JP3592265B2 - インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを収容するタンクを内蔵するインクジェット記録ヘッドと、このインクジェット記録ヘッドとニードルを介してインクを供給するインク供給手段とを有するインクジェット記録装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、複写機、および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の出力機器として用いられる記録装置は、画像情報に基づいて用紙やプラスチック薄板等の被記録材（記録媒体）に画像（ここでは、意味の有無を問わず、文字や図形や模様等を含めて画像という）を記録する構成である。このように被記録材に画像を形成する記録装置の一形態として、微小な吐出口から微小なインク滴を吐出するインクジェット記録装置がある。インクジェット記録装置のインクジェット記録ヘッドは、一般に、インク滴を吐出するための吐出口を有する記録ヘッド本体と、記録ヘッド本体に供給するインクを保持するタンクとを有している。そして、タンクから記録ヘッド本体にインクが導かれ、吐出口付近に設けられたエネルギー発生体、たとえば発熱素子または圧電素子が、記録信号に基づいて駆動されて、吐出口からインク滴が吐出して被記録材に付着することにより記録が行われる。このインクジェット記録装置は、いわゆるノンインパクト方式の記録装置であり、高速記録や様々な記録媒体への記録が可能であって、記録時の騒音がほとんど生じないなどの利点を有しており、広く普及している。
【０００３】
その中でも、熱エネルギを利用してインクを吐出するバブルジェット方式のインクジェット記録ヘッドは、インクを吐出するための吐出口を高密度に配列することができるため、高解像度の記録が可能である。特に、電気熱変換体をエネルギ発生源として用いるバブルジェット式インクジェット記録ヘッドは、コンパクト化も容易であり、かつ最近の半導体分野における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の長所を十二分に活用でき、高密度実装化が容易で、製造コストも安価なことから有利である。
【０００４】
インクジェット記録ヘッドのタンクへのインク供給方法としては、オンキャリッジタンク方式や、ピットイン方式や、チューブによる連続供給方式など、多数の方法が提案されている。この中で、チューブによる連続供給方式は、インクジェット記録ヘッドに内蔵されたタンクの容量を大きくすることが容易にでき、ランニングコストが低く、タンクの交換頻度が低くて済むことから、主に大型の記録装置や業務用記録装置に用いられている。
【０００５】
このようなインクジェット記録装置において、インクジェット記録ヘッドは、前記した通り、吐出ユニットである記録ヘッド本体と、インクを貯蔵するためのタンクとから構成されている。そして、記録装置本体に固定的に設けられたメインタンク内のインクが、チューブを介して、インクジェット記録ヘッドの密閉されたタンクに供給され、さらにタンクから、その下流側にある記録ヘッド本体へと供給される。なお、メインタンクには、その内圧が大気圧と同等になるように、大気連通穴が設けられている。
【０００６】
このような構成であると、チューブおよびタンクはメインタンク以外に対しては密閉されているので、インクジェット記録ヘッドのタンク内の溶存空気の膨張または凝集やインクの吐出に伴う気泡の発生等が無ければ、吐出されたインクと同量のインクが、メインタンクからインクジェット記録ヘッドのタンクへと、自動的に供給される構成になっている。
【０００７】
しかし、インクに混ざっている微少な空気が徐々に溜まってきたり、インク経路全体においてチューブの壁などを通して進入してくる微少な空気が徐々に溜まってきたりして、インクジェット記録ヘッドのタンク内の空気が増加して、タンク内のインクは徐々にではあるが減ってくる。このようにタンク内のインクが減少した場合には、負圧発生手段等により強制的にインクを供給する必要がある。
【０００８】
ここで、強制的にインクを供給する手段として最も一般的なのは、ポンプ装置等を用いた負圧発生装置によりタンク内に負圧を発生させ、メインタンクとインクジェット記録ヘッドのタンクとの間に圧力差を発生させてインクを供給する方式である。つまり、通常は、図８に示すように、１つのタンク１１１に、メインタンク１１６からインク１２８を供給するためのチューブ１１４と、ポンプ１１７等の負圧発生装置につながるチューブ１１５と、合計２本のチューブ１１４，１１５が接続されている。
【０００９】
