(57)【要約】【課題】インクジェットヘッドに供給するインクを時間効率良く加温して供給するサブタンクを備えた画像記録装置を提供する。【解決手段】インクは、インク流入管３５からサブタンク２２内に入りヒータ４１にて加温され適温となって軽くなり対流により上方のインク供給部３４へ移動する。自然対流が繰り返されてインク室３２全体が温まる前の加温初期段階においてインク室３２上部のサブタンク２２の外壁から離間したインク供給部３４のインクは短時間でインクジェットヘッドが吐出可能な適温に温度が上昇している。更にインク供給部３４は上部に向っていくほど平断面積が小さくなる上すぼまり状に形成されているため適温のインク層を厚い（深い）状態で保持でき、その上下中央部にインク流出管３７のインク取り入れ口３６を設ける。これで、気泡を吸い込まない又は吸い込み難く且つ短時間で適温のインクをインク流出管３７を介してインクジェットヘッドへ供給することが出来る。【選択図】      図３
2009179045.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドにインクを供給するため一時的に前記インクを貯留するタンクを備えた画像記録装置であって、
前記タンクは、
前記インクを貯留するインク室と、
前記インク室に前記インクを流入させるインク流入管と、
前記インク室の前記インクをインク取込み口から取込み前記インクジェットヘッドへと流出させるインク流出管と、  
前記インク室内に貯留している前記インクを加温する加温部と、を有し、
前記インク室は、該インク室に貯留される前記インクの液面近傍の断面積が前記インク室の底部の断面積より小であり、前記インク取り込み口は、前記断面積が小である部分に配置される、ことを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
前記インク室の前記インクの液面が前記インク取込み口より上方となるように当該インク室の前記インクの液面を監視する液面検出部と、
前記インク室内の圧力を調整する空気圧調整部と、をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項３】
前記インク室は、重力方向に対して反対方向に向かい断面積が小さくなるよう形成されていることを特徴とする請求項１、又は２に記載の画像記録装置。
【請求項４】
前記加温部は、前記インク流入管の近傍に設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像記録装置。
【請求項５】
前記インク取り入れ口は、重力方向に対して反対方向に開口している、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像記録装置。
【請求項６】
前記インク取り入れ口は、前記インク流入管のインク流入口よりも重力方向に対して、高い位置に配置される、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像記録装置。
【請求項７】
インクジェットヘッドにインクを供給するため一時的に前記インクを貯留するタンクを備えた画像記録装置であって、
前記タンクは、
前記インクを貯留する第１のインク室及び第２のインク室を有する貯留部と、
前記第１のインク室に前記インクを供給するインク流入管と、
前記第２のインク室の前記インクをインク取込み口から取込み前記インクジェットヘッドへと流出させるインク流出管と、
前記第１のインク室と前記第２のインク室とを前記貯留部の底部近傍で連通させる連通部と、
前記連通部近傍に設けられた加温部と、
を有し、
前記第２のインク室は、該第２のインク室に貯留される前記インクの液面近傍の断面積が前記インク室の底部の断面積より小であり、前記インク取り込み口は、前記断面積が小である部分に配置される、ことを特徴とする画像記録装置。
【請求項８】
前記第２のインク室の前記インクの液面が前記インク取込み口より上方となるように当該第２のインク室の前記インクの液面を監視する液面検出部と、
前記第１のインク室及び前記第２のインク室内の圧力を調整する空気圧調整部と、をさらに有することを特徴とする請求項７に記載の画像記録装置。
【請求項９】
前記第２のインク室は、重力方向に対して反対方向に向かい断面積が小さくなるよう形成されている、ことを特徴とする請求項７、又は８に記載の画像記録装置。
【請求項１０】
前記インク取り入れ口は、重力方向に対して反対方向に開口している、ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドに供給するインクを時間効率良く加温して供給するサブタンクを備えた画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットヘッドにより画像記録を行うインクジェット式の画像記録装置が広く使用されている。インクジェット式の画像記録装置は、インクジェットヘッドに設けられた微小なノズル孔から微量のインクを吐出し、その吐出したインクを記録媒体へ着弾させて所望の画像記録を行う。
【０００３】
このようなインクジェット式の画像記録装置としては、インクジェットヘッドに圧電素子を用いたピエゾ方式や、ヒータ素子を用いたサーマル方式が知られている。
このようなインクジェット式の画像記録装置では、インクジェットヘッドのノズル孔から吐出されるインクの吐出性能を安定させ、高品位な画質を得るために、インクジェットヘッドに供給するインクの温度を最適に制御する必要がある。
【０００４】
