JP2000309109A

JP2000309109A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2000309109A
Application number: JP11835599A
Authority: JP
Inventors: Makoto Yomo; 誠四方
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-04-26
Filing date: 1999-04-26
Publication date: 2000-11-07

Abstract

(57)【要約】【課題】サブタンクの排気口の径を大きくすることな
く、短時間で排気チューブの中の残存インクを解消する
インクジェット記録装置を提供する。【解決手段】このインクジェット記録装置は、チュー
ブポンプ５０ｂの駆動によってメイン排気チューブ１
２、ジョイント部材１１及び排気チューブ１０を介して
サブインク２内の空気を排気し、排気チューブ１０の排
気口がフロート９で塞がれた事を圧力センサ１５の値で
検知したときにチューブポンプ５０ｂの駆動を停止する
と同時に弁７を閉じ、その代わりに弁１３を開いてメイ
ン排気チューブ１２を大気に連通することで、排気チュ
ーブ１０内へ侵入していたインクをサブタンク２に戻す
ように構成されている。

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供給するインク供給
装置の改良を図ったものである。

【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するインクジ
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、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はるかに多い階調を表現するこ
とが可能にする。

【０００５】しかし、前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、記録ヘッド
を走査するためのキャリッジ上にインクタンクを搭載す
るとインクタンクが小型なものに限られ、頻繁にインク
タンクの交換をおこなわなければならず不便であり、ラ
ンニングコストも高くつく。

【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。

【０００７】図６において、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。一方では装置本体にメインタンクが固定されてい
る。インクが少なくなったときには、インクタンク３０
３へインクを補給することになる。記録ヘッド３０１と
メインタンク３０３はチューブ、継手などで構成された
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ので、そのキャリッ
ジ３０２の移動を妨げないようにインク流路３０４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など）が用いられて
いる。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の内部は大気と通じている。
したがって、記録ヘッド３０１からインクが吐出される
とメインタンク３０３からインク流路３０４を経て、イ
ンクが補給されていく。記録ヘッド内の圧力は、吐出口
３０６より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、インク
レベルＨ１は記録ヘッド１のノズル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
ものを用いるため若干のガス透過性を有する。チューブ
内も記録ヘッド内と同様、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、気泡を発生させる。その気泡が記録ヘッド３０
１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内にチュ
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を記録ヘッド上に設けたサブタン
クに蓄積し、このサブタンク内の空気を排出する手段を
設けることによって、記録ヘッド内に空気が入り込まな
いようしたインク供給系が特願平１０−１２８９５９号
にて提案されている。

【０００９】この従来例のサブタンク排気手段につい
て、図７及び図８を用いて説明する。図７及び図８はサ
ブタンク２の断面図である。図２に示すサブタンク２内
は仕切板１０１によってフロート部１０２とエアバッフ
ァ部１０３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。もちろんインクより比重の大き
い材質でも、中空であり部品そのものの比重がインクよ
り小さければよい。仕切板１０１の上部はフロート部１
０２とエアバッファ部１０３を完全に遮断している。仕
切板１０１の下部は縦方向に連続したスリット１０４が
設けられ、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
状をした円錐部１０５が設けられ、この円錐部１０５の
頂点に相当するところに、排気口１０８、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１０
７が形成され、この接続部１０７からパイプ部１０９
が、サブタンク２内の下方に伸びている。このため、供
給チューブ５内のインクとサブタンク内のインクとは常
に接した状態を保っている。

【００１０】図８は、サブタンク内の排気を終了した直
後の状態である。この状態から、印字、放置（スタンバ
イ状態および電源ＯＦＦ状態）を繰り返すと、供給チュ
ーブ５内で発生した気泡が少しずつサブタンク内に侵入
してくる。この時、排気チューブ１０の途中に設けられ
た弁（不図示）が閉じているので、インクは印字、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こめられるため、図７に示
すようにインク面が下がってくる。

【００１１】サブタンク２の中の空気を排出する場合に
は、ヘッド回復ユニット４０が上昇し、記録ヘッド１の
ノズル６を覆って外気から遮断する。そして、排気チュ
ーブ１０につながれたポンプ（不図示）が作動し、サブ
タンク２内の空気を少しずつ吸引し、サブタンク２内の
圧力が徐々に下がりはじめる。ある程度まで圧力が低下
すると、不図示のメインタンクから供給チューブ５を通
ってインクが供給されてくる。供給されたインクのかわ
りにサブタンク２内にあった空気は排気チューブ１０を
通って出ていく。このとき、図７の状態では、インク面
は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、当然それに応じて、フロート
９も上昇する。

