JP6254760B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット方式を適用した画像形成装置に関するものである。

一般的に、インクジェット方式を適用した画像形成装置は、インクジェットプリンタとも呼称されており、例えば、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）など多色のインクを使用して記録媒体上に画像や文字をカラー印刷できるので、家庭用や業務用のプリンタとして多用されているし、ブラック（Ｋ）のインク１色だけでも単色印刷できるように構成されている。

この種の画像形成装置の一例として、ノズルからインクを吐出するインクジェットヘッドと、インクジェットヘッドに供給するためのインクを貯留し、且つ、鉛直方向においてインクジェットヘッドより高い位置に配置されている第１のタンク（上部タンク）と、インクジェットヘッドで吐出されなかったインクを貯留し、且つ、鉛直方向においてインクジェットヘッドより低い位置に配置されている第２のタンク（下部タンク）と、第１のタンク，インクジェットヘッド，第２のタンクの間でインクを循環させるためのポンプとでインク経路部を形成した際に、インク経路部内の内圧を調整する圧力調整部を第２のタンクに連通させ、且つ、第１，第２のタンクの各大気ポートと各タンクよりも下方に設置した廃液部のオーバーフロータンクとの間を第１，第２の大気開放経路部により接続させて、第１，第２のタンクの内部を第１，第２の大気開放経路部内に設置した第１，第２の大気開放弁を介して大気と連通又は遮断させたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

上記した特許文献１に記載の画像記録装置（画像形成装置に相当）によると、インクジェットヘッドからインクを吐出させて記録媒体上にインク画像を形成するときには、第１のタンクと対応する第１の大気開放弁を開き、且つ、第２のタンクと対応する第２の大気開放弁を閉じると共に、圧力調整部内に設けたベローズをこれに固着した錘の重力により重力方向下方の伸長位置まで伸長させることで、ベローズ内に負圧を発生させ、この負圧が共通気圧室，第２のタンクを順に経由してインクジェットヘッドに記録に適する値として印加されるので、インクジェットヘッドのノズルからインクが記録媒体に向けて吐出できるようになっている。

特開２００９−２９７９６１号公報

ところで、特許文献１に開示された画像記録装置（画像形成装置）によれば、圧力調整部内に設けた伸縮可能なベローズによりインクジェットヘッドに最適の負圧を与えることで、簡素な構成でインクジェットヘッドに対して圧力変動の少ない画像記録装置を提供することができる。

しかしながら、上記のように構成した画像記録装置に対して、インク経路部内にインクを導入したまま輸送を行ったときに、輸送時に生じる振動や衝撃が装置に加わると、第１，第２のタンク内に貯留したインクが各タンクの大気ポートに接続した第１，第２の大気開放経路部に向かって溢れ出し、これによりインクを無駄に消費したり、輸送後の装置の復帰に時間を要するなどの問題が発生する。

具体的に説明すると、輸送時の振動や衝撃により第１，第２のタンクの各大気ポートから第１，第２の大気開放経路部に溢れ出したインクは、第１，第２の大気開放経路部内に設けた第１，第２の大気開放弁が閉じていれば、各大気開放弁のところで止まって、廃液部に設けたオーバーフロータンク内に流れ込むことがないものの、輸送終了後にユーザが装置の電源を投入したときに、第１，第２の大気開放弁の少なくとも一方の大気開放弁が開いてしまうので、一方の大気開放弁のところで止まっていたインクがオーバーフロータンク内に流れ込んで、インクを無駄に消費してしまう。

また、輸送時の振動や衝撃によりオーバーフロータンク内にインクが流れ込んでしまうと、装置が正常に動作しないために、オーバーフロータンク内に流れ込んだインクを不図示の検出器で検出して装置が異常事態である旨の警報を出しているので、輸送後の装置の復帰に時間を要してしまう。

そこで、インクジェット方式を適用した画像形成装置に対して、インク経路部内にインクを導入した状態で装置に振動や衝撃が加わった場合でも、タンク内のインクがインク経路部ではない大気開放経路内に流れ出ないように構成した画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明は、インクを吐出して記録媒体上に画像を形成するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドに供給するための前記インクを貯留するタンクとを少なくとも連通させたインク経路部と、前記タンクよりも下方に設置されており、前記タンクから溢れ出た前記インクを廃液として収容する廃液部と、前記タンクの大気ポートと前記廃液部との間を連通させた大気開放経路と、を備えた画像形成装置において、前記大気開放経路は、前記タンクの大気ポートから該大気ポートよりも上方の最上部を経て該タンクよりも下方の前記廃液部に至るように形成されており、且つ、前記タンクの大気ポートから前記最上部に到達するまでの間に複数の屈曲部を有することを特徴とする画像形成装置を提供する。

