JP2010076206A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な制御を必要としない安価なインク循環経路を形成し、インクヘッドのメニスカスを安定して保つことのできるインクジェット記録装置を提供することである。
【解決手段】インクジェット記録装置１０は、インクを吐出するノズルが形成されたノズル面１３ａを有するインクヘッド１３と、第１のインク経路３１によりインクヘッド１３に供給するインクを貯留する第１のタンク１２と、インクヘッド１３から吐出されなかったインクを第２のインク経路３２を経て貯留する第２のタンク１４と、第２のタンク１４と第１のタンクを接続する第３のインク経路３３と、を有している。更に、インクジェット記録装置１０は、第３の経路３３内に、第２のタンク１４内のインクを第１のタンク１２へと送液するポンプ１６と、該ポンプ１６と並列に接続された第４のインク経路３４と、該第４のインク経路３４に設けられた圧力調整弁２６と、を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関するもので、より詳細にはインクヘッド内メニスカスを安定に保つインク供給経路の構成に関するものである。

一般に、インクジェット記録方式による記録装置（インクジェットプリンタ）は、サーマルヘッド方式或いは電気機械変換素子（ピエゾ）方式等のインクヘッドにより、記録用紙等の記録媒体上にインクを飛翔させることで記録（印刷）が行われる。

このとき、インクヘッド内圧が大気圧に対して負圧となっていない場合、メニスカスが壊れ、インクヘッドに供給されたインクがインクヘッドから垂れ落ち、プリンタ内や周囲を汚すことがある。また、インクヘッド内圧がメニスカスの保持圧よりも大きな負圧となっていた場合にも、メニスカスが壊れ、インクヘッドから循環方式のインク経路へ気抱が混入し、インクヘッドからのインク不吐出（ミスファイア）を引き起こす。そのため、インクヘッド内圧は、大気圧に対して所定の微負圧であることが必要である。

また、インクヘッドからのインク吐出速度が高速になると、インクヘッドからの発熱も大きくなり、印刷へ悪影響を及ぼす。そのため、インクヘッドへのインク供給方式に循環方式を採用し、インクヘッドで発生した発熱をインクで熱交換を行なうことが有効である。このようにインク供給方式として循環方式を採用し、インクヘッド内圧を所定の微負圧に保つ方法が、下記特許文献１に開示されている。

この特許文献１に記載のインク循環装置は、インクを吐出するインクヘッドと、インクヘッドより重力方向上方に配置された第１のインク室と、インクヘッドより重力方向下方に配置された第２のインク室と、インクの流れをコントロールする電磁弁及びポンプと、これら各部の間を繋ぐ配管と、を有し、第１のインク室及び第２のインク室の高低差（水頭差）によってインクヘッド内圧を所定の微負圧に保っている。

つまり、特許文献１では、第１のインク室及び第２のインク室のそれぞれにインク液面検出器（液面センサ）を設け、第１のインク室は第１のインク室に設けられた液面センサの検出値に基づいてポンプの駆動を制御して第１のインク室のインク量を一定に保ち、第２のインク室は、第２のインク室に設けられた液面センサの検出値に基づいて補給用インクタンクからインクを供給して第２のインク室の量を一定に保っている。

このようにして、第１のインク室及び第２のインク室の高低差を常に一定に保ち、メニスカスを安定に保っている。
特開２００１−２１９５８０号公報

しかしながら上記特許文献１に記載のインク循環装置では、所望のメニスカスを形成するために第１のインク室に設けられた液面センサの検出値に基づいてポンプの駆動制御を行い、高低差を一定に保っている。つまり、ポンプは、第１のインク室内のインク量によって第２のインク室から第１のインク室に送液するインクの送液量を可変している。このため、インクを循環させるための制御が複雑となり、且つ、応答性の高い高価なポンプを使用しなければならない。

