(57)【要約】【課題】  インク吸収部材を有するインク容器の、初期充填時および繰り返しの再充填における、インク充填量、インク使用効率を高める。【解決手段】  インクジェット記録ヘッド１のサブタンク３内には、インクを含浸保持可能なインク吸収部材３７が配置されているとともに、インク容器３６の第１の壁面３６ａとインク吸収部材３７とにより形成されたインク吸収部材３７が存在しない領域である空間Ｖ２が形成されている。通気口１５が形成されている蓋部材３５には、多孔質部材からなり、気体は透過するがインクなどの液体は遮断する気液分離部材３３が設けられている。空間Ｖ２の体積と、１度の回復動作でインクジェット記録素子３８の吐出口からインクが排出される量および初期予備吐出量の総体積Ｖ１とは、０．７・Ｖ１≦Ｖ２≦Ｖ１の関係にある。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドに付設され前記インクジェットヘッドに補充されるインクを貯留するインク吸収部材が収納されて構成されるインク貯留部と、該インク貯留部に対して特定のタイミングで連結し前記インク貯留部内を減圧する減圧手段と、前記インク貯留部に対して前記特定のタイミングで連結し前記減圧手段による減圧状態によって前記インク貯留部に対して補充されるインクを収容したインクタンクと、を備え、前記インク貯留部に対して前記減圧手段と前記インクタンクとを利用してインクの補充が行なわれた後に前記インクジェットヘッドから特定量のインクを排出してインク充填動作を行うインクジェット記録装置の前記インク貯留部であって、
前記インク吸収部材が配置されている吸収部材配置領域と、前記インク吸収部材が配置されておらず一時的にインクを貯留する空間である吸収部材非配置領域とを有し、インク排出における特定量であるインク排出量をＶ１、前記吸収部材非配置領域の容積をＶ２、インク補充直後にインクが貯留されるインク貯留部内の領域をＶ３としたとき、Ｖ３≦２０・Ｖ１且つ０．７・Ｖ１≦Ｖ２≦Ｖ１の範囲内にあることを特徴とするインク貯留部。
【請求項２】
前記減圧手段の連結部と前記インク吸収部材の収納領域とを気液分離部材によって空間的に仕切っており、前記気液分離部材によって前記インク貯留部へのインクの充填の規制がなされる、請求項１に記載のインク貯留部。
【請求項３】
インクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドに付設されインクジェットヘッドに補充されるインクを貯留するインク吸収部材が収納されて構成されるインク貯留部と、該インク貯留部に対して特定のタイミングで連結し前記インク貯留部内を減圧する減圧手段と、前記インク貯留部に対して前記特定のタイミングで連結し前記減圧手段による減圧状態によって前記インク貯留部に対して補充されるインクを収容したインクタンクと、を備え、前記インク貯留部に対して前記減圧手段と前記インクタンクとを利用してインクの補充が行なわれた後に前記インクジェットヘッドから特定量のインクを排出してインク充填動作を行うインクジェット記録装置の前記インク貯留部を備えたインクジェットヘッド構造体であって、
前記インク貯留部のインク吸収部材が配置されている吸収部材配置領域と、前記インク吸収部材が配置されておらず一時的にインクを貯留する空間である吸収部材非配置領域とを有し、前記インク排出における特定量であるインク排出量をＶ１、前記吸収部材非配置領域の容積をＶ２、前記インク補充直後にインクが貯留されるインク貯留部内の領域をＶ３としたとき、Ｖ３≦２０・Ｖ１且つ０．７・Ｖ１≦Ｖ２≦Ｖ１の範囲内にあることを特徴とするインク貯留部を備えたインクジェットヘッド構造体。
【請求項４】
前記インク貯留部は、前記減圧手段の連結部と前記インク吸収部材の収納領域とを気液分離部材によって空間的に仕切っており、前記気液分離部材によって前記インク貯留部へのインクの充填の規制がなされる、請求項３に記載のインク貯留部を備えたインクジェットヘッド構造体。
【請求項５】
インクを貯蔵するメインタンクと、負圧を発生する負圧発生装置と、インクを吐出するインク吐出口を有したインクジェット記録ヘッドとを備えたインクジェット記録装置であって、前記インクジェット記録ヘッドが、前記メインタンクから補充されたインクを貯蔵するサブタンクを備えており、前記サブタンク内にはインクを含浸保持するインク吸収部材が収納されるとともに、前記サブタンク内に貯蔵されたインクと外気とを分離するための気液分離部材が配されており、前記気液分離部材を介して前記サブタンク内の空気を排出するための通気口とインクが補充されるインク充填部とを備え、前記負圧発生装置が前記通気口に接続されて、前記サブタンク内の空気を排出することで前記メインタンクからインク充填部を介して前記サブタンク内にインク補充が行われ、インクの補充がなされた直後に前記インク吐出口から規定量のインク排出を行うインクジェット記録装置において、
