JP4915831B2 - 廃インクタンク - Google Patents

Description

本発明は、印字ヘッドから排出された廃インクが貯められる廃インクタンクに関する。

記録紙などの記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式の画像形成装置が広く使用されている。この画像形成装置は、インクを吐出するノズルやインク吐出口（ノズルの出口）が複数形成された印字ヘッド（記録ヘッド）を備えており、複数のインク吐出口は印字ヘッドのほぼ平らなインク吐出口形成面（フェイス面）に形成されている。この印字ヘッドには、キャリッジと共に主走査方向に移動しながらインクを吐出する走査タイプと、固定されて停止した状態でインクを吐出する固定タイプとがある。一般に、走査タイプの印字ヘッドは記録媒体の幅（記録媒体搬送方向に直交する方向の長さ）よりも充分に短いが、固定タイプの印字ヘッドは記録媒体の幅よりもやや長い。

上記した画像形成装置では、印字ヘッドのノズルに紙粉などのゴミや気泡が詰まってインク吐出不良や画像の乱れといった不具合が発生することがある。この不具合を解決するための一つの技術として、印字ヘッドからインクを排出して（吐出して）このインクと共にノズル内のゴミや気泡を排出する技術が知られている。このように印字ヘッドからインクを排出してノズル内のゴミや気泡を排出するために画像形成装置には回復機構が組み込まれている。

印字ヘッドから排出されたインク（廃インク）は回復機構を経由して廃インクタンクに貯められる。廃インクタンクには、インクを吸収するスポンジなどのインク吸収体が内部に収容されて、このインク吸収体に廃インクを吸収させて貯めておくタイプ（吸収体タイプ）と、インク吸収体を収容せずに廃インクを液体の状態で貯めておくタイプ（液体タイプ）のものがある。いずれのタイプの廃インクタンクも廃インクを貯める量には限界があるので、適宜のタイミングで交換されるようになっている。

吸収体タイプの廃インクタンクでは、インク吸収体が廃インクで満タンになったか否かの判定は、印字ヘッドから排出したインクの量に基づいて行われる。このインクの量が所定量になったときは、その一定の割合が廃インクとなり、インク吸収体が廃インクで満タンになったと判定されて、廃インクタンクを交換する表示が操作部等にされる。

液体タイプの廃インクタンクでは、廃インクタンクが廃インクで満タンになったか否かの判定は、吸収体タイプと同様に、印字ヘッドから排出したインクの量に基づいて行われることもある。また、この判定が、廃インクタンク内の廃インクの液面を光学式又は電気式に検出することにより行われることもある。

上記した吸収体タイプの廃インクタンクでは、インク吸収体の体積の６〜７割程度の体積分しか廃インクが吸収されない。このため、廃インクタンクに収容された廃インクの量に比べて廃インクタンクのサイズがおおきくなる。この結果、廃インクタンクの占有体積が大きくなるので、広いスペースが必要となる。また、多孔質のインク吸収体を使用して、顔料インク等粒子状物質を含む廃インクを吸収させたときは、このインク吸収体に廃インクが吸収されにくくなってしまったり、粒子状物質の固着等の要因でインク吸収体が目詰まりを生じて廃インクが吸収されなくなったりする可能性がある。また、上記したように印字ヘッドから排出した廃インクの量に基づいて、インク吸収体が廃インクで満タンになったか否かを判定する場合、廃インクの蒸発等が考慮されないので、インク吸収体に吸収された廃インクの量は精度良く計算されない。従って、インク吸収体から廃インクを溢れさせないために、インク吸収体が吸収できる廃インクの最大量よりも少ない量を基準にして満タンと判定している。このため、インク吸収体を効率良く使用できずに交換しなければならない可能性がある。

