(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルよりインクを噴射して画像を形成する記録ヘッドにインクを供給するサブタンクと、該サブタンクと独立して設けられ、サブタンクに第１の供給管を通してインクを供給するメインタンクとを有するインク供給装置において、
上記サブタンクの内部に、上記第１の供給管と異なる第２の供給管を通して流体の供給と排出により膨張、収縮する負圧発生部を設けたことを特徴とするインク供給装置。
【請求項２】
ノズルよりインクを噴射して画像を形成する記録ヘッドにインクを供給するサブタンクと、該サブタンクと独立して設けられ、サブタンクに第１の供給管を通してインクを供給するメインタンクとを有するインク供給装置において、
上記サブタンクには、サブタンク内を大気に開放する大気開放部と、
サブタンクの内部に設けられ、上記第１の供給管と異なる第２の供給管を通してインクの供給と排出により膨張、収縮する負圧発生部と、
を有し、
メインタンクから上記第１の供給管を通してサブタンクにインクを供給するとき、大気開放部でサブタンク内を大気に開放し、上記第２の供給管を通してインクを負圧発生部に供給して負圧発生部を膨張させてメインタンクから上記第１の供給管を通してサブタンクにインクを供給し、サブタンクにインクを補充した後に、大気開放部を遮断して上記第２の供給管を通して負圧発生部内のインクを排出して負圧発生部を収縮させてサブタンク内に負圧を発生させることを特徴とするインク供給装置。
【請求項３】
ノズルよりインクを噴射して画像を形成する記録ヘッドにインクを供給するサブタンクと、該サブタンクと独立して設けられ、サブタンクにインク供給管を通してインクを供給するメインタンクとを有するインク供給装置において、
上記サブタンクの内部に設けられ、インクの供給と排出により膨張、収縮する負圧発生部と、
上記サブタンクと上記メインタンクとの上記インク供給管を介する連通と、上記負圧発生部と上記メインタンクとの上記インク供給管を介する連通を切り替えるインク流路切り替え部材と、
を具備することを特徴とするインク供給装置。
【請求項４】
ノズルよりインクを噴射して画像を形成する記録ヘッドにインクを供給するサブタンクと、該サブタンクと独立して設けられ、サブタンクにインク供給管を通してインクを供給するメインタンクとを有するインク供給装置において、
上記サブタンクには、サブタンク内を大気に開放する大気開放部と、
サブタンクの内部に設けられ、インクの供給と排出により膨張、収縮する負圧発生部と、
上記サブタンクと上記メインタンクとの上記インク供給管を介する連通と、上記負圧発生部と上記メインタンクとの上記インク供給管を介する連通を切り替えるインク流路切り替え部材と、
を有し、
メインタンクから上記インク供給管を通してサブタンクにインクを供給するとき、大気開放部でサブタンク内を大気に開放し、上記インク流路切り替え部材によって上記負圧発生部と上記メインタンクとの上記インク供給管を介する連通に切り替えてインクを上記負圧発生部に供給して負圧発生部を膨張させた後、上記インク流路切り替え部材によって上記サブタンクと上記メインタンクとの上記インク供給管を介する連通に切り替えてメインタンクからサブタンクにインクを供給し、サブタンクにインクを補充した後に、大気開放部を遮断して上記インク流路切り替え部材によって上記負圧発生部と上記メインタンクとの上記インク供給管を介する連通に切り替えて負圧発生部内のインクを排出して負圧発生部を収縮させてサブタンク内に負圧を発生させることを特徴とするインク供給装置。
【請求項５】
上記サブタンクに、インクを通さずに空気だけを通して内部の負圧を調整する負圧調整部を設けた請求項１乃至４のいずれかに記載のインク供給装置。
【請求項６】
上記負圧調整部を多孔質体で形成した請求項５記載のインク供給装置。
【請求項７】
上記サブタンクに負圧発生部の倒れ防止部材を有する請求項１乃至６のいずれかに記載のインク供給装置。
【請求項８】
