JP2012240270A - 液体吐出装置およびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液体が流通する流路内から液体を回収でき、液体に含まれる固形物が流路内に沈降することを防止できる液体吐出装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る液体吐出装置１０は、媒体に液体を吐出する液体吐出部２２と、その液体を貯留する液体貯留部１７と、液体貯留部１７と液体吐出部２２との間を液体が流通可能に連結された第１の液体流路３１とを備え、第１の液体流路３１には、分岐部３５が設けられ、分岐部３５から分岐して液体が流通可能な第２の液体流路３２をさらに備え、第２の液体流路３２には、第１の液体流路３１内および第２の液体流路３２内の液体を回収するための回収タンク３３が設けられると共に、該液体を回収タンク３３へ搬送するための搬送手段３７が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、液体吐出装置およびインクジェット記録装置に関し、さらに詳細には、媒体に液体を吐出する液体吐出部を備えた液体吐出装置、および記録メディアにインクを吐出する記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置に関する。

上記液体吐出装置の例としてインクジェットプリンタ（インクジェット記録装置）が挙げられ、従来より種々の構成のものが知られている。例えば、被印刷対象物であるシート状の記録メディアを支持するためのプラテン、およびこのプラテンの上側にプラテンに対向させた記録ヘッドを設けた構成が知られている。記録ヘッドは、例えば、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）等の色毎に設けられており、プラテンに対向した面には多数の吐出ノズルが形成されている。当該吐出ノズルから吐出されるインクは、インクカートリッジから記録ヘッドに供給される。この構成の液体吐出装置においては、記録ヘッドを左右に往復移動させる動作と、これに対して直交する前後方向に記録メディアを相対移動させる動作とを組み合わせて行いながら、プラテンに支持された記録メディアに向けて吐出ノズルからインク（インク滴）を吐出させる制御を行い、記録メディアの表面に所望の印刷を施すようになっている。

上記構成に例示されるインクジェットプリンタの従来例として、図８に示すインクジェットプリンタ１００が知られている（特許文献１参照）。当該インクジェットプリンタ１００は、補給用インク保持容器１１１からその途中に補給用インク供給制御電磁弁１１４を介在してインク供給管１０３に接続されるインク補給管１１３を流れる補給用インクを前記補給用インク保持容器１１１に戻す補給用インク循環管１１５と、該補給用インク循環管１１５の途中に介在した補給用インク循環制御電磁弁１１６とを備え、インク補給管１１３内の補給用インクを補給用インク循環ポンプ１１７によって循環させて該補給管１１３内のインクの顔料沈殿及び凝集を解消するというものである。なお、同図８中の符号１０１は記録用インク保持容器、１０３は記録用インク供給管、１１０は記録ノズルである。

特開平５−１８５６００号公報

ところで、特許文献１に例示されるインクジェットプリンタにおいては、非印刷時においてインクの流路（例えば、図８における記録用インク供給管１０３）内に滞留しているインクに対して循環および攪拌が行われないため、インクに含まれる色材が流路内に沈降してしまうという課題があった。当該色材の沈降は、印刷濃度もしくは色味の変動、または記録ヘッドにおけるインクの吐出安定性の低下等の原因となるため、その解決が要望されていた。なお、当該課題が発生し易いインクの例としては、顔料系インク、白色系インク、金属光沢色インク等が挙げられる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、液体が流通する流路内から液体を回収でき、それによって液体に含まれる固形物が流路内に沈降することを防止できる液体吐出装置を提供することを目的とする。

一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。

開示の液体吐出装置は、媒体に液体を吐出する液体吐出部と、前記液体吐出部から吐出する前記液体を貯留する液体貯留部と、前記液体貯留部と前記液体吐出部との間を前記液体が流通可能に連結された第１の液体流路と、を備えた液体吐出装置において、前記第１の液体流路には、分岐部が設けられ、前記分岐部から分岐して前記液体が流通可能な第２の液体流路をさらに備え、前記第２の液体流路には、前記第１の液体流路内および前記第２の液体流路内の前記液体を回収するための回収タンクが設けられると共に、該液体を前記回収タンクへ搬送するための搬送手段が設けられていることを特徴とする。これによれば、液体吐出部からの液体の非吐出時において、液体が流通する流路内から液体を回収することできるため、液体に含まれる固形物が流路内に沈降してしまうことを防止することができる。また、その際に、流路内に滞留した液体を廃棄することがない、もしくは、廃棄する量を軽減することができるという効果も得られる。

また、本発明において、前記第１の液体流路には、前記液体貯留部の近傍に第１の開閉バルブが設けられると共に、前記液体吐出部の近傍に第２の開閉バルブもしくは逆止弁が設けられていることが好ましい。これによれば、開閉バルブや逆止弁のような簡易な手段によって確実に流路を遮断することができるので、流路内の減圧度を高めることができ、液体の回収率を向上させることができる。

また、本発明において、前記回収タンクと前記第１の液体流路との間に前記液体が流通可能に連結された第３の液体流路を備えることが好ましい。これによれば、回収タンクに回収した液体を、第３の液体流路を経由させて第１の液体流路に戻すことができる。したがって、例えば、搬送手段としてチュービングポンプ等のように駆動しなければ液体を搬送することができないポンプを使用した場合であっても、当該ポンプを駆動することなく液体を第１の液体流路に戻すことができる。

また、本発明において、前記第１の液体流路には、前記第２の開閉バルブもしくは逆止弁と前記液体吐出部との間に脱気装置が設けられていることが好ましい。これによれば、液体が流通する流路内を減圧することによって同流路内のインクに気泡が発生した場合に、当該インクの気泡を除去することが可能となる。

また、本発明において、前記第１の液体流路における前記第２の開閉バルブもしくは逆止弁と前記分岐部との間から分岐して前記液体が流通可能な第４の液体流路をさらに備え、前記第４の液体流路には、容積が可変であり且つ容積を拡大する方向に付勢力を発生させる付勢部材を有する容積可変タンクが設けられていることが好ましい。これによれば、液体の流路内から回収タンクへ液体を回収する際に、容積可変タンク内のインクを当該流路へ供給することができ、当該流路内の液体が減圧されることによる気泡発生を防止することができる。

