JP4830849B2 - インクジェット式記録装置及びそれのエア除去方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット式記録装置及びそれのエア除去方法に関するものである。

インクジェット式記録装置として、インクジェットヘッドを保持し記録媒体に対して相対移動可能に支持されるヘッドホルダに、前記インクジェットヘッドにインクを供給するインクタンクが搭載され、前記インクタンクに、前記インクタンクよりも低位置で前記ヘッドホルダ外に配置されたインクカートリッジからチューブを通じてインクが供給されるものは知られている（例えば特許文献１参照）。

このような記録装置は、インクカートリッジからチューブを通じて供給されるインクがインクタンクに貯留され、インク中に含まれるエアが分離された後、インクがインクジェットヘッドに供給される。インクタンク内に溜められたエアは、インクタンクの上部に連通する排気通路において排気弁手段を開放して外部に排出される。また、インクジェットヘッドのノズルは、周知のように吸引キャップを密着させて、回復処理される。

ところで、そのようなインクジェット式記録装置においては、インクタンク内に溜められたエアは、排気通路に接続した吸引手段によって吸引を短時間おこなえば除去できるが、インクタンクの上流側におけるチューブなどのインク供給通路系に存在するエアはその所在位置を特定できないために、吸引量は、最悪の条件を想定して大きな値に設定しなければならない。

そのように吸引量を大きく設定していると、インク供給系に存在するエアを確実に排出することができるとしても、無駄に消費されるインク量が多くなる。

また、インクジェットヘッドから吐出されるインクを一時的に保持するサブタンク（インクタンク）と、サブタンクへ供給するインクを保持するメインタンクとの位置の高低差を利用して、サブタンクに存在するインクをメインタンク側に戻し（ただしサブタンクとメインタンクとを接続するチューブには、メインタンク側のフィルタのメニスカス力によってインクを残留させておく）、その後メインタンク側からインクをサブタンクに圧送してサブタンクを充填することで、サブタンク内に溜まったエアを除去することが提案されている（例えば特許文献２参照）。
特開２００４−２５５８６１号公報（図９） 特開２００２−１６６５７０号公報（図１）

特許文献１記載の技術では、サブタンクに存在するインクを一旦空にするが、サブタンクとメインタンクとを接続するチューブにはインクを残留させておき、サブタンクに再びインクを充填するとき、チューブ内のエアや増粘インクがサブタンクに再び流入するおそれがある。つまり、サブタンクとメインタンクとを接続するチューブなどのインク供給通路は、細く長い形状で、しかも可撓性を維持するためにエアバリア性の低い材料が用いられる。そのため、インク供給通路内のインクは、外気に広い表面積で触れることになり、エアが侵入したり、増粘する可能性が大きい。このインクが、サブタンクに再び流入すると、エアや増粘インクが、インクジェットヘッドでのインク吐出に支障をきたしてしまう。

この発明は、構造を複雑にすることなく、インクタンクとインクカートリッジの位置の高低差を利用して、インク供給系に存在するエアを除去することができるインクジェット式記録装置及びそれのエア除去方法を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、インクジェットヘッドを保持し記録媒体に対して相対移動可能に支持されるヘッドホルダに、前記インクジェットヘッドにインクを供給するインクタンクが搭載され、前記インクタンクが、前記インクタンクよりも低位置で前記ヘッドホルダ外に配置され大気に連通するインクカートリッジからインク供給通路を通じてインクが供給されるインク貯留室と、そのインク貯留室と大気とを連通する排気通路と、その排気通路に開閉可能に設けられ前記インク貯留室と大気とを連通または遮断する排気弁手段とを有し、前記排気弁手段を開閉操作する操作部材と、前記インクカートリッジからインク貯留室へその高低差をこえる圧力をインクに加えてインクを供給する供給手段と、前記操作部材および供給手段を制御する制御手段とを備えるインクジェット式記録装置において、前記制御手段は、前記操作部材を駆動して前記排気弁手段を開放し前記インク貯留室内に大気圧を作用させ、そのインク貯留室および前記インク供給通路のインクを、前記インク供給通路を通じて前記インクカートリッジに戻し、その後、前記吸引手段を駆動して前記インクカートリッジから前記インク供給通路を通じて前記インク貯留室へインクを充填する制御を行うことを特徴とする。

