JP3768725B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンター、ＦＡＸ、複写機などの画像形成装置に利用されるインク供給・回復機構を有するインクジェット記録装置に関し、より具体的には脱気インクを使用するフルラインタイプの記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、記録ヘッドからインクを吐出し被記録媒体に付着させて印字等の画像記録を行うものであり、記録ヘッド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、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、多色の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。中でも、記録媒体の幅方向に多数の吐出口を配列したラインタイプの記録ヘッドを使用したフルライン型のインクジェット記録装置は、記録の一層の高速化が可能である。
【０００３】
このような記録ヘッドへインクを供給する方式としては、サイズが大きな被記録媒体への記録や、記録ボリュームが大きい装置に搭載される場合の液体の補充という観点から、大容量のタンクが記録装置本体と一体的に装着され、そのタンクからヘッドカートリッジまでの間にチューブ等の管でインク流路を構成するとともに、インク流路中にヘッドカートリッジにインクを送り込む為の機構を設け、この機構によりインクを補充する方式を採用することが多い。
【０００４】
本出願人は、特開平１０−６５２１号公報において、液体供給経路の中間に一時的に液体を保有し大気を導入することで液体を下流側に供給するサブタンクを配置した構成を開示するとともに、サブタンクを密閉減圧空間として減圧しつつサブタンクに液体を補充する液体補充方法を開示している。該方法によれば、サブタンク内を減圧するための負圧発生手段を液体供給経路とは異なる経路に設けることで、液体供給経路が簡単な構成となり、液体供給経路中にポンプなどの液体輸送手段を設ける場合に比べ、輸送手段を通過することによって生じるゴミの発生などがない、液体を安定して供給する液体供給装置を提供することができる優れた発明である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記発明によれば、インク供給のための流路構成を簡略化できるものの、上記公報に開示されるサブタンクは、記録ヘッドへ液体を供給する状態では大気に開放されている。しかしながら、近年では従来以上に高精細な画像を高速で記録する要求が高まってきており、印刷時のインク吐出の安定性を得るための方法の一つとして、脱気処理したインクを使用することがある。このような脱気インクを使用することで、インク中に不用意に気泡が発生することを防止できるが、上述のサブタンクは通常は大気に対して開放状態であるので、経時的にインクの脱気度が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
また、上記サブタンクから記録ヘッドへの液体供給は、水頭差を利用するか、記録ヘッド部に新たに少量のインク収納部を設け、該インク収納部内に例えば毛管力発生部材などの負圧発生部材を備えることで行っている。しかしながら、サブタンクは大気に対して開放されているため、フルラインタイプの記録ヘッドの各ノズルに確実にインクを行き渡らせるためには、いずれの場合でも回復ポンプによる吸引処理を行う必要があり、無駄にインクを排出する恐れがあった。
【０００８】
本発明は、上述の技術課題を解決するために想起されたものであり、本発明の第１の目的は、なるべく簡単な構成で、タンク内のインクを有効に使用するとともに、安定して高品位の画像を出力することのできるインクジェット記録装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明のインクジェット記録装置は、
インクを吐出して記録媒体に付着させて画像を形成するインクジェット記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給するインクを貯蔵するインク袋を備えたメインインクタンクと、
前記メインインクタンクから前記記録ヘッドへインクを供給するためのインク供給路と、
該インク供給路中に設けられ、前記メインインクタンクのインクを一時的に保持し、該インクを前記記録ヘッドへ供給するサブタンクと、を有するインクジェット記録装置において、
前記サブタンクは、前記メインインクタンクからのインクを受けるためのインク導入口と前記記録ヘッドへインクを導出するためのインク導出口とを有し該インク導入口及び該インク導出口を除いて密閉空間を形成するサブインク袋と、該サブインク袋を覆うとともに外部との連通部を有し該連通部を除いて前記サブインク袋を密閉空間内で保護するケースと、を備えており、
前記インク導入口に設けられた第１の開閉弁と、
前記インク導出口に設けられた第２の開閉弁と、
前記連通部に連通し、前記サブインク袋と前記ケースとの間の空間の圧力を調整可能な圧力調整手段と、
前記ケースから前記記録ヘッドに至るインク供給経路中に位置する圧力検知手段とをさらに備え、
前記メインインクタンクは、脱気インクを収納するインク袋と、該インク袋内のインクを外部に導出するためのインク供給口とを備えており、該インク袋は可撓性を有する樹脂材料により構成され、該インク袋を構成する樹脂材料は、１．０ｃｃ／ｍ2・atm・２４hrs以下の酸素透過率または０．３ｃｃ／ｍ2・atm・２４hrs以下の窒素透過率を有し、
前記サブタンク内の前記サブインク袋内に前記メインインクタンクからインクを補給する際、および前記記録ヘッドへ前記サブタンク内の前記サブインク袋からインクを補給する際のいずれにおいても、前記ケースから前記記録ヘッドに至る前記インク供給経路中に配された前記圧力検知手段の検知結果に基づいてインクの補給を制御することを特徴とする。
【００１１】
上述のインクジェット記録装置によれば、脱気インクを使用する場合であっても、インク袋からインク供給路を経て記録ヘッドへ至るインク供給経路中で大気に晒されることがないので、インクの脱気度の低下をおこす恐れが少ない。加えて、圧力調整手段による加圧、減圧動作を行うことで、インク供給経路中にポンプなどを設けることなく、メインタンクからサブタンク、及びサブタンクから記録ヘッドへのインク補給や、回復動作を実現することができるとともに、特にサブタンクから記録ヘッドへのインク補給に関しては加圧動作で補給することで、タンク内のインクを有効に使用するとともに、安定して高品位の画像を出力することのできるインクジェット記録装置を提供することができる。
【００１２】
本発明のインクジェット記録装置は、インク袋内に収納されたインクの溶存酸素量が、５．４３ｍｇ／ｌ以下であることが好ましい。また、インク袋内に収納されたインクの溶存窒素量が、１０ｍｇ／ｌ以下であることが好ましい。
そして、本発明のインクジェット記録装置は、メインインクタンクは、インク供給口がインク供給路を介してサブタンクに接続される前のインク供給口における大気圧に対する内圧が−２００ｍｍＡｑ．以下であるものであることが好ましい。さらに、メインインクタンクは、インク供給口がインク供給路を介してサブタンクに接続される前のインク供給口における大気圧に対する内圧と、インク袋内のインクを使用した後のインク供給口における大気圧に対する内圧との差の絶対値が、３００ｍｍＡｑ．以上であるものであることが好ましい。
【００１５】
上記の構成によれば、インク袋の初期の負圧が高く、物流時において衝撃や急激な環境変化の繰り返しによる袋の破損、あるいは物流時の衝撃によるインク供給口部のシールの損傷等による、インク漏れが発生する恐れが少ないインクタンクを含むインクジェット記録装置を提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
まずはじめに、本発明のインクジェット記録装置全体の概略構成について、図１を用いて説明する。
【００１８】
図１に示すインクジェット記録装置は、カラー記録ヘッド１と、カラーインクタンク１１と、給紙カセット１０と、手差し給紙機構９と、記録媒体搬送手段５と、排紙機構７とを有している。
【００１９】
記録媒体である記録紙は、カセット給紙または手差し給紙のいずれかにより供給される。カセット給紙の場合、給紙カセット１０内の記録紙が給送ローラー１０ａにより記録媒体搬送手段５へ導かれる。手差し給紙の場合、給紙トレイ９ａ上の記録紙が給送ローラー８により記録媒体搬送手段５へ導かれる。詳述しないが、給紙方式としては、給送ローラー８，１０ａと分離パッドにより記録紙を一枚ずつ分離する方式（デュプロ方式）や、ツメ分離方式、リタード方式などがある。
【００２０】
カセット給紙や手差し給紙により記録媒体搬送手段５に導入された記録紙は、止まっている一対のレジストローラー４ａ，４ｂの当接部に先端が突き当たる。さらに少し給送ローラー８，１０を回転させると、レジストローラー４ａ，４ｂと給送ローラー８，１０との間で記録紙にたるみが生じることにより、記録紙の斜送を補正することができる。そして、記録紙がレジストローラー４ａ，４ｂの当接部に突き当たったことを図示しないフォトセンサーが検知すると、レジストローラー４ａ，４ｂが回転する。記録紙は、レジストローラー４ａ，４ｂにより搬送されると、搬送ベルト５ｄと一対のピンチローラー１２ａ，１２ｂとにより挟持される。図示しないが、ピンチローラーの下ローラー１２ｂには高電圧がかけられており、上ローラー１２ａは接地されているので、ピンチローラー１２ａ，１２ｂを通った記録紙は、搬送ベルト５ｄに静電吸着されながら搬送する。搬送ベルト５ｄは、駆動ローラー５ｂと従動ローラー５ａと圧力ローラー５ｃとに掛け回されており、図示しないパルスモータ（駆動源）により駆動ローラー５ｂが駆動されることによって、回転される。従って、搬送ベルト５ｄ上に静電吸着された記録紙は、搬送ベルト５ｄの回転に伴って、記録ヘッド１の直下の印字開始位置まで搬送される。なお、圧力ローラー５ｃは、揺動可能なアーム（図示せず）の端部に回転可能に取付けられ、アームがバネによって付勢されることにより、搬送ベルト５ｄに張力を加している。
【００２１】
記録ヘッド１は、記録紙の記録領域の全幅にわたって多数の記録素子が配列するフルラインタイプの記録ヘッドであり、記録紙搬送方向の上流側から１Ｋ（黒）、１Ｙ（イエロー）、１Ｍ（マゼンタ）、１Ｃ（シアン）の４つが順に所定間隔で配置され、ヘッドホルダ２に取り付けられている。また、非印字時に記録ヘッドのノズルの乾燥を防止し、また回復動作時ノズルから排出する排インクを受け取るための４つのキャップ３が設けられている。このキャップ３は、キャップ支持部材（図示せず）により支持されており、印字時は４つの記録ヘッド１にそれぞれ隣接する状態に位置する。キャップ時には、記録ヘッド１がヘッドホルダー２ごと上方向へ移動し、次にキャップ３が記録ヘッド１の真下までそれぞれ移動する。このキャップ３がスライドする際に、キャップ３の端部に固定されたウレタンゴムなどの弾性材のブレード２１がそれぞれの記録ヘッド１のフェース面に溜まったインクを拭き取る。そして、キャップ３が記録ヘッド１の真下に位置した状態で、記録ヘッド１がヘッドホルダー２ごと下げられることにより、キャップ３上にヘッドフェース面が乗り、ヘッド１のキャッピングが行われる。
【００２２】
本実施例では、記録ヘッド１は、インクに熱を与えるヒーターを有しており、この加熱によりインクを膜沸騰させ、膜沸騰による気泡の成長または収縮に伴う圧力変化によってノズルからインクを吐出させて記録紙上に画像を形成する。 そして、レジストローラー４ａ，４ｂの回転開始をトリガーとしてタイミングを合わせて、記録ヘッド１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃが図示しない駆動手段から適宜駆動信号を受けて、記録紙上の所定位置にインクを吐出し所望の画像を形成する。
【００２３】
以上のように、記録紙は静電吸着力によって搬送ベルト５ｄの上面に吸着され、記録ヘッド１に印字されながら搬送ベルト５ｄにより搬送される。
【００２４】
このようにして画像形成された記録紙は、排紙機構７に搬送される。排紙機構７の排紙ローラー７ｂは、図示しない駆動源によって回転駆動される。拍車７ａは排紙ローラー７ｂに圧接している。画像形成後の記録紙は、排紙ローラ７ｂと拍車７ａとによって挟持され、排紙トレイ１３に排紙され収容される。拍車７ｂは、記録後の印字面と当接しても印字された画像のインクが転移して汚れることがないように、図示しないが先端をとがらせた多数の小突起が外周部に設けられた形状となっている。
【００２５】
次に、本発明の特徴である、インクジェット記録装置のインク供給・回復機構及びインクタンクについて、以下の各実施例で詳細に説明を行う。なお、以下の各実施例において、記録ヘッド内のインク供給路は途中で２方向に分かれ、ヘッド液室の両端からインクが供給される構成であるが、それ以外のインク供給路構成でも構わない。
【００２６】
（第１実施例）
図２は本発明の第１実施例のインクジェット記録装置のインク供給経路を説明するための説明図である。本実施例は、記録ヘッド１と、サブインク袋５０ｂを含む構成のサブタンク５０と、メインインクタンク（以下、単に「インクタンク」または「メインタンク」とも言う）１３４とにより構成されたインク供給・回復装置である。
【００２７】
インクタンク１３４は、図５（ａ）に示すように、インクの入ったインク袋１３４ａがカバー容器１３４ｄ、１３４ｅに覆われており、不図示の大気連通口が設けられている。そして、記録装置本体の挿入口へ装着されたインクタンク１３４のインク供給口１３４ｆには、インク供給針４８が突き刺されて、インク袋１３４ａから記録装置本体内のインク供給路へインク供給可能になっている。インクタンク１３４のインク供給口１３４ｆは、インク供給針４８が突き刺されて接続される構成であるため、インク供給針を抜き差しする時にインクが漏れないように、ゴム等の弾性材が設けられている。
【００２８】
１３４ｐは後述する回復処理によって排出されたインクを吸収する廃インク吸収体である。廃インク吸収体は吸湿性に優れていれば通常の不織布やウレタンフォームなどでもよいが、本実施例の廃インク吸収体は、綿状パルプ繊維中に高分子吸収体を含んだインク吸収層と、該層を覆う不織布より形成され、不織布をヒートシールすることで、不織布の袋内部にインク吸収層を有する構成となっている。不織布の材料としてはナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成繊維を利用することができる。本実施例の場合、廃インクが廃インク吸収体内に入り込むと、インク吸収層の高分子吸収体が膨潤し、ゲル状の物質に変化し、吸収した水分の容積に応じてその体積が増大する。この時、インク袋内部のインクは消費されており、インク袋はしぼむことになる。即ち、本実施例のインクタンクでは、インクの消費に伴い、インク袋がしぼむ代りに廃インク吸収体が膨潤することで、膨潤した分だけ廃インク吸収体を有効に利用することができるという利点がある。
【００２９】
このインクタンク１３４から記録ヘッド１へのインク供給経路中にはメインタンクのインクを一時的に保持し、そのインクを前記記録ヘッドへ供給するサブタンク５０が設けられている。ここで、サブタンク５０は、インクタンク１３４からのインクを受けるためのインク導入口５０ｆと、記録ヘッド１へインクを導出するためのインク導出口５０ｇと、を備え、インク導入口５０ｆ及びインク導出口５０ｇを除いて密閉空間を形成するサブインク袋５０ｂと、このサブインク袋５０ｂを覆うとともに外部との連通部を備え、この連通部を除いて前記袋を密閉空間内で保護するケース５０ｈと、を備えている。この連通部には、サブインク袋５０ｂとケース５０ｈとの間の空間の圧力を調整可能な圧力調整手段としての吸引加圧ポンプ６７が設けられている。吸引・加圧ポンプ６７は、サブタンク５０内のサブインク袋５０ｂ周辺にエアーを送り込む、またはサブタンク５０内のインク袋５０ｂ周辺のエアーをサブタンク５０外に送り出す、加圧・吸引機能を備えたポンプであり、チューブポンプ、シリンダーポンプなどが最適であり、吸引・加圧ポンプ６７の駆動源（モータ）を正逆転させることにより上記吸引・加圧機能を備えている。本実施例では、吸引・加圧ポンプ６７としてチューブポンプを用いており、正転時はケース内部に空気を送り込むことでケース内部空間を加圧し、逆転時にはケース内部の空気を排出することでケース内部空間を減圧する構成となっている。
【００３０】
本実施例では、このほかに、大気とケース内部とを連通させるための大気連通口５０ａと、この連通口を開閉するための大気連通口開閉弁５０ｃとが設けられており、チューブポンプの頃とチューブとの関係に関わらず、ケース内の空間と外気との連通の制御を行うことが出来るようになっている。また、５０ｄは圧力センサであり、サブタンク袋とケースとのあいだの空間の圧力を検知し、後述するインク供給・回復動作を制御するために用いられる。センサとしては、半導体圧力センサなど、リニアに圧力を検知できるものが望ましい。５０ｅはサブタンク残量センサであり、サブタンク中のインク量（あるいはインクの有無）を検知する。本実施例では、サブタンクの袋の厚みを、フォトセンサとセンサーフラグにより検知する構成となっている。
【００３１】
