JP2002086748A - サブタンクとインク供給装置及びインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な機構で、インクを無駄に排出することな
しにインクタンクから記録ヘッドまでの間のインク供給
経路に混入した気泡を排出し、良質な画像を安定して形
成する。 【解決手段】インクの負圧を維持しながらインク容量に
応じて変形するインク室２１の上部に設けたインク導入
部２７には、弾性体で形成され、インク導入路２７１を
有する弁座２７２とボール２７３及びボール２７３を弁
座２７２に圧接してインク導入路２７１を遮断する圧縮
バネ２７４からなる補給弁を設け、排気部２８には、弾
性体で形成され、中央に常時閉じられたスリットが設け
られたシール部２８２を設け、インク室２１のインク液
面が低下してもサブタンク２内に空気が混入することを
防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、キャリッジに搭
載した記録ヘッドにインクを供給するサブタンクとイン
ク供給装置及びインクジェット記録装置、特に噴射する
インクの圧力変動を抑制して、インク液滴の噴射特性の
安定化に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、インクジェット噴射式のプリンタ
やファクシミリ，複写機等の記録装置のインク供給機構
は、インクカートリッジのインクを可撓性を有するイン
ク供給チューブを介してキャリッジに搭載したヘッドユ
ニットのサブタンクに供給し、サブタンクに貯蔵したイ
ンクを記録ヘッドに供給してインク液滴として噴射して
印字するものが多く使用されている。このようにインク
カートリッジのインクをインク供給チューブを介してサ
ブタンクに供給するインク供給機構は、インク供給チュ
ーブのジョイント部やインク供給チューブなどから気泡
が混入したり透過したり、インクカートリッジを交換す
るために脱着するときにも、インクカートリッジやイン
ク供給チューブ内のインクに気泡が混入する可能性があ
る。このようにしてインク供給経路に混入した気泡がサ
ブタンクに入り、印字中に記録ヘッドへ到達すると、イ
ンクの流れが悪くなるか遮断されて印字不良を引き起こ
してしまう。

【０００３】このインク供給経路に混入した気泡を除去
するために、記録ヘッドからインクとともに気泡を排出
したり、例えば特開平６−336020号公報に示すように、
メインタンクに収納されたインクを上流側サブタンクを
通じて記録ヘッドに圧送するインク供給経路の記録ヘッ
ドの下流側に大気に連通する開口を有するサブタンクを
設け、インク供給経路に混入した気泡をサブタンクの開
口から排出し、サブタンクのインクをメインタンクに戻
すようにしいる。また、特開平11−105300号公報に示す
ように、サブタンク内にインク流入口とインク流出口を
隔てるフィルタを設け、サブタンクにインクを充填する
ときは、フィルタが垂直になるようにサブタンクを回動
し、サブタンクから記録ヘッドにインクを供給するとき
は、フィルタが水平になるようにサブタンクを回動して
インク流出口がフィルタの下になるようにして記録ヘッ
ドに供給するインクに気泡が混入しないようにしてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら記録ヘッ
ドからインクとともに気泡を排出していると、同時に多
量のインクが排出され、インクを無駄に消費してしま
う。また、特開平６−336020号公報に示すように、大気
に連通する開口を有するサブタンクで気泡を除去し、サ
ブタンクのインクをメインタンクに戻していると、大気
に連通する開口を有するサブタンクでインクが蒸発した
りゴミが混入したりしてインクの劣化が生じるとともに
インクの循環経路が大型化してしまう。また、特開平11
−105300号公報に示すように、フィルタを内部に有する
サブタンクを、インクを充填するときとインクを供給す
るときで90度回動すると、サブタンクの保持機構が複雑
になってしまう。

【０００５】この発明はかかる短所を改善し、簡単な機
構で、インクを無駄に排出することなしにインクタンク
から記録ヘッドまでの間のインク供給経路に混入した気
泡を排出し、良質な画像を安定して形成することができ
るサブタンクとインク供給装置及びインクジェット記録
装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係るサブタン
クは、キャリッジに搭載され記録ヘッドにインクを供給
するとともにインクタンクからインクが補給されるサブ
タンクにおいて、インクの負圧を維持しながらインク容
量に応じて変形するインク室と、インク室の上部に設け
られたインク導入部と排気部と、インク室の下部に設け
られ記録ヘッドに連結されるインク供給部とを有し、イ
ンク導入部には、弾性体で形成され、インク導入路を有
する弁座と弁体及び弁体を弁座に圧接してインク導入路
を遮断する弾性部材からなる補給弁を有し、排気部に
は、弾性体で形成され、中央に常時閉じられたスリット
が設けられたシール部を有することを特徴とする。