このようにすれば、制御手段による制御にて、操作部材を駆動して排気弁手段を開放してインクタンクのインク貯留室内に大気圧を作用させることにより、そのインク貯留室および前記インク供給通路のインクが、前記インク供給通路を通じて前記インクカートリッジに戻される。インクタンクよりも低位置で前記ヘッドホルダ外に大気に連通するインクカートリッジが配置されているからである。このとき、インク供給系に存在するエアも一緒にインクカートリッジに戻される。その後、制御手段による制御に基づき、前記吸引手段を駆動して前記インクカートリッジからインク貯留室へその高低差をこえる圧力をインクに加えてインクを供給することで、前記インクカートリッジから前記インク供給通路を通じて前記インク貯留室へインクが充填され、記録可能な状態とされる。これにより、少ないインクの消費量でもって、インク供給系に存在するエアが除去される。

特に、インクジェット式記録装置がもともと備えている排気弁手段や供給手段を用いて、インク貯留室内に大気圧を作用させたりインク貯留室内を減圧させたりするので、構造を複雑にすることがない。

請求項２に記載のように、請求項1のインクジェット式記録装置において、前記供給手段は、前記ヘッドホルダ外に設けられ前記排気通路の大気側開口端に接離可能に接続される排気キャップと、その排気キャップ及び排気通路を通じて前記インク貯留室内を減圧する吸引装置とを備え、前記制御手段は、前記排気キャップを前記排気通路の大気側開口端に接続し、その排気キャップを通して前記排気通路から前記インク貯留室内を減圧し、前記インク貯留室にインクを供給する制御を行うことが好ましい。

このようにすれば、排気通路の大気側開口端に排気キャップを接離可能に接続することで、その排気キャップを通して前記排気通路から前記インク貯留室内を簡単に減圧し、インクカートリッジからインク貯留室へインクを供給することができる。

請求項３に記載のように、請求項1または２のインクジェット式記録装置において、前記制御手段は、さらに、前記操作部材を駆動して前記排気弁手段を開放することと前記吸引装置を駆動して前記インク貯留室内を減圧することとをほぼ同時に行って、前記インク貯留室のインクを前記インクカートリッジに戻すことなく、前記インク貯留室内においてインクから分離したエアを吸引排出する制御を行うことができる。

このようにすれば、請求項１または２の記載されるエア除去動作を行う時点とは別の時点で、前記操作部材を駆動して前記排気弁手段を開放することと前記吸引手段を駆動して前記インク貯留室内を減圧することとをほぼ同時に行うことで、前記インク貯留室のインクを前記インクカートリッジに戻すことなく、前記インク貯留室内においてインクから分離したエアを吸引排出することもできる。

請求項４に記載のように、請求項1のインクジェット式記録装置において、前記供給手段は、前記ヘッドホルダ外に設けられ前記インクジェットヘッドのインク吐出ノズルに接離可能に接続される吸引キャップと、その吸引キャップを通じて前記インク貯留室内を減圧する吸引装置とを備え、前記制御手段は、前記吸引キャップを前記インクジェットヘッドのインク吐出ノズルに接続し、その吸引キャップを通して前記インク吐出ノズルから前記インク貯留室内を減圧し、前記インク貯留室にインクを供給する制御を行うことが好ましい。

このようにすれば、インクジェットヘッドのインク吐出ノズルに吸引キャップが接離可能に接続され、その吸引キャップを通して前記インク吐出ノズルから前記インク貯留室内を簡単に減圧し、インクカートリッジからインク貯留室へインクを供給することができる。

請求項５に記載のように、請求項1のインクジェット式記録装置において、前記インクジェットヘッドのインク吐出ノズルと、前記排気通路の大気側開口端とは、隣接してほぼ平行に開口し、前記ヘッドホルダ外に、前記排気通路の大気側開口端に接離可能に接続される排気キャップと、前記インクジェットヘッドのインク吐出ノズルに接離可能に接続される吸引キャップとが隣接して設けられ、前記供給手段は、前記排気キャップ及び吸引キャップのいずれか一方と、その一方のキャップを通じて前記インク貯留室内を減圧する吸引装置とを含み、前記制御手段は、いずれか一方の前記キャップを通して前記インク貯留室内を減圧し、前記インク貯留室にインクを供給する制御を行うことが好ましい。

このようにすれば、吸引手段に含まれる排気キャップ及び吸引キャップのいずれか一方を通してインク貯留室内を減圧し、インクカートリッジからインク貯留室へインクを供給することができる。

請求項６に記載のように、請求項５のインクジェット式記録装置において、前記吸引装置は、前記排気キャップ及び吸引キャップと切替弁を有する吸引通路を介して接続される吸引ポンプをさらに含み、前記切替弁は、前記排気キャップと前記吸引キャップとをそれぞれ前記吸引通路を通じて前記吸引ポンプに選択的に接続することが好ましい。

