(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へ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】チューブ方式のインク供給を行う吐出ヘッドにおいて、（１）供給チューブの任意の位置にインク流動発生部を設けてメインタンクへと接続。（２）キャリッジ移動によって生じるインク流動と逆方向の流動が生じるように流動発生部を動作。（３）流動発生の機構は回転板、揺動板。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク吐出部が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第一のインク貯蔵部を備え、さらに該第一の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第二のインク貯蔵部に、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、
前記インク供給管の経路内部において、任意の位置に一定量のインクを流動させる手段のインク流動発生部を設け、
該インク流動発生部が、キャリッジ往復運動に応じて、キャリッジ方向反転時に前記インク吐出部から生じるインク流動方向に対し、反対方向のインク流動を発生することにより、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】
前記インク流動発生部が回転板の回転によって、インク流動を生じさせることを特徴とした請求項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】
前記インク流動発生部が揺動板の揺動によって、インク流動を生じさせることを特徴とした請求項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４】
前記、インク供給管が複数の分岐された支流管で構成され、該支流管内に、前記、インク流動発生部が設けられていることを特徴とした請求項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、記録紙へインクを吐出するための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インクを保有する第一のインク貯蔵部（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第二のインク貯蔵部（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に示す。
【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第一のインク貯蔵部（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】
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第二のインク貯蔵部（メインタンク）７７０に、インクが連絡されており、インク液体吐出部７４０に順次インク供給を行っている。
【０００９】
例えば、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出願がある（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
一方、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（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開平５−２２９１３６号公報
【特許文献２】
特開平９−１１４８８号公報
【００１２】
【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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
例えば例として、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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
すなわち、印字品位を著しく低下するという問題がある。
【００２２】
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。
【００２３】
特許文献１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、フィルムの材質、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。
【００２４】
特許文献２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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
【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、インク供給管の経路内部において、任意の位置に一定量のインクを流動させる手段のインク流動発生部を設け、このインク流動発生部が、キャリッジ往復運動に応じて、キャリッジ方向反転時にインク吐出部から生じる液体流動方向に対し、反対方向のインク流動を発生することにより、インク吐出部で生じる圧力変動を抑制するものである。
【００２８】
この際にインク流動発生部は回転板の回転によって、インク流動を生じさせるものであってよい。
【００２９】
またインク流動発生部は揺動板の揺動によって、インク流動を生じさせるものであってよい。
【００３０】
さらにまたインク供給管は複数の分岐された支流管で構成され、これら支流管内に、前記、インク流動発生部が設けられているものであってもよい。
【００３１】
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力が生じ、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。
【００３２】
【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。
【００３３】
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、インク吐出部１４０がキャリッジ１５０上にあって往復運動し、インク吐出部１４０内にインクを保有する第一のインク貯蔵部であるサブタンク１８０を備えている。
【００３４】
さらにこのサブタンク１８０を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第二の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。
【００３５】
そしてインク供給管であるチューブ１６０の任意の位置（図では右端側）に、一定量のインクを流動させる手段のインク流動発生部１９０を設けている。
【００３６】
このインク流動発生部１９０は、キャリッジ往復運動に応じて、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、キャリッジ方向反転時に、インク吐出部１４０から生じるインク流動方向に対し、反対方向のインク流動を発生する機能を有する。
【００３７】
ここで図２に、本発明に係わる第一の実施例のインク流動発生部１９０の透視斜視図を示す。
【００３８】
図において、ケース部材２１０はそれぞれＡ側（サブタンク側）、Ｂ側（メインタンク側）のチューブ１６０に接続されており、ケース部材２１０内部には、インク（不図示）が充填されている。
【００３９】
このインクが充填されているケース部材２１０内部には、ファン形状の回転板２２０が回転軸２４０に支持され、チューブを介してインク流動方向と、同方向、ならびに逆方向に回転できる構造になっている。この回転力は回転軸２４０を介して接続されているモーター２５０によって与えられる。モーター２５０の動作電力、及び回転のタイミングなどは、モーターからの電気配線端子２６１、２６２によって、本体から伝達される。
