(57)【要約】【課題】インクタンクをキャリッジヘッドに容易に装着でき、かつ、漏れを防止しながら確実にインクを供給する。【解決手段】プリンタ装置のインク供給機構は、分離可能なキャリッジヘッド１１とインクタンク１７とを有している。インクタンク１７は、底部から突設された円柱状のインク連通管２７と、その外周に設けられた環状の封止部材２９とを有している。インク連通管２７は側面にインク導出孔２８を有している。キャリッジヘッド１１は、プリントヘッド１２にインクを供給するサブインク室１７と、サブインク室１７の上面に設けられ、インク連通管２７がサブインク室１７の内部に挿入可能な接続開口３０と、移動手段とを有する。移動手段は、キャリッジヘッド１１とインクタンク１７とが接続されたときに、封止部材２９をインク連通管２７の外周に沿って動かしてインク導出孔２８を開放する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリッジヘッドとインクタンクとを有し、該キャリッジヘッドと該インクタンクとが分離可能に構成されたプリンタ装置のインク供給機構であって、
前記インクタンクは、該インクタンクの底部から突設された円柱状のインク連通管であって、該インクタンクとの接続部に設けられ該インクタンクの内部と連絡する入口開口と、該インク連通管の側面に設けられたインク導出孔と、該入口開口と該インク導出孔とを結ぶ連絡路とを有するインク連通管と、
該インク連通管の外周に設けられ、前記インク導出孔を閉止または開放するように該外周に沿って移動可能な環状の封止部材とを有し、
前記キャリッジヘッドは、印画を行うプリントヘッドと、
該プリントヘッドにインクを供給するサブインク室と、
該サブインク室の上面に設けられ、前記インク連通管が該サブインク室の内部に挿入可能な接続開口と、
前記キャリッジヘッドと前記インクタンクとが接続されたときに、前記封止部材を前記インク連通管の外周に沿って動かして前記インク導出孔を開放する移動手段とを有する、インク供給機構。
【請求項２】
前記インク連通管は前記インク導出孔を含む外周面に環状の溝を有している、請求項1に記載のインク供給機構。
【請求項３】
前記封止部材は前記インク導出孔の開口を閉止する形状のＯリングである、請求項１または２に記載のインク供給機構。
【請求項４】
前記インク導出孔は少なくとも２つ設けられ、いずれか２つの該インク導出孔の中心を結ぶ線が前記キャリッジヘッドの走査方向と略平行である、請求項１から３のいずれか１項に記載のインク供給機構。
【請求項５】
前記移動手段は、前記接続開口の周囲に設けられ、該接続開口より大きな径を有し、前記インク連通管の挿入方向に伸びる側面壁と、前記接続開口が形成された底面とを有する円筒部を有し、
前記キャリッジヘッドと前記インクタンクとが接続されたときに、該封止部材が前記インク連通管と前記側面壁との間を封止しながら、該当接部が前記封止部材に当接し、該封止部材を該インク連通管の外周に沿って動かして前記インク導出孔を開放する、請求項１から４のいずれか１項に記載のインク供給機構。
【請求項６】
キャリッジヘッドと分離可能に構成されたプリンタ装置用のインクタンクであって、
該インクタンクの底部から突設された円柱状のインク連通管であって、該インクタンクとの接続部に設けられ該インクタンクの内部と連絡する入口開口と、該インク連通管の側面に設けられたインク導出孔と、該入口開口と該インク導出孔とを結ぶ連絡路とを有するインク連通管と、
該インク連通管の外周に設けられ、前記インク導出孔を閉止または開放するように該外周に沿って移動可能であり、前記キャリッジヘッドと前記インクタンクとが接続されたときに、前記キャリッジヘッドにより前記インク連通管の外周に沿って動かされて前記インク導出孔を開放する、環状の封止部材とを有するインクタンク。
【請求項７】
前記インク連通管は前記インク導出孔を含む外周面に環状の溝を有している、請求項６に記載のインクタンク。
【請求項８】
前記封止部材は前記インク導出孔の開口を閉止する形状のＯリングである、請求項６または７に記載のインクタンク。
【請求項９】
