(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドへ供給されるインクを収容するインクタンクと、
前記インクタンクに設けられた第１の連通孔に接続され、前記インクタンクに収容されたインクを前記記録ヘッドへ供給するための第１の流路と、前記インクタンクに設けられた第２の連通孔に接続され、前記インクタンク内を大気と連通するための第２の流路と、前記第１の流路に配されたポンプを有するインク供給ユニットと、
前記ポンプを第１の方向に回転させることにより前記インクタンク内のインクを前記記録ヘッドへ供給する制御手段と、
を備えるインクジェット記録装置において、
前記インクタンクは、前記第２の連通孔に接続され前記インクタンク内のインク液面より上方に開口が設けられた筒状部材を有し、
前記インク供給ユニットは、前記第１の流路の前記ポンプよりも前記記録ヘッド側に配された第１の弁と、前記第２の流路に配された第２の弁と、前記第１の流路における前記ポンプと前記第１の弁の間の部位と前記第２の流路における前記第２の弁よりも前記インクタンク側の部位とを接続する第３の流路を有し、
前記制御手段は、前記第１の弁及び前記第２の弁を閉じた状態で、前記ポンプを前記第１の方向と反対の第２の方向に回転させることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記インク供給ユニットは、前記第３の流路に配された第３の弁を有す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。
【請求項３】
前記インクタンクは前記第１の連通孔の上方にフィルタを有することを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記インクは顔料インクであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項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、インクタンクから記録ヘッドへインクを供給するインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機能を有する画像形成装置、あるいはコンピュータやワードプロセッサ等を含む複合型電子機器やワークステーションなどにおける画像データの出力機器として広く使用されている。これらの記録装置は、画像情報に基づいて紙、布、プラスチックシート、ＯＨＰ用シート等の記録媒体に画像（文字や記号等を含む）を形成していくように構成されている。この記録装置における記録方式にはシリアルタイプとラインタイプがある。シリアルタイプは、記録ヘッドを記録シートに沿って移動させる主走査と記録シートを所定ピッチで紙送りする副走査とを交互に繰り返しながら画像を記録していく方式である。一方、ラインタイプは、記録シートの幅方向に延びる長尺の記録ヘッドを用いることにより、一括して１ライン分を記録しながら記録シートの紙送り（副走査）のみで画像を記録していく方式である。記録装置は、記録方法によって、インクジェット記録装置、熱転写記録装置、レーザー記録装置、感熱記録装置、ワイヤドット記録装置などに分けることができる。
【０００３】
インクジェット記録装置は、記録ヘッドに設けられた微細な吐出口かちインク滴を飛翔させ、該インク滴を記録媒体に着弾させることにより所望の画像を形成するものである。インクジェット記録装置では、主に染料を用いるインクが使用されてきた。しかしながら、染料を用いるインクを使用して記録した記録物は、耐光性や耐候性などが不十分であり、屋外掲示プリント物等の耐光性及び耐候性を求められる用途には不向きであった。そのため、染料に代えて顔料を用いるインクが使用されている。一方、顔料は溶解系ではなく分散系であるため、顔料を用いるインクの場合、インクタンク中において顔料粒子の沈降を生じることがあった。
【０００４】
従って、特に、記録ヘッドを移動させながら記録するシリアルタイプのインクジェット記録装置において、装置本体に顔料インクを収容したインクタンクを静置する構成では、不都合が生じやすい。つまり、記録装置の使用頻度、使用間隔、印刷枚数等によって、無視できないほどの顔料の沈降現象が大きく生じることがある。また、インクタンクを記録ヘッドから離れた位置に個別配置するアウトキャリッジタンクの場合は、装置の使用頻度の高いユーザーにおいてもタンクの交換頻度を減らす目的でインク容量を大容量にすることがある。大容量のタンクにおいても顔料沈降が発生することがあった。
【０００５】
例えば、インクタンクをインクジェット記録装置に装着された状態のまま長期間放置すると、該インクタンクの内部で顔料粒子が徐々に沈降する。その結果、インクタンクの内部で底部から上部の方向に顔料粒子の濃度傾斜が発生し、底部では顔料粒子濃度が高いために過度に色の濃い層が生じ、上部では顔料粒子濃度が低いために過度に色の薄い層が生じる。そして、インクタンクの底部よりインクを導出する構成のインクタンクからインクを供給すると、最初に顔料粒子濃度の高い層からインクが供給されるので、過度に色の濃い印刷物が生じる。このため、インクタンクの使用初期と使用後期で記録物に容易に視認されるような濃度差が生じてしまうことがある。
