JP2008265137A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録ヘッドに気泡を送らないようにすることで、気泡が記録ヘッドのノズル部に引っかかった場合の吐出不良を防止し、常に安定した印字を確保することである。
【解決手段】インクタンク１１から記録ヘッド１３に至るインク流路内にサブタンク１２を配置し、記録媒体２３上に画像記録を行うインクジェット記録装置は、インクタンク１１内のインク１５をサブタンク１２に供給するインク供給口１８ａを有する第１のインク経路１８と、サブタンク１２内のインク１５を取込み記録ヘッド１３へ供給するためのインク取込み口２０ａを有する第２のインク経路２０と、サブタンク１２内のインク１５に超音波振動を与える超音波振動子２８とを有している。そして、第２のインク経路２０のインク取込み口２０ａは、超音波振動子２８の近傍に配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関するもので、より詳細には、気泡のないインクを記録ヘッドに連続的に送ることが可能なインクジェット記録装置の改良に関するものである。

インクジェット記録装置は、コンピュータからの入力信号により、プリントヘッドのノズルからインクを吐出し、媒体上に文字や画像を記録するものである。インクジェット記録装置には、主に、インクを吐出して画像記録を行う記録ヘッド部と、記録ヘッド部に供給するインクを収容しているインクタンクと、記録ヘッド部とインクタンクとを繋ぐインク供給チューブと、で構成されている。このように構成されたインクジェット記録装置では、インクタンク内のインクが無くなるとインクタンクのみを交換し、記録ヘッド部はそのまま使用するタイプのものと、記録ヘッド部とインクタンクが一体に構成され、インクタンク内のインクが無くなると記録ヘッド部とインクタンクを一緒に交換可能なタイプのもの、とがある。

このうちで、インクタンクのみを交換するタイプでは、インクタンクの交換時に、インクタンクを着脱するインクジョイント部が空気にさらされてしまう。そのため、インクタンクから記録ヘッド部までのインク流路内に気泡が混入し、混入した気泡が記録ヘッド部のノズル部に引っかかった場合には、かなりの確立で吐出不良が発生していた。

このような課題を解決するために、特許文献１には、混入した気泡を脱気、脱泡する脱気装置を備えたインクジェット式記録装置が開示されている。

特許文献１のインクジェット式記録装置は、主としてインクの補給が可能な元タンクと、脱気装置と、中継タンクと、記録ヘッドと、これら各々を止弁を介して接続するチューブと、で構成されている。また、脱気装置は、元タンクからインクを流入するためのインク流入口と、中継タンクへとインクを流出するためのインク流出口を備えた容器の底部に超音波振動子を設けて構成され、この容器の上部には真空ポンプが連通されている。

このように構成されたインクジェット式記録装置において、インク流入口を介して容器に流れ込んだインクは、超音波振動子から高周波振動を受けてキャビテーションを生じ、さらに真空ポンプを駆動させることでインクに混入した気泡を容器外部に放出される。このようにしてインクに混入した気泡の脱気を行なっている。脱気されたインクは、インク排出口か中継タンクを介して記録ヘッドに供給され、印刷が行われる。
特開平１１−４８４９２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のインクジェット式記録装置では、容器の底部に超音波振動子を設けてインクの脱気を行なうことが開示されているにすぎず、超音波振動子と容器のインク排出口との配置関係（取り付け位置）については何等示唆も開示もされていない。

そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、容器に取り付けた超音波振動子と容器内のインクを取込み、記録ヘッドへと供給するためのインク取込み口との配置関係を規定することで、効率よく気泡のないインクを記録ヘッドに連続的に送ること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。

このような課題を達成するために本発明のインクジェット記録装置は、インクタンクから記録ヘッドに至るインク流路内にサブタンクを配置し、記録媒体上に画像記録を行うインクジェット記録装置であって、インクタンク内のインクをサブタンクヘ供給するインク供給口を有する第１のインク経路と、サブタンク内のインクを取込み、記録ヘッドへ供給するインク取込み口を有する第２のインク経路と、超音波を発生させてサブタンク内のインク中に定在波音場を形成する超音波振動子と、を有し、第２のインク経路のインク取込み口は、超音波振動子の近傍に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、容器に取り付けた超音波振動子と容器内のインクを取込み、記録ヘッドへと供給するためのインク取込み口との配置関係を規定することで、効率よく気泡のないインクを記録ヘッドに連続的に送ることが可能なインクジェット記録装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明が適用されるインクジェット記録装置の第１の実施形態を示すもので、インクジェット記録装置のインク経路の概略を示す図である。

