(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリッジに搭載されて記録用紙の幅方向に往復駆動される記録ヘッドと、前記記録ヘッドと共にキャリッジに搭載され、メインインクタンクからインク供給路を介してインクの供給を受けると共に前記記録ヘッドにインクを供給するサブタンクとを備えたインクジェット式記録装置であって、
前記サブタンク内に収容されて、サブタンク内に貯留されたインクによって浮上するフロート部材と、前記サブタンク内のインクが所定以下となったときに前記フロート部材の移動によって負圧発生手段に連通するエアーバルブを開弁状態としてサブタンク内にインクを導入すると共に、前記サブタンク内に一定量のインクが充填された時に前記フロート部材の移動によって負圧発生手段に連通する前記エアーバルブを閉弁状態としてサブタンク内へのインクの供給を停止させる減圧制御手段を有し、
前記エアーバルブが、前記負圧発生手段に連通するバルブ開口を備えたバルブ部材と、前記フロート部材に配置されてフロート部材の移動に伴ってバルブ開口を閉塞または開放するシール部材とにより構成され、
前記バルブ部材は、垂直方向の断面形状が台形形状になされ、かつ前記負圧発生手段に連通するバルブ開口をその中央部に垂直方向に形成させると共に、断面台形形状の短辺部において、前記シール部材が当接するように構成され、
前記バルブ部材には、断面台形形状の短辺部において、可撓性薄膜体が形成されていることを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項２】
前記減圧制御手段は、各インクを貯留するサブタンクに備えられたそれぞれのエアーバルブを介して１つの負圧発生手段に連通されるように構成されている請求項１に記載インクジェット式記録装置。
【請求項３】
前記メインインクタンクのインク導出部が、前記サブタンクに配置されたインク補給口に対して重力方向に低い位置、または前記インク補給口において負圧になるように構成されている請求項１または請求項２に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項４】
前記フロート部材は、サブタンク内に配置された支持軸を回動中心として重力方向に上下に可動できるように配置されている請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項５】
前記フロート部材は、一側面およびこの一側面に一体に形成された周側面とにより形成され他面側が開放部とされた箱型部材と、前記箱型部材の開放部に接合して閉塞する板状の蓋体とにより構成されている請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項６】
前記フロート部材は、水平方向から見て支持軸に対して離間した位置に形成された四辺上の容積体と、支持軸の近傍側に前記四辺状の容積体の底面から支持軸側にほぼ直線状に形成された底面を有する三辺状の容積体とにより構成され、前記支持軸の回動中心とフロート部材による浮力重心の距離が大きくなるように構成した請求項４または請求項５に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項７】
前記フロート部材には、その両外側に水平方向に突出して、フロート部材とサブタンクの内壁との間で所定の距離を保持するための少なくとも一対の位置決めピンが形成されている請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項８】
前記エアーバルブを構成するシール部材が、前記フロート部材の浮力重心と前記支持軸との中間点に配置されている請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項９】
前記フロート部材を支持する支持軸の取り付けと、前記バルブ部材の取り付け部とが同一の成形部材上に形成されている請求項７または請求項８に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項１０】