このようにすれば、切替弁の切替操作により、排気キャップと吸引キャップとがそれぞれ前記吸引通路を通じて前記吸引ポンプに選択的に接続され、排気キャップ及び吸引キャップのいずれか一方を通して前記インク貯留室内を減圧し、インクカートリッジからインク貯留室へインクを供給することができる。

請求項７に記載のように、請求項１〜６のいずれかのインクジェット式記録装置において、前記インクジェットヘッドは、複数種類のインクを吐出するノズル群を有し、前記インクタンクには各インクごとに前記インク貯留室及び前記排気通路が設けられ、前記制御手段は、前記各インクごとに制御することが好ましい。

このようにすれば、インクタンクには各インクごとにインク貯留室及び前記排気通路が設けられているので、前記各排気通路ごとに制御することで、各インク貯留室ごとにエア除去を行うことができる。

請求項８に記載のように、請求項１〜７のいずれかのインクジェット式記録装置において、前記インク貯留室と前記排気通路とを連通する連通孔に、液体の流れを遮断する一方気体を通過させる気体透過膜が設けられている構成とすることができる。

このようにすれば、前記インク貯留室と前記排気通路とを連通する連通孔に、気体透過膜が設けられているので、気体透過膜によってエアのみを排出することになり、排気動作時にインクを排出するのが防止される。

この場合、請求項９に記載のように、請求項８のインクジェット式記録装置において、前記排気通路は、前記インクタンクの上部において、上方に開放する溝部を可撓性の膜が接合されることで形成されるもので、前記気体透過膜は、前記連通孔の排気通路側の端部に設けられていることが望ましい。

このようにすれば、排気通路を形成するために、上方に開放する溝部に対し可撓性の膜が接合される前に、気体透過膜を前記連通孔の排気通路側の端部に簡単に設けることができる。

請求項１０に記載のように、インクジェットヘッドを保持し記録媒体に対して相対移動可能に支持されるヘッドホルダに、前記インクジェットヘッドにインクを供給するインクタンクが搭載され、前記インクタンクは、前記インクタンクよりも低位置で前記ヘッドホルダ外に配置され大気に連通するインクカートリッジからインク供給通路を通じてインクが供給されるインク貯留室と、そのインク貯留室と大気とを連通する排気通路と、その排気通路に開閉可能に設けられ前記インク貯留室と大気とを連通または遮断する排気弁手段とを有するインクジェット式記録装置のエア除去方法であって、前記排気弁手段を開放し前記インク貯留室内に大気圧を作用させ、そのインク貯留室およびインク供給通路のインクを、前記インク供給通路を通じて前記インクカートリッジに戻し、その後、前記インクカートリッジから前記インク貯留室へ、その高低差をこえる圧力をインクに加えてインクを供給し前記インク貯留室にインクを充填する制御を行うことを特徴とする。

このようにすれば、排気弁手段を開放しインク貯留室内に大気圧を作用させ、そのインク貯留室およびインク供給通路のインクを、インク供給通路を通じインクカートリッジに、インク供給系に存在するエアとともに一旦戻し、その後、前記インクカートリッジから前記インク供給通路を通じて前記インク貯留室へインクを充填し、記録可能な状態とするので、少ないインクの消費量でもって、インク供給通路、インク貯留室などのインク供給系に存在するエアを除去することができる。

以上のように、本発明は、排気弁手段を開放し、インク供給通路を通じてインクカートリッジにインク貯留室のインクを戻すことで、インク供給系に存在するエアも一緒にインクカートリッジに戻し、その後前記インク貯留室内を減圧することで、前記インクカートリッジから前記インク供給通路を通じて前記インク貯留室へインクを充填するようにしているので、少ないインクの消費量でもって、前記インク供給系に存在するエアを除去することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に沿って説明する。なお、以下の説明において、各符号に付加されるＢ，Ｙ，Ｍ，Ｃの添え字はそれぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのインク用のものであることを示す。

図１は本発明に係るインクジェット式記録装置の全体構成を示す斜視図、図２（ａ）はインクタンクとインクカートリッジとの位置関係を示す説明図、図２（ｂ）はインクカートリッジとインク供給チューブとの接続状態の説明図である。

図１及び図２（ａ）に示すように、インクジェット式記録装置１は、インクジェットヘッド２を備え、そのインクジェットヘッド２は、記録媒体（図示せず）に対して相対移動可能に支持されるヘッドホルダ３に保持される。インクジェットヘッド２は、複数種類のインクを吐出するノズル群を有する。ヘッドホルダ３は、図示しない駆動手段によって、前記記録媒体の送り方向に直交する方向に延びるガイドレール４Ａ，４Ｂに沿って往復移動可能に支持されている。ヘッドホルダ３には、インクジェットヘッド２にインクを供給するインクタンク５が搭載されている。

