JP2011037022A - インクジェット記録装置のインク循環装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インク経路上の構成部位に異常が起こっても、インクを無駄に消費せず、かつ画像記録装置内を汚すことのないインク循環装置を提供すること。
【解決手段】インクを記録媒体に吐出するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドの重力方向上方に設けられた上部タンクと、インクジェットヘッドの重力方向下方に設けられた下部タンクと、を具備し、インクジェットヘッドに対する上部タンク及び下部タンクの配置位置の高低差によってインクを循環するインクジェット記録装置のインク循環装置であって、下部タンクに隣接し、この下部タンク内のインク液面が所定の高さ以上に上昇したときのみ、この下部タンクと連通される補助タンクを有する。このような構成により、下部タンクから溢れ出したインクを廃液として無駄に消費してしまったり、装置内を汚してしまったりすることなく、補助タンクにインクを受容可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクジェット記録装置のインク循環装置に関する。

一般的に、インクジェット記録方式による画像記録装置（例えば、インクジェットプリンタ等）は、サーマルヘッド方式や電気機械変換素子（ピエゾ）方式等を用いた記録ヘッドを搭載している。この記録ヘッドは、搬送されている記録用紙等の記録媒体上にインク滴を吐出することによって、記録（印刷）を行う。

このようなインクジェットプリンタの一例として、インクを循環させながら記録を行うインク循環装置を搭載する画像記録装置が、例えば特許文献１に開示されている。

特許文献１に開示されているインク循環装置は、記録ヘッドと、記録ヘッドより上方に設けられた第１のインク室と、記録ヘッドより下方に設けられた第２のインク室と、これら各部の間をつなぐ配管と、配管に設けられた電磁弁及びポンプと、で構成されている。この装置は、第１のインク室、記録ヘッド及び第２のインク室の配置位置の高低差（重力）を利用して、第１のインク室から記録ヘッドを経て第２のインク室へインクが流れ、第２のインク室に収容されたインクをポンプにより第１のインク室へ汲み上げて戻す構成となっている。

特開２００１−２１９５８０号公報

上述の特許文献１のインク循環装置は、第１のインク室、記録ヘッド及び第２のインク室の配置位置の高低差によってインクを循環させている。このため、インク経路上で何らかの異常が起こった際、例えば電磁弁が故障した際には、第１のインク室内のインクが、第２のインク室へ流れ込むことになる。この結果、第２のインク室内のインク量が増大し、第２のインク室が許容できるインク量を超えてインクが流れ込んでしまうと、第２のインク室からインクが溢れ出し、廃液としてインクを無駄に消費してしまったり、装置内を汚してしまったりする。

そこで、本発明は、インク経路上の構成部位に異常が起こっても、インクを無駄に消費せず、かつ装置内を汚すことのないインク循環装置を提供することを目的とする。

本発明は、インクを記録媒体に吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドの重力方向上方に設けられた上部タンクと、前記インクジェットヘッドの重力方向下方に設けられた下部タンクとを具備し、前記インクジェットヘッドに対する、前記上部タンク及び前記下部タンクとの配置位置の高低差によってインクを循環するインクジェット記録装置のインク循環装置であって、前記下部タンクに隣接し、この下部タンク内のインク液面が所定の高さ以上に上昇したときのみ、この下部タンクと連通する補助タンクを有するインクジェット記録装置のインク循環装置である。

本発明によれば、下部タンクが許容できるインク量を超えてインクが流れ込んでも、無駄なインクを発生させることなく、また、装置内を汚すことのないインクジェット記録装置のインク循環装置を提供することができる。

本発明に係るインクジェット記録装置のインク循環装置の全体構造を示す概略図である。 第１の実施の形態のインクジェット記録装置のインク循環装置を示す全体図である。 本発明に係るインクジェット記録装置のインクジェットヘッドの１つの詳細図である。 第１の実施の形態のインクジェット記録装置の下部タンクにおいて、弁が閉じた状態の詳細図である。 第１の実施の形態のインクジェット記録装置の下部タンクにおいて、弁が開いた状態の詳細図である。 インクジェット記録装置における弁の拡大図である。 インクジェットヘッドのノズルの拡大図である。 第１の実施の形態のインクジェット記録装置の変形例である。 第２の実施の形態のインクジェット記録装置のインク循環装置を示す全体図である。 第３の実施の形態のインクジェット記録装置のインク循環装置を示す全体図である。 第３の実施の形態のインクジェット記録装置の第２のタンク部の詳細図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明のインクジェット記録装置におけるインク循環装置の概略図である。このインク循環装置１は、カートリッジ部３００、第１のタンク部３１０、記録部３２０、第２のタンク部３３０、メンテナンス用の加圧ポンプ３５０及びポンプ部３６０により構成されている。

