(57)【要約】【課題】印字ヘッドを交換する際、印字ヘッド交換に至るまでの操作が複雑なため間違い易く、最悪の場合インク漏れに至る問題を改善すること。【解決手段】印字ヘッド交換にかかる手間を簡素化できる構成を設けることにある。具体的には印字ヘッド側とインク供給装置側の流路を結合する複数のジョイントを外す際、時間差を持って外せる構成を有するとともに、片側のインク流路を外した際にインクタンクとの間で水頭差が発生する位置に前記ジョイントを配置したことを特徴とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するためのノズルを備えた記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドと複数の流路で接続されるインク貯蔵部と前記流路中にそれぞれジョイントを有し、該ジョイントは時間差を持って離間可能であり、かつインク貯蔵部内のインク液面より上方に位置することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記記録ヘッドとインク貯蔵部間を結ぶ流路は２系統であることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置
【請求項３】
前記記録ヘッドとインク貯蔵部を接続する流路の内、少なくともそのうちの１本にはインクの圧送可能な構成を有することを特徴とする請求項１、２いずれかに記載のインクジェット記録装置
【請求項４】
前記記録ヘッドとインク貯蔵部を接続する流路の内、前記インク圧送手段とは別の流路に流路の遮断開放が可能な弁構成を有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記録装置。
【請求項５】
インクを濾過するフィルタ−を備え、前記複数系統の流路は、該フィルタ−とインク貯蔵部間をつなぐものであることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載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】
本発明はインクジェットプリンタにおけるインク供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ヘッド交換について説明する。新しいヘッドには、ある特定のインクが詰まっていて、これを本機に搭載する場合、詰まっているインクをすべてサブタンク３０５にあるインクと入れ替えなくてはならない。そこで、その方法について説明する。
【０００３】
先ず、加圧ポンプ３０４を時計回り（ＣＷ）に回転させて、サブタンク３０５にあるインクを矢印３１８、矢印３０３の方向に流し、ヘッド５の吐出口３４７から詰まっているインクを吐き出す。次に、加圧ポンプ３０４を止め、吸引ポンプ３１０を反時計回り（ＣＣＷ）に回転させてサブタンク３０５内のインクを矢印３４８の方向に流し、同じように吐出口３４７からインクを吐き出す。そして、吸引ポンプを３１０を止め、また加圧ポンプ３０４を時計回り（ＣＷ）に回転させて、インクを吐き出す。この動作を数回繰り返す。
上述のようなことをして、印字ヘッドの交換をしていた。
〈例えば特許文献１参照〉
【特許文献１】
特開平０７−２５１９８３（第９頁、図１５）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来の構成において特に印字ヘッドを交換する際、印字ヘッド交換に至るまでの操作が複雑なため間違い易く、最悪の場合インク漏れに至る可能性が高い。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用】
上記課題を解決するための本出願に係わる発明は、印字ヘッド交換にかかる手間を簡素化できる構成を設けることにある。具体的には印字ヘッド側とインク供給装置側の流路を結合する複数のジョイントを外す際、時間差を持って外せる構成を有するとともに、片側のインク流路を外した際にインクタンクとの間で水頭差が発生する位置に前記ジョイントを配置したことを特徴とする。
【０００６】
かかる構成によれば印字ヘッドを交換する際、一方のジョイントを外すだけで、流路内の必要な範囲のインクが自然に抜け、前記ヘッド交換時に関わる複雑な作業から開放されるとともに、作業間違いによるインク漏れを無くすことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