本発明に係る画像形成装置によると、インクジェットヘッドとタンクとを少なくとも連通させたインク経路部と、タンクから溢れ出たインクを廃液として収容する廃液部と、タンクの大気ポートと廃液部との間を連通させた大気開放経路と、を備えて画像形成装置を構成した際に、大気開放経路は、タンクの大気ポートからこの大気ポートよりも上方の最上部を経てタンクよりも下方の廃液部に至るように形成されており、且つ、タンクの大気ポートから最上部に到達するまでの間に複数の屈曲部を有しているので、何等かの原因による装置の不具合でタンク内からインクが大気開放経路内に溢れ出て廃液部内に流れ込むことを許容するも、装置に振動や衝撃が加わった場合に、振動や衝撃によりタンク内のインクが動いて大気ポートに流れ出したとしても、大気ポートに流れ出したインクは、タンクの大気ポートからこの大気ポートよりも上方の最上部に至るまでに大気開放経路に沿って設けた複数の屈曲部により溜められてタンク内に戻り、大気開放経路の最上部に到達しないので、タンク内のインクが大気開放経路内に流れ出すことを防止できる。

更に、タンクと廃液部との間を連通させた大気開放経路中に大気開放弁を設けた場合、振動や衝撃ではタンク内のインクが大気開放経路に沿って設けた大気開放弁に到達することはないので、輸送終了後にユーザが装置の電源を投入したときに、大気開放弁が開いたとしても、インクが廃液部内に流れ込まないので、インクを無駄に消費することがなく、装置を正常に動作することができる。

本発明に係る画像形成装置の全体構成を示した構成図である。 図１に示した第１，（第２）の大気開放経路部を説明するための斜視図である。 図２に示した第１，（第２）の大気開放経路部を断面して示した断面図である。 変形例１における第１，（第２）の大気開放経路部を説明するための縦断面図である。 変形例２における第１，（第２）の大気開放経路部を説明するための縦断面図である。

以下に本発明に係る画像形成装置の一実施例について、図１〜図５を参照して詳細に説明する。

本発明に係る画像形成装置は、インクジェット方式を適用しており、インクジェットヘッドとタンクとを少なくとも連通させたインク経路部と、タンクよりも下方に設置されてタンクから溢れ出たインクを廃液として収容する廃液部と、タンクの大気ポートと廃液部との間を連通させた大気開放経路とを備えて、インクジェットヘッドから吐出させたインクにより記録媒体上に画像を形成する画像形成装置において、何等かの原因による装置の不具合でタンク内からインクが大気開放経路内に溢れ出て廃液部のオーバーフロータンク内に流れ込むことを許容するも、装置に振動や衝撃が加わった場合にはタンク内のインクが大気開放経路内に流れ出ないように大気開放経路に対して対策を施したことを特徴とするものである。

図１は本発明に係る画像形成装置の全体構成を示している。

図１に示す如く、本発明に係る画像形成装置１は、例えば、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ）など多色のインクＩＫを使用して記録媒体となる用紙Ｐ上に画像や文字をカラー印刷できるように構成されている。

尚、図１には、代表的な１色のインクＩＫに関わる１系統のインク経路部３０のみを図示しているが、例えば４色のインクＩＫを使用する場合にはインク色ごとに同様のインク経路部３０を４系統備えれば良く、１色のインクＩＫを使用する場合には１系統のインク経路部３０を備えれば良いものである。

上記した画像形成装置１は、大別すると、複数のインクジェットヘッド１１及びインク温度計１２を有し、複数のインクジェットヘッド１１により記録媒体となる用紙Ｐ上にインク画像を形成する画像形成部１０と、インクＩＫを下記するインク経路部３０内に補充するインク補充部２０と、第１，第２のタンク３１，３５間に配設した複数のインクジェットヘッド１１を含み且つ第１，第２のタンク３１，３５に貯留したインクＩＫをポンプ３７を介して複数のインクジェットヘッド１１に向けて循環させるインク経路部（インク循環経路部）３０と、インク経路部３０内に設置した第１，第２のタンク３１，３５内を大気開放又は大気密閉する第１，第２の大気開放経路部５０，５５と、不要となったインクＩＫやオーバーフローしたインクＩＫを収容する廃液部６０と、インク経路部３０内の内圧を調整する圧力調整部７０と、各部を全体的に制御する制御部８０とを備えて構成されている。

ここで、上記した各部について具体的に説明する。

まず、画像形成部１０について説明する。

上記した画像形成部１０では、複数のインクジェットヘッド１１が用紙Ｐを搬送するベルトプラテン機構部（図示せず）と対向して設けられている。

また、複数のインクジェットヘッド１１の近傍には、インク経路部３０内のインクＩＫの温度を計測するインク温度計１２が設置されている。

上記した複数のインクジェットヘッド１１は、用紙Ｐの搬送方向と直交する用紙幅方向に例えば千鳥状に並べられており、且つ、各ヘッド１１のノズル面１１ａには複数のノズル（図示せず）が列をなして形成されている。

