JP4888228B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、伸縮変形可能なサブタンクを備えるインクジェットプリンタに関するものである。

例えば特許文献１に記載されているインクジェットプリンタでは、メインタンクから記録ヘッドに至るインク経路の途中に伸縮変形可能なサブタンクを設け、このサブタンクでインクを一旦貯留し、メインタンク内のインク残量によって変動するインク供給圧を平滑化している。
特開２００４−３５８９１８号公報

ところで、サブタンクに空気が溜まり、この空気が記録ヘッドに供給されると、インク吐出不良が発生してしまう。そこで、発明者は、サブタンクを縮小変形させることにより、サブタンク内の空気をメインタンク側に排出するインクジェットプリンタを検討した。

しかし、特許文献１に記載の発明のインクジェットプリンタでは、記録ヘッド側に連通する第１インク流路口がサブタンクに上方側に設けられ、かつ、メインタンク側に連通する第２インク流路口が下方側に設けられているので、サブタンク内の空気をメインタンク側に排出すべくサブタンクを縮小変形させると、サブタンク内の上方側に溜まっている空気が記録ヘッド側に供給され、サブタンク内の下方側に溜まっているインクのみがメインタンク側に供給されてしまい、却って、インク吐出不良が発生し易くなってしまう。

本発明は、上記点に鑑み、サブタンク内の空気を確実にメインタンク側に排出可能とすることを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、往復移動しながら被記録媒体に向けてインクを噴射する記録ヘッドと、記録ヘッドに供給されるインクが蓄えられるメインタンクと、上下方向に伸縮変形可能なインクタンク部を有し、記録ヘッド側に連通する第１インク流路口、及びメインタンク側に連通する第２インク流路口が共に下方側に設けられたサブタンクと、一端側がサブタンク内側から第２インク流路口に接続され、他端側がサブタンク内で開口することにより、第２インク流路口とサブタンク内とを連通させる連通管とを備え、連通管は、その他端側に設けられた開口部がサブタンクの縮小変形と連動して上方側から下方側に変位するように構成されていることを特徴とする。

これにより、請求項１に記載の発明では、第２インク流路口とサブタンク内とは、サブタンクの縮小変形と連動して上方側から下方側に変位する開口部を介して連通した構成となる。一方、サブタンク内の空気は、サブタンクの変形状態によらず、必ず、サブタンク内の上方側に存在する。

したがって、請求項１に記載の発明では、サブタンクの変形状態によらず、開口部をサブタンク内の空気層領域で開口させることができるので、サブタンク内の空気を確実にメインタンク側に排出することが可能となる。

なお、請求項１に記載の発明においては、請求項２に記載の発明のごとく、連通管がサブタンクの伸縮変形に応じて変形することにより、開口部がサブタンクの伸縮変形と連動して上下変位するように構成することが望ましい。

また、請求項３に記載の発明では、連通管は、サブタンクの伸縮変形に応じて弾性変形することを特徴とする。
これにより、請求項３に記載の発明では、連通管の弾性力（復元力）を利用してサブタンクの変形を復元することができる。

請求項４に記載の発明では、サブタンクが最も縮小変位したときに、開口部が、上下方向から見て、インクタンク部の上端面の中央部に位置することを特徴とする。
これにより、請求項４に記載の発明では、サブタンクの変形が復元する際に、サブタンクが傾いてしまうことを抑制しながら、その復元を補助することができる
請求項５に記載の発明では、サブタンクの縮小変形の進行に応じて、開口部が中央部に近づくように連通管の変形を誘導する変形誘導手段を備えることを特徴とする。

これにより、請求項５に記載の発明では、サブタンクが最も縮小変位したときに、開口部が、上下方向から見て、インクタンク部の上端面の中央部に位置するように連通管を変形させることが可能となる。

本実施形態は、本発明に係るインクジェットプリンタをステーション供給方式のインクジェットプリンタに適用したものである。以下、本発明の実施形態に係るステーション供給方式のインクジェットプリンタを図面と共に説明する。

１．図面の説明
図１は、本実施形態に係るインクジェットプリンタの画像形成部を上方側から見た模式図であり、図２（ａ）は変形抑制リング１２１Ｅの正面図であり、図２（ｂ）、図２（ｃ）は変形抑制リング１２１Ｅをサブタンク１２１に装着した状態を示す図であり、図２（ｄ）は図２（ｂ）のＡ部拡大図である。なお、図２（ｂ）はサブタンク１２１が伸張した状態（通常状態）を示し、図２（ｃ）はサブタンク１２１が圧縮された状態を示している。

また、図３（ａ）及び図３（ｃ）はサブタンク１２１の断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、図４（ａ）、図５（ａ）、図６はインクの補充供給作動を示す作動説明図であり、図４（ｂ）、図５（ｂ）はインクの補充供給作動時におけるジョイントバルブの作動を示す作動説明図である。

