JP2017001342A - 液体吐出装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】脱気Ｍｄ等の高価な部品を必要とせず、より簡単な構成で、経路内のインクを循環させることのできる液体吐出装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】ヘッド１０１の供給側分配管８１の上流にパック式の第１サブタンク９２−１を設置し、戻り側分配管８２の下流にパック式の第２サブタンク９２−２を設置する。第２サブタンク９２−２は密封ケース９３で覆われ、圧力調整用の循環ポンプ８５及び大気開放弁９３ａが設けられる。循環ポンプ８５によってサブタンク９２を減圧し、次にポンプ８５を止めて大気開放することで、経路内のインクが循環される。第１サブタンク９２−１及び第２サブタンク９２−２はパック式のため、インクが空気に触れることがなく、不具合が生じない。また、脱気Ｍｄ等を必要としない。
【選択図】図６

Description

本発明は、液滴を吐出する液体吐出装置および液体吐出装置を備える画像形成装置に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置として、インクなどの液滴を吐出する吐出ヘッド（記録ヘッド）を用いたインクジェット方式のものが知られている。このような液体吐出記録方式の画像形成装置は記録ヘッドからインク滴を、搬送される記録媒体（以下、単に「用紙」と呼ぶ場合がある）に対して吐出して画像形成を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。

なお、ラインエンジンとは、記録ヘッドを並べて記録媒体のほぼ全幅にわたりラインを構成し、同時にインクを吐出して画像を形成していくエンジンである。メインタンクから供給されたインクは、サブタンク、インク分配管を経て、各ヘッドに供給される。

ところで、記録ヘッドの吐出ノズルは非常に微細（約φ２４μｍ）であり、吐出インク内の溶存酸素量が高いと酸素が徐々にたまり、インクの吐出不良を発生する可能性がある。よって、このヘッドタンクを含むインク供給経路内のインク液中に気泡が混在すると、この気泡の混在したインク液がインクヘッドに分配されてしまったり、インク内の溶存酸素量が高くなってしまい、インクヘッドから所定量のインク液が噴出されなかったり、インク液の噴出が設定通りに行なわれなかったりする。よって、十分に脱気されているインクを使用するか、供給経路内に脱気Ｍｄを設置して、常にインクを脱気する必要がある。

また、使用するヘッドやインクによっては、ヘッド内のインクが温度上昇したり、インクの沈降などが発生するため、供給経路内のインクを循環させておくような構成にする必要がある。

インクの温度上昇は、インクの垂れや、ノズルからの気泡混入、吐出状態を不安定にさせるなどの不具合が発生する。また、インクは流れが静止した環境に長時間放置されると比重の大きい微粒子が液体の下方に沈殿し、配管の目詰まりや吐出不良の原因になることがあった。

これらに対応するため、供給経路内のインクを循環させる方式が知られている。例えば、特開２０１１−１１０８５１号公報（特許文献１）には、金属ベローズの変動を利用してインクを循環させる液体循環システムが開示されている。

また、特開２０１２−４０７１２号公報（特許文献２）には、ポンプによる圧力変動を利用してインクを循環させる液体噴射装置が開示されている。
また、特開２０１０−１５５４２２号公報（特許文献３）、特開２００９−２９０２２号公報（特許文献４）及び特開２０１２−１５２９３１号公報（特許文献５）には、エアーを利用してインクを循環させるインクシステムが開示されている。

しかしながら、上記特許文献１に記載のものは、金属ベローズの変動を利用しての循環なので圧力変動を抑えるレギュレータ（ダンパ）が必要であり、高価な部品を必要とするため、コストが上昇してしまうという問題がある。また、金属ベローズは耐久性が低く、この点も問題である。

また、特許文献２に記載のものは、タンク内のみでインクを循環させるものであり、供給経路内におけるインクの脱気を実現するものではない。
また、特許文献３〜５に記載のものは、エアーもしくは不活性ガスがインクに触れているため、気泡混入、吐出不良などの問題がある。

