JP2006116761A - インクジェット方式画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で顔料の沈降を抑制できるインクジェット方式画像形成装置を提供する。
【解決手段】インク循環モードでは、第１開閉弁２０８と第４開閉弁２１６を閉状態にすると共に、第２開閉弁２１０と第３開閉弁２１２を開状態にする。この状態で吸引ポンプ２０６を駆動させることにより、メインタンク２００内のインクが吸引ポンプ２０６を通して再びメインタンク２００に戻ってくる。インクは、図中の矢印で示すように、メインタンク２００、フィルタ２１４、第３開閉弁２１２、第１インク供給路３０１、吸引ポンプ２０６、分岐点３１０、第２開閉弁２１０、インク循環路４００、メインタンク２００の順に流れて循環される。
【選択図】図５

Description

本発明は、印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置に関する。

記録紙などの記録媒体に画像を形成する記録装置として、インクジェット方式画像形成装置（インクジェット記録装置）が知られている。インクジェット方式画像形成装置は、印字手段（印字ヘッド）から記録媒体にインクを吐出して記録（画像形成）を行うものであり、印字記録方式として、印字ヘッドが固定して移動しないタイプと、所定の主走査方向に走査するキャリッジに印字ヘッドが搭載されて移動するタイプの２方式が知られている。

上記したインクジェット方式画像形成装置で使用されるインクには主に染料インクと顔料インクの２種類に区別できる。染料インクを使用した場合、高画質が得られるものの、長時間の放置に起因して画質が劣化する。このため、近年では耐候性に優れた顔料インクが主流となりつつある。

しかし、顔料インクでは、インク中の顔料の比重が溶媒の比重よりも大きいので顔料凝集を生じ易い。このため、顔料インクを容器（メインタンク）内で長時間放置した場合、顔料粒子が容器内で沈降し、容器の上部と下部とで顔料インクの濃度差や粘度差を生じてしまう。顔料インクの濃度差や粘度差が変化することによって、容器内に存在する顔料インクが不均一になってしまい、濃度や粘度が均一で安定した顔料インクを供給できなくなる。濃度や粘度が不均一な顔料インクを印字ヘッドに供給した場合、インク物性の不均一などに起因して印字ヘッドから正確にインクが吐出されず、この結果、インク吐出特性のバラツキ、インク濃度のバラツキが生じて印字品質（画像品質）に悪影響を及ぼす。さらに、高粘度のインクがフィルタや印字ヘッドのノズル等に詰まったときは、インク不吐（インクが吐出されない状態）を引き起こす原因となる。

また、近年では、インクジェット方式画像形成装置に高速、高画質、多量印刷が求められており、インクの消費量が多くなっている。インクの消費量が多くなった場合、メインタンクの交換回数が多くなって手間がかかる。この手間を省かせるために、メインタンク自体を大容量化し、長時間高速印字に対応させている。メインタンクを大容量化するに伴って、顔料インクの顔料がメインタンク内で多量に沈降することとなり、インク不吐等が発生し易くなって長時間高速印字や高画質印字に対応し難くなる。

そこで、メインタンク内の顔料インクの濃度や粘度を均一にするために、メインタンク内で顔料インクを攪拌する機構（手段）が必要不可欠となる。この機構としては、インクジェット方式画像形成装置に限らず液体攪拌装置として一般に用いられる羽根車による攪拌機構が知られている。液体が貯められた容器内に羽根車を配置して、この羽根車をモータで回転させて液体を攪拌するものが代表的である。この他の機構としては、メインタンクの外部から超音波でインクを振動させて攪拌する機構、メインタンクの底部からダイヤフラム等によりインクを振動させて攪拌する機構、マグネチックスターラでインクを攪拌する機構、顔料インクを攪拌するための専用ポンプを用いる機構など、様々な攪拌機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−１８５６００号公報

