JP2000203049A

JP2000203049A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2000203049A
Application number: JP11006600A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Kobayashi; 淳小林; Takahiro Naka; 隆廣中; Satoshi Shinada; 聡品田; Hisashi Miyazawa; 久宮澤; Toshio Kumagai; 利雄熊谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-01-13
Filing date: 1999-01-13
Publication date: 2000-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】キャリッジに搭載され、インクカートリッジ
とは切り離されたサブタンクにインクを確実に供給する
こと。【解決手段】排気口２３からの大気の吸引による負圧
によりインク貯蔵室２５にインクを供給し、また規定レ
ベルに到達した時点でフロート弁２９により排気口２３
を閉鎖してインクの流入を自動的に停止させる。。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、キャリッジに搭載
された記録ヘッドに函体に設置されたインク容器からチ
ューブによりインクを供給するインクジェット記録装
置、より詳細にはインクの供給システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】部数が多い印刷に使用されるインクジェ
ット記録装置は、例えば特公平4-43785号公報に見られ
るように、函体にカセット等のインク容器を設置し、イ
ンク供給チューブを介してキャリッジに搭載されたサブ
タンクと接続し、サブタンクを介して印刷で消費される
インクを記録ヘッドに供給する構成が採られている。こ
のような構造を採ることにより、キャリッジに移動によ
るチューブの伸長屈曲によるインク圧力の変化を可及的
に防止して印刷品質を維持することが可能となる。

【０００３】一方、カラー印刷時の印字品質の向上を図
るため、同一色系統に濃淡複数種のインクを使用する記
録装置においては、インクの種類が増加する分、インク
チューブの本数が増加し、キャリッジの移動に追従でき
るようにチューブをガイドする必要上、その引き回すた
めの構造が複雑化したり制約を受け、その上、チューブ
の弾性や剛性がキャリッジの運動に影響を与え、高速印
刷が困難になるという問題がある。このような問題を解
消するため、特開平10-244685号公報に見られるよう
に、キャリッジに搭載され、インクジェット記録ヘッド
にインクを供給するサブタンクと、函体側に設置された
インクカートリッジと管路により接続されてサブタンク
に接離可能なインク補充ユニットとを備えた記録装置が
提案されている。これによれば、印刷時にはチューブ等
の管路とは分離した状態でキャリッジを移動させ、サブ
タンクへのインクの補充が必要となった時点でのみ管路
と接続するだけであるから、管路を構成するチューブを
キャリッジの移動に追従させる必要がなく引き回しが簡
素化でき、かつキャリッジの移動にチューブの伸縮が伴
わないからキャリッジを高速移動させることができ、高
速印刷が可能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、函体側
に設置されたインクカートリッジからサブタンクへのイ
ンクの供給を、サブタンクに予め仕込まれている弾性体
による膨張力によるわずかな負圧に頼るため、多数回の
インク充填によりサブタンクに空気が溜まると、負圧が
低下して充填量が低下したり、またインク充填に時間を
要するという問題がある。本発明はこのような問題に鑑
みてなされたものであって、その目的とするところはイ
ンクの充填回数に拘リ無くサブタンクに規定量のインク
を短時間で確実に補給することができるインクジェット
記録装置を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、キャリッジに搭載され、イ
ンクジェット記録ヘッドにインクを供給するサブタンク
と、函体側に設置されたインクカートリッジと管路によ
り接続されて前記サブタンクに接離可能なインク補充ユ
ニットとからなるインクジェット記録装置において、前
記サブタンクが、それぞれ自己封止型弁手段を介してイ
ンク貯蔵室に連通するインク注入口、及び排気口と、イ
ンクの液面により前記インク注入口を開閉する弁機構を
有し、前記排気口からの大気の吸引による負圧により前
記インク貯蔵室にインクが供給されるようにした。

【０００６】

【作用】常時はサブタンクのインクにより印刷を実行
し、サブタンクのインクが減少した段階でインク補充ユ
ニットと接続して、インク貯蔵室を減圧してインクカー
トリッジのインクをインク貯蔵室に流入させ、規定レベ
ルに到達した段階でフロート弁によりインクの流入を停
止させる。

【０００７】

【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。図１は、本発明の一実
施例を示すものであって、キャリッジ１は、フレーム２
に固定されたガイド部材３に案内されて図示しない駆動
手段により往復駆動可能に構成され、上部に後述するサ
ブタンクユニット４が、また前面には記録ヘッド５が搭
載されている。

【０００８】フレーム２の一側寄りにはインクカートリ
ッジ６を収容するカートリッジホルダ７が、またキャリ
ッジ１の移動範囲内の非印字領域の上部には後述するイ
ンク補充ユニット８が、さらに前面側には記録ヘッド５
を封止するキャッピング機構９が配置されている。

【０００９】インク補充ユニット８は、チューブ１０に
よりカートリッジ６に接続されるとともに、チューブ１
２により吸引ポンプ１１とも接続されている。

【００１０】図２は、前述のサブタンクユニット４の一
実施例を１つのインク収容室２５について示すものであ
って、サブタンクユニット４は、上面に自己封止型バル
ブ２０を備えたインク注入口２１、同じく自己封止型バ
ルブ２２を備えた排気孔２３、大気連通孔２４、及び記
録ヘッド５とインク貯蔵室２５とを接続する流路２６の
途中に作動杆２７により開閉される弁室２８が配置され
ている。

