JP2003182104A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】記録ヘッドへのインクの供給をスムーズに行う
ことができるようにするとともに記録ヘッドのノズルか
らのインク漏れを防止する。 【解決手段】機体に架設されたＹ軸レールにはＹカーソ
ルが移動可能に取り付けられ、Ｙカーソルにインクジェ
ット型の記録ヘッドが取り付けられている。Ｙカーソル
側にはサブタンクが記録ヘッドよりも高い位置に取り付
けられ、この高低差によりサブタンクから記録ヘッドに
インク供給路を介してインクが自然に供給される。サブ
タンクは機体側に配設されたメインタンクにポンプを介
して連結している。作画媒体は、駆動ローラとピンチロ
ーラとで挟持されＸ軸方向におくられる。この作画媒体
に記録ヘッドからインクが吐出され作画が行われる。サ
ブタンク内は負圧エアーポンプに連結し、この負圧エア
ーポンプによってサブタンク内は、記録ヘッドからのイ
ンク漏れを阻止するのに適した負圧に常に保持されてい
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、更に特定すれば、記録ヘッド側にインク用
のサブタンクを搭載し、機体側にインク用のメインタン
クを設けたインクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】特開平１０−６５２１号公報、特開平１
０−８６３９５号公報その他には、記録ヘッド側にイン
ク用のサブタンクを搭載し、機体側にインク用のメイン
タンクを装備し、メインタンクからサブタンクにインク
を供給し、サブタンクから記録ヘッドにインクを供給す
るとともに、記録ヘッドからインクを吐出して用紙に作
画を行うようにしたインクジェット記録装置が開示され
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】Ｙカーソル即ち記録ヘ
ッド側にサブタンクがあると、一度このサブタンクにイ
ンクがチャージできるので、記録ヘッドへのインク供給
制御が容易になるというメリットが存する。しかしなが
ら、サブタンクと記録ヘッドとの間のインクの供給がス
ムーズに行われるには、両者の取り付け位置関係に高精
度が要求され、その組み立て作業が容易でないという問
題点があった。即ち、サブタンク内のインクの液面に対
して記録ヘッドの位置が高すぎると記録ヘッド部にイン
クが供給されなくなる。しかも、サブタンクを記録ヘッ
ドより低い位置に取り付けるには、設計の自由度が制約
され、記録ヘッド用のＹカーソルの他にサブタンク専用
のＹキャリッジを設けたり、あるいは、記録ヘッド搭載
用のＹカーソルの、記録ヘッド取付側とは反対側に、記
録ヘッドより低くなるようにサブタンクを取り付ける必
要があり、いずれも機構が複雑となるとともに、記録ヘ
ッドとサブタンクとの高さ位置関係に高精度な調整が必
要とされコスト高となるという問題点があった。記録ヘ
ッドの上方にサブタンクを配置できれば上記問題点は解
消できるが、サブタンクを記録ヘッドの上方に配置する
とサブタンク内のインクが記録ヘッドに自然落下により
流入し、記録ヘッドからインクが漏れてしまうという問
題点が生じる。本発明は、上記問題点を解決することを
目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、機体に架設されたＹ軸レール（２４）に
Ｙカーソル（２６）を移動可能に取り付け、前記Ｙカー
ソル（２６）にインクジェット型の記録ヘッド（３６）
を取り付け、前記Ｙカーソル（２６）側にサブタンク
（３８）を前記記録ヘッド（３６）よりも高い位置に取
り付け、前記サブタンク（３８）から前記記録ヘッド
（３６）にインク供給路を介してインクが供給されるよ
うに成し、前記サブタンク（３８）を機体側に配設した
メインタンク（４６）にインク供給用のポンプ（４８）
を介して連通し、駆動ローラ（３０）とピンチローラ
（３４）とで挟持した作画媒体に前記記録ヘッド（３
６）からインクを吐出し作画を行うようにしたインクジ
ェット記録装置において、前記サブタンク（３８）内を
負圧エアーポンプ（６２）に連結し、前記サブタンク
（３８）内を前記記録ヘッド（３６）からのインク漏れ
を阻止するのに適した負圧に常に保持されるようにした
ものである。また本発明は、前記サブタンク（３８）に
残量検出センサ（８３）を設け、サブタンク（３８）内
のインクの量が所定量以下になると前記インク供給用の
ポンプ（４８）を駆動し、前記サブタンク（３８）内を
負圧に保持した状態で、該サブタンク（３８）内に前記
メインタンク（４６）内のインクを供給し、作画動作を
止めることなくサブタンク（３８）内へのインクの補充
を自動的に行うようにしたものである。また本発明は、
前記負圧エアーポンプ（６２）のエアー吸引経路にエア
ーチャンバー（６４）を設け、該エアーチャンバー（６
４）の空気の緩衝によって前記負圧エアーポンプ（６
２）の圧力変動を吸収するようにしたものである。また
本発明は、前記負圧エアーポンプ（６２）のエアー吸引
経路に圧力計（７０）とスピードコントローラ（７２）
とを設け、前記エアー吸引経路内の負圧が増大すると該
負圧の増大に応じて前記スピードコントローラ（７２）
から外部の空気を流入させ前記エアー吸引経路内の負圧
を一定に保持するようにしたものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の構成を添付した図
面を参照して詳細に説明する。図２において、（２）は
金属板から構成されるプラテンであり、インクジェット
記録装置の脚体（図示省略）に支承された機体（図示省
略）に固設されている。前記脚体の下部の後方側には、
ロール紙（１０２）のロール部が装着されたロール紙供
給スクローラ（４）の両端軸部（４ａ）が、脚体の左右
にそれぞれ回転自在に配設された一対の軸受部材（６）
（８）上に載置されている。

