JP2008238530A - 液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】着脱可能なメインタンクと吐出ヘッドとの間に気液分離用のサブタンクを備えつつ、メインタンクとサブタンクとの接続部分に形成されたメニスカスを破壊することができる液滴吐出装置の提供。
【解決手段】液滴吐出装置は、メインタンク９が着脱されるメインタンク搭載部と、該メインタンク搭載部に隣接配置され、メインタンク９が装着された状態で、メインタンク９と連通するサブタンク２３と、サブタンク２３から供給された液体を吐出する吐出ヘッドと、メインタンク９が装着された状態で、サブタンク２３内のエアを吸引するポンプ８０とを備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、被記録体へ液体を吐出する吐出ヘッドと、メインタンクが着脱されるタンク装着部と、該タンク装着部に隣接配置されたサブタンクとを備える液滴吐出装置に関する。

従来、交換式のメインタンク（インクカートリッジともいう）から吐出ヘッドへインクを供給し、該吐出ヘッドからこのインクを吐出することにより、例えば記録用紙などの被記録体に画像を形成するインクジェット記録装置がある。このようなインクジェット記録装置では、メインタンク内のインクを使い切ってから新たなメインタンクに交換すると、吐出ヘッドまでのインク供給路にエアが混入する可能性があるため、メインタンクと吐出ヘッドとの間にサブタンクを介在させ、吐出ヘッドへのインク供給路にエアが侵入しないように構成したものが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特許文献１，２に開示された構成では、大気開放されたサブタンクにメインタンクが上方から接続されるようになっており、このサブタンクは可撓性チューブを介して吐出ヘッドに接続されている。従って、メインタンク内のインクが使い切られたとしても、サブタンク内にインクが残留しているため、吐出ヘッドへ至るチューブ内にエアが侵入するのを防止することができる。また、メインタンクの交換時にメインタンクとサブタンクとの接続部分にエアが混入する場合もあるが、このエアがサブタンク内へ移動すると、サブタンクが大気開放されているため、浮力によってインクから分離されて外部へ排出されることとなり、チューブ内への侵入を防止することができる。
特開２００２−３０７７１１号公報 特開２００５−６６９０６号公報

ところで、特許文献１，２に開示された構成の場合、特に新たなメインタンクをサブタンクに接続した際に、メインタンクとサブタンクとを連通する流路に混入したエアにより、メニスカスが形成される場合がある。このメニスカスが形成されると、前記流路を通じてメインタンクからサブタンクへインクを供給することが困難となり、メインタンク内のインクを使い切る前にサブタンク内のインクがなくなり、サブタンクから前記チューブへとエアが侵入する可能性がある。

より具体的には、吐出ヘッドには圧電素子等から成るアクチュエータが備えられ、吐出ヘッドは、このアクチュエータの駆動によってノズル孔からインクを吐出すると共に、メインタンク及びサブタンクからチューブを介してインクを吸引するようにして補充する。しかしながら、メインタンクとサブタンクとを連通する流路にメニスカスが形成されると、該メニスカスを破ってメインタンク内のインクをサブタンクへ吸引するためにはサブタンク内を負圧にする必要があるが、上述したようにサブタンクは大気開放されているため、メニスカスを破るのは困難である。一方、サブタンクが大気開放されている故に、アクチュエータの駆動によってサブタンク内のインクはチューブを介して吐出ヘッドへ供給される。その結果、メインタンク内のインクは吐出ヘッドへ供給されず、サブタンク内のインクのみが供給されることとなり、サブタンク内のインクを使い切った後にエアがチューブへ侵入する可能性がある。

また、このような事態は、記録用紙にインクを吐出して画像形成するインクジェット記録装置に限られず、着脱可能なメインタンクと液滴を吐出する吐出ヘッドとの間に気液分離用のサブタンクを備える液滴吐出装置の全般において共通するものである。

そこで本発明は、着脱可能なメインタンクと吐出ヘッドとの間に気液分離用のサブタンクを備えつつ、メインタンクとサブタンクとの接続部分に形成されたメニスカスを破壊することができる液滴吐出装置を提供することを目的とする。

本発明は上述したような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る液滴吐出装置は、液体を貯留するメインタンクが着脱されるタンク装着部と、該タンク装着部に隣接配置され、該タンク装着部に前記メインタンクが装着された状態で、該メインタンクと連通して液体が流入する液体流入口を有するサブタンクと、前記サブタンクから供給された液体を吐出する吐出ヘッドと、前記タンク装着部に前記メインタンクが装着された状態で、前記サブタンク内のエアを吸引するポンプとを備えている。

