JP4492047B2 - インク補給装置及び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、インクジェット記録ユニットのインクタンクにインクを補給するインク補給装置及びこのインク補給装置を有する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ユニットは、インクジェット記録ヘッドとこのインクジェット記録ヘッドにインクを供給するサブインクタンクとで構成されている。
【０００３】
インクジェット記録ユニットはキャリッジに搭載されており、このキャリッジによってインクジェット記録ユニットが待機位置、もしくは補給位置に移動した後に、サブインクタンクにインク補給装置によってメインタンクユニット内のインクを補給する。
【０００４】
このようなインク補給装置の中には、補給ピンを格納部から突出させて、サブインクタンクのインク補給ポートに差し込んで連結し、補給ピンの先端部に開けられた補給孔からインクを流出して、インクを補給するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、このような装置では補給ピンを露出させておくと、補給ピンにゴミが付着し不具合が生じる。例えば、ゴミがインク補給時にサブインクタンクに侵入し、その後、インクジェット記録ヘッドへのインク供給系にゴミが詰まる等が発生する。
【０００６】
このため、補給ピンにゴミが付着しないようにカーテンブレードを設けて保護している。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６１−２１３６０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６１−２１３６０号公報のような、カーテンブレードでは補給孔は密閉されていないので気密性を保つことはできない。
【０００９】
このため、補給ピンからメインタンクまでのインク補給経路中のインクが乾燥固化してしまい、インク補給時に不具合を生じる問題があった。
【００１０】
また、メインタンクは、通常は補給ピンより下方にあるので、インク補給経路のインクは、インク補給時以外はメインタンクに戻る。
【００１１】
このため、インクを補給する際は、インクはインク補給経路中を満たした後、補給ピンに到達し、その後インク補給ポートからサブインクタンクに補給されるので、インク補給に時間がかかるという問題もあった。
【００１２】
そこで、補給孔を密閉するシール部材を設けて補給ピンを貫通させるとことも考えられる。しかし、シール部材に補給ピンを抜き差しするときの抵抗が大きくなるため、例えば、補給ピンを抜き差しする機構に負荷が掛かり過ぎる。
【００１３】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、小さい抵抗で補給管を抜き差しできるので補給管の出入りがスムーズに行える。また、補給管のインクの乾燥を防止し、更に、すばやくインク補給を行うことができる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のインク補給装置は、インクジェット記録ヘッドと該インクジェット記録ヘッドにインクを供給するインクタンクとで構成されるインクジェット記録ユニットの前記インクタンクに設けられたインク補給ポートへ、インクが流出する補給孔が形成された補給管を差し込み、前記インクタンクにインクを補給するインク補給装置において、
前記補給管が貫通可能な格納部と、前記格納部に取付けられ、前記補給管が貫通可能なシール部材と、前記補給管が前記格納部に格納されている状態で、前記シール部材の前記補給孔の前後位置に形成され、前記補給孔を取り囲む密閉空間を形成する環状のリブと、を備えることを特徴としている。
【００１５】
請求項１に記載のインク補給装置によれば、補給管を格納部から突出させてインク補給ポートに連結し、補給孔からインクを流出させてインクタンクにインクを補給する。また、インクを補給しないときは、補給管は格納部に格納され、このときシール部材の環状のリブによって形成された密閉空間によって、補給管の補給孔は密閉される。
【００１６】
従って、補給孔は、シール部材に触れずに、環状のリブによって形成された密閉空間に取り囲まれている。よって、補給管がシール部材を出入りする際に摺動する部分はリブ部分のみであるので、補給管を抜き差しするときの摺動抵抗が低い。従って、補給管の出入りがスムーズに行なえる。
【００１７】
また、補給孔は密閉されているので、インクが乾燥固化することを防止でき、また、補給ピンへのゴミの付着を防止することができる。
【００１８】
更に、補給孔は密閉されて大気と連通しないため、インクはメインタンクに戻ることなく補給管に留まる。このため、２回目以降のインク補給においては、補給管にインクが到達するまでの時間が必要無く、インク補給時間が短縮できる。
【００１９】
請求項２に記載のインク補給装置は、請求項１に記載の構成において、前記格納部と前記シール部材とが二色成形されていることを特徴としている。
【００２０】
請求項２に記載のインク補給装置によれば、請求項１と同様の作用を奏すが、格納部とシール部材とが二色成形、すなわち、格納部とシール部材とが同時に成形される。
【００２１】
従って、格納部とシール部材とを別々に成形する場合に比べて、組付作業の容易化及び構造の簡素化を図ることができる。
【００２５】
請求項３に記載のインク補給装置は、インクジェット記録ヘッドと該インクジェット記録ヘッドにインクを供給するインクタンクとで構成されるインクジェット記録ユニットの前記インクタンクに設けられたインク補給ポートへ、インクが流出する補給孔が形成された補給管を差し込み、前記インクタンクにインクを補給するインク補給装置において、前記補給管が貫通可能な格納部と、前記補給管が前記格納部に格納されている状態で、前記格納部の前記補給孔の前後位置に形成された環状溝に嵌められたＯリングと、を備えることを特徴としている。
【００２６】
請求項３に記載のインク補給装置によれば、補給孔の前後位置に形成された環状溝に嵌められたＯリングによって、密閉空間が構成され、請求項１と同様の作用を奏す。
【００２７】
また、補給管が出入りする際に摺動する部分はＯリング部分のみであるので、摺動抵抗が低い。従って、補給管の出入りがスムーズに行える。
【００２８】
請求項４に記載のインクジェット記録装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のインク補給装置を備えることを特徴としている。
【００２９】
請求項４に記載のインクジェット記録装置によれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のインク補給装置を備えているので、補給管を抜き差しするときの、摺動抵抗が低い。従って、補給管の出入りがスムーズに行なえるため、例えば、補給管を抜き差しする機構に負荷が少ない。
【００３０】
また、インク補給装置でのインクの乾燥によるインク補給の際の不具合を防止でき、更にインク補給時間が短縮されているので、信頼性が高く、使いやすいインクジェット記録装置である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインク補給装置の一の実施形態を図面に基づき説明する。
【００３２】
図１から図３に示すようにインクジェット記録装置１２は、記録媒体搬送部材１６、ガイド部材１８、メンテナンスステーション２０、位置センサ２２及び、インク補給装置４６等を備え、それぞれ本体ハウジング２４に保持されている。
【００３３】
記録媒体搬送部材１６は記録媒体Ｐ（例えば用紙等）を後述する副走査方向Ｓに搬送し、ガイド部材１８は、記録媒体Ｐの搬送経路に対向して、且つ記録媒体Ｐの搬送方向と垂直な方向に沿って設けられている。
【００３４】
キャリッジ１４は、ガイド部材１８によって支持されている。このキャリッジ１４には、インクジェット記録ヘッド２８とこのインクジェット記録ヘッド２８にインクを供給するサブインクタンク３０とで構成されているインクジェット記録ユニット３２（図４参照）が複数（本実施形態では４つ）、着脱可能に搭載されている。
【００３５】
尚、インクジェット記録ヘッド２８のインク滴を吐出するノズル（図示せず）が形成されたノズル面１０Ａが下面（記録媒体Ｐの搬送経路に対向する面）よりも下に突出するように、キャリッジ１４に搭載されている。
【００３６】
ガイド部材１８の下で且つ記録媒体Ｐの搬送経路に隣接した位置にはメンテナンスステーション２０が配置されており、インクジェット記録ヘッド２８のノズル面１０Ａ（図４参照）に対して接離（本実施形態では上下動）して、キャッピングやインクの吸引等のメンテナンス動作を行う。尚、このメンテナンス動作は、図示しない制御回路によって、所定の条件やタイミングで行われるように制御されている。
【００３７】
メンテナンスステーション２０に対向する位置は、インクジェット記録ユニット３２のホームポジションとなっており、この位置を位置センサ２２で検出してキャリッジ１４を停止させる。
【００３８】
なお、図面において、キャリッジ１４の移動方向（主走査方向）を矢印Ｍで、記録媒体Ｐの移動方向（副走査方向）を矢印Ｓでそれぞれ示す。また、後述するように、インク補給ユニット４８がインク補給位置と待機位置との間を移動する方向もＳ方向である（図９、図１０参照）。
