【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録手段に供給するインクを貯蔵するインクタンクを有し、記録手段から被記録材へインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット記録装置（インクジェットプリント装置）には、一般的に、シート状の被記録材にインクを吐出して画像を形成する記録手段（記録ヘッド）と、記録手段にインクを供給するインク供給路と、記録手段に供給するインクを貯蔵（貯留）するインクタンク（インク貯蔵部）とが設けられている。記録ヘッド（記録手段）にはインクを吐出する吐出口（通常、複数の吐出口から成る吐出口列）が形成されており、該吐出口から適正なインク吐出を行うために該吐出口に適正な背圧を作用させるように構成されている。この背圧は負圧であり、この負圧を生成する手段としては、インクタンクを吐出口に対して重力方向下方に位置させることで水頭差により負圧を発生させる方法、インクタンク内にスポンジ等の多孔質部材を配置することで該多孔質部材の毛細管力によって負圧を発生する方法、外側に膨らもうとする力を持つばね袋でインクタンクを構成することにより負圧を発生する方法など、さまざまな方法が提案されている。
【０００３】
上記のような負圧発生機構とインクタンクの構成とは密接に関係しており、特にインク収容率やインクタンク製造コスト等に大きく影響する。例えば、水頭差により負圧を発生させる方式の負圧発生機構を用いるインクジェット記録装置においては、インクタンクとして可撓性の袋形態のインクタンクを用いることが多い。この可撓性のインクタンクは、インクタンク自体に負圧発生機構が設けられるものではなく、インクを取り出すに連れて可撓性袋がつぶれていくタイプのものである。このタイプは負圧発生機構を持たないのでインクタンク自体の構成がシンプルでコストが安価であるという利点がある反面、適度な水頭差を得るためには吐出口とのインクタンクとの位置関係を的確に規制する必要があり、インクタンクの本体構成に種々の制約が生じたり、小型化には適さないという不利な面がある。さらに、モバイルプリンタ等の薄型の形態をなすインクジェット記録装置での採用が非常に困難であり、また、袋がインク取り出しに連れてスムーズにつぶれる必要があるため形状が限定され、インク収容効率が低くなりやすいという不利な面もある。
【０００４】
インクタンク内に負圧発生機構を持つインクタンクとしては、前述のスポンジなどの多孔質部材の毛細管力を利用したものや、外側に広がろうとするばねにより負圧を発生するばね袋方式などがあるが、いずれの場合もインク収容効率が悪くなりやすいという不利な面がある。このような技術的課題に対処するための従来技術にとして、特許第２９２９８０４号には、図９に示すような、ヘッドカートリッジ部５０にインクカートリッジ６０が分離可能に装着され、インクカートリッジ６０の密閉された容器（インクタンク）１内にインク２が貯蔵され、ヘッドカートリッジ部５０には、インクカートリッジ６０とのジョイント部（流路接続部）４と、該ジョイント部４の近傍に配置され大気との開口を有する第１の室３６と、該第１の室３６に連通し多孔性部材を有する第２の室３３とが設けられ、前記ジョイント部４に前記第１の室３６側の他端開口の高さが異なる２つ以上の連通路（流路）３０、３１が接続される構成を有するインクジェット記録装置（インクジェットプリント装置）が開示されている。この図９の構成によれば、インクタンク１は袋形態をとらないいわゆるハードケース形態で形成されているため、安価な構造で製造することができ、インクタンク内のインクをほぼ１００％使い切ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の構成では、次のような解決すべき技術的課題がある。すなわち、図９の構成においては、第１の室３６を大気に開放するための開口３５と、この開口３５からインク２ａが漏れることを防止するためのフィルム部材３４と、が設けられている。そして、前記フィルム部材３４は、空気は透過させるがインクは透過させない性質を有する気液分離部材で形成されている。図９に示すようなインク供給装置を備えたインクジェット記録装置においては、該記録装置を傾けたときなどに前記開口３５からのインク漏れを防止するためのフィルム部材３４が設けられているので、確かにインク漏れ防止の効果はある。しかしながら、図９に示すような従来の構成では、記録装置自体を傾けた状態あるいは転倒させた状態で保管する場合が全く想定されておらず、このような状態で保管する場合には、ヘッドカートリッジ５０内のインク２ａが第１の室３６内で移動し、このインク２ａがフィルム部材３４の全面に接触したままの状態になることがある。
【０００６】
この状態で記録装置が保管された場合、第１の室３６は大気に開放された状態ではなくなり、その開口３５がインクで塞がれて密閉状態となることが考えられる。その場合、第１の室３６には空気が存在しているが、このような保管状態で環境の変化があった場合、第１の室３６内に密閉された空気２０ａ及びインクタンク１内の空気２０が膨張し、前記フィルム部材３４に高い圧力が作用することになる。
一般的には、前記フィルム部材３４は高い耐圧性を備えていない。すなわち、環境変化により第１の室３６内の圧力が高まり、フィルム部材３４の耐圧を越えた圧力になると、第１の室３６内のインク２ａが該フィルム部材３４を透過してインク漏れが発生することになる。さらには、このような状態になるとフィルム部材３４が気液分離部材として機能しなくなる可能性が高く、記録装置の故障の原因となることも考えられる。
【０００７】
また、図９に示すようなインク供給装置が装着される従来のインクジェット記録装置では据え置き型の状態しか想定されておらず、記録装置が傾いた状態あるいは転倒した状態で保管される場合は考慮されていない。しかし、小型プリンタやモバイルプリンタなどでは、傾いたり転倒した状態は十分に想定される状態であり、特にモバイルプリンタでは鞄等にプリンタを入れて航空機で移動という機会が多い。そして、航空機内では急激に気圧が低下することがあり、そのような場合には、第１の室３６内の空気２０ａ及びインクタンク１内の空気２０が膨張し、前述のような不都合な状況が発生することがある。
【０００８】
また、図９の構成における第１の室３６はインクタンク１と第２の室３３との間に位置している。第１の室３６は比較的容積が小さい室となっており、インクタンク１内のインク２はこの第１の室３６にいったん貯留されて第２の室３３に供給される。第１の室３６は大気に開放されているため、第１の室３６内のインク２ａからの蒸発を避けることはできない。図９の構成では、第１の室３６の開口３５はフィルム部材３４で塞がれているものの、大気との間には蒸発抑制手段は設けられていない。
また、インクタンク１から記録ヘッドの吐出口へ通じる流路はインクの蒸発を最小限に抑えるように比較的細く密閉された流路で形成されているが、図９の構成では、第１の室３６に大気開放の開口３５を設けることが必須の構成であるため、該第１の室３６におけるインクの蒸発は避けられない。この部分でインクの蒸発があると、インクの顔料あるいは染料濃度が上昇し、記録濃度に変化が生じる他、吐出口の目詰まりが生じるなどの不具合発生の原因となる場合がある。
【０００９】
本発明は以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、インクタンクをハードケースとして内容積のほぼ１００％のインクを使用可能にする場合でも、その際に発生する可能性のあったインク漏れを効果的に防止するとともに、サブタンクを覆うシェル要素を加減圧してインクタンクからサブタンクへインクを供給したり、サブタンク内に溜まった空気をインクタンクへ回収するに際し、大気開放室を減圧することで吐出口からのインク漏れや混色などの心配がない急速な空気抜きやインク供給を速やかに実行することができるインク供給システムを備えたインクジェット記録装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、記録手段に供給するインクを貯蔵するインクタンクを有し、記録手段から被記録材へインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、前記記録手段は、インクを貯蔵可能な可撓性部材で形成されたサブタンクと、該サブタンクを囲むように形成されたシェル要素と、前記サブタンクと前記インクタンクとを連通する流路と、前記シェル要素の内部を加減圧可能な第１のポンプと、を有し、前記インクタンクの底部の少なくとも２ヶ所に流路接続部を設け、少なくとも１ヶ所の流路接続部に接続された流路は前記記録手段との間で大気に対して密閉された流路を形成し、他の流路接続部に接続された流路は大気に開放された大気開放室の底部の近傍にその開口が位置するように接続され、前記大気開放室の隅部近傍に気液分離部材が配置され、前記大気開放室の内部を減圧可能な第２のポンプが前記気液分離部材の大気開放側に接続されることを特徴とする。
【００１１】
【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具体的に説明する。なお、各図面を通して同一符号は同一又は対応する部分を示す。
図１５は本発明を適用するのに好適なインクジェット記録装置の一実施例の概略構成を示す模式的斜視図である。図１５において、本発明を適用した記録手段１００（図１０）及びインク供給装置２００（図１０）から成るインク供給システム３０がキャリッジ３１に搭載されている。前記記録手段（記録ヘッドユニット）１００はインク供給システム３０の下部に（図１０参照）が設けられている。前記キャリッジ３１は装置本体に互いに平行に設置されたメインガイドレール３２及びサブガイドレール３３によって往復移動可能に案内支持されている。
装置本体の一端部にはキャリッジ３１を移動させるためのキャリッジモータ（主走査モータ）３４が装着されている。装置本体の他端部にはアイドラプーリ３５が配設されている。そして、キャリッジモータ３４の出力軸に取り付けられたドライブプーリ３６と前記アイドラプーリ３５との間には前記ガイドレール３２、３３と平行なタイミングベルト３７が張架されている。
【００１２】
前記タイミングベルト３７は前記キャリッジ３１の一部に連結されている。また、前記タイミングベルト３７は、前記アイドラプーリ３５を付勢するように装着されたテンションばね３８によって所定の張力を付与されている。こうして、キャリッジモータ３４の正転及び逆転によってキャリッジ３１を往復移動させるとともに、キャリッジモータ３４の回転量及び回転速度によってキャリッジ３１の位置及び移動速度、すなわち記録手段としての前記記録ヘッドユニット１００の位置及び移動速度（主走査の速度）を制御するように構成されている。
【００１３】
記録ヘッドユニット（記録手段）１００のインク吐出部（図１０中の記録ヘッド１１２を参照）と対向する位置には、所定の隙間を設けてプラテン３９が前記ガイドレール３２、３３と平行に配設されている。このプラテン３９は、記録位置における記録用紙等の被記録材（記録媒体）の位置を適正な紙間距離（吐出口面と被記録材との間の距離）の位置に規制するためのものである。プラテン３９より通紙方向上流側には不図示の搬送ローラ（紙送りローラ）が配設されている。この搬送ローラに対してピンチローラガイド４０に支持されたピンチローラ４１を圧接することにより、自動給紙装置４２から送り出された記録用紙（被記録材）を搬送ローラの摩擦搬送力によって記録部のプラテン３９上へ搬送するように構成されている。プラテン３９の通紙方向下流側には、記録部を通過した被記録材を排出するための排出ローラ４３及び拍車（不図示）が設けられている。
【００１４】
前記プラテン３９の図示右側の記録領域外の位置には、回復装置４５が配設されている。この回復装置４５には記録ヘッドのインク吐出部を密閉し得るキャップ４６が設けられている。この回復装置４５は、インク吐出部１１２（図１０中の記録ヘッド１１２参照）の吐出口をキャップ４６密閉した状態で該キャップの内部に通じる吸引ポンプを作動させることにより、該キャップ４６内に負圧を発生させ、それによって、吐出口からインクとともに増粘インク、固着インク、気泡あるいは埃（紙粉等）等を吸い出すことで、記録ヘッドのインク吐出性能を維持・回復するように構成されている。前記キャップ４６は、記録ヘッドの回復動作における吸引部として使用される他、記録装置の輸送時や非記録時などにおいて吐出口内のインク乾燥防止のためにも使用される。
自動給紙装置４２、不図示の搬送ローラ（紙送りローラ）、排紙ローラ４３、及び回復装置４５などの駆動は、例えば搬送（ラインフィード、紙送り）モータ４７を駆動源としてギア４８、ギア４９及び不図示のクラッチ等からなる伝動機構を介して行われる。
【００１５】
記録手段のインク吐出部は、記録信号に応じてエネルギーを印加することにより、複数の吐出口からインクを選択的に吐出して記録するインクジェット記録ヘッドである。また、この記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット記録手段であって、熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えたものである。さらに、前記記録ヘッドは、前記電気熱変換体によって印加される熱エネルギーにより生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮によって圧力変化を生じさせ、この圧力変化を利用して吐出口よりインクを吐出させることにより記録を行なうものである。前記電気熱変換体は、各吐出口のそれぞれに対応して配設されており、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出するものである。
【００１６】
図１６は図１５中の記録手段１００のインク吐出部１１２の構造を一部破断して示す模式的部分斜視図である。図１６において、被記録材（記録媒体、記録用紙等）と所定の間隔（例えば約０．３〜２．０ミリ程度）をおいて対面する吐出口面８１には所定のピッチで複数の吐出口８２が形成され、共通液室８３と吐出口８２とを連通する各液路８４の壁面に沿ってインク吐出用の熱エネルギーを発生する電気熱変換体（発熱抵抗体など）８５が配置されている。こうして、画像信号又は吐出信号に基づいて対応する電気熱変換体８５を駆動（パルス電圧を印加）して、液路８４内のインクを膜沸騰させ、その時に発生する圧力によって吐出口８２からインク滴を吐出させる記録ヘッドが構成されている。
【００１７】
図１は本発明を適用したインクジェット記録装置で使用されるインク供給装置２００の第１構成例を示す模式的縦断面図である。図１において、１はインクタンクであり、このインクタンク１内には不図示の記録ヘッドに供給するためのインク２が貯蔵されている。前記インクタンク１は、ハードケースから成る容器であり、例えばポリプロピレン等の材質から成るケースの形態をしている。インクタンク１の底面には、ゴム等のゴム状弾性材から成る流路接続部４ａ、４ｂが設けられている。流路接続部４ａ、４ｂは、インクタンク１が単体で存在するときには、該インクタンク１の内部を密閉状態にするものである。
【００１８】
前記インクタンク１の底部に隣接する位置には大気開放室６が配置されている。該大気開放室６の前記インクタンク１の底面に設けられた前記流路接続部４ａ、４ｂに対応する位置には、インク供給路３及び空気導入路５が該大気開放室６の天面を貫いた状態で固着されている。前記インク供給路３及び前記空気導入路５は、中空のステンレス等から成る針形状を成しており、その先端は鋭利に形成されている。インクタンク１をインクジェット記録装置に装着する際には、該インクタンク１を上方から記録装置内に押し込み、インク供給路３及び空気導入路５の先端が流路接続部４ａ、４ｂを突き刺した状態で装着される。この状態のとき、インクタンク１は大気開放室６及び不図示の記録ヘッドへ延設される流路（接続流路）８と接続（連通）される。この場合、前記インク供給路３は、その一端部がインクタンク１内に挿入され、他端部がチューブ等の接続流路８に接続され、該接続流路８を通して不図示の記録ヘッドへとインクを導いていく。
【００１９】
前記空気導入路５は大気開放室６の底部まで延びており、その先端開口５ａは大気開放室６の底部に設けられたザグリ部６ａの内部に入り込んだところに位置している。大気開放室６の左右側面には気液分離部材９、９が配置されている。この気液分離部材９は、例えばテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂から成る多孔質体で形成されている。この気液分離部材９の材質は、ある耐圧の範囲ではインク等の液体は透過させないが、空気等の気体は透過させるものである。前記大気開放室６は、前記インクタンク１と同様、ポリプロピレンやＡＢＳあるいは変性ＰＰＯ等の樹脂で形成されている。そして、前記気液分離部材９、９は、大気開放室６に対して、接着剤による接着あるいは熱溶着や超音波溶着等の溶着により固着されている。また、前記気液分離部材９は、略直方体をした大気開放室６の内部の少なくとも各隅部の近傍に存在するように配置されている。
【００２０】
本構成例においては、前記気液分離部材９、９は、大気開放室６の左右両側の長方形をした側面（内面）の全面に配置されており、それによって、略直方体をした大気開放室６の内部の全隅部（６ヶ所の隅部）の近傍に必ず気液分離部材９が存在するように構成されている。もちろん、大気開放室６内の各隅部の近傍に適宜分割した気液分離部材を配置する構成にしても良く、また、大気開放室６の側面ではなく、上面もしくは下面に配置しても良い。
図１において、前記大気開放室６の左右両端部であって各気液分離部材９の外側にはカバー部材１０が固定されている。このカバー部材１０は、比較的薄く傷つきやすい気液分離部材９を保護するとともに、その一部に設けられた大気連通口１０ａにより大気開放室６の内部と外部の大気とを連通させている。左右の各大気連通口１０ａは比較的小さな孔であり、大気開放室６の内部と外部の大気とを連通する通路断面積は小さく選定されており、これによって、後述するような大気開放室６内のインクの蒸発が最小限に抑制されている。
【００２１】
つまり、前記大気連通口（大気連通路）１０ａは、その断面積をできるだけ小さくするとともに、長さを長くすることが望ましい。そのためには、例えばカバー部材１０の表面に迷路状の溝を形成し、この溝の一端を大気連通路の孔部に連通させ、該溝の他端をカバー部材１０の周縁端面に連通させ、該溝の表面をシートなどでシールすることにより、断面積が小さくて長さが長い大気連通路を形成することができる。
【００２２】
前記インクタンク１は、前述のようにポリプロピレン等の比較的剛性のある樹脂で形成されており、いわゆるハードケースの形態をしている。従来技術でも述べたように、記録ヘッドに供給するインクを貯留するインクタンクには、記録ヘッドの背圧である負圧を発生する機構を有するものと、このような機構を有さないものとがあり、また、可撓性の袋であったり、ハードケースの内部にスポンジ等の多孔質部材を配置した構造のものなどがある。一般的に、インクタンクが可撓性の袋である場合は、その内部に貯蔵されたインクが袋内部から取り出されるに従い、袋の形状は変化しながら縮んでいく。また、可撓性の袋から成るインクタンクの場合、その内部に袋を外方へ広げようとするばねを設けることによってインクタンク内部に負圧を発生することができる。
【００２３】
また、インクタンク内部にスポンジ等の多孔質部材を配置した構成のものにおいては、多孔質部材の毛細管現象を利用して負圧を発生させることはできるが、前記スポンジ等の多孔質部材自体はインクタンクからインクを取り出しても殆ど変形することはない。しかし、インクタンクには大気連通口が設けられているので、インクをインクタンクから取り出すにつれて前記大気連通口から空気が導入されていくことになる。
【００２４】
上述のようにインクタンク自体に、負圧発生機構として、スポンジ等の多孔質部材を配置したり、拡張用のばねを用いたりするとインク供給装置の構成が複雑になりがちである。また、可撓性の袋を用いる場合は、ハードケースの場合に比べデッドスペースが多くなることからインクタンクの容積効率が低下してしまう。また、スポンジ等の多孔質部材を用いる場合は、インクタンクとしてハードケースを利用できるため、インクタンクの内容積は十分に確保することができるが、スポンジ等の多孔質部材が保持できるインクの量は容積いっぱいまではないため、どうしてもインクタンクの容積効率は悪くなってしまう。
【００２５】
本構成例におけるインクタンク１は、ハードケースに２ヶ所の流路接続部４ａ、４ｂを設けただけの極めてシンプルな構成となっている。このインクタンク１の中にインクを隙間なく貯蔵することができる。すなわちほぼ１００％の容積効率を実現できるのである。しかも負圧発生機構を持っていない（必要としない）ので、極めてシンプルで安価なインクタンクを提供することができる。
一般に、インクタンクは消耗品であり、ユーザーはインクが無くなれば新たにインクタンクを購入する必要がある。インクタンクのコストはがユーザーのランニングコストの大きな部分を占めるものであり、この観点からも、インクタンクを安価に提供できることが強く望まれている。本構成例はこのような要望に十分に応えられるものである。