そして、画像形成時には、複数のインクジェットヘッド１１内が後述する圧力調整部７０の動作により記録に適した負圧（例えば、約−１ｋＰａ）に保たれて、外部からの画像信号に応じて各ノズルからインクＩＫが用紙Ｐに向けて吐出されるようになっている。

また、ベルトプラテン機構部（図示せず）は、不図示の給紙部から送られた用紙Ｐを不図示の排紙部に向けて搬送するベルトプラテン（図示せず）がエンドレスに回転自在に設けられている。

次に、インク補充部２０について説明する。

上記したインク補充部２０では、インクＩＫを収容したインクカートリッジ２１がトレイ２２上に載置され、且つ、このインクカートリッジ２１のインク供給口２１ａがジョイント部２３の一端側に着脱自在に装着されている。

また、ジョイント部２３の近傍には、カートリッジ検出部２４が設置されており、このカートリッジ検出部２４でカートリッジ誤装着を検出している。

更に、ジョイント部２３の他端側に樹脂製のチューブ２５が接続され、このチューブ２５が開閉可能なインク補充弁２６を介して第２のタンク（下部タンク）３５に接続されている。

そして、インク経路部３０内のインク量が所定量以上の場合には、インク補充弁２６を閉じている。一方、インク経路部３０内のインク量が所定量以下の場合には、インク補充弁２６を開いてインクカートリッジ２１内のインクＩＫを第２のタンク３５内に補充している。

次に、インク経路部３０について説明する。

上記したインク経路部（インク循環経路部）３０は、第１のタンク３１，インク分配器３３，複数のインクジェットヘッド１１，インク回収器３４，第２のタンク３５，ポンプ３７，熱交換器３８，フィルタ３９をインク循環経路を形成する樹脂製のチューブ４１〜４３を介して順に連通させることで、インクＩＫを矢印方向に循環させている。

このインク経路部３０では、インクＩＫを貯留する第１のタンク３１が、複数のインクジェットヘッド１１よりも重力方向上方に設置されている。

また、第１のタンク（上部タンク）３１は内部が密閉されており、且つ、インクＩＫが流入するインク入口ポート３１ａが上方右側部位に設けられ、インクＩＫが流出するインク出口ポート３１ｂが下方左側部位に設けられていると共に、大気ポート３１ｃが上方左側部位に設けられている。

そして、第１のタンク３１のインク入口ポート３１ａは、チューブ４３を介してフィルタ３９に接続されており、このフィルタ３９を通ったインクＩＫを第１のタンク３１内に流入させている。

また、第１のタンク３１内には、インク液面３１ｄを所定の高さに保つために、第１のインク液面検出部３２が設けられている。この第１のインク液面検出部３２は、第１のタンク３１内で支持軸を中心にインク液面３１ｄの高さに応じて回動するフロート部材と、フロート部材に取り付けられた磁石と、磁石の磁力を検出する磁気センサなどを用いた液面位置センサとにより構成されて、フロート部材の位置からインク液面３１ｄの高さを検出するようになっている。

そして、画像形成時には、第１のインク液面検出部３２の検出結果に応じて制御部８０を介してポンプ３７を選択的にＯＮ／ＯＦＦ制御して第１のタンク３１内に貯留されているインク量を所定量に保つことで、第１のタンク３１内のインク液面３１ｄがインクジェットヘッド１１のノズル面１１ａよりも重力方向上方となり、インク液面３１ｄとノズル面１１ａとの間で水頭差Ｈ１が保たれている。

一方、第１のタンク３１のインク出口ポート３１ｂは、チューブ４１を介してインク分配器３３に接続されており、且つ、インク分配器３３は複数のインクジェットヘッド１１に接続されて、各ヘッド１１にインクＩＫを分配している。

また、複数のインクジェットヘッド１１にはインク回収器３４が接続されており、且つ、インク回収器３４はチューブ４２を介して第２のタンク３５に接続されている。

この際、複数のインクジェットヘッド１１に流入するインク量は、各ヘッド１１のノズルから吐出されるインク量よりも上回るように設定されているので、ノズルから吐出されなかったインクＩＫはインク回収器３４内にいったん回収され、その後、チューブ４２を経由して第２のタンク３５内に流入している。

ここでは、インクＩＫを貯留する第２のタンク３５が、複数のインクジェットヘッド１１よりも重力方向下方に設置されている。

また、第２のタンク（下部タンク）３５は内部が密閉されており、且つ、インク回収器３４からのインクＩＫが流入するインク入口ポート３５ａが上方左側部位に設けられ、インクＩＫが流出するインク出口ポート３５ｂが下方中央部位に設けられていると共に、大気ポート３５ｃが上方右側部位に設けられている。

