JP2003211701A

JP2003211701A - インクジェット式記録装置

Info

Publication number: JP2003211701A
Application number: JP2002015309A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Matsumoto; 斉松本
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2002-01-24
Publication date: 2003-07-29

Abstract

(57)【要約】【課題】インク供給チューブにおける圧力損失を克服
することができると共に、インク供給路からインクが漏
出する懸念を払拭することもできるインクジェット式記
録装置を提供すること。【解決手段】記録装置のキャリッジには、本体側に配
置されたインクカートリッジからのインクをインク供給
チューブを介して受けるインク供給ポンプ２１が備えら
れる。このインク供給ポンプには、インク供給チューブ
からのインクを受ける可撓性のダイヤフラム２４を備え
たインク室２５と、温度変化を受けてダイヤフラム２４
を変形させることで、インク室２５内のインクを記録ヘ
ッド側に送出するバイメタル２６と、バイメタル２６に
対して温度変化を与えるペルチエ素子２２とが備えられ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、往復移動するキ
ャリッジに搭載されて記録用紙に対してインク滴を吐出
する記録ヘッドが備えられ、この記録ヘッドに対して記
録装置の本体側に配置されたインクカートリッジから可
撓性のインク供給チューブを介してインクを供給するよ
うに構成されたインクジェット式記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、シリアルプリンティング方式の
インクジェット式記録装置は、キャリッジに搭載されて
主走査方向に往復移動するインクジェット式記録ヘッド
と、前記主走査方向に直交する副走査方向に記録用紙を
搬送させる紙送り手段が具備され、印刷データに基づい
て記録ヘッドよりインク滴を吐出させることにより、記
録用紙に対して印刷が行われる。そして、主にホームユ
ーズとして使用されるこの種の記録装置の多くは、記録
ヘッドにインクを供給するための各インクカートリッジ
が、前記記録ヘッドを搭載したキャリッジ上に着脱可能
に装着できるように構成されている。

【０００３】ところで、前記したようにインクカートリ
ッジがキャリッジ上に搭載されるオンキャリッジタイプ
の記録装置においては、大容量のインクカートリッジを
利用することは困難であり、したがって、比較的大量の
印刷を実行しようとする場合においては、インクカート
リッジの頻繁な交換を余儀なくされる。このために、カ
ートリッジの交換作業に人手を要するだけでなく、結果
としてランニングコストも上昇することは免れない。

【０００４】したがって、例えば業務用として用いられ
るこの種の記録装置においては、大容量のインクカート
リッジを記録装置の本体側に配置し、前記インクカート
リッジから可撓性のインク供給チューブを介して、キャ
リッジに搭載された記録ヘッドに対してそれぞれインク
を供給するような構成（オフキャリッジタイプ）が採用
される。

【０００５】このようなオフキャリッジタイプの記録装
置においては、プリンタサイズ（用紙サイズ）が大きく
なるほど、インク供給チューブの引き回し距離が大きく
なり、インクカートリッジからキャリッジに至る前記イ
ンク供給チューブにおける動圧（圧力損失）が大きくな
る。このために、各インク供給チューブの内径が大きな
ものを採用する必要が生じ、それに応じて発生する各チ
ューブの曲げ抵抗の増加を克服するために、キャリッジ
の駆動力を一層高める必要が生ずる。この結果、記録装
置のさらなる大型化を招くことになる。

【０００６】そこで、前記したインク供給チューブにお
ける動圧の影響を無くすために、インクカートリッジ側
に配置されたインク供給ポンプによりインクを強制的に
送り出すような構成が提案されている。また、可撓性の
素材により形成されたインクパック内にインクを封入
し、このインクパックを空気で加圧することで、記録ヘ
ッド側にインクを送り出す構成等も提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記したように、イン
クカートリッジ側からインクを加圧して送り出す構成の
記録装置によると、インクカートリッジ側からキャリッ
ジ側に至るインク供給チューブの接続両端部等におい
て、何らかの要因により加圧インクが漏れ出すという問
題を抱えることになる。この様な問題が発生した場合に
おいては、インクカートリッジに残留しているほとんど
のインクが短時間のうちに記録装置内に漏出し、記録装
置の修復に多大の費用が発生するだけでなく、記録装置
の設置場所もインクの汚染を受けるという問題に発展す
る。

【０００８】そこで、前記した構成の記録装置において
は、インクカートリッジ側からキャリッジ側に至るイン
ク供給チューブの接続両端部を含むインク供給路の各部
においては、それぞれの箇所においてインクの漏出が発
生しないような厳重な対策を講ずる必要があり、これが
コストアップの要因となる。