また、本発明において、前記分岐部は、四方分岐もしくは四方弁からなることが好ましい。これによれば、第２の液体流路を一つの分岐部のみで設けることができ、流路を短く構成することができるため、流路内に滞留する液体を減らすことができる。

開示のインクジェットプリンタは、記録メディアにインクを吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドから吐出する前記インクを貯留するインクカートリッジと、前記インクカートリッジと前記記録ヘッドとの間を前記インクが流通可能に連結された第１の液体流路と、を備えたインクジェット記録装置において、前記第１の液体流路には、分岐部が設けられ、前記分岐部から分岐して前記インクが流通可能な第２の液体流路をさらに備え、前記第２の液体流路には、前記第１の液体流路内および前記第２の液体流路内の前記インクを回収するための回収タンクが設けられると共に、該インクを前記回収タンクへ搬送するための搬送手段が設けられていることを特徴とする。これによれば、非印刷時において、インクが流通する流路内からインクを回収することできるため、インクに含まれる沈降性物質が流路内に沈降してしまうことを防止することができる。また、その際に、流路内に滞留したインクを廃棄することがない、もしくは、廃棄する量を軽減することができるという効果も得られる。

開示の液体吐出装置によれば、液体が流通する流路内から液体を回収することが可能となる。したがって、液体に含まれる固形物が流路内に沈降することの防止が可能となる。

本発明の第一の実施形態に係る液体吐出装置の例を示す概略図である。 図１の液体吐出装置における液体の流路とその周辺構成の概略図である。 本発明の第二の実施形態に係る液体吐出装置における液体の流路とその周辺構成の概略図である。 本発明の第三の実施形態に係る液体吐出装置における液体の流路とその周辺構成の概略図である。 本発明の第四の実施形態に係る液体吐出装置における液体の流路とその周辺構成の概略図である。 本発明の第五の実施形態に係る液体吐出装置における液体の流路とその周辺構成の概略図である。 本発明の第六の実施形態に係る液体吐出装置における液体の流路とその周辺構成の概略図である。 従来の実施形態に係る液体吐出装置の例を示す概略図である。

（第一の実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。ここでは、本実施形態に係る液体吐出装置として、インクジェットプリンタの場合を例に挙げて説明を行う。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

図１に、第一の実施形態に係る液体吐出装置（ここでは、インクジェットプリンタ）１０の構成を示す。なお、説明の便宜上、図１において矢印方向でインクジェットプリンタ１０の左右、および上下方向を示す。また、図１における紙面の前後方向をインクジェットプリンタ１０の前後方向とする。以下、これらの方向を用いて説明を行う。

インクジェットプリンタ１０は、図１に示すように、支持脚１１により支持された中央ボディ部１２と、中央ボディ部１２の左側に設けられた左ボディ部１３と、中央ボディ部１２の右側に設けられた右ボディ部１４と、左右ボディ部１３、１４を繋ぐと共に中央ボディ部１２の上側に離間して平行に延びた上ボディ部１５とを備えて構成される。このインクジェットプリンタ１０は、左ボディ部１３の内部に設けられたコントロールユニット４０により、各部の動作制御が行われるようになっている。

上ボディ部１５の内部には、左右に延びたガイドレール１５ａが設けられており、このガイドレール１５ａに対してヘッドユニット２０が取り付けられている。ヘッドユニット２０は、ガイドレール１５ａに取り付けられて左右に移動自在となったキャリッジ２１、およびキャリッジ２１に搭載された記録ヘッド２２から構成される。記録ヘッド２２は、一例として、ブラックインクを吐出するブラックヘッド２２Ｋ、マゼンタインクを吐出するマゼンタヘッド２２Ｍ、イエローインクを吐出するイエローヘッド２２Ｙ、シアンインクを吐出するシアンヘッド２２Ｃ、およびホワイトインクを吐出するホワイトヘッド２２Ｗから構成されており、キャリッジ２１に装着される。記録ヘッド２２の下面には、インクを記録メディアＭに向けて下方へ吐出する複数の吐出ノズル（図示せず）が形成されている。例えば、１８０個の吐出ノズルを前後方向に直線状に整列させて形成されたノズル列が、左右方向に８列並べられて形成される。各吐出ノズルにおけるインクの吐出制御は、コントロールユニット４０から各記録ヘッド２２に出力される駆動制御信号により行われる。

中央ボディ部１２の上面には、左右に延びた平板状のプラテン１２ａが露出して設けられ、このプラテン１２ａの後側に左右に延びた送りローラ（図示せず）が露出して設けられている。この送りローラは、中央ボディ部１２の内部に設けられた前後駆動モータ１９により回転駆動される。そのため、被印刷対象であるシート状の記録メディアＭを、上ボディ部１５に設けられたピンチローラ（図示せず）と送りローラとの間に挟持した状態で、コントロールユニット４０からの駆動制御信号に従って前後駆動モータ１９を駆動させることにより、記録メディアＭを駆動制御量に応じた送り量で前後に送ることができるようになっている。

右ボディ部１４の上部には、カートリッジ装着部１６が設けられており、このカートリッジ装着部１６に対して複数のインクカートリッジ１７が前後に挿入されている。この複数のインクカートリッジ１７は、後述するインクの流路を介して記録ヘッド２２と接続されている。そして、記録ヘッド２２におけるインクの消費量に応じて、インクカートリッジ１７のインクが当該インクの流路を介して記録ヘッド２２へ供給されるようになっている。また、右ボディ部１４の内部には、ガイドレール１５ａに沿ってヘッドユニット２０を左右に移動させるための左右駆動モータ２９が設けられている。この左右駆動モータ２９を、コントロールユニット４０からの駆動制御信号に従って駆動させることにより、駆動制御量に応じた送り量で左右に移動させることができるようになっている。なお、本実施形態においては、液体（インク）貯留部としてインクカートリッジを用いる例を挙げているが、これに代えてインクタンクを用いる構成等も考えられる（図示せず）。

左ボディ部１３の前面側には、操作スイッチ類や表示装置類等から構成された操作表示部１３ａが設けられている。また、左ボディ部１３の内部には、コントロールユニット４０等が設けられている。

