JPH04250068A - 液体注入システム、液体注入方法および記録用液体タンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液体タンクに液体を注
入するための液体注入システムおよびその液体注入方法
に関し、特に、インクジェット記録装置の記録用液体を
貯留した記録液タンクに関する液体注入システムおよび
その液体注入方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置の上記記録液タ
ンク（以下、インクタンクともいう）において、ポリエ
ーテル型ポリウレタンフォーム等を材料とする多孔質体
がインク吸収部材として用いられ、これにより、タンク
内でインクが保持されている。すなわち、記録ヘッドに
供給される記録液（インク）を貯留した、例えばカート
リッジ形態のインクタンク（以下、インクカートリッジ
という）内に多孔質体を充填することによってこれにイ
ンクを保持することができる。また、記録ヘッドは、通
常吐出口，インク路，発熱素子等の吐出手段、および発
熱素子を駆動するための駆動系を備えている。因に、こ
の記録ヘッドと上記インクタンクとを一体に構成したい
わゆる記録ヘッドカートリッジと称されるものがあるが
、このようなヘッドカートリッジはインクジェット記録
装置のキャリッジに着脱可能に構成される場合が多い。 そして、前記駆動系により、上記吐出手段を駆動すると
、タンクの充填口（供給口）からインク供給路等を介し
てインク路へ供給されたインクが吐出口からインク滴と
して吐出され、これとともに上述のキャリッジを往復移
動させることにより、インク滴を紙，フィルム等の記録
媒体に付着させて、一連の記録がなされる。

【０００３】上述したインクタンク内にインクを注入し
て多孔質体に吸収保持させるために用いられるインク注
入システムの一従来例を図１に示す。

【０００４】図１において、インクタンクＩＴにインク
を注入するシステムは、予め、インクＢを蓄えておくイ
ンクタンク２０，圧力計１６が接続された真空ポンプ１
７、およびインクタンクＩＴのインク注入口（供給口）
２３１に接続可能なノズル１３を具え、これらがそれぞ
れ配管２，３，１によって空気圧三方切換弁９に接続さ
れているこの三方切換弁９は制御部２４によってその切
換えが制御される。

【０００５】このシステムにおいて、インク注入の際に
は、ノズル１３をインクタンクＩＴに接続した後、真空
ポンプ１７を起動させ、インクタンクＩＴ内を所定の真
空圧にした後、空気圧三方切換弁９を切換え、インクタ
ンクＩＴ内にこのタンクの負圧によってインクを供給し
、切換弁９の切換え時間を制御することによって、イン
クタンクＩＴ内へのインク充填量を制御していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図１に示した従来のイ
ンク注入システムでは、インク注入完了後、インク充填
口２３１に接続したノズル１３を注入口２３１から取り
外してから、インクタンクＩＴをシステムから取り外す
に至るが、この時インクタンクＩＴ内が若干負圧状態に
あるため、インクタンクＩＴ内に挿入されている多孔質
体の注入口２３１近傍にある部分はある程度空気を取り
込んでしまう。この空気によって、記録ヘッドへのイン
クの供給が妨害されたり、インクのかわりに空気が供給
され、吐出口からインクが吐出されないなどの問題点を
生じる。

【０００７】また、インクタンクＩＴ内に注入するイン
ク量を、インクタンクＩＴ内を吸引するときの負圧値（
真空圧力値）とインク注入時間とによって制御している
が、インクタンクＩＴに注入されるインク量は、負圧値
および時間によって一義的定まるのではなく、インク吸
収部材の密度，体積，形状，吸収部材とインクタンクと
の隙間容量などによっても影響を受ける。このため、負
圧値と注入時間のみによってはインク注入量を制御しき
れず、一定したインク注入量を得られないという問題点
もある。

【０００８】また、従来のインク注入システムでは、イ
ンクンタクＩＴから空気等を吸引しその内部を負圧とす
るとき、この吸引は、ノズル１３，配管１，三方切換弁
９および配管３を介し吸引が行われ、この際、配管１，
３やノズル１３、三方切換弁９の内部も負圧となる。こ
のため、インク注入時にはインクタンクＩＴ内部ととも
に、三方切換弁９，ノズル１３および配管１にもインク
が存在し、これが注入完了後これらの部分に残留するこ
とがある。この結果、インク注入と真空吸引に三方切換
弁９を共用するシステムでは、新たなインクタンクＩＴ
にインク注入を行うために真空吸引を行ったとき、三方
切換弁９，ノズル１３および配管１に残留するインクを
真空ポンプ１７が吸い込んでしまいこれが真空ポンプ１
７内部の錆を誘発し、故障の原因となる場合もある。

