JP5115103B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、被記録媒体に向けて液体を吐出する液体吐出装置に関し、特にステーション供給方式と呼ばれる液体供給方式を適用した液体吐出装置に関する。

例えばインクジェットプリンタ等の液体吐出装置は、液体を吐出する吐出ヘッドと、該吐出ヘッドを保持して往復移動自在なキャリッジとを備え、キャリッジが液体吐出位置にあるときに吐出ヘッドから被記録媒体に向けて液体を吐出し、被記録媒体に画像や文字を印刷するようになっている。装置の本体には、液体を貯留した液体メインタンクが着脱自在に装着される。この液体メインタンクから吐出ヘッドに液体を供給する方式として、チューブ供給方式と呼ばれるものや、ステーション供給方式と呼ばれるものがある。

特許文献１には、チューブ供給方式を適用した液体吐出装置が開示されている。この液体吐出装置は、本体に装着された液体メインタンクと吐出ヘッドとが常時チューブで接続されており、吐出ヘッドから液体が吐出されると、液体メインタンクに貯留されている液体がこのチューブを介して吐出ヘッドに随時供給されるようになっている。

特許文献２には、ステーション供給方式を適用した液体吐出装置が開示されている。この液体吐出装置は、キャリッジに保持された液体サブタンクを備え、キャリッジが液体吐出位置にあるときには、液体サブタンクと液体メインタンクとが連通しない状態となり、吐出ヘッドには液体サブタンク内の液体が供給される。液体サブタンク内の液体残量が所定量以下になる等の所定の条件下になると、キャリッジを液体吐出装置とは異なる液体補充位置に移動させて液体サブタンクを液体メインタンクと連通させ、液体メインタンクに貯留されている液体を液体サブタンクに補充するようになっている。

このように、チューブ供給方式は、液体の吐出と供給とが同時に行われる点で有利であり、ステーション供給方式は、チューブを取り回すためのスペースが不要で、液体吐出装置を全体的に小型化することができる点で有利である。

ところで、液体吐出装置の吐出ヘッドは、吐出ノズルと、吐出ノズルに連通する圧力室と、圧力室内の液体に吐出圧を付与する圧力付与手段（例えば、圧電アクチュエータや加熱素子）とを備え、キャリッジには、圧力付与手段を駆動するための集積回路を実装した基板が設けられる。近年、液体供給方式に関わらず、解像度や印刷速度の向上に対する要求から駆動チャンネル数や駆動周波数が増加する傾向にあり、これにより、集積回路の内部抵抗より発生するジュール熱の増加などに起因して、吐出ヘッドの周囲の発熱量が増加する傾向にある。この熱が蓄積されると、集積回路の近傍を通過する際に液体が温度上昇して粘度が変化し、付与される吐出圧に応じた吐出ノズルからの吐出量や吐出速度が変化して印刷精度を劣化させる場合がある。この対策として、キャリッジに板金材等からなるヒートシンクを設けることがあるが、発熱量の増加によりヒートシンクも大型化する必要があり、結果としてキャリッジ全体の大型化を招くという課題があった。

前述した特許文献１には、このような吐出ヘッドの周囲を冷却する装置も開示されている。この冷却装置は、液体吐出装置の本体側に設けられて冷却液を貯留する冷却液貯留部と、冷却液貯留部の流入口から延びて冷却液貯留部の流出口に繋がり冷却液を流通させる冷却液循環経路と、冷却液循環経路内の冷却液を加圧して冷却液を循環させるポンプとを備え、冷却液循環経路の一部が吐出ヘッドの周囲を通過するように構成されている。この冷却装置によれば、吐出ヘッドの周囲が水冷されて液体の粘度が変化しなくなり、印刷精度の劣化を防止することができるようになる。また、ヒートシンクの大型化を避けることができ、キャリッジの大型化を避けることができる。
特開平１０−２９１３００号公報 特開平２−１１１５５５号公報

特許文献１の冷却装置によれば、冷却液循環経路は、液体吐出装置の本体側の冷却液貯留部と、キャリッジ側の吐出ヘッドの周囲との間を往復するように設けられており、キャリッジの移動に伴って冷却液循環経路も引っ張られる。このため、冷却液循環経路は、キャリッジの移動を妨げないように取り回さなければならない。しかも、液体吐出装置がチューブ供給方式であるため、チューブの取り回しも併せて考慮しなければならず、装置が複雑化する虞があった。

また、このような冷却装置を特許文献２に示すようなステーション供給方式の液体吐出装置に適用した場合には、冷却液循環経路を取り回すためのスペースを確保しなければならず、チューブを取り回すためのスペースが不要であるというステーション供給方式の利点が損なわれてしまう。そのため、ステーション供給方式でありながら装置を小型化しづらいという課題があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、水冷方式の冷却装置を備えながらも、ステーション供給方式の利点を損なうことのない液体吐出装置を提供することを目的とする。

上記目的達成のため、本発明に係る液体吐出装置は、液体を吐出する吐出ヘッドと、該吐出ヘッドを保持する移動可能なキャリッジと、該キャリッジに保持されるものであって、前記吐出ヘッドへ供給する液体を貯留する液体サブタンクと、前記液体サブタンクに液体を補充するものであって、前記液体サブタンクと連通可能な液体メインタンクを含む液体補充部と、前記吐出ヘッドから被記録媒体に向けて液体を吐出する液体吐出位置及び前記液体サブタンクを前記液体メインタンクと連通させる液体補充位置を含む範囲内で前記キャリッジを移動させるように制御するキャリッジ移動制御部と、前記液体補充部の動作を制御する液体補充制御部とを備える液体吐出装置において、前記キャリッジに保持され、前記吐出ヘッドを冷却するための冷却液を貯留する冷却液サブタンクと、前記冷却液サブタンクと連通可能な冷却液メインタンクを有し、前記冷却液サブタンクと連通する際に前記冷却液サブタンク内の冷却液を該冷却液メインタンク内の冷却液と入れ替える冷却液入替部とを備え、前記冷却液サブタンクは、前記キャリッジが前記液体吐出位置に位置するときは前記冷却液メインタンクと連通せず、前記キャリッジが前記液体補充位置に位置するときに前記冷却液メインタンクと連通し、前記吐出ヘッドは、前記液体サブタンク下面の下方に配置され、該下面から下方に突出してなり常に所定量の液体を残存させる液体残存部を介して前記液体サブタンクと連通しており、前記液体サブタンクと前記吐出ヘッドとの間の空間領域に、前記冷却液サブタンクが配置されることを特徴とする。

この構成によれば、冷却液メインタンクと冷却液サブタンクは、キャリッジが液体吐出位置にあって吐出ヘッドから液体を吐出しているときにそれらと連通せず、キャリッジが液体補充位置にあるときに連通し、この連通状態で、冷却液入替部の作動により冷却液サブタンク内の冷却液が冷却液メインタンク内の冷却液と入れ替えられる。このように、ステーション供給方式の液体吐出装置において、キャリッジ側に常時接続されるような冷却液循環経路を設ける必要がなくなるため、装置全体を大型化させることなく吐出ヘッドの周囲を水冷するための構成を備えることができる。また、液体サブタンク内の液体残存量が少なくなった際や液体補充に際して液体が回収される際にも、液体残存部に残存する液体により吐出ヘッドにエアが侵入するのを防止することができる。このとき、液体サブタンクと吐出ヘッドとの間には、液体残存部に隣接して液体残存部の上下高さに応じた空間領域が形成される。冷却液サブタンクは、この空間領域に配置されており、デッドスペースを有効活用することができる。

前記冷却液入替部は、前記キャリッジが前記液体補充位置に位置するときに冷却液メインタンクと冷却液サブタンクとを連通させる互いに独立した第１の冷却液経路及び第２の冷却液経路を有し、前記冷却液入替部は、該第１の冷却液経路を介して前記冷却液サブタンク内の冷却液を前記冷却液メインタンクに回収すると同時に、該第２の冷却液経路を介して前記冷却液メインタンクから前記冷却液サブタンクへ冷却液を供給すべく構成されていてもよい。この構成によれば、冷却液サブタンク内の冷却液の入替を短時間で行うことができる。

また、前記冷却液入替部は、前記キャリッジが前記液体補充位置に位置するときに前記冷却液メインタンクと前記冷却液サブタンクとを連通させる冷却液経路を有し、前記冷却液入替部は、該冷却液経路を介して、前記冷却液サブタンク内の冷却液を冷却液メインタンクに一旦回収してから、前記冷却液メインタンクから前記冷却液サブタンクへ冷却液を供給すべく構成されていてもよい。この構成によれば、冷却液入替部の構成を簡素にすることができると共に、冷却液経路を配置するためのスペースをコンパクトにすることができる。

また、前記液体補充部は、前記液体サブタンク内の液体を前記液体メインタンクに向けて移動させる液体回収動作と、前記液体メインタンク内の液体を前記液体サブタンクへ向けて移動させる液体供給動作とを実行可能な液体ポンプ手段を有し、前記冷却液入替部は、前記冷却液サブタンク内の冷却液を前記冷却液メインタンクに向けて移動させる冷却液回収動作と、前記冷却液メインタンク内の冷却液を前記冷却液サブタンクへ向けて移動させる冷却液供給動作とを実行可能な冷却液ポンプ手段を有し、前記液体ポンプ手段と前記冷却液ポンプ手段とが一体に構成され、液体回収動作及び冷却液回収動作が同時に実行され、液体供給動作及び冷却液供給動作が同時に実行されていてもよい。この構成によれば、液体補充部及び冷却液入替部の構成を簡素にすることができる。

なお、前記冷却液ポンプ手段がチューブポンプにより構成されていてもよい。この構成によれば、冷却液ポンプ手段をコンパクトに構成することができる。

また、前記キャリッジが前記液体補充位置に位置するときに、前記液体サブタンクを前記液体メインタンクに連通させるタイミングと、前記冷却液サブタンクを前記冷却液メインタンクに連通させるタイミングとの間に時間差があることが好ましい。この構成によれば、連通させる際或いは遮断させる際に必要となる駆動力を分散することができるため、結果的に小さな駆動力で液体メインタンクと液体サブタンクとの連通或いは遮断と、冷却液メインタンクと冷却液サブタンクとの連通或いは遮断とを行うことができる。

また、前記液体サブタンクに接続されて前記キャリッジに保持され、前記キャリッジの往復移動方向における前記液体補充位置側に開口を向けたサブ側液体チューブと、前記冷却液サブタンクに接続されて前記キャリッジに保持され、前記キャリッジの往復移動方向における前記液体補充位置側に開口を向けたサブ側冷却液チューブと、前記液体メインタンクに接続され、前記サブ側液体チューブと前記キャリッジの往復移動方向において対向するメイン側液体チューブと、前記冷却液メインタンクに接続され、前記サブ側冷却液チューブと前記キャリッジの往復移動方向において対向するメイン側冷却液チューブと、を備え、前記キャリッジが前記液体補充位置にあるときに、互いに対向する前記サブ側冷却液チューブ及び前記メイン側冷却液チューブが接続され、互いに対向する前記サブ側液体チューブ及び前記メイン側液体チューブが接続されるようになっていてもよい。この構成によれば、キャリッジが液体補充位置に位置すれば自動的に接続されるようになる。従って、液体補充部及び冷却液入替部に、メインタンク側とサブタンク側とを連通或いは遮断するための機構や制御を特別に行う必要がなくなる。また、チューブの機械的な抜き差しによりメインタンク側とサブタンク側との連通或いは遮断が行われるため、連通或いは遮断を行うにあたり、例えばスプリングの付勢力を利用してメインタンク側とサブタンク側とを封止する構成と比べ、必要な駆動力を小さくすることができるようになる。これにより、液体補充部及び冷却液入替部の構成を簡素化することができる。

