JP2000141687A - インクジェット記録装置及びそれに用いられるインクタンク - Google Patents
インクジェット記録装置及びそれに用いられるインクタンクInfo
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Abstract
用し、安定して高品位の画像を出力可能にする。 【解決手段】 メインタンク134のインクを一時的に
保持し、記録ヘッド1へ供給するサブタンク50がイン
ク供給路中に設けられ、このサブタンク50はサブイン
ク袋50bとケース50hとを備えている。サブインク
袋50bは、インクタンク134からインクを受ける導
入口50fと、記録ヘッド1へインクを導出する導出口
50gとを備え、これらを除いて密閉空間を形成する。
ケース50hは、外部との連通部を除いてサブインク袋
50bを密閉空間内で保護する。導入口50fには第1
の開閉弁66が、導出口50gには第2の開閉弁65が
設けられている。さらに、サブインク袋50bとケース
50hとの間の空間の圧力を調整可能なポンプ67が、
連通部に連通している。
Description
X、複写機などの画像形成装置に利用されるインク供給
・回復機構を有するインクジェット記録装置及び該装置
に用いられるインクタンクに関し、より具体的には脱気
インクを使用するフルラインタイプの記録ヘッドを備え
たインクジェット記録装置及び該装置に用いられるイン
クタンクに関する。
からインクを吐出し被記録媒体に付着させて印字等の画
像記録を行うものであり、記録ヘッドのコンパクト化が
容易であり、高精細な画像を高速で記録することがで
き、ランニングコストが安く、ノンインパクト方式であ
るため騒音が少なく、しかも、多色のインクを使用して
カラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有し
ている。中でも、記録媒体の幅方向に多数の吐出口を配
列したラインタイプの記録ヘッドを使用したフルライン
型のインクジェット記録装置は、記録の一層の高速化が
可能である。
方式としては、サイズが大きな被記録媒体への記録や、
記録ボリュームが大きい装置に搭載される場合の液体の
補充という観点から、大容量のタンクが記録装置本体と
一体的に装着され、そのタンクからヘッドカートリッジ
までの間にチューブ等の管でインク流路を構成するとと
もに、インク流路中にヘッドカートリッジにインクを送
り込む為の機構を設け、この機構によりインクを補充す
る方式を採用することが多い。
において、液体供給経路の中間に一時的に液体を保有し
大気を導入することで液体を下流側に供給するサブタン
クを配置した構成を開示するとともに、サブタンクを密
閉減圧空間として減圧しつつサブタンクに液体を補充す
る液体補充方法を開示している。該方法によれば、サブ
タンク内を減圧するための負圧発生手段を液体供給経路
とは異なる経路に設けることで、液体供給経路が簡単な
構成となり、液体供給経路中にポンプなどの液体輸送手
段を設ける場合に比べ、輸送手段を通過することによっ
て生じるゴミの発生などがない、液体を安定して供給す
る液体供給装置を提供することができる優れた発明であ
る。
ンク供給のための流路構成を簡略化できるものの、上記
公報に開示されるサブタンクは、記録ヘッドへ液体を供
給する状態では大気に開放されている。しかしながら、
近年では従来以上に高精細な画像を高速で記録する要求
が高まってきており、印刷時のインク吐出の安定性を得
るための方法の一つとして、脱気処理したインクを使用
することがある。このような脱気インクを使用すること
で、インク中に不用意に気泡が発生することを防止でき
るが、上述のサブタンクは通常は大気に対して開放状態
であるので、経時的にインクの脱気度が低下してしまう
という問題があった。
液体供給は、水頭差を利用するか、記録ヘッド部に新た
に少量のインク収納部を設け、該インク収納部内に例え
ば毛管力発生部材などの負圧発生部材を備えることで行
っている。しかしながら、サブタンクは大気に対して開
放されているため、フルラインタイプの記録ヘッドの各
ノズルに確実にインクを行き渡らせるためには、いずれ
の場合でも回復ポンプによる吸引処理を行う必要があ
り、無駄にインクを排出する恐れがあった。
クタンクについて考慮すると、ガス透過性の観点や耐衝
撃性の観点から、従来はアルミ箔フィルムに樹脂をラミ
ネートしたインク袋を用いるインクタンクが用いられて
いた。しかしながら、近年は環境問題に対する観点か
ら、焼却処理の難しいアルミ箔フィルムを利用したイン
ク袋を備えるインクタンクのかわりに、上述のガス透過
性及び耐衝撃性に対する課題を満たしつつも、焼却処理
や再利用のしやすい構造のインクタンクが求められてい
た。
に想起されたものであり、本発明の第1の目的は、なる
べく簡単な構成で、タンク内のインクを有効に使用する
とともに、安定して高品位の画像を出力することのでき
るインクジェット記録装置を提供することである。
あわせて、あるいは単独で、ガス透過性及び耐衝撃性に
対する課題を満たしつつも、焼却処理や再利用のしやす
い構造のインクタンクを提供することである。
るための本発明のインクジェット記録装置は、インクを
吐出して記録媒体に付着させて画像を形成するインクジ
ェット記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給するインク
を貯蔵するインク袋を備えたインクタンクと、前記イン
クタンクから前記記録ヘッドへインクを供給するための
インク供給路と、該インク供給路中に設けられ、前記メ
インタンクのインクを一時的に保持し、該インクを前記
記録ヘッドへ供給するサブタンクと、を有するインクジ
ェット記録装置において、前記サブタンクは前記インク
タンクからのインクを受けるためのインク導入口と、前
記記録ヘッドへインクを導出するためのインク導出口
と、を備え、該インク導入口及びインク導出口を除いて
密閉空間を形成するサブインク袋と、該袋を覆うととも
に外部との連通部を備え、該連通部を除いて前記袋を密
閉空間内で保護するケースと、を備えるとともに、前記
インク導入口に設けられた第1の開閉弁と、前記インク
導出口に設けられた第2の開閉弁と、前記連通部に連通
するとともに、前記サブインク袋と前記ケースとの間の
空間の圧力を調整可能な圧力調整手段と、を備えること
を特徴とする。
脱気インクを使用する場合であっても、インク袋からイ
ンク供給路を経て記録ヘッドへ至るインク供給経路中で
大気に晒されることがないので、インクの脱気度の低下
をおこす恐れが少ない。加えて、圧力調整手段による加
圧、減圧動作を行うことで、インク供給経路中にポンプ
などを設けることなく、メインタンクからサブタンク、
及びサブタンクから記録ヘッドへのインク補給や、回復
動作を実現することができるとともに、特にサブタンク
から記録ヘッドへのインク補給に関しては加圧動作で補
給することで、タンク内のインクを有効に使用するとと
もに、安定して高品位の画像を出力することのできるイ
ンクジェット記録装置を提供することができる。
の本発明のインクタンクは、上述のインクジェット記録
装置に搭載可能なインクタンクであって、インクを収納
するインク袋と、該インク袋内のインクを外部に導出す
るためのインク供給口と、を備え、前記インク袋が可撓
性を有する樹脂材料により構成されることを特徴とす
る。
インクタンクと記録ヘッドとの間で水頭差や負圧バラン
スを考慮する必要がないので、上記第2の課題を解決す
るために可撓性はあるもののインクの導出に伴う圧力変
動の大きい、あるいはインク供給口部において発生する
負圧の高いインクタンクであっても有効に使用すること
ができる。上記インクタンクは、インク袋の材料として
樹脂を使用することで、環境問題に対処すると共に、上
記記録装置の効果を生かして、インクの導出に伴う変形
量の少ない、腰のある(あるいは袋の厚みのある)イン
