JP3817727B2 - インクジェット式記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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としてのメインタンクからインク補給路を介して逐次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を備え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、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。そしてキャリッジ上に例えばブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各インクの吐出可能な記録ヘッドを搭載し、ブラックインクによるテキスト印刷ばかりでなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能にしている。
【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としてのメインタンクを例えば装置本体側に配置された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高まっている。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印刷を実行しながらメインタンク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し、各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対して安定してインクを供給するような構成が求められる。
【０００６】
このような機能を充足させるための一つの手段として、例えばメインタンクにおけるインクパックを空気で加圧することにより、各メインタンクから各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。加えて、キャリッジに搭載された各サブタンクにおいては、記録ヘッドにおけるインクの消費に応じて、メインタンクからのインクの受け入れ量が調整できる機能を採用することで、各サブタンクにおいては、常にほぼ一定の範囲インクを貯留することが可能となる。
【０００７】
この場合、サブタンクにはメインタンクからインクが補給される場合と、記録ヘッドにおけるインクの消費によってサブタンクからインクを供給する場合が発生し、したがって、サブタンクの内圧を調整するために、サブタンクの一部にサブタンク内に大気を連通させる大気連通口を配置する必要がある。
【０００８】
一方、この種の記録装置においては、記録装置の搬送等に際して装置全体を例えば横転させるような場合も発生し、このような状態が発生した場合においては、サブタンク内に貯留されたインクがサブタンクに開口された前記大気連通口を介して外部に漏出し、インクにより汚染させるという問題が発生し得る。また、たとえインクにより汚染させるような問題に至らない場合であっても、前記大気連通口がインクによって浸漬されるするために、その後の記録装置の正常な印字動作に障害を与えるという問題が残される。また、一方で大気連通口からのインク溶媒の蒸発量が多いと、インクの粘度が上昇し、記録ヘッドの目詰まり、或いは印字品質に障害を与えるという問題もある。
【０００９】
本発明は、前記したように記録装置の搬送等に際して発生する大気連通口からの無用なインクの漏出を防止することができ、また、記録装置を水平な状態に戻した場合においても、前記したような印字動作に障害を残すことがなく、更にインク溶媒の蒸発を抑制す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。
【００１０】
【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、メインタンクからインク供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を備えたインクジェット式記録装置であって、前記サブタンクには、鉛直方向の高部にサブタンク内に大気を連通させる大気連通口が配置され、サブタンク内に形成されたインク貯留空間と前記大気連通口とが、サブタンクの水平方向の一端部から他端部に向けて傾斜状態に形成された通気路を介して連通するように構成され、かつ前記大気連通口には、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が配置されている点に特徴を有する。
【００１１】
そして、前記撥水膜の撥水能力としては、望ましくは記録ヘッドのノズルからインクを押し出す力よりも高めることがよく、撥水膜の撥水能力としては、３０００〜５０００Ｐａの範囲が好ましい。そして、前記大気連通口は、空気流通抵抗路を介して大気に連通された構成が好適に採用される。この場合、好ましい実施の形態においては前記空気流通抵抗路は、サブタンクの側壁に形成された長溝部と、サブタンクの側壁に密着して前記長溝部を覆うフィルム状部材とにより形成され、空気流通抵抗路の端部が大気開放口を形成した構成とされる。
【００１２】
一方、好ましくは前記空気流通抵抗路の端部に形成される大気開放口が、サブタンクの側壁に形成された有底孔と、この有底孔を密着状態に覆うフィルム状部材とにより構成され、前記有底孔部分のフィルム状部材を破壊することで、大気開放口が形成されるように構成される。そして、空気流通抵抗路を形成するフィルム状部材と、前記大気開放口としての有底孔を覆うフィルム状部材とは、好ましくは同一シートにより構成される。
【００１３】
