JPS61225057A - 荷電偏向型インクジエツト印写装置 - 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】 １４九！ 本発明は、荷電偏向型インクジェット印写装置に関する
。

皿米肢豊 第４図は、従来の荷電偏向型インクジェット印写装置の
一例を説明するための構成図で１図中。

２００はインクジェット噴射ヘッド、２０１は該インク
ジェット噴射ヘッド２００を励振するための励振回路、
２０２は荷電電極、２０３は偏向電極、２０４はガター
、２０５は荷電位相検出電極。

２０６はインクジェット噴射ヘッド２００に供給するイ
ンクを加熱するヒータ、２０７はフィルタ、２１０はプ
ラテン、２１１は記録紙、２１２は偏向量検出電極、２
１３は偏向高さ検出回路、２１４は荷電位相検出回路、
２１５は荷電制御回路、２１６はインク回収ポンプ、２
１７はインクカートリッジ、２１８はインク加圧ポンプ
及びアキュームレータ、２１９はインクジェットヘッド
２００へ供給するインクをオン・オフ制御するパル、２
２０はインク供給経路で、Ａ−Ａ線を境に、Ｉ側がキャ
リッジ上に搭載され、■側が本体側に取り付けられてい
る。而して、上述のごとき従来の荷電偏向型インクジェ
ット印写装置においては、インク供給系はプリンタカバ
ー内にそれぞれ独立したスペースを必要とし、プリンタ
カバー又はフレーム筐体にネジ等で固定されており、図
示のように。

キャリッジ■側（可動側）に配置されるものとプレーム
筐体（本体）■側（固定側）にネジ固定されるものとに
分けられている。従って、これら可動側と固定側との間
の結合はキャリッジハーネスにより行なわれ、このキャ
リッジハーネスはインク供給チューブ、インク回収チュ
ーブ、高圧線、信号線等１０数本にのぼり、小型、低コ
スト化を阻害していた。

１−酊 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
特に、インクジェットプロセスの制御回路を除くインク
供給系の全パーツをキャリッジ上に配設し得るようにし
、もって、インク供給系の固定部と可動部との間のキャ
リッジハーネスによる接続をなくしてインク供給系の固
定部と可動部との接続によって生じる弊害をなくし、同
時に。

装置の小型、低コスト化を図ることを目的としてなされ
たものである。

璽−一」え 本発明は、上記目的を達成するため、複数の板状部材を
積層して積層体を構成するとともに、該積層体内にイン
ク供給経路を形成してインク加圧ポンプ、フィルタ、ア
キュムレータ、バルブ等を連結するインク供給系を形成
し、該積層体にインク加圧ポンプ、バルブ、インクジェ
ット噴射ヘッド、荷電偏向ユニットを取り付けたことを
特徴としたものである。以下、本発明の実施例に基づい
て説明する。

第１図は１本発明によるインクジェット印写装置の一実
施例を説明するための構成図で、図中。

１はプラテン、２，２′はプレッシャローラ、３はデフ
レクタ、４はペーパペイルローラ、５は記録紙である。

記録紙５はプラテン１の背後から手又はオートシートフ
ィーダにより挿入され、デフレクタとプラテンとの間を
通って矢印方向に排出される。６は側板で、該側板６は
左右に各１枚づつあり、両側板の間にメインガイド軸７
が貫通固定され、同様にステー８も貫通されている。９
はメインガイド、１０はリアガイド、１１は板状のキャ
リッジベースで、メインガイド９．及びリアガイド１０
は樹脂で構成され、キャリッジベース１１はアミル又は
鉄板で構成され、メインガイド９及びリアガイド１０は
キャリッジベース１１にネジにて固定されている。１２
はタイミングベルト（歯付）であり、両側板６．６にエ
ンドレスにプーリ固定されている６両端プーリのうちの
一方のプーリはアイドラーであり、ベルト１２にテンシ
ョンを与えてクルミをとっており、もう一方のプーリは
モータプーリである。メインガイド９の他端９′はベル
トの歯形と同形状をして互の歯部がかみ合ってキャリッ
ジベース１１と密着しており、これによりベルトスリッ
プを防止している。図示しないキャリッジモータ（走査
用）が回るとベルト１２が回り、メインガイド軸７とス
テー８にそってメインガイド９及びリアガイド１０が移
動し、メインガイド９及びリアガイド１０に一体的に固
定しであるキャリッジベース１１が往復動する。なお、
図で、キャリッジベース１１より下がキャリッジ走査系
を構成している。また、その他に図示しないがスタート
ポジション、ホームポジションを定めるセンサおよびセ
ンサブレートがある。更に。

