JP4793091B2 - インク給送装置及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクタンクからインク通路を通じて供給されたインクを、インクジェット記録ヘッドへ給送するインク給送装置に関し、特にインク給送機構としてベローズポンプを使用するインク給送装置に関する。また本発明はそのようなインク給送装置を内蔵したインクジェット記録装置に関する。

従来より、記録ヘッドからインク滴を吐出して記録用紙に着弾させることにより、記録用紙に画像記録を行う所謂インクジェット方式の画像記録装置が知られている。このようなインクジェット記録装置では、インクを貯留するインクタンクから所定のインク通路を通じて記録ヘッドへインクを供給する構成が採用されている。

このような従来のインクジェット記録装置では、インク供給経路のインク通路に気泡が発生するという問題がある。気泡の発生原因は様々であるが、例えば温度変化によりインクに溶存していた気体が気泡として出現する場合、外部の空気かインクチューブ等を透過してインク通路内に進入する場合等が考えられる。いずれにしろ、インク通路に発生した気泡は、記録ヘッドにおけるインク吐出不良の原因となる。

上述のような従来のインクジェット記録装置において、インク通路に発生した気泡を、パージと呼ばれる吸引動作等によりインクと共に除去するようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１）。また、インク通路にポンプを設けることにより、該ポンプを駆動して記録ヘッドからインクを吐出すると共に、インク通路の気泡を除去する技術が提案されている。

特開平６−８４７３号公報

前述したインク通路に設けられるポンプとしてベローズポンプが知られている。ベローズポンプは、蛇腹形状の筒状体を伸縮するように変形させることによって、ポンプ圧を生じさせるポンプである。このようなベローズポンプ内においても、温度変化等の要因によりインクに気泡が生じる虞がある。そして、該気泡を核として気泡が成長した場合には、インク通路内におけるインクの通流が阻害されたり、該気泡が記録ヘッドに進入することによってインク吐出不良の原因となり得る。したがって、ベローズポンプ内においては、気泡が無いことが望ましく、また、気泡が発生したとしても大きく成長する前に排出されることが望ましい。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、インクタンクからインクジェット記録ヘッドへインクを流すインク通路に設けられたベローズポンプ内の気泡を迅速且つ確実に排出できるインク給送装置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。

本発明は、インクが貯留されたインクタンクと、該インクタンクから供給されたインクをインク滴として吐出するインクジェット記録ヘッドを有する画像記録部と、上記インクタンクと上記画像記録部との間でインクを通流可能とするインク通路と、該インク通路に介設されたベローズポンプを有するインク給送機構とを備えてなるインク給送装置であって、上記ベローズポンプは、上下方向に伸縮して内部容積が変化する蛇腹部と、該蛇腹部の上部に設けられて蛇腹部と上記インク通路とを連結する接続部とを備え、上記蛇腹部の山折れ部分が前記蛇腹部が伸縮する方向と直行する方向に対して上方になす角度ａと、該山折れ部分が前記蛇腹部が伸縮する方向と直行する方向に対して下方になす角度ｂとが、０°≦角度ｂ＜角度ａの関係にあり、角度ａが、４０°≦角度ａ＜９０°の範囲にあるものである。

インクタンクからインクジェット記録ヘッドへはインク通路を通じてインクが供給される。また、インク通路内において気泡が発生した場合には、インク給送機構がインク通路内のインクを給送することにより、インクジェット記録ヘッドからインクと共に気泡が排出される。このインク給送機構のポンプとしてベローズポンプが用いられている。ベローズポンプの蛇腹部は、装置が水平面上に載置されている状態において上下方向（実質的に鉛直方向）に伸縮するように配置され、該蛇腹部の上部にインク通路と蛇腹部とを連結する接続部が設けられている。蛇腹部の山折れ部分の内側の屈曲部よりも上側の面が水平方向に対して上方になす角度ａと、山折れ部分の内側の屈曲部よりも下側の面が水平方向に対して下方になす角度ｂとが、０°≦角度ｂ＜角度ａ＜９０°の関係にある。つまり、山折れ部分の内側の上側傾斜面の角度ａが下側傾斜面の角度ｂより大きく設定されている。これにより、蛇腹部の内部空間、特に山折れ部分に気泡が生じた場合に、該気泡が上側傾斜面に沿って上方へ上昇しやすくなり、蛇腹部から接続部を通じてインク通路へ気泡が排出されやすくなる。

また、好ましくは、上記角度ａは、４０°から７５°の範囲内である。角度ａが小さすぎれば、蛇腹部の山折れ部分の上側傾斜面が水平側に傾斜するので、上側傾斜面に沿って気泡が上昇し難くなる。一方、角度ａが大きすぎれば、上側傾斜面が垂直側に起立するので、蛇腹部の伸縮性が悪くなる。これらを考慮すれば、角度ａを４０°から７５°とすることが好適である。

また、本発明は、上記インク給送装置において、上記インクタンクは、複数のインク色に対応して複数設けられたものであり、上記インク通路は、各インクタンク毎に独立して上記画像記録部との間でインクを流通可能なものであり、上記ベローズポンプは、各インク通路を流通するインクをそれぞれ給送可能であって、各ベローズポンプが独立して駆動可能なものである。

複数のインク色を用いてカラー印刷を行う場合には、各インク色毎に、インクタンク及びインク通路が設けられ、ベローズポンプも各インク通路毎に設けられる。そして、各ベローズポンプは、駆動機構の切り換え等により独立して駆動することができる。これにより、気泡の除去が必要なインクに対応したベローズポンプのみを駆動して、気泡の除去が不要なインクを排出せずに、所望のインク通路からのみインクと共に気泡を排出させることができる。