前記バルブ部材が取り付けられた成形部材上に、バルブ部材を取り囲むように筒状のインク付着防止リブを形成してなる請求項９に記載のインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はキャリッジ上に記録ヘッドと共に搭載され、記録ヘッドにインクを供給するサブタンクが具備され、前記サブタンクに対してインク供給路を介してメインインクタンクからインクを供給するように構成したインクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式記録装置は、印刷時の騒音が比較的小さく、しかも小さなドットを高い密度で形成できるため、昨今においてはカラー印刷を含めた多くの印刷に使用されている。このようなインクジェット式記録装置は、一般にキャリッジ上に搭載されて記録用紙の幅方向に移動するインクジェット式記録ヘッドと、記録用紙を記録ヘッドに対して相対的に移動させる紙送り手段が備えられ、キャリッジ上で記録用紙の幅方向に記録ヘッドを移動させながら記録用紙に対してインク滴を吐出させることで記録が行われる。
【０００３】
そして共通のキャリッジ上に、例えばブラックインクを吐出するブラック用記録ヘッドと、イエロー、シアン、マゼンタの各インクの吐出が可能なカラー用記録ヘッドを搭載し、ブラックインクによるテキスト印刷ばかりでなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能としている。
【０００４】
一方、例えばオフィス向けまたは業務用に提供されるこの種の記録装置においては、比較的大量の印刷に対応させるために、大容量のインクカートリッジを配備する必要が生じ、このためにインクカートリッジとしてのメインインクタンクを例えば装置本体の側部に配置した装着装置（カートリッジホルダ）に装填させる形式の記録装置が提供されている。そして、記録ヘッドが搭載されたキャリッジ上にサブタンクを配置して、前記メインインクタンクから各サブタンクに対してインク供給チューブを介してインクを供給し、さらに各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを供給するように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記したような記録装置においては、各メインインクタンクから各サブタンクにインクを供給するために、それぞれのインクに対応させてインク供給チューブが接続されており、特に昨今において要求されている大型の紙面に対して印刷を行うような走査距離の長い記録装置においては、このインク供給チューブがキャリッジの移動に抵抗を与えるという問題を抱えている。
【０００６】
そこで、サブタンク内のインク残量が少なくなった時に、キャリッジがインク供給ステージに移動し、当該箇所において各メインインクタンクから各サブタンクに対して接続機構を介してインクを供給する形式の記録装置が本件出願人において提案されている。この場合、それぞれのサブタンクに対してほぼ均等の量となるように、それぞれ適切な量のインクを充填することが望まれ、しかもスループットを向上させるために、短時間のうちにインクの充填動作が完了できるような構成とすることが望まれる。
【０００７】
本発明は、このような技術的な要請に基づいてなされたものであり、インクカートリッジから各サブタンクに対してインクを供給する場合において、負圧発生手段としての減圧ポンプに連通するエアーバルブを開弁状態とすることで、サブタンク内を減圧状態とする減圧制御手段を備えた記録装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされた本発明にかかるインクジェット式記録装置は、キャリッジに搭載されて記録用紙の幅方向に往復駆動される記録ヘッドと、前記記録ヘッドと共にキャリッジに搭載され、メインインクタンクからインク供給経路を介してインクの供給を受けると共に前記記録ヘッドにインクを供給するサブタンクとを備えたインクジェット式記録装置であって、前記サブタンク内に収容されて、サブタンク内に貯留されたインクによって浮上するフロート部材と、前記サブタンク内のインクが所定以下となった時に前記フロート部材の移動によって負圧発生手段に連通するエアーバルブを開弁状態としてサブタンク内にインクを導入すると共に、前記サブタンク内に一定量のインクが充填された時に前記フロート部材の移動によって負圧発生手段に連通する前記エアーバルブを閉弁状態としてサブタンク内へのインクの供給を停止させる減圧制御手段を有し、前記エアーバルブが、前記負圧発生手段に連通するバルブ開口を備えたバルブ部材と、前記フロート部材に配置されてフロート部材の移動に伴ってバルブ開口を閉塞または開放するシール部材とにより構成され、前記バルブ部材は、垂直方向の断面形状が台形形状になされ、かつ前記負圧発生手段に連通するバルブ開口をその中央部に垂直方向に形成させると共に、断面台形形状の短辺部において、前記シール部材が当接するように構成され、前記バルブ部材には、断面台形形状の短辺部において、可撓性薄膜体が形成されている。
