JPS6353037B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は記録装置、特にインクジエツト記録装
置に関するものである。 ［従来の技術と発明が解決しようとする問題点］ 従来、例えば実公昭37−011183号公報には、板
部分によつて袋を圧縮することで該袋内のインク
を流出させることが示されている。 また、実公昭39−033449号公報には、孔から指
頭によつて保護板を押すことによつて、インク袋
の中のインクを送出することが示されている。 更に、特開昭52−110633号公報には、押圧ラム
を押すことによつて、インク袋中のインクを排出
することが示されている。 しかしながら、それらの公報に記載された技術
内容のいずれも、操作のミスなどによつて過つて
記録液容器が押圧されて記録液が外部に吐出され
装置の汚染やオペレータの体や衣服を汚してしま
つたり、部品点数のより一層の軽減化がむずかし
い等の問題点があり改善されるべき余地が存して
いた。 他方、従来の所謂ドロツプオンデマンド型のイ
ンクジエツト記録装置では、負圧状態でメインタ
ンクから記録ヘツドへ記録液が供給されているた
め、メインタンクを記録ヘツドの吐出オリフイス
（吐出口）位置から充分に低くすることが難しい
場合があつた。しかもインクタンクについては、
インクの補充或いはインクタンクの交換の回数を
できる限り少なくするために大容量のものとする
ことが求められていた。その結果、従来の記録装
置においては、メインタンクと記録ヘツドの配置
の自由度とインクタンクの容量とに制限があり、
記録装置の小型化とインクタンクの大容量化との
双方を同時に達成することが難しい場合があつ
た。 特に小型電子機器のプリンタとしてインクジエ
ツト記録装置を使用する際には、この点が大きな
問題点となつていた。 例えば、特開昭49−102760号公報には、インク
溜めタンクをキヤリアの上に該キヤリアと一体に
装着することが示されている。 しかしながら、その公報に記載された技術内容
では、インク溜めタンクがキヤリアの上に装着さ
れていることからインク溜めタンクの容量は必然
的に限られたものになり、それ故大容量のインク
溜めタンクを得られるものではない。 また、特開昭54−123953号公報には、インキ容
器を右側部に固定して搬送支持体とほぼ同じ高さ
に設けることが示されている。 しかしながら、その公報に記載された技術内容
は、装置を小型化するためにはインキ容器の容量
を限られたものにせざるを得ず、インキ容器を大
容量化するためにはその分装置を大型化せざるを
得ないという問題を抱えている。 すなわち、それらの公報に記載された技術内容
のいずれも、記録装置の小型化とインクタンクの
大容量化との双方を同時に達成することは困難で
あつた。 ［問題点を解決するための手段］ 前記した問題点を解決し得る本発明の記録装置
は、 キヤリツジを含むプリンタユニツトと、 前記キヤリツジに搭載された記録ヘツドと、 前記キヤリツジに搭載され前記記録ヘツドに供
給するための記録液を収容するためのサブタンク
と、 該サブタンクに供給するための記録液を収容す
る可撓性の記録液容器と該記録液容器を収容しそ
の一部が前記記録液容器を押圧可能に起倒し得る
溝を備えた筐体とを有するメインタンクと、 該メインタンクから前記サブタンクへ記録液を
供給するための供給路と、を具備し、 前記供給路は前記メインタンクから前記サブタ
ンクへ記録液を供給するためのポンプ作用が前記
供給路内に生じる様に前記キヤリツジの移動に伴
つて前記供給路の途中に設けられた固定点を中心
として円弧状に運動し得、 前記メインタンクは前記プリンタユニツトの下
方に固定配置されていることを特徴とするもので
ある。 ［作用］ この様な構成を有する本発明によれば、キヤリ
ツジの移動に伴つて生ずるポンプ作用によつてメ
インタンクからサブタンクへ記録液をスムーズに
供給することができる記録装置を提供することが