２．本実施形態に係るインクジェットプリンタの概要
インクジェットプリンタは、周知のごとく、微小なインク滴を記録用紙等の被記録媒体（以下、用紙という。）に向けて噴射することにより用紙に画像を形成していくものである。そして、カラー画像を形成するに場合には、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック等の色を重ね合わせることにより様々な色彩の画像を形成する。

また、ステーション供給方式とは、後述するサブタンク１２１にインクを供給するときには、後述するメインタンクユニット１３０側とサブタンク１２１側とを接続し、一方、画像形成時等のサブタンク１２１にインクを補充供給していないときには、メインタンクユニット１３０側とサブタンク１２１側とを離間させた状態とする方式である。

そして、本実施形態では、サブタンク１２１内の残留インク量が所定量以下となったときに、メインタンクユニット１３０側とサブタンク１２１側とを接続させてサブタンク１２１にインクを補充供給し、一方、サブタンク１２１内の残留インク量が所定量より多いときには、メインタンクユニット１３０側とサブタンク１２１側とを離間させた状態とする。

２．記録ヘッドユニット
図１中、記録ヘッドユニット（キャリッジ）１００は、用紙にインク滴を噴射する記録ヘッド１１０、及び記録ヘッド１１０にインクを供給するサブタンクユニット１２０等を有して構成されたもので、この記録ヘッドユニット１００は、画像形成時に、用紙の搬送方向と直交する方向であって用紙の記録面と平行な方向（図１の左右方向）、つまり主走査方向に走査（往復移動）される。

なお、記録ヘッド１１０のうち搬送されてくる用紙と対向する面には、インクを噴射するためのノズル（図示せず。）が色毎に複数個設けられているとともに、これらのノズルは、色毎に用紙の搬送方向と平行な方向に列状に並んでいる。

サブタンクユニット１２０は、主走査方向に直列に並んだ複数個のサブタンク１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｙ、１２１Ｂｋ、及び各サブタンク１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｙ、１２１Ｂｋを押圧する押圧レバー１２２Ｃ、１２２Ｍ、１２２Ｙ、１２２Ｂｋ等を有して構成されている。

因みに、サブタンク１２１Ｃにはシアン（Ｃ）インクが充填され、サブタンク１２１Ｍにはマゼンタ（Ｍ）インクが充填され、サブタンク１２１Ｙにはイエロー（Ｙ）インクが充填され、サブタンク１２１Ｂｋにはブラック（Ｂｋ）インクが充填されている。

なお、以下、サブタンク１２１Ｃ、１２１Ｍ、１２１Ｙ、１２１Ｂｋは、充填されているインクが異なるのみで、その他同一であるので、以下これらのサブタンクを総称するときは、サブタンク１２１と記す。また、押圧レバー１２２Ｃ、１２２Ｍ、１２２Ｙ、１２２Ｂｋは、押圧するサブタンク１２１が異なるのみであるので、以下、これらの押圧レバーを総称するときは、押圧レバー１２２と記す。

また、押圧レバー１２２は、図４（ａ）に示すように、一端側１２２Ａがサブタンク１２１の上端部に回転可能に連結され、他端１２２Ｂが記録ヘッドユニット１００の外縁部より外側まで延びる押圧手段であり、この押圧レバー１２２の長手方向一端側１２２Ａと他端側１２２Ｂとの間には、押圧レバー１２２を揺動可能に支持する支持部１２２Ｃが設けられている。なお、支持部１２２Ｃは、記録ヘッドユニット１００の本体部に固定されている。

３．サブタンク
サブタンク１２１は、主走査方向及び用紙の搬送方向と直交する方向（本実施形態では、上下方向）に弾性的に伸縮変形可能に構成されている。具体的には、サブタンク１２１は、図２（ｂ）や図３（ａ）等に示すように、伸縮変形可能な蛇腹部（ベローズ部）１２１Ａ、蛇腹部１２１Ａの伸縮方向上端側を閉塞する天板部１２１Ｂ、及び蛇腹部１２１Ａの伸縮方向下端側を閉塞する底板部１２１Ｄ等から構成されている。

なお、サブタンク１２１の伸縮方向は、厳密に上下方向に一致している必要はなく、伸縮方向が上下方向に対して４５度程度ずれていてもよい。
そして、サブタンク１２１は、図１に示すように、蛇腹部１２１Ａの伸縮方向と直行する断面形状が、角部が滑らかな円弧状となった矩形状に形成されている。なお、本実施形態では、用紙の搬送方向がサブタンク１２１の長辺と一致し、走査方向がサブタンク１２１の短辺方向と一致するような長方形状となっているとともに、複数個のサブタンク１２１は、主走査方向に直列に並んで配置されている。

また、蛇腹部１２１Ａは、ＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、又はエラストマー系等の靱性に優れた材料にて蛇腹状に成形したインクタンク部であり、この蛇腹部１２１Ａの外周面側には、図２（ｂ）に示すように、サブタンク１２１（蛇腹部１２１Ａ）が、その伸縮変形方向と交差する方向（本実施形態では、主走査方向及び副走査方向）に変形することを抑制する変形抑制部材を成す変形抑制リング１２１Ｅが装着されている。

