JPH10109426A - インクジェット式記録装置のサブタンク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 サブタンク内の気泡を容易に排除するととも
に、インクの利用率を向上、インクの固化を防止するこ
と。 【解決手段】 気体遮断性の可撓性フィルムから形成さ
れた袋体７０と、袋体７０の底部近傍にまで鉛直に延び
る複数のリブ６１、６２、６３、袋体７０の開口部を溶
着するの適した舟形の封止部６５、記録ヘッドの一方の
インク供給口に接続する接続口６４、及び袋体の膨張時
に開弁する弁とを備えた基体６６とからなり、袋体７０
の開口部を封止部６５に接着するとともに、リブ６１〜
６３の１つに接続口６４に連通する通孔６３ｂを形成し
て、袋体７０の収縮時の形状をリブ６１〜６３により上
部が開口するように規制して気泡を上部に集めて、排除
性を高め、また袋体７０の底部からリブ６３の通孔６３
ａで吸い上げてインクの残存を無くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術の分野】本発明は、インクジェット
式記録ヘッドとサブタンクとをキャリッジに搭載し、ま
た装置ケースに設置されたインクカートリッジから流路
を介してサブタンクと記録ヘッドとにインクを供給して
印刷を行うインクジェット式記録装置のサブタンクに関
する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット式記録装置は、圧力発生
手段によりインク滴を吐出するインクジェット式記録ヘ
ッドをキャリッジに搭載し、インクタンクからインクの
補給を受けながら印刷を行うもので、記録ヘッドを搭載
するキャリッジにインクカートリッジ等のインクタンク
をも搭載させて、インク圧送用のポンプを不要として構
造の簡素化を図ることが行われている。一方、インクジ
ェット式記録ヘッドの性能の向上にともなってドット密
度が飛躍的に大きくなり、フルカラーでの印刷が可能と
なり、より一層の印刷品質の向上を図るために記録媒体
上での滲みを可及的に抑制する努力がなされている。そ
の１つの手段としてインクにエマルジョンや糖を含有さ
せて、記録媒体上のインク滴を速やかに造膜させて滲み
を防止する等の技術が提案されている。

【０００３】このような造膜性を有するインクは、オン
キャリッジタイプのインクカートリッジに充填されてい
る圧力変動の抑制のための多孔質体によって記録ヘッド
への流動性が低下する虞があるため、特公平4-43785号
公報に見られるようにキャリッジに可撓性袋からなる圧
力ダンパーを兼ねるサブタンクを搭載する一方、函体に
載置されたインクカートリッジからインクをサブタンク
に汲み上げ、サブタンクを介して記録ヘッドにインクを
供給する分離インク供給方式が提案されている。

【０００４】これによれば、インクの造膜性等の特性に
関わりなく記録ヘッドに確実にインクを供給することが
できるばかりでなく、キャリッジの全体の重量を軽量化
して高速印刷と、インク補充の期間の延長を図ることが
できるメリットがあるものの、キャリッジの往復動によ
りサブタンク内で発生した気泡が記録ヘッドに侵入して
インクの吐出を阻害するという問題を抱えている。この
ような問題を解消するため、記録ヘッド、サブタンク、
及びインクカートリッジをエンドレスに接続してインク
を循環させて、記録ヘッドの気泡を排除するインク供給
方式も提案されているが、記録ヘッドとインクカートリ
ッジとの間に往路用の流路と復路用の流路との２つの流
路を必要するため、流路構造が複雑になるという問題を
抱えている。

【０００５】このような問題を解消するため、本出願人
等は、圧力発生室の両側に連通する２つの共通のインク
室と、各共通のインク室にそれぞれ外部と接続するイン
ク供給口とを備えたインクジェット式記録ヘッドとサブ
タンクとをキャリッジに搭載し、またケースにはインク
タンクと、インクタンクのインクを記録ヘッドに間欠的
に圧送するインク供給手段とを設け、記録ヘッドを中継
点とするようにしてインクタンクとサブタンクとの間で
インクを往復動させるようにしたインクジェット式記録
装置を提案した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これによれば、インク
供給流路の複雑化を招くことなく、記録ヘッドでの造膜
やサブタンクでのインクの増粘を可及的に防止すること
ができるものの、サブタンクからインクタンクへのイン
クの移動を水頭差に頼る関係上、水頭差によるインクの
流れを阻害しないように、サブタンクがフィルム等の柔
軟なシート材の袋体により構成されている。このため、
サブタンク内のインクが少なくなった状態で放置される
と、袋体の空間にインク溶媒が揮散して袋体の中で固化
して対向するフィルム同士が張り付きを起こして再生が
困難になるという不都合がある。本発明はこのような問
題に鑑みてなされたものであって、その目的とするとこ
ろは、サブタンクを構成する袋体の密着を防止しつつ、
気泡を容易に排除でき、しかもインクの有効利用を図る
ことができるインクジェット式記録装置のサブタンクを
提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような問題を解消す
るために本発明においては、圧力発生室の両側に連通す
る２つの共通のインク室と、前記各共通のインク室にそ
れぞれ外部と接続するインク供給口とを備えたインクジ
ェット式記録ヘッドとサブタンクとをキャリッジに搭載
し、また前記キャリッジ外に前記インクジェット式記録
ヘッドと流路により接続するインクカートリッジと、前
記インクカートリッジのインクを前記記録ヘッドに圧送
するインク供給手段とを設けてなるインクジェット式記
録装置のサブタンクにおいて、透明な遮気性を備えたフ
ィルムを折り曲げ、または２枚を重ね合わせて開口部を
残すように３辺を溶着して形成された袋体と、前記袋体
の一側から他側に延びる複数のリブ、前記袋体の開口部
が溶着される封止部、前記記録ヘッドの一方のインク供
給口に接続する接続口、及び一定圧で開放される大気開
放口とを備えた基体とからなり、前記袋体に前記リブを
収容して、前記開口部を前記封止部に接着するようにし
た。