前記インク導出孔は少なくとも２つ設けられ、いずれか２つの該インク導出孔の中心を結ぶ線が前記キャリッジヘッドの走査方向と略平行である、請求項６から８のいずれか１項に記載のインクタンク。
【請求項１０】
インクタンクと分離可能に構成されたプリンタ装置用のキャリッジヘッドであって、
印画を行うプリントヘッドと、
該プリントヘッドにインクを供給するサブインク室と、
該サブインク室の上面に設けられ、前記インクタンクの底部から突設され、側面に該インクタンクに保持されたインクを供給するインク導出孔を有する円柱状のインク連通管が該サブインク室の内部に挿入可能な接続開口と、
前記キャリッジヘッドと前記インクタンクとが接続されたときに、該インク連通管の外周に設けられ、前記インク導出孔を閉止または開放するように該外周に沿って移動可能な環状の封止部材を前記インク連通管の外周に沿って動かして前記インク導出孔を開放する移動手段とを有する、キャリッジヘッド。
【請求項１１】
前記移動手段は、前記接続開口の周囲に設けられ、該接続開口より大きな径を有し、前記インク連通管の挿入方向に伸びる側面壁と、前記接続開口が形成された底面とを有する円筒部を有し、
前記キャリッジヘッドと前記インクタンクとが接続されたときに、前記インク連通管の外周に設けられ、前記インク導出孔を閉止または開放するように該外周に沿って移動可能な環状の封止部材が前記インク連通管と前記側面壁との間を封止しながら、該当接部が前記封止部材に当接し、該封止部材を前記インク連通管の外周に沿って動かして前記インク導出孔を開放する、請求項１０に記載のキャリッジヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクカートリッジ部がキャリッジヘッドから分離可能なインクジェットプリンタのインク供給機構、インクタンク、およびキャリッジヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタは、インクジェットプリントヘッドが搭載されたキャリッジを紙等の印刷媒体上を端から端まで横断して移動させながら、制御システムからの指令に基づきプリントヘッドを作動させて、印刷媒体上にインク滴を吐出して画像および文字を形成する。印刷のために消費されるインクは、キャリッジに搭載され、または、キャリッジとは別の場所に設けられたインク供給源からプリントヘッドに供給される。インク供給源がキャリッジに搭載されて移動する場合、インク供給源はプリントヘッドに分離可能に搭載され、インクがなくなった時点で交換される。
【０００３】
インク供給源は、プリントヘッドが正常に機能するために、プリントヘッドにインクが途切れることなく確実にインクを供給することが必要であるが、それと同時に、インク供給源あるいはインクジェットプリントヘッドからのインク漏れを防ぐことも重要である。そのためには、インク供給に伴うヘッド圧を大気圧より低い値に保つことが必要であり、通常、インク供給源および／またはインクジェットプリントヘッド内は負圧に維持されている。ここで負圧とは、大気圧を基準としたインクジェットプリントヘッド内の圧力である。
【０００４】
インク供給源およびインクジェットプリントヘッドを、印刷システムの保管中および作動中に遭遇する幅広い温度および圧力の変化に対して一定の負圧に保持する技術は、これまでに数多く開示されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【０００５】
図６は、従来の交換用インクタンクを使用したインク供給機構の断面図の一例である。キャリッジヘッド１１１は、印刷媒体と対向する位置にプリントヘッド１１２が設けられ、ヘッド液室１１３、インク通路１１４、フィルタ１１５につながっている。キャリッジヘッド１１１はインクタンク１１７と分離可能に構成されており、フィルタ１１５の上部でインクタンク１１７と接続される。インクタンク１１７は第１のインク部屋１１８と、第２のインク室１２２とを備えている。第１のインク部屋１１８はインク供給源であり、自由状態でインクを保持する。第２のインク室１２２には、インクを保持するためのポリエステルフェルトなどの毛細管部材１２３が充填されており、その上部に大気連通孔１２５が形成されている。第１のインク室１１８と第２のインク室１２２との間は、スリット状の溝が設けられた隔壁１２１で仕切られており、空気やインクをスムーズに移動させる。
