JP4627382B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録手段から記録媒体へインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置に関し、詳しくは、インクタンクから記録手段へインクを供給するためのインク供給経路及び該経路内に設けられる開閉弁の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機能を有する記録装置、あるいはコンピューターやワードプロセッサ等を含む複合型電子機器やワークステーションなどの出力機器として用いられる記録装置は、記録情報に基づいて紙、布、プラスチックシート、ＯＨＰ用シート等の記録媒体（被記録材）に画像（文字や記号等を含む）を記録していくように構成されている。前記記録装置は、記録方式により、インクジェット式、ワイヤドット式、サーマル式、レーザービーム式等に分けることができる。
【０００３】
記録媒体の搬送方向（紙送り方向、副走査方向）と交叉する方向に主走査しながら記録するシリアルタイプの記録装置においては、記録媒体に沿って移動するキャリッジ上に搭載した記録手段（記録ヘッド）によって画像を記録（主走査）し、１行分の記録を終了した後に所定量の紙送り（副走査としてのピッチ搬送）を行い、その後に再び停止した記録媒体に対して次の行の画像を記録（主走査）するという動作を繰り返すことにより、記録媒体全体の記録が行われる。一方、記録媒体（被記録材）の搬送方向の副走査のみで記録するラインタイプの記録装置においては、記録媒体を所定の記録位置にセットし、一括して１行分の記録を行った後、所定量の紙送り（ピッチ送り）を行い、さらに次の行の記録を一括して行うという動作を繰り返すことにより、記録媒体全体の記録が行われる。
【０００４】
そのうち、インクジェット式の記録装置（インクジェット記録装置）は、記録手段（記録ヘッド）から記録媒体へインクを吐出して記録を行うものであり、記録手段のコンパクト化が容易であり、高精細な画像を高速で記録することができ、普通紙に特別の処理を必要とせずに記録することができ、ランニングコストが安く、ノンインパクト方式であるため騒音が少なく、しかも、多種類のインク（例えばカラーインク）を使用してカラー画像を記録するのが容易であるなどの利点を有している。
また、インクジェット記録装置においては、記録媒体（被記録材）の材質に対する要求も様々なものがあり、近年では、これらの要求に対する開発が進み、通常の記録媒体である紙（薄紙や加工紙を含む）や樹脂薄板（ＯＨＰ等）などの他に、布、皮革、不織布、さらには金属等を記録媒体として用いる記録装置も使用されるようになっている。
【０００５】
上記インクジェット記録装置におけるインクタンクから記録ヘッドへインクを供給するインク供給装置として、前記記録ヘッドに対応してインク供給経路を設け、該インク供給経路内にインクタンクから供給されたインクを貯蔵するためのサブタンクとインクを該サブタンク内に輸送する吸引ポンプとを設け、この吸引ポンプの一方（吐出側）に前記サブタンクを接続するとともに、該吸引ポンプの他方（吸入側）には記録手段からの廃液を受けるための回復桶に通じる流路と前記インクタンクへ通じる流路とを接続し、前記回復桶と前記吸引ポンプとの間の流路内に第１の開閉弁（リサイクル弁）を設けるとともに、前記インクタンクと前記吸引ポンプとの間に第２の開閉弁（供給弁）を設け、前記第１の開閉弁と前記第２の開閉弁の開閉を切り替えることにより前記流路を切り替えるように構成したインク供給装置が使用されている。
【０００６】
図８は上記開閉弁の従来例の流路遮断時の状態を示す縦断面図であり、図９は図８の開閉弁の流路開放時の状態を示す縦断面図である。なお、上記第１の開閉弁（リサイクル弁）及び第２の開閉弁（供給弁）は実質的に同じ構造を有しており、図８及び図９はこれらに共通の開閉弁の構造を示すものである。
図８及び図９において、インクは、第２の開閉弁（供給弁）の場合のインクタンクに通じる側（第１の開閉弁（リサイクル弁）の場合の回復桶に通じる側）であるＡ側から弁内部に吸引され、これらの開閉弁の出口側（いずれも吸引ポンプ側）であるＢ側から流出する。
【０００７】
図８に示す流路遮断状態（弁を密閉した状態）では、Ａ側からＢ側へ至る流路は、ストッパカラー２０７を介して密閉バネ２０６の弾性力が作用するゴム部材（封止部材）２０８によって遮断される。一方、図９に示す流路開放状態（弁を連通させた状態）では、不図示の弁駆動機構により板状部材２０５が上方向に押し上げられ、摺動カラー２０４及び開放バネ２０３を介して嵌合ストッパ２０２が上方へ移動することで、該嵌合ストッパ２０２が固定されたシャフト２０１が上方へ移動する。これによって、このシャフト２０１の下端部に装着されたゴム部材（封止部材）２０８が吸引ポンプへ通じる流路Ｂの入口から離反し、前記入口Ａから前記出口Ｂへ向かう流路が開放（連通）された状態になる。
【０００８】
