JPH0776102A - インクジェット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヘッドの性能寿命の間だけインクをヘッドに
供給するインク噴射装置を提供すること。 【構成】 インクジェットヘッド一体型カートリッジ１
のインクタンク内に貯留されているインクは、インクジ
ェットヘッドへ供給され、ノズルより噴射される。イン
クタンクへインクを補充する場合には、インク補充部材
１８を３つの供給穴４のいずれかに挿入し、ピストン２
１を押すことによってシリンダ２０内のインク２６をイ
ンクタンク内へ圧入する。インクの補充が終わり、イン
ク補充部材１８を供給穴４から抜き取ると、シャッター
７が供給穴４を塞ぐ。この一連の動作により、インク２
６は同じ供給穴４からは補充されることなく、インクタ
ンク３へのインク２６の補充回数は供給穴４の個数に制
限される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェットプリンターに用い
られるインクジェットヘッドは、記録媒体にインク液滴
を吐出して飛翔液滴を形成するためのインクノズルを高
密度に配列することができるため、解像度の高い記録を
行うことが可能であり、また、プリンターの小型化、軽
量化が容易に可能となる利点を有する。

【０００３】このようなインクジェットプリンターのイ
ンクジェット装置においては、インクジェットヘッドと
インクタンクとを一体の部材として形成した形態の、い
わゆる、ディスポーザブルタイプのインクジェットヘッ
ド一体型カートリッジが従来より種々提案されている。
インクジェットヘッド一体型カートリッジでは、インク
ジェットヘッドとインクタンクとが一体の部材として形
成されているので、インクの蒸発、空気混入等の問題が
排除でき、インクジェットヘッドならびにインクタンク
を含むインク供給系の取り扱いが容易となっている。ま
た、インクジェットヘッド一体型カートリッジの交換に
よるインクの補充と同時に、インクジェットヘッドの故
障等に容易に対処することができる。

【０００４】しかしその反面、インクジェットヘッド一
体型カートリッジを交換する際は、インクタンクを構成
する部材に対して高価であるインクジェットヘッドをイ
ンクタンクと共に交換、廃棄されることとなりコスト的
に問題があった。

【０００５】この問題に対して従来では、図１３に示す
ように、インクジェットヘッド一体型カートリッジ５１
に供給穴５３を設け、注射器の形状をした補充部材５５
よりインクを供給穴５３へ圧入してインクジェットヘッ
ド一体型カートリッジ５１のインクタンク内へ補充する
という方法が用いられている。この方法では、使用者は
インクタンク内のインクが無くなる度にインクを供給穴
５３より補充すればよく、インクの補充に関するコスト
を低減することができ、さらにインクジェットヘッドの
交換も容易に行うことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例ではインクの補充が簡便に行える反面、インクジ
ェットヘッドの性能寿命にかかる交換時期が不明瞭にな
るという問題が生じる。すなわち、特にインクジェット
ヘッドの特性上などの理由により長期間の連続耐久性能
を保証する事ができないインクジェットヘッドにおいて
は、インクジェットヘッドの交換を必要とするが、上記
従来例のインクジェットヘッド一体型カートリッジ１に
おいては、インクジェットヘッドの状態に関わらずイン
クタンクへインクを補充することができるため性能寿命
による損傷を生じたインクジェットヘッドへインクを供
給してしまうという問題を生じ、安定した印字品質を保
持するのが難しい。

【０００７】また、前記インクジェットヘッド一体型カ
ートリッジの交換における、インクタンクと共にインク
ジェットヘッドを交換、廃棄されることによるコスト的
な問題に対して、インクのみを収容したインクカートリ
ッジを別個に設けられたインクジェットヘッドに着脱し
て、インクジェットヘッドへインクを供給することも提
唱されているが、上述と同様の問題点があった。

【０００８】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、ヘッドの性能寿命の間だけイン
クをヘッドに供給するインク噴射装置を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１では、インクを吐出するための記録
ヘッドと、前記記録ヘッドに供給するためのインクを貯
留しておくためのインク貯留部とから構成されるヘッド
ユニットと、前記ヘッドユニットの前記インク貯留部に
インクを補充する補充手段とを有するインクジェット装
置において、前記補充手段による前記インク貯留部への
インクの補充回数を制限する制限手段を備えている。

