JP2012126011A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクタンクから記録ヘッドへのインク供給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。
【解決手段】インクジェット記録装置１は、記録ヘッド２と、記録ヘッド２へインクを供給するインクタンク３と、記録ヘッド２とインクタンク３との間に設けられたサブタンク２３と、サブタンク２３内を所定の圧力にして、サブタンク２３内圧力が該所定の圧力よりも低下するとインクの供給を開始し、該所定の圧力に戻るとインクの供給を停止する微負圧発生機構と、を備える。サブタンク２３内のインクを排出するための排出口４１と、排出口４１をサブタンク２３の外側から内側に向かって閉塞する閉塞部材４８と、閉塞部材４８を排出口４１へ向かって付勢する付勢部材４９と、をさらに備え、付勢部材４９の付勢力は、該所定の圧力よりも大きく、インクメニスカスが破壊される場合のメニスカス破壊圧よりも小さい。
【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、インクタンクのインクを加圧してインクをインクジェット記録ヘッドへ供給す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運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させる。記録ヘッドの位置に応じ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、チューブや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運動するので、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。

このようなインクジェット記録装置では、記録媒体が大きくなるほど、流体導管の引き回し距離が長くなり、インクタンクから記録ヘッドまでの流体導管における圧力損失が大きくなる。また、記録ヘッドの往復運動によって流体導管の形状が変化するため、流体導管における圧力損失が大きくなることがある。その結果、インクタンクから記録ヘッドへインクが供給されにくくなることがあった。

そこで、特許文献１では、インクタンク内のインクを加圧する加圧ポンプを備えるインクジェット記録装置が開示されている。加圧ポンプによりインクタンク内の圧力を高めることにより、インクタンクから記録ヘッドへ容易にインクを供給することが可能となる。

また、記録ヘッド内の圧力は、吐出ノズルにおけるインクメニスカスを良好なものとするためや、吐出ノズルからのインクの漏出を抑制するために、所定の値に保たれていることが望ましい。特に、吐出ノズルが重力方向下向きにインク滴を吐出するインクジェット記録装置では、記録ヘッド内の圧力は微負圧に保たれていることが望ましい。

特許文献２では、記録ヘッド内の圧力を微負圧に保ち、かつインクタンクと記録ヘッドとの間のインク供給経路の開閉弁の機能を有する微負圧発生機構を備えたインクジェット記録装置が開示されている。記録ヘッド内の圧力値によって微負圧発生機構がインクタンクから記録ヘッドへの循環経路の開閉を行う。したがって、インクタンク内のインクが加圧されていても、記録ヘッド内の圧力を所定の微負圧に保つことができる。

特開２００３−２３７１０４号公報 特開２００６−２２４０２８号公報

しかしながら、特許文献２で開示されているインクジェット記録装置では、微負圧発生機構の異常動作（例えば、部品の破損や部品不良等）により、インクタンクから記録ヘッドへのインク供給経路が常に開かれた状態になることが懸念される。こうした事象が万一起きると、インクタンクから記録ヘッドへインクが供給され続け、記録ヘッド内の圧力が吐出ノズルのインクメニスカスを破壊する圧力に到達する。その結果、吐出ノズルのインクメニスカスが破壊されて吐出ノズルからインクが漏出し、インクジェット記録装置の内部が汚染されてしまう。

そこで、本発明は、上記従来技術における懸案事項に鑑み、インクタンクから記録ヘッドへのインク供給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、インク滴を吐出する吐出ノズルを有する記録ヘッドと、インクを加圧して該記録ヘッドへインクを供給するインクタンクと、該記録ヘッドと該インクタンクとの間のインク供給経路に設けられたサブタンクと、該吐出ノズルにインクメニスカスを形成する負圧力を発生させるために該サブタンクの内部を所定の圧力にする微負圧発生機構であって、該サブタンクの内部のインク量の減少により該サブタンクの内部の圧力が該所定の圧力よりも低下すると該インクタンクから該サブタンクへのインクの供給を開始し、該供給により該サブタンクの内部の圧力が該所定の圧力に戻ると該インクタンクから該サブタンクへのインクの供給を停止する微負圧発生機構と、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、サブタンクに形成され、サブタンクの内部のインクを排出するための排出口と、排出口をサブタンクの外側から内側に向かって閉塞する閉塞部材と、閉塞部材を排出口へ向かって付勢する付勢部材と、をさらに備え、付勢部材の付勢力は、所定の圧力よりも大きく、サブタンクへのインクの供給により万一、サブタンクの内部の圧力が所定の圧力を超えてインクメニスカスが破壊される場合のメニスカス破壊圧よりも小さいことを特徴とする。

