【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インク供給装置、およびインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ等の記録方式のうち、吐出口（ノズル）からインクを吐出させて記録紙等の被記録媒体上に記録を行うインクジェット記録方式は、低騒音のノンインパクト記録方式で高密度かつ高速の記録動作が可能であるため、近年では広く採用されている。
【０００３】
一般的なインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドを搭載するキャリアを駆動する手段と、記録紙を搬送する搬送手段と、これらを制御するための制御手段などを備えている。また、インクジェットヘッドのノズル部分からインクを吐出するためのエネルギを発生するために、ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いてインクに加圧するもの、レーザなどの電磁波を照射して発熱させるもの、発熱により発泡させるもの、あるいは発熱抵抗体を有する電気熱変換体素子によって液体を加熱させ発泡させるものなどがある。その中でも熱エネルギを利用してインク滴を吐出させる方式のインクジェット記録装置は、ノズルを高密度に配列させることができるため高解像度の記録を行うことが可能である。特に電気熱変換体素子をエネルギ発生素子として用いたインクジェットヘッドは、小型化が容易であり、最近の半導体製造分野において技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術を応用して、その長所を十分に活用することにより高密度実装化が容易でかつ製造コストを低くできる。
【０００４】
図７に示す、熱エネルギを利用してインク滴を吐出させる方式の従来のインクジェット記録装置の一例において、従来例を説明する。
【０００５】
記録ヘッド２０１の吐出ノズル２０１ｇは微細な穴であり、ノズルに特に弁機構はなく、ノズル内部を負圧に保つことによりノズルにインクのメニスカスを張らせ、ノズルからのインクの漏れ、大気からの空気の進入をなくしている。インクの吐出は吐出ノズル２０１ｇ近傍に配置されたヒータの膜沸騰エネルギにより吐出ノズル２０１ｇのインクを押し出すことにより行われ、吐出後吐出ノズル２０１ｇの毛細管力により再びノズル内にインクを満たすサイクルが繰り返され、インクはチューブ２０６を介して随時メインタンク２０４から吸い上げられる。
【０００６】
記録ヘッド２０１の内部には、微細な穴である吐出ノズル２０１ｇにごみが詰まるのを防止するための微細なメッシュ構造のフィルタ２０１ｃと、フィルタ２０１ｃと吐出ノズル２０１ｇとを結ぶ流路２０１ｆと、フィルタ２０１ｃの上流で、インクジェット記録装置本体に設置されたメインタンク２０４からチューブ２０６を介して供給されるインクを一定量蓄えるサブタンク２０１ｂとが配置されている。
【０００７】
メインタンク２０４、および供給ベース２０５は特許文献１に開示されているような構造であり、供給ベース２０５に固定された２本の中空針２０５ａ、２０５ｂにメインタンク２０４の底面の液体コネクタ２０４ａ、２０４ｂが取り付けられる。
【０００８】
供給ベース２０５の内部には、大気口２０５ｇにより大気に開放されたインク室２０５ｆが設けられており、中空針２０５ａ、２０５ｂは、中空針２０５ａに対して中空針２０５ｂの下端の高さを変えてインク室２０５ｆの中のインクに浸されている。インク室２０５ｆは、インク室２０５ｆの底部からチューブ２０６へと連通する構造となっており、インクの消費によりインク室２０５ｆのインクが減ってインク室２０５ｆの液面が下がることで、中空針２０５ｂの下端がインク室２０５ｆの液面上に現れると、中空針２０５ｂ下端からメインタンク２０４内に空気が入り、メインタンク２０４内のインクがインク室２０５ｆへ流れ出し、インク室２０５ｆ内のインクの液面を上げ、中空管２０５ｂの下端を再びインク内に浸けるという具合に、徐々にメインタンク２０４内のインクを取り出す構成となっている。
【０００９】
インク供給針２０５ａと大気連通針２０５ｂとにはインクの電気抵抗を測定する回路２０５ｈが接続されており、メインタンク２０４内のインクの有無を検出可能となっている。この回路２０５ｈは、メインタンク２０４内にインクが存在している状態では、メインタンク２０４内のインクを介して回路２０５ｈに電流が流れるため電気的クローズを検出し、インクが存在しない、またはメインタンク２０４が装着されていない状態では電気的オープンを検出する。
【００１０】
遮断弁２１０は、ゴム材からなるダイアフラム２１０ａを有し、このダイアフラム２１０ａを変位させることにより２つの液路２０５ｃ、２０５ｄ間の開閉を行う。ダイアフラム２１０ａの上面には、押圧ばね２１０ｃを内部に保持する筒状のばねホルダ２１０ｂが取り付けられており、この押圧ばね２１０ｃによりダイアフラム２１０ａを押し潰すことにより、液路２０５ｃ、２０５ｄ間が遮断される。ばねホルダ２１０ｂは、後述する回復ユニット２０７のリンク２０７ｅにより動作されるレバー２１０ｄが係合するフランジを有する。レバー２１０ｄを動作させて、押圧ばね２１０ｃのばね力に抗してばねホルダ２１０ｂを持ち上げることで、液路２０５ｃ、２０５ｄ間が連通する。遮断弁２１０は、記録ヘッド２０１がインクを吐出している状態では開かれ、待機中および休止中は閉じられる。
【００１１】
上述したインク供給ユニット２０５の構成は、レバー２１０ｄを除き、メインタンク２０４ごと、すなわちインクの色ごとに設けられている。レバー２１０ｄは全ての色に共通のものであり、全ての色についての遮断弁２１０を同時に開閉させる。
【００１２】
以上の構成により、記録ヘッド２０１内のインクが消費されると、その負圧により、インクが随時メインタンク２０４からインク供給ユニット２０５およびインク供給チューブ２０６を介して記録ヘッド２０１へ供給される。その際、メインタンク２０４から供給されたインクと同量の空気が、大気連通口２０５ｇからバッファ室２０５ｆ、大気導入針２０５ｂを経て、メインタンク２０４内に導入される。
【００１３】
また、吐出ノズル２０１ｇにインクの増粘物が詰まった場合や、インク吐出時に発生する余分な泡が詰まった場合は、回復ユニット２０７の吸引キャップ２０７ａ吸引ポンプにて吐出ノズル２０１ｇからインクを勢いよく引き出すことでインク吐出特性の回復がなされる。
【００１４】
回復ユニット２０７は、ノズル２０１ｇからのインクや空気の吸引と、遮断弁２１０の開閉を行うものであり、記録ヘッド２０１のインク吐出面（ノズル２０１ｇが開口した面）をキャッピングする吸引キャップ２０７ａと、遮断面２１０のレバー２１０ｄを動作させるリンク２０７ｅとを有する。
【００１５】
吸引キャップ２０７ａは、少なくともインク吐出面と接触する部分がゴム等の弾性部材で構成され、インク吐出面を密閉する位置と記録ヘッド２０１から退避した位置との間を移動可能に設けられている。吸引キャップ２０７ａには、中間部位にチューブポンプ式の吸引ポンプ２０７ｃを有するチューブが接続されており、ポンプモータ２０７ｄによって吸引ポンプ２０７ｃを駆動することで、連続吸引が可能である。また、ポンプモータ２０７ｄの回転量に応じて吸引量を変えることが可能である。本実施形態では、４０．５［ｋＰａ］まで減圧可能な吸引ポンプ２０７ｃを用いている。
【００１６】