そこで、本発明は、脱気Ｍｄ等の高価な部品を必要とせず、より簡単な構成で、経路内のインクを循環させることのできる液体吐出装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。

前記の課題は、本発明により、液体を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドの上流に配置され負圧を形成するパック式の第１のサブタンクと、前記吐出ヘッドの下流に配置されたパック式の第２のサブタンクとを有する液体吐出装置において、前記第１のサブタンクと前記第２のサブタンクは、前記吐出ヘッドを介さない他の流路よりも太い流路で連結されており、前記吐出ヘッドから前記第２のサブタンクに至る流路の途中と、前記第１のサブタンクと前記第２のサブタンクを連結する流路の途中に、それぞれ逆止弁を設置し、前記第１のサブタンク及び前記第２のサブタンクの少なくとも一方に圧力調整手段を設けて減圧・加圧可能に構成し、前記圧力調整手段を制御して液体を循環させることにより解決される。

また、前記の課題は、本発明により、液体を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドの上流に配置され負圧を形成するパック式の第１のサブタンクと、前記吐出ヘッドの下流に配置されたパック式の第２のサブタンクとを有する液体吐出装置において、前記第１のサブタンクと前記第２のサブタンクは、前記吐出ヘッドを介さない他の流路よりも太い流路で連結されており、前記第１のサブタンクと前記第２のサブタンクを連結する流路の途中に、流路を開閉可能な電磁弁を設置し、前記第１のサブタンク及び前記第２のサブタンクの少なくとも一方に圧力調整手段を設けて減圧・加圧可能に構成し、前記圧力調整手段を制御して液体を循環させることにより解決される。

本発明においては、インク循環経路内においてエアー等がインクに触れないため、脱気Ｍｄ等の高価な部品を必要とせず、より簡単で低コストな構成で、経路内のインクを循環させることができる。

本発明に係る画像形成装置の全体構成を説明する概略構成図である。 図１の画像形成装置の模式的平面説明図である。 ヘッドの交換を可能とするカップリングを説明するための模式図である。 ２ポートヘッドの構成を模式的に示す概略図である。 従来のインク循環システムの一例を示す模式的な構成図である。 本発明を適用したインク循環システムの第１実施例を示す模式的な構成図である。 インク循環システムの第２実施例を示す模式的な構成図である。 インク循環システムの第３実施例を示す模式的な構成図である。 パック式サブタンクの作用を説明するための模式図である。 インク循環システムの第４実施例を示す模式的な構成図である。 インク循環システムの第５実施例を示す模式的な構成図である。 インク循環システムの第６実施例を示す模式的な構成図である。 インク循環システムの第７実施例を示す模式的な構成図である。 インク循環システムの第８実施例を示す模式的な構成図である。 インク循環システムの第９実施例を示す模式的な構成図である。 シリアル型装置のインク循環システムの実施例を示す模式的な構成図である。

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同画像形成装置の全体構成を説明する概略構成図、図２は同装置の模式的平面説明図である。

本実施形態の画像形成装置は、ノズルから液滴を吐出するヘッド（吐出ヘッド又は記録ヘッドと記載する場合がある）が記録媒体のほぼ全幅にわたりライン構成をしたライン型インクジェット画像形成装置である。なお本発明は、シリアル型、ライン型を問わず実施可能であるが、ここではライン型インクジェット画像形成装置を例として記載する。また、本実施形態は、水頭差方式のインクジェット画像形成装置である。

このインクジェット画像形成装置は、装置本体１、記録媒体を積載し給紙する給紙トレイ２、印刷された記録媒体Ｐを排紙積載する排紙トレイ３、記録媒体Ｐを給紙トレイ２から排紙トレイ３まで搬送する搬送部４、この搬送中に記録媒体Ｐに液滴を吐出し印字する吐出ヘッドを含むヘッドユニット５、吐出ヘッドのノズルをクリーニングするクリーニング装置６等を備えている。

装置本体１は前後側板及びステーなどで構成されており、給紙トレイ２上に積載されている記録媒体Ｐは、分離ローラ２１及び給紙ローラ２２によって１枚ずつ搬送部４へ送られる。