【０００６】
この現象は、色の濃淡によって画像を形成するカラ−印刷において顕著となり、このような課題を解決するための技術が特許文献１及び特許文献２に開示されている。これらの特許文献には、インクタンクのインク供給口からインクタンク内に複数の孔が空いた管状パイプを設ける技術が開示されている。この技術は、インクを吸引する際に、インクタンク内部のインク供給口近くの部分からのみ吸引するのではなく、インクタンク内の上下方向にわたって多数箇所（孔）からインクを吸引するものである。上下方向の複数箇所から吸引された異なった濃度のインクを一時的に滞留させる貯留部を設けた構成とする。この貯留部からインクを供給することによって、インク濃度が均一化される。長期間にわたる放置によるインクタンク内での顔料の沈降に起因する濃度むらの軽減を可能としている。
【特許文献１】特開２００１−２７０１３１号公報
【特許文献２】特開２００１−２９３８８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載されているインクタンク内の顔料インクの攪拌処理は、記録装置の回復処理時におけるインク吸引などの動作を利用して行なわれている。例えば、沈降した顔料インクをインクタンク外へ導出する動作、記録ヘッド内の気泡を抜くときの回復動作、あるいは、記録ヘッドへインクを充填するための動作などである。これらの動作を行う度に、顔料粒子は攪拌されるものの、タンク内のインクが無駄に消費されることになる。特に、顔料の沈降特性が悪いインクなどでは、所望の顔料濃度に平準化されるまで攪拌動作を何度も行なうことになる。その結果、相当量のインクが排出されることになり、本来印刷に使用できるインクを無駄に排出してしまうことになる。
【０００８】
本発明の目的は、顔料粒子等を含有するインクを長期間にわたって使用する場合でも、顔料粒子等の沈降を防いでインクの濃度を均一に保つことができるインクジェット記録装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記目的を達成するため、インクを吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドへ供給されるインクを収容するインクタンクと、前記インクタンクに設けられた第１の連通孔に接続され、前記インクタンクに収容されたインクを前記記録ヘッドへ供給するための第１の流路と、前記インクタンクに設けられた第２の連通孔に接続され、前記インクタンク内を大気と連通するための第２の流路と、前記第１の流路に配されたポンプを有するインク供給ユニットと、前記ポンプを第１の方向に回転させることにより前記インクタンク内のインクを前記記録ヘッドへ供給する制御手段と、を備えるインクジェット記録装置において、前記インクタンクは、前記第２の連通孔に接続され前記インクタンク内のインク液面より上方に開口が設けられた筒状部材を有し、前記インク供給ユニットは、前記第１の流路の前記ポンプよりも前記記録ヘッド側に配された第１の弁と、前記第２の流路に配された第２の弁と、前記第１の流路における前記ポンプと前記第１の弁の間の部位と前記第２の流路における前記第２の弁よりも前記インクタンク側の部位とを接続する第３の流路を有し、前記制御手段は、前記第１の弁及び前記第２の弁を閉じた状態で、前記ポンプを前記第１の方向と反対の第２の方向に回転させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、顔料粒子等を含有するインクを長期間にわたって使用する場合でも、顔料粒子等の沈降を防いでインクの濃度を均一に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を具体的に説明する。なお、各図面を通して同一符号は同一又は対応部分を示すものである。図９は本発明による液体供給システムを使用するのに好適なインクジェット記録装置の斜視図である。図９において、インクジェット記録装置は、画像情報に基づいて記録ヘッド５２４から記録媒体Ｓへインクを吐出して画像（文字や記号等を含む）を記録するように構成されている。記録ヘッド５２４はキャリッジ２に搭載されている。記録動作においては、記録媒体Ｓを搬送ローラ３によって搬送方向Ａ（副走査方向）に搬送するとともに、キャリッジ２を副走査方向に交差する方向Ｂ（主走査方向）に往復移動させる。このキャリッジの移動に同期して記録ヘッド５２４を画像情報に基づいて駆動することにより、該記録ヘッドから記録媒体へインクを吐出する。記録媒体Ｓは搬送ローラ３によって所定ピッチずつ搬送され、所定ピッチの搬送と１ライン分の記録を交互に繰り返すことにより、記録媒体全体の記録が行われる。記録媒体Ｓとしては、前述のような種々の材質のものを使用可能であり、通常、記録紙やプラスチックシート等のシート状のものが使用される。
【００１３】
記録ヘッド５２４の記録媒体Ｓと対向する吐出面には、副走査方向に直列配置された複数の吐出口から成る吐出口列が形成されている。吐出口列は使用されるインクの種類数に対応して複数列設けられており、カラー記録や階調記録においては吐出口列ごとに異なるインクを吐出することで所望の画像が形成される。記録ヘッド５２４に対するインク供給は、各色インクごとの複数のインクタンク１０００が着脱可能に装着されたインク供給ユニット５２５からチューブ等のインク供給路６２６を通して行われる。