特に、低温環境に設置された画像記録装置では、その内部にあるインクも冷え、高粘度化しているため、そのままの状態では、インクジェットヘッドがインクを吐出できる駆動条件を得ることが出来ない。
【０００５】
そこで、インクジェットヘッドの近傍に配置され、一時的にインクを貯留しているサブタンクを、ヒータや、温水のような加熱手段により加温し、サブタンク内にあるインクを温める方法が提案されている。
【０００６】
更には、インク粘度の安定性を高める為に、サブタンク内に複数のインク室を配置し、ヒータ線によりサブタンクを加温することにより、下流側のインク室に向かうに従ってインク温度を所望の値に近づけるようなインク加温方法も提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開２００３−３４１０９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１のようなインク加温方法の場合、サブタンク内に複数配置されたインク室内のインクや、サブタンク全体を加温する必要がある。
ところが、このような加温方式では、特に低温環境に画像記録装置が設置されていて、冷えたインクを加温する場合には、所望のインク温度を得るまでに時間がかかるという問題が発生する。
【０００８】
そこで、サブタンクの容積を小さくしたり、加温手段の電力を大きくする方法も考えられるが、それであると、今度は、インクジェットヘッドに供給するインク量を確保出来なくなったり、消費電力が増加するといった問題が発生する。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するために、インクジェットヘッドに供給するインクを時間効率良く加温して供給するサブタンクを備えた画像記録装置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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の画像記録装置は、インクジェットヘッドにインクを供給するため一時的に前記インクを貯留するタンクを備えた画像記録装置であって、タンクは、インクを貯留するインク室と、インク室にインクを流入させるインク流入管と、インク室のインクをインク取込み口から取込みインクジェットヘッドへと流出させるインク流出管と、インク室内に貯留しているインクを加温する加温部と、を有し、インク室は、該インク室に貯留されるインクの液面近傍の断面積がインク室の底部の断面積より小であり、インク取り込み口は、断面積が小である部分に配置される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、インクジェットヘッドに供給するインクを時間効率良く加温して供給するサブタンクを備えた画像記録装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１(a) は第１の実施の形態における画像記録装置１の側面図であり、同図(b) はそのヘッド部３の上面図である。尚、図１(a),(b) に示す矢印Ｘ、Ｙ及びＺは、それぞれ、記録媒体２の搬送方向（画像記録の副走査方向）、記録媒体２の幅方向（画像記録の主走査方向）、及びそれらの方向に直交する上向き方向を示している。
【００１３】
図１(a) に示すように、本発明の画像記録装置１は、ヘッド部３、インク供給ユニット４、ベース５、メンテナンスユニット６、記録媒体回収ユニット７、記録媒体搬送ユニット８、記録媒体供給ユニット９を備えている。
【００１４】
記録媒体供給ユニット９は、不図示のピックアップローラによって記録媒体２を１枚ずつピックアップし、その記録媒体２を、レジストローラ対１１を介して記録媒体搬送ユニット８に給送する。
【００１５】
記録媒体搬送ユニット８は、ベルトローラ１２、１３及び１４を備え、これらベルトローラ１２、１３及び１４間には、ベルト１５が回転可能に張設されている。ベルト１５は帯状の無端ベルトで形成されており、かつ無数の孔が設けられている。
【００１６】
上記ベルトローラ１２と１３の間で且つベルト１５の内側に、プラテン１６と不図示の吸引ファンとが設けられている。プラテン１６には、多数の孔が設けられている。
吸引ファンは、プラテン１６の多数の孔、及びベルト１５の無数の孔を介してエアーを吸引する。これにより、記録媒体２は、ベルト１５上に吸着される。
【００１７】
記録媒体搬送ユニット８は、ベルト１５により記録媒体２を吸着保持し、この記録媒体２を、ヘッド部３のインクの吐出タイミングに同期してＸ方向に所定の搬送速度で、ヘッド部３と対面する位置へと搬送する。
【００１８】
この記録媒体搬送ユニット８は、特には図示しないが、ヘッド部３と、記録媒体搬送ユニット８により搬送される記録媒体２との間隔を可変出来る機構を備えている。これにより、厚さの異なる記録媒体２に対しても、記録媒体２の記録面とヘッド部３との間隔を常に所定の間隔となるよう維持させることができる。
【００１９】
上記のヘッド部３は、ライン記録ヘッド１７とキャリッジ１８とで構成されている。キャリッジ１８は、ライン記録ヘッド１７を支持している。
図１(b) に示すように、ヘッド部３は、吐出する４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）のインクの色ごとに、ライン記録ヘッド１７（１７ｋ、１７ｃ、１７ｍ、１７ｙ）で構成され、各ライン記録ヘッド１７は、それぞれ６個のインクジェットヘッド２０（２０−１〜２０−６）が千鳥状に配置されている。