カートリッジ部３００は、第１のタンク部３１０内のインクが不足した際に、適量のインクを補充する。第１のタンク部３１０は、記録部３２０より重力方向上方に設けられ、第１のタンク部３１０内のインクを自然落下により記録部３２０に供給する。記録部３２０は、記録媒体３７０にインクを吐出することで画像記録を行う。第２のタンク部３３０は、記録部３２０より重力方向下方に設けられ、記録部３２０で吐出されなかったインクを回収する。ポンプ部３６０は、第２のタンク部３３０内のインクを第１のタンク部３１０に汲み上げる。

このインクジェット記録装置は、記録媒体３７０にカラー画像を記録可能とするために、例えばシアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の色のインクを有し、色毎にインク循環装置が備えられている。なお、本実施形態では、４色のカラーインクを例とするが、これに限定されず、単色であっても、２色以上のカラーインクを用いてもよい。また、このインクジェット記録装置は、インク循環装置以外に、記録媒体３７０を収容し、１枚ずつ供給する供給部、記録媒体３７０を搬送する搬送部、記録部３２０で所望の画像が記録された記録媒体３７０を収容する収納部、記録部３２０のクリーニングを行うクリーニング部を有し、さらに、これらを制御する制御部を有する。これらは、図面には示されていない。

次に、第１の実施の形態に係るインク循環装置の各部を詳細に説明する。
図２は、このインク循環装置におけるインク経路全体を示す。ここでは、インク循環経路は、代表的に１色のインク経路について示している。

カートリッジ部３００には、異なる色のインクが収納されている着脱可能なインクタンク１−１〜１−４が設けられている。ここでは、インクタンク１−１〜１−４内には、ＣＫＭＹ色のインク２−１〜２−４が夫々収容されている。

これらインクタンク１−１〜１−４は、重力方向下方に配置された第１のタンク部３１０にインク経路管３−１〜３−４により接続されている。これらインク経路管３−１〜３−４の途中には、開放弁４−１〜４−４が夫々設けられている。

第１のタンク部３１０は、上部タンク５（５−１〜５−４）と、共通気室１０とを有する。これら上部タンク５−１〜５−４内には、インク経路管３−１〜３−４を通って供給されたインク２−１〜２−４が夫々収容されている。インク経路管３−１〜３−４の下端口は、上部タンク５−１〜５−４内のインク２−１〜２−４に夫々浸されている。

これら上部タンク５−１〜５−４には、センサ６が、夫々設けられている。これらセンサ６は、各インクタンク１−１〜１−４から供給されるインク２−１〜２−４が一定量に達したことを検知する。また、これら上部タンク５−１〜５−４は、チューブ９により夫々共通気室１０に接続されている。なお、これらチューブ９は、上部タンク５−１〜５−４内のインク２−１〜２−４に浸されていない。

共通気室１０には、大気開放弁１１が設けられている。この大気開放弁１１は、共通気室１０の内部を大気に開放することを可能とする。この大気開放弁１１には、例えば電磁弁が用いられる。大気開放弁１１を開閉させた際、各上部タンク５−１〜５−４内が同時に大気に晒された大気状態、または大気と遮断された密閉状態にすることができる。もちろん、共通気室１０を設けずに、各上部タンク５−１〜５−４に大気開放弁１１を設けてもよい。

さらに、上部タンク５−１〜５−４は、チューブ７により記録部３２０と接続されている。これらチューブ７の両端は、インク２−１〜２−４に夫々浸されている。

図２を参照して、ここまで、ＣＫＭＹ色のインク２−１〜２−４のインク経路を示してきたが、以下では、Ｃ色のインク（以下、Ｃ色インクと称する）２−１のインク循環経路のみを示す。他のＫＭＹ色のインク循環経路も、Ｃ色インクのインク循環経路と同一構成である。