【０００９】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的とするところは、一連のインク注
入処理によって生じるインクタンクへの空気の取り込み
を防止し、空気が記録ヘッドに供給されて生じるインク
不吐出等を未然に防ぎ、また、安定したインク注入量を
得ることができ、さらに、真空ポンプ等の吸引手段に対
するインクの影響を防止することのできるインク注入シ
ステムおよびインク注入方法を提供することにある。

【００１０】

【発明の概容】そのために、本発明では、大気連通孔お
よび注入口を有した液体タンクに当該注入口を介して液
体を注入するための液体注入システムにおいて、前記大
気連通口を閉じる閉塞手段と、該閉塞手段によって前記
大気連通口が閉じられた前記液体タンクの内部を負圧に
する負圧発生手段と、該負圧発生手段によって、負圧と
なった前記液体タンクの内部に前記注入口を介して液体
を注入する注入手段と、該注入手段による液体の注入を
終了したとき、当該注入手段の当該液体タンクに対する
注入の状態を保ったまま、前記大気連通口を開ける開放
手段と、を具えたことを特徴とする。

【００１１】また、大気連通孔および注入口を有した液
体タンクに当該注入口を介して液体を注入するための液
体注入方法において、前記大気連通口を閉じる、前記大
気連通口が閉じられた前記液体タンクの内部を負圧にし
、当該負圧となった前記液体タンクの内部に前記注入口
を介して液体を注入し、当該液体の注入を終了したとき
、当該注入の状態を保ったまま、前記大気連通口を開け
る、各処理を有したことを特徴とする。

【００１２】本発明の別の側面では、液体タンクに液体
を注入するための液体注入システムにおいて、前記液体
タンクの内部を負圧にする負圧発生手段と、該負圧発生
手段によって負圧となった前記液体タンクの内部に液体
を注入する注入手段と、該注入手段による前記液体の注
入を、前記液体タンク内部の負圧に応じて制御する注入
制御手段と、を具えたことを特徴とする。

【００１３】本発明のさらに別の側面では、液体タンク
に液体を注入するための液体注入システムにおいて、前
記液体タンクの内部の空気を吸引するための吸引路を構
成する吸引路部材と、該吸引路部材を介して前記液体タ
ンクの内部から空気を吸引する吸引手段と、前記吸引路
の一部を共有し、前記液体タンクの内部に液体を注入す
るための注入路を構成する注入路部材と、を具えたこと
を特徴とする。

【００１４】

【作用】以上の構成によれば、液体タンク内を真空ポン
プ等を有する負圧発生手段によって負圧とし、その後ノ
ズル等よりなる注入手段によって、タンクの注入口を介
して液体注入が行われる。この注入が終了したとき、例
えばノズルと注入口との接続状態、すなわち注入状態を
保ったまま、タンクの大気連通口を開放することにより
、タンク内への空気の混入を防止できる。

【００１５】また、上記注入手段によるインク注入を上
記タンク内の負圧に応じて制御することにより、注入量
を安定させることができる。

【００１６】さらに、正圧源等の除去手段によってノズ
ル等注入路部材内の液体が除去される。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。

【００１８】図２は本発明の一実施例にかかるインク注
入システムの構成を示すブロック図である。図２におい
て、図５等で後述されるように記録ヘッドカートリッジ
の一方の部分であるインクタンクＩＴの容器内体積（容
量）よりも大きな体積を有する多孔質体（図示せず）が
インクタンクＩＴ内に収容されている。ヘッドカートリ
ッジの他方の部分である記録ヘッド（不図示）は従来の
ものと同様に、吐出口，インク路、および発熱素子等の
吐出手段，これらを駆動するための駆動系を備えている
。