しかし、上記の攪拌機構のようにモータや専用ポンプを使用する機構では、メインタンクにモータや羽根車などを取り付けたり、メインタンクの外部に専用ポンプを設置したりする。このため、インクを攪拌できるものの、モータ等のアクチュエータ付加や、これらを密閉するための封止部の付加等、様々な部品構成によって機構が複雑化し、高コスト化、メインタンクの大型化が予想される。この他、超音波振動やダイヤフラム振動も同様に構成が複雑化し、更に大容量化するメインタンクに対応して、容積が多いインクを攪拌するのに必要な振動を伝えるためには非常に大きな動力が必要となって現実的に困難ともいえる。

本発明は、上記事情に鑑み、簡易な構成で顔料の沈降を抑制できるインクジェット方式画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明のインクジェット方式画像形成装置は、インクを吐出する印字ヘッドに供給されるインクが貯められるサブタンクと、該サブタンクに供給されるインクが貯められるメインタンクとを備え、前記印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置において、
（１）前記メインタンクから前記サブタンクに供給されるインクが流れる、前記メインタンクから前記サブタンクまでをつなぐインク供給路と、
（２）該インク供給路の途中の分岐点から分岐して前記メインタンクにつながるインク循環路とを備えたことを特徴とするものである。

ここで、
（３）前記インク供給路は、インクが流入する流入口が前記メインタンクの底部に位置するものであり、
（４）前記インク循環路は、インクが排出される排出口がメインタンクの上部に位置するものであってもよい。

また、
（５）前記インク供給路のうち前記メインタンクから前記分岐点までの間の部分に取り付けられた、前記メインタンクに貯められたインクを吸引する吸引ポンプを備えてもよい。

さらに、
（６）前記インク供給路のうち前記分岐点から前記サブタンクまでの間の部分に取り付けられた、前記インク供給路を開閉する第１開閉弁と、
（７）前記インク循環路のうち前記分岐点から前記メインタンクまでの間の部分に取り付けられた、前記インク循環路を開閉する第２開閉弁とを備えてもよい。

さらにまた、
（８）前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁のいずれか一方だけが開くようにこれらを選択的に切り換える切換手段を備えてもよい。

さらにまた、
（９）前記インク供給路のうち前記メインタンクから前記吸引ポンプまでの間の部分に取り付けられた、前記インク供給路を開閉する第３開閉弁を備えてもよい。

さらにまた、
（１０）前記インク供給路のうち前記メインタンクから前記第３開閉弁までの間の部分に取り付けられた、インクから不純物を除去するフィルタを備えてもよい。

さらにまた、
（１１）前記印字ヘッドからのインク吐出状態を初期のインク吐出状態に回復させる回復手段と、
（１２）該回復手段によって回収されたインクが前記メインタンクまで流れるインク回収路とを備えてもよい。

さらにまた、
（１３）前記インク回収路は、前記インク供給路のうち前記第３開閉弁から前記吸引ポンプまでの間の接続部分に接続されたものであってもよい。

さらにまた、
（１４）前記インク回収路のうち前記回復手段から前記接続部分までの間の部分に取り付けられた、前記インク回収路を開閉する第４開閉弁を備えてもよい。

本発明によれば、インク供給路を流れるインクが分岐点からインク循環路に流入してメインタンクに戻るようにできるので、メインタンクに貯められているインクを循環できることとなる。インクとして顔料インクを使用した場合、顔料インクの顔料成分が沈降しても、上記したインクの循環によって顔料インクが攪拌されることとなるので、顔料成分の沈降を抑制できる。また、インク供給路の分岐点から分岐したインク循環路を形成してインクを循環させるので、簡易な構成で顔料成分の沈降を抑制できることとなる。

本発明は、記録紙などの記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式のプリンタに実現された。

図１を参照して、本発明のインクジェット方式画像形成装置の一例を説明する。

図１は、本発明のインクジェット方式画像形成装置の一例を模式的に示す正面図である。

画像形成装置１０は、この画像形成装置１０に画像情報を送るホストＰＣ（パソコン）１２に接続されている。画像形成装置１０には、４つ（４本）の印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙが記録媒体（ここではロ−ル紙）Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向）に並んで配置されている。４つの印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエローの各色のインクが吐出される。これら４つの印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは、所謂ラインヘッドであり、図１の紙面に直交する方向（矢印Ａ方向に直交する方向）に延びている。これら４つの印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙの長さは、画像形成装置１０で印字できる記録媒体のうち最大の幅（図１の紙面に直交する方向の長さ）よりもやや長い。また、これら４つの印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙは、画像形成中は固定されて動かない。

