(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
往復運動するキャリッジに搭載されたヘッドユニットに対してメインタンクに貯蔵したインクを供給するインク供給経路のヘッドユニットの近傍に設けられた内圧変動抑制装置を有するインク供給機構において、
前記内圧変動抑制装置は、前記メインタンクに接続されたインク供給経路側とヘッドユニットに接続されたインク供給経路側に設けられ、インク通路を有するシール部と、シール部間を揺動自在な弁とを有し、各シール部には弁がシール部の弁座に押圧されたときでもインクを流通させる小さな断面積の切欠部を設けたことを特徴とするインク供給機構。
【請求項２】
前記弁は球形に形成された請求項１記載のインク供給機構。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のインク供給機構を有することを特徴とするインクジェット印字装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、キャリッジに搭載した記録ヘッドにインクを供給するインク供給機構及びインクジェット印字装置、特に、キャリッジの走査による生じるインク圧力変動の影響を抑制してインク液滴の噴射特性の安定化を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット噴射式のプリンタやファクシミリ，複写機のインク供給機構は、図８に示すように、メインタンク１に貯蔵したインクを固定側インク供給チューブ３と可撓性を有するインク供給チューブ４を介してキャリッジ２に搭載したヘッドユニット５に供給し、ヘッドユニット５の記録ヘッド６から液滴として噴射して印字するものが多く使用されている。このようにメインタンク１のインクをインク供給チューブ４を介してヘッドユニット５に供給するインク供給機構は、キャリッジ２の走査に伴い発生するインク供給チューブ４内部のインク圧力変動が記録ヘッド６から噴射する液滴の噴射特性に悪影響を及ぼす。例えばキャリッジ２がキャリッジガイドロッド７に倣って位置Ａから位置Ｂに移動するとき、キャリッジ２の移動に伴いインク供給チューブ４も移動する。このインク供給チューブ４が移動するときに、インク供給チューブ４とインク供給チューブ４内部のインクとの間に相対的に速度差が生じる。この速度差によりインク供給チューブ４内部のインクはキャリッジ２を停止してからある時間をおいて停止する。このためキャリッジ２の往復動作動作を繰り返すと、インク供給チューブ４内部のインクに振動が生じ、ヘッドユニット５に供給するインクにある振幅の圧力変動が発生する。この供給するインクの圧力変動量が大きくなると記録ヘッド６のノズルに生じているインクのメニスカスが破壊されて気泡をノズルから巻き込んだり、意図しない噴射が発生する。また、そこに至らないまでも印字時に噴射する液滴の量や速度に影響を与えることになる。
【０００３】
この圧力変動による影響を解消するため、例え特開平５−１６９６７１号公報に示すインクジェットプリンタは、インク供給チューブのヘッドユニットの接続側をキャリッジの走査方向と交差するように配置し、キャリッジの走査によりインク供給チューブのヘッドユニットとの接続側を揺動させるようにして圧力変動が生じないようにしている。また、特開平５−３３８２０３号公報に示されたインクジェットプリンタは、インク供給チューブの中間にインクの逆流を遮断する遮断弁を設けて、記録ヘッドの圧力変動によるメニスカスの後退を防いでいる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらキャリッジの走査によりインク供給チューブのヘッドユニッドとの接続側を揺動させるようにしても、キャリッジが往復する速度が有る程度以上になるとインク供給チューブのヘッドユニットとの接続側内にインクに振動が生じ、圧力変動の抑制効果が期待できず、インク噴射特性を安定させることは困難である。
【０００５】
