JP6317886B2 - 液体供給装置、インクジェット記録装置および液体の供給方法 - Google Patents

Description

本発明は、液体供給装置、インクジェット記録装置および液体の供給方法に関する。

記録ヘッドへのインクの供給圧力を水頭差によって調整するインクジェット記録装置では、インクの消費に伴いインクタンクにおけるインク液面が変動すると、それに伴ってインク供給圧力も変動する。特に、連続稼動が要求される産業用のインクジェット記録装置において、このようなインクの消費に伴うインクの供給圧力の変動は望ましくない。したがって、記録ヘッドへの液体の供給圧力を調整可能なインクジェット装置において、インクの消費に伴うインクの供給圧力の変動を抑制するための技術が求められている。

ここで、特許文献１には、インクジェット記録装置における記録ヘッドとメインタンクとの間に、記録ヘッドに接続すると共に、インクの消費量に応じてメインタンクからインクを補給して一定の液面を保つようにした背圧タンクを設け、この背圧タンクを高さ方向に位置調節して、記録ヘッドに対する背圧タンクの液面を位置水頭を調節可能にしたインクジェット記録装置が記載されている。

特開２００５−３１９６５５号公報（２００５年１１月１７日公開）

特許文献１に記載の技術では、背圧タンクにおいて、インクの消費量に応じてメインタンクからインクを補給して一定の液面を保つことができる。しかし、そのために、特許文献１に記載の技術では、当該液面の高さを検出する液面検出器や、当該液面検出器の検出値に基づいて、メインタンクから背圧タンクに適量のインクを供給するインク供給ポンプ、およびその制御装置等が必要となる。このため、機構が煩雑となり、液面検出器等に不具合が発生すると、メインタンクから背圧タンクに適切にインクが供給されなくなるといった問題が発生する。また、高価な液面検出器、制御装置等を備えることは、インクジェット記録装置のコストの面においても望ましくない。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、記録ヘッドへの液体の供給圧力を調整可能なインクジェット装置において、記録ヘッドにおける液体の消費に伴う液体の供給圧力の変動を簡易な構成で抑制する技術を提供することを主たる目的とする。

本発明に係る液体供給装置は、記録ヘッドが吐出する液体を貯留したメインタンクと、メインタンクに連通している供給パイプと、供給パイプを介し、水頭差によってメインタンクから液体が供給され、当該液体を貯留するサブタンクと、サブタンクに貯留された液体を記録ヘッドに供給する供給手段と、を備えており、供給手段は、サブタンクの鉛直方向における高さを調整する駆動手段を備えており、サブタンクは通気口を備えており、供給パイプは、サブタンク内において、当該通気口よりも鉛直方向において低い、予め定められた高さに開口する第一開口部を備えていることを特徴としている。

上記構成によれば、供給パイプはメインタンクに気体を導入しながら、液体をサブタンクに供給する。液体の液面が、サブタンク内における第一開口部に達すると、液体により第一開口部は塞がれ、気体の導入は止められる。同時にメインタンクへの液体供給も止められる。よって、液体は、サブタンク内における第一開口部の高さまで安定に供給される。つまり、液面の高さが一定に保たれるように、液体はサブタンク内に貯留される。その結果、駆動手段により、サブタンクの鉛直方向に高さを調整することで、サブタンクと記録ヘッドの水頭差を調整することが容易になる。したがって、記録ヘッドへの液体の供給圧力を調整することが容易になり、印刷または記録ヘッドの洗浄のときのように、必要とされる液体の供給量が異なる条件にも適切に対応できる。また、本発明に係る液体供給装置は、液面検出器や供給ポンプを備える必要がなく、簡便であり、故障しにくく安価に提供することができる。

本発明に係る液体供給装置の第一開口部は、水平面に対して斜めに設けられていることが好ましい。

上記構成によれば、第一開口部における開口面の鉛直方向においてより高い位置からメインタンクに空気が導入され始める。これによって、供給パイプの内側において、鉛直方向により高い位置に開口している側面に、気体が導入される経路は安定する。対して、供給パイプの内側において、鉛直方向により低い位置に開口している側面に、液体が供給される経路は安定する。よって、供給パイプにおける気体を導入する側面と液体を供給する側面とを安定化することができ、気体と液体との交換をスムーズにすることができる。

また、上記構成によれば、液面が、第一開口部近傍にある状態において、液面が下降すると、第一開口部が水平面に対して斜めに設けられていることにより、第一開口部が気体に開口する面積が徐々に大きくなり、サブタンクへの液体供給量も徐々に増加するようになる。これにより、第一開口部が気体に開口する面積が急峻に大きくなって一度に大量の液体が供給されることを避け、液面の下降を円滑に抑制することができる。

本発明に係る液体供給装置では、上記供給パイプは、メインタンク内において、サブタンクに供給する液体を流入させるための第二開口部と、第二開口部よりも鉛直方向において高い位置に設けられ、サブタンクから第一開口部を介して導入された気体を吐出するための第三開口部と、を備えているものであってもよい。

上記構成によれば、メインタンク内において、気体が排出される開口部と、液体が流入する開口部とが独立して備えられていることにより、メインタンクからサブタンクへの液体の供給を円滑に行うことができる。また、上記気体が排出される開口部が、メインタンクにおける上部で開口されることにより、メインタンクの上部（気体が滞留される部分）に直接気体が導入され、気体が不必要にメインタンク内の液体に溶け込むことを抑制することができる。