【０００９】
この場合、前記減圧制御手段は、各インクを貯留するサブタンクに備えられたそれぞれのエアーバルブを介して１つの負圧発生手段に連通されるように構成されていることが望ましい。またこの場合、前記メインインクタンクのインク導出部が、前記サブタンクに配置されたインク補給口に対して重力方向に低い位置、または前記インク補給口において負圧になるように構成さていることが望ましい。
【００１０】
そして、好ましい実施の形態においては前記フロート部材は、サブタンク内に配置された支持軸を回動中心として重力方向に上下に可動できるように配置される。また、前記フロート部材は、好ましくは一側面およびこの一側面に一体に成形された周側面とにより形成されて他面側が開放部とされた箱型部材と、前記箱型部材の開放部に接合して閉塞する板状の蓋体とにより構成される。
【００１１】
そして、好ましい実施の形態においては、前記フロート部材は、水平方向から見て支持軸に対して離間した位置に形成された四辺状の容積体と、支持軸の近傍側に前記四辺状の容積体の底面から支持軸側にほぼ直線状に形成された底面を有する三辺状の容積体とにより構成され、前記支持軸の回動中心とフロート部材による浮力重心の距離が大きくなるように構成される。
【００１２】
また前記フロート部材には、その両外側に水平方向に突出して、フロート部材とサブタンクの内壁との間で所定の距離を保持するための少なくとも一対の位置決めピンが形成されていることが好ましく、この場合、前記位置決めピンが、前記フロート部材とサブタンクの内壁との間で少なくとも１ｍｍ以上の距離を保持するように形成されていることが望ましい。
【００１３】
一方、前記エアーバルブは、負圧発生手段に連通するバルブ開口を備えたバルブ部材と、フロート部材に配置されてフロート部材の移動に伴ってバルブ開口を閉塞または開放するシール部材とにより構成されていることが望ましく、この場合、好ましくは前記エアーバルブを構成するバルブ部材が、軟質性素材により成形され、またシール部材が硬質性素材により成形される。そして、前記エアーバルブを構成するバルブ部材として、軟質性エラストマーにより成形されたものが使用し得る。
【００１４】
また、前記エアーバルブを構成するシール部材は、フロート部材の浮力重心と支持軸との中間点に配置されていることが望ましく、さらに、バルブ部材は垂直方向の断面形状が台形形状になされ、かつ前記負圧発生手段に連通するバルブ開口をその中央部に垂直方向に形成させると共に、断面台形形状の短辺部において、シール部材が当接するように構成されていることが望ましい、また前記バルブ部材は、断面台形形状の長辺部において、前記負圧発生手段に連通するバルブ開口を、断面三角形状に拡開させた形状としたものも好適に採用し得る。また、前記バルブ部材は、断面台形形状の短辺部において可撓性薄膜体を形成した形状も好適に採用し得る。
【００１５】
さらに前記バルブ部材は、円環状の固定部材の内周面に一体成形され、前記固定部材を介して前記サブタンクに取り付けられた構成とすることが好ましく、また、前記フロート部材を支持する支持軸の取り付け部と、前記バルブ部材の取り付け部とが同一の成形部材上に形成されてることも好ましい。そして、前記バルブ部材が取り付けられた成形部材上に、バルブ部材を取り囲むように筒状のインク付着防止リブを一体に成形した構成も好適に採用し得る。
【００１６】
また、前記した各構成が具備されたサブタンクにおいては、サブタンクに対するインクの充填により、フロート部材の浮力が最大状態となった時に、前記バルブ部材の端面と、前記シール部材の端面とが、ほぼ平行状態で当接するように構成されることが好ましい。
【００１７】
さらに、前記エアーバルブとして、負圧発生手段に連通して空間部を形成する可撓性薄膜体と、前記可撓性薄膜体の一部に形成されて、サブタンク内に一定量のインクが充填された時にフロート部材に配置されたシール部材によって閉塞される開口とを配備し、前記開口がシール部材によって閉塞されることにより収縮される前記可撓性薄膜体によって、前記負圧発生手段への連通部をシールするように構成した形態も採用し得る。
【００１８】
以上の構成によると、サブタンク内のインクが所定以下となった場合には、減圧制御手段を構成するサブタンク内のフロート部材の位置が低下し、負圧発生手段としての減圧ポンプに連通するエアーバルブが開弁状態とされる。これによりサブタンク内は減圧ポンプの作用によって減圧状態になされる。したがって、サブタンク内は負圧を受けてメインインクタンクより迅速にインクが供給される。
