JP2010173330A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成の画像形成装置を提供すること。
【解決手段】画像形成媒体にインクを吐出し、画像形成を行うインクヘッドと、インクヘッドに供給するインクを貯留するリザーバタンクと、リザーバタンクよりも重力方向において下方側に配置され、リザーバタンクから溢れたインクを収集するオーバフロータンクと、リザーバタンクとオーバフロータンクとを接続する溢れ液用配管と、オーバフロータンクに設けられ、当該オーバフロータンクから溢れ液用配管を通してリザーバタンクを大気開放する大気開放管とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばインクジェット方式の画像形成装置に係り、リザーバタンクから溢れたインク液をオーバフロータンクに送る配管を有する画像形成装置に関する。

インクジェット方式の画像形成装置は、インクタンクに収容されているインク液をリザーバタンクを介して分配器に送り、この分配器から複数のインクヘッドに供給し、これらインクヘッドからインク液を記録用紙等の画像形成媒体に向けて噴射することにより画像を画像形成媒体上に形成する。このような画像形成装置では、例えばリザーバタンクからインク液が溢れるという異常動作に対応するために、リザーバタンクとオーバフロータンクとの間に溢れ液用配管を接続し、リザーバタンクから溢れたインク液をオーバフロータンクに送っている。

ところが、通常時、リザーバタンク内のインク液の液面の高さが溢れ液用配管の流入口の付近にあると、溢れ液用配管の流入口に対してインク液が付着したり、離れたりする。このようにインク液が溢れ液用配管の流入口に付着したり、離れたりすると、流入口にインク液の膜が形成されたり、最悪の場合、この膜が固まることもある。又、溢れ液用配管の流入口がインク液内に浸された状態になると、インク液が溢れ液用配管内に流入して残留することもある。特許文献１には、メイン排気チューブを大気開放することで、排気チューブ内に浸入していたインク液をサブタンクに戻すことが記載されている。

特開２０００−３０９１０９号公報

しかしながら、特許文献１のように大気開放するだけでは、溢れ液用配管に浸入して表面張力により張り付いたインク液が溢れ液用配管内から流れ出ず、かつ溢れ液用配管の流入口に形成されたインク液の膜もその表面張力により溢れ液用配管の流入口に付着したままとなる。このため、溢れ液用配管の流入口に形成されたインク液の膜や溢れ液用配管内に残留するインク液は、除去することが困難である。

一方、インクジェット方式の画像形成装置は、インクタンクに収容されているインク液をリザーバタンクを介してインクヘッドに供給し、インクヘッドからインク液を記録用紙等の画像形成媒体に向けて噴射することにより画像を画像形成媒体上に形成する。例えば、特許文献１のインクジェット記録装置では、補給タンク（２０）から供給されたインクを一時的に貯留すると共に、記録ヘッド（１）にインクを供給するメインタンク（４）が設けられている。このメインタンク（４）は、大気と連通可能となっており、記録ヘッド（１）による印字中は、大気と連通している。また、メインタンク（４）は、大気開放された廃インクタンク（１８）と接続されている。

しかしながら、特許文献１では、メインタンク及び廃インクタンクのそれぞれに大気開放路を設ける必要があり、構成が複雑となる。

本発明の主要な局面に係る画像形成装置は、インクを収容するインクタンクと、画像形成媒体にインクを吐出し、画像形成を行うインクヘッドと、インクタンクから供給されたインクを一時的に貯留すると共に、インクヘッドにインクを供給するリザーバタンクと、リザーバタンクよりも重力方向において下方側に配置され、リザーバタンクから溢れたインクを収集するオーバフロータンクと、リザーバタンクとオーバフロータンクとを接続する溢れ液用配管と、オーバフロータンクに設けられ、当該オーバフロータンクから溢れ液用配管を通してリザーバタンクを大気開放する大気開放管と、を具備したことを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す構成図。

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
図１はインクジェット方式の画像形成装置の構成図である。このインクジェット方式の画像形態装置には、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロ（Ｙ）の各色のインク液１をそれぞれ収容する複数のインクタンク２が設けられている。なお、図１では１色のインク液１に対する１インク経路のみを示す。インクタンク２には、開閉弁３を設けたインク経路チューブ４が接続されている。このインク経路チューブ４は、湾曲して下方に配置され、下端口をリザーバタンク５内のインク液１に浸している。
リザーバタンク５には、インク分配器６に接続されたインク液供給チューブ７の吸込み口がインク液１に浸されている。

インク分配器６の下部には、インク入液流路８、インク流路の封止機構９を介してインクジェット方式の複数のインクヘッド１０が接続されている。このインクヘッド１０は、下面に複数のノズルを例えば一列に配列している。このインクヘッド１０は、当該インクヘッド１０の下方に搬送される画像形成媒体１１に対して複数のノズルからインク液１を噴射する。なお、各インクヘッド１０は、図示する煩雑さを避けるために１個だけ示す。

