(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に延びるインク貯蔵室と、負圧発生部が形成され、前記インク貯蔵室の上部、及び下部にそれぞれ外部との接続を行う筒状体からなる大気連通用接続口と、インク流入用接続口が形成され、また最下部には記録ヘッドに連通するインク流出口が形成され、バネにより常時閉弁状態を維持し、かつインク供給手段が装着された場合に開弁する弁体が前記各接続口に装填されており、前記インク貯蔵室が前記インク供給手段の大気連通口を介して大気に連通されるインクジェット記録装置用接続ユニット。
【請求項２】
前記インク貯蔵室に毛細管力によりインクを保持する狭部が形成されている請求項１に記載のインクジェット記録装置用接続ユニット。
【請求項３】
前記負圧発生部が、前記インク貯蔵室の最低のインクレベルを維持すべき領域に張り出している請求項２に記載のインクジェット記録装置用接続ユニット。
【請求項４】
前記インク貯蔵室の最低のインクレベルを維持すべき領域に浮遊体の降下を阻止できる狭部が形成され、前記狭部と前記浮遊体による毛細管力によりに前記インク貯蔵室の最低のインクレベルが維持される請求項１に記載のインクジェット記録装置用接続ユニット。
【請求項５】
前記負圧発生部が、インク貯蔵室と連通する断面円形の凹部からなる弁室に、膜弁を収容して、前記インク流出口のインクの圧力が規定よりも低下した場合に開弁する差圧弁として構成されている請求項１に記載のインクジェット記録装置用接続ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷信号に対応してインク滴を吐出する記録ヘッドと、インクカートリッジとを接続する接続ユニットの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、通常、記録用紙の紙幅方向に往復動するキャリッジに印刷信号に対応してインク滴を吐出するインクジェット記録ヘッドを搭載して、外部のインクタンクから記録ヘッドにインクを供給するように構成されている。このようなインクタンク等のインク貯蔵容器は、小型の記録装置にあってはキャリッジに着脱可能に搭載され、また大型の記録装置にあっては、函体に設置されてインク供給チューブを介して記録ヘッドに接続されている。
【０００３】
キャリッジに搭載されるインクタンクは、キャリッジの往復動によるインクの波立ち等による圧力変化を可及的に減少させるため、通常、スポンジ等の多孔質材を収容し、これにインクを含浸させて構成されている。
【０００４】
また、函体に設置された大容量のインク袋からインク供給チューブを介してインクの供給を受ける場合にも、キャリッジの往復動によるチューブの屈曲に起因するインク圧の変化を防止するため、キャリッジの運動によるインク圧の変化を防止するためのダンピング機能を備えたサブタンクを介して記録ヘッドにインクを供給するように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このため、前者にあっては多孔質材を収容する分だけ、インクタンクのサイズや、また重量が収容可能なインク量に比較して大きくなるという問題があり、また後者にあっては、揺動によるインクの圧力変化を防止する機構が必要となり構造が複雑化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、キャリッジの移動に関わりなく印刷に適した負圧状態を維持してインクカートリッジのインクを記録ヘッドに供給することができるインクカートリッジと記録ヘッドとを接続する接続ユニットを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このような課題を解決するために本発明においては、上下方向に延びるインク貯蔵室と、負圧発生部が形成され、前記インク貯蔵室の上部、及び下部にそれぞれ外部との接続を行う筒状体からなる大気連通用接続口と、インク流入用接続口が形成され、また最下部には記録ヘッドに連通するインク流出口が形成され、バネにより常時閉弁状態を維持し、かつインク供給手段が装着された場合に開弁する弁体が前記各接続口に装填されており、前記インク貯蔵室が前記インク供給手段の大気連通口を介して大気に連通されるように構成されている。
【０００７】
【作用】
インクカートリッジ等のインク供給手段が取り外されている状態では、インク貯蔵室が弁体により密封状態に維持され、インクの漏洩やインク溶媒の揮散が防止される。またインク供給手段が装着された状態では、弁体が開弁してインク貯蔵室が大気に連通されてインク流出口からインクを一定の負圧を維持しながら記録ヘッドに供給することが可能となる。
【０００８】
【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乃至図３は、それぞれ本発明の接続ユニットの一実施例を示すものであって、この接続ユニット１は、一側に上下方向に延びるインク貯蔵室２が、また他側に後述する負圧発生部３が形成され、インク貯蔵室２の上部、及び下部にはそれぞれ外部との接続を行う筒状体からなる大気連通用接続口４と、インク流入用接続口５が形成され、また最下部には記録ヘッドに連通するインク流出口６が形成されている。