本発明によれば、インクタンクから記録ヘッドへのインク供給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。

本発明の第一の実施形態におけるインクジェット記録装置の斜視図。 図１に示すインクジェット記録装置のインク供給系の概略図。 インクジェット記録装置が記録動作を開始する前の状態の概略図。 インクジェット記録装置が記録動作を行い気液分離室に捕捉されている気体が増加した状態の概略図。 微負圧発生室や気液分離室にインクタンクからインクが供給され続けている状態の概略図。 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。 排出口開閉弁に閉塞指令が与えられている状態の概略図であり、気液分離室内の圧力が付勢バネの付勢力よりも小さい場合の図。 排出口開閉弁に閉塞指令が与えられている状態の概略図であり、気液分離室内の圧力が付勢バネの付勢力よりも大きい場合の図。 排出口開閉弁に開放指令が与えられている状態の概略図。

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、本発明の第一の実施形態におけるインクジェット記録装置の斜視図である。図１に示すように、インクジェット記録装置１は、インク滴を吐出して記録を行う記録ヘッド２と、取替え可能に設けられたインクタンク３と、インクタンク３に貯留されているインクを加圧する加圧ポンプ４と、を備えている。

記録ヘッド２およびインクタンク３はインク供給用導管５を介して接続されており、加圧ポンプ４によりインクタンク３から押し出されたインクはインク供給用導管５を経由して記録ヘッド２へ供給される。記録ヘッド２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６の記録面７へインクを吐出する。

記録ヘッド２は、スライド軸８により移動可能に支持されているキャリッジ９に搭載されている。また、インクジェット記録装置１には、キャリッジモーター１０、ＣＲベルト１１およびプーリー１２が設けられており、これらにより、記録ヘッド２およびキャリッジ９は記録面７上を往復運動することができる。

インクジェット記録装置１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１３を備えている。回復手段１３は、記録ヘッド２の往復運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１３が記録ヘッド２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１に回転自在に支持されたロール紙状の記録媒体６は、ガイド１４およびＬＦローラー群１５によりプラテン１６の上面へ搬送される。プラテン１６の上面が記録位置であり、記録面７の重力方向上方に位置する記録ヘッド２が記録面７上を往復運動しながらインクを吐出し、記録媒体６がＬＦローラー群１５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、インクタンク３から記録ヘッド２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１のインク供給系の概略図である。

インクタンク３は、柔軟部材で形成された袋体１７と、インク導出口を密閉するゴム栓１８と、袋体１７を密閉収納するケース１９で構成されている。加圧ポンプ４はケース１９に加圧空気を送ることで袋体１７の周囲を加圧し、袋体１７に収容されているインクを記録ヘッド２へ送出する。インク供給用導管５の一端には、先端が鋭利な中空管形状を有するインク針２０が設けられており、インク針２０がゴム栓１８に差し込まれることで袋体１７からインク供給用導管５へのインクの導出が可能となる。

記録ヘッド２は、重力方向下向きに形成された吐出ノズル２１にインクを供給するための記録ヘッド液室２２を備えている。また、記録ヘッド２とインクタンク３との間のインク供給経路には、記録ヘッド液室２２内を所定の微負圧に維持するサブタンク２３が設けられている。記録ヘッド液室２２内を所定の微負圧に維持することによって、吐出ノズル２１に良好なインクのメニスカスが形成される。

サブタンク２３は、微負圧を発生させる微負圧発生室２４ａと、微負圧発生室２４ａの重力方向上部に形成され、インク中の気体を分離するための気液分離室２４ｂと、に分けられている。

微負圧発生室２４ａの重力方向下部に接続されているインク移送用導管２６を用いて記録ヘッド液室２２と連通されている。記録ヘッド液室２２は気液分離室２４ｂとインク移送用導管２５を用いて連通されている。