【００１２】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
部１０５に達するとその後は円錐部１０５の仮想頂点に
近づくように上昇し、最後には図８に示すような、円錐
部１０５に全周が接触する位置で停止し、排気口１０８
を塞ぐ。

【００１３】一方、排気チューブ１０の内部の圧力は圧
力センサによって検出されている。排気チューブ１０内
の圧力は、サブタンク２から空気だけが排出されている
ときは、ほぼ一定の圧力値を示すが、フロート９が排気
口１０８を塞ぐと急に圧力は下がる。この急激な圧力変
動が検出されるとポンプの動作が停止し、そして排気チ
ューブ１０の途中に設けられた弁が閉じられて、排気動
作は終了となる。

【００１４】フロート９と円錐部１０５は、それぞれ理
想的な球形、円錐形であれば完全に排気口１０８を塞ぐ
ことができるが、現実には製作誤差によってわずかな隙
間ができ、この隙間から排気チューブ１０内へインクが
漏れる。しかしながら、このわずかな隙間だけが生じて
いる場合でも、排気口１０８が完全に開いている場合に
比較して、流路抵抗が相当大きくなるので、排気チュー
ブ内の圧力は、急に低下する。

【００１５】このような構成によれば、インク供給路な
どにて発生した気泡は、サブタンクに蓄積された後に確
実に排出されていくので、記録ヘッドに侵入していくこ
とはない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たようにフロート９が排気口１０８を塞いだ後にも、排
気チューブ１０内へわずかにインクが漏れる。排気口１
０８の径が十分に大きければ、その後サブタンク２内に
空気が蓄積されたときにそのインクはサブタンク内へ落
下していくが、排気口１０８の径が小さい場合には、イ
ンクの粘性抵抗により排気チューブ１０内にいつまでも
インクが残ってしまう。排気チューブ１０内にインクが
残ると、つぎに排気動作を行う場合に支障をきたす。つ
まり、サブタンク２から空気だけが排出されているとき
に比べて、排気チューブ１０内にインクが残っていると
きには、そのインクが抵抗となってサブタンク２内の空
気が排気されないにもかかわらず排気チューブ１０内の
圧力が下がってしまう。この圧力低下が大きいと、圧力
センサが誤動作し、排気動作が終了していないのに、終
了したと判断する危険性がある。このような誤動作が何
度か発生すると、いずれサブタンク２内は空気でいっぱ
いになり、記録ヘッドからインクが吐出されなくなって
しまう可能性があった。

【００１７】排気口１０８の径を十分大きくすればこの
ような危険性は少なくなるが、それにともない排気チュ
ーブ１０の径も大きくなり、サブタンク２も大きくなっ
て装置が大型化するという問題が起きる。

【００１８】本発明の第１の目的は、サブタンクの排気
口の径を大きくすることなく、短時間で排気チューブの
中の残存インクを解消するインクジェット記録装置を提
供することである。

【００１９】本発明の第２の目的は、簡単な機構を用い
て、より確実に排気チューブの中の残存インクを解消す
るインクジェット記録装置を提供することである。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の各目的を達成する
ために本発明は、記録ヘッドへインクを供給する第１の
インクタンクと、該第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
内部にインクとともに収容されたフロートと、前記第１
のインクタンクに設けられた排気口に接続された排気路
と、該排気路から前記第１のインクタンク内に蓄積され
た気体を排出して、前記フロートが前記排気口を塞ぐこ
とで排気動作を終了する排気手段とを備えたインクジェ
ット記録装置において、前記排気手段は、排気動作の終
了後、前記第２のインクタンクから前記第１のインクタ
ンクへのインクの供給を停止させ、前記排気路を一定時
間、大気に連通させることを特徴とする。