カム２０７ｂは吸引キャップ２０７ａを動作させるものであり、カム制御モータ２０７ｇにより、リンク２０７ｅを動作させるカム２０７ｆと同期して回転される。カム２０７ｂのａ〜ｃの位置がそれぞれ吸引キャップ２０１ｇと接触するタイミングは、カム２０７ｆのａ〜ｃの位置がそれぞれリンク２０７ｅと接触するタイミングと一致している。ａの位置では、カム２０７ｂは吸引キャップ２０１ｇを記録ヘッド２０１のインク吐出面から離間させ、カム２０７ｆはリンク２０７ｅを押しつけてレバー２１０ｄを押し上げ、遮断弁２１０を開かせる。ｂの位置では、カム２０７ｂは吸引キャップ２０１ｇをインク吐出面に密着させ、カム２０７ｆはリンク２０７ｅを引き戻して遮断弁を閉じさせる。ｃの位置では、カム２０７ｂは吸引キャップ２０７ａをインク吐出面に密着させ、カム２０７ｆはリンク２０７ｅを押しつけて遮断弁２１０を開かせる。
【００１７】
記録動作の際は、カム２０７ｂ、２０７ｆをａの位置とし、ノズル２０１ｇからのインクの吐出、およびメインタンク２０４から記録ヘッド２０１へのインクの供給を可能とする。待機中および休止中を含む非動作時は、カム２０７ｂ、２０７ｆをｂの位置とし、ノズル２０１ｇの乾燥を防止するとともに、記録ヘッド２０１からのインクの流出を防止する。
【００１８】
【特許文献１】
特許登録２９２９８０４号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来例においては、インク無しが検出されたインクタンク２０４を交換する際に、インクタンク２０４内にある程度のインクが残った状態で交換しなければならず、インクタンク２０４内に残るインクをインクタンクと共に廃棄しなければいけないという問題点があった。
【００２０】
もしも、インク無しが検知された後も印字を続けていった場合には、インクタンク２０４のインクが全て使い尽くされた後にチューブ２０６へとエアーが順次入り込む。この後インクタンク２０４をインクが充填された新規のインクタンクに交換して印字を続けてゆくと、インクチューブ２０６に入ったエアーは記録ヘッド２０１内のサブタンク２０１ｂへと移動する。このエアーによりサブタンク２０１ｂ内にエアーが溜まり続け、サブタンク内のインクが全てエアーに置換されてしまうと、記録ヘッドのノズル２０１ｇに対しインクが供給されない状態となってしまい、印字不良が発生する。
【００２１】
従って、従来例においては上記問題を防止して装置を安定して印字させるためには、インクタンクの交換時に、ある程度のインクが残った状態でインクタンクを取り外し、残インクをインクタンクと一緒に廃棄する事について割り切らざるを得なかった。
【００２２】
本発明は、以上の点に着目して成されたもので、生インクタンクから、チューブでインクを供給するインク供給系で、インクタンク交換の際に、インクタンク内のインク残量を無くしてからインクタンクを交換して、廃棄するインクを０にするインク供給装置、およびインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、本発明のインク供給装置は、
記録ヘッドにインクを供給するインクを貯蔵し、内部と外部と連通させるための２系統の流路を持つコネクタが底部に設けられている着脱自在のインクタンクと、前記記録ヘッドにインクを供給する第１の流路と、大気連通室の底部に接続し、さらに大気連通室の上部から大気連通口までの第２の流路をもち、これら前記第１の流路と前記インクタンクと前記第２の流路までのインク供給路が大気に対して密閉した１本の流路を形成するインク供給装置において、第１の流路内に内容積を可変とする小室を形成し、この小室の内容積を変化させる駆動手段を持つことを特徴とする。
【００２４】
ここでインクタンクを取り外す前には、前記駆動手段により前記小室の内容積を増加させる方向に駆動し、また、インクタンクの装着後に、前記駆動手段により前記小室の内容積を減少させる方向に駆動する事を特徴とする。
【００２５】
さらに、前記第１の流路のうち、前記記録ヘッドと前記小室との接続部は前記小室の底面側とし、また、前記インクタンクと前記小室との接続部は前記小室の上面側であることを特徴とする。
【００２６】
このように構成することで、インクタンクの残量が少なくなって新しいインクタンクに交換する際には、小室の体積を拡大する事でインクタンク内の残余インクを一旦小室内に蓄え、インクタンクを空の状態にする。次に、空になったインクタンクを取り外して新規のインクタンクを装着した後で、小室の体積を縮小する事により小室内に蓄えたインクをインクタンクに返しながら小室を初期状態へと戻す。この時、インクタンクに入りきれないインクは第２の流路を通り大気連通室へと流れ込む。この状態から印字を続行すると、記録ヘッドでインクを吐出するに従い、大気連通室へと流れ込んだインクは次第にインクタンク内へと戻り、元の状態へと復帰する。
【００２７】
以上のように、装置のインクタンクを交換しながら連続的に運用してゆく際に、インクタンク内に残余インクを残さない状態で新規インクタンクへと交換する事が可能となる。
【００２８】
なお、さらに詳細に説明すれば、本発明は下記の構成によって前記課題を解決できた。
【００２９】
（１）記録ヘッドにインクを供給するインクを貯蔵し、内部と外部と連通させるための２系統の流路を持つコネクタが底部に設けられている着脱自在のインクタンクと、前記記録ヘッドにインクを供給する第１の流路と、大気連通室の底部に接続し、さらに大気連通室の上部から大気連通口までの第２の流路をもち、これら前記第１の流路と前記インクタンクと前記第２の流路までのインク供給路が大気に対して密閉した１本の流路を形成するインク供給装置において、第１の流路内に内容積を可変とする小室を形成し、この小室の内容積を変化させる駆動手段を持つことを特徴とするインク供給装置。
【００３０】
（２）インクタンクを取り外す前に、前記駆動手段により前記小室の内容積を増加させる方向に駆動し、また、インクタンクの装着後に、前記駆動手段により前記小室の内容積を減少させる方向に駆動する事を特徴とする前記（１）に記載のインク供給装置。
【００３１】
（３）前記第１の流路のうち、前記記録ヘッドと前記小室との接続部は前記小室の底面側とし、また、前記インクタンクと前記小室との接続部は前記小室の上面側であることを特徴とする前記（１）に記載のインク供給装置。
【００３２】
（４）前記小室の内容積を変化させる駆動手段が、インクタンクの脱着部を覆うカバーの開閉手段を兼ねていることを特徴とする、前記（１）に記載のインク供給装置。
【００３３】
（５）被記録媒体を搬送する搬送手段を有し、記録ヘッドからインクを吐出して前記被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置において、
インク供給装置を有することを特徴とする前記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【００３４】
【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。
【００３５】
図１は、本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。
【００３６】
図１に示すインクジェット記録装置は、記録ヘッド２０１の往復移動（主走査）と、一般記録紙、特殊紙、ＯＨＰフィルム等の記録用シートＳが、所定ピッチごとに搬送（副走査）を繰り返しつつ、これらの動きと同期させながら記録ヘッド２０１から選択的にインクを吐出させ、記録用シートＳに付着させることで、文字や記号、画像等を形成するシリアル型の記録装置である。
【００３７】
図１において、記録ヘッド２０１は、２本のガイドレールに摺動自在に支持され不図示のモータ等の駆動手段によりガイドレールに沿って往復移動されるキャリッジ２０２に着脱可能に搭載されている。記録用シートＳは、搬送ローラ２０３により、記録ヘッド２０１のインク吐出面に対面し、かつ、インク吐出面との距離を一定に維持するように、キャリッジ２０２の移動方向と交差する方向（例えば、直交する方向である矢印Ａ方向）に搬送される。