また、前記キャリッジに揺動自在に取り付けられ、前記キャリッジが前記液体補充位置から離れているときには、前記サブ側液体チューブ及び前記サブ側冷却液チューブを封止するカバーと、前記キャリッジが前記液体補充位置に移動されると、前記カバーを揺動させて前記サブ側液体チューブの開口及び前記サブ側冷却液チューブの開口を開放させる開放機構とを備えていてもよい。この構成によれば、キャリッジが液体吐出位置にあって液体の補充や冷却液の入替が行われないときには、サブ側のチューブが封止されるようになる。従って、吐出ヘッドにより液体を吐出しているときに、該チューブから液体や冷却液がリークすることがない。

また、前記冷却液メインタンクが、ラジエータであってもよい。この構成によれば、冷却液を貯留するための機能と、冷却液メインタンクが冷却液を冷却するための機能を併せ持つようになり、冷却液サブタンクには冷却された冷却液を供給することができると共に、液体吐出装置をコンパクトに構成することができる。

また、前記液体吐出位置の外部において前記吐出ヘッドから吐出される液体を吸収する廃液フォームを備え、前記冷却液メインタンクは、該廃液フォームに近接して配置されていてもよい。この構成によれば、冷却液メインタンク内の冷却液の熱が廃液フォームに吸収された液体により奪われるため、冷却液を効果的に冷却させることができる。また、廃液フォームに吸収された液体の蒸発が促進されるため、廃液フォームの容量を小さくすることができ、廃液フォームの配置スペースを小型化することができる。

また、前記液体メインタンクは、液体を貯留する液体貯留室と、冷却液を貯留する冷却液貯留室とを有し、前記液体メインタンクが本体に装着されている状態にて、該冷却液貯留部が前記冷却液メインタンクと連通していてもよい。この構成によれば、たとえ冷却液が蒸発しても、冷却液貯留室から冷却液メインタンクに補充することができ、冷却液の循環を長期に亘って行うことができるようになる。

また、液体の溶媒が冷却液の溶媒と同じであって、冷却液は液体よりも濃度が低く、前記メインタンクは、前記液体貯留室と前記冷却液貯留室と仕切る仕切壁を有し、該仕切壁の少なくとも一部が液体透過性を有し、前記冷却液貯留室に貯留された冷却液の溶媒が、前記仕切壁を介して前記液体貯留室内に透過可能に構成されていてもよい。この構成によれば、たとえ液体の溶媒が蒸発しても、冷却液の溶媒が仕切壁を透過して液体の粘度が増加するのを防ぐことができるようになる。

また、冷却液がグリセリンを含んでいてもよい。この構成によれば、冷却液の沸点を上げることができ、吐出ヘッドの周囲の冷却を効果的に行わせた上で冷却液の蒸発を抑えることができる。

また、冷却液が相変化材料を含んでいてもよい。この構成によれば、冷却液サブタンク内の冷却液が吐出ヘッド周辺の熱を奪う際、相変化温度付近での温度変化が少なくなるので、冷却液サブタンクの容量を小さくすることができる。これにより、キャリッジを小型化することができ、また、入れ替える冷却液の容量が小さくなって冷却液の入替に要する時間を短くすることができる。

また、前記空間領域に前記吐出ヘッドを駆動するためのＩＣチップが配置され、前記冷却液サブタンクが前記ＩＣチップの上面に載置されるようにして前記空間領域内に収容されていてもよい。

本発明に係る液体吐出装置によれば、ステーション供給方式の液体吐出装置に吐出ヘッドの周囲を水冷するための構成を備えるにあたり、キャリッジが液体補充位置にあるときに、キャリッジに設けた冷却液サブタンク内の冷却液を入れ替える構成としているため、装置全体が大型化しない。すなわち、ステーション供給方式の利点を損なうことなく冷却液によって液体を冷却する装置を適用することができる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

図１は、本発明に係る液体吐出装置の一例として示す第１実施形態のプリンタ部３を備えた複合機１の外観構成を示す斜視図である。図１に示すように、複合機１は、プリンタ機能やスキャナ機能やコピー機能やファクシミリ機能を有した多機能装置であり、該装置の本体の一部をなす略直方体状の筐体２を備える。筐体２の下部には、インクジェット方式による印刷を行うプリンタ部３（液体吐出装置）が備えられ、筐体２の上部には、スキャナ部４が備えられている。筐体２の正面側下部には開口５が形成されており、この開口５には、それぞれ記録用紙（被記録媒体）を収容可能な給紙トレイ６及び排紙トレイ７が、上下に重ねられるようにして設けられている。筐体２の正面側右下部には、扉８が開閉自在に取り付けられており、筐体２の内部であってこの扉８の奥側には、カートリッジ装着部９（図２参照）が設けられている。扉８が開かれると、カートリッジ装着部９が正面側に露出して、インク（液体）を貯留しているインクカートリッジ（液体メインタンク）１０（図２参照）を着脱することができるようになる。筐体２の正面側上部には、複合機１を操作するための操作パネル１１が設けられている。また、複合機１は、パーソナルコンピュータ等の外部情報機器１２（図６参照）と接続可能に構成されている。複合機１のプリンタ部３は、操作パネル１１や外部情報機器１２やスキャナ部４から送信されたデータ等に基づいて、記録用紙に画像や文字を印刷するように構成されている。

図２は、プリンタ部３の構成を示す模式的断面図である。図２に示すように、筐体２の内部においては、前述した給紙トレイ６の上方にプラテン１３が設けられており、プラテン１３の上方に画像記録ユニット１４が設けられている。画像記録ユニット１４は、インクカートリッジ１０から供給されたインクを貯留可能なインクサブタンク１５や、該インクサブタンク１５を介してインクカートリッジ１０から供給されたインクを吐出する吐出ヘッド１６等がキャリッジ１７に搭載されて構成される。

給紙トレイ６の奥側部分からは、記録用紙を搬送するための用紙搬送経路１８が延設されている。用紙搬送経路１８は、給紙トレイ６の奥側部分から上方へ向かいつつ正面側へ向かうように湾曲し、続いて前方へ向かって水平に延び、プラテン１３及び画像記録ユニット１４の間を通って排紙トレイ７に繋がる。給紙トレイ６の直上には、給紙トレイ６内の記録用紙を用紙搬送経路１８へ供給する給紙ローラ１９が設けられている。プラテン１３の後側には、一対の搬送ローラ対２０が用紙搬送経路１８を上下から挟むようにして設けられ、プラテン１３の前側には、一対の排紙ローラ対２１が用紙搬送経路１８を上下から挟むようにして設けられている。従って、給紙トレイ６内の記録用紙は、給紙ローラ１９により用紙搬送経路１８へ供給され、続いて搬送ローラ対２０によりプラテン１３及び画像記録ユニット１４の間を通過するようにして前方に向けて送られ、排紙ローラ対２１により用紙搬送経路１８から排紙トレイ７に送られる。

図３は、プリンタ部３の構成を示す模式的平面図である。図３に示すように、プラテン１３の上方には、左右に長寸の形状をなしてプリンタ部３の各構成要素を支持するフレームの一部となる前後一対のガイドレール２２，２３が設けられている。画像記録ユニット１４のキャリッジ１７は、これらガイドレール２２，２３に支持されており、プラテン１３の上方にてガイドレール２２，２３の延設方向（左右方向）に往復して摺動可能になっている。ガイドレール２３の上面には、ベルト駆動機構２４が設けられている。ベルト駆動機構２４は、ガイドレール２３の左右両端付近にそれぞれ設けられた駆動プーリ２５と従動プーリ２６との間に、内側に歯が設けられた無端環状のタイミングベルト２７が巻き掛けられて構成されている。駆動プーリ２５の軸にはキャリッジモータ２８が連結されており、該キャリッジモータ２８から駆動力が入力されることで駆動プーリ２５が回転される。この回転を受けて、タイミングベルト２７が駆動プーリ２５と従動プーリ２６との間で周回運動する。キャリッジ１７は、その底部においてタイミングベルト２７に固着されているため、タイミングベルト２７の周回運動に従ってガイドレール２２，２３上を左右へ往復移動する。

キャリッジ１７の走査範囲のうちプラテン１３の上方領域は、インク吐出位置（液体吐出位置）となっている。このプリンタ部３のインク吐出位置は、少なくとも記録用紙の幅寸法に相当する所定範囲を有しており、キャリッジ１７はこの範囲内で往復移動可能になっている。キャリッジ１７がこのインク吐出位置にあるときには、用紙搬送経路１８（図２参照）に沿ってプラテン１３の上面に送られてきた記録用紙に向けてインクを吐出し、記録用紙に画像を印刷することができる。

プラテン１３の左側にはメンテナンス機構２９が配設されており、キャリッジ１７の走査範囲のうちインク吐出位置の左側は、メンテナンス位置となっている。キャリッジ１７がこのメンテナンス位置にあるときには、吐出ヘッド１６がメンテナンス機構２９の上方に位置し、メンテナンス機構２９により吐出ヘッド１６内のインクを負圧吸引して、吐出ヘッド１６内のインク流路のメンテナンスを行うことができる。メンテナンス機構２９には、ポリウレタン等の吸湿性を有した材料からなる廃液フォーム３０が備えられている。負圧吸引されたインクは、この廃液フォーム３０に導かれ吸収されるようになっている。

キャリッジ１７の走査範囲のうちインク吐出位置の右側は、インク補充位置（液体補充位置）となっている。プラテン１３の右側には、カートリッジ装着部９に装着されたインクカートリッジ１０が配置されている。本プリンタ部３は、４色のカラーインク（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）を使用してフルカラー印刷を行うことができ、カートリッジ装着部９には、各色のインクを貯留した４つのインクカートリッジ１０が左右に並ぶようにして装着されている。また、キャリッジ１７には、各色インクに対応する４つのインクサブタンク１５が搭載される。このプリンタ部３には、各インクカートリッジ１０を対応するインクサブタンク１５と連通させ、インクサブタンク１５内にインクを補充するインク補充部（液体補充部）３１が備えられている。

また、本プリンタ部３は、吐出ヘッド１６の周辺を水冷することができるようになっており、水冷に利用する冷却液を貯留する冷却液メインタンク３２がカートリッジ装着部９に隣接して設けられている。キャリッジ１７には、冷却液を貯留可能な冷却液サブタンク３３が搭載されている。プリンタ部３には、冷却液メインタンク３２を冷却液サブタンク３３と連通させ、冷却液サブタンク３３内の冷却液を冷却液メインタンク３２内の冷却液と入れ替える冷却液入替部３４が備えられている。

キャリッジ１７がこのインク補充位置にあるときには、インク補充部３１を作動させることで、インクカートリッジ１０とインクサブタンク１５とを連通させ、インクサブタンク１５内にインクを補充することができる。また、冷却液入替部３４を作動させることで、冷却液メインタンク３２と冷却液サブタンク３３とを連通させ、冷却液サブタンク３３内の冷却液を入れ替えることができる。

この冷却液は、特に限定されないが例えば水を主成分としており、これにパラベン等の防腐剤や、蒸発防止を目的としてグリセリン等の高沸点の液体を含んでいる。さらに、吐出ヘッド１６の周辺の環境温度以上（例えば６０〜８０度）で固液相変化を行う相変化材料を封入した微粒カプセルをこの冷却液に混入させてもよい。冷却条件に適合する相変化材料を選択することにより、吐出ヘッド１６の周辺の熱を相変化材料の溶解潜熱として消費することができ、これにより冷却液の実質的な熱容量が増加して冷却効率が向上する。従って、冷却液サブタンク３３の容量を小さくしても十分な冷却を行うことができるようになり、キャリッジ１７の重量化や大型化を避けることができる。

