【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録紙などの記録媒体にインクを吐出して画像を形成する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、複写機、ファクシミリ等の機能を有する記録装置、あるいはコンピューターやワードプロセッサ等を含む複合型電子機器やワークステーションなどの出力機器として用いられる記録装置は、記録情報に基づいて記録用紙やプラスチック薄板等の記録媒体に画像（文字や記号等を含む）を記録していくように構成されている。前記記録装置は、記録方式により、インクジェット式、ワイヤドット式、サーマル式、レーザービーム式等に分けることができる。
【０００３】
記録媒体の搬送方向（紙送り方向、副走査方向）と交叉する方向に主走査しながら記録するシリアルタイプの記録装置においては、記録媒体に沿って移動する記録手段（記録ヘッド）によって画像を記録（主走査）し、１行分の記録を終了した後に所定量の紙送り（副走査としてのピッチ搬送）を行い、その後に再び停止した記録媒体に対して次の行の画像を記録（主走査）するという動作を繰り返すことにより、記録媒体の所望範囲に記録が行われる。一方、記録媒体の搬送方向の副走査のみで記録するラインタイプの記録装置においては、記録媒体を所定の記録位置にセットし、一括して１行分の記録を連続的に行ないながら所定量の紙送り（ピッチ送り）を行ない、記録媒体の所望範囲に画像が記録される。
【０００４】
そのうち、インクジェット式の記録装置（インクジェット記録装置）は、記録手段（記録ヘッド）から記録媒体へインクを吐出して記録を行うものであり、記録手段のコンパクト化が容易であり、高精細な画像を高速で記録することができ、普通紙に特別の処理を必要とせずに記録することができ、ランニングコストが安く、ノンインパクト方式であるため騒音が少なく、しかも、多種類のインク（例えばカラーインク）を使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。
【０００５】
特に、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット式の記録手段（印字ヘッド）は、エッチング、蒸着、スパッタリング等の半導体製造プロセスを経て、基板上に製膜された電気熱変換体、電極、液路壁、天板などを形成することにより、高密度の液路配置（吐出口配置）を有するものを容易に製造することができ、一層のコンパクト化を図ることができる。また、ＩＣ技術やマイクロ加工技術の長所を活用することにより記録手段の長尺化や面状化（２次元化）が容易であり、記録手段のフルマルチ化及び高密度実装化も容易である。
【０００６】
また、記録媒体の材質に対する要求も様々なものがあり、近年では、これらの要求に対する開発が進み、通常の記録媒体である紙（薄紙や加工紙を含む）や樹脂薄板（ＯＨＰ等）などの他に、布、皮革、不織布、さらには金属等を記録媒体として用いる記録装置も使用されるようになっている。
【０００７】
図７はインクジェット記録装置の外観斜視図であり、図８はインクジェット記録装置のアッパーカバー１２１を取り外した状態を示す斜視図である。
【０００８】
図８において、インクジェット記録装置の前面に、前面へ開閉可能なロールホルダーユニット１２２が設けられており、記録紙等の記録媒体はロールホルダーユニット１２２から記録部へ供給される。インクジェット装置は、２個の脚部１８０に支持された装置本体１９０、排紙された記録紙等の記録媒体を積載するスタッカ１２３、内部が透視可能な透明で開閉可能なアッパーカバー１２１を備えている。装置本体１００の図示右側には、回復ユニット３００、メインタンク１３０を保持する供給ユニット３２０が配設されている。
【０００９】
図８において、インクジェット記録装置は、さらに、記録紙等の記録媒体を矢印Ａ方向（副走査方向）に搬送するための搬送ローラ対１１０と、記録媒体の幅方向（矢印Ｂ方向、主走査方向）に往復移動可能に案内支持されたキャリッジ２００と、キャリッジ２００を矢印Ａ方向に往復移動させるためのキャリッジモータ（不図示）及びベルト伝動手段２７０と、キャリッジ２００に装着された記録手段としての印字ヘッド２０１と、印字ヘッド２０１のノズル口（不図示）のメニスカスを保持するために適正な負圧力（印字ヘッド２０１と供給ユニット３２０の液面の水頭差による負圧力）を与えかつ、インクタンク１３０を保持する供給ユニット３２０を備え、印字ヘッド２０１の吐出口の目詰まりなどによるインク吐出不良を解消させるための吸引式のヘッドクリーニングを行う回復ユニット３００とを備えている。
【００１０】
図示のインクジェット記録装置の場合、キャリッジ２００には、記録媒体にカラー記録を行うための複数の印字ヘッド２０１が装着されている。この複数の印字ヘッド２０１は、例えば、それぞれ異なった色のインクに対応した６つの印字ヘッド２０１｛例えば、Ｙ（イエロー）用ヘッド、Ｍ（マゼンタ）用ヘッド、Ｃ（シアン）用ヘッド、Ｂｋ（ブラック）用ヘッド、淡Ｃ（淡色シアン）用ヘッド、淡Ｍ（淡色マゼンタ）用ヘッド、｝で構成されている。そして、前記印字ヘッド２０１は、供給チューブ３３５（各色別々）により供給ユニット３２０と接続されており、インクが印字ヘッド２０１に送られると印字可能となる。また、前記供給チューブ３３５はキャリッジ２００の往復移動の際に暴れることのないように、キャタピラ２６０によってそれらの全てが束ねられている。
【００１１】
以上の構成で記録紙等の記録媒体に記録を行う場合、搬送ローラ対１１０によって記録媒体を所定の記録開始位置まで搬送した後、ここから印字ヘッド２０１による主走査及び搬送ローラ１１０による副走査を繰り返すことにより、記録媒体全体に対する記録が行われる。
【００１２】
すなわち、キャリッジベルト２７０およびキャリッジモータ（不図示）によってキャリッジ２００が図８中の矢印Ｂ方向に移動することにより、記録媒体に記録が行われる。キャリッジ２００が主走査される前の位置に戻されると、搬送ローラ対１１０によって記録媒体が副走査方向（図８中の矢印Ａ方向）に搬送され、その後再び図８中の矢印Ｂ方向にキャリッジ２００の主走査が行なわれることにより、記録媒体に対する画像や文字等の記録が行なわれる。上記の動作を繰り返し、記録媒体の１枚分の記録が終了すると、該記録媒体はスタッカ１２３内に排紙され、１枚分の記録が完了する。なお、以下の説明における「記録紙」は、プラスチック薄板や布等を含む記録媒体の一例を指すものである。
【００１３】
次に、このインクジェット記録装置のインク供給系の構成について図９を参照して説明する。図９は、図８に示すインクジェット記録装置のインク流路図を表し、説明を簡単にするため、１色分の流路についてのみ示している。
【００１４】
２０１は印字ヘッド２０１であり、供給チューブ３３５の先端に設けられたヘッド接続部が、挿入口２０１ａに接続される。その挿入口２０１ａは、後述する液室２０１ｆに接続されている。上記した液室２０１ｆは複数のノズル２０１ｇを有するノズル部につながっておりノズル２０１ｇにインクに直接供給している。それゆえ、挿入口２０１ａからのインクはノズル２０１ｇに供給される。また、挿入口２０１ａからノズル２０１ｇまでの間は大気に対して気密な状態に保たれていることは言うまでもない。
【００１５】
