JP2013001064A - インク供給系およびこれを搭載可能な記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で良好に循環動作を行うことが可能な機構を備えたインク供給系およびこれを搭載可能な記録装置を提供する。
【解決手段】インク供給系は、吐出口１０５からインクを吐出する記録ヘッドに備えられた第１液室１０１と、第２液室１１０と、第１液室１０１と第２液室１１０とを連通させる流路１３５，１３６および第２流路と、を有する。インク供給系は、第１液室１０１、流路１３５、第２液室１１０、流路１３６、第１液室１０１の順にインクを循環させる。インク供給系は、第２液室１１０の容積を繰り返し変化させる制御機構１９０を有する。インク供給系は、流路１３５に設けられ、第１液室１０１から第２液室１１０へのみに流体を流動可能にする一方向弁１３１と、流路１３６に設けられ、第２液室１１０から第１液室１０１へのみに流体を流動可能にする一方向弁１３０と、を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、インク供給系およびこれを搭載可能な記録装置に関する。

インクジェット記録装置（以下、単に「記録装置」ともいう。）は、用紙のような記録媒体を横切って往復運動する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、単に「記録ヘッド」ともいう。）を利用することが多い。一般的な記録装置では、記録ヘッドの往復運動に伴って、記録ヘッドが吐出口から記録媒体にインク滴を吐出するインク吐出動作（記録動作）を行う。これにより、記録媒体上にイメージや文字が形成される。記録ヘッドへのインクの補給は、インクを収容したインク補給容器（以下、「インクタンク」という。）からなされる。

一般的な記録装置は、交換可能なインクタンクが搭載される接続部を有する。このような記録装置では、インクタンク内のインクは、該インクタンクの接続部に接続された柔軟性を有する中空の流体導管を経由して記録ヘッドに補給される。記録ヘッドは吐出口が重力方向下向きとなるように記録装置に搭載される。記録装置に搭載された記録ヘッドの内部の圧力は、インクが吐出口内にメニスカスを形成した状態で留まるように、所定の微負圧に保たれる。なお、本明細書では、大気圧より高い圧力を正圧、大気圧より低い圧力を負圧と言うこととする。

記録ヘッド内に空気が混入している場合、記録装置に不具合が発生することがある。たとえば、記録ヘッド内の空気が吐出口内に導かれた場合、記録装置のインク吐出動作の際に吐出口からインク滴が吐出されない場合がある。また、空気は温度が高くなると膨張するため、記録ヘッド内を所定の微負圧にしようとしても、記録ヘッド内の空気が膨張することにより、記録ヘッド内が正圧になることがある。この場合、吐出口内でのインクのメニスカスが維持されず、インクが吐出口から漏れ出てしまう。

記録ヘッド内への空気の混入はたとえば以下のような場合に発生する。
・インクタンクを交換する際に記録装置本体の接続部が大気に開放される場合
・空気が流体導管などのインクの流路を形成する物質そのものを長時間かけて透過する場合
・インク自体に溶存する空気が周囲条件の変化に伴い集積する場合
・インク吐出の際に吐出口から空気が入り込む場合
・記録ヘッド内の空気が温度の下降により収縮し、記録ヘッド内が大きな負圧となり、吐出口内でのインクのメニスカスが破壊される場合
記録ヘッド内の空気を除去する技術が、特許文献１に開示されている。

図８は特許文献１に記載されたヘッドカートリッジ１の概略構成図である。ヘッドカートリッジ１は、記録ヘッド２と、インクタンク３と、インクタンク３から記録ヘッド２にインクを送るための供給管路４と、記録ヘッド２からインクタンク３にインクを戻すための還流管路５と、を有する。また、還流管路５には送液ポンプ６が設けられている。

ヘッドカートリッジ１では、記録ヘッド２、還流管路５、インクタンク３、供給管路４により循環路が構成されている。ヘッドカートリッジ１では、送液ポンプ６を駆動させることにより、インクをこの循環路で循環させる泡循環動作を行う。記録ヘッド２内の空気は、この泡循環動作により、インクタンク３に送り出される。

特開２００５−１２５６６７号公報

図８に示したヘッドカートリッジ１では、インクタンク３が記録ヘッド２の近傍に設けられている。そのため、ヘッドカートリッジ１を記録装置のキャリッジに搭載される際には、記録ヘッド２のみならずインクタンク３もキャリッジに搭載される。そのため、記録装置におけるインク吐出動作時にキャリッジが重くなる。キャリッジが重くなることは、キャリッジの動作が鈍くなる要因となる。

