(57)【要約】【課題】  環境変化により装置内のインクタンク接続部分がインクで汚れることを防止する。【解決手段】  記録ヘッド１と、インクを貯蔵するインクタンク２と、インク供給路１４，１５と、前記インク供給路のインクタンク側の端部に設けられた第１の中空管４と、大気と連通した大気連通室１２に連通する第2の中空管５と、を備えるインクジェット記録装置において、インクタンク２はインクジェット記録装置に対して着脱自在であり、インクタンクの装着部は、前記第１の中空管に設けられたインクタンクとの連通穴４ａと大気とを連通するためのインク流路６ａを備え、該インク流路は、インクタンクが装着されていない状態では前記連通穴と連通し、該インクタンクが装着された状態では連通穴から退避させるインク流路部材上６に設けられている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出して記録を行う記録ヘッドと、該記録ヘッドから吐出するインクを貯蔵するインクタンクと、前記記録ヘッドと前記インクタンクとを連通するインク供給路と、前記インク供給路のインクタンク側の端部に設けられた第１の中空管と、大気と連通した大気連通室に連通する第2の中空管と、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インクジェット記録装置に対して着脱自在であり、
前記インクタンクの装着部は、前記第１の中空管に設けられたインクタンクとの連通穴と大気とを連通するためのインク流路を備え、
該インク流路は、該インクタンクが装着されていない状態では前記連通穴と連通し、該インクタンクが装着された状態では連通穴から退避させるインク流路部材上に設けられていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記インク流路部材のインク流路は毛細管力を発生させる溝形状であ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】
前記インク流路部材のインク流路は流路方向に少なくともひとつの連続した隅部を設けた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４】
前記第二の中空管に設けられたインクタンクとの連通穴を、インクタンクが本体から脱着される状態では閉鎖し、インクタンクが本体に装着される状態では前記連通穴を開放する穴栓をもつことを特徴とする請求項１から３のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記穴栓は前記インク流路部材と一体的に取り付けられ、インクタンクの挿入力とそれに抗する弾性部材により、タンクの有無と連動し直線的に移動することを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記インク流路部材のインク流路から流れ落ちたインクを、廃インク吸収体、もしくは廃インク溜め部に導くための流路を設けたことを特徴とする請求項１から５のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
各色インクタンクごとに、独立して可動する機構を備えたこと特徴とする請求項１から６のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
各色インクタンクごとに、独立して、流れ落ちたインクを回収する流路を設けたことを特徴とする請求項７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、インク供給装置、インク供給機構およびインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ等の記録方式のうち、吐出口（ノズル）からインクを吐出させて記録紙等の被記録媒体上に記録を行うインクジェット記録方式は、低騒音のノンインパクト記録方式で高密度かつ高速の記録動作が可能であるため、近年では広く採用されている。
【０００３】