本発明に係る液体供給装置では、供給パイプは、サブタンクからメインタンクに気体を供給する第一パイプと、メインタンクからサブタンクに液体を導入する第二パイプと、を備えており、第一パイプには、第一開口部および第三開口部が設けられており、第二パイプには、第二開口部、および、サブタンク内において、第一開口部よりも鉛直方向において低い位置に開口する第四開口部が設けられているものであってもよい。

上記構成によれば、気体を導入する経路と、液体を供給する経路とが独立して備えられることになる。これにより、メインタンクからサブタンクへの液体の供給を円滑に行うことができる。

本発明に係る液体供給装置では、供給パイプは、第一開口部と第三開口部とを連通する第三パイプを備えており、第二開口部は、第三パイプの側面に設けられているものであってもよい。

上記構成によれば、供給パイプを好適に構成することができる。

本発明に係る液体供給装置では、供給手段は、サブタンクと記録ヘッドとを連通する連通経路と、当該連通経路中に設けられ、当該連通経路を流れる液体の圧力変動を低減する圧力ダンパーとを備えているものであってもよい。

上記構成によれば、サブタンクから記録ヘッドに供給される液体の供給圧力を、圧力ダンパーによって、より適切に調整することができる。したがって、印刷のときなどの液体の吐出量が適切に調整できるようになる。

本発明に係る液体供給装置では、供給パイプの少なくとも一部は、可撓性を有しており、上記駆動手段は、メインタンクを移動させることなく、サブタンクの鉛直方向における高さを調整するようになっているものであってもよい。

上記構成によれば、サブタンクにおける液面の高さが一定に保たれているため、サブタンクのみを移動させることにより、液体の供給圧力を調整することができる。これにより、上記液体供給装置をよりコンパクトな構成とすることができる。

本発明に係るインクジェット記録装置は、上記のような液体供給装置を備えていることを特徴としている。

上記構成によれば、記録ヘッドへの液体の供給圧力を調整可能なインクジェット装置において、記録ヘッドにおける液体の消費に伴う液体の供給圧力の変動を簡易な構成で抑制することができる。

本発明に係る液体の供給方法は、記録ヘッドが吐出する液体を貯留したメインタンクと、メインタンクに連通している供給パイプと、通気口を備えたサブタンクと、を備えた液体供給装置における液体の供給方法であって、供給パイプは、サブタンク内において、上記通気口よりも鉛直方向において低い、予め定められた高さに開口する開口部を備えており、供給パイプを介し、水頭差によってメインタンクから液体を供給することで、液面が上記予め定められた高さになるようにサブタンクに当該液体を貯留する工程と、サブタンクに貯留された液体を、サブタンクの鉛直方向における高さを調整することにより記録ヘッドに供給する工程とを包含することを特徴としている。

上記方法によれば、本発明に係る液体供給装置と同等の効果を奏する。

本発明によれば、記録ヘッドへの液体の供給圧力を調整可能なインクジェット装置において、記録ヘッドにおける液体の消費に伴う液体の供給圧力の変動を簡易な構成で抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る液体供給装置の概略構成および概略動作を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る液体供給装置における供給パイプでの液体の供給の態様を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る液体供給装置における供給パイプの変形例を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る液体供給装置における供給パイプの変形例を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る液体供給装置における供給パイプの変形例を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る液体供給装置の変形例を説明する模式図である。 本発明の一実施形態に係る液体供給装置におけるボトルキャップを説明する模式図である。

以下、本発明に係る液体供給装置の実施の形態について、図を用いて詳細に説明する。本発明に係る液体供給装置は、記録ヘッドが吐出する液体を、当該記録ヘッドに供給する装置であり、一実施形態において、インクジェット記録装置に組み込まれ得る。

（液体供給装置）
図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る液体供給装置１の概略構成および概略動作を説明する図である。図１に示すように、液体供給装置１は、記録ヘッド１１に液体を供給する液体供給装置であり、メインタンク２、ボトルキャップ３、固定部４、パイプ（供給パイプ）５、サブタンク６、駆動部（駆動手段）７、開口部（第一開口部）８、連通経路９および圧力ダンパー１０を備えている。

液体供給装置１が、記録ヘッド１１に供給する液体は、典型的には、インクである。

メインタンク２は、記録ヘッド１１が吐出する液体を貯留する容器である。メインタンク２からは、パイプ５を介してサブタンク６に液体が供給されるようになっている。メインタンク２は、気密性を有しており、パイプ５以外を介して液体または気体が入出しないようになっている。メインタンク２はまた、容器内が負圧になっても変形しないような剛性を有していることが好ましく、例えば、剛性を有するポリエチレンによって構成することができる。これにより、メインタンク２が変形して、液体が放出されることを防ぐことができる。また、メインタンク２は、一実施形態において、連続稼動が期待される産業用インクジェット記録装置に使用することができるような大容量のボトルであってもよい。

ここで、パイプ５は、ボトルキャップ３に固定されており、ボトルキャップ３は、メインタンク２に着脱可能に固定されている。液体供給装置１の稼動によってメインタンク２内の液体が消費された場合、メインタンク２とボトルキャップ３とを分離し、メインタンク２のみを、新しいメインタンク２に交換することで、パイプ５を移動させることなく、液体の補充を行うことができる。なお、メインタンク２およびボトルキャップ３は固定部４によって、液体供給装置１に着脱可能に固定される。