【００３９】
さて、インクジェット記録装置１２は、記録媒体搬送部材１６で記録媒体Ｐを搬送し、且つ、インクジェット記録ユニット３２を搭載したキャリッジ１４を主走査方向Ｍに往復動作させながら、画像情報に応じてインク滴を吐出して、記録媒体Ｐ上に画像を記録する。
【００４０】
また、各インクジェット記録ユニット３２は、本実施形態では４つ備えているので、各インクジェット記録ユニット３２の各サブインクタンク３０毎に異なる色のインク（ブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ））を貯留し、各インクジェット記録ヘッド２８毎に異なる色のインクを供給することできる。
【００４１】
従って、各インクジェット記録ヘッド２８毎に異なる色のインク滴を吐出できるので、記録媒体Ｐにフルカラー画像を記録することが可能となっている。
【００４２】
尚、以下、インクジェット記録ヘッド２８、サブインクタンク３０及び後述のインク補給ユニット４８等を各色に応じて特に区別して説明するときは、符号の後にＢｋ、Ｙ、Ｍ、又はＣを付して表示することとする。（例えば、サブインクタンク３０Ｂｋ、インク補給ユニット４８Ｙ等）。
【００４３】
図２から図４に示すように、インクジェット記録ユニット３２は、インクジェット記録ヘッド２８と、このインクジェット記録ヘッド２８の上部に設けられ、インクジェット記録ヘッド２８にインクを供給するサブインクタンク３０とで構成されている。
【００４４】
サブインクタンク３０は後述するインク補給装置４６に対して突出したポートユニット部１１０を有している。このポートユニット部１１０には、サブインクタンク３０内へインクを補給する補給口４４を備えたインク補給ポート３６が設けられている。また、このインク補給ポート３６の下方には、サブインクタンク３０内の空気を排出する排気口４２を備えた排気ポート３４が設けられている。
【００４５】
更に、後述するインク補給ユニット４８の位置決めピン１２２をガイドして係合し、インク補給ユニット４８とサブインクタンク３０とを位置決めする位置決め穴１１２が、排気ポート３４とインク補給ポート３６との間に水平に二つ並んで設けられている。
【００４６】
図１１に示すように、インク補給ポート３６は、補給口４４の奥にゴム部材からなる補給口シール１５２が設けられている。この補給口シール１５２の中央部には補給口シール孔１５４が開けられており、この補給口シール孔１５４の内径は後述する補給ピン１３８の外形より若干小さい。このため、補給ピン１３８がこの補給口シール孔１５４を通る際、補給ピン１３８と補給口シール孔１５４との間は密着しており、気密性が保たれる。
【００４７】
補給口シール孔１５４の奥側にはシールボール１５６がシールボールバネ１５８によって付勢されており、補給口シール１５２に形成された凹部に入って圧着し、補給口シール孔１５４を閉鎖している。
【００４８】
しかし、図１１（Ｃ）の状態のように補給ピン１３８が挿入され押されるとスライドし、補給口シール孔１５４から離間する。
【００４９】
尚、排気ポート３４も同様の構成をしている。
【００５０】
また、図２、図４に示すように、サブインクタンク３０の上部には、サブインクタンク３０の内部と外部とで空気を流通させる大気連通孔３８が形成されている大気連通部１１４が設けられている。そして、この大気連通孔３８を通って空気が出入りすることで、サブインクタンク３０内の負圧が一定に保たれるようになっている。
【００５１】
更に、図４に示すように、サブインクタンク３０には、内部のインク量を検出するインク量センサ４０が取り付けられている。このインク量センサ４０は、検出したサブインクタンク３０内のインク量の情報を図示しない制御回路に送る。
【００５２】
図１に示すように、４つの各サブインクタンク３０のそれぞれに対応して設けられた４つのインク補給ユニット４８を備えたインク補給装置４６が、記録媒体Ｐの搬送経路外の本体ハウジング２４に取付けられている。そして、このインク補給装置４６よってサブインクタンク３０へインクを補給可能な位置（図３参照）が、インクジェット記録ユニット３２のインク補給ポジションとなっている。
【００５３】
このインク補給ポジションには、自動的に停止可能であり、更に上述したホームポジションと同様に、この位置を位置センサ２２によって検出し、キャリッジ１４を停止させことも可能である。尚、インク補給ポジションはホームポジションと同位置としてもよいが、本実施形態では異なる位置となっている。
【００５４】
図９、図１０に示すように、各インク補給ユニット４８は、後述する移動機構１９０によってサブインクタンク３０にインクを補給するインク補給位置（図９（Ｂ）参照）とインクを補給しない待機位置（図９（Ａ）参照）との間を移動する。尚、移動方向は図１の方向Ｓと同方向である。
【００５５】
図５から図８はインク補給ユニット４８を示している。尚、図７はインク補給ユニット４８を分解した図である。
【００５６】
図７に示すように、インク補給ユニット４８は、補給ピンユニット１３０及び排気ピンユニット１３２と、補給ピンユニット１３０及び排気ピンユニット１３２を保持するフローティングケース１３４と、からなるインク補給ヘッド１５０と、このインク補給ヘッド１５０を保持する補給ケース１３６とを有している。
【００５７】
補給ピンユニット１３０は先端部の外周面に補給孔１３８Ａが開いた補給ピン１３８とこの補給ピン１３８が差し込まれた補給ピン保持部材１４０とから構成されている。また、補給ピン１３８の後端側は径が太くなっている太部１３８Ｂを有している。そして、図８に示すように、補給ピン保持部１４０の後端部には段差が設けられ、補給ピン１３８を差し込むことで太部１３８Ｂが係合し嵌る。
【００５８】
更に、この補給ピン１３８は補給ピンバネ１４２に差し込まれ、この補給ピンバネ１４２は補給ピン保持部材１４０の内に納まる。また、後端部の太部１３８Ｂにはインク供給チューブ１６２が接続される。
【００５９】
尚、排気ピンユニット１３２も補給ピンユニット１３０と同様に先端部の外周面に排気孔１４４Ａが開いた排気ピン１４４、排気ピン保持部材１４６、排気ピンバネ１４８からなり、同様の構成をしている。また、排気ピン１４４の後端側の太部１４４Ｂには排気チューブ２２６が接続される。
【００６０】
図７に示すように、フローティングケース１３４の前面には、補給ピン１３８と排気ピン１４４とが差し込まれ、格納する二つの格納部１２４が上下に開けられており、この格納部１２４には中空のピンシール部材１２６が取付けられている。補給ピン１３８と排気ピン１４４とは、この中空のピンシール部材１２６に出入り可能に差し込まれる。
【００６１】
さて、図１２に示すように、補給孔１３８Ａは補給ピン１３８の先端部分の円周に対向して２箇所あけられている。そして、上述したように、フローティングケース１３４の格納部１２４にはピンシール部材１２６が嵌め込まれているが、このピンシール部材１２６は円筒状をし、内壁には補給孔１３８Ａの前後に当接する環状のリブ１２６Ａが設けられている。
【００６２】
従って、このリブ１２６Ａで囲まれた空間は密閉された密閉空間２００となり、非接触状態で補給孔１３８Ａを封止する。
【００６３】
このように、補給孔１３８Ａは封止されているのでインク乾燥が防止される。従って、補給孔１３８Ａが乾燥したインクで詰まったりすることが無い。また、補給ピン１３８に外部のゴミなどが付着することもない。
【００６４】
また、シール部材１２６の材質としては、インクによる腐食が無く、また、摺動性の低い弾性体が望ましい。例えば、フッ素ゴムやシリコンゴム等が挙げられる。
【００６５】
尚、本実施例では、ピンシール部１２６を嵌め込むようにしたが、フローティングケース１３４を成形する際に格納部１２４にピンシール部材１２６を同時に成形、つまり２色成形してもよい。このように、２色成形すると格納部とシール部材とを別々に成形する場合に比べて、組付作業の容易化及び構造の簡素化が図られる。
【００６６】
尚、排気ピン１４４も同様の構成である
また、図５、図８に示すように、フローティングケース１３４の二つの上下の格納部１２４の間に並んで先端部が先細形状をした位置決めピン１２２が突出している。この位置決めピン１２２の根元の径は上述したサブインクタンク３０のポートユニット部１１０の位置決め穴１１２（図４参照）の径と略同径となっている。
【００６７】
図７に示すように、補給ケース１３６にはインク補給ヘッド１５０が納まるフローティングケース保持部１７６が備えられている。このフローティングケース保持部１７６の左右の側面にスリット２０２が形成され、バネ性を有する片持状のボス孔形成部２０４が形成されている。そして、このボス孔形成部２０４にＳ方向に長い長孔状のボス孔１７０が形成されている。また、このボス孔１７０の端部にはボス孔１２８の孔幅より徐々に小さくなってボス部１２８の径と略同径となる姿勢保持凹部１７０Ａが設けられている。
【００６８】
更に、フローティングケース保持部１７６の上下部にはボス溝１７４が設けられ、ボス溝１７４の端部にはボス溝１７４の幅より狭く形成されたボス部１７４と略同幅の姿勢保持部１７４Ａが設けられている。
【００６９】