上記大気開放部に外気を濾過するフィルタを設けた請求項１乃至７のいずれかに記載のインク供給装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載のインク供給装置のサブタンクを、ノズルよりインクを噴射して画像を形成する記録ヘッドとともにキャリッジに搭載し、メインタンクを本体に設置した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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、インクジェット記録装置の記録ヘッドにインクを供給するインク供給装置及びインクジェット記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタやファクシミリ，複写機等に使用されるオンデマンド型のインクジェット記録方式は、ノズルを有しインクを充填したインク液室の一部の壁に振動板を設け、圧電アクチュエータ等により振動板を変位させインク液室内の体積を変化させて圧力を高めてノズルからインクを吐出する方式や、インク液室内に通電によって発熱する発熱体を設けて、発熱体の発熱により生じる気泡によって液室内の圧力を高めてノズルからインクを吐出する方式が使用されている。このインクジェット記録方式を使用したプリンタは、近年の低価格化と高画質化及び一般家庭へのパソコンの普及などにより様々な用途で数多く使用されている。
【０００３】
このインクジェットプリンタを使用する上で問題となる一つとして高速化があり、この高速化に対しては、インク吐出用の能動素子の駆動周波数向上やノズル数、ヘッド数の増加などが行われている。このような高速印字により、記録ヘッドにインクを供給するインクカートリッジ内のインクが急速に消費されるため、小容量のカートリッジでは交換回数が多くなり、使用上好ましくない。また、大容量のインクカートリッジをキャリッジに搭載すると、キャリッジを走査するための駆動系が大きくなり、プリンタが大型化するという不具合が発生する。そこで例えば特開平10−128992号公報や特開平10−235892号公報，特許第3053017号公報に示されているように、キャリッジ上には小容量のサブタンクを搭載し、大容量のメインタンクをプリンタ本体に設置し、印字によってサブタンク内のインクが少なくなったときに大容量のメインタンクからサブタンクにインクを補充するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平10−128992号公報や特開平10−235892号公報に示されている方式では、チューブの透気性と透湿性やメインタンクの着脱によって、メインタンクからサブタンクにインクを供給するインク供給経路内に混入する空気の排出機能を有さないため、長期間に渡って大量の空気がサブタンクに入ると、サブタンクから記録ヘッドに空気が入り込み、このため印字性能が劣化してしまう。この印字性能の劣化を回避するためには、ライフの短いディスポーザブルの記録ヘッドに限定して使用するか、サブタンクとメインタンクを接続するインク供給チューブを透気性と透湿性に優れた特性を有する高価なものを使用する必要がある等の不具合が生じる。また、特許第3053017号公報にに示された方式は、サブタンクにインク供給用チューブと空気吸引用チューブを接続し、サブタンクから空気を抜きながらインクを充填していくため、上記のようなサブタンクに空気が蓄積する問題はないが、サブタンクにインク供給用チューブと空気吸引用チューブを接続する必要がある。サブタンクは記録ヘッドとともにキャリッジに搭載されて走査されるため、サブタンクに接続したチューブはその走査量に相当する長さが必要であり、プリンタ内を多数の長いチューブを這い回さなければならないという短所がある。
【０００５】
この発明は係る短所を改善し、高速印字用の記録ヘッドに長期に渡って安定してインクを供給することができるインク供給装置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ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明のインク供給装置は、ノズルよりインクを噴射して画像を形成する記録ヘッドにインクを供給するサブタンクと、該サブタンクと独立して設けられ、サブタンクに第１の供給管を通してインクを供給するメインタンクとを有するインク供給装置において、上記サブタンクの内部に、上記第１の供給管と異なる第２の供給管を通して流体の供給と排出により膨張、収縮する負圧発生部を設け、サブタンク内に負圧を発生させることを特徴とする。