したがって本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複雑な制御を必要としない安価なインク循環経路を形成し、インクヘッドのメニスカスを安定して保つことのできるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

すなわち本発明のインクジェット記録装置は、記録媒体にインクを吐出して画像形成するもので、該インクを吐出するノズルが形成されたノズル面を有するインクヘッドと、インクヘッドに供給する前記インクを貯留する第１のタンクと、インクヘッドと第１のタンクを接続する第１の経路と、インクヘッドから吐出されなかったインクを貯留する第２のタンクと、インクヘッドと第２のタンクを接続する第２の経路と、第２のタンクと前記第１のタンクを接続する第３の経路と、第３の経路内に設けられるもので、第２のタンク内のインクを第１のタンクへと送液するポンプと、ポンプと並列に接続されたバイパス経路と、バイパス経路に設けられた圧力調整弁と、を具備することを特徴とする。

本発明によれば、複雑な制御を必要としない安価なインク循環経路を形成し、インクヘッドのメニスカスを安定して保つことのできるインクジェット記録装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。

図１に於いて、インクジェット記録装置１０は、インクカートリッジ１１と、第１のタンク１２と、インクヘッド１３と、第２のタンク１４と、ポンプ１６と、圧力調整機構１７と、電磁弁１８と、大気開放弁１９及び２０と、を有して構成されている。このインクジェット記録装置１０は、第１のタンク１２とインクヘッド１３とが、第１のインク経路３１で接続され、インクヘッド１３と第２のタンク１４とが第２のインク経路３２で接続され、更に第２のタンク１４と第１のタンク１２とが第３のインク経路３３で接続されている。これにより、第１のタンク１２→第１のインク経路３１→インクヘッド１３→第２のインク経路３２→第２のタンク１４→第３のインク経路３３→第１のタンク１２→…のように、インクが循環するインク循環経路が形成されている。

尚、図１には示されていないが、インクジェット記録装置１０は、記録媒体１００を供給する供給手段、供給部から供給された記録媒体１００を搬送する搬送手段、画像形成された記録媒体１００を搬送手段から排出するために排出手段、インクヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス手段、インクジェット記録装置１０全体の制御を行う制御手段を有している。

インクカートリッジ１１は、液体であるインクを収容するもので、インクチューブによって第１のタンク１２と連通している。インクカートリッジ１１と第１のタンク１２との間に接続されたインクチューブには、電磁弁１８が設けられている。この電磁弁１８は、インクカートジッジ１１と第１のタンク１２との連通状態を制御するものであり、後述するように、第１のタンク１２内のインク量が所定量以下になった際に開放される。そして、インクカートリッジ１１内のインクを第１のタンク１２に供給する。

第１のタンク１２は、第１のインク経路３１によってインクヘッド１３と接続されている。この第１のタンク１２には、大気開放弁１９とフロート２１とが設けられている。大気開放弁１９は、第１のタンク１２内を密閉状態または大気状態に切り替えるための大気開放手段である。フロート２１は、第１のタンク１２内のインク量を所定量に維持するために、液面高さを検出する検出手段である。

第１のタンク１２内のインクが所定量以下になると、フロート２１によってこれが検出され、電磁弁１８が開放され、インクカートリッジ１１からインクが供給される。そして、フロート２１によって第１のタンク１２内のインクが所定量に達したと検出されると、電磁弁１８が閉塞され、第１のタンク１２へのインク供給が停止される。

この第１のタンク１２は、インクヘッド１３のノズル面１３ａより重力方向上方に配置されている。更に詳細には、第１のタンク１２は、該第１のタンク１２内のインクの液面がインクヘッド１３のノズル面１３ａより重力方向上方となるように配置されている。これにより、第１のタンク１２内のインクは、第１のタンク１２とインクヘッド１３との高低差（水頭差）による自然落下によって第１のインク経路３１を介してインクヘッド１３に流れる。

