(57)【要約】【課題】  衝撃や振動が作用したときや傾斜したときに、それに応答してインク供給を遮断してインクノズルからのインク漏れを防止可能なインクジェットヘッドのインク漏れ防止機構を提案すること。【解決手段】  インクジェットプリンタ１のインク漏れ防止機構１０は錘１３を備え、衝撃、振動が作用したときや傾斜したときに錘１３が第２スイングレバー３２の錘載置面３２ｆから一時的に離れる。錘１３が離れると第２スイングレバー３２がスイングして第１スイングレバー３１との係合が外れて第１スイングレバー３１がスイング可能になる。この結果、開閉弁１１の弁体２３がコイルばね２４のばね力によって閉じ位置２３Ｂに移動して、インク供給路４を遮断する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給路を開閉可能な弁体と、
前記弁体を閉じ位置に向けて付勢している付勢部材と、
錘と、
前記錘が移動自在の状態で載っている載置面を備え、前記錘の重量によって前記弁体を開き位置に保持している弁制御部材とを備え、
前記載置面から前記錘が離れると、前記付勢部材の付勢力によって前記弁体が閉じ位置に移動するインクジェットプリンタのインク漏れ防止機構。
【請求項２】
請求項１において、
前記載置面から離れないように前記錘を所定大きさの力で拘束している拘束手段を有しているインクジェットプリンタのインク漏れ防止機構。
【請求項３】
請求項２において、
前記拘束手段は永久磁石あるいは電磁石を備えており、
前記錘は磁性体を含むものであるインクジェットプリンタのインク漏れ防止機構。
【請求項４】
請求項１ないし３のうちのいずれかの項において、
前記弁制御部材は、
第１および第２のスイングレバーを備え、
前記第１のスイングレバーの一端が前記弁体に連結され、
前記第２のスイングレバーの一端には前記載置面が形成され、
前記第２スイングレバーの他端は、前記載置面に前記錘が載っている状態では前記第１スイングレバーの他端に係合し、前記載置面から前記錘が離れると前記第１スイングレバーの他端から外れるインクジェットプリンタのインク漏れ防止機構。
【請求項５】
請求項１ないし４のうちのいずれかの項において、
前記載置面から離れた前記錘を前記載置面に戻して前記弁体を前記開き位置に戻す復帰手段を有しているインクジェットプリンタのインク漏れ防止機構。
【請求項６】
請求項５において、
前記復帰手段は、前記載置面から離れた前記錘を前記載置面に案内する錘案内部材を備えているインクジェットプリンタのインク漏れ防止機構。
【請求項７】
請求項４において、
前記載置面から離れた前記錘を前記載置面に戻して前記弁体を前記開き位置に戻す復帰手段を有し、
前記復帰手段は、
前記載置面から離れた前記錘を前記載置面に案内する錘案内部材と、
前記インクジェットプリンタに備わっている回転駆動源から得られる動力を利用して、前記第１のスイングレバーの他端を前記第２スイングレバーの他端に係合した位置に復帰させる駆動機構とを備えているインクジェットプリンタのインク漏れ防止機構。
【請求項８】
インクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドにインクを供給するためのインク供給路と、
前記インク供給路に配置された請求項１ないし７のうちのいずれかの項に記載のインク漏れ防止機構とを有するインクジェットプリンタ。
【請求項９】
請求項８において、
前記インクジェットヘッドに供給されるインクを貯留した定位置に配置されたインクタンクを有しているインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタのインクジェットヘッドのインクノズルから不必要にインクが漏れ出ることを防止するためのインク漏れ防止機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタとしては、インクジェットヘッドが搭載されたキャリッジにインクタンクが搭載された所謂オンキャリッジ型のものと、キャリッジに搭載されたインクジェットヘッドに対して定位置にあるインクタンクからインクを供給する所謂オフキャリッジ型のものが知られている。いずれの形式のインクジェットプリンタにおいても、インクノズルからのインク漏れを防止するために、インクノズルには適切な負圧状態が形成されるように、インクジェットヘッドとインクタンクの高さ関係が定められている。
