JPH11138841A - インク供給装置およびプリント装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 チューブポンプを用いてインクを移動させて
も、チューブポンプに関わるチューブ中にインクを通過
させないインク供給装置等を提供する。 【解決手段】 プリントヘッド２０５ａ（２０５ｂ）に
近接した第１のインクタンク２と、第２のインクタンク
４および第３のインクタンク５とはインクの循環経路を
構成する。第３のインクタンク５の気室部分を吸引する
ポンプ５０をインクの循環ポンプとして用いる。ポンプ
５０により第３のインクタンク５内を負圧としてインク
レベルを上げ、大気に連通した第２のインクタンク４内
のインクレベルとの水頭差を得、これにより第１のイン
クタンク２にインクを供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は大容量のインクを供
給するインク供給装置およびこれを備えたプリント装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、パーソナルコンピュータのプ
リンタや複写機として、インクを用いて記録するインク
ジェット記録装置が普及している。このインクジェット
記録装置は、安価でフルカラーの記録が可能であるた
め、その需要はますます大きくなっている。近時、Ａ１
版、Ａ０版のような大判のシートに写真調の画像を記録
するようなプロッタにまでインクジェット記録装置が使
用されている。さらに布にプリントを行う捺染処理シス
テムにも用いられている。

【０００３】また、Ｘ線フィルムやＣＴスキャン画像の
ような医療用の多階調画像記録へのインクジェット記録
の応用が検討されている。このような医療画像用記録装
置では、異なる濃度を有する複数種類のインクを組み合
わせ、インクを２回、３回と重ねて記録することによっ
てインクの種類数よりはるかに多い階調を表現すること
が可能となる。

【０００４】しかし、前述のプロッタや捺染処理システ
ムや医療画像用記録装置では、多量のインクを使用する
ため、インクタンクを記録ヘッドとともにキャリッジ上
に搭載すると、頻繁にインクタンクの交換を行わなけれ
ばならず不便である。

【０００５】そこで、このように大量のインクを消費す
るインクジェット記録装置には、一般に図３に示すよう
なインク供給装置が用いられている。

【０００６】図４において、１０１はプリントヘッド
で、記録ヘッド１０１は、装置本体に対して移動可能な
キャリッジ１０２に搭載されている。１０３は装置本体
に固定されたメインタンクである。インクが少なくなっ
たときには、メインタンク１０３へインクを補給するこ
とになる。記録ヘッド１０１とメインタンク１０３はチ
ューブ、継手などで構成されたインク流路１０４によっ
て連結されている。キャリッジ１０２は、印字時には往
復移動するが、インク流路１０４の少なくとも一部に、
柔軟性のあるチューブ（例えばシリコンチューブ、ポリ
エチレンチューブなど）を用いることでキャリッジ１０
２の移動が妨げられることはない。メインタンク１０３
にはメインタンク１０３の内部を大気に連通する大気連
通孔１０５が設けられている。したがって、メインタン
ク１０３の気室側を常に大気圧に維持できるので、記録
ヘッド１０１からインクが吐出されるとメインタンク１
０３からインク流路１０４を経て、インクが補給されて
いく。

【０００７】記録ヘッド内の圧力は、吐出口１０６より
インクが漏れ出してこないように負圧状態に保たなけれ
ばならない。記録ヘッド内の圧力はメインタンク１０３
のインクレベルＨ１によって決まり、Ｈ１は記録ヘッド
１の吐出口１０６の高さＨ０より約２０〜１００ｍｍ程
度低い位置に設けることが好ましい。

【０００８】この方法を用いると、非常に簡単な構成に
よってインク供給を実現できるが、インク流路１０４に
用いている柔軟性のあるチューブは、ゴム製、樹脂製の
ものを用いるため多少のガス透過性を有する。一方、チ
ューブ内も記録ヘッド内と同様、負圧になっているた
め、チューブ内には大気からチューブ壁を通して少しず
つ空気が進入し、気泡を発生させる。その気泡が記録ヘ
ッド１０１内に流れ込むと、正常なインク滴を吐出でき
なくなり、印字不良が発生する。また、気泡の発生を少
しでも減少させるためにＨ１をＨ０に近づけると、気温
の変化、衝撃、振動などで記録ヘッドからインクが漏れ
やすくなってしまう。