インクヘッド１３は、外部からの信号に基づき、対向する記録媒体１００に向けて液体であるインクを噴射する。このインク噴射と同期して、図示されない搬送手段が記録媒体を所定の方向に搬送することで、記録媒体１００上に画像が形成される。

第２のタンク１４は、第２のインク経路３２によってインクヘッド１３と接続されている。そして、この第２のタンク１４には、大気開放弁２０が設けられている。この大気開放弁２０は、第２のタンク１４内を密閉状態、または大気状態に切り替えるための大気開放手段を構成している。

また、この第２のタンク１４は、インクヘッド１３のノズル面１３ａより重力方向下方に配置されている。更に詳細には、第２のタンク１４は、該第２のタンク１４内のインクの液面がインクヘッド１３のノズル面１３ａより重力方向下方となるように配置されている。すなわち、インクヘッド１３で吐出されなかったインクは、インクヘッド１３と第２のタンク１４の高低差（水頭差）による自然落下によって第２のインク経路３２を介して第２のタンク１４に流れるようになっている。

ポンプ１６は、前述した第１のタンク１２と第２のタンク１４とを接続する第３のインク経路３３の途中に設けられている。本実施形態では、ポンプ１６は、ギアポンプで構成されている。このポンプ１６は、第２のタンク１４に流入してくるインク量よりも多くのインクを第１のタンク１２に送液可能に設定されている。これは、インクヘッド１３内のメニスカス破壊を防止するためである。

すなわち、通常の使用状態で、第２のタンク１４に流入するインク流量よりも、ポンプ１６で汲み出し可能なインク流量を多くすることで、第２のタンク１４内の空気が常に大気圧に対して負圧となり、第２のタンク１４内のインク液面の高さ位置とインクヘッド１３のノズル面１３ａの高さ位置の高低差により、インクヘッド１３内が微負圧となるようにすることを目的としている。

そして、圧力調整機構１７は、前述した第３のインク経路３３に設けられている。

次に、図２を参照して、圧力調整機構１７の詳細について説明する。

図２は、図１に示されたポンプ１６と圧力調整機構１７及びその周辺部の詳細な構成を示した図である。

ポンプ１６の上流（第２のタンク１４側）と下流（第１のタンク１２側）を接続するように第４のインク経路３４が設けられている。そして、この第４のインク経路３４には、弁体４１と付勢部材としてバネ４２を有して構成される圧力調整弁２６が設けられている。この圧力調整弁２６は、第４のインク経路３４の流路を封鎖している。つまり、バネ４２によって弁体４１を矢印ａ方向に付勢することにより第４のインク経路３４の上流（第２のタンク１４側）と下流（第１のタンク１２側）との連通を遮断している。

ポンプ１６は、第２のタンク１４から第１のタンク１２へのインク経路の途中に挿入されている。このポンプ１６は、所定方向に回転駆動する駆動ギヤ５２と、該駆動ギヤ５２のギヤ部に噛合して回転する従動ギヤ５３と、ケーシング５４により構成されている。そして、ポンプ１６は、駆動ギヤ５２を常に一定の回転速度で回転させている。

ここで、第４のインク経路３４の上流（第２のタンク１４側）と下流（第１のタンク１２側）の圧力差によって発生する力が、バネ４２が弁体４１を矢印ａ方向に付勢する力よりも大きくなったとする。すると、このとき、弁体４１は矢印ｂ方向に移動する。これにより、第４のインク経路３４の上流（第２のタンク１４側）と下流（第１のタンク１２側）が開放（連通）される。

