JPH1158769A - インク記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インク記録装置において、キャリッジに搭載
されるインクタンクのサイズおよびインク記録装置自体
のサイズを大きくすることなく、頻繁なインクタンクの
交換を不要にする。 【解決手段】 記録媒体１１と平行に往復動可能に設け
られたキャリッジ３２と、このキャリッジ３２に搭載さ
れ、キャリッジ３２の走査によりインクを吐出して記録
媒体１１に画像を形成する記録ヘッド１と、同じくキャ
リッジ３２に搭載され、インク充填口６１が形成される
とともに記録ヘッド１にインクを供給するインクタンク
３０と、キャリッジ３２以外の場所に設置されてインク
充填口６１と接離可能に設けられたインク供給口４７が
形成され、このインク供給口４７をインク充填口６１に
接触させてインクタンク３０へインクを補充するインク
補充タンク３７とを有するインク記録装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置、複写機、ファクシミリ等のインク記録装置に関
し、特に、インク記録装置に用いられるインク供給技術
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、インクを用いて用紙などの記
録媒体に画像を形成する画像形成装置は、ファクシミリ
やコンピュータ等の出力機器として用いられている。こ
の画像形成装置は、特に最近では、高速化に対する要求
が高まりつつある。

【０００３】以下に従来のインク記録装置の概略構成及
び動作を、図８を参照しながら説明する。

【０００４】図８は従来のインク記録装置の一例を示す
概略斜視図である。図示するように、記録ヘッド１と、
この記録ヘッド１へインクを供給するインクタンク２と
が搭載されたキャリッジ３は、記録媒体１１の印字面に
対し平行に配置されたキャリッジガイドシャフト４及び
キャリッジガイド５により支持されており、側板６に回
転自在に支持されたプーリ７とドライブプーリ８とに掛
け渡されたタイミングベルト９に係合されている。タイ
ミングベルト９はドライブプーリ８を介して駆動モータ
１０により駆動され、駆動モータ１０の正逆回転に連動
して回転駆動制御される。これにより、キャリッジ３は
タイミングベルト９により左右方向（矢印Ａ）に往復移
動される。

【０００５】記録媒体１１はピックアップローラ１２に
よりキャリッジ３の移動方向と直交する方向（矢印Ｂ方
向）へ給紙され、フィードローラ１３により矢印Ｂ方向
に押圧されて固定される。

【０００６】駆動モータ１０の近傍にはフォトカプラ１
４が設置されている。このフォトカプラ１４はキャリッ
ジ３のホームポジション検出手段であり、フォトカプラ
１４近辺の任意の位置でキャリッジ３が検知されて駆動
モータ１０の回転方向の切り替え等が行われる。そし
て、画像記録信号は記録ヘッド１を搭載するキャリッジ
３の移動に対してタイミングを計って記録ヘッド１へ送
られ、記録媒体１１上の所定の位置でインク滴を吐出さ
せて記録媒体１１上に記録が行われる。また、次ライン
の記録時は、記録媒体１１がフィードローラ１３により
所定量矢印Ｂ方向へ送られた後に適宜行われる。

【０００７】キャリッジ３に搭載された記録ヘッド１の
一方の移動端にはキャップ部材１５が配置されている。
このキャップ部材１５は、キャップ内に形成された開口
を介して記録ヘッド１の吸引回復を行い、記録ヘッド１
のインク吐出部の乾燥したインクによる目詰まりを防止
し、インクタンク２内のインクをインク吐出部まで供給
する。キャップ部材１５の近傍にはクリーニングブレー
ド１６が配置されている。このクリーニングブレード１
６は記録ヘッド１に対して離接可能に移動するようにな
っており、記録ヘッド１がキャップ部材１５で吸引され
た際や印字後の記録ヘッド１の表面に余分なインクが付
着した際に、この余分なインクが取り除かれる。

【０００８】この吸引回復、クリーニング動作等を所定
の位置で実施するためにキャップ部材１５およびクリー
ニングブレード１６に駆動力を伝達するカム（図示せ
ず）が設けられており、駆動モータ１０とは別に本体支
持板に支持されたクリーニング用モータ（図示せず）の
回転動作に連動して回転動作される。また吸引回復、ブ
レード動作等のタイミングは、キャリッジ３がホームポ
ジション側領域に来たときにフォトカプラ１４によりホ
ームポジション検出信号を検知し、所望の処理によって
所定のタイミングでモータの回転動作を制御して行われ
るよう構成されている。

