JP3770307B2 - Inkjet recording device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクカートリッジに対して加圧空気を供給することで、空気圧によってインクカートリッジからキャリッジに搭載された記録ヘッド側にインクを供給するように構成したインクジェット式記録装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
インクジェット式記録装置は、一般にキャリッジ上に搭載されて記録用紙の幅方向に移動するインクジェット式記録ヘッドと、記録用紙を記録ヘッドの移動方向に対して直行する方向に相対的に移動させる紙送り手段が備えられ、印刷データに基づいて記録ヘッドよりインク滴を吐出させることにより記録用紙に対して記録が行われる。
【0003】
一方、例えばオフィス向けまたは業務用に提供されるこの種の記録装置においては、比較的大量の印刷に対応させるために、大容量のインクカートリッジを配備する必要が生じ、このためにインクカートリッジを例えば装置の本体側に配置された装着装置(カートリッジホルダ)に装填させる形式の記録装置が提供されている。
【0004】
そして、記録ヘッドが搭載されたキャリッジ上にはサブタンクが配置され、前記インクカートリッジとしてのメインタンクから各サブタンクに対してインク補給チューブを介してそれぞれインクを補給し、さらに各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを供給するように構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、昨今においては大型の紙面に対して印刷を行うことが可能な、キャリッジの走査距離の長い大型の記録装置の需要が増大している。このような記録装置においては、スループットを向上させるために、記録ヘッドにおいては益々多ノズルかが図られている。さらに、スループットを向上させるために、印刷を実行しながらインクカートリッジからキャリッジに搭載された各サブタンクに対して逐次インクを補給することを可能とし、各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを安定して供給するような記録装置が求められる。
【0006】
このような記録装置においては、インクカートリッジからキャリッジ上のサブタンクに対して、それぞれのインクに対応してインク補給チューブを接続する必要があり、キャリッジの走査距離が大きいために必然的にチューブの引き回し距離が増大する。しかも前記したとおり、記録ヘッドにおいては多ノズル化が図られているために、インクの消費量が多く、インクカートリッジからサブタンクに接続された各インク補給チューブ内においてインクの動圧(圧力損失)が高まり、サブタンクに対するインクの補給量が不足するという技術的な課題を抱えている。
【0007】
このような課題を解決するための一つの手段として、例えばインクカートリッジ内に収納したインクパックを空気で加圧することにより、カートリッジからサブタンクに対してインク流を発生させて、サブタンクに対してインクの補給を可能にする構成が好適に採用される。このように、加圧空気の作用によってカートリッジからインクを補給するように構成した記録装置においては、インク補給チューブを介したインクの補給量が、記録ヘッドの印刷状態におけるインクの最大吐出量(フルデューティ時のインクの吐出量)をカバーするように前記加圧空気の圧力が設定されていることが必要である。
【0008】
一方、この種の記録装置に用いられている記録ヘッドは、圧力発生室で加圧したインクをノズル開口からインク滴として記録用紙に吐出させて印刷を行なう関係上、例えばノズル開口からの溶媒の蒸発に起因するインク粘度の上昇やインクの固化により印刷不良を起こすという問題を抱えている。このために、キャッピング手段により記録ヘッドのノズル形成面を封止し、吸引ポンプからの負圧によりノズル開口からインクを吸引してインクの吐出不良を解消させるクリーニング動作が実行される。
【0009】
このようなクリーニング動作を実行した場合には、記録ヘッドの印刷状態におけるインクの最大吐出量よりも遥かに多くのインクを消費する。したがって、前記したように印刷状態におけるインクの最大吐出量をカバーする程度に前記加圧空気の圧力を設定した場合においては、クリーニング動作時においてサブタンク内のインクが不足して十分なクリーニング効果を発揮することができない。さらには、サブタンクから記録ヘッドに至るインク流路に気泡が入り込む事態が招来され、これにより重度の印刷不良状態に陥る場合も発生する。このような事態を避けるためには、クリーニング動作の実行によってもサブタンク内のインクが不足しないようなインクの補給流速を得る必要がある。このために、インクカートリッジに与える加圧空気の圧力をさらに高く設定することが必要となる。
【0010】
しかしながら、インクカートリッジに対する加圧空気を前記したように高く設定しようとする場合には、加圧ポンプの機能の向上を図る必要が生ずることはもとより、カートリッジ内のインクパックの耐圧を向上させる必要が発生し、また、長期にわたって加圧空気の供給系における耐圧の信頼性を確保する必要が発生する。したがって、これらに対応するためのコストアップは免れない。
【0011】
本発明は、このような技術的な観点に基づいてなされたものであり、記録ヘッドの印刷状態におけるインクの最大吐出量をカバーする程度に前記加圧空気の圧力を設定することができ、しかもクリーニング動作時におけるインクの不足を解消することができるインクジェット式記録装置を提供することを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされた本発明にかかるインクジェット式記録装置は、キャリッジに搭載されて記録用紙の幅方向に往復移動される記録ヘッドと、前記記録ヘッドと共にキャリッジに搭載され、インクカートリッジからインク補給路を介してインクの補給を受けると共に、前記記録ヘッドにインクを供給するサブタンクとが具備され、前記インクカートリッジに対して加圧空気を供給することで、空気圧によってインクカートリッジからサブタンクに対してインクが補給されるように構成されたインクジェット式記録装置であって、前記サブタンクに貯留されたインク量が所定値以下となったことをインク量検出手段によって検出した場合において、前記インク補給路を介してインクカートリッジからサブタンクに対してインクを補給するように構成されると共に、クリーニング動作中に前記サブタンクに貯留されたインク量が所定値以下となったことをインク量検出手段によって検出した場合にも前記インク補給路を介してインクカートリッジからサブタンクに対してインクを補給するように構成され、前記インク量検出手段により検出される前記所定値に対応するサブタンク内のインク容量が、一度のクリーニング動作によるインクの消費量からクリーニング動作中においてサブタンク内に補給されるインク量を差し引いた量以上かつ、前記一度のクリーニング動作によるインクの消費量未満に設定され、かつ、前記インク補給路を介したサブタンクへのインク補給量が、記録ヘッドの印刷状態におけるインクの最大吐出量をカバーするように前記加圧空気の圧力が設定されている点に特徴を有する。
【0014】
一方、前記インク量検出手段は、好ましくはサブタンク内に貯留されたインクによって浮上するフロート部材と、前記サブタンク内のインク量に応じた前記フロート部材の浮上位置にしたがって電気的出力を発生する出力発生手段とにより構成される。この場合、前記出力発生手段は、好ましくはフロート部材に配置された永久磁石と、フロート部材の浮上位置にしたがった前記永久磁石による磁力線量に応じて電気的出力を発生する磁電変換素子により構成される。
【0015】
そして、前記インク補給路に配置されて、出力発生手段からの電気的出力を受けて開閉制御されるバルブ手段が具備され、当該バルブ手段の開閉動作によって前記インクカートリッジからサブタンクに対して断続的にインクが補給されるように構成される。この場合、好ましくは前記インクカートリッジが、内部にインクが封入された可撓性素材により形成されたインクパックと、このインクパックを収納した気密状態に形成されたカートリッジケースより構成され、当該インクカートリッジを装填した状態においてカートリッジケースとインクパックとの間に形成された圧力室内に加圧空気を供給する加圧ポンプが配置される。
【0016】
そして、前記インクカートリッジからサブタンクに至るインク補給路としては、可撓性のインク補給チューブが好適に採用される。また、前記加圧空気の空気圧は、空気圧によって駆動されて変位する圧力検出器によって管理されるように構成される。この場合、好ましくは前記圧力検出器には、加圧空気を受けて変位するダイヤフラムと設定圧力における前記ダイヤフラムの変位に基づいて制御信号を発生する出力発生手段とが具備される。
【0017】