近年、記録装置には、記録の高速化が求められており、そのためにはヘッドカートリッジが搭載されるキャリッジが高速で動作する必要がある。上記特許文献１に示されるような循環動作を行うヘッドカートリッジには、キャリッジの高速な動作の妨げにならないように、構成の簡素化が求められている。

そこで、本発明は、簡素な構成で良好に循環動作を行うことが可能な機構を備えたインク供給系およびこれを搭載可能な記録装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のインク供給系は、吐出口からインクを吐出する記録ヘッドに備えられた第１液室と、該第１液室に供給するインクを収容する第２液室と、前記第１液室と前記第２液室とを連通させる第１流路および第２流路と、を有し、前記第１液室、前記第１流路、前記第２液室、前記第２流路、前記第１液室という順番にインクを循環させる循環動作を行う機構を備えたインク供給系において、前記第２液室の容積の膨張と収縮とを繰り返す駆動動作を行う制御機構と、前記第１流路に設けられ、前記第１液室から前記第２液室に向かう方向のみに流体を流動可能にする第１の一方向弁と、前記第２流路に設けられ、前記第２液室から前記第１液室に向かう方向のみに流体を流動可能にする第２の一方向弁と、を有し、前記制御機構の前記駆動動作により前記循環動作を行うことを特徴とする。

本発明によれば、簡素な構成で良好に循環動作を行うことが可能な機構を備えたインク供給系およびこれを搭載可能な記録装置を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成図である。 一般的なインク供給系の一例の概略構成図である。 図１に示したインクジェット記録装置のインク供給系の概略構成図である。 図３に示したインク供給系の部分拡大図である。 図３に示したインク供給系の部分拡大図である。 図１に示したインクジェット記録装置のインク供給系の概略構成図である。 本発明の第２の実施形態に係るインク供給系の概略構成図である。 一般的なヘッドカートリッジの概略構成図である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置５００の概略構成図である。インクジェット記録装置５００は流体導管２５０を経由して、取り替え可能なインクタンク２００に接続される記録ヘッド１００を含む。加圧ポンプ２１０によりインクタンク２００から押し出されたインクは流体導管２５０を経由して記録ヘッド１００に供給される。記録ヘッド１００は、記録装置制御基板（不図示）の制御の下に記録面６０１上にインクを吐出することが可能である。スライド軸４２０により移動可能に支持されたキャリッジ４１０に搭載された記録ヘッド１００は、キャリッジモーター４５０により付与された駆動力がＣＲベルト４３０およびプーリー４４０により伝達されて記録面６０１上を往復動する。

チューブポンプ（不図示）などの吸引装置３３０（図３参照）を備えた回復系３００は記録ヘッド１００の往復動の動作幅より外側に位置している。回復系３００は、吸引装置３３０により吐出口（不図示）からインクを吸引することで記録ヘッド１００の吐出口付近の増粘インクを除去する。

インクジェット記録装置５００は、その下部にロール状の記録媒体６００を回転自在に支持している。記録媒体６００は、ガイド４６０およびＬＦローラー群４７０により引き出されてプラテン４９０の上面まで搬送される。記録ヘッド１００はプラテン４９０の上面にある記録媒体６００上を往復動しながらインクを吐出する。記録媒体６００は、記録ヘッド１００の往復動に伴って、ＬＦローラー群４７０により間欠送りされる。このような動作により、記録ヘッド１００は記録媒体６００に連続的な記録を行うことができる。

次に、図１に示したインクジェット記録装置５００に搭載される本実施形態に係るインク供給系について説明するが、その前に一般的なインク供給系について説明する。

図２は、本発明に関連する一般的なインク供給系の概略構成図である。図２に示したインク供給系では、キャリッジに搭載される二点鎖線で囲まれたヘッドカートリッジ１０８Ａとは別にインクタンク２００が設けられている。

ヘッドカートリッジ１０８Ａは、記録ヘッド１００に設けられた第１液室１０１と、所定の微負圧に保たれるように構成された第２液室１１０と、を有している。第１液室１０１と第２液室１１０とは、流路１３６により連通されており、第２液室１１０も第１液室１０１と同様に所定の微負圧に保たれている。第１液室１０１内が所定の微負圧に保たれていると、吐出口１０５内においてインクのメニスカスが維持される。