インクタンク５は、複数種類のインクを貯留するインク貯留室８Ｂ，８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ（図３参照）と、そのインク貯留室８Ｂ，８Ｙ，８Ｍ，８Ｃの上部空間と大気とを連通する排気通路９Ｂ，９Ｙ，９Ｍ，９Ｃとを、各インクごとに有する。インク貯留室８Ｂ〜８Ｃには、ヘッドホルダ３外であってインクタンク５よりも低位置に配置されたインクカートリッジ６Ｂ，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃからインク供給チューブ７Ｂ，７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ（インク供給通路）を通じてインクが供給されるようになっている。ここで、各インク貯留室８Ｂ〜８Ｃは、相互に平行に上下方向に延びる構成とされている。

各インク供給チューブ７Ｂ〜７Ｃの上流端は、ブラックのインクのインク供給チューブ７Ｂの上流端について図２（ａ）（ｂ）に示すように、筒状の接続部７Ｂａとして構成される。この接続部７Ｂａは、皿状のカートリッジ受け１２の底部の所定位置に、接続部７Ｂａの中心軸線が鉛直方向に延びるように取り付けられている。また、この接続部７Ｂａと平行に、大気連通管７１の接続部７１ａが、カートリッジ受け１２の底部に取り付けられている。インクカートリッジ６Ｂをカートリッジ受け１２に向けて下降させることでインクカートリッジ６Ｂが着脱可能に接続され、インクタンク５のインク貯留室８Ｂに対しインクの供給が可能な状態となる構成とされている。つまり、インクカートリッジ６Ｂの底部には、接続部７Ｂａ，７１ａがそれぞれ着脱可能に接続される開孔６Ｂａが形成され、その開孔６Ｂａには接続により開放される開閉弁１３Ｂが設けられている。この各開閉弁１３Ｂは、開孔６Ｂａ，６Ｂａを開閉可能に閉塞する弁体１３Ｂａと、開孔６Ｂａを閉じる方向に弁体１３Ｂａを付勢する板バネ１３Ｂｂ（２つの弁体１３Ｂａに対し共通）とにより構成される。インクカートリッジ６Ｂからインク供給チューブ７Ｂへインクが供給されると、大気連通管７１からインクカートリッジ６Ｂへ大気が導入され、インクカートリッジ６Ｂ内はほぼ大気圧に維持される。

また、各インク供給チューブ７Ｂ〜７Ｃがインク貯留室８Ｂ〜８Ｃとした部分のインク貯留室８Ｂ〜８Ｃ内へ開口する端部は、インク供給チューブの内径とほぼ同程度の内径に形成され、その開口端からインク供給チューブ７Ｂ〜７Ｃ内までほぼその内径が維持されている。これは、その開口端とインクカートリッジ６Ｂ〜６Ｃとの水頭差に抗して、その開口端にインクがその表面張力によりメニスカスを形成したり、毛細管現象により、インク貯留室８Ｂ〜８Ｃ内が大気圧であるにもかかわらずインク供給チューブ７Ｂ〜７Ｃ内にインクが保持されてしまうことを防止するためである。

各排気通路９Ｂ〜９Ｃには、ブラックのインクの排気通路９Ｂについて図３に示すように、排気通路９Ｂを開閉可能に設けられインク貯留室８Ｂと大気とを連通または遮断する排気弁手段１０Ｂを有する。インク貯留室８Ｂと排気通路９Ｂとを連通する連通孔８Ｂａに気体透過膜１１が設けられている。この気体透過膜１１は、液体であるインクの流れを遮断する一方、気体である空気を通過させるものである。例えば、四弗化エチレン樹脂あるいはそれに類する多孔性樹脂材料によって、薄いシート状に形成されたものである。

排気弁手段１０Ｂは、図３に示すように、排気通路９Ｂの大気側開口端付近に設けられた排気口９Ｂａを開閉可能に閉塞する排気弁１０Ｂａと、排気口９Ｂａを閉じる方向に排気弁１０Ｂｂを常時付勢するスプリング部材１０Ｂｂとを備える。また、排気弁１０Ｂａには、スプリング部材１０Ｂｂと接する側と反対側の面に、排気通路９Ｂの大気側開口端付近まで延びる延長軸部１０Ｂｃを備える。この延長軸部１０Ｂｃを後述するロッド部材（操作部材）で、スプリング部材の１０Ｂｂのスプリング力に抗して上昇させることで、排気弁手段１０Ｂ（排気口９Ｂａ）を開放操作するようになっている。なお、インクジェットヘッド２のインク吐出ノズルと、排気通路９Ｂ〜９Ｃの大気側開口端とは、ヘッドホルダ３の下面において、隣接してほぼ平行に開口している。

