JP2012126010A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フロートが気液分離用タンクの壁面に固着しても、排気口からのインクの排出を防止することができるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】記録ヘッド１５内の気体を記録ヘッド１５内のインクとともに移送させるためのインク移送用導管３と、インク移送用導管３により移送された気体とインクとを分離させるための気液分離用タンク８と、気液分離用タンク８に溜まった気体を吸引排気するための排気口４と、気液分離用タンク８に収容され、気液分離用タンク８内のインクの液面の上昇に伴って排気口４を閉塞するフロート１２と、を備える。インク移送用導管３の、気液分離用タンク８側の開口部にノズル６３を有し、ノズル６３の先端の吐出口の開口面積が、インク移送用導管３の、インクを気液分離用タンク８内へ流入させる開口部の面積よりも小さい。
【選択図】図２

Description

本発明は、インク滴を吐出することで記録を行うインクジェット記録装置に関する。特に、インク供給系における気体溜まりを除去することができるインクジェット記録装置に関する。

従来、多くのインクジェット記録装置は、例えば印刷用紙といった記録媒体を横切って往復動するキャリッジと、該キャリッジに搭載されるインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドと称す）とを備えている。記録ヘッドが記録媒体を横切って運動しているときに、電子制御部品が記録ヘッドの吐出駆動部を作動して吐出ノズルからインク滴を吐出する。記録ヘッドの位置に合わせてインク滴が吐出され、記録媒体上にイメージまたは文字が形成される。

インクの使用量が比較的多いインクジェット記録装置では、キャリッジの小型化や軽量化のため、インクタンクをキャリッジではなく装置本体に設けたオフキャリッジ方式のインクジェット記録装置が提案されている。

オフキャリッジ方式のインクジェット記録装置では、記録ヘッドは、チューブ、継手などで構成された流体導管を用いてインクタンクと接続されている。記録ヘッドは印字時に往復動するので、記録ヘッドの移動を妨げないように、流体導管の少なくとも一部に、柔軟性のあるチューブが用いられている。

インクタンクには大気連通孔が設けられており、インクタンクの内部は大気と通じている。したがって、インクタンク中のインクの量が減少してもインクタンクに大気が流入するため、円滑にインクタンクから記録ヘッドへインクが供給される。

柔軟性のあるチューブを用いることによって、比較的簡単な構成でインクタンクから記録ヘッドへのインク供給を実現することができる。また、インクタンクを交換可能に設けることによって、インクの補充を効率よく行うことができる。

しかしながら、このようなインクジェット記録装置では、記録ヘッド内に気体が混入しやすい。

例えば、流体導管に用いられている柔軟性を有するシリコンチューブやポリエチレンチューブ等はガス透過性を有しているため、該チューブの壁面を通じて少しずつ大気が流体導管の内部に侵入し、インク中に気泡が発生する。特に、記録媒体に対して重力方向上方に記録ヘッドを備え、重力方向下方に向けてインク滴を吐出するインクジェット記録装置では、記録ヘッド内を微負圧に維持して吐出ノズル内のインクが大気との境界にメニスカスを形成することが良いとされる。流体導管内も微負圧に維持されているため、当該チューブの壁面を通じて大気が流体導管の内部により侵入しやすい。

また、インクタンクの交換時にインクタンクと流体導管との接続部が大気開放するため、該接続部から大気が混入する。インクタンクに設けられた大気連通孔から流入した大気がインクとともに記録ヘッドに供給される場合もある。

さらに、インクに当初から溶存している気体が周囲の条件の変化に伴い集積したり、インクの吐出の繰り返しに伴って吐出ノズルから大気が記録ヘッド内へ進入したりする。記録ヘッド内を微負圧に維持して吐出ノズルにインクのメニスカスを形成しているインクジェット記録装置では、周囲温度の下降により記録ヘッド内の気体の体積が減少する。その結果、記録ヘッド内に大きな負圧が生じてメニスカスが破壊され、吐出ノズルから大気が記録ヘッド内に浸入することがある。

記録ヘッド内に気体が存在する場合には、次のような不具合が発生する虞がある。例えば、記録ヘッド内に気体が充満し、吐出ノズルからインクが吐出されずに気体が吐出され、インク滴が記録媒体に着弾せず記録不良が発生する。また、記録ヘッド内の気体は周囲温度の上昇により、微負圧に維持されていた圧力が変化して正圧になることがある。重力方向下向きにインク滴を吐出する記録ヘッドの場合、メニスカスの維持が困難となり記録ヘッドからインクが流出する場合がある。

そこで、流体導管や記録ヘッドの内部の気体を捕捉し、該気体を排出するサブタンクを備えたインクジェット記録装置が提案されている（例えば特許文献１）。サブタンクから気体を排出することによって、記録ヘッド内の気体を削減することができ、インクジェット記録装置の不具合を抑制することができる。