【００１４】
図１は本発明の第１の実施形態に係る液体供給システムをインクジェット記録装置で使用する場合を例に挙げて示す概略構成図である。図２は図１中の液体収納容器を示す斜視図である。図３は図２の液体収納容器の分解斜視図である。図４は図３の分解斜視図においてさらに接続ユニットを分解して示す分解斜視図である。図５は図１中の液体収納容器の接続ユニットの詳細構造を示す拡大縦断面図である。
【００１５】
図１〜図５において、液体収納容器１０００は接続ユニット１００の接続口１５０、１５１を下方に向けた姿勢で装着されて使用されるものである。従って、接続口１５０、１５１を有する接続ユニット１００側が液体収納容器１０００の底部になる。つまり、図１のように液体収納容器１０００がインクジェット記録装置のインクタンクである場合には、接続口１５０、１５１を下側にした状態でインクジェット記録装置のインク供給ユニット５２５等のタンク装着部に着脱可能に装着される。そして、記録手段としてのインクジェット記録ヘッド５２４にインクを供給するために使用される。
【００１６】
ここで、液体収納容器１０００の各構成要素について説明する。図３のように液体収納容器１０００は、液体（インク）を収容する容器本体である液体収容部（インク収容部）２００と、液体収容部２００内の液体を取り出すための接続ユニット１００とを備えている。さらに、液体収納容器１０００に関する種々の情報を取り出すための情報記憶媒体ユニット３００と、キャップ４００とを備えている。液体収容部２００はプラスチック材をブロー成形で成形された中空容器である。接続ユニット１００は、第１の連通孔を形成する液体供給用中空針（インク供給針）５２８と、第２の連通孔を形成する大気導入用中空針（空気導入針）５２９が挿通される第１及び第２の接続部を有する。接続ユニット１００は、液体収容部２００の開口部２０１に対しシール部材１０１を介して気密状態で押圧挟持されている。キャップ４００は、開口部２０１に対し接続ユニット１００を押圧挟持するために、該開口部２０１の外周雄ねじ部にねじ締結される。情報記憶媒体ユニット３００は、液体収容部２００の側面に超音波溶着等により位置決め固定される。
【００１７】
次に、図４及び図５を用いて、接続ユニット１００の詳細を説明する。接続ユニット１００は、複数の接続部を有し、各接続部に通じる接続口１５０、１５１に対応する開口１５３、１５４が形成されたハウジング１０２を有する。接続ユニット１００は、さらに、２個の弾性部材１０３と、押圧部材１０４と、２つの吸収体１０５と、吸収体カバー１０６と、筒１０７と、を一体化して構成されている。２個のゴム状の弾性部材１０３は、ハウジング１０２の連通孔１５３、１５４に対応する位置に装着されている。押圧部材１０４は、接続口１５０、１５１に対応する開口１５５、１５６を有する。２つの吸収体１０５は、押圧部材１０４に配されている。吸収体カバー１０６は、２つの吸収体１０５の外側に装着されている。筒状部材１０７は、上下端が開口した筒体であり、下端部でハウジング１０２上に固定される。
【００１８】
こうして、液体収容部２００と接続ユニット１００とを組み合わせてなる液体収納容器１０００が構成されている。接続ユニット１００は液体収容部２００の開口部２０１に装着される。接続ユニット１００は、液体収容部から液体を導出するための第１の接続部と液体収容部に気体（空気）を導入するための第２の接続部を有する。第１の接続部には、液体収容部２００から液体を導出するための第１の連通孔を形成する液体供給用中空針（インク供給針）５２８が挿通されている。また、第２の接続部には、液体収容部２００内へ気体（空気）を導入するための第２の連通孔を形成する大気導入用中空針（空気導入針）５２９が挿通されている。また、これらの接続部には弾性部材１０３が圧縮された状態で保持されている。接続口１５０、１５１は吸収体カバー１０６に形成されている。また、押圧部材１０４はハウジング１０２に対して超音波溶着又は係止爪等（不図示）により固定されている。
【００１９】
各弾性部材１０３はドーム形状のゴム状部材である。各弾性部材１０３は、ハウジング１０２の２箇所の凹部のそれぞれに装着されるとともに押圧部材１０４で圧縮固定されている。これによって、弾性部材１０３は、径方向の圧縮反力を発生し、気密密封状態を維持している。また、押圧部材１０４に配された２つの吸収体１０５は、吸収体カバー１０６によって挟持されている。吸収体カバー１０６は押圧部材１０４又はハウジング１０２に対して超音波溶着又は係止爪等により固定されている。ハウジング１０２の上面であって、第２の連通孔を形成する空気導入針５２９が挿通される連通孔１５４を囲む部位には、液体収容部２００内（液体収納容器１０００の内部でもある）の上部まで延びる長さの筒状部材１０７が固着されている。筒状部材１０７の上端は液体収容部２００内の液面上の空間に開口している。従って、筒状部材１０７の内部は空気が存在する空間となっており、空気導入針５２９はこの空気の空間との第２の連通孔を形成している。なお、筒状部材１０７内の底部には、空気導入針５２９の空気連通を阻害しない程度の若干の液体が滞留してもかまわない。この筒状部材１０７もハウジング１０２に超音波溶着、係止爪（不図示）、又ははめ込み等により固定されている。以上により、接続ユニット１００が構成されている。