【００１９】
そして、各サブタンク内に所定の液面までインクが充填されると、それぞれに配置されたエアーバルブが閉弁されて減圧状態が解除される。これにより、サブタンクへのインクの供給は適切な充填状態で停止される。
【００２０】
この場合、前記したように減圧制御手段は、各インクを貯留するサブタンクに備えられたそれぞれのエアーバルブを介して１つの負圧発生手段に連通されるように構成されており、したがって各サブタンクに対して共通の負圧を印加しつつインクを充填することができる。そして、各サブタンクのインクの残留量に応じて順次エアーバルブが閉弁されてそれぞれに対するインクの充填が完了される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるインクジェット式記録装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明が適用されたインクジェット式記録装置におけるサブタンクの例を断面図によって示したものである。このサブタンク１は、その上部に取り付けられた接続機構２および後述する記録ヘッドと共にキャリッジに搭載されており、記録用紙（図示せず）の幅方向に往復駆動されるように構成されている。そして、前記接続機構２を介してメインインクタンクからインクの供給を受けると共に前記記録ヘッドにインクを供給することができるように構成されている。
【００２２】
前記サブタンク１は、ケース１ａとその上部を閉塞する蓋体１ｂとにより構成されており、これにより内部が密閉されたインク貯留室１ｃを形成している。そして、このサブタンク１内には、サブタンク内に貯留されたインクによって浮上するフロート部材３が配置されている。このフロート部材３は、後で詳述するように、サブタンク１内に水平方向に配置された支持軸４を回動中心として重力方向に上下に可動できるように構成されている。
【００２３】
また、フロート部材３の上部には、シール部材５が配置されており、このシール部材５は、サブタンク１内へ充填されたインクによって浮上して、サブタンク１の上部に配置されたエアーバルブを構成するバルブ部材６に当接することにより、後述する負圧発生手段としての減圧ポンプに通ずる吸引路を閉塞できるように構成されている。
【００２４】
また、サブタンク１には、前記接続機構２を介して後述するメインインクタンクからインクの供給を受けるインク補給口７が配置されており、サブタンク１には、接続機構２を介して後述する記録ヘッドに対してインクを供給するインク供給口８も配備されている。さらにサブタンク１の上部には、空気導入口９が配置されており、印字に伴うインクの消費に対応してこの空気導入口９から空気が導入できるように構成されている。
【００２５】
なお、図１においては１つのサブタンクについての構成が示されているが、これは扱われる各インクに対応して紙面上垂直方向に複数の同一構成のサブタンクが併設された状態になされている。
【００２６】
一方、前記接続機構２にはバルブ部材６に連通する吸引空間（以下吸引口とも言う）１０を介して減圧ポンプ側に接続される共通の弁部材１１が配置されている。前記吸引空間１０は紙面上垂直方向に、各サブタンクにそれぞれ対応して横断的に連通して形成されており、したがって吸引空間１０は、共通の弁部材１１を介して、インク供給ステージに配置された他の接続機構（図示せず）に接続できるように構成されている。なお、前記弁部材１１はインク供給ステージに配置された他の接続機構と接続される場合において、開弁されるように構成されている。
【００２７】
また、前記接続機構２内にはインク補給口７にインクを送り込む補給空間１２が、それぞれのサブタンク１に対応させて個別に形成されており、各補給空間１２に配置された弁部材１３を介して、前記したインク供給ステージに配置された他の接続機構（図示せず）に接続できるように構成されている。なお、前記各弁部材１３においても、インク供給ステージに配置された他の接続機構と接続される場合において開弁されるように構成されている。
【００２８】
接続機構２内にはインク供給口８から記録ヘッドに至るインク供給路において、開閉制御されるインク供給バルブ１４がそれぞれのサブタンクに対応させて個別に配置されている。さらに、接続機構２内には前記した空気導入口９に対向して開閉弁される空気導入弁１５が、それぞれのサブタンクに対応させて個別に配置されており、空気導入弁１５を介した空気導入空間１６は、横断的に連通して形成されており、図１には示されていないが、空気導入空間１６の一部は大気に開放されている。
【００２９】