このような構成に用いられる接続手段は、インクジェット記録ヘッド１０１の交換頻度によっても多少異なるが、一般的には、インクジェット記録ヘッド１０１のタンク１１１に開口部１１９，１２０を設け、この開口部１１９，１２０をゴム栓などの弾性ジョイント１２１，１２２で塞ぎ、一方、チューブ１１４，１１５の先端には中空のニードル１１２，１１３を取り付けておき、このニードル１１２，１１３を、弾性ジョイント１２１，１２２を貫通させてタンク１１１内に挿入する構成が最適である。この接続手段は、インクジェット記録ヘッド１０１の交換時にタンク１１１内に多少のインク残りが有ってもインク１２８が垂れ落ちることが無く、接続状態においてインク漏れのないインク供給経路を構成するように確実にシールができ、また機構が簡単であるといった数々の利点を有している。
【００１０】
インクジェット記録ヘッド１０１にインク１２８を供給する機構は、インクジェット記録ヘッド１０１を保持するキャリッジ（図示せず）に設けられている。具体的には、中空の２本のニードル１１２，１１３が上下に並んでキャリッジに設けられている。このニードル１１２，１１３の先端または先端付近の側面には穴１１２ａ，１１３ａがあいている。上側のニードル１１３は、チューブ１１５を介してポンプ１１７と連結されており、ポンプ１１７の作動により、インクジェット記録ヘッド１０１のタンク１１１内の空気を吸引可能な構成である。もう１本のニードル１１２は、もう１本のチューブ１１４を介してメインタンク１１６に連結されており、メインタンク１１６のインク１２８をインクジェット記録ヘッド１０１のタンク１１１内に供給可能な構成である。したがって、ポンプ１１７によりチューブ１１５および上側のニードル１１３を介して、インクジェット記録ヘッド１０１のタンク１１１内の空気が吸引されるとともに、メインタンク１１６からもう１本のチューブ１１４および下側のニードル１１２を介してタンク１１１内にインク１２８が供給される。
【００１１】
図示しないキャリッジには、インクジェット記録ヘッド１０１を保持し固定するための機構が設けられている。この機構は、キャリッジヘッドレバーを操作することによって、インクジェット記録ヘッド１０１をキャリッジに固定することができるとともに、インクジェット記録ヘッド１０１をキャリッジから取り外すこともできる。
【００１２】
また、キャリッジには、２本のニードル１１２，１１３を、インクジェット記録ヘッド１０１に設けられた弾性ジョイント１２１，１２２を貫通させてタンク１１１内に挿入させるための機構が設けられている。この機構は、キャリッジヘッドレバーと連動していてもよい。
【００１３】
インクの充填を開始してから、充填を停止するタイミングを検知する方法として、最も安価に実現可能なのは、充填開始から一定時間あるいは一定量の供給を実行した後に供給動作を停止させる方法である。また、より確実な方法は、タンク１１１内に専用のインクレベルセンサ（図示せず）を設け、インクレベルが所定高さに達した時点で供給動作を停止させる方法である。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の構成においては、キャリッジに固定されているインクジェット記録ヘッド１０１のタンク１１１にニードル１１２，１１３が挿入されている。図８（ｂ）に示すように、インクジェット記録ヘッド１０１のタンク１１１内のインクがなくなってくると、ニードル１１２，１１３の回りからインク１２８がなくなり、タンク１１１内の空気にニードル１１２，１１３がさらされるようになる。ニードル１１２，１１３の外周部や穴１１２ａ，１１３ａの内部にはインク１２８が付着して残留しており、これらのインク１２８が空気にさらされることにより徐々に固まり、インク１２８や空気を流通させるためのニードル１１２，１１３の穴１１２ａ，１１３ａを詰まらせて塞いでしまう。そうなると、ニードル１１２，１１３を通してインクジェット記録ヘッド１０１内の空気を吸引したりインク１２８を供給したりすることができなくなる。そして、インクジェット記録ヘッド１０１のタンク１１１にインクが供給されないまま記録が続行されると、タンク内のインクが完全になくなり、記録ができなくなるだけでなく、インクジェット記録ヘッドを壊してしまう可能性がある。
【００１５】
そこで本発明の目的は、従来と同様にニードルを用いて簡単かつ安価にインクジェット記録装置のタンクにインクを供給することができ、しかも、固化したインクがニードルにこびりついてインクや空気の流通が不能になることがない、インクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、インクジェットヘッド部と、該インクジェットヘッド部と連通したタンク部を構成する主収容室と、を備えたインクジェット記録ヘッドにおいて、
