(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが貯留されたメインタンクに対して空気加圧ポンプにより生成される加圧空気が印加され、前記加圧空気の作用によりメインタンクからキャリッジに搭載された記録ヘッドに対してインクが供給されるように構成したインクジェット式記録装置であって、
前記空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路には、加圧空気の下限設定圧力以下の状態と、前記下限設定圧力よりも高い圧力状態である上限設定圧力以上の状態を検出することができる圧力検出器が配置され、前記圧力検出器が下限設定圧力以下の状態を検出した場合には、前記空気加圧ポンプを駆動するように制御すると共に、前記空気加圧ポンプの駆動による加圧空気の圧力上昇により、前記圧力検出器が上限設定圧力以上の状態を検出した場合には、空気加圧ポンプの駆動を停止させるように制御する制御手段を備えたインクジェット式記録装置。
【請求項２】
前記加圧空気の作用を受けて、前記メインタンクからインク補給路を介してキャリッジに搭載されたサブタンクにインクを補給することで、当該サブタンク内にインクを貯留し、前記サブタンクよりキャリッジに搭載された前記記録ヘッドに対して、前記サブタンク内に貯留されたインクが供給されるように構成した請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項３】
前記圧力検出器には、加圧空気の空気圧を受けて変位するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの変位量に基づいて加圧空気の下限設定圧力以下の状態と上限設定圧力以上の状態を検出して制御信号を発生する出力発生手段が具備されてなる請求項１または請求項２に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項４】
前記出力発生手段は、前記ダイヤフラムの変位によって進退される可動部材と、前記可動部材の移動経路を横断するようにしてそれぞれ配置された光源と受光素子とによる少なくとも２組のフォトセンサより構成され、前記フォトセンサを構成するそれぞれの受光素子の出力に基づいて、加圧空気の下限設定圧力以下の状態と上限設定圧力以上の状態を検出するように構成した請求項３に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項５】
前記出力発生手段は、前記ダイヤフラムの変位によって進退される可動部材と、前記可動部材の移動経路に光を投射する光源と前記可動部材の移動に基づく前記光源の反射光を受光する受光素子とによる少なくとも２組のフォトセンサより構成され、前記フォトセンサを構成するそれぞれの受光素子の出力に基づいて、加圧空気の下限設定圧力以下の状態と上限設定圧力以上の状態を検出するように構成した請求項３に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項６】
前記ダイヤフラムは弾性素材により構成され、前記ダイヤフラムが受ける空気圧と、ダイヤフラムの復帰力とのバランスによるダイヤフラムの変位に基づいて、前記可動部材が進退されるように構成された請求項３または請求項５に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項７】
前記ダイヤフラムの復帰方向に付勢するばね部材がさらに具備され、前記ダイヤフラムが受ける空気圧と、ダイヤフラムの復帰力ならびに前記ばね部材の付勢力とのバランスによるダイヤフラムの変位に基づいて、前記可動部材が進退されるように構成された請求項６に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項８】
前記ダイヤフラムがゴムにより構成された請求項３乃至請求項７のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項９】
前記ダイヤフラムがゴムと布により構成された請求項３乃至請求項７のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項１０】
前記ばね部材の付勢力を受けて、前記ダイヤフラムの過度の変位を阻止するストッパー部材がさらに具備されてなる請求項７に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項１１】
前記可動部材に、前記ダイヤフラムの空気圧による過度の変位を阻止する段差部が形成された請求項４乃至請求項１０のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項１２】
前記ダイヤフラムがケースの開口部を閉塞するように配置することにより、ケースの内部に空気加圧ポンプからの空気圧を受ける空間部が形成されてなる請求項３乃至請求項１１のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項１３】
前記ケースには空気加圧ポンプからの加圧空気を空間部に導入するための加圧空気導入用の接続管と、前記空間部から各メインタンクに対してそれぞれ加圧空気を分配する複数の加圧空気分配用の接続管とが形成されてなる請求項１２に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項１４】