クタンクとすることができるので、ガス透過性や耐衝撃
性の面をも満たすインクタンクを提供することができ
る。
明の他の形態のインクタンクは、インクを収納するイン
ク袋と、該インク袋内のインクを外部に導出するための
インク供給口と、を備えるインクタンクにおいて、前記
インク袋が可撓性を有する樹脂材料により構成されると
ともに、該インクタンクの使用開始前のインク袋のイン
ク供給口における大気圧に対する内圧が、−200mm
Aq.以下であることを特徴とする。
脂材料で構成することで焼却処理や再利用のしやすい構
造とすることができるとともに、予め初期の負圧が高
く、袋を構成する材料自体の剛性が高いため、物流時に
おいて衝撃や急激な環境変化の繰り返しによる袋の破
損、あるいは物流時の衝撃によるインク供給口部のシー
ルの損傷等による、インク漏れが発生する恐れが少ない
インクタンクを提供することができる。
て図面を参照して説明する。
録装置全体の概略構成について、図1を用いて説明す
る。
ラー記録ヘッド1と、カラーインクタンク11と、給紙
カセット10と、手差し給紙機構9と、記録媒体搬送手
段5と、排紙機構7とを有している。
たは手差し給紙のいずれかにより供給される。カセット
給紙の場合、給紙カセット10内の記録紙が給送ローラ
ー10aにより記録媒体搬送手段5へ導かれる。手差し
給紙の場合、給紙トレイ9a上の記録紙が給送ローラー
8により記録媒体搬送手段5へ導かれる。詳述しない
が、給紙方式としては、給送ローラー8,10aと分離
パッドにより記録紙を一枚ずつ分離する方式(デュプロ
方式)や、ツメ分離方式、リタード方式などがある。
搬送手段5に導入された記録紙は、止まっている一対の
レジストローラー4a,4bの当接部に先端が突き当た
る。さらに少し給送ローラー8,10を回転させると、
レジストローラー4a,4bと給送ローラー8,10と
の間で記録紙にたるみが生じることにより、記録紙の斜
送を補正することができる。そして、記録紙がレジスト
ローラー4a,4bの当接部に突き当たったことを図示
しないフォトセンサーが検知すると、レジストローラー
4a,4bが回転する。記録紙は、レジストローラー4
a,4bにより搬送されると、搬送ベルト5dと一対の
ピンチローラー12a,12bとにより挟持される。図
示しないが、ピンチローラーの下ローラー12bには高
電圧がかけられており、上ローラー12aは接地されて
いるので、ピンチローラー12a,12bを通った記録
紙は、搬送ベルト5dに静電吸着されながら搬送する。
搬送ベルト5dは、駆動ローラー5bと従動ローラー5
aと圧力ローラー5cとに掛け回されており、図示しな
いパルスモータ(駆動源)により駆動ローラー5bが駆
動されることによって、回転される。従って、搬送ベル
ト5d上に静電吸着された記録紙は、搬送ベルト5dの
回転に伴って、記録ヘッド1の直下の印字開始位置まで
搬送される。なお、圧力ローラー5cは、揺動可能なア
ーム(図示せず)の端部に回転可能に取付けられ、アー
ムがバネによって付勢されることにより、搬送ベルト5
dに張力を加している。
にわたって多数の記録素子が配列するフルラインタイプ
の記録ヘッドであり、記録紙搬送方向の上流側から1K
(黒)、1Y(イエロー)、1M(マゼンタ)、1C
(シアン)の4つが順に所定間隔で配置され、ヘッドホ
ルダ2に取り付けられている。また、非印字時に記録ヘ
ッドのノズルの乾燥を防止し、また回復動作時ノズルか
ら排出する排インクを受け取るための4つのキャップ3
が設けられている。このキャップ3は、キャップ支持部
材(図示せず)により支持されており、印字時は4つの
記録ヘッド1にそれぞれ隣接する状態に位置する。キャ
ップ時には、記録ヘッド1がヘッドホルダー2ごと上方
向へ移動し、次にキャップ3が記録ヘッド1の真下まで
それぞれ移動する。このキャップ3がスライドする際
に、キャップ3の端部に固定されたウレタンゴムなどの
弾性材のブレード21がそれぞれの記録ヘッド1のフェ
ース面に溜まったインクを拭き取る。そして、キャップ
3が記録ヘッド1の真下に位置した状態で、記録ヘッド
1がヘッドホルダー2ごと下げられることにより、キャ
ップ3上にヘッドフェース面が乗り、ヘッド1のキャッ
ピングが行われる。
熱を与えるヒーターを有しており、この加熱によりイン
クを膜沸騰させ、膜沸騰による気泡の成長または収縮に
伴う圧力変化によってノズルからインクを吐出させて記
録紙上に画像を形成する。そして、レジストローラー4
a,4bの回転開始をトリガーとしてタイミングを合わ
せて、記録ヘッド1K,1Y,1M,1Cが図示しない
駆動手段から適宜駆動信号を受けて、記録紙上の所定位
置にインクを吐出し所望の画像を形成する。
て搬送ベルト5dの上面に吸着され、記録ヘッド1に印
字されながら搬送ベルト5dにより搬送される。
排紙機構7に搬送される。排紙機構7の排紙ローラー7
bは、図示しない駆動源によって回転駆動される。拍車
7aは排紙ローラー7bに圧接している。画像形成後の
記録紙は、排紙ローラ7bと拍車7aとによって挟持さ
れ、排紙トレイ13に排紙され収容される。拍車7b
は、記録後の印字面と当接しても印字された画像のイン
クが転移して汚れることがないように、図示しないが先
端をとがらせた多数の小突起が外周部に設けられた形状
となっている。
ト記録装置のインク供給・回復機構及びインクタンクに
ついて、以下の各実施例で詳細に説明を行う。なお、以
下の各実施例において、記録ヘッド内のインク供給路は
途中で2方向に分かれ、ヘッド液室の両端からインクが
供給される構成であるが、それ以外のインク供給路構成
でも構わない。
のインクジェット記録装置のインク供給経路を説明する
ための説明図である。本実施例は、記録ヘッド1と、サ
ブインク袋50bで構成されているサブタンク50と、
インクタンク134とにより構成されたインク供給・回
復装置である。
ように、インクの入ったインク袋134aがカバー容器
134d、134eに覆われており、不図示の大気連通
口が設けられている。そして、記録装置本体の挿入口へ
装着されたインクタンク134のインク供給口134f
には、インク供給針48が突き刺されて、インク袋13
4aから記録装置本体内のインク供給路へインク供給可
能になっている。インクタンク134のインク供給口1
34fは、インク供給針48が突き刺されて接続される
構成であるため、インク供給針を抜き差しする時にイン
クが漏れないように、ゴム等の弾性材が設けられてい
る。
されたインクを吸収する廃インク吸収体である。廃イン
ク吸収体は吸湿性に優れていれば通常の不織布やウレタ
ンフォームなどでもよいが、本実施例の廃インク吸収体
は、綿状パルプ繊維中に高分子吸収体を含んだインク吸
収層と、該層を覆う不織布より形成され、不織布をヒー
トシールすることで、不織布の袋内部にインク吸収層を
有する構成となっている。不織布の材料としてはナイロ
ン、ポリエステル、ポリプロピレン等の合成繊維を利用
することができる。本実施例の場合、廃インクが廃イン
ク吸収体内に入り込むと、インク吸収層の高分子吸収体
が膨潤し、ゲル状の物質に変化し、吸収した水分の容積
に応じてその体積が増大する。この時、インク袋内部の
インクは消費されており、インク袋はしぼむことにな
る。即ち、本実施例のインクタンクでは、インクの消費
に伴い、インク袋がしぼむ代りに廃インク吸収体が膨潤
することで、膨潤した分だけ廃インク吸収体を有効に利
用することができるという利点がある。
へのインク供給経路中にはメインタンクのインクを一時
的に保持し、そのインクを前記記録ヘッドへ供給するサ
ブタンク50が設けられている。ここで、サブタンク5
0は、インクタンク134からのインクを受けるための
インク導入口50fと、記録ヘッド1へインクを導出す
るためのインク導出口50gと、を備え、インク導入口
50f及びインク導出口50gを除いて密閉空間を形成
するサブインク袋50bと、このサブインク袋50bを
覆うとともに外部との連通部を備え、この連通部を除い
