(57)【要約】【課題】  簡単な構成でメインタンクからサブタンクにインクを補給することができるインクジェット記録装置のインク供給機構等を提供する。【解決手段】  本発明のインクジェット記録装置のインク供給機構は、インクを吐出するノズル１１ａを有する記録ヘッド１１に設けられ、記録ヘッド１１に供給するインク１８を保持するサブタンク１７と、サブタンク１７とは独立して設けられ、サブタンク１７に供給するインク４１を貯留するメインタンク４０と、記録ヘッド１１のノズル１１ａからインクを吸引する吸引キャップ２３および吸引ポンプ２２とを備えている。サブタンク１７は、内部空間を外気に連通させる大気連通部２４を備えており、大気連通部２４は記録ヘッド１１のノズル１１ａの近傍に開口した外気側小孔２８を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出するノズルを有する記録ヘッドに設けられ、該記録ヘッドに供給するインクを保持する第１のタンクと、
前記第１のタンクとは独立して設けられ、前記第１のタンクに供給するインクを貯留する第２のタンクと、
前記記録ヘッドのノズルからインクを吸引する吸引手段と、
を備えたインクジェット記録装置のインク供給機構において、
前記第１のタンクは内部空間を外気に連通させる大気連通部を備えており、該大気連通部は前記ノズルの近傍に開口した外気側孔を有してい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機構。
【請求項２】
前記大気連通部は、前記外気側孔から前記第１のタンク内の上部近傍を経由し、次に前記第１のタンク内の下部近傍を経由して再び前記第１のタンク内の上部近傍に延び、該第１のタンク内の上部近傍に形成された内部側孔を通じて前記第１のタンクの内部空間に連通している、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機構。
【請求項３】
前記大気連通部は、通路が比較的狭い第１の通路と通路が比較的広い第２の通路とを有している、請求項２に記載のインクジェット記録装置のインク供給機構。
【請求項４】
前記第１の通路は、前記大気連通部の前記外気側孔から前記第１のタンク内の上部近傍へ延びている部分を構成し、前記第２の通路は、前記大気連通部の前記外気側孔から延びた前記第１のタンク内の上部近傍から、前記第１のタンク内の下部近傍を経由して再び前記第１のタンク内の上部近傍に延びている部分を構成している、請求項３に記載のインクジェット記録装置のインク供給機構。
【請求項５】
前記大気連通部は、前記外気側孔から前記第１のタンク内の上部近傍に延びており、該上部近傍で前記第１のタンクの内部空間に連通している、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機構。
【請求項６】
前記第１のタンク内の前記上部近傍には、前記第１のタンク内の一部のインクを毛細管力によって含浸するインク吸収部材が設けられており、前記大気連通部は、前記インク吸収部材を介して前記第１のタンクの内部空間と外気とを連通させるように構成されている、請求項５に記載のインクジェット記録装置のインク供給機構。
【請求項７】
前記記録ヘッドおよび前記第１のタンクを、前記吸引手段が前記ノズルと前記外気側孔の両方を吸引する第１の吸引位置と、前記吸引手段が前記ノズルのみを吸引する第２の吸引位置とに選択的に配置させることができるように構成されている、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のインク供給機構。
【請求項８】
前記吸引手段は、連通孔を介して互いに連通している、前記ノズルの吸引を行う第１の吸引室および前記外気側孔を覆う第２の吸引室と、前記連通孔の開閉を行う開閉手段とを有している、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のインク供給機構。
【請求項９】
前記第２のタンクと前記第１のタンクとを連結させる連結手段を有している、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のインク供給機構。
【請求項１０】
前記吸引手段は、前記連結手段によって前記第２のタンクと前記第１のタンクとが連結されている状態と、前記第２のタンクと前記第１のタンクとが連結されていない状態とのどちらの状態であっても、前記ノズルと前記外気側孔とを覆うように構成されている、請求項９に記載のインクジェット記録装置のインク供給機構。
【請求項１１】
前記記録ヘッドおよび前記第１のタンクは、キャリッジに搭載されて記録媒体に対して往復走査するように構成されており、
前記連結手段は、前記キャリッジを駆動する駆動源と同じ駆動源によって駆動されるように構成されている、請求項９または１０に記載のインクジェット記録装置のインク供給機構。
【請求項１２】
前記インク供給機構は、前記第１のタンク内のインクの残量を検知するインク残量検知手段と、少なくとも前記連結手段および前記インク残量検知手段を含む各部の動作を制御する制御手段とをさらに有しており、
前記制御手段は、前記第１のタンク内のインク残量が所定量を下回っていることを示す第１の信号が前記インク残量検出手段から発せられた場合に、前記連結手段に前記第２のタンクと前記第１のタンクとの連結を行わせ、その後、前記吸引手段に少なくとも前記外気側孔に対する吸引動作を所定の時間行わせ、該吸引動作を所定の時間行わせた後でも前記第１の信号が前記インク残量検出手段から発せられている場合には、前記第２のタンク内のインク残量が所定量を下回っていることを示す第２の信号を発するように構成されている、請求項９から１１のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置のインク供給機構。
【請求項１３】
前記第２のタンクと前記第１のタンクとは、収容するインクの種類毎に独立して互いに対応して設けられ、前記インク残量検知手段と前記連結手段とは、独立して互いに対応して設けられた前記第２のタンクおよび前記第１のタンク毎に備えられており、
前記制御手段は、前記第１の信号を発している前記インク残量検出手段が検知している前記第１のタンクに対応している前記連結手段だけを選択的に動作させて、該第１のタンクだけを対応する前記第２のタンクに連結させるように構成されている、請求項１２に記載のインクジェット記録装置のインク供給機構。
【請求項１４】
前記第２のタンクは内部のインクを導出させるインク導出部を有し、前記第１のタンクは、前記第１のタンクと前記第２のタンクとが連結したときに前記インク導出部が挿入されるインク注入口を有しており、
前記インク導出部は前記インク導出部の周囲を囲む封止手段を備えており、該封止手段は、前記第１のタンクと前記第２のタンクとが連結したときに前記第１のタンクの前記インク注入口の周囲の面に当接するように構成されている、請求項９から１３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置のインク供給機構。
【請求項１５】
前記インク導出部は、先端部分の外径が他の部分の外径よりも大きく形成されている、請求項１４に記載のインクジェット記録装置のインク供給機構。
【請求項１６】
前記インク導出部は、前記第１のタンクと前記第２のタンクとが連結していないときには前記封止手段で塞がれるインク導出口を有しており、
前記インク導出部の前記インク導出口の周囲には前記封止手段の一部が合致する溝部が形成されている、請求項１４または１５に記載のインクジェット記録装置のインク供給機構。
【請求項１７】
インクを吐出するノズルを有する記録ヘッドと、該記録ヘッドに供給するインクを保持する第１のタンクとを有するヘッドカートリッジにおいて、
前記第１のタンクは内部空間を外気に連通させる大気連通部を備えており、該大気連通部は前記ノズルの近傍に開口した外気側孔を有していることを特徴とするヘッドカートリッジ。
【請求項１８】
前記大気連通部は、前記外気側孔から前記第１のタンク内の上部近傍を経由し、次に前記第１のタンク内の下部近傍を経由して再び前記第１のタンク内の上部近傍に延び、該第１のタンク内の上部近傍に形成された内部側孔を通じて前記第１のタンクの内部空間に連通している、請求項１７に記載のヘッドカートリッジ。
【請求項１９】
前記大気連通部は、通路が比較的狭い第１の通路と通路が比較的広い第２の通路とを有している、請求項１８に記載のヘッドカートリッジ。
【請求項２０】
前記第１の通路は、前記大気連通部の前記外気側孔から前記第１のタンク内の上部近傍へ延びている部分を構成し、前記第２の通路は、前記大気連通部の前記外気側孔から延びた前記第１のタンク内の上部近傍から、前記第１のタンク内の下部近傍を経由して再び前記第１のタンク内の上部近傍に延びている部分を構成している、請求項１９に記載のヘッドカートリッジ。
【請求項２１】
前記大気連通部は、前記外気側孔から前記第１のタンク内の上部近傍に延びており、該上部近傍で前記第１のタンクの内部空間に連通している、請求項１７に記載のヘッドカートリッジ。
【請求項２２】
前記第１のタンク内の前記上部近傍には、前記第１のタンク内の一部のインクを毛細管力によって含浸するインク吸収部材が設けられており、前記大気連通部は、前記インク吸収部材を介して前記第１のタンクの内部空間と外気とを連通させるように構成されている、請求項２１に記載のヘッドカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置のインク供給機構およびヘッドカートリッジに関する。
【０００２】
より詳しくは、本発明は、記録ヘッドに設けられているサブタンク（第１のタンク）に、記録ヘッドとは独立して設けられたメインタンク（第２のタンク）からインクを再充填可能なインクジェット記録装置のインク供給機構およびヘッドカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００３】
従来から、記録媒体に対して往復走査するキャリッジ上に搭載した記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出して記録を行う、いわゆるシリアル式のインクジェット記録装置が知られている。このようなインクジェット記録装置では、記録ヘッドを搭載したキャリッジが、紙等の記録媒体を横切って端から端まで往復走査される。記録ヘッドが記録媒体を横切って移動する際に、インクジェット記録装置の制御システムが記録ヘッドを作動させて記録媒体上にインク滴を吐出して画像（文字を含む）を形成する。
【０００４】
インクは、インク供給源（メインタンク）に貯えられており、記録ヘッドによる消費量に応じて記録ヘッドに供給される。このメインタンクからキャリッジ上の記録ヘッドにインクを供給する手法としては、メインタンクを記録ヘッドとは別体に構成してインクジェット記録装置内に固定し、両者を柔軟なインク供給チューブで結合させて、キャリッジ上のサブタンクを介してインクを記録ヘッドに供給する手法と、メインタンクをキャリッジに着脱可能に搭載し、インクを記録ヘッドへ直接供給する手法とが知られている。
【０００５】
