JP2006272900A - Ink cartridge and inkjet recording system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吐出方式の記録ヘッドに供給されるインクを収納するインクカートリッジ及びこのインクカートリッジを使用するインクジェット記録システムに関するものである。 The present invention relates to an ink cartridge that stores ink to be supplied to an ejection type recording head, and an ink jet recording system that uses the ink cartridge.
インクを吐出する吐出口が設けられたインク吐出方式の記録ヘッドを備え、この記録ヘッドからインクを液滴として吐出しこれを用紙に付着させて画像を記録する、いわゆるインクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置には、インクを収納するインクタンクが設けられており、このインクタンクから記録ヘッドへインクが供給される。記録ヘッドは、例えば、吐出口が形成されたノズルと、ピエゾ素子によって駆動される振動板とを備えており、振動板の振動による圧力変化を利用して、インクタンクからインクをノズルへ吸引して吐出口から噴射する。 2. Description of the Related Art A so-called ink jet recording apparatus is known that includes an ink ejection type recording head provided with an ejection port for ejecting ink, ejects ink as droplets from the recording head, and deposits the ink on a sheet to record an image. Yes. The ink jet recording apparatus is provided with an ink tank for storing ink, and ink is supplied from the ink tank to the recording head. The recording head includes, for example, a nozzle having a discharge port and a diaphragm driven by a piezo element, and sucks ink from an ink tank to the nozzle by using a pressure change caused by vibration of the diaphragm. Spray from the outlet.
インクは消耗品であるため、その補充の便宜を考慮して、インクタンクは、インクジェット記録装置に交換可能に取り付けられるカートリッジタイプのものが多い。このカートリッジタイプのインクタンク(以下、インクカートリッジという)は、インクが使い切られて空になると、インクが充填された新しいインクカートリッジに交換される。インクカートリッジが取り付けられるカートリッジ装着部には、記録ヘッドへインクを供給するためのインク供給針が配置されており、インクカートリッジをカートリッジ装着部に装着すると、インク供給針が、インクカートリッジに形成されたインク供給口に差し込まれる。これにより、インクカートリッジとノズルとの間に、インク供給針を含むインク供給路が確立される。 Since ink is a consumable item, in consideration of the convenience of replenishment, the ink tank is often of a cartridge type that is replaceably attached to the ink jet recording apparatus. This cartridge type ink tank (hereinafter referred to as an ink cartridge) is replaced with a new ink cartridge filled with ink when the ink is used up and becomes empty. An ink supply needle for supplying ink to the recording head is arranged in the cartridge mounting portion to which the ink cartridge is mounted. When the ink cartridge is mounted in the cartridge mounting portion, the ink supply needle is formed in the ink cartridge. Inserted into the ink supply port. Thereby, an ink supply path including an ink supply needle is established between the ink cartridge and the nozzle.
また、インクカートリッジには、インク供給口とは別に、インク収納室に大気を導入する大気導入口が設けられている。記録ヘッドによってインク収納室内のインクが消費されると、インク収納室内の圧力が低下する。この圧力が低下しすぎると、ノズル内のインクのメニスカスが破壊されて、ノズルの吐出口から大気が流入して、吐出不良の原因となる。大気導入口は、記録ヘッドによるインク消費量に見合った分の大気をインク収納室に取り込むためのもので、こうした大気の取り込みによって、ノズルの圧力が所定の範囲に維持される。 In addition to the ink supply port, the ink cartridge is provided with an air introduction port for introducing air into the ink storage chamber. When the ink in the ink storage chamber is consumed by the recording head, the pressure in the ink storage chamber decreases. If this pressure decreases too much, the meniscus of the ink in the nozzle is destroyed, and the atmosphere flows from the nozzle outlet, causing a discharge failure. The air introduction port is for taking in air corresponding to the amount of ink consumed by the recording head into the ink storage chamber, and the pressure of the nozzle is maintained within a predetermined range by taking in the air.