また、第１液室１０１と第２液室１１０とは、流路１３５および流路１３７によっても接続されている。流路１３５と流路１３７との間にはダイヤフラムポンプ１２１が設けられている。ダイヤフラムポンプ１２１は、流路１３５内のインクを矢印Ａ方向に流動させる。したがって、ヘッドカートリッジ１０８Ａでは、第１液室１０１、流路１３５、ダイヤフラムポンプ１２１、流路１３７、第２液室１１０、流路１３６により循環路が形成されている。ヘッドカートリッジ１０８Ａでは、ダイヤフラムポンプ１２１を駆動させることにより、インクをこの循環路を循環させる循環動作（以下、「泡循環動作」という。）を行う。ヘッドカートリッジ１０８Ａでは、泡循環動作により、第１液室１０１内の空気が第２液室１１０内に送り出される。

第１液室１０１内から第２液室１１０内に送り出された空気が第２液室１１０内に溜まると、吸引装置３３０により第２液室１１０内の空気を吸引する吸引動作を行う。ヘッドカートリッジ１０８Ａでは、吸引動作により第２液室１１０内の圧力が低くなると、ヘッドカートリッジ１０８Ａに接続されたインクタンク２００から第２液室１１０内にインクが供給される。

図３は、図１に示したインクジェット記録装置に搭載される本実施形態に係るインク供給系の概略構成図である。図３では、図２に示した一般的なインク供給系と同様の構成には同様の符号を付し、その説明を部分的に省略する。図３に示したインク供給系では、キャリッジに搭載可能な二点鎖線で囲まれたヘッドカートリッジ１０８とは別にインクタンク２００が設けられている。

インクタンク２００は、柔軟部材で形成された袋体２０２および該袋体２０２を密閉するケース２０５で構成される。インクタンク２００は、袋体２０２およびケース２０５に対して気密に設けられたゴム栓２０１で密閉されている。流体導管２５０の一端は鋭利な中空管であるインク針２０３に接続され、該インク針２０３がゴム栓２０１に差し込まれている。これにより、インクタンク２００の袋体２０２に収容されたインクを、インク針２０３を介して流体導管２５０に導出させることが可能になる。ケース２０５には、加圧ポンプ２１０が接続されている。加圧ポンプ２１０は密閉状態のケース２０５に空気を送り込むことで、袋体２０２の周囲を加圧し、袋体２０２内のインクを流体導管２５０に導出させる。

記録ヘッド１００は吐出口１０５が重力方向下方を向くように配置されている。記録ヘッド１００は、吐出口１０５の重力方向上方に第１液室１０１を備えている。第１液室１０１の重力方向上部から引き出された第１流路１３５（チューブ）は図２に示したインク供給系とは異なり、第２液室１１０の重力方向上部に直接接続されている。つまり、本実施形態に係るインク供給系には、ダイヤフラムポンプ１２１が設けられていない。

また、インクジェット記録装置５００には、インク吐出動作時に、良好なインク吐出を行えるように第１液室１０１を所定の微負圧に保つための第２液室１１０が設けられている。第２液室１１０の重力方向上部には流路１３５が接続されている。また、第２液室１１０の重力方向下部から引き出されている第２流路１３６（チューブ）は記録ヘッド１００の第１液室１０１に接続されている。流路１３５の記録ヘッド１００に対する接続および流路１３６の記録ヘッド１００に対する接続は、それぞれ、着脱可能な一対のゴム栓１３８および針１３９によりなされている。

上述のように、第１流路１３５と第２流路１３６とはそれぞれ別々に第１液室１０１と第２液室１１０とを連通させている。

第１液室１０１は、内部にフィルターを備えたインク流路１０２を有し、流路１３６内のインクは、針１３９、インク流路１０２の順に通って、第１液室１０１内に導かれる。インク流路１０２は、吐出口１０５の列方向に対して斜め上方に形成されており、その重力方向上部にフィルターを備えた排出流路１０３が設けられている。つまり、第１液室１０１内の空気は、インク流路１０２の傾斜により重力方向上方に導かれ排出流路１０３付近に溜まる。