すなわち、記録ヘッド液室２２からインク移送用導管２５、気液分離室２４ｂ、微負圧発生室２４ａ、インク移送用導管２６を経て記録ヘッド液室２２に到達する循環経路が形成されている。

なお、インク移送用導管２５，２６と、記録ヘッド液室２２とは、切り離しが可能なゴム栓２７と針２８により接続されている。

また、記録ヘッド液室２２は、供給フィルターを備えたインク流路２９を有し、インク移送用導管２６からのインクは、針２８、ゴム栓２７、インク流路２９を通って記録ヘッド液室２２に導かれる。インク流路２９は、吐出ノズル２１の列方向に対して傾斜して設けられている。インク流路２９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３０が形成されている。つまり、記録ヘッド液室２２内に取り込まれる気体は、インク流路２９の傾斜により重力方向上方に導かれて排出口３０付近に溜まる。

微負圧発生室２４ａは、インク供給用導管５からのインクの流入口である供給口３１を有している。また、微負圧発生室２４ａには、微負圧発生室２４ａ内に微負圧を発生させる微負圧発生機構が設けられている。

微負圧発生機構は、袋状の可撓性部材３２と、可撓性部材３２を変形させるように付勢する付勢手段３３とを有している。可撓性部材３２の一部は、微負圧発生室２４ａを形成する壁の一部を構成しており、可撓性部材３２が変形することによって微負圧発生室２４ａの容積が変化する。

付勢手段３３は微負圧発生室２４ａの容積を増加させる方向に可撓性部材３２を付勢しており、供給口３１が閉塞されている状態では、微負圧発生室２４ａ内に負圧力が発生している。本実施形態では、大気圧よりも約８０ｍｍＡｑ低い微負圧が微負圧発生室２４ａ内に発生するようになっている。

微負圧発生室２４ａ内を微負圧状態にすると、微負圧発生室２４ａと連通されている記録ヘッド液室２２も微負圧状態となる。記録ヘッド液室２２内が微負圧状態となることによって、吐出ノズル２１に良好なインクメニスカスが形成される。

インク供給用導管５からサブタンク２３へのインクの流入口である供給口３１には、供給口３１を開閉する供給口開閉弁３４が設けられている。供給口開閉弁３４は、供給口開閉弁用バネ３５から供給口３１を閉じる方向にバネ力を受けて供給口３１を閉塞する。

また、供給口開閉弁３４は、アーム３６を介して可撓性部材３２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３２の変形に連動して供給口開閉弁３４は供給口３１を開閉する。

記録ヘッド２内のインク量が減少すると、サブタンク２３内の圧力は低下する。サブタンク２３内の圧力が所定の微負圧よりさらに低下すると、サブタンク２３の外部の圧力が付勢手段３３と供給口開閉弁用バネ３５との付勢力に打ち勝って、サブタンク２３の容積が小さくなる方向に可撓性部材３２が変形する。可撓性部材３２の変形は、アーム３６を介して供給口開閉弁３４を開放させる方向に移動させる。

供給口開閉弁３４が供給口３１を開放すると、インク供給用導管５からサブタンク２３へ、インクタンク３で加圧されたインクが流入する。記録ヘッド２内のインク量の増加に伴い、サブタンク２３内の圧力が上昇し、再び所定の微負圧に戻る。微負圧発生機構が正常動作している場合には、可撓性部材３２が変形前の状態に戻り、供給口開閉弁用バネ３５の付勢力により供給口開閉弁３４が供給口３１を閉じる。

記録ヘッド２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３４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３からインク供給用導管５を介してサブタンク２３に供給され、さらにインク移送用導管２６を介して記録ヘッド２に安定的に供給される。

気液分離室２４ｂと、記録ヘッド液室２２と、を連通するインク移送用導管２５には、循環ポンプ３７が設けられている。循環ポンプ３７は、インク移送用導管２５の容積を繰り返し拡大縮小させる２つのダイヤフラム３８からなっている。ダイヤフラム３８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２５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３８を、インク移送用導管２５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２５の内部の圧力を記録ヘッド液室２２内の圧力より小さくすることにより、インクが記録ヘッド液室２２からインク移送用導管２５に吸い上げられる。また、他方のダイヤフラム３８を、インク移送用導管２５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２５の内部の圧力を気液分離室２４ｂ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２５から気液分離室２４ｂに送られる。

