(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体と平行に往復動可能に設けられたキャリッジと、
前記キャリッジに搭載され、前記キャリッジの走査によりインクを吐出して前記記録媒体に画像を形成する記録ヘッドと、
同じく前記キャリッジに搭載され、インク充填口が形成されるとともに前記記録ヘッドにインクを供給するインクタンクと、
前記キャリッジ以外の場所に設置されて前記インク充填口と接離可能に設けられたインク供給口が形成され、このインク供給口を前記インク充填口に接触させて前記インクタンクへインクを補充するインク補充タンクとを有し、
前記インク補充タンクから前記インクタンクへインク補充が行われるインク記録装置であって、
前記インク補充タンクは、可撓性のインク袋と、インク袋を常時加圧するとともにインクの体積減少方向に対して常に押圧できる加圧手段を有し、
前記インクタンクは、インク供給液室とインク補充液室からなる可撓性のラミネートフィルムにより仕切られた２つの部屋と、前記インク供給液室内に配置され、前記ラミネートフィルムを常時加圧することで前記インク供給液室内を負圧にするための負圧発生バネと、前記インク補充液室に補充されたインクを前記インク供給液室へ移動供給する連通路を有し、
前記インク供給液室には前記記録ヘッドにインクを供給するための供給口を、
前記インク補充液室には前記インク充填口を設け、
前記供給口にはインクを濾過するフィルタを、
前記連通路には前記フィルタよりさらに毛細管力が強いインクに対する親和性を示す親水性のフィルタを設けた
ことを特徴とするインク記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置、複写機、ファクシミリ等のインク記録装置に関し、特に、インク記録装置に用いられるインク供給技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、インクを用いて用紙などの記録媒体に画像を形成する画像形成装置は、ファクシミリやコンピュータ等の出力機器として用いられている。この画像形成装置は、特に最近では、高速化に対する要求が高まりつつある。
【０００３】
以下に従来のインク記録装置の概略構成及び動作を、図７を参照しながら説明する。
【０００４】
図７は従来のインク記録装置の一例を示す概略斜視図である。
図示するように、記録ヘッド１（図８参照）と、この記録ヘッド１へインクを供給するインクタンク２とが搭載されたキャリッジ３は、記録媒体１１の印字面に対し平行に配置されたキャリッジガイドシャフト４及びキャリッジガイド５により支持されており、側板６に回転自在に支持されたプーリ７とドライブプーリ８とに掛け渡されたタイミングベルト９に係合されている。タイミングベルト９はドライブプーリ８を介して駆動モータ１０により駆動され、駆動モータ１０の正逆回転に連動して回転駆動制御される。これにより、キャリッジ３はタイミングベルト９により左右方向（矢印Ａ）に往復移動される。
【０００５】
記録媒体１１はピックアップローラ１２によりキャリッジ３の移動方向と直交する方向（矢印Ｂ方向）へ給紙され、フィードローラ１３により矢印Ｂ方向に押圧されて固定される。
【０００６】
駆動モータ１０の近傍にはフォトカプラ１４が設置されている。このフォトカプラ１４はキャリッジ３のホームポジション検出手段であり、フォトカプラ１４近辺の任意の位置でキャリッジ３が検知されて駆動モータ１０の回転方向の切り替え等が行われる。そして、画像記録信号は記録ヘッド１を搭載するキャリッジ３の移動に対してタイミングを計って記録ヘッド１へ送られ、記録媒体１１上の所定の位置でインク滴を吐出させて記録媒体１１上に記録が行われる。また、次ラインの記録時は、記録媒体１１がフィードローラ１３により所定量矢印Ｂ方向へ送られた後に適宜行われる。
【０００７】
キャリッジ３に搭載された記録ヘッド１の一方の移動端にはキャップ部材１５が配置されている。このキャップ部材１５は、キャップ内に形成された開口を介して記録ヘッド１の吸引回復を行い、記録ヘッド１のインク吐出部の乾燥したインクによる目詰まりを防止し、インクタンク２内のインクをインク吐出部まで供給する。キャップ部材１５の近傍にはクリーニングブレード１６が配置されている。このクリーニングブレード１６は記録ヘッド１に対して離接可能に移動するようになっており、記録ヘッド１がキャップ部材１５で吸引された際や印字後の記録ヘッド１の表面に余分なインクが付着した際に、この余分なインクが取り除かれる。