インク補充直後にインクが貯留される前記サブタンク内の領域が、前記インク吸収部材が配置されている吸収部材配置領域と、前記インク吸収部材が配置されておらず一時的にインクを貯留する空間である吸収部材非配置領域とを有し、前記インク排出における規定量であるインク排出量をＶ１、前記吸収部材非配置領域の容積をＶ２、前記インク補充直後にインクが貯留されるサブタンク内の領域をＶ３としたとき、Ｖ３≦２０・Ｖ１且つ０．７・Ｖ１≦Ｖ２≦Ｖ１の範囲内にあることを特徴とする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、インクジェット記録分野に用いられる記録ヘッドに補充されるインクを貯留するインク貯留部、該インク貯留部を備えたインクジェットヘッド構造体およびインクジェット記録装置に関するものであり、特に、インクジェット記録ヘッドとともにインクジェット記録装置のキャリッジに搭載され、必要に応じてメインのインクタンクと連結して間欠的なインクの補充を受ける間欠インク供給システムを採用したインクジェット記録装置において好適に用いられるインク貯留部を備えたインクジェットヘッド構造体および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ヘッドを走査しながら記録を行うインクジェット記録装置においては、図１２に示すように、インクを吐出するためのノズルを備えたインクジェット記録ヘッド２０１と、該ヘッド２０１に供給するインクを貯留保持し、内部を大気に開放する大気連通部を備えたインクタンクとを連結させ、キャリッジに対して着脱可能に構成したカートリッジ状態（記録ヘッドとインクタンクとは一体不可分の構成、あるいは分離可能な構成のいずれをもとり得る）でキャリッジ上に搭載し、キャリッジがヘッドカートリッジをガイド軸２０８に沿って走査させ記録を行う、いわゆるオンキャリッジ方式が知られている。
【０００３】
また、図１３に示すように、キャリッジ３０１ａ上にはインクジェット記録ヘッド３０１のみを有し、インクの入ったタンクカートリッジ３０１ｃは本体側に設け、インクジェット記録ヘッド３０１とタンクカートリッジ３０１ｃの間をフレキシブルなインク供給チューブ３０１ｄでつなぐことでインクを供給する、いわゆるチューブ供給方式のものもある。
【０００４】
しかしながら、図１２に示すようなオンキャリッジ方式においては、キャリッジ２０１ａ上にインクをその中に保持するヘッドカートリッジ２０１ｂを有するためどうしても重量が重くなり、キャリッジ２０１ａの高速走査の妨げになる場合があったり、また重量を軽くするためにヘッドカートリッジ２０１ｂを小型化すると記録可能な枚数が少なくなってしまう場合があった。
【０００５】
一方、図１３に示すようなチューブ供給方式では、本体側にあるインクカートリッジ３０１ｃとインクジェット記録ヘッド３０１をインク供給チューブ３０１ｄで継ぐために機構が複雑になり装置の小型化が困難となる場合があった。
【０００６】
そこで、キャリッジ上にはサブタンクを備えた記録ヘッドが設けられ、キャリッジがホームポジション、あるいは所定の位置にあるときに装置本体に設けられたメインタンクと必要に応じて連結して、キャリッジ上のサブタンクに所定量のインクを所定量供給しようとする間欠インク供給方式（以下では、便宜的にピットイン方式と表現することもある）が提案されている。
【０００７】
図１４にピットイン方式インクジェット記録装置の一例の概略図を示す。（特許文献１参照）
紙送りローラ４２１により搬送される記録紙４２０に記録を行う記録ヘッド４０１がキャリッジ４０１ａ上に搭載されている。このキャリッジ４０１ａはガイド軸４０８でガイドされるように構成されている。インクを記録ヘッド４０１のサブタンクに補充するためのメインタンク４０４がホームポジション４２３に配置されており、このメインタンク４０４にはサブタンク４０３のインク供給口４１１と結合する供給管４１０が設けられている。インクジェット記録素子を密閉、保護するためのダミーキャップ４０６、インクジェット記録素子のノズルからインクを吸引するための吸引キャップ４０５が負圧発生装置４０７と、サブタンク４０３の通気口４１５から吸気するための吸気キャップ４２２が負圧発生装置と連通して設けられている。
【０００８】
次に、図１４に示すピットイン方式インクジェット記録装置におけるピットイン動作を説明する。
【０００９】
非記録時においては、インクジェット記録ヘッド４０１は、吸引キャップ４０５、吸気キャップ４２２、ダミーキャップ４０６、およびメインタンク４０４に対して接続可能な位置であるホームポジション４２３に待機している。記録信号が記録装置本体に送られるとダミーキャップ４０６がインクジェット記録素子の不図示の吐出口を密閉し、メインタンク４０４の供給管４１０とサブタンクのインク供給口４１１とが接続される。そして、吸気キャップ４２２とサブタンク４０３の通気口４１５が接続され、負圧発生装置４０７が作動し、サブタンク４０３内を減圧することでメインタンク４０４からサブタンク４０３にインクが供給される。
【００１０】
次に、サブタンク４０３内を減圧した際に生じるノズル内インクのサブタンク４０３側への逆流、あるいは長期放置による増粘インクがノズルに詰まることで生じる吐出不良を防止するために回復動作が行われる。この回復動作は、サブタンク４０３の通気口４１５とインク供給口４１１は開放しておき、インクジェット記録素子に吸引キャップ４０５を接続し、負圧発生装置４０７によってノズル内のインクを吸引するものである。さらに、インクの吸引後にインクジェット記録ヘッド４０１の吐出口面に付着したインクの拭き取り（ワイピング）、その後、ワイピングによりノズル内に押し込まれた混色インクを除去する予備吐出を行ってから記録が開始される。
【００１１】