【０００９】そこで気泡が発生してもその気泡が記録ヘ
ッド内に入り込まないように図４に示すようなインク供
給系が提案されている。

【００１０】図５において、２０１はプリントヘッド
で、２０２は記録ヘッド２０１へ供給するインクを貯蔵
するサブタンクである。記録ヘッド２０１とサブタンク
２０２は、装置本体に対して移動可能なキャリッジ２０
３に搭載されている。２０４は装置本体に固定されたメ
インタンクである。インクが少なくなったときには、メ
インタンク２０４へインクを補給する。サブタンク２０
２とメインタンク２０４はチューブ、継手などで構成さ
れた２本のインク流路２０５，２０６によって連結され
ている。第１のインク流路２０５はメインタンク２０４
のインクをサブイタンク２０２へ送り、第２のインク流
路２０６は、逆にサブタンク２０２に収容されたインク
をメインタンク２０４へ戻す。第２のインク流路２０６
の途中には、いわゆるピストンタイプのポンプ２０７が
設けられている。ポンプ２０７によってサブタンク２０
２内のインクはメインタンク２０４に移送される。メイ
ンタンク２０４にはメインタンク２０４の内部を大気に
連通する大気連通孔２０８が設けられている。サブタン
ク２０２は密閉構造になっており、その内部は大気とは
接していない。

【００１１】したがって、ポンプ２０７を駆動すると、
サブタンク２０２内のインクが第２のインク流路２０６
を通ってメインタンク２０４に送られるとともに、メイ
ンタンク２０４内のインクが第１のインク流路２０５を
通ってサブタンク２０２に吸引される。このようにして
サブタンク２０２とメインタンク２０４の間でインクの
循環が行われる。

【００１２】サブタンク２０２内の圧力は、記録ヘッド
２０１よりインクが漏れ出さないように負圧状態に保た
なければならない。サブタンク２０２内の圧力はメイン
タンク２０４のインクレベルＨ１によって決まり、Ｈ１
は記録ヘッド２０１のチップ面高さＨ０よりも２０〜１
００ｍｍ程度低い位置に設けることが好ましい。

【００１３】２０９はメインタンク２０４の内部に設け
られた液面センサである。液面センサ２０９によりメイ
ンタンク２０４内のインクレベルがこのセンサ位置以下
になったことを検知すると、不図示の表示ＬＥＤなどに
よって、使用者にインクの補給を促すようになってい
る。

【００１４】このような構成によれば、第１のインク流
路２０５の中では従来例と同様に気泡が発生するが、そ
の気泡は一旦サブタンク２０２内に入った後、第２のイ
ンク流路２０６を通ってメインタンク２０４内に排出さ
れてしまう。したがって、途中で発生した気泡は記録ヘ
ッド内部には入っていかず、印字不良が発生することは
なくなる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】さて、前述したプロッ
タや捺染処理システムや医療画像用記録装置では、より
複雑な階調表現、色彩表現を実現するためにインクの種
類が増えていく傾向がある。例えば、写真調のカラープ
ロッタでは通常のシアン、マゼンタ、イエロー、ブラッ
クの他にも、インク濃度の低い薄めのシアン、マゼンタ
を加えるなど、６色以上のインクを用いることが提案さ
れている。医療画像用記録装置でもＸ線画像のように１
０００階調以上の階調表現を必要とする画像を出すため
には、少なくとも濃淡６色のブラックインクが必要であ
る。例えば、６種類のインクを用いる場合には６系統の
インク供給系が必要になり、ポンプもシリンダ型ポンプ
やギアポンプを用いれば各色１個ずつ、計６個必要にな
る。

【００１６】しかし、１色毎に１個のポンプを設けるの
はコストやスペースなどの面で明らかに不利であり、こ
のような場合には、複数のローラでチューブをしごくこ
とにより、送液するいわゆるチューブポンプを用いるこ
とが提案されている。

【００１７】図３にこのチューブポンプ５０の概略図を
示す。

【００１８】図３においてローラ５１は、ローラホルダ
５２に同心円状に６個並べられている。ローラホルダ５
２は回転軸５３を中心に回動可能に支持され、ローラ５
１もそれぞれローラホルダ５２に固定されたローラ回転
軸５４を中心に回動可能に支持されている。押圧部材５
５は、圧縮ばね５６によってローラ５１側が付勢され、
ローラホルダ５２の外周部の一部にその外周縁に沿って
配されたチューブ５７を押しつぶしている。ローラホル
ダ５２を不図示のモータで、矢印Ｄ１方向に回転すると
ローラ５１がローラホルダ５２の回転軸５３を中心とし
て公転運動を行うため、チューブ５７は複数のローラ５
１および押圧部材５５によりしごかれ、チューブ５７内
のインクが矢印方向に流れる。