【０００９】
インク貯蔵室２の中央部には、この実施例では負圧発生部３を突出させて、毛細管力が発現できる程度の狭部２ａが形成されている。
【００１０】
各接続口４、５には、その周面に連通用の窓４ａ、５ａが形成されていて、内部に弁体１０、２０が軸方向に移動可能に収容されている。各弁体１０、２０は、閉弁状態では一端１１ａ、２１ａが接続口４、５から突出するスライド軸１１、２１の他端側に、接続口４、５と連通する開口１２、２２を封止する弾性体からなるパッキン１３、２３を嵌装され、バネ１４、２４により開口１２、２２にパッキン１３、２３を弾接させるように接続口４、５に挿入されている。
【００１１】
負圧発生部３は、図３に示したようにインク貯蔵室２と連通する断面円形の凹部からなる弁室３０に、膜弁３１、及び膜弁３１の外周を固定する固定具を兼ねた流路形成部材３２を収容し、インク貯蔵室２を含む領域を遮気性を備えた膜３３により封止して構成されている。弁室３０の中心には凸部３４が、また膜弁３１には凸部３４と対向する位置に貫通孔３５が形成されている。
【００１２】
図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ負圧発生部３に形成されたインク流路を表裏に分けて示す図であって、インク貯蔵室２からフィルタ３６に流入する流れ▲１▼、通孔３７から流路３８を経由して弁室３０の通孔３９に流入する流れ▲２▼、膜弁３１を通過する流れ▲３▼、弁室３０の通孔４０と通孔４１、４２とを結ぶ流路４３を経由する流れ▲４▼、及びインク流出口６に連通する通孔４４と通孔４２とを接続する流路４５を流れる流れ▲５▼によりに連通する。なお、図３における符号４６は、インク流出口６に嵌め込まれるパッキンを示す。
【００１３】
図５は、負圧発生部３の断面構造を示すものであって、膜弁３１は、周囲を厚肉部とするダイヤフラムとして形成されていて、バネ４７により貫通孔３５が凸部３４に弾接されている。このバネ４７は、その弾圧力が、記録ヘッドへのインクの圧力が負圧を維持し、かつ記録動作に追従してインクを供給できる程度に設定されている。
【００１４】
このような構成により、記録ヘッドでのインクの消費が進んでインク流出口６の負圧が大きくなると、膜弁３１の表裏の差圧が大きくなるため、インク貯蔵室２のインクの圧力を受けた膜弁３１がバネ４７の付勢力に抗して凸部３４から離れる。これにより膜弁３１の貫通孔３５が開放され、通孔３９と通孔４２が連通し、インク流出口６にインクが流れ込む。
記録ヘッドにインクが流れ込んで、インク流出口６の負圧が小さくなると、膜弁３１がバネ４７の付勢力により凸部３４に押し付けられて貫通孔３５が凸部３４により封止される。
以下、インク流出口６のインク圧力が一定の負圧となるように、膜弁３１は凸部３４との接離を繰返す。
【００１５】
このように構成された接続ユニットは、例えば図６に示したように本体にインク収容室５０が形成され、上部に大気連通口５１が、また下部にインク流出口５２が形成され、それぞれにバネ５３、５４により常時大気連通口５１、インク流出口５２に弾圧された弁体５５、５６を備えたたカートリッジ５７を、図７に示したように接続ユニット１に装着すると、図８に示したように接続ユニット１のスライド軸１１、２１がバネ１４、２４に抗して押圧されてそれぞれの開口１２、２２が開放され、同様にインクカートリッジ５７の弁体５５、５６も開放される（図９（ａ）、（ｂ））。
【００１６】
これにより、インクカートリッジ５７のインク室５０が弁体５５及び細溝５８を介して大気に開放されてインク室のインクが接続ユニット１のインク貯蔵室２に流れ込む。
そして前述したように印刷に伴って記録ヘッドによりインクが消費されると、インク流出口６のインクが一定の負圧となるように膜弁３２が開閉してインク貯蔵室２のインクを記録ヘッドに供給する。
【００１７】
このようにして当初規定のインク量が充填されていたインクカートリッジ５７（図１０（I））のインクの消費が進んで図１０（II）に示したように接続ユニット１のインク貯蔵室２に形成されているの狭部２ａまでインク液面が低下すると、インク貯蔵室２のインクの液面は狭部２ａの毛細管力により狭部２ａに維持される。
【００１８】
一方、記録ヘッドのインクの消費により発生した負圧に対応して膜弁３１が開弁すると、負圧がインクカートリッジに作用するから、インクカートリッジのインクが負圧発生部３を経由して記録ヘッドに流れこむ。
【００１９】
インク貯蔵室２のインクの液面をフィルタ３６、望ましくは通孔３７よりも上位のレベルＨに維持しながら、インクカートリッジ５７のインクを記録ヘッドに供給し（図１０（III））、交換が困難な接続ユニット内でインク切れを招くことなく、インクカートリッジのインクを全て記録ヘッドに排出する（図１０（IV））。