尚、本実施形態では図示されていないが、インク循環経路中にインクに含まれる異物を除去するためにフィルタが設けられている。

次に、インク循環時の動作について説明する。

本実施形態のインクジェット記録装置１０は、インクを循環させる際、第１のタンク１２の大気開放弁１９を開放し、第２のタンク１４の大気開放弁２０を閉じた状態にしている。つまり、第１のタンク１２は大気開放状態となり、第２のタンク１４は密閉状態となっている。この状態で、ポンプ１６が駆動される。これにより、第１のタンク１８からインクヘッド１３を介して第２のタンク１４までは、高低差によってインクは自然落下で流れる。そして、第２のタンク１４内のインクが、ポンプ１６によって、第１のタンク１２へと汲み上げられる。つまり、インクは、第１のタンク１２→インクヘッド１３→第２のタンク１４→ポンプ１６→第１のタンク１２といったように、循環が繰り返される。

次に、インク循環時に於けるインクヘッド１３のノズル圧について説明する。

インクヘッド１３のノズル圧は、通常、インクヘッド１３のノズル面１３ａから第１のタンク１２のインク液面までの距離Ａ（図１参照）と、インクヘッド１３のノズル面１３ａから第２のタンク１４のインク液面までの距離Ｂ（図１参照）によって、所定の負圧が与えられている。つまり、第１のタンク１２は、インクヘッド１３に対して一定の正圧力を与え、第２のタンク１４は、インクヘッド１３に対して一定の負圧力を与えている。これら２つの圧力（正圧力、負圧力）を制御することで、インクヘッド１３には、内側に球面状に凹むインクのメニスカスが形成され、正常な印字動作ができるように構成されている。尚、本実施形態のインクヘッド１３は、該インクヘッド１３にかかる圧力が−１．０［ｋＰａ］〜―２．５［ｋＰａ］の範囲内であれば正常にインクを吐出することができる。

ここで、ポンプ１６は、第２のタンク１４に流入してくるインク量よりも多くのインクを第１のタンク１２に送液可能に設定されている。また、記録のためにインクヘッド１３からインクが吐出された場合、第２のタンク１４へ流入するインク量は少なくなる。そのため、第２のタンク１４のインク液面高さが下降し、インクヘッド１３と第２のタンク１４のインク面との距離Ｂが大きくなる。同様に、第１のタンク１２のインク液面高さが上昇し、インクヘッド１３と第１のタンク１２のインク面との距離Ａが大きくなる。

つまり、密閉されている第２のタンク１４内の空気容積が増大し、第２のタンク１４内の圧力は低下する（負圧力が強くなる）。そのため、インクヘッド１３にかかるノズル圧のバランスが崩れ、所望のメニスカスを形成できなくなり、印字ができなくなる。

しかしながら、本実施形態では、圧力調整機構１７を設けているため、前述したような印字ができなくなることは起こらない。

次に、図３及び図４を参照して、圧力調整機構１７の動作について説明する。

図３は、圧力調整弁２６の動作時に於ける第２のタンク１４へ流れ込むインクの流入量、第１のタンク１２へ流れ込むインクの流入量、及び第２のタンク１４内の負圧の関係を示した図である。尚、図３に於いて、横軸は経過時間を表しており、左の縦軸はインク流量、右の縦軸は圧力を表している。また、第１のタンク１２に流れ込むインクの流入量を例えば６［ｍｌ／ｓ］となるように設定し、第２のタンク１４に流れ込むインクの流入量をインクヘッド１３が非吐出の際に例えば３［ｍｌ／ｓ］となるように設定している。

ポンプ１６よって第１のタンク１２へ送液されるインクの送液量は、常にインクヘッド１３から第２のタンク１４へ流れ込むインクの流入量を上回っているため、時間経過と共に第２のタンク１４内のインク量は減少する。そして、図３に示すように、第２のタンク１４内の負圧は大きくなる。この時、インクヘッド１３から第２のタンク１４への流入量は、第２のタンク１４内の負圧が大きくなるため、図３に示すように、若干増大する。そして、第２のタンク１４内の負圧が、圧力調整機構１７内の圧力調整弁２６の設定値を超えると、第４のインク経路３４が開放される。つまり、ポンプ１６の上流（第２のタンク１４側）と下流（第１のタンク１２側）との間の圧力差が調整弁２６の設定値を超える圧力差になるとバネ４２の付勢力に抗して弁体４１が矢印ｂ方向に移動し、第４のインク経路３４を開放する。

