JP2023142247A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異なるインクへ置換する場合に、作業が簡便になり、インク消費量の削減及び所要時間の短縮を実現することが可能なインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】インクジェット記録装置１において、第１流路８５は、サブタンク８３から記録ヘッド５２までインクが流通する。第２流路８６は、記録ヘッド５２からサブタンク８３までインクが流通する。第３流路８７は、第１流路８５のインク流通方向に対して記録ヘッド５２の上流側と、第２流路８６のインク流通方向に対して記録ヘッド５２の下流側とを連結する。第１開閉弁８８は、第１流路８５と第３流路８７との連結部に配置される。第２開閉弁８９は、第２流路８６と第３流路８７との連結部よりも第２流路８６の上流側に配置される。第１開閉弁８８は、三方弁で構成される。第２開閉弁８９は、二方弁で構成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置は、用紙等の記録媒体上にインクを吐出して画像を記録する記録ヘッドを備える。インクジェット記録装置は、例えば工場からの出荷時に、インク供給側を液漏れ防止のために空の状態とし、さらに記録ヘッド側に流路の品質担保のために輸送液を充填するといったことが行われる場合がある。このため、インクジェット記録装置では、インク供給側と記録ヘッド側とがカップリング等によって着脱可能になっている場合がある。

特許文献１で開示された従来のインクジェット記録装置は、供給ユニットから記録ヘッドに供給されるインクが通過する供給経路と、記録ヘッドから供給ユニットに戻るインクが通過する循環経路とのそれぞれに、着脱可能なカップリングを備える。２つのカップリングそれぞれに接続する供給経路の上流側部分と、循環経路の下流側の部分とは、連通及び遮断が可能なバイパス経路によって接続されている。

これにより、インクジェット記録装置の着荷時に、記録ヘッドを介することなく、バイパス経路を介してインクを供給ユニットに循環させて充填することができる。その後、２つのカップリングを接続して供給経路及び循環経路を連通させ、記録ヘッドの保存液をインクに置換することによって、記録ヘッドのインクに気泡が巻き込まれるのを抑制することができる。

特開２０１９－１７１６４８号公報

上記従来のインクジェット記録装置には、バイパス経路に、インク流路を開閉するクランプが設けられている。そして、異なるインクへ置換する場合に、インクが貯留されるサブインクタンク内のインク量を徐々に減らして置換作業を行うことになる。しかしながら、バイパス経路のインクを置換できないため、手作業でのクランプ開閉作業が何回も必要であった。また、置換時のインク消費量を減らすためには、供給ユニットからインクを抜く必要がある。このとき、記録ヘッド内のインクのメニスカス面の崩壊を防止するために、供給ユニットと記録ヘッドとを繋ぐカップリングを外し、吸引治具等によって別途インクを排出する必要があった。これらのように、異なるインクへ置換する場合に、手間がかかり、インク消費量が増加し、所要時間が増加することに課題があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、異なるインクへ置換する場合に、作業が簡便になり、インク消費量の削減及び所要時間の短縮を実現することが可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明のインクジェット記録装置は、記録ヘッドと、インクコンテナと、サブタンクと、シリンジと、第１流路と、第２流路と、第３流路と、第１開閉弁と、第２開閉弁と、を備える。前記記録ヘッドは、インクを記録媒体上に吐出する複数のノズルが配置されるインク吐出面を有する。前記インクコンテナは、前記記録ヘッドに供給される前記インクを収容する。前記サブタンクは、前記インクコンテナから供給される前記インクを一時的に貯留する。前記シリンジは、前記インクが前記サブタンクから流入し、前記記録ヘッドに向かって流出するとともに、前記インクに対して記録時にかかる記録圧力よりも高い保守圧力をかけることが可能である。前記第１流路は、前記サブタンクから前記シリンジを経て前記記録ヘッドまで前記インクが流通する。前記第２流路は、前記記録ヘッドから前記サブタンクまで前記インクが流通する。前記第３流路は、前記第１流路のインク流通方向に対して前記記録ヘッドの上流側と、前記第２流路のインク流通方向に対して前記記録ヘッドの下流側とを連結する。前記第１開閉弁は、前記第１流路のインク流通方向に対して前記記録ヘッドの上流側と前記第３流路との連結部に配置される。前記第２開閉弁は、前記第２流路のインク流通方向に対して前記記録ヘッドの下流側と前記第３流路との連結部よりも前記第２流路の上流側に配置される。前記第１開閉弁は、三方弁で構成される。前記第２開閉弁は、二方弁または三方弁で構成される。

本発明の構成によれば、第１開閉弁及び第２開閉弁を適切な手順で開閉することで、異なるインクへ置換する場合に、作業が簡便になり、インク消費量の削減及び所要時間の短縮を実現することが可能になる。

本発明の一実施形態のインクジェット記録装置の概略断面正面図である。 図１のインクジェット記録装置の記録部周辺の平面図である。 本発明の第１実施形態のインクジェット記録装置のブロック図である。 図３のインクジェット記録装置のインク供給部周辺の説明図である。 図４のインク供給部のシリンジの断面図である。 図４のインク供給部の開閉弁の説明図である。 本発明の第２実施形態のインクジェット記録装置のブロック図である。 図７のインクジェット記録装置のインク供給部周辺の説明図である。 図８のインク供給部のダンパーの断面図である。 本発明の第３実施形態のインクジェット記録装置のブロック図である。 図１０のインクジェット記録装置のインク供給部周辺の説明図である。 本発明の第４実施形態のインクジェット記録装置のインク供給部周辺の説明図である。 本発明の第５実施形態のインクジェット記録装置のインク供給部周辺の説明図である。 本発明の第６実施形態のインクジェット記録装置のインク供給部周辺の説明図である。