そして、サブタンクのインク導入口５０ｆとインクタンク１３４との間のインク供給路には第１の開閉弁６６が、サブタンクのインク導出口５０ｇと記録ヘッド１との間のインク供給経路には、第２の開閉弁６５が設けられている。開閉弁６５，６６は、ソレノイドのプランジャーにシール機能をもたすことにより弁機能を備えたソレノイド開閉弁などが考えられる。本実施例では、開閉弁６５は、ソレノイド電源がオンのとき開放し、オフのとき閉じる構成に、開閉弁６６は、ソレノイド電源がオンのとき閉じ、オフのとき開放する構成にそれぞれなっている。
次に、本発明の第１実施例のインクジェット記録装置の各種液体供給動作・回復処理動作について、図３及び図４のフローチャートを用いて説明する。
【００３２】
（１）通常の液体供給動作
印刷時など、通常の液体供給においては、第１の開閉弁６６を閉じ、第２の開閉弁６５、大気連通口開閉弁５０ｃをそれぞれ開とする。そして、吸引加圧ポンプは作動させずに、サブタンクから記録ヘッドへの水頭差を利用して記録を行わせる。本実施例のサブタンクの容量（５０ｃｃ〜１００ｃｃ程度）はメインタンクの容量（４００〜６００ｃｃ程度）に比べて小さいため、装置内の記録媒体の搬送系（記録媒体搬送手段５）のデッドスペースを利用して配置することができ、直接メインタンクから水頭差を利用して記録ヘッドへインク供給する場合に比べ、インクジェット記録装置の小型化を実現することができる。
【００３３】
（２）サブタンク内エア抜き動作
記録ヘッド１・サブタンク（サブインク袋５０ｂ）内にインクがない場合、図３（ａ）に示すように、まず弁６６が開いていたら弁６６を閉め（ステップＳ１）、大気連通口開閉弁５０ｃを閉める（ステップＳ２）（弁６５は開いている）。その後、吸引・加圧ポンプ６７を正転し、残検センサ５０ｅがサブタンクが空であることを検知するまで、ケース内部を加圧する（ステップＳ３）ことで、サブインク袋内のエアーを記録ヘッド１から外部に排出させる。残検センサ５０ｅがサブタンクが空であることを検知したら（ステップＳ４）、ポンプ６７を停止させ、大気連通口開閉弁５０ｃを開放することでサブタンク内のエアを抜き取ることができる。
【００３４】
（３）メインタンクからサブタンクへの補給動作
メインタンクからサブタンクへインクを補給する場合、図３（ｂ）に示すように、まず大気連通口開閉弁５０ｃが開いていたら大気連通口開閉弁５０ｃを閉め（ステップＳ１１）、を第２の弁６５を閉める（ステップＳ１２）。その後、圧力センサ５０ｄの値が設定値になるまで、吸引・加圧ポンプ６７を逆転させ、ケース内部を減圧する。その後、圧力センサ５０ｄが設定圧力を検知したら（ステップＳ１４）、第１の開閉弁６６を開放する（ステップＳ１５）ことで、メインタンクからサブタンクへのインク供給が行われる。ここで、減圧手段を駆動させた後第１の開閉弁６６を開放することで、インクが逆流する恐れがない。また、この時、サブタンクへインクを供給するための減圧手段は、サブインク袋を介してインク供給経路とは異なる経路に設けられているので、インク供給経路中のインクが、減圧手段を通過することにより汚れることがない。
【００３５】
残検センサ５０ｅが満タンを検知したら（ステップＳ１６）、第１の開閉弁としての弁６６を閉じ（ステップＳ１７）、サブインク袋へのインク供給を停止させる。次に、吸引・加圧ポンプ６７を停止し（ステップＳ１８）、大気連通口開閉弁５０ｃを開放し（ステップＳ１９）、第２の開閉弁である弁６５を開放する（ステップＳ２０）ことでシーケンスが終了する。ここで、第１の開閉弁を閉じた後、ポンプ動作を停止させることで、インクの逆流を防止することができる。逆流防止の手段としては、サブタンクとメインタンクとの間に、メインタンクからサブタンクへの方向にのみインクの移動を許容する逆止弁を設けてもよい。 なお、上述のサブタンク内エア抜き動作から連続して、メインタンクからサブタンクへの補給動作の動作を実行する場合には、サブタンク内エア抜き動作のシーケンスが終了してから、メインタンクからサブタンクへの補給動作のシーケンスを実行するかわりに、サブタンク内エア抜き動作のシーケンスのステップＳ５から、メインタンクからサブタンクへの補給動作のシーケンスのステップＳ１２へ続くようにシーケンスを変更してもよい。
【００３６】
（４）サブタンクからヘッドへの強制インク補充動作
サブタンクからヘッドへの強制インク補充を行う場合には、図４のフローチャートに示すように、まず記録ヘッド１をキャップ３によりキャップする（ステップＳ３１）。
【００３７】
次にサブインク袋の周辺を加圧することで、インクをヘッド１へ加圧供給させるために、第２の開閉弁６５が開いていたら第２の開閉弁６５を閉じ（ステップＳ３２）、大気連通口開閉弁５０ｃを閉じる（ステップＳ３３）（この時、第１の開放弁６６は閉じている）。その後、圧力センサ５０ｄが既定値になるまでポンプを正転させ、ケース内部を加圧する（Ｓ３４）。その後、圧力センサ５０ｄが設定圧力を検知したら（ステップＳ３５）、第２の開閉弁６５を所定時間（１秒程度）開放し（ステップＳ３７）、再度閉じる動作を行なう（ステップＳ３８）。この動作を予め定めた所定の回数（Ｎ）になるまで繰り返す（ステップＳ３６〜Ｓ３９）ことで、記録ヘッドの各ノズルにインクを完全に供給させることが出来る。このように、本発明のインクジェット記録装置では、加圧動作でヘッドへのインク供給が行えるために、ヘッドへのインクの強制補給がスムーズに実現できる。
【００３８】
ここで、上記インク強制補給中、記録ヘッドのノズルより、インクが流れ出る場合がある。そこで、キャップ３と廃インクタンク１３４ｐとの間のインク回収経路中に、回復ポンプ１６を備え、このポンプでキャップへ漏れでたインクのみを吸引してもよい。この時のインクの吸引量は、吸引動作のみでヘッドに強制的にインクを補給する場合に比べて少ないものとなるので、インクを無駄なく使用することが出来る。
【００３９】
インクの強制補給後は、ポンプ６７を停止させ（ステップＳ４１）、大気連通口開閉弁５０ｃを開放し（ステップＳ４２）、第２の開閉弁６５を開放する（ステップＳ４３）。その後、キャップを解除し（ステップＳ４４）、ゴムブレードなど周知の方法によりクリーニングを行ない（ステップＳ４５）、記録ヘッドのフェイス面のインクを除去した後、再度キャップをして（ステップＳ４６）完了する。
【００４０】
なお、上述の動作でＳ３６〜Ｓ４０のステップを１回とすることで、加圧回復動作となる。
【００４１】
以上説明したように、本実施例のインクジェット記録装置のインク供給経路は、メインタンクから記録ヘッドまでのインク供給経路が、各ノズルを除いて外気に対して密閉空間を形成している。従って、使用するインクとして溶存酸素量が０．５ｐｐｍ以下の脱気インクを用い場合であっても、経路中で脱気度が著しく低下することはない。
【００４２】
次に、本発明のインクタンクについて詳細に説明する。
【００４３】
インク袋１３４ａのフィルム材質は、図６の（ａ）〜（ｃ）に示す如くシリカ（ＳｉＯｘ）層０．００５μｍをベースに、両側をＰＥＴフィルム２μｍ、ＰＥフィルム２５μｍを蒸着したシリカ蒸着フィルム、またはアルミナ（ＡｌＯｘ）層０．００５μｍをＰＥＴフィルム１２μｍへ蒸着させ、ＰＥフィルム２５μｍをラミネートしたアルミナ蒸着フィルム、または、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂（商標：エバール）１５μｍをベースに、両側をＰＥＴフィルム１２μｍ、ＰＥフィルム２５μｍをラミネートしたエバールフィルム、等が考えられ、酸素透過率、窒素透過率はそれぞれ以下に示す通りである。
【００４４】
【表１】
一般にガス透過率は、式 「ｑ＝Ｄ・Ｓ・Ａ・△ｐ・ｔ／ｌ」 で表される。但し、ｑはガス透過量を、Ｄは拡散係数を、Ｓは溶解度係数を、Ａはフィルム面積を、ｔは時間を、△ｐはフィルム両側の圧力差を、ｌはフィルム厚さを、それぞれ表わし、Ｄ・Ｓはガス透過率である。
【００４５】
インクタンク製造時に、上記のようにフィルムにより構成されるインク袋内にインク内に溶存する気体（主に窒素８０％、酸素２０％）を脱気した脱気インクを、インク袋に注入し、インクタンクとして出荷する。通常、脱気インク中の気体量は、溶存酸素量（ｍｇ／ｌ、またはｐｐｍ）で表すが、溶存酸素量を０．５ｐｐｍ以下の脱気インクをインク袋内に注入することが望ましい。
【００４６】
このようなインクタンク内の脱気インクは、出荷時からインクカートリッジがプリンター本体で使用されるまでの長期間、外部である大気中の気体（酸素、窒素）等が、インクタンクを形成するフィルムを透過して、インク中へ侵入することにより、脱気インクの溶存酸素量が徐々に増えてしまう。
【００４７】
図７（ａ）は脱気インクを注入したインク袋を放置したときの年数と溶存酸素量の関係を示したグラフ図である。
【００４８】
インクカートリッジの保証期間は通常５年以内である。製造時、２５℃、溶存酸素量０．５ｍｇ／ｌのインクを注入すると、フィルムのガス透過率が１・５ｃｃ／ｍ２・ａｔｍ・２４ｈｒｓの場合、５年間放置した場合、インク中の溶存酸素量が５．０ｐｐｍまで増加してしまい、放置中の外気温度が６０℃まで上昇した場合、インク中の飽和時の溶存酸素量が５．４８ｍｇ／ｌであり、過飽和分の酸素量は気泡としてインク中に現われてしまい、プリンター本体で使用するときに、供給されるインクと共に気泡も一緒に記録ヘッドヘ供給されることにより、記録ヘッドのノズル部が目づまりを起こし、印字不良（不吐）を起こしてしまう。よって、５年間放置したときに溶存酸素量が過飽和にならないガス透過率をもつフィルムが必要であり、ガス透過率が１．０ｃｃ／ｍ２・ａｔｍ・２４ｈｒｓ以下のフィルムが必要となる。また同様にして、窒素の場合は、図７（ｂ）の窒素透過率が０．３ｃｃ／ｍ２・ａｔｍ・２４ｈｒｓ以下が必要となる。言い換えれば、６０度での飽和状態において、気泡を発生しないことが求められる。即ち、この時の酸素透過量が５．４３ｍｇ／ｌ以下、窒素透過量が１０ｍｇ／ｌ以下であることが望ましい。
【００４９】
上記にあげたフィルム（シリカフィルム、アルミナフィルム等）は、このような条件を十分満たしており、さらに５年間の放置後でも、インクは脱気された状態を保ち続けているので、プリンター本体での印字時、脱気インクが記録ヘッドヘ供給されることにより、インク流路内の気泡は脱気インクであるインク中へ溶解されるため、気泡による印字不良（不吐）が発生せず、不吐頻度が減少する。よって、上記フィルムは、インクタンクフィルムの樹脂材質としては最適である。
もちろん、ガス透過率はフィルムの厚さに反比例するので、フィルムを厚くしてもよい。例えば、材質をＰＶＤＣにした場合、フィルム厚さ２５μｍで酸素透過率が１０ｃｃ／ｍ２・ａｔｍ・２４ｈｒｓであり、酸素透過率を１．０ｃｃ／ｍ２・ａｔｍ・２４ｈｒｓ以下にするためには、ＰＶＤＣの厚さを２５０μｍ以上にする必要がある。
【００５０】
このように、インク袋のフィルムの厚さを厚くすることにより、酸素透過率、窒素透過率を少なくすることができる。このような単層フィルムのインクタンクにより、複数のフィルムのラミネートによる二次加工の必要がなくなることにより、コストの低減を図ることができる。
【００５１】
また、樹脂フィルムのガス透過率を小さくするために、例えば図８に示すように、「ＰＥＴ−ＡｌＯｘ」フィルムを二層にし、「ＰＥＴ−ＡｌＯｘ−ＰＥＴ−ＡｌＯｘ−ＰＥ（厚さ１２＋０．０５＋１２＋０．０５＋２５＝４９．０１μｍ）」のような構成とすることができる。
【００５２】
通常ＡｌＯｘフィルム（アルミナ蒸着フィルム）はＰＥＴにＡｌＯｘを蒸著させたフィルムとして加工されており、このフィルムに後加工としてＰＥフィルムをラミネートさせている。よって、上記 「ＰＥＴ−ＡｌＯｘ−ＰＥＴ−ＡｌＯｘ−ＰＥ」 のようなフィルムは、「ＰＥＴ−ＡｌＯｘ」 フィルムを２枚ラミネートさせ、次にＰＥ等をラミネートさせることにより形成する。
【００５３】
このように、アルミナ蒸着フィルムを二層にすることにより、ガス透過率は３０％低下させることができ、アルミナ蒸着二層フィルムの酸素透過率は０．１４ｃｃ／ｍ２・ａｔｍ・２４ｈｒｓになり、アルミ箔フィルムに近いガス透過率にさせることが可能となる。また、上記構成のフィルムは、他にシリカ蒸着二層フィルム、またはエバールフィルムをさらにラミネートさせること等も可能である。
【００５４】
以上説明したように、樹脂フィルムを複数層ラミネートさせることにより、インク袋のガス透過率を小さくすることができ、脱気インクの気泡不吐に対する効果をあげることができ、さらには樹脂フィルムを使用することにより、インクカートリッジ使用後のインク袋の焼却処理が可能となる。
【００５５】
本実施例のインクジェット記録装置では、ポンプによりメインタンクからサブタンクへインク供給を行うので、インクタンクと記録ヘッドとの間で水頭差や負圧バランスを考慮する必要がない。従って、リサイクル性を考慮し、可撓性を有する樹脂材料で構成する場合に、ガス透過性を考慮してインク袋の厚みが厚く、インクの導出に伴う負圧変動が大きい、あるいはインク供給口部における負圧の高いインクタンクでも使用することが出来る。具体的には、使用開始時のインクタンクのインク供給口部における負圧が−２００ｍｍＡｑ．以下（即ち、負圧が大きい）のインクタンクでも十分使用することが出来る。また、使用開始時と使用終了時（インクタンクが使用出来なくなった状態であり、内部にインクが含まれていても使用できない場合は使用終了とみなす）とのインクタンクのインク供給口部における負圧の差の絶対値が、３００ｍｍＡｑ．以上（即ち、使用開始時の負圧が−２００ｍｍＡｑ．の時、使用終了時の負圧が−５００ｍｍＡｑ．以下（負圧が大きい））のインクタンクでも使用することが出来る。これにより、例えばインク収納部が単なる袋ではなく、予め立体的な構造（例えば角柱構造）を有したインクタンクであっても使用することが可能となる。その結果、インクタンクに占めるインク収納部のスペース効率を高めることが可能となる利点がある。
【００５６】
このような使用開始時のインクタンクのインク供給口部における負圧が−２００ｍｍＡｑ．以下のインクタンクは、単体でみると、インク袋を樹脂材料で構成することで焼却処理や再利用のしやすい構造とすることができるとともに、予め初期の負圧が高く、袋を構成する材料自体の剛性が高いため、物流時（通常はインク供給口部はシール部材によりシールされる）において衝撃や急激な環境変化の繰り返しによる袋の破損、あるいは物流時の衝撃によるインク供給口部のシールの損傷等による、インク漏れが発生する恐れが少ない、という利点がある。このようなインクタンクは、本発明のサブタンクを備えたインクジェット記録装置に限らず、液体供給経路中にポンプを備え、該ポンプを利用して記録ヘッドへの液体供給をおこなうインクジェット記録装置に利用することが出来る。
【００５７】
（第２実施例）
図９は本発明の第２実施例のインクジェット記録装置の右側断面図であり、図１０はインク供給回復装置のブロック図である。本実施例のインクタンク１３４は、例えば図５（ｂ）に示すように、前述の第１実施例のインクタンクと同様、インクの入ったインク袋１３４ａがカバー容器１３４ｄ、１３４ｎに覆われた構成である。ここで、本実施例ではカバー容器１３４ｎはカバー容器１３４ｅと実質的に同形状の可撓性シートより形成されている。シート１３４ｎの材質としては、ガス透過性の低い、アルミフィルムの両面にナイロンとＰＥをそれぞれラミネートしたシート、またはエバール（（株）クラレの商品名：エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂の両面に他の樹脂をラミネートしたもの）などが最適であるが、その他の材質でもかまわない。
【００５８】
このインクタンク１３４は、排出口１３４ｊおよび加圧口１３４ｈ以外から気体の漏れがないように、カバー容器１３４ｄと１３４ｅの接合部はシール部材などでシールしてある。１３４ｆはインク袋１３４ａのインクを外部に排出するためのインク供給口である。
【００５９】
インクタンク１３４が記録装置本体に装着される時、インクタンク１３４の加圧口１３４ｈは記録装置本体のジョイント４１と接続される。ジョイント４１の先にはエアーなどの気体を溜めておくバッファー４３が、さらにバッファー４３の先にはエアーをバッファー４３内部へ送り込むポンプ（加圧回復手段）４４が接続されている。ポンプ４４としてはチューブポンプが最適であるが、その他のタイプのポンプでも構わない。また、加圧口１３４ｈとバッファー４３との間にはストッパー４２が設けられており、バッファー４３にエアーを溜める時にインクタンク１３４へエアーが流れ込まないように、バッファー４３内がある一定の圧力になるとストッパー４２を解除する構成になっている。ストッパー４２は、ばね力でコロをゴムチューブに押し付けてチューブの流路を止め、ソレノイドのＯＮ、ＯＦＦにより解除等を切り替える構成である（図示せず）。
【００６０】
インクタンク１３４からポンプ４４までをつなぐ配管１０８としては、ポンプ４４がチューブポンプであること、バッファー４４と加圧口１３４ｈとの間にストッパー４２が設けられているなどの理由から、可撓性材質からなるゴムチューブが最適である。
【００６１】
ポンプ４４によりエアーで加圧されるタンク（４色分のインクタンク１３４Ｋ，１３４Ｙ，１３４Ｍ，１３４Ｃおよび後述するサブタンク５０Ｋ，５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ）を切り替えるための切替バルブ４９が、ストッパー４２の下流側に配置されている（図１０参照）。切替バルブ４９としては、スプール式切替バルブ、またはディスク式切替バルブなどが用いられるが、その他のタイプの切替バルブでも構わない。
