JPH11254703A

JPH11254703A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH11254703A
Application number: JP6347598A
Authority: JP
Inventors: 康之 ▲高▼中; Yasuyuki Takanaka; Yoshimasa Araki; 義雅荒木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1998-03-13
Publication date: 1999-09-21

Abstract

(57)【要約】【課題】仕切弁によってインク供給路の開閉動作が行
われても、記録ヘッドのインク吐出面におけるインクの
メニスカスを安定させる。【解決手段】インクジェット記録装置１は、記録ヘッ
ド４ａとエアーバッファ８とを接続するヘッドチューブ
１８が循環弁１２に押圧されて変形したときの、ヘッド
チューブ１８内の容積変化を△Ｖ、エアーバッファ８内
の空気の容積をＶ、その空気の圧力をＰ、開放タンク２
６ｂに貯留されたインクの液面に対する記録ヘッド４ａ
のインク吐出面の水頭をｈ、記録ヘッド４ａのインク吐
出面におけるインクのメニスカスを保持するための、開
放タンク２６ｂに貯留されたインクの液面に対する記録
ヘッド４ａのインク吐出面の最大水頭をｈa、インクの
密度をρ、重力加速度をｇとした場合に、「ｈ＋Ｐ・△
Ｖ／｛ρ・ｇ・（Ｖ＋△Ｖ）｝＜ｈa」の関係を満た
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクが貯留され
たタンクから画像記録を行う記録ヘッドにインクを供給
するためのインク供給経路を有するインクジェット記録
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】キャリッジに搭載され、ノズルからイン
クを吐出して画像を記録する記録ヘッドと、記録ヘッド
に供給されるインクを収容するサブタンクとを有し、記
録ヘッドとサブタンクとの間にインク供給経路が構成さ
れたインクジェット記録装置が、従来から知られてい
る。

【０００３】このようなインクジェット記録装置におい
て、インク供給経路が長い場合には、本願出願人によっ
て出願された特開平５−１６３８２号公報や特開平８−
１５０７３０号公報等に開示されているように、記録ヘ
ッドとサブタンクとを単純にチューブで接続するのでは
なく、サブタンクと記録ヘッドの間のインク供給経路中
に、一定量の空気とインクを保持したエアーバッファが
設けられる。このエアーバッファは、キャリッジ上に備
えられる。これにより、キャリッジの走査によるチュー
ブの振動やキャリッジ振動を緩和し、記録ヘッドのメニ
スカスの振動を抑制することが可能となっている。

【０００４】また、エアーバッファは、外気からチュー
ブ壁を通してインク供給経路内に溶け込んだ泡や、当初
からインクに溶存していた微小泡が成長した泡をトラッ
プする機能を併せ持つことも知られている。

【０００５】

【背景技術】ここで、本願出願人により出願されている
インクジェット記録装置について説明する。特開平１０
−６５２１３号公報において、インク供給経路中のメイ
ンタンクと記録ヘッドとの間にサブタンクが配置されて
いるインクジェット記録装置が開示されている。サブタ
ンク内へのインクの補充は、サブタンクを密閉空間とし
た上でポンプ手段によってサブタンク内の空気を排出
し、サブタンク内を負圧空間とすることにより行われ
る。次いで、サブタンクを大気に対して開放させること
により、サブタンク内のインクが記録ヘッド側に供給可
能な状態となる。

【０００６】上記のインクジェット記録装置では、復元
作用のあるゴム製のチューブによってインク経路が形成
されている。サブタンクと記録ヘッドとの間のインク経
路中には、チューブを外側から押圧する部材によってイ
ンク経路の閉鎖および開放を行う仕切弁が設けられてお
り、これによりサブタンク内を密閉空間とする際の密閉
手段が構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たインクジェット記録装置では、仕切弁の開閉動作によ
って、記録ヘッドのメニスカス（液面）に種々の影響が
及ぼされる。特に、仕切弁の開閉動作が急激である場合
には、次のような課題点を有していた。

【０００８】（１）インク経路の閉鎖が急激に行われた
場合。

【０００９】チューブが押圧されると、押圧部における
チューブ内のインクに正圧が生じる。すると、押圧部を
起点として、チューブ内に、サブタンク側および記録ヘ
ッド側へのインクの流れが発生する。このインクの流れ
により、サブタンクおよび記録ヘッドのメニスカス（液
面）が押し出される。ここで問題となるのは、記録ヘッ
ドのメニスカスである。図１７（ａ）に示すように、イ
ンク１０２がインク吐出面１０１から凸出すると、場合
によっては、インク吐出面１０１に沿ってインクが拡散
し、インク吐出面１０１に「濡れ」の状態を形成する。
インク吐出面１０１に「濡れ」が発生したまま画像記録
動作を行うと、結果として、吐出不良や、記録画像の
「よれ」の原因となる。

【００１０】一方、サブタンクの断面積はチューブの断
面積に比べて十分大きいため、サブタンクにおけるイン
クのメニスカスの変位量は微小であり、これによる弊害
は特にない。

【００１１】（２）インク経路の開放が急激に行われた
場合。

【００１２】上記（１）の場合とは逆に、仕切弁による
チューブの押圧が解放されると、チューブの押圧部が自
身の弾性復元力によって膨張する。これにより、チュー
ブの解放部（押圧部と同じ）におけるチューブ内のイン
クに負圧が生じる。すると、解放部を引込み点として、
チューブ内に、サブタンク側および記録ヘッド側からの
インクの流れが発生する。このインクの流れにより、サ
ブタンクおよび記録ヘッドのメニスカスがノズル内に引
き込まれる。ここで問題となるのは、記録ヘッドにおけ
るインクのメニスカスである。ノズル内に引き込まれた
記録ヘッドのメニスカスには、インクの表面張力σと接
触角とによって決定されるメニスカス保持力が作用す
る。これにより、引き込まれたメニスカスは、元の形状
に戻ろうとして振動する。記録ヘッドのメニスカスが振
動している状態で画像記録動作を行うと、吐出されるイ
ンク量が変動し、結果として、記録画像に「濃度むら」
が生じてしまう。

【００１３】また、図１７（ｂ）に示すように、インク
１０２のメニスカスがインク吐出面１０１から許容範囲
を超えて引き込まれ、前述のメニスカス保持力を大きく
超えることがある。すると、インク１０２のメニスカス
は破綻し、ノズル１０３内のインクが液室（不図示）側
に引き込まれてしまう。こうなると、ノズル１０３に毛
細管作用は生じ得ず、このまま画像記録動作を行うと空
吐出をすることになり、結果として吐出不良となる。

【００１４】一方、サブタンクにおけるインクのメニス
カスには、上記（１）と同様の理由により、これによる
弊害は特にない。

【００１５】（３）仕切弁がエアーバッファと記録ヘッ
ドとを接続するインク経路に配置され、仕切弁と記録ヘ
ッドとの間の流路抵抗が、エアーバッファと仕切弁との
間の流路抵抗よりも小さい場合。

【００１６】仕切弁によってインク経路の押圧または開
放が行われる場合に、仕切弁と記録ヘッドとの間のイン
クの流量の方が、エアーバッファと仕切弁との間のイン
クの流量よりも多くなり、上記の（１）、（２）で述べ
たような記録ヘッドのメニスカスの振動、インク吐出面
へのインクの濡れ拡散、メニスカス破れが生じる。

【００１７】（４）エアーバッファと記録ヘッドとを接
続するインク経路に仕切弁が配置され、仕切弁に押圧さ
れる部分のチューブ内の容積が、エアーバッファの空気
容積に対して無視できない程大きい場合。

【００１８】仕切弁が開放されると、チューブ内に負圧
が発生してインクの引込み点が形成され、インクがエア
ーバッファから開放部（インクの引込み点）に向って流
れるため、エアーバッファ内の空気圧力が低下する。こ
の圧力降下により、記録ヘッドのメニスカスはノズル内
に引込まれ、前述のメニスカス保持力と引合って振動す
る。さらに、記録ヘッドのメニスカスが、その保持力を
超えて大きくノズル内に引込まれると、前述したように
メニスカス破れが発生し、インク吐出不良の原因とな
る。