【００２６】
このような容積効率がほぼ１００％のハードケース形態のインクタンクを実現するためには、インクタンク内にはスポンジ等の負圧発生部材を設けないことが必要であるが、このことはインクタンク内に液体のインクをそのままの状態で保持する必要があることを意味する。液体インクをそのまま保持するためにはインクタンクからのインク漏れを防止する必要がある。そのためにはインクタンクを大気に対して密閉する必要があるが、他方、ハードケース内のインクを取り出す（導出する）ためには、前述のスポンジ等をハードケース内に保持する場合と同様に、ハードケース内に空気を導入する必要がある。
すなわち、ハードケース内に空気を取り入れる開口（又は流路）を設ける必要があり、同時に、この開口（又は流路）からのインク漏れによる不具合発生を防止する必要がある。また、ハードケース内に密閉された空気が存在するため、環境変化、例えば温度上昇や気圧の低下に起因する内部空気の膨張によるインク漏れ等の不具合も防止する必要がある。本発明はこのような技術的課題を解決するものであり、このような観点から以下に本構成例（第１構成例）について説明する。
【００２７】
図１において、インクタンク１の流路接続部４ａに接続（挿入）されたインク供給路（流路）の先端は記録ヘッドへ通じる接続流路８に接続されている。この接続流路８の先には不図示の記録ヘッドが接続されており、インクタンク１内のインクは、前記インク供給路（流路）３及び接続流路８を通して記録ヘッド側へ供給されるように構成されている。
本構成例におけるインクタンク１は負圧発生機構を有していないので、例えば記録ヘッド側に負圧発生機構（負圧発生を支援する手段を含む）を設けるように構成される。この負圧発生機構は記録ヘッドとインクタンクとの間であれば任意の位置に設けることができる。前記接続流路８は記録ヘッドとインクタンクとを接続するものであるが、これはチューブ等で繋ぐ構造を採用しても良く、また、その間にバルブ等を設けても良い。この場合のバルブとしては、例えば針とゴム状弾性体を用いて流路を選択的に分断するジョイント構成のものを採用しても良い。
【００２８】
また、インクタンク１内のインクは適当な手段によって記録ヘッドに供給することができる。この適当な手段は、記録ヘッドからのインクの吐出であっても良いし、別途設けられたポンプ等によるインク移送手段であっても良い。また、記録ヘッドとインクタンク１との間に第２、第３・・・の複数のインク室が存在していても良い。インクタンク１内のインクはインク供給路３を通じて記録ヘッド側へ供給される。インクタンク１内には最初は空気が存在している必要はない。インクが記録ヘッド側へ供給されるとインクタンク１内のインクは減少するが、このインクタンク１はハードケース形態であるため該インクタンクの内容積はほとんど変化しない。
【００２９】
したがって、供給されたインクに相当する量の空気がインクタンク１内に導入されるように構成する必要がある。そのために、インクタンク１の底面にはもう一つの流路である空気導入路５が接続（挿入）されている。一方の流路であるインク供給路３から記録ヘッド側へインクが供給されるに伴い、他方の流路である空気導入路５からインクタンク１内へ空気（例えば泡の状態の空気）が導入されていく。その際、空気導入路５のインクタンク１内の開口部５ｂにはメニスカスが存在するため、空気がインクタンク１内に導入される際にある程度の負圧が発生する。この負圧は記録ヘッドの背圧になる場合があるが、この負圧の大きさは開口部５ｂの面積によって変化するものであり、非常に管理しやすい負圧である。つまり、前述したような可撓性袋からインクを取り出すときは袋のつぶれ方や剛性など不安定な要因があり負圧が安定しづらい傾向があるが、本構成例の場合はこの負圧を容易にかつ適正に管理することができ、記録ヘッドのインク吐出動作などに与える対する影響を小さくすることができる。
【００３０】
図２は図１のインク供給装置２００の動作を示すための模式的縦断面図である。すなわち、図２は、以上のような状態において、例えば温度上昇や気圧の変化などの環境変化があったときにインクタンク１内部の空気が膨張した場合の状態及び動作を示すための模式的縦断面図である。図２において、インクタンク１内の空気が膨張した場合、インク２はインクタンク１から外に出ようと出口を探し、２つの出口流路であるインク供給路３及び空気導入路５の両方から出ようとする。ところが、インク供給路３側には前述の通り記録ヘッドへと通じる接続流路８が接続されており、比較的長い流路が接続されている。しかもその先端には記録ヘッドの吐出口が存在しており、そこにはメニスカスが形成されている。このように記録ヘッド側への流路の流路抵抗は、他方の流路である空気導入路５よりも大きくなるように設定されている。そのため、インクタンク１内のインク２は空気導入路５から大気開放室６へ流出することになる。なお、この場合、インク供給路３に接続された接続流路８の途中にバルブやジョイントがある場合、それを閉塞してインク供給路３側へのインクの流れを妨げるようにしても良い。
【００３１】
このようにして環境変化によるインクタンク１内の空気が膨張した場合の該インクタンク１内のインクは大気開放室６へと流出することになる。これによって、インクタンク１内の圧力が異常に高まることで、高い圧力が記録ヘッドの吐出口へと伝達されることによりインクが吐出口から漏れ出るなどの不具合などを効果的に防止することができる。さらに、インク接続流路途中のバルブあるいはジョイントを閉塞していた状態から開放状態にしたときにインクが記録ヘッド側に異常な勢いで流出するなどの不具合も防止することができる。
【００３２】
一般に空気の膨張は、大気の減圧によって膨張する場合の膨張量が大きい。例えば、１気圧の状態から航空機で上空に上がった場合には約０．６気圧まで減圧されると言われる。インクタンク１内のインクが大気開放室６へと流出する量が最大となるのは、
イインクタンク１の内容積 ：Ｖ
インクタンク１内のインク量 ：Ａ
とすると、
（Ｖ−Ａ）／０．６＝Ｖ
となるときであり、Ａ＝０．４Ｖとなる。
【００３３】
すなわち、インクタンク１内のインクは、最大でインクタンク内容積の０．４倍のインクが流出してくる。よって、大気開放室６の内容積はインクタンク１の内容積の０．４倍以上であれば良い。この内容積については、想定される気圧や温度によって設定を変えることが望ましい。ただし、記録装置の小型化を考えた場合、むやみに大気開放室６の内容積を大きくすることは記録装置の肥大化に繋がるため、上記のような想定を盛り込むことにより大気開放室６のサイズを必要最小限に抑えることは、記録装置の小型化にとって極めて有効である。
【００３４】
次に、大気開放室６内に流出したインク２ａは、環境が元に戻るとともにインクタンク１内の空気が収縮するため、空気導入路５を伝わって再びインクタンク１内へと戻っていく。その際、空気導入路５の大気開放室６側の開口５ａは大気開放室６の底部に位置しているので、大気開放室６内に貯留されたインク２ａを効果的にインクタンク１内へ戻すことができる。つまり、空気導入路５の開口５ａがインク２ａ内に浸っているので、インクタンク１内の空気の収縮に伴って、大気開放室６内の空気２０ａではなく、インク２ａの方を選択して効果的にインクタンク１内へと戻すことができる。
さらに、本構成例では、前記空気導入路５の開口５ａが大気開放室６の底面に設けられたザグリ部６ａ内に位置している（挿入されている）ので、上記開口５ａを大気開放室６内のインク２ａに確実に浸す（接触させる）ことができ、インク２ａのインクタンク１への戻りを確実にすることができる。なお、図示の構造に代えて、大気開放室６の底面を上記開口５ａに向かって下り斜面とすることによっても同様の効果を得ることができる。
【００３５】
インクタンク１内のインク２が大気開放室６へ流出し、再びインクタンク１内へ戻ることをさらに確実にするために、上記大気開放室６に気液分離部材９及びカバー部材１０が設けられている。前記気液分離部材９は、前述のとおり、インクは透過させないが空気は透過させるような材質から成る部材である。すなわち、インクは大気開放室６へは流出するが、大気開放室６から外へは流出しない。一方、大気開放室６内の空気は、前記気液分離部材９を通り、さらにカバー部材１０に形成された大気連通口１０ａを通して外部へ流出（流通）させることができる。つまり、大気開放室６内にインクタンク１からのインクが流入してきても大気開放室６内の空気２０ａは気液分離部材９を透過した後さらにカバー部材１０の大気連通口（大気開放孔）１０ａを通して外部へ流出する。逆にインクタンク１へインクが戻る際には、大気連通口１０ａから気液分離部材９を通して大気が大気開放室６に流入することによって、大気開放室６内のインク２ａを円滑に（スムーズに）インクタンク１内へ戻すことができる。
【００３６】
ここで、気液分離部材９は前述の通り大気開放室６の左右の側面のそれぞれの全面に設けてあるため、図２に示すように大気開放室６内のインク２ａの液面が上昇しても、大気開放室６内の全容積がインクでいっぱいにならない限り気液分離部材９と大気開放室６内の空気２０ａとが必ず接触するようになっている。すなわち、大気開放室６内のインクの液面に関わらず、常に大気開放が保証（確保）されるように構成されている。
また、前記気液分離部材９は、大気開放室６の少なくとも各隅部の近傍に配置され、特に図示の実施例では大気開放室６の左右の側面のそれぞれの全面に設けられているため、記録装置全体の姿勢が変わった場合、その姿勢がいかなる場合でも、大気開放室６内の空気２０ａと気液分離部材９とが接触しており、大気開放室６の大気への開放を常に保証（確保）することができる。
【００３７】
図３は図１のインク供給装置２００が図１の状態から図示反時計回りに９０度回転した状態（ａ）および２７０度回転した状態（ｂ）を示す模式的縦断面図であり、図４は図１のインク供給装置の好ましくない構成例を示す模式的縦断面図であり、（ａ）は図１の状態から図示反時計回りに９０度回転した状態を、（ｂ）は２７０度回転した状態それぞれ示す。
次に、図３及び図４を参照して、上記インク供給装置を備えたインクジェット記録装置の姿勢が変化する場合（姿勢差がある場合）に環境変化が生じたときのインク供給装置（図１）の状態及び動作について説明する。
図３はインクジェット記録装置が通常の姿勢でない状態で置かれたときの状態を示し、（ａ）は図１及び図２の姿勢から反時計回りに９０度回転した状態を示し、（ｂ）は図１及び図２の姿勢から反時計回りに２７０度回転した状態を示す。図４は好ましくない構成を有するインク供給装置を図１及び図２の姿勢から反時計回りに９０度回転した状態（ａ）及び反時計回りに２７０度回転した状態（ｂ）を示す。
【００３８】
図４のインク供給装置２００においては、インクタンク１に設けられる一方の流路接続部４ｂがインクタンク底面のほぼ中央に設けられている。そして、このほぼ中央位置に設けられた流路接続部４ｂに空気導入路（流路）５が接続されている。 図４において、インクタンク１内の空気２０が比較的少ないとき、空気導入路５のインクタンク１側の開口５ｂはインクタンク１内のインク２内に浸っている状態である。一方、大気開放室６内にインクが存在しないときに若干の環境変化によりインクタンク１内の空気２０が若干膨張し、若干のインクが大気開放室６内に流出する場合を考える。この場合は、流出するインク量が少ないため、大気開放室６内のインク２ａの液面は空気導入路５の大気開放室６側の開口５ａに達成していない。
【００３９】
この状態で環境が元に戻るとインクタンク１に対して空気導入路５の開口５ａを通して空気が流入する（導入される）。この時大気開放室６内のインク２ａは該大気開放室６内に滞留している。この状態で再び環境変化が生じ同様の状況が繰り返されると、空気導入路５の大気開放室６内の開口５ａがインク２ａに浸されるか、インクタンク１内の開口５ｂがインクタンク１内の空気に接するかのどちらかの状態になるまで、大気開放室６内のインク２ａの液面は上昇する。どちらかの状態になったとき、空気導入路５内は空気かインクのいずれかがインクタンク１と大気開放室６との間を環境変化に伴い行き来することになり、該大気開放室６内のインク２ａの液面はそれ以上には上昇しない。
【００４０】
この状態では大気開放室６にインクが存在している。このとき記録装置が通常の姿勢（図１及び図２）に戻され、仮に最大の気圧変化が発生したとすると、既に大気開放室６内にインクが存在しているので、前述した大気開放室容積＝Ａ＝０．４Ｖという設定をしていた場合、インクタンク１から流出してきたインクは大気開放室６の容積を超えてしまう。すると、大気開放室６内のインク圧力が上昇し、気液分離部材９のインク耐圧を越えたとき気液分離部材９からインクが外部に流出してしまい、インク漏れとなってしまう。
【００４１】
そこで、図３の（ａ）、（ｂ）に示すようにインクタンク１の流路接続部４ｂをインクタンク１の底部の中央より偏った位置、望ましくは底面の端部近傍に設け、同様に大気開放室６の対応する空気導入路５の位置も大気開放室６の中央から偏った位置、望ましくは大気開放室６の端部近傍に設けることにより、大気開放室６への流入インクの滞留量を最小限に抑えることができる。図３の（ａ）は空気導入路５がインクタンク１及び大気開放室６の下端部に位置しているため、その開口５ａはインクタンク１からの流出インクにすぐに浸ることになる。この状態になれば、環境が戻ったときに空気をインクタンク１に引き込むことがなく、従ってインクタンク１内の空気が増加していくことはない。よって、大気開放室６内に滞留するインクの量を抑えることができ、その液面の高さを空気導入路５の開口５ａより下方に抑えることができる。
【００４２】
図３の（ｂ）は図３の（ａ）から１８０度回転した姿勢で放置された場合を示している。この場合は、インクタンク１内のインク２の液面が空気導入路５の開口５ｂの位置まで下がったところでインクは大気開放室６へ流出しなくなる。この後に環境が戻っても大気開放室６とインクタンク１との間では空気の行き来だけが行われ、インクは移動しない。すなわち大気開放室６へ流出して大気開放室６内に滞留するインクの量が増大してその液面がインクタンク１側の開口５ｂより上になることはない。
以上より明らかなように、インクタンク１の中央及び大気開放室６の中央に空気導入路５が存在している図４の場合に、該インクタンクと該大気開放室との間を移動するインク量が最も多くなり、大気開放室６に滞留するインク量も多くなる。従って、空気導入路５はインクタンク１及び大気開放室６の中央から偏った位置、望ましくは端部に設けることが好ましい。
【００４３】
以上のことは図面の紙面垂直方向すなわちインクタンク１の厚み方向の長さつまり略長方形の底面の短辺の長さが、長辺の長さに対し１／３以下程度の偏平な形状の場合、中央からの偏りは長辺の中央に対する偏りのみに適用して十分な効果がある。もちろん、この場合に短辺に対しても同様の考え方を適用することはできる。従って、この場合も、空気導入路５は短辺の中央に対しても偏った位置、望ましくは端部に設けることが好ましい。
このようにして大気開放室６でのインクの滞留を最小にすることができるので、大気開放室６をサイズアップすること最小限の容積に抑えることができ、それによって、記録装置の小型化を実現することができる。
【００４４】
以上説明した本発明を適用したインクジェット記録装置に使用されるインク供給装置２００の第１構成例によれば、記録手段に供給するインクを貯蔵するインクタンク１の底部の少なくとも２ヶ所に流路接続部４ａ、４ｂを設け、少なくとも１ヶ所の流路接続部４ａに接続された流路３、８は前記記録手段に接続され、他の流路接続部４ｂに接続された流路５は大気に開放された大気開放室６に接続され、前記記録手段に接続された流路３、８は該記録手段との間で大気に対して密閉された流路を形成し、前記大気開放室６に接続された流路５の他端開口５ａは該大気開放室の底部に位置し、前記大気開放室の少なくとも各隅部の近傍に気液分離部材９が配置されるように構成したので、
インクタンク１をハードケースとして内容積のほぼ１００％のインクを使用可能にする場合でも、その際に発生する可能性のあったインク漏れを効果的に防止でき、インク供給装置のさまざまな姿勢においてもインク漏れを防止することができ、さらに、インクタンク周辺のスペースを小さくできる。
このような構成は、特に、さまざまな姿勢差が想定されかつサイズ的にもよりコンパクトさを求められるモバイルプリンタ等の小型インクジェット記録装置において一層高い効果を発揮するものである。
【００４５】
図５は本発明を適用したインクジェット記録装置で使用されるインク供給装置２００の第２構成例を示す模式的縦断面図（ａ）及び該第２構成例における大気開放室の線ｂ−ｂに沿って見た模式的平面断面図（ｂ）である。
図５の（ａ）、（ｂ）においても、空気導入路５はインクタンク１の底面の中央から偏った位置に接続（配置）されており、大気開放室６内でも同様に大気開放室６内の中央から偏った位置に配置されている。ただし、本構成例では、図５の（ｂ）に示すように、空気導入路５は大気開放室６内で３本の流路に分岐しており、これらの流路はそれぞれ大気開放室６の底面の各隅部の近傍まで延設され、各隅部の近傍において開口５ａ、５ｃ、５ｄ、５ｅが設けられている。そして、空気導入路５のこれらの開口５ａ、５ｃ、５ｄ、５ｅは、大気開放室６の底面の対応する位置に形成されたザグリ部６ａ、６ｃ、６ｄ、６ｅの内部に位置している。
【００４６】
図５の第２構成例は以上説明した点で図１の第１構成例と相違するが、その他の点では実質的に同じ構成を有しており、それぞれ対応する部分を同一符号を示し、それらの詳細説明は省略する。
図６は図５のインク供給装置２００が図５の状態から図示反時計回りに２７０度回転した状態（ａ）および９０度回転した状態（ｂ）を示す模式的縦断面図であり、図７は図５のインク供給装置２００が図５の状態から図示時計回りに４５度回転した状態（ａ）および２２５度回転した状態（ｂ）を示す模式的縦断面図である。
【００４７】
図５の第２構成例に係るインク供給装置において図６に示すような姿勢差（回転姿勢）が発生すると、図３で説明したと同様の原理で大気開放室６内の滞留インクの量を最小限に抑えることができる。ただし、本構成例の場合には、分岐した空気導入路５の分岐部分のうちのいずれかの開口（５ａ又は５ｃ又は５ｄ又は５ｅ）は空気に接している状態となるので、空気に接している開口を通して大気開放室６内の空気２０ａがインクタンク１内へ導入されるように見える。しかし、その場合でも、空気導入路５の中にインクと空気の界面が存在しており、この界面の部位ではメニスカスが形成されており、従って、大気開放室６内のインク２ａに浸っている（接触している）開口（空気導入路の大気開放室内の開口）のみを通してインクタンク１と大気開放室６との間のインクの行き来が行われ、大気開放室６内の空気２０ａがインクタンク１内へ流入することはない。
【００４８】
図５に示すような分岐流路から成る空気導入路５の構成は、特に図７に示すような斜めに置かれる姿勢差がある場合に優れた効果を発揮するものである。
図７の（ａ）の状態では、空気導入路５が図示のようにインクタンク１の底面の近傍に配置されているので、インク供給装置が図示のような斜めの姿勢差（回転させた姿勢）になった場合でも、インクタンク１内のインク液面が空気導入路５のインクタンク１側の開口５ｂまで下降するまでにはインクタンク１から比較的多量のインクが流出することになる。換言すれば、インクタンク１内のインク２の液面は、該インクタンクから多量のインクが流出しない限り、空気導入路５の開口５ｂの高さまで低下することはない。
なお、図３で説明した第１構成例においては、図７の（ａ）のような姿勢差になると、インクタンク１内のインク２の液面が開口５ｂに達するか、あるいは大気開放室６内のインク２ａの液面が開口５ａに達するかのいずれかの状態にならない限りインクタンク１からインク２が流出する。この場合、大気開放室６の大部分にインクが滞留してしまうことになる。
【００４９】
したがって、図５の構成によれば、図７のような回転した姿勢差になった場合でも、インクタンク１から流出するインクは大気開放室６の下方に滞留するだけであり、（ａ）の姿勢差においては、インク２ａの液面が空気導入路５の開口５ｃ、５ｄに到達した時点でインクタンク１と大気開放室６とのインクの間で開口５ｃ、５ｄを通してインクの行き来が行われることになる。このとき、開口５ａ、５ｅではインクのメニスカスが形成されているので、これらの開口５ａ、５ｅから空気がインクタンク１へ流入することはない。そのため、大気開放室６でのインク滞留は開口５ｃの高さ付近までとなる。
図７の（ｂ）では、大気開放室６内のインクの滞留は同様に空気導入路５の開口５ａ、５ｅの高さ付近までとなる。このように記録装置の姿勢差が斜めの状態であっても大気開放室６内におけるインク２ａの滞留を最小限に抑制することができるので、大気開放室６の大きさを必要以上にサイズアップすることなく、インクジェット記録装置の小型化を図ることができる。
【００５０】
以上の説明からも明らかなごとく、本発明のようにインクタンク１をハードケースで構成する場合、前記大気開放室６は、インクタンク１の空気取り入れ口であると同時に、環境変化時等におけるインクタンク１内の空気の膨張に起因して該インクタンク１からインクが溢れる際に該インクを受け止めるバッファ的な役割を果たすものである。
