JP3158022B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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JP3158022B2 JP26730695A JP26730695A JP3158022B2 JP 3158022 B2 JP3158022 B2 JP 3158022B2 JP 26730695 A JP26730695 A JP 26730695A JP 26730695 A JP26730695 A JP 26730695A JP 3158022 B2 JP3158022 B2 JP 3158022B2
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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、特にインクカートリッジが記録ヘッドに対
して結合および分離可能なものに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術として特開昭６０−３６１７
４号公報を図１４，図１５を基に説明する。
【０００３】図１４は記録装置の一例であるインクジェ
ット記録装置の概略図であって、図中１０１は被記録体
（以下記録紙という）、１０２は記録紙１０１を給送す
るプラテンで不図示のパルスモータ等の駆動源により駆
動される。１０３は記録ヘッドユニットの一例であるイ
ンクジェットヘッドユニットで、ヘッド部１０３ａ、サ
ブタンク１０３ｂよりなり、サブタンク１０３ｂ内には
記録液１０３ｃ（以下インクということがある）が収納
される。１０４はチューブ、１０５は後述のジョイント
部、１０６は針、１０７は記録液貯蔵室の一例であるイ
ンクカセットであって、矢印方向に移動可能であり、ヘ
ッドユニット１０３、チューブ１０４、ジョイント部１
０５を含む記録装置本体に対して結合及び分離可能にな
っている。
【０００４】図１５はジョイント部１０５及びインクカ
セット１０７の詳細な構造を示し、１０８は十分な弾性
をもつチューブで例えばシリコンゴムで構成される。１
０９はチューブ、１１０は装置本体に固設された支持部
である。１１１は軸１１２に嵌合するレバーで爪部１１
１ａ，１１１ｂを有し、ばね１１３により図中下方へ押
しつけられている。１１４は針１０６内のインク通路、
１１５はシリコンゴム等の弾性体で構成される結合部、
１１６はインクカセット１０７の本体、１１７はチュー
ブであり、１１８はインクタンクであって、例えばラミ
ネートフィルムにアルミニウムを蒸着して形成する等可
撓性材料で構成され、かつヘッド１０３ａより数ｃｍ下
方に位置する。
【０００５】したがってインクタンク１１８が可撓性で
あり、かつ大気圧にあるためヘッド１０３ａの先端はわ
ずか負圧に保たれ、ヘッド先端からのインクもれが防止
される。そして圧電素子による駆動等の機械的な強制力
によりヘッド１０３ａよりインクが吐出されると、イン
クタンク１１８はインクの減少に応じて変形し、ヘッド
１０３ａにつねに適性値のインクを供給する。
【０００６】いまインクタンク１１８が空になったとす
ると、サブタンク１０３ｂやチューブ１０８等にインク
があっても、ヘッド１０３ａからインクを吐出すること
ができなくなる。そこでインクカセット１０７を交換す
るため、カセット１０７を図１５の矢印Ｘ方向へ移動さ
せると図中ｌ2だけ移動した状態で爪部１１１ａがカセ
ット１０７からはずれる。これに応じてレバー１１１
は、ばね１１３により軸１１２を中心に反時計方向へ回
動し、爪部１１１ｂの先端が矢印Ｐで示すようにチュー
ブ１０８を押し、チューブ１０８は爪部１１１ｂとの接
点でつぶされ、そのインク供給路が密閉される。このと
きチューブ１０８内のインクが針１０６のインク路１１
４へ少量移動するが、針１０６の長さｌ1がｌ1＞ｌ2に
設定されており、インクタンク１１８と針１０６との結
合はまだ保たれているので、インクがインクタンク１１
