JP2002240315A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク供給量に影響するような構造を取るこ
となく、多色インク使用の力ラーインクジェットプリン
タにおいても液面高さのばらつきを抑え、気泡などが混
入して空気緩衝容器内の低下した液面の上部空気部から
は多くの空気を吸引でき、常に一定の高さに液面を上昇
調節することが可能で、インク供給量に関係なく、キャ
リッジとインク貯蔵タンクの接続関連機構を簡素な構成
とすることが可能なインクジェットプリンタを提供す
る。 【解決手段】 空気緩衝容器１は、インク貯蔵タンク１
３からのインク吸引口５側の第一のインク室２と記録ヘ
ッド１０側の第二のインク室３とからなり、前記第一の
インク室２に所定量以上のインクを充填した場合前記第
二のインク室３ヘインクが流れる第一の連通口７と、前
記第一と前記第二のインク室２と３を連通させる開閉手
段を設けた第二の連通口８とを設けたことを特徴とする
インクジェットプリンタ。

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
録装置に用いられる記録ヘッドにインクを供給するイン
ク供給装置を備えたインクジェットプリンタに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、キャリッジに搭載された記録ヘッ
ドを往復動作させ印字するインクジェット記録装置にお
いて、インク貯蔵タンク交換頻度を減らすためにはイン
ク貯蔵タンクの大容量化が必要であるが、簡便な記録ヘ
ッド一体式で大容量化を行うとキャリッジ上搭載のイン
ク貯蔵タンクなどの慣性が増大してしまうため、移動し
ない位置にインク貯蔵タンクを配設し、キャリッジ上の
記録ヘッドには供給チューブなどを接続して各種ポンプ
などを用い供給することで、その目的を達成しようとし
てきた。

【０００３】しかし、インクジェット記録装置では記録
ヘッドから印字駆動時以外は記録インクが滴下しないよ
う常時大気圧に対し微少な負圧をかけ吐出と無用の滴下
防止を両立しており、これにキャリッジの印字の往復動
が加わると供給チューブ内の記録インクも流動し記録ヘ
ッド内の記録インクを押し出し、あるいは引っ張ること
により吐出量変動を起こし印字ムラや不吐出を引き起こ
す。

【０００４】この対策として供給チューブと記録ヘッド
間の記録ヘッド近傍に空気溜りを設け．空気弾性を利用
することで供給チューブ内インク流動による圧力変動を
緩衝させ吐出安定させる空気緩衝容器を配設する技術な
どが知られている。

【０００５】この空気緩衝容器は、その上部を空気溜り
に下部をインク溜りとし、空気が混入した供給チューブ
内インクから空気を分離してインクのみを記録ヘッドに
送液する働きも併せ持っており、キャリッジ往復動によ
るインク溜り液面の揺れによって空気溜りから記録ヘッ
ドヘ空気混入することがないようにインク溜りの必要液
面高さを確保する必要がある。

【０００６】また、前記空気分離の目的においては、キ
ャリッジを走査せず記録媒体を搬送し印字する方式につ
いても、混入空気の分離のために同様な容器を配設する
方法があり、この方法においても内部インク溜りの必要
液面高さを確保する必要がある。

【０００７】しかしながら、インクジェットプリンタを
長期間印字あるいは放置した状態にしておくと供給チュ
ーブの壁面からの空気透過やインク溶存空気の発生によ
り気泡が溜り、これが印字記録動作により空気緩衝容器
に到達するごとに蓄積され空気緩衝容器内の液面は次第
に低下していき、ついには空気緩衝容器内にインクがな
くなり印字不良を起こしてしまう。

【０００８】このように、これらの液面高さは供給チュ
ーブ壁面からの空気透過進入やインク溶存気体の脱泡に
より徐々に下がっていく傾向があるため、継続的に必要
液面高さを維持するためには、２本のチューブの一端を
それぞれインク溜りの底面と所望の液面高さに接続し、
他端を別のタンクに接続してポンプなどにより循環させ
る方法や、１本の供給チューブで、空気緩衝容器の吸入
口のインク流入抵抗を、フィルタ部材を配したり、内径
を著しく制限したり、接続する供給チューブの内径を制
限することにより、記録ヘッドのノズル部の空気流出抵
抗以上に設定したり、インク供給路に開閉手段を設けた
りして、空気緩衝容器内の減圧量を制御して、必要液面
高さに復帰させる方法がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この２
本チューブによる液面維持方法では走査キャリッジと移
動しないインク貯蔵タンク間のチューブ接続本数が倍増
し、多色インクによるカラープリンタではチューブ取り
まわしやその剛性増による影響、部材組み立てコストな
どに不利となる。

