JP2010208146A - Inkjet recording apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液体を記録媒体に吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関する。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus that performs recording by discharging a liquid onto a recording medium.
現在、インクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置としては、記録シートと交差する方向に移動するキャリッジに記録ヘッドおよびインクタンクを搭載する形式のシリアル型のインクジェット記録装置が知られている。この種のインクジェット記録装置では、インクタンクが大型化するとキャリッジの駆動のために多くの消費電力を必要とする。 At present, as an ink jet recording apparatus that performs recording by discharging ink, a serial type ink jet recording apparatus in which a recording head and an ink tank are mounted on a carriage that moves in a direction crossing a recording sheet is known. In this type of ink jet recording apparatus, when the ink tank becomes large, a large amount of power is required for driving the carriage.
そこで、インクタンクと記録ヘッドとを別々の位置に配置し、それらの間をチューブで接続し、そのチューブを介してインクタンクから記録ヘッドにインクを供給する、いわゆるチューブ供給方式を採用したインクジェット記録装置も知られている。但し、チューブ供給方式を採用したとしても、インクタンク内のインク量は有限であるため、インクタンク内のインクを使い切ってしまった場合にはインクタンクを交換することが必要となる。 Therefore, an ink jet recording that employs a so-called tube supply system in which the ink tank and the recording head are arranged at different positions, connected by a tube, and ink is supplied from the ink tank to the recording head via the tube. Devices are also known. However, even if the tube supply method is adopted, the amount of ink in the ink tank is finite, so that if the ink in the ink tank is used up, it is necessary to replace the ink tank.
シリアル型のインクジェット記録装置において、一枚の記録媒体に対する記録動作の途中でインクタンク内のインクが無くなった場合には、記録動作を中断してインクタンクの交換作業を行う必要がある。この場合、記録動作再開直後に形成された記録部分と、その他の部分との間には色味の差が生じることがある。すなわち、連続的に記録動作が行われる場合には、同一位置に吐出された異なる色相のインクが記録媒体の上で互いに混ざり合うため適正な混合色が得られる。しかし記録動作が中断された場合には、乾燥したインクの上に液状のインクが吐出されることとなるため、両インクが十分に混ざり合わず、先に吐出されたインクと、後に吐出されたインクのいずれか一方のインクの色相が強調された混合色となる。この場合、連続的に記録が行われた記録部分と、インタンク交換によって中断した後に記録が再開された部分との間には色味の差（色ムラ）が生じることとなる。 In the serial type ink jet recording apparatus, when the ink in the ink tank runs out during the recording operation for one recording medium, it is necessary to interrupt the recording operation and replace the ink tank. In this case, there may be a color difference between the recording portion formed immediately after resuming the recording operation and the other portions. That is, when the recording operation is continuously performed, inks of different hues ejected at the same position are mixed with each other on the recording medium, so that an appropriate mixed color can be obtained. However, when the recording operation is interrupted, liquid ink is ejected on the dried ink, so that both inks are not mixed sufficiently, and the ink ejected first and the ink ejected later A mixed color in which the hue of one of the inks is emphasized is obtained. In this case, a color difference (color unevenness) occurs between the recording portion where the recording is continuously performed and the portion where the recording is resumed after being interrupted by the in-tank replacement.
このような記録動作途中でのインクタンクのインク切れを避けるため、特許文献１には、メインタンクとは別にサブタンクを設けたインクジェット記録装置が開示されている。ここに示されるインクジェット記録装置では、交換可能で大容積のメインタンクから、比較的容積の小さいサブタンクへとインクが供給され、サブタンク内に収納されたインクが記録ヘッドへと供給される。
In order to avoid running out of ink in the ink tank during such a recording operation,
従って、一枚の記録媒体への記録の途中でメインタンクにインク切れが生じた場合にも、サブタンク内に収納されているインクを使うことによって記録を継続することが可能になる。そして、サブタンクから供給されるインクによって記録が行われている間にメインタンクの交換を完了すれば、記録動作を中断することなく記録を行うことができ、記録画像の品質を高く維持することができる。 Therefore, even if the main tank runs out of ink during recording on one recording medium, it is possible to continue recording by using the ink stored in the sub tank. If the replacement of the main tank is completed while recording is being performed with the ink supplied from the sub tank, the recording operation can be performed without interruption, and the quality of the recorded image can be maintained high. it can.
また特許文献２には、ポンプによってサブタンク内の余剰気体が排気されてインク液面が上昇すると、フロートが排気口を塞ぎ、排気動作が終了する構成も開示されている。
Further,
ところで、近年のインクジェット記録装置には、更なる性能向上及び低コスト化が求められている。性能向上を実現するための対策としては、例えば、色表現領域の拡大のために使用するインクの数を増やすことが行われている。但し、使用するインクの数を増やすためには、記録ヘッドの数およびインクの供給システムの数を増大させる必要があり、低コスト化とは相反する結果を招くこととなる。特に、上記各特許文献のようにメインタンクからサブタンクへのインク供給をポンプを用いて行う場合、駆動源、インク流路、サブタンクからのインクの溢れを防止する機構等が各色毎に必要となり、これらが装置コスト増大を招く大きな要因となっている。このため、メインタンクからサブタンクへのインクの供給システムを小型かつ安価な構成で実現すべく、メインタンクからサブタンクへと一定量のインクを繰り返し供給することによってサブタンク内にインクを充填させる構成を採ることが提案されている。これによれば大型で高価なポンプ機構が不要となり、装置コストの低減を図ることが可能になる。
しかしながら、インクを一定量毎にサブタンクに供給する構成を採る場合、サブタンクが満杯状態となっても、定量供給が完了するまではインクが供給され続け、インクがサブタンクから漏れる可能性があった。
By the way, in recent inkjet recording apparatuses, further performance improvement and cost reduction are required. As a measure for realizing the performance improvement, for example, increasing the number of inks used for expanding the color expression area is performed. However, in order to increase the number of inks to be used, it is necessary to increase the number of recording heads and the number of ink supply systems, which results in a contradiction to cost reduction. In particular, when the ink supply from the main tank to the sub tank is performed using a pump as in each of the above patent documents, a drive source, an ink flow path, a mechanism for preventing ink overflow from the sub tank, and the like are required for each color. These are major factors that increase the cost of the apparatus. For this reason, in order to realize an ink supply system from the main tank to the sub tank with a small and inexpensive configuration, a configuration is adopted in which the sub tank is filled with ink by repeatedly supplying a certain amount of ink from the main tank to the sub tank. It has been proposed. This eliminates the need for a large and expensive pump mechanism, thereby reducing the cost of the apparatus.
However, in the case of adopting a configuration in which the ink is supplied to the sub tank at regular intervals, even if the sub tank is full, the ink is continuously supplied until the quantitative supply is completed, and the ink may leak from the sub tank.
本発明は、第１のタンクから第２のインクタンクへと一定量のインクを繰り返し供給することにより小型かつ低コストに構成できると共に、第２のインクからのインクの溢れを確実に抑えることが可能なインクジェット記録装置の提供を目的とする。 The present invention can be configured in a small size and low cost by repeatedly supplying a certain amount of ink from the first tank to the second ink tank, and reliably prevents overflow of the ink from the second ink. An object of the present invention is to provide a possible ink jet recording apparatus.