しかしながら、前者は、メインタンクと往復走査されるキャリッジとの間の距離の変化が大きく、さらにインク供給チューブは左右の方向変換部で屈曲半径を形成する必要があるために装置が大型化し、また、インク供給チューブを柔軟な素材で構成するほど、インク供給チューブを透過してインクが蒸発し易いという問題がある。一方、後者は、メインタンクがキャリッジと共に走査移動するので、メインタンクは軽量かつ小型であることが求められるため、メインタンクのインク収容量が制限されるという問題がある。
【０００６】
これらの問題点を解消する手法として、メインタンクを、記録装置内のキャリッジの移動範囲内の片隅に固定状態に配し、必要に応じてキャリッジ上のサブタンクをメインタンクに結合させてインクの補給を行う手法が多々提案されている。そのような提案は、例えば特許文献１〜４に記載されている。このような手法は、基本的には、メインタンクを固定することによって比較的大量のインクを収容して必要に応じて補給することで、キャリッジ上の構成の小型化と共にメインタンクの交換頻度を最小限に抑えようとする考え方に基づいている。この手法における解決すべき問題点は、液体のインクを如何に漏らさず確実にメインタンクからキャリッジ上のサブタンクへ移動させるかという点である。
【特許文献１】特許第２５６５７４２号明細書
【特許文献２】特開平９−１６９１１９号公報
【特許文献３】特開平９−２４００２０号公報
【特許文献４】特開２００１−１３８５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１は、ゴムキャップと針を使用し、吸引ポンプでサブタンク内の空気を吸引してインク袋を膨らますことによって、記録ヘッドにインクを補給する例が開示されている。この従来技術の問題点は、針とゴムキャップとの間で繰り返される抜き差し動作に対する耐久性をいかに高めるかということである。抜き差しされるゴムキャップに針跡が形成されると、その針跡からインクが漏出するおそれがある。また、抜き差しする際にゴムキャップから削れ落ちたゴム細片が針の内部に進入し、それが記録ヘッドに供給されて記録ヘッドのノズルに目詰まりを発生させるおそれもある。さらには、サブタンク内にインクを収納する袋を必要とするので、形状設計の不自由さとインクの収容空間の利用効率との改善を図る必要もある。
【０００８】
特許文献２は、インクを保持するスポンジ部材をサブタンクに配してこれにインクを浸透させ、そのインクを記録ヘッドに補給する手法の一例を開示している。この手法は、スポンジ部材の毛細管力を利用してインクを保持しているので、インク漏れも少なく優れた手法である。しかし、メインタンクからサブタンクへのインクの補給が、そのスポンジ部材の毛細管力を利用して（すなわち、スポンジ部材に自身の毛細管力でインクを吸い込ませることで）行われるので、インクの補給に要する時間はその毛細管力に依存し、インクの補給に時間がかかるという問題がある。また、スポンジ部材はサブタンク内の容積の７０％程度の量のインクしか吸収できないので、この手法ではサブタンク内の空間の使用効率があまり高くない。さらに、スポンジ部材から細片が脱落し、それが記録ヘッドに供給されて記録ヘッドに目詰まりを発生させるおそれもある。
【０００９】
特許文献３には、キャリッジがホームポジションに配置されているときに、装置側のメインタンクからキャリッジ上の記録ヘッドにインクを補給するインク供給装置を備えたインクジェット記録が開示されている。この種のインクジェット記録は、実際に製品化する際には、記録ヘッドのノズルからインクが漏れるのでキャリッジ上のインク補給孔は自動的に密閉しなければならない。さらには、記録を行うのにしたがって減少するインク量に応じて、記録ヘッド内に一定の負圧を保つために、サブタンク内に外部から空気を徐々に補給しなくてはならない。しかしながら、特許文献３では、それらに必要な機構に関する記載や示唆が一切なされていない。
【００１０】
特許文献４は、キャリッジ外部のメインタンクからキャリッジ上に配設されたサブタンクにインクを供給するインクジェット記録装置の全体的な構成を開示している。このインクジェット記録装置は、インクの補給に専用の吸引手段（ポンプ）を必要としており、装置構成が複雑である。また、複雑な構造の連通ポートを内気吸引用とインク供給用に２つ必要としており、さらにサブタンク側に背圧保持手段として大容量のインク吸収部材を必要としているので、キャリッジが大型化してしまうという問題点を有している。
【００１１】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡単な構成でメインタンク（第２のタンク）からサブタンク（第１のタンク）にインクを補給することができるインクジェット記録装置のインク供給機構等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】
【００１２】
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のインク供給機構は、インクを吐出するノズルを有する記録ヘッドに設けられ、該記録ヘッドに供給するインクを保持する第１のタンクと、前記記録ヘッドのノズルからインクを吸引する吸引手段と、を備えたインクジェット記録装置のインク供給機構において、前記第１のタンクは内部空間を外気に連通させる大気連通部を備えており、該大気連通部は前記ノズルの近傍に開口した外気側孔を有していることを特徴とする。
【００１３】
上記本発明によれば、第１のタンクを第２のタンクに連結させた後に、大気連通部の外気側孔と記録ヘッドのノズルとの両方に対して吸引手段による吸引動作を行うことで、第２のタンクから第１のタンクへインクを補給するとともに、記録ヘッドのノズル内のインクを強制的に吐出させて記録ヘッドのノズルを回復させることができる。第１のタンクへのインクの補給動作について詳しく説明すると、大気連通部の外気側孔に対して吸引手段による吸引動作が行われると第１のタンク内の圧力が低下し、第２のタンクから第１のタンクへインクが流入する。このようにして第１のタンク内にインクが補給され、やがて第１のタンク内のインク液位が所定のレベルに達すると、大気連通部にインクが流入する。通常は記録ヘッドのノズルの流れ抵抗よりも大気連通部内の流れ抵抗の方が大きいので、大気連通部にインクが流入すると、記録ヘッドのノズルからのインク吸引が大気連通部からのインク吸引よりも支配的に行われるようになる。本発明の構成では、このようにして吸引手段による吸引動作が開始されると、まず第２のタンクから第１のタンクへのインク補給が行われ、次いで記録ヘッドのノズルからのインク吸引が行われる。
【００１４】
以上に説明したように、本発明によれば、記録ヘッドのノズルからインクを強制的に吸引するために通常のインクジェット記録装置に設けられている吸引手段を用いた簡単な構成でインク補給を行うことができ、第２のタンクから第１のタンクへのインク補給を行うための特別のポンプ手段等を備える必要がない。
【００１５】
また、前記大気連通部は、前記外気側孔から前記第１のタンク内の上部近傍を経由し、次に前記第１のタンク内の下部近傍を経由して再び前記第１のタンク内の上部近傍に延び、該第１のタンク内の上部近傍に形成された内部側孔を通じて前記第１のタンクの内部空間に連通している構成としてもよい。
【００１６】
この構成によれば、大気連通部の第１のタンク内の下部近傍を経由する部分に形成される底部に溜まるインクによって第１のタンク内の空間と外気とを遮断し、記録ヘッドのノズルからインクが垂れ落ちることを防止するように作用する所定の負圧を維持することが可能になる。
【００１７】
さらに、前記大気連通部は、通路が比較的狭い第１の通路と通路が比較的広い第２の通路とを有している構成としてもよく、さらには、前記第１の通路は、前記大気連通部の前記外気側孔から前記第１のタンク内の上部近傍へ延びている部分を構成し、前記第２の通路は、前記大気連通部の前記外気側孔から延びた前記第１のタンク内の上部近傍から、前記第１のタンク内の下部近傍を経由して再び前記第１のタンク内の上部近傍に延びている部分を構成していてもよい。
【００１８】
また、前記大気連通部は、前記外気側孔から前記第１のタンク内の上部近傍に延びており、該上部近傍で前記第１のタンクの内部空間に連通している構成としてもよい。この構成では、さらに、前記第１のタンク内の前記上部近傍には、前記第１のタンク内の一部のインクを毛細管力によって含浸するインク吸収部材が設けられており、前記大気連通部は、前記インク吸収部材を介して前記第１のタンクの内部空間と外気とを連通させるように構成されていてもよい。これにより、インクを含浸するインク吸収部材によって第１のタンク内の空間と外気とを遮断し、記録ヘッドのノズルからインクが垂れ落ちることを防止するように作用する所定の負圧を維持することが可能になる。
【００１９】
また、前記記録ヘッドおよび前記第１のタンクを、前記吸引手段が前記ノズルと前記外気側孔の両方を吸引する第１の吸引位置と、前記吸引手段が前記ノズルのみを吸引する第２の吸引位置とに選択的に配置させることができるように構成されていてもよい。これによれば、記録ヘッドおよび第１のタンクを第２の吸引位置に配置することで、ノズルの吸引回復動作だけを行うことが可能になり、短い時間でノズルの回復動作を行うことができる。
【００２０】
あるいは、前記吸引手段は、連通孔を介して互いに連通している、前記ノズルの吸引を行う第１の吸引室および前記外気側孔を覆う第２の吸引室と、前記連通孔の開閉を行う開閉手段とを有している構成としてもよい。これにより、記録ヘッドおよび第１のタンクと吸引手段との相対位置を変えることなく、ノズルの吸引回復のみを行う動作と、ノズルの吸引回復および第１のタンクへのインク補給を行う動作とを選択的に実行することが可能になる。
【００２１】
また、前記第２のタンクと前記第１のタンクとを連結させる連結手段を有している構成としてもよい。
【００２２】
さらに、前記吸引手段は、前記連結手段によって前記第２のタンクと前記第１のタンクとが連結されている状態と、前記第２のタンクと前記第１のタンクとが連結されていない状態とのどちらの状態であっても、前記ノズルと前記外気側孔とを覆うように構成されていてもよい。この構成によれば、上記のいずれの状態であっても、ノズルの吸引回復動作を迅速に行うことができる。
【００２３】
また、前記記録ヘッドおよび前記第１のタンクは、キャリッジに搭載されて記録媒体に対して往復走査するように構成されており、前記連結手段は、前記キャリッジを駆動する駆動源と同じ駆動源によって駆動されるように構成されていてもよい。この構成によれば、キャリッジの駆動源と連結手段の駆動源とが共通するので、インク供給機構の構成を簡素化することができる。
【００２４】
また、前記インク供給機構は、前記第１のタンク内のインクの残量を検知するインク残量検知手段と、少なくとも前記連結手段および前記インク残量検知手段を含む各部の動作を制御する制御手段とをさらに有しており、前記制御手段は、前記第１のタンク内のインク残量が所定量を下回っていることを示す第１の信号が前記インク残量検出手段から発せられた場合に、前記連結手段に前記第２のタンクと前記第１のタンクとの連結を行わせ、その後、前記吸引手段に少なくとも前記外気側孔に対する吸引動作を所定の時間行わせ、該吸引動作を所定の時間行わせた後でも前記第１の信号が前記インク残量検出手段から発せられている場合には、前記第２のタンク内のインク残量が所定量を下回っていることを示す第２の信号を発するように構成されていてもよい。
【００２５】