【実施例１】
本発明における第一の実施例を図５に示す。図５はインク供給装置のインク流路を表す概略図である。
【０００８】
ただし、図５は１ステ−ションを概略的に示したものであり、複数の印字ヘッドを備える場合は、各印字ヘッドに対応して、同様のインク流路が並列的に配置される。
【０００９】
インクタンク１１３には非弾性体であるケ−シング部材内にインクが貯蔵され、通常外部に対し遮断構造になっている。該インクタンク１１３を装置に装着した際には、先端部に針状部材を有する針ジョイント１０３がインクタンク１１３にある弾性部材１０６を貫通し、インクタンク１１３内部とチュ−ブ１３０，１３１間でインクの流路が形成されるとともに、図示せぬロック機構によりインクタンク１１３に設けられた大気開放弁１０４が開放され、インクタンク１１３内部と外部との間でエア−流路が形成される。
【００１０】
尚、インクタンク１１３が装置から外される時には針ジョイント１０３先端にある２本の針間に水頭差Ｏがかかるため装置内にある加圧弁１２０（図示せぬ駆動機構により任意に流路の開閉可能）を閉め、前記水頭差により下側にある針からインクが垂れることを防止している。
【００１１】
ここで印字ヘッド５０１内のインク流路概略を図６に示す。
【００１２】
印字を行う際には、加圧弁１２０が開放状態にされ、チュ−ブ１３０，１３１双方より主にインク吐出ノズル２０１で発生する毛細管現象の作用によりインクが印字ヘッド１０１に自動供給され、ヘッドフィルタ−２０３で濾過された後、印字に使用される。
【００１３】
印字ヘッド１０１のクリ−ニングはそれぞれＡ、Ｂで示す方向にのみインクを送ることが可能な加圧ポンプ１０５、吸引ポンプ１０７の２つのポンプが所定の動作をすることにより行われる。尚、両ポンプともに非駆動時にはインクの流通性が保たれている。
【００１４】
まず、印字ヘッド１０１クリ−ニング時のインク供給装置の動作について説明をする。
【００１５】
インク循環クリ−ニング；インクタンク１１３より印字ヘッド１０１に至る流路中に溜まった気泡等を押し流し、正常なインク流路を確保することを目的とする。具体的には加圧弁１２０を開放した状態で加圧ポンプ１０５を駆動させることにより、インクをインクタンク１１３〜チュ−ブ１３０〜加圧ポンプ１０５〜チュ−ブ１１４〜印字ヘッド１０１へと圧送し、チュ−ブ１１５〜加圧弁１２０〜チュ−ブ１３１を経て、流路中に溜まった気泡と一緒に再びインクタンク１１３に戻される。
【００１６】
図６より、印字ヘッド１０１内のインクの流れを詳細に述べると、チュ−ブ１１４より圧送されるインクはフィルタ−液室２０４に流入し、大部分もしくは全てのインクがヘッドフィルタ−２０３に沿って上方へ流れチュ−ブ１１５へ流出する。従ってノズル液室２０２に流入し、インク吐出ノズル２０１より排出されるインクは、少量もしくはゼロである。
【００１７】
加えてクリ−ニング効果を高めるためにフィルタ−液室２０４に対しチュ−ブ１１５の接続は、チュ−ブ１１４の接続位置に対し上方に配置しており、インク循環クリ−ニング時に気泡の浮力を利用することで除去効果を上げている。
【００１８】
加圧クリ−ニング；インク吐出ノズル２０１及び、その周部にある気泡、異物等を除去することを目的とする。具体的には加圧弁１２０を閉じた状態にし、加圧ポンプ１０５を駆動させることによりインクをインクタンク１１３〜チュ−ブ１３０〜加圧ポンプ１０５〜チュ−ブ１１４〜印字ヘッド１０１へと圧送する。該インクはフィルタ−液室２０４に流入し、ヘッドフィルタ−２０３で濾過されインク吐出ノズル２０１より排出される。これによりノズル液室２０２及び、インク吐出ノズル２０１にある気泡、インク吐出ノズル２０１を遮るノズル面２０５に付着したゴミを押し流す。
【００１９】
ところで、インク吐出ノズル２０１より排出された廃液は、回復桶１０２でキャッチされ、廃インクポンプ１０７の吸引力によりチュ−ブ１１６より吸引され、チュ−ブ１１７の先端より廃インクタンク１０８に貯蔵される。
【００２０】
廃インクタンク１０８には廃インクポンプ１０７が円滑に廃インクを輸送できるよう大気開放口１１０が設けられる。
【００２１】