以上のように構成された記録装置によると、カートリッジ内に、内部にインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパックが収納され、カートリッジの外郭ケースとインクパックとで形成される空間内に空気圧が印加されるので、カートリッジからサブタンクに至るインク補給チューブ等における圧力損失の発生にもかかわらず、サブタンクに対して確実にインクを補給することができる。そして、サブタンク内に配置されたフロート部材を備えたインク量検出手段は、サブタンク内のインクの貯留量に応じて重力方向に移動し、当該フロート部材に配置された永久磁石の磁力線を感知する磁電変換素子の出力により、サブタンク内のインクが所定値以下(以下、インクロー状態ともいう)となったことが検出される。
【0018】
これにより、インクカートリッジからサブタンクに至るインク補給路に配置されたバルブ手段が開弁され、カートリッジ内に供給された加圧空気の作用によりカートリッジよりサブタンクに対してインクが補給される。この場合、前記インク量検出手段によるインクロー状態の検出レベルが、一度のクリーニング動作の実行によるインクの消費によっても、サブタンク内にインクが残留するように設定されているので、クリーニング動作中にインクが空状態となって重度の印刷不良状態に陥るという問題を回避することができる。
【0019】
したがって、サブタンクへのインク補給量が、記録ヘッドの印刷状態におけるインクの最大吐出量をカバーするように前記加圧空気の圧力を設定することで正常な印刷状態を確保することができる。換言すれば、クリーニング動作の実行によって消費されるインク量を即時に補給できるような大きな設定圧力を持たせる必要はなく、これにより、加圧空気の供給系における信頼性を向上させることができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるインクジェット式記録装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図1は、本発明が適用されたインクジェット式記録装置の一例を上面図によって示したものである。図1において符号1はキャリッジであり、このキャリッジ1はキャリッジモータ2によって駆動されるタイミングベルト3を介し、走査ガイド部材4に案内されて紙送り部材5の長手方向、すなわち記録用紙の幅方向である主走査方向に往復移動されるように構成されている。そして、図1には示されていないが、キャリッジ1の紙送り部材5に対向する面には、後述するインクジェット式記録ヘッド6が搭載されている。
【0021】
また、キャリッジ1には前記記録ヘッドにインクを供給するためのサブタンク7a〜7dが搭載されている。このサブタンク7a〜7dは、この実施の形態においては、その内部において各インクを一時的に貯留するために、それぞれのインクに対応して4個具備されている。そして、このサブタンク7a〜7dに対して装置の端部に配置されたカートリッジホルダ8に装填されたインクカートリッジとしてのメインタンク9a〜9dから、インク補給路を構成する各インク補給チューブ10,10,……をそれぞれ介して、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各インクが補給されるように構成されている。
【0022】
一方、前記キャリッジ1の移動経路上における非印刷領域(ホームポジョン)には、記録ヘッドのノズル形成面を封止することができるキャッピング手段11が配置されている。このキャッピング手段11の上面には、前記記録ヘッドのノズル形成面を封止し得るゴム等の可撓性素材により形成されたキャップ部材11aが具備されている。そして、キャリッジ1がホームポジョンに移動したときに、これに追従して前記キャッピング手段11が上昇し、キャップ部材11aによって、記録ヘッドのノズル形成面が封止できるように構成されている。
【0023】
このキャップ部材11aは、記録装置の休止期間中において記録ヘッドのノズル形成面を封止し、ノズル開口の乾燥を防止する蓋体として機能する。また、このキャッピング手段11には、図2に基づいて後述するように、吸引ポンプ(チューブポンプ)におけるチューブの一端が接続されており、吸引ポンプによる負圧を記録ヘッドに作用させて、記録ヘッドからインクを吸引排出させるクリーニング動作が実行されるように構成されている。さらに、キャッピング手段11に隣接した印刷領域側には、ゴムなどの弾性素材により形成されたワイピング部材12が配置されていて、必要に応じて記録ヘッドのノズル形成面を払拭して清掃することができるように構成されている。
【0024】
次に図2は、図1に示した記録装置に搭載されたインク供給システムを模式的に示したものであり、このインク供給システムについて、同一符号で示した図1と共に説明する。図1および図2において、符号21は加圧ポンプを示しており、この加圧ポンプ21により生成された加圧空気は圧力調整弁22に供給され、圧力検出器23を介して前記した各メインタンク9a〜9d(図2においては代表して符号9として示しており、以下において代表して単に符号9として説明する場合もある。)にそれぞれ供給されるように構成されている。
【0025】
前記圧力調整弁22は、所定以上の空気圧が加わった場合において開弁し、加圧空気の一部を大気に逃がすことで、加圧空気の圧力を所定未満の範囲に維持させるように作用する。また、前記圧力検出器23は、加圧空気の圧力を検出して例えばオンまたはオフの電気信号を出力し、前記加圧ポンプ21を駆動する図示せぬモータを制御することで、後述するメインタンクの圧力室に一定の範囲の加圧空気を常に印加するように作用する。
【0026】
前記メインタンク9は、その概略構成が図2に示されたように、その外郭ケースが気密状態に形成されており、その内部にはインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパック24が収納されている。そして、メインタンク9の外郭ケースとインクパック24とで形成される空間が圧力室25を構成しており、この圧力室25内に、圧力検出器23を介した加圧空気が供給されるように構成されている。この構成により、各メインタンク9a〜9dに収納された各インクパック24は、それぞれ加圧空気による加圧を受け、各メインタンク9a〜9dから各サブタンク7a〜7dに対してインク流が発生されるように作用する。
【0027】
したがって、前記各メインタンク9a〜9dにおいて加圧されたインクは、インク補給バルブ26,26……および各インク補給チューブ10,10,……をそれぞれ介して、キャリッジ1に搭載された各サブタンク7a〜7d(図2においては代表して符号7として示しており、以下において代表して単に符号7として説明する場合もある。)に個別に補給される。
【0028】
図2に示すサブタンク7の構成についての詳細な説明は後述するが、その基本構成は、内部にフロート部材31が配置されており、そのフロート部材31の一部には永久磁石32が取り付けられている。そして、ホール素子に代表される磁電変換素子33a,33bが基板34に装着されて、サブタンク7の側壁に添接されている。この構成により、サブタンク内のインク量に応じた前記フロート部材31の浮上位置にしたがって、前記永久磁石32による磁力線がホール素子33a,33bに作用する。したがって、このホール素子33a,33bの電気的出力によりサブタンク内のインク量を検出することができる。
【0029】
前記した構成により、印刷動作等によりサブタンク7内のインク量が低下して所定値(インクロー)に達した場合には、サブタンク内に収納されたフロート部材31の位置が重力方向に移動し、これに伴い前記永久磁石32の位置も重力方向に移動する。したがって、永久磁石の移動によるホール素子33a,33bの電気的出力によって、前記インク補給バルブ26が開弁される。
【0030】
これにより、メインタンク9内で加圧されているインクは、インク量が低下したそれぞれのサブタンク7内に送出される。そして、当該サブタンク7内におけるインク量が十分な量に達した場合には、前記したホール素子33a,33bの電気的出力に基づいて前記バルブ26が弁される。このような繰り返しにより、メインタンクからサブタンクに対して断続的にインクが補給されるように作用し、各サブタンクには常にほぼ一定の範囲のインクが貯留されるようになされる。
【0031】
このように、メインタンク内において空気圧によって加圧された各インクが、サブタンク内に配置されたそれぞれのフロート部材の位置に基づく電気的な出力に基づいて、各サブタンクに対して補給されるように構成されているので、インクの補給レスポンスを向上させることができ、サブタンク内のインクの貯留量が適切に管理される。一方、各サブタンク7からは後述するバルブユニット35およびこれに接続されたチューブ36を介して記録ヘッド6に対してインクが供給されるように成される。そして、記録ヘッド6の図示せぬアクチェータに与えられる印刷データに基づいて、記録ヘッド6のノズル形成面におけるノズル開口6aより、インク滴が吐出されるように作用する。
【0032】