また、第２のタンク３５内には、インク液面３５ｄを所定の高さに保つために、前述した第１のインク液面検出部３２と同様の構成による第２のインク液面検出部３６が設けられている。

そして、画像形成時に、インク経路部３０のインク量が予め設定されたインク量よりも減った場合には、制御部８０を介してインク補充弁２６を選択的にＯＮ／ＯＦＦ制御して第２のタンク３５にインクＩＫの供給を行う。

一方、第２のタンク３５のインク出口ポート３５ｂは、チューブ４３を介してポンプ３７と、熱交換器３８と、フィルタ３９と、第１のタンク３１のインク入口ポート３１ａとに順に接続されており、これにより第２のタンク３５内のインクＩＫが第１のタンク３１内へ帰還可能になっている。

この際、ポンプ３７は、第１のインク液面検出部３２の検出結果に応じて制御部８０を介してＯＮ／ＯＦＦ制御されており、これにより第１のタンク３１のインク液面３１ｄは所望の高さの範囲を維持している。

また、熱交換器３８は、インク経路部３０内を流れるインクＩＫの温度が略一定の温度となるように内部に設けた不図示のヒータでインクＩＫを加温したり、又は、内部に設けた不図示の冷却ファンでインクＩＫを冷却する機能を備えている。

この際、インクＩＫの温度は、インクジェットヘッド１１の近傍に設置したインク温度計１２で計測し、インク温度計１２の計測結果に応じて制御部８０を介して熱交換器３８でインク温度を略一定な温度に制御している。

更に、フィルタ３９は、インクジェットヘッド１１に供給されるインクＩＫに含まれる異物を除去し、ノズルの目詰まりなどに起因する記録不良をなくすために、熱交換器３８と第１のタンク３１との間に設置されている。

次に、第１，第２の大気開放経路部５０，５５について説明する。

上記した第１の大気開放経路部５０は、第１のタンク３１の大気ポート３１ｃと後述する廃液部６０のオーバーフロータンク６１との間を大気開放経路（５１）により連通されており、大気開放経路（５１）中に設置した開閉可能な第１の大気開放弁５４により第１のタンク３１の内部を大気と連通又は遮断させる機能を有していると共に、何等かの原因による不具合で第１のタンク３１内のインクＩＫが溢れ出したとしても、溢れ出したインクＩＫを廃液部６０内に設置したオーバーフロータンク６１内に流し込む機能を備えている。ここで、第１のタンク３１内のインクＩＫが溢れ出す不具合例としては、第１のタンク３１内の第１のインク液面検出部３２の故障によりポンプ３７の動作が過剰に行われることが考えられる。

この第１の大気開放経路部５０では、第１の大気開放経路を形成する樹脂製のチューブ５１の一端側が第１のタンク３１の大気ポート３１ｃに接続されて、第１のタンク３１内の空気部分に進入している。また、チューブ５１の他端側は、後で詳述する樹脂製のＬ字状ジョイント５２を介して各インク色に共通な第１のタンク共通気圧室５３に接続された後に第１の大気開放弁５４を経由して、廃液部６０内に設置したオーバーフロータンク６１内の空気部分に進入している。

一方、上記した第２の大気開放経路部５５は、第２のタンク３５の大気ポート３５ｃと廃液部６０のオーバーフロータンク６１との間を大気開放経路（５６）により連通されており、大気開放経路（５６）中に設置した開閉可能な第２の大気開放弁５９により第２のタンク３５の内部を大気と連通又は遮断させる機能を有していると共に、何等かの原因による不具合で第２のタンク３５内のインクＩＫが溢れ出したとしても、溢れ出したインクＩＫを廃液部６０内に設置したオーバーフロータンク６１内に流し込む機能を備えている。ここで、第２のタンク３５内のインクＩＫが溢れ出す不具合の例としては、インク補充弁２６の故障によるインクＩＫの過剰供給が考えられる。

この第２の大気開放経路部５５では、第２の大気開放経路を形成する樹脂製のチューブ５６の一端側が第２のタンク３５の大気ポート３５ｃに接続されて、第２のタンク３５内の空気部分に進入している。また、チューブ５６の他端側は、後で詳述する樹脂製のＬ字状ジョイント５７を介して各インク色に共通な第２のタンク共通気圧室５８に接続された後に第２の大気開放弁５９を経由して、廃液部６０内に設置したオーバーフロータンク６１内の空気部分に進入している。

この際、廃液部６０内に設置したオーバーフロータンク６１は、常時、上面が開口したトレイ形状を有しており、大気と連通した状態となり、換言すると、大気にさらされた状態を保っている。

従って、制御部８０を介して第１，第２の大気開放弁５４，５９を選択的に開閉（開放／遮断）することによって、第１，第２のタンク共通気圧室５３，５８を経由して第１，第２のタンク３１，３５の内部を大気と連通した大気開放状態、又は、大気から遮断した密閉状態にさせることができる。