このような構成とすることにより、サブタンク内で液体中のエアを気液分離可能であると共に、メインタンクがタンク装着部に装着された状態でサブタンク内のエアを吸引することによって、メインタンクとサブタンクとの接続部分にメニスカスが形成されたとしても、このメニスカスをサブタンク内へ吸引して破壊することができる。その結果、メインタンク内の液体をサブタンク側へ供給することができる。

また、前記サブタンクは、前記ポンプに連通するエア吸引口を有し、前記サブタンクの内部空間を前記エア吸引口が含まれる空間と前記液体流入口が含まれる空間とに仕切る気体透過膜を更に備えていてもよい。このような構成とすることにより、気体透過膜を介してポンプによりサブタンク内のエアを外部へ吸い出すことができると同時に、サブタンク内の液体がポンプ側へ吸い出されるのを気体透過膜によって防止することができるため、ポンプの動作を高い精度で制御する必要がなく設計しやすいという利点がある。

また、前記タンク装着部は、前記メインタンクを複数装着可能に構成され、前記サブタンクは、前記タンク装着部に装着される複数の前記メインタンクに対応して複数設けられており、各サブタンクが有する前記エア吸引口は、１つの前記ポンプに連通していてもよい。このような構成とすることにより、１つのポンプによって複数のサブタンク内のエアを同時に吸い出すことが可能である。また、各サブタンク内には上記気体透過膜が設けられているため、各サブタンク内の液体残量が異なっていても、ポンプ吸引によって何れのサブタンク内の液体もポンプ側へ吸い出されるのを防止できる。例えば、１のサブタンク内の液体が他のサブタンク内の液体より多く残留している状態で、各サブタンク内のエアを、１のサブタンク内の残留エア容積以上に吸い出した場合であっても、１のサブタンク内の液体は気体透過膜によって阻止されてポンプ側へ吸い出されるのを防止することができる。

また、前記ポンプは、非動作時には前記サブタンクの内部空間との間でのエアの通流を遮断するよう構成されていてもよい。このような構成とすることにより、メインタンクが接続されずにサブタンクの液体流入口が開放された状態となっても、サブタンク内は液体流入口を除いて密封された状態となるため、サブタンク内の負圧により、液体流入口を通じて液体が外部へ漏れ出るのを防止することができる。また、装置本体の平坦化のため、メインタンクに対してサブタンクが側方に配置した場合には、サブタンクの側方に液体流入口が設けられて液漏れの発生が懸念されるが、上記構成は特にこのような場合に液漏れ防止として優れた作用効果を奏する。

また、前記ポンプと前記サブタンクとの間に、両者間のエアの通流を規制する切換弁を備えていてもよい。このような構成とすることによっても、上記と同様に適切にサブタンク内の液体が外部へ漏れ出るのを防止することができる。

また、前記吐出ヘッドが有するノズル孔から液体を吸引するパージ機構を更に備え、該パージ機構は、前記ポンプによって前記ノズル孔から液体を吸引するように構成されていてもよい。このような構成とすることにより、メニスカスを破壊するための専用のポンプを設けず、パージ用のポンプと兼用することができるため、コストの低減と、装置本体の小型化とを図ることができる。

本発明に係る液滴吐出装置によれば、着脱可能なメインタンクと吐出ヘッドとの間に気液分離用のサブタンクを備えつつ、メインタンクとサブタンクとの接続部分に形成されたメニスカスを破壊することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る液滴吐出装置の構成について、図面を参照しつつ具体的に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る液滴吐出装置１の外観構成を示す斜視図であり、本実施の形態では液滴吐出装置１としてプリンタ機能、スキャナ機能、コピー機能、及びファクシミリ機能等を備える所謂複合機を図示している。図１に示すように液滴吐出装置１は、インクジェット方式によって画像を記録するプリンタ部２を、略直方体形状の筐体１ａの下部に備え、且つスキャナ部３を筐体１ａの上部に備えて構成されている。

液滴吐出装置１のプリンタ部２は、筐体１ａの正面（前側）に開口４を有しており、この開口４の内側には、下側の給紙トレイ５と上側の排紙トレイ６とが２段にして設けられている。給紙トレイ５には被記録体として複数枚の記録用紙を収容でき、例えば、Ａ４サイズ以下の各種サイズの記録用紙が複数枚収容できるようになっている。

プリンタ部２の正面の右下部分には扉７が開閉自在に設けられ、該扉７の内方にはメインタンク搭載部８（図２参照）が設けられている。従って、扉７が開かれるとメインタンク搭載部８が正面側に露出し、メインタンク（インクカートリッジともいう）９（図２参照）が水平方向から着脱可能になっている。メインタンク搭載部８は、使用されるインク色に対応した収容室が備えられており、本プリンタ部２では、５色のカラーインク、即ち、染料インクであるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、フォトブラック（ＰＢｋ）と、顔料インクであるブラック（Ｂｋ）とが使用される。したがって、メインタンク搭載部８には５つの収容室が区画されており、各収容室に、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、フォトブラック（ＰＢｋ）、ブラック（Ｂｋ）の各色インクを貯留するメインタンク９が収容される。