なお、図2において符号11は、前記したキャッピング手段を示しており、このキャッピング手段11に一端が接続されたチューブ37aは、吸引ポンプ(チューブポンプ)37の一部を構成している。そして、チューブ37aの他端は廃液タンク38に接続されており、吸引ポンプ37により吸引した廃液は、廃液タンク38に導出されるように構成されている。
【0033】
図3乃至図5は、前記したサブタンクの実施の形態を示したものであり、図3はサブタンクの一部の構成を割愛し、これを一面方向から視た斜視図で示し、図4は同方向から視た透視図で示している。さらに図5はサブタンクを裏面方向から視た背面図で示している。なお、図3乃至図5において、既に説明した各部に相当する部分は、同一符号で示されている。
【0034】
サブタンク7は、ほぼ直方体状に形成され、且つ全体が偏平状になされている。このサブタンク7の外郭は、一側壁41aとこれに連なる周側壁41bとが一体に形成された箱状部材41により構成されており、この箱状部材41の開口周縁には、例えば透明樹脂によるフィルム状部材42(図4参照)が熱溶着手段により密着状態で取り付けられ、箱状部材41とフィルム状部材42とにより囲まれた内部に、インク貯留空間43が形成されている。
【0035】
そして、箱状部材41を構成する前記一側壁41aからインク貯留空間43に向かって突出する支持軸44が箱状部材41と一体に形成されており、フロート部材31は、この支持軸44を回動中心として、インク貯留空間43内において重力方向に可動できるように配置されている。なお、この実施の形態においては、前記支持軸44はインク貯留空間43における水平方向の端部近傍に配置されており、前記フロート部材31は、前記支持軸44を回動中心として可動される支持腕部材45の可動自由端側に一体に形成されている。
【0036】
そして、図4に示されたように前記支持腕部材45の自由端側に、前記した永久磁石32が取り付けられており、この永久磁石32は、支持腕部材45がほぼ水平状態となされた時に、インク貯留空間43における水平方向の他端部近傍に位置するよう、すなわちサブタンク7の側壁に添接された基板34に装着されたホール素子33a,33bに最も接近されるように構成されている。
【0037】
また、前記ホール素子33a,33bは、サブタンク7の側壁に形成された位置決め凹部41cに挿入されており、この位置決め凹部41cを形成することにより、サブタンク7の側壁部はより薄肉状態とされ、前記フロート部材31に取り付けられた永久磁石32の移動軌跡と、各ホール素子33a,33bとの距離がより接近できるように構成されている。
【0038】
一方、前記サブタンク7には、その重力方向の低部、すなわちこの実施の形態においては周側壁41bの底部にインク補給口46が形成されており、このインク補給口46に接続された前記チューブ10を介してメインタンク9よりインク貯留空間43内に、インクが補給されるように構成されている。このサブタンク7におけるインク補給口46が、前記したとおり重力方向の低部に形成されることにより、メインタンクからのインクは、インク貯留空間43の底部から補給され、したがって、インクの補給によってインク貯留空間43内におけるインクの泡立ちが発生しないように配慮されている。
【0039】
さらに、前記サブタンク7内には、フロート部材31および支持腕部材45の移動領域を避けた部分に、キャリッジの移動に伴いサブタンク内のインクの波打ちの発生程度を低減させる複数条のリブ部材47が配置されている。この実施の形態においては、リブ部材47はサブタンク7を構成する箱状部材41の一側壁41aからインク貯留空間43に向かってそれぞれ突出するように、一側壁41aをベースとして一体に形成されている。このリブ部材47の存在により、前記したとおりサブタンク内のインクの波打ちの発生程度を低減させることができ、これにより、ホール素子によるサブタンク7内のインクの貯留量の検出精度を向上させることができる。
【0040】
また、サブタンク内7には、インク補給口46に近接してインク導出口48が形成されている。このインク導出口48を覆うように、五角形(ホームベース状)を形成する異物トラップ用のフィルタ部材49が配置されており、したがって、サブタンク7内に貯留されたインクは、このフィルタ部材49を介してインク導出口48に導かれるようになされる。前記インク導出口48より導出されるインクは、図5に示されたように側壁41aの裏面に形成された溝部50に導出され、この溝部を覆うように熱溶着されたフィルム状部材51により形成されたインク導出路を介してサブタンク7の下底部に配置された前記バルブユニット35に至るように構成されている。
【0041】
そして、バルブユニット35を介して、同様に側壁41aの裏面に形成された溝部52に導出され、この溝部を覆うように熱溶着された前記フィルム状部材51により形成されたインク導出路(同じく符号52で示す)を介して記録ヘッド6に接続されるチューブ36の接続口53に導かれるように構成されている。
【0042】
一方、サブタンク7の上半部には、図3および図4に示されたようにインク貯留空間43に導通する導通溝61が傾斜状態に形成されており、この導通溝61の上端部、すなわちサブタンク7の重力方向の高部には、サブタンク7の側壁41aの裏面に貫通する大気連通口62が形成されている。この大気連通口62は、図5に示すようにサブタンク7の裏面に配置され、大気を通過させると共にインクの通過を阻止する撥水膜63によって閉塞されている。
【0043】
前記撥水膜63を介して側壁41aの裏面には蛇行溝65が形成されており、この蛇行溝65の端部は、サブタンク7の側壁41aに形成された有底孔66に連通されている。これら蛇行溝65および有底孔66は、フィルム部材64によって気密状態に覆われており、したがって、蛇行溝65とフィルム部材64とによって、空気流通抵抗路(符号は蛇行溝と同じ65で示す)が形成されている。
【0044】
そして、前記有底孔66を覆うフィルム状部材64を、鋭利な工具等で破壊することで、前記大気開放口62は蛇行状に形成された前記空気流通抵抗路65を介して大気に連通されるようになされる。このように、サブタンク7に形成された大気連通口62が撥水膜63により覆われた構成とされているので、誤って記録装置全体を例えば上下反転させた場合などにおいて、前記撥水膜63の存在によりサブタンク7内のインクを漏出させるという問題を回避することができる。
【0045】
また、空気流通抵抗路65の端部に形成された有底孔66を、予めフィルム部材64によって気密状態に覆った構成とすることで、サブタンク単体の完成時において、サブタンクの液漏れ(インク漏れ)をチェックすることができ、このチェックが完了した時点で、有底孔66を覆うフィルム状部材64を破壊することで、本来の機能をもたせるように構成することができる。
【0046】
なお、前記したサブタンク7には貫通孔67が形成されており、この貫通孔67を貫通して各サブタンク7を支持する1本の支持軸(図示せず)によって、各サブタンク7を並列状態に支持し、サブタンクユニットが構成できるようになされている。
【0047】
以上の構成によると、単位時間における各サブタンク7へのインク補給量は、メインタンク9の圧力室25に加わる加圧空気の圧力と相関関係を持つことになる。すなわち、加圧空気の圧力設定値を上昇させれば、単位時間における各サブタンク7へのインク補給量も上昇する。前記圧力設定値は、図1および図2に示した圧力検出器23によって管理されるようになされており、この実施の形態における圧力設定値は、サブタンクへのインク補給量が、記録ヘッドの印刷状態におけるインクの最大吐出量(フルデューティ時のインクの吐出量)をカバーする程度に設定されている。これにより、記録ヘッドの印刷動作に支障を来すことなく、サブタンクに対するインクの補給が実行される。
【0048】
一方、前記サブタンクにおけるフロート部材によるインク量検出手段においては、インクローの検出レベルを、一度のクリーニング動作の実行によるインクの消費によっても、サブタンク内にインクが残留するように設定されている。インクローの検出レベルをこのように設定することで、インク量検出手段が例えばインクローを検出する寸前で、クリーニング動作が実行されても、サブタンク内のインクが空状態となるのを未然に防ぐことができる。
【0049】
これを実現する場合におけるインクロー検出レベルの設定方法としては、図6に示したような考え方を採用することができる。図6(a)および(b)には、インクロー状態におけるサブタンクの様子をそれぞれ模式的に示している。まず、図6(a)はインク量検出手段により検出される所定値(インクロー)に対応するサブタンク内のインク容量が、一度のクリーニング動作によるインクの消費量以上に設定されている状態を示している。この場合、インクロー検出レベルにおけるサブタンク内の残留インク量を(A)として示している。そして、一度のクリーニング動作によるインク消費量を(B)とすれば、A≧Bの関係となるようにインクローレベルを設定すれば、たとえインク量検出手段がインクローを検出する寸前で、クリーニング動作が実行されても、サブタンク内のインクが空状態となるのを防ぐことができる。
【0050】
