JP2000301737A

JP2000301737A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2000301737A
Application number: JP11708799A
Authority: JP
Inventors: Makoto Yomo; 誠四方
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2000-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な機構により、記録ヘッドに接続された
インクタンク内に溜まった気体を排気する。【解決手段】キャリッジ３には、ノズル６からインク
を吐出して記録媒体（不図示）に記録を行う記録ヘッド
１と、記録ヘッド１に接続されたサブタンク２とが搭載
されている。サブタンク２は供給チューブ５を介してメ
インタンク４に接続されている。サブタンク２の内部に
溜まった余剰の気体は、サブタンク２の上部に設けられ
た排気口１０８から、排気チューブ１０、ジョイント部
材１１、およびメイン排気チューブ１２を経て、チュー
ブポンプ５０ｂによって外部に排出される。サブタンク
２の内部にはフロート９が備えられている。サブタンク
２内の余剰気体が排気されてインク液面が上昇し、フロ
ート９が排気口１０８を塞ぐと、チューブポンプ５０ｂ
による余剰気体の排気動作が終了する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置に関し、特に、大容量のインクを保持するメイン
タンクからサブタンクを介して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関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータのプリン
ターや複写機として、インクを用いて記録を行うインク
ジェット記録装置が普及してきている。インクジェット
記録装置は、安価でフルカラーの記録が可能であるた
め、その需要はますます大きくなっている。

【０００３】そして、最近ではＡ１版やＡ０版のような
大判のシートに写真調の画像を記録するようなプロッタ
ーにまで、インクジェット記録装置が使用されてきてい
る。

【０００４】また、Ｘ線フィルムやＣＴスキャン画像の
ような医療用の多階調画像記録にもインクジェット記録
が応用されようとしている。このような医療画像用記録
装置では、異なる濃度を有する複数種類のインクを組み
合わせ、インクを２回、３回と重ねて記録することによ
ってインクの種類数よりもはるかに多い階調を表現する
ことが可能である。

【０００５】しかし、上述のプロッターや医療画像用記
録装置では、多量のインクを使用するため、インクタン
クを記録ヘッドとともにキャリッジ上に搭載すると、頻
繁にインクタンクの交換を行わなければならず不便であ
る。

【０００６】そこで、このように大量のインクを消費す
るインクジェット記録装置には、一般に、図６に示すよ
うなインク供給系が用いられている。図６は、従来のイ
ンクジェット記録装置におけるインク供給系の概略構成
を示す図である。

【０００７】図６に示すように、記録ヘッド３０１は装
置本体に対して移動可能なキャリッジ３０２に搭載され
ている。符号３０３は装置本体に固定されたメインタン
クを示す。インクが少なくなったときには、インクタン
ク３０３へインクを補給する。記録ヘッド３０１とメイ
ンタンク３０３とはチューブおよび継手等で構成された
インク流路３０４によって連結されている。キャリッジ
３０２は、印字時には往復移動するが、インク流路３０
４の少なくとも一部に柔軟性のあるチューブ（例えばシ
リコンチューブ、ポリエチレンチューブ等）を用いるこ
とで、キャリッジ３０２の移動が妨げられることはな
い。メインタンク３０３には大気連通孔３０５が設けら
れ、メインタンク３０３の内部は大気中に連通してい
る。したがって、記録ヘッド３０１からインクが吐出さ
れると、インクはメインタンク３０３からインク流路３
０４を経て、記録ヘッド３０１に補給されていく。記録
ヘッド３０１内の圧力は、吐出口３０６からインクが漏
れ出してこないように負圧状態に保たなければならな
い。記録ヘッド３０１内の圧力はメインタンク３０３の
インクレベルＨ１によって決まり、Ｈ１は記録ヘッド３
０１の吐出口３０６の高さＨ０よりも２０〜１００ｍｍ
程度低い位置に設けることが好ましい。

【０００８】この方法を用いると、非常に簡単な構成に
よってインク供給を実現できるが、インク流路３０４に
用いている柔軟性のあるチューブは、ゴム製、樹脂製の
ものが用いられるため若干のガス透過性を有する。チュ
ーブ内も記録ヘッド３０１内と同様に負圧になっている
ため、チューブ内には大気からチューブ壁を通して少し
ずつ空気が侵入し、気泡が発生する。その気泡が記録ヘ
ッド３０１内に流れ込むと、正常なインク滴を吐出でき
なくなり、印字不良が発生する。一方、気泡の発生を少
しでも減少させるためにＨ１をＨ０に近づけると、気温
の変化、衝撃、振動などで記録ヘッド３０１の吐出口３
０６からインクが漏れやすくなってしまう。また、仮に
大気からチューブ壁を通して少しずつ空気が侵入するこ
とを防止できたとしても、インクに溶存した空気がチュ
ーブ内、サブタンク内で気泡に成長することもあり得
る。そこで、気泡が発生してもその気泡が記録ヘッド３
０１内に入り込まないように、図７に示すようなインク
供給系が提案されている。