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本発明は以下の内容に限定されるものではない。

図１は、実施形態のインクジェット記録装置１の概略断面正面図である。図２は、図１のインクジェット記録装置１の記録部５周辺の平面図である。インクジェット記録装置１は、例えばインクジェット記録式のプリンターである。インクジェット記録装置１は、図１及び図２に示すように、装置本体２と、用紙供給部３と、用紙搬送部４と、記録部５と、乾燥部６と、制御部７と、を備える。

用紙供給部３は、例えば装置本体２の下部に配置される。用紙供給部３は、複数枚の用紙（記録媒体）Ｓを収容し、記録時に用紙Ｓを１枚ずつ分離して送り出す。

用紙搬送部４は、用紙供給部３の用紙搬送方向下流側に配置され、用紙供給部３から送り出された用紙Ｓを搬送する。用紙搬送部４は、用紙Ｓを記録部５及び乾燥部６へと搬送し、さらに記録、乾燥後の用紙Ｓを用紙排出部２１に排出する。用紙搬送部４は、例えば反転搬送部４ｒを有する。両面記録が行われる場合、用紙搬送部４は、第１面の記録、乾燥後の用紙Ｓを反転搬送部４ｒに振り分け、さらに搬送方向を切り替えて表裏を反転させた用紙Ｓを再度、記録部５及び乾燥部６へと搬送する。

用紙搬送部４は、第１ベルト搬送部４１及び第２ベルト搬送部４２を含む。第１ベルト搬送部４１は、無端状に形成された第１搬送ベルト４１１を有する。第２ベルト搬送部４２は、無端状に形成された第２搬送ベルト４２１を有する。第１ベルト搬送部４１及び第２ベルト搬送部４２は、第１搬送ベルト４１１及び第２搬送ベルト４２１それぞれの上側の外面（上面）に用紙Ｓを吸着保持して搬送する。第１ベルト搬送部４１は、記録部５の下方に配置されて用紙Ｓを搬送する。第２ベルト搬送部４２は、第１ベルト搬送部４１に対して用紙搬送方向の下流側に位置し、乾燥部６に配置されて用紙Ｓを搬送する。

記録部５は、用紙供給部３の用紙搬送方向下流側に位置し、第１ベルト搬送部４１と対向配置される。記録部５は、第１搬送ベルト４１１の上面に吸着保持されて搬送される用紙Ｓに対向し、所定の間隔を空けて第１搬送ベルト４１１の上方に配置される。すなわち、記録部５は、用紙搬送部４によって搬送される用紙Ｓと対向する。

記録部５は、図２に示すように、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色それぞれに対応したヘッドユニット５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｙを保持する。ヘッドユニット５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｙは、長手方向が用紙搬送方向Ｄｃと直交する用紙幅方向Ｄｗと平行になるように用紙搬送方向Ｄｃに沿って並置される。なお、４つのヘッドユニット５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｙは基本的な構成が同じであるので、以下の説明では、特に限定する必要がある場合を除き、各色を表す「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｍ」、「Ｙ」の識別記号は省略することがある。

各色のヘッドユニット５１それぞれは、ライン型インクジェット方式の記録ヘッド５２を有する。記録ヘッド５２は、各色のヘッドユニット５１それぞれにおいて、用紙幅方向Ｄｗに沿って複数（例えば３つ（５２ａ、５２ｂ、５２ｃ））が千鳥状に配列される。

記録ヘッド５２は、その底部に複数のインク吐出ノズル５２１を有する。複数のインク吐出ノズル５２１は、用紙幅方向Ｄｗに沿って並べて配置され、用紙Ｓ上の記録領域の全域にわたってインクを吐出することができる。すなわち、記録ヘッド５２は、インクを用紙Ｓ上に吐出する複数のインク吐出ノズル５２１が配置されるインク吐出面を有する。記録部５は、第１搬送ベルト４１１によって搬送される用紙Ｓに向かって４色のヘッドユニット５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｍ、５１Ｙそれぞれの記録ヘッド５２から順次インクを吐出し、フルカラー画像またはモノクロ画像を用紙Ｓに記録する。

乾燥部６は、記録部５に対して用紙搬送方向の下流側に配置され、第２ベルト搬送部４２が設けられる。記録部５でインク画像が記録された用紙Ｓは、乾燥部６において第２搬送ベルト４２１に吸着保持されて搬送される間に、インクが乾燥される。

制御部７は、ＣＰＵ、記憶部、その他の電子回路及び電子部品を含む（いずれも不図示）。ＣＰＵは、記憶部に記憶された制御用のプログラムやデータに基づき、インクジェット記録装置１に設けられた各構成要素の動作を制御してインクジェット記録装置１の機能に係る処理を行う。用紙供給部３、用紙搬送部４、記録部５及び乾燥部６それぞれは、制御部７から個別に指令を受け、連動して用紙Ｓへの記録を行う。記憶部は、例えばプログラムＲＯＭ（Read Only Memory）、データＲＯＭなどといった不揮発性の記憶装置と、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性の記憶装置との組み合わせで構成される。