次に図6(b)は、インク量検出手段により検出される所定値(インクロー)に対応するサブタンク内のインク容量が、一度のクリーニング動作によるインクの消費量からクリーニング動作中においてサブタンク内に補給されるインク量を差し引いた量以上に設定されている状態を示している。この場合、インクロー検出レベルにおけるサブタンク内の残留インク量を(A′)として示している。そして、一度のクリーニング動作によるインク消費量は(B)である。ところが、クリーニング動作が実行されて、インク量検出手段がインクローを検出した場合には、前記したインク補給バルブ26が開弁されるため、クリーニング動作中において(C)として示すインク量がサブタンク内に補給されることになる。
【0051】
したがって、(A′+C)≧Bの関係となるようにインクローレベルを設定すれば、たとえインク量検出手段がインクローを検出する寸前で、クリーニング動作が実行されても、サブタンク内のインクが空状態となるのを防ぐことができる。これを換言すれば、前記したようにA′≧(B−C)の関係となる。これにより、インク量検出手段により検出するインクローレベルは、図6(a)に示した場合よりも、低いレベルに設定することができることになり、キャリッジに搭載されたそれぞれのサブタンク容量を小型に設計することも可能となる。
【0052】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明にかかるインクジェット式記録装置によると、加圧空気の作用によってインクカートリッジからサブタンクに対して必要十分なインクを補給することができる。そして、インクカートリッジに対する加圧空気の設定圧力を低減させることができるので、加圧空気が印加される各部の信頼性を向上させることができる。また、クリーニング動作を実行した場合においても、サブタンク内のインクが空状態となるのを防止することができるので、記録ヘッドに気泡等が入り込み、重度な印字障害を引き起こすことを未然に防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したインクジェット式記録装置の全体構成を示した平面図である。
【図2】インクカートリッジから記録ヘッドに至るインク供給システムの構成を示した模式図である。
【図3】サブタンクの一部の構成を割愛し、これを一面方向から視た状態の斜視図である。
【図4】同じくサブタンクを一面方向から視た状態の透視図である。
【図5】同じくサブタンクを裏面方向から視た状態の背面図である。
【図6】サブタンクに配置されたインク量検出手段により、インクロー状態を検出する場合における好ましいインク量の検出レベルを示した模式図である。
【符号の説明】
1 キャリッジ
6 記録ヘッド
7(7a,7b,7c,7d) サブタンク
8 カートリッジホルダ
9(9a,9b,9c,9d) メインタンク(インクカートリッジ)
10 インク補給チューブ(インク補給路)
11 キャッピング手段
21 加圧ポンプ
22 圧力調整弁
23 圧力検出器
24 インクパック
25 圧力室
26 インク補給バルブ
31 フロート部材(インク量検出手段)
32 永久磁石
33a,33b ホール素子(出力発生手段)
37 吸引ポンプ
38 廃液タンク
43 インク貯留空間
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording apparatus configured to supply ink from an ink cartridge to a recording head mounted on a carriage by supplying pressurized air to the ink cartridge.
[0002]
[Prior art]
An ink jet recording apparatus generally includes an ink jet recording head that is mounted on a carriage and moves in the width direction of the recording paper, and a paper feeding unit that moves the recording paper in a direction perpendicular to the moving direction of the recording head. And recording is performed on the recording paper by ejecting ink droplets from the recording head based on the print data.
[0003]
On the other hand, in this type of recording apparatus provided for office use or business use, for example, a large-capacity ink cartridge needs to be provided in order to cope with a relatively large amount of printing. There is provided a recording apparatus of a type that is loaded into a mounting apparatus (cartridge holder) disposed on the main body side of the apparatus.
[0004]
A sub tank is arranged on the carriage on which the recording head is mounted, and ink is supplied from the main tank as the ink cartridge to each sub tank via an ink supply tube, and each sub tank is supplied to the recording head. In contrast, ink is supplied.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Nowadays, there is an increasing demand for a large recording apparatus that can perform printing on a large paper surface and has a long carriage scanning distance. In such a recording apparatus, in order to improve the throughput, more and more nozzles are provided in the recording head. Furthermore, in order to improve throughput, it is possible to replenish ink sequentially from the ink cartridge to each sub-tank mounted on the carriage while printing is performed, and the ink is stabilized from each sub-tank to the recording head. And a recording apparatus that can be supplied.
[0006]
In such a recording apparatus, it is necessary to connect an ink supply tube corresponding to each ink from the ink cartridge to the sub tank on the carriage. Since the scanning distance of the carriage is large, the tube is inevitably routed. The distance increases. In addition, as described above, since the recording head has a large number of nozzles, the amount of ink consumed is large, and the dynamic pressure (pressure loss) of ink in each ink supply tube connected from the ink cartridge to the sub tank is high. As a result, there is a technical problem that the amount of ink replenished to the sub-tank is insufficient.