できる。 また本発明によれば、前記ポンプ作用によつて
記録液の圧力に変動が生じても該圧力の変動をサ
ブタンク内の記録液によつて吸収することがで
き、それ故記録ヘツドにはサブタンクから記録液
が一定圧力で安定的に供給され得るので、常に良
好な記録を行うことができる記録装置を提供する
ことができる。 また本発明によれば、前記ポンプ作用を利用す
ることでキヤリツジを含むプリンタユニツトの下
方にメインタンクを配置するという装置内の空間
の有効利用を行なうことができるので、記録装置
の小型化とメインタンクの大容量化との双方を同
時に達成することができる記録装置を提供するこ
とができる。 更に本発明によれば、記録液容器を押圧可能に
起倒し得る溝を備えた筐体をメインタンクが備え
てあるので、メインタンクから記録ヘツドへの記
録液の初期供給や記録ヘツドの回復を極めて簡単
な機構で行なうことができる記録装置を提供する
ことができる。 加えて本発明によれば、操作のミスなどによつ
て過つて記録液容器が押圧されて記録液が外部に
吐出され装置の汚染やオペレータの体や衣服を汚
してしまつたり、部品点数のより一層の軽減化が
むずかしい等の従来の問題点を十分に満足して解
決できる記録装置を提供することができる。 ［発明の説明］ 第１図は、インクジエツト記録装置の原理を説
明するための模式図である。ここで３１は記録ヘ
ツド３２をサブタンク３３と一体化したヘツド／
タンク部であり、キヤリツジ３４上に装着され
る。キヤリツジ３４はシヤフト３５に移動可能に
取付けられて、キヤリツジ駆動用モータ（図示せ
ず）の制御の下にシヤフト３５に沿つて往復移動
する。サブタンク３３の一側壁の下方部には、記
録液導入口３６を設け、この導入口３６に可撓性
供給路３７を接続する。この供給路３７を固定点
３８を介して供給路３９と接続する。更にこの供
給路３９をメインタンク４０の一側壁の下方部に
設けた記録液送出口４１に接続する。ここで、サ
ブタンク３３およびメインタンク４０の上面には
それぞれ通気孔４２および４３をあけ、それぞれ
のタンク内の圧力が常に大気圧となるようにす
る。 このように構成した第１図示のインクジエツト
記録装置において、印字指令信号が記録ヘツド３
２に入力されると、この信号に応じて記録ヘツド
３２から液滴が印字紙に向けて吐出されるととも
に、キヤリツジ駆動モータ（図示せず）もまた、
この信号によつて制御され、ヘツド／タンク部３
１を搭載したキヤリツジ３４がシヤフト３５上を
移動して印字紙に所望の文字、数字が印字され
る。 第２図に示すように、キヤリツジ３４、従つて
ヘツド／タンク部３１はシヤフト３５上に左右に
移動するから、このヘツド／タンク部３１に接続
された記録液補充用供給路３７は、ヘツド／タン
ク部３１の移動と共に固定点３８を中心として左
右に円弧状運動する。このとき、供給路３７内の
記録液には、固定点３８を中心とする供給路３７
の円弧状運動のために、遠心力が働き、いわゆる
ポンプ作用によるインク供給力が発生する。この
結果、印字により記録液が減少したサブタンク３
３内にメインタンク４０から記録液が効果的に補
充される。 また、前記ポンプ作用によつて記録液の圧力に
変動が生じても該圧力の変動をサブタンク内の記
録液によつて吸収することができ、それ故記録ヘ
ツドにはサブタンクから記録液が一定圧力で安定
的に供給され得るので、常に良好な記録を行うこ
とができる。 ここで、第１図および第２図に示されるインク
ジエツト記録装置のメインタンクからサブタンク
への供給路中のポンプ圧力は次のように求めるこ
とができる。第３図において、ヘツド／タンク部
３１中のサブタンク３３は中間固定点を介さずに
供給路３７によりメインタンク４０と直接に接続
された場合について説明していく。ここでヘツ
ド／タンク部３１がシヤフト３５上を角速度ω
（速度Vl）で移動するものとし、メインタンク４
０からヘツド／タンク部３１までの供給路３７の
長さをｌ、供給路３７の断面積をＳ、記録液の比
