JP2000326523A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク供給および循環モード、リサイクルモ
ード等の、各動作モードでポンプを駆動してインクを輸
送するに当たり、外気温等、外部環境の違いや、ポンプ
機能の経年劣化等により輸送能力が変化するために、特
に、インク循環モードによる記録ヘッドの回復動作で
は、記録ヘッドからのインク廃液が設計上決められた値
に対してばらつくために、記録ヘッドの吐出不良を誘発
して記録品位に多大な影響を与えている 【解決手段】 インクを貯蔵するためのインクタンク
と、インクを記録ヘッドに供給するためのポンプ機構
と、該ポンプ機構により輸送されるインク流量を測定す
るインク流量測定手段と、インク流量を制御するインク
流量制御手段とを有するインク供給装置を備え、インク
流量の測定結果に基づいてインク流量を制御することを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズルからインク
を吐出するインクジェット記録ヘッドを用いて記録媒体
に画像を記録するインクジェット記録装置、特に、この
ようなインクジェット記録装置のインク供給装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】今日、記録装置として種々の記録方式が
開発されているが、その中でもインクジェット記録方式
は、記録媒体に対して非接触であるために静粛性および
記録の高速性に優れ、かつ高密度記録が可能であって、
カラー化および小型化が容易であることから広く用いら
れている。

【０００３】インク吐出を行わせるために利用されるエ
ネルギーとして熱エネルギーを発生する手段などの代表
的な構成や原理については、液体（インク）が保持され
ている液路に対応して配置されている電気熱変換体に、
記録情報に対応していて核沸騰を超える急速な温度上昇
を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによ
って電気熱変換体に熱エネルギーを発生させ、記録ヘッ
ドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動
信号に一対一で対応した液体（インク）内に気泡を形成
できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐
出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なく
とも１つの滴を形成する。

【０００４】このような基本原理を応用した従来のイン
クジェット記録装置におけるインク供給系のインク流路
を形成するインク供給装置の概略が図６に示されてい
る。

【０００５】図６に示されるように、インクジェット記
録装置は、インクジェット記録ヘッド１０１（以下、単
に記録ヘッドと言う）と、回復桶１０２と、インクタン
ク１０３と、エアーバッファータンク１０４と、インク
カートリッジ１０５と、加圧ポンプ１１０と、リサイク
ルポンプ１２０とから概ね構成されるインク流路を形成
するインク供給装置を有している。このようなインク供
給装置は、更に、加圧弁１０６と、大気開放弁１０７
と、吸引弁１０８と、メカニカル弁１３０と、一方向弁
１３１、１３２と、フィルター１３３とを有している。
また、加圧ポンプ１１０は、回転部材１１１と、コロ１
１２と、ポンプチューブ１１３と、ポンプチューブ押圧
部材１１４とから構成されており、さらに、リサイクル
ポンプ１２０は、回転部材１２１と、コロ１２２と、ポ
ンプチューブ１２３と、ポンプチューブ押圧部材１２４
とから構成されている。

【０００６】記録ヘッド１０１は、チューブ１４０によ
りエアーバッファータンク１０４と接続され、途中に加
圧弁１０６が設けられており、さらに、チューブ１４１
によってインクタンク１０３と接続され、途中に吸引弁
１０８が設けられている。また、インクタンク１０３の
頂部には、大気に連通したチューブ１４２が接続されて
おり、途中に大気開放弁１０７が設けられている。さら
にまた、インクタンク１０３は、チューブ１４３により
インクカートリッジ１０５と接続され、間にメカニカル
弁１３０が設けられている。また、インクカートリッジ
１０５は、チューブ１４４によってエアーバッファータ
ンク１０４と接続され、途中に一方向弁１３１が設けら
れている。

【０００７】図示のこのようなインク流路を形成するイ
ンク供給装置において、記録を行ったり、記録ヘッド１
０１の回復動作に要するインクは、インクタンク１０３
に貯蔵されており、この貯蔵するためのインクは、着脱
可能なインクカートリッジ１０５から供給される。

【０００８】また、インクタンク１０３とエアーバッフ
ァータンク１０４上には、加圧弁１０６と、大気開放弁
１０７と、吸引弁１０８とが夫々エアーバッファータン
ク１０４から記録ヘッド１０１に至るインク流路中と、
インクタンク１０３から外気に連通するエアー流路中
と、インクタンク１０３から記録ヘッド１０１に至るイ
ンク流路中とに夫々配置されている。これら加圧弁１０
６、吸引弁１０７、大気開放弁１０８は図示しない駆動
手段によって、同時に開放、密閉への切り換えが可能で
ある。また、メカニカル弁１３０はインクカートリッジ
１０５を装着した時にのみ双方向に流通可能な状態とな
る。