[0007]
As one means for solving such a problem, for example, an ink pack housed in an ink cartridge is pressurized with air, thereby generating an ink flow from the cartridge to the sub tank, and supplying ink to the sub tank. A configuration that enables replenishment is preferably employed. Thus, in a recording apparatus configured to replenish ink from the cartridge by the action of pressurized air, the ink replenishment amount via the ink replenishment tube is the maximum ink ejection amount (full) in the print state of the recording head. It is necessary that the pressure of the pressurized air be set so as to cover the ink discharge amount at the time of duty.
[0008]
On the other hand, a recording head used in this type of recording apparatus has a relationship in which ink pressurized in a pressure generating chamber is ejected as ink droplets from a nozzle opening onto a recording sheet and printing is performed. There is a problem that printing failure occurs due to increase in ink viscosity due to evaporation or solidification of ink. For this purpose, a cleaning operation is performed in which the nozzle forming surface of the recording head is sealed by the capping unit, and the ink is sucked from the nozzle opening by the negative pressure from the suction pump to eliminate the ink ejection failure.
[0009]
When such a cleaning operation is executed, much more ink is consumed than the maximum ink discharge amount in the print state of the recording head. Therefore, when the pressure of the pressurized air is set so as to cover the maximum ink discharge amount in the printing state as described above, the ink in the sub tank is insufficient during the cleaning operation, and a sufficient cleaning effect is exhibited. Can not do it. Furthermore, there is a case where bubbles enter the ink flow path from the sub tank to the recording head, resulting in a severe printing failure state. In order to avoid such a situation, it is necessary to obtain a replenishment flow rate of ink that does not run out of ink in the sub tank even when the cleaning operation is executed. For this reason, it is necessary to set the pressure of the pressurized air applied to the ink cartridge higher.
[0010]
However, when the pressurized air for the ink cartridge is to be set high as described above, it is necessary to improve the function of the pressure pump and to improve the pressure resistance of the ink pack in the cartridge. In addition, it is necessary to ensure the reliability of the pressure resistance in the pressurized air supply system over a long period of time. Therefore, the cost increase to cope with these is inevitable.
[0011]
The present invention has been made based on such a technical viewpoint, and the pressure of the pressurized air can be set to an extent that covers the maximum ink discharge amount in the print state of the recording head. An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus that can eliminate the shortage of ink during a cleaning operation.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
An ink jet recording apparatus according to the present invention made to achieve the above-described object includes a recording head mounted on a carriage and reciprocally moved in the width direction of the recording paper, and mounted on the carriage together with the recording head. And a sub tank for receiving ink from the ink supply path and supplying ink to the recording head. By supplying pressurized air to the ink cartridge, the ink cartridge transfers the ink from the ink cartridge to the sub tank. An ink jet recording apparatus configured to replenish ink, wherein the ink replenishment is performed when the ink amount detecting means detects that the amount of ink stored in the sub-tank has become a predetermined value or less. From the ink cartridge to the sub tank via the Along with the configured to replenish, Even when the ink amount detecting means detects that the amount of ink stored in the sub-tank has become a predetermined value or less during the cleaning operation, ink is replenished from the ink cartridge to the sub-tank via the ink replenishment path. The ink capacity in the sub tank corresponding to the predetermined value detected by the ink amount detecting means is subtracted from the ink consumption by one cleaning operation, the amount of ink replenished in the sub tank during the cleaning operation. The ink replenishment amount to the sub-tank through the ink replenishment path covers the maximum ink discharge amount in the print state of the recording head. The pressure of the pressurized air is set to Characterized by points.
[0014]
On the other hand, the ink amount detection means preferably generates an output that generates an electrical output in accordance with a float member that floats by the ink stored in the sub tank and a float position of the float member according to the ink amount in the sub tank. Means. In this case, the output generating means is preferably composed of a permanent magnet disposed on the float member and a magnetoelectric conversion element that generates an electrical output in accordance with a magnetic force dose by the permanent magnet according to the floating position of the float member. The
[0015]
Valve means disposed in the ink supply path and controlled to open / close in response to an electrical output from the output generating means is provided, and the ink cartridge intermittently moves from the ink cartridge to the sub tank by the opening / closing operation of the valve means. It is configured to be refilled with ink. In this case, preferably, the ink cartridge includes an ink pack formed of a flexible material in which ink is sealed, and a cartridge case formed in an airtight state containing the ink pack. A pressure pump for supplying pressurized air is disposed in a pressure chamber formed between the cartridge case and the ink pack in a state in which is loaded.
[0016]
A flexible ink supply tube is preferably employed as the ink supply path from the ink cartridge to the sub tank. Further, the air pressure of the pressurized air is configured to be managed by a pressure detector that is driven and displaced by the air pressure. In this case, the pressure detector is preferably provided with a diaphragm that is displaced by receiving pressurized air, and an output generating means that generates a control signal based on the displacement of the diaphragm at a set pressure.
[0017]
According to the recording apparatus configured as described above, an ink pack formed of a flexible material in which ink is sealed is stored in a cartridge, and the space formed by the outer case of the cartridge and the ink pack is stored in the cartridge. Since air pressure is applied to the sub tank, ink can be reliably supplied to the sub tank regardless of the occurrence of pressure loss in the ink supply tube from the cartridge to the sub tank. The ink amount detecting means including the float member arranged in the sub tank moves in the gravitational direction according to the amount of ink stored in the sub tank, and senses the magnetic field lines of the permanent magnet arranged in the float member. Based on the output of the conversion element, it is detected that the ink in the sub-tank has become a predetermined value or less (hereinafter also referred to as an ink low state).
[0018]
As a result, the valve means arranged in the ink supply path from the ink cartridge to the sub tank is opened, and ink is supplied from the cartridge to the sub tank by the action of the pressurized air supplied into the cartridge. In this case, the detection level of the ink low state by the ink amount detection means is set so that the ink remains in the sub tank even when the ink is consumed by performing the cleaning operation once. It is possible to avoid the problem that the printer becomes empty and falls into a severe printing failure state.
[0019]
Therefore, a normal printing state can be ensured by setting the pressure of the pressurized air so that the ink supply amount to the sub tank covers the maximum ink discharge amount in the printing state of the recording head. In other words, it is not necessary to have a large set pressure that can immediately replenish the amount of ink consumed by the execution of the cleaning operation, thereby improving the reliability of the pressurized air supply system.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an ink jet recording apparatus according to the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 is a top view showing an example of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a carriage. The carriage 1 is guided by a scanning guide member 4 via a timing belt 3 driven by a carriage motor 2, in the longitudinal direction of the paper feeding member 5, that is, in the width direction of the recording paper. It is configured to reciprocate in a certain main scanning direction. Although not shown in FIG. 1, an ink jet recording head 6 described later is mounted on the surface of the carriage 1 that faces the paper feeding member 5.
[0021]
The carriage 1 is equipped with sub tanks 7a to 7d for supplying ink to the recording head. In this embodiment, four sub-tanks 7a to 7d are provided corresponding to each ink in order to temporarily store each ink therein. The main tanks 9a to 9d as the ink cartridges loaded in the cartridge holder 8 disposed at the end of the apparatus with respect to the sub tanks 7a to 7d are connected to the respective ink supply tubes 10, 10, Each of the inks of black, yellow, magenta, and cyan is supplied through.