さらに廃インクタンク１０８内には２本の導電性端子より構成される上限センサ−１１１が設けられ、該センサ−が上限位置まで廃インクが貯蔵されたことを検知した時点でユ−ザ−に交換を促す。廃インクタンク１０８は、ジョイント１１２より容易に脱着可能であり、また廃インクタンク１０８内には交換に伴う廃インクの外部への漏れを防止するため、該廃インクを保持するための、吸収体１０９が設置される。
【００２２】
ところで印字ヘッド１０１はインクの吐出回数に対し寿命をもっており、装置を使用する過程で交換の必要性が出てくる。該ヘッド１０１は容易に脱着可能なジョイント１１８を外すことで、チュ−ブ１１４，１１５と一体で交換することができる。
【００２３】
図７には流路接続時のジョイント構成が示される。ヘッド側にある凸ジョイント１１８には前記２系統のインク流路に対応したボス１１８ａ，１１８ｂが形成されているとともに側部に全周に渡る溝が彫られ，それぞれＯリング３０１がはめ込まれている。一方で該Ｏリングは前記ボス１１８ａ，１１８ｂに対応したインク供給装置側の凹ジョイント１２１，１２２の穴形状内面に当接し、インク流路と外部とを遮断している。尚供給装置側の凹ジョイント１２１，１２２はガタを持たせた状態で装置フレ−ムに固定され、凸ジョイント１１８挿入時に前記ガタの範囲でボス１１８ａ，１１８ｂのピッチ合わせ込まれるよう工夫される。
【００２４】
次に印字ヘッド１０１交換時の一連の作業について説明を加える。
【００２５】
まず、加圧弁１２０を閉じた状態にし、インクタンク１１３を抜き取るとともに、別途用意する空のインクタンクを変わりに装着する。さらに加圧弁１２０を再び開放し、加圧ポンプ１０５を駆動させることでエア−を空のインクタンク１１３〜チュ−ブ１３０〜加圧ポンプ１０５〜チュ−ブ１１４〜印字ヘッド１０１へと圧送し、フィルタ−液室２０４に流入し、エア−がヘッドフィルタ−２０３に沿って上方へ流れ、チュ−ブ１１５〜加圧弁１２０〜チュ−ブ１３１を経て、再び空のインクタンク１１３に戻される。
【００２６】
これら一連の作業によりインク流路内のインクが抜かれ、一体に構成されたジョイント１１８を取り外し、印字ヘッド１０１を交換する。
【００２７】
尚、ヘッドフィルタ−２０３〜インク吐出ノズル２０１間のインクは残存するが、該フィルタ２０３及び、ノズル２０１はそれぞれ極めて細い複数の穴より流路が形成され、このためインクの表面張力が働き、容易に外部に流出することはない。
【００２８】
ところで、上記のように流路中のインクを抜かずに凸ジョイント１１８を外した場合、該ジョイント１１８を傾けることで、例えば図８に示すように、ボス１１８ａをボス１１８ｂに対し下側に、ある傾きを持たせた場合、先端部のインク液面Ｌ、Ｍ間で水頭差Ｎが発生し、インク液面Ｍはチュ−ブ１１５側に後退するとともに、インク液面Ｌは表面張力で液面を保持できずにインクが垂れてしまう。
【００２９】
印字ヘッド１０１のクリ−ニングはそれぞれＡ、Ｂで示す方向にのみインクを送ることが可能な加圧ポンプ１０５、吸引ポンプ１０７の２つのポンプが所定の動作をすることにより行われる。尚、両ポンプともに非駆動時にはインクの流通性が保たれている。その点を改良した実施例を次に説明する。
【００３０】
【実施例２】
本発明における第二の実施例を図１に示す。
【００３１】
印字ヘッド１０１とインク供給装置の流路を接続するジョイントはヘッド側にあるものをポンプ側の凸ジョイント５０１と弁側の凸ジョイント５０２として別体で構成するとともにインクタンク１１３内に貯蔵されるインクの液面Ｐに対し常に上方に位置するよう配置される。
【００３２】
ここで一連の印字ヘッド１０１交換時に関わる作業について説明を加える。
【００３３】
まず加圧弁１２０を開放状態にし、図２に示すようにポンプ側凸ジョイント５０１を取り外す。該ジョイント部が外部に曝露されることで、ポンプ側凸ジョイント５０１のインク液面ＲにはＸの、ポンプ側凹ジョイント１２１のインク液面ＳにはＹのインクタンク液面Ｐとの水頭差圧が発生する。
【００３４】
この作用により、ポンプ側凸ジョイント５０１のインク液面Ｒはチュ−ブ１１４〜ヘッドフィルタ−液室２０４〜チュ−ブ１１５〜弁側ジョイント５０２，１２２〜加圧弁１２０を経てチュ−ブ１３１内のインクタンク液面Ｐと同一高さ面に、またポンプ側凹ジョイント１２１のインク液面Ｓは加圧ポンプ１０５を経てチュ−ブ１３０内のインクタンク液面Ｐと同一高さ面まで後退する。
【００３５】
少なくとも前記液面Ｒが弁側凹ジョイント１２２まで後退した後で弁側凸ジョイント５０２を取り外し、印字ヘッド１０１を交換する。