【０００９】なお、各部分へのインクの輸送は、ポンプ
機構を形成する加圧ポンプ１１０とリサイクルポンプ１
２０との２つのチューブポンプによって行われる。以下
に、各動作モードにおける動作方法およびインクの流通
経路に就いて説明する。

【００１０】インク供給モード：プリンタの初期状態、
もしくは記録動作や記録ヘッド１０１の回復動作のため
に、インクタンク１０３内に貯蔵されたインクを記録可
能の下限レベル１１６にまで消費した際に、インクをイ
ンクタンク１０３内に供給すること、もしくはインクタ
ンク１０３内のインクと、インクカートリッジ１０５内
のインクを一定量入れ換えて、インクの成分劣化を平均
化すること、等を目的としたモードである。

【００１１】動作順序としては、先ず、加圧ポンプ１１
０のポンプチューブ押圧部材１１４を図示しない駆動手
段によって上昇させて、回転部材１１１の外周部に配置
されたコロ１１２によってポンプチューブ１１３を押圧
状態にした後、インクタンク１０３およびエアーバッフ
ァータンク１０４上に配置された加圧弁１０６、大気開
放弁１０７、吸引弁１０８を図示しない駆動手段によっ
て同時にインクおよびエアーの流通不可能な状態に密閉
状態にする。このような密閉状態において、回転部材１
１１を反時計方向に回転させて加圧ポンプ１１０をチュ
ーブポンプとして機能させると、この加圧ポンプ１１０
の圧送力によって、チューブ１４４を介して、インクカ
ートリッジ１０５〜一方向弁１３１〜エアーバッファー
タンク１０４〜加圧ポンプ１１０のポンプチューブ１１
３〜インクタンク１０３、さらにインクタンク１０３か
らチューブ１４３を介して、メカニカル弁１３０〜イン
クカートリッジ１０５へと至る、記録ヘッド１０１と独
立し、かつ外部より隔離されたインク循環流路が形成さ
れる。この場合に、インクはインクタンク１０３内に供
給され、インク液面が上限レベル１１５以上になると、
上記インク流路内を循環する。

【００１２】なお、このインク供給モ−ド動作中、リサ
イクルポンプ１２０のポンプチューブ１２３を介してイ
ンクタンク１０３から排出される正圧は一方向弁１３２
により保持される。

【００１３】また、インク供給モード終了後は、ポンプ
チューブ押圧部材１１４を下降させて、コロ１１２とポ
ンプチューブ押圧部材１１４によるポンプチューブ１１
３の押圧を解除し、エアーバッファータンク１０４内の
圧力を均等にした後、加圧弁１０６、大気開放弁１０
７、吸引弁１０８を図示しない駆動手段によって同時に
インクおよびエアーの流通可能な開放状態へと切り換え
る。

【００１４】インク循環モード：インクジェット記録装
置においては、記録ヘッド１０１の長手方向の、ノズル
面１０１ａ上の位置に配列される個々のノズルにおい
て、記録画像形状によって発生する非吐出ノズル中のイ
ンク増粘やゴミ詰まり等による吐出不良を防止するため
に、シーケンス制御により、ノズルから回復桶１０２内
に自己吐出もしくは強制的にインクを吐出させるが、本
モードは、後者に相当するチューブポンプとしての加圧
ポンプ１１０によってインクを記録ヘッド１０１に圧送
して、ノズルからインクを強制排出させ記録ヘッド１０
１内の汚損を取り除くためのモードである。

【００１５】動作順序としては、先ず、チューブ押圧部
材１１４、１２４を図示しない駆動手段によって上昇さ
せて回転部材１１１、１２１の外周部に配置された各コ
ロ１１２、１２２によってポンプチューブ１１３、１２
３を夫々押圧状態にした後、インクタンク１０３および
エアーバッファータンク１０４上に配置された加圧弁１
０６、大気開放弁１０７、吸引弁１０８を図示しない弁
駆動手段によって同時にインクおよびエアーの流通可能
な開放状態にする。

【００１６】次に、回転部材１１１を時計方向に回転さ
せてチューブポンプとして加圧ポンプ１１０を機能させ
ると、インクタンク１０３からインクが吸引されて、エ
アーバッファータンク１０４、加圧弁１０６を通ってイ
ンクが記録ヘッド１０１に供給される。なお、エアーバ
ッファータンク１０４に圧送されるインクは、一方向弁
１３１によりインクカートリッジ１０５への流入が抑止
される。

【００１７】記録ヘッド１０１に供給されるインクは、
一方では記録ヘッド１０１のノズルから強制排出され、
また、他方では吸引弁１０８を通過して、再びインクタ
ンク１０３内に戻される。ところで、記録ヘッド１０１
のノズルから強制排出されたインクは回復桶１０２によ
って受けられて、リサイクルポンプ１２０の回転部材１
２１を時計方向に回転させてリサイクルポンプ１２０を
チューブポンプとして機能させることによって、フィル
ター１３３でフィルターリングされた後、一方向弁１３
２を通過して再びインクタンク１０３内に戻される。

