JP2007118527A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】繰り返しインクを補給する際の、吸収能力の低下を防止したインクジェット記録装置を得る。
【解決手段】インクを吸収する吸収体１４を収納室１０に収納したサブタンク４と、サブタンク４が取り付けられ、吸収体１４に吸収されたインクを吐出する記録ヘッド１と、サブタンク４の上部に形成され収納室１０に連通した供給口１８にメインタンク８からインクを供給する補給機構６とを備えている。補給機構６により供給されたインクを吸収体１４の下部１４ａに導く空隙１６をサブタンク４内に設けた。空隙１６は吸収体１４とサブタンク４の内壁との間に形成した。供給口１８からのインクを収納室１０の上部に開口した複数の分割口２２に導くと共に、分割口２２の下に空隙１６を形成し、分割口２２は供給口１８から遠ざかる程、断面積が大きくなるように形成した。
【選択図】 図４

Description

本発明は、メインタンクから記録ヘッドに取り付けられたサブタンクにインクを補給するステーション供給システムを用いたインクジェット記録装置に関する。

従来より、特許文献１にあるように、本体側に設けられたメインタンクから記録ヘッドに取り付けられたサブタンクにインクを補給するステーション供給システムを用いたインクジェット記録装置が知られている。

このようなステーション供給システムでは、記録ヘッドを搭載したキャリッジを所定の補給位置に移動させて、キャリッジ上のサブタンクとメインタンクとを連結部材を介して連結し、連結した状態で、メインタンクからサブタンクにインクを補給するように構成されている。

また、サブタンク内には吸収体が収納されており、サブタンクの上面に開口された供給口を介して補給されるインクが吸収体に吸収されて、サブタンク内にインクが保持される。吸収体に吸収されたインクがノズルから吐出されると共に、吸収体により背圧（負圧）を発生させて、ノズルにメニスカスを生成させるようにしている。
特開２００１−３３４６８７号公報

しかしながら、こうした従来のものでは、インクの補充を繰り返すと、供給口の近辺の吸収体の上部にインクが偏ってしまったり、繰り返しインクを吸収する際に、吸収体内の空気が排出されず、吸収体内に気泡として残ったり、あるいは、インク層と空気層とが積層された状態となってしまう場合がある。吸収体の上部にインクが偏ると、ノズルにインクが供給されず、吸収体内に気泡や空気層ができると、インクの補給時に吸収体に吸収できるインク量が減り、吸収体の吸収能力が低下して、一度の補給での記録量が減少してしまうという問題があった。

本発明の課題は、繰り返しインクを補給する際の、吸収能力の低下を防止したインクジェット記録装置を提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、インクを吸収して負圧を発生させる吸収体を収納室に収納したサブタンクと、該サブタンクが取り付けられ、前記吸収体に吸収されたインクをノズルから吐出する記録ヘッドと、前記サブタンクの上部に形成され前記収納室に連通した供給口にメインタンクから前記インクを供給する補給手段とを備え、前記記録ヘッドが被記録媒体上を往復動しながら記録を行うインクジェット記録装置において、前記補給手段により供給された前記インクを前記吸収体の下部に導く空隙を前記サブタンク内に設けたことを特徴とするインクジェット記録装置がそれである。

前記空隙は前記吸収体と前記サブタンクの内壁との間に形成した構成としてもよい。また、前記供給口からのインクを前記収納室の上部に開口した複数の分割口に導くと共に、前記分割口の下に前記空隙を形成した構成としてもよい。更に、前記分割口は前記供給口から遠ざかる程、断面積が大きくなる構成とするのが好ましい。

前記吸収体に傾斜面を形成して下方に向かって断面積が小さくなる前記空隙を設けた構成としてもよい。前記サブタンクの中央上部に前記供給口を設けると共に、前記供給口の下の前記吸収体に前記空隙を設けた構成としてもよい。