この場合、前記開放バネ２０３と前記密閉バネ２０６のバネ圧は、常に開放バネ２０３＞密閉バネ２０６の関係が成り立っており、最初板状部材２０５が上方向に押し上げられる時点で密閉バネ２０６が圧縮されて弁が開放される。そして、前記板状部材２０５が更に上方向に押し上げられると、ストッパカラー２０７が蓋部材２０９に突き当たり、そして開放バネ２０３が圧縮される構造となっている。また、再び密閉状態へ移行する場合は、上述の動作プロセスを逆にたどることとなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８及び図９の従来の開閉弁においては、弁の開閉動作プロセスに伴い弁内部の容積に増減が生じることになる。すなわち、図８に示す弁密閉時の内部容積はＸ＋Ｙであり、図９に示す弁開放時の内部容積はＺで表されるが、それらの大小関係は明らかに（Ｘ＋Ｙ）＜Ｚである。そのため、開閉弁の状態が、密閉（遮断）→開放→密閉→開放→密閉・・・と移行すれば、開閉弁の前記内部容積は減少→増加→減少→増加→減少・・・を繰り返すことになる。これによって開閉弁は、開閉動作の度に、弁外部よりインクを内部に引き込み外部へ排出する現象を繰り返すことになる。
【００１０】
さらに詳細には、開閉弁の下流側の吸引ポンプの直前部に一方向バルブがあり、従ってリサイクル弁もしくは供給弁の一方が開く際に回復桶もしくはインクタンクよりインクを弁内部に引き込み、また、リサイクル弁もしくは供給弁の一方が密閉される際には、回復桶側もしくはインクタンク側に戻されるインクと吸引ポンプ側に排出されるインクとに分散されることになる。
ただし、開閉弁の下流側に一方向弁が無い場合でも、該開閉弁の上流側の流れ抵抗と下流側の流れ抵抗のバランスによっては同じ現象が起こり得ることは明らかである。
【００１１】
このような現象はインクをリサイクルするための循環流路内に設置されるリサイクル弁（前記第１の開閉弁）においては何ら問題ないが、インクタンクからサブタンクへインクを供給する供給弁（前記第２の開閉弁）においては、その上流側にインクタンクがあるため、不本意に循環経路内にインクが供給されてしまうことになる。例えば、インクの補充の必要が無いときでも、インクタンクからサブタンクへインクが補充されるという現象が生じることがある。
【００１２】
具体的には、例えば複数種類のインクを使用するインクジェット記録装置において、複数のインクタンクから複数の記録ヘッドのそれぞれへインクを供給するインク供給装置のように、複数のステーション（複数のインク供給経路）が並列的に配置される場合には、いずれかのステーションにインク供給の必要が出た場合、全ステーションの供給弁（第２の開閉弁）を一斉に開放状態に移行させるため、インクが供給されるステーション以外では、開閉弁（特に第２の開閉弁である前記供給弁）の開閉動作によって、サブタンクへのインク補充の必要性がない場合（インク供給モードを実行しない場合）でも、インクタンクからインク循環経路内にインクが吸引され、吸引されたインクがサブタンク内へ導入されることがある。
【００１３】
あるいは、ギア等の回転による駆動伝達（伝動機構）を前記リサイクル弁及び前記供給弁の開閉のために共通で使用し、一方向の回転で両方の開閉弁の開閉を切り替える構成の場合、モードの切り替えによって不必要に供給弁の開閉が行われる場合が考えられる。この場合は複数のステーションを有さないインク供給装置（１つのステーションから成るインク供給装置）の場合にも、前述のように不本意に循環経路内にインクを供給してしまうことがある。
【００１４】
以上述べたような開閉弁（特に供給弁）の開閉動作の繰り返しに伴う不本意なインク供給の現象が発生する場合、そのインク供給量が記録によるインク消費量より少ない場合は特に不都合は生じないが、逆に不本意なインク供給によるインク供給量が記録によるインク消費量を上回ったステーションにおいては、やがてサブタンク内のインク液面が上限位置を越えてしまい、さらにはインクが溢れて、溢れたインクがサブタンクの上部に設けられた大気開放口より外部に漏れ出してしまうことがある。
【００１５】
本発明は以上のような技術的課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、インクタンクから記録手段へインクを供給するためのインク供給手段内の開閉弁の開閉作動力の付与解除が繰り返されるときに開閉弁の内部にインクを引き込み排出する現象を無くすことができ、それによって、インク供給時以外のときに開閉弁の開閉動作に伴ってインクタンクからサブタンクへ至る流路で不本意なインク移動が生じることを防止でき、インク補充が必要な場合以外におけるインクタンクからサブタンクへのインク吸い込みを無くすことができ、不本意なインク送給によってインクが溢れて外部へ漏れ出すなどの不都合を解消することができるインクジェット記録装置を提供することである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明（請求項１）は、上記目的を達成するため、記録手段から記録媒体へインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、インクが収納されているインクタンクから前記記録手段へインクを供給するために設けられたインク供給手段を有し、前記インク供給手段は、前記記録手段に供給するためのインクを貯蔵するサブタンクと、前記サブタンクに対して、吸入側から送られてくるインクを吐出側から前記サブタンクに供