【００１８】リサイクルモード：記録ヘッド１０１の回
復動作によって累積して回復桶１０２内に貯蔵されたイ
ンクを吸引し、再びインクタンク１０３内に戻すための
モードである。

【００１９】動作順序としては、先ず、ポンプチューブ
押圧部材１２４を図示しない駆動手段により上昇させて
回転部材１２１の外周部に配置されたコロ１２２によっ
てポンプチューブ１２３を押圧状態にした後、インクタ
ンク１０３およびエアーバッファータンク１０４上に配
置された加圧弁１０６、大気開放弁１０７、吸引弁１０
８を図示しない弁駆動手段によって同時にインクおよび
エアーの流通可能な開放状態にする。

【００２０】その後、リサイクルポンプ１２０の回転部
材１２１を時計方向に回転させてチューブポンプとして
リサイクルポンプ１２０を機能させることによって、回
復桶１０２内に貯蔵されたインクはフィルター１３３に
よってフィルターリングされた後、一方向弁１３２を通
って、再びインクタンク１０３内に戻される。

【００２１】記録モード：実際の記録を行うモードであ
る。ポンプチューブ押圧部材１１４、１２４は夫々退避
状態、加圧弁１０６、大気開放弁１０７、吸引弁１０８
はインクおよびエアーの流通可能な開放状態である。

【００２２】また、インクの吐出によって消費されたイ
ンクは、記録ヘッド１０１のノズル部分で発生する毛細
管現象による吸引力によって、インクタンク１０３〜ポ
ンプチューブ１１３〜エアーバッファータンク１０４〜
加圧弁１０６〜記録ヘッド１０１、およびインクタンク
１０３〜吸引弁１０８〜記録ヘッド１０１に至る双方向
のインク流路によって自動的に記録ヘッド１０１に供給
される。

【００２３】待機モード：電源が切られる等のジョブの
行われないモードであり、ポンプチューブ押圧部材１１
４、１２４は夫々退避状態、大気開放弁１０７は待機中
にインク中の水分蒸発を防ぐ必要性からエアーの流通不
可能な密閉状態となるが、これは当該モード中、機外温
度に変化のあった場合に、インクタンク１０３内および
エアーバッファータンク１０４内のエアーの膨張、収縮
による圧力変化の影響を記録ヘッド１０１に及ぼすのを
防ぐ効果を併せ持っている。

【００２４】輸送モード：基本的には待機モードと同じ
であるが、但し、インクタンク１０３が装着されていな
いために、メカニカル弁１３０はインクの流通不可能な
密閉された状態となる。また、エアーバッファータンク
１０４内のインクも一方向弁１３１によって外部への流
出が抑止される。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た各動作モードでポンプを駆動してインクを輸送するに
当たり、外気温等、外部環境の違いや、ポンプ機能の経
年劣化等によってインクの輸送能力が変化する。

【００２６】このために、特に、インク循環モードによ
る記録ヘッドの回復動作では、記録ヘッドからのインク
廃液が設計上決められた値に対してばらつくために、記
録ヘッドの吐出不良を誘発して記録品位に多大な影響を
与えるようになる。

【００２７】従って、本発明は、上述の従来における課
題を解決するものであり、その目的とするところは、記
録ヘッドの回復動作における記録ヘッドからのインク廃
液のばらつきを無くして吐出不良を解消し、記録品位を
向上できるインクジェット記録装置を提供することにあ
る。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のインクジェット記録装置は、インクを貯
蔵するためのインクタンクと、インクを記録ヘッドに供
給するためのポンプ機構と、該ポンプ機構により輸送さ
れるインク流量を測定するインク流量測定手段と、イン
ク流量を制御するインク流量制御手段とを有するインク
供給装置を備え、インク流量の測定結果に基づいてイン
ク流量を制御することを特徴とする。

【００２９】また、本発明のインクジェット記録装置
は、前記インク流量測定手段が前記インクタンク内に配
置されていることを特徴とする。

【００３０】さらに、本発明のインクジェット記録装置
は、前記インクタンクとは別個にインク補給のための着
脱自在なインクカートリッジを有し、インク流量の測定
が該インクカートリッジからインクタンク内にインク供
給を行うインク供給モード時に合わせて行われることを
特徴とする。

【００３１】さらにまた、本発明のインクジェット記録
装置は、前記記録ヘッドやインクタンク等の機能部材間
とを接続する管状流路管内に前記インク流量測定手段を
設けたことを特徴とする。

【００３２】本発明のインクジェット記録装置は、前記
インク流量測定手段が、ポンプ駆動モーターや減速ギア
等の回転数を測定することによって行われることを特徴
とする。

