(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴を吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給する液体を収容し、メインカートリッジから前記液体が供給される液体容器とを備えるインクジェット記録装置において、
前記液体容器は、
開口部を有する容器本体の前記開口部を可撓性を有する部材で封止して前記液体を収容する空間が形成され、
前記空間内に前記可撓性を有する部材を外方に付勢する部材が配置され、
前記容器本体には、前記空間を大気に開放する大気開放口が設けられるとともに、
前記大気開放口を開閉する大気開放弁が設けられて構成され、
前記液体容器の大気開放弁を開閉駆動する開閉駆動手段と、
前記開閉駆動手段を駆動して前記大気開放弁を開状態にして前記メインカートリッジから前記液体容器に液体を供給する大気開放充填と、前記大気開放弁を閉状態にして前記メインカートリッジから前記液体容器に液体を供給する非大気開放充填との制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記メインカートリッジが交換されたときには前記大気開放充填を行う
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
液滴を吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給する液体を収容し、メインカートリッジから前記液体が供給される液体容器とを備えるインクジェット記録装置において、
前記液体容器は、
開口部を有する容器本体の前記開口部を可撓性を有する部材で封止して前記液体を収容する空間が形成され、
前記空間内に前記可撓性を有する部材を外方に付勢する部材が配置され、
前記容器本体には、前記空間を大気に開放する大気開放口が設けられるとともに、
前記大気開放口を開閉する大気開放弁が設けられて構成され、
前記液体容器の大気開放弁を開閉駆動する開閉駆動手段と、
前記開閉駆動手段を駆動して前記大気開放弁を開状態にして前記メインカートリッジから前記液体容器に液体を供給する大気開放充填と、前記大気開放弁を閉状態にして前記メインカートリッジから前記液体容器に液体を供給する非大気開放充填との制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記液体容器が予め定めた期間使用されなかったときには前記大気開放充填を行う
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
液滴を吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給する液体を収容し、メインカートリッジから前記液体が供給される液体容器とを備えるインクジェット記録装置において、
前記液体容器は、
開口部を有する容器本体の前記開口部を可撓性を有する部材で封止して前記液体を収容する空間が形成され、
前記空間内に前記可撓性を有する部材を外方に付勢する部材が配置され、
前記容器本体には、前記空間を大気に開放する大気開放口が設けられるとともに、
前記大気開放口を開閉する大気開放弁が設けられて構成され、
前記液体容器の大気開放弁を開閉駆動する開閉駆動手段と、
前記液体容器の周囲温度が予め定めた温度以上の状態が予め定めた間継続したときには前記開閉駆動手段によって前記大気開閉弁を開いて大気開放を行う手段と、を備えている
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット記録装置において、前記記録ヘッド及び前記液体容器を搭載したキャリッジを備え、このキャリッジには前記大気開放弁に対して進退することで前記大気開放弁を開閉するピン部材が進退可能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５】
液滴を吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給する液体を収容し、メインカートリッジから前記液体が供給される液体容器とを備えるインクジェット記録装置において、
前記液体容器は、
開口部を有する容器本体の前記開口部を可撓性を有する部材で封止して前記液体を収容する空間が形成され、
前記空間内に前記可撓性を有する部材を外方に付勢する部材が配置され、
前記容器本体には、前記空間を大気に開放する大気開放口が設けられるとともに、
前記大気開放口を開閉する大気開放弁が設けられて構成され、
前記液体容器の前記可撓性を有する部材を前記空間の容積が収縮する方向に変形させる押圧手段又は前記可撓性を有する部材の外面側に当接する変位部材を前記可撓性を有する部材が前記空間の容積を収縮する方向に変形するように押圧する押圧手段と、
前記大気開放弁を開閉駆動する開閉駆動手段と、
前記開閉駆動手段を駆動して前記液体容器の大気開放弁を開状態にし、前記押圧手段によって前記液体容器の空間の容積を収縮させた後、前記メインカートリッジから前記液体容器に液体を供給し、更に前記液体容器の大気開放弁を閉状態にした後、前記押圧手段による押圧を解除して、前記液体容器内に負圧を形成させる大気開放充填の制御をする制御手段と、を備えている
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
請求項５に記載のインクジェット記録装置において、前記メインカートリッジが交換されたときには前記大気開放充填を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項７】
請求項５に記載のインクジェット記録装置において、前記液体容器が予め定めた期間使用されなかったときには前記大気開放充填を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項８】
請求項５に記載のインクジェット記録装置において、前記液体容器の周囲温度が予め定めた温度以上の状態が予め定めた間継続したときには前記開閉駆動手段によって前記大気開閉弁を開いて大気開放を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像記録装置（画像形成装置を含む。）に用いられるインクジェット記録装置として、インク滴を吐出するノズル孔と、このノズル孔が連通する吐出室（圧力室、加圧液室、液室、インク流路等とも称される。）と、この吐出室内のインクを加圧するエネルギーを発生するエネルギー発生手段とを有するインクジェットヘッドである記録ヘッドをキャリッジに搭載し、キャリッジを主走査方向に移動させ、用紙（インク滴が付着する媒体の意味であり、紙に限るものではない。）を副走査方向に搬送して、記録ヘッドからインク滴を吐出させることで用紙に画像を記録するシリアル型のものが知られている。
【０００３】
このようなシリアル型インクジェット記録装置においては、キャリッジに搭載した記録ヘッドにインクを供給しなければならず、一般的には、キャリッジに記録ヘッドと共にインクを供給するインクカートリッジ（又はインクタンクとも称する。）を搭載し、あるいはヘッド一体型のインクカートリッジを塔載するようにしている。
【０００４】
このようなインクカートリッジとしては、ヘッドのノズル孔に良好なインクメニスカスを形成しなければならないこと、キャリッジの振動によって内部のインクが泡立つことがなく、また下方に向けてヘッドを配置する構成を採用する場合には特にインクのたれ落ちを防止しなければならないことなどから、ヘッド部分でのインク圧力を負圧にすることが要求されるため、容器本体内に多孔質体からなるインク吸収体を収容し、この多孔質体の毛管力によってインクを吸収させるとともに負圧を発生させる構成のものが広く使用されている。
【０００５】
また、キャリッジ上には小容量のサブタンクを搭載し、大容量のメインカートリッジを装置本体側に設置し、サブタンクに装置本体側のメインカートリッジからインクを補充供給するようにした装置も知られている。
【０００６】
すなわち、キャリッジに塔載したインクカートリッジのみの場合、インクカートリッジは空になる度に新しいものと交換しなければならないので、特に高速化、高画質化によってインクの使用頻度が高くなると、カートリッジ交換回数が多くなって作業が煩雑になり、また予備として保管しなければならないインクカートリッジが多くなる。他方、インクカートリッジの容量を大きくすると、キャリッジ全体の重量が大きくなり、キャリッジの高速駆動（高速印字）が困難になり、装置の大型化を招き、またキャリッジ駆動モータの出力アップが必要となり、さらに、キャリッジの重量変動も大きくなるので、キャリッジの動作特性が記録中に変化し、安定した印字精度の確保が困難になる。
【０００７】