また、本発明に係るインクジェット記録装置は、上述のようなインク給送装置を備えることを特徴とするものである。

本発明に係るインク給送装置によれば、ベローズポンプの蛇腹部の山折れ部分が水平方向に対して上方になす角度ａと、該山折れ部分が水平方向に対して下方になす角度ｂとが、０°≦角度ｂ＜角度ａの関係となり、角度ａが、４０°≦角度ａ＜９０°の範囲となるようにしたので、蛇腹部の山折れ部分に生じた気泡が、山折れ部分の上側傾斜面に沿って上方へ上昇しやすくなる。これにより、蛇腹部から接続部を通じてインク通路へ気泡が排出されやすくなり、ベローズポンプ内で気泡が成長する前に、該気泡を確実に排出することができる。

以下、本発明をその実施形態を示す図面を適宜参照して説明する。
図１は、本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態としての複合機１（インクジェット記録装置）の外観構成を示す斜視図である。図２は本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態としての複合機の内部構成を示す縦断面図である。尚、図１及び図２に示されている複合機には本発明に係るインク給送装置が内蔵されている。
本複合機１は、下部にプリンタ部２を、上部にスキャナ部３を一体的に備えた多機能装置（ＭＦＤ：Multi Function Device）であり、プリンタ機能、スキャナ機能、コピー機能、ファクシミリ機能を有する。該複合機１のプリンタ機能を実現するプリンタ部２が本発明に係るインクジェット記録装置に相当し、プリンタ機能以外の機能は任意のもの（オプション機能）である。したがって、本発明に係るインクジェット記録装置としては、スキャナ部３が備えられておらず、スキャナ機能及びコピー機能を有しない単機能のプリンタであってもよい。また、本発明に係るインク給送装置は、上述する如く、上記プリンタ部２にインク給送機構７として内蔵されている。

また、本発明に係るインクジェット記録装置装置を多機能装置として実施する場合には、本実施の形態に示す複合機１のような小型の装置であっても、複数の給紙カセットや自動原稿搬送装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）を備えた比較的大型の装置であってもよい。また、複合機１は、不図示のコンピュータ（外部情報機器）と主に接続されており、該コンピュータから送信された画像データ及び／又は文書データを含む印刷データに基づいて、記録用紙に画像や文書を記録する。但し、複合機１は、デジタルカメラ等の外部機器と接続された場合には、デジタルカメラから出力される画像データを記録用紙に記録することも、メモリカード等の各種記録媒体が装填された場合には、装填された記録媒体に記録されている画像データ等を記録用紙に記録することも可能である。また、以下に説明する複合機１の構成は、本発明に係るインクジェット記録装置の一例であり、本発明の要旨を変更しない範囲で構成を適宜変更できることは当然である。

図１に示すように、複合機１は高さより横幅及び奥行きが大きい幅広薄型の概ね直方体の外形を有する。複合機１の下半部にプリンタ部２が内蔵されている。プリンタ部２は、正面に開口２ａが形成されており、該開口２ａから一部が露呈するようにして給紙トレイ２０及び排紙トレイ２１が上下２段に（給紙トレイ２０が底部側に）設けられている。給紙トレイ２０は、被記録媒体である記録用紙を貯蔵するために備えられておりのものであり、Ａ４サイズ以下のＢ５サイズ、はがきサイズ等を含む各種サイズの記録用紙を収容することが可能である。また、給紙トレイ２０は、図２に示すように、必要に応じてスライドトレイ２０ａを引き出すことによりトレイ面が拡大される。該給紙トレイ２０に収容された記録用紙がプリンタ部２の内部へ給送されて所望の画像が記録され、排紙トレイ２１へ排出される。

複合機１の上半部にスキャナ部３が内蔵されており、所謂フラットベッドスキャナとして構成されている。図１及び図２に示すように、複合機１の天板として開閉自在に設けられた原稿カバー３０の下側に、プラテンガラス３１及びイメージセンサ３２が設けられている。プラテンガラス３１は原稿を載置して画像読取りを行なうために備えられている。該プラテンガラス３１の下方には、複合機１の奥行き方向を主走査方向とするイメージセンサ３２が、複合機１の幅方向（副走査可能）に設けられている。

複合機１の正面の上部には、プリンタ部２やスキャナ部３を操作するための操作パネル４が設けられている。操作パネル４は各種操作ボタンや液晶表示部等を有する。複合機１は、該操作パネル４からの操作指示に基づいて動作するが、コンピュータに接続されている場合には、該コンピュータからプリンタドライバ又はスキャナドライバを介して送信される指示に基づいても動作する。また、複合機１の正面の左上部には、記録媒体である各種の小型メモリカードを装填可能なスロット部５が設けられている。該スロット部５に装填された小型メモリカードに記録されている画像データを読み出させ、読み出された該画像データに関する情報を操作パネル４の液晶表示部に表示させ、液晶表示部に表示された画像データに関する情報に基づいて任意の画像を選択して、プリンタ部２により記録用紙に記録（プリントアウト）させるための操作を、ユーザが操作パネル４を操作することにより複合機１に行わせることが可能である。

以下、図２〜図１０を参照して複合機１の内部構成、特にプリンタ部２の構成について説明する。図２に示すように、複合機１の底側に設けられた給紙トレイ２０の奥側には、給紙トレイ２０に積載された記録用紙を分離して上方へ案内するための分離傾斜板２２が配設されている。また、分離傾斜板２２の上方には搬送路２３の一端が位置している。搬送路２３は、該分離傾斜板２２側の一端から上方へ向かった後に更に正面側へ湾曲することにより、複合機１の背面側から正面側へと向かい、画像記録ユニット２４（画像記録部）を通過して排紙トレイ２１と他端で接続している。したがって、給紙トレイ２０に収容された記録用紙は、プリンタ部２の奥側の部分で搬送路２３により下方から上方へＵターンするように案内されて画像記録ユニット２４に至り、該画像記録ユニット２４により画像記録が行われた後、排紙トレイ２１に排出される。

図３に示すように、給紙トレイ２０の上側には、給紙トレイ２０に積載された記録用紙を１枚ずつ分離して搬送路２３へ供給するための給紙ローラ２５が設けられている。該給紙ローラ２５は、給紙トレイ２０に接離可能に上下動する給紙アーム２６の先端に軸支されており、複数のギアが噛合されてなる駆動伝達機構２７により、ＬＦモータ７１（図８参照）の駆動が伝達されて回転する。