[0022]
On the other hand, in a non-printing area (home position) on the movement path of the carriage 1, a capping unit 11 capable of sealing the nozzle forming surface of the recording head is disposed. On the upper surface of the capping means 11, a cap member 11a formed of a flexible material such as rubber capable of sealing the nozzle forming surface of the recording head is provided. Then, when the carriage 1 moves to the home position, the capping means 11 rises following this and the nozzle forming surface of the recording head can be sealed by the cap member 11a.
[0023]
The cap member 11a functions as a lid that seals the nozzle forming surface of the recording head and prevents the nozzle openings from drying during the rest period of the recording apparatus. Further, as will be described later with reference to FIG. 2, the capping means 11 is connected to one end of a tube in a suction pump (tube pump). The cleaning operation for sucking and discharging the ink from is performed. Further, a wiping member 12 made of an elastic material such as rubber is disposed on the printing area side adjacent to the capping means 11, and the nozzle forming surface of the recording head can be wiped and cleaned as necessary. It is configured to be able to.
[0024]
Next, FIG. 2 schematically shows an ink supply system mounted on the recording apparatus shown in FIG. 1, and this ink supply system will be described with reference to FIG. 1 and 2, reference numeral 21 denotes a pressurizing pump. Pressurized air generated by the pressurizing pump 21 is supplied to a pressure regulating valve 22, and each main unit described above is connected via a pressure detector 23. The tanks 9a to 9d (represented by the reference numeral 9 in FIG. 2 as a representative and may be described simply as the reference numeral 9 in the following) may be respectively supplied.
[0025]
The pressure regulating valve 22 opens when a predetermined air pressure is applied, and acts to maintain the pressure of the pressurized air within a predetermined range by releasing a part of the pressurized air to the atmosphere. . The pressure detector 23 detects the pressure of the pressurized air, outputs an on / off electrical signal, for example, and controls a motor (not shown) that drives the pressurizing pump 21 to control the mains described later. It acts to always apply a certain range of pressurized air to the pressure chamber of the tank.
[0026]
As shown in FIG. 2, the main tank 9 has an outer case formed in an airtight state, and an ink pack 24 formed of a flexible material in which ink is sealed. Is stored. A space formed by the outer case of the main tank 9 and the ink pack 24 constitutes a pressure chamber 25, and pressurized air is supplied into the pressure chamber 25 via the pressure detector 23. It is configured. With this configuration, each ink pack 24 stored in each main tank 9a to 9d is pressurized by pressurized air, and an ink flow is generated from each main tank 9a to 9d to each sub tank 7a to 7d. Acts like
[0027]
Therefore, the ink pressurized in the main tanks 9a to 9d is supplied to the sub tanks 7a mounted on the carriage 1 via the ink supply valves 26, 26,... And the ink supply tubes 10, 10,. To 7d (represented by reference numeral 7 in FIG. 2 as a representative and may be described simply as reference numeral 7 in the following).
[0028]
A detailed description of the configuration of the sub-tank 7 shown in FIG. 2 will be described later, but the basic configuration is that a float member 31 is arranged inside, and a permanent magnet 32 is attached to a part of the float member 31. Yes. Magnetoelectric conversion elements 33 a and 33 b typified by Hall elements are attached to the substrate 34 and attached to the side wall of the sub tank 7. With this configuration, the lines of magnetic force due to the permanent magnet 32 act on the Hall elements 33a and 33b according to the floating position of the float member 31 corresponding to the amount of ink in the sub tank. Therefore, the ink amount in the sub tank can be detected by the electrical output of the hall elements 33a and 33b.
[0029]
With the above-described configuration, when the ink amount in the sub tank 7 decreases and reaches a predetermined value (ink low) due to a printing operation or the like, the position of the float member 31 housed in the sub tank moves in the direction of gravity. Accordingly, the position of the permanent magnet 32 also moves in the direction of gravity. Accordingly, the ink supply valve 26 is opened by the electrical output of the Hall elements 33a and 33b due to the movement of the permanent magnet.
[0030]
Thereby, the ink pressurized in the main tank 9 is sent into each sub tank 7 in which the ink amount is reduced. When the ink amount in the sub tank 7 reaches a sufficient amount, the valve 26 is valved based on the electrical outputs of the Hall elements 33a and 33b. By repeating such operation, the ink is intermittently replenished from the main tank to the sub-tanks, so that a substantially constant range of ink is always stored in each sub-tank.
[0031]
In this way, each ink pressurized by the air pressure in the main tank is replenished to each sub tank based on an electrical output based on the position of each float member arranged in the sub tank. Since it is configured, the ink replenishment response can be improved, and the amount of ink stored in the sub tank is appropriately managed. On the other hand, ink is supplied from each sub-tank 7 to the recording head 6 via a valve unit 35 and a tube 36 connected thereto, which will be described later. Then, based on print data given to an actuator (not shown) of the recording head 6, the ink droplets are ejected from the nozzle openings 6 a on the nozzle formation surface of the recording head 6.
[0032]
In FIG. 2, reference numeral 11 denotes the capping unit described above, and a tube 37 a having one end connected to the capping unit 11 constitutes a part of a suction pump (tube pump) 37. The other end of the tube 37 a is connected to a waste liquid tank 38, and the waste liquid sucked by the suction pump 37 is led out to the waste liquid tank 38.
[0033]
3 to 5 show an embodiment of the above-described sub tank. FIG. 3 omits a part of the configuration of the sub tank, and shows this in a perspective view seen from one side, and FIG. A perspective view seen from the direction is shown. Further, FIG. 5 is a rear view of the sub tank as viewed from the back side. 3 to 5, parts corresponding to the parts already described are denoted by the same reference numerals.
[0034]
The sub-tank 7 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and is entirely flat. The outer shell of the sub tank 7 is composed of a box-like member 41 in which a side wall 41a and a peripheral side wall 41b connected to the side wall 41a are integrally formed. A member 42 (see FIG. 4) is attached in close contact with the heat welding means, and an ink storage space 43 is formed inside the box member 41 and the film member 42.
[0035]
A support shaft 44 that protrudes from the one side wall 41 a constituting the box-shaped member 41 toward the ink storage space 43 is formed integrally with the box-shaped member 41, and the float member 31 rotates the support shaft 44. As a center of movement, the ink storage space 43 is arranged so as to be movable in the direction of gravity. In this embodiment, the support shaft 44 is disposed in the vicinity of the horizontal end of the ink storage space 43, and the float member 31 is supported by being movable about the support shaft 44. The arm member 45 is integrally formed on the movable free end side.
[0036]
As shown in FIG. 4, the permanent magnet 32 is attached to the free end side of the support arm member 45, and this permanent magnet 32 is used when the support arm member 45 is in a substantially horizontal state. The ink storage space 43 is positioned near the other end portion in the horizontal direction, that is, closest to the Hall elements 33 a and 33 b mounted on the substrate 34 attached to the side wall of the sub tank 7. .
[0037]
The Hall elements 33a and 33b are inserted into positioning recesses 41c formed on the side walls of the sub tank 7. By forming the positioning recesses 41c, the side walls of the sub tank 7 are made thinner. The movement trajectory of the permanent magnet 32 attached to the float member 31 and the distance between the hall elements 33a and 33b can be made closer.
