(57)【要約】【課題】耐久信頼性にすぐれたピットインジョイントを実現する。【解決手段】スリット付きゴムと、先端半球で横向き穴あき針と、の挿抜によるジョイント構成。ゴムのスリット方向と針先端の横穴方向を略平行に配置する。【選択図】        図１
2004160705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクタンクから記録ヘッドに至るインク流路中にて、
一方にジョイント針を有し他方にジョイント針受容部を有する流路ジョイント構造を備えたインクジェット記録装置において、
針先端が閉じており且つ針先端近傍の円柱面に横穴を有するジョイント針を備え、
前記ジョイント針受容部にはスリットを有する弾性密閉手段を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記横穴を有する前記ジョイント針と前記スリットを有する前記弾性密閉手段との挿抜に際して、前記スリットのスリット方向と前記横穴の穴軸線方向とを略平行に位置せしめたことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記略平行とは、前記スリット方向と前記穴軸線方向との角度ずれが、±１５度以内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記録装置。
【請求項４】
前記ジョイント針の先端は半球形状であることを特徴とする請求項１のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像処理装置に適用されるインクジェット記録装置に関し、詳しくは、流路ジョイントの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、インクジェット記録装置のなかには、インク貯蔵部から記録ヘッドに至るインク流路途中に流路ジョイントを形成したものがある。装置内のスペース効率を向上させて装置サイズの最適化を図るとともに、ランニングコストの低減を図るものである。エンジン部のデッドスペースを小さくするために記録ヘッド部のサブタンクを小さくして、別途大容量のメインタンクを設ける構成となっている。サブタンクにインクを供給する際に、メインタンクとサブタンクを流路ジョイントで連結して、サブタンクすなわちヘッド側にインク供給をおこなっている。
【０００３】
流路の結合および遮断をおこなうジョイントの構成としては、流路結合する一方の側にジョイント針を設け、他方の側にジョイントゴム等からなるジョイント針受容部を設けたものがある。流路の結合および遮断の際には、ジョイント針とジョイントゴムとの挿抜がおこなわれる。流路が結合した状態では、ジョイント針がジョイントゴムに刺さっており、ジョイント針先端の流路孔と密閉されたジョイントゴム内部が通じている。このときジョイントゴムはジョイント針を締め付けており、結合した流路は外部空気と遮断されている。ジョイント針が抜けた状態では、何らかの方法により、ジョイントゴム側は密閉されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
流路ジョイントにおいては、インク漏れ防止の観点から、密閉性が確保されなければならない。ジョイント時には、密閉されたインク流路が確実に形成され、非ジョイント時には、遮断された双方の流路端が確実に外部空気と遮断されなければならない。
【０００５】
ジョイント針およびジョイントゴムを用いた流路ジョイントの構成においては、ジョイント針とジョイントゴムの挿抜が繰り返しおこなわれる。このときジョイントゴムは徐々に損傷し、流路の密閉性が低下してしまという欠点があった。
【０００６】
この欠点を克服するため、従来例では、幾つかの工夫が施されているものがある。例えばその一つは図４に示すものである。ジョイントゴムの損傷に備えて、別途密閉弁構造を備えるものであり、いわゆるボール弁などの構造を備えている。しかしながら、流路の密閉性を２段構えで確保するこの方法では、装置サイズが大型化し、製造コストも増大してしまうというデメリットが発生する。また他の従来例では、ジョイントゴムを強力に圧縮して組み込むことにより、挿抜部の密閉性マージンを稼いでいるものもある。しかしながら、この方法では、ジョイント針との挿抜力が著しく増大してしまう。すなわち駆動負荷が増大するため、駆動源および駆動機構が大型化し、電源容量の増大をも伴ない、製品サイズおよびコストの面で少なからぬデメリットが発生する。