給する吸引ポンプと、前記吸引ポンプの前記吸入側に通じる共通のインク流路に接続された、前記記録手段からの廃液を受けるための回復部材に通じる第１の流路と、前記第１の流路に設けられ、前記回復部材と前記共通のインク流路との間の流路を開閉するための第１の開閉弁と、前記吸引ポンプの前記吸入側に通じる前記共通のインク流路に接続された前記インクタンクに通じる第２の流路と、前記第２の流路に設けられ、前記共通のインク流路と前記インクタンクとの間の流路を開閉するための第２の開閉弁と、前記吸引ポンプにより、前記第１の流路からインクを前記サブタンクに供給するインク循環モードにおいては、前記第１の開閉弁を開状態とし、前記第２の開閉弁を閉状態とし、前記吸引ポンプにより、前記第２の流路からインクを前記サブタンクに供給するインク供給モードにおいては、前記第１の開閉弁を閉状態とし、前記第２の開閉弁を開状態とする弁切替手段と、を有し、前記第２の開閉弁は、前記閉状態において前記第２の流路を遮断するための密閉手段と、前記密閉手段を前記第２の流路を遮断する方向に付勢する付勢部材と、前記開状態において、前記付勢手段の付勢力が解除された状態で、前記第２の流路を遮断する方向に前記密閉手段を付勢する弾性部材と、を有し、前記弾性部材は、前記インク供給モードにおいて、前記第２の流路から前記サブタンクにインクを供給する場合に前記吸引ポンプが発生する圧力よりも小さい弾性力により前記密閉手段を付勢することを特徴とする。
【００１７】
請求項２乃至４の発明は、上記請求項１の構成に加えて、前記弾性部材は、前記吸引ポンプが発生する圧力より小さい弾性力により前記流路を閉じた状態に保持し、前記吸引ポンプが発生する圧力により前記流路を開放するように設定されたバネ部材である構成、前記弾性部材は、前記吸引ポンプが発生する圧力より小さい弾性力により前記流路を閉じた状態に保持し、前記吸引ポンプが発生する圧力により前記流路を開放するように設定されたゴム部材である構成、あるいは、複数の記録手段を有し、前記インク供給手段は前記複数の記録手段のそれぞれに対応して設けられている構成とすることにより、一層効率よく上記目的を達成するものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を具体的に説明する。なお、各図面を通して同一符号は同一又は対応部分を示すものである。
図６は本発明を適用するのに好適なインクジェット記録装置の模式的斜視図である。図６のインクジェット記録装置は、フルカラー記録が可能なライン型のインクジェット記録ヘッドを複数個（図示の例では４個）備えたインクジェット記録装置の場合を示す。図６において、１１０１及び１１０２は、用紙やプラスチック薄板等の記録媒体（被記録材）１１０３を挟持し、矢印Ｆで示す副走査方向（搬送方向）に記録媒体１１０３を搬送するためのローラ対である。１０１Ｂｋ、１０１Ｙ、１０１Ｍ、１０１Ｃは、それぞれ、記録媒体１１０３の略全幅にわたって吐出口が配列されたフルマルチタイプのインクジェット記録ヘッドであり、以下、これらの記録ヘッド（記録手段）のうちの任意の一つ又は全体を指す場合は、単に記録手段（記録ヘッド）１０１と称す。
【００１９】
フルカラー記録の場合、上記４個の記録ヘッド１０１から吐出されるインク色として、例えば、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンが用いられ、図示の例では、４個のインクジェット記録ヘッド１０１が記録媒体搬送方向上流側から（図示では下から）この順序で配置されている。１１０６は回復系ユニットであり、吐出回復処理に当たっては、記録ヘッド１０１と記録媒体１１０３との間に進入して記録媒体１１０３に代わって各記録ヘッド１０１に対面して回復処理を行う。また、前記各インクジェット記録ヘッド１０１は、ヘッド装着部１１０７に、相互位置関係を規制されて装着されている。以上により、本発明を適用するのに好適なインクジェット記録装置、すなわち、インクジェット記録ヘッド１０１を装着するためのヘッド装着部１１０７と、前記ヘッド装着部１１０７に装着された記録ヘッド１０１の記録位置へ記録媒体１１０３を搬送するための搬送手段１１０１、１１０２と、を有するインクジェット記録装置が構成されている。
【００２０】
図１は本発明を適用したインクジェット記録装置の一実施例におけるインク供給経路の構成を示す模式図である。なお、図１は１つのインクタンクから対応する１つの記録手段に対してインクを供給する１つのインク供給装置（１つのステーション）の構成を示すものであり、カラー記録装置のように複数のインクに対応した複数のインクタンク及び複数の記録手段を有する場合には、図１に示すインク供給装置と同様な複数のインク供給装置が並列的に配置される。以下の実施例はこのような複数のインク供給装置（複数のステーション）を有するインクジェット記録装置の場合を例に挙げて説明する。
【００２１】
図１において、記録に必要なインクは脱着可能なインクタンク１０５からサブタンク１０３に送給され、一度該サブタンク１０３に貯蔵される。インクタンク１０５内のインクは、例えば、吸い出されるにしたがって収縮するパック状の容器（インクタンク）に収容されている。サブタンク１０３内には電極で構成されたインク液面センサ１２０が挿入設置されており、このインク液面センサ１２０は、インクＦｕｌｌ状態でのインク液面の位置ｍ及びインクＥｍｐｔｙ状態でのインク液面の位置ｎを検知することでインクの有無を検出する。
