JP4557410B2 - サブインクタンク、インクジェットヘッドカートリッジ、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、インクを収納するサブインクタンク及びインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
なお、本明細書において「生インク」とは、単に容器等に溜められた状態のインクを指すものとする。また、「半生インク」とは、後述のインク吸収体に含浸保持されている状態のインクを指すものとする。
【０００３】
【従来の技術】
被記録媒体にインクを吐出させ記録を行うインクジェット記録装置は、記録時の音が非常に静かで、装置も小型であり、安価であるため、近年幅広く普及してきている。このようなインクジェット記録装置に用いられる、インクを吐出させるインクジェット記録ヘッドには、圧電素子を用い、圧電素子に電流を流すことで、圧電素子の変形する力によりインクを、インクジェット記録ヘッドに形成された吐出口から吐出させるものがある。この他に、複数の電気熱変換体を備えたヒーターボードと、これら電気熱変換体に対応した複数のインク流路を持ち、さらに各インク流路にインクを供給するための共通液室が形成されたインクジェット記録ヘッドを用い、各電気熱変換体に電流を流すことで各電気熱変換体を発熱させ、インクに膜沸騰を起こさせ、その発泡力によりインクを吐出させるバブルジェット方式のもの等がある。
【０００４】
また、インクジェット記録装置に取り付けられるインクジェット記録ヘッドの形態として、インクを内部に収容したインクタンクと、インクジェット記録ヘッドが一体となったインクジェットヘッドカートリッジの形態のものがあるが、この場合、インクタンク内のインクが無くなった時点でインクジェットヘッドカートリッジを交換してしまうので、インクジェット記録ヘッドの部分が高性能で高価になった場合、インクジェット記録装置の維持コストが高くなるといった問題や、まだ利用可能なインクジェット記録ヘッドを廃棄してしまうことによる環境に対する問題等が生じる場合があった。
【０００５】
そこで、インクが無くなった場合、インクタンクのみを交換する形態のインクジェットヘッドカートリッジが近年盛んに提案されている。オンキャリッジ型と呼ばれるこれらのインクジェットヘッドカートリッジは、インクタンクを小型化することによりインクの収容量は減ったとしても、インクタンクの交換が可能であるため、インクジェット記録装置を小型化させるのに適している。
【０００６】
一方、大量に印刷を行うユーザ用として、インクタンクの交換回数を減らすとともに、ランニングコストを下げるため、インク容量の大きなインクタンクを使用したり、記録の高速化を行うため、キャリッジの走査速度を上げたりすることが必要となる。
【０００７】
しかしながら、インクタンクの大容量化や、記録の高速化は、オンキャリッジ方式ではキャリッジに負荷がかかりすぎる。このため、キャリッジに乗せるインクタンクの容量を少なくし、非記録時にインクタンクにインクを自動的に再充填するピットイン方式を採用しているインクジェット記録装置が提案されている。また、容量の大きいメインインクタンクをインクジェット記録装置のキャリッジ以外の場所、すなわち、インクジェット記録装置の記録速度に影響を及ぼさない場所に設けて、メインインクタンクからインクジェット記録ヘッドまでチューブで供給する、チューブ供給方式を用いたインクジェット記録装置も提案されている。
【０００８】
上述のピットイン方式や、チューブ供給方式を用いたインクジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッドの直前に、ある程度のインクを溜めておくサブインクタンクが必要となる。
【０００９】
ピットイン方式の場合、インクが供給ポジションで供給されるまでの間、記録に用いられるインクを保持しておくためのインクタンク部が必要であり、このためサブインクタンクを備える構成となる。
【００１０】
キャリッジの往復走査により、被記録媒体の任意の場所に記録を行うシリアルプリンタにおけるチューブ供給方式の場合、キャリッジの移動により、インクをメインインクタンクからサブインクタンクへと供給するために用いられるチューブ内のインクが慣性力を持つ。これにより、チューブ内のインクのその時々変動するインク圧力がインクジェット記録ヘッド内のインクに圧力変動を与え、インクジェット記録ヘッドによる安定した吐出を行うことができない場合があった。よって、このような圧力変動の影響を排除するため、記録時には、インク供給用のチューブとインクジェット記録ヘッドとが連通しないほうがよく、このため、ピットイン方式と同様に、記録に用いられるインクを保持しておくためのインクタンク部としてのサブインクタンクを備える構成となる。
【００１１】
このような構成のインクジェットヘッドカートリッジにより記録を行うと、インクの消費によりサブインクタンク内の負圧が必要以上に上昇するので、サブインクタンクにはインクを保持し、インクジェット記録ヘッドに適正な負圧を与えるための負圧発生手段を設ける必要がある。負圧発生手段としては、バネの反発力を用い負圧を発生させるものや、気液界面のメニスカスによる負圧を発生させるもの等様々なものがある。その中でもメニスカスにより負圧を発生させる方法は、サブインクタンク内のインクを消費していった場合においても、負圧の変化が非常に少なく、インクジェット記録ヘッドにかかる負圧が安定するため、信頼性の高い記録を安定して行うことが可能となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したサブインクタンクには、記録速度を高めるため、また、インクの供給回数を減らしつつも、キャリッジへの負荷及びインクジェット記録装置を小型化するため、できるだけ生インクを多く収容するとともに、サブインクタンク自体の小型化を実現するため、容積効率の効率化が要求されている。
【００１３】
チューブ供給方式を用いたインクジェット記録装置用の、サブインクタンクの容積効率を高める一例として、図９に示すようなインクジェットヘッドカートリッジが考えられる。
【００１４】
サブインクタンク４０９は、インクを半生インクとして含浸保持するインク吸収体４２４を収容する第１の液室４３１と、生インクを収容する第２の液室４３２とを横方向（図９中Ｘ方向）に並列に並べた構成となっており、第１の液室４３１の容積を第２の液室４３２の容積に比べ小さくすることで、容積効率を高めたものである。インクを吐出するためのインクジェット記録ヘッド４０４は下面４３５側に設けられており、図中下向き矢印方向にインクを吐出する。また、第１の液室４３１と第２の液室４３２とを連通させるための連通部４２６は、仕切壁４３８と下面４３５との間に形成されている。このように連通部４２６が下面４３５に面するように形成されていることで連通部４２６は常にインクにより満たされた状態となり、メニスカスによる安定した負圧を発生することができる。また、上面４３６には第２の液室４３２の空気を排出するための空気排出チューブ４０５が接続されている。
【００１５】
しかしながら、図９に示すような構造のサブインクタンク４０９には、以下のような問題を生じる恐れが考えられる。
【００１６】
まず、サブインクタンクに対するインクチューブの接続位置に関する問題が考えられる。
【００１７】
一般に、インクジェット記録装置の各部レイアウトの一例を示す模式図である図１０に示すように、メインインクタンク４０２は、インクジェット記録装置における記録用紙４１２の搬送のための搬送部等のレイアウトの関係より、インクジェット記録装置を側方から見てサブインクタンク４０９に対して右斜め下方向に配置されることが考えられる。この場合、インクチューブの接続位置を前面４０１側とすると、搬送部を構成するプラテンローラ４１８等に、また、下面４３５側とすると、記録用紙４１２にそれぞれ干渉してしまう。上面４３６側とすると、干渉する部品等はないが、空気排出チューブ４０５に加えて、さらに上方に突出物を設けることは、インクジェット記録装置を小型化する点で好ましくない。このような観点から、背面４３７側にインクチューブを接続するのが好ましいのであるが、サブインクタンク４０９には第１の液室４３１が設けられているため、第２の液室４３２に直接インクを供給することができない。
【００１８】
また、図９に示すようなサブインクタンク４０９は、第１の液室４３１と第２の液室４３２とを横方向に並列に並べた構成であるため、横方向に長い形状となってしまうことが考えられる。
【００１９】
このように、第１の液室４３１と第２の液室４３２とを横方向に並列に並べた構成では、容積効率を高めることはできるものの、上述したような問題を生じる恐れがある。
【００２０】
一方、サブインクタンクの容積効率を高めたインクジェットヘッドカートリッジの別の一例の側断面図である図１１に示すサブインクタンク５０９のように、背面５３７にインクチューブ５０３を接続できるように第１の液室５３１を上方に配置した場合、インク界面５０２が連通部５２６より下側、すなわち、連通部５２６が第２の液室５３２内の空気に対して露出されるような状態になると、連通部５２６はメニスカスによる負圧を発生させることができなくなる。そして、空気がインク吸収体５２４内を通ったとき、大気連通口５２３とインク吸収体５２４と連通部５２６と第２の液室５３２とを連通する空気のパスが形成されることで、第２の液室５３２内の圧力が大気圧となり、第２の液室５３２内に負圧を発生することが不可能となってしまう。このように、サブインクタンク５０９における第１の液室５３１のレイアウトは容積効率を高める上で非常に有利なレイアウトであるが、上述したように、連通部５２６でのメニスカスの形成が第２の液室５３２内のインクの界面の影響を受けるため、このままでは実用に適さない。
【００２１】
そこで、本発明は、安定した負圧を発生するとともに、記録の高速化を図れるサブインクタンク及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のサブインクタンクは、インクの再充填が可能なサブインクタンクであって、大気と連通する大気連通口が形成され、インク吸収体を収容する第１の液室と、外部にインクを供給するためのインク供給部と、該インク供給部に供給されるインクを収容するための第２の液室と、該第２の液室内のインクの界面と独立したインクの界面を形成可能なようにインクを貯留するためのインク貯留部と、該インク貯留部と前記第１の液室とを連通し、前記インク貯留部に貯留されたインクにより内部が満たされるように配置された連通部と、を備え、前記インク貯留部の、前記第２の液室と連通する開口に、空気は透過するがインクは透過しない膜が設けられていることを特徴とする。
【００２３】