４つの印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙから安定してインクを吐出できるように、画像形成装置１０には、回復ユニット４０（本発明にいう回復手段の一例である）が組み込まれている。この回復ユニット４０によって、印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙからのインク吐出状態は初期のインク吐出状態に回復する。回復ユニット４０には、回復動作のときに４つの印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのインク吐出口形成面２２Ｋｓ、２２Ｃｓ、２２Ｍｓ、２２Ｙｓからインクを除去するキャッピング機構５０が備えられている。キャッピング機構５０は各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに独立して設けられており、図１の例では６色分（即ち、６つのキャッピング機構５０）が示されているが、このうち２色分は印字ヘッド追加時の予備的な機構である。キャッピング機構５０は、周知のブレード、インク除去部材、ブレード保持部材、キャップ等から構成されている。

ロ−ル紙Ｐはロール紙供給ユニット２４から供給され、画像形成装置１０に組み込まれた搬送機構２６によって矢印Ａ方向に搬送される。搬送機構２６は、ロ−ル紙Ｐを載置して搬送する搬送ベルト２６ａ、この搬送ベルト２６ａを回転させる搬送モータ２６ｂ、搬送ベルト２６ａに張力を与えるローラ２６ｃなどから構成されている。

ロ−ル紙Ｐに画像を形成する際には、搬送中のロ−ル紙Ｐの記録開始位置がブラックの印字ヘッド２２Ｋの下に到達した後に、記録データ（画像情報）に基づいて印字ヘッド２２Ｋからブラックインクを選択的に吐出する。同様に印字ヘッド２２Ｃ、印字ヘッド２２Ｍ、印字ヘッド２２Ｙの順に、各色のインクを吐出してカラー画像をロ−ル紙Ｐに形成する。画像形成装置１０には、上記の部品・部材の他、各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに供給されるインクを貯めておくメインタンク２８Ｋ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８Ｙや、印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙにインクを供給したり回復動作をしたりするためのポンプ（図３等参照）などが備えられている。

図２を参照して、画像形成装置１０の電気的な系統を説明する。

図２は、図１の画像形成装置の電気的な系統を示すブロック図である。

ホストＰＣ１２から送信された記録データやコマンドはインターフェイスコントローラ１０２を介してＣＰＵ１００に受信される。ＣＰＵ１００は、画像形成装置１０の記録データの受信、記録動作、ロ−ル紙Ｐのハンドリング等全般の制御を掌る演算処理装置である。ＣＰＵ１００では、受信したコマンドを解析した後に、記録データの各色成分のイメージデータをイメージメモリ１０６にビットマップ展開して描画する。記録前の動作処理としては、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してキャッピングモータ１２２とヘッドアップダウンモータ１１８を駆動し、各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙをキャッピング機構５０から離して記録位置（画像形成位置）に移動させる。

続いて、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してロ−ル紙Ｐを繰り出すロールモータ（図示せず）、及び低速度でロ−ル紙Ｐを搬送する搬送モータ１２０等を駆動してロ−ル紙Ｐを記録位置に搬送する。一定速度で搬送されるロ−ル紙Ｐにインクを吐出し始めるタイミング（記録タイミング）を決定するための先端検知センサ（図示せず）でロ−ル紙Ｐの先端位置を検出する。その後、ロ−ル紙Ｐの搬送に同期して、ＣＰＵ１００はイメージメモリ１０６から対応する色の記録データを順次に読み出し、この読み出したデータを各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙに印字ヘッド制御回路１１２経由して（介して）転送する。