また、上記した液体タイプの廃インクタンクでは、廃インクタンク内に泡が発生することがある。このように泡が発生した場合、廃インクタンク内の廃インクの量を光学式又は電気式に検出するときに、この泡を検出して誤検出するおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑み、発生した泡の影響を受けずに廃インクの液面の位置を正確に検知できる廃インクタンクを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明の廃インクタンクは、印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、印字ヘッドから排出された廃インクが貯められる廃インクタンクにおいて、
前記廃インクタンク内を、廃インクが流入する流入口が位置し、前記流入口から流入する廃インクを液体の状態で貯留する第１空間と、前記廃インクタンク内の底部において前記第１空間と連通し、前記第１空間から流入する廃インクを液体の状態で貯留する第２空間とに仕切るための前記廃インクタンク内で上下方向に延びる仕切壁と、
前記第２空間に配置され、前記第２空間内を上部空間と下部空間とに仕切るための部材であって、前記廃インク内の泡を除去するための泡除去部材と、
前記第２空間の前記上部空間に配置され、前記下部空間から前記泡除去部材を介して流入する前記上部空間内の廃インクの液面レベルを検出するための電極と、
を備えたことを特徴とするものである。

さらに、前記第２空間を形成する上壁に形成された、大気に連通する大気連通口を有してもよい。

本発明によれば、廃インクから泡が除去されて、泡が除去された廃インクの液面が液面検出手段によって検出される。このため、泡の影響を受けずに廃インクの液面の位置を正確に検出できる。この結果、廃インクタンク内の廃インクの量を正確に検出できるので、ほぼ満タンになるまで廃インクタンクに廃インクを貯められる。従って、廃インクタンクを効率良く使用できる。

本発明は、インクジェットプリンタに装着される廃インクタンクに実現された。

図１を参照して、本発明の廃インクタンクの一実施例が組み込まれた画像形成装置を説明する。

図１は、本発明の廃インクタンクの一実施例が組み込まれた画像形成装置を示す説明図である。

画像形成装置（インクジェットプリンタ）１０は、この画像形成装置１０に画像情報を送るホストＰＣ（パソコン）（図示せず）に接続されている。画像形成装置１０には、６つ（６本）の印字ヘッド２２−１、２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６が記録媒体（ここではカット紙）Ｐの搬送方向（矢印Ａ方向）に並んで配置されている。６つの印字ヘッド２２−１、２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６からはそれぞれ黒、シアン、マゼンタ、イエロー等の異なる色のインクが吐出される。これら６つの印字ヘッド２２−１、２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６は、所謂ラインヘッドであり、図１の紙面に直交する方向に延びている。これら６つの印字ヘッド２２−１、２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６の長さは、画像形成装置１０で印字できる記録媒体のうち最大の幅（図１の紙面に直交する方向の長さ）よりもやや長い。また、これら６つの印字ヘッド２２−１、２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６は、画像形成中は固定されて動かないが、周知のように回復動作の際には上下方向（矢印Ｂ方向）に移動する。

画像形成装置１０には、６つの印字ヘッド２２−１、２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６から安定してインクを吐出できるように回復機構５０が組み込まれている。この回復機構５０は、６つの印字ヘッド２２−１、２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６のインク吐出口形成面（フェイス面ともいい、インクを吐出するインク吐出口が形成された面である。図示せず）に付着した紙紛やごみ、残滴等を清掃をするためのものでもある。また、回復機構５０には、待機中や回復動作のときに各フェイス面を塞ぐキャッピングユニット６０が備えられている。回復機構５０やそのキャッピングユニット６０は各印字ヘッド２２−１、２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６に独立して設けられており、図１の例では６色分（即ち、６つの回復機構５０とキャッピングユニット６０）が示されている。なお、図１には、１２個のキャッピングユニット６０が示されているが、右側の６つのキャッピングユニット６０は、左側の６つのキャッピングユニット６０が右に移動したときの状態（印字中の状態）を示している。