そして、これらのボス孔１７０、ボス溝１７４にフローティングケース１３４の側面から突出するボス部１２８とフローティングケース１３４の上下部から吐出するボス部１７２とが係合する。
【００７０】
これにより、フローティングケース１３４はボス孔１７０、ボス溝１７４の長手方向（Ｓ方向）にスライドできる。
【００７１】
また、フローティングケース１３４の高さはフローティングケース保持部１７６の高さより小さく、且つ、ボス孔１７０はボス部１２８の径より大きいので上下方向にもフローティングケース１３４はスライドできる。
【００７２】
更に、フローティングケース１３４幅はフローティングケース保持部１７６幅より小さく、且つ、ボス溝１７４の溝幅は、ボス部１７２より大きいので、ボス孔１７０の貫通方向（Ｍ方向）にもスライドできる。
【００７３】
尚、後述するように、ボス孔形成部２０４を外側に変形させて開くことで、インク補給ヘッド１５０をフローティングケース保持部１７６に収納し、ボス部１２８をボス孔１７０に挿入することができる。
【００７４】
一方、図６に示すように、補給ケース１３６の後壁部には前述した補給ピン１３８の太部１３８Ｂと排気ピン１４４の太部１４４Ｂとが差し込まれる二つの太部孔１７８が開けられている。この二つの太部孔１７８は補給ピン１３８と排気ピン１４４の太部１３８Ｂ、１４４Ｂより大きな径である。したがって、この太部孔１７８の中を補給ピン１３８と排気ピン１４４とは自由に移動でき、フローティング動作を拘束しない。
【００７５】
また、図５、図８に示すように、補給ケース１３６の上部には、サブインクタンク３０の大気連通孔３８に対応した位置に、例えばゴム材等の弾性体からなる弾性キャップ１８０が先端に取付けられた連通孔キャプ部材１８２が、キャップバネ１８４によってＳ方向に付勢されている。そして、図９に示すようにインク補給位置では前述したサブインクタンク３０の大気連通孔３８に弾性キャップ１８０が当たり、キャップバネ１８４によって押し付けることで、大気連通孔３８は弾性キャップ１８０で封止される。
【００７６】
さて、インク補給ユニット４８は、以下のように組み付けることで構成される。
【００７７】
図７に示すように、先ず、補給ピン１３８、排気ピン１４４をそれぞれ補給ピン保持部材１４０、排気ピン保持部１４８に差し込む。
【００７８】
次に、補給ピンバネ１４２、排気ピンバネ１４８を補給ピン１３８、排気ピン１４４に差し込む。
【００７９】
そして、フローティングケース１３４の格納部１２４のピンシール部材１２６に補給ピン１３８と排気ピン１４４との先端部を差し込み、インク補給ヘッド１５０とする。
【００８０】
そして、この状態で、図７の点線のようにボス孔形成部２０４を外側に開いてフローティングケース１３４の２つのボス部１２８を補給ケース１３６のフローティングケース保持部１７６のボス孔１７０に挿入させ、再びボス孔形成部２０４を閉じる。
【００８１】
また、このときにフローティングケース１３４の上下のボス部１７２を補給ケース１３６のフローティングケース保持部１７６のボス溝１７４に係合させる。
【００８２】
このように組み合わされた状態が図５、図６である。尚、インク補給ヘッド１５０は、ボス孔１７０、ボス溝１７４、太部孔１７８（図６参照）のガタ範囲において自在に変位する。
【００８３】
また、図８に示すように、待機位置（図９（Ａ）参照）では、インク補給ユニット４８のフローティングケース１３４は補給ピンバネ１４２と排気ピンバネ１４８の弾性力によってＳ方向に付勢されている。このように付勢された状態では図５に示すように、ボス部１２８、１７２は、ボス孔１７０端部の姿勢保持凹部１７０Ａとボス溝１７４の端部の姿勢保持部１７４Ａとに入り、インク補給ヘッド１５０の姿勢が安定する。
【００８４】
しかし、これらの補給ピンバネ１４２と排気ピンバネ１４８との弾性力に以上に加えるとインク補給ヘッド１５０は自在に変位する。
【００８５】
つまり、インク補給ヘッド１５０は補給ケース１３６に変位自在、つまり前後左右、上下、斜め方向に対して自在に変位可能に保持されている。
【００８６】
さて、図２に示すように、インク補給装置４６の下方には、メインインクタンク５０とポンプユニット２６４とが配置されている。このメインインクタンク５０の数は、サブインクタンク３０と対応するようになっており、本実施形態では４つである。
【００８７】
各メインタンクユニット５０からでる各インクチューブ１６２は前述した各補給ピン１３８の太部１３８Ｂに接続されている。また、メインインクタンク５０には、インクジェット記録装置１２で使用されるインク（Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色）が貯留されており、インクチューブ１６２を介してインク補給装置４６によって、サブインクタンク３０に補給され、画像記録に使用される。
【００８８】
ポンプユニット２６４は、各インク補給ユニット４８から延びる４本の排気チューブ２２６に対応し、４つのローラーポンプ２６８を有している。
【００８９】
それぞれのローラーポンプ２６８は、ポンプ軸２６６と一体で回転する回転板２７０と、この回転板２７０の外周近傍に配置された１つ又は複数（本実施形態では対角上に２つ）のローラー２７２とを有している。これに対し排気チューブ２２６は、部分的に回転板２７０の周囲を取り巻くように配置されており、ローラー２７２が排気チューブ２２６を局所的に押しつぶしている。
【００９０】
従って、回転板２７０が時計回り方向（図２の矢印Ｋ方向）に回転すると、ローラー１７２が排気チューブ２２６をしごくようにして移動し、排気チューブ２２６内の流体（本実施形態では空気）を、排気チューブ２２６の他端から大気中に排出する。
【００９１】
更に、インク補給ユニット４８の後方にはインク補給ユニット４８をインク補給位置（図９（Ｂ））と待機位置（図９（Ａ））との間を移動させる移動機構１９０が配置されている。
【００９２】
この移動機構１９０は、図３に示すように、各インク補給ユニット４８に対応した４つの移動駆動部１９２を備え、この各移動駆動部１９２から先端側がＵ字状になった移動アーム１９４が突出し、各インク補給ユニット４８に接続している。
【００９３】
図１０に示すように４本の移動アーム１９４は、移動駆動部１９２によって、それぞれ個別にＳ方向に前後する。このように前後することで、各インク補給ユニット４８をインク補給位置（図９（Ｂ））と待機位置（図９（Ａ））との間を移動させる。
【００９４】
次に、本発明に係るインク補給装置の一の実施形態のインクジェット補給装置４６の作用を説明する。
【００９５】
画像情報に応じてインクジェット記録ヘッド２８からインク滴を吐出しながら、キャリッジ１４が主走査方向Ｍに、記録媒体Ｐが副走査方向Ｓに、それぞれ移動することで、記録媒体Ｐ上に画像が記録される。インク滴は、サブインクタンク３０からインクジェット記録ヘッド２８に供給されたインクによって形成されるため、画像記録に伴って、サブインクタンク３０内のインクは減少する。
【００９６】
そして、サブインクタンク３０内のインクが所定量まで減少した場合、メインタンク５０からインクを補給する必要が生じる。
【００９７】
以下、サブインクタンク３０へのインクの補給方法について説明する。
【００９８】
先ず、例えばサブインクタンク３０Ｂｋ内のインクが所定量まで減少したことをインク量センサ４０が検出し、その情報を図示しない制御回路に送ると、制御回路は、キャリッジ１４をインク補給ポジションへと移動させる。
【００９９】
つぎに、図９、図１０に示すように制御回路は、所定量までインクが減少したサブインクタンク３０Ｂｋに対応したインク補給ユニット４８Ｂｋを移動機構１９０によって待機位置（図９（Ａ））からインク補給位置（図９（Ｂ））へと前進させる。
【０１００】
インク補給ユニット４８Ｂｋのサブインクタンク３０Ｂｋへの接近により、位置決めピン１２２は位置決め穴１１２への挿入を開始する。
【０１０１】
位置決めピン１２２の先端は先細り形状であるので、位置決めピン１２２が位置決め穴１１２内へと挿入されるとき、位置決めピン１２２の中心と位置決め穴１１２の中心とがずれていても、位置決めピン１２２は位置決め穴１１２内に入る。
【０１０２】
更に、インク補給ユニット４８Ｂｋを前進させていくと、位置決めピン１２２は位置決め穴１１２内に係合していく。
【０１０３】
このときインク補給ヘッド１５０は補給ケース１３６に変位自在に保持されているので、位置決めピン１２２にガイドされて変位し、補給ピン１３８と排気ピン１４４とがそれそれポートユニット部１１０のインク補給ポート３６と排気ポート３４に連結可能に正確に合う。尚、位置決めピン１２２と位置決め穴１１２とは略同径であるので、係合した状態ではガタは無い。
【０１０４】
また、フローティングケース１３４の正面１３４Ａとポートユニット部１１０の正面１１０Ａとが平行でなくても、インク補給ヘッド１５０は角度も変位自在であるので、フローティングケース１３４の正面１３４Ａとポートユニット部１１０の正面１１０Ａとは合う。
【０１０５】
尚、待機位置（図９（Ａ））では、フローティングケース１３４のボス部１２８、１７２は、ボス孔１７０端部の姿勢保持凹部１７０Ａとボス溝１７４の端部の姿勢保持部１７４Ａとに入り、インク補給ヘッド１５０の姿勢を安定させている。この待機位置でのインク補給ヘッド１５０の位置及び姿勢を、インク補給ユニット４８をインク補給位置（図９（Ｂ）参照）での、インク補給ポート３６と補給ピン１３８との位置及び連結軸線が略一致となるようにすることで、インク補給ポート３６と補給ピン１３８とが連結するようにインク補給ヘッド１５０を導く範囲が少なくできる。