液滴吐出装置１の上部に設けられたスキャナ部３は、所謂フラットベッドスキャナとして構成されている。即ち、図１に示されるように液滴吐出装置１の上面には、該液滴吐出装置１の天板として開閉自在に設けられた原稿カバー１０が備えられている。そして、原稿カバー１０の下側に、原稿が載置されるプラテンガラスや原稿の画像を読み取るイメージセンサなどが配設されている。

液滴吐出装置１の正面上部には、プリンタ部２やスキャナ部３を操作するための操作パネル１１が設けられている。操作パネル１１は、各種操作ボタンや液晶ディスプレイから構成されており、液滴吐出装置１は、ユーザによる操作パネル１１の操作の結果、該操作パネル１１から出力される指示に基づいて動作可能になっている。また、液滴吐出装置１が外部のコンピュータに接続されている場合には、該コンピュータからプリンタドライバ又はスキャナドライバを介して送信される指示に基づいても液滴吐出装置１は動作可能になっている。

液滴吐出装置１の正面左上部分にはスロット部１２が設けられている。スロット部１２には、記憶媒体である各種小型メモリカードが装填可能であり、操作パネル１１において所定の操作を行うことにより、スロット部１２に装填された小型メモリカードに記憶されたデータが読み出し可能となっている。読み出されたデータは、操作パネル１１の液晶ディスプレイに表示させることも可能であり、この表示に基づいて任意に選択された画像をプリンタ部２により記録用紙に記録させることができる。

図２は、プリンタ部２の構成を示す模式的断面図である。図２に示すように、液滴吐出装置１の底部近傍には給紙トレイ５が設けられており、該給紙トレイ５の上方には、左右方向に長寸を成す平坦な板状のプラテン１４が設けられている。このプラテン１４の更に上方には、ノズル孔１５ａからインクを吐出する吐出ヘッド１５等がキャリッジ１６に搭載されて成る画像記録ユニット１７が設けられている。また、給紙トレイ５の後方からは用紙搬送路１８が延設されている。この用紙搬送路１８は、給紙トレイ５の後方から上方へ向かい更に前方へ向かうように湾曲した湾曲パス１８ａと、該湾曲パス１８ａの終点から更に前方へ延びるストレートパス１８ｂとから成り、画像記録ユニット１７の配設箇所以外の部分では、所定間隔で対向する外側ガイド面と内側ガイド面とで構成されている。

給紙トレイ５の直上には、該給紙トレイ５内の記録用紙を用紙搬送路１８へ供給する給紙ローラ１９が設けられている。また、用紙搬送路１８における湾曲パス１８ａの下流部分近傍には、搬送ローラ２０ａ及びピンチローラ２０ｂから成る一対の搬送ローラ対２０が、両ローラ２０ａ，２０ｂによって用紙搬送路１８を上下から挟むようにして設けられている。更に、用紙搬送路１８におけるストレートパス１８ｂの下流部分近傍には、排紙ローラ２１ａ及びピンチローラ２１ｂから成る一対の排紙ローラ対２１が、両ローラ２１ａ，２１ｂによって用紙搬送路１８を上下から挟むようにして設けられている。上述した吐出ヘッド１５とプラテン１４とは、搬送ローラ対２０と排紙ローラ対２１との間にて、ストレートパス１８ｂを上下から挟むようにして設けられている。

また、吐出ヘッド１５は、左右方向（プラテン１８の長手方向）へ延びる図示しないガイドロッドにより、左右方向へのスライド移動可能なように支持されており、更に吐出ヘッド１５は、プーリ及びベルト等から成る図示しないヘッド駆動機構に連結されている。従って、該ヘッド駆動機構が駆動することにより、前記ガイドロッドに沿って左右方向へ所定範囲内で走査可能になっている。

このようなプリンタ部２によれば、給紙トレイ５内の記録用紙が、給紙ローラ１９によって用紙搬送路１８へ供給され、続いて搬送ローラ対２０によって用紙搬送路１８上を湾曲パス１８ａからストレートパス１８ｂへと搬送される。ストレートパス１８ｂに到達した記録用紙は、ここで対向配置された吐出ヘッド１５から吐出されるインクにより画像が記録され、記録が完了すると排紙ローラ対２１によってストレートパス１８ｂから排出されて排紙トレイ６（図１参照）へ収容されるようになっている。