【００６２】
インクタンク１３４が記録装置本体に装着される時、インクタンクの排出口１３４ｊはジョイント４０と接続され、ポンプ４４よりインクタンク内に送り込まれる気体を排出する排出口１０９につながっており、途中に流路を遮断、連通を切り替えるための開閉バルブ４６が設けられている。
【００６３】
インクタンク１３４は、インク供給管４５により記録ヘッド１に接続されており、その中間にサブインク袋５０ｂを含むサブタンク５０が介在している。サブインク袋５０ｂは、インク袋１３４ａと同様にアルミフィルムなどの可撓性材質からなり、記録ヘッド１内のインクのメニスカスを保持する役割がある。
【００６４】
インクタンク１３４とサブタンク５０間のインク供給管４５の途中には、一方向弁５１が設けられている。一方向弁５１としては、カサバルブ、チェックバルブ等が用いられるが、その他のタイプの一方向弁でも構わない。記録ヘッド１とサブタンク５０との間には、圧力センサー３５が設けられている。
【００６５】
ここで、気泡発生を防止するため、さらには脱気インクを有効に使用するために、インクタンク１３４と記録ヘッド１との間のインク供給管４５すべてをガスバリア性の良好な材質から形成することが好ましい。
【００６６】
インクタンク１３４は記録媒体搬送手段５の下方で、通常では記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスが保たれない高さ（インクタンクと記録ヘッドの高さの差が１００ｍｍ以上）に位置している。しかし本実施例では、サブタンク５０が設けられており、記録ヘッド１の高さとサブタンク５０の高さとの関係が、記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスが保たれ、かつ印字に悪影響を与えない負圧を与え得るように、０ｍｍ＜（（記録ヘッド１の高さ）−（サブタンク５０の高さ））＜１００ｍｍとなるように設定されている。また、一方向弁５１が、インクタンク１３４とサブタンク５０の高低により発生する圧力差によりインクがインクタンク１３４へ逆流することを防止している。
【００６７】
次に、本実施例のインク供給・回復動作について説明する。
【００６８】
加圧ポンプ４４によりインクタンク１３４のインク袋１３４ａを加圧すると、インク袋１３４ａ内のインクがサブタンク５０へ供給される。サブタンク５０へのインクの供給量は、圧力センサー３５によりサブインク袋５０ｂ内の圧力を検知し、その圧力に基づいてサブインク袋５０ｂ内のインク量を認識し、十分なインク量が得られたらバルブ４６を開放してインク袋１３４ａの加圧供給を停止することにより、調整することができる。このようにして適当な量のインクが供給されたサブタンク５０のサブインク袋５０ｂが、加圧ポンプ４４により加圧されると、サブインク袋５０ｂ内のインクが記録ヘッド１へ供給される。
【００６９】
このインクジェット記録装置により連続印字を行なうと、主にインクを吐出させるために発生させるバブルがインク中に残り、その泡が成長することで、記録ヘッド１のノズル内部のインクを断絶させてしまい、不吐になってしまう。この状態を防ぐために、図１０に示す切替バルブ４９によりポンプ４４をサブタンクへ連通させ、ストッパー４２を閉じながらポンプ４４を作動させて、エアーバッファー４３内へエアーを溜めて高圧にする。次にストッパー４２を開放することにより、エアーバッファー４３内のエアーをサブタンク５０内へ送り込み、サブインク袋５０ｂを加圧する。サブインク袋５０ｂ内のインクは、エアーにより加圧されて記録ヘッド１に流入し、記録ヘッド１のノズル部分からインクとインク中の気泡等とを流し出して、記録ヘッド１の加圧回復動作が行なわれる。この加圧回復動作後すぐに排出口１０９を開放することにより、加圧回復により消費される廃インク量を少なくすることができる。
【００７０】
圧力センサー３５によりインクの加圧力を検知することによって、サブタンク５０内のインク残量検知が可能であり（サブタンク５０内のインクの残量が少なくなるとインク供給管４５内の圧力が低くなるため）、記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスが保持されているかどうかの目安となり、また回復動作の時にインクに加わる加圧力を測定できるため、適切な回復動作を行なうことができる。また、加圧回復時に記録ヘッド１のノズルが詰まっていてインクが排出できない時には、圧力センサー３５により過大な圧力を検知して加圧動作を停止させることにより、インク袋１３４ａの破裂などの事故を防止することができる。
【００７１】
（第３実施例）
図１１は第３実施例のインクジェット記録装置の右側面図である。
【００７２】
本実施例は、第２実施例と同様のインク袋１３４ａを含むインクタンク１３４を、記録ヘッド１よりも上方に配置したものである。
【００７３】
そして、記録ヘッド１とサブタンク５０との間に、インク供給管４５を開閉するバルブ５７が設けられており、インクタンク１３４からサブタンク５０へインクが供給される時にバルブ５７を開放することにより、インクタンク１３４とサブタンク５０との水頭差により生じる圧力によりインク袋１３４ａ内のインクがサブインク袋５０ｂへ移動する。この時、インク流路途中にある圧力検知センサー３５により、サブインク袋５０ｂ内のインク残量を検出することが可能である。そして、サブインク袋５０ｂ内に十分な量のインクの存在が確認されたら、バルブ５７を閉じてサブインク袋５０ｂへのインク供給動作を終了する。
【００７４】
また、記録ヘッド１へのインクの供給・回復動作の時には、第２実施例と同様に、ポンプ４４によりサブタンク５０内へエアーを送り込み、サブインク袋５０ｂを押しつぶすことにより、インクを記録ヘッド１まで供給し、加圧回復動作させることができる。
【００７５】
また、キャップ３とインクタンク１３４の回収部分１３４ｐの回収口１３４ｑとの間は、連通管５４およびポンプ５２およびジョイント５５を介して連通しており、ポンプ５２の作動により、キャップ３内に溜まったインクが、連通管５４、ジョイント５５、回収口１３４ｑを介して、回収部分１３４ｐに回収される。以上の構成によると、インクタンクからサブタンクへのインクの供給が、特別な駆動源を用いることなくバルブのみでできることにより、装置の簡略化、コストダウンが可能である。
【００７６】
（第４実施例）
図１２（ａ）、図１２（ｂ）は、本発明の第４実施例のインクジェット記録装置の正面図と右側面図である。 本実施例では、記録媒体搬送手段５の筐体５ｅにインクタンク１３４が収納される構成になっており、筐体５ｅにはインクタンク１３４が着脱可能なように挿入ガイド（図示せず）が形成されている。
【００７７】
また、インクタンク１３４が筐体５ｅに装着されたときに、インク袋１３４ａとインク供給管４５とが連通するように、インク供給管４５と連結されたインク供給針４８が筐体５ｅ内に内蔵されている。インクタンク１３４の装着時に、インク供給針４８がインク袋１３４ａのインク供給口１３４ｆ（ゴムなどの弾性材でシールしてある）に突き刺さることにより、インクタンクのインク袋１３４ａ内のインクがインク供給管４５を介して記録ヘッド１へ供給される。
【００７８】
本実施例によると、インクタンク１３４を記録媒体搬送手段５に内蔵することにより、記録ヘッド１に対するインクタンク１３４の水頭差を記録ヘッド１内のインクのメニスカス保持に必要な条件、すなわち０ｍｍ＜（記録ヘッド１のフェース面の高さ−インクタンク１３４の高さ）＜１００ｍｍを満たすことができ、正常な印字動作が可能となる。さらに、記録装置本体の占有面積を小さくすることが可能となる。もちろん、前述の各実施例のようなサブタンク、及び圧力調整手段を本実施例に適用することが出来る。この場合、メインタンクによる水頭差調整を図る必要がなくなる。
【００７９】
なお、本実施例の場合、記録ヘッド１へのインク供給・回復動作を、後述する加圧ローラーまたは流体による加圧のいずれで行なうことも可能であり、またその他の加圧手段を用いることもできる。
【００８０】
（第５実施例）
以上説明した第１〜第３の各実施例では、サブタンクに圧力調整手段を備えていたが、本実施例、及び第６、第７実施例では、メインタンクに圧力調整手段を備えた構成について説明する。これらの各実施例は単独で優れた発明であると共に、上述の第１〜第４の各実施例に組み合せることで、それぞれの技術課題に対し相乗的な効果を奏することが出来るものである。
【００８１】
図１３は、本発明の第５の実施例のインクジェット記録装置の側面図、図１４は本発明の第５の実施例のインクタンク３４を示す斜視図である。
【００８２】
図１４に示すように、インクタンク３４は、インクが入っている可撓性のインク袋３４ａが、カバー容器３４ｄ，３４ｅに覆われた構成である。インク袋３４ａの材質としては、可撓性を有しガス透過性の低い材質が好ましい。例えば、厚さ９μｍのアルミフィルムをベースとして、表面に厚さ１５μｍのナイロンが、裏面には厚さ６０μｍのポリエチレン（ＰＥ）がそれぞれラミネートされた材質が用いられる。このインク袋３４ａは、ヒートシールにより２枚のアルミフィルムの周縁部裏面のＰＥ同士を溶着させ封止させて形成されている。なお、このインク袋３４ａの周縁部の一部にＰＥからなるインク供給口３４ｆが設けられている。インク供給口３４ｆは、可撓性のインク供給管３４ｂを介して記録ヘッド１と接続するジョイント３４ｃを有している。ジョイント３４ｃは記録ヘッド１と接続していない時にはインク袋３４ａ内部のインクを漏らさず、接続した時のみインク袋３４ａ内部のインクが記録ヘッド１内へ供給されるような弁構造となっている（図示せず）。また、可撓性のインク供給管３４ｂは、ガス透過性の低い材質、例えばフッ素樹脂（ＰＶＤＦなど）等からなることが好ましいが、他の材質でも構わない。インクタンク３４は、未装着時は、前記の通りインク袋３４ａがカバー容器３４ｄ，３４ｅに覆われた状態（図１４（ａ）の状態）であるが、記録装置本体へ装着するときは、インクカバー容器３４ｅをインクタンク３４からはずし、インク袋３４ａがむき出しである状態（図１３，図１４（ｂ）の状態）にする。
【００８３】
インク中に気泡ができるだけ存在しないようにするためには、脱気インクを使用することが好ましく、さらに、インク供給管３４ｂとして特にガスバリア性の良い金属などの管、例えばステンレス管を用いることが好ましい。また、インク袋３４ａ等も、大気中の気体が侵入する大気連通口が存在しない構成にし、インク袋３４ａの材質もガスバリア性の良好な材質にすることが好ましい。
【００８４】
図１３に示すように、インクカバー容器３４ｅを外したインクタンク３４が記録装置本体のインクタンク挿入口に挿入される。また、インクタンク３４のジョイント３４ｃが記録装置本体のジョイント１０７へ装着される。
【００８５】
記録装置本体には、図１３矢印ＸＹ方向に平行に配置された二本のガイドシャフト３１が設けられており、このガイドシャフト３１に沿って直線移動可能な支持材３２に、軸受けを介して回復ローラー（加圧回復手段）３０が回転可能に取り付けられている。支持材３２は、駆動伝達部（ギア）３６を介して駆動回復モーター３７と連結されているボールネジ３３と螺合している。回復ローラー３０は、ゴムローラーが最適であるが、ハードローラーでも構わない。この回復ローラー３０はインク袋３４ａ上に位置しており、インク袋３４ａを押しつぶす方向（図１３下方向）にバネ付勢されたピンチローラー状に取り付けられているか、もしくは回復ローラー３０とカバー容器３４ｄの底面との距離を一定に保つ構成である。これにより、回復ローラー３０がインク袋３４ａを押しつぶすときに、インク袋３４ａを圧接した部分からインクが外部に漏れないようになっている。また、ピンチローラー状の構成の場合、加圧したときに回復ローラー３０が逃げない程度の強さのばね圧に設定される。
【００８６】
このような構成により、駆動回復モーター３７の回転方向や回転速度などを調整し、回復ローラー３０をＸＹ方向に平行移動させることにより、インク袋３４ａを押しつぶしてインク袋３４ａ内部のインクを記録ヘッド１へ供給することができる。なお、本実施例ではボールネジ３３により回復ローラー３０を直線移動させているが、タイミングベルトまたはラックギアなど他の駆動伝達手段を用いて直線移動させることもできる。駆動回復モーター３７としては、正逆転可能で回転速度を変化させることができ、停止精度の高いパルスモーターが最適である。
【００８７】
次に、本実施例の動作について説明する。
【００８８】
（インク供給動作）
まず、前記した通り、記録装置本体のインクタンク挿入口へ、インクカバー容器３４ｅを外したインクタンク３４を挿入する。また、インクタンク３４のジョイント３４ｃを記録装置本体のジョイント１０７へ装着させる。通常、インクを記録ヘッド１へ供給する場合、記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスを保持するためにはインクタンク３４の高さに制限があり、通常は、記録ヘッド１とインクタンク３４との高さの差は１００ｍｍ以内程度である。ところが、本実施例では、インクタンク３４は記録媒体搬送手段５の下方で記録ヘッド１のフェース面高さよりも低い位置に配置されている。通常、記録媒体搬送手段５の高さは少なくとも１００ｍｍ以上であり、インクタンク３４とヘッド１との高低差が１００ｍｍを超えるので、記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスを保持することができない。そこで、本実施例では、駆動回復モーター３７の駆動により回復ローラー３０をＸ方向へ移動させ、インク袋３４ａに加圧してその内部を正圧にし、その圧力によりインクをインク供給口３４ｆやインク供給管３４ｂを介して記録ヘッド１へ供給することができる。
【００８９】
また、ヘッドのインク供給路の途中に圧力センサー３５が設けられているので、圧力センサー３５によりインクの圧力を検知して、その検知した圧力データを駆動回復モーター３７へフィードバックさせ、所定のメニスカスが保ち得る圧力に合わせることができる。また、駆動伝達部（ギア）３６により駆動回復モーター（パルスモーター）３７の１パルス分に相当する回復ローラー３０の移動量が定められるので、インク袋３４ａに対する回復ローラー３０の位置を調整し、駆動回復モーター３７の１パルス分に相当するインク袋内の圧力の増加量を予め求めておく。そうすると、圧力センサー３５により求めた圧力が不十分であった時に、駆動回復モーター３７に駆動パルスを何パルス供給すれば、所望の圧力が得られるかが容易に算出可能である。こうして、記録ヘッド１のメニスカスを保持させることができる。
【００９０】
本実施例のインクジェット記録装置により印字を行なうと、インク袋３４ａ内の圧力が徐々に下がっていき、次第に記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスが保てなくなる。そこで、前記の通り、駆動回復モーター３７を作動させて回復ローラー３０をＸ方向へ移動させることにより、インク袋３４ａ内の圧力を、予め設定しておいた圧力に合わせて、記録ヘッド１のメニスカスを保持することができる。
【００９１】
（回復動作）
記録ヘッド１が連続印字を続けていると、主にインクを吐出させるために発生させるバブルがインク中に残り、その気泡が成長することにより、ノズル内部のインクを断絶させてしまい、不吐になってしまう。この状態を防ぐために、回復ローラー３０をある速度でＸ方向へ移動させインク袋３４をさらに押しつぶすことによりインクに瞬時に正圧を加え、その正圧によりノズル内に溜まった気泡をインクと共にノズル出口より排出させることができる。しかし、回復ローラーをＸ方向へ移動させたままであると、図１５（ａ）に示すようにインク袋内の圧力が上がったままの状態がしばらく続くため、内部のインクが多量にノズルから排出されてしまい、無駄に消費される排インクが多量になってしまう。そこで、加圧回復動作後、Ｘ方向に移動した回復ローラー３０を直ちに逆転させＹ方向に移動させて戻すことにより、インクの圧力は図１５（ｂ）に示すようにただちに加圧回復前の圧力に戻るので、消費される排インク量を極力少なくしつつ記録ヘッド１を回復させることができる。
【００９２】
このように本実施例では、回復ローラー３０はインクを記録ヘッド１へ供給回復する時にインク袋３４ａ上を転がりながらインク袋３４ａ内のインクに正圧を加えることにより記録ヘッド１へインクを供給回復させることができる。この加圧回復動作を、記録装置本体の電源が投入された時、ある所定枚数印字されるたびに、または記録装置本体内に内蔵された図示しないタイマーにより設定された時間間隔毎に自動的に加圧回復動作が行われるように設定しておくと、不吐のおそれなく印字動作が行われる。
【００９３】
以上の通り、本実施例の構成によると、インク袋の配設位置と記録ヘッドの配設位置との高低差が大きく、従来は記録ヘッドに十分にインクを供給することが困難な位置関係にある場合にも、両者の工程差（水頭差）に相当する圧力をインク袋に加えることにより、記録ヘッドに十分にインクを供給し、ノズル部分のメニスカスを保持することができる。従って、記録ヘッド１の直下に記録媒体搬送手段５を有するインクジェット記録装置であっても、記録ヘッド１に対するインクタンク３４の配置上の制限を和らげることができ、記録装置本体の占有面積を小さくすることが可能となる。
【００９４】
（第６実施例）
