JP2003237108A - 液体容器、液体供給装置、インクカートリッジ及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期にわたり安定した液体供給を行えない。 【解決手段】 インク容器１はケース２の開口部を可撓
性を有するフィルム３で封止し、フィルム３を外方に付
勢する圧縮ばね４を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液体容器、液体供給装
置、インクカートリッジ及びインクジェット記録装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プリンタ、ファクシミリ、複写
装置、プロッタ等の画像記録装置（画像形成装置を含
む。）に用いられるインクジェット記録装置として、イ
ンク滴を吐出するノズル孔と、このノズル孔が連通する
吐出室（圧力室、加圧液室、液室、インク流路等とも称
される。）と、この吐出室内のインクを加圧するエネル
ギーを発生するエネルギー発生手段とを有するインクジ
ェットヘッドである記録ヘッドをキャリッジに搭載し、
キャリッジを主走査方向に移動させ、用紙（インク滴が
付着する媒体の意味であり、紙に限るものではない。）
を副走査方向に搬送して、記録ヘッドからインク滴を吐
出させることで用紙に画像を記録するシリアル型のもの
が知られている。

【０００３】このようなシリアル型インクジェット記録
装置においては、キャリッジに搭載した記録ヘッドにイ
ンクを供給しなければならず、一般的には、キャリッジ
に記録ヘッドと共にインクを供給するインクカートリッ
ジ（又はインクタンクとも称する。）を搭載し、あるい
はヘッド一体型のインクカートリッジを塔載するように
している。

【０００４】このようなインクカートリッジとしては、
ヘッドのノズル孔に良好なインクメニスカスを形成しな
ければならないこと、キャリッジの振動によって内部の
インクが泡立つことがなく、また下方に向けてヘッドを
配置する構成を採用する場合には特にインクのたれ落ち
を防止しなければならないことなどから、ヘッド部分で
のインク圧力を負圧にすることが要求されるため、容器
本体内に多孔質体からなるインク吸収体を収容し、この
多孔質体の毛管力によってインクを吸収させるとともに
負圧を発生させる構成のものが広く使用されている。

【０００５】また、キャリッジ上には小容量のサブタン
クを搭載し、大容量のメインカートリッジを装置本体側
に設置し、サブタンクに装置本体側のメインカートリッ
ジからインクを補充供給するようにした装置も知られて
いる。

【０００６】すなわち、キャリッジに塔載したインクカ
ートリッジのみの場合、インクカートリッジは空になる
度に新しいものと交換しなければならないので、特に高
速化、高画質化によってインクの使用頻度が高くなる
と、カートリッジ交換回数が多くなって作業が煩雑にな
り、また予備として保管しなければならないインクカー
トリッジが多くなる。他方、インクカートリッジの容量
を大きくすると、キャリッジ全体の重量が大きくなり、
キャリッジの高速駆動（高速印字）が困難になり、装置
の大型化を招き、またキャリッジ駆動モータの出力アッ
プが必要となり、さらに、キャリッジの重量変動も大き
くなるので、キャリッジの動作特性が記録中に変化し、
安定した印字精度の確保が困難になる。

【０００７】そこで、例えば特開平１０−１２８９９２
号公報や特開平１０−２３５８９２号公報には開示され
ているように、キャリッジ上には小容量のサブタンクを
搭載し、大容量のメインカートリッジをプリンタ本体設
置とする構成とし、サブタンクとメインカートリッジと
をチューブで連結して、印字によってサブタンク内のイ
ンクが少なくなった時にメインカートリッジからサブタ
ンクにインクが補充されるようにしたものがある。ま
た、特許第３０５３０１７号公報に開示されているよう
に、同じくチューブを用いるが、サブタンクにインク供
給用と空気吸引用の２本のチューブを接続するようにし
たものもある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述したインクカート
リッジにあっては、カートリッジ内のインクをノズルか
ら吸引することによってカートリッジ内に負圧を発生さ
せ、多孔質体で発生した負圧を維持するようにしている
が、無駄にインクを棄てることになるだけでなく、廃イ
ンクを装置内で収容、保持するための吸収体が大型化す
る。勿論、キャリッジに塔載しただけのインクカートリ
ッジではインク容量不足が生じ易くなる。

【０００９】また、上述した特開平１０−１２８９９２
号公報や特開平１０−２３５８９２号公報に開示された
ものにあっては、チューブの透気性、透湿性やインク補
充ユニットの着脱によってインク供給経路内に混入する
空気の排出機能を有していないため、長期間に渡って使
用されると、大量の空気がサブタンクに入ることにな
り、印字性能が劣化する。

【００１０】そこで、ライフの短いディスポーザブルの
ヘッドに限定して使用するか、サブタンクとメインカー
トリッジを接続するチューブとして透気性、透湿性に優
れた特性を有する高コストなものを使用する必要がある
等の課題がある。

【００１１】また、特許第３０５３０１７号公報に開示
されたものにあっては、サブタンクから空気を抜きなが
らインクを充填していくため、上述したようなサブタン
ク内への空気の蓄積の課題は生じないが、サブタンクに
インク供給用と空気吸引用の２本のチューブが接続しな
ければならず、特にカラーインクジェット記録装置にお
いては例えば４色の各サブタンクに２本ずつ計８本のチ
ューブを接続しなければならなくなる。

【００１２】この場合、サブタンクはキャリッジに搭載
されて走査されるため、サブタンクに接続したチューブ
はその走査量に相当する長さが最低必要であり、装置内
を多数の長いチューブを這い回さなければならないとい
う課題が生じるとともに、負圧を発生するために専用の
ポンプを有しなければならず、装置が高価となる。

【００１３】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、簡単な構成で廃棄する液体を増大することなく
負圧を調整可能な液体容器、長期間信頼性の高い液体供
給を行える液体供給装置、安定した記録を長期間行うこ
とが可能なインクジェット記録装置、簡単な構成で廃棄
する液体を増大することなく負圧を調整可能なヘッド一
体型のインクカートリッジを提供することを目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る液体容器は、容積変化により内部に負
圧が発生する構成としたものである。

【００１５】本発明に係る液体容器は、内部を大気に開
放する開閉可能な大気開放口を有し、この大気開放口の
開閉と容積変化により内部に負圧が発生する構成とした
ものである。この液体容器においては、大気開放口にば
ね部材により密閉状態を維持する大気開放弁が設けられ
ていることが好ましい。

【００１６】これらの液体容器においては、外部から液
体を注入するための液体注入口を有することが好まし
い。また、大気開放口を有する液体容器にあっては大気
開放口よりも液体注入口が低い位置に設けられているこ
とが好ましい。さらに、液体注入口からの液体の逆流を
防止する逆流防止手段、例えば逆流方向への液体の流れ
を阻止する弁手段又は流体抵抗の大きな流体抵抗部が設
けられることが好ましい。

【００１７】また、液体容器を外部から押圧する押圧手
段を備えていることが好ましい。さらに、容積変化に応
じて変位する変位部材を備えていることが好ましい。こ
の変位部材は該液体容器の容積変化に伴なう変形量より
変位量が大きいことが好ましい。また、変位部材は容積
を変化させる部材を兼ねていることができる。さらに、
変位部材は高熱伝導率の材料から形成されていることが
できる。

【００１８】さらに、液体容器の内部上方には少なくと
も２個の検知電極が異なる深さに設けられていることが
好ましい。また、液体注入口と大気開放口とを有する液
体容器にあっては、少なくも２個の検知電極の内の１つ
の検知電極は大気開放口に連通する空気抜き流路内に設
けられていることが好ましい。

【００１９】さらにまた、液体容器の内部に負圧発生用
のばね部材と負圧維持用のばね部材を設けることができ
る。また、液体容器の内部を２室に分離して、各室に異
なる種類の液体を収容することができる。

【００２０】本発明に係る液体供給装置は、本発明に係
る液体容器を備えたものである。この液体供給装置にあ
っては液体容器に水頭差で液体を補充する液体補充手段
を備えることができる。また、液体容器を固定する部材
に、液体容器の容積変化を発生させる変位可能な駆動部
材が設けられていることが好ましく、更に駆動部材の変
位量を規制する規制手段が設けられていること、駆動部
材は液体容器にギャップを置いて配置され、このギャッ
プを維持するばね部材が設けられていることが好まし
い。

【００２１】本発明に係る液体供給装置は、大気開放口
を有する本発明に係る液体容器と、この液体容器に大気
開放状態及び非大気開放状態を選択して液体を補充する
液体補充手段を備えているものである。

【００２２】本発明に係る液体供給装置は、大気開放口
を有する本発明に係る液体容器と、周囲温度に応じて液
体容器の大気開放口を開放する手段を備えているもので
ある。

【００２３】本発明に係る液体供給装置は、大気開放口
を有する本発明に係る液体容器と、この液体容器を固定
する部材に、液体容器の大気開放口を開閉する変位可能
な開閉駆動部材が設けられているものである。ここで、
開閉駆動部材の変位量を規制する規制手段が設けられて
いること、開閉駆動部材は液体容器にギャップを置いて
配置され、このギャップを維持するばね部材が設けられ
ていることが好ましい。