このように、ピットイン方式はキャリッジ４０１ａ上にインクジェット記録素子とサブタンク４０３しかなくキャリッジ４０１ａを軽くできるのでインクジェット記録ヘッド４０１を高速で走査させることができ、またホームポジション４２３でメインタンク４０４からインクを補充するので記録枚数も多くすることができる。さらにタンクカートリッジ方式のようにキャリッジとタンクをインク供給チューブでつなぐこともないので装置の構成が非常に簡単になるという利点もある。
【００１２】
このピットイン方式インクジェット記録装置における，メインタンクからサブタンクへのインクの補充機構としては、ピットイン時サブタンクに供給可能なインク量をセンサで検知してインクを供給する供給系を制御する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
しかし、このような機構は非常に複雑且つ繊細で高価なものとなる場合がある。
【００１４】
これを解決するためにサブタンクに気液分離部材を配置したピットイン方式が提案されている。図１５に気液分離部材方式ピットインに用いられるインクジェット記録ヘッドの一例の断面の概略図を示す。
【００１５】
このインクジェット記録ヘッドは、図１４で示したようなインクジェット記録装置に搭載される。インクが貯蔵されるインク容器４３６内にはインク吸収部材４３７が配置され、通気口４１５と連通する途中の蓋部材４３５に気液分離部材４３３が配置されている。気液分離部材４３３は、気体は透過するがインクなどの液体は遮断するＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などで作られる多孔質部材である。
【００１６】
次に、図１５に示すピットイン方式インクジェット記録ヘッドに対するインク補充動作を説明する。
【００１７】
記録信号が記録装置本体に送られるとダミーキャップ４０６がインクジェット記録素子４３８の吐出口を密閉し、メインタンク４０４の供給管４１０とサブタンクのインク供給口４１１が接続される。そして、吸引キャップ４０５とサブタンク４０３の通気口４１５が接続され、負圧発生装置が作動しインク容器４３６内の空気を気液分離部材４３３を通して通気口４１５から排出する。これに伴いサブタンク４０３内が減圧され、メインタンク４０４から供給管４１０、インク供給口４１１を通ってインク容器内が満タンになるまでインクが供給される。このインク供給直後に、図１４を用いて説明したように、吐出不良を防止するための回復動作、ワイピング動作、初期予備吐出が行われ、記録材に記録が可能な状態となる。
【００１８】
前述の負圧発生装置４０７の吸気量がサブタンク４０３の内容積以上であれば、インク容器４３６内に残ったインク量が、どのような状態であってもインク容器４３６中の空気は気液分離部材４３３を通じて排出され、代わりに新しいインクが満タンに補給されることになる。このようにインクを満タン注入するためには一定量以上の空気を吸い出せば完結するため、空気の吸出し制御を行う必要もなく十分なマージンをもって負圧発生装置を設計すれば原理的には容易に達成可能である。
【００１９】
このように、気液分離部材を用いたピットイン方式インクジェット記録装置では、インクの補充が容易に安定して行うことができる。また、一枚記録する毎にインクの補充を行えば、サブタンク内に保持される使用可能インク容量は、記録紙一枚の記録に使われる必要インク量と回復動作に使われるインク量と予備吐出に使われるインク量の総インク量であれば必要十分であり、インク容器はこのインク量が注入できる設計にすれば良い。よって、従来のヘッドカートリッジ式と比べるとインクジェット記録ヘッドを小型にすることができる。
【特許文献１】特開平０８−１１２９１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上述のように、気液分離部材を用いたピットイン方式インクジェット記録装置では、従来と比べるとヘッド及び装置が小型にできる。
【００２１】
しかしながら、さらなるインクジェット記録装置の小型化を図るために、さらなるインクジェット記録ヘッドの小型化、すなわちサブタンクの小型化が要望されている。
【００２２】
小型化の一手段として、サブタンクに搭載するインク量を削減することが考えられるが、同一の記録材に対する記録に必要なインク量、吐出不良を防止するための回復動作及び予備吐出に必要なインク量は装置に関係なく一定であり、インク量削減は困難である。小型化のもう一つの手段として、サブタンクに充填されたインクの使用効率を可能な限り高めてサブタンク容積を削減する方法がある。
【００２３】
ところで、図１５に示した従来のインクジェット記録ヘッドでは、多孔質体のインク吸収部材４３７をインク収容部のほぼ全体に配置している。これにより、多孔質体の毛細管力を利用し吐出口に作用するインクの圧力を負に保つことで、記録時にはインクジェット記録ヘッドから吐出されるインク量を良好に制御し、放置時には吐出口からのインク漏れ防止を行っている。その反面、インク吸収体がインク容器中に配置されることで、インク吸収部材の体積分だけインク充填量は減少し、また記録後にインク吸収部材中に使用されずに残るインクを発生させ、インク使用効率を悪化させる課題があった（図１６（ａ）参照）。
【００２４】
さらに、記録とインクの再充填を繰り返し行うピットイン方式特有の課題として、インクの再充填時にインク吸収部材中に空気溜まりを作り、記録と再充填を繰り返すとインク充填量が減少するという現象がある（図１６（ｂ）、（ｃ）参照）。