一般的なインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドを搭載するキャリアを駆動する手段と、記録紙を搬送する搬送手段と、これらを制御するための制御手段などを備えている。また、インクジェットヘッドのノズル部分からインクを吐出するためのエネルギを発生するために、ピエゾ素子などの電気機械変換体を用いてインクに加圧するもの、レーザなどの電磁波を照射して発熱させるもの、発熱により発泡させるもの、あるいは発熱抵抗体を有する電気熱変換体素子によって液体を加熱させ発泡させるものなどがある。その中でも熱エネルギを利用してインク滴を吐出させる方式のインクジェット記録装置は、ノズルを高密度に配列させることができるため高解像度の記録を行うことが可能である。特に電気熱変換体素子をエネルギ発生素子として用いたインクジェットヘッドは、小型化が容易であり、最近の半導体製造分野において技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術やマイクロ加工技術を応用して、その長所を十分に活用することにより高密度実装化が容易でかつ製造コストを低くできる。
【０００４】
従来のインクジェット記録装置におけるインク供給方式には、インクタンクとインクジェットヘッドとをチューブで接続したいわゆるチューブ供給方式がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
以下、図４により従来のチューブ供給方式について説明する。
【０００６】
熱エネルギを利用してインク滴を吐出させる方式の従来のインクジェット記録装置の一例において、記録ヘッド１０１の吐出ノズル１０１ｇは微細な穴であり、ノズルに特に弁機構はなく、ノズル内部を負圧に保つことによりノズルにインクのメニスカスを張らせ、ノズルからのインクの漏れ、大気からの空気の進入をなくしている。インクの吐出は吐出ノズル１０１ｇ近傍に配置されたヒータの膜沸騰エネルギにより吐出ノズル１０１ｇのインクを押し出すことにより行われ、吐出後吐出ノズル１０１ｇの毛細管力により再びノズル内にインクを満たすサイクルが繰り返され、インクはチューブ１０６、インク供給ユニット１０５を介して随時水頭差にて負圧を維持しているメインタンク１０４から吸い上げられる。
【０００７】
画像を形成していくには、上記多数の吐出ノズルに対し選択的にエネルギを与え、各ノズルから吐出したインクを随時メインタンク１０４から供給していく構成が用いられている。
【０００８】
記録ヘッド１０１の内部には、微細な穴である吐出ノズル１０１ｇにごみが詰まるのを防止するための微細なメッシュ構造のフィルタ１０１ｃと、フィルタ１０１ｃと吐出ノズル１０１ｇとを結ぶ流路１０１ｆと、フィルタ１０１ｃの上流で、インクジェット記録装置本体に設置されたメインタンク１０４からチューブ１０６を介して供給されるインクを一定量蓄えるサブタンク１０１ｂとが配置されている。
【０００９】
メインタンク１０４は、供給ユニット１０５に対して着脱可能な構成であり、その底部に、ゴム栓１０４ｂで密封されたインク供給口と、ゴム栓１０４ｃで密封された大気導入口とを有する。メインタンク１０４は、単体では気密な容器であり、インク１０９はメインタンク１０４内にそのまま収容される。
【００１０】
インク供給ユニット１０５は、メインタンク１０４からインク１０９を取り出し、記録ヘッド１０１にインクを供給するためのインク供給針１０５ａと、メインタンク１０４内へ大気連通口１０５ｇからの大気を導入させるための大気導入針１０５ｂとを有する。インク供給針１０５ａおよび大気導入針１０５ｂは、メインタンク１０４のインク供給口および大気導入口の位置に対応させて配置されており、メインタンク１０４がインク供給ユニット１０５に装着されることで、インク供給針１０５ａおよび大気導入針１０５ｂがそれぞれゴム栓１０４ｂ、１０４ｃを貫通し、メインタンク１０４の内部に侵入する構成となっている。すなわち、メインタンク１０４がインク供給ユニット１０５に装着されることで、記録ヘッド１０１からインク供給針１０５ａまでの流路と、大気導入針１０５ｂから大気連通口１０５ｇの流路とが１本の流路として連通する。
【００１１】
尚、インク供給針１０５ａおよび大気導入針１０５ｂがそれぞれゴム栓１０４ｂ、１０４ｃを挿入する際に、インクが針穴から漏れ出すことを防止するため、挿入途中でいったん針穴をゴム栓で閉塞させ、挿入が完了すると連通するように、ゴム栓の厚みが針穴の大きさよりも厚く構成することが必要である。
【００１２】
また、周囲環境の温度変化により、記録ヘッド１０１内及び、メインタンク１０４内の空気が膨張した場合に大気連通口１０５ｇからインクがあふれることを防止するために、大気導入針１０５ｂと大気連通口１０５ｇの間にあふれたインクを一時収容するバッファ室１０５ｆを構成している。
【００１３】
以上の構成により、記録ヘッド１０１内のインクが消費されると、その負圧により、インクが随時メインタンク１０４からインク供給ユニット１０５およびインク供給チューブ１０６を介して記録ヘッド１０１へ供給される。その際、メインタンク１０４から供給されたインクと同量の空気が、大気連通口１０５ｇからバッファ室１０５ｆ、大気導入針１０５ｂを経て、メインタンク１０４内に導入される。