【００２０】
接続ユニット１００は、図５に示すように、液体収容部（容器本体）２００の開口部２０１に、シール部材１０１を介在させて、キャップ４００を開口部２０１の外周にねじ締結することで密封状態で固定される。液体収納容器１０００を使用するに際しては、図５に示すように、液体供給用の中空針５２８は直接的に液体収容部２００内へ通じている。一方、空気導入針５２９の方は、容器本体２００内に設置された筒状部材１０７の内部へ突出している。この液体供給針５２８及び空気導入針５２９は、接続口１５０、１５１、吸収体１０５、１０５、連通孔１５５、１５６、弾性部材１０３、１０３、連通孔１５３、１５４を突き通して、容器本体２００内へ突出している。液体供給針５２８は液体を導出するための第１の連通孔を構成し、気体導入針５２９は気体（外気）を導入するための第２の連通孔を構成している。
【００２１】
図５において、キャップ４００は、全体として両端開放の円筒形状をしている。そのため、接続ユニット１００に形成された接続口１５０、１５１は、液体収容部２００にキャップ４００で固定した状態でも露出している。開口部２０１にねじ締結されるキャップ４００の内径部には、接続ユニット１００を開口部２０１とキャップ４００との間で挟持するための係合部４０１が形成されている。シール部材１０１は、キャップ４００のねじ締結によって、ハウジング１０２の外周に形成された環状段付き部１５７と液体収容部２００の開口部２０１の端面との間で所定量だけ圧縮されている。これにより、インクタンク１０００内部を外気から気密状態に保つ。
【００２２】
次に、情報記憶媒体ユニット３００について説明する。図４において、情報記憶媒体ユニット３００は、ホルダ３０１と、ホルダ３０１の凹部の内面に両面テープ３０３によって位置決め固定された記憶媒体３０２と、を備えている。情報記憶媒体ユニット３００には、複数の突起３０４から成る櫛歯状のＩＤ部（機械式識別部）が設けられている。記憶媒体３０２は、液体収納容器１０００がインクタンクとしてインクジェット記録装置に装着された状態で、該記録装置との間で情報交換が可能である。該記録装置との間で交信される情報は、例えば、インクの使用期限、インクタンク１０００内のインク量、インクの色などに関する情報である。記録装置の制御部がこのような情報を取り出すことにより、使用期限切れ又はインク切れのアラームを出してユーザーにインクタンクの交換を促すなどすることができる。それによって、インクの変色や増粘による記録画像への悪影響を防止できる。また、インク切れの状態で記録したり、違う色のインクを収納したインクタンクを誤装着した状態で記録するなどの不都合を防止できる。
【００２３】
記憶媒体３０２としては、磁気、光磁気、電気、メカなどの情報取得手段により識別情報が得られる媒体であれば、例えばフラッシュメモリやライトアットワンス的な磁気媒体など、種々のものを使用することができる。本実施形態のインクタンク１０００では、電気的な書き込み消去処理可能なＥＥＰＲＯＭが用いられている。これは、インクタンク識別情報の保持、記録装置本体側からの情報の書き込みに加えて、記録装置本体側からの記憶情報の追加、あるいは記憶情報の変更、削除などが可能な記憶媒体である。このＥＥＰＲＯＭは、記録装置本体側に設けられた電気信号コネクタと電気的に接続される接点部を有するプリント基板上に搭載されている。
櫛歯状の突起３０４は、インクタンクの誤装着防止のためのＩＤとして使用される。インクの色毎、あるいは記録装置の機種毎など、あらかじめ決められた部分を切除されており、この切除された部分と対応する本体側の位置に突起が設けられている。これにより、正しいインクタンクのみが装着され、記憶媒体３０２による誤装着防止に加えて、メカ構成によっても誤装着が防止されている。
【００２４】
次に、図１を用いて、本実施形態に係る液体供給システムをインクジェット記録装置で使用する場合を例に挙げて説明する。図１において、液体収納容器１０００は、接続ユニット１００を介して、記録手段としてのインクジェット記録ヘッド５２４に接続されている。記録ヘッド５２４は、画像情報に基づいて、吐出口から記録媒体へインクを吐出して画像を記録する。本実施形態の記録ヘッド５２４は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット記録ヘッドであって、熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えたものである。また、記録ヘッド５２４は、電気熱変換体により印加される熱エネルギーによってインク内に膜沸騰を生じさせ、その時に生じる気泡の成長、収縮による圧力変化を利用して吐出口よりインクを吐出させ、記録を行うものである。
【００２５】