また、図１及び図３に示すように、ヘッドホルダ３の移動経路のうち、前記記録媒体への記録に関与しない所定の待機位置には、ヘッドホルダ３の下面に対向するように、インク貯留室８Ｂ〜８Ｃ内の圧力を減圧する吸引手段２１が設けられている。

吸引手段２１は、ヘッドホルダ３外の静止位置に設けられ排気通路９Ｂ〜９Ｃの大気側開口端に接離可能に接続される排気キャップ２２と、同じくヘッドホルダ３外の静止位置に設けられインクジェットヘッド２のインク吐出ノズルに接離可能に接続される吸引キャップ２３とを備え、それらが隣接して設けられている。排気キャップ２２及び吸引キャップ２３の接続開孔部２２ａ，２３ａは、電磁切替弁２４を有する吸引通路２５を介して吸引ポンプ２６に接続されている。切替弁２４は、排気キャップ２２と吸引キャップ２３とをそれぞれ吸引通路２５を通じて吸引ポンプ２６に選択的に接続するものである。

排気キャップ２２及び吸引キャップ２３は、昇降装置２７によって昇降可能に支持される可動板２８に取り付けられている。また、排気キャップ２２内には、各排気弁手段の延長弁軸に対応してロッド部材２９Ｂ，２９Ｙ，２９Ｍ，２９Ｃが鉛直方向に突出して設けられ、ロッド部材２９Ｂ〜２９Ｃの上昇により各排気弁が上昇して排気口が開放されるようになっている。つまりロッド部材２９Ｂ〜２９Ｃの上昇により排気弁手段が開放される。

電磁切替弁２４、吸引ポンプ２６及び昇降装置２７は、例えばマイクロコンピュータからなる制御手段３１にて制御される。

通常、記録動作が可能な状態では、インクタンクの各インク貯留室８Ｂ〜８Ｃ内のインクは、チューブ７Ｂ〜７Ｃを介してインクカートリッジ６Ｂ〜６Ｃ内のインクと連通しており、各排気弁（１０Ｂａのみ図示）は各インク貯留室８Ｂ〜８Ｃを密閉した状態にある。インクジェットヘッド２のインク吐出ノズルの開口面が、インクカートリッジ６Ｂ〜６Ｃよりも重力方向において上方に位置しているから、各インク貯留室８Ｂ〜８Ｃ内のインクはインクカートリッジ６Ｂ〜６Ｃ内のインクとの水頭差により、負圧状態にある。この状態で、周知のようにインクジェットヘッド２のインク吐出ノズル内に、凹形状のインクのメニスカスが形成され、インクジェットヘッド２の動作により、インクが液滴として吐出される。

記録動作中、インク中に含まれるエアは、インク貯留室８Ｂ〜８Ｃ内にて浮上し分離される。このインク貯留室８Ｂ〜８Ｃ内に溜まったエアを除去する場合、制御手段３１は、まず、ヘッドホルダ３を吸引手段２１と対向する位置へ移動させ、昇降装置２７を駆動して排気キャップ２２及び吸引キャップ２３を上昇させ、各排気通路９Ｂ〜９Ｃの大気側開口端、インクジェットヘッド２のノズル面を覆う。このとき、ロッド部材２９Ｂ〜２９Ｃが各排気弁（１０Ｂａのみ図示）の延長軸部１０Ｂｃを押し上げ、各排気弁を開放する。切替弁２４を排気キャップ２２と吸引ポンプ２６とが連通する状態に切り替え、吸引ポンプ２６を一定時間駆動することで、インク貯留室８Ｂ〜８Ｃ内に溜まったエアを外部に排出することができる。このとき、インク貯留室８Ｂ〜８Ｃと排気通路９Ｂ〜９Ｃとを連通する連通孔に、気体透過膜１１（ブラックのインクの連通孔８Ｂａについての気体透過膜１１のみ図示）が設けられているので、気体透過膜１１によってエアのみを排出することになり、インクを排出するのが防止される。

また、排気キャップ２２及び吸引キャップ２３が、排気通路９Ｂ〜９Ｃの大気側開口端、インクジェットヘッド２のノズル面に密着した状態で、切替弁２４を吸引キャップ２３と吸引ポンプ２６とが連通する状態に切り替え（排気キャップ２２と吸引ポンプ２６との連通は遮断する）、吸引ポンプ２６を一定時間駆動することで、インクジェットヘッド内のエアや増粘インクを外部に排出することができる。