【０００７】
また、ノズルよりインクを噴射して画像を形成する記録ヘッドにインクを供給するサブタンクと、該サブタンクと独立して設けられ、サブタンクに第１の供給管を通してインクを供給するメインタンクとを有するインク供給装置において、上記サブタンクに、サブタンク内を大気に開放する大気開放部と、サブタンクの内部に設けられ、上記第１の供給管と異なる第２の供給管を通して流体の供給と排出により膨張、収縮する負圧発生部とを有し、メインタンクから上記第１の供給管を通してサブタンクにインクを供給するとき、大気開放部でサブタンク内を大気に開放し、上記第２の供給管を通してインクを負圧発生部に供給して負圧発生部を膨張させてメインタンクから上記第１の供給管を通してサブタンクにインクを供給し、サブタンクにインクを補充した後に、大気開放部を遮断して上記第２の供給管を通して負圧発生部内のインクを排出して負圧発生部を収縮させてサブタンク内に負圧を発生させることを特徴とする。
【０００８】
更に、この発明のインク供給装置は、ノズルよりインクを噴射して画像を形成する記録ヘッドにインクを供給するサブタンクと、該サブタンクと独立して設けられ、サブタンクにインク供給管を通してインクを供給するメインタンクとを有するインク供給装置において、上記サブタンクの内部に設けられ、インクの供給と排出により膨張、収縮する負圧発生部と、上記サブタンクと上記メインタンクとの上記インク供給管を介する連通と、上記負圧発生部と上記メインタンクとの上記インク供給管を介する連通を切り替えるインク流路切り替え部材とを具備することを特徴とする。
【０００９】
また、ノズルよりインクを噴射して画像を形成する記録ヘッドにインクを供給するサブタンクと、該サブタンクと独立して設けられ、サブタンクにインク供給管を通してインクを供給するメインタンクとを有するインク供給装置において、上記サブタンクには、サブタンク内を大気に開放する大気開放部と、サブタンクの内部に設けられ、インクの供給と排出により膨張、収縮する負圧発生部と、上記サブタンクと上記メインタンクとの上記インク供給管を介する連通と、上記負圧発生部と上記メインタンクとの上記インク供給管を介する連通を切り替えるインク流路切り替え部材とを有し、メインタンクから上記インク供給管を通してサブタンクにインクを供給するとき、大気開放部でサブタンク内を大気に開放し、上記インク流路切り替え部材によって上記負圧発生部と上記メインタンクとの上記インク供給管を介する連通に切り替えてインクを上記負圧発生部に供給して負圧発生部を膨張させた後、上記インク流路切り替え部材によって上記サブタンクと上記メインタンクとの上記インク供給管を介する連通に切り替えてメインタンクからサブタンクにインクを供給し、サブタンクにインクを補充した後に、大気開放部を遮断して上記インク流路切り替え部材によって上記負圧発生部と上記メインタンクとの上記インク供給管を介する連通に切り替えて負圧発生部内のインクを排出して負圧発生部を収縮させてサブタンク内に負圧を発生させることを特徴とする。
【００１０】
また、サブタンクに、インクを通さずに空気だけを通して内部の負圧を調整する負圧調整部を設け、インクを有するサブタンク内の負圧を一定に保持する。この負圧調整部を多孔質体で形成することにより目詰りを防いで長期間安定して機能を発揮させる。
【００１１】
さらに、サブタンクに負圧発生部の倒れ防止部材を設け、負圧調整部からの空気により気泡がインク内に滞留することを防ぐ。
【００１２】
また、大気開放部に外気を濾過するフィルタを設け、大気開放部によりサブタンクを大気に開放したときに、大気に含まれるゴミ等がサブタンクに侵入することを防ぐ。
【００１３】