図１において、記録ヘッド５２４は、インク供給路５２６及びインク供給ユニット（タンク装着部）５２５を介して、インクタンク１０００に接続されている。インク（液体）供給ユニット５２５には、中空のインク供給針（インク導出針）５２８及び空気導入針５２９が設けられている。インクを導出するためのインク供給針５２８は、インクタンク１０００の一方の接続口１５０の弾性部材１０３を貫通して液体収容部２００内へ延びている。インク供給針５２８の先端付近には針孔が形成されている。こうして、インクを導出するための中空針からなる第１の連通孔が構成されている。この際、弾性部材１０３は圧縮状態で装填されているので、インク供給針５２８の外周面の気密性が保持され、インクの漏れ出しを防止している。インク供給ユニット５２５には、インク供給針５２８とインク供給路５２６を結ぶ流路５３１が設けられている。この流路５３１の途中には、ポンプ３０４及び開閉バルブ３０２が設けられている。このポンプ３０４は、流路内の液体及び空気を圧送可能であり、圧送方向を矢印Ａ及び矢印Ｂ方向のいずれかに切り換え可能である。
【００２６】
また、記録ヘッドへのインク供給時に外気を導入するための空気導入針５２９は、インクタンク１０００の他方の接続口１５１の弾性部材１０３を貫通して液体収容部２００内へ延びている。空気導入針５２９の先端付近には針孔が形成されている。こうして、記録ヘッドへのインク供給時に、外部から空気を導入するための中空針からなる第２の連通孔が構成されている。この際も、弾性部材１０３は圧縮状態で装填されているので、空気導入針５２９の外周面の気密性が保持され、インクの漏れ出しを防止している。空気導入針５２９の一端は筒状部材１０７の内部空間（空気）に連通し、他端はインク供給ユニット５２５に形成された流路５３２を介して外気へ連通している。この流路５３２には、開閉バルブ３０３が設けられている。なお、本実施形態では、上記の流路５３１と上記流路５３２を結ぶ第３の流路５３３が設けられ、この流路５３３には開閉バルブ３０１が配設されている。
【００２７】
次に、図１〜図５を用いて、第１の実施形態に係る液体供給システムを使用してインクジェット記録装置のインク供給動作を行う場合について説明する。このインク供給動作は、液体供給モードによって行われる。この場合の液体収納容器１０００はインクジェット記録装置のインクタンクに相当する。図１において、液体（インク）供給ユニット５２５には、流路５３１、５３２、５３３が設けられている。第１の流路５３１は、インク供給針（第１の連通孔）５２８と記録ヘッド５２４を接続可能に配設されている。この第１の流路５３１の途中には、図示のような配置で、ポンプ３０４及び開閉バルブ３０２が設けられている。ポンプ３０４は液体又は気体の供給駆動手段を構成している。
【００２８】
第２の流路５３２は、空気導入針（第２の連通孔）５２９と外気を接続可能に配設されている。この第２の流路５３２の途中には、図示のような配置で、開閉バルブ３０３が設けられている。第３の流路５３３は、インク供給針５２８と空気導入針５２９とをつなぐ流路である。第３の流路５３３は、インク供給針５２８とポンプ３０４の間の部位を含んでいる。さらに第１の流路５３１のポンプ３０４とバルブ３０２の間の部位を含んでいる。さらに、第３の流路５３３は、ポンプ３０４とバルブ３０３の間の部位を含んでおり、空気導入針５２９とポンプ３０４の間の部位を含んでいる。この第３の流路５３３の途中には、開閉バルブ３０１が設けられている。インクタンクを装着することによって、上記３つの流路はインクタンクを介して接続された構成となる。
【００２９】
記録ヘッド５２４は、その吐出面（フロント面）に形成された吐出口からインクを吐出して紙やプラスチックシート等の記録媒体に画像を記録する。吐出により消費されたインクを補充するように、ポンプ３０４により、インクタンク１０００内のインクがインク供給路５２６を通して記録ヘッド５２４へ供給される。このとき、バルブ３０２、３０３は開の状態であり、バルブ３０１は閉の状態である。インクの供給に伴って液体収容部２００内のインクが減少すると、該液体収容部内の圧力が低下する。すると、外気に通じる流路５３２から導入される空気が空気導入針５２９及び筒状部材１０７を通して液体収容部２００内の液体面上の空間へ導入される。以上の液体（インク）供給動作は、本実施形態における液体供給モードによって実行することができる。
【００３０】
図６〜図８は、図１の液体供給システムにおいて、記録ヘッドへインク供給するための液体循環モードと異なり、気体（空気）を液体収容部内に循環させる気体循環モード（タンク内気体循環）を行うときの状態を示す模式図である。この気体循環モードにより、液体収容部内の液体を攪拌することができる。すなわち、図６は、図１の液体供給システムにおいて第１の連通孔から液体収容部内へ押し込まれた空気が高濃度層のインクと混合されるときの状態を示す模式図である。図７は図６の液体供給システムにおいて液体収容部内へ押し込まれた空気がさらに中濃度層及び低濃度層のインクと混合されるときの状態を示す模式図である。図８は図６の液体供給システムにおいて液体収容部内の空気と液体が全体的に攪拌される状態を示す模式図である。
【００３１】
次に、液体収容部２００に着色剤としての顔料粒子を含有する顔料インクが収容されている場合について説明する。図１及び図６〜図８において、インクジェット記録装置の液体供給システムにおいて液体収納容器であるインクタンクが１０００が装着された状態（使用状態）で長期間放置されると、インクタンク１０００の内部で顔料粒子が沈降する。そして、液体収容部２００の内部で底部から上部の方向へ顔料粒子の濃度傾斜が発生する。この場合の濃度傾斜は、当然のことながら、底部の方が上部よりも高い濃度となる。
【００３２】