そこで、例えば特開平１０−１２８９９２号公報や特開平１０−２３５８９２号公報には開示されているように、キャリッジ上には小容量のサブタンクを搭載し、大容量のメインカートリッジをプリンタ本体設置とする構成とし、サブタンクとメインカートリッジとをチューブで連結して、印字によってサブタンク内のインクが少なくなった時にメインカートリッジからサブタンクにインクが補充されるようにしたものがある。また、特許第３０５３０１７号公報に開示されているように、同じくチューブを用いるが、サブタンクにインク供給用と空気吸引用の２本のチューブを接続するようにしたものもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したインクカートリッジにあっては、カートリッジ内のインクをノズルから吸引することによってカートリッジ内に負圧を発生させ、多孔質体で発生した負圧を維持するようにしているが、無駄にインクを棄てることになるだけでなく、廃インクを装置内で収容、保持するための吸収体が大型化する。勿論、キャリッジに塔載しただけのインクカートリッジではインク容量不足が生じ易くなる。
【０００９】
また、上述した特開平１０−１２８９９２号公報や特開平１０−２３５８９２号公報に開示されたものにあっては、チューブの透気性、透湿性やインク補充ユニットの着脱によってインク供給経路内に混入する空気の排出機能を有していないため、長期間に渡って使用されると、大量の空気がサブタンクに入ることになり、印字性能が劣化する。
【００１０】
そこで、ライフの短いディスポーザブルのヘッドに限定して使用するか、サブタンクとメインカートリッジを接続するチューブとして透気性、透湿性に優れた特性を有する高コストなものを使用する必要がある等の課題がある。
【００１１】
また、特許第３０５３０１７号公報に開示されたものにあっては、サブタンクから空気を抜きながらインクを充填していくため、上述したようなサブタンク内への空気の蓄積の課題は生じないが、サブタンクにインク供給用と空気吸引用の２本のチューブが接続しなければならず、特にカラーインクジェット記録装置においては例えば４色の各サブタンクに２本ずつ計８本のチューブを接続しなければならなくなる。
【００１２】
この場合、サブタンクはキャリッジに搭載されて走査されるため、サブタンクに接続したチューブはその走査量に相当する長さが最低必要であり、装置内を多数の長いチューブを這い回さなければならないという課題が生じるとともに、負圧を発生するために専用のポンプを有しなければならず、装置が高価となる。
【００１３】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、安定して高品質記録を行うことができるようにすることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明にインクジェット記録装置は、
液滴を吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給する液体を収容し、メインカートリッジから前記液体が供給される液体容器とを備えるインクジェット記録装置において、
前記液体容器は、
開口部を有する容器本体の前記開口部を可撓性を有する部材で封止して前記液体を収容する空間が形成され、
前記空間内に前記可撓性を有する部材を外方に付勢する部材が配置され、
前記容器本体には、前記空間を大気に開放する大気開放口が設けられるとともに、
前記大気開放口を開閉する大気開放弁が設けられて構成され、
前記液体容器の大気開放弁を開閉駆動する開閉駆動手段と、
前記開閉駆動手段を駆動して前記大気開放弁を開状態にして前記メインカートリッジから前記液体容器に液体を供給する大気開放充填と、前記大気開放弁を閉状態にして前記メインカートリッジから前記液体容器に液体を供給する非大気開放充填との制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記メインカートリッジが交換されたときには前記大気開放充填を行う
構成とした。
【００１５】
本発明に係るインクジェット記録装置は、
液滴を吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給する液体を収容し、メインカートリッジから前記液体が供給される液体容器とを備えるインクジェット記録装置において、
前記液体容器は、
開口部を有する容器本体の前記開口部を可撓性を有する部材で封止して前記液体を収容する空間が形成され、
前記空間内に前記可撓性を有する部材を外方に付勢する部材が配置され、
前記容器本体には、前記空間を大気に開放する大気開放口が設けられるとともに、
前記大気開放口を開閉する大気開放弁が設けられて構成され、
前記液体容器の大気開放弁を開閉駆動する開閉駆動手段と、
前記開閉駆動手段を駆動して前記大気開放弁を開状態にして前記メインカートリッジから前記液体容器に液体を供給する大気開放充填と、前記大気開放弁を閉状態にして前記メインカートリッジから前記液体容器に液体を供給する非大気開放充填との制御を行う制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記液体容器が予め定めた期間使用されなかったときには前記大気開放充填を行う
構成とした。
【００１６】
本発明に係るインクジェット記録装置は、
液滴を吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給する液体を収容し、メインカートリッジから前記液体が供給される液体容器とを備えるインクジェット記録装置において、
前記液体容器は、
開口部を有する容器本体の前記開口部を可撓性を有する部材で封止して前記液体を収容する空間が形成され、
前記空間内に前記可撓性を有する部材を外方に付勢する部材が配置され、
前記容器本体には、前記空間を大気に開放する大気開放口が設けられるとともに、
前記大気開放口を開閉する大気開放弁が設けられて構成され、
前記液体容器の大気開放弁を開閉駆動する開閉駆動手段と、
前記液体容器の周囲温度が予め定めた温度以上の状態が予め定めた間継続したときには前記開閉駆動手段によって前記大気開閉弁を開いて大気開放を行う手段と、を備えた
構成とした。
【００１７】
これらのインクジェット記録装置において、前記記録ヘッド及び前記液体容器を搭載したキャリッジを備え、このキャリッジには前記大気開放弁に対して進退することで前記大気開放弁を開閉するピン部材が進退可能に設けられている構成とできる。
【００１８】
本発明に係るインクジェット記録装置は、
液滴を吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給する液体を収容し、メインカートリッジから前記液体が供給される液体容器とを備えるインクジェット記録装置において、
前記液体容器は、
開口部を有する容器本体の前記開口部を可撓性を有する部材で封止して前記液体を収容する空間が形成され、
前記空間内に前記可撓性を有する部材を外方に付勢する部材が配置され、
前記容器本体には、前記空間を大気に開放する大気開放口が設けられるとともに、
前記大気開放口を開閉する大気開放弁が設けられて構成され、
前記液体容器の前記可撓性を有する部材を前記空間の容積が収縮する方向に変形させる押圧手段又は前記可撓性を有する部材の外面側に当接する変位部材を前記可撓性を有する部材が前記空間の容積を収縮する方向に変形するように押圧する押圧手段と、
前記大気開放弁を開閉駆動する開閉駆動手段と、
前記開閉駆動手段を駆動して前記液体容器の大気開放弁を開状態にし、前記押圧手段によって前記液体容器の空間の容積を収縮させた後、前記メインカートリッジから前記液体容器に液体を供給し、更に前記液体容器の大気開放弁を閉状態にした後、前記押圧手段による押圧を解除して、前記液体容器内に負圧を形成させる大気開放充填の制御をする制御手段と、を備えている
構成とした。
【００１９】
ここで、前記メインカートリッジが交換されたときには前記大気開放充填を行う構成とできる。また、前記液体容器が予め定めた期間使用されなかったときには前記大気開放充填を行う構成とできる。また、前記液体容器の周囲温度が予め定めた温度以上の状態が予め定めた間継続したときには前記開閉駆動手段によって前記大気開閉弁を開いて大気開放を行う構成とできる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同実施形態に係るインク容器の基本構成を説明する説明図、図２は同インク容器の作用説明に供する説明図である。
【００２７】
このインク容器１は、樹脂材料等で形成した一方に開口部を有するケース（容器本体）２と、このケース２の開口部を封止する可撓性を有するフィルム３とを有し、ケース２の内部にはフィルム３を外方に押圧付勢する圧縮ばね４を配置している。そして、ケース２にはインクを注入するインク注入口５及びインクを記録ヘッドであるインクジェットヘッド２０に供給するインク供給口６を設けている。