図１では、１種類のインクのインク経路のみが示されているが、多色のインクを用いる場合も同様なインク経路が各色毎に設けられている。尚、本実施形態では、記録媒体の搬送方向をＸ軸方向、記録ヘッドのノズル列方向（記録媒体の搬送方向と直交する方向）をＹ軸方向、重力方向（ＸＹ平面と直交する方向）をＺ軸方向とする。

図１に於いて、このインクジェット記録装置１０は、インクボトル１１と、サブタンク１２と、記録ヘッド１３とを有している。インクボトル１１とサブタンク１２とは、弁１９を有する第１のインク経路１８によって接続されており、インクボトル１１内に収容されているインク１５を第１のインク経路１８を経由してサブタンク１２に供給する。この第１のインク経路１８の一端側は、インクジョイント部１７を介してインクボトル１１と接続され、インクボトル１１と第１のインク経路１８の一端側とが着脱可能となっている。また、第１のインク経路１８の他端側は、詳細は後述するがサブタンク１２の上方に接続されている。なお、弁１９は、インクボトル１１からサブタンク１２へと供給するインク１５の供給量を制御するために設けられている。

サブタンク１２と記録ヘッド１３とは、第２のインク経路２０によって接続されており、サブタンク１２内に収容されているインク１５を第２のインク経路２０を経由して記録ヘッド１３に供給する。この第２のインク経路２０の一端側は、詳細は後述するがサブタンク１２の下方に接続されている。また、第２のインク経路２０の他端側は、インクジョイント部１４を介して記録ヘッド１３と接続され、記録ヘッド１３と第２のインク経路２０の一端側とが着脱可能となっている。

上記記録ヘッド１３には、インク１５を吐出するための複数のノズル２２が設けられている。サブタンク１２から供給されたインク１５を記録ヘッド１３に対向した位置にある記録媒体２３に吐出することで、画像記録が行われる。尚、記録ヘッド１３は、記録媒体２３上をＹ軸方向に走査することで画像記録を行うシリアル型方式であってもよいし、記録ヘッド１３を記録媒体２３の幅以上（Ｙ軸方向）に固定し、Ｘ軸方向に搬送される記録媒体２３に対して１パスで画像記録を行うライン型方式であってもどちらでも適用可能である。

また、インクジェット記録装置１０は、図示されないが、記録媒体２３を給紙する給紙部と、該給紙部から給紙された記録媒体２３を搬送する記録媒体搬送機構と、画像記録された記録媒体２３を排出する排出部と、が設けられている。

図２は、図１のサブタンク１２を拡大して示した図である。

サブタンク１２は、前述した第１のインク経路１８の他端側であるインクタンク１１のインク１５をサブタンク１２へと供給するためのインク供給口１８ａがサブタンク１２内のインク１５に浸すことなく接続されている。また、前述した第２のインク経路２０の一端側であるサブタンク１２内のインク１５を取り込み、記録ヘッド１３へと供給するためのインク取込み口２０ａがサブタンク１２内のインク１５と連通している。

このサブタンク１２には、サブタンク１２内を大気開放にする大気開放口２５と、サブタンク１２内のインク１５の液面高さを検出するための液面検知センサ２６と、少なくとも第２のインク経路２０のインク取込む口２０ａが取り込むインク１５が気泡２７を含まないインク１５とするための超音波振動子２８と、が設けられている。ところで、容器設置面の超音波振動子２８の形状、言い換えると音波の発振する面は、円形であることが望ましい。これは、四角形状等、角が存在する場合には、超音波振動子を駆動させたときに応力が角に集中して、超音波振動子が割れる等の不具合が発生しやすいからである。

サブタンク１２内のインク１５の液面高さは、記録ヘッド１３のノズル２２より重力方向下方に設定されており、液面検知センサ２６によってノズル２２に対して所定の負圧（水頭圧）が掛かるよう制御されている。これにより記録ヘッド１３のノズル２２には、所定の負圧が掛かり、ノズル２２からインクが垂れ落ちることはない。尚、サブタンク１２内のインク１５の液面高さは、上記に限らず、不図示の負圧発生手段によってノズル２２に対して所定の負圧を掛けることができれば、ノズル２２より重力方向上方に設定してもよい。

第１のインク経路１８のインク供給口１８ａからサブタンク１２に流れ込んだインク１５には、気泡２７が含まれている。この気泡２７は、インクタンク１１の着脱時にインクタンク１１と第１のインク経路１８の一端側とを接続するインクジョイント部１７から空気を咬み込んだり、第１のインク経路１８の途中に設けられた弁１９の開閉動作によって気泡を巻き込んだりして生じたものである。