特許文献１で開示されているサブタンクについて、図８及び図９を用いて説明する。図８および図９は、特許文献１で開示されているサブタンクの断面図である。図８はサブタンクから気体を排気している状態の図であり、図９はサブタンクからの排気が完了した状態の図である。

図８および図９に示すように、サブタンク１には、流体導管を接続するための供給用接続部２が形成されており、サブタンク１へインクを移送するためのインク移送用導管３が供給用接続部２を介してサブタンク１に接続されている。

また、サブタンク１の重力方向上部には、気体を排出するための排気口４が形成されている。排気口４に設けられた排気用接続部５を介して排気用導管６がサブタンク１に接続されており、サブタンク１内の気体を排気用導管６から吸引排出できるようになっている。

サブタンク１は、サブタンク１にインクが供給されるときの衝撃を吸収するバッファタンク７と、気体とインクとを分離するための気液分離用タンク８と、に、重力方向に沿って設けられた仕切板９によって分けられている。バッファタンク７にインク移送用導管３が接続され、気液分離用タンク８に排気用導管６が接続されている。

仕切板９の重力方向上部は、バッファタンク７と気液分離用タンク８とを遮断している。仕切板９の重力方向下部にはスリット１０が形成されており、インクや気体はスリット１０を介して気液分離用タンク８とバッファタンク７との間を移動することができる。

供給用接続部２からバッファタンク７の内部へ向かってパイプ１１が設けられている。パイプ１１は、インク移送用導管３内のインクとバッファタンク７内のインクとが常に接した状態を保てるよう、重力方向下側に伸びている。

また、気液分離用タンク８の内部には、インク液面の上昇に伴って排気口４を閉塞するフロート１２が収容されている。フロート１２は、スリット１０を通過することができない大きさで形成されており、気液分離用タンク８からバッファタンク７に移動することができないようになっている。

フロート１２の材質としてはインクより比重が小さく、かつインクと反応しにくい材質が選ばれ、例えばポリプロピレンなどが用いられる。もちろんインクより比重の大きい材質でも、中空部品などのように、部品そのものの比重がインクより小さければよい。

気液分離用タンク８の重力方向上部は、円錐状の形状をした円錐部１３を有しており、円錐部１３の頂点に相当するところに排気口４が形成されている。したがって、気液分離用タンク８のインクの液面が上昇したとき、フロート１２は円錐部１３の頂点に近づくように上昇し、円錐部１３にフロート１２の全周が接触する位置で停止する（図９）。その結果、排気口４が閉塞される。

バッファタンク７および気液分離用タンク８の重力方向下側に、吐出ノズル１４を備える記録ヘッド１５が設けられている。さらに、吐出ノズル１４を覆ってサブタンク１の内部を外部から遮断する遮断ユニット１６が設けられている。

特許文献１で開示されているインクジェット記録装置の動作について説明する。

記録媒体へのインク滴の吐出は、排気用導管６の途中に設けられた弁（不図示）が閉じられた状態で行われる。印字や放置（インクジェット記録装置のスタンバイ状態および電源ＯＦＦ状態）を繰り返すことによって、サブタンク１へインクが供給される。このとき、インク移送用導管３内に透過した気体やインク中に存在していた気体がサブタンク１内に浸入する。

インクとともにサブタンク１に供給された気体は、バッファタンク７または気液分離用タンク８の重量方向上方に貯留される。インクはサブタンク１の重力方向下方に貯留されるため、サブタンク１の重力方向下方に位置する吐出ノズル１４からインクを吐出するとき、気体を含むことなく吐出することが可能となる。

サブタンク１内へ所定量の気体が貯蓄されたときに、気体の排気動作が開始される。まず、遮断ユニット１６が吐出ノズル１４を覆い、サブタンク１の内部を外部から遮断する。排気用導管６の途中に設けられた弁（不図示）が開けられ、排気用導管６に接続された吸引ポンプ（不図示）が作動して気液分離用タンク８の気体を吸引する。

気液分離用タンク８内の気体が排気された分だけインク移送用導管３を通ってインクがサブタンク１へ供給される。サブタンク１へのインクの供給に伴って、サブタンク１のインクの液面が上昇する。

インクの液面が上昇することによって、フロート１２も上昇する。フロート１２は、円錐部１３に達するまでは、気液分離用タンク８内で水平方向の位置が定まらないまま上昇する。フロート１２が円錐部１３に達した後は、フロート１２は円錐部１３の頂点に近づくように上昇する。図９に示すように、円錐部１３にフロート１２の全周が接触する位置で停止する。その結果、フロート１２によって排気口４が閉塞され、排気動作が完了する。