図１６は本発明の第６実施例のインクジェット記録装置の右側断面図である。なお、本実施例において、前述の実施例と同一構成の部分については、同じ符号を付与し、説明は省略する。
【００９５】
本実施例のインクタンクは図５（ｂ）に示すような加圧口１３４ｈ及び排出口１３４ｊを備えたものである。記録装置本体のインクタンク挿入口へ装着されたインクタンク１３４は、インク供給口１３４ｆがジョイント４７と接続され、インク袋１３４ａ内のインクが記録ヘッド１へ供給可能である。ジョイント４７は、インク供給口１３４ｆと接続していない時にはインク供給管４５内部のインクが漏れず、接続した時のみインク袋１３４ａ内部のインクが記録ヘッド１内へ供給されるような弁構造となっている（図示せず）。
【００９６】
インクタンク１３４を記録装置本体に装着した時、インクタンク１３４の加圧口１３４ｈは記録装置本体のジョイント４１と接続され、ジョイント４１の先にはエアーなどの気体を溜めておくバッファー４３が、さらにバッファー４３の先には気体をバッファー４３へ送り込むポンプ（加圧回復手段）４４が接続されている。ポンプ４４としてはチューブポンプが最適であるが、他のタイプのポンプでも構わない。また、加圧口１３４ｈとバッファー４３との間には、バッファー４３に気体を溜める時にインクタンク１３４へ気体が流れ込まないように、ストッパー４２が設けられ、バッファー４３内がある一定の圧力になった時にストッパー４２が解除される構成になっている。本実施例のストッパー４２は、ばねの力でコロをゴムチューブに押し付けてチューブの流路を止め、ソレノイドのＯＮ、ＯＦＦにより解除等を切り替える構成である（図示せず）。なお、本実施例では、加圧口１３４ｈからポンプ４４までを接続する配管としては、ポンプ４４がチューブポンプであり、バッファー４３と加圧口１３４ｈとの間にストッパー４２が設けられることなどの理由から、可撓性材質であるゴムチューブが最適である。
【００９７】
インクタンク１３４を記録装置本体に装着した時に、インクタンク１３４の排出口１３４ｊはジョイント４０と接続され、ポンプ４４よりインクタンク内に送り込まれたエアーなどの気体を排出する排出口１０９につながっており、途中に流路の遮断、連通を切り替えるためのバルブ４６が設けられている。
【００９８】
インク供給管４５の途中にはインクの圧力を検知する圧力センサー３５が設けられている。この圧力センサー３５によりインクの圧力を検知することによって、インクタンク内のインク残量検知としても利用でき（インクタンク内のインクの残量が少なくなるとインク供給管内の圧力が低くなるため）、記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスが保持されているかどうかの目安となり、また回復動作の時のインクに加わる加圧力を測定できるため、適切な回復動作を行なうことができる。また、加圧回復時にノズルが詰まっていてインクが排出できない時には、圧力センサー３５により過大な圧力を検知して加圧動作を停止させることにより、インク袋１３４ａの破裂などの事故を防止することができる。
【００９９】
次にインク供給動作、回復動作時のそれぞれの動作についてまとめる。
【０１００】
（インク供給動作）
インクタンク１３４を記録装置本体の挿入口に装着し、加圧口１３４ｈはバッファー４３と、排出口１３４ｊはジョイント４０と、インク供給口１３４ｆはジョイント４７とそれぞれ接続される。
【０１０１】
バルブ４６は遮断された状態に、またストッパー４２は連通された状態にしておき、ポンプ４４でエアーをインクタンク１３４内へ送り込むことにより、可撓性のインク袋１３４ａが加圧されてインク袋内部のインクが押し出されインク供給管４５を通じて記録ヘッド１に供給される。インクタンク１３４は、記録媒体搬送手段５の下方に位置し、通常では記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスが保ち得ない高さ（記録ヘッドとの高さの差が１００ｍｍ以上）に位置しているが、前記の通り、ポンプ４４でエアーをインクタンク１３４内へ送り込んで、インクタンク１３４内の圧力を、記録ヘッド１のフェース面の高さとインクタンク１３４との高さの差に相当する圧力に保つと、記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスを保持することができる。
【０１０２】
また、インクが記録ヘッド１に供給されるまでの時間を短縮するために、ポンプ４４でエアーをインクタンク１３４内に送り込む工程において、初めは記録ヘッド１のフェース面の高さとインクタンク１３４の高さとの差に相当する圧力よりも、インクタンク１３４内を高い圧力に保ち、インクが記録ヘッド１に到達する寸前に、インクタンク１３４内の圧力を下げて、記録ヘッド１のフェース面の高さとインクタンク１３４との高さの差に相当する圧力にすると、作業時間を短縮させることができる。
【０１０３】
なお、インクタンク１３４内の圧力の調整は、バッファー４３に取り付けた気体用圧力センサー（図示せず）を用いてインクタンク１３４内圧力を検知しながら調整する方法、もしくはチューブポンプ４４の作動量（回転数）とインクタンク１３４内の圧力との関係を予め求めておき、チューブポンプ４４の回転数を制御することでインクタンク１３４内の圧力を調整する方法などがある。
【０１０４】
インク供給を完了した後、バルブ４６、ストッパー４２は遮断状態にして、インクタンク１３４内の圧力を一定に保つ。
【０１０５】
（回復動作）
まず、バルブ４６およびストッパー４２は遮断状態としておく。そして、ポンプ４４を作動させて加圧用のエアーをバッファー４３内に充満させる。この時、前記の通り、バッファー４３内の圧力は、バッファー４３に気体用圧力センサー（図示せず）を設けておいて検知したり、ポンプ４４の回転数からそれに対応する圧力を求めることにより知ることができる。
【０１０６】
次にストッパー４２を連通させることにより、バッファー４３内のエアーを一気にインクタンク１３４内に送り込むことにより、インク袋１３４ａをエアーの圧力により押しつぶすことができる。インク袋１３４ａが押しつぶされると、インクが記録ヘッド１に一気に流入し、記録ヘッド１のノズル部分からインクとインク中の気泡等をが流し出され、記録ヘッド１の加圧回復動作が行われる。
【０１０７】
ストッパー４２を連通させた後、直ちにパルプ４６を開放すると、加圧回復時にノズルから排出される排インクを必要最低限に抑えることが可能となる。
【０１０８】
以上の通り、本実施例の構成によると、前述の第５実施例と同様に、インク袋の配設位置と記録ヘッドの配設位置との高低差にかかわらず、記録ヘッドの十分にインクを供給しインクのメニスカスを保持できる。従って、インクタンク１３４の配置上の制限を和らげることができ、記録装置本体の占有面積を小さくすることが可能となる。
【０１０９】
なお、以上の説明では、インク袋１３４ａを加圧する媒体として使用していたエアーに代えて、液体を用いてもよい。この場合、加圧媒体が液体であることにより、気体より圧縮性が低い分、大きい加圧力を得ることが可能であり、回復能力が高くなる。
【０１１０】
（第７実施例）
図１７は本発明の第７実施例のインクジェット記録装置の右側面図である。
【０１１１】
本実施例では、インクタンク２３４内に、インク袋２３４ａを押すための押し付けバネ２３４ｍが設けられており、この押し付けバネ（加圧回復手段）２３４ｍがインク袋押し付け板２３４ｎを介して常時インク袋２３４ａを押圧している。押し付けバネ２３４ｍの押圧力は、インクタンク２３４の高さと記録ヘッド１のフェース面の高さの差により生じる圧力とつり合って、記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスが保たれるように（インクが逆流しないように）、インクタンク２３４の高さと記録ヘッドのフェース面の高さの差に相当する大きさに設定されている。
【０１１２】
以上のように、インクタンク内のインク袋２３４ａに常にバネ力を加えることにより、インク袋２３４ａを含むインクタンク２３４の、記録ヘッド１に対する配置上の制限を和らげることができ、記録装置本体の占有面積を小さくすることが可能となる。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、インク袋から記録ヘッドまでのインク供給経路内で可撓性のインク袋に加圧することにより、記録ヘッドへのインク供給および記録ヘッド回復動作が可能である。特に記録ヘッドとインク袋との途中に、可撓性のサブインク袋を設ける構成とすると、記録装置の省スペース化を図ることができる。
【０１１４】
上述のインクジェット記録装置によれば、脱気インクを使用する場合であっても、インク袋からインク供給路を経て記録ヘッドへ至るインク供給経路中で大気に晒されることがないので、インクの脱気度の低下をおこす恐れが少ない。加えて、圧力調整手段による加圧、減圧動作を行うことで、インク供給経路中にポンプなどを設けることなく、メインタンクからサブタンク、及びサブタンクから記録ヘッドへのインク補給や、回復動作を実現することができるとともに、特にサブタンクから記録ヘッドへのインク補給に関しては加圧動作で補給することで、タンク内のインクを有効に使用するとともに、安定して高品位の画像を出力することができる。
【０１１５】
上述のインクジェット記録装置では、上記インクタンクと記録ヘッドとの間で水頭差や負圧バランスを考慮する必要がないので、脱気インクなどを使用する際に、可撓性はあるもののインクの導出に伴う圧力変動の大きい、あるいはインク供給口部において発生する負圧の高いインクタンクであっても有効に使用することができる。上記インクタンクは、インク袋の材料として樹脂を使用することで、環境問題に対処すると共に、上記記録装置の効果を生かして、インクの導出に伴う変形量の少ない、腰のある（あるいは袋の厚みのある）インクタンクとすることができるので、ガス透過性や耐衝撃性の面をも満たすことができる。
【０１１６】
また、本発明のインクジェット記録装置によれば、メインインクタンクのインク袋を樹脂材料で構成することで焼却処理や再利用のしやすい構造とすることができるとともに、予め初期の負圧が高く、袋を構成する材料自体の剛性が高いため、物流時において衝撃や急激な環境変化の繰り返しによる袋の破損、あるいは物流時の衝撃によるインク供給口部のシールの損傷等による、インク漏れが発生する恐れが少ない。
【０１１７】
なお、本発明のインクジェット記録装置において、インク袋と記録ヘッドとの高さの差（水頭差）に相当する圧力をインク袋に加えることにより、記録ヘッドに十分なインク供給が可能で、インクのメニスカスを保持することができるため、インク袋の記録ヘッドに対する高さ位置の制約を低減することができ、設計の自由度が増すとともに、記録装置の省スペース化を図ることが可能となる。
【０１１８】
そして、インク袋をサブインク袋よりも高い位置に配置すると、インク袋からサブインク袋へのインク供給が、インクの自重により行うことができ、インク供給のための駆動源（ポンプ）が不要となる。
また、インク袋を、記録ヘッドの下に位置する記録媒体搬送手段内に収納する構成とすると、記録ヘッドのインクのメニスカスを保持し得る高さ位置にインク袋を配置させることが可能となり、本体の省スペース化を図ることができる。
【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全体構成の一例を示す概略正面図である。
【図２】本発明の第１実施例のインクジェット記録装置のインク供給経路を説明するための説明図である。
【図３】本発明の第１実施例のインクジェット記録装置のシーケンスを説明するための説明図である。
【図４】本発明の第１実施例のインクジェット記録装置のシーケンスを説明するための説明図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第１実施例のインクジェット記録装置に搭載可能なインクタンクを示す斜視図である。
【図６】図５に示すインクカートリッジのインク袋の樹脂フィルムの構成を示す模式断面図である。
【図７】図５に示すインクカートリッジのインク袋のフィルム材質の酸素透過率・窒素透過率とインクカートリッジ放置日数の関係を示すグラフ図である。
【図８】図５に示すインクカートリッジのインク袋の樹脂フィルムの構成の変形例を示す模式断面図である。
【図９】本発明の第２実施例のインクジェット記録装置のインク供給経路を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の第２実施例のインクタンクとサブタンクを加圧するための気体の流路を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３実施例のインクジェット記録装置を説明するための説明図である。
【図１２】本発明の第４実施例のインクジェット記録装置を説明するための説明図である。
【図１３】本発明の第５実施例のインクジェット記録装置を説明するための説明図である。
【図１４】図１３に示すインクジェット記録装置のインクタンクを示す斜視図である。
【図１５】図１３に示すインクジェット記録装置のインク加圧回復時のインクにかかる圧力と時間の関係を示すグラフである。
【図１６】本発明の第６実施例のインクジェット記録装置を説明するための説明図である。
【図１７】 本発明の第７実施例のインクジェット記録装置を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１，１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ 記録ヘッド
２ ヘッドホルダー
３ キャップ
４ａ，４ｂ レジストローラー
５ 記録媒体搬送手段
５ａ 従動ローラー
５ｂ 駆動ローラー
５ｃ 圧力ローラー
５ｄ 搬送ベルト
５ｅ 筐体
７ 排紙機構
７ａ 拍車
７ｂ 排紙ローラー
８ 給送ローラー
９ 手差し給紙機構
９ａ 給紙トレイ
１０ 給紙カセット
１０ａ 給送ローラー
１１，１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ インクタンク
１１ａ 貯蔵部分
１１ｂ 回収部分
１２ａ，１２ｂ ピンチローラー
１３ 排紙トレイ
１４ サブタンク
１６ 回復ポンプ
１７ 加圧ポンプ
１８ 吸引ポンプ
１９ インク供給針
２１ ブレード
３０ 回復ローラー（加圧回復手段）
３１ ガイドシャフト
３２ 支持材
３３ ボールネジ
３４ インクタンク（メインタンク）
３４ａ インク袋
３４ｂ インク供給管
３４ｃ ジョイント
３４ｄ，３４ｅ カバー容器
３４ｆ インク供給口
３５ 圧力センサー
３６ 駆動伝達部
３７ 駆動回復ローラー
４０ ジョイント
４１ ジョイント
４２ ストッパー
４３ バッファー
４４ ポンプ（加圧回復手段）
４５ インク供給管
４６ バルブ
４７ ジョイント
４８ インク供給針
４９ 切替バルブ
５０ サブタンク
５０ａ 大気連通部
５０ｂ サブインク袋
５０ｃ 大気連通部開閉弁
５０ｄ サブタンク残量検知センサー
５０ｅ サブタンク圧力検知センサー
５０ｆ インク導入口
５０ｇ インク導出口
５０ｈ ケース
５１ 一方向弁
５２ ポンプ
５４ 連通管
５５ ジョイント
５７ バルブ
６０ 加圧媒体液タンク
６５，６６ 開閉弁
６７ 吸引加圧ポンプ
１００，１０１，１０２，１０３ チューブ
１０４ 液面検知機構
１０５ 弾性材
１０６ 駆動源
１０７ ジョイント
１０８ 配管
１０９ 排出口
１３４ インクタンク（メインタンク）
１３４ａ インク袋
１３４ｄ，１３４ｅ カバー容器
１３４ｆ インク供給口
１３４ｈ 加圧口
１３４ｊ 排出口
１３４ｍ 弾性材
１３４ｎ カバー容器（可撓性シート）
１３４ｐ 回収部分
１３４ｑ 回収口
２３４ インクタンク
２３４ａ インク袋
２３４ｍ 押し付けバネ（加圧回復手段）
２３４ｎ インク袋押し付け板
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンター、ＦＡＸ、複写機などの画像形成装置に利用されるインク供給・回復機構を有するインクジェット記録装置に関し、より具体的には脱気インクを使用するフルラインタイプの記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置は、記録ヘッドからインクを吐出し被記録媒体に付着させて印字等の画像記録を行うものであり、記録ヘッド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、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、多色の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。中でも、記録媒体の幅方向に多数の吐出口を配列したラインタイプの記録ヘッドを使用したフルライン型のインクジェット記録装置は、記録の一層の高速化が可能である。
【０００３】
このような記録ヘッドへインクを供給する方式としては、サイズが大きな被記録媒体への記録や、記録ボリュームが大きい装置に搭載される場合の液体の補充という観点から、大容量のタンクが記録装置本体と一体的に装着され、そのタンクからヘッドカートリッジまでの間にチューブ等の管でインク流路を構成するとともに、インク流路中にヘッドカートリッジにインクを送り込む為の機構を設け、この機構によりインクを補充する方式を採用することが多い。