【０００８】
この吸引回復、クリーニング動作等を所定の位置で実施するためにキャップ部材１５およびクリーニングブレード１６に駆動力を伝達するカム（図示せず）が設けられており、駆動モータ１０とは別に本体支持板に支持されたクリーニング用モータ（図示せず）の回転動作に連動して回転動作される。また吸引回復、ブレード動作等のタイミングは、キャリッジ３がホームポジション側領域に来たときにフォトカプラ１４によりホームポジション検出信号を検知し、所望の処理によって所定のタイミングでモータの回転動作を制御して行われるよう構成されている。
【０００９】
次に記録ヘッド１及びインクタンク２等から構成される従来のインク保持構成の一例とその作用について、図８を参照しながら説明する。
【００１０】
図８は従来のインク保持容器の一例を示す分解斜視図である。
インク保持容器１７は、記録媒体上に印字を行う記録ヘッド１と、インクが含浸されたインク吸収体１８と、インク吸収体１８から記録ヘッド１に向かうインクを濾過するフィルタ１９と、インク吸収体１８が収容されたインク保持容器１７内に大気を導入するために開口された大気連通口２０と、インク保持容器１７と記録ヘッド１との間に形成されたインク供給口２１とから構成される。
【００１１】
インク吸収体１８はインクを毛細管力により吸収保持するものであり、ポリエーテルポリオールとトルエンジイソシアネート、シリコン、第３級アミン等を混合発泡させ、発泡後に爆発法により除膜処理を施した、連通状のエーテル系の発泡ウレタンである。このインク吸収体１８は、任意の体積分だけ圧縮加工されてインク保持容器１７内にほぼ隙間のない状態で挿入保持されている。また、記録ヘッド１は、印字信号に対応してインクを選択的に記録媒体へ吐出し、記録媒体上にドットのマトリクスで構成した絵や文字を形成する。
【００１２】
ここで、インクの吐出方法としては、インクの流路中に配設されたヒータの加熱によりインク中に所望のサイズの気泡を形成し、その圧力によりインク液滴を記録媒体へ吐出する方法や、ピエゾ素子等を用いてピエゾ素子の変動による体積変化でインクを吐出させる方法がよく知られている。
【００１３】
フィルタ１９は、インク保持容器１７と記録ヘッド１との連結部であるインク供給口２１の直上部に配置されており、インク供給口２１に超音波溶着等で取り付けられている。インク吸収体１８は、このフィルタ１９付近で局部圧縮されて毛細間力が他の部分より強い状態が作られ、保持されているインクがフィルタ１９近傍に集められるように構成されている。フィルタ１９は、インク吸収体１８に保持されたインクを記録ヘッド１へ供給する際、インク中のゴミや、インク吸収体１８内のインク充填時に残留した気泡、及びインク保持容器１７とインク吸収体１８との隙間から侵入した塵埃などを濾過して、これらによって引き起こされる記録ヘッド１の目詰まりを防止している。
【００１４】
大気連通口２０は、インク保持容器１７内と大気を連通させるためにインク保持容器１７の上部に設けられいる。記録ヘッド１から記録媒体へインクが吐出され続けるとインク保持容器１７内の圧力はインク容積の減少分だけ低下するが、大気連通口２０が形成されていることにより適宜インク保持容器１７内へ大気が導入されるので、インク保持容器１７内の急激な圧力変化が防止される。
【００１５】
このようなインク保持容器１７は、それ自体に記録ヘッド１が接着されて両者が一体となっているため、インク保持容器１７内のインク消費後は、記録ヘッド１が使用可能であるにもかかわらず新しいインクカートリッジと交換する必要があり、不経済である。
【００１６】
そこで、このような問題点を解消したものとして、記録ヘッドとインクタンクとを分離可能にしたインクカートリッジが提案されている。
【００１７】
図９は従来の記録ヘッド分離型インクカートリッジの構造を示す断面図である。図示するように、このヘッド分離型インクカートリッジは、インク保持部２２と記録ヘッド部２３とが相互に分離可能となっている。
【００１８】