第２液室１１０は流体導管２５０からインクの供給を受ける供給口１１３を有している。第２液室１１０は、その内部に、負圧を発生させる機構を有している。第２液室１１０を形成する隔壁の一部は可撓性部材１１１によって構成されている。第２液室１１０の内部には、可撓性部材１１１を外向きに変形させるように付勢する可撓部バネ１１２が設けられている。

可撓性部材１１１は可撓部バネ１１２によって外側に膨らまされている。可撓部バネ１１２が、可撓性部材１１１を、第２液室１１０内の容積を増加させる方向に変形させることによって、第２液室１１０内が所定の微負圧に保たれている。本実施形態では、第２液室１１０内の圧力を、大気圧よりも約８０ｍｍＡｑ低い値に設定している。つまり、第２液室１１０内の圧力の設定値は−８０ｍｍＡｑである。

上述したように、第２液室１１０の可撓性部材１１１および可撓部バネ１１２は、第２液室１１０内ならびに第１液室１０１内を所定の微負圧にするための負圧発生機構を構成する。

供給口１１３と、該供給口１１３を開閉する供給開閉弁１６０とは、インク供給制御手段を構成する。供給制御弁１６０は負圧発生機構を構成する可撓性部材１１１や可撓部バネ１１２と連動して供給口１１３を開閉する。アーム１６１を介して可撓性部材１１１の動作に伴って動作する供給制御弁１６０は、可撓部バネ１１２と供給制御弁バネ１１５との２つのバネ部材から力を受けて供給口１１３を開閉する。

吐出口１０５からのインクを吐出する記録ヘッド１００のインク吐出動作による第１液室１０１内のインクの減少により第２液室１１０内の圧力は低くなる。第２液室１１０内の圧力が所定の微負圧より低くなると、可撓性部材１１１が内側から受ける可撓部バネ１１２と供給制御弁バネ１１５による力が、可撓性部材１１１が外側から受ける大気からの押圧力より小さくなる。そうすると、可撓性部材１１１は、第２液室１１０の容積が小さくなるように変形する。この可撓性部材１１１の変形に伴い、アーム１６１が回動するとともに、供給制御弁１６０が移動して供給口１１３を開放する。

供給制御弁１６０が供給口１１３を開放すると、加圧されたインクが流体導管２５０から第２液室１１０内に流入する。第２液室１１０内にインクが流入してゆくと、第２液室内の圧力が、徐々に増加してゆき、やがて再び所定の微負圧となる。第２液室１１０内の圧力が所定の微負圧となると、可撓性部材１１１が外向きに変形するとともに、供給制御弁１６０が閉塞される。

記録ヘッド１００からインクを連続して吐出する連続吐出動作では、供給制御弁１６０は間欠的に供給口１１３の開閉を繰り返す。これにより、インクは、インクタンク２００から流体導管２５０を介して第２液室１１０に安定して供給される。そして、第２液室１１０内のインクは、流路１３６を介して記録ヘッド１００に供給される。

記録ヘッド１００からインクを連続して吐出する連続吐出動作では、供給制御弁１６０は間欠的に供給口１１３の開閉を繰り返す。これにより、インクは、インクタンク２００から流体導管２５０を介して第２液室１１０に安定して供給される。そして、第２液室１１０内のインクは、流路１３６を介して記録ヘッド１００に供給される。

図３に示したインク供給系におけるインクの泡循環動作について説明する。図４および図５は図３に示したインク供給系の第２液室１１０およびその周囲を拡大して示した図である。

本実施形態に係るインク供給系は、バルブ制御機構１８５および可撓性部材制御機構１９０を有している。

バルブ制御機構１８５は、第２可撓性部材１８６、バルブ制御レバー１８７、バルブ制御駆動部１８８により構成されている。バルブ制御駆動部１８８により、バルブ制御レバー１８７が駆動させられると、バルブ制御レバー１８７は第２液室１１０の外側から第２可撓性部材１８６を介してアーム１６１を押圧する。これにより、アーム１６１は、供給口１１３に付勢され、供給口１１３を閉塞した状態に保持される。そのため、この状態では、インクタンク２００から第２液室１１０へのインクの流れが遮断される。