本発明のインクジェット記録装置は、サブタンク内にインクを吸収体の下部に導く空隙を設けたので、補給されたインクが吸収体の下部から吸収体に吸収されるので、繰り返しインクを補給しても、吸収体の上部にインクが偏ったり、吸収体に気泡や空気層ができるのを防ぎ、吸収能力の低下を防止できるという効果を奏する。

空隙を吸収体とサブタンクの内壁との間に形成すると、吸収体の周囲に広い範囲にわたって空隙を形成でき、インクの吸収を速やかに行うことができると共に、インクの偏りや気泡等ができるのを更に防止できる。複数の分割口を設けると、吸収体に吸収されるインクの偏りを防止できる。また、分割口の断面積を供給口から遠ざかる程、大きくすることにより、複数の分割口から均等にインクを供給でき、ムラ無く吸収体にインクを吸収させることができる。

吸収体に傾斜面を形成することにより、傾斜面によってもインクが吸収体の下部に導かれ、インクの偏りや気泡等ができるのを更に防止できる。また、サブタンクの中央上部に供給口を設けると共に、供給口の下の吸収体に空隙を設けることにより、簡単な構成でインクの偏りや気泡等ができるのを防止できる。

以下本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態としてのインクジェット記録装置の記録ヘッドの周辺の概略構成を示す正面図である。尚、インクジェット記録装置の構造等については、よく知られているので、ここでは詳述しない。図１に示すように、記録ヘッド１は圧電素子や電気熱変換体等を駆動してインクをノズル２から吐出するもので、本実施形態では、記録ヘッド１はＢｋ（ブラック）、Ｃ（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）の４色に対応したインクを各ノズル２Ｂｋ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｍから吐出する。記録ヘッド１は図示しない本体に往復動可能に支持されており、図示しない被記録媒体上を往復動しながら記録を行う構成のものである。被記録媒体としては、記録用紙、樹脂シート、はがき、封筒、ＣＤ−Ｒ（Compact Disk-Recordable）やＤＶＤ−Ｒ(Digital Versatile Disk-Recordable)等の光ディスクが挙げられる。

記録ヘッド１には、各色毎のサブタンク４Ｂｋ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｍが取り付けられている。図示しない本体側にはＢｋ（ブラック）、Ｃ（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）の４色に対応した補給手段としての補給機構６Ｂｋ，６Ｃ，６Ｙ，６Ｍが設けられている。補給機構６Ｂｋ，６Ｃ，６Ｙ，６Ｍは、記録ヘッド１が所定の補給位置に移動した際に、インクを補給ができるように、記録ヘッド１の補給位置に対応して配置されている。

また、Ｂｋ（ブラック）、Ｃ（シアン）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）の４色に対応したメインタンク８Ｂｋ，８Ｃ，８Ｙ，８Ｍが図示しない本体側に設けられており、各補給機構６Ｂｋ，６Ｃ，６Ｙ，６Ｍは各メインタンク８Ｂｋ，８Ｃ，８Ｙ，８Ｍ内のインクをそれぞれ個別に加圧して供給できるように構成されている。

各色ごとの各サブタンク４Ｂｋ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｍ、各補給機構６Ｂｋ，６Ｃ，６Ｙ，６Ｍ、各メインタンク８Ｂｋ，８Ｃ，８Ｙ，８Ｍはそれぞれ構成が同一であるので、以下、１つのサブタンク４、補給機構６、メインタンク８について、詳細に説明する。

図２は本実施形態としてのインクジェット記録装置の概略構成を示す側面図である。図２に示すように、サブタンク４は直方体状の容器９と、蓋部材１２とを備え、容器９には直方体状の収納室１０が成形されると共に、収納室１０は上方が開口されて、この開口に蓋部材１２が被せられて閉塞されている。

収納室１０内には、吸収体１４が収納されており、吸収体１４はインクを吸収する、例えば、ウレタン系の多孔質材料で形成されている。また、吸収体１４は記録ヘッド１に背圧（負圧）を付与して、ノズル２にメニスカスを生成させると共に、吸収したインクを圧電素子や電気熱変換体等の駆動に応じて記録ヘッド１に供給する。