パイプ５は、メインタンク２とサブタンク６とを連通して、メインタンク２からサブタンク６に液体を供給するための経路を構成する。サブタンク６は、メインタンク２から供給された液体を一旦貯留し、さらに記録ヘッド１１に供給するための容器である。サブタンク６は、通気口１２を備えており、パイプ５は、サブタンク６内の通気口１２よりも鉛直方向に低い位置に開口部（第一開口部）８を備えている。

連通経路９は、サブタンク６と記録ヘッド１１とを連通して、液体を記録ヘッド１１へ供給する。また、サブタンク６と、記録ヘッド１１への経路中に圧力ダンパー１０を備えることもできる。連通経路９の材質は、駆動部７によって移動するサブタンク６に連通していることから、可撓性を有する管を使用することが好ましい。

圧力ダンパー１０は、サブタンク６から連通経路９を介して供給される液体の圧力変動を吸収することができる。これによって、記録ヘッド１１は、液体を安定に吐出することができる。また、圧力ダンパー１０を備えることによって、記録ヘッドを走査させるシリアルスキャン方式を採用する場合、キャリッジには、記録ヘッド１１および圧力ダンパー１０のみを搭載するだけでよく、当該走査機構が駆動する対象が軽量になるため、当該走査機構を簡便化でき、安価に提供できるようになる。

駆動部７は、サブタンク６に連結されており、図１（ａ）および（ｂ）のようにサブタンク６を鉛直方向において高さを調整することができるようになっている。これによって、サブタンク６内の液面の高さと、記録ヘッド１１との水頭差を調整することによって、サブタンク６から記録ヘッド１１への液体の供給圧力を調整することができる。

（メインタンクからサブタンクへの液体の供給）
図２は、メインタンク２からサブタンク６へ液体を供給する機構を説明する図である。本実施形態に係る液体供給装置１では、サブタンク６内の液面の高さは、開口部（第一開口部）８が設けられている高さに保たれている（図２（ａ））。印刷等により、記録ヘッド１１によって液体が消費され、サブタンク６内の液体が減少すると（図２（ｂ））、開口部８が外気に露出し、気体が、開口部８から導入される（図２（ｃ））。当該気体は、パイプ５を介してメインタンク２に導入され、気密性のメインタンク２からは代わりに液体がパイプ５を介して、サブタンク６に供給される（図２（ｃ））。なお、開口部８からメインタンク２に気体を導入している最中においても、通気口１２から外部の気体が導入されるため、サブタンク６内の気圧は一定に保たれる。そして、パイプ５を介して液体が供給されることによって、サブタンク６内の液面の高さが開口部８が設けられている高さまで戻り、開口部８が液体によって塞がれると、メインタンク２への気体の導入が止まり、サブタンク６への液体の供給も止まる（図２（ｄ））。このような機構によって、サブタンク６内の液面の高さを一定に保つことができる。

上記機構を採用することで、液面検出器、制御装置、および供給ポンプを備えることなくとも、メインタンク２からサブタンク６に液体を供給し、サブタンク６内の液面の高さを一定に保つことができる。これにより、煩雑な機構を避け、故障等のリスクを低減することができる。

（サブタンクから記録ヘッドへの液体の供給）
駆動部７は、図１（ａ）および（ｂ）のようにサブタンク６を鉛直方向において高さを調整することができるようになっている。また、上記機構によってサブタンク６内の液面は一定に保てるようになっている。このため、駆動部７によって記録ヘッド１１とサブタンク６の鉛直方向における相対的な高さを調整することによって、記録ヘッド１１のノズルとサブタンク６内における液面との水頭差を調整し、液体の供給圧力を調整することが容易となっている。また、液体の消費によってサブタンク６内の液面が変動することがないため、液体の供給圧力を好適に調整することができる。

液体を多量に要する記録ヘッド１１の洗浄のような場合には、図１（ｂ）に示すように、サブタンク６内における液面を記録ヘッド１１より高い位置に移動させて、サブタンク６から記録ヘッド１１への液体の供給圧力を上げることで対応できる。また、図１（ａ）に示すように、サブタンク６における液面を記録ヘッド１１のノズルより低い位置にさせることで、記録ヘッド１１に残留する液体をサブタンク６に回収することもできる。

（メインタンクとサブタンクとを連通するパイプのバリエーション）
メインタンク２とサブタンク６とを連通するパイプは、例えば、図１に示すようなパイプ５であってもよいが、他の構成をとることもできる。

図３は、パイプ５の一変形例を示す図である。図３に示すように、パイプ５のサブタンク６内での開口部（第一開口部）８は、水平面に対して斜めに設けられていてもよい。開口部８をこのように構成することにより、開口部８における開口面の鉛直方向においてより高い位置からメインタンク２に空気が導入され始める。これによって、パイプ５の内側において、鉛直方向により高い位置に開口している側面に、気体が導入される経路は安定する。対して、パイプ５の内側において、鉛直方向により低い位置に開口している側面に、液体が供給される経路は安定する。よって、パイプ５における気体を導入する側面と液体を供給する側面とを安定化することができ、気体と液体との交換をスムーズにすることができる。

また、開口部８は斜めに設けられているため、サブタンク６内における液面が開口部８近傍にある状態において、液面が下降すると、開口部８が水平面に対して斜めに設けられていることにより、開口部８が気体に開口する面積が徐々に大きくなり、サブタンク６への液体供給量も徐々に増加するようになる。これにより、開口部８が気体に開口する面積が急峻に大きくなって一度に大量の液体が供給されることを避け、液面の下降を円滑に抑制することができる。