また、前記大気連通口と前記通気路とは、大気連通口を横断するようにして形成された２つの通路を介して連通された構成が好適に採用される。この場合、前記２つの通路が大気連通口を鉛直方向に横断するように形成されていることが望ましい。
【００１４】
さらに、サブタンク内に形成されたインク貯留空間と大気連通口とが、サブタンクの水平方向の一端部から他端部に向けて傾斜状態に形成された第１通気路と、前記第１通気路に連通してサブタンクの水平方向の他端部から一端部に向けて折り返して形成された第２通気路を介して連通するようにした構成も利用することができる。
【００１５】
そして、前記サブタンクは、好ましくは一側壁とこれに連なる周側壁とが一体に形成された箱状部材と、前記箱状部材の少なくとも開口周縁に密着状態で取り付けられたフィルム状部材とにより構成され、箱状部材とフィルム状部材とにより囲まれた内部にインク貯留空間が形成される。
【００１６】
また、好ましい実施の形態においては前記サブタンクには、サブタンク内に収容されて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が具備され、前記出力発生手段により得られる電気的出力によって、サブタンクに補給するインク量を制御する補給制御手段が具備される。
【００１７】
加えて、前記補給制御手段が、前記メインタンクからサブタンクに至るインク流路に配置された開閉可能なインク補給バルブにより構成され、このインク補給バルブが前記出力発生手段により得られる電気的出力によって開閉弁されることにより、前記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構成されることが望ましい。
【００１８】
そして、前記サブタンク内には、前記フロート部材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を低減させるリブ部材が配置されていることが望ましい。
【００１９】
以上のように構成されたインクジェット式記録装置によると、サブタンク内のインク量が所定以下となった場合には、サブタンク内に収納されたフロート部材の位置が低下し、これを感知した出力発生手段による電気的出力によって、補給制御手段としてのインク補給バルブが開弁される。これにより、サブタンク内のインク量が所定の容量となった場合には、前記と逆の作用によりインク補給バルブが閉弁され、結果としてサブタンク内のインクの貯留量を適切に管理することができる。
【００２０】
そして、サブタンク内に大気を連通させる大気連通口が、サブタンクの鉛直方向の高部に配置され、サブタンク内に形成されたインク貯留空間と前記大気連通口とを、サブタンクの水平方向の一端部から他端部に向けて傾斜状態に形成された通気路を介して連通するようになされているので、例えば記録装置の搬送に際して横転させるような状態が発生しても、サブタンク内に貯留されたインクが大気連通口に到達するのを避けることができる。また、仮にインクが到達した場合でも、再び水平状態に戻せば、傾斜した通気路をインクが戻って行くので、印字障害の発生を避けることができる。
【００２１】
さらに、サブタンク内に貯留されたインクが、大気連通口に到達するような場合があっても、大気連通口に配置された撥水膜の作用により外部へのインクの漏出を効果的に阻止することができる。そして更に、大気連通口は空気流通抵抗路を介して大気に連通しているため、インク溶媒の蒸発も効果的に抑制することができる。
【００２２】
【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、本発明が適用され得る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。
【００２３】
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に対して装置本体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、インク供給路として可撓性の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供給されるように構成されている。
【００２４】
一方、前記キャリッジ１の移動経路上における非印字領域（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が配置されている。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プ部材１１ａによって、記録ヘッドのノズル形成面が封止されるように構成されている。
【００２５】
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、このキャップ部材１１ａの内部空間には、後述する吸引ポンプ（チューブポンプ）におけるチューブの一端が接続され、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に隣接した印字領域側には、ゴムなどの弾性素材を短冊状に形成したワイピング部材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。
【００２６】
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、圧力調整弁２２により圧力調整された加圧空気は、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。
【００２７】
このメインタンク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の外郭とインクパック２４とで形成される空間が空気室２５を構成しており、この空気室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。