＜第１実施形態＞
続いて、第１実施形態のインクジェット記録装置１のインク供給部８の構成について、図３から図６を用いて説明する。図３は、本発明の第１実施形態のインクジェット記録装置１のブロック図である。図４は、図３のインクジェット記録装置１のインク供給部８周辺の説明図である。図５は、図４のインク供給部８のシリンジ８４の断面図である。図６は、図４のインク供給部８の開閉弁の説明図である。

第１実施形態のインクジェット記録装置１は、インク供給部８を備える。インク供給部８は、４色のヘッドユニット５１ごとに個別に設けられる。以下の説明では、各色を表す識別記号の記載を省略する。インク供給部８とヘッドユニット５１との間は、着脱可能なカップリング１１によって連結される。カップリング１１内には、接続状態においてインク流路を開放し、分離状態においてインク流路を閉鎖する弁部材（不図示）が内蔵されている。

インク供給部８は、インクコンテナ８１と、コンテナポンプ８２と、サブタンク８３と、シリンジ８４と、第１流路８５と、第２流路８６と、第３流路８７と、第１開閉弁８８と、第２開閉弁８９と、を備える。さらに、インク供給部８は、第４流路９０と、第３開閉弁９１と、第４開閉弁９２と、第５開閉弁９３と、を備える。

インクコンテナ８１は、装置本体２に対して着脱可能に設けられる。インクコンテナ８１は、記録ヘッド５２に供給されるインクを収容する。

コンテナポンプ８２は、インクコンテナ８１のインク流通方向下流側に配置される。コンテナポンプ８２は、インクコンテナ８１内のインクを吸引し、サブタンク８３に向かって吐出する。コンテナポンプ８２の動作は、制御部７によって制御される。

サブタンク８３は、コンテナポンプ８２のインク流通方向下流側に配置される。サブタンク８３は、インクコンテナ８１から供給されるインクを一時的に貯留する。サブタンク８３には、インク量センサー（不図示）が設けられる。インク量センサーは、例えば光学式、静電容量式、電極式、差圧式、フロート式などのセンサーを含み、サブタンク８３内のインク量を検出する。

制御部７は、サブタンク８３のインク量センサーの検出信号を受信する。インク量センサーによって検出されたサブタンク８３内のインク量が所定値より低くなると、制御部７は、コンテナポンプ８２を制御し、インクコンテナ８１からサブタンク８３にインクを供給する。インクコンテナ８１からサブタンク８３へのインクの供給量は、例えばコンテナポンプ８２の駆動時間によって制御される。コンテナポンプ８２の駆動時間が一定時間経過しても、インク量センサーによって検出されたサブタンク８３内のインク量が所定値より高くならない場合、制御部７は、インクコンテナ８１内のインク量が空であると判定する。

なお、サブタンク８３及び記録ヘッド５２は、インク吐出ノズル５２１のインクを吐出するノズル孔にメニスカス面が形成されるように、サブタンク８３の液面の高さと、インク吐出面の高さとの位置関係が規定され、配置される。

シリンジ８４は、サブタンク８３のインク流通方向下流側であって、記録ヘッド５２のインク流通方向上流側に配置される。シリンジ８４は、インクがサブタンク８３から流入し、記録ヘッド５２に向かって流出する。図５に示すように、シリンジ８４は、筒部８４１と、プランジャ８４２と、を有する。

筒部８４１は、軸線が上下方向に延びるように配置された円筒形状である。筒部８４１の上端は開口している。筒部８４１下端は閉塞されており、第１流路８５の、サブタンク８３側から延びる第１導管８５１と、記録ヘッド５２に向かって延びる第２導管８５２とが接続される。第１導管８５１及び第２導管８５２は、筒部８４１内と連通している。

プランジャ８４２は、筒部８４１の上端開口から筒部８４１の内部に差し込まれている。プランジャ８４２は、軸部８４２ａと、ガスケット部８４２ｂと、を有する。軸部８４２ａは、軸線が上下方向に延びるように形成される。ガスケット部８４２ｂは、軸部８４２ａの下端に配置される。ガスケット部８４２ｂは、筒部８４１の内周面に沿って延びる円筒形状であり、外周面が筒部８４１の内周面に密着する。これにより、筒部８４１内のインクは、ガスケット部８４２ｂよりも上側に漏れ出さない。

プランジャ８４２の径方向中心部には、第４流路９０の第４導管９０１が挿入されている。第４導管９０１は、筒部８４１内と連通している。筒部８４１内、すなわちシリンジ８４内のインクよりも上方、且つガスケット部８４２ｂよりも下方に滞留する空気は、第４導管９０１を介して上方に排出される。

なお、第４流路９０は、シリンジ８４からサブタンク８３まで延びる。第４流路９０は、シリンジ８４内の空気をサブタンク８３まで排出する空気流路である。第３開閉弁９１は、第４流路９０の第４導管９０１上に配置される。第３開閉弁９１は、第４流路９０を開閉する。第３開閉弁９１は、例えば電磁弁で構成され、制御部７によって開閉が制御される。制御部７は、シリンジ８４内の空気の排出時に第３開閉弁９１を開放する。