ここで、本実施形態に係る液体吐出装置において特徴的な液体の流路および周辺構成について詳しく説明する。

図２は、本実施形態に係る液体吐出装置（ここでは、インクジェットプリンタ）１０における液体（ここでは、インク）の流路およびその周辺構成の概略図である。
同図２に示すように、インクジェットプリンタ１０は、液体貯留部（ここでは、インクカートリッジ）１７と液体吐出部（ここでは、記録ヘッド）２２との間をインクが流通可能に連結された第１の液体流路３１を備えている。なお、本実施形態および後述の各実施形態において、当該第１の液体流路３１におけるインクカートリッジ１７から記録ヘッド２２へ向かう液体（ここでは、インク）の流通方向を順方向として、当該第１の液体流路３１におけるインクカートリッジ１７側を「上流側」、記録ヘッド２２側を「下流側」と称する。

本実施形態においては、記録ヘッド２２に対して水頭差が生じるようにインクカートリッジ１７を配設している。これによれば、インク自重による記録ヘッド２２からのインクの無用な流出を防ぐことが可能となる。

また、第１の液体流路３１の流路途中には、インクカートリッジ１７の近傍（可及的に近い位置であることが好ましい）に、流路を開閉する第１の開閉バルブ３４が設けられていると共に、記録ヘッド２２の近傍（可及的に近い位置であることが好ましい）に、順方向にのみインクの流通を可能とする逆止弁３６が設けられている。これによれば、後述するインク回収動作においてインク回収可能領域を可及的に長くすることができる。なお、逆止弁に代えて、開閉バルブ（第２の開閉バルブ）を用いる構成としてもよい（図示せず）。

また、第１の液体流路３１の流路途中であって、インクカートリッジ１７と記録ヘッド２２との間に、分岐部３５が設けられている。

また、同図２に示すように、インクジェットプリンタ１０は、分岐部３５から分岐する構成によって液体を流通させる第２の液体流路３２を備えている。本実施形態においては、第２の液体流路３２が分岐部３５から分岐して後述の回収タンク３３に連通する構成を有すると共に、第３の液体流路３９が当該回収タンク３３から分岐部３５へ連通する構成を有しており、当該分岐部３５は、四方分岐により構成されている。
なお、分岐部３５の変形例として、四方分岐に代えて、第１の液体流路３１途中に二つの三方分岐を併設して、第２の液体流路３２を一方の三方分岐から分岐させ、第３の液体流路３９を他方の三方分岐に連結させる構成とすることも考えられる（図示せず）。

第２の液体流路３２には、第１の液体流路３１内および第２の液体流路３２内のインクを回収して一時的に貯留することが可能な回収タンク３３が設けられている。さらに、インクを回収タンク３３へ回収（搬送）するための搬送手段３７が設けられている。一例として、搬送手段３７には、チューブポンプ等を用いることが考えられるが、これに限定されるものではない。なお、本実施形態および後述の各実施形態において、当該第２の液体流路３２における分岐部３５から搬送手段３７を経由して回収タンク３３に至り、次いで回収タンク３３から第３の液体流路３９を経由して、再び分岐部３５へ向かう液体（ここでは、インク）の流通方向を順方向として、当該第２の液体流路３２における始点である分岐部３５側を「上流側」、当該第３の液体流路３９における終点である分岐部３５側を「下流側」と称する。

本実施形態においては、記録ヘッド２２における吐出ノズル（図示せず）面のメニスカスを維持するために、当該吐出ノズル面と回収タンク３３との水頭差を、当該吐出ノズル面とインクカートリッジ１７との水頭差と同等とすることが好ましい。

ここで、回収タンク３３には、当該回収タンク３３内を大気開放するためのエア開放ポート５４が設けられている。これによれば、回収タンク３３内にインクを回収して貯留させることが可能となる。なお、エア開放ポート５４は必須の構成ではなく、回収タンク３３を大気圧によって容量変化が可能な構造（例えば、フィルムパック等のような容器構造）とすれば省略可能である（図示せず）。

また、第３の液体流路３９の流路途中には、回収タンク３３の下流側、すなわち回収タンク３３と終点である分岐部３５との間に、流路を開閉する第３の開閉バルブ３８が設けられている。

以上、本実施形態に係る液体吐出装置の例として、インクジェットプリンタ１０の構成について説明した。ここで、当該インクジェットプリンタ１０の動作について、装置内部におけるインクの流通に沿って説明を行う。

先ず、インク通常吐出時の第１ステップについて説明する。第１ステップでは、第１の開閉バルブ３４を開放状態とし、第３の開閉バルブ３８を閉鎖状態とし、搬送手段３７を非稼動状態とする。このときのインクの流通を矢印１（丸囲み数字）で示す。記録ヘッド２２からインクが吐出されると記録ヘッド２２内のインクが減圧され、同矢印１（丸囲み数字）のようにインクカートリッジ１７から記録ヘッド２２へインクが供給される。すなわち印刷可能状態となる。

次いで、インク回収時の第２ステップについて説明する。第２ステップでは、第１の開閉バルブ３４を閉鎖状態とし、第３の開閉バルブを閉鎖状態とし、搬送手段３７を稼動状態とする。このときのインクの流通を矢印２（丸囲み数字）で示す。搬送手段３７が稼動することによって、同矢印２（丸囲み数字）のように、インク回収区間内（第１の液体流路３１内における第１の開閉バルブ３４から分岐部３５までの区間および分岐部３５から逆止弁３６までの区間ならびに第２の液体流路３２内における分岐部３５から搬送手段３７までの区間内）に滞留していたインクが搬送手段３７によって吸い上げられ、且つ、回収タンク３３へ向けて送り出される。これにより、当該インクが回収タンク３３へ回収され、一時的に貯留される作用が生じる。このとき、当該インク回収区間内には大きな負圧が生じることとなる。
また、このとき搬送手段３７としてチューブポンプを用いることによって、当該搬送手段３７を通過する際に、インクが十分に攪拌される作用も生じる。

