JPH106521A - 液体補充方法、液体供給装置及び液体吐出記録装置 - Google Patents

液体補充方法、液体供給装置及び液体吐出記録装置

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JPH106521A
JPH106521A JP9073808A JP7380897A JPH106521A JP H106521 A JPH106521 A JP H106521A JP 9073808 A JP9073808 A JP 9073808A JP 7380897 A JP7380897 A JP 7380897A JP H106521 A JPH106521 A JP H106521A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液体供給経路内での液体の供給を容易かつ確
実に行う。 【解決手段】 メインタンク２とサブタンク３とはメイ
ンチューブ２６で接続される。吐出ヘッド部１は、サブ
チューブ３４でサブタンク３と接続される。吐出ヘッド
部１でのインクの吐出に伴い、サブタンク３内のインク
が消費される。メインタンク２からサブタンク３にイン
クを補充する際は、サブタンク３を密閉状態とした後、
サブタンク３に接続された負圧チューブ３７に設けられ
た負圧発生用ポンプ１９を駆動してサブタンク３内に負
圧を発生させ、この負圧を利用してサブタンク３にイン
クを補充する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、インクジ
ェット記録装置のインク供給系に好適に適用される液体
供給経路への液体補充方法、液体供給装置および液体吐
出記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液体供給経路による液体の供給に関する
技術は様々な分野で利用されているが、その一例とし
て、記録ヘッドからインク液滴を吐出して被記録媒体に
記録を行うインクジェット記録装置が挙げられる。
【０００３】インクジェット記録装置はインクを吐出し
て記録を行うものなので、記録ヘッドには、吐出により
消費されたインクを常時供給する必要がある。この記録
ヘッドへのインク供給方式としては、大きく分けて、以
下に示す３つの方式が知られている。
【０００４】（１）記録ヘッドを搭載するキャリッジ上
にインクタンクを着脱可能にするとともに、記録ヘッド
のインク供給口にインクタンクを接続するタンク搭載方
式。
【０００５】この方式に使用されるインクタンクとして
は、内部にインク貯蔵を目的として収納されたスポンジ
などの多孔質体と、印字中のインク供給を円滑にするた
めにインク収容部に大気を取り入れ可能な大気連通口と
を含む構成が知られている。
【０００６】（２）インクタンクと記録ヘッドとを一体
としたヘッドカートリッジがキャリッジ上に搭載される
一方、ヘッドカートリッジのインクタンクとは別に、イ
ンクを保持する大容量のタンク（以下、「大型タンク」
と称する）を備え、キャリッジを移動させて所定の位置
で大型タンクにヘッドカートリッジのインクタンクを接
続することによりインクが補充される、いわゆるピット
イン方式。
【０００７】（３）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。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、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従
来技術を見ると、それぞれ次のような問題があった。
【０００９】第１に、前記タンク搭載方式では、タンク
をキャリッジ上に搭載するため、その大きさの制限から
タンクのインク収容量が制限され、カートリッジ交換頻
度が多くなるという問題があった。
【００１０】第２に、前記ピットイン方式では、供給さ
れる空間（体積）に対してインク残量がばらついたり、
一定量の供給も精度よく行うことは事実上困難である。
これを解決するためには、所定量以上供給されたインク
を回収するシステム（オーバーフロー方式）を必要とし
たり、供給量のばらつきを考慮して供給量を極めて少量
とする必要がある。しかし、将来的に前者は装置が大型
化したりインクの無駄を招き、後者は供給回数の増大に
伴う記録動作の停止時間が長くなりスループットが低下
してしまうという問題があった。
【００１１】そして第３に、インク流路中にインクを送
り込む為の機構を設け、この機構によりインクを補充す
る方式では、機構内をインクが通過する為、ゴミ等を確
実に除去することは困難であった。特に、チューブを押
し潰してインクを送る機構では、チューブを絶えず押圧
する為、ゴム内部の油等の成分が溶出し、その油が記録
ヘッドのノズルに付着して固化し、ノズルの目詰まり
等、数多くの問題が発生していた。
【００１２】そこで本発明は、液体供給経路内での液体
の供給を容易かつ確実に行う液体補充方法及び液体供給
装置を提供することを目的とする。さらに、これらの液
体補充方法及び液体供給装置を、液体吐出ヘッドを有す
る液体吐出記録装置に適用することで、液体吐出ヘッド
のノズルの目詰まりがなく安定して記録を行うことので
きる液体吐出記録装置を提供することを第２の目的とす
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の液体補充方法は、一時的に液体を保有し、大気
を導入することで前記液体を下流側に供給するサブタン
クが設けられた液体供給経路への液体補充方法であっ
て、前記サブタンクを密閉空間とし、前記サブタンク内
を減圧しつつ前記サブタンク内に液体を補充することを
特徴とする。
【００１４】前記サブタンク内の減圧は、前記液体供給
経路とは異なる経路に設けられた負圧発生手段を用いて
行ってもよい。この場合には、前記負圧発生手段は、前
記サブタンク内の空気を排出することで前記サブタンク