【０００３】
しかしながら、インクジェットプリンタに衝撃や振動が作用した場合や、インクジェットプリンタが傾いた場合には、インクノズルに正圧が一時的に作用して、インクノズルからインク漏れが発生するおそれがある。インク漏れを防止するための機構としては、インクカートリッジからインクジェットヘッドに到るインク供給路に開閉機構を配置し、印字を行う時のみインク供給路を開くように構成されたものが提案されている（特許文献１）。このインク漏れ防止機構によれば、印字動作が行われていない状態ではインク供給路が閉鎖されるので、非印字状態において衝撃や振動が作用しても、また、プリンタが傾いてもインクノズルからインクが漏れることがない。
【特許文献１】特開平１１−７０６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、インクジェットプリンタに衝撃、振動が作用したとき、およびインクジェットプリンタが傾いたときに、それに応答して、インク漏れを防止するためにインクジェットヘッドのインク供給を遮断できるインクジェットプリンタのインク漏れ防止機構を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のインクジェットプリンタのインク漏れ防止機構は、
インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給路を開閉可能な弁体と、
前記弁体を閉じ位置に向けて付勢している付勢部材と、
錘と、
前記錘が移動自在の状態で載っている載置面を備え、前記錘の重量によって前記弁体を開き位置に保持している弁制御部材とを有し、
前記載置面から前記錘が離れると、前記付勢部材の付勢力によって前記弁体が閉じ位置に移動することを特徴としている。
【０００６】
インクジェットプリンタに衝撃や振動が作用した時、あるいはインクジェットプリンタが傾いた時には、錘が載置面から離れて、弁制御部材を介して弁体に作用している錘の力が解除される。この結果、弁体は付勢部材の付勢力によって閉じ位置に移動して、インク供給路を閉鎖するので、インクノズルからのインク漏れが防止される。
【０００７】
ここで、インク漏れのおそれのない僅かな衝撃や振動が作用した場合や、インク漏れのおそれの無い程度にインクジェットプリンタが傾いた場合には、インク供給路が閉鎖されることのないようにすることが望ましい。このためには、前記載置面から離れないように前記錘を所定大きさの力で拘束している拘束手段を有していることが望ましい。このような拘束手段としては永久磁石あるいは電磁石を用いることができる。錘を磁性体を含むものとしておけば、磁力によって錘を拘束できる。
【０００８】
また、前記弁制御部材を、第１および第２のスイングレバーを備えた構成とし、前記第１のスイングレバーの一端を前記弁体に連結し、前記第２のスイングレバーの一端に前記載置面を形成し、前記第２スイングレバーの他端を、前記載置面に前記錘が載っている状態では前記第１スイングレバーの他端に係合させ、前記載置面から前記錘が離れると前記第１スイングレバーの他端から外れるように構成することができる。
【０００９】
次に、前記載置面から離れた前記錘を前記載置面に戻して前記弁体を前記開き位置に戻す復帰手段を有していることが望ましい。例えば、前記載置面から離れた前記錘を前記載置面に案内する錘案内部材を備えていることが望ましい。
【００１０】
また、前記弁制御部材が上記のように第１および第２のスイングレバーを備えた構成とされている場合には、第１スイングレバーと第２スイングレバーを係合状態に戻すための前記復帰手段として、前記インクジェットプリンタに備わっている回転駆動源から得られる動力を利用したものとすれば、専用の駆動源が不要になり、インク漏れ防止機構の小型化、低コスト化を図ることができる。