【０００９】この発明は、記録装置本体側に配置された
インクカートリッジからインク供給チューブを介してキ
ャリッジ側の記録ヘッドにインクを供給する構成の記録
装置において、前記したインク供給チューブにおける圧
力損失を克服すると共に、インク供給路からインクが漏
出する懸念を払拭することができるインクジェット式記
録装置を提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ためになされたこの発明にかかるインクジェット式記録
装置は、往復移動するキャリッジに搭載されて記録用紙
に対してインク滴を吐出する記録ヘッドと、記録装置の
本体側に配置されたインクカートリッジからのインクを
前記記録ヘッド側に供給する可撓性のインク供給チュー
ブとを備えたインクジェット式記録装置であって、前記
インク供給チューブからのインクを吸引して前記記録ヘ
ッド側にインクを送出するインク供給ポンプを、前記キ
ャリッジに搭載した点に特徴を有する。

【００１１】この場合、前記インク供給ポンプには、好
ましくは前記インク供給チューブからのインクを受ける
可撓性のダイヤフラムを備えたインク室と、温度変化を
受けて前記ダイヤフラムを変形させることで前記インク
室内のインクを前記記録ヘッド側に送出する温度依存性
の駆動部材と、前記温度依存性の駆動部材に対して温度
変化を与える温度変化付与手段とが備えられる。

【００１２】そして、好ましい形態においては、前記イ
ンク室には、インク供給チューブからのインクをインク
室内に導入するインク導入口およびインク室から記録ヘ
ッド側に対してインクを送出するインク送出口に、それ
ぞれ一方向弁が配置された構成になされる。

【００１３】加えて、前記した温度依存性の駆動部材
は、バイメタルにより構成されることが望ましい。ま
た、前記した温度依存性の駆動部材は、形状記憶合金に
より構成される場合もある。

【００１４】一方、前記した温度変化付与手段は、ペル
チエ素子により構成されることが望ましく、また、温度
変化付与手段は、電熱素子により構成される場合もあ
る。そして、好ましい形態においては、前記した温度変
化付与手段を中央に挟むようにして複数の温度依存性の
駆動部材が配置され、各駆動部材の変形を受けて前記記
録ヘッド側にインクを送出するインク室を個別に形成し
た構成になされる。

【００１５】加えて、前記した構成のインク供給ポンプ
から送られるインクを受けて、前記記録ヘッドにインク
を供給するインク供給用バルブユニットがさらにキャリ
ッジ上に搭載されていることが望ましく、前記インク供
給用バルブユニットには、前記インク供給ポンプから送
られるインクを圧力室に供給する開閉弁と、前記記録ヘ
ッド側で消費される圧力室内のインクの減少に伴う負圧
を感知して前記開閉弁を開弁させる開閉弁作動部材とが
具備された構成とされる。

【００１６】この場合、前記開閉弁作動部材は、好まし
くは前記圧力室の一部を構成する可撓性のフィルム部材
であり、当該フィルム部材が前記圧力室内のインクの減
少に伴う負圧を受けて変位し、前記開閉弁を開弁させる
ように構成される。

【００１７】前記した構成の記録装置によると、キャリ
ッジに搭載されたインク供給ポンプの駆動により、イン
ク供給チューブ内に負圧が与えられ、この負圧に基づい
て装置本体側に配置されたインクカートリッジからイン
クを受けるようになされる。したがって、キャリッジに
搭載された記録ヘッド側には必要十分なインク量を供給
することができる。また、インク供給チューブを含むイ
ンク供給路内は負圧状態が保たれるので、不用意なイン
ク漏出等のトラブルの発生を効果的に防止させることが
できる。

【００１８】そして、インク供給ポンプには、インク供
給チューブからのインクを受ける可撓性のダイヤフラム
を備えたインク室を形成し、例えばバイメタルにより構
成された温度依存性の駆動部材と、温度変化付与手段を
構成するペルチエ素子との組み合わせにより、前記ダイ
ヤフラムを変形させることができる。これにより、イン
ク室の容積を周期的に変化させることができ、インク供
給チューブを経由するインクを、記録ヘッド側に供給す
ることができる。

【００１９】この場合、前記インク供給ポンプを特にバ
イメタルとペルチエ素子を組み合わせた構成とすること
により、バイメタルに対して加熱および冷却作用を反復
して繰り返させることができ、小型にして必要十分なイ
ンク量を確保することができる。

【００２０】さらに、前記インク供給ポンプから供給さ
れるインクを受けるインク供給用バルブユニットにおい
ては、圧力室においてインクを一時的に貯留し、記録ヘ
ッドに対してインクを供給するようになされる。前記圧
力室は好ましくは可撓性のフィルム部材で覆った構成と
されており、したがって記録ヘッドにおいて印刷動作等
に伴いインクを消費した場合においては、圧力室のイン
クの減少に伴う負圧を受けて前記フィルム部材が変位
（収縮）する。このフィルム部材の変位作用を利用して
開閉弁が開弁され、前記インク供給ポンプから供給され
るインクは逐次圧力室内に供給される。