また、インク供給チューブ４の中間にインクの逆流を遮断する遮断弁を設けた場合、図８に示すように、キャリッジ２を位置Ａから位置Ｂに移動するため加速するときに、インク供給チューブ４内のインクはヘッドユニット５とは反対方向に流れてヘッドユニット５近傍のインクが負圧になることを防ぐことはできるが、キャリッジ２が位置Ｂまで移動して停止し、位置Ａ方向へ向かって再加速するとき、インク供給チューブ４内のインクはヘッドユニット５の方向に流れ、ヘッドユニット５近傍のインクの圧力が高くなることを防ぐことはできず、やはり圧力変動の抑制効果が期待できず、インク噴射特性を安定させることは困難である。
【０００６】
この発明はかかる短所を改善し、ヘッドユニット近傍のインク内圧の変動をキャリッジの動作状況に応じて吸収し安定したインク噴射特性でインク滴を噴射することができるインク供給機構及びインクジェット印字装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るインク供給機構は、往復運動するキャリッジに搭載されたヘッドユニットに対してメインタンクに貯蔵したインクを供給するインク供給経路のヘッドユニットの近傍に設けられた内圧変動抑制装置を有するインク供給機構において、前記内圧変動抑制装置は、前記メインタンクに接続されたインク供給経路側とヘッドユニットに接続されたインク供給経路側に設けられ、インク通路を有するシール部と、シール部間を揺動自在な弁とを有し、各シール部には弁がシール部の弁座に押圧されたときでもインクを流通させる小さな断面積の切欠部を設けたことを特徴とする。
【０００８】
前記内圧変動抑制装置の弁は球形に形成することが望ましい。
【０００９】
この発明のインクジェット印字装置は、前記インク供給機構を有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
この発明にインク供給機構は、メインタンクに貯蔵したインクを固定側インク供給チューブと可撓性を有するインク供給チューブを介してキャリッジに搭載したヘッドユニットに供給しながら、キャリッジをキャリッジガイドロッドに倣って走査してヘッドユニットの記録ヘッドからインクを液滴として噴射して印字する。キャリッジには１次側がインク供給チューブに接続され、２次側がインク供給経路を介してヘッドユニットに接続され、インク供給経路とヘッドユニット内のインク内圧変動を抑制する内圧変動抑制手段を有する。内圧変動抑制手段は円筒状のボディと、ボディ内に移動自在に設けられた球状の弁及びボディの１次側と２次側に設けられたシール部を有する。各シール部は弁座とインク通路が形成されている。
【００１４】
そしてキャリッジが停止しているとき、内圧変動抑制手段の弁は１次側と２次側のシール部の中間に位置している。この状態でキャリッジが移動するために加速すると、弁は、加速時のインク供給チューブ内のインクの流れによる圧力と弁の慣性力により加速方向と反対側に移動してシール部の弁座に押圧されてシール部のインク通路を閉じる。また、移動しているキャリッジが減速して停止して再加速するとき、弁は、減速時のインク供給チューブ内のインクの流れによる圧力と弁の慣性力によりキャリッジの移動方向に移動してシール部の弁座に押圧されてシール部のインク通路を閉じる。このようにキャリッジを加減速するときに弁が移動してシール部のインク通路を閉じて、メインタンクに接続されたインク供給チューブのインクとヘッドユニット近傍のインクを遮断し、ヘッドユニット近傍のインク内圧変動を抑制する。
【００１５】
【実施例】
図１はこの発明の一実施例の構成図である。図に示すインクジェットプリンタは、メインタンク１に貯蔵したインクを固定側インク供給チューブ３と可撓性を有するインク供給チューブ４を介してキャリッジ２に搭載したヘッドユニット５に供給しながら、キャリッジ２をキャリッジガイドロッド７に倣って走査してヘッドユニット５の記録ヘッド６からインクを液滴として噴射して印字する。キャリッジ２には、図２に示すように、１次側がインク供給チューブ４に接続され、２次側がインク供給経路９を介してヘッドユニット５に接続され、インク供給経路９とヘッドユニット５内のインク内圧変動を抑制する内圧変動抑制手段８を有する。内圧変動抑制手段８は、図３の断面図に示すように、円筒状のボディ８１と、ボディ８１内に移動自在に設けられた球状の弁８２及びボディ８１の１次側と２次側に設けられ、インク通路８４を有するシール部８３ａ，８３ｂを有する。各シール部８３ａ，８３ｂは弁８２が接触する弁座を有し、弁８２が弁座に押圧したときにインク通路８４を閉じる。