【００２４】本発明に係るインクジェット記録装置は、
本発明に係る液体容器又は本発明に係る液体供給装置を
備えているものである。ここで、液体容器に負圧を発生
させる前にインクジェットヘッドのノズル面をワイピン
グする手段を備えていることが好ましい。

【００２５】本発明に係るインクカートリッジは、イン
ク滴を吐出するインクジェットヘッドと本発明に係る液
体容器とを一体化したものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態につい
て図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同実
施形態に係るインク容器の基本構成を説明する説明図、
図２は同インク容器の作用説明に供する説明図である。

【００２７】このインク容器１は、樹脂材料等で形成し
た一方に開口部を有するケース（容器本体）２と、この
ケース２の開口部を封止する可撓性を有するフィルム３
とを有し、ケース２の内部にはフィルム３を外方に押圧
付勢する圧縮ばね４を配置している。そして、ケース２
にはインクを注入するインク注入口５及びインクを記録
ヘッドであるインクジェットヘッド２０に供給するイン
ク供給口６を設けている。

【００２８】ここで、インク容器１とインクジェットヘ
ッド２０とは別体として、インク容器１のみを交換でき
るように構成してもよいし、インク容器１とインクジェ
ットヘッド２０とを一体にしてヘッド一体型のインクカ
ートリッジを構成してもよい。

【００２９】このように構成したインク容器１にインク
を充填するには、まず図１に示すように、フィルム３の
外側にフィルム３に対して進退自在に配置した駆動手段
である規制部材２１を、進出させてフィルム３を圧縮ば
ね４の付勢力に抗して押圧し、インク容器１の容積を自
然状態よりも容積が小さい状態にしておく。また、イン
ク容器１のインク注入口５にはインク供給源（メインイ
ンクタンクなど）２２からバルブ２３を介してインクチ
ューブ２４を接続しておく。

【００３０】そして、この状態で、バルブ２３を開いて
インク供給源２２からインクをインク容器１内に流し込
む。このとき、インク容器１内にあった空気は、インク
供給口６からインクジェットヘッド２０のノズルを通じ
て押し出される。このようにして、インク容器１内に所
要のインクを充填した後、バルブ２３を閉じてインク供
給源２２との接続をクローズ状態とする。

【００３１】次いで、インクジェットヘッド２０のノズ
ル面を一時的に塞いで、図２に示すように、規制部材２
１を後退させてインク容器１から離す。このように規制
部材２１がインク容器１から離れることによって、圧縮
ばね４が復元してフィルム３を外方に押すので、インク
容器１の容積が増大し、インク容器１内にはばね力に応
じた負圧が発生する。

【００３２】このように、インク容器を容積変化が可能
な構成として、容積変化を利用して内部に負圧を生成す
るので、この例ではばねの押し込み量で負圧を管理でき
るため、簡単に適正な負圧を発生、維持することが可能
になる。

【００３３】次に、本発明の第２実施形態について図３
及び図４を参照して説明する。なお、図３はインク容器
を含むインク供給装置の基本構成を説明する説明図、図
４は同装置の作用説明に供する説明図である。

【００３４】この実施形態では、インク容器１には内部
を大気に開放する大気開放口７を設け、この大気開放口
７には大気開放弁８を設けて大気開放口７を開閉可能と
している。

【００３５】そして、このインク容器１を含みインク容
器１に必要に応じてインクを補充するインク供給装置
は、インク容器１のフィルム３を圧縮ばね４に抗して押
圧し、押圧を解除するための進退自在のプランジャ３１
ａを有するソレノイドアクチュエータなどからなる駆動
手段である押圧手段３１を備えている。なお、駆動手段
としての押圧手段３１としては、ソレノイドアクチュエ
ータ等の駆動素子を直接用いても良いし、リンク機構等
を介して機能させることもできる。

【００３６】また、大量にインクを収納したインク補充
手段であるメインカートリッジ３２を備え、このメイン
カートリッジ３２とインク容器１のインク注入口５とを
供給チューブ３３で接続し、この供給チューブ３３の途
中にはメインカートリッジ３２のインクを圧送するため
の補充ポンプ３４及びインク補充経路を開閉するための
補充バルブ３５を設けている。

【００３７】このように構成したインク容器１を含むイ
ンク供給装置において、インク容器１にインクを補充す
るには、図３に示すように、先ず、大気開放弁８を開い
て大気開放口７を開放しインク容器１内を大気解放す
る。次いで、押圧手段３１を駆動してプランジャ３１ａ
を進出させ、インク容器１のフィルム３を圧縮ばね４の
付勢力に抗して外側から押圧し、インク容器１の容積を
減少させる。

【００３８】そして、この状態でバルブ３５を開き、補
充ポンプ３４を動作させて、メインカートリッジ３２内
のインクを供給チューブ３３を介してインク容器１内に
圧送して、インク容器１に所要量のインクを補充する。
インク補充が完了したら、補充ポンプ３４を停止させる
とともにバルブ３５を閉じて供給チューブ３２による供
給系を遮断し、また、大気開放弁８を閉じてインク容器
１の大気開放経路を遮断する。

【００３９】その後、図４に示すように、押圧手段３１
を非駆動状態にしてプランジャ３１ａを引いて（後退さ
せて）離間させることにより、圧縮ばね４の復元力によ
ってフィルム３が外方に押され、インク容器１内に負圧
が発生する。

【００４０】このようにインク容器１の大気開放口の開
閉と容積変化によって負圧を発生させるので、インク補
充の際の捨てインク増大やメインカートリッジ内のイン
ク品質低下等を来すことなくインク容器１にインクを補
充することができる。

【００４１】すなわち、インク容器に負圧を発生させる
方法としては、インクを充填して、大気開放弁８を閉じ
て密閉した後に、ヘッドからインクを抜くことによって
も負圧を作り出すことができる。しかしながら、この方
法では、無駄にインクを捨てることになる大きなデメリ
ットがあるだけでなく、廃インクを収容する容器あるい
は吸収体が大型化し、無駄に装置を大きくすることにな
る。

【００４２】また、別の方法としては、インク容器を密
閉状態にした後に補充ポンプを逆転させてインク容器か
らメインカートリッジにインクを戻す方法もある。この
方法では、捨てインクが増加するというデメリットはな
いが、一旦、供給チューブやポンプに流したインクがメ
インカートリッジ内のインクに混ざるため、メインカー
トリッジ内のインクの脱気度等の品質が低下することに
なる。

【００４３】これらに対して、インク容器自体で負圧を
発生させることにより、ヘッドから吸引しなくても負圧
を発生させることができて棄てるインクがなくなり、ま
た、メインカートリッジ内に戻さないでも負圧を発生さ
せることができるので補充用インクの品質が低下するこ
ともなくなる。

【００４４】次に、本発明の第３実施形態について図５
及び図６を参照して説明する。なお、図５はインク容器
を含むインク供給装置の基本構成を説明する説明図、図
６は同装置の作用説明に供する説明図である。

【００４５】この実施形態は、上記第２実施形態の補充
ポンプ３４を省略し、インク容器１とメインカートリッ
ジ３２との間に水頭差を設けてメインカートリッジ３２
を配置したものである。

【００４６】このように構成すれば、上記第２実施形態
と同様にして（ただし補充ポンプ３４の作動／停止を除
く。）、メインカートリッジ３２から水頭差によってイ
ンク容器１にインクを補充することができる。この構成
では、ポンプを必要としないので低コスト化を実現する
ことができる。

【００４７】なお、インクの補充方法としては、メイン
カートリッジ３２を柔軟な構造体で形成することによ
り、メインカートリッジ３２を変形させてインクをイン
ク容器１に圧送することもできる。

【００４８】次に、本発明の第４実施形態について図７
ないし図９を参照して説明する。なお、図７はインク容
器を含むインク供給装置の基本構成を説明する説明図、
図８は同装置の要部平面説明図、図９は同装置の作用説
明に供する要部平面説明図である。

【００４９】この実施形態においては、インク容器１
に、フィルム３の変形に応じて変位する変位部材９を図
８のａ点を中心として揺動自在に設けている。この変位
部材９は板ばねなどからなり、インク容器１内部の圧縮
ばね４よりもばね力を弱く設定し、フィルム３の変形に
応じて、つまり、インク容器１内のインク量の増減によ
り変位するようにしている。

【００５０】そして、インク容器１の変位部材９の先端
側に設けた検知片９ａの有無を検知することで変位部材
９の変位を検出するための透過型フォトセンサなどから
なる変位検出手段３６を配置している。

【００５１】このように構成したので、インク容器１内
のインクが消費されると、図９に示すようにインク容器
１は圧縮ばね４の力に抗してフィルム３が内側にしぼま
っていく。この状態では圧縮ばね４の力によりインク容
器１内の負圧が大きくなっている。