【００１９】チューブポンプの場合は、例えば、６種類
のインクを用いるときには６本のチューブを並べて、こ
れを上述のように公転するローラ５１でしごけば、６種
類のインクを一つの駆動源で一括して送ることができ
る。チューブポンプはインクの種類が増えたとしてもコ
スト、スペースともそれほど増加することがないので、
多種類のインクを用いるインク供給系には好適のポンプ
である。使用するチューブとしては、ローラによる押し
潰しに大きな力を要せず、適度に復元力を有し、長期の
押し潰しにも変形を起こさず、インクによる変質・変性
もないことから、例えばシリコンチューブが最も適して
いる。

【００２０】しかしながら、チューブポンプ５０のチュ
ーブ５７はその長さ方向に移動しないため、チューブの
同じ箇所がしごかれることから、長期にわたって使用す
ると、どうしてもチューブの内部のけずり粉やチューブ
素材に含まれた油脂成分が析出することになり、そのよ
うな不純物がインクに混ざると記録ヘッドの吐出口を詰
まらせ、印字不良の原因となりやすい。

【００２１】本発明の第１の目的は、チューブポンプを
用いてインクを移動させるにもかかわらず、不純物がイ
ンクに混ざることを防止することにある。

【００２２】本発明の第２の目的は、インクの循環を簡
単な機構によってスムーズに行うことになる。

【００２３】本発明の第３の目的は、上記インクの循環
と、交換可能な補給インクタンクからのインクの補給を
簡単な機構を用いて切り替えられるようにすることであ
る。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のインク供給装置は、プリントヘッドに供給
されるインクを貯留する第１のインクタンクと、該第１
のインクタンクにインクを供給する第２のインクタンク
と、前記第１のインクタンクでオーバーフローしたイン
クを受け入れる第３のインクタンクと、該第３のインク
タンク内の気室部分を吸引するポンプと、前記第３のイ
ンクタンクから前記第２のインクタンクへの経路に設け
られた第１の弁とを有し、該第１の弁を閉じた状態で前
記ポンプを駆動することで、前記第１のインクタンク内
のインクを前記第３のインクタンク内に導くと共に、前
記第２のインクタンク内のインクを前記第１のインクタ
ンク内に供給することを特徴とする。

【００２５】また、前記第１の弁が前記第３のインクタ
ンクから前記第２のインクタンクへのインクの流れのみ
を許す逆流防止弁であれば、第３のインクタンクと第２
のインクタンクとのインクレベルに高低差を設けること
で、容易に前記第１の弁の開閉を制御することができる
ので、インクの循環を簡単な機構によってスムーズに行
うことができる。

【００２６】また、前記第３のインクタンクの気室部分
の大気との連通および遮断の切り替えを行う第２の弁を
さらに含み、前記第１の弁および前記第２の弁を開くこ
とで第３のインクタンク内のインクを第２のインクタン
クにスムーズに移動させることができる。

【００２７】さらに、前記第３のインクタンク内のイン
クレベルを検出する第１のインクレベル検出手段および
前記第２のインクタンク内のインクレベルを検出する第
２のインクレベル検出手段をさらに含み、前記第１のイ
ンクレベル検出手段は前記第２のインクレベル検出手段
より高い位置にあるので、第３のインクタンク内のイン
クを第２のインクタンクに移動させるタイミングを双方
のタンク内での検出結果に基づいて判断することができ
る。

【００２８】例えば、前記第１のインクレベル検出手段
により前記第３のインクタンク内の最大インクレベルを
検出したときに前記第１の弁および前記第２の弁を開放
することで、双方のタンク内のレベルが同じになるま
で、第１のインクタンクの補給タンクとしての第２のイ
ンクタンク内に第３のインクタンクからインクを補充す
ることができる。また、前記第２のインクレベル検出手
段により前記第２のインクタンク内の最小インクレベル
を検出したときに前記第１の弁および前記第２の弁を開
放するようにしても同様である。

【００２９】また、前記第３のインクタンクにインクを
補給する交換可能な補給インクタンクをさらに連結して
もよい。

【００３０】この場合には、第３のインクタンク内を負
圧としておけば、インクのさらなる補給を容易に行うこ
とができる。

【００３１】さらに、本発明のプリント装置は、上記イ
ンク供給装置からインクの供給を受けるプリントヘッド
を用いてプリントを行うことを特徴とする。

【００３２】ここで、前記プリントヘッドはインクを吐
出するために用いられるエネルギとして、前記インクに
熱エネルギを付与する熱エネルギ発生体を含んでもよ
い。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。