【０１０６】
このようにして、補給ピン１３８と排気ピン１４４のピン軸方向と、インク補給ポート３６と排気ポート３４のポート軸方向とが同軸上に一致する。
【０１０７】
尚、このとき、補給ケース４８Ｂｋの上部の弾性キャップ１８０がサブインクタンク３０上部の大気連通孔３８に当たっている。（図９（Ｂ）参照）
更に、この状態からインク補給ユニット４８Ｂｋを前進させていくと、図１１に示すように、補給ピンバネ１４２が縮み、補給ピン１３８がフローティングケース１３４のピンシール部材１２６から突出し、インク補給ポート３６の補給口シール１５２の補給口シール孔１５４に挿入されていく。
【０１０８】
尚、上述したように、各ピン軸方向とポート軸方向とが一致しているため、スムーズに挿入されていく。
【０１０９】
更にインク補給ユニット４８Ｂｋを前進してくと、補給ピン１３８が給口シール孔１５４から突き出ていき、シールボール１５６を押してスライドさせて、シールボール１５６を補給口シール孔１５４から離間させる。
【０１１０】
そして、補給ピン１３８の先端部の補給孔１３８Ａが給口シール孔１５４からでた、図１１（Ｃ）の状態で補給ピン１３８とインク補給ポート３６への連結が完了する。
【０１１１】
尚、同時に同様に排気ピン１４４も排気ポート３４に挿入され、排気ピン１４４と排気ポート３４との連結が完了している。
【０１１２】
また、補給ケース４８Ｂｋ上部の弾性キャップ１８０をキャップバネ１８４によって押し付けることで、大気連通孔３８は弾性キャップ１８０で封止されている。
【０１１３】
更に、上述したように補給口シール孔１５４の内径は補給ピン１３８の外径より若干小さいので、補給口シール孔１５４と補給ピン１３８とは密着（圧入）されているため、空気及びインクが出入りする隙間はなく、サブインクタンク３０内の気密性は保たれている。
【０１１４】
次に、この連結された状態でポンプユニット２６４を駆動させることで、サブインクタンク３０の排気ポート３４から内部の空気がインク補給ユニット４８の排気ピン１４４へと排出される。このとき、サブインクタンク３０Ｂｋの大気連通孔３８は弾性キャップ１８０によって封止されているので、大気連通孔３８からサブインクタンク３０に空気（外気）が入ることはない。
【０１１５】
このようにサブインク３０Ｂｋ内の空気が排出されるに伴い、サブインクタンク３０Ｂｋ内が負圧となり、図１１（Ｃ）の矢印Ｆに示すようにメインタンクユニット５０内のインクが、補給ピン１３８の補給孔１３８Ａからインクが流出し、インク補給ポート３６からサブインクタンク３０Ｂｋ内にインクが補給されていく。
【０１１６】
そして、サブインクタンク３０Ｂｋに所定量のインクの補給が完了した後、ポンプユニット２６４の駆動を止め、移動機構１９０によってインク補給ユニット４８Ｂｋを後退させてサブインクタンク３０Ｂｋから離間する。そして、待機位置（図９（Ａ）参照）へと戻る。尚、待機位置へと戻る過程は、上述した連結過程の逆となり、補給ピン１３８は図１２（Ａ）の状態に戻る。
【０１１７】
さて、この図１２（Ａ）の状態では、リブ１２６Ａで囲まれた密閉空間２００によって、補給孔１３８Ａは封止されているので、インク乾燥が防止される。従って、補給孔１３８Ａが乾燥したインクで詰まったりすることが無い。また、補給ピン１３８に外部のゴミなどが付着することはない。
【０１１８】
更に、このように図１２のように補給ピン１３８が出入りする際、ピンシール部材１２６との間で摩擦抵抗が発生する。しかし、本実施形態ではピンシール部材１２６にリブ１２６Ａが設けられており、摺動部分はリブ１２６Ａのみであるので、摺動するときの摩擦抵抗が小さい。
【０１１９】
従って、スムーズに補給ピン１３８が出入りできる。また、このため移動駆動部１２２（図３参照）の駆動力が小さくて良い。
【０１２０】
また、図２に示すようにメインタンク５０は、インク補給ユニット４８より下側にあるが、補給孔１３８は密閉空間２００によって封止されているので、補給孔１３８Ａから外気が流入し、補給ピン１３８や補給チューブ１６２内のインクがメインタンク５０まで戻ることは無い。このため補給ピン１３８の中にインクがすでに到達している状態となっている。
【０１２１】
従って、２回目以降にインクを補給する際、インク補給ポート３６に連結後、すぐに補給孔１３８Ａからインクが流出する。このため、インク補給時間が短縮できる。
【０１２２】
尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【０１２３】
例えば、上記実施の形態では、密閉空間はピンシール部材１２６によって形成していたが、これに限定されない。
【０１２４】
例えば、図１３に示すように、格納部１２５の補給孔１３８Ａの前後位置に、Ｏリング嵌合溝３０２を設け、そこにＯリング３０４を勘合させ、Ｏリング３０４間を密閉空間２０２としてもよい。或いは、その他の形態であってもよい。
【０１２５】
また、本明細書におけるインクジェット記録とは、記録紙上への文字や画像の記録に限定されるものではない。すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また吐出する液体もインクに限定されるものではない。
【０１２６】
例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したりするなど、工業用的に用いられる液滴噴射装置全般に対して本発明を利用することが可能である。
【０１２７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係るインク補給装置は、摺動抵抗が低いので補給管の出入りがスムーズに行える。また、補給管のインクの乾燥を防止し、更に、すばやくインク補給を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一の実施形態のインク補給装置が搭載されたインクジェット記録装置のキャリッジの近傍を拡大した図である。
【図２】 本発明の一の実施形態のインク補給装置が搭載されたインクジェット記録装置のインク補給装置、メインタンク、インクジェット記録ユニットを模式的に表した図である。
【図３】 本発明の一の実施形態のインク補給装置が搭載されたインクジェット記録装置のインク補給装置及びインクジェット記録ユニットを上部から平面視した断面図である。
【図４】 本発明の一の実施形態のインク補給装置が搭載されたインクジェット記録装置のインクジェット記録ユニットを示す図である。
【図５】 本発明の一の実施形態のインク補給装置のインク補給ユニットを示す正面からみた斜視図である。
【図６】 本発明の一の実施形態のインク補給装置のインク補給ユニットを示す後方からみた斜視図である。
【図７】 本発明の一の実施形態のインク補給装置のインク補給ユニットを示す分解図である。
【図８】 本発明の一の実施形態のインク補給装置のインク補給ユニットを示す断面図である。
【図９】 （Ａ）は本発明の一の実施形態のインク補給装置のインク補給ユニットが待機位置にある状態を表し、（Ｂ）はインク補給位置へと前進した状態を表す断面図である。
【図１０】 本発明の一の実施形態のインク補給装置のブラック（Ｂｋ）に対応するインク補給ユニットがインク補給位置へ移動した状態を示す図である。
【図１１】 本発明の一の実施形態のインク補給装置のインク補給ユニットの補給ピンが、サブインクタンクのインク補給ポートに挿入されていく過程を（Ａ）から（Ｃ）に順に示す図である。
【図１２】 （Ａ）は、本発明の一の実施形態のインク補給装置のピンシール部材を示し、インクシール部材に補給ピンが格納されているときの図である。（Ｂ）はインクシール部材から補給ピンが突出しているときの図である。
【図１３】 本発明のその他の実施形態のインク補給装置の密閉空間の構成を示す図である。
【符号の説明】
１２ インクジェット記録装置
２８ インクジェット記録ヘッド
３０ サブインクタンク（インクタンク）
３２ インクジェット記録ユニット
３６ インク補給ポート
１２４ 格納部
１２５ 格納部
１２６ ピンシール部（シール部材）
１２６Ａ リブ
４６ インク補給装置
１３８ 補給ピン（補給管）
１３８Ａ 補給孔
２００ 密閉空間
２０２ 密閉空間
３０２ Ｏリング嵌合溝（環状溝）
３０４ Ｏリング
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録ユニットのインクタンクにインクを補給するインク補給装置及びこのインク補給装置を有する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ユニットは、インクジェット記録ヘッドとこのインクジェット記録ヘッドにインクを供給するサブインクタンクとで構成されている。
【０００３】
インクジェット記録ユニットはキャリッジに搭載されており、このキャリッジによってインクジェット記録ユニットが待機位置、もしくは補給位置に移動した後に、サブインクタンクにインク補給装置によってメインタンクユニット内のインクを補給する。
【０００４】