【０００６】また、前記脚体の下部前方側には、ロール
紙巻き取りスクローラ（１０）の両端軸部（１０ａ）が
脚体の左右にそれぞれ回転自在に配置された一対の軸受
部材（１２）（１４）によって支承されている。前記一
対の軸受部材（１２）（１４）はそれぞれ脚体に回転自
在に軸支され、一方の軸受部材（１２）は、ロール紙巻
取りモータ（１６）の出力軸に連結し、他方の軸受部材
（１４）には、該軸受部材（１４）の回転運動を検出す
るエンコーダ（１８）の入力軸が連結している。

【０００７】前記プラテン（２）の後方には、用紙ガイ
ド（２０）が配置され、該用紙ガイド（２０）の後方に
は、図２中、紙面垂直方向即ちＹ軸方向に延びるガイド
ローラ（２２）が配置され、該ガイドローラ（２２）
は、機体に回転自在に軸支されている。（２４）はＹ軸
レールであり、前記プラテン（２）の上方に水平に配置
され、両端がブラケットを介して機体に固定されてい
る。前記Ｙ軸レール（２４）には、Ｙカーソル（２６）
（キャリッジ）が移動可能に取り付けられ、該Ｙカーソ
ル（２６）は、Ｙ軸駆動モータに連結する無端状のスチ
ールベルトを介して、機体に配設されたＹ軸駆動装置
（２８）に連係している。

【０００８】前記プラテン（２）と用紙ガイド（２０）
との間には、Ｙ軸方向に沿ってスリットが形成され、該
スリットに駆動ローラ（３０）が配置されている。駆動
ローラ（３０）の両端は、ブラケットを介して機体に配
設されたＸ軸駆動装置（３２）に連係している。前記Ｙ
軸レール（２４）には、ピンチローラ軸が弾発機構（図
示省略）を介して昇降可能に取り付けられ、該ピンチロ
ーラ軸に回転自在に嵌着されたピンチローラ（３４）
は、前記駆動ローラ（３０）の表面から離反した状態
と、該表面に水平に弾接した状態のいずれか一方の状態
に設定し得るように構成されている。

【０００９】前記Ｙカーソル（２６）の一方側にはヘッ
ドベースが固設され、これにインクの色ごとに用意され
た４個の、それぞれ多数のノズルを備えたインクジェッ
ト記録ヘッド（３６）が取り付けられている。尚、図面
では１個の記録ヘッドのみ図示し他の記録ヘッドは図示
省略してある。前記Ｙカーソル（２６）の上部には、記
録ヘッド（２６）と同数の、４色（ブラックＫ、シアン
Ｃ、マゼンダＭ、イエローＹ）の溶剤インク用のサブタ
ンク（３８）が取り付けられている。尚、図面では１個
のサブタンクのみ図示し他のサブタンクは図示省略して
ある。