【００１４】
しかし、上記構成だけでは、サブタンク１０１ｂ内に、チューブ１０６などの樹脂材料を透過して侵入する空気や、インク内に溶存していた空気が蓄積してしまう問題があり、サブタンク１０１ｂのインクが空になると上記インク供給が不可能になってしまう不都合がある。
【００１５】
このため、記録ヘッド１０１からインク供給針１０５ａまでの流路に遮断弁１１０と、吐出ノズル１０１ｇを吸引する吸引キャップ１０７ａ、吸引ポンプ１０７ｃを含む回復ユニット１０７の連動動作により、蓄積した空気を除去する手段を構成している。
【００１６】
次に、空気の除去動作について説明する。
まず、遮断弁１１０を閉鎖し、吸引キャップ１０７ａを記録ヘッド１０１の吐出ノズル１０１ｇを覆うように押しつける。続いて、吸引ポンプ１０７ｃにより吐出ノズル１０１ｇを吸引する。するとサブタンク１０１ｂ内は減圧し、蓄積した空気は膨張する。吸引ポンプ１０７ｃは記録ヘッド１０１内のインクと、膨張した空気の一部を吸い出す。ここで、遮断弁１１０を開放することで、減圧されていた記録ヘッド１０１内にインクが流れ込み、吸引キャップ１０７ａを開くことで動作は完了する。空気の一部を含む吸引ポンプ１０７ｃで吸引された分のインクが充填されるため、蓄積した空気を減少させることができる。
【００１７】
また、上記構成を利用して、吐出ノズル１０１ｇにインクの増粘物が詰まった場合は、遮断弁１１０を開いたまま、回復ユニット１０７の吸引キャップ１０７ａと吸引ポンプにて吐出ノズル１０１ｇからインクを勢いよく引き出すことでインク吐出特性の回復がなされる。
【特許文献１】特開2002−307709号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、上記従来例においては、メインタンク１０４を取り外した状態で周囲の温度が上昇した場合、サブタンク１０１ｂ内の空気が膨張しインク供給針１０５ａの針穴からインクが漏れ出しメインタンク１０４収納部内を汚してしまうという問題がある。
【００１９】
また、周囲の温度上昇により、メインタンク１０４のインクがバッファ室１０５ｆに流れ込んだ状態で、メインタンク１０４をインク供給ユニット１０５からはずした場合は、大気導入針１０５ｂからバッファ室１０５ｆ、大気連通口１０５ｇまでの経路は両端を開放したインク容器にインクが入っている状態になってしまうため、本体輸送等本体を傾けるとバッファ室１０５ｆに残っているインクがこぼれ、装置内を汚してしまうという問題もある。
【００２０】
仮に、メインタンク１０４をはずした時に、針穴を閉鎖する機構を付けたとしても、周囲の温度変化によりサブタンク１０１ｂ内の空気が膨張、収縮した場合に、吐出ノズル１０１ｇからインクが漏れ出したり、キャップ内に溜まったインクや空気がノズルから逆流したりし、ヘッド内でインクが混色し印字品位を著しく低下させる。
【００２１】
また、メンテナンスや本体輸送時等で本体からインクを抜き取る必要がある場合、メインタンク１０４を外した状態で吸引を実施しても、針穴が塞がれてしまうため、ヘッド内のインクを抜くことが出来ないといった問題もある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するため本発明のインクジェット記録装置は、インクを吐出して記録を行う記録ヘッドと、該記録ヘッドから吐出するインクを貯蔵するインクタンクと、前記記録ヘッドと前記インクタンクとを連通するインク供給路と、前記インク供給路のインクタンク側の端部に設けられた第１の中空管と、大気と連通した大気連通室に連通する第2の中空管と、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インクジェット記録装置に対して着脱自在であり、前記インクタンクの装着部は、前記第１の中空管に設けられたインクタンクとの連通穴と大気とを連通するためのインク流路を備え、該インク流路は、該インクタンクが装着されていない状態では前記連通穴と連通し、該インクタンクが装着された状態では連通穴から退避させるインク流路部材上に設けられていることを特徴とする。
【００２３】
上述のインクジェット記録装置によれば、インクタンクを完全に挿入している場合には従来例と同様の流路構成であり、空気除去動作及びノズルの回復が正常に実行できる。
【００２４】