【００１０】請求項２では、前記補充回数は、前記記録
ヘッドの性能寿命と前記インク貯留部の容積とから計算
される回数であることを特徴とする。

【００１１】請求項３では、前記制限手段は、前記イン
ク貯留部に設けられ、前記補充手段が連通する供給穴部
と、前記供給穴部に設けられたシャッター機構とから構
成されることを特徴とする。

【００１２】請求項４では、前記供給穴部は、前記記録
ヘッドの性能寿命と前記インク貯留部の容積とから計算
される個数であることを特徴とする。

【００１３】請求項５では、前記供給穴部は、一度前記
補充手段と連通すると、前記シャッター機構によって二
度と連通することができないことを特徴とする。

【００１４】請求項６では、前記インク貯留部へのイン
クの補充は、使用者が前記補充手段を用いて行なうこと
を特徴とする。

【００１５】請求項７では、前記インク貯留部への、イ
ンク補充できる残り回数を表示する表示手段を備えてい
る。

【００１６】請求項８では、インクを吐出するための記
録ヘッドと、前記記録ヘッドに着脱可能に設けられ、前
記記録ヘッドにインクを供給するインクカートリッジと
を有するインクジェット装置において、前記インクカー
トリッジによる前記記録ヘッドへのインクの供給回数を
制限する制限手段を備えている。

【００１７】請求項９では、前記供給回数は、前記記録
ヘッドの性能寿命と前記インクカートリッジの容積とか
ら計算される回数であることを特徴とする。

【００１８】請求項１０では、前記制限手段は、前記記
録ヘッドに設けられ、前記インクカートリッジが連通す
る供給穴部と、前記供給穴部に設けられたシャッター機
構とから構成されることを特徴とする。

【００１９】請求項１１では、前記供給穴部は、前記記
録ヘッドの性能寿命と前記インクカートリッジの容積と
から計算される個数であることを特徴とする。

【００２０】請求項１２では、前記供給穴部は、一度前
記インクカートリッジと連通すると、前記シャッター機
構によって二度と連通することができないことを特徴と
する。

【００２１】請求項１３では、前記記録ヘッドへの、イ
ンク供給できる残り回数を表示する表示手段を備えてい
る。

【００２２】

【作用】上記の構成を有する本発明では、前記制限手段
が、前記補充手段による前記ヘッドユニットの前記イン
ク貯留部へのインクの補充回数を制限する。

【００２３】また、前記インクカートリッジによる前記
記録ヘッドへのインクの供給回数を制限手段が制限す
る。

【００２４】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００２５】図１は本発明のインクジェット装置を用い
たインクジェットヘッド一体型カートリッジの実施例の
構成を示す斜視図である。インクジェットヘッド一体型
カートリッジ１はインクジェットヘッド２とインクタン
ク３とを有している。そのインクタンク３内に貯留され
ているインクは、インク供給口６を通ってインクジェッ
トヘッド２へ供給され、ノズル５よりインク液滴９とな
って噴射される。

【００２６】インクタンク３へインクを補充する場合に
は、図２に示すように、インク補充部材１８をインクジ
ェットヘッド一体型カートリッジ１に設けられた３つの
開口された供給穴４のいずれかに挿入し、ピストン２１
を押すことによってシリンダ２０内のインク２６をイン
クタンク３内へ圧入する。インクの補充が終わり、イン
ク補充部材１８を供給穴４から抜き取ると、図３に示す
ように、後述するシャッター７が供給穴４を塞ぐ。この
一連の動作により、インク２６は同じ供給穴４からは補
充されることなく、インクタンク３へのインク２６の補
充回数は供給穴４の個数に制限され、本実施例での補充
回数は３回である。

【００２７】図４はインク補充部材１８の一実施例の断
面構成図を示す図である。インク補充部材１８は、イン
クが入れられるシリンダ２０、シリンダ２０内を摺動す
るピストン２１、供給穴４に挿入される供給パイプ２５
などから構成されている。供給パイプ２５はシリンダ２
０の先端部（図４中左側）に設けられている。また、供
給パイプ２５の先端には、封止膜２２が形成されたキャ
ップ２３が設けられ、供給パイプ２５内には、中空針２
４が設けられている。そして、シリンダ２０内のインク
は、供給パイプ２５を供給穴４に挿入し、ピストン２１
を押すことによってインクタンク３へ圧入される。ま
た、封止膜２２はシリンダ２０内のインクが供給パイプ
２５の先端から漏出するのを防いでいる。