インク保持部２２は、インク吸収体１８を内包したインク保持容器１７を備え、このインク保持容器１７には、前述のように、内部へ大気を導入するための大気連通口２０が形成されている。さらに、インク保持容器１７には、後述する記録ヘッド保持部材２４に設けられた係合穴２６と係合するための突起２５が設けられている。
【００１９】
記録ヘッド部２３は、インクを吐出するための記録ヘッド１が記録ヘッド保持部材２４に接着固定されている。記録ヘッド保持部材２４には、インクを記録ヘッド１へ供給するためのインク供給口２１が形成されており、インク供給口２１の直上部には、ゴミ及び余分の気泡を除去するためのフィルタ１９が超音波溶着等で取り付けられている。また記録ヘッド部２３には、インク保持部２２が挿入された際に、前述したインク保持部２２の突起２５が係合する係合穴２６が設けられている。
【００２０】
ここで、インク保持部２２と記録ヘッド部２３とが係合されると、インク供給口２１とフィルタ１９とは、インク保持部２２に形成されたインク供給路２７を通してインク吸収体１８を押圧・圧縮する。
【００２１】
インク保持部２２と記録ヘッド部２３は、記録ヘッド部２３をキャリッジ３へ搭載後にインク保持部２２を記録ヘッド部２３上へ搭載するか、あるいはインク保持部２２と記録ヘッド部２３とを係合保持させた状態でキャリッジ３へ搭載するかのいずれかにより、キャリッジ３へ搭載される。
【００２２】
このようなヘッド分離型インクカートリッジは、インク保持部２２と記録ヘッド部２３が分離可能であるため、インク吸収体１８内のインクを消費しても、キャリッジ３からインク保持部２２のみを取り外して交換すれば記録ヘッド部２３は継続して使用することができるので、ランニングコストが抑えられ、経済的であるという利点がある。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のような従来のヘッド分離型インクカートリッジでは、印字によりインクタンク内のインクがなくなる度毎にインクタンクを交換しなければならないという煩わしさがある。そして、交換を怠ると、印字途中でインク切れが発生して出力途中のデータが喪失してしまう事故が発生する。
【００２４】
ここで、頻繁なインクタンクの交換を回避するためにインクタンクを大容量化することも考えられるが、インクタンクを装着して移動するキャリッジ自体の大型化を招いてしまうことから、印字速度を上げることが困難になるという新たな問題が発生する。
【００２５】
また、別の解決策として、キャリッジの外に大型のインクタンクを備え、この大型インクタンクとキャリッジ上のインクタンクとをチューブ等により連結し、キャリッジ走査の際にチューブを引き回すことにより、キャリッジ内インクタンクのインク容量を見かけ上大容量にする構成のインク記録装置とすることもできる。しかし、この場合にはチューブ引き回しの機構が必要となり、駆動系の大型化や装置全体の大型化を促す結果となってしまう。
【００２６】
そこで、本発明は、キャリッジに搭載されるインクタンクのサイズおよびインク記録装置自体のサイズを大きくすることなく、頻繁なインクタンクの交換を不要としつつ印字途中でのインク切れ事故を未然に防止することのできるインク記録装置を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明のインク記録装置は、記録媒体と平行に往復動可能に設けられたキャリッジと、前記キャリッジに搭載され、前記キャリッジの走査によりインクを吐出して前記記録媒体に画像を形成する記録ヘッドと、同じく前記キャリッジに搭載され、インク充填口が形成されるとともに前記記録ヘッドにインクを供給するインクタンクと、前記キャリッジ以外の場所に設置されて前記インク充填口と接離可能に設けられたインク供給口が形成され、このインク供給口を前記インク充填口に接触させて前記インクタンクへインクを補充するインク補充タンクとを有し、前記インク補充タンクから前記インクタンクへインク補充が行われるインク記録装置であって、前記インク補充タンクは、可撓性のインク袋と、インク袋を常時加圧するとともにインクの体積減少方向に対して常に押圧できる加圧手段を有し、前記インクタンクは、インク供給液室とインク補充液室からなる可撓性のラミネートフィルムにより仕切られた２つの部屋と、前記インク供給液室内に配置され、前記ラミネートフィルムを常時加圧することで前記インク供給液室内を負圧にするための負圧発生バネと、前記インク補充液室に補充されたインクを前記インク供給液室へ移動供給する連通路を有し、前記インク供給液室には前記記録ヘッドにインクを供給するための供給口を、前記インク補充液室には前記インク充填口を設け、前記供給口にはインクを濾過するフィルタを、前記連通路には前記フィルタよりさらに毛細管力が強いインクに対する親和性を示す親水性のフィルタを設けたものである。