また、図４（ａ）は、メインタンク２とサブタンク６とを連通するパイプとして、パイプ５の代わりに、サブタンク６からメインタンク２に気体を導入するパイプ（第一パイプ）１４と、メインタンク２からサブタンク６に液体を供給するパイプ（第二パイプ）１３とを設けた構成を示す模式図である。図４（ａ）に示すように、パイプ１４には、メインタンク２内に開口部（第三開口部）１８が、サブタンク６内に開口部（第一開口部）１６がそれぞれ設けられており、パイプ（第二パイプ）１３には、メインタンク２内に開口部（第二開口部）１７が、サブタンク６内に開口部（第四開口部）１５がそれぞれ設けられている。なお、メインタンク２内において、開口部１８は、開口部１７よりも鉛直方向において高い位置に開口しており、サブタンク６内において、開口部１５は、開口部１６よりも鉛直方向において低い位置に開口している。

このとき、サブタンク６内における液面が開口部１６より低い位置になると、開口部１６から気体がパイプ１４に入り、当該気体が、パイプ１４を介して、開口部１８からメインタンク２内に導入される。これに伴い、メインタンク２からパイプ１３内へ、開口部１７から液体が導入され、当該液体が、パイプ１３を介して、開口部１５からサブタンク６に供給される。開口部１５から供給された液体によって、サブタンク６における液面が開口部１６の高さまで達すると、パイプ１４を介したメインタンク２への気体の導入が止められ、パイプ１３によるサブタンク６への液体の供給も止められる。これによってサブタンク６内における液面は一定に保たれる。このように、図４（ａ）の構成では、特に、気体を導入する経路と、液体を供給する経路とが独立して備えられていることにより、メインタンク２からサブタンク６への液体の供給を円滑に行うことができる。また、上記気体が排出される開口部１８が、メインタンク２における上部で開口されることにより、メインタンク２の上部（気体が滞留される部分）に直接気体が導入され、気体が不必要にメインタンク２内の液体に溶け込むことを抑制することができる。

図４（ｂ）は、図４（ａ）の構成においてメインタンク２からサブタンク６に液体を供給するパイプ１３に、漏出防止弁２６を設けた構成を示す模式図である。メインタンク２をサブタンク６に装着するために、メインタンク２が備えるパイプ１３の開口部１５を下に向けたとき、漏出防止弁２６はパイプ１３を流れる液体の流れおよび漏出防止弁２６の自重によって、パイプ１３の開口部１７を閉鎖する。これによって、メインタンク２をサブタンク６に装着するときに、液体がパイプ１３を介して漏出するのを最小限に抑えることができる。また、メインタンク２をサブタンク６に装着したときに、漏出防止弁２６の開口部１５側の先端部はサブタンク６の内側の底部に当たり、開口部１７側の末端が押し上げられる。このため、閉鎖されていたパイプ１３の開口部１７は開放される。これによって、図４（ａ）の構成と同様に、パイプ１３を介してメインタンク２からサブタンク６への液体の供給できるようになる。

また、図４（ｂ）に示すように、付勢部材２７によって漏出防止弁２６を開口部１７に向かう方向へ付勢してもよい。付勢部材２７によって、メインタンク２の姿勢がどんなでも常に開口部１７を閉鎖状態に保持することができ、液体の漏出を防止することができる。また、メインタンク２をサブタンク６に装着したときに、漏出防止弁２６の開口部１５側の先端部はサブタンク６の内側の底部に当たり、開口部１７側の末端が付勢部材２７に抗して押し上げられる。このため、閉鎖されていたパイプ１３の開口部１７は開放される。これによって、図４（ａ）の構成と同様に、パイプ１３を介してメインタンク２からサブタンク６への液体の供給できるようになる。

また、図５は、メインタンク２とサブタンク６とを連通するパイプとして、パイプ５の代わりに、メインタンク２内において、開口部（第三開口部）２０および開口部（第二開口部）２１が、サブタンク６内において、開口部（第一開口部）８が設けられているパイプ（第三パイプ）１９を設けた構成を示す模式図である。図５に示すように、開口部２１は、開口部２０よりも鉛直上方に設けられており、開口部２０は、パイプ１９の側面に設けられている。

このとき、サブタンク６内における液面が開口部８より低い位置になると、開口部８から気体がパイプ１９に入り、当該気体は、パイプ１９の側面に設けられた開口部２０からは排出されず、開口部２１からメインタンク２内に導入される。これに伴い、メインタンク２からパイプ１９内へ、開口部２０から液体が導入され、当該液体が、パイプ１９を介して、開口部８からサブタンク６に供給される。開口部８から供給された液体によって、サブタンク６における液面が開口部８の高さまで達すると、パイプ１９を介したメインタンク２への気体の導入が止められ、パイプ１９によるサブタンク６への液体の供給も止められる。これによってサブタンク６内における液面は一定に保たれる。このように、図５の構成では、特に、メインタンク２内において、気体が排出される開口部と、液体が流入する開口部とが独立して備えられていることにより、メインタンク２からサブタンク６への液体の供給を円滑に行うことができる。また、上記気体が排出される開口部２１が、メインタンク２における上部で開口されることにより、メインタンク２の上部（気体が滞留される部分）に直接気体が導入され、気体が不必要にメインタンク２内の液体に溶け込むことを抑制することができる。