前記メインタンクは、その外郭が気密状態に形成され、内部にインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパックが収納されると共に、メインタンクの外郭構成部材とインクパックとで形成される圧力室内に前記空気加圧ポンプにより生成される加圧空気が印加されるように構成した請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項１５】
前記メインタンクからサブタンクに至るインク補給路が、可撓性のインク補給チューブにより構成されている請求項１乃至請求項１４のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクが貯留されたインクカートリッジとしてのメインタンクに対して空気加圧ポンプにより生成される加圧空気が印加され、前記加圧空気の作用によりメインタンクからキャリッジに搭載された記録ヘッド側にインクを補給するように構成したインクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式記録装置は、一般にキャリッジ上に搭載されて記録用紙の幅方向に移動するインクジェット式記録ヘッドと、記録用紙を記録ヘッドの移動方向に対して直行する方向に相対的に移動させる紙送り手段が備えられ、印刷データに基づいて記録ヘッドよりインク滴を吐出させることにより記録用紙に対して記録が行われる。
【０００３】
そしてキャリッジ上に例えばブラック、イエロー、シアン、マゼンタの各インクの吐出可能な記録ヘッドを搭載し、ブラックインクによるテキスト印刷ばかりでなく、各インクの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可能にしている。
【０００４】
一方、例えばオフィス向けまたは業務用に提供されるこの種の記録装置においては、比較的大量の印刷に対応させるために、大容量のインクカートリッジを配備する必要が生じ、このためにインクカートリッジとしてのメインタンクを例えば装置本体側に配置された装着装置（カートリッジホルダ）に装填させる形式の記録装置が提供されている。
【０００５】
そして、記録ヘッドが搭載されたキャリッジ上にはサブタンクが配置され、前記各メインタンクから各サブタンクに対してインク補給チューブを介してそれぞれインクを補給し、さらに各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを供給するように構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、昨今においては大きな紙面に対して印刷を行うことが可能な、キャリッジの走査距離の長い大型の記録装置の需要が増大している。このような記録装置においては、スループットを向上させるために、記録ヘッドにおいては益々多ノズル化が図られている。さらに、スループットを向上させるために、印刷を実行しながらメインタンクからキャリッジに搭載された各サブタンクに対して逐次インクを補給することを可能とし、各サブタンクからそれぞれ記録ヘッドに対してインクを安定して供給するような記録装置が求められる。
【０００７】
このような記録装置においては、メインタンクからキャリッジ上のサブタンクに対してそれぞれのインクに対応してインク補給チューブを接続する必要があり、キャリッジの走査距離が大きいために必然的にチューブの引き回し距離が増大する。しかも前記したとおり、記録ヘッドにおいては多ノズル化が図られているために、インクの消費量が多く、メインタンクからサブタンクに接続された各インク補給チューブ内においてインクの動圧が高まり、サブタンクに対するインクの補給量が不足するという技術的課題を抱えている。
【０００８】
このような課題を解決するための一つの手段として、例えばメインタンク側に空気圧を印加し、メインタンクからサブタンクに対して空気圧によって強制的なインク流を発生させて、サブタンクに対して必要十分なインクを補給する構成が採用し得る。
【０００９】
このような構成を採用しようとした場合には、メインタンク側に加圧空気を印加するための空気加圧ポンプが必要となる。そして、この空気加圧ポンプは記録装置への駆動電源の投入中において、常時駆動状態とすることでメインタンク側に加圧空気を安定して印加することができ、この種のインク供給システムの動作を保障することができる。
【００１０】
しかしながら、前記加圧ポンプを常時駆動状態とした場合には、加圧ポンプおよびこれを駆動するモータより発生する騒音が問題となり、また加圧ポンプの耐久性も問題となる。したがって、これらの対策に対するコストアップという別の問題点も発生する。そこで、各メインタンクに対して与えられる空気圧を検出する圧力検出器を具備し、この圧力検出器が所定以下の圧力を検出している場合に加圧ポンプを駆動し、圧力検出器が所定の圧力を検出した場合に、加圧ポンプの駆動を停止させる制御を行なうことで、前記メインタンクに加わる空気圧を適正な範囲に維持させることができる。
【００１１】
しかしながら、このような構成によると例えば印字動作等に基づいて、メインタンクのインクの消費が僅かでも進行すると、圧力検出器が所定以下の圧力を検出して加圧ポンプを駆動し、また加圧ポンプが僅かの間駆動されると圧力検出器が所定の圧力を検出して加圧ポンプの駆動を停止させるという動作が繰り返される。このように、きわめて短い時間間隔で断続的に加圧ポンプの駆動が繰り返されるために、例えばユーザに対して故障であるかの疑念を抱かせるという問題を招来させる。