【００２０】
尚、図１(b) には、ライン記録ヘッド１７とキャリッジ１８は、それぞれ破線と二点鎖線で透視的に示している。
このヘッド部３は、ライン記録ヘッド１７を構成する各インクジェットヘッド２０のノズルプレートに形成されているノズル孔からインクを吐出して、記録媒体搬送ユニット８により搬送される記録媒体２に対し画像記録を行なうようになっている。
【００２１】
上記のノズルプレートの表面には、インクの吐出性能を維持するために、水性インクでは撥水性、油性インクでは撥油性の高い撥液層が施されている。本実施の形態では、油性インクを用いており、ノズルプレートにポリイミドフイルムを使用し、ノズルプレートの表面には撥油性の高いフッ素コートを施してある。
【００２２】
本例では、上記のように６個のインクジェットヘッド２０が千鳥状に配置されることにより、各インクジェットヘッド２０のノズルプレートに形成されているノズル孔が、記録幅Ｗの方向に対して連続的に配置されることになり、インクジェットヘッド２０間で、隣接する画素間に切れ目の無い記録を行うことができる。
【００２３】
これにより、記録幅Ｗが略３００ｍｍ幅となるライン記録ヘッド１７を構成することができる。本例では、４色分となる４組のライン記録ヘッド１７を並列に配置している。
また、この構成により、記録媒体２がヘッド部３に対面する位置に一回搬送されるだけで、記録媒体２の片面記録が完了する。
【００２４】
また、図示しないが記録媒体反転ユニットを設け、記録媒体２を表裏反転し、再度ヘッド部３に搬送することにより、両面記録を行ってもよい。
また、ベース５は、画像記録装置１の本体フレームに固定されている。このべース５は、キャリッジ１８とメンテナンスユニット６を支持している。メンテナンスユニット６は、ライン記録ヘッド１７の各インクジェットヘッド２０に形成されたノズルプレート面のクリーニングを行うことにより、ノズルプレート面のメンテナンスを行う。
【００２５】
尚、メンテナンスユニット６は、ヘッド部３が記録媒体２に対する記録動作を行っている間、図１(a) に示すように、キャリッジ１８と対向する位置からＸ方向に離間した位置に退避して、クリーニング時のために待機している。
【００２６】
メンテナンスユニット６がクリーニング動作を行う際には、ベース５の両側面に形成された溝１９に支持されたメンテナンスユニット６が、記録媒体供給ユニット９側（Ｘ方向マイナス）にスライドし、ライン記録ヘッド１７に対向する位置まで移動する。そして、クリーニング動作が行われる。
【００２７】
また、記録媒体回収ユニット７は、ヘッド部３により画像を記録され、記録媒体搬送ユニット８から排出される記録媒体２を回収する。
尚、この画像記録装置１は、特には図示しないが、画像記録装置１全体の機構的駆動系の制御及び画像処理を行う制御装置を搭載した電装ユニットを備えている。
【００２８】
図２(a) は、図１(a) の紙面向う側から見た画像記録装置１のインク供給ユニット４を概略に示す図であり、図２(b) はインク供給ユニット４の１色当りの配管とＺ方向の位置関係を模式的に示す図である。尚、図２(b) には、代表的に、インク供給ユニット４のインク色がブラック（Ｋ）に対応するインク供給経路（配管）を示している。
【００２９】
図２(a) に示すように、インク供給ユニット４は、インクボトル２１（２１ｙ、２１ｍ、２１ｃ、２１ｋ）と、サブタンク２２（２２ｙ、２２ｍ、２２ｃ、２２ｋ）と、色ごとに分けられた４本のインク分配管２３とから構成されている。
【００３０】
そして、４色の色毎に、インクボトル２１からサブタンク２２へ、サブタンク２２からインク分配管２３へ、インク分配管２３からライン記録ヘッド１７へと、インクが流通可能なように、例えばチューブ等の配管によってインク供給経路が形成されている。
【００３１】
インクボトル２１は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローのインクがそれぞれ個々に充填されたインク容器であり、ライン記録ヘッド１７の記録動作により消耗したインクを、インク供給ユニット４の上記のインク供給経路内に補給する。
【００３２】
サブタンク２２は、インクボトル２１から供給されたインクを一時的に貯留し、ライン記録ヘッド１７のインクジェットヘッド２０が吐出可能な粘度となるようにインクの温度を設定する。
【００３３】
インク分配管２３は、図２(b) に示すように、サブタンク２２から給送されるインクの供給経路を分岐し、ライン記録ヘッド１７の複数のインクジェットヘッド２０にインクを分配する。
【００３４】
図２(b) に示すように、インクボトル２１のインク流出口２４には、サブタンク２２のインク残量に応じて、サブタンク２２へのインク供給量を規制するよう、流路を開閉可能なインク量調節弁２５が配置されている。
【００３５】
また、サブタンク２２には、サブタンク２２内に貯留するインクの液面を検知する液面センサ２６と、サブタンク２２内を大気に開放したり密閉するよう動作する空気圧調整部としての空気圧調節弁２７が配置されている。
【００３６】
また、全体におけるＺ方向に対する位置関係は、インクジェットヘッド２０のノズルプレート面２８よりサブタンク液面２９が高さＨ１だけ低い位置になるように配置されている。
【００３７】
これにより、インクジェットヘッド２０に、水頭差圧による例えば略「−１ｋＰａ」の負圧を与えて、インクジェットヘッド２０のノズル孔にメニスカスを形成している。