２つのダイヤフラム３８は、インク移送用導管２５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３８を変形させることによって、循環経路全体の容積は変化しない。すなわち、循環ポンプ３７の動作に伴って可撓性部材３２が変形することはなく、インクタンク３からサブタンク２３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３８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３８を変形させないで、一方のダイヤフラム３８を循環ポンプ弁として変形させてインク移送用導管２５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２５の容積を拡大縮小させることによって、気液分離室２４ｂ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２５の、記録ヘッド液室２２と循環ポンプ３７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３９が配設されている。第一の一方向弁３９は、記録ヘッド液室２２から循環ポンプ３７へのインクの流れを許容し、循環ポンプ３７から記録ヘッド液室２２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２５の、循環ポンプ３７と気液分離室２４ｂとの間には、第二の一方向弁４０が配設されている。第二の一方向弁４０は、循環ポンプ３７から気液分離室２４ｂへのインクの流れを許容し、気液分離室２４ｂから循環ポンプ３７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３９は、記録ヘッド液室２２から循環ポンプ３７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４０は、循環ポンプ３７から気液分離室２４ｂ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３７、第一および第二の一方向弁３９、４０は、排出口３０からのインクや気体を気液分離室２４ｂに収集する循環手段を構成する。

気液分離室２４ｂの重力方向上部の壁には、気液分離室２４ｂ内の気体を排出するための排出口４１が形成されており、排出口４１に、気体を吸引排気する排出用導管４２が接続されている。

排出用導管４２の排出口４１とは反対側の端部には、負圧源である吸引手段４３が設けられている。吸引手段４３は、吐出ノズル２１の不具合を回復するノズルキャップ４４にも接続されている。吸引手段４３による、排出用導管４２の吸引およびノズルキャップ４４の吸引の切り替えは、排出用導管４２に設けられた開閉弁４５、および吸引手段４３とノズルキャップ４４との間に設けられた開閉弁４６により切り替えられる。吸引手段４３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。

さらに、排出口４１には、排出口４１の開閉を行う排出口開閉弁４７が設けられている。

排出口開閉弁４７は、気液分離室２４ｂの外側から内側へ向かって排出口４１を閉塞する閉塞部材４８と、閉塞部材４８を排出口４１へ向かって付勢するバネやゴム等の付勢部材４９と、を備えている。閉塞部材４８は、例えばゴムといった変形可能な材料で形成されており、閉塞部材４８が変形することによって排出口４１の開閉を行う。

閉塞部材４８は、不図示の閉塞部材駆動部の駆動力により排出口４１に離接される。不図示の制御部から当該閉塞部材駆動部に開放指令および閉塞指令が与えられる。閉塞部材駆動部に開放指令が与えられた場合には、閉塞部材４８は不図示の閉塞部材駆動部の駆動力により強制的に排出口４１から離され、排出口４１は開放される。

閉塞部材駆動部に閉塞指令が与えられた場合には、閉塞部材駆動部は駆動力を発生せず、閉塞部材４８は付勢部材４９の付勢力により排出口４１を閉塞する。なお、当該閉塞部材駆動部に閉塞指令が与えられていても、サブタンク２３内の圧力が付勢部材４９の付勢力を超えた場合には、閉塞部材４８は排出口４１から離される。

付勢部材４９の付勢力は、吐出ノズル２１に良好なインクメニスカスを形成する微負圧よりも大きく、吐出ノズル２１のインクメニスカスを破壊する圧力（以下、メニスカス破壊圧と称す）よりも小さく設計されている。したがって、記録ヘッド液室２２内やサブタンク２３内の圧力が微負圧状態からメニスカス破壊圧に到達する前に、閉塞部材４８が排出口４１から離され、排出口４１が開放状態となる。

メニスカス破壊圧は、記録ヘッド２の構造、具体的には、吐出ノズル２１の径や数、インクの物性値などにより異なる。吐出ノズル２１の径が約１０μｍ、吐出ノズル２１の数が約２０００個の記録ヘッドにおいては、メニスカス破壊圧は約６ｋＰａであることが発明者らにより確認されている。この場合、付勢部材４９の付勢力は、６ｋＰａ以下に設定されている。