インクタンク１は空気導入路５の開口５ｂあるいは５ａ、場合によっては空気導入路５の途中において大気に開放されているが、該空気導入路５自体は比較的細いステンレス等のパイプで形成する場合が多いので、インクタンク１内のインク２はこの空気導入路５の構成によって大気に対する蒸発を有効に防止されている。
【００５１】
さらに、空気導入路５の先端（開口５ａ）は大気開放室６に連通し、大気開放室６の内部と外気との間には気液分離部材９とカバー部材１０の細い大気連通口１０ａとが設けられているので、インクタンク１内のインク２蒸発は一層効果的に防止されている。
大気開放室６には前述のようにインクが滞留する場合がある。この場合、大気開放室６内に滞留するインクは、インクタンク１内のインクよりも量が少ない上に空気導入路５よりも大気開放側に存在しているので、比較的蒸発しやすい。しかしながら、大気開放室６内でインクが蒸発しインク濃度が上昇したとしても、この滞留したインクは再びインクタンク１へ戻り比較的大量のインクと混ざり合うので、大気開放室６内のインク２ａの蒸発による悪影響は非常に小さいものである。また、インクタンク１から記録ヘッドへの流路の途中には大気開放された部分は存在しない密閉状態であるので、この部分でのインク蒸発の影響は極めて少ない。
【００５２】
図８は本発明を適用したインクジェット記録装置で使用されるインク供給装置２００の第３構成例を模式的に示す一部破断斜視図である。本構成例に係るインク供給装置２００は複数のインクタンクを備えたものである。通常のカラー記録可能なインクジェット記録装置はシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のインクを使用するものが一般的である。これらのインクに加えて、さらに別の色（多くはシアン、マゼンタを希釈した薄いインク）を用いて画質を向上させることもある。このように複数のインク（従って複数のインクタンク）を用いる場合、最近では各色ごとに独立に構成されたインクタンクを用いることが多い。これは各色の使用量が画像ごとに異なるため各色のインクが無くなるごとに個別にインクタンクを交換できるようにするためである。このようにすることでランニングコストを低く抑えることができる。
【００５３】
また、記録装置のサイズ（容積）の関係などでシアン、マゼンタ、イエローを別々のインク室ではあるがそれらを一体に形成したインクタンクの構成も使用されている。このような構成は、インク量が比較的少なく、各色のインクを別々に交換するとかえって交換頻度が多くなり煩雑になるような場合に用いられることが多い。多くの場合、ブラック以外の色（カラーインク）は一体のインクタンクを仕切って貯蔵し、ブラックだけを別の独立したインクタンクに貯蔵する構成が採られている。このような構成が採られる理由は、テキスト印字では一般的にブラックインクが専ら使用されることから、ブラックインクの使用量が他の種類のインクの使用量より格段に多いためである。
【００５４】
上記のようにインクタンクの形態（又は構造）には様々なものがあるが、通常、複数のインクタンクは記録装置内で一列に並べて装着（使用）されることが多い。その理由は、このようなインクタンクの形態及び取り扱い方法がユーザーにとってわかりやすいからである。図８の実施例では、４色のインクタンクをそれぞれ独立とし、それぞれのインクタンク１に対応する大気開放室６を設ける構成のインク供給装置が示されている。
【００５５】
また、図８のインク供給装置２００では、大気開放室６を４色分一体に形成し、その両側の側面の全面に気液分離部材９が配置され、該気液分離部材９の外側にカバー部材１０が設けられている。この気液分離部材９は熱溶着や超音波溶着などで大気開放室６内に固着されている。このように複数の大気開放室から成る一体型の大気開放室ユニットにまたがって、その全面に気液分離部材９を設けることにより、溶着や接着の工程を簡略化することができ、コストダウンを図ることができる。さらに、カバー部材１０は４つの大気開放室６にまたがって設置されている。これは大気に開放する通路を一箇所とし、各大気開放室６の大気連通路を一つにまとめることにより各大気開放室６のインク蒸発をできるだけ抑制するように配慮（工夫）したものである。
【００５６】
図１０は本発明を適用したインクジェット記録装置で使用されるインク供給システム３０の構成及び動作を示す模式的断面図であり、（ａ）は記録手段のサブタンク内にインクが貯留されかつ該サブタンクがばねによって広げられることで該サブタンク内に負圧が発生しているときの状態を示し、（ｂ）は記録動作によってサブタンク内のインクが消費されるのに伴い、ばね力に抗してサブタンクが縮小された状態を示し、（ｃ）はインクタンクからサブタンクへインクが供給され、該サブタンク内にインクが充填された状態を示す。
【００５７】
図１０に示すインク供給システム３０において、１００はインクを吐出して被記録材に記録を行う記録手段としての記録ヘッドユニット（記録ヘッド）を示し、この記録ヘッドユニット１００とインクタンク１とは接続流路８を介して接続されている。１１２は記録手段のインク吐出部（狭義の記録ヘッド）であり、１０２は供給されたインクを一時的に貯留するサブタンクである。前記サブタンク１０２はフレーム（記録手段１００のフレーム）１１４とサブタンクフレーム１０３との間に可撓性のフィルム１１５を装着して構成されている。前記サブタンク１０２の内部であって前記サブタンクフレーム１０３と前記フレーム１１４との間にはばね１０７が装着されている。このばね１０７はサブタンクフレーム１０３とフレーム１１４との間に装着された可撓性フィルム１１５で囲まれた空間（サブタンク１０２）の容積を広げる方向に付勢するためのものである。
【００５８】
前記サブタンク１０２と記録ヘッド１１２との間は流路１０１で接続されている。１０８はサブタンク１０２にインクを供給するための流路であり、その端部にジョイント１１３が設けられている。このジョイント１１３は着脱可能な一対のジョイント部材で構成され、一方のジョイント部材にはインクタンク１へ通じる接続流路８が接続されている。この一対のジョイント部材から成るジョイント１１３は接離可能であり、接続された状態では前記接続流路８と前記流路１０８とが連通され、離脱された状態では前記接続流路８と前記流路１０８とを離隔するとともにこれらの流路８、１０８のそれぞれを大気に対して密閉を保つように構成されている。
【００５９】
図１０において、１１６はフレーム１１４内に形成されたシェル要素であり、該シェル要素は前記サブタンク１０２の周囲を覆っている。前記シェル要素１１６からは流路１０９が延設され、該流路１０９の先端部にはジョイント１１０が接続されている。ここで前記流路１０９はサブタンク１０２より上方に位置している。前記ジョイント１１０も一対のジョイント部材で構成されており、一方のジョイント部材は前記流路１０９に接続され、他方のジョイント部材はポンプ１１１に通じる流路１１７に接続されている。
そして、このジョイント１１０も接離可能であり、接続された状態では、シェル要素１１６と流路１１７とが連通され、さらにポンプ１１１まで連通する。一方、ジョイント１１０が離脱した状態では、流路１０９と流路１１７とは分断され、記録手段１００側の流路１０９は大気に対して開放され、ポンプ１１１側の流路１１７は大気に対して密閉を保つように構成されている。
【００６０】
図１０の（ａ）の状態ではジョイント１１３及びジョイント１１０の双方ともが離隔（分断）されている。この図１０の（ａ）の状態では、サブタンク１０２内にはインクが貯留されており、サブタンク１０２はばね１０７によって広がる方向に付勢されているため該サブタンク１０２の内部には負圧が発生している。
記録ヘッド１１２とサブタンク１０２とは流路１０１で連通しており、前記サブタンク１０２内に生成される負圧は記録ヘッド１１２の吐出口（又はノズル）に背圧として作用する。この状態で不図示の制御装置から記録ヘッド１１２に対して信号が送られることで該記録ヘッド１１２が駆動されると、所定の記録動作により被記録材に対して画像が記録される。
【００６１】
このような記録動作によってサブタンク１０２内のインクが消費されるのに伴い、ばね１０７のばね力に抗して可撓性のサブタンク１０２は縮小していく。図１０の（ｂ）はばね１０７のばね力に抗して可撓性のサブタンク１０２が縮小された状態を示す。なお、サブタンク１０２内のインク量はドットカウントあるいは不図示のインク残量センサにより検知することができ、インク残量が所定量以下になったときインクタンク１から該サブタンク１０２へのインク供給が行われ、図１０の（ｃ）に示すようにサブタンク１０２内にインクが充填された状態になる。
【００６２】
図１１は図１０のインク供給システム３０においてインク供給動作を行うときのシーケンスを示すフローチャートである。次に図１１のフローチャートを用いて図１０のインク供給システムにおけるインク供給動作について説明する。図１１において、ステップＳ１０１で画像の記録が行われるとサブタンク１０２内のインクが減少していく。サブタンク１０２内の残量インクは前述のようなサブタンク内残量検知手段によって監視されており、ステップＳ１０２でサブタンク１０２内のインク量が所定量以下になったことを検知すると、ステップＳ１０３でてジョイント１１０、１１３を接続する。次いで、ステップＳ１０４において、シェル要素１１６内に配置されているストッパ１０５を所定位置にセットする。この場合のセット手段としては、例えば外部から駆動するセット手段など、種々の構成のものを使用することができるが、ここでは、その具体的構成についての説明は省略する。
【００６３】
次に、ステップＳ１０５においてポンプ１１１を動作させる。このポンプ１１１はシェル要素１１６内を減圧させる方向に作動する。また、前記シェル要素１１６の内部は、ジョイント１１０を接続（オン）することにより、流路１１７を含めて流路全体が密閉状態にされる。このような密閉状態でポンプ１１１が減圧方向に作動すると、シェル要素１１６の内部が減圧され、サブタンク１０２はばね１０７のばね力及び負圧雰囲気によって広がる方向に付勢される。ここでは、サブタンクフレーム１０３が図示左右方向に動作しようとする。そして、前記ステップＳ１０３でジョイント１１３が接続されているので、インクタンク１からサブタンク１０２内へインクが流入する。その結果、サブタンクフレーム１０３が図示右方向へ移動し、該フレーム１０３に設けられた突起部１０４がストッパ１０５に当接するまで移動する。
【００６４】
突起部１０４がストッパ１０５に当接すると、サブタンク１０２はそれ以上広がらなくなる。ここでサブタンク１０２内の圧力はインクタンク１内の水頭圧と釣り合っている。水頭差がなければ大気圧にほぼ等しい。
前記突起部１０４が前記ストッパ１０５に確実に当接したところでポンプ１１１の作動量が所定量になるように設定されており、ステップＳ１０６でポンプ１１１の作動量が所定量に達したことを検知すると、ステップＳ１０７でポンプを停止する。その際、シェル要素１１６内は減圧されて負圧状態を保っている。次に、ステップＳ１０８で前記ジョイント１１０、１１３を離隔（分断、ＯＦＦ）状態にする。このときジョイント１１０の記録手段１００側のジョイント部材が大気に開放されるので、シェル要素１１６内は大気圧となる。ジョイント１１３も分断されサブタンク１０２内は大気圧で密閉状態となる。
【００６５】
次にステップＳ１０９で前記ストッパ１０５を解除する。このストッパ１０５の解除方法はセット方法と逆の手順で行われるものであり、セット方法の場合と同様、ここではその具体的説明を省略する。このストッパ１０５の解除動作によって、該ストッパ１０５による前記ばね１０７の規制が解除され、サブタンク１０２はばね１０７によって外側へ広げられ、該サブタンク１０２内に負圧が発生する。これによって、インク供給システムは図１０の（ａ）に示すような元の状態になり、ステップＳ１１０で一連のインク供給動作が完了する。すなわち、このインク供給動作が完了した状態では、サブタンク１０２内には所定量のインクが充填されるとともに、該サブタンク１０２内には記録ヘッド１１２の安定吐出に必要な負圧も発生しているため、次の記録動作を安定した状態で行うことができる。
【００６６】
図１０において、前記サブタンク１０２は可撓性フィルム等により構成されているが、該サブタンク１０２内は常に負圧を保持しているため周囲の大気との間で常に圧力差が生じている。このようにフィルム等の薄い部材の内外（両側）で圧力差が生じている状態では、その圧力差を緩和しようとしてフィルムを通して空気が透過する現象が発生する。すなわち、可撓性フィルムで覆われたサブタンク１０２内には時間とともに空気が混入（侵入）していくことになる。この現象は、保管時など長期間にわたって使用せずに放置した場合の不具合の原因となる。すなわち、サブタンク１０２内の空気混入量が増えていくと、サブタンク１０２内に貯留できるインクの量が少なくなってしまうばかりでなく、サブタンク１０２内の負圧が緩和され、そのうち逆に加圧状態となってしまう。こうしてサブタンク１０２内が加圧状態になると、この正圧が記録手段へのインク供給路を通して作用し、記録手段（記録ヘッド）１１２の吐出口からのインク漏れという不具合が発生することになる。そこで、次に、このような吐出口からのインク漏れを防止するための手段について説明する。
【００６７】
図１２は図１０のインク供給システム３０においてサブタンク内に蓄積される空気を排除するための空気抜き動作を行うときのシーケンスを示すフローチャートである。すなわち、上記のようなサブタンク１０２内の加圧状態に起因する吐出口からのインク漏れの現象は、定期的にサブタンク１０２内の空気を排除する操作を採ることによって効果的に防ぐことができる。次に図１２を参照してサブタンク１０２内に蓄積される空気を排除する操作（空気抜き動作）のシーケンスについて説明する。
【００６８】
図１２において、サブタンク１０２の空気抜きを開始させると、まずステップＳ２０２でジョイント１１０、１１３を接続状態にする。次にステップＳ２０３でシェル要素１１６内に配置されているストッパ１０５を所定位置にセットする。このセット手段は外部からの駆動手段を用いるなど、複数の方法が考えられるが、本実施例においては説明を省略する。次にステップＳ２０４でポンプ１１１を作動させる。このときポンプ１１１はシェル要素１１６内を加圧する方向に作動させる。すると図１０の（ｂ）に示すように、前記シェル要素１１６内の圧力によってサブタンク１０２は内部のばね１０７を縮める方向に変位し、サブタンク１０２内の容積は減少していく。
【００６９】
それに伴い、サブタンク１０２内の上方に蓄積されていた空気が最初にジョイント１１３から接続流路８を通してインクタンク１内へ移動していく。サブタンク１０２内の空気がインクタンク１へ移動した後、サブタンク１０２内に残っているインクも同じ流路を通してインクタンク１内へ移動していく。このようにシェル要素１１６内を加圧することにより、サブタンク１０２内のインクをインクタンク１に収集することができる。
なお、従来技術では、サブタンク１０２内に蓄積した空気を記録ヘッドの吐出口からインクとともに吸引して除去する方法が採られていたが、このような方法では、サブタンク１０２内から大量のインクを吸引し、吸引した全てのインクをそのまま廃インクとして排出してしまうことなり、これでは無駄なインクを生ずることになり好ましくない。
【００７０】
これに対し、図１０〜図１２で説明したインク供給システム３０によれば、廃インクを発生させることなしにサブタンク１０２内の空気及びインクをインクタンク１へ移動するので、インクの無駄な消費を伴うことなく蓄積空気の除去を効果的に実行することができる。このように、図１０〜図１２のインク供給システム３０によれば、非常に優れた空気抜き動作を実行することができる。
そして、ステップＳ２０５でポンプ１１１を所定量作動させて所定の空気抜きが実行されたことを確認する。上記ポンプ１１１の動作が所定量に達すると、ステップＳ２０６でポンプ１１１を減圧方向に作動させる。その理由は、サブタンク１０２内の空気がインクタンク１内へ移動することでサブタンク１０２内から除去された後では、ステップＳ２０５で一旦ポンプ１１１を停止し、次にステップＳ２０６でポンプ１１１を作動方向を逆転させることでシェル要素１１６内を減圧するように作動させることにより、インクタンク１からサブタンク１０２へのインク供給を行うことが好ましいからである。図１０の（ｃ）はポンプ１１１を逆方向に作動させてシェル要素１１６内を減圧することにより、インクタンク１からサブタンク１０２へインクを供給し、該サブタンク１０２内にインクを充填した状態を示す。
【００７１】
ところでサブタンク１０２内の空気をインクタンク１へ移動する際、インクタンク１からは空気導入路（流路）５を経由して大気開放室６へインクが移動する。このように本発明に係る大気開放室６は図１０に示すようなインク供給システムにおいても有効に活用される。図１０〜図１２のインク供給システム３０のようにインクタンク１がハードケースで形成されている場合、インクタンク１から記録ヘッド１１２側へインクを供給するに際し、該インクタンク１から空気及びインクが流出するときには、該インクタンク１内へ空気を移動させる必要があり、従って、以上説明してきたような大気開放室６は、このような場合にインクタンク１内へ空気を移動させるに際し、必須の構成である。
【００７２】
なお、インク供給装置におけるインクタンクが可撓性の袋である場合は、空気抜き動作を行う時点で可撓性の袋が予めつぶれていれば、図１０のインク供給システム３０で使用されたような大気開放室６は必要ではない。ところが、インクタンクが可撓性の袋である場合でも、該インクタンクのインクを全く使用していない状態、すなわち新品の状態において空気抜き動作を行う必要がある場合があり、このときも空気抜き動作に必要なインクタンク１に移動する空気及びインクの分だけ可撓性の袋が予めつぶれている必要がある。つまり、このふくらみしろの分はインクをインクタンクに入れることができない。
【００７３】
さらに図１０〜図１２のインク供給システム３０の空気抜き動作においては、ステップＳ２０４におけるシェル要素１１６内の加圧動作はサブタンク１０２が完全につぶれるまで行うことがある。その理由は、サブタンク１０２内にどれだけの空気が混入しているかを正確に判断できないことがあるからである。よって、インクを予め入れておくことのできない可撓性袋のふくらみしろは無視できない量になることもあった。
これに対し、本発明を適用したインクジェット記録装置で使用されるインク供給システム３０のように大気開放室６を備えたハードケースから成るインクタンク１を用いる構成によれば、可撓性の袋によるインクタンクよりも本来的に容積効率が高い上に、図１２のような空気抜き方式を採る場合でもインクタンク１にほぼ１００％のインクを貯留しておくことができ、従って、非常に効率がよく確実にインクを供給できるインク供給装置を備えたインクジェット記録装置が提供される。
【００７４】
図１３は本発明を適用したインクジェット記録装置の第１実施例において使用されるインク供給システム３０を示す模式的縦断面図である。図１３のインク供給システム３０は以下図１３を参照して説明する点では図１０〜図１２のインク供給システムと相違しているが、その他の点では構成及び動作とも共通しており、それらの詳細説明は省略する。先ず、図１３におけるサブタンク１０２内の空気抜きのための構成及び動作について説明する。
図１０のインク供給システムにおいて前述の空気抜き動作を行う場合には、シェル要素１１６内を加圧してサブタンク１０２をつぶす工程（ステップＳ２０４）において流路１０８、ジョイント１１３、接続流路８、インク供給路３の流路抵抗が比較的大きい場合、サブタンク１０２をつぶす速度すなわちサブタンク１０２内部の空気及びインクをインクタンク１に移動させる速度が遅くなる傾向が生じる。
【００７５】
その場合に、サブタンク１０２内部の空気及びインクをインクタンク１に移動させる速度を速くしようとした場合、サブタンク１０２内には比較的大きな正圧を発生させる必要がある。そのとき記録ヘッド１１２の吐出口にも同様の正圧が作用することになる。一方、記録ヘッド１１２の吐出口にはインクのメニスカスが形成されているが、吐出口のメニスカスは負圧には比較的強いが、正圧には弱いという性質がある。このメニスカスの耐圧は吐出口の径やインクの表面張力等に支配されるが、負圧に対しては例えば−５００〜−１０００ｍｍＡＱ程度の耐圧性（メニスカス耐圧）があるのに対し、正圧に対しては例えば５０〜２００ｍｍＡＱ程度の耐圧性（メニスカス耐圧）しかない場合がある。
【００７６】
したがって、強い正圧がメニスカスに作用するとメニスカスが破壊してインクが吐出口から漏れ出してしまうことになる。この状態でインク供給動作を行うとサブタンク１０２内は逆に負圧となってしまい、そのため、インクの種類が異なる吐出口から漏れた異なるインクが吐出口の近傍で互いに混ざり合い、色が混ざり合った状態で再び吐出口内へ吸引されてしまうという現象、つまり混色という現象が生じることがある。この混色の現象は画質を劣化させる大きな原因となる。そこで、このような混色の現象を防止するためには、ポンプ１１１によるシェル要素１１６の加圧速度を遅くすることにより吐出口にかかる正圧を小さくする方法が考えられるが、これでは、空気抜き動作に長い時間を要するという技術的課題が残されることになる。本発明は、このような技術的課題を解決する手段として、以下に図１３を参照して説明するような空気抜き動作を実行できるインク供給システムを提供するものである。