【０００８】

【作用】インクが少なくなった場合には袋体の内部のリ
ブによりフィルム同士を隔離して張り付きを防止する。

【０００９】

【発明の実施の形態】そこで以下に本発明の詳細を図示
した実施例に基づいて説明する。第１図は本発明のサブ
タンクを使用したインクジェット式記録装置の一実施例
を示すものであって、図中符号１は、キャリッジで、ガ
イド部材２、３に支持されて後述するプラテン４の回転
軸５に平行に移動するように構成されている。キャリッ
ジ１には函体に設けられたインクカートリッジ６に一端
が接続するチューブ７の他端が接続する記録ヘッド８
と、一端が記録ヘッド８に接続するチューブ９を介して
接続するサブタンク１０とが搭載されている。

【００１０】また、非印刷領域には、記録ヘッド８に当
接して封止するキャッピング手段や、記録ヘッド８から
排出されたインクを収容する廃インクタンク１７が設け
られている。

【００１１】４は前述のプラテンで、給紙トレー１１か
らピックアップローラ１２により取り出された記録用紙
を爪部材１３で表面に保持し、記録ヘッド８からのイン
ク滴を記録用紙で受け止めてドットを形成させるととも
に、内蔵しているヒータによりインクを乾燥させながら
排紙口１４に排出させるように構成されている。

【００１２】６は前述のインクカートリッジで、本体ケ
ース１８の外から操作可能なレバー１５によりインク供
給針が挿入され、この針に接続するインクチューブ７を
介して記録ヘッド８にインクを供給できるようになって
いる。なお、図中符号１９は、排気ファンを示す。

【００１３】図２、図３、図４、図５は、それぞれ上述
したインクジェット式記録ヘッド８の一実施例を、カラ
ーインクジェットヘッドに例を採って示すものであっ
て、図中符号２０は、ノズルプレートで、複数のノズル
開口２１が穿設されていて、後述するスペーサ２２の一
方の面を封止する部材となるものである。２２はスペー
サで、隣接するノズル開口２１、２１、２１を分離する
ように隔壁２３、２３、２３が等間隔に形成されてい
て、ノズル開口２１、２１、２１‥‥に連通する圧力発
生室２４、２４、２４‥‥を形成し、一方の面をノズル
プレート２０により、また他方の面を振動板２５により
封止されている。

【００１４】圧力発生室２４、２４、２４‥‥の両側に
は、図５に示したように圧力発生室２４の並び方向に延
びる２つの共通のインク室２６、２７が設けられてい
て、一方の共通のインク室２６から圧力発生室２４を経
由して他方の共通のインク室２７にインクが移動できる
ようになっている。

【００１５】また共通のインク室２６、２７にはインク
カートリッジ６にチューブ７を介して接続する第１のイ
ンク供給口３０と、サブタンク１０に接続する第２のイ
ンク供給口３１が形成されている。

【００１６】図中符号２８は、圧電振動子で、縦振動モ
ードでの振動を発生するように電極と圧電振動材料とを
サンドイッチ状に積層して構成され、ノズル開口２１、
２１、２１と少なくも同数、その先端を振動板２５に当
接させ、他端を基台２９に固定して印字信号により伸長
されてノズル開口２１からインク滴を吐出させるもので
ある。

【００１７】第６図は、上述のように構成されたインク
ジェット式記録装置へのインク供給方法の概要を示すも
のであって、キャリッジ１に搭載された記録ヘッド８の
第１インク供給口３０は、チューブ７によりカートリッ
ジ６に収容されているインク袋４１に、また同じくキャ
リッジ１に搭載されているサブタンク１０は、終端とな
るようにして記録ヘッド８の第２インク供給口３１に接
続されている。

【００１８】このようなインク供給流路を形成すること
により、キャッピング手段等によりノズル開口２１を封
止した状態で、送液手段、この実施例ではカートリッジ
６の気密空間４４をエアポンプ４０からエアで加圧する
と、インク袋４１が圧縮されてインクがチューブ７を経
由して記録ヘッド８の第１インク供給口３０に流入す
る。

【００１９】インクは一方の共通のインク室２６から圧
力発生室２４を通過して他方の共通のインク室２７に排
出され、共通のインク室２７から第２インク供給口３１
を通過してサブタンク１０に流入する。

【００２０】この過程で共通のインク室２６、２７や圧
力発生室２４に残留している気泡や、またノズル開口２
１近傍で濃度が高くなったインクがサブタンク１０に排
出され、カートリッジ６から流れ込んでくるインクによ
りノズル開口２１や圧力発生室２４が一種の洗浄を受け
る。

【００２１】サブタンク１０へのインクの充填が進ん
で、サブタンク１０の空間の圧力が上昇すると、空気抜
きバルブ４７から空気だけが大気に放出される。サブタ
ンク１０に所定量のインクが充填されると、インクフル
センサー４５から信号が出力して、エアポンプ４２が停
止し、また空気抜き用バルブ４２も閉弁する。

【００２２】その後、サブタンク１０のインクは、キャ
リッジ１とカートリッジ６との高低差に基づく水頭差に
より記録ヘッド８に流れ込み、さらにインクカートリッ
ジ６に逆流する。

【００２３】インクカートリッジ６への逆流が進んで、
サブタンク１０のインク量が少なくなると、インクエン
プテイセンサー４６から信号が出力する。これによりエ
アポンプ４２が作動してインクカートリッジ６からイン
クが圧送され、前述と同様の過程を繰返す。

【００２４】このように、記録ヘッド８を中継点とする
サブタンク１０とインクカートリッジ６との往復循環を
繰り返して、記録ヘッド８の圧力発生室２４、共通のイ
ンク室２６、２７及びノズル開口２１を増粘の程度の低
いインクで洗浄するるとともに、インクの濃度を印刷に
最適な値に維持する。