【００１２】
本発明は、前記したような技術的な課題を解決するためになされたものであり、加圧ポンプの頻繁な駆動動作を抑制しつつ、メインタンクに加わる空気圧が常に適正な範囲に管理できるように構成したインクジェット式記録装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記した目的を達成するためになされた本発明にかかるインクジェット式記録装置は、インクが貯留されたメインタンクに対して空気加圧ポンプにより生成される加圧空気が印加され、前記加圧空気の作用によりメインタンクからキャリッジに搭載された記録ヘッドに対してインクが供給されるように構成したインクジェット式記録装置であって、前記空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路には、加圧空気の下限設定圧力以下の状態と、前記下限設定圧力よりも高い圧力状態である上限設定圧力以上の状態を検出することができる圧力検出器が配置され、前記圧力検出器が下限設定圧力以下の状態を検出した場合には、前記空気加圧ポンプを駆動するように制御すると共に、前記空気加圧ポンプの駆動による加圧空気の圧力上昇により、前記圧力検出器が上限設定圧力以上の状態を検出した場合には、空気加圧ポンプの駆動を停止させるように制御する制御手段を備えた構成とされる。
【００１４】
この場合、好ましくは前記加圧空気の作用を受けて、前記メインタンクからインク補給路を介してキャリッジに搭載されたサブタンクにインクを補給することで、当該サブタンク内にインクを貯留し、前記サブタンクよりキャリッジに搭載された前記記録ヘッドに対して、前記サブタンク内に貯留されたインクが供給されるように構成される。そして、好ましくは前記圧力検出器には、加圧空気の空気圧を受けて変位するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムの変位量に基づいて加圧空気の下限設定圧力以下の状態と上限設定圧力以上の状態を検出して制御信号を発生する出力発生手段が具備される。
【００１５】
一方、前記出力発生手段は好ましい実施の形態においては、ダイヤフラムの変位によって進退される可動部材と、前記可動部材の移動経路を横断するようにしてそれぞれ配置された光源と受光素子とによる少なくとも２組のフォトセンサより構成され、前記フォトセンサを構成するそれぞれの受光素子の出力に基づいて、加圧空気の下限設定圧力以下の状態と上限設定圧力以上の状態を検出するようになされる。
【００１６】
また、前記出力発生手段の他の好ましい実施の形態においては、ダイヤフラムの変位によって進退される可動部材と、前記可動部材の移動経路に光を投射する光源と前記可動部材の移動に基づく前記光源の反射光を受光する受光素子とによる少なくとも２組のフォトセンサより構成され、前記フォトセンサを構成するそれぞれの受光素子の出力に基づいて、加圧空気の下限設定圧力以下の状態と上限設定圧力以上の状態を検出するようになされる。
【００１７】
そして、前記したいずれの構成においても、前記ダイヤフラムは弾性素材により構成され、前記ダイヤフラムが受ける空気圧と、ダイヤフラムの復帰力とのバランスによるダイヤフラムの変位に基づいて、前記可動部材が進退されるようになされた構成が採用し得る。また、前記ダイヤフラムの復帰方向に付勢するばね部材がさらに具備され、前記ダイヤフラムが受ける空気圧と、ダイヤフラムの復帰力ならびに前記ばね部材の付勢力とのバランスによるダイヤフラムの変位に基づいて、前記可動部材が進退されるようになされた構成も採用することができる。
【００１８】
そして、前記ダイヤフラムは好ましくはゴムにより構成される。また、前記ダイヤフラムはゴムと布により構成される場合もある。一方、前記ばね部材の付勢力を受けて、前記ダイヤフラムの過度の変位を阻止するストッパー部材がさらに具備されていることが望ましい。また、前記可動部材に、前記ダイヤフラムの空気圧による過度の変位を阻止する段差部が形成されていることが望ましい。
【００１９】
そして、前記ダイヤフラムがケースの開口部を閉塞するように配置することにより、ケースの内部に空気加圧ポンプからの空気圧を受ける空間部を形成した構成とし、前記ケースには空気加圧ポンプからの加圧空気を空間部に導入するための加圧空気導入用の接続管と、前記空間部から各メインタンクに対してそれぞれ加圧空気を分配する複数の加圧空気分配用の接続管とが形成されることが望ましい。
【００２０】
一方、好ましくは前記メインタンクは、その外郭が気密状態に形成され、内部にインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパックが収納されると共に、メインタンクの外郭構成部材とインクパックとで形成される圧力室内に前記空気加圧ポンプにより生成される加圧空気が印加されるように構成される。加えて、メインタンクからサブタンクに至るインク補給路が、可撓性のインク補給チューブにより構成されていることが望ましい。
【００２１】
前記した構成のインクジェット式記録装置によると、メインタンクに対して加圧ポンプにより生成される加圧空気が印加されるため、キャリッジに搭載されたサブタンクに対して、その空気圧の作用により必要十分な量のインクを補給することができる。そして、空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路に配置された圧力検出器によって、メインタンクに対する加圧状態が監視され、この圧力検出器により生成される制御信号によって、加圧ポンプの駆動制御が実行される。