搬送部４は、搬送駆動ローラ４１Ａと搬送従動ローラ４１Ｂと無端ベルト４３で構成され、無端ベルト４３は、搬送駆動ローラ４１Ａと搬送従動ローラ４１Ｂ間に掛け渡されている。無端ベルト４３表面には複数の穴が形成されており、無端ベルト４３の下部には記録媒体を吸引する吸引ファン４４が配置されており、無端ベルト４３上の記録媒体が吸引ファン４４により吸い付けられたまま搬送される。また、搬送駆動ローラ４１Ａ、従動ローラ４１Ｂ上部には、それぞれ搬送ガイドローラ４２Ａ，４２Ｂがガイドに保持され、自重にて無端ベルト４３に当接している。搬送駆動ローラ４１Ａがモータにより回転することにより、搬送従動ローラ４１Ｂ及び搬送ガイドローラ４２Ａ，４２Ｂが従動して回転し、記録媒体Ｐを搬送する。符号４５は空吐出クリーニング装置である。

搬送部４の上部には記録媒体Ｐに印字する液滴を吐出する複数の吐出ヘッドを含むヘッドユニット５が配置されている。また、ヘッドユニット５は記録媒体通紙面に対して離れる矢印Ａの方向及び逆方向に移動可能に配置されている。このヘッドユニット５は、クリーニング時にはクリーニング装置６がヘッドユニット５の下部に入れるぐらいまで上昇する。図２に示すように、ヘッドユニット５には、液滴を吐出するヘッドが記録媒体のほぼ全幅にわたり構成されており、各ヘッドモジュール５１Ａ〜５１Ｄは、ヘッド１０１（吐出ヘッド）を互い違いに１０ヶ（ヘッド１〜ヘッド１０）並べた構成になっている。

各ヘッドは、故障時に交換可能なようにカップリング５３（図３）等で接続されている。このヘッドモジュール５１を色毎に複数個並べることで、画像を形成する。ここでは、ヘッドモジュール５１Ａ〜５１Ｄにそれぞれブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）を配置している。画像解像度はヘッドの解像度による。ヘッド１０１の上部にはインクをそれぞれのヘッドに供給する分配管８０が各色ごとに配列されている。分配管８０の上流側にはサブタンク９２が配置され、サブタンク９２とヘッド１０１との水頭差（−２０〜−７０ｍｍＡｑ）によって、ヘッド１０１のノズルのメニスカスを保持するのに適切な負圧に保たれる。

ここで、本発明においては、パック式のサブタンクを採用している。これは可撓性のパックを使用することで、インクと大気を直接触れさせないようにして、インクの水分蒸発による粘度上昇を防ぎ、また、インク中の溶存酸素量を一定に保ちヘッド内に気泡が溜まるのを防ぐためである。パックの材料は、ガスバリア性の高いフィルムもしくはアルミを利用する。

さらに、サブタンク９２の上流側にはインクを貯蔵するメインタンク９１が配置されている。いずれもチューブによる供給経路にて接続されている。サブタンク９２には、パック内のインク量を検知するセンサ（例えば、パックのふくらみ具合を検知するセンサフィラー等）が設置されており、パック内のインク残量に応じて、メインタンク９１からインクが供給されるようになっている。

搬送部４の下流側には記録媒体を排紙トレイ３に排紙する搬送ガイド部が形成されている。搬送ガイド部にて搬送された記録媒体Ｐは排紙トレイ３に排紙される。排紙トレイ３は、記録媒体の幅方向に規制する一対のサイドフェンス３１，３１と記録媒体の先端を規制するエンドフェンス３２で構成されている。

搬送部４の上部には、ヘッドのノズル面をクリーニングするクリーニング装置６が用紙搬送方向及びその逆方向に移動可能に設けられている。各ヘッドに合わせてクリーニング手段６１ａ〜６１ｄが、ヘッド同様に記録媒体のほぼ全幅にわたりクリーニング手段が互い違いに配列されている。それぞれのクリーニング手段６１の下部にはヘッドからインクを吸引するため吸引ポンプ６３ａ〜６３ｄが配置されている。

