(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に複数のインクジェット記録ヘッドを配置して共通のインクカートリッジからインク供給路を介して各記録ヘッドにインクを供給するインクジェット記録装置において、
弁体と、弁座と、前記弁体を前記弁座に向けて付勢するばねとを備えた複数の差圧弁を有し、
第１記録ヘッドと前記インクカートリッジとを接続する第１インク供給路には、第１差圧弁が配置され、当該第１差圧弁のばねの付勢力は、前記インクカートリッジと前記第１記録ヘッドとの水頭差を補償するよう設定され、
前記第１インク供給路の前記第１差圧弁よりも下流から分岐し、前記第１記録ヘッドよりも下方に位置する第２記録ヘッドと前記インクカートリッジとを接続するための第２インク供給路には、前記第１差圧弁と直列に接続される第２差圧弁が配置され、当該第２差圧弁のばねの付勢力は、前記第１記録ヘッドと前記第２記録ヘッドとの水頭差を補償するよう設定されており、
前記差圧弁は、前記記録ヘッドでインクが消費されて前記差圧弁の流出口側の圧力が低下し前記差圧弁の流入口側との間に所定の差圧が生じたときに、前記ばねの付勢力に抗して開弁するインクジェット記録装置。
【請求項２】
上下方向に複数のインクジェット記録ヘッドを配置して共通のインクカートリッジからインク供給路を介して各記録ヘッドにインクを供給するインクジェット記録装置において、
弁体と、弁座と、前記弁体を前記弁座に向けて付勢するばねとを備えた複数の差圧弁を有し、
第１記録ヘッドと前記インクカートリッジとを接続する第１インク供給路には、第１差圧弁が配置され、当該第１差圧弁のばねの付勢力は、前記インクカートリッジと前記第１記録ヘッドとの水頭差を補償するよう設定され、
前記第１インク供給路の前記第１差圧弁よりも上流から分岐し、前記第１記録ヘッドよりも下方に位置する第２記録ヘッドと前記インクカートリッジとを接続するための第２インク供給路には、直列に接続された第２差圧弁と第３差圧弁とが配置され、当該第２及び第３差圧弁のばねの付勢力は、前記インクカートリッジと前記第２記録ヘッドとの水頭差を補償するよう設定されており、
前記差圧弁は、前記記録ヘッドでインクが消費されて前記差圧弁の流出口側の圧力が低下し前記差圧弁の流入口側との間に所定の差圧が生じたときに、前記ばねの付勢力に抗して開弁するインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記第３差圧弁の上流に配置された前記第２差圧弁は、並列に接続された複数の差圧弁からなる請求項２記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、インク貯蔵手段とインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドとの高低差に関わりなく、適正な圧力で記録ヘッドにインクを供給することができる記録装置に機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポスターなどのサイズの大きな記録用紙に印刷を行うインクジェット記録装置は、装置本体に設けられた各色のインクカートリッジからそれぞれインク供給チューブを介してキャリッジの各色の記録ヘッドにインクを供給するように構成されている。
これらの記録ヘッドは同一水平線上に位置するように配置されている。このため側方に配置された記録ヘッドが記録用紙の端部をも印刷できるように、記録用紙の幅方向に記録ヘッドを収容できるスペースを必要として、幅方向のサイズが大きくなるという問題がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題を解決するため、記録ヘッドをキャリッジの移動方向に垂直な方向に配置することも考えられるが、記録ヘッドが上下方向に並ぶため、水平方向に配置されたインクカートリッジとの間の水頭差が生じ、各記録ヘッドへのインク供給圧にばらつきが生じ、印字品質が低下するという問題がある。
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、共通のインクカートリッジから流路を介してインクの供給を受ける記録ヘッドに適正な圧力でインクを供給して高い印字品質での印刷が可能なインクジェット記録装置を提供することである。
【０００４】
このような課題を達成するために本発明においては、上下方向に複数のインクジェット記録ヘッドを配置して共通のインクカートリッジからインク供給路を介して各記録ヘッドにインクを供給するインクジェット記録装置において、弁体と、弁座と、前記弁体を前記弁座に向けて付勢するばねとを備えた複数の差圧弁を有し、第１記録ヘッドと前記インクカートリッジとを接続する第１インク供給路には、第１差圧弁が配置され、当該第１差圧弁のばねの付勢力は、前記インクカートリッジと前記第１記録ヘッドとの水頭差を補償するよう設定され、前記第１インク供給路の前記第１差圧弁よりも下流から分岐し、前記第１記録ヘッドよりも下方に位置する第２記録ヘッドと前記インクカートリッジとを接続するための第２インク供給路には、前記第１差圧弁と直列に接続される第２差圧弁が配置され、当該第２差圧弁のばねの付勢力は、前記第１記録ヘッドと前記第２記録ヘッドとの水頭差を補償するよう設定されており、前記差圧弁は、前記記録ヘッドでインクが消費されて前記差圧弁の流出口側の圧力が低下し前記差圧弁の流入口側との間に所定の差圧が生じたときに、前記ばねの付勢力に抗して開弁することを特徴とする。