【０００９】次に記録ヘッド１及びインクタンク２等か
ら構成される従来のインク保持構成の一例とその作用に
ついて、図９を参照しながら説明する。

【００１０】図９は従来のインク保持容器の一例を示す
分解斜視図である。インク保持容器１７は、記録媒体上
に印字を行う記録ヘッド１と、インクが含浸されたイン
ク吸収体１８と、インク吸収体１８から記録ヘッド１に
向かうインクを濾過するフィルタ１９と、インク吸収体
１８が収容されたインク保持容器１７内に大気を導入す
るために開口された大気連通口２０と、インク保持容器
１７と記録ヘッド１との間に形成されたインク供給口２
１とから構成される。

【００１１】インク吸収体１８はインクを毛細管力によ
り吸収保持するものであり、ポリエーテルポリオールと
トルエンジイソシアネート、シリコン、第３級アミン等
を混合発泡させ、発泡後に爆発法により除膜処理を施し
た、連通状のエーテル系の発泡ウレタンである。このイ
ンク吸収体１８は、任意の体積分だけ圧縮加工されてイ
ンク保持容器１７内にほぼ隙間のない状態で挿入保持さ
れている。また、記録ヘッド１は、印字信号に対応して
インクを選択的に記録媒体へ吐出し、記録媒体上にドッ
トのマトリクスで構成した絵や文字を形成する。

【００１２】ここで、インクの吐出方法としては、イン
クの流路中に配設されたヒータの加熱によりインク中に
所望のサイズの気泡を形成し、その圧力によりインク液
滴を記録媒体へ吐出する方法や、ピエゾ素子等を用いて
ピエゾ素子の変動による体積変化でインクを吐出させる
方法がよく知られている。

【００１３】フィルタ１９は、インク保持容器１７と記
録ヘッド１との連結部であるインク供給口２１の直上部
に配置されており、インク供給口２１に超音波溶着等で
取り付けられている。インク吸収体１８は、このフィル
タ１９付近で局部圧縮されて毛細間力が他の部分より強
い状態が作られ、保持されているインクがフィルタ１９
近傍に集められるように構成されている。フィルタ１９
は、インク吸収体１８に保持されたインクを記録ヘッド
１へ供給する際、インク中のゴミや、インク吸収体１８
内のインク充填時に残留した気泡、及びインク保持容器
１７とインク吸収体１８との隙間から侵入した塵埃など
を濾過して、これらによって引き起こされる記録ヘッド
１の目詰まりを防止している。

【００１４】大気連通口２０は、インク保持容器１７内
と大気を連通させるためにインク保持容器１７の上部に
設けられいる。記録ヘッド１から記録媒体へインクが吐
出され続けるとインク保持容器１７内の圧力はインク容
積の減少分だけ低下するが、大気連通口２０が形成され
ていることにより適宜インク保持容器１７内へ大気が導
入されるので、インク保持容器１７内の急激な圧力変化
が防止される。

【００１５】このようなインク保持容器１７は、それ自
体に記録ヘッド１が接着されて両者が一体となっている
ため、インク保持容器１７内のインク消費後は、記録ヘ
ッド１が使用可能であるにもかかわらず新しいインクカ
ートリッジと交換する必要があり、不経済である。

【００１６】そこで、このような問題点を解消したもの
として、記録ヘッドとインクタンクとを分離可能にした
インクカートリッジが提案されている。

【００１７】図１０は従来の記録ヘッド分離型インクカ
ートリッジの構造を示す断面図である。図示するよう
に、このヘッド分離型インクカートリッジは、インク保
持部２２と記録ヘッド部２３とが相互に分離可能となっ
ている。

【００１８】インク保持部２２は、インク吸収体１８を
内包したインク保持容器１７を備え、このインク保持容
器１７には、前述のように、内部へ大気を導入するため
の大気連通口２０が形成されている。さらに、インク保
持容器１７には、後述する記録ヘッド保持部材２４に設
けられた係合穴２６と係合するための突起２５が設けら
れている。

【００１９】記録ヘッド部２３は、インクを吐出するた
めの記録ヘッド１が記録ヘッド保持部材２４に接着固定
されている。記録ヘッド保持部材２４には、インクを記
録ヘッド１へ供給するためのインク供給口２１が形成さ
れており、インク供給口２１の直上部には、ゴミ及び余
分の気泡を除去するためのフィルタ１９が超音波溶着等
で取り付けられている。また記録ヘッド部２３には、イ
ンク保持部２２が挿入された際に、前述したインク保持
部２２の突起２５が係合する係合穴２６が設けられてい
る。

【００２０】ここで、インク保持部２２と記録ヘッド部
２３とが係合されると、インク供給口２１とフィルタ１
９とは、インク保持部２２に形成されたインク供給路２
７を通してインク吸収体１８を押圧・圧縮する。