前記サブタンク１と接続機構２との間においては、例えばインク供給口８部分の構成で示すようにサブタンク１側から一体に延出する管１７が、接続機構２側に形成された凹陥部１８に配置されたパッキン１９に圧入するようにして接続されている。この構成は前記したインク補給口７部分、バルブ部材６部分、および空気導入口９部分においても同様に構成されている。
【００３０】
そして、図１に示す実施の形態においては、サブタンク１の一方の側壁に突設された突起２０が、接続機構２に形成された係合孔２１に入り込み、サブタンク１の他方の側壁に形成された突起２２に、接続機構２に形成された係合爪２３が乗り越えるようにして両者が一体に結合されている。
【００３１】
図２は、メインインクタンクとしてのインクカートリッジから、前記したサブタンクを介して記録ヘッドにインクを供給する１つのインク供給系統の基本構成を模式図によって示したものである。なお、以下に説明する図２以降の各図における図１に対応する部分は同一符号で示しており、したがって個々の説明は適宜省略する。また同様に図２以降の各図においては、図１に示す接続機構２と、この接続機構に接続されるインク供給ステージ側の接続機構は省略して示している。
【００３２】
図２における符号３１はメインインクタンクを示しており、このメインインクタンク３１は、記録装置の例えば両外側に配置されたカートリッジホルダに装填される。そしてインク供給路３２を介してキャリッジに搭載されたサブタンク１にインクを供給するように構成されている。また、図１にも示したとおり、サブタンク１からはインク供給バルブ１４を介して記録ヘッド３３にインクを供給するように構成されている。さらにまた、サブタンク１は、内部に配置されたバルブ部材６に連通する共通の吸引路３４を介して負圧発生手段としての減圧ポンプ３５に接続されている。
【００３３】
なお図２に模式的に示すように、この構成においてはメインインクタンク３１のインク導出部３１ａが、前記サブタンクに配置されたインク補給口７に対して重力方向に低い位置、換言すれば前記インク補給口７において負圧になるように両者が配置されている。このような構成によりインク供給ステージに配置された接続機構においてインクの漏出を阻止させることができる。
【００３４】
図３乃至図６は、前記サブタンク１内のインクの貯留量とフロート部材３の動作、およびフロート部材３の動作に伴うシール部材５とバルブ部材６との接合関係を示したものである。なお、図３乃至図６においては、メインインクタンク３１および記録ヘッド３３はその記載を省略している。
【００３５】
まず、図３はインク供給バルブ１４が開弁状態に制御され、サブタンク１に貯留されたインクが記録ヘッド３３側に供給されることで、サブタンク１内のインク量が減少したインクエンド状態を示している。この状態においては、前記フロート部材３は軸４を介して沈下した状態となされる。なお図３には示されていないが、この状態においては図１に示す空気導入弁１５は開弁状態とされている。
【００３６】
次に図４はサブタンク１内にインクの補給を開始した状態を示している。この状態においては、サブタンク１はインク供給ステージに移動して前記接続機構２を介してインク補給口７にインク供給路３２が接続され、またバルブ部材６の吸引口が減圧ポンプ３５に通ずる吸引路３４に接続される。また、この状態においては、サブタンク１から記録ヘッド３３に至るインク供給バルブ１４は閉弁状態となされ、また前記した空気導入弁１５も閉弁状態とされる。
【００３７】
図４に示す状態においては、フロート部材３に配置されたシール部材５はバルブ部材６から離れた状態となっているため、減圧ポンプ３５の動作によりサブタンク１内は減圧状態とされる。したがって、メインインクタンク３１よりインク供給路３２介してサブタンク７内にインクが補給される。
【００３８】
このようにして、メインインクタンク３１よりサブタンク１内にインクが補給され、サブタンク１内のインクがほぼ満タンとなった状態を図５に示す。この状態においては、前記フロート部材３がインクによって浮上し、これに伴って前記シール部材５はバルブ部材６に当接してエアーバルブを閉弁状態とする。この時、シール部材５は減圧ポンプ３５に吸引されてバルブ部材６に密着した状態となり、サブタンク１内の減圧は停止される。したがってメインインクタンク３１からサブタンク１内へのインクの補給も停止される。
【００３９】
そして、全てのサブタンクにおいてインクが充填された時点で、図６に示すようにインク供給ステージに配置された接続機構とサブタンクに配置された接続機構２との結合が解かれる。この状態でサブタンク１から記録ヘッド３３に至るインク供給バルブ１４は開弁状態となされ、また前記した空気導入弁１５も開弁状態とされ、記録ヘッド３３による印字が開始される。