本実施形態では、サブタンク４の容器９の内壁と吸収体１４との間に空隙１６が形成されている。収納室１０の下部には、吸収体１４の下部１４ａが隙間なく充填されて、収納室１０の底は吸収体１４の下部１４ａにより隙間なく覆われている。空隙１６は収納室１０の底から所定の高さより上方に設けられ、メニスカスを生成するためのノズル２への背圧の付与に支障がないように形成されている。

吸収体１４の上部１４ｂは、収納室１０の上方の開口に向かって、先端が小さな断面積となるように、台形状に形成されており、容器９の内壁と対向する４面が傾斜面１４ｃとして形成されている（図１及び図２を参照）。これにより、本実施形態では、空隙１６が容器９の内壁の全周にわたって、吸収体１４の上部１４ｂの周囲を囲むように形成されると共に、空隙１６は、鉛直線に対して対称に形成されている。吸収体１４の下部１４ａと、吸収体１４の上部１４ｂとの間には、段部１４ｄが形成されている。

吸収体１４は、下部１４ａと上部１４ｂとを別々に形成して積層するのではなく、一体のものから、空隙１６に相当する箇所を切り取って形成するのが好ましい。別々に形成して積層すると、下部１４ａと上部１４ｂとに境界ができ、下部１４ａと上部１４ｂとの間のインクの流通が阻害されるおそれがある。

図３は本実施形態の蓋部材１２の説明図であり、図３（ａ）は蓋部材１２の中央拡大断面図、図３（ｂ）は蓋部材１２の拡大底面図である。図３（ａ）に示すように、蓋部材１２には、供給口１８が上方に向かって開口して形成されており、更に、蓋部材１２には供給口１８に連通した中空部２０が形成されている。中空部２０は収納室１０の開口とほぼ同じ大きさに形成されており、蓋部材１２には中空部２０に連通した複数の分割口２２が収納室１０に開口して形成されている。

複数の分割口２２は、図３（ｂ）に示すように、容器９の内壁に沿って、長方形状に並べて形成されており、複数の分割口２２は、空隙１６の上に開口されている。複数の分割口２２の断面積は、全て均等に形成してもよいが、供給口１８から遠ざかる程、断面積を大きく形成して、供給口１８から中空部２０に供給されたインクが、複数の分割口２２から均等に落下するように形成するとよい。尚、分割口２２は容器９の内壁の近傍に形成して、分割口２２から落下したインクが容器９の内壁を伝って流れ落ちるようにしてもよい。

図４は本実施形態としてのインクジェット記録装置のインク補給状態の概略構成を示す側面図である。図４に示すように、補給機構６は、メインタンク８内のインクを加圧して、接続筒２４から吐出する加圧ポンプ２６を備えている。

記録ヘッド１が補給位置に移動した際に、接続筒２４は記録ヘッド１に対して相対的に移動して、接続筒２４がサブタンク４の供給口１８に接続されて、メインタンク８からサブタンク４にインクを供給できるように構成されている。尚、サブタンク４側が移動して、接続筒２４と供給口１８とを接続してもよく、あるいは、補給機構６の接続筒２４が移動して、接続筒２４と供給口１８とを接続してもよい。

次に、前述した本実施形態のインクジェット記録装置の作動について説明する。図５は本実施形態のインクジェット記録装置のインク補給動作時の処理手順を示すフローチャートである。

まず、記録ヘッド１が図示しない被記録媒体上を往復動しながら、サブタンク４内のインクを圧電素子や電気熱変換体等を駆動してノズル２から吐出し、被記録媒体に記録を行なう。サブタンク４の吸収体１４に吸収されているインクが消費されると、図５に示すように、所定のタイミングで記録ヘッド１が補給位置に移動される（ステップ１００。以下、Ｓ１００という。以下同様。）。