【０００７】
小型かつ低ランニングコストの記録装置を提供するためには、従来よりも小型簡便で安価な手段によって、流路ジョイントの密閉性を確保することが課題となっている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、第一に、インクタンクから記録ヘッドに至るインク流路中にて、一方にジョイント針を有し他方にジョイント針受容部を有する流路ジョイント構造を備えたインクジェット記録装置において、針先端が閉じており且つ針先端近傍の円柱面に横穴を有するジョイント針を備え、ジョイント針受容部にはスリットを有する弾性密閉手段を備えるものである。簡便な構成にて、密閉性と耐久性に優れた流路ジョイントが得られるものである。
【０００９】
第二に、横穴を有するジョイント針とスリットを有する弾性密閉手段との挿抜に際して、スリットのスリット方向と横穴の穴軸線方向とを略平行に位置せしめるものである。ジョイント針と弾性密閉手段との繰り返し挿抜に際し、弾性密閉手段のスリット部の損傷が小さくなり、耐久信頼性の高い流路ジョイントが得られるものである。
【００１０】
第三に、前記略平行の範囲を、スリット方向と穴軸線方向との角度ずれが±１５度以内とするものである。効果のある実用範囲を明確に設定し、品質を確実に確保するものである。
【００１１】
第四に、ジョイント針の先端を半球形状とするものである。スリットのダメージを低減し、流路ジョイントの耐久信頼性を向上せしめるものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１３】
（実施例）
図１は本発明を実施したインクジェット記録装置の斜視図である。
【００１４】
図１において、サブタンク３を搭載した記録ヘッド２はキャリア５に搭載される。記録ノズルは記録ヘッド２の底部かつ図示しない記録用紙に対向する面に位置している。キャリア５はキャリアモータ１１によりキャリアベルト１２を介してキャリアシャフト１３に沿って駆動される。キャリア５が記録用紙幅方向に往復移動しながら記録を行う。給紙トレー９にセットされる図示しない記録用紙は、供給・回復ユニット１に搭載されて給紙系および回復系を駆動するＡＰモータ１８により駆動される給紙ローラ１０によって給紙される。給紙された記録用紙は搬送ローラ７とピンチローラ８により搬送される。搬送ローラ７はＬＦモータ１４によりＬＦギア列１５を介して駆動される。１７は排紙ローラであり、ＬＦモータ１４により排紙ギア列１６を介して駆動される。供給・回復ユニット１は、図示しない記録ヘッドのメンテナンス機構および後述する流路ジョイント等が内蔵されており、シャーシ６に固定されている。４はメインタンクである。メインタンク４内部のインクは、ジョイントモータ１９の駆動により図示しないポンプ系によって、流路ジョイントを介してサブタンク３に供給される。
【００１５】
図２および図３を併用して、サブタンクおよび流路ジョイントの構成を説明する。図２は、サブタンクおよび流路ジョイントの外観斜視図である。図３は、サブタンクおよび流路ジョイントの断面図である。
【００１６】
サブタンク３の上面には、大気連通孔２１を有するサブタンク天板２０が溶着されている。サブタンク３内は、気液交換孔３４で連通する生インク室３５と保持インク室３７に仕切られている。保持インク室３７にはスポンジ状のインク保持体２６が収容されている。生インク室３５に供給されたインクは、気液交換孔３４にて気液交換をおこないながら、インク保持体２６に充填される。インク保持体２６に充填されたインクはインクダクト２２を通して記録ヘッドに供給される。２７は弾性密閉手段であるところのジョイントゴムであり、円盤形状の中央部にスリット２８が切ってある。非ジョイント時には、スリット２８の対向面が密着することにより、ジョイントゴム２７のみで密閉性が確保されるシンプルナ構成である。ジョイントゴム２７は、ジョイントゴムキャップ孔３０を有するジョイントゴムキャップ２４とサブタンク３とによって、周囲が密着固定されている。ジョイントゴムキャップ２４およびジョイントゴム２７およびサブタンク３によりジョイント針受容部は形成されている。２３は供給・回復ユニット１内部に固定されたジョイントベースである。