印刷終了後、ヘッド１０１をキャップしインクを吸引する場合、また、ヘッド１０１のノズル面に付着したインクをワイパーブレードで清掃する場合は、印刷停止後、ヘッドユニット５が記録媒体通紙面に対して離れる方向（矢印Ａ方向）に上昇し、クリーニング装置６の挿入スペースを確保する。次に、クリーニング装置６が、ヘッドユニット５の下部まで（矢印Ｂ方向に）スライドし、ヘッドユニット５が下降して、各ヘッドのクリーニング動作に移る。クリーニングが完了したら再びヘッドユニット５が上部に退避し、クリーニング装置６が図１の位置に戻る。そして、ヘッドユニット５が搬送部４の用紙搬送面に位置した位置に下降し、印字可能状態となる。

図４は、２つのポートを有する２ポートヘッドの構成を模式的に示す概略図である。図４に示すように、ヘッド１０１内のインクをインク沈殿対応やインク温度上昇対応のために循環したり、吐出されるインク量に対応するため、吐出部の両側のポートからインクを供給できるように、複数の入出力ポート１０２，１０２を持つヘッドがある（図では２ポートだが、４ポート、８ポートでもよい）。本実施形態では、このような複数ポートを有するヘッド１０１を使用して、ヘッド内のインクをインク沈殿対応やインク温度上昇対応のために循環させるように構成している。

ここで、従来のインク循環システムについて図５を参照して説明する。なお、図５の構成において、本実施形態で用いているものと同等の部材には同じ符号を付して説明する。

各ヘッド１０１の両側のポートにインク経路（供給管、排出管）が接続されており、それぞれの排出管はその下流でインク分配管２８２（戻り）に接続されている。その下流には、循環用タンク２８０があり、循環用タンク２８０とサブタンク９２は循環ポンプ８５を介して接続されている。循環ポンプ８５が稼動すると、循環用タンク２８０のインクがサブタンク９２に送られ、循環用タンク２８０のインク量が減り、負圧が高まり、インク分配管２８２（戻り）側からインクを吸引することになる。

循環用タンク２８０内には振動防止のためエアダンパが封入されているため、ポンプ８５（チューブポンプ等）の脈動がヘッド１０１に伝わることがない様になっている。

しかしながら、循環用タンク２８０内でエアがインクと接している構成であるので、インクの溶存酸素量が高まってしまい、曲がりや吐出不良の不具合が発生する可能性がある。そのため、サブタンク９２とインク分配管２８１（供給）の間に脱気Ｍｄ２８３を設置しており、常にインクの溶存酸素量を低く保っている。脱気Ｍｄ２８３はポンプ２８４により駆動される。このように従来のインク循環システムは、経路内にポンプ２８４や高価な脱気Ｍｄ２８３を設置する必要があり、複雑で、高コストな構成であった。

実施形態の説明に戻る。
本発明を適用したインク循環システムについて、３つの実施例を図６，７，８にそれぞれ示す。各実施例は、逆止弁２個を使用する構成のものである。

まず、図６，７，８の各実施例に共通する構成から説明する。
図６，７，８示すように各ヘッド１０１の両方のポートには可とう性の経路（チューブ）８３，８４が接続されており、それぞれインク分配管８１（供給）、インク分配管８２（戻り）に接続されている。分配管８１，８２は樹脂あるいは金属で構成されている。

インク分配管８１（供給）の上流、および、インク分配管８２（戻り）の下流には、可とう性の経路（チューブ等の流路）を介して、パック式の第１サブタンク９２−１、パック式の第２サブタンク９２−２、が設置されている。パックは、ガスバリア性の高いフィルムもしくはアルミ等の材料で構成されている。

インク分配管８１（供給）と第１サブタンク９２−１を結ぶ経路（流路）、及び、インク分配管８２（戻り）と第２サブタンク９２−２を結ぶ経路（流路）は、前述した経路（可とう性のチューブ８３，８４）よりも太い経路（流路）で接続されている。