更に、本発明では、前述したように、何等かの原因による装置１の不具合で第１，第２のタンク３１，３５内からインクＩＫが第１，第２の大気開放経路部５０，５５の大気開放経路（５１，５６）内に溢れ出て廃液部６０のオーバーフロータンク６１内に流れ込むことを許容するも、装置１を輸送するときに振動や衝撃が加わった場合に、第１，第２のタンク３１，３５の各大気ポート３１ｃ，３５ｃからインクＩＫが第１，第２の大気開放経路部５０，５５の大気開放経路（５１，５６）内に流れ出ないように大気開放経路（５１，５６）に対して対策を施している。

ここで、第１，第２の大気開放経路部５０，５５の大気開放経路（５１，５６）に対する対策について、図２及び図３を用いて具体的に説明する。

図２は第１，（第２）の大気開放経路部を示した斜視図であり、図３は第１，（第２）の大気開放経路部を断面して示した縦断面図である。この図２及び図３においても、図１と同様に、代表的な１色のインクＩＫに関わる１系統の第１の大気開放経路部５０，（第２の大気開放経路部５５）のみを図示しているが、例えば４色のインクＩＫを使用する場合には４系統備えれば良い。

図２に拡大して示した如く、第１の大気開放経路部５０では、前述したように、第１のタンク３１の大気ポート３１ｃに樹脂製で柔軟性を有するチューブ５１の一端が接続されており、且つ、このチューブ５１の他端に略Ｌ字状に屈曲した樹脂製のＬ字状ジョイント５２の一端部５２ａが接続され、更に、Ｌ字状ジョイント５２の他端部５２ｂに接続されたチューブ５１が重力方向上方に向かいながら第１のタンク３１の大気ポート３１ｃよりも重力方向上方の最上部Ｕｍａｘに至り、この後、最上部Ｕｍａｘから重力方向下方に向かいながら第１のタンク３１よりも下方に設置した各インク色に共通な第１のタンク共通気圧室５３に接続されている。

上記により、図３に示す如く、輸送時に生じた振動や衝撃により第１のタンク３１内のインクＩＫが動いて大気ポート３１ｃに流れ出したとしても、大気ポート３１ｃに流れ出したインクＩＫは第１のタンク３１の大気ポート３１ｃからこの大気ポート３１ｃよりも重力方向上方の最上部Ｕｍａｘに至るまでに大気開放経路（５１）に沿って設けたＬ字状ジョイント５２の屈曲部により溜められて第１のタンク３１内に戻り、チューブ５１の最上部Ｕｍａｘに到達しないので、第１のタンク３１内のインクＩＫが大気開放経路（５１）内に流れ出すことを防止できる。

更に、振動や衝撃では第１のタンク３１内のインクＩＫが大気開放経路（５１）に沿って設けた第１の大気開放弁５４（図１）に到達することはないので、輸送終了後にユーザが装置１（図１）の電源を投入したときに、第１の大気開放弁５４が開いたとしても、インクＩＫが廃液部６０（図１）のオーバーフロータンク６１内に流れ込まないので、インクＩＫを無駄に消費することがなく、装置１を正常に動作することができる。

また、第２の大気開放経路部５５でも、第１の大気開放経路部５０と同様に、第２のタンク３５の大気ポート３５ｃに樹脂製で柔軟性を有するチューブ５６の一端が接続されており、且つ、このチューブ５６の他端に略Ｌ字状に屈曲した樹脂製のＬ字状ジョイント５７の一端部５７ａが接続され、更に、Ｌ字状ジョイント５７の他端部５７ｂに接続されたチューブ５６が重力方向上方に向かいながら第２のタンク３５の大気ポート３５ｃよりも重力方向上方の最上部Ｕｍａｘに至り、この後、最上部Ｕｍａｘから重力方向下方に向かいながら第２のタンク３５よりも下方に設置した各インク色に共通な第２のタンク共通気圧室５８に接続されている。

上記により、図３に示す如く、輸送時に生じた振動や衝撃により第２のタンク３５内のインクＩＫが動いて大気ポート３５ｃに流れ出したとしても、大気ポート３５ｃに流れ出したインクＩＫは第２のタンク３５の大気ポート３５ｃからこの大気ポート３５ｃよりも重力方向上方の最上部Ｕｍａｘに至るまでに大気開放経路（５６）に沿って設けたＬ字状ジョイント５７の屈曲部により溜められて第２のタンク３５内に戻り、チューブ５６の最上部Ｕｍａｘに到達しないので、第２のタンク３５内のインクＩＫが大気開放経路（５６）内に流れ出すことを防止できる。