カット紙Ｐは給紙機構８０から供給される。カット紙Ｐは積載トレイ８２に積載されている。給紙機構８０は、積載トレイ８２に積載されたカット紙Ｐを上から順に矢印Ａ方向に搬送する給紙ローラ８４、この給紙ローラ８４によって搬送されてきたカット紙Ｐを一枚ずつ分離する分離ローラ８６、分離ローラ８６によって分離されたカット紙Ｐを所定のタイミングで矢印Ａ方向に供給するレジストローラ８８などを備えている。なお、画像形成装置１０には、印字動作を制御する制御器９１も備えられている。

給紙機構８０から供給されたカット紙Ｐは搬送機構９０によって連続的に矢印Ａ方向に搬送される。搬送機構９０は、カット紙Ｐを載置して矢印Ａ方向に搬送する搬送ベルト９２、この搬送ベルト９２を回転させる搬送モータ９４、搬送ベルト９２に張力を与えるローラ９６などから構成されている。また、搬送機構９０は、給紙機構８０から供給されたカット紙Ｐを搬送ベルト９２に載置させるピンチローラ９８、搬送ベルト９２に載置されているカット紙Ｐを上から押え付けて印字ヘッド２２−１、２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６に接触させないようにする拍車９３、この拍車９３に付着したインクを清掃する拍車クリーナ９５なども備えている。

さらに、画像形成装置１０には、上記の部品・部材の他、各印字ヘッド２２―１、２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６に供給されるインクを貯蔵するインクカートリッジ２４―１、２４−２、２４−３、２４−４、２４−５、２４−６や、印字ヘッド２２―１、２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６にインクを供給したり回復動作をしたりするためのポンプユニット（図示せず）なども備えられている。なお、ピンチローラ９８の近傍には、カット紙Ｐを検知する検知センサ９９が配置されており、この検知センサ９９によって、カット紙Ｐがプリンタ本体に導入されたことが検知される共にカット紙Ｐの印字位置が検出される。

カット紙Ｐに画像を形成する際には、搬送中のカット紙Ｐの記録開始位置が印字ヘッド２２−１の下に到達した後に、記録データに基づいて印字ヘッド２２―１からブラックインクを選択的に吐出する。同様に印字ヘッド２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６の順に、各色のインクを吐出してカラー画像をカット紙Ｐに形成する。カラー画像の形成されたカット紙Ｐは排紙トレイ９２に排紙されて積載される。

画像形成装置１０の下部には、回復動作の際に印字ヘッド２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６から回復機構５０に排出されたインク（廃インク）が貯められる廃インクタンク１００が着脱自在に装着されている。回復機構５０と廃インクタンク１００は廃インクチューブ９４によって接続されている。回復動作の際に印字ヘッド２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６から回復機構５０に排出された廃インクは、回復機構５０の内部で一時的に貯められており、この貯められた廃インクが一定量になったときは、廃インクの重量（重さ）によって自由落下し、廃インクチューブ９４を通って廃インクタンク１００に流れ込む。

図２を参照して、回復機構５０と廃インクタンク１００について説明する。

図２は、印字ヘッドの下に位置する回復機構とこの回復機構に接続された廃インクタンクを示す模式図である。

上述したように各印字ヘッド２２―１、２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６にはそれぞれキャッピングユニット６０が用意されており、各キャッピングユニット６０は同じ構造のものである。ここでは、３つの印字ヘッド２２―１、２２−２、２２−３を例に挙げて説明するが、他の３つの印字ヘッド２２−４、２２−５、２２−６についても同じ構造である。各キャッピングユニット６０には、インク吐出口形成面２２−１ｓ、２２−２ｓ、２２−３ｓ、２２−４ｓ、２２−５ｓ、２２−６ｓを塞ぐキャップ６２が備えられている。キャップ６２は、各インク吐出口形成面２２−１ｓ、２２−２ｓ、２２−３ｓの形状に合ったものであり、例えば楕円形状のものである。