【００３８】
記録ヘッド２０１は、それぞれ異なる色のインクを吐出するための複数のノズル列を有する。記録ヘッド２０１から吐出されるインクの色に対応して、複数の独立したメインタンク２０４が、インク供給ユニット２０５に着脱可能に装着される。インク供給ユニット２０５と記録ヘッド２０１とは、それぞれインクの色に対応した複数のインク供給チューブ２０６によって接続され、メインタンク２０４をインク供給ユニット２０５に装着することで、メインタンク２０４内に収納された各色のインクを、記録ヘッド２０１の各ノズル列に独立して供給することが可能となる。
【００３９】
記録ヘッド２０１の往復移動範囲内で、かつ、記録用シートＳの通過範囲外の領域である非記録領域には、回復ユニット２０７が、記録ヘッド２０１のインク吐出面と対面するように配置されている。
【００４０】
次に、このインクジェット記録装置の詳細な構成について図２を用いて説明する。図２は図１に示すインクジェット記録装置のインク供給路を説明するための図であり、説明を簡単にするため、１色分の経路についてのみ説明している。
【００４１】
記録ヘッド２０１の吐出ノズル２０１ｇは微細な穴であり、ノズルに特に弁機構はなく、ノズル内部を負圧に保つことによりノズルにインクのメニスカスを張らせ、ノズルからのインクの漏れ、大気からの空気の進入をなくしている。インクの吐出は吐出ノズル２０１ｇ近傍に配置されたヒータの膜沸騰エネルギにより吐出ノズル２０１ｇのインクを押し出すことにより行われ、吐出後吐出ノズル２０１ｇの毛細管力により再びノズル内にインクを満たすサイクルが繰り返され、インクはチューブ２０６を介して随時メインタンク２０４から吸い上げられる。
【００４２】
記録ヘッド２０１の内部には、微細な穴である吐出ノズル２０１ｇにごみが詰まるのを防止するための微細なメッシュ構造のフィルタ２０１ｃと、フィルタ２０１ｃと吐出ノズル２０１ｇとを結ぶ流路２０１ｆと、フィルタ２０１ｃの上流で、インクジェット記録装置本体に設置されたメインタンク２０４からチューブ２０６を介して供給されるインクを一定量蓄えるサブタンク２０１ｂとが配置されている。
【００４３】
メインタンク２０４、および供給ベース２０５は特許登録２９２９８０４号公報に開示されているような構造であり、供給ベース２０５に固定された２本の中空針２０５ａ、２０５ｂにメインタンク２０４の底面の液体コネクタ２０４ａ、２０４ｂが取り付けられる。
【００４４】
供給ベース２０５の内部には、大気口２０５ｇにより大気に開放されたインク室２０５ｆが設けられており、中空針２０５ａ、２０５ｂは、中空針２０５ａに対して中空針２０５ｂの下端の高さを変えてインク室２０５ｆの中のインクに浸されている。インク室２０５ｆは、インク室２０５ｆの底部から中空針２０５ｂへと連通する構造となっており、インクの消費によりインク室２０５ｆのインクが減ってインク室２０５ｆの液面が下がることで、中空針２０５ｂの下端がインク室２０５ｆの液面上に現れると、中空針２０５ｂ下端からメインタンク２０４内に空気が入り、メインタンク２０４内のインクがインク室２０５ｆへ流れ出し、インク室２０５ｆ内のインクの液面を上げ、中空管２０５ｂの下端を再びインク内に浸けるという具合に、徐々にメインタンク２０４内のインクを取り出す構成となっている。
【００４５】
中空針２０５ａと中空針２０５ｂとにはインクの電気抵抗を測定する回路２０５ｈが接続されており、メインタンク２０４内のインクの有無を検出可能となっている。この回路２０５ｈは、メインタンク２０４内にインクが存在している状態では、メインタンク２０４内のインクを介して回路２０５ｈに電流が流れるため電気的クローズを検出し、インクが存在しない、またはメインタンク２０４が装着されていない状態では電気的オープンを検出する。
【００４６】
遮断弁２１０は、ゴム材からなるダイアフラム２１０ａを有し、このダイアフラム２１０ａを変位させることにより２つの液路２０５ｃ、２０５ｄ間の開閉を行う。ダイアフラム２１０ａの上面には、押圧ばね２１０ｃを内部に保持する筒状のばねホルダ２１０ｂが取り付けられており、この押圧ばね２１０ｃによりダイアフラム２１０ａを押し潰すことにより、液路２０５ｃ、２０５ｄ間が遮断される。ばねホルダ２１０ｂは、後述する回復ユニット２０７のリンク２０７ｅにより動作されるレバー２１０ｄが係合するフランジを有する。レバー２１０ｄを動作させて、押圧ばね２１０ｃのばね力に抗してばねホルダ２１０ｂを持ち上げることで、液路２０５ｃ、２０５ｄ間が連通する。遮断弁２１０は、記録ヘッド２０１がインクを吐出している状態では開かれ、待機中および休止中は閉じられる。
【００４７】
上述したインク供給ユニット２０５の構成は、レバー２１０ｄを除き、メインタンク２０４ごと、すなわちインクの色ごとに設けられている。レバー２１０ｄは全ての色に共通のものであり、全ての色についての遮断弁２１０を同時に開閉させる。
【００４８】
以上の構成により、記録ヘッド２０１内のインクが消費されると、その負圧により、インクが随時メインタンク２０４からインク供給ユニット２０５およびインク供給チューブ２０６を介して記録ヘッド２０１へ供給される。その際、メインタンク２０４から供給されたインクと同量の空気が、大気連通口２０５ｇからバッファ室２０５ｆ、大気導入針２０５ｂを経て、メインタンク２０４内に導入される。
【００４９】
また、吐出ノズル２０１ｇにインクの増粘物が詰まった場合や、インク吐出時に発生する余分な泡が詰まった場合は、回復ユニット２０７の吸引キャップ２０７ａ吸引ポンプにて吐出ノズル２０１ｇからインクを勢いよく引き出すことでインク吐出特性の回復がなされる。
【００５０】
回復ユニット２０７は、ノズル２０１ｇからのインクや空気の吸引と、遮断弁２１０の開閉を行うものであり、記録ヘッド２０１のインク吐出面（ノズル２０１ｇが開口した面）をキャッピングする吸引キャップ２０７ａと、遮断面２１０のレバー２１０ｄを動作させるリンク２０７ｅとを有する。
【００５１】
吸引キャップ２０７ａは、少なくともインク吐出面と接触する部分がゴム等の弾性部材で構成され、インク吐出面を密閉する位置と記録ヘッド２０１から退避した位置との間を移動可能に設けられている。吸引キャップ２０７ａには、中間部位にチューブポンプ式の吸引ポンプ２０７ｃを有するチューブが接続されており、ポンプモータ２０７ｄによって吸引ポンプ２０７ｃを駆動することで、連続吸引が可能である。
【００５２】
カム２０７ｂは吸引キャップ２０７ａを動作させるものであり、カム制御モータ２０７ｇにより、リンク２０７ｅを動作させるカム２０７ｆと同期して回転される。カム２０７ｂのａ〜ｃの位置がそれぞれ吸引キャップ２０１ｇと接触するタイミングは、カム２０７ｆのａ〜ｃの位置がそれぞれリンク２０７ｅと接触するタイミングと一致している。ａの位置では、カム２０７ｂは吸引キャップ２０１ｇを記録ヘッド２０１のインク吐出面から離間させ、カム２０７ｆはリンク２０７ｅを押しつけてレバー２１０ｄを押し上げ、遮断弁２１０を開かせる。ｂの位置では、カム２０７ｂは吸引キャップ２０１ｇをインク吐出面に密着させ、カム２０７ｆはリンク２０７ｅを引き戻して遮断弁を閉じさせる。ｃの位置では、カム２０７ｂは吸引キャップ２０７ａをインク吐出面に密着させ、カム２０７ｆはリンク２０７ｅを押しつけて遮断弁２１０を開かせる。
【００５３】
記録動作の際は、カム２０７ｂ、２０７ｆをａの位置とし、ノズル２０１ｇからのインクの吐出、およびメインタンク２０４から記録ヘッド２０１へのインクの供給を可能とする。待機中および休止中を含む非動作時は、カム２０７ｂ、２０７ｆをｂの位置とし、ノズル２０１ｇの乾燥を防止するとともに、記録ヘッド２０１からのインクの流出を防止する。
【００５４】