このような構成をとることで、インクを無駄に排出することなく気液分離用タンク８の気体の除去が可能となり、インクジェット記録装置の不具合を抑制することができる。

特開２０００−３０１７３７号公報

しかしながら、特許文献１で開示されているインクジェット記録装置では、長期放置されてフロート１２が気液分離用タンク８の壁面に固着した場合、インク液面の上昇に伴ってフロート１２が浮き上がらなくなることが懸念される。こうした事象が万一起きてしまうと、排気口４がフロート１２によって閉塞されなくなり、排気動作においてインクが排気口４から排出されてしまう。

そこで、本発明は、上記従来技術における懸案事項に鑑み、インク供給系の流体導管内における気体の除去機構に関してより信頼性の高いものを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一つの態様は、インク滴を吐出して記録を行う記録ヘッドの内部に存在する気体を該記録ヘッドの内部のインクとともに移送させるためのインク移送用導管と、該インク移送用導管と接続され、該インク移送用導管により移送された気体とインクとを分離させるための気液分離用タンクと、該気液分離用タンクの重力方向上部に形成され、該気液分離用タンクに溜まった気体を排気するための排気口と、該気液分離用タンクに収容され、該気液分離用タンクの内部のインクの液面の上昇に伴って移動して該排気口を閉塞するフロートと、を備えるインクジェット記録装置に係る。この態様において、インク移送用導管の、気液分離用タンクの側の開口部にノズルを有し、該ノズルの先端の吐出口の開口面積が、インク移送用導管の、インクを気液分離用タンクの内部へ流入させる開口部の面積よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、インク供給系の流体導管内における気体の除去機構に関してより信頼性の高いインクジェット記録装置を提供することができる。

本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置の斜視図。 第一の実施形態に係るインクジェット記録装置のインク供給系の概略図。 第一液室に所定量の気体が溜まっている状態を示す概略図。 図３に示す状態から、第一液室内の気体を気液分離用タンクへ移送した状態を示す概略図。 図４に示す状態から、気液分離用タンク内の気体を排出し、気液分離用タンクにインクが充填された状態の概略図。 第二の実施形態に係るインクジェット記録装置のインク供給系の概略図。 図６に示す状態から、循環ポンプを駆動させたときの概略図。 従来におけるサブタンクの、気体を排気しているときの断面図。 従来におけるサブタンクの、気体の排気が完了したときの断面図。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。

（第一の実施例）
図１は、本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置１７の斜視図である。図１に示すように、インクジェット記録装置１７は、インク滴を吐出して記録を行う記録ヘッド１５と、取替え可能に設けられたインクタンク１８と、インクタンク１８に貯留されているインクを加圧する加圧ポンプ１９と、を備えている。

記録ヘッド１５およびインクタンク１８はインク供給用導管２０を介して接続されており、加圧ポンプ１９によりインクタンク１８から押し出されたインクはインク供給用導管２０を経由して記録ヘッド１５に供給される。記録ヘッド１５は、記録装置制御基板（不図示）の指令により、所定のタイミングで記録媒体２１の記録面２２へインクを吐出する。

記録ヘッド１５は、スライド軸２３により移動可能に支持されているキャリッジ２４に搭載されている。また、インクジェット記録装置１７には、キャリッジモーター２５、ＣＲベルト２６およびプーリー２７が設けられており、これらにより、記録ヘッド１５およびキャリッジ２４は記録面２２上を往復動することができる。

インクジェット記録装置１７は、チューブポンプといった吸引手段（不図示）を有し、インクの粘度の増加による吐出ノズルの不具合を解消する回復手段２８を備えている。回復手段２８は、記録ヘッド１５の往復動の幅より外側に配設されている。

吐出ノズルの不具合を解消する場合には、回復手段２８が記録ヘッド１５に接合する。その後、前記吸引手段が発生する負圧により、粘度の増加したインクが吐出ノズルから吸引されて吐出ノズルの不具合が解消される。

インクジェット記録装置１７に回転自在に支持されたロール紙状の記録媒体２１は、ガイド２９およびＬＦローラー群３０によりプラテン３１の上面へ搬送される。プラテン３１の上面が記録位置であり、記録面２２の重力方向上方に位置する記録ヘッド１５が記録面２２上を往復動しながらインクを吐出し、記録媒体２１がＬＦローラー群３０により間欠送りされることで連続的な記録が行われる。

図２を用いて、記録ヘッド１５へインクを供給するインク供給系の構成について説明する。図２は、図１に示すインクジェット記録装置１７のインク供給系の概略図である。

インクタンク１８は、柔軟部材で形成された袋体３２と、インク導出口を密閉するゴム栓３３と、袋体３２を密閉収納するケース３４で構成されている。加圧ポンプ１９はケース３４に加圧空気を送ることで袋体３２の周囲を加圧し、袋体に収容されているインクを記録ヘッド１５へ送出する。インク供給用導管２０の一端は先端が鋭利な中空管であるインク針２０ａとなっており、インク針２０ａがゴム栓３３に差し込まれることで袋体３２からインク供給用導管２０へのインクの導出が可能となる。