内の減圧を行うものとしたり、前記異なる経路に液体が
流入する前に、前記負圧発生手段を停止させるのが好ま
しい。
【００１５】また、前記サブタンク内に液体を補充した
後に前記サブタンクを大気に対して開放させたり、前記
サブタンク内の液体の残量を検知し該検知結果に基づい
て前記サブタンク内に液体を補充してもよい。さらに、
前記液体供給経路は、前記サブタンクから供給された液
体をノズルから吐出して被記録媒体に記録を行う液体吐
出ヘッドを備えたものであってもよい。
【００１６】本発明の液体供給装置は、液体供給経路中
に、一時的に液体を保有し大気を導入することで前記液
体を下流側に供給するサブタンクが設けられた液体供給
装置であって、前記サブタンクを密閉空間とするための
手段と、前記サブタンクに液体を補充するために前記サ
ブタンク内を減圧する負圧発生手段と、前記サブタンク
に補充された液体を前記サブタンクから下流側に供給可
能な状態とする手段とを有することを特徴とする。
【００１７】前記負圧発生手段は、前記液体供給経路と
は異なる経路に設けられていてもよく、この場合、前記
負圧発生手段として、前記サブタンク内の空気を排出す
るポンプを用いることができる。
【００１８】さらに、前記サブタンクに補充された液体
を下流側に供給可能な状態とする手段として、前記サブ
タンクに大気開放弁を設けたり、前記サブタンクに液体
を補充するか否かを判断するために前記サブタンク内の
液体の残量を検知する液体残量検知手段を有するもので
あってもよい。
【００１９】そして、本発明の液体吐出記録装置は、上
記本発明の液体供給装置を備え、前記液体供給装置の液
体供給経路の下流端に、前記液体供給経路から供給され
た液体をノズルから吐出して被記録媒体に記録を行う液
体吐出ヘッドが設けられているものである。
【００２０】より具体的には、液体を吐出して被記録媒
体に記録を行う液体吐出ヘッド部と、前記液体吐出ヘッ
ド部に供給する液体を一時的に保持するとともに、大気
を導入可能な大気開放弁を備えるサブタンクと、前記サ
ブタンクに補充する液体を収容するメインタンクと、前
記サブタンク内の空気を排出するためのポンプと、前記
サブタンクと前記メインタンクとを接続する第１の液体
供給経路と、前記液体吐出ヘッド部と前記サブタンクと
を接続し、両者の接続を制御可能な弁を備える第２の液
体供給経路と、前記サブタンクと前記ポンプとをつなぐ
負圧発生経路とを有し、前記負圧発生経路の前記サブタ
ンク側の端部は、前記第１の液体供給経路の前記サブタ
ンク側の端部よりも上方に位置することを特徴とする液
体吐出記録装置である。
【００２１】ここで、前記大気開放弁は、好ましくは前
記負圧発生経路の前記サブタンク側の端部よりも上方に
位置される。また、前記第１の液体供給経路の前記サブ
タンク側の端部よりも上方に第１の液面検出手段を有す
るものや、前記負圧発生経路の前記サブタンク側の端部
よりも下方に第２の液面検出手段を有するものであって
もよい。さらに、前記メインタンクは、前記第１の液体
供給経路の前記サブタンク側の端部を除いて大気に対し
て密閉空間となっているものであってもよいし、前記第
１の液体供給経路に、逆流防止弁が設けられているもの
であってもよい。
【００２２】上記のとおり構成された本発明では、液体
供給経路中の液体は、サブタンクを経由して下流側に供
給される。サブタンクに液体を補充する際にはサブタン
クを大気に対して密閉し、例えば液体供給経路とは異な
る経路に設けられた負圧発生手段を用いて減圧すること
で、サブタンクには液体供給経路の上流側から液体が補
充される。これにより、液体供給経路の構成が簡単であ
りながらも安定した液体の補充を実現できる。このと
き、特に負圧発生手段はサブタンク内の空気のみを排出
することで、負圧発生手段の負圧発生力のロスが最小限
に抑えられ、液体の補充時間が短縮される。
【００２３】また、本発明の液体補充方法を、液体供給
経路の下流端に液体吐出ヘッドを設けた液体吐出記録装
置に適用することによって、液体供給経路中に発生する
異物が少なくなるので、液体吐出ヘッドのノズルの目詰
まりも発生しにくくなる。
【００２４】なお、本発明でいう密閉とは、外部雰囲気
に対しての密閉である。つまり、液体供給経路はその下
流端では、液体吐出ヘッドなどにより、何らかのかたち
で外部雰囲気に対して開放されているが、この部分との
接続を絶てば、サブタンクが他の部分と接続されていて
も本発明でいう密閉である。
【００２５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【００２６】図１は、本発明が適用される液体吐出記録
装置の一例であるカラー対応のインクジェット記録装置
の外観を示す斜視図である。
【００２７】図１に示すように、互いに平行に配設され
た２本の主走査レール７には、ヘッドキャリッジ４及び
供給キャリッジ５が矢印Ａ方向に摺動自在に嵌合されて
いる。ヘッドキャリッジ４には、記録信号に基づいてイ
ンクを吐出するインク吐出部１が搭載されている。
【００２８】インク吐出部１は、シアン、マゼンタ、イ
エロー及びブラックの４色のインクに対応して、それぞ
れの色ごとに複数個ずつ配列されたノズルを有する。各
ノズルにはそれぞれインク吐出用の熱エネルギーを発生
する電気熱変換体が設けられている。インク吐出部１内
には、ノズルでの毛管現象によりインクが供給され、イ
ンクはインク吐出部１のノズルが開口した面（以下、
「ノズル面」という）でメニスカスを形成してノズルを
満たした状態を保つ。この状態で電気熱変換体に通電す
ることにより、電気熱変換体上のインクが加熱されて発
泡現象が発生し、その発泡のエネルギーによりノズルか
らインク液滴が吐出する構成となっている。また、吐出
ヘッド部１は、吐出ヘッド部１を駆動するための駆動基
板とともに、ヘッドカバー６で覆われている。吐出ヘッ
ド部１の駆動基板は、フラットケーブル１３を介して、
この記録装置全体の動作を制御する制御基板等を収納す
る基板ボックス１４と接続されている。