タンク部は、
主収容室の側部に第１連通孔を介して主収容室と連通配置された第１ニードル受け室と、
主収容室の側部であって、第１ニードル受け室の下方に第２連通孔を介して主収容室と連通配置された第２ニードル受け室と、
第１ニードル受け室に設けられ、空気排出に用いられるニードルが貫通可能な第１弾性ジョイントを備えた第１開口部と、
第２ニードル受け室に設けられ、インク供給に用いられるニードルが貫通可能な第２弾性ジョイントを備えた第２開口部と、
を備えており、
第１連通孔は第１開口部に対して相対的に上方に配置され、第２連通孔は第２開口部に対して相対的に上方に配置されていることを特徴とする。
【００１７】
さらに、第２ニードル受け室に多量のインクが供給されると、第２ニードル受け室から第２連通孔を介して主収容室にインクが流入する構成であってもよい。また、主収容室内のインクが減少すると、第２ニードル受け室から第２連通孔を介して主収容室にインクが流入する構成であってもよい。
【００１８】
このような構成によると、インクジェット記録ヘッドにインクを供給するための、簡単かつ安価な構成でインク漏れのおそれのないインク供給経路が構成できる。しかも、タンク内のインクが減少してほとんどなくなっても、タンク内において、ニードルの全て、または少なくともニードルの周辺近傍がインクに浸かっているので、ニードルのインクまたは空気が出入りする穴においてインクが固化してインクや空気の流通を妨げることが防止できる。
【００１９】
本発明のインクジェット記録装置は、前記したいずれかの構成のインクジェット記録ヘッドと、インクジェット記録ヘッドの第１ニードル受け室に挿入される第１ニードルと、第２ニードル受け室に挿入される第２ニードルと、第１ニードルと連結されタンク部内の空気を吸引排出する吸引手段と、第２ニードルと連結されタンク部に供給されるインクを貯留したメインタンクとを有するものである。
【００２２】
このようなインクジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッドに対して、常に円滑なインク供給が可能である。したがって、記録不良やインクジェット記録ヘッドの破損などを防ぐことができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２４】
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態について、図１〜５を参照して詳細に説明する。
【００２５】
（キャリッジ保持構造）
本実施形態のインクジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッド１と、このインクジェット記録ヘッド１を着脱自在に保持するキャリッジ２と、キャリッジ２を保持するフレーム（図示せず）とを備えている。図１は、キャリッジ２の保持構成を示す外観斜視図である。図１に示すように、キャリッジ２は、フレームに両端部が固定され互いに平行に配置されたキャリッジシャフト３およびガイドレール４に、摺動自在に支持されている。そして、キャリッジ２は、フレームに固定されたキャリッジモータ５によって駆動されるベルト６によって、キャリッジシャフト３とガイドレール４に平行な方向に往復移動する。この移動方向は、キャリッジ２に搭載されているインクジェット記録ヘッド１の吐出口（図示せず）の並び方向に平行である。
【００２６】
（キャリッジのヘッド固定部）
図２は、キャリッジ２の構成を示す外観斜視図である。キャリッジ２の上部において、ヘッドレバー７が、ヘッドレバーシャフト８により揺動可能に支持されている。このヘッドレバー７の右側には、ヘッドレバー７を揺動させるためのレバー部９が設けられている。
【００２７】
ヘッドレバー７には、インクジェット記録ヘッド１を固定するために、ヘッドレバープレート（図示せず）と、このヘッドレバープレートを付勢する圧縮バネであるヘッドレバーバネ（図示せず）とが付属している。これにより、インクジェット記録ヘッド１は、キャリッジ２の下方奥側に押さえつけられた状態で固定される。キャリッジ２の奥側の壁部には、インクジェット記録ヘッド１と信号のやりとりをするヘッドコネクタ（図示せず）が取り付けられている。このヘッドコネクタには多数の接点が設けられており、それぞれの接点は独立して前後に動く。そして、インクジェット記録ヘッド１が搭載されると、後述するインクジェット記録ヘッド１の接点部分（コンタクトパッド：図３（ａ）参照）とヘッドコネクタとが当接して導通し、インクジェット記録ヘッド１とキャリッジ２との間で信号の授受が可能になる。図示しないが、ヘッドコネクタは、フレキシブルケーブル等を介して記録装置本体の制御回路に接続されている。