【００２１】したがって、前記バルブユニットは自己封
止機能を有しており、これをインク供給ポンプと記録ヘ
ッドとの間に配置することにより、インク供給ポンプか
ら供給されるインクの圧力に関係なく、記録ヘッドにお
いて消費したインク量に対応した量のインクが、圧力室
に随時補給されることになる。これにより、記録ヘッド
より安定したインク滴の吐出作用を保証することができ
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるインクジ
ェット式記録装置について、図に示す実施の形態に基づ
いて説明する。図１はこの発明が適用された記録装置本
体の全体構成を示したものである。図中符号１はキャリ
ッジであり、このキャリッジ１はキャリッジモータ２に
よって駆動されるタイミングベルト３を介し、ガイド部
材４に案内されて紙送り部材５の長手方向に沿って往復
駆動されるように構成されている。

【００２３】前記キャリッジ１の紙送り部材５と対向す
る面、すなわち、この実施の形態においては、キャリッ
ジ１の下側面に記録ヘッド６が搭載されている。また、
キャリッジ１には後述するポンプユニット２０および自
己封止機能を有するインク供給用バルブユニット４０が
収納される収納室７が形成されており、これらポンプユ
ニット２０およびバルブユニット４０を介して、前記記
録ヘッド６に対してインクを供給するようになされてい
る。

【００２４】そして、記録装置の側端部（図１における
右端部）には、カートリッジホルダ８が備えられてお
り、このカートリッジホルダ８には、それぞれブラック
インクを供給するブラックインクカートリッジ９Ｂ、シ
アン、マゼンタおよびイエローインクを供給する各カラ
ーインクカートリッジ９Ｃ，９Ｍ，９Ｙがそれぞれ着脱
可能に装着されている。

【００２５】これら各インクカートリッジが装着された
カートリッジホルダ８より、キャリッジ１に搭載された
ポンプユニット２０に対して、可撓性素材により構成さ
れたインク供給チューブ１０がそれぞれ接続されてお
り、ポンプユニット２０の駆動により各カートリッジか
らのインクが負圧によりキャリッジ側に送り出されるよ
うに構成されている。そして、ポンプユニット２０によ
って加圧されたインクは、後述するバルブユニット４０
を介して記録ヘッド６に対して供給される。これによ
り、印刷指令を受けた前記記録ヘッド６より、紙送り部
材上を搬送される図示せぬ記録用紙に対してインク滴が
吐出され、安定した印刷動作が実行されるようになされ
る。

【００２６】一方、記録装置の非印字領域（図中、右
側）には、キャリッジ１が当該箇所に移動した時に上昇
して記録ヘッド６のノズル形成面を封止することができ
るキャッピング手段１１が配置されている。このキャッ
ピング手段１１は、装置の休止期間中において記録ヘッ
ド６のノズル形成面を封止することで、記録ヘッド６の
ノズル開口からのインク溶媒の揮散を防止させる蓋体と
して機能する。また、前記キャッピング手段１１は、図
示せぬ吸引ポンプからの負圧を受けて、記録ヘッド６か
らインクを強制的に排出させることで記録ヘッドのメン
テナンスを行うクリーニング動作の機能も果たすように
構成されている。

【００２７】また、キャッピング手段１１に隣接する印
刷領域側には、ゴムなどの弾性素材を短冊状に成形した
ワイピング部材１２が配置されていて、キャリッジ１が
キャッピング手段１１側に往復移動する際に、記録ヘッ
ドの移動経路に進入して、必要に応じて記録ヘッドのノ
ズル形成面を払拭するワイピング動作がなされるように
構成されている。

【００２８】なお、前記した構成において、キャリッジ
１に搭載されたポンプユニット２０における後述するイ
ンク導入口は、カートリッジホルダ８に装着されたイン
クカートリッジのインク導出部よりも鉛直方向において
上部に位置するように構成されており、これによる水頭
差で後述するポンプユニット２０のインク導入口は負圧
状態が維持されるように構成されている。

【００２９】図２および図３は、キャリッジ１に搭載さ
れた前記ポンプユニット２０の外観構成を示しており、
図２はこれを斜視図で示し、図３はこれをその一面方向
から見た状態の正面図で示している。このポンプユニッ
ト２０の中央部には、矩形状に形成された温度変化付与
手段としてのペルチエ素子２２が配置されており、この
ペルチエ素子２２を挟んだ両側に、それぞれのインクを
吸引し、当該インクを記録ヘッド側に送り出すことがで
きる後述する各インク供給ポンプ２１が形成されてい
る。なお、図中符号２２ａ，２２ｂは、前記ペルチエ素
子２２に対して直流の駆動電流を供給する一対の電流供
給端子を示している。

【００３０】このポンプユニット２０の片面には、イン
ク導入管２３ａとインク導出管２３ｂのセットが上下方
向に２組形成されており、また、ポンプユニット２０の
他の面にも同様のセットが２組形成されている。これに
より、各インク導入管２３ａには、それぞれインク供給
チューブ１０の端部が接続され、前記したブラックイン
クおよび各色のカラーインクが、ポンプユニット２０に
個別に導入される。そして、前記各インクは、各インク
導出管２３ｂを介してそれぞれ後述する自己封止機能を
備えたバルブユニット４０に供給され、このバルブユニ
ット４０を介して記録ヘッド６にインクが供給される。