また、インクボトル液面３１は、水頭差圧によりサブタンク２２にインクを供給可能なよう、サブタンク液面２９より高さＨ２だけ高い位置に配置されている。
【００３８】
次に、インク供給ユニット４のインク供給方法を説明する。
インクジェットヘッド２０による記録動作や、メンテナンスユニット６によるメンテナンス動作により、インクがノズル孔より吐出されてサブタンク２２内のインク量が所望の液面高さより少なくなった場合、サブタンク２２内に配置されている液面センサ２６がオフとなり、その出力信号によりインク量調節弁２５を開く動作が行われる。
【００３９】
このとき、サブタンク２２に配置されている空気圧調節弁２７も開いて大気に開放しているため、インクボトル液面３１と、サブタンク液面２９の水頭差圧により、インクボトル２１内のインクがサブタンク２２に流れていく。
【００４０】
続いて、サブタンク２２の液面が上昇し、液面センサがオンすると、その出力信号により、インク量調節弁２５を閉じ、インクボトル２１からのインク供給を停止する。この動作を繰り返すことにより、サブタンク液面２９が常に所望の高さ範囲内に維持される。
【００４１】
これにより、所望の負圧がインクジェットヘッド２０に与えられるので、インクジェットヘッド２０のノズル孔に形成されたメニスカスが壊れることなく、つまり無用なインクの流失を招いて記録動作の続行が不可となることなく、記録動作時でもインク供給を行うことが出来る。
【００４２】
また、インクボトル液面３１のＺ方向位置は、ノズルプレート面２８より高い位置に配置されているため、空気圧調節弁２７を閉じた状態でインク量調節弁２５を開くことにより、ノズル孔を加圧できる。これにより、インクジェットヘッド２０のメンテナンス動作を可能としている。
【００４３】
尚、本体装置内のスペースの関係上、高低差により所望の加圧量が得られない場合には、インク供給経路内にポンプを配置して加圧を行うようにしてもよい。
図３(a) は、インク供給ユニット４のサブタンク２２の構成をより詳しく示す上方から見た平断面図であり、同図(b) はその側断面図である。
【００４４】
尚、同図(b) は同図(a) のＡ−Ａ´断面矢視図を示し、同図(a) は同図(b) のＢ−Ｂ´断面矢視図を示している。
図３(a),(b) に示すように、サブタンク２２は、インクを一時的に貯留するインク室３２を備えている。このインク室３２は、インク貯留部３３とインク供給部３４とから成る。
【００４５】
サブタンク２２は、更に、インクボトル２１ｋからのインクをインク室３２（インク貯留部３３）に流入させるインク流入管３５と、インク室３２（インク供給部３４）のインクを、インク取り入れ口３６から取り込んでインクジェットヘッド２０に流出させるインク流出管３７と、前述した空気圧調節弁２７と大気開放口３８から成りインク室３２の上部の空気層３９の圧力を大気圧に保つ空気圧調節部を備えている。
【００４６】
また、サブタンク２２は、更に、インク室３２のインクを加温する加温部としてのヒータ４１と、インク室３２内のインク液面高さを検知する液面検出部としての前述した液面センサ２６と、インク流出管３７を通りインクジェットヘッド２０に供給されるインクの温度を検知する液温検知部としての温度センサ４２を備えている。
【００４７】
インク室３２のインク供給部３４は、図３(b) に示すように、下部（Ｚ方向マイナス）から上部（Ｚ方向プラス）に向い断面積が小さくなるように形成されている。換言すればインク供給部３４は、重力方向に位置する部分の断面積よりも重力方向に対して反対方向に位置する部分の断面積が小さくなるように形成されている。つまり、下部から上部に向かうにつれて、収容できるインクの容量が少なくなっていくように構成されている。
【００４８】
また、サブタンク２２は、インク室３２内のインクの温度が、外気温の影響を受け難いように、熱伝導率の小さい材料で形成されている。その材料としては、例えば、成型又は加工が容易な樹脂が好ましい。本実施例中では、ポリアセタールが用いられている。
【００４９】
また、インク室３２のインク流入管３５近傍は、ヒータ４１に向け徐々に開口面積が広くなるように形成されている（図３(a) 参照）。これは、インクの流速を徐々に遅くし、ヒータ４１の全域にわたり、流入するインクが広がり通過することにより、インクの加温効率を良くするためである。
【００５０】
また、インク流出管３７は、水平方向に外部のインク供給経路と連通するよう形成されている。そして、インク流出管３７のインク取り入れ口３６は、インク流入管３５よりＺ方向に高い位置に配置され、上向き方向（Ｚ方向プラス）に開口するよう形成されている。この形態で、インク取り入れ口３６は、インク供給部３４に配置されるように構成されている。
【００５１】
そして、液面センサ２６は、インク室３２内の液量を検出するために、インク流出管３７のインク取り入れ口３６に対して、Ｚ方向に高い位置に配置されている。
その液面センサ２６によるインク室３２内の液面検出結果に応じて、インクボトル２１のインク流出口２４近傍に配置されたインク量調節弁２５（図２(b) 参照）の開閉動作が行われ、サブタンク２２に供給されるインク量が調整される。
【００５２】
ヒータ４１は、接液可能なステンレス製又は、テフロン（登録商標）製のヒータを用いているが、熱伝導性の高いアルミ部材にシーズヒータや、カートリッジヒータを当接させ、アルミ部材によりインクを加温しても良い。
【００５３】
次に、サブタンク２２内に流入したインクが、ヘッド部３に供給されるまでの流れを説明する。
