JP2012101519A - インク供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 作図とインク充填及びクリーニングとの切り換えを簡単な構造で行うこと。
【解決手段】 インク供給部４は、インクボトル５１からレギュレータ３にインクを送る送液ポンプ５２と、インクの供給圧力を制御する圧力制御装置５３と、圧力トラップ５４とを備えている。レギュレータ３は、負圧バルブ１０に加圧バルブ３０を接続した構成である。印刷時には、低圧でインクがレギュレータ３に供給される。ヘッド１からインクが吐出されると、インク室の圧力が下がりバルブが開いてインクがインク室に送り込まれる。インクの供給圧力を高圧にすると、加圧バルブ３０が開いてインク流路２１を通ってインクがインク室１１に送り込まれる。インク供給の圧力を低圧に切り換えると、元の状態に戻る。このようにすれば、正圧と負圧との切り換えが不要であり、インク供給の圧力の高低切り換えにより印刷とインク充填又はクリーニングとを切り換えられるので、インク供給部４の構成を簡単にできる。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクの充填及びクリーニング機能を備えたインク供給装置に関するものである。

図１２は、従来のインクジェットプリンタのインク供給系統を示す構成図である。このインクジェットプリンタ９００は、インク供給部９１０と、キャリッジ９２０と、エア圧力制御部９３０とからなる。インク供給部９１０は、インクカートリッジ９１１と、このインクカートリッジ９１１のインクをヘッド９２１に供給するためのインクポンプ９１２とを有する。キャリッジ９２０は、ヘッド９２１を下部に有し、内部にインクのサブタンク９２２を備えている。サブタンク９２２のインク量は、監視センサ９２３により監視されている。エア圧力制御部９３０は、サブタンク９２２内に供給するエアを制御するものであり、エア通路９３１上には、エアポンプ９３２と、エア通路９３１を切り換える切換バルブ９３３と、大気開放側に設けた開閉バルブ９３４，９３５と、エアチャンバー９３６と、圧力を制御するためのスピードコントローラ９３７とが設けられている。

インクジェットプリンタにより作図する場合、エアポンプ９３２を駆動し、排気用の開閉バルブ９３４を開け、吸気用の開閉バルブ９３５を閉じ、切換バルブ９３３は排気側のエア通路９３１を開ける。エアポンプ９３２の脈動はエアチャンバー９３６により低減される。インクはインクカートリッジ９１１からインクポンプ９１２によりサブタンク９２２に供給されており、サブタンク９２２からヘッド９２１に供給され、ヘッド９２１から吐出する。ヘッド９２１及びサブタンク９２２内は、インク漏れを防止するために前記エア圧力制御部９２０により負圧に保たれる。

一方、インクの充填やクリーニングを行う場合、排気用の開閉バルブ９３４を閉じ、吸気用の開閉バルブ９３５を開け、切換バルブ９３３は吸気側のエア通路９３１を開ける。これにより、サブタンク９２２内が正圧になり、サブタンク９２２内のインクがヘッド９２１に強制的に送り込まれる。

なお、上記インクジェットプリンタ９００に類似する技術として、特許文献１に記載の技術が知られている。このインクジェットプリンタでは、ヘッドに接続した背圧調整手段を背圧調整ポンプ、大気開放弁及びサブタンクから構成し、背圧調整ポンプの駆動と大気開放弁の開閉によりヘッド内部を所定圧に維持し、クリーニング時には、大気開放弁を閉じて背圧調整ポンプによりヘッドに所定の正圧をかける。

特開２００８−２２１５３４

上記従来のインクジェットプリンタ９００では、作図とインク充填及びクリーニングとを切り換えるには、エア圧力制御部９３０により正圧と負圧とを切り換えなければならず、エア圧力制御部９３０が複雑な構成になるという問題点があった。上記特許文献１に記載のインクジェットプリンタでも、背圧調整ポンプと大気調整弁とにより正圧と負圧とを切り換えるため、同様の問題があった。

そこで、この発明は、作図とインク充填及びクリーニングとの切り換えを簡単な構造で行うことを目的とする。

第１の発明に係るインク供給装置は、インクボトルからのインクの送り出し圧力を正圧下において高低切り換えすることでインク流路を通じてインクを供給するインク供給部（４）と、インクタンク側に接続される流入口（インク経路１４）と、ヘッド側に接続される流出口１１ａと、インクを一時的に貯留するインク室１１と、前記流入口を開閉する流入口バルブ１８と、印刷時に、前記インク室内が所定圧力以下の場合に前記流入口バルブを開き、前記インク室内が所定圧力よりも大きい場合に前記流入口バルブを閉じ、インク充填又はクリーニング時に流入口バルブを閉じるバルブ開閉機構（可とう性膜１６，バルブ開閉部材１７，ばね２０）と、前記流入口と異なるバイパス流入口１１ｂを前記インク室に形成し、前記バイパス流入口に接続され前記インク室に直接インクを送り込むバイパスインク流路２１と、前記バイパスインク流路に設けられ、印刷時に閉じ、インク充填又はクリーニング時に開くバイパス開閉手段（３０、（１０３，１０６））とを有するレギュレータと、を備えたことを特徴とする。

この発明において、印刷時には、前記インク供給部により低圧でインクをレギュレータに供給し、印刷によりインク室が減圧されることで、前記供給されたインクが前記インク室に送り込まれる。インク充填又はクリーニング時には、前記インク供給部により高圧でインクを供給することで、バイパス開閉手段が開き、バイパスインク流路を通って前記インク室にインクが高圧で送り込まれる。このとき前記流入口バルブは開かない。これにより、正圧下でのインク供給部の高低圧切り換えをもって印刷とインク充填又はクリーニングとを切り換えることができるので、インク供給部の構成を簡単にできる。

第２の発明に係るインク供給装置は、上記第１の発明において、前記インク供給部は、前記インクボトルからインクを送る送液ポンプを有し、送液ポンプからのインクの送り出し圧力を正圧下において高低切り換えすることでインク流路を通じてインクを供給するものであることを特徴とする。

