JP2006175713A - インクタンクおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インクタンク内に配置された中空状の連通管でインクタンクと結合するインク供給システムにおいて、連通管からのインクもれを防止すると同時に連通管がインクタンクから突出していることによる破損等を防止する。
【解決手段】 インクタンク１０内に、移動可能な連通管６０を有し、記録ヘッドの押圧部材により、連通管がインクタンク内から突出し、記録ヘッド内に挿入され、インクタンク内と記録ヘッド内を液体連通させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、インクジェット記録ヘッドに供給するインクなどの液体を収納しているインクタンクおよびインクタンクが使用されるインクジェット記録装置に関し、特にインクジェット記録ヘッドと分離可能であって、簡便な操作でインクタンクが記録ヘッドから脱着可能であり、かつ、インクジェット記録ヘッドとインクタンクを連通させる連通部材の高精度位置決めが可能なインクタンクおよびインクタンクが使用されるインクジェット記録装置に関するものである。

液体使用装置、例えばインクジェット記録ヘッドを用いて記録媒体へと液体であるインクを付与することにより記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置は、記録時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に利用されている。このようなインクジェット記録装置の一形態として、分離可能に取り付けられたインクタンクからインクの供給を受けるインクジェット記録ヘッドと、記録ヘッドを搭載して記録媒体に対し記録ヘッドを所定方向に相対的に走査させるキャリッジと、記録媒体を記録ヘッドに対して上記所定方向に直交する方向に相対的に搬送（副走査）させる搬送手段と、を具え、記録ヘッドの主走査の過程でインク吐出を行わせることにより記録を行うものがある。さらに、キャリッジ上に、ブラックインクおよびイエロー、シアン、マゼンタ等の各カラーインクが吐出が可能な記録ヘッドを搭載し、ブラックインクによるテキスト画像のモノクローム印刷のみではなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能としたものもある。

現在、例えばインクジェット記録装置のインクの供給構成において、インク収容部を有するインクタンクと記録手段とが別体であり、かつ記録装置に対して双方とも分離でき、使用時に一体にして使用する構成が主流となっている。この構成では、インク収容部から記録手段までの経路が短いので、記録装置の小型化が容易である。さらに、インク収容部のみを交換することによりインクが補給できるため、ランニングコストが低いという利点をもつ。

インク供給構成において、インクタンクにおける記録手段との結合部（以下、「結合部」と称する）には、インクタンク部と記録手段とが分離可能であるために、少なくとも以下の３つの条件を同時に満足させることが望まれる。

一つは、記録手段とインクタンクを一体とした時（以下、「結合時」と称する）及び分離した時（以下、「非結合時」と称する）に、インクタンクの姿勢に関わらずインク漏れを防ぐことであり、一つは、結合時において安定してインクを供給することである。そしてもう一つは、使用者によっては結合と非結合とを繰り返すことが考えられるので、結合と非結合を繰り返す場合においても、その都度結合時及び非結合時に求められる条件を満たすことである。

このような構成においては、特許文献１または２に開示されている構成のように、インクタンクと記録手段を液体連通させる結合手段として、中空状の管状部材を用い、記録ヘッド内とインクタンク内とを液体連通させる場合が多い。これは、管状部材の表面をＯリング等の弾性部材により容易にシールでき、さらには、管状部材の内部を通して、高速かつ大量にインクを供給することが可能になるためである。

また、特許文献１または２に開示されている構成のように、供給針など結合部材は垂直方向を向いているものが多い。これは、重力によってインクタンク内のインクがタンク下部に集まりやすく、さらにはインク使用に伴いインクタンク内に大気を導入する構造のインクタンクにおいては、インク導出部がインクタンク下部になければインクタンク内において使用できないインクが大量に残り無駄が生じるため、インクタンクの導出口はインクタンク下部に配置してあることが多い。

その結果、管状部材によりインクタンクと記録ヘッドを結合し、インクタンク下部に導出口が配置されている構成においては、インクタンクを管状結合部材の方向に沿って記録装置の上面方向から装着させている。
特開平７−２４１９９８号公報 特開２０００−８５１３８号公報

しかし、前記の従来例については、以下の課題を指摘することができる。

まず、第１に管状結合部材に沿って記録装置上面方向からインクタンク装着を行うため、記録装置の上面部分に空間を確保した状態で使用しなければならず、さらには、記録装置のデザイン上の制限も発生する。また、今後の高速印字に耐えるような高速インク供給を行うためには、管状結合部材を太く形成する必要がある。しかしながら、記録装置上面方向からのインクタンク装着では、インクタンクの位置決めが困難であり、管状結合部材の大きさには限界があった。

第２に、特許文献１、あるいは２についてはインクタンクの非結合時に管状中空部材のインク導入開口部を閉鎖する手段を有せず、インクタンク非結合時にインク導入開口部から、インクが蒸発してインクの物性が変化したり、ゴミ等が混入することも考えられる。また、管状結合部材に沿って摺動し、インク導入開口部を閉鎖する閉鎖手段を設けた場合も考えられるが、その構成においては部品点数が増加し、閉鎖部材によりインクタンクの位置がより高い位置に配置せざるを得ず、結果として記録装置の高さが増加してしまう。また、特許文献２にはフィルム状の部材により針管の開口部を封止しているが、この場合には一度記録ヘッドにインクタンクを装着すると封止フィルムは破断され、内部のインクを完全に使い切る前に記録ヘッドから脱離した場合には、針管からインクもれが発生する可能性がある。