【０００６】
第２のインク室１２２内の毛細管部材１２３は周囲環境が変動した際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り、周囲温度が上昇したりすると、自由状態でインクを保持するインク室１１８内の空気が膨張する。それによって第１のインク室１１８内のインクは隔壁１２１に設けられたスリット状の溝を通して第２のインク室１２２に移行し、毛細管部材１２３に吸収される。このようなメカニズムによって圧力の上昇が緩和され、環境変化時にもインクジェットプリントヘッドに適正な負圧を作用させることができる。
【特許文献１】特開２００１−１８７４５９号公報
【特許文献２】特開２００１−２４６７６１号公報
【特許文献３】特開２００１−１３００２４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、従来技術のインク供給機構ではインク吸収体の毛細管力によってインクを保持するので、インク吸収体容積の約２０％〜７０％程度しかインクの収容や排出ができず、自由状態でインクを貯蔵する場合に比べて使用効率が著しく劣るという問題があった。そこでインクタンクの使用寿命を延ばすためにインク量を増やすと（すなわち、インクタンクの大きさを増やすと）、インクの消費に従いインクタンク内の空気量もそれに応じて増加するため、周囲環境が変動した際の圧力上昇によってインク吸収体が吸収するインク量もますます増えてしまう。その結果、増加したインク量以上にインクタンクの容積が大型化してしまう。
【０００８】
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、インクタンクをキャリッジヘッドに容易に装着でき、かつ、漏れを防止しながら確実にインクの供給ができる、シンプルかつ経済的で信頼性の高いプリンタ装置のインク供給機構、インクタンク、およびキャリッジヘッド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】
【０００９】
本発明のインク供給機構はキャリッジヘッドとインクタンクとを有し、キャリッジヘッドとインクタンクとが分離可能に構成されたプリンタ装置のインク供給機構である。インクタンクは、インクタンクの底部から突設された円柱状のインク連通管であって、インクタンクとの接続部に設けられインクタンクの内部と連絡する入口開口と、インク連通管の側面に設けられたインク導出孔と、入口開口とインク導出孔とを結ぶ連絡路とを有するインク連通管と、インク連通管の外周に設けられ、インク導出孔を閉止または開放するように外周に沿って移動可能な環状の封止部材とを有している。また、キャリッジヘッドは、印画を行うプリントヘッドと、プリントヘッドにインクを供給するサブインク室と、サブインク室の上面に設けられ、インク連通管がサブインク室の内部に挿入可能な接続開口と、キャリッジヘッドとインクタンクとが接続されたときに、封止部材をインク連通管の外周に沿って動かしてインク導出孔を開放する移動手段とを有している。
【００１０】
これによって、インクタンクをキャリッジヘッドに接続するためには、インクタンクの底部に設けられた円柱状のインク連通管をキャリッジヘッドの接続開口に挿入すればよく、挿入動作に伴い封止部材が移動してインク導出孔からインクが供給されるため、接続が極めて容易となる。また、構造がシンプルであり、インクタンクからの漏れのおそれもなく信頼性が向上する。さらに、インクタンク内にインク保持部材を入れる必要がないので、インクタンクはインクを自由状態で保持することができ、より多くのインクを収容可能となり、しかも、インクタンクのインクを全て使い切ることができる。したがって、同じインク量ならばインクタンクをより小型化できるというメリットもある。
【００１１】
インク連通管はインク導出孔を含む外周面に環状の溝を有するように構成することもできる。これによって封止部材を確実にインク導出孔に固定することができ、インクの漏れを防ぐことができる。