即ち、この発明では、インクを送る送液ポンプの圧力を切り換えてインクの送り出し圧力の高低切り換えを行うようにしているので、装置構成を簡略化できる。

第３の発明に係るインク供給装置は、上記第１の発明において、更に、エアポンプのエアの送り出し圧力を正圧下において高低切り換えするエア圧力制御部を備え、前記インク供給部は、前記エアポンプから導出したエア通路が前記インクボトルに接続されていることを特徴とする。

この発明において、印刷時には、エア圧力制御部によりエアポンプのエア圧力を低圧とすることで前記インク供給部から低圧でインクをレギュレータに供給し、印刷によりインク室が減圧されることで、前記供給されたインクが前記インク室に送り込まれる。インク充填又はクリーニング時には、エア圧力制御部によりエアポンプのエア圧力を高圧とすることで前記インク供給部から高圧でインクを供給することで、バイパス開閉手段が開き、バイパスインク流路を通って前記インク室にインクが高圧で送り込まれる。このとき前記流入口バルブは開かない。これにより、正圧下でのエア圧力制御部の高低圧切り換えをもって印刷とインク充填又はクリーニングとを切り換えることができるので、インク供給部の構成を簡単にできる。また、エアによりインクを供給するので、ポンプで直接インクを供給する場合よりもインクの脈動を抑制できる。

第４の発明に係るインク供給装置は、上記第１の発明において、更に、前記インク供給部は、当該中間加圧タンクはインク流路により前記インクボトルに接続されると共に当該インク流路上に送液ポンプが設けられ、前記中間加圧タンクからはレギュレータの流入口に接続する別のインク流路が導出していることを特徴とする。

この発明において、印刷時には、エア圧力制御部によりエアポンプのエア圧力を低圧とすることで前記インク供給部の中間加圧タンクから低圧でインクをレギュレータに供給する。印刷によりインク室が減圧されると、前記供給されたインクが前記インク室に送り込まれる。なお、中間加圧タンクには送液ポンプによりインクボトルからインクが導入されている。インク充填又はクリーニング時には、エア圧力制御部によりエアポンプのエア圧力を高圧とすることで前記インク供給部の中間加圧タンクから高圧でインクが供給される。これにより、前記バイパス開閉手段が開き、バイパスインク流路を通って前記インク室にインクが高圧で送り込まれる。このとき前記流入口バルブは開かない。このように、エア圧力制御部による正圧下での高低圧切り換えをもって印刷とインク充填又はクリーニングとを切り換えることができるので、インク供給部の構成を簡単にできる。また、中間加圧タンクにインクを供給しておき、この中間加圧タンクにエア圧力を加えてインクを供給することで、高粘度のインクを供給しやすくなる。

第５の発明に係るインク供給装置は、上記第３又は第４の発明において、更に、ヘッドと前記インクボトルとの間にインク戻り流路を設けたことを特徴とする。

負圧バルブを介して高圧で前記ヘッドに供給されたインクは、インク戻り流路を通じてインクボトルに戻される。これにより、インクが循環されて滞留が防止される。

第６の発明に係るインク供給装置は、上記第３〜５のいずれか一つの発明において、更に、前記エアポンプに接続された廃インクボトルと、廃インクボトルに接続した吸引ワイパーとからなるインク排出手段を設けたことを特徴とする。

このように前記エアポンプの吸引力を利用することで、エアポンプの数を増やすことなく吸引ワイパーを作動させることができる。

なお、上記バイパス開閉手段は、前記インク室に直接インクを送り込むバイパスインク流路に前記所定圧力以上の圧力を加えることでバルブが開く加圧バルブ、又は、前記バイパスインク流路に設けた任意に開閉できる電気的駆動弁等の開閉バルブ、である場合がある。

また、上記第１の発明におけるレギュレータの前記バイパス開閉手段は、前記インク室に連通する第２室（３２）と、当該第２室に連通する第１室（３１）と、前記第２室及び前記第１室の間を開閉するバイパスバルブ（３６）と、印刷時に前記バイパスバルブを閉じ、インク充填又はクリーニング時に印刷時よりも大きな圧力が前記バイパスバルブに加わった場合に前記バイパスバルブを開くバイパス開閉機構（３８）とを備えるようにしても良い。これによると、インク充填又はクリーニング時には、印刷時とは異なる大きな圧力がバイパスバルブに加えられることにより、インクのバイパスの有無を切り換えることができる。そのため、インクの輸送の圧力を制御するだけで、インク充填又はクリーニングを容易に行えることができる。

更に、前記レギュレータの筐体（７１）には、分割壁（８１）を境に表裏二面にそれぞれ流路が形成され、前記バイパス開閉手段は、前記筐体の一方の面側に前記第２室（３２）を区画形成し、前記筐体の他方の面側に前記第１室（３１）を区画形成し、前記第２室又は前記第１室に前記バイパス開閉機構を取り付けても良い。したがって、バイパス開閉手段の第１室及び第２室が筐体の表裏に形成されているため、第１室又は第２室の一方の面側でバイパス開閉機構の組み付け作業を行うことができるようになる。バイパス開閉機構を筐体に収容してコンパクトなレギュレータを構成できるため、インクジェットプリンタに搭載しやすいという利点も期待できる。

なお、上記第１の発明におけるレギュレータの前記バイパス開閉手段は、前記バイパスインク流路に設けられた電気的駆動弁（電磁バルブ１０３）と、前記電気的駆動弁を、印刷時に閉じ、インク充填又はクリーニング時に開くように制御する制御部（１０６）とを備えるようにしても良い。これによれば、印刷時には、ヘッドからのインクの吐出によりインク室が減圧され、この減圧に伴いインク供給室からインク室にインクが供給される。クリーニング時には、前記電気的駆動弁を前記制御部により開け、印刷時における所定圧力以上の圧力でインクを供給することで、バイパスインク流路を介してヘッドにインクが供給される。これにより、ヘッドに吸引ポンプ等を装着することなくインク供給し、クリーニングを行える。また、インクの圧力の高低により、印刷とクリーニングとを切り換えることができる。このため、インク充填又はクリーニング時に、流入口が閉じた状態となってしまうレギュレータであっても、制御部により電気的駆動弁を開いてバイパスインク流路が流通するので、インク室にインクを送り込むことができる。

