(57)【要約】【課題】チューブを用いたインク供給方式のプリンタで、キャリッジ駆動時に生じる吐出ヘッドのインク流動を緩和し、インク吐出のためのインク供給を安定化させ、印字品位、印字スループットを向上させる。【解決手段】チューブ供給方式のキャリッジ上に▲１▼サブタンクをもった吐出ヘッド。▲２▼供給チューブから分岐した第２のサブタンク。第２のサブタンクを動かすキャリッジ。吐出ヘッドと第２のサブタンクの動きは互いに反対向き。第２のサブタンクに吐出ヘッドを具備（ダミーカートリッジ）。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するためのインク吐出部が第一のキャリッジ上にあって往復運動し、該インク吐出部内にインクを保有するインク貯蔵部を備え、さらに該インク貯蔵部からインク供給管を介して、インクが保有してある主インク貯蔵部に、インクが連絡されているインクジェット記録装置において、前記インク供給管内の任意の位置に、インク供給管から分岐された支流管が具備され、該支流管を介して、インクが保有されるインク保有器が、第二のキャリッジ上に備えられ、該第二のキャリッジが、前記インク吐出部を有する第一のキャリッジの往復運動に応じて、反対方向の往復運動を行うことにより、インク吐出部で生じる圧力変動を抑制することを特徴とするインクジェット記録装置のインク供給装置。
【請求項２】
前記インク保有器が、インク吐出ためのインク吐出部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置のインク供給装置。
【請求項３】
前記インク保有器が、インク保有器内の内圧を大気圧に開放するための、大気連絡する大気連通穴を備えていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置のインク供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置のインク供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体供給経路による液体の供給に関する技術に関して、特に、液体吐出部からインク液滴を吐出して被記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置の液体（インク）供給装置について述べる。
【０００３】
インクジェット記録装置のインク供給方式の中でも、サイズが大きな被記録媒体への記録や、記録ボリュームが大きい装置に搭載される場合のインクジェット記録装置においてはインクの吐出を行うインク吐出部がキャリッジ上にあって往復運動し、このインク吐出部内に一時的にインクを保有するインク貯蔵部（サブタンク）を備え、さらにこのサブタンクからインク供給管（チューブ）を介して、インクが保有してある主インク貯蔵部（メインタンク）に、インクが連絡されている構成によって、インク液体吐出部に順次インク供給を行っているチューブ供給方式が用いられている。
【０００４】
このチューブ供給方式における従来の構成例を、図７示す。
【０００５】
図７では、インクジェット記録装置７１０において、インク供給系に係わる部分のみを抽出し基本構成を示した。
【０００６】
ここで、７２０が記録に用いられる記録用紙などの印字媒体であり、これに印字するためにインク吐出部７４０が、往復運動を行うキャリッジ７５０に取り付けられており、このインク吐出部７４０内にインクを保有するインク貯蔵部（サブタンク）７８０が備えられている。
【０００７】
この時のキャリッジ７５０の往復運動（矢印）は、キャリッジレール７３０に支持され印字用紙７２０の所定印字部分まで、印字信号に同期し、適宜、移動が行われる。
【０００８】
図では、この往復運動を説明するためインク吐出部７４０がＡの位置にあるところから移動し、Ｂの位置にある状態を示している。
【０００９】
さらにこのサブタンクからインク供給管（チューブ）７６０を介して、インクが保有してある主インク貯蔵部（メインタンク）７７０に、インクが連絡されていおり、インク液体吐出部７４０に順次インク供給を行っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
前述のとおり、チューブ供給方式においては、連続的にインクを供給できる。しかしながら、キャリッジが行う往復運動の際に、その運動方向反転時にチューブ内のインクがキャリッジ移動に伴う慣性力を受け、インク吐出口部でのインク保持圧力が変動し、インク吐出の際に、不具合を生じる。
【００１１】
このため、インク吐出部は、インク供給を直接に与えることなく、インク吐出部内にインクを一時的に保有する液体貯蔵部となるサブタンクが備えられている。このサブタンクにはインク貯蔵部とともに、空気を確保する大きな領域を持たせており、この空気領域を緩衝室（バッファ）として圧力変動を緩和させていた。