給紙アーム２６は、基端側を軸として上下方向に揺動可能に配設されている。該給紙アーム２６は、待機状態では、不図示の給紙クラッチやバネ等により図に示すように上側へ跳ね上げられており、記録用紙を供給する際に下側へ揺動する。給紙アーム２６が下側へ揺動することにより、その先端に軸支された給紙ローラ２５が給紙トレイ２０上の記録用紙の表面に圧接する。その状態で、給紙ローラ２５が回転することにより、給紙ローラ２５のローラ面と記録用紙との間の摩擦力で最上位置の記録用紙が分離傾斜板２２へ送り出される。該記録用紙は、その前端が分離傾斜板２２に当接して上方へ案内され、搬送路２３へ送り込まれる。また、給紙ローラ２５によって最上位置の記録用紙が送り出される際に、その直下の記録用紙が摩擦や静電気の作用によって共に送り出される場合があるが、該記録用紙は分離傾斜板２２との当接によって搬送路２３へ送り込まれることが制止される。

搬送路２３は、画像記録ユニット２４等が配設されている箇所以外は、所定間隔で対向する外側ガイド面と内側ガイド面とから構成されている。例えば、複合機１の背面側の搬送路２３は、外側ガイド面が複合機１のフレームと一体に形成され、内側ガイド面がガイド部材２８がフレーム内に固定されることにより構成されている。また、搬送路２３において、特に搬送路２３が曲がっている箇所には、各搬送コロ２９が外側ガイド面又は内側ガイド面へローラ面を露出するようにして、搬送路２３の幅方向を軸方向として回転自在に設けられている。これら各搬送コロ２９によって、搬送路２３が曲がっている箇所においてガイド面に接触する記録用紙の搬送が円滑となる。

図３に示すように、搬送路２３の排紙トレイ２１に近い部分には、画像記録ユニット２４が設けられている。該画像記録ユニット２４は、インクジェット記録ヘッド３９を搭載して主走査方向へ往復移動する走査キャリッジ３８を備えている。インクジェット記録ヘッド３９は、複合機１内にインクジェット記録ヘッド３９とは独立に配置されたインクタンク４０（図５参照）からインクチューブ４１を通じてシアン（Ｃ）・マゼンタ（Ｍ）・イエロー（Ｙ）・ブラック（Ｂｋ）の各色インクが供給され、各インクを微小なインク滴として吐出するものである。該インクジェット記録ヘッド３９が搭載された走査キャリッジ３８が走査されることにより、プラテン４２上を搬送される記録用紙に画像記録が行われる。

詳細には、図４に示すように、搬送路２３の上側において記録用紙の搬送方向に沿う方向に所定間隔で、一対のガイドレール４３ａ，４３ｂが搬送路２３の幅方向に沿って延設されている。上記走査キャリッジ３８は、ガイドレール４３ａ，４３ｂを跨いだ状態で、ガイドレール４３ａ，４３ｂに案内されて摺動可能な状態で設けられている。記録用紙の搬送方向の上流側に配設されたガイドレール４３ａは、搬送路２３の幅方向に沿う長さが走査キャリッジ３８の走査幅より長く、搬送路の面と平行な平板状の部材である。このガイドレール４３ａの平板状の上面が、上記走査キャリッジ３８の上流側の端部を摺動自在に担持している。

一方、記録用紙の搬送方向の下流側に配設されたガイドレール４３ｂは、搬送路２３の幅方向に沿う長さが上記ガイドレール４３ａとほぼ同じ長さで搬送路の面とは平行な平板状の部材であり、走査キャリッジ３８の下流側の端部を支持する縁部４３ｃが、上方へ向かって略直角に曲折されている。走査キャリッジ３８は、ガイドレール４３ｂの上面に摺動自在に担持されており、且つ、上記縁部４３ｃを不図示のローラ等により狭持している。したがって、走査キャリッジ３８は、ガイドレール４３ａ，４３ｂ上に摺動自在に担持され、ガイドレール４３ｂの縁部４３ｃを基準として、搬送路２３の幅方向に往復移動する。なお、走査キャリッジ３８がガイドレール４３ａ，４３ｂの上面と接触する部位には、摩擦を低減するための摺動部材が適宜設けられる。

また、図４に示すように、ガイドレール４３ｂの平面上の部分の上面には、ベルト駆動機構４４が配設されている。該ベルト駆動機構４４は、搬送路２３の幅方向の両端付近にそれぞれ設けられた従動プーリ４５と駆動プーリ４６との間に、内側に歯が設けられた無端環状のタイミングベルト４７が張架されてなるものである。駆動プーリ４６の軸にはＣＲモータ７３（図８参照）から駆動力が入力され、該駆動プーリ４６の回転によりタイミングベルト４７が周運動する。なお、タイミングベルト４７は上述のような無端環状のもののほか、有端のベルトの両端部を走査キャリッジ３８に固着するものを用いてもよい。

上記走査キャリッジ３８は、上述のような無端環状のタイミングベルト４７の一箇所に固着されており、該タイミングベルト４７の周運動により、走査キャリッジ３８が縁部４３ｃを基準としてガイドレール４３ａ，４３ｂ上を往復移動する。このような走査キャリッジ３８にインクジェット記録ヘッド３９が搭載されて、該インクジェット記録ヘッド３９が、搬送路２３の幅方向を主走査方向として往復移動可能となっている。また、上記縁部４３ｃに沿ってリニアエンコーダ７７（図８参照）のエンコーダストリップ３３が配設されている。リニアエンコーダ７７が、該エンコーダストリップ３３をフォトインタラプタにより検出し、この検出信号に基づいて走査キャリッジ３８の往復移動が制御される。