図４は、画像記録ユニット１４及びインク補充部３１の構成を示す断面図であって、キャリッジ１７がインク補充位置にあるときを示している。なお、４つのインクカートリッジ１０及びインクサブタンク１５は互いに同様の構成となっており、図４はそのうちの１つを例示している。

画像記録ユニット１４の吐出ヘッド１６は、内部にインク流路を有したキャビティユニット（図示略）と、逆圧電効果を発揮してインク流路の容積を変動させ、流路内のインクに吐出圧を付与する圧電アクチュエータ（図示略）とを備え、インク流路の下流側開口をノズル孔としてここから吐出圧が付与されたインクを吐出するように構成されている。図４に示すように、吐出ヘッド１６は、キャリッジ１７の外底面に取り付けられており、キャビティユニットにおけるノズル孔が形成される面が下方に向けられている。更に、キャリッジ１７には、圧電アクチュエータを駆動するための吐出ヘッド駆動回路９７（図６参照）を内蔵したＩＣチップ３５（図２及び図５参照）と、ＩＣチップ３５を実装した配線基板３６（図５参照）とが搭載されている。

インクサブタンク１５は、側面視で前後に長寸の直方体形状をなしており、内部に所定容量のサブインク室１５Ａと、サブインク室１５Ａの前側部分に形成された第１連通孔４１と、後側部分に形成された第２連通孔４２とを有している。サブインク室１５Ａの底面４３の前後方向中央部からは、左右方向へ延びる立設部４４が突出している。

インクサブタンク１５の前部には、インクサブタンク１５の内部をサブインク室１５Ａとリフィル室１５Ｂとに仕切る仕切板４５が設けられている。第１連通孔４１は、この仕切板４５の端部と、底面４３のうち立設部４４の前側部分（第１底面４３ａとも称する）との隙間によって形成されている。リフィル室１５Ｂの下部には、外部と連通するリフィルポート４６が形成されており、リフィル室１５Ｂ内には、インク補充時にサブインク室１５Ａを外部のインクカートリッジ１０のメインインク室１０Ａに連通させるためのリフィルポート弁４７が収容されている。リフィルポート弁４７は、リフィルポート４６に挿通されて上下動可能な弁体４８と、弁体４８を下方に付勢するコイルスプリング４９とを備えてなる。弁体４８に外力が働かない状態ではコイルスプリング４９の付勢力によりリフィルポート４６が閉ざされ、弁体４８に上向きの外力が働いてコイルスプリング４９の付勢力に抗して弁体４８が下方へ移動すると、リフィルポート４６が開放されてサブインク室１５Ａが外部に連通される。

第２連通孔４２は、底面４３のうち立設部４４の後側部分（第２底面４３ｂとも称する）に開口しており、この開口から下方に向けて延設されて吐出ヘッド１６のインク流路の上流側開口に連通している。このため、サブインク室１５Ａ内のインクは、第２連通孔４２を介して吐出ヘッド１６に供給される。立設部４４と第２底面４３ｂとサブインク室１５Ａの側面とによりインク残存部（液体残存部）５０が形成されている。このインク残存部５０を利用して、インクサブタンク１５内のインク残量が減少した場合でも、第２連通孔４２及びその近傍にインクを残存させることができる。なお、図４の符号４０は、サブインク室１５Ａの内圧を調整する圧力調整部である。

インクカートリッジ１０は、内部にメインインク室１０Ａを有し、底部且つ後部にメインインク室１０Ａを外部に連通させるインク供給孔５１が設けられ、メインインク室１０Ａの上部にはリリーフ弁５２とポンプ５３（液体ポンプ手段）とが設けられている。リリーフ弁５２は、弁体５４と、弁体５４を付勢するコイルスプリング５５とを備えてなる。リリーフ弁５２の弁体５４の端面からは、プッシュロッド５６が後方へ向かってポンプ５３側へ延設されている。ポンプ５３は、シリンダ５７と、該シリンダ５７内に収容されたピストン５８と、該ピストン５８を駆動するピニオンギヤ５９とを備えてなる。ピストン５８は、シリンダ５７の内面に嵌め合わされたピストンクラウン５８ａと、ピストンクラウン５８ａから後方に延び、ピニオンギヤ５９と噛合するラックギヤ５８ｂとを有する。ピニオンギヤ５９が回転されると、ピストン５８がシリンダ５７内を前後方向へ往復動する。その際、ピストンクラウン５８ａはシリンダ５７の内面に気密的に摺接するようになっており、メインインク室１０Ａの容積が変更される。また、シリンダ５７の一端側の壁部には小径の孔が形成されており、プッシュロッド５６はこの孔を貫通してシリンダ５７内まで延びている。従って、ピストン５８が前方へ移動すると、ピストンクラウン５８ａがプッシュロッド５６を介してリリーフ弁５２の弁体５４を前方へ押動し、リリーフ弁５２が開放される。

インク供給孔５１には、インクカートリッジ１０外に配設されたインクチューブ６０を介し、ジョイント弁６１が接続されている。このジョイント弁６１は、上下動可能な弁体６２と、弁体６２を上方へ付勢するコイルスプリング６３とを備えてなる。ジョイント弁６１は、弁体６２に外力が働かない状態ではコイルスプリング６３の付勢力により閉じられ、弁体６２に下向きの外力が働いてコイルスプリング６３の付勢力に抗して弁体６２が下方へ移動すると、インクチューブ６０及びジョイント弁６１を通じてメインインク室１０Ａを外部と連通させる。ジョイント弁６１は、昇降機構６４により上下動される。従って、画像記録ユニット１４がインク補充位置にあるときに、この昇降機構６４によりジョイント弁６１を上昇させると、ジョイント弁６１の弁体６２とリフィルポート弁４７の弁体４８とが互いに押し合い、昇降機構６４の駆動力が両弁４７，６１のコイルスプリング４９，６３の付勢力に打ち勝つと両弁４７，６１が共に開放される。その結果、インクカートリッジ１０のメインインク室１０Ａとインクサブタンク１５のサブインク室１５Ａとが互いに連通する。

本実施形態では、前述した構成のうち、メインインク室１０Ａ及びポンプ５３等を備えるインクカートリッジ１０、インクチューブ６０、ジョイント弁６１、昇降機構６４、及びピニオンギヤ５９を駆動するためのピニオンギヤ駆動回路９９（図６参照）等により、インク補充部３１が構成されている。このように、本プリンタ部３は、インクカートリッジから吐出ヘッド１６にインクを供給する方式として所謂ステーション供給方式を適用しており、インクチューブ６０がキャリッジ１７と常時接続されるような引き回しを考慮する必要が無く、プリンタ部３全体が比較的コンパクトになっている。

図５は、画像記録ユニット１４及び冷却液入替部３４の構成を示す断面図であって、キャリッジ１７がインク補充位置にあるときを示している。図５に示すように、冷却液サブタンク３３は、前後に長寸の直方体形状をなしている。キャリッジ１７の内側には、前述したようにＩＣチップ３５が配線基板３６に実装された状態で搭載されており、冷却液サブタンク３３は、このＩＣチップ３５の直上を前後に延びるようにして配置されている（図３も参照）。

冷却液サブタンク３３の前部には、冷却液サブタンク３３の内部をサブ冷却液室３３Ａとリフィル室３３Ｂとに仕切る仕切板７１が設けられており、この仕切板７１の端部と、サブ冷却液室３２Ａの底面７２との隙間によって、両室３３Ａ，３３Ｂを連通させる連通孔７３が形成されている。リフィル室３３Ｂの下部には、外部と連通するリフィルポート７４が形成されており、リフィル室３３Ｂ内には、冷却液入替時にサブ冷却液室３３Ａを冷却液メインタンク３２のメイン冷却液室３２Ａに連通させるためのリフィルポート弁７５が収容されている。リフィルポート弁７５は、前述したリフィルポート弁４６と同様構成の弁体７６及びコイルスプリング７７を備えてなり、弁体７６に外力が働かない状態ではリフィルポート７４が閉ざされ、弁体７６に上向きの外力が働いてコイルスプリング７７の付勢力に抗して弁体７６が移動すると、リフィルポート７４が開放されてサブ冷却液室３３Ａが外部に連通する。

冷却液メインタンク３２は、内部にメイン冷却液室３２Ａを有し、底部且つ後部に冷却液インク室３２Ａを外部に連通させる冷却液供給孔８１が設けられ、メイン冷却液室３２Ａの上部にリリーフ弁８２とポンプ８３（冷却液ポンプ手段）とが設けられている。リリーフ弁８２は、インク補充部３１のリリーフ弁５２と同様構成の弁体８４及びコイルスプリング８５を備えてなる。ポンプ８３は、インク補充部３１のポンプ５３と同様構成のシリンダ８７と、ピストンクラウン８８ａ及びラックギヤ８８ｂからなるピストン８８と、ピニオンギヤ８９とを備えてなる。ピニオンギヤ８９の回転に伴ってピストン８８がシリンダ８６内で往復動することによりメイン冷却液室３２Ａの容積が変更される。ピストン８８が前方へ移動すると、ピストンクラウン８８ａがインク補充部３１のプッシュロッド５６と同様のプッシュロッド８６を介してリリーフ弁８２の弁体８４が前方へ押動され、リリーフ弁８２が開放される。

冷却液供給孔８１は、冷却液メインタンク３２外に配設された冷却液チューブ（冷却液経路）９０を介し、ジョイント弁９１に接続されている。このジョイント弁９１も、インク補充部３１のジョイント弁６１と同様の弁体９２及びコイルスプリング９３を備えてなり、弁体９２に外力が働かない状態では閉じられ、弁体９２に下向きの外力が働いてコイルスプリング９３の付勢力に抗して弁体９２が下方へ移動すると、メイン冷却液室３２Ａが冷却液チューブ９０及びジョイント弁９１を通じて外部と連通する。

図３に示すように、ジョイント弁９１と、インク補充部３１の４つのジョイント弁６１とは、前述した単一の昇降機構６４によって上下動される。従って、画像記録ユニット１４がインク補充位置にあるときに、インクの補充に伴って昇降機構６４が作動すると、ジョイント弁９１が上昇し、ジョイント弁９１の弁体９２とリフィルポート弁７５の弁体７６とが互いに押し合い、両弁７５，９１が共に開放される。その結果、冷却液メインタンク３２のメイン冷却液室３２Ａと冷却液サブタンク３３のサブ冷却液室３３Ａとが互いに連通する。

本実施形態では、前述した構成のうち、メイン冷却液室３２Ａ及びポンプ８３等を備える冷却液メインタンク３２、冷却液チューブ９０、ジョイント弁９１、昇降機構６４、ピニオンギヤ８９を駆動するためのピニオンギヤ駆動回路９９（図６参照）等により、冷却液入替部３４が構成されている。

また、冷却液メインタンク３２の周囲に接触して、アルミニウム等の熱伝導性の高い材料からなるヒートシンク９５が設けられている。このため、冷却液メインタンク３２内の冷却液は、ヒートシンク９５からの放熱によって冷却されるようになっており、冷却液メインタンク３２は、ラジエータとしての機能を有している。このように冷却液入替部３４は、冷却液を冷却するための専用の構成を省略しており、コンパクトに構成されている。

図６は、複合機１の制御部９６（キャリッジ移動制御部、液体補充制御部、冷却液入替制御部）の構成を示すブロック図である。この制御部９６は、前述したプリンタ部３に係る動作の制御を統括して行うことができるようになっており、例えばキャリッジ１７の移動制御、インクの吐出制御、インク補充部３１及び冷却液入替部３４の作動制御、記録用紙の搬送制御、メンテナンス機構２９の作動制御等を行う。