【００１２】
しかしながら、近年のインクジェットプリンタの高速化に伴う、キャリッジ移動速度の高速化や、多ノズル化などによるインク供給量の増加によって、キャリッジが行う往復運動の際に、チューブ内のインクがキャリッジ移動に伴う慣性力が大きくなり、インク吐出口部でのインク保持圧力の変動値も増加する。
【００１３】
したがって、従来の空気のバッファだけでは十分な圧力変動の緩和が困難になっている。
【００１４】
たとえば例として、図６は、キャリッジが行う往復運動の際に、サブタンク７８０、ならびにインク吐出部７４０が受ける圧力変動を示した図である。
【００１５】
図にあるように、Ａ、Ｂそれぞれの位置での往復運動の反転時に、記録ヘッド部（インク吐出部とサブタンク）は、減速、停止、加速の運動を行うことになり、その時受ける慣性力の方向により、記録ヘッド部の内圧が大気圧に対して変動する。これらの圧力変動の方向は、キャリッジレールのＡの位置（右端）、Ｂの位置（左端）で、おのおの逆方向に変化する。
【００１６】
このような変動の大きさと方向によっては、不用意にインクが滴下し印字媒体を汚したり、また逆にインクの吐出が不可能になることが生じる。
【００１７】
すなわち、印字品位を著しく低下するという問題があがる。
【００１８】
これらのキャリッジ往復運動にともなうインク吐出口部でのインク保持圧力の変動を緩和するため、各種の提案がなされている。
【００１９】
たとえば、特開平５−２２９１３６号公報では、サブタンクの１壁面を透明の可撓性フィルムとして、そのフィルムの変形によって圧力変動を緩和する提案がある、この場合、フィルム変形量が、圧力変動値に大きく影響をあたえるので、の材質、形状などに制約をうける。さらにまた圧変動量が多大な場合には、それに対応して壁面を大きくする必要があり、サブタンク自体が大型化し、コンパクトなインクジェット記録装置の提供が難しくなる。
【００２０】
一方、別の提案として特開平９−１１４８８号公報では、キャリッジ移動時（反転時）に供給チューブ内のインクの流れをバルブ（弁）で開閉調節する方法をあげている。
【００２１】
本提案ではバルブ（弁）の開閉に伴い、インクの流動そのものを停止させるため、印字の連続的な動作が行えない。すなわちインクの連続供給という点では不十分であるなどの欠点をもつ。
【００２２】
特に、サイズが大きな被記録媒体への記録や、記録ボリュームが大きい装置に搭載されるインクジェット記録装置の場合、記録動作の高速化や記録画像の高画質化が必要となることが予想され、その一解決手段として吐出液滴のさらなる小液滴化が挙げられる。そして液滴の吐出精度に多大な影響を与えるインクタンク内の安定な負圧制御がより一層強く求められるとも予想される。
【００２３】
本発明では、サブタンクを大きくすることなくサブタンク内の安定な負圧制御が行え、かつインクの連続供給を可能とし、インクジェット装置全体としての印刷スループット向上を可能にする液体供給装置を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するため、本発明はインクジェット記録装置のインク供給装置として、インク供給管内の任意の位置にインク供給管から分岐された支流管を配し、この支流管を介して、インクが保有されるインク保有器が、第二のキャリッジ上に備えられており、この第二のキャリッジがインク吐出部を有する第一のキャリッジの往復運動に応じて、反対方向の往復運動を行うことにより、インク吐出部で生じる圧力変動を抑制するものである。
【００２５】
さらにこのインク保有器は、インク吐出ための第二のインク吐出部と、このインク吐出部内にインクを保有するインク貯蔵部を備えているものであってもよい。
【００２６】
このインク保有器は、インク保有器内の内圧を大気圧に開放するための、大気連絡する大気連通穴を備えているものであってよい。
【００２７】
上記の構成により、キャリッジが行う往復運動の反転時にチューブ内のインクがキャリッジ移動に伴う慣性力を受ける力の方向と反対方向のインク流動力がインク保有器内に生じ、このインク流動力によって、支流管を介して、インク吐出口部でのインク保持圧力が変動を受ける力を緩和させる作用が得られる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は本発明の一例であるインクジェット記録装置の外観図である。
【００３０】
図１に示すようにインクジェット記録装置１１０の本発明に関わる内部構成として、記録紙へのインク吐出を行うインク吐出部１４０が、第一のキャリッジ１５０上にあってキャリッジレール１３０に沿って往復運動し、インク吐出部１４０内にインクを一時的に保有するインク貯蔵部であるサブタンク１８０を備えている。
【００３１】
さらに、このサブタンク１８０からインク供給管であるチューブ１６０を介して、インクが保有してある主インク貯蔵部のメインタンク１７０に、インクが連絡されている。