この発明の実施の形態１に係るインクジェットプリンタを示す構成図である。 インク供給部とレギュレータとを示す構成図である。 レギュレータを示す構成図である。 図３に示したレギュレータの詳細構成図である。 レギュレータの変形例を示す詳細構成図である。 この発明の実施の形態２に係るインク供給系統を示す構成図である。 この発明の実施の形態３に係るインク供給系統を示す構成図である。 この発明の実施の形態４に係るインク供給系統を示す構成図である。 この発明の実施の形態５に係るインク供給系統を示す構成図である。 この発明のインク供給系統の実施例を示す構成図である。 この発明の実施の形態３の変形例に係るインク供給系統を示す構成図である。 従来のインクジェットプリンタのインク供給系統を示す構成図である。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に係るインクジェットプリンタを示す構成図である。このインクジェットプリンタ１００は、主走査方向に駆動制御されるキャリッジ２と、当該キャリッジ２に設けられ且つその下側にノズルを有するヘッド１と、キャリッジ２に設けられ且つ前記ヘッド１に接続したレギュレータ３と、レギュレータ３にチューブを介して接続したインク供給部４と、印刷媒体５０を上面に支持するプラテン６と、印刷媒体５０を搬送する搬送ローラ７とを備える。

図２は、インク供給部とレギュレータとを示す構成図である。インク供給部４は、インクボトル（インクカートリッジを含む）５１と、インクボトル５１からレギュレータ３にインクを送る送液ポンプ５２と、所定プログラム及び電気回路から構成され且つ各種センサの信号に基づいて前記送液ポンプ５２の駆動を制御する圧力制御装置５３と、送液ポンプ５２とレギュレータ３との間に設けた圧力トラップ５４とを備えている。圧力トラップ５４は、送液ポンプ５２の脈動による過剰な加圧を逃がす機能を有し、レギュレータ３にかかる圧力を一定範囲に保つ。

レギュレータ３には、負圧バルブ１０と加圧バルブ３０とが設けられている。図３は、レギュレータを示す構成図である。図４は、図３に示したレギュレータの詳細構成図である。負圧バルブ１０と加圧バルブ（バイパス開閉手段）３０には、インクボトル５１からのインク流路５５が分岐してそれぞれに接続されており、前記インク供給部４から、同じ圧力でインクが供給される。

負圧バルブ１０は、インク室１１とインク供給室１２とが分離壁１３により分離され、分離壁１３の中央にはインク経路（流入口）１４が形成されている。インク室１１はチューブや溝等からなる出口インク流路１５に接続される流出口１１ａを介してヘッド１に接続されている。インク室１１の前記分離壁１３に対向して可とう性膜１６が設けられている。可とう性膜１６にはバルブ開閉部材１７の座が設けられ、その中心からピンが立設されている。ピンは前記インク経路１４を貫通し、先端にバルブ１８が設けられる。分離壁１３のバルブ側には、当該バルブ１８に当接する封止ゴム１９が設けられている。バルブ１８は、インク供給室１２に設けたばね２０により封止ゴム１９に所定圧で押し付けられている。インク供給室１２は、前記インクタンク４からのインク流路１５０に接続されている。なお、インク経路１４は、インク供給室１２とインク室１１とを連通するための経路であるので、インク供給室１２が形成されずにインク流路１５０等が直接インク室１１に接続される場合には、インク室１１の流入口として形成されていればよい。

負圧バルブ１０のインク室１１には、チューブや溝等からなるバイパスインク流路２１がバイパス流入口１１ｂに接続され、当該バイパスインク流路２１は加圧バルブ３０の出口３３に接続されている。加圧バルブ３０は、第１室３１と第２室３２とが分離壁３４により分離され、分離壁３４の中央にはインク経路３５が形成されている。第２室３２は、バイパスインク流路２１を介して負圧バルブ１０のインク室１１に接続されている。分離壁３４のバルブ側には、バイパスバルブ３６（以下「バルブ３６」と称す）に当接する封止ゴム３７が設けられている。バルブ３６は、第２室３２に設けたばね３８により封止ゴム３７に所定圧で押し付けられている。

次に、このインク供給系統の動作について説明する。図２、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、印刷時には、低圧でインクがレギュレータ３に供給される。圧力制御装置５３は所定の圧力をもってインクボトル５１内のインクを吸引し、負圧バルブ１０に送り出している。ヘッド１からインクが吐出されると、インク室１１内のインクが減り、インク室１１内の圧力が下がる。すると、可とう性膜１６で支持されたバルブ開閉部材１７が動いてバルブ１８が開き、インク供給室１２のインクがインク経路１４を通ってインク室１１に送り込まれる。これにより、インク室１１内の圧力が上昇し、バルブ開閉部材１７が戻ってバルブ１８が閉じる。

なお、インク供給部４により加えられる圧力は、バルブ１８が開く動作を阻害しない程度の圧力であって、バルブ１８を開けたときインク室１１にインクが送り込める程度の圧力であることを要する。加圧バルブ３０は、上記低圧のインクの供給圧力ではバルブ３６が開かないため、加圧バルブ３０から負圧バルブ１０のインク室１１にインクが供給されることはない。通常の印刷時には、上記動作を繰り返してインクがインク室１１に供給される。