この構成によれば、第１のタンク内のインクの残量が所定量を下回っていることがインク残量検出手段によって検知されると、第２のタンクから第１のタンクへのインク補給が自動的に行われるので、ユーザが第１のタンク内のインク残量をチェックしてインク補給を行う必要をなくすことができる。また、外気側孔に対する吸引動作（すなわちインク補給動作）を行う時間を所定の時間とすることにより、インクが第１のタンク内に過剰に補給されることを防止できる。さらに、制御手段から第２の信号が発せられた場合に、表示部等を介してそのことをユーザに知らせれば、ユーザは、第２のタンク内にインクの残量が無いことに気付いて第２のタンクにインクを補充することができる。
【００２６】
さらに、前記第２のタンクと前記第１のタンクとは、収容するインクの種類毎に独立して互いに対応して設けられ、前記インク残量検知手段と前記連結手段とは、独立して互いに対応して設けられた前記第２のタンクおよび前記第１のタンク毎に備えられており、前記制御手段は、前記第１の信号を発している前記インク残量検出手段が検知している前記第１のタンクに対応している前記連結手段だけを選択的に動作させて、該第１のタンクだけを対応する前記第２のタンクに連結させるように構成されていてもよい。
【００２７】
これによれば、全ての第２のタンクと第１のタンクとを同時に連結させてインク補給を行う場合に比べて、より少ない駆動力で連結手段を駆動させてインク補給動作を行うことが可能になる。
【００２８】
また、前記第２のタンクは内部のインクを導出させるインク導出部を有し、前記第１のタンクは、前記第１のタンクと前記第２のタンクとが連結したときに前記インク導出部が挿入されるインク注入口を有しており、前記インク導出部は前記インク導出部の周囲を囲む封止手段を備えており、該封止手段は、前記第１のタンクと前記第２のタンクとが連結したときに前記第１のタンクの前記インク注入口の周囲の面に当接するように構成されていてもよい。
【００２９】
この構成によれば、第１のタンクと第２のタンクとが連結したときに、インク導出部が備えている封止手段が第１のタンクのインク注入口の周囲の面に当接し、インク導出部とインク注入口との接続部を外気に対して密閉することができる。
【００３０】
さらに、前記インク導出部は、先端部分の外径が他の部分の外径よりも大きく形成されている構成とすることにより、封止手段がインク導出部の先端から抜け落ちることを防止することができる。
【００３１】
さらには、前記インク導出部は、前記第１のタンクと前記第２のタンクとが連結していないときには前記封止手段で塞がれるインク導出口を有しており、前記インク導出部の前記インク導出口の周囲には前記封止手段の一部が合致する溝部が形成されている構成としてもよい。
【００３２】
これによれば、封止手段が合致する溝部がインク導出部の全周にわたって形成されている場合に比べて、インク導出口を開放するために封止手段を溝部から外して移動させることが容易であり、第２のタンクと第１のタンクとの連結に要する力が小さくて済む。
【００３３】
また、本発明のヘッドカートリッジは、インクを吐出するノズルを有する記録ヘッドと、該記録ヘッドに供給するインクを保持する第１のタンクとを有するヘッドカートリッジにおいて、前記第１のタンクは内部空間を外気に連通させる大気連通部を備えており、該大気連通部は前記ノズルの近傍に開口した外気側孔を有していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように、本発明は、記録ヘッドに供給するインクを保持する第１のタンクが内部空間を外気に連通させる大気連通部を備えており、その大気連通部は記録ヘッドのノズルの近傍に開口した外気側孔を有しているので、大気連通部の外気側孔と記録ヘッドのノズルとの両方に対して吸引手段による吸引動作を行うという簡単な構成および動作で、第１のタンクへインクを補給させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
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。
【００３６】
（第１の実施形態）
図１は本発明のインクジェット記録装置のインク供給機構の第１の実施形態を示す断面図である。
【００３７】
図１に示すように、本実施形態のインクジェット記録装置のインク供給機構は、記録媒体に対して往復移動（走査）するキャリッジ（不図示）に搭載される記録ヘッド１１のノズル１１ａからインクを吸引して記録ヘッド１１の吸引回復動作を行う吸引手段を構成する吸引キャップ２３および吸引ポンプ２２と、キャリッジおよび記録ヘッド１１とは独立して設けられ、記録ヘッド１１のサブタンク１７（第１のタンク）に供給するインクを収容するメインタンク４０（第２のタンク）とを有している。
【００３８】
記録ヘッド１１は、インクを吐出するノズル（不図示）に供給されるインクを一時的に貯留するヘッド液室１２を有している。記録ヘッド１１には、記録ヘッド１１に供給されるインク１８を収容するサブタンク１７が一体的に設けられており、両者はヘッドカートリッジを構成している。記録ヘッド１１とサブタンク１７とはインク通路１３を介して連通しており、インク通路１３とサブタンク１７との間には、気泡や異物がインク通路１３内に流入することを防ぐフィルタ部材１４が設けられている。
【００３９】
記録ヘッド１１は図示しない多数のノズルが高密度で形成されている。例えば、１色あたり２５６個のノズルが３００ｄｐｉの密度で形成されている。各ノズル内には、通電されると気泡を発生させてインクを液滴の形態で吐出させる発熱体（不図示）が設けられている。図１の構成の場合には、インク滴の吐出は図示下向きに行われる。また、記録ヘッド１１は、記録ヘッド１１に電気信号を供給する不図示のプリント配線基板等も備えている。
【００４０】
サブタンク１７は、サブタンク１７内のインク１８の上方に形成された空気層１９を大気（外気）に連通させるための大気連通部２４と、通常は弾性部材１５で付勢された封止部材１６で密閉されているインク注入連結口２５と、インク１８が減ると、外部に設置された光学センサ２１から射出された光が光学センサ２１に戻るように４５°の２等辺直角三角形の角柱状に形成された光学的反射部材からなるインク残量検出用部材２０とを有している。サブタンク１７の筐体材料には、所定の剛性を有し、かつ耐インク性に優れた材料が選択されている。
【００４１】
一方、図１に示したメインタンクのインク出口部４３の拡大図である図２に示すように、メインタンク４０は、普段はＯリング４２でインク出口４３ａが封止されているインク出口部４３を有している。メインタンク４０内のインク４１をサブタンク１７内に供給する際には、インクジェット記録装置のインク供給機構に備えられている連結機構（不図示）によって、メインタンク４０のインク出口部４３とサブタンク１７のインク注入連結口２５とが連結されるようになっている。その際には、インク出口部４３が、弾性部材１５の付勢力に抗して封止部材１６を後退させ、インク注入連結口２５内に進入させられるようになっている。なお、上記の連結機構は、キャリッジが所定のポジション（メインタンク４０のインク出口部４３とサブタンク１７のインク注入連結口２５とが対向する位置）に配置されたときに、メインタンク４０をサブタンク１７に近づけるか、あるいはサブタンク１７をメインタンク４０に近づけるように構成されている。連結機構はキャリッジの駆動源と同じ駆動源によって駆動されるように構成することができ、これにより、駆動源が共通化してインク供給機構の構成が簡素化させられる。なお、このような連結機構は、当業者であれば上述した従来技術等に基づいて容易に構成することが可能である。
【００４２】
インク出口部４３の先端部は、その根元部よりも径がやや大きく形成されていて、インク出口４３ａを塞ぐ封止手段であるＯリング４２がインク出口部４３から抜け難くなっている。また、Ｏリング４２が填る封止用の溝部が、Ｏリング４２で封止されるインク出口４３ａの周りに形成されており、それ以外の部分にはその溝部が形成されていないか、あるいはインク出口４３ａの周りの溝部よりも浅く形成されているので、Ｏリング４２を溝部から外してインク出口部４３の根元方向に移動させることが比較的容易であり、メインタンク４０とサブタンク１７との連結に要する力が小さくて済むようになっている。また、カラー記録用に、メインタンク４０とサブタンク１７が複数の色のインクごとに独立して設けられている構成では、残量が少なくなった色のインクのサブタンク１７だけを対応するメインタンク４０に連結させるように連結機構および後述する制御部（不図示）を構成することで、全ての色のメインタンク４０とサブタンク１７とを同時に接続する場合に比べて、より少ない駆動力でインク補給動作を行うことが可能になる。
【００４３】
サブタンク１７は、初期状態では、収容可能なインク量の９分目程度のインク１８が充填されている。サブタンク１７とインク通路１３の接続部分に設けられているフィルタ部材１４は、サブタンク１７から記録ヘッド１１へのゴミ、異物、インクの凝集成分、気泡などの混入を防ぐ役割を有している。フィルタ部材１４は、そのような目的から、２０μｍ程度の濾過精度を有するものが使用されている。
【００４４】
図１および図３に示されているように、サブタンク１７の大気連通部２４は、サブタンク１７の内部空間に開口する内部側小孔２７および空間底部３３を有するＵ字状の空間３６と、そのＵ字状の空間３６の上側の端部と記録ヘッド１１のノズル形成部の近傍に開口している外気側小孔２８とを連通させる細管部２６とで構成されており、サブタンク１７のインク注入連結口２５が設けられている側とは反対の側に設けられている。これにより、大気連通部２４は、外気側小孔２８から通路が比較的狭い細管部（第１の通路）２６を通ってサブタンク１７内の上部近傍を経由し、次に通路が比較的広いＵ字状の空間（第２の通路）３６を通ってサブタンク１７内の下部近傍を経由して再びサブタンク１７内の上部近傍に延びており、外気（大気）とサブタンク１７の内部空間とは、サブタンク１７内の上部近傍に形成された内部側小孔２７を通じて連通している。なお、外気側小孔２８は、上記のように記録ヘッド１１のノズル形成部の近傍に開口しており、記録ヘッド１１がキャリッジによって所定のポジションに配置されたときに、吸引ポンプ２２に接続された吸引キャップ２３で記録ヘッド１１のノズルと一緒に吸引動作を行うことが可能である。
【００４５】
サブタンク１７内のインク１８は、符号３４で示す満杯時の水位と、符号３５で示すインクが不足した時の最低水位との間の範囲内で水位が上下し、大気連通部２４の一部のＵ字状空間３６の空間底部３３を常に満たしているので、サブタンク１７内の空気と外気とは常に遮断された状態に保たれている。
【００４６】
記録動作が行われて記録ヘッド１１からインクが吐出され、サブタンク１７内のインク水位が低下して最低水位３５に迫ると、インク残量検出用部材２０の一部がインク１８から露出する。インク残量検出用部材２０の全体がインク１８中に浸されている場合には、光学センサ２１から射出された光は、インク残量検出用部材２０を透過してサブタンク１７内に出射し、光学センサ２１に戻ることはないが、インク残量検出用部材２０の一部がインク１８から露出すると、光学センサ２１から射出された光は、インク残量検出用部材２０内で全反射して光学センサ２１に戻される。そのため、光学センサ２１は、インク残量検出用部材２０からの反射光を受光することで、サブタンク１７内のインク１８の残量が少なくなっていることを検出することができる。