通常、サブタンク１２に流れ込んだ気泡２７は、記録ヘッド１３がインクを吸引する力（吐出する力）に引かれ、第２のインク経路２０のインク取込み口２０ａに向けて流れ込む。この気泡２７が記録ヘッド１３に流れ込むと、ノズル２２に気泡２７が引っかかったりして吐出不良を招く。そこで、本実施形態では、インク供給口１８ａからサブタンク１２に供給されたインク１５に含まれる気泡２７がインク取込み口２０ａに到達するまでの間にＺ軸方向上方に移動し、インク取込み口２０ａが気泡２７を含まないインク１５を取込むよう定在波音場を発生させる超音波振動子２８とインク取込み口２０ａとの配置を規定すればよい。

つまり、図３に示されるように、インク取込み口２０ａの近傍部（インク取込み口近傍部）１２ａの気泡２７が除去されていればよく、該１２ａ以外に気泡２７が残っていても問題はない。ようするに、サブタンク１２内に於いて、記録ヘッド１３へのインク取込み口近傍部１２ａのインク１５の流速より、インク取込み口近傍部１２ａの気泡２７の上昇速度が速くなるように超音波振動子２８とインク取込み口２０ａとの配置を規定してやればよい。つまり、
インク取込み口近傍部１２ａの気泡２７の上昇速度
＞インク取込み口２０ａへのインクの流れ込む速度
という関係である必要がある。

ところで、液体に超音波を付与しない場合、気泡の上昇はＺ軸上方にいくほど遅くなる。これは、液面からの深さによって気泡にかかる圧力が異なるためである。Ｚ軸方向下方にあるほど気泡にかかる圧力は大きいため、気泡は小さくなり、Ｚ軸方向上方にあるほど気泡にかかる圧力が小さいため、気泡は大きくなる。気泡が大きくなると、気泡自身が扁平になり、上昇するための抵抗が大きくなるため、上昇速度は遅くなる。

図４は、サブタンク１２に超音波を付与したときの関係を示した説明図である。

図４に示すように、インク中を伝播する超音波の１サイクル（１波長）は、下記の（数１）のように液体の音速と超音波の周波数によって決定される。
１波長＝音速÷周波数 ・・・（数１）
また、超音波振動子２８によって超音波を連続してインク中に放射すると定在波が発生し、音圧の腹（山）の部分と音圧の節（谷）の部分が固定した位置に発生する。この音圧の腹と節は、４分の１波長（１／４波長）間隔で交互に存在する。気泡２７が存在するサブタンク１２に超音波が付与されると、気泡２７は超音波振動子２８の近くからまとまって層を成し、Ｚ軸方向の上方に移動していく。このとき、気泡２７の上昇速度は音圧の節の部分では遅く、音圧の腹の部分では速くなる。つまり、気泡２７の上昇速度の速くなる音圧の腹の部分は、２分の１波長（１／２波長）間隔で形成される。そのため、第２のインク経路２０のインク取込み口２０ａは、音圧の腹の部分近傍に配置すればよい。

また、前述したように気泡２７の上昇速度は、液面からの深さが深ければ深いほど上昇速度が速い。よって、本実施形態では、図４に示されるように、サブタンク１２内から第２のインク経路２０に気泡２７を入れないために、第２のインク経路２０のインク取込み口２０ａを超音波振動子２８の近傍に配置する。具体的には、インク取込み口２０ａは、超音波振動子２８から発せられた超音波の伝播方向における最初に形成される音圧の腹の部分近傍に配置することが望ましい。

本実施形態では、例えば、超音波振動子２８の周波数は、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの、一般的に超音波洗浄機に用いられる周波数の振動子を用いる。また、一般的に、効率よく超音波振動子２８の定在波をサブタンク１２中に形成させるためには、超音波振動子２８を接着してあるサブタンク１２の底部と定在波の腹の部分とを一致させる。このような条件となるように、サブタンク１２のインク液面高さ、超音波振動子２８の周波数、インクの音速、容器の材質、厚みを調整する。これにより、定在波の音圧の腹部分が超音波振動子２８の接しているサブタンク１２の底部から始まる。以上のような条件で、インクの音速が１５００ｍ／ｓｅｃ（１５０００００ｍｍ／ｓｅｃ）で、超音波の振動数４０ｋＨｚ（４００００Ｈｚ）とすると、１波長＝１５０００００÷４００００＝３７．５ｍｍとなる。よって、サブタンク底部から約１９ｍｍ付近に最初の音圧の腹部分が形成され、以降、１／２波長間隔でインク液面に向かって音圧の腹部分が形成される。気泡２７は液面からの深さが深ければ深いほど上昇速度が速いため、インク取込み口２０ａをサブタンク１２の底部から２分の1波長上方、つまり、約１９ｍｍ上方にインク取込み口２０ａを配置すればよい。これにより、インク取込み口近傍部１２での気泡２７の上昇速度は速くなり、インク取込み口２０ａが気泡２７を含むインクを取り込むことはなくなる。尚、容器底部から約１９ｍｍのところにインク取込み口２０ａを配置したが、
インク取込み口近傍部１２ａの気泡２７の上昇速度
＞インク取込み口２０ａへのインクの流れ込む速度
の関係が成立すれば、容器底部から約３８ｍｍ近傍にインク取込み口２０ａを配置しても構わない。