また、上記インク供給装置のサブタンクを、ノズルよりインクを噴射して画像を形成する記録ヘッドとともにキャリッジに搭載し、メインタンクを本体に設置することにより、キャリッジには小型のサブタンクを搭載すれば良く、キャリッジを高速に走査することができ、印字速度を高速化できる。また、本体には大容量のメインタンクを設け、メインタンクの交換頻度を少なくする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明のインクジェットプリンタの構成図である。図に示すように、インクジェットプリンタ１はシアンＣ，マゼンタＭ、イェロＹ，ブラックＢｋの各色のインクをそれぞれ収納した４個のサブタンク２と、複数のノズルを有し各サブタンク２からインクが供給される４個の記録ヘッド３と、サブタンク２と記録ヘッド３を搭載したキャリッジ４と、記録紙を収納した給紙トレイ５ａ，５ｂと、給紙トレイ５ａ，５ｂや手差しテーブル６から記録紙を印字部７に搬送する搬送ローラ８と、印字した記録紙を排紙トレイ９に排出する排出ローラ１０を有する。サブタンク２は、図２のインク供給装置の構成図に示すように、インクジェットプリンタ１の本体に設置されたメインタンク１１にインク供給チューブ１２を介して接続されている。そしてホスト装置から送られる画像データを記録紙１３に印字するときは、キャリッジ４をキャリッジガイドローラ１４に倣って矢印Ａ方向に走査しながら、搬送ローラ８により矢印Ｂ方向に搬送されて印字部７に送られた記録紙１３に記録ヘッド３のノズルから画像データに応じてインクを噴射して文字や画像を記録する。この印字によってインクが消費されると必要に応じてメインタンク１１からサブタンク２へインクが適宜供給される。
【００１５】
サブタンク２は、図３の断面図に示すように、ノズルとインク液室と吐出圧発生素子等からなる記録ヘッド３が固定されている。このサブタンク２には、インク供給部２１と大気開放弁２２と、サブタンク内のインク残量が少なくなったことを検知するインク残量検知センサ２３と、インクをメインタンク１１から補充する際にインク補充完了を検出する補充完了センサ２４と、負圧調整部２５及び負圧発生部２６を有する。インク供給部２１はサブタンクの側壁を貫通して設けられた第１のインク供給管２７と、メインタンク１１に接続されたインク供給チューブ１２と第１のインク供給管２７との連結部に設けられたポンプ２８とを有する。大気開放弁２２はサブタンク２の上面に設けられた開口部２９と、開口部２９を封止するシール部３０と、シール部３０を開口部２９に押圧するばね機構３１と、シール部３０をサブタンク２内に押し込む押圧機構部３２及び開口部２９の外部に設けられたフィルタ３３を有し、通常はサブタンク２内部を大気と遮断しており、押圧機構部３２により開弁してサブタンク２内部を大気開放する。インク残量検知センサ２３と補充完了センサ２４は、例えばサブタンク２内の電気抵抗の変化や光学センサを利用してインクエンドやインク補充完了を検出したり、出力画像信号からインク残量の推定や補充量の設定を行う。負圧調整部２５はサブタンク２の底部に設けられ、サブタンク２内の負圧を調節するものであり、例えば内部のインクが流出したり、気泡を吸引したりしないように穴径と深さが設定された微小穴や多孔質体を有し、サブタンク２内の負圧が大きくなると外部から空気を取り込んで負圧を調節したり、サブタンク２の一部に弾性体を設け、弾性体の変形によりサブタンク２内の負圧を調整する。負圧発生部２６は、サブタンク２の側壁を貫通して設けられた第２のインク供給管３４と、メインタンク１１に接続されたインク供給チューブ１２と第２のインク供給管３４との連結部に設けられたポンプ３５と、サブタンク２内に設けられた袋部材３６を有する。袋部材３６は樹脂フィルムやゴム等の低剛性材料で形成され、開口部がサブタンク２の内壁又は第２のインク供給管３４の先端部に固定されている。
【００１６】
上記のように構成したサブタンク２にメインタンク１１からインクを供給するときの動作を図４の工程図を参照して説明する。記録ヘッド３からインクを噴射して印字を繰り返して行いサブタンク内のインクが消費されてインク残量センサ２３でインクエンドを検出すると、図４（ａ）に示すように、大気開放弁２２の押圧機構部３２によりシール部３０をサブタンク２内に押し込み大気開放弁２２を開放する。この大気開放弁２２を開にするとき、サブタンク２内は負圧の状態であり、大気開放弁２２を開いた瞬間にサブタンク２内へ空気が流入する。その際、雰囲気にゴミが多いと空気と一緒にゴミがサブタンク２内に入り込む危険性がある。このゴミがサブタンク２内に混入することをフィルタ３３で防ぐ。
【００１７】