上記の通り、本発明のサブインクタンクは、第１の液室と第２の液室とを、インク貯留部に貯留されたインクにより内部が満たされるように配置された連通部を介して連通させている。このインク貯留部に貯留されたインクの界面は、第２の液室内のインクの界面と独立して形成されることにより、連通部の内部をインクにより満たされた状態に保つことができる。このため、第２の液室内のインクがインク供給部に供給されることで消費され、第２の液室内のインクの界面が連通部の形成されている位置よりも下方に下がったとしても、連通部が第２の液室内の空気に対して露出することはない。これにより、サブインクタンク内でのインク吸収体を収容する第１の液室のレイアウトを検討する際、第２の液室内のインクの界面の影響を考慮しなくてよくなることで第１の液室のレイアウトの自由度が高くなり、生インクを収容する第２の液室の容積を、半生インクを収容する第１の液室の容積に比べて大きくすることができる。また、本発明のサブインクタンクは、インク貯留部の、第２の液室と連通する開口に、空気は透過するがインクは透過しない膜が設けられているため、サブインクタンクが通常の記録に用いられる状態に対して、底面が上になるような逆さまの状態になった場合でもインク貯留部の開口部からインクが漏れることがない、あるいは、インクの漏れを少なくすることが可能であるため、連通部を満たすだけのインクが確保することができる。
【００２４】
第２の液室に、インクを再充填するための補給口が設けられているものであってもよいし、第２の液室に、第２の液室内の空気を排出するための空気排出口が設けられているものであってもよく、さらに、空気排出口に、空気は透過するがインクは通過しない膜が設けられているものであってもよい。
【００２７】
さらに、空気排出口には、透気性であるがインクを通過させない膜を有するものであってもよく、この場合、インクの充填において、この膜以上にはインクが上昇しないので、容易にサブインクタンク内を満タン状態にすることが可能となる。
【００２８】
本発明のインクジェットヘッドカートリッジは、本発明のサブインクタンクと、該サブインクタンクから供給されたインクを吐出するための記録ヘッドと、を備えたことを特徴とする。また、本発明のインクジェット記録装置は、本発明のインクジェットヘッドカートリッジを搭載して往復走査するためのキャリッジと、前記キャリッジの走査方向と交差する方向に被記録媒体を搬送するための搬送手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２９】
上記の通り構成された本発明のインクジェット記録装置は、生インクを収容する第２の液室の容積を、半生インクを収容する第１の液室の容積に比べて大きくすることができる本発明のサブインクタンクを備えたインクジェットヘッドカートリッジを保持するキャリッジを有するため、インクの再充填に要する回数を少なくすることができる。
【００３０】
さらに、本発明のインクジェット記録装置は、サブインクタンクに充填するためのインクを収容するメインインクタンクが着脱可能に搭載されているものであってもよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は本実施形態のインクジェット記録装置の構成を説明するための概略斜視図である。図１に示すインクジェット記録装置は、インクジェット記録装置に固定されたインクタンクとキャリッジに搭載されたサブインクタンクとをチューブで接続し、インクジェット記録ヘッド部にインクを供給する形態のものである。
【００３４】
本実施形態のインクジェット記録装置は、記録紙やプラスチック薄板等の被記録媒体１２に対してインクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッド４及びインクジェット記録ヘッド４にインクを供給するサブインクタンク９からなるインクジェットヘッドカートリッジ３３を着脱可能に搭載するキャリッジ６と、キャリッジ６を駆動する駆動モータ１６と、被記録媒体１２を矢印Ａで示す副走査方向に搬送するプラテンローラ１８と、インクジェット記録ヘッド４のインクの吐出特性の回復を行う回復手段である吸引手段２０及びキャップ部材１９と、サブインクタンク９内の空気を排出するための不図示の空気排出手段とを有する。
【００３５】
キャリッジ６には、不図示の記録ヘッド側コネクタパッドに接続する、不図示のインクジェット記録装置側コネクタパッドが設けられている。
【００３６】
リードスクリュー１１は、キャリッジ６を副走査方向に対して略直交方向の矢印Ｂで示される主走査方向に往復走査させるためのものであり、また、ガイドレール１３は、この主走査方向へのキャリッジ６の走査の際のガイドとなる。このリードスクリュー１１はギヤ１４、１５を介して駆動モータ１６の正逆回転に連動し、さらに、リードスクリュー１１に刻まれた螺旋溝１７がキャリッジ６に設けられた不図示の係合部と係合しているため、キャリッジ６の主走査方向への往復走査が駆動モータ１６の駆動によって行われることとなる。
【００３７】
インクジェット記録装置の筐体１には、イエロー用のインクタンク２ａと、マゼンタ用のインクタンク２ｂと、シアン用のインクタンク２ｃと、ブラック用のインクタンク２ｄとをそれぞれ差し込む差込部３が設けられており、この差込部３にインクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのそれぞれが差し込まれている。
【００３８】
インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、サブインクタンク９に対してインクの供給を行うためのインクを収容している。また、インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、それぞれ、インクジェット記録装置に挿入されることでインクジェット記録装置に連通する、不図示のジョイント部を有しており、このジョイント部を介してインクの供給を行う。
【００３９】
ジョイント部には不図示のゴム栓が設けられており、インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄがインクジェット記録装置に挿入されていない時は、このゴム栓により、ジョイント部からインクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ内部のインクが外部に漏れない構造となっている。
【００４０】
このゴム栓部に対して、インクジェット記録装置側に備えられた不図示のインク供給用針が刺さり、インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ内のインクが引き出し可能となる。
【００４１】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各インクを一時的に貯留する４つのサブインクタンク９のそれぞれは、インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに対して、インクの供給路となるインクチューブ１０を介し連通している。なお、各インクチューブ１０には、不図示のバルブが接続されており、このバルブが開いたときにはインクが供給可能に連通し、バルブを閉じることで各サブインクタンク９とインクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとはインクの圧力変動を伝えるような連通状態ではなくなる。また、サブインクタンク９はキャリッジ６に搭載されており、インクジェット記録ヘッド４とともに走査されるが、一方、インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは上述のように筐体１の差込部３に差し込まれ固定されている。さらに、サブインクタンク９の上面３６の空気排出口５ａ（図２及び図３参照）には、一端が空気排出手段に接続された空気排出チューブ５の他端が接続されている。この空気排出チューブ５は、空気をサブインクタンク９内から排出する時以外は不図示のバルブにより閉じており、この状態では第２の液室３２（図３参照）と外気とは非連通な状態となり、また、このバルブを開けることで第２の液室３２と外気とが連通する。
【００４２】
また、インクジェット記録装置には、インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが装着されているかどうかを判断するための不図示のセンサが設けられており、インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄがインクジェット記録装置から外されている時に、インクチューブ１０内のインクが漏れないようインクチューブ１０の開口端が閉じられるような構造となっている。このインクの漏れ防止は、上述したインクチューブ１０の開口端にバルブが設けられている場合、このバルブを閉めることにより行うものであってもよい。また、本実施形態のインクジェット記録装置はキャリッジ６が主走査方向に往復走査されながら記録を行うため、インクチューブ１０内のインクはキャリッジ６の走査による慣性力で、サブインクタンク９内のインクを介しインクジェット記録ヘッド４に不必要なインクの圧力変動を与えてしまう場合がある。従って、本実施形態のインクジェット記録装置では、記録時には、インクチューブ１０に接続されたバルブを閉じることでサブインクタンク９とインクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとが連通しないようにしている。
【００４３】
本実施形態のインクジェット記録装置には、さらに、被記録媒体１２の搬送領域に隣接して、インクジェット記録ヘッド４に設けられた不図示のインク吐出部のインクの吐出特性を回復するための回復手段が設けられている。この回復手段は、インクジェット記録カートリッジ４の不図示の吐出口をキャッピングするためのキャップ部材１９と、このキャップ部材１９に設けられた不図示の内部開口を介して吐出口を吸引回復する吸引手段２０とからなる。この吸引手段２０には、ギヤ２１及び切り替えクラッチ等の公知の伝達手段により、駆動モータ１６から駆動力が伝達される。そして、吐出口をキャッピングするためのキャップ部材１９の上下動等の移動は、ギヤ２２等を介して伝達される駆動力によりなされ、インクジェット記録ヘッド４の吐出口が設けられた部分と密着させることによりインクジェット記録ヘッド４の吐出口の吸引回復処理を行ったり、インクの乾燥等の低減させるものである。
【００４４】
さらに、上述の吸引回復処理は、インクジェット記録ヘッド４の吐出口の目詰まり等の回復だけでなく、吸引量を変化させることにより、サブインクタンク９から吐出口までのインクを排出させることで、微細なごみや気泡等をサブインクタンク９と吐出口とを連通する不図示のインク流路内から除去することも可能である。このインク流路の回復処理は定期的に、またはインクジェット記録装置に備えられた不図示の制御機構や、ユーザが必要と判断した場合に強制的に行われるものであり、この吸引回復処理により良好な記録画像の形成を維持することが可能となる。
【００４５】
上述のキャッピング及び吸引回復処理は、キャリッジ６が、主走査方向における吸引手段２０及びキャップ部材１９が設けられている側であるホームポジション側の領域に配置されたときに行われる。そして、これらキャッピング及び吸引回復処理は、周知のタイミング及びシーケンスを利用して任意の態様で、単独または複合的に実施される。
【００４６】
次に、インクジェットヘッドカートリッジの概略を示す模式的な斜視図である図２、及び図２に示したインクジェットヘッドカートリッジのＡ−Ａ断面図である図３を用いて、インクジェットヘッドカートリッジ３３に関して説明する。