また、プリンタ部２が備える吐出ヘッド１５へは、液滴吐出装置１の本体に着脱可能に装着されたメインタンク９からインクが供給されるようになっている。より具体的には、図２に示すように、液滴吐出装置１は気液分離用のサブタンク２３を備え、メインタンク９がタンク搭載部８に装着されると、メインタンク９と連通して該メインタンク９からインクが供給されるようになっている。また、サブタンク２３は、可撓性のインク供給チューブ２４を介して、吐出ヘッド１５の上部に接続されたバッファタンク２５に接続されている。従って、吐出ヘッド１５が有する圧電素子等から成るアクチュエータ（図示せず）の駆動によって、吐出ヘッド１５内のインクがノズル孔１５ａから吐出されると共に、サブタンク２３内のインクがインク供給チューブ２４及びバッファタンク２５を通じて吐出ヘッド１５へ供給されるようになっている。

なお、上述したように本実施の形態に係る液滴吐出装置１は、メインタンク９とサブタンク２３が直接接続し、吐出ヘッド１５とサブタンク２３とが、可撓性のインク供給チューブ２４によって互いに接続された構成であって、メインタンク９から吐出ヘッド１５に至るインク供給流路が常に確立された所謂チューブ供給方式となっている。但し、本発明に係る液滴吐出装置及びサブタンクは、このようなチューブ方式の構成に適用が限定されるものではなく、他の構成、例えば、インク補給時に限ってメインタンク９から吐出ヘッド１５に至るインク供給流路を接続するステーション方式（オンデマンド方式ともいう）の構成にも適用可能であることは言うまでもない。

次に、メインタンク９及びサブタンク２３の構成について順に説明する。

［メインタンクの構成］
図３は、メインタンク９及びサブタンク２３の構成を示す垂直断面図である。図３に示すように、タンク搭載部８に装着された状態のメインタンク９はサブタンク２３の側方に配置され、このメインタンク９はインク１００を貯留するインク貯留室４３を有している。メインタンク９においてサブタンク２３と対向する壁面（図３右側）の下部には、開口部４４と、その開口部４４に連続する筒状のバルブ収容室４５とが設けられている。バルブ収容室４５は、開口部４４からメインタンク９の内部に向かって延設されており、そこのバルブ収容室４５にはインク供給バルブ４６が収容されている。バルブ収容室４５の奥壁面にはバルブ孔４７が形成されており、このバルブ孔４７の周囲からメインタンク９の内部に向かって中空円錐状のカバー部４８が突設されている。

カバー部４８の下部には流入孔４８ａが形成されており、バルブ収容室４５はバルブ孔４７及び流入孔４８ａを介してインク貯留室４３に連通している。バルブ孔４７には逆止弁４９が設けられており、この逆止弁４９はバルブ収容室４５に対してインク貯留室４３が正圧となったときにバルブ孔４７を開放し、バルブ収容室４５に対してインク貯留室４３が負圧となったときにバルブ孔４７を閉鎖する。また、開口部４４には環状のシール部材５０が設けられており、シール部材５０の中心には無負荷時に弾性により縮径するインク流出孔５０ａが形成されている。

メインタンク９においてサブタンク２３と対向する壁面（図３右側）の上部には、開口部６０と、その開口部６０に連続する筒状のバルブ収容室６１とが設けられている。開口部６０には環状のシール部材６２が設けられており、シール部材６２の中心には大気開放孔６２ａが形成されている。バルブ収容室６１は開口部６０からメインタンク９の内部に向かって延設されており、そのバルブ収容室６１には大気開放バルブ６３が収容されている。大気開放バルブ６３は、大気開放孔６２ａを貫通してサブタンク２３側に向けて外部へ突出するロッド部６３ａと、ロッド部６３ａの奥端部から径方向外側に突出するフランジ部６３ｂとを有している。大気開放バルブ６３は、フランジ部６３ｂが大気開放孔６２ａを封止すべくシール部材６２に接触するように付勢されている。ロッド部６３ａには、その延在方向に沿って溝部６３ｃが設けられており、フランジ部６３ｂがシール部材６２から離反した状態では溝部６３ｃを介してバルブ収容室６１が大気開放される。バルブ収容室６１の奥壁面には連通孔６４が形成されており、バルブ収容室６１は連通孔６４を介してインク貯留室４３の上層に形成される空気層に連通している。

メインタンク９においてサブタンク２３側の内壁面には凹部４２が形成され、該凹部４２に囲まれた空間はインク貯留室４３に連続している。この凹部４２の両側壁（図３の紙面奥側と手前側）には、インク貯留室４３に貯留されているインクの残量を検出するための半透明材からなる光透過部５１が設けられている。また、メインタンク９は、センサーアーム５３を揺動可能に支持するための支持部５２を有している。センサーアーム５３は、支持部５２に軸支される連結軸５４ａを有する連結部５４と、連結部５４の一方側（図３左側）に延在するフロート部５５と、連結部５４の他方側（図３右側）に延在するアーム部５６とを備えている。