【００２５】
これらを解決するために、インク容器中にインク吸収部材を配置しないと、別途インク容器中に負圧を発生する機構が必要となり、構造によってはコストアップとなってしまう場合や構造の大型化を招く場合などが起こりえる。
【００２６】
そこで、本発明は、初期充填時、および繰り返しの再充填においても、インク充填量が多く、且つインク使用効率が高い、より小型で安価なインク貯留部、該インク貯留部を備えた記録ヘッド構造体及び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】
【００２７】
上記目的を達成するため、本発明のインク貯留部は、インクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドに付設されインクジェットヘッドに補充されるインクを貯留するインク吸収部材が収納されて構成されるインク貯留部と、該インク貯留部に対して特定のタイミングで連結しインク貯留部内を減圧する減圧手段と、インク貯留部に対して特定のタイミングで連結し減圧手段による減圧状態によってインク貯留部に対して補充されるインクを収容したインクタンクと、を備え、インク貯留部に対して減圧手段とインクタンクとを利用してインクの補充が行なわれた後にインクジェットヘッドから特定量のインクを排出してインク充填動作を行うインクジェット記録装置のインク貯留部であって、インク吸収部材が配置されている吸収部材配置領域と、インク吸収部材が配置されておらず一時的にインクを貯留する空間である吸収部材非配置領域とを有し、インク排出における特定量であるインク排出量をＶ１、吸収部材非配置領域の容積をＶ２、インク補充直後にインクが貯留されるインク貯留部内の領域をＶ３としたとき、Ｖ３≦２０・Ｖ１且つ０．７・Ｖ１≦Ｖ２≦Ｖ１の範囲内にあることを特徴とする。
【００２８】
また、本発明のインクジェットヘッド構造体は、インクジェットヘッドと、該インクジェットヘッドに付設されインクジェットヘッドに補充されるインクを貯留するインク吸収部材が収納されて構成されるインク貯留部と、該インク貯留部に対して特定のタイミングで連結しインク貯留部内を減圧する減圧手段と、インク貯留部に対して特定のタイミングで連結し減圧手段による減圧状態によってインク貯留部に対して補充されるインクを収容したインクタンクと、を備え、インク貯留部に対して減圧手段とインクタンクとを利用してインクの補充が行なわれた後にインクジェットヘッドから特定量のインクを排出してインク充填動作を行うインクジェット記録装置のインク貯留部を備えたインクジェットヘッド構造体であって、インク貯留部のインク吸収部材が配置されている吸収部材配置領域と、インク吸収部材が配置されておらず一時的にインクを貯留する空間である吸収部材非配置領域とを有し、インク排出における特定量であるインク排出量をＶ１、吸収部材非配置領域の容積をＶ２、インク補充直後にインクが貯留されるインク貯留部内の領域をＶ３としたとき、Ｖ３≦２０・Ｖ１且つ０．７・Ｖ１≦Ｖ２≦Ｖ１の範囲内にあるインク貯留部を備えたことを特徴とする。
【００２９】
さらに、本発明のインクジェット記録装置は、インクを貯蔵するメインタンクと、負圧を発生する負圧発生装置と、インクを吐出するインク吐出口を有したインクジェット記録ヘッドとを備えたインクジェット記録装置であって、インクジェット記録ヘッドが、メインタンクから補充されたインクを貯蔵するサブタンクを備えており、サブタンク内にはインクを含浸保持するインク吸収部材が収納されるとともに、サブタンク内に貯蔵されたインクと外気とを分離するための気液分離部材が配されており、気液分離部材を介してサブタンク内の空気を排出するための通気口とインクが補充されるインク充填部とを備え、負圧発生装置が通気口に接続されて、サブタンク内の空気を排出することでメインタンクからインク充填部を介してサブタンク内にインク補充が行われ、インクの補充がなされた直後にインク吐出口から規定量のインク排出を行うインクジェット記録装置において、インク補充直後にインクが貯留されるサブタンク内の領域が、インク吸収部材が配置されている吸収部材配置領域と、インク吸収部材が配置されておらず一時的にインクを貯留する空間である吸収部材非配置領域とを有し、インク排出における規定量であるインク排出量をＶ１、吸収部材非配置領域の容積をＶ２、インク補充直後にインクが貯留されるサブタンク内の領域をＶ３としたとき、Ｖ３≦２０・Ｖ１且つ０．７・Ｖ１≦Ｖ２≦Ｖ１の範囲内にあることを特徴とする。
【００３０】
上記のとおり、本発明のインク貯留部、インクジェットヘッド構造体およびインクジェット記録ヘッドは、サブタンク内のインクを貯留する領域が、インク吸収部材が配置されている吸収部材配置領域と、インク吸収部材が配置されていない吸収部材非配置領域とを有する構成となっている。つまり、インクを貯留する領域におけるインク吸収部材の占める割合が、インクを貯留する領域の全てがインク吸収部材により占有されている構成のものよりも少ないため、使用されずにインク吸収部材内に残るインクの量をインク吸収部材が少なくなった分だけ減らすことができ、さらには、インク吸収部材の量が少なくなったことでインクの再充填時に発生するインク吸収部材中の空気溜まりの量も減らすことができるので、サブタンク内のインク充填量を増やすことができる。本発明のインクジェット記録ヘッドは、このように、インク充填量を増加させることができる。