【００２８】
これにより、キャリッジに搭載されるインクタンクのサイズおよびインク記録装置自体のサイズを大きくすることなく、頻繁なインクタンクの交換を不要とすることのできるインク記録装置を得ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、記録媒体と平行に往復動可能に設けられたキャリッジと、前記キャリッジに搭載され、前記キャリッジの走査によりインクを吐出して前記記録媒体に画像を形成する記録ヘッドと、同じく前記キャリッジに搭載され、インク充填口が形成されるとともに前記記録ヘッドにインクを供給するインクタンクと、前記キャリッジ以外の場所に設置されて前記インク充填口と接離可能に設けられたインク供給口が形成され、このインク供給口を前記インク充填口に接触させて前記インクタンクへインクを補充するインク補充タンクとを有し、前記インク補充タンクから前記インクタンクへインク補充が行われるインク記録装置であって、前記インク補充タンクは、可撓性のインク袋と、インク袋を常時加圧するとともにインクの体積減少方向に対して常に押圧できる加圧手段を有し、前記インクタンクは、インク供給液室とインク補充液室からなる可撓性のラミネートフィルムにより仕切られた２つの部屋と、前記インク供給液室内に配置され、前記ラミネートフィルムを常時加圧することで前記インク供給液室内を負圧にするための負圧発生バネと、前記インク補充液室に補充されたインクを前記インク供給液室へ移動供給する連通路を有し、前記インク供給液室には前記記録ヘッドにインクを供給するための供給口を、前記インク補充液室には前記インク充填口を設け、前記供給口にはインクを濾過するフィルタを、前記連通路には前記フィルタよりさらに毛細管力が強いインクに対する親和性を示す親水性のフィルタを設けたもので、インクタンクへインクを補充するインク補充タンクを設け、印字で消費されたインクを適宜補充するようにしているので、キャリッジに搭載されるインクタンクのサイズおよびインク記録装置自体のサイズを大きくすることなく、頻繁なインクタンクの交換を不要とすることが可能になるという作用を有する。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図１から図６を用いて説明する。なお、これらの図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。
【００３３】
図１は本発明の一実施の形態におけるインク記録装置のキャリッジ部分を示す断面図である。ここで、本実施の形態における記録ヘッドは、インク自身に沸騰現象を生じせしめるための熱エネルギーを発生させる電極を用いて記録を行う、通電式バブルジェット方式のものである。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、他の種々の記録方式を採ることができる。
【００３４】
図１において、インク滴を吐出して記録媒体１１上に印字を行う記録ヘッド１は、放熱板２８上に接着保持されている。放熱板２８は、装置に取り付けられているＩＣ（図示せず）の温度上昇を防止するために、アルミ等の金属で構成されており、ポリカーボネート等の樹脂からなるヘッドブロック２９に接着固定されている。インクが収容されたインクタンク３０は、ヘッドブロック２９の位置決めリブ３１に沿って、ヘッドブロック２９内に着脱自在に挿入されている。このインクタンク３０は、ヘッドブロック２９がキャリッジ３２に着脱自在に搭載された後、キャリッジ３２に回転自在に保持されたタンクカバー３３によりヘッドブロック２９に固定されている。ヘッドブロック２９内に設けられているインクタンク３０から記録ヘッド１にインクを供給する供給口３４には、記録ヘッド１へインクを供給する際、ゴミや余分な気泡などにより引き起こされる記録ヘッド１の目詰まりを防止するフィルタ３５が超音波溶着等で固定されている。このフィルタ３５上部には、インクタンク３０との接合部からの大気の連通を防止するため、ＥＰＤＭ等の弾性部材３６が圧入保持されている。