第４のインク経路３４は、第３のインク経路３３のポンプ１６の下流（第１のタンク１２側）よりも流路抵抗が小さいため、ポンプ１６から送液されたインクの大半が第４のインク経路３４を通り、ポンプ１６の上流（第２のタンク１４側）である吸い込み側へ流れる。つまり、図４に示すように、第４のインク経路３４が開放されていると、インクは図中の矢印方向に流れ、インクが第４のインク経路３４内を循環するようになる。このように第４のインク経路３４が開放されることでポンプ１６から第１のタンク１２への流入量は大幅に減少する。

このとき、インクヘッド１３から第２のタンク１４へのインク流入は続くため、第２のタンク１４内のインク量は徐々に回復し（増大し）、第２のタンク１４内の負圧が小さくなる。そして、第２のタンク１４内の負圧が、圧力調整機構１７内の圧力調整弁２６の設定値よりも小さくなると、第４のインク経路３４は閉鎖され、ポンプ１６によって第１のタンク１２に所定量のインクが流入する。つまり、ポンプ１６の上流（第２のタンク１４側）と下流（第１のタンク１２側）との間の圧力差が小さくなることでバネ４２の付勢力によって弁体４１が矢印ａ方向に移動し、第４のインク経路３４を閉鎖する。

実際の動作に於いては、第４のインク経路３４の閉鎖と開閉は、極短い時間周期で行われる。そのため、巨視的には、第２のタンク１４内の圧力及びインク量は一定に保たれる。また、第２のタンク１４内の負圧力が変動しているが、この変動はインクヘッド１３に影響を与えない範囲内となっている。

以上のように、ポンプ１６の上流（第２のタンク１４側）と下流（第１のタンク１２側）を結ぶ第４のインク経路３４と、第４のインク経路３４を開閉する圧力調整弁２６を含む圧力調整機構１７を設けることにより、第２のタンク１４内の負圧力及びインク量を一定に保つことができる。

第２のタンク１４の圧力とインク量を一定に保つことにより、インクヘッド１３内に微負圧を保ち、ノズル面のメニスカス破壊を防止することができる。

尚、本実施形態では、Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫ等の複数色のインクを用いて、記録媒体にフルカラー記録を行っているが、Ｋ色のみ等の１色の画像記録を行うモノクロのインクジェット記録装置であってもよい。

また、インクヘッド１３は、サーマルインクジェットへッドや、インク室の振動板が振動することによりインクを吐出するいわゆるピエゾタイプのインクジェットへッド等、各種のインクヘッドを好適に利用可能である。

本実施形態では、インクヘッドを記録媒体の幅以上に延存したライン型へッドとして記録媒体上に記録を行うようにしているが、これに限らず、記録媒体上を走査することで記録を行うシリアル型へッドにも適用が可能である。

また、本実施形態に於いて、ポンプ１６としてギアポンプを使用したが、前述した流量関係を満たしていれば、ベーンポンプ等の定容積ポンプやピストンポンプ、べローズポンプ等の、吐出量に時間的脈動のあるポンプ等をポンプ１６として利用することも可能である。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について詳細に説明する。

尚、この第２の実施形態に於いて、前述した第１の実施形態のインクジェット記録装置の基本的な構成については、前述した第１の実施形態と同じであるので、説明の重複を避けるため、同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