閉塞部材４８の排出口４１への離接を切り替える閉塞部材駆動部（不図示）に閉塞指令が与えられている場合に、万一、微負圧発生機構の異常動作によりインクタンク３からインクが供給され続けると、記録ヘッド液室２２や気液分離室２４ｂの圧力が上昇する。微負圧発生機構の異常動作としては、供給口開閉弁３４の破損や部品不良等が挙げられる。

記録ヘッド液室２２や気液分離室２４ｂの圧力が上昇したとき、付勢部材４９の付勢力は、メニスカス破壊圧よりも小さいため、気液分離室２４ｂ内の圧力がメニスカス破壊圧に到達する前に閉塞部材４８が排出口４１から離される。

すなわち、吐出ノズル２１のインクメニスカスが破壊される前に排出口開閉弁４７が開かれ、インクが排出口４１から排出されるため、記録ヘッド液室２２内の圧力の上昇が停止する。したがって、排出口開閉弁４７に閉塞指令が与えられている場合であっても、インクが吐出ノズル２１から漏出することがなく、インクジェット記録装置１の内部の汚染を抑制することができる。

なお、排出口４１の下流側に廃インクタンク（不図示）が配設されており、排出口４１から排出されたインクは回収される。

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１の動作について、図３ないし５を用いて説明する。

図３は、インクジェット記録装置１が記録動作を開始する前の状態の概略図であり、図４は、微負圧発生機構が正常に動作する状態でインクジェット記録装置１が記録動作を行い、気液分離室２４ｂに捕捉されている気体が増加した状態の概略図である。なお、循環経路において、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。

図３に示す状態から、インクジェット記録装置１を作動させることにより、吐出ノズル２１からインクが吐出される。インクの吐出に伴う吐出ノズル２１から気体が混入する。循環ポンプ３７を作動させ、インクを記録ヘッド液室２２から気液分離室２４ｂを経由して再び記録ヘッド液室２２に戻るように循環させる。インクの循環に伴って、記録ヘッド液室２２やインク移送用導管２５に含まれる気体も循環される。

このとき、閉塞部材４８の排出口４１への離接を切り替える閉塞部材駆動部（不図示）には制御部（不図示）から閉塞指令が与えられている。また、記録ヘッド液室２２内やサブタンク２３内は微負圧状態に維持されているため、排出口４１は閉塞部材４８により閉塞されている。

したがって、図４に示すように、気液分離室２４ｂにおいて、気体は気液分離室２４ｂ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、気液分離室２４ｂの重力方向下部へ溜まったインクは微負圧発生室２４ａに流れ込む。また、記録ヘッド液室２２のインクが気液分離室２４ｂへ移送されることによって記録ヘッド液室２２内の圧力が低下するため、微負圧発生室２４ａ内のインクがインク移送用導管２６を通って記録ヘッド液室２２へ流れ込む。

インク中に含まれる気体は、気液分離室２４ｂにおいてインクから分離されるため、気液分離室２４ｂを通って記録ヘッド液室２２へ戻ったインクには気体が含まれていない。したがって、記録ヘッド液室２２への気体の貯留が抑制され、安定して吐出ノズル２１からインクを吐出することができる。

気液分離室２４ｂから気体を排出する場合には、制御部（不図示）から閉塞部材４８の排出口４１への離接を切り替える閉塞部材駆動部（不図示）に開放指令が与えられる。閉塞部材４８は、閉塞部材駆動部の駆動力により排出口４１から強制的に離される。

閉塞部材４８が排出口４１から話されることによって排出口４１が開放された状態となり、吸引手段４３が駆動されることによって、気液分離室２４ｂ内の気体が吸引される。気液分離室２４ｂ内の気体が吸引されるため、気液分離室２４ｂおよび微負圧発生室２４ａの圧力が低下し、可撓性部材３２が微負圧発生室２４ａの容積を縮小させる方向に変形する。

その結果、アーム３６によって可撓性部材３２と連結されている供給口開閉弁３４が開き、インクタンク３からサブタンク２３へインクが供給される。気液分離室２４ｂから気体が排気されたところで吸引手段４３が停止し、制御部（不図示）から閉塞部材４８の排出口４１への離接を切り替える閉塞部材駆動部（不図示）に閉塞指令が与えられる。