ノズル２０１ｇは、インクを吐出する先端（吐出口）を下向きにして配列されており、インクは吐出口にてメニスカスを形成した状態でノズル２０１ｇ内を満たしている。そのため、印字ヘッド２０１の内部、特に液室２０１ｆ内は大気圧に対して負圧の状態に保たれている。ただし、負圧が小さすぎると、ノズル２０１ｇの先端に異物やインクが付着した場合、インクの吐出口におけるメニスカスが破れてインクがノズル２０１ｇから漏れ出てしまうことがある。またこの逆に負圧が大きすぎると、吐出時にインクに与えられるエネルギーよりもノズル２０１ｇ内（液室２０１ｆ内）にインクを引き戻す力が強くなってしまい、吐出不良となってしまう。よって、液室２０１ｆ内における負圧は、大気圧よりも若干低い一定の範囲に保たれる。この負圧の範囲は、ノズル２０１ｇの数、断面積、発熱抵抗素子の性能等により異なるが、一般的に−２０ｍｍＡｑ〜−２００ｍｍＡｑの範囲が好ましいとされる。
【００１６】
印字ヘッド２０１内を上記した負圧にする方法としては、印字ヘッド２０１を供給ユニット３２０よりも高い位置に配置するとともに両者を供給チューブ３３５で接続し、その水頭差により負圧を発生させている。
【００１７】
次に、上記供給ユニット３２０およびメインタンク１３０について説明する。メインタンク１３０は、供給ユニット３２０に対して着脱可能な構成であり、その底部に、ゴム栓１３０ｂで密封されたインク供給口と、ゴム栓１３０ｃで密封された空気導入口とを有する。
【００１８】
一方、供給ユニット３２０は、メインタンク１３０からインクを取り出すためのインク供給針３２１と、メインタンク１３０内へ空気を導入させるための空気導入針３２２とを有する。インク供給針３２１および空気導入針３２２はともに中空の針であり、メインタンク１３０のインク供給口および空気導入口の位置に対応させて針先を上方に向けて配置されており、メインタンク１３０が供給ユニット３２０に装着されることで、インク供給針３２１および空気導入針３２２がそれぞれゴム栓１３０ｂ，１３０ｃを貫通し、メインタンク１３０の内部に侵入する構成となっている。
【００１９】
インク供給針３２１は、液路３２３、供給弁３２５、および液路３２７という経路を経て、供給チューブ３３５と接続される。空気導入針３２２は、液路３２８、バッファ室３３０、大気連通口３２９を経て大気と連通する。
【００２０】
供給弁３２５は、ゴム材からなるダイアフラム３２５ａを有し、このダイアフラム３２５ａを変位させることにより２つの液路３２７，３２３間の遮蔽、開放を行う。ダイアフラム３２５ａの上面には、押圧ばね３２５ｃを保持するばねホルダ３２５ｂが取り付けられており、この押圧ばね３２５ｃによりダイアフラム３２５ａを押し潰すことにより、液路３２７，３２３間が遮蔽される。
【００２１】
その供給弁３２５の作動は、モータ３２５ｅの駆動力を不図示のギヤトレインを介して、カム３２５ｆに伝達（回転）することで行う。そのカム３２５ｆの回転によりレバー３２５ｄを動作させて、押圧ばね３２５ｃのばね力に抗してばねホルダ３２５ｂを持ち上げることで、液路３２７，３２３間が連通する。供給弁３２５は、印字ヘッド２０１がインクを吐出している状態では開放され、待機中および休止中は遮蔽される。
【００２２】
また、上述した供給ユニット３２０の構成は、インクの色ごとに設けられている。
【００２３】
以上の構成により、印字ヘッド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１３０から供給ユニット３２０および供給チューブ３３５を介して印字ヘッド２０１へ供給される。その際、メインタンク１３０から供給されたインクと同量の空気が、大気連通口３２９からバッファ室３３０、空気導入針３２２を経て、メインタンク１３０内に導入される。（例えば，特許文献１参照）
【特許文献１】
特開２００２−２３４１８０号公報
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したインクジェット記録装置のインク供給系構成においては、印字中に自由にメインタンク１３０を交換できないという不都合がある。なぜなら、メインタンク１３０を外してしまうと、印字ヘッド２０１に適正な負圧を与える上記したバッファタンク３３０との接続（インク的接続）が切れてしまい、印字ヘッド２０１に適正な負圧を与えられなくなるからである。
【００２５】
したがって、メインタンク１３０を交換する場合は、印字が終了して、待機状態になるまで待つしかない。この待ち時間（印字時間）は、印字面積、印字密度、印字モードなどによって当然異なるが、特に、大判用インクジェット記録装置（約Ａ２サイズ〜）においては、その印字面積が小判用インクジェット記録装置（約〜Ａ３サイズ）に比較して、数倍〜数十倍になり、印字時間も印字面積に比例して数倍〜数十倍になってしまう。
【００２６】
したがって、大判用インクジェット記録装置においては、その印字時間が数十分をゆうに越えてしてしまうことがまれではない。特に、長尺印字を行った場合、最も印字時間が長くなる。
【００２７】
つまり、印字中に自由にメインタンク１３０を交換できないということは、ユーザーはこの印字時間分だけ待たなければならないということになり、煩わしさがつきまとう。
【００２８】
本発明はこのような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、印字ヘッド２０１と前記印字ヘッド２０１にインクを供給する供給ユニット３２０を備え、前記印字ヘッド２０１と前記供給ユニット３２０とは供給チューブ３３５により接続された、いわゆるチュービング インク供給型のインクジェット記録装置であって、前記印字ヘッド２０１を印字可能状態にする負圧力は、前記供給ユニット３２０の重力方向の位置を前記印字ヘッド２０１より低い位置に配置することで発生させ、前記印字ヘッド２０１−供給ユニット３２０間のインク供給路の途中に交換可能なメインタンク１３０を備えるインクジェット記録装置において、装置の待機中はもとより、印字中に自由にメインタンク１３０の交換が可能なインクジェット記録装置を提供することである。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明では、印字ヘッドと前記印字ヘッドにインクを供給するインク供給手段を備え、前記印字ヘッドと前記インク供給手段とはインク供給チューブにより接続されたインクジェット記録装置であって、前記印字ヘッドを印字可能状態にする負圧力は、前記インク供給手段の重力方向の位置を前記印字ヘッドより低い位置に配置することで発生させ、前記印字ヘッド−インク供給手段間のインク供給路の途中に交換可能なメインタンクを備えるインクジェット記録装置において、前記印字ヘッドと前記メインタンク間のインク供給路の途中にインク溜め部を設け、前記メインタンクと接続されるインク供給針からインク溜め部までのインク供給路の重力方向 位置は、前記印字ヘッドを印字可能状態にする負圧力を発生させるのに適正な範囲になる位置に配置するとともに、その全容積は最大印字画像を印字した場合のインク消費量以上のインクが収納できる容積になるよう構成したものである。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図面を参照して、本発明のインクジェット記録装置の一実施形態を説明する。なお、従来例と同様部分は、番号を同じくし、説明を割愛する。
【００３１】
図１は、インクジェット記録装置を示す斜視図を示す。
【００３２】
