(57)【要約】【課題】簡素な構成によって、ヘッドへのインク供給量を適切に保つことのできるインクジェット記録装置を提供する【解決手段】弾性を有し、サブタンク２２を支持する圧縮バネ４０を設けることで、水頭差Ｄを一定に保つ。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドから吐出したインクによって記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録装置であって、
インクが貯蔵されているメインタンクと、
上記メインタンクから上記ヘッドに向かうインクを内部に貯留し、内部のインクとヘッドとの水頭差により、ヘッドに所定の量のインクを供給するサブタンクと、
加えられる力の大きさによってその大きさを変化させる弾性素材からなり、上記サブタンクを重力方向で支える支持部材と、を備え、
上記支持部材は、上記サブタンク内のインク量の変化に応じて、上記弾性素材の弾性により上記サブタンクの重力方向における位置を変化させることで、上記水頭差を一定に保つようになっているインクジェット記録装置。
【請求項２】
上記サブタンクの重力方向における位置を検出する位置検出部と、
上記メインタンクからサブタンクへとインクを移動させる送液部と、をさらに備え、
上記送液部は、上記サブタンクが所定の第一の高さに位置することを上記位置検出部が検出すると、上記メインタンクから上記サブタンクへとインクを移動させるようになっている請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
上記送液部は、上記サブタンクが上記第一の高さに位置することを上記位置検出部が検出する度に、同じ量のインクを上記サブタンクへ移動させるようになっている請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
上記送液部は、上記サブタンクが上記第一の高さよりも低い第二の高さに位置することを上記位置検出部が検出すると、上記サブタンクへのインクの移動を停止するようになっている請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク滴を紙等の記録媒体に向けて吐出することで、記録媒体上に画像（文字、図、記号等を含む）を記録するインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録装置は、制御装置からの吐出信号に応じて、ヘッドからインクを吐出させ、このインクによって記録媒体上に画像を記録する装置である。インクジェット記録装置には、インクをメインタンクで貯留しておき、メインタンクからヘッドへの供給の途中で、サブタンクによって一旦インクを保留し、サブタンクからヘッドへ負圧によってインクを供給する、という構成を備えるものがある。
【０００３】
ヘッドへのインクの供給量を適正に保つためには、この負圧を所定の大きさに保つ必要がある。そこで、従来、負圧を一定にするためにサブタンク内のインクの液面とヘッドとの水頭差を一定に保つための構成が提案されている。例えば、特許文献１のインクジェット記録装置においては、サブタンク内の液面の高さを検出するセンサを設け、液面の高さがある一定範囲内となるように、上記センサの検出結果に基づいて、メインタンクからサブタンクへのインク供給を制御することが記載されている。
【特許文献１】特開２００２‐１２０３７４号公報（２００２年４月２３日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、近年、装置の小型化の要求の高まりにより、簡素な構成の装置が望まれているものの、従来の装置ではこのような要求に充分に応えているとはいえなかった。
【０００５】
そこで本発明は、簡素な構成によって上述の負圧を一定に保つことの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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載のインクジェット記録装置は、ヘッドから吐出したインクによって記録媒体上に画像を記録するインクジェット記録装置であって、インクが貯蔵されているメインタンクと、上記メインタンクから上記ヘッドに向かうインクを内部に貯留し、内部のインクとヘッド内のインクとの水頭差により、ヘッドに所定の量のインクを供給するサブタンクと、加えられる力の大きさによってその大きさを変化させる弾性素材からなり、上記サブタンクを重力方向で支える支持部材と、を備え、上記支持部材は、上記サブタンク内のインク量の変化に応じて、上記弾性素材の弾性により上記サブタンクの重力方向における位置を変化させることで、上記水頭差を一定に保つようになっている。