【００１９】このインクタンクＩＴにインクを注入する
ための注入システムにおいて、レーザ変位計２１はタン
ク２０内のインクＢの液面変位を検知し、この検知に応
じてシーケンサ２２は配管６および配管７をその両側に
接続した送液ポンプ１８を駆動し、インクＢを予め収容
したタンク１９からタンク２０へインクＢを移送する。 これによって、タンク２０におけるインクＢの液面を一
定に保つことができる。インクタンクＩＴとインクタン
ク２０の部位とは、ノズル１３，配管１，空気圧三方切
換弁９，配管２，二方切換弁１０および配管８を介して
接続されている。また、配管２にはパルスモータ１５に
よって駆動されるシリンジ１４が接続されている。シリ
ンジ１４の駆動速度は、パルスモータ１５によって任意
に調整される。

【００２０】一方、インクタンクＩＴ内の空気を吸引す
るための真空ポンプ１７は、配管４，二方切換弁１１，
配管３，三方切換弁９，配管１およびノズル１３を介し
てインクタンクＩＴと接続している。配管３には圧力計
１６が接続され、これによってインクタンクＩＴ内が所
定の真空度に達したことを検知できる。また、配管３に
は、二方切換弁１２を介して正圧源２３が接続されてい
る。

【００２１】インクタンクＩＴの大気連通口２０３を開
閉するための大気連通口栓２５にエアシリンダ２６によ
って駆動される。

【００２２】注入完了後に空気圧三方切換弁９等の内部
に残留したインクを除去するため、ノズル１３をノズル
除去ノズル１４のインク受け口１４ａに装着し、正圧源
２３によって空気圧三方切換弁９，配管１およびノズル
１３に残留したインクをインクを受け口１４，配管１５
を介して移送しタンクア１９に還元する。なお、上記シ
ステムにおいて、二方切換弁１０，１１，１２、三方切
換弁９、パルスモータ１５および真空ポンプ１７の駆動
は制御部２４によって以下に詳述されるように制御され
る。

【００２３】次に、本実施例にかかるインク注入システ
ムの動作について図３に示すフローチャートを参照して
説明する。

【００２４】ステップＳ１でノズル１３をインクタンク
ＩＴの注入口２３１に装着し、また、大気連通口栓２５
によってインクタンクＩＴの大気連通口を閉とする。次
にステップ３で、空気圧三方切換弁９を切換えて配管３
に連通させるとともに配管２と遮断する。これと同時に
二方切換弁１２を閉じ、二方切換弁１１を開ける。ステ
ップＳ５では、この状態で真空ポンプ１７を作動させ、
インクタンクＩＴ内の空気を吸引する。空気を吸引する
のと同時に、二方切換弁１０を開けるとともにパルスモ
ータ１５を作動させることによって、シリンジ１４内に
インクタンク２０より所定量のインクを移送する。なお
、この移送等によりタンク２０のインクＢ液面が変位降
下したときは、レーザ変位計２１によってこれを検知し
、シーケンサ２２によって送液ポンプ１８を作動させ、
インクタンク１９よりインクＢを補給する。これにより
、タンク２０は常に一定の高さに液面を保持する。 このようにタンク２０が所定量を常に貯留していること
により、タンク１９のインクＢがなくなった場合、他の
インクタンクと交換あるいはインクを補給するための時
間を生じさせることができ、インク注入システムによる
注入処理を停止させないでシステムを連続稼働させるこ
とが可能となる。

【００２５】ステップＳ７において、圧力計１６によっ
てインクタンクＩＴの内部負圧が適正値（本例では、−
７３０ｍｍＨｇ以上）となったことを検知すると、ステ
ップＳ９で二方切換弁１０を閉じ、空気圧三方切換弁９
を配管３と遮断するとともに、配管２と連通する。次に
、ステップＳ１１でパルスモータ１５を作動させ、シリ
ンジ１４内のインクを配管２，１、ノズル１３を介して
インクタンクＩＴに注入する。このとき、ノズル１３等
を介して注入される量が、インクタンクＩＴがその内部
の負圧によって吸引できる単位時間あたりのインク量と
同じになるように、パルスモータ１５の回転数を設定し
、これによってシリンジ１４からのインク注入速度が定
められる（本例では、３．４ｃｃ／ｓｅｃが好ましい）
。