【０００９】図７は、従来のインクジェット記録装置に
おける他のインク供給系の概略構成を示す図である。

【００１０】図７において、符号２０１は記録ヘッドを
示し、符号２０２は記録ヘッド２０１へ供給するインク
を貯蔵するサブタンクを示す。記録ヘッド２０１および
サブタンク２０２は、装置本体に対して移動可能なキャ
リッジ２０３に搭載されている。符号２０４は装置本体
に固定されたメインタンクを示す。インクが少なくなっ
たときには、メインタンク２０４へインクを補給する。
サブタンク２０２とメインタンク２０４とは、チューブ
および継手等で構成された２本のインク流路２０５，２
０６によって連結されている。第１のインク流路２０５
はメインタンク２０４に収容されたインクをサブタンク
２０２へ送り、逆に第２のインク流路２０６はサブタン
ク２０２に収容されたインクをメインタンク２０４へ戻
す。第２のインク流路２０６の途中には、いわゆるピス
トンタイプのポンプ２０７が設けられている。サブタン
ク２０２内のインクは、ポンプ２０７によってメインタ
ンク２０４に移送される。メインタンク２０４には大気
連通孔２０８が設けられており、メインタンク２０４の
内部は大気中に連通されているが、サブタンク２０２は
密閉構造になっているためサブタンク２０２の内部は大
気中に連通されていない。

【００１１】したがって、ポンプ２０７を駆動すると、
サブタンク２０２内のインクが第２のインク流路２０６
を通ってメインタンク２０４に送られるとともに、メイ
ンタンク２０４内のインクが第１のインク流路２０５を
通ってサブタンク２０２に吸引される。このようにし
て、サブタンク２０２とメインタンク２０４との間でイ
ンクの循環が行われる。

【００１２】サブタンク２０２内の圧力は、記録ヘッド
２０１の吐出口からインクが漏れ出してこないように負
圧状態に保たなければならない。サブタンク２０２内の
圧力はメインタンク２０４のインクレベルＨ１によって
決まり、Ｈ１は記録ヘッド２０１のチップ面（吐出口
面）の高さＨ０よりも２０〜１００ｍｍ程度低い位置に
設けることが好ましい。符号２０９はメインタンク２０
４の内部に設けられた液面センサを示す。インクレベル
が液面センサ２０９の位置以下になったことがこのセン
サによって検知されると、不図示の表示ＬＥＤ等によっ
て、使用者にインクの補給が促される。

【００１３】このような構成によれば、第１のインク流
路２０５の中には、図６に示した従来技術と同様に気泡
が発生するが、その気泡は一旦サブタンク２０２内に入
った後、第２のインク流路２０６を通ってメインタンク
２０４内に排出されてしまう。したがって、途中で発生
した気泡は記録ヘッド２０１内部には入っていかず、印
字不良が発生することが防止されている。

【００１４】また、第２のインク流路２０６のサブタン
ク２０２への接続部は、サブタンク２０２のほぼ半分の
高さの位置に設けられているため、サブタンク２０２内
の上半分は常に空気で満たされる。一方、キャリッジ２
０３が往復移動したときには第１および第２のインク流
路２０５，２０６内のインクが、各インク流路２０５，
２０６内を移動する。このとき、サブタンク２０２内が
インクで満たされているとサブタンク２０２内の圧力が
大きく変動するが、上記のようにサブタンク２０２内に
常に空気が存在すれば、その空気が圧縮，膨張すること
により、その圧力変動を最小限に抑えることができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たプロッターや医療画像用記録装置では、より複雑な階
調表現を実現するためにインクの種類が増えていく傾向
がある。例えば、写真調のカラープロッターでは通常の
シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの他にも濃度の
薄いシアン、マゼンタを加えるなど、６色以上のインク
を用いることが提案されている。医療画像用記録装置に
おいても、Ｘ線画像のように１０００階調以上の階調表
現を必要とする画像を出すためには、少なくとも濃淡６
色のブラックインクが必要である。例えば、６種類のイ
ンクを用いる場合には６系統のインク供給系が必要にな
り、サブタンクとメインタンクとの間に、６×２＝１２
本のインク流路が必要になる。

【００１６】一方、上記ではチューブ内に外部から空気
が侵入することを説明したが、逆にインク中の水分や溶
剤がチューブ壁を通して外部へ蒸発してしまうことも確
認されている。したがって、サブタンクとメインタンク
との間のインク流路の数が多ければ、それだけ蒸発する
水分や溶剤の量も多くなり、インクの濃度が変化してし
まう。多階調画像、特に１０００階調以上の画像では、
個々のインクの濃度が変化すると正確な階調表現ができ
なくなる。