【００２８】
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に向かってインク流が発生されるように作用する。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、それぞれ補給制御手段を構成する各インク補給バルブ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。
【００２９】
図２に示すサブタンク７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、電気的出力を発生する出力発生手段を構成している。
【００３０】
すなわち、この出力発生手段は、フロート部材３１に配置された永久磁石３２と、フロート部材の浮上位置にしたがった前記永久磁石３２による磁力線量に応じて、前記ホール素子３３ａ，３３ｂにより電気的出力が発生される構成とされている。
【００３１】
この構成により、例えばサブタンク７内のインク量が少なくなった場合には、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の電気的出力は、サブタンク７内のインク量として感知することができ、ホール素子３３ａ，３３ｂにより得られた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。
【００３２】
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所定の容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インク補給バルブ２６が閉弁される。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。
【００３３】
このように、サブ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インクが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。
【００３４】
そして、各サブタンク７からはバルブユニット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構成されている。また、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のノズル形成面に形成されたノズル開口６ａより、インク滴が吐出されるように作用する。
【００３５】
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により吸引されて記録ヘッドから排出されたインクは、廃液タンク３８に廃棄されるように構成されている。
【００３６】
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。
【００３７】
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り成形されたフィルム状部材４２（図４参照）が例えば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。
【００３８】
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。
【００３９】
また、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。
【００４０】
さらに、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。
【００４１】
一方、前記サブタンク７には、その鉛直方向の低部、すなわちこの実施の形態においては周側壁４１ｂの底部付近にインク補給口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。サブタンク７におけるインク補給口４６が、前記したとおり鉛直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内においてインクの泡立ちが発生しないように配慮されている。
【００４２】
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が、これは別体に形成されていてもよい。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。
【００４３】
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）を形成する異物を排除するためのフィルタ部材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。しかも、インク導出口４８はインク補給口４６に近接して形成されているので、サブタンク７内に導入される比較的新しいインクが、直ちにこの導出口４８より導出されるように作用する。
【００４４】
一方、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流路（同じく符号５０として示す）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。
【００４５】
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流路（同じく符号５２として示す）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。