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を有する。すなわち、本発明の第１の形態は、インクを収納する第１のインクタンクとインクを吐出可能な記録ヘッドとに連通しかつ大気と連通可能な連通部を有する第２のインクタンクと、前記第１のインクタンク内に収納されているインクを第２のインクタンクへと一定量ずつ繰り返し供給するインク充填手段と、を備えたインクジェット記録装置であって、前記第２のインクタンクは、前記第１のインクタンク内に収納されているインクが大気に開放される液面である基準水頭液面より、鉛直方向上側に、前記一定量以上の容積を有する。 In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration. That is, the first aspect of the present invention includes a second ink tank having a communication portion that communicates with a first ink tank that stores ink and a recording head that can eject ink and that can communicate with the atmosphere; Inkjet recording apparatus comprising: an ink filling unit that repeatedly supplies a certain amount of ink stored in a first ink tank to a second ink tank, the second ink tank comprising: The ink stored in the first ink tank has a volume equal to or greater than the predetermined amount above the reference head liquid surface, which is the liquid surface that is open to the atmosphere.
本発明によれば、一定量のインクを第１のインクタンクから第２のインクタンクへと繰り返し流入させるため、装置の低コストかつ小型に構成できる。さらに、第２のインクタンクへのインクの充填を、第２のインクタンク内のインク量を検出するための検出手段を用いずに、インクを漏らすことなく、確実に充填することができる。 According to the present invention, since a certain amount of ink is repeatedly flowed from the first ink tank to the second ink tank, the apparatus can be configured at low cost and in a small size. Furthermore, the ink can be reliably filled into the second ink tank without leaking ink without using the detection means for detecting the amount of ink in the second ink tank.
以下、本発明を実施するための実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
図１に、本発明の適用されるインクジェット記録装置の概略構成を説明するための模式的な平面図を示す。なお、ここに示すインクジェット記録装置は、インク滴を吐出可能な記録ヘッドを記録媒体の搬送方向と交差する方向に移動させて記録を行ういわゆるシリアル型のインクジェット記録装置となっている。
Embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic plan view for explaining a schematic configuration of an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied. Note that the ink jet recording apparatus shown here is a so-called serial type ink jet recording apparatus that performs recording by moving a recording head capable of ejecting ink droplets in a direction intersecting the conveyance direction of the recording medium.
図１において、記録ヘッド１は、供給されるインクを複数の吐出口から吐出可能なインクジェット記録ヘッドであり、この記録ヘッド１は、キャリッジ１０２に交換可能に搭載される。キャリッジ１０２には、不図示のコネクタを介して記録ヘッド１に駆動信号等を伝達するためのコネクタホルダ（電気接続部）が設けられている。キャリッジ１０２は、装置本体に設置されたガイドシャフト１０３によって、矢印Ａに示す主走査方向に往復移動可能に支持されている。主走査モータ１０４により回転駆動されるモータプーリ１０５と従動プーリ１０６との間には、キャリッジ１０２に連結されたタイミングベルト１０７が架け渡されている。キャリッジ１０２は、これらのモータ１０４，プーリ１０５，１０６、タイミングベルト１０７などによって構成された駆動機構によって主走査方向に移動される。
In FIG. 1, a
プリント用紙やプラスチック薄板等の記録媒体１０８は、給紙モータ１１５の駆動によってピックアップローラ１１３が回転されることにより、オートシートフィーダ（ＡＳＦ）１１４から一枚ずつ分離されて給紙される。さらに、記録媒体１０８は、搬送ローラ１０９の回転により矢印Ｂの副走査方向に搬送されて、記録ヘッド１における吐出口の形成面（吐出口面）と対向する位置（記録部）を通る。搬送ローラ１０９は、ＬＦモータ１１６の駆動により回転される。記録媒体１０８が給紙されたかどうかの判定と、その給紙時における記録媒体の先端の頭だし位置の確定は、搬送ローラ１０９の上流に配されたペーパエンドセンサ１１２の検知信号に基づいて行われる。さらに、記録媒体１０８の後端位置の割り出し、および記録媒体１０８の後端位置から現在の記録位置を割り出すためにもペーパエンドセンサ１１２が使用される。なお、記録媒体１０８は、記録部において平坦な記録面を形成するように、その裏面がプラテン（不図示）により支持される。
A
上記構成を有するインクジェット記録装置では、記録ヘッド１がキャリッジ１０２と共に矢印Ａ方向に走査しつつインクを吐出する記録走査と、記録ヘッドの各走査の間に行われる記録媒体の搬送動作とを繰り返し、記録録媒体上に画像を形成する。
In the ink jet recording apparatus having the above-described configuration, the
図２は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置１００のインク供給システムの概略図である。ここでは説明を簡単にするため、液体としてのインク１色分の経路についてのみ示す。図２は、特に、メインタンク５内部にインクが十分に収納されており、メインタンク５内のインクが使用されて記録が行われている状態を示す図である。
FIG. 2 is a schematic diagram of an ink supply system of the inkjet recording apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. Here, for simplicity of explanation, only the path for one color of ink as a liquid is shown. FIG. 2 is a diagram showing a state in which ink is sufficiently stored in the
まず、本実施形態のインク供給システムの構成について説明する。本実施形態のインク供給システムは、記録ヘッド１と、記録ヘッド１に連通可能なサブタンク４と、サブタンク４に連通可能なメインタンク５と、メインタンク５に連通可能なバッファ室６とを有している。本実施形態の記録ヘッド１は、インクを吐出させる記録素子が設けられた素子基板と、この素子基板に接合されるオリフィスプレートとを備えている。オリフィスプレートは、インクの液滴を吐出する複数の吐出口を有するとともに、素子基板に接合されることによって吐出口が連通するエネルギ作用室としての発泡室及びこれに連通するインク流路等が形成されている。そして、記録素子の駆動によって吐出口からインクを吐出するように形成されている。本実施形態では、記録素子として電気エネルギを熱エネルギに変換する電気熱変換素子が用いられている。そして、その電気熱変換素子としてのヒータから発生する熱エネルギによってインクに膜沸騰を生じさせ、そのときに生じるインク中の気泡の圧力を利用することによって、吐出口からインクを吐出することができる。記録ヘッドとしては、圧電素子を用いてインクを吐出する方式等、種々の吐出方式のものを用いることができる。