次に、インクの充填又はクリーニングを行う場合は、圧力制御装置５３によりインクの供給圧力が高圧に切り換えられる。高圧への切り換えは、送液ポンプ５２の駆動力を上げることで行う。高圧のインクが供給されると、図２、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、加圧バルブ３０の第１室３１の圧力が上昇し、バルブ３６が開く。これにより、第１室３１からインク経路３５を通って第２室３２にインクが送り込まれ、続いてインク流路２１を通ってインクが負圧バルブ１０のインク室１１に直接送り込まれる。インク室１１に高圧でインクが充填されると、可とう性膜１６が膨らみバルブ１８が閉じる。更に、インク供給室１２にもインクが同じ高圧で供給されるのでバルブ１８は閉じたままである。換言すれば、インク室１１とインク供給室１２の圧力は均衡するので、バネ２０により付勢されたバルブ１８は閉じたままとなる。第１室３１から第２室３２にインクが送り込まれると第１室３１の圧力が開放されて低下し、バルブ３６が閉じる。

圧力制御装置５３によりインク供給の圧力を低圧に切り換えると、図３（ａ）及び図４（ａ）の状態に戻る。

上記のようにすれば、正圧と負圧との切り換えが不要であり、正圧下においてインク供給の圧力の高低切り換えにより印刷とインク充填又はクリーニングとを切り換えることができるので、インク供給部４の構成を簡単にできる。特に、圧力トラップ５４により送液ポンプ５２の脈動を低減して圧力を設定値に保つようにできるので、インクの圧力の高低切り換えを正確に行える。また、上記構成によれば、従来のようにヘッド１にキャップを装着して吸引ポンプで強制的に吸引しなくても済む。このため、部品点数が少なくなり、キャップの装着作業等を省略できる。

図５は、実施の形態１にかかるレギュレータの変形例を示す詳細構成図である。このレギュレータ３ａの負圧バルブ１０は、インク室１１とインク供給室１２とが分離壁１３により分離され、分離壁１３の中央にはインク経路１４が形成されている。インク室１１はチューブや溝等からなる出口インク流路１５を介してヘッド１に接続されている。インク室１１の前記分離壁１３に対向して可とう性膜１６が設けられている。可とう性膜１６にはバルブ開閉部材１７の座が設けられ、その中心からピンが立設されている。ピンは前記インク経路１４を貫通し、先端にバルブ１８が設けられる。分離壁１３のバルブ側には、当該バルブ１８に当接する封止ゴム１９が設けられている。バルブ１８は、インク供給室１２に設けたばね２０により封止ゴム１９に所定圧で押し付けられている。インク供給室１２は、前記インクタンクからのインク流路１５０に接続されている。

負圧バルブ１０のインク室１１には、チューブや溝等からなる第２エア通路１０２が設けられ、当該第２エア通路１０２には電磁バルブ１０３が設けられている。この第２エア通路１０２は、ヘッド１に設けたチューブや溝からなるエア通路１０１に接続される。また、インク供給室１２とチューブや溝等からなる出口インク流路１５との間にはバイパスインク流路１０４が設けられ、このバイパスインク流路１０４には電磁バルブ１０５が設けられている。電磁バルブ１０３，１０５は、インク供給室１２へのインクの供給圧力に応じて制御部１０６により開閉が制御される。この制御部１０６は、前記圧力制御部５３の一部として含まれる。

次に、レギュレータ３ａの動作について説明する。印刷時には、電磁バルブ１０３，１０５は制御部１０６により閉じられている。また、低圧でインクがレギュレータ３に供給される。圧力制御装置５３は所定の圧力をもってインクボトル５１内のインクを吸引し、負圧バルブ１０に送り出している。図５（ａ）に示すように、ヘッド１からインクが吐出されると、インク室１１内のインクが減り、インク室１１内の圧力が下がる。すると、可とう性膜１６で支持されたバルブ開閉部材１７が動いてバルブ１８が開き、インク供給室１２のインクがインク経路１４を通ってインク室１１に送り込まれる。これにより、インク室１１内の圧力が上昇し、バルブ開閉部材１７が動いてバルブ１８が閉じる。また、圧力制御装置５３により、前記負圧バルブ１０には低圧でインクが供給されている。この圧力は、バルブ１８が開く動作を阻害しない程度の圧力であって、バルブ１８を開けたときインク室１１にインクが送り込める程度の圧力であることを要する。一方、電磁バルブ１０３，１０５は閉じているので、バイパスインク流路１０４をインクが流れることはない。

次に、インクの充填又はクリーニングを行う場合、図５（ｂ）に示すように、圧力制御装置５３によりインクの供給圧力を高圧に切り換ると同時に制御部１０６により電磁バルブ１０３，１０５を開ける。高圧のインクがインク供給室１２に供給されると、インク供給室１２内が高圧になるので、バルブ１８は閉じたままとなる。このため、高圧のインクは、バイパスインク流路１０４を通り、出口インク流路１５を介してヘッド１に供給されると共にインク室１１にも高圧で供給される。インク室１１に残るエアは、第２エア通路１０２を介してエア通路１０１に至り、大気放出される。また、ヘッド１内のエアも、エア通路１０１を介して大気放出される。これにより、ヘッド１がクリーニングされ、インク室１１にインクが充填される。

また、圧力制御装置５３によりインクの供給圧力を低圧に戻すと同時に制御部１０６により電磁バルブ１０３，１０５を閉じることで、印刷可能な状態となる。なお、バイパスインク流路１０４を出口インク流路１５に接続するのではなく、インク室１１に直接接続しても良い。

このようにすれば、インク圧力の高低切り換え及び電磁バルブ１０３，１０５の開閉により、印刷とインク充填又はクリーニングとを切り換えることができるので、従来のようにヘッド１にキャップを装着して吸引ポンプで強制的に吸引しなくても済む。このため、部品点数が少なくなり、キャップの装着作業等を省略できる。この図６に示したレギュレータ３ａは、下記実施の形態２〜５においても同様に加圧バルブ３０の代わりに用いることができる。