フロート部５５は、その平均比重がインクの比重よりも軽くなるように中空状に成形されている。アーム部５６は、第１アーム５６ａと、第２アーム５６ｂと、遮蔽部５６ｃとを有している。第１アーム５６ａは、連結部５４からフロート部５５に対して略垂直をなす上方に向けて延びており、その先端からはフロート部５５から遠ざかる方向へ第２アーム部５６ｂが延びている。第２アーム部５６ｂの先端には、凹部４２内に位置するようにして遮蔽部５６ｃが設けられている。

アーム部５６は、フロート部５５よりも重量が小さく、且つインクに浸漬されたときにはフロート部５５より作用する浮力が小さくなるように設定されている。従って、インク貯留室４３にインクが入っていない状態では、センサーアーム５３は連結軸５４ａを中心にフロート部５５が降下する方向に回動し、その際、センサーアーム５３の遮蔽部５６ｃは、凹部４２内から斜め上方に退くように移動する。一方、インク貯留室４３にインクが十分充填された状態では、フロート部５５がインクに浸漬され、浮力によってフロート部５５とアーム部５６との重量の均衡が逆転し、センサーアーム５３は連結軸５４ａを中心にフロート部５５が上昇する方向に回動する。その際、センサーアーム５３の遮蔽部５６ｃは、凹部４２に進入するように斜め下方に移動する。

また、メインタンク搭載部８（図２参照）には残量検出センサ３０が設けられている。図３に示すように、この残量検出センサ３０は、各メインタンク９がメインタンク搭載部８に装着されると、メインタンク９の凹部４２がこれに対応する位置にくるよう配設されている。残量検出センサ３０は、メインタンク９を挟んで対向配置された図示しない発光部及び受光部を備え、発光部から射出された光はメインタンク９の光透過部５１を透過して受光部にて受光される。従って、センサーアーム５３の遮蔽部５６が両側方の光透過部５１の間に位置するときには受光部は受光できず、遮蔽部５６が回動して光透過部５１間から退くと受光可能になり、このような受光の有無によって遮蔽部５６の位置、即ち、インク貯留室４３内のインク残量が所定量（エンプティに近い少量）以上か否かを各メインタンク９毎に検出するようになっている。

［サブタンクの構成］
次にサブタンク２３について説明すると、図３に示すようにサブタンク２３は、直方体形状を成す下側容器２３ａと、該下側容器の上部後側から上方へ延びる上側容器２３ｂとから構成されて全体的にはメインタンク９と略同じ高さ寸法となっており、両容器２３ａ，２３ｂ内は互いに連通して内部空間７０を形成している。

また、上側容器２３ｂの上部側壁には、側方へ突出するチューブ取付部７１が設けられており、該チューブ取付部７１はサブタンク２３の内部空間７０へ向かって開口するエア吸引口７１ａを有している。このチューブ取付部７１には、エア吸引チューブ７２の一端が接続され、該エア吸引チューブ７２の他端にはチューブポンプ８０（図４参照）が接続されている。更に、上側容器２３ｂ内の上部には気体透過膜７３が配設されている。この気体透過膜７３は、気体を通過させる一方でインク等の液体の透過を阻止するものであり、サブタンク２３の内部空間７０を、後述する液体流入口７５ａを含むインク室７０ａと、エア吸引口７１ａを含むエア室７０ｂとに仕切っている。

下側容器２３ａ内においてメインタンク９側には、下側容器２３ａの上壁から底壁近傍まで流路壁７４が垂設されており、該流路壁７４と下側容器２３ａの外壁とによってインク流入路７４ａが形成されている。このインク流入路７４ａは、その下端部にて下側容器２３ａ内における残りの空間と連通しており、内部空間７０のインク室７０ａの一部を構成している。また、サブタンク２３においてメインタンク９側の外壁部には、メインタンク９側に向かって筒状のニードル部（接続部）７５が突設されており、該ニードル部７５は、サブタンク２３のインク流入路７４ａの途中部分に向かって開口する液体流入口７５ａを有している。そして、ニードル部７５がメインタンク９のシール部材５０のインク流出孔５０ａに挿入されることで、サブタンク２３のインク室７０ａとメインタンク９のインク貯留室４３とが、インク室７０ａのインク流入路７４ａを介して連通される構成となっている。