【００１７】また、ポンプも各色のインク流路毎に少な
くとも１つづつ備える必要があるため、計６つのポンプ
が必要になる。そのため、部品点数が多くなり、コスト
も上昇してしまう。

【００１８】上記に鑑み、本発明は、簡単な機構によ
り、記録ヘッドに接続されたインクタンク内に溜まった
気体を排気することができるインクジェット記録装置を
提供することを第１の目的とする。

【００１９】本発明の第２の目的は、複数個のインクタ
ンク内の排気を１つのポンプで一度に行うことができる
インクジェット記録装置を提供することである。

【００２０】本発明の第３の目的は、記録ヘッドに接続
されたインクタンク内に一定量の気体を保持しながら、
余分な気体だけを排気することができるインクジェット
記録装置を提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のインクジェット記録装置は、吐出口からイ
ンクを吐出して記録媒体に記録を行う記録ヘッドへイン
クを供給する第１のインクタンクと、前記第１のインク
タンクへインクを供給する第２のインクタンクと、前記
第１のインクタンクの内部に溜まった余剰の気体を外部
に排出する排気手段とを有するインクジェット記録装置
であって、前記第１のインクタンクの上部には前記気体
を外部に排出するための排気口が設けられているととも
に、前記第１のインクタンクの内部にはインクと共に収
容され該インクに対して浮くように構成されたフロート
が備えられており、前記フロートが前記排気口を塞ぐこ
とによって前記排気手段による前記気体の排気動作が終
了するように構成されていることを特徴とする。

【００２２】上記のように構成された本発明のインクジ
ェット記録装置によれば、第１のインクタンクの内部に
溜まった余剰の気体を排気手段によって排気口から排出
させていくと、第１のインクタンクにインクが補給され
て第１のインクタンク内部のインク液面が次第に上昇
し、それに伴って第１のインクタンクの内部に収容され
ているフロートも上昇していく。フロートが第１のイン
クタンクの上部に達すると排気口がフロートによって塞
がれ、排気手段による余剰気体の排気動作が終了する。
このように、本発明によれば、簡単な機構により、記録
ヘッドに接続されたインクタンク内に溜まった気体を排
気することが可能となる。

【００２３】また、前記フロートが前記排気口を塞いだ
ことを検出する検出手段をさらに有する構成としてもよ
い。

【００２４】さらに、前記検出手段は、前記排気手段と
前記排気口とをつなぐ排気通路内の圧力を検出する圧力
検出手段である構成としてもよい。

【００２５】さらには、前記フロートが前記排気口を塞
いだことを前記検出手段が検出すると前記排気手段によ
る前記気体の排気動作が停止するように構成されていて
もよい。

【００２６】また、前記記録ヘッドおよび前記第１のイ
ンクタンクがそれぞれ複数備えられ、前記各第１のイン
クタンクの前記排気口に各々接続された複数の排気通路
と、該複数の排気通路を１つの排気通路にまとめて前記
排気手段に接続する接続手段と、前記排気通路内の圧力
を検出する圧力検出手段とを有する構成とすることによ
り、複数個のインクタンク内の排気を１つの排気手段で
一度に行うことが可能となる。

【００２７】さらに、前記第１のインクタンクは該第１
のインクタンク内の上部を第１の区画と第２の区画とに
分ける仕切り板を有し、前記第１の区画の上部には前記
排気口が設けられ、前記第２の区画には前記第２のイン
クタンクとの接続部が設けられている構成とすることに
より、記録ヘッドに接続されたインクタンク内に一定量
の気体を保持しながら、余分な気体だけを排気すること
が可能となる。

【００２８】さらには、前記排気口が前記第１のインク
タンクの上部に設けられ、前記第１のインクタンクの内
部には前記排気口に頂点部が位置するように配置された
円錐内面が形成されているとともに、前記フロートが球
形に形成されている構成とすしてもよい。

【００２９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００３０】図１は、本発明のインクジェット記録装置
の一実施形態を示す概略平面図である。図２は、図１に
示したインクジェット記録装置のインク供給路、および
排気手段の概略構成を示す図である。

【００３１】図１において、互いに間隔をおいて配置さ
れた２つの側板３０ａ，３０ｂに支持されたガイドレー
ル３１，３２には、キャリッジ３が図示矢印Ａ方向に摺
動可能に設けられている。キャリッジ３の移動機構につ
いては、一般的な記録装置に用いられるものと同様でよ
いので、その説明は省略する。