【００１１】これら自己封止型バルブ２０、２２は、バ
ネ２０ａ、２２ａと、これらバネによりインク注入口２
１及び排気口２３の開口２１ａ、２３ａに弾圧され、封
止時に上端が突出する作動杆２０ｂ、２２ｂを備えた弁
体２０ｃ、２２ｃとにより構成されている。

【００１２】インク貯蔵室２５には一端が軸２９ａに枢
支され、インクが所定の液面まで上昇した時に排気孔２
３を封止するフロート弁２９が収容されている。

【００１３】図３は、インク補充ユニット８の一実施例
を１つのインク室に対応させて示すものであって、図示
しない駆動機構により上下動されるフレームＦに、サブ
タンクユニット４のインク注入口２１、排気孔２３、大
気連通口２４、及び作動杆２７に対向するように、自己
封止型バルブ３０を備えたインク吐出口３１、同じく自
己封止型バルブ３２を備えた吸引口３３、作動杆３４の
先端に設けられた封止弁３５、弁駆動杆３６を設けて構
成されている。インク吐出口３１はチューブ１０により
カートリッジホルダ７に、また吸引口３３は、チューブ
１２により吸引ポンプ１１に接続されている。

【００１４】これら自己封止型バルブ３０、３２は、バ
ネ３０ａ、３２ａと、これらバネ３０ａ、３２ａにより
インク吐出口３１及び吸引口３３の弁座３１ａ、３３ａ
に弾圧され、サブタンクユニットの作動杆２０ｂ、２２
ｂにより押し込まれる作動杆３０ｂ、３２ｂを備えた弁
体３０ｃ、３２ｃとにより構成されている。

【００１５】この実施例において、サブタンクユニット
４にインクを補充する場合には、キャリッジ１を非印刷
領域に移動させてサブタンクユニット４をインク補充ユ
ニット８に対向させ、ついでインク補充ユニット８を降
下させる。

【００１６】これにより、図４（イ）に示したようにイ
ンク補充ユニット８の自己封止型バルブ３０、自己封止
型バルブ３２の作動杆３０ｂ、３２ｂが、サブタンクユ
ニット４の自己封止型バルブ２０、２２の作動杆２０
ｂ、２２ｂを押し下げつつ上昇し、インク吐出口３１と
インク注入口２１、及び吸引口３３と排気口２０とが連
通し、また封止弁３５が大気連通孔２４を封止し、さら
に弁駆動杆３６が作動杆２７を押し下げて弁室２８を閉
鎖する。

【００１７】この状態で吸引ポンプ１１を作動させる
と、大気開放口２４からの空気の流れ込みや記録ヘッド
５からのインクの逆流を招くことなく、インク貯蔵室２
５が確実に減圧され、インクカートリッジ６のインクが
インク貯蔵室２５に流れ込むとともに、インクが脱気さ
れる。

【００１８】そしてインク貯蔵室２５が規定の液量に達
すると、フロート弁２９が上昇して排気口２３を封止す
る（図４（ロ））。インクがさらに若干流れ込んでイン
クカートリッジ６と圧力平衡に到達した段階で、インク
の流入が自動的に停止する

【００１９】その他のインク貯蔵室２５においても同様
の動作が行われて、複数の全てのインク貯蔵室２５に規
定レベルまでインクが自動的に充填される。各インク貯
蔵室２５のインクの充填が終了した頃を見はからってイ
ンク補充ユニット８を上昇させると、図２に示したよう
にサブタンクユニット４の自己封止型バルブ２０、２
２、及びインク補充ユニット８の自己封止型バルブ３
０、３２がバネ２０ａ、２２ａ、３０ａ、３２ａの付勢
力で自動的に閉弁し、また作動杆３４、駆動杆３６の後
退により大気連通孔口２４、弁室２８が開放される。

【００２０】インク補充後、必要に応じて記録ヘッド５
をキャップユニット９により封止して吸引ポンプ１１等
の負圧発生手段により記録ヘッド５からインクを強制的
に排出させてインク充填に伴って生じた記録ヘッド５の
メニスカスの破壊を解消してから印刷動作に入る。

【００２１】印刷工程においては、キャリッジ１とイン
ク供給チューブ１０とが分離されているため、インク供
給チューブ１０の本数に拘リ無く、キャリッジ１は自由
に移動することができ、高速印刷が可能となる。また、
インク充填時の負圧によりインク貯蔵室２５のインクが
充分に脱気されているため、圧電素子等により圧力発生
室を加圧してインク滴を吐出させる記録ヘッドにあって
も、印刷中での気泡の発生が抑制され、安定に印刷を継
続することができる。印刷が進行してサブタンクユニッ
ト４のインク量が減少すると、前述の工程を実行してイ
ンクを補充する。なお、インク貯蔵室２５のインク量
は、印字や吸引で消費されたインク量を積算計測した
り、またインク貯蔵室に光学式液面検出手段やフロート
式液面検出手段を設けることにより判定することができ
る。