【００５２】そして、同図に示すように、変位部材９の
検知片９ａが変位検出手段３６によって検知されると、
この状態から大気開放弁８を開かずに補充ポンプ３４を
作動して、メインカートリッジ３２内のインクをインク
容器１内に補充する。これにより、図８に示すように、
フィルム３が外方に膨らんでインク容器１内の容積が膨
張すると共にインク容器１内の負圧が減少していく。こ
のインク補充によってフィルム３が外方に膨らむことで
変位部材９も変位する。

【００５３】そして、インク容器１内への所要量のイン
ク補充が行われると、変位部材９の検知片９ａが同図に
示すように変位検出手段３６から外れるため、インク容
器１内への所要量のインク補充が完了したことが検出さ
れる。この変位検出手段３６の検出信号に応じて補充ポ
ンプ３４の作動を停止して、メインカートリッジ３２か
らインク容器１へのインク補充を停止する。

【００５４】この場合、インクを過剰に補充し過ぎる
と、インク容器１内は正圧になってしまうため、上述し
たようにインク容器１を非大気開放状態にしたままイン
クを補充するときには、インク容器１内の負圧が残って
いるうちに、補充を停止させる必要がある。

【００５５】そこで、インク容器１内に負圧が残ってい
る状態で変位部材９の検知片９ａが変位検出手段３６か
ら外れるように設定し、インク容器１内に負圧が残って
いる状態で補充ポンプ３４を停止してインク補充を停止
する。

【００５６】このように、インク容器を大気開放しない
状態でも負圧を適正範囲に維持しながら、補充を繰り返
すことができる。

【００５７】なお、変位検出手段３６としては、例えば
２個のフォトセンサ等のセンサを使用してより細かい制
御を行うようにすることもできる。また、１個のセンサ
を使用する場合でも、上述した例とは逆に、変位部材９
の検知片９ａ有りを検出することで補充を開始し、変位
部材９の検知片９ａ無しを検出することで補充を停止す
るように、インク容器１の残量が少なくなったとき（図
９の状態）で変位部材９の検知片９ａが変位検出手段３
６で検知されるようにすることもできる。

【００５８】また、この実施形態では、変位部材９がイ
ンク容器１の角部近傍を回転中心とする揺動変位をする
構成としているので、インク容器１の変形量を拡大した
変位量が変位検出手段３６による検出部において得られ
る。したがって、高い精度で補充のタイミングを検出す
ることができる。

【００５９】このように本発明に係るインク容器におい
ては、大気開放状態及び非大気開放状態のいずれの場合
でもインクを補充することができ、両者を適切に使い分
けることで長期的に信頼性の高い優れたインク供給を実
現できる。

【００６０】特に大気開放モードは、長期使用によって
徐々に蓄積した空気を排出する場合に用いることが好ま
しい。また、大きな温度変化が生じた場合は、インク容
器内の空気の膨張収縮により、負圧が変動することがあ
るが、その場合には、補充はしないまでも一旦大気開放
してから、負圧発生動作を行い内部の負圧を調整するこ
とにより、機能を安定に維持することができる。

【００６１】このように大気開放モードは、不要な空気
を排出できる利点があるが、高頻度に実施するとインク
容器内の乾燥を助長してしまい、インクを高粘度化させ
るおそれがある。したがって、大気開放モードはメイン
カートリッジ３２を交換したとき、非使用状態が長期間
継続したとき、あるいは、ユーザーにより指示されたと
き、など予め定めた条件で行うことにより、ある程度頻
度を少なくし、通常の補充は非大気開放で行うことが好
ましい。

【００６２】次に、本発明の第５実施形態について図１
０ないし図１２を参照して説明する。なお、図１０はイ
ンク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する説
明図、図１１は同装置の要部平面説明図、図１２は同装
置の要部側面説明図である。この実施形態では、変位部
材９の一部を斜めに切り起こした変位操作部９ｂを形成
している。このように構成することで、変位操作部９ｂ
をレバー等の操作部材で矢印Ａ方向に押すことにより、
インク容器１内の容量を変化させることができる。

【００６３】つまり、変位部材９をインク容器１のフィ
ルム３を圧縮ばね４の付勢力に抗して押圧する押圧手段
としても使用することができる。特に、カラーインクジ
ェット記録装置の場合、複数のインク容器１が間隔を詰
めて並べられる場合には、インク容器１の圧縮ばね４の
伸縮方向に直接押すことは難しくなるが、この実施形態
のように構成することで、外部から変位部材９を変位さ
せてインク容器１に負圧を発生させることができる。

【００６４】また、この実施形態では、変位部材９を金
属性材料などの熱伝導率の高い材料で形成し、インクジ
ェットヘッド２０に駆動信号を与えるＦＰＣ等の接続部
材（通電部材）４１に実装したドライバＩＣ４２を変位
部材９の外面に当接させて接続部材４１を配設してい
る。

【００６５】すなわち、インク容器１を直接ヘッド２０
に接続する場合、接続部材４１がインク容器１の側面に
配置されることが多い。これは、通紙領域となるノズル
面側には這いまわすことが不可能なためである。この場
合、接続部材４１上には実装スペースを小さくするため
にドライバＩＣ（駆動回路）４２を実装するが、インク
ジェットヘッドのノズル数の増加、記録速度の高速化の
ために、このドライバＩＣ４２からかなりの発熱が生じ
る。しかしながら、キャリッジ内にヘッドは通常狭間隔
で並べられて配置されるため、放熱が難しくなる。

【００６６】そこで、変位部材９を熱伝導率の大きい金
属材料等にして、一部をキャリッジの外側等通気性の良
い箇所に延ばすことにより、変位部材９を介してドライ
バＩＣ４２からの発熱を放熱することを容易に行うこと
ができる。

【００６７】次に、本発明の第６実施形態について図１
３ないし図１５を参照して説明する。なお、図１３はイ
ンク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する説
明図、図１４は同インク容器の要部説明図、図１５は同
インク容器の他の例の要部説明図である。

【００６８】この実施形態では、インク容器１のインク
注入口５の部分に、図１４（ａ）に示すようなインク注
入口５からメインカートリッジ３２側へのインクの逆流
を阻止する弾性部材等からなる逆流防止手段である逆止
弁１１を設けている。なお、逆流防止手段としては、図
１５（ａ）に示すように弁座１２ａ、インク供給口５を
開閉するボール１２ｂ及びボール１２ｂを閉状態に押圧
付勢するばね部材１２ｃを有する逆止弁１２でもよい。

【００６９】そして、インク容器１よりも下方側にイン
ク容器１にインクを供給するメインカートリッジ３２を
配置している。

【００７０】このように構成したので、補充ポンプ３４
を作動させてメインカートリッジ３２内のインクをイン
ク容器１に圧送すると、図１４（ｂ）に示すように逆止
弁１１が開き、あるいは、図１５（ｂ）に示すようにボ
ール１２ｂがばね部材１２ｃの付勢力に抗して押されて
弁１２が開いて、インク注入口５を開放するので、イン
クがインク容器１内に注入される。そして、補充ポンプ
３４を停止させると、図１４（ａ）に示すように逆止弁
１１が閉じて、あるいは、図１５（ａ）に示すように弁
１２が閉じて、インク注入口５を遮蔽する。

【００７１】これによって、メインカートリッジ３２を
インク容器１よりも下方に配置した場合でも、インク容
器１内のインクがメインカートリッジ３２側に逆流する
ことが防止される。つまり、インク容器１にインク注入
口５を開閉する弁手段などのインク注入口５からの液体
の逆流を防止する逆流防止手段を設けることによって、
メインカートリッジ３２をインク容器１よりも下方に配
置することができるようになる。

【００７２】すなわち、メインカートリッジ３２を記録
ヘッド２０よりも低い位置に配置して、インク容器１の
インク注入口５に弁手段などの逆流防止手段を設けない
で、インク容器１を大気開放してインクを充填する場
合、まず、大気開放弁８をオープンし、補充ポンプ３４
を駆動してインクをメインカートリッジ３２からインク
容器に充填する。インク容器１に所望の量のインクが入
った後補充ポンプ３４を止めて、大気開放弁８をクロー
ズする。

【００７３】この場合、補充ポンプ３４に弁等の逆流防
止機構がないと、ポンプ３４が停まってから大気開放弁
８が閉じるまでの間に、インク容器１とメインカートリ
ッジ３２との水頭差によって、インク容器１内のインク
がメインカートリッジ３２に逆流する。インク注入口５
付近に空気層がある場合には、空気がインクよりも先に
メインカートリッジ３２の方へ逆流することになる。

【００７４】ここで、インク容器１の上流側に空気があ
ると、次に大気開放状態でインクを補充する場合には問
題ではないが、非大気開放状態で補充すると、インクと
一緒に空気をインク容器１に混入させることになる。

【００７５】そこで、インク容器１のインク注入口５に
弁手段などの逆流防止手段を設けることによってインク
の逆流を防止し、インク容器１内への空気の混入を防止
することができる。