【００３５】
このような構成により、キャリッジ３２にヘッドブロック２９を固定したままの状態でインクタンク３０の交換が可能であり、またヘッドブロック２９とインクタンク３０との同時交換が可能である。なおここで、ヘッドブロック２９とインクタンク３０とが分離不可能な状態に機械的に連結されている状態でも、何ら問題はない。
【００３６】
次に本実施の形態におけるインク記録装置の、主にインク補充部について、その構成と動作を図２を参照して説明する。
【００３７】
図２は、本発明の一実施の形態において、記録ヘッドを横置き印字姿勢としたインク記録装置を示す概略斜視図である。
【００３８】
記録ヘッド１とインクタンク３０とが搭載されたキャリッジ３２は、記録媒体１１に平行に配置されたキャリッジガイドシャフト４及びキャリッジガイド５に支持されている。そして、このキャリッジ３２は、側板６に回転自在に支持されたプーリ７とドライブプーリ８とに掛け渡されたタイミングベルト９に係合されており、ドライブプーリ８を介して駆動モータ１０により駆動されるタイミングベルト９により、キャリッジガイドシャフト４の長さ方向である矢印Ａ方向、つまり記録媒体１１と平行な方向に往復移動される。また、記録媒体１１はピックアップローラ１２によりキャリッジ３２の移動方向と直交する矢印Ｂ方向へ給紙され、フィードローラ１３により押圧・固定される。駆動モータ１０の近傍にはフォトカプラ１４が設置されており、このフォトカプラ１４によってキャリッジ３２のホームポジションが検出され、駆動モータ１０の回転方向の切り替えが行われる。
【００３９】
そして、キャリッジ３の走査とともに所定のタイミングで記録ヘッド１へ送られた画像記録信号により記録媒体１１に対してインク滴が吐出されて記録が行われる。なお、記録媒体１１がフィードローラ１３により所定量矢印Ｂ方向へ送られ、次ラインの記録が行われる。
【００４０】
記録ヘッド１の一方の移動端にはキャップ部材１５が配置されている。このキャップ部材１５により記録ヘッド１の吸引回復が行われ、インクタンク３０内のインクがインク吐出部まで供給される。キャップ部材１５の近傍には、記録ヘッド１に対して離接可能に移動するクリーニングブレード１６が配置されている。このクリーニングブレード１６により記録ヘッド１の表面に付着した余分なインクが取除される。
【００４１】
キャップ部材１５およびクリーニングブレード１６は、駆動モータ１０とは別に設けられたクリーニング用モータ（図示せず）により動作される。また、吸引回復、ブレード動作等は、キャリッジ３２がホームポジション側領域に来たときに、これを検出したフォトカプラ１４の検出信号により、所望の処理によって所定のタイミングでモータの回転動作を制御して行われる。
【００４２】
ホームポジションにあるキャリッジ３２の上部にはタンクホルダ３８が配置されており、このタンクホルダ３８にはインク補充タンク３７が着脱自在に保持されている。タンクホルダ３８は、側板６とこの側板６に対向して設けられたサブフレーム３９とに回転自在に保持されている。また、タンクホルダ３８は、タンクホルダ３８の下部に設けられてストッパの機能を有するカムギア４０によってインク補充動作が制限されており、通常は、カムギア４０に当接させるため、ならびに運搬の際のダンピング防止のために、キャリッジ３２側へ付勢バネ４１により付勢されている。
【００４３】
タンクホルダ３８の当接されたカムギア４０はステッピングモータ４２により回転連動され、ステッピングモータ４２の回転力をタンクホルダ３８の上下運動へ変換している。このカムギア４０は、タンクホルダ３８が所定の位置より下降しないように、通常は付勢バネ４１により一方向に付勢されている。なお、本実施の形態においてタンクホルダ３８はキャリッジ３２のホームポジション側に配置されているが、これはインクタンク３０にインクを補充する際に、所定量以上のインクが補充されて記録ヘッド１からインクが漏れた場合でも、漏れたインクがキャップ部材１５で吸引されて周囲が汚れないという利点を有する。
【００４４】