図３(a),(b) において、インク流入管３５から入ったインクは、ヒータ４１により加温される。ここで温められたインク、例えば、１０℃から２０℃に上昇したインクは、密度が小さくなることにより、インク室３２の上層部（インク供給部３４）に上昇していく。
【００５４】
上層部に上昇したインクの一部は、サブタンク２２の外壁や、温度の低いインクへの熱移動によりインク温度が下がり、それに伴い密度が大きくなるためインク室３２の下層部（インク貯留部３３）に下降する。そして、再度ヒータ４１に加温されると上昇する。
【００５５】
この作用つまり自然対流が繰り返されることにより、インク室３２全体が温まって行く。なかでも、加温初期段階に於いてもインク室３２の上層部のインク、特にサブタンク２２の外壁から離間したインク室３２のインク上層部中央付近は、短時間でインクジェットヘッドが吐出可能なインク温度まで上昇している。このインクがインク流出管３７よりヘッド部３に供給される。
【００５６】
尚、ヘッド部３に供給されるインクの温度は、温度センサ４２により検知され、ヘッド部３に供給されるインクが、所望の液温になるよう、図示されない電装部の制御装置によりヒータ４１が制御されている。
【００５７】
図４(a),(b) は、本例のサブタンク２２のインク室３２、特にインク供給部３４の形状が、画像記録装置１の稼動立ち上がり時に、可及的に迅速な適温インクの供給に適していることを説明する図である。
【００５８】
すなわち図４(a) に示すインク供給部３４の形状が上すぼまり形状となっているインク室３２も、同図(b) に示す形状に変化の無い単純な直方体形状のインク室４３も、インク室の形状の違いに係わりなくヒータ４１の同程度の発熱量に対して温められて上方に移動するインク量は略同等である。
【００５９】
したがって、インクジェットヘッド２０が吐出可能なレベルに温められた適温インク層４４の量が同図(b) に示す直方体のインク室４３の場合にはサブタンク液面２９からの深さＷ２となる量であったとすると、その同じ量で、同図(a) に示す上すぼまり形状のインク室３２で形成される適温インク層４４のサブタンク液面２９からの深さＷ１は、上記の深さＷ２よりも深く（厚く）なる。
【００６０】
つまり、図４(b) のようにごく一般的な形状である直方体に形成されたサブタンク２２の形状にそのまま沿って内部に形成された直方体のインク室４３よりも、図４(a) に示す上すぼまり形状に形成されたインク室３２のほうが、サブタンク液面２９から深い位置（Ｗ１＞Ｗ２）まで、吐出可能な適温インク層４４を保持することができる。
【００６１】
更に説明すると、図４（ｂ）の様なサブタンク２２の場合、吐出可能な適温のインク層４４は、サブタンク液面２９の近くに存在する為、インク流出管３７のインク取り入れ口３６をサブタンク液面２９の近傍に配置する事になりインクだけでなく気泡も巻き込む恐れがある。
【００６２】
そこで、図４(a) に示すように、インク供給部３４を上部に向って平断面積が小さくなるように上すぼまり状にインク室３２を形成すると、図４(b) に示す深さＷ２と同じ量でも、上述したようにサブタンク液面２９から、より深い深さＷ１の位置まで、インクジェットヘッド２０が吐出可能な程度に温められた適温インク層４４を短時間で形成することができる。
【００６３】
これにより、適温インクの層４４の中央付近にインク流出管３７のインク取り入れ口３６を設けることにより、気泡を吸い込まない又は吸い込み難く、かつサブタンク２２全体を温める大きな熱量は必要なく、短時間で適温インク層４４のインクをインク流出管３７へ供給することが出来る。
【００６４】
本実施例によれば、サブタンク２２内のインク室３２の形状を、上部に向って平断面積が小さくなるように上すぼまり状に形成し、かつ、上部のインク層の中央付近にインク流出管３７のインク取り入れ口３６を設けることにより、気泡を吸い込まない又は吸い込み難く、かつ短時間で適温に温まったインクをインク流出管３７へ供給することが出来る画像記録装置を提供することが可能となる。
【００６５】
また、本実施例によれば、サブタンク２２内のインク室３２の形状を、上部に向って平断面積が小さくなるように上すぼまり状に形成しているため、インク使用量に応じて降下するサブタンク液面２９の位置の変化量が大きく、液面検知を感度良く行うことができる。よって、直方体に形成されたサブタンクよりも少ないインク量で、サブタンク内のインク量をコントロールできる為、インクの加熱時間も短く、短時間で適温に温まったインクをインク流出管に供給する画像記録装置を提供することが可能となる。
【００６６】
また、本実施例によれば、サブタンク２２のインク流出管３７のインク取り入れ口３６が、上向き方向に（プラスＺ方向に向いて）開口しているため、下部より浮いて来る気泡を取り込み難い画像記録装置を提供することが可能となる。
【００６７】
また、本実施例によれば、インク流出管３７が水平方向に連通しているため、インク室３２内の温まり易い上層部のインクに接し易く、ヘッド部３に供給されるインク流出管３７内のインクが冷めにくい画像記録装置を提供することが可能となる。
【００６８】
本実施の形態では、サブタンク２２に配置されている温度センサ４２を、インク流出管３７の管内に配置しているが、ヘッド部３へ供給されるインクの温度が検知出来れば良く、インクジェットヘッドに近接している温度センサ、又はインク流出管３７のインク取り入れ口３６の近傍に配置した温度センサ等の出力に基づいて、ヒータ４１を制御するようにしても良い。
【００６９】
また、本実施の形態では、特には図示していないが、インク室３２に、塵や埃が入り込まないように、大気開放口３８の配管内にフィルタを設けるようにしても良い。