て前記袋を密閉空間内で保護するケース50hと、を備
えている。この連通部には、サブインク袋50bとケー
ス50hとの間の空間の圧力を調整可能な圧力調整手段
としての吸引加圧ポンプ67が設けられている。吸引・
加圧ポンプ67は、サブタンク50内のサブインク袋5
0b周辺にエアーを送り込む、またはサブタンク50内
のインク袋50b周辺のエアーをサブタンク50外に送
り出す、加圧・吸引機能を備えたポンプであり、チュー
ブポンプ、シリンダーポンプなどが最適であり、吸引・
加圧ポンプ67の駆動源(モータ)を正逆転させること
により上記吸引・加圧機能を備えている。本実施例で
は、吸引・加圧ポンプ67としてチューブポンプを用い
ており、正転時はケース内部に空気を送り込むことでケ
ース内部空間を加圧し、逆転時にはケース内部の空気を
排出することでケース内部空間を減圧する構成となって
いる。
内部とを連通させるための大気連通口50aと、この連
通口を開閉するための大気連通口開閉弁50cとが設け
られており、チューブポンプの頃とチューブとの関係に
関わらず、ケース内の空間と外気との連通の制御を行う
ことが出来るようになっている。また、50dは圧力セ
ンサであり、サブタンク袋とケースとのあいだの空間の
圧力を検知し、後述するインク供給・回復動作を制御す
るために用いられる。センサとしては、半導体圧力セン
サなど、リニアに圧力を検知できるものが望ましい。5
0eはサブタンク残量センサであり、サブタンク中のイ
ンク量(あるいはインクの有無)を検知する。本実施例
では、サブタンクの袋の厚みを、フォトセンサとセンサ
ーフラグにより検知する構成となっている。
とインクタンク134との間のインク供給路には第1の
開閉弁66が、サブタンクのインク導出口50gと記録
ヘッド1との間のインク供給経路には、第2の開閉弁6
5が設けられている。開閉弁65,66は、ソレノイド
のプランジャーにシール機能をもたすことにより弁機能
を備えたソレノイド開閉弁などが考えられる。本実施例
では、開閉弁65は、ソレノイド電源がオンのとき開放
し、オフのとき閉じる構成に、開閉弁66は、ソレノイ
ド電源がオンのとき閉じ、オフのとき開放する構成にそ
れぞれなっている。次に、本発明の第1実施例のインク
ジェット記録装置の各種液体供給動作・回復処理動作に
ついて、図3及び図4のフローチャートを用いて説明す
る。
66を閉じ、第2の開閉弁65、大気連通口開閉弁50
cをそれぞれ開とする。そして、吸引加圧ポンプは作動
させずに、サブタンクから記録ヘッドへの水頭差を利用
して記録を行わせる。本実施例のサブタンクの容量(5
0cc〜100cc程度)はメインタンクの容量(40
0〜600cc程度)に比べて小さいため、装置内の記
録媒体の搬送系(記録媒体搬送手段5)のデッドスペー
スを利用して配置することができ、直接メインタンクか
ら水頭差を利用して記録ヘッドへインク供給する場合に
比べ、インクジェット記録装置の小型化を実現すること
ができる。
インクがない場合、図3(a)に示すように、まず弁6
6が開いていたら弁66を閉め(ステップS1)、大気
連通口開閉弁50cを閉める(ステップS2)(弁65
は開いている)。その後、吸引・加圧ポンプ67を正転
し、残検センサ50eがサブタンクが空であることを検
知するまで、ケース内部を加圧する(ステップS3)こ
とで、サブインク袋内のエアーを記録ヘッド1から外部
に排出させる。残検センサ50eがサブタンクが空であ
ることを検知したら(ステップS4)、ポンプ67を停
止させ、大気連通口開閉弁50cを開放することでサブ
タンク内のエアを抜き取ることができる。
給動作 メインタンクからサブタンクへインクを補給する場合、
図3(b)に示すように、まず大気連通口開閉弁50c
が開いていたら大気連通口開閉弁50cを閉め(ステッ
プS11)、を第2の弁65を閉める(ステップS1
2)。その後、圧力センサ50dの値が設定値になるま
で、吸引・加圧ポンプ67を逆転させ、ケース内部を減
圧する。その後、圧力センサ50dが設定圧力を検知し
たら(ステップS14)、第1の開閉弁66を開放する
(ステップS15)ことで、メインタンクからサブタン
クへのインク供給が行われる。ここで、減圧手段を駆動
させた後第1の開閉弁66を開放することで、インクが
逆流する恐れがない。また、この時、サブタンクへイン
クを供給するための減圧手段は、サブインク袋を介して
インク供給経路とは異なる経路に設けられているので、
インク供給経路中のインクが、減圧手段を通過すること
により汚れることがない。
(ステップS16)、第1の開閉弁としての弁66を閉
じ(ステップS17)、サブインク袋へのインク供給を
停止させる。次に、吸引・加圧ポンプ67を停止し(ス
テップS18)、大気連通口開閉弁50cを開放し(ス
テップS19)、第2の開閉弁である弁65を開放する
(ステップS20)ことでシーケンスが終了する。ここ
で、第1の開閉弁を閉じた後、ポンプ動作を停止させる
ことで、インクの逆流を防止することができる。逆流防
止の手段としては、サブタンクとメインタンクとの間
に、メインタンクからサブタンクへの方向にのみインク
の移動を許容する逆止弁を設けてもよい。なお、上述の
サブタンク内エア抜き動作から連続して、メインタンク
からサブタンクへの補給動作の動作を実行する場合に
は、サブタンク内エア抜き動作のシーケンスが終了して
から、メインタンクからサブタンクへの補給動作のシー
ケンスを実行するかわりに、サブタンク内エア抜き動作
のシーケンスのステップS5から、メインタンクからサ
ブタンクへの補給動作のシーケンスのステップS12へ
続くようにシーケンスを変更してもよい。
ク補充動作 サブタンクからヘッドへの強制インク補充を行う場合に
は、図4のフローチャートに示すように、まず記録ヘッ
ド1をキャップ3によりキャップする(ステップS3
1)。
で、インクをヘッド1へ加圧供給させるために、第2の
開閉弁65が開いていたら第2の開閉弁65を閉じ(ス
テップS32)、大気連通口開閉弁50cを閉じる(ス
テップS33)(この時、第1の開放弁66は閉じてい
る)。その後、圧力センサ50dが既定値になるまでポ
ンプを正転させ、ケース内部を加圧する(S34)。そ
の後、圧力センサ50dが設定圧力を検知したら(ステ
ップS35)、第2の開閉弁65を所定時間(1秒程
度)開放し(ステップS37)、再度閉じる動作を行な
う(ステップS38)。この動作を予め定めた所定の回
数(N)になるまで繰り返す(ステップS36〜S3
9)ことで、記録ヘッドの各ノズルにインクを完全に供
給させることが出来る。このように、本発明のインクジ
ェット記録装置では、加圧動作でヘッドへのインク供給
が行えるために、ヘッドへのインクの強制補給がスムー
ズに実現できる。
ドのノズルより、インクが流れ出る場合がある。そこ
で、キャップ3と廃インクタンク134pとの間のイン
ク回収経路中に、回復ポンプ16を備え、このポンプで
キャップへ漏れでたインクのみを吸引してもよい。この
時のインクの吸引量は、吸引動作のみでヘッドに強制的
にインクを補給する場合に比べて少ないものとなるの
で、インクを無駄なく使用することが出来る。
させ(ステップS41)、大気連通口開閉弁50cを開
放し(ステップS42)、第2の開閉弁65を開放する
(ステップS43)。その後、キャップを解除し(ステ
ップS44)、ゴムブレードなど周知の方法によりクリ
ーニングを行ない(ステップS45)、記録ヘッドのフ
ェイス面のインクを除去した後、再度キャップをして
(ステップS46)完了する。
ップを1回とすることで、加圧回復動作となる。
ェット記録装置のインク供給経路は、メインタンクから
記録ヘッドまでのインク供給経路が、各ノズルを除いて
外気に対して密閉空間を形成している。従って、使用す
るインクとして溶存酸素量が0.5ppm以下の脱気イ
ンクを用い場合であっても、経路中で脱気度が著しく低
下することはない。
に説明する。
の(a)〜(c)に示す如くシリカ(SiOx)層0.