【００４７】
インク供給機構は、サブタンク１７内のインクの残量を検知する、光学センサ２１およびインク残量検出用部材２０で構成されたインク残量検知手段と、少なくとも連結機構（不図示）および残量検知手段を含む各部の動作を制御する制御部（不図示）とを有している。
【００４８】
光学センサ２１が、サブタンク１７内のインク残量が所定量を下回っていることを検知し、その旨を示す第１の信号を発すると、制御部（不図示）は、記録ヘッド１１とサブタンク１７を搭載しているキャリッジ（不図示）を、記録ヘッド１１のノズル形成部と吸引キャップ２３とが対向する位置（所定のポジション）に移動させる。続いて、制御部（不図示）は、吸引キャップ２３を動作させて吸引キャップ２３を記録ヘッド１１のノズル形成部に押し付けさせ、その後、連結機構を動作させてサブタンク１７のインク注入口２５とメインタンク４０のインク出口部４３とを連結させる。このとき、メインタンク４０のＯリング４２がインク注入連結口２５の外壁部に押圧されてＯリング４２がインク出口部４３の根元側に移動し、インク出口４３ａが開口する。さらに、このときにはＯリング４２はインク注入連結口２５の外壁部に密着した状態でメインタンク４０の外壁との間に挟まれるので、メインタンク４０とサブタンク１７との接続部は外気に対して密閉状態になる。
【００４９】
このようにメインタンク４０とサブタンク１７とを連結させ、吸引キャップ１２３が記録ヘッド１１１のノズル形成部に押し付けた後、吸引ポンプ２２を所定時間だけ作動させると、サブタンク１７内の空気層１９の空気が、大気連通部２４の小孔２７を通り、大気連通部２４の途中の空間底部３３に存在する少量のインクと共に外気側小孔２８から吸引され、これに続いて、サブタンク１７内のインク１８がインク通路１３を通ってノズル１１ａから強制的に吸引される。空気の粘性係数はインクのそれに比べて約２桁のオーダーも小さいので、吸引動作の当初は圧倒的に大気連通部２４から空気が吸引され、その結果サブタンク１７内の内圧が下がると、メインタンク４０が接続されたインク注入連結口２５からサブタンク１７内にインクが導入されて、サブタンク１７内のインク水位が上昇する。
【００５０】
サブタンク１７内のインク液位が小孔２７の高さまで上昇すると、大気連通部２４の通路が比較的狭い細管部２６を通過する物質が気体（空気）から液体（インク）に代わり、細管部２６における吸引抵抗が急激に上昇して、記録ヘッド１１のノズルからのインク吸引が支配的に行われるようになる。そのため、サブタンク１７内のインク液位は、小孔２７の高さ（すなわち満杯水位３４）よりも上昇することがない。このようにして、サブタンク１７内へのインクの充填が行われた後には、記録ヘッド１１のノズル内のインクの入れ替え動作（回復動作）が行われるようになっている。
【００５１】
制御部（不図示）は、上記の吸引動作を所定の時間行わせた後でも第１の信号が光学センサ２１から発せられている場合には、メインタンク４０内のインク残量が所定量を下回っていることを示す第２の信号を発する。制御部から第２の信号が発せられた場合に、記録装置の表示部（不図示）等を介してそのことをユーザに知らせれば、ユーザは、メインタンク４０内にインクの残量が無いことに気付いてメインタンク４０にインクを補充することができる。
【００５２】
インクを含んだ細管部２６やＵ字状空間３６の底部３３は、周囲環境が変動した際の背圧維持制御手段として機能する。例えば、周囲気圧が低下した場合やキャリッジの温度が上昇した際には、インクを貯留するサブタンク１７内の空気層１９の体積が膨張して空気圧が上昇し、この上昇した空気圧によって膨張した空気は、サブタンク１７側の小孔２７から大気連通部２４内に侵入する。内外の圧力差が増え続け、その侵入した空気はＵ字状空間３６の内部側空間３６ａ（図３参照）内のインクを少しずつ押し退けて、その底部３３で外気側空間３６ｂ（図３参照）に達すると、外気側空間３６ｂ上部に気泡の形で上昇し、外気側空間３６ｂにインクを残したまま、細管部２６を経由して外気側小孔２８の方に押し出されて行く。このように、Ｕ字状空間３６の底部３３は、片方の空間３６ｂにインクを残したまま空気を気泡の形で上昇させるので、そこに残るインクは、サブタンク１７内と外気との連通を妨げて密閉状態を維持する働きを有する。サブタンク１７内の空気は、このようにして微細な気泡の形態で徐々に外部へ放出させられるので、サブタンク１７内の圧力がある程度以上に上昇することはない。
【００５３】
逆に、記録動作によってサブタンク１７内のインクが消費されてインク１８が減少し、その内圧が低下した際は、圧力が比較的高い外気側の空気が、外気側小孔２８から大気連通部２４を通って空間底部３３を経由し、サブタンク１７内に微細な気泡の形態で序々に侵入する。そのため、サブタンク１７の内圧が低下した場合においても、大気連通部２４の空間底部３３は、そこに貯留するインクによって、サブタンク１７内の圧力をほぼ一定に保つ働きをする。
【００５４】
サブタンク１７内の圧力を調整する際に生じる背圧の変動の程度は、空間３６の上下方向の長さに依存する。この空間３６の長さを最適にすることによって、サブタンク１７内の圧力を最適に保持することができる。例えば、本例の構成では、空間３６の上下方向の長さを２０ｍｍ程度に設定すれば、サブタンク１７内の背圧の変動を±２０ｍｍＡｑ（約±０．２ｋＰａ）の範囲内に収めることができる。
【００５５】
また、図４に示す変形例のように、Ｕ字状の空間３６’を、交互に繰り返し構成された比較的広い太通路部５０と比較的狭い細通路部５１とで構成することにより、細通路部５１においてインクの表面張力による界面力の働きが生じることを期待することができ、より強力な背圧を生成することが可能になる。
【００５６】
（第２の実施形態）
図５は本発明のインクジェット記録装置のインク供給機構の第２の実施形態を示す断面図である。
【００５７】
図５に示すように、本実施形態のインクジェット記録装置のインク供給機構は、記録媒体に対して往復移動（走査）するキャリッジ（不図示）に搭載される記録ヘッド１１１のノズル１１１ａからインクを吸引して記録ヘッド１１１の吸引回復動作を行う吸引手段を構成する吸引キャップ１２３および吸引ポンプ１２２と、キャリッジおよび記録ヘッド１１１とは独立して設けられ、記録ヘッド１１１のサブタンク１１７（第１のタンク）に供給するインクを収容するメインタンク１４０（第２のタンク）とを有している。
【００５８】
記録ヘッド１１１は、インクを吐出するノズル１１１ａに供給されるインクを一時的に貯留するヘッド液室１１２を有している。記録ヘッド１１１には、記録ヘッド１１１に供給されるインク１１８を収容するサブタンク１１７が一体的に設けられており、両者はヘッドカートリッジを構成している。記録ヘッド１１１とサブタンク１１７とはインク通路１１３を介して連通しており、インク通路１１３とサブタンク１１７との間には、気泡や異物がインク通路１１３内に流入することを防ぐフィルタ部材１１４が設けられている。
【００５９】
記録ヘッド１１１は多数のノズル１１１ａが高密度で形成されている。例えば、１色あたり２５６個のノズルが３００ｄｐｉの密度で形成されている。各ノズル内には、通電されると気泡を発生させてインクを液滴の形態で吐出させる発熱体（不図示）が設けられている。図５の構成の場合には、インク滴の吐出は図示下向きに行われる。また、記録ヘッド１１１は、記録ヘッド１１１に電気信号を供給する不図示のプリント配線基板等も備えている。
【００６０】
サブタンク１１７は、サブタンク１１７内のインク１１８の上方に形成された空気層１１９を大気（外気）に連通させるための大気連通部１２４と、通常は弾性部材１１５で付勢された封止部材１１６で密閉されているインク注入連結口１２５と、インク１１８が減ると、外部に設置された光学センサ１２１から射出された光が光学センサ１２１に戻るように４５°の２等辺直角三角形の角柱状に形成された光学的反射部材からなるインク残量検出用部材１２０とを有している。サブタンク１１７の筐体材料には、所定の剛性を有し、かつ耐インク性に優れた材料が選択されている。
【００６１】
一方、図５に示したメインタンクのインク出口部１４３の拡大図である図６に示すように、メインタンク１４０は、普段はＯリング１４２でインク出口１４３ａが封止されているインク出口部１４３を有している。メインタンク１４０内のインク１４１をサブタンク１１７内に供給する際には、インクジェット記録装置のインク供給機構に備えられている連結機構（不図示）によって、メインタンク１４０のインク出口部１４３とサブタンク１１７のインク注入連結口１２５とが連結されるようになっている。その際には、インク出口部１４３が、弾性部材１１５の付勢力に抗して封止部材１１６を後退させ、インク注入連結口１２５内に進入させられるようになっている。なお、上記の連結機構は、キャリッジが所定のポジション（メインタンク１４０のインク出口部１４３とサブタンク１１７のインク注入連結口１２５とが対向する位置）に配置されたときに、メインタンク１４０をサブタンク１１７に近づけるか、あるいはサブタンク１１７をメインタンク１４０に近づけるように構成されている。連結機構はキャリッジの駆動源と同じ駆動源によって駆動されるように構成することができ、これにより、駆動源が共通化してインク供給機構の構成が簡素化させられる。なお、このような連結機構は、当業者であれば上述した従来技術等に基づいて容易に構成することが可能である。
【００６２】
インク出口部１４３の先端には、その根元の小径部１３４ｄよりも径がやや大きく形成された大径部１４３ｃが形成されていて、インク出口１４３ａを塞ぐ封止手段であるＯリング１４２がインク出口部１４３から抜け難くなっている。また、Ｏリング１４２が填る封止用の溝部１４３ｂが、Ｏリング１４２で封止されるインク出口１４３ａの周りに形成されており、それ以外の部分にはその溝部１４３ｂが形成されていないか、あるいはインク出口１４３ａの周りの溝部１４３ｂよりも浅く形成されているので、Ｏリング１４２を溝部１４３ｂから外してインク出口部１４３の根元方向に移動させることが比較的容易であり、メインタンク１４０とサブタンク１１７との連結に要する力が小さくて済むようになっている。また、カラー記録用に、メインタンク１４０とサブタンク１１７が複数の色のインクごとに独立して設けられている構成では、残量が少なくなった色のインクのサブタンク１１７だけを対応するメインタンク１４０に連結させるように、連結機構および後述する制御部（不図示）を構成することで、全ての色のメインタンク１４０とサブタンク１１７とを同時に連結させる場合に比べて、より少ない駆動力で連結機構を駆動させてインク補給動作を行うことが可能になる。
【００６３】
サブタンク１１７は、初期状態では、収容可能なインク量の９分目程度のインク１１８が充填されている。サブタンク１１７とインク通路１１３の接続部分に設けられているフィルタ部材１１４は、サブタンク１１７から記録ヘッド１１１へのゴミ、異物、インクの凝集成分、気泡などの混入を防ぐ役割を有している。フィルタ部材１１４は、そのような目的から、２０μｍ程度の濾過精度を有するものが使用されている。
【００６４】