【００３１】図４および図５は、前記したポンプユニッ
ト２０を断面図で示したものであり、図４は図３におけ
るＡ−Ａ線より矢印方向に見た状態を、図５は図３にお
けるＢ−Ｂ線より矢印方向に見た状態をそれぞれ示して
いる。このポンプユニット２０に形成された各インク供
給ポンプ２１は、全て同一構造になされており、したが
って、それぞれに相当する代表部分を同一符号で示して
いる。

【００３２】図４および図５において、中央に位置する
ペルチエ素子２２は、前記した電流供給端子２２ａ，２
２ｂに加える直流電流の向きによって、その一面が加熱
されると共に、他面が冷却作用を受ける。例として電流
供給端子２２ａに直流電源の正極（＋）を、電流供給端
子２２ｂに負極（−）を接続した場合、図４および図５
に示す状態においてペルチエ素子２１の左面が加熱さ
れ、右面が冷却される。また、直流電源の供給を前記と
逆にした場合においては、図に示す状態において、ペル
チエ素子２１の右面が加熱され、左面が冷却される。

【００３３】各インク供給ポンプ２１には、前記インク
供給チューブ１０を介したインクを受ける可撓性のダイ
ヤフラム２４を備えたインク室２５と、温度変化を受け
て前記ダイヤフラム２４を変形させることで、前記イン
ク室２５内のインクを、前記記録ヘッド側に送出する温
度依存性の駆動部材、すなわちバイメタル２６が配置さ
れている。

【００３４】前記可撓性のダイヤフラム２４は、ゴム素
材をほぼ円板状に形成してその一面が一方に若干突出し
た形状に構成されており、その周側部はプレート２８に
よって封止されている。すなわち前記インク室２５は、
ダイヤフラム２４とプレート２８とにより形成される空
間部により構成されている。前記プレート２８にはイン
ク導入口２８ａおよびインク送出口２８ｂが開口されて
おり、インク導入口２８ａにおけるインク室２５側のプ
レート面には、平板状のゴム部材が２９が配置されてい
る。したがって、このゴム部材が２９がインク室２５内
にインクを導入することができる第１の一方向弁（同じ
く符号２９で示す）を構成している。

【００３５】また、インク導出口２８ｂにおけるインク
室２５とは反対側のプレート面には、同じく平板状のゴ
ム部材が３０が配置されており、このゴム部材３０がイ
ンク室２５からインクを導出させることができる第２の
一方向弁（同じく符号３０で示す）を構成している。

【００３６】一方、前記バイメタル２６は、その両面が
異なった熱膨脹係数の金属により構成されていて、その
外形形状はほぼ円板状になされている。このバイメタル
２６は前記したペルチエ素子２１に近接するようにして
配置され、その周側部は保持部材３１に形成された溝部
によって保持されている。そして、このバイメタル２６
の一面には前記ダイヤフラム２４における突出面が、例
えば接着剤により接着されており、バイメタル２６がそ
の面に直交する方向に変形した場合、ダイヤフラム２４
も同様に駆動されてインク室２５の容積を変更するよう
に作用する。

【００３７】ここで説明の便宜上、図４および図５に示
す状態において、ペルチエ素子２１の左面が加熱され、
右面が冷却作用を受けた状態であるとした場合、ペルチ
エ素子２１の左側に位置するバイメタル２６は、加熱を
受けてその中央部がペルチエ素子２１側に接近する方向
に変形する。したがって、これに貼着されているダイヤ
フラム２４も同方向に変形し、インク室２５の容積が拡
大される。

【００３８】また、ペルチエ素子２１の右側に位置する
バイメタル２６は、冷却作用を受けてその中央部がペル
チエ素子２１から遠ざかる方向に変形する。したがっ
て、これに貼着されているダイヤフラム２４も同方向に
変形し、インク室２５の容積が縮小される。そして、ペ
ルチエ素子２１に与える電流方向を切換えた場合には、
ペルチエ素子２１のそれぞれの面における加熱および冷
却作用が前記説明とは逆になり、これに応じて各インク
室２５の容積が変更される。

【００３９】したがって、ペルチエ素子２１に与える電
流方向を切り換えることにより、各インク室２５の容積
が交互に変更されることになる。ここで、インク室２５
の容積が縮小状態から拡大された場合には、インク室２
５に発生する負圧により第２の一方向弁３０が閉弁さ
れ、第１の一方向弁２９が開弁される。これに伴い、イ
ンクカートリッジより前記したインク供給チューブ１
０、ポンプユニット２０に形成されたインク導入管２３
ａを介して、インク室２５内にインクを吸い込むように
作用する。

【００４０】また、インク室２５の容積が拡大状態から
縮小された場合には、インク室２５に発生する正圧によ
り第１の一方向弁２９が閉弁され、第２の一方向弁３０
が開弁される。これに伴い、インク導出管２２ｂを介し
て、インク室２５内にインクは記録ヘッド側に押し出さ
れる。前記した動作を繰り返して実行させることで、ポ
ンプユニット２０に形成された各インク供給ポンプ２１
は、インクカートリッジよりインクを吸引し、記録ヘッ
ド側にインクを送出する作用がなされる。