【００２１】インク保持部２２と記録ヘッド部２３は、
記録ヘッド部２３をキャリッジ３へ搭載後にインク保持
部２２を記録ヘッド部２３上へ搭載するか、あるいはイ
ンク保持部２２と記録ヘッド部２３とを係合保持させた
状態でキャリッジ３へ搭載するかのいずれかにより、キ
ャリッジ３へ搭載される。

【００２２】このようなヘッド分離型インクカートリッ
ジは、インク保持部２２と記録ヘッド部２３が分離可能
であるため、インク吸収体１８内のインクを消費して
も、キャリッジ３からインク保持部２２のみを取り外し
て交換すれば記録ヘッド部２３は継続して使用すること
ができるので、ランニングコストが抑えられ、経済的で
あるという利点がある。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来のヘッド分離型インクカートリッジでは、印
字によりインクタンク内のインクがなくなる度毎にイン
クタンクを交換しなければならないという煩わしさがあ
る。

【００２４】このような頻繁なインクタンクの交換を回
避するためにインクタンクを大容量化することも考えら
れるが、インクタンクを装着して移動するキャリッジ自
体の大型化を招いてしまうことから、印字速度を上げる
ことが困難になるという新たな問題が発生する。

【００２５】また、別の解決策として、キャリッジの外
に大型のインクタンクを備え、この大型インクタンクと
キャリッジ上のインクタンクとをチューブ等により連結
し、キャリッジ走査の際にチューブを引き回すことによ
り、キャリッジ内インクタンクのインク容量を見かけ上
大容量にする構成のインク記録装置とすることもでき
る。しかし、この場合にはチューブ引き回しの機構が必
要となり、駆動系の大型化や装置全体の大型化を促す結
果となってしまう。

【００２６】そこで、本発明は、キャリッジに搭載され
るインクタンクのサイズおよびインク記録装置自体のサ
イズを大きくすることなく、頻繁なインクタンクの交換
を不要とすることのできるインク記録装置を提供するこ
とを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明のインク記録装置は、記録媒体と平行に往復
動可能に設けられたキャリッジと、このキャリッジに搭
載され、キャリッジの走査によりインクを吐出して記録
媒体に画像を形成する記録ヘッドと、同じくキャリッジ
に搭載され、インク充填口が形成されるとともに記録ヘ
ッドにインクを供給するインクタンクと、キャリッジ以
外の場所に設置されてインク充填口と接離可能に設けら
れたインク供給口が形成され、このインク供給口をイン
ク充填口に接触させてインクタンクへインクを補充する
インク補充タンクとを有するものである。

【００２８】これにより、キャリッジに搭載されるイン
クタンクのサイズおよびインク記録装置自体のサイズを
大きくすることなく、ユーザによる頻繁なインクタンク
の交換が不要になるインク記録装置を得られる。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、記録媒体と平行に往復動可能に設けられたキャリッ
ジと、このキャリッジに搭載され、キャリッジの走査に
よりインクを吐出して記録媒体に画像を形成する記録ヘ
ッドと、同じくキャリッジに搭載され、インク充填口が
形成されるとともに記録ヘッドにインクを供給するイン
クタンクと、キャリッジ以外の場所に設置されてインク
充填口と接離可能に設けられたインク供給口が形成さ
れ、このインク供給口をインク充填口に接触させてイン
クタンクへインクを補充するインク補充タンクとを有す
るインク記録装置であり、キャリッジに搭載されるイン
クタンクのサイズおよびインク記録装置自体のサイズを
大きくすることなく、ユーザによる頻繁なインクタンク
の交換が不要になるという作用を有する。

【００３０】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に記載の発明において、インクタンクが、インク補充
タンクからのインクが導入されるインク補充液室と、可
動壁によってインク補充液室と区画形成されるとともに
フィルタを介してこのインク補充液室と連通され、イン
クを記録ヘッドに送るインク供給室と、可動壁をインク
補充液室方向に押圧するバネ部材とを備えたインク記録
装置であり、余分な量のインクがインクタンクに充填さ
れることがなく、また、補充インクがスムーズにインク
供給液室内に移動するという作用を有する。

【００３１】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１または２に記載の発明において、インク補充タンクに
よるインク補充動作は、出力に対する文字数をカウント
することにより行われるインク記録装置である。また、
本発明の請求項４に記載の発明は、請求項１または２に
記載の発明において、インク補充タンクによるインク補
充動作は、出力に対する改行数をカウントすることによ
り行われるインク記録装置である。本発明の請求項５に
記載の発明は、請求項１または２に記載の発明におい
て、インク補充タンクによるインク補充動作は、出力に
対するページ数をカウントすることにより行われるイン
ク記録装置である。本発明の請求項６に記載の発明は、
請求項１または２に記載の発明において、インク補充タ
ンクによるインク補充動作は、出力に対する時間をカウ
ントすることにより行われるインク記録装置である。請
求項３、４、５または６記載の発明によれば、インク残
量を検出するセンサを設けることなく、インクタンク内
にインクを適宜補充することが可能となり、印字途中で
のインク切れ等を未然に防止することができるという作
用を有する。