【００３２】図２に示すように、キャリッジ３には、イ
ンクを吐出する記録ヘッド１と、記録ヘッド１に供給す
るインクを保持する第１のインクタンクであるサブタン
ク２とが搭載されている。これら記録ヘッド１とサブタ
ンク２とは、チューブを介さずに直接に接続され、キャ
リッジ３にそれぞれ６つずつ搭載されている。記録ヘッ
ド１は、それぞれインクを吐出する吐出口が開口したノ
ズル６と、ノズル６内のインクを加熱してノズル内部の
インクを膜沸騰させるための発熱素子（不図示）とを有
する。発熱素子を駆動してノズル６内のインクを膜沸騰
させると、ノズル６内に気泡が生じ、その気泡の成長に
伴う圧力によりノズル６からインクが吐出される。記録
ヘッド１により記録が行われる記録媒体（不図示）は、
記録媒体搬送機構（不図示）により、ノズル６に対向す
る位置に搬送される。

【００３３】各供給チューブ５は、柔軟性を有するカバ
ー部材３３によって束ねられ、保護されている。したが
って、キャリッジ３は、記録動作時にはガイドレール３
１，３２に沿って往復移動されるが、供給チューブ５は
その移動の妨げとなることはない。第２のインクタンク
であるメインタンク４は本体に固定されており、メイン
タンク４の内容量は、サブタンク２の内容量よりも十分
大きい。サブタンク２内のインクが消費されても、メイ
ンタンク４からサブタンク２にインクが自動的に補充さ
れるため、サブタンク２を小型化することが可能であ
る。

【００３４】メインタンク４に収容されたインクは、サ
ブタンク２に一時的に保持され、記録ヘッド１に供給さ
れる。そして、記録媒体搬送機構による、キャリッジ３
の移動方向に対して垂直な方向への記録媒体の所定ピッ
チでの搬送と、キャリッジ３の往復運動とを繰り返しな
がら、記録装置本体の制御部（不図示）から送られる記
録信号に基づき記録ヘッド１の発熱素子を駆動すること
で、記録ヘッド１のノズル６からインクが吐出され、記
録媒体に記録が行われる。各メインタンク４にそれぞれ
異なる色のインクを収容すればカラー記録が可能であ
り、濃度の異なるインクを収容すれば階調記録が可能で
ある。

【００３５】各サブタンク２は、メインタンク４の側面
下方部に接続された柔軟性を有する供給チューブ５を介
して、メインタンク４に連結されている。各メインタン
ク４の上部には、大気連通弁１６につながる大気連通チ
ューブ１７が接続されている。さらに、各メインタンク
４の上部には、チューブポンプ５０ａを経て廃インクタ
ンク１８へつながる吸引チューブ１９も接続されてい
る。また、メインタンク４の下部には、補給タンク２０
からインクを導くためのチューブ２１が接続されてい
る。チューブ２１の途中には、補給タンク２０からメイ
ンタンク４への方向へのみインクを流しうる逆流防止弁
２２が設けられている。また、インク流路２１の補給タ
ンク２０側の端部には、尖状の先端部を有し、その先端
部の近傍に小さな孔が形成された管状の針部材２３が設
けられている。一方の端部が大気に開放されているチュ
ーブ２５の他端にも、針部材２３と同様に形成された針
部材２４が設けられている。各針部材２３，２４は、不
図示の機構により図２に示したの位置から上昇すること
が可能であり、上昇したときには、針部材２３，２４は
補給タンク２０のゴム栓２０ａ，２０ｂから抜け、補給
タンク２０の交換が可能になる。

【００３６】また、本実施形態のインクジェット記録装
置には、記録ヘッド１の吐出性能を維持するためのヘッ
ド回復ユニット４０が備えられている。

【００３７】ヘッド回復ユニット４０は、キャリッジ３
の移動範囲内であって、かつ、記録動作時のキャリッジ
３の往復動作範囲外における記録ヘッド１と対向する位
置に設置されている。以後、キャリッジ３のこの位置を
ホームポジションと呼ぶ。ヘッド回復ユニット４０は、
記録ヘッド１から離間した位置に不図示の機構により退
避可能である。したがって、印字動作時にはヘッド回復
ユニット４０は退避位置に退避するため、キャリッジ３
の移動の妨げにはならない。ヘッド回復ユニット４０
は、ノズル６から不図示のポンプによってインクを吸引
することによりノズルの目詰まりを解消するとともに、
非印字時にはノズル６を覆って外気から遮断し、ノズル
が乾燥することを防止する。

【００３８】なお、上記に説明した大気連通弁１６、チ
ューブポンプ５０ａ、廃インクタンク１８、補給タンク
２０、およびヘッド回復ユニット４０等は、図２では一
系統だけしか示していないが、これは図を見易くするた
めに図示を省略したものであり、実際には上記各部材は
それぞれ６個ずつ設けられている。