【００１２】
封止部材はインク導出孔の開口を閉止する形状のＯリングとすることができる。
【００１３】
さらに、インク導出孔は少なくとも２つ設けられ、いずれか２つのインク導出孔の中心を結ぶ線がキャリッジヘッドの走査方向と略平行であるように構成されている。これによって、キャリッジヘッドが走査するときにインクに生じる慣性力がインク導出孔に有効に作用し、インク導出孔からのインクの供給がよりスムーズに行われる。
【００１４】
移動手段は、接続開口の周囲に設けられ、接続開口より大きな径を有し、インク連通管の挿入方向に伸びる側面壁と、接続開口が形成された底面とを有する円筒部を有している。そして、キャリッジヘッドとインクタンクとが接続されたときに、封止部材がインク連通管と側面壁との間を封止しながら、当接部が封止部材に当接し、封止部材をインク連通管の外周に沿って動かしてインク導出孔を開放するように構成することができる。
【００１５】
本発明のインクタンクは、キャリッジヘッドと分離可能に構成されたプリンタ装置用のインクタンクである。インクタンクは、インクタンクの底部から突設された円柱状のインク連通管であって、インクタンクとの接続部に設けられインクタンクの内部と連絡する入口開口と、インク連通管の側面に設けられたインク導出孔と、入口開口とインク導出孔とを結ぶ連絡路とを有するインク連通管と、インク連通管の外周に設けられ、インク導出孔を閉止または開放するように外周に沿って移動可能であり、キャリッジヘッドとインクタンクとが接続されたときに、キャリッジヘッドによりインク連通管の外周に沿って動かされてインク導出孔を開放する、環状の封止部材とを有している。
【００１６】
インク連通管はインク導出孔を含む外周面に環状の溝を有するように構成することができ、封止部材はインク導出孔の開口を閉止する形状のＯリングを用いることができる。
【００１７】
また、インク導出孔は少なくとも２つ設けられ、いずれか２つのインク導出孔の中心を結ぶ線がキャリッジヘッドの走査方向と略平行であるよう構成することができる。
【００１８】
本発明のキャリッジヘッドは、インクタンクと分離可能に構成されたプリンタ装置用のキャリッジヘッドである。キャリッジヘッドは、印画を行うプリントヘッドと、プリントヘッドにインクを供給するサブインク室と、サブインク室の上面に設けられ、インクタンクの底部から突設され、側面にインクタンクに保持されたインクを供給するインク導出孔を有する円柱状のインク連通管がサブインク室の内部に挿入可能な接続開口と、キャリッジヘッドとインクタンクとが接続されたときに、インク連通管の外周に設けられ、インク導出孔を閉止または開放するように外周に沿って移動可能な環状の封止部材をインク連通管の外周に沿って動かしてインク導出孔を開放する移動手段とを有している。
【００１９】
また、移動手段は、接続開口の周囲に設けられ、接続開口より大きな径を有し、インク連通管の挿入方向に伸びる側面壁と、接続開口が形成された底面とを有する円筒部を有し、キャリッジヘッドとインクタンクとが接続されたときに、インク連通管の外周に設けられ、インク導出孔を閉止または開放するように外周に沿って移動可能な環状の封止部材がインク連通管と側面壁との間を封止しながら、当接部が封止部材に当接し、封止部材をインク連通管の外周に沿って動かしてインク導出孔を開放するよう構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を用いて本発明を詳細に説明する。図１は本発明の一実施形態によるインク供給機構を示す模式的断面図である。インク供給装置はキャリッジヘッド１１とインクタンク１７とからなる。インクタンク１７は印画用のインクを収容する容器であり、交換のためにキャリッジヘッド１１から分離することができる。
【００２１】
キャリッジヘッド１１の記録媒体（図示せず）と対向する面には多数の記録ノズルが形成されたプリントヘッド１２が設けられている。プリントヘッド１２としては、例えばインクジェット記録装置に搭載されるプリントヘッドを用いることができる。
【００２２】