変形抑制リング１２１Ｅは、図２（ａ）に示すように、蛇腹部１２１Ａの断面形状に沿うような略矩形環状のものであり、この変形抑制リング１２１Ｅは、図２（ｄ）に示すように、蛇腹部１２１Ａの外周面に接触する当接部１２１Ｆ、及び当接部１２１Ｆを挟んで蛇腹部１２１Ａと反対側に位置して当接部１２１Ｆを補強する補強部１２１Ｇを有して構成されている。

なお、本実施形態では、当接部１２１Ｆと補強部１２１Ｇとは、ＰＯＭ（ポリアセタール）等の機械的強度に優れた樹脂材にて一体成形されている。
また、変形抑制リング１２１Ｅは、図２（ｂ）に示すように、当接部１２１Ｆが蛇腹部１２１Ａの谷部に嵌り込んだ状態で、蛇腹部１２１Ａの伸縮方向において、蛇腹部１２１Ａを等分（本実施形態では、２等分）する位置に装着されている。

ここで、伸縮方向において、蛇腹部１２１Ａを等分する位置とは、厳密に蛇腹部１２１Ａを等分する位置のみに限定されるものではなく、その位置は、谷部の数や谷部の大きさによって厳密に等分する位置からずれる場合もある。つまり、等分する位置とは、当業者がノギス等の計測器を用いること無く、目視で等分する位置と認められる程度の位置をいう。

また、当接部１２１Ｆのうち蛇腹部１２１Ａに面する部位は、図２（ｄ）に示すように、伸縮方向と平行な方向の寸法ｈが蛇腹部１２１Ａに近づくほど小さくなるようにテーパ状（三角状）に形成されているとともに、そのテーパ角θは、蛇腹部１２１Ａが最も圧縮された場合における谷部の角度Θと同等又はそれより小さくとなるように設定されている。

また、天板部１２１Ｂ及び底板部１２１Ｄは、押圧レバー１２２にて天板部１２１Ｂが押圧されたときに、天板部１２１Ｂ及び底板部１２１Ｄが撓み変形してしまうことがないように、蛇腹部１２１Ａに比べて大きな曲げ剛性を有する材質又は形状にて構成となっている。

そして、底板部１２１Ｄには、図３（ａ）に示すように、記録ヘッド１１０側に連通する第１インク流路口１２１Ｈ、及びメインタンクユニット１３０側に連通する第２インク流路口１２１Ｊが設けられており、この第２インク流路口１２１Ｊとサブタンク１２１内上方側（天板部１２１Ｂ側）の空間とは、連通管１２１Ｌにて連通されている。

つまり、連通管１２１Ｌは、その一端側がサブタンク１２１内側から第２インク流路口１２１Ｊに接続され、他端側の開口部１２１Ｎがサブタンク１２１内上方側で開口した構成となっている。なお、図３では、紙面の都合上、変形抑制リング１２１Ｅが省略されている。

また、連通管１２１Ｌは、エラストマー等の弾性変形可能な材質にて構成された円管状のものであり、その上端側は、サブタンク１２１（蛇腹部１２１Ａ）が最も伸張した状態においても、天板部１２１Ｂに直接又は間接的に接触した状態で湾曲している。

このため、天板部１２１Ｂが押圧レバー１２２により押圧され、サブタンク１２１が縮小変形していくと、連通管１２１Ｌがサブタンク１２１の縮小変形に応じて変形するので、開口部１２１Ｎは、サブタンク１２１の縮小変形と連動して上方側から下方側に変位する。

逆に、押圧レバー１２２による押圧力が解除されると、サブタンク１２１自身の復元力及び連通管１２１Ｌの復元力により、開口部１２１Ｎは、サブタンク１２１の伸張変形と連動して下方側から上方側に変位する。つまり、本実施形態では、開口部１２１Ｎは、サブタンク１２１の変形状態によらず、常に、サブタンク１２１内の上方側空間にて開口することとなる。

また、天板部１２１Ｂには、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、サブタンク１２１の縮小変形の進行に応じて、開口部１２１Ｎが天板部１２１Ｂの中央部に近づくように連通管１２１Ｌの変形を誘導する変形誘導手段を成す２本の変形誘導リブ１２１Ｐが設けられている。

そして、変形誘導リブ１２１Ｐは、図３（ａ）に示すように、天板部１２１Ｂのうち連通管１２１Ｌと第２インク流路口１２１Ｊとの接続部に対応する部位側から天板部１２１Ｂの中央部側に延びる一対の壁状部材であり、連通管１２１Ｌの開口部１２１Ｎは、図３（ｂ）に示すように、一対の変形誘導リブ１２１Ｐと天板部１２１Ｂとに形成された略コの字状の溝部１２１Ｑに摺動可能に配設されている。

ここで、天板部１２１Ｂの中央部とは、天板部１２１Ｂのうち、蛇腹部１２１Ａが天板部１２１Ｂに作用させる伸縮方向の力によるモーメント及びサブタンク１２１内の圧力が天板部１２１Ｂに作用させるモーメント等、天板部１２１Ｂに作用するモーメントが釣り合う位置をいう。