重量をρ、重力加速度をｇ、メインタンク４０の
側壁から任意の距離ｒにおける供給路３７の速度
をVrとすれば、距離ｒの地点における供給路３
７の微小範囲drの記録液前後に働く圧力差dpに
よる力Ｆと、メインタンク４０を中心とした供給
路３７の左右の円弧状運動による記録液に働く遠
心力ｆとはＦ＝ｆと表すことができる。ここで記
録液の微小範囲drの記録液前後に働く圧力差dp
により記録液が受ける力Ｆは、 Ｆ＝Ｓ（Ｐ＋dp／drdr）−SP＝Ｓ・dp／drdr ……(1) と表わせる。一方、遠心力ｆは、 ｆ＝Sρdr／ｇ・ω²r ……(2) と表わせるから、Ｆ＝ｆより、 Ｓ・dp／drdr＝Sρdr／ｇ・ω²r ……(3) となり、圧力Ｐは、 Ｐ＝ρ／2g・ω²r²＝ρ／2g・Vr² ……(4) と表わすことができる。この圧力Ｐをポンプ圧力
とすれば、ポンプ圧力Ｐはキヤリツジ３４の速度
Vlの２乗に比例する。このようにキヤリツジ３
４の走行の度毎に供給路３７中の記録液には走行
速度に依存した遠心力が働き、この力によりポン
プ作用が発生し、反インク供給力（例えば供給路
内径、材質、フイルター等による合成抵抗力）に
打勝つ程度の高速でキヤリツジを移動させれば、
高速印字を行なえると同時にサブタンク３３内に
メインタンク４０より記録液が効果的に補充され
る。 また、高速印字を行うためにはヘツド／タンク
部３１は軽量、小型が好ましく、そのヘツド／タ
ンク部３１は例えば第４図に示すように構成でき
る。 第４図において、５０は圧電素子５１、ノズル
部５２、吐出オリフイス５３、供給管５４から構
成される記録ヘツド、５５はサブタンクで、その
一側壁（第６図では左側壁）をサブタンク上面部
でほぼ直角にキヤリツジ３４側へ向けて折曲げ、
突出部５５Ａを形成し、突出部５５Ａ上に記録ヘ
ツド５０を固着し、またキヤリツジ３４と固定す
る。このようにキヤリツジ３４の上部に記録ヘツ
ド５０を、キヤリツジ３４の側部にサブタンク５
５を設けたから小型、軽量、かつ薄型に構成する
ことができ極めて好ましい。またサブタンク５５
の上面には通気孔（通気フイルター）５６を設け
てタンク内圧を、常時大気圧と同一に保持する。 サブタンク５５上面の材質としては、ポリエチ
レン、フツ素樹脂、シリコン樹脂等が好適であ
り、ここに通気孔５６として内径100μｍ以下の
孔を複数あけてもよく、また、メンブランフイル
ターを装着してもよい。サブタンク５５の一側壁
（第４図では右側壁）の下方部には記録液をサブ
タンク５５内に補充するための供給路３７を接続
する記録液導入口５７を設ける。このようにヘツ
ド／タンク部は小型、軽量かつ薄型に構成するこ
とができ、かつこの構成により本体装置の傾斜、
振動、衝撃等によつて記録ヘツド５０の先端から
記録液が漏れたり、吐出オリフイス５３における
メニスカスが供給管５４の内方に後退することも
なく、また、供給路３７および３９中の記録液に
気泡が混入しても、この気泡はいつたんサブタン
ク５５内に入り、しかもサブタンク５５には通気
孔５６があけられているから、サブタンク５５内
に入り込んだ気泡はサブタンク５５内で消滅し、
記録ヘツド５０内に入り込むことはない。従つ
て、吐出オリフイス５３が吐出不良を起こすおそ
れがなく、安定した印字を実行できる。またサブ
タンクのポンプ圧緩衝作用により、オリフイスか
らのインク漏れもないから高速のキヤリツジ移動
が可能となる。 更に、第１図および第２図に示す記録装置にお
いて、サブタンク３３へはポンプ作用力にて記録
液が供給されるので、メインタンク４０の底面位
置をサブタンク３３の底面位置より低く設置でき
る。 上述のいわゆるポンプ圧供給方式によれば、供
給路中に発生する記録液の供給力が従来より大き
く、メインタンクの底面をサブタンク底面より低
くすることができる等、メインタンクの設置場所
は従来に比べて制約を受けることがはるかに少な
い。 本例は、メインタンクの配置の制約が少ないこ
とに着目して、メインタンクを偏平薄型容器とな