【００２８】
（インク供給手段および空気排出手段）
図２に示すように、キャリッジ２のインクジェット記録ヘッド１搭載部の手前側には、後述するインクジェット記録ヘッド１のタンク１１にインクを供給するためのインク供給手段と、タンク１１から空気を排出するための空気排出手段が設けられている。これらの機構について説明する。
【００２９】
図２、図４，５に示されるように、キャリッジ２には、上下に並んだ２本のニードル１２，１３が設けられている。
【００３０】
ニードル１２，１３は、コ字状の細い中空のパイプ形状で、図４，５に示すように、このニードル１２，１３の一端部はパイプ径が徐々に細くなる円錐形状に形成されており、その先端は塞がれている。そして、この先端付近の上面には、小さな穴１２ａ，１３ａが設けられている。この穴１２ａ，１３ａを通して、インクや空気の流通が可能である。ニードル１２，１３の他端部は、図２に示すように、チューブ１４，１５に連結されている。チューブ１４，１５は、キャリッジ２内を引き回されてその外部に延びている。
【００３１】
このような構成の２本のニードル１２，１３が設けられており、そのうち下側に設けられているニードル１２の他端部は、チューブ１４を介してメインタンク１６に接続されている。また、上側に設けられているニードル１３の他端部は、チューブ１５を介してポンプ１７に接続されている。
【００３２】
つまり、ポンプ１７、チューブ１５、上側に設けられているニードル１３は、後述するインクジェット記録ヘッド１のタンク１１内部の空気を吸引する空気吸引手段を構成している。そして、メインタンク１６、チューブ１４、下側に設けられているニードル１２は、後述するインクジェット記録ヘッド１のタンク１１内にインクを供給するインク供給手段を構成している。
【００３３】
なお、チューブ１４，１５は、キャリッジ２の装着位置の外側において十分なたわみを持たせてあり、キャリッジ２の移動時にも、チューブ１４，１５に過大なストレスがかからないような構成になっている。
【００３４】
（インクジェット記録ヘッド）
図３（ａ），（ｂ）は、インクジェット記録ヘッド１の構成を示す外観斜視図である。ヘッド１は、記録装置本体との間で記録信号の受け渡しをするための電気配線が構成されている、フレキシブルケーブルやＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）等からなるコンタクトパット１０と、記録信号に従って吐出口列（図示せず）から図３下方に向けて液滴を吐出する記録ヘッド本体（ヘッドチップ）１８と、ヘッドチップ１８に供給されるインク等の液体を収容するタンク１１とを有している。なお、本実施形態では、タンク１１は、ヘッドチップ１８を保持するための枠体としても機能する。
【００３５】
ヘッドチップ１８とタンク１１とは、図示しない連結部材により連結されているため、タンク１１に貯蔵されたインクは、ヘッドチップ１８へ供給され、ヘッドチップ１８の吐出口より吐出されて記録が行われる。
【００３６】
インクジェット記録ヘッド１のコンタクトパット１０配設面と反対側の面には、２つの開口部１９，２０が設けられており、この開口部１９，２０を塞ぐように弾性ジョイント（ゴム栓）２１，２２が設けられている。
【００３７】
図４，５に示されているように、タンク１１内部は３つの室に分かれている。すなわち、容積が大きくタンク１１のメインとなる、インクの大部分を貯めておく主収容室２３と、前記の２本のニードル１２，１３が挿入される、容積の小さな２つのニードル受け室２４，２５とに区画されている。そして、２つのニードル受け室２４，２５は、コンタクトパット１０配設面と反対側の面に、上下に並んで設けられており、弾性ジョイント２１，２２が設けられる開口部１９，２０がそれぞれ形成されている。すなわち、前記した開口部１９，２０および弾性ジョイント２１，２２は、ニードル受け室２４，２５の側壁にそれぞれ設けられている。
【００３８】
主収容室２３と下側のニードル受け室２４とは連通孔２６によって、主収容室２３と上側のニードル受け室２５とは連通孔２７によって、それぞれ連通している。そして、連通孔２６は、ニードル受け室２４の開口部１９よりも高い位置にあり、連通孔２７は、ニードル受け室２５の開口部２０よりも高い位置にある。
【００３９】