インク分配管８２（戻り）からインク分配管８１（供給）までの経路内（図６，７，８において図の左半分側の経路）には、２つの逆止弁９４，９５が設けられている。ひとつはインク分配管８２（戻り）から第２サブタンク９２−２に至る経路の途中、もうひとつは第２サブタンク９２−２と第１サブタンク９２−１を連結する経路の途中である。よって、経路内の流れは１方向になっている。

２つのサブタンク９２とヘッド１０１との水頭差（−２０〜−７０ｍｍＡｑ）によって、ヘッド１０１のノズルのメニスカスを保持するのに適切な負圧に保たれる。ここで、サブタンク９２は、図９に示すように、パック９２を縦置きにするなどして、量が変化しても水頭があまり変化しないようになっている。

図６，７，８では、ヘッド１０１が５個の構成で示してあるが、図５と同様に１０個のヘッドに接続するようにしても良いし、５個のヘッド構成を２組設けてヘッド１０個に対応しても良い。また、画像幅やヘッドの幅に応じて、ヘッドの個数は変化することになる。また、後述するが、この循環システムは、固定されたヘッドで画像を形成するラインエンジンだけでなく、ヘッド（ヘッドユニット）が移動して画像を形成するシリアルエンジンにも対応可能である。

次に、実施例によって異なる構成について説明する。
図６に示す第１実施例では、第２サブタンク９２−２だけが密封ケース９３（９３−２）で覆われている。すなわち、密封ケース９３−２内に第２サブタンク９２−２が配置される。密封ケース９３−２には大気開放弁９３ａが設けられている。また、密封ケース９３−２には、圧力調整用の循環ポンプ８５が接続されている。この循環ポンプ８５は、密封ケース９３−２内の圧力を下げる（減圧する）ように作用する。

図７に示す第２実施例では、第１サブタンク９２−１だけが密封ケース９３（９３−１）で覆われている。すなわち、密封ケース９３−１内に第１サブタンク９２−１が配置される。密封ケース９３−１には大気開放弁９３ａが設けられている。また、密封ケース９３−１には、圧力調整用の循環ポンプ８５が接続されている。この循環ポンプ８５は、密封ケース９３−１内の圧力を上げる（加圧する）ように作用する。

図８に示す第３実施例では、第１サブタンク９２−１及び第２サブタンク９２−２が密封ケース９３（９３−１、９３−２）で覆われている。すなわち、密封ケース９３−１内に第１サブタンク９２−１が配置され、密封ケース９３−２内に第２サブタンク９２−２が配置される。密封ケース９３（９３−１及び９３−２）には大気開放弁９３ａが設けられている。また、密封ケース９３−１と密封ケース９３−２は、圧力調整用の循環ポンプ８５を介して接続されている。この循環ポンプ８５は、密封ケース９３−２内の圧力を下げ（減圧し）、密封ケース９３−１内の圧力を上げる（加圧する）ように作用する。

上記のように構成された各実施例のインク循環システムにおいて、循環ポンプ８５（圧力調整用）によってサブタンク９２を減圧あるいは加圧し、次にポンプ８５を止めて大気開放することで、経路内のインクが循環されることになる。

例えば、図６の場合は下記のようになる。
(1) ケース９３（９３−２）の大気開放弁９３ａを閉じる。
(2) 循環ポンプ８５によってケース９３（９３−２）を減圧する。
(3) インクは、第１サブタンク９２−１→インク分配管８１（供給）→ヘッド１０１→インク分配管８２（戻り）→第２サブタンク９２−２に流れる。
(4) 一定時間（所定時間）経過後、ポンプ８５を停止。
(5) ケース９３の大気開放弁９３ａを開放。
(6) 第２サブタンク９２−２と第１サブタンク９２−１間の経路を他の経路よりも太くしておくことで、インクは第２サブタンク９２−２から第１サブタンク９２−１に流れる（平衡するまで）。