【００４７】
図２に示すように、サブインクタンク９の背面３７の下部に形成された補給口１０ａには、インクチューブ１０が取り付けられており、上面３６に形成された空気排出口５ａには空気排出チューブ５が取り付けられている。
【００４８】
本実施形態のサブインクタンク９は図３に示すように、インクを半生インクとして含浸保持可能なインク吸収体２４を収容する第１の液室３１と、仕切壁３８と隔壁３４との間に形成されることで下面３５を壁面の一部として有さない連通部２６と、連通部２６を介して第１の液室３１に連通している、生インクを貯留するインク貯溜部２７と、インク貯溜部２７に形成された開口４１を介してインク貯溜部２７に連通する、生インクを収容する第２の液室３２と、下面３５側に設けられた、インクを吐出するインクジェット記録ヘッド４とを有する。
【００４９】
第１の液室３１には、大気と連通する大気連通口２３が形成されている。また、第１の液室３１は、仕切壁３８と隔壁３４とにより、連通部２６を除いてインク貯溜部２７及び第２の液室３２に対して実質的に仕切られているとともに、サブインクタンク９の上方、かつ、背面３７側に配されている。第１の液室３１がこのようなサブインクタンク９の上方、かつ、背面３７側に配されていることで、第１の液室３１に干渉しない位置の背面３７の下方に補給口１０ａを形成することができる構成となっている。そして、この補給口１０ａにインクチューブ１０が接続されることで、インクチューブ１０は、プラテンローラ１８及び被記録媒体１２に干渉することなく、また、インクジェット記録装置の上方部分にインクチューブ１０を引き回すための余分なスペースを確保することでインクジェット記録装置の大型化を来すこともなく、インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと連通させることができる。
【００５０】
第２の液室３２には、上述のように上面３６に形成された空気排出口５ａに空気排出チューブ５が接続されている。また、第２の液室３２は、下面３５に設けられた、気泡及びごみ等を除去するフィルタ８を介してインクジェット記録ヘッド４と連通している。
【００５１】
インク貯溜部２７は、側断面において、隔壁３４と側部隔壁３９と下方に連通部２６の形成された仕切壁３８とにより構成されており、内部に生インクが貯留可能な構成となっている。このため、第２の液室３２内に形成されるインクの界面とインク貯溜部２７内に形成されるインクの界面とを互いに独立な状態にすることができる。すなわち、第２の液室３２のインクが消費されることによりインクの界面４０が下がったとしても、インク貯溜部２７内のインクの界面は下がらず、インク貯溜部２７内に存在するインクが常に連通部２６を満たしている状態を維持することが可能であり、これにより連通部２６がサブインクタンク９内の空気に対して露出することはない。この連通部２６はインク吸収体２４と連通部２６の開口径等により、所定のメニスカスによる負圧を発生するよう設定されている。
【００５２】
また、サブインクタンク９内の第２の液室３２の容積は、第１の液室３１の容積に対して大容積が確保されている。このため、第１の液室３１内でインク吸収体２４に含浸保持されている半生インクに対して、第２の液室３２に保持される生インクの量を多く確保することができる。
【００５３】
インクジェット記録ヘッド４には、第２の液室３２からのインクの供給路となるインク供給路２５が形成されており、このインク供給路２５を介してインクジェット記録ヘッド用チップ７にインクが供給される。このインクジェット記録ヘッド用チップ７は、インクを吐出させるためのエネルギー発生手段である不図示の電気熱変換体（ヒータ）と、樹脂材料よりなるノズル材（オリフィスプレート）により形成された不図示のノズルとを有しており、ヒータに電気エネルギを与えることでヒータを発熱させ、この発熱によりインクを発泡させて、この発泡エネルギを用いて、不図示の吐出口よりインクを吐出させるようになっている。
【００５４】
次に、インクの消費時におけるサブインクタンク９内の負圧の安定化に関して説明する。
【００５５】
インクが消費されていない初期のサブインクタンク９内は、第２の液室３２及びインク貯留部２７は生インクで満たされているとともに、第１の液室３１内にもインク吸収体２４により半生インクが保持されている。
【００５６】
インクジェット記録ヘッド４からインクを吐出することにより記録を行うことで、第２の液室３２内の生インクは消費される。上述したように、記録時には空気排出チューブ５は閉じているので、第２の液室３２内の生インクが消費された分、第２の液室３２内のインクの界面が下がることで第２の液室３２内の負圧が上昇する。このとき、第２の液室３２内のインクの界面が連通部２６の位置よりも下方に下がったとしても、インク貯溜部２７は連通部２６の内部をインクで満たすインクを保持している。このようにインク貯溜部２７を有することにより、連通部２６は常にインク界面下に位置するため、連通部２６内部には必ず所望のメニスカスを形成可能なだけのインクが存在する。
【００５７】
そして、大気連通口２３から導入されインク吸収体２４を通ってきた空気、及びインクにより連通部２６に形成されたメニスカスによる負圧と、第１の液室３１内のインク吸収体２４内でのメニスカスによる負圧とが発生する。ここで、これらのメニスカスによる負圧の設定値を第２の液室３２内の負圧が超えると、大気連通口２３から供給された空気がインク吸収体２４内を通り、連通部２６のメニスカスを破り、第２の液室３２内に入り込み、第２の液室３２内の負圧の上昇を抑制することで、第２の液室３２内の負圧は所定の負圧以上にならないようになっている。
【００５８】
このように本実施形態のサブインクタンク９は、インク貯溜部２７を有することにより、連通部２６は常にインク界面下に位置するため、連通部２６内部には必ず所望のメニスカスを形成可能なだけのインクが存在する。これにより、第２の液室３２内のインク界面が連通部２６の形成された位置より下がったとしても、第２の液室３２と大気を直接連通させる空気のパスは形成されず、連通部２６で安定してメニスカスによる負圧を発生することが可能となるため、第２の液室３２内に安定した負圧を発生させることができる。
【００５９】
このように安定した負圧を発生させつつ記録を続け、第２の液室３２内のインクを消費し続けると、第２の液室３２内は空気で満たされてくる。サブインクタンク９内の生インクの量の検知は、インクの界面高さを検知する不図示の界面センサで行い、必要であれば以下に説明する方法により、サブインクタンク９内にインクを再充填する。なお、サブインクタンク９内のインク量の検知方法はセンサを用いるものに限ったものではなく、ドットカウント等の方法を用いても良い。
【００６０】
つぎに、サブインクタンク９へのインクの再充填の手順に関して説明する。なお、ここでは、インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのうち、代表としてインクタンク２ａを用いて説明する。
【００６１】
まず、それぞれ、閉じた状態にあるインクチューブ１０が接続されているバルブと空気排出チューブ５が接続されているバルブとを開く。インクチューブ１０が接続されているバルブを開くことでサブインクタンク９とインクタンク２ａとが連通し、空気排出チューブ５が接続されているバルブを開くことでサブインクタンク９の第２の液室３２と外気とが連通する。
【００６２】
次に、空気排出手段により空気排出チューブ５を介して第２の液室３２内の空気を排出する。この時、第１の液室３１の大気連通口２３から第２の液室３２内へと空気を引き込まないようにするため、大気連通口２３は密閉しておく。また、インクジェット記録ヘッド４に形成された吐出口からも第２の液室３２内へ空気を引き込まないよう、例えば、ゴムパッド等により吐出口を閉じる。なお、空気排出手段による空気の排出速度と、第２の液室３２内の生インクの界面とインクタンク２ａ内のインクの界面との高さの差、すなわちインクの水頭により生じる負圧と、吐出口のメニスカスによる負圧とのバランスを調整すれば、吐出口を閉じなくてもサブインクタンク９内へのインク再充填は可能である。
【００６３】
上述のようにして空気排出手段により第２の液室３２内の空気を排出し、第２の液室３２内の負圧を上昇させ、この負圧を用いてインクチューブ１０を介してインクタンク２ａ内のインクを第２の液室３２内に引き込む。
【００６４】
第２の液室３２内へのインクの充填量は、界面センサにより検出し、適量注入した時点で、空気排出手段による空気排出を停止し、さらに空気排出チューブ５とインクチューブ１０を閉じ、大気連通口２３を開放する。さらに、吐出口を閉じていた場合は、吐出口も解放する。
【００６５】
以上のようにしてインクの再充填が行われることで、再び、本実施形態のインクジェット記録装置は記録可能な状態となる。
【００６６】
なお、空気排出チューブ５のサブインクタンク９側付け根部に、透気性は有るが、インクを通さない膜を設けることで、第２の液室３２内の空気を排出し続けても、この膜以上にはインクが上昇しないので、容易にサブインクタンク９内を満タン状態にすることも可能である。この膜は、例えば、ジャパンゴアテックス（株）社製、ゴアテックス（登録商標）のようなものを用いれば良い。
【００６７】
また、サブインクタンク９に対してインクタンク２ａを高い位置に配置するものであってもよい。このようにすれば、空気排出手段により第２の液室３２内の空気を強制的に排出させなくとも、インクタンク２ａ内のインクの界面高さを第２の液室３２内のインクの界面高さよりも高くすることで得られる水頭圧が利用でき、空気排出チューブ５を閉じていたバルブを開くことのみで、インクタンク２ａから第２の液室３２内へのインクの再充填を行うことができる。
【００６８】
さらに、上述の再充填は、記録が一定時間行われなかった際に自動的に行うように設定された不図示の回路からの信号をもとに、記録が一定時間行われなかった際に行うようにするものであってもよい。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態のサブインクタンク９は、インク貯留部２７に貯留したインクにより、連通部２６が常にインクにより満たされた状態を保つことができるため、連通部２６に常にメニスカスを形成することができ、安定した負圧を発生させることができる。このため、第１の液室３１のレイアウトに関して第２の液室３２内のインクの界面の影響を考慮しなくてよくなり、よって、サブインクタンク９内での第１の液室３１のレイアウトの自由度が高くなり、容積効率の高いレイアウトを実現できる。これにより、生インクを収容する第２の液室３２の容積を半生インクを収容する第１の液室３１の容積に比べて大きくすることができ、限られたサブインクタンク９の容積内により多くのインクを収容できることとなる。よって、インクの再充填の回数を減らせるため、記録の高速化が図れる。
（第２の実施形態）
図４に、本実施形態のサブインクタンクのインク貯溜部の一部拡大側断面図を示す。
【００７０】
インク貯溜部１２７の上面に、気体は透過するが、液体は透過しない膜１２８が設けられている。この膜１２８は、例えば、第１の実施形態で示したゴアテックスのようなものを用いれば良い。