３００は、ダイアフラムで形成された小室であり、その上面部３００ａで中空針２０５ａと接続し、その下面部３００ｂでインク供給路２０５ｃと接続している。ダイアフラム３００の下部はダイアフラムホルダ３０１に対し固定されている。 ダイアフラムホルダ３０１の勘合穴３０１ａと、供給ベース２０５上に固定された勘合軸２０５ｋ、２０５ｌとは上下方向に摺動可能に勘合し、支持されている。２０５ｍは、供給ベース２０５上に固定された支持部で、外側レバー３０２の軸部３０２ａを軸支している。リンク３０３の一方の軸３０３ａは、外側レバーの係合部３０２ｂと回転可能に軸支されており、一方の軸３０３ｂは、ダイアフラムホルダの係合部３０２ｂと回転可能に軸支されている。
【００５５】
内側レバー３０４の軸部３０２ａは、供給ベース２０５上に固定された支持部２０５ｍで軸支されている。内側レバー３０４は、外側レバー３０２よりも内側に配置されており、外側レバー３０２を操作して初めて内側レバー３０４が操作可能となるように構成されている。タンク挿抜アーム３０５の軸３０５ａは、外側レバーの係合部３０２ｂと回転可能に軸支されている。
【００５６】
インクタンク２０４内部のインクが減少し、インクタンクの電気抵抗を検出する回路２０５ｈが電気的オープンを検出すると、インクタンクの交換作業に入る。インクタンク内の斜線部はインクタンク内に残留するインクを示す。
【００５７】
次に図３から図６を用いてインクタンク２０４の着脱の動作について説明する。まず、図３において外側レバー３０２を操作し、反時計回りに回転させる。この時、外側レバー３０２に回転可能に係合するリンク３０３は外側レバーの反時計回りの回転に従い、下方向へと移動する。すると、リンク３０３の一方に回転可能に係合するダイアフラムホルダ３０１は、この動作に従い勘合軸２０５ｋ、２０５ｌに沿って同様に下方向へと移動し、ダイアフラム３００を引き伸ばして体積を増加させる方向へと動かす。ダイアフラムのこの動作により、インクタンク２０４内部に残留していたインクは、一部の隅部等に残余するインク以外は全てダイアフラム３００へと吸引されて、インクタンク２０４から排出される。また、外側レバー３０２の回動により内側レバー３０４が操作可能となる。
【００５８】
図４は、内側レバー３０４の動作によるインクタンク２０４の取り外し操作を示す。内側レバー３０４を操作し、反時計回りに回転させる。この時、内側レバー３０４の係合穴３０４ｂを介して回転可能に係合するタンク挿抜アーム３０５は、内側レバー３０４の反時計回りの回転に従い上方向へと移動する。タンク挿抜アームのタンク突き当て部３０５ｂがインクタンク２０４と突き当たり、インクタンクを上方へと押し上げる事でインク針２０５ａ、２０５ｂがインクタンク２０４より離脱する。
【００５９】
図５は、新規インクタンクの取り付け状態を示す。インクを内蔵する新規のインクタンク３１０を所定位置にセットした後、内側レバー３０４を操作して時計回りに回転させると、内側レバー３０４の突起部３０４ｂがインクタンク３１０の上面に突き当たり、インクタンクを下方へと押しやる。するとインク針２０５ａと２０５ｂがインクタンク内に挿入され、本体側インク供給路と結合する。
【００６０】
図６は、外側カバー３０２を閉じた状態を示す。外側レバー３０２を操作して時計回りに回転させると、係合するリンク３０３、及びダイアフラムホルダ３０１は上方へと移動し、ダイアフラム３００を押しつぶして体積を減少させる。この時、ダイアフラム３００の体積減少分に見合うエアーとインクは新規インクタンク３１０内部へと移動する。ヘッド側インク供給路とダイアフラム３００との接続部をダイアフラムの底面側に配置し、インクタンク側インク供給路とダイアフラム３００との接続部をダイアフラムの上面側に配置する事で、ダイアフラム内のエアーをダイアフラムからインクタンクへと優先的に排出する。更にインクタンク３１０内に流入したエアー、及びインクの体積に見合う量のインクがインク針２０５ｂを通り、バッファタンク２０５ｆへと排出される。
【００６１】
この状態から印字を再開すると、ヘッドへのインク供給に従い、バッファタンク２０５ｆに移動したインクは再びインク針２０５ｂを介してインクタンク３１０へと戻って行き、正常な印字が継続される。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、記録ヘッドにインクを供給するインクを貯蔵し、内部と外部と連通させるための２系統の流路を持つコネクタが底部に設けられている着脱自在のインクタンクと、前記記録ヘッドにインクを供給する第１の流路と、大気連通室の底部に接続し、さらに大気連通室の上部から大気連通口までの第２の流路をもち、これら前記第１の流路と前記インクタンクと前記第２の流路までのインク供給路が大気に対して密閉した１本の流路を形成するインク供給装置において、第１の流路内に内容積を可変とする小室を形成し、この小室の内容積を変化させる駆動手段を持ち、残量の少なくなったインクタンクを取り外す前に小室の内容積を増加させてインクタンク内の残インクを小室へと導く事で、インクタンク内に残余インクを残さない状態で取り外す事が可能となった。
【００６３】
また、新規のインクタンクを装着後は、小室の体積を減少させて元の状態に戻す。この時小室から排出されるエアーとインクはそのままインクタンク内へと逆流し、更にバッファタンクへと導かれ、これ以後の印字に従い印字に使用されるので、残インクを捨てずに、連続的に装置を運用してゆく事が可能となった。
【００６４】
また、インクタンクを取り外す前に、前記駆動手段により前記小室の内容積を増加させる方向に駆動し、また、インクタンクの装着後に、前記駆動手段により前記小室の内容積を減少させる方向に駆動する順序で駆動するように構成したので、インクタンクを取り外す場合には確実に残インクを排出し、また、インクタンクを取り付ける以前に小室の体積を減少させてインクを捨ててしまうトラブルも未然に防ぐ事ができる。
【００６５】
また、前記第１の流路のうち、前記記録ヘッドと前記小室との接続部は前記小室の底面側とし、また、前記インクタンクと前記小室との接続部は前記小室の上面側としたので、小室の体積を減少させる時にエアーを優先して排出し、インク流路内にエアーを残さない利点がある。
【００６６】
更に、小室の体積を駆動する手段をインクタンクカバーの開閉動作で行うようにしたので、簡単な構造で装置を構成する事ができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置のインク供給系の詳細な構成を説明するための図である。
【図３】小室の体積を増加させる際のインク供給ユニットの液路内での空気およびインクの挙動について説明するための図である。
【図４】インクタンクを取り外す際の挙動を説明するための図である。
【図５】インクタンクを取り付ける際の挙動を説明するための図である。
【図６】小室の体積を減少させる際のインク供給ユニットの液路内での空気およびインクの挙動について説明するための図である。
【図７】従来のインクジェット記録装置の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
２０１ 記録ヘッド
２０２ キャリッジ
２０３ 搬送ローラ
２０４ メインタンク
２０５ インク供給ユニット
２０５ａ インク供給針
２０５ｂ 大気導入針
２０５ｃ、２０５ｄ、２０５ｅ、２０５ｊ 液路
２０５ｆ バッファ室
２０６ インク供給チューブ
２０７ 回復ユニット
２０９ インク
２１０ 遮断弁
３００ 小室
３０１ ダイアフラムホルダ
３０２ 外側レバー
３０４ 内側レバー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink supply device and an ink jet recording device.