顔料粒子の濃度分布は、概ね図１及び図６に示すようになる。すなわち、底部には顔料粒子の濃度が高い高濃度層６０３が生じ、上部には顔料粒子の濃度が低い低濃度層６０１が生じる。そして、これらの中間に、ほぼ当初の顔料粒子濃度を保っている中濃度層６０２が生じる。つまり、概ね３つの層に分かれる。ここで、開閉バルブ３０１を開状態とし、開閉バルブ３０２、３０３を閉状態とする。この状態では、インクタンク１０００がポンプ３０４を経由して閉じた系となる。そして、この閉じた系の内部で供給駆動手段であるポンプ３０４を矢印Ｂ方向に動作させる。この場合、筒状部材１０７の上端開口部１０７ａは、上部の低濃度層６０１の液面より高い位置にある。この状態で、ポンプ３０４を矢印Ｂ方向に作動させる。
【００３３】
これにより、液体収容部２００内の空気が筒状部材１０７及び空気導入針５２９を介してタンク外部へ導出される。同時に、この導出された空気が、流路内の第１の連通孔を構成するインク供給針５２８を経由して液体収容部２００内へ押し込まれる（圧送される）。ポンプ３０４の動作によって、液体収容部２００内の上部空間の空気が再び筒状部材１０７及び第２の連通孔を構成する空気導入針５２９を介してタンク外部へ導出される。そして、再び、ポンプ３０４の動作によってタンク外部へ導出された空気が、インク供給針５２８を経由して液体収容部２００内へ導入される。つまり、液体収容部２００内の空気が、筒状部材、空気導入針、ポンプ、インク供給針を介して循環されることになる。
【００３４】
図示の構成では、インクタンク１０００の上部の空気が、ポンプ３０４によって、インク供給ユニット（タンク装着部）５２５の閉じ流路を通して循環され、循環される空気によってインクタンク内のインクを攪拌するように構成されている。すなわち、液体収容部２００の内部に存在する気体を、インク供給ユニット５２５内に形成される閉じた系を通して循環させることにより、この気体を液体収容部２００内の液体に混合させる気体循環モードを実施することができる。そして、混合する際の気体及び液体の挙動によって、液体（例えば顔料粒子を含有するインク）を攪拌することができる。この循環による攪拌は、液体収納容器（インクタンク）１０００内の液体（インク）を無駄に費やすことなく（廃棄することなく）行われる。
【００３５】
一方、インクタンク１０００は、製造されて記録装置本体に装着されるまでの流通の過程で姿勢があらゆる方向に変化する。この姿勢の変化により筒状部材１０７内にインクが流入することがある。そのため、ユーザーがインクタンク１０００を記録装置本体に装着した直後には、筒状部材１０７の内部にインクが存在することがある。しかるに、前述のような空気導入針５２９からインク供給針５２８へ至る閉じた流路系を形成してポンプ３０４を矢印Ｂ方向に作動させることで、筒状部材１０７内に存在していたインクは循環して再びインクタンク１０００内へ導入される。すなわち、筒状部材１０７内から導出されたインクは、循環して再びインクタンク内に導入されるので、この場合もインクを無駄に費やすことはない。そして、筒状部材１０７内から一旦導出されたインクは、再び筒状部材１０７内に流入することはない。
【００３６】
次に、インクタンク１０００内の空気を循環させて該インクタンクの底部から再び導入することによる攪拌作用について説明する。図６において、インク供給針５２８の第１の連通孔を通してインクタンク１０００の底部より導入された空気６１０は、容器内の上部に向かって移動する。この空気の移動によって、顔料インクの高濃度層６０３が押し上げられ、高濃度層６０３の一部が中濃度層６０２の中へ混入する。ここで、高濃度層６０３及び中濃度層６０２からなる２つ液層と空気からなる１つの気体６１０はそれぞれ異なる性質を有する。まず、顔料粒子の高濃度層６０３は空気６１０によって上方へ押し上げられているが、この高濃度層の比重は周囲にある中濃度層６０２の比重より大きい（重い）。また、中濃度層６０２は静止しているが、この中濃度層の比重は混入してきた高濃度層６０３の比重より小さい。そして、空気６１０は上方へ移動しているが、この空気の比重は２つの液層６０２、６０３より小さい。
【００３７】
このような性質の違いにより、高濃度層６０３は一旦空気６１０により押し上げられるが、この高濃度層の空気６１０より外れた部分のインクは中濃度層６０２と比較して比重が大きいために沈降する。また、空気６１０は他の２つの液層より軽いため、該空気の移動は周囲の液体の状況に左右される。つまり、空気６１０は、直線的に上昇移動するのではなく、振幅を伴いながら上昇移動する。さらに、空気６１０の上昇は前述の空気の循環によって連続的に発生し、複雑な空気の流れが発生する。このため、高濃度層６０３と空気６１０と中濃度層６０２が互いに入り乱れることになり、インク中の顔料粒子が一層拡散され、混合される。
【００３８】
そして、図７に示すとおり、図６と同じように顔料インクの中濃度層６０２と高濃度層６０３が入り混じったインクが空気６１０により低濃度層６０１内へ押し上げられる。これによって、インク中の顔料粒子が攪拌される。この場合の攪拌のメカニズムは、前述した高濃度層６０３と空気６１０と中濃度層６０２の場合と同じである。すなわち、図８に示すとおり、ポンプ３０４を作動させることによって、空気６１０はインクタンク１０００内部を上昇する間にインクと混合される。同時に、インクタンク内部の液面より上の空気は筒状部材１０７及び空気導入針５２９を通してタンク外部へ導出される。導出される空気は、ポンプ３０４によって再びインク供給針５２８を介してインクタンク１０００内へ導入され、インクタンク内を上昇する間にインクと混合される。こうして、空気６１０は、筒状部材１０７を通じて循環と撹拌を繰り返す。そして、連続して空気６１０がインクタンク１０００の底部より上部まで上昇することにより、該インクタンクの内部に図８中に矢印で示すようなインクの流れが発生し、該インクタンク内部のインクが撹拌される。