【００３１】
また、本発明のインク貯留部、インクジェットヘッド構造体およびインクジェット記録ヘッドは、インク補充直後にインクが貯留されるサブタンク内の領域が、インク吸収部材が配置されている吸収部材配置領域と、インク吸収部材が配置されておらず一時的にインクを貯留する空間である吸収部材非配置領域とを有し、インク排出における規定量であるインク排出量をＶ１、吸収部材非配置領域の容積をＶ２、インク補充直後にインクが貯留されるサブタンク内の領域をＶ３としたとき、Ｖ３≦２０・Ｖ１且つ０．７・Ｖ１≦Ｖ２≦Ｖ１を満たすようにしている。このように、インク補充直後のインク排出動作にて排出されるインク量と同等の吸収部材非配置空間を設けることで、インク吸収部材に含浸保持されていない、いわゆる生インクは、インク充填直後に速やかにインク排出動作により排出されるので必要時にはインク吐出口に対して適切な負圧を維持し、記録時の吐出不良、非記録時のインク吐出口からのインク漏れも生じることはない。
【発明の効果】
【００３２】
以上説明したように本発明によれば、サブタンク内のインクを貯留する領域が、インク吸収部材が配置されている吸収部材配置領域と、インク吸収部材が配置されていない吸収部材非配置領域を有する構成となっている。つまり、インク吸収部材が少なくなった分、使用されずにインク吸収部材内に残るインクの量を減らすことができ、さらには、インク吸収部材の量が少なくなったことでインクの再充填時に発生するインク吸収部材中の空気溜まりの量も減らすことができるので、サブタンク内のインク充填量を増やすことができ、よって、サブタンクを大型化することがなく、使用可能なインク量を増やすことができる。また、インク充填直後のインク排出動作にて吐出口から排出される総インク量Ｖ１、インク吸収部材３７がない空間の容積Ｖ２、インク補充直後にインクが貯留されるサブタンク内の容積Ｖ３との関係がＶ３≦２０・Ｖ１且つ０．７・Ｖ１≦Ｖ２≦Ｖ１とするのが好適である。これにより、インク吸収部材に含浸保持されていない、いわゆる生インクは、インク充填直後に速やかにインク排出動作により排出されるので必要時にはインク吐出口に対して適切な負圧を維持し、記録時の吐出不良、非記録時のインク吐出口からのインク漏れも生じない。よって、より小型で信頼性の高いインクジェット記録装置を安価に提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１に本実施形態の、ピットイン式のインクジェット記録装置の一部概略斜視図を、また、図２に、図１に示したインクジェット記録装置に搭載されている気液分離部材方式のインクジェット記録ヘッドの側断面図をそれぞれ示す。
【００３４】
本実施形態のインクジェット記録装置は、紙送りローラ２１により搬送される記録紙２０にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッド１を搭載するキャリッジ１ａと、インクジェット記録ヘッド１のサブタンク３に補充するインクを収納するメインタンク４と、インクジェット記録ヘッド１のインクの吐出特性を回復させるための回復機構部９とを有する。
【００３５】
インクジェット記録ヘッド１を搭載するキャリッジ１ａは、ガイド軸８でガイドされ、矢印Ａ方向に往復走査される。
【００３６】
メインタンク４は、ホームポジション２３に配置されており、このメインタンク４にはサブタンク３のインク供給口１１と結合する供給管１０が設けられている。
【００３７】
回復機構部９は、インクジェット記録素子３８を密閉、保護するためのダミーキャップ６と、インクジェット記録素子３８のノズルからインクを吸引するとともに、サブタンク３の通気口１５から吸気するための負圧発生装置７とを有する。この負圧発生装置７には、インクジェット記録素子３８に当接して、インクジェット記録素子３８のノズルからインクを吸引するための吸引キャップ５と、サブタンク３に設けられた通気口１５に当接してサブタンク３内を吸気するための吸気キャップ２２とが接続されている。
【００３８】
インクジェット記録ヘッド１は、内部にインクを吸収して貯蔵するインク吸収部材３７が収納されているサブタンク３と、サブタンク３の上面部を構成する蓋部材３５およびカバー部材３４と、サブタンク３の下面に、サブタンク３から供給されたインクを吐出して記録紙２０に記録を行うインクジェット記録素子３８とを有する。
【００３９】
記録紙２０にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録素子３８は、不図示の共通液室と、この共通液室に連通した不図示の複数のノズルと、これらノズル内に形成され吐出エネルギ発生手段であるヒータで概ね構成されている。サブタンク３から供給されて各ヒータに接したインクは、各ヒータに電気エネルギが入力されることで、急峻な体積変化（気泡の発生）を伴う状態変化を生じ、このインクの状態変化に基づく作用力によって各ノズルに連通する不図示の吐出口からインクを吐出される。そして、ガイド軸８に沿って往復走査されながら、被記録材上に画像を形成する。
【００４０】