【００３２】本発明の請求項７に記載の発明は、請求項
１、２、３、４、５または６に記載の発明において、イ
ンクタンクに、このインクタンク内のインク充填量を検
知する充填量検知センサが取り付けられ、充填量検知セ
ンサにより充填インク量の適正値が検出されたときはイ
ンク補充タンクはインクタンクより離反するインク記録
装置であり、インク補充時の不慮の事故でインクタンク
内のインクが溢れ出す危険を回避することができるとい
う作用を有する。

【００３３】以下、本発明の実施の形態について、図１
から図７を用いて説明する。なお、これらの図面におい
て同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複
した説明は省略されている。

【００３４】図１は本発明の一実施の形態におけるイン
ク記録装置のキャリッジ部分を示す断面図である。ここ
で、本実施の形態における記録ヘッドは、インク自身に
沸騰現象を生じせしめるための熱エネルギーを発生させ
る電極を用いて記録を行う、通電式バブルジェット方式
のものである。しかし、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、他の種々の記録方式を採ることができる。

【００３５】図１において、インク滴を吐出して記録媒
体１１上に印字を行う記録ヘッド１は、放熱板２８上に
接着保持されている。放熱板２８は、装置に取り付けら
れているＩＣ（図示せず）の温度上昇を防止するため
に、アルミ等の金属で構成されており、ポリカーボネー
ト等の樹脂からなるヘッドブロック２９に接着固定され
ている。インクが収容されたインクタンク３０は、ヘッ
ドブロック２９の位置決めリブ３１に沿って、ヘッドブ
ロック２９内に着脱自在に挿入されている。このインク
タンク３０は、ヘッドブロック２９がキャリッジ３２に
着脱自在に搭載された後、キャリッジ３２に回転自在に
保持されたタンクカバー３３によりヘッドブロック２９
に固定されている。ヘッドブロック２９内に設けられて
いるインクタンク３０から記録ヘッド１にインクを供給
する供給口３４には、記録ヘッド１へインクを供給する
際、ゴミや余分な気泡などにより引き起こされる記録ヘ
ッド１の目詰まりを防止するフィルタ３５が超音波溶着
等で固定されている。このフィルタ３５上部には、イン
クタンク３０との接合部からの大気の連通を防止するた
め、ＥＰＤＭ等の弾性部材３６が圧入保持されている。

【００３６】このような構成により、キャリッジ３２に
ヘッドブロック２９を固定したままの状態でインクタン
ク３０の交換が可能であり、またヘッドブロック２９と
インクタンク３０との同時交換が可能である。なおここ
で、ヘッドブロック２９とインクタンク３０とが分離不
可能な状態に機械的に連結されている状態でも、何ら問
題はない。

【００３７】次に本実施の形態におけるインク記録装置
の、主にインク補充部について、その構成と動作を図２
を参照して説明する。

【００３８】図２は、本発明の一実施の形態において、
記録ヘッドを横置き印字姿勢としたインク記録装置を示
す概略斜視図である。

【００３９】記録ヘッド１とインクタンク３０とが搭載
されたキャリッジ３２は、記録媒体１１に平行に配置さ
れたキャリッジガイドシャフト４及びキャリッジガイド
５に支持されている。そして、このキャリッジ３２は、
側板６に回転自在に支持されたプーリ７とドライブプー
リ８とに掛け渡されたタイミングベルト９に係合されて
おり、ドライブプーリ８を介して駆動モータ１０により
駆動されるタイミングベルト９により、キャリッジガイ
ドシャフト４の長さ方向である矢印Ａ方向、つまり記録
媒体１１と平行な方向に往復移動される。また、記録媒
体１１はピックアップローラ１２によりキャリッジ３２
の移動方向と直交する矢印Ｂ方向へ給紙され、フィード
ローラ１３により押圧・固定される。駆動モータ１０の
近傍にはフォトカプラ１４が設置されており、このフォ
トカプラ１４によってキャリッジ３２のホームポジショ
ンが検出され、駆動モータ１０の回転方向の切り替えが
行われる。

【００４０】そして、キャリッジ３の走査とともに所定
のタイミングで記録ヘッド１へ送られた画像記録信号に
より記録媒体１１に対してインク滴が吐出されて記録が
行われる。なお、記録媒体１１がフィードローラ１３に
より所定量矢印Ｂ方向へ送られ、次ラインの記録が行わ
れる。