記録ヘッド１５は重力方向下向きに形成された吐出ノズル１４を有する第一液室３５を備えている。また、インクタンク１８から記録ヘッド１５までのインク経路の途中には、吐出ノズル１４におけるインクのメニスカスを形成するための負圧を発生する第二液室３６が設けられている。

第二液室３６の、重力方向上部には気液分離用タンク８が設けられており、第二液室３６と気液分離用タンク８は連通されている。また、第一液室３５は気液分離用タンク８とインク移送用導管３（チューブ）を用いて連通されている。

第二液室３６は、第二液室３６の重力方向下部に接続されているインク移送用導管３７を用いて第一液室３５と連通されている。すなわち、第一液室３５からインク移送用導管３、気液分離用タンク８、第二液室３６、インク移送用導管３７を経て第一液室３５に到達する循環路が形成されている。

なお、インク移送用導管３，３７と、第一液室３５とは、切り離しが可能なゴム栓３８と針３９により接続されている。

また、第一液室３５は、供給フィルターを備えたインク流路４０を有し、インク移送用導管３７からのインクは、針３９、ゴム栓３８、インク流路４０を通って第一液室３５に導かれる。インク流路４０は、吐出ノズル１４の列方向に対して傾斜して設けられている。インク流路４０の傾斜部の重力方向上部には、排気フィルターを備えた排出口４１が形成されている。つまり、第一液室３５内に取り込まれる気体は、インク流路４０の傾斜により重力方向上方に導かれて排出口４１付近に溜まる。

第二液室３６はインク供給用導管２０からのインクの流入口である供給口４２を有している。また、第二液室３６の内部には、負圧を発生する負圧発生機構が設けられている。

負圧発生機構は、可撓性部材４３と、可撓性部材４３を変形させるように付勢する付勢手段４４を有している。可撓性部材４３の一の面は、第二液室３６を形成する壁の一部を構成しており、可撓性部材４３の該一の面と反対側の面は大気に露出されている。

付勢手段４４は可撓性部材４３を大気側に膨らませる方向、すなわち、第二液室３６の容積を増加させる方向に付勢している。付勢手段４４が、第二液室３６の容積を増加させる方向に変形させる方向に可撓性部材４３を付勢することによって、第二液室３６内は所定の微負圧状態（大気圧よりも約８０ｍｍＡｑ低い状態）になる。

第二液室３６内を微負圧状態にすると、第二液室３６と接続されている第一液室３５も微負圧状態となる。第一液室３５内が微負圧状態となることによって、吐出ノズル１４に良好なメニスカスが形成される。

インク供給用導管２０から第二液室３６へのインクの流入口である供給口４２には、供給口４２を開閉する供給口開閉弁４５が設けられている。供給口開閉弁４５は、供給口開閉弁用バネ４６から供給口４２を閉じる方向にバネ力を受けて供給口４２を閉塞する。

また、供給口開閉弁４５は、アーム４７を介して可撓性部材４３と一体的に動作するように設けられている。したがって、可撓性部材４３の変形に連動して供給口開閉弁４５は供給口４２を開閉する。

記録ヘッド１５内のインク量が減少すると、第二液室３６内は減圧する。第二液室３６の内部が所定の微負圧よりさらに減圧されると、大気圧が供給口開閉弁用バネ４６の付勢力に打ち勝って、第二液室３６の容積が小さくなる方向に可撓性部材４３が変形する。可撓性部材４３の変形は、アーム４７を介して供給口開閉弁４５を開放させる方向に移動させる。

供給口開閉弁４５が供給口４２を開放すると、インク供給用導管２０から第二液室３６へ、インクタンク１８で加圧されたインクが流入する。記録ヘッド１５内のインク量の増加に伴い、第二液室３６内の圧力が増加し、再び所定の微負圧に戻る。その結果、可撓性部材４３が変形前の状態に戻り、供給口開閉弁用バネ４６の付勢力により供給口開閉弁４５が供給口４２を閉じる。

記録ヘッド１５からインクの吐出が連続的に行なわれる連続記録動作においては、供給口開閉弁４５は間欠的な開閉動作を繰り返す。このとき、インクは、インクタンク１８からインク供給用導管２０を介して第二液室３６に供給され、さらにインク移送用導管３７を介して記録ヘッド１５に安定的に供給される。