図５は、超音波振動子の駆動エネルギーと気泡の上昇速度の関係を示したグラフである。

図５からわかるように、超音波振動子２８の駆動エネルギーを上げれば、気泡２７の上昇速度は速くなる関係を有しているので、気泡２７の上昇速度は超音波振動子２８を駆動するエネルギーによって調整可能である。また、気泡２７の上昇速度は、図５に示されるように、超音波振動子２８の駆動エネルギーでも調整可能であるが、図６に示されるように、温度によっても気泡２７の上昇速度は変化する。そのため、記録ヘッド１３の駆動可能範囲内でインク温度を上げることで、気泡２７の上昇速度を速めることができる。

このように、インク１５の音速、超音波振動子２８の周波数に応じて、超音波振動子２８を駆動するエネルギーやインク温度を適宜選択すればよく、結果として、
インク取込み口近傍部１２ａの気泡２７の上昇速度
＞インク取込み口２０ａへのインクの流れ込む速度
という関係になるように、インク取込み口２０ａと超音波振動子２８とを配置すればよい。

次に、図７のフローチャートを参照して、印字時のインク経路の動作について説明する。

このインクジェット記録装置の印字動作が開始されると、先ず、不図示の操作パネルから印字枚数が設定される、又は信号線で接続された不図示のホスト機器から印字枚数が設定される（ステップＳ１）。

次に、ステップＳ１で印字枚数が設定されると超音波振動子２８が作動する（ステップＳ２）。ステップＳ２で超音波が作動されるとすぐにサブタンク１２内に気泡２７が存在する場合には、気泡２７は超音波振動子２８の近傍からまとまって層を成し、Ｚ軸方向の上方へ移動し、インク取込み口近傍部１２ａには気泡は存在しない状態になる。印字は、こうしてインク取込み口近傍部１２ａに気泡２７の無い状態から開始される。

次に、液面検知センサ２６によってサブタンク１２内のインク１５の液面高さが所定値以上あるか否かを確認する（ステップＳ３）。ここで、液面検出センサ２６がサブタンク１２内のインク１５が所定値以上であると判断する（ＯＮ状態）と、ステップＳ４に移行して記録媒体２３に対して印字が開始される。

なお、印字中においても、常に液面検知センサ２６によってサブタンク１２内のインクの液面高さが所定値以上か否かが監視されている（ステップＳ５）。そして、ステップＳ１で設定された印字枚数が印字されたか否かが確認される（ステップＳ６）。ここで、設定印字枚数まで印字されていれば、ステップＳ７に移行して超音波振動子２８の振動が停止され、印字動作が終了する。

しかしながら、ステップＳ６にて、設定印字枚数まで印字されていなければ、上記ステップＳ４に移行して、設定印字枚数に達するまでステップＳ４〜Ｓ６の処理が繰り返される。

ところで、上記ステップＳ３、Ｓ５に於いて、液面検知センサ２６がサブタンク１２内のインクの液面高さが所定値未満と判断する（ＯＦＦ状態）と、何れもステップＳ８に移行してサブタンク１２へのインク補給動作に入る。

サブタンク１２へのインク補給動作は、先ず、弁１９が開かれる（ステップＳ８）。これにより、第１のインク経路１８を経て、インクタンク１１からインク１５がサブタンク１２へインクが流れる状態となる。次いで、サブタンク１２内の液面検知センサ２６がＯＮ状態であるか否かが確認される（ステップＳ９）。ここで、液面検知スイッチ２６がＯＮ状態であったならば、弁１９が閉じ、上記ステップＳ６に移行する。

これに対し、上記ステップＳ９にて、サブタンク２６内の液面検知センサ２６がＯＦＦ状態であったならば、ステップＳ１１に移行する。このステップＳ１１では、上記ステップＳ８で弁１９が開かれてから所定時間経過したか否かが確認される。ここで、所定時間が経過していなければ上記ステップＳ９に移行する。一方、所定時間が経過していれば、インクタンク１１内にインクが無いという意味である。したがって、ステップＳ１２に移行して、弁１９が閉じられる。その後、ステップＳ１３にて、インクタンク１１が交換されてから上記ステップＳ８に移行する。