【００２９】一方、供給キャリッジ５には、吐出ヘッド
部１にインクを供給するためのサブタンク３が搭載され
ている。サブタンク３の内部は各色インクに対応して４
つの室に分けられており、それぞれの室が、対応する記
録ヘッド部１にゴム製のチューブで接続されている。さ
らに、サブタンク３の下方には、サブタンク３に供給す
るインクを収容する４つのメインタンク２が配置されて
いる。メインタンク２はサブタンク３よりも大きな容量
を有するものであり、その容量としては、実用上、１０
０cm3 以上であることが望ましい。本例の場合、５００
〜１０００cm3のインクを収容することができる。各メ
インタンク２も、各色インクに対応するもので、それぞ
れゴム製のチューブによってサブタンク３の各室に接続
されている。これにより、メインタンク２に収容された
インクはサブタンク３に供給されてサブタンク３内に保
持され、さらにサブタンク３から吐出ヘッド部１に供給
される。メインタンク２と吐出ヘッド部１との間のイン
クの経路及びその経路中の詳細な構成については後述す
る。なお、サブタンク３とメインタンク２とを接続する
チューブは、フラットケーブル１３とともに保護部材１
２で一括して覆われ、保護されている。また、メインタ
ンク２は柔軟な材料（可撓性を有する袋など）で構成さ
れており、メインタンク２内のインクの減少に伴って変
形する。
【００３０】ヘッドキャリッジ４及び供給キャリッジ５
は、それぞれタイミングベルトに結合され、主走査モー
タ８によってタイミングベルトを回転させることで、矢
印Ａ方向に往復走査される。吐出ヘッド部１のノズルに
対向する位置には、プラテン９が設けられる。記録紙１
５は、プラテン９上を矢印Ｂ方向に搬送される。記録紙
１５の搬送は、吐出ヘッド部１の一走査ごとに所定のピ
ッチで間欠的に行われ、この間に吐出ヘッド部１からイ
ンクを吐出して記録が行われる。
【００３１】また、吐出ヘッド部１の走査領域内で、か
つ、記録紙１５への記録領域外には、吐出ヘッド部１の
インクの吐出特性を良好に維持するためのヘッド回復系
１０が、吐出ヘッド部１と対向して配置されている。ヘ
ッド回復系１０は、吐出ヘッド部１をキャッピングする
キャップ１７と、吐出ヘッド部１のノズル面を清浄にす
るためのブレード１１とを有する。吐出ヘッド部１がキ
ャップ１７と対向するときの吐出ヘッド部１の位置を、
ホームポジションという。
【００３２】次に、図１に示したインクジェット記録装
置に用いられる液体補充システムの実施形態について、
図２〜図７を参照して説明する。
【００３３】（第１の実施形態）図２は、本発明の液体
供給装置を適用した液体吐出記録装置の第１の実施形態
のインク経路を示す図である。
【００３４】上述したように、本実施形態のインクジェ
ット記録装置は複数色のインクを使用するものであり、
インク経路も各色ごとに設けられているが、それぞれの
インク経路はいずれも同じであるので、図２には１色の
インクについての経路を示している。
【００３５】図２に示すように、メインタンク２とサブ
タンク３とは、メインチューブ２６で接続される。メイ
ンチューブ２６のメインタンク２と接続される側の端に
は、注射針のような中空の針２９を有するジョイントキ
ャップ２８が取り付けられている。このジョイントキャ
ップ２８をメインタンク２に設けられたゴム栓３２に装
着し、針２９がゴム栓３２を貫通することで、メインチ
ューブ２６とメインタンク２とが接続される。メインチ
ューブ２６の他端部はサブタンク３内に挿入されてお
り、その先端には、サブタンク３内への異物の流入を防
止するフィルタ２５が取り付けられている。サブタンク
３に挿入された側のメインチューブ２６の先端は、
（Ｅ）で示す高さよりも低い位置に位置している。ま
た、メインチューブ２６には、インクがメインタンク２
からサブタンク３に流れるときにのみ開く一方向弁２７
が設けられており、これによりサブタンク３からメイン
タンク２へのインクの逆流が防止される。
【００３６】サブタンク３には、サブタンク３内のイン
ク残量を検知するために、それぞれサブタンク３の上端
から挿入された３本の電極針ａ，ｂ，ｃで構成されるイ
ンク残量検知センサ２３が設けられている。各電極針
ａ，ｂ，ｃのうち２本の電極針ａ，ｂは、それぞれ先端
が（Ｅ）で示す高さまで挿入されており、残りの電極針
ｃは先端が（Ｆ）で示す高さまで挿入されている。そし
て、各電極針ａ，ｂ，ｃに低電圧の電流を流し、インク
を介しての各電極針ａ，ｂ，ｃ間の導通を検知すること
で、サブタンク３内のインク量が検出される。具体的に
は、インクの液面の高さが（Ｅ）の高さよりも低けれ
ば、電極針ａと電極針ｂとの間は不導通となり、これを
検知したら、後述するようにしてメインタンク２からサ
ブタンク３へインクが供給される。インクの液面の高さ
が（Ｆ）の高さよりも高ければ、電極針ａと電極針ｃと
の間は導通し、これを検知したらサブタンク３へのイン
ク供給が停止される。
【００３７】また、サブタンク３の上部の（Ｆ）で示す
高さよりも高い位置には、不図示の駆動源で開閉される
大気開放弁２４が設けられる。
【００３８】サブタンク３の底部と吐出ヘッド部１と
は、サブチューブ３４によって接続されている。このた
め、サブタンク３から吐出ヘッド部１へのインクの供給
は、吐出ヘッド部１のノズルでの毛管現象によってなさ
れる。ここで、サブタンク３内のインクの液面に対して
吐出ヘッド部１の位置が高すぎると吐出ヘッド部１にイ
ンクが供給されなくなるので、吐出ヘッド部１は、イン
クがノズル面でメニスカスを形成してノズルを満たした
状態を保つような位置に設定する必要がある。本実施形
態では、吐出ヘッド部１を、（Ｅ）で示す位置から吐出
ヘッド部１のノズル面までの高さａが５０ｍｍ、（Ｆ）
で示す位置から吐出ヘッド部１のノズル面までの高さｂ
が１０ｍｍとなる位置に配置した。
【００３９】一方、サブチューブ３４には、サブチュー
ブ３４を押し潰すことでサブタンク３と吐出ヘッド部１
との間のインク経路を閉鎖するサブチューブ密閉弁３０