【００３４】（実施形態１）図１は本発明のインク供給
装置を含む捺染処理システムの外観を示す斜視図であ
る。符号１９９はインクジェット式プリンタ本体を示
し、インクジェット式プリンタ１９９は、インク供給部
１００と、プリンタ部２００と、布搬送部３００とから
概略構成されている。

【００３５】上記構成における実際的なプリント動作を
図１を参照しながら、順を追って説明する。

【００３６】記録媒体としての布３０１は、ロール状態
のまま布供給ローラ３０２にセットされる。この布３０
１は種々のガイドローラ３０３および３０４に案内され
ながらプリンタ部２００の下方を通過し、やはりガイド
ローラ３０５，３０６により適度な張力を与えられた
後、布巻取りローラ３０７に到達する。これらローラ３
０２〜３０７は布搬送部３００を構成する。プリンタフ
レーム２０１は布搬送部３００の上方に位置している。
プリンタフレーム２０１には、二本のガイドレール２０
２，２０３が矢印Ａ方向に沿って互いに平行に支持固定
されている。キャリッジ２０４は二本のガイドレール２
０２，２０３に矢印Ａ方向に移動自在に支持されてい
る。キャリッジ２０４上には１６本のプリントヘッド
（代表として２０５ａ，２０５ｂを図示する）が布３０
１と対向する位置に取り付けられている。キャリッジ２
０４が矢印Ａ方向へ駆動モータ（不図示）により移動さ
せられる際、例えばプリントヘッド２０５ａ，２０５ｂ
には必要に応じてインク吐出命令が出されてプリントを
行う。キャリッジ２０４移動終了時には布３０１上の所
定の位置に、吐出されたインクに応じた一行分のプリン
トを行う。布３０１上に一行分のプリントを行った後、
布３０１は布送りベルト（不図示）により図２中の矢印
Ｂ方向（副走査方向）へと所定量だけ搬送される。次
に、例えばプリントヘッド２０５ａ，２０５ｂが必要に
応じた吐出を行いながら、キャリッジ２０４がＡ方向へ
移動した時には布３０１上には二行目のプリントが成さ
れている。このような一連の動作を繰り返すことにより
布３０１上には所望の連続的なプリントが行われる。

【００３７】なお、例えば、プリントヘッド２０５ａ，
２０５ｂ等にはインクチューブ群２０６が接続されてお
り、吐出を繰り返す度に使用した分のインクがインクチ
ューブ群２０６を経てインク供給部１００からプリント
ヘッド２０５ａ，２０５ｂ等に補充される。

【００３８】図２は、図１に示した捺染処理システムに
おけるインク供給装置としてのインク供給部１００の構
成を示す概略断面図である。

【００３９】インク供給部１００は、記録ヘッド２０５
ａ（または２０５ｂ）に供給されるインクを収容する第
１のインクタンク２と、この第１のインクタンク２にイ
ンクを供給する第２のインクタンク４と、この第２のイ
ンクタンク４にインクを供給しかつ第１のインクタンク
２内のオーバーフロー分のインクを貯留する第３のイン
クタンク５とから概略構成されている。

【００４０】第１のインクタンク２は、上記記録ヘッド
２０５ａ（または２０５ｂ）と共に上記システムを構成
する装置本体に対して移動可能なキャリッジ２０４に搭
載されている。また、上記第２のインクタンク４および
第３のインクタンク５は上記システムを構成する装置本
体に固定されている。

【００４１】第１のインクタンク２と第２のインクタン
ク４とは第１のインク流路６によって連結されており、
第１のインク流路６の一端は第１のインクタンク２の下
部に接続され、他端は第２のインクタンク４の下側部に
接続されている。第２のインクタンク４の下側部には、
第１のインク流路６の接続位置より上方に第２のインク
タンク４内のインクレベル（液位）を検出するインクレ
ベル検出手段としての液位センサ２４が配されている。
なお、この第２のインクタンク４の上部には、大気連通
孔２６が設けられている。

【００４２】第２のインクタンク４の底部と第３のイン
クタンク５の底部とは、第２のインク流路８によって連
結されている。第２のインク流路８の途中には第１の弁
９が設けられている。