８内へ逆流して機器を汚すことはない。
【０００７】またインクは上記と逆方向へも流れるが、
ヘッド１０３ａに対する公知のキャップ装置等により、
逆方向への流れによるインクもれは十分防ぐことができ
る。カセット１０７をさらに移動して装置本体よりはず
し針１０６を開放しても、チューブ１０８は引き続き爪
部１１１ｂにより密閉されているのでチューブ１０８を
介するインクもれは起こらない。
【０００８】一方結合部１１５を構成するゴム等の弾性
体は直ちに復元するのでインクカセット１０７からもイ
ンクがもれない。すなわちカセット１０７を分離する場
合は、分離直前に記録ヘッドと記録液貯蔵室とを接続す
べき記録液供給路が閉鎖される。
【０００９】次に新しいカセット１０７を矢印Ｘと反対
向きに装置本体へ挿入すると、カセット１０７の面取り
部１０７ａによりレバー１１１はばね１１３に抗して時
計方向へ回動し、チューブ１０８が開放される。そして
針１０６が結合部１１５を構成するゴム等の弾性体を貫
通し、インクカセット１０７内のチューブ１１７と接続
される。したがって記録液貯蔵室が結合された状態では
前記の記録液供給路が開かれる。
【００１０】上記従来例を要約すると、インクジェット
記録装置は液体インクを使用しているためそのにじみだ
しにより装置を汚すという欠点を持っている。そのよう
な理由からインクにじみだし防止手段について種々の工
夫がなされていた。特にインクカートリッジを交換する
場合のインクのにじみだし防止のため、従来より記録ヘ
ッド側のインクカートリッジ結合部にインク供給路の開
閉装置を設け、インクカートリッジが結合された状態で
開閉装置を開き、かつインクカートリッジの分離直前に
これを閉じる手段を具えるような方法がとられていた。
【００１１】その１例としては、弾性をもつチューブを
開閉レバーの爪部で押つぶすことにより供給路を密閉す
る構造のインク供給路開閉装置を備えた記録装置となっ
ており、インクカートリッジの内にはインクを封入した
ラミネートフィルムにアルミニウムを蒸着し形成したイ
ンクタンクが配置されていた。
【００１２】タンク内部は完全に密閉状態となってお
り、外部にインクを供給するにはわずかな負圧により吸
引することが必要となっていた。インクカートリッジの
ジョイント方法としては、以下のようになっていた。イ
ンクカートリッジ側のシリコンゴムによって形成されて
いる栓部材をヘッド側の結合部（中空針）に押し付け、
栓部材を貫通させインクタンク内のチューブ部材と接合
させる。
【００１３】この動作と同時にヘッド側のインク供給路
を密閉している開閉レバーをインクカートリッジに当接
させ密閉を解除しインクタンク内のインクとヘッドを連
通させる。この場合ヘッドのノズル部よりインクのにじ
みだしを防止するためインクタンク内部は大気圧以下に
保つことが必要であった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】従来では、インクのに
じみだしを防止し結合分離を行う方法として、開閉装置
が弾性力をもつチューブを押しつぶすことにより供給路
の開閉を行う方法をとっているため、インクカートリッ
ジの交換回数が多い場合チューブに亀裂が入るなど信頼
性の面で不十分であった。
【００１５】また、インクカートリッジが結合された状
態で開閉装置を開き、かつインクカートリッジの分離直
前にこれを閉じる方法が採られているため結合部におい
て気泡の押し込みが発生したり、結合部に溜まった気泡
の抜けが不十分になる可能性があった。
【００１６】また、インクカートリッジの結合部を封止
している部材を１方向に突き破るため、開口部が小さく
十分なインクの供給が得られない可能性もあった。
【００１７】更に、インクカートリッジが結合された状
態で結合部内に溜まった気泡がインクカートリッジ内へ
大量に侵入した場合インクの供給が不十分になったり、
ストップしてしまう可能性があった。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上述した技術課題を解決