この状態で負圧発生部２６のポンプ３５を駆動してメインタンク１１から第２のインク供給管３４を通して袋部材３６内にインクを注入する。袋部材３６にインクを注入すると、図４（ｂ）に示すように、袋部材３６が膨張し、サブタンク２内の空気の一部が大気開放弁２２を介して排出される。袋部材３５の内部にインクを注入して袋部材３６が膨張した後、負圧発生部２６のポンプ３５の駆動を停止し、インク供給部２１のポンプ２８を駆動してメインタンク１１から第１のインク供給管２７を通してサブランク２内にインクを供給する。このインクをサブタンク２内に供給するときに、サブタンク２内の空気は大気開放弁２２から排出され、サブタンク２内に空気が滞留することを防ぐことができる。サブタンク２に供給されるインクによりサブタンク２内のインク水位が上昇し、図４（ｃ）に示すように、インクの上面が補充完了センサ２４に達すると、ポンプ２８の駆動を停止してサブタンク２に対するインクの供給を停止する。次に、図４（ｄ）に示すように大気開放弁２２を閉じて負圧発生部２６のポンプ３５を駆動して袋部材３６内のインクを吸引して外部へ排出する。この袋部材３６内のインクを排出することにより袋部材３６が収縮し、サブタンク２内に負圧が発生する。この状態から、再び記録ヘッド３により印字を開始することができる。記録ヘッド３による印字が繰り返されて、図４（ｅ）に示すように、サブタンク２内のインクが消費されると、サブタンク２内の負圧が徐々に大きくなる。この負圧が大きくなりすぎると記録ヘッド３のノズルから気泡を吸い込んだりして正常な印字ができなくなる。このサブタンク２内の負圧が大きくなりすぎることをサブタンク２の底部に設けた負圧調整部２５で防ぐ。
【００１８】
このようにキャリッジ４に搭載したサブタンク２に本体据え付けの大容量のメインタンク１１から必要に応じてインクを補充するため、キャリッジ４には小型のサブタンク２を搭載すれば良く、キャリッジ４を高速に走査することができ、印字速度を高速化できる。また、本体には大容量のメインタンク１１を設けることができるから、メインタンク１１の交換頻度を少なくすることができ、使い勝手の良いインクジェットプリンタ１を実現することができる。さらに、サブタンク２へインクを補充する際、サブタンク２を大気開放するため、供給されるインクと一緒にサブタンク２に流入した空気の外部に排出することができ、長期間に渡り信頼性の高い印字を行うことができる。また、負圧発生部２６の袋部材３６にインクを供給して袋部材３６を膨張させたり収縮するポンプ３５やバルブ等の駆動機構もインク供給部２１のポンプ２８等と同じ物を使うことができ、部品の共通化を図ることができる。また、例えば袋部材３６を空気で膨張させる場合、袋部材３６にピンホールあると、サブタンク２に供給したインク内に袋部材３６のピンホールからサブタンク２内の空気が流入してインクを泡立てたりする不具合が生じる。また、袋部材３６を収縮するときに、空気用のポンプ内にインクが入りポンプの故障を招いたりする不具合もある。これに対して袋部材３６の内部にインクを注入して膨張させることにより、袋部材３６に例えばピンホール等があっても、上記不具合は生ぜず、袋部材３６の材料の選択性を広げることができるとともに要求品質も下げることができ、低スト化を図ることができる。
【００１９】
図３に示すサブタンク２には、インク供給部２１と負圧発生部２６にそれぞれポンプ２１，３５を設けた場合について説明したが、インク供給部２１と負圧発生部２６に１つのポンプでインクを供給するようにしても良い。例えば図５の構成図に示すように、負圧発生部２６には、内部にインク流路を有し、先端部が封止され、封止された先端部近傍の側面にインク供給口３７を有するインク流路切替部材３８と、サブタンク２の側壁で袋部材３６の開口部に設けられ、インク流路切替部材３８を摺動させるシール穴３９とを有し、インク供給部２１には負圧発生部２６のシール穴３９の中間部に連通したインク供給路４０を有し、メインタンク１１に接続されたインク供給チューブ１２とインク流路切替部材３８との連結部には負圧発生部２６とインク供給部２１で共通して使用するポンプ４１を有する。
【００２０】