【００３２】
またインク供給管であるチューブ１６０の任意の位置（図では中央）の分岐点１９５に、インク供給管１６０から分岐された支流管１９６を配してあり、この支流管を介して、インクが貯蔵されるインク保有器１９０が、第二のキャリッジ１５５上に備えられている。
【００３３】
この第二のキャリッジ１５５は、キャリッジレール１３５軸方向の往復運動を行えるように、動作機構が構成されている。
【００３４】
さらにこのインク保有器１９０は、保有しているインクを大気圧に開放するための大気連通穴１９２が具備されている。
【００３５】
またインク保有器１９０の動作は、インク吐出部１４０を有するキャリッジ１５０往復運動（たとえばＡ→Ｂ）に応じて、キャリッジレール１３０の両サイドに取り付けられた位置検出センサ１３７，ならびに１３６の信号を受け、反対方向の往復運動（Ｃ→Ｄ）を行なえるよう動作タイミングをはかっている。
【００３６】
次にここで、図２によって、本発明に係わる第一の実施例として図１のＫ方向（上面）から見た構成図を示す。
【００３７】
図２において、具体的にインク吐出部の圧力変動を緩和するための説明としてたとえば、インク吐出部（不図示）ならびに、インク貯蔵部１８０がＡからＢに移動した状態にある時を上面から構成した場合には、インク供給のチューブ１６０から分岐している分岐点１９５を中央として支流管１９６が配され、インクが貯蔵されているインク保有器１９０が第二のキャリッジ（不図示）上にあって、キャリッジレール１３５で、Ｃ→Ｄへ移動している状態となる。
【００３８】
次に図３は、このときに生じる圧力変動を説明するための図である。
【００３９】
図３で、インク吐出部１４０が単独でキャリッジ移動Ａ→Ｂを行うと、インク供給チューブ１６０などから受けるインク流動伴う圧力変動の波形は（イ）のように観測される。
【００４０】
また、同様にこのとき、すなわちインク保有器１９０が単独でキャリッジ移動Ｃ→Ｄを行うと、支流管１９６などから受けるインク流動に伴う圧力変動の波形は（ロ）のように観測される。
【００４１】
従って、このときインク吐出部１４０とインク保有器１９０では、両者ともに大気圧に対して負圧方向の変動であり、互いにインクを取り込もうとするインク流動が生じることとなる。
【００４２】
しかしながら、このとき両者のインク供給経路はそれぞれ、供給チューブ１６０と支流管１９６を介して分岐点１９５で合流している。すなわち、この配管構成によれば、両者で互いに生ずるインク流動は、分岐点１９６を中心に相反する方向に生じることとなり、このときの互いの圧力変動の大きさと、タイミングが等しければ、相殺される。
【００４３】
従って、インク流動が互いにぶつかり合うことによって、流動が相殺され、結果的にインク吐出部１４０での圧力変動が減少（緩和）できることとなる。
【００４４】
一方、キャリッジの反転位置が逆の場合には、インク吐出部１４０のインク流動の挙動が反転する場合となる。（図６参照）。
【００４５】
このときも同様に、インク吐出部のキャリッジ移動時でのインク流動とインク保有器で発生した流動が互いに分岐点でぶつかり合うこととなり流動が相殺され、結果的にインク吐出部での圧力変動が減少（緩和）できることとなる。
【００４６】
これらのキャリッジ移動によるインク吐出部での圧力緩和の状況を示した図が図４である。
【００４７】
図４では、それぞれキャリッジ移動に伴う単独でのインク吐出部、ならびに単独でのインク保有器の圧力変動を（ハ）、（ニ）に示し、さらに、これらのインク吐出部、インク保有器を用いて、本発明の構成によるキャリッジ移動を行ったときのインク吐出部の圧力変動を観測したものが、（ホ）である。
【００４８】
このときの測定値は各山と谷とのピーク値間で４０〜６０ｍｍａｑ程度である。
【００４９】
図で、わかるように本発明によれば、キャリッジ移動時にインク吐出部で生じる圧力変動は波形（ハ）から（ホ）と変化し、波の大きさが小さくなり、山と谷とを観測不可能なレベルまで緩和されている。
【００５０】
なお本例では、インク吐出部の圧力変動に対応するインク保有器のインク流動は５０ｍｓの時間内に０．１ｃｃの流動を発生させる事によってインク吐出に最適な条件を得た。
【００５１】
またここでは、キャリッジ（サブタンク）からメインタンクまでの全長８００ｍｍの内径２ｍｍチューブにおいて４００ｍｍの位置で、分岐点を設け、更に４００ｍｍで内径２ｍｍのチューブによる支流管をインク保有器へ設定接続している。
【００５２】
また、インク保有器でのインク保有容量は、９ｃｃ程度である。
【００５３】
また本例のメインタンクはサブタンクよりも大きな容量を有するものであり、本例の場合、５００ｃｍ３程度のインクを貯蔵することができる。
【００５４】
またキャリッジの往復運動の反転タイミングを検出するために、キャリッジレールの端部およびキャリッジにスイッチを設置した。