【００１０】また、１本供給チューブでのインク流入抵
抗の制限による液面復帰方法では、インク供給量を多く
必要とするモノクロ高速印刷等に適応が困難であった
し、減圧量を制御する方法では、空気緩衝容器内の減圧
量のばらつきにより液面高さにばらつきが生じる。特
に、多色インクによるカラープリンタでは、各色の空気
緩衝容器内で圧力差が生じ均一な液面維持が困難であっ
た。

【００１１】本発明は、以上のような局面にかんがみて
なされたもので、その目的とする処は、空気緩衝容器
を、インク貯蔵タンクからのインク吸引口側の第一のイ
ンク室と記録ヘッド側の第二のインク室とからなること
とし、前記第一のインク室に所定量以上のインクを充填
した場合前記第二のインク室ヘインクが流れる第一の連
通口と、前記第一と前記第二のインク室を連通させる開
閉手段を設けた第二の連通口とを設けることにより、イ
ンク流入抵抗を高くするなどのインク供給量に影響する
ような構造を取ることなく、多色インク使用の力ラーイ
ンクジェットプリンタにおいても減圧のばらつきによる
液面高さのばらつきを抑え、気泡などが混入して空気緩
衝容器内の液面高さの低下した上部空気部からは多くの
空気を吸引でき、常に一定の高さに液面を上昇調節する
ことが可能で、インク供給量に関係なく、キャリッジと
インク貯蔵タンクの接続関連機構を簡素な構成とするこ
とが可能なインクジェットプリンタを提供することにあ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため、本発明におい
ては、下記の各項（１）〜（６）のいずれかに示すイン
クジェットプリンタを提供することにより、前記目的を
達成しようとするものである。

【００１３】（１）記録ヘッドの走査、もしくは記録媒
体を搬送し、記録媒体と記録ヘッドの相対位置を変える
ことにより記録する手段と、記録ヘッドの走査、もしく
は記録媒体の搬送の影響を受けない部位に配設されたイ
ンク貯蔵タンクと、記録ヘッドに構成された空気緩衝容
器と、インク貯蔵タンクから空気緩衝容器を経由し記録
ヘッドに記録インクを供給する手段とを備えたインクジ
ェット記録装置において、前記空気緩衝容器は、インク
貯蔵タンクからのインク吸引口側の第一のインク室と記
録ヘッド側の第二のインク室とからなり、前記第一のイ
ンク室に所定量以上のインクを充填した場合前記第二の
インク室ヘインクが流れる第一の連通口と、前記第一と
前記第二のインク室を連通させる開閉手段を設けた第二
の連通口とを設けたことを特徴とするインクジェットプ
リンタ。

【００１４】（２）前記第一の連通口は、前記第二の連
通口より高い位置にあることを特徴とする前記（１）項
に記載のインクジェットプリンタ。

【００１５】（３）前記開閉手段をキャリッジに搭載し
たことを特徴とする前記（１）項または（２）項に記載
のインクジェットプリンタ。

【００１６】（４）前記開閉手段をヘッド回復装置の駆
動源を使用することを特徴とした前記（１）項ないし
（３）項のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。

【００１７】（５）前記開閉手段は、インクより比重の
軽いフロート弁であることを特徴とする前記（１）項な
いし（３）項のいずれかに記載のインクジェットプリン
タ。

【００１８】（６）前記記録ヘッドは、記録インク吐出
用の熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備
え、該電気熱発熱体によって印加される熱エネルギーに
より、インクが生ずる膜沸騰を利用して吐出口より記録
インクを吐出させる構造を有する記録ヘッドであること
を特徴とする前記（１）項ないし（５）項のいずれかに
記載のインクジェットプリンタ。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るインクジェッ
トプリンタの実施例について図面を参照して具体的に説
明する。

【００２０】（第ｌ実施例）図１は、本発明の第１実施
例を示すインクジェットプリンタの模式的な断面図であ
る。

【００２１】図１において、符号１は、空気緩衝容器で
あり、２は、第一のインク室、３は、第二のインク室で
ある。４は内壁、５はインク吸引口、６はフィルタ、７
は、第一のインク室２に所定量以上のインクを充填した
場合第二のインク室へインクが流れる第一の連通口、８
は、第一のインク室２と第二のインク室３とを連通させ
る開閉手段を設けた第二の連通口、９は、第二の連通口
の開閉手段である弁、１０は、空気緩衝容器１の下部に
取り付けられている記録ヘッドである。１１は供給チュ
ーブ、１２はプッシュロッド、１３はインク貯蔵タン
ク、１４は減圧ポンプ、１５はノズル、１６はヘッドキ
ャップ、Ｈは必要液面高さ、ｈは水頭差、である。