【００２８】
ここで、インク容器１とインクジェットヘッド２０とは別体として、インク容器１のみを交換できるように構成してもよいし、インク容器１とインクジェットヘッド２０とを一体にしてヘッド一体型のインクカートリッジを構成してもよい。
【００２９】
このように構成したインク容器１にインクを充填するには、まず図１に示すように、フィルム３の外側にフィルム３に対して進退自在に配置した駆動手段である規制部材２１を、進出させてフィルム３を圧縮ばね４の付勢力に抗して押圧し、インク容器１の容積を自然状態よりも容積が小さい状態にしておく。また、インク容器１のインク注入口５にはインク供給源（メインインクタンクなど）２２からバルブ２３を介してインクチューブ２４を接続しておく。
【００３０】
そして、この状態で、バルブ２３を開いてインク供給源２２からインクをインク容器１内に流し込む。このとき、インク容器１内にあった空気は、インク供給口６からインクジェットヘッド２０のノズルを通じて押し出される。このようにして、インク容器１内に所要のインクを充填した後、バルブ２３を閉じてインク供給源２２との接続をクローズ状態とする。
【００３１】
次いで、インクジェットヘッド２０のノズル面を一時的に塞いで、図２に示すように、規制部材２１を後退させてインク容器１から離す。このように規制部材２１がインク容器１から離れることによって、圧縮ばね４が復元してフィルム３を外方に押すので、インク容器１の容積が増大し、インク容器１内にはばね力に応じた負圧が発生する。
【００３２】
このように、インク容器を容積変化が可能な構成として、容積変化を利用して内部に負圧を生成するので、この例ではばねの押し込み量で負圧を管理できるため、簡単に適正な負圧を発生、維持することが可能になる。
【００３３】
次に、本発明の第２実施形態について図３及び図４を参照して説明する。なお、図３はインク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する説明図、図４は同装置の作用説明に供する説明図である。
【００３４】
この実施形態では、インク容器１には内部を大気に開放する大気開放口７を設け、この大気開放口７には大気開放弁８を設けて大気開放口７を開閉可能としている。
【００３５】
そして、このインク容器１を含みインク容器１に必要に応じてインクを補充するインク供給装置は、インク容器１のフィルム３を圧縮ばね４に抗して押圧し、押圧を解除するための進退自在のプランジャ３１ａを有するソレノイドアクチュエータなどからなる駆動手段である押圧手段３１を備えている。なお、駆動手段としての押圧手段３１としては、ソレノイドアクチュエータ等の駆動素子を直接用いても良いし、リンク機構等を介して機能させることもできる。
【００３６】
また、大量にインクを収納したインク補充手段であるメインカートリッジ３２を備え、このメインカートリッジ３２とインク容器１のインク注入口５とを供給チューブ３３で接続し、この供給チューブ３３の途中にはメインカートリッジ３２のインクを圧送するための補充ポンプ３４及びインク補充経路を開閉するための補充バルブ３５を設けている。
【００３７】
このように構成したインク容器１を含むインク供給装置において、インク容器１にインクを補充するには、図３に示すように、先ず、大気開放弁８を開いて大気開放口７を開放しインク容器１内を大気解放する。次いで、押圧手段３１を駆動してプランジャ３１ａを進出させ、インク容器１のフィルム３を圧縮ばね４の付勢力に抗して外側から押圧し、インク容器１の容積を減少させる。
【００３８】
そして、この状態でバルブ３５を開き、補充ポンプ３４を動作させて、メインカートリッジ３２内のインクを供給チューブ３３を介してインク容器１内に圧送して、インク容器１に所要量のインクを補充する。インク補充が完了したら、補充ポンプ３４を停止させるとともにバルブ３５を閉じて供給チューブ３２による供給系を遮断し、また、大気開放弁８を閉じてインク容器１の大気開放経路を遮断する。
【００３９】
その後、図４に示すように、押圧手段３１を非駆動状態にしてプランジャ３１ａを引いて（後退させて）離間させることにより、圧縮ばね４の復元力によってフィルム３が外方に押され、インク容器１内に負圧が発生する。
【００４０】
このようにインク容器１の大気開放口の開閉と容積変化によって負圧を発生させるので、インク補充の際の捨てインク増大やメインカートリッジ内のインク品質低下等を来すことなくインク容器１にインクを補充することができる。
【００４１】
すなわち、インク容器に負圧を発生させる方法としては、インクを充填して、大気開放弁８を閉じて密閉した後に、ヘッドからインクを抜くことによっても負圧を作り出すことができる。しかしながら、この方法では、無駄にインクを捨てることになる大きなデメリットがあるだけでなく、廃インクを収容する容器あるいは吸収体が大型化し、無駄に装置を大きくすることになる。
【００４２】
また、別の方法としては、インク容器を密閉状態にした後に補充ポンプを逆転させてインク容器からメインカートリッジにインクを戻す方法もある。この方法では、捨てインクが増加するというデメリットはないが、一旦、供給チューブやポンプに流したインクがメインカートリッジ内のインクに混ざるため、メインカートリッジ内のインクの脱気度等の品質が低下することになる。
【００４３】
これらに対して、インク容器自体で負圧を発生させることにより、ヘッドから吸引しなくても負圧を発生させることができて棄てるインクがなくなり、また、メインカートリッジ内に戻さないでも負圧を発生させることができるので補充用インクの品質が低下することもなくなる。
【００４４】
次に、本発明の第３実施形態について図５及び図６を参照して説明する。なお、図５はインク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する説明図、図６は同装置の作用説明に供する説明図である。
【００４５】
この実施形態は、上記第２実施形態の補充ポンプ３４を省略し、インク容器１とメインカートリッジ３２との間に水頭差を設けてメインカートリッジ３２を配置したものである。
【００４６】
このように構成すれば、上記第２実施形態と同様にして（ただし補充ポンプ３４の作動／停止を除く。）、メインカートリッジ３２から水頭差によってインク容器１にインクを補充することができる。この構成では、ポンプを必要としないので低コスト化を実現することができる。
【００４７】
なお、インクの補充方法としては、メインカートリッジ３２を柔軟な構造体で形成することにより、メインカートリッジ３２を変形させてインクをインク容器１に圧送することもできる。
【００４８】
次に、本発明の第４実施形態について図７ないし図９を参照して説明する。なお、図７はインク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する説明図、図８は同装置の要部平面説明図、図９は同装置の作用説明に供する要部平面説明図である。
【００４９】
この実施形態においては、インク容器１に、フィルム３の変形に応じて変位する変位部材９を図８のａ点を中心として揺動自在に設けている。この変位部材９は板ばねなどからなり、インク容器１内部の圧縮ばね４よりもばね力を弱く設定し、フィルム３の変形に応じて、つまり、インク容器１内のインク量の増減により変位するようにしている。
【００５０】
そして、インク容器１の変位部材９の先端側に設けた検知片９ａの有無を検知することで変位部材９の変位を検出するための透過型フォトセンサなどからなる変位検出手段３６を配置している。
【００５１】
このように構成したので、インク容器１内のインクが消費されると、図９に示すようにインク容器１は圧縮ばね４の力に抗してフィルム３が内側にしぼまっていく。この状態では圧縮ばね４の力によりインク容器１内の負圧が大きくなっている。
【００５２】
そして、同図に示すように、変位部材９の検知片９ａが変位検出手段３６によって検知されると、この状態から大気開放弁８を開かずに補充ポンプ３４を作動して、メインカートリッジ３２内のインクをインク容器１内に補充する。これにより、図８に示すように、フィルム３が外方に膨らんでインク容器１内の容積が膨張すると共にインク容器１内の負圧が減少していく。このインク補充によってフィルム３が外方に膨らむことで変位部材９も変位する。
【００５３】
そして、インク容器１内への所要量のインク補充が行われると、変位部材９の検知片９ａが同図に示すように変位検出手段３６から外れるため、インク容器１内への所要量のインク補充が完了したことが検出される。この変位検出手段３６の検出信号に応じて補充ポンプ３４の作動を停止して、メインカートリッジ３２からインク容器１へのインク補充を停止する。