インクジェット記録における代表的なインク吐出方式としては、ピエゾ素子等の電気機械変換素子を用いるもの、レーザー等の電磁波を照射してインクを発熱させ、この発熱による作用でインク滴を吐出させるもの、あるいは発熱抵抗体を有する電気熱変換素子によってインクを加熱し、膜沸騰の作用によりインク滴を吐出させるものなどがある。本実施形態では、記録信号である電気パルスを電気熱変換素子に供給して発熱させることによりインクに熱エネルギーを与え、そのときのインクの相変化により生じるインクの発泡時（沸騰時）の気泡圧力を利用してプリントヘッド１２の微小な吐出口からインクを吐出させて、記録媒体に対し記録を行っている。プリントヘッド１２には、例えば、１２８個の記録ノズルが３００dpiの高密度で形成されており、各記録ノズルは、通電により気泡を発生させ、図１においてインク滴を下方に吐出する。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、いずれのインクジェット記録方式にも適用可能である。
【００２３】
キャリッジヘッド１１は、上記のプリントヘッド１２の他、プリントヘッド１２に記録信号を供給するプリント配線基板（図示せず）、プリントヘッド１２にインクを供給するヘッド液室１３、ヘッド液室１３にインクを供給するインク通路１４、フィルタ１５、およびインクを自由状態で一時的に貯留するサブインク室１８を有している。
【００２４】
フィルタ１５はサブインク室１８とインク通路１４の接続部分に設けられ、プリントヘッド１２へのゴミ、異物、インクの凝集成分、気泡などの混入を防ぐ。フィルタ１５はプリントヘッド１２のノズルを詰まらせるような大きさの異物の混入を防ぐ目的から、濾過精度２０μｍ程度のものが使用される。
【００２５】
サブインク室１８の上部には、インクを保持するためのインク保持部材２６が配置されており、少量のインクを貯留するインク小室３３を介してサブインク室１８と接続されている。また、インク保持部材２６のインク小室３３の反対側にはインク受け部３２が設けられている。インク受け部３２には大気連通孔２５が配置されている。すなわち、サブインク室１８上部の空気層はインク保持部材２６を介して大気連通孔２５によって大気につながっている。大気連通孔２５は、万が一のインクの流出を防止するため、微細で長い通路で形成されている。
【００２６】
インク保持部材２６は周囲環境が変動した際の負圧制御手段として機能し、インクを保持可能な毛細管部材で構成される。毛細管部材は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もよく、例えばポリエステルフェルトが使用できる。また、ポリウレタン等の多孔質部材、１次元や２次元状の繊維構造体、金属や樹脂繊維製の網等の網目状体でもよい。濾過精度はフィルタ１５より粗くてもよく、例えば７０μｍ程度でよい。また、インク保持部材２６の上面には、微細な空気溜まりを形成するために、微細な小空間（図示せず）が少なくとも１個以上形成されている。小空間はスリット状に形成されていてもよい。インク保持部材２６の隔壁の上下には連通孔３４が複数個配置されており、インク小室３３およびインク受け部３２と連絡している。上部の連通孔３４は空気の連通用、下部側の連通孔３４はインク補給用に主として使用される。
【００２７】
サブインク室１８の底部には、４５度の直角２等辺三角形状に成型されたインク残量検出部材２０が設けられている。キャリッジヘッド１１に搭載されたインク残量検出部材２０がプリンタ本体に固定された光送受式のセンサ（図示せず）を通過する時に、センサがインク残量検出部材２０から戻ってくる光を検出して、インク残量の有無を監視する。
【００２８】
サブインク室１８の筐体は、ある程度の剛性を有しており、耐インク性の良好な材料が用いられる。サブインク室１８には初期状態においてインクが８０％程度充填されている。また、サブインク室１８の上面にはインクタンク１７からインクを補給するための接続開口３０が備えられている（詳細は後述）。
【００２９】