【００４１】記録ヘッド１の一方の移動端にはキャップ
部材１５が配置されている。このキャップ部材１５によ
り記録ヘッド１の吸引回復が行われ、インクタンク３０
内のインクがインク吐出部まで供給される。キャップ部
材１５の近傍には、記録ヘッド１に対して離接可能に移
動するクリーニングブレード１６が配置されている。こ
のクリーニングブレード１６により記録ヘッド１の表面
に付着した余分なインクが取除される。

【００４２】キャップ部材１５およびクリーニングブレ
ード１６は、駆動モータ１０とは別に設けられたクリー
ニング用モータ（図示せず）により動作される。また、
吸引回復、ブレード動作等は、キャリッジ３２がホーム
ポジション側領域に来たときに、これを検出したフォト
カプラ１４の検出信号により、所望の処理によって所定
のタイミングでモータの回転動作を制御して行われる。

【００４３】ホームポジションにあるキャリッジ３２の
上部にはタンクホルダ３８が配置されており、このタン
クホルダ３８にはインク補充タンク３７が着脱自在に保
持されている。タンクホルダ３８は、側板６とこの側板
６に対向して設けられたサブフレーム３９とに回転自在
に保持されている。また、タンクホルダ３８は、タンク
ホルダ３８の下部に設けられてストッパの機能を有する
カムギア４０によってインク補充動作が制限されてお
り、通常は、カムギア４０に当接させるため、ならびに
運搬の際のダンピング防止のために、キャリッジ３２側
へ付勢バネ４１により付勢されている。

【００４４】タンクホルダ３８の当接されたカムギア４
０はステッピングモータ４２により回転連動され、ステ
ッピングモータ４２の回転力をタンクホルダ３８の上下
運動へ変換している。このカムギア４０は、タンクホル
ダ３８が所定の位置より下降しないように、通常は付勢
バネ４１により一方向に付勢されている。なお、本実施
の形態においてタンクホルダ３８はキャリッジ３２のホ
ームポジション側に配置されているが、これはインクタ
ンク３０にインクを補充する際に、所定量以上のインク
が補充されて記録ヘッド１からインクが漏れた場合で
も、漏れたインクがキャップ部材１５で吸引されて周囲
が汚れないという利点を有する。

【００４５】次に、インク補充タンク３７によるインク
補充動作について、図３を用いて説明する。

【００４６】図３は本発明の一実施の形態におけるイン
ク補充部とキャリッジ部とを示す縦断面図である。

【００４７】図２において、キャリッジ３２がタンクホ
ルダ３８下部の所定の位置にて停止すると、ステッピン
グモータ４２の回転によりカムギア４０が連動回転し、
付勢バネ４１によって付勢されているタンクホルダ３８
が回転降下する。タンクホルダ３８が降下すると、図３
において、タンクホルダ３８に上下動作可能に保持さ
れ、バネ４３により常に下側に押圧され、インク供給用
の孔の形成されたバルブ４４が、キャリッジ３２に搭載
されたインクタンク３０に形成されたインク充填口６１
に接触する。さらにタンクホルダ３８が下降すると、バ
ルブ４４がインク補充タンク３７内にあるインク袋４６
の先端に形成されたインク供給口４７に圧入されている
Ｏリング４８を上方に移動し、Ｏリング４８の位置でイ
ンク袋４６のインク供給口４７に対して摺動可能に保持
された栓部材４９を押し上げる。これにより、インク袋
４６内のインクがインクの水位で決まる水頭圧により、
バルブ４４よりインクタンク３０内へ補充される。

【００４８】ここでインク袋４６は、可撓性で接着層が
ポリプロピレン、空気のバリアー性が良いアルミ蒸着フ
ィルム等を多層にしたラミネートフィルムからなり、三
方がヒートシール等で密閉封止され、残りの一辺に硬質
のインク供給部材５０が溶着されている。

【００４９】このようなインク袋４６が完全に密閉状態
である場合にはインクの減少に伴う体積置換を行う必要
があるが、インク補充口であるバルブ４４の孔径が小さ
いのでバルブ４４からの大気置換は困難である。しか
し、インク袋４６を非常に柔らかい可撓性の袋にて構成
すれば、インク減少分だけインク袋が縮むので大気置換
ができなくても問題はない。なお、インク袋４６が変形
しにくい材料で形成されていても、インク袋４６に大気
と連通する微細な連通口があれば、インクの減少分だけ
大気をインク袋４６内に導入することができる。但し、
この場合、インク袋４６内に空気が混入するので、温度
上昇または気圧低下等の外部変化が起きたときに空気の
膨張によりインクが漏れる恐れがあるので、このような
環境変化についての対策が必要になる。