【００３３】また、本発明のインクジェット記録装置
は、前記インク流量測定手段が、複数個のセンサーを有
することを特徴とする。

【００３４】さらに、本発明のインクジェット記録装置
は、前記インク流量制御手段が、ポンプ駆動モーターの
回転数を変化させて行うことを特徴とする。

【００３５】さらにまた、本発明のインクジェット記録
装置は、前記インク流量制御手段は、インク流路の面積
を変化させて行なうことを特徴とする。

【００３６】本発明のインクジェット記録装置は、前記
インク供給装置が、前記記録ヘッドと、回復桶と、前記
インクカートリッジと、前記インクタンクと、エアーバ
ッファータンクと、加圧ポンプと、リサイクルポンプと
を有することを特徴とする。

【００３７】また、本発明のインクジェット記録装置
は、前記インクタンクと前記エアーバッファータンクの
間に前記加圧ポンプが接続され、前記回復桶と前記イン
クタンクの間に前記リサイクルポンプが接続されている
ことを特徴とする。

【００３８】さらに、本発明のインクジェット記録装置
は、前記記録ヘッドがインクを吐出するために利用され
る熱エネルギーを発生する電気熱変換体を有することを
特徴とする。

【００３９】さらにまた、本発明のインクジェット記録
装置は、前記電気熱変換体が、インクに膜沸騰を生じさ
せる電気エネルギーを発生することを特徴とする。

【００４０】なお、本明細書において、「記録」（以下
においては「記録」という場合もある）とは、文字、図
形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を
問わず、また人間が視覚で知覚し得るように顕在化した
ものであるか否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模
様、パターン等を形成する、または媒体の加工を行う場
合も言うものとする。

【００４１】ここで、「記録媒体」とは、一般的な記録
装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチッ
ク・フィルム、金属板等、インクを受容可能な物も言う
ものとする。

【００４２】さらに、「インク」とは、上記「記録」の
定義と同様広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付
与されることによって、画像、模様、パターン等の形成
または記録媒体の加工に供され得る液体を言うものとす
る。

【００４３】また、ノズルとは、本明細書において、特
に断わらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およ
びインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を
総括して言うものとする。

【００４４】

【発明の実施の形態】このように構成された本発明のイ
ンクジェット記録装置においては、インクを貯蔵するた
めのインクタンクと、インクを記録ヘッドに供給するた
めのポンプ機構と、該ポンプ機構により輸送されるイン
ク流量を測定するインク流量測定手段と、インク流量を
制御するインク流量制御手段とを有するインク供給装置
を備え、インク流量の測定結果に基づいてインク流量を
制御することによって、記録ヘッドの回復動作における
記録ヘッドからのインク排液のばらつきを無くし、吐出
不良を解消して記録品位を向上することができる。

【００４５】以下、本発明のインクジェット記録装置の
実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００４６】（実施例１）図１は本発明を適用したイン
クジェット記録装置の構成を示す概略構成図である。

【００４７】図示されるように、本発明が適用されるイ
ンクジェット記録装置は、記録ヘッド１と、回復桶２
と、インクタンク３と、エアーバッファータンク４と、
インクカートリッジ５と、ポンプ機構としての加圧ポン
プ２０およびリサイクルポンプ３０とから概ね構成され
るインク流路を形成するインク供給装置を有している。
このようなインク供給装置は、更に、加圧弁６と、大気
開放弁７と、吸引弁８と、メカニカル弁２５と、一方向
弁２６、２７と、フィルター２８とを有している。ま
た、加圧ポンプ２０は、回転部材２１と、複数個のコロ
２２と、ポンプチューブ２３と、ポンプチューブ押圧部
材２４とから構成されており、リサイクルポンプ３０
は、回転部材３１と、複数個のコロ３２と、ポンプチュ
ーブ３３と、ポンプチューブ押圧部材３４とから構成さ
れている。

【００４８】記録ヘッド１は、チューブ３５によりエア
ーバッファータンク４と接続され、途中に加圧弁６が設
けられており、さらに、チューブ３６によりインクタン
ク３と接続され、途中に吸引弁８が設けられている。ま
た、インクタンク３の頂部には、大気に連通したチュー
ブ３７が接続され、途中に大気開放弁７が設けられてい
る。インクタンク３は、チューブ３８によってインクカ
ートリッジ５と接続され、間にメカニカル弁２５が設け
られている。また、インクカートリッジ５はチューブ３
９によってエアーバッファータンク４と接続され、途中
に一方向弁２６が設けられている。さらに、このような
インク供給装置には、図２に明示されるように、インク
タンク３にインク流量測定装置のセンサー１０、１１、
１２が設けられている。

