JP2010173241A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】インク経路内への空気中のゴミ侵入を防止する大気開放流路を作ると共に、タンクからオーバーフローしたインクの処理を行う経路を、大気開放流路を共用することで省スペース／低コスト化を実現するインクジェットプリンタを提供することである。
【解決手段】インクジェットプリンタ１は、インクヘッド１０にインクを供給する第１のタンク２０と、フィルタ１２５と、第１のタンク２０から溢れたインクを廃液として収容するオーバーフローパン７０と、これら第１のタンク２０、フィルタ１２５、オーバーフローパン７０を、大気チューブ１２２、大気チューブ１２１、ＯＦチューブ１２３で接続した３方向継ぎ手１３０を有している。そして、３方向継ぎ手１３０の分岐点はオーバーフローパン７０の開口部７１の位置よりも高く、且つ、フィルタ１２５よりも低い位置に配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明はインクジェットプリンタに関する。

インクジェット記録方式による記録装置（インクジェットプリンタ）では、記録ヘッドにより、記録用紙等の記録媒体上にインクを飛翔させることで記録（印刷）が行われる。こうしたインクジェットプリンタに於いて、記録ヘッドにインクを供給するインク経路内にインク以外のゴミが入ると、そのゴミが記録ヘッドに流れ、ノズルを詰まらせるなどして、不吐出や吐出曲がりを引き起こす。したがって、インク経路内へゴミなどの異物が侵入しないようにすることが、非常に重要である。

下記特許文献１では、インクを一時的に貯留するサブタンクに該サブタンク内部を大気連通させるための大気連通管を接続している。この大気連通管には、サブタンク内に塵などが侵入するのを防止するためのエアーフィルターと、大気連通管を開閉するための大気連通弁とが取り付けられている。そして、大気連通弁を開放させた状態で画像記録を行っている。

特開２００５−３０６００５号公報

しかしながら、前記特許文献１には、なんらかの装置異常(例えば、サブタンクの液量センサが故障し、インクタンクからサブタンクへインク補給が止められない)で大気連通管からインクが溢れてしまった場合については、記載も考慮もされていない。このような場合には、サブタンクから溢れたインクによって機内汚れを引き起こし、最悪の場合装置を設置した床面をも汚してしまう恐れがある。更に、特許文献１の構成では、サブタンクから溢れたインクがエアーフィルターを通過するため、エアーフィルターがインクで濡れてしまう。このような場合、エアーフィルターを通して外気を出し入れする際の抵抗値が大きくなるため、サブタンク内の圧力が設計圧と異なる圧となる。この結果、ノズルにかかる圧力も変化するため、通常印字できなくなる恐れがある。

したがって本発明は前記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、大気開放を行うことが可能なタンクからインクがオーバーフローしても、装置を汚さず、且つフィルタに影響を与えないインクジェットプリンタを提供することである。

すなわち本発明は、インクを吐出するインクヘッドと、インクヘッドに供給するためのインクを貯留するタンクと、タンク内を大気開放可能とする大気開放路と、少なくともタンクから溢れたインクを大気開放路を介して廃液として収容する廃液部と、を備え、大気開放路は、大気中の塵埃を除去するためのフィルタと、少なくとも３つの接続部を有するもので、第１の接続部が前記タンクと接続され、第２の接続部が前記フィルタと接続され、第３の接続部が前記廃液部と接続される継ぎ手と、を有し、継ぎ手は、該継ぎ手に於ける分岐点の位置が廃液部の位置よりも重力方向上方の位置で、且つ、フィルタよりも重力方向下方の位置となるように配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、大気開放を行うことが可能なタンクからインクがオーバーフローしても、装置を汚さず、且つフィルタに影響を与えないインクジェットプリンタを提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係るインクジェットプリンタのインク経路及び大気開放路の構成を概略的に示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るインクジェットプリンタの大気開放路の概略図を示した図である。 第１の実施形態に於ける他のインク経路及び大気開放路の構成を概略的に示した図である。 第１の実施形態に於ける第１の変形例の大気開放路を概略的に示した図である。 第１の実施形態に於ける第２の変形例の大気開放路を概略的に示した図である。 本発明の第２の実施形態に係るインクジェットプリンタのインク経路及び大気開放路の構成を概略的に示す図である。 本発明の第２の実施形態に於ける第１の変形例のインク経路及び大気開放路の構成を概略的に示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

（第１の実施形態）
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

本実施形態に於いて、インクジェットプリンタは、４種類の色のインク（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）を用いて画像を形成する画像形成装置である。

図１は、本発明の第１の実施形態に於けるインクジェットプリンタのインク経路及び大気開放路の構成を概略的に示すもので、当該インクジェットプリンタのうち、ある１色の画像形成を担うインク経路及び大気開放路の構成を示した図である。

このインクジェットプリンタ１は、大別すると、複数のインクヘッド１０を備える画像記録部１３と、各インクヘッド１０に対してインクを循環させるインク循環経路と、インク循環経路内を大気に対して開放、又は遮断可能とする大気開放路と、を備えている。

更に、このインクジェットプリンタ１は、インクが充填されたインクカートリッジ５１を着脱可能に装着するインクカートリッジ部５０と、不要となったインクやオーバーフローしたインクを収容する廃液部６０と、第２のタンク３０内部の負圧を調整する圧力調整機構８１を備えている。

尚、図１には示されていないが、インクジェットプリンタは、記録媒体を供給する供給部、該供給部から供給された記録媒体を搬送する搬送部、画像形成された記録媒体を搬送部から排出するための排出部、インクヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス部、及び装置全体を制御する制御部等の通常のインクジェットプリンタが備えている構成を有している。