【０００７】
上記インクジェット記録装置は、上記支持部材の弾性を利用することで、重力方向にサブタンクを移動させ、サブタンク内のインクとヘッドとの水頭差を一定に保つことができる。すなわち、支持部材という簡素な構成によって、上記水頭差を一定に保つことができる。
【０００８】
また、請求項２に記載するように、請求項１のインクジェット記録装置は、上記サブタンクの重力方向における位置を検出する位置検出部と、上記メインタンクからサブタンクへとインクを移動させる送液部と、をさらに備え、上記送液部は、上記サブタンクが所定の第一の高さに位置することを上記位置検出部が検出すると、上記メインタンクから上記サブタンクへとインクを移動させるようになっていてもよい。
【０００９】
サブタンク内のインクが少なくなると、サブタンクとインクとを合わせた重量、すなわち、重力方向において支持部材にかかる力は小さくなる。よって、サブタンク内のインクが少なくなるほど、サブタンクの重力方向における高さは高くなる。そこで、請求項２のインクジェット記録装置のように、サブタンクの位置が所定の高さ（第一の高さ）に達したときにメインタンクからサブタンクへインクを移動させる送液部を備えることで、サブタンク内のインク量を、一定値以上に保つことができる。
【００１０】
また、請求項３に記載するように、請求項２に記載のインクジェット記録装置において、上記送液部は、上記サブタンクが上記第一の高さに位置することを上記位置検出部が検出する度に、同じ量のインクを上記サブタンクへ移動させるようになっていてもよい。
【００１１】
また、請求項４に記載するように、請求項２に記載のインクジェット記録装置において、上記送液部は、上記サブタンクが上記第一の高さよりも低い第二の高さに位置することを上記位置検出部が検出すると、上記サブタンクへのインクの移動を停止するようになっていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のインクジェット記録装置によると、支持部材の弾性を利用してサブタンクとヘッドとの水頭差を保持するので、構成を複雑化することなく、負圧を一定に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のインクジェット記録装置について、その実施の形態を示すことで、具体的に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されるものではない。
【００１４】
＜第一実施形態＞
〔１〕インクジェットプリンタ
インクジェット記録装置として、以下、多数のノズルを備えるヘッドが設けられた、ライン式インクジェットプリンタを例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００１５】
ライン式インクジェットプリンタとしては、特開２００６−１２３３９７号公報（２００６年５月１８日公開）に記載されている技術を好適に利用することができる。ライン式インクジェットプリンタの構造の一例を、図１、図２に示す。図１は、インクジェットプリンタの要部構成を示す正面図であり、図２は、インク吐出面側から見たヘッド周囲の構造を示す平面図である。なお、図２では説明の便宜上搬送ベルト１１１を点線で示す。
【００１６】
図１に示すプリンタ１００は、印刷用紙Ｐの搬送方向に沿って並べられた４つのヘッド１２を有するラインヘッド型カラーインクジェットプリンタである。各ヘッド１２は、同図において、用紙Ｐの搬送方向と直交する方向（図の紙面に直行する方向）に細長い矩形の外形を有している。プリンタ１００には、設置姿勢において下方に給紙装置１１４が、上方に紙受け部１１６が、その中間に搬送ユニット１２０がそれぞれ設けられている。さらに、プリンタ１００には、これらの動作を制御する制御装置２００が備えられている。
【００１７】