【００７７】
図１３において、インク供給装置における大気開放室６の左右のカバー部材１０の大気連通口１０ａのそれぞれから流路１２１を延設し、これらの流路１２１を束ねてポンプ１２０に接続する。図１２のステップＳ２０４におけるシェル要素１１６の加圧操作では図１３中のポンプ１１１を作動させたが、本実施例においては、このポンプ１１１の方を大気に連通させるとともに、上記ポンプ１２０の方を減圧方向に作動させる。すると、各流路１２１に連通されたカバー部材１０から気液分離部材９を通して大気開放室６が減圧され、インクタンク１から空気導入路（流路）５を通してインクが大気開放室６に流れ込む。すると、インクタンク１から流出したインクの量に対応する分、サブタンク１０２から空気およびインクが該インクタンク１へ移動（流入）する。
【００７８】
この時、サブタンク１０２内は加圧ではなく負圧状態になるので、記録ヘッド１１２の吐出口に正圧がかかることはない。従って、吐出口における前述のような混色の現象を生じることなく、サブタンク１０２内部からの空気抜きを円滑にかつ効果的に行うことができる。その場合、前述のように吐出口のメニスカス耐圧は負圧には比較的強いので、図１３の第１実施例によれば、前記ポンプ１２０による減圧動作（減圧力）を強くすることができ、空気抜きに要する時間を短縮することができる。次いでインクタンク１からサブタンク１０２にインクを供給する際は、ポンプ１２０を大気に開放しつつポンプ１１１の方を減圧作動させれば良い。こうして、図１３の第５実施例によれば、前述のような混色が発生する可能性を無くしながらサブタンク１０２の空気抜き動作の速度を十分に速めることが可能になる。
【００７９】
図１４は本発明を適用したインクジェット記録装置の第２実施例で使用されるインク供給システム３０を示す模式的縦断面図である。図１４のインク供給システム３０は以下図１４を参照して説明する点では図１０〜図１２もしくは図１３のインク供給システムと相違しているが、その他の点では構成及び動作とも共通しており、それらの詳細説明は省略する。
図１４の第２実施例においては、図１４に示すように、図１３の第１実施例におけるポンプ１１１とポンプ１２０とを共通化してポンプ１３０のみとし、該ポンプ１３０の減圧動作及び加圧動作を利用するように構成されている。このような図１４の第２実施例によれば、インク供給システム３０のポンプの数を減らすことができ、その分コストダウンを図ることができる。
図１４において、サブタンク１０２からの空気抜きの際には、各ジョイント１１０、１１３を接続状態にしてポンプ１３０を作動させて空気を矢印方向に流動（移動）させることにより、流路１３１を通してシェル要素１１６の内部を加圧すると同時に、流路１２１、大気開放室６、インクタンク１、接続流路８及び流路１０８を通してサブタンク１０２の内部を減圧することができる。
【００８０】
つまり、図１４の第２実施例によれば、サブタンク１０２の空気抜きの際には、シェル要素１１６内部はポンプ１３０により加圧されるが、同時にポンプ１３０によりサブタンク１０２内が減圧されるので、双方の圧力が相殺され、サブタンク１０２の内部はほぼ大気圧の状態で空気抜きが行われる。
逆に、インク供給の際には、前記ポンプ１３０を上記と逆の方向（矢印と逆の方向）に作動させることにより、シェル要素１１６内部を減圧すると同時にインクタンク１内を加圧することができ、これによって、サブタンク１０２内をほぼ大気圧の状態に保ちながら該サブタンク１０２内へインクを供給することができる。
【００８１】
このような図１４の第２実施例によれば、インクをサブタンク１０２へ急速に供給する場合でも、該サブタンク１０２が過度に減圧されて記録ヘッド１１２の吐出口のメニスカスが破壊されるという不具合を効果的に防止することができ、それによって、インク供給後に吐出口からインクを吸引排出するなどの吐出口メンテナンス動作（回復動作）の必要性を無くすことが可能になる。すなわち、サブタンク１０２内の加圧状態を無くすことにより前記混色が発生しない空気抜き動作を実現させることができ、加えて、インク供給時に過度な減圧が行なわれないため急速なサブタンク１０２へのインク供給が実現させることができる。
【００８２】
以上図面を参照して説明した構成（各構成例及び各実施例）によれば、インクタンクをハードケースとして内容積のほぼ１００％のインクを使用可能なインク供給装置（又はインク供給システム）を備えたインクジェット記録装置において、その際に発生の可能性のあったインク漏れを効果的に防止することができ、さらにはさまざまな姿勢においてもインク漏れを防止することができ、そのうえ、インクタンク１の周辺スペースを小さくすることができる。このことは、通常のインクジェット記録装置において高い効果を発揮することはもちろんのことであるが、特に、さまざまな姿勢差で使用される機会が多く、かつサイズ的にもよりコンパクトさが求められるモバイルプリンタ等の小型のインクジェット記録装置において極めて有用な優れた効果を発揮するものである。
【００８３】
さらに、特に図１３及び図１４に示す各実施例によれば、記録手段（記録ヘッド）側にサブタンク１０２を有し、このサブタンクを覆うシェル要素１１６を加減圧してインクタンク１からサブタンク１０２へインクを供給したり、サブタンク１０２内に蓄積された空気をインクタンク１へ回収するインク供給システムにおいて、大気開放室６側から気液分離部材９を介してポンプにより大気開放室を減圧することにより、吐出口からのインク漏れや混色などの心配がない急速な空気抜きやインク供給を速やかに実行することができるインク供給システムを備えたインクジェット記録装置が提供される。
【００８４】
以上説明した各実施例においては、以下に列挙するような本発明の実施態様が記載されている。
実施態様１：記録手段に供給するインクを貯蔵するインクタンクを有し、記録手段から被記録材へインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、前記記録手段は、インクを貯蔵可能な可撓性部材で形成されたサブタンクと、該サブタンクを囲むように形成されたシェル要素と、前記サブタンクと前記インクタンクとを連通する流路と、前記シェル要素の内部を加減圧可能な第１のポンプと、を有し、前記インクタンクの底部の少なくとも２ヶ所に流路接続部を設け、少なくとも１ヶ所の流路接続部に接続された流路は前記記録手段との間で大気に対して密閉された流路を形成し、他の流路接続部に接続された流路は大気に開放された大気開放室の底部の近傍にその開口が位置するように接続され、前記大気開放室の隅部近傍に気液分離部材が配置され、前記大気開放室の内部を減圧可能な第２のポンプが前記気液分離部材の大気開放側に接続されることを特徴とするインクジェット記録装置。
【００８５】
上記実施態様１の構成によれば、インクタンクをハードケースとして内容積のほぼ１００％のインクを使用可能にする場合でも、その際に発生する可能性のあったインク漏れを効果的に防止するとともに、サブタンクを覆うシェル要素を加減圧してインクタンクからサブタンクへインクを供給したり、サブタンク内に溜まった空気をインクタンクへ回収するに際し、大気開放室を減圧することで吐出口からのインク漏れや混色などの心配がない急速な空気抜きやインク供給を速やかに実行することができるインク供給システムを備えたインクジェット記録装置が提供される。
【００８６】
実施態様２：前記記録手段は、さらに、前記サブタンクの内容積を増大する方向に付勢するばね部材と、前記シェル要素と大気とを連通する流路と、を有し、前記第１のポンプは前記シェル要素と大気とを連通する流路に接続されていることを特徴とする実施態様１に記載のインクジェット記録装置。
実施態様３：前記第２のポンプは前記大気開放室の内部を減圧する方向又は加圧する方向に選択的に切り替え可能であることを特徴とする実施態様１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【００８７】
実施態様４：記録手段に供給するインクを貯蔵するインクタンクを有し、記録手段から被記録材へインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、前記記録手段は、インクを貯蔵可能な可撓性部材で形成されたサブタンクと、該サブタンクを囲むように形成されたシェル要素と、前記サブタンクと前記インクタンクとを連通する流路と、を有し、前記インクタンクの底部の少なくとも２ヶ所に流路接続部を設け、少なくとも１ヶ所の流路接続部に接続された流路は前記記録手段との間で大気に対して密閉された流路を形成し、他の流路接続部に接続された流路は大気に開放された大気開放室の底部の近傍にその開口が位置するように接続され、前記大気開放室の隅部近傍に気液分離部材が配置され、さらに、前記大気開放室及び前記シェル要素を互いに吸引側及び排出側に切り替え得るポンプを設け、該ポンプの動作を切り替えることにより、前記大気開放室を加圧するときには前記シェル要素を減圧し、前記大気開放室を減圧するときには前記シェル要素を加圧することを特徴とするインクジェット記録装置。
【００８８】
上記実施態様４の構成によれば、インクタンクをハードケースとして内容積のほぼ１００％のインクを使用可能にする場合でも、その際に発生する可能性のあったインク漏れを効果的に防止するとともに、サブタンクを覆うシェル要素を加減圧してインクタンクからサブタンクへインクを供給したりサブタンク内に溜まった空気をインクタンクへ回収するに際し、１個のモータだけの安価な構成で、大気開放室を減圧することで吐出口からのインク漏れや混色などの心配がない急速な空気抜きやインク供給を速やかに実行することができるインク供給システムを備えたインクジェット記録装置が提供される。
【００８９】
実施態様５：前記記録手段は前記サブタンクの内容積を増大する方向に付勢するばね部材を有することを特徴とする実施態様４に記載のインクジェット記録装置。
実施態様６：前記サブタンクと前記インクタンクとの間の流路の途中に設けられた接離可能な第１のバルブ部材と、前記シェル要素と前記第１のポンプとの間の流路の途中に設けられた接離可能な第２のバルブ部材と、を有することを特徴とする実施態様１〜５のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
【００９０】
なお、以上の実施例では、記録手段１００を主走査方向に移動させながら記録するシリアル型の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、被記録媒体の全幅または一部をカバーする長さのラインタイプのインクジェットヘッドを用いて副走査（紙送り）のみで記録するライン方式のインクジェット記録装置の場合にも、同様に適用することができ、同様の効果を達成し得るものである。
また、本発明は、記録ヘッドの数にも関わりなく自由に実施できるものであり、１個の記録ヘッドを用いるインクジェット記録装置の他、異なる色のインクを使用する複数の記録ヘッドを用いるカラー記録用のインクジェット記録装置、あるいは同一色彩で異なる濃度のインクを使用する複数の記録ヘッドを用いる階調記録用のインクジェット記録装置、さらには、これらを組み合わせたインクジェット記録装置の場合にも、同様に適用することができ、同様の効果を達成し得るものである。
【００９１】
さらに、本発明は、記録ヘッドとインクタンクを一体化した交換可能なヘッドカートリッジを用いる構成、記録ヘッドとインクタンクを別体にし、その間をインク供給用のチューブ等で接続する構成など、記録ヘッドとインクタンクの配置構成がどのような場合にも同様に適用することができ、同様の効果が得られるものである。
また、本発明は、熱エネルギーを利用してインクを吐出する方式のインクジェット記録ヘッドを使用するインクジェット記録装置の他、例えば、ピエゾ素子等の電気機械変換体等を用いしインクを吐出する方式のインクジェット記録ヘッドを使用するインクジェット記録装置など、他のインク吐出方式を用いるインクジェット記録装置に対しても同様に提供することができ、同様の作用、効果を達成できるものである。
【００９２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、記録手段に供給するインクを貯蔵するインクタンクを有し、記録手段から被記録材へインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、前記記録手段は、インクを貯蔵可能な可撓性部材で形成されたサブタンクと、該サブタンクを囲むように形成されたシェル要素と、前記サブタンクと前記インクタンクとを連通する流路と、前記シェル要素の内部を加減圧可能な第１のポンプと、を有し、前記インクタンクの底部の少なくとも２ヶ所に流路接続部を設け、少なくとも１ヶ所の流路接続部に接続された流路は前記記録手段との間で大気に対して密閉された流路を形成し、他の流路接続部に接続された流路は大気に開放された大気開放室の底部の近傍にその開口が位置するように接続され、前記大気開放室の隅部近傍に気液分離部材が配置され、前記大気開放室の内部を減圧可能な第２のポンプが前記気液分離部材の大気開放側に接続される構成としたので、
インクタンクをハードケースとして内容積のほぼ１００％のインクを使用可能にする場合でも、その際に発生する可能性のあったインク漏れを効果的に防止するとともに、サブタンクを覆うシェル要素を加減圧してインクタンクからサブタンクへインクを供給したり、サブタンク内に溜まった空気をインクタンクへ回収するに際し、大気開放室を減圧することで吐出口からのインク漏れや混色などの心配がない急速な空気抜きやインク供給を速やかに実行することができるインク供給システムを備えたインクジェット記録装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインクジェット記録装置で使用されるインク供給装置の第１構成例を示す模式的縦断面図である。
【図２】図１のインク供給装置の動作を示すための模式的縦断面図である。
【図３】図１のインク供給装置が図１の状態から図示反時計回りに９０度回転した状態（ａ）および２７０度回転した状態（ｂ）を示す模式的縦断面図である。
【図４】図１のインク供給装置の好ましくない構成例を示す模式的縦断面図であり、（ａ）は図１の状態から図示反時計回りに９０度回転した状態を、（ｂ）は２７０度回転した状態それぞれ示す。
【図５】本発明を適用したインクジェット記録装置で使用されるインク供給装置の第２構成例を示す模式的縦断面図（ａ）及び該第２構成例における大気開放室の線ｂ−ｂに沿って見た模式的平面断面図（ｂ）である。
【図６】図５のインク供給装置が図５の状態から図示反時計回りに２７０度回転した状態（ａ）および９０度回転した状態（ｂ）を示す模式的縦断面図である。
【図７】図５のインク供給装置が図５の状態から図示時計回りに４５度回転した状態（ａ）および２２５度回転した状態（ｂ）を示す模式的縦断面図である。
【図８】本発明を適用したインクジェット記録装置で使用されるインク供給装置の第３構成例を一部破断して示す模式的斜視図である。
【図９】従来のインクジェット記録装置のインク供給装置を示す模式的縦断面図である。
【図１０】本発明を適用したインクジェット記録装置で使用されるインク供給システムの構成及び動作を示す模式的縦断面図であり、（ａ）は記録手段のサブタンク内にインクが貯留されかつ該サブタンクがばねによって広げられることで該サブタンク内に負圧が発生しているときの状態を示し、（ｂ）は記録動作によってサブタンク内のインクが消費されるのに伴い、ばね力に抗してサブタンクが縮小された状態を示し、（ｃ）はインクタンクからサブタンクへインクが供給され、該サブタンク内にインクが充填された状態を示す。
【図１１】図１０のインク供給システムにおいてインク供給動作を行うときのシーケンスを示すフローチャートである。次に図１１のフローチャートを用いて図
【図１２】図１０のインク供給システムにおいてサブタンク内に蓄積される空気を排除するための空気抜き動作を行うときのシーケンスを示すフローチャートである。
【図１３】本発明を適用したインクジェット記録装置の第１実施例において使用されるインク供給システムを示す模式的縦断面図である。
【図１４】本発明を適用したインクジェット記録装置の第２実施例において使用されるインク供給システムを示す模式的縦断面図である。
【図１５】本発明を適用するのに好適なインクジェット記録装置の一実施例の概略構成を示す模式的斜視図である。
【図１６】図１５中の記録手段のインク吐出部の構成を一部破断して示す模式的部分斜視図である。
【符号の説明】
１ インクタンク
２ インク
２ａ インク
３ インク供給路（流路）
４ａ、４ｂ 流路接続部
５ 空気導入路（流路）
５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ 空気導入路の開口
６ 大気開放室
６ａ、６ｃ、６ｄ、６ｅ ザグリ部
８ 接続流路
９ 気液分離部材
１０ カバー部材
１０ａ 大気連通口
２０ 空気
２０ａ 空気
３０ インク供給装置（インク供給システム）
３１ キャリッジ
３２ メインガイドレール
３３ サブガイドレール
３４ キャリッジモータ
３７ タイミングベルト
３９ プラテン
４５ 回復装置
４６ キャップ
４７ 搬送モータ
８１ 吐出口面
８２ 吐出口
８４ 液路
８５ 電気熱変換体
１００ 記録ヘッドユニット（記録手段）
１０２ サブタンク
１０４ 突起部
１０５ ストッパ部材
１０７ ばね部材
１０８ 流路
１０９ 流路
１１０ ジョイント
１１１ ポンプ
１１２ 記録ヘッド（記録手段）
１１３ ジョイント
１１４ フレーム
１１５ フィルム
１１６ シェル要素
１１７ 流路
１２０ ポンプ
１２１ 流路
１３０ ポンプ
１３１ 流路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording apparatus having an ink tank for storing ink to be supplied to a recording unit, and performing recording by discharging ink from the recording unit to a recording material.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In general, an inkjet recording apparatus (inkjet printing apparatus) includes a recording unit (recording head) that forms an image by discharging ink onto a sheet-shaped recording material, and an ink supply path that supplies ink to the recording unit. And an ink tank (ink storage unit) for storing (storing) ink to be supplied to the recording means. The recording head (recording means) is provided with ejection ports for ejecting ink (generally, an ejection port array composed of a plurality of ejection ports). It is configured to apply an appropriate back pressure. The back pressure is a negative pressure. As a means for generating the negative pressure, there is a method of generating a negative pressure due to a head difference by positioning the ink tank below the discharge port in the direction of gravity, and a sponge in the ink tank. A method of generating a negative pressure by a capillary force of the porous member by arranging a porous member such as the above, and a method of generating a negative pressure by forming an ink tank with a spring bag having a force to expand outward. Various methods have been proposed, including methods.