図５に示されているように、サブタンク１１７の大気連通部１２４は、記録ヘッド１１１のノズル１１１ａの形成領域の近傍に開口している外気側小孔１２８に連通している細管部１２６と、サブタンク１１７内の上部に形成され、細管部１２６に連通しているインク受け室１２９と、インク受け室１２９に隣接して設けられているインク吸収部材１２７と、インク吸収部材１２７を間においてインク受け室１２９とは反対側に形成されているインク室１３１とで構成されている。インク室１３１とインク受け室１２９との間を行き来する気体（空気）や液体（インク）は、それらの間に設けられたインク吸収部材１２７を通るようになっている。インク室１２８には、サブタンク１１７内のインク液位の上限を定める液位ストッパ１３０が設けられている。
【００６５】
このような構成により、サブタンク１１７の内部空間は、サブタンク１１７の上部に設けられたインク室１３１およびインク受け室１２９から、細管部１２６を通じて、記録ヘッド１１１のノズル形成部の近傍に形成された外気側小孔１２８で外気（大気）に連通している。このように外気側小孔１２８は記録ヘッド１１１のノズル形成部の近傍に開口しているので、記録ヘッド１１１がキャリッジによって所定のポジションに配置されたときに、吸引ポンプ１２２に接続された吸引キャップ１２３で記録ヘッド１１１のノズル１１１ａと一緒に吸引動作を行うことが可能である。
【００６６】
記録動作が行われて記録ヘッド１１１からインクが吐出され、サブタンク１１７内のインク水位が低下して最低水位に迫ると、インク残量検出用部材１２０の一部がインク１１８から露出する。インク残量検出用部材１２０の全体がインク１１８中に浸されている場合には、光学センサ１２１から射出された光は、インク残量検出用部材１２０を透過してサブタンク１１７内に出射し、光学センサ１２１に戻ることはないが、インク残量検出用部材１２０の一部がインク１１８から露出すると、光学センサ１２１から射出された光は、インク残量検出用部材１２０内で全反射して光学センサ１２１に戻される。そのため、光学センサ１２１は、インク残量検出用部材１２０からの反射光を受光することで、サブタンク１１７内のインク１１８の残量が少なくなっていることを検出することができる。
【００６７】
インク供給機構は、サブタンク１１７内のインクの残量を検知する、光学センサ１２１およびインク残量検出用部材１２０で構成されたインク残量検知手段と、少なくとも連結機構（不図示）および残量検知手段を含む各部の動作を制御する制御部（不図示）とを有している。
【００６８】
光学センサ１２１が、サブタンク１１７内のインク残量が所定量を下回っていることを検知し、その旨を示す第１の信号を発すると、制御部（不図示）は、記録ヘッド１１１とサブタンク１１７を搭載しているキャリッジ（不図示）を、記録ヘッド１１１のノズル形成部と吸引キャップ１２３とが対向する位置（所定のポジション）に移動させる。続いて、制御部（不図示）は、吸引キャップ１２３を動作させて吸引キャップ１２３を記録ヘッド１１１のノズル形成部に押し付けさせ、その後、連結機構を動作させてサブタンク１１７のインク注入口１２５とメインタンク１４０のインク出口部１４３とを連結させる。このとき、メインタンク１４０のＯリング１４２がインク注入連結口１２５の外壁部に押圧されてＯリング１４２がインク出口部１４３の根元側に移動し、インク出口１４３ａが開口する。さらに、このときにはＯリング１４２はインク注入連結口１２５の外壁部に密着した状態でメインタンク１４０の外壁との間に挟まれるので、メインタンク１４０とサブタンク１１７との接続部は外気に対して密閉状態になる。
【００６９】
このようにメインタンク１４０とサブタンク１１７とを連結させ、吸引キャップ１２３が記録ヘッド１１１のノズル形成部に押し付けた後、吸引ポンプ１２２を作動させると、サブタンク１１７内の空気層１１９の空気が、サブタンク１１７内の上部のインク室１３１、インク吸収部材１２７、およびインク受け室１２９を通り、細管部１２６を経て外気側小孔１２８から吸引され、これに続いて、サブタンク１１７内のインク１１８がインク通路１１３を通ってノズル１１１ａから強制的に吸引される。空気の粘性係数はインクのそれに比べて約２桁のオーダーも小さいので、吸引動作の当初は圧倒的に大気連通部１２４から空気が吸引され、その結果サブタンク１１７内の内圧が下がると、メインタンク１４０が接続されたインク注入連結口１２５からサブタンク１１７内にインクが導入されて、サブタンク１１７内のインク水位が上昇する。
【００７０】
サブタンク１１７内のインク液位が液位ストッパ１３０の下端の高さまで上昇すると、インク吸収部材１２７を通過する物質が気体（空気）から液体（インク）に代わり、インク吸収部材１２７における吸引抵抗が急激に上昇して、記録ヘッド１１１のノズル１１１ａからのインク吸引が支配的に行われるようになる。そのため、サブタンク１１７内のインク液位は、液位ストッパ１３０の下端の高さ（すなわち満杯水位）よりも上昇することがない。このようにして、サブタンク１１７内へのインクの充填が行われた後には、記録ヘッド１１１のノズル１１１ａ内のインクの入れ替え動作（回復動作）が行われるようになっている。
【００７１】
制御部（不図示）は、上記の吸引動作を所定の時間行わせた後でも第１の信号が光学センサ１２１から発せられている場合には、メインタンク１４０内のインク残量が所定量を下回っていることを示す第２の信号を発する。制御部から第２の信号が発せられた場合に、記録装置の表示部（不図示）等を介してそのことをユーザに知らせれば、ユーザは、メインタンク１４０内にインクの残量が無いことに気付いてメインタンク１４０にインクを補充することができる。
【００７２】
サブタンク１１７内の上部に形成されているインク室１３１には、少量のインクを貯留することができるようになっている。その少量のインクは、記録ヘッド１１１およびサブタンク１１７がキャリッジによって往復走査される際に、サブタンク１１７内のインク１１８が揺動する勢いによってインク室１３１に補給され、インク室１３１には常時少量のインクが貯留されるようになっている。もちろん、インク室１３１には、図示されているように、貯留された少量のインクが垂れ落ちないようにインク室１３１内に留めるための落下防止壁が構成されている。
【００７３】
また、インク吸収部材２７と細管部１２６との間に形成されたインク液室１２９は、吸引手段による吸引動作によって、吸引動作の初期やサブタンク１１７内へのインク充填完了後にインク吸収部材１２７から細管部１２６側に浸み出てくるインクの受け皿として機能する。
【００７４】
インク吸収部材１２７を支える側壁部材の上下部分には連通孔が複数形成されている。その上側の連通孔はインク室１３１とインク受け室１２９との間の大気連通に用いられ、その下の連通孔は両室１２９，１３１の間のインク連通に用いられる。インク吸収部材１２７の素材としては、例えば、ポリエステルフェルトを用いることができる。しかし、インク吸収部材１２７の素材はこれに限定されるものではなく、インクとの界面で適度の毛細管力を発生させる部材であればどのような部材であってもよく、例えばポリウレタンなどの多孔質部材や１次元や２次元状の繊維構造体なども用いることができる。また、金網や樹脂製の網などの網目状体や多孔質体等を用いることもできる。特に、金属や樹脂繊維による編み物からなるフィルタを用いることもできる。このようなインク吸収部材１２７の濾過精度はフィルタ部材１１４よりも粗くてよく、例えば濾過精度が７０μｍ程度のものを使用してもよい。
【００７５】
毛細管力を発生させるこのインク吸収部材１２７は、周囲環境が変動した場合の負圧制御手段として機能する。例えば、周囲気圧が低下した場合やキャリッジの温度が上昇した際には、インクを貯留するサブタンク１１７内の空気層１１９の体積が膨張して空気圧が上昇するが、この上昇した空気圧によって膨張した空気は、インク吸収部材１２７から微細な気泡の形態でインク受け室１２９および細管部１２６を介して外気側小孔１２８から徐々に大気中へ放出されるので、サブタンク１１７内の圧力がある程度以上に上昇することはない。
【００７６】
逆に、記録動作によってサブタンク１１７内のインクが消費されてインク１１８が減少し、その内圧が低下した際は、圧力が比較的高い外気側の空気が、外気側小孔１２８から細管部１２６およびインク受け室１２９を経て、インク吸収部材１２７から微細な気泡の形態でサブタンク１１７内に侵入する。そのため、サブタンク１１７の内圧が低下した場合においても、大気連通部１２４のインク吸収部材１２７は、サブタンク１１７内の圧力をほぼ一定に保つ働きをする。
【００７７】
サブタンク１１７内の圧力を調整する際に生じる背圧の変動の程度は、インク吸収部材１２７が発生させる毛細管力の大きさに依存する。この毛細管力の大きさを最適にすることによって、サブタンク１１７内の圧力を最適に維持することができる。
【００７８】
記録ヘッド１１１のノズル１１１ａに形成されるメニスカス面は、通常時には３００ｍｍＡｑ（約３ｋＰａ）程度の正圧に耐え、液滴の吐出時には５００ｍｍＡｑ（約５ｋＰａ）以上の負圧に耐える。インク吸収部材１２７が発生させる毛細管力の大きさを、サブタンク１１７内の圧力を調整する際に生じる背圧の変動の程度が±１００ｍｍＡｑ（約±１ｋＰａ）の範囲になるように設定すれば、記録ヘッド１１１による記録動作が概ね０〜−１００ｍｍＡｑ（０〜約−１ｋＰａ）の負圧下で行われることとなる。記録動作時の負圧変動範囲をこのような範囲に抑えることにより、負圧制御手段を備えていない従来技術における記録動作時の負圧変動範囲である０〜−３００ｍｍＡｑ（０〜約−３ｋＰａ）に比べて、メニスカス面の変動が少なくなり、その結果、吐出液滴の大きさの変動も少なくなり、安定した記録動作を行うことが可能になる。
【００７９】
（第３の実施形態）
図７は本発明のインクジェット記録装置のインク供給機構の第３の実施形態を示す断面図である。
【００８０】
図７に示すように、本実施形態のインクジェット記録装置のインク供給機構は、記録媒体に対して往復移動（走査）するキャリッジ（不図示）に搭載される記録ヘッド２１１のノズル２１１ａからインクを吸引して記録ヘッド２１１の吸引回復動作を行う吸引手段を構成する吸引キャップ２２３および吸引ポンプ２２２と、キャリッジおよび記録ヘッド２１１とは独立して設けられ、記録ヘッド２１１のサブタンク２１７（第１のタンク）に供給するインクを収容するメインタンク２４０（第２のタンク）とを有している。
【００８１】
記録ヘッド２１１は、インクを吐出するノズル２１１ａに供給されるインクを一時的に貯留するヘッド液室２１２を有している。記録ヘッド２１１には、記録ヘッド２１１に供給されるインク２１８を収容するサブタンク２１７が一体的に設けられており、両者はヘッドカートリッジを構成している。記録ヘッド２１１とサブタンク２１７とはインク通路２１３を介して連通しており、インク通路２１３とサブタンク２１７との間には、気泡や異物がインク通路２１３内に流入することを防ぐフィルタ部材２１４が設けられている。
【００８２】
記録ヘッド２１１は多数のノズル２１１ａが高密度で形成されている。例えば、１色あたり２５６個のノズルが３００ｄｐｉの密度で形成されている。各ノズル内には、通電されると気泡を発生させてインクを液滴の形態で吐出させる発熱体（不図示）が設けられている。図７の構成の場合には、インク滴の吐出は図示下向きに行われる。また、記録ヘッド２１１は、記録ヘッド２１１に電気信号を供給する不図示のプリント配線基板等も備えている。
【００８３】