【００４０】
図７および図８は、前記フロート部材３の構成を示したものであり、図７は側面図で、また図８は分解斜視図で示している。このフロート部材３は、その一側面３ａに一体に周側面３ｂが形成されて他面側が開放状態とされた箱型部材３ｃと、この箱型部材３ｃの開放部に接合して閉塞する板状の蓋体３ｄとにより構成されている。この構成により合成樹脂による成形を容易にすることができると共に、見かけ上の比重を低減させることができる。
【００４１】
そして、前記フロート部材３には、その両外側に水平方向に突出するように位置決めピン３ｅ〜３ｈが形成されている。位置決めピン３ｅおよび３ｆはフロート部材３の支持軸４に対する遊端部側において、同一箇所から両外側に向けて配置されており、また位置決めピン３ｇおよび３ｈはフロート部材３の支持軸４側において、同一箇所から両外側に向けて配置されている。
【００４２】
これらのピン３ｅ〜３ｈはフロート部材３の両側面から１ｍｍ以上突出していることが望ましく、これによりフロート部材とサブタンクの内壁との間で少なくとも１ｍｍ以上の距離を保持するように作用する。これにより、フロート部材とサブタンクの内壁との間でインクの表面張力が働いて、フロート部材の移動を阻害するという問題を解決させることができる。
【００４３】
次に図９は前記したバルブ部材６の構成を拡大して示したものであり、（Ａ）は斜視図で示し、（Ｂ）はこれを中央断面図で示している。また図１０はバルブ部材６の他の実施の形態を、図１１はバルブ部材６のさらに他の実施の形態を、それぞれ中央断面図で示している。前記した各図に示すバルブ部材６は、軟質性素材、例えば軟質性エラストマーにより成形されており、これによりフロート部材３に配置された硬質性素材によるシール部材５との密着性を図るように構成されている。そして、このバルブ部材６は、円環状の固定部材４１の内周面に一体成形され、この固定部材４１を介して前記サブタンク１に取り付けられている。なお、このこの固定部材４１は軟質性素材であっても構わない。
【００４４】
第１の実施の形態を示すバルブ部材６は、特に図９（Ｂ）に示すように、垂直方向の断面形状が台形形状になされ、かつバルブ開口６ａがその中央部に垂直方向に形成されると共に、断面台形形状の短辺部における端面において、シール部材５が当接するように構成されている。このように構成することにより、硬質性素材によるシール部材５による当接位置を一定にさせることができると共に、フロート部材３の僅かな浮力によって両者間におけるシール（閉弁）作用を確実になさせることができる。
【００４５】
また、第２の実施の形態を示すバルブ部材６は、図１０に示すように断面台形形状の長辺部において、バルブ開口６ａが断面三角形状に拡開した形状に構成されている。この構成によると、バルブ部材６はその素材による柔軟性に加えて、さらに機構的な柔軟性をもたらすことができ、良好なシール特性を得ることができる。
【００４６】
さらに、第３の実施の形態を示すバルブ部材６は、図１１に示すように断面台形形状の短辺部において、可撓性薄膜体６ｂを周方向に形成した構成とされている。この構成によると、バルブ部材６はシールに必要な荷重を増加させることなく、シール面積を増やすことが可能となり、さらに減圧ポンプ３５による減圧力によってもシール部材５とのシールが可能となるため、より安定的で良好なシール特性を得ることができる。
【００４７】
次に、図１２はサブタンク１を構成する蓋体１ｂの構成を拡大して示したものであり、（Ａ）は中央断面図で、また（Ｂ）は底面図で示している。この蓋体１ｂには、前記したフロート部材３の支持軸４を支持するための一対の取り付け部１ｄが形成されており、さらに前記バルブ部材６の取り付け部１ｅとが同一の成形部材、すなわち蓋体１ｂに形成されている。これにより、バルブ部材６とフロート部材３が同一蓋体に取り付けられるので、組み立て時のバラツキを抑えることができ、安定的なシール特性を得ることができる。
【００４８】
さらにこの蓋体１ｂには、バルブ部材６の取り付け部１ｅを取り囲むように筒状のインク付着防止リブ１ｆが形成されており、したがって取り付け部１ｅに取り付けられたバルブ部材６のバルブ開口６ａにインクが付着するのを防止し得るようになされ、これによりエアーバルブの動作の信頼性が確保できるように構成されている。
【００４９】