【００２１】このように構成された発明では、排気手段
によって排気路を介して第１のインクタンク内に蓄積さ
れた気体が排気され、排気口がフロートで塞がれたとき
に排気手段による排気動作が終了する。この排気動作中
においては第２のインクタンクから第１のインクタンク
へのインクが供給されていたが、その排気動作の終了後
は排気手段は第１のインクタンクへのインク供給を停止
させ、排気路を一定時間、大気に連通させる。この事に
より、排気路から第１のインクタンク内へ空気が侵入す
るため、排気路内へ侵入していたインクが第１のインク
タンクに戻る。上記のインクジェット記録装置におい
て、前記記録ヘッドのインク吐出口からインクを吸引す
るためのインク吸引手段をさらに備え、該インク吸引手
段は、前記排気手段によって前記排気路を一定時間大気
に連通させている間に、前記記録ヘッドのインク吐出口
から一定量のインクを吸引することが好ましい。この構
成によれば、排気路内のインクが第１のインクタンクに
確実に戻る。

【００２２】さらに、上記のインクジェット記録装置に
おいて、前記第２のインクタンクから前記第１のインク
タンクへのインクの供給を行うインク供給路と、該イン
ク供給路を開閉する第１の弁機構とをさらに備え、前記
排気手段は、該第１の弁機構を閉じることによって、前
記第２のインクタンクから前記第１のインクタンクへの
インク供給を停止することが考えられる。あるいは、上
記のインクジェット記録装置において、前記第２のイン
クタンクの内部を大気に連通する連通路と、該連通路を
閉じる第２の弁機構とをさらに備え、前記排気手段は、
該第２の弁機構を閉じることによって、前記第２のイン
クタンクから前記第１のインクタンクへのインク供給を
停止することが考えられる。

【００２３】さらに、前記記録ヘッドは、インク吐出用
の熱エネルギー発生素子を備え、該熱エネルギー発生素
子によってインクに生じる気泡成長を利用してインクを
吐出させるものであることが考えられる。

【００２４】

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

【００２５】図１は、本発明のインクジェット記録装置
の一実施形態の概略平面図である。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
手段の詳細を模式的に説明する図である。また、これら
の図では図６〜図７の従来技術と同一の構成要素に同一
符号を用いている。

【００２６】図１において、記録装置本体の互いに間隔
をおいて配置された２つの側板３０ａ、３０ｂ間に２本
のガイドレール３１、３２が支持されている。ガイドレ
ール３１、３２にはキャリッジ３が図中矢印Ａ方向（記
録媒体の搬送方向と交差する方向）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、シリア
ルタイプの記録装置に一般的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。

【００２７】キャリッジ３には図２に示すように、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およびサブ
タンク２は、チューブを介さずに直接接続され、この例
では、キャリッジ３に６個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孔を開口した
ノズル６と、ノズル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内のインクを膜沸騰さ
せると、ノズル内に気泡が生じ、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によって記録される記録媒体は、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。

【００２８】各々のサブタンク２にインクを供給するた
めの供給チューブ５はそれぞれ、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、記録動作時にキャリッジ３がガイドレール３１、３
２に沿って往復移動されるとき、供給チューブ５はその
移動を妨げることはない。

【００２９】各サブタンク２にはそれぞれ供給チューブ
５を介して第２のインクタンクであるメインタンク４が
接続されていて、記録装置本体に固定されている。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
分に大きい。サブタンク２内のインクが消費されても、
自動的にメインタンク４よりインクが補充されるため、
サブタンク２を小型化することが可能である。

【００３０】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（不図示）による、キ
ャリッジ３の移動方向と交差する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。

【００３１】供給チューブ５は、メインタンク４の側面
下方部からサブタンク２の上部に配管されている。供給
チューブ５の途中には第１の弁機構としての弁７が設け
られている。サブタンク２の上部の供給チューブ５の接
続部からパイプ部が、サブタンク２内の下方に伸びてい
る。

【００３２】メインタンク４の上部には、第２の弁機構
である大気連通弁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の上部
へつながる吸引チューブ１９も接続されている。

【００３３】メインタンク４の下部には、補給タンク２
０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への方向にのみインクを流しうる逆流防止弁
２２が設けられている。チューブ２１の補給タンク２０
側の端部には、先端が尖り、先端近傍に小さな孔を有す
る管状の針部材２３が設けられている。チューブ２１が
接続される補給タンク２０の上部の箇所には、チューブ
２１の針部材２３を抜き差し可能にするゴム栓２０ａが
設けられている。このゴム栓２０ａの針部材２３との接
続部からはパイプ部が、補給タンク２０内の下方に伸び
ている。また補給タンク２０の上部に、一端が大気に開
放されているチューブ２５の他端が接続されている。こ
のチューブ２５の補給タンク２０と接続された端部も、
チューブ２１と同様の針部材２４が設けられている。そ
してチューブ２５が接続される補給タンク２０の上部の
箇所には、チューブ２５の針部材２４を抜き差し可能に
するゴム栓２０ｂが設けられている。針部材２３，２４
は、不図示の機構により図２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。