軸部８４２ａの側面には、ラック８４２ｃが形成される。ラック８４２ｃは、上下方向に沿って複数の歯が並置され、シリンジ駆動ギヤ８４３が噛み合う。シリンジ駆動ギヤ８４３は、シリンジモーター８４４（図３参照）に接続され、シリンジモーター８４４から動力を得て正逆両方向に回転される。シリンジ駆動ギヤ８４３が正逆両方向に回転することで、プランジャ８４２は、上下方向に沿って往復移動が可能である。シリンジモーター８４４の動作は、制御部７によって制御される。

用紙Ｓへの画像記録時には、インクに対して水頭圧の作用によって記録圧力がかかっている。これに対し、例えばメンテナンス時等に、制御部７は、シリンジモーター８４４によってプランジャ８４２を下方に高速で移動させ、シリンジ８４内からインクを押し出すことで、記録圧力よりも高い保守圧力をインクにかけることができる。すなわち、シリンジ８４は、インクに対して用紙Ｓへの記録時にかかる記録圧力よりも高い保守圧力をかけることが可能である。

第１流路８５は、サブタンク８３からシリンジ８４を経て記録ヘッド５２までインクが流通するインク流路である。第１流路８５は、サブタンク８３からシリンジ８４まで延びる第１導管８５１と、シリンジ８４から記録ヘッド５２まで延びる第２導管８５２と、を含む。

第４開閉弁９２は、第１流路８５の第１導管８５１上の、シリンジ８４よりもインク流通方向上流側に配置される。なお、第１導管８５１は、例えばゴム製等のチューブであって、曲げたり、撓ませたりして、変形させることができる。図６に示すように、第４開閉弁９２は、開閉カム９２ａと、開閉モーター（不図示）と、を有する。

開閉カム９２ａは、第１導管８５１に隣接する。開閉カム９２ａは、第１導管８５１の軸線方向から見て楔形状に形成される。開閉カム９２ａは、第１導管８５１の軸線と平行な回転軸線を中心として回転可能に支持される。開閉カム９２ａは、開閉モーターによって回転されて揺動し、楔形状の先端側が第１導管８５１に対して接触、離間する。

第４開閉弁９２を開放状態にする場合、制御部７は、開閉モーターを制御して開閉カム９２ａを回転させ、開閉カム９２ａを第１導管８５１と接触しない、若しくは第１導管８５１を変形させない角度にする。これにより、第４開閉弁９２の箇所において、第１導管８５１内をインクが流通する。第４開閉弁９２を閉鎖状態にする場合、制御部７は、開閉モーターを制御して開閉カム９２ａを回転させ、開閉カム９２ａを第１導管８５１と接触させ、第１導管８５１を押し潰す角度にする。これにより、第４開閉弁９２の箇所において、第１導管８５１内のインクの流通が阻止される。第４開閉弁９２は、サブタンク８３とシリンジ８４との間の第１流路８５を開閉する。

第５開閉弁９３は、第１流路８５の第２導管８５２上に配置される。第５開閉弁９３の構成及び動作は、上で説明した第４開閉弁９２と同様であり、ここでは説明を省略する。第５開閉弁９３は、制御部７によって開閉が制御される。第５開閉弁９３は、シリンジ８４と記録ヘッド５２との間の第１流路８５を開閉する。

第２流路８６は、記録ヘッド５２からサブタンク８３までインクが流通するインク流路である。第２流路８６は、記録ヘッド５２からサブタンク８３まで延びる第３導管８６１を含む。

第３流路８７は、第１流路８５のインク流通方向に対して記録ヘッド５２の上流側と、第２流路８６のインク流通方向に対して記録ヘッド５２の下流側とを連結する。詳細に言えば、第３流路８７は、インク供給部８内の、カップリング１１の近傍において、第１流路８５の第２導管８５２と、第２流路８６の第３導管８６１とを連結する。

第１開閉弁８８は、第３流路８７の一方側の連結部に配置される。詳細に言えば、第１開閉弁８８は、第１流路８５のインク流通方向に対して記録ヘッド５２の上流側と第３流路８７との連結部に配置される。第１開閉弁８８は、三方弁で構成される。第１開閉弁８８の２つの開口は第１流路８５に連通し、もう１つの開口は第３流路８７に連通する。第１開閉弁８８は、例えば電磁弁で構成され、制御部７によって開閉が制御される。

例えば、用紙Ｓへの記録時、第１開閉弁８８は、第１流路８５をシリンジ８４側から記録ヘッド５２に向かってインクが流通する方向に開放される。また、異なるインクへ置換時、第１開閉弁８８は、インク流路のどの領域のインクを置換するかによって、開閉が切り換えられる。例えば、第３流路８７のインクを置換する場合、第１開閉弁８８は、第１流路８５から第３流路８７にインクが流入するように切り換えられる。記録ヘッド５２のインクを置換する場合、第１開閉弁８８は、第１流路８５を記録ヘッド５２に向かってインクが流入するように切り換えられる。

第２開閉弁８９は、第３流路８７の他方側の連結部近傍に配置される。詳細に言えば、第２開閉弁８９は、第２流路８６のインク流通方向に対して記録ヘッド５２の下流側と第３流路８７との連結部よりも第２流路８６の上流側に配置される。本実施形態において、第２開閉弁８９は、二方弁で構成される。第２開閉弁８９の２つの開口は第２流路８６に連通する。第２開閉弁８９は、例えば電磁弁で構成され、制御部７によって開閉が制御される。

例えば、用紙Ｓへの記録時、第２開閉弁８９は開放され、第２流路８６を記録ヘッド５２側からサブタンク８３に向かってインクが流通する。また例えば、異なるインクへ置換時、第２開閉弁８９は閉鎖される。