ＣＰＵ１００の動作はプログラムＲＯＭ１０４に記憶された処理プログラムに基づいて実行される。プログラムＲＯＭ１０４には、制御フローに対応する処理プログラム及びテーブルなどが記憶されている。また、作業用のメモリとしてワークＲＡＭ１０８を使用する。各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのクリーニングや回復動作時に、ＣＰＵ１００は、出力ポート１１４、モータ駆動部１１６を介してポンプモータ１２４を駆動し、インクの加圧、吸引等の制御を行う。

図３を参照して、画像形成装置１０におけるインク流路について説明する。

図３は、インクジェット方式画像形成装置のインク流路ユニットを示す模式図である。図３では、印字ヘッド２２Ｋにインクを供給したり、この印字ヘッド２２Ｋを回復させたりするためのインク流路ユニットを示すが、他の印字ヘッド２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙについても同じ構成のインク流路ユニットが備えられている。

印字中は、ロ−ル紙Ｐの上方の所定位置に各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙが固定されており、６つのキャッピング機構５０は、インク吐出を妨げないように各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙの側方に位置している。一方、各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙの回復動作を行う際には、各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙが上方に移動し、６つのキャッピング機構５０のうち４つのキャッピング機構５０が各印字ヘッド２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙのインク吐出口形成面２２Ｋｓ、２２Ｃｓ、２２Ｍｓ、２２Ｙｓの真下に位置する。

印字ヘッド２２Ｋから吐出されるインク（印字に必要なインク）は、画像形成装置１０（図１参照）の本体に着脱自在に装着されたメインタンク（メインメインタンク）２００からサブタンク２０２に供給され、このサブタンク２０２に一旦貯蔵される。サブタンク２０２内には電極で構成されたインク液面センサ（図示せず）が設置されており、このインク液面センサは、インクＦＵＬＬ状態（満タン状態）及びインクＥＭＰＴＹ状態（空状態）でのインク液面の位置を検知することにより、サブタンク２０２に貯蔵されているインクの有無を検出する。

メインタンク２００に貯められているインクはサブタンク２０２に供給されて、このサブタンク２０２から印字ヘッド２２Ｋに供給される。サブタンク２０２や印字ヘッド２２Ｋへのインクの供給は、加圧ポンプ２０４及び吸引ポンプ２０６を適宜のタイミングで駆動することにより行われる。

インク流路ユニットには、メインタンク２００からサブタンク２０２に供給されるインクが流れるインク供給路（チューブ又は管、以下、同じ）３００が備えられている。このインク供給路３００は、メインタンク２００からサブタンク２０２までをつなぐものである。また、インク供給路３００の途中には、インクの流れを分岐させる分岐点３１０が形成されており、この分岐点３１０から分岐してメインタンク２００につながるインク循環路４００が備えられている。

インク供給路３００の一端部はメインタンク２００の底に近接しており、この一端部は、インクが流入する流入口３００ａである。すなわち、インク供給路３００の流入口３００ａはメインタンク２００の底部に位置している。また、インク循環路４００の一端部４００ａはメインタンク２００の上部に位置している。このため、インク供給路３００の流入口３００ａから流入して分岐点３１０を通ってインク循環路４００に流れたインクはメインタンク２００の液面からメインタンク２００に落下するので、メインタンク２００に貯められているインクが攪拌されることとなる。

インク供給路３００のうちメインタンク２００から分岐点３１０までの間の部分（第１インク供給路３０１）には吸引ポンプ２０６が取り付けられている。この吸引ポンプ２０６は、メインタンク２００に貯められたインクを吸引するものである。また、インク供給路３００のうち分岐点３１０からサブタンク２０２までの間の部分（第２インク供給路３０２）には、第２インク供給路３０２を開閉する第１開閉弁２０８が取り付けられている。さらに、インク循環路４００のうち分岐点３１０からメインタンク２００までの間の部分には、インク循環路４００を開閉する第２開閉弁２１０が取り付けられている。第１開閉弁２０８及び第２開閉弁２１０はＣＰＵ１００（図２参照、本発明にいう切換手段の一例である）によって、所定のタイミングでいずれか一方だけが開くように選択的に切り換えられる。なお、インク供給路３００のうちメインタンク２００から吸引ポンプ２０６までの間の部分には第３開閉弁２１２が取り付けられており、この第３開閉弁２１２は上記の部分を開閉する。また、インク供給路３００のうちメインタンク２００から第３開閉弁２１２までの間の部分には、インクから不純物を除去するフィルタ２１４が取り付けられている。