第二液室３６の重力方向上部に形成されている気液分離用タンク８と、第一液室３５と、を連通するインク移送用導管３には、循環ポンプ４８が設けられている。循環ポンプ４８は、インク移送用導管３の容積を繰り返し拡大縮小させるダイヤフラム４９であって、インク移送用導管３に沿って設けられた２つのダイヤフラム４９からなっている。ダイヤフラム４９は、柔軟部材（例えばゴムなど）で形成され、インク移送用導管３の容積を増加させる方向または減少させる方向に変形する。

一方のダイヤフラム４９を、インク移送用導管３の容積を増加させる方向に変形させて、インク移送用導管３の内部の圧力を第一液室３５内の圧力より小さくすることにより、インクが第一液室３５からインク移送用導管３に吸い上げられる。また、他方のダイヤフラム４９を、インク移送用導管３の容積を減少させる方向に変形させて、インク移送用導管３の内部の圧力を気液分離用タンク８内の圧力より大きくすることにより、インクがインク移送用導管３から気液分離用タンク８に送られる。

２つのダイヤフラム４９は、インク移送用導管３の容積を、増加させる方向と減少させる方向とに交互に変形する。このように２つのダイヤフラム４９を変形させることによって、循環路全体の容積は変化しない。すなわち、循環ポンプ４８の動作に伴って可撓性部材４３が変形することはなく、インクタンク１８から第二液室３６へのインクの供給は行われない。

さらに、本実施形態では、一方のダイヤフラム４９のみを変形させることができる構成（不図示）を有している。すなわち、他方のダイヤフラム４９を変形させないで、一方のダイヤフラム４９を循環ポンプ弁として変形させてインク移送用導管３の容積を拡大縮小させることができる。インク移送用導管３の容積を拡大縮小させることによって、気液分離用タンク８に一定量のインクの流れを起こすことができる。

インク移送用導管３の、第一液室３５と循環ポンプ４８との間には、一方向にのみ流れを許容する第一の一方向弁５０が配設されている。第一の一方向弁５０は、第一液室３５から循環ポンプ４８へのインクの流れを許容し、循環ポンプ４８から第一液室３５へのインクの流れを阻止している。

また、インク移送用導管３の、２つのダイヤフラム４９の間には、第二の一方向弁５１が配設されている。第二の一方向弁５１は、第一液室３５側のダイヤフラム４９から気液分離用タンク８側のダイヤフラム４９へのインクの流れを許容し、気液分離用タンク８側のダイヤフラム４９から循環ポンプ４８側のダイヤフラム４９へのインクの流れを阻止している。

つまり、第一の一方向弁５０は、第一液室３５から循環路への流れを許容し、逆方向の流れを阻止する第一の循環制御弁を構成する。第二の一方向弁５１は、循環路から気液分離用タンク８への流れを許容し、逆方向の流れを阻止する第二の循環制御弁を構成する。循環ポンプ４８、第一および第二の一方向弁５０、５１は、排出口４１からのインクや気体を気液分離用タンク８に収集する循環手段を構成する。

インク移送用導管３７には、インク移送用導管３７を閉止するための閉止弁６９が配設されている。閉止弁６９が閉止されることによって、第二液室３６から第一液室３５へのインクの流れが停止される。

気液分離用タンク８の重力方向上部の壁には、排気口４が形成されており、排気口４に、気体を吸引排気する排気用導管６が設けられている。

排気口４には、排気口４の開閉状態を切り替える押圧弁５２が設けられている。押圧弁５２は、排気口４を挿通する方向に移動可能に設けられた押棒５３と、排気口４を閉塞する押圧ゴム５５と、押圧ゴム５５を排気口４に向けて付勢する押圧付勢バネ５４と、を備えている。

押圧弁５２を用いて排気口４を閉塞することによって、排気口４からの気体の流出が停止される。供給口開閉弁４５、ダイヤフラム４９、押圧弁５２および閉止弁６９を閉じることによって、第二液室３６を密閉系とすることができる。

排気用導管６の下流側には、負圧源である吸引手段５６が設けられている。吸引手段５６は、吐出ノズル１４の不具合を回復するノズルキャップ５７にも接続されている。吸引手段５６の、排気用導管６からの吸引およびノズルキャップ５７からの吸引の切り替えは、排気用導管６に設けられた開閉弁５８、および吸引手段５６とノズルキャップ５７との間に設けられた開閉弁５９により切り替えられる。吸引手段５６は、チューブポンプといったポンプにより構成されている。

また、排気口４には、排気口４からのインクの排出を防ぐフロート弁６０が設けられている。フロート弁６０の開閉動作は、気液分離用タンク８の内部に収納されたフロート１２によって行われる。