図６に示すように、制御部９６は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び入出力インタフェース等から構成されており、操作パネル１１に接続されてユーザからの指令が入力され、外部情報機器１２やスキャナ部４と接続されて画像データが入力されるようになっている。また、制御部９６には、吐出ヘッド駆動回路９７、キャリッジ駆動回路９８、昇降機構６４、ピニオンギヤ駆動回路９９が接続されている。

吐出ヘッド駆動回路９７は、制御部９６からの信号に基づいて決定されるインク量及び吐出タイミングで、吐出ヘッド１６から記録用紙へ向けてインクを吐出させる。また、制御部９６は、吐出ヘッド駆動回路９７へ出力した指示信号に基づいて、インクサブタンク１５のインク残量をソフトカウントする。即ち、各色のインクの吐出量の累積値（吐出されたインクの総量）を算出し、インクサブタンク１５に収容できるインクの満タン量からこの値を差し引くことにより、インクサブタンク１５の各色のインク残量を個別に算出する。キャリッジ駆動回路９８は、キャリッジモータ２８に接続されており、該キャリッジモータ２８を回転させることによってキャリッジ１７を移動させる。昇降機構６４は、制御部９６からの信号に基づいて駆動し、ジョイント弁６１，９１を昇降動させる。また、ピニオンギヤ駆動回路９９は、図示しないモータを駆動して該モータの出力軸に接続されたピニオンギヤ５９，８９を回転させ、ポンプ５３，８３を駆動してメインインク室１０Ａ及びメイン冷却液室３２Ａの容積を変更する。

図７は、制御部９６により実行されるインク補充処理及び冷却液入替処理に係る複合機１（プリンタ部３）の動作を説明するフローチャートである。図８は、冷却液入替処理中の画像記録ユニット１４及び冷却液入替部３４の状態変化を示す模式図であり、（ａ）は冷却液入替前の冷却液メインタンク３２と冷却液サブタンク３３とが連通した状態、（ｂ）は冷却液サブタンク３３から冷却液を一旦回収した状態、（ｃ）は冷却液サブタンク３３へインクを供給した状態を示している。なお、既に示した図５は、冷却液入替前であって冷却液メインタンク３２と冷却液サブタンク３３とを連通させていない状態を示している。

図７に示すように、複合機１（プリンタ部３）は、記録用紙の搬送制御と、キャリッジ１７をインク吐出位置にて左右に往復移動させる制御と、インクの吐出制御とを組み合わせることにより記録用紙への画像の記録を行い（ステップＳ１）、１枚分の記録が完了すると（ステップＳ２）、前述したソフトカウントの結果に基づいてインクサブタンク１５内のインク残量が所定の閾値以下になったか否かを判断する（ステップＳ３）。なお、図３に示す位置関係から明らかなように、キャリッジ１７がインク吐出位置にあるときには、インクカートリッジ１０とインクサブタンク１５とは連通されず、冷却液メインタンク３２と冷却液サブタンク３３とは連通されない。画像を記録する際には、インクの吐出制御に伴って吐出ヘッド駆動回路９７の内部抵抗からジュール熱が発生するが、ＩＣチップ３５の熱は、その直上に設けられた冷却液サブタンク３３内に貯留されている冷却液に吸収される。このため、吐出ヘッド１６の周辺の温度上昇を抑えることができる。

インク残量が閾値を超える値であると判断した場合には、ステップＳ１に戻って次の記録用紙への記録を行い、インク残量が閾値以下であると判断した場合には、キャリッジモータ２８（図３参照）を駆動してキャリッジ１７をインク補充位置に移動させる（ステップＳ４）。このときインクカートリッジ１０とインクサブタンク１５とは、図４に示す位置関係となっており、冷却液メインタンク３２と冷却液サブタンク３２とは、図５に示す位置関係となっている。

次に、インク補充部３１を駆動してインクカートリッジ１０とインクサブタンク１５とをジョイントすると共に、冷却液入替部３４を駆動して冷却液メインタンク３２と冷却液サブタンク３３とをジョイントする（ステップＳ５）。すなわち、昇降機構６４を駆動することにより、ジョイント弁６１，９１を上昇させ、ジョイント弁６１及びリフィルポート弁４７を介してサブインク室１５Ａとメインインク室１０Ａとを連通させると共に、図８（ａ）に示すように、ジョイント弁９１及びリフィルポート弁７５を介してサブ冷却液室３３Ａとメイン冷却液室３２Ａとを連通させる。

両インク室１０Ａ，１５Ａが連通し、且つ両冷却液室３２Ａ，３３Ａが連通すると、ピニオンギヤ５９，８９を回転させてピストン５８，８８を後方へ移動させ、メインインク室１０Ａ内及びメイン冷却液室３２Ａを負圧にする。これにより、サブインク室１５Ａ内の残留インクがメインインク室１０Ａへ一旦回収されると共に、図８（ｂ）に示すようにサブ冷却液室３３Ａ内でＩＣチップ３５との熱交換により温度上昇した冷却液がメイン冷却液室１０Ａへ一旦回収される（ステップＳ６）。

回収処理の完了後、ピニオンギヤ５９，８９を逆回転させてピストン５８，８８を前方へ移動させ、メインインク室１０Ａ内及びメイン冷却液室３２Ａ内を正圧にする。これにより、メインインク室１０Ａからサブインク室１５Ａへインクが補充されると共に、図８（ｃ）に示すようにメイン冷却液室３２Ａからサブ冷却液室３３Ａへ冷却液が供給される（ステップＳ７）。なお、冷却液メインタンク３２内の冷却液は、キャリッジ１７がインク吐出位置にある間に、ヒートシンク９５からの放熱によって冷却されている。ステップＳ７では、温度上昇された冷却液の混入があるものの、このようにして冷却された冷却液メインタンク３２内の冷却液が冷却液サブタンク３３に供給される。インクの補充及び冷却液の入替が完了すると、ステップＳ１に戻って次の記録用紙への記録を再開する。

このように、所謂ステーション供給方式が適用された本プリンタ部３においては、筐体２側の冷却液メインタンク３２とキャリッジ１７側の冷却液サブタンク３３との間で冷却液を循環させる経路が、キャリッジ１７がインク吐出位置にあるときには連通されず、インク補充位置にあるときのみ連通されており、冷却液を循環させるための経路を引き回すためのスペースを確保する必要がない。従って、装置全体がコンパクトになるというステーション供給方式の利点を損なうことなく、キャリッジ１７の周辺を水冷するための構成を設けることができる。

本実施形態のインク補充処理は、サブインク室１５Ａ内の残留インクを一旦回収する方式となっている。メインインク室１０Ａからインクを補充するときには、サブインク室１５Ａ内の空き容量が常に略一定となる。従って、インクサブタンク１５にインク量を検出するためのセンサを設けなくても、サブインク室１５Ａの最大容量まで精度よくインクを補充することができる。また、ステップＳ６でサブインク室１５Ａ内の残留インクがメインインク室１０Ａに回収されたとき、インクサブタンク１５内では、インク残存部５０に所定量のインクが残存した状態となる。従って、第２連通孔４２の周辺でのインクの乾燥を抑制でき、また、第２連通孔４２から吐出ヘッド１６へのエアの侵入を防止できるようになっている。

冷却液入替処理についても、このインク補充処理と同様の方式が適用されており、サブ冷却液室内３３Ａの冷却液を一旦回収した後に、冷却液メインタンク３２から供給するようになっている。インクの補充に必要な動作と冷却液の入替に必要な動作とが同一であるため、昇降機構６４などの装置を単一のものとして共用することができ、インク補充部３１及び冷却液入替部３４をコンパクトに構成することができる。また、ジョイント弁６１，９１やポンプ５３，８３等の部品が共通化され、冷却液入替部３４の低コスト化につながる。更に、冷却液の回収が完了した後に冷却液の供給が行われるため、冷却液メインタンク３２と冷却液サブタンク３３とを連通させて冷却液を流通させるための経路（冷却液チューブ９０）を１系統とすることができ、冷却液入替部３４をコンパクトに構成することができる。

次に、図１に示す複合機１に装備可能な第２実施形態のプリンタ部１０３について説明する。なお、第１実施形態のプリンタ部３と同様の構成については、同一の符号を付して重複説明を簡略化する。

図９は、プリンタ部１０３の構成を示す模式的平面図である。図９に示すように、メンテナンス機構１２９及び廃液フォーム１３０は、プラテン１３の右側に配設されてカートリッジ装着部９に近接している。なお、カートリッジ装着部９には４つのインクカートリッジ１１０が左右に並んだ状態で装着され、略直方体状の形状をなした冷却液メインタンク１３２は、４つのインクカートリッジ１１０の前方であって廃液フォーム１３０の上方を左右に延びるようにして設けられている。この結果、画像記録ユニット１１４のキャリッジ１７の走査範囲のうちメンテナンス位置はインク吐出位置の右側に設定され、インク補充位置は走査範囲の右端限界に設定されている。このキャリッジ１７には略矩形箱状のヘッドホルダ１３７が搭載され、このヘッドホルダ１３７には、各色インクに対応した４つのインクサブタンク１１５と、冷却液サブタンク１３３とが取り付けられている。４つのインクサブタンク１１５は、前後に並ぶようにして設けられている。

図１０は、図９のXa−Xa矢視図、Xb矢視図及びXc−Xc矢視図を併せて示すものであって、画像記録ユニット１１４、インク補充部１３１及び冷却液入替部１３４の構成を示す模式図である。図１１は、図９のXI−XI矢視図であって、画像記録ユニット１１４の構成を示す断面図である。

図１０に示すように、インクサブタンク１１５の内部には、正面視で左右に長寸の略三角形状をなすサブインク室１１５Ａが形成されている。サブインク室１１５Ａの底面は水平に延びており、上面は左方に向かうに連れて高くなるように形成されている。インクサブタンク１１５の上部且つ右部には、サブインク室１１５Ａを外部に連通させるサブ連通孔１４１が設けられている。サブインク連通孔１４１には、サブインクタンク１１５外を右方に延びるサブ側インクチューブ１４３が接続されている。

インクサブタンク１１５の後端部には、サブインク室１１５Ａに連通するインク残存部１４５が下方に突出して形成されている。このインク残存部１４５の下面から下方に円筒状に延びる突出部１４６が形成されており、突出部１４６は、ヘッドホルダ１３７の底壁部を上下に貫通するようにして挿入される。従って、サブインク室１１５Ａは、インク残存部１４５と突出部１４６の内面により囲まれて形成される連通孔１４７とを介し、ヘッドホルダ１３７の外底面に取り付けられている吐出ヘッド１６のインク流路の上流端開口に連通する。

図１０及び図１１に示すように、ヘッドホルダ１３７の内部においてヘッドホルダ１３７の内底面１４８とインクサブタンク１１５の下面１４９との間には、インク残存部１４５の上下高さ（深さ）に応じた容積のスペース１５０が形成される。このスペース１５０には、ヘッドホルダ１３７の内底面１４８に載置された配線基板１３６に実装された２つのＩＣチップ３５が収容されている。２つのＩＣチップ３５は、このスペース１５０内において、互いに前後に離れて配置されている。更にこのスペース１５０には、冷却液サブタンク１３３が２つのＩＣチップ３５の上面に載置されるようにして収容されている。このように、冷却液サブタンク１３３が、インク残存部１４５の形成により生じるスペースを有効活用して配置されており、キャリッジ全体がコンパクトに組み立てられている。

冷却液サブタンク１３３は、内部にサブ冷却液室１３３Ａを有しており、冷却液サブタンク１３３の後部には、サブ冷却液室１３３Ａを外部に連通させるサブ冷却液供給孔１５３が設けられている。この冷却液サブタンク１３３の後部は、前述したスペース１５５から後方に突出しており、サブ冷却液供給孔１５３には、この突出部分から上方に延びてサブ側インク供給チューブ１４３と同一高さを右方に延びるサブ側冷却液チューブ１５５が接続されている。