[0003]
The negative pressure generating mechanism described above and the configuration of the ink tank are closely related, and particularly greatly affect the ink storage rate, the ink tank manufacturing cost, and the like. For example, in an ink jet recording apparatus using a negative pressure generating mechanism that generates a negative pressure based on a head difference, a flexible bag-shaped ink tank is often used as an ink tank. This flexible ink tank is of a type in which a negative pressure generating mechanism is not provided in the ink tank itself, but the flexible bag is crushed as ink is taken out. This type does not have a negative pressure generating mechanism, so the structure of the ink tank itself is simple and the cost is inexpensive.On the other hand, in order to obtain a proper head difference, the positional relationship between the discharge port and the ink tank is required. There is a disadvantage in that it is necessary to precisely regulate the ink tank, which causes various restrictions on the configuration of the main body of the ink tank and is not suitable for miniaturization. Furthermore, it is very difficult to adopt the ink jet recording apparatus in a thin form such as a mobile printer, and the shape is limited because the bag needs to be crushed smoothly as ink is taken out. There is also a disadvantage that it is easy to become.
[0004]
As an ink tank having a negative pressure generating mechanism in the ink tank, there are a method using a capillary force of a porous member such as the above-described sponge, and a spring bag method which generates a negative pressure by a spring which is going to spread outward. However, in either case, there is a disadvantage in that the ink storage efficiency is likely to deteriorate. As a conventional technique for addressing such a technical problem, Japanese Patent No. 2929804 discloses a method in which an ink cartridge 60 is detachably mounted on a head cartridge section 50 as shown in FIG. The ink 2 is stored in the container (ink tank) 1 that has been sealed, and the head cartridge 50 has a joint portion (flow path connection portion) 4 with the ink cartridge 60 and an air atmosphere disposed near the joint portion 4. A first chamber 36 having an opening is provided, and a second chamber 33 communicating with the first chamber 36 and having a porous member is provided. The other end of the joint section 4 on the first chamber 36 side is provided. An inkjet recording apparatus (inkjet printing apparatus) having a configuration in which two or more communication paths (flow paths) 30 and 31 having different opening heights are connected is disclosed. According to the configuration of FIG. 9, since the ink tank 1 is formed in a so-called hard case form that does not take a bag form, it can be manufactured with an inexpensive structure, and almost 100% of the ink in the ink tank can be used up. Can be.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional configuration as described above has the following technical problems to be solved. That is, in the configuration of FIG. 9, an opening 35 for opening the first chamber 36 to the atmosphere and a film member 34 for preventing the ink 2 a from leaking from the opening 35 are provided. The film member 34 is formed of a gas-liquid separation member having a property of transmitting air but not transmitting ink. In the ink jet recording apparatus provided with the ink supply device as shown in FIG. 9, since the film member 34 for preventing the ink from leaking from the opening 35 when the recording device is tilted is provided, Has the effect of preventing ink leakage. However, in the conventional configuration as shown in FIG. 9, it is not assumed at all that the recording apparatus itself is stored in a tilted state or an overturned state. In some cases, the ink 2 a in 50 moves in the first chamber 36 and the ink 2 a remains in contact with the entire surface of the film member 34.
[0006]
When the recording apparatus is stored in this state, the first chamber 36 is not in a state of being opened to the atmosphere, and the opening 35 is considered to be closed by the ink and closed. In that case, air is present in the first chamber 36, but if the environment changes in such a storage state, the air 20a sealed in the first chamber 36 and the air in the ink tank 1 The air 20 expands, and a high pressure acts on the film member 34.
Generally, the film member 34 does not have high pressure resistance. That is, when the pressure in the first chamber 36 increases due to an environmental change and the pressure exceeds the pressure resistance of the film member 34, the ink 2a in the first chamber 36 passes through the film member 34 and ink leakage occurs. Will be. Furthermore, in such a state, there is a high possibility that the film member 34 will not function as a gas-liquid separation member, which may cause a failure of the recording apparatus.
[0007]
Further, in the conventional ink jet recording apparatus to which the ink supply device as shown in FIG. 9 is attached, only a stationary type is assumed, and it is considered that the recording apparatus is stored in a tilted state or an overturned state. Not. However, in a small printer, a mobile printer, and the like, a state in which the printer is tilted or overturned is a sufficiently assumed state. Then, the air pressure may suddenly decrease in the aircraft, and in such a case, the air 20a in the first chamber 36 and the air 20 in the ink tank 1 expand, and the above-described inconvenient situation May occur.
[0008]
Further, the first chamber 36 in the configuration of FIG. 9 is located between the ink tank 1 and the second chamber 33. The first chamber 36 has a relatively small volume, and the ink 2 in the ink tank 1 is temporarily stored in the first chamber 36 and supplied to the second chamber 33. Since the first chamber 36 is open to the atmosphere, evaporation from the ink 2a in the first chamber 36 cannot be avoided. In the configuration of FIG. 9, the opening 35 of the first chamber 36 is closed by the film member 34, but no evaporation suppression means is provided between the opening 35 and the atmosphere.
Further, the flow path from the ink tank 1 to the discharge port of the recording head is formed as a relatively thin and sealed flow path so as to minimize evaporation of the ink. In the configuration of FIG. Since it is essential that the chamber 36 be provided with the opening 35 that is open to the atmosphere, evaporation of the ink in the first chamber 36 is inevitable. If the ink evaporates in this portion, the pigment or dye concentration of the ink increases, causing a change in the recording density, and may also cause problems such as clogging of the discharge port.
[0009]
The present invention has been made in view of the above technical problems, and an object of the present invention is to provide an ink tank as a hard case which can use almost 100% of the internal volume of ink. In addition to effectively preventing ink leakage that may occur, the shell element that covers the sub-tank is pressurized or depressurized to supply ink from the ink tank to the sub-tank, or to collect the air accumulated in the sub-tank to the ink tank. To provide an ink jet recording apparatus equipped with an ink supply system capable of rapidly executing air bleeding and ink supply without fear of ink leakage from an ejection port or color mixing by reducing the pressure of an open-to-air chamber. It is.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an ink jet recording apparatus which has an ink tank for storing ink to be supplied to a recording unit and performs recording by discharging ink from a recording unit to a recording material. A sub-tank formed of a flexible member capable of storing ink, a shell element formed to surround the sub-tank, a flow path communicating the sub-tank and the ink tank, and an inside of the shell element. A first pump capable of pressurizing and depressurizing, wherein a flow path connecting part is provided at at least two places on the bottom of the ink tank, and a flow path connected to at least one flow path connecting part is provided with the recording means. A flow path closed to the atmosphere is formed between the flow paths, and the flow path connected to the other flow path connection part is connected so that its opening is located near the bottom of the atmosphere open chamber opened to the atmosphere. And before It is arranged the gas-liquid separating member in the corners near the air release chamber, inside the pressure can be reduced for the second pump of the air release chamber, characterized in that it is connected to the air open side of the gas-liquid separating member.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. The same reference numerals indicate the same or corresponding parts throughout the drawings.
FIG. 15 is a schematic perspective view showing a schematic configuration of an embodiment of an ink jet recording apparatus suitable for applying the present invention. In FIG. 15, an ink supply system 30 including a recording unit 100 (FIG. 10) and an ink supply device 200 (FIG. 10) to which the present invention is applied is mounted on a carriage 31. The recording means (recording head unit) 100 is provided below the ink supply system 30 (see FIG. 10). The carriage 31 is guided and supported by a main guide rail 32 and a sub guide rail 33 installed in parallel with each other on the apparatus main body so as to be able to reciprocate.
At one end of the apparatus main body, a carriage motor (main scanning motor) 34 for moving the carriage 31 is mounted. An idler pulley 35 is provided at the other end of the apparatus main body. A timing belt 37 parallel to the guide rails 32 and 33 is stretched between the drive pulley 36 attached to the output shaft of the carriage motor 34 and the idler pulley 35.
[0012]
The timing belt 37 is connected to a part of the carriage 31. The timing belt 37 is given a predetermined tension by a tension spring 38 attached to bias the idler pulley 35. Thus, the carriage 31 is reciprocated by the forward rotation and the reverse rotation of the carriage motor 34, and the position and the movement speed of the carriage 31 are determined by the rotation amount and the rotation speed of the carriage motor 34, that is, the position and the position of the recording head unit 100 as recording means. The moving speed (main scanning speed) is controlled.
[0013]
A platen 39 is disposed in parallel with the guide rails 32 and 33 at a position facing the ink discharge unit (see the recording head 112 in FIG. 10) of the recording head unit (recording means) 100 with a predetermined gap. Have been. The platen 39 regulates the position of a recording material (recording medium) such as recording paper at a recording position to an appropriate sheet distance (distance between the discharge port surface and the recording material). is there. A transport roller (paper feed roller) (not shown) is provided upstream of the platen 39 in the paper passing direction. By pressing the pinch roller 41 supported by the pinch roller guide 40 against the transport roller, the recording paper (recording material) sent from the automatic paper feeder 42 is moved by the frictional transport force of the transport roller to the recording section. It is configured to be transported onto the platen 39. A discharge roller 43 and a spur (not shown) for discharging the recording material that has passed through the recording unit are provided downstream of the platen 39 in the paper passing direction.
[0014]
A recovery device 45 is provided at a position outside the recording area on the right side of the platen 39 in the drawing. The recovery device 45 is provided with a cap 46 that can seal the ink ejection portion of the recording head. The recovery device 45 activates a suction pump that communicates with the inside of the cap 46 in a state where the ejection port of the ink ejection unit 112 (see the recording head 112 in FIG. 10) is sealed. A pressure is generated, thereby sucking out thickened ink, fixed ink, air bubbles or dust (paper powder or the like) together with ink from the discharge port, thereby maintaining and recovering the ink discharge performance of the recording head. I have. The cap 46 is used not only as a suction unit in the recovery operation of the print head, but also for preventing ink drying in the ejection openings at the time of transportation of the printing apparatus or at the time of non-printing.
Driving of the automatic paper feeder 42, a transport roller (paper feed roller) (not shown), a paper discharge roller 43, a recovery device 45, and the like is performed, for example, by using a transport (line feed, paper feed) motor 47 as a drive source and a gear 48, a gear. 49 and a transmission mechanism including a clutch and the like (not shown).
[0015]
The ink discharge unit of the recording unit is an ink jet recording head that selectively discharges ink from a plurality of discharge ports to perform recording by applying energy according to a recording signal. The recording head is an ink jet recording means for discharging ink by using thermal energy, and includes an electrothermal converter for generating thermal energy. Further, the recording head generates a pressure change by the growth and shrinkage of bubbles due to film boiling generated by the thermal energy applied by the electrothermal transducer, and the ink is ejected from an ejection port using the pressure change. The recording is performed by the following. The electrothermal transducer is disposed corresponding to each of the ejection ports, and ejects ink from the corresponding ejection port by applying a pulse voltage to the corresponding electrothermal transducer in accordance with a recording signal. Things.
[0016]
FIG. 16 is a schematic partial perspective view showing the structure of the ink ejection unit 112 of the recording unit 100 in FIG. In FIG. 16, a plurality of ejection holes are arranged at a predetermined pitch on an ejection port surface 81 facing a recording material (recording medium, recording paper, etc.) at a predetermined interval (for example, about 0.3 to 2.0 mm). An outlet 82 is formed, and an electrothermal converter (heating resistor, etc.) 85 that generates thermal energy for ink discharge is arranged along the wall surface of each liquid path 84 that communicates the common liquid chamber 83 and the discharge port 82. ing. In this way, the corresponding electrothermal converter 85 is driven (pulse voltage is applied) based on the image signal or the ejection signal to cause the ink in the liquid path 84 to boil, and the pressure generated at that time causes the ink from the ejection port 82 to be discharged from the ejection port 82. A recording head for discharging droplets is configured.
[0017]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a first configuration example of an ink supply device 200 used in an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an ink tank in which ink 2 to be supplied to a recording head (not shown) is stored. The ink tank 1 is a container made of a hard case, and is in the form of a case made of a material such as polypropylene. On the bottom surface of the ink tank 1, flow path connecting portions 4a and 4b made of rubber-like elastic material such as rubber are provided. When the ink tank 1 exists alone, the flow path connecting portions 4a and 4b seal the inside of the ink tank 1 in a sealed state.
[0018]
At a position adjacent to the bottom of the ink tank 1, an air release chamber 6 is disposed. At a position corresponding to the flow path connecting portions 4a and 4b provided on the bottom surface of the ink tank 1 in the open-to-air chamber 6, an ink supply path 3 and an air introduction path 5 connect the top of the open-to-air chamber 6 to the top. It is fixed in a penetrated state. The ink supply path 3 and the air introduction path 5 have a needle shape made of hollow stainless steel or the like, and the tips are sharply formed. When the ink tank 1 is mounted on the ink jet recording apparatus, the ink tank 1 is pushed into the recording apparatus from above, and the ends of the ink supply path 3 and the air introduction path 5 pierce the flow path connecting portions 4a and 4b. It is attached with. In this state, the ink tank 1 is connected (communicated) to the open-to-atmosphere chamber 6 and a flow path (connection flow path) 8 extending to a recording head (not shown). In this case, one end of the ink supply path 3 is inserted into the ink tank 1 and the other end is connected to a connection flow path 8 such as a tube. Guide the ink.
[0019]
The air introduction passage 5 extends to the bottom of the open-to-air chamber 6, and the tip opening 5 a is located at a position where it enters the inside of a counterbore portion 6 a provided at the bottom of the open-to-air chamber 6. Gas-liquid separation members 9 and 9 are arranged on the left and right side surfaces of the open-to-atmosphere chamber 6. The gas-liquid separation member 9 is formed of a porous body made of a fluorine resin such as tetrafluoroethylene. The material of the gas-liquid separating member 9 does not allow liquid such as ink to permeate within a certain pressure range, but allows gas such as air to permeate. The open-to-atmosphere chamber 6 is made of a resin such as polypropylene, ABS, or modified PPO, similarly to the ink tank 1. The gas-liquid separation members 9 are fixed to the open-to-atmosphere chamber 6 by an adhesive or by welding such as heat welding or ultrasonic welding. Further, the gas-liquid separation member 9 is arranged so as to be present at least near each corner inside the open-to-atmosphere chamber 6 having a substantially rectangular parallelepiped shape.
[0020]
In the present configuration example, the gas-liquid separation members 9 and 9 are arranged on the entire left and right rectangular side surfaces (inner surfaces) of the open-to-air chamber 6, whereby the open-to-air chamber 6 has a substantially rectangular parallelepiped shape. The gas-liquid separation member 9 is always present near all corners (six corners) inside. Of course, a gas-liquid separating member that is appropriately divided may be disposed near each corner in the open-to-air chamber 6, and may be disposed on the upper surface or the lower surface instead of the side surface of the open-to-air room 6. .
In FIG. 1, a cover member 10 is fixed to both left and right ends of the open-to-air chamber 6 and outside each gas-liquid separation member 9. The cover member 10 protects the gas-liquid separation member 9 which is relatively thin and easily damaged, and communicates the inside of the atmosphere opening chamber 6 with the outside atmosphere through an atmosphere communication port 10a provided in a part thereof. Each of the left and right atmosphere communication ports 10a is a relatively small hole, and a passage cross-sectional area for communicating the inside of the atmosphere opening chamber 6 with the outside atmosphere is selected to be small. The evaporation of the ink in the inside is suppressed to a minimum.
[0021]
That is, it is desirable that the atmosphere communication port (atmosphere communication path) 10a has a cross-sectional area as small as possible and a length as long as possible. For this purpose, for example, a maze-like groove is formed on the surface of the cover member 10, one end of the groove is communicated with the hole of the atmosphere communication passage, and the other end of the groove is communicated with the peripheral end surface of the cover member 10. By sealing the surface of the groove with a sheet or the like, an air communication passage having a small cross-sectional area and a long length can be formed.
[0022]
The ink tank 1 is formed of a relatively rigid resin such as polypropylene as described above, and has a so-called hard case form. As described in the related art, an ink tank for storing ink to be supplied to the print head has a mechanism for generating a negative pressure that is a back pressure of the print head, and an ink tank that does not have such a mechanism. And a flexible bag or a structure in which a porous member such as a sponge is disposed inside a hard case. Generally, when the ink tank is a flexible bag, the shape of the bag changes and shrinks as the ink stored in the bag is taken out of the bag. In addition, in the case of an ink tank formed of a flexible bag, a negative pressure can be generated inside the ink tank by providing a spring inside the ink tank to expand the bag outward.