このように、第１の実施形態では、超音波振動子２８の近傍にサブタンク１２のインクを取り込み記録ヘッド１３へと供給するための第２のインク経路２０のインク取込み口２０ａを設けている。これにより記録ヘッドにインクを供給する前に、インク取込み口２０ａ近傍の気泡（インク取込み口近傍部１２ａの気泡）は、上昇しているため、インク取込み口２０ａが気泡を含むインクを取込むことなく印字を開始することができる。つまり、印字中にインクタンク１１のインク１５が第１のインク経路１８のインク供給口１８ａからサブタンク１２内に供給されても、新たに供給されたインクの気泡は、インク取込み口２０ａ近傍に到達するまでには超音波振動子２８によって上昇するので、インクタンク１１の着脱、インク補給の有無に関わらず、連続してインクを記録ヘッド１３に流しても、インク取込み口２０ａは気泡を含んだインクを取込むことはない。これにより、気泡２７による吐出不良を防止し、常に安定した印字を確保することができる。

次に、第１の実施形態の変形例について説明する。

上述した第１の実施形態では、インクタンク１２から記録ヘッド１３までインク１５が流れる場合について説明したが、図８に示されるように、第３のインク経路３０を介してインクが循環する場合にも同様の効果が期待できる。

図８は、本発明の第１の実施形態の変形例を示すもので、インクジェット記録装置のインク経路の概略を示す図である。

図８に於いて、第３のインク経路３０は、一端側をインクジョイント部１４−２を介して記録ヘッド１３と着脱可能に接続され、他端側をサブタンク１２内のインクに浸して接続されている。また、第３のインク経路３０には、ポンプ３１が設けられている。これにより、サブタンク１２内のインク１５は、第２のインク経路２０、記録ヘッド１３、第３のインク経路１３を経由して循環し、循環機構が構成されている。

尚、その他の構成については、上述した第１の実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の参照番号を付してここでは説明を省略する。

また、インクを循環させる場合の印字時のインク経路の動作については、上述した図７のフローチャートに於いて、ステップＳ１とステップＳ２の間に、ポンプ３１が駆動されてインク循環が開始されればよい。その他の動作については、上述した図７のフローチャートの動作と同様であるので、ここでは説明を省略する。

以上のように、本変形例によれば、上述した第１の実施形態と同様な効果が得られると共に、さらに記録ヘッドにインクを循環させながら印字を行なうインクジェット記録装置においても適用可能となる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

図９は、本発明のインクジェット記録装置の第２の実施形態によるサブタンク１２₁ を拡大して示した図である。

尚、この第２の実施形態の説明に於いて、上述した第１の実施形態と同一の部分には同一の参照番号を付して、第１の実施形態と共通の作用、または効果に於いてはその説明を省略する。

超音波振動子の音波は指向性があり、基本的に、素子の幅で、容器設置面と垂直の方向に音波は伝播する。第１のインク経路１８のインク供給口１８ａから第２のインク経路２０のインク取込み口２０ａまでのインク流路に於いて、気泡２７を除去したいのは、特にサブタンク１２₁ にある第２のインク経路２０のインク取込み口２０ａ付近である。インク流路中のインクの流速より気泡の上昇速度が速くなるように、超音波振動子を駆動するエネルギーを高めてやれば、サブタンク１２₁ の底面部を覆うような大きな超音波振動子を使わずとも、第２のインク経路２０のインク取込み口２０ａの近傍に小さい超音波振動子２８₁ を設けることでも、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることが可能である。

気泡の上昇速度は、図５に示されたように、超音波振動子の駆動エネルギーでも調整できるし、図６に示されたように、温度によっても気泡の上昇速度を調整することが可能である。そのため、インク温度を上げて、超音波振動子の駆動エネルギーを高くした状態で使用すればよい。つまり、インク１５の音速、超音波振動子２８₁ の周波数に応じて、駆動エネルギー、インク温度を適切に制御し、
インク取込み口近傍部１２ａの気泡の上昇速度
＞インク取込み口２０ａへのインクの流れ込む速度
という関係を満たせば、インク取込み口２０ａの近傍に小さい超音波振動子２８₁ を設けることでも効果が得られる。また、印字時のインク経路の動作は、上述した第１の実施形態と同じである。

以上のように、第１の実施形態のように、サブタンク１２の底面部を覆うような大きな超音波振動子を使わずとも、本第２の実施形態のように、インク１５の音速、超音波振動子２８₁ の周波数に応じて、駆動エネルギー、インク温度を適切に制御することで第２のインク経路２０のインク取込み口２０ａの近傍に小さい超音波振動子２８₁ を設けても第１の実施形態と同等の効果を得ることができるまた、超音波振動子２８₁ を小さくすることで、上述した第１の実施形態よりも安価に作製することが可能である。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