【００４３】第３のインクタンク５の上部には大気連通
路１１が設けられており、この大気連通路１１の途中に
は大気への連通および遮断を切り替える第２の弁１０が
取り付けられている。第３のインクタンク５の側部に
は、第１のインクタンク２内のオーバーフローしたイン
クを収容するための第３のインク流路７の一端が接続さ
れており、そのインク流路７の途中には第３の弁２２が
取り付けられている。また、第３のインクタンク３の上
部には、その内部の気室部分の空気を吸引するための気
室吸引路１２の一端が接続され、その他端は廃インクタ
ンク１３に接続されている。気室吸引路１２の途中に
は、図３に示したチューブポンプ５０が配されており、
このポンプ５０により矢印Ｄ１方向に回転駆動すること
で第３のインクタンク３の気室部分の空気を吸引するこ
とができる。なお、気室吸引路１２が廃インクタンク１
３に導かれているため、万が一、第３のインクタンク５
の中のインクが気室吸引路１２を通って排出されたとし
ても、装置外へインクが漏れないように配慮されてい
る。

【００４４】ここで、本実施形態では、上述の大気連通
路１１および気室吸引路１２はともに柔軟な材料で形成
されており、例えばシリコンチューブが用いられてい
る。第１の弁９と第２の弁１０は大気連通路１１を不図
示のカム部材で潰すことにより開閉される。第２の弁１
０を開閉することにより第３のインクタンク５の気室部
分の大気への連通と遮断を切り替えることができる。

【００４５】また、第３のインクタンク５の上部と補給
タンク１６の上部とは第４のインク流路１４によって連
結されており、その流路１４の途中には第４の弁として
の逆流防止弁２１が取り付けられている。第４のインク
流路１４の一端には、補給タンク１６のインク補給口１
７に挿通される第１の針部材１５が取り付けられてい
る。第１の針部材１５は、その先端に穴を設けた管状の
部材である。補給タンク１６の大気連通口２０は大気連
通路２８によって大気に開放されている。なお、上記大
気連通路２８の一端には、先端に穴を設けた管状の第２
の針部材１８が取り付けられ、この部材１８が上記大気
連通口２０に挿入される構成となっている。

【００４６】また、上記第３のインクタンク５の内壁部
には、第２のインクタンク４の液位センサ２４よりも高
い位置にインクレベル検出手段としての液位センサ２５
が取り付けられている。この液位センサ２５は第３のイ
ンクタンク５内の最大インクレベルを検出し、液位セン
サ２４は第２のインクタンク４内の最小インクレベルを
検出するものである。

【００４７】このような構成では、プリントヘッド２０
５ａ（２０５ｂ）に近接した第１のインクタンク２の圧
力は第２のインクタンク４のインクレベルＨ１により決
まり、プリントヘッドの吐出口のレベルＨ０と第２のイ
ンクタンク４のレベルＨ１との高低差Ｈは２０〜１００
ｍｍの範囲内にあることが望ましい。高低差Ｈが２０ｍ
ｍ未満であるときは差が小さ過ぎて第２のインクタンク
４のレベルＨ１の変動の影響を受けて吐出性能が不安定
となったり吐出口によりインクがもれる不都合が生じ
る。また、高低差Ｈが１００ｍｍを越えるときはヘッド
内の負圧が大きすぎて吐出不良が生じる可能性がある。

【００４８】ここで、本発明のインク供給装置の動作を
図６、図７、図８、図９を用いて説明する。

【００４９】電源をＯＮすると（Ｓ１）弁９，１０，２
２が閉じる（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）。チューブポンプ５０
が駆動を開始し（Ｓ５）、インクタンク５の気室部を吸
引、減圧する。インクタンク５の気室部が減圧されて、
補給タンク１６のインクがインク流路１４を通りインク
タンク５に注入される。インクタンク５内のインクレベ
ル検出手段（センサ）２３がインクレベルを検知すると
（Ｓ６）、弁１０を開放し（Ｓ７）、インクタンク５内
を大気圧に戻す。弁１０を開放したのち、チューブポン
プ５０を停止する。Ｓ８でチューブポンプ５０は、弁１
０が開放されているので必ずしも停止する必要はない
が、消費電力を少なくするために停止することが望まし
い。

【００５０】ついで弁９を開放すると（Ｓ９）、インク
タンク５からインクタンク４にインクが移行しインクが
平準化する。ここで平準化とは、連結されたインクタン
ク４および５内の双方のインク面が等しくなり、インク
がどちらのタンクにも移動しない状態になることを意味
する。完全にインクタンク４，５内のインクが平準化さ
れたかは、インクタンク４，５の形状・インク流路８の
管径、弁９の管径によってその条件は異なるが、平準化
時間を見積もり、弁９が開いた時間からの待機時間によ
り平準化の完了の信号を不図示の供給系制御部に送る
（Ｓ１０）。