【０００７】この発明に係る他のサブタンクは、キャリ
ッジに搭載され記録ヘッドにインクを供給するとともに
インクタンクからインクが補給されるサブタンクにおい
て、インクの負圧を維持しながらインク容量に応じて変
形するインク室と、インク室の上部に設けられたインク
導入部と排気部と、インク室の下部に設けられ記録ヘッ
ドに連結されるインク供給部とを有し、インク導入部に
は、弾性体で形成され、インク導入路を有する弁座と弁
体及び弁体を弁座に圧接してインク導入路を遮断する弾
性部材からなる補給弁を有し、排気部には、弾性部材か
らなり、中央上部にスリットを有する弁座と、インクよ
り比重が小さい材料で形成され弁座と係合する弁体と、
弁体の落下を防止するフレームとからなる吸気弁を有す
ることを特徴とする。

【０００８】上記インク供給部の記録ヘッドに連結され
るインク供給口のインク室側にフィルタを設けることが
望ましい。

【０００９】この発明のインク供給装置は、上記サブタ
ンクにインクを補給するものであり、キャリッジの印字
領域外に設けられ、インク供給管が連結されたインクタ
ンクと、サブタンク吸引管が連結された吸引ポンプとを
有し、インク供給管の先端部にはサブタンクのインク導
入部に連結するインク供給手段を有し、サブタンク吸引
管にはサブタンクの排気部に連結する吸引手段を有する
ことを特徴とする。

【００１０】上記インクタンクからサブタンクにインク
を補給する回数があらかじめ定められた一定回数に達す
るたびに吸気ポンプを駆動してサブタンク吸引管からサ
ブタンク内の空気を吸気して排気すると良い。

【００１１】この発明のインクジェット記録装置は、上
記いずれかのサブタンクとインク供給装置を有すること
を特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】この発明のインクジェットプリン
タは各色のインクをそれぞれ収納した４個のサブタンク
と、複数のノズルを有し各サブタンクからインクが供給
される４個の記録ヘッドと、サブタンクと記録ヘッドを
搭載したキャリッジを有する。

【００１３】キャリッジの印字領域外には、交換可能な
インクカートリッジと吸引ポンプを有する。インクカー
トリッジにはインク供給管が連結されている。インク供
給管の先端部にはサブタンクにインクを供給するインク
供給手段を有する。吸引ポンプにはサブタンク吸引管が
連結されている。サブタンク吸引管の先端部にはサブタ
ンク２から空気を吸引する吸引手段を有する。

【００１４】サブタンクは、中心部をくり抜かれてイン
ク室の外枠を形成するフレームと、フレームの両面に接
合され、インク室を形成する可撓性のフイルムと、各フ
イルムの内面に設けられた支持板と、両側の支持板の間
に設けられたコイルバネを有し、コイルバネの弾性力で
支持板を介してフイルムを外方に広げ、インク室のイン
クが増減しても、インク室内を常にわずかな負圧に維持
する。サブタンクのフレームの上部にはインク室にイン
クを供給するインク導入部と、インク室から空気を排出
する排気部を有し、下部には記録ヘッドにインクを供給
するインク供給部を有する。インク導入部には、硬質ゴ
ム等からなり、インク導入路を有する弁座とボール及び
ボールを弁座に圧接してインク導入路を遮断する圧縮バ
ネを有する。排気部には、硬質ゴム等からなり、中央に
スリットを有し、通常スリットの上部を閉じているシー
ル部を有する。

【００１５】このサブタンクにインクカートリッジから
インクを供給するときは、インク供給管の先端部に設け
たインク供給手段をインク導入部のインク導入路に挿入
して弁体を押し下げ、インク供給手段をインク室に連通
させる。また、サブタンク吸引管の先端部に設けた吸引
手段を排気部のスリットに圧入して吸引手段をインク室
の上部に連通させる。そしてインク供給管からインク室
にインクを補給する。このインク室に対するインクの補
給を繰返して、あらかじめ設定された回数だけインク供
給管からインク室にインクを補給したときに吸引ポンプ
を所定時間駆動してインク室の上部に溜った空気をサブ
タンク吸引管で吸引して排気する。