【００５４】
この場合、インクを過剰に補充し過ぎると、インク容器１内は正圧になってしまうため、上述したようにインク容器１を非大気開放状態にしたままインクを補充するときには、インク容器１内の負圧が残っているうちに、補充を停止させる必要がある。
【００５５】
そこで、インク容器１内に負圧が残っている状態で変位部材９の検知片９ａが変位検出手段３６から外れるように設定し、インク容器１内に負圧が残っている状態で補充ポンプ３４を停止してインク補充を停止する。
【００５６】
このように、インク容器を大気開放しない状態でも負圧を適正範囲に維持しながら、補充を繰り返すことができる。
【００５７】
なお、変位検出手段３６としては、例えば２個のフォトセンサ等のセンサを使用してより細かい制御を行うようにすることもできる。また、１個のセンサを使用する場合でも、上述した例とは逆に、変位部材９の検知片９ａ有りを検出することで補充を開始し、変位部材９の検知片９ａ無しを検出することで補充を停止するように、インク容器１の残量が少なくなったとき（図９の状態）で変位部材９の検知片９ａが変位検出手段３６で検知されるようにすることもできる。
【００５８】
また、この実施形態では、変位部材９がインク容器１の角部近傍を回転中心とする揺動変位をする構成としているので、インク容器１の変形量を拡大した変位量が変位検出手段３６による検出部において得られる。したがって、高い精度で補充のタイミングを検出することができる。
【００５９】
このように本発明に係るインク容器においては、大気開放状態及び非大気開放状態のいずれの場合でもインクを補充することができ、両者を適切に使い分けることで長期的に信頼性の高い優れたインク供給を実現できる。
【００６０】
特に大気開放モードは、長期使用によって徐々に蓄積した空気を排出する場合に用いることが好ましい。また、大きな温度変化が生じた場合は、インク容器内の空気の膨張収縮により、負圧が変動することがあるが、その場合には、補充はしないまでも一旦大気開放してから、負圧発生動作を行い内部の負圧を調整することにより、機能を安定に維持することができる。
【００６１】
このように大気開放モードは、不要な空気を排出できる利点があるが、高頻度に実施するとインク容器内の乾燥を助長してしまい、インクを高粘度化させるおそれがある。したがって、大気開放モードはメインカートリッジ３２を交換したとき、非使用状態が長期間継続したとき、あるいは、ユーザーにより指示されたとき、など予め定めた条件で行うことにより、ある程度頻度を少なくし、通常の補充は非大気開放で行うことが好ましい。
【００６２】
次に、本発明の第５実施形態について図１０ないし図１２を参照して説明する。なお、図１０はインク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する説明図、図１１は同装置の要部平面説明図、図１２は同装置の要部側面説明図である。
この実施形態では、変位部材９の一部を斜めに切り起こした変位操作部９ｂを形成している。このように構成することで、変位操作部９ｂをレバー等の操作部材で矢印Ａ方向に押すことにより、インク容器１内の容量を変化させることができる。
【００６３】
つまり、変位部材９をインク容器１のフィルム３を圧縮ばね４の付勢力に抗して押圧する押圧手段としても使用することができる。特に、カラーインクジェット記録装置の場合、複数のインク容器１が間隔を詰めて並べられる場合には、インク容器１の圧縮ばね４の伸縮方向に直接押すことは難しくなるが、この実施形態のように構成することで、外部から変位部材９を変位させてインク容器１に負圧を発生させることができる。
【００６４】
また、この実施形態では、変位部材９を金属性材料などの熱伝導率の高い材料で形成し、インクジェットヘッド２０に駆動信号を与えるＦＰＣ等の接続部材（通電部材）４１に実装したドライバＩＣ４２を変位部材９の外面に当接させて接続部材４１を配設している。
【００６５】
すなわち、インク容器１を直接ヘッド２０に接続する場合、接続部材４１がインク容器１の側面に配置されることが多い。これは、通紙領域となるノズル面側には這いまわすことが不可能なためである。この場合、接続部材４１上には実装スペースを小さくするためにドライバＩＣ（駆動回路）４２を実装するが、インクジェットヘッドのノズル数の増加、記録速度の高速化のために、このドライバＩＣ４２からかなりの発熱が生じる。しかしながら、キャリッジ内にヘッドは通常狭間隔で並べられて配置されるため、放熱が難しくなる。
【００６６】
そこで、変位部材９を熱伝導率の大きい金属材料等にして、一部をキャリッジの外側等通気性の良い箇所に延ばすことにより、変位部材９を介してドライバＩＣ４２からの発熱を放熱することを容易に行うことができる。
【００６７】
次に、本発明の第６実施形態について図１３ないし図１５を参照して説明する。なお、図１３はインク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する説明図、図１４は同インク容器の要部説明図、図１５は同インク容器の他の例の要部説明図である。
【００６８】
この実施形態では、インク容器１のインク注入口５の部分に、図１４（ａ）に示すようなインク注入口５からメインカートリッジ３２側へのインクの逆流を阻止する弾性部材等からなる逆流防止手段である逆止弁１１を設けている。なお、逆流防止手段としては、図１５（ａ）に示すように弁座１２ａ、インク供給口５を開閉するボール１２ｂ及びボール１２ｂを閉状態に押圧付勢するばね部材１２ｃを有する逆止弁１２でもよい。
【００６９】
そして、インク容器１よりも下方側にインク容器１にインクを供給するメインカートリッジ３２を配置している。
【００７０】
このように構成したので、補充ポンプ３４を作動させてメインカートリッジ３２内のインクをインク容器１に圧送すると、図１４（ｂ）に示すように逆止弁１１が開き、あるいは、図１５（ｂ）に示すようにボール１２ｂがばね部材１２ｃの付勢力に抗して押されて弁１２が開いて、インク注入口５を開放するので、インクがインク容器１内に注入される。そして、補充ポンプ３４を停止させると、図１４（ａ）に示すように逆止弁１１が閉じて、あるいは、図１５（ａ）に示すように弁１２が閉じて、インク注入口５を遮蔽する。
【００７１】
これによって、メインカートリッジ３２をインク容器１よりも下方に配置した場合でも、インク容器１内のインクがメインカートリッジ３２側に逆流することが防止される。つまり、インク容器１にインク注入口５を開閉する弁手段などのインク注入口５からの液体の逆流を防止する逆流防止手段を設けることによって、メインカートリッジ３２をインク容器１よりも下方に配置することができるようになる。
【００７２】
すなわち、メインカートリッジ３２を記録ヘッド２０よりも低い位置に配置して、インク容器１のインク注入口５に弁手段などの逆流防止手段を設けないで、インク容器１を大気開放してインクを充填する場合、まず、大気開放弁８をオープンし、補充ポンプ３４を駆動してインクをメインカートリッジ３２からインク容器に充填する。インク容器１に所望の量のインクが入った後補充ポンプ３４を止めて、大気開放弁８をクローズする。
【００７３】
この場合、補充ポンプ３４に弁等の逆流防止機構がないと、ポンプ３４が停まってから大気開放弁８が閉じるまでの間に、インク容器１とメインカートリッジ３２との水頭差によって、インク容器１内のインクがメインカートリッジ３２に逆流する。インク注入口５付近に空気層がある場合には、空気がインクよりも先にメインカートリッジ３２の方へ逆流することになる。
【００７４】
ここで、インク容器１の上流側に空気があると、次に大気開放状態でインクを補充する場合には問題ではないが、非大気開放状態で補充すると、インクと一緒に空気をインク容器１に混入させることになる。
【００７５】
そこで、インク容器１のインク注入口５に弁手段などの逆流防止手段を設けることによってインクの逆流を防止し、インク容器１内への空気の混入を防止することができる。
【００７６】
次に、本発明の第７実施形態について図１６を参照して説明する。なお、図１６はインク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する説明図である。
この実施形態では、インク容器１は、ケース２の上部にインク注入口５を形成する面よりも高い段差部２ａを設けて空気抜き流路１３を形成し、この空気抜き流路１３の上部に大気開放口７を形成することにより、大気開放口７よりもインク注入口５の位置を低くしている。この場合、インク注入口５には逆止弁などの弁手段を設けていない。また、インク容器１よりも低い位置にメインカートリッジ３２を配置している。
【００７７】