【００２２】
前記圧力検出器は空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路における加圧空気の圧力を検出し、予め定められた下限設定圧力以下の状態および前記下限設定圧力よりも高い圧力である上限設定圧力以上の状態を検出した場合には制御信号を発生する。そして、空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路における加圧空気の圧力が下限設定圧力以下の状態を検出した場合においては、前記制御信号に基づいて空気加圧ポンプにおけるモータを駆動するようになされる。これにより、加圧空気の圧力が上昇し、前記空気流路における加圧空気の圧力が上限設定圧力以上の状態を検出した場合においては、前記制御信号に基づいて空気加圧ポンプにおけるモータの駆動を停止させるように制御される。
【００２３】
すなわち、圧力検出器により検出される下限設定圧力のレベル以下となった場合において加圧が開始され、圧力検出器により検出される上限設定圧力のレベルに達した場合において加圧が停止されるように作用するので、加圧ポンプからメインタンクに至る空気流路には、必要十分な加圧空気を蓄積することができる。そして、インクの消費によって蓄積された加圧空気が前記圧力検出器による下限設定圧力のレベル以下となった場合に、再び前記したように加圧が開始される。
【００２４】
したがって、加圧ポンプからメインタンクに至る空気流路には、必要十分な加圧空気が蓄積されるので、加圧空気が前記圧力検出器により検出される下限設定圧力のレベル以下に落ち込むまでには相応の時間を要することになり、加圧ポンプが頻繁に駆動および停止を繰り返すという問題を解消することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかるインクジェット式記録装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図１は、本発明が適用され得るインクジェット式記録装置の一例を上面図によって示したものである。図１において符号１はキャリッジであり、このキャリッジ１はキャリッジモータ２によって駆動されるタイミングベルト３を介し、走査ガイド部材４に案内されて紙送り部材５の長手方向、すなわち記録用紙の幅方向である主走査方向に往復移動されるように構成されている。そして、図１には示されていないが、キャリッジ１の紙送り部材５に対向する面には、後述するインクジェット式記録ヘッド６が搭載されている。
【００２６】
また、キャリッジ１には前記記録ヘッドにインクを供給するためのサブタンク７ａ〜７ｄが搭載されている。このサブタンク７ａ〜７ｄは、この実施の形態においては、その内部において各インクを一時的に貯留するために、それぞれのインクに対応して４個具備されている。そして、このサブタンク７ａ〜７ｄに対して装置の端部に配置されたカートリッジホルダ８に装填されたインクカートリッジとしてのメインタンク９ａ〜９ｄから、インク供給路を構成する可撓性のインク補給チューブ１０，１０，……をそれぞれ介して、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各インクが補給されるように構成されている。
【００２７】
一方、前記キャリッジ１の移動経路上における非印字領域（ホームポジョン）には、記録ヘッドのノズル形成面を封止することができるキャッピング手段１１が配置されており、さらにこのキャッピング手段１１の上面には、前記記録ヘッドのノズル形成面を封止し得るゴム等の可撓性素材により形成されたキャップ部材１１ａが配置されている。そして、キャリッジ１がホームポジョンに移動したときに、前記キャップ部材１１ａによって、記録ヘッドのノズル形成面が封止されるように構成されている。
【００２８】
このキャップ部材１１ａは、記録装置の休止期間中において記録ヘッドのノズル形成面を封止し、ノズル開口の乾燥を防止する蓋体として機能する。また、このキャップ部材１１ａには、図には示されていないが、吸引ポンプ（チューブポンプ）におけるチューブの一端が接続され、吸引ポンプによる負圧を記録ヘッドに作用させて、記録ヘッドからインクを吸引排出させるクリーニング動作が実行されるように構成されている。さらに、キャッピング手段１１に隣接する印字領域側には、ゴムなどの弾性素材によるワイピング部材１２が配置されていて、必要に応じて記録ヘッドのノズル形成面を払拭して清掃することができるように構成されている。
【００２９】
次に図２は、図１に示した記録装置に搭載されたインク供給システムの構成を模式的に示したものであり、このインク供給システムについて同一符号で示した図１と共に説明する。図１および図２において、符号２１は空気加圧ポンプを示しており、この空気加圧ポンプ２１により加圧された空気は、圧力開放弁２２に供給され、さらに圧力開放弁２２より圧力検出器２３を介して前記した各メインタンク９ａ〜９ｄ（図２においては代表して符号９として示しており、以下において代表して単に符号９として説明する場合もある。）にそれぞれ加圧空気が供給されるように構成されている。
【００３０】