【００３９】サブタンク２の上部は、排気チューブ１０
を介して接続手段としてのジョイント部材１１に接続さ
れている。ジョイント部材１１は、６本の排気チューブ
１０と１本のメイン排気チューブ１２との接続部を除い
ては密閉された容器構造になっているので、各サブタン
ク２の内部は、各排気チューブが１０がジョイント部材
１１に結合されることにより互いに連通している。

【００４０】メイン排気チューブ１２の一方の端部はジ
ョイント部材１１に接続され、他方の端部はチューブポ
ンプ５０ｂを経て廃インクタンク１８に接続されてい
る。各排気チューブ１０が接続されたジョイント部材１
１はキャリッジ３上に搭載されているため、カバー部材
３３（図１参照）には、各排気チューブ１０は通され
ず、各排気チューブ１０を代表する形で一本のメイン排
気チューブ１２が通されている。これらの排気チューブ
１０とメイン排気チューブ１２とにより、排気手段であ
るチューブポンプ５０ｂと各サブタンク２の排気口１０
８（図３参照）とをつなぐ排気通路が構成されている。

【００４１】チューブポンプ５０ａ，５０ｂは互いに全
く同一のものが用いられている。ここでは、メイン排気
チューブ１２に備えられたチューブポンプ５０ｂを例に
とって説明する。

【００４２】チューブポンプ５０ｂは、不図示のポンプ
駆動源によって回転軸５３を中心に回転されるローラホ
ルダ５２と、ローラホルダ５２に同心円状に並べられ、
ローラ回転軸５４を中心に自在に回転するように設けら
れた６つのローラ５１と、ローラ５１との間でチューブ
５７を押し潰すために圧縮ばね５６によりローラ５１に
向けて付勢された付勢部材５５とを有している。

【００４３】ポンプ駆動源（モータ）によりローラホル
ダ５２を図示矢印Ｂ方向に回転させると、ローラ５１の
公転運動によりメイン排気チューブ１２が扱かれて、ジ
ョイント部材１１側のチューブ１２内が負圧になる。

【００４４】なお、チューブポンプは一般にゴム系のチ
ューブを扱くため、チューブ材から油脂分などが溶出す
ることが確認されているが、メイン排気チューブ１２お
よび吸引チューブ１９で移送されるのは大部分は空気で
あり、たとえインクが通過したとしても、このインクは
廃インクタンク１８に廃棄されるので、チューブ材から
油脂分などが溶出した場合であっても何ら問題はない。

【００４５】また、ジョイント部材１１のメイン排気チ
ューブ１２との結合部はジョイント部材１１の下部に設
けられており、排気チューブ１０との結合部は全てジョ
イント部材１１の上部に設けられている。したがって、
後述するように、サブタンク２から排気チューブ１０へ
少しインクが入ってきてジョイント部材１１の中で混ざ
り合ったとしても、その混ざり合ったインクがサブタン
ク２へ逆流することはない。

【００４６】メイン排気チューブ１２は、その一部が分
岐しており、チューブ１４を介して圧力検出手段である
圧力センサ１５につながっている。圧力センサ１５はメ
イン排気チューブ１２内の圧力を検出する。また、メイ
ン排気チューブ１２の、上記分岐点よりもチューブポン
プ５０ｂ側の部分には弁１３が設けられている。弁１３
は、サブタンク２の排気を行うときのみ開き、通常は閉
じている。弁１３には、チューブをカムにより潰す構成
の弁や電磁弁等の、メイン排気チューブ１２内の開閉を
自在に行えるものであれば、任意の形態の弁を用いるこ
とができる。また、弁１３には、ジョイント部材１１か
らチューブポンプ５０ｂへの方向にのみ空気の流れを許
す逆流防止弁を用いてもよい。

【００４７】サブタンク２の内部は、供給チューブ５と
の接続部、記録ヘッド１との接続部および排気チューブ
１０との接続部を除いて密閉されており、実質的な密閉
空間が形成されている。供給チューブ５の内部には、通
常はインクが満たされているため、記録ヘッド１からイ
ンクが吐出されるとメインタンク４から供給チューブ５
を経て、サブタンク２内にインクが補給されていく。

【００４８】記録ヘッド１内の圧力は、従来技術と同様
に、メインタンク４のインクレベルＨ１を記録ヘッド１
のノズル６の高さＨ０よりも２０〜１００ｍｍ程度低い
位置に設けることで負圧状態に保たれている。メインタ
ンク４の内部には、インクの補給を促すための液面セン
サ８ａ、およびインクが満タンであることを検出する液
面センサ８ｂが設けられている。

【００４９】印字動作および回復動作によりインクが消
費されると、メインタンク４の中のインクレベルが下が
ってくる。インクレベルが液面センサ８ａのところまで
下がると、印字途中であれば、残りの印字動作を終えた
後に補給タンク２０からメインタンク４にインクを補給
する補給モードに入る。