【００１９】本発明は、以上の課題点を鑑みてなされた
ものであり、仕切弁によってインク供給路の開閉動作が
行われても、記録ヘッドにおけるインクのメニスカスを
安定させることができるインクジェット記録装置を提供
することを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のインクジェット記録装置は、ノズルからイ
ンクを吐出して被記録媒体に画像記録を行う記録ヘッド
と、前記記録ヘッドに供給されるインクを保持し、かつ
空気を保持する保持タンクと、前記保持タンクに供給さ
れるインクを貯留するサブタンクと、前記記録ヘッドと
前記保持タンクとを接続し、外部から押圧されると変形
してインク流路が閉鎖され、前記外部からの押圧が解除
されると変形前の状態に復元する性質を有するチューブ
によって構成された第１のインク供給経路と、前記第１
のインク供給経路のインク流路を閉鎖させるために前記
第１のインク供給経路を押圧する弁手段と、前記保持タ
ンクと前記サブタンクとを接続する第２のインク供給経
路とを有し、前記第１のインク供給経路が前記弁手段に
押圧されてインク流路が閉鎖されるまで変形したとき
の、前記第１のインク供給経路のインク流路の容積変化
を△Ｖ、前記保持タンクに保持された空気の容積をＶ、
前記保持タンクに保持された空気の圧力をＰ、前記サブ
タンクに貯留された前記インクの液面に対する前記記録
ヘッドのインク吐出面の水頭をｈ、前記記録ヘッドのイ
ンク吐出面におけるインクのメニスカスを保持するため
の、前記サブタンクに貯留された前記インクの液面に対
する前記記録ヘッドのインク吐出面の最大水頭をｈa、
前記インクの密度をρ、重力加速度をｇとした場合に、ｈ＋Ｐ・△Ｖ／｛ρ・ｇ・（Ｖ＋△Ｖ）｝＜ｈa の関係を満たすことを特徴とする。

【００２１】これにより、弁手段によって第１のインク
供給経路の開閉動作が行われたときに保持タンク内の空
気に圧力変動が生じても、その圧力変動の水頭換算値
と、サブタンク内のインク液面に対する記録ヘッドのイ
ンク吐出面の水頭値との和が、記録ヘッドのインク吐出
面におけるインクのメニスカスを保持するための、サブ
タンク内のインク液面に対する記録ヘッドのインク吐出
面の最大水頭値を越えることがない。そのため、弁手段
によって第１のインク供給経路の開閉動作が行われたと
きに、記録ヘッドのインク吐出面に形成されたインクの
メニスカスが破綻することが防止され、安定化される。

【００２２】また、本発明のインクジェット記録装置
は、ノズルからインクを吐出して被記録媒体に画像記録
を行う記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給されるイン
クを保持し、かつ空気を保持する保持タンクと、前記保
持タンクに供給されるインクを貯留するサブタンクと、
前記記録ヘッドと前記保持タンクとを接続し、外部から
押圧されると変形してインク流路が閉鎖され、前記外部
からの押圧が解除されると変形前の状態に復元する性質
を有するチューブによって構成された第１のインク供給
経路と、前記第１のインク供給経路のインク流路を閉鎖
させるために前記第１のインク供給経路を押圧する弁手
段と、前記保持タンクと前記サブタンクとを接続する第
２のインク供給経路とを有し、前記第１のインク供給経
路は、前記弁手段で押圧される押圧部と前記記録ヘッド
との間における流路抵抗が、前記押圧部と前記保持タン
クとの間における流路抵抗よりも大きくなるように設け
られていることを特徴とする。

【００２３】上記のように構成された本発明のインクジ
ェット記録装置では、弁手段によって第１のインク供給
経路の開閉動作が行われると、第１のインク供給経路の
内部では、弁手段で押圧される押圧部を中心とするイン
クの流れが生じる。このとき、押圧部と記録ヘッドとの
間における流路抵抗の方が、押圧部と保持タンクとの間
における流路抵抗よりも大きいので、記録ヘッド側を流
れるインクの量が、保持タンク側を流れるインクの量よ
りも少なくなる。そのため、弁手段の開閉動作が記録ヘ
ッドのメニスカスに与える影響が低減され、記録ヘッド
のインク吐出面に形成されたインクのメニスカスの変位
を抑制することが可能となる。

【００２４】さらに、前記弁手段による前記第１のイン
ク供給経路の押圧動作、および該押圧動作を解除させる
解除動作の動作速度を調整するための弁動作速度調整手
段が備えられている構成とすることにより、弁手段の急
激な開閉動作が予防され、記録ヘッドのインク吐出面に
形成されたインクのメニスカスに生じる振動が抑制され
る。

【００２５】さらには、前記弁手段の前記第１のインク
供給経路に当接される部分には、前記弁手段および前記
第１のインク供給経路の摩耗を抑制するための摺動性部
材が設けられている構成とすることが好ましい。

【００２６】また、前記弁手段による前記第１のインク
供給経路の押圧が解除された状態のときに前記記録ヘッ
ドのノズルからインクを吸引して、前記記録ヘッドのイ
ンク吐出機能を回復させるヘッド回復手段が備えられて
いる構成とすることにより、記録ヘッドのノズル内の気
泡やゴミ等が除去され、記録ヘッドのインク吐出機能が
安定化される。

【００２７】さらに、前記記録ヘッドのインク吐出面を
払拭して清掃する払拭清掃手段が備えられている構成と
することにより、記録ヘッドのインク吐出面に付着した
インクミスト等が除去され、記録ヘッドからのインク吐
出が安定して行われる。

【００２８】また、前記記録ヘッドは、前記インクを吐
出させるために利用される熱エネルギーを発生する電気
熱変換体を有する構成とすることが好ましい。

【００２９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００３０】図１は本発明のインクジェット記録装置の
一実施形態の主要部を示す斜視図、図２は図１に示した
インクジェット記録装置のインク供給経路を示す斜視
図、図３は図１に示したインクジェット記録装置におけ
るシアン用のインク供給経路を示す断面図、図４は図１
等に示したインクジェット記録装置における記録ヘッド
のインク吐出部を拡大して示す斜視図である。

【００３１】図１に示すように、インクジェット記録装
置１には主走査レール２が水平に配設されている。主走
査レール２には、キャリッジ３が図示矢印Ａ1方向に摺
動自在に嵌合されている。キャリッジ３は、タイミング
ベルト（不図示）に結合されており、主走査モータ（不
図示）によってタイミングベルトを回転させることで、
図示矢印Ａ1方向に往復走査される。また、図３に示す
ように、キャリッジ３の図示右側には、往復走査される
キャリッジ３を支持するためのころ４２が設けられてい
る。ころ４２は、キャリッジ３の往復走査に伴って、こ
ろステー４２ａの上を転動する。

【００３２】インクジェット記録装置１はカラー対応で
あり、図１に示すように、キャリッジ３には、シアン、
マゼンタ、イエローおよびブラックの４色のインクに対
応して、シアン用記録ヘッド４ａ，４ｂ、マゼンタ用記
録ヘッド５ａ，５ｂ、イエロー用記録ヘッド６ａ，６ｂ
およびブラック用記録ヘッド７ａ，７ｂの、８つの記録
ヘッドが搭載されている。各色のインク毎にそれぞれ２
つの記録ヘッドが備えられているのは、記録される画像
データの振分けを行うためであって、主走査方向の画像
データを特定の１つのノズルのみで記録せず、２つのノ
ズルに分散することで、そのノズル固有の吐出特性に記
録画像が影響されないようにするためである。これによ
り、高品位な画像を記録できる。画像データの振分け
は、制御回路（不図示）によりランダムに行われる。