給紙装置１１４は、積層された複数の矩形の用紙Ｐを収容可能な用紙収容部１１５と、用紙収容部１１５内において最も上にある用紙Ｐを１枚ずつ搬送ユニット１２０に向けて送り出す給紙ローラ１４５とを有している。用紙収容部１１５内には、用紙Ｐがその長辺と平行な方向に給紙されるように収容されている。用紙収容部１１５と搬送ユニット１２０との間には、搬送経路に沿って複数の送りローラ１１８が適宜配置されている。給紙装置１１４から排出された印刷用紙Ｐは、その一方の短辺を先端として、送りローラ１１８によって搬送ユニット１２０へと送られる。
【００１８】
搬送ユニット１２０は、エンドレスの搬送ベルト１１１と、搬送ベルト１１１が巻き掛けられた複数のベルトローラ１０６とを備えている。個々のベルトローラ１０６間に巻き掛けられた搬送ベルト１１１には所定の張力が発生するようになっている。また、搬送ベルト１１１の一方の面（搬送面１２７）には、粘着性のシリコンゴムによる処理が施されており、印刷用紙Ｐは搬送面１２７に確実に粘着させられる。若しくは、搬送ベルト１１１に小径の穴を多数開けておき、搬送ベルト１１１の印刷用紙Ｐが保持される面と逆の面側から空気を吸引するファンなどの吸引手段を設け、印刷用紙Ｐを空気の吸引力により搬送ベルト１１１に保持する構造としてもよい。また、搬送面１２７はヘッド１２と対向するように配される。給紙装置１１４から送り出された印刷用紙Ｐは、その上面（印刷面）にヘッド１２によって印刷が施されつつ搬送ベルト１１１により搬送されて、紙受け部１１６に到達する。紙受け部１１６では、印刷が施された複数の印刷用紙Ｐが重なり合うように載置される。
【００１９】
４つのヘッド１２は、用紙搬送方向に沿って互いに近接配置されている。４つのヘッド１２の各底面（吐出面１３）には、微小径を有する多数のノズル８が設けられている（図２参照）。ノズル８から吐出されるインク色は、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれかであって、同じヘッド１２に属する多数のノズル８から吐出されるインク色は同じである。なおかつ、４つのヘッド１２に属する多数のインク吐出口からは、マゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの４色から選択された互いに異なる色のインクが吐出される。
【００２０】
吐出面１３と搬送ベルト１１１の搬送面１２７との間には、僅かな隙間が形成されている。印刷用紙Ｐは、この隙間を矢印で示す搬送方向に沿って搬送される。吐出面１３の下方を印刷用紙Ｐが順次通過する際、印刷用紙Ｐの上面に向けてノズル８からインクが画像データに応じて吐出されることで、印刷用紙Ｐ上に所望のカラー画像が形成される。
【００２１】
用紙搬送方向における搬送ユニット１２０の下流には、剥離プレート１４０が設けられている。剥離プレート１４０は、その搬送ユニット１２０側端部が印刷用紙Ｐと搬送ベルト１１１との間に入り込むことによって、搬送ベルト１１１の搬送面１２７に粘着させられている印刷用紙Ｐを搬送面１２７から剥離する。
【００２２】
搬送ユニット１２０と紙受け部１１６との間には、複数の送りローラ１２１が配置されている。搬送ユニット１２０から排出された印刷用紙Ｐは、送りローラ１２１によって紙受け部１１６へ送られる。
【００２３】
搬送方向において最も上流側にあるヘッド１２の上流には、搬送ベルト１１１上における印刷用紙Ｐの先端位置を検出するために、発光素子と受光素子とから構成される光学センサである紙面センサ１３３が配置されている。紙面センサ１３３からの出力信号によって印字用紙Ｐの先端が検出位置に到達したことが分かるので、それに合わせて制御装置２００からヘッド１２に吐出信号が供給される。こうして、印字用紙Ｐ上に、インクによって画像が形成される。この画像とは、文字、記号、図形等を含む。
【００２４】
制御装置２００は、図示しない操作盤等を介してユーザから受け付けた指示や各種センサの検知結果に応じて、プリンタ１００の各部との間でデータ信号及び制御信号の送受信を行い、画像形成動作、後述のインク温度調整動作等を統括的に制御するものである。具体的には、制御装置２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）等によって構成可能である。ＣＰＵは種々の演算を行い、プログラムを実行することがきる。ＲＯＭにはＣＰＵによって行われる制御に関するプログラムや、プリンタ１００内の各部の動作に関するプログラム等が格納されている。また、ＲＡＭは、ＣＰＵの作業領域として機能する他、ユーザの入力内容等を保持する領域等を有している。