第３に、記録装置については高さが低くコンパクトなものが求められているために、インクタンクについても、使用状態における高さを低くしたものが多くなってきている。しかしながら、インクタンク内のインク容量を安易に減らすことができないため、その分インクタンクの長さが増加している。したがって、横長のインクタンクを垂直方向に装着することになり、装着時のインクタンクの傾きにより、管状結合部材と導出口との位置ずれが生じ、さらには、管状結合部材と導出口がずれたまま装着することにより、インク漏れや管状結合部材に力がかかり破損する場合もある。

管状結合部材と導出口との位置決めを行うために、記録ヘッドとインクタンクにガイドを配置し、位置決め精度を向上させる手段もあるが、部品ばらつきのあるインクタンクを確実に装着するには、ガイドにわずかな隙間を生じさせる必要があり、その結果、その隙間の分は位置ずれが生じる。

第４に、特許文献２の実施の形態３として開示されているように、インク針管をインクタンクに設ける場合には、ユーザーに対する危険防止、または針管の破損防止のため、ガイド筒等の保護部材を設ける必要があり、インクタンクが大きくなる。また、ガイド筒を設けた場合にも、落下等によるガイド筒自身の破損などが起り得る。

本発明は、上述の技術課題に着目し、これを改善するために鋭意検討した結果得られたものであり、インクジェット記録装置に配されたインクジェット記録ヘッドに対して供給されるインクを収納するインクタンクにおいて、前記インクタンクは、前記インクを直接収納するインク収納部と、前記記録ヘッドのインク導入口と連通する開口と、該開口を介して前記インク導入口に出入り動作可能に構成された連通管と、を具え、前記連通管はインク流路を具えており、該インク流路は前記連通管が前記開口を介して前記インク導入口内に挿入された状態で前記インク収納部と前記記録ヘッドとを連通してインク供給可能とされ、前記インクタンク内に収納された状態では前記インク収納部と外部とを非連通状態とするよう構成されていることを特徴とする。

また、インクタンクと連通管との間には弾性部材が配されており、該弾性部材は前記連通管を前記インクタンク内に収納される方向に付勢している。

さらに、インクジェット記録装置には前記弾性部材の付勢に抗して前記連通管を前記開口から外部に押し出すための押圧部材を具えており、前記インクタンクには前記押圧部材を受け入れ、前記押圧部材による前記連通管の押圧を可能にする挿入口が設けられている。

さらにまた、インクタンクの開口及び挿入口から前記インク収納部内のインクがインクタンクの外部に漏れないようにシール部材を具えている。

また、連通管は前記挿入口に面しており、前記押圧部材によって直接押圧可能に構成されている。

さらに、挿入口には可撓性材料で構成されたシート体が配されており、前記押圧部材によって該シート体を介して前記連通管が押圧可能に構成されている。

さらにまた、インクジェット記録装置に具えられた押圧部材は、前記インクタンクの装着動作に伴って移動するように構成されており、前記インクタンクの外装には前記押圧部材を移動させるためのガイドが設けられている。

また、インクタンクの開口は、前記インクタンクの使用状態の底面に配されている。

さらに、インクタンクのインク収納部は、可撓性のシート体と弾性体を具えて構成され、インク収納部内にインクを直接収納しているとともに、前記インク収納部の状況に応じて前記インクタンクの外部から前記インク収納部内に大気を導入する大気導入機構を具えて構成されている。

さらにまた、インクジェット記録装置に対して非装着状態のインクタンクのインク収納部内には、前記インクジェット記録装置に装着されて機能している状態の圧力と同等もしくは、それより高い圧力状態でインクが充填されている。

加えて、インクジェット記録装置に配されたインクジェット記録ヘッドに対して供給されるインクを直接収納するインク収納部と、前記記録ヘッドのインク導入口と連通する開口と、該開口を介して前記インク導入口に出入り動作可能に構成され且つ前記インクタンクとの間にインクタンク内に収納される方向に付勢する弾性部材を具えた連通管と、前記連通管に動作を行なわせるための外部からの動作伝達を可能にする挿入口を具えており、前記連通管はインク流路を具え、該インク流路は前記連通管が前記開口を介して前記インク導入口内に挿入された状態で前記インク収納部と前記記録ヘッドとを連通してインク供給可能とされ、前記インクタンク内に収納された状態では前記インク収納部と外部とを非連通状態とするよう構成されたインクタンクの装填部と、
前記インクタンクに設けられた弾性部材の付勢に抗して前記連通管を前記開口から外部に押し出すための押圧部材と、を具えたことを特徴とする。

この押圧部材は、前記インクタンクの前記装填部への装填後に、独立して操作されてインクタンクの連通管を押圧する構成、あるいはインクタンクの外装に設けられたガイドに沿った動作を可能にする前記ガイドに係合するガイド接触部材を有している構成とされている。

本発明によれば、連通管をタンクに設けた構成でありながら、導出口からのインクもれを確実に防止することが可能となると同時に、物流時には、連通管がインクタンク外装から突出していないため落下等による破損を防止することができ、さらにはインクタンクのコンパクト化が可能となる。また、導出口をインタンク底面に設けたインクタンクでありながら、インクタンク装着を記録装置正面方向から行うことができ、記録装置上面に何かもの載せることが可能となり、さらにユーザーが自然にタンク挿入口の底面に沿わせながらインクタンクを挿入するので、高さ方向のインクタンク位置精度が向上できる。