【００５０】図４は本発明の一実施の形態におけるイン
ク補充タンクの一部を示す分解図である。図示するイン
ク補充タンク３７においては、インク袋４６からのイン
クの補充速度を上げるための機構を有している。

【００５１】インク補充容器５１内には、インク袋４６
を両側から常時加圧する板バネ５２からなる加圧手段が
設けられている。この板バネ５２は、インク袋４６を加
圧してインクをバルブ４４から強制的に押し出す作用を
有しているので、単なる水等圧による補充に比べ、イン
クの供給時間を短縮することができる。板バネ５２は効
率良くインクを排出させるものが望ましく、インクの体
積減少方向に対して常にほぼ等荷重で押圧できる形式の
バネが好ましい。具体的には、たとえば台形バネ、皿バ
ネ等のような、加圧量の変化に対して加圧力が概ね一定
であるバネを用いることにより、インク袋４６の使用始
めから終わりまで、常にほぼ等荷重で押圧されるので、
インクの補充量が一定となり、バルブ４４の開閉時間を
調整することで定量のインクを充填することができる。

【００５２】また、本インク記録装置ではキャリッジ３
２上のインクタンク３０とインク補充タンク３７とが分
離されているので、キャリッジ３２を小型化、軽量化す
ることが可能になる。これにより、キャリッジ３２の高
速、高精度動作により印字スピードの高速化を実現する
ことができる。さらに、インク補充タンク３７内のイン
ク容量を大きくすることにより、ランニングコストの低
減を実現することができる。そして、インク補充タンク
３７から直接インクタンク３０にインクを補充するよう
にしているので、インク補充タンク３７内のインクをイ
ンクタンク３０に送るための特別な機構は必要なく、イ
ンク記録装置自体のサイズもコンパクトにすることがで
きる。

【００５３】次に、図５及び図６を用いて、インクタン
ク３０の構成について説明する。図５は本発明の一実施
の形態におけるインクタンク３０の構成を示す分解斜視
図、図６は図５のインクタンク３０の動作原理を示す説
明図である。

【００５４】図５および図６に示すように、インクタン
ク３０は、可動壁であるラミネートフィルム５３によ
り、インク供給液室５４とインク補充液室５５の２つの
部屋に仕切られている。

【００５５】インク供給液室５４は、インクタンクベー
ス５６とラミネートフィルム５３とで区画構成される。
ここで、ラミネートフィルム５３は、可撓性で接着層が
ポリプロピレン、空気のバリアー性が良いアルミの蒸着
フィルム等を多層にしたものである。インクタンクベー
ス５６はラミネートフィルム５３とのヒートシールが容
易なように、同材料のポリプロピレン等の樹脂で形成さ
れている。インク供給液室５４の下部には、ヘッドブロ
ック２９（図１）にインクを供給するためのインク供給
口５７が形成されている。

【００５６】インクタンク３０内には、インク供給液室
５４内を均一な負圧にするための負圧発生バネ（バネ部
材）５８、およびこの負圧発生バネ５８に反力を与える
ための薄板の樹脂で形成された剛体板５９が設けられて
おり、剛体板５９はラミネートフイルム５３のインク供
給液室５４側の一部にヒートシールされている。また、
負圧発生バネ５８は、ラミネートフィルム５３とともに
剛体板５９を常時加圧することでインク供給液室５４内
を負圧状態に維持している。これにより、インク供給液
室５４内のインク量が減少する方向に変化する際に、負
圧発生バネ５８はバネの線形分の高さまで縮むので、ラ
ミネートフィルム５３及び剛体板５９の変位量を大きく
することができ、インク供給液室５４の体積変化を大き
くすること、すなわちインク供給液室５４内の補充イン
クの量を多くすることができる。また、この負圧発生バ
ネ５８の力が、インク供給液室５４内のインクが減少し
たときに、インク補充液室５５内のインクをインク供給
液室５４内に吸引する力となる。

【００５７】インク補充液室５５は、インクタンクベー
ス５６に接合されたインクタンクカバー６０とラミネー
トフイルム５３とで区画構成される。インクタンクカバ
ー６０はインクタンクベース５６とヒートシール接合し
やすいよう、同一の材料でできており、上部には、イン
ク補充タンク３７からインクが補充される際、インク補
充液室５５内の空気と、補充インクとの置換が行われや
すいように、インク充填口６１が楕円形状に設けられて
いる。さらに、インク補充液室５５に補充されたインク
をインク供給液室５４へ移動供給するための連通路６２
が、インクタンクベース５６に設けられており、この連
通路６２には、図１に示すヘッドブロック２９の供給口
３４に設けられたフィルタ３５よりも、さらに毛細管力
が強い親水性のフィルタ６３が超音波溶着等で接合され
ている。