次に、インク補充タンク３７によるインク補充動作について、図３を用いて説明する。
【００４５】
図３は本発明の一実施の形態におけるインク補充部とキャリッジ部とを示す縦断面図である。
【００４６】
図２において、キャリッジ３２がタンクホルダ３８下部の所定の位置にて停止すると、ステッピングモータ４２の回転によりカムギア４０が連動回転し、付勢バネ４１によって付勢されているタンクホルダ３８が回転降下する。タンクホルダ３８が降下すると、図３において、タンクホルダ３８に上下動作可能に保持され、バネ４３により常に下側に押圧され、インク供給用の孔の形成されたバルブ４４が、キャリッジ３２に搭載されたインクタンク３０に形成されたインク充填口６１に接触する。さらにタンクホルダ３８が下降すると、バルブ４４がインク補充タンク３７内にあるインク袋４６の先端に形成されたインク供給口４７に圧入されているＯリング４８を上方に移動し、Ｏリング４８の位置でインク袋４６のインク供給口４７に対して摺動可能に保持された栓部材４９を押し上げる。これにより、インク袋４６内のインクがインクの水位で決まる水頭圧により、バルブ４４よりインクタンク３０内へ補充される。
【００４７】
ここでインク袋４６は、可撓性で接着層がポリプロピレン、空気のバリアー性が良いアルミ蒸着フィルム等を多層にしたラミネートフィルムからなり、三方がヒートシール等で密閉封止され、残りの一辺に硬質のインク供給部材５０が溶着されている。
【００４８】
このようなインク袋４６が完全に密閉状態である場合にはインクの減少に伴う体積置換を行う必要があるが、インク補充口であるバルブ４４の孔径が小さいのでバルブ４４からの大気置換は困難である。しかし、インク袋４６を非常に柔らかい可撓性の袋にて構成すれば、インク減少分だけインク袋が縮むので大気置換ができなくても問題はない。なお、インク袋４６が変形しにくい材料で形成されていても、インク袋４６に大気と連通する微細な連通口があれば、インクの減少分だけ大気をインク袋４６内に導入することができる。但し、この場合、インク袋４６内に空気が混入するので、温度上昇または気圧低下等の外部変化が起きたときに空気の膨張によりインクが漏れる恐れがあるので、このような環境変化についての対策が必要になる。
【００４９】
図４は本発明の一実施の形態におけるインク補充タンク３７の一部を示す分解図である。図示するインク補充タンク３７においては、インク袋４６からのインクの補充速度を上げるための機構を有している。
【００５０】
インク補充容器５１内には、インク袋４６を両側から常時加圧する板バネ５２からなる加圧手段が設けられている。この板バネ５２は、インク袋４６を加圧してインクをバルブ４４から強制的に押し出す作用を有しているので、単なる水等圧による補充に比べ、インクの供給時間を短縮することができる。板バネ５２は効率良くインクを排出させるものが望ましく、インクの体積減少方向に対して常にほぼ等荷重で押圧できる形式のバネが好ましい。具体的には、たとえば台形バネ、皿バネ等のような、加圧量の変化に対して加圧力が概ね一定であるバネを用いることにより、インク袋４６の使用始めから終わりまで、常にほぼ等荷重で押圧されるので、インクの補充量が一定となり、バルブ４４の開閉時間を調整することで定量のインクを充填することができる。
【００５１】
また、本発明によるインク記録装置ではキャリッジ３２上のインクタンク３０とインク補充タンク３７とが分離されているので、キャリッジ３２を小型化、軽量化することが可能になる。これにより、キャリッジ３２の高速、高精度動作により印字スピードの高速化を実現することができる。さらに、インク補充タンク３７内のインク容量を大きくすることにより、ランニングコストの低減を実現することができる。そして、インク補充タンク３７から直接インクタンク３０にインクを補充するようにしているので、インク補充タンク３７内のインクをインクタンク３０に送るための特別な機構は必要なく、インク記録装置自体のサイズもコンパクトにすることができる。
【００５２】
次に、図５及び図６を用いて、インクタンク３０の構成について説明する。
図５は本発明の一実施の形態におけるインクタンク３０の構成を示す分解斜視図、図６は図５のインクタンク３０の動作原理を示す説明図である。
【００５３】
図５および図６に示すように、インクタンク３０は、可動壁であるラミネートフィルム５３により、インク供給液室５４とインク補充液室５５の２つの部屋に仕切られている。