第１の実施形態に於けるインクジェットプリンタのそれぞれの構成について説明する。

インク循環経路は、第１のタンク２０から流路１０１を経て、画像記録部１３、流路１０２、第２のタンク３０、流路１０４、ポンプ４０、流路１０５、フィルタ４５を順に流れ、流路１０６を経て第１のタンク２０へと戻る。これらの部材の配置は、鉛直方向（重力方向）に低い順に、ポンプ４０、第２のタンク３０（内のインク面の高さ位置）、画像記録部１３（インクヘッド１０のノズル面の高さ位置）、第１のタンク２０（内のインク面の高さ位置）、となっている。尚、フィルタ４５の高さは任意である。

ここで、インク循環経路は以下の２つに大きく分けることができる。すなわち、第１のタンク２０から画像記録部１３を経由して第２のタンク３０へ、水頭差による自然落下により流れる部分と、第２のタンク３０からフィルタ４５を経由して第１のタンク２０まで、ポンプ４０によってインクを送液する部分である。

先ず、前述した第１のタンク２０から画像記録部１３を経由して第２のタンク３０へ、水頭差による自然落下により流れる部分の構成について詳細に説明する。

第１のタンク２０には、インク入口ポート２１と、インク出口ポート２２と、大気ポート２３が設けられている。また、第１のタンク２０内には、インク面を所定の一定高さに保つために液面検出装置を構成する、例えばフロート２５が設けられている。

このフロート２５は、支持軸２６によって軸支され、液面の高さに応じて回動する。また、フロート２５には磁石２７が取り付けられており、図示されない磁気センサによりフロート２５の位置が検出される。これによって、第１のタンク２０内の液面の高さが検出されるようになっている。

インク入口ポート２１は、流路１０６を介してフィルタ４５と接続しており、ここから第１のタンク２０内にインクが流入する。

また、インク出口ポート２２は、流路１０１を介して、画像記録部１３と接続されている。

この画像記録部１３は、インク分配タンク１１と、複数のインクヘッド１０と、インク回収タンク１２と、で構成され、前述した流路１０１は、インク分配タンク１１と接続されている。これにより、第１のタンク２０内のインクは、インク出口ポート２２を通過してインク分配タンク１１へ流れる。そして、インク分配タンク１１に流入したインクは、インクジェット方式の複数のインクヘッド１０に分配供給される。本実施形態では、例えば、複数のインクヘッド１０が、搬送される記録媒体の幅方向に、それぞれ隣接するインクヘッド１０との印刷領域がオーバーラップするように配置され、ラインヘッドを構成している。そして、インクヘッド１０は、下方を搬送される記録媒体に対して複数のノズルからインクを吐出して、画像記録を行う。

インクは、インク分配タンク１１からそれぞれのインクヘッド１０内部に流れ込み、一部がノズルから吐出されるが、ノズルから吐出されなかったインクは、再びインクヘッド１０の外部に出て、インク回収タンク１２へ流れ込む。インク回収タンク１２は、複数のインクヘッド１０からインクを回収し合流させるためのものである。そして、流路１０２を経由して第２のタンク３０に送られる。

尚、本実施形態では、複数のインクヘッド１０によって画像記録を行っているため、インク分配タンク１１及びインク回収タンク１２が設けられているが、必ずしもインク分配タンク１１及びインク回収タンク１２は設けられる必要はなく、各インクヘッド１０を直接第１のタンク２０及び第２のタンク３０と接続しても構わない。また、使用されるインクヘッド１０の数についても複数である必要はなく、適宜設定される。

更に、大気ポート２３は、第１の大気開放路１１６と接続されている。

第１の大気開放路１１６は、３方向継ぎ手１３０と、第１のタンク２０内を大気に対して開放、又は遮断するための第１の大気開放弁１２８と、塵等が入り込むのを防止するフィルタ１２５と、を有している。

３方向継ぎ手１３０は、例えば、Ｔ字形状となっており、３つの接続部を有する。この３方向継ぎ手１３０の第１の接続部は、第１の経路としての第１の大気開放弁１２８が設けられた大気チューブ１２２にと接続されている。また、３方向継ぎ手１３０の第２の接続部は、第２の経路としての一端がフィルタ１２５と接続された大気チューブ１２１の他端と接続されている。更に、３方向継ぎ手１３０の第３の接続部は、第３の経路としての一端が後述する廃液部６０のオーバーフローパン７０に接続されたオ―バーフロー（ＯＦ）チューブ１２３の他端と接続されている。尚、本実施形態では、フィルタ１２５から更に大気チューブ１２４が延出し、後述する廃液部６０のオーバーフローパン７０と接続されており、この大気チューブ１２４のオーバーフローパン７０側のチューブ端は大気に開放されている。

そして、３方向継ぎ手１３０は、詳細は後述するが該３方向継ぎ手１３０の分岐点の位置が廃液部６０より重力方向で高い位置となり、フィルタ１２５より重力方向で低い位置となるように配置されている。

尚、本実施形態では、３方向継ぎ手１３０の形状をＴ字形状としているが、Ｔ字形状に限られず、Ｙ字のような形状であってもよい。そして、３方向継ぎ手１３０の形状がＴ字形状の場合は、大気チューブ１２２が他の大気チューブ１２１及びＯＦチューブ１２３と９０度の角度をなすように接続され、大気チューブ１２１が３方向継ぎ手１３０の分岐点より重力方向上方位置、ＯＦチューブ１２３が３方向継ぎ手１３０の分岐点より重力方向下方位置となるように接続されることが好ましい。また、Ｙ字形状の場合は、大気チューブ１２２と大気チューブ１２１とが鋭角をなすように接続され、これらチューブ１２１、１２２が３方向継ぎ手１３０の分岐点より重力方向上方位置となるように接続されることが好ましい。