【０００４】
本出願人は、特開平１０−６５２１号公報において、液体供給経路の中間に一時的に液体を保有し大気を導入することで液体を下流側に供給するサブタンクを配置した構成を開示するとともに、サブタンクを密閉減圧空間として減圧しつつサブタンクに液体を補充する液体補充方法を開示している。該方法によれば、サブタンク内を減圧するための負圧発生手段を液体供給経路とは異なる経路に設けることで、液体供給経路が簡単な構成となり、液体供給経路中にポンプなどの液体輸送手段を設ける場合に比べ、輸送手段を通過することによって生じるゴミの発生などがない、液体を安定して供給する液体供給装置を提供することができる優れた発明である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記発明によれば、インク供給のための流路構成を簡略化できるものの、上記公報に開示されるサブタンクは、記録ヘッドへ液体を供給する状態では大気に開放されている。しかしながら、近年では従来以上に高精細な画像を高速で記録する要求が高まってきており、印刷時のインク吐出の安定性を得るための方法の一つとして、脱気処理したインクを使用することがある。このような脱気インクを使用することで、インク中に不用意に気泡が発生することを防止できるが、上述のサブタンクは通常は大気に対して開放状態であるので、経時的にインクの脱気度が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
また、上記サブタンクから記録ヘッドへの液体供給は、水頭差を利用するか、記録ヘッド部に新たに少量のインク収納部を設け、該インク収納部内に例えば毛管力発生部材などの負圧発生部材を備えることで行っている。しかしながら、サブタンクは大気に対して開放されているため、フルラインタイプの記録ヘッドの各ノズルに確実にインクを行き渡らせるためには、いずれの場合でも回復ポンプによる吸引処理を行う必要があり、無駄にインクを排出する恐れがあった。
【０００８】
本発明は、上述の技術課題を解決するために想起されたものであり、本発明の第１の目的は、なるべく簡単な構成で、タンク内のインクを有効に使用するとともに、安定して高品位の画像を出力することのできるインクジェット記録装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明のインクジェット記録装置は、
インクを吐出して記録媒体に付着させて画像を形成するインクジェット記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給するインクを貯蔵するインク袋を備えたメインインクタンクと、
前記メインインクタンクから前記記録ヘッドへインクを供給するためのインク供給路と、
該インク供給路中に設けられ、前記メインインクタンクのインクを一時的に保持し、該インクを前記記録ヘッドへ供給するサブタンクと、を有するインクジェット記録装置において、
前記サブタンクは、前記メインインクタンクからのインクを受けるためのインク導入口と前記記録ヘッドへインクを導出するためのインク導出口とを有し該インク導入口及び該インク導出口を除いて密閉空間を形成するサブインク袋と、該サブインク袋を覆うとともに外部との連通部を有し該連通部を除いて前記サブインク袋を密閉空間内で保護するケースと、を備えており、
前記インク導入口に設けられた第１の開閉弁と、
前記インク導出口に設けられた第２の開閉弁と、
前記連通部に連通し、前記サブインク袋と前記ケースとの間の空間の圧力を調整可能な圧力調整手段と、
前記ケースから前記記録ヘッドに至るインク供給経路中に位置する圧力検知手段とをさらに備え、
前記メインインクタンクは、脱気インクを収納するインク袋と、該インク袋内のインクを外部に導出するためのインク供給口とを備えており、該インク袋は可撓性を有する樹脂材料により構成され、該インク袋を構成する樹脂材料は、１．０ｃｃ／ｍ2・atm・２４hrs以下の酸素透過率または０．３ｃｃ／ｍ2・atm・２４hrs以下の窒素透過率を有し、
前記サブタンク内の前記サブインク袋内に前記メインインクタンクからインクを補給する際、および前記記録ヘッドへ前記サブタンク内の前記サブインク袋からインクを補給する際のいずれにおいても、前記ケースから前記記録ヘッドに至る前記インク供給経路中に配された前記圧力検知手段の検知結果に基づいてインクの補給を制御することを特徴とする。
【００１１】
上述のインクジェット記録装置によれば、脱気インクを使用する場合であっても、インク袋からインク供給路を経て記録ヘッドへ至るインク供給経路中で大気に晒されることがないので、インクの脱気度の低下をおこす恐れが少ない。加えて、圧力調整手段による加圧、減圧動作を行うことで、インク供給経路中にポンプなどを設けることなく、メインタンクからサブタンク、及びサブタンクから記録ヘッドへのインク補給や、回復動作を実現することができるとともに、特にサブタンクから記録ヘッドへのインク補給に関しては加圧動作で補給することで、タンク内のインクを有効に使用するとともに、安定して高品位の画像を出力することのできるインクジェット記録装置を提供することができる。
【００１２】
本発明のインクジェット記録装置は、インク袋内に収納されたインクの溶存酸素量が、５．４３ｍｇ／ｌ以下であることが好ましい。また、インク袋内に収納されたインクの溶存窒素量が、１０ｍｇ／ｌ以下であることが好ましい。
そして、本発明のインクジェット記録装置は、メインインクタンクは、インク供給口がインク供給路を介してサブタンクに接続される前のインク供給口における大気圧に対する内圧が−２００ｍｍＡｑ．以下であるものであることが好ましい。さらに、メインインクタンクは、インク供給口がインク供給路を介してサブタンクに接続される前のインク供給口における大気圧に対する内圧と、インク袋内のインクを使用した後のインク供給口における大気圧に対する内圧との差の絶対値が、３００ｍｍＡｑ．以上であるものであることが好ましい。
【００１５】
上記の構成によれば、インク袋の初期の負圧が高く、物流時において衝撃や急激な環境変化の繰り返しによる袋の破損、あるいは物流時の衝撃によるインク供給口部のシールの損傷等による、インク漏れが発生する恐れが少ないインクタンクを含むインクジェット記録装置を提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
まずはじめに、本発明のインクジェット記録装置全体の概略構成について、図１を用いて説明する。
【００１８】
図１に示すインクジェット記録装置は、カラー記録ヘッド１と、カラーインクタンク１１と、給紙カセット１０と、手差し給紙機構９と、記録媒体搬送手段５と、排紙機構７とを有している。
【００１９】
記録媒体である記録紙は、カセット給紙または手差し給紙のいずれかにより供給される。カセット給紙の場合、給紙カセット１０内の記録紙が給送ローラー１０ａにより記録媒体搬送手段５へ導かれる。手差し給紙の場合、給紙トレイ９ａ上の記録紙が給送ローラー８により記録媒体搬送手段５へ導かれる。詳述しないが、給紙方式としては、給送ローラー８，１０ａと分離パッドにより記録紙を一枚ずつ分離する方式（デュプロ方式）や、ツメ分離方式、リタード方式などがある。
【００２０】
カセット給紙や手差し給紙により記録媒体搬送手段５に導入された記録紙は、止まっている一対のレジストローラー４ａ，４ｂの当接部に先端が突き当たる。さらに少し給送ローラー８，１０を回転させると、レジストローラー４ａ，４ｂと給送ローラー８，１０との間で記録紙にたるみが生じることにより、記録紙の斜送を補正することができる。そして、記録紙がレジストローラー４ａ，４ｂの当接部に突き当たったことを図示しないフォトセンサーが検知すると、レジストローラー４ａ，４ｂが回転する。記録紙は、レジストローラー４ａ，４ｂにより搬送されると、搬送ベルト５ｄと一対のピンチローラー１２ａ，１２ｂとにより挟持される。図示しないが、ピンチローラーの下ローラー１２ｂには高電圧がかけられており、上ローラー１２ａは接地されているので、ピンチローラー１２ａ，１２ｂを通った記録紙は、搬送ベルト５ｄに静電吸着されながら搬送する。搬送ベルト５ｄは、駆動ローラー５ｂと従動ローラー５ａと圧力ローラー５ｃとに掛け回されており、図示しないパルスモータ（駆動源）により駆動ローラー５ｂが駆動されることによって、回転される。従って、搬送ベルト５ｄ上に静電吸着された記録紙は、搬送ベルト５ｄの回転に伴って、記録ヘッド１の直下の印字開始位置まで搬送される。なお、圧力ローラー５ｃは、揺動可能なアーム（図示せず）の端部に回転可能に取付けられ、アームがバネによって付勢されることにより、搬送ベルト５ｄに張力を加している。
【００２１】
記録ヘッド１は、記録紙の記録領域の全幅にわたって多数の記録素子が配列するフルラインタイプの記録ヘッドであり、記録紙搬送方向の上流側から１Ｋ（黒）、１Ｙ（イエロー）、１Ｍ（マゼンタ）、１Ｃ（シアン）の４つが順に所定間隔で配置され、ヘッドホルダ２に取り付けられている。また、非印字時に記録ヘッドのノズルの乾燥を防止し、また回復動作時ノズルから排出する排インクを受け取るための４つのキャップ３が設けられている。このキャップ３は、キャップ支持部材（図示せず）により支持されており、印字時は４つの記録ヘッド１にそれぞれ隣接する状態に位置する。キャップ時には、記録ヘッド１がヘッドホルダー２ごと上方向へ移動し、次にキャップ３が記録ヘッド１の真下までそれぞれ移動する。このキャップ３がスライドする際に、キャップ３の端部に固定されたウレタンゴムなどの弾性材のブレード２１がそれぞれの記録ヘッド１のフェース面に溜まったインクを拭き取る。そして、キャップ３が記録ヘッド１の真下に位置した状態で、記録ヘッド１がヘッドホルダー２ごと下げられることにより、キャップ３上にヘッドフェース面が乗り、ヘッド１のキャッピングが行われる。
【００２２】
本実施例では、記録ヘッド１は、インクに熱を与えるヒーターを有しており、この加熱によりインクを膜沸騰させ、膜沸騰による気泡の成長または収縮に伴う圧力変化によってノズルからインクを吐出させて記録紙上に画像を形成する。 そして、レジストローラー４ａ，４ｂの回転開始をトリガーとしてタイミングを合わせて、記録ヘッド１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃが図示しない駆動手段から適宜駆動信号を受けて、記録紙上の所定位置にインクを吐出し所望の画像を形成する。
【００２３】
以上のように、記録紙は静電吸着力によって搬送ベルト５ｄの上面に吸着され、記録ヘッド１に印字されながら搬送ベルト５ｄにより搬送される。
【００２４】
このようにして画像形成された記録紙は、排紙機構７に搬送される。排紙機構７の排紙ローラー７ｂは、図示しない駆動源によって回転駆動される。拍車７ａは排紙ローラー７ｂに圧接している。画像形成後の記録紙は、排紙ローラ７ｂと拍車７ａとによって挟持され、排紙トレイ１３に排紙され収容される。拍車７ｂは、記録後の印字面と当接しても印字された画像のインクが転移して汚れることがないように、図示しないが先端をとがらせた多数の小突起が外周部に設けられた形状となっている。
【００２５】
次に、本発明の特徴である、インクジェット記録装置のインク供給・回復機構及びインクタンクについて、以下の各実施例で詳細に説明を行う。なお、以下の各実施例において、記録ヘッド内のインク供給路は途中で２方向に分かれ、ヘッド液室の両端からインクが供給される構成であるが、それ以外のインク供給路構成でも構わない。
【００２６】
（第１実施例）
図２は本発明の第１実施例のインクジェット記録装置のインク供給経路を説明するための説明図である。本実施例は、記録ヘッド１と、サブインク袋５０ｂを含む構成のサブタンク５０と、メインインクタンク（以下、単に「インクタンク」または「メインタンク」とも言う）１３４とにより構成されたインク供給・回復装置である。
【００２７】
インクタンク１３４は、図５（ａ）に示すように、インクの入ったインク袋１３４ａがカバー容器１３４ｄ、１３４ｅに覆われており、不図示の大気連通口が設けられている。そして、記録装置本体の挿入口へ装着されたインクタンク１３４のインク供給口１３４ｆには、インク供給針４８が突き刺されて、インク袋１３４ａから記録装置本体内のインク供給路へインク供給可能になっている。インクタンク１３４のインク供給口１３４ｆは、インク供給針４８が突き刺されて接続される構成であるため、インク供給針を抜き差しする時にインクが漏れないように、ゴム等の弾性材が設けられている。
【００２８】
１３４ｐは後述する回復処理によって排出されたインクを吸収する廃インク吸収体である。廃インク吸収体は吸湿性に優れていれば通常の不織布やウレタンフォームなどでもよいが、本実施例の廃インク吸収体は、綿状パルプ繊維中に高分子吸収体を含んだインク吸収層と、該層を覆う不織布より形成され、不織布をヒートシールすることで、不織布の袋内部にインク吸収層を有する構成となっている。不織布の材料としてはナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成繊維を利用することができる。本実施例の場合、廃インクが廃インク吸収体内に入り込むと、インク吸収層の高分子吸収体が膨潤し、ゲル状の物質に変化し、吸収した水分の容積に応じてその体積が増大する。この時、インク袋内部のインクは消費されており、インク袋はしぼむことになる。即ち、本実施例のインクタンクでは、インクの消費に伴い、インク袋がしぼむ代りに廃インク吸収体が膨潤することで、膨潤した分だけ廃インク吸収体を有効に利用することができるという利点がある。
【００２９】
このインクタンク１３４から記録ヘッド１へのインク供給経路中にはメインタンクのインクを一時的に保持し、そのインクを前記記録ヘッドへ供給するサブタンク５０が設けられている。ここで、サブタンク５０は、インクタンク１３４からのインクを受けるためのインク導入口５０ｆと、記録ヘッド１へインクを導出するためのインク導出口５０ｇと、を備え、インク導入口５０ｆ及びインク導出口５０ｇを除いて密閉空間を形成するサブインク袋５０ｂと、このサブインク袋５０ｂを覆うとともに外部との連通部を備え、この連通部を除いて前記袋を密閉空間内で保護するケース５０ｈと、を備えている。この連通部には、サブインク袋５０ｂとケース５０ｈとの間の空間の圧力を調整可能な圧力調整手段としての吸引加圧ポンプ６７が設けられている。吸引・加圧ポンプ６７は、サブタンク５０内のサブインク袋５０ｂ周辺にエアーを送り込む、またはサブタンク５０内のインク袋５０ｂ周辺のエアーをサブタンク５０外に送り出す、加圧・吸引機能を備えたポンプであり、チューブポンプ、シリンダーポンプなどが最適であり、吸引・加圧ポンプ６７の駆動源（モータ）を正逆転させることにより上記吸引・加圧機能を備えている。本実施例では、吸引・加圧ポンプ６７としてチューブポンプを用いており、正転時はケース内部に空気を送り込むことでケース内部空間を加圧し、逆転時にはケース内部の空気を排出することでケース内部空間を減圧する構成となっている。
【００３０】
本実施例では、このほかに、大気とケース内部とを連通させるための大気連通口５０ａと、この連通口を開閉するための大気連通口開閉弁５０ｃとが設けられており、チューブポンプの頃とチューブとの関係に関わらず、ケース内の空間と外気との連通の制御を行うことが出来るようになっている。また、５０ｄは圧力センサであり、サブタンク袋とケースとのあいだの空間の圧力を検知し、後述するインク供給・回復動作を制御するために用いられる。センサとしては、半導体圧力センサなど、リニアに圧力を検知できるものが望ましい。５０ｅはサブタンク残量センサであり、サブタンク中のインク量（あるいはインクの有無）を検知する。本実施例では、サブタンクの袋の厚みを、フォトセンサとセンサーフラグにより検知する構成となっている。
【００３１】
そして、サブタンクのインク導入口５０ｆとインクタンク１３４との間のインク供給路には第１の開閉弁６６が、サブタンクのインク導出口５０ｇと記録ヘッド１との間のインク供給経路には、第２の開閉弁６５が設けられている。開閉弁６５，６６は、ソレノイドのプランジャーにシール機能をもたすことにより弁機能を備えたソレノイド開閉弁などが考えられる。本実施例では、開閉弁６５は、ソレノイド電源がオンのとき開放し、オフのとき閉じる構成に、開閉弁６６は、ソレノイド電源がオンのとき閉じ、オフのとき開放する構成にそれぞれなっている。
次に、本発明の第１実施例のインクジェット記録装置の各種液体供給動作・回復処理動作について、図３及び図４のフローチャートを用いて説明する。
【００３２】
（１）通常の液体供給動作
印刷時など、通常の液体供給においては、第１の開閉弁６６を閉じ、第２の開閉弁６５、大気連通口開閉弁５０ｃをそれぞれ開とする。そして、吸引加圧ポンプは作動させずに、サブタンクから記録ヘッドへの水頭差を利用して記録を行わせる。本実施例のサブタンクの容量（５０ｃｃ〜１００ｃｃ程度）はメインタンクの容量（４００〜６００ｃｃ程度）に比べて小さいため、装置内の記録媒体の搬送系（記録媒体搬送手段５）のデッドスペースを利用して配置することができ、直接メインタンクから水頭差を利用して記録ヘッドへインク供給する場合に比べ、インクジェット記録装置の小型化を実現することができる。
【００３３】
（２）サブタンク内エア抜き動作