が設けられている。サブチューブ３４は、（Ｅ）で示す
高さよりも低い位置でサブタンク３と吐出ヘッド部１と
に接続されている。
【００４０】吐出ヘッド部１をキャッピングするキャッ
プ１７は、吸引チューブ３６で廃インクタンク２１に接
続されている。吸引チューブ３６には吸引用ポンプ１８
が設けられており、キャップ１７で吐出ヘッド部１をキ
ャッピングした状態で吸引用ポンプ１８を駆動すること
で、吐出ヘッド部１内のインクはキャップ１７に吸引さ
れ、吸引チューブ３６を介して廃インクタンク２１に収
容される。
【００４１】さらに、廃インクタンク２１とサブタンク
３とは、負圧チューブ３７で接続されている。負圧チュ
ーブ３７は、（Ｆ）で示す高さよりも高い位置でサブタ
ンク３と接続される。また、負圧チューブ３７には、負
圧チューブ密閉弁３１と負圧発生用ポンプ１９とが設け
られており、負圧チューブ密閉弁３１を開いた状態で負
圧発生用ポンプ１９を駆動することで、サブタンク３内
の気体（空気）が吸引される。吸引された空気は廃イン
クタンク２１の開口部２１ａから外部に排出される。後
述するように、負圧チューブ３７内はサブタンク３内の
気体を排出するものであるため、その端部が外部に対し
て開放されていれば、必ずしも廃インクタンク２１に接
続されていなくてもよい。
【００４２】吸引用ポンプ１８及び負圧発生用ポンプ１
９はチューブポンプであり、それぞれポンプモータ２０
で駆動される。
【００４３】以上説明した構成に基づく、本発明の液体
補充動作について、図３のフローチャートを参照しつつ
説明する。
【００４４】液体補充動作は記録動作とともに行われ
る。まず、吐出ヘッド部１の往復走査と記録紙のピッチ
送りとを繰り返しながら、記録信号に基づき吐出ヘッド
部１からインクを吐出して記録紙に印字（記録）を行う
（Ｓ１０１）。このとき、サブチューブ密閉弁３０及び
連通チューブ密閉弁３３は開いておく。また、吸引用ポ
ンプ１８及び負圧発生用ポンプ１９は停止している。
【００４５】記録紙への記録に伴って、サブタンク３の
インクは消費される。
【００４６】ここで、メインチューブ２６の先端はサブ
タンク３内のインク中に浸されているので、メインタン
ク２からメインチューブ２６まではチューブ端部を除い
て大気に対して密閉系であることから、インクの消費に
よりサブタンク３内の液面が低下しても、このままでは
メインタンク２からサブタンク３へはインクは供給され
ない。
【００４７】サブタンク３内のインクが消費され、サブ
タンク３内のインクの液面の高さが（Ｅ）で示す高さよ
りも低くなると、インク残量検知センサ２３の電極針ａ
と電極針ｂとの間が不導通となり、サブタンク３内のイ
ンク残量が少なくなったことが検出される（Ｓ１０
２）。
【００４８】このことが検出されると、その時点で記録
を行っている記録紙への記録を一時的に停止（Ｓ１０
３）した後、吐出ヘッド部１はホームポジションに戻さ
れ、キャップ１７により吐出ヘッド部１をキャッピング
する（Ｓ１０４）。次いで、サブチューブ密閉弁３０を
閉じ（Ｓ１０５）、大気開放弁２４を閉じることで、イ
ンク供給経路中においてサブタンク３を密閉空間とする
（Ｓ１０６）。
【００４９】その後、負圧チューブ密閉弁３１を開く
（Ｓ１０７）。この状態で負圧発生用ポンプ１９を駆動
させる（Ｓ１０８）と、負圧チューブ３７を介してサブ
タンク３内の空気が排出され、サブタンク３内に負圧が
発生する。すなわち、サブタンク３は密閉減圧空間とさ
れる。これにより、サブタンク３にはメインタンク２の
インクが供給される。
【００５０】このとき、サブチューブ密閉弁３０が閉じ
られているので、吐出ヘッド部１からサブタンク３へイ
ンクが戻ることはない。また、メインタンク２内のイン
クがサブタンク３に供給される際、メインチューブ２６
の先端に取り付けられたフィルタ２５により異物が漉過
される。
【００５１】さらに、本実施形態では、メインチューブ
２６のサブタンク３内における端部が、液体の補充を許
可するための検出位置（（Ｅ）で示す位置）よりも下方
に存在するため、メインチューブ２６の端部は常時サブ
タンク３に収容されたインク中に存在する。このため、
インク補充動作によるサブタンク３内での泡立ちがない
安定したインク補充を実現できる。また、より一層安定
したインク補充を実現するために、本実施形態では負圧
チューブ密閉弁３１を開いた後に、負圧発生用ポンプ１
９を駆動している。このため、補充動作の定常状態での
吸引力がかなり高いものである場合でも、補充動作初期
にはサブタンク３内に急激な変化を与えることなく負圧
チューブ３７から空気を外部に排出することができる。
【００５２】このように、サブタンク３へのインクの補
充は、インク残量検知センサ２３などの残量検知手段の
検出結果に基づいて、必要なときのみに行われるので、
サブタンク３へのインクの供給による記録動作の停止時
間は最小ですむ。
【００５３】補充動作中は、補充動作を開始してからの
時間の検出（Ｓ１１０）と、液面高さの検出（Ｓ１１
１）が行われる。後述する所定の時間内に、サブタンク
３内のインクの液面が（Ｆ）で示す高さに達すると、イ
ンク残量検知センサ２３の電極針ａと電極針ｃとが導通
し、サブタンク３内に所定量のインクが充填されたこと
が検出される。
【００５４】この時点で負圧チューブ密閉弁３１を閉じ
（Ｓ１１２）、負圧発生用ポンプ１９を停止する（Ｓ１
１３）。そして、大気開放弁２４を開くことで、確実に
サブタンク３の減圧状態を解除し（Ｓ１１４）、サブチ
ューブ密閉弁３０を開放する（Ｓ１１５）。
【００５５】このように、負圧チューブ３７にインクが
流入する前に負圧発生手段を停止させることで、負圧チ
ューブ３７内にインクと空気が混在して負圧チューブ３
７内の流抵抗を増加させることを防止し、負圧発生用ポ
ンプ１９を小型化することができる。
【００５６】また、負圧チューブ密閉弁３１を閉じた後
に負圧発生用ポンプ１９を停止させることで、万一負圧
チューブ３７にインクが流入した場合でも、流入したイ
