(57)【要約】【課題】  メインタンク内もインク循環経路の一部となっているインク供給システムにおいて、印刷中にインクが不足し、メインタンクを取り外して交換した場合でも、インクの循環が停止しないようなインク循環ルートを設け、ヘッド温度の上昇を防ぐ。【解決手段】  メインタンクへインクが戻ってくるインク戻し通路上に通路切り替え弁を有し、弁を切り替えることによって、記録ヘッドを経由したインクがメインタンクに戻らず、サブタンク経由で再び記録ヘッドへインクを供給するようにインクを循環させる第２のインク循環ルートを設ける。【選択図】  図１
2006110937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録ヘッドと
前記記録ヘッドにインクを供給するサブタンクと
前記サブタンクにインクを供給する着脱可能なメインタンクと
前記メインタンクからサブタンクを経由して、前記記録ヘッドへ供給されたインクが、
前記記録ヘッドを通過した後、該メインタンクへ戻ってくるインク戻し通路とを備えたインクジェット記録装置であって、
前記インク戻し通路上に通路切り替え弁を有し、
前記記録ヘッドを通過した後のインクが、前記通路切り替え弁を経由して前記メインタンクに戻った後、再び前記サブタンクを経由して記録ヘッドへインクを供給するように、インクを循環させる第一のインク循環ルートと
前記記録ヘッドを通過した後のインクが、前記メインタンクに戻らずに、前記通路切り替え弁を経由して、前記サブタンクに戻り、再び前記記録ヘッドへインクを供給するように、インクを循環させる第二のインク循環ルートを形成するように
前記通路切り替え弁を切り替え可能であることを特徴としたインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記通路切り替え弁の、通路切り替え可動部分がレバーと一体構造になっており
該レバーが前記メインタンクを着脱不可能とするロック機構を備え
前記記録ヘッドへのインク供給が、前記第一のインク循環ルートにて行われている場合、
該ロック機構が該メインタンクを着脱不可能状態にロックしており
前記記録ヘッドへのインク供給が、前記第二のインク循環ルートにて行なわれている場合、該ロック機構が該メインタンクを着脱可能状態にロック解除していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙・布・ＯＨＰシート等の記録媒体（以降代表として単に「紙」と記述する場合あり）に記録を行うインクジェット記録装置（以降「プリンタ」という表現も使用）は、印字ヘッドに多数のノズルをもち、インクをそのノズルから吐出させ、印字ヘッドから記録媒体へインクを付着させることにより記録している。
【０００３】
この吐出の方法として一つ一つのノズル内にヒーターを備え、そのヒーターにパルス状の電流を流し、瞬間的にインクを沸騰させることによりノズルからインク液滴を吐出させる方法（バブルジェット（登録商標）と呼ばれる）がある。
【０００４】
このバブルジェット（登録商標）（以下ＢＪと省略する場合あり）方式では、発生した熱の約５０％が吐出されるインクとともに放出されるが、残りの約５０％はヘッドに蓄積される。近年、多ノズル化・高密度化が進みヘッドに蓄積される熱は増加傾向にある。ヘッドに熱が蓄積すると、吐出が不安定になる場合や、ヘッドが膨張したり等の不具合が発生する。このためヘッドを冷却する方法がいくつか考案されている。その一つとして、インク循環方式がある。これはヘッド内にあるインクを循環（入れ替える）させることにより、昇温したインクをヘッドの外に出し、冷えた（室温の）インクを新たにヘッド内に取り込むことによりヘッドに蓄積された熱を逃がす方法である（特許文献１）。この循環方式ではなるべく多量のインクを循環させることが効果をあげることになるので、メインタンクとサブタンク等々で構成されるインク供給経路を持つシステムでは、メインタンク内のインクも循環させる場合がある。
【特許文献１】特開２００２−２３４１７５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般的に考案されているインク循環供給システムにおいては、外部からのインクの補充はメインタンクを取り外すことにより行われる。しかし上記のように、メインタンク内もインク循環経路の一部となっているシステムでは、メインタンクの取り外し作業中は、インク循環を停止する必要がある。したがって、もし印刷中にインクが不足し、メインタンクを取り外したい場合、インク循環は停止しなければならない。この印刷中の循環停止によりヘッド温度の上昇を招き、印刷が不可能になる場合がある。