【００１０】前記記録ヘッド（３６）を支持する基板に
は各サブタンク（３８）ごとにそれぞれ図１に示すよう
に、手動バルブ（４０）が取り付けられている。各サブ
タンク（３８）は、対応する記録ヘッド（３６）にチュ
ーブ（４２）により連結し、各サブタンク（３８）のイ
ンク排出口（４４）は、対応する記録ヘッド（３６）の
インク受け入れ口よりも上方に設定され、この高低差に
より、記録ヘッド（３６）に、対応するサブタンク（３
８）からインクが自然落下により供給されるように構成
されている。

【００１１】（４６）は４色の溶剤インクが入れられた
４個のインク用メインタンクであり、脚体側に設けられ
たタンク収納ケースに脱着自在に配置されている。尚、
図面では１個のインク用メインタンクのみ図示し、他の
インク用メインタンクは図示省略してある。各インク用
メインタンク（４６）は、それぞれダイアフラムポンプ
（４８）、フイルタ（５０）及び手動バルブ（４０）を
介して、対応するサブタンク（３８）にチューブにより
連結している。

【００１２】（５２）は洗浄液（ジェットウオッシュ）
が入れられた洗浄用メインタンクであり、脚体側に設け
られたタンク収納ケースに脱着自在に配置されている。
前記洗浄用メインタンク（５２）は、ダイアフラムポン
プ（５４）、フイルタ（５６）、分岐チューブ、手動バ
ルブ（４０）を介して、各サブタンク（３８）にチュー
ブにより連結している。前記ダイアフラムポンプ（４
８）（５４）のバイパス通路には、それぞれ安全弁（５
８）（６０）が設けられている。（６２）は負圧エアー
ポンプであり、機体に配設されている。負圧エアーンプ
（６２）は、エアーチャンバー（６４）、二方電磁弁
（６６）、マニホールド（６８）、分岐チューブ、三方
電磁弁（６９）を介して、チューブにより、各サブタン
ク（３８）に連結している。

【００１３】負圧エアーポンプ（６２）のエアー吸引経
路には、圧力計（７０）とスピードコントローラ（７
２）が取り付けられている。前記圧力計（７０）とスピ
ードコントローラ（速度制御弁）（７２）は、サブタン
ク（３８）内の負圧を高精度に制御するために設けられ
ている。サブタンク（３８）内の負圧が高い状態でホー
ルドされてしまうような場合、エアーの吸引経路が外気
に対して閉じられているために、負圧の高い状態がその
まま保持されしまう可能性がある。そのような状態を防
ぐために本実施形態ではスピードコントローラ（７２）
が設けられている。このスピードコントローラ（７２）
により、若干外部からエアー吸引経路に空気が流入する
ような機構が該経路の途中に構成されることになり、こ
れにより負圧の高精度の制御が可能となる。

【００１４】（７４）は正圧エアーポンプであり機体に
配設されている。正圧エアーポンプ（７４）は、レギュ
レータ（７６）、フイルタ（７８）、マニホールド（８
０）、分岐チューブ、三方電磁弁（６９）を介して、チ
ューブにより、対応する各サブタンク（３８）に連結し
ている。前記サブタンク（３８）には、インク残量を検
出するセンサ（８３）が設けられている。前記巻取りモ
ータ（１６）、各ポンプ（４８）（５８）（６２）（７
４）はそれぞれドライバを介してコントローラ（８２）
に接続し、また、スピードコントローラ（７２）、電磁
弁（６６）（６９）、ＸＹ駆動装置（３２）（２８）、
記録ヘッド（３６）その他の各種電子機器及び装置は、
図３に示すように、コントローラ（８２）に接続し、該
コントローラ（８２）によって制御されるように構成さ
れている。