【００３３】図４に示すように、各記録ヘッドは、上記
４色の各インク毎に複数個づつ配列されたノズル４６を
有する。各ノズル４６には、それぞれインク吐出用の熱
エネルギーを発生する電気熱変換体４７が設けられてい
る。記録ヘッド内には、ノズル４６内での毛管現象によ
りインクが供給され、インクは、ノズル４６の開口面
（以下、「インク吐出面４８」という。）でメニスカス
を形成して、ノズル４６内を満たした状態を保つ。この
状態で電気熱変換体４７に記録信号を印加することによ
り、電気熱変換体４７上のインクが加熱されて発泡現象
が発生し、その発泡のエネルギーによってノズル４６か
らインク液滴が吐出される構成となっている。なお、記
録ヘッドには、後述するヘッドチューブ１８から供給さ
れるインクを一時的に貯留し、各ノズル４６に分配する
共通液室４９が備えられている。

【００３４】キャリッジ３上には、保持タンクである４
つのエアーバッファ８，９，１０，１１が搭載されてい
る。各エアーバッファの内部では、図３に示すように、
空気室４４とインク室４５とが形成され、記録ヘッドに
供給されるインク、および空気が保持されている。

【００３５】各エアーバッファと各記録ヘッドとは、第
１のインク供給経路としてのヘッドチューブ１８によっ
て接続される。このヘッドチューブ１８は、外部から押
圧されて変形しても、押圧が解除されれば元の状態に復
元するという性質を有する。エアーバッファ８はシアン
用記録ヘッド４ａ，４ｂに接続され、エアーバッファ９
はマゼンタ用記録ヘッド５ａ，５ｂに接続され、エアー
バッファ１０はイエロー用記録ヘッド６ａ，６ｂに接続
され、エアーバッファ１１はブラック用記録ヘッド７
ａ，７ｂに接続されている。

【００３６】また、シアン用記録ヘッド４ａ，４ｂとエ
アーバッファ８とを接続する各ヘッドチューブ１８には
シアン用循環弁１２が、マゼンダ用記録ヘッド５ａ，５
ｂとエアーバッファ９とを接続する各ヘッドチューブ１
８にはマゼンダ用循環弁１３が、イエロー用記録ヘッド
６ａ，６ｂとエアーバッファ１０とを接続する各ヘッド
チューブ１８にはイエロー用循環弁１４が、ブラック用
記録ヘッド７ａ，７ｂとエアーバッファ１１とを接続す
る各ヘッドチューブ１８にはブラック用循環弁１５が、
それぞれ設けられている。弁手段であるこれらの循環弁
は、後述する汲み上げモード、循環モード、ヘッド吸引
モードに応じて選択的に開閉される。ただし、これらの
循環弁は、通常、特定のモード時以外は開放されてい
る。

【００３７】本実施形態のインクジェット記録装置１に
は、各記録ヘッドにインクを供給するためのサブタンク
部２４（図２参照）が備えられている。サブタンク部２
４の構成の詳細については後述する。各エアーバッファ
８，９，１０，１１とサブタンク部２４とは、各色のイ
ンク供給路毎に循環チューブ３０と供給チューブ３１と
で接続されている。循環チューブ３０、供給チューブ３
１および各記録ヘッドを制御、駆動するための信号を伝
達するフラットケーブル１６は、可撓性を有する保護部
材１７内に設けられている。

【００３８】また、キャリッジ３の走査領域内で、かつ
被記録媒体６８の記録領域外には、記録ヘッドのインク
吐出特性を良好に維持するためのヘッド回復系１９が、
記録ヘッドのインク吐出面４８（図４参照）と対向して
配置されている。ヘッド回復系１９には、各色の記録ヘ
ッドのインク吐出面４８を記録ヘッド毎にキャツピング
する８個のキャップ１９ａと、各キャップ１９ａを介し
て、記録ヘッド内のインクをノズル４６（図４参照）か
ら吸い出すための吸引ポンプ（不図示）とが備えられて
いる。そのため、各記録ヘッドに対する吸引回復動作
は、それぞれ独立して行うことができる。

【００３９】キャップ１９ａで記録ヘッドをキャッピン
グした状態で吸引ポンプを駆動させることにより、記録
ヘッドからインクが強制的に吸引され、ノズル内部の残
留気泡がノズル外に排出される。さらに、ノズル表面に
付着したゴミ等やノズル内に進入したゴミ等も洗い流さ
れ、各記録ヘッドのインク吐出状態が安定化される。吸
引されたインクは、不図示の廃インクタンクへ送られ
る。なお、記録ヘッドが長時間放置されると、たとえキ
ャッピングされていても、ノズル内のインクは緩慢では
あるが蒸発して増粘する。そのため、この増粘したイン
クをノズル外に排出するために、上記の吸引回復動作は
記録開始時にも行われる。なお、各々の記録ヘッドのイ
ンク吐出面４８がキャップ１９ａと対向するときのキャ
リッジ８の位置を、ホームポジションという。

【００４０】また、ヘッド回復系１９の近傍には、各記
録ヘッドのインク吐出面４８を払拭清浄するための払拭
清掃手段としてのブレード２０が設けられている。ブレ
ード２０は、インク吐出によって発生してインク吐出面
４８に付着したインクミスト等を清掃し、安定したイン
ク吐出を保つために用いられるものである。ブレード２
０の先端は、インク吐出面４８に対して０．７〜１．５
ｍｍ程度突出している。ブレード２０の先端部が各記録
ヘッドのインク吐出面４８に当接されると、上記の突出
分だけブレード２０がたわみ、インク吐出面４８のワイ
ピングが行われる。なお、ブレード２０の材料には、耐
久性及び耐インク性を考慮し、シリコーンゴムまたはウ
レタンゴムが用いられる。

【００４１】さらに、ブレード２０と被記録媒体６８と
の間には、予備吐箱２１が設けられている。予備吐箱２
１は、ワイピングによって各記録ヘッド同士間に僅かな
異色インクの混色があった場合や、キャリッジ３の１回
の走査動作中に吐出が行われなかったノズル４６に対し
てエージングを行う場合に、画像記録前に予備吐出をす
るための吐出インク滴の受箱として機能する。

【００４２】図１に示すインク供給系２２は、図２に示
すように、メインタンク部２３、サブタンク部２４およ
び供給ポンプ２５によって構成されている。

【００４３】図２に示すように、サブタンク部２４は、
周囲に幾つかの弁が配置され、必要に応じて大気に対し
て密閉または開放の状態を選択できる吸引タンクと、大
気に対して常に開放された状態の開放タンクとで構成さ
れている。吸引タンクおよび開放タンクとも、各色のイ
ンク毎に独立して設けられおり、吸引タンクとしては、
シアン用吸引タンク２６ａ、マゼンタ用吸引タンク２７
ａ、イエロー用吸引タンク２８ａおよびブラック用吸引
タンク２９ａが備えられている。また、開放タンクとし
ては、シアン用開放タンク２６ｂ、マゼンタ用開放タン
ク２７ｂ、イエロー用開放タンク２８ｂおよびブラック
用開放タンク２９ｂが備えられている。サブタンク部２
４の下方には、サブタンク部２４に供給されるインクを
収容するメインタンク部２３が設けられている。メイン
タンク部２３も各色のインク毎に独立して設けられお
り、メインタンク部２３は、シアン用メインタンク３
８、マゼンタ用メインタンク３９、イエロー用メインタ
ンク４０およびブラック用メインタンク４１によって構
成されている。各メインタンクは、サブタンク部の各吸
引タンクや各開放タンクよりも大きな容量を有し、その
容量としては、実用上、１００ｃｍ³以上であることが
望ましい。本実施形態の場合、各メインタンクには約５
００〜１０００ｃｍ³のインクを収容することができ
る。

【００４４】供給ポンプ２５は、吸引チューブ３３を転
動ころで扱く方式のチューブポンプであり、吸引チュー
ブ３３に接続されている。なお、供給ポンプ２５および
吸引チューブ３３は、各色のインク供給経路毎に独立し
て設けられている。

【００４５】次に、本実施形態のインクジェット記録装
置におけるインク供給経路の構成について、シアン用の
インク供給経路を例に挙げて説明する。なお、他のイン
ク供給経路の構成は、以下に説明するシアン用のインク
供給経路と同様であるので、それらの説明は省略する。