【００５８】次いで、インク補充液室５５からインク供
給液室５４内へインクを移動供給させる手順について、
図６を用いて説明する。

【００５９】図６（ａ）はインク供給液室５４にインク
が充填された状態を示す図であり、負圧発生バネ５８が
ラミネートフィルム５３とともに剛体板５９を加圧する
ことで、インク供給液室５４内が負圧の状態に維持され
ている。そして、インク補充液室５５に充填されたイン
クが負圧になっているインク供給液室５４内に吸引され
ても、インク供給液室５４内の容積は満杯とはならず、
容積を増加する方向で外に広がるように、負圧発生バネ
５８により鋼板体５９は加圧された状態となっている。
これにより、インク供給液室５４の内部圧力は常に大気
圧より低い状態、つまり負圧の状態となっており、イン
ク吐出口の背圧が発生し、インク吐出口に凹状態のイン
クのメニスカスが形成され、インクの吐出量状態が安定
する。

【００６０】ここで、インク供給液室５４内のインクが
図１に示すヘッドブロック２９へ供給され続け、インク
供給液室５４内のインクが減少すると、インクの減少分
だけインク供給液室５４内の圧力が低下し、ラミネート
フィルム５３とともに剛体板５９がインク供給液室５４
の容積を減少させる方向に移動する。さらに図６（ｂ）
に示すように、インク供給液室５４内のインクが減少す
ると、インク補充タンク３７からインク補充液室５５
へ、インク充填口６１を通じてインクが所定量補充され
る。インク補充液室５５へインクが補充された状態が図
６（ｃ）であり、この状態において負圧発生バネ５８の
圧縮力（剛体板５９を押圧する力）は増大しており、イ
ンク供給液室５４内の負圧は大きくなっている。前述の
ように、連通路６２に設けられたフィルタ６３は親水性
の材料であるので、このフィルタ６３を介してインク供
給液室５４内に残存するインクとインク補充液室５５の
インクとがつながり、インク補充液室５５のインクがイ
ンク供給液室５４内に急速に吸引されて移動する。これ
によって、インクタンク３０内は図６（ａ）の状態に再
びもどる。

【００６１】以上のように、インクタンク３０内をラミ
ネートフイルム５３で仕切ることにより、インクタンク
３０内には、半密閉状態のインク供給液室５４と、大気
に開放され、補充されたインクと残存空気が置換するイ
ンク補充液室５５とが形成される。これによって、印字
に使用されたインクの体積減少分だけインクがインクタ
ンク３０内に充填され、余分な量のインクまでが充填さ
れることがない。さらに、インク供給液室５４内に負圧
発生のための弾性部材である負圧発生バネ５９が設けら
れているので、補充インクをインク補充液室５５からイ
ンク供給液室５４内へ容易に吸引させることが可能にな
る。

【００６２】次に、このようにインク補充可能な構成を
持つインクタンク３０における印字時のインクの補充タ
イミングについて説明する。

【００６３】印字途中の不意なインク切れをなくすため
に、インクタンク３０内にインク充填量を検出するため
のセンサを別途設けるようにすると、コストアップにつ
ながるのみならず、装置の大型化をも引き起こしてしま
う。そこで、本実施の形態におけるインク記録装置で
は、このような充填量検知センサは設けられておらず、
それに代わって、各印字動作、詳しくは印字信号がテキ
ストデータの場合出力した文字数、またはキャリッジ３
２及び記録媒体１１の改行数、または給・排紙に関わる
ページ数、または印字に関わる時間をカウントすること
で、設定された出力が行われた後、自動的にインク補充
動作が行われるようになっている。これにより、不意な
インク切れにより出力途中の印字データを損なう等の不
具合が減少される。

【００６４】また、前述のカウント数データが停電など
の不慮の事故により消去されてインクタンク３０内の充
填量検出が行えない場合等には、所定の充填量より多い
インクがインクタンク３０内へ充填されようとする。こ
のようなとき、インクタンク３０よりインクが溢れ出る
などの事故が発生することになる。

【００６５】そこで、図７に示すように、このような場
合に対する安全対策として、インクタンク３０内のイン
ク充填量を検出するための充填量検知センサ６４を設
け、所定のインク量以上がインクタンク３０内へ充填さ
れることのないように施しておくと、インク漏れに対す
る安全性が向上することになる。

【００６６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、インク
補充タンクからインクタンク内へインクを適宜補充する
ようにしているので、キャリッジに搭載されるインクタ
ンクのサイズを小さくすることができるという有効な効
果が得られる。

【００６７】これにより、キャリッジの小型化、軽量化
が可能になり、高速、高精度動作により印字スピードの
高速化を実現することができるという有効な効果が得ら
れる。