なお、本実施形態では、蛇腹部１２１Ａは天板部１２１Ｂにほぼ均等に力を作用させると見なすことができ、内圧による力はパスカルの原理により天板部１２１Ｂ全体に均等に作用するので、本実施形態では、天板部１２１Ｂの中央部は、天板部１２１Ｂの図心（面積モーメントが釣り合う位置）と一致する。

４．メインタンクユニット
メインタンクユニット１３０は、図４（ａ）に示すように、各サブタンク１２１に補充供給するためのインクが充填されている複数個のインクカートリッジ１３１、及びこれらのインクカートリッジ１３１が着脱可能に組み付けられたカートリッジケーシング１３２等から構成されている。

そして、インクカートリッジ１３１は、その幅寸法が他の方向に比べて小さい扁平立方体形状に形成されているとともに、幅方向が水平方向と略一致するように水平方向に並んだ状態でカートリッジケーシング１３２に装着されている。

５．ステーション型インク供給機構
５．１．ステーション型インク供給機構の概略構造
ステーション型インク供給機構（以下、インク供給機構と記す。）１４０は、図４（ａ）に示すように、サブタンク側ジョイントバルブ１５０、メインタンク側ジョイントバルブ１６０、押圧レバー１２２の他端側１２２Ｂを押圧するプッシュロッド１７０、及びメインタンク側ジョイントバルブ１６０及びプッシュロッド１７０を作動させるスライドカム１８０等を有して構成されている。

なお、サブタンク側ジョイントバルブ１５０、メインタンク側ジョイントバルブ１６０、プッシュロッド１７０及びスライドカム１８０等は、サブタンク１２１毎にそれぞれ設けられており、それらは全て同一構造であるので、以下、ブラックインクが充填されているサブタンク１２１用のインク供給機構１４０を例に説明する。

サブタンク側ジョイントバルブ１５０は、記録ヘッドユニット１００の本体部に固定されてサブタンク１２１に連通する接続用バルブである。そして、図４（ｂ）に示すように、略円筒状のバルブハウジング１５１のメインタンク側ジョイントバルブ１６０側には、弁口１５２（図５（ｂ）参照）が形成されたバルブキャップ１５３が液密に組み付けられており、弁口１５２は、バルブハウジング１５１の内側に変位可能に配設された弁体１５４により閉塞されている。

なお、本実施形態に係るバルブキャップ１５３は、エラストマー等の弾性材料にて構成されているとともに、そのメインタンク側ジョイントバルブ１６０側には、弁口１５２の周囲を囲むようにメインタンク側ジョイントバルブ１６０側に突出した環状の突起部１５３Ａが設けられている。

コイルバネ１５５は、弁口１５２を閉じる向きに弁体１５４を内側から押圧する弾性手段であり、このコイルバネ１５５は、バルブハウジング１５１内の圧力によって弁体１５４を閉じる向き押圧する押圧力Ｆ１とコイルバネ１５５による弁体１５４の押圧力Ｆ２との和（＝Ｆ１＋Ｆ２）が、大気圧が弁体１５４を開く向きに押圧する押圧力Ｆ３と略等しくなるか、又は僅かに大きくなるように、初期加重及びバネ定数が設定されている。

そして、本実施形態では、サブタンク側ジョイントバルブ１５０とサブタンク１２１とは、サブタンク１２１の上方側で連通し、サブタンク１２１と記録ヘッド１１０とは、サブタンク１２１の下方側に連通している。

また、メインタンク側ジョイントバルブ１６０は、インクをサブタンク１２１に補充供給する際に、サブタンク側ジョイントバルブ１５０と接続されてサブタンク１２１とインクカートリッジ１３１とを連通させるものである。なお、メインタンク側ジョイントバルブ１６０は、図４（ａ）に示すように、配管やチューブ１６６等のインク供給管を介してインクカートリッジ１３１に連通している。

そして、図４（ｂ）に示すように、略円筒状のバルブハウジング１６１のバルブキャップ１５３側には、弁口１６２が設けられており、この弁口１６２は、バルブハウジング１６１の内側に変位可能に配設された弁体１６３により閉塞される。

コイルバネ１６４は、弁口１６２を閉じる向きの押圧力を弁体１６３に作用させる弾性手段である。プッシュロッド１６５は、サブタンク側ジョイントバルブ１５０側に突出してサブタンク側ジョイントバルブ１５０の弁体１５４を押圧して弁口１５２を開口させるためのものであり、このプッシュロッド１６５は、弁体１６３に一体化されて弁体１６３と一体的に変位する。

スライドカム１８０は、プッシュロッド１７０及びメインタンク側ジョイントバルブ１６０（バルブハウジング１６１）の長手方向端部に接触して、これら１７０、１８０をその長手方向（本実施形態では、上下方向）に移動させるカム面１８１が形成されたものである。

そして、本実施形態では、プッシュロッド１７０及びメインタンク側ジョイントバルブ１６０を上方側に移動させる場合には、後述する排紙ローラ１９０から駆動力を得てスライドカム１８０を図４（ａ）の左側に移動させる。