First, the configuration of the ink supply system of this embodiment will be described. The ink supply system according to the present embodiment includes a
メインタンク５は、記録装置本体に対して取り外し可能に形成されている。本実施形態では、メインタンク５は、比較的大容積のインクを収納可能に形成されている。メインタンク５に収納されたインクは、記録装置本体に搭載されたサブタンク（第２のインクタンク）４に供給され、サブタンク４内のインクはキャリッジに搭載された記録ヘッド１に供給される。記録ヘッド１は供給されたインクを吐出口から吐出し、画像の記録を行う。記録動作が進むにつれ、メインタンクからサブタンクへのインクの供給行われ、メインタンク５の内部のインクは減少してゆく。そして、メイタンク内のインクが無くなったとき、あるいは一枚の記録媒体に対して記録を行うのに不十分な量となったときには、図６に示すように、メインタンク５をインクの充填された新たなものに交換する。
The
サブタンク４は、メインタンクが空となって交換されている間に、記録動作を中断させないようにするため、メインタンク５の交換作業の間、記録動作を行うことが可能な量のインクが収納されている。このため、サブタンク４の容積は、メインタンク５に比べ、比較的小さく形成される。メインタンク５とサブタンク４は、サブタンク４の液室４の上面部に突設された第１の中空管１１によって連通される。第１の中空管１１は金属などの導電部材によって形成され、その内部にインクを流通させることが可能なように形成されている。
The
ここで、第１の中空管１１は、インクの流通する流路が流路抵抗を十分に有するように、その内径が十分に細く形成されている。このため、メインタンク５がサブタンク４よりも高い位置に配置されていても、メインタンク５内に収納されているインクは、重力のみによってサブタンク４内に供給されることはない。記録ヘッド１でインクが吐出され、サブタンク４内のインク量が減少することでサブタンク４内に所定値以上の負圧が発生したときにメインタンク５からサブタンク４へインクが供給される。
Here, the inner diameter of the first
また、記録ヘッド１とサブタンク４との間には、これらを接続するための供給チューブ２が配置されている。供給チューブ２は、内部にインクを流通させることが可能とされ、サブタンク４内部のインクを記録ヘッド１に供給する。供給チューブ２は柔軟な材料によって形成されており、記録ヘッド１を走査させつつ記録ヘッド１にインクを供給することが可能である。
Further, a
サブタンク４には、サブタンク４の内部と大気とを連通可能にする大気連通路８が連結されている。大気連通路８は、サブタンク４内で最も高い位置４１から上方に立ち上がる導入部８１と、その導入部８１の上端に形成された導出口８１ｂに連結された空間部８２と、前記空間部８２からサブタンク４の底面よりも下方に立ち下がる排出部８３とを備える。従って、大気連通路８は全体として逆Ｕ字状に構成されている。導入部８１の下端部に形成された導入口８１ａはサブタンク４における最も高い位置と同一の高さ位置に配設されている。また、大気連通路８には、その排出部８３に外周面に沿って摺動可能に大気連通弁９が設けられており、この大気連通弁９を移動させることによって大気連通路８の出口である大気連通口８ａを開放、閉塞することが可能になっている。従って、大気連通口８ａが開放状態にあるときには、サブタンク４の内部の空気を導入部８１、空間部８２および排出部８３を介して大気連通口９から大気へと放出することができる。
Connected to the
また、サブタンク４を形成する壁面の一部には、サブタンク４の容積を変化させるよう動作可能な容積変化部材としてダイヤフラム部３が設けられている。本実施形態において、サブタンク４は、液室部４ａとこれに連通する流路部４ｂとからなるインク収納部を有しており、ダイヤフラム部３は、インク収納部内における流路部４ｂに設けられている。また、ダイヤフラム部３は、可撓性を有するゴムによって形成されている。図２は、ダイヤフラム部３が流路部４ａの壁面から外方に膨出した初期状態を示しており、サブタンク４の容積は拡張した状態にある。一方、図３はダイヤフラム部３の中央部が流路部４ａの壁面に接する位置まで押圧された状態を示しており、この状態においてサブタンク４の容積は前述の拡張状態に比べて縮小する。なお、この実施形態における流路部４ａには、ダイヤフラム部３によって開閉される連通口４ｂ１が形成されると共に、連通口４ｂ１より下流側（サブタンクから記録ヘッドへのインクの流動方向において下流側）に前述の供給チューブ２の下端部が連結されている。従って、図３に示すようにダイヤフラム部３が押圧された状態にあるとき、連通口４ｂ１はダイヤフラム部３によって閉塞され、液室部４ａと記録ヘッド１との連通が遮断されるようになっている。このようにダイヤフラム部３は記録ヘッドから液室部４ａの間を連通、遮断させる開閉弁としての機能も併せ持つ構成となっている。
A diaphragm portion 3 is provided on a part of the wall surface forming the
また、ダイヤフラム部３が設けられている流路部４ｂは、サブタンク４の液室部４ａにおいて下方部に配置されており、液室部４ａとの連通口は比較的低い位置に形成されている。これにより、インクが消費され、サブタンク４内に残るインクの量が僅かな量になるまで流路部４ｂおよびダイヤフラム部３内に空気が流入しないように構成されている。
Moreover, the
バッファ室６は、内部にインクを収納可能な容器として、メインタンク５と連通するように形成されている。そして、バッファ室６の内部には大気に開放された大気連通路７が配置されており、バッファ室６の内部の空間は大気連通路７を介して大気と連通している。メインタンク５とバッファ室６との間は、第２の中空管１２によって接続される。第２の中空管１２も金属などの導電部材によって形成され、その内部にインクを流通させることが可能なように形成されている。メインタンク５とバッファ室６とが連通させることにより、メインタンク５の内部のインクが温度上昇によって膨張して、メインタンク５の内部の圧力が上昇するようなことがあっても、メインタンク５内部のインクをバッファ室６の内部に流入させることができる。このため、メインタンク５の内部の圧力が過度に上昇するのを抑えることができる。また、メインタンク５が、バッファ室６を介して大気と連通するように形成されており、バッファ室６は、メインタンク５内部の圧力を大気の圧力とバランスさせる役割を果たしている。なお、このメインタンク２とバッファ室６とにより第１のインクタンクが構成されている。
The
ここで、本実施形態におけるダイヤフラム部３の押圧、開放動作、および大気連通口の開閉を行う機構を説明する。本実施形態では、ダイヤフラム部３を押圧、解放させることによるサブタンク４の容積の拡張・縮小動作及び大気連通弁９の開閉動作は、単一の駆動源としてのモータ１４を有する駆動機構３０によって行われる。駆動機構３０は、モータ１４と、モータ１４の出力軸に固定された駆動ギア１４ａ、アイドルギア１５、遊星ギア１６からなる駆動力伝達機構とを備える。また、駆動機構３０は、駆動力伝達機構によって選択的に回転駆動される第１ギア１９および第２ギア２４と、第１ギアと一体的に回転する第１カム２０と、第２ギア２４と一体的に回転する第２カム２５を有する。さらに駆動機構３０は、第１カム２０によって作動する大気弁レバー２１と、第２カムによって作動するダイヤフラムレバー２７とを有する。なお、本実施形態においては、前記の駆動機構３０と大気連通弁９とダイヤフラム部３とにより、インク供給機構が構成されている。
Here, a mechanism for pressing and releasing the diaphragm portion 3 and opening and closing the atmosphere communication port in the present embodiment will be described. In the present embodiment, the expansion / reduction operation of the volume of the
より詳細に説明すると、モータ１４の出力軸に固定された駆動ギア１４ａは、アイドルギア１５と噛合するように配置されている。また、アイドルギア１５と遊星ギア１６とは噛合し、それぞれのギアがモータ１４からの駆動力を伝達する。遊星ギア１６は、アーム１７を介してアイドルギア１５に接続されており、アイドルギア１５の中心軸との距離を保ちながら、図２に示されるモータ１４の回転方向によってＲ１、Ｒ２のいずれかの方向に移動できる。遊星ギア１６がＲ１方向に移動したときには、遊星ギア１６はギア２４と噛合し、遊星ギア１６がＲ２方向に移動したときにはギア１９と噛合することが可能とされている。
More specifically, the