更に、振動や衝撃では第２のタンク３５内のインクＩＫが大気開放経路（５６）に沿って設けた第２の大気開放弁５９（図１）に到達することはないので、輸送終了後にユーザが装置１（図１）の電源を投入したときに、第２の大気開放弁５９が開いたとしても、インクＩＫが廃液部６０（図１）のオーバーフロータンク６１内に流れ込まないので、インクＩＫを無駄に消費することがなく、装置１を正常に動作することができる。

この実施例において、第１，第２のタンク３１，３５の各大気ポート３１ｃ，３５ｃと、第１，第２のタンク３１，３５よりも重力方向下方に設置した廃液部６０のオーバーフロータンク６１とを連通させた大気開放経路（５１，５６）は、第１，第２のタンク３１，３５の各大気ポート３１ｃ，３５ｃからこの各大気ポート３１ｃ，３５ｃよりも重力方向上方の最上部Ｕｍａｘを経て廃液部６０のオーバーフロータンク６１に至るように形成されており、且つ、第１，第２のタンク３１，３５の各大気ポート３１ｃ，３５ｃから最上部Ｕｍａｘに到達するまでの間に少なくとも１箇所以上屈曲させた屈曲部を有して、１箇所以上の屈曲部を経由した後に最上部Ｕｍａｘに達すれば良いものであり、１箇所以上の屈曲部は適宜形成すれば良いものである。

即ち、図４に示した変形例１における第１，（第２）の大気開放経路部５０Ａ，（５５Ａ）では、大気開放経路中で大気ポート３１ｃ，（３５ｃ）と各最上部Ｕｍａｘとの間に複数の屈曲部を形成するにあたって、第１，（第２）のタンク３１，（３５）の各大気ポート３１ｃ，（３５ｃ）に接続したチューブ５１，（５６）は、各大気ポート３１ｃ，（３５ｃ）よりも重力方向上方の各最上部Ｕｍａｘに到達するまでの間に、複数（例えば２個）のＬ字状ジョイント５２，（５７）を用いて複数個所（例えば２箇所）を略Ｌ字状に屈曲させた後に各最上部Ｕｍａｘに到達するように形成されている。この際、Ｌ字状ジョイント５２，（５７）を用いているので、大気開放経路中で複数の屈曲箇所を容易に形成することができる。

また、図５に示した変形例２における第１，（第２）の大気開放経路部５０Ｂ，（５５Ｂ）では、大気開放経路中で大気ポート３１ｃ，（３５ｃ）と各最上部Ｕｍａｘとの間に複数の屈曲部を形成するにあたって、第１，（第２）のタンク３１，（３５）の各大気ポート３１ｃ，（３５ｃ）に接続したチューブ５１，（５６）は、各大気ポート３１ｃ，（３５ｃ）よりも重力方向上方の各最上部Ｕｍａｘに到達するまでの間に、チューブ５１，（５６）そのものを曲線状に複数個所屈曲させた後に各最上部Ｕｍａｘに到達するように形成されている。この際、Ｌ字状ジョイントを用いていないので、複数の屈曲箇所を安価に形成することができる。

尚、画像形成装置１（図１）を工場から出荷させるときには、輸送時の振動や衝撃を考慮して、第１，第２のタンク３１，３５に貯留されるインクＩＫの量を通常使用するインク量よりも少なくしている。

次に、廃液部６０について説明する。

上記した廃液部６０は、第１，第２のタンク３１，３５よりも下方に設置されて第１，第２の大気開放経路部５０，５５と接続したオーバーフロータンク６１と、オーバーフロー検出部６２と、オーバーフロータンク６１とチューブ６３を介して接続された廃液タンク６４と、この廃液タンク６４を載置する廃液タンクトレイ６５と、廃インク量検知部６６と、廃液タンク装着検知部６７とで構成されている。

この際、オーバーフロータンク６１の側面にオーバーフロー検出部６２が取り付けられており、前述したように、何等かの異常により第１，第２のタンク３１，３５から溢れ出したインクＩＫが第１，第２の大気開放経路部５０，５５を介してオーバーフロータンク６１内に流れ込んだときに、制御部８０はオーバーフロー検出部６２の検出結果により画像形成装置１が異常であると判断し、全ての動作を停止して警告を出すようになっている。

そして、オーバーフロータンク６１内に流れ込んだインクＩＫはチューブ６３を介して廃液タンク６４内に貯留されている。尚、オーバーフロータンク６１は、インク経路部３０内に設けたポンプ３７が破損してインクＩＫが漏れても、そのインクＩＫを全て受けるようにポンプ３７の下方に設置されている。

また、廃液タンクトレイ６５は、インク経路部３０の最下部よりも低い位置に設けられており、この上に廃液タンク６４が配置されている。

また、廃インク量検知部６６は、廃液タンク６４の重量や、廃液タンク６４内のインク液面の高さの違いを読み取ることによって、廃液タンク６４内に収容されたインク量を検知している。一方、廃液タンク装着検知部６７は、光学的な検知により廃液タンク６４の装着の有無を検知している。