図１において、インクジェット記録装置１は、内部に種々の部品や部材が収納されている筐体４を有する。この筺体４は、互いに向き合って配置された２つの架台１８０，１８０それぞれの上端部に跨がるように固定されている。筺体４の内部には、所定間隔離れて向き合う２枚の支持板（側板）が固定されている。それぞれの支持板 同志の間には、記録媒体が搬送される搬送方向（矢印Ａ方向であり副走査方向）に直交する主走査方向（矢印Ｂ方向）に延びる円柱状のキャリッジレール１６を備える上筐体１５が配置されている。その上筐体１５の長手方向両端部はそれぞれ支持板に固定されている。
【００３３】
キャリッジ２００には、略Ｃ型の摺動溝（不図示）を有しており、その摺動溝は、図１の矢印Ｂ方向に往復動可能なようキャリッジレール１６を嵌め込んでいる。
【００３４】
また、その往復動の駆動として、インクジェット記録装置１には駆動モータ（不図示）と、キャリッジレール１６の長手方向両端部にはそれぞれプーリ（不図示）が配置されており、これら２つのプーリには無端ベルト２７０が掛け渡されている。この無端ベルト２７０の一部分にキャリッジ２００が固定されている。
【００３５】
駆動モータは、キャリッジ搬送駆動制御部（不図示）から送信されてきた駆動制御パルス信号に基づいて制御される。従って、駆動モータが所定のタイミングで駆動してプーリが回転すると無端ベルト２７０と共にキャリッジ２００が図１の矢印Ｂ方向に往復動する。この往復動の際、キャリッジ２００は、キャリッジレール１６によって案内される。
【００３６】
それから、キャリッジ２００には、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック、淡シアン、淡マゼンタなどの各色ごとの印字ヘッド２０１が搭載され、従来例と同様に、供給チューブ３３５（各色別々）により供給ユニット３２０と接続されており、インクが印字ヘッド２０１に送られると印字可能となる。また、前記供給チューブ３３５はキャリッジ２００の往復移動の際に暴れることのないように、キャタピラ２６０によってそれらの全てが束ねられている。
【００３７】
印字ヘッド２０１には、印字ヘッド２０１を制御する印字ヘッド制御部（不図示）から駆動パルス信号が送られてくる。この駆動パルス信号は画像データに基づいて形成されたものであり、印字ヘッド２０１は、この駆動パルス信号に基づいて所定のタイミングでインクを吐出するように制御される。
【００３８】
次に、本発明のインク供給系について説明する。
【００３９】
図２、６は、本発明のインク流路図を示し、図３は図２の要部（インク溜め部７０）拡大図、図４、５は、メインタンク１３０を外した状態の本発明のインク流路図を示している。また、図２〜６は従来例と同様に１色分だけ模式的に示している。また、従来例と同様部分は番号を同じくして表し説明を割愛する。
【００４０】
図２〜６において、６０はインク溜め部を表し、供給ユニット３２０の液路３２７と接続されるとともに、後述するインク溜め遮蔽弁７０と液路６１により接続されている。
【００４１】
インク溜め部６０には、密閉された箱状のインク溜め６０ａ、そのインク溜め６０ａの上部に接続されたエアーチューブ６０ｂ、そのエアーチューブ６０ｂを介してインク溜め６０ａの液面調整（後述する）をするチューブポンプであるエアー抜きポンプ６０ｃ、そのエアー抜きポンプ６０ｃの駆動源であるポンプ駆動モータ６０ｄ、上記インク溜め６０ａの液面を検出するインク溜め液面検知針６０ｅを有している。上記インク溜め液面検知針６０ｅは、２種類の長さの金属棒であり、その先端（上端）はインクの電気抵抗を測定する不図示の回路と接続されている。そして、もう一方の先端（下端）がインクと接触するとインクを介して回路に電流が流れるため液面を検知することができる。つまり、インク溜め６０ａ内の液面が所定の位置に以上になっているかどうかを検出できるようになっている。
【００４２】
それから、供給ユニット３２０内インク供給針３２１の先端からインク溜め６０ａ内までのインク供給路の印字ヘッド２０１との重力方向の位置は、印字ヘッド２０１を印字可能状態にする負圧力を発生させる適正範囲に配置されている。つまり、従来例で説明したように、印字ヘッド２０１に対して−２０ｍｍＡｑ〜−２００ｍｍＡｑになる位置の範囲に配置されている。それから、その容積は最大印字画像を印字した場合のインク消費量以上のインクが蓄積できる容積にあらかじめ設定されている。
【００４３】
ここで、最大印字画像を印字した場合のインク消費量について説明する。
例えば、最大印字幅４２インチ（約１０６７ｍｍ）、最大印字長さ２００インチ（約５ｍ）、印字密度６００ｄｐｉ（主走査）×６００ｄｐｉ（副走査）の仕様の装置を例にとって説明する。
【００４４】
印字ヘッド２０１の１滴あたりのインク容積は８ｐｌ（ピコリットル）、最大印字ｄｕｔｙは１色あたり１００％とする。そうすると、最大インク消費量は４２（インチ）×６００（ｄｐｉ）×２００（インチ）×６００（ｄｐｉ）×８（ｐｌ）×１０＾−９＝２４．１９２（ｍｌ）印字ヘッド２０１の吸引回復時、予備吐時のインク消費量をそれぞれ１ｍｌ、０．５ｍｌとすると、２４．１９２＋１＋０．５＝２５．６９２ｍｌとなる。
【００４５】
したがって、本実施例の場合は、インク供給針３２１の先端からインク溜め６０ａ内までの容積を３０ｍｌ（インク溜め６０ａ容積：２７ｍｌ、その他液路容積：３ｍｌ）とした。ただし、インク溜め６０ａ容積は液面検知針６０ｅにより検知される下限の容積である。
【００４６】
図２〜６にもどって、７０はインク溜め遮蔽弁を示し、上述した液路６１によりインク溜め部６０と、液路７１により供給チューブ３３５と、にそれぞれ接続されている。内部の構造については従来例で示した供給弁３２５と同一構造であるため説明を割愛する。
【００４７】
８０はエアー遮蔽弁を示し、上述したエアー抜きポンプ６０ｃの排出口に接続され、反対側は大気開放されている。また、エアー遮蔽弁８０も内部の構造については従来例で示した供給弁３２５と同一構造であるため説明を割愛する。
【００４８】
９０は、インク溜め遮蔽弁７０とエアー遮蔽弁８０の共通の駆動源である遮蔽弁駆動部を示し、駆動モーターにより不図示ギアトレインを介して、カムを回転させるよう構成されている。このカムの回転制御は、不図示のフォトセンサーとセンサーフラグによりカムのホームポジション（以下Ｈ．Ｐ．）を検知し、そのＨ．Ｐ．から所定の角度 回転させることで行われる。その所定の角度というのは、各モード（弁の遮蔽ｏｒ開放）のカム（センサーフラグ）とレバーの機械的な位相により、あらかじめ決められている。
【００４９】
つまり、例えばＨ．Ｐ．から９０°の回転位置でインク溜め遮蔽弁７０が開放されるとあらかじめ設定されているとするならば、駆動モータを回転させフォトセンサーとセンサーフラグによりＨ．Ｐ．を検知した後、９０°の回転位置で止めるよう制御すればよいことになる。本実施例の場合、インク溜め遮蔽弁７０とエアー遮蔽弁８０の共通の駆動源で駆動させており、そのモードは表１のようになる。
【００５０】
【表１】
【００５１】
それから、供給チューブ３３５とキャリッジ２００内 印字ヘッド２０１の接続は従来例と同様の構成である。
【００５２】
また、上述したインク供給系の構成は、インクの色ごとに設けられている。
【００５３】
このような構成において、印字中におけるメインタンク１３０の交換について説明する。
【００５４】
図４、５は、メインタンク１３０を外した際の流路図、図６はその後メインタンク１３０を装着した流路図である。
【００５５】