サブタンク３の上部には、蓋部材３５およびカバー部材３４が取り付けられている。蓋部材３５には、サブタンク３の内部と大気を連通させるため、蓋側面３５ａに通気口１５が形成され、蓋下面３５ｂ側に連通部３９が形成されている。この蓋下面３５ｂには連通部３９を塞ぐようにして、気液分離部材３３が配置されている。気液分離部材３３は、気体は透過するがインクなどの液体は遮断するＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）などで作られる多孔質部材であり、この気液分離部材３３によって、サブタンク３内において気液が分離されている。すなわち、後述する連通道４０とサブタンク３のインクを貯留する領域とは、気液分離部材３３によって空間的に仕切られている。
【００４１】
カバー部材３４は、蓋部材３５に取り付けられることで通気口１５と連通部３９とをつなぐ連通道４０を形成している。
【００４２】
サブタンク３のインクを貯留する領域は、インクを含浸保持可能なインク吸収部材３７が収納されている領域と、インク吸収部材３７とインク容器３６の第１の側面３６ａとの間に形成された、インク吸収部材３７が配置されておらず、いわゆる生インクが一時的に貯留可能な空間Ｖ２とを有する。インク吸収部材３７はポリウレタン、ポリプロピレンなどの多孔質部材からなる。
【００４３】
本実施形態においては、インク吸収部材３７とインク容器３６の第１の側面３６ａとの間に形成された空間Ｖ２の容積はインク補充直後の排出動作にて不図示の吐出口から排出されるインク量と同等の０．０２１ｃｃ、インクが充填されるインク容器内容量は０．１２ｃｃに設計してある。
【００４４】
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ジェット記録ヘッドの回復動作について、図３〜図５を用いて説明する。
【００４５】
記録装置本体の電源投入前、投入直後には、インクジェット記録ヘッド１はホームポジション２３に待機している。
【００４６】
記録信号が記録装置本体に送られるとダミーキャップ６がインクジェット記録素子３８の吐出口を密閉し、メインタンク４の供給管１０とサブタンク３のインク供給口１１が接続される。そして、吸気キャップ２２とサブタンク３の通気口１５が接続され、負圧発生装置７が一定量の０．１５ｃｃ吸引し、インク容器３６内の空気を気液分離部材３３を通して通気口１５から排出する。これに伴いサブタンク３内が減圧され、メインタンク４から供給管１０、インク供給口１１を通ってインク容器３６内にインクが供給される。負圧発生装置７の吸引量はインク容器内容積０．１２ｃｃよりも多いため、インク容器内のインク残量にかかわらず気液分離部材３３に接するまでインクは満タンに充填される（図３参照）。
【００４７】
次に、サブタンク３内を減圧した際に生じるノズル内インクのサブタンク３側への逆流、あるいは長期放置による増粘インクがノズルに詰まることで生じる吐出不良を防止するために回復動作が行われる。この回復動作は、サブタンク３の通気口１５とインク供給口１１を開放状態にしておき、インクジェット記録素子３８に吸引キャップ５を接続し、負圧発生装置７を一定量作動させてノズル内のインクをＶ１ａ（＝０．０２ｃｃ）だけ吸引するものである（図４参照）。
【００４８】
さらに、不図示のワイピング装置によりインクの吸引後にインクジェット記録素子３８の吐出口面に付着したインクをワイピングにより拭き取る。そして、このワイピングによりノズル内に押し込まれた混色インクを除去するため、予備吐出によりインクを初期予備吐出量Ｖ１ｂ（＝０．００１ｃｃ）だけ吐出する（図５参照）。
【００４９】
以上の回復動作および予備吐出が終了した後、記録動作が開始されることとなるが、記録開始時には、インク吸収部材３７に吸収されていない、いわゆる生インク（図４に示す生インク部９０）が存在しないので適切な負圧を発生させることができる。また、インク充填を行った直後に速やかに回復動作及び予備吐出の一連の動作をするので、インク吸収部材３７に保持されない生インク部９０が存在するのは極めて僅かな時間であり、非記録時にインク漏れが発生することはない。
【００５０】
なお、上述の説明で用いた数値は、インク補充直後にインクが貯留されるサブタンク内容積をＶ３、インク吸収部材３７がない空間をＶ２、１度の回復動作で吐出口からインクが排出される量Ｖ１ａ（＝０．０２ｃｃ）と初期予備吐出量Ｖ１ｂ（＝０．００１ｃｃ）との総体積をＶ１としたとき、Ｖ２＝Ｖ１、Ｖ３＝６・Ｖ１の場合の一例であり、この数値に限定されるものではない。インク充填直後に行われる一連の排出動作で吐出口から排出される総インク量Ｖ１と同等もしくはそれ以下のインク吸収部材がない空間Ｖ２があればよい。
【００５１】
第１の実施形態に示したインクジェット記録ヘッドのインク吸収部材のない空間の体積Ｖ２を、Ｖ２＝Ｖ１、Ｖ２＝０．７・Ｖ１、Ｖ２＝０．５・Ｖ１、Ｖ２＝０（従来例）に変えて、記録とインク再充填を２０００回行った時の使用可能インク量（回復用インク＋予備吐出用インク＋記録用インク）を測定した。その結果を図６に示す。
【００５２】