図１０に示すように、インクカートリッジ１１０の内部には、インクを貯留するメインインク室１１０Ａ（液体貯留室）と、冷却液を貯留可能な補充用冷却液室１１０Ｂ（冷却液貯留室）とが形成され、これら２つの室１１０Ａ，１１０Ｂが仕切壁１５７により仕切られている。インクカートリッジ１１０の後部かつ底部には、メインインク室１１０Ａを外部に連通させるメインインク供給孔１５８が設けられており、メインインク供給孔１５８には、メイン側インクチューブ１６０が接続されている。メイン側インクチューブ１６０は、後方に延びて右側に屈曲し、更に後方に延びてガイドレール２３の右側を迂回した後に左方に屈曲しており、両ガイドレール２２，２３の右端部の前後間にて左方に開口端を向けている（図９参照）。

冷却液メインタンク１３２の内部には、メイン冷却液室１３２Ａが形成されている。冷却液メインタンク１３２の左部且つ底部には、メイン冷却液室１３２Ａを外部に連通させるメイン冷却液供給孔１６３が設けられており、このメイン冷却液流出孔１６３には、メイン側冷却液チューブ１６６が接続されている。メイン側冷却液チューブ１６６は、後方に延びて右側に屈曲し、更に後方に延びてガイドレール２３の右側を迂回した後に左方に屈曲しており、両ガイドレール２２，２３の右端部の前後間にて左方に開口端を向けている（図９参照）。

また、インクカートリッジ１１０の前部には、補充用冷却液室１１０Ｂを外部に連通させる補充用冷却液流出孔１６８が形成されており、この孔１６８には、冷却液メインタンク１３２のメイン冷却液室１３２Ａに連通する補充用冷却液チューブ１６９が接続されている。

図９及び図１１に示すように、サブ側インクチューブ１４３及びサブ側冷却液チューブ１５４は、前後に略等間隔をおいて設けられている。これに対し、図９及び図１０に示すように、メイン側インクチューブ１６０及びメイン側冷却液チューブ１６６の開口端も、前後に略等間隔をおいて並んで設けられている。一点鎖線Ａに示すように、メイン側のチューブの端部とサブ側のチューブの端部とは、キャリッジ１７の走査方向である左右方向に対向するようにして配置されている。

また、メイン側の各チューブ１６０，１６６の開口端には、円錐状に形成されて先細りのニードル部１７０が設けられている。サブ側の各チューブ１４３，１５５の端部には、ゴム材等の弾性を有した材料から成形されてリング状のシール１７１が圧入されており、シール１７１は部分的にチューブ１４３，１５５の端部から突出している。

両ガイドレール２２，２３の右端部の間には、チューブポンプ１７２が設けられている。このチューブポンプ１７２は、ガイドレール２２に支持されたポンプモータ１７３により回転駆動される円筒状のドラム部１７４と、ドラム部１７４の外周縁に設けられた圧子１７５とを備えてなり、メイン側の各チューブ１６０，１６６の上方に配置されている。ドラム部１７４が回転駆動されると、圧子１７５がメイン側の各チューブ１６０，１６６を押し潰しながら周回し、該チューブ内の圧力変動が生じてチューブ内でインクや冷却液が圧送される。

また、図９に示すように、画像記録ユニット１１４のキャリッジ１７の右側にはカバー１７６が取り付けられている。このカバー１７６は、キャリッジ１７の右上端部を前後に延びる軸を中心にして、実線で示すように揺動軸から下方に垂れた封止位置と、二点鎖線で示すように揺動軸から水平に延びる開放位置との間で揺動自在になっている。カバー１７６が封止位置にあるときには、図１０に示すように、キャリッジ１７の右端面がこのカバー１７６により覆われ、各サブ側のチューブ１４３，１５５の端部に取り付けられたシール１７１がカバー１７６の左側面に密着し、各サブ側のチューブ１４３，１５５が封止される。これにより、インクサブタンク１１５内のインク及び冷却液サブタンク１３３内の冷却液の蒸発が抑えられる。一方、カバー１７６が開放位置にあるときには、各サブ側のチューブ１４３，１５５の端部が開放され、チューブ１４３，１５５の開口が右方に露出する。

キャリッジ１７がインク吐出位置やメンテナンス位置にある場合には、カバー１７６は自重により封止位置にある。そして、このプリンタ部１０３には、キャリッジ１７がインク補充位置にある場合に、カバー１７６を封止位置から開放位置まで揺動させる開放機構が設けられている。例えば開放機構は、図９及び図１０に示すように、ガイドレール２２に設けられたカム板１７７と、カバー１７６における揺動軸から離隔した側の端部に取り付けられたカムフォロア１７８とを備えてなる。カムフォロア１７８は、カム板１７７のカム面上を摺動可能になっており、例えば球状に形成される。カム板１７７のカム面は、図１０に示すように、カバー１７６の端部の揺動軌跡に応じて形成され、具体的には正面視にて揺動軸を中心とした円弧状であって、インク補充位置に近くなる右方に向かうに連れて面位置が高くなるように形成されている（なお、図１０のカム板１７７は、該開放機構の動作説明の容易化のために想像線で示されたものであり、画像記録ユニット１１４等との間の位置関係を示したものではない）。従って、キャリッジ１７が左方からインク補充位置に移動する過程において、カムフォロア１７８がカム板１７７のカム面に当接すると該カム面上を摺動して上方に移動し、カムフォロア１７８を連結しているカバー１７８が封止位置から開放位置に向けて揺動する。このように、カバー１７６の揺動はキャリッジ１７の移動に伴い機械的に行なわれる。

本実施形態のインク補充部１３１は、前述した構成のうち、メインインク室１１０Ａを有するインクカートリッジ１１０、メイン側及びサブ側のインクチューブ１６０，１４３、チューブポンプ１７２、及び該チューブポンプ１７２を駆動するチューブポンプ駆動回路１９９（図１２参照）等により構成される。また、冷却液入替部１３４は、前述した構成のうち、メイン冷却液室１３２Ａを有する冷却液メインタンク１３２、メイン側及びサブ側の冷却液チューブ１６６，１５５、補充用冷却液室１１０Ｂを有するインクカートリッジ１１０、補充用冷却液チューブ１６９、チューブポンプ１７２、及びチューブポンプ駆動回路１９９等により構成される。

ここで、本実施形態のインクは水性インクであり、冷却液は、水性インクの溶媒である水を主成分としており、前述した相変化材料を封入した微粒カプセルやグリセリンや防腐剤が含まれている。冷却液のモル濃度は、この水性インクのモル濃度よりも低濃度に設定されていると共に、図１０に示す補充用冷却室１１０Ｂとメインインク室１１０Ａとを仕切る仕切壁１５７が透水性を有した材料から形成されている。従って、インクカートリッジ１１０の内部においては、図１０に点線矢印Ｗで示すように、補充用冷却液室１１０Ｂに貯留されている冷却液の溶媒である水が、この濃度差に応じて発生する浸透圧により仕切壁１５７を介してメインインク室１１０Ａ内に透過可能になっている。

メイン側インクチューブ１６０の材料、長さ、厚さ及び径が設計されると、該チューブ１６０内のインクが単位時間当たりで外部に蒸発する量が予測可能となる。このため、仕切壁１７４の材料、表面積及び厚さと、インクと冷却液の濃度差とを考慮して、補充用冷却液室１１０Ｂ内の水がメインインク室１１０Ａに単位時間当たりで透過（浸透）する量と、前述の予測された蒸発量とを等しくすることができる。透過量と蒸発量とを等しくすることにより、インクの蒸発が生じても、インクの濃度を長期に亘って略一定に保つことができるようになり、インクの粘度を長期に亘って略一定に保つことができる。

図１２は、プリンタ部１０３を備えた複合機１の制御部１９６の構成を示すブロック図である。この制御部１９６には、スキャナ部４、操作パネル１１、外部通信機器１２、ＩＣチップ３５に内蔵された吐出ヘッド駆動回路９７、キャリッジ駆動回路９８及びポンプ駆動回路１９９が接続されている。ポンプ駆動回路１９９は、ポンプモータ１７３を駆動し、該ポンプモータ１７３の出力軸に接続されたチューブポンプ１７２のドラム部１７４を回転させる。

この制御部１９６により実行されるインク補充処理及び冷却液入替処理に係る複合機１（プリンタ部１０３）の動作は、図７に示す流れと同様のものとなる。図１３は、キャリッジ１７がインク補充位置にあるときのメイン側及びサブ側のチューブの端部の状態を示す断面図である。

図７に示すように、プリンタ部１０３は、記録用紙への画像の記録を行い（ステップＳ１）、１枚分の記録が完了すると（ステップＳ２）、インクサブタンク１１５内のインク残量が所定の閾値以下になったか否かを判断する（ステップＳ３）。ステップＳ１乃至Ｓ３では、キャリッジ１７はインク吐出位置にある。

図９から明らかなように、キャリッジ１７がインク吐出位置にあるときには、インクカートリッジ１１０とインクサブタンク１１５とは連通されず、冷却液メインタンク１３２と冷却液サブタンク１３３とは連通されない。ただし、カバー１７６が封止位置にあるため、サブ側の各チューブ１４３，１５５は封止されていると共に、メイン側の各チューブ１６０，１６６は、チューブポンプ１７２の圧子１７５により押し潰された状態となっている。このため、メイン側及びサブ側のチューブのいずれの開口からも、インクや冷却液が筐体２内部にリークすることはない。また、画像を記録する際にＩＣチップ３５が発生する熱は、ＩＣチップ３５の直上に設けられた冷却液サブタンク１３３内に貯留されている冷却液に吸収される。このため、吐出ヘッド１６の周辺の温度上昇を抑えることができる。

ステップＳ３において、インク残量が閾値を超える値であると判断した場合には、ステップＳ１に戻って次の記録用紙への記録を行い、インク残量が閾値以下であると判断した場合には、キャリッジモータ２８（図９参照）を駆動してキャリッジ１７をインク補充位置に移動させる（ステップＳ４）。このキャリッジ１７をインク吐出位置からインク補充位置に移動させる過程において、キャリッジ１７に取り付けられたカムフォロア１７８がガイドレール２２に取り付けられたカム板１７７のカム面上を摺動してカバー１７６が右上方に揺動し、サブ側の各チューブ１４３，１５５の開口が右方に開放される。この状態でキャリッジ１７がインク補充位置まで移動すると、図１３に示すように、メイン側の各チューブ１６０，１６６の端部に取り付けられたニードル部１７０が、対応するサブ側のチューブ１４３，１５５のシール１７１の内部に挿入され、ニードル部１７０がシール１７１の内周面に密着した状態となる。これにより、メインインク室１１０Ａとサブインク室１１５Ａとは、インクチューブ１６０，１４３を介して連通され、メイン冷却液室１３２Ａとサブ冷却液室１３３Ａとは、冷却液チューブ１６６，１５５を介して連通される（ステップＳ５）。このように、本実施形態のインク補充部１３１及び冷却液入替部１３４は、キャリッジ１７をインク補充位置に移動させる制御を行うだけで、自動的にメイン側とサブ側とが連通されるように構成されている。

両インク室１１０Ａ，１１５Ａが連通し、且つ両冷却液室１３２Ａ，１３３Ａが連通すると、チューブポンプ１７２が駆動される。このとき、まず、図１３に矢印Ｒ１で示すように、チューブポンプ１７２のドラム部１７４を正面視で反時計回り方向に回転駆動する。これにより、インクチューブ１６０，１４３内ではサブインク室１１５Ａからメインインク室１１０Ａに向けてインクが流れ、冷却液供給チューブ１６６，１５５内ではサブ冷却液室１３３Ａからメイン冷却液室１３２Ａに向けて冷却液が流れるようになる。これにより、サブインク室１１５Ａ内のインクがメインインク室１１０Ａに一旦回収される共に、サブ冷却液室１３３Ａ内で温度上昇された冷却液がメイン冷却液室１３２Ａに一旦回収される（ステップＳ６）。