メインタンク１３０を外すと大気と接する液面は、インク供給針３２１の開口部３２１ａになる。したがって、その開口部３２１ａと印字ヘッド２０１との重力方向の差（水頭差）により、印字ヘッド２０１に負圧力が与えられる。この時、開口部３２１ａは印字ヘッド２０１への負圧の適性範囲に配置されているため印字に影響を与えることはない。
【００５６】
そして、印字が続けられインク供給針３２１から、インクをどんどん消費し、インク溜め６０ａの直下までの消費すると、今度はインク溜め６０ａのインクが消費され始め、そのインク消費量分の空気（インク供給針３２１の開口部から入ってくる）がインク溜め６０ａに入り、図５のようにインク溜め６０ａの液面が下がっていく。この時、大気と接する液面はインク溜め６０ａの直下であり、この位置も印字ヘッド２０１への負圧の適性範囲に配置されているため印字に影響を与えることはない。そして印字が終了する。
【００５７】
また、上述したように、インク供給針３２１の先端からインク溜め６０ａ内までのインク供給路の容積は３０ｍｌであり、最大印字画像を印字した場合のインク消費量（２５．６９２ｍｌ）以上に設定されているので、印字が終了するまでにインク溜め６０ａのインクを使いきることはない。したがって、印字が終了するまでに、たとえメインタンク１３０が挿入されなくても、印字は保証される。次に、メインタンク１３０が外され、直ぐに新しいメインタンク１３０が挿入された場合について説明する。例えば、図５のようにインク溜め６０ａのインクを約半分消費した時点でメインタンク１３０が挿入された場合を例にとって説明する。
【００５８】
図５の状態では、インク溜め６０ａの直下の液面が大気と接している液面であるため、この液面と印字ヘッド２０１との重力方向の差（水頭差）により、印字ヘッド２０１に負圧力が与えられている。上述したように、この液面は印字ヘッド２０１への負圧の適性範囲に配置されているため印字に影響を与えることはない。この状態で、図６のようにメインタンク１３０が挿入されると、空気導入針３２２の開口部３２２ａを通じて、空気導入針３２２−液路３２８間に残っているインクとメインタンク１３０内のインクがつながり、空気導入針３２２−液路３２８間のインクの液面３２８ａが印字ヘッド２０１に負圧力を与える液面になる。また、この時、空気導入針３２２−液路３２８間にインクがない場合は、その液面３２８ａがメインタンク１３０の直下となる。それゆえ、空気導入針３２２−液路３２８間のインクの有り無しにかかわらず、上記液面３２８ａの位置は印字ヘッド２０１への負圧の適性範囲になる。よって、印字に悪影響を与えることはない。
【００５９】
それから、この状態では、インク供給針３２１−液路３２７（インク溜め６０ａの直下まで）間にはインクはなく空気が入っているが、印字が進むと消費した分のインクがインク溜め６０ａから印字ヘッド２０１へ供給されることで、インク溜め６０ａが負圧になり、供給された分の空気が液路３２７からインク溜め６０ａに入り、インク溜め６０ａの液面が下がってくる。それと同時に、インク供給針３２１−液路３２７間でも同様にインク溜め６０ａに入った空気分だけ負圧になり、上記消費分のインクがメインタンク１３０から供給針３２１へ入り、インク供給針３２１−液路３２７間がインクで満たされていく。メインタンク１３０内でも同様に消費分の空気が空気導入針３２２から入る。
【００６０】
このようにして、印字中にメインタンク１３０を交換した場合でも、印字ヘッド２０１への負圧の適性範囲に保たれ、インクも導入されていくので、印字に悪影響を与えることはない。
【００６１】
そして、印字が終了すると、今度はインク溜め６０ａの下がった液面を復活させるインク溜め６０ａ液面調整処理を行う。次に、その処理について説明する。
【００６２】
まず、遮蔽弁駆動部９０により、インク溜め遮蔽弁７０を遮蔽し、エアー遮蔽弁を開放させる。その動作は上記した通りであり、表１のモード２の状態にする。それから、供給弁３２５を開放させ、この状態で、エアー抜きポンプ６０ｃを駆動しインク溜め６０ａの空気を抜く。そうすると、その抜いた分のインクがメインタンク１３０からインク供給針３２１→液路３２３→遮蔽弁３２５→液路３２７と移動し、インク溜め６０ａに入る。
【００６３】
この時、インク溜め遮蔽弁７０は遮蔽されているため、印字ヘッド２０１からインクを引いてくることはない。また、インク供給針３２１−液路３２７間がインクで満たされていなく空気が存在している場合でも、インク溜め６０ａの空気を抜くことで、インクで満たされていき、その空気はインク溜め６０ａの空気と一緒になり、エアー抜きポンプ６０ｃによって抜かれていく。
【００６４】
そして、インク溜め液面検知針６０ｅにより液面が検知された時点でエアー抜きポンプ６０ｃを止め、その後、インク溜め６０ａ内の圧力が制定する時間を待って、供給弁３２５とエアー遮蔽弁を遮蔽し、インク溜め遮蔽弁７０を開放させる（モード１、図２の状態）。
【００６５】
このようにして、インク溜め６０ａの液面を復活させれば印字可能となり、印字命令待ちの待機状態となる。
【００６６】
このようにして、印字中であっても、メインタンク１３０を自由に交換できるため、ユーザーは印字が終了するまでメインタンク１３０交換作業を待たなければならないという煩わしさが解消できる。
【００６７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなごとく、本発明では、印字ヘッドと前記印字ヘッドにインクを供給するインク供給手段を備え、前記印字ヘッドと前記インク供給手段とはインク供給チューブにより接続されたインクジェット記録装置であって、前記印字ヘッドを印字可能状態にする負圧力は、前記インク供給手段の重力方向の位置を前記印字ヘッドより低い位置に配置することで発生させ、前記印字ヘッド−インク供給手段間のインク供給路の途中に交換可能なメインタンクを備えるインクジェット記録装置において、前記印字ヘッドと前記メインタンク間のインク供給路の途中にインク溜め部を設け、前記メインタンクと接続されるインク供給針からインク溜め部までのインク供給路の重力方向位置は、前記印字ヘッドを印字可能状態にする負圧力を発生させる適正範囲になる位置に配置するとともに、その全容積は最大印字画像印字時のインク消費量以上のインクが収納できる容積になるよう構成することで、印字中におけるメインタンク交換が可能となり、ユーザーは印字が終了するまで待たなければならないという煩わしさを解消できる。
【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模式図
【図２】本発明のインク流路図
【図３】本発明のインク流路図
【図４】本発明のインク流路図
【図５】本発明のインク流路図
【図６】本発明のインク流路図
【図７】従来のインクジェット記録装置の模式図
【図８】従来のインクジェット記録装置の模式図
【図９】従来のインク流路図
【符号の説明】
１ インクジェット記録装置
６０ インク溜め部
６０ａ インク溜め
６０ｂ エアーチューブ
６０ｃ エアー抜きポンプ
６０ｄ ポンプ駆動モータ
６０ｅ インク溜め液面検知針
６１ 液路
７０ インク溜め遮蔽弁
７１ 液路
８０ エアー遮蔽弁
９０ 遮蔽弁駆動部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inkjet recording apparatus that forms an image by ejecting ink onto a recording medium such as recording paper.