図５は、本発明の第２の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。

図５に示されるインクジェット記録装置１０ａに於いて、インク循環時に第１のタンク１２及び第２のタンク１４は両方ともに大気開放される。このとき、第１のインク経路３１と第２のインク経路３２の流路抵抗が同一であると、第１のタンク１２とインクヘッド１３、第２のタンク１４の水頭差により、インクヘッド１３のノズル面１３ａには正圧が発生し、メニスカスが外側へ破壊される。メニスカスの破壊を防ぎ、インクヘッド１３内に微負圧を生成するため、第１のタンク１２とインクヘッド１３を接続する第１のインク経路３１は、インクヘッド１３と第２のタンク１４を接続する第２のインク経路３２よりも流路抵抗が高く設定される。このことにより、第１のインク経路３１と第２のインク経路３２の流路抵抗及び、第１のタンク１２と第２のタンク１４との水頭差からなる圧力差によって、インクヘッド１３内に微負圧を生成し、ノズル面のメニスカスを保つようになっている。

インクカートリッジ１１は、インクチューブによって第２のタンク１４と連通している。インクカートリッジ１１と第２のタンク１４の間に接続されたインクチューブには、電磁弁１８が設けられている。この電磁弁１８はインクカートリッジ１１と第２のタンク１４との連通状態を制御するためのものであり、第２のタンク１４内のインク量が所定量以下になった際に開放される。

また、第２のタンク１４にはフロート２２が設けられている。フロート２２は、第２のタンク１４内のインク量を所定量に維持させるために液面高さを検出する検出手段である。第２のタンク１４内のインクが所定量以下になると、フロート２２によってこれが検出され、電磁弁１８が開かれる。電磁弁１８が開くと、インクカートリッジ１１からインクが供給される。

第２のタンク１４内のインクが所定の量に達すると電磁弁１８が閉塞され、第２のタンク１４へのインク供給が停止される。インク循環時は、第１のタンク１２の大気開放弁１９が開放され、第１のタンク１２が大気開放される。第２のタンク１４には大気開放弁は設けられていないため、第１のタンク１２と第２のタンク１４は両方とも大気開放状態となる。

圧力調整機構１７内の圧力調整弁２６は、第１のタンク１２と第２のタンク１４にそれぞれの適正量インクが充填されている場合の水頭圧を超えると、第４のインク経路３４を開放するよう設定される。

ポンプ１６の送液量は、インクヘッド１３から第２のタンク１４へ流入するインク量よりも多い。そのため、圧力調整機構１７がない場合、第２のタンク１４内のインクを流入量より多く第１のタンク１２へ送り出すので、第２のタンク１４内のインク量は減少し、第１のタンク１２内のインク量は増加する。すると、インクヘッド１３のノズル面と第１のタンク１２のインク面高さの距離Ａ（図５参照）、及びインクヘッド１３のノズル面と第２のタンク１４のインク面高さの距離Ｂ（図５参照）のバランスが崩れ、へッドノズル面のメニスカスが破壊され、印字ができなくなる。

しかしながら、本第２の実施形態では、圧力調整機構１７を設けているため、第１のタンク１２のインク面高さ距離Ａと第２のタンク１４のインク面高さ距離Ｂの和によって発生する水頭圧が、圧力調整弁２６の設定値よりも大きくなった場合、ポンプ１６から第１のタンク１２へ流入するインクを第４のインク経路３４へ送る。このことにより、第１のタンク１２のインク面高さ距離Ａと第２のタンク１４のインク面高さ距離Ｂの和は一定に保たれ、インクヘッド１３内のメニスカスが安定に保たれる。

この第２の実施形態に於いて、インク循環時に第１のタンク１２と第２のタンク１４は両方とも大気開放される。そのため、第１の実施例において必要であった、第２のタンク１４内の負圧生成の必要がない。循環シーケンスを開始する際に、第２のタンク１４内の圧力調整の動作を省くことが出来ることから、より高速に印刷を開始することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について詳細に説明する。

尚、この第３の実施形態に於いて、前述した第１及び第２の実施形態のインクジェット記録装置の基本的な構成については、前述した第１の実施形態と同じであるので、説明の重複を避けるため、同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。