【００１６】
上記のように構成したインクジェットプリンタでキャリッジ３を走査してヘッドユニット５の記録ヘッド６からインクを液滴として噴射して印字しているときの内圧変動抑制手段８の動作を説明する。
【００１７】
キャリッジ３が停止しているときは、図３（ａ）に示すように、内圧変動抑制手段８の弁８２はシール部８３ａ，８３ｂの中間に位置している。この状態で、図１に示すように、キャリッジ２を位置Ａから位置Ｂに移動するために加速すると、インク供給チューブ４内のインクはヘッドユニット５とは反対方向に流れ、このインクの流れにより内圧変動抑制手段８のボディ８１内のインクもインク供給チューブ４側である１次側に流れる。このとき弁８２は、流れるインクの圧力と弁８２の慣性力により１次側に移動し、図３（ｂ）に示すように、シール部８３ａの弁座に押圧されてシール部８３ａのインク通路８４を閉じ、ヘッドユニット５に接続されたインク供給経路９内のインクがインク供給チューブ４に流れることを防ぐ。したがってインク供給経路９とヘッドユニット５内のインクの圧力が負圧になることを防ぐことができる。この状態でキャリッジ２に移動速度が定速になると、シール部８３ａのインク通路８４を閉じた弁８２はインク供給チューブ４のインク圧力とインク供給経路９内のインク圧力との差によりボディ８１の中心側に移動し、シール部８３ａのインク通路８４を開にしてインク供給チューブ４からインク供給経路９にインクを流す。キャリッジ２が位置Ｂの近くに達して減速して停止し位置Ａ方向に再加速するとき、インク供給チューブ４内のインクはキャリッジ２側に流れようとする。このキャリッジ２側に流れようとするインク供給チューブ４内のインクの圧力と弁８２の慣性力により、弁８２は内圧変動抑制手段８の２次側に移動し、図３（ｃ）に示すように、シール部８３ｂの弁座に押圧されてシール部８３ｂのインク通路８４を閉じ、インク供給チューブ４内のインクがインク供給経路９に流れてヘッドユニット５内のインクの圧力が高くなることを防ぐ。
【００１８】
このようにキャリッジ２を走査しているときに、キャリッジ２の加減速に応じて内圧変動抑制手段８の弁８２を移動してシール部８３ａ，８３ｂのインク通路８４を閉じたときのインク供給経路９とヘッドユニット５内のインク圧力変動を図４に示す。図４のヘッド近傍のインク内圧変動特性図において、（ａ）は内圧変動抑制手段８を使用した場合、（ｂ）は内圧変動抑制手段８を使用しない従来例の場合を示す。図４に示すように、内圧変動抑制手段８を使用しキャリッジ２の加減速に応じてシール部８３ａ，８３ｂのインク通路８４を閉じた場合は、従来例の場合と比較してインク供給経路９とヘッドユニット５内のインク圧力変動を非常に小さくすることができ、記録ヘッド６から噴射するインク滴の噴射特性を安定させることができた。
【００１９】
上記実施例は弁８２がシール部８３ａ，８３ｂに押圧されたときにインク通路８４を完全に閉じる場合について説明したが、図５（ａ）の正面図と（ｂ）の断面図に示すように、シール部８３ａ，８３ｂの弁座の一部に小さな断面積の切欠部８４１を設け、弁８２がシール部８３ａ，８３ｂに押圧されたときでも切欠部８４１を通してインクが流れるようにしても良い。このようにシール部８３ａ，８３ｂに切欠部８４１を設けておくことにより、弁８２でシール部８３ａ，８３ｂのインク通路８４を閉じたときでも印字に必要な最小限のインクをヘッドユニット５に供給することができる。また、小さな断面積の切欠部８４１を通してインクが流れるから、インクの流体抵抗が大きく、インク供給経路９とヘッドユニット５内のインク圧力変動を抑制することができる。