【００７６】次に、本発明の第７実施形態について図１
６を参照して説明する。なお、図１６はインク容器を含
むインク供給装置の基本構成を説明する説明図である。
この実施形態では、インク容器１は、ケース２の上部に
インク注入口５を形成する面よりも高い段差部２ａを設
けて空気抜き流路１３を形成し、この空気抜き流路１３
の上部に大気開放口７を形成することにより、大気開放
口７よりもインク注入口５の位置を低くしている。この
場合、インク注入口５には逆止弁などの弁手段を設けて
いない。また、インク容器１よりも低い位置にメインカ
ートリッジ３２を配置している。

【００７７】このように構成したので、メインカートリ
ッジ３２から大気開放状態でインク容器１にインクを補
充供給すると、インク容器１内の空気は空気抜き流路１
３から大気開放口７を経て外部に排出される。このと
き、インク注入口５は大気開放口７よりも低い位置に位
置するので、インク注入口５がインクが満たされるまで
補充することでき、インク容器１内の空気は大気開放口
７が臨む空気抜き流路１３内に残っていてもインク注入
口５には残らない状態にすることができる。

【００７８】そこで、この状態で補充ポンプ３４を停止
した場合、インク注入口５からの初期の逆流はインクの
みとなるので、その間に大気開放弁８を閉じることによ
って、空気がメインカートリッジ３２側に逆流すること
を防止できる。

【００７９】このようにインク注入口に弁手段などの特
別の逆流防止手段を設けないでもメインカートリッジ側
に空気が逆流することを防止できる。

【００８０】次に、本発明の液体容器の第８実施形態に
ついて図１７及び図１８を参照して説明する。なお、図
１７はインク容器を含むインク供給装置の基本構成を説
明する説明図、図１８はインク容器の要部拡大説明図で
ある。

【００８１】この実施形態では、上記第７実施形態と同
様に、インク容器１は、ケース２の上部にインク注入口
５を形成する面よりも高い段差部２ａを設けて空気抜き
流路１３を形成し、この空気抜き流路１３の上部に大気
開放口７を形成することにより、大気開放口７よりもイ
ンク注入口５の位置を低くしている。そして、インク注
入口５には図１８に示すように、絞り部１４からなる流
体抵抗部を形成している。この場合、インク注入口５に
は逆止弁などの弁手段を設けていない。また、インク容
器１よりも低い位置にメインカートリッジ３２を配置し
ている。

【００８２】このようにすれば、空気の逆流が生じるま
での時間を更に長くすることができ、弁手段などの特別
の逆流防止手段を設けないでもメインカートリッジ側に
空気が逆流することを防止できる。

【００８３】次に、本発明の第９実施形態について図１
９を参照して説明する。なお、図１９はインク容器を含
むインク供給装置の基本構成を説明する説明図である。
この実施形態では、インク容器１内にインク水位を検知
するための複数（ここでは２個）の検知電極（検知ピ
ン）１５ａ、１５ｂを設けている。ここで、一方の検知
電極１５ａは相対的に深さ方向の長さを短くしてケース
１の上壁面に近い位置でインクを検知し、他方の検知電
極１５ｂは相対的に深さ方向の長さを長くしてケース１
内の深い位置でインクを検知するように設けている。

【００８４】このように構成したので、インク容器１内
にインクを補充供給するときに、検知電極１５ａ及び検
知電極１５ｂにインクが接触することで、電極１５ａ及
び電極１５ｂ間のインピーダンスが変化するので、イン
クを検知してインクの補充を停止することができる。

【００８５】すなわち、大気開放状態では、インク容器
１は負圧発生用の押圧部材２１などの駆動手段によって
規制させている範囲内で容積が最大の形状となり、下側
にインク層、上側に空気層を形成している。ここで、補
充ポンプ３４を作動してメインカートリッジ３２からイ
ンク容器１にインクを補充供給すると、空気は大気開放
口７から排出されてインク水位が上昇し、検知電極１５
ａと検知電極１５ｂがそれぞれインクに浸されたときに
電極検知１５ａ、検知１５ｂ間のインピーダンスが変化
して、インク充填完了が検出されるので、補充ポンプ３
４を停止してインク補充を停止する。

【００８６】この場合、２つの検知電極の一方を他方よ
り深い位置に配置することで、一方の検知電極は確実に
インクに浸され、誤検知が少なくなる。他方の検知電極
はインク容器の上方に配置するほど補充完了時のインク
量を多くすることができるが、逆に上壁面に近いと検知
電極に気泡がトラップされ水位を検知できなくなるおそ
れが高くなるので、検知電極の配置としては、空気が溜
まりにくい箇所が好ましい。より好ましくは、検知電極
を何箇所かに複数個設けて、いずれかの検知電極間のイ
ンピーダンスの変化をもって補充完了と判断するように
制御する。

【００８７】なお、インク水位を検出して充填停止させ
る方法としては、フロートを用いる方法、光の透過率、
反射率を用いる方法等を用いることもできる。

【００８８】次に、本発明の第１０実施形態について図
２０を参照して説明する。なお、同図はインク容器を含
むインク供給装置の基本構成を説明する説明図である。
この実施形態では、インク容器１のケース２の上部に段
差部２ｂを形成して空気抜き流路１６を形成するととも
に、この空気抜き流路１６の一部にケース２と一体的な
隔壁部２ｃを形成して空気抜き流路１６の一部に流路が
狭くなった絞り部１７を形成し、空気抜き流路１６に臨
む大気開放口７形成し、更に空気抜き流路１６の絞り部
１７内に一方の検知電極１５ａを配置している。

【００８９】このように構成したので、より確実にイン
クが検知電極１５ａに接触するため水位検出の誤動作を
回避できる。

【００９０】次に、本発明の第１１実施形態について図
２１及び図２２を参照して説明する。なお、図２１はイ
ンク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する説
明図、図２２は同装置の要部断面説明図である。この実
施形態は、上記第１０実施形態において、インク容器１
にケース２と一体的なハウジング部１８を有する大気開
放弁８を設けている。この大気開放弁８は、ハウジング
部１８内に弁座８ａ、この弁座８ａに当接可能なボール
８ｂ及びボール８ｂを弁座８ａ側、すなわち、閉状態に
付勢するばね部材８ｃとを有する。

【００９１】一方、この大気開放弁８の外方には、大気
開放弁８内に進出してボール８ｂをばね部材８ｃの付勢
力に抗して内方に押圧して大気開放弁８を開状態にする
ための駆動手段である弁作動ピン５１を進退可能に配置
している。

【００９２】この弁作動ピン５１は、図２２に示すよう
に、インク容器１を固定する部材、例えばキャリッジ部
材５２に進退可能に装着し、ばね５３によって退避方向
に付勢している。また、弁作動ピン５１には押し込み量
を規制するための規制手段であるフランジからなる規制
部５１ｂを形成して、所定量以上に大気開放弁８方向に
進出しないようにしている。なお、この弁作動ピン５１
は図示しないソレノイド、リンク機構、モータ等によっ
て駆動される。

【００９３】このように構成したので、弁作動ピン５１
を進退させることによって大気開放弁８を開閉すること
ができ、適宜に大気開放を行うことができ、長期間イン
ク容器の品質を維持することができる。

【００９４】すなわち、大気開放弁８は多数回の開閉の
繰り返しに対して確実に動作する必要がある。上述した
ように、大気開放弁８として、ばね部材８ｃを用いてボ
ール８ｂを付勢して通常は弁が閉じるように力を発生す
るようにし、充填、補充の時だけ外からばね部材８ｃに
抗して力を作用させて弁を開くようにすることで、構成
が簡単になり、また、シール部を形成しているボール８
ｂを僅かに押すだけで大気開放でき、押すストロークも
ばね部材８ｃを介在させているために厳密な精度は必要
でなく、大気開放弁８を作動させる機構の簡易化も図れ
る。

【００９５】また、大気開放弁８を動作させる駆動手段
としては、弁作動ピン５１はインク容器１が位置決め固
定される部材、具体的には、この例では記録ヘッド２０
に直接インク容器１が固定されて一体化している構成で
あるので、インク容器１は記録ヘッド２０と同様に図示
しないキャリッジに位置決め固定しているので、弁作動
ピン５１が確実に大気開放弁８のボール８ｂを押し込ん
で大気開放することができる。

【００９６】また、弁作動ピン５１はばね部材５３によ
ってインク容器１から離す方向に付勢しているので、弁
作動ピン５１は通常は確実に大気開放弁８と非接触状態
となり、簡単な構成で、大気開放弁８を確実にオン−オ
フ（開閉）することができる。

【００９７】さらに、弁作動ピン５１には押し込み量を
規制する規制部５１ｂを設けているので、記録装置の組
み立て時等において大気開放弁８に損傷を与えたり、キ
ャリッジに対してインク容器１の位置がずれたりするこ
とを防止できる。

【００９８】次に、本発明の第１２実施形態について図
２３及び図２４を参照して説明する。なお、図２３はイ
ンク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する説
明図、図２４は同装置の要部断面説明図である。この実
施形態は、前述した第５実施形態のインク容器１の変位
部材９の変位操作部９ｂに対応して、この変位操作部９
ｂを操作する作動ピン６１を配置したものである。