【００３４】また、こ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が設けられている。

【００３５】ヘッド回復ユニット４０は、キャリッジ３
の移動可能範囲内で、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
に配置されている。以後、キャリッジのこの位置を「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
インク吸引手段として、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６内のインクが乾燥するのを防止す
る。

【００３６】なお、以上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２
０、ヘッド回復ユニット４０などは、図２では一系統だ
けしか記載していないが、これは図を見やすくするため
に省略したのであって、実際には６個の記録ヘッド１及
びサブタンク２にそれぞれ設けられている。

【００３７】サブタンク２の上部は、排気チューブ１０
によりジョイント部材１１と接続されている。ジョイン
ト部材１１は、排気路であるところの６本の排気チュー
ブ１０と１本のメイン排気チューブ１２の接続部を除い
ては密閉された容器構造になっている。そのためサブタ
ンク２とジョイント部材１１の内部は排気チューブ１０
によって結合されることにより互いに連通している。メ
イン排気チューブ１２の一端はジョイント部材１１に接
続され、他端はチューブポンプ５０ｂを経て廃インクタ
ンク１８に接続されている。ジョイント部材１１はキャ
リッジ３上に搭載されている場合は、カバー部材３３を
通る排気用チューブはメイン排気チューブ１２の一本だ
けでよい。

【００３８】チューブポンプ５０ａ，５０ｂは全く同一
の構造である。ここでは、符号５０ｂで示すチューブポ
ンプを例にとって説明する。チューブポンプ５０ｂにお
いては、ローラホルダ５２に同心円状に６個のローラ５
１が並べられている。ローラホルダ５２は回転軸５３を
中心に回動可能に支持され、ローラ５１もそれぞれロー
ラホルダ５２に固定されたローラ回転軸５４を中心に回
動可能に支持されている。ローラ５１側には付勢部材５
５が圧縮ばね５６によって付勢されており、付勢部材５
５とローラ５１の間でメイン排気チューブ１２が押し潰
されている。ローラホルダ５２が不図示のモータで矢印
Ａ方向に回転すると、ローラ５１がローラホルダ５２の
回転軸５３を中心に回動するためメイン排気チューブ１
２はしごかれ、ジョイント部材１１側のチューブ内が負
圧になる。なお、この実施形態では、チューブポンプ５
０ａ，５０ｂの停止中もメイン排気チューブ１２は押し
つぶされているので、チューブ内は大気に連通していな
い。

【００３９】チューブポンプは、一般にゴム系のチュー
ブをしご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、吸引
チューブ１９で送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に捨てられるので問題はない。

【００４０】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、排気チューブ１０との結合部はすべてジョイ
ント部材１１の上部に設けられている。

【００４１】メイン排気チューブ１２の途中に２つのチ
ューブ１４、２６がメイン排気チューブ１２から分岐し
ており、チューブ１４の終端には圧力センサ１５が接続
され、チューブ２６は弁１３を介して大気に開放されて
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。

【００４２】弁１３は、サブタンク２の排気を行うとき
のみ開き、通常は閉じており、例えばチューブをカムに
よりつぶす弁、電磁弁など、チューブ２６の連通と非連
通を自在に行えるものなら何でもよい。また、ポンプ５
０ｂの付勢部材５５が退避可能になるような手段を設
け、この退避手段が弁１３を兼ねてもよい（この場合は
チューブ２６は不要になる。）。

【００４３】サブタンク２の内部は、供給チューブ５の
接続部、記録ヘッド１との接続部および排気チューブ１
０との接続部を除いて密閉されており、実質的な密閉空
間を形成する。供給チューブ５の内部には通常インクが
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、イン
クが補給されていく。

【００４４】記録ヘッド１内の圧力は、従来例と同様に
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っている。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
と、インクがタンクに満杯であることを検出する液面セ
ンサ８ｂとが設けられている。

【００４５】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、やり残した印字動作を終
えた後に補給タンク２０からインクを補給する補給モー
ドに入る。なお、補給用センサ８ａは、上記のようなイ
ンク検知後のやり残した印字動作を終えるのに充分な量
を確保する位置にあるのが好ましい。