【００１１】
一方、本発明のインクジェットプリンタは、インクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドにインクを供給するためのインク供給路と、前記インク供給路に配置された上記構成のインク漏れ防止機構とを有していることを特徴としている。
【００１２】
ここで、インク供給源としては、インクジェットヘッドが搭載されたキャリッジに搭載されたインクタンク、定位置に配置されたインクタンク、あるいはインクジェットプリンタの外部に配置されたインクタンクが考えられる。本発明を、定位置にインクタンクが配置されたオフキャリッジ型のインクジェットプリンタに適用すれば、容量の大きなインクタンクが搭載された携帯可能な小型のインクジェットプリンタを実現できる。
【発明の効果】
【００１３】
以上説明したように、本発明のインクジェットプリンタのインク漏れ防止機構では、インクジェットプリンタに衝撃や振動が作用した時あるいはインクジェットプリンタが傾いた時に、それに応答して、錘が弁制御部材の載置面から離れ、錘によって開き位置に保持されていた弁体が付勢部材によって閉じ位置に移動する。したがって、本発明によれば、インク漏れのおそれがあるときにのみ、インク供給路を遮断して、インクノズルからのインク漏れを防止できる。
【００１４】
また、錘の移動を拘束する電磁石などの拘束手段を備えている場合には、わずかな衝撃や振動でインク供給路が遮断してしまうことが防止され、インク漏れの起きる大きな衝撃や振動、あるいはインクジェットプリンタが大きく傾いた場合にのみ、インク供給路を遮断できる。
【００１５】
さらに、インク供給路を遮断した弁体を開き位置に復帰させるための復帰手段の駆動源としてインクジェットプリンタに搭載されているモータを利用すれば、専用の駆動源を設ける必要がないので、インク漏れ防止機構の小型化、低コスト化に有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したインクジェットプリンタのインク漏れ防止機構を説明する。
【００１７】
図１（ａ）は本発明を適用したインクジェットプリンタのインク漏れ防止機構の主要部分を示す概略構成図であり、図１（ｂ）はその動作説明図である。インク漏れ防止機構１０は、インクジェットプリンタ１におけるインクタンク２からインクジェットヘッド３にインクを供給するインク供給路４に挿入されている。
【００１８】
インクジェットヘッド３は、キャリッジ（図示せず）に搭載されて印字幅方向に往復移動して印字動作を行う。また、印字幅方向における印字領域から外れた位置にはヘッドキャップ５が配置されており、定期的にインクジェットヘッド３のメンテナンスが行われる。例えば、インクジェットヘッド３のインクノズルが配列されているノズル面３ａにヘッドキャップ５を被せ、この状態でインク吸引ポンプ６によってインクノズルから増粘化したインクを吸引してインクタンク２の廃インク回収部２ａに回収する動作を行う。インク吸引ポンプ６は、動力伝達機構７を介してポンプモータ８によって駆動される。これらの動作はプリンタ制御回路９により制御される。このような印字動作、メンテナンス動作およびそのための駆動機構、インク供給・回収系は公知であるので、これ以上の説明は省略する。
【００１９】
インク漏れ防止機構１０は、インク供給路４に挿入された開閉弁１１と、この開閉弁１１を制御する弁制御部材１２と、衝撃、振動が作用した場合およびインクジェットプリンタ１が傾いた場合に移動する金属製の球状錘１３を備えている。球状錘１３は筒状容器１４に収納されており、この筒状容器１４は、円筒状部分１４ａと、この下端から下方に向けて窄まっている円錐台状部分１４ｂを備え、円錐台状部分１４ｂの下端に円形開口部１４ｃが形成されている。円筒状部分１４ａの内径は球状錘１３の外径より大きい寸法とされている。
【００２０】