005μmをベースに、両側をPETフィルム2μm、
PEフィルム25μmを蒸着したシリカ蒸着フィルム、
またはアルミナ(AlOx)層0.005μmをPET
フィルム12μmへ蒸着させ、PEフィルム25μmを
ラミネートしたアルミナ蒸着フィルム、または、エチレ
ン・ビニルアルコール共重合樹脂(商標:エバール)1
5μmをベースに、両側をPETフィルム12μm、P
Eフィルム25μmをラミネートしたエバールフィル
ム、等が考えられ、酸素透過率、窒素透過率はそれぞれ
以下に示す通りである。
/l」 で表される。但し、qはガス透過量を、Dは拡
散係数を、Sは溶解度係数を、Aはフィルム面積を、t
は時間を、△pはフィルム両側の圧力差を、lはフィル
ム厚さを、それぞれ表わし、D・Sはガス透過率であ
る。
ルムにより構成されるインク袋内にインク内に溶存する
気体(主に窒素80%、酸素20%)を脱気した脱気イ
ンクを、インク袋に注入し、インクタンクとして出荷す
る。通常、脱気インク中の気体量は、溶存酸素量(mg
/l、またはppm)で表すが、溶存酸素量を0.5p
pm以下の脱気インクをインク袋内に注入することが望
ましい。
は、出荷時からインクカートリッジがプリンター本体で
使用されるまでの長期間、外部である大気中の気体(酸
素、窒素)等が、インクタンクを形成するフィルムを透
過して、インク中へ侵入することにより、脱気インクの
溶存酸素量が徐々に増えてしまう。
袋を放置したときの年数と溶存酸素量の関係を示したグ
ラフ図である。
以内である。製造時、25℃、溶存酸素量0.5mg/
lのインクを注入すると、フィルムのガス透過率が1・
5cc/m2・atm・24hrsの場合、5年間放置
した場合、インク中の溶存酸素量が5.0ppmまで増
加してしまい、放置中の外気温度が60℃まで上昇した
場合、インク中の飽和時の溶存酸素量が5.48mg/
lであり、過飽和分の酸素量は気泡としてインク中に現
われてしまい、プリンター本体で使用するときに、供給
されるインクと共に気泡も一緒に記録ヘッドヘ供給され
ることにより、記録ヘッドのノズル部が目づまりを起こ
し、印字不良(不吐)を起こしてしまう。よって、5年
間放置したときに溶存酸素量が過飽和にならないガス透
過率をもつフィルムが必要であり、ガス透過率が1.0
cc/m2・atm・24hrs以下のフィルムが必要
となる。また同様にして、窒素の場合は、図7(b)の
窒素透過率が0.3cc/m2・atm・24hrs以
下が必要となる。言い換えれば、60度での飽和状態に
おいて、気泡を発生しないことが求められる。即ち、こ
の時の酸素透過量が5.43mg/l以下、窒素透過量
が10mg/l以下であることが望ましい。
アルミナフィルム等)は、このような条件を十分満たし
ており、さらに5年間の放置後でも、インクは脱気され
た状態を保ち続けているので、プリンター本体での印字
時、脱気インクが記録ヘッドヘ供給されることにより、
インク流路内の気泡は脱気インクであるインク中へ溶解
されるため、気泡による印字不良(不吐)が発生せず、
不吐頻度が減少する。よって、上記フィルムは、インク
タンクフィルムの樹脂材質としては最適である。もちろ
ん、ガス透過率はフィルムの厚さに反比例するので、フ
ィルムを厚くしてもよい。例えば、材質をPVDCにし
た場合、フィルム厚さ25μmで酸素透過率が10cc
/m2・atm・24hrsであり、酸素透過率を1.
0cc/m2・atm・24hrs以下にするために
は、PVDCの厚さを250μm以上にする必要があ
る。
厚くすることにより、酸素透過率、窒素透過率を少なく
することができる。このような単層フィルムのインクタ
ンクにより、複数のフィルムのラミネートによる二次加
工の必要がなくなることにより、コストの低減を図るこ
とができる。
するために、例えば図8に示すように、「PET−Al
Ox」フィルムを二層にし、「PET−AlOx−PE
T−AlOx−PE(厚さ12+0.05+12+0.
05+25=49.01μm)」のような構成とするこ
とができる。
ルム)はPETにAlOxを蒸著させたフィルムとして
加工されており、このフィルムに後加工としてPEフィ
ルムをラミネートさせている。よって、上記 「PET
−AlOx−PET−AlOx−PE」 のようなフィ
ルムは、「PET−AlOx」 フィルムを2枚ラミネ
ートさせ、次にPE等をラミネートさせることにより形
成する。
にすることにより、ガス透過率は30%低下させること
ができ、アルミナ蒸着二層フィルムの酸素透過率は0.
14cc/m2・atm・24hrsになり、アルミ箔
フィルムに近いガス透過率にさせることが可能となる。
また、上記構成のフィルムは、他にシリカ蒸着二層フィ
ルム、またはエバールフィルムをさらにラミネートさせ
ること等も可能である。
層ラミネートさせることにより、インク袋のガス透過率
を小さくすることができ、脱気インクの気泡不吐に対す
る効果をあげることができ、さらには樹脂フィルムを使
用することにより、インクカートリッジ使用後のインク
袋の焼却処理が可能となる。
ポンプによりメインタンクからサブタンクへインク供給
を行うので、インクタンクと記録ヘッドとの間で水頭差
や負圧バランスを考慮する必要がない。従って、リサイ
クル性を考慮し、可撓性を有する樹脂材料で構成する場
合に、ガス透過性を考慮してインク袋の厚みが厚く、イ
ンクの導出に伴う負圧変動が大きい、あるいはインク供
給口部における負圧の高いインクタンクでも使用するこ
とが出来る。具体的には、使用開始時のインクタンクの
インク供給口部における負圧が−200mmAq.以下
(即ち、負圧が大きい)のインクタンクでも十分使用す
ることが出来る。また、使用開始時と使用終了時(イン
クタンクが使用出来なくなった状態であり、内部にイン
クが含まれていても使用できない場合は使用終了とみな
す)とのインクタンクのインク供給口部における負圧の
差の絶対値が、300mmAq.以上(即ち、使用開始
時の負圧が−200mmAq.の時、使用終了時の負圧
が−500mmAq.以下(負圧が大きい))のインク
タンクでも使用することが出来る。これにより、例えば
インク収納部が単なる袋ではなく、予め立体的な構造
(例えば角柱構造)を有したインクタンクであっても使
用することが可能となる。その結果、インクタンクに占
めるインク収納部のスペース効率を高めることが可能と
なる利点がある。
ンク供給口部における負圧が−200mmAq.以下の
インクタンクは、単体でみると、インク袋を樹脂材料で
構成することで焼却処理や再利用のしやすい構造とする
ことができるとともに、予め初期の負圧が高く、袋を構
成する材料自体の剛性が高いため、物流時(通常はイン
ク供給口部はシール部材によりシールされる)において
衝撃や急激な環境変化の繰り返しによる袋の破損、ある
いは物流時の衝撃によるインク供給口部のシールの損傷
等による、インク漏れが発生する恐れが少ない、という
利点がある。このようなインクタンクは、本発明のサブ
タンクを備えたインクジェット記録装置に限らず、液体
供給経路中にポンプを備え、該ポンプを利用して記録ヘ
ッドへの液体供給をおこなうインクジェット記録装置に
利用することが出来る。
のインクジェット記録装置の右側断面図であり、図10
はインク供給回復装置のブロック図である。本実施例の
インクタンク134は、例えば図5(b)に示すよう
に、前述の第1実施例のインクタンクと同様、インクの
入ったインク袋134aがカバー容器134d、134
nに覆われた構成である。ここで、本実施例ではカバー
容器134nはカバー容器134eと実質的に同形状の
可撓性シートより形成されている。シート134nの材
質としては、ガス透過性の低い、アルミフィルムの両面
にナイロンとPEをそれぞれラミネートしたシート、ま
たはエバール((株)クラレの商品名:エチレン−ビニ
ルアルコール共重合樹脂の両面に他の樹脂をラミネート
したもの)などが最適であるが、その他の材質でもかま
わない。
jおよび加圧口134h以外から気体の漏れがないよう
に、カバー容器134dと134eの接合部はシール部
材などでシールしてある。134fはインク袋134a
のインクを外部に排出するためのインク供給口である。
される時、インクタンク134の加圧口134hは記録
装置本体のジョイント41と接続される。ジョイント4
1の先にはエアーなどの気体を溜めておくバッファー4
3が、さらにバッファー43の先にはエアーをバッファ
ー43内部へ送り込むポンプ(加圧回復手段)44が接
続されている。ポンプ44としてはチューブポンプが最
適であるが、その他のタイプのポンプでも構わない。ま
た、加圧口134hとバッファー43との間にはストッ