【００３９】
以上説明した実施形態によれば、液体収納容器１０００の内部の空気を利用し、容器外部を経由して再び容器内部へ循環させることによって該液体収納容器内のインクを攪拌することができる。これによって、液体収納容器１０００内の顔料インクを長期間にわたって使用する場合でも、記録媒体に記録された画像に濃度差が生じることを防ぐことができる。つまり、長期間にわたって装置を使用せず放置された場合でも、インクタンク１０００から記録ヘッド５２４へ適した濃度のインクを供給し続けることができる。従って、着色剤として顔料を使用したインクを収納した液体収納容器１０００を有する液体供給システムにおいて、インクの無駄な消費を生じることなく、濃度差の無い高画質の画像を記録することができる液体収納容器が提供される。
【００４０】
図１０は本発明の第２の実施形態に係る液体供給システムの液体収納容器の接続ユニットの詳細構造を示す拡大縦断面図である。図１１は図１０中のフィルターにおける空気とインクのメニスカスの状態を示す模式図である。図１２は図１１のフィルーのメニスカスを破って空気がインク中を上昇移動する状態を示す模式図である。図１３は本発明の第２の実施形態に係る液体供給システムにおいて液体収納容器の第１の連通孔から押し込まれた気体が高濃度層のインクと混合されるときの状態を示す模式図である。図１４は図１０中のフィルターの上にインク中の異物が堆積する状態を示す模式図である。図１５は図１４中のフィルターのメニスカスを破って上昇する空気によってフィルター上の異物が除去される状態を示す模式図である。次に、図１０〜図１５を用いて、本発明の第２の実施形態に係る液体供給システムの液体収納容器について、具体的に説明する。
【００４１】
液体収納容器１０００をインクジェット記録装置のインクタンクとして使用する場合の液体供給システム全体の構成は、図１に示す第１の実施形態の場合の構成と実質的に同じであり、その詳細説明は省略する。図１０において、本実施形態では、液体収容部２００の内部であって、ハウジング１０２の連通孔１５３の上方にフィルター３０５が設けられている。このフィルター３０５は、図１中のポンプ３０４が同図中の矢印Ａ方向に作動して記録ヘッド５２４にインクを供給するときに、液体収容部２００内に存在する異物を除去するためのものである。従って、このフィルター３０５は、インク中の異物を遮断しながらインクのみを流通させるように構成されている。
【００４２】
近年、インクジェット記録装置における記録画像は非常に高精細化しており、画像を構成する１つ１つのインク滴（ドット）は非常に小さくなっており、かかるインク滴を吐出する吐出口も非常に小さくなっている。そのため、記録ヘッド５２４に供給されるインクに異物が混入していると、吐出口に目詰まりが生じやすく、吐出不良が発生しやすい。このような技術的課題に鑑みて、本実施形態では、インク中の異物を除去することにより安定した高画質の画像を記録するために、図１０中に示すフィルター３０５が設けられている。
【００４３】
本実施形態に係る液体供給システムの液体収納容器１０００は、上記フィルター３０５を追加して装着する点で前述の第１の実施形態と相違し、その他の点では実質的に同じである。従って、液体収納容器１０００をインクジェット記録装置のインクタンクとして使用する場合のインク供給動作も、前述の第１の実施形態の場合と実質的に同じである。以下では、本実施形態において、インクタンク１０００内の空気を循環させて該インクタンクの底部から再び導入することによる攪拌作用について説明する。本実施形態では、図１１に示すように、インクと空気６１０がフィルター３０５の毛細管の中にメニスカスを形成し、空気６１０が毛細管を上方へ移動していく。そして、空気６１０は、やがては図１２に示すように、メニスカスを破ってインク中に混入し上昇していく。
【００４４】
空気６１０の移動とメニスカスを破るタイミングは、インクとフィルター３０５の表面状態によって左右される。このため、空気６１０がインク中に混入していく間隔はランダムになり、空気６１０とインクとの流れは複雑になる。この複雑な流れによって、空気とインクとの混合が促進され、インク中の顔料粒子の攪拌効果が高められる。図１２で示すように、１つ１つの空気６１０は微細で軽く、空気６１０の周辺の流れの影響を受けやすいため、空気６１０のインク中での移動は激しくなる。このため、空気６１０は、より複雑な軌道を描きながら上昇していく。このとき、空気６１０の間にインクが入り込むことによって空気とインクの流れが複雑になり、これによって、空気とインクの混合がさらに促進され、攪拌効果をさらに高めることができる。
【００４５】