【００２５】図７、図８は、上述したキャリッジ回りの
インク流路を構成する記録ユニットの一実施例を示すも
のであって、図中符号５０は、キャリッジを兼ねる基台
で、インクカートリッジ６に接続するチューブ７の接続
口５１と、ここから記録ヘッド８の一方のインク供給口
３０に延びる流路５２と、サブタンク１０の接続口６４
に接続する接続口５３と、この接続口５３と記録ヘッド
８の他方のインク供給口３１と接続する流路５４を形成
して構成されており、プラテン４に対向する側には記録
ヘッド８が、また下面には本発明が特徴とするサブタン
ク１０が取付けられている。

【００２６】図９は、前述のサブタンクの一実施例を示
すものであって、図中符号６０は、基体で、後述する袋
体７０の先端まで延び、かつ先端が先細りとなるように
形成さえた複数、この実施例では３本のリブ６１、６
２、６３と、後述する袋体７０の開口部を溶着するの適
した舟形の封止部６５とが一体に高分子材料の射出成形
等により形成して構成されている。

【００２７】この封止部６５には、キャリッジに装着さ
れたとき上部となる領域に袋体７０の内部に通孔６６ａ
を介して接続する大気開放口６６が、また下部にはイン
ク出入口６４に連通する通孔６４ａが穿設されている。

【００２８】７０は、袋体で、図１０に示したように可
撓性と遮気性を備えたポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）やナイロン等の高分子フィルム７１の表面に、酸
化珪素を蒸着して酸化珪素層７２を形成し、これの表面
を熱溶着性に優れたポリエチレン等の高分子フィルム７
３とを積層してなる光透過性フィルムを、短冊上に切断
して中心線で熱溶着性を有する高分子フィルム７３を内
側とするように折り曲げ、封止部６５が挿入される辺以
外の３辺７０ａ，７０ｂ，７０ｃを溶着して形成されて
いる。そして３辺の内、上部となる辺７０ａの空間が大
気開放口６６の側を上部とする傾斜部７０ｄを持つよう
に溶着されている。なお、フィルムから袋体を形成する
方法としては、短冊上の２枚のフィルムを、高分子フィ
ルム７３が対向するように重ねあわせて３辺を溶着する
ようにしてもよい。

【００２９】このように構成された袋体７０にリブ６
１、６２、６３を収容し、袋体７０の開口部を封止部６
５まではめ込んで封止部６５の周囲を溶着して袋体７０
と基体６０とが接合されている。

【００３０】再び図９に戻って、図中符号８０は、弁駆
動板で、袋体７０に対向する面を袋体７０の膨張時の形
状に一致する凹部８０ａを形成して構成されており、そ
の一端を軸８１、８１により基体６０にガイドされて、
袋体７０の面にほぼ垂直に移動可能にバネ８２により袋
体７０の方向に常時付勢され、弁体８３を基体６０の大
気開放口６６に接離させるように構成されている。な
お、図中符号８０ｂは、エンプテイセンサーの光が通過
させるための切欠きを示す。

【００３１】この実施例において、インクカートリッジ
６からインクを圧送すると、インクは一方の共通のイン
ク室２６から圧力発生室２４を通過して他方の共通のイ
ンク室２７に流出する。共通のインク室２７に排出され
たインクは、第２インク供給口３１を通過してサブタン
ク１０に流入する。

【００３２】この過程で共通のインク室２６、２７や圧
力発生室２４の空気がサブタンクの袋体７０に押し出さ
れる。この状態では弁体８３が大気開放口６６を封止し
ているから（図１１（イ））、インクや空気の流入によ
り袋体７０がさらに膨張する。この膨張により、弁駆動
板８０がバネ８２に抗して押され弁体８３が大気開放口
６６から離れ（図１１（ロ））、袋体７０の空気が大気
に放出され、袋体７０の圧力が低下する。

【００３３】さらにインクが充填されて規定量近くまで
流入すると、先端側に停滞している気泡や空気は、袋体
７０の上部に形成されている傾斜部７０ｄに沿って大気
連通口６６に移動し、開弁時に大気に放出される。

【００３４】このようにして、規定量のインクが充填さ
れると、検出片６７が袋体７０の膨らみに応動して外側
に移動するから、インクフルセンサー４５から信号が出
力してインクの送液が停止される。袋体７０は、折り曲
げ部を含めて３辺が所定の幅で溶着されていて、周囲の
剛性が選択的に高められているから、インク量に応じて
膨張、収縮できる柔軟性を失うこと無く、インクが充填
された状態でもその重量に十分抗して折れ曲がりを生じ
ることがない。

【００３５】その後、サブタンク１０のインクは、キャ
リッジ１とカートリッジ６との高低差に基づく水頭差に
より、インク出入口６４から吸い上げられて記録ヘッド
８に流れ込み、さらにインクカートリッジ６へと逆流す
る。

【００３６】インクカートリッジ６への逆流が進んで、
袋体７０のインクが極めて少なくなると、袋体７０はリ
ブ６１、６２、６３の形状に一致してしぼむから、光量
検出器により構成されたインクエンプテイセンサー４６
の光路となる袋体７０の先端側は密着可能であるもの
の、他の領域はリブ６１、６２、６３に隔てられて袋体
７０構成しているフィルム面同士の張り付きが防止され
る。

【００３７】そして袋体７０のインクエンプテイセンサ
ー４６の光路となる領域が密着すると、ここを透過する
光量が急激に増加して、信号が出力するから、エアポン
プ４２が作動してインクカートリッジ６からインクが圧
送され、前述と同様の過程を繰返す。

【００３８】このように記録ヘッド８を経由したサブタ
ンク１０とインクカートリッジ６との往復循環を繰り返
して、記録ヘッド８の圧力発生室２４、共通のインク室
２６、２７及びノズル開口２１をインクカートリッジ６
の粘度の低いインクで洗浄するるとともに、インクの濃
度を印刷に最適な値に維持する。このようなインクの充
填、排出に伴う袋体７０の膨張収縮に対しても、折り曲
げ部も所定の幅で溶着されているため、疲労等で破損す
ることはない。また、袋体７０のインクが極めて少なく
なった状態では、この少ないインクが上下のリブの間に
保持されるため、空気層との接触面積が可及的に少なく
なり、インク溶媒の揮散が抑制されて固化に至る時間を
大きく延長される。