次に、第２のタンク３０からフィルタ４５を経由して、第１のタンク２０までポンプ４０によってインクを持ち上げる部分の構成について説明する。

第２のタンク３０には、インク回収タンク１２からのインクが流入するインク入口ポート３１と、ポンプ４０にインクを送り出すインク出口ポート３３と、第２の大気開放路１１５に接続されている大気ポート３４と、インクカートリッジ部５０からの補給インクが流入するインク補給ポート３２と、が設けられている。また、第２のタンク３０の内部には、液面検出装置を構成するフロート３６が設けられている。尚、このフロート３６は、前述したフロート２５と同一の構成及び動作を行うものである。

フロート３６は第２のタンク３０内のインクに浮いており、第２のタンク３０内部のインク量が所定の範囲になるように、第２のタンク３０から第１のタンク２０へインクを汲み上げるポンプ４０の駆動を制御するためのものである。第２のタンク３０内のインク液面が所定位置よりも低くなった場合はポンプ４０の駆動が停止され、液面が所定の位置よりも高くなった時はポンプ４０の駆動が開始される。これにより、第２のタンク３０内からポンプ４０へとインクの供給が制御される。

インク出口ポート３３と接続されるポンプ４０は、図１では１つのみが示されているが、実際には色毎に独立して設けられており、前述したように各色の液面検出装置（フロート３６）の出力に基づいて駆動制御される。

尚、本実施形態では、ポンプ４０の送液能力は、第２のタンク３０に流入してくるインク量よりも多くのインクを送液可能に設計されている。これは、第２のタンク３０のオーバーフローを防止するためである。すなわち、通常の使用状態で第２のタンク３０に流入するインク流量よりも、ポンプ４０で汲み出し可能なインク流量を多くすることで、第２のタンク３０が溢れないようにすることとしている。

ポンプ４０から送液されたインクは、流路１０５を介してフィルタ４５と接続されている。

フィルタ４５は、インクヘッド１０に供給されるインクに含まれる異物を除去し、ノズルの目詰まり等に起因する印字不良をなくすために設けられている。また、フィルタ４５は、メッシュ状の部材から成り、メッシュの目がヘッドノズルの大きさに対して充分小さい異物まで除去できるようなサイズのものが選択される。そして、このフィルタ４５は、流路１０６を介して第１のタンク２３と接続されている。

次に、インク補給ポート３２と接続されるインクカートリッジ部５０について説明する。

インクカートリッジ部５０は、インクカートリッジ５１と、このカートリッジ５１を保持するカートリッジ保持部５２と、インク補給ポート３２とカートリッジ保持部５２とを接続する補給電磁弁１０８が設けられた流路１０３とから構成されている。このカートリッジ保持部５２には、インクカートリッジ５１と接続するためのジョイント部５３が設けられており、該ジョイント部５３は、ジョイント接続／離間モータ５４によって移動可能となっている。

すなわち、カートリッジ保持部５２に適正なインクカートリッジ５１が装着されると、ジョイント接続／離間モータ５４によってジョイント部５３が移動し、インクカートリッジ５１との接続がなされる。そして、インク循環系内のインクが減少した場合に、補給電磁弁１０８を開放し、インクカートリッジ５１から第２のタンク３０にインクが供給される。尚、カートリッジ保持部５２は、チューブ１１０を介して廃液部６０と接続されている。

次に、大気ポート３４と接続される第２の大気開放路１１５について説明する。

第２の大気開放路１１５は、共通気室８０と、第２の大気開放弁１３３と、で構成されている。

共通気室８０は、チューブを介して４色全ての第２のタンク３０の大気ポート３４と接続されている。すなわち、共通気室８０は、全色で共有して使用されている。

この共通気室８０は、チューブ１３２を介して廃液部６０のオーバーフローパン７０に接続されており、該オーバーフローパン７０側のチューブ端は大気に開放されている。尚、このチューブ１３２には、共通気室８０内を大気に開放／遮断可能にするための第２の大気開放弁１３３が設けられている。

また、共通気室８０は、チューブを介して圧力調整機構８１と接続されている。この圧力調整機構８１は、共通気室８０と、中空でその内部を共通気室８０に連通された伸縮自在のベローズ部８２と、その下部に固定された錘部８３と、該錘部８３の下部に配置されて、駆動源により図示上下方向に移動してベローズ部８２を伸縮させる昇降アーム８４と、から構成される。ここで、第２の大気開放弁１３３を閉じた状態にすると、全色の第２のタンク３０の空気部、共通気室８０、ベローズ部８２の内部が閉じられた空間となる。この状態でベローズ部８２を伸縮すると、前記した閉鎖空間の体積を増減させることができる。これによって、圧力調整機構８１は、共通気室８０を介して第２のタンク３０内部の圧力を全色共通に変化させることができる。

次に、廃液部６０について説明する。尚、この廃液部６０についても全色で共有して使用されている。

廃液部６０は、インク経路の最下位の高さに配置されるタンクトレイ６２と、タンクトレイ６２上に配置された廃液タンク６１と、インク循環経路４から溢れた（オーバーフロー）インクを回収し廃液タンク６１に流すトレイ状のオーバーフローパン４４と、で構成される。