するための本発明のインクジェット記録装置は、記録媒
体に対してインクを吐出する記録ヘッドを具備し、記録
液貯蔵室と記録ヘッドとが結合および分離可能なインク
ジェット記録装置において、前記記録液貯蔵室側の結合
部に結合部材と、前記記録ヘッド側の結合部に前記記録
液貯蔵室と結合途中に開き、前記記録液貯蔵室が分離し
てから閉じる弁装置を設け、前記弁装置の先端に前記記
録液貯蔵室結合部の被覆材を突き破り記録液を流出させ
るため部材を有することを特徴とする。
【００１９】
【００２０】また本発明の上記構成のインクジェット記
録装置は、前記弁装置の先端に設けた前記記録液貯蔵室
結合部の被覆材を突き破り記録液を流出させるための部
材が、該記録液貯蔵室結合時に回転し、被覆材に対しよ
り大きな穴を開ける構造とすることもできる。
【００２１】また本発明の上記構成のインクジェット記
録装置は、前記記録液貯蔵室と前記記録ヘッドとが結合
および分離する際に侵入した気泡を溜めるための貯蔵室
を、前記記録液貯蔵室側に設けたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。
【００２３】図１は本発明の適用可能なインクジェット
記録装置の主要部の構成を示す斜視図であり、装置内部
が分かりやすいようにキャビネット３の一部を除去して
ある。インクカートリッジ１は、キャリッジ２に着脱自
在に搭載可能である。キャリッジ２はスライドシャフト
５およびスライド板６により規制され走査方向にのみ走
行する。図において記録ヘッドは記載されていないが記
録紙４に対向して下向きにキャリッジに取付けられてい
る。
【００２４】図２はインクカートリッジおよびキャリッ
ジの拡大斜視図である。
【００２５】図３はインクカートリッジ装着前のインク
カートリッジおよびキャリッジの拡大斜視図である。イ
ンクカートリッジの空気穴７はインクカートリッジ１の
上面に設けてある。カートリッジの結合部はヘッド側の
弁部材に設けた結合部弁部材８に当たるように挿入され
る。
【００２６】図４は本発明の実施例のインクカートリッ
ジ側結合部とヘッド側結合部（開閉弁）の装着前の側面
の断面図である。インクカートリッジ側結合部９の先端
は封止部材１２で被覆されている。またインク通路１０
内は記録用インクが充填されている。ヘッド側結合部本
体１３には、先端が剣状になっている結合部弁部材８が
スプリング１４の付勢力により押しつけられ完全に密閉
されている。
【００２７】図５は本発明の実施例のインクカートリッ
ジ側結合部とヘッド側結合部（開閉弁）の装着中の側面
の断面図である。インクカートリッジを挿入することに
より、ヘッド側の結合部弁部材８が、封止部材１２を突
き破りその後カートリッジインク通路の細管部１５に突
き当ることにより下側に押し下げられる。
【００２８】このときｂ部およびａ部は外部および内部
と連通している。このためｃ部内のエアはａ部より押し
込まれることなくｂ部より外部に排出され、破られた封
止部より流出したインクは重力により下方に移動しａ部
よりヘッド側供給路に入る。図６は本発明の実施例のイ
ンクカートリッジ側結合部とヘッド側結合部（開閉弁）
の装着後の側面の断面図である。インクカートリッジの
装着が完了した時点でＯリング１１は変形してカートリ
ッジ側結合部９とヘッド側結合部１３を確実に結合させ
ている。この時点でインクカートリッジ内の負圧により
ヘッド側インク供給路内の気泡がカートリッジ内に吸い
出される。
【００２９】またインクカートリッジを交換のため抜き
取る場合カートリッジの上方への移動にともないｃ部内
の容積が増加する。この時点ではＯリングによるシール
は保持されておりｃ部内の圧力の減少がおこる。このた
めａ部よりヘッド側インク供給路内の気泡が吸い出され
る。その後、図５の形態に移行するがｃ部にはインクが
あるためｂ部からエアがヘッド側インク供給路に流入す
ることはない。この状態で図４の形態（分離状態）にな
るとヘッド側インク供給路内にほとんど気泡が含まれな
い状態で確実に結合部弁部材８が遮断される。
【００３０】図７は本発明の他の実施例のヘッド側結合