（実施の形態２）
図６は、この発明の実施の形態２に係るインク供給系統を示す構成図である。この実施の形態２に係るインク供給系統２００は、実施の形態１の圧力トラップ５４と送液ポンプ５２を省略し、エア圧力制御部５を設けた点に特徴がある。その他の構成は実施の形態１と同様であるからその説明を省略する。エア圧力制御部５は、エアポンプ５６と、このエアポンプ５６の駆動力を制御する圧力制御装置５７と、エアポンプ５６の脈動を低減するエアチャンバー５８と、排気側に設けた開閉バルブ５９とからなる。エアポンプ５６から導出するエア通路６０は、インクボトル５１に接続されている。圧力制御装置５７は、図示しない各種センサからの信号に基づいて自動制御する制御回路により構成しても良いし、エアポンプを駆動する電力を切り換える単なるスイッチから構成しても良い。

インクジェットプリンタによる印刷時には、エアポンプ５６から低圧のエアがエアチャンバー５８を介してインクボトル５１に送られる。インクボトル５１にエアを送り込むと、インクボトル５１の液面より下に配置されたインク流路５５からインクが低圧で送りだされ、レギュレータ３のインク供給室１２に送り込まれる。上記実施の形態１のように、ヘッド１からインクが吐出されることで、バルブ１８が開いてインク供給室１２からインク室１１にインクが送り込まれる。

次に、インクの充填及びクリーニングを行う場合、圧力制御装置５７によりエアポンプ５６の駆動力が上げられて、高圧のエアがインクボトル５１に送り込まれる。高圧のエアが送り込まれることで、インクボトル５１からインクが高圧で送り出される。高圧のインクが供給されると、上記実施の形態１のように、加圧バルブ３０が開いて負圧バルブ１０のインク室１１にインクが直接充填される。インクの充填及びクリーニングの終了時には、開閉バルブ５９を開放してエアチャンバー５８内の圧力を低減させる。なお、レギュレータ３ａを用いた場合は、電磁バルブ１０３，１０５が開けられることで、高圧のインクがバイパスインク流路１０４、出口インク流路１５を介してヘッド１に供給されると共にインク室１１にもインクが充填される。

以上の構成によれば、正圧下においてエアの高低圧の切り換え制御を行うエアポンプ５６を用いて前記インクの高低圧の切り換えを行うので、エア圧力制御部５の構成を簡単にできる。即ち、従来のようにエア供給部において正圧と負圧とを切り換える必要はなく、正圧の圧力の高低を切り換えるだけで済むので、エア圧力制御部５の構成を簡略にできる。また、インクボトル５１のインクの液面にエアで圧力を加えるので、インク流路５５内にエアが含まれず、インクの逆流が発生しない。また、エアチャンバー５８及びインクボトル５１でエアポンプ５６の脈動を吸収するので、圧力が安定する。

（実施の形態３）
図７は、この発明の実施の形態３に係るインク供給系統を示す構成図である。この実施の形態３に係るインク供給系統３００は、実施の形態２のインク供給部にインクボトルを２つ設けた点に特徴がある。エア圧力制御部５の構成は実施の形態２と同じである。エアポンプからのエア通路６０はインク供給部８で分岐し、分岐したエア通路６０は第１のインクボトル６１及び第２のインクボトル６２と接続されている。また、各エア通路６０にはそれぞれ切換バルブ６３，６４が設けられている。切換バルブ６３，６４はインクボトル６１，６２への接続を大気開放側に切り換え可能である。各インクボトル６１，６２からはインク流路５５が導出し、各インク流路５５には開閉バルブ６５，６６が設けられている。この各インク流路５５は結合し、レギュレータ３に接続される。

ヘッド１の出口にはインク戻し流路６７が設けられている。インク戻し流路６７には、逆流防止のための加圧バルブ６８が設けられる。加圧バルブ６８の構造は、実施の形態１のものと同じである。インク戻し流路６７はインク供給部８にて分岐し、分岐した各インク戻し流路６７には開閉バルブ６９，７０を介してインクボトル６１，６２に接続されている。下記切換バルブ６３，６４、開閉バルブ６５，６６，６９，７０の制御は、圧力制御装置５７により行う。

インクジェットプリンタによる印刷時には、エアポンプ５６から低圧のエアがエアチャンバー５８を介してインクボトル６１，６２に送られる。このとき、第１の切換バルブ６３は開き、第２の切換バルブ６４は閉じ、インク供給用の開閉バルブ６５は開け、インク戻し用の開閉バルブ６９は閉じた状態で、第１のインクボトル６１に低圧のエアを送り込む。すると、インクボトル６１の液面より下に配置されたインク流路５５からインクが低圧で送りだされ、レギュレータ３のインク供給室１２に送り込まれる。上記実施の形態１のように、ヘッド１からインクが吐出されることで、バルブ１８が開いてインク供給室１２からインク室１１にインクが送り込まれる。

次に、インクの充填及びクリーニングを行う場合、第１の切換バルブ６３は開き、第２の切換バルブ６４は閉じた状態で、圧力制御装置５７によりエアポンプ５６の駆動力が上げられ、第１のインクボトル６１に高圧のエアが送り込まれる。インク供給用の開閉バルブ６５を開け、インク戻し用の開閉バルブ６９を閉じた状態で高圧のエアを送り込むことで、インクボトル６１からインクが高圧で送り出される。高圧のインクが供給されると、上記実施の形態１のように、加圧バルブ３０が開いて負圧バルブ１０のインク室１１にインクが充填される。なお、レギュレータ３ａを用いた場合は、電磁バルブ１０３，１０５が開けられることで、高圧のインクがバイパスインク流路１０４、出口インク流路１５を介してヘッド１に供給されると共にインク室１１にもインクが充填される。

ヘッド１に送り込まれたインクはヘッド１の出口からインク戻り流路６７を通って戻る。このとき、高圧でインクが圧送されているので、加圧バルブ６８は開いた状態となる。インク戻り流路６７で戻ったインクは第１の開閉バルブ６９が閉じており、第２の開閉バルブ７０が空いているので、第２のインクボトル６２にインクが戻る。このとき、第２の切換バルブ６４は大気開放側に切り換えられているので、第２のインクボトル６２にインクが無理なく戻される。このようにしてインクが循環する。高圧のエア供給を止めると、加圧バルブ３０が閉じる。上記動作は、第１系統と第２系統とを交互に行う。