【００１５】尚、図中、（８６）は記録ヘッド加熱ヒー
タ、（８４）はサブタンク加熱用ヒータ、（８８）はチ
ューブ加熱用ヒータ、（９０）はプラテン加熱用ヒー
タ、（９２）は各記録ヘッド（３６）に設けられた温度
センサ、（９４）はサブタンク（３８）に設けられた温
度センサである。次に本実施形態の動作について説明す
る。プラテン（２）上にロール紙（１０２）のくり出し
部をセットするには、ピンチローラ（３４）を上昇さ
せ、供給スクローラ（４）にセットされているロール紙
のロール部からロール紙（１０２）をくり出し、プラテ
ン（２）を経て、駆動ローラ（３０）とピンチローラ
（３４）との間に挿入し、しかる後に、ピンチローラ
（３４）を下降させて、ピンチローラ（３４）をロール
紙（１０２）の上から駆動ローラ（３０）に弾接する。
これにより、駆動ローラ（３０）とピンチローラ（３
４）とで作画媒体をグリップし、作画媒体のセットが終
了する。

【００１６】コントローラ（８２）によって最初のイン
ク初期充填動作が行われる。このインク初期充填時は、
記録ヘッド（３６）はホームポジションに復帰し、負圧
エアーポンプ（６２）はオンの状態となる。メインタン
ク（４６）はサブタンク（３８）よりも低い位置にある
ので、メインタンク（４６）のインクをポンプ（４８）
でサブタンク（３８）までフイルタ（５０）を通して充
填する。なお、フイルタ（５０）が詰まった場合にはダ
イアフラムポンプ（４８）の下流側のチューブ内が所定
の圧力になると安全弁（５８）が働き、一定の圧力にな
るとインクをメインタンク（４６）に戻す構造となって
おり、液漏れなどが起こらないようにしている。

【００１７】また、インクをサブタンク（３８）に供給
していると、サブタンク（３８）内の圧力が高くなるの
で、この圧力を逃がすために負圧エアーポンプ（６２）
が通常は稼動している。インクがサブタンク（３８）に
充填されたら、コントローラは、まず、三方電磁弁（６
９）を負圧側から正圧側に切り替え、且つ正圧エアーポ
ンプ（７４）を駆動する。

【００１８】これによりサブタンク（３８）に正圧エア
ーポンプ（７４）からの正圧が供給され、サブタンク
（３８）から対応する各記録ヘッド（３６）にインクが
充填される。この記録ヘッド（３６）へのインク初期充
填が行われると、正圧エアーポンプ（７４）が停止さ
れ、三方電磁弁（６９）が負圧側に切り替わり、二方電
磁弁（６６）が開放され、負圧エアーポンプ（６２）の
エアー吸引経路が開き、各サブタンク（３８）内が負圧
に保持される。このように、通常の状態では、サブタン
ク（３８）内は負圧エアーポンプ（６２）により負圧に
保たれ、記録ヘッド（３６）からインクが垂れない即ち
漏れない状態となっている。

【００１９】また、サブタンク（３８）内の負圧をあま
り高くすると、インクが記録ヘッド（３６）に供給され
ない状態となるので、負圧はサブタンク（３８）から記
録ヘッドまでインク供給路（４２）を介して自然にイン
クが供給される程度に保たれている。具体的には、負圧
の状態は、圧力計（７０）できちんと管理され、一定の
負圧になるように制御が行われる。また、負圧エアーポ
ンプ（６２）の値には若干の変動があるため、エアーチ
ャンバー（６４）により空気の緩衝部分が設けられ、こ
こで圧力変動の緩衝作用が行われる。

【００２０】プリンタが作画動作に移行すると、ロール
紙（１０２）のくり出し部は、駆動ローラ（３０）の一
方向の間欠回転により、プラテン（２）上をＸ軸方向に
搬送される。また、記録ヘッド（３６）は、コントロー
ラの制御により画像情報に基いて駆動され、インクを吐
出するとともに、Ｙカーソル（２６）のＹ軸レール（２
４）に沿った往復移動によって、Ｙ軸に沿ってロール紙
（１０２）のくり出し部を走査し、コントローラのメモ
リに展開された画像情報がロール紙（１０２）面に可視
化される。