【００２２】ところで、前記記録ヘッド１０は、圧電素
子や発熱素子等に記録データに対応した信号を印加する
ことによりノズル１５からインクを液滴として飛翔させ
るように構成されていて、空気緩衝容器１とともに図示
しないキャリッジに搭載されている。

【００２３】又、前記インク貯蔵タンク１３は、記録ヘ
ッド１０に対して、所定量の水頭差ｈを発生するところ
に設置され、空気緩衝容器１と連通する流路として、供
給チューブ１１が接続されてインクの供給を行うように
なっている。

【００２４】さらに、空気緩衝容器１は内壁４により第
一のインク室２と第二のインク室３に仕切られており、
第一のインク室２には供給チューブ１１からのインク吸
引口５が設けられ、第二のインク室３に記録ヘッド１０
が接続され、第二のインク室３と記録ヘッド１０との接
続部分にはヘッドノズル１５を詰まらせないように異物
の進入を防止するフィルタ６が取り付けられている。

【００２５】第一のインク室２の上部には第二のインク
室３につながる第一の連通口７と、下部には弁９により
開閉可能な第二の連通口８が設けられている。弁９は弾
性体にて形成されており、通常第二の連通口８を開いた
状態となっている。

【００２６】ここで、印字記録時のインク供給動作につ
いて説明する。通常、空気緩衝容器１内は必要液面高さ
Ｈまでインクが満たされている。図示しないキャリッジ
に搭載された記録ヘッド１０のノズル１５からインクが
吐出されると空気緩衝容器１内のインクが減少する。減
少したインクは空気緩衝容器１内の負圧により併給チュ
ーブ１１を介してインク貯蔵タンク１３から補充され、
印字記録前の必要液面高さＨを維持する。

【００２７】ヘッド回復動作を行う場合は、図示しない
ヘッド回復装置に備えられたヘッドキャップ１６が記録
ヘッド１０の前面を封止出来るようになっている。ヘッ
ドキャップ１６には減圧ポンプ１４が連通されており、
ノズル１５に詰まりなどが発生したときに、記録ヘッド
１０の前面をヘッドキャップ１６により封止し、その状
態で減圧ポンプ１４を駆動することにより吸引回復させ
ることが可能である。

【００２８】また、この不図示のヘッド回復装置には、
プッシュロッド１２が設けられており、さらに、この不
図示のヘッド回復装置は、図示しない駆動源により昇降
させることができる。

【００２９】この昇降によってヘッドキャップ１６を記
録ヘッド１０の前面に押しつけて封止できるとともに、
プッシュロッド１２を上方に突き出すことができる。

【００３０】以下に、供給チューブ１１の壁面からの空
気透過進入や、インク溶存気体の脱泡による低下した液
面高さを元の必要液面高さＨまで復帰させる動作を説明
する。

【００３１】あらかじめ備えた、図示していないタイマ
ー、印字記録、インク残量センサ等により空気緩衝容器
１内の液面高さが所定量より下がったことを検知すると
キャリッジは前記ヘッド回復装置上に移動し、図２に示
すように記録ヘッド１０の前面をヘッドキャップ１６に
より封止するとともにヘッド回復装置に設けられたプッ
シュロッド１２を上方に突き出すことにより弁９を押し
上げ第二の連通口８を閉じる。

【００３２】この状態で減圧ポンプ１４を駆動させる
と、第二のインク室３内のインクは吸引され、第一のイ
ンク室２内のインク液面はその分上昇し、さらに図３に
示すように第一のインク室２内のインクは第一の連通ロ
７より第二のインク室３に流入し記録ヘッド１０より吸
引されるため空気緩衝容器１内には第一のインク室２に
貯まった所定量以上のインクが蓄積されることはない。
ここで、減圧ポンプ１４を停止しプッシュロッド１２を
下降させ弁９を開くことにより図１に示す状態となり常
に必要液面高さＨに復帰させることが出来る。

【００３３】（第２実施例）第１実施例において、第二
の連通口８を開閉する開閉手段は弾性体にて形成されヘ
ッド回復装置により駆動される弁９であったが、第２実
施例においては、図４のようにインクより若干比重の軽
いフロート弁２０で置き換えている。なお、それに伴っ
てプッシュロッド１２が構成から除かれている。