本実施形態では、ニードル１２とニードル１３、開口部１９と開口部２０、弾性ジョイント２１と弾性ジョイント２２は、それぞれ同じ構成である。弾性ジョイント２１，２２は、それぞれ開口部１９，２０の内径よりも大きな外径を有しており、圧縮された状態で開口部１９，２０内に圧入されている。そして、この弾性ジョイント２１，２２はゴム等の弾性部材からなり、ニードル１２，１３が差し込まれ得るものである。ニードル１２，１３が弾性ジョイント２１，２２に突き刺されると、このニードル１２，１３が弾性ジョイント２１，２２を貫通してタンク１１のニードル受け室２４，２５内に挿入される構成である。この挿入状態で、ニードル１２，１３は、弾性ジョイント２１，２２による強いグリップ力（ニードル外周部への圧縮力）を受けており、ニードル１２，１３が差し込まれて弾性ジョイント２１，２２に開けられた穴とニードル１２，１３の外周とは隙間なく密着して、インク等が漏れないように完全にシールされる。また、ニードル１２，１３が、弾性ジョイント２１，２２から抜き取られると、弾性ジョイント２１，２２に作用する圧縮力により、弾性ジョイント２１，２２に開けられた穴はただちに閉じられて、タンク１１は密閉される。
【００４０】
（インク供給および空気排出の経路）
次に、前記した構成のインク供給手段および空気排出手段およびインクジェット記録ヘッド１において構成される、インク供給経路および空気排出経路について詳細に説明する。
【００４１】
インク供給経路は、前記した通り、記録装置本体（図示せず）に固定されているメインタンク１６からチューブ１４を介して連結されているニードル１２が、開口部１９を塞ぐ弾性ジョイント２１を貫通して、タンク１１のニードル受け室２４内に挿入されることにより構成されている。
【００４２】
一方、空気排出経路は、前記した通り、記録装置本体に固定されているポンプ１７からチューブ１５を介して連結されているニードル１３が、開口部２０を塞ぐ弾性ジョイント２２を貫通して、タンク１１のニードル受け室２５内に挿入されることにより構成されている。
【００４３】
前記した通り、インクジェット記録ヘッド１において、インクに混ざっている微少な空気が徐々に溜まってきたり、インク経路全体においてチューブ１４の壁などを通して進入してくる微少な空気が徐々に溜まってきたりして、タンク１１内のインクが徐々に減ってくる。本実施形態において、このようにタンク１１内のインク量が変化する過程、すなわち、タンク１１内の３つの室２３，２４，２５のそれぞれのインク量の変化について、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）を参照して説明する。
【００４４】
まず、インクジェット記録ヘッド１のタンク１１に十分な量のインク２８が溜まっている状態が、図５（ａ）に示されている。このとき、タンク１１の大部分の容積を占める主収容室２３には、インク２８がたっぷり溜まっている。また、下側のニードル１２が挿入されたニードル受け室２４ｂは、インク２８で満たされている。すなわち、ニードル１２が挿入される開口部１９よりも上方で、さらに、ニードル受け室２４と主収容室２３とをつなぐ連結孔２６よりも上方まで、インク２８が満たされている。したがって、ニードル１２は全てインクの中に浸かっている状態であり、ニードル１２の先端付近の穴１２ａの内外にインク２８が存在している。
【００４５】
一方、上側のニードル１３が挿入されたニードル受け室２５は、その容積の半分程度までインク２８に満たされた状態にある。インク２８の液面は、ニードル１３が挿入された開口部２０と同等の高さになり、連結孔２７よりも下方に位置している。詳しくは、挿入されているニードル１３の穴１３ａのすぐ下方までインク２８が溜まっている状態である。
【００４６】
この状態において記録動作が行われると、インクの吐出に伴って主収容室２３内のインクが消費されてタンク１１内が負圧になると、圧力を元に戻すまで、メインタンク１６からチューブ１４およびニードル１２を介して、ニードル受け室２４にインク２８が供給される。ニードル受け室２４にインク２８が流入すると、連通孔２６を通って主収容室２３にインク２８が流れ込む。通常の記録動作においては、このようにしてインク２８が随時補充される。
【００４７】
前記したようなインク２８の消費および補充を行っているうちに、インクジェット記録ヘッド１のタンク１１内に空気が溜まってきて、圧力はほぼ一定に保たれつつ、図５（ａ）に示す状態から、空気が増加してインク２８が減少していくことがある。それにより、タンク１１の主収容室２３のインク２８が半分ほど減った状態が、図５（ｂ）に示されている。
【００４８】
この状態では、主収容室２３内のインク２８の液面は、ニードル受け室２４との連通孔２６よりも上方に位置しているため、ニードル受け室２４は、依然として完全にインク２８で満たされている。