前記圧力開放弁２２は、空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧が過度の状態に達した時に、圧力を開放して各メインタンク９ａ〜９ｄに加わる空気圧を所定の範囲に維持させる機能を有している。これは、後述する圧力検出器２３から空気加圧ポンプ２１に至る制御系統に何らかの障害が発生して、加圧ポンプ２１が駆動状態を継続し、過剰な空気圧がメインタンク９に印加されて後述するインクパック２４を破損させるなどの問題を回避できるように作用する。
【００３１】
そして、圧力検出器２３は空気加圧ポンプ２１によって加圧された空気圧を検出し、空気加圧ポンプ２１の駆動を制御するように機能する。この圧力検出器２３は後で詳細に説明するように、加圧空気の下限設定圧力以下の状態と、前記下限設定圧力よりも高い圧力である上限設定圧力以上の状態を検出することができるように構成されており、圧力検出器が下限設定圧力以下の状態を検出した場合には、前記空気加圧ポンプを駆動するように制御すると共に、前記空気加圧ポンプの駆動による加圧空気の圧力上昇により、前記圧力検出器が上限設定圧力以上の状態を検出した場合には、空気加圧ポンプの駆動を停止させるように制御される。
【００３２】
前記メインタンク９は、その概略構成が図２に示されたように、その外郭が気密状態に形成されており、その内部にはインクを封入した可撓性素材により形成されたインクパック２４が収納されている。そして、メインタンク９とインクパック２４とで形成される空間が圧力室２５を構成しており、この圧力室２５内に、圧力検出器２３を介した加圧空気が供給されるように構成されている。この構成により、各メインタンク９ａ〜９ｄに収納された各インクパック２４は、それぞれ加圧空気による圧力を受け、各メインタンク９ａ〜９ｄから各サブタンク７ａ〜７ｄに対してインク流が発生されるように構成されている。
【００３３】
前記各メインタンク９ａ〜９ｄにおいて加圧されたインクは、インクパック２４のインク出口付近に配置された各インク補給バルブ２６，２６……および各インク補給チューブ１０，１０，……をそれぞれ介して、キャリッジ１に搭載された各サブタンク７ａ〜７ｄ（図２においては代表して符号７として示しており、以下において代表して単に符号７として説明する場合もある。）に供給されるように構成されている。
【００３４】
前記サブタンク７は、図２にその基本構成が示されているように、内部にフロート部材３１が配置されており、そのフロート部材３１の一部には永久磁石３２が取り付けられている。そして、ホール素子に代表される磁電変換素子３３ａ，３３ｂが基板３４に装着されて、サブタンク７の側壁に添接されている。この構成により、フロート部材３１に配置された永久磁石３２と、フロート部材の浮上位置にしたがった前記永久磁石３２による磁力線量に応じて、前記ホール素子３３ａ，３３ｂにより電気的出力が発生されるインク量検出手段を構成している。
【００３５】
したがって、例えばサブタンク７内のインク量が少なくなった場合には、サブタンク内に収納されたフロート部材３１の位置が重力方向に移動し、これに伴い前記永久磁石３２の位置も重力方向に移動する。それ故、永久磁石の移動によるホール素子３３ａ，３３ｂの電気的出力は、サブタンク７内のインク量として感知することができ、ホール素子３３ａ，３３ｂにより得られた電気的出力によって、前記インク補給バルブ２６が開弁される。これにより、メインタンク９内で加圧されているインクは、インク量が低下したそれぞれのサブタンク７内に個別に送出される。
【００３６】
そして、当該サブタンク７内におけるインク量が所定の容量に達した場合には、前記したホール素子３３ａ，３３ｂの電気的出力に基づいて前記インク補給バルブ２６が閉弁される。このような繰り返しにより、メインタンクからサブタンクに対して断続的にインクが補給されるように作用し、各サブタンクには常にほぼ一定の範囲のインクが貯留されるようになされる。
【００３７】
このように、サブタンク内において空気圧によって加圧された各インクが、サブタンク内に配置されたそれぞれのフロート部材の位置に基づく電気的な出力に基づいて、各サブタンクに対してインクが補給されるように構成されているので、インクの補給レスポンスを向上させることができ、サブタンク内のインクの貯留量が適切に管理される。
【００３８】
そして、各サブタンク７からはバルブ３５およびこれに接続されたチューブ３６を介して記録ヘッド６に対してインクが供給されるように構成されており、記録ヘッド６の図示せぬアクチェータに供給される印刷データに基づいて、記録ヘッド６のノズル形成面に形成されたノズル開口６ａより、インク滴が吐出されるように作用する。なお、図２において符号１１は、前記したキャッピング手段を示しており、このキャッピング手段１１に接続されたチューブは図示せぬ吸引ポンプ（チューブポンプ）に接続されている。
【００３９】
図３は、前記した圧力検出器２３の第１の実施の形態を断面図によって示したものである。この圧力検出器２３は、その外形が円筒状に形成された上ケース４１と、同じく外形が円筒状に形成された下ケース４２が具備されており、これら上ケース４１と下ケース４２との間には、可撓性弾性部材により円盤状に形成されたダイヤフラム４３が、その周縁部が挟持された形で配置されている。
【００４０】
前記ダイヤフラム４３は、図３に示されたようにその中央部に厚肉部４３ａが形成されており、この厚肉部４３ａと周縁部との間には、断面が半円状になされた薄肉部４３ｂが形成されている。なお、このダイヤフラム４３は好ましくはゴム素材により構成される。また、ダイヤフラム４３は布にゴム素材を充填した状態で形成されることもあり、この場合においてはダイヤフラムとしての耐久性を高めることができる。