インクタンク１７は、内部にインクを自由状態で貯留する筐体によって外装が形成されている。筐体底面の一部にはキャリッジヘッド１１との接続部であるインク連通管２７と封止部材２９とが設けられている。また、インク連通管２７にはインク導出孔２８が設けられている（詳細は後述）。
【００３０】
インクタンク１７は、ある程度の剛性を有しており、また、長期のインクの保持を可能にするため耐インク性の良い材料を用いている。インクの残り量の確認を容易とするため、透明なプラスチック部材を用いることも可能である。また、ブロー成型で一体に構成することも可能である。
【００３１】
図２は、本実施形態に係るキャリッジヘッドとインクタンクとの接続部の概略断面図である。インクタンク１７はキャリッジヘッド１１の上から接続されるが、図２では、(ａ)はインクタンク１７を、(ｂ)はキャリッジヘッド１１を、それぞれ分離した状態で示している。
【００３２】
図２（ａ）において、略円柱形で中空のインク連通管２７が、インクタンク１７の筐体の底部から、筐体底面に垂直に突き出して設けられている。インク連通管２７はインクタンク１７との接続部に入口開口４０が設けられ、インク連通管２７の先端部に近い側面にインク導出孔２８が設けられている。また、入口開口４０とインク導出孔２８は内部の中空部によって連絡されている。インク連通管２７の底部は閉止されている。
【００３３】
図３はインク連通管２７の概略斜視図である。インク連通管２７の底部に近い側面の略同一レベルに２箇所のインク導出孔２８が設けられている。インク導出孔２８は円形開口を有しているが、これに限定されず、例えば楕円や矩形開口でもよい。また、インク導出孔２８は互いに１８０°で対向して設けられた２つの開口からなり、２つのインク導出孔２８の中心を結ぶ線は、キャリッジヘッド１１の走査方向と略一致している。しかし、走査方向と一致しない構成も可能であり、また、個数は３つ以上または１つでもよい。
【００３４】
インク導出孔２８の設置部を含むインク連通管２７の外周側面には環状の溝４１が設けられている。溝４１の設けられている部分におけるインク連通管２７の直径より大きな内径を有する封止部材２９が溝４１に沿って嵌められており、インク導出孔２８に弾性的に押し付けられて、インク導出孔２８を閉止している。封止部材２９は、例えばＯリングを用いることができる。
【００３５】
図２（ｂ）において、キャリッジヘッド１１の上部には略円形の接続開口３０が形成されている。接続開口３０はインクタンク１７がキャリッジヘッド１１に接続したときにインク連通管２７が挿入される位置に設けられている。接続開口３０はサブインク室１８の上面から内側に多少入り込んだ位置に設けられている。具体的には、サブインク室１８の上面から垂直に、すなわちインク連通管２７の挿入方向（軸方向）に沿って接続開口３０の径よりも大きい径を有する円筒状の側面壁３９が設けられ、その先端部に接続開口３０を形成する円形開口を有する円環板からなる底部３８が取り付いた円筒構造となっている。このようにして、側面壁３９と底部３８とによって、サブインク室１８の上面の一部に凹部および接続開口３０が形成されている。底部３８は後述するように、インクタンク１７がキャリッジヘッド１１に接続したときに封止部材２９を移動させる手段である。
【００３６】
接続開口３０のサブインク室１８内側には閉止部材３６が設けられている。閉止部材３６はバネ部材３７によって接続開口３０に押し付けられて、接続開口３０を閉止している。バネ部材３７の他端はサブインク室１８の底部に支持され、圧縮力がかけられている。このため、サブタンク１８内にインクが残った状態でインクタンク１７が抜き取られても、サブタンク１８を外部から遮断状態に保つことができる。
【００３７】
なお、インク連通管２７と接続開口３０は１組だけに限定されず、同じものをサブインク室１８の異なる位置に複数組設けてもよい。
【００３８】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００３９】