インクヘッド１０の下方には、インクパン１２が設けられている。このインクパン１２は、インクヘッド１０のメンテナンス時に、当該インクヘッド１０の下面に対してワイパーを摺動させてクリーニングしたときにインクヘッド１０から落ちたインク液１を収集する。このインクパン１２の底面における傾斜の下部側には、インク液排出チューブ１３が設けられている。このインク液排出チューブ１３は、インクパン１２内に収集されたインク液１を廃液集積タンク１４内に送る。

又、インクヘッド１０の下方には、ヘッド吸引ノズル１５が設けられている。このヘッド吸引ノズル１５には、各インク液排出チューブ１６が設けられている。このインク液排出チューブ１６の途中には、吸引チャンバ１７を介して吸引ファン１８が設けられている。この吸引ファン１８は、ファンを回転動作させることにより、吸引チャンバ１７からインク液排出チューブ１６を通してヘッド吸引ノズル１５から吸引動作を行わせる。これにより、ヘッド吸引ノズル１５は、インクヘッド１０の下面からインク液１を吸い取る。これらインクヘッド１０の下面から吸い取られたインク液１は、インク液排出チューブ１６を通って廃液集積タンク１４内に送られる。

リザーバタンク５には、インク液排出チューブ（溢れ液用配管）１９が設けられている。このインク液排出チューブ１９は、リザーバタンク５の上面から導出され、さらに湾曲して下方に配置されてオーバフロータンク２０に接続されている。このインク液排出チューブ１９は、リザーバタンク５から溢れたインク液１をオーバフロータンク２０に送る。このインク液排出チューブ１９には、第２の開閉弁２１が設けられている。

又、インク液排出チューブ１９における配管途中の最上部には、加圧用チューブ２２（加圧用配管）が分岐して設けられている。この加圧用チューブ２２の他端には、加圧チャンバ２３を介して加圧ファン２４が設けられている。又、加圧用チューブ２２には、第１の開閉弁（加圧用）２５が設けられている。
インク液除去制御部２６は、所望の時期に行なわれるインクヘッド１０の各メンテナンス時及び前記メンテナンス時と画像形成媒体への画像形成時を除く定期的な各インク液除去時期において、加圧ファン２４のファン駆動信号Ｆを送出して加圧ファン２４を駆動制御すると共に、第２の開閉弁２１に閉信号Ｈを送出して第２の開閉弁２１を閉じた後、第１の開閉弁２５に開放信号Ｈを送出して第１の開閉弁２５を瞬時の間だけ開放し、これにより、加圧ファン２４の駆動により生じる加圧空気を加圧用チューブ２２を通してインク液排出チューブ１９に送り、インク液排出チューブ１９内に入り込んだインク液１を除去する。なお、インク液除去制御部２６は、各メンテナンス時のみにインク液排出チューブ１９内に入り込んだインク液１を除去してもよいし、定期的な各インク液除去時期のみにインク液排出チューブ１９内に入り込んだインク液１を除去してもよい。
又、リザーバタンク５には、液面センサ２７が設けられている。この液面センサ２７は、リザーバタンク５内に収容されているインク液１の液面高さを検出してその液面高さ検出信号Ｓを出力する。

インク液除去制御部２６は、液面センサ２７から出力された液面高さ検出信号Ｓを入力し、リザーバタンク５内におけるインク液１の液面高さが予め設定された液面高さに達すると、前記と同様に、加圧ファン２４のファン駆動信号Ｆを送出して加圧ファン２４を駆動制御すると共に、第２の開閉弁２１に閉信号Ｈを送出して第２の開閉弁２１を閉じた後、第１の開閉弁２５に開放信号Ｈを送出して第１の開閉弁２５を瞬時の間だけ開放してインク液排出チューブ１９内に入り込んだインク液１を除去する。

オーバフロータンク２０は、リザーバタンク５の高さ位置よりも下方に設けられている。このオーバフロータンク２０は、分配器６との間にインク液排出チューブ２８が接続されている。このインク液排出チューブ２８には、開閉弁２９が接続されている。このインク液排出チューブ２９は、分配器６から溢れたインク液１をオーバフロータンク２０内に送る。なお、オーバフロータンク２０は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロ（Ｙ）の各色のインク液１に対する各インク経路で溢れたインク液１を収集する。
又、オーバフロータンク２０は、上方に向って設けられた大気開放管３０が接続されており、端部に大気開放フィルタ３２が設けられている。

このオーバフロータンク２０の側面には、廃液送り管３３が設けられている。この廃液送り管３３は、下方に向って配置され、その下端部に廃液集積タンク１４内に貫装された接続用排出管３４が設けられている。この接続用排出管３４は、その端部に排出口３５が設けられている。この排出口３５には、一方向弁３６が設けられている。