また、図６は、メインタンク２とサブタンク６とを連通するパイプが、パイプ５と可撓性を有する可撓部２２とによって構成されている液体供給装置１’を説明する模式図である。図６に示すように、メインタンク２とサブタンク６とを連通するパイプの少なくとも一部が可撓性を有していることにより、駆動部７は、サブタンク６のみを移動させるだけで、サブタンク６から記録ヘッド１１へ液体を供給することができる。これにより、メインタンク２を移動させる必要がなくなるため、液体供給装置１’をコンパクトな構成とすることができる。

なお、可撓部２２のサブタンク６から入った空気が、途中で滞留することなく、メインタンク２まで到達できるように、可撓部２２が重力方向で上方向に凸となる部分（局所的に最も高くなる部分）を持たないように構成されていることが好ましい。具体的には、可撓部２２の長さおよび太さの設定、ならびに、可撓部２２をガイドするガイド部材（図示せず）によって、サブタンク６がどの位置にあっても、可撓部２２が重力方向で上方向に凸となる部分を持たないようにする。可撓部２２が重力方向で上方向に凸となる部分を持つ場合、可撓部２２のサブタンク６側から入った空気が滞留し、メインタンク２からサブタンク６への液体供給が滞るおそれがあるが、上記のように構成することで、当該空気の滞留を防ぎ、メインタンク２からサブタンク６への液体供給を円滑にすることができる。

（メインタンクのキャップについて）
図７（ａ）は、液体供給装置１装着される前の、運搬時におけるメインタンク２を説明する模式図である。中フタ２４によって、メインタンク２の口を塞ぎ、ボトルキャップ２３で中フタ２４を押さえ込むように栓をすることで、メインタンク２の内部を密封したまま運搬することができる。

図７（ｂ）は、メインタンク２について、ボトルキャップ２３及び中フタ２４を取り外して、パイプ５を固定したボトルキャップ３を装着した状態を示している。液体供給装置１にメインタンク２を装着するとき、ボトルキャップ２３及び中フタ２４を、パイプ５を固定したボトルキャップ３に交換する。なお、メインタンク２は、気密性を有しているため、液体供給装置１にメインタンク２を装着するときに、メインタンク２が逆様になり、開口部８が下を向いても、液体の漏出を最小限に抑えることができる。

図７（ｃ）は、パイプ５を固定したボトルキャップ３の一例を示す模式図であり、図７（ｄ）はパイプ５を固定したボトルキッャップ３の一変形例を示す模式図である。ボトルキャップ５は、パイプ５を固定し、パイプ５以外を介してメインタンク２に液体または気体が入出しないようにできればよい。図７（ｃ）に示しているように、パイプ５は、中フタの機能を備えたボトルキャップ３に固定してもよい。また、図７（ｄ）に示しているように、パイプ５を、中フタ２５に装着して、ボトルキャップ３によって固定してもよい。なお、パイプ５、中ブタ２３、およびボトルキャップ３は、メインタンク２の交換時に再利用してもよい。

（漏出防止弁について）
漏出防止弁及び付勢部材は、図４（ｂ）に示したパイプ１３に設ける場合のみならず、図２のパイプ５、図３のパイプ５、および図５のパイプ１９にも設けてもよい。これらのいずれのパイプに漏出防止弁を備えても、図４（ｂ）のパイプ１３の場合と同様に、メインタンク２をサブタンク６に装着するときの液体の漏出を最小限に抑えることができる。

また、一変形例において、漏出防止弁のサブタンク６側に位置する端部を、Ｌ字型に曲げるなどしてパイプ１３の開口部１５の直径よりも大きくしてもよい。これによって、当該漏出防止弁を備えたパイプ１３を固定したボトルキャップを、メインタンク２に装着するときに、漏出防止弁がパイプ１３から脱落することを避けることができる。

（サブタンク内での蒸発について）
典型的には、インク等に含まれる溶剤の揮発成分は空気よりも重いため、サブタンク６内において、液体から揮発した成分は、サブタンク６内に滞留し、サブタンク６内は大気圧でありながら、液体の飽和蒸気で満たされた状態となる。そのため、サブタンク６内において、液体が必要以上に揮発することを防ぐことができる。

一方、水を多く用いたインク、いわゆる水性インクの場合は、インクの揮発成分は空気より軽いため蒸発しやすい。このため、サブタンク６の通気口１２はできるだけ小さいことが好ましい。孔の直径は、１ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。

さらに、一変形例において、サブタンク６内に、サブタンク内に貯留された液体に浮かび、当該液体の液面の少なくとも一部を覆う脱気防止部材（いわゆる、落し蓋）をさらに備えるように構成してもよい。これにより、サブタンク内に貯留された液体の蒸発を防ぐことができ、当該液体の状態を良好に保つことができる。なお、一例として、脱気防止部材は、複数の球（ビーズ）によって構成することができる。また、当該脱気防止部材は、メインタンク２内にも備えてよい。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

＜付記事項＞
本実施形態に係る液体供給装置１は、記録ヘッド１１が吐出する液体を貯留したメインタンク２と、メインタンク２に連通しているパイプ５と、パイプ５を介し、水頭差によってメインタンク２から液体が供給され、当該液体を貯留するサブタンク６と、サブタンク６に貯留された液体を記録ヘッド１１に供給する供給手段と、を備えており、供給手段は、サブタンク６の鉛直方向における高さを調整する駆動部７を備えており、サブタンク６は通気口１２を備えており、パイプ５は、サブタンク６内において、通気口１２よりも鉛直方向において低い、予め定められた高さに開口する開口部８を備えている。