オーバーフローパン７０は、ポンプ４０の下方に配置され、ポンプ４０が破損してインクが漏れてもオーバーフローパン７０で全てのインクを受けることが可能なようになっている。このオーバーフローパン２８の底面は斜面状に形成されており、受けたインクを一段深く形成された異常廃液検出部７４に導くように構成されている。

異常廃液検出部７４には、液面検出装置を構成する、例えばフロート７６が設けられている。このフロート７６は、液面の高さに応じて回動可能に支持軸７５により軸支されている。前記フロート７６には、図示されない磁石が取り付けられており、ケースに設けられた図示されない磁気センサによってフロート７６の位置が検出されることによって、液面高さが検出されるようになっている。また、フロート７６の検出位置より上までインク液面が上昇したら、そのインクを廃液タンク６１に流すためのインク出口ポート７７が、オーバーフローパン７０に設けられている。

このように構成することで、装置異状によりオーバーフローパン７０に流れ込んだインクは、異状廃液検出部７４に溜まっていく。そして、異常廃液検出部７４に溜まった廃インクが所定の量以上になると、浮力によってフロート７６が変位することで装置異状を検出する。通常の使用状態では、この以上廃液検出部７４にインクが溜まることはあり得ず、この検出によって装置はユーザに異常を報知する。異状の状態によっては、フロート７６が廃液を検出した後に、更に異常廃液検出部７４に流れ込むこともあり得るが、それらのインクはインク出口ポート７７から流路１１１を介して廃液タンク６１に排出され、オーバーフローパン７０にはこれ以上のインクは溜まらないようになっている。

また、オーバーフローパン７０には、前述したＯＦチューブ１２３が接続されている。さらに詳細には、オーバーフローパン７０の底面に形成された開口部７１を有するポートにＯＦチューブ１２３の一端が接続されている。この開口部７１の上部には、開口部７１の直径よりも大きい直径を有するボール７２が配置されている。通常時は、ボール７２が開口部７１に嵌ることによって、開口部７１が閉鎖された状態にしている。

また、開口部７１のボール７２の上部を含む周囲には、該ボール７２とクリアランスを有した状態でボール７２の移動を規制する規制部材７３が配置されている。このクリアランスの中をボール７２が移動することで、前述した開口部７１の閉鎖／開放を可能にしている。

尚、ＯＦチューブ１２３内に流れ込んだインクによってボール７２が押し上げられるようにボール７２の重さが決められる。つまり、ボール７２は、ＯＦチューブ１２３内に流入したインクが３方向継ぎ手１３０から大気チューブ１２１側のフィルタ１２５に流れ込まないうちに、インクの圧力でボール７２を押し上げる重さとする。これにより、開口部７１が開放されるため、ＯＦチューブ１２３のインクは、オーバーフローパン７０の異常廃液検出部７に流れる。

更に、オーバーフローパン７０には、大気チューブ１２４、及びチューブ１３２の大気開放端部も接続されている。これにより、第１のタンク２０は、第１の大気開放弁１２８を開放することで大気圧となり、遮断することで密閉状態となる。同様に、第２のタンク３０は、第２の大気開放弁１３３を開放することで大気圧となり、遮断することで密閉状態となる。 廃液タンク６１には、装置各部からの廃液が流れてくるように構成されている。廃液タンク６１は、廃液タンクの重さによって揺動可能に支持されている廃液タンクトレイ６２の上に載置されており、廃液が所定量溜まると、図示されないセンサにより検知されて装置に報知される。 以上のように構成されたインクジェットプリンタ１のインクの流れは、第１のタンク２０→インク分配タンク１１→インクヘッド１０→インク回収タンク１２→第２のタンク３０→ポンプ４０→フィルタ４６→第１のタンク２０→…といったように、循環が繰り返されるように構成されている。

ここで、インクヘッド１０のノズルは、通常、負圧に保たれている。これによって、ノズル部に、内側に球面状に凹むインクのメニスカスが形成され、正常な印字動作ができるように構成されている。本インク循環経路は、インクを前述した如く循環させながら、ノズル部に於ける負圧を作るために、以下のような構成をとっている。

すなわち、図１に示されるように、インクヘッド１０のノズルに対して、第１のタンク２０の液面は上方向に距離Ａを持たせ、第１の大気開放弁１２８が開放されることによって、第１のタンク２０内が大気開放状態にされる。これにより、インクヘッド１０のノズル部には、一定の正圧力がかかる。

更に、インクヘッド１０のノズルに対して、第２のタンク３０の液面は下方向に距離Ｂを持たせている。そして、第２の大気開放弁１３３が開かれた状態で、負圧発生部となる圧力調整機構８１のベローズ部８２及び錘部８３が、昇降アーム８４により持ち上げられてベローズ部８２が圧縮される。この状態で第２の大気開放弁１３３が閉じられた後、昇降アーム８４が下げられることで、ベローズ部８２は錘部８３の重さによって下方に引っ張られる。すると、錘部８３に加わる重力と釣り合う大きさの負圧が、ベローズ部８２の内部（共通気室８０内）に生成される。ベローズ部８２と第２のタンク３０とは連通しているので、第２のタンク３０内にも同じ負圧がかかる。これによって、インクヘッド１０のノズル部にも、所定の負圧をかけることができる。

この方式によれば、ＰＶ＝一定となるように、ベローズ部８２が錘部８３によって自動的に伸縮して体積を補正し、錘の重さと釣り合う一定負圧力を生成可能であるため、第２のタンク３０内の空気容積が変動しても、第２のタンク３０内は一定の圧力に保たれる。この負圧力と、インクヘッド１０と第１のタンク２０のインク面との距離Ａによる正圧力とのバランスをとることで、インクヘッド１０のノズルに所定の負圧を発生させることが可能となる。また、インクが第１のタンク２０からインクヘッド１０内部を通過して第２のタンク２０に流れることが可能になる。