まず、インクタンク１７をキャリッジヘッド１１に接続するときは、図４に示すように、インクタンク１７に設けられたインク連通管２７がキャリッジヘッド１１の接続開口３０に挿入され、バネ部材３７の圧縮力に抗しながら閉止部材３６を押し下げる。この結果、インク連通管２７の先端部はさらにサブインク室１８の中へと挿入される。これと同時に、封止部材２９が底部３８に当接し、インク連通管２７に対して上方に持ち上げられる。この結果、封止部材２９は溝４１からはずれ、インク導出孔２８の密封を解除して、インク導出孔２８を開放する。
【００４０】
封止部材２９は側面壁３９に沿ってさらに上方に持ち上げられ、所定位置で停止する。このとき、封止部材２９は側面壁３９の内周部とインク連通管２７の外周部との間に挟まれ、インクタンク１７およびサブインク室１８と外気との間のシール要素として機能する。なお、インクタンク１７をキャリッジヘッド１１から分離するときには、インク連通管２７が引き上げられ、封止部材２９はインク連通管２７に設けられた溝４１に嵌合する。この結果、封止部材２９は元の位置に復帰して、インク導出孔２８を再び密封する。
【００４１】
インク導出孔２８が開放されると、インクタンク１７内のインクはインク導出孔２８を介してサブインク室１８に流入する。この際、インクの液位がインク導出孔２８の上端部のレベルまで達すると、サブインク室１８内部の空気がインクタンク１７に移行できなくなるため、インクの流入は停止する。
【００４２】
この状態から吸引ポンプ（図示せず）を軽く作動させると、新たなインクがプリントヘッド１２の各オリフィスに誘導され、サブインク室１８の内部は負圧状態になる。
【００４３】
次に、記録動作が開始されると、キャリッジヘッド１１は記録動作のため記録媒体に沿って走査され、記録動作を行いながら揺動する。図１に示したように、キャリッジヘッド１１の揺動により、インク小室３３にサブインク室１８内のインクが補給され、常時少量のインクが貯留される。インク小室３３内のインクは、インク保持部材２６にインクを供給し、インク保持部材２６の内部にインクが充分に含浸される。また、サブインク室１８側と大気側の空気は、インク保持部材２６に設けられた小空間を介して小さな気泡の形で少量ずつ出入りすることができる。このようにして、インク保持部材２６は、インクとインク保持部材２６との間に働くインクの表面張力および小空間の働きにより、内外の空気の差圧発生手段として機能し、サブインク室１８の内部は、外気と一定の気圧差で負圧状態が維持される。
【００４４】
記録動作によりサブインク室１８内のインクが消費されると、サブインク室１８の内圧が低下し、圧力が高い外気側の空気が大気連通孔２５とインク保持部材２６を介して徐々にサブインク室１８内に侵入する。そしてサブインク室１８内のインク液位が低下すると、インク導出孔２８を通ってサブインク室１８内の空気とインクタンク１７内のインクが入れ替わり、サブインク室１８のインク液位がインク導出孔２８の上端部付近まで回復する。このようにして、インクタンク１７内にインクがある限り、サブインク室１８内部の負圧とインク液位はほぼ一定に保たれる。
【００４５】
ここで、インク導出孔２８には毛細管力が働いているため、サブインク室１８へのインクの供給がスムーズに行われないことも考えられる。しかし、本実施形態においては、２つのインク導出孔２８はキャリッジヘッド１１の走査方向と同じ方向に設けられているので、キャリッジヘッド１１の走査によって生じるインク連通管２７の内部のインクの慣性力はインク導出孔２８の開口面に対してほぼ垂直に作用し、慣性力が毛細管力に打ち勝ってインクのよりスムーズな供給を促すことが可能となる。なお、このようにインク導出孔２８を形成することによって、インク連通管２７はより細く、インク導出孔２８はより微細に形成することができる。
【００４６】
次に、周囲気圧が低下したり、周囲温度が上昇すると、自由状態でインクを保持するサブインク室１８内の空気が膨張する。すると、インク小室３３のインクが膨張した空気に押されて、インク保持部材２６を介してインク受け部３２に移動する。ここで、インク受け部３２は内圧上昇時にインク小室３３の全インク量を受け入れる容量を有している。次いで、膨張した空気がインク保持部材２６を通ってインク受け部３２側に排出される。膨張した空気は、インク保持部材２６に設けられた小空間を通ってインク受け部３２側に抜けるので、インク保持部材２６に含浸したインクはインク保持部材２６に保持され、負圧維持機能が阻害されることはない。インク受け部３２に移行した空気は、直接微細な気泡の形で大気連通孔２５を通じて外部へ放出される。以上の過程によりサブインク室１８内は負圧に維持されるので、インクジェットプリントヘッド１２に適正な負圧を作用させることができる。