【００７１】
上述した以外は、第１の実施形態のサブインクタンク９の構成と基本的に同様であるため、詳細の説明は省略する。また、本実施形態のサブインクタンク１０９を用いたインクジェット記録装置も第１の実施形態で説明したインクジェット記録装置と同様であるため、説明は省略する。
【００７２】
インク貯溜部１２７の上面に膜１２８が設けられていることで、例えば、インクジェット記録装置を搬送する際にインクジェット記録装置が逆さまになった時など、インク貯溜部１２８よりインクが第２の液室１３２内にこぼれ出てしまうことが防止される。このため、インクジェット記録装置が元の記録を行う姿勢に戻ったとき、インク貯溜部１２７内には連通部１２６をインクで満たすだけのインクが確保されているので、インクジェット記録装置の姿勢変化により、負圧発生の機能を損なうことはない。
【００７３】
以上説明したように本実施形態のサブインクタンク１０９は、第１の実施形態と同様に、インク貯留部１２７に貯留したインクにより、連通部１２６に常にメニスカスを形成することができ、安定した負圧を発生させることができる。このため、容積効率の高いレイアウトを実現でき、これにより、生インクを収容する第２の液室１３２の容積を大きくすることができるので、限られたサブインクタンクの容積内により多くのインクを収容できることとなる。よって、インクの再充填の回数が減らせるため記録の高速化が図れる。
（第３の実施形態）
図５に、本実施形態のサブインクタンクのインク貯溜部の一部拡大側断面図を示す。
【００７４】
インク貯溜部２２７の上面には、インク貯溜部２２７の内部に向かって延びたパイプ２２９を有する上蓋２３０が設けられている。パイプ２２９の内径に相当する上蓋２３０には開口が形成されている。
【００７５】
上述した以外は、第１の実施形態のサブインクタンク９の構成と基本的に同様であるため、詳細の説明は省略する。また、本実施形態のサブインクタンク２０９を用いたインクジェット記録装置も第１の実施形態で説明したインクジェット記録装置と同様であるため、説明は省略する。
【００７６】
パイプ２２９を有する上蓋２３０が設けられていることで、第２の液室２３２とインク貯溜部２２７との連通は、パイプ２２９のみとなり、よって、例えば、図６に示すように、サブインクタンク２０９が逆さまになった状態でも、インク貯溜部２２７内のインクは全て第２の液室２３２側にこぼれ出てしまうことはなく、パイプ２２９の端部２３１以下の高さに界面を形成してインク貯溜部２２７内に残留する。
【００７７】
このため、本実施形態のサブインクタンク２０９も第２の実施形態のサブインクタンク１０９と同様に、元の記録を行う姿勢に戻ったとき、インク貯溜部２２７内には連通部２２６をインクで満たすだけのインクが確保されているので、インクジェット記録装置の姿勢変化により、負圧発生の機能を損なうことはない。
【００７８】
なお、パイプ２２９の長さ及び径等は、逆さまにしたサブインクタンク２０９を正常な位置に戻した場合、連通部２２６にインクが存在する程度にインクをインク貯溜部２２７に残すようなものであればどのようなものであってもよい。
【００７９】
以上説明したように本実施形態のサブインクタンク２０９は、第１及び第２の実施形態と同様に、インク貯留部２２７に貯留したインクにより、連通部２２６に常にメニスカスを形成することができ、安定した負圧を発生させることができる。このため、容積効率の高いレイアウトを実現でき、これにより、生インクを収容する第２の液室２３２の容積を大きくすることができるので、限られたサブインクタンクの容積内により多くのインクを収容できることとなる。よって、インクの再充填の回数を減らせるので記録の高速化が図れる。
（第４の実施形態）
図７に、本実施形態のサブインクタンクのインク貯溜部の一部拡大側断面図を示す。
【００８０】
インク貯溜部３２７内には、インクに沈む程度の比重の玉３３１が収納されており、インク貯溜部３２７の上面には、玉３３１が通過不可能な、最小径が玉３３１の直径よりも小さい径の孔３２９が形成された上蓋３３０が設けられている。第２の液室３３２とインク貯溜部３２７とはこの孔３２９を介して連通している。
【００８１】
上述した以外は、第１の実施形態のサブインクタンク９の構成と基本的に同様であるため、詳細の説明は省略する。また、本実施形態のサブインクタンク３０９を用いたインクジェット記録装置も第１の実施形態で説明したインクジェット記録装置と同様であるため、説明は省略する。
【００８２】
玉３３１は、サブインクタンク３０９が図７に示すような記録を行う通常の姿勢である場合、インク貯溜部３２７の底に沈んでいる。また、玉３３１は、連通部３２６の気液交換を阻害しない大きさ、形状であればどのようなものであっても良い。
【００８３】
このような構成のサブインクタンク３０９が図８に示すように逆さまの状態になった場合、玉３３１は重力により孔３２９が形成された上蓋３３０方へと沈み、孔３２９に嵌まり込むことで、孔３２９を塞ぎ、孔３２９からインク貯留部３２６のインクが全て第２の液室３３２側へとこぼれ出してしまうことを防止する。
【００８４】
このため、本実施形態のサブインクタンク３０９も第２及び第３の実施形態のサブインクタンクと同様に、インクジェット記録装置の姿勢変化により、負圧発生の機能を損なうことはない。
【００８５】
なお、本実施形態では、玉３３１が孔３２９を塞ぐ構成としたが、これに限定されることなく、重力を利用して孔３２９を塞ぐ構成であればいかなる構成であってもよい。例えば、ばねに、孔３２９を塞ぐことができる形状の重りを付けた構成としてもよい。この場合、サブインクタンク３０９が通常の姿勢では、重りの自重とばねの反力とがつりあう位置で垂れ下がり保持されることで孔３２９は解放状態となり、一方、サブインクタンク３０９が逆さまとなった場合、重りが孔３２９を塞ぐとともに、ばねの付勢力により重りが浮くことで孔３２９が解放状態となるのを防ぎ、より確実にインク貯留部３２７内のインクを確保することができる。
【００８６】
以上説明したように本実施形態のサブインクタンク２０９は、第１ないし第３の実施形態と同様に、インク貯留部３２７に貯留したインクにより、連通部３２６に常にメニスカスを形成することができ、安定した負圧を発生させることができる。このため、容積効率の高いレイアウトを実現でき、これにより、生インクを収容する第２の液室３３２の容積を大きくすることができるので、限られたサブインクタンクの容積内により多くのインクを収容できることとなる。よって、インクの再充填の回数を減らせるので記録の高速化が図れる。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、連通部は、貯留したインクの界面が、第２の液室内のインクの界面と独立したインクの界面を形成可能であるインク貯留部のインクにより満たされた状態であるため、常に、メニスカスを形成することが可能であり、よって、安定した負圧を発生させることができる。
【００８８】
また、第１の液室のレイアウトに関して、第２の液室内のインクの界面の影響を考慮しなくてよくなることで、サブインクタンク内での第１の液室のレイアウトの自由度が高くなり、生インクを収容する第２の液室の容積を、半生インクを収容する第１の液室の容積に比べて大きくすることができる。したがって、インクの再充填の回数を減らせるので記録の高速化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の概略斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のインクジェットヘッドカートリッジの模式的な斜視図である。
【図３】図２に示したインクジェットヘッドカートリッジのＡ−Ａ線での断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態のサブインクタンクのインク貯溜部の一部拡大側断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態のサブインクタンクのインク貯溜部の一部拡大側断面図である。
【図６】図５に示したサブインクタンクが逆さまの状態となったときのインク貯溜部の一部拡大側断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態のサブインクタンクのインク貯溜部の一部拡大側断面図である。
【図８】図７に示したサブインクタンクが逆さまの状態となったときのインク貯溜部の一部拡大側断面図である。
【図９】サブインクタンクの容積効率を高めたインクジェットヘッドカートリッジの一例の側断面図である。
【図１０】インクジェット記録装置の各部レイアウトの一例を示す模式図である。
【図１１】サブインクタンクの容積効率を高めたインクジェットヘッドカートリッジの別の一例の側断面図である。
【符号の説明】
１ 筐体
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ インクタンク
３ 差込部
４ インクジェット記録ヘッド
５ 空気排出チューブ
５ａ 空気排出口
６ キャリッジ
７ インクジェット記録ヘッド用チップ
８ フィルタ
９、１０９、２０９、３０９ サブインクタンク
１０ インクチューブ
１０ａ 補給口
１１ リードスクリュー
１２ 被記録媒体
１３ ガイドレール
１４、１５、２１、２２ ギヤ
１６ 駆動モータ
１７ 螺旋溝
１８ プラテンローラ
１９ キャップ部材
２０ 吸引手段
２３ 大気連通口
２４ インク吸収体
２５ インク供給路
２６、１２６、２２６、３２６ 連通部
２７、１２７、２２７、３２７ インク貯溜部
３１ 第１の液室
３２、１３２、２３２、３３２ 第２の液室
３３ インクジェットヘッドカートリッジ
３４ 隔壁
３５ 下面
３６ 上面
３７ 背面
３８ 仕切壁
３９ 側部隔壁
４０ インク界面
４１ 開口
１２８ 膜
２２９ パイプ
２３０、３３０ 上蓋
３２９ 孔
３３１ 玉
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクを収納するサブインクタンク及びインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
なお、本明細書において「生インク」とは、単に容器等に溜められた状態のインクを指すものとする。また、「半生インク」とは、後述のインク吸収体に含浸保持されている状態のインクを指すものとする。
【０００３】
【従来の技術】
被記録媒体にインクを吐出させ記録を行うインクジェット記録装置は、記録時の音が非常に静かで、装置も小型であり、安価であるため、近年幅広く普及してきている。このようなインクジェット記録装置に用いられる、インクを吐出させるインクジェット記録ヘッドには、圧電素子を用い、圧電素子に電流を流すことで、圧電素子の変形する力によりインクを、インクジェット記録ヘッドに形成された吐出口から吐出させるものがある。この他に、複数の電気熱変換体を備えたヒーターボードと、これら電気熱変換体に対応した複数のインク流路を持ち、さらに各インク流路にインクを供給するための共通液室が形成されたインクジェット記録ヘッドを用い、各電気熱変換体に電流を流すことで各電気熱変換体を発熱させ、インクに膜沸騰を起こさせ、その発泡力によりインクを吐出させるバブルジェット方式のもの等がある。