このように構成したので、メインカートリッジ３２から大気開放状態でインク容器１にインクを補充供給すると、インク容器１内の空気は空気抜き流路１３から大気開放口７を経て外部に排出される。このとき、インク注入口５は大気開放口７よりも低い位置に位置するので、インク注入口５がインクが満たされるまで補充することでき、インク容器１内の空気は大気開放口７が臨む空気抜き流路１３内に残っていてもインク注入口５には残らない状態にすることができる。
【００７８】
そこで、この状態で補充ポンプ３４を停止した場合、インク注入口５からの初期の逆流はインクのみとなるので、その間に大気開放弁８を閉じることによって、空気がメインカートリッジ３２側に逆流することを防止できる。
【００７９】
このようにインク注入口に弁手段などの特別の逆流防止手段を設けないでもメインカートリッジ側に空気が逆流することを防止できる。
【００８０】
次に、本発明の液体容器の第８実施形態について図１７及び図１８を参照して説明する。なお、図１７はインク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する説明図、図１８はインク容器の要部拡大説明図である。
【００８１】
この実施形態では、上記第７実施形態と同様に、インク容器１は、ケース２の上部にインク注入口５を形成する面よりも高い段差部２ａを設けて空気抜き流路１３を形成し、この空気抜き流路１３の上部に大気開放口７を形成することにより、大気開放口７よりもインク注入口５の位置を低くしている。そして、インク注入口５には図１８に示すように、絞り部１４からなる流体抵抗部を形成している。この場合、インク注入口５には逆止弁などの弁手段を設けていない。また、インク容器１よりも低い位置にメインカートリッジ３２を配置している。
【００８２】
このようにすれば、空気の逆流が生じるまでの時間を更に長くすることができ、弁手段などの特別の逆流防止手段を設けないでもメインカートリッジ側に空気が逆流することを防止できる。
【００８３】
次に、本発明の第９実施形態について図１９を参照して説明する。なお、図１９はインク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する説明図である。
この実施形態では、インク容器１内にインク水位を検知するための複数（ここでは２個）の検知電極（検知ピン）１５ａ、１５ｂを設けている。ここで、一方の検知電極１５ａは相対的に深さ方向の長さを短くしてケース１の上壁面に近い位置でインクを検知し、他方の検知電極１５ｂは相対的に深さ方向の長さを長くしてケース１内の深い位置でインクを検知するように設けている。
【００８４】
このように構成したので、インク容器１内にインクを補充供給するときに、検知電極１５ａ及び検知電極１５ｂにインクが接触することで、電極１５ａ及び電極１５ｂ間のインピーダンスが変化するので、インクを検知してインクの補充を停止することができる。
【００８５】
すなわち、大気開放状態では、インク容器１は負圧発生用の押圧部材２１などの駆動手段によって規制させている範囲内で容積が最大の形状となり、下側にインク層、上側に空気層を形成している。ここで、補充ポンプ３４を作動してメインカートリッジ３２からインク容器１にインクを補充供給すると、空気は大気開放口７から排出されてインク水位が上昇し、検知電極１５ａと検知電極１５ｂがそれぞれインクに浸されたときに電極検知１５ａ、検知１５ｂ間のインピーダンスが変化して、インク充填完了が検出されるので、補充ポンプ３４を停止してインク補充を停止する。
【００８６】
この場合、２つの検知電極の一方を他方より深い位置に配置することで、一方の検知電極は確実にインクに浸され、誤検知が少なくなる。他方の検知電極はインク容器の上方に配置するほど補充完了時のインク量を多くすることができるが、逆に上壁面に近いと検知電極に気泡がトラップされ水位を検知できなくなるおそれが高くなるので、検知電極の配置としては、空気が溜まりにくい箇所が好ましい。より好ましくは、検知電極を何箇所かに複数個設けて、いずれかの検知電極間のインピーダンスの変化をもって補充完了と判断するように制御する。
【００８７】
なお、インク水位を検出して充填停止させる方法としては、フロートを用いる方法、光の透過率、反射率を用いる方法等を用いることもできる。
【００８８】
次に、本発明の第１０実施形態について図２０を参照して説明する。なお、同図はインク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する説明図である。
この実施形態では、インク容器１のケース２の上部に段差部２ｂを形成して空気抜き流路１６を形成するとともに、この空気抜き流路１６の一部にケース２と一体的な隔壁部２ｃを形成して空気抜き流路１６の一部に流路が狭くなった絞り部１７を形成し、空気抜き流路１６に臨む大気開放口７形成し、更に空気抜き流路１６の絞り部１７内に一方の検知電極１５ａを配置している。
【００８９】
このように構成したので、より確実にインクが検知電極１５ａに接触するため水位検出の誤動作を回避できる。
【００９０】
次に、本発明の第１１実施形態について図２１及び図２２を参照して説明する。なお、図２１はインク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する説明図、図２２は同装置の要部断面説明図である。
この実施形態は、上記第１０実施形態において、インク容器１にケース２と一体的なハウジング部１８を有する大気開放弁８を設けている。この大気開放弁８は、ハウジング部１８内に弁座８ａ、この弁座８ａに当接可能なボール８ｂ及びボール８ｂを弁座８ａ側、すなわち、閉状態に付勢するばね部材８ｃとを有する。
【００９１】
一方、この大気開放弁８の外方には、大気開放弁８内に進出してボール８ｂをばね部材８ｃの付勢力に抗して内方に押圧して大気開放弁８を開状態にするための駆動手段である弁作動ピン５１を進退可能に配置している。
【００９２】
この弁作動ピン５１は、図２２に示すように、インク容器１を固定する部材、例えばキャリッジ部材５２に進退可能に装着し、ばね５３によって退避方向に付勢している。また、弁作動ピン５１には押し込み量を規制するための規制手段であるフランジからなる規制部５１ｂを形成して、所定量以上に大気開放弁８方向に進出しないようにしている。なお、この弁作動ピン５１は図示しないソレノイド、リンク機構、モータ等によって駆動される。
【００９３】
このように構成したので、弁作動ピン５１を進退させることによって大気開放弁８を開閉することができ、適宜に大気開放を行うことができ、長期間インク容器の品質を維持することができる。
【００９４】
すなわち、大気開放弁８は多数回の開閉の繰り返しに対して確実に動作する必要がある。上述したように、大気開放弁８として、ばね部材８ｃを用いてボール８ｂを付勢して通常は弁が閉じるように力を発生するようにし、充填、補充の時だけ外からばね部材８ｃに抗して力を作用させて弁を開くようにすることで、構成が簡単になり、また、シール部を形成しているボール８ｂを僅かに押すだけで大気開放でき、押すストロークもばね部材８ｃを介在させているために厳密な精度は必要でなく、大気開放弁８を作動させる機構の簡易化も図れる。
【００９５】
また、大気開放弁８を動作させる駆動部材としての弁作動ピン５１は、インク容器１が位置決め固定される部材としてのキャリッジ部材５２に変位可能に設けられているので、弁作動ピン５１が確実に大気開放弁８のボール８ｂを押し込んで大気開放することができる。
【００９６】
また、弁作動ピン５１はばね部材５３によってインク容器１から離す方向に付勢しているので、弁作動ピン５１は通常は確実に大気開放弁８と非接触状態となり、簡単な構成で、大気開放弁８を確実にオン−オフ（開閉）することができる。
【００９７】
さらに、弁作動ピン５１には押し込み量を規制する規制部５１ｂを設けているので、記録装置の組み立て時等において大気開放弁８に損傷を与えたり、キャリッジに対してインク容器１の位置がずれたりすることを防止できる。
【００９８】
次に、本発明の第１２実施形態について図２３及び図２４を参照して説明する。なお、図２３はインク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する説明図、図２４は同装置の要部断面説明図である。
この実施形態は、前述した第５実施形態のインク容器１の変位部材９の変位操作部９ｂに対応して、この変位操作部９ｂを操作する作動ピン６１を配置したものである。
【００９９】
この作動ピン６１も、図２４に示すように、インク容器１を固定する部材、例えばキャリッジ部材５２に進退可能に装着し、ばね６３によって退避方向に付勢している。また、作動ピン６１には押し込み量を規制するための規制手段であるフランジからなる規制部６１ｂを形成して、所定量以上に変位部材９を変位させる方向に進出しないようにしている。なお、この弁作動ピン６１は図示しないソレノイド、リンク機構、モータ等によって駆動される。