【００２２】
各部へのインクの輸送は加圧ポンプ１０６及び吸引ポンプ１０７の２つのポンプによって行われる。加圧ポンプ１０６は加圧ポンプモータ（不図示）により各ステーション（複数の記録手段に対応する複数のインク供給経路）とも同時に駆動される。一方、吸引ポンプ１０７は、吸引ポンプモータ（不図示）により駆動されるが、各ステーションの吸引ポンプへの伝動機構の途中に設けられた電磁クラッチ（不図示）により各ステーションの吸引ポンプごとに選択的に駆動できるように構成されている。
【００２３】
また、前記加圧ポンプ１０６及び前記吸引ポンプ１０７は、いずれも、その上流側（吸入側）及び下流側（吐出側）に一方向弁１１０、１１１、１１２、１１３が設けられており、従って、加圧ポンプ１０６は矢印Ｃ方向にのみ、吸引ポンプ１０７は矢印Ｄ方向にのみそれぞれ回転可能である。記録手段としての記録ヘッド１０１の吐出口から排出されたインクは回復桶１０２によってキャッチされ（受けられ）る。この回復桶１０２と前記吸引ポンプ１０７との間の流路（チューブ）１１６にはリサイクルフィルタ１１９及びリサイクル弁（第１の開閉弁）１０８が配置されており、前記インクタンク１０５と前記吸引ポンプ１０７との間の流路（チューブ）１１８には供給弁（第２の開閉弁）１０９が配置されている。
【００２４】
前記第１の開閉弁（リサイクル弁）１０８及び前記第２の開閉弁（供給弁）１０９は、不図示の駆動装置により、各ステーション同時に開閉状態が切り替わるように駆動される。ただし、各リサイクル弁１０８と各供給弁１０９の開閉状態は逆の状態に維持されるものであり、一方が開放状態（流通状態）のときに他方が密閉状態になるように制御される。これを適時切り替えることにより、吸引ポンプ１０７を駆動した時に、回復桶１０２からのインク吸引及びインクタンク１０５からのインク吸引のいずれかを選択的に行うように構成されている。
【００２５】
前記記録手段（記録ヘッド）１０１は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット記録手段であって、熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えたものである。また、このインクジェット記録手段１０１は、前記電気熱変換体によって印加される熱エネルギーにより生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させ、記録を行なうものである。
【００２６】
図７は、前記記録ヘッド１０１のインク吐出部の構造を模式的に示す部分斜視図である。図７において、記録ヘッド１０１の基板（ベースプレート）８１上には、薄膜８３の層を介在させて、半導体と同様の製造工程（薄膜成形法等）によって、複数の電気熱変換体８２及びこれらに対応する配線が形成されている。各電気熱変換体８２は、図示のように、それぞれの吐出口８９及び液路８６に対応する位置に配列されている。前記基板（ベースプレート）８１上（該基板８１上の薄膜８３の上）には、下面に所定間隔で平行に形成された複数の液路壁８４Ａを有する液路形成部材８４が接合されている。さらに、前記液路形成部材８４の上面には、天板８５が接合されている。
【００２７】
前記各液路壁８４Ａの間に液路８６が形成されるが、前記液路形成部材８４は、各液路８６の内部の所定位置に前記各電気熱変換体８２が配置されるような位置関係で位置決め接合されている。前記各液路壁８４Ａは所定の長さを有し、各液路８６の後端は、前記液路形成部材８４と前記基板（ベースプレート）８１（または薄膜８３）との間に形成される共通液室８７に連通している。一方、各液路８６の他端（先端）は記録ヘッド１０１の吐出口面（複数の吐出口８９が配列された前面）８８にて開口しており、それぞれの開口部によって吐出口８９が形成されている。
【００２８】
こうして、発熱抵抗体等の電気熱変換体８２に通電（パルス電圧の印加）してこれを発熱させることにより、液路８６内のインクを膜沸騰させ、その時の圧力変化により吐出口８９からインク滴を吐出させるインクジェット記録ヘッド１０１が構成されている。この記録ヘッド１０１は、複数の吐出口８９の配列方向が記録媒体（記録用紙等）の搬送方向と交叉（略直交）する姿勢で取り付けられ、吐出口面８８と記録媒体との距離（紙間距離）は、例えば約０．３〜２．０ミリ程度に設定される。
【００２９】
以下、図１のインク供給経路を有するインクジェット記録装置の各動作モードでの作動方法及びインク流路について説明する。
先ず、記録手段としての記録ヘッド１０１から記録紙等の記録媒体にインクを吐出して記録を行う記録モードについて説明する。
記録モードにおけるインク吐出により記録ヘッド１０１内のインクは逐次消費されるが、この際のインク補充は、記録ヘッド１０１の吐出口部で発生する毛細管現象による吸引力により自動的に行われる。このインク補充は、サブタンク１０３→加圧ポンプ１０６→流路（チューブ）１１４→記録ヘッド１０１を通るインク流路と、サブタンク１０３→流路（チューブ）１１５→記録ヘッド１０１を通るインク流路との２つのインク流路により自動的に行われる。