可撓性部材制御機構１９０は、可撓性部材制御レバー１９２および可撓性部材制御駆動部１９３により構成されている。上記のように、バルブ制御機構１８５によって、供給制御弁１６０が閉塞した状態で、可撓性部材制御機構１９０の可撓性部材制御駆動部１９３が可撓性部材制御レバー１９２を駆動させる。可撓性部材制御レバー１９２が駆動させられると、可撓性部材制御レバー１９２は、図５に示すように可撓性部材１１１を第２液室１１０の外側に引っ張る動作と、図４に示すように可撓性部材１１１を第２液室１１０の内側に押圧する動作を繰り返す。これにより、第２液室１１０の容積の膨張および収縮が繰り返される。

可撓性部材制御機構１９０が第２液室１１０の容積の膨張と縮小とを繰り返す駆動動作を行うことにより、第２液室１１０がポンプの役割を果たす。つまり、第２液室１１０の容積が膨張する動作に伴って、流路１３５内のインクや空気が、図３に示す矢印Ａ方向に流れ、第２液室１１０内に流入する。また、第２液室１１０の容積が収縮する動作に伴って、第２液室１１０内のインクが流路１３６へ押し流される。

流路１３５および流路１３６には第１の一方向弁１３０および第２の一方向弁１３１が設けられている。一方向弁１３１は、流路１３５内のインクや空気が第１液室１０１から第２液室１１０に向かう方向（図３における矢印Ａ方向）にのみ流れるように作用する。一方向弁１３０は、流路１３６内のインクが第２液室１１０から第１液室１０１に向かう方向にのみインクが流れるように作用する。したがって、第２液室１１０の容積が収縮する動作に伴って、第２液室１１０内のインクが流路１３５へ押し流されることはない。同様に、第２液室１１０の容積が膨張する動作に伴って、流路１３６内のインクが第２液室１１０内に流入することもない。

本実施形態では、第１液室１０１、流路１３５、第２液室１１０、流路１３６、第１液室１０１という順番にインクが流れる循環路が形成されている。本実施形態では、第２液室１１０に備えられた可撓性部材制御機構１９０の駆動力により、インクを当該循環路で循環させる泡循環動作を行う。これらの構成全体が、インクを循環させるためのインク循環機構を構成している。

また、本実施形態に係るインク供給系は、流路１３６の一方向弁１３０より下流側（第１液室１０１側）にバッファ１７５を有している。バッファ１７５は、ゴムや可撓性部材で構成されたダイヤフラム構造を有している。バッファ１７５は膨張および収縮することにより、流路１３６の容積を変化させる。バッファ１７５は、可撓性部材制御機構１９０により第２液室１１０の容積が変化する際に、第２液室１１０の容積の変化を相殺するように容積を変化させる。そのため、本実施形態に係るインク供給系では、可撓性部材制御機構１９０が第２液室１１０の体積を変化させても、循環路全体の容積は変化しない。これにより、循環路内の圧力の変化を抑制できる。

バルブ制御機構１８５、可撓性部材制御機構１９０、一方向弁１３０，１３１、バッファ１７５は、第１液室１０１の排出流路１０３から流出したインクや空気などの流体を第２液室１１０に収集する。

第２液室１１０の重力方向上部には、第２液室１１０内の空気を排出するための空気抜き流路１８１が設けられている。空気抜き流路１８１は排出口１１４を介して第２液室１１０に接続されている。排出口１１４の重力方向上部には、排出口１１４および空気抜き流路１８１の開閉を行う押圧弁１１７が設けられている。押圧弁１１７は、排出口１１４の重力方向上部に押圧ゴム１１８を接離することで、排出口１１４の開閉を行う。押圧ゴム１１８は押圧付勢バネ１１９によって排出口１１４に付勢されている。

排出口１１４は押圧弁１１７のみならず気液分離手段であるフロート弁１５０によっても開閉される。フロート弁１５０の開閉動作機構にはフロート１４０の浮力を用いられている。第２液室１１０にインクが充填されフロート１４０の位置が高くなると、フロート１４０がフロートシール１４２を閉塞する。これにより、フロート弁１５０は閉じる。そして、インク吐出動作により第２液室１１０内のインクが減った場合、フロート１４０の位置が下がると、フロート弁１５０が開く。

空気抜き流路１８１の下流側には負圧源である吸引装置３３０が設けられている。吸引装置３３０とは回復系３００の一部としてノズルキャップ３１０の吸引にも用いられる。吸引装置３３０は、ノズルキャップ３１０による吸引と、空気抜き流路１８１による吸引と、を２つの開閉弁３１２，３２２の開閉により切り替えられる。なお、ノズルキャップ３１０による吸引は、吐出口１０５の回復、すなわち吐出口１０５内の増粘インクの除去のために行われる。

