(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリッジに搭載されて、記録用紙の幅方向である主走査方向に往復駆動される記録ヘッドと、インク供給針を介してインク供給チューブに接続して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を収容するカートリッジホルダと、前記インク供給針の流出口と前記インク供給チューブとに連通する弁室、及び駆動機構により進退される弁体とからなるバルブと、を備えたインクジェット式記録装置であって、
前記バルブは、前記カートリッジホルダに設けられていて記録装置への電源の投入により開弁され、また印字動作終了後に閉弁されるインクジェット式記録装置。
【請求項２】
前記キャリッジの移動を阻止するキャリッジロック動作のための係止片を備え、前記係止片及び前記駆動機構とが同一の駆動源により駆動され、印字動作終了後のキャリッジロック動作により前記バルブが閉弁されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項３】
前記弁体が、前記駆動機構に接続する遊星歯車機構と、該遊星歯車機構により駆動される欠歯歯車と、該欠歯歯車に一体に取付けられたカムとにより駆動されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項４】
前記カムが軸として構成され、複数のインクカートリッジに設けられた前記弁体を駆動することを特徴とする請求項３に記載のインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、記録用紙の幅方向に移動する記録ヘッドを有し、印刷デ−タに一致してインク滴を記録用紙に噴射して画像を形成するインクジェット式記録装置、より詳細にはインクカートリッジから記録ヘッドへのインクの供給機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧力室で加圧したインクをノズルからインク滴として記録用紙に吐出させて印刷デ−タを記録するインクジェット式記録装置は、ノズル開口からのインク溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇や、インクの固化、ノズル開口への塵埃の付着、さらには圧力発生室等への気泡の混入などにより印刷不良を生じるという問題を抱いている。このため、インクジェット式記録装置は、非印刷時にノズル開口を封止してインクの蒸発を防止するとともに、ノズル開口に負圧を作用させてノズル開口からインクを強制的に排出させるためのキャッピング装置と、これに負圧を供給するポンプユニットを備えている。
【０００３】
一方、カラー印刷時の印字品質を向上するため、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの４色を濃淡２種類、合計８種類のインクを使用するインクジェット式記録装置が提案されている。
【０００４】
このように多色のインクを用いるものにあっては、少なくとも８色分のインクカートリッジを必要とするため、インクタンクをキャリッジに搭載する形式の記録装置ではキャリッジの総重量が大きくなって、キャリッジ駆動モータに出力の大きなものが必要となるばかりでなく、キャリッジリターンの際のキャリッジの反動が大きくなる等の問題がある。
【０００５】
このような問題を解消するためは、インクカートリッジを函体に収容し、インク供給チューブを介して記録ヘッドにインクを供給する方式が望ましが、８色分のインクカートリッジを記録装置全体の重量バランスを取りつつ収容するためには両側に配置せざるを得ない。
【０００６】
このため、インクカートリッジを装填した状態で設置場所を変更する等のために記録装置が傾くと、函体の一方の側に配置されているインクカートリッジの記録ヘッドに対する水頭圧が上昇して、多孔質体等の負圧付与部材を備えないインクカートリッジにあっては、記録ヘッドのノズル開口からインクが漏れ出す等の問題がある。
このため、メーカは、設置場所を変更する等の短い距離を移動する場合には、通常、全てのインクカートリッジの取り外しを、また長距離の輸送にはインク充填機構を利用してインク供給チューブと記録ヘッドに残留しているインクを抜き取ることを推奨している。前者の場合には流路に停滞している一部のインクが、キャッピング状態におかれている記録ヘッドからキャップ内に若干流れ出すだけで済み、また後者の場合にはキャップからの溢れ出しを防止することができる。
【０００７】