【００４６】図２に示すように、シアン用吸引タンク２
６ａには循環チューブ３０、大気開放チューブ３２およ
び吸引チューブ３３が接続され、シアン用開放タンク２
６ｂには供給チューブ３１が接続されている。また、シ
アン用吸引タンク２６ａとシアン用開放タンク２６ｂと
は、各々の底部に接続された連通チューブ３６によって
連通されている。これらのチューブは、すべて、復元作
用を有するゴムによって形成されている。

【００４７】シアン用吸引タンク２６ａの近傍におい
て、循環チューブ３０には吸引弁３４が設けられ、大気
開放チューブ３２には大気開放弁３５が設けられてい
る。また、連通チューブ３６には、タンク連通弁３７が
設けられている。これらの弁は、各チューブを外側から
押圧することによってチューブ内のインク流路を閉塞さ
せ、チューブ内におけるインクの流れを堰止める仕切弁
である。

【００４８】シアン用吸引タンク２６ａとシアン用メイ
ンタンク３８とは、メインチューブ６９によって接続さ
れている。メインチューブ６９には、シアン用メインタ
ンク３８からシアン用吸引タンク２６ａへはインクを流
すが、逆にシアン用吸引タンク２６ａからシアン用メイ
ンタンク３８へはインクを堰止める逆止弁７０が備えら
れている。

【００４９】図３に示すように、循環チューブ３０の端
部３０ａは、エアーバッファ８内のほぼ中央部まで挿通
されている。また、２本のヘッドチューブ１８（１本は
不図示）、および第２のインク供給経路としての供給チ
ューブ３１は、エアーバッファ８の底部に接続されてい
る。

【００５０】再び図１を参照して説明する。インクジェ
ット記録装置１の上ステー４３には、各循環弁１２，１
３，１４，１５を開閉させるための弁制御装置７４が設
けられている。弁制御装置７４は８つのレバー７４ａ，
７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｅ，７４ｆ，７４ｇ，７
４ｈによって構成されており、各レバーは、キャリッジ
３がホームポジションに位置するときに、各循環弁に対
して対向する位置に設けられている。なお、上ステー４
３には、上記の弁制御装置７４が取り付けられていると
ともに、保護部材１７の固定端部１７ａが固定されてい
る。上ステー４３と主走査レール２とは、共に連結部材
４３ａ（図５参照）に固定されている。従って、キャリ
ッジ３が弁制御装置７４によって押されても、主走査レ
ール２が撓むことはない。

【００５１】次に、図５、図６および図７を参照して、
循環弁および弁制御装置の詳細な構成を説明する。

【００５２】図５は、図１に示したインクジェット記録
装置におけるシアン用のインク供給経路に設けられた弁
制御装置およびシアン用循環弁を示す断面図である。図
６は図５に示したシアン用循環弁の一部を示す斜視図、
図７は図５に示したシアン用循環弁を示す断面図であ
る。

【００５３】ヘッドチューブ１８は、押圧体５０と受部
材５１とで挟まれるようにして配置されている。これに
より、ヘッドチューブ１８の、押圧体５０と受部材５１
とで挟まれる部分には、押圧部５６が構成される。な
お、図５および図７に示すヘッドチューブ１８は、押圧
部５６が開放された無押圧の状態である。

【００５４】押圧体５０のヘッドチューブ４１に接触す
る部位は、Ｒ部５０ａが形成された尖鋭形状となってい
る。押圧体５０は、２つのピン５３によって板ばね５２
に取り付けられている。このとき、押圧体５０と各ピン
５３との間には、僅かな隙間５４が形成されている。板
ばね５２は、キャリッジ３に固定されたホルダー５５に
取り付けられている。

【００５５】押圧部５６の上下近傍において、押圧部５
６の上方ではヘッドチューブ１８の一方の端部がエアー
バッファ８の接続部に接続され、押圧部５６の下方では
ヘッドチューブ１８が固定部材５７で固定されている。
従って、ヘッドチューブ１８が押圧体５０に押圧されて
も、押圧時および解放時にヘッドチューブ１８がよれる
ことはない。シアン用循環弁１２は、上記の各部材によ
って構成されている。なお、上記の押圧体５０、板ばね
５２およびピン５３は、１本のヘッドチューブ１８毎に
設けられている。

【００５６】一方、弁制御装置７４のレバー７４ａは、
押圧体５０を押圧するピストン５８、ピストン５８の押
圧力量を調整する圧縮ばね６５、ピストン５８の一定以
上の突出を防止するピストンストッパー５９、これらが
取付けられるピストンホルダー６０、ピストンホルダー
６０を傾動させるためのカム６２、および傾動したピス
トンホルダー６０を元の位置に戻すための戻しばね６４
によって構成されている。なお、ピストンホルダー６０
は傾動軸６１に固定され、カム６２はカム軸６３に固定
されている。

【００５７】レバー７４ａは、シアン用循環弁１２の押
圧体５０に対向して配置されている。カム６２がカム軸
６３を中心に図示矢印方向に回転されると、ピストンホ
ルダー６０が図示矢印Ａ2の方向に傾動され、ピストン
５８が圧縮ばね６５のばね荷重で板ばね５２を押圧す
る。これにより、ヘッドチューブ１８は、押圧部５０と
受部材５１との間に挟まれて押しつぶされる。

【００５８】カム６２の回転速度を遅くし、またカム６
２のカム曲線を緩やかに形成することで、ピストン５８
による押圧動作が緩やかに行われる。これにより、押圧
体５０がヘッドチューブ１８を押しつぶす動作を緩慢に
行わせることができる。同様にして、ピストン５８によ
る押圧を解除する場合も、動作を緩慢に行わせることが
できる。つまり、カム６２は、循環弁の動作速度を調整
するための弁動作速度調整手段として機能する。また、
圧縮ばね６５、板ばね５２およびヘッドチューブ１８で
構成される復元弾性系は直列ばね配列となるため、押圧
部５６の等価ばね定数が小さくなる。これにより、ピス
トン５８による押圧動作およびその解除動作時における
ヘッドチューブ１８の変形挙動（円形→偏平→内壁密着
（押圧動作時）／内壁密着→偏平→円形（解除動作
時））が緩やかになる。

【００５９】次に、図８を参照して、循環弁の動作につ
いて説明する。図８は、図５等に示したシアン用循環弁
を閉じた状態で示す断面図である。

【００６０】上述したように、押圧体５０と各ピン５３
との間には僅かな隙間５４が形成されている。そのた
め、板ばね５２に押圧体５０を組付ける時の取付け精度
の誤差が吸収され、さらに、ピストン５８による押圧時
にピン５３および押圧体５０に無理な荷重が加わらない
ようになっている。

【００６１】また、押圧体５０の先端のＲ部５０ａに、
摺動性部材であるフッ素コートを設けることにより、ヘ
ッドチューブ１８に対するＲ部５０ａの滑り具合が良好
になり、ヘッドチューブ１８およびＲ部５０ａの摩耗が
低減される。特に、押圧部５６と板ばね５２の固定端５
２ａとの距離Ｌを小さく設けた場合には、ヘッドチュー
ブ１８の縦方向におけるＲ部５０ａの変位量は大きくな
り、摺動部位の摩耗が多くなる。しかし、前述のように
Ｒ部５０ａに摺動性のよいフッ素コートを施すことによ
り、前記の距離Ｌを小さく設けた場合であっても摺動部
位における摩耗が低減されるため、循環弁１２を小さく
構成できることとなる。

【００６２】なお、ピストン５８による押圧を解除する
と、板ばね５２自身の復元力によって押圧体５０は元の
位置（図５参照）に戻り、ヘッドチューブ１８は無押圧
状態となる。