記録ヘッド１・サブタンク（サブインク袋５０ｂ）内にインクがない場合、図３（ａ）に示すように、まず弁６６が開いていたら弁６６を閉め（ステップＳ１）、大気連通口開閉弁５０ｃを閉める（ステップＳ２）（弁６５は開いている）。その後、吸引・加圧ポンプ６７を正転し、残検センサ５０ｅがサブタンクが空であることを検知するまで、ケース内部を加圧する（ステップＳ３）ことで、サブインク袋内のエアーを記録ヘッド１から外部に排出させる。残検センサ５０ｅがサブタンクが空であることを検知したら（ステップＳ４）、ポンプ６７を停止させ、大気連通口開閉弁５０ｃを開放することでサブタンク内のエアを抜き取ることができる。
【００３４】
（３）メインタンクからサブタンクへの補給動作
メインタンクからサブタンクへインクを補給する場合、図３（ｂ）に示すように、まず大気連通口開閉弁５０ｃが開いていたら大気連通口開閉弁５０ｃを閉め（ステップＳ１１）、を第２の弁６５を閉める（ステップＳ１２）。その後、圧力センサ５０ｄの値が設定値になるまで、吸引・加圧ポンプ６７を逆転させ、ケース内部を減圧する。その後、圧力センサ５０ｄが設定圧力を検知したら（ステップＳ１４）、第１の開閉弁６６を開放する（ステップＳ１５）ことで、メインタンクからサブタンクへのインク供給が行われる。ここで、減圧手段を駆動させた後第１の開閉弁６６を開放することで、インクが逆流する恐れがない。また、この時、サブタンクへインクを供給するための減圧手段は、サブインク袋を介してインク供給経路とは異なる経路に設けられているので、インク供給経路中のインクが、減圧手段を通過することにより汚れることがない。
【００３５】
残検センサ５０ｅが満タンを検知したら（ステップＳ１６）、第１の開閉弁としての弁６６を閉じ（ステップＳ１７）、サブインク袋へのインク供給を停止させる。次に、吸引・加圧ポンプ６７を停止し（ステップＳ１８）、大気連通口開閉弁５０ｃを開放し（ステップＳ１９）、第２の開閉弁である弁６５を開放する（ステップＳ２０）ことでシーケンスが終了する。ここで、第１の開閉弁を閉じた後、ポンプ動作を停止させることで、インクの逆流を防止することができる。逆流防止の手段としては、サブタンクとメインタンクとの間に、メインタンクからサブタンクへの方向にのみインクの移動を許容する逆止弁を設けてもよい。 なお、上述のサブタンク内エア抜き動作から連続して、メインタンクからサブタンクへの補給動作の動作を実行する場合には、サブタンク内エア抜き動作のシーケンスが終了してから、メインタンクからサブタンクへの補給動作のシーケンスを実行するかわりに、サブタンク内エア抜き動作のシーケンスのステップＳ５から、メインタンクからサブタンクへの補給動作のシーケンスのステップＳ１２へ続くようにシーケンスを変更してもよい。
【００３６】
（４）サブタンクからヘッドへの強制インク補充動作
サブタンクからヘッドへの強制インク補充を行う場合には、図４のフローチャートに示すように、まず記録ヘッド１をキャップ３によりキャップする（ステップＳ３１）。
【００３７】
次にサブインク袋の周辺を加圧することで、インクをヘッド１へ加圧供給させるために、第２の開閉弁６５が開いていたら第２の開閉弁６５を閉じ（ステップＳ３２）、大気連通口開閉弁５０ｃを閉じる（ステップＳ３３）（この時、第１の開放弁６６は閉じている）。その後、圧力センサ５０ｄが既定値になるまでポンプを正転させ、ケース内部を加圧する（Ｓ３４）。その後、圧力センサ５０ｄが設定圧力を検知したら（ステップＳ３５）、第２の開閉弁６５を所定時間（１秒程度）開放し（ステップＳ３７）、再度閉じる動作を行なう（ステップＳ３８）。この動作を予め定めた所定の回数（Ｎ）になるまで繰り返す（ステップＳ３６〜Ｓ３９）ことで、記録ヘッドの各ノズルにインクを完全に供給させることが出来る。このように、本発明のインクジェット記録装置では、加圧動作でヘッドへのインク供給が行えるために、ヘッドへのインクの強制補給がスムーズに実現できる。
【００３８】
ここで、上記インク強制補給中、記録ヘッドのノズルより、インクが流れ出る場合がある。そこで、キャップ３と廃インクタンク１３４ｐとの間のインク回収経路中に、回復ポンプ１６を備え、このポンプでキャップへ漏れでたインクのみを吸引してもよい。この時のインクの吸引量は、吸引動作のみでヘッドに強制的にインクを補給する場合に比べて少ないものとなるので、インクを無駄なく使用することが出来る。
【００３９】
インクの強制補給後は、ポンプ６７を停止させ（ステップＳ４１）、大気連通口開閉弁５０ｃを開放し（ステップＳ４２）、第２の開閉弁６５を開放する（ステップＳ４３）。その後、キャップを解除し（ステップＳ４４）、ゴムブレードなど周知の方法によりクリーニングを行ない（ステップＳ４５）、記録ヘッドのフェイス面のインクを除去した後、再度キャップをして（ステップＳ４６）完了する。
【００４０】
なお、上述の動作でＳ３６〜Ｓ４０のステップを１回とすることで、加圧回復動作となる。
【００４１】
以上説明したように、本実施例のインクジェット記録装置のインク供給経路は、メインタンクから記録ヘッドまでのインク供給経路が、各ノズルを除いて外気に対して密閉空間を形成している。従って、使用するインクとして溶存酸素量が０．５ｐｐｍ以下の脱気インクを用い場合であっても、経路中で脱気度が著しく低下することはない。
【００４２】
次に、本発明のインクタンクについて詳細に説明する。
【００４３】
インク袋１３４ａのフィルム材質は、図６の（ａ）〜（ｃ）に示す如くシリカ（ＳｉＯｘ）層０．００５μｍをベースに、両側をＰＥＴフィルム２μｍ、ＰＥフィルム２５μｍを蒸着したシリカ蒸着フィルム、またはアルミナ（ＡｌＯｘ）層０．００５μｍをＰＥＴフィルム１２μｍへ蒸着させ、ＰＥフィルム２５μｍをラミネートしたアルミナ蒸着フィルム、または、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂（商標：エバール）１５μｍをベースに、両側をＰＥＴフィルム１２μｍ、ＰＥフィルム２５μｍをラミネートしたエバールフィルム、等が考えられ、酸素透過率、窒素透過率はそれぞれ以下に示す通りである。
【００４４】
【表１】
【００４５】
インクタンク製造時に、上記のようにフィルムにより構成されるインク袋内にインク内に溶存する気体（主に窒素８０％、酸素２０％）を脱気した脱気インクを、インク袋に注入し、インクタンクとして出荷する。通常、脱気インク中の気体量は、溶存酸素量（ｍｇ／ｌ、またはｐｐｍ）で表すが、溶存酸素量を０．５ｐｐｍ以下の脱気インクをインク袋内に注入することが望ましい。
【００４６】
このようなインクタンク内の脱気インクは、出荷時からインクカートリッジがプリンター本体で使用されるまでの長期間、外部である大気中の気体（酸素、窒素）等が、インクタンクを形成するフィルムを透過して、インク中へ侵入することにより、脱気インクの溶存酸素量が徐々に増えてしまう。
【００４７】
図７（ａ）は脱気インクを注入したインク袋を放置したときの年数と溶存酸素量の関係を示したグラフ図である。
【００４８】
インクカートリッジの保証期間は通常５年以内である。製造時、２５℃、溶存酸素量０．５ｍｇ／ｌのインクを注入すると、フィルムのガス透過率が１・５ｃｃ／ｍ２・ａｔｍ・２４ｈｒｓの場合、５年間放置した場合、インク中の溶存酸素量が５．０ｐｐｍまで増加してしまい、放置中の外気温度が６０℃まで上昇した場合、インク中の飽和時の溶存酸素量が５．４８ｍｇ／ｌであり、過飽和分の酸素量は気泡としてインク中に現われてしまい、プリンター本体で使用するときに、供給されるインクと共に気泡も一緒に記録ヘッドヘ供給されることにより、記録ヘッドのノズル部が目づまりを起こし、印字不良（不吐）を起こしてしまう。よって、５年間放置したときに溶存酸素量が過飽和にならないガス透過率をもつフィルムが必要であり、ガス透過率が１．０ｃｃ／ｍ２・ａｔｍ・２４ｈｒｓ以下のフィルムが必要となる。また同様にして、窒素の場合は、図７（ｂ）の窒素透過率が０．３ｃｃ／ｍ２・ａｔｍ・２４ｈｒｓ以下が必要となる。言い換えれば、６０度での飽和状態において、気泡を発生しないことが求められる。即ち、この時の酸素透過量が５．４３ｍｇ／ｌ以下、窒素透過量が１０ｍｇ／ｌ以下であることが望ましい。
【００４９】
上記にあげたフィルム（シリカフィルム、アルミナフィルム等）は、このような条件を十分満たしており、さらに５年間の放置後でも、インクは脱気された状態を保ち続けているので、プリンター本体での印字時、脱気インクが記録ヘッドヘ供給されることにより、インク流路内の気泡は脱気インクであるインク中へ溶解されるため、気泡による印字不良（不吐）が発生せず、不吐頻度が減少する。よって、上記フィルムは、インクタンクフィルムの樹脂材質としては最適である。
もちろん、ガス透過率はフィルムの厚さに反比例するので、フィルムを厚くしてもよい。例えば、材質をＰＶＤＣにした場合、フィルム厚さ２５μｍで酸素透過率が１０ｃｃ／ｍ２・ａｔｍ・２４ｈｒｓであり、酸素透過率を１．０ｃｃ／ｍ２・ａｔｍ・２４ｈｒｓ以下にするためには、ＰＶＤＣの厚さを２５０μｍ以上にする必要がある。
【００５０】
このように、インク袋のフィルムの厚さを厚くすることにより、酸素透過率、窒素透過率を少なくすることができる。このような単層フィルムのインクタンクにより、複数のフィルムのラミネートによる二次加工の必要がなくなることにより、コストの低減を図ることができる。
【００５１】
また、樹脂フィルムのガス透過率を小さくするために、例えば図８に示すように、「ＰＥＴ−ＡｌＯｘ」フィルムを二層にし、「ＰＥＴ−ＡｌＯｘ−ＰＥＴ−ＡｌＯｘ−ＰＥ（厚さ１２＋０．０５＋１２＋０．０５＋２５＝４９．０１μｍ）」のような構成とすることができる。
【００５２】
通常ＡｌＯｘフィルム（アルミナ蒸着フィルム）はＰＥＴにＡｌＯｘを蒸著させたフィルムとして加工されており、このフィルムに後加工としてＰＥフィルムをラミネートさせている。よって、上記 「ＰＥＴ−ＡｌＯｘ−ＰＥＴ−ＡｌＯｘ−ＰＥ」 のようなフィルムは、「ＰＥＴ−ＡｌＯｘ」 フィルムを２枚ラミネートさせ、次にＰＥ等をラミネートさせることにより形成する。
【００５３】
このように、アルミナ蒸着フィルムを二層にすることにより、ガス透過率は３０％低下させることができ、アルミナ蒸着二層フィルムの酸素透過率は０．１４ｃｃ／ｍ２・ａｔｍ・２４ｈｒｓになり、アルミ箔フィルムに近いガス透過率にさせることが可能となる。また、上記構成のフィルムは、他にシリカ蒸着二層フィルム、またはエバールフィルムをさらにラミネートさせること等も可能である。
【００５４】
以上説明したように、樹脂フィルムを複数層ラミネートさせることにより、インク袋のガス透過率を小さくすることができ、脱気インクの気泡不吐に対する効果をあげることができ、さらには樹脂フィルムを使用することにより、インクカートリッジ使用後のインク袋の焼却処理が可能となる。
【００５５】
本実施例のインクジェット記録装置では、ポンプによりメインタンクからサブタンクへインク供給を行うので、インクタンクと記録ヘッドとの間で水頭差や負圧バランスを考慮する必要がない。従って、リサイクル性を考慮し、可撓性を有する樹脂材料で構成する場合に、ガス透過性を考慮してインク袋の厚みが厚く、インクの導出に伴う負圧変動が大きい、あるいはインク供給口部における負圧の高いインクタンクでも使用することが出来る。具体的には、使用開始時のインクタンクのインク供給口部における負圧が−２００ｍｍＡｑ．以下（即ち、負圧が大きい）のインクタンクでも十分使用することが出来る。また、使用開始時と使用終了時（インクタンクが使用出来なくなった状態であり、内部にインクが含まれていても使用できない場合は使用終了とみなす）とのインクタンクのインク供給口部における負圧の差の絶対値が、３００ｍｍＡｑ．以上（即ち、使用開始時の負圧が−２００ｍｍＡｑ．の時、使用終了時の負圧が−５００ｍｍＡｑ．以下（負圧が大きい））のインクタンクでも使用することが出来る。これにより、例えばインク収納部が単なる袋ではなく、予め立体的な構造（例えば角柱構造）を有したインクタンクであっても使用することが可能となる。その結果、インクタンクに占めるインク収納部のスペース効率を高めることが可能となる利点がある。
【００５６】
このような使用開始時のインクタンクのインク供給口部における負圧が−２００ｍｍＡｑ．以下のインクタンクは、単体でみると、インク袋を樹脂材料で構成することで焼却処理や再利用のしやすい構造とすることができるとともに、予め初期の負圧が高く、袋を構成する材料自体の剛性が高いため、物流時（通常はインク供給口部はシール部材によりシールされる）において衝撃や急激な環境変化の繰り返しによる袋の破損、あるいは物流時の衝撃によるインク供給口部のシールの損傷等による、インク漏れが発生する恐れが少ない、という利点がある。このようなインクタンクは、本発明のサブタンクを備えたインクジェット記録装置に限らず、液体供給経路中にポンプを備え、該ポンプを利用して記録ヘッドへの液体供給をおこなうインクジェット記録装置に利用することが出来る。
【００５７】
（第２実施例）
図９は本発明の第２実施例のインクジェット記録装置の右側断面図であり、図１０はインク供給回復装置のブロック図である。本実施例のインクタンク１３４は、例えば図５（ｂ）に示すように、前述の第１実施例のインクタンクと同様、インクの入ったインク袋１３４ａがカバー容器１３４ｄ、１３４ｎに覆われた構成である。ここで、本実施例ではカバー容器１３４ｎはカバー容器１３４ｅと実質的に同形状の可撓性シートより形成されている。シート１３４ｎの材質としては、ガス透過性の低い、アルミフィルムの両面にナイロンとＰＥをそれぞれラミネートしたシート、またはエバール（（株）クラレの商品名：エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂の両面に他の樹脂をラミネートしたもの）などが最適であるが、その他の材質でもかまわない。
【００５８】
このインクタンク１３４は、排出口１３４ｊおよび加圧口１３４ｈ以外から気体の漏れがないように、カバー容器１３４ｄと１３４ｅの接合部はシール部材などでシールしてある。１３４ｆはインク袋１３４ａのインクを外部に排出するためのインク供給口である。
【００５９】
インクタンク１３４が記録装置本体に装着される時、インクタンク１３４の加圧口１３４ｈは記録装置本体のジョイント４１と接続される。ジョイント４１の先にはエアーなどの気体を溜めておくバッファー４３が、さらにバッファー４３の先にはエアーをバッファー４３内部へ送り込むポンプ（加圧回復手段）４４が接続されている。ポンプ４４としてはチューブポンプが最適であるが、その他のタイプのポンプでも構わない。また、加圧口１３４ｈとバッファー４３との間にはストッパー４２が設けられており、バッファー４３にエアーを溜める時にインクタンク１３４へエアーが流れ込まないように、バッファー４３内がある一定の圧力になるとストッパー４２を解除する構成になっている。ストッパー４２は、ばね力でコロをゴムチューブに押し付けてチューブの流路を止め、ソレノイドのＯＮ、ＯＦＦにより解除等を切り替える構成である（図示せず）。
【００６０】
インクタンク１３４からポンプ４４までをつなぐ配管１０８としては、ポンプ４４がチューブポンプであること、バッファー４４と加圧口１３４ｈとの間にストッパー４２が設けられているなどの理由から、可撓性材質からなるゴムチューブが最適である。
【００６１】
ポンプ４４によりエアーで加圧されるタンク（４色分のインクタンク１３４Ｋ，１３４Ｙ，１３４Ｍ，１３４Ｃおよび後述するサブタンク５０Ｋ，５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ）を切り替えるための切替バルブ４９が、ストッパー４２の下流側に配置されている（図１０参照）。切替バルブ４９としては、スプール式切替バルブ、またはディスク式切替バルブなどが用いられるが、その他のタイプの切替バルブでも構わない。
【００６２】
インクタンク１３４が記録装置本体に装着される時、インクタンクの排出口１３４ｊはジョイント４０と接続され、ポンプ４４よりインクタンク内に送り込まれる気体を排出する排出口１０９につながっており、途中に流路を遮断、連通を切り替えるための開閉バルブ４６が設けられている。
【００６３】
インクタンク１３４は、インク供給管４５により記録ヘッド１に接続されており、その中間にサブインク袋５０ｂを含むサブタンク５０が介在している。サブインク袋５０ｂは、インク袋１３４ａと同様にアルミフィルムなどの可撓性材質からなり、記録ヘッド１内のインクのメニスカスを保持する役割がある。
【００６４】
インクタンク１３４とサブタンク５０間のインク供給管４５の途中には、一方向弁５１が設けられている。一方向弁５１としては、カサバルブ、チェックバルブ等が用いられるが、その他のタイプの一方向弁でも構わない。記録ヘッド１とサブタンク５０との間には、圧力センサー３５が設けられている。
【００６５】
ここで、気泡発生を防止するため、さらには脱気インクを有効に使用するために、インクタンク１３４と記録ヘッド１との間のインク供給管４５すべてをガスバリア性の良好な材質から形成することが好ましい。
【００６６】
インクタンク１３４は記録媒体搬送手段５の下方で、通常では記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスが保たれない高さ（インクタンクと記録ヘッドの高さの差が１００ｍｍ以上）に位置している。しかし本実施例では、サブタンク５０が設けられており、記録ヘッド１の高さとサブタンク５０の高さとの関係が、記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスが保たれ、かつ印字に悪影響を与えない負圧を与え得るように、０ｍｍ＜（（記録ヘッド１の高さ）−（サブタンク５０の高さ））＜１００ｍｍとなるように設定されている。また、一方向弁５１が、インクタンク１３４とサブタンク５０の高低により発生する圧力差によりインクがインクタンク１３４へ逆流することを防止している。