[0002]
[Prior art]
Recording devices that have functions such as printers, copiers, and facsimile devices, or recording devices that are used as output devices such as composite electronic devices and workstations including computers and word processors, etc. The image (including characters, symbols, and the like) is recorded on the recording medium of (1). The recording apparatus can be classified into an ink jet type, a wire dot type, a thermal type, a laser beam type, and the like according to a recording method.
[0003]
2. Description of the Related Art In a serial type recording apparatus that performs recording while performing main scanning in a direction crossing a recording medium conveyance direction (paper feeding direction and sub-scanning direction), an image is recorded by recording means (recording head) that moves along the recording medium. (Main scanning), after printing of one line is completed, a predetermined amount of paper feed (pitch conveyance as sub-scanning) is performed, and then the image of the next line is recorded on the stopped recording medium again (Main scanning). By repeating the operation of “scanning”, recording is performed in a desired range of the recording medium. On the other hand, in a line type printing apparatus that performs printing only in the sub-scanning direction in the transport direction of the printing medium, the printing medium is set at a predetermined printing position, and a predetermined amount of printing is performed while printing one row continuously. Paper feeding (pitch feeding) is performed, and an image is recorded in a desired range of the recording medium.
[0004]
Among them, an ink jet type recording apparatus (ink jet recording apparatus) performs recording by ejecting ink from a recording means (recording head) to a recording medium, so that the recording means can be easily made compact and a high definition image can be obtained. Can be recorded at high speed, can be recorded on plain paper without requiring special processing, running costs are low, the noise is low because of the non-impact method, and many types of ink (for example, color Ink) makes it easy to record a color image.
[0005]
In particular, an ink jet recording unit (print head) that ejects ink by using thermal energy includes an electrothermal converter, an electrode, and a film formed on a substrate through a semiconductor manufacturing process such as etching, vapor deposition, or sputtering. By forming the liquid path wall, the top plate, and the like, it is possible to easily manufacture a device having a high-density liquid path arrangement (discharge port arrangement) and achieve further downsizing. Further, by utilizing the advantages of the IC technology and the micromachining technology, it is easy to make the recording means longer and more planar (two-dimensional), and it is also easier to make the recording means full-multi and high-density mounting. .
[0006]
In addition, there are various demands for the material of the recording medium, and in recent years, developments in response to these demands have been advanced, and paper (including thin paper and processed paper) which is an ordinary recording medium and a thin resin plate (such as OHP) have been developed. In addition, a recording apparatus using cloth, leather, nonwoven fabric, metal, or the like as a recording medium has been used.
[0007]
FIG. 7 is an external perspective view of the ink jet recording apparatus, and FIG. 8 is a perspective view showing a state where the upper cover 121 of the ink jet recording apparatus is removed.
[0008]
In FIG. 8, a roll holder unit 122 that can be opened and closed to the front is provided on the front surface of the ink jet recording apparatus, and a recording medium such as recording paper is supplied from the roll holder unit 122 to a recording unit. The ink jet apparatus includes an apparatus main body 190 supported by two legs 180, a stacker 123 on which a recording medium such as a discharged recording sheet is stacked, and a transparent, openable and closable upper cover 121 whose inside can be seen through. I have. A recovery unit 300 and a supply unit 320 that holds the main tank 130 are provided on the right side of the apparatus main body 100 in the figure.
[0009]
In FIG. 8, the inkjet recording apparatus further includes a transport roller pair 110 for transporting a recording medium such as recording paper in the direction of arrow A (sub-scanning direction), and the width direction of the recording medium (direction of arrow B, main scanning direction). ), A carriage motor (not shown) and a belt transmission means 270 for reciprocating the carriage 200 in the direction of arrow A, and printing as a recording means mounted on the carriage 200. An appropriate negative pressure (negative pressure due to a head difference between the liquid levels of the print head 201 and the supply unit 320) is applied to the head 201 and a meniscus of a nozzle opening (not shown) of the print head 201, and the ink tank 130 And a supply unit 320 for holding the print head 201. And a recovery unit 300 for performing head cleaning suction type for.
[0010]
In the illustrated inkjet recording apparatus, a plurality of print heads 201 for performing color recording on a recording medium are mounted on the carriage 200. The plurality of print heads 201 include, for example, six print heads 201 each corresponding to a different color ink, such as a Y (yellow) head, an M (magenta) head, a C (cyan) head, a Bk ( A head for black), a head for light C (light cyan), a head for light M (light magenta), and｝. The print head 201 is connected to the supply unit 320 by a supply tube 335 (separately for each color), and can print when the ink is sent to the print head 201. The supply tubes 335 are all bundled by a caterpillar 260 so that the supply tubes 335 do not move when the carriage 200 reciprocates.
[0011]
When recording is performed on a recording medium such as recording paper with the above configuration, after the recording medium is transported to a predetermined recording start position by the transport roller pair 110, main scanning by the print head 201 and sub-scanning by the transport roller 110 are performed from here. By repeating, recording is performed on the entire recording medium.
[0012]
That is, the carriage 200 is moved in the direction of arrow B in FIG. 8 by the carriage belt 270 and the carriage motor (not shown), so that recording is performed on the recording medium. When the carriage 200 is returned to the position before the main scanning, the recording medium is conveyed by the conveying roller pair 110 in the sub-scanning direction (the direction of arrow A in FIG. 8), and then the carriage is again moved in the direction of arrow B in FIG. By performing the main scanning of 200, recording of images, characters, and the like on the recording medium is performed. When the above operation is repeated and the recording of one sheet of the recording medium is completed, the recording medium is discharged into the stacker 123 and the recording of one sheet is completed. Note that “recording paper” in the following description indicates an example of a recording medium including a plastic thin plate, cloth, or the like.