更に、サブタンク２３の外壁部には、メインタンク９と離反する方向に向かって中空の突出部７６が突設されている。この突出部７６の内部空間はサブタンク２３のインク室７０ａの一部を構成するようになっており、この空間に連通する筒状のチューブ取付部７７が突出部７６の上壁部から上方に向けて突設されている。チューブ取付部７７は、サブタンク２３の内部空間７０に向かって開口する液体流出口７７ａを有しており、液体流出口７７ａは液体流入口７５ａよりも低い位置に設けられている。そして、インク供給チューブ２４（図２も参照）の一端がチューブ取付部７７に接続されることで、サブタンク２３の内部空間７０が、インク供給チューブ２４を介して画像記録ユニット１７のバッファタンク２５（図２参照）に連通される構成となっている。

［エア吸引のための構成］
このようなサブタンク２３は、上述したようにエア吸引チューブ７２を介してポンプ８０に接続されており、内部空間７０のエアをこのポンプ８０によってサブタンク２３外へ吸い出すことができるようになっている。以下、図４の模式図を用いて、サブタンク２３からエアを吸引するための構成について説明する。

図４に示すように、上で説明したサブタンク２３は各色のメインタンク９に対応して５つ設けられており、本実施の形態では、各サブタンク２３は一列に配設されて隣接するもの同士接続された１つのサブタンクユニット７３と成っている。但し、各サブタンク２３を接続してユニット化せず、各色毎に独立して設けてもよい。

各サブタンク２３の上部から延びるエア吸引チューブ７２の先端は集合管７２ａに夫々接続され、これにより、各エア吸引チューブ７２内のエア流路が１つに集合される。集合管７２ａには１本のチューブ７２ｂの一端が接続され、その他端には切換バルブ８１が接続されている。また、切換バルブ８１には、上記チューブ７２ｂの他に２本のチューブ７２ｃ，７２ｄの一端が接続されており、一方のチューブ７２ｃの他端は、吐出ヘッド１５をパージする際にそのノズル面を覆うキャップ８２に接続され、該キャップ８２の内部空間と連通している。また、他方のチューブ７２ｄは可撓性で弾力性のある素材から成り、チューブポンプ８０の一部を構成している。

このチューブポンプ８０は、上記チューブ７２ｄと、これが巻回されるロータ８３と、該ロータ８３を回転駆動させるモータ（図示せず）とから構成されている。ロータ８３の周部には複数（図４では２つ）の圧子８３ａが設けられており、ロータ８３に巻回されたチューブ７２ｄはこの圧子８３ａによって局所的に押しつぶされ、内部のエア流路が遮断される。このようなチューブポンプ８０は、モータの駆動によってロータ８３が回転すると、チューブ７２ｄの長手方向において圧子８３ａにより押しつぶされる箇所が移動し、その結果、チューブ７２ｄ内のエアが切換バルブ８１側からチューブポンプ８０側へ吸引されるようになっている。また、チューブポンプ８０は上記構成により、ロータ８３が回転していない非動作時においても、チューブ７２ｄ内のエアの通流を遮断できるという機能を有している。

また、上述した切換バルブ８１としては、例えば公知のロータリーバルブを採用することができ、これに接続されるチューブ７２ｂ，７２ｃ，７２ｄ間の連通状態を切り換えることができるよう構成されている。例えば、チューブ７２ｂ，７２ｄのみを互いに連通させることができ、この場合、チューブポンプ８０の駆動によってサブタンク２３の内部空間７０のエアを吸引することができ、後述するようにメニスカスを破壊することができる。また、チューブ７２ｃ，７２ｄのみを互いに連通させることができ、この場合、吐出ヘッド１５がキャップ８２で覆われた状態でチューブポンプ８０を駆動することにより、吐出ヘッド１５のパージを行うことができる。更に、この切換バルブ８１は、何れのチューブ７２ｂ，７２ｃ，７２ｄの間をも連通させず、特にサブタンク２３に連通するチューブ７２ｂを大気から遮断させる状態を選択することも可能に構成されている。このように、切換バルブ８１による連通状態の切り換えにより、１つのチューブポンプ８０によってメニスカスの破壊とパージとを選択的に実行することができる。

このようなチューブポンプ８０と切換バルブ８１とは、液滴吐出装置１の筐体１ａ内に備えられた制御部８５に接続されており、該制御部８５からの制御信号に基づいて動作するようになっている。

［液滴吐出装置の機能説明］
上述したような液滴吐出装置１の機能について以下に詳説する。図５は、液滴吐出装置１の機能を説明するための図面であり、（ａ）はメインタンク９がメインタンク搭載部８に装着され、メインタンク９とサブタンク２３との接続部分にメニスカスが形成された状態を示し、（ｂ）はこのメニスカスが破壊される様子を示している。