【００４１】図６は、前記した構成のポンプユニット２
０を駆動するための、特にペルチエ素子２２に対して直
流駆動電流を供給する回路構成を示すものである。符号
３３は直流電源を示しており、この直流電源３３の正極
端子はポンプ起動スイッチＳＷ１を介して極性切換えス
イッチＳＷ２，ＳＷ３の被選択端子に接続されている。
また、直流電源３３の負極端子も、前記極性切換えスイ
ッチＳＷ２，ＳＷ３の他の被選択端子に接続されてい
る。

【００４２】この極性切換えスイッチＳＷ２，ＳＷ３は
連動スイッチを構成しており、その選択端子が図に示す
ように一方の組の被選択端子に接続された場合には、ペ
ルチエ素子２１に対して図に示すような極性で直流駆動
電流が供給される。また、選択端子が図とは逆の他方の
組の被選択端子に接続された場合には、ペルチエ素子２
１に対しては、図とは逆極性で直流駆動電流が供給され
る。

【００４３】そして、ポンプ起動スイッチＳＷ１はポン
プ起動回路３４からの指令によりオン動作がなされ、こ
の状態で極性切換えスイッチＳＷ２，ＳＷ３は、極性切
換え回路３５からの指令により、連動する選択端子を被
選択端子に対して交互に接続する反復動作を実行する。
したがって、ペルチエ素子２１の各面は、交互に発熱お
よび冷却作用が繰り返され、前記したようにポンプユニ
ット２０における各インク供給ポンプ２１は、インクカ
ートリッジ側からインクを吸引し、記録ヘッド側にイン
クを送り出すように作用する。

【００４４】図７は、図６に示した回路構成においてな
される駆動電流の供給形態を例示したものである。例え
ば図７（Ａ）として示したように比較的短時間ｔ１のイ
ンターバルで極性を切換えて、ペルチエ素子２１に駆動
電流を供給する操作がなされた場合には、ポンプユニッ
ト２０における各インク供給ポンプ２１は、インクの送
り出し量を増大させることができる。また、図７（Ｂ）
として示したように比較的長時間ｔ２のインターバルで
極性を切換えて、ペルチエ素子２１に駆動電流を供給す
る操作がなされた場合には、ポンプユニット２０におけ
る各インク供給ポンプ２１は、インクの送り出し量を減
少させることができる。

【００４５】さらに、図７（Ｃ）に示すように比較的短
時間ｔ１において直流電流を供給し、これに続くｔ３の
期間においてスイッチＳＷ１をオフ状態とし、続くｔ１
の期間で逆極性の状態でペルチエ素子２１に再び直流電
流を供給するように制御することによっても、ポンプユ
ニット２０における各インク供給ポンプ２１は、インク
の送り出し量を減少させることができる。この図７
（Ｃ）に示す制御形態によると、図７（Ｂ）に示した制
御形態に比較して直流電源３３における電力消費量を低
減させることができる。

【００４６】なお、前記した作用により、ポンプユニッ
ト２０より各インクを記録ヘッドに供給した場合には、
各インクは圧力が加わった状態で記録ヘッド側に供給さ
れるため、ノズル開口よりインクが溢れ出るという問題
が生ずる。そこで、ポンプユニット２０と記録ヘッド６
との間に、図８ないし図１１に示すような自己封止機能
を備えたインク供給用バルブユニット４０を備えること
が望ましい。

【００４７】図８および図９は、インク供給用バルブユ
ニット４０の外観構成を示したものであり、それぞれ前
記バルブユニット４０を一側面および他側面から見た状
態で示している。バルブユニット４０の外郭は、偏平状
に形成された合成樹脂製のユニットケース４１により構
成されており、その一部には前記したポンプユニット２
０におけるインク導出管２３ｂに一端が接続された図示
せぬインク輸送チューブの他端部が接続される接続部４
２が形成されている。

【００４８】そして、前記したポンプユニット２０から
供給されるインクが、この接続部４２を介してバルブユ
ニット４０内に導入されるように構成されている。前記
バルブユニット４０には、図８に示されたように、その
一側面に開閉弁作動部材を構成する可撓性のフィルム部
材４３が熱溶着により貼着されて、後述する圧力室の一
部を構成している。

【００４９】なお、このフィルム部材４３としては、負
圧状態を効率的に感知することができるように軟質であ
ると共に、インク性状に化学的な影響を及ぼさないこ
と、更に水分透過度や、酸素や窒素透過度の低い素材で
あることが重要である。そこで、フィルム部材４３に
は、高密度ポリエチレンフィルムあるいはポリプロピレ
ンフィルムに塩化ビニリデン（サラン）をコーティング
したナイロンフィルムを接着ラミネートした構成である
ことが望ましい。