上記構成によれば、パイプ５はメインタンク２に気体を導入しながら、液体をサブタンク６に供給する。液体の液面が、サブタンク６内における開口部８に達すると、液体により開口部８は塞がれ、気体の導入は止められる。同時にメインタンク２への液体供給も止められる。よって、液体は、サブタンク６内における開口部８の高さまで安定に供給される。つまり、液面の高さが一定に保たれるように、液体はサブタンク６内に貯留される。その結果、駆動部７により、サブタンク６の鉛直方向に高さを調整することで、サブタンク６と記録ヘッド１１の水頭差を調整することが容易になる。したがって、記録ヘッド１１への液体の供給圧力を調整することが容易になり、印刷または記録ヘッド１１の洗浄のときのように、必要とされる液体の供給量が異なる条件にも適切に対応できる。また、本実施形態に係る液体供給装置１は、液面検出器や供給ポンプを備える必要がなく、簡便であり、故障しにくく安価に提供することができる。

一変形例において、開口部８は、水平面に対して斜めに設けられている。

上記構成によれば、開口部８における開口面の鉛直方向においてより高い位置からメインタンク２に空気が導入され始める。これによって、パイプ５の内側において、鉛直方向により高い位置に開口している側面に、気体が導入される経路は安定する。対して、パイプ５の内側において、鉛直方向により低い位置に開口している側面に、液体が供給される経路は安定する。よって、パイプ５における気体を導入する側面と液体を供給する側面とを安定化することができ、気体と液体との交換をスムーズにすることができる。

また、開口部８は斜めに設けられているため、液面が、開口部８近傍にある状態において、液面が下降すると、開口部８が水平面に対して斜めに設けられていることにより、開口部８が気体に開口する面積が徐々に大きくなり、サブタンク６への液体供給量も徐々に増加するようになる。これにより、開口部８が気体に開口する面積が急峻に大きくなって一度に大量の液体が供給されることを避け、液面の下降を円滑に抑制することができる。

一変形例において、メインタンク２とサブタンク６とを連通する供給パイプ（パイプ１４および１３）は、メインタンク２内において、サブタンク６に供給する液体を流入させるための開口部１７と、開口部１７よりも鉛直方向において高い位置に設けられ、サブタンク６から開口部１６を介して導入された気体を吐出するための開口部１８と、を備えている。他の変形例において、メインタンク２とサブタンク６とを連通する供給パイプ（パイプ１９）は、メインタンク２内において、サブタンク６に供給する液体を流入させるための開口部２０と、開口部２０よりも鉛直方向において高い位置に設けられ、サブタンク６から開口部８を介して導入された気体を吐出するための開口部２１と、を備えている。

上記構成によれば、メインタンク２内において、気体が排出される開口部１８または２１と、液体が流入する開口部１７または２０とが独立して備えられていることにより、メインタンク２からサブタンク６への液体の供給を円滑に行うことができる。また、上記気体が排出される開口部１８または２１が、メインタンク２における上部で開口されることにより、メインタンク２の上部（気体が滞留される部分）に直接気体が導入され、気体が不必要にメインタンク２内の液体に溶け込むことを抑制することができる。

一変形例において、メインタンク２とサブタンク６とを連通する供給パイプは、サブタンク６からメインタンク２に気体を供給するパイプ１４と、メインタンク２からサブタンク６に液体を導入するパイプ１３と、を備えており、パイプ１４には、開口部１６および開口部１８が設けられており、パイプ１３には、開口部１７、および、サブタンク６内において、開口部１６よりも鉛直方向において低い位置に開口する開口部１５が設けられている。

上記構成によれば、気体を導入する経路と、液体を供給する経路とが独立して備えられることになる。これにより、メインタンク２からサブタンク６への液体の供給を円滑に行うことができる。

一変形例において、メインタンク２とサブタンク６とを連通する供給パイプは、開口部８と開口部２１とを連通するパイプ１９を備えており、開口部２０は、パイプ１９の側面に設けられている。

上記構成によれば、供給パイプを好適に構成することができる。

液体供給装置１では、供給手段は、サブタンク６と記録ヘッド１１とを連通する連通経路９と、当該連通経路９中に設けられ、当該連通経路９を流れる液体の圧力変動を低減する圧力ダンパー１０とを備えている。

上記構成によれば、サブタンク６から記録ヘッド１１に供給される液体の供給圧力を、圧力ダンパー１０によって、より適切に調整することができる。したがって、印刷のときなどの液体の吐出量が適切に調整できるようになる。

一変形例において、液体供給装置１’では、メインタンク２とサブタンク６とを連通する供給パイプ（パイプ５および可撓部２２）の少なくとも一部は、可撓性を有しており、駆動部７、メインタンク２を移動させることなく、サブタンク６の鉛直方向における高さを調整するようになっている。

上記構成によれば、サブタンク６における液面の高さが一定に保たれているため、サブタンク６のみを移動させることにより、液体の供給圧力を調整することができる。これにより、液体供給装置１’をよりコンパクトな構成とすることができる。

本実施形態に係るインクジェット記録装置は、上記のような液体供給装置１を備えている。

上記構成によれば、記録ヘッド１１への液体の供給圧力を調整可能なインクジェット装置において、記録ヘッド１１における液体の消費に伴う液体の供給圧力の変動を簡易な構成で抑制することができる。

