JPH02122940A - インクカートリッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はインクシエンドプリンタ等の記録装置に装着さ
れて、その記録ヘッドにインクを供給するためのインク
カートリッジに関する。

〔従来の技術〕

インクジェット記録装置においては、記録用インクのタ
ンクから記録ヘッドへインクを供給して、該記録ヘッド
に設けられたノズルの吐出口からインク滴を吐出せしめ
ることが行われる。ところで、この様なインクジェット
記録装置においては、インクタンク又は該タンクとノズ
ルとの連通部にゴミや気泡が混入することがある。記録
ヘッドのノズルは一般に内径が数十ミクロン程度と細い
ため、上記ゴミや気泡が記録ヘッドのノズルに到達する
と、ノズル内に付着してインクの流れを阻害し、インク
の吐出効率を低下させたり記録信号に対する吐出応答性
を低下させたり遂には目詰まりをおこしてインク吐出を
不能にしたりする。

また、インクジェット記録装置にインクを充壜したまま
で長時間インク吐出を行なわなかった場合にも、インク
の構成成分が沈澱して同様にインク吐出異常を生ぜしめ
ることがある。

このため、ノズルのインク吐出を回復せしめることが重
要となる、この様なインク吐出回復のための回復手段と
して、加圧回復法と負圧回復法とがある。

負圧回復法はノズルのインク吐出口を外側からキャップ
部材によりキャンピングを行い該キャップ部材を介して
吸引することによりインクの固着物、気泡、ゴミ等の障
害物を除去する方法である。

しかしながら、この様な方法の実行のためには記録ヘッ
ドと別個にインク吐出回復装置を設ける必要があり、こ
のため従来法においては、記録装置のコンパクト化を図
ることが困難になり、更にインク吐出口の位置とキャッ
ピング機構に取付けられる吸引孔との位置精度を出さな
ければならず装置の組み立てに非常に労力がかかったり
、この位置精度が不良の場合には使用時に吐出口の損傷
を引きおこしたりするという難点があった。

他方、加圧回復方法は、ノズル部をインクタンク側から
加圧することにより、インクに含まれる固着物、・気泡
、ゴミ等を除去する方法である。この様な方法の実行の
ために、ポンプ等による加圧機構を設けている。そして
、このような加圧機構として、インクカートリッジに加
圧機構を設けたものと、記録装置内に加圧機構を設けた
ものとがある。後者の加圧機構として、ギヤポンプやチ
ューブポンプなどがある。これらの方式は、インク流路
中に加圧機構を設けるため大がかりになり、コンパクト
化をはかることが困難である。更にギヤポンプはインク
の構成成分がギヤの間に析出し、円層なギヤの回転を妨
げる恐れがあり、チューブポンプはチューブの一部をし
ごき、その際の加圧力を用いてインク供給を行うもので
あるため、チューブをしごいた後にチューブ同志が密着
し、インク流路を閉塞させる恐れがある。

また、前者の加圧機構を備えたインクカートリッジとし
て、例えば、第１２図乃至第１４図に示すものがある。

第１２図において、インク収容部２の側壁面にはノズル
部１が設けられ、インク収容部２内にはインク３が満た
されている。インク３の上部には空気層４が形成されて
いる。さらにインク収容部２の天井面の上部には、ノズ
ル部ｌの目詰まり、気泡を除去する加圧手段としてのダ
イヤフラム５が設けられている。ダイヤフラム５の内部
に形成される空気７と大気を連通ずるための通気孔８が
設けられている。

第１２図の構成では、通気孔８を塞いだ状態でダイヤフ
ラム５を押圧すると、連通孔６を介して空気７内の空気
が空気層４へ流入し、空気層４が圧縮される。空気層４
が圧縮されると、インク収容部２内のインク３は、イン
ク収容部２の底部からインク流路を介してノズル部１へ
供給される。

第１３図は従来のインクカートリッジの第２例を示し、
第１２図と同一または同一機能を有するものには同一引
用符号を用いたので、重複する説明は省略する。インク
３はインクタンクケース１１内のインク袋２１に収容さ
れている。インクタンクケース１１の天井部には押ボタ
ン９が昇降自在に配設され、その首部には押ボタン９を
上方に押し上げるための圧縮コイルばね１ｏが外嵌され
ている。さらに、押ボタン９の下部には、一端を支点１
３としてインク袋２１の一部に接するように開閉自在に
レバー１２が配設されている。

第１３図の構成では、押ボタン９を押下げすると、レバ
ー１２がインク袋２１の膨張力に抗して下方へ移動し、
インク袋２１の一部を圧する。レバー１２の圧接によっ
てインク袋２１は圧縮し、内部のインク３の圧力が高め
られ、ノズル部１の吐出口より吐出する。