【００１６】

【実施例】図１はこの発明の一実施例の構成図である。
図に示すように、インクジェットプリンタ１はシアン
Ｃ，マゼンタＭ、イェローＹ，ブラックＢｋの各色のイ
ンクをそれぞれ収納した４個のサブタンク２と、複数の
ノズルを有し各サブタンク２からインクが供給される４
個の記録ヘッド３と、サブタンク２と記録ヘッド３を搭
載したキャリッジ４と、記録紙を収納した給紙トレイ５
ａ，５ｂや手差しテーブル６から記録紙を印字部７に搬
送する搬送ローラ８と、印字した記録紙を排紙トレイ９
に排出する排出ローラ１０を有する。そしてホスト装置
から送られる画像データを記録紙に印字するときは、キ
ャリッジ４をキャリッジガイドローラ１１に倣って走査
しながら、搬送ローラ８により印字部７に送られた記録
紙に記録ヘッド３のノズルから画像データに応じてイン
クを噴出して文字や画像を記録する。

【００１７】キャリッジ４の印字領域外には、図２の配
置図に示すように、交換可能なインクカートリッジ１２
と吸引ポンプ１３及び吸引ポンプ１３に連結された切換
弁１４を有する。インクカートリッジ１２にはインク供
給管１５が連結されている。インク供給管１５の先端部
にはサブタンク２にインクを供給するインク供給手段１
６を有する。切換弁１４にはサブタンク吸引管１７とノ
ズル吸引管１８が連結されている。サブタンク吸引管１
７の先端部にはサブタンク２から空気を吸引する吸引手
段１９が設けられ、ノズル吸引管１８の先端部には記録
ヘッド３のノズル面を覆い、ノズルより気泡や増粘イン
クを吸引する吸引キャップ２０が設けられている。この
サブタンク吸引管１７とノズル吸引管１８の吸引ポンプ
１３に対する接続を切換弁１４により切り換える。

【００１８】サブタンク２は、図３の構成図に示すよう
に、中心部をくり抜かれてインク室２１の外枠を形成す
るフレーム２２と、フレーム２２の両面に接合され、イ
ンク室２１を形成する可撓性のフイルム２３と、各フイ
ルム２３の内面に設けられた支持板２４と、両側の支持
板２４の間に設けられた例えばコイルバネからなる弾性
部材２５を有し、弾性部材２５の弾性力で支持板２４を
介してフイルム２３を外方に広げ、インク室２２のイン
ク２６が増減しても、インク室２２内を常にわずかな負
圧に維持する。なお、弾性部材２５としてＵ字バネ等の
板バネを使用した場合は支持板２４を省略することがで
きる。

【００１９】サブタンク２のフレーム２２は、図４の断
面図に示すように、上部にインク室２１にインクを供給
するインク導入部２７と、インク室２１から空気を排出
する排気部２８を有し、下部には記録ヘッド３にインク
を供給するインク供給部２９を有する。インク導入部２
７には、例えば硬質ゴム等の弾性体からなり、インク導
入路２７１を有する弁座２７２とボール２７３及びボー
ル２７３を弁座２７２に圧接してインク導入路２７１を
遮断する圧縮バネ２７４を有する。排気部２８には、例
えば硬質ゴム等の弾性体からなり、中央に設けたスリッ
ト２８１の上部を通常閉じているシール部２８２を有す
る。インク供給部２９には記録ヘッド３と連結するイン
ク供給口２９１と、インク供給口２９１のインク室２１
側に設けたフィルタ２９２を有する。

【００２０】このサブタンク２にインクカートリッジ１
２からインクを供給するときは、図５に示すように、イ
ンク供給管１５の先端部に設けたインク供給手段１６の
中空針１６１をインク導入部２７のインク導入路２７１
に挿入してボール２７３を押し下げ、中空針１６１の先
端開口１６２をインク室２２に連通させる。また、サブ
タンク吸引管１７の先端部に設けた吸引手段１９の中空
針１９１をシール部２８２のスリット２８１に圧入して
中空針１９１の先端開口１９２をインク室２１の上部に
連通させる。そしてインク供給管１５からインク室２１
にインクを補給する。このインク室２１に対するインク
の補給を繰返すと、そのたびに僅かずつ空気が混入し、
混入した空気はインク室２１の上部に溜る。このインク
室２１の上部に溜る空気をインク供給管１５からインク
室２１にインクを補給するたびにサブタンク吸引管１７
で吸引すると、インク室２１で空気が増加することは防
げるが、同時にインク室２１内のインク２６も吸引する
ため、インク２６を無駄に消費してしまう。また、イン
ク補給時の空気混入量は僅かであり、インクを補給する
たびにサブタンク吸引管１７により空気を吸引するより
も、空気がインク室２１の上部にある程度溜ってから吸
引した方が無駄なインク排出を防止できる。そこで、あ
らかじめ設定された回数だけインク供給管１５からイン
ク室２１にインクを補給したときに切換弁１４をサブタ
ンク吸引管１７側に切り換えて吸引ポンプ１３を所定時
間駆動してインク室２１の上部に溜った空気を吸引して
排気する。