上記のように構成したサブタンク２に固定した記録ヘッド３からインクを噴射して印字を繰り返して行いサブタンク内のインクが消費されてインク残量センサ２３でインクエンドを検出すると、図６（ａ）に示すように、大気開放弁２２を開放する。そしてインク流路切替部材３８を袋部材３６側に移動して先端部のインク供給口３７を袋部材３６内に挿入し、ポンプ４１を駆動してメインタンク１１からインク流路切替部材３８を通して袋部材３６内にインクを注入して袋部材３６を膨張させる。袋部材３６の内部にインクを注入して袋部材３６が膨張した後、ポンプ４１の駆動を停止する。その後、図６（ｂ）に示すように、インク流路切替部材３８を後退させて先端部のインク供給口３７をインク供給路４０の連通部に位置決めし、ポンプ４１を駆動してメインタンク１１からインク流路切替部材３８とインク供給路４０を通してサブランク２内にインクを供給する。このインクをサブタンク２内に供給するときに、サブタンク２内の空気は大気開放弁２２から排出され、サブタンク２内に空気が滞留することを防ぐことができる。サブタンク２に供給されるインクによりサブタンク２内のインク水位が上昇し、図６（ｃ）に示すように、インクの上面が補充完了センサ２４に達すると、ポンプ４１の駆動を停止してサブタンク２に対するインクの供給を停止する。次に、図６（ｄ）に示すように大気開放弁２２を閉じてインク流路切替部材３８を袋部材３６側に移動して先端部のインク供給口３７を袋部材３６内に挿入し、ポンプ４１を駆動して袋部材３６内のインクを吸引してメインタンク１１へ排出する。この袋部材３６内のインクを排出することにより袋部材３６が収縮しサブタンク２内に負圧が発生する。この状態でポンプ４１の駆動を停止し、インク流路切替部材３８を後退させてインク供給口３７をシール穴３９で封止することにより再び記録ヘッド３によって印字を開始することができる。記録ヘッド３による印字が繰り返されて、図６（ｅ）に示すように、サブタンク２内のインクが消費されると、サブタンク２内の負圧が徐々に大きくなる。この負圧が大きくなりすぎると記録ヘッド３のノズルから気泡を吸い込んだりして正常な印字ができなくなる。このサブタンク２内の負圧が大きくなりすぎることをサブタンク２の底部に設けた多孔質体からなる負圧調整部２５で調節する。この負圧調整部２５で空気を取り込む際、空気にゴミが混ざっている場合があるが、多孔質体を用いると面積を大きくできるためゴミによる目詰まりの問題がなく機能を安定して維持できる。なお、以上の説明で負圧調整部２５を用いて負圧調整を行っているが、これらの負圧調整部材がない構成でも短い周期で大気開放弁２２を開閉することにより負圧の維持は可能である。
【００２１】
図５に示したサブタンク２は、インク流路切替部材３８を負圧発生部２６に設けた場合について説明したが、インク流路切替部材３８をインク供給部２１に設けても良い。
【００２２】
また、サブタンク２には袋部材３６が内蔵されているが、この袋部材３６は印字中は収縮した状態である。したがって高い可撓性を得るために袋部材３６を薄い素材で形成すると、図７の断面図の（ｂ）に示すように、袋部材３６の一部が倒れて折曲がったりする。袋部材３６が倒れて折曲がると、負圧調整を行う負圧調整部２５からサブタンク２内に空気が混入したときに、折れ曲がった袋部材３６により気泡４２がトラップされてしまう。この気泡４２がトラップされてサブタンク２の上部まで上昇せずに記録ヘッド３の比較的近くに滞留すると、印字中に記録ヘッド３内に気泡が流出する不具合が起こりやすく好ましくない。そこで、図７（ａ）に示すように、袋部材３６の側面側にリブ４３を形成して袋部材３６の倒れや折れを防止し、気泡４２が滞留することを防ぐ。
【００２３】
さらに、大気開放弁２２を開にしたときにサブタンク２にゴミが入り込むことを防止するため、大気開放弁２２の開口部２９の表面にフィルタ３３を設けた場合について説明したが、図８の部分断面図に示すように、サブタンク２内のシール部３０側に柔軟性と可撓性に富んだ樹脂製のフィルタ３３を設けても良い。また、シール部３０に、図９の部分断面図に示すように凸部４４を設け、この凸部４４を押圧機構部３２により押圧して大気開放弁２２を開にしたり閉じるようにしても良い。
【００２４】
また、大気開放弁２２を開閉する押圧機構部３２の押圧部材３２１として金属製のピンを用いた場合は、例えば図１０に示すように、サブタンク２底部にあるインク残量検知センサ２３の電極との間の電気抵抗値の差を検出して補充完了を検知することができ、補充完了センサ２４を設けないで済むとともに、押圧部材３２１はインクを補充したときにしかインクに触れないので、電食等による劣化を低減してセンサの信頼性を向上させることができる。
【００２５】
【実施例】