図３に示すように、搬送路２３の下側には、上記インクジェット記録ヘッド３９と対向してプラテン４２が配設されている。該プラテン４２は、走査キャリッジ３８の往復移動範囲のうち、記録用紙が通過する中央部分に渡って配設されている。プラテン４２の幅は、搬送可能な記録用紙の最大幅より十分に大きい。従って、記録用紙の両端は常にプラテン４２の上を、換言すればプラテン４２からはみ出さない状態で通過する。

また、図４に示すように、記録用紙が通過しない範囲、すなわちインクジェット記録ヘッド３９による画像記録範囲外の一端部側の部分には、キャップ４８が配設されている。キャップ４８は、インクジェット記録ヘッド３９のインク吐出口５３の乾燥を防止するために、インク吐出口５３を覆うものである。複合機１を輸送する際や、不使用の際には、インクジェット記録ヘッド３９がキャップ４８上に位置するように走査キャリッジ３８が移動され、その状態でキャップ４８が上方へ移動されてインクジェット記録ヘッド３９の下面のインク吐出口５３を密閉するように覆う。

また、走査キャリッジ３８の往復移動範囲内であって画像記録範囲外の他端側の部分には、インクジェット記録ヘッド３９からのインクの空吐出を受けるための廃インクトレイ４９が設けられる。廃インクトレイ４９は、フラッシング等による気泡除去又は混色インク除去の際に用いられ、廃インクトレイ４９内には、インクを吸収するパッドが敷設されている。

インクタンク４０は、図１及び図４に示すように、プリンタ部２の正面側であって左側方（図右側）の筐体内に設けられたカートリッジ装着部６に装着される。図４に示すように、該カートリッジ装着部６は、装置内において、インクジェット記録ヘッド３９を搭載する走査キャリッジ３８と別途に配置されており、インクチューブ４１を通じて、カートリッジ装着部６に装着されたインクタンク４０から走査キャリッジ３８へインクが供給されるようになっている。

インクタンク４０は、シアン（Ｃ）・マゼンタ（Ｍ）・イエロー（Ｙ）・ブラック（Ｂｋ）の各色インクを貯蔵する４個のインクタンク４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋからなり、装置筐体内に設けられたカートリッジ装着部６内の所定の位置にそれぞれ装填されている。各インクタンク４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋは、貯留されるインク色が異なる他は同一の構成であるので、以下においてはシアン用のインクタンク４０Ｃを例に詳細に説明する。

図５に示すように、インクタンク４０Ｃは、略直方体形状の合成樹脂製の筐体１０内にシアンインクが充填されたものであり、カートリッジ装着部６の上方から着脱可能なカートリッジ式である。筐体１０の内部空間はインク室１１であり、該インク室１１にシアンインクが貯留されている。また、筐体１０の底部には、インク室１１に貯留しているシアンインクを外部に供給するためのインク供給口１２が、該底部を貫通して形成されている。

上記インク供給口１２は、シール部材１３により封止されている。したがって、インクタンク４０Ｃがカートリッジ装着部６に装着されていない状態では、インク室１１内のシアンインクがインク供給口１２から流出することはない。シール部材１３は、後述するように、インク針１７が刺通されることが可能であって、且つ該インク針１７が抜かれた後に、刺通跡を封止できる弾性部材からなり、例えばシリコンゴム等が用いられる。

また、筐体１０の上部には、ラビリンス状の通気孔１４が形成されている。該通気孔１４により、上記インク室１１内のシアンインクが流出することなく、インク室１１が大気開放されている。

また、筐体１０の側部の下端付近には透光性の窓１５が設けられている。該窓１５を通じて、インク室１１内のシアンインクの有無が確認できるようになっている。後述するように、該窓１５を通じて光学センサによりインク室１１内のシアンインク量が検出される。

また、筐体１０の上面には、把手１６が上方へ突設されている。該把手１６は、インクタンク４０Ｃをカートリッジ装着部６へ着脱する際のユーザのための持ち手となるものであり、特に、ユーザがカートリッジ装着部６からインクタンク４０Ｃを上方へ引き抜くようにして脱離する場合に有用である。

カートリッジ装着部６は、上記各インクタンク４０を収容可能であって、上部に開口を有する容器状のものであり、例えば図５に示すように、インクタンク４０Ｃは、カートリッジ装着部６に嵌合するようにして収容される。そして、例えば図５に示す装着状態から、ユーザが把手１６を持って上方へインクタンク４０Ｃを引き上げることにより、該インクタンク４０Ｃがカートリッジ装着部６から離脱される。このようにして、カートリッジ装着部６は、各インクタンク４０を着脱可能に保持することが出来る。

また、カートリッジ装着部６の内面の底面には、インク針１７が先端を上方へ突出するようにして設けられている。インク針１７がカートリッジ装着部６に設けられた位置は、インクタンク４０Ｃがカートリッジ装着部６に装着された場合にインクタンク４０Ｃのインク供給口１２を封止するシール部材１３の位置と対応している。したがって、図５に示すように、インクタンク４０Ｃがカートリッジ装着部６に装着されると、インク針１７の先端がシール部材１３を貫通してインク室１１内に進入する。インク針１７は中空針であり、その先端付近には外部に通ずる孔が穿設されている。したがって、インク室１１内のインクは、該インク針１７の前端付近の孔からインク針１７内に流れ込む。インク針１７の基端部は、カートリッジ装着部６の底部に水平方向に形成された流路１８と連結されている。更に、図には示していないが、流路１８は前述したインクチューブ４１と接続されている。従って、インク室１１内のインクがインク針１７を通じて、流路１８及びインクチューブ４１を経由してインクタンク４０の外部へ導き出される。

また、カートリッジ装着部６の側壁には、インクセンサ１９が設けられている。インクセンサ１９は、各インクタンク４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋのそれぞれの窓１５に対応した位置であって、インク室１１の底面に近い位置に対応するカートリッジ装着部６の一側面に配置されている。このインクセンサ１９は、光学センサであり、インク室１１内のインクの有無に応じた反射光量の差に基づいてインク室１１内のインクの有無を検出することが出来る。