開閉弁１１は、垂直に配置された円筒状の弁ハウジング２１と、この中に形成されているインク通路２２と、このインク通路２２を開閉するための弁体２３と、弁体２３を付勢しているコイルばね２４とを備えている。インク通路２２の下端部分２２ａはインク供給路４の上流側部分４ａに連通し、上端部分２２ｂはインク供給路４の下流側部分４ｂに連通している。弁体２３は、弁ハウジング２１の内周面に形成した円環状の弁座２１ａに着座してインク通路２２を遮断した閉じ位置２３Ｂ（図１（ｂ）参照）と、弁座２１ａから離れてインク通路２２を開状態に保持している開き位置２３Ａとの間を移動可能である。弁体２３は、コイルばね２４によって閉じ位置２３Ｂに向けて付勢されている。
【００２１】
弁制御部材１２は、ほぼ水平に配置された直線状の第１スインクレバー３１と、Ｌ形に折り曲げられた形状の第２スイングレバー３２とを備えている。第１スイングレバー３１の一端３１ａは弁ハウジング２１の上端から突出している弁体２３の弁軸２３ａの上端２３ｂに乗っており、他端３１ｂは第２スイングレバー３２の垂直腕部分３２ａの上端３２ｂに乗っている。また、第１スイングレバー３１は、端部３１ａに近い側に設けた支軸３１ｃを中心として上下方向にスイング自在である。第２スイングレバー３２は、その垂直腕部分３２ａの下端から直交する方向に水平腕部分３２ｃが延びており、これら垂直腕部分３２ａおよび水平腕部分３２ｃの交差位置に設けた支軸３２ｄを中心として上下方向にスイング自在となっている。水平腕部分３２ｃの先端部分は筒状容器１４の円形開口部１４ｃの直下まで延びており、この先端部分の表面からは上方に円盤状に突出した錘載置部３２ｅが形成されている。錘載置部３２ｅは円形開口部１４ｃを同心状態で上方に貫通しており、この錘載置部３２ｅの上面は湾曲状の錘載置面３２ｆとされている。
【００２２】
ここで、本例のインク漏れ防止機構１０には、球状錘１３が錘載置面３２ｆから離れないように所定の大きさの拘束力を球状錘１３に加えている拘束手段を備えている。本例の拘束手段は、錘載置部３２ｅの下側に配置した電磁石４１を備えている。また球状錘１３は磁性体から形成されている。あるいは、磁性体を内部に含む構成とされている。電磁石４１がオンすると、球状錘１３を錘載置面３２ｆの側に吸引する磁気吸引力が発生する。電磁石４１の代わりに永久磁石を配置することも可能である。
【００２３】
このように構成した本例のインク漏れ防止機構１０の動作を説明する。球状錘１３は所定の磁気吸引力によって錘載置面３２ｆに載っている。図１（ｂ）に示すように、所定の大きさの衝撃や振動が作用すると錘１３が錘載置面３２ｆから一時的に離れて浮き上がる。また、インクジェットプリンタ１が所定角度以上傾くと錘１３が錘載置面３２ｆから離れる。球状錘１３が錘載置面３２ｆから離れると、第２スイングレバー３２は支軸３２ｄを中心として矢印方向にスイングして、その上端３２ｂが第１スイングレバー３１から外れる。第１スイングレバー３１の端部３１ａには弁軸２３ａを介してコイルばね２４のばね力が上向きに作用している。従って、第２スイングレバー３２による拘束が解除された第１スイングレバー３１は支軸３１ｃを中心として矢印方向にスイングして、弁体２３が開き位置２３Ａから閉じ位置２３Ｂまで上昇して、弁座２１ａに着座してインク通路２２が閉鎖される。したがって、インクジェットヘッド３のインクノズルからのインク漏れが防止される。
【００２４】
また、本例では、電磁石４１の電磁吸引力によって錘１３を錘載置面３２ｆに拘束している。したがって、軽微な衝撃や振動が作用した場合、あるいはインクジェットプリンタ１が僅かに傾斜した場合には、錘１３が錘載置面３２ｆから離れることがない。よって、インク漏れのおそれのないような軽微な衝撃や振動が作用した場合、および僅かに傾斜した場合には開閉弁１１が遮断することがない。よって、不必要にインク供給路４が遮断されて、印字動作が中断してしまうことを防止できる。
【００２５】