【００４６】つぎに、補給モードについて、図３のフロ
ーチャートを用いて説明する。まず、最初にキャリッジ
３がホームポジションに戻る（ステップＳ１００）。そ
してヘッド回復ユニット４０が上昇してノズル６を覆う
（ステップＳ１０２）。その後、大気連通弁１６と弁７
が閉じられる（ステップＳ１０４）。このとき、メイン
タンク４は、吸引チューブ１９との接続部を除いて密閉
された状態になる。そこで、チューブポンプ５０ａが駆
動される（ステップＳ１０６）と、メインタンク４内の
空気が吸引され、メインタンク４内の圧力が少しずつ下
がってくる。ある負圧までメインタンク４内の圧力が下
がると、チューブ２１の途中に設けられた逆流防止弁２
２が開き、補給タンク２０からインクがメインタンク４
へ流れ込む。その後、所定時間が経過していないかどう
かを判定し（ステップＳ１０８）、所定時間を経過して
いない場合にはさらに液面センサ８ｂがインクを検出し
たかを判定する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１
０でインクレベルセンサ８ｂがインクを検出したと判定
した場合は、チューブポンプ５０ａの駆動が停止し（ス
テップＳ１１２）、大気連通弁１６および弁７が開いて
（ステップＳ１１４）、補給モードが終了する。

【００４７】もし、ステップＳ１０８で所定時間が経過
したと判定した場合には、補給タンク２０が空であると
判断して、チューブポンプ５０ａの駆動が停止し（ステ
ップＳ１１６）、大気連通弁１６および弁７が開いた
（ステップＳ１１８）後に、使用者に対して補給タンク
２０の交換が求められる（ステップＳ１２０）。

【００４８】もちろん、６個のメインタンク４のインク
レベルセンサ８ｂが同時にインクを検出することはない
ので、検出が終了したメインタンク４から順次、対応す
るチューブポンプ５０ａの停止、大気連通弁１６、弁７
の開放が実施されればよい。サブタンク２の構成につい
ては、図７及び図８で説明した従来例と同一なのでその
説明を省略し、以下ではサブタンク２の中の空気を排出
する排気モードについて、図７及び図８、図４のフロー
チャートを用いて説明する。例えば、図７の状態から排
気モードを開始したとする。

【００４９】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する（ステップＳ２００）。そし
て、すべてのヘッド回復ユニット４０が上昇し、記録ヘ
ッド１のノズル６を覆って外気から遮断する（ステップ
Ｓ２０２）。その後、大気連通弁１６と弁７が開き（ス
テップＳ２０４）、チューブポンプ５０ｂが駆動される
（ステップＳ２０６）。なお、このとき弁１３は閉じら
れている。

【００５０】チューブポンプ５０ａは、メイン排気チュ
ーブ１２とジョイント部材１１と６本の排気チューブ１
０を通じて、６個のサブタンク２内の空気を少しずつ吸
引し、サブタンク２内の圧力が徐々に下がり始める。あ
る程度まで圧力が低下すると、メインタンク４から供給
チューブ５を通ってインクがサブタンク２に供給されて
くる。供給されたインクのかわりにサブタンク２内にあ
った空気は排気チューブ１０を通って出ていく。このと
き、図７の状態では、サブタンク内のインク面は均一に
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
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、当然それに応じて、フロート９も上昇
する。

【００５１】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
部１０５に達するとその後は円錐部１０５の仮想頂点に
近づくように上昇し、最後には図８に示すような、円錐
部１０５に全周が接触する位置で停止し、排気口１０８
を塞ぐ。

【００５２】このように排気が行われても、エアバッフ
ァ部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
押さえることができる。

【００５３】フロート９と円錐部１０５は、それぞれ理
想的な球形、円錐形であれば完全に排気口１０８を塞ぐ
ことができるが、現実には製作誤差によってわずかな隙
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に比
較して、流路抵抗が相当大きくなる。

【００５４】一方、メインタンク４とサブタンク２の間
の流路抵抗、各インクの粘度などの違いにより、６つの
サブタンクの排気が終了する時間にはばらつきが生じ
る。しかし、早く排気が終了したサブタンクのフロート
９が排気口１０８を塞ぐと、このサブタンクの排気口１
０８の流路抵抗は大きくなるため、その後は他のサブタ
ンクの排気が行われる。このようにして次々と６つのサ
ブタンクの排気が行われていく。