図１０は、本発明のインクジェット記録装置の第３の実施形態によるサブタンク１２₂ を拡大して示した図である。

尚、第３の実施形態の説明に於いては、上述した第１の実施形態と同一の部分には同一の参照番号を付し、第１の実施形態と共通の作用、または効果に於いては、その説明を省略する。

上述した第１及び第２の実施の形態では、第２のインク経路２０をサブタンク１２の側壁に連通していたが、本実施の形態では、第２のインク経路２０をサブタンク１２の上壁から連通している。さらに、気泡２７はＺ軸方向の下から上に向かう性質があるため、第２のインク経路２０のインク取込み口２０ａはＺ軸方向で上向きとなっている。このようにインク取込み口２０ａをＺ軸方向上向きにすることで、インク取込み口２０ａより下方に存在していた気泡２７が上昇する過程で、インク取込み口２０ａに入り込むことを防ぐことができる。

また、本実施形態でも、インク取込み口２０ａは、超音波振動子２８の幅内で、超音波振動子２８から発せられた超音波の伝播方向における最初に形成される音圧の腹の部分近傍に配置している。

ここで、本来、インク流入口１８ａからインク取込み口２０ａまでの距離が長い方が気泡２７の移動時間は長くかかるので、インク流入口１８ａからインク取込み口２０ａまでの距離が長くなるように配置するのが好ましい。しかしながら、
インク取込み口２０ａ近傍部の気泡の上昇速度
＞インク取込み口２０ａへのインクの流れ込む速度
という関係であれば、インク取込み口２０ａの位置はどこであっても構わない。

以上のように、本実施形態では、前述した第１の実施形態と同等の効果が得られると共に、さらに第２のインク経路２０をサブタンク１２の上部から連通させることで、省スペース化等の自由度を上げることが可能となる。その際、インク取込み口２０ａをＺ軸方向上方を向いて開口させることで気泡が第２のインク経路２０に入り込むことを防止することができる。

（第４の実施形態）
次に、図１１及び図１２を参照して、本発明の第４の実施形態について説明する。

尚、第４の実施形態の説明に於いては、上述した第１の実施形態と同一の部分には同一の参照番号を付し、第１の実施形態と共通の作用、または効果に於いては、その説明を省略する。

インク供給口１８ａから供給されるインク１５に含まれた気泡２７は、インク供給口１８ａとインク取込み口２０ａとを結ぶ最短経路で流れる傾向がある。

そこで、本実施形態では、図１１及び図１２に示されるように、超音波振動子２８をインク供給口１８ａとインク取込み口２０ａとを結ぶ最短経路に沿って設ける構成としている。

図１１では、インク供給口１８ａとインク取込み口２０ａとを結ぶ最短経路とサブタンク１２の底部とが略平行となるようにインク供給口１８ａがサブタンク１２₃ の側壁と連通している。サブタンク１２₃ の底部には、超音波振動子２８が設けられている。これにより、インク供給口１８ａとインク取込み口２０ａとを結ぶ最短経路と超音波振動子２８とが略平行な状態となる。この時、サブタンク１２₃ にインクを供給する第１のインク経路１８のインク流入口１８ａも超音波振動子２８の近傍に設けられている。

また、図１２では、インク供給口１８ａをサブタンク１２の上方から連通している場合の構成を示している。

図１２に示すように、サブタンク１２₄ の底面は、インク供給口１８ａとインク取込み口２０ａとを結ぶ最短経路と略平行となるようにインク供給口１８ａからインク取込み口２０ａに向けて斜面を形成している。更に、この斜面が形成された底面に沿って、超音波振動子２８が設けられている。

以上のように、本実施形態では、前述した第１の実施形態と同等の効果が得られると共に、さらに超音波振動子２８をインク供給口１８ａとインク取込み口２０ａとを結ぶ最短経路に沿って配置することでより効率的に気泡２７を上昇させることができ、インク取込み口２０ａが気泡を含むインクを取込むことはない。

（第５の実施形態）
次に、図１５を参照して、本発明の第５の実施形態について説明する。

尚、第５の実施形態の説明に於いては、上述した第１の実施形態と同一の部分には同一の参照番号を付し、第１の実施形態と共通の作用、または効果に於いては、その説明を省略する。