キャリッジベース１１に乗って、キャリッジ搭載型のイ
ンク供給系（以下、単にインク供給系と呼ぶ）があるが
、これらは一体的に構成され、キャリッジベース１１と
はビスで取り付け、取り外し可能になっている。インク
供給系は大きくわけて４個の板状の基板１２，１３，１
４．１５を積層して構成され互の基板はビス又は超音波
溶着で固定されており、この積層基板内にインク管路、
液室等を設けると共にこの積層体上に各ユニット、例え
ばバルブ、ソレノイド、ヘッド等が取付けられている。

以下、インク流路の順に従って説明する。

１６はインクカートリッジ本体で略四角形状をしている
。このインクカートリッジ１６内には空間部１７があり
、その空間部にベローズ状（ポリエチレン薄板）のイン
・クランク１８．希釈液タンク１９があり、各タンク内
には各々新インクと希釈液が独立して入っている。希釈
液タンク１９内には使用中のインク粘度が所定値以上に
上昇した時に粘度を下げるために補給するための純水（
防腐剤を含む）が入っている。各ベロー女の上部は段付
部があり、インクカートリッジ１６の段付部との間にス
プリング２０．２１が挿入されている。

このスプリングは通常ベローズを圧縮し、タンク内の液
体を下方に押し下げる作用をしている。ベローズの他端
は細口状部２２．２３になっており。

ゴム製のブツシュ２４，２５が該細口状部２２゜２３を
つつみ込むようにしてベローズの先端に取付けられてい
る。この細口状部２２．２３とブツシュ２４．２５とは
密着しており、インクのもれが生じないようになってい
る。ブツシュの中間部には、つば２６，２７があり、こ
れとインクカートリッジ本体１６とが完全にはまり合っ
てカートリッジを装着する時のベローズの抜け（移動）
を防止している。２８．２９はステンレス製の中空針で
、先端部はブツシュが突き差し易いように鋭利にな２て
いる。カートリッジ本体１６を引き抜くとブツシュ２４
．２５から上が抜けていき、中空針２８．２９から抜け
るとただちにブツシュ２４゜２５がゴム弾性により口が
閉じるためインクがたれ落ちることはない、又、インク
カートリッジ１６を突き差す時はブツシュを中空針に突
き差すことでベローズ内のインクは該中空針の下端３０
゜３１迄流れてくる。下端部３０．３１はゴムシート３
２と接しており、それ以上のインクの流れは無い。基板
１３にはインク液室（タンク）４１が堀り込んであり、
該タンク４１の上部にはわずかに空間部が設けである。

これは後述するように希釈液のまざりを良くするためと
ガターへのエアー抜きのための開口を大きくするためで
ある。４２゜４３はインクの上限ラインと下限ラインで
あり。

下限ライン４２に等しい高さでインク検出電極棒４５が
設けである６４６は検知のためのリード線である。

次に、インクの補給について説明をする。タンク４１内
のインクがライン４２と４３の間にある時、接地電極４
７と検出電極４５とはインクで導通されているため、抵
抗値はある値を示す、ところがインクの消費が進んで４
３のライン以下にインクが下るとこれら電極間が導通状
態でなくなり抵抗値が高くなる。これによりインゲが無
くなったことを判断し、インクの補給を行なう。すなわ
ち、本発明においては、検出器４５は、インク液室４１
内にのみ１個有し、インクレベルが検出ライン４３以下
になると、検出電極４５と接地電極４７との間の抵抗値
が、インクレベルが検出ライン４２以上の時に比して非
常に大きな値となり。

この抵抗値変化を検出してインク無しが検出され、これ
により、図示しないＣＰＵの制御により、一定時間、新
インク供給バルブをオープンにし、ベローズ１８内の新
インクをインク液室４１内に一定量挿入する。

第２図は、インクの補給方法を説明するための図で、イ
ンクを補給するには、まず、ソレノイド４８を通電させ
る。するとアクチュエータ４９が支点５１の回りに回動
し、弁シート３２の押えをはずしく通常はスプリング５
ｏで弁シート３２を中空針２８に押しつけている）、ベ
ローズ内のインクは内圧も手伝って流れ落ち、管路５２
を通って５３からタンク内へ落ちる。インク高さがライ
ン４３の位置からライン４２の位置になるに相当する時
間だけソレノイド４８に通電させ、その後、通電を切る
と、スプリング５ｏにより弁シート３２は中空針２８と
密着し、インクの流れ落ちが阻止され、インクの供給が
ストップする。一定時間経過後に、検出電極４５と接地
電極４７との間の抵抗値が低下しない時、すなわち、イ
ンク液室４１内がインクで満たされない場合は、ベロー
ズ１８内のインクがなくなったものと判断し、希釈液ベ
ローズ１９内の希釈液がまだ多く残っている場合でも、
新インク及び希釈液一体型のカートリッジ１６を新しい
ものと交換する。