なお、図９及び図１０に示すように、冷却液メインタンク１３２の下方には廃液フォーム１３０が配置されている。従って、温度上昇された冷却液サブタンク１３３内の冷却液が冷却液メインタンク１３２内に回収された後、冷却液メインタンク１３２内の冷却液の熱が廃液フォーム１３０に吸収されたインクの蒸発潜熱として消費される。このため、冷却液メインタンク１３２内の冷却液が効率よく冷却され、冷却液メインタンク１３２がラジエータとして機能する。また、廃液フォーム１３０に吸収されたインクの蒸発が促進されるため、廃液フォーム１３０の吸収容量を小さくすることができる。更に、インクの蒸発に伴って、インクカートリッジ１１０及び冷却液メインタンク１３２の周辺の湿度が高くなるため、各チューブ内のインクや冷却液の蒸発が抑えられる。なお、冷却液メインタンク１３２のラジエータとしての機能を高めるために、図１０に二点鎖線で示すように、冷却液メインタンク１３２にアルミニウム等の熱容量の高い材料からなるヒートシンク１７９を接触させてもよい。

また、たとえ冷却液の蒸発が生じても、チューブポンプ１７２の駆動に応じて、補充用冷却液室１１０Ｂに貯留されている冷却液が補充用冷却液チューブ１６９を介してメイン冷却液室１３２Ａに適宜補充されるようになっている。これにより、メイン冷却液室１３２Ａやサブ冷却液室１３３Ａが常に満たされた状態になる。

次に、図１３に矢印Ｒ２で示すように、チューブポンプ１７２のドラム部１７４を正面視で時計回り方向に回転駆動する。これにより、インクチューブ１６０，１４３内ではメインインク室１１０Ａからサブインク室１１５Ａに向けてインクが流れ、冷却液供給チューブ１６６，１５５内ではメイン冷却液室１３２Ａからサブ冷却液室１３３Ａに向けて冷却液が流れるようになる。これにより、メインインク室１１０Ａ内のインクがサブインク室１１５Ａに補充されると共に、メイン冷却液室１３２Ａ内で冷却されている冷却液がサブ冷却液室１３３Ａへと供給される（ステップＳ７）。インクの補充及び冷却液の入替が完了すると、ステップＳ１に戻って次の記録用紙への記録を再開する。

本プリンタ部１０３においても、冷却液を循環させる経路が、キャリッジ１７がインク吐出位置にあるときには連通されず、インク補充位置にあるときのみ連通されるようになっている。このため、装置全体がコンパクトになるというステーション供給方式の利点を損なうことなく、キャリッジ１７の周辺を水冷するための構成を設けることができる。

また、第１実施形態では、この連通及び遮断を行うために専用の装置として昇降装置６４が設けられており、この昇降装置６４は、インク補充部３１に冷却液入替部３４が付加されたことから、計１０個の弁のコイルスプリングの付勢力に抗して駆動されなければならず、昇降装置６４の負荷が大きくなる可能性がある。本プリンタ部１０３は、このような付勢力によって閉弁状態を維持する構成のバルブが省略されており、メイン側とサブ側の連通及び遮断が、キャリッジ１７の移動に伴うニードル部１７０とシール１７１の機械的な抜き差しにより自動的に行われている。このように、シャトルタイプのプリンタには元々備えられているキャリッジモータ２８の駆動力を利用してメイン側とサブ側の連通及び遮断が行われており、また、この連通及び遮断のために必要なキャリッジモータ２８の駆動力も上記の昇降装置６４と比べて小さくしてもよくなるため、冷却液入替部１３４及びインク補充部１３１をコンパクトに構成することができる。また、揺動自在に取り付けられたカバー１７６により、キャリッジ１７がインク補充位置から離れていてインク補充や冷却液の入替を行わないときには、サブ側のチューブの開口端が封止されており、チューブポンプ１７２を適用したことによりメイン側のチューブは押し潰された状態となる。このため、バルブを省略した構成であっても、バルブを設けた場合と同様にしてインクや冷却液のリークや蒸発を防止できる。なお、サブ側のチューブには弾性を有した材料からなるシール１７１が部分的に突出しているため、封止位置にあるカバー１７６をこのシール１７１に密着させてサブ側のチューブが封止されている状態をより確実に維持することができる。

次に、図１に示す複合機１に装備可能な第３実施形態のプリンタ部２０３について説明する。第１及び第２実施形態と同様の構成は、同一の符号を付して説明を簡略化する。

図１４は、プリンタ部２０３の構成を示す模式的平面図である。図１５は、図１４のXVa−XVa矢視図、XVb矢視図及びXVc−XVc矢視図を併せて示すものであって、画像記録ユニット２１４、インク補充部２３１及び冷却液入替部２３４の構成を示す図である。図１６は、図１４のXVI−XVI矢視図であって、画像記録ユニット２１４の構成を示す断面図である。これら図１４乃至図１６は、第２実施形態を示した図９乃至図１１と対応する。

図１４に示すように、プラテン１３、メンテナンス機構１２９、廃液フォーム１３０及びカートリッジ装着部９の位置関係や、インク吐出位置、メンテナンス位置及びインク補充位置の位置関係は、図９に示す第２実施形態と同様になっている。

図１４乃至図１６に示すように、画像記録ユニット２１４のヘッドホルダ１３７には、前後に並ぶ４つのインクサブタンク２１５と、冷却液サブタンク２３３と、ＩＣチップ３５と、吐出ヘッド１６とが、第２実施形態と同様にして搭載される。冷却液サブタンク２３３は、インク補充部１４５の形成によって生じたスペース１５０を有効活用して配置されている。インクサブタンク２１５及び冷却液サブタンク２３３の外形形状と、サブインク室２１５Ａの形状は、第２実施形態と同様になっている。

図１５に示すように、インクサブタンク２１５の上部且つ右部には、サブインク室２１５Ａを外部に連通させるサブインク流入孔２４１が設けられており、インクサブタンク２１５の上部且つ左部には、サブインク室２１５Ａを外部に連通させるサブインク流出孔２４２が設けられている。サブインク流入孔２４１には、インクサブタンク２１５外を右方に延びるサブ側インク供給チューブ２４３が接続され、サブインク流出孔２４２には、サブ側インク供給チューブ２４２の上方を右方に延びるサブ側インク回収チューブ２４４が接続されている。

図１７は、図１６のXVII−XVII矢視図であって、冷却液サブタンク２３３の断面図である。なお、ＩＣチップ３５の冷却液サブタンク２３３に対する平面視の位置関係を二点鎖線で示している。図１７に示すように、冷却液サブタンク２３３は、内部にラビリンス構造のサブ冷却液室２３３Ａを有している。サブ冷却液室２３３Ａの始端２５１は、冷却液サブタンク２３３の後部且つ右部に形成されており、終端２５２は、冷却液サブタンク２３３の後部且つ左部に形成されている。冷却液サブタンク２３３は、このサブ冷却液室２３３Ａの始端２５１に開口して外部に連通するサブ冷却液流入孔２５３と、サブ冷却液室２３３Ａの終端２５２に開口して外部に連通するサブ冷却液流出孔２５４とが設けられている。

図１６に示すように、サブ冷却液流入孔２５３及び流出孔２５４が形成された冷却液サブタンク２３３の後部は、前述したスペース１５０から後方に突出している。サブ冷却液流入孔２５３には、サブ側インク供給チューブ２４３と同一高さを右方に延びるサブ側冷却液供給チューブ２５５が接続され（図１５及び図１６の二点鎖線参照）、サブ冷却液流出孔２５４には、サブ側冷却液供給チューブ２５５の上方において、サブ側インク供給チューブ２４４と同一高さを右方に延びるサブ側冷却液回収チューブ２５６が接続されている（図１４及び図１６の実線、図１５の二点鎖線参照）。

図１５に示すように、インクカートリッジ２１０の内部には、インクを貯留するメインインク室２１０Ａ（液体貯留室）と、冷却液を貯留可能な補充用冷却液室１１０Ｂ（冷却液貯留室）とが形成されており、これら２つの室２１０Ａ，１１０Ｂが透水性を有した材料からなる仕切壁１５７により仕切られている。インクカートリッジ１１０の後部かつ底部には、メインインク室２１０Ａを外部に連通させるメインインク流出孔２５８が設けられ、インクカートリッジ２１０の後部且つ上部には、メインインク室２１０Ａを外部に連通させるメインインク流入孔２５９が設けられている。メインインク流出孔２５８には、メイン側インク供給チューブ２６０が接続され、メインインク流入孔２５９には、メイン側インク回収チューブ２６１が接続されている。

図１４に示すように、メイン側インク供給チューブ２６０及びメイン側インク回収チューブ２６１は、平面視で重なるようにして上下に並ぶようにして引き回されている。両チューブ２６０，２６１は、第２実施形態の後方に延びて右側に屈曲し、更に後方に延びてガイドレール２３の右側を迂回した後に左方に屈曲しており、両ガイドレール２２，２３の右端部の前後間にて左方に開口端を向けている。

図１８は、図１５のXVIII−XVIII矢視図であって、冷却液メインタンク２３２の断面図である。図１８に示すように、冷却液メインタンク２３２の内部には、ラビリンス構造のメイン冷却液室２３２Ａが形成されている。冷却液メインタンク２３２の左部且つ底部には、メイン冷却液室２３２Ａの一端部２６２を外部に連通させるメイン冷却液流出孔２６３が設けられており、冷却液メインタンク２３２の左部且つ上部には、メイン冷却液室２３２Ａの他端部２６４を外部に連通させるメイン側冷却液流入孔２６５が設けられている。メイン冷却液流出孔２６３には、メイン側冷却液供給チューブ２６６が接続され、メイン冷却液流入孔２６５には、メイン側冷却液回収チューブ２６７が接続されている。図１４に示すように、メイン側冷却液供給チューブ２６６及びメイン側冷却液回収チューブ２６７は、平面視で重なるようにして上下に並ぶようにして引き回されている。すなわち、両チューブ２６６，２６７は、後方に延びて右側に屈曲し、更に後方に延びてガイドレール２３の右側を迂回した後に左方に屈曲しており、両ガイドレール２２，２３の右端部の前後間にて左方に開口端を向けている。

また、図１５及び図１８に示すように、インクカートリッジ２１０の前部には、補充用冷却液室１１０Ｂを外部に連通させる補充用冷却液流出孔１６８が形成されており、この孔１６８には、冷却液メインタンク２３２のメイン冷却液室２３２Ａに連通する補充用冷却液チューブ１６９が接続されている。

図１６に示すように、合計５本となるサブ側インク供給チューブ２４３及びサブ側冷却液供給チューブ２５４は、前後に略等間隔をおいて設けられ、サブ側インク供給チューブ２４５及びサブ側冷却液供給チューブ２５４も、前後に略等間隔をおいて設けられている。これに対し、図１４及び図１５に示すように、メイン側インク供給チューブ２６０及びメイン側冷却液供給チューブ２６６の開口端も、前後に略等間隔をおいて並んで設けられ、メイン側インク回収チューブとメイン側冷却液回収チューブの開口端についても、前後に略等間隔をおいて並んで設けられている。一点鎖線Ａで示すように、メイン側のチューブの端部とサブ側のチューブの端部とは、キャリッジ１７の走査方向である左右方向に対向するようにして配置されている。