【００２０】
一方、カートリッジのインクが消費され尽くしたり、またインクの交換のためにインクカートリッジが接続ユニット１から取り外されると、接続ユニット１及びインクカートリッジ５７のスライド軸１１、２１や弁体５５、５６は、共に支持を失ってバネ１４、２４、５３、５４の付勢力により閉弁する。
【００２１】
これにより、接続ユニット１の大気連通用接続口４、及びインク流入用接続口５が遮断され、大気連通用接続口４からのインク溶媒の揮散や、またインク流入用接続口５からのインクの流出が防止される。
【００２２】
なお、上述の実施例においては、インク貯蔵室２の最低インクレベルＨを狭部の毛細管力で維持するようにしているが、図１１（I）乃至（IV）に示したように、断面円形を有する浮遊体６０をインク貯蔵室２の上部に挿入すると、狭部２ａの毛細管力に依存することなくインクを所定のレベルに保持することができる。
【００２３】
すなわち、図１１（I）に示したよう所定量のインクが存在する状態では浮遊体６０は狭部２ａよりも上方に位置するからインクの排出を阻害することはない。インクの液面が維持すべきレベルＨまで低下すると、浮遊体６０が狭部２ａで降下を阻止されて毛細管力を発現し、前述と同様にインクカートリッジ５７のインクの減少に関わりなくインク貯蔵室２のインクの液面をレベルＨに維持する（図１１（II）（III））。そして、この状態を維持してインクカートリッジ５７のインクを最後まで記録ヘッドに供給する（図１１（IV））。
【００２４】
なお、上述の実施例においては接続ユニット１にインクカートリッジ５７を直接装着する場合について説明したが、図１２に示したように接続ユニット１のインク貯蔵室２の液面を維持すべき高さに液面センサー６１を内蔵させ、液面センサー６１により制御される送液ポンプ６２を介してチューブ６３によりインク袋等のインク貯蔵体６４のインク流出口６５に接続するようにしても同様の作用を奏する。
【００２５】
この場合には、インク貯蔵室２の上部に大気連通用の開口６６を形成し、ここを撥水性と通気性を備えた膜６７により封止するのが望ましい。
【発明の効果】
以上、説明したように本発明においては、上下方向に延びるインク貯蔵室と、負圧発生部が形成され、インク貯蔵室の上部、及び下部にそれぞれ外部との接続を行う筒状体からなる大気連通用接続口と、インク流入用接続口が形成され、また最下部には記録ヘッドに連通するインク流出口が形成され、バネにより常時閉弁状態を維持し、かつインク供給手段が装着された場合に開弁する弁体が各接続口に装填されているので、インク供給手段が取り外されている状態では、インク貯蔵室が弁体により密封状態に維持して、インクの漏洩やインク溶媒の揮散を防止でき、またインク供給手段が装着された状態では、弁体が開弁してインク貯蔵室が大気に連通してインク流出口からインクを一定の負圧を維持しながら記録ヘッドに供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の接続ユニットの一実施例を示す斜視図である。
【図２】同上接続ユニットの一実施例を示す断面図である。
【図３】同上接続ユニットの一実施例を示す組立分解斜視図である。
【図４】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ同上接続ユニットの負圧発生部のインクの流れを示す図である。
【図５】同上負圧発生部の断面構造及びインクの流れを示す図である。
【図６】同上接続ユニットに適したインクカートリッジの一実施例を示す図である。
【図７】同上接続ユニットにインクカートリッジが装着された状態を示す図でる。
【図８】同上接続ユニットにインクカートリッジが装着された状態の断面構造を示す図である。
【図９】図（ａ）、（ｂ）は、それぞれ接続口の状態を拡大して示す断面図である。
【図１０】図（I）乃至図（IV）は、それぞれ同上接続ユニットとインクカートリッジのインクの消費の状態を示す図である。
【図１１】図（I）乃至図（IV）は、それぞれ同上接続ユニットの他の実施例をインクの消費の状態でを示す図である。
【図１２】本発明の接続ユニットの他の適用例を示す構成図である。
【符号の説明】
１  接続ユニット
２  インク貯蔵室
２ａ  狭部
３  負圧発生部
４  大気連通用接続口
５  インク流入用接続口
６  インク流出口
１０、２０  弁体
１１  スライド軸
１２、２２  開口
１３、２３  パッキン
１４、２４、４７、５３、５４  バネ
３０  弁室
３１  膜弁
３２  流路形成部材
３３  膜
３４  凸部
３５  貫通孔
３６  フィルタ
５７  インクカートリッジ
６０  浮遊体
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003772959.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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