[0002]
[Prior art]
Among the recording methods of printers and the like, an ink jet recording method of discharging ink from a discharge port (nozzle) to record on a recording medium such as recording paper is a low-noise non-impact recording method and a high-density and high-speed recording method. Since it can operate, it has been widely adopted in recent years.
[0003]
A general inkjet recording apparatus includes a unit that drives a carrier on which an inkjet head is mounted, a transport unit that transports a recording sheet, and a control unit that controls these components. In addition, in order to generate energy for discharging ink from the nozzle portion of the inkjet head, one that presses the ink using an electromechanical transducer such as a piezo element, one that irradiates electromagnetic waves such as a laser to generate heat, There is a type of foaming by heat generation, or a type of foaming by heating a liquid by an electrothermal transducer element having a heating resistor. Among them, an ink jet recording apparatus of a type in which ink droplets are ejected by using thermal energy can perform high-resolution recording because nozzles can be arranged at a high density. In particular, ink jet heads using electrothermal transducer elements as energy generating elements can be easily miniaturized, and by applying IC technology and micromachining technology, which have made remarkable progress in technology and reliability in recent semiconductor manufacturing fields. By making full use of its advantages, high-density mounting can be easily achieved and manufacturing costs can be reduced.
[0004]
A conventional example of an example of a conventional ink jet recording apparatus of a type in which thermal energy is used to eject ink droplets shown in FIG. 7 will be described.
[0005]
The ejection nozzle 201g of the recording head 201 is a fine hole, and there is no particular valve mechanism in the nozzle. By keeping the inside of the nozzle at a negative pressure, the meniscus of the ink is stretched to the nozzle, and ink leakage from the nozzle, Eliminates the ingress of air. The ejection of the ink is performed by pushing out the ink of the ejection nozzle 201g by the film boiling energy of the heater arranged in the vicinity of the ejection nozzle 201g, and a cycle of filling the ink in the nozzle again by the capillary force of the ejection nozzle 201g after ejection is repeated. The ink is sucked up from the main tank 204 through the tube 206 as needed.
[0006]
Inside the recording head 201, a filter 201c having a fine mesh structure for preventing dust from clogging the discharge nozzle 201g, which is a fine hole, a flow path 201f connecting the filter 201c and the discharge nozzle 201g, Upstream of 201c, a sub-tank 201b for storing a fixed amount of ink supplied from a main tank 204 installed in the main body of the inkjet recording apparatus via a tube 206 is arranged.
[0007]
The main tank 204 and the supply base 205 have a structure as disclosed in Patent Document 1, and two hollow needles 205a and 205b fixed to the supply base 205 are connected to liquid connectors 204a and 204b on the bottom surface of the main tank 204. Is attached.
[0008]
Inside the supply base 205, an ink chamber 205f opened to the atmosphere through an atmosphere port 205g is provided, and the hollow needles 205a and 205b change the height of the lower end of the hollow needle 205b with respect to the hollow needle 205a. It is immersed in the ink in the ink chamber 205f. The ink chamber 205f has a structure communicating with the tube 206 from the bottom of the ink chamber 205f, and the ink in the ink chamber 205f decreases due to consumption of the ink and the liquid level of the ink chamber 205f drops, so that the hollow needle 205b When the lower end appears on the liquid surface of the ink chamber 205f, air enters the main tank 204 from the lower end of the hollow needle 205b, the ink in the main tank 204 flows into the ink chamber 205f, and the ink level in the ink chamber 205f changes. The ink in the main tank 204 is gradually taken out by raising the lower end of the hollow tube 205b into the ink again.
[0009]
A circuit 205h for measuring the electric resistance of the ink is connected to the ink supply needle 205a and the air communication needle 205b, and the presence or absence of the ink in the main tank 204 can be detected. This circuit 205h detects an electric close because ink flows in the circuit 205h through the ink in the main tank 204 when ink is present in the main tank 204, and detects that no ink exists or In a state in which the cable 204 is not mounted, an electrical open is detected.
[0010]
The shutoff valve 210 has a diaphragm 210a made of a rubber material, and opens and closes the two liquid paths 205c and 205d by displacing the diaphragm 210a. A cylindrical spring holder 210b holding the pressing spring 210c inside is attached to the upper surface of the diaphragm 210a, and the liquid passages 205c and 205d are shut off by crushing the diaphragm 210a by the pressing spring 210c. . The spring holder 210b has a flange with which a lever 210d operated by a link 207e of the recovery unit 207 described later is engaged. By operating the lever 210d and lifting the spring holder 210b against the spring force of the pressing spring 210c, the liquid paths 205c and 205d communicate with each other. The shut-off valve 210 is opened when the recording head 201 is discharging ink, and is closed during standby and during pause.
[0011]
The configuration of the ink supply unit 205 described above is provided for each main tank 204, that is, for each color of ink, except for the lever 210d. The lever 210d is common to all colors, and simultaneously opens and closes the shutoff valves 210 for all colors.