メイン側の各チューブ２６０，２６１，２６６，２６７の端部には、円錐状に形成されて先細りのニードル部１７０が設けられている。サブ側の各チューブ２４３，２４４，２５５，２５６の端部には、ゴム材等の弾性を有した材料から成形されてリング状のシール１７１が圧入されている。

両ガイドレール２２，２３の右端部の間には、チューブポンプ１７２が設けられている。このチューブポンプ１７２は、メイン側の各供給チューブ２６０，２６６とメイン側の各回収チューブ２６１，２６７との上下間に配置されており、ドラム部１７４が回転駆動されると、圧子１７５がメイン側の各チューブ２６０，２６１，２６６，２６７を押し潰しながら周回し、該チューブ内の圧力変動が生じてチューブ内でインクや冷却液が圧送される。

また、画像記録ユニット２１４のキャリッジ１７の右側にはカバー１７６が揺動自在に取り付けられている。カバー１７６が実線で示すように自重により下方に垂れた封止位置にあるときには、各サブ側のチューブ２４３，２４４，２５５，２５６の端部に取り付けられたシール１７１がカバー１７６の左側面に密着し、各サブ側のチューブ２４３，２４４，２５５，２５６が封止される。また、このカバー１７６は、前述したカム板１７６及びカムフォロア１７６を備えてなる開放機構により、インク吐出位置に移動されるときに封止位置から開放位置に向けて揺動されるようになっている。

本実施形態のインク補充部２３１は、前述した構成のうち、メインインク室２１０Ａを有するインクカートリッジ２１０、メイン側及びサブ側のインク供給チューブ２６０，２４３と、メイン側及びサブ側のインク回収チューブ２６１，２４４と、チューブポンプ１７２と、チューブポンプ駆動回路１９９（図１２参照）とにより構成される。冷却液入替部２３４は、前述した構成のうち、メイン冷却液室２３２Ａを有する冷却液メインタンク２３２と、メイン側及びサブ側の冷却液供給チューブ２６６，２５５と、メイン側及びサブ側の冷却液回収チューブ２６７，２５６と、補充用冷却液室１１０Ｂを有するインクカートリッジ２１０と、補充用冷却液チューブ１６９と、チューブポンプ１７２と、チューブポンプ駆動回路１９９とにより構成される。

なお、本実施形態でも、図１５に点線矢印Ｗで示すように、補充用冷却液室１１０Ｂに貯留されている冷却液の溶媒である水が、インクとの濃度差に応じて発生する浸透圧により仕切壁１５７を介してメインインク室２１０Ａ内に透過可能になっており、インクの粘度を長期に亘って略一定に保つことができるようになっている。

本プリンタ部２０３を備えた複合機１の制御部２９６は、図１３に示す第２実施形態の制御部１９６と同様にして構成されている。図１９は、制御部２９６により実行されるインク補充処理及び冷却液入替処理に係る複合機１（プリンタ部１０３）の動作を説明するフローチャートである。図２０は、キャリッジ１７がインク補充位置にあるときの各チューブの端部の状態を示す断面図である。

図１９に示すように、プリンタ部２０３は、記録用紙への画像の記録を行い（ステップＳ１）、１枚分の記録が完了すると（ステップＳ２）、ソフトカウントの結果に基づいてインクサブタンク１５内のインク残量が所定の閾値以下になったか否かを判断する（ステップＳ３）。

なお、キャリッジ１７がインク吐出位置にあるときには、インクカートリッジ２１０とインクサブタンク２１５とは連通されず、冷却液メインタンク２３２と冷却液サブタンク２３３とは連通されないが、サブ側の各チューブ２４３，２４４，２５５，２５６は、カバー１７６により封止され、メイン側の各チューブ２６０，２６１，２６６，２６７は、チューブポンプ１７２の圧子１７５により押し潰されているため、メイン側及びサブ側のチューブのいずれの開口からも、インクや冷却液が筐体２内部にリークすることはない。

また、画像を記録する際にＩＣチップ３５が発生する熱は、その直上に設けられた冷却液サブタンク２３３内に貯留されている冷却液に吸収されるため、吐出ヘッド１６の周辺の温度上昇を抑えることができる。冷却液メインタンク２３２においては、冷却液が蓄えている熱が廃液フォーム１３０の蒸発潜熱として消費されるため、冷却液メインタンク１３２内の冷却液が効率よく冷却される。

ステップＳ３において、インク残量が閾値を超える値であると判断した場合には、ステップＳ１に戻って次の記録用紙への記録を行い、インク残量が閾値以下であると判断した場合には、キャリッジモータ２８を駆動してキャリッジ１７をインク補充位置に移動させる（ステップＳ４）。

第２実施形態と同様に、このキャリッジ１７をインク吐出位置からインク補充位置に移動させる過程において、カムフォロア１７８がカム板１７７のカム面上を摺動することによりカバー１７６が開放位置まで揺動し、サブ側の各チューブ２４３，２４４，２５５，２５６の開口が右方に露出した状態となる。この状態でキャリッジ１７がインク補充位置まで移動すると、図２０に示すように、メイン側の各チューブ２６０，２６１，２６６，２６７の端部に取り付けられたニードル部１７０が、対応するサブ側のチューブ２４３，２４４，２５５，２５６のシール１７１の内部に挿入され、ニードル部１７０がシール１７１の内周面に密着した状態となる。

これにより、メインインク室２１０Ａとサブインク室２１５Ａとは、インク供給チューブ２６０，２４３及びインク回収チューブ２６１，２４４の２系統の経路を介して連通され、メイン冷却液室２３２Ａとサブ冷却液室２３３Ａとは、冷却液供給チューブ２６６，２５５及び冷却液回収チューブ２６７，２５６の２系統の経路を介して連通される（ステップＳ５）。このように、本実施形態のインク補充部２３１及び冷却液入替部２３４においても、キャリッジ１７をインク補充位置に移動させる制御を行うだけで、自動的にメイン側とサブ側とが連通されるように構成されている。

両インク室１１０Ａ，１１５Ａが連通し、且つ両冷却液室１３２Ａ，１３３Ａが連通すると、チューブポンプ１７２を駆動する。このとき、図２０に矢印Ｒで示すように、チューブポンプ１７２のドラム部１７４が正面視で時計回り方向に回転駆動されることにより、インク供給チューブ２６０，２４３内ではメインインク室２１０Ａからサブインク室２１５Ａに向けてインクが流れ、インク回収チューブ２６１，２４４内ではサブインク室２１５Ａからメインインク室２１０Ａに向けてインクが流れるようになる。また、冷却液供給チューブ２６６，２５５内ではメイン冷却液室２３２Ａからサブ冷却液室２３３Ａに向けて冷却液が流れ、冷却液回収チューブ２６７，２５６内ではサブ冷却液室２３３Ａからメイン冷却液室２３２Ａに向けて冷却液が流れるようになる。（ステップＳ２０６）。

冷却液メインタンク２３２のメイン冷却液室２３２Ａ内では、図１８に点線矢印で示すように、メイン冷却液流入孔２６５から冷却液が流入して、他端部２６４から一端部２６２に向けて冷却液が流れていき、メイン冷却液流出孔２６３から冷却液が流出していく。また、冷却液サブタンク２３３のサブ冷却液室２３３Ａ内では、図１７に点線矢印で示すように、サブ冷却液流入孔２５３から冷却液が流入して、始端２５１から終端２５２に向けて冷却液が流れていき、サブ冷却液流出孔２５４から冷却液が流出していく。メイン冷却液室２３２Ａ及びサブ冷却液室２３３Ａには、予め冷却液がほぼフルに充填されており、本実施形態の冷却液入替部２３４は、チューブポンプ１７２が駆動されると、サブ冷却液室２３３Ａ内で温度上昇された冷却液の回収と、メイン冷却液室２３２Ａ内の冷却液の供給とを同時に行って、サブ冷却液室２３３Ａ内の冷却液の入替を行うことができるようになっている。なお、たとえ冷却液の蒸発が生じても、チューブポンプ１７２の駆動に応じて補充用冷却液室２１０Ｂに貯留されている冷却液が補充用冷却液チューブ１６９を介してメイン冷却液室２３２Ａに適宜補充され、メイン冷却液室２３２Ａやサブ冷却液室２３３Ａが常に冷却液で満たされた状態となる。

このため、チューブポンプ１７２を利用した冷却液入替部２３４による冷却液の入替により、サブ冷却液室２３３Ａ内には、再び冷却された冷却液が充填された状態となる。

一方、図１５に示すように、サブインク流出孔２４２がサブインク室２１５Ａにおける最も高い位置に設けられており、サブインク流入孔２４１は、サブインク流出孔２４２よりも低い位置に設けられている。従って、チューブポンプ２７２が駆動されると、メインインク室２１０Ａからのインクがサブインク流入孔２４１を通ってサブインク室２１５Ａ内に供給され続けるが、サブインク室２１５Ａ内がインクで満たされるまでは、サブインク室２１５Ａ内のインクは回収されないようになっている。このため、インク残量の少なくなったサブインク室２１５Ａは急速にインクで満たされる。なお、４つのサブインク室２１５Ａ内に残留しているインクの量は常に均一になっているとは限らない。従って、あるサブインク室２１５Ａのみが先立ってインクで満たされた場合には、そのサブインク室２１５Ａではインクの供給とインクの回収とが同時に行われるようになり、インクで満たされている状態が維持される。一方、インクで満たされていない他のサブインク室２１５Ａについては、継続してインクで満たされるまでインクの補充が行われる。

このように本実施形態のインク補充部２３１は、一旦インクの回収を行って残留インク量をコントロールする形態でなくても、単一のチューブポンプ１７２を利用することにより、残留インク量のばらつきを吸収して全てのサブインク室２１５Ａにインクの補充を行うことができるようになっている。

インクの補充及び冷却液の入替が完了すると、ステップＳ１に戻って次の記録用紙への記録を再開する。

このように、第３実施形態のプリンタ部２０３においても、冷却液を循環させる経路が、キャリッジ１７がインク吐出位置にあるときには連通されず、インク補充位置にあるときのみ連通されるようになっているため、装置全体を小型化することができるというステーション供給方式の利点を損なうことなくキャリッジ１７の周辺を水冷するための構成を備えることができる。また、連通させるための駆動力にキャリッジ１７の駆動力を利用すると共に、付勢力を利用して閉弁状態を維持する構成のバルブを省略して揺動自在に取り付けられたカバーとチューブポンプとを適用しているため、冷却液入替部２３４及びインク補充部２３１をコンパクトに構成することができる。

また、冷却液の供給と冷却液の回収とが同時に行われるため、冷却液サブタンク１３３内の冷却液の入替に要する時間を短縮することができる。また、冷却液の供給及び回収と、インクの供給及び回収の４つの動作が単一のチューブポンプ１７２で行われるように構成されており、冷却液入替部２３４及びインク補充部２３１をコンパクトに構成することができる。

本発明に係る液体吐出装置は、前述の実施形態の構成に限られず、適宜変更可能である。例えば、第１実施形態においては、昇降装置６４が駆動されて５つのジョイント弁６１，９１が上昇されると、各ジョイント弁の弁体６２，９２が同時に対応するリフィルポート弁４７，７５の弁体４８，７６に当接し、５組のジョイント弁６１，９１及びリフィルポート弁４７，７５の開弁タイミングが同時になっている。このため、昇降装置６４は、５つのリフィルポート弁と５つのジョイント弁のコイルスプリングが発揮する付勢力の合計に抗するだけの駆動力を出力しなければならない。ここで、ジョイント弁６１，９１の弁体６２，９２の上方突出量を不揃いにしておき、各弁体６２，９２が対応するリフィルポート弁４７，７５の弁体４８，７６に当接するタイミングをずらして開弁タイミングをずらし、インクカートリッジ１０とインクサブタンク１５とが連通するタイミングと、冷却液メインタンク３２と冷却液サブタンク３３とが連通するタイミングとをずらすようにしてもよい。これにより、昇降装置６４は、リフィルポート弁及びジョイント弁を１組開くだけ駆動力を出力可能であれば、順次弁を開くことができるようになる。なお、昇降装置を複数個設けることによって連通タイミングをずらすようにしてもよい。