【００５４】
インク供給液室５４は、インクタンクベース５６とラミネートフィルム５３とで区画構成される。ここで、ラミネートフィルム５３は、可撓性で接着層がポリプロピレン、空気のバリアー性が良いアルミの蒸着フィルム等を多層にしたものである。インクタンクベース５６はラミネートフィルム５３とのヒートシールが容易なように、同材料のポリプロピレン等の樹脂で形成されている。インク供給液室５４の下部には、ヘッドブロック２９（図１）にインクを供給するためのインク供給口５７が形成されている。
【００５５】
インクタンク３０内には、インク供給液室５４内を均一な負圧にするための負圧発生バネ（バネ部材）５８、およびこの負圧発生バネ５８に反力を与えるための薄板の樹脂で形成された剛体板５９が設けられており、剛体板５９はラミネートフィルム５３のインク供給液室５４側の一部にヒートシールされている。また、負圧発生バネ５８は、ラミネートフィルム５３とともに剛体板５９を常時加圧することでインク供給液室５４内を負圧状態に維持している。これにより、インク供給液室５４内のインク量が減少する方向に変化する際に、負圧発生バネ５８はバネの線形分の高さまで縮むので、ラミネートフィルム５３及び剛体板５９の変位量を大きくすることができ、インク供給液室５４の体積変化を大きくすること、すなわちインク供給液室５４内の補充インクの量を多くすることができる。また、この負圧発生バネ５８の力が、インク供給液室５４内のインクが減少したときに、インク補充液室５５内のインクをインク供給液室５４内に吸引する力となる。
【００５６】
インク補充液室５５は、インクタンクベース５６に接合されたインクタンクカバー６０とラミネートフィルム５３とで区画構成される。インクタンクカバー６０はインクタンクベース５６とヒートシール接合しやすいよう、同一の材料でできており、上部には、インク補充タンク３７からインクが補充される際、インク補充液室５５内の空気と、補充インクとの置換が行われやすいように、インク充填口６１が楕円形状に設けられている。さらに、インク補充液室５５に補充されたインクをインク供給液室５４へ移動供給するための連通路６２が、インクタンクベース５６に設けられており、この連通路６２には、図１に示すヘッドブロック２９の供給口３４に設けられたフィルタ３５よりも、さらに毛細管力が強い親水性のフィルタ６３が超音波溶着等で接合されている。
【００５７】
次いで、インク補充液室５５からインク供給液室５４内へインクを移動供給させる手順について、図６を用いて説明する。
【００５８】
図６（ａ）はインク供給液室５４にインクが充填された状態を示す図であり、負圧発生バネ５８がラミネートフィルム５３とともに剛体板５９を加圧することで、インク供給液室５４内が負圧の状態に維持されている。そして、インク補充液室５５に充填されたインクが負圧になっているインク供給液室５４内に吸引されても、インク供給液室５４内の容積は満杯とはならず、容積を増加する方向で外に広がるように、負圧発生バネ５８により鋼板体５９は加圧された状態となっている。これにより、インク供給液室５４の内部圧力は常に大気圧より低い状態、つまり負圧の状態となっており、インク吐出口の背圧が発生し、インク吐出口に凹状態のインクのメニスカスが形成され、インクの吐出量状態が安定する。
【００５９】
ここで、インク供給液室５４内のインクが図１に示すヘッドブロック２９へ供給され続け、インク供給液室５４内のインクが減少すると、インクの減少分だけインク供給液室５４内の圧力が低下し、ラミネートフィルム５３とともに剛体板５９がインク供給液室５４の容積を減少させる方向に移動する。さらに図６（ｂ）に示すように、インク供給液室５４内のインクが減少すると、インク補充タンク３７からインク補充液室５５へ、インク充填口６１を通じてインクが所定量補充される。インク補充液室５５へインクが補充された状態が図６（ｃ）であり、この状態において負圧発生バネ５８の圧縮力（剛体板５９を押圧する力）は増大しており、インク供給液室５４内の負圧は大きくなっている。前述のように、連通路６２に設けられたフィルタ６３は親水性の材料であるので、このフィルタ６３を介してインク供給液室５４内に残存するインクとインク補充液室５５のインクとがつながり、インク補充液室５５のインクがインク供給液室５４内に急速に吸引されて移動する。これによって、インクタンク３０内は図６（ａ）の状態に再びもどる。