し、この偏平薄型容器をプラテンやキヤリツジ等
からなるプリンタユニツトの下方に配置すること
によりコンパクトに構成し、さらにサブタンクへ
の初期供給を簡易に行えるようにしたインクジエ
ツト記録装置を示すものである。 尚、前記した特開昭54−123953号公報には、イ
ンキ容器からプリント装置へインキを供給する可
撓性供給管がインキ容器とプリント装置との間で
移動する角を最低にすることで、前記インキの供
給に対するプリント装置の加速及び減速の影響を
最低にすることは記載されているが、キヤリツジ
の移動に伴つて生ずるポンプ作用を逆に有効に利
用してインクタンクから記録ヘツドへ記録液を供
給することについては何等示されていない。 また特開昭54−123953号公報には、インキ容器
を右側部に固定して搬送支持体とほぼ同じ高さに
設けている（特開昭54−123953号公報のFIG.1参
照）ことからも明らかな通り、前記したポンプ作
用を有効に利用してインクタンクをプリンタユニ
ツトの下方に配置することで、記録装置の小型化
を実現することについても何等示されていない。 ［実施態様例］ 以下、図面に基づいて本発明の実施態様例を詳
細に説明する。 第５図は、本発明の記録装置の一実施態様例を
示す模式図である。ここで６１は記録ヘツド６２
をサブタンク６３と一体化したヘツド／タンク部
であり、キヤリツジ６４上に装着される。サブタ
ンク６３の上部には、タンク内を常時大気圧に保
持するための通気孔（通気フイルタ）６３Ａをあ
けておく。符号６５は記録ヘツド６２と対向して
配置されたプラテンであり、ロール紙装填部６６
に装填されたロール紙６７の先端６８を、プラテ
ン６５とピンチローラ６９との間に挟み込んで、
ロール紙６７をプラテン６５に装填する。キヤリ
ツジ６４はシヤフト７０に移動可能に取付けられ
て、キヤリツジ駆動用モータ（図示せず）の制御
の下にシヤフト７０に沿つて往復移動する。これ
らを基台７１に載置してプリンタユニツト７２を
構成する。基台７１の下には、偏平なメインイン
クタンク、例えば着脱可能な偏平袋状の記録液容
器７３を薄型の筐体７４内に収容して構成した記
録液カセツト７５を配置する。この記録液カセツ
ト７５にはカセツト内部を常時大気圧に保持する
ための通気孔７６を設けるとともに、一側端（第
５図では右側端）には、弾性材からなり、袋状の
記録液容器７３を着脱自在に保持する記録液導出
口７７を装着して袋状の記録液容器７３と接続し
ておく。またサブタンク６３の一側壁の下方部に
は、記録液導入口７８を設け、この導入口７８に
可撓性供給路７９を接続する。この供給路７９
を、インクジエツト記録装置が搭載されるプリン
タ付電子機器本体に設けたタンク接続部８０に接
続する。タンク接続部８０の他端には、針８１を
設けて弾性材から構成される記録液導出口７７を
針８１に押圧して、以つて針８１を導出口７７内
に挿入し、供給路７９と記録液カセツト７５とを
接続する。 このように構成した第５図に示されるインクジ
エツト記録装置において、印字指令信号が記録ヘ
ツド６２に入力されると、この信号に応じて記録
ヘツド６２から液滴が印字紙６７に向けて吐出さ
れるとともに、キヤリツジ駆動モータ（図示せ
ず）もまた、この信号によつて制御され、ヘツ
ド／タンク部６１を搭載したキヤリツジ６４がシ
ヤフト７０上を移動して印字紙６７に所望の文
字、数字が印字される。このときヘツド／タンク
部６１はシヤフト７０上を左右に移動するから、
ヘツド／タンク部６１に接続された記録液補充用
供給路７９は、ヘツド／タンク部６１の移動と共
に円弧状運動する。従つて、前述したように、供
給路７９内の記録液には遠心力が働き、いわゆる
ポンプ作用による記録液供給力が発生する。この
結果、偏平袋状の記録液容器７３をサブタンク６
３の液面より低い位置に設置しても、印字により
記録液が減少したサブタンク６３内に偏平袋状の
記録液容器７３から記録液が効果的に補充され