【００６３】図９は図５から図８に示した循環弁の変形
例を示す断面図、図１０は図９に示した循環弁を、図９
の矢印Ａ3方向から示す平面図である。

【００６４】図９および図１０に示す循環弁１２’で
は、押圧体５０’の先端部にころ５０ｂが設けられてい
る。これにより、押圧体５０のＲ部５０ａにフッ素コー
トを施した場合と同様に、ころ５０ｂとヘッドチューブ
１８との磨耗が低減され、循環弁１２’を小さく構成す
ることが可能となる。

【００６５】ここで、図３および図８を参照して、ヘッ
ドチューブの押圧容積、記録ヘッドの水頭、エアーバッ
ファ内の空気圧および空気容積について、記録ヘッドに
おけるインクのメニスカスを保持するために各緒量が満
たすべき関係を説明する。

【００６６】ヘッドチューブ１８を循環弁１２で押圧す
る際のチューブの押圧長さをｌ、ヘッドチューブ１８の
内径をｄとする。押圧長さｌは、実質的に体積変化をし
ている部分のチューブの長さである。これより、循環弁
１２で押圧されたヘッドチューブ１８のインク流路の容
積変化を△Ｖとすると、 △Ｖ＝ｌ×π・ｄ²／４…式（１）となる。

【００６７】エアーバッファ８の空気室４４の空気容積
をＶ、空気圧力をＰ、シアン用循環弁１２が閉鎖状態か
ら開放状態に変わる際の空気圧力の変動を△Ｐとする。
空気圧力Ｐは、シアン用循環弁１２が閉じているときの
圧力である。ヘッドチューブ１８の体積変化△Ｖをエア
ーバッファ８の空気室４４の体積変化とみなし、シアン
用循環弁１２の閉鎖状態と開放状態においてボイルの法
則を適用すると、次式が成立つ。

【００６８】Ｐ×Ｖ［循環弁が閉じているとき］＝（Ｐ＋△Ｐ）×（Ｖ＋△Ｖ）［循環弁が開いているとき］…式（２）これより、△Ｐについて解くと次式を得る。

【００６９】 △Ｐ＝−Ｐ×△Ｖ／（Ｖ＋△Ｖ）…式（３）ここで、インクの密度をρ、重力加速度をｇとすると、
空気圧力の変動△Ｐの水頭換算値△ｈ（正の値とする）
は、 △ｈ＝−△Ｐ／｛ρ・ｇ｝…式（４）となる。サブタンク（シアン用開放タンク２６ｂ）のイ
ンク液面に対するシアン用記録ヘッド４ａのインク吐出
面の水頭をｈ、記録ヘッド４ａのインク吐出面のメニス
カスを保持するための、シアン用開放タンク２６ｂのイ
ンク液面に対するシアン用記録ヘッド４ａのインク吐出
面の最大水頭をｈaとすれば、循環弁１２が開放される
時に記録ヘッド４ａにおけるインクのメニスカスが保持
されるためには、次式（５）が成立つ必要がある。ここ
で、水頭ｈは、インクが経路内に満たされた通常の状態
における、開放タンク２６ｂの液面に対する記録ヘッド
４ａのインク吐出面４８（図４参照）の高さである。

【００７０】ｈ＋△ｈ＜ｈa…式（５）式（５）に式（３）および式（４）を代入すると、次式
（６）が得られる。

【００７１】ｈ＋Ｐ・△Ｖ／｛ρ・ｇ・（Ｖ＋△Ｖ）｝＜ｈa…式（６）ここで、開放タンク２６ｂのインク液面に対するエアー
バッファ８のインク液面の高さをｈv、大気圧をＰaとす
ると、空気圧力Ｐは次式（７）で表される。

【００７２】Ｐ＝Ｐa−ρ・ｇ・ｈv…式（７）ここでは、ヘッドチューブ１８の体積変化△Ｖによるエ
アーバッファ８内のインク液面の高さ変化は、ヘッドチ
ューブ１８の断面積がエアーバッファ８の底面積に比べ
て微小であるため、液面の高さｈvに対して無視できる
ものとしている。

【００７３】式（６）に式（７）を代入すると、次式
（８）を得る。

【００７４】ｈ＋（Ｐa−ρ・ｇ・ｈv）・△Ｖ／｛ρ・ｇ・（Ｖ＋△Ｖ）｝＜ｈa…式（８）さて、上記の式（８）を用いて、前述の各緒量を決定し
てみる。例えば、インクジェット記録装置１の実際的な
数値として、ｈ＝５０ｍｍ（＝０．０５ｍ），ｈa＝１５０ｍｍ（＝
０．１５ｍ），ｈv＝２００ｍｍ（＝０．２ｍ） ρ＝１．１×１０³ｋｇ／ｍ³，ｇ＝９．８ｍ／ｓ² Ｐa＝１０１３ｈＰａＶ＝１０ｃｍ³ として、式（８）を満たす△Ｖを求める。

【００７５】上記の数値を式（８）に代入して計算する
と、 △Ｖ＜０．１１ｃｍ³…式（９）となる。

【００７６】従って、式（１）より、ｌ×π・ｄ²／４＜０．１１…式（１０）となる。

【００７７】ｌ＝１５ｍｍ（＝１．５ｃｍ）として上記
の式（１０）を解くと、ヘッドチューブ１８の内径ｄ
は、ｄ＜０．３７ｃｍ（＝３．７ｍｍ）となる。これにより、ヘッドチューブ１８の内径ｄは、
３．７ｍｍ以下でなければならないことがわかる。

【００７８】このようにして、上記のｈ、ｈa、ｈv、
ρ、ｇ、Ｐa、Ｖ、ｌからヘッドチューブ１８の内径ｄ
を決定することができる。上記では大気圧Ｐａを標準気
圧としたが、インクジェット記録装置１が使用される際
の雰囲気がより高気圧である場合を想定して、Ｐa＝１
０４０ｈＰａとして同様に計算すると、ｄ＜０．３ｃｍ（＝３ｍｍ）となる。この場合には、前述の場合と比べて、０．７ｍ
ｍだけヘッドチューブ１８の内径を小さくしなければな
らない。このようにして、使用環境の変動に伴うヘッド
チューブ１８の内径寸法の変動値を見積ることもでき
る。

【００７９】また、上記のｈ、ｈa、ρ、ｇ、Ｐa、Ｖ、
ｌ、ｄから、開放タンク２６ｂのインク液面に対するエ
アーバッファ８のインク液面の高さｈvを決定してもよ
い。これにより、キャリッジ３上におけるエアーバッフ
ァ８の配置高さを決定することができる。

【００８０】以上のようにして、記録ヘッド４ａにおけ
るインクのメニスカスを保持するために必要な各諸量の
値を決定することができる。

【００８１】次に、図１１および図１２を参照して、各
ヘッドチューブ１８の流路抵抗を大きくするための流路
抵抗部材について説明する。

【００８２】図１１は、シアンのインク供給経路に設け
られた流路抵抗部材を示す斜視図である。図１２（ａ）
は、図１１に示した流路抵抗部材をヘッドチューブを押
しつぶす前の状態で示す正面図、図１２（ｂ）は、図１
１に示した流路抵抗部材をヘッドチューブを押しつぶし
た状態で示す正面図である。

【００８３】ヘッドチューブ１８の流路抵抗を大きくす
るための流路抵抗部材は、ヘッドチューブ１８が収納さ
れる溝６６ａが設けられたヘッドチューブホルダ６６
と、ヘッドチューブ１８をヘッドチューブホルダ６６に
押しつけるヘッドチューブ押さえ６７とで構成されてい
る。ヘッドチューブホルダ６６およびヘッドチューブ押
さえ６７は、シアンインクの供給経路における、シアン
用循環弁１２と記録ヘッド４ａ（図１参照）との間に設
けられている。

【００８４】ヘッドチューブホルダ６６の溝６６ａは、
ヘッドチューブ１８の外径Ｄより小さい高さＥに形成さ
れている。そのため、ヘッドチューブ押え６７でヘッド
チューブ１８をヘッドチューブホルダ６６に押しつける
と、図１２（ｂ）に示すようにヘッドチューブ１８が偏
平して断面積１８ａが小さくなるため、ヘッドチューブ
１８の流路抵抗が大きくなる。また、ヘッドチューブホ
ルダ６６とヘッドチューブ押さえ６７は、ヘッドチュー
ブ１８の案内部材としての機能をも有し、各記録ヘッド
と各循環弁との間に配設される各ヘッドチューブ１８を
整列させている。これは、インクジェット記録装置に備
えられる記録ヘッドの数が多く、記録ヘッドと循環弁と
を接続するヘッドチューブの本数が多い場合に有効であ
る。