また、前述のように１つ１つの空気６１０は微細であるが、それらの間にインクが入り込むので、図１３に示すように上昇する空気６１０とインクの混合体が生成され、これがほぼ一体となって上昇する。このため、同じ体積の空気６１０であっても、より多くのインクを押し上げることができる。また、攪拌動作に伴い、フィルター３０５の上面から空気６１０が上方へ放出される。このため、図１４に示すようにフィルター３０５上に異物６１１が存在したとしても、図１５に示すように空気６１０の上昇に伴って異物６１１をフィルター３０５から除去することができる。この場合、異物６１１をインク中に戻すだけであるため、通常のインク供給を行なっていく際には、少しずつではあるが異物６１１が再びフィルター３０５上に堆積していく。しかし、攪拌動作を所定のタイミングで実施することで、円滑なインク供給動作を維持することができる。
【００４６】
以上説明した実施形態によれば、気体を循環させるだけで液体収容部内の液体を攪拌することができ、顔料粒子等を含有する液体を長期間にわたって収納する場合でも、顔料粒子等の沈降を防いで液体の濃度を均一に保つことができる液体収納容器が提供される。従って、液体収納容器をインクジェット記録装置のインクタンクに使用する場合に、所望濃度で良好な画像記録を可能ならしめる液体収納容器及びインクジェット記録装置が提供される。
【００４７】
なお、以上の実施形態では、液体収納容器をインクタンクとして使用するインクジェット記録装置が、記録媒体に沿って移動する記録ヘッドを用いるシリアルタイプである場合を例に挙げて説明した。本発明は、副走査のみで記録するラインタイプのインクジェット記録装置に対しても同様に適用可能である。また、本発明は、インクジェット記録装置であれば、記録ヘッドの数や、使用するインクの種類数や性状等に関わらず、同様に適用可能である。さらに、本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、撮像画像形成装置などの単体装置に限定されるものではなく、これらを組み合わせた複合装置、あるいはコンピュータシステムなどの複合装置における記録装置としても広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る液体供給システムの概略構成図である。
【図２】図１中の液体収納容器の第１の実施形態を示す斜視図である。
【図３】図２の液体収納容器の分解斜視図である。
【図４】図３の分解斜視図においてさらに接続ユニットを分解して示す分解斜視図である。
【図５】図１中の液体収納容器の接続ユニットの詳細構造を示す拡大縦断面図である。
【図６】図１の液体供給システムにおいて第１の連通孔から液体収容部内へ押し込まれた空気が高濃度層のインクと混合されるときの状態を示す模式図である。
【図７】図６の液体供給システムにおいて液体収容部内へ押し込まれた空気がさらに中濃度層及び低濃度層のインクと混合されるときの状態を示す模式図である。
【図８】図６の液体供給システムにおいて液体収容部内の空気と液体が全体的に攪拌される状態を示す模式図である。
【図９】本発明の液体供給システムを使用するのに好適なインクジェット記録装置の斜視図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る液体供給システムの液体収納容器の接続ユニットの詳細構造を示す拡大縦断面図である。
【図１１】図１０中のフィルターにおける空気とインクのメニスカスの状態を示す模式図である。
【図１２】図１１のフィルターのメニスカスを破って空気がインク中を上昇移動する状態を示す模式図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る液体供給システムをインクジェット記録装置で使用する場合に第１の連通孔から押し込まれた気体が高濃度層のインクと混合されるときの状態を示す模式図である。
【図１４】図１０中のフィルターの上にインク中の異物が堆積する状態を示す模式図である。
【図１５】図１４中のフィルターのメニスカスを破って上昇する空気によってフィルター上の異物が除去される状態を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１００      接続ユニット
１０７      筒状部材
１０７ａ    上端開口部
２００      液体収容部
２０１      開口部
３０１、３０２、３０３    開閉バルブ
３０４      ポンプ
３０５      フィルター
５２４      記録ヘッド（インクジェット記録ヘッド）
５２５      液体供給ユニット（インク供給ユニット、タンク装着部）
５２６      インク供給路
５２８      第１の連通孔（液体供給針、インク供給針）
５２９      第２の連通孔（気体導入針、空気導入針）
５３１      第１の流路
５３２      第２の流路
５３３      第３の流路
６０１      顔料インクの低濃度層
６０２      顔料インクの中濃度層
６０３      顔料インクの高濃度層
６１０      気体（空気）
６１１      異物
１０００    液体収納容器（インクタンク）
【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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