フロート１２は、インクよりも比重が小さく、インクの液面に連動して上昇下降する。インクの液面が上昇したときにフロート１２が上昇し、排気口４を閉塞する。

本実施形態では、フロート１２と排気口４の縁との密着性を高めるフロートシール６１が、気液分離用タンク８の内側の、排気口４の縁に設けられている。したがって、フロート１２が排気口４を閉塞するときに、より高い密閉性で排気口４が閉塞される。

フロート１２が排気口４を閉塞した場合、フロート１２がフロートシール６１に固着し、気液分離用タンク８のインクの液面が下がってもフロート１２が下がらない場合が考えられる。本実施形態では、押棒５３を用いて、フロート１２をフロートシール６１から引き剥がすことができるようになっている。

押棒５３は、排気口４を挿通可能に設けられており、排気口４から気液分離用タンク８の内側へ突き出ることによって押棒５３がフロート１２をフロートシール６１から引き剥がす。

フロート１２の水平方向への動作を制限するフロートガイド６２が、排気口４の縁から重量方向下方に延びている。フロート１２の水平方向への動作が制限されることによって、フロート１２が上昇したときにフロート１２が排気口４の位置に到達する。

インク移送用導管３の、気液分離用タンク８側の開口部には、インク移送用導管３から気液分離用タンク８内へインクが流入するときのインクの噴流力を増大させる噴流ノズル（以下、ノズル６３と称す）が配設されている。ノズル６３の先端の吐出口の開口面積は、インク移送用導管３の、インクを気液分離用タンク８内へ流入させる開口部の面積よりも小さくなっている。したがって、インク移送用導管３から気液分離用タンク８内へインクが流入するときのインクの流速が大きくなり、インクの噴流力が増大する。

なお、ノズル６３は、インク移送用導管３と分離して形成されていなくてもよく、例えば、インク移送用導管３の先端を、先端方向に穴径が小さくなっている形状に加工したものでもよい。

インク移送用導管３から気液分離用タンク８内へインクが流入するときのインクの噴流力が増大されることによって、気液分離用タンク８内のインクが回流する。インクジェット記録装置１７が長期放置されて万一フロート１２がフロートガイド６２に固着しても、インクの回流によりフロート１２をフロートガイド６２から引き剥がすことができる。すなわち、フロート１２を気液分離用タンク８のインクの液面に連動させることができ、排気口４からのインクの排出を防止することができる。

また、ノズル６３は、フロート１２の重力方向下方に配設されており、重力方向上方、すなわちフロート１２の移動方向に沿ってインクが噴流するように設けられている。したがって、フロート１２にかけられる力は、インクの液面の上昇に伴なう浮力およびインクの噴流力の和となるため、より容易にフロート１２をフロートガイド６２から引き剥がすことができる。

さらに、ノズル６３は、インクの噴流がフロート１２へ直接当たるように設けられている。インクの噴流力によりフロート１２をフロートガイド６２からより容易に引き剥がすことができる。

本発明の第一の実施形態におけるインクジェット記録装置１７の、第一液室３５内のインクおよび気体を気液分離用タンク８へ移送する動作、および気液分離用タンク８から気体を排出する動作について、図３ないし図５を用いて説明する。

図３は、第一液室３５に所定量の気体が溜まっている状態を示す概略図であり、図４は、図３に示す状態から、第一液室３５内の気体を気液分離用タンク８へ移送した状態を示す概略図である。なお、循環路において、ハッチングされている領域は、インクが存在していることを示す。

第一液室３５には、インクの残量を検出する残検ピン６４（例えばＳＵＳ等の導電性を有する金属で形成されている）が設けられている。気体が第一液室３５に溜まり、インクが所定量よりも減っていることが残検ピン６４により検出されると、インクジェット記録装置１７の本体のＣＰＵ（不図示）は循環ポンプ４８へ駆動命令を出す。

駆動命令により、２つのダイヤフラム４９は、体積膨張／縮小の位相が逆になるように駆動される。第一および第二の一方向弁５０、５１により、インク移送用導管３を第一液室３５から気液分離用タンク８に向かう方向（図に示すＡ方向）にインクおよび気体が流れる。

このとき、押圧弁５２は排気口４を閉塞している。したがって、図４に示すように、気液分離用タンク８において、気体は気液分離用タンク８の重力方向上部へ、インクは重力方向下部へ溜まる。さらに、気液分離用タンク８の重力方向下部へ溜まったインクは第二液室３６に流れ込む。

第一液室３５のインクが気液分離用タンク８へ移送されることによって第一液室３５内の圧力が低下する。第一液室３５内のインクおよび気体を気液分離用タンク８へ移送する動作では、閉止弁６９は開かれているため、第二液室３６内のインクがインク移送用導管３７を通って第一液室３５へ流れ込む。