【００９９】この作動ピン６１も、図２４に示すよう
に、インク容器１を固定する部材、例えばキャリッジ部
材５２に進退可能に装着し、ばね６３によって退避方向
に付勢している。また、作動ピン６１には押し込み量を
規制するための規制手段であるフランジからなる規制部
６１ｂを形成して、所定量以上に変位部材９を変位させ
る方向に進出しないようにしている。なお、この弁作動
ピン６１は図示しないソレノイド、リンク機構、モータ
等によって駆動される。

【０１００】このように、キャリッジに作動ピン６１を
進退可能に装着して、変位部材９の変位操作部９ｂを押
すことにより、簡単な構成で、変位部材９を介してイン
ク容器１に容積変化をもたらして負圧を発生することが
できる。そして、作動ピン６１をキャリッジ等のインク
容器が位置決め固定される部材に設けることで、作動ピ
ン５１による変位部材９の押し量を精度良く決めること
ができ、インク容器１の容積変化を精度よく制御するこ
とができる。

【０１０１】また、作動ピン６１には押し込み量を規制
する規制部６１ｂを設けているので、記録装置の組み立
て時等において変位部材９に損傷を与えたり、キャリッ
ジに対してインク容器１の位置がずれたりすることを防
止できる。

【０１０２】次に、本発明の第１３実施形態について図
２５及び図２６を参照して説明する。なお、図２５はイ
ンク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する説
明図、図２６は同装置の正面説明図である。この実施形
態では、インク容器１内には負圧を発生するための負圧
発生用圧縮ばね４Ａとともに発生した負圧を維持するた
めの負圧維持用圧縮ばね４Ｂを備えている。

【０１０３】このように負圧発生用と負圧維持用の２つ
のばね部材を設けることで、初期負圧の発生量と負圧の
維持性能を独立に管理できるので、設計や調整が容易に
なる。

【０１０４】次に、本発明の第１４実施形態について図
２７及び図２８を参照して説明する。なお、図２７はイ
ンク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する平
面説明図、図２８は同装置の正面説明図である。この実
施形態においては、インク容器７１は、樹脂材料等で形
成した隔壁７２ａを挟んで対称な両方に開口部を有する
ケース（容器本体）７２と、このケース７２で形成され
る２つの室７１Ａ、７１Ｂの各開口部を封止する可撓性
を有するフィルム７３Ａ、７３Ｂとを有し、各室７１
Ａ、７１Ｂにはフィルム７３Ａ、７３Ｂをそれぞれ外方
に押圧付勢する圧縮ばね７４Ａ、７４Ｂを配置してい
る。

【０１０５】そして、ケース７２には各室７１Ａ、７１
Ｂにそれぞれインクを注入するインク注入口７５及びイ
ンクを記録ヘッドである別体又は一体の各インクジェッ
トヘッド２０に供給するインク供給口７６を設けてい
る。

【０１０６】また、各室７１Ａ、７１Ｂの容積変化に応
じて変位する変位部材７９Ａ、７９Ｂを揺動可能に設
け、各変位部材７９Ａ、７９Ｂにはそれぞれ検知片７９
ａ、７９ｂを設けている。

【０１０７】このように構成することで、１つのインク
容器７１内に２種類のインク、たとえば異なる色のイン
クを収容することができ、コンパクト化を図れる。

【０１０８】次に、本発明に係るインクジェット記録装
置の一例について図３０を参照して説明する。なお、同
図は同装置に要部構成を説明する斜視説明図である。こ
のインクジェット記録装置は、記録装置本体１０１の内
部に主走査方向に移動可能なキャリッジ１１３、キャリ
ッジ１１３に搭載したインクジェットヘッドからなる図
示しない記録ヘッド一体型の本発明に係るインクカート
リッジ等で構成される印字機構部１０３等を収納してい
る。

【０１０９】印字機構部１０３は、図示しない左右の側
板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１１１と
従ガイドロッド１１２とでキャリッジ１１３を主走査方
向に摺動自在に保持し、キャリッジ１１３を主走査方向
に移動させるための主走査モータ１１４及びタイミング
ベルト１１５などの主走査機構を備えている。

【０１１０】キャリッジ１１３には、イエロー（Ｙ）、
シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各
色のインク滴を吐出するインクジェットヘッド（記録ヘ
ッド）を、インク吐出口を主走査方向と交叉する方向に
配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着し、また
各記録ヘッドにインクを供給する各色のインク容器（イ
ンクタンク）を装着している。

【０１１１】記録時には、キャリッジ１１３を移動させ
ながら画像信号に応じて記録ヘッドを駆動することによ
り、停止している用紙にインクを吐出して１行分を記録
し、用紙を副走査モータ１１６を含む副走査機構によっ
て所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号また
は、用紙の後端が記録領域に到達した信号を受けること
により、記録動作を終了させ用紙を排紙する。

【０１１２】また、キャリッジ１１３の移動方向右端側
の記録領域を外れた位置には、ヘッドの吐出不良を回復
するための回復装置１１７を配置している。回復装置１
１７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有
している。

【０１１３】キャリッジ１１３は印字待機中にはこの回
復装置１１７側に移動されてキャッピング手段でヘッド
をキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことに
よりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録
途中などに記録と関係しないインクを吐出することによ
り、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐
出性能を維持する。

【０１１４】インクカートリッジ交換時や吐出不良が発
生した場合等には、キャッピング手段でヘッドの吐出口
を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からイン
クとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したイン
クやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良
が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に
設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク
溜内部のインク吸収体に吸収保持される。

【０１１５】そこで、このインクジェット記録装置に適
用した本発明に係るインク容器を含むインク供給装置の
一例について図３０ないし図３３を参照して説明する。
なお、図３０はインク供給機構の概略を説明する全体説
明図、図３１は図３０の側面説明図、図３２はインク容
器の平面説明図、図３３は図３２の側面説明図である。

【０１１６】キャリッジ１１３には４色のインクを噴射
してフルカラーの画像を得るために４個（４色）のイン
ク容器１２１を搭載しており、このインク容器１２１の
下側に図示しない記録ヘッドをインク容器１２１に直接
接続している。

【０１１７】各インク容器１２１は前記各実施形態のイ
ンク容器を組み合わせたものであり、樹脂材料等で形成
したケース（容器本体）２と、このケース２の開口部を
封止する可撓性を有するフィルム３と、フィルムを外方
に押圧付勢する圧縮ばね４とを有する。そして、ケース
２には逆止弁１２を有するインク注入口５と、インク供
給口６と、大気開放弁８を有する大気開放口７とを設
け、また、ケース２の内部上方には大気開放口８の連通
する絞り部１７を形成した空気抜き流路１６を形成し、
絞り部１７とケース２の上方内壁面にそれぞれ検知電極
１５ａ、１５ｂを配設し、更に外部には容積変化に応じ
るフィルム３の変位に応じて変位する変位部材９を揺動
可能に装着し、この変位部材９には変位操作部９ｂを形
成している。

【０１１８】そして、キャリッジ１１３には各インク容
器１２１の大気開放弁８を開閉するための弁作動ピン５
１と、変位部材９の変位操作部９ｂを変位操作するため
の作動ピン６１とを進退可能に取り付けている。

【０１１９】また、各インク容器１２１はチューブ１３
３及び補充ポンプ１３４を介して記録装置本体に固定さ
れたメインカートリッジ１３２に接続している。

【０１２０】一方、記録装置本体の回復機構１１７は、
ヘッドをキャッピングするキャップ手段１４１と、印字
領域側に最も近いキャップ手段１４１に接続されたイン
ク吸引手段である吸引ポンプ１４２と、吸引した廃イン
クを貯留する廃インクタンク１４３と、キャップ手段１
４１の並びでヘッドのノズル面に付着するゴミやインク
を払拭するワイパー１４４とを備えている。

【０１２１】なお、インク吸引手段（ここでは、吸引ポ
ンプ１４２）は、すべてのキャップ手段１４１に付いて
いてもよいが、ここでは印字領域に最も近い側の１つの
キャップ手段１４１にのみに接続した構成としている。
また、インク吸引手段としての吸引ポンプ１４２は、チ
ュービングポンプ、ピストンポンプ等が用いることがで
きる。

【０１２２】また、ワイパー１４４によるワイピングの
方向としてはキャリッジ１１３の移動方向（主走査方
向）と記録紙の搬送方向（副走査方向）のいずれの方式
でも良いが、ここでは、ワイピングの際にワイパー１４
４が上昇して、キャリッジ１１３の走査によりワイピン
グが行われる主走査方向ワイピングの方式となってい
る。

【０１２３】さらに、回復機構１１７側には、キャリッ
ジ１１３を回復機構１１７側に移動してインク容器１２
１へのインク充填を行うときに、弁作動ピン５１、作動
ピン６１を進退させるための作動片１４５ａ、１４５ｂ
を有する駆動アクチュエータ１４５を配設している。な
お、ここでは、変位部材９を変位させるための作動ピン
６１は、前記実施形態と異なり、ばね部材で後退側に付
勢せずに、駆動アクチュエータ１４５の作動片１４５ｂ
の１回の進退動で進出し、次の進退動で後退する構成と
している。