シールゴム２９は円盤形状の圧肉ゴムであり、中央部にはジョイント針３２を締め付けるシール穴３８があいている。シールゴム２９は、シールゴムキャップ孔３１を有するシールキャップ２５とジョイントベース２３とによって、周囲が密着固定されている。中空のジョイント針３２は、図示しない流路により、図１に示すメインタンク４に連結している。さらにジョイント針３２は図示しない駆動系により鉛直の矢印Ｂ方向に駆動される。ジョイント針３２には、インク供給孔として先端付近に、貫通した横穴であるところの針穴３３を設けてある。図３は非ジョイント状態を示し、針穴３３はシールゴム２９のシール穴３８により、密閉シールされている。ジョイント針３２の円筒面上の針穴３３をシールゴム２９の円筒のシール穴３８によって締め付けるので、応力が均一でシール性が高い。ジョイント針３２の先端は閉じているので、スリット２８に針先端が引っ掛かかることがなくスリット２８のダメージが小さい。先端が閉じていても、先端が平坦であると、挿入抵抗が増す。逆に先端が鋭角的であると、位置ずれが生じた場合に、ジョイントゴムを破損する恐れがある。本例のごとく、ジョイント針先端は半球形状が最適である。ジョイント時にジョイント針３２が、図３紙面上方に駆動されると、針穴３３は、シールゴムキャップ孔３１、ジョイントゴムキャップ孔３０、ジョイントゴム２７のスリット２８、サブタンクジョイント孔３６、を通過して生インク室に至る。この状態で、図示しないポンプ系の駆動により、生インク室３５にインクが供給される。
【００１７】
図４には、従来例を示す。ジョイントゴム２７は、ジョイント針３２が挿入される針挿入穴３９を有している。針挿入穴３９は、サブタンク３内部側において、剛球付勢バネ４１にて付勢された剛球４０によって塞がれている。ジョイント時には、挿入されるジョイント針３２が剛球４０を押し上げる。ジョイントゴム部の密閉シール性能を確保するために、部品点数が増加し、スペース効率もよくない。図３に示した本件構成は従来例に比して、シンプルでスペース効率もよいものである。
【００１８】
図５は、図３の矢印Ａ方向からみたジョイントゴム２７付近の平面図である。スリットゴム中央には鋭利なカッタにてスリット２８が切ってあり、対向するスリット面は密着している。これにより、スリット部の密閉シール性能および耐圧性能が確保されている。また、スリット２８を設けることにより、スリット無しの状態に比して、ジョイント針３２がスムースに挿抜される。ジョイント時には、ジョイント針が、スリット２８の直下から挿入される。スリット２８のスリット長は、ジョイント針断面の円周長の２分の１よりも短く設定されている。すなわち、スリット内周長の方がジョイント針断面の円周長よりも小さくなるように設定されている。これにより、ジョイント針３２がスリット２８挿入されたとき、ジョイント針３２にスリット２８の内面が密着し、ジョイント部の密閉シール性能および耐圧性能が確保される。
【００１９】
上記構成においては、スリット部の密着性能および密閉性能を維持することが重要となってくる。ジョイント針の繰り返し挿抜によってもスリット部が性能を維持するための工夫を以下に説明する。
【００２０】
図５〜図９を用いて、ジョイントゴム２７のスリット２８とジョイント針３２の針穴３３の関係を説明する。図６は、図５と同じく、図３のＡ矢示図であるところのジョイントゴム部の平面図であり、ジョイント針３２がスリット２８に挿入された状態を示す。図７〜図９は、図６のＣ−Ｃ断面図であり、図５のスリット２８に沿った断面図である。図７は、ジョイント前の状態である。図８は、針穴３３がスリット２８に到達した状態である。図９は、ジョイントが終了し針穴３３がスリット２８を通過した状態である。
【００２１】
図５〜図９において、ジョイント針３２は、横穴であるところの針穴３３の穴中心軸線がスリット２８のスリット方向と略平行になるように位置している。すなわち、針穴３３がスリット端部４２を通過するように位置している。スリット端部４２は、ジョイント針３２が通過する際の変形が小さく、針穴３３の通過に際しても変形は小さい。従って、スリット端部４２と針穴３３とは、比較的滑らかで安定的な摺動関係にある。すなわち、ジョイント針３２のジョイントゴム２７への挿入および抜去に際して、スリット端部４２における針穴３３による擦過安定性は比較的良好である。針穴３３によるスリット２８へのダメージは小さく、スリット面の損傷が小さい。すなわち、ジョイントの挿抜繰り返し耐久によっても、スリットの密閉シール性能の低下は小さい。