【００４９】
一方、主収容室２３内のインク２８の液面は、ニードル受け室２５との連通孔２７よりもはるかに下方であるが、ニードル受け室２５内のインク２８の液面も連通孔２７より下方であり、ニードル受け室２５と主収容室２３との間でインク２８の移動はなく、ニードル受け室２５内のインク量は、図５（ａ）に示す状態から変化しない。また、ニードル受け室２５の開口部２０は連通孔２７よりも下方であるため、挿入されているニードル１３の穴１３ａのすぐ下方までインク２８が溜まっている状態のままである。
【００５０】
すなわち、主収容室２３においてのみインク２８が減少し、ニードル受け室２４および２５では、図５（ａ）に示す状態と同じ状態に保たれている。
【００５１】
したがって、ニ−ドル１２は全てインク２８の中に浸かっており、ニードル１３は穴１３ａのすぐ下までインク２８に浸かっている状態である。
【００５２】
さらにインク２８が減少して、主収容室２３内のインク２８の液面が、ニードル受け室２４との連通孔２６よりも下方に至ると、ニードル受け室２４内のインク２８が主収容室２３に流れ込む。そして、さらにインク２８が減って、主収容室２３内のインク２８がほとんどなくなった状態が、図５（ｃ）に示されている。
【００５３】
前記したようなニードル受け室２４から主収容室２３へのインク２８の流入は、ニードル受け室２４内のインク２８の液面が連通孔２６より下方に至った時点で停止する。その後もさらにインク２８が減少すると、主収容室２３内ではインク２８がほとんどなくなる。しかし、主収容室２３とニードル受け室２４および２５との間でインク２８の移動はない。したがって、ニードル受け室２４内は、連通孔２６の下端付近までインク２８が満たされた状態のままに保たれる。連通孔２６は、ニードル１２が挿入された開口部１９よりも上方にあるため、ニ−ドル１２は依然として全てインク２８の中に浸かっている。また、ニードル受け室２５では、図５（ａ），（ｂ）に示された状態からインク量の変化はなく、ニードル１３は依然として穴１３ａのすぐ下までインク２８に浸かっている状態である。
【００５４】
インクジェット記録ヘッド１のタンク１１内のインク２８が消費されて、インク吐出に使用される主収容室２３内のインク１１がなくなってしまった状態になっても、ニードル受け室２４および２５にはインクが残っている。そして、これらに挿入されている２本のニードル１２，１３は、全体が、または少なくとも先端付近に設けられている穴部１２ａ，１３ａのすぐ下までインク２８に浸かった状態にある。
【００５５】
これにより、ニードル１２，１３全てがインク２８に触れているときはもちろんのこと、ニードル１２，１３の穴１２ａ，１３ａのすぐ下までインク２８が触れている状態のときも、穴１２ａ，１３ａの周辺には常にインク２８が存在する。したがって、穴１２ａ，１３ａの内部またはその近傍に付着しているインク２８は、その周囲のインク２８に接触して濡れているため、乾燥して固化して穴１２ａ，１３ａを塞いでしまうおそれがない。ニードル１２，１３を介してインク２８または空気の流通が可能な状態が常に確保されて、インクジェット記録ヘッド１へのインク２８の供給が常に円滑に行われ、記録不能になったりインクジェット記録ヘッド１が破損したりすることはない。
【００５６】
（インク供給動作）
インクジェット記録ヘッド１のタンク１１へのインク２８の供給は、タンク１１内部にインクレベルセンサ（図示せず）を設けておき、このインクレベルセンサにより、インク量がほとんどなくなった状態（例えば図５（ｃ）に示す状態）が検知されたタイミングで行われる場合や、記録動作終了後や電源ＯＮ後などに定期的に行われる場合がある。そこで、本実施形態におけるインク供給動作について説明する。
【００５７】
図５（ｃ）に示すように、インクジェット記録ヘッド１のタンク１１において、インク２８の貯蔵機能を担っている主収容室２３のインク２８がほとんどなくなると、インク供給動作が行われる。
【００５８】
インク供給動作は、まず、ポンプ１７を作動させて、チューブ１５および上側のニードル１３を介して、ニードル受け室２５から空気を吸引する。すると、連通孔２７を介して主収容室２３内の空気も吸引され、さらに、連通孔２６を介してニードル受け室２４内の空気も吸引される。これにより、気密状態のタンク１１全体が負圧状態となる。その負圧に伴う吸引力により、下側のニードル１２およびチューブ１４を介してメインタンク１６のインク２８が吸引される。ニードル受け室２４にインクが流入すると、ニードル受け室２４から連通孔２６を介して主収容室２３にインクが充填されていく。やがて、インクジェット記録ヘッド１のタンク１１内に十分な量のインクが充填される。場合によっては、主収容室２３内において連通孔２７の上方までインク２８が充填されて、連通孔２７を介してニードル受け室２５にまでインク２８が流入する場合もある。