（第１の実施の形態の変形例１）
図５は、上記第１の実施の形態の変形例１におけるヒータ４１の取り付け位置の例を示す図である。尚、図５には、図３(a),(b) と同一の構成又は同一の機能から成る部分には図３(a),(b) と同一の番号を付与して示している。
【００７０】
図５に示すように、本変形例１のヒータ４１の取り付け位置の例では、ヒータ４１は、インク流入管３５近傍の傾斜面４５に配置されている。このように、ヒータ４１を、インク室３２の下部に配置するとは限ることなく、インク流入管３５近傍の傾斜面４５に配置するようにしてもよい。
（第１の実施の形態の変形例２）
図６(a),(b) は、第１の実施の形態の変形例２におけるサブタンク２２のインク流出管３７の配置形状の例を示す図である。同図(a) はサブタンク２２を上面から見た平断面図であり、同図(b) はその側断面図である。
【００７１】
尚、同図(b) は同図(a) のＣ−Ｃ´断面矢視図を示し、同図(a) は同図(b) のＤ−Ｄ´断面矢視図を示している。また、図６(a),(b) には、図３(a),(b) と同一の構成又は同一の機能から成る部分には図３(a),(b) と同一の番号を付与して示している。
【００７２】
また、サブタンク２２のインク流出管３７の配置形状以外の構成では、画像記録装置１本体及びその他の部位については第１の実施の形態で示した構成及び動作と同様であるので説明は省略する。
【００７３】
図６(a),(b) に示すように、本変形例２のインク流出管３７は、全体が鉛直方向に形成されている。このように、インク流出管３７が鉛直方向に形成されていると、成型や加工がし易いので、成型や加工がし易い画像記録装置を提供することが可能となる。
【００７４】
また、本変形例２によれば、インク流出管３７が鉛直方向に形成されているので、インク流出管３７に誤って入った気泡が浮き出し易くなる。したがって、気泡交じりのインクがヘッド部３に供給され難い画像記録装置を提供することが可能となる。
（第１の実施の形態の変形例３）
図７は、第１の実施の形態の変形例３におけるインク供給ユニット４の構成を示す図である。尚、図７には図２(b) と同一の構成又は同一の機能から成る構成部分には図２(b) と同一の番号を付与して示している。
【００７５】
また、インク供給ユニット４以外の構成では、画像記録装置１本体及びその他の部位については第１の実施の形態で示した構成及び動作と同様であるので説明は省略する。
図７に示すように、インク供給ユニット４は、インク分配管２３に近接したサブタンク２２と、インクボトル２１の上部空気層に配管されるポンプ４６、及び弁４７と、インクボトル２１がＺ方向に摺動可能なよう支持するガイド４８、及びバネ４９より構成されている。
【００７６】
サブタンク２２とインクボトル２１のＺ方向に対する位置関係は、ノズルプレート面２８よりもインクボトル液面３１の方が高さＨ３だけ低い位置になるように配置されている。この水頭差圧により、インクジェットヘッド２０に負圧を与え、ノズル孔にメニスカスを形成している。
【００７７】
このとき、サブタンク２２の空気圧調節弁２７は閉じた状態で、インクボトル２１の弁４７は開いた状態になっているため、サブタンク２２には、ヘッド部３で吐出された量のインクが、インクボトル２１より吸い上がって来る。
【００７８】
インクボトル２１のインクが吸い上げられると、インクボトル２１内のインク重量は変化するが、その変化量に応じて、バネ４９が伸縮することにより、ノズルプレート面２８とインクボトル液面３１の高低差Ｈ３が常に維持されるようになる。
【００７９】
これにより、インクジェットヘッド２０のノズル孔に形成されたメニスカスが壊れることが無く、記録動作時においてインクの供給を行うことが出来る。
また、サブタンク２２の空気圧調節弁２７及びインクボトル２１の弁４７を共に閉じた状態で、ポンプ４６により加圧することにより、インクジェットヘッド２０のノズル孔を加圧でき、これによりインクジェットヘッド２０のインク噴射のメンテナンス動作を可能としている。
【００８０】
本実施例によれば、インク分配管２３に近接した位置にサブタンク２２が配置されているため、第１の実施の形態で説明した効果に加えて、サブタンク２２内で加温されたインクがインクジェットヘッド２０に供給されるまでに冷えない、又は冷え難い、画像記録装置を提供することが可能となる。
（第１の実施の形態の変形例４）
図８(a),(b) は、第１の実施の形態の変形例４におけるサブタンク２２の内部構成の例を示す図である。同図(a) はサブタンク２２を上面から見た平断面図であり、同図(b) はその側断面図である。
【００８１】
尚、同図(b) は同図(a) のＥ−Ｅ´断面矢視図を示し、同図(a) は同図(b) のＦ−Ｆ´断面矢視図を示している。また、図８(a),(b) には、図３(a),(b) ないし図６(a),(b) に示した構成又は同一の機能から成る部分には、図３(a),(b) ないし図６(a),(b) と同一の番号を付与して示している。
【００８２】
また、サブタンク２２以外の構成では、画像記録装置１本体及びその他の部位については第１の実施の形態で示した構成及び動作と同様であるので説明は省略する。図８(a),(b) に示すように、本変形例４のサブタンク２２においては、内部の構成においてインク室が２つに分かれている。
【００８３】
すなわち、本変形例のサブタンク２２は、いままでのインク室３２（本変形例では第２のインク室３２という）の他に、インクを一時的に貯留する第１のインク室５１が設けられる。