図５（ａ）に示すように、メインタンク９がメインタンク搭載部８（図２参照）に装着されると、メインタンク９とサブタンク２３との接続部分にエア１０１が混入し、メニスカスが形成される。この状態で吐出ヘッド１５（図２参照）からインクを吐出すると、サブタンク２３内のインクはインク供給チューブ２４を通じて吐出ヘッド１５側へ供給されるが、メインタンク９内のインクはメニスカスに阻止されてサブタンク２３へ供給されない。

次に、切換バルブ８１によってチューブ７２ｂ，７２ｄを連通（即ち、チューブポンプ８０とサブタンク２３の内部空間７０とを連通）させ、チューブポンプ８０を駆動すると、サブタンク２３内のエアがエア吸引口７１ａ及びエア吸引チューブ７２内を通じてチューブポンプ８０側へ吸引される。これにより、サブタンク２３の内部空間７０は負圧になるため、メインタンク９から液体流入口７５ａを通じてサブタンク２３のインク室７０ａへインクが供給され、図５（ｂ）に示すように、このインクと共にエア１０１もサブタンク２３へ移動させられる。その結果、メニスカスは破壊され、以後、メインタンク９からサブタンク２３へとインクが円滑に供給されることとなる。

また、インクと共にサブタンク２３のインク室７０ａへ移動したエア１０１は、その浮力によってインク中を上昇し、更に気体透過膜７３を通過してエア吸引口７１ａから排出される。インク中に混入しているその他のエアも同様に、インク中を浮力によって上昇し、気体透過膜７３を通過してエア吸引口７１ａから排出される。

以上の説明から把握されるように、本実施の形態に係る液滴吐出装置１は、メインタンク９とサブタンク２３との接続時にメニスカスが形成されたとしても、このメニスカスを確実に破壊し、メインタンク９からサブタンク２３へインクを供給することができる。またその後においては、メインタンク９から供給されるインクに小径のエアが混入していたとしても、従来からのサブタンク２３の機能によりこれを気液分離し、サブタンク２３外へ排出することができるため、インク供給チューブ２４へのエアの侵入を適切に防止することができる。

また、各サブタンク２３内にはインク室７０ａとエア室７０ｂとを仕切る気体透過膜７３が設けられているため、チューブポンプ８０によるエアの吸引により、サブタンク２３内のインクがチューブポンプ８０側へ吸引されることがないようになっている。またこのような構成により、各サブタンク２３内のインク残量を気にすることなく（換言すれば、各サブタンク２３内のインクがチューブポンプ８０側へ吸引されることを気にすることなく）、各サブタンク２３内のエアを１つのチューブポンプ８０によって同時に吸引することができる。

更に、本実施の形態に係る液滴吐出装置１の場合、チューブポンプ８０が、非動作時においてチューブ７２ｄ内のエアの通流を遮断する機能を備えているため、メインタンク９がサブタンク２３から離脱されても、サブタンク２３内のインクが液体流入口７５ａから漏れ出るのを防止することができる。

より詳説すると、メインタンク９をサブタンク２３から完全に離反させると、サブタンク２３のニードル部７５がメインタンク９のインク流出孔５０ａから離反し、ニードル部７５の先端は大気開放されることとなる。しかしながら、ニードル部７５の先端の開口は小径であるため、メインタンク９のインク流出孔５０ａからの離反時にメニスカスが形成される。しかも、チューブポンプ８０の機能によりチューブ７２ｄ内のエアの通流が遮断されると、サブタンク２３の内部空間７０はエア吸引口７１ａを通じて大気から遮断された状態となるため、インクの自重によってサブタンク２３内は負圧になる。このようなメニスカスと負圧とによって、サブタンク２３内のインクは、ニードル部７５を通じて外部へ漏れ出ないようになっている。

なお、本実施の形態に係る液滴吐出装置１の場合、切換バルブ８１により、サブタンク２３がチューブ７２ｂを通じて大気から遮断される状態を選択できるようになっている。従って、メインタンク９がメインタンク搭載部８から離脱されるときに、切換バルブ８１がこの状態となるよう制御部８５によって制御することによっても、サブタンク２３からのインク漏れを防止することができる。この場合、非動作時にチューブ７２ｄ内のエアの通流を遮断可能なチューブポンプ８０に換え、切換バルブ８１に連通するチューブ７２ｄ内のエアの通流を特に遮断する機能を有さない他のポンプを用いることが可能である。

［エア吸引のための他の構成］
図６は、液滴吐出装置１においてサブタンク２３からエアを吸引するための他の構成を示す模式図である。図６に示す構成は、図４に示したものに対し、複数ある各サブタンク２３が有するエア室７０ｂが互いに連通して１つのエア室７０ｃを構成し、且つこのエア室７０ｃと切換バルブ８１とが１本のエア吸引チューブ７２ｅによって連通されている点で異なっている。図６におけるその他の構成は、図４に示したものと同様になっているため、対応する構成には同一の符号を付し、ここでの詳細な説明は省略する。