【０１２４】次に、このインクジェット記録装置の制御
部のインク充填に係わる部分の概要について図３４を参
照して説明する。主制御部１５１はこの記録装置全体を
制御する部分であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｆ
などを含む、図示しないホストからケーブル又は回線を
介して記録データを受信して、各部を制御して記録動作
を行わせるとともに、本発明に係るインク容器１２１に
対するインクの充填、補充動作などの制御を行う。

【０１２５】すなわち、主制御部１５１は、モータドラ
イバ１５２を介して主走査モータ１１４を駆動制御する
ことでキャリッジ１１３を主走査方向に移動させ、副走
査モータ１１６を駆動制御することで用紙を副走査方向
に移動させて、ヘッドドライバ１５３に印字データ等を
送出してインクジェットヘッドからなる記録ヘッド１５
４の圧力発生手段を駆動して記録データに応じてインク
滴を吐出させ、画像を記録する。なお、インクジェット
ヘッドとしては圧力発生手段に圧電素子を用いるピエゾ
型、発熱抵抗体を用いるサーマル型、振動板と電極を用
いる静電型などいずれのものでもよい。

【０１２６】また、主制御部１５１は、サブシステムド
ライバ１５５を介して回復装置１１７のモータ１５６を
駆動制御する。回復装置１１７は、このモータ１５６と
カム機構、リンク機構を用いて、キャップ手段１４１の
上下動、ワイパー１４４の上下動、吸引ポンプ１４２の
作動／停止、図示しないキャリッジロック部材の上下動
などを行う。

【０１２７】さらに、主制御部１５１は、インク充填ド
ライバ１５７を介して補充ポンプ３４及び駆動アクチュ
エータ１４５を駆動制御して、インク容器１２１へのイ
ンクの供給、インク容器１２１の大気開放／遮断、容積
変化を制御する。

【０１２８】また、主制御部１５１には、インク容器１
２１の検知電極１５ａ、１５ｂに接続されてインクエン
ド又はインクニアーエンドを検出するインク残量検出部
１５８からのインク残量検出信号、インク容器１２１の
変位部材９の変位を検出する変位検出手段（変位セン
サ）３６からの検出信号、周囲温度を検出する温度セン
サ１５９からの検出温度信号などを入力する。

【０１２９】次に、このインクジェット記録装置におけ
るインク供給動作に関して図３５以降をも参照して説明
する。まず、図３５を参照して、インク容器１２１に対
する初期充填動作を説明すると、キャリッジ１１３を回
復機構１１７側に移動して、充填するインク容器１２１
を吸引ポンプ１４２が接続されたキャップ手段１４１上
に移動させ、モータ１５６を駆動してキャップ手段１４
１を上昇させて当該インク容器１２１に接続されている
ヘッド１５４のノズル面をキャッピングする。

【０１３０】次いで、ピン駆動アクチュエータ１４５を
動作させて弁作動ピン５１を進出させることによってイ
ンク容器１２１の大気開放弁８を開くとともに、作動ピ
ン６１も進出させて変位部材９の変位操作部９ｂを操作
して変位部材９を変位させ、インク容器１２１の圧縮ば
ね４に抗してフィルム３を押し込むことによってインク
容器１２１を縮小させる。

【０１３１】その後、補充ポンプ３４を動作させて、イ
ンクカートリッジ（メインカートリッジ）３４からイン
ク容器１２１へのインクの充填を開始する。そして、イ
ンク残量検出部１５８からの検出信号をチェックしてイ
ンク充填完了か否かを判別し、インク充填完了で作動ポ
ンプ３４を停止する。

【０１３２】次いで、吸引ポンプ１４２を動作させ、ヘ
ッド１５４のノズルからインクを吸引して、ヘッド１５
４内にインクを充填する。その後、再度、補充ポンプ３
４を作動してインクカートリッジ３４から吸引によって
減ったインクをインク容器１２１を補充して、インク容
器１２１を満タンにする。

【０１３３】この状態においてはインク容器１２１が大
気開放されているためノズルからインクが滲み出してい
る状態である。ここで、駆動アクチュエータ１４５のう
ちの弁作動ピン５１を駆動する部分を非作動にして弁作
動ピン５１を後退させ、インク容器１２１の大気開放弁
８を閉じてインク容器１２１を密閉状態にする。

【０１３４】続いて、モータ１５６を駆動制御して、キ
ャップ手段１４１を下降させてキャッピングを解除する
とともに、ワイパー１４４を上昇させた後、キャリッジ
１１３を動かしてインク充填した記録ヘッド１５４のノ
ズル面をワイピングする。これによって、ヘッド１５４
のノズルにメニスカスが形成され、ノズルからのインク
の滲み出しが停止する。

【０１３５】次に、駆動アクチュエータ１４５の作動片
１４５ｂを再度進退動させることによって、作動ピン６
１を後退させることによって変位部材９が変位可能とな
るので、インク容器１２１のフィルム３が圧縮ばね４の
付勢力によって押されて、インク容器１２１の容積が膨
張し、インク容器１２１内に負圧が発生させることがで
きる。

【０１３６】このようなシーケンスをすべてのインク容
器１２１に対して行うことで初期充填が完了し、印字が
可能状態となる。

【０１３７】なお、ワイピングと負圧発生を逆順で行う
こともできる。ただし、この場合は、ノズルにメニスカ
スが形成されなておらずノズル面にキャップ吸引したイ
ンクが残留した状態での負圧発生となるため、ノズルか
ら気泡等を巻き込みやすくなる。

【０１３８】次に、インク補充制御について図３６を参
照して説明する。まず、インクの補充が必要になったか
否かをインク残量検出部１５８の検出信号をチェックし
て判別する。そして、インク補充が必要になったときに
は、インクカートリッジ３２が交換されたか否かを判別
し、インクカートリッジ３２が交換されていなければ、
長期間不要状態が継続していたか否かを判別し、長期間
不要状態が継続していないければ、非大気開放状態でイ
ンク容器１２１にインクを補充する。なお、非大気開放
状態でのインク補充は、駆動アクチュエータ１４５の作
動ピン５１を作動させないで大気開放弁８を閉じたまま
インクを補充する。

【０１３９】これに対して、インク補充が必要になった
ときに、インクカートリッジ３２が交換されたか、ある
いは、長期間不要状態が継続していれば、大気開放状態
でインク容器１２１にインクを補充する。なお、大気開
放状態でのインク補充は、駆動アクチュエータ１４５の
作動ピン５１を作動させて大気開放弁８を開いてインク
を補充する。

【０１４０】また、インク補充が必要でない場合でも、
温度センサ１５９からの検出信号をチェックして設定温
度以上の状態が予め定めた間継続している場合には、駆
動アクチュエータ１４５の作動ピン５１を作動させて大
気開放弁８を開いてインク容器１２１内を一時的に大気
開放する。

【０１４１】このように大気開放状態でのインク補充と
非大気開放状態でのインク補充を選択して行うことで、
長期にわたりインク品質を劣化させることインクを供給
することができる。

【０１４２】次に、具体的な実施例について図３７ない
し図３９をも参照して説明する。なお、この構成は前記
インクジェット記録装置のインク容器及びインク供給装
置と基本的に同様である。

【０１４３】一面を可撓性フィルム２０３でシールされ
た容積が約７ｃｃのインク容器本体（ケース）２０２を
ポリエチレン樹脂で形成した。フィルム２０３は、内面
が低密度ポリエチレン、外面がナイロンで厚さが８０μ
ｍのものを用い、熱融着で接合した。インク容器２０１
のケース２０２内には圧縮ばね２０４を配置した。圧縮
ばね２０４としては変位量６ｍｍに対して発生力が約２
０〜５０ｇｆの渦巻きばねを用いた。

【０１４４】インク容器２０１の上面には金属ピン２１
５ａ、２１５を圧入により設けた。また、インク容器２
０１のケース２０２の最上面の一部に直径約２ｍｍの貫
通穴からなる大気開放口２０７を形成し、同部にばねで
付勢され通常閉状態になっている大気開放弁２０８を設
けた。また、インク容器２０１のケース２０２上部に直
径約０．５ｍｍの穴からなるインク注入口２０５を形成
し、その部分に内径１ｍｍのチューブ２３３を接続し
た。チューブ２３３のもう一方の端はピストンポンプ２
３４を介してメインカートリッジ２３２に接続した。

【０１４５】メインカートリッジ２３２は、アルミ蒸着
フィルムで製袋された袋形状のものを用いた。また、イ
ンク容器２０１のフィルム２０３の外面には、変位部材
となる厚さ０．１５ｍｍの板ばね２０９をポリエチレン
ケース２０２に熱かしめで設けた。この板ばね２０９
は、インク容器２０１側に曲げられてインク容器２０１
内の渦巻きばね２０４がない場合にはフィルム２０３が
ケース２０２の内側に押し込まれるように、内側に約５
〜１０ｇの力で付勢する設定とした。