以上説明したように、本実施形態に係るインク供給系では、可撓性部材１１１を変形させる可撓性部材制御機構１９０と、可撓部材１１１の変形による第２液室１１０の容積変化を相殺するように容積変化するバッファ機構１７５と、が設けられている。また、第２流路１１０の上流および下流の流路１３５，１３６におけるインクの流れを一方向に規制する一方向弁１３１，１３０と、第２液室１１０内の供給制御弁１６０を閉めるためのバルブ制御機構１８５と、が設けられている。バルブ制御機構１８５により供給制御弁１６０を閉塞した状態で、可撓性部材制御機構１９０を駆動して、第２液室１１０内の容積変化を繰り返すことにより、インクが上述した循環路を循環する。これにより、第１液室１０１内の空気を第２液室１１０内に収集することができる。

このように、本実施形態に係るインク供給系では、図２に示した一般的なインク供給系が有するダイヤフラムポンプ１２１等が設けずに、簡素な構成で、第１液室１０１内の空気を除去することができる。そのため、本実施形態に係るヘッドカートリッジ１０８は、その簡素な構成により、図２に示した一般的なヘッドカートリッジ１０８より軽量化することができる。したがって、本実施形態に係るインク供給系を用いることにより、インク吐出動作時におけるキャリッジが軽量化するため、キャリッジの動作の安定化、インクの着弾精度の向上、インクにより形成される画質の向上につながる。

また、本実施形態では、吐出ノズル１０５に増粘インクなどが固着することによる吐出不良を防止することを目的とした回復動作を行うことも可能である。図６を参照して吐出ノズル１０５を回復する回復動作について説明する。本実施形態に係る回復動作では、以下に示す弁閉じ吸引動作により強力な回復動作を行うことが可能である。

本実施形態に係る弁閉じ吸引動作は、図５に示すようにバルブ制御機構１８５により供給制御弁１６０を閉塞した状態で行う。この状態で、図６に示すように、ノズルキャップ３１０によって記録ヘッド１００の重力方向下側から吐出口１０５全体を覆い、ノズルキャップ３１０に接続された吸引装置３３０による吸引動作を行う。吸引装置３３０によって第１液室１０１内のインクが吸引されると、第１液室１０１内および第２液室１１０内の空気が減少し、第１液室１０１内および第２液室１１０内が大きな負圧になる。

前述したように、このとき第２液室１１０内の供給制御弁１６０は閉塞した状態であるので、インクタンク２００から第２液室１１０内にインクが流入することはない。そして、第２液室１１０内の圧力が所定の圧力まで下がった状態で吸引装置３３０の駆動を停止し、バルブ制御機構１８５によって供給制御弁１６０を開放する。

吸引装置３３０の駆動を停止する前の第２液室１１０内の所定の圧力は、吐出口１０５への増粘インクの固着の度合いなどによって変えるべきものであるが、吐出口１０５への増粘インクの固着の度合いなどが最も高い状態を想定して設定されることが望ましい。本実施形態では、吸引装置３３０の駆動を停止する前の第２液室１１０内の圧力は、たとえば実験的に決定することができる。本実施形態では、第２液室１１０内の圧力が−４０ｋＰａ程度なったときに吸引装置３３０の駆動を停止した。上記第２液室１１０内の所定の圧力は、吸引装置３３０の駆動時間によってコントロールする。

供給制御弁１６０が開放されると、急激に、インクタンク２００内のインクが供給制御弁１６０から第２液室１１０に流入するようになる。第２液室１１０に流入したインクは、流路１３６、第１液室１０１を経由して、各吐出ノズル１０５から勢いよく放出される。これにより、吐出口１０５に付着した増粘インク等は、生インクとともに吐出口１０５から放出され、吐出口１０５の回復が完了する。
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態に係るインク供給系の概略構成図である。図７では、図２および図３に示したインク供給系と同様の構成には同様の符号を付し、その説明を部分的に省略する。

本実施形態に係るインク供給系には、サブタンク（第３液室）２３０が設けられている。サブタンク２３０は流体導管２０３によってインクタンク２００に接続されており、流体導管２０３にはポンプ２１０ａが設けられている。インクタンク２００内のインクは、ポンプ２１０ａにより吸出され、サブタンク２３０内に供給される。