【００５１】供給系制御部は、前記信号を受け取ると弁
９，１０を閉じ（Ｓ１１，Ｓ１２）、チューブポンプ５
０が駆動し（Ｓ１３）、前述のインクタンク５へのイン
ク充填と同様の動作でインクタンク５の気室部を吸引・
減圧し補給タンク１６のインクを吸い上げ、インクタン
ク５にインクを充填する。インクレベルセンサ２３がイ
ンクを検知したら（Ｓ１４）、弁１０、９の順に開放し
（Ｓ１５，Ｓ１６）、チューブポンプ５０を停止し（Ｓ
１７）、一定時間待機し（Ｓ１８）、インクの平準化を
図る。

【００５２】以上の一連の動作を複数回繰り返すことに
より、インクタンク５のインク面をインクレベルセンサ
２３近傍まで近づけることが可能である。この一連の動
作回数を適宜決めておけばよい。本実施形態では２回と
した。

【００５３】次に、インクタンク２へのインク充填につ
いて図８、図９を用いて説明すると、まず、インクタン
ク４，５内のインクが平準化された後、弁９，１０を閉
じ（Ｓ２１，Ｓ２２）、さらに弁２２を開放する（Ｓ２
３）。チューブポンプ５０を駆動すると（Ｓ２４）、イ
ンクタンク５の気室部が吸引され、インクタンク５内の
圧力が低下していくため、インクタンク２内の圧力も低
下していく。なお、このとき、記録ヘッド１の吐出口は
不図示のキャッピング手段で塞がれているため吐出口か
ら空気が入ってくることはない。その結果、インクタン
ク４からインク流路６を通ってインクがインクタンク２
へ供給される。インクタンク２内にインクが溜まってイ
ンク流路７との接続口までくると、インクタンク２から
インクがインク流路７を通じてインクタンク５に導かれ
る。このようにしてインクタンク４内のインクがインク
タンク２を経て、インクタンク５へ移動し、すべてのタ
ンクにインクを充填することができる。

【００５４】このとき、第４の弁２１が開いて補給タン
ク１６のインクが第４のインク流路１４を経て第３のイ
ンクタンク５に流れてこないように、第４の弁２１は弾
性部材２７によって閉じる方向に付勢されている。

【００５５】しかしながら、このままチューブポンプ５
０を駆動し続けると、インクタンク４の中のインクは減
少を続け、逆にインクタンク５の中のインクは増加しあ
ふれてしまう。そこで、上記動作はインクレベルセンサ
２４がインクなしを検知する（Ｓ２５）か、もしくはセ
ンサ２３がインク有りを検知する（Ｓ２６）かで終了す
る。

【００５６】この後、弁１０を開放し（Ｓ２７）、イン
クタンク５を大気圧に戻す。さらにチューブポンプ５０
の駆動を停止し（Ｓ２８）、弁９を開放し（Ｓ２９）、
一定時間待機し（Ｓ３０）、インク平準化を行うと、画
像印字が可能な状態になる（Ｓ３１）。

【００５７】Ｓ２１〜Ｓ３０のインクの循環動作は、装
置の電源投入時、あるいは電源ＯＮのまま長時間印字さ
れていない時にインク供給系内の気泡を取り除くために
行われる。

【００５８】この後、不図示のコンピュータからの印字
指示の信号より画像が印字され（Ｓ３２）、画像記録が
終了すると（Ｓ３３）、インクレベルセンサ２４がイン
クなしを検知しなければ、印字可能状態を保ち、もしイ
ンクなしを検知すると（Ｓ３４）、インクタンク４，５
へのインク補給動作が開始される。

【００５９】この動作では、弁９，１０，２２を閉じ
（Ｓ３５，Ｓ３６，Ｓ３７）、チューブポンプ５０を駆
動する（Ｓ３８）とインクタンク５の気室部を吸引・減
圧し補給タンク１６のインクを吸い上げ、インクタンク
５にインクを充填する。インクレベルセンサ２３がイン
クを検知したら（Ｓ３９）、弁１０、９の順に開放し
（Ｓ４０，Ｓ４１）チューブポンプ５０を停止し（Ｓ４
２）、一定時間待機し（Ｓ４３）インクの平準化を図
る。