【０１００】
このように、キャリッジに作動ピン６１を進退可能に装着して、変位部材９の変位操作部９ｂを押すことにより、簡単な構成で、変位部材９を介してインク容器１に容積変化をもたらして負圧を発生することができる。そして、作動ピン６１をキャリッジ等のインク容器が位置決め固定される部材に設けることで、作動ピン５１による変位部材９の押し量を精度良く決めることができ、インク容器１の容積変化を精度よく制御することができる。
【０１０１】
また、作動ピン６１には押し込み量を規制する規制部６１ｂを設けているので、記録装置の組み立て時等において変位部材９に損傷を与えたり、キャリッジに対してインク容器１の位置がずれたりすることを防止できる。
【０１０２】
次に、本発明の第１３実施形態について図２５及び図２６を参照して説明する。なお、図２５はインク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する説明図、図２６は同装置の正面説明図である。
この実施形態では、インク容器１内には負圧を発生するための負圧発生用圧縮ばね４Ａとともに発生した負圧を維持するための負圧維持用圧縮ばね４Ｂを備えている。
【０１０３】
このように負圧発生用と負圧維持用の２つのばね部材を設けることで、負圧調整が容易になる。
【０１０４】
次に、本発明の第１４実施形態について図２７及び図２８を参照して説明する。なお、図２７はインク容器を含むインク供給装置の基本構成を説明する平面説明図、図２８は同装置の正面説明図である。
この実施形態においては、インク容器７１は、樹脂材料等で形成した隔壁７２ａを挟んで対称な両方に開口部を有するケース（容器本体）７２と、このケース７２で形成される２つの室７１Ａ、７１Ｂの各開口部を封止する可撓性を有するフィルム７３Ａ、７３Ｂとを有し、各室７１Ａ、７１Ｂにはフィルム７３Ａ、７３Ｂをそれぞれ外方に押圧付勢する圧縮ばね７４Ａ、７４Ｂを配置している。
【０１０５】
そして、ケース７２には各室７１Ａ、７１Ｂにそれぞれインクを注入するインク注入口７５及びインクを記録ヘッドである別体又は一体の各インクジェットヘッド２０に供給するインク供給口７６を設けている。
【０１０６】
また、各室７１Ａ、７１Ｂの容積変化に応じて変位する変位部材７９Ａ、７９Ｂを揺動可能に設け、各変位部材７９Ａ、７９Ｂにはそれぞれ検知片７９ａ、７９ｂを設けている。
【０１０７】
このように構成することで、１つのインク容器７１内に２種類のインク、たとえば異なる色のインクを収容することができ、コンパクト化を図れる。
【０１０８】
次に、本発明に係るインクジェット記録装置の一例について図３０を参照して説明する。なお、同図は同装置に要部構成を説明する斜視説明図である。
このインクジェット記録装置は、記録装置本体１０１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ１１３、キャリッジ１１３に搭載したインクジェットヘッドからなる図示しない記録ヘッド一体型の本発明に係るインクカートリッジ等で構成される印字機構部１０３等を収納している。
【０１０９】
印字機構部１０３は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１１１と従ガイドロッド１１２とでキャリッジ１１３を主走査方向に摺動自在に保持し、キャリッジ１１３を主走査方向に移動させるための主走査モータ１１４及びタイミングベルト１１５などの主走査機構を備えている。
【０１１０】
キャリッジ１１３には、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出するインクジェットヘッド（記録ヘッド）を、インク吐出口を主走査方向と交叉する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着し、また各記録ヘッドにインクを供給する各色のインク容器（インクタンク）を装着している。
【０１１１】
記録時には、キャリッジ１１３を移動させながら画像信号に応じて記録ヘッドを駆動することにより、停止している用紙にインクを吐出して１行分を記録し、用紙を副走査モータ１１６を含む副走査機構によって所定量搬送後次の行の記録を行う。記録終了信号または、用紙の後端が記録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を終了させ用紙を排紙する。
【０１１２】
また、キャリッジ１１３の移動方向右端側の記録領域を外れた位置には、ヘッドの吐出不良を回復するための回復装置１１７を配置している。回復装置１１７はキャップ手段と吸引手段とクリーニング手段を有している。
【０１１３】
キャリッジ１１３は印字待機中にはこの回復装置１１７側に移動されてキャッピング手段でヘッドをキャッピングされ、吐出口部を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しないインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【０１１４】
インクカートリッジ交換時や吐出不良が発生した場合等には、キャッピング手段でヘッドの吐出口を密封し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとともに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置された廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部のインク吸収体に吸収保持される。
【０１１５】
そこで、このインクジェット記録装置に適用した本発明に係るインク容器を含むインク供給装置の一例について図３０ないし図３３を参照して説明する。なお、図３０はインク供給機構の概略を説明する全体説明図、図３１は図３０の側面説明図、図３２はインク容器の平面説明図、図３３は図３２の側面説明図である。
【０１１６】
キャリッジ１１３には４色のインクを噴射してフルカラーの画像を得るために４個（４色）のインク容器１２１を搭載しており、このインク容器１２１の下側に図示しない記録ヘッドをインク容器１２１に直接接続している。
【０１１７】
各インク容器１２１は前記各実施形態のインク容器を組み合わせたものであり、樹脂材料等で形成したケース（容器本体）２と、このケース２の開口部を封止する可撓性を有するフィルム３と、フィルムを外方に押圧付勢する圧縮ばね４とを有する。そして、ケース２には逆止弁１２を有するインク注入口５と、インク供給口６と、大気開放弁８を有する大気開放口７とを設け、また、ケース２の内部上方には大気開放口８の連通する絞り部１７を形成した空気抜き流路１６を形成し、絞り部１７とケース２の上方内壁面にそれぞれ検知電極１５ａ、１５ｂを配設し、更に外部には容積変化に応じるフィルム３の変位に応じて変位する変位部材９を揺動可能に装着し、この変位部材９には変位操作部９ｂを形成している。
【０１１８】
そして、キャリッジ１１３には各インク容器１２１の大気開放弁８を開閉するための弁作動ピン５１と、変位部材９の変位操作部９ｂを変位操作するための作動ピン６１とを進退可能に取り付けている。
【０１１９】
また、各インク容器１２１はチューブ１３３及び補充ポンプ１３４を介して記録装置本体に固定されたメインカートリッジ１３２に接続している。
【０１２０】
一方、記録装置本体の回復機構１１７は、ヘッドをキャッピングするキャップ手段１４１と、印字領域側に最も近いキャップ手段１４１に接続されたインク吸引手段である吸引ポンプ１４２と、吸引した廃インクを貯留する廃インクタンク１４３と、キャップ手段１４１の並びでヘッドのノズル面に付着するゴミやインクを払拭するワイパー１４４とを備えている。
【０１２１】
なお、インク吸引手段（ここでは、吸引ポンプ１４２）は、すべてのキャップ手段１４１に付いていてもよいが、ここでは印字領域に最も近い側の１つのキャップ手段１４１にのみに接続した構成としている。また、インク吸引手段としての吸引ポンプ１４２は、チュービングポンプ、ピストンポンプ等が用いることができる。
【０１２２】
また、ワイパー１４４によるワイピングの方向としてはキャリッジ１１３の移動方向（主走査方向）と記録紙の搬送方向（副走査方向）のいずれの方式でも良いが、ここでは、ワイピングの際にワイパー１４４が上昇して、キャリッジ１１３の走査によりワイピングが行われる主走査方向ワイピングの方式となっている。
【０１２３】