【００４０】
なお、２３０はケース部材２１０と回転軸２４０との間に設けられたシール部材であり、ケース部材と回転軸との勘合部でのインク密閉を果たしている。
【００４１】
このインク流動発生部１９０をＣ方向からみて、インクの流動を説明したものが、図３である。
【００４２】
例えばここで、キャリッジ反転時にインクの受ける慣性力によって、インク吐出部１４０でインクが吐出方向に対して後退する方向にインク流動（内部の圧力変化）が起こるときは、チューブ１６０内のインク流動がＡからＢの方向に発生する。
【００４３】
このとき、回転板２２０を時計回り方向（矢印）に回転して、サブタンク側へのインク流動を発生させ、このインク流動発生部内で発生した流動とキャリッジ反転時での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のインクが吐出方向にインク流動が起こる場合となる。このときは、回転板２２０を反時計回り方向に回転させ、メインタンク側（Ｂ）へのインク流動を発生させることにより、このインク流動発生部内で発生した流動とキャリッジ反転時でのインク流動が互いに引き合うことにより流動が相殺され、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。
【００４５】
なお本例では、インク流動発生部によるインク流動は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。
【００４６】
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、インク流動発生部を設定接続している。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が一般的に用いられ、本例の場合、５００ｃｍ３程度のインクを貯蔵することができる。
【００４７】
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。キャリッジが端部で反転するときにスイッチから信号がインク流動発生部のモーターに伝達し、回転板が回転する。
【００４８】
キャリッジ反転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流動量に対し、ほぼ同等量で反対方向の流動になるようインク流動発生部の回転時間、回転面積、回転速度を調節すればよい。
【００４９】
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）が可能になり、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。
【００５０】
（実施例２）
図４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。
【００５１】
第二の実施例でのインク流動発生部以外の構成は、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。
【００５２】
図において、ケース部材２１０はそれぞれＡ側（サブタンク側）、Ｂ側（メインタンク側）のチューブ１６０に接続されており、ケース部材２１０内部には、インク（不図示）が充填されている。
【００５３】
このインクが充填されているケース部材２１０内部には、板状の揺動板４２０が軸４４０に支持され、チューブを介してインク流動方向と、同方向、ならびに逆方向に揺動できる構造になっている。この揺動力は軸４４０を介して接続されているモーター２５０によって与えられる。モーター２５０の動作電力、及び揺動のタイミングなどは、モーターからの電気配線端子２６１、２６２によって、本体から伝達される。
【００５４】
なお、２３０はケース部材２１０と軸４４０との間に設けられたシール部材であり、ケース部材と回転軸との勘合部でのインク密閉を果たしている。
【００５５】
例えばここで、キャリッジ反転時にインクの受ける慣性力によって、インク吐出部でインクが吐出方向に対して後退する方向にインク流動（内部の圧力変化）が起こるときは、チューブ１６０内のインク流動がＡからＢの方向に発生する。
【００５６】
このとき、揺動板４２０を左方向（矢印）に揺動させて、サブタンク側へのインク流動を発生させ、このインク流動発生部内で発生した流動とキャリッジ反転時での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での圧力変動が減少（緩和）できることとなる。
【００５７】
一方、キャリッジの反転位置が逆の場合には、インク吐出部のインクが吐出方向にインク流動が起こる場合となる。このときは、揺動板４２０を右方向に揺動させ、メインタンク側（Ｂ）へのインク流動を発生させることにより、このインク流動発生部内で発生した流動とキャリッジ反転時でのインク流動が互いに引き合うことにより流動が相殺され、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。
【００５８】
本例での揺動板は、軸をもって揺動するタイプのもの以外に、板を支持し、インク流動方向左右に（移動）振動できるタイプのものであっても、同様のインク流動が可能である。
【００５９】
（実施例３）
図５は、本発明に係わる第三の実施例のインク流動発生部ならびに、インク供給部の断面図である。
【００６０】
第３の実施例でのインク供給部以外の構成は、第一の実施例、ならびに第二の実施例と同等で構成可能であるので、これらの実施例を参照されたい。
【００６１】
図５において、インク供給管（チューブ）１６０から分岐された支流管５１０で構成され、この支流管５１０内に、前述したインク流動発生部１９０が設けられている。
【００６２】
また、支流管で挟まれるインク供給管１６０の部分にはインクの流動を制御する開閉弁５２０が取り付けられている。
【００６３】
この開閉弁５２０は、通常は開いた状態であって、インクの流動が可能であり、インク流動発生部１９０が動作しているときに、閉じた状態となるよう開閉動作を行う。
【００６４】
本構成より、インク流動機構１９０をインク供給管１６０から、離れた位置に設置することが可能となる。
【００６５】
例えばここで、キャリッジ反転時にインクの受ける慣性力によって、インク吐出部でインク流動（内部の圧力変化）が起こるときは、チューブ１６０内のインク流動が発生する。
【００６６】
このとき、開閉弁５２０を閉じるとともに、インク流動発生部１９０を動作させ、支流管１５０を介して、上記、チューブ１６０内のインク流動を相殺させる方向に、支流管５１０からインク流動を与えれば圧力変動が減少（緩和）できることとなる。
【００６７】
キャリッジ移動に伴いインク流動発生部１９０を動作させる方向は実施例１ならびに、実施例２と等しいので、ここでは説明を割愛する。
【００６８】
この支流管の構成数（本数）は、複数であってもよい。
【００６９】
支流管が複数で構成され、それに伴いインク流動発生部が複数となれば、発生できるインク流動の大きさやタイミングを、多数持つことが可能となる。
【００７０】
【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が可能となる。
【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のインク流動発生部の透視斜視図
【図３】インク流動発生部をＣ方向からみて、インクの流動を説明した図
【図４】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
【図５】本発明に係わる第三の実施例のインク流動発生部ならびに、インク供給部の断面図
【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  キャリッジ
１６０  インク供給管（チューブ）
１７０  第二のインク貯蔵部（メインタンク）
１８０  第一のインク貯蔵部（サブタンク）
１９０  インク流動発生部
２２０  回転板
４２０  揺動板
５１０  支流管
５２０  開閉弁
【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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