サブタンク２１７は、サブタンク２１７内のインク２１８の上方に形成された空気層２１９を大気（外気）に連通させるための大気連通部２２４と、通常は弾性部材２１５で付勢された封止部材２１６で密閉されているインク注入連結口２２５と、インク２１８が減ると、外部に設置された光学センサ２２１から射出された光が光学センサ２２１に戻るように４５°の２等辺直角三角形の角柱状に形成された光学的反射部材からなるインク残量検出用部材２２０とを有している。サブタンク２１７の筐体材料には、所定の剛性を有し、かつ耐インク性に優れた材料が選択されている。
【００８４】
一方、図７に示したメインタンクのインク出口部２４３の拡大図である図８に示すように、メインタンク２４０は、普段はＯリング２４２でインク出口２４３ａが封止されているインク出口部２４３を有している。メインタンク２４０内のインク２４１をサブタンク２１７内に供給する際には、インクジェット記録装置のインク供給機構に備えられている連結機構（不図示）によって、メインタンク２４０のインク出口部２４３とサブタンク２１７のインク注入連結口２２５とが連結されるようになっている。その際には、インク出口部２４３が、弾性部材２１５の付勢力に抗して封止部材２１６を後退させ、インク注入連結口２２５内に進入させられるようになっている。なお、上記の連結機構は、キャリッジが所定のポジション（メインタンク２４０のインク出口部２４３とサブタンク２１７のインク注入連結口２２５とが対向する位置）に配置されたときに、メインタンク２４０をサブタンク２１７に近づけるか、あるいはサブタンク２１７をメインタンク２４０に近づけるように構成されている。連結機構はキャリッジの駆動源と同じ駆動源によって駆動されるように構成することができ、これにより、駆動源が共通化してインク供給機構の構成が簡素化させられる。なお、このような連結機構は、当業者であれば上述した従来技術等に基づいて容易に構成することが可能である。
【００８５】
インク出口部２４３の先端には、その根元の小径部２３４ｄよりも径がやや大きく形成された大径部２４３ｃが形成されていて、インク出口２４３ａを塞ぐ封止手段であるＯリング２４２がインク出口部２４３から抜け難くなっている。また、Ｏリング２４２が填る封止用の溝部２４３ｂが、Ｏリング２４２で封止されるインク出口２４３ａの周りに形成されており、それ以外の部分にはその溝部２４３ｂが形成されていないか、あるいはインク出口２４３ａの周りの溝部２４３ｂよりも浅く形成されているので、Ｏリング２４２を溝部２４３ｂから外してインク出口部２４３の根元方向に移動させることが比較的容易であり、メインタンク２４０とサブタンク２１７との連結に要する力が小さくて済むようになっている。また、カラー記録用に、メインタンク２４０とサブタンク２１７が複数の色のインクごとに独立して設けられている構成では、残量が少なくなった色のインクのサブタンク２１７だけを対応するメインタンク２４０に連結させるように、連結機構および後述する制御部（不図示）を構成することで、全ての色のメインタンク２４０とサブタンク２１７とを同時に連結させる場合に比べて、より少ない駆動力で連結機構を駆動させてインク補給動作を行うことが可能になる。
【００８６】
サブタンク２１７は、初期状態では、収容可能なインク量の９分目程度のインク２１８が充填されている。サブタンク２１７とインク通路２１３の接続部分に設けられているフィルタ部材２１４は、サブタンク２１７から記録ヘッド２１１へのゴミ、異物、インクの凝集成分、気泡などの混入を防ぐ役割を有している。フィルタ部材２１４は、そのような目的から、２０μｍ程度の濾過精度を有するものが使用されている。
【００８７】
図７に示されているように、サブタンク２１７の大気連通部２２４は、記録ヘッド２１１のノズル２１１ａの形成領域の近傍に開口している外気側小孔２２８に連通している細管部２２６と、サブタンク２１７内の上部に設けられているインク吸収部材２２７とで構成されている。サブタンク２１７の内部空間と細管部２２６との間を行き来する気体（空気）や液体（インク）は、それらの間に設けられたインク吸収部材２２７を通るようになっている。
【００８８】
このような構成により、サブタンク２１７の内部空間は、サブタンク２１７の上部から、細管部２２６を通じて、記録ヘッド２１１のノズル形成部の近傍に形成された外気側小孔２２８で外気（大気）に連通している。このように外気側小孔２２８は記録ヘッド２１１のノズル形成部の近傍に開口しているので、記録ヘッド２１１がキャリッジによって所定のポジションに配置されたときに、吸引ポンプ２２２に接続された吸引キャップ２２３で記録ヘッド２１１のノズル２１１ａと一緒に吸引動作を行うことが可能である。
【００８９】
記録動作が行われて記録ヘッド２１１からインクが吐出され、サブタンク２１７内のインク水位が低下して最低水位に迫ると、インク残量検出用部材２２０の一部がインク２１８から露出する。インク残量検出用部材２２０の全体がインク２１８中に浸されている場合には、光学センサ２２１から射出された光は、インク残量検出用部材２２０を透過してサブタンク２１７内に出射し、光学センサ２２１に戻ることはないが、インク残量検出用部材２２０の一部がインク２１８から露出すると、光学センサ２２１から射出された光は、インク残量検出用部材２２０内で全反射して光学センサ２２１に戻される。そのため、光学センサ２２１は、インク残量検出用部材２２０からの反射光を受光することで、サブタンク２１７内のインク２１８の残量が少なくなっていることを検出することができる。
【００９０】
インク供給機構は、サブタンク２１７内のインクの残量を検知する、光学センサ２２１およびインク残量検出用部材２２０で構成されたインク残量検知手段と、少なくとも連結機構（不図示）および残量検知手段を含む各部の動作を制御する制御部（不図示）とを有している。
【００９１】
光学センサ２２１が、サブタンク２１７内のインク残量が所定量を下回っていることを検知し、その旨を示す第１の信号を発すると、制御部（不図示）は、記録ヘッド２１１とサブタンク２１７を搭載しているキャリッジ（不図示）を、記録ヘッド２１１のノズル形成部と吸引キャップ２２３とが対向する位置（所定のポジション）に移動させる。続いて、制御部（不図示）は、吸引キャップ２２３を動作させて吸引キャップ２２３を記録ヘッド２１１のノズル形成部に押し付けさせ、その後、連結機構を動作させてサブタンク２１７のインク注入口２２５とメインタンク２４０のインク出口部２４３とを連結させる。このとき、メインタンク２４０のＯリング２４２がインク注入連結口２２５の外壁部に押圧されてＯリング２４２がインク出口部２４３の根元側に移動し、インク出口２４３ａが開口する。さらに、このときにはＯリング２４２はインク注入連結口２２５の外壁部に密着した状態でメインタンク２４０の外壁との間に挟まれるので、メインタンク２４０とサブタンク２１７との接続部は外気に対して密閉状態になる。
【００９２】
このようにメインタンク２４０とサブタンク２１７とを連結させ、吸引キャップ２２３が記録ヘッド２１１のノズル形成部に押し付けた後、吸引ポンプ２２２を作動させると、サブタンク２１７内の空気層２１９の空気が、サブタンク２１７内の上部のインク吸収部材２２７を通り、細管部２２６を経て外気側小孔２２８から吸引され、これに続いて、サブタンク２１７内のインク２１８がインク通路２１３を通ってノズル２１１ａから強制的に吸引される。空気の粘性係数はインクのそれに比べて約２桁のオーダーも小さいので、吸引動作の当初は圧倒的に大気連通部２２４から空気が吸引され、その結果サブタンク２１７内の内圧が下がると、メインタンク２４０が接続されたインク注入連結口２２５からサブタンク２１７内にインクが導入されて、サブタンク２１７内のインク水位が上昇する。
【００９３】
サブタンク２１７内のインク液位がインク吸収部材２２７が設けられている高さまで上昇すると、インク吸収部材２２７を通過する物質が気体（空気）から液体（インク）に代わり、インク吸収部材２２７における吸引抵抗が急激に上昇して、記録ヘッド２１１のノズル２１１ａからのインク吸引が支配的に行われるようになる。そのため、サブタンク２１７内のインク液位は、インク吸収部材２２７が設けられている高さ（すなわち満杯水位）よりも上昇することがない。このようにして、サブタンク２１７内へのインクの充填が行われた後には、記録ヘッド２１１のノズル２１１ａ内のインクの入れ替え動作（回復動作）が行われるようになっている。
【００９４】
制御部（不図示）は、上記の吸引動作を所定の時間行わせた後でも第１の信号が光学センサ２２１から発せられている場合には、メインタンク２４０内のインク残量が所定量を下回っていることを示す第２の信号を発する。制御部から第２の信号が発せられた場合に、記録装置の表示部（不図示）等を介してそのことをユーザに知らせれば、ユーザは、メインタンク２４０内にインクの残量が無いことに気付いてメインタンク２４０にインクを補充することができる。
【００９５】
インク吸収部材２２７を支える側壁部材の下側部分には連通孔が形成されている。その連通孔は、空気やインクの連通に用いられる。インク吸収部材２２７の素材としては、例えば、ポリエステルフェルトを用いることができる。しかし、インク吸収部材２２７の素材はこれに限定されるものではなく、インクとの界面で適度の毛細管力を発生させる部材であればどのような部材であってもよく、例えばポリウレタンなどの多孔質部材や１次元や２次元状の繊維構造体なども用いることができる。また、金網や樹脂製の網などの網目状体や多孔質体等を用いることもできる。特に、金属や樹脂繊維による編み物からなるフィルタを用いることもできる。このようなインク吸収部材２２７の濾過精度はフィルタ部材２１４よりも粗くてよく、例えば濾過精度が１００μｍ程度のものを使用してもよい。
【００９６】
毛細管力を発生させるこのインク吸収部材２２７は、周囲環境が変動した場合の負圧制御手段として機能する。例えば、周囲気圧が低下した場合やキャリッジの温度が上昇した際には、インクを貯留するサブタンク２１７内の空気層２１９の体積が膨張して空気圧が上昇するが、この上昇した空気圧によって膨張した空気は、インク吸収部材２２７から微細な気泡の形態で細管部２２６を介して外気側小孔２２８から徐々に大気中へ放出されるので、サブタンク２１７内の圧力がある程度以上に上昇することはない。
【００９７】
逆に、記録動作によってサブタンク２１７内のインクが消費されてインク２１１８が減少し、その内圧が低下した際は、圧力が比較的高い外気側の空気が、外気側小孔２２８から細管部２２６およびインク受け室２２９を経て、インク吸収部材２２７から微細な気泡の形態でサブタンク２１７内に侵入する。そのため、サブタンク２１７の内圧が低下した場合においても、大気連通部２２４のインク吸収部材２２７は、サブタンク２１７内の圧力をほぼ一定に保つ働きをする。
【００９８】
サブタンク２１７内の圧力を調整する際に生じる背圧の変動の程度は、インク吸収部材２２７が発生させる毛細管力の大きさに依存する。この毛細管力の大きさを最適にすることによって、サブタンク２１７内の圧力を最適に維持することができる。
【００９９】
記録ヘッド２１１のノズル２１１ａに形成されるメニスカス面は、通常時には３００ｍｍＡｑ（約３ｋＰａ）程度の正圧に耐え、液滴の吐出時には５００ｍｍＡｑ（約５ｋＰａ）以上の負圧に耐える。インク吸収部材２２７が発生させる毛細管力の大きさを、サブタンク２１７内の圧力を調整する際に生じる背圧の変動の程度が±８０ｍｍＡｑ（約±０．８ｋＰａ）の範囲になるように設定すれば、記録ヘッド２１１による記録動作が概ね０〜−８０ｍｍＡｑ（０〜約−０．８ｋＰａ）の負圧下で行われることとなる。記録動作時の負圧変動範囲をこのような範囲に抑えることにより、負圧制御手段を備えていない従来技術における記録動作時の負圧変動範囲である０〜−３００ｍｍＡｑ（０〜約−３ｋＰａ）に比べて、メニスカス面の変動が少なくなり、その結果、吐出液滴の大きさの変動も少なくなり、安定した記録動作を行うことが可能になる。