【００６７】
次に、本実施例のインク供給・回復動作について説明する。
【００６８】
加圧ポンプ４４によりインクタンク１３４のインク袋１３４ａを加圧すると、インク袋１３４ａ内のインクがサブタンク５０へ供給される。サブタンク５０へのインクの供給量は、圧力センサー３５によりサブインク袋５０ｂ内の圧力を検知し、その圧力に基づいてサブインク袋５０ｂ内のインク量を認識し、十分なインク量が得られたらバルブ４６を開放してインク袋１３４ａの加圧供給を停止することにより、調整することができる。このようにして適当な量のインクが供給されたサブタンク５０のサブインク袋５０ｂが、加圧ポンプ４４により加圧されると、サブインク袋５０ｂ内のインクが記録ヘッド１へ供給される。
【００６９】
このインクジェット記録装置により連続印字を行なうと、主にインクを吐出させるために発生させるバブルがインク中に残り、その泡が成長することで、記録ヘッド１のノズル内部のインクを断絶させてしまい、不吐になってしまう。この状態を防ぐために、図１０に示す切替バルブ４９によりポンプ４４をサブタンクへ連通させ、ストッパー４２を閉じながらポンプ４４を作動させて、エアーバッファー４３内へエアーを溜めて高圧にする。次にストッパー４２を開放することにより、エアーバッファー４３内のエアーをサブタンク５０内へ送り込み、サブインク袋５０ｂを加圧する。サブインク袋５０ｂ内のインクは、エアーにより加圧されて記録ヘッド１に流入し、記録ヘッド１のノズル部分からインクとインク中の気泡等とを流し出して、記録ヘッド１の加圧回復動作が行なわれる。この加圧回復動作後すぐに排出口１０９を開放することにより、加圧回復により消費される廃インク量を少なくすることができる。
【００７０】
圧力センサー３５によりインクの加圧力を検知することによって、サブタンク５０内のインク残量検知が可能であり（サブタンク５０内のインクの残量が少なくなるとインク供給管４５内の圧力が低くなるため）、記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスが保持されているかどうかの目安となり、また回復動作の時にインクに加わる加圧力を測定できるため、適切な回復動作を行なうことができる。また、加圧回復時に記録ヘッド１のノズルが詰まっていてインクが排出できない時には、圧力センサー３５により過大な圧力を検知して加圧動作を停止させることにより、インク袋１３４ａの破裂などの事故を防止することができる。
【００７１】
（第３実施例）
図１１は第３実施例のインクジェット記録装置の右側面図である。
【００７２】
本実施例は、第２実施例と同様のインク袋１３４ａを含むインクタンク１３４を、記録ヘッド１よりも上方に配置したものである。
【００７３】
そして、記録ヘッド１とサブタンク５０との間に、インク供給管４５を開閉するバルブ５７が設けられており、インクタンク１３４からサブタンク５０へインクが供給される時にバルブ５７を開放することにより、インクタンク１３４とサブタンク５０との水頭差により生じる圧力によりインク袋１３４ａ内のインクがサブインク袋５０ｂへ移動する。この時、インク流路途中にある圧力検知センサー３５により、サブインク袋５０ｂ内のインク残量を検出することが可能である。そして、サブインク袋５０ｂ内に十分な量のインクの存在が確認されたら、バルブ５７を閉じてサブインク袋５０ｂへのインク供給動作を終了する。
【００７４】
また、記録ヘッド１へのインクの供給・回復動作の時には、第２実施例と同様に、ポンプ４４によりサブタンク５０内へエアーを送り込み、サブインク袋５０ｂを押しつぶすことにより、インクを記録ヘッド１まで供給し、加圧回復動作させることができる。
【００７５】
また、キャップ３とインクタンク１３４の回収部分１３４ｐの回収口１３４ｑとの間は、連通管５４およびポンプ５２およびジョイント５５を介して連通しており、ポンプ５２の作動により、キャップ３内に溜まったインクが、連通管５４、ジョイント５５、回収口１３４ｑを介して、回収部分１３４ｐに回収される。以上の構成によると、インクタンクからサブタンクへのインクの供給が、特別な駆動源を用いることなくバルブのみでできることにより、装置の簡略化、コストダウンが可能である。
【００７６】
（第４実施例）
図１２（ａ）、図１２（ｂ）は、本発明の第４実施例のインクジェット記録装置の正面図と右側面図である。 本実施例では、記録媒体搬送手段５の筐体５ｅにインクタンク１３４が収納される構成になっており、筐体５ｅにはインクタンク１３４が着脱可能なように挿入ガイド（図示せず）が形成されている。
【００７７】
また、インクタンク１３４が筐体５ｅに装着されたときに、インク袋１３４ａとインク供給管４５とが連通するように、インク供給管４５と連結されたインク供給針４８が筐体５ｅ内に内蔵されている。インクタンク１３４の装着時に、インク供給針４８がインク袋１３４ａのインク供給口１３４ｆ（ゴムなどの弾性材でシールしてある）に突き刺さることにより、インクタンクのインク袋１３４ａ内のインクがインク供給管４５を介して記録ヘッド１へ供給される。
【００７８】
本実施例によると、インクタンク１３４を記録媒体搬送手段５に内蔵することにより、記録ヘッド１に対するインクタンク１３４の水頭差を記録ヘッド１内のインクのメニスカス保持に必要な条件、すなわち０ｍｍ＜（記録ヘッド１のフェース面の高さ−インクタンク１３４の高さ）＜１００ｍｍを満たすことができ、正常な印字動作が可能となる。さらに、記録装置本体の占有面積を小さくすることが可能となる。もちろん、前述の各実施例のようなサブタンク、及び圧力調整手段を本実施例に適用することが出来る。この場合、メインタンクによる水頭差調整を図る必要がなくなる。
【００７９】
なお、本実施例の場合、記録ヘッド１へのインク供給・回復動作を、後述する加圧ローラーまたは流体による加圧のいずれで行なうことも可能であり、またその他の加圧手段を用いることもできる。
【００８０】
（第５実施例）
以上説明した第１〜第３の各実施例では、サブタンクに圧力調整手段を備えていたが、本実施例、及び第６、第７実施例では、メインタンクに圧力調整手段を備えた構成について説明する。これらの各実施例は単独で優れた発明であると共に、上述の第１〜第４の各実施例に組み合せることで、それぞれの技術課題に対し相乗的な効果を奏することが出来るものである。
【００８１】
図１３は、本発明の第５の実施例のインクジェット記録装置の側面図、図１４は本発明の第５の実施例のインクタンク３４を示す斜視図である。
【００８２】
図１４に示すように、インクタンク３４は、インクが入っている可撓性のインク袋３４ａが、カバー容器３４ｄ，３４ｅに覆われた構成である。インク袋３４ａの材質としては、可撓性を有しガス透過性の低い材質が好ましい。例えば、厚さ９μｍのアルミフィルムをベースとして、表面に厚さ１５μｍのナイロンが、裏面には厚さ６０μｍのポリエチレン（ＰＥ）がそれぞれラミネートされた材質が用いられる。このインク袋３４ａは、ヒートシールにより２枚のアルミフィルムの周縁部裏面のＰＥ同士を溶着させ封止させて形成されている。なお、このインク袋３４ａの周縁部の一部にＰＥからなるインク供給口３４ｆが設けられている。インク供給口３４ｆは、可撓性のインク供給管３４ｂを介して記録ヘッド１と接続するジョイント３４ｃを有している。ジョイント３４ｃは記録ヘッド１と接続していない時にはインク袋３４ａ内部のインクを漏らさず、接続した時のみインク袋３４ａ内部のインクが記録ヘッド１内へ供給されるような弁構造となっている（図示せず）。また、可撓性のインク供給管３４ｂは、ガス透過性の低い材質、例えばフッ素樹脂（ＰＶＤＦなど）等からなることが好ましいが、他の材質でも構わない。インクタンク３４は、未装着時は、前記の通りインク袋３４ａがカバー容器３４ｄ，３４ｅに覆われた状態（図１４（ａ）の状態）であるが、記録装置本体へ装着するときは、インクカバー容器３４ｅをインクタンク３４からはずし、インク袋３４ａがむき出しである状態（図１３，図１４（ｂ）の状態）にする。
【００８３】
インク中に気泡ができるだけ存在しないようにするためには、脱気インクを使用することが好ましく、さらに、インク供給管３４ｂとして特にガスバリア性の良い金属などの管、例えばステンレス管を用いることが好ましい。また、インク袋３４ａ等も、大気中の気体が侵入する大気連通口が存在しない構成にし、インク袋３４ａの材質もガスバリア性の良好な材質にすることが好ましい。
【００８４】
図１３に示すように、インクカバー容器３４ｅを外したインクタンク３４が記録装置本体のインクタンク挿入口に挿入される。また、インクタンク３４のジョイント３４ｃが記録装置本体のジョイント１０７へ装着される。
【００８５】
記録装置本体には、図１３矢印ＸＹ方向に平行に配置された二本のガイドシャフト３１が設けられており、このガイドシャフト３１に沿って直線移動可能な支持材３２に、軸受けを介して回復ローラー（加圧回復手段）３０が回転可能に取り付けられている。支持材３２は、駆動伝達部（ギア）３６を介して駆動回復モーター３７と連結されているボールネジ３３と螺合している。回復ローラー３０は、ゴムローラーが最適であるが、ハードローラーでも構わない。この回復ローラー３０はインク袋３４ａ上に位置しており、インク袋３４ａを押しつぶす方向（図１３下方向）にバネ付勢されたピンチローラー状に取り付けられているか、もしくは回復ローラー３０とカバー容器３４ｄの底面との距離を一定に保つ構成である。これにより、回復ローラー３０がインク袋３４ａを押しつぶすときに、インク袋３４ａを圧接した部分からインクが外部に漏れないようになっている。また、ピンチローラー状の構成の場合、加圧したときに回復ローラー３０が逃げない程度の強さのばね圧に設定される。
【００８６】
このような構成により、駆動回復モーター３７の回転方向や回転速度などを調整し、回復ローラー３０をＸＹ方向に平行移動させることにより、インク袋３４ａを押しつぶしてインク袋３４ａ内部のインクを記録ヘッド１へ供給することができる。なお、本実施例ではボールネジ３３により回復ローラー３０を直線移動させているが、タイミングベルトまたはラックギアなど他の駆動伝達手段を用いて直線移動させることもできる。駆動回復モーター３７としては、正逆転可能で回転速度を変化させることができ、停止精度の高いパルスモーターが最適である。
【００８７】
次に、本実施例の動作について説明する。
【００８８】
（インク供給動作）
まず、前記した通り、記録装置本体のインクタンク挿入口へ、インクカバー容器３４ｅを外したインクタンク３４を挿入する。また、インクタンク３４のジョイント３４ｃを記録装置本体のジョイント１０７へ装着させる。通常、インクを記録ヘッド１へ供給する場合、記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスを保持するためにはインクタンク３４の高さに制限があり、通常は、記録ヘッド１とインクタンク３４との高さの差は１００ｍｍ以内程度である。ところが、本実施例では、インクタンク３４は記録媒体搬送手段５の下方で記録ヘッド１のフェース面高さよりも低い位置に配置されている。通常、記録媒体搬送手段５の高さは少なくとも１００ｍｍ以上であり、インクタンク３４とヘッド１との高低差が１００ｍｍを超えるので、記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスを保持することができない。そこで、本実施例では、駆動回復モーター３７の駆動により回復ローラー３０をＸ方向へ移動させ、インク袋３４ａに加圧してその内部を正圧にし、その圧力によりインクをインク供給口３４ｆやインク供給管３４ｂを介して記録ヘッド１へ供給することができる。
【００８９】
また、ヘッドのインク供給路の途中に圧力センサー３５が設けられているので、圧力センサー３５によりインクの圧力を検知して、その検知した圧力データを駆動回復モーター３７へフィードバックさせ、所定のメニスカスが保ち得る圧力に合わせることができる。また、駆動伝達部（ギア）３６により駆動回復モーター（パルスモーター）３７の１パルス分に相当する回復ローラー３０の移動量が定められるので、インク袋３４ａに対する回復ローラー３０の位置を調整し、駆動回復モーター３７の１パルス分に相当するインク袋内の圧力の増加量を予め求めておく。そうすると、圧力センサー３５により求めた圧力が不十分であった時に、駆動回復モーター３７に駆動パルスを何パルス供給すれば、所望の圧力が得られるかが容易に算出可能である。こうして、記録ヘッド１のメニスカスを保持させることができる。
【００９０】
本実施例のインクジェット記録装置により印字を行なうと、インク袋３４ａ内の圧力が徐々に下がっていき、次第に記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスが保てなくなる。そこで、前記の通り、駆動回復モーター３７を作動させて回復ローラー３０をＸ方向へ移動させることにより、インク袋３４ａ内の圧力を、予め設定しておいた圧力に合わせて、記録ヘッド１のメニスカスを保持することができる。
【００９１】
（回復動作）
記録ヘッド１が連続印字を続けていると、主にインクを吐出させるために発生させるバブルがインク中に残り、その気泡が成長することにより、ノズル内部のインクを断絶させてしまい、不吐になってしまう。この状態を防ぐために、回復ローラー３０をある速度でＸ方向へ移動させインク袋３４をさらに押しつぶすことによりインクに瞬時に正圧を加え、その正圧によりノズル内に溜まった気泡をインクと共にノズル出口より排出させることができる。しかし、回復ローラーをＸ方向へ移動させたままであると、図１５（ａ）に示すようにインク袋内の圧力が上がったままの状態がしばらく続くため、内部のインクが多量にノズルから排出されてしまい、無駄に消費される排インクが多量になってしまう。そこで、加圧回復動作後、Ｘ方向に移動した回復ローラー３０を直ちに逆転させＹ方向に移動させて戻すことにより、インクの圧力は図１５（ｂ）に示すようにただちに加圧回復前の圧力に戻るので、消費される排インク量を極力少なくしつつ記録ヘッド１を回復させることができる。
【００９２】
このように本実施例では、回復ローラー３０はインクを記録ヘッド１へ供給回復する時にインク袋３４ａ上を転がりながらインク袋３４ａ内のインクに正圧を加えることにより記録ヘッド１へインクを供給回復させることができる。この加圧回復動作を、記録装置本体の電源が投入された時、ある所定枚数印字されるたびに、または記録装置本体内に内蔵された図示しないタイマーにより設定された時間間隔毎に自動的に加圧回復動作が行われるように設定しておくと、不吐のおそれなく印字動作が行われる。
【００９３】
以上の通り、本実施例の構成によると、インク袋の配設位置と記録ヘッドの配設位置との高低差が大きく、従来は記録ヘッドに十分にインクを供給することが困難な位置関係にある場合にも、両者の工程差（水頭差）に相当する圧力をインク袋に加えることにより、記録ヘッドに十分にインクを供給し、ノズル部分のメニスカスを保持することができる。従って、記録ヘッド１の直下に記録媒体搬送手段５を有するインクジェット記録装置であっても、記録ヘッド１に対するインクタンク３４の配置上の制限を和らげることができ、記録装置本体の占有面積を小さくすることが可能となる。
【００９４】
（第６実施例）
図１６は本発明の第６実施例のインクジェット記録装置の右側断面図である。なお、本実施例において、前述の実施例と同一構成の部分については、同じ符号を付与し、説明は省略する。
【００９５】
本実施例のインクタンクは図５（ｂ）に示すような加圧口１３４ｈ及び排出口１３４ｊを備えたものである。記録装置本体のインクタンク挿入口へ装着されたインクタンク１３４は、インク供給口１３４ｆがジョイント４７と接続され、インク袋１３４ａ内のインクが記録ヘッド１へ供給可能である。ジョイント４７は、インク供給口１３４ｆと接続していない時にはインク供給管４５内部のインクが漏れず、接続した時のみインク袋１３４ａ内部のインクが記録ヘッド１内へ供給されるような弁構造となっている（図示せず）。
【００９６】
インクタンク１３４を記録装置本体に装着した時、インクタンク１３４の加圧口１３４ｈは記録装置本体のジョイント４１と接続され、ジョイント４１の先にはエアーなどの気体を溜めておくバッファー４３が、さらにバッファー４３の先には気体をバッファー４３へ送り込むポンプ（加圧回復手段）４４が接続されている。ポンプ４４としてはチューブポンプが最適であるが、他のタイプのポンプでも構わない。また、加圧口１３４ｈとバッファー４３との間には、バッファー４３に気体を溜める時にインクタンク１３４へ気体が流れ込まないように、ストッパー４２が設けられ、バッファー４３内がある一定の圧力になった時にストッパー４２が解除される構成になっている。本実施例のストッパー４２は、ばねの力でコロをゴムチューブに押し付けてチューブの流路を止め、ソレノイドのＯＮ、ＯＦＦにより解除等を切り替える構成である（図示せず）。なお、本実施例では、加圧口１３４ｈからポンプ４４までを接続する配管としては、ポンプ４４がチューブポンプであり、バッファー４３と加圧口１３４ｈとの間にストッパー４２が設けられることなどの理由から、可撓性材質であるゴムチューブが最適である。