インクは、第一液室３５からインク移送用導管３、気液分離用タンク８、第二液室３６、インク移送用導管３７、インク流路４０を経て第一液室３５へ戻る（インク循環動作と称す）。インク中に含まれる気体は、気液分離用タンク８においてインクから分離されるため、気液分離用タンク８を通って第一液室３５へ戻ったインクには気体が含まれていない。

インク循環動作は、あらかじめ決められた一定回数（循環ポンプ４８の駆動回数）行われる。

記録ヘッド１５からインク移送用導管３を通って移送されたインクは、ノズル６３からフロート１２へ向かって噴出する。したがって、万一フロート１２がフロートガイド６２へ固着しても、フロート１２をフロートガイド６２から引き剥がすことができる。

インクの噴流量はダイヤフラム４９の容積と等しく、噴流力はフロート１２のフロートガイド６２への固着力より大きくなるように、噴流量、フロート径、流路形状を構成している。なお、フロート１２のフロートガイド６２への固着力は乾燥状態、フロート径などにより異なるが、本発明者らの実験によると約０．１ｇｆであることが確認されている。

さらに、フロート１２の重力方向下側にノズル６３が配設されているため、フロート１２の、フロートガイド６２への固着位置によらず、インクの噴流をフロート１２に吹き当てることが可能となる。

フロート１２は、インクの噴流により重量方向上方に押し上げられるが、押棒５３を排気口４から気液分離用タンク８の内側に向かって突き出した状態で固定させることで、フロート１２とフロートシール６１との固着を防止することができる。

次に、気液分離用タンク８から気体を排出する動作について説明する。

第一液室３５内の気体が気液分離用タンク８に移送されたところで、押圧弁５２を開放し、吸引手段５６を駆動させて気液分離用タンク８内の気体を吸引する。気液分離用タンク８および第二液室３６の圧力が低下し、可撓性部材４３が、第二液室３６の容積を縮小させる方向に変形する。その結果、アーム４７によって可撓性部材４３と連結されている供給口開閉弁４５が開き、インクタンク１８から第二液室３６へインクが供給される。

気液分離用タンク８からインクが排出され、第二液室３６へインクが供給されることによって、気液分離用タンク８のインクの液面が上昇する。インク循環動作によって、フロート１２とフロートガイド６２との固着は引き剥がされているため、インクの液面の上昇に伴ってフロート１２が上昇する。

図５は、図４に示す状態から、気液分離用タンク８内の気体を排出し、気液分離用タンク８にインクが充填された状態の概略図である。図５に示すように、気液分離用タンク８にインクが充填されたときには、フロート１２が排気口４を閉塞している。したがって、気液分離用タンク８からインクが排出されることなく、吸引手段５６による吸引が停止される。

このとき、ダイヤフラム４９と閉止弁６９を用いてインク移送用導管３，３７を閉止することによって、第一液室３５の圧力変動を抑制してもよい。第一液室３５の圧力変動が抑制されることによって、吐出ノズル１４からのインクの漏出を抑制することができる。

このように、本発明におけるインクジェット記録装置１７ではフロート１２がフロートガイド６２に固着していても、インク噴流をフロート１２に当てることにより、フロート１２をフロートガイド６２から引き剥がすことができる。これにより、フロート１２の浮き動作の安定性を向上し、排気口４からのインクの排出を防止することができる。

また、フロート１２をフロートガイド６２から引き剥がす動作は、インク循環動作とは異なる動作で行ってもよい。この動作について詳述する。

ノズル６３がインクにより浸漬されている状態で、第一液室３５側のダイヤフラム４９、押圧弁５２および閉止弁６９を閉じる。ノズル６３の浸漬は、インク循環動作や、気液分離用タンク８から気体を排出する動作で可能となる。

第二液室３６が微負圧状態であれば、供給口開閉弁４５により供給口４２は閉塞された状態を保つ。したがって、気液分離用タンク８および第二液室３６を密閉系とすることができる。

気液分離用タンク８および第二液室３６を密閉系とした状態で、気液分離用タンク８側のダイヤフラム４９を縮小させる。このとき、ダイヤフラム４９が縮小した容量分だけ、インクがインク移送用導管３からフロート１２へ向かって噴流される。また、気液分離用タンク８および第二液室３６の圧力は高められ、可撓性部材４３が膨らむ。

次に、気液分離用タンク８側のダイヤフラム４９を拡大させる。このとき、ダイヤフラム４９が拡大した容量分だけ、インクが気液分離用タンク８からインク移送用導管３へ流れる。また、気液分離用タンク８および第二液室３６の圧力は低下し、可撓性部材４３が縮む。

この動作を繰り返すことによって、インク移送用導管３から気液分離用タンク８内へ流入するインクをフロート１２へ当てられるため、フロート１２をフロートガイド６２から引き剥がすことができる。この動作では、第一液室３５の圧力変動を抑制することができるため、吐出ノズル１４からのインクの漏出をより抑制することが可能となる。