インクが空になっていない使用途中のインクカートリッジがインクジェット記録装置から取り外された際に、こうしたインク供給口や大気導入口からインクが外部に漏れてしまうことを防止するために、インク供給口と大気導入口のそれぞれを封止する2つの弁を設けたインクカートリッジが知られている(例えば、下記特許文献1参照)。これら各弁は、インクカートリッジがインクジェット記録装置から取り外されたときに、バネによって閉じ位置に付勢されるようになっており、これによりインク漏れが防止される。
しかしながら、特許文献1に記載のインクカートリッジは、インクカートリッジをインクジェット記録装置に装着されたときに弁を開放するための可動部が外部に露呈されてしまっているため、インクカートリッジのハンドリング中に、可動部が何かと接触すると、不用意に弁が開いてしまうおそれがある。また、このインクカートリッジの大気導入口は完全には封止されておらず、インク収納室は、多孔質材料からなるフイルタ及び大気導入口を通じて大気に開放されている。そのため、フイルタ自体の破損や、衝撃によりフイルタの空隙中に含まれたインクのメニスカスの破壊が生じると、大気導入口を通じてインク漏れが生じる懸念がある。
However, in the ink cartridge described in
本発明は、衝撃や振動を与えてもインク漏れのないインクカートリッジ及びこのインクカートリッジを使用するインクジェット記録システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an ink cartridge that does not leak ink even when an impact or vibration is applied, and an ink jet recording system that uses the ink cartridge.
本発明のインクカートリッジは、吐出方式の記録ヘッドを備えこの記録ヘッドにより画像を記録するインクジェット記録装置に着脱自在にセットされ、前記記録ヘッドへ供給されるインクを収納するインク収納室を備えた本体と、前記インク収納室内のインクを前記記録ヘッドへ供給するためのインク供給部と、前記インク収納室内の圧力に応じて前記インク収納室内に大気を導入する大気導入部とを備えたインクカートリッジにおいて、前記大気導入部は、前記本体外から前記大気導入部内に大気を導入する一次導入口を開閉する一次弁と、前記一次導入口から前記大気導入部内に導入した大気を前記インク収納室内に送り込む二次導入口と、前記二次導入口を開閉する二次弁とを設けたことを特徴とする。 An ink cartridge according to the present invention includes a discharge-type recording head, and is detachably set in an ink jet recording apparatus that records an image by the recording head. The main body includes an ink storage chamber that stores ink supplied to the recording head. An ink cartridge comprising: an ink supply unit for supplying ink in the ink storage chamber to the recording head; and an air introduction unit that introduces air into the ink storage chamber according to the pressure in the ink storage chamber The atmosphere introduction unit sends a primary valve that opens and closes a primary introduction port that introduces the atmosphere into the atmosphere introduction unit from outside the main body, and sends the atmosphere introduced into the atmosphere introduction unit from the primary introduction port into the ink storage chamber. A secondary inlet and a secondary valve that opens and closes the secondary inlet are provided.
前記一次弁及び二次弁は、例えば、前記一次及び二次の各導入口のそれぞれを閉じる閉じ位置に向けて付勢部材によって付勢されていることが好ましい。前記二次弁は、電磁石によって開閉可能なマグネット弁である。 It is preferable that the primary valve and the secondary valve are biased by a biasing member toward a closed position that closes each of the primary and secondary inlets, for example. The secondary valve is a magnet valve that can be opened and closed by an electromagnet.
前記大気導入部には、前記一次導入口から前記二次導入口へ至る導入経路内に、周壁の一部が可撓性部材で形成され、一次導入口及び二次導入口から流入する空気を受け入れるバッファ室が設けられていることが好ましい。 In the air introduction part, a part of the peripheral wall is formed of a flexible member in the introduction path from the primary introduction port to the secondary introduction port, and air flowing from the primary introduction port and the secondary introduction port A buffer chamber is preferably provided for receiving.
前記二次弁は、前記インク収納室の圧力が前記大気導入部の圧力よりも上昇したときに、その圧力差によって、前記付勢部材の付勢力に抗して前記二次導入口を開く開位置に移動可能なことが好ましい。 The secondary valve opens when the pressure in the ink storage chamber rises above the pressure in the atmosphere introduction portion, and opens the secondary introduction port against the urging force of the urging member due to the pressure difference. It is preferable that the position can be moved.