また、インク流路ユニットには、回復ユニット４０によって回収されたインクがメインタンク２００まで流れるインク回収路５００が備えられている。インク回収路５００は、インク供給路３００のうち第３開閉弁２１２から吸引ポンプ２０６までの間の接続部分３１２に接続されたものである。インク回収路５００のうち回復ユニット４０から接続部分３１２までの間の部分には、インク回収路５００を開閉する第４開閉弁２１６が取り付けられている。

サブタンク２０２から印字ヘッド２２Ｋまではインク補給路６００が接続されており、サブタンク２０２から印字ヘッド２２Ｋに供給（補給）されるインクはインク補給路６００を流れる。インク補給路６００には、上記した加圧ポンプ２０４が取り付けられている。インク補給路６００のうち加圧ポンプ２０４から印字ヘッド２２Ｋまでの間の部分には、インクから不純物を除去するフィルタ２２０が取り付けられている。

サブタンク２０２から印字ヘッド２２Ｋにインクを補給する経路としては、ヘッドインク循環路７００も備えられている。このヘッドインク循環路７００には、ヘッドインク循環路７００を開閉する第５開閉弁２１８が取り付けられている。また、ヘッドインク循環路７００のうち、第５開閉弁２１８と印字ヘッド２２Ｋとの間の部分には、インクから不純物を除去するフィルタ２２２が取り付けられている。

上述したようにサブタンク２０２や印字ヘッド２２Ｋへのインクの供給・補給は、加圧ポンプ２０４、吸引ポンプ２０６などによって行われる。上記した第１開閉弁２０８、第２開閉弁２１０、第３開閉弁２１２、第４開閉弁２１６、及び第５開閉弁２１８は一方向弁（一つの方向にのみインクを流せるように開く弁であり、ここでは電磁弁を用いた）である。第１開閉弁２０８は、分岐点３１０からサブタンク２０２に向けてのみインクを流せるように開く。第２開閉弁２１０は、分岐点３１０からメインタンク２００に向けてのみインクを流せるように開く。第３開閉弁２１２は、メインタンク２００から接続部分（点）３１２に向けてのみインクを流せるように開く。第４開閉弁２１６は、回復ユニット４０から接続部分３１２に向けてのみインクを流せるように開く。第５開閉弁２１８は、サブタンク２０２から印字ヘッド２２Ｋに向けてのみインクを流せるように開く。従って、加圧ポンプ２０４と吸引ポンプ２０６は、上記した一つの方向にのみインクを流す（送る）ように駆動する。

第１開閉弁２０８及び第２開閉弁２１０双方は、いずれか一方が開状態のときに他方が閉状態になるようにＣＰＵ１００（図２参照）によって制御されている。第１開閉弁２０８を開くと共に第２開閉弁２１０を閉じておいて吸引ポンプ２０６を駆動させたときは、メインタンク２００、インク供給路３００、第１開閉弁２０８、サブタンク２０２の順にインクが流れてサブタンク２０２にインクを供給するインク供給モードとなる。一方、第１開閉弁２０８を閉じると共に第２開閉弁２１０を開いておいて吸引ポンプ２０６を駆動させたときは、メインタンク２００、第１インク供給路３０１、分岐点３１０、第２開閉弁２１０、インク循環路４００の順にインクが流れてメインタンク２００に戻る（循環する）インク循環モードとなる。

第３開閉弁２１２及び第４開閉弁２１６双方は、いずれか一方が開状態のときに他方が閉状態になるようにＣＰＵ１００（図２参照）によって制御されている。第３開閉弁２１２を開くと共に第４開閉弁２１６を閉じておいて吸引ポンプ２０６を駆動させたときは、メインタンク２００、第１インク供給路３０１、分岐点３１０の順にインクが流れる。分岐点３１０から先は上記に従ってインクは流れる。一方、第３開閉弁２１２を閉じると共に第４開閉弁２１６を開いておいて吸引ポンプ２０６を駆動させたときは、回復ユニット４０によるインク吸引となり、インクはインク回収路５００、第４開閉弁２１６、接続部分３１２、吸引ポンプ２０６、分岐点３１０の順にインクが流れる。分岐点３１０から先は上記に従ってインクは流れる。