さらに、第１４図は従来のインクカートリッジの第３例
を示している。この構成においても、第１２図と同一ま
たは同一機能を有するものには同一引用符号を用いたの
で、重複する説明は省略する。

第１４図において、インク収容部２の天井部には、端部
１４Ａ及び鍔１４Ｂを有し、かつ上部に段差が形成され
た押圧部材１４が昇降自在に支持されている。押圧部材
１４の支持部には０リング１５が外嵌され、さらに天井
部にはインク収容部２内と大気を連通させる大気開放弁
１６が設けられている。押圧部材１４の下部にはコイル
ばね１７が配設され、鍔１’４Ｂを常時上方に押し上げ
るように付勢している。コイルばね１７の内側のインク
収容部２の底部には開口１９を有するダイヤフラム１８
が配設され、このダイヤフラム１８に対向させてインク
流路の入口が設けられている。

第１４図の構成では、押圧部材１４を押すと、その端部
１４Ａがダイヤフラム１８の開口１９を塞ぎながらダイ
ヤフラム１８を圧縮し、ダイヤフラム１８内のインクを
インク流路に押し出し、ノズル部１からインクを吐出さ
せる。大気開放弁１６は、印字中および回復動作時に押
圧される。加圧回復動作ののち、押圧部材１４の押下を
解除すると、コイルばね１７の弾性力によって押下部材
１４が押し上げられ、所定の位置へ復帰する。このとき
、端部１４Ａが開口１９から離れるので、インク収容部
２内のインクがダイヤフラム１８内に導入され、ダイヤ
フラム１８の形状回復が容易に行われると共に、ノズル
部１に負圧を生じさせることが無い。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような従来のインクカートリッジにおいて
は、インクの吐出回復時にノズルにより排出されるイン
クの除去が雌しいという問題を有している。

本発明の目的は、このような従来技術の問題を解決でき
、装着対象の記録装置のコンパクト化および製造を容易
にし、且つインク吐出回復操作の向上を図ったインクカ
ートリッジを提供することである。

〔ｙＡ題を解決するための手段〕

本発明は、吸引ポンプ内に生じる負圧を用いてヘッドと
キャップの間の間隙から廃インクを吸引するインク吸引
手段を設けることにより、上記目的を達成するものであ
る。

さらに、インク吸引手段とヘッド側との着脱を容易にす
るために、廃インク吸引用のジヨイントをインク吸引手
段に設けることが望ましい。

また、コンパクト化を図るために、廃インク吸引用のジ
ヨイントが廃インク収容部に設けられていることが望ま
しい。

〔作用〕

廃インク吸引時に、吸引ポンプを加圧も負圧も生じない
状態で圧縮し、ついで負圧が生じる状態のまま原形に復
帰させると、その負圧はヘッドとキャップの間隙に負圧
を生じさせ、この間隙に吐出された廃インクが吸収され
る。したがって構成を複雑化することなく、信頼性及び
コンパクト性の向上が可能になる。

インク吸引手段に設けられた廃インク吸引用のジヨイン
トは、別個に設けられているインク供給用ジヨイントと
共にキャリッジに対する連結口となり、キャリッジに対
しチューブ等を用いて接続する構成を排除することがで
きる。

また、廃インク収容部に設けられた廃インク吸引用のジ
ヨイントは、ヘッド側より吸引された廃インクを最短距
離で吸収体に吸収させ、ジヨイントと吸収体との間を連
結する為の部材が不要になり、コンパクト化が可能にな
る。

（実施例） 以下、第１図〜第１１図を参照して本発明を具体的に説
明する。

第１図は本発明によるインクカートリッジを搭載した記
録装置の要部の斜視図を示すものである。

第１図において、１０１は記録ヘッド、１０２はインク
カートリッジ、１０３はヘッド１０１及びインクカート
リッジ１０２を搭載して主走査方向に移動するキャリッ
ジ、１０４はヘッド１０１に面し、その移動方向に沿っ
て配設されるプラテンローラ、１０５はプラテンローラ
１０４に巻回される被記録材である。

第２図は第１図中のインクカートリッジ１０２の詳細を
示す水平断面図であり、第３図及び第４図は第２図にお
けるｍ−ｍ矢視断面図及びＴＶ−［Ｖ矢視断面図である
。

各図において、１０６はインク収容部、１０７は廃イン
クを吸収保持する廃インク収容部、１０８は廃インク収
容部１０７に一端が接続されるチューブ、１０９はチュ
ーブ１０８に他端が接続される吸引ポンプ、１１０は吸
引ポンプ１０９の自由端に装着される弁である。