このような構成を備える液滴吐出装置１であっても、図４に示したものと同様に、メインタンク９の装着によって形成されるメニスカスを、チューブポンプ８０の駆動によって破壊し、メインタンク９からサブタンク２３へインクを円滑に供給させることができ、且つ、サブタンク２３からインク供給チューブ２４を通じて吐出ヘッド１５側へエアが侵入するのを防止することができる。更に、チューブポンプ８０側へのインクの吸引防止や、メインタンク９の離脱時におけるサブタンク２３からのインク漏れ防止など、上記液滴吐出装置１は、図４に示した構成が奏するその他の作用効果についても同様に奏することができる。

なお、上述した説明ではサブタンク２３内のエアを吸引するチューブポンプ８０を、パージ用のものと兼用した構成について説明したが、夫々別個にポンプを備えるようにしてもよい。また、複数のサブタンク２３内のエアを１つのチューブポンプ８０により吸引する構成を示したが、これに限られず、サブタンク２３毎にチューブポンプ８０又は他のポンプを備えるようにしてもよい。また、上記説明ではサブタンク２３が気体透過膜７３を備える構成について説明したが、例えばサブタンク２３毎にポンプを備え、該ポンプの動作をサブタンク２３内の残留インクがポンプ側へ吸引されないように制御できるのであれば、特に気体透過膜７３を備える必要はない。

更に、上述した説明では吐出ヘッド２０からインクを吐出する液滴吐出装置１について説明したが、吐出させる液体としては特にインクに限られない。そして、吐出ヘッドへ供給する液体を貯留するサブタンクを備え、メインタンク搭載部にメインタンクを装着することにより、メインタンクとサブタンクとが直結されるような構成の液滴吐出装置であれば、本発明を適用することができる。

本発明は、着脱可能なメインタンクと吐出ヘッドとの間に気液分離用のサブタンクを備えつつ、メインタンクとサブタンクとの接続部分に形成されたメニスカスを破壊することができる液滴吐出装置に適用することができる。

本発明の実施形態に係る液滴吐出装置の外観構成を示す斜視図である。 プリンタ部の構成を示す模式的断面図である。 メインタンク及びサブタンクの構成を示す垂直断面図である。 液滴吐出装置においてサブタンクからエアを吸引するための構成を示す模式図である。 サブタンクの機能を説明するための図面であり、（ａ）はメインタンクがメインタンク搭載部に装着され、メインタンクとサブタンクとの接続部分にメニスカスが形成された状態を示し、（ｂ）はこのメニスカスが破壊される様子を示している。 液滴吐出装置においてサブタンクからエアを吸引するための他の構成を示す模式図である。

符号の説明

１ 液滴吐出装置
８ メインタンク搭載部
９ メインタンク
２３ サブタンク
４３ インク貯留室
７０ 内部空間
７０ａ インク室
７０ｂ エア室
７１ａ エア吸引口
７３ 気体透過膜
７５ ニードル部（接続部）
７５ａ 液体流入口
７７ａ 液体流出口
８０ チューブポンプ
８１ 切換弁
１０１ エア

Claims (6)

1. 液体を貯留するメインタンクが着脱されるタンク装着部と、
   該タンク装着部に隣接配置され、該タンク装着部に前記メインタンクが装着された状態で、該メインタンクと連通して液体が流入する液体流入口を有するサブタンクと、
   前記サブタンクから供給された液体を吐出する吐出ヘッドと、
   前記タンク装着部に前記メインタンクが装着された状態で、前記サブタンク内のエアを吸引するポンプと
   を備えることを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記サブタンクは、前記ポンプに連通するエア吸引口を有し、
   前記サブタンクの内部空間を前記エア吸引口が含まれる空間と前記液体流入口が含まれる空間とに仕切る気体透過膜を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出装置。
3. 前記タンク装着部は、前記メインタンクを複数装着可能に構成され、前記サブタンクは、前記タンク装着部に装着される複数の前記メインタンクに対応して複数設けられており、各サブタンクが有する前記エア吸引口は、１つの前記ポンプに連通していることを特徴とする請求項２に記載の液滴吐出装置。
4. 前記ポンプは、非動作時には前記サブタンクの内部空間との間でのエアの通流を遮断するよう構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の液滴吐出装置。
5. 前記ポンプと前記サブタンクとの間に、両者間のエアの通流を規制する切換弁を備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の液滴吐出装置。
6. 前記吐出ヘッドが有するノズル孔から液体を吸引するパージ機構を更に備え、該パージ機構は、前記ポンプによって前記ノズル孔から液体を吸引するように構成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の液滴吐出装置。

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