なお、上記(5)(6)において、大気開放しないで、ポンプ８５を逆回転させてケース９３（９３−２）を加圧すると、インクの流れが速くなる。このような動作を盛り込んで、循環動作を速めても良い。

上記した第１〜第３実施例の各構成で異なっているのは、ケース９３の設置と循環ポンプ８５の稼動方向になる。各実施例の動作の違いをまとめると次の表１のようになる。

ここで、上記(6) で２つのサブタンク９２（９２−１，９２−２）内のインク量がほぼ同じになり平衡になったとき、および、サブタンク９２内のインク量が少ない場合は、メインタンク９１から第１サブタンク９２−１側にインクが供給される。

なお、本実施形態において、サブタンク９２（９２−１，９２−２）を密封ケース９３内に配置して圧力調整する構成は、パック式のサブタンクをパック外部から圧力調整するものである。この点は、上記各実施例および以下で説明する各実施例に共通する構成である。

次に、本発明を適用したインク循環システムの異なる実施例について説明する。図１０，１１，１２を参照して、電磁弁を１個使用する構成の実施例を３つ、第４〜第６実施例として説明する。

上記の第１〜第３実施例で設けていたインク分配管８２（戻り）と第２サブタンク９２−２の間の逆止弁（９５）を無くし、また、第２サブタンク９２−２と第１サブタンク９２−１間には、逆止弁ではなく電磁弁９６を設けた。これ以外の構成は、上記の第１〜第３実施例と同様である。図１０，１１，１２に示す第４〜第６実施例の構成は、インクの流れに頼るのではなく、積極的に制御して、経路内の流れを１方向にする方式である。

このような構成のインク循環システムで、循環ポンプ８５（圧力調整用）によってサブタンク９２を減圧あるいは加圧し、次にポンプ８５を止めて大気開放することで、経路内のインクが循環されることになる。

例えば、図１０の場合は下記のようになる。
(1) ケース９３（９３−２）の大気開放弁９３ａを閉じる。
(2) 電磁弁９６を閉じる。
(3) 循環ポンプ８５によってケース９３（９３−２）を減圧する。
(4) インクは、第１サブタンク９２−１→インク分配管８１（供給）→ヘッド１０１→インク分配管８２（戻り）→第２サブタンク９２−２に流れる。
(5) 一定時間（所定時間）経過後、ポンプ８５を停止。
(6) ケース９３の大気開放弁９３ａを開放。
(7) (6)と同時に電磁弁９６を開放。
(8) 第２サブタンク９２−２と第１サブタンク９２−１間の経路を他の経路よりも太くしておくことで、インクは第２サブタンク９２−２から第１サブタンク９２−１に流れる（平衡するまで）。

なお、上記(6)(7)(8)において、大気開放しないで、ポンプ８５を逆回転させてケース９３（９３−２）を加圧すると、インクの流れが速くなる。このような動作を盛り込んで、循環動作を速めても良い。

上記した第４〜第６実施例の各構成で異なっているのは、ケース９３の設置と循環ポンプ８５の稼動方向になる。各実施例の動作の違いをまとめると次の表２のようになる。

ここで、上記(8) で２つのサブタンク９２（９２−１，９２−２）内のインク量がほぼ同じになり平衡になったとき、および、サブタンク９２内のインク量が少ない場合は、メインタンク９１から第１サブタンク９２−１側にインクが供給される。

次に、本発明を適用したインク循環システムの更に異なる実施例について説明する。図１３，１４，１５を参照して、電磁弁を２個使用する構成の実施例を３つ、第７〜第９実施例として説明する。

図１０，１１，１２の各実施例では電磁弁１個を使用していたが、図１３，１４，１５に示す第７〜第９実施例は、更に電磁弁を１個追加して電磁弁を２個使用するものである。

インク分配管８２（戻り）と第２サブタンク９２−２の間の経路途中に第２電磁弁９７を追加している。この構成は、経路の太さに頼るのではなく、積極的に制御して、経路内の逆流を防ぎ、流れを１方向にする方式である。