【０００６】
本提案の目的は、インク循環ルート中にインク通路切り替え弁を備え、通路切り替え弁を切り替えることによって、メインタンクを循環経路の一部とする第一のインク循環ルートと、メインタンクを循環経路の一部としない第二のインク循環ルートを形成し、インク循環中でもメインタンクの取り外し（インクの補充）を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、インク供給が循環系であり、インクを外部から補給するための着脱可能なメインタンクをもち、インク通路切り替え弁を有し、記録ヘッドを通過した後のインクが、通路切り替え弁を経由してメインタンクに戻った後、再びサブタンクを経由して記録ヘッドへインクを供給するように、インクを循環させる第一のインク循環ルートと、
記録ヘッドを通過した後のインクが、メインタンクに戻らずに、通路切り替え弁を経由して、サブタンクに戻り、前記記録ヘッドへインクを供給するように、インクを循環させる第二のインク循環ルートを形成するように
前記通路切り替え弁を切り替え可能であることを特徴としたインクジェット記録装置であることを特徴とする。
【０００８】
上記構成において、インク循環中のメインタンクの取り外し（インクの補充）が可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
以上説明したように、本発明によれば、バイパスモードを持つことにより、循環中であってもメインタンクの取り外しが可能となる。つまり循環中に外部からインクの補給が行える。また四方弁にロック付きレバーが一体となることより、メインタンクの取り外しが安全に行えるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施例１）
次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本発明の特徴を最もよく表す図であり、同図において１は記録ヘッド、１ａは吐出したインク、１ｂはノズル、１ｃは共通液室、２はメインタンク、２ａはインク供給針、２ｂはインク回収針、３はサブタンク、３ａはインク入口、３ｂはインク出口、３ｃは満タン検知センサ、３ｄは空検知センサ、３ｅはエアバッファ、４はメインポンプ、５ａ〜５ｈはインク流路、６ａは四方弁、６ｂ〜６ｄは開閉弁である。
【００１２】
図２は図１のメインタンクをコップ形にした場合であり、７はコップ形メインタンク、７ａはインク供給口、７ｂはインク回収口である。
【００１３】
図３は従来の循環システムの構成を表す図であり、５ｉはインク流路、６ｅは開閉弁である。
【００１４】
図４ならびに図５は、図１ならびに図２の四方弁の拡大図であり、図４は四方弁の向きが循環経路にメインタンクを含む向きである状態を表し、図５は四方弁の向きが循環経路にメインタンクを含まない向きである状態を表している。
【００１５】
図６において、８はレバー、２ｃはメインタンクロック突起である。四方弁の向きを変える可動部分に８のレバーが一体化して構成されており、レバーの上げ下げで四方弁の向きが変わるようになっている。メインタンクには、２ｃのメインタンクロック突起が一体化して構成されている。
【００１６】
図７は図６の状態を上方から見た図である。
【００１７】
図８は図６の状態からレバー（四方弁）を９０度回転させた状態である。
【００１８】
まず従来の形態から説明する。インク循環供給系として３つのモードがあり、「インク補給」、「印刷中」、「循環」の３つである。図３を使い説明する。まず「インク補給」モードであるが、サブタンクのインクが減り空検知センサ３ｄにてサブタンクが空になったと検知したとき、メインタンクからサブタンクへインクを補給するモードである。開閉弁６ｅを開け、６ｂを開け、６ｃを閉じ、６ｄを閉じる。この弁の状態で、４のメインポンプをインク流路５ｉから５ｂへ流れる向きに回転する。するとメインタンク内のインクがサブタンクへ補給される。この時、サブタンク内のエアバッファにある空気は弁６ｂを通じて大気中へ押し出される。補給し続け、満タン検知センサ３ｃが満タンを検知するとメインポンプの回転を止める。以上の動作によりメインタンクからサブタンクへのインクの補給が可能となる。
【００１９】
次に「印刷中」モードであるが、これは印刷中または何もしない時にこのモードにしておく。開閉弁６ｅを閉じ、６ｂを開け、６ｃを開け、６ｄを閉じる。この弁の状態で、印刷を行う。印刷を行うとノズル１ｂからインク１ａが吐出し共通液室１ｃのインクを消費する。するとサブタンクから流路５ｃ、弁６ｃ、流路５ｄを通りサブタンク内のインクがヘッドへ供給される。このとき弁６ｂを通じてエアバッファに大気中の空気が流入する。以上のようにサブタンク内のインクを消費しつつ印刷を行う。