記録部３２０は、分配タンク８と、ヘッドユニット１２と、集積タンク２４とを有する。分配タンク８は、上部タンク５より重力方向下方に配置されている。この分配タンク８には、上部タンク５からチューブ７を通って供給されたＣ色インク２−１が収容される。そして、分配タンク８は、インクジェット方式のヘッドユニット１２に、チューブ１３−１〜１３−３を介してＣ色インクを分配する。また、分配タンク８は、インク充填時及びインク循環時に、この分配タンク８内に含まれる気泡等を残さないようにするために、図示されるように傾斜して設置するのが好ましい。なお、上部タンク５からヘッドユニット１２までのインク経路を第１のインク経路とする。

ヘッドユニット１２は、３個のインクジェットヘッド１２−１〜１２−３を有する。図３は、インクジェットヘッド１２−１〜１２−３のうちの１つの詳細図である。インクジェットヘッド１２−１〜１２−３のインク供給口１５には、チューブ１３−１〜１３−３が差し込まれ、第１のジョイント部３０−１〜３０−３により接続されている。

インク供給口１５は、インクジェットヘッド１２−１〜１２−３内のインク室１４を経て、インク排出口１６に連通している。インク排出口１６には、チューブ１８−１〜１８−３が差し込まれて、第２のジョイント部３１−１〜３１−３により接続されている。なお、インクジェットヘッド１２−１〜１２−３は、ジョイント部を設けることにより、調整時又は故障時に取り外して交換することも可能である。さらに、非記録時には、乾燥によるインクの凝固を防止するために、インクジェットヘッド１２−１〜１２−３の本体下面１９にキャップ部材２２が装着されている。

図２に示すインクジェットヘッド１２−１〜１２−３は、搬送される用紙等の記録媒体の搬送方向と直交する方向で、記録媒体の幅長以上の範囲で画像記録できるように配列され、ラインヘッドを構成する。図３に示すように、インクジェットヘッド１２−１〜１２−３内の下面は、ノズル面と称され、複数のノズル２０がライン状に設けられたノズル列を形成している。

これらノズル２０は、記録される画像データに従って駆動されて、インク室１４に供給されたＣ色インク２−１をノズル面の下方で搬送される記録媒体３７０に吐出して画像記録を行う。なお、図２では、３個のインクジェットヘッド１２−１〜１２−３を示しているが、実際には、例えば６個のインクジェットヘッドを使用して、これらインクジェットヘッドの夫々のノズル列の端部が一部重なり合うように、千鳥状に配置することによって、ラインヘッドを構成することができる。なお、ラインヘッドを構成するためのインクジェットヘッドは、任意の個数に設定可能である。

インクジェットヘッド１２−１〜１２−３に供給されて、吐出されなかったＣ色インク２−１は、チューブ１８−１〜１８−３を介して、１つの集積タンク２４に一時的に収容される。この集積タンク２４は、インクジェットヘッド１２−１〜１２−３の位置より重力方向下方に設けられ、大気開放弁３２が設けられている。この大気開放弁３２は、例えば電磁弁が用いられ、インク充填時に使用される。

集積タンク２４に収容されたＣ色インク２−１は、チューブ３４を介して第２のタンク部３３０へと流れる。なお、ヘッドユニット１２から第２のタンク部３３０（下部タンク３３）までのインク経路を第２のインク経路とする。

また、第１の実施の形態では、ヘッドユニット１２が複数のインクジェットヘッド１２−１〜１２−３で構成されているため、分配タンク８及び集積タンク２４を設けたが、これらは必須構成ではなく、ヘッドユニット１２の構成に応じて適宜設ければよい。

第２のタンク部３３０は、下部タンク３３と、補助タンク２０１と、圧力調整部３４０と、廃液タンク３８０とを有する。下部タンク３３は、集積タンク２４より重力方向下方に設けられている。この下部タンク３３内には、チューブ３４を介して、集積タンク２４から流れ込んだＣ色インク２−１が収容される。

下部タンク３３には、チューブ３８を介して圧力調整部３４０が接続されている。この圧力調整部３４０は、以下の理由により設けられている。

インクジェットヘッド１２の温度上昇を抑えるために必要なインク流量を確保しつつ、インクジェット１２が正常な画像記録が可能となる圧力を確保することが好ましい。しかし、インクジェットヘッド１２の上下に位置する上部タンク５及び下部タンク３３のインク液面の高低差Ａ、Ｂ（図２参照）のみを利用して、このような圧力を確保しようとすると、このＡ＋Ｂの寸法が非常に大きな値となってしまい、それ故、装置サイズが大きくなってしまう。このような問題を回避するために、この実施の形態では、圧力調整部３４０によって、下部タンク３３内の圧力を大気圧よりも低い圧力に設定することにより、上記問題点を回避している。