次に、圧力調整部７０について説明する。

上記した圧力調整部７０は、画像形成時（インク循環時）に複数のインクジェットヘッド１１に対して最適な圧力を印加する機能を備えている。

この圧力調整部７０は、ゴム硬度が３０°〜５０°の範囲内で例えばクロロプレンゴム材を用い且つ重力方向上方の一端側をチューブ７１を介して第２の大気開放経路部５５内に設けた第２のタンク共通気圧室５８に接続した伸縮可能なベローズ７２と、ベローズ７２の重力方向下方の他端側に固着させた錘７３と、錘７３に対して接離可能に昇降して錘７３と一体にベローズ７２を伸縮させるベローズ昇降機構（７４〜７６）とを備えている。

この際、ベローズ７２の一端側は、第２のタンク共通気圧室５８に接続した後に、更に、チューブ５６を介して第２のタンク３５に接続されている。

また、錘７３は、伸縮可能なベローズ７２と一体に重力により垂れ下がってこのベローズ７２を伸長させる機能を有しており、この際に錘７３の重力は、例えば、画像形成時にノズル圧が約−１ｋＰａになる値に設定されている。

また、ベローズ７２を伸縮させるベローズ昇降機構（７４〜７６）は、錘７３に接離する平板部７４ａの下方にラック部７４ｂを垂直に形成したベローズ昇降材７４と、ベローズ昇降材７４のラック部７４ｂに噛合したギア７５と、このギア７５を回転駆動させる駆動源となるパルスモータ７６とで構成されている。

この際、パルスモータ７６を駆動してパルス数を制御部８０内のカウンタ（図示せず）で計数することで、最大下降位置又は最大上昇位置のいずれか一方を基準としてベローズ昇降材７４の昇降位置を制御している。

そして、ベローズ昇降材７４が上昇すると、このベローズ昇降材７４が錘７３に当接しながらベローズ７２は縮んで、ベローズ昇降材７４が最大上昇位置に至る。一方、ベローズ昇降材７４が最大下降位置まで下降すると、このベローズ昇降材７４が錘７３から離間して錘７３の重力によりベローズ７２が伸長するようになっている。

具体的には、待機時（非インク循環時）に、画像形成開始信号は出力されず、インク経路部３０内においてインクＩＫを循環させるポンプ３７は停止している。

この待機時に、第１の大気開放経路部５０内に設けた第１の大気開放弁５４を閉じ、第１のタンク３１内を大気に対して遮断する。一方、第２の大気開放経路部５５内に設けた第２の大気開放弁５９を開放し、第２のタンク３５内を大気開放状態にする。

そして、圧力調整部７０内に設けたベローズ昇降機構（７４〜７６）を作動して、ベローズ昇降材７４を最大上昇位置まで上昇させると、錘７３と一体にベローズ７２が押し込まれて最大圧縮位置に至り、この状態で待機する。

尚、待機時に第２のタンク３５内は大気開放状態になっているので、ベローズ７２はどの高さ位置で待機していても何等の支障はないが、次のインク循環動作を迅速に行うための準備として、通常、上記したようにベローズ７２を最大圧縮状態（最大押し込み状態）で待機させている。

この際、インクジェットヘッド１１にかかる圧力は、インクジェットヘッド１１のノズル面１１ａと第２のタンク３５内のインク液面３５ｄとの水頭差Ｈ２で決まり、インクジェットヘッド１１のノズルには水頭差Ｈ２によりメニスカスが形成されているので、インクジェットヘッド１１からインクＩＫが垂れ落ちることはない。

一方、画像形成時（インク循環時）には、画像形成開始信号が出力される。

この画像形成時に、第１の大気開放経路部５０内に設けた第１の大気開放弁５４を開放し、第１のタンク３１内を大気開放状態にする。これと共に、第２の大気開放経路部５５内に設けた第２の大気開放弁５９を閉じ、圧力調整部７０により第２のタンク３５内を負圧状態にする。

ここで、圧力調整部７０内に設けたベローズ昇降機構（７４〜７６）を作動して、待機時（非インク循環時）に最大上昇位置まで上昇していたベローズ昇降材７４を最大下降位置まで下降させると、ベローズ昇降材７４は錘７３から離間して錘７３が自由解放されるので、錘７３の自重により錘７３と一体にベローズ７２が伸長位置に至る。これにより、画像形成時に、ベローズ７２は錘７３により伸長状態となり、閉じられた空間の体積が増加する。

この時に、前述したように、錘７３の重力は、例えば、画像形成時にノズル圧が約−１ｋＰａになる値に設定されているので、この錘７３の重力と釣り合う負圧が第２のタンク３５にかかる。