【００４６】
また、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に連通する通気路６１が傾斜状態に形成されており、この通気路６１の上端部、すなわちサブタンク７の鉛直方向の高部には、サブタンク７の側壁４１ａの裏面に貫通するように大気連通口６２が開口されている。そして、サブタンク内に形成されたインク貯留空間４３と前記大気連通口６２とが、サブタンクの水平方向の一端部から他端部に向けて傾斜状態に形成された前記通気路６１を介して連通するように構成されている。
【００４７】
この大気連通口６２の裏面には、大気を通過させると共にインクの通過を阻止するほぼ円形状に形成された撥水膜６３が配置され、この撥水膜６３によって大気連通口６２が閉塞されている。この撥水膜６３は、例として、弗化樹脂の多孔質膜から成り、後で詳細に説明するように、サブタンク７における側壁４１ａの裏面に形成された凹部に、例えば熱溶着の手段により取り付けられている。またその撥水能力としては、記録ヘッドのノズルからインクを押し出す力よりも高い力となっている。そして、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。
【００４８】
これら蛇行溝６５および有底孔６６は、前記したフィルム部材６４が熱溶着されること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。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、有底孔において大気開放口（符号は有底孔と同じ６６で示す）が形成される。したがって、前記大気連通口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。
【００４９】
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。また撥水膜６３の撥水能力を記録ヘッド６のノズルからインクを押し出す力よりも高めることで、少なくともインク貯留空間４３の空気が膨張しても、記録ヘッド側からインクが漏れ出し、サブタンクからインクが漏れ出すことはない。一方、通常は記録ヘッド６はキャッピング手段１１により封止されており、結果的に記録装置からインクが漏れ出すというトラブルには発展しない。
【００５０】
更に大気連通口６２は、蛇行溝６５を介して大気と連通するため、インク溶媒の蒸発を効果的に抑制することができる。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されているので、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ことができる。
【００５１】
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を並列状態に支持することで、サブタンクユニットが構成できるようになされている。
【００５２】
次に図６および図７は、サブタンクの第２の実施の形態を示したものであり、図６はサブタンクを一側面から視た正面図であり、これは前記図４に対応するものである。また図７は、図６に示すＡ−Ａ線から矢印方向に視た状態の断面図で示している。なお、図６および図７においては、前記した図３および図４に示された構成要素の一部が除去された状態で示されており、また、図３および図４に基づいてすでに説明した代表的な各部に相当する部分は同一符号で示されている。
【００５３】
図６および図７に示す形態は、すでに説明した図３乃至図５に示す形態に対して、撥水膜６３の通気度を向上させるために大気連通口６２の開口面積および撥水膜６３の面積を大きくしたものであり、他の基本構成は図３乃至図５に示す形態とほぼ同様である。そして、図７に断面図で示されたようにサブタンク７における側壁４１ａの裏面には段部６８が形成されている。さらに、この段部６８によって形成された凹部に、熱溶着手段により撥水膜６３が取り付けられおり、これにより大気連通口６２をその裏面において閉塞した構成とされている。したがって、撥水膜６３と前記フィルム部材６４との間で空間部が形成され、この空間部が前記蛇行溝により形成された空気流通抵抗路６５に連通されるように構成されている。
【００５４】
図８乃至図１０は、記録装置の搬送等に際して記録装置が横転された場合における前記した構成のサブタンクによってもたらされる作用を説明するものである。すなわち、図８は記録装置が水平状態に置かれている時の正常な状態を示しており、図９は左側に９０度横転された場合を、また図１０は右側に９０度横転された場合をそれぞれ示している。なお、図中符号ＩＫは、それぞれの場合におけるインクの液面を示している。
【００５５】
図８に示す状態からから図９に示すように記録装置が横転された場合には、サブタンクに貯留されたインクは、通気路６１に侵入することはなく、したがって、大気連通口６２に配置された撥水膜６３をインクによって汚染させるという問題は発生しない。それ故、図８に示す状態に復帰した場合には、その後において正常な印字動作を保証することができる。また、図８に示す状態から図１０に示すように記録装置が横転された場合には、サブタンクに貯留されたインクは、通気路６１に侵入するものの、大気連通口６２に配置された撥水膜６３をインクによって汚染させるには至らない。そして、図８に示す状態に復帰した場合には、通気路６１に侵入したインクは、傾斜状態に形成された通気路６１を重力方向に下り、インク貯留空間４３に戻る。したがって、その後においては正常な印字動作を実行することができる。
【００５６】
前記した撥水膜６３は、インクが付着した場合においてはインクを弾き返す性質を有しているものの、通気性を落とす結果となるため、なるべくはインクにより汚染を受けることのないように構成されることが好ましい。したがって、前記したような構成によると、記録装置を水平な状態に戻した場合においては、印字動作に障害を残すことはない。