ンクの逆流を防止することができる。
【００５７】なお、サブタンク３へのインク供給時の負
圧発生用ポンプ１９の駆動時間は予め決められている。
そして、この時間だけ負圧発生用ポンプ１９を駆動して
もインク残量検知センサ２３の電極針ａと電極針ｃとの
導通が検出されない場合には、メインタンク２内のイン
クが無いと判断して、記録装置本体の表示部（不図示）
にその旨の表示を行う（Ｓ１１６）。メインタンク２内
のインクがなくなった場合には、メインタンク２をジョ
イントキャップ２８から取り外し、新たなメインタンク
と交換する。
【００５８】以上説明したように、メインタンク２から
吐出ヘッド部１へはサブタンク３を介してインクが供給
されるようにするとともに、サブタンク３内の空気を排
出する負圧発生用ポンプ１９を設け、この負圧発生用ポ
ンプ１９によりサブタンク３内に負圧を発生させてメイ
ンタンク２からインクを供給することで、メインタンク
２を大容量のタンクとしながらも、メインタンクと２と
サブタンク３との間にインクを送り出すための機構を設
ける必要がなくなる。その結果、インク供給経路の構成
が簡単になり、インク供給経路で発生するゴミや油成分
等の異物も少なくなるので、安定したインク供給が実現
され、吐出ヘッド部１のノズルの目詰まりも発生しにく
くなる。また、負圧発生用ポンプ１９がインク供給経路
とは別の経路に設けられているので、インク供給経路に
おける接続部も少なくなるので、チューブの外れ等によ
るインク漏れのトラブルも少なくなる。
【００５９】（第２の実施形態）次に、本発明の液体吐
出記録装置の第２の実施形態について図４を参照して説
明する。
【００６０】本実施形態では、吐出ヘッド部に、負圧発
生部材（インク吸収体）を収容するとともに液体供給部
と大気連通部とを備えるタンク部を一体的に設けた構成
（ヘッドカートリッジ１６０，１６０’）となっている
点が、前述の第１の実施形態と異なっている。本実施形
態は、同じ色のインクについて２つのヘッドカートリッ
ジ１６０，１６０’で記録を行うものであり、サブタン
ク１０３に対して２つのヘッドカートリッジ１６０，１
６０’を備えている。各ヘッドカートリッジ１６０，１
６０’は、同一のキャリッジまたは互いに同期して走査
される別々のキャリッジに搭載され、吐出ヘッド部１０
１，１０１’のノズルの配列方向に沿って所定の間隔を
おいて配置されている。
【００６１】各ヘッドカートリッジ１６０，１６０’の
タンク部１５０，１５０’は、それぞれサブタンク１０
３と接続されている。すなわち、各タンク部１５０，１
５０’の底部はそれぞれサブチューブ密閉弁１３０，１
３０’が設けられたサブチューブ１３４，１３４’によ
ってサブタンク１０３の底部と接続されている。
【００６２】また、それぞれの吐出ヘッド部１０１，１
０１’に対応して２つのキャップ１１７，１１７’が設
けられており、各キャップ１１７，１１７’はそれぞれ
吸引チューブ１３６，１３６’によって廃インクタンク
１２１に接続されている。キャップ１１７，１１７’を
介して吐出ヘッド部１０１，１０１’の吸引回復を行う
ための吸引用ポンプ１１８は、各吸引チューブ１３６，
１３６’ごとに独立して設けてもよいし、１つのものを
共通に用いてもよい。その他の構成については、第１の
実施形態と同様であるので、その説明は省略する。
【００６３】このように２つのヘッドカートリッジ１６
０，１６０’を配置することにより、まず被記録媒体の
搬送方向の上流側の吐出ヘッド部１０１によって５０％
濃度で記録を行った後、その部分が下流側の吐出ヘッド
部１０１’まで搬送された際に再び同じ部分を下流側の
吐出ヘッド部１０１’によって残りの５０％濃度の記録
を行う、いわゆるマルチスキャンによる記録が可能とな
る。特に、ノズルの配列長さをＬとしたとき、吐出ヘッ
ド部１０１，１０１’同士の間隔をＬの整数倍に対して
Ｌ／２だけずらして配置し、被記録媒体もＬ／２ピッチ
で搬送すれば、行間の繋ぎ目が目立たなくなる。被記録
媒体に布を用いた捺染においては、布のほぼ全域にわた
って模様や画像が形成される場合が多いので、上記の効
果は大きい。
【００６４】記録に伴いサブタンク１０３内のインクが
消費された際の、メインタンク１０２からサブタンクへ
１０３のインクの供給は、第１の実施形態と同様にして
行われる。すなわち、各ヘッドカートリッジ１６０，１
６０’の吐出ヘッド部１０１，１０１’をそれぞれキャ
ップ１１７，１１７’でキャッピングした状態で、大気
開放弁１２４、及びサブチューブ密閉弁１３０，１３
０’を閉じるとともに、負圧チューブ密閉弁１３１を開
き、負圧発生用ポンプ１１９を駆動する。これによりサ
ブタンク１０３内に負圧が発生し、その負圧によりメイ
ンタンク１０２からサブタンク１０３にインクが供給さ
れる。サブタンク１０３に所定量のインクが供給された
ら、負圧チューブ密閉弁１３１を閉じることで、サブタ
ンク１０３へのインク供給動作を終了する。
【００６５】サブタンク１０３からヘッドカートリッジ
１６０，１６０’へのインク供給は、タンク部１５０，
１５０’のインク保持量が一定量以下になった場合、大
気開放弁１２５及びサブチューブ密閉弁１３０，１３
０’を開くことで行われる。大気開放弁１２４を開くこ
とで、インクはサブタンク１０３からヘッドカートリッ
ジ１６０，１６０’に自然供給され、サブタンク１０３
への逆流が防止される。サブタンク１０３のインク収容
量がヘッドカートリッジ１６０，１６０’のインク保持
可能量より十分に大きい場合には、タンク部１５０，１
５０’に十分な量のインクが保持されているときはサブ
チューブ密閉弁１３０，１３０’あるいは大気開放弁１
２４を閉じておき、タンク部１５０，１５０’のインク
保持量が一定量以下になったとき、上述のサブタンク１
０３からヘッドカートリッジ１６０，１６０’へのイン
ク供給を行えばよい。
【００６６】本実施形態では、２つのヘッドカートリッ
ジ１６０，１６０’を有する場合について説明したが、
３つ以上のヘッドカートリッジを有するものであっても