以上の構成によれば、インクを循環させてインクの滞留を防止できる。また、エアポンプ５６を用いてインクの高低圧の切り換えを行うので、エア圧力制御部５の構成を簡単にできる。即ち、従来のようにエア供給部において正圧と負圧とを切り換える必要はなく、正圧の圧力の高低を切り換えるだけで済むので、エア圧力制御部５の構成を簡略にできる。また、インクボトル６１，６２のインクの液面にエアで圧力を加えるので、インク流路５５内にエアが含まれず、インクの逆流が発生しない。また、インクボトル６１，６２でエアポンプ５６の脈動を吸収するので、圧力が安定する。

（実施の形態４）
図８は、この発明の実施の形態４に係るインク供給系統を示す構成図である。この実施の形態４に係るインク供給系統は、実施の形態３のインク供給系統３００にインク排出部７１を設けた点に特徴がある。その他の構成は実施の形態３と同じであるからその説明を省略する。インク排出部７１は、エア圧力制御部５のエアポンプ５６の吸入側のエア通路６０に切換バルブ７２を設け、この切換バルブ７２からエア通路７３を導出してエアチャンバーを兼用した廃インクボトル７４に接続する。この廃インクボトル７４にはインク流路７５が接続され、その先には吸引ワイパー７６が設けられている。

吸引作業を行う場合、エア圧力制御部５の開閉バルブ５９を開放した状態でエアポンプ５６を作動させる。切換バルブ７２は吸引ワイパー側のエア通路７３とし、当該エアポンプ５６によりエアの吸引を行う。これによりエアチャンバーの機能を備えた廃インクボトル７４内の圧力が減少し、吸引ワイパー７６に吸引力が働く。吸引ワイパー７６はヘッド１に当てられ、ヘッド１に残ったインクを吸引し、廃インクボトル７４に搬送する。廃インクボトル７４では、エアポンプ５６の脈動が減少させられ、インクが廃インクボトル７４の下部に溜められる。

このようにすれば、ヘッド１のメンテナンス用の吸引ワイパー７６の吸引動力として前記エアポンプ５６を用いることができるので、インクジェットプリンタ全体のエアポンプ数を減少できる。

（実施の形態５）
図９は、この発明の実施の形態５に係るインク供給系統を示す構成図である。このインク供給系統５００は、高粘度のインクを供給する場合の構成例である。この実施の形態５のインク供給系統５００は実施の形態４のインク供給系統４００に中間加圧タンク７７を設けた点に特徴がある。エアポンプ５６から導出するエア通路６０は中間加圧タンク７７に接続されている。各インクボトル６１，６２にはそれぞれ開閉バルブ７８，７９を有するインク流路８０が設けられ、各インク流路８０は合流し、送液ポンプ８１に接続される。送液ポンプ８１は中間加圧タンク７７にインクを圧送する。中間加圧タンク７７から導出するインク流路８２はレギュレータ３に接続される。また、前記中間加圧タンク７７には、インク量を監視する監視センサ８３が設けられている。

圧力制御装置５７は、監視センサ８３の出力信号に基づいて中間加圧タンク７７内の液量を検出する。液量が所定量を下回ると、送液ポンプ８１を駆動して、インクボトル６１，６２からインクを中間加圧タンク７７に送り込む。

インクジェットプリンタによる印刷時には、エアポンプ５６から低圧のエアがエアチャンバー５８を介して中間加圧タンク７７に送られる。インク供給用の開閉バルブ７８，７９は閉じ、インク戻し用の開閉バルブ６９，７０は閉じておく。中間加圧タンク７７にエアを送り込むと、液面より下に配置されたインク流路８２からインクが低圧で送りだされ、レギュレータ３のインク供給室１２に送り込まれる。上記実施の形態１のように、ヘッド１からインクが吐出されることで、バルブ１８が開いてインク供給室１２からインク室１１にインクが送り込まれる。

次に、インクの充填及びクリーニングを行う場合、圧力制御装置５７によりエアポンプ５６の駆動力が上げられ、中間加圧タンク７７に高圧のエアが送り込まれる。高圧のエアが送り込まれることで、中間加圧タンク７７からインクが高圧で送り出される。高圧のインクが供給されると、上記実施の形態１のように、加圧バルブ３０が開いて負圧バルブ１０のインク室１１にインクが充填される。レギュレータ３ａを用いた場合は、電磁バルブ１０３，１０５が開けられることで、高圧のインクがバイパスインク流路１０４、出口インク流路１５を介してヘッド１に供給されると共にインク室１１にもインクが充填される。

ヘッド１に送り込まれたインクはヘッド１の出口からインク戻り流路６７を通って戻る。このとき、高圧でインクが圧送されているので、加圧バルブ６８は開いた状態となる。インク戻り流路６７で戻ったインクは第１の開閉バルブ６９が閉じており、第２の開閉バルブ７０が空いているので、第２のインクボトル６２にインクが戻る。このとき、バルブ８４は大気開放されるので、第２のインクボトル６２にインクが無理なく戻される。送液ポンプ８１によりインクを中間加圧タンク７７に供給するときは、インクが戻されていないほうの第１のインクボトル６１からインクを送り出す。

第１のインクボトル６１にインクを戻す場合、第１の開閉バルブ６９を開き、バルブ８５を大気開放し、第２の開閉バルブ７０を閉じれば、第１のインクボトル６１にインクが戻る。送液ポンプ８１によりインクを中間加圧タンク７７に供給するときは、インクが戻されていないほうの第２のインクボトル６２からインクを送り出す。このように、第１のインクボトル６１と第２のインクボトル６２との系統は適宜切り換えるようにする。高圧のエア供給を止めると、加圧バルブ３０が閉じる。