【００４１】
一方、上ケース４１の上部には、円筒体４１ａが一体に形成されており、この円筒体４１ａのさらに内側の上部には内筒体４１ｂが円筒体４１ａと一体となるように形成されている。なお、図３に示された断面状態においては、前記内筒体４１ｂは浮いた状態に描かれているが、この内筒体４１ｂは、図に示された状態に対し、周方向に直交する位置で円筒体４１ａに結合されている。換言すれば、図に示されたように円筒体４１ａと内筒体４１ｂとの間には、対向するようにして一対の開口部４１ｃが形成されている。
【００４２】
前記円筒体４１ａの内部には、可動部材４４が軸方向（図３において上下方向）に摺動できるように収納されている。この可動部材４４は、二股状に形成され、且つそれぞれの先端部には爪状のストッパー部材４４ａが形成されており、このストッパー部材４４ａが前記開口部４１ｃに入り込んで、円筒体４１ａの上端部に係合するように構成されている。
【００４３】
そして、可動部材４４には、その内底部から一体に起立された起立部４４ｂが形成されており、図３に示す実施の形態においては、前記内筒体４１ｂの下端部と可動部材４４の内底部との間には、起立部４４ｂを捲装するようにしてコイル状のばね部材４５が配備されている。この構成により前記可動部材４４は、ばね部材４５によって図における下方向に付勢されるように構成されており、これにより可動部材４４の下底部は、前記ダイヤフラム４３の中央の厚肉部４３ａの上面に接した状態になされている。
【００４４】
一方、前記下ケース４２には、その下底部に空気加圧ポンプ２１からの加圧空気を、下ケース４２とダイヤフラム４３との間の空間部４２ａに導入するための加圧空気導入用の接続管４２ｂと、前記空間部４２ａから各メインタンク９に対してそれぞれ加圧空気を分配する複数の加圧空気分配用の接続管４２ｃとが形成されている。この実施の形態においては、前記したように４つのメインタンク９が備えられており、この場合においては加圧空気分配用の接続管４２ｃは、その数に応じて４個備えられる。なお、図３はこれを断面図で示している関係で、２つの加圧空気分配用の接続管４２ｃが示されている。
【００４５】
この構成によって、空気加圧ポンプ２１からの加圧空気は、加圧空気導入用の接続管４２ｂを介して圧力検出器２３の空間部４２ａに導入され、また各加圧空気分配用の接続管４２ｃを介して各メインタンク９における圧力室２５に加圧空気が印加されるように作用する。そして、空間部４２ａに導入された加圧空気の作用を受けて、前記ダイヤフラム４３は図中上方向に変位され、可動部材４４を上方に押し上げるように作用する。なお、前記ダイヤフラム４３と上ケース４１との間に形成される空間部は、円筒体４１ａと可動部材４４との隙間を介して大気に連通されている。
【００４６】
そして、この実施の形態においては、前記したように可動部材４４は、ばね部材４５によって図における下方向に付勢されるように構成されており、したがって前記ダイヤフラム４３が受ける空気圧とダイヤフラムの弾性による復帰力、ならびに前記ばね部材４５の付勢力とのバランスによるダイヤフラムの変位に基づいて、前記可動部材４４が上下に移動される。
【００４７】
なお、図３におけるＡ部に示されたように、可動部材４４には加圧空気を受けた場合にダイヤフラム４３が過度に変位されるのを阻止するための段差部４４ｄが形成されている。この構成と作用を説明するために、図３のＡ部を図４に拡大して示している。すなわち、図４の上半部に示す図はダイヤフラムが、通常またはそれ以下の空気圧を受けている状態を示しており、また図４の下半部に示す図はダイヤフラムが、所定以上の空気圧を受けた状態を示している。
【００４８】
図４に示すように、ダイヤフラムが、通常またはそれ以下の空気圧を受けている状態から、所定以上の空気圧を受けた状態に変化した場合には、可動部材４４が図中上部方向に移動し、可動部材４４の内底部から一体に起立された起立部４４ｂに形成された段差部４４ｄが、内筒体４１ｂの下端部を構成する当接部４１ｄに当接して可動部材４４のさらなる上昇を阻止するように構成されている。これにより、前記ダイヤフラム４３が過度の変位を受けるのを回避することができ、圧力検出器２３としての正常な機能が保証されるようになされている。
【００４９】
また、図３に示した実施の形態においては、可動部材４４は二股状に形成され、且つそれぞれの先端部に爪状のストッパー部材４４ａが配置されているので、このストッパー部材４４ａが円筒体４１ａの上端部に係合することで、前記ダイヤフラム４３は、前記ばね部材４５による過度の変位を受けないようになされている。しかしながら、前記したような爪状のストッパー部材４４ａが形成されない場合においては、下ケース４２の下底部中央に想像線で示したように円柱状のストッパー部材４２ｄを一体に成形し、これによりダイヤフラムの過度の変位を阻止するように作用させることが望ましい。
【００５０】
一方、前記可動部材４４に形成された起立部４４ｂにおける先端部の移動経路には、出力発生手段を構成する２組のフォトセンサ４６、４７が配置されている。このフォトセンサ４６および４７は、それぞれ光源４６ａ，４７ａと受光素子４６ｂ，４７ｂが具備されており、光源と受光素子がそれぞれ対向するようにして構成されている。そして、第１のフォトセンサ４６（以下、これを下限圧力センサともいう）は、可動部材４４における起立部４４ｂに近接した位置、すなわち図３に示されたように下側に配置されている。また、第２のフォトセンサ４７（以下、これを上限圧力センサともいう）は、可動部材４４における起立部４４ｂから離れた位置、すなわち図３に示されたように第１のフォトセンサ４６の上側に配置されている。