そして、第２のタンク３５はチューブを介してインクジェットヘッド１１と連通しているので、画像形成時に記録に適した負圧（例えば、約−１ｋＰａ）がインクジェットヘッド１１に加わり、ノズルからインクＩＫが用紙Ｐに向かって吐出される。

次に、制御部８０について説明する。

上記した制御部８０は、画像形成装置１の外部に設けたパソコン（図示せず）、又は、装置１内の操作パネル（図示せず）からの指令によって動作する。

この制御部８０は、装置全体を制御しており、具体的には、インクジェットヘッド１１と、インク温度計１２と、カートリッジ検出部２４と、インク補充弁２６と、第１，第２の液面検出部３２，３６と、ポンプ３７と、熱交換器３８と、第１，第２の大気開放弁５４，５９と、オーバーフロー検出部６２と、廃インク量検知部６６と、廃液タンク装着検知部６７と、ベローズ昇降材７４とをそれぞれ制御している。

以上詳述した実施例では、第１，第２のタンク３１，３５間にインクジェットヘッドを配設してポンブ３７でインクＩＫを循環させ、且つ、第１，第２のタンク３１，３５の各大気ポート３１ｃ，３５ｃと廃液部６０のオーバーフロータンク６１との間を大気開放経路（５１，５６）により連通させたときに、第１，第２のタンク３１，３５の各大気ポート３１ｃ，３５ｃに接続した大気開放経路（５１，５６）は、各大気ポート３１ｃ，３５ｃよりも重力方向上方の最上部Ｕｍａｘに到達するまでの間に少なくとも１箇所以上屈曲させた屈曲部を有して、１箇所以上の屈曲部を経由した後に最上部Ｕｍａｘに到達させるように構成した例について説明したが、これに限ることなく、ここでの図示を省略するが、例えば、インクジェットヘッドに対して重力方向下側に１個のタンクを配置して、インク経路部によりインクジェットヘッドと１個のタンクとを少なくとも連通させ、１個のタンクの液面とインクジェットヘッドの水頭差でインクジェットヘッドに対して負圧を生成する構成でも本発明の技術的思想を適用することが可能である。

即ち、１個のタンクを採用した場合に、１個のタンクの大気ポートと、このタンクよりも下方に設置した廃液部との間を大気開放経路により連通させて画像形成装置を構成したときに、大気開放経路は、タンクの大気ポートからこの大気ポートよりも上方の最上部を経てタンクよりも下方の廃液部に至るように形成されており、且つ、タンクの大気ポートから最上部に到達するまでの間に少なくとも１箇所以上屈曲させた屈曲部を有することで、振動や衝撃によりタンクの大気ポートから溢れ出たインクＩＫを大気開放経路内に流れ出すことを防止できる。

１…画像形成装置、
１０…画像形成部、１１…インクジェットヘッド、１１ａ…ノズル面、
１２…インク温度計、１３…ヘッドクリーニング機構部、
２０…インク補充部、２１…インクカートリッジ、２６…インク補充弁、
３０…インク経路部（インク循環経路部）、
３１…第１のタンク、３３…インク分配器、３４…インク回収器、
３５…第２のタンク、３７…ポンプ、３８…熱交換器、３９…フィルタ、
４１〜４３…インク循環経路（チューブ）、
５０…第１の大気開放経路部、５０Ａ…変形例１における第１の大気開放経路部、
５０Ｂ…変形例２における第１の大気開放経路部、５１…大気開放経路（チューブ）、
５２…Ｌ字状ジョイント、５３…第１のタンク共通気圧室、５４…第１の大気開放弁、
５５…第２の大気開放経路部、５５Ａ…変形例１における第２の大気開放経路部、
５５Ｂ…変形例２における第２の大気開放経路部、５６…大気開放経路（チューブ）、
５７…Ｌ字状ジョイント、５８…第２のタンク共通気圧室、５９…第２の大気開放弁、
６０…廃液部、６１…オーバーフロータンク、６４…廃液タンク、
７０…圧力調整部、７２…ベローズ、７３…錘、
７４〜７６…ベローズ昇降機構、７４…ベローズ昇降材、７６…パルスモータ、
８０…制御部、ＩＫ…インク、Ｐ…記録媒体（用紙）。

Claims (1)

1. インクを吐出して記録媒体上に画像を形成するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドに供給するための前記インクを貯留するタンクとを少なくとも連通させたインク経路部と、
   前記タンクよりも下方に設置されており、前記タンクから溢れ出た前記インクを廃液として収容する廃液部と、
   前記タンクの大気ポートと前記廃液部との間を連通させた大気開放経路と、を備えた画像形成装置において、
   前記大気開放経路は、前記タンクの大気ポートから該大気ポートよりも上方の最上部を経て該タンクよりも下方の前記廃液部に至るように形成されており、且つ、前記タンクの大気ポートから前記最上部に到達するまでの間に複数の屈曲部を有することを特徴とする画像形成装置。

Images