【００４９】図１に示されるこのような本発明のインク
ジェット記録装置のインク流路を形成するインク供給装
置において、記録を行ったり、記録ヘッド１の回復動作
に要するインクはインクタンク３に貯蔵されており、貯
蔵するためのインクは着脱可能なインクカートリッジ５
から供給される。

【００５０】また、インクタンク３とエアーバッファー
タンク４上には、加圧弁６、吸引弁７、大気開放弁８が
夫々、エアーバッファータンク４から記録ヘッド１に至
るインク流路中と、インクタンク３から記録ヘッド１に
至るインク流路中と、インクタンク３を外気に連通する
エアー流路中とに配置されている。これら加圧弁６、吸
引弁８、大気開放弁７は図示しない駆動手段によって、
同時に開放、密閉への切り換えが可能である。また、メ
カニカル弁２５はインクカートリッジ５を装着した時に
のみ、双方向に流通可能な状態となる。

【００５１】なお、各部分へのインクの輸送は、ポンプ
機構を構成する加圧ポンプ２０とリサイクルポンプ３０
の２つのチューブポンプによって行われる。また、この
ようなインク流路において、各チューブは金属パイプま
たはプラスチックチューブ等の適宜な配管部材から作ら
れるものである。

【００５２】図１に示されるこのような本発明のインク
ジェット記録装置のインク流路において、インク流量測
定手段としてのインク流量測定装置は、図２に明示され
るように、インクタンク３内に設置されたステンレス製
のセンサー１０、１１、１２を有している。これらのセ
ンサー１０，１１，１２において、センサー１０は、イ
ンクタンク３内のインクのインクＦｕｌｌ液面１３をセ
ンサー端子が検知し、センサー１１、１２は、インクタ
ンク３内のインクのインクＥｍｐｔｙ液面１４をセンサ
ー端子が検知するように夫々インクタンク３内に配置さ
れている。

【００５３】従って、このようなインク流量測定装置の
これらセンサー１０、１１、１２のセンサー端子におい
て、各センサー端子間には電圧がかけられていて、イン
クタンク３内の液面水位に変動があった場合に、インク
の導電性を利用して各センサー端子間での導通、絶縁状
態の切り換わりによって、インクＦｕｌｌ液面１３およ
びインクＥｍｐｔｙ液面１４を夫々検知することができ
るように構成されている。但し、センサー１０、１１、
１２等の部品公差を考量して、センサー１０、１１、１
２の各センサー端子による液面検知位置は、正確なイン
クＦｕｌｌ液面１３およびインクＥｍｐｔｙ液面１４に
対して夫々若干余裕を持った位置に配置されている。

【００５４】すなわち、一方においては、センサー１０
によるインクＦｕｌｌ液面１３が上限レベル１５に対し
て余裕を置いて配置されており、他方においては、セン
サー１１、１２によるインクＥｍｐｔｙ液面１４が下限
レベル１６に対して余裕を置いて配置されている。

【００５５】また、インクタンク３におけるインクＦｕ
ｌｌ液面１３からインクＥｍｐｔｙ液面１４間のインク
容量は予め計測して置くのが好適である。

【００５６】理解を容易にするために、これらセンサー
１０、１１、１２の設置位置を示す側面図が図１に示さ
れ、正面図が図２に示されている。

【００５７】次に、本発明のインクジェット記録装置に
おける本実施例の動作の概要を図３のフローチャートに
従って以下に説明する。

【００５８】上述のように構成された本発明のインクジ
ェット記録装置において、図３のフローチャートに示さ
れるように、先ず、ステップＳ１において、記録媒体に
対して印字による記録が行われ、この記録によるインク
の消費によってインクタンク３内のインク液面が順次下
がって、インク液面がセンサー１１、１２のセンサー端
子の先端よりも下がり、センサー１１、１２間の電流が
絶縁されたことを、ステップＳ２によって検知すると、
これによってインクＥｍｐｔｙ液面１４を認識して、印
字モードを中断または終了するので、この印字モードが
中断または終了するのを待って、ステップＳ３におい
て、モードがインク供給モードに切り換えられる。

【００５９】このインク供給モード（Ｓ３）において
は、上述の従来の技術の項において説明したように、イ
ンクカートリッジ５からインクタンク３にインクが供給
されてインクタンク３内のインク液面が再び上昇を始め
るが、再びセンサー１０のセンサー端子の先端にインク
液面が触れて、センサー１０、１１、１２間が導通され
たことを検知するので、このセンサー１０、１１、１２
間の導通を検知したステップ（Ｓ４）の時点（インクＦ
ｕｌｌ液面１３）までの時間を計測する。なお、この時
点で、インクＦｕｌｌ液面１３が認識されて当該インク
供給モードが終了される（Ｓ５）。