グラフから分かるように、インク再充填を２０００回行った時点で、従来例に対するインク使用効率向上は、Ｖ２＝０．５・Ｖ１の場合は、０．００８ｃｃ増（約１６％増）程度であったのに対し、Ｖ２＝０．７・Ｖ１の場合は、０．０２８ｃｃ増（約５６％増）、Ｖ２＝Ｖ１の場合は、０．０３５ｃｃ増（約７０％増）でありＶ２＝０．７・Ｖ１以上において著しいインク使用効率増加がみられた。これは、Ｖ３＝６・Ｖ１の関係になるようにＶ２の容積を変えた測定結果であるが、さらにＶ３＝２０・Ｖ１、Ｖ３＝２５・Ｖ１とし、上記試験と同様にＶ２を変えた場合すなわちＶ２に対しＶ３の容積比率がより大きい場合で同様の試験を行った。この時の、各パラメータとインク再充填２０００回後のインク使用可能量及びＶ２＝０に対する向上率を表１に、Ｖ２＝０に対する向上率をグラフにしたものを図７に示す。図７から分かるようにＶ３＝２０・Ｖ１の場合はＶ２／Ｖ１≧０．７で著しいインク使用効率の増加がみられたが、Ｖ３＝２０・Ｖ１の場合はＶ２を最大（Ｖ２＝Ｖ１）にしても、８％程度増加した程度であり本件による効果は非常に少ないことが分かった。以上の結果より、インク充填直後のインク排出動作にて吐出口から排出される総インク量Ｖ１、インク吸収部材３７がない空間の容積Ｖ２、インク補充直後にインクが貯留されるサブタンク内容積Ｖ３との関係がＶ３≦２０・Ｖ１且つ０．７・Ｖ１≦Ｖ２≦Ｖ１とするのが好適である。
【００５３】
【表１】
2004181952.tif 000003
【００５４】
本実施形態の場合、図８に示すように、空間Ｖ２が形成されたことでインク容器３６内におけるインク吸収部材３７の占める割合が減少した分、インク容器ほぼ全体にインク吸収部材が配置されたインクジェット記録ヘッド（図８中に示す従来例）と比較して、インク充填量を増加させることができ、また、記録後に、インク吸収部材中に使用されずに残る残インクを少なくすることができる。
【００５５】
また、図９に示すように、再充填時（図９においては３０回再充填時を行った状態）の空気溜まりも減少させることができる。
【００５６】
このように、本実施形態のインクジェット記録ヘッドにおけるサブタンクの構成は、ピットイン方式に用いられるようなインク容量の小さいインクジェット記録ヘッドに対しては、インクの使用効率を顕著に向上させることができる。
【００５７】
また、上記の条件でインク吸収部材を小さく加工するだけでインク使用効率の向上が達成できるのでコストアップはほとんど無い。
（第２の実施形態）
図１０（ａ）〜（ｃ）は、本発明のインクジェット記録ヘッドにおけるサブタンクに適用可能なインク吸収部材の各例を示す、インクジェット記録ヘッドの側断面図である。なお、本実施形態においては、インク吸収部材の形状が異なる以外、インクジェット記録ヘッドの構成は第１の実施形態で示したものと同じであるため、詳細の説明は省略することとし、また、符号も、同じ構成部材に関しては第１の実施形態で用いた符号と同じものを用いて説明する。
【００５８】
図１０（ａ）に示すインク吸収部材３７ａは、インク容器３６の、インク供給口１１が設けられた第２の側面３６ｂ側にインク吸収部材がない空間Ｖ２が形成されるように、インク吸収部材の第２の側面３６ｂ側が斜めにカットされた形状となっている。
【００５９】
図１０（ｂ）に示すインク吸収部材３７ｂは、インク容器３６の、第１の側面３６ａと底面３６ｃとによる隅部にインク吸収部材がない空間Ｖ２が形成されるように、図１０（ｂ）においてインク吸収部材の右下側隅部がカットされた形状となっている。
【００６０】
図１０（ｃ）に示すインク吸収部材３７ｃは、インク容器３６の、第１の側面３６ａと、気液分離部材３３とによる隅部にインク吸収部材がない空間Ｖ２が形成されるように、図１０（ｃ）においてインク吸収部材の右上側隅部がカットされた形状となっている。
【００６１】
なお、インク吸収部材の形状は、インク容器内に配置される空間Ｖ２は、本実施形態に示したように、インク吸収部材３７とインク容器３６の内壁により閉じられた空間であってもよいし、インク吸収部材３７と気液分離部材３３により閉じられた空間であってもよいし、またはインク吸収部材３７とインク容器３６の内壁と気液分離部材３３で閉じられた空間であってもよいが、これらに限定されるものではなく、吐出口に負圧を発生させるために吐出口への連通口にインク吸収部材３７が接していればあらゆる形態を選択できる。
なお、この例においても、インク充填直後のインク排出動作にて吐出口から排出される総インク量Ｖ１、インク吸収部材３７がない空間の容積Ｖ２、インク補充直後にインクが貯留されるサブタンク内容積Ｖ３との関係がＶ３≦２０・Ｖ１且つ０．７・Ｖ１≦Ｖ２≦Ｖ１とするのが好適である。
（第３の実施形態）
図１１に本実施形態のインクジェット記録ヘッドの側断面図を示す。
【００６２】
本実施形態のインクジェット記録ヘッド１０１のサブタンク１０３は、インク容器１３６内が３つのインク室１０６に分離されている。各インク室１０６の下部にはインク供給部１０３がそれぞれ設けられており、各インク室１０６内に収納されているインク吸収部材１３７のインクジェット記録素子１３８へと供給する構成となっている。
【００６３】
インク容器１３６の上部には、蓋部材１３５およびカバー部材１３４が取り付けられている。蓋部材１３５には、各インク室１１６に対応する連通部１０７、およびインク室１１６内を大気と連通させる通気口１１５が形成されている。カバー部材１３４は、蓋部材１３５に取り付けられることで、通気口１１５と各連通部１０７を連通させる共通連通道１１７を形成している。
【００６４】
各インク室１０６は、その内部に空間Ｖ２が形成可能な大きさのインク吸収部材１３７それぞれを有しており、また、インク室１０６の内部と連通するインク供給口１１１が各インク室１０６に対応して設けられている。