閉塞指令により、閉塞部材駆動部は駆動力を発生しなくなるため、閉塞部材４８は付勢部材４９の付勢力により排出口４１を閉塞する。排出口４１が閉塞されることによって、インクジェット記録装置１は図３に示す状態に戻る。

図５は、微負圧発生機構の異常動作（例えば供給口開閉弁３４の破損や部品不良等）により、供給口３１が閉塞されなくなり、サブタンク２３にインクタンク３からインクが供給され続けている状態の概略図である。図５に示すように、インクがインクタンク３からサブタンク２３に供給され続けることによって、気液分離室２４ｂにインクが充填される。

気液分離室２４ｂから気体を排出する場合以外の場合には、閉塞部材４８の排出口４１への離接を切り替える閉塞部材駆動部（不図示）に制御部（不図示）から閉塞指令が与えられている。したがって、排出口４１が閉塞部材４８により閉塞されており、気液分離室２４ｂ内の圧力が上昇する。

気液分離室２４ｂ内の圧力が、付勢部材４９の付勢力を越えたところで、閉塞部材４８が排出口４１から離されて排出口４１が開放される。したがって、気液分離室２４ｂ内のインクや気体が排出口４１から流出し、サブタンク２３や記録ヘッド液室２２の圧力の上昇が停止する。

すなわち、付勢部材４９の付勢力がメニスカス破壊圧よりも小さく設定されていることで、上記のように気液分離室２４ｂ内の圧力上昇が停止して、記録ヘッド液室２２のメニスカス破壊圧まで上昇しない。そのため、吐出ノズル２１のインクメニスカスは破壊されず、吐出ノズル２１からのインクの漏出が抑制され、インクジェット記録装置１内はインクで汚染されなくなる。

また、本実施形態では、排出口４１および排出用導管４２が、記録ヘッド２内に存在する気体を排出する経路と、循環経路内の圧力が上昇した場合における循環経路内のインクを排出する経路と、を兼ねる。すなわち、記録ヘッド液室２２内やサブタンク２３内の圧力が上昇した場合におけるサブタンク２３内のインクを排出する経路を別途設ける必要がないため、インクジェット記録装置１内を簡素化することができる。

（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１のインク供給系について、図６を用いて説明する。図６は、第二の実施形態に係るインクジェット記録装置１のインク供給系の概略図である。

図６に示すように、第二の実施形態に係るインクジェット記録装置１の気液分離室２４ｂには、インク液面の上昇に伴って排出口４１を閉塞するフロート弁５０が設けられている。フロート弁５０における排出口４１の開閉動作は、気液分離室２４ｂの内部に収納されたフロート５１によって行われる。

フロート５１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５１が上昇し、気液分離室２４ｂの内側から排出口４１を閉塞する。

本実施形態では、フロート５１と排出口４１の縁との密着性を高めるフロートシール５２が、気液分離室２４ｂの内側の、排出口４１の縁に設けられている。したがって、フロート５１が排出口４１を閉塞するときに、より高い密閉性で排出口４１が閉塞される。

また、インクジェット記録装置１は、フロート５１による排出口４１の閉塞を妨げる押棒５３を備えている。押棒５３は、排出口４１との間に隙間を有する状態で、排出口４１に挿通されている。さらに、押棒５３は、排出口４１から気液分離室２４ｂの内側に突き出ている前進位置と、排出口４１から気液分離室２４ｂの内側に突き出ていない後退位置と、に移動可能に設けられている。

押棒５３の、前進位置および後退位置は、制御部（不図示）から閉塞部材４８の排出口４１への離接を切り替える閉塞部材駆動部（不図示）に与えられる閉塞指令および開放指令によって決定される。閉塞部材駆動部に与えられた指令と、閉塞部材４８による排出口４１の閉塞状態および押棒５３の位置と、の関係について、図７ないし図９を用いて説明する。

図７および図８は、閉塞部材駆動部に閉塞指令が与えられている状態の、排出口開閉弁４７の概略図である。図７および図８に示すように、閉塞部材駆動部に閉塞指令が与えられている場合には、押棒５３は前進位置に移動している。したがって、気液分離室２４ｂのインク液面が上昇してもフロート５１は排出口４１を閉塞しない。