また、インク吐出口形成面２２−１ｓ、２２−２ｓ、２２−３ｓに付着している残滴（インク）やゴミを取り除くために、これらインク吐出口形成面２２−１ｓ、２２−２ｓ、２２−３ｓを拭く（ワイピングする）ワイパブレード６４が配置されている。ワイパブレード６４はインク吐出口形成面２２−１ｓ、２２−２ｓ、２２−３ｓに接触しながら移動することにより、これらインク吐出口形成面２２−１ｓ、２２−２ｓ、２２−３ｓの残滴、ゴミ等を除去する。また、各キャップ６２の内部には、印字ヘッド２２―１、２２−２、２２−３から排出されるインクをそれぞれのインク溜まり２２―１ｔ、２２−２ｔ、２２−３ｔに案内する（導く）インクガイド（図示せず）が形成されている。

３つのインク溜まり２２―１ｔ、２２−２ｔ、２２−３ｔに一定量溜まったインクは、回復機構５０のインクガイド部材５２を伝って廃インクチューブ９４に流れ込み、さらに、廃インクタンク１００に流入する。このようにして廃インクタンク１００には、各印字ヘッド２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６から排出されたインク（廃インク）が貯められる。

図３と図４を参照して廃インクタンクの一例を説明する。

図３は、廃インクが半分程度貯まった廃インクタンクを示す模式図である。図４は、ほぼ満タンまで廃インクが貯まった廃インクタンクを示す模式図である。これらの図では、図２に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号が付されている。

廃インクタンク１００は画像形成装置１０に着脱自在に装着される。廃インクタンク１００は円筒状のものであり、その上壁１０４の隅には、廃インクチューブ９４の一端部が接続された廃インク流入口（廃液口）１０６が形成されている。廃インク流入口１０６の上端部１０６ａには廃インクチューブ９４の一端部が接続されており、下端部１０６ｂは廃インクタンク１００の内部の上の第１空間１１０ａに位置している。廃インク流入口１０６には廃インクチューブ９４を通って廃インクが流れてくる。廃インク流入口１０６に流れてきた廃インクは、図３に示すように廃インクタンク１００の内部に落下して、底部から貯まる廃インクＩ（液体のインク）と、この廃インクＩの上に形成された泡Ｓになる。

廃インク流入口１０６の中間部分には、所定のタイミングで開閉する開閉弁１０８が取り付けられている。画像形成装置１０に装着されている廃インクタンク１００を取り外すことにより開閉弁１０８が閉じて廃インク流入口１０６は密閉される。この逆に、廃インクタンク１００を画像形成装置１０に装着することにより開閉弁１０８が開いて廃インク流入口１０６も開く。

廃インクタンク１００の内部の上の空間は、仕切壁１１０によって２つの空間（第１空間１１０ａと第２空間１１０ｂ）に仕切られている。この仕切壁１１０は、廃インクタンク１００の内壁面の一部分から他部分までつながって形成されたものであり、上壁１０４の下面から下方に延びる仕切壁１１０と廃インクタンク１００の内壁面とで囲まれた空間の一方が上記の第１空間１１０ａであり、他方が第２空間１１０ｂである。仕切壁１１０の高さ（廃インクタンク１００の高さ方向の長さ）は、廃インクタンク１００の高さの約１／３〜１／４である。

第２空間１１０ｂには、泡Ｓを除去する多孔質の泡除去部材１１２が配置されている。この泡除去部材１１２は、上壁１０４に並行に広がったものであり、第２空間１１０ｂの横方向（廃インクタンク１００の高さ方向に直交する方向）の全面に渡って広がっている。従って、廃インクタンク１００の底から第２空間に浸入してきた廃インクＩと泡Ｓの全ては泡除去部材１１２の下方から接近してこれに接触し、図４に示すように、泡Ｓは泡除去部材１１２に吸収されて除去される一方、廃インクＩだけが泡除去部材１１２を通過する。