パー42が設けられており、バッファー43にエアーを
溜める時にインクタンク134へエアーが流れ込まない
ように、バッファー43内がある一定の圧力になるとス
トッパー42を解除する構成になっている。ストッパー
42は、ばね力でコロをゴムチューブに押し付けてチュ
ーブの流路を止め、ソレノイドのON、OFFにより解
除等を切り替える構成である(図示せず)。
つなぐ配管108としては、ポンプ44がチューブポン
プであること、バッファー44と加圧口134hとの間
にストッパー42が設けられているなどの理由から、可
撓性材質からなるゴムチューブが最適である。
ク(4色分のインクタンク134K,134Y,134
M,134Cおよび後述するサブタンク50K,50
Y,50M,50C)を切り替えるための切替バルブ4
9が、ストッパー42の下流側に配置されている(図1
0参照)。切替バルブ49としては、スプール式切替バ
ルブ、またはディスク式切替バルブなどが用いられる
が、その他のタイプの切替バルブでも構わない。
される時、インクタンクの排出口134jはジョイント
40と接続され、ポンプ44よりインクタンク内に送り
込まれる気体を排出する排出口109につながってお
り、途中に流路を遮断、連通を切り替えるための開閉バ
ルブ46が設けられている。
により記録ヘッド1に接続されており、その中間にサブ
インク袋50bを含むサブタンク50が介在している。
サブインク袋50bは、インク袋134aと同様にアル
ミフィルムなどの可撓性材質からなり、記録ヘッド1内
のインクのメニスカスを保持する役割がある。
インク供給管45の途中には、一方向弁51が設けられ
ている。一方向弁51としては、カサバルブ、チェック
バルブ等が用いられるが、その他のタイプの一方向弁で
も構わない。記録ヘッド1とサブタンク50との間に
は、圧力センサー35が設けられている。
は脱気インクを有効に使用するために、インクタンク1
34と記録ヘッド1との間のインク供給管45すべてを
ガスバリア性の良好な材質から形成することが好まし
い。
の下方で、通常では記録ヘッド1のノズル部分のメニス
カスが保たれない高さ(インクタンクと記録ヘッドの高
さの差が100mm以上)に位置している。しかし本実
施例では、サブタンク50が設けられており、記録ヘッ
ド1の高さとサブタンク50の高さとの関係が、記録ヘ
ッド1のノズル部分のメニスカスが保たれ、かつ印字に
悪影響を与えない負圧を与え得るように、0mm<
((記録ヘッド1の高さ)−(サブタンク50の高
さ))<100mmとなるように設定されている。ま
た、一方向弁51が、インクタンク134とサブタンク
50の高低により発生する圧力差によりインクがインク
タンク134へ逆流することを防止している。
ついて説明する。
のインク袋134aを加圧すると、インク袋134a内
のインクがサブタンク50へ供給される。サブタンク5
0へのインクの供給量は、圧力センサー35によりサブ
インク袋50b内の圧力を検知し、その圧力に基づいて
サブインク袋50b内のインク量を認識し、十分なイン
ク量が得られたらバルブ46を開放してインク袋134
aの加圧供給を停止することにより、調整することがで
きる。このようにして適当な量のインクが供給されたサ
ブタンク50のサブインク袋50bが、加圧ポンプ44
により加圧されると、サブインク袋50b内のインクが
記録ヘッド1へ供給される。
字を行なうと、主にインクを吐出させるために発生させ
るバブルがインク中に残り、その泡が成長することで、
記録ヘッド1のノズル内部のインクを断絶させてしま
い、不吐になってしまう。この状態を防ぐために、図1
0に示す切替バルブ49によりポンプ44をサブタンク
へ連通させ、ストッパー42を閉じながらポンプ44を
作動させて、エアーバッファー43内へエアーを溜めて
高圧にする。次にストッパー42を開放することによ
り、エアーバッファー43内のエアーをサブタンク50
内へ送り込み、サブインク袋50bを加圧する。サブイ
ンク袋50b内のインクは、エアーにより加圧されて記
録ヘッド1に流入し、記録ヘッド1のノズル部分からイ
ンクとインク中の気泡等とを流し出して、記録ヘッド1
の加圧回復動作が行なわれる。この加圧回復動作後すぐ
に排出口109を開放することにより、加圧回復により
消費される廃インク量を少なくすることができる。
検知することによって、サブタンク50内のインク残量
検知が可能であり(サブタンク50内のインクの残量が
少なくなるとインク供給管45内の圧力が低くなるた
め)、記録ヘッド1のノズル部分のメニスカスが保持さ
れているかどうかの目安となり、また回復動作の時にイ
ンクに加わる加圧力を測定できるため、適切な回復動作
を行なうことができる。また、加圧回復時に記録ヘッド
1のノズルが詰まっていてインクが排出できない時に
は、圧力センサー35により過大な圧力を検知して加圧
動作を停止させることにより、インク袋134aの破裂
などの事故を防止することができる。
クジェット記録装置の右側面図である。
134aを含むインクタンク134を、記録ヘッド1よ
りも上方に配置したものである。
の間に、インク供給管45を開閉するバルブ57が設け
られており、インクタンク134からサブタンク50へ
インクが供給される時にバルブ57を開放することによ
り、インクタンク134とサブタンク50との水頭差に
より生じる圧力によりインク袋134a内のインクがサ
ブインク袋50bへ移動する。この時、インク流路途中
にある圧力検知センサー35により、サブインク袋50
b内のインク残量を検出することが可能である。そし
て、サブインク袋50b内に十分な量のインクの存在が
確認されたら、バルブ57を閉じてサブインク袋50b
へのインク供給動作を終了する。
復動作の時には、第2実施例と同様に、ポンプ44によ
りサブタンク50内へエアーを送り込み、サブインク袋
50bを押しつぶすことにより、インクを記録ヘッド1
まで供給し、加圧回復動作させることができる。
回収部分134pの回収口134qとの間は、連通管5
4およびポンプ52およびジョイント55を介して連通
しており、ポンプ52の作動により、キャップ3内に溜
まったインクが、連通管54、ジョイント55、回収口
134qを介して、回収部分134pに回収される。以
上の構成によると、インクタンクからサブタンクへのイ
ンクの供給が、特別な駆動源を用いることなくバルブの
みでできることにより、装置の簡略化、コストダウンが
可能である。
(b)は、本発明の第4実施例のインクジェット記録装
置の正面図と右側面図である。 本実施例では、記録媒
体搬送手段5の筐体5eにインクタンク134が収納さ
れる構成になっており、筐体5eにはインクタンク13
4が着脱可能なように挿入ガイド(図示せず)が形成さ
れている。
着されたときに、インク袋134aとインク供給管45
とが連通するように、インク供給管45と連結されたイ
ンク供給針48が筐体5e内に内蔵されている。インク
タンク134の装着時に、インク供給針48がインク袋
134aのインク供給口134f(ゴムなどの弾性材で
シールしてある)に突き刺さることにより、インクタン
クのインク袋134a内のインクがインク供給管45を
介して記録ヘッド1へ供給される。
記録媒体搬送手段5に内蔵することにより、記録ヘッド
1に対するインクタンク134の水頭差を記録ヘッド1
内のインクのメニスカス保持に必要な条件、すなわち0
mm<(記録ヘッド1のフェース面の高さ−インクタン
ク134の高さ)<100mmを満たすことができ、正
常な印字動作が可能となる。さらに、記録装置本体の占
有面積を小さくすることが可能となる。もちろん、前述
の各実施例のようなサブタンク、及び圧力調整手段を本
実施例に適用することが出来る。この場合、メインタン
クによる水頭差調整を図る必要がなくなる。
インク供給・回復動作を、後述する加圧ローラーまたは
流体による加圧のいずれで行なうことも可能であり、ま
たその他の加圧手段を用いることもできる。
各実施例では、サブタンクに圧力調整手段を備えていた
が、本実施例、及び第6、第7実施例では、メインタン
クに圧力調整手段を備えた構成について説明する。これ
らの各実施例は単独で優れた発明であると共に、上述の
第1〜第4の各実施例に組み合せることで、それぞれの
技術課題に対し相乗的な効果を奏することが出来るもの
である。
ジェット記録装置の側面図、図14は本発明の第5の実
施例のインクタンク34を示す斜視図である。
は、インクが入っている可撓性のインク袋34aが、カ
バー容器34d,34eに覆われた構成である。インク
袋34aの材質としては、可撓性を有しガス透過性の低
い材質が好ましい。例えば、厚さ9μmのアルミフィル