しかしながら、このようなインクの漏れ出しや排出には流路への大気の進入を伴うため、インクカートリッジ装着後に記録ヘッドに負圧を作用させてインクカートリッジのインクを記録ヘッドに充填する操作が必要となり、印刷開始までに時間を要したり、またインクを消費する等の問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を回避するため、インク供給チューブの途中に電磁駆動可能な弁機構を接続して、非印字状態ではインクカートリッジと記録ヘッドとのインク流路を遮断することが行われているが、弁機構が複雑で、かつサイズが大きく、さらにはインク供給チューブの接続箇所が増加してインク供給流路への大気の侵入を招く等の問題を抱えている。
【０００９】
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弁機構の設置に大きなスペースを必要とすることなく、かつインクチューブの接続箇所を少なくして大気の侵入を防止することができるインクジェット式記録装置を提供することである。
【００１０】
【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て、記録用紙の幅方向である主走査方向に往復駆動される記録ヘッドと、インク供給針を介してインク供給チューブに接続して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を収容するカートリッジホルダと、前記インク供給針の流出口と前記インク供給チューブとに連通する弁室、及び駆動機構により進退される弁体とからなるバルブと、を備えたインクジェット式記録装置であって、前記バルブは、前記カートリッジホルダに設けられていて記録装置への電源の投入により開弁され、また印字動作終了後に閉弁される。
【００１１】
【実施例】
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、タイミングベルト２によりモータ３に接続されいて、ガイド部材４、４に案内されてプラテン５に平行に移動するように構成されている。キャリッジ１の記録用紙に対向する面には、第１の記録ヘッド７と第２の記録ヘッド８とがキャリッジ１の移動方向に並べて搭載され、また上面にはダンパー機能を備えたサブタンクユニット９、１０が搭載されている。
【００１２】
フレーム１１の両側には複数のインクカートリッジを収容するカートリッジ収容部１２、１２が設けられ、後述する弁ユニット１４、１４を介してインク供給チューブ１６、１６、１６、‥‥を介してサブタンクユニット９、０に１接続されている。
【００１３】
弁ユニット１４、１４は、図２に示したように紙送りモータ２０に接続する紙送りローラ２１の駆動軸に輪列２２を介して接続する軸２３から動力を受ける駆動機構２４を備え、その出力軸としてのカム軸２５により作動杆を介して弁を開閉させるように構成されている。
なお、図中符号２６、２７は、紙送り機構のアイドルローラと排紙ローラを示す。
【００１４】
図３は、弁ユニット１４の一実施例をカートリッジホルダ１２に収容された１つのインクカートリッジについて示すものであって、カートリッジがカートリッジ収容部１２に装填されたとき、インクカートリッジのインク供給口のセプタムに対向する位置には、これに挿通されるインク供給針３０が固定されている。インク供給針３０は、その他端をホルダ１２の外に延長されてインクの流出口３１を形成し、バルブ３２を介してインク供給チューブ１６に接続している。
【００１５】
バルブ３２は、インク供給針３０の流出口３１を中心点とするように形成された球状凹部からなる弁室３３と、弁室３３の側方に連通するインク供給チューブ接続口３４とを備えた基体３５と、弁室側を凸とするように基体３５に気密的に取付けられゴム等の弾性材料からなる弁体３６と、常時はバネ３７により弁体３６を流出口３１に弾接するように付勢され、またカム軸２５により流出口３１との間に間隙を形成させるよう弁体３６に接続された作動杆３８とから構成されている。
【００１６】
作動杆３８の先端には基体３５に形成された回動軸３９に支持されたバルブレバー４０の一端が接続されている。
【００１７】
前述の駆動機構２４は、不作動領域を確保するように欠歯領域４１ａを備えた欠歯歯車４１に複数のバルブレバー４０に到達する長さを備えたカム軸２５が取り付けられ、軸２３に設けられた太陽歯車４２と噛み合う第１、第２遊星歯車４３、４３’のいずれか一方と選択的に係合するように構成されている。
【００１８】
この実施例において、記録装置に電源が投入されて初期化動作が実行されると、紙送りモータ２０が回転してプラテン５に残留している記録用紙を排出する。紙送りモータ２０の回転（図４において矢印Ｂで示す方向）は、輪列２２を介して太陽歯車４２に伝達され、第１の遊星歯車４３が欠歯歯車４１に当接してこれを回動させる。
【００１９】