【０００４】
また、インクジェット記録装置に取り付けられるインクジェット記録ヘッドの形態として、インクを内部に収容したインクタンクと、インクジェット記録ヘッドが一体となったインクジェットヘッドカートリッジの形態のものがあるが、この場合、インクタンク内のインクが無くなった時点でインクジェットヘッドカートリッジを交換してしまうので、インクジェット記録ヘッドの部分が高性能で高価になった場合、インクジェット記録装置の維持コストが高くなるといった問題や、まだ利用可能なインクジェット記録ヘッドを廃棄してしまうことによる環境に対する問題等が生じる場合があった。
【０００５】
そこで、インクが無くなった場合、インクタンクのみを交換する形態のインクジェットヘッドカートリッジが近年盛んに提案されている。オンキャリッジ型と呼ばれるこれらのインクジェットヘッドカートリッジは、インクタンクを小型化することによりインクの収容量は減ったとしても、インクタンクの交換が可能であるため、インクジェット記録装置を小型化させるのに適している。
【０００６】
一方、大量に印刷を行うユーザ用として、インクタンクの交換回数を減らすとともに、ランニングコストを下げるため、インク容量の大きなインクタンクを使用したり、記録の高速化を行うため、キャリッジの走査速度を上げたりすることが必要となる。
【０００７】
しかしながら、インクタンクの大容量化や、記録の高速化は、オンキャリッジ方式ではキャリッジに負荷がかかりすぎる。このため、キャリッジに乗せるインクタンクの容量を少なくし、非記録時にインクタンクにインクを自動的に再充填するピットイン方式を採用しているインクジェット記録装置が提案されている。また、容量の大きいメインインクタンクをインクジェット記録装置のキャリッジ以外の場所、すなわち、インクジェット記録装置の記録速度に影響を及ぼさない場所に設けて、メインインクタンクからインクジェット記録ヘッドまでチューブで供給する、チューブ供給方式を用いたインクジェット記録装置も提案されている。
【０００８】
上述のピットイン方式や、チューブ供給方式を用いたインクジェット記録装置は、インクジェット記録ヘッドの直前に、ある程度のインクを溜めておくサブインクタンクが必要となる。
【０００９】
ピットイン方式の場合、インクが供給ポジションで供給されるまでの間、記録に用いられるインクを保持しておくためのインクタンク部が必要であり、このためサブインクタンクを備える構成となる。
【００１０】
キャリッジの往復走査により、被記録媒体の任意の場所に記録を行うシリアルプリンタにおけるチューブ供給方式の場合、キャリッジの移動により、インクをメインインクタンクからサブインクタンクへと供給するために用いられるチューブ内のインクが慣性力を持つ。これにより、チューブ内のインクのその時々変動するインク圧力がインクジェット記録ヘッド内のインクに圧力変動を与え、インクジェット記録ヘッドによる安定した吐出を行うことができない場合があった。よって、このような圧力変動の影響を排除するため、記録時には、インク供給用のチューブとインクジェット記録ヘッドとが連通しないほうがよく、このため、ピットイン方式と同様に、記録に用いられるインクを保持しておくためのインクタンク部としてのサブインクタンクを備える構成となる。
【００１１】
このような構成のインクジェットヘッドカートリッジにより記録を行うと、インクの消費によりサブインクタンク内の負圧が必要以上に上昇するので、サブインクタンクにはインクを保持し、インクジェット記録ヘッドに適正な負圧を与えるための負圧発生手段を設ける必要がある。負圧発生手段としては、バネの反発力を用い負圧を発生させるものや、気液界面のメニスカスによる負圧を発生させるもの等様々なものがある。その中でもメニスカスにより負圧を発生させる方法は、サブインクタンク内のインクを消費していった場合においても、負圧の変化が非常に少なく、インクジェット記録ヘッドにかかる負圧が安定するため、信頼性の高い記録を安定して行うことが可能となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したサブインクタンクには、記録速度を高めるため、また、インクの供給回数を減らしつつも、キャリッジへの負荷及びインクジェット記録装置を小型化するため、できるだけ生インクを多く収容するとともに、サブインクタンク自体の小型化を実現するため、容積効率の効率化が要求されている。
【００１３】
チューブ供給方式を用いたインクジェット記録装置用の、サブインクタンクの容積効率を高める一例として、図９に示すようなインクジェットヘッドカートリッジが考えられる。
【００１４】
サブインクタンク４０９は、インクを半生インクとして含浸保持するインク吸収体４２４を収容する第１の液室４３１と、生インクを収容する第２の液室４３２とを横方向（図９中Ｘ方向）に並列に並べた構成となっており、第１の液室４３１の容積を第２の液室４３２の容積に比べ小さくすることで、容積効率を高めたものである。インクを吐出するためのインクジェット記録ヘッド４０４は下面４３５側に設けられており、図中下向き矢印方向にインクを吐出する。また、第１の液室４３１と第２の液室４３２とを連通させるための連通部４２６は、仕切壁４３８と下面４３５との間に形成されている。このように連通部４２６が下面４３５に面するように形成されていることで連通部４２６は常にインクにより満たされた状態となり、メニスカスによる安定した負圧を発生することができる。また、上面４３６には第２の液室４３２の空気を排出するための空気排出チューブ４０５が接続されている。
【００１５】
しかしながら、図９に示すような構造のサブインクタンク４０９には、以下のような問題を生じる恐れが考えられる。
【００１６】
まず、サブインクタンクに対するインクチューブの接続位置に関する問題が考えられる。
【００１７】
一般に、インクジェット記録装置の各部レイアウトの一例を示す模式図である図１０に示すように、メインインクタンク４０２は、インクジェット記録装置における記録用紙４１２の搬送のための搬送部等のレイアウトの関係より、インクジェット記録装置を側方から見てサブインクタンク４０９に対して右斜め下方向に配置されることが考えられる。この場合、インクチューブの接続位置を前面４０１側とすると、搬送部を構成するプラテンローラ４１８等に、また、下面４３５側とすると、記録用紙４１２にそれぞれ干渉してしまう。上面４３６側とすると、干渉する部品等はないが、空気排出チューブ４０５に加えて、さらに上方に突出物を設けることは、インクジェット記録装置を小型化する点で好ましくない。このような観点から、背面４３７側にインクチューブを接続するのが好ましいのであるが、サブインクタンク４０９には第１の液室４３１が設けられているため、第２の液室４３２に直接インクを供給することができない。
【００１８】
また、図９に示すようなサブインクタンク４０９は、第１の液室４３１と第２の液室４３２とを横方向に並列に並べた構成であるため、横方向に長い形状となってしまうことが考えられる。
【００１９】
このように、第１の液室４３１と第２の液室４３２とを横方向に並列に並べた構成では、容積効率を高めることはできるものの、上述したような問題を生じる恐れがある。
【００２０】
一方、サブインクタンクの容積効率を高めたインクジェットヘッドカートリッジの別の一例の側断面図である図１１に示すサブインクタンク５０９のように、背面５３７にインクチューブ５０３を接続できるように第１の液室５３１を上方に配置した場合、インク界面５０２が連通部５２６より下側、すなわち、連通部５２６が第２の液室５３２内の空気に対して露出されるような状態になると、連通部５２６はメニスカスによる負圧を発生させることができなくなる。そして、空気がインク吸収体５２４内を通ったとき、大気連通口５２３とインク吸収体５２４と連通部５２６と第２の液室５３２とを連通する空気のパスが形成されることで、第２の液室５３２内の圧力が大気圧となり、第２の液室５３２内に負圧を発生することが不可能となってしまう。このように、サブインクタンク５０９における第１の液室５３１のレイアウトは容積効率を高める上で非常に有利なレイアウトであるが、上述したように、連通部５２６でのメニスカスの形成が第２の液室５３２内のインクの界面の影響を受けるため、このままでは実用に適さない。
【００２１】
そこで、本発明は、安定した負圧を発生するとともに、記録の高速化を図れるサブインクタンク及びインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のサブインクタンクは、インクの再充填が可能なサブインクタンクであって、大気と連通する大気連通口が形成され、インク吸収体を収容する第１の液室と、外部にインクを供給するためのインク供給部と、該インク供給部に供給されるインクを収容するための第２の液室と、該第２の液室内のインクの界面と独立したインクの界面を形成可能なようにインクを貯留するためのインク貯留部と、該インク貯留部と前記第１の液室とを連通し、前記インク貯留部に貯留されたインクにより内部が満たされるように配置された連通部と、を備え、前記インク貯留部の、前記第２の液室と連通する開口に、空気は透過するがインクは透過しない膜が設けられていることを特徴とする。
【００２３】
上記の通り、本発明のサブインクタンクは、第１の液室と第２の液室とを、インク貯留部に貯留されたインクにより内部が満たされるように配置された連通部を介して連通させている。このインク貯留部に貯留されたインクの界面は、第２の液室内のインクの界面と独立して形成されることにより、連通部の内部をインクにより満たされた状態に保つことができる。このため、第２の液室内のインクがインク供給部に供給されることで消費され、第２の液室内のインクの界面が連通部の形成されている位置よりも下方に下がったとしても、連通部が第２の液室内の空気に対して露出することはない。これにより、サブインクタンク内でのインク吸収体を収容する第１の液室のレイアウトを検討する際、第２の液室内のインクの界面の影響を考慮しなくてよくなることで第１の液室のレイアウトの自由度が高くなり、生インクを収容する第２の液室の容積を、半生インクを収容する第１の液室の容積に比べて大きくすることができる。また、本発明のサブインクタンクは、インク貯留部の、第２の液室と連通する開口に、空気は透過するがインクは透過しない膜が設けられているため、サブインクタンクが通常の記録に用いられる状態に対して、底面が上になるような逆さまの状態になった場合でもインク貯留部の開口部からインクが漏れることがない、あるいは、インクの漏れを少なくすることが可能であるため、連通部を満たすだけのインクが確保することができる。
【００２４】
第２の液室に、インクを再充填するための補給口が設けられているものであってもよいし、第２の液室に、第２の液室内の空気を排出するための空気排出口が設けられているものであってもよく、さらに、空気排出口に、空気は透過するがインクは通過しない膜が設けられているものであってもよい。
【００２７】