【００３４】この場合には、液面復帰時の吸引量は、印
字時のインク消費量より十分多く設定し、インク吸引力
によりフロート弁２０を第二の連通口８に密着させて第
二の連通口を閉じることとなる。

【００３５】それ以外の構成は、第１実施例と同様であ
るので、説明を省略する。

【００３６】なお、本発明の第１、第２実施例における
記録ヘッドは、記録インク吐出用の熱エネルギーを発生
するための電気熱変換体を備え、該電気熱発熱体によっ
て印加される熱エネルギーにより、インクが生ずる膜沸
騰を利用して吐出口より記録インクを吐出させる構造を
有する記録ヘッドである。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
空気緩衝容器を、インク貯蔵タンクからのインク吸引口
側の第一のインク室と記録ヘッド側の第二のインク室と
からなることとし、前記第一のインク室に所定量以上の
インクを充填した場合前記第二のインク室ヘインクが流
れる第一の連通口と、前記第一と前記第二のインク室を
連通させる開閉手段を設けた第二の連通口とを設けるこ
とにより、１本チューブの構成においても、インク流入
抵抗を高くするなどのインク供給量に影響するような構
造を取ることなく、また多色インク使用の力ラーインク
ジェットプリンタにおいても減圧のばらつきによる液面
高さのばらつきを抑え、気泡などが混入し空気緩衝容器
内の液面高さの低下した上部空気部から多くの空気を吸
引でき、常に一定の必要な高さに液面を上昇調節するこ
とが可能で、インク供給量に関係なく、キャリッジとイ
ンク貯蔵タンクの接続関連機構を簡素な構成としたイン
クジェットプリンタを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例を示すインクジェットプ
リンタの模式的な断面図

【図２】 本発明の第１実施例において液面調整時を示
す模式的な断面図

【図３】 本発明の第１実施例において液面調整時を示
す模式的な断面図

【図４】 本発明の第２実施例を示すインクジェットプ
リンタの模式的な断面図

【符号の説明】

１ 空気緩衝容器 ２ 第一のインク室 ３ 第二のインク室 ４ 内壁 ５ インク吸引口 ６ フィルタ ７ 第一の連通口 ８ 第二の連通口 ９ 弁 １０ 記録ヘッド １１ 供給チューブ １２ プッシュロッド １３ インク貯蔵タンク １４ 減圧ポンプ １５ ノズル １６ ヘッドキャップ ２０ フロート弁 Ｈ 必要液面高さ ｈ 水頭差

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録ヘッドの走査、もしくは記録媒体を
   搬送し、記録媒体と記録ヘッドの相対位置を変えること
   により記録する手段と、記録ヘッドの走査、もしくは記
   録媒体の搬送の影響を受けない部位に配設されたインク
   貯蔵タンクと、記録ヘッドに構成された空気緩衝容器
   と、インク貯蔵タンクから空気緩衝容器を経由し記録ヘ
   ッドに記録インクを供給する手段とを備えたインクジェ
   ット記録装置において、前記空気緩衝容器は、インク貯
   蔵タンクからのインク吸引口側の第一のインク室と記録
   ヘッド側の第二のインク室とからなり、前記第一のイン
   ク室に所定量以上のインクを充填した場合前記第二のイ
   ンク室ヘインクが流れる第一の連通口と、前記第一と前
   記第二のインク室を連通させる開閉手段を設けた第二の
   連通口とを設けたことを特徴とするインクジェットプリ
   ンタ。
2. 【請求項２】 前記第一の連通口は、前記第二の連通口
   より高い位置にあることを特徴とする請求項１に記載の
   インクジェットプリンタ。
3. 【請求項３】 前記開閉手段をキャリッジに搭載したこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェッ
   トプリンタ。
4. 【請求項４】 前記開閉手段をヘッド回復装置の駆動源
   を使用することを特徴とした請求項１ないし３のいずれ
   かに記載のインクジェットプリンタ。
5. 【請求項５】 前記開閉手段は、インクより比重の軽い
   フロート弁であることを特徴とする請求項１ないし３の
   いずれかに記載のインクジェットプリンタ。
6. 【請求項６】 前記記録ヘッドは、記録インク吐出用の
   熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備え、該
   電気熱発熱体によって印加される熱エネルギーにより、
   インクが生ずる膜沸騰を利用して吐出口より記録インク
   を吐出させる構造を有する記録ヘッドであることを特徴
   とする請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジェ
   ットプリンタ。