圧力調整部３４０は、圧力調整共通気室３９と、負圧発生機構４１とを有する。圧力調整共通気室３９と下部タンク３３は、チューブ３８により接続される。下部タンク３３内のチューブ３８の端部は、Ｃ色インク２−１には浸されていない。圧力調整共通気室３９には、第１及び第２の圧力調整共通気室３９−１、３９−２が設けられている。第１の圧力調整共通気室３９−１には、大気開放弁４０が設けられており、この大気開放弁４０は、第１の圧力調整共通気室３９−１内を大気に開放することを可能にする。この大気開放弁４０には、例えば電磁弁を用いる。

２つの圧力調整共通気室３９−１、３９−２の間は、ラビリンス構造により連通されており、このラビリンス構造により、異常の際、下部タンク３３内のＣ色インク２−１が第２の圧力調整共通気室３９−２に侵入するのを防ぐことができる。

第２の圧力調整共通気室３９−２には、負圧発生機構４１が設けられている。この負圧発生機構４１は、ベローズ形状部４１−１と、錘部４１−２と、アーム４２とにより構成されている。ベローズ形状部４１−１の下方には、錘部４１−２が取着されている。また、アーム４２は、錘部４１−２の下方に設けられ、錘部４１−２を持ち上げる（上昇させる）ことができる。なお、ベローズ形状部４１−１のばね定数は、極めて小さい値を有する。ここでは、圧力調整部３４０は、ＫＭＹ色の下部タンクとも接続されている。

下部タンク３３は、上部タンク５にチューブ３５により接続されている。チューブ３５の途中には、インクポンプ３７が介在するように設けられている。下部タンク３３内のチューブ３５の一端は、Ｃ色インク２−１に浸されている。この構成により、インクポンプ３７は、チューブ３５を介して、下部タンク３３内のＣ色インク２−１を強制的に吸い上げ、上部タンク５に戻すことができる。

下部タンク３３内のチューブ３５の一端には、Ｃ色インク２−１の液面上に浮くインク供給量調節器３６が設けられている。このインク供給量調節器３６は、インクポンプ３７によって吸い上げられるＣ色インク２−１の量を、下部タンク３３内のインク液面の高さに応じて調整する。すなわち、インク供給量調節器３６は、下部タンク３３内のインクが所定量となるように調整している。

このインク供給量調節器３６は、下部タンク３３のＣ色インク２−１の液面が低下すると、インクポンプ３７への供給口を狭くしてこのポンプ３７へのインク供給量を減らすことができる。また、下部タンク３３のＣ色インク２−１の液面が上昇すると、インクポンプ３７への供給口を広くしてこのポンプ３７へのインク供給量を増やすことができる。

図４並びに図５は、第１の実施の形態の第２のタンク部３３０の詳細図である。
補助タンク２０１は、下部タンク３３より重力方向下方に配置されている。本実施の形態では、補助タンク２０１は、下部タンク３３の真下に配置されている。また、下部タンク３３と補助タンク２０１とは、インク流路用のチューブ２０２を介して連通しており、このチューブ２０２の下部タンク３３側の一端には、下部タンク３３内のＣ色インク２−１の液面が所定の高さ以上に上昇したときのみ開放される弁２０３が設けられている。

図６は、弁２０３の拡大図である。この弁２０３は、下部タンク３３内のインク液面が所定の高さ以上に上昇すると浮き上がるフロート部４０１と、このフロート部４０１と一体に構成された蓋部４０２と、このフロート部４０１をガイドするガイド部４０３と、チューブ２０２の開口端に設けられた弾性部材４０４とにより構成されている。

インクの流れ込みにより下部タンク３３内のインク液面が上昇すると、ガイド部４０３に沿ってフロート部４０１が上昇し、蓋部４０２が弾性部材４０４から離れる。これにより、インク経路が開放される。なお、チューブ２０２の下部タンク３３側の開口端は、下部タンク３３に設けられたインク供給量調節器３６のインク吸い込み口よりも上方に設定されている。