【００２５】
なお、インクジェットプリンタ１００が吐出するインクは、水性、油性、色素が溶解した溶液、顔料等の粒子が分散した分散液等、その性質、構成共に特に限定されるものではない。
【００２６】
〔２〕インク供給系
本実施形態では、ヘッド１２と、インクを貯留しておくメインタンク２１と、メインタンク２１とヘッド１２との間に設けられるサブタンク２２と、メインタンク２１からサブタンクへインクを供給する第一供給路２３と、サブタンク２２からヘッド１２にインクを供給するための第二供給路２４と、供給路２３に設けられ、メインタンク２１からサブタンク２２へとインクを送るポンプ２５とが、インク供給系２０を形成している。
【００２７】
メインタンク２１は、その内部のインクの減りに伴って外部から大気が流れ込むための通気孔３１を備える。またプリンタ１００に着脱可能に設けられている。図示しないインク残量センサによって、メインタンク２１内のインクが少なくなったことが検知されると、制御部２００は図示しない表示部によってユーザにタンク交換を促す。
【００２８】
サブタンク２２は、メインタンク２１と同様に、内部のインクの減りに伴って外部から大気が流れ込むための通気孔３２を備える。サブタンク２２は、メインタンク２１よりもインク容量が小さい。サブタンク２２は、メインタンク２１からのインクを溜めておくことができる。
【００２９】
サブタンク２２は、圧縮バネ４０によって支えられている。圧縮バネ４０は、その一端がサブタンク２２の底部に固定され、他端がプリンタ１００本体に対して固定されている。圧縮バネ４０は、サブタンク２２内のインクの水頭と、ヘッド１２においてインクを吐出する吐出孔内のインクの液面との差、すなわち水頭差Ｄを適切に保つことで、ヘッド１２へのインク供給量を調整することができる。
【００３０】
上記水頭差Ｄを保つために、より具体的には圧縮バネ４０は、インクの消費によるサブタンク２２のインク液面の低下量と、インクの消費によるインク重量の減少による圧縮バネ４０によるサブタンク２２の押し上げ量が略同一になるように圧縮バネのバネ定数が設定されている。例えばサブタンク２２内のインクの液面が２ｃｍ低下したのに応じて、サブタンク２２を約２ｃｍ押し上げるような圧縮バネ４０を使用するようになっている。
【００３１】
また、プリンタ１００は、圧縮バネ４０の他端と同様にプリンタ１００本体に固定されている、２つの光センサである第一受光部４１、第二受光部４２を備える。そして、サブタンク２２の外壁、上記第一受光部４１、第二受光部４２と対向する面には、発光部４３が設けられている。第二受光部４２は、第一受光部４２よりも低い位置に設けられており、第一受光部４１及び第二受光部４２は、発光部４３からの光を検知すると、制御装置２００に検知信号を送信する。
【００３２】
〔３〕サブタンクへのインク供給
図４に示すように制御部２００はインク供給制御部２０１を備える。サブタンク２２内のインクが消費されると、サブタンク２２の重力方向における位置は徐々に高くなる。そして、上述の第一受光部４１が、発光部４３からの光を検知すると、インク供給制御部２０１は、モータ２５を駆動し、メインタンク２１からサブタンク２２へインクを移動させる（図５）。
【００３３】
こうしてサブタンク２２へインクが供給されると、サブタンク２２のインクを含む重量は増大するので、サブタンク２２の位置は徐々に低くなる。そして、第二受光部４２が、発光部４３からの光を検知すると、インク供給制御部２０１は、モータ２５を停止し、インクの移動を停止する（図６）。
【００３４】
＜第二実施形態＞
本実施形態のプリンタ１０１は、発光部４３に対する受光部として第一受光部４１のみを備え、第二受光部４２を備えない点と、タイマ２０２を備える点以外は、第一実施形態のプリンタ１００と同様の構成である（図７）。
【００３５】
プリンタ１０１でも、上記〔３〕欄に述べた様に、第一受光部４１が発光部４３からの光を検知すると、インク供給制御部２０１がモータ２５を駆動してサブタンク２２へのインク供給が実行される。タイマ２０２は、インク供給開始からの時間をカウントする。大麻２０２によるカウントが所定時間に達したところで、インク供給制御部２０１は、モータ２５を停止して、インク供給を終える。