ムをベースとして、表面に厚さ15μmのナイロンが、
裏面には厚さ60μmのポリエチレン(PE)がそれぞ
れラミネートされた材質が用いられる。このインク袋3
4aは、ヒートシールにより2枚のアルミフィルムの周
縁部裏面のPE同士を溶着させ封止させて形成されてい
る。なお、このインク袋34aの周縁部の一部にPEか
らなるインク供給口34fが設けられている。インク供
給口34fは、可撓性のインク供給管34bを介して記
録ヘッド1と接続するジョイント34cを有している。
ジョイント34cは記録ヘッド1と接続していない時に
はインク袋34a内部のインクを漏らさず、接続した時
のみインク袋34a内部のインクが記録ヘッド1内へ供
給されるような弁構造となっている(図示せず)。ま
た、可撓性のインク供給管34bは、ガス透過性の低い
材質、例えばフッ素樹脂(PVDFなど)等からなるこ
とが好ましいが、他の材質でも構わない。インクタンク
34は、未装着時は、前記の通りインク袋34aがカバ
ー容器34d,34eに覆われた状態(図14(a)の
状態)であるが、記録装置本体へ装着するときは、イン
クカバー容器34eをインクタンク34からはずし、イ
ンク袋34aがむき出しである状態(図13,図14
(b)の状態)にする。
うにするためには、脱気インクを使用することが好まし
く、さらに、インク供給管34bとして特にガスバリア
性の良い金属などの管、例えばステンレス管を用いるこ
とが好ましい。また、インク袋34a等も、大気中の気
体が侵入する大気連通口が存在しない構成にし、インク
袋34aの材質もガスバリア性の良好な材質にすること
が好ましい。
4eを外したインクタンク34が記録装置本体のインク
タンク挿入口に挿入される。また、インクタンク34の
ジョイント34cが記録装置本体のジョイント107へ
装着される。
平行に配置された二本のガイドシャフト31が設けられ
ており、このガイドシャフト31に沿って直線移動可能
な支持材32に、軸受けを介して回復ローラー(加圧回
復手段)30が回転可能に取り付けられている。支持材
32は、駆動伝達部(ギア)36を介して駆動回復モー
ター37と連結されているボールネジ33と螺合してい
る。回復ローラー30は、ゴムローラーが最適である
が、ハードローラーでも構わない。この回復ローラー3
0はインク袋34a上に位置しており、インク袋34a
を押しつぶす方向(図13下方向)にバネ付勢されたピ
ンチローラー状に取り付けられているか、もしくは回復
ローラー30とカバー容器34dの底面との距離を一定
に保つ構成である。これにより、回復ローラー30がイ
ンク袋34aを押しつぶすときに、インク袋34aを圧
接した部分からインクが外部に漏れないようになってい
る。また、ピンチローラー状の構成の場合、加圧したと
きに回復ローラー30が逃げない程度の強さのばね圧に
設定される。
37の回転方向や回転速度などを調整し、回復ローラー
30をXY方向に平行移動させることにより、インク袋
34aを押しつぶしてインク袋34a内部のインクを記
録ヘッド1へ供給することができる。なお、本実施例で
はボールネジ33により回復ローラー30を直線移動さ
せているが、タイミングベルトまたはラックギアなど他
の駆動伝達手段を用いて直線移動させることもできる。
駆動回復モーター37としては、正逆転可能で回転速度
を変化させることができ、停止精度の高いパルスモータ
ーが最適である。
記録装置本体のインクタンク挿入口へ、インクカバー容
器34eを外したインクタンク34を挿入する。また、
インクタンク34のジョイント34cを記録装置本体の
ジョイント107へ装着させる。通常、インクを記録ヘ
ッド1へ供給する場合、記録ヘッド1のノズル部分のメ
ニスカスを保持するためにはインクタンク34の高さに
制限があり、通常は、記録ヘッド1とインクタンク34
との高さの差は100mm以内程度である。ところが、
本実施例では、インクタンク34は記録媒体搬送手段5
の下方で記録ヘッド1のフェース面高さよりも低い位置
に配置されている。通常、記録媒体搬送手段5の高さは
少なくとも100mm以上であり、インクタンク34と
ヘッド1との高低差が100mmを超えるので、記録ヘ
ッド1のノズル部分のメニスカスを保持することができ
ない。そこで、本実施例では、駆動回復モーター37の
駆動により回復ローラー30をX方向へ移動させ、イン
ク袋34aに加圧してその内部を正圧にし、その圧力に
よりインクをインク供給口34fやインク供給管34b
を介して記録ヘッド1へ供給することができる。
センサー35が設けられているので、圧力センサー35
によりインクの圧力を検知して、その検知した圧力デー
タを駆動回復モーター37へフィードバックさせ、所定
のメニスカスが保ち得る圧力に合わせることができる。
また、駆動伝達部(ギア)36により駆動回復モーター
(パルスモーター)37の1パルス分に相当する回復ロ
ーラー30の移動量が定められるので、インク袋34a
に対する回復ローラー30の位置を調整し、駆動回復モ
ーター37の1パルス分に相当するインク袋内の圧力の
増加量を予め求めておく。そうすると、圧力センサー3
5により求めた圧力が不十分であった時に、駆動回復モ
ーター37に駆動パルスを何パルス供給すれば、所望の
圧力が得られるかが容易に算出可能である。こうして、
記録ヘッド1のメニスカスを保持させることができる。
印字を行なうと、インク袋34a内の圧力が徐々に下が
っていき、次第に記録ヘッド1のノズル部分のメニスカ
スが保てなくなる。そこで、前記の通り、駆動回復モー
ター37を作動させて回復ローラー30をX方向へ移動
させることにより、インク袋34a内の圧力を、予め設
定しておいた圧力に合わせて、記録ヘッド1のメニスカ
スを保持することができる。
けていると、主にインクを吐出させるために発生させる
バブルがインク中に残り、その気泡が成長することによ
り、ノズル内部のインクを断絶させてしまい、不吐にな
ってしまう。この状態を防ぐために、回復ローラー30
をある速度でX方向へ移動させインク袋34をさらに押
しつぶすことによりインクに瞬時に正圧を加え、その正
圧によりノズル内に溜まった気泡をインクと共にノズル
出口より排出させることができる。しかし、回復ローラ
ーをX方向へ移動させたままであると、図15(a)に
示すようにインク袋内の圧力が上がったままの状態がし
ばらく続くため、内部のインクが多量にノズルから排出
されてしまい、無駄に消費される排インクが多量になっ
てしまう。そこで、加圧回復動作後、X方向に移動した
回復ローラー30を直ちに逆転させY方向に移動させて
戻すことにより、インクの圧力は図15(b)に示すよ
うにただちに加圧回復前の圧力に戻るので、消費される
排インク量を極力少なくしつつ記録ヘッド1を回復させ
ることができる。
0はインクを記録ヘッド1へ供給回復する時にインク袋
34a上を転がりながらインク袋34a内のインクに正
圧を加えることにより記録ヘッド1へインクを供給回復
させることができる。この加圧回復動作を、記録装置本
体の電源が投入された時、ある所定枚数印字されるたび
に、または記録装置本体内に内蔵された図示しないタイ
マーにより設定された時間間隔毎に自動的に加圧回復動
作が行われるように設定しておくと、不吐のおそれなく
印字動作が行われる。
ンク袋の配設位置と記録ヘッドの配設位置との高低差が
大きく、従来は記録ヘッドに十分にインクを供給するこ
とが困難な位置関係にある場合にも、両者の工程差(水
頭差)に相当する圧力をインク袋に加えることにより、
記録ヘッドに十分にインクを供給し、ノズル部分のメニ
スカスを保持することができる。従って、記録ヘッド1
の直下に記録媒体搬送手段5を有するインクジェット記
録装置であっても、記録ヘッド1に対するインクタンク
34の配置上の制限を和らげることができ、記録装置本
体の占有面積を小さくすることが可能となる。
例のインクジェット記録装置の右側断面図である。な
お、本実施例において、前述の実施例と同一構成の部分
については、同じ符号を付与し、説明は省略する。
すような加圧口134h及び排出口134jを備えたも
のである。記録装置本体のインクタンク挿入口へ装着さ
れたインクタンク134は、インク供給口134fがジ
ョイント47と接続され、インク袋134a内のインク
が記録ヘッド1へ供給可能である。ジョイント47は、
インク供給口134fと接続していない時にはインク供
給管45内部のインクが漏れず、接続した時のみインク
袋134a内部のインクが記録ヘッド1内へ供給される
ような弁構造となっている(図示せず)。
した時、インクタンク134の加圧口134hは記録装
置本体のジョイント41と接続され、ジョイント41の