【００８５】この流路抵抗部材により、循環弁１２とエ
アバッファ８との間のヘッドチューブ１８の流路抵抗よ
りも、循環弁１２と記録ヘッド４ａとの間のヘッドチュ
ーブ１８の流路抵抗の方が大きくなる。そのため、循環
弁１２の開閉動作によってヘッドチューブ１８内を流れ
るインクの流量は、循環弁１２とエアバッファ８との間
よりも、循環弁１２と記録ヘッド４ａとの間の方が少な
くなる。これにより、循環弁１２の開閉動作が記録ヘッ
ド４ａのメニスカスに与える影響を低減することがで
き、記録ヘッド４ａのヘッド面４８におけるインクの押
し出され、および引き込まれを抑制することが可能とな
る。

【００８６】なお、ヘッドチューブ１８は復元力を有し
ているため、溝６６ａの高さＥを微小にしても、ヘッド
チューブ１８が完全に押しつぶされない高さである限
り、ヘッドチューブ１８内におけるインク流路は確保さ
れる。そのため、必要に応じて高さＥを調節し、ヘッド
チューブ１８内における流路抵抗値を変えることも可能
である。

【００８７】また、流路抵抗部材として異径ジョイント
を用い、記録ヘッド４ａと循環弁１２との間のヘッドチ
ューブ１８の内径を、エアーバッファ８と循環弁１２と
の間のヘッドチューブ１８の内径より小さくして接続す
ることにより、記録ヘッド４ａと循環弁１２との間のヘ
ッドチューブ１８の流路抵抗を大きくしてもよい。ある
いは、記録ヘッド４ａと循環弁１２との間のヘッドチュ
ーブ１８内に金網（メッシュ）や多孔質体を設けても、
上記と同様の効果を得ることができる。

【００８８】次に、図１および図１３を参照して、イン
クジェット記録装置１の動作を説明する。図１３は、図
１等に示したインクジェット記録装置の動作を示すフロ
ーチャートである。

【００８９】まず、キャリッジ３をホームポジションに
配置させ、インクジェット記録装置１のスタートボタン
（不図示）を押して記録動作を開始させると（Ｓ１
１）、循環モードが開始される（Ｓ１２）。この循環モ
ードは、画像記録に先立って全色のインク経路について
行われ、循環チューブおよび供給チューブ内に溶け込ん
だ泡を各エアーバッファを介してサブタンク部２４（図
２参照）に戻す動作を行うものである。次いで、ロール
７１から繰り出された紙等の被記録媒体６８が、副走査
ローラ７２と従動ローラ７３とによって記録位置（すな
わち記録ヘッドの下方）まで搬送されて、給紙が行われ
る（Ｓ１３）。

【００９０】次に、画像記録開始前に記録ヘッドのノズ
ルを良好な状態にするための、ヘッド吸引モードが行わ
れる（Ｓ１４）。このヘッド吸引モードは、全ての記録
ヘッドに対して行われる。次いで、キャリッジ３が主走
査レール２に沿って移動されることにより、記録ヘッド
がブレード２０でワイピングされる（Ｓ１５）。これに
より、記録ヘッドのインク吐出面４８に付着したインク
が払拭されて、インク吐出面４８が清掃される。次い
で、キャリッジ３は予備吐箱２１の上方に移動され、予
備吐箱２１に対して画像記録前の予備吐出が行われる
（Ｓ１６）。

【００９１】次に、キャリッジ３が被記録媒体６８に対
して走査され、被記録媒体６８に画像記録が行われる
（Ｓ１７）。このとき、被記録媒体６８は、副走査ロー
ラ７２によって、被記録媒体６８の搬送方向における記
録ヘッドの長さ分だけ間欠送りされる（Ｓ１８）。

【００９２】続いて、画像記録が終了したか否かを判断
する（Ｓ１９）。

【００９３】画像記録が終了している場合（Ｙｅｓ）に
は、被記録媒体６８をインクジェット記録装置１の外部
に排紙させ（Ｓ２０）、不図示のカッターで被記録媒体
６８を切断する。これにより、全ての画像記録動作が終
了する（Ｓ２１）。

【００９４】一方、画像記録が未終了である場合（Ｎ
ｏ）には、各記録ヘッドの駆動回数Ｎが所定の駆動回数
レベル値Ｎ^*よりも大きいか否かを判断する（Ｓ２
２）。記録ヘッドの駆動回数Ｎは、記録ヘッドの計数回
路（不図示）によって、個別の記録ヘッド毎にカウント
されている。

【００９５】ここで、駆動回数Ｎがレベル値Ｎ^*よりも
小さい場合（Ｎｏ）には、画像記録前の予備吐出（Ｓ１
６）を行った後に、上記と同様に画像記録（Ｓ１７）、
間欠送り（Ｓ１８）を行う。画像記録が終了したら（Ｓ
１９）、被記録媒体６８を排出させ（Ｓ２０）、画像記
録動作を終了する（Ｓ２１）。なお、１枚の被記録媒体
６８に対して画像記録を行う間であれば、ヘッド吸引
（Ｓ１４）およびワイピング（Ｓ１５）を行う必要はな
い。

【００９６】一方、駆動回数Ｎがレベル値Ｎ^*よりも大
きい場合（Ｙｅｓ）には、その記録ヘッドのみに対して
ヘッド吸引を行う（Ｓ１４）。ヘッド吸引を行っている
最中は画像記録動作が中断されるので、画像記録を高速
に行うためにはヘッド吸引動作を短時間で行うことが望
ましい。

【００９７】同色の２つの記録ヘッドのうちの一方に対
してヘッド吸引が行われる場合には、他方の記録ヘッド
に接続されたヘッドチューブ１８は、循環弁によって閉
じられる。この場合、短時間でヘッド吸引をするために
循環弁の動作速度を上げると、図１７（ａ）を参照して
説明したように、ヘッド面４８からのインクの押し出さ
れが起る場合もある。この場合には、循環弁で流路が閉
じられるヘッドチューブ１８が接続された記録ヘッドに
対してもワイピング（Ｓ１５）を行って、押し出された
インクを除去することが、インク吐出の不良を防止する
上で有効である。

【００９８】その後、上記と同様に予備吐出（Ｓ１６）
から排紙（Ｓ２０）までの動作を行い、画像記録動作を
終了する（Ｓ２１）。

【００９９】本実施形態のインクジェット記録装置１で
は、以上のようにして被記録媒体６８に画像が記録され
る。

【０１００】次に、図１４から図１６を参照して、イン
クジェット記録装置１におけるインク供給経路の各動作
モードについて説明する。

【０１０１】図１４は汲み上げモードの動作を示すフロ
ーチャート、図１５は循環モードの動作を示すフローチ
ャート、図１６はヘッド吸引モードの動作を示すフロー
チャートである。

【０１０２】まず、汲み上げモードについて、図３およ
び図１４を参照して説明する。この汲み上げモードは、
インクジェット記録装置１を最初に使用する際に、イン
クが空のサブタンク部にメインタンク部からインクを供
給する場合、あるいは、画像記録動作中にサブタンク部
のインクが空になったときにメインタンク部からサブタ
ンク部にインクを供給する場合に行われる。