【００５１】
したがって、圧力検出器２３における前記空間部４２ａに導入される加圧空気が、下限設定圧力以下の状態である場合には、下限圧力センサ４６における光源４６ａからの投射光は受光素子４６ｂに到達し、受光素子４６ｂには電気的な出力が発生する。同様に上限圧力センサ４７における光源４７ａからの投射光も受光素子４７ｂに到達し、受光素子４７ｂには電気的な出力が発生する。
【００５２】
また、前記空間部４２ａに導入される加圧空気が、下限設定圧力を超えた場合には、ダイヤフラム４３が変位して前記起立部４４ｂの先端部が、下限圧力センサ４６における光源４６ａから受光素子４６ｂに至る光軸を遮断するように作用する。さらに、前記空間部４２ａに導入される加圧空気の圧力が増大して、上限設定圧力に達した場合には、同様にダイヤフラム４３がさらに変位して前記起立部４４ｂの先端部が、上限圧力センサ４７における光源４７ａから受光素子４７ｂに至る光軸を遮断するように作用する。
【００５３】
図５は、前記した作用を有する圧力検出器２３を用いて、空気加圧ポンプ２１を駆動制御する制御手段の動作ルーチンを示したものである。すなわち、ステップＳ１１においては、圧力検出器２３における下限圧力センサ４６による前記した電気的な出力が検証される。このステップＳ１１において、下限圧力センサ４６による圧力検出値が下限設定圧力以下の状態である（Ｌｏｗ）と判定されると、ステップＳ１２に移行し、加圧ポンプ２１を駆動する制御がなされる。
【００５４】
そして、加圧ポンプ２１の駆動状態において、ステップＳ１３に示すように上限圧力センサ４７による前記した電気的な出力が検証され、圧力検出値が上限設定圧力以上の状態である（Ｈｉｇｈ）と判定されると、ステップＳ１４に移行して加圧ポンプ２１の駆動を停止させるように制御される。この動作によって加圧ポンプ２１から各メインタンク９に至る空気流路には、十分な空気圧が蓄積される。
【００５５】
そして、再びステップＳ１１にリターンされ、下限圧力センサ４６による前記した電気的な出力が検証される。この場合には加圧ポンプ２１から各メインタンク９に至る空気流路には、下限圧力センサによって検出される前記下限設定圧力を十分に越えた空気圧が蓄積されているのでＨｉｇｈと判定され、リターンされる。そして、ステップＳ１１において常時下限圧力センサによる電気的な出力が検証され続け、例えば印刷動作によるインクの消費によって下限設定圧力よりも低下した（Ｌｏｗ）と判定された場合には、前記したようにステップＳ１２以降の動作が実行される。
【００５６】
なお、前記したステップＳ１２において加圧ポンプの駆動が開始され、ステップＳ１３における上限圧力センサ４７による検証結果が、上限設定圧力以下の状態である（Ｌｏｗ）と判定されている場合には、ステップＳ１５に示されたように加圧ポンプの連続駆動時間を検証するようになされている。このステップＳ１５においては、加圧ポンプの連続駆動時間が所定の時間（Ｂ）を経過したか否かが検証される。
【００５７】
そして、ステップＳ１３における圧力検出の状態がＬｏｗのままで、所定の時間（Ｂ）が経過した（Ｙｅｓ）と判定された場合には、加圧空気の供給系に何らかの障害が発生しているものとみなすことができる。この場合には、例えば記録装置に配置された図示せぬディスプレイに供給不良を示すエラーメッセイジ等を表示するようになされる。
【００５８】
以上のような動作シーケンスを採用することで、加圧ポンプ２１の一回の駆動動作により十分な空気圧（上限設定圧力）を蓄積することができる。したがって、インクの消費等による空気圧の低下により、下限圧力センサ４６がＬｏｗ状態を検出し、再び加圧ポンプ２１を駆動するまでには、相当の時間間隔がおかれることになり、加圧ポンプ２１の頻繁な駆動および停止の繰り返し作用を抑制させることができる。
【００５９】
次に図６は、圧力検出器２３の第２の実施の形態を断面図によって示したものである。なお、図６に示す圧力検出器２３においては、フォトセンサ４６の部分を除いて、その構成は図３に示した形態と同様になされている。したがって、図３に示した代表的な各部に相当する部分を同一符号で示し、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
この図６に示す形態における第１のフォトセンサとしての下限圧力センサ４６と、第２のフォトセンサとしての上限圧力センサ４７は、それぞれ可動部材における起立部４４ｂの移動経路に、光を投射する光源４６ａ，４７ａと、起立部４４ｂの移動に基づく前記光源の反射光を受光する受光素子４６ｂ，４７ｂとにより構成されている。したがって、この構成においては、起立部４４ｂとして反射特性の良好な白色の合成樹脂素材を用いることが望ましい。
【００６１】
この図６に示した構成によると、加圧空気が下限設定圧力以下の状態においては、起立部４４ｂの先端部は下限圧力センサにおける光源４６ａからの投射光は受光素子４６ｂ側に反射しない状態となる。これによる受光素子４６ｂの出力に基づいて、図５のステップＳ１１に示された判定がなされる。また、空気加圧ポンプ２１が駆動されて上限設定圧力に達すると、起立部４４ｂの先端部は上限圧力センサにおける光源４７ａからの投射光を受けて受光素子４７ｂ側に反射させる。これによる受光素子４７ｂの出力に基づいて、図５のステップＳ１３に示された判定がなされる。