【００６０】インクＥｍｐｔｙ液面１４からインクＦｕ
ｌｌ液面１３間のインク容量は予め測定して認識されて
いるので、同区間でのインク供給時間の測定結果によっ
て、現時点においてポンプが作動して送り出しているイ
ンク流量を算出することができる（Ｓ６）。

【００６１】次に、上述の手段によって知り得たインク
の消費流量に対して、適正なポンプの送り出し流量と比
較して（Ｓ７）、これら流量に差がある場合には、ポン
プのインク輸送量を補正して（Ｓ８）、適正なインク流
量となすことによって当該行程を終了する（Ｓ９）。

【００６２】ところで、ポンプ能力の補正手段につい
て、一例として、例えばポンプ駆動モーターのドライバ
ーにモーターの出力（回転数）を制御可能な回路を設け
て、測定した流量に対して適正流量が得られるように補
正する等の方法や、あるいはインク流路内の一部の流路
断面積を可変式にして流量調整を行う等の方法が考えら
れる。

【００６３】なお、本実施例ではインクＥｍｐｔｙ液面
およびインクＦｕｌｌ液面を検知するセンサーと、イン
ク流量を測定するためのセンサーとを共用しているが、
これらセンサーによって、この場合のポンプの流量を補
正する機会が得られるために、より好ましくは、流量を
検知するためだけのセンサーを別個に設けて、インク流
量の補正を行えるようにすると一層好適である。

【００６４】（実施例２）図４は本発明のインクジェッ
ト記録装置において任意のインク流量測定手段を設けた
例を示すものである。この実施例では、インク流量測定
手段の一つとしてベンチュリー管の原理を用いており、
その詳細断面図が図５に示されている。

【００６５】図５に示されるように、いま、インクがベ
ンチュリー管５０のＡ部からＢ部にまで流れて、Ａ部お
よびＢ部間に通常の流路断面積Ｓ１に対して一部が流路
断面積Ｓ２に絞り込まれており、夫々圧力センサー５
１、５２が設けられている。圧力センサー５１が設けら
れる流路断面積Ｓ１部分では通常の流速Ｖ１でインクが
流れるが、圧力センサー５２が設けられている流路断面
積Ｓ２部分での流速Ｖ２は、流路断面積Ｓ１部分の流速
に比べて流路断面積Ｓ１部分との断面積比に応じて流速
が速くなって大きくなっている。そのために、圧力セン
サー５１、５２での各側定圧力Ｐ１、Ｐ２にもこれに応
じた圧力差が生じるので、流路断面積Ｓ１、Ｓ２部分お
よび圧力センサー５１、５２による測定圧力Ｐ１、Ｐ２
から流路断面積Ｓ１、Ｓ２部分での流速Ｖ１、Ｖ２が求
められ、従って、各流路断面積での単位時間当たりの流
量を知ることができ、この内、流路断面積Ｓ１部分での
インク流量を補正に用いる測定データとすることができ
る。

【００６６】詳細には、当該測定データにベルヌイの定
理および連続の定理を適用した流量にベンチュリー係数
を付加することによってほぼ正確な流量を算出すること
ができる。

【００６７】この結果、得られた測定データを実施例１
において述べたインク輸送量補正手段にフィードバック
することで好適なインク流量を得ることができる。

【００６８】このようなインク流量測定手段によれば、
管状であり、かつポンプの駆動によってインクに流量が
発生する個所であれば、いかな個所でも設置可能である
が、例えば記録ヘッドよりも下流側に設置されると、記
録ヘッドのノズルから排出されるインク量を考慮しなけ
ればならないために、好適にはインクタンクから加圧ポ
ンプを通過して記録ヘッドに至るチューブ等の流路内に
設置するのが好適である。

【００６９】本実施例で述べた方法によれば、ポンプの
駆動によってインク流量測定部分にインクが流れる毎に
補正データを得ることが可能である。

【００７０】（実施例３）本実施例においては、ポンプ
の駆動モーターや減速ギア等に回転数測定手段を設けて
回転数×流量の制御テーブルを用いて流量を制御するこ
とも可能である。

【００７１】この実施例では直接のインク流量測定手段
を持たずに測定部分の回転部材の回転数によって流量を
推定するために、若干測定値に対する正確性が劣るが、
構成が簡単であり、特に、チューブポンプを用いた実験
においては、上述の回転数×流量の制御テーブルはほぼ
比例直線を示し、機械による差も殆ど無いために、少な
くともチューブポンプを用いる上では実際の使用上では
問題の無いことが確認されている。また、実施例２と同
様に動作モードによらず、ポンプを駆動する毎に流量の
補正を行うことが可能である。

【００７２】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギーとして熱エネルギーを発生する手
段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱
エネルギーによりインクの状態変化を生起させる方式の
記録ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすも
のである。かかる方式によれば記録の高密度化、高精細
化が達成できるからである。