よい。また、それぞれのヘッドカートリッジの間隔、記
録濃度及び被記録媒体の搬送ピッチは、要求される画像
品位に応じて適宜設定される。
【００６７】また、本実施形態では、サブタンクに接続
される液体吐出ヘッドについて、吐出ヘッド部とタンク
部とを有するヘッドカートリッジの構成となっているも
ので説明したが、前述の第１の実施形態のように、吐出
ヘッド部をサブタンクにチューブでつなぐ構成としても
よい。
【００６８】（その他の実施形態）以上、本発明の要部
の実施形態について説明したが、以下に、これらの実施
形態に好ましく適用できるその他の適用例について説明
する。なお、以下の説明においては、特に断りのない限
り、上述の各実施形態に適用可能である。
【００６９】〈負圧発生手段〉上述した各実施形態で
は、サブタンクに負圧を発生させるためのポンプとして
チューブポンプを用いた例を示したが、サブタンク内の
空気を排出できるものであれば、チューブポンプに限ら
ず歯車ポンプ等を用いてもよい。歯車ポンプを用いた場
合には、歯車ポンプは、サブタンクと負圧チューブとの
連結部に直接配置してもよい。
【００７０】いずれの場合であっても、第１の実施形態
で説明したように、負圧チューブにインクが流入する前
に負圧発生手段を停止させることで、負圧チューブ内に
インクと空気が混在して負圧チューブ内の流抵抗を増加
させることを防止し、小型の負圧発生用ポンプであって
も十分に、所望のインク補充スピードを得ることができ
る。なお、負圧チューブ密閉弁の機構として、チューブ
を押し潰す方式を採用する場合には、記録動作中など負
圧発生動作に関係ないときには開放していてもよい。
【００７１】〈サブタンク〉図５に、本発明の液体供給
装置に適用可能なサブタンクの例の構成断面図を示す。
【００７２】図５に示したサブタンクでは、上述の各実
施形態で説明したように、メインチューブ３２６のサブ
タンク３０３内における端部が、液体の補充を許可する
ための検出位置（Ｅ）より下方に存在するため、インク
補充動作によるインクの泡立ちは発生せず、安定したイ
ンク補充を実現できる。また、負圧チューブ３３７の端
部が、液体の補充を停止させるための検出位置（Ｆ）よ
り上方に存在するため、負圧チューブ３３７にインクが
流入する前に負圧発生手段を停止させ、安定したインク
の補充を行うことができる。
【００７３】液面位置の検出手段として、上述の各実施
形態では電極針ａ，ｂ，ｃ間の導通状態を利用している
が、検出方法としてはこれに限ることなく、光学的な検
出装置を利用したものなど、各種の方法が利用できる。
また、液体の補充を許可するための検出装置としては、
吐出ヘッド部から吐出される液滴をカウントすることに
よって行ってもよい。
【００７４】さらに、図５に示したサブタンク３０３で
は、サブタンク３０３の底面から負圧チューブ３３７の
端部までの高さｈ２が、メインチューブ３２６までの高
さｈ１よりも高く、かつ、大気開放弁３２６の開口部ま
での高さｈ３よりも低い位置にある。ｈ１＜ｈ２となっ
ていることにより、サブタンク３０３内の空気を排気し
ながらインクの補充を行うことができる。さらに、ｈ２
＜ｈ３となっていることにより、万一、液面検出手段も
しくは負圧発生手段の動作が不安定な場合であっても、
インクは負圧チューブ３３７を経て外部に排出されるの
で、大気開放弁３２４を介してインクがサブタンク３０
３から溢れることが防止される。
【００７５】〈メインタンク〉上述の各実施形態では、
メインタンクは柔軟な材料（可撓性を有する袋など）で
構成されており、メインタンクとサブタンクとを結ぶ経
路以外は密閉されているため、メインタンク内のインク
の減少に伴って変形する。このように構成することで、
液体供給装置の中でのメインタンクの位置、特に高さ方
向の位置を自由に設定することができる。
【００７６】これに替えて、メインタンクに、サブタン
クを結ぶ経路以外に大気を導入するための開口を設けて
もよい。この場合、メインタンク内のインクを確実にサ
ブタンクに供給するために、メインチューブのメインタ
ンク側の端部は、メインタンクの下部に設けることが望
ましい。また、メインタンク内のインクが水頭差でサブ
タンクに移動しないよう、メインタンクとサブタンクの
高さ方向の位置を調整する必要がある。一方、このよう
にメインタンクを大気に対して開放系にする場合には、
メインタンク自体は柔軟な材料で構成する必要はないの
で、必要に応じて材料を選択することができる。
【００７７】また、メインタンクとサブタンクとを接続
するメインチューブについて、メインタンクが接続され
る側が切り替え弁を介して複数に分岐したものを用い、
複数のメインタンクが同時に接続されるようにしてもよ
い。これにより、１つのメインタンク内のインクがなく
なったら別のメインタンクに切り替えて供給動作を続
け、その間に使用済みのメインタンクを新たなものと交
換することができ、メインタンクからサブタンクへのイ
ンクの供給を効率的に行うことができる。
【００７８】〈回復動作〉吐出ヘッド部の回復動作につ
いて、図１、図２及び図６のフローチャートを参照して
説明する。
【００７９】回復動作は記録動作とともに行われる。ま
ず、吐出ヘッド部１を走査して記録紙１５に印字（記
録）を行い（Ｓ２０１）、２回目の走査が終了したら
（Ｓ２０２）、空吐出を行う（Ｓ２０３）。空吐出と
は、液状体噴射流、気体噴射流によって温度低下した領
域の温度保証のためと、ノズル内の異物を排除するため
に、所定の駆動パルスを与え、全てのノズルからキャッ
プ１７等に向かってインクを吐出させるものである。ノ
ズルの周辺雰囲気の湿潤状態を高める場合には、吐出ヘ
ッド部１をキャッピングして行うこともある。また、空
吐出は、記録動作の開始前にも、吐出ヘッド部１のエー
ジングとして行われる。
【００８０】さらに、この空吐出とは別に、予め決めら
れたＮ回の走査ごとに（Ｓ２０４）、吸引回復を行う
（Ｓ２０５）。吸引回復は、ノズル内部に残留した気泡