また、補助タンク２０１は、インクポンプ３７とチューブ２０４により接続されている。このチューブ２０４の補助タンク２０１内に差し込まれた先端には、下部タンク３３と同様にインク供給量調節器３６が設けられ、Ｃ色インク２−１内に浸されている。

また、補助タンク２０１は、不要なインクを収容する廃液タンク３８０に連通する経路２０５を有し、実質的に大気に開放された状態になっている。この経路２０５の補助タンク２０１内における高さ方向の位置は、少なくとも補助タンク２０１に設けられたインク供給量調節器３６のインク吸い込み口よりも上方に設定され、補助タンク２０１に流れ込むインクの量を想定することによって決められる。

下部タンク３３及び補助タンク２０１は、一体に形成してもよいし、別体に形成してもよい。ただし、補助タンク２０１の底面は、少なくともチューブ２０２の下部タンク３３側における開口端よりも下方に設定されている。

次に、上述のように構成された装置のインク経路のインクの流れを、Ｃ色インクを参照して説明する。
上部タンク５内のＣ色インク２−１は、センサ６によって液面の高さが監視される。このセンサ６が上部タンク５内のＣ色インク２−１の液面の高さを検知しなければ、開放弁４−１が開放される。これにより、インクタンク１−１内のＣ色インク２−１は、インク経路管３−１を介して上部タンク５に供給される。記録動作時において、Ｃ色インク２−１は、前記第１のインク経路及び第２のインク経路、下部タンク３３、インクポンプ３７へと流れ、再び上部タンク５に戻るというインク経路を繰り返し循環する。

一般的に、インクジェットヘッド１２−１〜１２−３の複数のノズル２０は、図７に示すように、負圧に保たれている。この負圧により、これらノズル２０には、重力方向上方に窪んだメニスカス５０１が形成され、正常な記録動作が行われる。本実施形態のインクジェット記録装置のインク循環装置は、例えばＣ色インク２−１を上述のように繰り返し循環させながら、複数のノズル２０に負圧を加えるために、以下のように構成されている。

集積タンク２４に設けられた大気開放弁３２を閉じた状態で、複数のインクジェットヘッド１２−１〜１２−３における複数のノズル２０と、これらノズル２０より重力方向上方に設けられた上部タンク５内のＣ色インク２−１の液面との間を距離Ａに設定する。このような設定で、共通気室１０に設けられた大気開放弁１１を開放することによって、上部タンク５内を大気開放にする。これにより、複数のインクジェットヘッド１２−１〜１２−３には、一定の正圧力が加えられる。

さらに、下部タンク３３内のＣ色インク２−１のインク液面と、複数のインクジェットヘッド１２−１〜１２−３の複数のノズル２０との間を距離Ｂに設定する。これと共に、第１の圧力調整共通気室３９−１に設けられた大気開放弁４０を開放し、この状態で、負圧発生機構４１のベローズ形状部４１−１及び錘部４１−２をアーム４２で所定の位置まで持ち上げる。そして、ベローズ形状部４１−１及び錘部４１−２が所定の位置まで持ち上げられた状態で、大気開放弁４０を閉じる。この後、アーム４２を下げて下部タンク３３内の圧力を一定の負圧にする。これにより、複数のインクジェットヘッド１２−１〜１２−３に下部タンク３３を介して一定の負圧がかかる。この時、補助タンク２０１及び下部タンク３３は、弁２０３によって連通されていないので、負圧発生機構４１によって気圧を調整するのは下部タンク３３内の空間だけとなる。

下部タンク３３内の負圧は、錘部４１−２の重さを変えることによって、変化させることができる。この負圧と、インクジェットヘッド１２−１〜１２−３と上部タンク５内のインク液面との距離Ａによる正圧と、のバランスを取ることとによって、インクジェットヘッド１２−１〜１２−３の複数のノズル２０に所定の負圧を発生させることが可能となる。従って、Ｃ色インク２−１は、上部タンク５から複数のインクジェットヘッド１２−１〜１２−３の内部を通過して下部タンク３３に流れることが可能になる。