ここで、衝撃や振動により錘載置面３２ｆから一旦離れた錘１３は自重により円錐台状部分１４ｂの円錐面に案内されて再び錘載置面３２ｆに載置された状態に復帰する。したがって、筒状容器１４は錘載置面３２ｆから一旦離れた錘１３を錘載置面３２ｆに載置された状態に復帰させるための復帰手段として機能する。しかしながら、一旦錘１３が錘載置面３２ｆから外れると、図１（ｂ）に示すように、第２スイングレーバ３２の上端３２ｂが第１スイングレバー３１の端部３１ｂから外側に外れる。したがって、第１スイングレバー３１の端部３１ｂをコイルばね２４のばね力に逆らって上方に持ち上げて、第２スイングレバー３２の上端３２ｂに乗せないと、開閉弁１１が開き状態に復帰しない。
【００２６】
そこで、本例では、第１スイングレバー３１の端部３１ｂの先端における第２スイングレバー３２の上端３２ｂから外れた部位を延長させた延長部３１ｄを形成し、この延長部３１ｄに下側から係合可能な復帰レバー５１を配置してある。復帰レバー５１は、Ｌ形形状をしており、その水平腕部分５１ａの先端部分が延長部３１ｄの直下に位置し、水平腕部分５１ａと垂直腕部分５１ｂの交差部分に取り付けた支軸５１ｃを中心として、図１（ｂ）の実線位置と想像線位置の間をスイング可能となっている。通常は、実線位置の状態に保持されている。開閉弁１１によってインク供給路４が遮断された状態では図１（ｂ）に示すように、第２スイングレバー３２が第１スイングレバー３１から外れて、復帰レバー５１の水平腕部分５１ａの上に乗った状態になる。
【００２７】
図１（ａ）の状態に復帰させるときには、ポンプモータ８の駆動力を動力伝達機構７を介して、復帰レバー５１のスイング力として当該復帰レバー５１に伝える。これにより、復帰レバー５１は想像線位置にスイングして、第１スイングレバー３１が元の水平状態に復帰する。第２スイングレバー３２の錘載置面３２ｆには錘１３が乗っているので、元の位置までスイングして、第１スイングレバー３１を支持した状態が再び形成される。これにより、開閉弁１１が開き、インク供給路４が開状態になり、元の状態に復帰する。
【００２８】
次に、図２ないし図５には上記構成のインク漏れ防止機構を備えたオフキャリッジ型のインクジェットプリンタの一例を示してある。図２はインクジェットプリンタの機構部分を上側から見た場合の斜視図であり、図３は裏面側から見た場合の斜視図であり、図４はインク漏れ防止機構を示す部分断面図であり、図５はインク漏れ防止機構の分解斜視図である。これらの図において、図１における各部位に対応する部位には同一の符号を付し、それらの説明は省略するものとする。
【００２９】
図２および図３に示すように、インクジェットプリンタ１００は、本体フレーム１０１と、この本体フレーム１０１における前後方向の中間部分に幅方向に架け渡したキャリッジガイド軸１０２と、キャリッジガイド軸１０２に沿って幅方向に往復移動可能なキャリッジ１０３と、このキャリッジ１０３に搭載されているインクジェットヘッド３とを有している。インクジェットヘッド３は下向き状態に配置されており、当該インクジェットヘッド３の下側には記録紙搬送経路を規定しているプラテンローラ１０５が配置され、ここを通って搬送される記録紙に対して印字が施される。プラテンローラ１０５の下側の本体フレーム１０１の部位には扁平な直方体形状のインクタンク２の装着部１０６が形成されている。本例のインクタンク２は、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のインクがそれぞれ貯留されたインク貯留部（図示せず）が備わっている。
【００３０】
本体フレーム１０１の左端部分はインクジェットヘッド３のホームポジションとされ、ここには、ヘッドメンテナンスユニット１０７が配置されている。このヘッドメンテナンスユニット１０７はヘッドキャップ（図示せず）を備え、公知のヘッドメンテナンス動作を行う。ヘッドメンテナンスユニット１０７の駆動源としてステッピングモータからなるポンプモータ８が配置されている。
【００３１】