一方、プッシュロッド１７０及びメインタンク側ジョイントバルブ１６０を下方側に移動させる場合には、排紙ローラ１９０からの駆動力の伝達を遮断してリターン用バネ１８２の弾性力にてスライドカム１８０を図４（ａ）の右側に移動させる。

また、各サブタンク１２１用のスライドカム１８０は、ベース板１８３にて一体化されており、ベース板１８３のうち排紙ローラ１９０側には、図１に示すように、ラックギヤ１８３Ａが設けられている。

そして、排紙ローラ１９０の長手方向端部に設けられたギヤ１９０Ａからラックギヤ１８３Ａ（ベース板１８３）に駆動力を伝達するピニオンギヤ１８４は、ラックギヤ１８３Ａと噛み合う位置とラックギヤ１８３Ａからずれてラックギヤ１８３Ａと噛み合わない位置との間を移動可能に配設されており、このピニオンギヤ１８４は、図示しない電磁ソレノイド等のアクチュエータにてその位置が切り換えられる。

なお、排紙ローラ１９０は、画像形成が終了した用紙を排出口（図示せず。）側に搬送するための搬送手段であり、用紙は、左右一対のフレーム１９１間を搬送されて排出される。

５．２．インク供給機構の概略作動
インク供給機構１４０は、サブタンク１２１内のインク残量が所定量以下となったときにサブタンク側ジョイントバルブ１５０とメインタンク側ジョイントバルブ１６０とを接続し、インクをサブタンク１２１に補充供給するステーション供給手段である。

なお、本実施形態では、記録ヘッド１１０から噴射されたインクの噴射回数（パージ処理用の噴射回数も含む。）が、前回サブタンク１２１にインクを補充供給した時から計時して所定回数に到達したときにサブタンク１２１内のインク残量が所定量以下となったものと推定している。

そして、インクジェットプリンタの作動を制御する制御装置（図示せず。）は、サブタンク１２１内のインク残量が所定量以下となったと判定すると、ピニオンギヤ１８４をラックギヤ１８３Ａと噛み合う位置に移動させるとともに、排紙ローラ１９０を回転させる。

これにより、スライドカム１８０が、図５（ａ）に示すように、紙面左側に移動するため、スライドカム１８０に押圧されてプッシュロッド１７０及びメインタンク側ジョイントバルブ１６０が上方側に移動する。

このため、図５（ｂ）に示すように、メインタンク側ジョイントバルブ１６０が上方に移動して、メインタンク側ジョイントバルブ１６０のプッシュロッド１６５がサブタンク側ジョイントバルブ１５０の弁体１５４を押し上げるので、弁口１５２が開く。

これと同時に、メインタンク側ジョイントバルブ１６０の弁体１６３は、プッシュロッド１６５を介して弁口１６２を開く向きの押圧力を受けるため、弁体１６３が下方側に変位して弁口１６２が開き、サブタンク１２１とインクカートリッジ１３１とが連通した状態となる。

一方、プッシュロッド１７０の先端側が押圧レバー１２２の他端側１２２Ｂを上方側に押し上げるので、図５（ａ）に示すように、押圧レバー１２２の一端側１２２Ａが下方側に下がってサブタンク１２１が押し潰されるように圧縮変形する。このため、サブタンク１２１に残留しているインクは、一旦、インクカートリッジ１３１に戻る。

なお、メインタンク側ジョイントバルブ１６０とサブタンク側ジョイントバルブ１５０とが接続される前にサブタンク１２１が圧縮されると、メインタンク側ジョイントバルブ１６０とサブタンク側ジョイントバルブ１５０とが接続される時に、接続部でインクが漏れる可能性が高いので、本実施形態では、サブタンク側ジョイントバルブ１５０とメインタンク側ジョイントバルブ１６０との接続が完了した後に、サブタンク１２１の圧縮が開始されるようにカム面１８１の形状及びスライドカム１８０の作動方向が設定されている。

また、サブタンク１２１を圧縮する際の圧縮圧力が過度に大きいと、記録ヘッド１１０の噴射口に形成されているメニスカスが破壊されるおそれがあるので、カム面１８１の形状及びスライドカム１８０の作動速度は、メニスカスが破壊されない程度の圧力（例えば、４ｋＰａ以下）でサブタンク１２１を圧縮するように設定されている。

そして、制御装置は、ピニオンギヤ１８４をラックギヤ１８３Ａと噛み合う位置に移動させて排紙ローラ１９０を回転させた時から所定時間が経過したとき、又は排紙ローラ１９０の総回転量が所定総回転量に到達したときに、サブタンク１２１の圧縮が完了したものと見なして、ピニオンギヤ１８４をラックギヤ１８３Ａと噛み合わない位置まで移動させるとともに排紙ローラ１９０の回転を停止させる。

これにより、図６に示すように、スライドカム１８０は紙面右側に移動し始めてプッシュロッド１７０が下方側に変位するとともに、サブタンク１２１が自身の復元力により膨張拡大していくため、インクカートリッジ１３１内のインクがサブタンク１２１に吸引されて補充供給される。