尚、インクを循環させていないとき、第１のタンク大気開放弁１２２は大気に対して閉じられ、第２の大気開放弁１３３は大気に対して開放される。上記距離Ｂは、この状態でインクヘッド１０のノズルに負圧がかかり、正常なメニスカスが形成されるように設定されている。また、距離Ｂは、装置設置面の傾きによって装置が傾いても、所定の傾き範囲内であれば、インクヘッド１０のノズル面が、第２のタンク３０の液面より下になって正圧がかかることのないように設定されている。

次に、図２に示される本発明のインクジェットプリンタの第１の大気開放路１１６の概略図を参照して、本発明の第１の実施形態の動作について詳細に説明する。

印字可能なインク循環状態では、第１の大気開放弁１２８は開状態、第２の大気開放弁１３３は閉状態となっている。これによって第１のタンク２０内部のインクは、水頭差によってインク分配タンク１１、インクヘッド１０、インク回収タンク１２を経由して、第２のタンク３０へ流れる。このインク流出によって、第１のタンク２０内のインク液面は低下し、フロート２５の位置が下がる。

この時、フロート２５には磁石２７が設けられているため、この磁石２７の位置が図示されない検出センサで検出されることで、第１のタンク２０内のインク量がわかる。そして、インク量が所定量以下になったことが検出されると、ポンプ４０が駆動されて、第２のタンク３０から第１のタンク２０へインクが持ち上げられる。これによって、第１のタンク２０内のインク液面高さが上昇し、それに伴いフロート位置も上昇する。その後、インク液面が所定の高さになると、ポンプ４０の駆動が停止される。

このようにしてインクの循環が行われるが、第１のタンク２０のインク液面は、上下動が繰り返される。これは、第１のタンク２０内部の空気量が変化することを示している。つまり、変化する空気量に応じて、装置外の空気が、フィルタ１２５、大気チューブ１２１、３方向継ぎ手１３０、大気チューブ１２２、開放状態の第１の大気開放弁１２８を経由して、第１のタンク２０に対して出入りする。この空気は、フィルタ１２５を介しているため、塵埃等が取り除かれ、前述したインク循環経路内にゴミが入ることはない。

また、３方向継ぎ手１３０にはＯＦチューブ１２３も接続されているが、開口部７１に於いてボール７２の自重により閉鎖されているため、ここから空気がインク経路内に対して出入りすることはない。これにより、インク経路内の空気は常に清浄され、インク中にゴミが入る恐れはない。

ここで、装置異状が発生した場合、例えば、ポンプ４０の駆動が停止しない場合は、ポンプ４０によって第２のタンク３０から第１のタンク２０へインクが継続的に汲み上げられる。すると、ポンプ４０の揚水能力は第１のタンク２０から流れ出るインク流量に対して多く設定されているので、第１のタンク２０のインク液面はどんどん上昇し、最終的には第１のタンク２０から溢れ出す（流れ出る）。

この流れ出したインクは、大気チューブ１２２及び第１の大気開放弁１２８を経由して３方向継ぎ手１３０に向かって自重によって流れ落ちる。ここで、フィルタ１２５は、大気チューブ１２１を介して３方向継ぎ手１３０の分岐点より重力方向上方に配置され、オーバーフローパン７０は、ＯＦチューブ１２３を介して３方向継ぎ手１３０の分岐点より重力方向下方に配置されている。そのため、３方向継ぎ手１３０に流れ落ちたインクは、ＯＦチューブ１２３を経由してオーバーフローパン７０に流れる。なお、本実施形態では、大気チューブ１２１は、３方向継ぎ手１３０の分岐点より常に重力方向上方となるようにフィルタ１２５と接続され、ＯＦチューブ１２３は、３方向継ぎ手１３０の分岐点より常に重力方向下方となるようにオーバーフローパン７０に接続されている。

そして、ＯＦチューブ１２３を流れてきたインクは、自重によって開口部７１を塞いでいるボール７２を押し上げる。この時、ボール７２の重さは、ＯＦチューブ１２３に溜まったインクがフィルタ１２５に達する前に押し上げられるような重さに設定されている。また、ボール７２は、規制部材７３によって所定量以上の変位が規制されている。

これにより、第１のタンク２０から溢れ出たインクは、オーバーフローパン７０の異常廃液検出部７４に流れる。

そして、第１のタンク２０からのインクのオーバーフローがなくなり、流れ落ちたインクがオーバーフローパン７０の異常廃液検出部７４に流れると、ボール７２は自重により下に落ち、再び開口部７１が塞がれる。

このように、第１のタンク２０からインクがオーバーフローした際、フィルタ１２５は、３方向継ぎ手１３０から上方に伸びた大気チューブ１２１の先にあるので、第１のタンク２０から流出したインクが大気チューブ１２１を昇ってフィルタ１２５を濡らしてしまうことはない。

フィルタがインクで濡れると、フィルタの目が細かいためインクによる層ができてしまい、空気を取込むことができなくなってしまう。このため、本実施形態に於いては、フィルタ１２５の配置箇所を、第１のタンク２０からオーバーフローパン７０に流れるインクの経路とは別の箇所（インクが触れない箇所）に配置している。更に、インクが流れ出ている時は、空気中のゴミはＯＦチューブ１２３内に入り込むことはできないので、この場合もインク経路内にゴミが侵入することはない。