廃液集積タンク１４は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロ（Ｙ）の各色のインク液１の廃液を一時集積する。この廃液集積タンク１４の底面には、廃液管３７を介して廃液タンク３８が接続されている。この廃液タンク３８は、廃液集積タンク１４内に一時集積されたインク液１の廃液を集積する。

次に、前記の如く構成された装置の動作について説明する。
画像形成媒体１１への画像形成時、第２の開閉弁２１が開放されると共に、開閉弁３、２９及び加圧用第１の開閉弁２５は閉じられる。又、画像形成媒体１１は、所定の搬送速度で例えば矢印Ｂ方向に搬送される。この状態であれば、インク分配器６が密閉されているので、インクヘッド１０が噴射した分のインク量だけインク経路７を通してインク分配器６にインク液１が吸い上げられる。インク分配器６にインク液１が吸い上げられると、リザーバタンク５内の液面が低下する。この液面低下を液面センサ２７が検知すると、インク経路チューブ４に設けられた開閉弁３が開き、自然落下によりインク液１がリザーバタンク５内に供給される。リザーバタンク５内の液面が所定の液面高さになったことを液面センサ２７が検知すると、開閉弁３が閉じられる。これにより、インクヘッド１０は、下方に搬送される画像形成媒体１１に対して複数のノズルからインク液１を噴射することで、画像形成媒体１１への画像形成が可能となる。

インクヘッド１０のメンテナンス時、開放弁３、２１、２９が閉じられる。この状態で、インク液除去制御部２６は、加圧ファン２４にファン駆動信号Ｆを送出して加圧ファン２４を駆動制御すると共に、第２の開閉弁２１に閉信号Ｈを送出して第２の開閉弁２１を閉じた後、第１の開閉弁２５に開放信号Ｈを送出して第１の開閉弁２５を瞬時の間だけ開放する。これにより、加圧ファン２４の駆動により生じた加圧空気が加圧用チューブ２２からインク液排出チューブ１９を通ってリザーバタンク５内に送られる。この加圧空気のリザーバタンク５内への供給によりリザーバタンク５内の圧力が上昇し、この圧力上昇によりリザーバタンク５内のインク液１がインク液供給チューブ７を通して分配器６に供給される。そして、この分配器６からインク液１がインク入液流路８、インク流路の封止機構９を通してインクヘッド１０に供給される。これにより、インクヘッド１０の各ノズルに残留しているインク液１が強制的に排出される。このインクヘッド１０から排出されたインク液１は、インクパン１２に収集される。

又、インクヘッド１０のメンテナンス時、インクヘッド１０の下面に対してワイパーを摺動させてクリーニングが行なわれる。このクリーニングにより落ちたインク液１は、インクパン１２に収集される。このインクパン１２内に収集されたインク液１は、インク液排出チューブ１３を通して廃液集積タンク１４内に送られる。又、インクヘッド１０のメンテナンスでは、インクヘッド１０の下面に対してヘッド吸引ノズル１５が走査されてインクヘッド１０の下面からインク液１が吸い取られる。この吸い取られたインク液１は、インク液排出チューブ１６を通って廃液集積タンク１４内に送られる。

このようなインクヘッド１０のメンテナンス時、加圧ファン２４の駆動により生じた加圧空気が加圧用チューブ２２からインク液排出チューブ１９を通ってリザーバタンク５内に送られる。これにより、インク液排出チューブ１９内に浸入して表面張力により張り付いたインク液１は、加圧空気により押されてインク液排出チューブ１９内から排出され、リザーバタンク５内に戻る。又、リザーバタンク５内に貫装されているインク液排出チューブ１９の流入口に形成されたインク液１の膜は、加圧空気により吹き飛ばされる。

一方、インク液除去制御部２６は、前記インクヘッド１０のメンテナンス時以外における定期的な各インク液除去時期になると、加圧ファン２４のファン駆動信号Ｆを送出して加圧ファン２４を駆動制御すると共に、第２の開閉弁２１に閉信号Ｈを送出して第２の開閉弁２１を閉じた後、第１の開閉弁２５に開放信号Ｈを送出して第１の開閉弁２５を瞬時の間だけ開放する。なお、これらインク液除去は、例えば画像形成装置の電源が投入された状態で、かつ画像形成を待つ待機状態において定期的に実施される。

なお、画像形成時及び画像形成待機時に、第２の開閉弁２１は開放されており、この状態で何らかの原因でインク液１がリザーバタンク５から溢れた場合、溢れたインク液１は、インク液排出チューブ１９を通してオーバフロータンク２０内に送られる。この場合、ザーバタンク５から溢れたインク液１が全てオーバフロータンク２０内に送られず、インク液排出チューブ１９の途中に残留することがある。特に、インク液排出チューブ１９の流入口から第２の開閉弁２１までの間にインク液１が残留することがあり、この残留したインク液１は、インク液排出チューブ１９の開通を常時確保する必要からも除去する必要がある。