【００２６】インク注入が終了しても、インクタンクＩ
Ｔ内は若干の負圧状態にあるため、この状態でノズル１
３を外すと、前述したように、注入口（供給口）近傍の
多孔質体が空気を取り込み、不吐出の原因となるので、
ステップＳ１３でインク注入終了を判断すると、まず第
一に、ステップＳ１５で大気連通口栓２５をエアシリン
ダ２６によって駆動して大気連通口２０３近傍の多孔質
体に空気を取り込んだ後、ステップＳ１７でノズル１３
をインクタンクＩＴから脱着する。この時点において、
ノズル１３，配管１，空気圧三方切換弁９の内部にはイ
ンクが残留しているが、このままの状態で新たなインク
タンクＩＴへのインク注入を行うと、タンク内の空気吸
引を行ったとき、これらの部分に残留したインクを真空
ポンプが吸い込んでしまい、真空ポンプ内部の錆，故障
の原因となる。これを防止するために、ある１つのイン
クタンクＩＴへの注入完了後、インクタンクＩＴから取
り外したノズル１３を、次のステップＳ１９でインク除
去ノズル１４に装着する。その後、ステップＳ２１で空
気圧三方切換弁９を配管２と遮断するとともに配管３と
連通し、同時に二方切換弁１１を閉じ、二方切換弁１２
を開ける。これによって、ステップＳ２３では、配管１
，ノズル１３および空気圧三方切換弁９の残留インクを
正圧源２３の作用によってインク除去ノズル１４へと除
去する。除去されたインクは、配管５を通ってインクタ
ンク１９へと還元される。

【００２７】なお、残留インクは、シリンジ１４に確保
したインク量と実際にインクタンクＩＴに注入されたイ
ンク量との差に相当するので注入システムの精度を上げ
るために配管１は極力短くした方が良い。

【００２８】空気圧三方切換弁９，配管１およびノズル
１３の残留インクが除去された時点で、１つのインクタ
ンクＩＴへのインク注入処理を終了する。

【００２９】なお、本実施例において、４９個のインク
タンクにインク注入処理を行った際の、実際にインクタ
ンクに注入されたインク量の度数分布を図４に示す。こ
の分布によれば、平均値（Ｘ）は５９．９ｃｃで、標準
偏差（σ）は０．０７ｃｃである。従って、Ｘ±３σの
レンジを求めると０．４ｃｃとなり、インクタンクに求
められる規格のレンジ１ｃｃ内に入る。

【００３０】図５は記録ヘッドと上記インクタンクとを
一体に構成した記録ヘッドカートリッジの一構成例を示
す。本例に係るカートリッジは、インクタンクユニット
ＩＴとヘッドユニットＩＪＵとを一体に有しており、ま
たこれらは互いに着脱できるようになっている。ヘッド
ユニットのインク吐出部１０１を駆動するための信号等
を受容するとともにインク残量検知信号の出力を行うた
めの配線コネクタ１０２は、ヘッドユニットＩＪＵおよ
びインクタンクユニットＩＴに並ぶ位置に設けてある。 従って、このカートリッジを後述のキャリッジに装填し
た際にとる姿勢において、その高さＨを低くすることが
できるとともに、カートリッジの厚みを薄形化すること
ができる。これにより図７につき後述するようにカート
リッジを並べて配置するときにキャリッジを小さく構成
することが可能である。ヘッドカートリッジのキャリッ
ジへの装着にあたっては、吐出部１０１を下側にした状
態でインクタンクユニットＩＴに設けたつまみ２０１を
把持してキャリッジ上に配置することができる。このつ
まみ２０１は、カートリッジの装着動作を行うための後
述のキャリッジに設けたレバーに係合する。そして、そ
の装着時にはキャリッジ側に設けたピンがヘッドユニッ
トＩＪＵのピン係合部１０３に係合し、ヘッドユニット
ＩＪＵの位置決めがなされる。

【００３１】本例に係るヘッドカートリッジには、イン
ク吐出部１０１の表面をワイピングしてこれを清掃する
部材をクリーニングするための吸収体１０４が、インク
吐出部１０１に並置されている。また、インク消費に伴
って空気を導入する大気連通口２０３が、インクタンク
ユニットＩＴのほぼ中央に設けられている。