このようなインク補給装置の中には、補給ピンを格納部から突出させて、サブインクタンクのインク補給ポートに差し込んで連結し、補給ピンの先端部に開けられた補給孔からインクを流出して、インクを補給するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、このような装置では補給ピンを露出させておくと、補給ピンにゴミが付着し不具合が生じる。例えば、ゴミがインク補給時にサブインクタンクに侵入し、その後、インクジェット記録ヘッドへのインク供給系にゴミが詰まる等が発生する。
【０００６】
このため、補給ピンにゴミが付着しないようにカーテンブレードを設けて保護している。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６１−２１３６０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開昭６１−２１３６０号公報のような、カーテンブレードでは補給孔は密閉されていないので気密性を保つことはできない。
【０００９】
このため、補給ピンからメインタンクまでのインク補給経路中のインクが乾燥固化してしまい、インク補給時に不具合を生じる問題があった。
【００１０】
また、メインタンクは、通常は補給ピンより下方にあるので、インク補給経路のインクは、インク補給時以外はメインタンクに戻る。
【００１１】
このため、インクを補給する際は、インクはインク補給経路中を満たした後、補給ピンに到達し、その後インク補給ポートからサブインクタンクに補給されるので、インク補給に時間がかかるという問題もあった。
【００１２】
そこで、補給孔を密閉するシール部材を設けて補給ピンを貫通させるとことも考えられる。しかし、シール部材に補給ピンを抜き差しするときの抵抗が大きくなるため、例えば、補給ピンを抜き差しする機構に負荷が掛かり過ぎる。
【００１３】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、小さい抵抗で補給管を抜き差しできるので補給管の出入りがスムーズに行える。また、補給管のインクの乾燥を防止し、更に、すばやくインク補給を行うことができる。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載のインク補給装置は、インクジェット記録ヘッドと該インクジェット記録ヘッドにインクを供給するインクタンクとで構成されるインクジェット記録ユニットの前記インクタンクに設けられたインク補給ポートへ、インクが流出する補給孔が形成された補給管を差し込み、前記インクタンクにインクを補給するインク補給装置において、
前記補給管が貫通可能な格納部と、前記格納部に取付けられ、前記補給管が貫通可能なシール部材と、前記補給管が前記格納部に格納されている状態で、前記シール部材の前記補給孔の前後位置に形成され、前記補給孔を取り囲む密閉空間を形成する環状のリブと、を備えることを特徴としている。
【００１５】
請求項１に記載のインク補給装置によれば、補給管を格納部から突出させてインク補給ポートに連結し、補給孔からインクを流出させてインクタンクにインクを補給する。また、インクを補給しないときは、補給管は格納部に格納され、このときシール部材の環状のリブによって形成された密閉空間によって、補給管の補給孔は密閉される。
【００１６】
従って、補給孔は、シール部材に触れずに、環状のリブによって形成された密閉空間に取り囲まれている。よって、補給管がシール部材を出入りする際に摺動する部分はリブ部分のみであるので、補給管を抜き差しするときの摺動抵抗が低い。従って、補給管の出入りがスムーズに行なえる。
【００１７】
また、補給孔は密閉されているので、インクが乾燥固化することを防止でき、また、補給ピンへのゴミの付着を防止することができる。
【００１８】
更に、補給孔は密閉されて大気と連通しないため、インクはメインタンクに戻ることなく補給管に留まる。このため、２回目以降のインク補給においては、補給管にインクが到達するまでの時間が必要無く、インク補給時間が短縮できる。
【００１９】
請求項２に記載のインク補給装置は、請求項１に記載の構成において、前記格納部と前記シール部材とが二色成形されていることを特徴としている。
【００２０】
請求項２に記載のインク補給装置によれば、請求項１と同様の作用を奏すが、格納部とシール部材とが二色成形、すなわち、格納部とシール部材とが同時に成形される。
【００２１】
従って、格納部とシール部材とを別々に成形する場合に比べて、組付作業の容易化及び構造の簡素化を図ることができる。
【００２５】
請求項３に記載のインク補給装置は、インクジェット記録ヘッドと該インクジェット記録ヘッドにインクを供給するインクタンクとで構成されるインクジェット記録ユニットの前記インクタンクに設けられたインク補給ポートへ、インクが流出する補給孔が形成された補給管を差し込み、前記インクタンクにインクを補給するインク補給装置において、前記補給管が貫通可能な格納部と、前記補給管が前記格納部に格納されている状態で、前記格納部の前記補給孔の前後位置に形成された環状溝に嵌められたＯリングと、を備えることを特徴としている。
【００２６】
請求項３に記載のインク補給装置によれば、補給孔の前後位置に形成された環状溝に嵌められたＯリングによって、密閉空間が構成され、請求項１と同様の作用を奏す。
【００２７】
また、補給管が出入りする際に摺動する部分はＯリング部分のみであるので、摺動抵抗が低い。従って、補給管の出入りがスムーズに行える。
【００２８】
請求項４に記載のインクジェット記録装置は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のインク補給装置を備えることを特徴としている。
【００２９】
請求項４に記載のインクジェット記録装置によれば、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のインク補給装置を備えているので、補給管を抜き差しするときの、摺動抵抗が低い。従って、補給管の出入りがスムーズに行なえるため、例えば、補給管を抜き差しする機構に負荷が少ない。
【００３０】
また、インク補給装置でのインクの乾燥によるインク補給の際の不具合を防止でき、更にインク補給時間が短縮されているので、信頼性が高く、使いやすいインクジェット記録装置である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るインク補給装置の一の実施形態を図面に基づき説明する。
【００３２】
図１から図３に示すようにインクジェット記録装置１２は、記録媒体搬送部材１６、ガイド部材１８、メンテナンスステーション２０、位置センサ２２及び、インク補給装置４６等を備え、それぞれ本体ハウジング２４に保持されている。
【００３３】
記録媒体搬送部材１６は記録媒体Ｐ（例えば用紙等）を後述する副走査方向Ｓに搬送し、ガイド部材１８は、記録媒体Ｐの搬送経路に対向して、且つ記録媒体Ｐの搬送方向と垂直な方向に沿って設けられている。
【００３４】
キャリッジ１４は、ガイド部材１８によって支持されている。このキャリッジ１４には、インクジェット記録ヘッド２８とこのインクジェット記録ヘッド２８にインクを供給するサブインクタンク３０とで構成されているインクジェット記録ユニット３２（図４参照）が複数（本実施形態では４つ）、着脱可能に搭載されている。
【００３５】
尚、インクジェット記録ヘッド２８のインク滴を吐出するノズル（図示せず）が形成されたノズル面１０Ａが下面（記録媒体Ｐの搬送経路に対向する面）よりも下に突出するように、キャリッジ１４に搭載されている。
【００３６】
ガイド部材１８の下で且つ記録媒体Ｐの搬送経路に隣接した位置にはメンテナンスステーション２０が配置されており、インクジェット記録ヘッド２８のノズル面１０Ａ（図４参照）に対して接離（本実施形態では上下動）して、キャッピングやインクの吸引等のメンテナンス動作を行う。尚、このメンテナンス動作は、図示しない制御回路によって、所定の条件やタイミングで行われるように制御されている。
【００３７】
メンテナンスステーション２０に対向する位置は、インクジェット記録ユニット３２のホームポジションとなっており、この位置を位置センサ２２で検出してキャリッジ１４を停止させる。
【００３８】
なお、図面において、キャリッジ１４の移動方向（主走査方向）を矢印Ｍで、記録媒体Ｐの移動方向（副走査方向）を矢印Ｓでそれぞれ示す。また、後述するように、インク補給ユニット４８がインク補給位置と待機位置との間を移動する方向もＳ方向である（図９、図１０参照）。
【００３９】
さて、インクジェット記録装置１２は、記録媒体搬送部材１６で記録媒体Ｐを搬送し、且つ、インクジェット記録ユニット３２を搭載したキャリッジ１４を主走査方向Ｍに往復動作させながら、画像情報に応じてインク滴を吐出して、記録媒体Ｐ上に画像を記録する。
【００４０】
また、各インクジェット記録ユニット３２は、本実施形態では４つ備えているので、各インクジェット記録ユニット３２の各サブインクタンク３０毎に異なる色のインク（ブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ））を貯留し、各インクジェット記録ヘッド２８毎に異なる色のインクを供給することできる。
【００４１】