上記構成によれば、異なるインクへ置換する場合に、三方弁で構成した第１開閉弁８８におけるインクの流通と、二方弁で構成した第２開閉弁８９におけるインクの流通とを適宜切り換えることができる。これにより、インクの置換作業が簡便になり、置換時のインク消費量の削減及び所要時間の短縮を実現することが可能になる。

また、上記構成のように、水頭圧を利用して記録ヘッド５２のノズル孔にメニスカス面が形成される方式のインクジェット記録装置１において、インクの置換作業が簡便になり、置換時のインク消費量の削減及び所要時間の短縮を実現することが可能になる。

＜第２実施形態＞
続いて、第２実施形態のインクジェット記録装置１のインク供給部８の構成について、図７から図９を用いて説明する。図７は、本発明の第２実施形態のインクジェット記録装置１のブロック図である。図８は、図７のインクジェット記録装置１のインク供給部８周辺の説明図である。図９は、図８のインク供給部８のダンパー９６の断面図である。なお、第２実施形態の基本的な構成は、先に説明した第１実施形態と同じであるので、共通する構成要素には前と同じ符号または同じ名称を付してその説明を省略する場合がある。

第２実施形態のインクジェット記録装置１は、インク供給部８を備える。インク供給部８は、インクコンテナ８１と、コンテナポンプ８２と、サブタンク８３と、供給ポンプ９４と、循環ポンプ９５と、ダンパー９６と、シリンジ８４と、第１流路８５と、第２流路８６と、第３流路８７と、第１開閉弁８８と、第２開閉弁８９と、を備える。さらに、インク供給部８は、第４流路９０と、第３開閉弁９１と、第４開閉弁９２と、第５開閉弁９３と、第５流路９７と、リリーフ弁９８と、を備える。

供給ポンプ９４は、第１流路８５の、サブタンク８３のインク流通方向下流側に配置される。供給ポンプ９４は、インクをサブタンク８３から記録ヘッド５２に供給する。供給ポンプ９４としては、例えばチューブポンプ、ダイヤフラムポンプなどの液体用のポンプから選択することができる。供給ポンプ９４の動作は、制御部７によって制御される。

循環ポンプ９５は、第２流路８６の、記録ヘッド５２のインク流通方向下流側に配置される。循環ポンプ９５は、インクを記録ヘッド５２からサブタンク８３に循環させる。循環ポンプ９５としては、例えばチューブポンプ、ダイヤフラムポンプなどの液体用のポンプから選択することができる。循環ポンプ９５の動作は、制御部７によって制御される。

記録ヘッド５２へのインクの供給、及びインクの循環に関して、インクにかかる圧力を検出する圧力センサーＳ１、Ｓ２が第１流路８５及び第２流路８６に設けられる。圧力センサーＳ１は、第１流路８５の、記録ヘッド５２のインク流通方向上流側に配置される。圧力センサーＳ２は、第２流路８６の、記録ヘッド５２のインク流通方向下流側に配置される。制御部７は、圧力センサーＳ１、Ｓ２の検出信号に基づき、供給ポンプ９４及び循環ポンプ９５の動作をアナログ的にリアルタイムで制御する。

また、第１流路８５の第１導管８５１上と、第２流路８６の第３導管８６１上には、第４流路９０の第４導管９０１上には、逆止弁ＣＶ１、ＣＶ２、ＣＶ３が配置される。逆止弁ＣＶ１、ＣＶ２は、第１流路８５及び第２流路８６のインク流通方向に対し、下流側から上流側へのインクの逆流を防止する。逆止弁ＣＶ３は、第４流路９０の空気流通方向に対し、下流側から上流側への空気の逆流を防止する。

ダンパー９６は、第１流路８５の供給ポンプ９４とシリンジ８４との間、及び第２流路８６の記録ヘッド５２と循環ポンプ９５との間のそれぞれに配置される。詳細に言えば、第１のダンパー９６は、第１流路８５の第１導管８５１上の、供給ポンプ９４よりもインク流通方向下流側、且つ逆止弁ＣＶ１よりもインク流通方向上流側に配置される。また詳細に言えば、第２のダンパー９６は、第２流路８６の第３導管８６１上の、逆止弁ＣＶ２よりもインク流通方向下流側、且つ循環ポンプ９５よりもインク流通方向上流側に配置される。

例えば、第１流路８５上の第１のダンパー９６は、図９に示すように、ダンパー室９６１と、フィルム９６２と、を有する。ダンパー室９６１は、例えば水平方向にインクが流通する第１流路８５に対し、上方に向かって凸となる空隙部を有する。ダンパー室９６１と上下方向に対向する第１流路８５の下側壁部は開口している。フィルム９６２は、第１流路８５の開口８５ａを覆うように第１流路８５の下側壁部に配置される。フィルム９６２は、可撓性を有し、弾性変形が可能である。フィルム９６２は、ダンパー室９６１内のインクの圧力変動に応じて変形し、ダンパー室９６１の容積を変化させる。なお、第２流路８６上の第２のダンパー９６も同じ構成である。

ダンパー９６は、第１流路８５内及び第２流路８６内のインクの圧力変動を緩和する。これにより、インクの脈動による記録ヘッド５２への負荷を抑制することができる。なお、ポンプの振幅周期に追従するために、ばね等の弾性部材を利用した構成となっていることが望ましい。