そして、スライドカム１８０が更に紙面右側に移動すると、図４に示すように、プッシュロッド１７０が押圧レバー１２２から離隔するとともに、サブタンク側ジョイントバルブ１５０とメインタンク側ジョイントバルブ１６０との接続状態が解除されて、サブタンク側ジョイントバルブ１５０及びメインタンク側ジョイントバルブ１６０が閉じる。

なお、プッシュロッド１７０と押圧レバー１２２とが接触している状態でサブタンク側ジョイントバルブ１５０とメインタンク側ジョイントバルブ１６０との接続状態が解除されると、接続部からインクが漏れ出るおそれが高いので、本実施形態では、プッシュロッド１７０が押圧レバー１２２から離隔した後に、サブタンク側ジョイントバルブ１５０とメインタンク側ジョイントバルブ１６０との接続状態が解除されるようにカム面１８１の形状及びスライドカム１８０の作動方向が設定されている。

ところで、画像形成時においては、図４に示すように、サブタンク側ジョイントバルブ１５０とメインタンク側ジョイントバルブ１６０との接続状態が解除されて、サブタンク側ジョイントバルブ１５０及びメインタンク側ジョイントバルブ１６０が閉じているが、サブタンク１２１内のインクが消費されると、サブタンク１２１が縮小するように弾性変形するので、サブタンク１２１内の圧力が低下し、この低下したサブタンク１２１内の圧力（負圧）により記録ヘッド１１０に形成されたメニスカスが維持される。

このとき、サブタンク１２１内のインクが多量に消費されてサブタンク１２１内の圧力が過度に低下すると、大気圧とサブタンク１２１内圧力との圧力差が過度に大きくなってメニスカスが破壊されてしまうおそれがある。

しかし、本実施形態では、コイルバネ１５５は、バルブハウジング１５１内の圧力によって弁体１５４を閉じる向き押圧する押圧力Ｆ１とコイルバネ１５５による押圧力Ｆ２との和（＝Ｆ１＋Ｆ２）が、大気圧が弁体１５４を開く向きに押圧する押圧力Ｆ３と略等しくなるか、又は僅かに大きくなるように、初期加重及びバネ定数が設定されているので、サブタンク１２１内の圧力が過度に低下すると、サブタンク側ジョイントバルブ１５０が開き、サブタンク１２１内の圧力が上昇する。

そして、大気圧とサブタンク１２１内圧力との圧力差がコイルバネ１５５の押圧力に相当する圧力差まで小さくなると、サブタンク側ジョイントバルブ１５０が閉じて、サブタンク１２１内の圧力がメニスカスを維持するために適正な圧力に維持される。

つまり、本実施形態では、大気圧とサブタンク１２１内圧力との圧力差がコイルバネ１５５の押圧力に相当する圧力差に維持されるように、サブタンク側ジョイントバルブ１５０が機械的に自動開閉制御される。

６．本実施形態に係るインクジェットプリンタの特徴
空気や塵埃等のインク以外の異物が記録ヘッド１１０に混入すると、インク吐出不良が発生してしまう。そこで、本実施形態に係るインクジェットプリンタでは、定期的に又は利用者により指令されたときに、サブタンク１２１を圧縮するように縮小変形させることにより、インクと共に記録ヘッド１１０内の異物を記録ヘッド１１０外に排出する正圧パージ機能を有している。

しかし、記録ヘッド１１０内の異物を確実に排出するには、比較的大きなインク圧力（例えば、約５０ｋＰａ以上）を発生させる必要があるが、インク圧力が大きくなり、サブタンク１２１内の圧力が上昇してサブタンク１２１が外側に膨らむように変形してしまうと、インク圧力が低下してしまい十分な正圧パージを行うことができない。

これに対しては、剛性の高い材料又は形状でサブタンク１２１を構成すれば解決することができるものの、この解決手段では、サブタンク１２１自体が変形し難い構成となり、サブタンク１２１を伸縮変形させる際に大きな力を必要とするので、妥当な解決手段とは言い難い。

しかし、本実施形態では、蛇腹部１２１Ａの外周面側に、サブタンク１２１が、その伸縮変形方向と交差する方向に変形することを抑制する変形抑制リング１２１Ｅが設けられているので、サブタンク１２１の伸縮変形を阻害することなく、サブタンク１２１が外側に膨らむように変形してしまうことを抑制できる。

ところで、蛇腹部１２１Ａが外側に膨らむように変形する際には、谷部が先に変形し易く、かつ、谷部が膨らむように変形すると、インク圧力が大きく低下するので、効果的に正圧パージできない。しかし、本実施形態のごとく変形抑制リング１２１Ｅを蛇腹部１２１Ａの谷部に配設すれば、効果的にサブタンク１２１の変形及びインク圧力の低下を抑制できるので、効果的に正圧パージをすることができる。