希釈液の補給の場合は、粘度上昇を圧力上昇検出等の方
法によって検出し、その検出信号によってベローズ１９
からインク液室４１に通ずるバルブを開き、もう一方の
ベローズすなわちベローズ１９内の希釈液をインク液室
４１に流す。希釈液は、通常、導電性がないためその残
量を検出するためのセンサを設けることは難がしいが、
前述のように、新インクと一体のカートリッジに希釈液
を設けるようにしておくと、センサは′−個だけでよく
、最低、インク交換の周期で希釈液を交換することがで
き、カビの発生等がなくなり、信頼性を向上させること
ができる。ソレノイド４８はインク用と希釈液用とに分
けて別々に設けてあり。

希釈液のソレノイドを開くことで前記と同様に管路５３
から希釈液をタンク４１内に落す。タンク内に落ちた希
釈液は液面に広がるが、早く混ぜるためにはキャリッジ
を左右に動かすとよい。

次に、タンク内のインクの経路を説明する。液室４１内
から出たインクは第１フイルタ５４を通り、管路５６を
通って１度上に上がり管路５７から第２フイルタ５８に
入る。５５．５９はゴム製グロメットである。第１フイ
ルタ５４から第２フイルタ５８へ入るのに上から下に入
るようにしたのはエアートラップを兼ねるようにしたた
めである。

つまり、液室４１内にはかなりの量のエアーが入ってお
り、これが液面がゆれたりして第１フイルタ５４を通っ
て管路５６へ入るので、そのエアーをとるため（分離す
る）管路を一度上に上げてエアーを管路５７から上方向
に出し、インクのみを第２フイルタ５８を通すようにす
ると、エアーは管路６０から抜は出る。なお、管路６０
と液室４１とは管路６１で結ばれている。第２フイルタ
５８を通ったインクは管路６２から再び上に上がり、ポ
ンプの吸入口６３から下に下り、インサータ６８を通り
、弁座６４、弁６５を抜けて液室６６に入る。６９は吐
出側の弁座、７０は弁、７１はインサータである。６７
はダイヤフラム、７２はアーマチュア、７３はアーマチ
ュアとダイヤフラムの固定ネジ、７４はポンプソレノイ
ド鉄心、７５はコイルである。今、コイル７５に通電す
ると（約５０Ｈｚ）、アーマチュア７２は鉄心側に引き
つけられ、ダイヤフラム６７が下方に曲げられ、液室６
６内が負圧になるため、吸入側６３からインクが液室６
６内に入り込む０通電を切るとダイヤフラム６７の復元
力で液室６６内のインクが押し上げられ、吐出側から出
ていく、これを５０Ｈｚの動作でくり返し、インクの圧
力を高めて吐出させる（ダイヤフラム式ポンプ）、吐出
側から出たインクは第３フイルタ７６を通って、アキュ
ームレータ（Ａ　ＣＣ）に入る。アキュームレータはポ
ンプの脈動をとるための液室で、７７はダイヤフラム、
７８は液室である。つまり下から加圧されたインクが液
室７８内に入ってくるが、断続的に入ってくるため圧力
値が変効する。これをダイヤフラム７７のタワミによっ
て吸収させ、圧力を一定にする。

第３フイルタ７６はメインフィルタと呼ばれ、最もメツ
シュが細かく１例えば３μｍ７１０μｍの２層重ねにな
っている。アキュームレータを出たインクは管路７９を
通ってバルブ液室８０に入ろうとする。第１図では、バ
ルブ液室８０がＯＦＦの状態のため弁体８１は閉じてお
り、インクはゴム製の弁８２によってシールされている
。第３図において、インク噴射命令が出ると、バルブソ
レノイド８７が通電され、アーマチュア８８が引かれ、
レバー８４が０リング８５の回りに矢印側に動く、そう
すると管路７９側が開き、同時に管路９２側（バルブＥ
ＸＴ）が閉じ、インクは液室８０内に充満し、その後、
９３の通交パイプを通ってヘッドから飛び出る。９５は
０リングでインクのシールとヘッドの上下アジャストの
支点を兼ねている。ヘッドとバルブとはジヨイントレス
であり、ヘッド組立時はネジ９６をゆるめてフランジ９
４をゆるめ、Ｏリング９５を広げた後、ヘッドを抜き差
しする。その後、ネジをしめて０リングをパイプ９３に
密看させ、これによって、ジヨイントがなくなり、簡単
に交換も可能になる。