このインク供給系では、インクタンク２００の交換の際に、インクタンクを取り外した場合にも、サブタンク２３０内のインクが記録ヘッド１００に供給されるように構成されている。そのため、インクタンク２００の交換の際にも、記録ヘッド１００によるインク吐出動作を継続可能である。換言すると、記録ヘッド１００によるインク吐出動作中にもインクタンク２００を交換することが可能である。第２液室１１０の重力方向上部から引き出された空気抜き流路１８１は、吸引装置３３０ではなく、サブタンク２３０に接続されている。

サブタンク２３０には、サブタンク２３０内を大気開放する大気開放弁２３２が設けられている。第１の実施形態に係るインク供給系には、図３に示すように、第２液室１１０に気液分離手段であるフロート弁１５０が設けられていたが、本実施形態に係るインク供給系には設けられていない。本実施形態に係るインク供給系には、第２液室１１０に接続された第１流路１３５，第２流路１３６，空気抜き流路（第３流路）１８１にそれぞれ流路切替え制御弁２２０が設けられている。各流路切替え制御弁２２０は、流路１３５，１３６，１８１を個別に開閉することが可能である。

記録ヘッド１００によるインク吐出動作時には、流路切替え制御弁２２０によって、流路１３５，１８１を閉塞し、流路１３６を開放する。泡循環動作時には、流路切替え制御弁２２０によって、流路１３５，１３６を開放し、流路１８１を閉塞する。

本実施形態に係るインク供給系では、第１液室１０１、流路１３５、第２液室１１０、流路１８１、サブタンク２３０、流体導管２５０（第４流路）、流路１３６、第１液室１０１という順番にインクが流れる循環路が形成されている。本実施形態では、第２液室１１０に備えられた可撓性部材制御機構１９０の駆動力により、インクを当該循環路で循環させる泡循環動作を行う。これらの構成全体が、インクを循環させるためのインク循環機構を構成している。

流路１８１および流体導管２５０には第３の一方向弁２３４および第４の一方向弁２３６が設けられている。一方向弁２３４は、流路１８１内のインクや空気が第２液室１１０からサブタンク２３０に向かう方向（図７における矢印Ｂ方向）にのみ流れるように作用する。一方向弁２３６は、流体導管２５０内のインクがサブタンク２３０から第２液室１１０に向かう方向（図７における矢印Ｃ方向）にのみインクが流れるように作用する。したがって、第２液室１１０の容積が収縮する動作に伴って、第２液室１１０内のインクが流体導管２５０へ押し流されることはない。同様に、第２液室１１０の容積が膨張する動作に伴って、サブタンク２３０内のインクが流路１８１内に流入することもない。

図７に示したインク供給系における泡循環動作について説明する。本実施形態に係る泡循環動作では、まず、第１の実施形態と同様に、第１液室１０１内から第２液室１１０内への空気の収集を行う。このとき、流路切替え制御弁２２０によって流路１８１が閉塞されており、サブタンク２３０の大気開放弁２３２は開放されている。次に、第２液室１１０内からサブタンク２３０内へ空気を移動させるために、流路切替え制御弁２２０によって、流路１３５，１３６を閉塞し、流路１８１を開放し、さらに、サブタンク２３０の大気開放弁２３２を閉塞する。そして、バルブ制御機構１８５によって、供給制御弁１６０を開放する。

この状態で、可撓性部材制御機構１９０によって、第２液室１１０の容積の膨張および縮小を繰り返す。これにより、第１の実施形態と同様に、第２液室１１０がポンプの役割を果たす。つまり、第２液室１１０の容積が膨張する動作に伴って、流路１３５内のインクおよび空気が図７に示す矢印Ａ方向に流れ、第２液室１１０内に流入する。また、第２液室１１０の容積が収縮する動作に伴って、第２液室１１０内の空気が、流路１８１内を介してサブタンク２３０内に送り込まれるとともに、サブタンク２３０内のインクが流体導管２５０を介して第２液室１１０内に送り込まれる。

本実施形態に係るインク供給系のインク供給系では、以上のように泡循環動作を行うことにより、第１液室１０１内の空気が第２液室１１０内に収集され、さらに第２液室１１０内の空気がサブタンク２３０内に収集される。一方、サブタンク２３０内のインクを第２液室１１０内に送るための流体導管２５０はサブタンク２３０の重力方向下部から引き出されているため、サブタンク２３０内の空気が第２液室１１０内に戻ることはない。