る。 従つて、記録ヘツド６２とサブタンク６３の底
面との位置関係を記録液の表面張力に関連させて
適切に定めておけば、メインインクタンクと記録
ヘツド６２との位置関係については特に制限を受
けることがなく、メインインクタンクをキヤリツ
ジを含むプリンタユニツトの下方に配置すること
ができる。 ここで、偏平袋状の記録液容器は密閉容器であ
り、容器内部圧力を外気と同等に保つための通気
孔は設けていないので、印字により消費した記録
液を記録ヘツドに補充するためには、減少した液
体量に追随して容器自体の形状が変形できるよう
にする必要がある。従つて、偏平袋状の記録液容
器の材質としては変形が容易な柔軟性の高いもの
が要求され、例えば、ナイロン、ポリエチレン等
の可撓性高分子フイルムあるいはこれらのラミネ
ートフイルムが用いられている。しかしこのよう
な可撓性材料を用いても上述の要求を満たすに足
る柔軟性を得るためには、200μｍ程度以下の厚
みにするのが好ましい。 記録液カセツト７５を初めて装填して使い始め
るとき、またはサブタンク６３内の記録液がほと
んどなくなつてから新しいカセツト７５を装填し
たときは、サブタンク６３はほぼ空の状態である
からすぐに印字を行なうのが困難である。このと
きキヤリツジを何回か往復移動させて前述の遠心
力作用によりサブタンク６３へインクを送り込ん
でも良いが、ある程度の量になるまでは印字は行
えず時間の無駄となる。そこでカセツト７５の底
板に第１の溝７４ｃと該溝の両端部分近傍に夫々
終端を有する第２の溝７４Ｄを設け、筐体７４の
底板の一部７４Ｂを起倒自在と成し、本体底板８
７の穴８７Ａから指を入れて７４Ｂを押し、この
押圧力によりインク袋７３を７３′のようにつぶ
してサブタンク６３への初期のインク供給を行な
うようにする。この供給量は加圧時間に関係し、
サブタンク６３を目視しながら適当に制御する。 また、この機構はヘツドが目詰まりしたときに
もヘツドへインクを強制的に送り込み、ゴミ等を
吐き出させることもできるので、特別の目詰まり
除去手段を必要とせずに極めて好ましい。 ［参考］ 一般に高分子フイルムのガス透過性および透湿
性は、柔軟性の高いほど、また厚みの薄いほど大
きいので、上述したようなフイルム厚さ200μｍ
以下の袋状容器の場合には、その内部に収容する
記録液の組成成分である水やグリコール等の溶媒
の蒸発を完全に阻止することが困難である。また
外気中の有害ガス成分が逆に容器内に侵入するお
それもある。いずれにせよ、これらの現象は記録
液の組成を変化させるので、記録液の吐出性能や
印字（画像）性能に悪影響を及ぼす場合がある。 上述の点に鑑みて、偏平袋状容器を例えば第６
図ＡおよびＢに示すように構成するのが好適であ
る。図において符号８２は袋状容器で、第６図Ｂ
に示すように、高分子フイルム、例えばポリエチ
レンフイルム８３上に金属薄膜、例えばアルミニ
ウム薄膜８４をラミネート層として被着したり、
蒸着によりポリエチレンフイルム８３上にアルミ
ニウム薄膜８４を付着させ、更にそのアルミニウ
ム薄膜８４上にナイロンフイルム８５を被着して
形成する。かかる３層構造の袋状容器８２に、記
録液導出管８６を挿入して、記録液容器全体を構
成する。 第１表は、高分子フイルム層だけからなる容器
と、高分子フイルム表面上にアルミニウム薄膜を
被着した容器との透湿度、気体透過度、および容
器内に記録液を充満させて、60℃の温度で１か月
放置した後の記録液の重量損失率を対比して示し
たものである。

【表】 第１表から判るように、この種の高分子フイル
ム表面に金属薄膜を被着した偏平袋状容器によれ
ば、透湿度、気体透過度は零であり、重量損失率
もほぼ零であるから、高分子フイルムのみから構
成された袋状容器と異なり記録液の組成、品質は
長期にわたつて変化しない。 ［発明の効果］ 以上説明した様に、本発明によれば、キヤリツ
ジの移動に伴つて生ずるポンプ作用によつてメイ
ンタンクからサブタンクへ記録液をスムーズに供
給することができる記録装置を提供することがで