第２及び第３実施形態においても、第１実施形態と同様にして、メイン側の各チューブの端部の配置を左右にずらすことにより、メインインク室とサブインク室との連通タイミングと、メイン冷却液室とサブ冷却液室との連通タイミングとをずらすことができる。この場合には、キャリッジ１７の駆動力を小さくしても各チューブ間の接続と遮断とを行うことができる。

また、前述の実施形態においては、インク残量が所定の閾値以下になったときに、インクの補充とともに冷却液の入替を行っていたが、これに限られることはなく、例えば、冷却液の入替から所定時間経過したときは、冷却液が自然乾燥で蒸発して減少していると推定されるため、インクの残量にかかわらず冷却液を入れ替えるように制御してもよい。

本発明は、液体を貯留する液体メインタンクから液体を吐出する吐出ヘッドに液体を供給する方式として所謂ステーション供給方式が適用された液体吐出装置であれば、インクジェットプリンタに限らず他の用途にも利用することができる。

本発明に係る液体吐出装置の一例として示す第１乃至第３実施形態のプリンタ部を備える複合機の外観構成を示す斜視図である。 第１実施形態のプリンタ部の構成を示す模式的側面図である。 第１実施形態のプリンタ部の構成を示す模式的平面図である。 第１実施形態の画像記録ユニット及びインク補充部の構成を示す断面図である。 第１実施形態の画像記録ユニット及び冷却液入替部の構成を示す断面図である。 第１実施形態の制御部の構成を示すブロック図である。 第１及び第２実施形態のインク補充処理及び冷却液入替処理に係るプリンタ部の動作を説明するフローチャートである。 第１実施形態における冷却液入替処理中の画像記録ユニット及び冷却液入替部の状態変化を示す模式図であり、（ａ）はインク補充前において冷却液メインタンクと冷却液サブタンクとが連通した状態、（ｂ）は冷却液サブタンクから冷却液を一旦回収した状態、（ｃ）は冷却液サブタンクへインクを供給した状態を示している。 第２実施形態のプリンタ部の構成を示す模式的平面図である。 図９に示すXa−Xa矢視図、Xb矢視図及びXc−Xc矢視図を併せて示しており、第２実施形態の画像記録ユニット、インク補充部及び冷却液入替部の構成を示す図である。 図９に示すXI−XI矢視図であり、第２実施形態の画像記録ユニットの構成を示す断面図である。 第２及び第３実施形態の制御部の構成を示すブロック図である。 第２実施形態における冷却液入替処理中のチューブの端部の状態を示す断面図である。 第３実施形態のプリンタ部の構成を示す模式的平面図である。 図１４に示すXVa−XVa矢視図、XVb矢視図及びXVc−XVc矢視図を併せて示しており、第３実施形態の画像記録ユニット、インク補充部及び冷却液入替部の構成を示す図である。 図１４に示すXVI−XVI矢視図であり、第３実施形態の画像記録ユニットの構成を示す断面図である。 図１６に示すXVII−XVII矢視図であり、第３実施形態の冷却液サブタンクの断面図である。 図１５に示すXVIII−XVIII矢視図であり、第３実施形態の冷却液メインタンクの断面図である。 第３実施形態のインク補充処理及び冷却液入替処理に係るプリンタ部の動作を説明するフローチャートである。 第３実施形態における冷却液入替処理中のチューブの端部の状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 複合機
３ プリンタ部
１０ インクカートリッジ
１０Ａ メインインク室
１５ インクサブタンク
１６ 吐出ヘッド
１７ キャリッジ
３１ インク補充部
３２ 冷却液メインタンク
３３ 冷却液サブタンク
３４ 冷却液入替部
３５ ＩＣチップ
５３ ポンプ
６４ 昇降機構
８３ ポンプ
９６ 制御部
９９ ピニオン駆動回路
１０３ プリンタ部
１１０ インクカートリッジ
１１０Ａ メインインク室
１１０Ｂ 補充用冷却液室
１１５ インクサブタンク
１３１ インク補充部
１３２ 冷却液メインタンク
１３３ 冷却液サブタンク
１３４ 冷却液入替部
１７２ チューブポンプ
１７６ カバー
１７７ カム板
１７８ カムフォロア
１９６ 制御部
１９９ チューブポンプ駆動回路
２０３ プリンタ部
２１０ インクカートリッジ
２１５ インクサブタンク
２３１ インク補充部
２３２ 冷却液メインタンク
２３３ 冷却液サブタンク
２３４ 冷却液入替部
２９６ 制御部

Claims (15)

1. 液体を吐出する吐出ヘッドと、
   該吐出ヘッドを保持する移動可能なキャリッジと、
   該キャリッジに保持されるものであって、前記吐出ヘッドへ供給する液体を貯留する液体サブタンクと、
   前記液体サブタンクに液体を補充するものであって、前記液体サブタンクと連通可能な液体メインタンクを含む液体補充部と、
   前記吐出ヘッドから被記録媒体に向けて液体を吐出する液体吐出位置及び前記液体サブタンクを前記液体メインタンクと連通させる液体補充位置を含む範囲内で前記キャリッジを移動させるように制御するキャリッジ移動制御部と、
   前記液体補充部の動作を制御する液体補充制御部とを備える液体吐出装置において、
   前記キャリッジに保持され、前記吐出ヘッドを冷却するための冷却液を貯留する冷却液サブタンクと、
   前記冷却液サブタンクと連通可能な冷却液メインタンクを有し、前記冷却液サブタンクと連通する際に前記冷却液サブタンク内の冷却液を該冷却液メインタンク内の冷却液と入れ替える冷却液入替部とを備え、
   前記冷却液サブタンクは、前記キャリッジが前記液体吐出位置に位置するときは前記冷却液メインタンクと連通せず、前記キャリッジが前記液体補充位置に位置するときに前記冷却液メインタンクと連通し、
   前記吐出ヘッドは、前記液体サブタンク下面の下方に配置され、該下面から下方に突出してなり常に所定量の液体を残存させる液体残存部を介して前記液体サブタンクと連通しており、
   前記液体サブタンクと前記吐出ヘッドとの間の空間領域に、前記冷却液サブタンクが配置される液体吐出装置。
2. 前記冷却液入替部は、前記キャリッジが前記液体補充位置に位置するときに前記冷却液メインタンクと前記冷却液サブタンクとを連通させる冷却液経路を有し、
   前記冷却液入替部は、該冷却液経路を介して、前記冷却液サブタンク内の冷却液を冷却液メインタンクに一旦回収してから、前記冷却液メインタンクから前記冷却液サブタンクへ冷却液を供給すべく構成されている、請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記冷却液入替部は、前記キャリッジが前記液体補充位置に位置するときに冷却液メインタンクと冷却液サブタンクとを連通させる互いに独立した第１の冷却液経路及び第２の冷却液経路を有し、前記冷却液入替部は、該第１の冷却液経路を介して前記冷却液サブタンク内の冷却液を前記冷却液メインタンクに回収すると同時に、該第２の冷却液経路を介して前記冷却液メインタンクから前記冷却液サブタンクへ冷却液を供給すべく構成されている、請求項１に記載の液体吐出装置。
4. 前記液体補充部は、前記液体サブタンク内の液体を前記液体メインタンクに向けて移動させる液体回収動作と、前記液体メインタンク内の液体を前記液体サブタンクへ向けて移動させる液体供給動作とを実行可能な液体ポンプ手段を有し、
   前記冷却液入替部は、前記冷却液サブタンク内の冷却液を前記冷却液メインタンクに向けて移動させる冷却液回収動作と、前記冷却液メインタンク内の冷却液を前記冷却液サブタンクへ向けて移動させる冷却液供給動作とを実行可能な冷却液ポンプ手段を有し、
   前記液体ポンプ手段と前記冷却液ポンプ手段とが一体に構成され、液体回収動作及び冷却液回収動作が同時に実行され、液体供給動作及び冷却液供給動作が同時に実行される、請求項１乃至３の何れかに記載の液体吐出装置。
5. 前記冷却液ポンプ手段が、チューブポンプにより構成される、請求項４記載の液体吐出装置。
6. 前記キャリッジが前記液体補充位置に移動する際に、前記液体サブタンクを前記液体メインタンクに連通させるタイミングと、前記冷却液サブタンクを前記冷却液メインタンクに連通させるタイミングとの間に時間差がある、請求項１乃至５の何れかに記載の液体吐出装置。
7. 前記液体サブタンクに接続されて前記キャリッジに保持され、前記キャリッジの往復移動方向における前記液体補充位置側に開口を向けたサブ側液体チューブと、
   前記冷却液サブタンクに接続されて前記キャリッジに保持され、前記キャリッジの往復移動方向における前記液体補充位置側に開口を向けたサブ側冷却液チューブと、
   前記液体メインタンクに接続され、前記サブ側液体チューブと前記キャリッジの往復移動方向において対向するメイン側液体チューブと、
   前記冷却液メインタンクに接続され、前記サブ側冷却液チューブと前記キャリッジの往復移動方向において対向するメイン側冷却液チューブと、を備え、
   前記キャリッジが前記液体補充位置にあるときに、互いに対向する前記サブ側冷却液チューブ及び前記メイン側冷却液チューブが接続され、互いに対向する前記サブ側液体チューブ及び前記メイン側液体チューブが接続されるようになっている請求項１乃至６の何れかに記載の液体吐出装置。
8. 前記キャリッジに揺動自在に取り付けられ、前記キャリッジが前記液体補充位置から離れているときには、前記サブ側液体チューブ及び前記サブ側冷却液チューブを封止するカバーと、
   前記キャリッジが前記液体補充位置に移動されると、前記カバーを揺動させて前記サブ側液体チューブの開口及び前記サブ側冷却液チューブの開口を開放させる開放機構とを備える請求項７記載の液体吐出装置。
9. 前記冷却液メインタンクが、ラジエータである、請求項１乃至８の何れかに記載の液体吐出装置。
10. 前記吐出ヘッドから吐出された液体を吸収する廃液フォームを備え、
    前記冷却液メインタンクは、該廃液フォームに近接して配置されている、請求項１乃至９の何れかに記載の液体吐出装置。
11. 前記液体メインタンクは、液体を貯留する液体貯留室と、冷却液を貯留する冷却液貯留室とを有し、
    前記液体メインタンクが本体に装着されている状態にて、該冷却液貯留室が前記冷却液メインタンクと連通する、請求項１乃至１０の何れかに記載の液体吐出装置。
12. 液体の溶媒が冷却液の溶媒と同じであって、冷却液は液体よりも濃度が低く、
    前記メインタンクは、前記液体貯留室と前記冷却液貯留室とを仕切る仕切壁を有し、
    該仕切壁の少なくとも一部が液体透過性を有し、前記冷却液貯留室に貯留された冷却液の溶媒が、前記仕切壁を介して前記液体貯留室内に透過可能に構成されている、請求項１１に記載の液体吐出装置。
13. 冷却液がグリセリンを含む、請求項１乃至１２の何れかに記載の液体吐出装置。
14. 冷却液が相変化材料を含む、請求項１乃至１３の何れかに記載の液体吐出装置。
15. 前記空間領域に前記吐出ヘッドを駆動するためのＩＣチップが配置され、前記冷却液サブタンクが前記ＩＣチップの上面に載置されるようにして前記空間領域内に収容されている、請求項１乃至１４の何れかに記載の液体吐出装置。

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