【００７３】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４、７２３、１２９号明細書、同第４、
７４０、７９６号明細書に開示されている基本的な原理
を用いて行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマ
ンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であ
るが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（イン
ク）が保持されているシートや液路に対応して配置され
ている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰
を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動
信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネル
ギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生
じさせて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液
体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。こ
の気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（イ
ンク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。
この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の
成長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（イ
ンク）の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形
状の駆動信号としては、米国特許第４、４６３、３５９
号明細書、同第４、３４５、２６２号明細書に記載され
ているようなものが適している。なお、上記熱作用面の
温度上昇率に関する発明の米国特許第４、３１３、１２
４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに
優れた記録を行うことができる。

【００７４】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第４、５５８、３３３号明細書、米国特許第
４、４５９、６００号明細書を用いた構成も本発明に含
まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に対し
て、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構
成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネ
ルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構
成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた
構成としても本発明の効果は有効である。すなわち、記
録ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明に
よれば記録を確実に効率よく行うことができるようにな
るからである。

【００７５】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。

【００７６】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【００７７】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【００７８】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００７９】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギーによる昇温を、インクの固形
状態から液体状態への状態変化のエネルギーとして使用
せしめることで積極的に防止するため、またはインクの
蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液
化するインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネル
ギーの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、
液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時
点ではすでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギ
ーの付与によって初めて液化する性質のインクを使用す
る場合も本発明は適用可能である。このような場合のイ
ンクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭
６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔質シ
ート凹部または貫通孔に液状又は固形物として保持され
た状態で、電気熱変換体に対して対向するような形態と
してもよい。本発明においては、上述した各インクに対
して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行する
ものである。

【００８０】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。

【００８１】

【発明の効果】このように構成された本発明の請求項１
記載のインクジェット記録装置は、インクを貯蔵するた
めのインクタンクと、インクを記録ヘッドに供給するた
めのポンプ機構と、該ポンプ機構により輸送されるイン
ク流量を測定するインク流量測定手段と、インク流量を
制御するインク流量制御手段とを有するインク供給装置
を有し、インク流量の測定結果に基づいてインク流量を
制御するので、ポンプ機構によるインク輸送能力を最適
化することができ、記録ヘッドの吐出不良を解消して印
字品位を向上することができる。

【００８２】本発明の請求項２記載のインクジェット記
録装置は、前記インク流量測定手段がインクタンク内に
配置されているので、設置場所を特別に設ける必要が無
く、インクジェット記録装置を小型化することができ
る。

【００８３】本発明の請求項３記載のインクジェット記
録装置は、前記インクタンクとは別個にインク補給のた
めの着脱自在なインクカートリッジを有し、インク流量
の測定が該インクカートリッジからインクタンク内にイ
ンク供給を行うインク供給モード時に合わせて行われる
ので、必要なインク流量を確実に測定することができ
る。

【００８４】本発明の請求項４記載のインクジェット記
録装置は、前記インク流量測定手段を記録ヘッドやイン
クタンク等の機能部材間とを接続する管状流路管内に有
するので、インク流量測定手段を好適に設けることがで
き、所定の流量測定を良好に行うことができる。

【００８５】本発明の請求項５記載のインクジェット記
録装置は、前記インク流量測定手段が、ポンプ駆動モー
ターや減速ギア等の回転数を測定することによって行わ
れるので、簡単な手段で必要な測定を正確に行うことが
できる。

【００８６】本発明の請求項６記載のインクジェット記
録装置は、前記インク流量測定手段が、複数個のセンサ
ーを有するので、インク流量を正確に測定することがで
きる。

【００８７】本発明の請求項７記載のインクジェット記
録装置は、前記インク流量制御手段が、ポンプ駆動モー
ターの回転数を変化させて行うので、インク流量を確実
に測定することができる。

【００８８】本発明の請求項８記載のインクジェット記
録装置は、前記インク流量制御手段が、インク流路の面
積を変化させて行うので、インク流量制御手段を簡単な
構成に、かつ容易に構成することができる。

【００８９】本発明の請求項９記載のインクジェット記
録装置は、前記インク供給装置が、前記記録ヘッドと、
回復桶と、前記インクカートリッジと、前記インクタン
クとエアーバッファータンクと、加圧ポンプおよびリサ
イクルポンプから成る前記ポンプ機構とを有するので、
記録ヘッドに対するインク流路を簡単な構成に作ること
ができる。

【００９０】本発明の請求項１０記載のインクジェット
記録装置は、前記インクタンクと前記エアーバッファー
タンクの間に前記加圧ポンプが接続され、前記回復桶と
前記インクタンクの間に前記リサイクルポンプが接続さ
れているので、インク流路を形成するインク供給装置を
簡単に構成することができる。