部（開閉弁）のインクカートリッジ装着前の側面の断面
図と上面図および上面からの断面図である。ヘッド側の
弁部材は台座１６に慴動するようになっており、台座の
中には案内溝１７が形成されており、その案内溝に係合
するようヘッド側結合部の慴動部には案内部１８が形成
されている。案内溝１７は円筒形のスライド孔に対しら
せん状に形成されている。
【００３１】図８は本発明の他の実施例のヘッド側結合
部（開閉弁）のインクカートリッジ装着後の側面の断面
図と上面図および上面からの断面図である。インクカー
トリッジ装着に際し、インクカートリッジの結合部の一
部がヘッド側の結合部弁部材８を押し下げるが、このと
き案内ピン１８がらせん状になった案内溝１７に係合し
て動くのでヘッド側の結合部弁部材８は回転しながら押
し下げられる。
【００３２】図では結合後約９０°回転したものとなっ
ている。結合時に剣状部が回転することによりカートリ
ッジ側結合部の封止部材に回転させないときよりも大き
な穴をあけることが可能になる。
【００３３】図９および図１０はそれぞれ剣状部を回転
させなかった場合と９０°回転させた場合のカートリッ
ジ側結合部の封止部材にあけられた穴を表した図であ
る。図において１９は剣状部を回転させなかった場合の
封止材開口部であり、２０は剣状部を９０°回転させた
場合の封止材開口部である。
【００３４】図１１は本発明に使用されるインクカート
リッジの断面図である。カートリッジケース１の内部に
はインクを保持するカートリッジインク保持部２１が封
入されておりメッシュ２２により液体部分に分けられて
いる。１０の部分はカートリッジインク通路である。
【００３５】図１２は本発明に使用される他の形状のイ
ンクカートリッジの断面図である。カートリッジインク
通路１０には結合部より侵入した気泡（エア）をトラッ
プすることが可能であり、液体部分の体積を大きくした
ことにより多量の気泡（エア）をトラップすることがで
きる。
【００３６】図１３は本発明に使用される他の形状のイ
ンクカートリッジがヘッド側結合部に結合された直後の
インクカートリッジおよびヘッド側結合部の断面図であ
る。この時点でインクカートリッジ内の負圧によりヘッ
ド側インク供給路内の気泡２３がカートリッジ内に吸い
出される。
【００３７】
【発明の効果】本発明の構成によれば、インクカートリ
ッジの交換頻度が高い場合の開閉装置の信頼性を向上す
ることが可能で、記録ヘッド側にインクカートリッジを
結合する場合のヘッド側結合部への気泡の押し込みを減
らし、結合部内に溜まった気泡をインクカートリッジ内
に吸収し、また分離時結合部内に溜まった残留気泡を外
部へ吸い出すことが可能となり、インク供給路への気泡
の流入がほとんどなくなるためヘッドの信頼性が向上
し、ヘッドメンテナンスの回数を減らすことができる。
【００３８】またインクカートリッジ装着時にカートリ
ッジ側封止部を剥がす必要がないため装着が簡便にな
り、結合部でのインクカートリッジの構造も簡単にする
ことができる。
【００３９】また本発明によれば、封止部の開口部が十
分取れるため大容量のインクを供給することが可能とな
り多ノズルヘッドや高速ヘッドを搭載することができ
る。
【００４０】さらに本発明によれば、インクカートリッ
ジ交換によりヘッド側結合部内に残留した気泡を確実に
カートリッジ内のエアチャンバーに溜めることが可能な
ためヘッドの信頼性が向上し、ヘッドメンテナンスの回
数を減らすことができ、インクカートリッジの信頼性が
向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の主要部
構成図である。
【図２】インクカートリッジ及びキャリッジの斜視図で
ある。
【図３】インクカートリッジ装着前のインクカートリッ
ジ及びキャリッジの斜視図である。
【図４】インクカートリッジ側結合部とヘッド側結合部
との装着前の断面図である。
【図５】インクカートリッジ側結合部とヘッド側結合部
との装着中の断面図である。
【図６】インクカートリッジ側結合部とヘッド側結合部