上記距離Ｂは、例えばＣ色インク２−１が、上述のように、第１のインク経路、第２のインク経路、下部タンク３３、インクポンプ３７へと流れ、再び上部タンク５に循環されない場合において、すなわち、非インク循環時において、共通気室１０の大気開放弁１１を大気に対して閉じ、圧力調整共通気室３９の大気開放弁４０を大気に対して開放した状態で、インクジェットヘッド１２−１〜１２−３の複数のノズル２０に正常なメニスカス５０１が形成されることができるように設定されている。このように非インク循環時は、大気開放弁１１を閉じ、大気開放弁４０を開放し、インクジェットヘッド１２−１〜１２−３に所定の負圧を与えている。

なお、集積タンク２４に設けられた大気開放弁３２は、本実施形態のインクジェット記録装置のインク循環装置にＣ色インク２−１を充填するとき、または排出するときに開放され、これら以外は、常に閉じられている。

また、インクジェットヘッド１２−１〜１２−３の複数のノズル２０のクリーニングを行う際は、大気開放弁１１及び大気開放弁４０を閉じた状態で、加圧ポンプ３５０を駆動する。これにより、インク経路内の圧力が上がり、インクジェットヘッドのノズル２０から強制的にインクが排出され、ノズル２０周辺に付着した紙粉等の異物を流し取ることができる。この際、下部タンク３３と補助タンク２０１とは、連通されていないので、加圧ポンプ３５０によって気圧が上がるのは、下部タンク３３内及び上部タンク５内の空間だけとなる。

なお、圧力調整部３４０（負圧発生機構４１）によってインクジェットヘッド１２−１〜１２−３のクリーニングを行なってもよい。負圧発生機構４１によってクリーニングを行う際は、大気開放弁４０を開放した状態で、ベローズ形状部４１−１及び錘部４１−２をアーム４２によって所定の位置まで下げる。この状態で大気開放弁４０を閉じ、ベローズ形状部４１−１及び錘部４１−２をアーム４２で持ち上げる。これにより、インク経路内の圧力を上げることができる。この時も、下部タンク３３と補助タンク２０１とは、連通されていないので、負圧発生機構４１によって気圧が上がるのは、下部タンク３３内及び上部タンク５内の空間だけとなる。

このように、通常の画像記録動作、待機動作時において、補助タンク２０１は、インク経路とは切り離されて独立しており、何の影響を及ぼすものではない。

しかし、上記インク循環装置において、例えば長期にわたって画像記録動作が行われず、この間に共通気室１０の大気開放弁１１にわずかなリークが発生した場合、上部タンク５、第１及び第２のインク経路のインクは、全て下部タンク３３に流れ込んでしまう。この結果、下部タンク３３からインクが溢れ出し、廃液としてインクを無駄に消費してしまったり、装置内を汚してしまったりする。

このような場合、下部タンク３３が許容できるインク量を増大させるために、下部タンク３３の気室容量を大きくすることが考えられる。しかし、単純に下部タンク３３の気室容量を大きくしてしまうと、以下のような問題が生じる。

インクジェットヘッド１２−１〜１２−３の複数のノズル２０に所定の負圧を発生させ、メニスカス５０１を形成するために、下部タンク３３内の気圧は、圧力調整部３４０（負圧発生機構４１）によって調整される。下部タンク３３の気室容量が大きくなると、この負圧発生機構４１によって強制的に作り出される負圧も大きくする必要があるので、ベローズ形状部４１−１及び錘部４１−２を大きくする必要がある。この場合、装置が大きなものになってしまい、好ましくない。また、このような装置の大型化を防ぐために他の負荷発生機構を使用することも可能であるが、この場合、コストが増大してしまう可能性がある。

従って、装置を大きなものにすることなく、下部タンク３３からインクが溢れ出し、廃液としてインクを無駄に消費してしまったり、装置内を汚してしまったりするのを防ぐことが好ましい。

また、下部タンク３３自身の空間を大きくしないことは、クリーニング用の加圧ポンプ３５０によって下部タンク３３内を加圧する際にも、好ましい。

第１の実施の形態のインク循環装置では、下部タンク３３の気室容量自体を大きくするのではなく、補助タンク２０１を設けることによって、これらタンクが許容できるインク量を増大させている。

そこで、本実施の形態におけるインク循環装置の異常により上部タンク５、第１及び第２のインク経路のインクが全て下部タンク３３に流れ込んでしまった場合について説明する。