【００６８】また、インク補充タンクからインクタンク
内へインクが適宜補充されるので、ユーザによる頻繁な
インクタンクの交換が不要になるという有効な効果が得
られる。

【００６９】さらに、インク補充タンク内のインク容量
を大きくすることにより、ランニングコストの低減を実
現することができるという有効な効果が得られる。

【００７０】そして、インク補充タンクから直接インク
タンクにインクを補充するようにしているので、インク
補充タンク内のインクをインクタンクに送るための特別
な機構は必要なく、インク記録装置自体のサイズをコン
パクトにすることができるという有効な効果が得られ
る。

【００７１】インクタンクをインク補充液室やインク供
給室などで構成することにより、余分な量のインクがイ
ンクタンクに充填されることがなく、また、補充インク
がスムーズにインク供給液室内に移動するという有効な
効果が得られる。

【００７２】インク補充動作を、出力に対する文字数、
改行数、ページ数または時間をカウントして実行するこ
とにより、インク残量を検出するセンサを設けることな
く、インクタンク内にインクを適宜補充することが可能
となり、印字途中でのインク切れによる印字データの損
失を未然に防止することができるという有効な効果が得
られる。

【００７３】充填量検知センサにより充填インク量の適
正値が検出されたときにインク補充タンクがインクタン
クより離反するようにすることで、所定量以上のインク
がインクタンク内へ充填されることがなくなり、インク
漏れに対する安全性が向上するという有効な効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるインク記録装置
のキャリッジ部分を示す断面図

【図２】本発明の一実施の形態において、記録ヘッドを
横置き印字姿勢としたインク記録装置を示す概略斜視図

【図３】本発明の一実施の形態におけるインク補充部と
キャリッジ部とを示す縦断面図

【図４】本発明の一実施の形態におけるインク補充タン
クの一部を示す分解図

【図５】本発明の一実施の形態におけるインクタンクの
構成を示す分解斜視図

【図６】図５のインクタンクの動作原理を示す説明図

【図７】充填量検知センサの取り付けられたインクタン
クを示す断面図

【図８】従来のインク記録装置の一例を示す概略斜視図

【図９】従来のインク保持容器の一例を示す分解斜視図

【図１０】従来の記録ヘッド分離型インクカートリッジ
の構造を示す断面図

【符号の説明】

１ 記録ヘッド １１ 記録媒体 ３０ インクタンク ３２ キャリッジ ３７ インク補充タンク ４７ インク供給口 ５３ ラミネートフィルム（可動壁） ５４ インク供給液室 ５５ インク補充液室 ５８ 負圧発生バネ（バネ部材） ６１ インク充填口 ６３ フィルタ ６４ 充填量検知センサ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】記録媒体と平行に往復動可能に設けられた
   キャリッジと、 前記キャリッジに搭載され、前記キャリッジの走査によ
   りインクを吐出して前記記録媒体に画像を形成する記録
   ヘッドと、 同じく前記キャリッジに搭載され、インク充填口が形成
   されるとともに前記記録ヘッドにインクを供給するイン
   クタンクと、 前記キャリッジ以外の場所に設置されて前記インク充填
   口と接離可能に設けられたインク供給口が形成され、こ
   のインク供給口を前記インク充填口に接触させて前記イ
   ンクタンクへインクを補充するインク補充タンクとを有
   することを特徴とするインク記録装置。
2. 【請求項２】前記インクタンクは、 前記インク補充タンクからのインクが導入されるインク
   補充液室と、 可動壁によって前記インク補充液室と区画形成されると
   ともにフィルタを介してこのインク補充液室と連通さ
   れ、インクを前記記録ヘッドに送るインク供給室と、 前記可動壁を前記インク補充液室方向に押圧するバネ部
   材とを備えていることを特徴とする請求項１記載のイン
   ク記録装置。
3. 【請求項３】前記インク補充タンクによるインク補充動
   作は、出力に対する文字数をカウントすることにより行
   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
   記録装置。
4. 【請求項４】前記インク補充タンクによるインク補充動
   作は、出力に対する改行数をカウントすることにより行
   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
   記録装置。
5. 【請求項５】前記インク補充タンクによるインク補充動
   作は、出力に対するページ数をカウントすることにより
   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
   ク記録装置。
6. 【請求項６】前記インク補充タンクによるインク補充動
   作は、出力に対する時間をカウントすることにより行わ
   れることを特徴とする請求項１または２記載のインク記
   録装置。
7. 【請求項７】前記インクタンクには、このインクタンク
   内のインク充填量を検知する充填量検知センサが取り付
   けられ、前記充填量検知センサにより充填インク量の適
   正値が検出されたときは前記インク補充タンクは前記イ
   ンクタンクより離反することを特徴とする請求項１、
   ２、３、４、５または６記載のインク記録装置。