【００６０】
以上のように、インクタンク３０内をラミネートフィルム５３で仕切ることにより、インクタンク３０内には、半密閉状態のインク供給液室５４と、大気に開放され、補充されたインクと残存空気が置換するインク補充液室５５とが形成される。これによって、印字に使用されたインクの体積減少分だけインクがインクタンク３０内に充填され、余分な量のインクまでが充填されることがない。さらに、インク供給液室５４内に負圧発生のための弾性部材である負圧発生バネ５８が設けられているので、補充インクをインク補充液室５５からインク供給液室５４内へ容易に吸引させることが可能になる。
【００６１】
次に、インクタンク３０内のインク残量の検知について説明する。
本実施の形態のインクタンク３０には、タンク内のインクの残量を検知するインク残量検知センサ（図示せず）が取り付けられている。そして、インクタンク３０内のインク残量が少なくなった場合には、補充動作を行うための制御信号を出してインク補充タンク３７からインクを補充するようになっている。
【００６２】
そして、キャリッジ３２の走査による印字動作中にインク残量検知センサによりインクタンク３０内のインク切れに関する検出がされた場合には、インク残量検知センサからの信号を受け、キャリッジ３２の走査による所定のパス数印字終了後、もしくは所定のページ数印字終了後に、インク補充タンク３７によるインク補充動作が行われる。但し、検出されたインク残量より、その都度残りどれだけのパス数もしくはページ数の出力が可能かを判断し、判断結果に基づき所定の印字終了後にインク補充動作を行うようにしてもよい。
【００６３】
このようにインクの補充タイミングを設定することにより、印字途中でインク切れが発生し、出力途中のデータが無駄になる等の事故を未然に防ぐことが可能になる。
【００６４】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、インク補充タンクからインクタンク内へインクを適宜補充するようにしているので、キャリッジに搭載されるインクタンクのサイズを小さくすることができるという有効な効果が得られる。これにより、キャリッジの小型化、軽量化が可能になり、高速、高精度動作により印字スピードの高速化を実現することができるという有効な効果が得られる。
【００６５】
インク補充タンクからインクタンク内へインクが適宜補充されるので、ユーザによる頻繁なインクタンクの交換が不要になるという有効な効果が得られる。
【００６６】
インク補充タンク内のインク容量を大きくすることにより、ランニングコストの低減を実現することができるという有効な効果が得られる。
【００６７】
インク補充タンクから直接インクタンクにインクを補充するようにしているので、インク補充タンク内のインクをインクタンクに送るための特別な機構は必要なく、インク記録装置自体のサイズをコンパクトにすることができるという有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるインク記録装置のキャリッジ部分を示す断面図
【図２】本発明の一実施の形態において、記録ヘッドを横置き印字姿勢としたインク記録装置を示す概略斜視図
【図３】本発明の一実施の形態におけるインク補充部とキャリッジ部とを示す縦断面図
【図４】本発明の一実施の形態におけるインク補充タンクの一部を示す分解図
【図５】本発明の一実施の形態におけるインクタンクの構成を示す分解斜視図
【図６】図５のインクタンクの動作原理を示す説明図
【図７】従来のインク記録装置の一例を示す概略斜視図
【図８】従来のインク保持容器の一例を示す分解斜視図
【図９】従来の記録ヘッド分離型インクカートリッジの構造を示す断面図
【符号の説明】
１  記録ヘッド
１１  記録媒体
３０  インクタンク
３２  キャリッジ
３７  インク補充タンク
４７  インク供給口
６１  インク充填口
【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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