[0038]
On the other hand, the sub tank 7 is formed with an ink supply port 46 at a lower portion in the gravity direction, that is, in the bottom of the peripheral side wall 41b in this embodiment, and the tube 10 connected to the ink supply port 46 is formed. Ink is supplied to the ink storage space 43 from the main tank 9 via the. As described above, the ink supply port 46 in the sub tank 7 is formed at the lower part in the direction of gravity, so that the ink from the main tank is supplied from the bottom of the ink storage space 43. Consideration is given so that ink bubbles do not occur in the space 43.
[0039]
Further, a plurality of rib members 47 are provided in the sub-tank 7 to reduce the degree of ink undulation in the sub-tank accompanying the movement of the carriage in a portion that avoids the movement region of the float member 31 and the support arm member 45. Is arranged. In this embodiment, the rib member 47 is integrally formed with the one side wall 41 a as a base so as to protrude from the one side wall 41 a of the box-shaped member 41 constituting the sub tank 7 toward the ink storage space 43. . The presence of the rib member 47 can reduce the degree of ink undulation in the sub-tank as described above, thereby improving the detection accuracy of the amount of ink stored in the sub-tank 7 by the Hall element. .
[0040]
In addition, an ink outlet port 48 is formed in the sub tank 7 in the vicinity of the ink supply port 46. A filter member 49 for trapping foreign matter that forms a pentagon (home base shape) is disposed so as to cover the ink outlet 48, and therefore, the ink stored in the sub tank 7 passes through the filter member 49. Thus, the ink is led to the ink outlet 48. As shown in FIG. 5, the ink led out from the ink outlet 48 is led to the groove portion 50 formed on the back surface of the side wall 41a, and is formed by the film-like member 51 that is thermally welded so as to cover the groove portion. It is configured to reach the valve unit 35 disposed at the lower bottom portion of the sub tank 7 through the ink outlet path.
[0041]
Then, an ink lead-out path (also denoted by the same reference numeral) formed by the film-like member 51 led out through the valve unit 35 to the groove 52 formed on the back surface of the side wall 41a and thermally welded so as to cover the groove. (Shown by 52) is guided to the connection port 53 of the tube 36 connected to the recording head 6.
[0042]
On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 4, the upper half of the sub-tank 7 is formed with a conducting groove 61 that conducts to the ink storage space 43 in an inclined state. An air communication port 62 penetrating the back surface of the side wall 41 a of the sub tank 7 is formed at a high portion in the gravity direction of the sub tank 7. As shown in FIG. 5, the atmosphere communication port 62 is disposed on the back surface of the sub tank 7, and is closed by a water repellent film 63 that allows the atmosphere to pass and prevents the ink from passing.
[0043]
A meandering groove 65 is formed on the back surface of the side wall 41 a through the water repellent film 63, and the end of the meandering groove 65 communicates with a bottomed hole 66 formed in the side wall 41 a of the sub tank 7. . The meandering groove 65 and the bottomed hole 66 are covered with the film member 64 in an airtight state. Therefore, the meandering groove 65 and the film member 64 cause an air flow resistance path (reference numeral 65 is the same as the meandering groove). Is formed.
[0044]
Then, by breaking the film-like member 64 covering the bottomed hole 66 with a sharp tool or the like, the atmosphere opening 62 is communicated with the atmosphere via the air circulation resistance path 65 formed in a meandering shape. To be made. As described above, since the air communication port 62 formed in the sub tank 7 is covered with the water repellent film 63, the water repellent film 63 is accidentally turned upside down, for example. Therefore, it is possible to avoid the problem that the ink in the sub tank 7 leaks due to the presence of.
[0045]
Further, the bottomed hole 66 formed at the end of the air flow resistance path 65 is configured to be covered in an airtight state by the film member 64 in advance, so that the subtank liquid leakage (ink leakage) is completed when the subtank is completed. ) Can be checked, and when this check is completed, the film-like member 64 covering the bottomed hole 66 can be destroyed to provide the original function.
[0046]
The sub-tank 7 has a through-hole 67 formed therein, and the sub-tanks 7 are arranged in parallel by a single support shaft (not shown) that passes through the through-hole 67 and supports each sub-tank 7. The sub-tank unit is configured to be supported.
[0047]
According to the above configuration, the ink replenishment amount to each sub tank 7 per unit time has a correlation with the pressure of the pressurized air applied to the pressure chamber 25 of the main tank 9. That is, if the pressure setting value of the pressurized air is increased, the ink replenishment amount to each sub tank 7 per unit time is also increased. The pressure set value is managed by the pressure detector 23 shown in FIG. 1 and FIG. 2, and the pressure set value in this embodiment is that the amount of ink replenished to the sub tank is determined by the print head printing. It is set to an extent that covers the maximum ink discharge amount (ink discharge amount at full duty) in the state. As a result, the ink is replenished to the sub-tank without hindering the printing operation of the recording head.
[0048]
On the other hand, in the ink amount detection means by the float member in the sub tank, the ink low detection level is set so that the ink remains in the sub tank even when the ink is consumed by executing the cleaning operation once. By setting the detection level of the incrow in this way, it is possible to prevent the ink in the sub tank from becoming empty even if the cleaning operation is performed immediately before the ink amount detection unit detects ink low, for example. it can.
[0049]
As a method for setting the ink-low detection level in realizing this, the concept as shown in FIG. 6 can be adopted. FIGS. 6A and 6B schematically show the state of the sub tank in the ink-low state. First, FIG. 6A shows a state in which the ink capacity in the sub-tank corresponding to a predetermined value (ink low) detected by the ink amount detecting means is set to be equal to or larger than the ink consumption by one cleaning operation. Yes. In this case, the residual ink amount in the sub tank at the ink low detection level is shown as (A). If the ink consumption by one cleaning operation is (B), and the ink low level is set so that A ≧ B, the cleaning operation is performed just before the ink amount detection means detects the ink low. Even if is executed, it is possible to prevent the ink in the sub tank from becoming empty.
[0050]
Next, FIG. 6B shows that the ink capacity in the sub-tank corresponding to the predetermined value (ink low) detected by the ink amount detecting means is replenished into the sub-tank during the cleaning operation from the ink consumption by one cleaning operation. This shows a state where the ink amount is set to be equal to or larger than the amount obtained by subtracting the ink amount to be subtracted. In this case, the residual ink amount in the sub tank at the ink low detection level is indicated as (A ′). The ink consumption by one cleaning operation is (B). However, when the cleaning operation is performed and the ink amount detection means detects ink low, the ink supply valve 26 is opened, so that the ink amount shown as (C) during the cleaning operation is in the sub tank. Will be replenished.
[0051]
Therefore, if the ink low level is set so as to satisfy the relationship (A ′ + C) ≧ B, even if the cleaning operation is performed just before the ink amount detecting means detects the ink low, the ink in the sub tank is empty. It can prevent becoming a state. In other words, the relationship is A ′ ≧ (BC) as described above. As a result, the ink low level detected by the ink amount detection means can be set to a lower level than in the case shown in FIG. 6A, and each sub tank capacity mounted on the carriage can be reduced in size. It is also possible to design.