【００３６】
尚、作業の手違いにより、加圧弁１２０を開放せずにポンプ側凸ジョイント５０１を外した場合では、前記液面Ｒが前述のように後退しないが、該液面Ｒに働くインクの表面張力により液面が保たれ、容易に外部へ垂れることはなく、作業者はインクが抜けないことで手順の間違いを認識し、その時点で加圧弁１２０を開放すればよい。
【００３７】
また、本実施例ではポンプ側凸ジョイント５０１をまず抜くように述べているが、これが逆に弁側凸ジョイント５０２から抜く構成であっても同様の効果が得られることは明らかである。
【００３８】
ただしインクタンク１１３〜印字ヘッド１０１に向かう２系統の流路の中で一方向に流れを規制する逆止弁等が設置してある場合、例えば加圧ポンプ１０５にダイアフラム方式のポンプを用いている場合には非動作時でもインクは、インクタンク１１３→印字ヘッド１０１方向にしか流れないため、ポンプ側凸ジョイント５０１を先に外す構成にしなければならない。この場合、該ジョイント５０１を外しても、前記逆止弁によってポンプ側凹ジョイント１２１のインク液面Ｓはそのままの位置で保たれるが、ポンプ側凸ジョイント５０１のインク液面Ｒは前記同様にチュ−ブ１３１内のインクタンク液面Ｐと同一面まで後退するため、印字ヘッド１０１を交換することに対し問題はない。
【００３９】
さらにジョイント位置は本実施例で説明した位置でなくともよく、２つのジョイント位置が．インクタンク液面Ｐ、もしくはインクタンク１１３とは別にヘッドにインクを供給するインク貯蔵部を設けている場合には、該タンク内のインク液面より上にあればよく、また２つのジョイントがそれぞれ別の位置にあっても良い。
またヘッドに直接ジョイント部分を設けたり、ジョイントを外す際に装置側のジョイントを引き抜く構成にしてもよい。
加えて本発明の効果は前記加圧弁１２０が無い構成においても効果が得られることは明らかである。
【００４０】
【実施例３】
本発明によれば実施例二に述べたようなインクタンク１１３内のインク液面Ｐより上方にある位置であれば、２つのジョイントを一体に構成しても効果を得ることができる。
【００４１】
図３にジョイントが一体に構成された一例を示す。
【００４２】
ヘッド側のジョイントフレ−ム７０１には長さの異なる２つのボス７０１ａ、７０１ｂが形成されており、図示せぬリンクレバ−を操作することで図４に示すように片側のボスのみインク流路が外部に対し開放する。
【００４３】
この状態は実施例１で述べた、まずポンプ側凸ジョイント５０１を外した状態にあり、すでに述べたプロセスにより流路中のインクは抜け、インクが所定の位置まで抜けた後、前記一体で構成されるジョイントフレ−ム７０１を抜けばよい。
【００４４】
以上、述べたようにジョイントを一体に構成したものでも、２つのインク流路を外部に開放するに当たり時間差を設ければ、本発明による効果が得られる。
【００４５】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、印字ヘッドを交換する際にインク垂れによる装置の汚損がなく、かつ簡単な作業手順にて行うことができる。
【００４６】
また、作業手順の間違いによりインクが垂れる危険性も殆どない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第二の実施例を図示したンク流路図
【図２】本発明の第二の実施例における印字ヘッド交換時を図示したンク流路図
【図３】本発明の第三の実施例を表すジョイント構成を示す図
【図４】本発明の第三の実施例における印字ヘッド交換時を図示したジョイント構成を示す図
【図５】本発明の第一の実施例におけるインク流路図．
【図６】印字ヘッド内のインク流路図
【図７】ジョイント構成を示す図
【図８】ジョイント構成の欠点を表した図
【符号の説明】
１０１    印字ヘッド
１０２    回復桶
１０５    加圧ポンプ
１１３    インクタンク
１１８    従来構成によるジョイント
２０３    ヘッドフィルタ−
５０１    ポンプ側凸ジョイント
５０２    加圧弁側凸ジョイント
７０１    凸ジョイント
【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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