【００５０】また、圧力室の一部を構成する前記フィル
ム部材４３の中央部には、フィルム部材４３に比較して
硬質材料により形成された受圧板４４が取り付けられて
いる。この受圧板４４は、印刷動作等によりキャリッジ
が往復移動した際に、受圧板自体の自重とキャリッジの
加速度によりフィルム部材４３を動かして、圧力室内の
圧力が変化しないように軽量であることが必要である。
そこで、受圧板４４はポリエチレンやポリプロピレンと
いったプラスチック材料で形成することが望ましい。

【００５１】この受圧板４４は前記フィルム部材４３に
対して熱溶着により、あらかじめ取り付けるようにして
もよく、また接着剤、あるいは両面接着テープ等により
取り付けるようにしてもよい。この受圧板４４は、図に
示す実施の形態においては、円板状に形成されている
が、特に円板状のものに限られることはない。しかしな
がら、バルブユニット４０内に形成される圧力室が、後
述するようにごく薄い円筒状の空間を形成する場合にお
いては、前記受圧板４４として円板状のものを用い、受
圧板４４を圧力室に対して同心円状に配置することが望
ましい。

【００５２】前記バルブユニット４０には、その下底部
においてインク導出部４６が形成されており、このイン
ク導出部４６を介して記録ヘッド６に対して、それぞれ
インクが供給されるように構成されている。

【００５３】前記ユニットケース４１には、図９に示さ
れたようにその一面に溝状のインク導入路４８が形成さ
れており、前記したポンプユニット２０から供給される
インクは、インク導入路４８を介してケース４１のほぼ
中央部に形成されたインク供給室４９に供給されるよう
に構成されている。なお、ここで、図１０は図８におけ
るバルブユニットをＣ−Ｃ線より矢印方向に見た状態の
断面図で示している。

【００５４】前記インク供給室４９は、図１０に示され
たように小容積の円筒状空間により構成されており、バ
ネ受け座５０がケース４１の側面において嵌め込まれて
いる。そして、バネ受け座５０を嵌め込んだ状態でイン
ク供給室４９およびインク導入路４８を覆うように、フ
ィルム部材５２をケース４１に対して熱溶着することで
密閉されている。

【００５５】また、インク供給室４９と圧力室５３とを
区画するようにその中央に隔壁５４が形成されており、
この隔壁５４には、後述する開閉弁を構成する可動バル
ブを摺動可能に支持する支持孔５５が形成されている。
前記開閉弁を構成する可動バルブ５７は、板状部材５７
ａと、この板状部材の中央部に一体に成形されて前記支
持孔５５内を摺動移動するロッド部材５７ｂより構成さ
れている。

【００５６】さらに、前記板状部材５７ａとバネ受け座
５０との間には、コイル状のシールバネ５８が配置され
ており、このシールバネ５８の作用により、板状部材５
７ａは前記隔壁５４側に、僅かな押圧力をもって付勢さ
れるように構成されている。一方、前記隔壁５４には、
前記支持孔５５を囲むようにして円環状に形成されたゴ
ム製のシール部材６０が取り付けられている。したがっ
て、可動バルブ５７における前記板状部材５７ａは、シ
ールバネ５８の付勢力によりシール部材６０に当接する
ようになされている。なお、前記シール部材６０はＯリ
ング等でもよいが、好ましくは図に示すようにエラスト
マー樹脂等をケース４１と２色成形により一体に形成さ
れる。

【００５７】前記隔壁５４に形成された支持孔５５に
は、図１１に拡大して示したように支持孔５５の周囲に
沿って間欠的に切欠き孔６２ａを形成することで、前記
インク供給室４９から圧力室５３に至るインク供給孔６
２を構成している。なお、図１１に示す実施の形態にお
いては、支持孔５５の周囲に沿って４つの切欠き孔６２
ａが形成されており、これにより４つに別れたインク供
給孔６２が構成されている。そして、図１０に示す円環
状に形成されたゴム製のシール部材６０は、４つに別れ
た各インク供給孔６２の外側を囲むようにして、前記隔
壁５４に設けられている。

【００５８】一方、ユニットケース４１の前記隔壁５４
を介した圧力室５３は、ユニットケースを円筒状にくり
ぬいた凹部６４により構成されている。そして、ユニッ
トケースの前記凹部６４が形成された面には、前記した
フィルム部材４３が熱溶着手段により密閉状態に取り付
けられている。すなわち、圧力室５３はユニットケース
４１に形成された前記凹部６４と、これを覆うフィルム
部材４３とにより構成されている。

【００５９】前記した圧力室５３から記録ヘッド６に至
る圧力室の出口６５は、図８に示されたように重力方向
の最上部に形成されている。そして、圧力室の出口６５
に連通してインク導出管６６が、圧力室５３を形成する
前記凹部６４に沿って円弧状に形成されている。なお、
前記圧力室の出口６５とこれに連通するインク導出管６
６は、ユニットケース４１に溝状に形成されており、ユ
ニットケース４１に熱溶着された前記フィルム部材４３
によって、その端面が覆われることで、管状の出口６５
およびこれに連なるインク導出管６６を構成している。

【００６０】そして、インク導出管６６はインク導出部
４６の近傍においてユニットケース４１の内部に導入さ
れ、インク導出部４６において鉛直方向にインクが導出
され、前記したとおり記録ヘッド６に対してインクが供
給されるように構成されている。