このように非印刷時において、上記第２ステップを実行することによって、第１の液体流路３１内における第１の開閉バルブ３４から分岐部３５を経て逆止弁３６までの区間内ならびに第２の液体流路３２内における分岐部３５から搬送手段３７までの区間内に滞留しているインクを回収タンク３３へ回収することができる。したがって、当該各区間内に滞留するインクの量を減らすことができるため、当該インク内に含まれる色材等の沈降性物質が流路内に沈降することの抑制が可能となる。ここで、インクの回収率は搬送手段３７の減圧能力に応じて変化し、当該減圧能力が大きい程、インクの回収率を高めることができ、沈降を抑制する効果を高めることができる。なお、発明者の検証によれば、５０％程度のインク回収率であっても、実用的レベルの沈降抑制効果が得られることが判明した。

次いで、回収インク再利用時の第３ステップについて説明する。第３ステップでは、先ず、第１の開閉バルブ３４を閉鎖状態とし、第３の開閉バルブを閉鎖状態とし、搬送手段３７を非稼動状態とする。その後、第３の開閉バルブ３８を開放状態とする。このときのインクの流通を矢印３（丸囲み数字）で示す。同矢印３（丸囲み数字）のように、第３の開閉バルブ３８が開放状態になると、大気圧および前記第２ステップによってインク回収区間内（第１の液体流路３１内における第１の開閉バルブ３４から分岐部３５を経て第２の逆止弁３６までの区間内ならびに第２の液体流路３２内における分岐部３５から搬送手段３７までの区間内）に生じている大きな負圧によって、回収タンク３３内に貯留されていたインクが第３の液体流路３９および分岐部３５を経由して同インク回収区間内へ一気に流通する。すなわち、回収タンク３３内に回収され、一時貯留されていたインクを印刷用として再利用することが可能となる。なお、当該インクは前述の通り搬送手段３７によって攪拌されてから回収タンク３３内に回収されているため、再利用する際にも、記録ヘッド２２からの吐出つまり印字が薄くなる等の不具合が防止される効果を奏する。

第３ステップの後は、タイマー等のタイミング計測手段（図示せず）によって、回収タンク３３が空になる前に、第３の開閉バルブ３８を閉鎖状態とし、第１の開閉バルブ３４を開放状態とすることによって、第３ステップから第１ステップへ移行可能となる。

（第二の実施形態）
続いて、第二の実施形態に係る液体吐出装置（ここでは、インクジェットプリンタ）１０について説明する。なお、基本構成は図１に示す通りであり、繰り返しの説明を省略する。

ここで、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１０におけるインクの流路およびその周辺構成の概略図を図３に示す。
本実施形態における基本的な構成および作用効果は前述の第一の実施形態と同様であるが、本実施形態に特徴的な構成として、加圧ダンパーユニット６０が設けられている。一例として、加圧ダンパーユニット６０は、フィルター室６１、および圧力室６３の圧力が一定以下になると自動的に開放する開閉バルブ（第２の開閉バルブ）６２を備えて構成されている。これによれば、記録ヘッド２２（吐出ノズル）からインクが吐出される印刷時には圧力室６３内の圧力が低下して当該第２の開閉バルブ６２が開放状態となり、非印刷時には当該第２の開閉バルブ６２が閉鎖状態となる。なお、前述の逆止弁３６は設けない構成である。

ここで、加圧ダンパーユニット６０は、第１の液体流路３１の流路途中の分岐部３５と記録ヘッド２２との間において、当該記録ヘッド２２の近傍（可及的に近い位置であることが好ましい）に設ける構成としている。これによれば、第１の液体流路３１内の減圧可能領域すなわちインク回収可能領域を可及的に長くすることができ、インク回収率を高めることができる。

続いて、本実施形態に係る液体吐出装置（インクジェットプリンタ）１０の動作について、装置内部におけるインクの流通に沿って説明を行う。なお、本実施形態における基本的な動作および作用効果は前述の第一の実施形態と同様であるため、特に相違する点を中心に説明を行う。

インク通常吐出時の第１ステップ（このときのインクの流通を矢印１（丸囲み数字）で示す）、およびインク回収時の第２ステップ（このときのインクの流通を矢印２（丸囲み数字）で示す）は、前述の第一の実施形態と同様である。

次いで、回収インク再利用時の第３ステップについて説明する。第３ステップでは、先ず、第１の開閉バルブ３４を閉鎖状態とし、第３の開閉バルブを閉鎖状態とし、搬送手段３７を非稼動状態とする。その後、第３の開閉バルブ３８を開放状態とする。このときのインクの流通を矢印３（丸囲み数字）で示す。同矢印３（丸囲み数字）のように、第３の開閉バルブ３８が開放状態になると、大気圧および前記第２ステップによってインク回収区間内（第１の液体流路３１内における第１の開閉バルブ３４から分岐部３５を経て第２の開閉バルブ６２までの区間内ならびに第２の液体流路３２内における分岐部３５から搬送手段３７までの区間内）に生じている大きな負圧によって、回収タンク３３内に貯留されていたインクが第３の液体流路３９および分岐部３５を経由して同インク回収区間内へ一気に流通する。すなわち、回収タンク３３内に回収され、一時貯留されていたインクを印刷用として再利用することが可能となる。なお、当該インクは前述の通り搬送手段３７によって攪拌されてから回収タンク３３内に回収されているため、再利用する際にも、記録ヘッド２２からの吐出つまり印字が薄くなる等の不具合が防止される効果を奏する。

第３ステップの後は、第３の開閉バルブ３８を閉鎖状態とし、第１の開閉バルブ３４を開放状態とすることによって、第３ステップから第１ステップへ移行可能となる。
なお、本実施形態においては、第１ステップから第２ステップへ移行する際に、第１の開閉バルブ３４を閉鎖状態とするタイミングを、第３の開閉バルブ３８を閉鎖状態とするタイミングよりも所定時間遅らせることが好ましい。これによれば、インク回収区間内の容量よりも大きな容量のインクを回収タンク３３に貯留することができる。したがって、第３ステップから第１ステップへ移行する際に、前述の第一の実施形態のようにタイマー等のタイミング計測手段（図示せず）を用いなくても、回収タンク３３が空になるのを防いで、第１の液体流路３１内に空気が大量に混入して記録ヘッド２２の吐出状態が不安定になるのを防ぐことができる。