さらに駆動機構３０は、支点２２を中心軸として回転する大気弁レバー２１と、支点２６を中心軸として回転するダイヤフラムレバー２７とを有している。大気弁レバー２１の一端部は、前述の大気連通口８ａを開閉させるための大気連通弁９に連結されており、常には圧縮バネ２３の付勢力によって大気連通口８ａを開放させる位置へと付勢されている。カム２０の外周の一部には、外方に突出する押圧部２０ａが設けられており、カム２０が所定の位相位置まで回転することにより、この押圧部２０ａが大気弁レバー２１の一端部を圧縮バネ２３の付勢力に抗して押圧する。また、カム２０の外周部の一部には、外方に突出する押圧部２０ａが設けられており、カム２０が所定の位相位置まで回転することにより、この押圧部２０ａが圧縮バネ２３に抗してダイヤフラムレバー２７を押圧することができる。ギア２４及びギア１９に近接した位置には、ギア２４及びギア１９と共に回転するカム２０及びカム２５の位相検出を行うセンサ４２、４３が、それぞれ配置されている。このうち、ダイヤフラム部３を作動させるダイヤフラムレバー２７を押圧部２０ａで押すカム２５の位相の検出は、ダイヤフラム部センサ４２が行う。また、大気連通弁９を作動させる大気弁レバー２１を押圧部２５ａで押圧するカム２０の位相検出は、大気弁センサ４３が行う。センサ４２、４３によってそれぞれのギア１９、２４の位相を正確に検出し、大気連通弁９の開閉動作及びダイヤフラム部３の移動によるサブタンク４の容積の拡張・縮小動作を確実に行うことが可能とされている。本実施形態では、センサ４２、４３は発光素子及び受光素子を有する光学的なフォトセンサが用いられている。センサ４２、４３は、受光素子での光量を検出することによってギア１９、２４の位相を検出している。本実施形態では、ギア１９、２４の所定位置にフラグが設けられており、このフラグが所定位相に位置したときに発光素子からの光が遮光され、受光素子での受光量を変化させてギア１９、２４の位相を検出している。なお、センサ４２、４３の形態としてはこれに限定されず、その他の形態のものが用いられても良い。例えば、ギアが近くの位置を通過することで発生する磁界の変化を検出する磁気センサが用いられても良い。
The
図９は、本実施形態におけるインクジェット記録装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。図９において、インクジェット記録装置の各部の動作は、ＲＯＭ１２１内に格納された制御プログラムおよびＲＡＭ１２２に格納された種々のデータなどに基づいて制御手段としてのＣＰＵ１２０により制御される。すなわち、ＣＰＵ１２０には、記録ヘッド１に設けられた電気熱変換素子を駆動するヘッド駆動回路１２３、主走査モータ１０４を駆動する主走査モータ駆動回路１２４、ＬＦモータ１１６を駆動するＬＦモータ駆動回路１２５などが接続されている。さらに、前述の大気弁９の開閉およびダイヤフラム部３の移動などを行うための駆動源であるモータ４がＣＰＵ１２０に接続されている。また、ＣＰＵ１２０には、インクジェット記録装置の動作状態を表示する表示部５２および記録媒体を供給するＡＳＦ１１４などが接続されている。また、ＣＰＵ１２０には、前述の大気弁センサ４３、ダイヤフラム部センサ４２、ペーパーエンドセンサ１１２などが接続されている。さらにＣＰＵ１２０には、メインタンク５およびサブタンク４内に収納されているインクが所定量以下に達したか否かを表す信号を出力する液体検出回路５０が接続されている。この液体検出回路５０は、前述の第１の中空管１１と第２の中空管１２との間に所定の電圧を印加する。そして、第１の中空管１１と第２の中空管１２との間に電流が流れたか否かを検出し、電流が流れた場合にはＣＰＵ１２０に検出信号を出力する。なお、液体検出回路５０、第１の中空間１１および第２の中空管１２によって、メインタンク５内にインクが実質的に空になったか否かを検出する検出手段が構成されている。さらに、前述のインク供給機構と、このインク供給機構の駆動を制御するＣＰＵ１２０とによって、メインタンク５からサブタンク４へのインクの供給を繰り返し行うインク充填手段が構成されている。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a control system of the ink jet recording apparatus according to the present embodiment. In FIG. 9, the operation of each unit of the ink jet recording apparatus is controlled by the
上記の制御系において、ＣＰＵ１２０は、液体検出回路５０および各部のセンサから出力された信号に応じて、ＲＯＭ１２１に格納されている制御プログラムに従い、記録動作、サブタンクへのインクの充填動作などの種々の動作が制御される。例えば、メインタンク５の交換後に実行されるサブタンクへのインクの充填動作においては、ダイヤフラム部センサ４２及び大気弁センサ４３によって検出された各カム２０、２５の位相を表す信号がＣＰＵ１２０に入力される。ＣＰＵ１２０は、それらの位相と液体検出回路５０からの信号に基づいてモータ１４の回転方向および回転量が制御される。このように、前述のインク供給機構と、このインク供給機構の駆動を各センサからの検出信号に基づいて制御するＣＰＵ１２０とによって、メインタンク５からサブタンク４へのインクの供給を繰り返し行うことを可能とするインク充填手段が構成されている。
In the above control system, the
上記構成を有するインクジェット記録装置１００において、記録ヘッド１がインクを吐出して記録動作を実行すると、これに伴い記録ヘッド１内に負圧が発生する。この記録ヘッド１内の負圧が一定値以上になると、その負圧によってサブタンク４内のインクが供給チューブ２を介して記録ヘッド１に供給される。また、記録動作時には大気連通弁９が閉塞されているので、サブタンク４は密閉された状態にある。このため、サブタンク４内のインクが記録ヘッド１へと供給されることに伴い、サブタンク４内には負圧が発生する。この負圧によってメインタンク５内のインクは第１の中空管１１を介してサブタンクへと供給される。また、前述のようにバッファ室６は第２の中空管１２を介してメインタンク５と連通する一方、大気連通路７を介して大気とも連通している。このため、メインタンク５内の圧力は大気と常にバランスされており、記録動作時においてもメインタンク５内部の圧力が過度に低下することはない。
In the ink jet recording apparatus 100 having the above configuration, when the
本実施形態では、重力のみではメインタンク５からサブタンク４へとインクが流通しないように第１の中空管１１には十分に大きな流路抵抗をもたせている。このため、記録動作中にメインタンク５内部からサブタンク４へと供給されるインク量は、記録ヘッドでの消費量に相当し、過剰なインクがサブタンク４へと供給されることはない。
In the present embodiment, the first
本実施形態の記録装置によって記録動作が続けられ、メインタンク５内のインクが消費され続けると、最終的には略全てのインクが消費され、実質的に空の状態となる。メインタンク５内のインクが全て消費された状態で記録動作が継続されると、メインタンク５からサブタンク４へと空気が流入する。この空気は、図４に示されるように、メインタンク５とサブタンク４を連結する第１の中空管１１を介して、サブタンク４内の供給路１０内に流入する。
When the printing operation is continued by the printing apparatus of the present embodiment and the ink in the
本実施形態では、第１の中空管１１と第２の中空管１２との間に所定の電圧を印加し、第１の中空間１１と第２の中空管との間が通電するか否かに基づいてメインタンク５内にインクが存在しているかどうかの判断を行うようになっている。すなわち、メインタンク５内にインクが存在している場合には第１の中空管１１と第２の中空管１２とがインクを介して通電し、メインタンク５内にインクが存在していない場合には、第１の中空管１１と第２の中空管１２とが非通電となる。この導通、非導通を観察することによってメインタンク５内のインクの有無が検出される。なお、メインタンク５内部のインク切れが検出された際には、記録装置はディスプレーや記録装置の表示部にこのことを示して、インク切れをユーザーに報知する。ユーザーはこの報知に応じてメインタンク５を交換すれば良い。このように、記録装置によってメインタンク５内部のインク切れが検出されると、これに応じてメインタンクの交換作業が行われる。
In the present embodiment, a predetermined voltage is applied between the first
メインタンク５の交換が行われる際には、サブタンク４内にはある一定量のインクが保持されている。サブタンク４における供給路１０内のインクの有無の検知によってメインタンク５のインク切れが検出された後は、記録ヘッド１によるインク消費量がインクの吐出回数によって計算され、そのインク消費量に基づいてサブタンク４内のインク残量が計算される。その後、もしメインタンク５が交換されることなく記録が続行され、サブタンク４が空となったときには記録が中断される。
When the
メインタンク５の交換する場合には、まず、メインタンク５を上方に引き上げて第１の中空管１１及び第２の中空管１２からメインタンク５を引き抜き、サブタンク４及びバッファ室６から取り除く。次いで、新たなメインタンク５を装着する場合には、メインタンク５の底部に第１の中空管１１及び第２の中空管１２を刺し、各中空管１１，１２の棒状端部をインクタンク内に突出させる。