上記のように中間加圧タンク７７を設けることで、当該中間加圧タンク７７からヘッド１までの距離がインクボトル６１，６２からヘッド１までの距離に比べて短くなる。このため高粘度インクを送りやすくなる。なお、吸引ワイパー７６の構成及び作用については、上記実施の形態４と同様であるため、その説明を省略する。

図１０は、この発明のインク供給系統の実施例を示す構成図である。このインク供給装置６００は、インク供給部６１０と、圧力制御部６３０と、ヘッドユニット６５０と、ステーション６７０とを備える。インク供給部６１０は、２つのインクボトル６１１，６１２と、このインクボトル６１１，６１２から導出しフィルタ６１３及び開閉バルブ６１４，６１５を有するインク流路６１６と、インク流路６１６が合流した先に設けた送液ポンプ６１７と、各インクボトル６１１，６１２に設けた大気開放用の開閉バルブ６１８と、内部で分岐し、各分岐路に開閉バルブ６１９，６２０を設けたインク戻り流路６２１とを有する。

圧力制御部６３０は、前記インク流路６１６に設けたフィルタ６３１及び脱気モジュール６３２と、脱気モジュール６３２に開閉バルブ６３４を介して接続したエアポンプ６３５とを有する。また、エアフィルタ６３６を有するエアポンプ６３７と、エアポンプ６３７にエア通路６３８で接続した加圧チャンバー６３９と、大気開放用の開閉バルブ６４０及びステーション６７０に接続するエア通路６４１に設けた開閉バルブ６４２と、スピードコントローラ６４３と、大気開放とエアポンプ６３７とを切り換える開閉バルブ６４４とを有する。

ヘッドユニット６５０は、複数のヘッド６５１とこのヘッド６５１に接続したレギュレータ３と、レギュレータ３から導出するインク流路６５２と、インク流路６５２に設けた液体圧力センサ６５３及び中間加圧タンク６５４とを備えている。また、インク戻し流路６５５がレギュレータ３に接続されている。中間加圧タンク６５４には、インク量を監視する監視センサ６５６が設けられる。中間加圧タンク６５４から導出したエア通路６５７は、中間加圧タンク６５４に接続され、このエア通路６５７にはインク逆流の検出を行うセンサ６５８と、エア圧力センサ６５９が設けられている。

ステーション６７０は、廃インクボトル６７１と負圧チャンバー６７２を有し、この負圧チャンバー６７２は圧力制御部６３０のエアポンプ６３７の動力により作動する。加圧チャンバー６３９から導出したエア通路６４１は負圧チャンバー６７２に接続される。負圧チャンバー６７２には開閉バルブ６７３、スピードコントローラ６７４、エアフィルタ６７５が接続される。また、ヘッド６５１の吸引を行う吸引ワイパー６７６が開閉バルブ６７７を介して接続される。負圧チャンバー６７２と廃インクボトル６７１とは、開閉バルブ６７８を有するインク流路６７９により接続される。廃インクボトル６７１には、インク流路６８１を介して複数のキャップ６８０が接続される。キャップ６８０はヘッド６５１に取り付けるものであり、前記インク流路６８１には開閉バルブ６８２とローラポンプ６８３とが設けられている。

インクの供給は、次のように行う。中間加圧タンク６５４のインク量は監視センサ６５６により監視されており、インク量が減ると、監視センサ６５６の出力信号に基づいて圧力制御部６３０が送液ポンプ６１７を駆動する。開閉バルブ６１４を開け、開閉バルブ６１５を閉じ、送液ポンプ６１７によりインクボトル６１１内のインクを中間加圧タンク６５４に送り込む。または、開閉バルブ６１４を閉じ、開閉バルブ６１５を開け、送液ポンプ６１７によりインクボトル６１２内のインクを中間加圧タンク６５４に送り込む。これにより、中間加圧タンク６５４内のインクは一定量の範囲に保たれる。

インクジェットプリンタによる印刷時には、エアポンプ６３７から低圧のエアが加圧チャンバー６３９を介して中間加圧タンク６５４に送られる。エア圧力はエア圧力センサ６５９により検出され、圧力制御部６３０にフィードバックされる。中間加圧タンク６５４に送り込まれたエアにより、内部のインクが押し出され、インク経路６５２を通じてレギュレータ３に送り込まれる。インクの圧力は液体圧力センサ６５３により検出され、圧力制御部６３０にフィードバックされる。

次に、インクの充填及びクリーニングを行う場合、圧力制御部６３０によりエアポンプ６３７の駆動力が上げられ、中間加圧タンク６５４に高圧のエアが送り込まれる。高圧のエアが送り込まれることで、中間加圧タンク６５４からインクが高圧で送り出される。高圧のインクが供給されると、上記実施の形態１のように、加圧バルブ３０が開いて負圧バルブ１０のインク室１１にインクが充填される。

また、インク循環においては、圧力制御部６３０によりエアポンプ６３７の駆動力が上げられ、中間加圧タンク６５４に高圧のエアが送り込まれる。中間加圧タンク５６４から高圧でヘッド６５１に送り込まれたインクは、ヘッド６５１の出口からレギュレータ３内を通ってインク戻り流路６５５を通って戻る。インク戻り流路６５５で戻ったインクは第１の開閉バルブ６１９が閉じており、第２の開閉バルブ６２０が空いているので、第２のインクボトル６１２にインクが戻る。このとき、第２の開閉バルブ６１８は大気開放側に切り換えられているので、第２のインクボトル６１２にインクが無理なく戻される。また、第２のインクボトル６１２にインクを戻している途中でも、第１のインクボトル６１１から送液ポンプ６１７により中間加圧タンク６５４にインクを送り込むことができる。高圧のエア供給を止めると、加圧バルブ３０が閉じる。なお、第１の開閉バルブ６１９及び第２の開閉バルブ６２０を切り換えて第１のインクボトル６１１にインクを戻しても良い。