図６は、本発明の第３の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。

図６に示されるインクジェット記録装置１０ｂに於いて、インク循環時に第１のタンク１２及び第２のタンク１４は両方ともに密閉される。このとき、第１のタンク１２の内圧は、第２のタンク１４の内圧より低く設定される。また、それぞれのタンク内圧はインクヘッド１３のノズルにメニスカスを保持できる適正な微負圧となるよう設定される。第１のタンク１２とインクヘッド１３のノズル面の鉛直方向位置、及び第２のタンク１４とインクヘッド１３のノズル面１３ａの鉛直方向位置は、任意に設定される。すなわち、第１のタンク１２、第２のタンク１４及びインクヘッド１３のノズル面１３ａの鉛直方向の位置は、前述した第１のタンク１２と第２のタンク１４の内圧が適正であれば、何れが上方であっても下方であってもよい。

インクカートリッジ１１は、インクチューブによって第２のタンク１４と連通している。インクカートリッジ１１と第２のタンク１４の間に接続されたインクチューブには、電磁弁１８が設けられている。この電磁弁１８は、インクカートリッジ１１と第２のタンク１４との連通状態を制御するためのものであり、第２のタンク１４内のインク量が所定量以下になった際に開放される。そして、インクカートリッジ１１内のインクを第２のタンク１４に供給する。

第２のタンク１４には、フロート２２が設けられている。このフロート２２は、第２のタンク１４内のインク量を所定量に維持させるために液面高さを検出する検出手段である。第２のタンク１４内のインクが所定量以下になると、これがフロート２２によって検出されて、電磁弁１８が開く。電磁弁１８が開くとインクカートリッジ１１からインクが供給される。第２のタンク１４内のインクが所定量に達すると電磁弁１８が閉塞されて、第２のタンク１４へのインク供給が停止される。

インク循環時は、第１のタンク１２の大気開放弁１９が閉鎖され、第１のタンク１２が大気から遮断される。第２のタンク１４の大気開放弁２０も同様に閉鎖され、第２のタンク１４が大気から遮断される。

インク循環時の第１のタンク１２及び第２のタンク１４の内圧は、インクヘッド１３のノズルにメニスカスを保持できる適正な微負圧となるよう設定される。また、圧力調整機構１７内の圧力調整弁２６は、前述したように設定された第１のタンク１２と第２のタンク１４の圧力差を超えると、第４のインク経路３４を開放するように設定される。

ポンプ１６の送液量は、インクヘッド１３から第２のタンク１４へ流入するインク量よりも多いため、圧力調整機構１７がない場合、第２のタンク１４内のインクを流入量より多く第１のタンク１２へ送出するため、第２のタンク１４内のインク量は減少し、第１のタンク１２内のインク量は増加する。このとき、第２のタンク１４内のインク量が減少すると、インクカートリッジ１１からインクが供給されて、第２のタンク１４内のインク量は一定に保たれる。すると、第１のタンク１２内の圧力が増加する。この結果、第１のタンク１２の圧力と第２のタンク１４の圧力のバランスが崩れ、インクヘッド１３のノズル面１３ａのメニスカスが破壊されて、印字ができなくなる。

しかしながら、本第３の実施形態では、圧力調整機構１７が設けられている。そのため、第１のタンク１２のインク量が増加し、圧力が増加して、第１のタンク１２内の圧力と第２のタンク１４内の圧力の圧力差が、圧力調整弁２６の設定値よりも大きくなった場合、ポンプ１６から第１のタンク１２へ流入するインクが、第４のインク経路３４へ送られる。このことにより、第１のタンク１２のインク量及び圧力は、第２のタンク１４のインク量及び圧力を基準として一定に保たれ、インクヘッド１３内のメニスカスが安定に保たれる。