また、上下方向に複数のインクジェット記録ヘッドを配置して共通のインクカートリッジからインク供給路を介して各記録ヘッドにインクを供給するインクジェット記録装置において、弁体と、弁座と、前記弁体を前記弁座に向けて付勢するばねとを備えた複数の差圧弁を有し、第１記録ヘッドと前記インクカートリッジとを接続する第１インク供給路には、第１差圧弁が配置され、当該第１差圧弁のばねの付勢力は、前記インクカートリッジと前記第１記録ヘッドとの水頭差を補償するよう設定され、前記第１インク供給路の前記第１差圧弁よりも上流から分岐し、前記第１記録ヘッドよりも下方に位置する第２記録ヘッドと前記インクカートリッジとを接続するための第２インク供給路には、直列に接続された第２差圧弁と第３差圧弁とが配置され、当該第２及び第３差圧弁のばねの付勢力は、前記インクカートリッジと前記第２記録ヘッドとの水頭差を補償するよう設定されており、前記差圧弁は、前記記録ヘッドでインクが消費されて前記差圧弁の流出口側の圧力が低下し前記差圧弁の流入口側との間に所定の差圧が生じたときに、前記ばねの付勢力に抗して開弁することを特徴とする。この場合において、前記第３差圧弁の上流に配置された前記第２差圧弁は、並列に接続された複数の差圧弁からなることを特徴とする。
【０００５】
【作用】
複数の記録ヘッドの間に高低差が存在しても差圧弁によりインクの供給圧を補償して、それぞれの記録ヘッドに共通のインクカートリッジから均一にインクを供給できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
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、本発明のインクジェット記録装置の一実施例を示すものであって、複数、この実施例では３個の記録ヘッド１、２、３がそれぞれガイド部材１１、１２、２１、２２、３１、３２に移動可能に支持されたキャリッジ１３、２３、３３に設けられて上下方向に配置されている。
【０００７】
各記録ヘッド１、２、３は、後述する差圧弁１４、２４、３４の流出口とインク供給チューブ１５、２５、３５を介して接続され、架台４に収容された共通のインクカートリッジ５からインクの供給を受け、上段に配置された記録ヘッド１に接続された差圧弁１４は流路１６を介してインクカートリッジ５に接続され、また下段に配置された記録ヘッド２、３に接続された差圧弁２４、３４は、ぞれぞれ直近の上段に位置する差圧弁１４、２４の流出口から流路２６、３６を介してインクの供給を受けている。なお、図中符号Ｐは、記録用紙を示す。
【０００８】
図２（イ）、（ロ）は、前述の差圧弁の一実施例を、閉弁状態及び開弁状態で示すものであって、インク流入口４０とインク流出口４１の間にはバネ４２によりインク流入口４０の側に常時付勢され、かつ中心に貫通孔４３を備えた弁体４４と、弁体４４の貫通孔４３を封止する弁座４５とにより構成されている。
【０００９】
このように構成された差圧弁１４、２４、３４は、それぞれのバネ４２がインクカートリッジ５、記録ヘッド１、２、３の間の高低差ΔＨ１、ΔＨ２、ΔＨ３による水頭圧に対応して調整されている。これにより、記録ヘッドでインクが消費されると、インク流出口４１の圧力が低下するため、弁体４４がバネ４２の付勢力に抗して図２（ロ）に示したように弁座４５から離れて開弁する。
【００１０】
このようにしてインク流出口４１の圧力がバネ４２により設定されている差圧に一致するまで上昇すると、弁体４４がバネ４２の付勢力に負けて弁座４５に弾接されて閉弁する。
【００１１】
この実施例において、記録ヘッド１には、差圧弁１４により圧力が調整された状態でインクカートリッジ５のインクが流れ込み、また記録ヘッド２には差圧弁１４で水頭差ΔＨ１を、差圧弁２４で水頭差ΔＨ２を補償されたインクが、記録ヘッド３には差圧弁１４で水頭差ΔＨ１を、差圧弁２４で水頭差ΔＨ２を、差圧弁３４で水頭差ΔＨ３を補償されたインクが流れ込む。したがって、共通のインクカートリッジ５と複数の記録ヘッド１、２、３の間の水頭差の相違に関わり無く印刷に適した圧力のインクが流れ込む。
【００１２】
このように各記録ヘッド１、２、３へのインク圧を調整する差圧弁１４、２４、３４はインクカートリッジ５に対して相互に直列に接続されているため、各差圧弁１４〜３４が受け持つ圧力がほぼ均等となり、同一仕様のものを利用することができ、コストの低減を図ることができる。
【００１３】
また、下方に位置する記録ヘッド３に接続する差圧弁３４の差圧設定用のバネ４２に大きな押圧力が不要となるため、弁体４４が弁座４５に貼り付いて作動不能となるような不都合を防止することができる。