【００２１】記録ヘッド（３６）のピエゾ素子がインク
を吐出すれば、その分、インクをサブタンク（３８）か
ら自動的に吸引する。作画動作を行っていくうちに、サ
ブタンク（３８）内のインクが少なくなって行く。この
場合、サブタンク（３８）内の圧力は低くなる。このよ
うな状態になると、スピードコントローラ（７２）が働
き、インク吸引経路に空気が若干流れて、サブタンク
（３８）内の圧力が必要以上に低くなるのを防止し、サ
ブタンク（３８）から記録ヘッド（３６）へのインクの
供給がスムーズに行われるように構成されている。

【００２２】作画動作中、残量検出センサ（８２）がサ
ブタンク（３８）のインクが少なくなったことを感知す
ると、ダイアフラムポンプ（４８）が駆動され、メイン
タンク（４６）からインクがサブタンク（３８）内にフ
イルタ（５０）を通して充填される。このとき、インク
の供給により、サブタンク（３８）内の圧力は上がる
が、各サブタンク（３８）内に負圧エアーポンプ（６
２）の負圧が作用しているため、この圧力上昇はすぐに
解消され、問題が起こることはない。このサブタンク
（３８）へのインク補充動作は印字作画の最中に行うこ
とができるので、印字動作を中断する必要がなく、印字
作画動作を効率的に行うことができる。

【００２３】プリンタ装置をしばらく使用しない場合に
は、サブタンク（３８）と記録ヘッド（３６）内の掃除
を行う。この場合、コントローラは、Ｙカーソル（２
６）を作画範囲から外れる方向にＹ軸レール（２４）に
沿って駆動し、記録ヘッド（３６）を所定のホームポジ
ションに移動させる。次にコントローラは、負圧エアー
ポンプ（６２）をオフとし、三方電磁弁（６９）を正圧
側に切り替え、エアー吸引経路を遮断し、その後に、ま
ず、正圧エアーポンプ（７４）を駆動し、正圧エアーで
サブタンク（３８）内を加圧し、サブタンク（３８）内
と記録ヘッド（３６）内のインクを全て記録ヘッド（３
６）のノズルからジェット噴流で排出する。

【００２４】このとき、手動バルブ（４０）は、洗浄タ
ンク側に切り替えておく。次にダイアフラムポンプ（５
４）を駆動し、洗浄用メインタンク（５２）内の洗浄水
をフイルタ（５６）を通して、サブタンク（３８）に充
填し、且つ、正圧エアーポンプ（７４）で、サブタンク
（３８）内の洗浄水を記録ヘッド（３６）に押し出し、
記録ヘッド（３６）のノズルから洗浄水をジェット噴流
で排出する。サブタンク（３８）及び記録ヘッド（３
６）からの洗浄水の排水後、正圧エアーポンプ（７４）
で、サブタンク（３８）及び記録ヘットド（３６）内に
エアーを送り、サブタンク（３８）及び記録ヘッド（３
６）内を乾燥させる。

【００２５】上記の説明から明らかなように、本実施形
態では、サブタンク（３８）に絶えずエアーポンプ（６
２）から負圧を与えることによりサブタンク（３８）
内、記録ヘッド（３６）内を大気圧より低く設定し、記
録ヘッド（３６）からインクが落ちないようにしてい
る。また、上記負圧を絶えず大気圧より若干低くするよ
うな制御を行うことにより、記録ヘッド（３６）へのイ
ンクの供給及び制御を確実に行うことができるようにし
ている。しかもスピードコントローラ（７２）は、二方
電磁弁（６６）よりも負圧エアーポンプ（６２）側に配
置されているので、本装置の電源を切った場合にも、二
方電磁弁（６６）を閉じられた状態にしておくことで、
サブタンク（３８）内にエアーが流入する恐れが無く、
サブタンク（３８）内の負圧はそのまま保持され、記録
ヘッド（３６）からインクが落ちることがない。

【００２６】

【発明の効果】本発明は、上述の如く、記録ヘッドの上
方にサブタンクを配置し水頭差で記録ヘッドにインクを
供給するようにしたので、記録ヘッドへのインクの供給
をスムーズに行うことができるとともに、常時サブタン
クに負圧を作用させているので、記録ヘッドからインク
が垂れるのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブロック説明図である。