【００９１】本発明の請求項１１記載のインクジェット
記録装置は、前記記録ヘッドがインクを吐出するために
利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換体を有す
るので、熱エネルギーを利用してインクを吐出すること
により記録の高密度化と高精細化を達成でき、きれいな
記録が得られる。

【００９２】本発明の請求項１２記載のインクジェット
記録装置は、前記電気熱変換体が、インクに膜沸騰を生
じさせる電気エネルギーを発生するので、電気エネルギ
ーを利用してインクを吐出し、これによって記録の高密
度化と高精細化を達成でき、きれいな記録が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置の実施例１に
おけるインク流量測定手段であるセンサー端子設置位置
を示すインク流路図である。

【図２】図１の実施例１におけるインク流量測定手段の
構成を示すインクタンク正面断面図である。

【図３】本発明におけるインクジェット記録装置の実施
例１における動作概要を示すフローチャートである。

【図４】本発明のインクジェット記録装置の実施例２に
おけるインク流量測定手段の設置位置を示すインク流路
図である。

【図５】図４の実施例２におけるインク流量測定手段の
構成を示す詳細断面図である。

【図６】従来の装置を示すインク流路図である。

【符号の説明】

１ 記録ヘッド ２ 回復桶 ３ インクタンク ４ エアーバッファータンク ５ インクカートリッジ ６ 加圧弁 ７ 大気開放弁 ８ 吸引弁 １０ センサー １１ センサー １２ センサー １３ インクＦｕｌｌ液面 １４ インクＥｍｐｔｙ液面 １５ 上限レベル １６ 下限レベル ２０ 加圧ポンプ ２１ 回転部材 ２２ コロ ２３ ポンプチューブ ２４ ポンプチューブ押圧部材 ２５ メカニカル弁 ２６ 一方向弁 ２７ 一方向弁 ２８ フィルター ３０ リサイクルポンプ ３１ 回転部材 ３２ コロ ３３ ポンプチューブ ３４ ポンプチューブ押圧部材 ３５ チューブ ３６ チューブ ３７ チューブ ３８ チューブ ３９ チューブ ４０ チューブ ５０ ベンチュリー管 ５１ 圧力センサー ５２ 圧力センサー

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを貯蔵するためのインクタンク
   と、インクを記録ヘッドに供給するためのポンプ機構
   と、該ポンプ機構により輸送されるインク流量を測定す
   るインク流量測定手段と、インク流量を制御するインク
   流量制御手段とを有するインク供給装置を備え、インク
   流量の測定結果に基づいてインク流量を制御することを
   特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記インク流量測定手段が前記インクタ
   ンク内に配置されていることを特徴とする請求項１記載
   のインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記インクタンクとは別個にインク補給
   のための着脱自在なインクカートリッジを有し、インク
   流量の測定が、該インクカートリッジからインクタンク
   内にインク供給を行うインク供給モード時に合わせて行
   われることを特徴とする請求項１または２記載のインク
   ジェット記録装置。
4. 【請求項４】 前記記録ヘッドやインクタンク等の機能
   部材間を接続する管状流路管内に前記インク流量測定手
   段を設けたことを特徴とする請求項１記載のインクジェ
   ット記録装置。
5. 【請求項５】 前記インク流量測定手段は、ポンプ駆動
   モーターや減速ギア等の回転数を測定することによって
   行われることを特徴とする請求項１または３記載のイン
   クジェット記録装置。
6. 【請求項６】 前記インク流量測定手段は、複数個のセ
   ンサーを有することを特徴とする請求項１または２記載
   のインクジェット記録装置。
7. 【請求項７】 前記インク流量制御手段は、ポンプ駆動
   モーターの回転数を変化させて行うことを特徴とする請
   求項１乃至６いずれか記載のインクジェット記録装置。
8. 【請求項８】 前記インク流量制御手段は、インク流路
   の面積を変化させて行うことを特徴とする請求項１乃至
   ６いずれか記載のインクジェット記録装置。
9. 【請求項９】 前記インク供給装置は、前記記録ヘッド
   と、回復桶と、前記インクカートリッジと、前記インク
   タンクと、エアーバッファータンクと、加圧ポンプおよ
   びリサイクルポンプから成る前記ポンプ機構とを有する
   ことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装
   置。
10. 【請求項１０】 前記インクタンクと前記エアーバッフ
    ァータンクの間に前記加圧ポンプが接続され、前記回復
    桶と前記インクタンクの間に前記リサイクルポンプが接
    続されていることを特徴とする請求項９記載のインクジ
    ェット記録装置。
11. 【請求項１１】 前記記録ヘッドはインクを吐出するた
    めに利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換体を
    有することを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の
    インクジェット記録装置。
12. 【請求項１２】 前記電気熱変換体は、インクに膜沸騰
    を生じさせる電気エネルギーを発生することを特徴とす
    る請求項１１記載のインクジェット記録装置。