図４および図５に示すように、本例のインク漏れ防止機構１１０は、本体ケース１１１とケース蓋１１２を備え、本体ケース１１１には、底が封鎖された円形凹部１１３と、その一方の側に位置する４個の開閉弁装着用凹部１１４（１）〜１１４（４）が形成されている。円形凹部１１３には上側開口から同軸状態で筒状容器１４が挿入され、この筒状容器１４の内部には金属製の球状錘１３が挿入され、円形凹部１１３の上端開口はケース蓋１１２によって封鎖されている。
【００３２】
開閉弁装着用凹部１１４（１）〜１１４（４）には、それぞれ同一構造の開閉弁１１（１）〜１１（４）が装着されている。これらの開閉弁１１（１）〜１１（４）は、各色のインク供給路（図示せず）を遮断するために、それぞれのインク供給路の途中位置に接続されている。開閉弁１１（１）〜１１（４）はそれぞれ、上下に二分された弁ハウジング２１Ａ、２１Ｂを備え、下側の弁ハウジング２１Ａがインク供給路の上流側に接続され、上側の弁ハウジング２１Ｂがインク供給路の下流側に接続されている。弁ハウジング２１Ａ、２１Ｂ内に形成されているインク通路２２には同軸状態で弁体２３が軸線方向に移動可能な状態で挿入されており、弁体２３はコイルばね２４によって上側の弁ハウジング２１Ｂの内周面に形成された円環状の弁座２１ａに向けて付勢されている。弁体２３の弁軸の上端部分２３ｂは液密状態で上側の弁ハウジング２１Ｂの上端面から上方に僅かに突出している。
【００３３】
ここで、本体ケース１１１には一方の側板部分１１６が一体形成されており、ケース蓋１１２には対向側の側板部分１１７が一体形成されている。これら側板部分１１６、１１７の間には、矩形枠状の第１スイングレバー３１が上下にスイング自在の状態で支持されている。また、第２スイングレバー３２も上下にスイング自在の状態で支持されている。本体ケース１１１の外側面には外方に突出したストッパ（図示せず）が形成されており、第２スイングレバー３２の垂直腕部分３２ａの先端部分がストッパ１１９に当たり、それ以上スイングできない。また、逆方向のスイング量も、水平腕部分３２ｃが筒状容器１４の円形開口部１４ｃの縁に当たるまでとされている。
【００３４】
なお、図２ないし５においては、インク漏れ防止機構の復帰手段および拘束手段については省略してある。
【００３５】
インク漏れ防止機構１１０では、第１スイングレバー３１の端部３１ａが開閉弁１１（１）〜１１（４）の弁軸上端部分２３ｂに乗っている。従って、図４（ｂ）に示すように、衝撃や振動が作用した場合や、インクジェットプリンタ１００が傾いて、錘１３が錘載置面３２ｆから離れると、各開閉弁１１（１）ないし１１（４）が同時に遮断して、各色インクのインク供給路を遮断する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明を適用したインクジェットプリンタのインク漏れ防止機構を示す概略構成図および動作説明図である。
【図２】本発明を適用したオフキャリッジ型のインクジェットプリンタの機構部を示す斜視図である。
【図３】図２のインクジェットプリンタの機構部を裏面側から見た場合の斜視図である。
【図４】図２のインクジェットプリンタに搭載されているインク漏れ防止機構を示す部分断面図および遮断状態を示す部分断面図である。
【図５】図４のインク漏れ防止機構の分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  インクジェットプリンタ、２  インクタンク、３  インクジェットヘッド、４  インク供給路、５  ヘッドキャップ、６  インク吸引ポンプ、７  動力伝達機構、８  ポンプモータ、９  制御回路、１０  インク漏れ防止機構、１１  開閉弁、１２  弁制御部材、１３  球状錘、１４  筒状容器、２１  弁ハウジング、２２  インク通路、２３  弁体、２３ａ  弁軸、２４  コイルばね、３１  第１スイングレバー、３２  第２スイングレバー、３１ａ、３１ｂ、３２ｂ  端部、３１ｃ、３２ｄ  支軸、３２ｆ  錘載置面、４１  電磁石、５１  復帰レバー
【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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