さらに、チューブ７Ｂ〜７Ｃとインクタンク８を含むインク供給系に存在するエアを除去する際には、制御手段３１は、まず、昇降装置２７を駆動して、ロッド部材２９Ｂ〜２９Ｃを上昇させ各排気弁を開放する。このとき排気キャップ２２が、排気通路９Ｂ〜９Ｃの大気側開口端に密着しても、切替弁２４を排気キャップ２２と吸引ポンプ２６とが連通する状態に切り替えておいて、吸引ポンプ２６を駆動しなければ、各インク貯留室８Ｂ〜８Ｃは、排気キャップ２２、切替弁２４、吸引ポンプ２６を介して大気に連通する。これにより、各インク貯留室８Ｂ〜８Ｃ内に大気圧が作用する。インクカートリッジ６Ｂ〜６Ｃが、インクタンク５よりも低位置に配置されているので、インク貯留室８Ｂ〜８Ｃ及びチューブ７Ｂ〜７Ｃのインクが、インク供給チューブ７Ｂ〜７Ｃを通じてインクカートリッジ６Ｂ〜６Ｃに戻される。この状態では、排気キャップ２２は排気通路９Ｂ〜９Ｃの大気側開口端に接続され、吸引キャップ２３はインクジェットヘッド２のノズル面を覆い、インク吐出ノズルに接続されている。

その後、排気キャップ２２を吸引ポンプ２６に連通した状態で、吸引ポンプ２６を駆動して、排気キャップ２２を通じて排気通路９Ｂ〜９Ｃからインク貯留室８Ｂ〜８Ｃ内を減圧する（もちろん、インクカートリッジとインク貯留室との高低差に対応する圧力以上に減圧する、すなわち負の圧力を加える）。これにより、インクカートリッジ６Ｂ〜６Ｃからインク供給チューブ７Ｂ〜７Ｃを通じてインク貯留室８Ｂ〜８Ｃへインクが充填される。そして、昇降装置２７を駆動してキャップ２２，２３及びロッド部材２９Ｂ〜２９Ｃを下降させると、排気弁１０Ｂ〜１０Ｃが閉鎖される。この状態で、インク貯留室８Ｂ〜８Ｃ内のインクがインク供給チューブ７Ｂ〜７Ｃを通じてインクカートリッジ６Ｂ〜６Ｃ内のインクと連通しているから、上記の水頭差によりインク貯留室８Ｂ〜８Ｃ内のインクは、負圧になり、インクジェットヘッド２のインク吐出ノズル内に、凹形状のインクのメニスカスが形成され、記録可能な状態とされる。

なお、排気キャップ２２に代えて吸引キャップ２３を、吸引ポンプ２６に接続した場合には、吸引キャップ２３を通じて前記インク吐出ノズルからインク貯留室８Ｂ〜８Ｃ内を減圧して、インクカートリッジ６Ｂ〜６Ｃからインクを充填することができる。

このように、インク貯留室８Ｂ〜８Ｃおよびチューブ７Ｂ〜７Ｃ内のインクを、インクカートリッジ６Ｂ〜６Ｃへ戻すことで、チューブ７Ｂ〜７Ｃ内に滞留していたエアや増粘インクもインクカートリッジ６Ｂ〜６Ｃに回収される。その後インクカートリッジ６Ｂ〜６Ｃからインク貯留室８Ｂ〜８Ｃ内へインクを充填することで、チューブ７Ｂ〜７Ｃおよびインク貯留室８Ｂ〜８Ｃ内にエアや増粘インクのないほぼ新しいインクが満たされる。

本発明は、前記実施の形態のほか、次のように変更することも可能である。

(i)前記実施の形態では、複数のインク貯留室８Ｂ〜８Ｃは、相互に平行に上下方向に延びる構成とされているが、そのほか、図４に示すように、複数のインク貯留室８Ｂ’，８Ｙ’，８Ｍ’，８Ｃ’は相互に平行であって上下方向に積層状態にあるものにも適用することができる。各インク貯留室８Ｂ’，８Ｙ’，８Ｍ’，８Ｃ’は、上面または下面をインクの圧力によって変形可能な可撓性の膜１５によって構成されている。各インク貯留室８Ｂ’，８Ｙ’，８Ｍ’，８Ｃ’は、それぞれ上下方向に延びる排出路（ブラックインクの排出路のみ８Ｂｂ’ で示す）に接続され、その排出路の下端をインクジェットヘッド２の上面に開口した各インク流入口部にそれぞれ連通させている。