[0013]
Next, a configuration of an ink supply system of the inkjet recording apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows an ink flow path diagram of the ink jet recording apparatus shown in FIG. 8, and for simplification of description, only a flow path for one color is shown.
[0014]
Reference numeral 201 denotes a print head, and a head connection portion provided at the end of the supply tube 335 is connected to the insertion port 201a. The insertion port 201a is connected to a liquid chamber 201f described later. The above-described liquid chamber 201f is connected to a nozzle unit having a plurality of nozzles 201g, and supplies the ink directly to the nozzles 201g. Therefore, the ink from the insertion port 201a is supplied to the nozzle 201g. It goes without saying that the space from the insertion port 201a to the nozzle 201g is kept airtight with respect to the atmosphere.
[0015]
The nozzles 201g are arranged with the tip (ejection port) for ejecting ink facing downward, and the ink fills the nozzle 201g with a meniscus formed at the ejection port. Therefore, the inside of the print head 201, particularly the inside of the liquid chamber 201f, is maintained at a negative pressure with respect to the atmospheric pressure. However, if the negative pressure is too small, when foreign matter or ink adheres to the tip of the nozzle 201g, the meniscus at the ink discharge port may be broken and the ink may leak from the nozzle 201g. On the other hand, if the negative pressure is too large, the force for pulling the ink back into the nozzle 201g (the liquid chamber 201f) becomes stronger than the energy given to the ink at the time of ejection, resulting in ejection failure. Therefore, the negative pressure in the liquid chamber 201f is maintained in a certain range slightly lower than the atmospheric pressure. The range of the negative pressure varies depending on the number of nozzles 201g, the cross-sectional area, the performance of the heating resistance element, and the like, but generally, the range of -20 mmAq to -200 mmAq is preferable.
[0016]
As a method of setting the inside of the print head 201 to the above-described negative pressure, the print head 201 is disposed at a position higher than the supply unit 320, and both are connected by the supply tube 335, and a negative pressure is generated by the difference in water head. .
[0017]
Next, the supply unit 320 and the main tank 130 will be described. The main tank 130 is configured to be detachable from the supply unit 320, and has, at the bottom thereof, an ink supply port sealed with a rubber stopper 130b and an air introduction port sealed with a rubber stopper 130c.
[0018]
On the other hand, the supply unit 320 has an ink supply needle 321 for removing ink from the main tank 130 and an air introduction needle 322 for introducing air into the main tank 130. The ink supply needle 321 and the air introduction needle 322 are both hollow needles, and are arranged with their needle tips facing up corresponding to the positions of the ink supply port and the air introduction port of the main tank 130. By being attached to the supply unit 320, the ink supply needle 321 and the air introduction needle 322 penetrate the rubber stoppers 130b and 130c, respectively, and enter the inside of the main tank 130.
[0019]
The ink supply needle 321 is connected to the supply tube 335 via a path of a liquid path 323, a supply valve 325, and a liquid path 327. The air introduction needle 322 communicates with the atmosphere via the liquid path 328, the buffer chamber 330, and the atmosphere communication port 329.
[0020]
The supply valve 325 has a diaphragm 325a made of a rubber material. The diaphragm 325a is displaced to shield and open the two liquid paths 327 and 323. A spring holder 325b holding a pressing spring 325c is attached to the upper surface of the diaphragm 325a, and the liquid passages 327 and 323 are shielded by crushing the diaphragm 325a by the pressing spring 325c.
[0021]
The operation of the supply valve 325 is performed by transmitting (rotating) the driving force of the motor 325e to the cam 325f via a gear train (not shown). The rotation of the cam 325f operates the lever 325d to lift the spring holder 325b against the spring force of the pressing spring 325c, so that the liquid paths 327 and 323 communicate with each other. The supply valve 325 is opened when the print head 201 is discharging ink, and is shut off during standby and during pause.
[0022]
The configuration of the supply unit 320 described above is provided for each color of ink.
[0023]
With the above configuration, when the ink in the print head 201 is consumed, the ink is supplied from the main tank 130 to the print head 201 via the supply unit 320 and the supply tube 335 at any time due to the negative pressure. At this time, the same amount of air as the ink supplied from the main tank 130 is introduced into the main tank 130 from the atmosphere communication port 329 via the buffer chamber 330 and the air introduction needle 322. (For example, see Patent Document 1)
[Patent Document 1]
JP 2002-234180 A
[0024]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described ink supply system configuration of the ink jet recording apparatus has a disadvantage that the main tank 130 cannot be freely replaced during printing. This is because if the main tank 130 is removed, the connection (ink-like connection) with the buffer tank 330 that gives an appropriate negative pressure to the print head 201 is cut off, and the appropriate negative pressure is given to the print head 201. Because it is gone.
[0025]
Therefore, when replacing the main tank 130, it is necessary to wait until the printing is completed and the standby state is reached. The waiting time (printing time) naturally depends on the printing area, printing density, printing mode, and the like. In particular, in a large-format ink jet recording apparatus (about A2 size or larger), the printing area is small. (A3 size), several times to several tens times, and the printing time is several times to several tens times in proportion to the printing area.
[0026]
Therefore, it is not unusual for the printing time of a large-format ink jet recording apparatus to exceed tens of minutes. In particular, when long printing is performed, the printing time is the longest.
[0027]
In other words, the fact that the main tank 130 cannot be freely replaced during printing means that the user has to wait for this printing time, which is troublesome.
[0028]
The present invention has been made in view of such technical problems, and an object of the present invention is to provide a print head 201 and a supply unit 320 for supplying ink to the print head 201, and the print head 201 and the supply The unit 320 is a so-called tubing ink supply type ink jet recording apparatus connected by a supply tube 335, and the negative pressure for bringing the print head 201 into a printable state changes the position of the supply unit 320 in the direction of gravity. In an ink jet recording apparatus having a main tank 130 that is generated by being disposed at a position lower than the print head 201 and is replaceable in the middle of an ink supply path between the print head 201 and the supply unit 320, not only during standby of the apparatus, An ink jet that allows the main tank 130 to be replaced freely during printing A recording device is provided.
[0029]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus comprising a print head and ink supply means for supplying ink to the print head, wherein the print head and the ink supply means are connected by an ink supply tube. The negative pressure that causes the print head to be in a printable state is generated by arranging the position of the ink supply means in the direction of gravity at a position lower than the print head, thereby providing an ink supply between the print head and the ink supply means. In an ink jet recording apparatus having a replaceable main tank in the middle of a path, an ink reservoir is provided in the middle of an ink supply path between the print head and the main tank, and the ink reservoir is connected to an ink supply needle connected to the main tank. The position of the ink supply path up to the ink supply path in the direction of gravity generates a negative pressure that makes the print head ready for printing. It is arranged at a position within an appropriate range for generating ink, and its total volume is configured to be a volume that can store ink that is equal to or more than the ink consumption when the maximum print image is printed.