When replacing the
ところで、メインタンク５の交換作業によって記録動作が中断された場合、前述のように記録動作の中断直後に記録された領域と、連続的に記録動作が行われた領域との間に色味の差が生じ、画像品質の低下を招くことがある。このような画像に発生する色味のムラを抑えるためには、メインタンク５の交換作業が行われている間にも記録動作が行われることが必要となる。このため、本実施形態ではメインタンク５とは別にサブタンク４が取り付けられており、メインタンク５を取外した後でも、サブタンク４内のインクを用いて記録動作を続行することができる。これにより、メインタンク５の交換時に記録動作が中断することに起因する画像品質の低下を抑えることができる。
By the way, when the recording operation is interrupted by the replacement work of the
図５は、図４に示す状態からさらに記録動作が行われることによってサブタンク４内のインクが消費されて減少した状態を示す説明図である。記録動作が行われている状態では、大気連通弁９は閉塞され、ダイヤフラム部３は外方に膨出した初期状態にあるため、サブタンク４内の容積が拡張された状態に保たれている。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which the ink in the
メインタンク５はサブタンク４よりも高い位置に配置されているが、インクが収納されているメインタンク５が搭載されたとしても、すぐにはサブタンク４内にはインクは供給されない。通常、メインタンク５は空になった状態で交換されるので、メインタンク５を交換する際には、図３に示されるようにサブタンク４内の供給路１０には空になった状態のメインタンク５から空気が吸引されサブタンク４内に空気が流入する。従って、インク切れが生じたメインタンク５を新たなメインタンクに交換した時点では、サブタンク４の供給路１０内には空気が存在することとなる。
Although the
また、メインタンク５を交換する際には大気連通弁９が閉塞されている。そして、サブタンク４内のインクの上部には空気が収納されている。このため、メインタンク５が交換されることでインクが収納されているメインタンク５が装置に装着されてもサブタンク４とが連通したとしても、サブタンク４の空気はサブタンク４の外部に放出されないので、サブタンク４にはインクはほとんど流入しない。このため、メインタンク５を交換したとしても、サブタンク４で負圧が発生しないと、メインタンク５からはインクは供給されない。
Further, when the
従って、サブタンク４にインクを供給するためには、サブタンク４内に負圧を発生させ、サブタンク４内の空気と交換されたメインタンク５内のインクとが置換されて、サブタンク４内にインクが充填されることが求められる。
Therefore, in order to supply ink to the
ここで、図７及び図８を参照しつつ、サブタンクへのインクの充填動作の概略を説明する。なお、図７（ａ）〜（ｃ）は、サブタンク内にインクを充填する際のサブタンク周辺の各部の動作を示す説明図、図９は、図７に示すサブタンクへのインクの充填動作時の制御工程を示すフローチャートである。 Here, the outline of the ink filling operation to the sub tank will be described with reference to FIGS. 7A to 7C are explanatory views showing the operation of each part around the sub tank when the sub tank is filled with ink, and FIG. 9 is a diagram showing the operation during the ink filling operation to the sub tank shown in FIG. It is a flowchart which shows a control process.
図７（ａ）は、メインタンク５が交換され、サブタンク内のインクが僅かな状態になった状態を、図７（ｂ）は、ダイヤフラム部３を内方に移動させることでサブタンク４内の空気をサブタンク４の外部に送り出した状態をそれぞれ示している。また、図７（ｃ）は、ダイヤフラム部３を外方に移動させることでメインタンク５からサブタンク４内にインクを供給している状態を示している。
FIG. 7A shows a state in which the
図７（ａ）に示すように、メインタンク５を交換した直後は、ダイヤフラム部３が外方に膨出しサブタンク４の容積が拡張された状態を示している。このとき大気連通弁９は閉塞されている。次に、図７（ｂ）に示すように、大気連通弁９を閉塞状態から開放状態にした後（Ｓ２０１）、ダイヤフラム部３を内方に位置させてサブタンク４の容積を縮小させる（Ｓ２０２）。ダイヤフラム部３の移動によって、サブタンク４内は約０．５ｃｃ分の体積が変化する。このように、本実施形態のサブタンクへの液体充填方法は、大気連通口８ａを開放させてからサブタンク４の容積を変化させることが可能なダイヤフラム部の容積を縮小させる容積変化部材縮小ステップ（Ｓ２０２）を有している。また、本実施形態のサブタンクへの液体充填方法は、大気連通口８ａを閉塞させてからダイヤフラム部３の容積を拡大させる容積変化部材拡大ステップ（Ｓ２０１）を有している。
As shown in FIG. 7A, immediately after the
ダイヤフラム部３を内方に移動させることにより、約０．５ｃｃ分の体積のインクがダイヤフラム部３からサブタンク４におけるメインタンク側に押出される。このとき、ダイヤフラム部３から記録ヘッド１までの流路抵抗（供給チューブ２の流路抵抗）はダイヤフラム部３からサブタンク４（メインタンク５）までの流路抵抗に比べ、圧倒的に高いので、殆ど記録ヘッド１側にはインクは殆ど押出されない。
By moving the diaphragm portion 3 inward, ink of a volume of about 0.5 cc is pushed from the diaphragm portion 3 to the main tank side in the
そのため、ダイヤフラム部３が内方に移動してサブタンク４の容積が小さくなりサブタンク４内部のインク及び空気が圧縮された際には、サブタンク４内の空気は大気連通弁９を通って大気に排出されることになる。従って、サブタンク４内の圧力は高くならず、インクは殆どメインタンク５へは流れない。
Therefore, when the diaphragm 3 moves inward and the volume of the
次に図７（ｃ）に示されるように、大気連通弁９を開放状態から閉塞状態にした後（Ｓ２０３）、ダイヤフラム部３を内方へと押圧した状態から外方に膨出する初期状態へと移動させる（Ｓ２０４）。このダイヤフラム部３の移動により、サブタンク４の容積が拡大する。これにより、サブタンク４内に負圧が発生し、ダイヤフラム部３内にインクが約０．５ｃｃ分流入すると共に、メインタンク５からサブタンクへインクが供給される。このとき、ダイヤフラム部３から記録ヘッド１までの流路抵抗は、ダイヤフラム部３からメインタンク５までの流路抵抗に比べかなり高いため、記録ヘッド１側からダイヤフラム部３へ流入するインクは殆ど無い。本実施形態では、供給路１０の内径が約２ｍｍ〜３ｍｍ、長さが約２０ｍｍ、第１の中空管１１の内径がφ１．６ｍｍ、長さが約３０ｍｍである。このとき、大気連通弁９が閉塞されていることにより、記録装置の外部から大気連通路８を介してサブタンク４内に空気が入ってくることは殆どない。そして、メインタンク５内は負圧になるが、大気連通路７を介してバッファ室６から空気がメインタンク５内に導入されるので、メインタンク５内の負圧は解消される。その結果、メインタンク５からサブタンク４へある一定量のインクが導入されることとなる。
Next, as shown in FIG. 7C, after the
次に、本実施形態のインク供給システムにおけるメインタンク５の交換後に、メインタンク５からサブタンク４の内部へインクを供給する際の駆動機構３０の各部の動作について説明する。
前述のように、メインタンク５の交換後にサブタンク４内から空気を排出しつつ、メインタンク５からサブタンク４へインクを供給するには、ダイヤフラム部３の拡張・縮小動作（ダイヤフラムの移動）及び大気連通弁９の開閉作動を繰り返す。このときの記録装置におけるダイヤフラム部３と大気連通弁９の状態としては、概ね２つの状態が考えられる。一方の状態としては、図２に示されるように、ダイヤフラム部３をサブタンク４の外方に膨出してダイヤフラム部３の容積が拡張した状態（以下、この状態をダイヤフラム部の拡張状態と称す）にあり、かつ大気連通弁９が閉塞した状態がある。また、他方の状態としては、図３に示されるように、ダイヤフラム部３が押圧されて、その内部の容積が縮小した状態（以下、この状態をダイヤフラム部の縮小状態と称す）にあり、かつ大気連通弁９が開放された状態がある。
Next, the operation of each part of the
As described above, in order to supply ink from the