【００１４】
なお、上述の実施例においては、上段に位置する記録ヘッド１に対しても差圧弁１４を介してインクを供給しているが、インクカートリッジ５と記録ヘッド１とをほぼ同等の高さに設置して、記録ヘッド１のノズルのメニスカスに負圧を与えることができる場合には、この差圧弁１４を不要とすることができる。
【００１５】
また、上述の実施例においては、１つの差圧弁１４、２５を経由して複数の記録ヘッド１、２、または記録ヘッド１〜３にインクを供給するようにしているが、各記録ヘッドでのインクの消費量が多く、１つの差圧弁ではインク消費量に対応できない場合には、図３に示したように複数の差圧弁を介して接続するようにしてもよい。
【００１６】
すなわち、インクカートリッジ５に接続する流路１６を記録ヘッド１に接続する流路と、下段の他の記録ヘッド２、３に接続する流路とに分岐点１６ａで分岐させ、記録ヘッド１には差圧弁１４を介して、また下段の記録ヘッド２、３には差圧弁２４−１を介してインクを供給する。
また差圧弁２４−１と記録ヘッド２とを接続する流路２６は、前述と同様に分岐点２６ａで分岐させ、記録ヘッド２には差圧弁２４−２を介してインクを供給し、記録ヘッド２よりも下段の記録ヘッド３には差圧弁３４−１、流路３６、差圧弁３４−２を介してインクが供給されている。
【００１７】
この実施例によれば、各記録ヘッド１、２、３のそれぞれに専用の差圧弁１４、２４−２、３４−２を介して適正な負圧を維持してインクを供給できるばかりでなく、可及的に負荷容量が小さく共通仕様の差圧弁を用いてインクカートリッジと各記録ヘッドとの高低差や、記録ヘッドでのインク消費量に対応させてインクを供給することができる。
【００１８】
また、１つの差圧弁で下流側のインク量を賄うことができない場合には、図４に示したように複数、この実施例では２つの差圧弁２４−１と差圧弁２４−３とを、また差圧弁３４−１と差圧弁３４−３とを並列接続して使用すればよい。
【００１９】
このように、同一仕様の差圧弁をインクカートリッジと各記録ヘッドとの高低差に応じて直列に接続する一方、インク消費量に対応して同一仕様の差圧弁を複数、並列接続して使用することにより、通過インク量に対応して個別に差圧弁を製作する場合に比較してコストの引き下げを図ることができる。
【００２０】
なお、上述の実施例においては、複数の記録ヘッドにインクを供給する場合について説明したが、単一のインクジェット記録ヘッドを備えた記録装置にあっても、インク貯蔵手段とインクジェット記録ヘッドとの高低差が大きい場合に適用することができる。
すなわち、図５に示したようにインクジェット記録ヘッド１とインクカートリッジ５とを接続するインク供給チューブ１６の途中に、図２に示したような差圧弁２を、高低差に応じて複数個、直列に接続したり、図６に示したように複数個、並列に接続して対処することができる。
【００２１】
前者の実施例によれば、同一仕様の差圧弁２であっても、それぞれの差圧弁２でインクカートリッジ５と記録ヘッド１との高低差による水頭圧をそれぞれの差圧弁２、２により分担させて、差圧弁２の仕様を変更することなく、水頭差に対応することができる。
【００２２】
後者の実施例によれば、差圧弁２のインク供給能力が記録ヘッド１のインク消費量よりも低い場合にあっても、同一仕様の差圧弁を必要な供給能力に見合う数だけ用いることで対応することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上を説明したように本発明においては、各記録ヘッドとインクカートリッジとを接続する流路に、記録ヘッドへのインク供給圧を補償する差圧弁が記録ヘッドの上流側に接続されているので、差圧弁により上下に配置された複数の記録ヘッドの高低差による圧力を補償して、それぞれの記録ヘッドに共通のインクカートリッジから均一な圧力でインクを供給でき、高い印字品質での印字が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の一実施例を、インクを供給系について示す図である。
【図２】図（イ）、（ロ）は、それぞれ同上記録装置に使用する差圧弁の一実施例を、閉弁状態と開弁状態とで示す断面図である。
【図３】本発明のインクジェット記録装置の他の実施例を示す図である。
【図４】本発明のインクジェット記録装置の他の実施例を示す図である。
【図５】本発明のインクジェット記録装置の他の実施例を示すものである。
【図６】本発明のインクジェット記録装置の他の実施例を示すものである。
【符号の説明】
１、２、３  記録ヘッド
５  インクカートリッジ
１４、２４、３４    差圧弁
１５、２５、３５   インク供給チューブ
４０  インク流入口
４１  インク流出口
４２  バネ
４３  貫通孔
４４  弁体
【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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