（第二の実施例）
次に、本発明の第二の実施形態に係るインクジェット記録装置１７のインク供給系について、図６を用いて説明する。図６は本発明の第二の実施形態に係るインクジェット記録装置のインク供給系の概略図である。

本実施形態におけるインク供給系では、第一の実施形態におけるインクジェット記録装置１７のインク供給系と同じように、第一液室３５から循環したインクは、インク移送用導管３を経て、気液分離用タンク８に供給される。

本実施形態では、気液分離用タンク８の内部のフロート１２に突き当てることが可能なフロートアーム６５が設けられている。フロートアーム６５は、インク移送用導管３から気液分離用タンク８内へ流入するインクの流れでフロート１２に突き当てられるようになっている。

また、フロートアーム６５は、棒形状を有しており、該棒形状の軸方向の一箇所を中心に回転可能に設けられている。フロートアーム６５が当該箇所を中心に回転することによって、フロートアーム６５の回転の中心からフロートアーム６５の一端までの間でフロート１２を突き当てる。もちろん、フロートアーム６５の当該一端がフロート１２に接触してフロート１２を押し上げてもよい。

インク移送用導管３の、気液分離用タンク８側の開口部には、インク移送用導管３から移送されるインクの噴流力を増加させるノズル６３が配設されている。ノズル６３は、インク移送用導管３から気液分離用タンク８内へ流入するインクを、フロートアーム６５の回転の中心以外へ当てるように設けられている。したがって、インクの噴流によって、フロートアーム６５が回転させられる。フロートアーム６５の回転を制限するためのアームガイド６７が設けられていてもよい。

次に本実施形態におけるインクジェット記録装置１７の動作について、図７を用いて説明する。図７は、図６に示す状態から、循環ポンプ４８を駆動させたときの概略図である。第一の実施形態と同様に、第一液室３５内のインク及び気体は、循環ポンプ４８を駆動させることによってインク移送用導管３を経て気液分離用タンク８へ流れ込む。

このとき、図７に示すように、インク移送用導管３内のインクの噴流によりフロートアーム６５が回転する。回転したフロートアーム６５がフロート１２を押すことで、フロート１２がフロートガイド６２から引き剥がされる。したがって、インクタンク１８から第二液室３６にインクが供給されて気液分離用タンク８のインク液面の上昇に伴って、フロート１２も上昇することができる。

また、本実施形態では、フロートアーム６５における、回転の中心からインク噴流が当てられる位置までの長さが、該回転の中心からフロート１２を突き当てる位置までの長さよりも大きくなっている。てこの原理から、より小さいインクの噴流力であっても容易にフロート１２を引き剥がすことが可能となる。

３ インク移送用導管
４ 排気口
８ 気液分離用タンク
１２ フロート
１５ 記録ヘッド
１７ インクジェット記録装置
６３ ノズル

Claims (5)

1. インク滴を吐出して記録を行う記録ヘッドの内部に存在する気体を該記録ヘッドの内部のインクとともに移送させるためのインク移送用導管と、該インク移送用導管と接続され、該インク移送用導管により移送された気体とインクとを分離させるための気液分離用タンクと、該気液分離用タンクの重力方向上部に形成され、該気液分離用タンクに溜まった気体を排気するための排気口と、該気液分離用タンクに収容され、該気液分離用タンクの内部のインクの液面の上昇に伴って移動して該排気口を閉塞するフロートと、を備えるインクジェット記録装置において、
   前記インク移送用導管の、前記気液分離用タンクの側の開口部にノズルを有し、該ノズルの先端の吐出口の開口面積が、前記インク移送用導管の、インクを前記気液分離用タンクの内部へ流入させる前記開口部の面積よりも小さいことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記ノズルは、前記インク移送用導管から前記気液分離用タンクの内部へ流入するインクを、前記フロートが移動する方向に沿って流すように設けられてい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. 前記ノズルは、前記インク移送用導管から前記気液分離用タンクの内部へ流入するインクを前記フロートへ直接当てるように設けられてい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. 前記気液分離用タンクの内部の前記フロートに突き当てることが可能なフロートアームをさらに備え、
   前記フロートアームは、前記インク移送用導管から前記気液分離用タンクの内部へ流入するインクの流れで前記フロートに突き当てら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。
5. 前記フロートアームは、前記フロートアームの軸方向の一箇所を中心に回転可能に設けられており、
   前記ノズルは、前記インク移送用導管から前記気液分離用タンクの内部へ流入するインクを前記フロートアームの回転の中心以外の位置へ当てることで前記フロートアームを前記フロートに向けて動かすように設けられていることを特徴とする、請求項４に記載のインクジェット記録装置。

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