さらに、空気排出口には、透気性であるがインクを通過させない膜を有するものであってもよく、この場合、インクの充填において、この膜以上にはインクが上昇しないので、容易にサブインクタンク内を満タン状態にすることが可能となる。
【００２８】
本発明のインクジェットヘッドカートリッジは、本発明のサブインクタンクと、該サブインクタンクから供給されたインクを吐出するための記録ヘッドと、を備えたことを特徴とする。また、本発明のインクジェット記録装置は、本発明のインクジェットヘッドカートリッジを搭載して往復走査するためのキャリッジと、前記キャリッジの走査方向と交差する方向に被記録媒体を搬送するための搬送手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２９】
上記の通り構成された本発明のインクジェット記録装置は、生インクを収容する第２の液室の容積を、半生インクを収容する第１の液室の容積に比べて大きくすることができる本発明のサブインクタンクを備えたインクジェットヘッドカートリッジを保持するキャリッジを有するため、インクの再充填に要する回数を少なくすることができる。
【００３０】
さらに、本発明のインクジェット記録装置は、サブインクタンクに充填するためのインクを収容するメインインクタンクが着脱可能に搭載されているものであってもよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は本実施形態のインクジェット記録装置の構成を説明するための概略斜視図である。図１に示すインクジェット記録装置は、インクジェット記録装置に固定されたインクタンクとキャリッジに搭載されたサブインクタンクとをチューブで接続し、インクジェット記録ヘッド部にインクを供給する形態のものである。
【００３４】
本実施形態のインクジェット記録装置は、記録紙やプラスチック薄板等の被記録媒体１２に対してインクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッド４及びインクジェット記録ヘッド４にインクを供給するサブインクタンク９からなるインクジェットヘッドカートリッジ３３を着脱可能に搭載するキャリッジ６と、キャリッジ６を駆動する駆動モータ１６と、被記録媒体１２を矢印Ａで示す副走査方向に搬送するプラテンローラ１８と、インクジェット記録ヘッド４のインクの吐出特性の回復を行う回復手段である吸引手段２０及びキャップ部材１９と、サブインクタンク９内の空気を排出するための不図示の空気排出手段とを有する。
【００３５】
キャリッジ６には、不図示の記録ヘッド側コネクタパッドに接続する、不図示のインクジェット記録装置側コネクタパッドが設けられている。
【００３６】
リードスクリュー１１は、キャリッジ６を副走査方向に対して略直交方向の矢印Ｂで示される主走査方向に往復走査させるためのものであり、また、ガイドレール１３は、この主走査方向へのキャリッジ６の走査の際のガイドとなる。このリードスクリュー１１はギヤ１４、１５を介して駆動モータ１６の正逆回転に連動し、さらに、リードスクリュー１１に刻まれた螺旋溝１７がキャリッジ６に設けられた不図示の係合部と係合しているため、キャリッジ６の主走査方向への往復走査が駆動モータ１６の駆動によって行われることとなる。
【００３７】
インクジェット記録装置の筐体１には、イエロー用のインクタンク２ａと、マゼンタ用のインクタンク２ｂと、シアン用のインクタンク２ｃと、ブラック用のインクタンク２ｄとをそれぞれ差し込む差込部３が設けられており、この差込部３にインクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのそれぞれが差し込まれている。
【００３８】
インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、サブインクタンク９に対してインクの供給を行うためのインクを収容している。また、インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、それぞれ、インクジェット記録装置に挿入されることでインクジェット記録装置に連通する、不図示のジョイント部を有しており、このジョイント部を介してインクの供給を行う。
【００３９】
ジョイント部には不図示のゴム栓が設けられており、インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄがインクジェット記録装置に挿入されていない時は、このゴム栓により、ジョイント部からインクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ内部のインクが外部に漏れない構造となっている。
【００４０】
このゴム栓部に対して、インクジェット記録装置側に備えられた不図示のインク供給用針が刺さり、インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ内のインクが引き出し可能となる。
【００４１】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各インクを一時的に貯留する４つのサブインクタンク９のそれぞれは、インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに対して、インクの供給路となるインクチューブ１０を介し連通している。なお、各インクチューブ１０には、不図示のバルブが接続されており、このバルブが開いたときにはインクが供給可能に連通し、バルブを閉じることで各サブインクタンク９とインクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとはインクの圧力変動を伝えるような連通状態ではなくなる。また、サブインクタンク９はキャリッジ６に搭載されており、インクジェット記録ヘッド４とともに走査されるが、一方、インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは上述のように筐体１の差込部３に差し込まれ固定されている。さらに、サブインクタンク９の上面３６の空気排出口５ａ（図２及び図３参照）には、一端が空気排出手段に接続された空気排出チューブ５の他端が接続されている。この空気排出チューブ５は、空気をサブインクタンク９内から排出する時以外は不図示のバルブにより閉じており、この状態では第２の液室３２（図３参照）と外気とは非連通な状態となり、また、このバルブを開けることで第２の液室３２と外気とが連通する。
【００４２】
また、インクジェット記録装置には、インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが装着されているかどうかを判断するための不図示のセンサが設けられており、インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄがインクジェット記録装置から外されている時に、インクチューブ１０内のインクが漏れないようインクチューブ１０の開口端が閉じられるような構造となっている。このインクの漏れ防止は、上述したインクチューブ１０の開口端にバルブが設けられている場合、このバルブを閉めることにより行うものであってもよい。また、本実施形態のインクジェット記録装置はキャリッジ６が主走査方向に往復走査されながら記録を行うため、インクチューブ１０内のインクはキャリッジ６の走査による慣性力で、サブインクタンク９内のインクを介しインクジェット記録ヘッド４に不必要なインクの圧力変動を与えてしまう場合がある。従って、本実施形態のインクジェット記録装置では、記録時には、インクチューブ１０に接続されたバルブを閉じることでサブインクタンク９とインクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄとが連通しないようにしている。
【００４３】
本実施形態のインクジェット記録装置には、さらに、被記録媒体１２の搬送領域に隣接して、インクジェット記録ヘッド４に設けられた不図示のインク吐出部のインクの吐出特性を回復するための回復手段が設けられている。この回復手段は、インクジェット記録カートリッジ４の不図示の吐出口をキャッピングするためのキャップ部材１９と、このキャップ部材１９に設けられた不図示の内部開口を介して吐出口を吸引回復する吸引手段２０とからなる。この吸引手段２０には、ギヤ２１及び切り替えクラッチ等の公知の伝達手段により、駆動モータ１６から駆動力が伝達される。そして、吐出口をキャッピングするためのキャップ部材１９の上下動等の移動は、ギヤ２２等を介して伝達される駆動力によりなされ、インクジェット記録ヘッド４の吐出口が設けられた部分と密着させることによりインクジェット記録ヘッド４の吐出口の吸引回復処理を行ったり、インクの乾燥等の低減させるものである。
【００４４】
さらに、上述の吸引回復処理は、インクジェット記録ヘッド４の吐出口の目詰まり等の回復だけでなく、吸引量を変化させることにより、サブインクタンク９から吐出口までのインクを排出させることで、微細なごみや気泡等をサブインクタンク９と吐出口とを連通する不図示のインク流路内から除去することも可能である。このインク流路の回復処理は定期的に、またはインクジェット記録装置に備えられた不図示の制御機構や、ユーザが必要と判断した場合に強制的に行われるものであり、この吸引回復処理により良好な記録画像の形成を維持することが可能となる。
【００４５】
上述のキャッピング及び吸引回復処理は、キャリッジ６が、主走査方向における吸引手段２０及びキャップ部材１９が設けられている側であるホームポジション側の領域に配置されたときに行われる。そして、これらキャッピング及び吸引回復処理は、周知のタイミング及びシーケンスを利用して任意の態様で、単独または複合的に実施される。
【００４６】
次に、インクジェットヘッドカートリッジの概略を示す模式的な斜視図である図２、及び図２に示したインクジェットヘッドカートリッジのＡ−Ａ断面図である図３を用いて、インクジェットヘッドカートリッジ３３に関して説明する。
【００４７】
図２に示すように、サブインクタンク９の背面３７の下部に形成された補給口１０ａには、インクチューブ１０が取り付けられており、上面３６に形成された空気排出口５ａには空気排出チューブ５が取り付けられている。
【００４８】
本実施形態のサブインクタンク９は図３に示すように、インクを半生インクとして含浸保持可能なインク吸収体２４を収容する第１の液室３１と、仕切壁３８と隔壁３４との間に形成されることで下面３５を壁面の一部として有さない連通部２６と、連通部２６を介して第１の液室３１に連通している、生インクを貯留するインク貯溜部２７と、インク貯溜部２７に形成された開口４１を介してインク貯溜部２７に連通する、生インクを収容する第２の液室３２と、下面３５側に設けられた、インクを吐出するインクジェット記録ヘッド４とを有する。
【００４９】