【００５５】
キャリッジ移動時のインク流動量は、キャリッジ速度、サブタンク容量、インク供給チューブの内径、長さなどで変化する。従って、所定のインクジェット記録装置におけるキャリッジ反転時のインク吐出部におけるインク流動量に対し、ほぼ同等量で反対方向の流動になるよう支流管の設置位置、長さ、内径などを決め、さらにインク保有器の容量を最適化していけばよい。
【００５６】
また近年、インクジェット記録装置は複数の色のインクを使用するカラーインクジェット記録装置であることが多いため、本実施系を複数の各色チューブ毎に設け、各色のインク吐出部に対して、圧力変動が減少（緩和）が可能なり、印字品位の高いカラーインクジェット記録装置の提供が可能となる。
【００５７】
（実施例２）
図５は、本発明に係わる第二の実施例のインク流動発生部の透視斜視図を示す。
【００５８】
第二の実施例でのインク保有器以外の構成は、第一の実施例を同等で構成可能であるので、第一の実施例を参照されたい。図５に示すようにインクジェット記録装置１１０の本発明に関わる内部構成として、記録紙にインクインク吐出を行うインク吐出部１４０が第一のキャリッジ１５０上にあってキャリッジレール１３０に沿って往復運動し、インク吐出部１４０内にインクを一時的に保有するインク貯蔵部であるサブタンク１８０を備えている。
【００５９】
さらにこのサブタンク１８０からインク供給管であるチューブ１６０を介して、インクが保有してある主インク貯蔵部のメインタンク１７０に、インクが連絡されている。
【００６０】
またインク供給管であるチューブ１６０の任意の位置（図では中央）の分岐点１９５に、インク供給管１６０から分岐された支流管１９６を配し、この支流管を介して、インクが貯蔵されるインク保有器１９０が、第二のキャリッジ１５５上に備えられており、この第二のキャリッジ１５５がキャリッジレール１３５軸方向の往復運動を行えるように、機構が構成されている。
【００６１】
このインク保有器１９０は、インク吐出ためのインク吐出部５４０と、このインク吐出部内に一時的にインクを保有するインク貯蔵部５８０を備えている。すなわち、記録紙へ所定のインク吐出が行える機構を具備するものであり、前述インク吐出部１４０ならびに、インク貯蔵部１８０などの機能部品を共通流用することによって構成されてもよい。
【００６２】
第二の実施例におけるインク保有器１９０は、インク吐出部１４０を有するキャリッジ１５０往復運動に応じて、キャリッジレール１３０の両サイドに取り付けられた位置検出センサ１３５，ならびに１３６の信号を受け、反対方向の往復運動を行なえ、かつ、インク吐出によって所定の画像が得られるようにインク吐出動作タイミングをはかっている。
【００６３】
本構成によれば、実施例１の場合と同様に、各インク吐出部のキャリッジ移動時でのインク流動とインク保有器で発生した流動が互いに分岐点でぶつかり合うこととなり流動が相殺され、結果的に両者のインク吐出部での圧力変動が減少（緩和）できることとなる。
【００６４】
上述の構成と、キャリッジ移動の動作によれば、インク吐出部の圧力変動を緩和する事と同時にインク記録行えることになり、印字品位の向上と印字のスループット向上が同時になされる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、キャリッジの反転時のインク吐出部の圧力変動を緩和することができ、さらにサブタンクを大きくすることなくサブタンク内の安定な負圧制御が行え、かつインクの連続供給を可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例であるインクジェット記録装置の外観図。
【図２】本発明に係わる第一の実施例として図１のＫ方向（上面）から見た構成図。
【図３】本発明に係わる第一の実施例の圧力変動を説明するための図。
【図４】本発明に係わる第一の実施例のキャリッジ移動によるインク吐出部での圧力緩和の状況を示した図。
【図５】本発明に係わる第二の実施例のインクジェット記録装置の外観図。
【図６】キャリッジが行う往復運動の際に、サブタンクならびにインク吐出部が受ける圧力変動を示した図。
【図７】チューブ供給方式における従来の構成例。
【符号の説明】
１４０  インク吐出部
１５０  第一のキャリッジ
１５５  第二のキャリッジ
１６０  インク供給管（チューブ）
１７０  主インク貯蔵部（メインタンク）
１８０  インク貯蔵部（サブタンク）
１９０  インク保有器
１９２  大気連通穴
１９６  支流管
１９５  分岐点
５４０  インク保有器のインク吐出部
５８０  インク保有器のインク貯蔵部
【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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