インク循環装置に異常が発生していない場合は、図４に示すように、下部タンク３３内のインク液面は、所定の位置を維持している。しかし、インク循環装置の異常により上部タンク５、第１及び第２のインク経路のインクが全て下部タンク３３に流れ込んでしまった場合、図５に示すように、下部タンク３３内のインク液面は、上昇する。

そこで、下部タンク３３のインク液面が所定の高さを超えると、図５に示すように補助タンク２０１への流路が開かれる。すなわち、通常時、弁２０３の蓋部４０２によって下部タンク３３側のチューブ２０２の開口端は塞がれているが、異常により下部タンク３３のインク液面が上昇すると、それに追従して弁２０３のフロート部４０１が上昇し、下部タンク３３側のチューブ２０２の開口端を開放する。

このように下部タンク３３に流れ込んできたインクは、一定量以上になると、補助タンク２０１内に流れ込むことになる。補助タンク２０１は、チューブ２０４を介してインクポンプ３７と接続されているため、補助タンク２０１のインクは、インクポンプ３７を稼動すると、上部タンク５に吸い上げられる。そして、補助タンク２０１内の液面が一定以上下がると、インク供給量調節器３６が動作し、補助タンク２０１から吸い上げられるインクは無くなる。

また、上記動作と同時に、下部タンク３３内のインクも、インクポンプ３７によって吸い上げられるため、下部タンク３３内のインク液面も下がる。これにより、弁２０３が再びチューブ２０２を塞ぐことになるため、補助タンク２０１との連通状態も無くなることとなり、通常の状態に復帰することが可能となる。なお、補助タンク２０１から、インク経路内に空気を混入させないために、補助タンク２０１には、予めインク供給量調節器３６のインク吸引口よりも上方になるようにインクを入れておくことが望ましい。

このように、本実施の形態では、負圧発生機構４１とは独立した補助タンク２０１にインクを収容することによって、下部タンク３３、ベローズ形状部４１−１及び錘部４１−２を大きくすることなく、即ち装置全体を大きくすることなく、下部タンク３３からインクが溢れ出し、廃液としてインクを無駄に消費してしまったり、装置内を汚してしまったりすることを防止できる。

さらに、このような漏れや汚れは、例えばサービスマンなどによってインク経路内のユニットを交換するときなどにも発生するが、上述のように、補助タンクに流れ出たインクはインク経路内に戻すことが可能である。

上述の第１の実施の形態は、Ｃ色インクに対するインク経路について説明したが、他のＫＭＹ色のインクに対するインク経路もＣ色インクのインク経路と同一構成を有するので、他のＫＭＹ色のインクのインク経路についても同様に、インク経路内のリークや、ユニットの交換時に、無駄にインクを廃液することなく、インク経路に復帰させることが可能となる。

なお、補助タンク２０１からインク経路内に空気を混入させないために、補助タンク２０１には、予めインク供給量調節器３６のインク吸引口よりも上になるようにインクを入れておくことが望ましい。

また、補助タンク２０１内のインクは、長期間に亘り使用されないと、沈殿等が生じる可能性がある。このような場合には、第１の実施の形態の変形例として、図８に示すような構成を取ることができる。図８に示すような構成を取ることによって、補助タンク２０１内に残るインクを極力少量にし、沈殿等の危険性を防ぐことも可能である。

この変形例では、インク供給量調節器３６のインク吸引口よりもインクは上方にあり、かつ補助タンク２０１内に残るインクを極力少量にすることにより、問題は解決される。あるいは、下部タンク３３内のインクを定期的に補助タンク２０１に流れ出るように制御することによって、問題は解決される。

図９に、第２の実施の形態のインク循環装置におけるインク経路を示す。ここでは、補助タンク２０１内のチューブ２０４には、インク供給量調節器３６が配置されておらず、代わって、封止弁２０６が、補助タンク２０１からインクポンプ３７へのチューブ２０４に設けられている。この封止弁２０６は、インクポンプ３７と補助タンク２０１とをつなぐインク経路を封止することができる。また、補助タンク２０１の少なくとも一部を透明することによって、この補助タンク２０１内のインク液面が目視することができる。

第１の実施の形態では、補助タンク２０１内に流れ出たインクは、インク供給量調節器３６によってインク経路に復帰させることが可能であるが、第２の実施の形態では、サービスマンが、インク液面を確認しながら封止弁２０６を操作して、補助タンク２０１内のインクを抜くように構成されている。