この第３の実施形態に於いて、インク循環時に第１のタンク１２と第２のタンク１４は両方とも密閉される。タンクを密閉することにより、インク経路が外気から遮断されるため、外気に含まれる塵埃や水分がインク経路内に侵入する恐れが少ない。そのため、インク由来のミスファイア発生が抑えられる。また、タンクが密閉されていることにより、大気圧からもインク経路は独立している。このことにより、前述したとおり、タンク内圧を適切に設定することによってタンクとインクヘッド１３の配置関係が任意に設定できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能であるのは勿論である。

更に、前述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。 図１に示されたポンプ１６と圧力調整機構１７及びその周辺部の詳細な構成を示した図である。 圧力調整弁２６の動作時に於けるインクヘッド１３から第２のタンク１４への流入量とポンプ１６から第１のタンク１２への流入量、第２のタンク１４内の負圧の関係を示した図である。 第４のインク経路３４が開放されているときの圧力調整機構１７内のインクの流れを説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０、１０ａ、１０ｂ…インクジェット記録装置、１１…インクカートリッジ、１２…第１のタンク、１３…インクヘッド、１３ａ…ノズル面、１４…第２のタンク、１６…ポンプ、１７…圧力調整機構、１８…電磁弁、１９、２０…大気開放弁、２１…フロート、２６…圧力調整弁、３１…第１のインク経路、３２…第２のインク経路、３３…第３のインク経路、３４…第４のインク経路、４１…弁体、４２…バネ、５２…駆動ギヤ、５３…従動ギヤ、５４…ケーシング。

Claims (8)

1. 記録媒体にインクを吐出して画像形成するもので、該インクを吐出するノズルが形成されたノズル面を有するインクヘッドと、
   前記インクヘッドに供給する前記インクを貯留する第１のタンクと、
   前記インクヘッドと前記第１のタンクを接続する第１の経路と、
   前記インクヘッドから吐出されなかった前記インクを貯留する第２のタンクと、
   前記インクヘッドと前記第２のタンクを接続する第２の経路と、
   前記第２のタンクと前記第１のタンクを接続する第３の経路と、
   前記第３の経路内に設けられるもので、前記第２のタンク内の前記インクを前記第１のタンクへと送液するポンプと、
   前記ポンプと並列に接続されたバイパス経路と、
   前記バイパス経路に設けられた圧力調整弁と、
   を具備することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記第１のタンクは前記インクヘッドのノズル面より重力方向上方に配置され、前記第２のタンクは前記インクヘッドのノズル面より重力方向下方に配置されることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記第１及び第２のタンクはそれぞれ該第１及び第２のタンク内を密閉状態と大気状態に切り替える大気開放弁を有しており、
   前記第１、第２及び第３のインク経路により構成されるインク循環経路に前記インクを循環させる際は、前記第１の大気開放弁を開状態に、前記第２の大気開放弁を閉状態にすることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記第１及び第２のタンクはそれぞれ該第１及び第２のタンク内を密閉状態と大気状態に切り替える大気開放弁を有しており、
   前記第１、第２及び第３のインク経路により構成されるインク循環経路に前記インクを循環させる際は、前記第１及び第２の大気開放弁を開状態にすると共に、前記第１のインク経路の流路抵抗を前記第２のインク経路の流路抵抗より高く設定することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記第１及び第２のタンクはそれぞれ該第１及び第２のタンク内を密閉状態と大気状態に切り替える大気開放弁を有しており、
   前記第１、第２及び第３のインク経路により構成されるインク循環経路に前記インクを循環させる際は、前記第１及び第２の大気開放弁を閉状態にすることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記バイパス経路に於いて、前記第２のタンクと前記第１のタンクとの圧力差によって前記圧力調整弁が開放され、前記バイパス経路内を前記インクが循環することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記圧力調整弁は、前記第２のタンクの液面が下がった時に開状態となり、前記バイパス経路内を前記インクが循環することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記ポンプは、前記第２のタンクに流入してくる前記インクよりも多くの前記インクを前記第１のタンクに送液することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。

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