【００３９】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。図１２は上述したキャリッジ回りのインク流路を構
成する記録ユニットの一実施例を示すものであって、図
中符号５０は、前述の基台で、インクカートリッジ６に
接続するチューブ７の接続口５１と、ここから記録ヘッ
ド８の一方のインク供給口３０に延びる流路５２と、サ
ブタンク１０の接続口６４に接続する接続口５３と、こ
の接続口５３と記録ヘッド８の他方のインク供給口３１
と接続する流路５４を形成して構成されており、プラテ
ン４に対向する側には記録ヘッド８が、また下面には本
発明が特徴とするサブタンク９０が取付けられている。

【００４０】図１３は、前述のサブタンク９０の一実施
例を示すものであって、図中符号９１は、基体で、前述
したのと同様の材料で、かつ同様に３辺が封止された袋
体９２の中心線近傍にほぼ下端まで延びる第１のリブ９
３と、これを挟んで接続口９４側と反対側に第１のリブ
９３よりも若干短めの第２のリブ９５と、接続口９４の
延長線上を延びる第３のリブ９６と、袋体９２の開口部
を溶着するのに適した舟形の封止部９７とを高分子材料
の射出成形等により一体に形成して構成されている。

【００４１】この封止部９７には、第２のリブ９５で区
画される領域の上方に大気開放口９８が形成され、また
下面には大気開放口９８側が最頂部となる山型の斜面９
７ａが形成されている。

【００４２】第１、第２、及び第３のリブ９３、９５、
９６は先端が先細りとなる形状で、かつ封止部９７の近
傍に切欠き部９３ａ、９５ａ、９６ａが形成され、また
第３のリブ９６には一端が接続口９４に接続して他端が
開口する通孔９６ｂが穿設されている。

【００４３】袋体９２は、前述したように可撓性を有す
る高分子フィルムの表面に、酸化珪素を蒸着して酸化珪
素層を形成し、これの表面を熱溶着性に優れた高分子フ
ィルムを積層して構成された光透過性を備えた矩形状の
フィルムを、中心線で熱溶着性を備え高分子フィルムを
内側とするように折り曲げ、上部の開口部以外の３辺９
２ａ、９２ｂ、９２ｃを溶着して形成されている。そし
て袋体９２の他の一辺に形成される開口部に封止部９７
をはめ込んで、封止部９７の周囲に溶着して気密性を確
保するように基体９１に固着されている。

【００４４】図中符号１００は、弁駆動板で、袋体９２
に対向する面を袋体９２の膨張時の形状に一致する凹部
１００ａを形成して構成されており、上端を軸１０１、
１０１により基体９１にガイドされて、袋体９２の面に
ほぼ垂直に移動可能にバネ１０２により袋体９２に面に
常時付勢され、弁体１０３（図１４）を基体９１の大気
開放口１０４に接離させるように構成されている。な
お、図中符号１００ｂは、エンプテイセンサーの光が通
過させるための切欠きを示す。

【００４５】この実施例において、インクカートリッジ
６から圧送されたインクが、記録ヘッド８を経由してサ
ブタンク９０に流入すると、前述のごとく弁体１０３が
大気開放口１０４を封止しているから（図１４
（イ））、インクや空気の流入により袋体９２が膨張す
る。この膨張により、弁駆動板１００がバネ１０１に抗
して押されるから弁体１０３が大気開放口１０４から離
れ（図１４（ロ））、袋体９２の空気が大気に放出され
て袋体９２の圧力が低下する。

【００４６】さらにインクが充填されて規定量近くまで
流入すると、第３、第１のリブ９６、９３により隔てら
れている空間に取り残された空気は、３本のリブ９３、
９５、９６の上部に形成された切欠き９３ａ，９５ａ，
９６ａと袋体９２との間に形成された空間を通って大気
連通口１０４側に移動し、また気泡が浮力により封止部
９７の下面の斜面部９７ａを伝って大気開放口１０４に
移動して大気に放出される。これにより、残留する気泡
が少なくなり、また長時間放置された場合でも気泡の成
長に起因するインクの固化を抑制することができる。

【００４７】このようにして、規定量のインクが充填さ
れると、図示しない検出片が袋体９２の上部の膨らみに
より変位して前述のインクフルセンサー４５（図６）か
ら信号が出力してインクの送液が停止される。

【００４８】その後、サブタンク９０のインクは、キャ
リッジ１とカートリッジ６との高低差に基づく水頭差に
より、第３のリブ９６に形成されている通孔９６ｂの下
端から吸い上げられて記録ヘッド８に流れ込み、さらに
インクカートリッジ６へと逆流する。

【００４９】インクカートリッジ６への逆流が進んで、
サブタンク９０のインク液面が或程度低下しても、第３
のリブ９６が袋体９２の底近くにまで延びているから、
袋体９２のインクがほぼ空になるまで逆流が進行する。
これにより、袋体９２のインクを有効に利用することが
きる。

【００５０】このようにして袋体９２のインクが極めて
少なくなると、袋体９２はリブ９３、９５、９６の形状
に一致して上部を底辺とする三角形状にしぼむから、袋
体９２の下部領域が密着して、透過する光量が急激に増
加し、インクエンプテイセンサー４６から信号が出力す
る。これによりエアポンプ４２が作動してインクカート
リッジ６からインクが袋体９２に圧送され、前述と同様
の過程を繰返す。

【００５１】このように記録ヘッド８を経由したサブタ
ンク９０とインクカートリッジ６との往復循環を繰り返
して、記録ヘッド８の圧力発生室２４、共通のインク室
２６、２７及びノズル開口２１をインクカートリッジ６
の粘度の低いインクで洗浄するるとともに、インクの濃
度を印刷に最適な値に維持する。同時に袋体９２のイン
クが極めて少ない状態で長時間放置された場合、リブ９
３、９５、９６により袋体９２の上部には空間が確保さ
れているため、この空間にインクを保持することが可能
となり、インクの固化を抑制することができる。