[0012]
With the above configuration, when the ink in the recording head 201 is consumed, the ink is supplied from the main tank 204 to the recording head 201 via the ink supply unit 205 and the ink supply tube 206 as needed due to the negative pressure. At this time, the same amount of air as the ink supplied from the main tank 204 is introduced into the main tank 204 from the air communication port 205g through the buffer chamber 205f and the air introduction needle 205b.
[0013]
Further, when the thickened material of the ink is clogged in the discharge nozzle 201g or when excessive bubbles generated at the time of discharging the ink are clogged, the ink is urged from the discharge nozzle 201g by the suction cap 207a suction pump of the recovery unit 207. By pulling out, the ink ejection characteristics are restored.
[0014]
The recovery unit 207 sucks ink and air from the nozzle 201g and opens and closes the shutoff valve 210. The recovery unit 207 includes a suction cap 207a that caps an ink ejection surface of the recording head 201 (a surface where the nozzle 201g is open). And a link 207e for operating the lever 210d of the blocking surface 210.
[0015]
At least a portion of the suction cap 207a in contact with the ink ejection surface is made of an elastic member such as rubber, and is provided so as to be movable between a position for sealing the ink ejection surface and a position retracted from the recording head 201. A tube having a tube pump type suction pump 207c is connected to an intermediate portion of the suction cap 207a, and continuous suction is possible by driving the suction pump 207c by a pump motor 207d. Further, the suction amount can be changed according to the rotation amount of the pump motor 207d. In the present embodiment, the suction pump 207c capable of reducing the pressure to 40.5 [kPa] is used.
[0016]
The cam 207b operates the suction cap 207a, and is rotated by the cam control motor 207g in synchronization with the cam 207f that operates the link 207e. The timing at which the positions a to c of the cam 207b contact the suction cap 201g respectively coincides with the timing at which the positions a to c of the cam 207f contact the link 207e. At the position a, the cam 207b separates the suction cap 201g from the ink ejection surface of the recording head 201, and the cam 207f pushes the link 207e to push up the lever 210d to open the shutoff valve 210. At the position b, the cam 207b brings the suction cap 201g into close contact with the ink ejection surface, and the cam 207f pulls back the link 207e to close the shutoff valve. At the position c, the cam 207b brings the suction cap 207a into close contact with the ink ejection surface, and the cam 207f presses the link 207e to open the shutoff valve 210.
[0017]
At the time of the printing operation, the cams 207b and 207f are set at the position a, and the ink can be ejected from the nozzle 201g and the ink can be supplied from the main tank 204 to the printing head 201. At the time of non-operation including standby and suspension, the cams 207b and 207f are set to the position b to prevent the nozzle 201g from drying and prevent the ink from flowing out of the recording head 201.
[0018]
[Patent Document 1]
Patent Registration No. 2929804
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional example, when replacing the ink tank 204 in which no ink has been detected, the ink must be replaced while some ink remains in the ink tank 204. There was a problem that it had to be discarded together with the ink tank.
[0020]
If the printing is continued even after the absence of the ink is detected, the air sequentially flows into the tube 206 after all the ink in the ink tank 204 is used up. Thereafter, when the ink tank 204 is replaced with a new ink tank filled with ink and printing is continued, the air entering the ink tube 206 moves to the sub tank 201 b in the recording head 201. If the air continues to accumulate in the sub-tank 201b due to the air and all the ink in the sub-tank is replaced with air, the ink is not supplied to the nozzle 201g of the recording head, and a printing failure occurs.
[0021]
Therefore, in the conventional example, in order to prevent the above problem and perform stable printing of the apparatus, when replacing the ink tank, remove the ink tank with a certain amount of ink remaining, and remove the remaining ink together with the ink tank. I had to be diligent about discarding it.
[0022]
The present invention has been made by paying attention to the above points, and is an ink supply system that supplies ink from a raw ink tank by a tube, and when the ink tank is replaced, the ink remaining amount in the ink tank is eliminated. It is an object of the present invention to provide an ink supply device and an ink jet recording device that replace the ink tank from the beginning and reduce the amount of ink to be discarded to zero.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the ink supply device of the present invention,
A detachable ink tank provided at the bottom with a connector having two channels for storing ink for supplying ink to the recording head and communicating with the inside and the outside, and supplying ink to the recording head A first flow path, connected to the bottom of the air communication chamber, and further provided with a second flow path from the upper part of the air communication chamber to the air communication port, the first flow path, the ink tank, and the second In an ink supply device in which an ink supply path up to a second flow path forms a single flow path closed to the atmosphere, a small chamber having a variable internal volume is formed in a first flow path. It has a drive means for changing the internal volume.
[0024]
Here, before removing the ink tank, the drive means drives the small chamber to increase the internal volume, and after the ink tank is mounted, the drive means drives the small chamber to reduce the internal volume. It is characterized by doing.
[0025]
Further, in the first flow path, the connection between the recording head and the small chamber is on the bottom side of the small chamber, and the connection between the ink tank and the small chamber is on the top side of the small chamber. It is characterized.
[0026]
With this configuration, when replacing the ink tank with a new ink tank when the remaining amount of the ink tank is low, the volume of the small chamber is expanded to temporarily store the residual ink in the ink tank in the small chamber, Empty. Next, after the empty ink tank is removed and a new ink tank is mounted, the volume of the small chamber is reduced to return the ink stored in the small chamber to the ink tank and return the small chamber to the initial state. At this time, the ink that cannot be contained in the ink tank flows into the atmosphere communication chamber through the second flow path. When printing is continued from this state, as the recording head discharges ink, the ink flowing into the air communication chamber gradually returns to the ink tank, and returns to the original state.
[0027]
As described above, when the ink tank of the apparatus is continuously operated while being replaced, it is possible to replace the ink tank with a new one without leaving any residual ink in the ink tank.
[0028]
In addition, if it explains in more detail, this invention could solve the said subject by the following structures.
[0029]
(1) A detachable ink tank provided at the bottom with a connector having two channels for storing ink for supplying ink to the recording head and communicating the ink with the inside and the outside; And a second flow path connected from the top of the air communication chamber to the air communication port. The first flow path and the ink tank And an ink supply device in which an ink supply path to the second flow path forms a single flow path sealed to the atmosphere, wherein a small chamber having a variable internal volume is formed in the first flow path; An ink supply device having a driving means for changing the internal volume of the small chamber.
[0030]
(2) Before the ink tank is removed, the driving means drives the small chamber to increase the internal volume. After the ink tank is mounted, the driving means drives the small chamber to reduce the internal volume. The ink supply device according to the above (1), wherein:
[0031]
(3) In the first flow path, the connection between the recording head and the small chamber is on the bottom side of the small chamber, and the connection between the ink tank and the small chamber is on the top side of the small chamber. The ink supply device according to the above (1), wherein
[0032]
(4) The ink supply device according to (1), wherein the driving unit that changes the internal volume of the small chamber also serves as an opening and closing unit for a cover that covers a detachable portion of the ink tank.
[0033]
(5) An ink jet recording apparatus which has a conveying unit for conveying a recording medium and discharges ink from a recording head to perform recording on the recording medium.
The inkjet recording apparatus according to any one of (1) to (4), further including an ink supply device.
[0034]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0035]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an inkjet recording apparatus according to one embodiment of the present invention.