一方、図１３はフロート部材３の理想的な形状を考察したものであり、（Ａ）は、図１乃至図８に示したものと同一の形状のフロート部材を示しており、（Ｂ）および（Ｃ）は、これと比較対象されるフロート部材の形状を示している。すなわち（Ｂ）に示す形状はフロート部が縦長状態に形成され、また（Ｃ）に示す形状はフロート部が横長状態に形成された例を示している。そして、それぞれ符合３ｊで示した部分が各フロート部材の浮力重心を示しており、また各フロート部材にそれぞれ符合３ｋで示した垂直方向の幅が、インクの液面が１ｍｍ上昇した時の浮力増加量を示している。
【００５０】
図１３に示すように支持軸４と各浮力重心３ｊとの距離を比較すると、Ｌｂ＞Ｌａ＞Ｌｃとなる。そして、（Ｂ）に示す形状によると支持軸４と浮力重心３ｊとの距離Ｌｂを大きくとることができるので、インクが補給されて浮力が働いた時にシール部材５によるバルブ部材６への当接力が大きくなり、両者間のシール特性は良好となる。しかしながら、インクの液面が１ｍｍ上昇した場合の浮力の上昇度合い（符合３ｋで示す垂直方向の幅）は少なく、補給停止時におけるインクの液面にバラツキが発生するという問題を抱えている。
【００５１】
また（Ｃ）に示す形状によると、支持軸４と浮力重心３ｊとの距離Ｌｃが短いので、インクが補給されることで浮力が働いた時のシール部材５によるバルブ部材６への当接力は（Ａ）および（Ｂ）に比較すると小さくなる。しかしながら、（Ｃ）に示す形状はインクの液面が１ｍｍ上昇した場合の浮力の増加量が大きくなされるので、インク補給停止時におけるインクの液面のバラツキは小さく抑えられるという特質を有している。それ故、前記した（Ｂ）と（Ｃ）に示す形状の両方の特質を生かした（Ａ）に示す形状が好ましい。
【００５２】
図１４は図１３（Ａ）に示す形状のフロート部材３を用いた場合の好ましい配置関係を示している。すなわち、前記フロート部材３は、水平方向から見て支持軸４に対して離間した位置に形成された四辺状の容積体３ｍと、支持軸４の近傍側に前記四辺状の容積体の底面から支持軸側にほぼ直線状に形成された底面を有する三辺状の容積体３ｎとにより構成されている。これにより、支持軸４の回動中心とフロート部材による浮力重心３ｊの距離が比較的大きくなるようになされると共に、インクの液面の上昇による浮力の増加量が比較的大きくなされるように構成されている。
【００５３】
そして、前記シール部材５がフロート部材３の浮力重心３ｊと支持軸４との中間点に配置されて、フロート部材３に生ずる浮力によるシール部材５のバルブ部材６に対する当接力が増加されるように構成されている。
【００５４】
また、図１４に示す構成によると、インクの液面がフロート部材３の全体を覆う高さとなった時に、フロート部材３による浮力は最大となり、これに伴いシール部材５によるバルブ部材６への当接力が最大となつて、バルブ部材６は変形量ｇをもってシール部材５と接触することになる。
【００５５】
ここで、シール部材５の上面、すなわちシール面が傾かずに水平状態の時がシール性は最も良好となるので、前記フロート部材３の上面が水平状態となった時にシール面に対してバルブ部材６が前記寸法ｇだけオーバーラップするように設定することが好ましい。
【００５６】
次に図１５乃至図１７には、減圧ポンプに連通するエアーバルブ部分の他の実施の形態が、動作を追って順番に示されている。この構成においては、サブタンク１内に減圧ポンプ３５側に連通して空間部５１を形成する可撓性薄膜体５２が配置されており、この薄膜体５２の一部にはフロート部材３に配置されたシール部材５によって閉塞される開口部材５３が配備されている。
【００５７】
さらに、薄膜体５２によって形成された空間部５１内には、前記開口部材５３が当接する第１の吸着面５４が形成されている。また垂直方向の断面形状が台形形状になされ、かつ減圧ポンプ３５に連通する連通口１０を、その中央部に垂直に形成すると共に、断面台形形状の短辺部において薄膜体５２が密着する第２の吸着面５５も形成されている。
【００５８】
図１５から図１６に示す動作の過程で理解できるように、サブタンク１内へのインクの補給が進行することにより、シール部材５が開口部材５３に接近する。そしてさらにインクが充填されると、図１６に示すようにシール部材５は薄膜体５２を変形させながら開口部材５３を第１の吸着面５４に当接させる。そして、開口部材５３と第１の吸着面５４が完全にシールしていなくても、空間部５１は減圧ポンプ３５の作用により減圧される。したがって、図１７に示すように直ちに薄膜体５２は空間部５１側に吸引され、これと同時に薄膜体５２が第２の吸着面５５を閉塞する。
【００５９】