第１の実施の形態では、インク供給量調節器３６のインク吸引口よりも上になるように、補助タンク２０１内に予め所定の量以上のインクを入れておくことが望ましいとしたが、第２の実施の形態では、インク供給量調節器３６を有しないため、その必要がない。

図１０並びに図１１に、第３の実施の形態のインク循環装置におけるインク経路を示す。ここでは、補助タンク２０１が、下部タンク３３に隣接して、同じ高さに設けられている。即ち、補助タンク２０１は、下部タンク３３の真横に配置されている。このような構成により、補助タンク２０１内のインク液面の高さが下部タンク３３の液面と同じ高さになると、補助タンク２０１と下部タンク３３との液面が一緒に上昇する。このような構成により、若干ではあるが、流出したインクの受容できる容量を増やすことができる。

なお、本発明はライン型のインクジェット記録装置について説明してきたが、シリアル型のインクジェット記録装置に適用することもできる。

１−１〜１−４…インクタンク、２−１〜２−４…インク、３−１〜３−４…インク経路管、４−１〜４−４…開放弁、５−１〜５−４…上部タンク、６…センサ、７…チューブ、８…分配タンク、９…チューブ、１０…共通気室、１１…大気開放弁、１２…ヘッドユニット、１２−１〜１２−３…インクジェットヘッド、１３−１〜１３−３…チューブ、１４…インク室、１５…インク供給口、１６…インク排出口、１８−１〜１８−３…チューブ、１９…本体下面、２０…ノズル、２２…キャップ部材、２４…集積タンク、３０−１〜３０−３…第１のジョイント部、３１−１〜３１−３…第２のジョイント部、３２…大気開放弁、３３…下部タンク、３４、３５…チューブ、３６…インク供給量調節器、３７…インクポンプ、３８…チューブ、３９…圧力調整共通気室、４０…大気開放弁、４１…負荷発生機構、４１−１…ベローズ形状部、４１−２…錘部、４２…アーム、２０１…補助タンク、２０２…チューブ、２０３…弁、２０４…チューブ、２０５…経路、３００…カートリッジ部、３１０…第１のタンク部、３２０…記録部、３３０…第２のタンク部、３４０…圧力調整部、３５０…加圧ポンプ、３６０…ポンプ部、３７０…記録媒体、３８０…廃液タンク、４０１…フロート部、４０２…蓋部、４０３…ガイド部、４０４…弾性部材、５０１…メニスカス。

Claims (7)

1. インクを記録媒体に吐出するインクジェットヘッドと、
   前記インクジェットヘッドの重力方向上方に設けられた上部タンクと、
   前記インクジェットヘッドの重力方向下方に設けられた下部タンクと、を具備し、
   前記インクジェットヘッドに対する、前記上部タンク及び前記下部タンクの配置位置の高低差によってインクを循環するインクジェット記録装置のインク循環装置であって、
   前記下部タンクに隣接し、この下部タンク内のインク液面が所定の高さ以上に上昇したときのみ、この下部タンクと連通する補助タンクを有することを特徴とする、インクジェット記録装置のインク循環装置。
2. 前記下部タンクと前記補助タンクとは、前記下部タンク内のインク液面が所定の高さ以上に上昇したときのみ開放される弁によって、連通されることを特徴とする請求項１のインク循環装置。
3. 前記補助タンク内のインクを前記上部タンクに汲み上げるポンプと、
   前記補助タンク内のインク液面が所定の高さ以上に上昇したとき、前記ポンプによって汲み上げられるインクの量を、補助タンク内のインク液面の高さに応じて調整するインク供給量調節器を有することを特徴とする請求項２のインク循環装置。
4. 前記補助タンク内のインクを前記上部タンクに汲み上げるポンプと、
   このポンプと前記補助タンクとをつなぐインク経路を封止可能な封止弁を有することを特徴とする請求項２のインク循環装置。
5. 前記補助タンクは、前記下部タンクの真下に配置されていることを特徴とする請求項１のインク循環装置。
6. 前記補助タンクは、前記下部タンクの真横に配置されていることを特徴とする請求項１のインク循環装置。
7. さらに、不要なインクを収容する廃液タンクを具備し、
   前記補助タンクは、前記廃液タンクに連通する経路を有することを特徴とする請求項１のインク循環装置。

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