【００２２】なお、上述の実施例においては、インク貯
蔵室２５に比較的強い負圧を作用させてインクを急速注
入するため、補給期間中は弁室２８を閉じるようにして
いるが、記録ヘッド５のメニスカスを維持できる程度の
低い負圧を作用させてインクを注入する場合には、記録
ヘッド５との流路２６を開放しても、メニスカスにより
インク貯蔵室２５を負圧状態に維持してインクを充填す
ることができる。

【００２３】さらに上述の実施例においては、規定量の
インクが注入された時点で吸引口３３を閉塞するように
しているが、図５に示したようにフロート弁２９をイン
ク注入口２１側に配置して、規定レベルに到達した段階
でインク注入口２１を封止すると、インク充填後にも排
気口２３からの排気を継続してインクを充分に脱気する
ことができる。

【００２４】

【発明の効果】以上、説明したように本発明において
は、サブタンクが、それぞれ自己封止型弁手段を介して
インク貯蔵室に連通するインク注入口、及び排気口と、
インクの液面によりインク注入口または排気口を開閉す
る弁機構を有し、排気口からの大気の吸引による負圧に
より前記インク貯蔵室にインク供給するようにしたの
で、インク貯蔵室の圧力に拘リ無く規定量のインクを強
制的にインク貯蔵室に短時間で補給することができるば
かりでなく、減圧下でのインク充填によりインクが可及
的に脱気されているため、安定に印字を行うことができ
る。また、１つの容器を壁により複数のインク貯蔵室に
分割し、各インク貯蔵室に複数種のインクを収容した場
合には、各インク貯蔵室を同一構造とすることにより、
共通の吸引ポンプにより全てのインク貯蔵室に規定レベ
ルまで脱気状態のインクを自動的に充填することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置のインク供給
機構を示す図である。

【図２】サブタンクユニットの一実施例を１つのインク
収容室について示す断面図である。

【図３】インク供給ユニットの一実施例を１つのインク
収容室について示す断面図である。

【図４】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上装置におけ
るインクの充填動作を示す図である。

【図５】サブタンクユニットの他の実施例を１つのイン
ク収容室について示す断面図である。

【符号の説明】

１キャリッジ４サブタンクユニット５記録ヘッド６インクカートリッジ８インク補充ユニット１０、１２チューブ１１吸引ポンプ２０、２２自己封止型バルブ２１インク注入口２３排気口２４大気連通口２５インク貯蔵室２９フロート弁３０、３２自己封止型バルブ３１インク吐出口３３吸引口３５封止弁３６弁駆動杆

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者品田聡長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者宮澤久長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内 (72)発明者熊谷利雄長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコーエプソン株式会社内Ｆターム(参考） 2C056 EA01 EB50 EC15 EC20 EC64 FA10 KB04 KB05 KB08 KB19 KB37 KB40 KC13 KC16 KC20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】キャリッジに搭載され、インクジェット
記録ヘッドにインクを供給するサブタンクと、函体側に
設置されたインクカートリッジと管路により接続されて
前記サブタンクに接離可能なインク補充ユニットとから
なるインクジェット記録装置において、前記サブタンクが、それぞれ自己封止型弁手段を介して
インク貯蔵室に連通するインク注入口、及び排気口と、
インクの液面により前記インク注入口、または前記排気
口を開閉する弁機構を有し、前記排気口からの大気の吸
引による負圧により前記インク貯蔵室にインクが供給さ
れるインクジェット記録装置。
【請求項２】前記サブタンクが同一の容器を壁により
複数に分割され、各部屋に自己封止型弁手段を介してイ
ンク貯蔵室に連通するインク注入口、及び排気口と、イ
ンクの液面により前記インク注入口、または前記排気口
を開閉する弁機構を有し、前記排気口からの大気の吸引
による負圧により前記インク貯蔵室にインクが供給され
る請求項１にインクジェット記録装置。
【請求項３】前記サブタンクユニットと前記記録ヘッ
ドとの間に前記インク補充ユニットにより閉塞される弁
手段が接続されている請求項１に記載のインクジェット
記録装置。
【請求項４】前記弁機構がフロート弁により構成され
ている請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】前記インク補充ユニットが、自己封止型
弁を介して前記インクカートリッジに連通するインク吐
出口、及び吸気口を有する請求項１に記載のインクジェ
ット記録装置。
【請求項６】前記サブタンクユニットが大気連通口を
備え、前記インク補充ユニットが前記大気連通口を封止
する弁を有する請求項１に記載のインクジェット記録装
置。
【請求項７】前記サブタンクが同一の容器を壁により
複数に分割され、各部屋に自己封止型弁手段を介してイ
ンク貯蔵室に連通するインク注入口、及び排気口と、イ
ンクの液面により前記インク注入口、または前記排気口
を開閉する弁機構を有し、前記排気口からの大気の吸引
による負圧により前記インク貯蔵室にインクが供給され
る請求項６に記載のインクジェット記録装置。