を取り除いて安定した吐出を維持するためのもので、キ
ャップ１７で吐出ヘッド部１をキャッピングした状態で
吸引用ポンプ１８を駆動して強制的にインクを吸引し、
ノズル内部の残留気泡をノズル外に排出している。これ
は、ノズル表面にゴミや羽毛が付着したり、ノズル内に
ゴミ等が進入していても、それらを洗い流して安定した
吐出を保つ効果もある。吸引されたインクは、廃インク
タンク２１へ送られる。なお、長時間放置の場合には、
キャッピングをしていてもノズル内のインクは緩慢では
あるが蒸発して増粘するので、この増粘インクをノズル
外に排出するために、吸引回復は、記録開始時にも行わ
れる。
【００８１】吸引回復を実施したら、ブレードクリーニ
ングを行う（Ｓ２０６）。ブレードクリーニングは、キ
ャップ１７に隣接して設けられたブレード１１で吐出ヘ
ッド部１のノズル面をワイピングするもので、これによ
り、インク吐出によって発生しノズル面に付着したイン
クミスト等を清掃し、安定した吐出を保つ。ブレード１
１は、耐久性及び耐インク性を考慮し、シリコーンゴム
またはウレタンゴムで構成される。また、ブレード１１
の先端は吐出ヘッド部１のノズル面に対して０．７〜
１．０ｍｍ入り込んでおり、実際にはその分だけブレー
ド１１がたわみながらワイピングがなされる。
【００８２】ブレードクリーニングが終了したら再び空
吐出を行い（Ｓ２０７）、上述した各動作を、記録が終
了するまで繰り返す（Ｓ２０８）。記録が終了したら、
キャップ１７で吐出ヘッド部１をキャッピングし、記録
動作を終了する。吐出ヘッド部１を空気中に長時間放置
すると、ノズル内のインクが蒸発して増粘し、吐出が不
安定になる。記録終了後に吐出ヘッド部１をキャッピン
グするのは、これを防止するためのである。キャップ１
７の内部にはインクで湿潤状態に保たれた吸液材があ
り、キャップ１７の内部を高湿度に維持してインクの増
粘を最小限に抑えている。
【００８３】以上の回復動作によって、吐出インクに悪
影響を及ぼす要因が完全に除去され、常に良好に記録を
行うことが可能となる。
【００８４】〈液体吐出記録装置〉上述した各実施形態
では、吐出ヘッド部が往復走査することにより記録を行
うシリアル走査タイプの記録装置を示したが、吐出ヘッ
ド部は、記録装置が記録できる最大の記録幅に対応した
長さを有するフルラインタイプあってもよい。
【００８５】また、本発明に適用される液体としてイン
クを例に挙げて説明したが、インクジェット記録装置の
中には、記録紙へのインクの浸透性を向上させるため
に、インクの吐出に先だって、インク中の色材を凝集さ
せる前処理液を吐出する前処理液吐出ヘッドを有する構
成のものもある。この場合にも、前処理液の供給経路を
上述した各実施形態でのインク供給経路と同じ構成と
し、前処理液の供給についても本発明を適用してもよ
い。特に、前処理液においては、供給経路中にポンプ等
の供給手段を設け、これによって前処理液を供給する構
成とすると、気泡が発生し易く不吐出となる場合が多い
が、本発明を適用することによりこのような問題はなく
なる。
【００８６】さらに、上記の各実施形態ではインクジェ
ット記録装置を例に挙げて説明したが、本発明はインク
ジェット記録装置のみに適用されるものではなく、他の
用途として、記録ヘッド以外の液体消費部材への液体供
給にも適用することができる。また、使用できる液体も
インクや前処理液に限定されるものではなく、油性のも
のであっても構わない。特に、供給経路中における異物
の混入を避けることが望ましい液体の供給に好適であ
る。
【００８７】
【発明の効果】以上説明したように本発明の液体補充方
法及び液体供給装置は、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とし、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
ることで、液体を安定して供給することができる。
【００８８】また、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、液体の漏れ等の
トラブルも少なくすることができる。この場合、サブタ
ンク内の空気を排出してサブタンクを減圧空間とするこ
とで、負圧発生手段としてはポンプを用いることがで
き、簡単な構成でしかもよういに負圧を発生させること
ができる。さらに、サブタンク内の液体を下流側に供給
可能な状態とする際に、サブタンクを大気に対して開放
させることで、液体供給経路の下流側からサブタンクへ
の液体の逆流を防止することができる。加えて、サブタ
ンク内の液体残量を検知することによって、サブタンク
への液体の補充回数を必要最小限に抑えることができる
とともに、安定した液体の補充を行うことができる。
【００８９】特に、本発明の液体補充方法及び液体供給
装置を、液体供給経路の下流端に液体吐出ヘッドを設け
た液体吐出記録装置に適用することによって、液体吐出
ヘッドのノズルの目詰まりが発生しにくい液体吐出記録
装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液体供給装置を適用した液体吐出記録
装置の一例の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の液体供給装置を適用した液体吐出記録
装置の第１の実施形態インクの経路を示す図である。
【図３】図１に示した液体吐出記録装置の液体補充動作
のフローチャートである。
【図４】本発明の液体供給装置を適用した液体吐出記録
装置の第２の実施形態のインクの経路を示す図である。
【図５】本発明の液体供給装置に適用可能なサブタンク
の概略構成図である。
【図６】本発明の液体吐出記録装置の回復動作のフロー
チャートである。
【符号の説明】