例えばブラックのインクについてのインク貯留室８Ｂ’について説明すると、その排出路８Ｂｂ’の上部空間をエアの蓄積部とし、その下端からインクジェットヘッド２のインク流入口部へインクを供給する。排出路８Ｂｂ’の上端は、エア排出口部としての連通孔８Ｂａ’を介して排気通路９Ｂ’に接続される。この連通孔８Ｂａ’に、気体透過膜１１’が取り付けられている。その排気通路９Ｂ’は開閉可能な排気弁手段１０Ｂを介して外部に開口するように構成されている。排気通路９Ｂ’は、インクタンク５’の上面に開放して形成された溝の上面を膜１６で覆うことで形成される。気体透過膜１１’は、連通孔８Ｂａ’の排気通路９Ｂ’側の端部に熱融着により取り付けられている。よって膜１６が接合される前に、気体透過膜１１’を簡単に設けることができる。

インク貯留室９Ｂ’が、インクカートリッジ６Ｂ’からインク供給チューブ７Ｂ’を介して供給される点、排気動作時には、排気キャップ２２内のロッド部材２９Ｂの上昇により排気弁手段１０Ｂが開放され、図５に示すように排出路８Ｂｂ’内の液面が連通孔８Ｂａ’に向けて引き上げられるが気体透過膜１１によってエアのみを排出することになり、インクを排出するのが防止される点は前記実施の形態と同様である。

(ii)前記吸引手段２１は、排気キャップ２２及び吸引キャップ２３の両方を含むが、必ずしもその必要はなく、排気キャップ及び吸引キャップのいずれか一方を含み、いずれか一方の前記キャップを通してインク貯留室８Ｂ〜８Ｃ内を減圧する制御を制御手段３１によって行う構成とすることも可能である。

(iii)前記排気キャップ２２は、排気通路９Ｂ〜９Ｃの大気側開口端全体に接続されるようにしているが、各排気通路９Ｂ〜９Ｃの大気側開口端ごとに独立した排気キャップあるいは吸引手段を設け、前記制御手段は、各排気通路９Ｂ〜９Ｃごとにエアを除去する制御をする構成とすることも可能である。

(iv)前記ロッド部材２９Ｂ〜２９Ｃと排気キャップ２２とを、別々の昇降装置によってそれぞれ独立して昇降動作する構成とすることも可能である。

(v)上記(iv)の構成においては、インクがインク貯留室からチューブを経てインクカートリッジに戻るまでの予め計測した時間だけ、ロッド部材２９Ｂ〜２９Ｃを上昇させ、その後ロッド部材２９Ｂ〜２９Ｃを下降させ排気弁を閉じてから、吸引ポンプを駆動するように構成とすることも可能である。

(vi)インクカートリッジからインクタンクへのインク供給は、インク貯留室内を減圧するだけでなく、インクカートリッジからインクに正圧をかけて行うように構成することもできる。

本発明に係るインクジェット式記録装置の全体構成を示す斜視図である。 （ａ）はインクタンクとインクカートリッジとの位置関係を示す説明図、（ｂ）はインクカートリッジとインク供給チューブとの接続状態の説明図である。 排気弁手段と吸引手段との関係を示す説明図である。 他の実施の形態を示す概略構成図である。 排気動作時を示す図４と同様の図である。

符号の説明

１ インクジェット式記録装置
２ インクジェットヘッド
３ ヘッドホルダ
５ インクタンク
６Ｂ〜６Ｃ インクカートリッジ
７Ｂ〜７Ｃ インク供給チューブ
８Ｂ〜８Ｃ インク貯留室
９Ｂ〜９Ｃ 排気通路
１０Ｂ 排気弁手段
２９Ｂ〜２９Ｃ ロッド部材（操作部材）
２１ 吸引手段
２２ 排気キャップ
２３ 吸引キャップ
２４ 電磁切替弁
２５ 吸引通路
２６ 吸引ポンプ

Claims (10)