【００５９】
通常は、図５（ａ）に示される程度まで主収容室２３内にインク２８が充填されると、インク量は十分なのでインク供給を停止しても構わない。
【００６０】
主収容室２３内に、インク量を検知するインクレベルセンサ（図示せず）が設けられている場合には、インクレベルセンサによりインク量が基準値に到達した状態（例えば図５（ａ）に示されている状態）が検知されたら、すぐにポンプ１７の作動を停止することにより、インク供給動作を終了することができる。
【００６１】
これに対し、インク量を検知するためのインクレベルセンサを備えていない場合には、定期的に、タンク１１の全容積とほぼ同量のインクの供給が行われる。これによって、インク不足を確実に防ぐことはできるものの、図５（ｃ）に示す状態のようにインクが減ってはいないのに、インク供給が行われる場合もある。このような場合には、図５（ａ）に示すように十分なインク量が確保できている状態であっても、ポンプ１７はチューブ１５および上側のニードル１３を通して吸引を続ける。そうすると、タンク１１内の空気をすぐに吸引し終わり、それに引き続いて、インク２８が吸引排出され始める。タンク１１の全容積とほぼ同量のインクの供給を行うと、ポンプ１７の作動を停止し、インク供給動作を終了する。この構成では、タンク１１から空気のみならず大量のインク２８も吸い出してしまうため、このインク２８を廃インクとして排出してしまうと、インク２８を無駄に消費してしまうという欠点がある。そこで、ポンプ１７により吸い出したインク２８を、再びメインタンク１６に戻して再使用する構成とすることもできる。いずれの場合も、インクレベルセンサを設ける必要がないため、コストは安価になるという利点を有している。
【００６２】
［参考例］
以下、参考例について説明する。なお、第１の実施形態と異なる部分についてのみ説明する。
【００６３】
本参考例では、図６，７に示すように、タンク１１が、容積が大きくタンク１１のメインとなる、インクの大部分を貯めておく主収容室２３と、１本のニードル１２が挿入される、容積の小さな単一のニードル受け室２４とに区画されている。そして、ニードル受け室２４には、単一の開口部１９が設けられ、この開口部１９は弾性ジョイント２１により塞がれている。主収容室２３とニードル受け室２４とは連通孔２６により連通しており、この連通孔２６は、ニードル１２が挿入された開口部１９よりも上方に位置している。
【００６４】
そして、第１の実施形態と同様な構成の、メインタンク１６およびチューブ１４およびニードル１２からなるインク供給手段が設けられているものの、空気排出手段は設けられていない。ただし、ヘッドチップ１８の吐出口を覆うキャップ２９と、このキャップ２９を介してインクジェット記録ヘッド１内の空気やインク２８を吸引排出可能なポンプ３０が設けられており、これらが、第１の実施形態の空気排出手段と同じ働きをする。
【００６５】
本参考例において、インクジェット記録ヘッド１のタンク１１に十分な量のインク２８が溜まっているときは、図７（ａ）に示すように、主収容室２３にはインク２８がたっぷり溜まっており、ニードル受け室２４にも、連通孔２６の下方まで比較的多量のインク２８が溜まっている。したがって、ニードル１２は全てインク２８の中に浸かっている状態であり、ニードル１２の先端付近の穴１２ａの内外にインク２８が存在している。
【００６６】
その後インク２８が減少して、主収容室２３内のインク２８がほとんどなくなった状態が、図７（ｂ）に示されている。このときも、ニードル受け室２４内は、連通孔２６の下端付近までインク２８が満たされた状態のままに保たれる。連通孔２６は、ニードル１２が挿入される開口部１９よりも上方にあるため、ニ−ドル１２は依然として全てインク２８の中に浸かっている。
【００６７】
このように、主収容室２３内のインク量に拘わらず、本参考例のニードル１２は、常に全てがインク２８に触れている状態に保たれるため、穴１２ａの周辺でインク２８が固化して穴１２ａを塞いでしまうおそれがない。ニードル１２を介してインク２８の流通が可能な状態が常に確保されて、インクジェット記録ヘッド１へのインク２８の供給が常に円滑に行われ、記録不能になったりインクジェット記録ヘッド１が破損したりすることはない。
【００６８】