閉塞部材４８による排出口４１の閉塞状態は、気液分離室２４ｂ内の圧力により決定される。

すなわち、気液分離室２４ｂ内の圧力が付勢部材４９の付勢力よりも小さい場合には、図７に示すように、閉塞部材４８は、付勢部材４９により排出口４１に付勢され、排出口４１を閉塞する。図７は、気液分離室２４ｂ内の圧力が付勢部材４９の付勢力よりも小さい場合の図である。

また、気液分離室２４ｂ内の圧力が付勢部材４９の付勢力よりも大きい場合には、図８に示すように、閉塞部材４８は排出口４１から離れ、排出口４１は開放される。図８は気液分離室２４ｂ内の圧力が付勢部材４９の付勢力よりも大きい場合の図である。

なお、付勢部材４９の付勢力は、第一の実施形態と同様に、メニスカス破壊圧よりも小さい値に設定されている。

図９は、閉塞部材４８の排出口４１への離接を切り替える閉塞部材駆動部（不図示）に開放指令が与えられている状態の、排出口開閉弁４７の概略図である。図９に示すように、閉塞部材駆動部に閉塞指令が与えられている場合には、押棒５３は後退位置に移動している。したがって、気液分離室２４ｂのインク液面が上昇した場合、フロート５１は排出口４１を閉塞する。また、閉塞部材４８は、閉塞部材駆動部の駆動力により排出口４１から強制的に離されているため、排出口４１は開放されている。

なお、押棒５３は、閉塞部材駆動部とは異なる駆動部（以下、押棒駆動部と称す）によって位置が決定されても良い。この場合、押棒駆動部（不図示）は制御部（不図示）から閉塞指令および開放指令が与えられるように設けられる。閉塞指令が与えられている場合には、押棒駆動部により押棒５３は前進位置に移動させられる。開放指令が与えられている場合には、押棒駆動部により押棒５３は後退位置に移動させられる。

次に、第二の実施形態におけるインクジェット記録装置の動作について説明する。

閉塞部材４８の排出口４１への離接を切り替える閉塞部材駆動部（不図示）への開放指令は、気液分離室２４ｂ内の気体を強制的に排出する場合に与えられる。排出口開閉弁４７に開放指令が与えられることによって、押棒５３は後退位置に移動する。また、閉塞部材４８は排出口４１から強制的に離され、排出口４１は開放された状態になる。

気液分離室２４ｂ内の気体の排出に伴って気液分離室２４ｂのインク液面が上昇した場合、押棒５３が排出口４１から気液分離室２４ｂの内側に突き出ていないため、フロート５１により排出口４１が閉塞される。すなわち、気液分離室２４ｂから気体が排出されたところで排出口４１が閉塞される。その結果、排出口４１から余分なインクの排出が抑制される。

また、押棒５３は、フロート５１をフロートシール５２から引き剥がすことができる。例えば、押棒５３が後退位置にある状態は、フロート５１がフロートシール５２に固着することがある。この状態で、不図示の制御部から閉塞部材４８の排出口４１への離接を切り替える閉塞部材駆動部（不図示）に閉塞指令が与えられて押棒５３が前進位置に移動すると、押棒５３が排出口４１を挿通して気液分離室２４ｂの内側に突き出される。その結果、押棒５３によりフロート５１がフロートシール５２から引き剥がされる。

閉塞部材４８の排出口４１への離接を切り替える閉塞部材駆動部（不図示）への閉塞指令は、気液分離室２４ｂ内の気体を強制的に排出する場合以外与にえられる。具体的には、吐出ノズル２１からインク滴を吐出して記録を行う場合や、循環経路中のインクを循環させる場合に与えられる。

閉塞部材駆動部に閉塞指令が与えられている状態では、押棒５３は前進位置に移動している。また、閉塞部材４８による排出口４１の閉塞状態は、気液分離室２４ｂ内の圧力により決定される。

微負圧発生機構が正常に動作して記録ヘッド液室２２や気液分離室２４ｂ内の圧力が所定の微負圧に保たれている場合には、閉塞部材４８が付勢部材４９により排出口４１に付勢されるため、排出口４１は閉塞されている。

微負圧発生機構の異常動作（例えば供給口開閉弁３４の破損や部品不良等）により、供給口３１が閉塞されなくなった場合、サブタンク２３にインクタンク３からインクが供給され続けて記録ヘッド液室２２内や気液分離室２４ｂ内の圧力は上昇する。気液分離室２４ｂ内の圧力が付勢部材４９の付勢力を越えたところで閉塞部材４８は排出口４１から離される。