[0030]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the ink jet recording apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same parts as those in the conventional example have the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0031]
FIG. 1 is a perspective view showing an ink jet recording apparatus.
[0032]
In FIG. 1, the inkjet recording apparatus 1 has a housing 4 in which various components and members are stored. The housing 4 is fixed so as to straddle the upper end of each of the two stands 180, 180 arranged facing each other. Two support plates (side plates) facing each other at a predetermined interval are fixed inside the housing 4. A column-shaped carriage rail 16 is provided between the support plates and extends in a main scanning direction (direction of arrow B) orthogonal to a conveyance direction (direction of arrow A and sub-scanning direction) in which the recording medium is conveyed. A housing 15 is provided. Both ends in the longitudinal direction of the upper housing 15 are fixed to the support plate.
[0033]
The carriage 200 has a substantially C-shaped sliding groove (not shown), and the sliding groove is fitted with the carriage rail 16 so as to be able to reciprocate in the direction of arrow B in FIG.
[0034]
As the reciprocating drive, a drive motor (not shown) is provided in the ink jet recording apparatus 1 and pulleys (not shown) are arranged at both ends of the carriage rail 16 in the longitudinal direction. Is an endless belt 270. The carriage 200 is fixed to a part of the endless belt 270.
[0035]
The drive motor is controlled based on a drive control pulse signal transmitted from a carriage transport drive control unit (not shown). Therefore, when the drive motor is driven at a predetermined timing to rotate the pulley, the carriage 200 reciprocates together with the endless belt 270 in the direction of arrow B in FIG. During this reciprocation, the carriage 200 is guided by the carriage rail 16.
[0036]
Then, the carriage 200 is equipped with a print head 201 for each color, such as yellow, magenta, cyan, black, light cyan, and light magenta. The print head 201 is connected, and can print when the ink is sent to the print head 201. The supply tubes 335 are all bundled by a caterpillar 260 so that the supply tubes 335 do not move when the carriage 200 reciprocates.
[0037]
A drive pulse signal is sent to the print head 201 from a print head control unit (not shown) that controls the print head 201. The drive pulse signal is formed based on image data, and the print head 201 is controlled to eject ink at a predetermined timing based on the drive pulse signal.
[0038]
Next, the ink supply system of the present invention will be described.
[0039]
2 and 6 show an ink flow path diagram of the present invention, FIG. 3 is an enlarged view of a main part (ink reservoir 70) of FIG. 2, and FIGS. FIG. 3 shows an ink flow path diagram. 2 to 6 schematically show only one color as in the conventional example. Also, the same parts as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0040]
2 to 6, reference numeral 60 denotes an ink reservoir, which is connected to the liquid passage 327 of the supply unit 320 and is connected to an ink reservoir shield valve 70 described later by a liquid passage 61.
[0041]
The ink reservoir 60 includes a closed box-shaped ink reservoir 60a, an air tube 60b connected to an upper portion of the ink reservoir 60a, and liquid level adjustment (described later) of the ink reservoir 60a via the air tube 60b. It has an air vent pump 60c as a tube pump, a pump drive motor 60d as a drive source of the air vent pump 60c, and an ink reservoir level detecting needle 60e for detecting the liquid level of the ink reservoir 60a. The ink reservoir liquid level detecting needle 60e is a metal rod having two kinds of lengths, and the tip (upper end) thereof is connected to a circuit (not shown) for measuring the electric resistance of the ink. When the other end (lower end) comes into contact with the ink, a current flows through the circuit via the ink, so that the liquid level can be detected. That is, it is possible to detect whether or not the liquid level in the ink reservoir 60a is higher than a predetermined position.
[0042]
Then, the position of the ink supply path from the tip of the ink supply needle 321 in the supply unit 320 to the inside of the ink reservoir 60a in the direction of gravity with respect to the print head 201 is within an appropriate range for generating a negative pressure that makes the print head 201 printable. Are located in That is, as described in the conventional example, the print head 201 is arranged in a range of −20 mmAq to −200 mmAq with respect to the print head 201. Then, the volume is set in advance to a volume capable of accumulating more ink than the amount of ink consumed when the maximum print image is printed.
[0043]
Here, the ink consumption when the maximum print image is printed will be described.
For example, an apparatus having a maximum print width of 42 inches (about 1067 mm), a maximum print length of 200 inches (about 5 m), and a print density of 600 dpi (main scanning) × 600 dpi (sub scanning) will be described as an example.
[0044]
The ink volume per drop of the print head 201 is 8 pl (picoliter), and the maximum print duty is 100% per color. Then, the maximum ink consumption is 42 (inch) × 600 (dpi) × 200 (inch) × 600 (dpi) × 8 (pl) × 10 ＾ −9 = 24.192 (ml) at the time of suction recovery of the print head 201 If the ink consumption during the preliminary ejection is 1 ml and 0.5 ml, respectively, then 24.192 + 1 + 0.5 = 2,692 ml.
[0045]
Therefore, in the case of the present embodiment, the volume from the tip of the ink supply needle 321 to the inside of the ink reservoir 60a was set to 30 ml (the volume of the ink reservoir 60a: 27 ml, and the volume of the other fluid path: 3 ml). However, the volume of the ink reservoir 60a is the lower limit volume detected by the liquid level detection needle 60e.
[0046]
2 to 6, reference numeral 70 denotes an ink reservoir blocking valve, which is connected to the ink reservoir 60 by the above-described liquid channel 61 and to the supply tube 335 by the liquid channel 71, respectively. Since the internal structure is the same as that of the supply valve 325 shown in the conventional example, the description is omitted.
[0047]
Reference numeral 80 denotes an air shutoff valve, which is connected to the discharge port of the above-described air vent pump 60c, and the other side is open to the atmosphere. The internal structure of the air shut-off valve 80 is the same as that of the supply valve 325 shown in the conventional example, and the description is omitted.
[0048]
Reference numeral 90 denotes a shielding valve driving unit that is a common driving source of the ink reservoir shielding valve 70 and the air shielding valve 80, and is configured to rotate a cam by a driving motor via a gear train (not shown). The rotation control of the cam detects a home position (hereinafter referred to as HP) of the cam by a photo sensor and a sensor flag (not shown). P. The rotation is performed by a predetermined angle. The predetermined angle is predetermined by the mechanical phase of the cam (sensor flag) and lever in each mode (shielding or opening of the valve).
[0049]
That is, for example, P. If it is set in advance that the ink reservoir blocking valve 70 is opened at a rotation position of 90 ° from, the drive motor is rotated, and the photo sensor and the sensor flag are used to rotate the drive motor. P. Is detected, control is performed so as to stop at a rotation position of 90 °. In the case of the present embodiment, the ink reservoir shielding valve 70 and the air shielding valve 80 are driven by a common driving source, and the modes are as shown in Table 1.
[0050]
[Table 1]
[0051]
Then, the connection between the supply tube 335 and the print head 201 in the carriage 200 is the same as that of the conventional example.
[0052]
The configuration of the ink supply system described above is provided for each ink color.
[0053]
In such a configuration, replacement of the main tank 130 during printing will be described.