その後、サブタンク２３０の大気開放弁２３２を開放し、インクタンク２００内のインクをサブタンク２３０内に流入させるとともに、サブタンク２３０内の空気を大気開放弁２３２から排出する。

以上説明したように、本実施形態に係るインク供給系では、可撓性部材１１１を変形させる可撓性部材制御機構１９０と、可撓部材１１１の変形による第２液室１１０の容積変化を相殺するように容積変化するバッファ機構１７５と、が設けられている。また、第２流路１１０の上流および下流の流路１３５，１３６におけるインクの流れを一方向に規制する一方向弁１３１，１３０が設けられている。また、サブタンク２３０の上流および下流の流路１８１，２５０におけるインクの流れを一方向に規制する一方向弁２３４，２３６が設けられている。バルブ制御機構１８５により供給制御弁１６０を閉塞した状態で、可撓性部材制御機構１９０を駆動して、第２液室１１０内の容積変化を繰り返すことにより、インクが上述した循環路を循環する。これにより、第１液室１０１内の空気をサブタンク２３０内に収集することができる。

このように、本実施形態に係るインク供給系では、図２に示した一般的なインク供給系が有するダイヤフラムポンプ１２１等を設けずに、簡素な構成で、第１液室１０１内の空気を除去することができる。そのため、本実施形態に係るヘッドカートリッジ１０８Ｂは、その簡素な構成により、図２に示した一般的なヘッドカートリッジ１０８Ａより軽量化することができる。したがって、本実施形態に係るインク供給系を用いることにより、インク吐出動作時におけるキャリッジが軽量化されるため、キャリッジの動作の安定化、インクの着弾精度の向上、インクにより形成される画質の向上につながる。

１００ 記録ヘッド
１０１ 第１液室
１０５ 吐出ノズル
１１０ 第２液室
１１１ 可撓性部材
１１２ 可撓部バネ
１１３ 供給口
１１４ 排出口
１２１ ダイヤフラムポンプ
１３０ 一方向弁
１３１ 一方向弁
１３５ 流路
１３６ 流路
１６０ 供給制御弁
１８０ キャリッジ
１８５ バルブ制御手段
１９０ 可撓性部材制御手段
２００ インクタンク
２５０ 流体導管

Claims (4)

1. 吐出口からインクを吐出する記録ヘッドに備えられた第１液室と、該第１液室に供給するインクを収容する第２液室と、前記第１液室と前記第２液室とを連通させる第１流路および第２流路と、を有し、前記第１液室、前記第１流路、前記第２液室、前記第２流路、前記第１液室という順番にインクを循環させる循環動作を行う機構を備えたインク供給系において、
   前記第２液室の容積の膨張と収縮とを繰り返す駆動動作を行う制御機構と、前記第１流路に設けられ、前記第１液室から前記第２液室に向かう方向のみに流体を流動可能にする第１の一方向弁と、前記第２流路に設けられ、前記第２液室から前記第１液室に向かう方向のみに流体を流動可能にする第２の一方向弁と、を有し、前記制御機構の前記駆動動作により前記循環動作を行うことを特徴とするインク供給系。
2. 前記第２流路の、前記第２の一方向弁と前記第１液室との間に、前記第２液室の容積の変化を相殺するように容積が変化するバッファが設けられている、請求項１に記載のインク供給系。
3. インクおよび空気を収容可能な第３液室と、該第３液室の上部と前記第２液室の上部とを接続する第３流路と、該第３液室の下部と前記第２液室とを接続する第４流路と、前記第３流路に設けられ、前記第２液室から前記第３液室に向かう方向のみに流体が流動可能にする第３の一方向弁と、前記第４流路に設けられ、前記第３液室から前記第２液室に向かう方向のみに流体が流動可能にする第４の一方向弁と、を有し、前記第１液室、前記第１流路、前記第２液室、前記第３流路、前記第３液室、前記第４流路、前記第２液室、前記第２流路、前記第１液室という順番にインクを循環させる前記循環動作を行う、請求項１または２に記載のインク供給系。
4. 記録ヘッドの吐出口から記録媒体にインクを吐出することによって該記録媒体に記録を行う記録装置において、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のインク供給系を備えたヘッドカートリッジを搭載可能なキャリッジを有することを特徴とする記録装置。

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