【００３０】
次に、加圧ポンプ１０６及び／又は吸引ポンプ１０７を作動させてインクを循環させるインク循環モードについて説明する。
インク循環モードにおける１つの動作順序として、不図示の駆動手段により第１の開閉弁としてのリサイクル弁１０８を開放状態にし、第２の開閉弁としての供給弁１０９を密閉状態にする。なお、吸引ポンプモータ（不図示）と各ステーションの吸引ポンプとの間の伝動機構に設けられた電磁クラッチ（不図示）が全てのステーションともクラッチオン（駆動伝達）の状態である場合を例に挙げて説明すると、この状態で加圧ポンプ１０６及び引ポンプ１０７を駆動させると、サブタンク１０３内のインクが加圧ポンプ１０６及び流路１１４を通して記録ヘッド１０１へ供給される。
【００３１】
記録ヘッド１０１に供給されたインクは、一方では吐出口より排出され、一方では流路１１５を通して再びサブタンク１０３に戻される。
また、上記の記録ヘッド１０１の吐出口から排出されたインクは、回復桶１０２でキャッチされ、吸引ポンプ１０７の吸引力により、流路１１６→リサイクルフィルタ１１９→リサイクル弁１０８→吸引ポンプ１０７→流路１１７を通して再びサブタンク１０３に戻される。
【００３２】
次に、インクタンク１０５からサブタンク１０３へインクを供給するインク供給モードについて説明する。
図１に示すようなステーション（インク供給装置）を複数並列的設けて構成された複数のステーションにおいて、いずれかのステーションにおいてサブタンク１０３内の液面レベルがＥｍｐｔｙの状態（レベルｎの状態）になったことをインク液面センサ１２０で検知した場合、不図示の駆動手段によりリサイクル弁（第１の開閉弁）１０８を密閉状態にするとともに供給弁（第２の開閉弁）１０９を開放状態にする。また、吸引ポンプモータから吸引ポンプに至る伝動機構の中に設けられたクラッチは、上述のサブタンク１０３内の液面レベルがｎの状態のステーションのみの吸引ポンプに駆動力を伝達する状態にセットされる。
【００３３】
この状態で吸引ポンプモータを駆動させると、選択されたステーションの吸引ポンプのみに動力が伝達され、その結果、選択されたステーションでのみ、インクタンク１０５からチューブ１１８→供給弁（第２の開閉弁）１０９を通して吸引ポンプ１０７にインクが吸引され、このインクはチューブ１１７を通してサブタンク１０３内に供給される。
その後、サブタンク１０３にインクが供給されることでインク液面がレベルｍに達したことをインク液面センサ１２０により検知した段階で、電磁クラッチによる駆動伝達を解除して吸引ポンプモータ（不図示）を停止し、インク供給モードの動作を終了させる。
【００３４】
一方、規定時間内にインク液面がレベルｍに達しない場合にはインクタンク１０５内のインクが無いと判断する。また、タイミングによっては複数のステーションで同時に吸引ポンプ１０７を作動させて上記インク供給を行う場合があるが、その場合はインク液面がレベルｍに達したステーションごとに順次電磁クラッチによる駆動伝達を解除して吸引ポンプ１０７の動作を停止させる。
また、第１の開閉弁としてのリサイクル弁１０８及び第２の開閉弁としての供給弁１０９は実質的に同じ構成を有しており、これらの弁の下流側は吸引ポンプ１０７の上流側の一方向弁１１３の手前で合流され共通の流路に統合されている。
【００３５】
図２は図１中の開閉弁の第１実施例のロック時の状態を示す縦断面図であり、図３は図１中の開閉弁の第１実施例のロック解除時の状態を示す縦断面図である。ここでは、開閉弁が前記供給弁（第２の開閉弁）１０９である場合を例に挙げて説明するが、通常では、前記リサイクル弁（第１の開閉弁）１０８も該供給弁１０９と同じ構成を有している。
【００３６】
図２及び図３において、前記インクタンク１０５はＥ側に接続され、他方Ｆ側には前記吸引ポンプ１０７が接続される。図２に示す弁閉塞状態（密閉状態）では、板状部材５０５が駆動力（作動力）を受けて上方へ押し上げられることで、カラー５０４及びロックバネ５０３を介してストッパカラー５０２が上方へ移動し、該ストッパカラー５０２に固定されたシャフト５０１も上方へ移動し、該シャフト５０１の下端部に取り付けられた弾性部材（封止部材、ゴム部材）５０８が弁本体の開口周縁部５０９の下面に押圧されることで、該開閉弁１０９のインクタンク１０５側の入口Ｅから吸引ポンプ１０７側の出口Ｆに至る流路が完全に遮断されている。つまり、ロック状態になっている。なお、符号５１１は、開閉弁の内部を外気（外部）から封止するためのゴム状弾性材から成る漏洩防止部材を示す。
【００３７】
図２に示すロック時には、前述したインク循環時に吸引ポンプ１０７が作動すると、リサイクルフィルタ１１９の流路抵抗等により該吸引ポンプ１０７側の液室（出口側）Ｆは負圧状態になる。しかし、前記ロックバネ５０３は、この時に発生する負圧（吸引ポンプ側の負圧）によってシャフト５０１に下向きの力（吸引力）が作用しても、該シャフト５０１が下方へ移動して前記ゴム部材（封止部材）５０８が開口周縁部５０９の下面から離隔することがないように、十分に強いバネ力（弾性力）を有するバネに設定されている。
【００３８】