【００２８】上述の実施例における封止膜２２は破膜が
容易であり、且つ耐腐食性や気密性を保持することがで
きる素材であれば特に限定するものではなく、いかなる
材質を用いても良いが、本実施例では、ポリエチレンを
用いた。また、インクタンク３内のインクを多孔質のス
ポンジ等に含浸させることによってプリンター装着時に
キャリッジの移動によるインクの攪袢によるインク内の
気泡の混入を防ぐことも可能である。

【００２９】図５、図６、図７、図８、図９および図１
０は供給穴４付近におけるインクジェットヘッド一体型
カートリッジ１とインク補充部材１８との結合状態を示
す図であり、それぞれ図５、図７および図９は供給穴４
付近の断面構成図、図６、図８、および図１０はシャッ
ター７の構造をわかりやすく示した斜視図である。

【００３０】図５、図６ではインクジェットヘッド一体
型カートリッジ１へインク補充部材１８を装着する前の
状態を示した図である。インクジェットヘッド一体型カ
ートリッジ１の供給穴４内には、先端が尖った尖状部材
８が設けられており、その尖状部材８の内部は中空とな
っており、インクタンク３と連通している。また、尖状
部材８内には、逆流防止弁１３が設けられており、その
逆流防止弁１３は、通常尖状部材８の前記中空部を塞い
で、インクタンク３内と大気との連通を防止している。
供給穴４の図５中上方には、シャッター７が設けられて
いる。この状態では、シャッターロックピン１４はシャ
ッター７に溝加工されているガイド溝１６における位置
Ａにあり、スプリング１０によってシャッター７が図中
下方向に付勢されているためシャッター７は供給穴４を
塞ぐことなく図５の状態を保持している。尚、シャッタ
ーロックピン１４は図５の紙面に対して垂直方向に移動
可能に設けられており、またシャッターロックピン１４
はシャッターロックピンバネ１１によって、図５中右方
向に付勢されると共に、ロックバネ１２によって矢印１
５（図８）方向に付勢されている。

【００３１】図７のように、インク補充部材１８の供給
パイプ２５が供給穴４へ挿入されると、供給穴４に突出
していたシャッター７の突出部１９が供給パイプ２５の
側壁によって上方に移動される。すると、図８のよう
に、シャッター７のシャッターロックピン１４はロック
バネ１２の作用により矢印１５の方向へとガイド溝１６
に従って動き位置Ｂへと移動する。また、インク補充部
材１８の封止膜２２は尖状部材８によって破膜され、中
空針２４は、尖状部材８の中空部に挿入されて、逆流防
止弁１３を押圧して、逆流防止弁１３を開く。これによ
り、インクタンク３とインク補充部材１８とが尖状部材
８を介して連通される。

【００３２】そして、インク補充部材１８のピストン２
１が使用者によって押されて、シリンダ２０内のインク
がすべてインクタンク３内に注入された後、インク補充
部材１８をインクジェットヘッド一体型カートリッジ１
から取り外す。このとき、図９のようにシャッター７は
シャッターロックピン１４の位置がガイド溝１６の位置
Ｃになるまでシャッターバネ１０の作用により下降し供
給穴４を閉じる。さらに、シャッターロックピン１４が
位置Ｃに移動されると、ロックバネ１２の作用によりシ
ャッターロックピン１４は位置Ｄへと移動される。すな
わち、この状態では、シャッター７は二度と開くことが
できなくなってしまい、同じ供給穴４へは供給パイプ２
５を挿入することができない。また、逆流防止弁１３が
尖状部材８の前記中空部を塞いで、インクタンク３から
のインクの流出を防いでいる。

【００３３】上述したように、本実施例では、インクジ
ェットヘッド一体型カートリッジ１に、シャッター７が
設けられた供給穴４が設けられているので、使用者はイ
ンクタンク３へのインクの補給には、シャッター７が閉
まっていない供給穴４へ供給パイプ２５を挿入するよう
にインク補充部材１８を装着すればよい。また、インク
ジェットヘッド一体型カートリッジ１の供給穴４のすべ
てのシャッター７が閉じられてインクがなくなったとき
に、使用者はインクジェットヘッド２の性能寿命がわか
り、インクジェットヘッドカートリッジ１を交換すれば
良い。従って、インクジェットヘッド２の性能寿命を越
えてインクを供給することがなく、印字品質を悪くする
ことがない。