[0036]
The ink jet recording apparatus shown in FIG. 1 repeats reciprocating movement (main scanning) of the recording head 201 and conveyance (sub-scanning) of a recording sheet S such as general recording paper, special paper, and OHP film at a predetermined pitch. This is a serial type recording apparatus that forms characters, symbols, images, and the like by selectively ejecting ink from the recording head 201 in synchronization with these movements and attaching the ink to the recording sheet S.
[0037]
In FIG. 1, a recording head 201 is detachably mounted on a carriage 202 slidably supported by two guide rails and reciprocated along the guide rails by driving means such as a motor (not shown). The recording sheet S faces the ink ejection surface of the recording head 201 by the transport roller 203 and intersects with the moving direction of the carriage 202 (for example, in a direction intersecting the moving direction of the carriage 202 so as to maintain a constant distance from the ink ejection surface). It is conveyed in the direction of arrow A which is a direction orthogonal to the direction.
[0038]
The recording head 201 has a plurality of nozzle rows for ejecting inks of different colors. A plurality of independent main tanks 204 are detachably mounted on the ink supply unit 205 according to the colors of the ink ejected from the recording head 201. The ink supply unit 205 and the recording head 201 are connected by a plurality of ink supply tubes 206 each corresponding to the color of the ink, and are housed in the main tank 204 by mounting the main tank 204 to the ink supply unit 205. Each color ink can be supplied independently to each nozzle row of the recording head 201.
[0039]
A recovery unit 207 is disposed so as to face the ink ejection surface of the recording head 201 in a non-recording area which is an area within the reciprocating movement range of the recording head 201 and outside the passing range of the recording sheet S. I have.
[0040]
Next, a detailed configuration of the ink jet recording apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining the ink supply path of the ink jet recording apparatus shown in FIG. 1, and for simplification of description, only the path for one color is described.
[0041]
The ejection nozzle 201g of the recording head 201 is a fine hole, and there is no particular valve mechanism in the nozzle. By keeping the inside of the nozzle at a negative pressure, the meniscus of the ink is stretched to the nozzle, and ink leakage from the nozzle, Eliminates the ingress of air. The ejection of the ink is performed by pushing out the ink of the ejection nozzle 201g by the film boiling energy of the heater arranged in the vicinity of the ejection nozzle 201g, and a cycle of filling the ink in the nozzle again by the capillary force of the ejection nozzle 201g after the ejection is repeated. The ink is sucked up from the main tank 204 through the tube 206 as needed.
[0042]
Inside the recording head 201, a filter 201c having a fine mesh structure for preventing dust from clogging the discharge nozzle 201g, which is a fine hole, a flow path 201f connecting the filter 201c and the discharge nozzle 201g, Upstream of 201c, a sub-tank 201b for storing a fixed amount of ink supplied from a main tank 204 installed in the main body of the inkjet recording apparatus via a tube 206 is arranged.
[0043]
The main tank 204 and the supply base 205 have a structure as disclosed in Japanese Patent No. 2929804, and two hollow needles 205a and 205b fixed to the supply base 205 are connected to the liquid connector 204a on the bottom surface of the main tank 204. , 204b are attached.
[0044]
Inside the supply base 205, an ink chamber 205f opened to the atmosphere through an atmosphere port 205g is provided, and the hollow needles 205a and 205b change the height of the lower end of the hollow needle 205b with respect to the hollow needle 205a. It is immersed in the ink in the ink chamber 205f. The ink chamber 205f has a structure communicating with the hollow needle 205b from the bottom of the ink chamber 205f, and the ink in the ink chamber 205f decreases due to consumption of the ink, and the liquid level of the ink chamber 205f decreases. Appears on the liquid surface of the ink chamber 205f, air enters the main tank 204 from the lower end of the hollow needle 205b, the ink in the main tank 204 flows out to the ink chamber 205f, and the liquid level of the ink in the ink chamber 205f. , And the lower end of the hollow tube 205b is immersed in the ink again, so that the ink in the main tank 204 is gradually taken out.
[0045]
A circuit 205h for measuring the electric resistance of the ink is connected to the hollow needle 205a and the hollow needle 205b, and the presence or absence of the ink in the main tank 204 can be detected. This circuit 205h detects an electric close because ink flows in the circuit 205h through the ink in the main tank 204 when ink is present in the main tank 204, and detects that no ink exists or In a state in which the cable 204 is not mounted, an electrical open is detected.
[0046]
The shutoff valve 210 has a diaphragm 210a made of a rubber material, and opens and closes the two liquid paths 205c and 205d by displacing the diaphragm 210a. A cylindrical spring holder 210b holding the pressing spring 210c inside is attached to the upper surface of the diaphragm 210a, and the liquid passages 205c and 205d are shut off by crushing the diaphragm 210a by the pressing spring 210c. . The spring holder 210b has a flange with which a lever 210d operated by a link 207e of the recovery unit 207 described later is engaged. By operating the lever 210d and lifting the spring holder 210b against the spring force of the pressing spring 210c, the liquid paths 205c and 205d communicate with each other. The shut-off valve 210 is opened when the recording head 201 is discharging ink, and is closed during standby and during pause.
[0047]
The configuration of the ink supply unit 205 described above is provided for each main tank 204, that is, for each color of ink, except for the lever 210d. The lever 210d is common to all colors, and simultaneously opens and closes the shutoff valves 210 for all colors.
[0048]
With the above configuration, when the ink in the recording head 201 is consumed, the ink is supplied from the main tank 204 to the recording head 201 via the ink supply unit 205 and the ink supply tube 206 as needed due to the negative pressure. At this time, the same amount of air as the ink supplied from the main tank 204 is introduced into the main tank 204 from the air communication port 205g through the buffer chamber 205f and the air introduction needle 205b.
[0049]
Further, when the thickened material of the ink is clogged in the discharge nozzle 201g or when excessive bubbles generated at the time of discharging the ink are clogged, the ink is urged from the discharge nozzle 201g by the suction cap 207a suction pump of the recovery unit 207. By pulling out, the ink ejection characteristics are restored.
[0050]
The recovery unit 207 sucks ink and air from the nozzle 201g and opens and closes the shutoff valve 210. The recovery unit 207 includes a suction cap 207a that caps an ink ejection surface of the recording head 201 (a surface where the nozzle 201g is open). And a link 207e for operating the lever 210d of the blocking surface 210.
[0051]
At least a portion of the suction cap 207a in contact with the ink ejection surface is made of an elastic member such as rubber, and is provided so as to be movable between a position for sealing the ink ejection surface and a position retracted from the recording head 201. A tube having a tube pump type suction pump 207c is connected to an intermediate portion of the suction cap 207a, and continuous suction is possible by driving the suction pump 207c by a pump motor 207d.
[0052]
The cam 207b operates the suction cap 207a, and is rotated by the cam control motor 207g in synchronization with the cam 207f that operates the link 207e. The timing at which the positions a to c of the cam 207b contact the suction cap 201g respectively coincides with the timing at which the positions a to c of the cam 207f contact the link 207e. At the position a, the cam 207b separates the suction cap 201g from the ink ejection surface of the recording head 201, and the cam 207f pushes the link 207e to push up the lever 210d to open the shutoff valve 210. At the position b, the cam 207b brings the suction cap 201g into close contact with the ink ejection surface, and the cam 207f pulls back the link 207e to close the shutoff valve. At the position c, the cam 207b brings the suction cap 207a into close contact with the ink ejection surface, and the cam 207f presses the link 207e to open the shutoff valve 210.