【００２１】また、記録ヘッド３にインクを供給するイ
ンク供給部２９はサブタンク２のフレーム２２の下部に
設けられているから、印字中にインク室２１内のインク
２６に混入した気泡が記録ヘッド３へ流出する可能性は
少ないが、この記録ヘッド３へ流出する気泡をフィルタ
２９２により確実に阻止することができる。

【００２２】上記実施例はサブタンク２の排気部２８に
スリット２８１を有するシール部２８２を設けた場合に
ついて説明したが、図６の断面図に示すように、排気部
２８に吸気弁２８３を設けても良い。この吸気弁２８３
は、弾性部材からなり、中央上部にスリット２８１を有
する弁座２８４と、インクより比重が小さい材料で形成
され弁座２８４と係合する弁体２８５と、弁体２８５の
落下を防止するフレーム２８６を有する。

【００２３】そして、サブタンク２にインクカートリッ
ジ１２からインクを供給するときは、図７に示すよう
に、インク供給管１５の先端部に設けたインク供給手段
１６の中空針１６１をインク導入部２７のインク導入路
２７１に挿入してボール２７３を押し下げ、中空針１６
１の先端開口１６２をインク室２１に連通させる。ま
た、サブタンク吸引管１７の先端部に設けた吸引手段１
９の中空針１９１を弁座２８４のスリット２８１に圧入
して中空針１９１の先端開口１９２をインク室２１の上
部に連通させる。この状態でインク供給管１５からイン
ク室２１にインクを補給しながらサブタンク吸引管１７
でインク室２１の上部に溜っている空気を吸引して排気
すると、インク室２１内のインク２６のインク液面が上
昇し、このインク液面の上昇によりフレーム２８６で保
持された弁体２８５が浮き上がり弁座２８４に近付く。
さらにインクを補給してインク液面が上昇すると弁体２
８５が弁座２８４に密着して空気吸引経路を遮断する。
この空気吸引経路の遮断によりインク室２１内のインク
２６がサブタンク吸引管１７により吸引されることを防
ぐことができ、空気を排気するときにインクを無駄に排
出することを防ぐことができ、サブタンク２内のインク
を有効に利用することができる。

【００２４】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、インク
の負圧を維持しながらインク容量に応じて変形するイン
ク室の上部にインク導入部と排気部を設け、インク室の
下部には記録ヘッドに連結されるインク供給部を設けた
から、記録ヘッドに供給するインクに気泡が混入するこ
とを防止することができる。

【００２５】また、インク導入部には、弾性体で形成さ
れ、インク導入路を有する弁座と弁体及び弁体を弁座に
圧接してインク導入路を遮断する弾性部材からなる補給
弁を設け、排気部には、弾性体で形成され、中央に常時
閉じられたスリットが設けられたシール部を設けたか
ら、インク室のインク液面が低下してもサブタンク内に
空気が混入することを防止することができる。

【００２６】また、サブタンクの排気部に、弾性部材か
らなり、中央上部にスリットを有する弁座と、インクよ
り比重が小さい材料で形成され弁座と係合する弁体と、
弁体の落下を防止するフレームとからなる吸気弁を設け
ることにより、サブタンクにインクを補給しながら排気
するときに、インク液面が上昇すると弁体が弁座に密着
して空気吸引経路を遮断するから、インク室内のインク
が吸引されることを防ぐことができ、空気を排気すると
きにインクを無駄に排出することを防ぐことができ、サ
ブタンク内のインクを有効に利用することができる。

【００２７】さらに、インク供給部の記録ヘッドに連結
されるインク供給口のインク室側にフィルタを設けるこ
とにより、記録ヘッドに供給するインクに気泡が混入す
ることを確実に防ぐことができる。

【００２８】また、キャリッジの印字領域外に設けら
れ、インク供給管が連結されたインクタンクと、サブタ
ンク吸引管が連結された吸引ポンプとを有し、インク供
給管の先端部にはサブタンクのインク導入部に連結する
インク供給手段を有し、サブタンク吸引管にはサブタン
クの排気部に連結する吸引手段を有するインク供給装置
でサブタンクにインクを補給しながらサブタンクの上部
に溜ったインクを排気することにより、サブタンクにイ
ンクを補給するタイミングに合わしてサブタンクの上部
に溜ったインクを排気することができ、排気するためだ
けの時間を設けずにすむ。