【０１４６】さらに、この板ばね２０９の自由端には検
知片２０９ａを設け、この板ばね２０９の検知片２０９
ａ変位を検出する変位検出手段としてフォトセンサ２３
６を設けた。また、インク容器２０１の底面の本来印字
ヘッドが接合されるインク供給口２０６には、インク容
器の評価のため印字ヘッドと同等の流体抵抗値に設定さ
れた流体抵抗素子を介して、圧力センサを接合した。

【０１４７】このようにして評価サンプルを製作し、イ
ンク充填動作を行い、負圧の評価を行った。まず、初め
に外部から作動ピン２５１を挿入して大気開放弁２０８
を開き、この状態で、板ばね２０９をインク容器２０１
の中央部において約１ｍｍ内側に変位させてフィルム２
０３を内側に押し込み、インク容器２０１の容積を減少
させた。

【０１４８】次に、ピストンポンプ２３４を動かし、検
知電極としての金属ピン２１５ａ、２１５ｂ間のインピ
ーダンスが低下するまで、インク容器２０１内にインク
を充填し、満タンにした。この状態でインク容器２０１
の内圧を測定したところ、約４０ｍｍＡｑの正圧であっ
た。次に大気開放弁２０８を押している作動ピン２５１
をリリースし、インク容器２０１内部を密閉状態にした
後、変位部材としての板ばね２０９の拘束を解除し、負
圧を測定したところ約−２０ｍｍＡｑであり、負圧が発
生した。

【０１４９】次に、インクを排出したところ、排出量の
増加と共に負圧が増加していき、約３．５ｃｃ排出した
段階では負圧は−１００ｍｍＡｑとなった。この時、フ
ィルム２０３は完全に内側に萎んだ状態になっており、
変位部材としての板ばね２０９は前述した図９で示した
のと同様に自由端がケース２０２に突き当たる形態であ
った。

【０１５０】そこで、大気開放弁２０８を再度開き、再
度初期充填と同じ手順でインクの補充、負圧発生動作を
行ったところ、約３．５ｃｃのインクが補充されて再度
約−２０ｍｍＡｑの負圧が発生した。

【０１５１】次に、再びインク容器２０１の内圧が−１
００ｍｍＡｑの負圧に上昇するまでインクを排出し、大
気開放弁２０８を開かずに、補充ポンプ２３４を駆動し
た。補充のストップは板ばね２０９の変形をフォトセン
サ２３６の出力を検出して行った。変位検出部は板ばね
２０９の端部を用いて行っているので、フィルム２０３
の変位量が拡大されて精度良く検出することができ、そ
の結果、内圧が−２０ｍｍＡｑで補充を停止することが
できた。

【０１５２】上述した構成のインク容器２０１に記録ヘ
ッドを接続して、キャリッジに搭載し記録装置を構成と
した。比較のためにインク容器のインク供給部の穴径を
０．５ｍｍから２ｍｍに変更し初期充填したところ、ピ
ストンポンプ２３４を止めて大気開放弁２０８を閉じる
時に空気が逆流してインク供給チューブ２３３に空気が
混入した。印字評価を繰り返して、インク容器２０１を
空にし、大気開放しないでインク補充して再度満タンに
した。この状態で印字テストをしたところ良好な印字品
質を得ることができた。

【０１５３】しかしながら、この記録装置を高温環境下
に持ち込み、印字テストをしたところ、異常画像が発生
した。これはインク補充の際にインク容器２０１内に混
入した空気が原因と考えられ、一度大気開放して、再度
負圧発生動作を行ったところ、正常な印字品質を得るこ
とができた。また、インク注入口２０５にインク逆止弁
１２を設けたところ、インク供給チューブ２３３に空気
が逆流することも無くなり、品質が安定した。

【０１５４】なお、上記各実施形態においては、液体容
器としてインクを収容するインク容器で説明したが、液
体レジストなどを吐出する記録ヘッドに用いる液体容
器、ＤＮＡ試料などその他の液体を吐出する記録ヘッド
に用いる液体容器などにも適用することができる。

【０１５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る液体
容器によれば、容積変化により内部に負圧が発生する構
成としたので、簡単な構成で不要な液体消費を増大する
ことなく負圧を調整できる。

【０１５６】本発明に係る液体容器によれば、内部を大
気に開放する開閉可能な大気開放口を有し、この大気開
放口の開閉と容積変化により内部に負圧が発生する構成
としたので、簡単な構成で不要な液体消費を増大するこ
となく負圧を調整できるとともに、大気開放しながら負
圧を発生できて長期わたり信頼性の高い液体供給を行う
ことができる。この液体容器においては、大気開放口に
ばね部材により密閉状態を維持する大気開放弁が設ける
ことで、簡単な構成で開閉を行うことができる。

【０１５７】これらの液体容器においては、外部から液
体を注入するための液体注入口を有することで、液体の
補充を行うことができる。また、大気開放口を有する液
体容器にあっては大気開放口よりも液体注入口が低い位
置に設けられていることで、気体の逆流を防止して品質
低下を防止できる。さらに、液体注入口からの液体の逆
流を防止する逆流防止手段、例えば逆流方向への液体の
流れを阻止する弁手段又は流体抵抗の大きな流体抵抗部
が設けられることで、気体の逆流による品質低下を防止
できる。

【０１５８】また、容器を外部から押圧する押圧手段を
備えることによって簡単な構成で負圧を発生できる。ま
た、容積変化に応じて変位する変位部材を備えているこ
とで、容積変化を簡単に検出でき、この変位部材は該液
体容器の容積変化に伴なう変形量より変位量が大きいこ
とで、検出精度が向上する。また、変位部材は容積を変
化させる部材を兼ねていることで、より簡単な構成で負
圧を発生できる。さらに、変位部材は高熱伝導率の材料
から形成されていることで、ヘッド駆動回路の放熱を簡
単に行うことが可能になる。

【０１５９】さらに、液体容器の内部上方には少なくと
も２個の検知電極が異なる深さに設けられていることで
液体残量を容易に検出でき、また、液体注入口と大気開
放口とを有する液体容器にあっては、少なくも２個の検
知電極の内の１つの検知電極は大気開放口に連通する空
気抜き流路内に設けられることで、検出精度が向上す
る。

【０１６０】さらにまた、液体容器の内部に負圧発生用
のばね部材と負圧維持用のばね部材を設けることで、負
圧調整が容易になる。また、液体容器の内部を２室に分
離して、各室に異なる種類の液体を収容することで、省
スペース化を図れる。

【０１６１】本発明に係る液体供給装置によれば、本発
明に係る液体容器を備えたので、安定して長期にわたり
信頼性のある液体供給を行うことができる。この液体供
給装置にあっては液体容器に水頭差で液体を補充する液
体補充手段を備えることで、簡単な構成で補充を行うこ
とができる。また、液体容器を固定する部材に、液体容
器の容積変化を発生させる変位可能な駆動部材が設けら
れていることで、液体容器の容積変化を確実に行うこと
ができ、更に駆動部材の変位量を規制する規制手段を設
けることで容積変化量を一定にでき、駆動部材は液体容
器にギャップを置いて配置され、このギャップを維持す
るばね部材が設けられていることで誤動作を防止でき
る。

【０１６２】本発明に係る液体供給装置によれば、大気
開放口を有する本発明に係る液体容器と、この液体容器
に大気開放状態及び非大気開放状態を選択して液体を補
充する液体補充手段を備えているので、品質を損なうこ
となく安定して長期に液体を供給することができる。

【０１６３】本発明に係る液体供給装置によれば、大気
開放口を有する本発明に係る液体容器と、周囲温度に応
じて液体容器の大気開放口を開放する手段を備えている
ので、品質を損なうことなく安定して長期に液体を供給
することができる。

【０１６４】本発明に係る液体供給装置によれば、大気
開放口を有する本発明に係る液体容器と、この液体容器
を固定する部材に、液体容器の大気開放口を開閉する変
位可能な開閉駆動部材が設けられているので、確実に大
気開放を行うことができ、開閉駆動部材の変位量を規制
する規制手段を設けることで開放量を一定にでき、さら
に開閉駆動部材は液体容器にギャップを置いて配置さ
れ、このギャップを維持するばね部材が設けられている
ことで誤動作を防止できる。

【０１６５】本発明に係るインクジェット記録装置によ
れば、本発明に係る液体容器又は本発明に係る液体供給
装置を備えているので、安定して高品質記録を行うこと
ができる。ここで、液体容器に負圧を発生させる前にイ
ンクジェットヘッドのノズル面をワイピングする手段を
備えていることで、より安定したインク供給を行うこと
ができる。

【０１６６】本発明に係るインクカートリッジによれ
ば、インク滴を吐出インクジェットヘッドに本発明に係
る液体容器を一体化したので、簡単な構成で負圧を発生
させて安定してインクをヘッドに供給できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態を説明する基本構成図