前述のインクタンク１０５からサブタンク１０３へインクを供給するインク供給モードのときには、図３に示すように、第２の開閉弁（供給弁）１０９はロック解除時の状態、すなわち不図示の駆動手段により板状部材５０５がロックカラー５０４より退避する位置まで下方に押し下げられた状態になる。
このようなロック解除時の状態においては、この時点ではロック状態が解除されるが、シャフト５０１は、開閉弁内に装着された付勢バネ５０６によって、付勢カラー５１０と共に上方に弾性付勢力（荷重）を受けており、前記弾性部材（ゴム部材、封止部材）５０８は依然として前記開口周縁部５０９の下面に押圧されており、当該開閉弁１０９の入口側Ｅから出口側Ｆへ至る流路は密閉されたままに保持されている。
【００３９】
ただし、前記付勢バネ５０６のバネ力は前記ロックバネ５０３のバネ力より十分小さい所定の値に設定されている。
そのため、前述したように、インク供給モードにおいて、インクの補充が必要なステーションで吸引ポンプ１０７が駆動され、この吸引ポンプ１０７の作動によって供給弁（第２の開閉弁）１０９の出口側（インク液室）Ｆには負圧が発生すると、該負圧によって、前記シャフト５０１及び封止部材５０８が前記付勢バネ５０６に抗して押し下げられ、図３に示すように、封止部材（ゴム部材）５０８が前記開口周縁部５０９の下面から十分に離間し、矢印ｇで示すように供給弁（第２の開閉弁）１０９を通してインクが流通する。
【００４０】
ただし、インク補充の必要が無いステーションにおいては、吸引ポンプ１０７が動作しないためにインク液室（出口側）Ｆに負圧は発生せず、そのため、前記付勢バネ５０６によって前記弾性部材（ゴム部材、封止部材）５０８は依然として前記開口周縁部５０９の下面に押圧されたままの状態に保持され、当該開閉弁１０９の入口側Ｅから出口側Ｆへ至る流路は密閉されたままとなり、連通することはない。
【００４１】
図４はギア等の回転による駆動伝達（伝動機構）を第１の開閉弁としてのリサイクル弁１０８及び第２の開閉弁としての供給弁１０９の開閉動作のために共通で使用し、一方向の回転でこれらの開閉弁の開閉を切り替える場合の開閉動作のタイミングチャートを示す。
図１〜図３で説明した前述の実施例によれば、このような第１の開閉弁１０８及び第２の開閉弁１０９の開閉動作を行うステーションが複数並列的に配置されているインク供給装置においても、モードを切り替えるときに開閉弁が不必要にインク吸い込みやインク排出を行う現象を無くすことができ、従って、不本意に循環経路内にインクを供給してしまうことに起因してサブタンク１０３内のインクが溢れたり、該サブタンク１０３から外部へインクが流出（インク漏れ）する現象を無くすことができる。
【００４２】
図５は図１中の開閉弁の第２実施例のロック解除時の状態を示す縦断面図である。本実施例は、図５中に示すように、開閉弁の内部に装着されるゴム状弾性材から成る漏洩防止部材６１１の形状構造を工夫することにより、該漏洩防止部材に、開閉弁のロック解除時に吸引ポンプ１０７が作動していない場合に密閉性を保つための保持手段（図２中の付勢バネ５０６及び付勢カラー５１０）の機能を持たせ、該保持手段との兼用を図ることでより一層の構成の簡素化を図ったものである。
すなわち、図５の第２実施例は、吸引ポンプ１０７が発生する圧力より小さい弾性力により開閉弁のロック解除時において流路を閉じた状態に保持する保持手段として、該開閉弁の内部に装着されるゴム状弾性材から成る漏洩防止部材６１１自体のゴムの弾性力を利用するものである。
【００４３】
図５において、開閉弁の内部に装着されるゴム状弾性材から成る漏洩防止部材６１１は、所定量だけ弾性変形させた状態でシャフト５０１に組み付けられており、該漏洩防止部材６１１の弾性変形に対するゴム弾性力が矢印Ｈで示す上向き方向に作用するように構成することで、開閉弁のロック解除時（開放状態）においても吸引ポンプ１０７が駆動されていないときに密閉性を保つことができる。
図５の第２実施例においては、上記の漏洩防止部材６１１を使用することで、図２の第１実施例における付勢バネ５０６及び付勢カラー５１０が省略されている。
図５の第２実施例は、以上説明した点で図１〜図３で説明した第１実施例と相違するが、その他の点では実質上同じ構成をしており、従って、同様の作用効果を奏するものである。
【００４４】
以上説明した実施例は、記録手段から記録媒体へインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、前記記録手段１０１とインクタンク１０５と該インクタンクから該記録手段へインクを供給するために該記録手段に対応して設けられたインク供給経路１１８、１１７、１１４とを有し、前記インク供給経路内にはインクタンクから供給されたインクを貯蔵するためのサブタンク１０３とインクを該サブタンク内に輸送するポンプ１０７とが設けられ、前記ポンプの一方には前記サブタンクが接続され、該ポンプの他方には記録手段からの廃液を受けるための回復桶１０２に通じる流路１１６と前記インクタンクへ通じる流路１１８が接続されており、前記回復桶と前記ポンプとの間の流路内に第１の開閉弁１０８を設けるとともに、前記インクタンクと前記ポンプとの間に第２の開閉弁１０９を設け、前記第１の開閉弁と前記第２の開閉弁の開閉を切り替えることにより前記流路を切り替える切り替え手段を有し、前記第１の開閉弁及び第２の開閉弁のうち少なくとも第２の開閉弁１０９は、前記ポンプが前記回復桶からのインクを前記サブタンクへ輸送しているときに作動力を受けて流路を遮断する密閉手段を有し、前記密閉手段は、前記作動力が解除されたときは、前記ポンプ１０７が駆動されている時に該ポンプが発生する圧力によって流路を開放し、該ポンプが駆動されていない時には該ポンプが発生する圧力より小さい弾性力（５０６、６１１）により流路を閉じた状態に保持するように構成されている。