[0023]
In a configuration in which a porous member such as a sponge is disposed inside the ink tank, a negative pressure can be generated by utilizing the capillary phenomenon of the porous member, but the porous member itself such as the sponge is not used. Even if the ink is taken out of the ink tank, it is hardly deformed. However, since the ink tank is provided with an air communication port, air is introduced from the air communication port as ink is taken out of the ink tank.
[0024]
As described above, if a porous member such as sponge is disposed as a negative pressure generating mechanism in the ink tank itself, or if an expansion spring is used, the configuration of the ink supply device tends to be complicated. Further, when a flexible bag is used, the dead space is increased as compared with the case of a hard case, and the volume efficiency of the ink tank is reduced. When a porous member such as a sponge is used, a hard case can be used as an ink tank, so that the internal volume of the ink tank can be sufficiently secured. Because the volume is not full, the volume efficiency of the ink tank is inevitably reduced.
[0025]
The ink tank 1 in this configuration example has an extremely simple configuration in which only two flow path connection portions 4a and 4b are provided in a hard case. Ink can be stored in the ink tank 1 without gaps. That is, a volume efficiency of almost 100% can be realized. In addition, since there is no negative pressure generating mechanism (it is not necessary), an extremely simple and inexpensive ink tank can be provided.
Generally, the ink tank is a consumable item, and the user needs to purchase a new ink tank when the ink runs out. The cost of the ink tank accounts for a large part of the running cost of the user, and from this viewpoint, it is strongly desired that the ink tank can be provided at low cost. This configuration example can sufficiently meet such a demand.
[0026]
In order to realize such a hard case type ink tank having a volumetric efficiency of almost 100%, it is necessary not to provide a negative pressure generating member such as a sponge in the ink tank. Means that it is necessary to hold the liquid ink as it is. In order to hold the liquid ink as it is, it is necessary to prevent ink leakage from the ink tank. For that purpose, it is necessary to seal the ink tank to the atmosphere. On the other hand, in order to take out (lead out) the ink in the hard case, as in the case where the above-described sponge or the like is held in the hard case, It is necessary to introduce air into the hard case.
That is, it is necessary to provide an opening (or a flow path) for taking in air in the hard case, and at the same time, it is necessary to prevent a problem caused by ink leakage from the opening (or the flow path). In addition, since there is air sealed in the hard case, it is necessary to prevent problems such as ink leakage due to expansion of the internal air due to environmental changes, for example, a rise in temperature or a decrease in atmospheric pressure. The present invention solves such a technical problem, and from this point of view, the present configuration example (first configuration example) will be described below.
[0027]
In FIG. 1, an end of an ink supply path (flow path) connected (inserted) to the flow path connection portion 4a of the ink tank 1 is connected to a connection flow path 8 leading to a print head. A print head (not shown) is connected to the end of the connection flow path 8, and the ink in the ink tank 1 is supplied to the print head through the ink supply path (flow path) 3 and the connection flow path 8. It is configured as follows.
Since the ink tank 1 in this configuration example does not have a negative pressure generating mechanism, it is configured to provide a negative pressure generating mechanism (including means for supporting negative pressure generation) on the recording head side, for example. This negative pressure generating mechanism can be provided at an arbitrary position between the recording head and the ink tank. The connection flow path 8 connects the recording head to the ink tank, and may have a structure in which the connection path is connected by a tube or the like, or a valve or the like may be provided therebetween. As the valve in this case, for example, a valve having a joint configuration that selectively divides the flow path using a needle and a rubber-like elastic body may be adopted.
[0028]
The ink in the ink tank 1 can be supplied to the recording head by an appropriate means. The appropriate means may be ejection of ink from the recording head, or may be ink transfer means provided by a separately provided pump or the like. Further, a plurality of second, third,... Ink chambers may exist between the recording head and the ink tank 1. The ink in the ink tank 1 is supplied to the recording head through the ink supply path 3. It is not necessary for air to be initially present in the ink tank 1. When the ink is supplied to the recording head side, the amount of ink in the ink tank 1 decreases, but since the ink tank 1 is a hard case, the internal volume of the ink tank hardly changes.
[0029]
Therefore, it is necessary to configure so that an amount of air corresponding to the supplied ink is introduced into the ink tank 1. For this purpose, an air introduction path 5 as another flow path is connected (inserted) to the bottom surface of the ink tank 1. As the ink is supplied from the ink supply path 3 which is one flow path to the recording head side, air (for example, air in a bubble state) is introduced into the ink tank 1 from the air flow path 5 which is the other flow path. Will be done. At that time, since a meniscus exists in the opening 5 b of the air introduction path 5 in the ink tank 1, a certain degree of negative pressure is generated when air is introduced into the ink tank 1. This negative pressure may be the back pressure of the recording head, but the magnitude of the negative pressure varies depending on the area of the opening 5b, and is a very easy-to-manage negative pressure. In other words, when ink is taken out of the flexible bag as described above, the negative pressure tends to be difficult to stabilize due to unstable factors such as how the bag is crushed and the rigidity. It can be easily and appropriately managed, and the influence on the ink ejection operation of the print head can be reduced.
[0030]
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view for illustrating the operation of the ink supply device 200 of FIG. That is, FIG. 2 is a schematic longitudinal section showing the state and operation when the air inside the ink tank 1 expands when there is an environmental change such as a rise in temperature or a change in atmospheric pressure in the above state. FIG. In FIG. 2, when the air in the ink tank 1 expands, the ink 2 searches for an outlet to go out of the ink tank 1, and the ink 2 passes through both the ink supply path 3 and the air introduction path 5 which are two outlet flow paths. Try to get out. However, the connection flow path 8 leading to the recording head is connected to the ink supply path 3 as described above, and a relatively long flow path is connected. In addition, an ejection port of the recording head exists at the tip, and a meniscus is formed there. As described above, the flow path resistance of the flow path toward the recording head is set to be greater than the air flow path 5 which is the other flow path. Therefore, the ink 2 in the ink tank 1 flows out from the air introduction path 5 to the open-to-atmosphere chamber 6. In this case, if there is a valve or a joint in the middle of the connection flow path 8 connected to the ink supply path 3, it may be closed to prevent the flow of ink to the ink supply path 3.
[0031]
In this manner, when the air in the ink tank 1 expands due to the environmental change, the ink in the ink tank 1 flows out to the open-to-atmosphere chamber 6. As a result, an abnormal increase in the pressure in the ink tank 1 effectively prevents problems such as leakage of the ink from the ejection port due to transmission of the high pressure to the ejection port of the recording head. it can. Further, it is possible to prevent a problem that the ink flows out to the recording head with abnormal force when the valve or the joint in the middle of the ink connection flow path is changed from the closed state to the open state.
[0032]
In general, the expansion amount of air is large when the air is expanded by decompression of the atmosphere. For example, it is said that the pressure is reduced to about 0.6 atm when the airplane rises from the state of 1 atm. The maximum amount of the ink in the ink tank 1 flowing out to the open air chamber 6 is as follows.
Inner volume of ink tank 1: V
Ink amount in ink tank 1: A
Then
(VA) /0.6=V
And A = 0.4V.
[0033]
That is, the ink in the ink tank 1 flows out at a maximum of 0.4 times the ink tank volume. Therefore, the internal volume of the open-to-atmosphere chamber 6 may be at least 0.4 times the internal volume of the ink tank 1. It is desirable to change the setting of the internal volume depending on the assumed atmospheric pressure and temperature. However, considering the miniaturization of the recording device, unnecessarily increasing the internal volume of the open-to-air chamber 6 leads to enlargement of the recording device. Is very effective for miniaturizing the recording apparatus.
[0034]
Next, the ink 2a that has flowed into the open-to-atmosphere chamber 6 returns to the inside of the ink tank 1 through the air introduction path 5 because the environment returns to the original state and the air in the ink tank 1 contracts. At this time, since the opening 5a of the air introduction passage 5 on the side of the open air chamber 6 is located at the bottom of the open air chamber 6, the ink 2a stored in the open air chamber 6 is effectively transferred into the ink tank 1. You can go back. That is, since the opening 5a of the air introduction path 5 is immersed in the ink 2a, the ink 2a is selected instead of the air 20a in the open-to-air chamber 6 with the contraction of the air in the ink tank 1. It can be effectively returned into the ink tank 1.
Further, in this configuration example, since the opening 5a of the air introduction passage 5 is located (inserted) in the counterbore portion 6a provided on the bottom surface of the atmosphere opening chamber 6, the opening 5a is connected to the atmosphere opening chamber. 6 can be reliably immersed (contacted) in the ink 2a, and the ink 2a can be reliably returned to the ink tank 1. It should be noted that the same effect can be obtained by forming the bottom surface of the open-to-atmosphere chamber 6 as a downward slope toward the opening 5a instead of the structure shown in the figure.
[0035]
In order to further ensure that the ink 2 in the ink tank 1 flows out to the open-to-air chamber 6 and returns to the inside of the ink tank 1 again, the open-to-air chamber 6 is provided with a gas-liquid separating member 9 and a cover member 10. ing. As described above, the gas-liquid separation member 9 is a member made of a material that does not allow ink to permeate but allows air to permeate. That is, the ink flows out to the open-to-air chamber 6 but does not flow out of the open-to-air chamber 6. On the other hand, the air in the atmosphere opening chamber 6 can flow out (distribute) to the outside through the gas-liquid separation member 9 and further through the atmosphere communication port 10 a formed in the cover member 10. In other words, even if ink from the ink tank 1 flows into the open-to-air chamber 6, the air 20a in the open-to-air chamber 6 passes through the gas-liquid separation member 9 and then to the open-to-air communication port (open-to-atmosphere hole) of the cover member 10. It flows out through 10a. Conversely, when the ink returns to the ink tank 1, the air flows into the open-to-air chamber 6 from the open-to-air communication port 10a through the gas-liquid separating member 9, so that the ink 2a in the open-to-air chamber 6 is smoothly (smoothly). ) It can be returned into the ink tank 1.
[0036]
Here, since the gas-liquid separation member 9 is provided on the entire left and right side surfaces of the open-to-air chamber 6 as described above, the liquid level of the ink 2a in the open-to-air chamber 6 rises as shown in FIG. However, the gas-liquid separation member 9 always comes into contact with the air 20a in the open-to-air chamber 6 unless the entire volume in the open-to-air chamber 6 becomes full of ink. That is, it is configured such that opening to the atmosphere is always guaranteed (secured) regardless of the ink level in the opening chamber 6.
Further, the gas-liquid separation member 9 is disposed at least in the vicinity of each corner of the open-to-air chamber 6, and particularly in the illustrated embodiment, is provided on the entire left and right side surfaces of the open-to-air chamber 6. When the attitude of the entire recording apparatus is changed, the air 20a in the open-to-air chamber 6 and the gas-liquid separation member 9 are in contact with each other, and the open-to-atmosphere of the open-to-air chamber 6 is always guaranteed. (Secure).
[0037]
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing a state (a) rotated by 90 degrees counterclockwise from the state shown in FIG. 1 and a state (b) rotated 270 degrees from the state shown in FIG. FIGS. 3A and 3B are schematic longitudinal sectional views illustrating an example of an undesired configuration of the ink supply device of FIG. 1; FIG. 3A illustrates a state in which the ink supply device is rotated 90 degrees counterclockwise from the state of FIG. Each state is shown.
Next, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, when the attitude of the ink jet recording apparatus provided with the ink supply apparatus changes (when there is a difference in attitude), the ink supply apparatus (FIG. ) Will be described.
FIG. 3 shows a state in which the ink jet recording apparatus is placed in a state other than the normal posture, (a) shows a state rotated 90 degrees counterclockwise from the postures of FIGS. 1 and 2, and (b) shows a state. FIG. 3 shows a state in which it is rotated 270 degrees counterclockwise from the postures of FIGS. 1 and 2. FIG. 4 shows a state (a) of rotating the ink supply device having an undesired configuration by 90 degrees counterclockwise from the posture of FIGS. 1 and 2 and a state (b) of rotating 270 degrees counterclockwise.
[0038]
In the ink supply device 200 shown in FIG. 4, one flow path connecting portion 4b provided in the ink tank 1 is provided substantially at the center of the bottom surface of the ink tank. An air introduction path (flow path) 5 is connected to the flow path connecting portion 4b provided at the substantially central position. In FIG. 4, when the air 20 in the ink tank 1 is relatively small, the opening 5 b of the air introduction path 5 on the ink tank 1 side is in a state of being immersed in the ink 2 in the ink tank 1. On the other hand, a case is considered where the air 20 in the ink tank 1 slightly expands due to a slight environmental change when no ink exists in the open-to-air chamber 6 and a small amount of ink flows into the open-to-air chamber 6. In this case, since the amount of ink flowing out is small, the liquid level of the ink 2a in the open-to-air chamber 6 does not reach the opening 5a of the air introduction path 5 on the open-to-air chamber 6 side.
[0039]
When the environment returns to the original state in this state, air flows into (is introduced into) the ink tank 1 through the opening 5 a of the air introduction path 5. At this time, the ink 2 a in the open-to-atmosphere chamber 6 stays in the open-to-atmosphere chamber 6. If an environment change occurs again and a similar situation is repeated in this state, the opening 5a in the air opening chamber 6 of the air introduction path 5 is immersed in the ink 2a, or the opening 5b in the ink tank 1 is The liquid level of the ink 2a in the open-to-air chamber 6 rises until either of the states comes into contact with the air. In either of the states, in the air introduction path 5, either air or ink flows between the ink tank 1 and the atmosphere opening chamber 6 due to environmental changes. Does not rise any further.
[0040]
In this state, ink is present in the open-to-atmosphere chamber 6. At this time, if the recording apparatus is returned to the normal posture (FIGS. 1 and 2) and a maximum pressure change occurs, since the ink already exists in the open-to-air chamber 6, the above-described open-to-air chamber is used. If the volume is set to A = 0.4 V, the ink flowing out of the ink tank 1 exceeds the volume of the open-to-air chamber 6. Then, when the ink pressure in the open-to-atmosphere chamber 6 rises and exceeds the ink pressure resistance of the gas-liquid separation member 9, the ink flows out of the gas-liquid separation member 9 to the outside, resulting in ink leakage.
[0041]
Therefore, as shown in FIGS. 3A and 3B, the flow path connecting portion 4b of the ink tank 1 is provided at a position deviated from the center of the bottom of the ink tank 1, preferably near the end of the bottom. The position of the air introduction passage 5 corresponding to the open-to-air chamber 6 is also provided at a position deviated from the center of the open-to-air chamber 6, preferably near the end of the open-to-air chamber 6, so that the ink flowing into the open-to-air chamber 6 is retained. The amount can be minimized. In FIG. 3A, since the air introduction path 5 is located at the lower end of the ink tank 1 and the open-to-atmosphere chamber 6, the opening 5a is immediately immersed in the ink flowing out of the ink tank 1. In this state, air is not drawn into the ink tank 1 when the environment returns, and thus the air in the ink tank 1 does not increase. Therefore, the amount of ink staying in the open-to-atmosphere chamber 6 can be suppressed, and the height of the liquid surface can be suppressed below the opening 5 a of the air introduction path 5.
[0042]
FIG. 3B shows a case where the camera is left in a posture rotated by 180 degrees from FIG. 3A. In this case, when the liquid level of the ink 2 in the ink tank 1 drops to the position of the opening 5 b of the air introduction path 5, the ink does not flow to the open-to-atmosphere chamber 6. After this, even if the environment returns, only the air flows between the open-air chamber 6 and the ink tank 1, and the ink does not move. That is, the amount of ink flowing into the open-to-air chamber 6 and staying in the open-to-air chamber 6 increases, and the liquid level does not rise above the opening 5b on the ink tank 1 side.
As is apparent from the above description, in the case of FIG. 4 where the air introduction path 5 exists at the center of the ink tank 1 and the center of the open air chamber 6, the ink moving between the ink tank and the open air chamber is used. The amount is the largest, and the amount of ink staying in the open-to-air chamber 6 is also large. Therefore, it is preferable that the air introduction path 5 is provided at a position deviated from the center of the ink tank 1 and the open-to-atmosphere chamber 6, preferably at an end.
[0043]
The above applies to the case where the length in the direction perpendicular to the plane of the drawing of the drawing, that is, the thickness direction of the ink tank 1, that is, the length of the short side of the substantially rectangular bottom is about 1/3 or less of the length of the long side. The deviation from the center has a sufficient effect when applied only to the deviation of the long side from the center. Of course, in this case, the same concept can be applied to the short side. Therefore, in this case as well, it is preferable that the air introduction path 5 is provided at a position deviated from the center of the short side, preferably at the end.
In this way, the ink retention in the open-to-air chamber 6 can be minimized, so that the size of the open-to-air chamber 6 can be reduced to a minimum volume, thereby reducing the size of the recording apparatus. Can be realized.
[0044]
According to the first configuration example of the ink supply device 200 used in the ink jet recording apparatus to which the present invention described above is applied, the flow path connection is made at least at two places on the bottom of the ink tank 1 that stores the ink to be supplied to the recording means. Parts 4a and 4b are provided, and the flow paths 3 and 8 connected to at least one flow path connection part 4a are connected to the recording means, and the flow path 5 connected to the other flow path connection parts 4b is exposed to the atmosphere. The flow paths 3 and 8 connected to the open-to-atmosphere chamber 6 and connected to the recording means form a flow path closed to the atmosphere between the recording means and the recording means. Since the other end opening 5a of the connected flow path 5 is located at the bottom of the open-to-air chamber and the gas-liquid separation member 9 is arranged at least near each corner of the open-to-air chamber,
Even when the ink tank 1 is used as a hard case and almost 100% of the internal volume of the ink can be used, ink leakage that may occur at that time can be effectively prevented, and the ink supply device can be used in various postures. Can also prevent ink leakage, and can further reduce the space around the ink tank.
Such a configuration is particularly effective in a small-sized ink jet recording apparatus such as a mobile printer in which various attitude differences are assumed and a more compact size is required.
[0045]
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view (a) showing a second configuration example of the ink supply device 200 used in the ink jet recording apparatus to which the present invention is applied, and a line bb of an open-to-atmosphere chamber in the second configuration example. It is the schematic plan sectional view (b) seen along.
5A and 5B, the air introduction path 5 is connected (disposed) to a position deviated from the center of the bottom surface of the ink tank 1, and the air opening chamber 6 is similarly opened in the air opening chamber 6. It is located at a position deviated from the center of the inside. However, in the present configuration example, as shown in FIG. 5B, the air introduction path 5 is branched into three flow paths in the air release chamber 6, and these flow paths are respectively connected to the air release chamber 6. Are extended to the vicinity of each corner on the bottom surface of the base, and openings 5a, 5c, 5d, and 5e are provided near each corner. These openings 5a, 5c, 5d, and 5e of the air introduction path 5 are located inside counterbores 6a, 6c, 6d, and 6e formed at corresponding positions on the bottom surface of the open-to-air chamber 6.
[0046]
The second configuration example of FIG. 5 is different from the first configuration example of FIG. 1 in the points described above, but has substantially the same configuration in other respects, and corresponding portions are denoted by the same reference numerals. A detailed description thereof will be omitted.
FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view showing a state (a) rotated 270 degrees counterclockwise from the state shown in FIG. 5 and a state (b) rotated 90 degrees from the state shown in FIG. FIGS. 6A and 6B are schematic longitudinal sectional views showing a state in which the ink supply device 200 shown in FIG. 5 rotates 45 degrees clockwise from the state shown in FIG. 5A and a state 225 degrees when rotated.
[0047]
When an attitude difference (rotational attitude) as shown in FIG. 6 occurs in the ink supply device according to the second configuration example in FIG. Can be minimized. However, in the case of this configuration example, any one of the openings (5a or 5c or 5d or 5e) of the branch portion of the branched air introduction path 5 is in contact with the air, so that it is in contact with the air. The air 20a in the open-to-air chamber 6 appears to be introduced into the ink tank 1 through the opening. However, even in that case, an interface between the ink and the air exists in the air introduction path 5, and a meniscus is formed at the interface, and therefore, the ink is immersed in the ink 2 a in the open-to-air chamber 6. The ink flows between the ink tank 1 and the open-to-air chamber 6 only through the opening (which is in contact) (the opening in the open-to-air chamber of the air introduction path), and the air 20a in the open-to-air chamber 6 is removed from the ink tank. It does not flow into 1.
[0048]
The configuration of the air introduction path 5 composed of the branch flow paths as shown in FIG. 5 exerts an excellent effect particularly when there is a diagonal posture difference as shown in FIG.
In the state shown in FIG. 7A, since the air introduction path 5 is disposed near the bottom surface of the ink tank 1 as shown in FIG. ), A relatively large amount of ink flows out of the ink tank 1 by the time the ink level in the ink tank 1 falls to the opening 5b of the air introduction path 5 on the ink tank 1 side. In other words, the liquid level of the ink 2 in the ink tank 1 does not drop to the height of the opening 5b of the air introduction path 5 unless a large amount of ink flows out of the ink tank.
In the first configuration example described with reference to FIG. 3, when the attitude difference as shown in FIG. 7A is reached, the liquid level of the ink 2 in the ink tank 1 reaches the opening 5b, or the air opening chamber 6 The ink 2 flows out of the ink tank 1 unless the liquid level of the ink 2a in the ink tank 1 reaches the opening 5a. In this case, ink will stay in most of the open-to-air chamber 6.
[0049]
Therefore, according to the configuration of FIG. 5, even in the case of the rotated attitude difference as shown in FIG. 7, the ink flowing out of the ink tank 1 only stays below the open-to-atmosphere chamber 6. In the attitude difference, when the liquid level of the ink 2a reaches the openings 5c and 5d of the air introduction path 5, the ink flows between the ink between the ink tank 1 and the atmosphere opening chamber 6 through the openings 5c and 5d. Will be. At this time, since the meniscus of the ink is formed in the openings 5a and 5e, the air does not flow into the ink tank 1 from these openings 5a and 5e. Therefore, the ink stays in the open-to-atmosphere chamber 6 to the vicinity of the height of the opening 5c.
In FIG. 7B, the ink stays in the open-to-atmosphere chamber 6 similarly to the vicinity of the height of the openings 5 a and 5 e of the air introduction path 5. As described above, even when the attitude difference of the recording apparatus is oblique, the stagnation of the ink 2a in the open-to-air chamber 6 can be minimized, so that the size of the open-to-air chamber 6 is increased more than necessary. Therefore, the size of the ink jet recording apparatus can be reduced.
[0050]
As is clear from the above description, when the ink tank 1 is formed of a hard case as in the present invention, the open-to-atmosphere chamber 6 serves as an air intake for the ink tank 1 and also serves as an ink intake port when the environment changes. When the ink overflows from the ink tank 1 due to the expansion of the air in the tank 1, it functions as a buffer for receiving the ink.
The ink tank 1 is opened to the atmosphere at the opening 5b or 5a of the air introduction path 5 and, in some cases, in the middle of the air introduction path 5, but the air introduction path 5 itself is formed by a relatively thin pipe made of stainless steel or the like. Therefore, evaporation of the ink 2 in the ink tank 1 to the atmosphere is effectively prevented by the configuration of the air introduction path 5.
[0051]
Further, the tip (opening 5a) of the air introduction passage 5 communicates with the open-to-air chamber 6, and between the inside of the open-to-air chamber 6 and the outside air, the gas-liquid separating member 9 and the thin open-to-air communication port 10a of the cover member 10 are connected. Is provided, the evaporation of the ink 2 in the ink tank 1 is more effectively prevented.
As described above, ink may stay in the open-to-atmosphere chamber 6. In this case, the amount of ink retained in the open-to-atmosphere chamber 6 is smaller than that of the ink in the ink tank 1 and is present on the open-to-atmosphere side with respect to the air introduction path 5, so that it is relatively easy to evaporate. However, even if the ink evaporates in the open-to-air chamber 6 and the ink concentration increases, the retained ink returns to the ink tank 1 again and mixes with a relatively large amount of ink. The adverse effects of evaporation are very small. In addition, since there is no air-exposed portion in the middle of the flow path from the ink tank 1 to the recording head, the air-evaporated portion has a very small effect.
[0052]
FIG. 8 is a partially broken perspective view schematically showing a third configuration example of the ink supply device 200 used in the ink jet recording apparatus to which the present invention is applied. The ink supply device 200 according to this configuration example includes a plurality of ink tanks. Generally, an ink jet recording apparatus capable of performing color recording uses ink of four colors of cyan, magenta, yellow, and black. In addition to these inks, yet another color (often a thin ink diluted with cyan and magenta) may be used to improve image quality. When a plurality of inks (and thus a plurality of ink tanks) are used as described above, recently, ink tanks configured independently for each color are often used. This is because the used amount of each color differs for each image so that the ink tank can be individually replaced each time the ink of each color runs out. By doing so, the running cost can be kept low.
[0053]
Further, although there are separate ink chambers for cyan, magenta, and yellow depending on the size (volume) of the recording apparatus, an ink tank configuration in which they are integrally formed is also used. Such a configuration is often used when the amount of ink is relatively small, and when the ink of each color is replaced separately, the replacement frequency increases and the process becomes complicated. In many cases, a configuration is adopted in which a color (color ink) other than black is stored by partitioning an integrated ink tank, and only black is stored in another independent ink tank. The reason why such a configuration is adopted is that, in text printing, black ink is generally exclusively used, so that the usage amount of black ink is much larger than the usage amounts of other types of ink.
[0054]
As described above, there are various forms (or structures) of ink tanks, but usually, a plurality of ink tanks are often mounted (used) in a line in a printing apparatus. The reason is that the form and handling method of such an ink tank are easy for the user to understand. In the embodiment of FIG. 8, an ink supply device having a configuration in which the four color ink tanks are made independent and the open air chambers 6 corresponding to the respective ink tanks 1 are provided.
[0055]
In the ink supply device 200 of FIG. 8, the open-to-air chambers 6 are integrally formed for four colors, and the gas-liquid separation members 9 are disposed on the entire side surfaces on both sides thereof. A member 10 is provided. The gas-liquid separation member 9 is fixed in the open-to-atmosphere chamber 6 by heat welding or ultrasonic welding. By providing the gas-liquid separation member 9 over the entire open-to-atmosphere chamber unit composed of a plurality of open-to-air chambers as described above, the welding and bonding steps can be simplified, and the cost can be reduced. Can be planned. Further, the cover member 10 is installed over the four open-to-atmosphere chambers 6. This is because the passage open to the atmosphere is made into one place, and the atmosphere communication passages of the respective open-to-air chambers 6 are integrated into one, so that the evaporation of the ink in each of the open-to-air chambers 6 is minimized. .
[0056]
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing the configuration and operation of an ink supply system 30 used in an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied. FIG. 10 (a) shows a case where ink is stored in a sub tank of the recording means and the sub tank is The state when a negative pressure is generated in the sub-tank by being spread by a spring is shown. (B) shows that when the ink in the sub-tank is consumed by the recording operation, the sub-tank is pressed against the spring force. (C) shows a state where ink is supplied from the ink tank to the sub-tank and the sub-tank is filled with ink.
[0057]
In the ink supply system 30 shown in FIG. 10, reference numeral 100 denotes a recording head unit (recording head) as recording means for recording on a recording material by discharging ink, and the recording head unit 100 and the ink tank 1 are connected. They are connected via a flow path 8. Reference numeral 112 denotes an ink discharge unit (print head in a narrow sense) of the printing means, and reference numeral 102 denotes a subtank for temporarily storing the supplied ink. The sub-tank 102 is configured by mounting a flexible film 115 between a frame (the frame of the recording means 100) 114 and the sub-tank frame 103. A spring 107 is mounted inside the sub-tank 102 and between the sub-tank frame 103 and the frame 114. The spring 107 urges the space (sub-tank 102) surrounded by the flexible film 115 mounted between the sub-tank frame 103 and the frame 114 in a direction to increase the volume.
[0058]
The sub-tank 102 and the recording head 112 are connected by a flow path 101. Reference numeral 108 denotes a flow path for supplying ink to the sub tank 102, and a joint 113 is provided at an end of the flow path. The joint 113 is constituted by a pair of detachable joint members, and one of the joint members is connected to the connection flow path 8 communicating with the ink tank 1. The joint 113 composed of the pair of joint members is capable of coming and going, and the connection flow path 8 and the flow path 108 are communicated in a connected state, and the connection flow path 8 and the flow path are in a disconnected state. 108 and each of these flow paths 8 and 108 is kept airtight.
[0059]
In FIG. 10, reference numeral 116 denotes a shell element formed in the frame 114, and the shell element covers the periphery of the sub tank 102. A flow path 109 extends from the shell element 116, and a joint 110 is connected to a distal end of the flow path 109. Here, the flow path 109 is located above the sub tank 102. The joint 110 is also composed of a pair of joint members. One joint member is connected to the flow path 109, and the other joint member is connected to a flow path 117 leading to a pump 111.
The joint 110 is also detachable, and in the connected state, the shell element 116 and the flow path 117 communicate with each other, and further communicate with the pump 111. On the other hand, when the joint 110 is detached, the flow path 109 and the flow path 117 are separated, the flow path 109 on the recording unit 100 side is opened to the atmosphere, and the flow path 117 on the pump 111 side is opened to the atmosphere. It is configured to keep hermetic.
[0060]
In the state of FIG. 10A, both the joint 113 and the joint 110 are separated (divided). In the state shown in FIG. 10A, ink is stored in the sub-tank 102, and the sub-tank 102 is urged in the expanding direction by the spring 107, so that a negative pressure is generated inside the sub-tank 102. ing.
The print head 112 and the sub-tank 102 communicate with each other through the flow path 101, and the negative pressure generated in the sub-tank 102 acts as a back pressure on the discharge port (or nozzle) of the print head 112. In this state, when a signal is sent from the control device (not shown) to the recording head 112 to drive the recording head 112, an image is recorded on the recording material by a predetermined recording operation.
[0061]
As the ink in the sub-tank 102 is consumed by such a recording operation, the flexible sub-tank 102 contracts against the spring force of the spring 107. FIG. 10B shows a state in which the flexible sub-tank 102 is contracted against the spring force of the spring 107. The amount of ink in the sub-tank 102 can be detected by a dot count or an ink remaining amount sensor (not shown). When the remaining amount of ink falls below a predetermined amount, ink supply from the ink tank 1 to the sub-tank 102 is started. Then, as shown in FIG. 10C, the sub tank 102 is filled with ink.
[0062]
FIG. 11 is a flowchart showing a sequence when the ink supply operation is performed in the ink supply system 30 of FIG. Next, the ink supply operation in the ink supply system of FIG. 10 will be described with reference to the flowchart of FIG. In FIG. 11, when an image is recorded in step S101, the amount of ink in the sub tank 102 decreases. The remaining ink in the sub-tank 102 is monitored by the above-described sub-tank remaining-amount detecting means. If it is detected in step S102 that the amount of ink in the sub-tank 102 has become equal to or less than a predetermined amount, the joint in step S103 is detected. 110 and 113 are connected. Next, in step S104, the stopper 105 disposed in the shell element 116 is set at a predetermined position. In this case, as the setting means, various means such as a setting means driven externally can be used, but the description of the specific structure is omitted here.
[0063]
Next, in step S105, the pump 111 is operated. The pump 111 operates in a direction to reduce the pressure inside the shell element 116. By connecting (turning on) the joint 110 inside the shell element 116, the entire flow path including the flow path 117 is sealed. When the pump 111 operates in the pressure reducing direction in such a sealed state, the pressure inside the shell element 116 is reduced, and the sub-tank 102 is urged in a direction to expand by the spring force of the spring 107 and the negative pressure atmosphere. Here, the sub-tank frame 103 attempts to move in the horizontal direction in the figure. Since the joint 113 is connected in step S103, ink flows from the ink tank 1 into the sub tank 102. As a result, the sub-tank frame 103 moves rightward in the figure, and moves until the protrusion 104 provided on the frame 103 comes into contact with the stopper 105.
[0064]
When the protrusion 104 comes into contact with the stopper 105, the sub tank 102 does not spread any more. Here, the pressure in the sub tank 102 is balanced with the head pressure in the ink tank 1. If there is no head difference, it is almost equal to the atmospheric pressure.
The operation amount of the pump 111 is set so as to be a predetermined amount when the protrusion 104 is securely contacted with the stopper 105. When it is detected in step S106 that the operation amount of the pump 111 has reached the predetermined amount, In step S107, the pump is stopped. At this time, the inside of the shell element 116 is depressurized to maintain a negative pressure state. Next, in step S108, the joints 110 and 113 are separated (divided, OFF). At this time, since the joint member of the joint 110 on the recording means 100 side is opened to the atmosphere, the inside of the shell element 116 is at atmospheric pressure. The joint 113 is also separated, and the inside of the sub tank 102 is closed at atmospheric pressure.
[0065]
Next, the stopper 105 is released in step S109. The method of releasing the stopper 105 is performed in a procedure reverse to that of the setting method, and a detailed description thereof is omitted here as in the case of the setting method. By the releasing operation of the stopper 105, the restriction of the spring 107 by the stopper 105 is released, the sub tank 102 is spread outward by the spring 107, and a negative pressure is generated in the sub tank 102. Thus, the ink supply system returns to the original state as shown in FIG. 10A, and a series of ink supply operations is completed in step S110. That is, when the ink supply operation is completed, the sub-tank 102 is filled with a predetermined amount of ink, and a negative pressure required for stable ejection of the recording head 112 is also generated in the sub-tank 102. The next recording operation can be performed in a stable state.
[0066]
In FIG. 10, the sub-tank 102 is made of a flexible film or the like. However, since the inside of the sub-tank 102 always keeps a negative pressure, a pressure difference always occurs between the sub-tank 102 and the surrounding atmosphere. As described above, in a state where a pressure difference is generated between the inside and outside (both sides) of a thin member such as a film, a phenomenon occurs in which air permeates through the film in an attempt to reduce the pressure difference. That is, air enters (enters) with time into the sub tank 102 covered with the flexible film. This phenomenon causes a problem when left unused for a long period of time, such as during storage. That is, as the amount of air entrained in the sub-tank 102 increases, not only does the amount of ink that can be stored in the sub-tank 102 decrease, but also the negative pressure in the sub-tank 102 is alleviated. turn into. When the inside of the sub-tank 102 is pressurized in this way, this positive pressure acts through the ink supply path to the recording means, and a problem such as ink leakage from the ejection port of the recording means (recording head) 112 occurs. Therefore, next, a means for preventing such ink leakage from the ejection port will be described.
[0067]
FIG. 12 is a flowchart showing a sequence when performing an air bleeding operation for removing air accumulated in the sub tank in the ink supply system 30 of FIG. That is, the phenomenon of ink leakage from the ejection port due to the pressurized state in the sub-tank 102 can be effectively prevented by periodically removing the air in the sub-tank 102. Next, a sequence of an operation (air bleeding operation) for removing the air accumulated in the sub tank 102 will be described with reference to FIG.
[0068]
In FIG. 12, when the venting of the sub-tank 102 is started, first, in step S202, the joints 110 and 113 are connected. Next, in step S203, the stopper 105 arranged in the shell element 116 is set at a predetermined position. Although a plurality of methods are conceivable for this setting means, such as using an external driving means, description thereof will be omitted in this embodiment. Next, the pump 111 is operated in step S204. At this time, the pump 111 is operated in a direction to pressurize the inside of the shell element 116. Then, as shown in FIG. 10B, the sub-tank 102 is displaced in a direction to shrink the internal spring 107 by the pressure in the shell element 116, and the volume in the sub-tank 102 decreases.
[0069]
Accordingly, the air stored in the upper part of the sub-tank 102 first moves from the joint 113 to the ink tank 1 through the connection channel 8. After the air in the sub tank 102 moves to the ink tank 1, the ink remaining in the sub tank 102 also moves to the ink tank 1 through the same flow path. By pressurizing the inside of the shell element 116 in this way, the ink in the sub tank 102 can be collected in the ink tank 1.
In the prior art, a method is employed in which air accumulated in the sub-tank 102 is sucked and removed together with the ink from the ejection openings of the recording head, but in such a method, a large amount of ink is sucked from the sub-tank 102. However, all the sucked ink is discharged as waste ink as it is, which results in wasteful ink, which is not preferable.
[0070]
On the other hand, according to the ink supply system 30 described with reference to FIGS. 10 to 12, the air and the ink in the sub tank 102 are moved to the ink tank 1 without generating the waste ink. The removal of the accumulated air can be performed effectively without accompanying. As described above, according to the ink supply system 30 of FIGS. 10 to 12, it is possible to execute a very excellent air bleeding operation.
Then, in step S205, it is confirmed that the pump 111 is operated by a predetermined amount to perform a predetermined air release. When the operation of the pump 111 reaches a predetermined amount, the pump 111 is operated in the pressure reducing direction in step S206. The reason is that after the air in the sub-tank 102 is removed from the sub-tank 102 by moving into the ink tank 1, the pump 111 is temporarily stopped in step S205, and then the operation direction of the pump 111 is changed in step S206. This is because it is preferable to supply the ink from the ink tank 1 to the sub-tank 102 by operating the shell element 116 to reduce the pressure by reversing the rotation. FIG. 10C shows a state in which ink is supplied from the ink tank 1 to the sub-tank 102 by operating the pump 111 in the reverse direction to reduce the pressure in the shell element 116, and the sub-tank 102 is filled with ink. .
[0071]
By the way, when the air in the sub tank 102 is moved to the ink tank 1, the ink moves from the ink tank 1 to the open-to-atmosphere chamber 6 via the air introduction path (flow path) 5. As described above, the open-to-atmosphere chamber 6 according to the present invention is effectively used in an ink supply system as shown in FIG. When the ink tank 1 is formed of a hard case as in the ink supply system 30 of FIGS. 10 to 12, when ink is supplied from the ink tank 1 to the recording head 112 side, air and ink are discharged from the ink tank 1. When the air flows out, it is necessary to move the air into the ink tank 1. Therefore, the air release chamber 6 as described above is indispensable for moving the air into the ink tank 1 in such a case. Configuration.
