使用するエ
ネルギが比較的大きい場合には、記録デューティの影響
が比較的大きくなり、記録デューティを１００％とした
ときの記録枚数Ｎから算出する消費インク量Ｖは、記録
デューティ１００％での１枚あたりの消費インク量をＰ
とすると、Ｖ＝Ｎ×Ｐで表せる。このＶがほぼ最大のイ
ンク量となる。よって、満充填時のインク収納部６のイ
ンク量をこのインク量Ｖとほぼ同じにしておくことで、
どのような記録デューティで記録を行っても、バッテリ
１５の容量に比べてインク容量が不足することはない。

【００４７】次に、図２を用いてインク供給の仕組みに
関して説明する。

【００４８】前述した図３のステップ１０５でのインク
補充動作開始指令により、キャリア１８上に搭載されて
移動可能に構成されている記録ヘッド部１９がインク供
給ポジション（図２における記録ヘッド部１９の位置）
に移動してくる。なお、このときは、まだキャップ１２
は図２に示すような状態には至っておらず、不図示の移
動手段により、保守部２内に収納されている。

【００４９】キャリア１８の移動により、インク収納室
６に設けられ通常は密閉されている弁７に、インク供給
管１１の先端が突き刺さり連通する。これによりインク
収納室６とインクタンク１０はインク供給管１１を介し
て連結されたことになる。

【００５０】次に、不図示の移動手段によりキャップ１
２が一方向弁９に当接される。一方向弁９はインク収納
室６から外へ流体が移動する方向に開放する弁である。
通常、インク収納室６内は、外気と同気圧か、やや低気
圧に保たれているので、一方向弁９は閉塞されている。
しかし、キャップ１２が当接された状態で、ポンプ１３
の作用によりキャップ１２内の圧力が負圧になると、一
方向弁９が開放する。さらに、ポンプ１３により吸引が
続けられると、一方向弁９上にある流路を介してインク
収納室６内の空気を吸引し、圧力が低下し負圧が発生す
ることになる。このインク収納室６内の負圧により、イ
ンク収納室６とインクタンク１０の間で圧力差が生じ、
インク供給管１１を介してインク収納室６内にインクが
供給される。ポンプ１３は、不図示の検知手投によりイ
ンク収納室６内のインク量が所定量になるまで駆動さ
れ、所定量に到達したことが検知されたところで駆動終
了し、インク供給が終了する。その後、不図示の移動手
段によりキャップ１２は一方向弁９から離れ、再び保守
部２内に戻る。一方向弁９は、キャップ１２が離れるこ
とでインク収納室６内の残負圧により閉塞する。次に、
不図示の駆動手段によりキャリア１８が移動され、弁７
からインク供給管１１が抜け、インク収納室６内は密閉
状態となる。以上でインク供給動作が終了する。

【００５１】操作者への記録部１を保守部２に合体させ
るタイミングの告知は、記録部１のバッテリ１５の容量
検知や、インク収納室６のインク残量検知をすることに
より行うことができる。すなわち、バッテリ１５の容量
を検知する不図示の残量検知手段により、バッテリ１５
の容量が満充電時に比べてどの程度減少しているかを検
知し、残容量が所定容量以下になっていたらブザー鳴動
やランプ点灯によって告知を行う。あるいは、インク収
納室６内の不図示のインク残量検知手段により、インク
の残量を検知し、所定容量以下になっている場合にも同
様の告知手段により告知を行う。上記告知がなされた
ら、操作者は記録部１を保守部２に合体させ、保守作業
を行うことができる。

【００５２】なお、キャップ１２は上記のインク供給動
作に利用されるのみではなく、記録ヘッド５の保守回復
動作にも利用される。保守回復動作とは、例えば記録ヘ
ッド５のノズルに異物が混入した場合や、ノズル内のイ
ンクが途切れてしまった場合などにノズル部を吸引する
ことでインク保持体８から新しいインクを吸引したり、
あるいは未使用時にノズル近傍が乾燥してインクが固着
してしまわないように保護したりするための動作であ
る。

【００５３】インクの吸引動作は、先程のインク供給と
ほぼ同様の動作となるが、キャリア１８の移動位置によ
ってキャップ１２を記録ヘッド５のノズル部に対向する
ポジションとし、キャップ１２と記録ヘッド５とを当接
させて吸引を行う。この際、吸引された廃インクはポン
プ１２を介して廃インクタンク１４へ収納される。ま
た、記録ヘッド５の保護動作として、キャップ１２と記
録ヘッド５とを当接させ、ノズルを覆う。この保護動作
は、記録部１が保守部２に合体している時で、インク補
充動作を行っているとき以外に行われる。

【００５４】以上説明した通り、本実施形態のインクジ
ェット記録装置のような構成とすることにより、記録部
１を小型軽量化することが可能となり、記録部１の可搬
性が向上する。

【００５５】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態に関して説明する。

【００５６】図４に本実施形態のインクジェット記録装
置の模式的な断面図を示す。

【００５７】上記第１の実施形態では、インク収納室６
へのインクの補充においてポンプ１３で発生させた負圧
を利用して吸引していたが、本発明はこれには拘束され
ず、本実施形態のような構成とすることも可能である。