本実施形態では、２色以上のインクを扱うインクジェット記録装置に於いて、１つの超音波振動子で２色のサブタンクのインク取込み口近傍の気泡を除去する構成となっている。

図１３は、本発明のインクジェット記録装置の第５の実施形態によるサブタンク１２₅ を拡大して示したもので、サブタンク１２₅ をＺ軸方向上方から見た図である。

図１３に示されるサブタンク１２₅ は、円形状の超音波振動子２８の上に２つに仕切られたサブタンクが設けられた構成になっている。そして、第１のインク経路１８₁ 、１８₂ のインク供給口１８ａ₁ 、１８ａ₂ 及び第２のインク経路２０₁ 、２０₂ のインク取込み口２０ａ₁ 、２０ａ₂ は、図１１に示される例と同様に、それぞれのインク色のタンクの下方で超音波振動子２８の近傍に設けられている。また、大気開放口２５₁ 、２５₂ と、液面検知センサ２６₁ 、２６₂ も、それぞれのインク色のタンク毎に設けられている。

以上のように、第５の実施形態では、前述した第１の実施形態と同等の効果が得られると共に、さらに１つの超音波振動子２８でインク取込み口２０ａ₁ 、２０ａ₂ の両方とも気泡を含まないインクを取り込むことができ、安価に構成することができる。

（第６の実施形態）
次に、図１４及び図１５を参照して、本発明の第６の実施形態について説明する。

尚、第６の実施形態の説明に於いては、上述した第１の実施形態と同一の部分には同一の参照番号を付し、第１の実施形態と共通の作用、または効果に於いては、その説明を省略する。

図１４及び図１５は、本発明のインクジェット記録装置の第６の実施形態によるサブタンク１２₆ を拡大して示したもので、図１６は図１７をＺ軸方向上面Ａ方向から見た図であり、図１７は図１６をＢ方向から見た図である。

円形の超音波振動子２８は４つのサブタンク１２₆ の中心に設けられ、４色とも超音波振動子２８の近傍に、記録ヘッド１３への第２のインク経路２０₁ 〜２０₄ のインク取込み口２０ａ₁ 〜２０ａ₄ がＺ軸方向で上向きとなって、サブタンク１２₆ に設けられている。また、大気開放口２５₁ 〜２５₄ と、液面検知センサ２６₁ 〜２６₄ も、それぞれのインク色のタンク毎に設けられている。

以上のように、本第６の実施形態では、前述した第１の実施形態と同等の効果が得られると共に、さらに多色のインクを１つの超音波振動子２８で記録ヘッド１３（インク取込み口）に流れ込むインク中の気泡２７を除去することができ、安価に構成することができる。

（第７の実施形態）
次に、図１６乃至図１８を参照して、本発明の第７の実施形態について説明する。

尚、第７の実施形態の説明に於いては、上述した第１の実施形態と同一の部分には同一の参照番号を付し、第１の実施形態と共通の作用、または効果に於いては、その説明を省略する。

図１６乃至図１８は、本発明のインクジェット記録装置の第７の実施形態によるサブタンク１２₇ を拡大して示したもので、図１６は側断面図、図１７は図１６のＣ方向から見た図、図１８は超音波振動子から発生する音波の伝播について説明する図である。

本第７の実施形態は、上述した第５の実施形態の応用例であり、サブタンクのＺ軸方向下方に設けられていた超音波振動子２８を、図１６に示されるように、２つのタンクの間に封止することを特徴としている。

図１６に示されるように、超音波振動子２８の発信源がＺ軸と平行に設けられた場合、図１８に示されるように、音波は超音波振動子２８の幅でもってＸＹ面に伝播される。このとき、気泡２７は超音波振動子２８から遠去かりながらＺ軸上方へ移動していく。

図１７では、円形状の超音波素子２８と重なるように、第２のインク経路２０₁ 、２０₂ のインク取込み口２０ａ₁ 、２０ａ₂ が設けられている。これらインク取込み口２０ａ₁ 、２０ａ₂ は、音圧の腹の部分近傍に配置されている。また、第２のインク経路２０₁ 、２０₂ は、サブタンク１２₇ のＺ軸方向の底面になるべく近い位置に設けられる。

以上のように、本第７の実施形態では、前述した第１の実施形態と同等の効果が得られると共に、さらに超音波振動子を２つのタンクの間に封止することで省スペース化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能であるのは勿論である。