従って、各インクジェット記録ヘッド２８毎に異なる色のインク滴を吐出できるので、記録媒体Ｐにフルカラー画像を記録することが可能となっている。
【００４２】
尚、以下、インクジェット記録ヘッド２８、サブインクタンク３０及び後述のインク補給ユニット４８等を各色に応じて特に区別して説明するときは、符号の後にＢｋ、Ｙ、Ｍ、又はＣを付して表示することとする。（例えば、サブインクタンク３０Ｂｋ、インク補給ユニット４８Ｙ等）。
【００４３】
図２から図４に示すように、インクジェット記録ユニット３２は、インクジェット記録ヘッド２８と、このインクジェット記録ヘッド２８の上部に設けられ、インクジェット記録ヘッド２８にインクを供給するサブインクタンク３０とで構成されている。
【００４４】
サブインクタンク３０は後述するインク補給装置４６に対して突出したポートユニット部１１０を有している。このポートユニット部１１０には、サブインクタンク３０内へインクを補給する補給口４４を備えたインク補給ポート３６が設けられている。また、このインク補給ポート３６の下方には、サブインクタンク３０内の空気を排出する排気口４２を備えた排気ポート３４が設けられている。
【００４５】
更に、後述するインク補給ユニット４８の位置決めピン１２２をガイドして係合し、インク補給ユニット４８とサブインクタンク３０とを位置決めする位置決め穴１１２が、排気ポート３４とインク補給ポート３６との間に水平に二つ並んで設けられている。
【００４６】
図１１に示すように、インク補給ポート３６は、補給口４４の奥にゴム部材からなる補給口シール１５２が設けられている。この補給口シール１５２の中央部には補給口シール孔１５４が開けられており、この補給口シール孔１５４の内径は後述する補給ピン１３８の外形より若干小さい。このため、補給ピン１３８がこの補給口シール孔１５４を通る際、補給ピン１３８と補給口シール孔１５４との間は密着しており、気密性が保たれる。
【００４７】
補給口シール孔１５４の奥側にはシールボール１５６がシールボールバネ１５８によって付勢されており、補給口シール１５２に形成された凹部に入って圧着し、補給口シール孔１５４を閉鎖している。
【００４８】
しかし、図１１（Ｃ）の状態のように補給ピン１３８が挿入され押されるとスライドし、補給口シール孔１５４から離間する。
【００４９】
尚、排気ポート３４も同様の構成をしている。
【００５０】
また、図２、図４に示すように、サブインクタンク３０の上部には、サブインクタンク３０の内部と外部とで空気を流通させる大気連通孔３８が形成されている大気連通部１１４が設けられている。そして、この大気連通孔３８を通って空気が出入りすることで、サブインクタンク３０内の負圧が一定に保たれるようになっている。
【００５１】
更に、図４に示すように、サブインクタンク３０には、内部のインク量を検出するインク量センサ４０が取り付けられている。このインク量センサ４０は、検出したサブインクタンク３０内のインク量の情報を図示しない制御回路に送る。
【００５２】
図１に示すように、４つの各サブインクタンク３０のそれぞれに対応して設けられた４つのインク補給ユニット４８を備えたインク補給装置４６が、記録媒体Ｐの搬送経路外の本体ハウジング２４に取付けられている。そして、このインク補給装置４６よってサブインクタンク３０へインクを補給可能な位置（図３参照）が、インクジェット記録ユニット３２のインク補給ポジションとなっている。
【００５３】
このインク補給ポジションには、自動的に停止可能であり、更に上述したホームポジションと同様に、この位置を位置センサ２２によって検出し、キャリッジ１４を停止させことも可能である。尚、インク補給ポジションはホームポジションと同位置としてもよいが、本実施形態では異なる位置となっている。
【００５４】
図９、図１０に示すように、各インク補給ユニット４８は、後述する移動機構１９０によってサブインクタンク３０にインクを補給するインク補給位置（図９（Ｂ）参照）とインクを補給しない待機位置（図９（Ａ）参照）との間を移動する。尚、移動方向は図１の方向Ｓと同方向である。
【００５５】
図５から図８はインク補給ユニット４８を示している。尚、図７はインク補給ユニット４８を分解した図である。
【００５６】
図７に示すように、インク補給ユニット４８は、補給ピンユニット１３０及び排気ピンユニット１３２と、補給ピンユニット１３０及び排気ピンユニット１３２を保持するフローティングケース１３４と、からなるインク補給ヘッド１５０と、このインク補給ヘッド１５０を保持する補給ケース１３６とを有している。
【００５７】
補給ピンユニット１３０は先端部の外周面に補給孔１３８Ａが開いた補給ピン１３８とこの補給ピン１３８が差し込まれた補給ピン保持部材１４０とから構成されている。また、補給ピン１３８の後端側は径が太くなっている太部１３８Ｂを有している。そして、図８に示すように、補給ピン保持部１４０の後端部には段差が設けられ、補給ピン１３８を差し込むことで太部１３８Ｂが係合し嵌る。
【００５８】
更に、この補給ピン１３８は補給ピンバネ１４２に差し込まれ、この補給ピンバネ１４２は補給ピン保持部材１４０の内に納まる。また、後端部の太部１３８Ｂにはインク供給チューブ１６２が接続される。
【００５９】
尚、排気ピンユニット１３２も補給ピンユニット１３０と同様に先端部の外周面に排気孔１４４Ａが開いた排気ピン１４４、排気ピン保持部材１４６、排気ピンバネ１４８からなり、同様の構成をしている。また、排気ピン１４４の後端側の太部１４４Ｂには排気チューブ２２６が接続される。
【００６０】
図７に示すように、フローティングケース１３４の前面には、補給ピン１３８と排気ピン１４４とが差し込まれ、格納する二つの格納部１２４が上下に開けられており、この格納部１２４には中空のピンシール部材１２６が取付けられている。補給ピン１３８と排気ピン１４４とは、この中空のピンシール部材１２６に出入り可能に差し込まれる。
【００６１】
さて、図１２に示すように、補給孔１３８Ａは補給ピン１３８の先端部分の円周に対向して２箇所あけられている。そして、上述したように、フローティングケース１３４の格納部１２４にはピンシール部材１２６が嵌め込まれているが、このピンシール部材１２６は円筒状をし、内壁には補給孔１３８Ａの前後に当接する環状のリブ１２６Ａが設けられている。
【００６２】
従って、このリブ１２６Ａで囲まれた空間は密閉された密閉空間２００となり、非接触状態で補給孔１３８Ａを封止する。
【００６３】
このように、補給孔１３８Ａは封止されているのでインク乾燥が防止される。従って、補給孔１３８Ａが乾燥したインクで詰まったりすることが無い。また、補給ピン１３８に外部のゴミなどが付着することもない。
【００６４】
また、シール部材１２６の材質としては、インクによる腐食が無く、また、摺動性の低い弾性体が望ましい。例えば、フッ素ゴムやシリコンゴム等が挙げられる。
【００６５】
尚、本実施例では、ピンシール部１２６を嵌め込むようにしたが、フローティングケース１３４を成形する際に格納部１２４にピンシール部材１２６を同時に成形、つまり２色成形してもよい。このように、２色成形すると格納部とシール部材とを別々に成形する場合に比べて、組付作業の容易化及び構造の簡素化が図られる。
【００６６】
尚、排気ピン１４４も同様の構成である
また、図５、図８に示すように、フローティングケース１３４の二つの上下の格納部１２４の間に並んで先端部が先細形状をした位置決めピン１２２が突出している。この位置決めピン１２２の根元の径は上述したサブインクタンク３０のポートユニット部１１０の位置決め穴１１２（図４参照）の径と略同径となっている。
【００６７】
図７に示すように、補給ケース１３６にはインク補給ヘッド１５０が納まるフローティングケース保持部１７６が備えられている。このフローティングケース保持部１７６の左右の側面にスリット２０２が形成され、バネ性を有する片持状のボス孔形成部２０４が形成されている。そして、このボス孔形成部２０４にＳ方向に長い長孔状のボス孔１７０が形成されている。また、このボス孔１７０の端部にはボス孔１２８の孔幅より徐々に小さくなってボス部１２８の径と略同径となる姿勢保持凹部１７０Ａが設けられている。
【００６８】
更に、フローティングケース保持部１７６の上下部にはボス溝１７４が設けられ、ボス溝１７４の端部にはボス溝１７４の幅より狭く形成されたボス部１７４と略同幅の姿勢保持部１７４Ａが設けられている。
【００６９】
そして、これらのボス孔１７０、ボス溝１７４にフローティングケース１３４の側面から突出するボス部１２８とフローティングケース１３４の上下部から吐出するボス部１７２とが係合する。
【００７０】
これにより、フローティングケース１３４はボス孔１７０、ボス溝１７４の長手方向（Ｓ方向）にスライドできる。
【００７１】
また、フローティングケース１３４の高さはフローティングケース保持部１７６の高さより小さく、且つ、ボス孔１７０はボス部１２８の径より大きいので上下方向にもフローティングケース１３４はスライドできる。
【００７２】
更に、フローティングケース１３４幅はフローティングケース保持部１７６幅より小さく、且つ、ボス溝１７４の溝幅は、ボス部１７２より大きいので、ボス孔１７０の貫通方向（Ｍ方向）にもスライドできる。
【００７３】
尚、後述するように、ボス孔形成部２０４を外側に変形させて開くことで、インク補給ヘッド１５０をフローティングケース保持部１７６に収納し、ボス部１２８をボス孔１７０に挿入することができる。