またインクタンクを取り外すことで前記第１の中空管の連通穴にインク流路を接続することで、温度変化、気圧変化などによる流路内の空気の体積変化により第１の中空管の連通穴からインクが流出しても、本体の廃インク吸収体で回収できる。
【００２５】
また、第２の中空管の連通穴を閉塞する構成を付加することで、インクの漏れを防止することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明のインク供給装置によれば、インクタンクを完全に挿入している場合には従来例と同様の流路構成であり、空気除去動作及びノズルの回復が正常に実行できる。
【００２７】
更に、インクタンクを取り外しても第１の中空管に設けられたインクタンクとの連通穴に毛細管力を発生させる溝形状のインク流路を接続することにより振動、温度、気圧の変化に対してもインクが、本体の外部に漏れない。また、第二の中空管に設けられたインクタンクとの連通穴を閉鎖することによりインクの漏れによる装置内の汚れを防止する事ができる。
【００２８】
また本体輸送のために記録ヘッド内のインクを吸引する事も可能となる。
【００２９】
また各インクごとに、機構を設けることで、廃インク吸収体までの流路を各色分けることができ、万が一、振動等で逆流した場合でも、混色等が起こらずに、再度、ユーザーが流路内をすべて洗浄するために、回復動作等を行う必要もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。
【００３１】
図１に示すインクジェット記録装置は、記録ヘッド２０１の往復移動（主走査）と、一般記録紙、特殊紙、ＯＨＰフィルム等の記録用シートＳの所定ピッチごとの搬送（副走査）とを繰り返しつつ、これらの動きと同期させながら記録ヘッド２０１から選択的にインクを吐出させ、記録用シートＳに付着させることで、文字や記号、画像等を形成するシリアル型の記録装置である。
【００３２】
図１において、記録ヘッド２０１は、２本のガイドレールに摺動自在に支持され不図示のモータ等の駆動手段によりガイドレールに沿って往復移動されるキャリッジ２０２に着脱可能に搭載されている。記録用シートＳは、搬送ローラ２０３により、記録ヘッド２０１のインク吐出面に対面し、かつ、インク吐出面との距離を一定に維持するように、キャリッジ２０２の移動方向と交差する方向（例えば、直交する方向である矢印Ａ方向）に搬送される。
【００３３】
記録ヘッド２０１は、それぞれ異なる色のインクを吐出するための複数のノズル列を有する。記録ヘッド２０１から吐出されるインクの色に対応して、複数の独立したメインタンク２０４が、インク供給ユニット２０５に着脱可能に装着される。インク供給ユニット２０５と記録ヘッド２０１とは、それぞれインクの色に対応した複数のインク供給チューブ２０６によって接続され、メインタンク２０４をインク供給ユニット２０５に装着することで、メインタンク２０４内に収納された各色のインクを、記録ヘッド２０１の各ノズル列に独立して供給することが可能となる。
【００３４】
記録ヘッド２０１の往復移動範囲内で、かつ、記録用シートＳの通過範囲外の領域である非記録領域には、回復ユニット２０７が、記録ヘッド２０１のインク吐出面と対面するように配置されている。
【００３５】
次に、このインクジェット記録装置のインク供給系の詳細な構成について図２、３を参照して説明する。図２、３は、図１に示すインクジェット記録装置のインク供給経路を説明するための図であり、説明を簡単にするため、１色分の経路についてのみ示している。
【００３６】
まず構成から説明する。
１は記録ヘッド、２はインクタンクであり低部にはゴム栓２ａがもうけられている。３はヘッド内の負圧を高める際に閉じる弁、４はインクタンクから記録ヘッドへインクを供給するためのコネクタとなるインク供給針であり先端近傍の側面にはインクタンク内部との連通穴４ａが設けられている。５は大気と開放された大気連通路へ連通するためのコネクタとなる大気導入針であり先端近傍の側面にはインクタンク内部との連通穴５ａが設けられている。６はインク供給針から漏れたインクを導くインク流路部材であり断面略コの字形の連続した溝により形成された流路６ａ、６ｂを備えている。インク流路部材６はインクタンクの抜き差しに応じ上下動するように不図示の部分で摺動保持されている。７は大気導入針５の連通穴５ａを塞ぐ穴栓であり弾性部材により形成されインク流路部材６に一体的に取付けられている。８はインクタンクを抜いた際に、インク流路部材６を上方に持ち上げるための弾性部材、９は本体に設けられた排インク吸収体、１０はインク流路部材６で導かれたインクを排インク吸収体まで導く流路、１１は大気導入針５とバッファ室をつなぐ流路、１２はタンク挿入時の温度変化等によるインクの流出を溜めるバッファ室、１３は大気連通流路であり排インク吸収体９との当接部には溝１３ａが設けられ大気と開放している。１４はインク供給針４から弁３までのインク流路、１５は記録ヘッド１へインクを導くチューブ、を示している。