また、押圧部材の移動により連通管をインクタンク内に導入する連通動作中に、連通管と連通管で多少の位置ずれが生じていても弾性部材の反発力により軸中心が一致し、位置ずれが修正される。また、複雑な部品構成を伴わずにタンク非結合時の液室内を密閉状態に保つことができ、インクの固着や蒸発に伴うインク供給性能の低下を抑えることができる。その上、タンク位置を検知した後に連通動作を行うことにより、連通管にかかる負担を低減して耐久性を向上させることができる。

以下に、本発明をインクジェット記録装置に適用した最良の実施形態について図面を参照して説明する。

なお、本明細書において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パターン等を形成する場合、または記録媒体の加工を行う場合を言うものとする。

また、「記録媒体」とは、一般的な記録装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチック・フィルム、金属板等、ガラス、セラミックス、木材、皮革等、インクを受容可能な物も言うものとするが、以下では「用紙」または単に「紙」ともいうものとする。

なお、本発明の液体供給システムに用いられる液体として、以下の各実施形態ではインクを例にとって説明を行っているが、適用可能な液体としては、インクに限ることなく、例えばインクジェット記録分野にあっては、記録媒体に対する処理液などを含むことは言うまでもない。

（第１の実施形態）
はじめに、図１、図２（ａ）、（ｂ）および図３を用いて、本発明の最良の実施形態について説明する。図１はインクタンクと記録ヘッドとの結合状態を示す模式的断面図であり、図２（ａ）、（ｂ）はインクタンクを記録ヘッドに結合する過程を示す模式的断面図である。図３は図２（ａ）のでの結合過程を示す斜視図であるが、説明のために記録ヘッド２０の側面の一部を取り除いたものとなっている。

図１に示す実施形態には、液体収納容器としてのインクタンク１０と、インクジェット記録ヘッド（以下、単に「記録ヘッド」と称する）２０から構成されている。インク供給経路としては、インクタンク１０内のインク収納室１２に収納されているインクが、中空状の連通管６０内のインク流路６１を通り、記録ヘッド２０内の液室５０に連通し、フィルタ２２を経由してインク吐出部２１に至る。そして、インク吐出部２１で記録媒体に対してインクを吐出し記録を行う。

ここで、インクタンク１０と記録ヘッド２０の結合過程について説明する。図２（ａ）は、インクタンク１０を記録ヘッド２０に結合するために記録ヘッド２０のインクタンク装着部（装填部）にインクタンク１０を挿入している状態を示す図であり、その状態を示す斜視図が図３である。インクタンク１０は記録ヘッド２０のタンク装着口２３に挿入して結合する。タンク挿入方向はインク吐出方向に対し垂直方向であり、図７の記録装置の説明で後述するが、記録装置の正面方向からタンク交換を行うことができる。さらに、本構成の場合、ユーザーは自然とインクタンク１０をタンク挿入口２３の底面に沿って挿入するため、高さ方向の位置ずれを低減することができる。図２（ａ）の図面の奥行き方向の位置に対しては、図３で示したように、タンク挿入口２３に側壁を設けて位置決めを行うことができるが、さらに高精度にするには側面にガイドを設けても良い。

インクタンク１０の導出口６６は円柱状の連通管６０の側面をＯリング等の弾性部材で形成された連通管シール部材Ａ６３によりシールされている。また、連通管６０の他端はインク収納室１２から突出しているが、同様に連通管シール部材Ｂ６４によりシールされており、インク収納室１２は密閉状態となっている。また、連通管６０は、内部の中空構造によりインク流路６１を形成しているが、インク流路６１に連通する開口は両方ともインク収納室１２内に連通している。さらに、連通管６０には連通管ばね６２が作用しており、連通管６０を図において上方に押圧しているが、連通管６０はその上端部を外装１６に接触させており、インクタンクに対して停止状態となっている。この状態において、連通管６０は下方端部のみを導出口から突出した状態となっているが、外装１６の底面部より突出していないため、インクタンクの挿入中にタンク挿入口２３の底面に接触しない構成となっており、インクタンク装着の障害とはならない。

記録ヘッド２０には記録装置のモーターに連結しており、図における高さ方向に対して移動可能な押圧部材７０がある。押圧部材７０は押圧部材挿入口６３にスムーズに挿入される。記録ヘッド２０には導入口５４が形成されているが、球状の閉鎖部材５１を閉鎖ばね５２によりゴム等の弾性部材で構成される導入口シール部材５３に押圧することで、導入口５４を閉鎖している。これにより、液室５０はインク吐出部２１を除いて、密閉状態となっており、液室５０内にインクが満たされていても、インク吐出部からインクがもれたりすることはない。また、閉鎖部材５１は図において下方に移動可能であり、導入口５４を開閉可能としている。

図２（ｂ）は、図２（ａ）の矢印に沿ってタンクを装填部に挿入し、突き当てた状態を示す。この状態では、押圧部材７０の下方端が押圧部材挿入口６５の位置と合っており、また、導出口６６と導入口５４においても位置が合っている。この図においては、インクタンクの外装１６と記録ヘッド２０の内壁面とにより、位置決めが行われているが、記録ヘッド２０内にインクタンク突き当て部材（不図示）を設けて突き当て部材にインクタンクを突き当てることにより位置を決めても良い。 この状態において、押圧部材７０の移動方向と連通管６０の中心軸が一致していることが望ましい。