【００３２】図６は図５に示したヘッドカートリッジの
分解斜視図である。本例に係るヘッドカートリッジは、
ヘッドユニットＩＪＵとインクタンクユニットＩＴとか
ら成っており、これらユニットの詳細な構成について、
本図等を用いて説明する。

【００３３】ヘッドユニットヘッドユニットＩＪＵの構
成部品の実装の基準となるのは、Ａｌ等で形成したベー
スプレート１１１であり、その上にインク吐出に利用さ
れるエネルギを発生するための素子群を形成した基板１
１２と、素子に電力を供給するための配線等を有したプ
リント回路基板（ＰＣＢ）１１５とが実装されており、
これらはワイヤボンディング等によって接続されている
。基板１１２には、前記素子として、通電に応じてイン
クに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電気熱変
換素子が設けられている。そして以下ではこの基板１１
２をヒータボードと称する。

【００３４】上述した配線コネクタ１０２はＰＣＢ１１
５の一部をなすものであり、不図示の制御回路からの駆
動信号は配線コネクタ１０２に受容され、ＰＣＢ１１５
を介してヒータボード１１２に供給される。ＰＣＢ１１
５は、本例では両面配線基板であって、さらにヘッド固
有の情報、例えば電気熱変換素子の適切な駆動条件，Ｉ
Ｄ番号，インク色情報，駆動条件補正用データ（ヘッド
シェーディング（ＨＳ）データ），ＰＷＭ制御条件等を
記憶したＲＯＭ形態のＩＣ１２８およびコンデンサ１２
９が配設されている。

【００３５】図示のように、ＩＣ１２８およびコンデン
サ１２９は、ＰＣＢ１１５のベースプレート１１１との
接合面側に、かつベースプレート１１１の切欠き部１１
１Ａに対応した位置に配置されている。これによって、
ＩＣ等の装着時の高さがベースプレート１１１の厚み以
下であれば、ＰＣＢ１１５とベースプレート１１１との
接合時にＩＣ等が表面より突出することがない。従って
、製造工程においてそれらの突出に対応した収納態様を
考慮する必要がなくなる。

【００３６】ヒータボード１１２上には、インクタンク
ユニットＩＴ側より供給されるインクを一時貯留する共
通液室、および該液室と吐出口とを連通する液路群を形
成するための凹部を有する天板１１３が配置される。ま
た、この天板１１３には、インク吐出口を形成した吐出
口形成部材（オリフィスプレート）１１３Ａが一体に形
成されている。１１４は天板１１３とヒータボード１１
２とを密着させることによって吐出部１０１を構成する
ための押えばねである。

【００３７】１１６はヘッドユニットカバーであり、イ
ンクタンクユニットＩＴ内に進入するインク供給管部１
１６Ａ，これと天板側インク導入管部とのインク連通を
行うためのインク流路１１６Ｂ，ベースプレート１１１
への３点位置決めないし固定用の３本のピン１１６Ｃ，
ピン係合部１０３，吸収体１０４の取付け部およびその
他必要な部分を一体にモールド成型してなる部材である
。インク流路１１６Ｂに対しては、流路蓋１１７が配置
される。また、インク供給管１１６Ａの先端には、気泡
，塵埃除去用のフィルタ１１８が配設されるとともに、
結合部からのインク漏洩防止用のＯリングが配設されて
いる。

【００３８】以上のヘッドユニットを組立てるにあたっ
ては、ベースプレートに突設したピン１１１ＰがＰＣＢ
１１５に設けた貫通孔１１５Ｐに挿通されるようにして
位置決めし、接着等により両者を固定する。この両者の
固定にあたっては精度はそれ程要求されない。ベースプ
レート１１１に対して精度高く装着されるべきヒータボ
ード１１２はＰＣＢ１１５とは別体に固定されるからで
ある。