[0072]
When the ink tank in the ink supply device is a flexible bag, if the flexible bag is crushed in advance at the time of performing the air bleeding operation, it is assumed that the ink supply system 30 used in the ink supply system 30 of FIG. The open-to-atmosphere chamber 6 is not necessary. However, even when the ink tank is a flexible bag, it may be necessary to perform the air bleeding operation in a state where the ink in the ink tank is not used at all, that is, in a new state. The flexible bag needs to be crushed in advance by the amount of air and ink moving to the necessary ink tank 1. In other words, the ink cannot be put into the ink tank for the bulge.
[0073]
Further, in the air bleeding operation of the ink supply system 30 in FIGS. 10 to 12, the pressurizing operation in the shell element 116 in step S204 may be performed until the sub tank 102 is completely crushed. The reason is that it may not be possible to accurately determine how much air is mixed in the sub tank 102. Therefore, the bulge of the flexible bag in which the ink cannot be previously stored may become a non-negligible amount.
On the other hand, according to the configuration using the ink tank 1 composed of a hard case having the open-to-atmosphere chamber 6 like the ink supply system 30 used in the ink jet recording apparatus to which the present invention is applied, a flexible bag is used. In addition to the inherently higher volumetric efficiency than the ink tank, the ink tank 1 can store almost 100% of the ink even when the air bleeding method shown in FIG. An ink jet recording apparatus including an ink supply device capable of reliably supplying ink is provided.
[0074]
FIG. 13 is a schematic longitudinal sectional view showing an ink supply system 30 used in the first embodiment of the ink jet recording apparatus to which the present invention is applied. The ink supply system 30 of FIG. 13 is different from the ink supply system of FIGS. 10 to 12 in the points described below with reference to FIG. 13, but has the same configuration and operation in other respects. Detailed description is omitted. First, the configuration and operation for venting the air in the sub tank 102 in FIG. 13 will be described.
In the case where the above-described air bleeding operation is performed in the ink supply system of FIG. 10, the flow path 108, the joint 113, the connection flow path 8, the ink supply path In the case where the flow path resistance of No. 3 is relatively large, the speed at which the sub-tank 102 is crushed, that is, the speed at which the air and ink inside the sub-tank 102 are moved to the ink tank 1 tends to decrease.
[0075]
In this case, if an attempt is made to increase the speed of moving the air and ink inside the sub tank 102 to the ink tank 1, it is necessary to generate a relatively large positive pressure in the sub tank 102. At that time, the same positive pressure acts on the ejection port of the recording head 112. On the other hand, an ink meniscus is formed at the ejection port of the recording head 112, but the meniscus of the ejection port has a property that it is relatively strong against negative pressure but weak against positive pressure. The withstand pressure of the meniscus is governed by the diameter of the ejection port, the surface tension of the ink, and the like. The negative pressure has a pressure resistance (meniscus pressure resistance) of, for example, about -500 to -1000 mmAQ, while the negative pressure has a positive pressure. On the other hand, for example, there is a case where there is only a pressure resistance (meniscus pressure resistance) of about 50 to 200 mmAQ.
[0076]
Therefore, when a strong positive pressure acts on the meniscus, the meniscus is destroyed and the ink leaks from the ejection port. If the ink supply operation is performed in this state, the inside of the sub-tank 102 will be negative pressure, and different inks leaking from the discharge ports of different types will mix with each other near the discharge ports, and the colors will mix. In some cases, a phenomenon that the ink is sucked into the discharge port again in a state where the ink is discharged, that is, a phenomenon of color mixing may occur. This phenomenon of color mixing is a major cause of image quality deterioration. In order to prevent such a phenomenon of color mixing, a method of reducing the positive pressure applied to the discharge port by reducing the speed at which the shell element 116 is pressurized by the pump 111 may be considered. A long time is required. The present invention provides an ink supply system capable of executing an air bleeding operation as described below with reference to FIG. 13 as means for solving such a technical problem.
[0077]
In FIG. 13, flow paths 121 extend from each of the air communication ports 10 a of the left and right cover members 10 of the air release chamber 6 in the ink supply device, and these flow paths 121 are bundled and connected to the pump 120. In the pressurizing operation of the shell element 116 in step S204 in FIG. 12, the pump 111 in FIG. 13 is operated. In the present embodiment, the pump 111 is communicated with the atmosphere, and the pump 120 is Operate in the decompression direction. Then, the air release chamber 6 is depressurized from the cover member 10 connected to each flow path 121 through the gas-liquid separation member 9, and ink flows from the ink tank 1 into the air release chamber 6 through the air introduction path (flow path) 5. Then, air and ink from the sub tank 102 move (flow) into the ink tank 1 by an amount corresponding to the amount of ink flowing out of the ink tank 1.
[0078]
At this time, since the inside of the sub tank 102 is in a negative pressure state instead of a pressurized state, a positive pressure is not applied to the ejection port of the recording head 112. Accordingly, the air can be smoothly and effectively vented from the inside of the sub tank 102 without causing the above-described color mixing phenomenon at the discharge port. In this case, as described above, the meniscus pressure resistance of the discharge port is relatively strong against negative pressure, and therefore, according to the first embodiment of FIG. 13, the pressure reducing operation (pressure reducing force) by the pump 120 can be increased. The time required for air release can be reduced. Next, when supplying ink from the ink tank 1 to the sub tank 102, the pump 111 may be operated under reduced pressure while the pump 120 is opened to the atmosphere. Thus, according to the fifth embodiment of FIG. 13, it is possible to sufficiently increase the speed of the air bleeding operation of the sub-tank 102 while eliminating the possibility of occurrence of the above-described color mixing.
[0079]
FIG. 14 is a schematic longitudinal sectional view showing an ink supply system 30 used in a second embodiment of the ink jet recording apparatus to which the present invention is applied. The ink supply system 30 of FIG. 14 is different from the ink supply system of FIG. 10 to FIG. 12 or FIG. 13 in the points described below with reference to FIG. , And detailed description thereof will be omitted.
In the second embodiment shown in FIG. 14, as shown in FIG. 14, the pump 111 and the pump 120 in the first embodiment shown in FIG. It is configured to use. According to the second embodiment shown in FIG. 14, the number of pumps in the ink supply system 30 can be reduced, and the cost can be reduced accordingly.
In FIG. 14, when air is evacuated from the sub-tank 102, the joints 110 and 113 are connected and the pump 130 is operated to flow (move) the air in the direction of the arrow, whereby the shell element 116 is passed through the flow path 131. And at the same time, the pressure inside the sub-tank 102 can be reduced through the flow path 121, the open-to-atmosphere chamber 6, the ink tank 1, the connection flow path 8, and the flow path 108.
[0080]
In other words, according to the second embodiment of FIG. 14, when the air in the sub-tank 102 is evacuated, the inside of the shell element 116 is pressurized by the pump 130, but at the same time, the inside of the sub-tank 102 is depressurized by the pump 130. Are offset, and the air inside the sub-tank 102 is evacuated at a substantially atmospheric pressure.
Conversely, when supplying ink, the pump 130 is operated in the opposite direction (the direction opposite to the arrow) to reduce the pressure inside the shell element 116 and simultaneously pressurize the inside of the ink tank 1. Thus, ink can be supplied into the sub-tank 102 while maintaining the inside of the sub-tank 102 at a substantially atmospheric pressure.
[0081]
According to the second embodiment shown in FIG. 14, even when the ink is rapidly supplied to the sub-tank 102, the sub-tank 102 is excessively depressurized and the meniscus of the discharge port of the recording head 112 is destroyed. This can be effectively prevented, thereby eliminating the necessity of an ejection port maintenance operation (recovery operation) such as suctioning and discharging ink from the ejection port after ink supply. That is, by eliminating the pressurized state in the sub-tank 102, it is possible to realize an air bleeding operation in which the color mixture does not occur. Can be realized.
[0082]
According to the configuration (each configuration example and each embodiment) described above with reference to the drawings, an ink supply device (or ink supply system) that can use almost 100% of the internal volume of ink by using an ink tank as a hard case is provided. In the ink jet recording apparatus provided, it is possible to effectively prevent ink leakage that may have occurred at that time, and also to prevent ink leakage in various postures. Can be reduced. This not only shows a high effect in a normal ink jet recording apparatus, but also, especially, a mobile phone which is frequently used in various posture differences and is required to be more compact in size. This is an excellent effect extremely useful in a small-sized ink jet recording apparatus such as a printer.
[0083]
Furthermore, according to the embodiments shown in FIGS. 13 and 14, the sub-tank 102 is provided on the recording means (recording head) side, and the shell element 116 covering the sub-tank is pressurized and decompressed to move from the ink tank 1 to the sub-tank 102. In an ink supply system that supplies ink or collects the air stored in the sub tank 102 to the ink tank 1, the pressure in the open air chamber is reduced by a pump from the open air chamber 6 through the gas-liquid separation member 9. In addition, an ink jet recording apparatus having an ink supply system capable of rapidly executing air bleeding and ink supply without worrying about ink leakage or color mixing from a discharge port is provided.
[0084]
In each embodiment described above, embodiments of the present invention as described below are described.
Embodiment 1: In an ink jet recording apparatus having an ink tank for storing ink to be supplied to a recording unit and performing recording by discharging ink from the recording unit to a recording material, the recording unit is capable of storing ink. A sub-tank formed of a flexible member, a shell element formed to surround the sub-tank, a flow path communicating between the sub-tank and the ink tank, and a first pressure-reducible pressure inside the shell element. And a pump, and a flow path connecting part is provided at at least two places on the bottom of the ink tank, and a flow path connected to at least one flow path connecting part is provided between the recording means and the atmosphere. A closed flow path is formed, and the flow path connected to the other flow path connection part is connected such that its opening is located near the bottom of the atmosphere release chamber opened to the atmosphere, and Near the corner Gas-liquid separating member is disposed, the ink jet recording apparatus the interior of the air release chamber second pump capable reduced pressure, characterized in that it is connected to the air open side of the gas-liquid separating member.
[0085]
According to the configuration of the first embodiment, even when the ink tank is used as a hard case to make it possible to use almost 100% of the internal volume of ink, ink leakage that may occur at that time is effectively prevented. At the same time, when the shell element covering the sub-tank is pressurized and decompressed to supply ink from the ink tank to the sub-tank, and when the air accumulated in the sub-tank is recovered to the ink tank, the pressure of the air opening chamber is reduced, and the ink from the discharge port is reduced. Provided is an ink jet recording apparatus provided with an ink supply system capable of promptly executing air bleeding and ink supply without fear of leakage or color mixing.
[0086]
Embodiment 2: The recording means further includes a spring member for urging the sub-tank in a direction to increase the internal volume thereof, and a flow path for communicating the shell element with the atmosphere, and the first pump 2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink jet recording apparatus is connected to a flow path communicating the shell element and the atmosphere.
Embodiment 3: The ink jet recording apparatus according to Embodiment 1 or 2, wherein the second pump can be selectively switched between a direction in which the inside of the open-to-air chamber is depressurized and a direction in which it is pressurized.
[0087]
Embodiment 4: In an inkjet recording apparatus having an ink tank for storing ink to be supplied to a recording unit and performing recording by discharging ink from the recording unit to a recording material, the recording unit is capable of storing ink. A sub-tank formed of a flexible member, a shell element formed to surround the sub-tank, and a flow path communicating the sub-tank and the ink tank; at least two locations at the bottom of the ink tank And a flow path connected to at least one flow path connection part forms a flow path sealed with respect to the atmosphere between the recording means and the other flow path connection part. The connected flow path is connected so that its opening is located near the bottom of the open-to-air chamber that is open to the atmosphere, and a gas-liquid separation member is disposed near the corner of the open-to-air chamber. Open room and A pump capable of switching the shell element between a suction side and a discharge side is provided, and by switching the operation of the pump, the shell element is depressurized when pressurizing the open-to-air chamber, and the pressure is reduced when depressurizing the open-to-air chamber. An ink jet recording apparatus, wherein a pressure is applied to a shell element.
[0088]
According to the configuration of the fourth embodiment, even when the ink tank is used as a hard case to make it possible to use almost 100% of the internal volume of ink, ink leakage that may occur at that time is effectively prevented. In addition, when the shell element covering the sub-tank is pressurized and depressurized to supply ink from the ink tank to the sub-tank and to collect the air accumulated in the sub-tank to the ink tank, the air opening chamber is formed by a low-cost structure using only one motor. The present invention provides an ink jet recording apparatus provided with an ink supply system capable of rapidly executing air bleeding and ink supply without concern about ink leakage from an ejection port or color mixing by reducing pressure.
[0089]
Embodiment 5: The ink jet recording apparatus according to Embodiment 4, wherein the recording means has a spring member for urging the sub tank in a direction to increase the internal volume.
Embodiment 6: A first valve member which is provided in the middle of a flow path between the sub-tank and the ink tank and which can be connected and separated, and is halfway in a flow path between the shell element and the first pump. The inkjet recording apparatus according to any one of Embodiments 1 to 5, further comprising: a second valve member that can be attached to and detached from the second valve member.
[0090]
In the above embodiment, a serial type ink jet recording apparatus that performs recording while moving the recording unit 100 in the main scanning direction has been described as an example. However, the present invention covers the entire width or a part of the recording medium. The present invention can be similarly applied to a line type ink jet recording apparatus that performs recording only by sub-scanning (paper feed) using a line type ink jet head having a length that can achieve the same effect. is there.
Further, the present invention can be freely carried out regardless of the number of recording heads. In addition to an ink jet recording apparatus using one recording head, color recording using a plurality of recording heads using different color inks is also possible. The same applies to an inkjet recording apparatus for printing, or an inkjet recording apparatus for gradation recording using a plurality of recording heads using inks of the same color and different densities, and an inkjet recording apparatus combining these. The same effect can be achieved.
[0091]
Further, the present invention provides a recording head including a configuration using a replaceable head cartridge in which the recording head and the ink tank are integrated, a configuration in which the recording head and the ink tank are separated, and a space between the recording head and the ink tank is connected by an ink supply tube or the like. The present invention can be similarly applied to any arrangement of the ink tank and the ink tank, and the same effect can be obtained.
Further, the present invention provides, in addition to an ink jet recording apparatus using an ink jet recording head of a method of discharging ink using thermal energy, for example, a method of discharging ink using an electromechanical transducer such as a piezo element. The present invention can be similarly provided to an ink jet recording apparatus using another ink ejection method, such as an ink jet recording apparatus using an ink jet recording head, and can achieve the same operation and effect.
[0092]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, according to the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus which has an ink tank for storing ink to be supplied to a recording unit, and performs recording by discharging ink from the recording unit to a recording material. The recording means includes: a sub-tank formed of a flexible member capable of storing ink; a shell element formed to surround the sub-tank; a flow path communicating the sub-tank with the ink tank; A first pump capable of increasing and decreasing the pressure inside the ink tank, provided with a flow path connecting portion at at least two places on the bottom of the ink tank, and the flow path connected to at least one flow path connecting part is A flow path closed to the atmosphere is formed between the recording means and the flow path connected to the other flow path connection portion, and the opening is located near the bottom of the air release chamber open to the atmosphere. like A gas-liquid separating member is disposed near a corner of the open-to-air chamber, and a second pump capable of depressurizing the inside of the open-to-air chamber is connected to the open-to-atmosphere side of the gas-liquid separating member. Because
Even when the ink tank is used as a hard case to make it possible to use almost 100% of the internal volume of ink, it is possible to effectively prevent ink leakage that may occur at that time, and to increase or decrease the pressure of the shell element that covers the sub tank. When supplying ink from the ink tank to the sub-tank and collecting the air accumulated in the sub-tank to the ink tank, the pressure in the open-to-air chamber is reduced so that there is no risk of ink leakage or color mixing from the discharge port. There is provided an ink jet recording apparatus provided with an ink supply system capable of quickly executing air release and ink supply.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view showing a first configuration example of an ink supply device used in an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view for illustrating the operation of the ink supply device of FIG.
FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing a state (a) rotated 90 degrees counterclockwise from the state shown in FIG. 1 and a state (b) rotated 270 degrees from the state shown in FIG. 1;
4A and 4B are schematic longitudinal sectional views showing an example of an undesired configuration of the ink supply device of FIG. 1; FIG. 4A shows a state rotated by 90 degrees counterclockwise from the state of FIG. 1; Each of them is shown rotated 270 degrees.
FIG. 5A is a schematic longitudinal sectional view showing a second configuration example of an ink supply device used in the ink jet recording apparatus to which the present invention is applied, and FIG. It is the schematic plan sectional view (b) seen along.
6 is a schematic longitudinal sectional view showing a state (a) rotated by 270 degrees counterclockwise from the state shown in FIG. 5 and a state (b) rotated 90 degrees from the state shown in FIG. 5;
FIG. 7 is a schematic vertical sectional view showing a state (a) rotated 45 degrees clockwise from the state shown in FIG. 5 and a state (b) rotated 225 degrees from the state shown in FIG. 5;
FIG. 8 is a schematic perspective view showing a third configuration example of an ink supply device used in an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied;
FIG. 9 is a schematic longitudinal sectional view showing an ink supply device of a conventional inkjet recording apparatus.
FIG. 10 is a schematic vertical sectional view showing the configuration and operation of an ink supply system used in an ink jet recording apparatus to which the present invention is applied. Shows a state in which a negative pressure is generated in the sub-tank by being spread by a spring. (B) shows a state where the ink in the sub-tank is consumed by the recording operation and the sub-tank is opposed to the spring force. Indicates a state in which the ink is supplied from the ink tank to the sub tank, and the sub tank is filled with the ink.
11 is a flowchart illustrating a sequence when performing an ink supply operation in the ink supply system of FIG. 10; Next, using the flowchart of FIG.
12 is a flowchart showing a sequence when performing an air bleeding operation for removing air accumulated in a sub tank in the ink supply system of FIG.
FIG. 13 is a schematic longitudinal sectional view showing an ink supply system used in the first embodiment of the ink jet recording apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 14 is a schematic longitudinal sectional view showing an ink supply system used in a second embodiment of the ink jet recording apparatus to which the present invention is applied.
FIG. 15 is a schematic perspective view showing a schematic configuration of an embodiment of an inkjet recording apparatus suitable for applying the present invention.
16 is a schematic partial perspective view showing a configuration of an ink ejection unit of the recording unit in FIG. 15 with a part cut away.
[Explanation of symbols]
1 ink tank
2 ink
2a ink
3 Ink supply path (flow path)
4a, 4b flow path connection part
5 air introduction path (flow path)
5a, 5b, 5c, 5d, 5e Opening of air introduction passage
6 open air chamber
6a, 6c, 6d, 6e Counterbore part
8 Connection channel
9 Gas-liquid separation member
10 Cover member
10a Atmospheric communication port
20 air
20a air
30 Ink supply device (ink supply system)
31 carriage
32 Main guide rail
33 Sub guide rail
34 Carriage motor
37 Timing belt
39 Platen
45 Recovery device
46 cap
47 Transport motor
81 Discharge port surface
82 Discharge port
84 fluid path
85 Electric heat converter
100 Recording head unit (recording means)
102 sub tank
104 protrusion
105 Stopper member
107 Spring member
108 channel
109 channel
110 joint
111 pump
112 Recording Head (Recording Means)
113 Joint
114 frames
115 films
116 shell element
117 Channel
120 pump
121 channel
130 pump
131 channel