（第三の実施形態）
続いて、第三の実施形態に係る液体吐出装置（ここでは、インクジェットプリンタ）１０について説明する。なお、基本構成は図１に示す通りであり、繰り返しの説明を省略する。

ここで、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１０におけるインクの流路およびその周辺構成の概略図を図４に示す。
本実施形態における基本的な構成および作用効果は前述の第二の実施形態と同様であるが、本実施形態に特徴的な構成として、分岐部３５が、四方分岐による構成に代えて、二つの三方分岐３５ａおよび３５ｂを連結した構成として設けられている。なお、二つの三方分岐３５ａ、３５ｂは図４に示すように中間流路３５ｃを介して連結してもよく、あるいは中間流路３５ｃを設けずに直接連結してもよい（図示せず）。

続いて、本実施形態に係る液体吐出装置（インクジェットプリンタ）１０の動作について、装置内部におけるインクの流通に沿って説明を行う。
本実施形態における基本動作、すなわちインク通常吐出時の第１ステップ（このときのインクの流通を矢印１（丸囲み数字）で示す）、インク回収時の第２ステップ（このときのインクの流通を矢印２（丸囲み数字）で示す）、インク再利用時の第３ステップ（このときのインクの流通を矢印３（丸囲み数字）で示す）、および第３ステップから第１ステップへの移行動作は、前述の第二の実施形態と同様である。

（第四の実施形態）
続いて、第四の実施形態に係る液体吐出装置（ここでは、インクジェットプリンタ）１０について説明する。なお、基本構成は図１に示す通りであり、繰り返しの説明を省略する。

ここで、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１０におけるインクの流路およびその周辺構成の概略図を図５に示す。
本実施形態における基本的な構成および作用効果は前述の第二の実施形態と同様であるが、本実施形態に特徴的な構成として、分岐部３５が、四方分岐による構成に代えて、四方弁による構成として設けられている。ここで、四方弁において、インクカートリッジ１７へ連通する第１の液体流路３１の開閉を行う第１弁を「弁Ａ」とし、記録ヘッド２２へ連通する第１の液体流路３１の開閉を行う第２弁を「弁Ｂ」とし、搬送手段３７へ連通する第２の液体流路３２の開閉を行う第３弁を「弁Ｃ」とし、回収タンク３３へ連通する第３の液体流路３９の開閉を行う第４弁を「弁Ｄ」として説明を行う。なお、本実施形態においては、弁Ｄが前述の他の実施形態における第３の開閉バルブ３８に相当するため、別途、第３の液体流路３９途中に第３の開閉バルブ３８を設けていない。

続いて、本実施形態に係る液体吐出装置（インクジェットプリンタ）１０の動作について、装置内部におけるインクの流通に沿って説明を行う。

先ず、インク通常吐出時の第１ステップについて説明する。第１ステップでは、第１の開閉バルブ３４を開放状態とし、弁Ａを開放状態とし、弁Ｂを開放状態とし、弁Ｄ（第３の開閉バルブ）を閉鎖状態とし、搬送手段３７を非稼動状態とする。なお、弁Ｃは、開放状態もしくは閉鎖状態のいずれでもよい。このときのインクの流通を矢印１（丸囲み数字）で示す。同矢印１（丸囲み数字）のように、インクはインクカートリッジ１７から記録ヘッド２２へ流通する。すなわち印刷可能状態となる。

次いで、インク回収時の第２ステップについて説明する。第２ステップでは、第１の開閉バルブ３４を閉鎖状態とし、弁Ａを開放状態とし、弁Ｂを開放状態とし、弁Ｃを開放状態とし、弁Ｄ（第３の開閉バルブ）を閉鎖状態とし、搬送手段３７を稼動状態とする。なお、非印刷状態であるため、第２の開閉バルブ６２は閉鎖状態となっている。このときのインクの流通を矢印２（丸囲み数字）で示す。搬送手段３７が稼動することによって、同矢印２（丸囲み数字）のように、インク回収区間内（第１の液体流路３１内における第１の開閉バルブ３４から分岐部３５までの区間および分岐部３５から加圧ダンパーユニット６０の第２の開閉バルブ６２までの区間ならびに第２の液体流路３２内における分岐部３５から搬送手段３７までの区間内）に滞留していたインクが搬送手段３７によって吸い上げられ、且つ、回収タンク３３へ向けて送り出される。これにより、当該インクが回収タンク３３へ回収され、一時的に貯留される作用が生じる。このとき当該インク回収区間内は大きな負圧状態となっている。また、搬送手段３７としてチューブポンプを用いることによって、当該搬送手段３７を通過する際に、インクが十分に攪拌される作用も生じる。

このように非印刷時において、上記第２ステップを実行することによって、第１の液体流路３１内における第１の開閉バルブ３４から分岐部３５を経て第２の開閉バルブ６２までの区間内ならびに第２の液体流路３２内における分岐部３５から搬送手段３７までの区間内に滞留しているインクを回収タンク３３へ回収することができる。したがって、当該インク回収区間内に滞留するインクの量を減らすことができるため、当該インク内に含まれる色材等の沈降性物質が流路内に沈降することの抑制が可能となる。ここで、インクの回収率は搬送手段３７の減圧能力に応じて変化することは前述の実施形態と同様である。

次いで、本実施形態に特徴的なインク循環時の第３ステップについて説明する。第３ステップでは、弁Ａを閉鎖状態とし、弁Ｂを閉鎖状態とし、弁Ｃを開放状態とし、弁Ｄ（第３の開閉バルブ）を開放状態とし、搬送手段３７を稼動状態とする。なお、第１の開閉バルブ３４は、開放状態もしくは閉鎖状態のいずれでもよい。また、非印刷状態であるため、第２の開閉バルブ６２は閉鎖状態となっている。このときのインクの流通を矢印３（丸囲み数字）で示す。同矢印３（丸囲み数字）のように、第２の液体流路３２および第３の液体流路３９が還流経路として構成される。すなわち、回収タンク３３内に貯留されているインクを、分岐部３５（弁Ｄおよび弁Ｃ）、および搬送手段３７を経由して再び回収タンク３３へと還流（循環）させることができる。この還流（循環）作用によって、回収されたインクを攪拌することができるため、当該インクにおける沈降性物質の沈降防止効果をより一層高めることが可能となる。