本発明のインクジェット記録システムは、吐出方式の記録ヘッドを備えこの記録ヘッドにより画像を記録するインクジェット記録装置と、このインクジェット記録装置に着脱自在にセットされ、前記記録ヘッドへ供給されるインクを収納するインク収納室を備えた本体と、前記インク収納室内のインクを前記記録ヘッドへ供給するためのインク供給部と、前記インク収納室内の圧力に応じて前記インク収納室内に大気を導入する大気導入部とを備えたインクカートリッジとからなるインクジェット記録システムにおいて、前記インクカートリッジは、前記大気導入部に形成された一次導入口を開閉する一次弁と、一次導入口から導入された大気を前記インク収納室に送り込むための二次導入口と、前記二次導入口を開閉する二次弁とを有しており、前記インクジェット記録装置は、前記一次弁と前記二次弁とをそれぞれ独立して開閉させる2つの駆動部を有することを特徴とする。 An ink jet recording system of the present invention includes an ink jet recording apparatus that includes a discharge type recording head and records an image by the recording head, and stores ink supplied to the ink jet recording apparatus. A main body having an ink storage chamber, an ink supply unit for supplying ink in the ink storage chamber to the recording head, and an air introduction unit for introducing air into the ink storage chamber according to the pressure in the ink storage chamber The ink cartridge includes: a primary valve that opens and closes a primary inlet formed in the atmosphere introduction unit; and the atmosphere introduced from the primary inlet is the ink storage chamber. A secondary inlet for feeding into the secondary inlet and a secondary valve for opening and closing the secondary inlet Ri, the inkjet recording apparatus is characterized by having two driving units for opening and closing the primary valve and the secondary valve independently.
図1に示すインクジェット記録装置10は、用紙11に対してインクを吐出して付着させることにより画像を記録する記録ヘッド12を備えている。記録ヘッド12は、インクを吐出する吐出口が形成された複数のノズルを備えており、これら複数のノズルの吐出口が配列された吐出面が用紙11の記録面と対面するように配置される。記録ヘッド12は、用紙11の幅方向(主走査方向X)に移動自在なキャリッジ13に取り付けられており、キャリッジ13の底面に形成された開口から前記吐出面が露呈される。記録ヘッド12は、キャリッジ13の移動に伴って用紙11の幅方向に沿って往復動しながら、画像をライン記録する。この記録ヘッド12が1往復動する毎に、図示しない搬送ローラによって用紙11が副走査方向Yへ、記録ヘッド12の1往復動による記録幅分送られる。こうした動作が繰り返されて、1画面分の画像が記録される。
An ink jet recording apparatus 10 shown in FIG. 1 includes a
キャリッジ13は、ガイド棒14a,14bにスライド自在に取り付けられており、ベルト16と1対のプーリ17とからなるベルト機構18によって駆動される。キャリッジ13には、記録ヘッド12の上方に、例えば、Y,M,C,Kの4色のインクがそれぞれ収納された4つのインクカートリッジ21が着脱自在に取り付けられる。符合20は、キャリッジ13に着脱自在に取り付けられ、装着されたインクカートリッジ21を覆うためのカバーである。
The
キャリッジ13には、各インクカートリッジ21が差し込まれる複数のスロットが形成されている。これら各スロットには、記録ヘッド12へインクを送り込む流路が形成された中空状のインク供給針36(図2参照)が設けられており、スロットへインクカートリッジ21が差し込まれると、インクカートリッジ21の底部に設けられたインク供給部26(図2参照)にインク供給針36が突き刺さるようになっている。インクカートリッジ21に収納されたインクは、このインク供給針36を通じて記録ヘッド12へ供給される。記録ヘッド12には、各ノズルに対応してピエゾ素子によって駆動される振動板が設けられており、この振動板の振動による圧力変化により、インクカートリッジ21内のインクがノズルへ吸引され、吐出口から噴射される。
A plurality of slots into which the
図2に示すように、インクカートリッジ21は、例えば、プラスチック材料で形成された本体22に、インク23を収納するインク収納室24が形成されている。本体22の底部には、インク収納室24に対応する位置に、記録ヘッド12へインク23を供給するインク供給部26が設けられている。
As shown in FIG. 2, the
インク供給部26は、下方に向けて略円筒形状に突出しており、この突出部分がキャリッジ13のスロットに嵌合するようになっている。インク供給部26の底面には、インク供給針36が進入するインク供給口27が形成されている。インク供給部26の内部には、インク供給口27を開閉する供給弁28が設けられている。供給弁28は、インク供給口27を閉じる閉じ位置(図上二点鎖線で示す)とそれを開く開き位置(図上実線で示す)との間で移動自在に設けられており、バネ29によって閉じ位置に向けて付勢されている。
The