先にはエアーなどの気体を溜めておくバッファー43
が、さらにバッファー43の先には気体をバッファー4
3へ送り込むポンプ(加圧回復手段)44が接続されて
いる。ポンプ44としてはチューブポンプが最適である
が、他のタイプのポンプでも構わない。また、加圧口1
34hとバッファー43との間には、バッファー43に
気体を溜める時にインクタンク134へ気体が流れ込ま
ないように、ストッパー42が設けられ、バッファー4
3内がある一定の圧力になった時にストッパー42が解
除される構成になっている。本実施例のストッパー42
は、ばねの力でコロをゴムチューブに押し付けてチュー
ブの流路を止め、ソレノイドのON、OFFにより解除
等を切り替える構成である(図示せず)。なお、本実施
例では、加圧口134hからポンプ44までを接続する
配管としては、ポンプ44がチューブポンプであり、バ
ッファー43と加圧口134hとの間にストッパー42
が設けられることなどの理由から、可撓性材質であるゴ
ムチューブが最適である。
した時に、インクタンク134の排出口134jはジョ
イント40と接続され、ポンプ44よりインクタンク内
に送り込まれたエアーなどの気体を排出する排出口10
9につながっており、途中に流路の遮断、連通を切り替
えるためのバルブ46が設けられている。
を検知する圧力センサー35が設けられている。この圧
力センサー35によりインクの圧力を検知することによ
って、インクタンク内のインク残量検知としても利用で
き(インクタンク内のインクの残量が少なくなるとイン
ク供給管内の圧力が低くなるため)、記録ヘッド1のノ
ズル部分のメニスカスが保持されているかどうかの目安
となり、また回復動作の時のインクに加わる加圧力を測
定できるため、適切な回復動作を行なうことができる。
また、加圧回復時にノズルが詰まっていてインクが排出
できない時には、圧力センサー35により過大な圧力を
検知して加圧動作を停止させることにより、インク袋1
34aの破裂などの事故を防止することができる。
れの動作についてまとめる。
記録装置本体の挿入口に装着し、加圧口134hはバッ
ファー43と、排出口134jはジョイント40と、イ
ンク供給口134fはジョイント47とそれぞれ接続さ
れる。
ッパー42は連通された状態にしておき、ポンプ44で
エアーをインクタンク134内へ送り込むことにより、
可撓性のインク袋134aが加圧されてインク袋内部の
インクが押し出されインク供給管45を通じて記録ヘッ
ド1に供給される。インクタンク134は、記録媒体搬
送手段5の下方に位置し、通常では記録ヘッド1のノズ
ル部分のメニスカスが保ち得ない高さ(記録ヘッドとの
高さの差が100mm以上)に位置しているが、前記の
通り、ポンプ44でエアーをインクタンク134内へ送
り込んで、インクタンク134内の圧力を、記録ヘッド
1のフェース面の高さとインクタンク134との高さの
差に相当する圧力に保つと、記録ヘッド1のノズル部分
のメニスカスを保持することができる。
までの時間を短縮するために、ポンプ44でエアーをイ
ンクタンク134内に送り込む工程において、初めは記
録ヘッド1のフェース面の高さとインクタンク134の
高さとの差に相当する圧力よりも、インクタンク134
内を高い圧力に保ち、インクが記録ヘッド1に到達する
寸前に、インクタンク134内の圧力を下げて、記録ヘ
ッド1のフェース面の高さとインクタンク134との高
さの差に相当する圧力にすると、作業時間を短縮させる
ことができる。
は、バッファー43に取り付けた気体用圧力センサー
(図示せず)を用いてインクタンク134内圧力を検知
しながら調整する方法、もしくはチューブポンプ44の
作動量(回転数)とインクタンク134内の圧力との関
係を予め求めておき、チューブポンプ44の回転数を制
御することでインクタンク134内の圧力を調整する方
法などがある。
トッパー42は遮断状態にして、インクタンク134内
の圧力を一定に保つ。
ッパー42は遮断状態としておく。そして、ポンプ44
を作動させて加圧用のエアーをバッファー43内に充満
させる。この時、前記の通り、バッファー43内の圧力
は、バッファー43に気体用圧力センサー(図示せず)
を設けておいて検知したり、ポンプ44の回転数からそ
れに対応する圧力を求めることにより知ることができ
る。
り、バッファー43内のエアーを一気にインクタンク1
34内に送り込むことにより、インク袋134aをエア
ーの圧力により押しつぶすことができる。インク袋13
4aが押しつぶされると、インクが記録ヘッド1に一気
に流入し、記録ヘッド1のノズル部分からインクとイン
ク中の気泡等をが流し出され、記録ヘッド1の加圧回復
動作が行われる。
ルプ46を開放すると、加圧回復時にノズルから排出さ
れる排インクを必要最低限に抑えることが可能となる。
述の第5実施例と同様に、インク袋の配設位置と記録ヘ
ッドの配設位置との高低差にかかわらず、記録ヘッドの
十分にインクを供給しインクのメニスカスを保持でき
る。従って、インクタンク134の配置上の制限を和ら
げることができ、記録装置本体の占有面積を小さくする
ことが可能となる。
を加圧する媒体として使用していたエアーに代えて、液
体を用いてもよい。この場合、加圧媒体が液体であるこ
とにより、気体より圧縮性が低い分、大きい加圧力を得
ることが可能であり、回復能力が高くなる。
例のインクジェット記録装置の右側面図である。
インク袋234aを押すための押し付けバネ234mが
設けられており、この押し付けバネ(加圧回復手段)2
34mがインク袋押し付け板234nを介して常時イン
ク袋234aを押圧している。押し付けバネ234mの
押圧力は、インクタンク234の高さと記録ヘッド1の
フェース面の高さの差により生じる圧力とつり合って、
記録ヘッド1のノズル部分のメニスカスが保たれるよう
に(インクが逆流しないように)、インクタンク234
の高さと記録ヘッドのフェース面の高さの差に相当する
大きさに設定されている。
234aに常にバネ力を加えることにより、インク袋2
34aを含むインクタンク234の、記録ヘッド1に対
する配置上の制限を和らげることができ、記録装置本体
の占有面積を小さくすることが可能となる。
インク袋から記録ヘッドまでのインク供給経路内で可撓
性のインク袋に加圧することにより、記録ヘッドへのイ
ンク供給および記録ヘッド回復動作が可能である。特に
記録ヘッドとインク袋との途中に、可撓性のサブインク
袋を設ける構成とすると、記録装置の省スペース化を図
ることができる。
脱気インクを使用する場合であっても、インク袋からイ
ンク供給路を経て記録ヘッドへ至るインク供給経路中で
大気に晒されることがないので、インクの脱気度の低下
をおこす恐れが少ない。加えて、圧力調整手段による加
圧、減圧動作を行うことで、インク供給経路中にポンプ
などを設けることなく、メインタンクからサブタンク、
及びサブタンクから記録ヘッドへのインク補給や、回復
動作を実現することができるとともに、特にサブタンク
から記録ヘッドへのインク補給に関しては加圧動作で補
給することで、タンク内のインクを有効に使用するとと
もに、安定して高品位の画像を出力することができる。
インクタンクと記録ヘッドとの間で水頭差や負圧バラン
スを考慮する必要がないので、脱気インクなどを使用す
る際に、可撓性はあるもののインクの導出に伴う圧力変
動の大きい、あるいはインク供給口部において発生する
負圧の高いインクタンクであっても有効に使用すること
ができる。上記インクタンクは、インク袋の材料として
樹脂を使用することで、環境問題に対処すると共に、上
記記録装置の効果を生かして、インクの導出に伴う変形
量の少ない、腰のある(あるいは袋の厚みのある)イン
クタンクとすることができるので、ガス透過性や耐衝撃
性の面をも満たすことができる。
ンク袋を樹脂材料で構成することで焼却処理や再利用の
しやすい構造とすることができるとともに、予め初期の
負圧が高く、袋を構成する材料自体の剛性が高いため、
物流時において衝撃や急激な環境変化の繰り返しによる
袋の破損、あるいは物流時の衝撃によるインク供給口部
のシールの損傷等による、インク漏れが発生する恐れが
少ない。
おいて、インク袋と記録ヘッドとの高さの差(水頭差)
に相当する圧力をインク袋に加えることにより、記録ヘ
ッドに十分なインク供給が可能で、インクのメニスカス
を保持することができるため、インク袋の記録ヘッドに
対する高さ位置の制約を低減することができ、設計の自
由度が増すとともに、記録装置の省スペース化を図るこ
とが可能となる。
い位置に配置すると、インク袋からサブインク袋へのイ
ンク供給が、インクの自重により行うことができ、イン
ク供給のための駆動源(ポンプ)が不要となる。また、