このような構成のインク循環システムで、循環ポンプ８５（圧力調整用）によってサブタンク９２を減圧あるいは加圧し、次にポンプ８５を止めて大気開放することで、経路内のインクが循環されることになる。

例えば、図１３の場合は下記のようになる。
(1) ケース９３（９３−２）の大気開放弁９３ａを閉じる。
(2) 第１電磁弁９６を閉じる。第２電磁弁９７を開放する。
(3) 循環ポンプ８５によってケース９３（９３−２）を減圧する。
(4) インクは、第１サブタンク９２−１→インク分配管８１（供給）→ヘッド１０１→インク分配管８２（戻り）→第２サブタンク９２−２に流れる。
(5) 一定時間（所定時間）経過後、ポンプ８５を停止。
(6) ケース９３の大気開放弁９３ａを開放。
(7) (6)と同時に第１電磁弁９６を開放、第２電磁弁９７を閉じる。
(8) 第２サブタンク９２−２と第１サブタンク９２−１間の経路を他の経路よりも太くしておくことで、インクは第２サブタンク９２−２から第１サブタンク９２−１に流れる（平衡するまで）。

なお、上記(6)(7)(8)において、大気開放しないで、ポンプ８５を逆回転させてケース９３（９３−２）を加圧すると、インクの流れが速くなる。このような動作を盛り込んで、循環動作を速めても良い。

上記した第７〜第９実施例の各構成で異なっているのは、ケース９３の設置と循環ポンプ８５の稼動方向になる。各実施例の動作の違いをまとめると次の表３のようになる。

次に、本発明をシリアル型インクジェット画像形成装置に適用した場合のインク循環システムについて、図１６を参照して説明する。
図１６に示すインク循環システムは、逆止弁２個を使用する構成の実施例である。

先に図６〜図１５で、固定されたヘッドで画像を形成するラインエンジンに対するインク循環システムの実施例を説明したが、図１６に示すように、ヘッドが移動して画像を形成するシリアルエンジンに対しても本発明を適用可能である。

上記説明したラインエンジンの実施例と同様に、ヘッド１１１とパック式のサブタンク９２（９２−１，９２−２）が経路で接続されており、サブタンク９１−１及び９２−２とヘッド１１１との水頭差（−２０〜−７０ｍｍＡｑ）によって、ヘッド１１１のノズルのメニスカスを保持するのに適切な負圧に保たれる。

ラインエンジンとの構成の違いは、ヘッドが単数であるため、分配管を持っていないことである。
この構成のシリアル機の場合は、ガイド部材と移動機構によってヘッド１１１が主走査方向に移動して画像を形成する。

インク循環システムの構成と動作については、前述のラインエンジンの各実施例の場合と同じであるため、説明を省略する。なお、図１６は逆止弁２個を使用する構成の実施例であるが、前述のラインエンジンの場合と同様に、電磁弁を１個使用する構成の実施例、および、電磁弁を２個使用する構成の実施例も、構成可能である。

ここまで、本発明を、ラインエンジンに適用した実施例及びシリアルエンジンに適用した実施例で説明してきたが、上記説明で明らかなように、本発明においては、インク循環経路内においてエアー等がインクに触れないため、脱気Ｍｄ等の高価な部品を必要とせず、より簡単で低コストな構成で、経路内のインクを循環させることができる。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ヘッドの構成やヘッドの数などは任意であり、パック式のサブタンクも適宜な構成のものを採用可能である。

「液体」とは、記録液、インクに限るものではなく、吐出されるときに流体となるものであれば特に限定されるものではない。また、「液体吐出装置」とは吐出ヘッドから液体を吐出する装置を意味し、画像形成・画像記録を行うものに限定されない。

また、画像形成装置の各部構成なども、本発明の範囲内で任意な構成をとることができる。また上述したように、本発明を画像形成装置に適用する場合、シリアル型画像形成装置、ライン型画像形成装置のいずれにも適用することができる。

さらに、画像形成装置における色数や、インクカートリッジの個数等は任意である。また、カラー画像形成装置に限らず、モノクロ装置にも本発明は適用可能である。また、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機等、任意の形態を採用可能である。