【００５２】図１５は、本発明のサブタンクの第３の実
施例を示すものであって、この実施例においてはサブタ
ンク本体１１０がケース１１１に収容されてユニット化
されいて、ユニットとしてキャリッジを兼ねる前述の基
台５０に着脱できるように構成されている。

【００５３】ケース１１１は、図１６に示したようにサ
ブタンク本体１１０を収容する筒胴体１１２と流路接続
体を兼ねる上ケース１１３とから構成され、筒胴体１１
２の上端に設けられれた爪１１２ａ、１１２ａにより上
ケース１１３に係合され、また基台５０に取付けられた
とき記録ヘッド８側となる面を回路基板１１４により封
止するように構成されている。

【００５４】上ケース１１３の基台５０に当接する面１
１３ａには、基台５０に固定するネジと嵌合するネジ孔
１１３ｂ、及び記録ヘッド８のインク流入口３１に連通
する連通孔１１３ｃが設けられている。

【００５５】また基板１１４は、その露出面に記録ヘッ
ド８や外部駆動回路と接続するコネクタ１１５、１１６
が設けられ、また裏面には図１７に示したように後述す
る検出板等と共同する光センサー１１７、１１８を実装
して構成され、ネジ１１９により筒胴体１１２に固定さ
れている。

【００５６】図１８は、サブタンク本体１１０の実施例
を示すものであって、図中符号１２０は、基体で、前述
したのと同様の材料で、かつ同様に封止された袋体１２
１の中心線近傍にほぼ下端まで延びる第１のリブ１２２
と、これを挟んで接続口１２３側と反対側に第１のリブ
１２２よりも若干短めの第２のリブ１２４と、接続口１
２３の延長線上を延びる第３のリブ１２５と、袋体１２
１の開口部を溶着するのに適した舟形の封止部１２６と
を高分子材料の射出成形等により一体に形成して構成さ
れている。

【００５７】この封止部１２６には、第２のリブ１２２
で区画される領域の上方に大気開放口１２７が形成さ
れ、また下面には大気開放口１２７側が最頂部となる山
型の斜面１２６ａが形成されている。

【００５８】第１、第２、及び第３のリブ１２２、１２
４、１２５は先端が先細りとなる形状で、かつ上端とな
る封止部１２６の近傍に切欠き部１２２ａ、１２４ａ、
１２５ａが形成され、また第３のリブ１２５には一端が
接続口１２３に接続して他端が開孔する通孔１２５ｂが
穿設され、さらに下端には水平方向に対して４５度程度
の斜面１２５ｃを形成するように斜めにカットされてい
る。

【００５９】袋体１２１は、前述したように可撓性を有
する高分子フィルムの表面に、酸化珪素を蒸着して酸化
珪素層を形成し、これの表面を熱溶着性に優れた高分子
フィルムを積層して構成された光透過性を備えた矩形状
のフィルムを、中心線で熱溶着性を備え高分子フィルム
を内側とするように折り曲げ、上部の開口部以外の３辺
１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃを溶着して形成され、他
の一辺に形成される開口部に封止部１２６にはめ込ん
で、封止部１２６の周囲に溶着されている。また、イン
クエンプテイセンサー１１８に対向する位置には、セン
サー１１８の光を透過する材料、例えば高分子材料で、
製作されたインクエンプテイ検出板１２７が貼付されて
いる。

【００６０】インクエンプテイ検出板１２７は、図２０
（ロ）に示したように袋体１２１の、インクエンプテイ
検出領域における断面形状にほぼ一致する断面形状を備
えた楔状に形成され、またこれの近傍に位置する第１の
リブ１２２の側が厚く、かつこのリブ１２２の幅にほぼ
一致する厚みとなるように形成され、また表裏の面を水
平方向に結ぶ角度θがほぼ袋体１２１のインクが無くな
って萎んだときの角度に一致するように選択されてい
る。

【００６１】符号１３０は、インクフル検出板で、ほぼ
「Ｌ」字状に形成されていて水平部１３０ａが回路基板
１１４の側に延びるように、その垂直部１３０ｂの一端
を第１のリブ１２２に弾接するように弾性を付与した状
態で基体１２０に熱溶着等により固定されている。これ
により、非インクフルの状態では後述する遮光部１３０
ｃをセンサー１１７から確実に待避した位置に位置決め
することが可能となる。

【００６２】水平部１３０ａのセンサー１１７に対向す
る領域には光を遮断するように直角に曲げた遮光部１３
０ｃが形成され、また垂直部１３０ｂには固定端側の弾
性を弱めるように窓を形成して細部１３０ｄが形成さ
れ、その上で中央部１３０ｅが第１のリブ１２２側に弾
接するように曲げられている。

【００６３】一方、袋体１２１の裏面側には図２２に示
したように弁駆動板１３２が設けられている。この弁駆
動板１３２は、袋体１２１に対向する面には袋体１２１
の膨張時の形状に一致する凹部１３２ａが形成されてい
る。また中央部には自由端が第２のリブ１２４に対向す
るようにアーム１３２ｂを形成して、アーム１３２ｂの
自由端側が選択的に袋体１２１の膨張が最も大きくなる
領域に選択的に当接するように構成されている。さらに
インクエンプテイ検出板１２７が対向する位置には光透
過用の窓１３３を形成して構成されている。

【００６４】弁駆動板１３２は、その上部の一側寄りの
孔１３２ｃを基体１２０の軸１３４に挿通され、また大
気連通孔１２６ａに連通する弁座１３７を挟む位置の孔
を弁体１３５の保持部材１３９の軸１３９ａに挿通され
て基体１２０に取付けられている。