この状態の後に、図２（ｂ）における矢印の方向に押圧部材７０を移動させることにより、連通管６０および閉鎖部材５１を移動させるが、この移動を行う前に電気的接触等によりインクタンクが定位置にあることを検知することが望ましい。もし、タンク位置が適切でないと判断する場合には、ユーザーに警告を発しタンク挿入を適切に行うように指示することができる。

図１は、押圧部材７０が移動完了することによって、インクタンク１０と記録ヘッド２０の結合が完了した状態である。押圧部材７０の移動により、連通管６０が下方に移動し、それに伴って、連通管６０が液室５０内に導入され、インク流路６１の下方端の開口部が液室５０内に導入され、他端の開口部はインク収納室１２内と連通している状態であることにより、インク収納室１２とヘッド液室５０が液体連通状態となっている。インク流路６１の上方開口部は、連通管シール部材Ａ６３のシール部よりインク収納室側にあり、かつ、開口部がインク収納室１２の最下面に近くなるように、押圧部材７０を移動させることが望ましい。インク流路６１の開口部がインク収納室１２の最下面より上方に位置しているとインク収納室１２にインク残りが発生するためである。

また、インクタンクの位置を検知した後に押圧部材７０の移動を行うと、位置ずれが生じている状態で連通管挿入を行うことがないため、連通管に不必要な荷重が加わることはなく、連通管６０に対する繰り返し装着においても耐久性が確保できる。さらには、連通管６０は弾性部材である連通管シール部材Ａ６３、連通管シール部材Ｂ６４により支持されており、多少の位置ずれは許容でき、押圧部材７０の移動を行っているときには、インクタンク１０がある程度移動可能な状態であり、連通管シール部材５３の弾性反発力によりインクタンクが正常な位置に自動的に移動することができる。この移動動作は、ユーザーがインクタンクを挿入した直後から、実際に記録を開始するまでの間のいつでも行ってよい。さらには、印字中には押圧部材７０が押圧部材挿入口６５に挿入されている状態であるため、不適切な状態でユーザーによりインクタンクを脱抜されることを防止することができる。

次に、このインクタンク結合状態において、インクタンクの動作を含むインク供給メカニズムについて説明する。

インクタンク１０は、概してインク収納空間が画成されるインク収納室１２およびバルブ室３０との２室からなり、その両室の内部は連通路１３を介して互いに連通されている。そして、インク収納室１２内には記録ヘッドから吐出させるためのインクが収納され、吐出動作に伴って記録ヘッドに供給される。

インク収納室１２には、一部に変形可能な可撓性膜（シート部材）１１が配設されており、この部分と不撓性の外装１６との間でインクを収納する空間を画成している。このシート部材１１から見たインク収納空間に対する外側空間、すなわち図におけるシート部材１１に対して上側の空間は、大気に開放され大気圧と等しくされている。さらにこのインク収納空間内は、下方に位置する液室５０の接続部５１への接続部およびバルブ室への連通路１３を除いて、実質的に密閉空間を形成している。

本例のシート部材１１の中央部分は平板状の支持部材である圧力板１４によって形状が規制されており、その周縁部分が変形可能となっている。そして、このシート部材１１は、予めその中央部分が凸状に形成されていて、側面形状がほぼ台形となっている。このシート部材１１は、後述するように、インク収納空間内におけるインク量の変化や圧力変動に応じて変形する。その際に、シート部材１１の周辺部分がバランスよく伸縮変形し、そのシート部材１１の中央部分がほぼ水平姿勢を保ったまま、図の上下方向に平行移動する。このようにシート部材１１がスムーズに変形（移動）するため、その変形に伴う衝撃の発生がなく、衝撃に起因するインク収納空間内に異常な圧力変動が生じることもない。

またインク収納空間内には、圧力板１４を介してシート部材１１を図の上方向に付勢する押圧力を作用することで、記録ヘッドのインク吐出部に形成されるメニスカスの保持力と平衡して記録ヘッドのインク吐出動作が可能な範囲にある負圧を発生させる圧縮ばね形態のばね部材１５が設けられている。それとともに、インク収納室内の空気が環境変化（周囲温度や気圧）によって体積変動した場合、ばねとシートの変位で受容し、室内の負圧が大きく変動しないようになっている。なお、図１の状態は、インク収納空間内にほぼ完全にインクが充填された状態を示しているが、この状態でもばね部材１５は圧縮された状態にあり、インク収納空間内に適切な負圧が生じているものとする。

バルブ室３０には、インクタンク１０内の負圧が所定値以上に高まったときに外部から気体（空気）を導入するとともに、インクタンク１０からのインク漏出を阻止するための一方向弁が構成される。この一方向弁は、連通口３６を有して弁閉鎖部材となる圧力板３４と、バルブ室筐体内壁の連通口３６との対向位置に固定されて連通口３６を密閉可能なシール部材３７と、圧力板と接合されるとともに連通口３６が貫通したシート部材３１とを有し、バルブ室３０内においてもインクタンク１０への連通口１３および大気への連通口３６を除いて実質的に密閉空間を維持している。そしてシート部材３１より図中右側の、バルブ室筐体内の空間は、大気連通口３２によって大気に開放され、大気圧と等しくされている。

シート部材３１は、中央部分の圧力板３４と接合されている部分以外の周縁部分は変形可能となっており、中央部分が凸状とされていて、側面形状がほぼ台形となっている。このような構成をとることによって弁閉鎖部材である圧力板３４の、図の左右方向への移動が円滑に行われる。