【００３４】上述の供給穴４の個数については例えば、
（供給穴の個数）≦（インクジェットヘッドの連続使用
時の寿命時間）／（インクタンク１個あたりの連続使用
可能時間）をみたす個数だけ備えることによって、イン
クジェットヘッド２の性能寿命前に交換することができ
る。

【００３５】また、シャッター７の部材の色をインクジ
ェットヘッド一体型カートリッジ１の部材の色と異なっ
たものとし、シャッター７が閉まっている状態を使用者
に、より明らかにわかるようにすることによって、使用
者は残り何回インク補充できるかを知ることができる。

【００３６】さらに、本発明は、以上の構成の他に、例
えば以下に示すような種々の構成を取ることができる。

【００３７】本例は、前述した実施例において、インク
ジェットヘッドにインクカートリッジを着脱可能としイ
ンク補供給の際にはインクカートリッジのみを交換でき
るようにしたものである。

【００３８】図１１及び図１２は上述のインクジェット
ヘッドとインクカートリッジを具体化した実施例を示す
斜視図である。前述の実施例における供給穴４に対応す
る供給穴３４をインクジェットヘッド３０が複数具備し
ており、それら供給穴３４内には、上述したシャッター
機構、尖状部材８等が設けられている。また、インクカ
ートリッジ４０には、上述したインク補充部材１９の供
給パイプ２５に相当する供給パイプ４１が設けられてお
り、その供給パイプ４１の先端には前記キャップ２３が
設けられ、供給パイプ４１内には前記中空針２４が設け
られている。

【００３９】そして、図１２に示すように、インクカー
トリッジ４０に具備された供給パイプ４１を供給穴３４
へ挿入して、インクジェットヘッド３０にインクを供給
し、インクカートリッジ４０内のインクがなくなると、
インクジェットヘッド３０からインカートリッジ４０を
取り外す。このとき、上述したようにシャッター７が供
給穴３４を閉じ、シャッター７は二度と開くことができ
なくなってしまい、同じ供給穴３４へは供給パイプ４１
を挿入することができない。

【００４０】このため、使用者はインクジェットヘッド
３０へのインクの供給には、シャッター７が閉まってい
ない供給穴３４へ供給パイプ４１を挿入するようにイン
クカートリッジ４０を装着すればよい。また、インクジ
ェットヘッド３０の供給穴３４のすべてのシャッター７
が閉じられたときに、使用者はインクジェットヘッド３
０の性能寿命がわかり、インクジェットヘッド３０を交
換すれば良い。従って、インクジェットヘッド３４の性
能寿命を越えてインクを供給することがなく、印字品質
を悪くすることがない。また、本実施例では、インク供
給時にインクを圧入するという煩雑な操作が省かれる。

【００４１】また、本実施例では、複数個の供給穴４を
設けていたが、一個の供給穴を設け、その供給穴に挿入
してインクを補充した回数を検出して、所定の回数とな
ったら、供給穴を塞ぐようにしてもよい。更に、残り何
回補充できるかを表示させてもよい。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したことから明かなように本発
明によれば、前記補充手段による前記ヘッドユニットの
前記インク貯留部材へのインクの補充回数を制限手段が
制限して、記録ヘッドの性能寿命を越えてインクを供給
することがなく、印字品質を悪くすることがない。ま
た、前記インクカートリッジによる前記記録ヘッドへの
インクの供給回数を制限手段が制限して、記録ヘッドの
性能寿命を越えてインクを供給することがなく、印字品
質を悪くすることがなく、さらに、インクの供給に煩雑
な操作が不要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のインクジェットヘッドカー
トリッジの構成を示す斜視図である。