1. インクジェットヘッドを保持し記録媒体に対して相対移動可能に支持されるヘッドホルダに、前記インクジェットヘッドにインクを供給するインクタンクが搭載され、
   前記インクタンクは、前記インクタンクよりも低位置で前記ヘッドホルダ外に配置され大気に連通するインクカートリッジからインク供給通路を通じてインクが供給されるインク貯留室と、
   そのインク貯留室と大気とを連通する排気通路と、その排気通路に開閉可能に設けられ前記インク貯留室と大気とを連通または遮断する排気弁手段とを有し、
   前記排気弁手段を開閉操作する操作部材と、前記インクカートリッジからインク貯留室へその高低差をこえる圧力をインクに加えてインクを供給する供給手段と、前記操作部材および供給手段を制御する制御手段とを備えるインクジェット式記録装置において、
   前記インクカートリッジは、
   前記制御手段は、前記操作部材を駆動して前記排気弁手段を開放し前記インク貯留室内に大気圧を作用させ、そのインク貯留室および前記インク供給通路のインクを、前記インク供給通路を通じて前記インクカートリッジに戻し、その後、前記供給手段を駆動して前記インクカートリッジから前記インク供給通路を通じて前記インク貯留室へインクを充填する制御を行うことを特徴とするインクジェット式記録装置。
2. 前記供給手段は、前記ヘッドホルダ外に設けられ前記排気通路の大気側開口端に接離可能に接続される排気キャップと、その排気キャップ及び排気通路を通じて前記インク貯留室内を減圧する吸引装置とを備え、
   前記制御手段は、前記排気キャップを前記排気通路の大気側開口端に接続し、その排気キャップを通して前記排気通路から前記インク貯留室内を減圧し、インクカートリッジからインク貯留室へインクを供給する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
3. 前記制御手段は、さらに、前記操作部材を駆動して前記排気弁手段を開放することと前記吸引装置を駆動して前記インク貯留室内を減圧することとをほぼ同時に行って、前記インク貯留室のインクを前記インクカートリッジに戻すことなく、前記インク貯留室内においてインクから分離したエアを吸引排出する制御を行うことを特徴とする請求項２に記載のインクジェット式記録装置。
4. 前記供給手段は、前記ヘッドホルダ外に設けられ前記インクジェットヘッドのインク吐出ノズルに接離可能に接続される吸引キャップと、その吸引キャップを通じて前記インク貯留室内を減圧する吸引装置とを備え、
   前記制御手段は、前記吸引キャップを前記インクジェットヘッドのインク吐出ノズルに接続し、その吸引キャップを通して前記インク吐出ノズルから前記インク貯留室内を減圧し、前記インク貯留室にインクを供給する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
5. 前記インクジェットヘッドのインク吐出ノズルと、前記排気通路の大気側開口端とは、隣接してほぼ平行に開口し、
   前記ヘッドホルダ外に、前記排気通路の大気側開口端に接離可能に接続される排気キャップと、前記インクジェットヘッドのインク吐出ノズルに接離可能に接続される吸引キャップとが隣接して設けられ、
   前記供給手段は、前記排気キャップ及び吸引キャップのいずれか一方と、その一方のキャップを通じて前記インク貯留室内を減圧する吸引装置とを含み、
   前記制御手段は、いずれか一方の前記キャップを通して前記インク貯留室内を減圧し、前記インク貯留室にインクを供給する制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
6. 前記吸引装置は、前記排気キャップ及び吸引キャップと切替弁を有する吸引通路を介して接続される吸引ポンプをさらに含み、
   前記切替弁は、前記排気キャップと前記吸引キャップとをそれぞれ前記吸引通路を通じて前記吸引ポンプに選択的に接続することを特徴とする請求項５に記載のインクジェット式記録装置。
7. 前記インクジェットヘッドは、複数種類のインクを吐出するノズル群を有し、前記インクタンクには各インクごとに前記インク貯留室及び前記排気通路が設けられ、前記制御手段は、前記各排気通路ごとに制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
8. 前記インク貯留室と前記排気通路とを連通する連通孔に、液体の流れを遮断する一方気体を通過させる気体透過膜が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
9. 前記排気通路は、前記インクタンクの上部において、上方に開放する溝部を可撓性の膜が接合されることで形成されるもので、前記気体透過膜は、前記連通孔の排気通路側の端部に設けられていることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット式記録装置。
10. インクジェットヘッドを保持し記録媒体に対して相対移動可能に支持されるヘッドホルダに、前記インクジェットヘッドにインクを供給するインクタンクが搭載され、
    前記インクタンクは、前記インクタンクよりも低位置で前記ヘッドホルダ外に配置され大気に連通するインクカートリッジからインク供給通路を通じてインクが供給されるインク貯留室と、そのインク貯留室と大気とを連通する排気通路と、その排気通路に開閉可能に設けられ前記インク貯留室と大気とを連通または遮断する排気弁手段とを有するインクジェット式記録装置のエア除去方法であって、
    前記排気弁手段を開放し前記インク貯留室内に大気圧を作用させ、そのインク貯留室および前記インク供給通路のインクを、前記インク供給通路を通じて前記インクカートリッジに戻し、その後、前記インクカートリッジから前記インク貯留室へ、その高低差をこえる圧力をインクに加えてインクを供給し前記インク貯留室にインクを充填する制御を行うことを特徴とするインクジェット式記録装置のエア除去方法。

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