【００７４】
一方、図６に示すように、補給ケース１３６の後壁部には前述した補給ピン１３８の太部１３８Ｂと排気ピン１４４の太部１４４Ｂとが差し込まれる二つの太部孔１７８が開けられている。この二つの太部孔１７８は補給ピン１３８と排気ピン１４４の太部１３８Ｂ、１４４Ｂより大きな径である。したがって、この太部孔１７８の中を補給ピン１３８と排気ピン１４４とは自由に移動でき、フローティング動作を拘束しない。
【００７５】
また、図５、図８に示すように、補給ケース１３６の上部には、サブインクタンク３０の大気連通孔３８に対応した位置に、例えばゴム材等の弾性体からなる弾性キャップ１８０が先端に取付けられた連通孔キャプ部材１８２が、キャップバネ１８４によってＳ方向に付勢されている。そして、図９に示すようにインク補給位置では前述したサブインクタンク３０の大気連通孔３８に弾性キャップ１８０が当たり、キャップバネ１８４によって押し付けることで、大気連通孔３８は弾性キャップ１８０で封止される。
【００７６】
さて、インク補給ユニット４８は、以下のように組み付けることで構成される。
【００７７】
図７に示すように、先ず、補給ピン１３８、排気ピン１４４をそれぞれ補給ピン保持部材１４０、排気ピン保持部１４８に差し込む。
【００７８】
次に、補給ピンバネ１４２、排気ピンバネ１４８を補給ピン１３８、排気ピン１４４に差し込む。
【００７９】
そして、フローティングケース１３４の格納部１２４のピンシール部材１２６に補給ピン１３８と排気ピン１４４との先端部を差し込み、インク補給ヘッド１５０とする。
【００８０】
そして、この状態で、図７の点線のようにボス孔形成部２０４を外側に開いてフローティングケース１３４の２つのボス部１２８を補給ケース１３６のフローティングケース保持部１７６のボス孔１７０に挿入させ、再びボス孔形成部２０４を閉じる。
【００８１】
また、このときにフローティングケース１３４の上下のボス部１７２を補給ケース１３６のフローティングケース保持部１７６のボス溝１７４に係合させる。
【００８２】
このように組み合わされた状態が図５、図６である。尚、インク補給ヘッド１５０は、ボス孔１７０、ボス溝１７４、太部孔１７８（図６参照）のガタ範囲において自在に変位する。
【００８３】
また、図８に示すように、待機位置（図９（Ａ）参照）では、インク補給ユニット４８のフローティングケース１３４は補給ピンバネ１４２と排気ピンバネ１４８の弾性力によってＳ方向に付勢されている。このように付勢された状態では図５に示すように、ボス部１２８、１７２は、ボス孔１７０端部の姿勢保持凹部１７０Ａとボス溝１７４の端部の姿勢保持部１７４Ａとに入り、インク補給ヘッド１５０の姿勢が安定する。
【００８４】
しかし、これらの補給ピンバネ１４２と排気ピンバネ１４８との弾性力に以上に加えるとインク補給ヘッド１５０は自在に変位する。
【００８５】
つまり、インク補給ヘッド１５０は補給ケース１３６に変位自在、つまり前後左右、上下、斜め方向に対して自在に変位可能に保持されている。
【００８６】
さて、図２に示すように、インク補給装置４６の下方には、メインインクタンク５０とポンプユニット２６４とが配置されている。このメインインクタンク５０の数は、サブインクタンク３０と対応するようになっており、本実施形態では４つである。
【００８７】
各メインタンクユニット５０からでる各インクチューブ１６２は前述した各補給ピン１３８の太部１３８Ｂに接続されている。また、メインインクタンク５０には、インクジェット記録装置１２で使用されるインク（Ｂｋ、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色）が貯留されており、インクチューブ１６２を介してインク補給装置４６によって、サブインクタンク３０に補給され、画像記録に使用される。
【００８８】
ポンプユニット２６４は、各インク補給ユニット４８から延びる４本の排気チューブ２２６に対応し、４つのローラーポンプ２６８を有している。
【００８９】
それぞれのローラーポンプ２６８は、ポンプ軸２６６と一体で回転する回転板２７０と、この回転板２７０の外周近傍に配置された１つ又は複数（本実施形態では対角上に２つ）のローラー２７２とを有している。これに対し排気チューブ２２６は、部分的に回転板２７０の周囲を取り巻くように配置されており、ローラー２７２が排気チューブ２２６を局所的に押しつぶしている。
【００９０】
従って、回転板２７０が時計回り方向（図２の矢印Ｋ方向）に回転すると、ローラー１７２が排気チューブ２２６をしごくようにして移動し、排気チューブ２２６内の流体（本実施形態では空気）を、排気チューブ２２６の他端から大気中に排出する。
【００９１】
更に、インク補給ユニット４８の後方にはインク補給ユニット４８をインク補給位置（図９（Ｂ））と待機位置（図９（Ａ））との間を移動させる移動機構１９０が配置されている。
【００９２】
この移動機構１９０は、図３に示すように、各インク補給ユニット４８に対応した４つの移動駆動部１９２を備え、この各移動駆動部１９２から先端側がＵ字状になった移動アーム１９４が突出し、各インク補給ユニット４８に接続している。
【００９３】
図１０に示すように４本の移動アーム１９４は、移動駆動部１９２によって、それぞれ個別にＳ方向に前後する。このように前後することで、各インク補給ユニット４８をインク補給位置（図９（Ｂ））と待機位置（図９（Ａ））との間を移動させる。
【００９４】
次に、本発明に係るインク補給装置の一の実施形態のインクジェット補給装置４６の作用を説明する。
【００９５】
画像情報に応じてインクジェット記録ヘッド２８からインク滴を吐出しながら、キャリッジ１４が主走査方向Ｍに、記録媒体Ｐが副走査方向Ｓに、それぞれ移動することで、記録媒体Ｐ上に画像が記録される。インク滴は、サブインクタンク３０からインクジェット記録ヘッド２８に供給されたインクによって形成されるため、画像記録に伴って、サブインクタンク３０内のインクは減少する。
【００９６】
そして、サブインクタンク３０内のインクが所定量まで減少した場合、メインタンク５０からインクを補給する必要が生じる。
【００９７】
以下、サブインクタンク３０へのインクの補給方法について説明する。
【００９８】
先ず、例えばサブインクタンク３０Ｂｋ内のインクが所定量まで減少したことをインク量センサ４０が検出し、その情報を図示しない制御回路に送ると、制御回路は、キャリッジ１４をインク補給ポジションへと移動させる。
【００９９】
つぎに、図９、図１０に示すように制御回路は、所定量までインクが減少したサブインクタンク３０Ｂｋに対応したインク補給ユニット４８Ｂｋを移動機構１９０によって待機位置（図９（Ａ））からインク補給位置（図９（Ｂ））へと前進させる。
【０１００】
インク補給ユニット４８Ｂｋのサブインクタンク３０Ｂｋへの接近により、位置決めピン１２２は位置決め穴１１２への挿入を開始する。
【０１０１】
位置決めピン１２２の先端は先細り形状であるので、位置決めピン１２２が位置決め穴１１２内へと挿入されるとき、位置決めピン１２２の中心と位置決め穴１１２の中心とがずれていても、位置決めピン１２２は位置決め穴１１２内に入る。
【０１０２】
更に、インク補給ユニット４８Ｂｋを前進させていくと、位置決めピン１２２は位置決め穴１１２内に係合していく。
【０１０３】
このときインク補給ヘッド１５０は補給ケース１３６に変位自在に保持されているので、位置決めピン１２２にガイドされて変位し、補給ピン１３８と排気ピン１４４とがそれそれポートユニット部１１０のインク補給ポート３６と排気ポート３４に連結可能に正確に合う。尚、位置決めピン１２２と位置決め穴１１２とは略同径であるので、係合した状態ではガタは無い。
【０１０４】
また、フローティングケース１３４の正面１３４Ａとポートユニット部１１０の正面１１０Ａとが平行でなくても、インク補給ヘッド１５０は角度も変位自在であるので、フローティングケース１３４の正面１３４Ａとポートユニット部１１０の正面１１０Ａとは合う。
【０１０５】
尚、待機位置（図９（Ａ））では、フローティングケース１３４のボス部１２８、１７２は、ボス孔１７０端部の姿勢保持凹部１７０Ａとボス溝１７４の端部の姿勢保持部１７４Ａとに入り、インク補給ヘッド１５０の姿勢を安定させている。この待機位置でのインク補給ヘッド１５０の位置及び姿勢を、インク補給ユニット４８をインク補給位置（図９（Ｂ）参照）での、インク補給ポート３６と補給ピン１３８との位置及び連結軸線が略一致となるようにすることで、インク補給ポート３６と補給ピン１３８とが連結するようにインク補給ヘッド１５０を導く範囲が少なくできる。
【０１０６】
このようにして、補給ピン１３８と排気ピン１４４のピン軸方向と、インク補給ポート３６と排気ポート３４のポート軸方向とが同軸上に一致する。
【０１０７】
尚、このとき、補給ケース４８Ｂｋの上部の弾性キャップ１８０がサブインクタンク３０上部の大気連通孔３８に当たっている。（図９（Ｂ）参照）
更に、この状態からインク補給ユニット４８Ｂｋを前進させていくと、図１１に示すように、補給ピンバネ１４２が縮み、補給ピン１３８がフローティングケース１３４のピンシール部材１２６から突出し、インク補給ポート３６の補給口シール１５２の補給口シール孔１５４に挿入されていく。
【０１０８】