【００３７】
次に動作を説明していく。
図２は、インクタンクを本体に取り付けた際の、供給装置の構成を示した図であり、図３はインクタンクを本体から取り外した際の、供給装置の構成を示した図である。
【００３８】
図２から説明する。
インクタンク2を本体に挿入すると、インク流路部材６はインクタンク２の底面によって押され図下方に移動する。その際に弾性体8は圧縮され、反力を発生させるが、ここでは図示していないインクタンクの挿入レバーのストッパー部に突き当たり、インクタンクはその位置で固定される。
【００３９】
この状態では、インク供給針４および大気導入針５はゴム栓２ａを貫通し連通穴４ａ、５ａはインクタンク２の内部と連通し、記録ヘッド１から大気連通流路13までインク流路として閉じている。
【００４０】
よってこの状態で、本体を傾けてもヘッド１のノズルのメニスカスによってインクは保持されインクは流れない。また振動を与えてノズルのメニスカスが瞬時壊れたとしても、その量は少量であり廃インク吸収体９以外にインクが、もれることはない。
【００４１】
また、温度、気圧変化等があっても、同様に、廃インク吸収体９以外にインクがもれることはない。
【００４２】
次に図３を説明する。
インクタンク２を本体から取り外すと、インク流路部材６は、弾性体8によって、図上方に移動させられ不図示のストッパーにより図３の位置で保持される。この位置でインク流路部材６に設けられた流路６ａが連通穴４ａと接続し、インク流路部材６に一体的に取り付けられ穴栓７が連通穴５ａを塞ぐように構成されている。
【００４３】
この状態においてバッファ室１２にインクが溜まっていて本体を傾けたとしてもインクは大気連通流路１３から廃インク吸収体９に流れるため装置内は汚れる事はない。また、記録ヘッド１から連通穴４ａの間は、記録ヘッド１のノズルのメニスカス力で内部のインクは保持されており装置本体を傾けられても連通穴４ａからインクが漏れる事はない。また、温度、気圧変化があっても連通穴４ａは大気開放されているためインクは記録ヘッド１のノズルから漏れたり逆流したりせず混色の心配は無い。また、連通穴４ａからインクが漏れても流路６ａの毛細管力により流路６ｂ、流路１０を通り廃インク吸収体９まで導かれるため装置内部を汚す事はない。流路６ａ及び流路６ｂは断面略コの字形状の連続した溝からなり２辺の連続した隅部で漏れたインクをより導き易いように構成されている。
【００４４】
本体を輸送する場合などはこの状態で不図示の部分の吸引ポンプで記録ヘッド１のノズルからインクを全て吸引する事によりインク漏れを完全に防ぐ事ができる。
【００４５】
本構成によれば連通穴４ａと流路６ａ間は毛細管力によりインクが漏れない程度に隙間があってもよく、２本あるコネクタ用中空針のうち一方のみ密閉するだけなので流路部材６は高い精度を必要としないため安価な構成でインク漏れを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置の概略の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置のインク供給系の詳細な構成を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施形態によるインクジェット記録装置のインク供給系の詳細な構成を説明するための図である。
【図４】従来のインクジェット記録装置におけるインク供給系の一例の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４７】
２０１  記録ヘッド
２０２  キャリッジ
２０３  搬送ローラ
２０４  メインタンク
２０５  インク供給ユニット
２０６  インク供給チューブ
２０７  回復ユニット
１  記録ヘッド
２  インクタンク
３  弁
４  インク供給針
５  大気導入針
６  インク流路部材
７  穴栓
８  弾性部材
９  廃インク吸収体
１０  流路
１１  流路
１２  バッファ室
１３  大気連通流路
１４  インク流路
１５  チューブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2005212175.tif 000006