【００３９】次に、ヒータボード１１２をベースプレー
ト１１１上に精度よく配置・固定し、ＰＣＢ１１５との
間で必要な電気的接続を行う。そして天板１１３および
ばね１１４の配設を行い、必要に応じて接着・封止を行
った後、カバーに突設した３本のピン１１６Ｃをベース
プレート１１１の孔１１１Ｃに挿通して位置決めを行う
。その後、これら３本のピン１１６Ｃを熱融着すること
により、ヘッドユニットが完成する。インクタンクユニ
ット図６において、２１１はインクタンクユニットの本
体をなすインク容器、２１５はインクを含浸させるため
のインク吸収体、２１６はインクタンク蓋、２１２はイ
ンク残量検知用の電極ピン、２１３および２１４はピン
２１２に関する接点部材である。

【００４０】インク容器２１１は、概ね、ピン２１２，
接点部材２１３，２１４の取付けおよび上述したヘッド
ユニットＩＪＵの装着を行うための部分２２０、インク
供給管部１１６Ａの進入を受容する供給口２３１、並び
につまみ２０１を一体に有するとともに、図６中底面側
よりそのほぼ中央に立設した中空の筒状部２３３を有し
ている。かかるインク容器は、樹脂の一体成型により形
成することができる。

【００４１】筒状部２３３の底面側は、インク充填工程
を考慮して開放されており、充填後には、図６に示すキ
ャップ２１７が取付けられて大気に対し閉塞される。一
方、図６中その上端面には、渦状もしくは蛇行形状とし
た溝２３５が設けられ（図示の例では渦状）、その溝の
一端２３５Ａ（図示の例では渦状溝の中心）において筒
状部２３３の内部空間に通じる開孔が設けられている。 また、その溝の他端２３５Ｂは、タンク蓋２１６に設け
られた大気連通口２０３の部位に位置している。

【００４２】筒状部２３３の側面には、等角度をもって
複数本（図示の例では４本）の溝２３７が設けれており
、筒状部２３３の内部空間と連通している。これにより
、インクタンクユニット内部と大気との連通は、大気連
通口２０３，渦状溝２３３，筒状部２３３の内部空間，
溝２３７を介してのものとなる。そして、筒状部２３３
の内部空間は、振動や揺動によるインク漏洩を防止する
ためのバッファ部として機能する。また、大気連通口２
０３に至る経路を長くする渦状溝２３３が存在するため
、インク漏洩は一層有効に防止されることになる。

【００４３】また、本例のようにインクタンクのほぼ中
央に位置する筒状部２３３の側面に、等角度をもって複
数の溝２３７を設けたことによって、その周囲に位置す
る吸収体２１５に対し、均一化された大気とのバランス
状態を確保し、吸収体内のインクの局部集中を防止でき
る。これは、後述する吸収体圧縮域（供給口２３１の周
辺）に対して円滑なインクの供給性をも確保できるもの
である。

【００４４】なお、この溝２３７は、容器の厚みの中心
よりも下方にまで延在し、かつ供給口２３１の存在する
範囲Ａを完全に包含する範囲にわたって設けられる。ま
た、残量検知用ピン２１２の位置をも考慮した範囲に形
成されており、これによりピンの存在部位周囲に均等な
インク存在状態もしくは大気連通状態を確保し、残量検
知の精度を向上することができる。

【００４５】本例に係るインク含浸用吸収体２１５には
、筒状部２３３の挿通を受容する穴２１５Ａが設けられ
ている。この穴２１５Ａに筒状部２３３を位置するよう
にしたことによって、吸収体２１５は筒状部２３３に圧
縮されることなく、負圧の高いその圧縮部分にインク残
留が生じることもない。一方、本例に係る吸収体２１５
は、インクタンク蓋２１６とインク容器２１１とにより
形成される空間の形状（図６中一点鎖線で示す）に対し
、供給口２３１に位置する部位がやや膨らんだ形状とな
っている。これにより、吸収体２１５をインクタンクユ
ニット内に収納したときに、その膨らんだ部分が圧縮さ
れた状態となるので、吸収体２１５はその部分において
負圧が高くなり、従って、インクを円滑に供給口２３１
側へ導入できることになる。

【００４６】図７は上記記録ヘッドカートリッジを用い
たインクジェット記録装置の概略斜視図を示す。この装
置は上述のように交換可能なインクタンク一体型の記録
ヘッドカートリッジを黒（Ｂｋ）　，シアン（Ｃ），マ
ゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）４色のインクに対応して
備えたフルカラーシリアルタイプのプリンタである。本
プリンタに使用したヘッドは、解像度４００ｄｐｉ，駆
動周波数４ＫＨｚで、１２８個の吐出口を有している。