ステーション６７０によりヘッド６５１の吸引等を行う場合、ヘッド６５１にキャップ６８０を装着し、ローラポンプ６８３により強制的に吸引を行う。吸引されたインクは廃インクボトルに送られる。また、吸引ワイパー６７６によりヘッド６５１の吸引を行う場合、エアポンプ６３７により負圧チャンバー６７２が減圧され、開閉バルブ６７７を開けて吸引ワイパー６７６に吸引力が与えられる。このとき、廃インクボトル６７１の開閉バルブ６７８は閉じる。吸引により負圧チャンバー６７２に溜まったインクは、エアポンプ６３７による負圧チャンバー６７２内の加圧により廃インクボトル６７１に送られる。圧力制御部６３０の開閉バルブ６４０，６４２，６４４の開閉により負圧チャンバー６７２への減圧と加圧とを切り換える。

（変形例）
図１１は、この発明の実施の形態３の変形例に係るインク供給系統を示す構成図である。このインク供給系統７００は、レギュレータ３（負圧バルブ１０）から導出するチューブ１５とインク戻し流路６７との間を連結する循環バイパス路８６と備えた点に特徴がある。その他の構成は、インク供給系統３００と同じである。チューブ１５とインク戻し流路６７とは開閉バルブ８７により連結している。インク戻し流路６７には逆流防止のための逆止弁８８が設けられている。

開閉バルブ８７をインク戻り流路６７に切り換え、第１の切換バルブ６３を開き、第２の切換バルブ６４を閉じ、圧力制御装置５７によりエアポンプ５６の駆動力を上げ、インク供給用の開閉バルブ６５を開け、インク戻し用の開閉バルブ６９を閉じた状態で第１のインクボトル６１に高圧のエアを送り込むことで、インクボトル６１からインクが高圧で送り出される。高圧のインクが供給されると、加圧バルブ３０が開いて負圧バルブ１０のインク室１１にインクが充填される。レギュレータ３ａを用いた場合は、電磁バルブ１０３，１０５が開けられることで、高圧のインクがバイパスインク流路１０４、出口インク流路１５を介してヘッド１に供給されると共にインク室１１にもインクが充填される。

充填されたインクは、インク室１１からチューブ１５に至り、循環バイパス路８６を通ってインク戻り流路６７に入る。加圧バルブ６８は、インクが高圧で圧送されているので開いた状態となる。インク戻り流路６７で戻ったインクは第１の開閉バルブ６９が閉じており、第２の開閉バルブ７０が空いているので、第２のインクボトル６２にインクが戻る。このとき、第２の切換バルブ６４は大気開放側に切り換えられているので、第２のインクボトル６２にインクが無理なく戻される。高圧のエア供給を止めると、加圧バルブ３０が閉じる。上記動作は、第１系統と第２系統とを交互に行う。

以上の構成によれば、インクの循環をヘッド１を通すことなく行うことができる。このため、他のヘッドで印刷中でも特定のヘッドにかかる系統のインクを循環させることができる。例えば、夜間の長時間運転等において特定の色を担当するヘッドの使用頻度が極めて少ない場合等に有用である。この変形例は、負圧バルブとインク戻り流路との間に循環バイパス路を設けたことを特徴とする請求項４に記載のインク供給装置として観念できる。

なお、この発明を実施するための形態において、バルブ等の各構成要素は図示しない制御装置によりその動作が制御される。

１００ インクジェットプリンタ
１ ヘッド
３ レギュレータ
４ インク供給部
６ 圧力制御装置
１０ 負圧バルブ
１１ インク室
１２ インク供給室
１８ バルブ
３０ 加圧バルブ
３１ 第１室
３２ 第２室
３６ バルブ
５１ インクボトル
５２ 送液ポンプ
６７ インク戻り流路
７４ 廃インクボトル
７６ 吸引ワイパー
７７ 中間加圧タンク
８０ インク流路
９２０，９３０ エア圧力制御部
９３２ エアポンプ

Claims (6)

1. インクボトルからのインクの送り出し圧力を正圧下において高低切り換えすることでインク流路を通じてインクを供給するインク供給部と、
   インクタンク側に接続される流入口と、ヘッド側に接続される流出口と、インクを一時的に貯留するインク室と、前記流入口を開閉する流入口バルブと、印刷時に、前記インク室内が所定圧力以下の場合に前記流入口バルブを開き、前記インク室内が所定圧力よりも大きい場合に前記流入口バルブを閉じ、インク充填又はクリーニング時に流入口バルブを閉じるバルブ開閉機構と、前記流入口と異なるバイパス流入口を前記インク室に形成し、前記バイパス流入口に接続され前記インク室に直接インクを送り込むバイパスインク流路と、前記バイパスインク流路に設けられ、印刷時に閉じ、インク充填又はクリーニング時に開くバイパス開閉手段とを有するレギュレータと、
   を備えたことを特徴とするインク供給装置。
2. 前記インク供給部は、前記インクボトルからインクを送る送液ポンプを有し、送液ポンプからのインクの送り出し圧力を正圧下において高低切り換えすることでインク流路を通じてインクを供給するものであることを特徴とする請求項１に記載のインク供給装置。
3. 更に、エアポンプのエアの送り出し圧力を正圧下において高低切り換えするエア圧力制御部を備え、
   前記インク供給部は、前記エアポンプから導出したエア通路が前記インクボトルに接続されていることを特徴とする請求項１に記載のインク供給装置。
4. 前記インク供給部は、当該中間加圧タンクはインク流路によりインクボトルに接続されると共に当該インク流路上に送液ポンプが設けられ、一方、前記中間加圧タンクからは前記レギュレータの流入口に接続する別のインク流路が導出していることを特徴とする請求項３に記載のインク供給装置。
5. 更に、ヘッドと前記インクボトルとの間にインク戻り流路を設けたことを特徴とする請求項３又は４に記載のインク供給装置。
6. 更に、前記エアポンプに接続された廃インクボトルと、廃インクボトルに接続した吸引ワイパーとからなるインク排出手段を設けたことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一つに記載のインク供給装置。