【００６１】以上の構成において、前記したインク供給
用バルブユニット４０には、前記したポンプユニット２
０より正圧によりインクが供給される。この場合のイン
クの供給流速は、記録ヘッド６が印刷動作において消費
するインク量を賄える以上の流速が確保できる程度にな
されていればよい。また、前記したクリーニング動作の
実行時には、キャッピング手段１１を利用して記録ヘッ
ド６のノズル形成面が負圧に吸引されるため、インクは
前記ポンプユニット２０およびバルブユニット４０をそ
のまま通過して記録ヘッド６より排出される。

【００６２】ここで、前記記録ヘッド６が非印刷状態、
すなわちインクを消費しない状態においては、インク供
給用バルブユニット４０における前記シールバネ５８に
よるバネ荷重Ｗ1 が、可動バルブ５７における前記板状
部材５７ａに加わっており、また、前記板状部材５７ａ
には、インク供給室４９に供給される前記ポンプユニッ
ト２０からのインクの加圧力Ｐ1 も加わる。これによ
り、前記板状部材５７ａは図１０（Ａ）に示されたよう
に、ゴム製のシール部材６０に当接して閉弁状態になさ
れる。すなわち、バルブユニット４０は自己封止の状態
になされる。

【００６３】一方、前記記録ヘッド６が例えば印刷状態
となり、これによりインクを消費した場合においては、
圧力室５３のインクの減少に伴い前記フィルム部材４３
がケース４１に形成された凹部６４側に変位し、フィル
ム部材４３の中央部が可動バルブ５７を構成するロッド
部材５７ｂの端部に当接する。なお、この時のフィルム
部材４３の変位に要する変位反力をＷd とする。

【００６４】そして、記録ヘッド６においてさらにイン
クが消費されることにより、圧力室５３内には負圧Ｐ2
が発生する。この時、Ｐ2 ＞Ｗ1 ＋Ｐ1 ＋Ｗd の関係と
なった場合に、フィルム部材４３がロッド部材５７ｂを
押圧し、これにより、板状部材５７ａによるシール部材
６０の当接が解かれ、図１０（Ｂ）に示されたように開
弁状態になされる。

【００６５】したがって、インク供給室４９内における
インクは、インク供給室４９から圧力室５３に至るイン
ク供給孔６２を介して圧力室５３内に供給され、圧力室
５３内へのインクの流入により圧力室５３の負圧は解消
される。これに伴い、可動バルブ５７がシールバネ５８
の作用により移動して図１０（Ａ）に示されたように再
び閉弁状態になされ、インク供給室４９から圧力室５３
へのインクの供給は停止される。

【００６６】なお、前記した可動バルブ５７の開閉弁の
動作は、図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）に示す状態
が、反復繰り返されるような極端な動作は必ずしもなさ
れない。現実には印刷動作中においては、フィルム部材
４３は可動バルブ５７を構成する前記ロッド部材５７ｂ
の端部に当接してぼぼ均衡状態を保ち、インクの消費に
したがって僅かに開弁しつつ、圧力室５３に対してイン
クを逐次補給するように作用する。

【００６７】なお、前記受圧板４４は、前記フィルム部
材４３の変位作用を受圧板４４の全面積において受ける
ことができる。したがって、フィルム部材４３の変位作
用を確実に可動バルブ５７に伝達させることができ、可
動バルブ５７による開閉弁作用の信頼性を向上させるこ
とができる。また、前記した実施の形態においては、圧
力室３４から記録ヘッドに至る圧力室の出口６５が、重
力方向の最上部に形成されているので、例えば記録装置
に初めてインクを導入する初期充填時において、圧力室
５３内に空気（気泡）を残さずにインクを充填させるこ
とができる。

【００６８】なお、以上の説明においては、インク供給
ポンプとしてペルチエ素子とバイメタルとの組み合わせ
により可撓性のダイヤフラムを駆動させるようにしてい
るが、ペルチエ素子に代えて電熱素子による温度変化付
与手段を採用してもよい。この場合においては、電熱素
子に対する通電を間欠的に実行することで、前記バイメ
タルを反復して変形させることができる。したがって、
ポンプ駆動の動作は緩慢になるものの、このような構成
においても実用上において十分に利用することが可能で
ある。

【００６９】また、前記したバイメタルに代えて、温度
依存性の駆動部材として形状記憶合金を利用することも
できる。この構成によると、形状記憶合金は所定の温度
において、予め定められた形状に復帰するので、同様に
ダイヤフラムを反復駆動させることができ、記録ヘッド
側にインクを供給することができる。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
にかかるインクジェット式記録装置によると、キャリッ
ジに搭載したインク供給ポンプによって、記録装置の本
体側に配置されたインクカートリッジよりインク供給チ
ューブを介してインクを吸引し、記録ヘッド側にインク
を送出するように構成したので、インク供給チューブに
おける圧力損失を克服することができると共に、不用意
なインク漏出等のトラブルの発生を効果的に防止させる
ことができる。