各種の動作モードについて説明する。

印字ヘッド２２Ｋから記録媒体にインクを吐出して画像を形成する記録モードについて説明する。

記録モードにおいては、印字ヘッド２２Ｋからインクが吐出されるので、印字ヘッド２２Ｋ内のインクは徐々に消費される。この消費されたインクを補充する際は、印字ヘッド２２Ｋのインク吐出口で発生する毛細管現象による吸引力により自動的に行われる。このインク補充の際のインク流路は２通りある。その一つは、サブタンク２０２、加圧ポンプ２０４、インク補給路６００、フィルタ２２０、印字ヘッド２２Ｋの順にインクが流れる第１インク流路である。もう一つは、サブタンク２０２、第５開閉弁２１８、ヘッドインク循環路７００、フィルタ２２２、印字ヘッド２２Ｋの順にインクが流れる第２インク流路である。

印字ヘッド２２Ｋとサブタンク２０２の位置関係は、印字ヘッド２２Ｋのノズル面においてインクをメニスカスで保てるほどの水頭差を保てる位置関係になっており、インク充填（補給）時、印字（画像形成）時などすべての状態が水頭差による負圧で成り立っている。

加圧ポンプ２０４又は吸引ポンプ２０６を作動させて印字ヘッド２２Ｋのクリーニング（回復）を行うためにインクを循環させる回復モードについて説明する。

回復モードにおける１つの動作順序として、ＣＰＵ１００（図２参照）の制御によって第１開閉弁２０８を閉状態、第２開閉弁２１０を開状態、第３開閉弁２１２を閉状態、第４開閉弁２１６を開状態にしておく。このような状態で加圧ポンプ２０４及び吸引ポンプ２０６を駆動させることにより、サブタンク２０２内のインクが加圧ポンプ２０４及びヘッドインク供給路６００を流れて印字ヘッド２２Ｋに供給される。

印字ヘッド２２Ｋに供給されたインクは、第５開閉弁２１８の開閉状態に応じて２通りの流路を流れる。第５開閉弁２１８が閉じているときは、印字ヘッド２２Ｋのインク吐出口（ノズル出口）から排出される。この逆に、第５開閉弁２１８が開いているときは、ヘッドインク循環路７００を流れて再びサブタンク２０２に戻される。また、印字ヘッド２２Ｋのインク吐出口から排出されたインクは、回復ユニット４０によって回収されて、メインタンク２００に戻る（リサイクルされる）。このインク回収についてのインク流路は、インク回収モードで説明する。

メインタンク２００からサブタンク２０２にインクを供給するインク供給モードについて、図４を参照して説明する。

図４は、インク供給モードにおけるインクの流れを示す模式図である。この図では、図３に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

サブタンク２０２内のインクの有無は、周知のインク液面センサによって検知される。サブタンク２０２が空状態（サブタンク２０２内のインクが所定量以下の状態）になった場合、ＣＰＵ１００（図２参照）の制御によって、第２開閉弁２１０と第４開閉弁２１６を閉状態にすると共に、第１開閉弁２０８と第３開閉弁２１２を開状態にする。この状態で吸引ポンプ２０６を駆動させることにより、メインタンク２００内のインクが吸引ポンプ２０６を通してサブタンク２０２に供給される。インクは、図中の矢印で示すように、メインタンク２００、フィルタ２１４、第３開閉弁２１２、第１インク供給路３０１、吸引ポンプ２０６、第２インク供給路３０２、第１開閉弁２０８、サブタンク２０２の順に流れる。メインタンク２００からサブタンク２０２に供給されるインクは、常にフィルタ２１４によって不純物が除去されるので安定したインクがサブタンク２０２に供給されることとなる。このようにしてメインタンク２００からサブタンク２０２にインクが供給されることによりサブタンク２０２が満タン状態に達し、この状態がインク液面センサ（図示せず）によって検知される。この検知信号がＣＰＵ１００（図２参照）に送られて吸引ポンプ２０６が停止してインク供給モードの動作が終了する。