[0052]
【The invention's effect】
As apparent from the above description, the ink jet recording apparatus according to the present invention can replenish necessary and sufficient ink from the ink cartridge to the sub tank by the action of the pressurized air. And since the set pressure of the pressurized air with respect to an ink cartridge can be reduced, the reliability of each part to which pressurized air is applied can be improved. In addition, even when the cleaning operation is executed, it is possible to prevent the ink in the sub tank from becoming empty, so that it is possible to prevent air bubbles from entering the recording head and causing serious printing failures. Is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing an overall configuration of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of an ink supply system from an ink cartridge to a recording head.
FIG. 3 is a perspective view of a state in which a part of the configuration of the sub-tank is omitted and viewed from one surface direction.
FIG. 4 is a perspective view of the sub-tank as seen from one direction.
FIG. 5 is a rear view of the sub-tank as seen from the back side.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a preferable ink amount detection level when an ink low state is detected by an ink amount detection unit arranged in a sub tank.
[Explanation of symbols]
1 Carriage
6 Recording head
7 (7a, 7b, 7c, 7d) Sub tank
8 Cartridge holder
9 (9a, 9b, 9c, 9d) Main tank (ink cartridge)
10 Ink supply tube (ink supply path)
11 Capping means
21 Pressure pump
22 Pressure regulating valve
23 Pressure detector
24 ink pack
25 Pressure chamber
26 Ink supply valve
31 Float member (ink amount detection means)
32 Permanent magnet
33a, 33b Hall element (output generating means)
37 Suction pump
38 Waste liquid tank
43 Ink storage space

Claims (8)

キャリッジに搭載されて記録用紙の幅方向に往復移動される記録ヘッドと、前記記録ヘッドと共にキャリッジに搭載され、インクカートリッジからインク補給路を介してインクの補給を受けると共に、前記記録ヘッドにインクを供給するサブタンクとが具備され、前記インクカートリッジに対して加圧空気を供給することで、空気圧によってインクカートリッジからサブタンクに対してインクが補給されるように構成されたインクジェット式記録装置であって、
前記サブタンクに貯留されたインク量が所定値以下となったことをインク量検出手段によって検出した場合において、前記インク補給路を介してインクカートリッジからサブタンクに対してインクを補給するように構成されると共に、クリーニング動作中に前記サブタンクに貯留されたインク量が所定値以下となったことをインク量検出手段によって検出した場合にも前記インク補給路を介してインクカートリッジからサブタンクに対してインクを補給するように構成され、前記インク量検出手段により検出される前記所定値に対応するサブタンク内のインク容量が、一度のクリーニング動作によるインクの消費量からクリーニング動作中においてサブタンク内に補給されるインク量を差し引いた量以上かつ、前記一度のクリーニング動作によるインクの消費量未満に設定され、かつ、前記インク補給路を介したサブタンクへのインク補給量が、記録ヘッドの印刷状態におけるインクの最大吐出量をカバーするように前記加圧空気の圧力が設定されていることを特徴とするインクジェット式記録装置。
A recording head mounted on a carriage and reciprocatingly moved in the width direction of the recording paper, and mounted on the carriage together with the recording head, receiving ink supply from an ink cartridge through an ink supply path, and supplying ink to the recording head An ink jet recording apparatus configured to supply ink from the ink cartridge to the sub tank by air pressure by supplying pressurized air to the ink cartridge;
When the ink amount detecting means detects that the amount of ink stored in the sub tank is equal to or less than a predetermined value, ink is replenished from the ink cartridge to the sub tank via the ink replenishment path. At the same time, ink is supplied from the ink cartridge to the sub tank via the ink supply path even when the ink amount detecting means detects that the amount of ink stored in the sub tank has become a predetermined value or less during the cleaning operation. The ink volume in the sub tank corresponding to the predetermined value detected by the ink amount detecting means is configured so that the ink amount replenished in the sub tank during the cleaning operation from the ink consumption by one cleaning operation. above amount minus and the cleaning operation of the once Is set to less than the consumption of that ink, and ink supply amount to the sub-tank through the ink supply path, the pressure of the pressurized air so as to cover the maximum amount of ink discharged in the printing state of the recording head An ink jet recording apparatus that is set.
前記インク量検出手段が、サブタンク内に貯留されたインクによって浮上するフロート部材と、前記サブタンク内のインク量に応じた前記フロート部材の浮上位置にしたがって電気的出力を発生する出力発生手段とにより構成された請求項1に記載のインクジェット式記録装置。  The ink amount detection means includes a float member that floats by ink stored in the sub tank, and an output generation means that generates an electrical output according to the float position of the float member according to the ink amount in the sub tank. The ink jet recording apparatus according to claim 1. 前記出力発生手段が、フロート部材に配置された永久磁石と、フロート部材の浮上位置にしたがった前記永久磁石による磁力線量に応じて電気的出力を発生する磁電変換素子により構成された請求項2に記載のインクジェット式記録装置。  3. The output generating means includes a permanent magnet disposed on a float member and a magnetoelectric conversion element that generates an electrical output in accordance with a magnetic dose by the permanent magnet according to a floating position of the float member. The ink jet recording apparatus described. 前記インク補給路に配置されて、出力発生手段からの電気的出力を受けて開閉制御されるバルブ手段が具備され、当該バルブ手段の開閉動作によって前記インクカートリッジからサブタンクに対して断続的にインクが補給されるように構成された請求項2または請求項3に記載のインクジェット式記録装置。  Valve means disposed in the ink supply path and controlled to open / close in response to electrical output from the output generating means is provided, and ink is intermittently supplied from the ink cartridge to the sub tank by the opening / closing operation of the valve means. 4. The ink jet recording apparatus according to claim 2, wherein the ink jet recording apparatus is configured to be replenished. 前記インクカートリッジが、内部にインクが封入された可撓性素材により形成されたインクパックと、このインクパックを収納した気密状態に形成されたカートリッジケースより構成され、当該インクカートリッジを装填した状態においてカートリッジケースとインクパックとの間に形成された圧力室内に加圧空気を供給する加圧ポンプを配置してなる請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。  The ink cartridge is composed of an ink pack formed of a flexible material in which ink is sealed, and a cartridge case formed in an airtight state containing the ink pack. 5. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein a pressure pump for supplying pressurized air is disposed in a pressure chamber formed between the cartridge case and the ink pack. 前記インクカートリッジからサブタンクに至るインク補給路が、可撓性のインク補給チューブにより構成されている請求項1乃至請求項5のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。  The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein an ink supply path from the ink cartridge to the sub tank is configured by a flexible ink supply tube. 前記加圧空気の空気圧が、空気圧によって駆動されて変位する圧力検出器によって管理されるように構成した請求項1乃至請求項6のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。  The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the air pressure of the pressurized air is managed by a pressure detector that is driven and displaced by the air pressure. 前記圧力検出器には、加圧空気を受けて変位するダイヤフラムと設定圧力における前記ダイヤフラムの変位に基づいて制御信号を発生する出力発生手段とが具備された請求項7に記載のインクジェット式記録装置。  8. The ink jet recording apparatus according to claim 7, wherein the pressure detector includes a diaphragm that is displaced by receiving pressurized air, and an output generation unit that generates a control signal based on the displacement of the diaphragm at a set pressure. .
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