廃インク収容部１０７は、多孔質材、多層フィルム層、
ゴム袋等を用いて作られている。１１１はインク収容部
１０６の底面に設けられる供給ジヨイント、１１２は廃
インク吸引ジヨイント、ｌ１３はインク収容部１０６の
天井面に設けられる通気孔、１１４は吸引ポンプ１０９
を動作させるための押圧部材である。

次に、第５図（Ａ）〜（Ｃ）を用いて吸引ポンプの動作
を説明する。

第５図（Ａ）は通常状態であり、この状態から押圧部材
１１４を押圧すると、その先端部が吸引ポンプ１０９の
頂部に当接する。吸引ポンプ１０９は、その弾性力に抗
して加圧されるため、第５図（Ｂ）のようにポンプ内の
空気によって弁１１０が開き、そのまま吸引ポンプ１０
９は圧縮される。このとき、吸引ポンプ１０９内には、
加圧も負圧力も生じていない。

ついで、吸引ポンプ１０９が成るレベルまで圧縮した時
点で押圧部材１１４を逆方向へ後退させると、吸引ポン
プ１０９の伸長によって生しるポンプ内の負圧により、
第５図（Ｃ）のように弁１１０が閉じたまま膨張する。

この負圧はチューブ１０８を介して廃インク収容部１０
７内に負圧を生じさせ、廃インク吸引ジヨイント１１２
を通じてヘンドオリフィス部よりインクを回収する。

廃インク収容部１０７は廃インク吸引ジヨイント１１２
とチューブ１０８に連通しているが、他の部分は密閉さ
れていることが必要である。また、各部の配置として、
最も下方に廃インク吸引ジヨイント１１２を配し、この
上部に廃インク収容部１０７、さらにその上部にチュー
ブ１０８を配置している。このようにすることにより、
回収された廃インクを廃インク収容部１０７の下方から
順次溝めることが可能になる。

前記吸引ポンプ１０９および前記押圧部材１１４は、以
上の実施例ではインクカートリッジ１０２に装着したが
、必要に応じ、キャリッジ１０３あるいは記録装置本体
側などその他の場所に装着することもできる。ただし、
使い捨ての思想からは図示のようにインクカートリッジ
１０２に配設するのが好ましい。

また、前記吸引ポンプ１０９などの吐出回復系とともに
記録へラド１０１をインクカートリッジ１０２と一体型
にすれば、“インクまわり”を全て使い捨てにすること
ができ、吐出回復系等を記録装置本体側に配設したもの
に比べ、信頼性を向上させることができる。

第６図は本発明の他の実施例を示す断面図であり、第７
図は第６図の■−■矢視断面図である。

なお、本実施例においては、前記実施例と同−又は同一
機能を有するものには同一引用数字を用いたので、これ
らに関しては重複する説明を省略する。

第６図及び第７図に示すように、インク収容部１０６に
隣接して廃インク収容部１０７を設け、この廃インク収
容部１０７内にチューブ１１５が立設されている。チュ
ーブ１１５の下端には廃インク吸引ジヨイント１１２が
設けられ、上端には吸引ポンプ１０９が装着されている
。吸引ポンプ１０９の底面には開閉自在に弁１１６が設
けられ、さらにチューブ１１５の頂部には弁１１７が設
けられている。

廃インクの吸引時には、インクカートリッジ１０２の外
部から不図示の押圧部材によって吸引ポンプ１０９の頭
部を押圧すると、ポンプ内の空気が弁１１６を押し開き
、廃インク収容部１０７側に流出した空気を通気孔１１
３を介して大気へ逃がす。次に、吸引ポンプ１０９が原
形に復帰するとき、ポンプ内に生じる負圧によって弁１
１６が閉じると共に、弁１１７が開放される。これによ
って、廃インクジヨイント１１２及びチューブ１１５を
介して廃インクが吸引ポンプ１０９内へ流入する。吸引
された廃インクは、吸引ポンプ１０９が原形に戻された
時点で、弁１１６を介して廃インク収容部１０７を落下
し、保持される。

第８図〜第１１図は本発明によるインク力−トリッジが
適用されるインクジェット記録ヘッドの正面図、キャッ
プの正面図、通常時のキャッピングを示す側面図及び吸
引回復時のキャッピングを示す側面図である。

第８図〜第１１図において、１１８はヘッド１０１のオ
リフィス部、１１９は廃インク吸引口、１２０はヘッド
の吐出面を閉塞可能なキャップホルダー、１２１は保存
用キャンプ、１２２は吸弓回復用キャンプ、１２３はオ
リフィス部１１８に連通ずるインク供給管、１２４は吸
引口１１９に連通ずる廃インク吸引回収管である。