バルブ室３０の内部には、弁の開放動作を規制するための弁規制部材として、ばね部材３５を設けてある。ここでもばね部材３５はやや圧縮された状態としておき、この圧縮の反力によって圧力板３４を図の右方に押す構成としている。このばね部材３５の伸縮によって、連通口３６に対するシール部材３７の密着／離間を行うことで弁としての機能をもたせ、さらに大気連通口３２から連通口３６を介してバルブ室３０内部への気体の導入のみを許可する一方向弁機構としている。

ここでシール部材３７としては、連通口３６が確実に密閉されるものであればよい。すなわち、少なくとも連通口３６と接触する部位が開口面に対して平坦性を保つ形状を有したもの、あるいは連通口３６の周囲に密着可能なリブを有したもの、さらには連通口３６内に先端が突入して連通口３６を閉塞可能な形状を有するものなど、密着状態が確保できるものであればよく、またその材質も特に限定されない。しかし、この密着はばね部材３５の伸長力で達成されるものであるので、この伸長力の作用によって動くシート部材３１と圧力板３４に追随し易いもの、すなわち収縮性をもつゴムのような弾性体でシール部材を形成することは、より好ましい。

かかるインクタンク１０の構成では、インクが十分に満たされている初期状態からインク消費が進んで行き、インク収納室１２内の負圧と、バルブ室３０内における弁規制部材によって作用する力等とがつりあった状態からさらにインク消費が継続されて負圧がさらに強まった瞬間に、連通口３６が開放されて大気の流入が生じ、インク収納空間内に取り込まれるように各部の設計が行われる。そして、この大気の取り込みによってインク収納室１０内の容積はシート部材１１ないし圧力板１４が図の上方に変位可能であることで逆に増大することができ、同時に、負圧も弱まることによって連通口３６が閉鎖される。

また、インクタンクの周囲環境の変化、例えば、温度上昇あるいは減圧等が生じても、シート部材１１ないし圧力板１４の下方への最大変位位置から初期位置までの間の容積分、収納空間内に取り込まれている空気の膨張が許容されるので、換言すれば当該容積分の空間がバッファ領域として機能するので、周囲環境の変化に伴う圧力の上昇を緩和し、吐出口からのインク漏出を効果的に防止することができる。

また、初期充填状態からの液体導出に伴いインク収納空間の内容積が減少し、バッファ領域が確保されるまでは、外気が導入されないので、それまでに周囲環境の急激な変化や振動や落下などが生じてもインク漏れが発生しにくい。さらに、インク未使用状態から予めバッファ領域を確保しているのではないので、インク収納容器の容積効率も高く、コンパクトな構成とすることができる。

なお、インクタンクは、インクジェット記録装置に対して非装着状態では、インク収納部の圧力は、前記インクジェット記録装置に装着されて機能している状態の圧力と同等もしくは、それより高い圧力状態でインクが充填されて構成されている。これにより、インクタンクが単体で存在しているような物流形態などで、不用意に連通管から空気を内部に引き込むことがない。

液室５０内におけるインク供給経路は、インクタンク１０との接続部（上流）側から徐々に拡大し、そして記録ヘッド２０（下流）に向かって徐々に縮小する断面を有する。インク供給経路の最大拡大部にはフィルタ２３が備えられ、供給されるインク中に混入した不純物が記録ヘッド２０内へ流れ込んでいくことを防止している。

記録ヘッド２０には、所定方向（例えば後述のようにキャリッジ等の部材に搭載されて記録媒体に対し相対移動しつつ吐出動作を行うシリアル記録方式を採るものにあっては当該移動方向と異なる方向）に配列された複数の吐出口と、各吐出口に連通する液路と、液路に配置されてインクを吐出するために利用されるエネルギを発生する素子とが設けられる。ここで、記録ヘッドにおけるインクの吐出方式すなわちエネルギ発生素子の形態は特に限定されるものではなく、例えば、通電に応じ発熱する電気熱変換体を当該素子として用い、その発生する熱エネルギをインク吐出に利用するものであってもよい。その場合には、電気熱変換体の発熱によってインクに膜沸騰を生じさせ、そのときの発泡エネルギによってインク吐出口からインクを吐出させることができる。また、電圧の印加に応じて変形するピエゾ素子のような電気機械変換素子を用い、その機械的エネルギを利用してインク吐出を行うものでも良い。

なお、記録ヘッド２０および液室５０は、分離可能または分離不能に一体化されたものでもよく、また別体に構成されて連通路を介し接続されるものでも良い。一体化した場合には、記録装置内の搭載部材（例えばキャリッジ）に着脱可能なカートリッジの形態とすることもできる。