〔実施例１〕  図３に示すサブタンク２を容積が約５ｃｃになるようにポリエチレン樹脂で形成し、袋部材３６は厚さ0.05ｍｍのポリエチレンによって製作し、圧力のないとき萎んだ状態で、膨張したときに約0.5ｃｃの体積となるものを用いた。また、サブタンク２の底部には、微小な穴を有する負圧調整部２５を設け、サブタンク２の底面の記録ヘッド３が接合される開口部には記録ヘッド３の代わりにサブタンク２を評価するために、記録ヘッド３と同等の流体抵抗値に設定された流体抵抗素子を接合した。このようにして評価サンプルを製作し、インクの補充状況を評価した。サブタンク２にインクを供給して袋部材３６を収縮させた状態でサブタンク２内の負圧を圧力センサで測定したところ、約−０．４ｋＰａであった。この状態から、流体抵抗素子にポンプを接続し、実際の記録ヘッド３の印字により流れる流量でインクを吸引して負圧の変化とインク水位を観察したところ、インク排出に伴ってインク水位が下降すると共にサブタンク内の負圧が上昇し、約−１ｋＰａで負圧調整部２５の微小穴から空気が注入しはじめ、ほぼ負圧が一定の状態を維持しながらインク排出が行われた。インクエンドが検知された後、再びインクの供給と排出を繰り返した。その結果、多数回の繰り返しに対して、インクの補充状態や負圧値等安定した性能を得ることができた。
【００２６】
〔実施例２〕  図５に示すサブタンク２を容積が約５ｃｃになるようにポリエチレン樹脂で形成し、袋部材３６は厚さ0.05ｍｍのポリエチレンによって製作し、圧力のないとき萎んだ状態で、膨張したときに約0.5ｃｃの体積となるものを用いた。また、サブタンク２の底部には、面積が約10ｍｍ２の負圧調整部２５としてウレタンフォームを設け、サブタンク２の底面の記録ヘッド３が接合される開口部には記録ヘッド３の代わりにサブタンク２を評価するために、記録ヘッド３と同等の流体抵抗値に設定された流体抵抗素子を接合した。この評価サンプルによりインクの補充状況を評価した。サブタンク２にインクを供給して袋部材３６を収縮させた状態でサブタンク２内の負圧を圧力センサで測定したところ、、約−０．４ｋＰａであった。この状態から、流体抵抗素子にポンプを接続し、実際の記録ヘッド３の印字により流れる流量でインクを吸引して負圧の変化とインク水位を観察したところ、インク排出に伴ってインク水位が下降すると共にサブタンク内の負圧が上昇し、約−0.8ｋＰａで負圧調整部２５のウレタンフォームを通して空気が注入しはじめ、ほぼ負圧が一定の状態を維持しながらインク排出が行われた。インクエンドが検知された後、再びインクの供給と排出を繰り返した。その結果、多数回の繰り返しに対して、補充状態や負圧値等安定した性能を得る事ができた。
【００２７】
〔実施例３〕  図５に示すサブタンク２の容積容量を１０ｃｃとし、袋部材３６も膨張したときの体積が約０．５ｃｃとなるようにして同様の実験を行った。その結果、複数回のインク供給と排出を繰り返すうちに、袋部材３６が図７（ａ）に示すように倒れてインク排出中に負圧調整部２５からの空気がトラップされる現象が何度か観察された。この空気がトラップされた状態のサブタンク２をキャリッジ４の主走査と同様な往復運動をする加振器に搭載して加振しながらインク排出を行ったところ、インクの中に気泡が混入していることが観察され、サブタンク２のインク中に空気がトラップされることによる不具合が確認された。そこで、図７（ｂ）に示すようにサブタンク２の側面にリブ４３を設け、袋部材３６が倒れることを防止した結果、上記不具合は解消された。
【００２８】
〔実施例４〕  実施例１と同じサブタンク２の大気開放弁２２の開口部２９にフィルタ３３を設けずに、ダストの多い環境でインクの供給と排出を繰り返して行った結果、負圧調整部２５から空気が吸入されず、サブタンク２内の負圧値が大きくなりインク排出不能になる不具合が生じた。そこでサブタンク２の負圧調整部２５の微小な穴の部分を観察したところ、ダストが詰まっており、流体抵抗値が大きくなっていることが判明した。そこで、実施例２と同様に負圧調整部２５として面積の大きなウレタンフォームに変更したところ、多数回の実験の繰り返しによって負圧が上昇する不具合は解消された。しかしながら排出されるインクを分析したところ、インクにダストが混ざっていることが判明した。このダストの混入場所は大気開放弁２２の開口部２９であると推測し、開口部２９にフィルタ３３を取り付けたところ、ダストの多い劣悪環境下でもサブタンク２にダストが入らず、サブタンク２から安定してインクを排出することができた。