第１０図に示すように、通常時には保存用キャップ１２
１がオリフィス部１１８に位置し、オリフィス部１１８
の吐出口が乾燥しないようにされている。このとき、吸
引口１１９は露出状態にある。次に吸引回復時には、ヘ
ッド１０１が第１０図の状態からオリフィス部１１８が
吸引回復用キャンプ１２２の中心に正なる位置まで移動
し、第１１図のように、オリフィス部１１８及び吸引口
１１９の双方が吸引回復用キャンプ１２２によって覆わ
れる。

この状態で、吸引ポンプ１０９が動作すると、その際の
負圧によりヘッド１０１の前面と吸引回復用キャップ１
２２との間隙に負圧が生じ、この負圧によってノズルの
インクが吸引口１１９から吸引され、吸引回収管１２４
を介してインクカートリッジ１０２の廃インク収容部１
０７へ廃インクとして回収される。

なお、インクの蒸発が少ない場合等にあっては、吸引回
復用キャップ１２２のみを設ける構成としてもよい。

なお、本実施例では、圧縮状態から原形に復帰する際に
負圧を発生させる吸引ポンプ１０９で説明したが吸引ポ
ンプに代えて弁付きのシリンダ型ポンプで構成してもよ
い。

〔発明の効果〕

以上より明らかな如く、本発明によれば、吸引ポンプ内
に生じる負圧を用いてヘッドとキャップの間の間隙から
廃インクを吸引するインク吸引手段を設けたので、簡単
な構成により、高信頼でコンパクトなインクカートリッ
ジを得ることができる。

また、インク吸引手段に廃インク吸引用のジヨイントを
連通させたので、キャリフジとの着脱操作をワンタンチ
で行え、操作性が向上する。

さらに、廃インク収容部に廃インク吸引用のジヨイント
を連通させたため、インク吸引部ひいてはインクカート
リッジの小型化が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるインクカートリッジを搭載した記
録装置の要部を示す斜視図、第２図は第１図中のインク
カートリッジの詳細を示す水平断面図、第３図及び第４
図は第２図における線■−■矢視断面図及び線ＩＶ−Ｉ
Ｖ矢視断面図、第５図（Ａ）〜（Ｃ）は第４図の実施例
の吸引ポンプの動作の説明図、第６図は本発明の他の実
施例を示す断面図、第７図は第６図中の線■−■矢視断
耐図、第８図及び第９図は本発明によるインクカートリ
ッジが通用される記録ヘッド及びキャップの正面図、第
１０図及び第１１図は通常時及び吸引回復時のキャッピ
ングを示す側面図、第１２図〜第１４図は従来のインク
カートリッジの３例を示す断面図である。 １０１−−−−−ヘッド、１０２−・・−・−インクカ
ートリッジ、１０３−−−−−・・−キャリッジ１．１
０６インク収容部、ｌ　Ｏ７−−−−・−廃インク収容
部、１０９−−−一−・・・・・−吸引ポンプ、１１０
−−−−−一弁、１１１−・−・・−・・・・・インク
供給ジヨイント、１１２・−・・−−−−−一廃インク
回収ジヨイント、１１３−・・−−ｍ−通気孔、１１４
−・・−・−・・−押圧部材、１１５−−−−−・−チ
ューブ、１１６−−−−−−−−・・−弁、１１７−・
−一一一弁、ｔ　ｔ　５−−−一・−ノズルのオリフィ
ス部、１１９−−〜・−・−吸引口、１２０−−−−−
−キャンプホルダー、１２１−・−・・−一一−−保存
用キャンプ、１２２−−−−−−−・回復用キャップ、
１２３・−・−一−−−−インク供給管、１２４・・−
・・・−廃インク回収管。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）インクジェット記録装置のヘッドにインクを供給
   するインクカートリッジにおいて、吸引ポンプ内に生じ
   る負圧を用いてヘッドとキャップの間の間隙から廃イン
   クを吸引するインク吸引手段を設けたことを特徴とする
   インクカートリッジ。
2. （２）廃インク吸引用のジョイントが前記インク吸引手
   段に連通したことを特徴とする請求項１記載のインクカ
   ートリッジ。
3. （３）前記ジョイントが廃インク収容部に連通している
   ことを特徴とする請求項２記載のインクカートリッジ。
4. （４）インク収容部とともに前記吸引ポンプを内蔵する
   ことを特徴とする請求項１記載のインクカートリッジ。
5. （５）記録ヘッドを一体的に組付けたことを特徴とする
   請求項４記載のインクカートリッジ。