次いで、回収インク再利用時の第４ステップについて説明する。第４ステップでは、第１の開閉バルブ３４を閉鎖状態とし、弁Ａを開放状態とし、弁Ｂを開放状態とし、弁Ｃを閉鎖状態とし、弁Ｄ（第３の開閉バルブ）を開放状態とし、搬送手段３７を非稼動状態とする。このときのインクの流通を矢印４（丸囲み数字）で示す。同矢印４（丸囲み数字）のように、弁Ｄ（第３の開閉バルブ）が開放状態になると、大気圧および前記第２ステップによってインク回収区間内（第１の液体流路３１内における第１の開閉バルブ３４から分岐部３５を経て第２の開閉バルブ６２までの区間内）に生じている大きな負圧によって、回収タンク３３内に貯留されていたインクが第３の液体流路３９および分岐部３５を経由して同インク回収区間内へ一気に流通する。すなわち、回収タンク３３内に回収され、一時貯留されていたインクを印刷用として再利用することが可能となる。なお、当該インクは前述の通り搬送手段３７によって攪拌されてから回収タンク３３内に回収され、さらに前記第３ステップによって攪拌されているため、再利用する際にも、記録ヘッド２２からの吐出つまり印字が薄くなる等の不具合が防止される効果を奏する。

第４ステップの後は、タイマー等のタイミング計測手段（図示せず）によって、回収タンク３３が空になる前に、弁Ｄ（第３の開閉バルブ）を閉鎖状態とし、第１の開閉バルブ３４を開放状態とすることによって、第４ステップから第１ステップへ移行可能となる。なお、前述の第二の実施形態における第３ステップから第１ステップへの移行動作と同様の動作によって、第４ステップから第１ステップへ移行することもできる。

（第五の実施形態）
続いて、第五の実施形態に係る液体吐出装置（ここでは、インクジェットプリンタ）１０について説明する。なお、基本構成は図１に示す通りであり、繰り返しの説明を省略する。

ここで、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１０におけるインクの流路およびその周辺構成の概略図を図６に示す。
本実施形態における基本的な構成および作用効果は前述の第一の実施形態と同様であるが、本実施形態に特徴的な構成として、第１の液体流路３１の流路途中であって、逆止弁３６と記録ヘッド２２との間に脱気装置７０が設けられている。一例として、脱気装置７０は、本体部７１の内部に気体透過性膜７１ａが設けられており。当該気体透過性膜７１ａを介してインクと大気とが接する構成となっている。当該気体透過性膜７１ａによって、インク内の溶存空気のみ気相側へ移動可能となっている一方で、インク自体は気相側へ移動不可能となっている。また、気相側には減圧ポート７２が設けられており、当該減圧ポート７２は減圧ポンプ７３に接続されている。さらに、減圧ポンプ７３の出口は大気開放ポート７４に接続されて、大気開放されている。脱気装置７０は、減圧ポンプ７３の稼働によって本体部７１内の気相側が大気圧より低い圧力（一例として、１［ｋＰａ］〜６０［ｋＰａ］）に保たれることで、インク内の溶存空気のみ気相側へ移動し、脱気作用が得られる。

続いて、本実施形態に係る液体吐出装置（インクジェットプリンタ）１０の動作について、装置内部におけるインクの流通に沿って説明を行う。なお、本実施形態における基本的な動作および作用効果は、上記の脱気動作を除いて、前述の第一の実施形態と同様である。

図６において、インク通常吐出時の第１ステップにおけるインクの流通を矢印１（丸囲み数字）で示し、インク回収時の第２ステップにおけるインクの流通を矢印２（丸囲み数字）で示し、インク再利用時の第３ステップにおけるインクの流通を矢印３（丸囲み数字）で示す。なお、上記の脱気動作は、インク通常吐出時の第１ステップ、およびインク再利用時の第３ステップにおいて行われる。

ここで、第２ステップのインク回収時においては、インク回収区間内が減圧されることによって同区間内のインクに気泡が発生する課題が生じ得る。しかし、上記の脱気装置７０を備える構成によれば、第３ステップのインク再利用時に、インクは記録ヘッド２２に流通する直前に当該脱気装置７０を通過するため、当該インクの気泡を除去することが可能となる。したがって、気泡が原因となって記録ヘッド２２からの吐出状態が不安定になる等の不具合が防止される効果を奏する。

（第六の実施形態）
続いて、第六の実施形態に係る液体吐出装置（ここでは、インクジェットプリンタ）１０について説明する。なお、基本構成は図１に示す通りであり、繰り返しの説明を省略する。

ここで、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１０におけるインクの流路およびその周辺構成の概略図を図７に示す。
本実施形態における基本的な構成および作用効果は前述の第一の実施形態と同様であるが、本実施形態に特徴的な構成として、第１の液体流路３１の流路途中における逆止弁３６と分岐部３５との間に設けられた三方分岐８１によって当該第１の液体流路３１から分岐してインクが流通可能な第４の液体流路８２が設けられている。

また、第４の液体流路８２には、容積が可変であって、インクの一時貯留が可能な容積可変タンク８３が設けられている。一例として、容積可変タンク８３は、その外殻がタンク内部とタンク外部との圧力差によって容易に変形し得る可塑性を有する構造（例えば、フィルムパック等のような容器構造）とすることが考えられるが、これに限定されるものではなく、ピストンとシリンダとを有する構造等としてもよい。

さらに、容積可変タンク８３には、付勢部材８４が設けられており、当該付勢部材８４は、容積可変タンク８３の容積を拡大する方向に付勢力を発生させる作用を生じる。当該付勢力は、第２ステップのインク回収時（後述）において搬送手段３７の駆動によりインクを回収タンク３３に回収する力よりも十分に小さく、且つインクの圧力が大気圧であるときに容積可変タンク８３の容積を最大まで拡大できるように十分に大きく設定されていることが好ましい。これによれば、後述するインクの気泡発生防止効果を好適に奏することができる。なお、付勢部材８４は、一例として、コイルバネを用いて構成されるが、これに限定されるものではない。