【００３６】
＜第三実施形態＞
本実施形態のプリンタ１０２は、第一実施形態のプリンタ１００において、圧縮バネ４０の代わりに引っ張りバネ４５を備える以外は、第一実施形態と同様の構成である。引っ張りバネ４５は、圧縮バネ４０とは異なり、その一端をサブタンク２２の上側に、他端をプリンタ本体に固定されることで、サブタンク２２を上から吊り下げるようになっている。
【００３７】
＜第四実施形態＞
本実施形態のプリンタ１０３は、発光部４３に対する受光部として、第一受光部４１と第二受光部４２との間に位置する受光部４６を、第一受光部４１及び第二受光部４２に代えて備える以外は、第一実施形態のプリンタ１００とほぼ同様の構成である（図９）。
【００３８】
本実施形態において、インク供給制御部２０１は、受光部４６における受光の有無によってメインタンク２１からサブタンク２２へのインクの移動を制御する。詳細には以下の通りである。サブタンク２２のインク量がインクの吐出によって減少すると、サブタンク２２は、すなわちサブタンク２２に固定された発光部４３は、上へと移動する。この移動によって、受光部４６が発光部４３からの光を受光できなくなると、インク供給制御部２０１はモータ２５を駆動し、メインタンク２１からサブタンク２２へインクの移動を開始させる。このときの発光部４３の位置を図９中に点線で示す。
【００３９】
そして、インクの移動によって、受光部４６が発光部４３からの光を受光できる位置にまで発光部４３が再び移動してきたとき、受光部４６から受光したことを示す信号を受けて、インク供給制御部２０１は、メインタンク２１からサブタンク２２へインクの移動を停止するようモータ２５を制御する。
【００４０】
本実施形態によると、第一実施形態より細かくインク補給を制御することができる。そのため、水頭差Dを常にほぼ一定に保つことができる。
【００４１】
さらに、第二実施形態のように、メインタンク２１からサブタンク２２への１回の供給における供給量を、一定量に決めておいてもよい。また、どの程度インク量が減れば第一受光部４１が発光部４３からの光を受光できなくなるかを、実験によって求めておき、この量を上述の供給量とすることもできる。例えば、モータ２５の駆動時間を一定時間に設定しておけば、毎回一定量を供給することができる。
【００４２】
なお、上記実施形態において、サブタンク２２を支持する支持部材としてはバネを用いたが、もちろん、本発明はこれに限定されるものではなく、水頭差Ｄを一定に保つことができるような弾性を備える部材であれば、ゴム、樹脂等、種々の素材からなる支持部材を用いることができる。
【００４３】
以上、異なる欄に記載した事項は互いに適宜組み合わせることが可能であり、さらに公知の技術を組み合わせることも可能である。このようにして得られる技術についても、本発明に含まれることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の一形態であるプリンタ１００の要部構成を示す正面図である。
【図２】インク吐出面１３側から見たヘッド周囲の構造を示す平面図である。
【図３】インク供給系２０とその周囲の構成を示す正面図である。
【図４】プリンタ１００におけるサブタンク２２へのインク供給時の信号の流れを示すブロック図である。
【図５】サブタンク２２内のインク量が少なくなってきたとき（下限値に達したとき）の、インク供給系２０とその周囲の構成を示す正面図である。
【図６】サブタンク２２内のインク量が上限値に達したときの、インク供給系２０とその周囲の構成を示す正面図である。
【図７】本発明の実施の他の形態であるプリンタ１０１を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施のさらに他の形態であるプリンタ１０２を示す正面図である。
【図９】本発明の実施のさらに他の形態であるプリンタ１０３を示す正面図である。
【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】
2008126641.tif 000008
【図７】
2008126641.tif 000009
【図８】
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【図９】
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