上壁１０４のうち第２空間１１０ｂに位置する部分には、この第２空間１１０ｂと大気を連通する大気連通口１１４が形成されている。また、第２空間１１０ｂのうち泡除去部材１１２の上の部分には、廃インクＩの液面を検知する液面検知センサ１１６が配置されている。液面検知センサ１１６は２本の電極１１６ａ、１１６ｂを有しており、廃インクＩの液面が電極１１６ａに達することにより２本の電極１１６ａ、１１６ｂ間に電流が通じるように構成されている。２本の電極１１６ａ、１１６ｂ間に電流が通じたときは、廃インクＩの液面が電極１１６ａに達したことが検知されて廃インクタンク１００がほぼ満タンになったと判断される。上記した泡除去部材１１２と液面検知センサ１１６によって、本発明にいう液面検出手段の一例が構成されている。

廃インク流入口１０６から流入してきた廃インクＩは、初期の状態では図３に示すように、廃インクタンク１００の底に貯まっており、廃インクＩの上には多量の泡Ｓが形成されている。廃インク流入口１０６から廃インクＩがさらに流入してくることにより、図４に示すように、泡除去部材１１２の下方から泡Ｓと共に廃インクＩが泡除去部材１１２に接近して、泡Ｓは泡除去部材１１２に吸収されて除去され、廃インクＩだけが泡除去部材１１２を通過する。泡除去部材１１２を通過した廃インクＩが電極１１６ｂを通過して電極１１６ａに達したときは、液面検知センサ１１６に廃インクＩの液面が検知されるので、廃インクタンク１００が満タンになったと判断され、この満タンが画像形成装置１０（図１参照）の操作部（図示せず）に表示される（又は、警告される）。

上記のように廃インクタンク１００では、内部に発生した泡Ｓの影響を受けずに廃インクＩの液面を誤検知無しに正確に検知できるので、廃インクタンク１００を廃インクＩで満タンにすることができ、廃インクタンク１００を効率良く使用できることとなる。

本発明の廃インクタンクの一実施例が組み込まれた画像形成装置を示す説明図である。 印字ヘッドの下に位置する回復機構とこの回復機構に接続された廃インクタンクを示す模式図である。 廃インクが半分程度貯まった廃インクタンクを示す模式図である。 ほぼ満タンまで廃インクが貯まった廃インクタンクを示す模式図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
２２―１、２２−２、２２−３、２２−４、２２−５、２２−６ 印字ヘッド
９４ 廃インクチューブ
１００，２００ 廃インクタンク
１０６ 廃インク流入口（廃液口）
１１０，２１０ 仕切壁
１１０ａ，２１０ａ 第１空間
１１０ｂ，２１０ｂ 第２空間
１１２ 泡除去部材
１１６ 液面検知センサ
Ｉ 廃インク
Ｓ 泡

Claims (2)

1. 印字ヘッドから記録媒体にインクを吐出して画像を形成するインクジェット方式画像形成装置における、印字ヘッドから排出された廃インクが液体の状態で貯められる廃インクタンクにおいて、
   前記廃インクタンク内を、廃インクが流入する流入口が位置し、前記流入口から流入する廃インクを液体の状態で貯留する第１空間と、前記廃インクタンク内の底部において前記第１空間と連通し、前記第１空間から流入する廃インクを液体の状態で貯留する第２空間とに仕切るための前記廃インクタンク内で上下方向に延びる仕切壁と、
   前記第２空間に配置され、前記第２空間内を上部空間と下部空間とに仕切るための部材であって、前記廃インク内の泡を除去するための泡除去部材と、
   前記第２空間の前記上部空間に配置され、前記下部空間から前記泡除去部材を介して流入する前記上部空間内の廃インクの液面レベルを検出するための電極と、
   を備えたことを特徴とする廃インクタンク。
2. 前記第２空間を形成する上壁に形成された、大気に連通する大気連通口を有することを特徴とする請求項１に記載の廃インクタンク。

Images