これによりカム軸２５が回動し、図４に示したようにバルブレバー４０の先端をバネ３７の付勢力に抗して弁体３６を流出口３１から離反させ、インク供給針３０とインク供給チューブ１６とを連通させる。
【００２０】
太陽歯車４２が一定量回動すると、第１遊星歯車４３が欠歯歯車の４１欠歯領域４１ａに対向するから、以後紙送りモータ２０の紙送り方向への回動に関りなくバルブ３２は開弁状態を維持する。また、紙送りモータ２０の若干の逆方向への回転によっては第２の遊星歯車４３’は欠歯歯車４１には係合しないからやはり開弁状態を維持する。
【００２１】
この状態で、初期化動作である記録ヘッド７、８のメンテナンスのためのインク吸引などが行われると、インクカートリッジのインクがインク供給チューブ１６を介してサブタンク９、１０に流れ込み、ここから記録ヘッド７、８にインクが供給される。
【００２２】
バルブ３２は、弁室３３側を凸とする弁体３６を備えて弁室３３のデッドスペースが小さく構成されているため、インク吸引によるインク流は、弁室３３で流速を低下することなく、高速度を維持して弁室３３を通過する。また弁室３３から外部に連通する流路は、重力方向とは反対方向に形成されているため、溜まった気泡は上方に移動する。この結果、比較的気泡が溜まりやすい弁室３３の気泡がインク流に乗って記録ヘッド７、８から外部に容易に排出される。
【００２３】
初期化動作が終了して印字指令が入力すると、記録ヘッド７、８はインクカートリッジからインクの供給を受けて印刷データに一致してインク滴を吐出し、記録媒体にドットを形成する。
【００２４】
印刷動作が終了して所定時間が経過すると、ノズル開口のインクの乾燥を防止するべく、キャリッジ１がキャッピング装置２７に移動してノズル開口をキャッピング装置２７で封止する。この状態で、紙送りモータ２０が若干逆転して紙送りローラ２１に駆動される図示しない係止片をキャリッジ１に係合させてキャリッジ１をロックする。
【００２５】
この紙送りモータ２０の逆転（図３において矢印Ａで示す方向）は、輪列２２を介して太陽歯車４２をも逆転させ、第２の遊星歯車４３’を欠歯歯車４１の有歯領域に噛み合わせ、さらなる紙送りモータ２０の逆転により欠歯歯車４１が第２遊星歯車４３’により回動されてカム軸２５を回動させ、バルブレバー４０を介してバネ３７により弁体３６が図３に示す状態で流出口３１に弾接し、インク供給針３０とインク供給チューブ１６とを遮断する。
【００２６】
この状態で記録装置の設置場所を変更すべく搬送する途中で、左右に高低差が生じたとしてもインクカートリッジの水頭圧がバルブ３２により遮断されているから、記録ヘッド７、８に過剰な水頭圧を作用させることがなく、記録ヘッド７、８からインクが漏洩することにはならない。
【００２７】
なお、上述の実施例においてレバー４０を介して作動杆３８を操作するようにしているが、バルブレバー４０を介すること無く作動杆３８をカム軸２５で操作するようにしても同様の作用を奏する。
【００２８】
また、上述の実施例においては函体の両側に分散させてインクカートリッジを収容する形式のものに例を採って説明したが、インクカートリッジを一方の側に纏めて配置する形式のものに適用しても同様の作用を奏することは明らかである。
【００２９】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、初期化処理と印刷終了処理に伴う紙送りモータの回動を利用して記録ヘッドとインクカートリッジとの流路を開閉することができ、弁機構の設置に大きなスペースを必要とすることなく、かつインクチューブの接続箇所を少なくして大気の侵入を防止でき、さらには不作動時にはインクカートリッジと記録ヘッドとの連通を断って函体の傾き等によるインクの漏洩を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット式記録装置の一実施例を示す上面図である。
【図２】同上装置における動力伝達系を示す図である。
【図３】同上装置のカートリッジホルダのインク供給針近傍の構造を閉弁した状態で示す図である。
【図４】同上装置のカートリッジホルダの開弁状態を示す図である。
【符号の説明】
１  キャリッジ
７、８  記録ヘッド
９、１０  バッファタンクユニット
１２  カートリッジホルダ
１６  インク供給チューブ
２０  紙送りモータ
２３  バルブ駆動機構駆動用の軸
２４  バルブ駆動機構
２５  カム軸
３０インク供給針
３１  流出口
３２  バルブ
３３  弁室
３６  弁体
４０  バルブレバー
４１  欠歯歯車
４２  太陽歯車
４３、４３’  欠歯歯車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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