上記実施形態のように、本発明の主たる特徴の一つは、インクタンク１０内に連通管６０を配置し、押圧部材７０の作用によって連通管６０を記録ヘッド内に導入してインク連通を行うことである。これにより、連通管をタンクに設けた構成でありながら、導出口からのインクもれを確実に防止すること可能となると同時に、連通管がインクタンク外装から突出していないため落下等による破損を防止することができ、さらにはインクタンクのコンパクト化が可能となる。さらには、導出口をインタンク底面に設けたインクタンクでありながら、インクタンク装着を記録装置正面方向から行うことができ、記録装置上面に何かもの載せることが可能となり、さらにユーザーが自然にタンク挿入口の底面に沿わせながらインクタンクを挿入するので、高さ方向のインクタンク位置精度が向上できる。また、押圧部材の移動により連通管をインクタンク内に導入する状態で、押圧部材と連通管で多少の位置ずれが生じていても弾性部材の反発力により軸中心が一致し、位置ずれが修正される。また、複雑な部品構成を伴わずにタンク非結合時の液室内を密閉状態に保つことができ、インクの固着や蒸発に伴うインク供給性能の低下を抑えることができる。その上、タンク位置を検知した後に連通動作を行うことにより、連通管にかかる負担を低減して耐久性を向上させることができ、さらに、ユーザーの操作力を低減して操作性を向上することができる。

（第２の実施形態）
ここで、図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、図５、および図６を用いて、記録装置のモーター等による動力を用いず、記録ヘッド内のばねにより押圧部材を移動させる構成について説明する。

図４（ａ）は、記録ヘッド２０Ａに対し、インクタンク１０Ａを結合するために、タンク挿入口２３の底面に沿ってインクタンクを挿入している状態を示す模式断面図である。

押圧部材７０Ａは、押圧ばね７１により図において下方に押圧されており、インクタンク内に挿入されて押圧する部分が突出している。また、押圧部材７０Ａには突起７２が配設されており、さらに、インクタンク１０Ａには外装面に突起７２に対応するスライドガイド１７が配設されている。図６は突起７２とスライドガイド１７が係合している状態を示す概略斜視図である。本図においては説明のために、インクタンク１０Ａと押圧部材７０Ａのみを図示し、他の部材については省略している。図で表されるように、インクタンク１０Ａには、スライドガイド１７として外装部に段差を設けており、その段差と係合するように、突起７２がインクタンク１０Ａを抱え込むようにして構成されている。インクタンク１０Ａの挿入動作に従い、突起７２はスライドガイド１７に沿って移動することで、押圧部材７０が上方に移動する。

図４（ｂ）は図６のように突起７２とスライドガイド１７が係合し、押圧部材が上方に変位している途中の状態を示す模式断面図である。この状態において、インクタンク１０Ａの挿入動作により、突起７２がスライドガイド１７の斜面部により力を受け、押圧ばねに反発することで、押圧部材を上方に変位させている。また、押圧部材の変位に伴い、脱抜部材７４も、支点７５を支点として、変位し、脱抜スイッチ７６は下方に変位している。さらに、図４（ａ）では押圧部材７０Ａの押圧部は記録ヘッド２０Ａのタンク挿入口天井面から突出しているが、押圧部材７０Ａの変位に伴い、押圧部も収納されていく。

図４（ｃ）はインクタンク１０Ａと記録ヘッド２０Ａが結合した状態を示す模式断面図である。

この状態において、突起７２はスライドガイド１７の溝部に入り込みことで、押圧部材７０Ａは図４（ａ）の初期状態に位置している。しかしながら、インクタンク１０Ａが図１で説明したような係合状態位置にいるために、押圧部材７０の押圧部は押圧部材挿入口６５からインクタンク１０Ａ内部に挿入され、図１と同様に連通管（不図示）を押圧している。また、脱抜ばね７３はインクタンク１０Ａにより圧縮状態にるが、脱抜ばね７３はタンク交換時の操作性向上の目的として、インクタンクをスライドさせるためのばねであり、本構成に必須の部材ではない。また、インクタンクとタンク挿入口の底面との摩擦を低く抑えればタンクをスライドさせるのに大きな力はいらず、例えばタンク抜脱ばね等と比較して弱いばねを使用することができる。この状態で、インクタンクの装着動作は完了し、印字可能となる。

図５において、インクタンクを脱抜する方法について説明する。

記録を行ってインクを消費し、空となったインクタンクを交換する場合には、脱抜スイッチ７６を図の矢印方向に移動させると、その動作により、押圧部材７０Ａが上方に変位し、突起７２とスライドガイド１７との係合が外れると、脱抜ばね７３の圧縮力により、インクタンク１０Ａがスライドし、インクタンク交換が容易となる。

つまり、前述の実施形態においては、記録装置のモーター等による動力により連通管連通動作を行ったが、本実施形態では、記録ヘッド内の押圧ばねにより、インクタンクを挿入する動作を利用して、自動で連通動作を行うことが特徴となる。これにより、モーターの動力を連絡する必要がなくなり、記録装置の部品数を低減することができる。

（第３の実施形態）
図７（ａ），（ｂ）において、連通管部を他の構成とした実施形態について説明する。

図７（ａ）は、最良の実施形態において説明した図２（ａ）に対応するインクタンクを挿入した直後の状態を示す模式断面図である。最良の実施形態と異なる点は、連通管６０Ａの図において上方の端部がインク収納室１２から突出しておらず、また、連通ばね６２Ａがインク収納室１２内に配置されている。これにより、図１と比較して、連通部のコンパクト化を行うことができる。

図７（ｂ）は、押圧部材７０により連通管６０Ａが移動し、インクタンク１０Ｂと記録ヘッド２０がインク連通状態にある状態を示す模式断面図である。この状態において、押圧部材７０は、ゴムやフィルム等により構成された押圧膜６７を介して連通管６０Ａを変位させており、押圧膜６７は押圧部材７０の変位により、大きく変形している。