【００４７】
周囲気圧や周囲温度が元に戻り、あるいはインクが消費されてサブインク室１８の内圧が減少すると、インク受け部３２に排出されたインクはインク保持部材２６を通ってインク小室３３側に戻る。サブインク室１８の内圧がさらに減少し、所定の負圧を上回ると、外気が大気連通孔２５、インク保持部材２６を通ってサブインク室１８に入り、サブインク室１８と外気との間の差圧は一定に保たれる。
【００４８】
インクタンク１７内のインクが無くなると、もはやインクタンク１７からのインクの補充はなされなくなるため、サブインク室１８内のインク液位は下がる一方となる。インク液位が下がりインク残量検出部材２０がインクから露出すると、界面の屈折率がインクの約１.３から空気の１.０に変わり、インク残量検出部材２０を透過していた光が反射して、インクの無い状態が検出され、警報が発せられる。サブインク室１８内にインクが少量残っている段階で早めにユーザーに警告を発するようにインク残量検出部材２０の設置位置等を構成すれば、印刷途中の不意のインク切れを防止できる。
【００４９】
なお、本発明は以上説明した実施形態に限定されることはなく、例えば、図５に示したように、接続開口１３０をサブインク室１８から外側に突出させて構成してもよい。この場合、インク連通管１２７は上記の実施形態に比べて多少長くなるが、サブインク室１８の容積が広くなるため、インクタンク１７のインクがなくなってからも印画をより長時間行うことができる。
【００５０】
以上説明したように、本発明のインク供給機構によれば、インクタンクとキャリッジヘッドとを、シンプルかつ漏れの発生しにくい構造で容易に接続できるため、信頼性が向上する。しかも、従来のインク供給機構で用いていたインクタンク内で大きな容積を占めるインク保持部材を不要としたことで、インクタンクにインクを自由状態で貯蔵可能となり、インクタンクの内容積全てを貯蔵スペースとして有効に使うことができ、より経済的なインクタンクを提供することができる。さらに、サブインク室のインクも自由状態で保持可能となるため、キャリッジヘッドのコンパクト化も容易である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施形態に係るキャリッジヘッドとインクタンクの概略構成図である。
【図２】図1に示すキャリッジヘッドとインクタンクの接続部付近の分離時の拡大断面図である。
【図３】図1に示すインク連通管の概略斜視図である。
【図４】図1に示すキャリッジヘッドとインクタンクの接続部付近の接続時の拡大断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るキャリッジヘッドとインクタンクの概略構成図である。
【図６】従来技術によるインク供給装置の一例の断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１１    キャリッジヘッド
１２    プリントヘッド
１３    ヘッド液室
１４    インク通路
１５    フィルタ
１７    インクタンク
１８    サブインク室
２０    インク残量検出部材
２５    大気連通孔
２６    インク保持部材
２７    インク連通管
２８    インク導出孔
２９    封止部材
３０    接続開口
３２    インク受け部
３３    インク小室
３４    連通孔
３６    閉止部材
３７    バネ部材
３８    底部
３９    側面壁
４０    入口開口
４１    溝
【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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