【００８４】
第１のインク室５１と第２のインク室３２を分ける隔壁５２には、下方で両インク室のインクを連通させる貫通孔５３、及び、上方で両インク室の空気を連通させる貫通孔５４が形成されている。
【００８５】
そして、インクボトル２１のインクをサブタンク２２に流入させるインク流入管３５の流入口は第１のインク室５１に配置され、ヘッド部３にインクを流出させるインク流出管３７のインク取り入れ口３７は、本実施の形態及び他の変形例と同様に、第２のインク室３２のインク供給部３４に配置される。
【００８６】
また、第１のインク室５１と第２のインク室３２が下方で連通する貫通孔５３を通って第１のインク室５１から第２のインク室３２に流れ込むインクの流路、すなわち、貫通孔５３の下部に、インクを加温するヒータ４１が配置されている。
【００８７】
そして、第２のインク室３２のインク供給部３４のインク液面を検知する液面センサ２６は、インク流出管３７のインク取り入れ口３６よりも、プラスＺ方向に高い位置に配置されている。
【００８８】
また、インク流出管３７のヘッド部３に供給されるインクの流路を形成する管内にはインクの温度を検知する温度センサ４２が配置されている。
第２のインク室３２のインクがヒータ４１により暖められて上方に移動して貯留されるインク供給部３４は、本変形例の場合も、図８(b) に示すように、下部（マイナスＺ方向）よりも上部（プラスＺ方向）にいくほど平断面積が小さくなるよう形成されている。
【００８９】
大気開放口３８には、第２のインク室３２の空気層３９及び、貫通孔５４により空気層３９と連通した第１のインク室５１の空気層５５が、大気に開放又は密閉可能なように、空気圧調節弁２７が配置されている。
【００９０】
インク流入管３５は、第１のインク室５１と第２のインク室３２が連通するインク通路となる貫通孔５３よりも、プラスＺ方向に高い位置に形成されている。図(b) に示す例では、貫通孔５３の上縁部の高さをＨ５、インク流入管３５の中心軸の高さをＨ４としたときＨ４＞Ｈ５となるように構成されている。
【００９１】
インク流出管３７は、水平方向に延在するよう配置され、そのインク流出管３７のインク取り入れ口３６は、上向き方向（プラスＺ方向）に開口するように形成されている。
次に、本変形例のサブタンク２２内に流入したインクが、ヘッド部３に供給されるまでの流れを説明する。
【００９２】
インク流入管３５から第１のインク室５１に入ったインクは流速が落ち、インクに混入している気泡５６は、プラスＺ方向に上昇していく。よって、第１のインク室５１の下部のインクは、気泡５６の混入が無い又は混入し難いインクとなる。
【００９３】
このインクが貫通孔５３に配置されたヒータ４１により加温されながら、第１のインク室３２に流入する。ヒータ４１により加温され、温められたインクは密度が小さくなることにより、第２のインク室３２の上層部に上昇していく。
【００９４】
上層部に上昇したインクの一部は、サブタンク２２の外壁や、温度の低いインクへの熱移動によりインク温度が下がり、それに伴い密度が大きくなることから第２のインク室３２の下層部に下降する。そして、再度ヒータ４１に加温されると上昇する。この作用（自然対流）が繰り返されることにより、インク室全体が温まって行く。
【００９５】
ところで、加温初期段階でも、上層部のインク、特にサブタンク２２の外壁から離間した第２のインク室３２のインク上層部、すなわちインク供給部３４の中央付近は、短時間でインクジェットヘッド２０が吐出可能な適温のインク温度まで上昇する。
【００９６】
このインクをインク流出管３７よりヘッド部３に供給する。尚、ヘッド部３に供給されるインクの温度を温度センサ４２で検知し、ヘッド部３に供給するインクが所望の液温になるようヒータ４１が図示されない電装部により制御されている。
【００９７】
このように、本変形例によれば、サブタンク２２のインク流出管３７が、第１のインク室５１と第２のインク室３２が連通するインク通路となる貫通孔５３より高い位置に形成されている。すなわち、インク流入管３５からインクと共に供給された混入気泡が、第２のインク室３２に供給されない又は供給され難い構造となっている。
【００９８】
これにより、第２のインク室３２のインク上層部のインク供給部３４に配置されたインク流出管３７のインク取り入れ口３６より、気泡を含んだインクがヘッド部３に供給されない又は供給され難い画像記録装置を提供することが可能となる。
【００９９】
また、本変形例によれば、サブタンク２２内の第２のインク室３２のインク供給部３４の形状を、上部に向っていくほど平断面積が小さくなるよう形成し、かつ、インク上層部の中央付近にインク流出管３７のインク取り入れ口３６を設けたことにより、気泡を吸い込まない又は吸い込み難く、かつ、短時間で温まったインクをインク流出管３７へ供給することが出来る画像記録装置を提供することが可能となる。
【０１００】
また、本変形例によれば、サブタンク２２内の第２のインク室３２の形状を、上部に向っていくほど平断面積が小さくなるよう形成しているため、インク使用量に対する液面の降下する移動の変化量が大きく、したがって感度良く液面検知を行うことができる画像記録装置を提供することが可能となる。
【０１０１】
その他、本変形例においても、第１の実施の形態およびこれまで説明した変形例と同様な種々の効果を得ることが出来る。
尚、本変形例では、液面センサ２６を第２のインク室３２の液面を検知可能なように配置したが、第１のインク室５１の液面を検知するように配置しても良い。
（第１の実施の形態の変形例５）