[0053]
At the time of the printing operation, the cams 207b and 207f are set at the position a, and the ink can be ejected from the nozzle 201g and the ink can be supplied from the main tank 204 to the printing head 201. At the time of non-operation including standby and suspension, the cams 207b and 207f are set to the position b to prevent the nozzle 201g from drying and prevent the ink from flowing out of the recording head 201.
[0054]
Reference numeral 300 denotes a small chamber formed by a diaphragm, the upper surface 300a of which is connected to the hollow needle 205a, and the lower surface 300b of which is connected to the ink supply path 205c. The lower portion of the diaphragm 300 is fixed to the diaphragm holder 301. The fitting hole 301a of the diaphragm holder 301 and the fitting shafts 205k and 205l fixed on the supply base 205 are fitted and supported slidably in the vertical direction. Reference numeral 205m denotes a support fixed on the supply base 205, which supports the shaft 302a of the outer lever 302. One shaft 303a of the link 303 is rotatably supported by the engaging portion 302b of the outer lever, and one shaft 303b is rotatably supported by the engaging portion 302b of the diaphragm holder.
[0055]
The shaft portion 302a of the inner lever 304 is supported by a support portion 205m fixed on the supply base 205. The inner lever 304 is arranged inside the outer lever 302, and is configured such that the inner lever 304 can be operated only after the outer lever 302 is operated. The shaft 305a of the tank insertion / extraction arm 305 is rotatably supported by the engaging portion 302b of the outer lever.
[0056]
When the ink inside the ink tank 204 decreases and the circuit 205h for detecting the electric resistance of the ink tank detects that the ink is electrically open, the ink tank replacement operation is started. The hatched portion in the ink tank indicates the ink remaining in the ink tank.
[0057]
Next, the operation of attaching and detaching the ink tank 204 will be described with reference to FIGS. First, in FIG. 3, the outer lever 302 is operated to rotate counterclockwise. At this time, the link 303 rotatably engaged with the outer lever 302 moves downward according to the counterclockwise rotation of the outer lever. Then, the diaphragm holder 301 rotatably engaged with one of the links 303 similarly moves downward along the fitting shafts 205k and 205l according to this operation, and extends in a direction to expand the diaphragm 300 to increase the volume. move. By this operation of the diaphragm, all the ink remaining in the ink tank 204 except for the ink remaining in some corners is sucked into the diaphragm 300 and discharged from the ink tank 204. Further, the rotation of the outer lever 302 allows the inner lever 304 to be operated.
[0058]
FIG. 4 shows an operation of removing the ink tank 204 by the operation of the inner lever 304. The inner lever 304 is operated and rotated counterclockwise. At this time, the tank insertion / extraction arm 305 rotatably engaged via the engagement hole 304b of the inner lever 304 moves upward as the inner lever 304 rotates counterclockwise. The tank abutting portion 305b of the tank insertion / extraction arm abuts against the ink tank 204 and pushes up the ink tank, whereby the ink needles 205a and 205b are detached from the ink tank 204.
[0059]
FIG. 5 shows an attached state of the new ink tank. After the new ink tank 310 containing ink is set at a predetermined position and the inner lever 304 is operated and rotated clockwise, the protrusion 304b of the inner lever 304 abuts on the upper surface of the ink tank 310, and the ink tank is Push down. Then, the ink needles 205a and 205b are inserted into the ink tank and connected to the main body side ink supply path.
[0060]
FIG. 6 shows a state in which the outer cover 302 is closed. When the outer lever 302 is operated to rotate clockwise, the engaging link 303 and the diaphragm holder 301 move upward, crushing the diaphragm 300 and reducing its volume. At this time, the air and ink corresponding to the volume reduction of the diaphragm 300 move into the new ink tank 310. By arranging the connection between the head-side ink supply path and the diaphragm 300 on the bottom side of the diaphragm, and arranging the connection between the ink tank-side ink supply path and the diaphragm 300 on the top side of the diaphragm, air in the diaphragm is reduced. Discharge preferentially from the diaphragm to the ink tank. Further, the air flowing into the ink tank 310 and an amount of ink corresponding to the volume of the ink pass through the ink needle 205b and are discharged to the buffer tank 205f.
[0061]
When printing is resumed from this state, the ink that has moved to the buffer tank 205f returns to the ink tank 310 via the ink needle 205b again in accordance with the ink supply to the head, and normal printing is continued.
[0062]
【The invention's effect】
As described above, a detachable ink tank provided with a connector having a bottom having a two-system flow path for storing ink for supplying ink to a print head and communicating with the inside and outside, A first flow path for supplying ink to the head, a second flow path connected to the bottom of the air communication chamber, and a second flow path from the top of the air communication chamber to the air communication port; In an ink supply device in which an ink supply path to the ink tank and the second flow path forms a single flow path sealed to the atmosphere, a small chamber having a variable internal volume is provided in the first flow path. By forming and having a drive means to change the internal volume of this small chamber, by removing the ink tank with a small remaining amount, increasing the internal volume of the small chamber to guide the remaining ink in the ink tank to the small chamber, Fill the ink tank with residual ink It has made it possible to remove in a state otherwise.
[0063]
After the installation of the new ink tank, the volume of the small chamber is reduced to return to the original state. At this time, the air and ink discharged from the small chamber flow back into the ink tank as it is, and are further guided to the buffer tank, where they are used for printing according to subsequent printing. It became possible to operate the device.
[0064]
Also, before removing the ink tank, the driving means drives the small chamber to increase the internal volume, and after the ink tank is mounted, the driving means drives the small chamber to reduce the internal volume. Because it is configured to be driven in order, when removing the ink tank, the remaining ink is reliably discharged, and the problem of reducing the volume of the small chamber and discarding the ink before installing the ink tank is also prevented. Can do things.
[0065]
Also, in the first flow path, the connection between the recording head and the small chamber is on the bottom side of the small chamber, and the connection between the ink tank and the small chamber is on the top side of the small chamber. When the volume of the small chamber is reduced, air is preferentially discharged, and there is an advantage that air is not left in the ink flow path.
[0066]
Furthermore, since the means for driving the volume of the small chamber is performed by opening and closing the ink tank cover, the apparatus can be configured with a simple structure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an inkjet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration of an ink supply system of the inkjet recording apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining the behavior of air and ink in the liquid path of the ink supply unit when increasing the volume of the small chamber.
FIG. 4 is a diagram for explaining a behavior when the ink tank is removed.
FIG. 5 is a diagram for explaining a behavior when the ink tank is attached.
FIG. 6 is a diagram for explaining the behavior of air and ink in the liquid path of the ink supply unit when the volume of the small chamber is reduced.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a conventional inkjet recording apparatus.
[Explanation of symbols]
201 Recording head
202 carriage
203 transport roller
204 main tank
205 ink supply unit
205a Ink supply needle
205b Air introduction needle
205c, 205d, 205e, 205j Fluid path
205f buffer room
206 Ink supply tube
207 Recovery Unit
209 ink
210 shut-off valve
300 Komuro
301 Diaphragm holder
302 Outer lever
304 inside lever