【００９７】
インクタンク１３４を記録装置本体に装着した時に、インクタンク１３４の排出口１３４ｊはジョイント４０と接続され、ポンプ４４よりインクタンク内に送り込まれたエアーなどの気体を排出する排出口１０９につながっており、途中に流路の遮断、連通を切り替えるためのバルブ４６が設けられている。
【００９８】
インク供給管４５の途中にはインクの圧力を検知する圧力センサー３５が設けられている。この圧力センサー３５によりインクの圧力を検知することによって、インクタンク内のインク残量検知としても利用でき（インクタンク内のインクの残量が少なくなるとインク供給管内の圧力が低くなるため）、記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスが保持されているかどうかの目安となり、また回復動作の時のインクに加わる加圧力を測定できるため、適切な回復動作を行なうことができる。また、加圧回復時にノズルが詰まっていてインクが排出できない時には、圧力センサー３５により過大な圧力を検知して加圧動作を停止させることにより、インク袋１３４ａの破裂などの事故を防止することができる。
【００９９】
次にインク供給動作、回復動作時のそれぞれの動作についてまとめる。
【０１００】
（インク供給動作）
インクタンク１３４を記録装置本体の挿入口に装着し、加圧口１３４ｈはバッファー４３と、排出口１３４ｊはジョイント４０と、インク供給口１３４ｆはジョイント４７とそれぞれ接続される。
【０１０１】
バルブ４６は遮断された状態に、またストッパー４２は連通された状態にしておき、ポンプ４４でエアーをインクタンク１３４内へ送り込むことにより、可撓性のインク袋１３４ａが加圧されてインク袋内部のインクが押し出されインク供給管４５を通じて記録ヘッド１に供給される。インクタンク１３４は、記録媒体搬送手段５の下方に位置し、通常では記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスが保ち得ない高さ（記録ヘッドとの高さの差が１００ｍｍ以上）に位置しているが、前記の通り、ポンプ４４でエアーをインクタンク１３４内へ送り込んで、インクタンク１３４内の圧力を、記録ヘッド１のフェース面の高さとインクタンク１３４との高さの差に相当する圧力に保つと、記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスを保持することができる。
【０１０２】
また、インクが記録ヘッド１に供給されるまでの時間を短縮するために、ポンプ４４でエアーをインクタンク１３４内に送り込む工程において、初めは記録ヘッド１のフェース面の高さとインクタンク１３４の高さとの差に相当する圧力よりも、インクタンク１３４内を高い圧力に保ち、インクが記録ヘッド１に到達する寸前に、インクタンク１３４内の圧力を下げて、記録ヘッド１のフェース面の高さとインクタンク１３４との高さの差に相当する圧力にすると、作業時間を短縮させることができる。
【０１０３】
なお、インクタンク１３４内の圧力の調整は、バッファー４３に取り付けた気体用圧力センサー（図示せず）を用いてインクタンク１３４内圧力を検知しながら調整する方法、もしくはチューブポンプ４４の作動量（回転数）とインクタンク１３４内の圧力との関係を予め求めておき、チューブポンプ４４の回転数を制御することでインクタンク１３４内の圧力を調整する方法などがある。
【０１０４】
インク供給を完了した後、バルブ４６、ストッパー４２は遮断状態にして、インクタンク１３４内の圧力を一定に保つ。
【０１０５】
（回復動作）
まず、バルブ４６およびストッパー４２は遮断状態としておく。そして、ポンプ４４を作動させて加圧用のエアーをバッファー４３内に充満させる。この時、前記の通り、バッファー４３内の圧力は、バッファー４３に気体用圧力センサー（図示せず）を設けておいて検知したり、ポンプ４４の回転数からそれに対応する圧力を求めることにより知ることができる。
【０１０６】
次にストッパー４２を連通させることにより、バッファー４３内のエアーを一気にインクタンク１３４内に送り込むことにより、インク袋１３４ａをエアーの圧力により押しつぶすことができる。インク袋１３４ａが押しつぶされると、インクが記録ヘッド１に一気に流入し、記録ヘッド１のノズル部分からインクとインク中の気泡等をが流し出され、記録ヘッド１の加圧回復動作が行われる。
【０１０７】
ストッパー４２を連通させた後、直ちにパルプ４６を開放すると、加圧回復時にノズルから排出される排インクを必要最低限に抑えることが可能となる。
【０１０８】
以上の通り、本実施例の構成によると、前述の第５実施例と同様に、インク袋の配設位置と記録ヘッドの配設位置との高低差にかかわらず、記録ヘッドの十分にインクを供給しインクのメニスカスを保持できる。従って、インクタンク１３４の配置上の制限を和らげることができ、記録装置本体の占有面積を小さくすることが可能となる。
【０１０９】
なお、以上の説明では、インク袋１３４ａを加圧する媒体として使用していたエアーに代えて、液体を用いてもよい。この場合、加圧媒体が液体であることにより、気体より圧縮性が低い分、大きい加圧力を得ることが可能であり、回復能力が高くなる。
【０１１０】
（第７実施例）
図１７は本発明の第７実施例のインクジェット記録装置の右側面図である。
【０１１１】
本実施例では、インクタンク２３４内に、インク袋２３４ａを押すための押し付けバネ２３４ｍが設けられており、この押し付けバネ（加圧回復手段）２３４ｍがインク袋押し付け板２３４ｎを介して常時インク袋２３４ａを押圧している。押し付けバネ２３４ｍの押圧力は、インクタンク２３４の高さと記録ヘッド１のフェース面の高さの差により生じる圧力とつり合って、記録ヘッド１のノズル部分のメニスカスが保たれるように（インクが逆流しないように）、インクタンク２３４の高さと記録ヘッドのフェース面の高さの差に相当する大きさに設定されている。
【０１１２】
以上のように、インクタンク内のインク袋２３４ａに常にバネ力を加えることにより、インク袋２３４ａを含むインクタンク２３４の、記録ヘッド１に対する配置上の制限を和らげることができ、記録装置本体の占有面積を小さくすることが可能となる。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、インク袋から記録ヘッドまでのインク供給経路内で可撓性のインク袋に加圧することにより、記録ヘッドへのインク供給および記録ヘッド回復動作が可能である。特に記録ヘッドとインク袋との途中に、可撓性のサブインク袋を設ける構成とすると、記録装置の省スペース化を図ることができる。
【０１１４】
上述のインクジェット記録装置によれば、脱気インクを使用する場合であっても、インク袋からインク供給路を経て記録ヘッドへ至るインク供給経路中で大気に晒されることがないので、インクの脱気度の低下をおこす恐れが少ない。加えて、圧力調整手段による加圧、減圧動作を行うことで、インク供給経路中にポンプなどを設けることなく、メインタンクからサブタンク、及びサブタンクから記録ヘッドへのインク補給や、回復動作を実現することができるとともに、特にサブタンクから記録ヘッドへのインク補給に関しては加圧動作で補給することで、タンク内のインクを有効に使用するとともに、安定して高品位の画像を出力することができる。
【０１１５】
上述のインクジェット記録装置では、上記インクタンクと記録ヘッドとの間で水頭差や負圧バランスを考慮する必要がないので、脱気インクなどを使用する際に、可撓性はあるもののインクの導出に伴う圧力変動の大きい、あるいはインク供給口部において発生する負圧の高いインクタンクであっても有効に使用することができる。上記インクタンクは、インク袋の材料として樹脂を使用することで、環境問題に対処すると共に、上記記録装置の効果を生かして、インクの導出に伴う変形量の少ない、腰のある（あるいは袋の厚みのある）インクタンクとすることができるので、ガス透過性や耐衝撃性の面をも満たすことができる。
【０１１６】
また、本発明のインクジェット記録装置によれば、メインインクタンクのインク袋を樹脂材料で構成することで焼却処理や再利用のしやすい構造とすることができるとともに、予め初期の負圧が高く、袋を構成する材料自体の剛性が高いため、物流時において衝撃や急激な環境変化の繰り返しによる袋の破損、あるいは物流時の衝撃によるインク供給口部のシールの損傷等による、インク漏れが発生する恐れが少ない。
【０１１７】
なお、本発明のインクジェット記録装置において、インク袋と記録ヘッドとの高さの差（水頭差）に相当する圧力をインク袋に加えることにより、記録ヘッドに十分なインク供給が可能で、インクのメニスカスを保持することができるため、インク袋の記録ヘッドに対する高さ位置の制約を低減することができ、設計の自由度が増すとともに、記録装置の省スペース化を図ることが可能となる。
【０１１８】
そして、インク袋をサブインク袋よりも高い位置に配置すると、インク袋からサブインク袋へのインク供給が、インクの自重により行うことができ、インク供給のための駆動源（ポンプ）が不要となる。
また、インク袋を、記録ヘッドの下に位置する記録媒体搬送手段内に収納する構成とすると、記録ヘッドのインクのメニスカスを保持し得る高さ位置にインク袋を配置させることが可能となり、本体の省スペース化を図ることができる。
【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全体構成の一例を示す概略正面図である。
【図２】本発明の第１実施例のインクジェット記録装置のインク供給経路を説明するための説明図である。
【図３】本発明の第１実施例のインクジェット記録装置のシーケンスを説明するための説明図である。
【図４】本発明の第１実施例のインクジェット記録装置のシーケンスを説明するための説明図である。
【図５】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の第１実施例のインクジェット記録装置に搭載可能なインクタンクを示す斜視図である。
【図６】図５に示すインクカートリッジのインク袋の樹脂フィルムの構成を示す模式断面図である。
【図７】図５に示すインクカートリッジのインク袋のフィルム材質の酸素透過率・窒素透過率とインクカートリッジ放置日数の関係を示すグラフ図である。
【図８】図５に示すインクカートリッジのインク袋の樹脂フィルムの構成の変形例を示す模式断面図である。
【図９】本発明の第２実施例のインクジェット記録装置のインク供給経路を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の第２実施例のインクタンクとサブタンクを加圧するための気体の流路を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３実施例のインクジェット記録装置を説明するための説明図である。
【図１２】本発明の第４実施例のインクジェット記録装置を説明するための説明図である。
【図１３】本発明の第５実施例のインクジェット記録装置を説明するための説明図である。
【図１４】図１３に示すインクジェット記録装置のインクタンクを示す斜視図である。
【図１５】図１３に示すインクジェット記録装置のインク加圧回復時のインクにかかる圧力と時間の関係を示すグラフである。
【図１６】本発明の第６実施例のインクジェット記録装置を説明するための説明図である。
【図１７】 本発明の第７実施例のインクジェット記録装置を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１，１Ｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ 記録ヘッド
２ ヘッドホルダー
３ キャップ
４ａ，４ｂ レジストローラー
５ 記録媒体搬送手段
５ａ 従動ローラー
５ｂ 駆動ローラー
５ｃ 圧力ローラー
５ｄ 搬送ベルト
５ｅ 筐体
７ 排紙機構
７ａ 拍車
７ｂ 排紙ローラー
８ 給送ローラー
９ 手差し給紙機構
９ａ 給紙トレイ
１０ 給紙カセット
１０ａ 給送ローラー
１１，１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ インクタンク
１１ａ 貯蔵部分
１１ｂ 回収部分
１２ａ，１２ｂ ピンチローラー
１３ 排紙トレイ
１４ サブタンク
１６ 回復ポンプ
１７ 加圧ポンプ
１８ 吸引ポンプ
１９ インク供給針
２１ ブレード
３０ 回復ローラー（加圧回復手段）
３１ ガイドシャフト
３２ 支持材
３３ ボールネジ
３４ インクタンク（メインタンク）
３４ａ インク袋
３４ｂ インク供給管
３４ｃ ジョイント
３４ｄ，３４ｅ カバー容器
３４ｆ インク供給口
３５ 圧力センサー
３６ 駆動伝達部
３７ 駆動回復ローラー
４０ ジョイント
４１ ジョイント
４２ ストッパー
４３ バッファー
４４ ポンプ（加圧回復手段）
４５ インク供給管
４６ バルブ
４７ ジョイント
４８ インク供給針
４９ 切替バルブ
５０ サブタンク
５０ａ 大気連通部
５０ｂ サブインク袋
５０ｃ 大気連通部開閉弁
５０ｄ サブタンク残量検知センサー
５０ｅ サブタンク圧力検知センサー
５０ｆ インク導入口
５０ｇ インク導出口
５０ｈ ケース
５１ 一方向弁
５２ ポンプ
５４ 連通管
５５ ジョイント
５７ バルブ
６０ 加圧媒体液タンク
６５，６６ 開閉弁
６７ 吸引加圧ポンプ
１００，１０１，１０２，１０３ チューブ
１０４ 液面検知機構
１０５ 弾性材
１０６ 駆動源
１０７ ジョイント
１０８ 配管
１０９ 排出口
１３４ インクタンク（メインタンク）
１３４ａ インク袋
１３４ｄ，１３４ｅ カバー容器
１３４ｆ インク供給口
１３４ｈ 加圧口
１３４ｊ 排出口
１３４ｍ 弾性材
１３４ｎ カバー容器（可撓性シート）
１３４ｐ 回収部分
１３４ｑ 回収口
２３４ インクタンク
２３４ａ インク袋
２３４ｍ 押し付けバネ（加圧回復手段）
２３４ｎ インク袋押し付け板
Claims (5)
- インクを吐出して記録媒体に付着させて画像を形成するインクジェット記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給するインクを貯蔵するインク袋を備えたメインインクタンクと、
前記メインインクタンクから前記記録ヘッドへインクを供給するためのインク供給路と、
該インク供給路中に設けられ、前記メインインクタンクのインクを一時的に保持し、該インクを前記記録ヘッドへ供給するサブタンクと、を有するインクジェット記録装置において、
前記サブタンクは、前記メインインクタンクからのインクを受けるためのインク導入口と前記記録ヘッドへインクを導出するためのインク導出口とを有し該インク導入口及び該インク導出口を除いて密閉空間を形成するサブインク袋と、該サブインク袋を覆うとともに外部との連通部を有し該連通部を除いて前記サブインク袋を密閉空間内で保護するケースと、を備えており、
前記インク導入口に設けられた第１の開閉弁と、
前記インク導出口に設けられた第２の開閉弁と、
前記連通部に連通し、前記サブインク袋と前記ケースとの間の空間の圧力を調整可能な圧力調整手段と、
前記ケースから前記記録ヘッドに至るインク供給経路中に位置する圧力検知手段とをさらに備え、
前記メインインクタンクは、脱気インクを収納するインク袋と、該インク袋内のインクを外部に導出するためのインク供給口とを備えており、該インク袋は可撓性を有する樹脂材料により構成され、該インク袋を構成する樹脂材料は、１．０ｃｃ／ｍ2・atm・２４hrs以下の酸素透過率または０．３ｃｃ／ｍ2・atm・２４hrs以下の窒素透過率を有し、
前記サブタンク内の前記サブインク袋内に前記メインインクタンクからインクを補給する際、および前記記録ヘッドへ前記サブタンク内の前記サブインク袋からインクを補給する際のいずれにおいても、前記ケースから前記記録ヘッドに至る前記インク供給経路中に配された前記圧力検知手段の検知結果に基づいてインクの補給を制御することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記インク袋内に収納されたインクの溶存酸素量が、５．４３ｍｇ／ｌ以下であ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。
- 前記インク袋内に収納されたインクの溶存窒素量が、１０ｍｇ／ｌ以下であ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。
- 前記メインインクタンクは、前記インク供給口が前記インク供給路を介して前記サブタンクに接続される前の該インク供給口における大気圧に対する内圧が−２００ｍｍＡｑ．以下であるものであ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。
- 前記メインインクタンクは、前記インク供給口が前記インク供給路を介して前記サブタンクに接続される前の該インク供給口における大気圧に対する内圧と、該インク袋内のインクを使用した後の該インク供給口における大気圧に対する内圧との差の絶対値が、３００ｍｍＡｑ．以上であるものであ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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