【００５０】補給モードでは、まず最初に、キャリッジ
３をホームポジションに戻し、ヘッド回復ユニット４０
を上昇させてノズル６を覆う。次に、大気連通弁１６を
閉じる。後述する排気モード時以外では弁１３は閉じて
いるので、このとき、吸引チューブ１９との接続部を除
きメインタンク４は密閉されていることになる。続い
て、チューブポンプ５０ａを駆動するとメインタンク４
内の空気が吸引され、圧力が少しずつ下がってくる。メ
インタンク４内の圧力がある負圧値まで下がると、チュ
ーブ２１の途中に設けられた逆流防止弁２２が開き、イ
ンクが補給タンク２０からメインタンク４へ流れ込む。
チューブポンプ５０ａが動作を始めてから逆流防止弁２
２が開くまでの間に、供給チューブ５内のインクや排気
チューブ１０内のインクが少し逆流してくるが、前述し
たように、混色したインクが戻ってくる訳ではないの
で、特に問題とはならない。

【００５１】補給タンク２０からインクの補給が進み、
メインタンク４内のインクレベルが上昇して、インクレ
ベルセンサ８ｂがインクを検出すると、チューブポンプ
５０ａの駆動を停止し、大気連通弁１６を開いて、補給
モードを終了する。

【００５２】所定時間内にインクレベルセンサ８ｂがイ
ンクを検出しない場合には、補給タンク２０が空である
と判断し、使用者に補給タンク２０の交換を促す。

【００５３】メインタンク４へのインク補給時間を短縮
したい場合には、供給チューブ５のできるだけメインタ
ンク４に近い箇所に弁を設けるとよい。補給モード時に
この弁を閉じると、メインタンク４とサブタンク２とが
互いに隔離され、メインタンク４内の圧力低下の速度が
早くなるので、逆流防止弁２２が開くまでの時間を短縮
できる。さらに、前述した供給チューブ５内のインクや
排気チューブ内のインクの逆流が発生することを防止で
きる。

【００５４】次に、図２等に示したサブタンク２の詳細
について、図３および図４を参照して説明する。図３お
よび図４は、図２等に示したサブタンクの断面図であ
る。

【００５５】サブタンク２内は、仕切板１０１によって
第１の区画であるフロート部１０２と第２の区画である
エアバッファ部１０３との二つの空間に分けられてい
る。フロート部１０２の中には球状のフロート９が封入
されている。フロート９の材質としては、インクより比
重が小さく、かつインクと反応しにくい材質が選ばれ、
例えばポリプロピレンなどが用いられる。なお、フロー
ト９の内部が中空でありフロート９がインクに浮くよう
に構成されていれば、フロート９の材質が例えインクよ
り比重の大きい材質でもよいことはもちろんである。

【００５６】仕切板１０１の上部はフロート部１０２と
エアバッファ部１０３とを完全に遮断している。仕切板
１０１の下部には縦方向に連続したスリット１０４が設
けられており、フロート９がエアバッファ部１０３へ移
動することはないが、インクや空気は自由に通過できる
ようになっている。フロート部１０２の上部には円錐状
の形状をした円錐内面１０５が設けられ、この円錐内面
１０５の頂点に相当するところに、排気口１０８および
排気チューブ１０の接続部１０６が形成されている。一
方、エアバッファ部１０３の上部には、供給チューブ５
の接続部１０７が形成されている。

【００５７】図４は、サブタンク２内の排気動作が終了
した直後の状態を示す。

【００５８】印字動作と放置（スタンバイ状態および電
源ＯＦＦ状態）とを繰り返すと、供給チューブ５内に発
生した気泡が少しずつサブタンク２内に侵入してくる。
このとき、メイン排気チューブ１２の途中に設けられた
弁１３は閉じている。したがって、インクは印字動作お
よびヘッド回復動作によってノズル６から出ていくが、
増加した空気はサブタンクの中に閉じ込められるため、
図３に示すようにインク面が下がってくる。

【００５９】次に、サブタンク２の中の空気を排出する
排気モードについて説明する。以下には、図３に示した
状態から排気モードを開始する場合について説明する。

【００６０】排気モードに入ると、キャリッジ３がホー
ムポジションに移動し、全てのヘッド回復ユニット４０
が上昇して記録ヘッド２のノズル６を覆い、ノズル６を
外気から遮断する。そして、大気連通弁１６および弁１
３を開き、チューブポンプ５０ｂを駆動する。このと
き、チューブポンプ５０ｂが、メイン排気チューブ１
２、ジョイント部材１１および６本の排気チューブ１０
を通じて６個のサブタンク２内の空気を少しずつ吸引す
ると、サブタンク２内の圧力が徐々に下がり始める。