１，１０１，１０１’ 吐出ヘッド部 ２，１０２，２０２ メインタンク ３，１０３，２０３，３０３ サブタンク ４ ヘッドキャリッジ ５ 供給キャリッジ ６ ヘッドカバー ７ 主走査レール ８ 主走査モータ ９ プラテン １０ ヘッド回復系 １１ ブレード １２ 保護部材 １３ フラットケーブル １４ 基板ボックス １５ 記録紙 １７，１１７，１１７’ キャップ １８，１１８ 吸引用ポンプ １９，１１９ 負圧発生用ポンプ ２０ ポンプモータ ２１，１２１ 廃インクタンク ２３ インク残量検知センサ ２４，１２４，３２４ 大気開放弁 ２５ フィルタ ２６，３２６ メインチューブ ２７ 一方向弁 ２８ ジョイントキャップ ２９ 針 ３０，１３０，１３０’ サブチューブ密閉弁 ３１，１３１ 負圧チューブ密閉弁 ３２ ゴム栓 ３４，１３４，１３４’ サブチューブ ３６，１３６，１３６’ 吸引チューブ ３７，３３７ 負圧チューブ １５０，１５０，１５０’ タンク部 １６０，１６０’ ヘッドカートリッジ

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一時的に液体を保有し、大気を導入する
    ことで前記液体を下流側に供給するサブタンクが設けら
    れた液体供給経路への液体補充方法であって、 前記サブタンクを密閉空間とし、前記サブタンク内を減
    圧しつつ前記サブタンク内に液体を補充することを特徴
    とする液体補充方法。
  2. 【請求項２】 前記サブタンク内の減圧を、前記液体供
    給経路とは異なる経路に設けられた負圧発生手段を用い
    て行う請求項１に記載の液体補充方法。
  3. 【請求項３】 前記負圧発生手段は、前記サブタンク内
    の空気を排出することで前記サブタンク内の減圧を行う
    請求項２に記載の液体補充方法。
  4. 【請求項４】 前記異なる経路に液体が流入する前に、
    前記負圧発生手段を停止させる請求項２に記載の液体補
    充方法。
  5. 【請求項５】 前記サブタンク内に液体を補充した後
    に、前記サブタンクを大気に対して開放させる請求項１
    に記載の液体補充方法。
  6. 【請求項６】 前記サブタンク内の液体の残量を検知
    し、該検知結果に基づいて前記サブタンク内に液体を補
    充する請求項１に記載の液体補充方法。
  7. 【請求項７】 前記液体供給経路は、前記サブタンクか
    ら供給された液体をノズルから吐出して被記録媒体に記
    録を行う液体吐出ヘッドを備える請求項１ないし６のい
    ずれか１項に記載の液体補充方法。
  8. 【請求項８】 液体供給経路中に、一時的に液体を保有
    し大気を導入することで前記液体を下流側に供給するサ
    ブタンクが設けられた液体供給装置であって、 前記サブタンクを密閉空間とするための手段と、 前記サブタンクに液体を補充するために前記サブタンク
    内を減圧する負圧発生手段と、 前記サブタンクに補充された液体を前記サブタンクから
    下流側に供給可能な状態とする手段とを有することを特
    徴とする液体供給装置。
  9. 【請求項９】 前記負圧発生手段は、前記液体供給経路
    とは異なる経路に設けられている請求項８に記載の液体
    供給装置。
  10. 【請求項１０】 前記負圧発生手段は、前記サブタンク
    内の空気を排出するポンプである請求項９に記載の液体
    供給装置。
  11. 【請求項１１】 前記サブタンクに補充された液体を下
    流側に供給可能な状態とする手段は、前記サブタンクに
    設けられた大気開放弁である請求項８に記載の液体供給
    装置。
  12. 【請求項１２】 前記サブタンクに液体を補充するか否
    かを判断するために前記サブタンク内の液体の残量を検
    知する液体残量検知手段を有する請求項８に記載の液体
    供給装置。
  13. 【請求項１３】 請求項８ないし１２のいずれか１項に
    記載の液体供給装置を備え、前記液体供給装置の液体供
    給経路の下流端には、前記液体供給経路から供給された
    液体をノズルから吐出して被記録媒体に記録を行う液体
    吐出ヘッドが設けられている液体吐出記録装置。
  14. 【請求項１４】 液体を吐出して被記録媒体に記録を行
    う液体吐出ヘッド部と、 前記液体吐出ヘッド部に供給する液体を一時的に保持す
    るとともに、大気を導入可能な大気開放弁を備えるサブ
    タンクと、 前記サブタンクに補充する液体を収容するメインタンク
    と、 前記サブタンク内の空気を排出するためのポンプと、 前記サブタンクと前記メインタンクとを接続する第１の
    液体供給経路と、 前記液体吐出ヘッド部と前記サブタンクとを接続し、両
    者の接続を制御可能な弁を備える第２の液体供給経路
    と、 前記サブタンクと前記ポンプとをつなぐ負圧発生経路と
    を有し、 前記負圧発生経路の前記サブタンク側の端部は、前記第
    １の液体供給経路の前記サブタンク側の端部よりも上方
    に位置することを特徴とする液体吐出記録装置。
  15. 【請求項１５】 前記大気開放弁は、前記負圧発生経路
    の前記サブタンク側の端部よりも上方に位置する請求項
    １４に記載の液体吐出記録装置。
  16. 【請求項１６】 前記第１の液体供給経路の前記サブタ
    ンク側の端部よりも上方に、第１の液面検出手段を有す
    る請求項１４に記載の液体吐出記録装置。
  17. 【請求項１７】 前記負圧発生経路の前記サブタンク側
    の端部よりも下方に、第２の液面検出手段を有する請求
    項１４に記載の液体吐出記録装置。
  18. 【請求項１８】 前記メインタンクは、前記第１の液体
    供給経路の前記サブタンク側の端部を除いて大気に対し
    て密閉空間となっている請求項１４に記載の液体吐出記
    録装置。
  19. 【請求項１９】 前記第１の液体供給経路に、逆流防止
    弁が設けられている請求項１４に記載の液体吐出記録装
    置。
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