【００６０】この後、記録を続けるならば、引き続きＳ
３１の印字可能状態まで戻る。もし、記録を終了する
（Ｓ４４）ならば、装置の電源を切り（Ｓ４５）、一連
のインク補充動作を終了する。

【００６１】画像記録を行うために装置を再起動した場
合、すでに各インクタンクにはインクが充填されている
ので、インク供給系内の気泡を取り除くためにＳ１１か
らのインク循環動作を始めることでインクノズルへの気
泡の混入を防ぎ安定した印字が可能になる。

【００６２】また、これら一連の動作でインクレベルセ
ンサ２３が一定時間たってもインクを検知しない場合、
補給タンク１６のインクが無くなったためであり、補給
タンクにインクを充填するか、またはインク充填された
補給タンクを交換するように表示する。

【００６３】なお、本実施形態では、Ｓ２１〜Ｓ３０の
インク循環動作後に印字を開始するシーケンスとした
が、Ｓ２４のチューブポンプによる送液量を少なくすれ
ばインクタンク２内の負圧はあまり変化しないため、イ
ンク循環中に印字を行うシーケンスにすることも可能で
ある。例えば、チューブポンプによる送液量を２ｍｌ／
分程度にすれば、インクタンク２内の負圧は１０〜２０
ｍｍＨ₂ Ｏ大きくなる（つまり、インクタンク４の液面
が実際より１０〜２０ｍｍ下がったのと同等である）だ
けであり、インクの吐出にはほとんど影響はない。

【００６４】（実施形態２）先の実施形態では、第１の
弁を一般的な開閉弁としたが、第３のインクタンク５か
ら第２のインクタンク４への方向にのみインクの流れを
許す、いわゆる逆流防止弁としてもよい。第１の弁に逆
流防止弁を用いた実施形態を図１０を用いて説明する。

【００６５】本実施形態では、基本的には第１の実施形
態の第１の弁９のかわりに逆流防止弁３０１を設けただ
けである。逆流防止弁３０１は第２のインク流路８の第
２のインクタンク４への付け根部分に設けられ、円錐状
のテーパ部３０２と球３０３から構成される。球３０３
はインクより比重が大きいができるだけ軽量である方が
よく、例えば、ポリアセタール、ポリプロピレンなどの
プラスチック球を用いる。テーパ部は逆流防止弁が必ず
隙間なく閉じるように硬質ゴムのように若干の柔軟性を
有するものが好ましい。

【００６６】制御系制御部より平準化の指令がくると、
第２の弁１０が開く。そうすると、インクタンク５の気
室が大気に連通し、インクタンク４とインクタンク５の
インクの水頭差分の圧力によって球３０３が上方に押さ
れ、逆流防止弁３０１が開き、インクが流路８を通って
インクタンク５からインクタンクに流れ込む。インクタ
ンク４，５のインクレベルがほぼ等しくなったときに球
３０１はテーパ部３０２に再び接触しインクの流れは止
まる。

【００６７】このように第１の弁９のかわりに逆流防止
弁３０１を設けると、機構およびシーケンスを簡略化す
ることができる。

【００６８】また、逆に、第４の弁２１には逆流防止弁
のかわりに、カムでチューブを潰す弁、電磁弁などの通
常の開閉弁を用いても同様の目的を達することができ
る。

【００６９】さらに、前述の実施形態では、補給タンク
１６から第３のインクタンク５へインクを吸引すること
でインクの補給を行ったが、インクの補給方法はこれに
限らない。例えば、第２のインクタンクへ、直接使用者
がボトルなどからインクを注いでもよいし、補給タンク
から第２もしくは第３のインクタンクへ別のポンプを用
いてインクを液送してもかまわない。

【００７０】（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として熱エネルギを発生する手段
（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。

【００７１】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
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４４６３３５９号明細書，同第
４３４５２６２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４３１３１２４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。

【００７２】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４５５８３３３号明細書，米国特許第４４
５９６００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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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６０−７
１２６０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。

【００７８】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。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インクを移動させるのにチューブポンプを用いても、チ
ューブポンプに関わるチューブ中にインクを通過させな
い構成としたので、チューブポンプを用いた際にチュー
ブ内に発生する不純物が吐出に用いられるインクに混ざ
ることを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインク供給装置を含む捺染処理システ
ムを示す概略斜視図である。