また、インクヘッド１０がノズルつまりを起こした場合は、以下のようにして回復動作が行われる。

すなわち、第１の大気開放弁１２８が閉じられ、第２の大気開放弁１３３が開かれた状態で、圧力調整機構８１の昇降アーム８４が下げられてベローズ部８２が伸張される。この動作により、第２の大気開放弁１３３を介して外部から空気が流入され、ベローズ部８２内に入る。次いで、第２の大気開放弁１３３が閉じられる。これにより、インク系路全体が密閉されて、外部に対して開口している部分はインクヘッド１０のノズルだけとなる。

次に、昇降アーム８４が上昇されると、ベローズ部８２内部の空気が圧縮され、これによって、第２のタンク３０、第１のタンク２０の内部の空気も圧縮される。そのため、インク経路内全体に正圧がかかり、経路内のインクがノズルから流れ出す。この動作によって、全色同時に、ノズルに詰まったゴミや、ノズル面に付着したゴミが洗い流される。

このように、経路内全体に所定時間の間、正圧をかけた後、第２の大気開放弁１３３、第１の大気開放弁１２８が所定時間開放され、圧縮されている経路内の空気を逃がす。このとき、第１のタンク２０から開放される空気は、大気ポート２３から流れ出る。空気流は、大気チューブ１２２を経由して、３方向継ぎ手１３０で２方向に分岐され、一方は大気チューブ１２１を経由してフィルタ１２５を介して外気へ、他方はＯＦチューブ１２３を経由し、開口部７１を介して外気へ放出される。このとき、空気流は、ボール７２を吹き上げようとするが、規制部材７３によって規制されるため、ボール７２が所定の範囲から移動することはない。

また、装置異状を起こした来歴がある装置の場合、図２に一点差線で示されるインクたまり部７８に第１のタンク２０からオーバーフローしたインクが溜まっている可能性がある。しかしながら、ここにインクが溜まっていると、空気流によって、インクも開口部７１から吹き出すことになる。ところが、規制部材７３が上部及び側方に設けられているため、飛散することはない。

以上のように、第１の実施形態によれば、インク経路へのゴミの流入を確実に阻止することができ、また、装置異常時にインクが溢れても、機内汚れを起こすことなく溢れたインクを廃インク容器へ流して溜めることができる。さらに、大気開放用の流路と廃インク流路とを一部共用することによって省スペース化、低コスト化を実現できる。

尚、第２の大気開放路１１５についても第１の大気開放路１１６と同様に構成してもよい。

また、図３に示すような大気開放路としてもよい。つまり、色毎に第１の大気開放弁、フィルタ１２５等が設けずに、図３に示すように、各色の第１のタンク２０と接続される共通気室９０を設ける。このように、共通気室９０を設けることにより、複数個タンクがあったとしても第１の大気開放弁１２８、フィルタ１２５を１つにすることができる。そのため、さらに省スペース化、低コスト化を実現できる。

（第１の変形例）
次に、本発明の第１の実施形態の第１の変形例について説明する。

図４は、本発明の第１の実施形態に於けるインクジェットプリンタの第１の変形例の大気開放路を概略的に示した図である。

前述した第１の実施形態では、ボール７２を用いてオーバーフローパン７０のインクの封止を行っていたが、この第１の変形例では、ボール７２の代わりにキャップ７２ａを用いて封止を行っている。キャップ７２ａの自重により、開口部７１ａに接続されたＯＦチューブ１２３の先端を塞ぐ構成は、前述した第１の実施形態と同じである。キャップ７２ａも、開口部７１ａから流れ出るインクによって上方へ持ち上げられることにより、インクがオーバーフローパン７０へ流れ出す。

このとき、キャップ７２ａは、ＯＦチューブ１２３内に流入したインクが３方向継ぎ手１３０から大気チューブ側の空気フィルタ１２５に流れ込まないうちに、インクの圧力でボール７２を押し上げて開口部７１ａより噴出することができるような重さとする。

キャップ７２ａ以外の部分の構成及び動作は、前述した第１の実施形態のインクジェットプリンタの構成及び動作と同じであるので、同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明は省略するものとする。

このように、第２の変形例によっても、前述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第２の変形例）
次に、本発明の第１の実施形態の第２の変形例について説明する。

図５は、本発明の第１の実施形態に於けるインクジェットプリンタの第２の変形例の大気開放路を概略的に示した図である。

前述した第１の実施形態では、オーバーフローパン７０のインクの封止をボール７２を用いて行っていたが、この第２の変形例では、ボール７２の代わりに一端が固定された弾性板７３ａを用いて開口部７１ｂを開閉する構造となっている。尚、規制部材７３は不要である。

通常、弾性板７３ａは、開口部７１ｂを塞ぐように弾性付勢されている。そして、第１のタンク２０からインクがオーバーフローしてＯＦチューブ１２３を介して流入してくると、弾性板７３ａが上方へ弾性変形され、オーバーフローパン７０に流れ出す。流れ出すインクがなくなると、弾性板７３ａは弾性力により元の形状に戻り、開口部７１ｂは再び閉鎖される。

尚、弾性板７３は、ＯＦチューブ１２３内に流入したインクが３方向継ぎ手１３０から大気チューブ側の空気フィルタ１２５に流れ込まないうちに、インクの圧力で押し上げられて開口部７１ａより噴出することができるように、その弾性力が設定される。

弾性板７３ａ以外の部分の構成及び動作は、前述した第１の実施形態のインクジェットプリンタの構成及び動作と同じであるので、同一の部分には同一の参照番号を付して、その図示及び説明は省略するものとする。