本発明が適用されるインクジェット記録装置の第１の実施形態を示すもので、インクジェット記録装置のインク経路の概略を示す図である。 図１のサブタンク１２を拡大して示した図である。 サブタンク１２のインク排出口近傍部１２を説明するための図である。 サブタンク１２に超音波を付与したときの圧力の波との関係を示した説明図である。 超音波振動子の駆動エネルギーと気泡の上昇速度の関係を示したグラフである。 温度をパラメータとして超音波振動子の駆動エネルギーと気泡の上昇速度の関係を示したグラフである。 本発明の第１の実施形態に於けるインクジェット記録装置の印字時のインク経路の動作について説明するためのフローチャートである。 本発明の第１の実施形態の変形例を示すもので、インクジェット記録装置のインク経路の概略を示す図である。 本発明のインクジェット記録装置の第２の実施形態によるサブタンク１２₁ を拡大して示した図である。 本発明のインクジェット記録装置の第３の実施形態によるサブタンク１２₂ を拡大して示した図である。 本発明の第４の実施形態について説明するもので、インク流入口１８ｂとインク取込み口２０ａをサブタンク１２₃ の底部に設けた例を示した図である。 本発明の第４の実施形態について説明するもので、サブタンク１２₄ の底面を斜面で形成した例を示した図である。 本発明のインクジェット記録装置の第５の実施形態によるサブタンク１２₅ を拡大して示したもので、図１２、図１３、図１４のＺ軸方向上面であるＡ方向から見た図である。 本発明のインクジェット記録装置の第６の実施形態によるサブタンク１２₆ を拡大して示したもので、上方から見た図である。 本発明のインクジェット記録装置の第６の実施形態によるサブタンク１２₆ を拡大して示したもので、側断面図である。 本発明のインクジェット記録装置の第７の実施形態によるサブタンク１２₇ を拡大して示した側断面図である。 本発明のインクジェット記録装置の第７の実施形態によるサブタンク１２₇ を拡大して示したもので、図１８のＣ方向から見た図である。 本発明のインクジェット記録装置の第７の実施形態によるサブタンク１２₇ を拡大して示したもので、超音波振動子から発生する音波の伝播について説明する図である。

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１１…インクボトル、１２、１２₁ 〜１２₇ …サブタンク、１２ａ…インク排出口近傍部、１３…記録ヘッド、１４…インクジョイント部、１５…インク、１７…インクジョイント部、１８…第１のインク経路、２０…第２のインク経路、３３…第３のインク経路、１８ａ…インク供給口、１９…弁、２０ａ…インク取込み口、２２…ノズル、２３…記録媒体、２５…大気開放口、２６…液面検知センサ、２７…気泡、２８…超音波振動子。

Claims (14)

1. インクタンクから記録ヘッドに至るインク流路内にサブタンクを配置し、記録媒体上に画像記録を行うインクジェット記録装置であって、
   前記インクタンク内のインクを前記サブタンクヘ供給するインク供給口を有する第１のインク経路と、
   前記サブタンク内のインクを取込み、前記記録ヘッドへ供給するインク取込み口を有する第２のインク経路と、
   超音波を発生させて前記サブタンク内のインク中に定在波音場を形成する超音波振動子と、
   を有し、
   前記第２のインク経路のインク取込み口は、前記超音波振動子の近傍に配置されることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記第２のインク経路のインク取込み口は、前記定在波音場の音圧の腹部近傍に配置する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. 前記超音波振動子は、前記サブタンクの底面部に配置され、
   前記インク取込み口は、前記超音波振動子によって前記サブタンクの底面部から発せられた前記超音波の伝播方向における最初に形成される音圧の腹部分近傍に配置することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記超音波振動子は、前記サブタンクの底面部に配置されている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。
5. 前記第２のインク経路のインク取込み口は、前記サブタンクの底面部近傍に設けられることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記第２のインク経路のインク取込み口は、重力方向に対して上方に向けて開口していることを特徴とする請求項３、又は５に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記第２のインク経路のインク取込み口は、重力方向に対して略直交する方向に向けて開口していることを特徴とする請求項３、又は５に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記超音波振動子は、前記第１のインク経路のインク供給口から供給されたインクが前記第２のインク経路のインク取込み口まで流れる際の最短経路と略平行となるように配置されている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。
9. 前記サブタンクを複数有し、前記超音波振動子は前記複数のサブタンクに対して１つのみ配置される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。
10. 前記超音波振動子は、前記複数のサブタンクの底面部に配置されていることを特徴とする請求項９に記載のインクジェット記録装置。
11. 前記第２のインク経路のインク取込み口は、前記複数のサブタンクの底面部近傍にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１０に記載のインクジェット記録装置。
12. 前記超音波振動子は、前記複数のサブタンクの隣接するサブタンクの間に配置されることを特徴とする請求項９に記載のインクジェット記録装置。
13. 前記第２のインク経路のインク取込み口は、前記超音波振動子の近傍にそれぞれ設けられることを特徴とする請求項１２に記載のインクジェット記録装置。
14. 前記超音波素子は印字時にのみ駆動させる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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