【００６２】
なお、以上説明した図３および図６に示す圧力検出器２３の実施の形態においては、いずれも上ケース４１に形成された内筒体４１ｂの下端と可動部材４４の内底部との間に、起立部４４ｂを捲装するようにしてコイル状のばね部材４５が配置されている。しかしながら、前記ばね部材４５を除いた構成においても同様の機能を有する圧力検出器２３を構成することができる。
【００６３】
この場合においては、弾性素材により構成されたダイヤフラム４３の復帰力と、ダイヤフラムが受ける空気圧とのバランスによるダイヤフラムの変位に基づいて前記可動部材が進退されるように構成される。したがって、このような構成を採用する場合においては、可動部材４４の下底部がダイヤフラム４３の厚肉部４３ａの上面に接着された構成になされているか、またはダイヤフラム４３の厚肉部４３ａが可動部材４４の下底部に一体成形されて、両者が機械的に接続された構成になされている必要がある。
【００６４】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明にかかるインクジェット式記録装置によると、空気加圧ポンプとメインタンクとの間の空気流路には、加圧空気の下限設定圧力と上限設定圧力を検出することができる圧力検出器が配置され、前記圧力検出器が下限設定圧力以下の状態を検出した場合には、空気加圧ポンプを駆動するように制御すると共に、前記圧力検出器が上限設定圧力以上の状態を検出した場合には、空気加圧ポンプの駆動を停止させるように制御する制御手段を備えたので、空気加圧ポンプが頻繁に駆動および停止を繰り返すという問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインクジェット式記録装置の全体構成を示した平面図である。
【図２】メインタンクから記録ヘッドに至るインク供給システムを示した模式図である。
【図３】図２に示したインク供給システムにおいて用いられる圧力検出器の第１の実施の形態を示した断面図である。
【図４】図３に示した圧力検出器の一部の構成を拡大して示した断面図である。
【図５】圧力検出器による出力を利用して空気加圧ポンプを駆動制御する制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図６】圧力検出器の第２の実施の形態を示した断面図である。
【符号の説明】
１                            キャリッジ
６                            記録ヘッド
７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）  サブタンク
８                            カートリッジホルダ
９（９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ）  メインタンク（インクカートリッジ）
１０                          インク補給チューブ（インク補給路）
２１                          空気加圧ポンプ
２２                          圧力開放弁
２３                          圧力検出器
２４                          インクパック
２５                          圧力室
２６                          インク補給バルブ
３１                          フロート部材
３２                          永久磁石
３３（３３ａ，３３ｂ）        ホール素子
４１                          上ケース
４１ａ                        円筒体
４１ｂ                        内筒体
４２                          下ケース
４２ａ                        空間部
４２ｂ                        加圧空気導入用接続管
４２ｃ                        加圧空気分配用接続管
４２ｄ                        ストッパー部材
４３                          ダイヤフラム
４４                          可動部材
４４ａ                        ストッパー部材
４４ｂ                        起立部
４４ｄ                        段差部
４５                          ばね部材
４６                          第１フォトセンサ（下限圧力センサ）
４７                          第２フォトセンサ（上限圧力センサ）
４６ａ，４７ａ                光源
４６ｂ，４７ｂ                受光素子
【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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