このようにインク液１がインク液排出チューブ１９の途中に残留したとしても、前記の如くインクヘッド１０のメンテナンス時又は定期的なインク液除去時期に第２の開閉弁２１を閉じてから加圧ファン２４の駆動により生じた加圧空気がパルス的に加圧用チューブ２２からインク液排出チューブ１９を通ってリザーバタンク５内に送られるので、インク液排出チューブ１９の途中に残留したインク液１は、パルス的な加圧空気により押されてインク液排出チューブ１９内から排出される。
又、液面センサ２７は、リザーバタンク５内に収容されているインク液１の液面高さを検出してその液面高さ検出信号Ｓを出力する。

インク液除去制御部２６は、液面センサ２７から出力された液面高さ検出信号Ｓを入力し、リザーバタンク５内におけるインク液１の液面高さが予め設定された液面高さに達すると、前記同様に、加圧ファン２４のファン駆動信号Ｆを送出して加圧ファン２４を駆動制御すると共に、第２の開閉弁２１に閉信号Ｈを送出して第２の開閉弁２１を閉じた後、第１の開閉弁２５に開放信号Ｈを送出して第１の開閉弁２５を瞬時の間だけ開放する。これにより、インク液排出チューブ１９の途中に残留したインク液１は、パルス的な加圧空気により押されてインク液排出チューブ１９内から排出される。又、リザーバタンク５内に貫装されているインク液排出チューブ１９の流入口に形成されたインク液１の膜もパルス的な加圧空気により吹き飛ばされる。

このように上記一実施の形態によれば、インクヘッド１０のメンテナンス時及び定期的なインク液除去時期に、リザーバタンク５から溢れたインク液１をオーバフロータンク２０に送るインク液排出チューブ１９の途中に分岐して加圧用チューブ２２を設け、この加圧用チューブ２２を通して加圧ファン２４の駆動により生じた加圧空気をインク液排出チューブ１９に加える。

これにより、インク液排出チューブ１９内に浸入して表面張力により張り付いたインク液１をパルス的な加圧空気により押してインク液排出チューブ１９内から排出することができる。又、リザーバタンク５内に貫装されているインク液排出チューブ１９の流入口に形成されたインク液１の膜もパルス的な加圧空気により吹き飛ばして除去できる。この結果、リザーバタンク５からインク液１が溢れるという異常時に当該インク液１をオーバフロータンク２０に送るためのインク液排出チューブ１９の開通を常時確保できる。

このようなインク液排出チューブ１９の途中に残留したインク液１の除去及びインク液排出チューブ１９の流入口に形成されたインク液１の膜の除去は、インクヘッド１０に加圧空気を強制的に供給してメンテナンスするのと兼用にできるので、インク液１の除去に特別な機械機具を設けなくてもよく、構成を簡単化できる。

なお、この発明は、上記一実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

１：インク液、２：インクタンク、３：開閉弁、４：インク経路チューブ、５：リザーバタンク、６：インク分配器、７：インク液供給チューブ、８：インク入液流路、９：インク流路の封止機構、１０：インクヘッド、１１：画像形成媒体、１２：インクパン、１３：インク液排出チューブ、１４：廃液集積タンク、１５：ヘッド吸引ノズル、１６：インク液排出チューブ、１７：吸引チャンバ、１８：吸引ファン、１９：インク液排出チューブ、２０：オーバフロータンク、２１：第２の開閉弁、２２：加圧用チューブ、２３：加圧チャンバ、２４：加圧ファン、２５：第１の開閉弁（加圧用）、２６：インク液除去制御部、２７：液面センサ、２８：インク液排出チューブ、２９：開閉弁、３０：大気開放管、３２：大気開放フィルタ、３３：廃液送り管、３４：接続用排出管、３５：排出口、３６：一方向弁、３７：廃液管、３８：廃液タンク。

Claims (1)

1. インクを収容するインクタンクと、
   画像形成媒体に前記インクを吐出し、画像形成を行うインクヘッドと、
   前記インクタンクから供給された前記インクを一時的に貯留すると共に、前記インクヘッドに前記インクを供給するリザーバタンクと、
   前記リザーバタンクよりも重力方向において下方側に配置され、前記リザーバタンクから溢れた前記インクを収集するオーバフロータンクと、
   前記リザーバタンクと前記オーバフロータンクとを接続する溢れ液用配管と、
   前記オーバフロータンクに設けられ、当該オーバフロータンクから前記溢れ液用配管を通して前記リザーバタンクを大気開放する大気開放管と、
   を具備したことを特徴とする画像形成装置。

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