なお、カラー記録が可能なインクジェット記録装置など、複数種類のインクを使用するために複数のタンクを有する装置においては、前記した第１の実施形態の構成を、複数独立して並置することができる。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、インクジェット記録ヘッドのタンクに、ニードルが挿入される弾性ジョイントが設けられているため、簡単かつ安価な構成でインク漏れのおそれのないインク供給経路が構成できる。しかも、インクの減少時に、ニードルの穴の内部やその近傍においてインクが固化してインクや空気の流通を妨げることが防止でき、常に円滑なインク供給が可能である。したがって、記録不良やインクジェット記録ヘッドの破損などを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態のインクジェット記録装置の要部斜視図である。
【図２】図１に示すインクジェット記録装置のキャリッジの斜視図である。
【図３】第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドの斜視図である。
【図４】第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドの概略断面図である。
【図５】第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドのインク量変化を示す概略断面図である。
【図６】参考例のインクジェット記録ヘッドの概略断面図である。
【図７】参考例のインクジェット記録ヘッドのインク量変化を示す概略断面図である。
【図８】従来のインクジェット記録ヘッドのインク量変化を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１ インクジェット記録ヘッド
２ キャリッジ
３ キャリッジシャフト
４ ガイドレール
５ キャリッジモータ
６ ベルト
７ ヘッドレバー
８ ヘッドレバーシャフト
９ レバー部
１０ コンタクトパッド（接点部分）
１１ タンク
１２ 下側のニードル（インク供給手段）
１２ａ 穴
１３ 上側のニードル（空気排出手段）
１３ａ 穴
１４ 下側のチューブ（インク供給手段）
１５ 上側のチューブ（空気排出手段）
１６ メインタンク（インク供給手段）
１７ ポンプ（空気排出手段）
１８ ヘッドチップ（記録ヘッド本体）
１９，２０ 開口部
２１，２２ 弾性ジョイント（ゴム栓）
２３ 主収容室
２４ 下側のニードル受け室
２５ 上側のニードル受け室
２６，２７ 連通孔
２８ インク
２９ キャップ
３０ ポンプ

Claims (4)

1. インクジェットヘッド部と、該インクジェットヘッド部と連通したタンク部を構成する主収容室と、を備えたインクジェット記録ヘッドにおいて、
   前記タンク部は、
   前記主収容室の側部に第１連通孔を介して前記主収容室と連通配置された第１ニードル受け室と、
   前記主収容室の側部であって、前記第１ニードル受け室の下方に第２連通孔を介して前記主収容室と連通配置された第２ニードル受け室と、
   前記第１ニードル受け室に設けられ、空気排出に用いられるニードルが貫通可能な第１弾性ジョイントを備えた第１開口部と、
   前記第２ニードル受け室に設けられ、インク供給に用いられるニードルが貫通可能な第２弾性ジョイントを備えた第２開口部と、
   を備えており、
   前記第１連通孔は前記第１開口部に対して相対的に上方に配置され、前記第２連通孔は前記第２開口部に対して相対的に上方に配置されていることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
2. 前記第２ニードル受け室に多量のインクが供給されると、前記第２ニードル受け室から前記第２連通孔を介して前記主収容室にインクが流入する、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
3. 前記主収容室内のインクが減少すると、前記第２ニードル受け室から前記第２連通孔を介して前記主収容室にインクが流入する、請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録ヘッドと、
   前記インクジェット記録ヘッドの前記第１ニードル受け室に挿入される第１ニードルと、前記第２ニードル受け室に挿入される第２ニードルと、
   前記第１ニードルと連結され前記タンク部内の空気を吸引排出する吸引手段と、
   前記第２ニードルと連結され前記タンク部に供給されるインクを貯留したメインタンクと、
   を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。

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