メインタンク２００のインクを循環させて再びメインタンク２００に戻すインク循環モードについて、図５を参照して説明する。

図５は、インク循環モードにおけるインクの流れを示す模式図である。この図では、図３に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

インク循環モードでは、メインタンク２００に貯められているインクがサブタンク２０２に供給されずに循環するだけであり、この循環によってメインタンク２００内のインクが攪拌される。このため、メインタンク２００に顔料インクが貯められている場合、顔料の沈降が抑制される。

インク循環モードでは、ＣＰＵ１００（図２参照）の制御によって、第１開閉弁２０８と第４開閉弁２１６を閉状態にすると共に、第２開閉弁２１０と第３開閉弁２１２を開状態にする。この状態で吸引ポンプ２０６を駆動させることにより、メインタンク２００内のインクが吸引ポンプ２０６を通って再びメインタンク２００に戻ってくる。インクは、図中の矢印で示すように、メインタンク２００、フィルタ２１４、第３開閉弁２１２、第１インク供給路３０１、吸引ポンプ２０６、分岐点３１０、第２開閉弁２１０、インク循環路４００、メインタンク２００の順に流れて循環される。

上述したように、インク供給路３００の流入口３００ａはメインタンク２００の底に近接しており、また、インク循環路４００の一端部４００ａはメインタンク２００の上部に位置している。このため、インク循環モードのときに循環されるインクは、メインタンク２００の底部から吸引されて循環してメインタンク２００の液面上方からメインタンク２００内に落下することとなる。このため、メインタンク２００の底部に顔料が沈降したとしてもこの顔料がメインタンク２００内を循環する仕組みとなっている。この結果、インク循環モードでは、メインタンク２００に貯められているインクは激しく攪拌されることとなり、メインタンク２００内の顔料インクの顔料の沈降が生じ難くなって均一なインク成分の顔料インクが得られる。

なお、インク循環モードを作動させる起動時間の設定はインクの種類などに応じて異ならせる。また、画像形成装置１０の電源投入時にインク循環モードを作動させたり、画像形成装置１０を使用せずに長時間放置した後に再び使用するときにインク循環モードを作動させたり、インク供給モードを作動させるに先立ってインク循環モードを作動させたりする。

上記した回復動作では印字ヘッド２２Ｋから吐出又は排出されたインクが回復ユニット４０に回収されて一時的に貯められる。この貯められたインクは、リサイクルのためにメインタンク２００に戻される。この回収の際のモード（インク回収モード）について、図６を参照して説明する。

図６は、インク回収モードにおけるインクの流れを示す模式図である。この図では、図３に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

インク回収モードでは、回復ユニット４０に貯まっているインクがメインタンク２００に戻される。インク回収モードでは、ＣＰＵ１００（図２参照）の制御によって、第１開閉弁２０８と第３開閉弁２１２を閉状態にすると共に、第２開閉弁２１０と第４開閉弁２１６を開状態にする。この状態で吸引ポンプ２０６を駆動させることにより、回復ユニット４０に貯まっているインクがメインタンク２００に回収されてリサイクルされる。インクは、図中の矢印で示すように、インク回収路５００、第４開閉弁２１６、接続部分３１２、吸引ポンプ２０６、分岐点３１０、第２開閉弁２１０、インク循環路４００、メインタンク２００の順に流れて回収される。

回収されたインクは、リサイクルインクとしてメインタンク２００からサブタンク２０２に供給される。この供給の際、インクはフィルタ２１４を通過するのでインクから不純物が除去される。このため、リサイクルインク専用のフィルタを設ける必要がない。また、インク回収モードでは、インク供給路３００の一部やインク循環路４００を使用するので、インク供給モード、インク循環モード、及びインク回収モードの際のインク流路を兼用できることとなる。このため、４つの開閉弁（第１開閉弁２０８、第２開閉弁２１０、第３開閉弁２１２、第４開閉弁２１６）の開閉を制御して吸引ポンプ２０６を駆動させるだけで、インク供給モード、インク循環モード、及びインク回収モードのいずれかを容易に選択できる。