第１の液室３１には、大気と連通する大気連通口２３が形成されている。また、第１の液室３１は、仕切壁３８と隔壁３４とにより、連通部２６を除いてインク貯溜部２７及び第２の液室３２に対して実質的に仕切られているとともに、サブインクタンク９の上方、かつ、背面３７側に配されている。第１の液室３１がこのようなサブインクタンク９の上方、かつ、背面３７側に配されていることで、第１の液室３１に干渉しない位置の背面３７の下方に補給口１０ａを形成することができる構成となっている。そして、この補給口１０ａにインクチューブ１０が接続されることで、インクチューブ１０は、プラテンローラ１８及び被記録媒体１２に干渉することなく、また、インクジェット記録装置の上方部分にインクチューブ１０を引き回すための余分なスペースを確保することでインクジェット記録装置の大型化を来すこともなく、インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと連通させることができる。
【００５０】
第２の液室３２には、上述のように上面３６に形成された空気排出口５ａに空気排出チューブ５が接続されている。また、第２の液室３２は、下面３５に設けられた、気泡及びごみ等を除去するフィルタ８を介してインクジェット記録ヘッド４と連通している。
【００５１】
インク貯溜部２７は、側断面において、隔壁３４と側部隔壁３９と下方に連通部２６の形成された仕切壁３８とにより構成されており、内部に生インクが貯留可能な構成となっている。このため、第２の液室３２内に形成されるインクの界面とインク貯溜部２７内に形成されるインクの界面とを互いに独立な状態にすることができる。すなわち、第２の液室３２のインクが消費されることによりインクの界面４０が下がったとしても、インク貯溜部２７内のインクの界面は下がらず、インク貯溜部２７内に存在するインクが常に連通部２６を満たしている状態を維持することが可能であり、これにより連通部２６がサブインクタンク９内の空気に対して露出することはない。この連通部２６はインク吸収体２４と連通部２６の開口径等により、所定のメニスカスによる負圧を発生するよう設定されている。
【００５２】
また、サブインクタンク９内の第２の液室３２の容積は、第１の液室３１の容積に対して大容積が確保されている。このため、第１の液室３１内でインク吸収体２４に含浸保持されている半生インクに対して、第２の液室３２に保持される生インクの量を多く確保することができる。
【００５３】
インクジェット記録ヘッド４には、第２の液室３２からのインクの供給路となるインク供給路２５が形成されており、このインク供給路２５を介してインクジェット記録ヘッド用チップ７にインクが供給される。このインクジェット記録ヘッド用チップ７は、インクを吐出させるためのエネルギー発生手段である不図示の電気熱変換体（ヒータ）と、樹脂材料よりなるノズル材（オリフィスプレート）により形成された不図示のノズルとを有しており、ヒータに電気エネルギを与えることでヒータを発熱させ、この発熱によりインクを発泡させて、この発泡エネルギを用いて、不図示の吐出口よりインクを吐出させるようになっている。
【００５４】
次に、インクの消費時におけるサブインクタンク９内の負圧の安定化に関して説明する。
【００５５】
インクが消費されていない初期のサブインクタンク９内は、第２の液室３２及びインク貯留部２７は生インクで満たされているとともに、第１の液室３１内にもインク吸収体２４により半生インクが保持されている。
【００５６】
インクジェット記録ヘッド４からインクを吐出することにより記録を行うことで、第２の液室３２内の生インクは消費される。上述したように、記録時には空気排出チューブ５は閉じているので、第２の液室３２内の生インクが消費された分、第２の液室３２内のインクの界面が下がることで第２の液室３２内の負圧が上昇する。このとき、第２の液室３２内のインクの界面が連通部２６の位置よりも下方に下がったとしても、インク貯溜部２７は連通部２６の内部をインクで満たすインクを保持している。このようにインク貯溜部２７を有することにより、連通部２６は常にインク界面下に位置するため、連通部２６内部には必ず所望のメニスカスを形成可能なだけのインクが存在する。
【００５７】
そして、大気連通口２３から導入されインク吸収体２４を通ってきた空気、及びインクにより連通部２６に形成されたメニスカスによる負圧と、第１の液室３１内のインク吸収体２４内でのメニスカスによる負圧とが発生する。ここで、これらのメニスカスによる負圧の設定値を第２の液室３２内の負圧が超えると、大気連通口２３から供給された空気がインク吸収体２４内を通り、連通部２６のメニスカスを破り、第２の液室３２内に入り込み、第２の液室３２内の負圧の上昇を抑制することで、第２の液室３２内の負圧は所定の負圧以上にならないようになっている。
【００５８】
このように本実施形態のサブインクタンク９は、インク貯溜部２７を有することにより、連通部２６は常にインク界面下に位置するため、連通部２６内部には必ず所望のメニスカスを形成可能なだけのインクが存在する。これにより、第２の液室３２内のインク界面が連通部２６の形成された位置より下がったとしても、第２の液室３２と大気を直接連通させる空気のパスは形成されず、連通部２６で安定してメニスカスによる負圧を発生することが可能となるため、第２の液室３２内に安定した負圧を発生させることができる。
【００５９】
このように安定した負圧を発生させつつ記録を続け、第２の液室３２内のインクを消費し続けると、第２の液室３２内は空気で満たされてくる。サブインクタンク９内の生インクの量の検知は、インクの界面高さを検知する不図示の界面センサで行い、必要であれば以下に説明する方法により、サブインクタンク９内にインクを再充填する。なお、サブインクタンク９内のインク量の検知方法はセンサを用いるものに限ったものではなく、ドットカウント等の方法を用いても良い。
【００６０】
つぎに、サブインクタンク９へのインクの再充填の手順に関して説明する。なお、ここでは、インクタンク２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのうち、代表としてインクタンク２ａを用いて説明する。
【００６１】
まず、それぞれ、閉じた状態にあるインクチューブ１０が接続されているバルブと空気排出チューブ５が接続されているバルブとを開く。インクチューブ１０が接続されているバルブを開くことでサブインクタンク９とインクタンク２ａとが連通し、空気排出チューブ５が接続されているバルブを開くことでサブインクタンク９の第２の液室３２と外気とが連通する。
【００６２】
次に、空気排出手段により空気排出チューブ５を介して第２の液室３２内の空気を排出する。この時、第１の液室３１の大気連通口２３から第２の液室３２内へと空気を引き込まないようにするため、大気連通口２３は密閉しておく。また、インクジェット記録ヘッド４に形成された吐出口からも第２の液室３２内へ空気を引き込まないよう、例えば、ゴムパッド等により吐出口を閉じる。なお、空気排出手段による空気の排出速度と、第２の液室３２内の生インクの界面とインクタンク２ａ内のインクの界面との高さの差、すなわちインクの水頭により生じる負圧と、吐出口のメニスカスによる負圧とのバランスを調整すれば、吐出口を閉じなくてもサブインクタンク９内へのインク再充填は可能である。
【００６３】
上述のようにして空気排出手段により第２の液室３２内の空気を排出し、第２の液室３２内の負圧を上昇させ、この負圧を用いてインクチューブ１０を介してインクタンク２ａ内のインクを第２の液室３２内に引き込む。
【００６４】
第２の液室３２内へのインクの充填量は、界面センサにより検出し、適量注入した時点で、空気排出手段による空気排出を停止し、さらに空気排出チューブ５とインクチューブ１０を閉じ、大気連通口２３を開放する。さらに、吐出口を閉じていた場合は、吐出口も解放する。
【００６５】
以上のようにしてインクの再充填が行われることで、再び、本実施形態のインクジェット記録装置は記録可能な状態となる。
【００６６】
なお、空気排出チューブ５のサブインクタンク９側付け根部に、透気性は有るが、インクを通さない膜を設けることで、第２の液室３２内の空気を排出し続けても、この膜以上にはインクが上昇しないので、容易にサブインクタンク９内を満タン状態にすることも可能である。この膜は、例えば、ジャパンゴアテックス（株）社製、ゴアテックス（登録商標）のようなものを用いれば良い。
【００６７】
また、サブインクタンク９に対してインクタンク２ａを高い位置に配置するものであってもよい。このようにすれば、空気排出手段により第２の液室３２内の空気を強制的に排出させなくとも、インクタンク２ａ内のインクの界面高さを第２の液室３２内のインクの界面高さよりも高くすることで得られる水頭圧が利用でき、空気排出チューブ５を閉じていたバルブを開くことのみで、インクタンク２ａから第２の液室３２内へのインクの再充填を行うことができる。
【００６８】
さらに、上述の再充填は、記録が一定時間行われなかった際に自動的に行うように設定された不図示の回路からの信号をもとに、記録が一定時間行われなかった際に行うようにするものであってもよい。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態のサブインクタンク９は、インク貯留部２７に貯留したインクにより、連通部２６が常にインクにより満たされた状態を保つことができるため、連通部２６に常にメニスカスを形成することができ、安定した負圧を発生させることができる。このため、第１の液室３１のレイアウトに関して第２の液室３２内のインクの界面の影響を考慮しなくてよくなり、よって、サブインクタンク９内での第１の液室３１のレイアウトの自由度が高くなり、容積効率の高いレイアウトを実現できる。これにより、生インクを収容する第２の液室３２の容積を半生インクを収容する第１の液室３１の容積に比べて大きくすることができ、限られたサブインクタンク９の容積内により多くのインクを収容できることとなる。よって、インクの再充填の回数を減らせるため、記録の高速化が図れる。
（第２の実施形態）
図４に、本実施形態のサブインクタンクのインク貯溜部の一部拡大側断面図を示す。
【００７０】
インク貯溜部１２７の上面に、気体は透過するが、液体は透過しない膜１２８が設けられている。この膜１２８は、例えば、第１の実施形態で示したゴアテックスのようなものを用いれば良い。
【００７１】
上述した以外は、第１の実施形態のサブインクタンク９の構成と基本的に同様であるため、詳細の説明は省略する。また、本実施形態のサブインクタンク１０９を用いたインクジェット記録装置も第１の実施形態で説明したインクジェット記録装置と同様であるため、説明は省略する。
【００７２】
インク貯溜部１２７の上面に膜１２８が設けられていることで、例えば、インクジェット記録装置を搬送する際にインクジェット記録装置が逆さまになった時など、インク貯溜部１２８よりインクが第２の液室１３２内にこぼれ出てしまうことが防止される。このため、インクジェット記録装置が元の記録を行う姿勢に戻ったとき、インク貯溜部１２７内には連通部１２６をインクで満たすだけのインクが確保されているので、インクジェット記録装置の姿勢変化により、負圧発生の機能を損なうことはない。
【００７３】
以上説明したように本実施形態のサブインクタンク１０９は、第１の実施形態と同様に、インク貯留部１２７に貯留したインクにより、連通部１２６に常にメニスカスを形成することができ、安定した負圧を発生させることができる。このため、容積効率の高いレイアウトを実現でき、これにより、生インクを収容する第２の液室１３２の容積を大きくすることができるので、限られたサブインクタンクの容積内により多くのインクを収容できることとなる。よって、インクの再充填の回数が減らせるため記録の高速化が図れる。