【０１０３】汲み上げモードが開始されると（Ｓ３
１）、大気開放弁３５、タンク連通弁３７および吸引弁
３４が閉じられ、吸引タンク２６ａが密閉される（Ｓ３
２）。

【０１０４】次に、供給ポンプ２５を駆動させて吸引タ
ンク２６ａ内の空気を吸い出し、これにより発生する負
圧力でメインタンク３８から吸引タンク２６ａにインク
を汲み上げ、所定時間経過後に供給ポンプ２５を停止さ
せる（Ｓ３３）。これによって、吸引タンク２６ａ内に
インクが満たされる。このとき、吸引タンク２６ａ内に
おけるインクの液面は、開放タンク２６ｂ内におけるイ
ンクの液面よりも高くなる。なお、使用初期時において
は、開放タンク２６ｂは空であるため、吸引タンク２６
ａ内のインク液面は開放タンク２６ｂ内のインク液面よ
りも当然に高くなる。

【０１０５】次に、大気開放弁３５、タンク連通弁３７
および吸引弁３４を開ける（Ｓ３４）。すると、インク
が連通チューブ３６を通って吸引タンク２６ａから開放
タンク２６ｂへ流れ込む。開放タンク２６ｂへのインク
流入が、吸引タンク２６ａ内におけるインク液面と開放
タンク２６ｂ内におけるインク液面とが同じ高さになる
まで行われると、汲み上げモードは終了する（Ｓ３
５）。なお、汲み上げモードにおいて循環弁１２を閉鎖
しないのは、吸引弁３４の開閉動作におけるインク圧力
の伝播はエアーバッファ８によって吸収されるので、記
録ヘッド４ａにおけるインクのメニスカスには、なんら
影響を与えないためである。

【０１０６】次に、循環モードについて、図３および図
１５を参照して説明する。この循環モードは、インクジ
ェット記録装置１を最初に使用する際に、インクが空で
ある循環チューブ３０、供給チューブ３１およびエアー
バッファ８にインクを充填する場合、あるいは、画像記
録開始後に循環チューブ３０および供給チューブ３１内
のインクをリフレッシュし、エアーバッファ８内の空気
抜きおよびインク液面の調整をする場合に行われる。

【０１０７】循環モードが開始されると（Ｓ４１）、ま
ず２つの循環弁１２が閉じられ（Ｓ４２）、次に大気開
放弁３５およびタンク連通弁３７が閉じられる（Ｓ４
３）。次に、供給ポンプ２５を駆動させ（Ｓ４４）、吸
引タンク２６ａ内の空気を吸い出す。すると、吸引タン
ク２６ａ内に負圧力が発生し、開放タンク２６ｂのイン
クが、供給チューブ３１を通ってエアーバッファ８内に
流入する。エアーバッファ８内に流入したインクは、循
環チューブ３０の端部３０ａで吸引され、循環チューブ
３０を通り、吸引タンク２６ａに流入する。このとき、
開放タンク２６ｂ内におけるインク液面の高さは、吸引
タンク２６ａに送られたインクの分だけ低くなる。一
方、吸引タンク２６ａ内におけるインク液面の高さは、
開放タンク２６ｂから送られたインクの分だけ上昇す
る。供給ポンプ２５は、所定時間が経過した後に停止さ
れる（Ｓ４４）。

【０１０８】次に、大気開放弁３５およびタンク連通弁
３７を開けると（Ｓ４５）、汲み上げモードにおける場
合と同様に、インクが連通チューブ３６を通って吸引タ
ンク２６ａから開放タンク２６ｂへ流れ込む。このイン
ク流入は、吸引タンク２６ａ内および開放タンク２６ｂ
内におけるインク液面の高さが同じになるまで行われ
る。最後に、２つの循環弁１２を開けると（Ｓ４６）、
循環モードは終了となる（Ｓ４７）。

【０１０９】エアーバッファ８内に形成される空気室４
４とインク室４５との割合は、循環チューブ３０の端部
３０ａの高さによって決定される。なお、空気室４４と
インク室４５とは、仕切り壁等の物理的な仕切りによっ
て分けられているわけではなく、エアーバッファ８内が
空気層とインク層とに分かれているだけである。

【０１１０】次に、ヘッド吸引モードについて、図３お
よび図１６を参照して説明する。このヘッド吸引モード
は、インクジェット記録装置１を最初に使用する際に、
インクが空であるヘッドチューブ１８および記録ヘッド
内にインクを充填する場合、あるいは、画像記録中もし
くは画像記録開始後に記録ヘッドのインク吐出機能を回
復させる場合に行われる。インクジェット記録装置１を
初めて使用するときに行われるヘッド吸引モード、およ
び画像記録開始後に最初に行われるヘッド吸引モード
は、全ての記録ヘッドに対して行われる全ヘッド吸引で
ある。画像記録中に行われる吸引モードは、以下に述べ
るような、選択された一部の記録ヘッドのみに対して吸
引が行われる選択ヘッド吸引である。

【０１１１】ここで、選択ヘッド吸引について、図１を
参照して説明する。

【０１１２】同色の２つの記録ヘッド４ａ，４ｂにおい
ては、画像データの振分け比率がランダムであり、駆動
回数に差異があることや、それらの記録ヘッド固有の消
耗（一方の記録ヘッドの吐出不良、消耗癖を含む）によ
り、いずれかの記録ヘッドのみに対して吸引回復動作を
行う場合がある。これは、駆動回数が少なくヘッド吸引
の必要がない記録ヘッドや、未だ消耗せず正常である記
録ヘッドに対してヘッド吸引を行うことは、インク消費
量を無駄に増やすことになり、ヘッド吸引は条件によっ
て限定して行うことが望ましいためである。同色の２つ
の記録ヘッド４ａ，４ｂのうち、例えば一方の記録ヘッ
ド４ａに対してヘッド吸引が行われる場合には、２つの
循環弁１２のうち、ヘッド吸引される記録ヘッド４ａに
接続されたヘッドチューブ１８に備えられた循環弁１２
は開放され、他方の循環弁１２は閉鎖される。

【０１１３】上記他方の循環弁１２を閉鎖するのは、そ
の循環弁１２が開放されていると、ヘッド吸引を行わな
い方の記録ヘッド４ｂに接続されたヘッドチューブ１８
内のインクがエアーバッファ８を介して吸引されてしま
い、その記録ヘッド４ｂにおけるインクのメニスカスが
液室側に引き込まれてしまうためである。もちろん、記
録ヘッド４ａ，４ｂの駆動回数が同じで、ほぼ均等に消
耗している場合には、両方の循環弁１２を開放して、２
つの記録ヘッド４ａ，４ｂを同時に吸引することは一向
に構わない。なお、全ヘッド吸引の場合には、全ての循
環弁は開放される。

【０１１４】次に、選択ヘッド吸引の動作について、図
１および図１６を参照して説明する。以下には、２つの
シアン用記録ヘッド４ａ，４ｂのうち、記録ヘッド４ａ
に対して選択的にヘッド吸引が行われる場合について説
明する。

【０１１５】ヘッド吸引モードが開始されると（Ｓ５
１）、記録ヘッド４ａに対してキャッピングが行われ
る。次に、記録ヘッド４ｂに接続されたヘッドチューブ
１８に対して備えられた循環弁１２を閉じる（Ｓ５
２）。続いて、不図示の吸引ポンプを駆動させて記録ヘ
ッド４ａの吸引を行い、所定時間が経過した後に、吸引
ポンプを停止させる（Ｓ５３）。次に、上記の循環弁１
２を開放させ（Ｓ５３）、さらに上記のキャッピングを
解除させて、ヘッド吸引モードを終了する（Ｓ５５）。
なお、上記に説明した各動作において、各弁は、特定の
動作モード時以外には全て開放されており、各チューブ
を潰したままの状態で放置されることはない。

【０１１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェット記録装置は、記録ヘッドと保持タンクとを接続す
る第１のインク供給経路が弁手段に押圧されて変形した
ときの、インク流路の容積変化を△Ｖ、保持タンクに保
持された空気の容積をＶ、保持タンクに保持された空気
の圧力をＰ、サブタンクに貯留されたインクの液面に対
する記録ヘッドのインク吐出面の水頭をｈ、記録ヘッド
のインク吐出面におけるインクのメニスカスを保持する
ための、サブタンクに貯留されたインクの液面に対する
記録ヘッドのインク吐出面の最大水頭をｈa、インクの
密度をρ、重力加速度をｇとした場合に、ｈ＋Ｐ・△Ｖ／｛ρ・ｇ・（Ｖ＋△Ｖ）｝＜ｈa の関係を満たすので、弁手段によって第１のインク供給
経路の開閉動作が行われたときに、記録ヘッドのインク
吐出面に形成されたインクのメニスカスが破綻すること
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置の一実施形態
の主要部を示す斜視図である。