本実施形態によれば、連通管６０Ａの摺動抵抗が連通管シール部材６３のみによるため、押圧部材７０の押圧力を低減することができる。また、連通管６０Ａの上方端部側が完全に密閉構造であるために、シール部からのインクにじみの危険性を低減することができる。

（その他の実施形態）
上述のインクタンク結合構成の諸実施形態では、基本的にいずれも吸収体等にインクを保持させずにそのまま貯留ないし供給されるようにした構成を採用する一方、可動部材（シート部材、圧力板）とこれを付勢するばね部材とにより負圧発生手段を構成するとともに供給システム内を密閉構造とすることで、記録ヘッドに対して適切な負圧を作用するようにした。

かかる構成は、吸収体により負圧を発生させる従来技術の構成に対して、容積効率が高く、かつインク選定の自由度も向上できるものであるが、本発明の主旨であるインクタンク結合構成について制限を加えるものではない。つまり、連通管をインクタンク内に導入してインクタンク内と記録ヘッドを連通させる構成のインクタンク結合合成ならば、インクタンク内の内部構造にはよらない。したがって、内部に吸収体を配置し、吸収体の毛管力によって負圧を発生させる形態であっても良い。

さらに、本構成においては、バルブ室３０により、インク収納室１２に大気を導入することで内部のインクをすべて使い切る構造であったが、本発明の主旨であるインクタンク結合構成について制限を加えるものではない。したがって、バルブ室３０を有せず、ばね部材１５、圧力板１４およびシート部材１１により負圧を発生させる構成のインクタンクであってもよい。

また、以上の説明では本実施形態の記録方式として、シリアル型のインクジェット記録装置を適用してきたが、本発明および本実施形態はこれに限定されるものではない。また、シリアル型でなくライン走査型の記録装置であっても本発明および本実施形態を適用することは可能である。さらに、液体供給システムは、インクの色調（色や濃度など）に対応して複数設けることができるのは言うまでもない。

さらに、以上では本発明を記録ヘッドにインクを供給するインクタンクに適用した場合について説明したが、記録部としてのペンにインクを供給する供給部に適用されるものでもよい。

また、本発明は、そのような種々の記録装置の他、飲料水や液体調味料などの種々の液体を供給するための装置、あるいは薬品を供給する医療の分野などに広範囲に適用することができる。

（インクジェット記録装置の構成例）
図８は、本発明を適用可能なインクジェット記録装置の構成例を説明するための図である。

本例の記録装置１５０はシリアルスキャン方式のインクジェット記録装置であり、ガイド軸１５１，１５２によって、キャリッジ１５３が矢印Ａの主走査方向に移動自在にガイドされている。キャリッジ１５３は、キャリッジモータおよびその駆動力を伝達するベルト等の駆動力伝達機構により、主走査方向に往復動される。キャリッジ１５３には、上記のいずれかの実施形態を可とした記録ヘッドないしインクタンクが搭載される。記録媒体としての用紙Ｐは、装置の前端部に設けられた挿入口１５５から挿入された後、その搬送方向が反転されてから、送りローラ１５６によって矢印Ｂの副走査方向に搬送される。記録装置１５０は、記録ヘッドを主走査方向に移動させつつ、プラテン１５７上の用紙Ｐの記録領域に向かってインクを吐出させる記録動作と、その記録幅に対応する距離だけ用紙Ｐを副走査方向に搬送する搬送動作と、を繰り返すことによって、用紙Ｐ上に順次画像を記録する。

なお、記録ヘッドは、上述のように、インクを吐出するためのエネルギとして、電気熱変換体から発生する熱エネルギを利用するものであってもよい。その場合には、電気熱変換体の発熱によってインクに膜沸騰を生じさせ、そのときの発泡エネルギによって、インク吐出口からインクを吐出することができる。また、記録ヘッドにおけるインクの吐出方式は、このような電気熱変換体を用いた方式のみに限定されず、例えば、圧電素子を用いてインクを吐出する方式等であってもよい。

キャリッジ１５３の移動領域における図８中の左端には、キャリッジ１５３に搭載された記録ヘッドのインク吐出口の形成面と対向する回復系ユニット（回復処理手段）１５８が設けられている。回復系ユニット１５８には、記録ヘッドのインク吐出口のキャッピングが可能なキャップと、そのキャップ内に負圧を導入可能な吸引ポンプなどが備えられており、インク吐出口を覆ったキャップ内に負圧を導入することにより、インク吐出口からインクを吸引排出させて、記録ヘッドの良好なインク吐出状態を維持するための回復処理を行うことができる。また、画像形成とは別に、キャップ内に向かってインク吐出口からインクを吐出させることによって記録ヘッドの良好なインク吐出状態を維持する回復処理（予備吐出処理）ともいう）を行うこともできる。

本発明の最良の実施形態によるインクタンクと記録ヘッドの結合状態を示す模式的断面図である。 （ａ）、（ｂ）は本発明の最良の実施形態によるインクタンクと記録ヘッドの装着過程を示す模式的断面図である。 本発明の最良の実施形態による記録ヘッドにインクタンクを装着する過程を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施例を示すインクタンクと記録ヘッドとの装着過程を示す模式断面図である。 本発明の第２の実施例を示すインクタンクを記録ヘッドから脱抜する状態を示す模式断面図である。 本発明の第２の実施例によるインクタンクと記録ヘッドとの装着する過程を示す斜視図である。 （ａ），（ｂ）は本発明の第３の実施例によるインクタンクを記録ヘッドに装着する状態を示す模式断面図である。 本発明に関わる記録装置の斜視図である。