【００６１】サブタンク２内の圧力がある程度まで低下
すると、メインタンク４から供給チューブ５を通ってサ
ブタンク２にインクが供給されてくる。サブタンク２内
にあった空気は、供給されたインクの容積分だけ排気チ
ューブ１０を通ってサブタンク２の外に出ていく。この
とき、図３に示す状態では、インク面はフロート部１０
２およびエアバッファ部１０３において均一に上昇して
いくが、インク面がスリット１０４の最上部まで達する
と、フロート部１０２とエアバッファ部１０３との中の
空気は完全に遮断されるため、それ以降はフロート部１
０２内の空気だけが排出される。空気が排出されてイン
ク面が上昇すれば、それに応じて当然にフロート９も上
昇する。

【００６２】フロート９は、最初はフロート部１０２内
で水平方向の位置が定まらないまま上昇してくるが、円
錐内面１０５に達するとその後は円錐内面１０５の仮想
頂点に近づくように上昇し、最後には図４に示すように
円錐内面１０５に全周が接触する位置で停止し、排気口
１０８を塞ぐ。フロート９が排気口１０８を塞いだ状態
でチューブポンプ５０ｂを作動させ続けると、メイン排
気チューブ１２および排気チューブ１０内の圧力が低下
する。そのため、圧力センサ１５はフロート９が排気口
１０８を塞いだことを検出することができる。

【００６３】このように排気を行われても、エアバッフ
ァ部１０３の上部は常に空気で満たされる。したがっ
て、キャリッジ３が往復移動したときでも、その空気が
圧縮、膨張することにより、サブタンク２内の圧力変動
を最小限に抑えることができる。

【００６４】フロート９および円錐内面１０５は、それ
ぞれ理想的な球形や円錐形であれば完全に排気口１０８
を塞ぐことができるが、現実には製作時の寸法誤差によ
って両者間にわずかな隙間ができ、この隙間から排気チ
ューブ１０へインクが漏れる。しかしながら、このわず
かな隙間だけが生じている場合では、排気口１０８が完
全に開いている場合と比較して、流路抵抗が相当大きく
なる。

【００６５】一方、メインタンク４とサブタンク２との
間の流路抵抗や各インクの粘度などの違いにより、６つ
のサブタンク２の排気が開始される時期にばらつきが生
じる。早く排気が始まったサブタンク２のフロート９が
排気口１０８を塞ぐと、このサブタンクの排気口１０８
の流路抵抗は大きくなるため、その後は他のサブタンク
２の排気が行われる。このようにして次々と６つのサブ
タンク２の排気が行われていく。

【００６６】図５は、排気モード時のメイン排気チュー
ブ１２内の圧力変化の概略を表すグラフである。

【００６７】図５において、時間Ｔ0はチューブポンプ
５０ｂの駆動を開始した時間である。このときのメイン
排気チューブ内の圧力はＰ0である。徐々に圧力が下が
り、時間Ｔ1に圧力がＰ1となったときにメインタンク４
からサブタンク２へインクが移動を始める。その後、チ
ューブポンプ５０ｂによる吸引は続けられるが、サブタ
ンク２から排気された空気がメイン排気チューブ１２内
に入ってくるので、圧力はほぼ一定のままである。時間
Ｔ2において、サブタンク２の排気が全て終了すると、
各サブタンクの排気口１０８が全て塞がれてしまうので
再び圧力が低下しはじめる。

【００６８】以上の圧力変化は、圧力センサ１５につな
いだチューブ１４（図２参照）内でも同様である。フロ
ート９が排気口１０８を塞ぎ、圧力センサ１５がチュー
ブ１４内の圧力がＰ2になったことを検出すると、チュ
ーブポンプ５０ｂの駆動が停止され、弁１３が閉じられ
て排気モードが終了する。

【００６９】排気モードを行う頻度は、サブタンク２に
空気が蓄積される速度に依存し、この速度はサブタンク
２の容量、供給チューブ５の材質、この記録装置の使用
環境などによって異なるが、毎日行う必要はない。例え
ば、１週間に１回、あるいは１ケ月に１回程度行えばよ
い。

【００７０】なお、フロート９の形状は球形には限られ
ないが、球形にすることによってサブタンク２内の内
壁、仕切板１０１などに引っかかりにくくすることがで
きる。また、フロート９がどのような姿勢で上昇しても
排気口を塞ぐことが可能となる。

【００７１】また、上述したように、フロート９と円錐
内面１０５との間に多少の隙間があっても排気動作の妨
げにはならないので、フロート９およびサブタンク２の
寸法精度を特に高くする必要はない。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェット記録装置は、記録ヘッドに接続された第１のイン
クタンクの上部には余剰気体を外部に排出するための排
気口が設けられているとともに、第１のインクタンクの
内部にはインクと共に収容されインクに対して浮くよう
に構成されたフロートが備えられており、フロートが排
気口を塞ぐことによって排気手段による余剰気体の排気
動作が終了するように構成されているので、簡単な機構
により、記録ヘッドに接続されたインクタンク内に溜ま
った気体を排気することができる。