なお、本実施の形態では、４色のインクで画像記録を行う複合機１について説明しているが、本発明に係るインクジェット記録装置においてインク色の数は特に限定されず、例えば、６色インクや８色インクにより画像記録を行う場合には、使用するインク色の数に応じてインクタンク４０を増やすことが可能であることは勿論である。但し、カートリッジ装着部６に関しても、インクタンクの数に応じた大きさが必要であり、またインク針１７、流路１８及びインクセンサ１９等の数をインクタンク数に応じた数にする必要があることは言うまでもない。

図４に示すように、カートリッジ装着部６にそれぞれ装着された各インクタンク４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋから上記インクジェット記録ヘッド３９へは、各色毎に独立したインクチューブ４１により各色インクが供給される。各インクチューブ４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋは、合成樹脂製のチューブであり、走査キャリッジ３８の走査に従って撓む可撓性を有するものである。

前述したカートリッジ装着部６の各インクタンク４０毎に設けられている各流路１８は、各インクチューブ４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋの一端とそれぞれ接続されている。なお、インクチューブ４１Ｃは、上記インクタンク４０Ｃに対応しておりシアン（Ｃ）のインクを供給するためのものである。同様に、インクチューブ４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋは、それぞれ上記インクタンク４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋに対応しており、それぞれマゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）のインクを供給するためのものである。

カートリッジ装着部６から導出された各インクチューブ４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋは、装置の幅方向に沿って中央付近まで引き出されて、装置フレーム等の適当な部材（移動しない部材）に一旦固定されている。そして、該固定箇所から走査キャリッジ３８までの部分の各インクチューブ４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋは、装置フレーム等に固定されておらず、走査キャリッジ３８の往復移動に追従して姿勢変化する。すなわち、走査キャリッジ３８が往復移動方向の一端（図４で左側）へ移動するに従い、各インクチューブ４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋは、Ｕ字形状の湾曲部分の曲げ半径が小さくなるように撓みながら、走査キャリッジ３８の移動方向へ移動する。一方、走査キャリッジ３８が往復移動方向の他端（図４で右側）へ移動するに従い、各インクチューブ４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋは、湾曲部分の曲げ半径が大きくなるように撓みながら、走査キャリッジ３８の移動方向へ移動する。

インクジェット記録ヘッド３９は、図６に示すように、その下面にインク吐出口５３が、ＣＭＹＢｋの各色インク毎に記録用紙の搬送方向（副走査方向）に列設されている。なお、図において、上下方向が記録用紙の搬送方向であり、左右方向が走査キャリッジ３８の主走査方向である。そして、ＣＭＹＢｋの各色インクのインク吐出口５３が主走査方向に並んでいる。また、各インク吐出口５３の記録用紙の搬送方向のピッチ及び数は、記録画像の解像度等を考慮して適宜設定されるものである。また、カラーインクの種類数に応じてインク吐出口５３の列数を増減することも可能である。

図７に示すように、インクジェット記録ヘッド３９の下面に形成されたインク吐出口５３の上流側には、圧電素子５４を備えたキャビティ５５が形成されている。圧電素子５４は所定の電圧が印加されることにより変形されてキャビティ５５の容積を縮小させる。このキャビティ５５の容量の変化によって、キャビティ５５内のインクがインク吐出口５３からインク滴として吐出される。

上記各キャビティ５５は、各インク吐出口５３毎に設けられており、各色インク毎の複数のキャビティ５５に渡って共通のマニホールド５６が形成されている。マニホールド５５の上側にはバッファタンク５７が配設されている。バッファタンク５７は、ＣＭＹＢｋの各色インク毎に設けられている。各バッファタンク５７には、インクタンク４０からインクチューブ４１を通じてインク供給口５８から各色のインクが供給される。バッファタンク５７に一旦インクが貯留されることにより、インクチューブ４１等でインク内に発生した気泡が捕捉される。この結果、キャビティ５５及びマニホールド５６に気泡が進入することが防止される。また、バッファタンク５７内で捕捉された気泡は、気泡排出口５９から不図示のポンプ機構により吸引除去される。バッファタンク５７からマニホールド５６へ供給されたインクは、マニホールド５６により各キャビティ５５に分配される。

このようにして、インクタンク４０からインクチューブ４１を通じて供給された各色インクが、バッファタンク５７、マニホールド５６を介してキャビティ５５へ流れるようにインク通路が構成される。このようなインク通路を通じて供給されたＣＭＹＢｋの各色インクが、インク吐出口５３からインク滴として記録用紙に吐出される。

図４に示すように、インクチューブ４１のカートリッジ装着部６付近には、インク給送機構７が設けられている。インク給送機構７は、各色のインクチューブ４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋに連結されており、各インクチューブ４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋを流通する各色インクをインクジェット記録ヘッド３９側へ給送可能なものである。このインク給送機構７の詳細な構成については後述する。

図３に示すように、上記画像記録ユニット２４の上流側には、搬送路２３を搬送されている記録用紙を狭持して、プラテン４２上へ搬送する一対の搬送ローラ６０及び押さえローラ６１が設けられている。一方、画像記録ユニット２４の下流側には、記録済みの記録用紙を狭持して搬送する一対の排紙ローラ６２及び拍車ローラ６３が設けられている。搬送ローラ６０及び排紙ローラ６２は、ＬＦモータ７１から駆動力が伝達されて、所定の改行幅で間欠駆動する。搬送ローラ６０及び排紙ローラ６２の回転は同期されており、搬送ローラ６０に設けられたロータリエンコーダ７６（図８参照）が、搬送ローラ６０とともに回転するエンコーダディスクをフォトインタラプタで検出することにより、搬送ローラ６０及び排紙ローラ６２の回転が制御される。