供給弁28は、例えば、その外周面がゴムなどの弾性材料で形成されており、それが閉じ位置にあるときには、インク供給部26の内壁と密着して、インク供給口27を気密に封止する。この供給弁28は、インク供給部26内に格納されているので、インクカートリッジ21のハンドリング中に、インク供給部26のインク供給口27付近が何かと接触しても、不用意に開いてしまうことはない。
For example, the outer peripheral surface of the supply valve 28 is formed of an elastic material such as rubber. When the supply valve 28 is in the closed position, the supply valve 28 is in close contact with the inner wall of the
キャリッジ13にインクカートリッジ21が装着されると、供給針36は、その先端が供給弁28に当接して、供給弁28をバネ29の付勢に抗して開き位置に押し上げる。これにより、インク収納室24のインクが内部開口30からインク供給部26に流れ込み、インク供給針36を通じて記録ヘッド12へ供給可能になる。そして、キャリッジ13からインクカートリッジ21が取り外されると、バネ29の付勢によって供給弁28が閉じ位置に移動してインク供給口27が閉じられる。これにより、インク供給口27からのインク漏れが防止される。
When the
本体22の側端部には、インクの消費に伴うインク収納室24の減圧に応じてインク収納室24へ送り込む大気を本体22内に導入する大気導入部31が設けられている。インク収納室24と大気導入部31とは隔壁38によって仕切られている。インク収納室24は、非装着時(インクカートリッジ21がキャリッジ13から取り外されている時)には、ほぼ大気圧にされるが、インクカートリッジ21がキャリッジ13に装着された直後、インクジェット記録装置10に設けられた吸引装置(図示せず)によって、ノズルを通じてインクが吸引されて負圧(大気圧に対して)にされる。こうすることで、インク供給針36を通じてインク収納室24と接続されるノズルの吐出口の内圧を負圧にして、吐出口からのインク漏れを防止する。
At the side end portion of the main body 22, an
しかし、インクの消費によってインク収納室24の圧力が低くなりすぎると、ノズル内のインクのメニスカスが破壊されて、ノズル内にその吐出口から大気が流入してしまう。ノズル内に流入した大気は、圧電素子の変形による圧力変化を吸収するダンパとなり、不吐出の原因となる。サーマル方式の記録ヘッドの場合は、発熱部が空焚き状態となり不吐出の原因となる。さらに、発熱部が焼け焦げる、コゲーションを引き起こすおそれもある。このように、インク収納室24の圧力は、低すぎても問題があるため、規定範囲に維持する必要がある。そのため、大気導入部31によって、インク消費に伴うインク収納室24の圧力低下を補う分の大気がインク収納室24に導入される。これにより、インク収納室24内の圧力が規定範囲内に維持される。
However, if the pressure in the ink storage chamber 24 becomes too low due to ink consumption, the meniscus of the ink in the nozzle is destroyed, and the atmosphere flows into the nozzle from its discharge port. The air that has flowed into the nozzle becomes a damper that absorbs pressure changes due to deformation of the piezoelectric element, causing non-ejection. In the case of a thermal recording head, the heat generating portion becomes empty and causes non-ejection. Furthermore, there is a possibility that the heat generating part may burn and cause kogation. Thus, since the pressure in the ink storage chamber 24 is problematic even if it is too low, it is necessary to maintain it within a specified range. For this reason, the
大気導入部31は、インク供給部26と同様に、その底部が下方に向けて略円筒形状に突出しており、この突出部分がキャリッジ13のスロットに嵌合するようになっている。大気導入部31の底面には、本体22外から、大気導入部31内に大気を導入する一次導入口32が形成されている。大気導入部31の内部には、一次導入口32を開閉する一次弁33が設けられている。一次弁33は、一次導入口32を閉じる閉じ位置(図上実線で示す)とそれを開く開き位置(図上二点鎖線で示す)との間で移動自在に設けられており、バネ34によって閉じ位置に向けて付勢されている。
As with the
一次弁33は、例えば、その外周面がゴムなどの弾性材料で形成されており、それが閉じ位置にあるときには、大気導入部31の内壁と密着して一次導入口32を気密に封止する。この一次弁33は、大気導入部31内に格納されているので、インクカートリッジ21のハンドリング中に、大気導入部31の一次導入口32付近が何かと接触しても、不用意に開いてしまうことはない。
For example, when the outer peripheral surface of the primary valve 33 is formed of an elastic material such as rubber and is in the closed position, the primary valve 33 is in close contact with the inner wall of the