本実施形態に係る液体の供給方法は、記録ヘッド１１が吐出する液体を貯留したメインタンク２と、メインタンク２に連通しているパイプ５と、通気口１２を備えたサブタンク６と、を備えた液体供給装置１における液体の供給方法であって、パイプ５は、サブタンク６内において、通気口１２よりも鉛直方向において低い、予め定められた高さに開口する開口部８を備えており、パイプ５を介し、水頭差によってメインタンク２から液体を供給することで、液面が上記予め定められた高さになるようにサブタンク６に当該液体を貯留する工程と、サブタンク６に貯留された液体を、サブタンク６の鉛直方向における高さを調整することにより記録ヘッド１１に供給する工程とを包含する。

上記方法によれば、本実施形態に係る液体供給装置１と同等の効果を奏する。

本発明は、インクジェット記録装置における液体供給装置に利用することができる。

１ 液体供給装置
２ メインタンク
３ ボトルキャップ
４ 固定部
５ パイプ（供給パイプ）
６ サブタンク
７ 駆動部（駆動手段）
８ 開口部（第一開口部）
９ 連通経路
１０ 圧力ダンパー
１１ 記録ヘッド
１２ 通気口
１３ パイプ（第二パイプ、供給パイプ）
１４ パイプ（第一パイプ、供給パイプ）
１５ 開口部（第四開口部）
１６ 開口部（第一開口部）
１７ 開口部（第二開口部）
１８ 開口部（第三開口部）
１９ パイプ（第三パイプ、供給パイプ）
２０ 開口部（第二開口部）
２１ 開口部（第三開口部）
２２ 可撓部（供給パイプ）
２３ ボトルキャップ（運搬時用）
２４ 中フタ
２５ 中フタ（パイプ装着用）
２６ 漏出防止弁
２７ 付勢部材

Claims (8)