【図２】本発明のインク供給装置の実施形態を示す概略
断面図である。

【図３】本発明のインク供給装置の一部を構成するポン
プを示す部分断面図である。

【図４】従来のインク供給装置の一例を示す概略断面図
である。

【図５】従来のインク供給装置の他の例を示す概略断面
図である。

【図６】本発明のインク供給装置の第１の実施形態にお
ける動作を説明するためのフローチャートである。

【図７】図６に示したフローチャートに続くフローチャ
ートである。

【図８】図７に示したフローチャートに続くフローチャ
ートである。

【図９】図８に示したフローチャートに続くフローチャ
ートである。

【図１０】本発明のインク供給装置の第２の実施形態の
要部を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１ プリントヘッド ２ 第１のインクタンク ３ キャリッジ ４ 第２のインクタンク ５ 第３のインクタンク ６ 第１の流路 ７ 第３のインク流路 ８ 第２のインク流路 ９ 第１の弁 １０ 第２の弁 １１ 大気連通路 １２ 気室吸引路 １３ 廃インクタンク １４ 第４のインク流路 １５ 第１の針部材 １６ 補給タンク １７ インク補給口 １８ 第２の針部材 １９ 大気連通孔 ２０ 大気連通口 ２１ 第４の弁 ２２ 第３の弁 ２３ インクレベル検出手段 ２４ インクレベル検出手段 ２６ 大気連通口 ２７ 弾性部材 ２８ 大気連通路 ５０ チューブポンプ ５１ ローラ ５２ ローラホルダ ５３ 回転軸 ５４ ローラ駆動軸 ５５ 押圧部材 ５６ 圧縮ばね ５７ チューブ １００ インク供給路

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プリントヘッドに供給されるインクを貯
   留する第１のインクタンクと、 該第１のインクタンクにインクを供給する第２のインク
   タンクと、 前記第１のインクタンクでオーバーフローしたインクを
   受け入れる第３のインクタンクと、 該第３のインクタンク内の気室部分を吸引するポンプ
   と、 前記第３のインクタンクから前記第２のインクタンクへ
   の経路に設けられた第１の弁とを有し、 該第１の弁を閉じた状態で前記ポンプを駆動すること
   で、前記第１のインクタンク内のインクを前記第３のイ
   ンクタンク内に導くと共に、前記第２のインクタンク内
   のインクを前記第１のインクタンク内に供給することを
   特徴とするインク供給装置。
2. 【請求項２】 前記第１の弁が前記第３のインクタンク
   から前記第２のインクタンクへのインクの流れのみを許
   す逆流防止弁であることを特徴とする請求項１記載のイ
   ンク供給装置。
3. 【請求項３】 前記第１の弁の開放は、前記第３のイン
   クタンク内のインクレベルと前記第２のインクタンク内
   のインクレベルとの高低差に基づくものであることを特
   徴とする請求項２記載のインク供給装置。
4. 【請求項４】 前記第３のインクタンクの気室部分の大
   気との連通および遮断の切り替えを行う第２の弁をさら
   に含み、前記第１の弁および前記第２の弁を開くことで
   前記第３のインクタンク内のインクを前記第２のインク
   タンクに移動させることを特徴とする請求項１記載のイ
   ンク供給装置。
5. 【請求項５】 前記第３のインクタンク内のインクレベ
   ルを検出する第１のインクレベル検出手段および前記第
   ２のインクタンク内のインクレベルを検出する第２のイ
   ンクレベル検出手段をさらに含み、前記第１のインクレ
   ベル検出手段は前記第２のインクレベル検出手段より高
   い位置にあることを特徴とする請求項４記載のインク供
   給装置。
6. 【請求項６】 前記第１のインクレベル検出手段により
   前記第３のインクタンク内の最大インクレベルを検出し
   たときに前記第１の弁および前記第２の弁を開放するこ
   とを特徴とする請求項５記載のインク供給装置。
7. 【請求項７】 前記第２のインクレベル検出手段により
   前記第２のインクタンク内の最小インクレベルを検出し
   たときに前記第１の弁および前記第２の弁を開放するこ
   とを特徴とする請求項５記載のインク供給装置。
8. 【請求項８】 前記第３のインクタンクにインクを補給
   する交換可能な補給インクタンクをさらに連結したこと
   を特徴とする請求項１〜７のいずれかの項に記載のイン
   ク供給装置。
9. 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかの項に記載のイ
   ンク供給装置からインクの供給を受けるプリントヘッド
   を用いてプリントを行うことを特徴とするプリント装
   置。
10. 【請求項１０】 前記プリントヘッドはインクを吐出す
    るために用いられるエネルギとして、前記インクに熱エ
    ネルギを付与する熱エネルギ発生体を含むことを特徴と
    する請求項９記載のプリント装置。