インクジェット記録装置10には、一次弁33を開閉させるピン39が設けられている。ピン39は、一次導入口32から大気導入部31に進入して一次弁33と当接して、それをバネ34の付勢に抗して開き位置に押し上げる。ピン39は、例えば、ソレノイドなどによって構成されるピン駆動機構41によって駆動される。ピン駆動機構41は、インクジェット記録装置10のコントローラ42に接続されており、コントローラ42からの指令に従って、ピン39を駆動する。
The ink jet recording apparatus 10 is provided with a
コントローラ42は、インクカートリッジ21がキャリッジ13にセットされている間、インク収納室24の圧力を規定範囲に維持するために、その圧力変化に応じて、一次弁33を開閉させる。インク収納室24の圧力は、例えば、記録ヘッド12のノズル近傍に設けられた圧力センサ44によって測定される。コントローラ42は、圧力センサ44の測定値に基づいて、一次導入口32の開き時間を決定する。ピン駆動機構41は、その開き時間だけ一次導入口32を開くように、ピン39を駆動する。一次弁33が開くと、一次導入口32及び内部開口46を通じて、大気導入部31内に大気が進入する。
The
なお、本例では、圧力センサをノズル近傍に設けているが、インク供給路内であれば、例えば、インク供給口付近に設けてもよい。また、圧力センサによらず、ノズルの吐出回数をカウントしてインク収納室の圧力を推定し、それに応じて、一次導入口の開き時間を決定するようにしてもよい。 In this example, the pressure sensor is provided in the vicinity of the nozzle, but may be provided in the vicinity of the ink supply port, for example, within the ink supply path. Further, the pressure of the ink storage chamber may be estimated by counting the number of ejections of the nozzles without using the pressure sensor, and the opening time of the primary inlet may be determined accordingly.
また、隔壁38の上部には、一次導入口32から大気導入部31内に導入した大気をインク収納室24に送り込む二次導入口51が形成されている。二次導入口51のインク収納室24側には、フイルタ47が設けられている。このフイルタ47は、例えば、多孔質材料で形成されており、大気導入部31からインク収納室24に流入する大気を通過させるとともに、その大気内に含まれる塵や埃を吸着し、インク収納室24への進入を阻止する。また、フイルタ47は、インク収納室24から大気導入部31に向けてインクが流出することを防止する。
In addition, a secondary introduction port 51 through which the air introduced into the
大気導入部31には、二次導入口51を開閉するための二次弁52が設けられている。二次弁52は、二次導入口51を閉じる閉じ位置(図上実線で示す)とそれを開く開き位置(図上二点鎖線で示す)との間で移動自在に設けられており、バネ53によって閉じ位置に向けて付勢されている。二次弁52は、その内部に、磁石が埋め込まれており、外周面がゴムなどの弾性材料で被覆されたマグネット弁である。二次弁52が閉じ位置にあるときには、隔壁38の壁面と密着して二次導入口51が封止され、インク収納室24が密閉される。
The
二次弁52は、一次弁33と同様に、インクカートリッジ21がキャリッジ13にセットされている間、インク消費に伴うインク収納室24の圧力変化に応じて開閉して、一次導入口32から大気導入部31内に取り込まれた大気を、インク収納室24に送り込み、その内圧を調節する。二次弁52は、弁駆動部54によって駆動される。
Similar to the primary valve 33, the secondary valve 52 opens and closes according to a change in pressure in the ink storage chamber 24 due to ink consumption while the
弁駆動部54は、給電により二次弁52内の磁石と反対の極性の磁力を発生する電磁石と、この電磁石に電力を供給する回路とからなる。弁駆動部54が電磁石に電流を流すと、その間だけ電磁石が磁力を発生して、二次弁52がバネ53の付勢に抗して開き位置に移動する。弁駆動部54が電磁石への給電をオフすると、二次弁52はバネ53の付勢によって閉じ位置に復帰する。弁駆動部54は、コントローラ42に接続されており、コントローラ42は、弁駆動部54を通じて、二次弁52を開くタイミング及びその開き時間を制御する。
The
また、二次弁52は、例えば、温度上昇などによってインク収納室24の圧力が上昇しすぎた場合に、インク収納室24内の空気を大気導入部31に向けて逃がす役割も担っている。インク収納室24内の空気の温度が上昇して圧力が高くなると、空気がインク23に溶解しやすくなり、インク23中の溶存気体量が増加してしまう。溶解した気体は、キャリッジ13の往復動に伴う振動や、記録ヘッド12によるインク吸引時の圧力変化により、気泡化しやすくなる。こうしたインク23がノズルへ供給されると吐出不良の原因となる。
Further, the secondary valve 52 also plays a role of releasing the air in the ink storage chamber 24 toward the
また、インク収納室24内の圧力が高い状態でインクカートリッジ21をキャリッジ13に取り付けると、インク供給針36によって一次弁33が開かれた瞬間、インク収納室24内の圧力が解放されて内部開口30からインクが噴き出し、最悪の場合には、インク供給口27からインクが外部にこぼれてしまう。そのため、インク収納室24の圧力が上昇しすぎた場合には、その圧力によって二次弁52がバネ53の付勢力に抗して開かれる。こうすることで、二次導入口51を通じてインク収納室24内の空気を大気導入部31へ逃がし、インク収納室24内の圧力が低下するようにしている。このように、インク収納室24の圧力上昇によって二次弁52が開き位置に移動するように、二次弁52は、大気導入部31側から、二次導入口51を封止するように配置されている。