以上の作用によって、前記減圧ポンプへの連通口１０がシールされてサブタンク１内の減圧が停止され、インクの補給が停止する。したがって、図１５乃至図１７に示した構成によると、連通口１０をシールするのに必要な荷重は、可撓性薄膜体５２を変形させるだけの荷重があればよいので、シールに必要な荷重を小さくすることができ、言い換えればフロート部材３を小さくすることができる。また、可撓性薄膜体５２の作用によって減圧ポンプへの連通口をシールするように作用するので、その閉弁作用を確実にすることができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明にかかるインクジェット式記録装置によると、サブタンク内に貯留されたインクによって浮上するフロート部材と、フロート部材の移動によって負圧発生手段に連通するエアーバルブを開弁または閉弁状態としてサブタンク内の気圧を制御する減圧制御手段を配置したので、減圧状態のサブタンク内へ迅速にインクを充填させることが可能であり、記録装置のスループットを向上させることができる。また、サブタンク内に所定の液面までインクが充填された場合には、エアーバルブの作用によってインクの充填動作を確実に停止させることが可能であり、インク供給動作の信頼性を向上させることが可能となる。
【００６１】
加えて、それぞれのインクを貯留するサブタンクに備えられたそれぞれのエアーバルブを介して１つの負圧発生手段に連通されるように構成させることで、各サブタンクのインクの残留量に応じて順次エアーバルブが閉弁されてそれぞれに対するインクの充填が完了させることができるので、インクの充填ステップを能率的に実行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインクジェット式記録装置におけるサブタンクと接続機構との構成を示した断面図である。
【図２】メインインクタンクから記録ヘッドに至るインク供給系統の構成を示した模式図である。
【図３】図２に示すインク供給系統に介在するサブタンクにおけるインクエンドの状態を示した断面図である。
【図４】同じくサブタンクに対するインク補給の状態を示した断面図である。
【図５】同じくサブタンク内のインクが満タンとなった状態を示した断面図である。
【図６】同じく印字開始の状態を示したサブタンクの断面図である。
【図７】サブタンクに収納されたフロート部材の構成を示した側面図である。
【図８】同じくフロート部材の構成を示した分解斜視図である。
【図９】サブタンクに装着されたバルブ部材の第１の実施の形態を示した外観図ならびに断面図である。
【図１０】同じくバルブ部材の第２の実施の形態を示した断面図である。
【図１１】同じくバルブ部材の第３の実施の形態を示した断面図である。
【図１２】サブタンクを構成する蓋体の構成を示した拡大図である。
【図１３】各フロート部材の特質を比較した側面図である。
【図１４】サブタンクにおけるフロート部材の好ましい配置関係を示した断面図である。
【図１５】負圧発生手段に連通するエアーバルブの他の実施の形態を示した一部断面図である。
【図１６】同じく図１５に示すエアーバルブの動作過程を示した一部断面図である。
【図１７】同じく図１５に示すエアーバルブが閉弁された状態を示す一部断面図である。
【符号の説明】
１          サブタンク
１ｂ        サブタンク蓋体
１ｆ        インク付着防止リブ
２          接続機構
３          フロート部材
３ｆ        位置決めピン
３ｇ        位置決めピン
３ｈ        位置決めピン
４          支持軸
５          シール部材
６          バルブ部材（エアーバルブ）
６ａ        バルブ開口
７          インク補給口
８          インク供給口
９          空気導入口
１０        吸引空間（吸引口）
１４        インク供給バルブ
１５        空気導入弁
３１        メインインクタンク
３１ａ      インク導出部
３２        インク供給路
３３        記録ヘッド
３４        吸引路
３５        減圧ポンプ（負圧発生手段）
４１        バルブ固定部材
５１        空間部
５２        可撓性薄膜体
５３        開口部材
５４        第１の吸着面
５５        第２の吸着面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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