また、第４の液体流路８２には、三方分岐８１と容積可変タンク８３との間に開閉バルブ（第４の開閉バルブ）８５が設けられている。なお、第４の開閉バルブ８５と容積可変タンク８３との間に、スタティックミキサ８６が設けられる構成が好ましい。スタティックミキサ８６が設けられることで、容積可変タンク８３に出入りするインクの攪拌が可能となる。したがって、特に、容積可変タンク８３内にあらかじめ所定量収容されているインクが経時によって沈降性物質の沈降を生じ得るという課題の解決に有効である。

続いて、本実施形態に係る液体吐出装置（インクジェットプリンタ）１０の動作について、装置内部におけるインクの流通に沿って説明を行う。

先ず、インク通常吐出時の第１ステップについて説明する。第１ステップでは、第１の開閉バルブ３４を開放状態とし、第３の開閉バルブ３８を閉鎖状態とし、第４の開閉バルブ８５を閉鎖状態とし、搬送手段３７を非稼動状態とする。このときのインクの流通を矢印１（丸囲み数字）で示す。同矢印１（丸囲み数字）のように、インクはインクカートリッジ１７から記録ヘッド２２へ流通する。すなわち印刷可能状態となる。

次いで、インク回収時の第２ステップについて説明する。第２ステップでは、第１の開閉バルブ３４を閉鎖状態とし、第３の開閉バルブ３８を閉鎖状態とし、第４の開閉バルブ８５を開放状態とし、搬送手段３７を稼動状態とする。このときのインクの流通を矢印２（丸囲み数字）で示す。搬送手段３７が稼動することによって、第１の液体流路３１内における第１の開閉バルブ３４から分岐部３５までの区間および分岐部３５から逆止弁３６までの区間、第２の液体流路３２内における分岐部３５から搬送手段３７までの区間、ならびに第４の液体流路８２内における三方分岐８１から容積可変タンク８３内までの区間が減圧される。その結果、同矢印２（丸囲み数字）のように、当該各区間内に滞留していたインクが搬送手段３７によって吸い上げられ、且つ、回収タンク３３へ向けて送り出されることによって、当該回収タンク３３へ回収され、一時的に貯留される作用が生じる。また、本実施形態においては、容積可変タンク８３が設けられる上記構成によって、あらかじめ容積可変タンク８３内に所定量貯留されていたインクが、当該容積可変タンク８３の外部圧力（ここでは大気圧）との差圧によって第４の液体流路８２へ流出する。

このように非印刷時において、上記第２ステップを実行することによって、第１の液体流路３１内における第１の開閉バルブ３４から分岐部３５を経て第２の開閉バルブ６２までの区間内、第２の液体流路３２内における分岐部３５から搬送手段３７までの区間内、ならびに第４の液体流路８２内における三方分岐８１から容積可変タンク８３内までの区間内に滞留しているインクを回収タンク３３へ回収することができる。したがって、当該インク回収区間内に滞留するインクの量を減らすことができるため、当該インク内に含まれる色材等の沈降性物質が流路内に沈降することの抑制が可能となる。ここで、インクの回収率は搬送手段３７の減圧能力に応じて変化することは前述の実施形態と同様である。

一方、第２ステップのインク回収時においては、インク回収区間内が減圧されることによって区間内のインクに気泡が発生する課題が生じ得る。しかし、本実施形態の構成によれば、容積可変タンク８３内のインクがインク回収区間内へ供給されるため、インク回収区間内のインクにおいて減圧に起因する気泡発生を防止することが可能となる。したがって、気泡が原因となって記録ヘッド２２からの吐出状態が不安定になる等の不具合が防止される効果を奏する。さらに、容積可変タンク８３から流出するインクは、スタティックミキサ８６を通過することによって攪拌されてから供給されるため、当該インクにおける沈降性物質の沈降防止効果をより一層高めることが可能となる。

次いで、回収インク再利用時の第３ステップについて説明する。第３ステップでは、第１の開閉バルブ３４を閉鎖状態とし、第３の開閉バルブ３８を開放状態とし、第４の開閉バルブ８５を開放状態とし、搬送手段３７を非稼動状態とする。このときのインクの流通を矢印３（丸囲み数字）で示す。同矢印３（丸囲み数字）のように、第３の開閉バルブ３８が開放状態になると、大気圧および付勢部材８４の付勢力（復元力）によって、回収タンク３３内に貯留されていたインクが第３の液体流路３９および分岐部３５を経由して同インク回収区間内へ流通する。すなわち、回収タンク３３内に回収され、一時貯留されていたインクを印刷用として再利用することが可能となる。また、このとき、容積可変タンク８３は付勢部材８４の付勢力によって容積が拡大し、インク回収区間内へ流出したインクが当該容積可変タンク８３に収容される。

なお、印刷用として再利用することが可能となった上記インクは、前述の通り搬送手段３７によって攪拌されてから回収タンク３３内に回収され、さらに前記第２ステップによって攪拌されているため、再利用する際にも、記録ヘッド２２からの吐出つまり印字が薄くなる等の不具合が防止される効果を奏する。

第３ステップの後は、容積可変タンク８３が最大容積まで回復したタイミングで、第３の開閉バルブ３８を閉鎖状態とし、第４の開閉バルブ８５を閉鎖状態とし、第１の開閉バルブ３４を開放状態とすることによって、第３ステップから第１ステップへ移行可能となる。

以上説明した通り、開示の液体吐出装置によれば、液体が流通する流路内から液体を回収することが可能となる。したがって、液体に含まれる固形物が流路内に沈降することの防止が可能となる。特に、本実施形態によれば、以下の特徴的な作用効果が奏される。

インクジェットプリンタ１０は、記録メディアＭにインクを吐出する記録ヘッド２２と、記録ヘッド２２から吐出するインクを貯留するインクカートリッジ１７と、インクカートリッジ１７と記録ヘッド２２との間をインクが流通可能に連結された第１の液体流路３１と、を備えたインクジェットプリンタ（インクジェット記録装置）において、第１の液体流路３１には、分岐部３５が設けられ、分岐部３５から分岐してインクが流通可能な第２の液体流路３２をさらに備え、第２の液体流路３２には、第１の液体流路３１内および第２の液体流路３２内のインクを回収するための回収タンク３３が設けられると共に、該インクを回収タンク３３へ搬送するための搬送手段３７が設けられていることを特徴とする。これによれば、非印刷時において、インクが流通する液体流路内（対象となるインク回収区間内）からインクを回収することできるため、インクに含まれる沈降性物質が当該流路内に沈降してしまうことを防止することができる。したがって、記録ヘッド２２からのインク吐出において、印刷濃度もしくは色味の変動、または吐出安定性の低下を防止することができる。また、流路内に滞留したインクを廃棄することがない、もしくは、廃棄する量を軽減することができるという効果も得られる。