また、当接部１２１Ｆは、伸縮方向と平行な方向の寸法ｈが蛇腹部１２１Ａに近づくほど小さくなるようなテーパ状に構成されているので、変形抑制リング１２１Ｅが蛇腹部１２１Ａの縮小変形を阻害してしまうことを抑制できる。

ところで仮に、記録ヘッド１１０側に連通する第１インク流路口１２１Ｈがサブタンク１２１に上方側に設けられ、かつ、メインタンクユニット１３０側に連通する第２インク流路口１２１Ｊが下方側に設けられていると、サブタンク１２１内の空気をメインタンクユニット１３０側に排出させるべく、サブタンク１２１を縮小変形させると、サブタンク１２１内の上方側に溜まっている空気が記録ヘッド１１０側に供給され、サブタンク１２１内の下方側に溜まっているインクのみがメインタンクユニット１３０側に供給されてしまい、却って、インク吐出不良が発生し易くなってしまう。

なお、サブタンク１２１内の空気をメインタンクユニット１３０側に排出させるためにサブタンク１２１を縮小変形させる作動モード（以下、空気抜きモードという。）は、正圧パージと同様に、定期的に又は利用者により指令されたときに実行される。

これに対して、本実施形態では、第２インク流路口１２１Ｊとサブタンク１２１内とは、前述したように、サブタンク１２１の縮小変形と連動して上方側から下方側に変位する開口部１２１Ｎを介して連通した構成となる。一方、サブタンク１２１内の空気は、サブタンク１２１の変形状態によらず、必ず、サブタンク１２１内の上方側に存在する。

したがって、本実施形態では、サブタンク１２１の変形状態によらず、開口部１２１Ｎをサブタンク１２１内の空気層領域で開口させることができるので、サブタンク１２１内の空気を確実にメインタンクユニット１３０側に排出することが可能となる。

また、本実施形態では、連通管１２１Ｌは、サブタンク１２１の伸縮変形に応じて弾性変形するので、連通管１２１Ｌの弾性力（復元力）を利用してサブタンク１２１の変形を復元させることができ、サブタンク１２１を確実に伸張させることができる。

また、本実施形態では、サブタンク１２１の縮小変形の進行に応じて、開口部１２１Ｎが天板部１２１Ｂの中央部に近づくように連通管１２１Ｌの変形を誘導する変形誘導リブ１２１Ｐを備えているので、サブタンク１２１が最も縮小変位したときに、開口部１２１Ｎが、天板部１２１Ｂの中央部に位置するように連通管１２１Ｌを変形させることが可能となる。

そして、サブタンク１２１が最も縮小変位したときに、開口部１２１Ｎが天板部１２１Ｂの中央部に位置すると、サブタンク１２１の変形が復元する際に、サブタンク１２１が傾いてしまうことを抑制しながら、その復元を補助することが可能となる。

ところで、本実施形態では、第１インク流路口１２１Ｈ及び第２インク流路口１２１Ｊは共に底板部１２１Ｄに設けられているが、仮に、第１インク流路口１２１Ｈ及び第２インク流路口１２１Ｊを共に天板部１２１Ｂに設けると、第１インク流路口１２１Ｈ及び第２インク流路口１２１Ｊに接続された可撓性を有するインクチューブの存在等により、押圧レバー１２２にてサブタンク１２１（天板部１２１Ｂ）を押圧する際に、サブタンク１２１が傾いてサブタンク１２１を上下方向に均一に変形させることが難しくなる。

そして、サブタンク１２１が上下方向に均一に縮小変形しないと、押圧レバー１２２の作動量に対する実際の縮小変形量が小さくなり、圧縮効率が低下するので、正圧パージ時、空気抜きモード時やインクをメインタンクユニット１３０側に戻す際の作動効率が低下してしまう。

これに対して、本実施形態では、第１インク流路口１２１Ｈ及び第２インク流路口１２１Ｊが共に、押圧レバー１２２による押圧力が直接的に作用しない底板部１２１Ｄに設けられているので、サブタンク１２１を上下方向に均一に縮小変形させることが可能となり、正圧パージ時やインクをメインタンクユニット１３０側に戻す際の作動効率が低下してしまうことを未然に抑制できる。

（その他の実施形態）
上述の実施形態では、第１インク流路口１２１Ｈと第２インク流路口１２１Ｊとは、互いに対向する位置に設けられていたが（図３（ａ）参照）、本発明はこれに限定されるものではない。

また、上述の実施形態では、蛇腹部１２１Ａが上下方向に伸縮可能であったが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、上述の実施形態では、連通管１２１Ｌは弾性変形可能なものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば連通管１２１Ｌをテレスコープ状とすることによりその軸方向に伸縮変位可能とする、又は連通管１２１Ｌを揺動可能に底板部１２１Ｄに組み付けて天板部１２１Ｂの上下変位に連動して上下に揺動する構成とする、又は連通管１２１Ｌを弾性が殆ど無い可撓性を有するもので構成して開口部１２１Ｎを天板部１２１Ｂに連結する等としてもよい。