第５流路９７は、第１流路８５の供給ポンプ９４よりもインク流通方向下流側と、第４流路９０の第３開閉弁９１よりも空気流通方向下流側とを連結する。

リリーフ弁９８は、第５流路９７に配置される。リリーフ弁９８は、第１流路８５側の流路内圧が所定圧力に達した場合に開放される。これにより、インク流路に異常が発生した場合に、導管に過剰な圧力がかからないようにすることができる。そして、装置内へのインクの漏洩を防止することが可能である。

そして、インクジェット記録装置１は、三方弁で構成した第１開閉弁８８と、二方弁で構成した第２開閉弁８９とを備える。

上記構成によれば、インクジェット記録装置１は、供給ポンプ９４と、循環ポンプ９５と、ダンパー９６とを備え、２つのポンプを用いてインクを循環させる。そして、このインク循環方式のインクジェット記録装置１において、インクの置換作業が簡便になり、置換時のインク消費量の削減及び所要時間の短縮を実現することが可能になる。

＜第３実施形態＞
続いて、第３実施形態のインクジェット記録装置１のインク供給部８の構成について、図１０及び図１１を用いて説明する。図１０は、本発明の第３実施形態のインクジェット記録装置１のブロック図である。図１１は、図１０のインクジェット記録装置１のインク供給部８周辺の説明図である。なお、第３実施形態の基本的な構成は、先に説明した第１実施形態と同じであるので、共通する構成要素には前と同じ符号または同じ名称を付してその説明を省略する場合がある。

第３実施形態のインクジェット記録装置１は、インク供給部８を備える。インク供給部８は、インクコンテナ８１と、コンテナポンプ８２と、サブタンク８３と、循環ポンプ９９と、加圧部１０１と、減圧部１０２と、シリンジ８４と、第１流路８５と、第２流路８６と、第３流路８７と、第１開閉弁８８と、第２開閉弁８９と、を備える。サブタンク８３は、第１サブタンク８３Ａと、第２サブタンク８３Ｂとを含む。

第１サブタンク８３Ａは、コンテナポンプ８２のインク流通方向下流側に配置される。第１サブタンク８３Ａは、インクコンテナ８１から供給されるインクを一時的に貯留する。制御部７は、第１サブタンク８３Ａに設けられたインク量センサー（不図示）の検出信号に基づき、コンテナポンプ８２を制御し、インクコンテナ８１から第１サブタンク８３Ａにインクを供給する。

循環ポンプ９９は、第１サブタンク８３Ａのインク流通方向下流側に配置される。循環ポンプ９９は、インクを第１サブタンク８３Ａから第２サブタンク８３Ｂに移動させる。循環ポンプ９９の動作は、制御部７によって制御される。

第２サブタンク８３Ｂは、循環ポンプ９９のインク流通方向下流側に配置される。第２サブタンク８３Ｂは、第１サブタンク８３Ａから供給されるインクを一時的に貯留する。第１サブタンク８３Ａの場合と同様に、制御部７は、第２サブタンク８３Ｂに設けられたインク量センサー（不図示）の検出信号に基づき、循環ポンプ９９を制御し、第１サブタンク８３Ａから第２サブタンク８３Ｂにインクを移動させる。

加圧部１０１は、第２サブタンク８３Ｂに併設される。加圧部１０１は、第２サブタンク８３Ｂ内を加圧し、インクを第２サブタンク８３Ｂから記録ヘッド５２に供給する。加圧部１０１の動作は、制御部７によって制御される。

加圧部１０１は、加圧室１０１１と、加圧ポンプ１０１２と、加圧センサー１０１３と、加圧室開閉機構１０１４と、を備える。加圧室１０１１は、所定の容積を有し、第２サブタンク８３Ｂと連通する。加圧ポンプ１０１２は、加圧室１０１１内に空気を流入させて加圧する。加圧センサー１０１３は、加圧室１０１１内の圧力を検出する。加圧室開閉機構１０１４は、加圧室１０１１内と大気との空気の流通経路を開閉する。

制御部７は、加圧センサー１０１３の検出信号に基づき、加圧ポンプ１０１２及び加圧室開閉機構１０１４の動作をアナログ的にリアルタイムで制御する。この構成によれば、第２サブタンク８３Ｂ内を好適に加圧することができ、インクを第２サブタンク８３Ｂから記録ヘッド５２に効率良く供給することが可能である。

減圧部１０２は、第１サブタンク８３Ａに併設される。減圧部１０２は、第１サブタンク８３Ａ内を減圧し、インクを記録ヘッド５２から第１サブタンク８３Ａに循環させる。減圧部１０２の動作は、制御部７によって制御される。

減圧部１０２は、減圧室１０２１と、減圧ポンプ１０２２と、減圧センサー１０２３と、減圧室開閉機構１０２４と、を備える。減圧室１０２１は、所定の容積を有し、第１サブタンク８３Ａと連通する。減圧ポンプ１０２２は、減圧室１０２１内から空気を流出させて減圧する。減圧センサー１０２３は、減圧室１０２１内の圧力を検出する。減圧室開閉機構１０２４は、減圧室１０２１内と大気との空気の流通経路を開閉する。

制御部７は、減圧センサー１０２３の検出信号に基づき、減圧ポンプ１０２２及び減圧室開閉機構１０２４の動作をアナログ的にリアルタイムで制御する。この構成によれば、第１サブタンク８３Ａ内を好適に減圧することができ、インクを記録ヘッド５２から第１サブタンク８３Ａに効率良く循環させることが可能である。