【００４７】図７において、ＩＪＣはＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ
の各インクに対応した４個の記録ヘッドカートリッジで
あり、記録ヘッドとこれにインクを供給するインクを貯
留したインクタンクとが一体に形成されている。各記録
ヘッドカートリッジＩＪＣはキャリッジに対して不図示
の構成によって着脱自在に装着される。キャリッジ８２
は、ガイド軸８１１に沿って摺動可能に係合し、また、
不図示の主走査モータによって移動する駆動ベルト８５
２の一部と接続する。これにより、記録ヘッドカートリ
ッジＩＪＣはガイド軸８１１に沿った走査のための移動
が可能となる。８１５，８１６および８１７，８１８は
記録ヘッドカートリッジＩＪＣの走査による記録領域の
図中奥側および手前側においてガイド軸８１１とほぼ平
行に延在する搬送ローラである。搬送ローラ８１５，８
１６および８１７，８１８は不図示の副走査モータによ
って駆動され記録媒体Ｐを搬送する。この搬送される記
録媒体Ｐは記録ヘッドカートリッジＩＪＣの吐出口面が
配設された面に対向し記録面を構成する。

【００４８】記録ヘッドカートリッジＩＪＣによる記録
領域に隣接するカートリッジＩＪＣの移動可能な領域に
臨んで回復系ユニットが設けられる。回復系ユニットに
おいて、８３００は記録ヘッドを有する複数のカートリ
ッジＩＪＣにそれぞれ対応して設けたキャップユニット
であり、キャリッジ８２の移動に伴なって図中左右方向
にスライド可能であるとともに、上下方向に昇降可能で
ある。そしてキャリッジ８２がホームポジションにある
ときには、記録ヘッド部と接合してこれをキャッピング
する。また、回復系ユニットにおいて、８４０１は、ワ
イピング部材としてのブレードである。

【００４９】さらに、８５００はキャップユニット８３
００を介して記録ヘッドの吐出口およびその近傍からイ
ンク等を吸収するためのポンプユニットである。

【００５０】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段（
例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネ
ルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録ヘ
ッド、記録装置において優れた効果をもたらすものであ
る。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が達
成できるからである。

【００５１】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長
，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出
させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号
をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行
われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出
が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号
としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第４
３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適
している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する発
明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されてい
る条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことがで
きる。

【００５２】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【００５３】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００５４】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【００５５】また、本発明に記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できる
ので、好ましいものである。これらを具体的に挙げれば
、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニン
グ手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは
別の加熱素子或はこれらの組み合わせによる予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出モードを行なう
ことも安定した記録を行なうために有効である。

【００５６】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも本
発明は極めて有効である。

【００５７】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００５８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、液体タンク内を真空ポンプ等を有する負圧発
生手段によって負圧とし、その後ノズル等よりなる注入
手段によって、タンクの注入口を介して液体注入が行わ
れる。この注入が終了したとき、例えばノズルと注入口
との接続状態、すなわち注入状態を保ったまま、タンク
の大気連通口を開放することにより、タンク内への空気
の混入を防止できる。

【００５９】また、上記注入手段によるインク注入を上
記タンク内の負圧に応じて制御することにより、注入量
を安定させることができる。

【００６０】さらに、正圧源等の除去手段によってノズ
ル等注入路部材内の液体が除去される。

【００６１】この結果、液体タンクに対する液体注入の
量を安定させることができ、さらに例えば注入口近傍の
多孔質体が空気を取り込まないようにすることができ、
インク路等への液体供給をこの混入空気によって妨げる
ことがなく、また、液体のかわりに空気が供給されるこ
ともないため、インクジェット記録ヘッドの不吐出を防
止可能である。従って信頼性の高い印字が可能となる。

【００６２】また、注入終了後、ノズル等の液体注入路
部材内に残留した液体を除去することにより、次に注入
する液体タンク内の空気を吸引する際に、真空ポンプが
液体を引き込み、内部の機械部分が錆たり、故障するこ
とを防ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】インク注入システムの一従来例を示すブロック
図である。