一方、押さえローラ６１は搬送ローラ６０に所定の押圧力で押圧するように付勢されて回転自在に設けられている。搬送ローラ６０と押さえローラ６１との間に記録用紙が進入した場合には、押さえローラ６１は記録用紙の厚み分だけ退避して該記録用紙を搬送ローラ６０とともに狭持する。これにより、搬送ローラ６０の回転力が確実に記録用紙へ伝達される。拍車ローラ６３も排紙ローラ６２に対して同様に設けられたものであるが、記録済みの記録用紙と圧接するので、記録用紙に記録された画像を劣化させないようにローラ面が拍車状に凹凸したものとなっている。

図８は、本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態としての複合機１の制御系の構成を示すブロック図である。制御システムは制御部６４を中心として種々の周辺装置を含む。制御部６４は、スキャナ部３のみでなくプリンタ部３も含む複合機１の全体動作を制御するものであるが、スキャナ部３は本発明の主要な構成ではないので詳細な説明は省略する。制御部６４は、図に示すように、ＣＰＵ６５、ＲＯＭ６６、ＲＡＭ６７、ＥＥＰＲＯＭ６８を主とするマイクロコンピュータとして構成されており、バス６９を介してＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）７０に接続されている。

ＲＯＭ６６には、複合機１の各種動作を制御するためのプログラム等が格納されている。ＲＡＭ６７は、ＲＯＭ６６に格納されているプログラムをＣＰＵ６５が実行する際に用いる各種データを一時的に記録する記憶領域又は作業領域として使用される。また、ＥＥＰＲＯＭ６８には、電源オフ後も保持すべき設定やフラグ等が格納される。

ＡＳＩＣ７０は、ＣＰＵ６５からの指令に従い、ＬＦ（搬送）モータ７１に通電する相励磁信号等を生成して、該信号をＬＦモータ７１の駆動回路７２に付与し、該駆動回路７２を介して駆動信号をＬＦモータ７１に通電することにより、ＬＦモータ７１の回転制御を行っている。

駆動回路７２は、上記給紙ローラ２５、搬送ローラ６０、排紙ローラ６２、及びインク給送機構７に接続されたＬＦモータ７１を駆動させるものであり、ＡＳＩＣ７０からの出力信号を受けて、ＬＦモータ７１を回転するための電気信号を形成する。該電気信号を受けてＬＦモータ７１が回転し、該ＬＦモータ７１の回転力がギアや駆動軸等からなる周知の駆動機構を介して、給紙ローラ２５、搬送ローラ６０、排紙ローラ６２、及びインク給送機構７へ伝達される。インク給送機構７は、ＣＰＵ６５から出力される制御信号に基づいてＡＳＩＣ７０が駆動信号を出力して、ＬＦモータ７１を駆動制御することにより所望の動作が行われる。このような駆動制御は、各インクチューブ４１毎に独立して行われる。

同様に、ＡＳＩＣ７０は、ＣＰＵ６５からの指令に従い、ＣＲ（キャリッジ）モータ７３に通電する相励磁信号等を生成して、該信号をＣＲモータ７３の駆動回路７４に付与し、該駆動回路７４を介して駆動信号をＣＲモータ７３に通電することにより、ＣＲモータ７３の回転制御を行っている。

駆動回路７４は、上記走査キャリッジ３８に接続されたＣＲモータ７３を駆動させるものであり、ＡＳＩＣ７０からの出力信号を受けて、ＣＲモータ７３を回転するための電気信号を形成する。該電気信号を受けてＣＲモータ７３が回転し、該ＣＲモータ７３の回転力がベルト駆動機構４４を介して、走査キャリッジ３８へ伝達されことにより走査キャリッジ３８が走査される。

駆動回路７５は、インクジェット記録ヘッド３９から所定のタイミングでインクを記録用紙に対して選択的に吐出させるものであり、ＣＰＵ６５から出力される駆動制御手順に基づいてＡＳＩＣ７０において生成された出力信号を受け、インクジェット記録ヘッド３９を駆動制御する。

また、ＡＳＩＣ７０には、カートリッジ装着部６に配設されたインクセンサ１９、搬送ローラ６０の回転量を検出するためのロータリエンコーダ７６、走査キャリッジ３８の移動量を検出するためのリニアエンコーダ７７が接続されている。

また、ＡＳＩＣ７０には、スキャナ部３や、複合機１の操作指示を行うための操作パネル４、各種小型メモリカードが挿入されるスロット部５、パソコン等の外部機器とパラレルケーブルやＵＳＢケーブルを介してデータの送受信を行うためのパラレルインタフェース７８及びＵＳＢインタフェース７９等が接続されている。さらに、ファクシミリ機能を実現するためのＮＣＵ（Network Control Unit）８０やＭＯＤＥＭ８１も接続されている。

図４に示すように、上記制御部６４はメイン基板８２により構成されており、該メイン基板８２からインクジェット記録ヘッド３９へはフラットケーブル８３を通じて記録用信号等の伝送が行われる。フラットケーブル８３は、電気信号を伝送する導体をポリエステルフィルム等の合成樹脂フィルムで覆って絶縁した薄帯状のケーブルであり、メイン基板８２とインクジェット記録ヘッド３９の制御基板（不図示）と電気的に接続している。また、フラットケーブル８３は、走査キャリッジ３８から往復移動方向へ導出され、上下方向に略Ｕ字形状に曲折されており、この略Ｕ形状の部分は、他の部材に固定されておらず、走査キャリッジ３８の往復移動に追従して姿勢変化する。

以下、上記インク給送機構７の構成について詳述する。
図９は、インク給送機構７の構成を模式的に示したものであり、インク給送機構７は、所謂ベローズポンプである。なお、図においては、説明の便宜上インクチューブ４１のインク色を特定していないが、同様のインク給送機構７が各インクチューブ４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋ毎に設けられている。