【０１００】
サブタンク２１７へのインクの補給は以上のように行われるが、記録動作中に記録ヘッド２１１のノズル２１１ａに気泡が混入したり、発熱体から発生した気泡がインク液室２１２に溜まったりするとノズル２１１ａからインク滴が吐出されなくなる原因になるので、一定の時間ごとにノズル２１１ａの吸引回復動作を行う必要がある。しかしながら、吸引キャップ２２３が記録ヘッド２１１のノズル２１１ａと外気側小孔２２８との両方を吸引する場合には、ノズル２１１ａの吸引回復動作を行う場合にもサブタンク２１７へのインク補給動作が行われることとなる。この場合、上述したように、ノズル２１１ａの吸引回復動作はサブタンク２１７へのインク補給動作が行われた後に開始されるので、ノズル２１１ａと外気側小孔２２８との両方を一度に吸引する場合にはノズル２１１ａの吸引回復動作のみを迅速に行うことができない。
【０１０１】
そこで本実施形態では、吸引キャップ２２３に対するキャリッジの位置の位置を変えることで、吸引キャップ２２３に対する記録ヘッド２１１およびサブタンク２１７の位置を、吸引キャップ２２３がノズル２１１ａと外気側小孔２２８との両方を吸引する第１の吸引位置（図７参照）と、吸引キャップ２２３がノズル２１１ａのみを吸引する第２の吸引位置（図９参照）とに選択的に配置することが可能になっている。記録ヘッド２１１およびサブタンク２１７が吸引キャップ２２３に対して第２の吸引位置（図９参照）に配置されている場合には、吸引キャップ２２３はノズル２１１ａだけをキャッピングし、ノズル２１１ａの吸引回復動作だけを行うことが可能である。こうすることにより、短い時間でノズル２１１ａの回復動作を行うことができる。
【０１０２】
図１０は、図７等に示した吸引キャップの変形例を示す断面図である。
【０１０３】
本変形例の吸引キャップ２２３’は、記録ヘッド２１１のノズル２１１ａの吸引を行う第１の吸引室２２３ａと、サブタンク２１７の外気側小孔２２８を覆う第２の吸引室２２３ｂとを有している。第１の吸引室２２３ａと第２の吸引室２２３ｂとの間には、互いを連通させる連通孔２２３ｃが形成されている。さらに、第２の吸引室２２３ｂ内には、連通孔２２３ｃを選択的に塞ぐように不図示の駆動手段によって移動させられる開閉手段としての可動栓２２３ｄが設けられている。
【０１０４】
可動栓２２３ｄが図１０に示す位置にある場合（連通孔２２３ｃが開放されている場合）には、吸引キャップ２２３’は、ノズル２１１ａと外気側小孔２２８との両方に対する吸引を行う。一方、連通孔２２３ｃを可動栓２２３ｄが塞いでいる場合には、吸引キャップ２２３’はノズル２１１ａのみに対して吸引を行う。
【０１０５】
このように、本変形例によれば、記録ヘッド２１１およびサブタンク２１７と吸引キャップ２２３’との相対位置を変えることなく、ノズル２１１ａの吸引回復のみを行う動作と、ノズル２１１ａの吸引回復およびサブタンク２１７へのインク補給を行う動作とを選択的に実行することが可能である。
【０１０６】
（第４の実施形態）
図１１は本発明のインクジェット記録装置のインク供給機構の第４の実施形態を示す断面図である。
【０１０７】
図１１に示すように、本実施形態のインクジェット記録装置のインク供給機構は、記録媒体に対して往復移動（走査）するキャリッジ（不図示）に搭載される記録ヘッド３１１のノズル３１１ａからインクを吸引して記録ヘッド３１１の吸引回復動作を行う吸引手段を構成する吸引キャップ３２３および吸引ポンプ３２２と、キャリッジおよび記録ヘッド３１１とは独立して設けられ、記録ヘッド３１１のサブタンク３１７（第１のタンク）に供給するインクを収容するメインタンク３４０（第２のタンク）とを有している。
【０１０８】
記録ヘッド３１１は、インクを吐出するノズル３１１ａに供給されるインクを一時的に貯留するヘッド液室３１２を有している。記録ヘッド３１１には、記録ヘッド３１１に供給されるインク３１８を収容するサブタンク３１７が一体的に設けられており、両者はヘッドカートリッジを構成している。記録ヘッド３１１とサブタンク３１７とはインク通路３１３を介して連通しており、インク通路３１３とサブタンク３１７との間には、気泡や異物がインク通路３１３内に流入することを防ぐフィルタ部材３１４が設けられている。
【０１０９】
記録ヘッド３１１は多数のノズル３１１ａが高密度で形成されている。例えば、１色あたり２５６個のノズルが３００ｄｐｉの密度で形成されている。各ノズル内には、通電されると気泡を発生させてインクを液滴の形態で吐出させる発熱体（不図示）が設けられている。図１１の構成の場合には、インク滴の吐出は図示下向きに行われる。また、記録ヘッド３１１は、記録ヘッド３１１に電気信号を供給する不図示のプリント配線基板等も備えている。
【０１１０】
サブタンク３１７は、サブタンク３１７内のインク３１８の上方に形成された空気層３１９を大気（外気）に連通させるための大気連通部３２４と、通常は弾性部材３１５で付勢された封止部材３１６で密閉されているインク注入連結口３２５と、インク３１８が減ると、外部に設置された光学センサ３２１から射出された光が光学センサ３２１に戻るように４５°の２等辺直角三角形の角柱状に形成された光学的反射部材からなるインク残量検出用部材３２０とを有している。サブタンク３１７の筐体材料には、所定の剛性を有し、かつ耐インク性に優れた材料が選択されている。
【０１１１】
一方、図１１に示したメインタンクのインク出口部３４３の拡大図である図１２に示すように、メインタンク３４０は、普段はＯリング３４２でインク出口３４３ａが封止されているインク出口部３４３を有している。メインタンク３４０内のインク３４１をサブタンク３１７内に供給する際には、インクジェット記録装置のインク供給機構に備えられている連結機構（不図示）によって、メインタンク３４０のインク出口部３４３とサブタンク３１７のインク注入連結口３２５とが連結されるようになっている。その際には、インク出口部３４３が、弾性部材３１５の付勢力に抗して封止部材３１６を後退させ、インク注入連結口３２５内に進入させられるようになっている。なお、上記の連結機構は、キャリッジが所定のポジション（メインタンク３４０のインク出口部３４３とサブタンク３１７のインク注入連結口３２５とが対向する位置）に配置されたときに、メインタンク３４０をサブタンク３１７に近づけるか、あるいはサブタンク３１７をメインタンク３４０に近づけるように構成されている。連結機構はキャリッジの駆動源と同じ駆動源によって駆動されるように構成することができ、これにより、駆動源が共通化してインク供給機構の構成が簡素化させられる。なお、このような連結機構は、当業者であれば上述した従来技術等に基づいて容易に構成することが可能である。
【０１１２】
インク出口部３４３の先端には、その根元の小径部３３４ｄよりも径がやや大きく形成された大径部３４３ｃが形成されていて、インク出口３４３ａを塞ぐ封止手段であるＯリング３４２がインク出口部３４３から抜け難くなっている。また、Ｏリング３４２が填る封止用の溝部３４３ｂが、Ｏリング３４２で封止されるインク出口３４３ａの周りに形成されており、それ以外の部分にはその溝部３４３ｂが形成されていないか、あるいはインク出口３４３ａの周りの溝部３４３ｂよりも浅く形成されているので、Ｏリング３４２を溝部３４３ｂから外してインク出口部３４３の根元方向に移動させることが比較的容易であり、メインタンク３４０とサブタンク３１７との連結に要する力が小さくて済むようになっている。また、カラー記録用に、メインタンク３４０とサブタンク３１７が複数の色のインクごとに独立して設けられている構成では、残量が少なくなった色のインクのサブタンク３１７だけを対応するメインタンク３４０に連結させるように、連結機構および後述する制御部（不図示）を構成することで、全ての色のメインタンク３４０とサブタンク３１７とを同時に連結させる場合に比べて、より少ない駆動力で連結機構を駆動させてインク補給動作を行うことが可能になる。
【０１１３】
サブタンク３１７は、初期状態では、収容可能なインク量の９分目程度のインク３１８が充填されている。サブタンク３１７とインク通路３１３の接続部分に設けられているフィルタ部材３１４は、サブタンク３１７から記録ヘッド３１１へのゴミ、異物、インクの凝集成分、気泡などの混入を防ぐ役割を有している。フィルタ部材３１４は、そのような目的から、２０μｍ程度の濾過精度を有するものが使用されている。
【０１１４】
図１１に示されているように、サブタンク３１７の大気連通部３２４は、記録ヘッド３１１のノズル３１１ａの形成領域の近傍に開口している外気側小孔３２８に連通している細管部３２６と、サブタンク３１７内の上部に設けられているインク吸収部材３２７とで構成されている。サブタンク３１７の内部空間と細管部３２６との間を行き来する気体（空気）や液体（インク）は、それらの間に設けられたインク吸収部材３２７を通るようになっている。
【０１１５】
このような構成により、サブタンク３１７の内部空間は、サブタンク３１７の上部から、細管部３２６を通じて、記録ヘッド３１１のノズル形成部の近傍に形成された外気側小孔３２８で外気（大気）に連通している。このように外気側小孔３２８は記録ヘッド３１１のノズル形成部の近傍に開口しているので、記録ヘッド３１１がキャリッジによって所定のポジションに配置されたときに、吸引ポンプ３２２に接続された吸引キャップ３２３で記録ヘッド３１１のノズル３１１ａと一緒に吸引動作を行うことが可能である。
【０１１６】
記録動作が行われて記録ヘッド３１１からインクが吐出され、サブタンク３１７内のインク水位が低下して最低水位に迫ると、インク残量検出用部材３２０の一部がインク３１８から露出する。インク残量検出用部材３２０の全体がインク３１８中に浸されている場合には、光学センサ３２１から射出された光は、インク残量検出用部材３２０を透過してサブタンク３１７内に出射し、光学センサ３２１に戻ることはないが、インク残量検出用部材３２０の一部がインク３１８から露出すると、光学センサ３２１から射出された光は、インク残量検出用部材３２０内で全反射して光学センサ３２１に戻される。そのため、光学センサ３２１は、インク残量検出用部材３２０からの反射光を受光することで、サブタンク３１７内のインク３１８の残量が少なくなっていることを検出することができる。
【０１１７】
インク供給機構は、サブタンク３１７内のインクの残量を検知する、光学センサ３２１およびインク残量検出用部材３２０で構成されたインク残量検知手段と、少なくとも連結機構（不図示）および残量検知手段を含む各部の動作を制御する制御部（不図示）とを有している。
【０１１８】