尚、上述したように、各ピン軸方向とポート軸方向とが一致しているため、スムーズに挿入されていく。
【０１０９】
更にインク補給ユニット４８Ｂｋを前進してくと、補給ピン１３８が給口シール孔１５４から突き出ていき、シールボール１５６を押してスライドさせて、シールボール１５６を補給口シール孔１５４から離間させる。
【０１１０】
そして、補給ピン１３８の先端部の補給孔１３８Ａが給口シール孔１５４からでた、図１１（Ｃ）の状態で補給ピン１３８とインク補給ポート３６への連結が完了する。
【０１１１】
尚、同時に同様に排気ピン１４４も排気ポート３４に挿入され、排気ピン１４４と排気ポート３４との連結が完了している。
【０１１２】
また、補給ケース４８Ｂｋ上部の弾性キャップ１８０をキャップバネ１８４によって押し付けることで、大気連通孔３８は弾性キャップ１８０で封止されている。
【０１１３】
更に、上述したように補給口シール孔１５４の内径は補給ピン１３８の外径より若干小さいので、補給口シール孔１５４と補給ピン１３８とは密着（圧入）されているため、空気及びインクが出入りする隙間はなく、サブインクタンク３０内の気密性は保たれている。
【０１１４】
次に、この連結された状態でポンプユニット２６４を駆動させることで、サブインクタンク３０の排気ポート３４から内部の空気がインク補給ユニット４８の排気ピン１４４へと排出される。このとき、サブインクタンク３０Ｂｋの大気連通孔３８は弾性キャップ１８０によって封止されているので、大気連通孔３８からサブインクタンク３０に空気（外気）が入ることはない。
【０１１５】
このようにサブインク３０Ｂｋ内の空気が排出されるに伴い、サブインクタンク３０Ｂｋ内が負圧となり、図１１（Ｃ）の矢印Ｆに示すようにメインタンクユニット５０内のインクが、補給ピン１３８の補給孔１３８Ａからインクが流出し、インク補給ポート３６からサブインクタンク３０Ｂｋ内にインクが補給されていく。
【０１１６】
そして、サブインクタンク３０Ｂｋに所定量のインクの補給が完了した後、ポンプユニット２６４の駆動を止め、移動機構１９０によってインク補給ユニット４８Ｂｋを後退させてサブインクタンク３０Ｂｋから離間する。そして、待機位置（図９（Ａ）参照）へと戻る。尚、待機位置へと戻る過程は、上述した連結過程の逆となり、補給ピン１３８は図１２（Ａ）の状態に戻る。
【０１１７】
さて、この図１２（Ａ）の状態では、リブ１２６Ａで囲まれた密閉空間２００によって、補給孔１３８Ａは封止されているので、インク乾燥が防止される。従って、補給孔１３８Ａが乾燥したインクで詰まったりすることが無い。また、補給ピン１３８に外部のゴミなどが付着することはない。
【０１１８】
更に、このように図１２のように補給ピン１３８が出入りする際、ピンシール部材１２６との間で摩擦抵抗が発生する。しかし、本実施形態ではピンシール部材１２６にリブ１２６Ａが設けられており、摺動部分はリブ１２６Ａのみであるので、摺動するときの摩擦抵抗が小さい。
【０１１９】
従って、スムーズに補給ピン１３８が出入りできる。また、このため移動駆動部１２２（図３参照）の駆動力が小さくて良い。
【０１２０】
また、図２に示すようにメインタンク５０は、インク補給ユニット４８より下側にあるが、補給孔１３８は密閉空間２００によって封止されているので、補給孔１３８Ａから外気が流入し、補給ピン１３８や補給チューブ１６２内のインクがメインタンク５０まで戻ることは無い。このため補給ピン１３８の中にインクがすでに到達している状態となっている。
【０１２１】
従って、２回目以降にインクを補給する際、インク補給ポート３６に連結後、すぐに補給孔１３８Ａからインクが流出する。このため、インク補給時間が短縮できる。
【０１２２】
尚、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【０１２３】
例えば、上記実施の形態では、密閉空間はピンシール部材１２６によって形成していたが、これに限定されない。
【０１２４】
例えば、図１３に示すように、格納部１２５の補給孔１３８Ａの前後位置に、Ｏリング嵌合溝３０２を設け、そこにＯリング３０４を勘合させ、Ｏリング３０４間を密閉空間２０２としてもよい。或いは、その他の形態であってもよい。
【０１２５】
また、本明細書におけるインクジェット記録とは、記録紙上への文字や画像の記録に限定されるものではない。すなわち、記録媒体は紙に限定されるものでなく、また吐出する液体もインクに限定されるものではない。
【０１２６】
例えば、高分子フィルムやガラス上にインクを吐出してディスプレイ用カラーフィルターを作成したり、溶接状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成したりするなど、工業用的に用いられる液滴噴射装置全般に対して本発明を利用することが可能である。
【０１２７】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係るインク補給装置は、摺動抵抗が低いので補給管の出入りがスムーズに行える。また、補給管のインクの乾燥を防止し、更に、すばやくインク補給を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一の実施形態のインク補給装置が搭載されたインクジェット記録装置のキャリッジの近傍を拡大した図である。
【図２】 本発明の一の実施形態のインク補給装置が搭載されたインクジェット記録装置のインク補給装置、メインタンク、インクジェット記録ユニットを模式的に表した図である。
【図３】 本発明の一の実施形態のインク補給装置が搭載されたインクジェット記録装置のインク補給装置及びインクジェット記録ユニットを上部から平面視した断面図である。
【図４】 本発明の一の実施形態のインク補給装置が搭載されたインクジェット記録装置のインクジェット記録ユニットを示す図である。
【図５】 本発明の一の実施形態のインク補給装置のインク補給ユニットを示す正面からみた斜視図である。
【図６】 本発明の一の実施形態のインク補給装置のインク補給ユニットを示す後方からみた斜視図である。
【図７】 本発明の一の実施形態のインク補給装置のインク補給ユニットを示す分解図である。
【図８】 本発明の一の実施形態のインク補給装置のインク補給ユニットを示す断面図である。
【図９】 （Ａ）は本発明の一の実施形態のインク補給装置のインク補給ユニットが待機位置にある状態を表し、（Ｂ）はインク補給位置へと前進した状態を表す断面図である。
【図１０】 本発明の一の実施形態のインク補給装置のブラック（Ｂｋ）に対応するインク補給ユニットがインク補給位置へ移動した状態を示す図である。
【図１１】 本発明の一の実施形態のインク補給装置のインク補給ユニットの補給ピンが、サブインクタンクのインク補給ポートに挿入されていく過程を（Ａ）から（Ｃ）に順に示す図である。
【図１２】 （Ａ）は、本発明の一の実施形態のインク補給装置のピンシール部材を示し、インクシール部材に補給ピンが格納されているときの図である。（Ｂ）はインクシール部材から補給ピンが突出しているときの図である。
【図１３】 本発明のその他の実施形態のインク補給装置の密閉空間の構成を示す図である。
【符号の説明】
１２ インクジェット記録装置
２８ インクジェット記録ヘッド
３０ サブインクタンク（インクタンク）
３２ インクジェット記録ユニット
３６ インク補給ポート
１２４ 格納部
１２５ 格納部
１２６ ピンシール部（シール部材）
１２６Ａ リブ
４６ インク補給装置
１３８ 補給ピン（補給管）
１３８Ａ 補給孔
２００ 密閉空間
２０２ 密閉空間
３０２ Ｏリング嵌合溝（環状溝）
３０４ Ｏリング
Claims (4)
- インクジェット記録ヘッドと該インクジェット記録ヘッドにインクを供給するインクタンクとで構成されるインクジェット記録ユニットの前記インクタンクに設けられたインク補給ポートへ、インクが流出する補給孔が形成された補給管を差し込み、前記インクタンクにインクを補給するインク補給装置において、
前記補給管が貫通可能な格納部と、
前記格納部に取付けられ、前記補給管が貫通可能なシール部材と、
前記補給管が前記格納部に格納されている状態で、前記シール部材の前記補給孔の前後位置に形成され、前記補給孔を取り囲む密閉空間を形成する環状のリブと、
を備えることを特徴とするインク補給装置。 - 前記格納部と前記シール部材とが二色成形されていることを特徴とする請求項１に記載のインク補給装置。
- インクジェット記録ヘッドと該インクジェット記録ヘッドにインクを供給するインクタンクとで構成されるインクジェット記録ユニットの前記インクタンクに設けられたインク補給ポートへ、インクが流出する補給孔が形成された補給管を差し込み、前記インクタンクにインクを補給するインク補給装置において、
前記補給管が貫通可能な格納部と、
前記補給管が前記格納部に格納されている状態で、前記格納部の前記補給孔の前後位置に形成された環状溝に嵌められたＯリングと、
を備えることを特徴とするインク補給装置。 - 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のインク補給装置を備えることを特徴とするインクジェット記録装置
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