【００２２】
ここで、本発明を実施しなかった場合の例として、スリット方向と針穴方向が直角の場合を、図５および図１０〜図１４を用いて説明する。図１０は、ジョイントゴム部の平面図であり、ジョイント針３２がスリット２８に挿入された状態を示す。図１１〜図１４は、図１０のＤ−Ｄ断面図であり、図５のスリット２８に直角の断面図である。ジョイント針３２は、図１１から図１４の順にジョイントゴム２７に挿入される。針穴３３はスリット中央部４３に位置している。スリット中央部４３はジョイント針３２の挿抜に際して変形が大きい。図１２および図１３に示すごとく、針穴３３がスリット２８を通過する際に、スリット稜線４４は針穴３３に深く陥没しながら引っ張られてゆく。スリット中央部４３においては、針穴３３が通過する際に、針穴３３によってスリット稜線４４付近がダメージを受けることになる。繰り返し挿抜が行われると、スリット中央部４３付近ではスリット面が損傷してしまう。このとき、スリットの密閉シール性能は低下し、インク漏れが発生する可能性が高くなる。
【００２３】
以上のような問題は、前述した本発明によって相当改善される。
【００２４】
すなわち、ジョイントゴムのスリット方向とジョイント針の針穴軸線方向を略平行にすることにより、針穴によるスリット部の損傷を軽減し、スリット部からのインク漏れを防止するものである。
【００２５】
本件に係る、スリット方向と針穴軸線方向の許容平行度は、針穴３３の大きさに依存する。針穴３３が大きいほど、スリット稜線４４が陥没しやすくなるので、平行度の許容度は小さくなる。実際には針穴３３を大きくするにも加工限界があるので、ある程度は平行度にも許容範囲をもたせられる。性能および製造コストを勘案すると、本件発明者の検討によれば、スリット方向と針穴軸線方向の許容平行度は±１５度以内が最適である。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、信頼性の高いインク流路ジョイントが、省スペースかつ低コストにて実現でき、小型かつ低ランニングコストな記録装置が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の記録装置の斜視図。
【図２】実施例のサブタンクおよび流路ジョイントの斜視図。
【図３】実施例のサブタンクおよび流路ジョイントの断面図。
【図４】従来例のサブタンクおよび流路ジョイントの断面図。
【図５】実施例のジョイントゴム部の平面。
【図６】実施例のジョイントゴム部の平面図。
【図７】実施例のジョイントゴム部の断面図。
【図８】実施例のジョイントゴム部の断面図。
【図９】実施例のジョイントゴム部の断面図。
【図１０】本件非実施の場合のジョイントゴム部の平面図。
【図１１】本件非実施の場合のジョイントゴム部の断面図。
【図１２】本件非実施の場合のジョイントゴム部の断面図。
【図１３】本件非実施の場合のジョイントゴム部の断面図。
【図１４】本件非実施の場合のジョイントゴム部の断面図。
【符号の説明】
１  供給・回復ユニット
２  記録ヘッド
３  サブタンク
４  メインタンク
５  キャリア
６  シャーシ
７  搬送ローラ
８  ピンチローラ
９  給紙トレー
１０  給紙ローラ
１１  キャリアモータ
１２  キャリアベルト
１３  キャリアシャフト
１４  ＬＦモータ
１５  ＬＦギア列
１６  排紙ギア列
１７  排紙ローラ
１８  ＡＰモータ
１９  ジョイントモータ
２０  サブタンク天板
２１  大気連通孔
２２  インクダクト
２３  ジョイントベース
２４  ジョイントゴムキャップ
２５  シールゴムキャップ
２６  インク保持体
２７  ジョイントゴム
２８  スリット
２９  シールゴム
３０  ジョイントゴムキャップ孔
３１  シールゴムキャップ孔
３２  ジョイント針
３３  針穴
３４  気液交換孔
３５  生インク室
３６  サブタンクジョイント孔
３７  保持インク室
３８  シール穴
３９  針挿入穴
４０  剛球
４１  剛球付勢バネ
４２  スリット端部
４３  スリット中央部
４４  スリット稜線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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