また、第１の液体流路３１には、インクカートリッジ１７の近傍に第１の開閉バルブ３４が設けられると共に、記録ヘッド２２の近傍に第２の開閉バルブ６２もしくは逆止弁３６が設けられていることが好ましい。これによれば、開閉バルブや逆止弁のような簡易な手段によって確実に流路を遮断することができるので、インクが流通する液体流路内（対象となるインク回収区間内）の減圧度を高めることができ、インクの回収率を向上させることができる。

また、回収タンク３３と第１の液体流路３１との間にインクが流通可能に連結された第３の液体流路３９を備えることが好ましい。これによれば、回収タンク３３に回収したインクを、第３の液体流路３９を経由させて第１の液体流路３１に戻すことができる。したがって、例えば、搬送手段３７としてチュービングポンプ等のように駆動しなければインクを搬送することができないポンプを使用した場合であっても、当該ポンプを駆動することなくインクを第１の液体流路３１に戻すことができる。

また、第１の液体流路３１には、第２の開閉バルブ６２もしくは逆止弁３６と記録ヘッド２２との間に脱気装置７０が設けられていることが好ましい。これによれば、インクが流通する液体流路内（対象となるインク回収区間内）を減圧することによって同液体流路内のインクに気泡が発生した場合に、当該インクの気泡を除去することが可能となる。

また、第１の液体流路３１における第２の開閉バルブ６２もしくは逆止弁３６と分岐部３５との間から分岐してインクが流通可能な第４の液体流路８２をさらに備え、第４の液体流路８２には、容積が可変であり且つ容積を拡大する方向に付勢力を発生させる付勢部材８４を有する容積可変タンク８３が設けられていることが好ましい。これによれば、インクの流路内（対象となるインク回収区間内）から回収タンク３３へ液体を回収する際に、容積可変タンク８３内のインクを当該流路内に供給することができ、当該流路内のインクが減圧されることによる気泡発生を防止することができる。

また、分岐部３５は、四方分岐もしくは四方弁からなることが好ましい。これによれば、第２の液体流路３２を一つの分岐部のみによって第１の液体流路３１から分岐させ、再び第１の液体流路３１へ連結させることができるため、流路を短く構成することができる。したがって、流路内に滞留するインク量を減らすことができ、その結果、インクに含まれる沈降性物質が当該流路内に沈降してしまうことを防止することができる。

なお、本発明は、以上説明した実施形態に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。特に、液体吐出装置の例としてインクジェットプリンタを挙げ、液体の例とてインクを挙げて説明したが、これらに限定されるものではなく、その他の装置、その他の液体に対しても適用が可能である。

１０ 液体吐出装置
１７ インクカートリッジ
２０ ヘッドユニット
２２ 記録ヘッド
３１ 第１の液体流路
３２ 第２の液体流路
３３ 回収タンク
３４ 第１の開閉バルブ
３５ 分岐部
３６ 逆止弁
３７ 搬送手段
３９ 第３の液体流路
３８ 第３の開閉バルブ
４０ コントロールユニット
５４ エア開放ポート
６０ 加圧ダンパーユニット
６２ 第２の開閉バルブ
８１ 三方分岐
８２ 第４の液体流路
８３ 容積可変タンク
８４ 付勢部材
８５ 第４の開閉バルブ
８６ スタティックミキサ

Claims (7)

1. 媒体に液体を吐出する液体吐出部と、前記液体吐出部から吐出する前記液体を貯留する液体貯留部と、前記液体貯留部と前記液体吐出部との間を前記液体が流通可能に連結された第１の液体流路と、を備えた液体吐出装置において、
   前記第１の液体流路には、分岐部が設けられ、
   前記分岐部から分岐して前記液体が流通可能な第２の液体流路をさらに備え、
   前記第２の液体流路には、前記第１の液体流路内および前記第２の液体流路内の前記液体を回収するための回収タンクが設けられると共に、該液体を前記回収タンクへ搬送するための搬送手段が設けられていること
   を特徴とする液体吐出装置。
2. 前記第１の液体流路には、前記液体貯留部の近傍に第１の開閉バルブが設けられると共に、前記液体吐出部の近傍に第２の開閉バルブもしくは逆止弁が設けられていること
   を特徴とする請求項１記載の液体吐出装置。
3. 前記回収タンクと前記第１の液体流路との間に前記液体が流通可能に連結された第３の液体流路を備えること
   を特徴とする請求項１または請求項２記載の液体吐出装置。
4. 前記第１の液体流路には、前記第２の開閉バルブもしくは逆止弁と前記液体吐出部との間に脱気装置が設けられていること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
5. 前記第１の液体流路における前記第２の開閉バルブもしくは逆止弁と前記分岐部との間から分岐して前記液体が流通可能な第４の液体流路をさらに備え、
   前記第４の液体流路には、容積が可変であり且つ容積を拡大する方向に付勢力を発生させる付勢部材を有する容積可変タンクが設けられていること
   を特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
6. 前記分岐部は、四方分岐もしくは四方弁からなること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
7. 記録メディアにインクを吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドから吐出する前記インクを貯留するインクカートリッジと、前記インクカートリッジと前記記録ヘッドとの間を前記インクが流通可能に連結された第１の液体流路と、を備えたインクジェット記録装置において、
   前記第１の液体流路には、分岐部が設けられ、
   前記分岐部から分岐して前記インクが流通可能な第２の液体流路をさらに備え、
   前記第２の液体流路には、前記第１の液体流路内および前記第２の液体流路内の前記インクを回収するための回収タンクが設けられると共に、該インクを前記回収タンクへ搬送するための搬送手段が設けられていること
   を特徴とするインクジェット記録装置。

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