【００５８】すなわち、図４に示すように、図３に示し
た記録ヘッド部１９の一方向弁９とそれに連なるインク
流路２０とを削除することで、インク収納室５６を密閉
構造としたものである。

【００５９】ただし、それ以外の構成は、基本的に第１
の実施形態と同様であるため詳細の説明は省略する。

【００６０】本実施形態のような構成により、インク完
全補充時にインク収納室５６内の残存空気圧が外気と同
じになるようにしておくと、インクの消費に従ってイン
ク収納室５６内に負圧が発生していく。記録部５１と保
守部５２とが合体され、インク供給管６１が弁５７に挿
入されたときに、この発生負圧によるインク収納室５６
とインクタンク６０（外気圧と同じ）との圧力差によ
り、インクの補充がなされる。

【００６１】さらに安定的に動作させるには、インク収
納室５６に弾性変形部を設け、インク消費に従って弾性
変形部が変形していく構造にしても良い。この場合、上
記と同様に、インク供給管６１が弁５７に挿入されたと
きに、弾性変形部が復元する力で負圧を発生させインク
を補充する。

【００６２】上述のようにインクジェット記録装置を構
成することにより、第１の実施形態と同様に、記録部５
１を小型軽量化することが可能となり、記録部５１の可
搬性が向上する。

【００６３】さらに、インク収納室５６により発生した
負圧によりインクの補充が行われるため、インクが過補
充されることがないのでインク収納室５６でのインク補
充レベルを監視する検知手段が不要となるだけでなく保
守部５２のポンプ６３を作動させる必要が無くなり小電
力化を図ることができる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、記
録時の際に最低限必要な機能のみを記録部に持たせ、ま
た、記録時に直接必要でない機能は保守部に持たせた構
成であるため、脱着可能な記録部の軽量化及び小型化を
図ることができる。これにより、記録時に記録部のみを
取り外して用いることができる、可搬性の優れたインク
ジェット記録装置とすることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１の実施形態のインクジェッ
ト記録装置の模式的な外観斜視図である。

【図２】図１に示したインクジェット記録装置の模式的
な断面図である。

【図３】本発明の第１の実施形態のインクジェット記録
装置のバッテリ充電方法を示すフローチャートである。

【図４】本発明における第２の実施形態のインクジェッ
ト記録装置の模式的な断面図である。

【符号の説明】

１、５１記録部２、５２保守部３取り外しボタン４記録機構部５記録ヘッド６、５６インク収納室７、５７弁８インク保持体９一方向弁１０、６０インクタンク１１インク供給管１２キャップ１３、６３ポンプ１４廃インクタンク１５バッテリ１６充電部１７コネクタ１８キャリア１９記録ヘッド部２０インク流路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出し、被記録媒体に記録を行
う記録ヘッドを駆動させ、かつ、前記被記録媒体を搬送
させる記録機構部および前記記録機構部の電源である充
電可能なバッテリを有する記録部と、インクを保持し、かつ、前記記録ヘッドへ前記インクを
供給可能なインクタンク、前記記録ヘッドからインクを
負圧により強制的に吸引することで前記記録ヘッドのイ
ンクの吐出能力を回復させる回復手段、前記回復手段で
吸引されたインクを保持可能な廃インクタンクおよび前
記バッテリの充電のための充電手段を有し、前記記録部
に対して脱着可能な保守部と、を有する記録装置。
【請求項２】前記記録ヘッドはインクを収納するイン
ク収納部を有し、前記インク収納部は、前記バッテリへ
の１回の充電で記録可能な量だけインクを保持する請求
項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】前記記録部と前記保守部とが合体するこ
とにより、前記インク収納部へのインクの供給と、前記
充電手段による前記バッテリへの充電とが開始される請
求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】前記インク収納部へのインクの供給は、
前記充電が開始されたことをトリガとして開始される請
求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】前記回復手段の負圧により、前記インク
タンクから前記インク収納部へとインクを供給する請求
項２ないし４のいずれか１項に記載のインクジェット記
録装置。
【請求項６】前記インク収納部を構成する外壁は、イ
ンクの減少により弾性変形するとともに、前記インク収
納部の内部に負圧を発生させる請求項２ないし５のいず
れか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】前記インク収納部へのインクの供給は、
前記インク収納部の内部の負圧によりなされる請求項６
に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】前記バッテリの容量が所定の容量以下に
なるか、あるいは前記インク収納部のインクが所定の容
量以下になると警告を発する警告手段を有する請求項２
ないし７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装
置。
【請求項９】前記充電と前記インクの供給との終了を
告知する告知手段を有する請求項２ないし８のいずれか
１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１０】前記記録ヘッドは、インク吐出用の熱
エネルギを発生するための電気熱変換体を備えている請
求項１ないし９のいずれか１項に記載のインクジェット
記録装置。
【請求項１１】前記電気熱変換体によって印加される
熱エネルギにより、インクに生ずる膜沸騰を利用して吐
出口よりインクを吐出させる請求項１０に記載のインク
ジェット記録装置。