【００５５】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。図中の
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１２内の圧力は
Ｐ０である。ポンプ５０ｂの駆動時間とともに徐々にそ
の圧力が下がり、圧力がＰ１となった時間Ｔ１において
メインタンク４からサブタンク２へインクが移動し始め
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内の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。サ
ブタンク２の排気がすべて終了すると各サブタンクの排
気口１０８がフロート９ですべて塞がれてしまうので、
この状態となった時間Ｔ２において再び圧力が低下し始
める。

【００５６】以上の圧力変化は、図２における圧力セン
サ１５につないだチューブ１４内でも同様である。そこ
で図４のフローチャートに示すように、圧力センサ１５
が、チューブ１４内の圧力がＰ２に達したを検出すると
（ステップＳ２０８）、チューブポンプ５０ｂの駆動が
停止される（ステップＳ２１０）。しかしながら、この
時点では、わずかではあるがサブタンク２から排気チュ
ーブ１０へインクが侵入している。そこで、チューブポ
ンプ５０ｂの駆動を停止すると同時に弁７が閉じられ
（ステップＳ２１２）、その代わりに弁１３が開く（ス
テップＳ２１４）。チューブポンプ５０ｂの駆動を停止
した時点では、排気チューブ１０、メイン排気チューブ
１２内の圧力はＰ２であり、サブタンク２内の圧力もＰ
２にほぼ等しい。しかし上記のように弁７を閉じ、弁１
３を開くと、図５に示すように時間Ｔ３においてサブタ
ンク２内の圧力がいきなり大気圧Ｐ３まで上昇する。こ
のとき、弁７は閉じられサブタンク２へインクが移動し
ないので、排気チューブ１０からサブタンク２内へ空気
が侵入し、そのため排気チューブ１０内へ侵入していた
インクがサブタンク２に戻っていく。

【００５７】この操作で、排気チューブ１０内へ侵入し
ていたインクがすべてサブタンク２へ戻るかどうかは、
フロート９と円錐部１０５の製作誤差の大きさ、排気チ
ューブ１０の径、長さ、チューブポンプ５０ｂの吸引能
力などいろいろな要素によって決まる。

【００５８】すべてのインクがサブタンク２へ戻らない
場合のために、つぎにヘッド回復ユニット４０によって
各ノズル６から同時に一定量のインクが吸引される（ス
テップＳ２１６）。弁７が閉じているので、メインタン
ク４からはインクが供給されずに、排気チューブ１０内
のインクがサブタンク２内に確実に戻ってくる。但し、
弁１３を開いた時点で排気チューブ１０内のインクがサ
ブタンク２内にすべて戻ればこの工程は省略できる。図
５ではこの工程によって生じる圧力変動は省略してあ
る。

【００５９】その後、弁１３が閉じられ（ステップＳ２
１８）、弁７が開き（ステップＳ２２０）、これらの操
作によってサブタンク２内が負圧に戻ったところ（図５
の時間Ｔ４）で、排気モードが終了する。

【００６０】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り、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、１ヶ月に１回程度行えばよい。

【００６１】本実施形態ではステップＳ２１２で弁７を
閉じて、メインタンク４からサブタンク２へのインク供
給を停止しているが、弁７を廃止して、弁１６を閉じる
ことによって代用してもよい。（この場合、補給モード
におけるインク補給時間が少し長くなってしまう。）なお、フロート９の形状は、球には限らないが、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なる。またフロート９がどのよ
うな姿勢で上昇しても排気口１０８を塞ぐことができ
る。

【００６２】また、上述したように、フロート９と円錐
部１０５に多少の隙間があっても、排気動作が可能なた
め、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。

【００６３】さらに、この実施形態では、補給タンク２
０からメインタンク４へポンプによってインクを汲み上
げる構成としたが、インク補充方法はこれに限らない。
例えば、メインタンクの代わりに、収縮可能な袋状のイ
ンクタンクを用いて、これを交換可能な構成としても良
い。この場合はチューブポンプ５０ａは必要なくなる。