まず、図２に示されるようにダイヤフラム部３が拡大状態あり、かつ大気連通弁９が閉塞した状態から、図３に示されるようにダイヤフラム部３が縮小状態にあり、かつ大気連通弁９を閉塞させる場合の各部の動作について説明する。
First, as shown in FIG. 2, the diaphragm portion 3 is in an expanded state and the
図２に示す状態では、第１カム２０の押圧部２０ａが大気弁レバー２１の端部（図中右端部）を圧縮バネ２３の付勢力に抗して押圧しており、これによって大気弁レバーの他端部（図中、左端部）に設けられた大気連通弁９が大気連通口８ａが閉塞されている。また、第２カム２５の押圧部２５ａは、ダイヤフラムレバー２７から離間した状態にあり、ダイヤフラムレバー２７は、ばねの付勢力によってカム２５の円形の外周面に当接している。このとき、ダイヤフラムレバー２７の一端部（図中、左端部）はダイヤフラム３を押圧していない状態（開放状態）にあり、ダイヤフラム３は拡張状態に保たれている。
In the state shown in FIG. 2, the
この状態で、モータ１４を駆動し、駆動ギア１４ａをＳ２方向へと回転させると、この駆動ギア１４ａの回転力はアイドルギア１５を介して遊星ギア１８に伝達され、遊星ギア１８はその回動中心軸を中心として回転する。なお、アイドルギア１５は定位置に保持された不図示の軸を中心に定位置で回転する。遊星ギア１８の回転により、これに噛合しているギア１９と共に第１カム２０が回転し、その押圧部２０ａが大気弁レバー２１の端部（右端部）から離間する。その結果、大気弁レバー２１は、圧縮バネ２３の弾性力によって支点２２を中心に図２における反時計方向へと回転し、大気連通弁９を大気連通口８ａを閉塞する位置から移動させる。これにより、大気連通口８ａは大気に開放される。
In this state, when the
次に、モータ１４によって駆動ギア１４ａをＳ２方向に回転させると、駆動ギアに噛合しているアイドルギア１５が回転する。このアイドルギア１５の回転により、これに噛合している遊星ギア１６がＲ１方向へと移動し、図３に示すようにギア２４と噛合する。その後も継続してモータ１４を駆動することにより、ギア１６はその回動中心を中心として回転し、押圧部２５ａがダイヤフラムレバー２７との対向位置へと移動し、ダイヤフラムレバー２７の端部（図中、右端部）を圧縮バネ２８に抗して押圧する。これにより、ダイヤフラムレバー２６の他端部（図中、左端部）がダイヤフラム３を押圧し、ダイヤフラム３を縮小状態にする（図３参照）。こうしてダイヤフラム３が縮小されることにより、ダイヤフラム３内のインクがサブタンク４の液室４ａ側に送り込まれ、液室４内のインクの液面は上昇する。この際、大気連通口８ａは大気連通弁９によって開放状態となっているため、液室４内のインクの液面上昇に伴ってサブタンク４の上方部に溜まっている空気は大気連通口８ａから大気へと排出される。
Next, when the
このように、ダイヤフラム部３および大気連通弁９について、図２の状態から図３の状態に位置関係を変化させることができる。次に、図３に示されるようにダイヤフラム部３が縮小状態あり、かつ大気連通弁９が開放された状態から、図２に示されるようにダイヤフラム部３が拡張状態にあり、かつ大気連通弁９を閉塞させる場合の各部の動作について説明する。
As described above, the positional relationship of the diaphragm 3 and the
図３に示すダイヤフラムの縮小状態から、モータ１４を駆動して駆動ギア１４ａをＳ１方向へと回転させると、アイドルギア１５の回転に伴って遊星ギア１６はＲ２方向へと移動し、ギア１９と噛合する。その後、継続してモータ１４を駆動することにより、アイドルギア１５を介して遊星ギア１６が回転し、その回転に連動してギア１９およびカム２０が回転する。カム２０の回転によって押圧部２０ａが大気弁レバー２１の端部を圧縮バネ２３に抗して押圧し、大気弁レバー２１を支点を中心に回転させる。大気連通弁９は、大気弁レバー２１の移動に伴って移動し、それまで開放状態にあった大気連通口８ａを閉塞する。この時点で、モータ１４の回転は一旦停止する。また、ダイヤフラム部３は、図３に示す縮小状態を維持する。
When the
上記のようにして大気連通口８ａが大気連通弁９によって閉塞した後、モータ１４を駆動し、駆動ギア１４ａをＳ２方向に回転させる。駆動ギア１４ａの回転に連動してアイドルギア１５が回転することにより、遊星ギア１６はＲ１方向へと移動し、ギア２４に噛合する。遊星ギア１６とギア２４とが係合した後も、モータ１４の駆動力によって駆動ギア１４が回転し続けることにより、遊星ギア１６はその回動中心を中心として回転し、ギア２４を回転させる。これにより、カム２５の押圧部２５ａがダイヤフラムレバー２７から離間し、ダイやフラムレバー２７は圧縮バネ２８の付勢力によって支点２６を中心に図３における時計方向へと回転する。その結果、ダイヤフラムレバー２７は、ダイヤフラム３に対する押圧力を解除し、ダイヤフラム３は自身の復元力によって図２に示す拡張状態に復帰する。このとき、大気連通口８ａは閉塞されているため、ダイヤフラム３が拡張状態に復帰することにより、サブタンク４内に負圧が発生し、メインタンク５内のインクが中空管１１を通じてサブタンク内に流入する。
After the
以上のように、ダイヤフラム縮小・拡大、及び大気連通口８ａの開閉を繰り返すことにより、メインタンク５内のインクが一定量ずつ（本実施形態では、０．５ｃｃずつ）、サブタンク４へと供給されて行く。なお、上記動作において、ギア１９、２４を回転させる際には、それぞれのギア１９、２４に対応して取り付けられたダイヤフラム部センサ４２及び大気弁センサ４３によってカム２０、２５の位相が正確に検出されている。従って、大気連通弁９の開閉状態や、ダイヤフラム部３がサブタンク４の比較的外方か内方のいずれに位置しているかが正確に把握される。
As described above, by repeatedly reducing and expanding the diaphragm and opening and closing the
上記のように、本実施形態では、第１の工程（図９のＳ２０１、Ｓ２０２）と大気連通弁９を閉じてから供給弁３を開ける第２の工程（図９のＳ２０３、Ｓ２０４）を繰り返すことにより、サブタンク４にインクを充填することが可能となる。このため、サブタンクへのインクの充填には大型で高価なポンプを必要とせず、上述のようなダイヤフラム３および大気開閉弁９などを単一の駆動源を用いて駆動させる小型かつ安価な構成でサブタンクへのインクの充填が可能になる。
As described above, in the present embodiment, the first step (S201, S202 in FIG. 9) and the second step (S203, S204 in FIG. 9) of opening the supply valve 3 after closing the
しかしながら、メインタンク５が空となり，メインタンク５が交換されるまで，サブタンク４内のインクをどの程度消費したかは、ユーザーがいつメインタンク５を交換したか、どのような画像を記録したのか、によって変わってくる。サブタンク４内のインクを消費した量だけ，第１の工程、第２の工程を繰り返すことにより、サブタンク４にインクを充填できれば良いが，サブタンク４内のインク消費量を正確に把握することは難しい。さらに、メインタンク５の交換回数が多くなると誤差が大きくなる可能性がある。また、複数色を搭載したインクジェット記録装置において、単一の駆動源を用いて同時に第１の工程と第２の工程を繰り返し、各サブタンク４へのインクの充填を行うことが考えられる。この場合、各サブタンク４内のインク消費量が正確に把握できたとしても、各々の消費量は必ずしも一致しないため、各サブタンク４それぞれに適正にインクを供給することは困難である。つまり、単一の駆動源によって各サブタンクへのインク供給を行った場合には、あるサブタンクは満杯となっても他のサブタンクは満杯とならないことがある。この場合、他のサブタンク４を満杯にすべく、第１、第２の工程を繰り返した場合、既に満杯になっていたサブタンク４からインクが溢れる可能性がある。
However, how much ink in the
これに対し、駆動源を単一化せず、各サブタンク４毎に駆動源を設けた場合には、各サブタンク４に対し、それぞれの消費量に応じたインクを供給することが可能になる。しかし、複数の駆動源を用いた場合には装置のコストおよびサブタンクに対する充填時間が増大することが懸念される。
On the other hand, when a drive source is provided for each
また、インクを一定量ずつ繰り返しインクタンクに供給するインク充填方式では、タンク内のインク量が満杯に達したとしても、一定量のインク供給動作が完了するまではインクの供給が継続されるため、サブタンクからインクが溢れる可能性がある。 Further, in the ink filling method in which the ink is repeatedly supplied to the ink tank by a certain amount, the ink supply is continued until the ink supply operation of the certain amount is completed even if the ink amount in the tank reaches the full level. Ink may overflow from the sub tank.