【図２】本発明の一実施例にかかるインク注入システム
を示すブロック図である。

【図３】図２に示したシステムによるインク注入処理手
順を示すフローチャートである。

【図４】上記実施例により実際に注入されるインク量の
度数分布を示す図である。

【図５】上記実施例の注入システムによってインクが注
入されるインクタンクを具えた記録ヘッドカートリッジ
の斜視図である。

【図６】上記記録ヘッドカートリッジの分解斜視図であ
る。

【図７】上記記録ヘッドカートリッジを装着したインク
ジェット記録装置の斜視図である。

【符号の説明】

１，２，３，４，５，６，７，８　　配管９　　空気圧
三方切換弁 １０，１１，１２　　二方切換弁 １３　　ノズル １４　　インク除去ノズル １４ａ　　インク受け口 １５　　パルスモータ １６　　圧力計 １７　　真空ポンプ １８　　送液ポンプ １９，２０　　タンク ２１　　レーザ変位計 ２２　　シーケンサ ２３　　正圧源 ２４　　制御部 ２５　　大気連通口栓 ２６　　エアシリンダ ２０３　　大気連通口 ２３１　　インク注入口（供給口） ＩＴ　　インクタンク

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　大気連通孔および注入口を有した液体
   タンクに当該注入口を介して液体を注入するための液体
   注入システムにおいて、前記大気連通口を閉じる閉塞手
   段と、該閉塞手段によって前記大気連通口が閉じられた
   前記液体タンクの内部を負圧にする負圧発生手段と、該
   負圧発生手段によって、負圧となった前記液体タンクの
   内部に前記注入口を介して液体を注入する注入手段と、
   該注入手段による液体の注入を終了したとき、当該注入
   手段の当該液体タンクに対する注入の状態を保ったまま
   、前記大気連通口を開ける開放手段と、を具えたことを
   特徴とする液体注入システム。
2. 【請求項２】　　液体タンクに液体を注入するための液
   体注入システムにおいて、前記液体タンクの内部を負圧
   にする負圧発生手段と、該負圧発生手段によって負圧と
   なった前記液体タンクの内部に液体を注入する注入手段
   と、該注入手段による前記液体の注入を、前記液体タン
   ク内部の負圧に応じて制御する注入制御手段と、を具え
   たことを特徴とする液体注入システム。
3. 【請求項３】　　液体タンクに液体を注入するための液
   体注入システムにおいて、前記液体タンクの内部の空気
   を吸引するための吸引路を構成する吸引路部材と、該吸
   引路部材を介して前記液体タンクの内部から空気を吸引
   する吸引手段と、前記吸引路の一部を共有し、前記液体
   タンクの内部に液体を注入するための注入路を構成する
   注入路部材と、前記吸引路部材内のインクを排出する排
   出手段と、を具えたことを特徴とする液体注入システム
   。
4. 【請求項４】　　前記液体タンクは、インクを吐出して
   記録を行うインクジェット記録装置に用いられる記録液
   を貯留するための液体タンクであることを特徴とする請
   求項１ないし３のいずれかに記載の液体注入システム。
5. 【請求項５】　　大気連通孔および注入口を有した液体
   タンクに当該注入口を介して液体を注入するための液体
   注入方法において、前記大気連通口を閉じ、当該大気連
   通口が閉じられた前記液体タンクの内部を負圧にし、当
   該負圧となった前記液体タンクの内部に前記注入口を介
   して液体を注入し、当該液体の注入を終了したとき、当
   該注入の状態を保ったまま、前記大気連通口を開ける、
   各処理を有したことを特徴とする液体注入方法。
6. 【請求項６】　　前記液体タンクは、インクを吐出して
   記録を行うインクジェット記録装置に用いられる記録液
   を貯留するための液体タンクであることを特徴とする請
   求項５に記載の液体注入方法。
7. 【請求項７】　　前記注入手段内の残留液体を排出する
   ための回収手段をさらに具えることを特徴とする請求項
   １または２に記載の液体注入システム。
8. 【請求項８】　　前記注入状態を開放して注入経路内の
   液体を排出する工程をさらに有することを特徴とする請
   求項５に記載の液体注入方法。