【００５７】
次に図１１は、サブタンクの第３の実施の形態を示したものである。この第３の実施の形態として示すサブタンク７には、撥水膜６３が配置された大気連通口６２を横断するようにして２つの通路６１ａ，６１ｂが形成されており、この２つの通路６１ａ，６１ｂは、それぞれ前記通気路６１に連通されている。この構成によると例えば記録装置が右側に横転され、その後、水平状体に復帰される過程において、２つの通路６１ａ，６１ｂによってインクと空気の交換作用を行なうことができる。
【００５８】
なお図示していないが、装置が例えば１８０度反転され、大気連通口６２および撥水膜６３までインクが到達した場合には、これが水平状体に復帰されても空気との交換がなされないために通気路６１内にインクが滞留して、インク貯留空間４３に戻らないという現象が発生し得る。そこで、図１１に示した構成によると、２つの通路６１ａ，６１ｂの存在により、矢印ａで模式的に示した空気と、矢印ｉで模式的に示したインクの交換作用が発生し、通気路６１内に侵入したインクを速やかにインク貯留空間４３に戻すことができる。したがって、前記した２つの通路６１ａ，６１ｂは、図１１に示されたように大気連通口６２を鉛直方向に横断するように形成されていることが望ましい。
【００５９】
一方、インクの消費量の大きな記録ヘッドに対応させるためには、前記した撥水膜６３による通気度を上げる必要が生ずる。一般的に、撥水膜の特性は通気度と耐水圧とは逆比例の関係を有しており、耐水圧を確保しつつ通気度を上げるには、撥水膜の有効面積を大きくする必要がある。図１２は前記した技術的な要請に基づいて撥水膜６３の有効面積を大きくしたサブタンクの構成例を示しており、撥水膜６３の有効面積を大きくした場合の問題点を開示している。
【００６０】
すなわち、撥水膜６３の有効面積を図１２に示されたように大きくした場合において、記録装置が右側に横転された状態を考えると、サブタンク７内に貯留されたインクは、通気路６１内に侵入して有効面積の大きな撥水膜６３まで到達し、結果として撥水膜６３を汚染させるという問題が発生する。
【００６１】
図１３および図１４は、撥水膜６３の有効面積を大きくした場合においても、前記したような問題の発生を回避することができるサブタンクの形態を示したものである。図１３に示すようにサブタンク７には第１と第２の通気路６１Ａ，６１Ｂが形成されている。そして、第１の通気路６１Ａの一端部は、インク貯留空間４３に連通され、且つサブタンクの水平方向の一端部から他端部に向けて傾斜した状態に形成されている。また、第２の通気路６１Ｂは第１の通気路６１Ａに連通してサブタンクの水平方向の他端部から一端部に向けて折り返して形成されていて、撥水膜６３が配置された大気連通口６２に連通されている。
【００６２】
前記した構成によるサブタンク７は、図１３の状態から図１４に示すように右側に横転された場合、サブタンクに貯留されたインクは、第１の通気路６１Ａに侵入するものの、第１の通気路６１Ａを超えて第２の通気路６１Ｂに侵入することはない。そして、図１３に示す状態に復帰された場合には、第１の通気路６１Ａに侵入したインクは、傾斜状態になされた通気路６１Ａを重力方向に下り、インク貯留空間４３に戻る。したがって、その後において正常な印字動作を実行することができる。
【００６３】
なお、前記した空気流通抵抗路６５は、インク貯留空間４３と撥水膜６３が配置された大気連通口６２との間に配置されていても、通常においては差し支えない。しかしながら、前記したように記録装置が横転されるような場合には、空気流通抵抗路６５にインクが侵入して凝固し、空気流通抵抗路６５を閉塞状態にするという問題が発生する。このような問題を回避するためには、図５に示されたように空気流通抵抗路６５は、撥水膜６３と大気開放口６６との間に配置されていることが望ましい。
【００６４】
【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、サブタンクには、鉛直方向の高部にサブタンク内に大気を連通させる大気連通口が配置され、サブタンク内に形成されたインク貯留空間と前記大気連通口とが、サブタンクの水平方向の一端部から他端部に向けて傾斜状態に形成された通気路を介して連通するように構成したので、例えば記録装置の搬送に際して横転させるような状態が発生しても、サブタンク内に貯留されたインクが大気連通口に到達するのを避けることができる。したがって、記録装置を水平な状態に戻した場合においては、印字動作に障害を残すことがない。
【００６５】
更に大気連通口に撥水膜を配置することで、仮にインクが大気連通口に到達しても、外部へのインク漏れを阻止することができる。そして更に、大気連通口は空気流通抵抗路を介して大気と連通しているので、インク溶媒の蒸発が抑制でき、印字品質に障害を来すことがないインクジェット式記録装置を提供することができる。
【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】メインタンク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】サブタンクの第２の実施の形態を示した正面図である。
【図７】図６におけるＡ−Ａ線から矢印方向に視た断面図である。
【図８】図６に示すサブタンク内にインクを貯留した状態を示した正面図である。
【図９】インクが貯留された図６に示すサブタンクが左側に横転された状態を示した正面図である。
【図１０】インクが貯留された図６に示すサブタンクが右側に横転された状態を示した正面図である。
【図１１】サブタンクの第３の実施の形態を示した正面図である。
【図１２】撥水膜の有効面積を大きくしたサブタンクの構成例を示した正面図である。