また、上述の実施形態では、変形誘導リブ１２１Ｐにより、開口部１２１Ｎが中央部に近づくように連通管１２１Ｌの変形を誘導する変形誘導手段を構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、連通管１２１Ｌを底板部１２１Ｄに対して傾いた状態で第２インク流路口１２１Ｊに接続する、又は天板部１２１Ｂに連通管１２１Ｌの初期変形方向を案内する傾斜面を設ける等してもよい。

また、上述の実施形態では、変形抑制リング１２１Ｅが蛇腹部１２１Ａを２等分する位置に配設されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばｎ等分するように、ｎ−１個の変形抑制リング１２１Ｅを蛇腹部１２１Ａに装着する、又は等分しない位置に装着する、又は等変形抑制リング１２１Ｅを廃止する等してもよい。

また、上述の実施形態では、サブタンク１２１が略矩形断面形状を有するものであったが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば円形断面形状を有するものであってもよい。

また、上述の実施形態では、当接部１２１Ｆが谷部に嵌り込むように変形抑制リング１２１Ｅが装着されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、山部の頂点を覆うように変形抑制リング１２１Ｅを装着してもよい。

また、上述の実施形態では、当接部１２１Ｆがテーパ状に形成されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば当接部１２１Ｆを球面状としてもよい。
また、上述の形態では、変形抑制リング１２１Ｅを環状（Ｏ字状）としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＵ字状又はＣ字状としてもよい。

また、上述の実施形態では、ステーション供給方式のインクジェットプリンタに本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではない。
また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

本実施形態に係るインクジェットプリンタの画像形成部を上方側から見た模式図である。 （ａ）は変形抑制リング１２１Ｅの正面図であり、（ｂ）及び（ｃ）は変形抑制リング１２１Ｅをサブタンク１２１に装着した状態を示す図であり、（ｄ）は図２（ｂ）のＡ部拡大図である。 （ａ）及び（ｃ）はサブタンク１２１の断面図であり、（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）はインクの補充供給作動を示す作動説明図であり、（ｂ）はインクの補充供給作動時におけるジョイントバルブの作動を示す作動説明図である。 （ａ）はインクの補充供給作動を示す作動説明図であり、（ｂ）はインクの補充供給作動時におけるジョイントバルブの作動を示す作動説明図である。 インクの補充供給作動を示す作動説明図である。

符号の説明

１００…記録ヘッドユニット、１１０…記録ヘッド、１２０…サブタンクユニット、
１２１…サブタンク、１２１Ａ…蛇腹部、１２１Ｂ…天板部、１２１Ｄ…底板部、
１２１Ｅ…変形抑制リング、１２１Ｆ…当接部、１２１Ｇ…補強部、
１２１Ｈ…第１インク流路口、１２１Ｊ…第２インク流路口、１２１Ｌ…連通管、
１２１Ｎ…開口部、１２１Ｐ…変形誘導リブ、１２１Ｑ…溝部、
１２２…押圧レバー、１３０…メインタンクユニット、
１３１…インクカートリッジ、１３２…カートリッジケーシング、
１４０…インク供給機構、１５０…サブタンク側ジョイントバルブ、
１５１…バルブハウジング、１５２…弁口、１５３…バルブキャップ、
１５３Ａ…突起部、１５４…弁体、１５５…コイルバネ、
１６０…メインタンク側ジョイントバルブ、１６１…バルブハウジング、
１６２…弁口、１６３…弁体、１６４…コイルバネ、１６５…プッシュロッド、
１７０…プッシュロッド、１８０…スライドカム、１８１…カム面、
１８２…リターン用バネ、１８３…ベース板、１８３Ａ…ラックギヤ、
１８４…ピニオンギヤ、１９０…排紙ローラ、１９０Ａ…ギヤ。

Claims (5)

1. 往復移動しながら被記録媒体に向けてインクを噴射する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドに供給されるインクが蓄えられるメインタンクと、
   上下方向に伸縮変形可能なインクタンク部を有し、前記記録ヘッド側に連通する第１インク流路口、及び前記メインタンク側に連通する第２インク流路口が共に下方側に設けられたサブタンクと、
   一端側が前記サブタンク内側から前記第２インク流路口に接続され、他端側が前記サブタンク内で開口することにより、前記第２インク流路口と前記サブタンク内とを連通させる連通管とを備え、
   前記連通管は、その他端側に設けられた開口部が前記サブタンクの縮小変形と連動して上方側から下方側に変位するように構成されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記連通管が前記サブタンクの伸縮変形に応じて変形することにより、前記開口部が前記サブタンクの伸縮変形と連動して上下変位することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記連通管は、前記サブタンクの伸縮変形に応じて弾性変形することを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記サブタンクが最も縮小変位したときに、前記開口部が、上下方向から見て、前記インクタンクの上端面の中央部に位置することを特徴とする請求項３に記載のインクジェットプリンタ。
5. 前記サブタンクの縮小変形の進行に応じて、前記開口部が前記中央部に近づくように前記連通管の変形を誘導する変形誘導手段を備えることを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリンタ。

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