【００６５】、弁体１３８は、バネ１３６により常時弁
座１３７に弾接されている。なお図中符号１２０ａは、
軸１３９ａが挿通される孔を示す。

【００６６】この弁座１３８に連通する大気開放口１２
６ａは、図２４（イ）に示したように基体１２０の上面
１２０ａから若干突出したリング状凸部１２６ｂが形成
されていて、ここに撥水性通気膜１４０が張設されてい
る。このリング状凸部１２６ｂは、撥水性通気膜１４０
に通気抵抗を可及的に低減するために、図２４（ロ）に
示したようにその内径φ１を大気連通口１２６ａの内径
φ１よりも大きくなるように形成されている。

【００６７】このように内径φ１を大きく確保して、図
２４（イ）に示すように外周の形状に一致して予め整形
された撥水性通気膜１４０を張設すると、中央部が自重
によりたわんで図２５（イ）に示したような凹部Ａが生
じ易い。この凹部Ａにはインクが付着し易くなるから、
通気抵抗の増大を招くことになる。

【００６８】このような問題を解消するため、リング状
凸部１２６ｂの内径φ１を小さくすることなく、図２５
（ロ）に示したようにその幅ｗを可及的に大きくして撥
水性通気膜１４０の支持面積を広く取ってたわみを防止
することも考えられるが、熱溶着面積が大きくなるとい
う問題の他に、熱溶着時の熱を受けて撥水性通気膜１４
０が柔らかくなってたるみを生じて凹部Ａを発生すると
いう虞がある。

【００６９】このような問題を解消するために、本実施
例においては図２６に示したように凹部Ｂの底面に加熱
手段Ｃを内蔵した熱溶着手段Ｄの外周に張設具Ｅを設
け、張設具Ｅに把持可能な大きめのサイズに切断した撥
水性通気膜１４０を張設具Ｅにより若干張力を付与した
状態で把持させる（図２６（イ））。

【００７０】ついで熱溶着手段Ｄをリング状凸部１２６
ｂに押し当てると（図２６（ロ））、撥水性通気膜１４
０がリング状凸部１２６によりさらに張力を受けてリン
グ状凸部１２６ｂに加圧、加熱される。溶着期間中は撥
水性通気膜１４０が外方に張力を受けているため、撥水
性通気膜１４０が軟化しても弛みを生じること無く溶着
される。なお、リング状凸部１２６ｂからはみ出した不
要な部分は、熱溶着後に必要に応じてカットすればよ
い。

【００７１】この実施例において、上述のようにしてサ
ブタンク本体１１０が完成した段階で、サブタンク本体
１１０を収容胴１１２、及び上ケース１１３に収容し、
図２７に示したように収容胴１１２の開放側に回路基板
１１４を組み付ける。これにより、インクフル検出片１
３０の遮光部１３０ｃ、及びインクエンプテイ検出板１
２７が、回路基板１１４の裏面に実装されているインク
フルセンサー１１７、インクエンプテイセンサー１１８
に対して規定の位置、つまりインクフル検出片１３０の
遮光部１３０ｃがインクフルセンサー１１７の検出窓１
１７ａの中央線上に、またインクエンプテイ検出板１２
７がインクエンプテイセンサー１１８の窓１１８ａに対
向する領域に位置決めされる。

【００７２】この場合、基体１２０の回路基板１１４と
の当接面に袋体１２１の延びる方向にアーム１２０ｂを
設けて、このアーム１２０ｂに位置決め用の突起１２０
ｃ、１２０ｄを形成し（図１８）、また回路基板１１４
には位置決め用の貫通孔１１４ａ、１１４ｂを穿設して
おくと（図１７）と、インクフルセンサー１１７、イン
クエンプテイセンサー１１８とインクフル検出片１３
０、インクエンプテイ検出板１２７との相対位置精度が
容易に確保することができる。

【００７３】このようにして完成したサブタンクユニッ
トを基台５０に取付けると、第３のリブ１２５が連通孔
１１３ｃを介して記録ヘッド８のインク流入口３１に連
通する。

【００７４】インクカートリッジ６からインクを圧送す
ると、インクは一方の共通のインク室２６から圧力発生
室２４を通過して他方の共通のインク室２７に流出す
る。共通のインク室２７に排出されたインクは、第２イ
ンク供給口３１を通過してサブタンク本体１１０の袋体
１２１に流入する。

【００７５】この状態では前述のごとく弁体１０３が大
気開放口１０４を封止しているから（図２８（イ））、
これらインクや空気の流入により袋体１２１が膨張す
る。この膨張により弁駆動板１３２のアーム１３２ｂが
袋体１２１によりバネ１３６に抗して押され、弁体１３
５が弁座１３７から離れ（図２８（ロ））、袋体１２１
の空気が撥水性通気膜１４０で気液分離されて大気開放
口１２６ａから大気に放出され、袋体１２１の圧力が低
下する。

【００７６】さらにインクが充填されて規定量近くまで
流入すると、第１、第３のリブ１２２、１２５により隔
てられている空間に取り残された空気は、３本のリブ１
２２、１２４、１２５の上部に形成された切欠き１２２
ａ、１２４ａ、１２５ａと袋体１２１との間に形成され
た空間を通って大気連通口１２６ａ側に移動し、また気
泡が浮力により封止部１２６の下面の斜面部１２６ａを
伝って大気開放口１２６ａに移動して大気に放出され
る。

【００７７】またインクの流入、流出口となる第３のリ
ブ１２５の先端に付着した気泡は、ここに形成されてい
る斜面１２５ｃに沿ってすべるため、通孔１２５ｂに流
入することができない。

【００７８】このようにして、規定量のインクが充填さ
れると、インフル検出片１３０が袋体１２１によりその
中央部１３０ｅを押され、上端を支点として外側に移動
し、これに接続する水平部１３０ａも大きく外側に移動
する（図２１の点線により示す状態）。これにより先端
の遮光部１３０ｃがインクフルセンサー１２７の光路を
横切ることになり、インクフルセンサー１２７から信号
が出力してインクの送液が停止する。