このように、第２の変形例によっても、前述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

前述した第１の実施形態は循環系に用いた例で説明したが、この第２の実施形態では非循環系に適用した例について説明する。

図６は、本発明の第２の実施形態に於けるインクジェットプリンタのインク経路構成、及び大気開放路を概略的に示すもので、当該インクジェットプリンタのうち、ある１色の画像形成を担うインク経路、及び大気開放路の構成を示した図である。

尚、図６には示されていないが、インクジェットプリンタ１４０は、記録媒体を供給する供給部と、該供給部から供給された記録媒体を搬送する搬送部と、画像形成された記録媒体を搬送部から排出するための排出部と、インクヘッドのメンテナンスを行うメンテナンス部と、を有している。

図６に於いて、このインクジェットプリンタ１４０は、画像記録部１３と、第２のタンク３０と、インクカートリッジ部５０と、廃液部６０と、第１の大気開放路１１６と、画像記録部１３、第２のタンク３０、及びインクカートリッジ部５０を接続するインク供給経路とから構成されている。尚、画像記録部１３、第２のタンク３０、インクカートリッジ部５０、廃液部６０、第１の大気開放路１１６については、前述した第１の実施形態とほぼ同様な構成をしているため、異なる部分のみ説明し、その他の部分については説明を省略する。

インク供給経路について説明する。

インク供給経路は、インクカートリッジ部５０からフィルタ４５、及び補給電磁弁１０８を経て第２のタンク３０へ流れ、また、この第２のタンク３０からインク分配タンク１５、インクヘッド１０に至るようになっている。

第２のタンク３０には、インク補給ポート３２と、インク出口ポート３３と、大気ポート３４が設けられている。また、第２のタンク３０内には、液面検出装置を構成する、例えばフロート３６が設けられている。

インク補給ポート３２は、インクカートリッジ部５０からの補給インクが、流路１０３及びフィルタ４５、補給電磁弁１０８を介して流入する。一方、インク出口ポート３３は、流路１０２を介して、複数のインクヘッド１０にインクを分配するためのインク分配タンク１５と接続されている。これにより、第２のタンク３０内のインクは、インク出口ポート３３を通過してインク分配タンク１５へ流れる。このインク分配タンク１５には、該インク分配タンク１５内を大気開放可能とする大気開放弁１３５が設けられている。

更に、大気ポート３４は、前述した第１の実施形態と同様に第１の大気開放路１１６が接続されている。この第１の大気開放路１１６は、第１の大気開放路１１６は、接続部としての３方向継ぎ手１３０と、第２のタンク３０内を大気に対して開放、又は遮断するための第１の大気開放弁１２８と、塵等が入り込むのを防止するフィルタ１２５と、を有している。そして、３方向継ぎ手１３０は、該３方向継ぎ手１３０の分岐点の位置が廃液部６０より重力方向で高い位置となり、フィルタ１２５より重力方向で低い位置となるように配置されている。詳細な説明については、前述した第１の実施形態と同様なためここでは省略する。

このように構成されたインクジェットプリンタ１４０は、重力方向下方から廃液部６０、第２のタンク３０、画像記録部１３、インクカートリッジ部５０の順に配置されている。このように配置することで、インクカートリッジ５１の補給インクは、高低差によって第２のタンク３０に流すことができる。また、インクヘッド１０には、該インクヘッド１０のノズル面と第２のタンク３０のインク液面との高低差（水頭差）によって所定のメニスカスを形成することができる。さらに、異常によりインク供給径路で、インクが溢れ出したとしても、廃液部６０が最も下方に配置されているためすべては廃液部６０に回収することができる。

そして、画像記録時は、第１の大気開放弁１２８を開放し、第２のタンク３０内を大気
状態にする。これにより、インクヘッド１０には、前述した高低差によって所定の負圧が掛かり、画像記録を行うことができる。そして、第２のタンク３０内のインク量が所定量以下であるとフロート３６が検知すると、補給電磁弁１０８が開放し、インクカートリッジ５１からインクが補給される。

ここで、フロート３６や補給電磁弁１０８が故障した場合、第２のタンク３０から溢れ出したインクが大気ポート３４を介して第１の大気開放路１１６に流れる。しかしながら、何れの場合も、前述した第１の実施形態と同様な構成の大気開放系及びオーバーフロー系で構成しているので、同様の効果を得ることができる。

（第１の変形例）
次に、本発明の第２の実施形態の第１の変形例について説明する。

前述した第２の実施形態は、画像記録時に第２のタンク３０からインクが溢れ出た場合について説明したが、この第２の実施形態の第１の変形例では、初期充填時にインクが溢れた場合について説明する。

図７は、本発明の第２の実施形態の第１の変形例に於けるインクジェットプリンタ１４０ａのインク経路構成を概略的に示した図である。

本変形例は、インク分配タンク１５０内に液面検出装置である支持軸１５４に支持された液面によって回動するフロート１５５を設けた点が前述した第２の実施形態と異なる。更に、インク分配タンク１５０に第１の大気開放路１１６を接続した点が前述した第２の実施形態と異なる。その他の構成については、前述した第２の実施形態と同様なため説明を省略する。尚、図７に示す第２のタンク３０と廃液部６０を接続する経路を前述した第２の実施形態と同様に構成してもよい。