[0054]
4 and 5 are flow diagrams when the main tank 130 is removed, and FIG. 6 is a flow diagram when the main tank 130 is mounted thereafter.
[0055]
When the main tank 130 is removed, the liquid level in contact with the atmosphere becomes the opening 321a of the ink supply needle 321. Therefore, a negative pressure is applied to the print head 201 due to a difference (head difference) in the direction of gravity between the opening 321a and the print head 201. At this time, since the opening 321a is arranged in a proper range of the negative pressure to the print head 201, it does not affect the printing.
[0056]
When the printing is continued and the ink is continually consumed from the ink supply needle 321 and immediately below the ink reservoir 60a, the ink in the ink reservoir 60a starts to be consumed, and the air (ink supply amount) corresponding to the consumed ink amount is started. (Entering through the opening of the needle 321) enters the ink reservoir 60a, and the liquid level of the ink reservoir 60a drops as shown in FIG. At this time, the liquid level in contact with the atmosphere is immediately below the ink reservoir 60a, and since this position is also located within the appropriate range of the negative pressure to the print head 201, it does not affect printing. Then, the printing ends.
[0057]
Further, as described above, the volume of the ink supply path from the tip of the ink supply needle 321 to the inside of the ink reservoir 60a is 30 ml, which is set to be equal to or more than the ink consumption (25.692 ml) when the maximum print image is printed. Therefore, the ink in the ink reservoir 60a is not used up until the printing is completed. Therefore, printing is guaranteed by the end of printing, even if the main tank 130 is not inserted. Next, a case where the main tank 130 is removed and a new main tank 130 is immediately inserted will be described. For example, a case where the main tank 130 is inserted when about half of the ink in the ink reservoir 60a is consumed as shown in FIG. 5 will be described as an example.
[0058]
In the state shown in FIG. 5, since the liquid level immediately below the ink reservoir 60a is the liquid level in contact with the atmosphere, the difference in the gravity direction between this liquid level and the print head 201 (head difference) causes the print head 201 to be negative. Pressure is given. As described above, since this liquid level is located in the appropriate range of the negative pressure to the print head 201, it does not affect the printing. In this state, when the main tank 130 is inserted as shown in FIG. 6, the ink remaining between the air introduction needle 322 and the liquid path 328 and the ink in the main tank 130 pass through the opening 322 a of the air introduction needle 322. Accordingly, the liquid level 328a of the ink between the air introduction needle 322 and the liquid path 328 becomes a liquid level that applies a negative pressure to the print head 201. At this time, when there is no ink between the air introduction needle 322 and the liquid path 328, the liquid level 328a is directly below the main tank 130. Therefore, regardless of the presence or absence of ink between the air introduction needle 322 and the liquid path 328, the position of the liquid surface 328a is within the appropriate range of the negative pressure on the print head 201. Therefore, there is no adverse effect on printing.
[0059]
Then, in this state, there is no ink between the ink supply needle 321 and the liquid path 327 (immediately below the ink reservoir 60a) and there is air, but as printing progresses, the consumed ink is printed from the ink reservoir 60a. When the ink is supplied to the head 201, the ink reservoir 60a becomes negative pressure, and the supplied air enters the ink reservoir 60a from the liquid passage 327, and the liquid level of the ink reservoir 60a is lowered. At the same time, the pressure between the ink supply needle 321 and the liquid path 327 also becomes negative due to the air that has entered the ink reservoir 60a, so that the consumed ink enters the supply needle 321 from the main tank 130, and the ink supply needle 321- The space between the liquid paths 327 is filled with ink. Similarly, in the main tank 130, the consumed air enters from the air introduction needle 322.
[0060]
In this way, even when the main tank 130 is replaced during printing, the ink is introduced while maintaining the appropriate range of the negative pressure on the print head 201, so that printing is not adversely affected.
[0061]
Then, when the printing is completed, an ink reservoir 60a liquid level adjusting process for restoring the liquid level of the ink reservoir 60a that has fallen is performed. Next, the processing will be described.
[0062]
First, the ink reservoir shield valve 70 is shielded by the shield valve drive unit 90, and the air shield valve is opened. The operation is as described above, and the state is set to the mode 2 in Table 1. Then, the supply valve 325 is opened, and in this state, the air release pump 60c is driven to release the air from the ink reservoir 60a. Then, the removed ink moves from the main tank 130 to the ink supply needle 321, the liquid path 323, the shielding valve 325, and the liquid path 327, and enters the ink reservoir 60a.
[0063]
At this time, since the ink reservoir shielding valve 70 is shielded, the ink is not drawn from the print head 201. In addition, even when the space between the ink supply needle 321 and the liquid path 327 is not filled with ink and air is present, the air is filled with ink by bleeding the air from the ink reservoir 60a. And is evacuated by the air bleeding pump 60c.
[0064]
Then, when the liquid level is detected by the ink reservoir liquid level detecting needle 60e, the air vent pump 60c is stopped, and then, after waiting for the time for establishing the pressure in the ink reservoir 60a, the supply valve 325 and the air shutoff valve are closed. Then, the ink reservoir shielding valve 70 is opened (mode 1, the state of FIG. 2).
[0065]
In this way, if the liquid level of the ink reservoir 60a is restored, printing can be performed, and a standby state of waiting for a print command is obtained.
[0066]
In this way, even during printing, the main tank 130 can be freely replaced, so that the user does not have to wait for the replacement operation of the main tank 130 until printing is completed.
[0067]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, the present invention includes a print head and an ink supply unit that supplies ink to the print head, and the print head and the ink supply unit are ink-jet recording apparatuses connected by an ink supply tube. The negative pressure that causes the print head to be in a printable state is generated by arranging the position of the ink supply unit in the direction of gravity at a position lower than the print head, and the ink between the print head and the ink supply unit is generated. In an ink jet recording apparatus having a replaceable main tank in the middle of a supply path, an ink reservoir is provided in the middle of an ink supply path between the print head and the main tank, and ink is supplied from an ink supply needle connected to the main tank. The position of the ink supply path to the reservoir in the direction of gravity is a negative pressure that makes the print head ready for printing. The main tank can be replaced during printing by arranging it in a position that is within the appropriate range to generate This eliminates the trouble of the user having to wait until printing is completed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of an ink jet recording apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an ink flow path diagram of the present invention.
FIG. 3 is an ink flow path diagram of the present invention.
FIG. 4 is an ink flow path diagram of the present invention.
FIG. 5 is an ink flow path diagram of the present invention.
FIG. 6 is an ink flow path diagram of the present invention.
FIG. 7 is a schematic view of a conventional ink jet recording apparatus.
FIG. 8 is a schematic view of a conventional ink jet recording apparatus.
FIG. 9 is a conventional ink flow path diagram.
[Explanation of symbols]
1 inkjet recording device
60 Ink reservoir
60a Ink reservoir
60b air tube
60c air release pump
60d pump drive motor
60e Ink reservoir liquid level detection needle
61 fluid path
70 Ink reservoir shielding valve
71 fluid path
80 Air shutoff valve
90 Shut-off valve drive unit