【図２】同実施形態の作用説明に供する説明図

【図３】本発明の第２実施形態を説明する基本構成図

【図４】同実施形態の作用説明に供する説明図

【図５】本発明の第３実施形態を説明する基本構成図

【図６】同実施形態の作用説明に供する説明図

【図７】本発明の第４実施形態を説明する基本構成図

【図８】図７の要部平面説明図

【図９】同実施形態の作用説明に供する説明図

【図１０】本発明の第５実施形態を説明する基本構成図

【図１１】図１０の要部平面説明図

【図１２】図１０の要部側面説明図

【図１３】本発明の第６実施形態を説明する基本構成図

【図１４】図１３の逆止弁を説明する要部拡大説明図

【図１５】図１３の逆止弁の他の例を説明する要部拡大
説明図

【図１６】本発明の第７実施形態を説明する基本構成図

【図１７】本発明の第８実施形態を説明する基本構成図

【図１８】図１７の要部拡大説明図

【図１９】本発明の第９実施形態を説明する基本構成図

【図２０】本発明の第１０実施形態を説明する基本構成
図

【図２１】本発明の第１１実施形態を説明する基本構成
図

【図２２】図２２の要部拡大説明図

【図２３】本発明の第１２実施形態を説明する平面説明
図

【図２４】図２３の要部拡大説明図

【図２５】本発明の第１３実施形態を説明する側面説明
図

【図２６】同実施形態の正面説明図

【図２７】本発明の第１４実施形態を説明する平面説明
図

【図２８】同実施形態の正面説明図

【図２９】本発明に係るインクジェット記録装置の斜視
説明図

【図３０】同記録装置の要部平面説明図

【図３１】同記録装置のインク容器及びインク供給装置
の一部断面構成説明図

【図３２】同インク容器の平断面説明図

【図３３】同インク容器の側断面説明図

【図３４】同記録装置の制御部の概要を説明するブロッ
ク図

【図３５】制御部による初期充填動作の説明に供するフ
ロー図

【図３６】同制御部によるインク補充制御の概要の説明
に供するフロー図

【図３７】具体例の説明に供するインク容器及びインク
供給装置の一部断面構成説明図

【図３８】同インク容器の平断面説明図

【図３９】同インク容器の側断面説明図

【符号の説明】

１…インク容器、２…ケース、３…フィルム、４…圧縮
ばね、５…インク注入口、６…インク供給口、７…大気
開放口、８…大気開放弁、９…変位部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA25 EA26 EB20 EB51 JA03 JA13 JB04 JC07 JC08 JC13 KB05 KB09 KC02 KC05 KC14 KC16 KC18 KC20 KC21 3E014 PA01 PB02 PC04 PC12 PD24 PD30 PF05

Claims (29)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録装置で用いる液体を収納する液体容
   器において、容積変化により内部に負圧が発生すること
   を特徴とする液体容器。
2. 【請求項２】 記録装置で用いる液体を収納する液体容
   器において、内部を大気に開放する開閉可能な大気開放
   口を有し、この大気開放口の開閉と容積変化により内部
   に負圧が発生することを特徴とする液体容器。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の液体容器において、前
   記大気開放口にはばね部材により密閉状態を維持する大
   気開放弁が設けられていることを特徴とする液体容器。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の液
   体容器において、外部から液体を注入するための液体注
   入口を有することを特徴とする液体容器。
5. 【請求項５】 請求項２に記載の液体容器において、外
   部から液体を注入する液体注入口を有し、前記大気開放
   口よりも前記液体注入口が低い位置に設けられているこ
   とを特徴とする液体容器。
6. 【請求項６】 請求項４又は５に記載の液体容器におい
   て、前記液体注入口からの液体の逆流を防止する逆流防
   止手段が設けられていることを特徴とする液体容器。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の液体容器において、前
   記逆流防止手段は逆流方向への液体の流れを阻止する弁
   手段又は流体抵抗の大きな流体抵抗部であることを特徴
   とする液体容器。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７のいずれかに記載の液
   体容器において、容器を外部から押圧する押圧手段を備
   えていることを特徴とする液体容器。
9. 【請求項９】 請求項１ないし８のいずれかに記載の液
   体容器において、容積変化に応じて変位する変位部材を
   備えていることを特徴とする液体容器。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の液体容器において、
    前記変位部材は該液体容器の容積変化に伴なう変形量よ
    り変位量が大きいことを特徴とする液体容器。
11. 【請求項１１】 請求項９又は１０に記載の液体容器に
    おいて、前記変位部材は容積を変化させる部材を兼ねて
    いることを特徴とする液体容器。
12. 【請求項１２】 請求項９ないし１１のいずれかに記載
    の液体容器において、前記変位部材は高熱伝導率の材料
    から形成されていることを特徴とする液体容器。
13. 【請求項１３】 請求項１ないし１２のいずれかに記載
    の液体容器において、内部上方には少なくとも２個の検
    知電極が異なる深さに設けられていることを特徴とする
    液体容器。
14. 【請求項１４】 請求項２又は３に記載の液体容器にお
    いて、外部から液体を注入する液体注入口を有し、内部
    上方には少なくとも２個の検知電極が設けられ、更に１
    つの検知電極は前記大気開放口に連通する空気抜き流路
    内に設けられていることを特徴とする液体容器。
15. 【請求項１５】 請求項１ないし１４のいずれかに記載
    の液体容器において、内部に負圧発生用のばね部材と負
    圧維持用のばね部材が設けられていることを特徴とする
    液体容器。
16. 【請求項１６】 請求項１ないし１５のいずれかに記載
    の液体容器において、内部が２室に分離され、各室に異
    なる種類の液体が収容されていることを特徴とする液体
    容器。
17. 【請求項１７】 記録装置の記録ヘッドに液体を供給す
    るための液体供給装置であって、請求項１ないし１６の
    いずれかに記載の液体を収容する液体容器を備えている
    ことを特徴とする液体供給装置。
18. 【請求項１８】 請求項１７に記載の液体供給装置にお
    いて、前記液体容器に水頭差で液体を補充する液体補充
    手段を備えていることを特徴とする液体供給装置。
19. 【請求項１９】 請求項１７又は１８に記載の液体供給
    装置において、前記液体容器を固定する部材に、前記液
    体容器の容積変化を発生させる変位可能な駆動部材が設
    けられていることを特徴とする液体供給装置。
20. 【請求項２０】 請求項１９に記載の液体供給装置にお
    いて、前記駆動部材の変位量を規制する規制手段が設け
    られていることを特徴とする液体供給装置。
21. 【請求項２１】 請求項２０に記載の液体供給装置にお
    いて、前記駆動部材は液体容器にギャップを置いて配置
    され、このギャップを維持するばね部材が設けられてい
    ることを特徴とする液体供給装置。
22. 【請求項２２】 記録装置の記録ヘッドに液体を供給す
    るための液体供給装置であって、請求項２又は３に記載
    の液体を収容する液体容器と、前記液体容器に大気開放
    状態及び非大気開放状態を選択して液体を補充する液体
    補充手段を備えていることを特徴とする液体供給装置。
23. 【請求項２３】 記録装置の記録ヘッドに液体を供給す
    るための液体供給装置であって、請求項２又は３に記載
    の液体を収容する液体容器と、周囲温度に応じて前記液
    体容器の大気開放口を開放させる手段を備えていること
    を特徴とする液体供給装置。
24. 【請求項２４】 記録装置の記録ヘッドに液体を供給す
    るための液体供給装置であって、請求項２又は３に記載
    の液体を収容する液体容器を備え、この液体容器を固定
    する部材に、前記液体容器の大気開放口を開閉する変位
    可能な開閉駆動部材が設けられていることを特徴とする
    液体供給装置。
25. 【請求項２５】 請求項２３又は２４に記載の液体供給
    装置において、前記開閉駆動部材の変位量を規制する規
    制手段が設けられていることを特徴とする液体供給装
    置。
26. 【請求項２６】 請求項２５に記載の液体供給装置にお
    いて、前記開閉駆動部材は液体容器にギャップを置いて
    配置され、このギャップを維持するばね部材が設けられ
    ていることを特徴とする液体供給装置。
27. 【請求項２７】 インクジェットヘッドを搭載したイン
    クジェット記録装置において、前記インクジェットヘッ
    ドにインクを供給するための請求項１ないし１６のいず
    れかに記載の液体容器又は請求項１７ないし２６のいず
    れかに記載の液体供給装置を備えていることを特徴とす
    るインクジェット記録装置。
28. 【請求項２８】 請求項２７に記載のインクジェット記
    録装置において、前記液体容器に負圧を発生させる前に
    前記インクジェットヘッドのノズル面をワイピングする
    手段を備えていることを特徴とするインクジェット記録
    装置。
29. 【請求項２９】 インク滴を吐出するインクジェットヘ
    ッドを一体に備えたインクカートリッジにおいて、前記
    インクジェットヘッドとこのインクジェットヘッドにイ
    ンクを供給する前記請求項１ないし１６のいずれかに記
    載の液体容器とを一体に設けてなることを特徴とするイ
    ンクカートリッジ。