【図２】前記実施例のインクジェットヘッドカートリッ
ジへインク補充部材を挿入したときの状態を示す外観斜
視図である。

【図３】前記実施例のインクジェットヘッドカートリッ
ジからインク補充部材を取り外したときの状態を示す外
観斜視図である。

【図４】前記実施例のインク補充部材の構成を示す断面
構成図である。

【図５】前記実施例の供給穴へインク補充部材を挿入す
る前の状態を示す断面構成図である。

【図６】図５におけるシャッターを示す斜視図である。

【図７】前記実施例の供給穴へインク補充部材を挿入し
たときの状態を示す断面構成図である。

【図８】図７におけるシャッターを示す斜視図である。

【図９】前記実施例のインク補充部材を供給穴から取り
外したときの状態を示す断面構成図である。

【図１０】図９におけるシャッターを示す斜視図であ
る。

【図１１】別の実施例のインクジェットヘッドとインク
カートリッジとを示す外観斜視図である。

【図１２】別の実施例のインクジェットヘッドにインク
カートリッジを連通した状態を示す外観斜視図である。

【図１３】従来のインクジェットヘッドカートリッジと
補充容器を示す外観斜視図である。

【符号の説明】

１ インクジェットヘッド一体型カートリッジ ２ インクジェットヘッド ３ インクタンク ４ 供給穴 ５ ノズル ７ シャッター １０ シャッターバネ １１ シャッターロックピンバネ １２ ロックバネ １４ シャッターロックピン １６ ガイド溝 １８ インク補充部材 ２０ シリンダ ２１ ピストン ２２ キャップ ２３ 封止膜 ２４ 中空針 ２５ 供給パイプ ３０ インクジェットヘッド ４０ インクカートリッジ

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出するための記録ヘッド
   と、前記記録ヘッドに供給するためのインクを貯留して
   おくためのインク貯留部とから構成されるヘッドユニッ
   トと、前記ヘッドユニットの前記インク貯留部にインク
   を補充する補充手段とを有するインクジェット装置にお
   いて、 前記補充手段による前記インク貯留部へのインクの補充
   回数を制限する制限手段を備えたことを特徴とするイン
   クジェット装置。
2. 【請求項２】 前記補充回数は、前記記録ヘッドの性
   能寿命と前記インク貯留部の容積とから計算される回数
   であることを特徴とする請求項１記載のインクジェット
   装置。
3. 【請求項３】 前記制限手段は、前記インク貯留部に
   設けられ、前記補充手段が連通する供給穴部と、前記供
   給穴部に設けられたシャッター機構とから構成されるこ
   とを特徴とする請求項１記載のインクジェット装置。
4. 【請求項４】 前記供給穴部は、前記記録ヘッドの性
   能寿命と前記インク貯留部の容積とから計算される個数
   であることを特徴とする請求項３に記載のインクジェッ
   ト装置。
5. 【請求項５】 前記供給穴部は、一度前記補充手段と
   連通すると、前記シャッター機構によって二度と連通す
   ることができないことを特徴とする請求項３または請求
   項４記載のインクジェット装置。
6. 【請求項６】 前記インク貯留部へのインクの補充
   は、使用者が前記補充手段を用いて行なうことを特徴と
   する請求項１記載のインクジェット装置。
7. 【請求項７】 前記インク貯留部への、インク補充で
   きる残り回数を表示する表示手段を備えたことを特徴と
   する請求項１記載のインクジェット装置。
8. 【請求項８】 インクを吐出するための記録ヘッド
   と、前記記録ヘッドに着脱可能に設けられ、前記記録ヘ
   ッドにインクを供給するインクカートリッジとを有する
   インクジェット装置において、 前記インクカートリッジによる前記記録ヘッドへのイン
   クの供給回数を制限する制限手段を備えたことを特徴と
   するインクジェット装置。
9. 【請求項９】 前記供給回数は、前記記録ヘッドの性
   能寿命と前記インクカートリッジの容積とから計算され
   る回数であることを特徴とする請求項８記載のインクジ
   ェット装置。
10. 【請求項１０】 前記制限手段は、前記記録ヘッドに
    設けられ、前記インクカートリッジが連通する供給穴部
    と、前記供給穴部に設けられたシャッター機構とから構
    成されることを特徴とする請求項８記載のインクジェッ
    ト装置。
11. 【請求項１１】 前記供給穴部は、前記記録ヘッドの
    性能寿命と前記インクカートリッジの容積とから計算さ
    れる個数であることを特徴とする請求項１０に記載のイ
    ンクジェット装置。
12. 【請求項１２】 前記供給穴部は、一度前記インクカ
    ートリッジと連通すると、前記シャッター機構によって
    二度と連通することができないことを特徴とする請求項
    １０または請求項１１記載のインクジェット装置。
13. 【請求項１３】 前記記録ヘッドへの、インク供給で
    きる残り回数を表示する表示手段を備えたことを特徴と
    する請求項８記載のインクジェット装置。