詳細に説明するに、インク給送機構７は主要には、円筒状のポンプケース８４内にベローズ部８５（蛇腹部）が収容されることにより構成されている。ベローズ部８５は、複合機１が水平面上に載置されている場合には、ピストン・クランク機構８６によりポンプケース８４内で鉛直方向に伸縮可能に載置されている。ベローズ部８５は、その側周面が、伸縮方向と交差する方向（実質的に水平方向）の外側へ突出して屈曲した山折れ部分８７が上下方向に連続して蛇腹形状に形成された略円筒状に形成されている。そして、ベローズ部８５の下端部はピストン・クランク機構８６と接続されている。従って、該ピストン・クランク機構８６によりベローズ部８５が鉛直方向に収縮されると、山折れ部分８７の屈曲角度が変化する。また、ベローズ部８５の収縮により、ベローズ部８５の内部容積が変化するので、ベローズ部８５内に充填されたインクが接続ポート８８（接続部）から出入される。

接続ポート８８はベローズ部８５の上端に連結されている。接続ポート８８はポンプケース８４を貫通してインクチューブ４１と連結されている。接続ポート８８とインクチューブ４１との接続部分よりインクタンク４０側のインク通路には逆流防止弁８９が設けられている。従って、インクチューブ４１内を通流するインクは、インクタンク４０からインクジェット記録ヘッド３９側へのみ通流可能とされている。

したがって、ベローズ部８５が伸長されて内部容積が拡大した場合には、インクチューブ４１から接続ポート８８を通じてベローズ部８５内へインクが流入する。一方、ベローズ部８５が収縮されて内部容積が縮小した場合には、ベローズ部８５から接続ポート８８を通じてインクチューブ４１へインクが流出する。インクチューブ４１のインクタンク４０側には上述した如く逆流防止弁８９０が設けられているので、ベローズ部８５から流出したインクはインクジェット記録ヘッド３９側へのみ流動する。このようなベローズ部８５の伸縮を繰り返すことにより、インクタンク４０からインクジェット記録ヘッド３９側へインクが給送される。

このようなインクの給送は、インクの初期導入時や、インクタンク４０の交換に伴う気泡除去の際等に行われる。インクタンク４０からインクジェット記録ヘッド３９までのインク通路には、様々な原因で気泡が発生する虞がある。どのような理由であっても一旦発生した気泡は、インクジェット記録ヘッド３９のインク不吐出の原因となる。従って、インクタンク４０の交換の際等のような気泡が発生しやすい状況においてはなおさらなこと、気泡の除去を行うことが好適である。

気泡の除去は、走査キャリッジ３８を廃インクトレイ４９上へ移動させて行なわれる（図４参照）。走査キャリッジ３８を廃インクトレイ４９上に位置せしめた後、インク給送機構７のピストン・クランク機構８６にＬＦモータ７１の駆動力を伝達してピストン・クランク機構８６を動作する。これによりベローズ部８５が鉛直方向に伸縮して、前述したように接続ポート８８からインクが流出入され、インクチューブ４１内のインクがインクジェット記録ヘッド３９側へ給送される。そして、インクジェット記録ヘッド３９のインク吐出口５３からインクが廃インクトレイ４９へ排出される。インクチューブ４１内に発生した気泡は、インクと共にインクジェット記録ヘッド３９側へ流れ、バッファタンク５７に捕捉される（図７参照）。このようにして、インクチューブ４１内に生じた気泡が除去される。

このようなインク給送機構７が、各インクチューブ４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋ毎に設けられているので、気泡の除去が必要なインクに対応したインク給送機構７のみを駆動して、気泡の除去が不要なインクを排出せずに、所望のインクチューブ４１からのみ気泡を排出させることができる。なお、インク給送機構７のピストン・クランク機構８６を駆動するＬＦモータ７１はインク給送機構７毎に設ける必要はない。例えば、クラッチ機構等のような公知の駆動切り換え機構により、ＬＦモータ７１の駆動力を所望のピストン・クランク機構８６のみに選択的に伝達させればよい。

図１０は、上記ベローズ部８５の山折れ部分８７付近の構成を示す拡大断面図である。尚、ベローズ部８５は接続ポート８８を上向きにしてインクチューブ４１に接続されることは言うまでもない。より具体的には、インクジェット記録装置が水平面上に載置されている状態において、ベローズ部８５の伸縮方向が鉛直方向になることが望ましい。その理由は、ベローズ部８５を接続ポート８８を下向きにしてインクチューブ４１に接続した場合には、ベローズ部８５の上部に気泡が残留するからである。即ち、ベローズ部８５は、下方から上方へインクを流出させるように、インクチューブ４１に接続されている。
図１０に示すように、インクジェット記録装置が水平面上に載置されている状態において、山折れ部分８７の内側は、屈曲部よりも上側の上方傾斜面９０が水平方向に対してなす傾斜角度が、屈曲部よりも下側の下方傾斜面９１が水平方向に対してなす傾斜角度より大きくされている。換言すれば、図１０に示すように、上方傾斜面９０が水平方向に対して上向きになす傾斜角度を角度ａとする。これに対し、下方傾斜面９１が水平方向に対して下向きになす傾斜角度を角度ｂとする。そして、上述したように角度ｂが角度ａより大きいので、角度ｂ＜角度ａの関係にある。

角度ａ及び角度ｂは、０°以上９０°未満の範囲で任意に設定することが出来る。すなわち、０°≦角度ｂ＜角度ａ＜９０°の関係が維持できるように、任意に角度ａ及び角度ｂが設定可能である。ただし、好ましくは、上記角度ａは、４０°〜７５°の範囲内で設定されることが好ましい。角度ａが小さすぎれば、ベローズ部８５の山折れ部分８７の上側傾斜面９０が水平側に倒伏するように傾斜するので、上側傾斜面９０に沿って気泡が上昇し難くなる。一方、角度ａが大きすぎれば、上側傾斜面９０が垂直側に起立するので、ベローズ部８５の伸縮性が悪くなる。これらの条件、及びインクジェット記録装置が必ずしも水平面上に載置されるとは限らないこと、を考慮すれば、角度ａは４０°〜７５°の範囲で設定することが好適である。