さらに、回復機構１１７側には、キャリッジ１１３を回復機構１１７側に移動してインク容器１２１へのインク充填を行うときに、弁作動ピン５１、作動ピン６１を進退させるための作動片１４５ａ、１４５ｂを有する駆動アクチュエータ１４５を配設している。なお、ここでは、変位部材９を変位させるための作動ピン６１は、前記実施形態と異なり、ばね部材で後退側に付勢せずに、駆動アクチュエータ１４５の作動片１４５ｂの１回の進退動で進出し、次の進退動で後退する構成としている。
【０１２４】
次に、このインクジェット記録装置の制御部のインク充填に係わる部分の概要について図３４を参照して説明する。
主制御部１５１はこの記録装置全体を制御する部分であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｆなどを含む、図示しないホストからケーブル又は回線を介して記録データを受信して、各部を制御して記録動作を行わせるとともに、本発明に係るインク容器１２１に対するインクの充填、補充動作などの制御を行う。
【０１２５】
すなわち、主制御部１５１は、モータドライバ１５２を介して主走査モータ１１４を駆動制御することでキャリッジ１１３を主走査方向に移動させ、副走査モータ１１６を駆動制御することで用紙を副走査方向に移動させて、ヘッドドライバ１５３に印字データ等を送出してインクジェットヘッドからなる記録ヘッド１５４の圧力発生手段を駆動して記録データに応じてインク滴を吐出させ、画像を記録する。なお、インクジェットヘッドとしては圧力発生手段に圧電素子を用いるピエゾ型、発熱抵抗体を用いるサーマル型、振動板と電極を用いる静電型などいずれのものでもよい。
【０１２６】
また、主制御部１５１は、サブシステムドライバ１５５を介して回復装置１１７のモータ１５６を駆動制御する。回復装置１１７は、このモータ１５６とカム機構、リンク機構を用いて、キャップ手段１４１の上下動、ワイパー１４４の上下動、吸引ポンプ１４２の作動／停止、図示しないキャリッジロック部材の上下動などを行う。
【０１２７】
さらに、主制御部１５１は、インク充填ドライバ１５７を介して補充ポンプ３４及び駆動アクチュエータ１４５を駆動制御して、インク容器１２１へのインクの供給、インク容器１２１の大気開放／遮断、容積変化を制御する。
【０１２８】
また、主制御部１５１には、インク容器１２１の検知電極１５ａ、１５ｂに接続されてインクエンド又はインクニアーエンドを検出するインク残量検出部１５８からのインク残量検出信号、インク容器１２１の変位部材９の変位を検出する変位検出手段（変位センサ）３６からの検出信号、周囲温度を検出する温度センサ１５９からの検出温度信号などを入力する。
【０１２９】
次に、このインクジェット記録装置におけるインク供給動作に関して図３５以降をも参照して説明する。
まず、図３５を参照して、インク容器１２１に対する初期充填動作を説明すると、キャリッジ１１３を回復機構１１７側に移動して、充填するインク容器１２１を吸引ポンプ１４２が接続されたキャップ手段１４１上に移動させ、モータ１５６を駆動してキャップ手段１４１を上昇させて当該インク容器１２１に接続されているヘッド１５４のノズル面をキャッピングする。
【０１３０】
次いで、ピン駆動アクチュエータ１４５を動作させて弁作動ピン５１を進出させることによってインク容器１２１の大気開放弁８を開くとともに、作動ピン６１も進出させて変位部材９の変位操作部９ｂを操作して変位部材９を変位させ、インク容器１２１の圧縮ばね４に抗してフィルム３を押し込むことによってインク容器１２１を縮小させる。
【０１３１】
その後、補充ポンプ３４を動作させて、インクカートリッジ（メインカートリッジ）３４からインク容器１２１へのインクの充填を開始する。そして、インク残量検出部１５８からの検出信号をチェックしてインク充填完了か否かを判別し、インク充填完了で作動ポンプ３４を停止する。
【０１３２】
次いで、吸引ポンプ１４２を動作させ、ヘッド１５４のノズルからインクを吸引して、ヘッド１５４内にインクを充填する。その後、再度、補充ポンプ３４を作動してインクカートリッジ３４から吸引によって減ったインクをインク容器１２１を補充して、インク容器１２１を満タンにする。
【０１３３】
この状態においてはインク容器１２１が大気開放されているためノズルからインクが滲み出している状態である。ここで、駆動アクチュエータ１４５のうちの弁作動ピン５１を駆動する部分を非作動にして弁作動ピン５１を後退させ、インク容器１２１の大気開放弁８を閉じてインク容器１２１を密閉状態にする。
【０１３４】
続いて、モータ１５６を駆動制御して、キャップ手段１４１を下降させてキャッピングを解除するとともに、ワイパー１４４を上昇させた後、キャリッジ１１３を動かしてインク充填した記録ヘッド１５４のノズル面をワイピングする。これによって、ヘッド１５４のノズルにメニスカスが形成され、ノズルからのインクの滲み出しが停止する。
【０１３５】
次に、駆動アクチュエータ１４５の作動片１４５ｂを再度進退動させることによって、作動ピン６１を後退させることによって変位部材９が変位可能となるので、インク容器１２１のフィルム３が圧縮ばね４の付勢力によって押されて、インク容器１２１の容積が膨張し、インク容器１２１内に負圧が発生させることができる。
【０１３６】
このようなシーケンスをすべてのインク容器１２１に対して行うことで初期充填が完了し、印字が可能状態となる。
【０１３７】
なお、ワイピングと負圧発生を逆順で行うこともできる。ただし、この場合は、ノズルにメニスカスが形成されなておらずノズル面にキャップ吸引したインクが残留した状態での負圧発生となるため、ノズルから気泡等を巻き込みやすくなる。
【０１３８】
次に、インク補充制御について図３６を参照して説明する。
まず、インクの補充が必要になったか否かをインク残量検出部１５８の検出信号をチェックして判別する。そして、インク補充が必要になったときには、インクカートリッジ３２が交換されたか否かを判別し、インクカートリッジ３２が交換されていなければ、長期間不要状態が継続していたか否かを判別し、長期間不要状態が継続していないければ、非大気開放状態でインク容器１２１にインクを補充する。なお、非大気開放状態でのインク補充は、駆動アクチュエータ１４５の作動ピン５１を作動させないで大気開放弁８を閉じたままインクを補充する。
【０１３９】
これに対して、インク補充が必要になったときに、インクカートリッジ３２が交換されたか、あるいは、長期間不要状態が継続していれば、大気開放状態でインク容器１２１にインクを補充する。なお、大気開放状態でのインク補充は、駆動アクチュエータ１４５の作動ピン５１を作動させて大気開放弁８を開いてインクを補充する。
【０１４０】
また、インク補充が必要でない場合でも、温度センサ１５９からの検出信号をチェックして設定温度以上の状態が予め定めた間継続している場合には、駆動アクチュエータ１４５の作動ピン５１を作動させて大気開放弁８を開いてインク容器１２１内を一時的に大気開放する。
【０１４１】
このように大気開放状態でのインク補充と非大気開放状態でのインク補充を選択して行うことで、長期にわたりインク品質を劣化させることインクを供給することができる。
【０１４２】
次に、具体的な実施例について図３７ないし図３９をも参照して説明する。なお、この構成は前記インクジェット記録装置のインク容器及びインク供給装置と基本的に同様である。
【０１４３】
一面を可撓性フィルム２０３でシールされた容積が約７ｃｃのインク容器本体（ケース）２０２をポリエチレン樹脂で形成した。フィルム２０３は、内面が低密度ポリエチレン、外面がナイロンで厚さが８０μｍのものを用い、熱融着で接合した。インク容器２０１のケース２０２内には圧縮ばね２０４を配置した。圧縮ばね２０４としては変位量６ｍｍに対して発生力が約２０〜５０ｇｆの渦巻きばねを用いた。
【０１４４】
インク容器２０１の上面には金属ピン２１５ａ、２１５を圧入により設けた。また、インク容器２０１のケース２０２の最上面の一部に直径約２ｍｍの貫通穴からなる大気開放口２０７を形成し、同部にばねで付勢され通常閉状態になっている大気開放弁２０８を設けた。また、インク容器２０１のケース２０２上部に直径約０．５ｍｍの穴からなるインク注入口２０５を形成し、その部分に内径１ｍｍのチューブ２３３を接続した。チューブ２３３のもう一方の端はピストンポンプ２３４を介してメインカートリッジ２３２に接続した。
【０１４５】
メインカートリッジ２３２は、アルミ蒸着フィルムで製袋された袋形状のものを用いた。また、インク容器２０１のフィルム２０３の外面には、変位部材となる厚さ０．１５ｍｍの板ばね２０９をポリエチレンケース２０２に熱かしめで設けた。この板ばね２０９は、インク容器２０１側に曲げられてインク容器２０１内の渦巻きばね２０４がない場合にはフィルム２０３がケース２０２の内側に押し込まれるように、内側に約５〜１０ｇの力で付勢する設定とした。
【０１４６】