Further, when the
このように、二次弁52は、インク収納室24の圧力上昇によって開かれるため、そのバネ53の付勢力は、比較的弱い。そのため、インクカートリッジ21に加えられる外部からの衝撃によって、フイルタ47自体が破損したり、フイルタ47の空隙中に含まれたインクのメニスカスが破壊されるような場合には、その衝撃によって二次弁52が開いてしまうことも懸念される。二次弁52が開いてしまうと、二次導入口51からインクが漏れ出てしまうおそれもある。しかし、大気導入部31には、一次弁33と二次弁52の2つの弁が設けられているので、仮に二次導入口51からインク漏れが生じても、一次弁33によって本体22の外部への流出が阻止される。
As described above, since the secondary valve 52 is opened by the pressure increase in the ink storage chamber 24, the biasing force of the
また、大気導入部31には、一次導入口32から二次導入口51へ至る大気導入経路内に、一次導入口32及び二次導入口51から流入する空気を受け入れるバッファ室56が設けられている。このバッファ室56の周壁の一部は、可撓性を有するシート58で形成されており、その内圧に応じてシート58が撓み、バッファ室56の容積が変化するようになっている。これにより、インク収納室24の圧力が上昇して二次弁52が開いた場合には、シート58が外側に向けて撓むことで、バッファ室56の体積が膨張して、インク収納室24内の空気が二次導入口51を通じて取り込まれる。これにより、インク収納室24内の過剰圧力が吸収される。
In addition, the
また、バッファ室56は、インクカートリッジ21をキャリッジ13から取り外す際に、インク収納室24への急激な大気の流入を和らげる役割も担っている。インク収納室24は、上述したとおり、インクカートリッジ21がキャリッジ13に装着された直後に吸引装置によって負圧にされ、キャリッジ13に装着されている間、その状態が維持される。しかし、その状態のまま、インクカートリッジ21をキャリッジ13から取り外すと、インク供給口27からインク収納室24へ大気が流入する。インク収納室24に大気が流入すると、インクの泡立ちが生じて、インク中へ空気が溶け込みやすくなる。さらに、インク収納室にスポンジなど、毛管力によってインクを吸収して保持するインク吸収体が収納されている場合には、インク供給口付近でインク吸収体が流入した大気を吸い込んでしまう。こうなると、記録ヘッド12が吸引を行った場合に、ノズルへインクが供給されず、大気がノズル内に送り込まれてしまう。ノズルへの大気の流入は、上述の通り吐出不良の原因となる。
The
そのため、インクジェット記録装置10は、インクカートリッジ21がキャリッジ13から取り外される前に、大気導入部31を通じてインク収納室24に大気を送り込み、インク収納室24を大気圧に近づけるようにしている。こうすることで、インクカートリッジ21が取り外される際に、インク供給口27からインク収納室24への大気の流入を防止している。
Therefore, before the
しかし、インク収納室24の圧力が低すぎる状態で、一次弁33と二次弁52とを同時に開くと、インク収納室24内に急激に大気が流入してしまう。そのため、二次弁52よりも一次弁33を先に開いて、いったんバッファ室56を大気圧にした後、一次弁33を閉じ、その後、二次弁52を開いて、バッファ室56内の空気をインク収納室24へ送り込むようにしている。これにより、インク供給口27からの大気の流入をゆるやかにできる。
However, if the primary valve 33 and the secondary valve 52 are simultaneously opened in a state where the pressure in the ink storage chamber 24 is too low, the air suddenly flows into the ink storage chamber 24. Therefore, the primary valve 33 is opened earlier than the secondary valve 52, the
インクジェット記録装置10には、カバー20の開閉を検知するカバー開閉検知センサ61が設けられている。カバー開閉検知センサ61としては、例えば、カバー20の有無に応じたレベルの信号を出力するセンサが使用される。コントローラ42は、このカバー開閉検知センサ61からの信号に基づいて、カバー20がキャリッジ13から取り外されたことを検知して、インクカートリッジ21の取り外し準備操作が開始されたと判定する。そして、一次弁33を所定時間開き一次導入口32から大気をバッファ室56に導入して、バッファ室56を大気圧にする。こうした後、二次弁52を開いてバッファ室56内の空気がインク収納室24へ送り込まれる。
The ink jet recording apparatus 10 is provided with a cover opening /
以下、上記構成による作用について、図3に示す弁開閉状態と圧力状態を示す表と、図4に示すカートリッジ取り外し手順を示すフローチャートを参照しながら説明する。図3に示すように、まず、インクカートリッジ21をキャリッジ13に装着する前においては、基本的には、インク供給弁28,一次弁33,二次弁52の各弁は、すべて閉じ位置にあり、インク供給口27,一次導入口32,二次導入口51はすべて封止されている。ただし、インク収納室24の圧力がバッファ室56よりも高い場合には、その圧力差によって二次弁52が自動的に開かれて、インク収納室24内の圧力がバッファ室56へ解放される。こうした圧力調整により、インク収納室24及びバッファ室56の圧力状態は、どちらも、大気圧に近い状態にされている。
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described with reference to the table showing the valve open / closed state and pressure state shown in FIG. 3 and the flowchart showing the cartridge removal procedure shown in FIG. As shown in FIG. 3, first, before the