【図２】図１に示したインクジェット記録装置のインク
供給経路を示す斜視図である。

【図３】図１に示したインクジェット記録装置における
シアン用のインク供給経路を示す断面図である。

【図４】図１等に示したインクジェット記録装置におけ
る記録ヘッドのインク吐出部を拡大して示す斜視図であ
る。

【図５】図１に示したインクジェット記録装置における
シアン用のインク供給経路に設けられた弁制御装置およ
びシアン用循環弁を示す断面図である。

【図６】図５に示したシアン用循環弁の一部を示す斜視
図である。

【図７】図５に示したシアン用循環弁を示す断面図であ
る。

【図８】図５等に示したシアン用循環弁を閉じた状態で
示す断面図である。

【図９】図５から図８に示した循環弁の変形例を示す断
面図である。

【図１０】図９に示した循環弁を、図９の矢印Ａ3方向
から示す平面図である。

【図１１】シアンのインク供給経路に設けられた流路抵
抗部材を示す斜視図である。

【図１２】図１１に示した流路抵抗部材を示す図であ
り、同図の（ａ）はヘッドチューブを押しつぶす前の状
態で示す正面図、同図の（ｂ）は、ヘッドチューブを押
しつぶした状態で示す正面図である。

【図１３】図１等に示したインクジェット記録装置の動
作を示すフローチャートである。

【図１４】汲み上げモードの動作を示すフローチャート
である。

【図１５】循環モードの動作を示すフローチャートであ
る。

【図１６】ヘッド吸引モードの動作を示すフローチャー
トである。

【図１７】記録ヘッドにおけるインクのメニスカスを示
す図であり、同図（ａ）はインクがインク吐出面から押
し出された状態を示す図、同図（ｂ）はインクがインク
吐出面から引き込まれた状態を示す図である。

【符号の説明】

１インクジェット記録ヘッド２主走査レール３キャリッジ４ａ，４ｂシアン用記録ヘッド５ａ，５ｂマゼンダ用記録ヘッド６ａ，６ｂイエロー用記録ヘッド７ａ，７ｂブラック用記録ヘッド８，９，１０，１１エアーバッファ１２，１２’ シアン用循環弁１３マゼンダ用循環弁１４イエロー用循環弁１５ブラック用循環弁１６フラットケーブル１７保護部材１７ａ固定端部１８ヘッドチューブ１８ａ断面積１９ヘッド回復系１９ａキャップ２０ブレード２１予備吐出２２インク供給系２３メインタンク部２４サブタンク部２５供給ポンプ２６ａシアン用吸引タンク２６ｂシアン用開放タンク２７ａマゼンダ用吸引タンク２７ｂマゼンダ用開放タンク２８ａイエロー用吸引タンク２８ｂイエロー用開放タンク２９ａブラック用吸引タンク２９ｂブラック用開放タンク３０循環チューブ３１供給チューブ３２大気開放チューブ３３吸引チューブ３４吸引弁３５大気開放弁３６連通チューブ３７タンク連通弁３８シアン用メインタンク３９マゼンダ用メインタンク４０イエロー用メインタンク４１ブラック用メインタンク４２，５０ｂころ４２ａころステー４３上ステー４３ａ連結部材４４空気室４５インク室４６ノズル４７電気熱変換体４８インク吐出面４９共通液室５０，５０’ 押圧体５１受部材５２板ばね５３ピン５４隙間５５ホルダー５６押圧部５７固定部在５８ピストン５９ピストンストッパー６０ピストンホルダー６１傾動軸６２カム６３カム軸６４戻しばね６５圧縮ばね６６ヘッドチューブホルダ６６ａ溝６７ヘッドチューブ押さえ６８被記録媒体６９メインチューブ７０逆止弁７１ロール７２副走査ローラ７３従動ローラ７４弁制御装置７４ａ，７４ｂ，７４ｃ，７４ｄ，７４ｅ，７４ｆ，７
４ｇ，７４ｈレバー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズルからインクを吐出して被記録媒体
に画像記録を行う記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給されるインクを保持し、かつ空気
を保持する保持タンクと、前記保持タンクに供給されるインクを貯留するサブタン
クと、前記記録ヘッドと前記保持タンクとを接続し、外部から
押圧されると変形してインク流路が閉鎖され、前記外部
からの押圧が解除されると変形前の状態に復元する性質
を有するチューブによって構成された第１のインク供給
経路と、前記第１のインク供給経路のインク流路を閉鎖させるた
めに前記第１のインク供給経路を押圧する弁手段と、前記保持タンクと前記サブタンクとを接続する第２のイ
ンク供給経路とを有し、前記第１のインク供給経路が前記弁手段に押圧されてイ
ンク流路が閉鎖されるまで変形したときの、前記第１の
インク供給経路のインク流路の容積変化を△Ｖ、前記保
持タンクに保持された空気の容積をＶ、前記保持タンク
に保持された空気の圧力をＰ、前記サブタンクに貯留さ
れた前記インクの液面に対する前記記録ヘッドのインク
吐出面の水頭をｈ、前記記録ヘッドのインク吐出面にお
けるインクのメニスカスを保持するための、前記サブタ
ンクに貯留された前記インクの液面に対する前記記録ヘ
ッドのインク吐出面の最大水頭をｈa、前記インクの密
度をρ、重力加速度をｇとした場合に、ｈ＋Ｐ・△Ｖ／｛ρ・ｇ・（Ｖ＋△Ｖ）｝＜ｈa の関係を満たすことを特徴とするインクジェット記録装
置。
【請求項２】ノズルからインクを吐出して被記録媒体
に画像記録を行う記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給されるインクを保持し、かつ空気
を保持する保持タンクと、前記保持タンクに供給されるインクを貯留するサブタン
クと、前記記録ヘッドと前記保持タンクとを接続し、外部から
押圧されると変形してインク流路が閉鎖され、前記外部
からの押圧が解除されると変形前の状態に復元する性質
を有するチューブによって構成された第１のインク供給
経路と、前記第１のインク供給経路のインク流路を閉鎖させるた
めに前記第１のインク供給経路の一部を押圧する弁手段
と、前記保持タンクと前記サブタンクとを接続する第２のイ
ンク供給経路とを有し、前記第１のインク供給経路は、前記弁手段で押圧される
押圧部と前記記録ヘッドとの間における流路抵抗が、前
記押圧部と前記保持タンクとの間における流路抵抗より
も大きくなるように設けられていることを特徴とするイ
ンクジェット記録装置。
【請求項３】前記弁手段による前記第１のインク供給
経路の押圧動作、および該押圧動作を解除させる解除動
作の動作速度を調整するための弁動作速度調整手段が備
えられている請求項１または２に記載のインクジェット
記録装置。
【請求項４】前記弁手段の前記第１のインク供給経路
に当接される部分には、前記弁手段および前記第１のイ
ンク供給経路の摩耗を抑制するための摺動性部材が設け
られている請求項１から３のいずれか１項に記載のイン
クジェット記録装置。
【請求項５】前記弁手段による前記第１のインク供給
経路の押圧が解除された状態のときに前記記録ヘッドの
ノズルからインクを吸引して、前記記録ヘッドのインク
吐出機能を回復させるヘッド回復手段が備えられている
請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット
記録装置。
【請求項６】前記記録ヘッドのインク吐出面を払拭し
て清掃する払拭清掃手段が備えられている請求項１から
５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】前記記録ヘッドは、前記インクを吐出さ
せるために利用される熱エネルギーを発生する電気熱変
換体を有する請求項１から６のいずれか１項に記載のイ
ンクジェット記録装置。