1. 液体を貯留し気密性を有するメインタンクと、
   上記メインタンクに連通している供給パイプと、
   上記供給パイプを介し、水頭差によって上記メインタンクから上記液体が供給され、該液体を貯留するサブタンクと、
   上記液体を吐出する記録ヘッドと、
   上記サブタンクに貯留された上記液体を上記記録ヘッドに供給する供給手段と、を備えており、
   上記供給手段は、上記サブタンクの鉛直方向における高さを調整する駆動手段と、上記サブタンクと上記記録ヘッドとを連通し、該サブタンクに貯留された上記液体を上記記録ヘッドに供給する連通経路と、を備えており、
   上記サブタンクは、上記液体により形成される液相部分と、気相部分とにより構成され、該気相部分が外気に通じる通気口を備えており、
   上記供給パイプは、上記サブタンク内において、上記通気口よりも鉛直方向において低い、予め定められた高さに開口する第一開口部を備え、
   上記サブタンクは、上記記録ヘッドによって上記液体が消費され、上記液体が減少すると上記第一開口部が上記気相部分に露出し、該気相部分の気体が上記第一開口部から上記供給パイプを通じて上記メインタンクに導入されることで、上記サブタンクにおける上記液体の液面の鉛直方向における高さが、上記第一開口部が設けられている鉛直方向における高さに保持されるように構成され、
   上記メインタンクから上記サブタンクに対し、上記液体が自重により落下するように構成されており、
   上記駆動手段により上記第一開口部の鉛直方向における高さが調整されることで、上記サブタンク内の上記液体と、上記記録ヘッドとの水頭差が調整されて、上記液体を多量に要する上記記録ヘッドの洗浄のような場合に、上記第一開口部を上記記録ヘッドより高い位置に上げるようにでき、
   上記供給パイプは、更に上記メインタンク内において上記サブタンクに供給する液体を流入させるための第二開口部が、上記第一開口部より鉛直方向の上方で且つ上記液体中に設けられていることを特徴とする液体供給装置。
2. 液体を貯留し気密性を有するメインタンクと、
   上記メインタンクに連通している供給パイプと、
   上記供給パイプを介し、水頭差によって上記メインタンクから上記液体が供給され、該液体を貯留するサブタンクと、
   上記液体を吐出する記録ヘッドと、
   上記サブタンクに貯留された上記液体を上記記録ヘッドに供給する供給手段と、を備えており、
   上記供給手段は、上記サブタンクの鉛直方向における高さを調整する駆動手段と、上記サブタンクと上記記録ヘッドとを連通し、該サブタンクに貯留された上記液体を上記記録ヘッドに供給する連通経路と、を備えており、
   上記サブタンクは、上記液体により形成される液相部分と、気相部分とにより構成され、該気相部分が外気に通じる通気口を備えており、
   上記供給パイプは、上記サブタンク内において、上記通気口よりも鉛直方向において低い、予め定められた高さに開口する第一開口部を備え、
   上記サブタンクは、上記記録ヘッドによって上記液体が消費され、上記液体が減少すると上記第一開口部が上記気相部分に露出し、該気相部分の気体が上記第一開口部から上記供給パイプを通じて上記メインタンクに導入されることで、上記サブタンクにおける上記液体の液面の鉛直方向における高さが、上記第一開口部が設けられている鉛直方向における高さに保持されるように構成され、
   上記メインタンクから上記サブタンクに対し、上記液体が自重により落下するように構成されており、
   上記駆動手段により上記第一開口部の鉛直方向における高さが調整されることで、上記サブタンク内の上記液体と、上記記録ヘッドとの水頭差が調整されて、上記液体を多量に要する上記記録ヘッドの洗浄のような場合に、上記第一開口部を上記記録ヘッドより高い位置に上げるようにでき、
   上記供給パイプは、上記サブタンクから上記メインタンクに上記外気を導入する第一パイプと、上記メインタンクから上記サブタンクに上記液体を供給する第二パイプと、を備えており、
   上記第一パイプには、上記第一開口部および第三開口部が設けられており、
   上記第二パイプには、第二開口部、および、上記サブタンク内において、上記第一開口部よりも鉛直方向において低い位置に開口する第四開口部が設けられており、
   上記メインタンク内において上記サブタンクに供給する液体を流入させるための上記第二開口部が、上記第一開口部より鉛直方向の上方で且つ上記液体中に設けられており、
   上記第三開口部が、上記第二開口部よりも鉛直方向において高い位置に設けられ、上記サブタンクから上記第一開口部を介して導入された上記外気を吐出することを特徴とする液体供給装置。
3. 液体を貯留するメインタンクと、
   上記メインタンクに連通している供給パイプと、
   上記供給パイプを介し、水頭差によって上記メインタンクから上記液体が供給され、該液体を貯留するサブタンクと、
   上記液体を吐出する記録ヘッドと、
   上記サブタンクに貯留された上記液体を上記記録ヘッドに供給する供給手段と、を備えており、
   上記供給手段は、上記サブタンクの鉛直方向における高さを調整する駆動手段と、上記サブタンクと上記記録ヘッドとを連通し、該サブタンクに貯留された上記液体を上記記録ヘッドに供給する連通経路と、を備えており、
   上記サブタンクは、上記液体により形成される液相部分と、気相部分とにより構成され、該気相部分が外気に通じる通気口を備えており、
   上記供給パイプは、上記サブタンク内において、上記通気口よりも鉛直方向において低い、予め定められた高さに開口する第一開口部を備え、
   上記サブタンクは、上記記録ヘッドによって上記液体が消費され、上記液体が減少すると上記第一開口部が上記気相部分に露出し、該気相部分から気体が上記第一開口部から上記供給パイプを通じて上記メインタンクに導入されることで、上記サブタンクにおける上記液体の液面の鉛直方向における高さが、上記第一開口部が設けられている鉛直方向における高さに保持されるように構成され、
   上記メインタンクから上記サブタンクに対し、上記液体が自重により落下するように構成されており、
   上記駆動手段により上記第一開口部の鉛直方向における高さが調整されることで、上記サブタンク内の上記液体と、上記記録ヘッドとの水頭差が調整されて、上記液体を多量に要する上記記録ヘッドの洗浄のような場合に、上記第一開口部を上記記録ヘッドより高い位置に上げるようにでき、
   上記供給パイプは、上記メインタンク内において、
   上記サブタンクに供給する液体を流入させるための第二開口部と、
   上記第二開口部よりも鉛直方向において高い位置に設けられ、上記サブタンクから上記第一開口部を介して導入された上記外気を吐出するための第三開口部と、を備え、
   上記供給パイプは、上記第一開口部と上記第三開口部とを連通する第三パイプを備えており、
   上記第二開口部は、上記第三パイプの側面に設けられていることを特徴とする液体供給装置。
4. 上記第一開口部は、水平面に対して斜めに設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の液体供給装置。
5. 上記供給手段は、上記連通経路を流れる液体の圧力変動を低減する圧力ダンパーを備えていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の液体供給装置。
6. 上記駆動手段は、上記メインタンクと、上記サブタンクとの鉛直方向における位置関係を変更することなく高さを調整するようになっていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の液体供給装置。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の液体供給装置を備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
8. 液体を貯留した気密性を有するメインタンクと、該メインタンクに連通している供給パイプと、上記液体により形成される液相部分及び気相部分とにより構成されて該気相部分から外気への通気口を備えたサブタンクと、上記液体を吐出する記録ヘッドと、を備えたインクジェット記録装置における液体の供給方法であって、
   上記供給パイプは、上記サブタンク内において、上記通気口よりも鉛直方向において低い、予め定められた高さに開口する第一開口部と、
   上記メインタンク内において、上記サブタンクに供給する液体を流入させるため、上記第一開口部より鉛直方向の上方で且つ上記液体中に設けられた第二開口部とを備え、
   上記記録ヘッドによって上記液体が消費され、上記液体が減少すると、上記第一開口部が上記気相部分に露出し、該気相部分から気体が上記第一開口部から上記供給パイプを通じて上記メインタンクに導入されることで、上記メインタンクから上記液体が上記液体の自重により落下して供給されることで、上記サブタンクにおける上記液体の液面の鉛直方向における高さが、上記第一開口部が設けられている鉛直方向における高さに保持されるように上記サブタンクに当該液体を貯留する工程と、
   上記サブタンクに貯留された上記液体を、上記サブタンクの上記第一開口部の鉛直方向における高さを調整することにより、上記サブタンク内の上記液体を多量に要する上記記録ヘッドの洗浄のような場合に、上記第一開口部を上記記録ヘッドより高い位置に上げるように上記記録ヘッドとの水頭差を調整する工程と、を包含し、
   上記供給パイプは、上記第一開口部と上記第二開口部とが設けられていることを特徴とする液体の供給方法。

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