【００２０】
最後に「循環」モードであるが、これは印刷によりヘッドの温度が上昇した場合、または上昇が予測される場合にヘッド内のインクを入れ替えることによりヘッドの温度上昇を抑えることを目的に行われる。開閉弁６ｅを閉じ、６ｂを開け、６ｃを開け、６ｄを開ける。この弁の状態で、４のメインポンプをインク流路５ｉから５ｂへ流れる向きに回転する。すると、流路５ｂ→インク入口３ａ→サブタンク→インク出口３ｂ→流路５ｃ→弁６ｃ→流路５ｄ→ヘッド→流路５ｅ→弁６ｄ→流路５ｉ→メインポンプ→流路５ｂ、の順にインクが循環して流れる。また、この循環している状態で印刷を行うことも可能で、その場合ヘッドからインクが吐出して循環しているインクを消費する。この消費された分はサブタンクから、インク出口３ｂ→流路５ｃ→弁６ｃ→流路５ｄ→ヘッドの経路で循環量に上乗せして補給され、開いている弁６ｂから大気中の空気をサブタンクへ取り込む。
【００２１】
以上が、従来の「インク補給」、「印刷中」、「循環」の３つのモードの動作説明である。
【００２２】
次に、本発明の説明をする。図１、図４、図５を使い説明する。３つのモードの前に本発明のもっとも重要な要素である四方弁の働きついて説明する。図１中のメインタンクと四方弁６ａの部分を拡大した図が、図４と図５である。ここで使用する四方弁は、弁の内部に独立した２つの流路を持ち、流路の出入口が４つある。弁の流路を回転させることにより図４、図５の２つの状態を保持する。図４では、流路５ｆと５ｇがつながり、５ｈと５ａがつながる。以下この状態を「メインタンク内循環モード」と呼ぶ。図５では、流路５ｆと５ａがつながり、５ｈと５ｇがつながる。以下この状態を「バイパスモード」と呼ぶ。以上が四方弁の説明である。
【００２３】
以後、図１を用い本発明の説明をする。従来例同様、インク循環供給系として３つのモードがあり、「インク補給」、「印刷中」、「循環」の３つである。まず「インク補給」モードであるが、サブタンクのインクが減り空検知センサ３ｄにてサブタンクが空になったと検知したとき、メインタンクからサブタンクへインクを補給するモードである。四方弁６ａを「メインタンク内循環モード」にし、６ｂを開け、６ｃを閉じ、６ｄを閉じる。この弁の状態で、４のメインポンプをインク流路５ａから５ｂへ流れる向きに回転する。するとメインタンク内のインクがサブタンクへ補給される。この時、サブタンク内のエアバッファにある空気は弁６ｂを通じて大気中へ押し出される。補給し続け、満タン検知センサ３ｃが満タンを検知するとメインポンプの回転を止める。以上の動作によりメインタンクからサブタンクへのインクの補給が可能となる。
【００２４】
次に「印刷中」モードであるが、これは印刷中または何もしない時にこのモードにしておく。四方弁６ａを「バイパスモード」にし、６ｂを開け、６ｃを開け、６ｄを閉じる。この弁の状態で、印刷を行う。印刷を行うとノズル１ｂからインク１ａが吐出し共通液室１ｃのインクを消費する。するとサブタンクから流路５ｃ、弁６ｃ、流路５ｄを通りサブタンク内のインクがヘッドへ供給される。このとき弁６ｂを通じてエアバッファに大気中の空気が流入する。以上のようにサブタンク内のインクを消費しつつ印刷を行う。
【００２５】
最後に「循環」モードであるが、これは印刷によりヘッドの温度が上昇した場合、または上昇が予測される場合にヘッド内のインクを入れ替えることによりヘッドの温度上昇を抑えることを目的に行われる。四方弁６ａを「メインタンク内循環モード」にし、６ｂを開け、６ｃを開け、６ｄを開ける。この弁の状態で、４のメインポンプをインク流路５ａから５ｂへ流れる向きに回転する。すると、流路５ｂ→インク入口３ａ→サブタンク→インク出口３ｂ→流路５ｃ→弁６ｃ→流路５ｄ→ヘッド→流路５ｅ→弁６ｄ→流路５ｆ→四方弁６ａ→流路５ｇ→回収針２ｂ→メインタンク内→供給針２ａ→流路５ｈ→四方弁６ａ→流路５ａ→メインポンプ→流路５ｂ、の順にインクが循環して流れる。この場合、流路５ｆに図示されてないが、サブポンプ４ａが必要になる可能性もある。また、この循環している状態で印刷を行うことも可能で、その場合ヘッドからインクが吐出して循環しているインクを消費する。この消費された分はサブタンクから、インク出口３ｂ→流路５ｃ→弁６ｃ→流路５ｄ→ヘッドの経路で循環量に上乗せして補給され、開いている弁６ｂから大気中の空気をサブタンクへ取り込む。
【００２６】
以上が、本発明の「インク補給」、「印刷中」、「循環」の３つのモードの動作説明である。