そこで本実施形態では、サブタンク４における最大消費インク量を想定してサブタンク４の容積を設定することにより、上述の第１、第２の工程によるインク供給動作の回数に拘わりなく、サブタンク４からのインクの溢れを抑えることができるようになっている。ここで、サブタンクの最大消費インク量は、メインタンク５内のインクが大気に連通する液面（基準水頭液面）によって定められる。
Therefore, in the present embodiment, by setting the volume of the
図１０に基準水頭液面の例を示す。本実施形態においてメインタンク５の基準水頭液面は、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、メインタンク５およびバッファ室６におけるインクの収納状態によって異なる。
図１０（ａ）は、メインタンク５にインクが有り、バッファ室６にはインクが無い場合（＝通常使用時）の基準水頭液面Ｌ２を示している。この状態で、メインタンク５の基準水頭液面Ｌ２は第２の中空管１２の下面となる。
また、図１０（ｂ）は、メインタンク５にインクが有り、バッファ室６にもインクが有る場合（＝温度変化によりメインタンク５内の空気が膨張し、メインタンク５内のインクが一時的にバッファ室６に押し出される場合）の基準水頭液面Ｌ２を示している。図示のように、このメインタンク５の基準水頭液面Ｌ２はバッファ室６の液面となる。
FIG. 10 shows an example of the reference head liquid level. In this embodiment, the reference head liquid level of the
FIG. 10A shows the reference head liquid level L2 when there is ink in the
FIG. 10B shows the case where ink is present in the
また、図１０（ｃ）は、メインタンク５内の供給路１０よりインク液面が下に位置し、かつバッファ室６にインクが無い場合におけるメインタンク５の基準水頭液面を示している。
FIG. 10C shows the reference head liquid level of the
本実施形態では、前記のように変動する基準水頭液面のうち、その変動範囲における最も鉛直方向上側に位置するものを基準水頭液面として定めている。すなわち、図１０においては、（ｃ）に示す位置Ｌ３が最も高い位置にあり、これを基準水頭液面として定めている。そして、サブタンク４に収納されているインクの液面が、基準水頭液面に達した際のインク量（インクの体積）をサブタンクの最大インク充填量としている。
In the present embodiment, the reference head liquid level that is located at the uppermost vertical direction in the fluctuation range among the reference head liquid levels that change as described above is defined. That is, in FIG. 10, the position L3 shown in (c) is at the highest position, and this is defined as the reference head liquid level. The ink amount (ink volume) when the ink level stored in the
また、サブタンク４内の容積は、サブタンク４のインク貯留部の容積と、大気連通路８の立ち上がり部８１の一部または全部の容積とを加えた容積となっている。ここで、インク貯留部の容積とは、液室部４ａの容積と、流路部４ｂの連通口４ｂ１より上流側（サブタンク４から記録ヘッドへのインクの流動方向において上流側）の部分の容積と、を加えた容積を指す。このサブタンク４の容積は、上記のようにして定めたサブタンクの最大インク充填量とメインタンク５の基準水頭液面より鉛直方向上側に供給弁３の体積変化量（＝一定量）以上の容積とを加えた容積となっている。このようにサブタンク４の容積を定めることにより、いかなる場合にもサブタンク４からのインクの溢れを抑えながら、確実にサブタンク４にインクを充填することができる。
Further, the volume in the
本実施形態では、上記のように定められる最大インク充填量以上のインク量を設定し、そのインク量を供給するために必要とされる、第１、第２の工程の繰り返し回数Ｔ（図９参照）を設定している。そして、１枚分の記録動作が完了した時点で、図９に示す第１の工程、第２の工程によるインク充填動作をＴ回実行する。これによれば、サブタンク４内のインク消費量に拘わらず、サブタンク４にインクを確実に充填することができる。この際、サブタンク４内における実際のインク消費量以上のインク充填動作が行われたとしても、サブタンク４からインクが溢れることはない。
In the present embodiment, the number of repetitions T of the first and second steps required for setting the ink amount equal to or larger than the maximum ink filling amount determined as described above and supplying the ink amount (FIG. 9). Is set. Then, when the recording operation for one sheet is completed, the ink filling operation in the first step and the second step shown in FIG. 9 is performed T times. According to this, regardless of the ink consumption in the
すなわち、第１、第２工程が繰り返されることによってサブタンク４内の液面が基準水頭液面にまでは上昇する。しかし、サブタンク４が基準水頭液面に達した状態では、第１、第２の工程を繰り返したとしても、サブタンク４内の液面は、ダイヤフラム部３が押されたときに一時的に基準水頭液面以上に押し出されるだけで、すぐに水頭差によって基準水頭液面まで下降する。つまり、一時的に基準水頭液面以上に押し出されたインクは、第１、第２の工程において大気連通口８ａが開放されたときに水頭差によって下降する。
That is, by repeating the first and second steps, the liquid level in the
また、一時的に基準水頭液面より上昇したとしても、そのインク量は第１、第２の工程による一定量のインク量であり、大気連通路８の立ち上がり部８１には、一定量以上の容積が基準水頭液面より上側に定められている。このため、インクが大気連通路８の立ち上がり部８１の上端位置にまで到達することはなく、大気連通路８の大気連通口側へとインクが流れ、外部へと漏出することはない。
Even if the ink level temporarily rises above the reference head liquid level, the ink amount is a constant amount by the first and second steps, and the rising
従って、サブタンク５が複数設けられた記録装置において、単一の駆動源を用いて各サブタンクに対するインクの供給動作を、同時かつ同様に行ったとしても、いずれのサブタンク４からもインクが溢れることはなく確実にインクを充填することができる。例えば、複数のサブタンクに対応してメインタンクを複数備えている場合、１つのメインタンクにインク切れが生じ、これに対応するサブタンク内のインクのみが記録動作によって減少してゆくことが考えられる。ここで、メインタンクが交換された場合には、これに対応するサブタンクに対し第１、第２のインクの充填動作が行われる。但し、各サブタンクに対して設けられている駆動機構３０が同一の駆動源（モータ等）によって駆動される構成を採る場合には、既に充填状態にある他のサブタンクに対しても同様にインク充填動作が行われることとなる。しかしながら、他のサブタンクに対してインク充填動作が行われた場合にも、他のサブタンクに供給されているインクが上述のように大気連通路８の立ち上がり部８１より上側に達することはないため、インクが漏出することはない。
Accordingly, in a recording apparatus having a plurality of
このように、単一の駆動源を用いて各サブタンクに対応する駆動機構３０を同時かつ同様に駆動することが可能になるため、装置の小型化、低コスト化を実現することができる。また、本発明が単一のサブタンクを搭載したインクジェット記録装置にも有効であることは言うまでもない。