１ 装置本体
２ 給紙トレイ
３ 排紙トレイ
４ 搬送部
５ ヘッドユニット
６ クリーニング装置
５１ ヘッドモジュール
５３ カップリング
８１ インク分配管（供給）
８２ インク分配管（戻り）
８３，８４ インクチューブ
８５ 循環ポンプ（圧力調整用）
９１ メインタンク
９２ サブタンク（パック式サブタンク）
９２−１ 第１サブタンク
９２−２ 第２サブタンク
９３ 密封ケース
９３ａ 大気開放弁
９４，９５ 逆止弁
９６，９７ 電磁弁
１０１ ヘッド（吐出ヘッド）
１１１ シリアルヘッド（吐出ヘッド）

特開２０１１−１１０８５１号公報 特開２０１２−４０７１２号公報 特開２０１０−１５５４２２号公報 特開２００９−２９０２２号公報 特開２０１２−１５２９３１号公報

Claims (9)

1. 液体を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドの上流に配置され負圧を形成するパック式の第１のサブタンクと、前記吐出ヘッドの下流に配置されたパック式の第２のサブタンクとを有する液体吐出装置において、
   前記第１のサブタンクと前記第２のサブタンクは、前記吐出ヘッドを介さない他の流路よりも太い流路で連結されており、
   前記吐出ヘッドから前記第２のサブタンクに至る流路の途中と、前記第１のサブタンクと前記第２のサブタンクを連結する流路の途中に、それぞれ逆止弁を設置し、
   前記第１のサブタンク及び前記第２のサブタンクの少なくとも一方に圧力調整手段を設けて減圧・加圧可能に構成し、前記圧力調整手段を制御して液体を循環させることを特徴とする液体吐出装置。
2. 液体を吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドの上流に配置され負圧を形成するパック式の第１のサブタンクと、前記吐出ヘッドの下流に配置されたパック式の第２のサブタンクとを有する液体吐出装置において、
   前記第１のサブタンクと前記第２のサブタンクは、前記吐出ヘッドを介さない他の流路よりも太い流路で連結されており、
   前記第１のサブタンクと前記第２のサブタンクを連結する流路の途中に、流路を開閉可能な電磁弁を設置し、
   前記第１のサブタンク及び前記第２のサブタンクの少なくとも一方に圧力調整手段を設けて減圧・加圧可能に構成し、前記圧力調整手段を制御して液体を循環させることを特徴とする液体吐出装置。
3. 前記吐出ヘッドから前記第２のサブタンクに至る流路の途中に第２の電磁弁を設置したことを特徴とする、請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記圧力調整手段は、パック式の前記サブタンクをパックの外部から圧力調整することを特徴とする、請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
5. 前記圧力調整手段は、前記サブタンクを囲む容器内を加圧、減圧、および大気解放するよう構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の液体吐出装置。
6. 前記圧力調整手段が前記第１のサブタンクのみに設けられており、前記圧力調整手段により前記第１のサブタンクを加圧することで前記第１のサブタンクから前記吐出ヘッドを介して前記第２のサブタンクに液体が流れることを特徴とする、請求項４又は５に記載の液体吐出装置。
7. 前記圧力調整手段が前記第２のサブタンクのみに設けられており、前記圧力調整手段により前記第２のサブタンクを減圧することで前記第１のサブタンクから前記吐出ヘッドを介して前記第２のサブタンクに液体が流れることを特徴とする、請求項４又は５に記載の液体吐出装置。
8. 前記圧力調整手段が前記第１のサブタンク及び前記第２のサブタンクの双方に設けられており、前記第２のサブタンクの前記圧力調整手段により前記第２のサブタンクを減圧するとともに、前記第１のサブタンクの前記圧力調整手段により前記第１のサブタンクを加圧することで前記第１のサブタンクから前記吐出ヘッドを介して前記第２のサブタンクに液体が流れることを特徴とする、請求項４又は５に記載の液体吐出装置。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の液体吐出装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
   
   

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