符号の説明

１０、１０Ａ、１０Ｂ インクタンク
１１ シート部材
１２ インク収納室
１３ バルブ室連通口
１４ 圧力板
１５ ばね部材
１６ 外装
１７ スライドガイド
２０、２０Ａ 記録ヘッド
２１ インク吐出部
２２ フィルタ
２３ タンク装着口
３０ バルブ室
３１ バルブ室シート部材
３２ 大気連通口
３４ バルブ室圧力板
３５ バルブ室ばね部材
３６ 大気導入口
３７ バルブシール部材
５０ ヘッド液室
５１ 閉鎖部材
５２ 閉鎖ばね
５３ 導入口シール部材
５４ 導入口
６０ 連通管
６１ インク流路
６２、６２Ａ 連通管ばね
６３ 連通管シール部材Ａ
６４ 連通管シール部材Ｂ
６５ 押圧部材挿入口
６６ 導出口
６７ 押圧膜
７０、７０Ａ 押圧部材
７１ 押圧ばね
７２ 突起
７３ 脱抜ばね
７４ 脱抜部材
７５ 支点
７６ 脱抜スイッチ
１５０ インクジェット記録装置
１５４ 記録ヘッド
１５３ キャリッジ
１５８ 回復系ユニット
１５９ タンク装着口

Claims (13)

1. インクジェット記録装置に配されたインクジェット記録ヘッドに対して供給されるインクを収納するインクタンクにおいて、
   前記インクタンクは、前記インクを直接収納するインク収納部と、前記記録ヘッドのインク導入口と連通する開口と、該開口を介して前記インク導入口に出入り動作可能に構成された連通管と、を具え、
   前記連通管はインク流路を具えており、該インク流路は前記連通管が前記開口を介して前記インク導入口内に挿入された状態で前記インク収納部と前記記録ヘッドとを連通してインク供給可能とされ、前記インクタンク内に収納された状態では前記インク収納部と外部とを非連通状態とするよう構成されていることを特徴とするインクタンク。
2. 前記インクタンクと連通管との間には弾性部材が配されており、該弾性部材は少なくとも前記連通管の前記インク流路を前記インクタンク内に収納する方向に付勢していることを特徴とする請求項１に記載のインクタンク。
3. 前記インクジェット記録装置には前記弾性部材の付勢に抗して前記連通管を前記開口から外部に押し出すための押圧部材を具えており、前記インクタンクには前記押圧部材を受け入れ、前記押圧部材による前記連通管の押圧を可能にする挿入口が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のインクタンク。
4. 前記インクタンクの開口及び挿入口から前記インク収納部内のインクがインクタンクの外部に漏れないようにシール部材を具えていることを特徴とする請求項３に記載のインクタンク。
5. 前記連通管は前記挿入口に面しており、前記押圧部材によって直接押圧可能に構成されていることを特徴とする請求項３に記載のインクタンク。
6. 前記挿入口には可撓性材料で構成されたシート体が配されており、前記押圧部材によって該シート体を介して前記連通管が押圧可能に構成されていることを特徴とする請求項３に記載のインクタンク。
7. 前記インクジェット記録装置に具えられた押圧部材は、前記インクタンクの装着動作に伴って移動するように構成されており、前記インクタンクの外装には前記押圧部材を移動させるためのガイドが設けられていることを特徴とする請求項３に記載のインクタンク。
8. 前記インクタンクの開口は、前記インクタンクの使用状態の底面に配されていることを特徴とする請求項１に記載のインクタンク。
9. 前記インクタンクのインク収納部は、可撓性のシート体と弾性体を具えて構成され、インク収納部内にインクを直接収納しているとともに、前記インク収納部の状況に応じて前記インクタンクの外部から前記インク収納部内に大気を導入する大気導入機構を具えて構成されていることを特徴とする請求項１に記載のインクタンク。
10. 前記インクジェット記録装置に対して非装着状態のインクタンクのインク収納部内には、前記インクジェット記録装置に装着されて機能している状態の圧力と同等もしくは、それより高い圧力状態でインクが充填されていることを特徴とする請求項９に記載のインクタンク。
11. インクジェット記録装置に配されたインクジェット記録ヘッドに対して供給されるインクを直接収納するインク収納部と、前記記録ヘッドのインク導入口と連通する開口と、該開口を介して前記インク導入口に出入り動作可能に構成され且つ前記インクタンクとの間にインクタンク内に収納される方向に付勢する弾性部材を具えた連通管と、前記連通管に動作を行なわせるための外部からの動作伝達を可能にする挿入口を具えており、前記連通管はインク流路を具え、該インク流路は前記連通管が前記開口を介して前記インク導入口内に挿入された状態で前記インク収納部と前記記録ヘッドとを連通してインク供給可能とされ、前記インクタンク内に収納された状態では前記インク収納部と外部とを非連通状態とするよう構成されたインクタンクの装填部と、
    前記インクタンクに設けられた弾性部材の付勢に抗して前記連通管を前記開口から外部に押し出すための押圧部材と、を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
12. 前記押圧部材は、前記インクタンクの前記装填部への装填後に、独立して操作されてインクタンクの連通管を押圧することを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録装置。
13. 前記押圧部材は、前記インクタンクの外装に設けられたガイドに沿った動作を可能にする前記ガイドに係合するガイド接触部材を有していることを特徴とする請求項１１に記載のインクジェット記録装置。

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