さらに、この板ばね２０９の自由端には検知片２０９ａを設け、この板ばね２０９の検知片２０９ａ変位を検出する変位検出手段としてフォトセンサ２３６を設けた。また、インク容器２０１の底面の本来印字ヘッドが接合されるインク供給口２０６には、インク容器の評価のため印字ヘッドと同等の流体抵抗値に設定された流体抵抗素子を介して、圧力センサを接合した。
【０１４７】
このようにして評価サンプルを製作し、インク充填動作を行い、負圧の評価を行った。まず、初めに外部から作動ピン２５１を挿入して大気開放弁２０８を開き、この状態で、板ばね２０９をインク容器２０１の中央部において約１ｍｍ内側に変位させてフィルム２０３を内側に押し込み、インク容器２０１の容積を減少させた。
【０１４８】
次に、ピストンポンプ２３４を動かし、検知電極としての金属ピン２１５ａ、２１５ｂ間のインピーダンスが低下するまで、インク容器２０１内にインクを充填し、満タンにした。この状態でインク容器２０１の内圧を測定したところ、約４０ｍｍＡｑの正圧であった。次に大気開放弁２０８を押している作動ピン２５１をリリースし、インク容器２０１内部を密閉状態にした後、変位部材としての板ばね２０９の拘束を解除し、負圧を測定したところ約−２０ｍｍＡｑであり、負圧が発生した。
【０１４９】
次に、インクを排出したところ、排出量の増加と共に負圧が増加していき、約３．５ｃｃ排出した段階では負圧は−１００ｍｍＡｑとなった。この時、フィルム２０３は完全に内側に萎んだ状態になっており、変位部材としての板ばね２０９は前述した図９で示したのと同様に自由端がケース２０２に突き当たる形態であった。
【０１５０】
そこで、大気開放弁２０８を再度開き、再度初期充填と同じ手順でインクの補充、負圧発生動作を行ったところ、約３．５ｃｃのインクが補充されて再度約−２０ｍｍＡｑの負圧が発生した。
【０１５１】
次に、再びインク容器２０１の内圧が−１００ｍｍＡｑの負圧に上昇するまでインクを排出し、大気開放弁２０８を開かずに、補充ポンプ２３４を駆動した。補充のストップは板ばね２０９の変形をフォトセンサ２３６の出力を検出して行った。変位検出部は板ばね２０９の端部を用いて行っているので、フィルム２０３の変位量が拡大されて精度良く検出することができ、その結果、内圧が−２０ｍｍＡｑで補充を停止することができた。
【０１５２】
上述した構成のインク容器２０１に記録ヘッドを接続して、キャリッジに搭載し記録装置を構成とした。比較のためにインク容器のインク供給部の穴径を０．５ｍｍから２ｍｍに変更し初期充填したところ、ピストンポンプ２３４を止めて大気開放弁２０８を閉じる時に空気が逆流してインク供給チューブ２３３に空気が混入した。印字評価を繰り返して、インク容器２０１を空にし、大気開放しないでインク補充して再度満タンにした。この状態で印字テストをしたところ良好な印字品質を得ることができた。
【０１５３】
しかしながら、この記録装置を高温環境下に持ち込み、印字テストをしたところ、異常画像が発生した。これはインク補充の際にインク容器２０１内に混入した空気が原因と考えられ、一度大気開放して、再度負圧発生動作を行ったところ、正常な印字品質を得ることができた。また、インク注入口２０５にインク逆止弁１２を設けたところ、インク供給チューブ２３３に空気が逆流することも無くなり、品質が安定した。
【０１５４】
なお、上記各実施形態においては、液体容器としてインクを収容するインク容器で説明したが、液体レジストなどを吐出する記録ヘッドに用いる液体容器、ＤＮＡ試料などその他の液体を吐出する記録ヘッドに用いる液体容器などにも適用することができる。
【０１５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るインクジェット記録装置によれば、開閉駆動手段を駆動して大気開放弁を開状態にしてメインカートリッジから液体容器に液体を供給する大気開放充填と、大気開放弁を閉状態にしてメインカートリッジから液体容器に液体を供給する非大気開放充填との制御を行う手段を備えて、メインカートリッジが交換されたときには大気開放充填を行う、または、液体容器が予め定めた期間使用されたときには大気開放充填を行う構成としたので、安定して高品質記録を行うことができる。
【０１５６】
本発明に係るインクジェット記録装置によれば、液体容器の周囲温度が予め定めた温度以上の状態が予め定めた間継続したときには開閉駆動手段によって大気開閉弁を開いて大気開放を行う構成としたので、安定して高品質記録を行うことができる。
【０１５７】
本発明に係るインクジェット記録装置によれば、開閉駆動手段を駆動して液体容器の大気開放弁を開状態にし、押圧手段によって液体容器の空間の容積を収縮させた後、メインカートリッジから液体容器に液体を供給し、更に液体容器の大気開放弁を閉状態にした後、押圧手段による押圧を解除して、液体容器内に負圧を形成させる大気開放充填の制御をする手段を備えている構成としたので、安定して高品質記録を行うことができる。
【０１５８】
本発明に係るインクジェット記録装置によれば、本発明に係る液体容器又は本発明に係る液体供給装置を備えている構成としたので、安定して高品質記録を行うことができる。
【０１５９】
本発明に係るインクカートリッジによれば、液滴を吐出する記録ヘッドと本発明に係る液体容器とを一体に設けてなる構成としたので、簡単な構成で負圧を発生させて安定してインクをヘッドに供給できる。
【０１６０】
本発明に係る液体供給装置によれば、液滴を吐出する記録ヘッドに液体を供給するための液体供給装置において、本発明に係る液体容器と、この液体容器に液体を供給するメインカートリッジと、液体容器の可撓性を有する部材を空間の容積が収縮する方向に変形させる押圧手段とを備えている構成としたので、安定して長期にわたり信頼性のある液体供給を行うことができる。
【０１６１】
本発明に係るインクジェット記録装置によれば、本発明に係る液体供給装置と、大気開放弁を開閉駆動する開閉駆動手段と、開閉駆動手段を駆動して液体容器の大気開放弁を開状態にし、押圧手段によって液体容器の空間の容積を収縮させた後、メインカートリッジから液体容器に液体を供給し、更に液体容器の大気開放弁を閉状態にした後、押圧手段による押圧を解除して、液体容器内に負圧を形成させる制御をする手段とを備えている構成としたので、安定して高品質記録を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を説明する基本構成図
【図２】同実施形態の作用説明に供する説明図
【図３】本発明の第２実施形態を説明する基本構成図
【図４】同実施形態の作用説明に供する説明図
【図５】本発明の第３実施形態を説明する基本構成図
【図６】同実施形態の作用説明に供する説明図
【図７】本発明の第４実施形態を説明する基本構成図
【図８】図７の要部平面説明図
【図９】同実施形態の作用説明に供する説明図
【図１０】本発明の第５実施形態を説明する基本構成図
【図１１】図１０の要部平面説明図
【図１２】図１０の要部側面説明図
【図１３】本発明の第６実施形態を説明する基本構成図
【図１４】図１３の逆止弁を説明する要部拡大説明図
【図１５】図１３の逆止弁の他の例を説明する要部拡大説明図
【図１６】本発明の第７実施形態を説明する基本構成図
【図１７】本発明の第８実施形態を説明する基本構成図
【図１８】図１７の要部拡大説明図
【図１９】本発明の第９実施形態を説明する基本構成図
【図２０】本発明の第１０実施形態を説明する基本構成図
【図２１】本発明の第１１実施形態を説明する基本構成図
【図２２】図２２の要部拡大説明図
【図２３】本発明の第１２実施形態を説明する平面説明図
【図２４】図２３の要部拡大説明図
【図２５】本発明の第１３実施形態を説明する側面説明図
【図２６】同実施形態の正面説明図
【図２７】本発明の第１４実施形態を説明する平面説明図
【図２８】同実施形態の正面説明図
【図２９】本発明に係るインクジェット記録装置の斜視説明図
【図３０】同記録装置の要部平面説明図
【図３１】同記録装置のインク容器及びインク供給装置の一部断面構成説明図
【図３２】同インク容器の平断面説明図
【図３３】同インク容器の側断面説明図
【図３４】同記録装置の制御部の概要を説明するブロック図
【図３５】制御部による初期充填動作の説明に供するフロー図
【図３６】同制御部によるインク補充制御の概要の説明に供するフロー図
【図３７】具体例の説明に供するインク容器及びインク供給装置の一部断面構成説明図
【図３８】同インク容器の平断面説明図
【図３９】同インク容器の側断面説明図
【符号の説明】
１…インク容器、２…ケース、３…フィルム、４…圧縮ばね、５…インク注入口、６…インク供給口、７…大気開放口、８…大気開放弁、９…変位部材。
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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