【００２０】
また、上記実施例は内圧変動抑制手段８に円筒状のボディ８１を設けた場合について説明したが、図６の断面図に示すように、ボディ８１のインク通路８１１の弁８２を支持する部分の中央が突出するようにインク通路８１１を湾曲させ、中央部に弁停留部８１２を設けても良い。このように弁停留部８１２を設けることにより、キャリッジ２が停止しているときや定速移動しているときに、弁８２を自重で弁停留部８１２に移動させることができ、キャリッジ２が停止しているときや定速移動しているとき、弁８２が移動してシール部８３ａ，８３ｂのインク通路８４を閉じることを防ぐことができる。また、弁停留部８１２に弁８２を保持する凹みを設けると、キャリッジ２が停止しているときや定速移動しているときに、弁８２を弁停留部８１２に安定して停止させておくことができる。
【００２１】
さらに、図７の断面図に示すように、ボディ８１のインク通路８１１の弁８２を支持する部分だけを中央が突出するような湾曲面で形成し、弁８２を弁停留部８１２に保持しているときのインク通路８１１の断面積を大きくすることにより、キャリッジ２を定速移動しているときの流体抵抗を低減してヘッドユニット５に安定してインクを供給することができる。また、弁停留部８１２の両端部を中央向かって接線の傾きがきつくなるような放物線の形状にして、弁停留部８１２の両端部の接線を弁８２の接触位置の接線とほぼ一致させることにより、キャリッジ２を加減速するときに、弁８２を円滑に移動させることができる。
【００２２】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、キャリッジを加減速したときのインクの流れによりインク供給経路をヘッドユニットの近傍で閉じるようにしたから、キャリッジが往復運動するときのヘッドユニット近傍のインク内圧変動を抑制することができる。
【００２３】
また、メインタンクに接続されたインク供給経路側とヘッドユニット側に設けられインク通路を有するシール部と、シール部間を揺動自在な弁とを使用してキャリッジを加減速したときにインク供給経路を閉じるから、簡単な構成でヘッドユニット近傍のインク内圧変動を安定して抑制することができる。
【００２４】
さらに、インク供給経路を閉じる弁を球形に形成することにより、キャリッジを加減速するとき、弁の移動にともなう抵抗を小さくすることができ、ヘッドユニット近傍のインク内圧変動抑制の応答性を高めることができる。
【００２５】
また、シール部の一部に切欠部を設けることにより、弁でシール部のインク通路を閉じたときでも印字に必要な最小限のインクをヘッドユニットに供給することができ、安定してインク液滴を噴射させることができる。
【００２７】
また、インク内圧変動を抑制するインク供給機構をインクジェット噴射方式のプリンタやファクシミリ，複写機に使用することにより、安定したインク噴射特性でインク滴を噴射させて、良質な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の構成図である。
【図２】内圧変動抑制手段の配置図である。
【図３】内圧変動抑制手段の構成と動作状態を示す断面図である。
【図４】ヘッド近傍のインク内圧変動を示すインク内圧変動特性図である。
【図５】他のシール部の構成図である。
【図６】第２の実施例の内圧変動抑制手段の構成を示す断面図である。
【図７】第３の実施例の内圧変動抑制手段の構成を示す断面図である。
【図８】従来例の構成図である。
【符号の説明】
１；メインタンク、２；キャリッジ、３；固定側インク供給チューブ、
４；インク供給チューブ、５；ヘッドユニット、６；記録ヘッド、
７；キャリッジガイドロッド、８；内圧変動抑制手段、８１；ボディ、
８２；弁、８３；シール部。
【図１】
0003869171.tif 000002
【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】
0003869171.tif 000009