このインクカートリッジ21をキャリッジ13に装着すると、インク供給針36によって一次弁33が開かれる。この装着直後は、一次弁33及び二次弁52は、閉じられたままである。そして、吸引装置によってインク供給針36を通じて、インク収納室24内のインクが吸引されて、インク収納室24が負圧にされる。この際に、二次弁52が一瞬開かれて、バッファ室56も負圧にされる。インクカートリッジ21は、この状態で印画を待機する。
When the
印画が開始されると、一次弁33及び二次弁52がインク使用量に応じて開閉されて、インク収納室24の圧力が下がりすぎないように大気が導入され、その圧力が規定範囲に維持される。こうした印画中のインク収納室24内の圧力調節を行う場合に、一次弁33と二次弁52の二つの弁の開閉タイミングをずらしたり、開き時間を変化させることで、一つの弁を使用する場合と比べて、より細かな圧力調節を行うことができる。 When printing is started, the primary valve 33 and the secondary valve 52 are opened and closed according to the amount of ink used, and air is introduced so that the pressure in the ink storage chamber 24 does not drop too much, and the pressure is maintained within a specified range. Is done. When adjusting the pressure in the ink storage chamber 24 during printing, one valve is used by shifting the opening / closing timings of the two valves, the primary valve 33 and the secondary valve 52, or by changing the opening time. Compared to the case, finer pressure adjustment can be performed.
また、温度上昇によりインク収納室24内の圧力が上昇した場合には、二次弁52が開いて、インク収納室24からバッファ室56へ空気が逃げるので、インク収納室24内の過剰圧力が吸収される。このため、インク23への気体の溶解が抑制される。このため、キャリッジ13の往復動に伴う振動やインク吸引時の圧力変動によって、インク23に溶解した気体が再度気泡化してしまうことを抑制でき、ノズルの吐出不良が抑えられる。
Further, when the pressure in the ink storage chamber 24 increases due to the temperature rise, the secondary valve 52 opens and air escapes from the ink storage chamber 24 to the
インクカートリッジ21をキャリッジ13から取り外す際には、まず、カバー20がキャリッジ13から取り外される。図4に示すように、コントローラ42は、カバー20が取り外されたことを検知すると、インクカートリッジ21の取り出し準備操作が開始されたと判定し、まず、二次弁52を所定時間開く。これにより、二次導入口51を通じて、インク収納室24とバッファ室56とが連通して、バッファ室56内の大気がインク収納室24へ導入されて、インク収納室24の負圧が軽減される。
When removing the
そして、二次弁52をいったん閉じた後、一次弁33が所定時間開かれる。バッファ室56は、負圧になっているので、一次導入口32からバッファ室56へ大気が導入される。これにより、バッファ室56が大気圧になる。この後、一次弁33を閉じて、再び二次弁52を所定時間開く。これにより、二次導入口51を通じて、インク収納室24とバッファ室56とが連通して、バッファ室56内の大気がインク収納室24へ導入されて、インク収納室24が大気圧近くになる。
Then, after closing the secondary valve 52, the primary valve 33 is opened for a predetermined time. Since the
この状態でインクカートリッジ21がキャリッジ13から取り外される。インク収納室24は大気圧近くになっているので、インク供給針36がインク供給口27から引き抜かれても、インク供給口27からインク収納室24への大気の流入が抑制される。
In this state, the
取り外されたインクカートリッジ21は、保管される環境の温度上昇によって、インク収納室24内の圧力が上昇した場合でも、二次弁52が開いて、バッファ室56によってインク収納室24の過剰圧力が吸収されるので、インクカートリッジ21に振動が加えられた場合でも、インク23中への気体の溶け込みが抑制される。
Even when the pressure in the ink storage chamber 24 rises due to a rise in the temperature of the environment in which the removed
また、インク供給弁26、一次弁33及び二次弁52は、それぞれ本体22内に格納されているため、衝撃等により各弁が不用意に開放されてしまうことはない。また、仮に衝撃等によって、フイルタ47が破損したり、フイルタ47内のインクのメニスカスが破壊されて、大気導入部31内にインク23が流入しても、一次弁33によって外部への漏洩は防止される。
Further, since the
なお、上記実施形態では、インク収納室にインクのみを収納したインクカートリッジの例で説明したが、インク収納室にインクを吸収して保持し、その毛管力の作用によって負圧を発生させるスポンジなどの負圧発生部材を収納してもよい。 In the above embodiment, an example of an ink cartridge in which only ink is stored in the ink storage chamber has been described. However, a sponge that absorbs and holds ink in the ink storage chamber and generates negative pressure by the action of its capillary force, etc. The negative pressure generating member may be accommodated.