【００６５】
本実施形態に示すインク吸収部材１３７は、インク容器１３６の内壁と気液分離部材１３３で閉じられた空間にインク吸収部材１３７がない空間Ｖ２が形成される形状のものを一例として示しているが、これに限定されるものではなく、第１および第２の実施形態で示した形状のものを適用可能である。また、インク充填直後のインク排出動作にて吐出口から排出される総インク量Ｖ１、インク吸収部材３７がない空間の容積Ｖ２、インク補充直後にインクが貯留されるサブタンク内容積Ｖ３との関係がＶ３≦２０・Ｖ１且つ０．７・Ｖ１≦Ｖ２≦Ｖ１とするのが好適である。
【００６６】
以上、本発明のインクジェット記録装置の一例について詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、以下好適な構成例について説明する。
【００６７】
インクジェット記録装置は、インク排出量Ｖ１が、インクの補充がなされた直後に行われる、負圧発生装置の吸引動作によってインク吐出口から排出されるインクと、インク吐出口から予備的に吐出されるインクとによる総インク量であってもよい。
【００６８】
インクジェット記録装置は、吸収部材非配置領域が、インク吸収部材とサブタンクの内壁により閉じられた空間からなるものであってもよい。
【００６９】
インクジェット記録装置は、吸収部材非配置領域が、インク吸収部材と気液分離部材とにより閉じられた空間からなるものであってもよい。
【００７０】
インクジェット記録装置は、吸収部材非配置領域が、インク吸収部材とサブタンクの内壁と気液分離部材とにより閉じられた空間からなるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明のピットイン式のインクジェット記録装置の一部概略斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における気液分離部材方式のインクジェット記録ヘッドの側断面図である。
【図３】インクは満タンに充填された状態の、図２に示したインクジェット記録ヘッドの側断面図である。
【図４】インクジェット記録素子に吸引キャップが接続されてインクが吸引されている状態の、図２に示したインクジェット記録ヘッドの側断面図である。
【図５】予備吐出がなされている、図２に示したインクジェット記録ヘッドの側断面図である。
【図６】本発明の実施例と比較例における、インク再充填回数に対する使用可能インク量の変化を示すグラフである。
【図７】Ｖ２＝０に対するインク使用可能向上率を示すグラフである。
【図８】本発明の第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドと従来例における、初期充填時のインク充填量、使用インク可能量を模式的に比較した模式図である。
【図９】本発明の第１の実施形態のインクジェット記録ヘッドと従来例における、３０回再充填時のインク充填量、使用インク可能量を模式的に比較した模式図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における気液分離部材方式のインクジェット記録ヘッドの側断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態における気液分離部材方式のインクジェット記録ヘッドの側断面図である。
【図１２】ヘッドカートリッジ方式による従来のインクジェット記録装置の一例の一部概略斜視図である。
【図１３】タンクカートリッジ方式による従来のインクジェット記録装置の一例の一部概略斜視図である。
【図１４】ピットイン方式による従来のインクジェット記録装置の一例の一部概略斜視図である。
【図１５】従来のピットイン方式インクジェット記録ヘッドの一例の側断面図である。
【図１６】従来のピットイン方式インクジェット記録ヘッドにおける、再充填による使用インク可能量の推移を模式的に示した模式図である。
【符号の説明】
【００７２】
１、１０１    インクジェット記録ヘッド
１ａ    キャリッジ
３、１０３    サブタンク
４    メインタンク
５    吸引キャップ
６    ダミーキャップ
７    負圧発生装置
８    ガイド軸
９    回復機構部
１０    供給管
１１、１１１    インク供給口
１５    通気口
２０    記録紙
２１    ローラ
２２    吸気キャップ
２３    ホームポジション
３３、１３３    気液分離部材
３４、１３４    カバー部材
３５、１３５    蓋部材
３６、１３６    インク容器
３６ａ    第１の側面
３６ｂ    第２の側面
３６ｃ    底面、  ３７、３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、１３７    インク吸収部材
３８    インクジェット記録素子
３９、１０７    連通部
４０    連通道
９０    生インク部
１０６    インク室
１１１    インク供給口
１１５    通気口
１１６    インク室
１１７    共通連通道
【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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