インク袋を、記録ヘッドの下に位置する記録媒体搬送手
段内に収納する構成とすると、記録ヘッドのインクのメ
ニスカスを保持し得る高さ位置にインク袋を配置させる
ことが可能となり、本体の省スペース化を図ることがで
きる。
一例を示す概略正面図である。
のインク供給経路を説明するための説明図である。
のシーケンスを説明するための説明図である。
のシーケンスを説明するための説明図である。
のインクジェット記録装置に搭載可能なインクタンクを
示す斜視図である。
脂フィルムの構成を示す模式断面図である。
ィルム材質の酸素透過率・窒素透過率とインクカートリ
ッジ放置日数の関係を示すグラフ図である。
脂フィルムの構成の変形例を示す模式断面図である。
のインク供給経路を説明するための説明図である。
ンクを加圧するための気体の流路を示すブロック図であ
る。
置を説明するための説明図である。
置を説明するための説明図である。
置を説明するための説明図である。
クタンクを示す斜視図である。
ク加圧回復時のインクにかかる圧力と時間の関係を示す
グラフである。
置を説明するための説明図である。
装置を説明するための説明図である。
ンク 11a 貯蔵部分 11b 回収部分 12a,12b ピンチローラー 13 排紙トレイ 14 サブタンク 16 回復ポンプ 17 加圧ポンプ 18 吸引ポンプ 19 インク供給針 21 ブレード 30 回復ローラー(加圧回復手段) 31 ガイドシャフト 32 支持材 33 ボールネジ 34 インクタンク(メインタンク) 34a インク袋 34b インク供給管 34c ジョイント 34d,34e カバー容器 34f インク供給口 35 圧力センサー 36 駆動伝達部 37 駆動回復ローラー 40 ジョイント 41 ジョイント 42 ストッパー 43 バッファー 44 ポンプ(加圧回復手段) 45 インク供給管 46 バルブ 47 ジョイント 48 インク供給針 49 切替バルブ 50 サブタンク 50a 大気連通部 50b サブインク袋 50c 大気連通部開閉弁 50d サブタンク残量検知センサー 50e サブタンク圧力検知センサー 50f インク導入口 50g インク導出口 50h ケース 51 一方向弁 52 ポンプ 54 連通管 55 ジョイント 57 バルブ 60 加圧媒体液タンク 65,66 開閉弁 67 吸引加圧ポンプ 100,101,102,103 チューブ 104 液面検知機構 105 弾性材 106 駆動源 107 ジョイント 108 配管 109 排出口 134 インクタンク(メインタンク) 134a インク袋 134d,134e カバー容器 134f インク供給口 134h 加圧口 134j 排出口 134m 弾性材 134n カバー容器(可撓性シート) 134p 回収部分 134q 回収口 234 インクタンク 234a インク袋 234m 押し付けバネ(加圧回復手段) 234n インク袋押し付け板
Claims (20)
- 【請求項1】 インクを吐出して記録媒体に付着させて
画像を形成するインクジェット記録ヘッドと、 前記記録ヘッドに供給するインクを貯蔵するインク袋を
備えたインクタンクと、 前記インクタンクから前記記録ヘッドへインクを供給す
るためのインク供給路と、 該インク供給路中に設けられ、前記メインタンクのイン
クを一時的に保持し、該インクを前記記録ヘッドへ供給
するサブタンクと、を有するインクジェット記録装置に
おいて、前記サブタンクは前記インクタンクからのイン
クを受けるためのインク導入口と、前記記録ヘッドへイ
ンクを導出するためのインク導出口と、を備え、該イン
ク導入口及びインク導出口を除いて密閉空間を形成する
サブインク袋と、該袋を覆うとともに外部との連通部を
備え、該連通部を除いて前記袋を密閉空間内で保護する
ケースと、を備えるとともに、前記インク導入口に設け
られた第1の開閉弁と、前記インク導出口に設けられた
第2の開閉弁と、前記連通部に連通し、前記サブインク
袋と前記ケースとの間の空間の圧力を調整可能な圧力調
整手段と、を備えることを特徴とするインクジェット記
録装置。 - 【請求項2】 前記ケースに、該ケース内部と外部とを
連通するための大気連通部と、該連通部に設けられた大
気連通部開閉弁と、を備えることを特徴とする請求項1
に記載のインクジェット記録装置。 - 【請求項3】 前記サブタンクに、該サブインク袋内の
液体の残量を検知するための残量検知手段を備えること
を特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装
置。 - 【請求項4】 前記大気連通部開閉弁及び前記第2の開
閉弁を閉じ、前記第1の開閉弁を開いて前記圧力調整手
段により前記サブインク袋と前記ケースとの間の空間の
圧力を減圧することで、前記メインタンクから前記サブ
インク袋へ液体を補充することを特徴とする請求項2に
記載のインクジェット記録装置。 - 【請求項5】 前記第1の開閉弁を開く前に前記圧力調
整手段による減圧動作を行うことを特徴とする請求項4
に記載のインクジェット記録装置。 - 【請求項6】 前記液体補充動作後に、前記第1の開閉
弁を閉じた後に、前記圧力調整手段の動作を停止させ、
前記大気連通部開閉弁及び前記第2の開閉弁を開くこと
を特徴とする請求項4に記載のインクジェット記録装
置。 - 【請求項7】 前記大気連通部開閉弁及び前記第1の開
閉弁を閉じ、前記第2の開閉弁を開いて前記圧力調整手
段により前記サブインク袋と前記ケースとの間の空間の
圧力を加圧することで、前記サブインク袋から前記記録
ヘッドへ液体を補充することを特徴とする請求項2に記
載のインクジェット記録装置。 - 【請求項8】 前記インク袋が前記サブインク袋よりも
上方に位置しており、水頭差により前記サブインク袋に
インク供給可能である請求項1に記載のインクジェット
記録装置。 - 【請求項9】 前記インクが脱気インクであることを特
徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。 - 【請求項10】 請求項1に記載のインクジェット記録
装置に搭載可能なインクタンクであって、 インクを収納するインク袋と、該インク袋内のインクを
外部に導出するためのインク供給口と、を備え、前記イ
ンク袋が可撓性を有する樹脂材料により構成されること
を特徴とするインクタンク。 - 【請求項11】 前記インク袋を構成する樹脂材料が、
1.0cc/m2・atm・24hrs以下の酸素透過
率であることを特徴とする請求項10に記載のインクタ
ンク。 - 【請求項12】 前記インク袋を構成する樹脂材料が、
0.3cc/m2・atm・24hrs以下の窒素透過
率であることを特徴とする請求項10に記載のインクタ
ンク。 - 【請求項13】 前記インク袋内に収納されたインクの
溶存酸素量が、5.43mg/l以下であることを特徴
とする請求項10に記載のインクタンク。 - 【請求項14】 前記インク袋内に収納されたインクの
溶存窒素量が、10mg/l以下であることを特徴とす
る請求項10に記載のインクタンク。 - 【請求項15】 前記インクジェット記録装置に装着す
る前のインク袋のインク供給口における大気圧に対する
内圧が、−200mmAq.以下であることを特徴とす
る請求項10に記載のインクタンク。 - 【請求項16】 前記インクジェット記録装置に装着す
る前のインク袋のインク供給口における大気圧に対する
内圧と、該インク袋内のインクを使用した後のインク供
給口における大気圧に対する内圧と、の差の絶対値が、
300mmAq.以上であることを特徴とする請求項1
0に記載のインクタンク。 - 【請求項17】 前記インクが脱気インクであることを
特徴とする請求項10に記載のインクタンク。 - 【請求項18】 インクを収納するインク袋と、該イン
ク袋内のインクを外部に導出するためのインク供給口
と、を備えるインクタンクにおいて、前記インク袋が可
撓性を有する樹脂材料により構成されるとともに、該イ
ンクタンクの使用開始前のインク袋のインク供給口にお
ける大気圧に対する内圧が、−200mmAq.以下で
あることを特徴とするインクタンク。 - 【請求項19】 前記インク袋を構成する樹脂材料が、
1.0cc/m2・atm・24hrs以下の酸素透過
率であることを特徴とする請求項18に記載のインクタ
ンク。 - 【請求項20】 前記インク袋を構成する樹脂材料が、
0.3cc/m2・atm・24hrs以下の窒素透過
率であることを特徴とする請求項18に記載のインクタ
ンク。
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