（第３の実施形態）
図５に、本実施形態のサブインクタンクのインク貯溜部の一部拡大側断面図を示す。
【００７４】
インク貯溜部２２７の上面には、インク貯溜部２２７の内部に向かって延びたパイプ２２９を有する上蓋２３０が設けられている。パイプ２２９の内径に相当する上蓋２３０には開口が形成されている。
【００７５】
上述した以外は、第１の実施形態のサブインクタンク９の構成と基本的に同様であるため、詳細の説明は省略する。また、本実施形態のサブインクタンク２０９を用いたインクジェット記録装置も第１の実施形態で説明したインクジェット記録装置と同様であるため、説明は省略する。
【００７６】
パイプ２２９を有する上蓋２３０が設けられていることで、第２の液室２３２とインク貯溜部２２７との連通は、パイプ２２９のみとなり、よって、例えば、図６に示すように、サブインクタンク２０９が逆さまになった状態でも、インク貯溜部２２７内のインクは全て第２の液室２３２側にこぼれ出てしまうことはなく、パイプ２２９の端部２３１以下の高さに界面を形成してインク貯溜部２２７内に残留する。
【００７７】
このため、本実施形態のサブインクタンク２０９も第２の実施形態のサブインクタンク１０９と同様に、元の記録を行う姿勢に戻ったとき、インク貯溜部２２７内には連通部２２６をインクで満たすだけのインクが確保されているので、インクジェット記録装置の姿勢変化により、負圧発生の機能を損なうことはない。
【００７８】
なお、パイプ２２９の長さ及び径等は、逆さまにしたサブインクタンク２０９を正常な位置に戻した場合、連通部２２６にインクが存在する程度にインクをインク貯溜部２２７に残すようなものであればどのようなものであってもよい。
【００７９】
以上説明したように本実施形態のサブインクタンク２０９は、第１及び第２の実施形態と同様に、インク貯留部２２７に貯留したインクにより、連通部２２６に常にメニスカスを形成することができ、安定した負圧を発生させることができる。このため、容積効率の高いレイアウトを実現でき、これにより、生インクを収容する第２の液室２３２の容積を大きくすることができるので、限られたサブインクタンクの容積内により多くのインクを収容できることとなる。よって、インクの再充填の回数を減らせるので記録の高速化が図れる。
（第４の実施形態）
図７に、本実施形態のサブインクタンクのインク貯溜部の一部拡大側断面図を示す。
【００８０】
インク貯溜部３２７内には、インクに沈む程度の比重の玉３３１が収納されており、インク貯溜部３２７の上面には、玉３３１が通過不可能な、最小径が玉３３１の直径よりも小さい径の孔３２９が形成された上蓋３３０が設けられている。第２の液室３３２とインク貯溜部３２７とはこの孔３２９を介して連通している。
【００８１】
上述した以外は、第１の実施形態のサブインクタンク９の構成と基本的に同様であるため、詳細の説明は省略する。また、本実施形態のサブインクタンク３０９を用いたインクジェット記録装置も第１の実施形態で説明したインクジェット記録装置と同様であるため、説明は省略する。
【００８２】
玉３３１は、サブインクタンク３０９が図７に示すような記録を行う通常の姿勢である場合、インク貯溜部３２７の底に沈んでいる。また、玉３３１は、連通部３２６の気液交換を阻害しない大きさ、形状であればどのようなものであっても良い。
【００８３】
このような構成のサブインクタンク３０９が図８に示すように逆さまの状態になった場合、玉３３１は重力により孔３２９が形成された上蓋３３０方へと沈み、孔３２９に嵌まり込むことで、孔３２９を塞ぎ、孔３２９からインク貯留部３２６のインクが全て第２の液室３３２側へとこぼれ出してしまうことを防止する。
【００８４】
このため、本実施形態のサブインクタンク３０９も第２及び第３の実施形態のサブインクタンクと同様に、インクジェット記録装置の姿勢変化により、負圧発生の機能を損なうことはない。
【００８５】
なお、本実施形態では、玉３３１が孔３２９を塞ぐ構成としたが、これに限定されることなく、重力を利用して孔３２９を塞ぐ構成であればいかなる構成であってもよい。例えば、ばねに、孔３２９を塞ぐことができる形状の重りを付けた構成としてもよい。この場合、サブインクタンク３０９が通常の姿勢では、重りの自重とばねの反力とがつりあう位置で垂れ下がり保持されることで孔３２９は解放状態となり、一方、サブインクタンク３０９が逆さまとなった場合、重りが孔３２９を塞ぐとともに、ばねの付勢力により重りが浮くことで孔３２９が解放状態となるのを防ぎ、より確実にインク貯留部３２７内のインクを確保することができる。
【００８６】
以上説明したように本実施形態のサブインクタンク２０９は、第１ないし第３の実施形態と同様に、インク貯留部３２７に貯留したインクにより、連通部３２６に常にメニスカスを形成することができ、安定した負圧を発生させることができる。このため、容積効率の高いレイアウトを実現でき、これにより、生インクを収容する第２の液室３３２の容積を大きくすることができるので、限られたサブインクタンクの容積内により多くのインクを収容できることとなる。よって、インクの再充填の回数を減らせるので記録の高速化が図れる。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、連通部は、貯留したインクの界面が、第２の液室内のインクの界面と独立したインクの界面を形成可能であるインク貯留部のインクにより満たされた状態であるため、常に、メニスカスを形成することが可能であり、よって、安定した負圧を発生させることができる。
【００８８】
また、第１の液室のレイアウトに関して、第２の液室内のインクの界面の影響を考慮しなくてよくなることで、サブインクタンク内での第１の液室のレイアウトの自由度が高くなり、生インクを収容する第２の液室の容積を、半生インクを収容する第１の液室の容積に比べて大きくすることができる。したがって、インクの再充填の回数を減らせるので記録の高速化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の概略斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のインクジェットヘッドカートリッジの模式的な斜視図である。
【図３】図２に示したインクジェットヘッドカートリッジのＡ−Ａ線での断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態のサブインクタンクのインク貯溜部の一部拡大側断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態のサブインクタンクのインク貯溜部の一部拡大側断面図である。
【図６】図５に示したサブインクタンクが逆さまの状態となったときのインク貯溜部の一部拡大側断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態のサブインクタンクのインク貯溜部の一部拡大側断面図である。
【図８】図７に示したサブインクタンクが逆さまの状態となったときのインク貯溜部の一部拡大側断面図である。
【図９】サブインクタンクの容積効率を高めたインクジェットヘッドカートリッジの一例の側断面図である。
【図１０】インクジェット記録装置の各部レイアウトの一例を示す模式図である。
【図１１】サブインクタンクの容積効率を高めたインクジェットヘッドカートリッジの別の一例の側断面図である。
【符号の説明】
１ 筐体
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ インクタンク
３ 差込部
４ インクジェット記録ヘッド
５ 空気排出チューブ
５ａ 空気排出口
６ キャリッジ
７ インクジェット記録ヘッド用チップ
８ フィルタ
９、１０９、２０９、３０９ サブインクタンク
１０ インクチューブ
１０ａ 補給口
１１ リードスクリュー
１２ 被記録媒体
１３ ガイドレール
１４、１５、２１、２２ ギヤ
１６ 駆動モータ
１７ 螺旋溝
１８ プラテンローラ
１９ キャップ部材
２０ 吸引手段
２３ 大気連通口
２４ インク吸収体
２５ インク供給路
２６、１２６、２２６、３２６ 連通部
２７、１２７、２２７、３２７ インク貯溜部
３１ 第１の液室
３２、１３２、２３２、３３２ 第２の液室
３３ インクジェットヘッドカートリッジ
３４ 隔壁
３５ 下面
３６ 上面
３７ 背面
３８ 仕切壁
３９ 側部隔壁
４０ インク界面
４１ 開口
１２８ 膜
２２９ パイプ
２３０、３３０ 上蓋
３２９ 孔
３３１ 玉
Claims (7)
- インクの再充填が可能なサブインクタンクであって、
大気と連通する大気連通口が形成され、インク吸収体を収容する第１の液室と、
外部にインクを供給するためのインク供給部と、
該インク供給部に供給されるインクを収容するための第２の液室と、
該第２の液室内のインクの界面と独立したインクの界面を形成可能なようにインクを貯留するためのインク貯留部と、
該インク貯留部と前記第１の液室とを連通し、前記インク貯留部に貯留されたインクにより内部が満たされるように配置された連通部と、を備え、
前記インク貯留部の、前記第２の液室と連通する開口に、空気は透過するがインクは透過しない膜が設けられていることを特徴とするサブインクタンク。 - 前記第２の液室に、インクを再充填するための補給口が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のサブインクタンク。
- 前記第２の液室に、該第２の液室内の空気を排出するための空気排出口が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のサブインクタンク。
- 前記空気排出口に、空気は透過するがインクは通過しない膜が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のサブインクタンク。
- 請求項１ないし４のいずれか１項に記載されたサブインクタンクと、
該サブインクタンクから供給されたインクを吐出するための記録ヘッドと、
を備えたことを特徴とするインクジェットヘッドカートリッジ。 - 請求項５に記載されたインクジェットヘッドカートリッジを搭載して往復走査するためのキャリッジと、
前記キャリッジの走査方向と交差する方向に被記録媒体を搬送するための搬送手段と、
を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記サブインクタンクに充填するためのインクを収容するメインインクタンクが着脱可能に搭載されていることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
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- 2000-11-16 JP JP2000349917A patent/JP4557410B2/ja not_active Expired - Fee Related
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