【００４５】
さらに、以上説明した実施例は、複数の記録手段１０１を有し、該複数の記録手段のそれぞれに対応する複数のインク供給経路が設けられている構成となっている。
さらに、図２及び図３の第１実施例は、前記ポンプ１０７が発生する圧力より小さい弾性力により流路を閉じた状態に保持する保持手段は、該ポンプが発生する圧力に対しては該流路を開放するようにバネ設定されたバネ５０６の弾性力によって該流路を密閉方向に付勢するバネ付勢手段である構成を有している。
さらに、図５の第２実施例は、前記ポンプ１０７が発生する圧力より小さい弾性力により流路を閉じた状態に保持する保持手段は、該ポンプが発生する圧力に対しては該流路を開放するように設定されたゴム６１１の弾性力によって該流路を密閉方向に付勢するゴム付勢手段である構成を有している。
【００４６】
そして、以上説明した実施例によれば、開閉弁１０９を遮断するための密閉手段の開閉が繰り返された場合でも、該開閉弁の内部にインクを引き込み排出する現象を無くすことができ、それによって、インク供給時以外のときに開閉弁１０９の開閉動作に伴ってインクタンク１０５からサブタンク１０３へ至る流路で不本意なインク移動が生じることを防止でき、インク補充が必要な場合以外におけるインクタンク１０５からサブタンク１０３へのインク吸い込みを無くすことができ、もって、サブタンク１０３内にインクが溢れたり、該サブタンク１０３内のインクが外部へ漏れ出すことを確実に防止することが可能になる。
【００４７】
なお、以上の実施例では、記録媒体の全幅または一部をカバーする長さを有する長尺のラインタイプの記録手段を用いて副走査のみで記録するライン記録方式（ライン型記録装置）の場合を例に挙げて説明したが、本発明は、記録手段（記録ヘッド）を主走査方向に移動させながら記録するシリアル型記録装置の場合にも、同様に適用することができ、同様の効果を達成し得るものである。また、本発明は、記録ヘッド（記録手段）の数にも関わりなく自由に実施できるものであり、１個の記録手段で記録する記録装置の他、複数の記録手段を用いる記録装置、あるいは同一色彩で異なる濃度で記録する複数の記録手段を用いる階調記録装置、さらには、これらを組み合わせた記録装置の場合にも、同様に適用することができ、同様の効果を達成し得るものである。
【００４８】
さらに、本発明は、記録手段とインクタンクを一体化した交換可能なインクジェットカートリッジを用いる構成、記録手段とインクタンクを別体にし、その間をインク供給用のチューブ等で接続する構成など、記録手段（記録ヘッド）とインクタンクの配置構成がどのような場合にも同様に適用することができ、同様の効果が得られるものである。なお、本発明は、インクジェット記録装置の場合、例えば、ピエゾ素子等の電気機械変換体等を用いる記録手段を使用するものにも適用できるが、中でも、熱エネルギーを利用してインクを吐出する方式の記録手段を使用するインクジェット記録装置において優れた効果をもたらすものである。かかる方式によれば、記録の高密度化、高精細化が達成できるからである。
【００４９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなごとく、請求項１の発明によれば、インク経路中の開閉弁の作動力の付与解除が繰り返されたときに開閉弁の内部にインクを引き込み排出する現象を無くすことができ、それによって、インク供給時以外のときに開閉弁の開閉動作に伴ってインクタンクからサブタンクへ至る流路で不本意なインク移動が生じることを防止でき、インク補充が必要な場合以外におけるインクタンクからサブタンクへのインク吸い込みを無くすことができるインクジェット記録装置が提供される。
【００５０】
請求項２乃至４の発明によれば、上記請求項１の構成に加えて、前記弾性部材は、前記吸引ポンプが発生する圧力より小さい弾性力により前記流路を閉じた状態に保持し、前記吸引ポンプが発生する圧力により前記流路を開放するように設定されたバネ部材である構成、前記弾性部材は、前記吸引ポンプが発生する圧力より小さい弾性力により前記流路を閉じた状態に保持し、前記吸引ポンプが発生する圧力により前記流路を開放するように設定されたゴム部材である構成、あるいは、複数の記録手段を有し、前記インク供給手段は前記複数の記録手段のそれぞれに対応して設けられている構成としたので、一層効率よく上記効果を達成できるインクジェット記録装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインクジェット記録装置の一実施例におけるインク供給経路の構成を示す模式図である。
【図２】図１中の開閉弁の第１実施例のロック時の状態を示す縦断面図である。
【図３】図１中の開閉弁の第１実施例のロック解除時の状態を示す縦断面図である。