なお、加圧部１０１及び減圧部１０２は、上記の構成に限定されるわけではない。加圧部１０１及び減圧部１０２には、例えばレギュレーターを用いても良いし、負圧発生装置及び加圧ポンプを用いても良い。

また、第１流路８５は、第１サブタンク８３Ａから循環ポンプ９９、第２サブタンク８３Ｂ、及びシリンジ８４を経て記録ヘッド５２までインクが流通するインク流路である。第１流路８５は、第２サブタンク８３Ｂからシリンジ８４まで延びる第１導管８５１と、シリンジ８４から記録ヘッド５２まで延びる第２導管８５２と、第１サブタンク８３Ａから第２サブタンク８３Ｂまで延びる循環導管８５３と、を含む。循環導管８５３上には、逆止弁ＣＶ１が配置される。逆止弁ＣＶ１は、第１流路８５のインク流通方向に対し、下流側から上流側へのインクの逆流を防止する。

そして、インクジェット記録装置１は、三方弁で構成した第１開閉弁８８と、二方弁で構成した第２開閉弁８９とを備える。

上記構成によれば、インクジェット記録装置１は、第１サブタンク８３Ａと、第２サブタンク８３Ｂと、循環ポンプ９９と、加圧部１０１と、減圧部１０２とを備え、２つのサブタンクを用いてインクを循環させる。そして、このインク循環方式のインクジェット記録装置１において、インクの置換作業が簡便になり、置換時のインク消費量の削減及び所要時間の短縮を実現することが可能になる。

＜第４実施形態＞
続いて、第４実施形態のインクジェット記録装置１のインク供給部８の構成について、図１２を用いて説明する。図１２は、本発明の第４実施形態のインクジェット記録装置１のインク供給部８周辺の説明図である。なお、第４実施形態の基本的な構成は、先に説明した第１実施形態と同じであるので、共通する構成要素には前と同じ符号または同じ名称を付してその説明を省略する場合がある。

第４実施形態のインクジェット記録装置１は、インク供給部８を備える。インク供給部８は、インクコンテナ８１と、コンテナポンプ８２と、サブタンク８３と、シリンジ８４と、第１流路８５と、第２流路８６と、第３流路８７と、第１開閉弁８８と、第２開閉弁８９と、を備える。さらに、インクジェット記録装置１は、廃液流路１０３と、廃液タンク１２と、を備える。

なお、本実施形態において、第２開閉弁８９は、三方弁で構成される。第２開閉弁８９の２つの開口は第２流路８６に連通し、もう１つの開口は廃液流路１０３に連通する。

廃液流路１０３は、第２開閉弁８９に接続される。すなわち、廃液流路１０３は、第２開閉弁８９を介して第２流路８６に連通する。

廃液タンク１２は、廃液流路１０３のインク流通方向下流端に接続される。すなわち、インクを含む廃液は、第２流路８６から第２開閉弁８９及び廃液流路１０３を介して廃液タンク１２に送られる。

上記構成によれば、インク供給部８と記録ヘッド５２との間のインクの流通を遮断した状態で、インク供給部８内のインクを廃液タンク１２に廃棄することができる。したがって、水頭圧を利用して記録ヘッド５２のノズル孔にメニスカス面が形成される方式のインクジェット記録装置１において、インクの置換効率を向上させることができ、置換時のインク消費量の削減及び所要時間の短縮をより一層効果的に実現することが可能になる。

また、インクジェット記録装置１は、逆止弁１０４を備える。逆止弁１０４は、廃液流路１０３上に配置される。詳細に言えば、逆止弁１０４は、廃液流路１０３において、記録ヘッド５２のインク吐出面５２ｆよりも高い位置に配置される。逆止弁１０４は、第２流路８６へのインクの逆流を阻止する。この構成によれば、記録ヘッド５２側のインクを、廃液タンク１２に直接廃棄することができる。これにより、置換時のインク消費量の削減及び所要時間の短縮を効果的に実現することが可能になる。

＜第５実施形態＞
続いて、第５実施形態のインクジェット記録装置１のインク供給部８の構成について、図１３を用いて説明する。図１３は、本発明の第５実施形態のインクジェット記録装置１のインク供給部８周辺の説明図である。なお、第５実施形態の基本的な構成は、先に説明した第２及び第４の実施形態と同じであるので、共通する構成要素には前と同じ符号または同じ名称を付してその説明を省略する場合がある。

第５実施形態のインクジェット記録装置１は、インク供給部８を備える。インク供給部８は、インクコンテナ８１と、コンテナポンプ８２と、サブタンク８３と、供給ポンプ９４と、循環ポンプ９５と、ダンパー９６と、シリンジ８４と、第１流路８５と、第２流路８６と、第３流路８７と、第１開閉弁８８と、第２開閉弁８９と、を備える。さらに、インクジェット記録装置１は、廃液流路１０３と、逆止弁１０４と、廃液タンク１２と、を備える。

上記構成によれば、インク供給部８と記録ヘッド５２との間のインクの流通を遮断した状態で、インク供給部８内のインクを廃液タンク１２に廃棄することができる。したがって、２つのポンプを用いたインク循環方式のインクジェット記録装置１において、インクの置換効率を向上させることができ、置換時のインク消費量の削減及び所要時間の短縮をより一層効果的に実現することが可能になる。