との装着後の断面図である。
【図７】ヘッド側結合部のインクカートリッジ装着前の
断面図である。
【図８】ヘッド側結合部のインクカートリッジ装着後の
断面図である。
【図９】図７のＥ−Ｅ断面図である。
【図１０】図８のＦ−Ｆ断面図である。
【図１１】インクカートリッジ（その１）の断面図であ
る。
【図１２】インクカートリッジ（その２）の断面図であ
る。
【図１３】インクカートリッジがヘッド側結合部に結合
された直後のインクカートリッジ及びヘッド側結合部の
断面図である。
【図１４】従来技術の実施例の概略図である。
【図１５】図１４の装置中のジョイント部及びインクカ
ートリッジの詳細を示す断面図である。
【符号の説明】
１ インクカートリッジ ２ キャリッジ ３ プリンタキャビネット ４ 記録紙 ５ スライドジャフト ６ スライド板 ７ 空気穴 ８ 結合部弁部材（剣状部） ９ カートリッジ側結合部 １０ カートリッジインク通路 １１ Ｏリング １２ インクカートリッジ封止部材 １３ ヘッド側結合部本体 １４ 弁押しつけスプリング １５ カートリッジインク通路（細管部） １６ 台座（弁体固定部） １７ 案内溝 １８ 案内ピン １９ 封止材開口部（実施例１） ２０ 封止材開口部（実施例２） ２１ カートリッジインク保持部 ２２ メッシュ ２３ 気泡（エア） １０１ 記録紙 １０２ プラテン １０３ ヘッドユニット １０３ａ ヘッド部 １０３ｂ サブタンク １０３ｃ インク １０４ チューブ １０５ ジョイント部 １０６ 針 １０７ インクカートリッジ（インクカセット） １０７ａ 面取り部 １０８ チューブ １０９ チューブ １１０ 支持部 １１１ レバー １１２ 軸 １１１ａ 爪部 １１１ｂ 爪部 １１３ ばね １１４ インク通路 １１５ 結合部 １１６ インクカートリッジ本体 １１７ チューブ １１８ インクタンク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 正治 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 ▲吉▼村 久 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 久保田 浩司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−301350（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−79543（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/175

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 記録媒体に対してインクを吐出する記録
    ヘッドを具備し、記録液貯蔵室と記録ヘッドとが結合お
    よび分離可能なインクジェット記録装置において、 前記記録液貯蔵室側の結合部に結合部材と、前記記録ヘ
    ッド側の結合部に前記記録液貯蔵室と結合途中に開き、
    前記記録液貯蔵室が分離してから閉じる弁装置を設け、 前記弁装置の先端に前記記録液貯蔵室結合部の被覆材を
    突き破り記録液を流出させるため部材 を有することを特
    徴とするインクジェット記録装置。
  2. 【請求項２】 前記弁装置の先端に設けた前記記録液貯
    蔵室結合部の被覆材を突き破り記録液を流出させるため
    の部材が、該記録液貯蔵室結合時に回転し、被覆材に対
    しより大きな穴を開ける構造を有することを特徴とする
    請求項１記載のインクジェット記録装置。
  3. 【請求項３】 前記記録液貯蔵室と前記記録ヘッドとが
    結合および分離する際に侵入した気泡を溜めるための貯
    蔵室を、前記記録液貯蔵室側に設けたことを特徴とする
    請求項１記載のインクジェット記録装置。
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