きる。 また本発明によれば、前記ポンプ作用によつて
記録液の圧力に変動が生じても該圧力の変動をサ
ブタンク内の記録液によつて吸収することがで
き、それ故記録ヘツドにはサブタンクから記録液
が一定圧力で安定的に供給され得るので、常に良
好な記録を行うことができる記録装置を提供する
ことができる。 また本発明によれば、前記ポンプ作用を利用す
ることでキヤリツジを含むプリンタユニツトの下
方にメインタンクを配置するという装置内の空間
の有効利用を行なうことができるので、記録装置
の小型化とメインタンクの大容量化との双方を同
時に達成することができる記録装置を提供するこ
とができる。 更に本発明によれば、記録液容器を押圧可能に
起倒し得る溝を備えた筐体をメインタンクが備え
ているので、メインタンクから記録ヘツドへの記
録液の初期供給や記録ヘツドの回復を極めて簡単
な機構で行なうことができる記録装置を提供する
ことができる。 加えて本発明によれば、操作のミスなどによつ
て過つて記録液容器が押圧されて記録液が外部に
吐出され装置の汚染やオペレータの体や衣服を汚
してしまつたり、部品点数のより一層の軽減化が
むずかしい等の従来の問題点を十分に満足して解
決できる記録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はインクジエツト記録装置の一
例を示す模式図、第３図は第１図および第２図に
示したインクジエツト記録装置の動作を説明する
ための模式図、第４図はヘツド／タンク部の具体
例を示す模式図、第５図Ａ，Ｂは本発明の実施態
様例の記録装置及び該記録装置のインクタンクの
一例を示す模式図、第６図Ａは袋状容器の一例を
示す模式的斜視図、および第６図Ｂはその模式的
断面図である。 ３１……ヘツド／タンク部、３２……記録ヘツ
ド、３３……サブタンク、３４……キヤリツジ、
３５……シヤフト、３６……記録液導入口、３
７，３９……供給路、３８……固定点、４０……
メインタンク、４１……記録液送出口、４２，４
３……通気孔、５０……記録ヘツド、５１……圧
電素子、５２……ノズル、５３……吐出オリフイ
ス、５４……供給管、５５……サブタンク、５５
Ａ……突出部、５６……通気孔、５７……記録液
導入口、６１……ヘツド／タンク部、６２……記
録ヘツド、６３……サブタンク、６３Ａ……通気
孔、６４……キヤリツジ、６５……プラテン、６
６……ロール紙装填部、６７……ロール紙、６８
……ロール紙先端、６９……ピンチローラ、７０
……シヤフト、７１……基台、７２……プリンタ
ユニツト、７３……袋状容器、７４……薄型筐
体、７５……記録液カセツト、７６……通気孔、
７７……記録液導出口、７８……記録液導入口、
７９……供給路、８０……タンク接続部、８１…
…針、８２……袋状容器、８３……ポリエチレン
フイルム、８４……アルミニウム薄膜、８５……
ナイロンフイルム、８６……記録液導入管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ キヤリツジを含むプリンタユニツトと、 前記キヤリツジに搭載された記録ヘツドと、 前記キヤリツジに搭載され前記記録ヘツドに供
   給するための記録液を収容するためのサブタンク
   と、 該サブタンクに供給するための記録液を収容す
   る可撓性の記録液容器と該記録液容器を収容しそ
   の一部が前記記録液容器を押圧可能に起倒し得る
   溝を備えた筐体とを有するメインタンクと、 該メインタンクから前記サブタンクへ記録液を
   供給するための供給路と、を具備し、 前記供給路は前記メインタンクから前記サブタ
   ンクへ記録液を供給するためのポンプ作用が前記
   供給路内に生じる様に前記キヤリツジの移動に伴
   つて前記供給路の途中に設けられた固定点を中心
   として円弧状に運動し得、 前記メインタンクは前記プリンタユニツトの下
   方に固定配置されていることを特徴とする記録装
   置。