＜第６実施形態＞
続いて、第６実施形態のインクジェット記録装置１のインク供給部８の構成について、図１４を用いて説明する。図１４は、本発明の第６実施形態のインクジェット記録装置１のインク供給部８周辺の説明図である。なお、第６実施形態の基本的な構成は、先に説明した第３及び第４の実施形態と同じであるので、共通する構成要素には前と同じ符号または同じ名称を付してその説明を省略する場合がある。

第６実施形態のインクジェット記録装置１は、インク供給部８を備える。インク供給部８は、インクコンテナ８１と、コンテナポンプ８２と、第１サブタンク８３Ａと、第２サブタンク８３Ｂと、循環ポンプ９９と、加圧部１０１と、減圧部１０２と、シリンジ８４と、第１流路８５と、第２流路８６と、第３流路８７と、第１開閉弁８８と、第２開閉弁８９と、を備える。さらに、インクジェット記録装置１は、廃液流路１０３と、逆止弁１０４と、廃液タンク１２と、を備える。

上記構成によれば、インク供給部８と記録ヘッド５２との間のインクの流通を遮断した状態で、インク供給部８内のインクを廃液タンク１２に廃棄することができる。したがって、２つのサブタンクを用いたインク循環方式のインクジェット記録装置１において、インクの置換効率を向上させることができ、置換時のインク消費量の削減及び所要時間の短縮をより一層効果的に実現することが可能になる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、インクジェット記録装置において利用可能である。

１ インクジェット記録装置
５ 記録部
７ 制御部
８ インク供給部
１１ カップリング
１２ 廃液タンク
５２ 記録ヘッド
８１ インクコンテナ
８２ コンテナポンプ
８３ サブタンク
８３Ａ 第１サブタンク
８３Ｂ 第２サブタンク
８４ シリンジ
８５ 第１流路
８６ 第２流路
８７ 第３流路
８８ 第１開閉弁
８９ 第２開閉弁
９０ 第４流路
９１ 第３開閉弁
９２ 第４開閉弁
９３ 第５開閉弁
９４ 供給ポンプ
９５ 循環ポンプ
９６ ダンパー
９９ 循環ポンプ
１０１ 加圧部
１０２ 減圧部
１０３ 廃液流路
１０４ 逆止弁
５２１ インク吐出ノズル
Ｓ 用紙（記録媒体）

Claims (6)

1. インクを記録媒体上に吐出する複数のノズルが配置されるインク吐出面を有する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドに供給される前記インクを収容するインクコンテナと、
   前記インクコンテナから供給される前記インクを一時的に貯留するサブタンクと、
   前記インクが前記サブタンクから流入し、前記記録ヘッドに向かって流出するとともに、前記インクに対して記録時にかかる記録圧力よりも高い保守圧力をかけることが可能なシリンジと、
   前記サブタンクから前記シリンジを経て前記記録ヘッドまで前記インクが流通する第１流路と、
   前記記録ヘッドから前記サブタンクまで前記インクが流通する第２流路と、
   前記第１流路のインク流通方向に対して前記記録ヘッドの上流側と、前記第２流路のインク流通方向に対して前記記録ヘッドの下流側とを連結する第３流路と、
   前記第１流路のインク流通方向に対して前記記録ヘッドの上流側と前記第３流路との連結部に配置される第１開閉弁と、
   前記第２流路のインク流通方向に対して前記記録ヘッドの下流側と前記第３流路との連結部よりも前記第２流路の上流側に配置される第２開閉弁と、
   を備え、
   前記第１開閉弁は、三方弁で構成され、
   前記第２開閉弁は、二方弁または三方弁で構成されることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記第２開閉弁は、三方弁で構成され、
   前記第２開閉弁に接続される廃液流路と、
   前記廃液流路のインク流通方向下流端に接続される廃液タンクと、
   を備え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. 前記廃液流路において前記記録ヘッドの前記インク吐出面よりも高い位置に配置され、前記第２流路への前記インクの逆流を阻止する逆止弁を備え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. 前記サブタンク及び前記記録ヘッドは、前記ノズルの前記インクを吐出するノズル孔にメニスカス面が形成されるように、前記サブタンクの液面の高さと、前記インク吐出面の高さとの位置関係が規定され、配置されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
5. 前記第１流路に配置され、前記インクを前記サブタンクから前記シリンジを経て前記記録ヘッドに供給する供給ポンプと、
   前記第２流路に配置され、前記インクを前記記録ヘッドから前記サブタンクに循環させる循環ポンプと、
   前記第１流路の前記供給ポンプと前記シリンジとの間、及び前記第２流路の前記記録ヘッドと前記循環ポンプとの間のそれぞれに配置され、前記第１流路内及び前記第２流路内の前記インクの圧力変動を緩和するダンパーと、
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
6. 前記サブタンクは、
   前記インクコンテナから供給される前記インクを一時的に貯留する第１サブタンクと、
   前記第１サブタンクから供給される前記インクを一時的に貯留する第２サブタンクと、
   を含み、
   前記インクを前記第１サブタンクから前記第２サブタンクに移動させる循環ポンプと、
   前記第２サブタンク内を加圧し、前記インクを前記第２サブタンクから前記記録ヘッドに供給する加圧部と、
   前記第１サブタンク内を減圧し、前記インクを前記記録ヘッドから前記第１サブタンクに循環させる減圧部と、
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録装置。

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