インク噴射を止める時にはソレノイド８７の通電を切る
。するとリターンスプリング８６によって矢印と反対側
にレバー８４が動き、第３図に示した状態になる。この
時、管路９２（ＥＸＴ）側が開くため１．バルブ液室８
０内のインクは管路８３を通って管路９１から排出され
る。この時、急激に開放されることがあったり、又、管
径が大なことのため、ヘッド内のインクも空にしてヘッ
ド内を負圧にし、ノズルからエアーを引き込む恐れがあ
るため、ネジ８９によって流路に抵抗を設けるようにし
ている。これは９０と９７との隙間をコントロールして
行なう。管路９１から出たインクはタンク４１内に入る
。又、アキュームレータを出たインクは管路７９を通っ
てバルブ液室８０に行くものと管路９９を通って外部に
開放されるものがある。管路９９の目的は、エアー等の
抜きの外、圧力を測定したり、又、インクを交換する場
合に用いるもので、ネジ９８をゆるめることにより、イ
ンク、エアー等を外に出す。

１００はヘッドハウジングで、管路９３を通して入った
インクはファイナルフィルタ（ヘッド内に内蔵）を通り
、次いでセラミック製のへラドボディ１０１内の管路１
０４を通って、ノズル１゜５から出てい＜、１０２はピ
エゾ振動子、１０３はヒータで、ヒータ１０３はボディ
外周にパターン化してあり、ボディを直接加熱し、中の
インクを加熱する。１０６は荷電電極、１０７はキャッ
プであり、該キャップ１０７は荷電電極１０６を押して
いる。ヘッドの噴射方向の調整はスプリング１０９とネ
ジ１０Ｂで行ない、ネジ１０Ｂを回すと０リング９５を
中心に上下に動き、これによりガター１１０との位置関
係（高さ）を一定に保つ。

１１１は偏向電極（高圧側）、１１２は偏向電極（ＧＮ
Ｄ）である、ガターから入ったインクは従来回収ポンプ
で回収されていたが、図示例の場合は。

自然に落下し、インクタンク４１内に入る。これにより
回収ポンプがなくなり、コストダウンがなされる。１１
２は回収インクの管路である。

羞−一部 以上の説明から明らかなように１本発明によると、イン
クジェット印写プロセスにおいて、制御回路を除く、イ
ンク供給系全パーツをキャリッジ上に配設したので、プ
リンタの全体寸法が極端に小さくなり、又、可動部と固
定部の分断による弊害がなくなる。また、キャリッジに
おいては、機能を集約させ、部品点数を大幅に削減でき
るため。

大幅なコストダウンが可能である。更に、従来。

キャリッジハーネスで結合されていたインクチューブも
キャリッジ上で循環系を構成することから不用になり、
信号線と高圧ワイヤでキャリッジハーネスを構成でき、
信号線はフレキシブルチューブを使用できることからコ
スト的にも非常に安くなる等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を説明するための全体構成
図、第２図及び第３図は、それぞれインク供給系路の一
部を示す図、第４図は、従来のインクジェット印写装置
の一例を示す図である。 １・・・プラテン、５・・・記録紙　１２〜１５・・・
板状部材、１６・・・カートリッジ、１８・・・新イン
クベローズ、１９・・・希釈液ベローズ、４１・・・イ
ンク液室、４５・・・インク液検出電極、５４，５８，
７６・・・フィルタ、７４・・・加圧ポンプソレノイド
、７８・・・アキュームレータ液室、８０・・・バルブ
液室、１００・・・インクジェットヘッド。 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の板状部材を積層して積層体を構成するとともに、
   該積層体内にインク供給経路を形成してインク加圧ポン
   プ、フィルタ、アキュムレータ、バルブ等を連結するイ
   ンク供給系を形成し、該積層体にインク加圧ポンプ、バ
   ルブ、インクジェット噴射ヘッド、荷電偏向ユニットを
   取り付けたことを特徴とする荷電偏向型インクジェット
   印写装置。