補給位置に移動された記録ヘッド１と補給機構６の接続筒２４との間の相対的な移動により、例えば、サブタンク４を上昇作動させて（Ｓ１１０）、図４に示すように、接続筒２４がサブタンク４の供給口１８に接続される（Ｓ１２０）。

次に、図示しない弁が開放され（Ｓ１３０）、加圧ポンプ２６の駆動により、メインタンク８のインクが接続筒２４、供給口１８を介して中空部２０に補給される（Ｓ１４０）。中空部２０に補給されたインクは、複数の分割口２２から落下して、空隙１６内に入り込む。

空隙１６内に入り込んだインクは、空隙１６内を落下、あるいは、容器９の内壁に沿って流れ落ちる。落下、あるいは、流れ落ちたインクは、空隙１６に導かれて吸収体１４の下部１４ａに達する。空隙１６の下にある容器９の内壁の周囲に沿った吸収体１４の下部１４ａから吸収体１４内にインクが吸収される。インクは空隙１６の下にある吸収体１４の下部１４ａの周囲から、吸収体１４の中心に向かって、更に、下部１４ａから上部１４ｂに向かってインクが浸透する。

よって、インクの消費に伴って吸収体１４内に空気が吸収されるが、インクの浸透により、この空気が吸収体１４の下部１４ａの外周から中心に、また、下側から上側に押し出されるので、吸収体１４内に気泡や空気層が残ってしまうのを防止できる。従って、吸収体１４には吸収体１４の体積に応じたインクを吸収でき、気泡や空気層が残留することによる吸収インク量の低下を防止できる。繰り返しインクを補給しても、気泡や空気層が残ることがなく、吸収体１４の容積に応じた分のインクを吸収できる。

インクは空隙１６により吸収体１４の下部１４ａに導かれるので、まず、空隙１６の下の吸収体１４の下部１４ａの周囲からインクが吸収される。吸収体１４のインクは、下部１４ａのインクから記録ヘッド１に供給されるので、吸収体１４の下部１４ａに偏ってインクが吸収されても、インクは記録ヘッド１に支障なく供給される。

また、インクは複数の分割口２２から空隙１６内に入り込むが、複数の分割口２２を供給口１８から遠ざかる程、断面積を大きく形成すると、各分割口２２から均等にインクが空隙１６内に入り込む。よって、空隙１６の下から吸収体１４の下部１４ａの各箇所に均等にインクが供給され、吸収体１４の下部１４ａの周囲から均等にインクが浸透し、吸収体１４にムラ無くインクが吸収される。

更に、吸収体１４の上部１４ｂの外周には、傾斜面１４ｃが形成されており、各分割口２２から空隙１６内に落下したインクが、傾斜面１４ｃに当たると、一部のインクは傾斜面１４ｃから吸収体１４に吸収され、残りのインクは傾斜面１４ｃに沿って、空隙１６の下に流下する。よって、多くのインクが空隙１６の下に集まり、空隙１６の下から吸収体１４の下部１４ａに吸収され、繰り返しインクを補給しても、吸収体１４に気泡や空気層が残ってしまうのを防止できる。

図６は前述した実施形態と分割口２２の配置が異なる蓋部材１２の拡大底面図である。図６（ａ）に示すように、複数の分割口２２を長方形の長辺に沿って２列に設けても実施可能である。その際、空隙１６も吸収体１４の四囲に設けるのではなく、長方形の長辺に沿って、分割口２２の下に２列に設けてもよい。

また、図６（ｂ）に示すように、複数の分割口２２を長方形の短辺に沿って２列に設けても実施可能である。その際、空隙１６も吸収体１４の四囲に設けるのではなく、長方形の短辺に沿って、分割口２２の下に２列に設けてもよい。このように、空隙１６や複数の分割口２２は、鉛直線に対して対称に設けるのが好ましい。