【００２９】
【発明の効果】
この発明は以上説明したように、ノズルよりインクを噴射して画像を形成する記録ヘッドにインクを供給するサブタンクの内部に、流体の供給と排出により膨張，収縮する負圧発生部を設け、サブタンク内に負圧を発生させるようにしたから、簡単な構成でサブタンク内に負圧を発生させることができる。
【００３０】
また、サブタンクに、サブタンク内を大気に開放する大気開放部と、サブタンクの内部に設けられ、流体の供給と排出により膨張，収縮する負圧発生部と、メインタンクからのインクを供給するインク供給部とを設け、メインタンクからサブタンクにインクを供給するとき、大気開放部でサブタンク内を大気に開放し、負圧発生部を膨張させてインク供給部からサブタンクにインクを供給し、サブタンクにインクを補充した後に、大気開放部を遮断して負圧発生部を収縮させることにより、サブタンク内に、確実に負圧を発生させることができる。
【００３１】
また、負圧発生部をインクの供給と排出により膨張，収縮させて負圧を発生することにより、供給して印字に使用するインクに悪影響を与えることを防ぐことができる。
【００３２】
さらに、負圧発生部とインク供給部に供給するインクをインク流路切替部材で切り替えることにより、簡単な構成でサブタンク内に負圧を発生させることができる。
【００３３】
また、サブタンクに、インクを通さずに空気だけを通して内部の負圧を調整する負圧調整部を設けることにより、インクを有するサブタンク内の負圧を常に一定に保持することができる。この負圧調整部を多孔質体で形成することにより目詰りを防いで長期間安定して機能を発揮させることができる。
【００３４】
さらに、サブタンクに負圧発生部の倒れ防止部材を設けることにより、負圧調整部からの空気により気泡がインク内に滞留することを防ぎ、気泡を含まないインクを記録ヘッドに供給することができ、安定した印字を行うことができる。
【００３５】
また、大気開放部に外気を濾過するフィルタを設け、大気開放部によりサブタンクを大気に開放したときに、大気に含まれるゴミ等がサブタンクに侵入することを防、記録ヘッドに供給するインクにゴミ等が含まれることを防ぐ。
【００３６】
また、このインク供給装置のサブタンクを、ノズルよりインクを噴射して画像を形成する記録ヘッドとともにキャリッジに搭載し、メインタンクを本体に設置することにより、キャリッジには小型のサブタンクを搭載すれば良く、キャリッジを高速に走査することができ、印字速度を高速化できる。また、本体には大容量のメインタンクを設け、メインタンクの交換頻度を少なくすることができ、使い勝手を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のインクジェットプリンタの構成図である。
【図２】インク供給装置の構成図である。
【図３】サブタンクの構成を示す断面図である。
【図４】サブタンクにインクを供給するときの動作を示す工程図である。
【図５】サブタンクの第２の構成を示す断面図である。
【図６】第２の構成のサブタンクにインクを供給するときの動作を示す工程図である。
【図７】サブタンクの側面断面図である。
【図８】大気開放弁の第２の構成を示す部分断面図である。
【図９】大気開放弁の第３の構成を示す部分断面図である。
【図１０】サブタンクの第３の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１；インクジェットプリンタ、２；サブタンク、３；記録ヘッド、
４；キャリッジ、１１；メインタンク、１２；インク供給チューブ、
１３；記録紙、２１；インク供給部、２２；大気開放弁、
２３；インク残量検知センサ、２４；補充完了センサ、２５；負圧調整部、
２６；負圧発生部、２７；第１のインク供給管、２８；ポンプ、
２９；開口部、３０；シール部、３１；ばね機構、３２；押圧機構部、
３３；フィルタ、３４；第２のインク供給管、３５；ポンプ、３６；袋部材。
【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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