【００７１】また、前記インク供給ポンプと記録ヘッド
との間に、自己封止機能を備えたインク供給用バルブユ
ニットをさらに具備させることにより、インク供給ポン
プから供給されるインクの圧力に関係なく、記録ヘッド
より安定したインク滴の吐出作用を保証することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用された記録装置の全体構成を示
した平面図である。

【図２】図１に示す記録装置のキャリッジに搭載された
ポンプユニットの外観構成を示す斜視図である。

【図３】同じくポンプユニットを一面方向から見た状態
の正面図である。

【図４】図３に示す状態のポンプユニットをＡ−Ａ線よ
り矢印方向に見た状態の拡大断面図である。

【図５】図３に示す状態のポンプユニットをＢ−Ｂ線よ
り矢印方向に見た状態の拡大断面図である。

【図６】ポンプユニットを駆動するための直流駆動電流
を供給する回路構成例を示したブロック図である。

【図７】図６に示した回路構成においてなされる駆動電
流の供給形態を示すタイミングチャートである。

【図８】インク供給用バルブユニットを一面方向から見
た状態の正面図である。

【図９】同じく他面から見た状態の裏面図である。

【図１０】図８におけるバルブユニットをＣ−Ｃ線より
矢印方向に見た状態の断面図である。

【図１１】バルブユニットの隔壁に形成された支持孔の
構成を示した透視図である。

【符号の説明】

１キャリッジ５紙送り部材６記録ヘッド８カートリッジホルダ９Ｂ〜９Ｙインクカートリッジ１０インク供給チューブ１１キャッピング手段１２ワイピング部材２０ポンプユニット２１インク供給ポンプ２２ペルチエ素子（温度変化付与手段）２３ａインク導入管２３ｂインク導出管２４ダイヤフラム２５インク室２６バイメタル（温度依存性駆動部材）２９，３０一方向弁３３直流電源３４ポンプ起動回路３５極性切換え回路４０インク供給用バルブユニット４３フィルム部材（開閉弁作動部材）４９インク供給室５３圧力室５７可動バルブ（開閉弁）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】往復移動するキャリッジに搭載されて記
録用紙に対してインク滴を吐出する記録ヘッドと、記録
装置の本体側に配置されたインクカートリッジからのイ
ンクを前記記録ヘッド側に供給する可撓性のインク供給
チューブとを備えたインクジェット式記録装置であっ
て、前記インク供給チューブからのインクを吸引して前記記
録ヘッド側にインクを送出するインク供給ポンプを、前
記キャリッジに搭載したことを特徴とするインクジェッ
ト式記録装置。
【請求項２】前記インク供給ポンプには、前記インク
供給チューブからのインクを受ける可撓性のダイヤフラ
ムを備えたインク室と、温度変化を受けて前記ダイヤフ
ラムを変形させることで前記インク室内のインクを前記
記録ヘッド側に送出する温度依存性の駆動部材と、前記
温度依存性の駆動部材に対して温度変化を与える温度変
化付与手段とが備えられた請求項１に記載のインクジェ
ット式記録装置。
【請求項３】前記インク室には、インク供給チューブ
からのインクをインク室内に導入するインク導入口およ
びインク室から記録ヘッド側に対してインクを送出する
インク送出口に、それぞれ一方向弁が配置されてなる請
求項２に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項４】前記温度依存性の駆動部材が、バイメタ
ルにより構成された請求項２または請求項３に記載のイ
ンクジェット式記録装置。
【請求項５】前記温度依存性の駆動部材が、形状記憶
合金により構成された請求項２または請求項３に記載の
インクジェット式記録装置。
【請求項６】前記温度変化付与手段が、ペルチエ素子
により構成された請求項２または請求項３に記載のイン
クジェット式記録装置。
【請求項７】前記温度変化付与手段が、電熱素子によ
り構成された請求項２または請求項３に記載のインクジ
ェット式記録装置。
【請求項８】前記温度変化付与手段を中央に挟むよう
にして複数の温度依存性の駆動部材が配置され、各駆動
部材の変形を受けて前記記録ヘッド側にインクを送出す
るインク室が個別に形成されてなる請求項２ないし請求
項７のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項９】前記インク供給ポンプから送られるイン
クを受けて、前記記録ヘッドにインクを供給するインク
供給用バルブユニットがさらにキャリッジ上に搭載さ
れ、前記インク供給用バルブユニットには、前記インク
供給ポンプから送られるインクを圧力室に供給する開閉
弁と、前記記録ヘッド側で消費される圧力室内のインク
の減少に伴う負圧を感知して前記開閉弁を開弁させる開
閉弁作動部材とが具備されてなる請求項１ないし請求項
８のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項１０】前記開閉弁作動部材は、前記圧力室の
一部を構成する可撓性のフィルム部材であり、当該フィ
ルム部材が前記圧力室内のインクの減少に伴う負圧を受
けて変位し、前記開閉弁を開弁させるように構成した請
求項９に記載のインクジェット式記録装置。