【図４】図１中の２つの開閉弁の開閉制御のタイミングを例示する図表である。
【図５】図１中の開閉弁の第２実施例のロック解除時の状態を示す縦断面図である。
【図６】本発明を適用するのに好適なインクジェット記録装置の模式的斜視図である。
【図７】図１中の記録手段のインク吐出部の構造を模式的に示す部分斜視図である。
【図８】従来のインクジェット記録装置のインク供給経路の中で使用される開閉弁のロック時の状態を示す縦断面図である。
【図９】図８の開閉弁のロック解除時の状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１０１ 記録手段（記録ヘッド）
１０２ 回復桶
１０３ サブタンク
１０４ 大気開放口
１０５ インクタンク
１０６ 加圧ポンプ
１０７ 吸引ポンプ
１０８ 第１の開閉弁（リサイクル弁）
１０９ 第２の開閉弁（供給弁）
１１４ 流路（チューブ）
１１５ 流路（チューブ）
１１６ 流路（チューブ）
１１８ 流路（チューブ）
１１９ リサイクルフィルタ
１２０ インク液面センサ
５０１ シャフト
５０２ ストッパカラー
５０３ ロックバネ
５０４ カラー
５０５ 板状部材
５０６ 付勢バネ
５０８ 弾性部材（ゴム部材）
５０９ 開口周縁部
５１０ 付勢カラー
５１１ 漏洩防止部材
６１１ 漏洩防止部材
１１０１ 搬送ローラ
１１０２ 搬送ローラ
１１０３ 記録媒体
１１０６ 回復系ユニット
１１０７ ヘッド装着部

Claims (6)

1. 記録手段から記録媒体へインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置において、
   インクが収納されているインクタンクから前記記録手段へインクを供給するために設けられたインク供給手段を有し、
   前記インク供給手段は、
   前記記録手段に供給するためのインクを貯蔵するサブタンクと、
   前記サブタンクに対して、吸入側から送られてくるインクを吐出側から前記サブタンクに供給する吸引ポンプと、
   前記吸引ポンプの前記吸入側に通じる共通のインク流路に接続された、前記記録手段からの廃液を受けるための回復部材に通じる第１の流路と、
   前記第１の流路に設けられ、前記回復部材と前記共通のインク流路との間の流路を開閉するための第１の開閉弁と、
   前記吸引ポンプの前記吸入側に通じる前記共通のインク流路に接続された前記インクタンクに通じる第２の流路と、
   前記第２の流路に設けられ、前記共通のインク流路と前記インクタンクとの間の流路を開閉するための第２の開閉弁と、
   前記吸引ポンプにより、前記第１の流路からインクを前記サブタンクに供給するインク循環モードにおいては、前記第１の開閉弁を開状態とし、前記第２の開閉弁を閉状態とし、前記吸引ポンプにより、前記第２の流路からインクを前記サブタンクに供給するインク供給モードにおいては、前記第１の開閉弁を閉状態とし、前記第２の開閉弁を開状態とする弁切替手段と、を有し、
   前記第２の開閉弁は、
   前記閉状態において前記第２の流路を遮断するための密閉手段と、
   前記密閉手段を前記第２の流路を遮断する方向に付勢する付勢部材と、
   前記開状態において、前記付勢手段の付勢力が解除された状態で、前記第２の流路を遮断する方向に前記密閉手段を付勢する弾性部材と、を有し、
   前記弾性部材は、前記インク供給モードにおいて、前記第２の流路から前記サブタンクにインクを供給する場合に前記吸引ポンプが発生する圧力よりも小さい弾性力により前記密閉手段を付勢する
   ことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記弾性部材は、前記吸引ポンプが発生する圧力より小さい弾性力により前記流路を閉じた状態に保持し、前記吸引ポンプが発生する圧力により前記流路を開放するように設定されたバネ部材であ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. 前記弾性部材は、前記吸引ポンプが発生する圧力より小さい弾性力により前記流路を閉じた状態に保持し、前記吸引ポンプが発生する圧力により前記流路を開放するように設定されたゴム部材であ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。
4. 複数の記録手段を有し、前記インク供給手段は前記複数の記録手段のそれぞれに対応して設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記記録手段は、インクを吐出するために利用される熱エネルギーを発生する電気熱変換体を備えているインクジェット記録手段であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記インクジェット記録手段は前記電気熱変換体が発生する熱エネルギーによりインクに生じる膜沸騰を利用して吐出口よりインクを吐出させることを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。

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