したがって、気液分離室２４ｂからインクや気体が排出口４１を経て排出される。排出口開閉弁４７に閉塞指令が与えられている場合には、押棒５３は前進位置、すなわち排出口４１から気液分離室２４ｂの内側に突き出ているため、気液分離室２４ｂのインク液面が上昇してもフロート５１が排出口４１を閉塞することがない。

すなわち、インクタンク３（図６）からサブタンク２３や気液分離室２４ｂへインクが供給され続けても、排出口４１からインクが排出され続けるため、気液分離室２４ｂ内や記録ヘッド液室２２内の圧力の上昇が停止する。その結果、吐出ノズル２１のインクメニスカスは破壊されず、吐出ノズル２１からのインクの漏出が抑制され、インクジェット記録装置１内はインクで汚染されなくなる。

１ インクジェット記録装置
２ 記録ヘッド
３ インクタンク
２１ 吐出ノズル
２３ サブタンク
４１ 排出口
４８ 閉塞部材
４９ 付勢部材

Claims (3)

1. インク滴を吐出する吐出ノズルを有する記録ヘッドと、インクを加圧して該記録ヘッドへインクを供給するインクタンクと、該記録ヘッドと該インクタンクとの間のインク供給経路に設けられたサブタンクと、該吐出ノズルにインクメニスカスを形成する負圧力を発生させるために該サブタンクの内部を所定の圧力にする微負圧発生機構であって、該サブタンクの内部のインク量の減少により該サブタンクの内部の圧力が該所定の圧力よりも低下すると該インクタンクから該サブタンクへのインクの供給を開始し、該供給により該サブタンクの内部の圧力が該所定の圧力に戻ると該インクタンクから該サブタンクへのインクの供給を停止する微負圧発生機構と、を備えるインクジェット記録装置において、
   前記サブタンクに形成され、前記サブタンクの内部のインクを排出するための排出口と、
   前記排出口を前記サブタンクの外側から内側に向かって閉塞する閉塞部材と、
   前記閉塞部材を前記排出口へ向かって付勢する付勢部材と、をさらに備え、
   前記付勢部材の付勢力は、前記所定の圧力よりも大きく、前記サブタンクへのインクの供給により万一、前記サブタンクの内部の圧力が前記所定の圧力を超えて前記インクメニスカスが破壊される場合のメニスカス破壊圧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. 前記サブタンクに接続された吸引手段をさらに備え、該吸引手段を用いて前記排出口から前記サブタンクの内部に存在する気体を吸引することができるインクジェット記録装置であって、
   前記付勢部材の付勢力に抗して前記閉塞部材を前記排出口から引き離す駆動力を発生する閉塞部材駆動部をさらに備え、
   前記排出口が前記サブタンクの重力方向上部に形成され、前記吸引手段が前記排出口を介して前記サブタンクに接続されており、
   前記吸引手段が前記サブタンクの内部の気体を吸引する場合に、前記閉塞部材駆動部によって前記閉塞部材が前記排出口から引き離されることで前記サブタンクと前記吸引手段とが連通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. 前記サブタンクの内部に収容され、該サブタンクの内部のインクの液面の上昇に伴って前記排出口を閉塞するフロートと、
   前記排出口に挿通された押棒であって、前記排出口が前記フロートによって閉塞されないように前記排出口から前記サブタンクの内側に突き出ている前進位置と、前記排出口が前記フロートによって閉塞されるように前記排出口から前記サブタンクの内側に突き出ていない後退位置と、に移動可能に設けられた押棒と、
   前記押棒を前記前進位置と前記後退位置とに移動させる押棒駆動部と、を備え、
   前記吸引手段で前記サブタンクの内部の前記気体を吸引しない場合には、前記押棒駆動部によって前記押棒が前記前進位置に移動することで、前記フロートが該サブタンクの内部のインクの液面の上昇に伴って前記排出口を閉塞することができない状態になり、前記吸引手段が前記サブタンクの内部の気体を吸引する場合に、前記押棒駆動部によって前記押棒が前記後退位置に移動することで、前記フロートが該サブタンクの内部のインクの液面の上昇に伴って前記排出口を閉塞することができる状態にな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。

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