【００７３】また、記録ヘッドおよび第１のインクタン
クをそれぞれ複数備え、各第１のインクタンクの排気口
に各々接続された複数の排気通路と、その複数の排気通
路を１つの排気通路にまとめて排気手段に接続する接続
手段と、排気通路内の圧力を検出する圧力検出手段とを
備えることにより、複数個のインクタンク内の排気を１
つの排気手段で一度に行うことができる。

【００７４】さらに、第１のインクタンクに第１のイン
クタンク内の上部を第１の区画と第２の区画とに分ける
仕切り板を備え、第１の区画の上部には排気口を設け、
第２の区画には第２のインクタンクとの接続部を設ける
ことにより、記録ヘッドに接続されたインクタンク内に
一定量の気体を保持しながら、余分な気体だけを排気す
ることができる。

【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形態
を示す概略平面図である。

【図２】図１に示したインクジェット記録装置のインク
供給路、および排気手段の概略構成を示す図である。

【図３】図２等に示したサブタンクの断面図である。

【図４】図２等に示したサブタンクの断面図である。

【図５】排気モード時のメイン排気チューブ内の圧力変
化の概略を表すグラフである。

【図６】従来のインクジェット記録装置におけるインク
供給系の概略構成を示す図である。

【図７】従来のインクジェット記録装置における他のイ
ンク供給系の概略構成を示す図である。

【符号の説明】

１記録ヘッド２サブタンク３キャリッジ４メインタンク５供給チューブ６ノズル８ａ，８ｂ液面センサ９フロート１０排気チューブ１１ジョイント部材１２メイン排気チューブ１３弁１４，２１，２５チューブ１５圧力センサ１６大気連通弁１７大気連通チューブ１８廃インクタンク１９吸引チューブ２０補給タンク２０ａ，２０ｂゴム栓２２逆流防止弁２３，２４針部材３０ａ，３０ｂ側板３１，３２ガイドレール３３カバー部材４０ヘッド回復ユニット５０ａ，５０ｂチューブポンプ５１ローラ５２ローラホルダ５３回転軸５４ローラ回転軸５５付勢部材５６圧縮ばね１０１仕切板１０２フロート部１０３エアバッファ部１０４スリット１０５円錐内面１０６，１０７接続部１０８排気口

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吐出口からインクを吐出して記録媒体に
記録を行う記録ヘッドへインクを供給する第１のインク
タンクと、前記第１のインクタンクへインクを供給する
第２のインクタンクと、前記第１のインクタンクの内部
に溜まった余剰の気体を外部に排出する排気手段とを有
するインクジェット記録装置であって、前記第１のインクタンクの上部には前記気体を外部に排
出するための排気口が設けられているとともに、前記第
１のインクタンクの内部にはインクと共に収容され該イ
ンクに対して浮くように構成されたフロートが備えられ
ており、前記フロートが前記排気口を塞ぐことによって前記排気
手段による前記気体の排気動作が終了するように構成さ
れていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】前記フロートが前記排気口を塞いだこと
を検出する検出手段をさらに有する請求項１に記載のイ
ンクジェット記録装置。
【請求項３】前記検出手段は、前記排気手段と前記排
気口とをつなぐ排気通路内の圧力を検出する圧力検出手
段である請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】前記フロートが前記排気口を塞いだこと
を前記検出手段が検出すると前記排気手段による前記気
体の排気動作が停止するように構成されている請求項２
または３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】前記記録ヘッドおよび前記第１のインク
タンクがそれぞれ複数備えられ、前記各第１のインクタ
ンクの前記排気口に各々接続された複数の排気通路と、
該複数の排気通路を１つの排気通路にまとめて前記排気
手段に接続する接続手段と、前記排気通路内の圧力を検
出する圧力検出手段とを有する請求項１に記載のインク
ジェット記録装置。
【請求項６】前記第１のインクタンクは該第１のイン
クタンク内の上部を第１の区画と第２の区画とに分ける
仕切り板を有し、前記第１の区画の上部には前記排気口
が設けられ、前記第２の区画には前記第２のインクタン
クとの接続部が設けられている請求項１から５のいずれ
か１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】前記排気口が前記第１のインクタンクの
上部に設けられ、前記第１のインクタンクの内部には前
記排気口に頂点部が位置するように配置された円錐内面
が形成されているとともに、前記フロートが球形に形成
されている請求項１から６のいずれか１項に記載のイン
クジェット記録装置。