【００２９】さらに、インクタンクからサブタンクにイ
ンクを補給する回数があらかじめ定められた一定回数に
達するたびに吸気ポンプを駆動してサブタンク吸引管か
らサブタンク内の空気を吸気して排気することにより、
サブタンク内のインクを無駄に排出することを防ぐこと
ができ、サブタンク内のインクを有効に利用することが
できる。

【００３０】また、サブタンクとインク供給装置をイン
クジェットプリンタやファクシミリ等のインクジェット
記録装置に設けることにより、記録ヘッドから気泡を含
まないインクを噴射して良質な画像を安定して形成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の構成図である。

【図２】インク供給装置の配置図である。

【図３】サブタンクの構成を示す断面図である。

【図４】サブタンクのインク導入部と排気部及びインク
供給部の構成を示す断面図である。

【図５】サブタンクにインク供給管とサブタンク吸引管
を連結した状態を示す断面図である。

【図６】第２の実施例のサブタンクのインク導入部と排
気部及びインク供給部の構成を示す断面図である。

【図７】第２の実施例のサブタンクにインク供給管とサ
ブタンク吸引管を連結した状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１；インクジェットプリンタ、２；サブタンク、３；記
録ヘッド、４；キャリッジ、１２；インクカートリッ
ジ、１３；吸引ポンプ、１４；切換弁、１５；インク供
給管、１６；インク供給手段、１７；サブタンク吸引
管、１８；ノズル吸引管、１９；吸引手段、２０；吸引
キャップ、２１；インク室、２２；フレーム、２３；フ
イルム、２４；支持板、２５；弾性部材、２７；インク
導入部、２８；排気部、２９；インク供給部、２７１；
インク導入路、２７２；弁座、２７３；ボール、２７
４；圧縮バネ、２８１；スリット、２８２；シール部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 キャリッジに搭載され記録ヘッドにイン
   クを供給するとともにインクタンクからインクが補給さ
   れるサブタンクにおいて、 インクの負圧を維持しながらインク容量に応じて変形す
   るインク室と、インク室の上部に設けられたインク導入
   部と排気部と、インク室の下部に設けられ記録ヘッドに
   連結されるインク供給部とを有し、 インク導入部には、弾性体で形成され、インク導入路を
   有する弁座と弁体及び弁体を弁座に圧接してインク導入
   路を遮断する弾性部材からなる補給弁を有し、排気部に
   は、弾性体で形成され、中央に常時閉じられたスリット
   が設けられたシール部を有することを特徴とするサブタ
   ンク。
2. 【請求項２】 キャリッジに搭載され記録ヘッドにイン
   クを供給するとともにインクタンクからインクが補給さ
   れるサブタンクにおいて、 インクの負圧を維持しながらインク容量に応じて変形す
   るインク室と、インク室の上部に設けられたインク導入
   部と排気部と、インク室の下部に設けられ記録ヘッドに
   連結されるインク供給部とを有し、 インク導入部には、弾性体で形成され、インク導入路を
   有する弁座と弁体及び弁体を弁座に圧接してインク導入
   路を遮断する弾性部材からなる補給弁を有し、排気部に
   は、弾性部材からなり、中央上部にスリットを有する弁
   座と、インクより比重が小さい材料で形成され弁座と係
   合する弁体と、弁体の落下を防止するフレームとからな
   る吸気弁を有することを特徴とするサブタンク。
3. 【請求項３】 上記インク供給部の記録ヘッドに連結さ
   れるインク供給口のインク室側にフィルタを設けた請求
   項１又は２記載のサブタンク。
4. 【請求項４】 請求項１，２又は３記載のサブタンクに
   インクを補給するインク供給装置であって、 キャリッジの印字領域外に設けられ、インク供給管が連
   結されたインクタンクと、サブタンク吸引管が連結され
   た吸引ポンプとを有し、インク供給管の先端部にはサブ
   タンクのインク導入部に連結するインク供給手段を有
   し、サブタンク吸引管にはサブタンクの排気部に連結す
   る吸引手段を有することを特徴とするインク供給装置。
5. 【請求項５】 上記インクタンクからサブタンクにイン
   クを補給する回数があらかじめ定められた一定回数に達
   するたびに吸気ポンプを駆動してサブタンク吸引管から
   サブタンク内の空気を吸気して排気する請求項４記載の
   インク供給装置。
6. 【請求項６】 請求項１，２又は３記載のサブタンクと
   請求項４又は５記載のインク供給装置を有することを特
   徴とするインクジェット記録装置。