Thus, since it becomes possible to drive simultaneously and similarly the
（他の実施形態）
なお、上記実施形態では、第１のインクタンクをメインタンク４と、これに連通するバッファ室６とで構成する場合を例示したが、第１のインクタンクをメインタンク４のみで構成することも可能である。この場合、メインタンクには、その内部に収納されているインクを大気に開放させる大気連通部を設ければ良い。大気連通部は、メインタンク内のインクが漏出するのを回避し得るものであれば、その形状、配置位置などは特に限定されない。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the case where the first ink tank is composed of the
なお、本実施形態では、ダイヤフラム部３の開閉及び大気連通弁９の開閉を、大気弁レバー２１及びダイヤフラムレバー２７をバネによって付勢すると共に、モータ１４の回転方向を変え、遊星ギア１６と噛合するギアを変えることによって操作している。しかしながら、本発明はこの実施形態に限定されず、他の方法によってダイヤフラム部３の駆動及び大気連通弁９の開閉が行われても良い。例えば、ギア１９、２４をそれぞれ駆動させるモータを二つ取り付け、それぞれのモータによってギア１９、２４を駆動させることにしても良い。また、ダイヤフラム３の移動と、大気連通弁９の移動を、単一のモータ１４に連動して回転するカムなどによって選択的に駆動するようにすることも可能である。
In this embodiment, opening and closing of the diaphragm section 3 and opening and closing of the
また、本実施形態では、ダイヤフラム部はサブタンクにおける流路部４ｂに設けられているが、本発明はこれに限定されず、ダイヤフラム部が作動することでサブタンク内に負圧を形成できるような位置であれば、他の位置に形成されていても良い。例えば、サブタンク４の液室部４ａの壁部に形成した開口部、例えば底壁部または側壁部に形成された開口部を閉塞するように設けても良い。
Further, in the present embodiment, the diaphragm portion is provided in the
また、本実施形態の記録装置はチューブ供給方式で、記録ヘッドの主走査方向の移動と、記録媒体の副走査方向の搬送と、を伴って画像を記録するいわゆるシリアルスキャン方式の記録装置が用いられているが、本発明はこの形態に限定されない。記録ヘッドが走査せずに、記録媒体の幅方向の全域に亘って延在する記録ヘッドを用いるフルライン方式の記録装置にも適用可能である。 In addition, the recording apparatus of the present embodiment is a tube supply type, and a so-called serial scan type recording apparatus that records an image with movement of the recording head in the main scanning direction and conveyance of the recording medium in the sub-scanning direction is used. However, the present invention is not limited to this form. The present invention can also be applied to a full-line recording apparatus that uses a recording head that extends over the entire width of the recording medium without scanning the recording head.
１ 記録ヘッド
３ ダイヤフラム部
４ サブタンク
４ａ 液室部
４ｂ 流路部
５ メインタンク
８ 大気連通路
８ａ 大気連通口
８１ 立上り部
９ 大気連通弁
３０ 駆動機構
Ｌ３ 基準水頭液面
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記第２のインクタンクは、前記第１のインクタンクに収納されているインクが大気に開放される液面である基準水頭液面より、鉛直方向上側に、前記一定量以上の容積を有することを特徴とするインクジェット記録装置。 A second ink tank having a communication portion communicating with the first ink tank for storing ink and a recording head capable of ejecting ink and capable of communicating with the atmosphere; and ink stored in the first ink tank An ink filling device comprising: an ink filling means for repeatedly supplying a predetermined amount to a second ink tank;
The second ink tank has a volume equal to or greater than the predetermined amount above a reference head liquid level, which is a liquid level at which ink stored in the first ink tank is released to the atmosphere. An ink jet recording apparatus.
前記インク供給手段は、前記複数のインクタンクそれぞれに対応して設けられた前記大気連通弁と前記容積変化部材と、前記大気連通弁と前記容積変化部材をを備え、
前記各インク供給手段は、前記各第２のインクタンクに対して前記大気連通弁と前記供給弁をそれぞれ同時に同様の動作を行うことを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置。 A plurality of the second ink tanks are provided,
The ink supply means includes the atmospheric communication valve and the volume changing member provided corresponding to each of the plurality of ink tanks, and the atmospheric communication valve and the volume changing member.
8. The ink jet recording apparatus according to claim 7, wherein each of the ink supply units simultaneously performs the same operation of the atmospheric communication valve and the supply valve with respect to each of the second ink tanks.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009056633A JP2010208146A (en) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Inkjet recording apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2009056633A JP2010208146A (en) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Inkjet recording apparatus |
Publications (1)
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|---|---|
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ID=42968863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2009056633A Pending JP2010208146A (en) | 2009-03-10 | 2009-03-10 | Inkjet recording apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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-
2009
- 2009-03-10 JP JP2009056633A patent/JP2010208146A/en active Pending
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