【図１３】サブタンクの第４の実施の形態を示した正面図である。
【図１４】インクが貯留された図１３に示すサブタンクが右側に横転された状態を示した正面図である。
【符号の説明】
１ キャリッジ
６ 記録ヘッド
６ａ ノズル開口
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（インク供給路）
１１ キャッピング手段
１２ ワイピング手段
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 空気室
２６ インク補給バルブ（補給制御手段）
３１ フロート部材
３２ 永久磁石
３３（３３ａ，３３ｂ） ホール素子（出力発生手段）
３５ バルブユニット
４１ 箱状部材
４１ａ 側壁
４１ｂ 周側壁
４２ フィルム状部材
４３ インク貯留空間
４６ インク補給口
４８ インク導出口
４９ フィルタ部材
６１ 通気路
６１Ａ 第１通気路
６１Ｂ 第２通気路
６１ａ，６１ｂ 通路
６２ 大気連通口
６３ 撥水膜
６４ フィルム状部材
６５ 蛇行溝（空気流通抵抗路）
６６ 有底孔（大気開放口）

Claims (13)

1. 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、メインタンクからインク供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を備えたインクジェット式記録装置であって、
   前記サブタンクには、鉛直方向の高部にサブタンク内に大気を連通させる大気連通口が配置され、サブタンク内に形成されたインク貯留空間と前記大気連通口とが、サブタンクの水平方向の一端部から他端部に向けて傾斜状態に形成された通気路を介して連通するように構成され、かつ前記大気連通口には、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が配置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。
2. 前記撥水膜は、その撥水能力を記録ヘッドのノズルからインクを押し出す力よりも高めた請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
3. 前記大気連通口は、空気流通抵抗路を介して大気に連通されてなる請求項１または請求項２に記載のインクジェット式記録装置。
4. 前記空気流通抵抗路は、サブタンクの側壁に形成された長溝部と、サブタンクの側壁に密着して前記長溝部を覆うフィルム状部材とにより形成され、空気流通抵抗路の端部が大気開放口を形成してなる請求項３に記載のインクジェット式記録装置。
5. 前記空気流通抵抗路の端部に形成される大気開放口が、サブタンクの側壁に形成された有底孔と、この有底孔を密着状態に覆うフィルム状部材とにより構成され、前記有底孔部分のフィルム状部材を破壊することで、大気開放口が形成されるように構成した請求項４に記載のインクジェット式記録装置。
6. 前記空気流通抵抗路を形成するフィルム状部材と、前記大気開放口としての有底孔を覆うフィルム状部材とが、同一シートにより構成されてなる請求項５に記載のインクジェット式記録装置。
7. 前記大気連通口と前記通気路とが、大気連通口を横断するようにして形成された２つの通路を介して連通されてなる請求項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。
8. 前記２つの通路が大気連通口を鉛直方向に横断するように形成されてなる請求項７に記載のインクジェット式記録装置。
9. 前記サブタンク内に形成されたインク貯留空間と前記大気連通口とが、サブタンクの水平方向の一端部から他端部に向けて傾斜状態に形成された第１通気路と、前記第１通気路に連通してサブタンクの水平方向の他端部から一端部に向けて折り返して形成された第２通気路を介して連通するように構成した請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
10. 前記サブタンクは、一側壁とこれに連なる周側壁とが一体に形成された箱状部材と、前記箱状部材の少なくとも開口周縁に密着状態で取り付けられたフィルム状部材とにより構成され、箱状部材とフィルム状部材とにより囲まれた内部にインク貯留空間を形成してなる請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
11. 前記サブタンクには、サブタンク内に収容されて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が具備され、前記出力発生手段により得られる電気的出力によって、サブタンクに補給するインク量を制御する補給制御手段が具備されてなる請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
12. 前記補給制御手段が、前記メインタンクからサブタンクに至るインク流路に配置された開閉可能なインク補給バルブにより構成され、このインク補給バルブが前記出力発生手段により得られる電気的出力によって開閉弁されることにより、前記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構成された請求項１１に記載のインクジェット式記録装置。
13. 前記サブタンク内には、前記フロート部材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を低減させるリブ部材が配置されてなる請求項１１または請求項１２に記載のインクジェット式記録装置。

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