【図２】記録装置の側面説明図である。

【図３】記録装置の機能ブロック説明図である。

【符号の説明】

２ プラテン ４ ロール紙供給スクローラ ６ 軸受部材 ８ 軸受部材 １０ ロール紙巻き取りスクローラ １２ 軸受部材 １４ 軸受部材 １６ 巻き取りモータ １８ エンコーダ ２０ 用紙ガイド ２２ ガイドローラ ２４ Ｙ軸レール ２６ Ｙカーソル ２８ Ｙ軸駆動装置 ３０ 駆動ローラ ３２ Ｘ軸駆動装置 ３４ ピンチローラ ３６ 記録ヘッド ３８ サブタンク ４０ 手動バルブ ４２ インク供給路 ４４ インク排出口 ４６ インク用メインタンク ４８ ダイアフラムポンプ ５０ フイルタ ５２ 洗浄用メインタンク ５４ ダイアフラムポンプ ５６ フイルタ ５８ 安全弁 ６０ 安全弁 ６２ 負圧エアーポンプ ６４ エアーチャンバー ６６ 二方電磁弁 ６８ マニホールド ７０ 圧力計 ７２ スピードコントローラ ７４ 正圧エアーポンプ ７６ レギュレータ ７８ フイルタ ８０ マニホールド ８２ コントローラ ８３ 残量検出センサ ８４ ヒータ ８６ ヒータ ８８ ヒータ ９０ ヒータ ９２ 温度センサ ９４ 温度センサ １０２ ロール紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA26 EB21 EB34 EB50 EC20 EC32 FA04 KB04 KB10 KB37 KB40 KC15 KC17 KD08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機体に架設されたＹ軸レール（２４）にＹ
   カーソル（２６）を移動可能に取り付け、前記Ｙカーソ
   ル（２６）にインクジェット型の記録ヘッド（３６）を
   取り付け、前記Ｙカーソル（２６）側にサブタンク（３
   ８）を前記記録ヘッド（３６）よりも高い位置に取り付
   け、前記サブタンク（３８）から前記記録ヘッド（３
   ６）にインク供給路を介してインクが供給されるように
   成し、前記サブタンク（３８）を機体側に配設したメイ
   ンタンク（４６）にインク供給用のポンプ（４８）を介
   して連通し、駆動ローラ（３０）とピンチローラ（３
   ４）とで挟持した作画媒体に前記記録ヘッド（３６）か
   らインクを吐出し作画を行うようにしたインクジェット
   記録装置において、前記サブタンク（３８）内を負圧エ
   アーポンプ（６２）に連結し、前記サブタンク（３８）
   内を前記記録ヘッド（３６）からのインク漏れを阻止す
   るのに適した負圧に常に保持されるようにしたことを特
   徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】前記サブタンク（３８）に残量検出センサ
   （８３）を設け、サブタンク（３８）内のインクの量が
   所定量以下になると前記インク供給用のポンプ（４８）
   を駆動し、前記サブタンク（３８）内を負圧に保持した
   状態で、該サブタンク（３８）内に前記メインタンク
   （４６）内のインクを供給し、作画動作を止めることな
   くサブタンク（３８）内へのインクの補充を自動的に行
   うようにしたことを特徴とする「請求項１」に記載のイ
   ンクジェット記録装置。
3. 【請求項３】前記負圧エアーポンプ（６２）のエアー吸
   引経路にエアーチャンバー（６４）を設け、該エアーチ
   ャンバー（６４）の空気の緩衝によって前記負圧エアー
   ポンプ（６２）の圧力変動を吸収するようにしたことを
   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】前記負圧エアーポンプ（６２）のエアー吸
   引経路に圧力計（７０）とスピードコントローラ（７
   ２）とを設け、前記エアー吸引経路内の負圧が増大する
   と該負圧の増大に応じて前記スピードコントローラ（７
   ２）から外部の空気を流入させ前記エアー吸引経路内の
   負圧を一定に保持するようにしたことを特徴とする「請
   求項１」に記載のインクジェット記録装置。