【００７９】ところで、インクフル検出板１３０は、そ
の垂直部１３０ｂに細部１３０ｄを形成して、インクの
流入により膨張した袋体１２１の形状を可及的に変化さ
せることなく、僅かな圧接力で袋体１２１当接している
関係上、キャリッジ１の移動に伴う振動により水平部１
３０ａが固有振動周期Ｔにより振動する。この結果、遮
光部１３０ｃがセンサー１１７の光軸の近傍に位置する
と、図２９（イ）、（ロ）に示したようにその位置を中
心として時間的に変位してセンサー１２７への光量を変
動させることになる。

【００８０】このようなセンサーの信号の変動は、検出
誤差を生じるので、本発明においは、インクフル検出片
１３０の固有振動周期Ｔよりも少なくとも１／２よりも
短い周期で、センサー１１７からの出力を検出し、少な
くとも連続する３つサンプリング時点ａ１，ａ２，ａ３
の信号が、遮光部１３０ｃが光軸を越えた状態での光量
に相当する信号を出力した場合（図２６（ロ））にのみ
インクフルとして判断するようにしている。これによ
り、キャリッジ１の移動に伴う振動に関わりなく、確実
にインクフルを検出することができる。

【００８１】その後、サブタンク本体１１０のインク
は、キャリッジ１とカートリッジ６との高低差に基づく
水頭差により、第３のリブ１２５に形成されている通孔
１２５ｂの下端から吸い上げられて記録ヘッド８に流れ
込み、記録ヘッド８で一部を消費されつつインクカート
リッジ６へと逆流する。

【００８２】このようにして袋体１２１のインクが極め
て少なくなると、袋体１２１はリブ１２２、１２４、１
２５の形状に一致して上部を底辺とする三角形状にしぼ
むから、袋体１２１の厚みが小さくなってインクエンプ
テイセンサー１２８に到達する光量が増加する。

【００８３】さらにインク量が少なくなると、袋体１２
１がインクエンプテイ検出板体１２７に袋体１２１が密
着する。このとき、袋体１２１のインクエンプテイ検出
領域はインクエンプテイ検出板１２７により形状が矯正
されるから皺がよることがなく、インクエンド時の袋体
１２１の光路長がインクエンプテイ検出板１２７の厚み
で規定されて一定となり、インクエンプテイセンサー１
２８に一定の光量が到達する。

【００８４】これによりインクエンプテイセンサー１１
８からインクエンプテイに相当するレベルの信号が出力
し、エアポンプ４２が作動してインクカートリッジ６か
らインクが袋体１２１に圧送される。

【００８５】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
矩形状のフィルムを折り曲げ、または２を重ねあわせて
開口部を残すように３辺を溶着して形成された袋体と、
袋体の先端近傍に水平に延びる複数のリブ、袋体の開口
部が溶着される封止部、記録ヘッドの一方のインク供給
口に接続する接続口、及び一定圧で開弁する大気開放弁
とを備えた基体とからなり、袋体にリブを収容して、開
口部を封止部に接着したので、インクが少なくなった状
態でも袋体の内部のリブによりフィルム同士を隔離でき
て張り付きを防止することができる。

【００８６】また本発明においては袋体を酸化珪素の層
を挟むように透明な高分子材料層を積層したフィルムに
より構成したので、遮気性を損なうこと無く光透過性を
確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインク供給システムが適用されたプリ
ンタの一実施例を示す構成図である。