10 インクジェット記録装置
11 用紙
12 記録ヘッド
13 キャリッジ
21 インクカートリッジ
22 本体
24 インク収納室
26 インク供給部
27 インク供給口
28 供給弁
31 大気導入部
32 一次導入口
33 一次弁
51 二次導入口
52 二次弁
56 バッファ室
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10
Claims (6)
前記大気導入部は、前記本体外から前記大気導入部内に大気を導入する一次導入口を開閉する一次弁と、
前記一次導入口から前記大気導入部内に導入した大気を前記インク収納室内に送り込む二次導入口と、
前記二次導入口を開閉する二次弁とを設けたことを特徴とするインクカートリッジ。 A main body including an ink storage chamber that includes a discharge-type recording head and is detachably set in an ink jet recording apparatus that records an image by the recording head, and stores ink supplied to the recording head; An ink cartridge comprising: an ink supply unit for supplying ink to the recording head; and an air introduction unit that introduces air into the ink storage chamber according to a pressure in the ink storage chamber.
The air introduction part is a primary valve that opens and closes a primary inlet for introducing air from outside the main body into the air introduction part,
A secondary introduction port for sending the air introduced into the atmosphere introduction unit from the primary introduction port into the ink storage chamber;
An ink cartridge comprising a secondary valve for opening and closing the secondary inlet.
このインクジェット記録装置に着脱自在にセットされ、前記記録ヘッドへ供給されるインクを収納するインク収納室を備えた本体と、前記インク収納室内のインクを前記記録ヘッドへ供給するためのインク供給部と、前記インク収納室の圧力に応じて前記インク収納室内に大気を導入する大気導入部とを備えたインクカートリッジとからなるインクジェット記録システムにおいて、
前記インクカートリッジは、前記大気導入部に形成された一次導入口を開閉する一次弁と、一次導入口から導入された大気を前記インク収納室に送り込むための二次導入口と、前記二次導入口を開閉する二次弁とを有しており、
前記インクジェット記録装置は、前記一次弁と前記二次弁とをそれぞれ独立して開閉させる2つの駆動部を有することを特徴とするインクジェット記録システム。
An inkjet recording apparatus that includes an ejection type recording head and records an image using the recording head;
A main body including an ink storage chamber that is detachably set in the ink jet recording apparatus and stores ink to be supplied to the recording head, and an ink supply unit for supplying ink in the ink storage chamber to the recording head An ink jet recording system comprising an ink cartridge including an air introduction unit that introduces air into the ink storage chamber according to the pressure of the ink storage chamber;
The ink cartridge includes a primary valve that opens and closes a primary introduction port formed in the atmosphere introduction unit, a secondary introduction port for sending the atmosphere introduced from the primary introduction port to the ink storage chamber, and the secondary introduction A secondary valve for opening and closing the mouth,
The ink jet recording apparatus includes an ink jet recording system having two driving units that independently open and close the primary valve and the secondary valve.
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