本発明のインクジェット方式画像形成装置の一例を模式的に示す正面図である。 図１の画像形成装置の電気的な系統を示すブロック図である。 インクジェット方式画像形成装置のインク流路ユニットを示す模式図である。 インク供給モードにおけるインクの流れを示す模式図である。 インク循環モードにおけるインクの流れを示す模式図である。 インク回収モードにおけるインクの流れを示す模式図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
２２Ｋ、２２Ｃ、２２Ｍ、２２Ｙ 印字ヘッド
１００ ＣＰＵ
２００ メインタンク
２０２ サブタンク
２０４ 加圧ポンプ
２０６ 吸引ポンプ
２０８ 第１開閉弁
２１０ 第２開閉弁
２１２ 第３開閉弁
２１４，２２０，２２２ フィルタ
２１６ 第４開閉弁
３００ インク供給路
３００ａ 流入口
３１０ 分岐点
４００ インク循環路
５００ インク回収路
６００ インク補給路

Claims (10)

1. インクを吐出する印字ヘッドに供給されるインクが貯められるサブタンクと、該サブタンクに供給されるインクが貯められるメインタンクとを備え、前記印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置において、
   前記メインタンクから前記サブタンクに供給されるインクが流れる、前記メインタンクから前記サブタンクまでをつなぐインク供給路と、
   該インク供給路の途中の分岐点から分岐して前記メインタンクにつながるインク循環路とを備えたことを特徴とするインクジェット方式画像形成装置。
2. 前記インク供給路は、インクが流入する流入口が前記メインタンクの底部に位置するものであり、
   前記インク循環路は、インクが排出される排出口がメインタンクの上部に位置するものであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット方式画像形成装置。
3. 前記インク供給路のうち前記メインタンクから前記分岐点までの間の部分に取り付けられた、前記メインタンクに貯められたインクを吸引する吸引ポンプを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット方式画像形成装置。
4. 前記インク供給路のうち前記分岐点から前記サブタンクまでの間の部分に取り付けられた、前記インク供給路を開閉する第１開閉弁と、
   前記インク循環路のうち前記分岐点から前記メインタンクまでの間の部分に取り付けられた、前記インク循環路を開閉する第２開閉弁とを備えたことを特徴とする請求項１，２，又は３に記載のインクジェット方式画像形成装置。
5. 前記第１開閉弁及び前記第２開閉弁のいずれか一方だけが開くようにこれらを選択的に切り換える切換手段を備えたことを特徴とする請求項１から４までのうちのいずれか一項に記載のインクジェット方式画像形成装置。
6. 前記インク供給路のうち前記メインタンクから前記吸引ポンプまでの間の部分に取り付けられた、前記インク供給路を開閉する第３開閉弁を備えたことを特徴とする請求項３，４，又は５に記載のインクジェット方式画像形成装置。
7. 前記インク供給路のうち前記メインタンクから前記第３開閉弁までの間の部分に取り付けられた、インクから不純物を除去するフィルタを備えたことを特徴とする請求項６に記載のインクジェット方式画像形成装置。
8. 前記印字ヘッドからのインク吐出状態を初期のインク吐出状態に回復させる回復手段と、
   該回復手段によって回収されたインクが前記メインタンクまで流れるインク回収路とを備えたことを特徴とする請求項１から７までのうちのいずれか一項に記載のインクジェット方式画像形成装置。
9. 前記インク回収路は、前記インク供給路のうち前記第３開閉弁から前記吸引ポンプまでの間の接続部分に接続されたものであることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット方式画像形成装置。
10. 前記インク回収路のうち前記回復手段から前記接続部分までの間の部分に取り付けられた、前記インク回収路を開閉する第４開閉弁を備えたことを特徴とする請求項９に記載のインクジェット方式画像形成装置。

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