【図２】同上装置に使用するインクジェット式記録ヘッ
ドの一実施例を、水平方向での断面の構造を示す図であ
る。

【図３】同上装置に使用するインクジェット式記録ヘッ
ドの一実施例を、ノズルプレートを取り外し、ノズル開
口との関係で示す正面図である。

【図４】ノズル開口を通る軸線での縦断面の構造を示す
図である。

【図５】共通のインク室を形成するスペーサの一実施例
を示す平面図である。

【図６】本発明のインク供給システムの概要を示す図で
ある。

【図７】本発明のサブタンクが使用される記録ユニット
の一実施例を示す断面図である。

【図８】同上記録ユニットに形成されている各種流路の
一実施例を示す平面図である。

【図９】図（イ）、（ロ）は、それぞれ本発明のサブタ
ンクの一実施例を示す図と、袋体を外して示す図であ
る。

【図１０】袋体を構成するフイルムの一実施例を示す図
である。

【図１１】図（イ）、（ロ）は、それぞれ大気開放口近
傍の構造を、閉弁状態と開弁状態とで示す正面図であ
る。

【図１２】本発明のサブタンクが使用されるユニットの
一実施例を示す断面図である。

【図１３】図（イ）、（ロ）は、それぞれ本発明のサブ
タンクの一実施例を示す図と、袋体を外して基台の一実
施例を示す図である。

【図１４】図（イ）、（ロ）は、それぞれ大気開放口近
傍の構造を、閉弁状態と開弁状態とで示す図である。

【図１５】本発明の他の実施例を示すユニットの一実施
例を示す図である。

【図１６】サブタンクユニットの一実施例を示す斜視図
である。

【図１７】回路基板の裏面の構造を示す斜視図である。

【図１８】袋体の一実施例を、封止部の領域を一部破断
して示す図である。

【図１９】袋体の弁駆動板側の構造を示す斜視図であ
る。

【図２０】図（イ）、（ロ）は、それぞれ袋体に設けら
れたインクエンド検出板の一実施例を示す図である。

【図２１】インクフル検出片の一実施例を、袋体を外し
て示す正面図である。

【図２２】弁駆動板の一実施例を示す斜視図である。

【図２３】図（イ）、（ロ）は、それぞれ基台の一実施
例を示す斜視図である。

【図２４】図（イ）、（ロ）は、それぞれ大気連通口近
傍の構造を示す図である。

【図２５】図（イ）、（ロ）は、それぞれ大気連通口に
形成されるリング状凸部の他の実施例、及び撥水性通気
膜の弛みにより生じる凹部を拡大して示す図である。

【図２６】図（イ）、（ロ）は、それぞれ撥水性通気膜
の熱溶着工程を示す図である。

【図２７】回路基板が装着されたときの、インク袋本体
の各検出板と回路基板に実装されている各センサーとの
位置関係をケースを外して示す図である。

【図２８】図（イ）、（ロ）は、それぞれ大気開放口近
傍の構造を、閉弁状態と開弁状態とで示す図である。

【図２９】図（イ）、（ロ）は、それぞれ非インクフ
ル、及びインクフルの状態におけるインクフルセンサー
に入射する光量の変化を示す図である。

【符号の説明】

１ キャリッジ ４ プラテン ６ インクカートリッジ ７ チューブ ８ 記録ヘッド １０ サブタンク ３０、３１ 記録ヘッドのインク供給口 ６１、６２、６３ リブ ６６ 大気開放口 ７０ 袋体 ８３ 弁体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤澤 和利 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 新村 博恵 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 官林 憲一 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力発生室の両側に連通する２つの共通
   のインク室と、前記各共通のインク室にそれぞれ外部と
   接続するインク供給口とを備えたインクジェット式記録
   ヘッドとサブタンクとをキャリッジに搭載し、また前記
   キャリッジ外に前記インクジェット式記録ヘッドと流路
   により接続するインクカートリッジと、前記インクカー
   トリッジのインクを前記記録ヘッドに圧送するインク供
   給手段とを設けてなるインクジェット式記録装置のサブ
   タンクにおいて、 透明な遮気性を備えたフィルムを折り曲げ、または２枚
   を重ね合わせて開口部を残すように３辺を溶着して形成
   された袋体と、 前記袋体の一側から他側に延びる複数のリブ、前記袋体
   の開口部が溶着される封止部、前記記録ヘッドの一方の
   インク供給口に接続する接続口、及び一定圧で開放され
   る大気開放口とを備えた基体と、 からなり、前記袋体に前記リブを収容して、前記開口部
   を前記封止部に接着してなるインクジェット式記録装置
   のサブタンク。
2. 【請求項２】前記フィルムが、酸化珪素の層を中間層と
   して高分子材料層を積層し、光透過性を備えるように構
   成されている請求項１に記載のインクジェット式記録装
   置のサブタンク。
3. 【請求項３】 前記封止部が断面舟形に形成されている
   請求項１に記載のインクジェット式記録装置のサブタン
   ク。
4. 【請求項４】 前記リブは、前記袋体の先端側が先細り
   となるように形成されている請求項１に記載のインクジ
   ェット式記録装置のサブタンク。
5. 【請求項５】 前記封止部が鉛直方向に配置され、また
   前記袋体が前記封止部側の上部を頂点とする傾斜を有
   し、また前記リブがその上端に切り欠き部を有する請求
   項１に記載のインクジェット式記録装置のサブタンク。
6. 【請求項６】 前記封止部が水平方向に配置されて前記
   封止部の下面に前記大気開放口側を頂部とする斜面が形
   成され、前記リブの１本にインク流路を形成する通孔が
   穿設されている請求項１に記載のインクジェット式記録
   装置のサブタンク。
7. 【請求項７】前記インク流路が形成されたリブの下端に
   一方を高所とする斜面が形成されている請求項６に記載
   のインクジェット式記録装置のサブタンク。
8. 【請求項８】 前記大気開放口のインクに対向する面
   に、前記大気開放口よりも大きい内径のリング状凸部が
   形成され、前記リング状凸部に撥水性通気膜が張設され
   ている請求項１に記載のインクジェット式記録装置のサ
   ブタンク。
9. 【請求項９】 前記大気開放口が、一端が前記基体に移
   動可能に設けられて前記袋体の膨張に応動する弁駆動板
   により開閉する弁を介して大気に開放される請求項１に
   記載のインクジェット式記録装置のサブタンク。
10. 【請求項１０】 前記弁駆動板が、前記袋体の形状に沿
    うように凹部が形成されている請求項９に記載のインク
    ジェット式記録装置のサブタンク。
11. 【請求項１１】 前記弁駆動板の前記凹部に一端が前記
    袋体の中央領域に当接するアームを有する請求項１０に
    記載のインクジェット式記録装置のサブタンク。
12. 【請求項１２】 前記袋体の膨張を検出するインクフル
    検出手段が設けられている請求項１に記載のインクジェ
    ット式記録装置のサブタンク。
13. 【請求項１３】 前記インクフル検出手段が、前記袋体
    の膨張に応動して変位する検出片と、該検出片の変位を
    検出する変位検出手段とから構成されている請求項１２
    に記載のインクジェット式記録装置のサブタンク。
14. 【請求項１４】 前記袋体を挟む光路に光透過度を検出
    するインクエンプテイ検出手段が設けられている請求項
    １に記載のインクジェット式記録装置のサブタンク。
15. 【請求項１５】 前記インクエンプテイ検出手段が、前
    記袋体の前記光路に対向する領域に断面が前記袋体の形
    状に相似する光透過板と、光透過度検出手段とにより構
    成されている請求項１４に記載のインクジェット式記録
    装置のサブタンク。
16. 【請求項１６】 前記変位検出手段、及び光透過度検出
    手段が回路基板に実装され、前記回路基板を介して前記
    基体に取付けられている請求項１３、１５に記載のイン
    クジェット式記録装置のサブタンク。
17. 【請求項１７】 前記基体に位置決め用の凸部が、また
    前記回路基板に位置決め用の凹部、または通孔が形成さ
    れている請求項１６に記載のインクジェット式記録装置
    のサブタンク。
18. 【請求項１８】 前記検出片がバネ材により「Ｌ」字状
    に形成されていて、前記袋体に収容されている前記リブ
    の側に付勢されるように一端が前記基台に固定され、他
    端に遮光部が形成されている請求項１３に記載のインク
    ジェット式記録装置のサブタンク。
19. 【請求項１９】 前記検出片が前記リブに弾接されてい
    る請求項１８に記載のインクジェット式記録装置のサブ
    タンク。
20. 【請求項２０】 前記検出片の固定端側に窓を形成して
    細部が設けられている請求項１３に記載のインクジェッ
    ト式記録装置のサブタンク。