【００２７】
つぎに、従来例と本発明の違いである部分を説明する。「循環」モードにおいて従来例ではメインタンク内を循環しない構成となっている。これでは循環するインクの量が少なく、ヘッドの冷却効果が劣る。本発明ではメインタンク内のインクも循環する構成となっており、ヘッドの冷却に十分なインク量を使用でき、冷却効果を高めることとなる。さらに本発明では、このメインタンク内を循環する構成となっているだけでなく、メインタンク内を通らないバイパスの循環経路をも持つ構成となっている。次にこのバイパス経路について説明する。
【００２８】
本発明の「循環」モードにおいて、四方弁６ａを「バイパスモード」にし、他は何も変えずに動作させると、流路５ｂ→インク入口３ａ→サブタンク→インク出口３ｂ→流路５ｃ→弁６ｃ→流路５ｄ→ヘッド→流路５ｅ→弁６ｄ→流路５ｆ→四方弁６ａ→流路５ａ→メインポンプ→流路５ｂ、の順にインクが循環して流れる。このメインタンク内を通らない状態は従来例にほぼ等しい。このバイパスモードを持つことにより、循環中であってもメインタンクの取り外しが可能となる。つまり循環中に外部からインクの補給が行える。
【００２９】
（実施例２）
メインタンクをコップ形にした実施例である。図２のコップ形タンクの図にて説明する。図１と異なる構成はメインタンクが「７コップ形メインタンク」になり、それにともない回収・供給針が回収・供給口になり、サブポンプ４ａが新規に加わった点である。動作としては「インク補給」、「印刷中」、「循環」の３つのモードのうち、「循環」モードでサブポンプ４ａを循環方向に回すという点のみが加わる。その他は全く同じ動作で、循環中のコップ形メインタンクの取り外しも同様に行える。
【００３０】
（実施例３）
四方弁にロック付きレバーが一体となった実施例である。図６，７，８にて説明する。図６において、四方弁の向きを変える可動部分に８のレバーが一体化して構成されており、レバーの上げ下げで四方弁の向きが変わるようになっている。メインタンクには、２ｃのメインタンクロック突起が一体化して構成されている。図７は図６の状態を上方から見た図である。図６，７はレバーが降りておりメインタンクロック突起がレバーの内側に引っかかる状態になっている。この状態ではメインタンクを取り外すことは出来ない。この時、四方弁６ａは「メインタンク内循環モード」の流路となっている。逆に図８ではレバーが上がっており、メインタンクロック突起はレバーの内側に引っかからない状態になっている。この状態ではメインタンクを取り外すことが出来る。この時は、四方弁６ａは「バイパスモード」の流路となっている。以上の構成と動作により、「メインタンク内循環モード」では、メインタンクを取り外すことは出来ず、メインタンクを取り外すためにはレバーを上げるため、自動的に「バイパスモード」へ切り替わることとなる。したがって「メインタンク内循環モード」の循環流路構成であるにもかかわらず、メインタンクの取り外しが安全に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の特徴を最もよく表す図
【図２】図１のメインタンクをコップ形にした図
【図３】従来例
【図４】四方弁拡大「メインタンク内循環モード」
【図５】四方弁拡大「バイパスモード」
【図６】四方弁拡大ロック付きレバーロック時側面図
【図７】四方弁拡大ロック付きレバーロック時上面図
【図８】四方弁拡大ロック付きレバー解除時側面図
【符号の説明】
【００３２】
１  記録ヘッド
１ａ  吐出したインク
１ｂ  ノズル
１ｃ  共通液室
２  メインタンク
２ａ  インク供給針
２ｂ  インク回収針
２ｃ  メインタンクロック突起
３  サブタンク
３ａ  インク入口
３ｂ  インク出口
３ｃ  満タン検知センサ
３ｄ  空検知センサ
３ｅ  エアバッファ
４  メインポンプ
４ａ  サブポンプ
５  インク流路
５ａ〜５ｉ  インク流路
６  弁
６ａ  四方弁
６ｂ  開閉弁
６ｃ  開閉弁
６ｄ  開閉弁
６ｅ  開閉弁
７  コップ形メインタンク
７ａ  インク供給口
７ｂ  インク回収口
８  レバー
【図１】
2006110937.tif 000003
【図２】
2006110937.tif 000004
【図３】
2006110937.tif 000005
【図４】
2006110937.tif 000006
【図５】
2006110937.tif 000007
【図６】
2006110937.tif 000008
【図７】
2006110937.tif 000009
【図８】
2006110937.tif 000010