【００６４】

【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、記録ヘッドへインクを供給する第１
のインクタンクと、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、第１のインクタンクの内部
にインクとともに収容されたフロートと、第１のインク
タンクに設けられた排気口に接続された排気路と、排気
路から第１のインクタンク内に蓄積された気体を排出し
て、フロートが排気口を塞ぐことで排気動作を終了する
排気手段とを備え、該排気手段によって、前記排気動作
の終了後、第２のインクタンクから第１のインクタンク
へのインクの供給を停止し、前記排気路を一定時間、大
気に連通させるように構成した事により、サブタンクの
排気口の径を大きくすることなく、短時間で排気チュー
ブの中の残存インクを解消することができる。

【００６５】さらに、上記記録ヘッドのインク吐出口か
らインクを吸引するインク吸引手段を設け、上記排気路
を一定時間、大気に連通している間に、上記インク吸引
手段にて上記記録ヘッドのインク吐出口から一定量のイ
ンクを吸引するようにしたので、簡単な機構を用いて、
より確実に排気チューブの中の残存インクを解消するこ
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
の概略平面図である。

【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、および排気手段の詳細を模式的に説明する図で
ある。

【図３】図２に示した補給タンクからメインタンクへの
インク補給動作を説明するためのフローチャートであ
る。

【図４】図２に示したサブタンクの中の空気を排出する
排気動作を説明するためのフローチャートである。

【図５】図２に示したメイン排気チューブ内の排気モー
ド時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
供給系を示す模式図である。

【図７】従来のサブタンク排気手段を示す断面図であ
る。

【図８】従来のサブタンク排気手段を示す断面図であ
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７、１３弁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１４、２１、２５、２６チューブ１５圧力センサ１８廃インクタンク１９吸引チューブ２０補給タンク２０ａ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ホルダ回転軸５４ローラ回転軸５５付勢部材５６圧縮ばねＨ０ノズル高さＨ１インクレベル

フロントページの続きＦターム(参考） 2C056 EA14 EA26 EB03 EB20 EB21 EB38 EB50 EC04 EC19 EC20 EC22 EC24 EC26 EC57 EC64 FA03 FA10 JA13 JC08 JC13 JC20 JC27 KB04 KB08 KB09 KB11 KB16 KB37 KC16 KC20 KC21 KC27 KC30 2C057 AF99 AG69 AG73 AG76 AG80 AL03 AL40 AM04 AM31 AM40 AN01 BA03 BA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録ヘッドへインクを供給する第１のイ
ンクタンクと、該第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
部にインクとともに収容されたフロートと、前記第１の
インクタンクに設けられた排気口に接続された排気路
と、該排気路から前記第１のインクタンク内に蓄積され
た気体を排出して、前記フロートが前記排気口を塞ぐこ
とで排気動作を終了する排気手段とを備えたインクジェ
ット記録装置において、前記排気手段は、排気動作の終了後、前記第２のインク
タンクから前記第１のインクタンクへのインクの供給を
停止させ、前記排気路を一定時間、大気に連通させるこ
とを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】請求項１に記載のインクジェット記録装
置において、前記記録ヘッドのインク吐出口からインク
を吸引するためのインク吸引手段をさらに備え、該イン
ク吸引手段は、前記排気手段によって前記排気路を一定
時間大気に連通させている間に、前記記録ヘッドのイン
ク吐出口から一定量のインクを吸引することを特徴とす
るインクジェット記録装置。
【請求項３】請求項１又は２に記載のインクジェット
記録装置において、前記第２のインクタンクから前記第
１のインクタンクへのインクの供給を行うインク供給路
と、該インク供給路を開閉する第１の弁機構とをさらに
備え、前記排気手段は、該第１の弁機構を閉じることに
よって、前記第２のインクタンクから前記第１のインク
タンクへのインク供給を停止することを特徴とするイン
クジェット記録装置。
【請求項４】請求項１又は２に記載のインクジェット
記録装置において、前記第２のインクタンクの内部を大
気に連通する連通路と、該連通路を閉じる第２の弁機構
とをさらに備え、前記排気手段は、該第２の弁機構を閉
じることによって、前記第２のインクタンクから前記第
１のインクタンクへのインク供給を停止することを特徴
とするインクジェット記録装置。
【請求項５】請求項１から４のいずれか１項に記載の
インクジェット記録装置において、前記記録ヘッドは、
インク吐出用の熱エネルギー発生素子を備え、該熱エネ
ルギー発生素子によってインクに生じる気泡成長を利用
してインクを吐出させることを特徴とするインクジェッ
ト記録装置。