図９(a),(b) は、第１の実施の形態の変形例５におけるサブタンク２２の内部構成の例を示す図である。同図(a) はサブタンク２２を上面から見た平断面図であり、同図(b) はその側断面図である。
【０１０２】
尚、同図(b) は同図(a) のＧ−Ｇ´断面矢視図を示し、同図(a) は同図(b) のＨ−Ｈ´断面矢視図を示している。また、図９(a),(b) には、図８(a),(b) に示した構成又は同一の機能から成る部分には、図８(a),(b) と同一の番号を付与して示している。
【０１０３】
図９(a),(b) に示すように、本変形例におけるインク流入管３５とインク流出管３７は共に鉛直方向に延在して形成されている。
このように、本変形例によれば、インク流入管３５とインク流出管３７が共に鉛直方向に延在して形成されるので、成型や加工がし易い。これにより成型や加工がし易い画像記録装置を提供することが可能となる。
【０１０４】
また、本変形例によれば、インク流出管３７が鉛直方向に向いて形成されているため、インク流出管３７に誤って入った気泡が、インクと共に第２のインク室３２に移動する前に第１のインク室５１の上方へ浮き出し易い。
【０１０５】
これにより、インク流入管３５から第１のインク室５１にインクと共に誤って供給された混入気泡が、貫通孔５３を通って第２のインク室３２に供給されない又は供給され難い画像記録装置を提供することが可能となる。
【０１０６】
同様に、サブタンク２２にインクと共に誤って供給された混入インクがインクと共にヘッド部３に供給され難い画像記録装置を提供することが可能となる。
尚、上記実施の形態では、ヘッド部に４色のライン記録ヘッドを備えた画像記録装置を例にとって説明したが、ヘッド部はこれに限ることなく、インクジェットヘッドに供給するインクを一時的に貯留するサブタンクを備えた画像記録装置であれば、どのような形式の画像記録装置でも適用できる。
【０１０７】
例えば、インクジェットヘッドを主走査方向に移動させながら画像記録を行うシリアル型のヘッド部を備えた画像記録装置であってもよい。
このように、本発明は、上記実施の形態に限定されるものでなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０８】
【図１】(a) は第１の実施の形態における画像記録装置の側面図、(b) はそのヘッド部の上面図である。
【図２】(a) は図１(a) の紙面向う側から見た画像記録装置のインク供給ユニットの概略図、(b) はインク供給ユニットの１色当りの配管とＺ方向の位置関係を模式的に示す図である。
【図３】(a) はインク供給ユニットのサブタンクの構成をより詳しく示す平断面図、(b) はその側断面図である。
【図４】(a),(b) は第１の実施の形態における画像記録装置のサブタンクのインク室のインク供給部の形状が稼動立ち上がり時に可及的に迅速な適温インクの供給に適していることを説明する図である。
【図５】第１の実施の形態の変形例１における画像記録装置のサブタンクのヒータの取り付け位置の例を示す図である。
【図６】(a),(b) は第１の実施の形態の変形例２におけるサブタンクのインク流出管の配置形状の例を示す図である。
【図７】第１の実施の形態の変形例３におけるインク供給ユニットの構成を示す図である。
【図８】(a),(b) は第１の実施の形態の変形例４におけるサブタンクの内部構成の例を示す図である。
【図９】(a),(b) は第１の実施の形態の変形例５におけるサブタンクの内部構成の例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０９】
１      画像記録装置
３      ヘッド部
４      インク供給ユニット
５      ベース
６      メンテナンスユニット
７      記録媒体回収ユニット
８      記録媒体搬送ユニット
９      記録媒体供給ユニット
１１    レジストローラ対
１２、１３、１４  ベルトローラ
１５    ベルト
１６    プラテン
１７    ライン記録ヘッド
１８    キャリッジ
１９    溝
２０（２０−１〜２０−６）  インクジェットヘッド
２１（２１ｙ、２１ｍ、２１ｃ、２１ｋ）  インクボトル
２２（２２ｙ、２２ｍ、２２ｃ、２２ｋ）  サブタンク
２３    インク分配管
２４    インク流出口
２５    インク量調節弁
２６    液面センサ
２７    空気圧調節弁
２８    ノズルプレート面
２９    サブタンク液面
３１    インクボトル液面
３２    インク室
３３    インク貯留部
３４    インク供給部
３５    インク流入管
３６    インク取り入れ口
３７    インク流出管
３８    大気開放口
３９    空気層
４１    ヒータ
４２    温度センサ
４３    インク室
４４    適温インク層
４５    傾斜面
４６    ポンプ
４７    弁
４８    ガイド
４９    バネ
５１    第１のインク室
５２    隔壁
５３、５４  貫通孔
５５    空気層
５６    気泡
【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】
2009179045.tif 000009
【図８】
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【図９】
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