光学センサ３２１が、サブタンク３１７内のインク残量が所定量を下回っていることを検知し、その旨を示す第１の信号を発すると、制御部（不図示）は、記録ヘッド３１１とサブタンク３１７を搭載しているキャリッジ（不図示）を、記録ヘッド３１１のノズル形成部と吸引キャップ３２３とが対向する位置（所定のポジション）に移動させる。続いて、制御部（不図示）は、吸引キャップ３２３を動作させて吸引キャップ３２３を記録ヘッド３１１のノズル形成部に押し付けさせ、その後、連結機構を動作させてサブタンク３１７のインク注入口３２５とメインタンク３４０のインク出口部３４３とを連結させる。このとき、メインタンク３４０のＯリング３４２がインク注入連結口３２５の外壁部に押圧されてＯリング３４２がインク出口部３４３の根元側に移動し、インク出口３４３ａが開口する。さらに、このときにはＯリング３４２はインク注入連結口３２５の外壁部に密着した状態でメインタンク３４０の外壁との間に挟まれるので、メインタンク３４０とサブタンク３１７との接続部は外気に対して密閉状態になる。
【０１１９】
このようにメインタンク３４０とサブタンク３１７とを連結させ、吸引キャップ３２３が記録ヘッド３１１のノズル形成部に押し付けた後、吸引ポンプ３２２を作動させると、サブタンク２１７内の空気層３１９の空気が、サブタンク３１７内の上部のインク吸収部材３２７を通り、細管部３２６を経て外気側小孔３２８から吸引され、これに続いて、サブタンク３１７内のインク３１８がインク通路３１３を通ってノズル３１１ａから強制的に吸引される。空気の粘性係数はインクのそれに比べて約２桁のオーダーも小さいので、吸引動作の当初は圧倒的に大気連通部３２４から空気が吸引され、その結果サブタンク３１７内の内圧が下がると、メインタンク３４０が接続されたインク注入連結口３２５からサブタンク３１７内にインクが導入されて、サブタンク３１７内のインク水位が上昇する。
【０１２０】
サブタンク３１７内のインク液位がインク吸収部材３２７が設けられている高さまで上昇すると、インク吸収部材３２７を通過する物質が気体（空気）から液体（インク）に代わり、インク吸収部材３２７における吸引抵抗が急激に上昇して、記録ヘッド３１１のノズル３１１ａからのインク吸引が支配的に行われるようになる。そのため、サブタンク３１７内のインク液位は、インク吸収部材３２７が設けられている高さ（すなわち満杯水位）よりも上昇することがない。このようにして、サブタンク３１７内へのインクの充填が行われた後には、記録ヘッド３１１のノズル３１１ａ内のインクの入れ替え動作（回復動作）が行われるようになっている。
【０１２１】
制御部（不図示）は、上記の吸引動作を所定の時間行わせた後でも第１の信号が光学センサ３２１から発せられている場合には、メインタンク３４０内のインク残量が所定量を下回っていることを示す第２の信号を発する。制御部から第２の信号が発せられた場合に、記録装置の表示部（不図示）等を介してそのことをユーザに知らせれば、ユーザは、メインタンク３４０内にインクの残量が無いことに気付いてメインタンク３４０にインクを補充することができる。
【０１２２】
インク吸収部材３２７を支える側壁部材の下側部分には連通孔が形成されている。その連通孔は、空気やインクの連通に用いられる。インク吸収部材３２７の素材としては、例えば、ポリエステルフェルトを用いることができる。しかし、インク吸収部材３２７の素材はこれに限定されるものではなく、インクとの界面で適度の毛細管力を発生させる部材であればどのような部材であってもよく、例えばポリウレタンなどの多孔質部材や１次元や２次元状の繊維構造体なども用いることができる。また、金網や樹脂製の網などの網目状体や多孔質体等を用いることもできる。特に、金属や樹脂繊維による編み物からなるフィルタを用いることもできる。このようなインク吸収部材３２７の濾過精度はフィルタ部材３１４よりも粗くてよく、例えば濾過精度が１００μｍ程度のものを使用してもよい。
【０１２３】
毛細管力を発生させるこのインク吸収部材３２７は、周囲環境が変動した場合の負圧制御手段として機能する。例えば、周囲気圧が低下した場合やキャリッジの温度が上昇した際には、インクを貯留するサブタンク３１７内の空気層３１９の体積が膨張して空気圧が上昇するが、この上昇した空気圧によって膨張した空気は、インク吸収部材３２７から微細な気泡の形態で細管部３２６を介して外気側小孔３２８から徐々に大気中へ放出されるので、サブタンク３１７内の圧力がある程度以上に上昇することはない。
【０１２４】
逆に、記録動作によってサブタンク３１７内のインクが消費されてインク３１１８が減少し、その内圧が低下した際は、圧力が比較的高い外気側の空気が、外気側小孔３２８から細管部３２６およびインク受け室３２９を経て、インク吸収部材３２７から微細な気泡の形態でサブタンク３１７内に侵入する。そのため、サブタンク３１７の内圧が低下した場合においても、大気連通部３２４のインク吸収部材３２７は、サブタンク３１７内の圧力をほぼ一定に保つ働きをする。
【０１２５】
サブタンク３１７内の圧力を調整する際に生じる背圧の変動の程度は、インク吸収部材３２７が発生させる毛細管力の大きさに依存する。この毛細管力の大きさを最適にすることによって、サブタンク３１７内の圧力を最適に維持することができる。
【０１２６】
記録ヘッド３１１のノズル３１１ａに形成されるメニスカス面は、通常時には３００ｍｍＡｑ（約３ｋＰａ）程度の正圧に耐え、液滴の吐出時には５００ｍｍＡｑ（約５ｋＰａ）以上の負圧に耐える。インク吸収部材３２７が発生させる毛細管力の大きさを、サブタンク３１７内の圧力を調整する際に生じる背圧の変動の程度が±８０ｍｍＡｑ（約±０．８ｋＰａ）の範囲になるように設定すれば、記録ヘッド３１１による記録動作が概ね０〜−８０ｍｍＡｑ（０〜約−０．８ｋＰａ）の負圧下で行われることとなる。記録動作時の負圧変動範囲をこのような範囲に抑えることにより、負圧制御手段を備えていない従来技術における記録動作時の負圧変動範囲である０〜−３００ｍｍＡｑ（０〜約−３ｋＰａ）に比べて、メニスカス面の変動が少なくなり、その結果、吐出液滴の大きさの変動も少なくなり、安定した記録動作を行うことが可能になる。
【０１２７】
サブタンク３１７へのインクの補給は以上のように行われるが、記録動作中に記録ヘッド３１１のノズル３１１ａに気泡が混入したり、発熱体から発生した気泡がインク液室３１２に溜まったりするとノズル３１１ａからインク滴が吐出されなくなる原因になるので、一定の時間ごとにノズル３１１ａの吸引回復動作を行う必要がある。しかしながら、この吸引回復動作を常にサブタンク３１７をメインタンク３４０に連結させた状態で行うとすると、ノズル３１１ａの吸引回復動作を行う場合にもサブタンク３１７へのインク補給動作が行われることとなる。この場合、上述したように、ノズル３１１ａの吸引回復動作はサブタンク３１７へのインク補給動作が行われた後に開始されるので、ノズル３１１ａの吸引回復動作のみを迅速に行うことができない。
【０１２８】
そこで本実施形態では、サブタンク３１７がメインタンク３４０に連結されていない状態（図１１）でも、サブタンク３１７がメインタンク３４０に連結されているときの状態（図１３）と同様に、吸引キャップ３２３がノズル３１１ａと外気側小孔３２８との両方を吸引するように、記録ヘッド３１１およびサブタンク３１７と吸引キャップ３２３とが構成されている。これにより、サブタンク３１７がメインタンク３４０に連結されていない状態（図１１）でも吸引キャップ３２３がノズル３１１ａと外気側小孔３２８との両方を吸引し、短い時間でノズル３１１ａの吸引回復動作を行うことができる。また、記録装置の停止時や非使用時には、サブタンク３１７がメインタンク３４０に連結されていない状態（図１１）とし、吸引ポンプ３２２を作動させずに吸引キャップ３２３でノズル３１１ａと外気側小孔３２８との両方をキャッピングした状態を保つことで、インク漏れノズル３１１ａの乾燥を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明のインクジェット記録装置のインク供給機構の第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示したメインタンクのインク出口部の拡大図である。
【図３】図１に示したサブタンクの大気連通部の横方向断面図である。
【図４】図１に示したサブタンクの大気連通部の変形例を示す図である。
【図５】本発明のインクジェット記録装置のインク供給機構の第２の実施形態を示す断面図である。
【図６】図５に示したメインタンクのインク出口部の拡大図である。
【図７】本発明のインクジェット記録装置のインク供給機構の第３の実施形態を示す断面図であり、記録ヘッドおよびサブタンクの位置が、吸引キャップがノズルと外気側小孔との両方を吸引する第１の吸引位置にある状態を示している。
【図８】図７に示したメインタンクのインク出口部の拡大図である。
【図９】本発明のインクジェット記録装置のインク供給機構の第３の実施形態を示す断面図であり、記録ヘッドおよびサブタンクの位置が、吸引キャップがノズルのみを吸引する第２の吸引位置にある状態を示している。
【図１０】図７等に示した吸引キャップの変形例を示す断面図である。
【図１１】本発明のインクジェット記録装置のインク供給機構の第４の実施形態を示す断面図であり、サブタンクとメインタンクとが連結していない状態を示している。
【図１２】図１１に示したメインタンクのインク出口部の拡大図である。
【図１３】本発明のインクジェット記録装置のインク供給機構の第４の実施形態を示す断面図であり、サブタンクとメインタンクとが連結している状態を示している。
【符号の説明】
【０１３０】
１１，１１１，２１１，３１１    記録ヘッド
１２，１１２，２１２，３１２    ヘッド液室
１３，１１３，２１３，３１３    インク通路
１４，１１４，２１４，３１４    フィルタ部材
１５，１１５，２１５，３１５    弾性部材
１６，１１６，２１６，３１６    封止部材
１７，１７’，１１７，２１７，３１７    サブタンク
１８，１１８，２１８，３１８    インク
１９，１１９，２１９，３１９    空気層
２０，１２０，２２０，３２０    インク残量検出用部材
２１，１２１，２２１，３２１    光学センサ
２２，１２２，２２２，３２２    吸引ポンプ
２３，１２３，２２３，２２３’，３２３    吸引キャップ
２４，２４’，１２４，２２４，３２４    大気連通部
２５，１２５，２２５，３２５    インク注入連結口
２６，２６’，１２６，２２６，３２６    細管部
２７，２７’    内部側小孔
２８，２８’，１２８，２２８，３２８    外気側小孔
３３    底部
３４    満杯水位
３５    最低水位
３６，３６’    空間
３６ａ  内部側空間
３６ｂ  外気側空間
４０，１４０，２４０，３４０    メインタンク
４１，１４１，２４１，３４１    インク
４２，１４２，２４２，３４２    Ｏリング
４３，１４３，２４３，３４３    インク出口部
４３ａ，１４３ａ，２４３ａ，３４３ａ  インク出口
５０    太通路部
５１    細通路部
１１１ａ，２１１ａ，３１１ａ  ノズル
１２７，２２７，３２７    インク吸収部材
１２９    インク受け室
１３０    液位ストッパ
１３１    インク室
１４３ｂ，２４３ｂ，３４３ｂ  溝部
１４３ｃ，２４３ｃ，３４３ｃ  大径部
１４３ｄ，２４３ｄ，３４３ｄ  小径部
２２３ａ    第１の吸引室
２２３ｂ    第２の吸引室
２２３ｃ    連通孔
２２３ｄ    可動栓
【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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