インクジェットプリンタ１４０ａに於けるインクの初期充填は、以下のようにして行なわれる。

先ず、大気開放弁１２８、大気開放弁１３３、及び補給電磁弁１０８を開放する。これにより、インクカートリッジ５１内の補給インクは、第２のタンク３０へと流れ落ちる。そして、フロート３６によって、第２のタンク３０内のインク量が所定量に達したことを検知すると、大気開放弁１３３を閉じ、第２のタンク３０内を密閉状態となる。これによって、インクは、第２のタンク３０を介してインク分配タンク１５０へと流れる。そして、インク分配タンク１５０内に設けられたフロート１５５によって、該インク分配タンク内のインク量が所定量に達したことを検知すると、電磁補給弁１０８及び大気開放弁１２８を閉じると共に、大気開放弁１３３を開放する。このようにして、インクジェットプリンタ１４０ａは初期充填を行っている。

ここで、初期充填を行っている最中で、例えば、フロート１５５が故障した場合、インク分配タンク１５０内のインクは、溢れだし、第１の大気開放路１１６へと流れ込む。しかしながら、このような場合でも、前述した第１の実施形態と同様な構成の大気開放系及びオーバーフロー系で構成しているので、同様の効果を得ることができる。

尚、前述した実施形態では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、及びＫ等の複数色のインクを用いて、記録媒体にフルカラー記録を行っているが、Ｋのみ等の１色の画像記録を行うモノクロのインクジェットプリンタであってもよい。

また、インクヘッド１０は、サーマルインクジェットヘッド、インク室の振動板が振動することによりインクが吐出される、いわゆるピエゾタイプのインクジェットヘッド等、各種のインクヘッドを好適に利用可能である。

更に、前述した実施形態では、インクヘッドを記録媒体の幅以上に延存したライン型ヘッドとして記録媒体上に記録を行う例を説明したが、これに限られずに、記録媒体上を走査することで記録を行うシリアル型ヘッドにも適用することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態以外にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能である。

更に、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明によれば、インク経路内への空気中のゴミ侵入を防止する大気開放流路を作ると共に、タンクからオーバーフローしたインクの処理を行う経路を、大気開放流路を共用することで省スペース／低コスト化を実現することができる。

１、１４０、１４０ａ…インクジェットプリンタ、１０…インクヘッド、１１…インク分配タンク、１２…回収タンク、２０…第１のタンク、２１、３１…インク入口ポート、２２、３３、７７…インク出口ポート、２３、３４…大気ポート、２５、３６、７６…フロート、３０…第２のタンク、３２…インク補給ポート、４０…ポンプ、４５…フィルタ部、５０…インクカートリッジ部、５１…インクカートリッジ、５２…カートリッジ保持部、６１…廃液タンク、７０…オーバーフローパン、７１…開口部、７２…ボール、７３…規制部材、７４…異常廃液検出部、８０…第２のタンク共通気室、８１…圧力調整機構、８２…ベローズ部、８３…錘部、８４…昇降アーム、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５…流路、１２１…大気チューブ、１２２…大気チューブ、１２３…オーバーフロー（ＯＦ）チューブ、１２５…フィルタ、１３０…３方向継ぎ手、１３２…チューブ、１３３…第２の大気開放弁。

Claims (10)

1. インクを吐出するインクヘッドと、
   前記インク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、
   前記タンク内を大気開放可能とする大気開放路と、
   少なくとも前記タンクから溢れた前記インクを前記大気開放路を介して廃液として収容する廃液部と、を備え、
   前記大気開放路は、
   大気中の塵埃を除去するためのフィルタと、
   少なくとも３つの接続部を有するもので、第１の接続部が前記タンクと接続され、第２の接続部が前記フィルタと接続され、第３の接続部が前記廃液部と接続される継ぎ手と、を有し、
   前記継ぎ手は、該継ぎ手に於ける分岐点の位置が前記廃液部の位置よりも重力方向上方の位置で、且つ、前記フィルタよりも重力方向下方の位置となるように配置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. 前記タンクと前記継ぎ手の第１の接続部間に配された第１の経路と、前記フィルタと前記継ぎ手の第２の接続部間に配された第２の経路と、前記廃液収容部と前記継ぎ手の第３の接続部間に配された第３の経路と、を更に具備し、
   前記継ぎ手の前記分岐点は、前記廃液収容部と前記第３の経路との接続箇所よりも高い位置に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プリンタ。
3. 前記廃液収容部に接続された前記第３の経路を開閉可能として前記廃液の流れを調整する開閉部材を更に具備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. 前記開閉部材は、通常状態では前記第３の経路を閉状態とする位置にあり、前記廃液が前記第３の経路を流れてくると該第３の経路を開状態と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. 前記開閉部材は、該開閉部材よりも重力方向で高い位置にある前記第３の経路内の廃液の位置と前記開閉部材の位置との関係によって当該開閉部材が開状態となるような前記廃液の圧力で開閉す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。
6. 前記開閉部材は球状形状であり、且つ、前記第３の経路の前記廃液収容部との接続箇所の開口よりも大きい直径を有することを特徴とする請求項４若しくは５に記載のインクジェットプリンタ。
7. 前記開閉部材は、前記第３の経路の前記廃液収容部との接続箇所を自重により開閉可能なキャップで構成されることを特徴とする請求項４若しくは５に記載のインクジェットプリンタ。
8. 前記開閉部材は、前記第３の経路の前記廃液収容部との接続箇所をその自重及び弾性力により開閉可能な弾性部材で構成されることを特徴とする請求項４若しくは５に記載のインクジェットプリンタ。
9. 前記開閉部材の開状態により前記廃液が飛散することを防止するための規制部材を更に具備することを特徴とする請求項６若しくは７に記載のインクジェットプリンタ。
10. 前記第２の経路は、前記タンク内を大気開放状態にするための大気開放弁を有していることを特徴とする請求項２乃至６の何れか１項に記載のインクジェットプリンタ。

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