ところで、上述した角度ａ及びｂの値、及び両者の関係は、ピストン・クランク機構８６が動作していない場合においても維持されることが望ましい。より具体的には、ピストン・クランク機構８６の停止位置が不定である場合には、ベローズ部８５が最大限収縮した場合、及び最大限伸長した場合のいずれにおいても、上述した角度ａ及びｂの値、及び両者の関係が維持されることが望ましい。この場合には、上述した角度ａ及びｂの値、及び両者の関係が常時維持される。

一方、ピストン・クランク機構８６の停止位置が一定である場合には、少なくともピストン・クランク機構８６が動作していない状態において上述した角度ａ及びｂ、及び両者の関係が維持されることが望ましい。この場合には、ベローズ部８５が伸縮している間において、上述した角度ａ及びｂの値、及び両者の関係が少なくとも一瞬は必ず実現される。

図１０に示すように、内部空間がインクで満たされたベローズ部８５内においても気泡Ｋが生じることがある。気泡Ｋが生じる原因は様々であるが、例えば、温度変化によりインク内に溶存していた気体が気泡Ｋとして出現したり、ベローズ部８５の外部からベローズ部８５の側周壁を透過してベローズ部８５内へ空気が進入することが考えられる。そして、気泡Ｋが核となって気泡Ｋが大きく成長すれば、インクチューブ４１へ成長した気泡Ｋが流出することによりインクチューブ４１内におけるインクの流通を阻害し、インクジェット記録ヘッド３９のインク吐出不良の原因となり得る。したがって、ベローズ部８５には気泡が無いことが望ましく、また、気泡Ｋが発生すれば大きく成長する前にインクチューブ４１へ排出して、バッファタンク５７に捕捉させることが望ましい。

図１０に示すように、気泡Ｋは山折れ部分８７の内側の屈曲隅部に発生しやすいことが経験的に見出されている。そして本発明では、前述したように、山折れ部分８７の内側は、上方傾斜面９０が水平方向に対して上方になす角度ａが、下方傾斜面９１が水平方向に対して下方になす角度ｂより大きく設定されているので、山折れ部分８７に発生した気泡Ｋは、上側傾斜面９０に沿って上方へ上昇しやすく、山折れ部分８７から容易に離脱して、接続ポート８８からインクチューブ４１へ自然に排出される。

このように、本インク給送機構７によれば、ベローズ部８５内で気泡Ｋが成長する前に、該気泡Ｋを確実に排出することができる。インクチューブ４１へ排出された気泡Ｋは、例えば、画像記録動作によりインクと共にインクジェット記録ヘッド３９側へ移動し、バッファタンク５７で捕捉される。

なお、本実施の形態では、インク給送機構７においてベローズ部８５はピストン・クランク機構８６により伸縮されるものとしたが、ベローズ部８５を伸縮させる駆動機構はピストン・クランク機構８６に限定されるものではなく、その他の公知の駆動機構を任意に選択できることは当然である。

図１は、本発明の実施の形態に係る複合機１の外観構成を示す斜視図である。 図２は、複合機１の内部構成を示す縦断面図である。 図３は、プリンタ部２の主要構成を示す拡大断面図である。 図４は、プリンタ部２の主要構成を示す拡大平面図である。 図５は、インクタンク４０Ｃ及びカートリッジ装着部６の概略構成を示す断面図である。 図６は、インクジェット記録ヘッド３９の底面図である。 図７は、インクジェット記録ヘッド３９の内部構成を示す拡大断面図である。 図８は、複合機１の制御部６４の構成を示すブロック図である。 図９は、インク給送機構７の概略構成を示す図である。 図１０は、ベローズ部８５の山折れ部分８７付近を示す拡大断面図である。

１・・・複合機（インクジェット記録装置）
７・・・インク給送機構（ベローズポンプ）
２４・・・画像記録ユニット
３９・・・インクジェット記録ヘッド
４０，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｙ，４０Ｋ・・・インクタンク
４１，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｙ，４１Ｋ・・・インクチューブ（インク通路）
８５・・・ベローズ部（蛇腹部）
８７・・・山折れ部分
８８・・・接続ポート（接続部）

Claims (5)

1. インクが貯留されたインクタンクと、該インクタンクから供給されたインクをインク滴として吐出するインクジェット記録ヘッドを有する画像記録部と、上記インクタンクと上記画像記録部との間でインクを通流可能とするインク通路と、該インク通路に介設されたベローズポンプを有するインク給送機構とを備えてなるインク給送装置であって、
   上記ベローズポンプは、上下方向に伸縮して内部容積が変化する蛇腹部と、該蛇腹部の上部に設けられて蛇腹部と上記インク通路とを連結する接続部とを備え、上記蛇腹部の山折れ部分が前記蛇腹部が伸縮する方向と直行する方向に対して上方になす角度ａと、該山折れ部分が前記蛇腹部が伸縮する方向と直行する方向に対して下方になす角度ｂとが、０°≦角度ｂ＜角度ａの関係にあり、角度ａが、４０°≦角度ａ＜９０°の範囲にあるインク給送装置。
2. 前記角度ａ及びｂの値、及び両者の関係は、前記蛇腹部が最大限縮小した場合及び最大限伸長した場合のいずれの場合にも維持されるか、又は前記蛇腹部の伸縮中に少なくとも一度実現されるものである請求項１に記載のインク給送装置。
3. 複数のインク色に対応して前記インクタンク、前記インク通路、及び前記ベローズポンプが複数備えられており、
   前記各インク通路は、前記各インクタンク毎に独立して前記画像記録部との間でインクを通流可能であり、
   前記各ベローズポンプは、前記各インク通路を通流するインクをそれぞれ給送可能であり、各ベローズポンプが独立して駆動可能である請求項２に記載のインク給送装置。
4. 上記角度ａは好適には、４０°から７５°の範囲内である請求項１〜３の何れかに記載のインク給送装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載のインク給送装置を備えてなるものであるインクジェット記録装置。

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