図７は前述した実施形態と空隙の形状が異なるインクジェット記録装置の概略構成を示す側面図である。図７に示すように、吸収体１４の中央に、収納室１０の開口側から底に向かって、空隙５１が形成されている。空隙５１の断面形状は、台形を上下逆にした形状に形成されている。空隙５１の底から下には吸収体１４の下部１４ａが収納室１０の底に、収納室１０の底の全面にわたって設けられている。

蓋部材１２には、中央に供給口５２が形成されると共に、供給口５２は空隙５１の上方で、収納室１０に開口形成されている。前述したと同様、供給口５２に接続筒２４が接続されて、メインタンク８からインクが補給されると、供給口５２から落下したインクは、空隙５１内を落下して、空隙５１の下に達する。そして、インクは空隙５１の下から吸収体１４の下部１４ａに吸収され、中央から外周に向かって、しかも、下側から上に向かってインクが吸収体１４に浸透する。

よって、この場合も、インクの消費に伴って吸収体１４に吸収された空気が中心から外周に、しかも、下側から上側に押し出されるので、吸収体１４内に気泡や空気層が残ってしまうのを防止できる。従って、吸収体１４には吸収体１４の体積に応じたインクを吸収でき、気泡や空気層が残留することによる吸収インク量の低下を防止できる。インクは空隙５１により吸収体１４の下部１４ａに導かれるので、吸収体１４の下部１４ａに偏ってインクが吸収されても、インクは記録ヘッド１に支障なく供給される。尚、図７に二点鎖線で示すように、供給口１８に連通した導入管５４を空隙５１の下に向かって設けることにより、確実にインクを空隙５１の下に導くことが出来る。

本発明の一実施形態としてのインクジェット記録装置の概略構成を示す正面図である。 本実施形態としてのインクジェット記録装置の概略構成を示す側面図である。 本実施形態の蓋部材の説明図である。 本実施形態としてのインクジェット記録装置のインク補給状態の概略構成を示す側面図である。 本実施形態のインクジェット記録装置のインク補給動作時の処理手順を示すフローチャートである。 他の実施形態としての分割口の配置が異なる蓋部材の拡大底面図である。 別の実施形態のインクジェット記録装置の概略構成を示す側面図である。

符号の説明

１…記録ヘッド
２，２Ｂｋ，２Ｃ，２Ｙ，２Ｍ…ノズル
４，４Ｂｋ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｍ…サブタンク
６，６Ｂｋ，６Ｃ，６Ｙ，６Ｍ…補給機構
８，８Ｂｋ，８Ｃ，８Ｙ，８Ｍ…メインタンク
９…容器 １０…収納室
１２…蓋部材 １４…吸収体
１４ａ…下部 １４ｂ…上部
１４ｃ…傾斜面 １４ｄ…段部
１６，５１…空隙 １８，５２…供給口
２０…中空部 ２２…分割口
２４…接続筒 ２６…加圧ポンプ
５４…導入管

Claims (6)

1. インクを吸収する吸収体を収納室に収納したサブタンクと、
   該サブタンクが取り付けられ、前記吸収体に吸収されたインクをノズルから吐出する記録ヘッドと、
   前記サブタンクの上部に形成され前記収納室に連通した供給口にメインタンクから前記インクを供給する補給手段とを備え、
   前記記録ヘッドが被記録媒体上を往復動しながら記録を行うインクジェット記録装置において、
   前記補給手段により供給された前記インクを前記吸収体の下部に導く空隙を前記サブタンク内に設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記空隙は前記吸収体と前記サブタンクの内壁との間に形成されたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記供給口からのインクを前記収納室の上部に開口した複数の分割口に導くと共に、前記分割口の下に前記空隙を形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
4. 前記分割口は前記供給口から遠ざかる程、断面積が大きくなることを特徴とする請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
5. 前記吸収体に傾斜面を形成して下方に向かって断面積が小さくなる前記空隙を設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
6. 前記サブタンクの中央上部に前記供給口を設けると共に、前記供給口の下の前記吸収体に前記空隙を設けたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。

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