(57)【要約】【課題】本発明はインクの劣化を抑制することができるインク循環機構及び印刷装置を提供する。【解決手段】インク循環機構１７は、印刷装置に設けられ、インク循環経路内でインク５０を一方向に循環させるものである。インク循環機構１７は、上部タンク２５と、上部タンク２５と接続され、上部タンク２５よりも下方に配置されたインクジェットヘッド２６と、上部タンク２５とインクジェットヘッド２６とを接続して循環経路を形成する複数の配管２７ｂ〜２７ｆと、循環経路の下方から上部タンク２５にインク５０が流れる個所に設けられ、通常の循環方向にのみ水性インク５０を流す逆止弁２４とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷装置に設けられ、循環経路内でインクを一方向に循環させるインク循環機構において、
インクが溜められる上部タンクと、
前記上部タンクと接続され、前記上部タンクよりも下方に配置されたインクジェットヘッドと、
前記上部タンクと前記インクジェットヘッドとを接続して循環経路を形成する複数の配管と、
前記循環経路の下方から前記上部タンクにインクが流れる個所に設けられ、前記一方向と逆方向のインクの流れを規制する逆止弁とを備えることを特徴とするインク循環機構。
【請求項２】
前記逆止弁と前記逆止弁の上流側配管との間に配置され、前記配管よりも直径が大きい大径部と、
前記大径部と前記逆止弁との間に設けられ、前記逆止弁に向かって細くなるテーパ部とを備えることを特徴とする請求項１に記載のインク循環機構。
【請求項３】
前記上部タンクに取り外し可能に連結され、気体が充填された予備タンクを備え、
前記上部タンクまたは前記予備タンクには、大気圧よりも高圧の気体が充填されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインク循環機構。
【請求項４】
前記上部タンクから前記インクジェットヘッド及び前記循環経路を通して接続されるとともに、前記逆止弁及び前記循環経路を通して前記上部タンクに接続され、前記上部タンクよりも下方に配置され、前記インクが溜められる下部タンクと、
前記上部タンクから前記インクジェットヘッド及び前記循環経路を通して前記下部タンクに循環させるインクの一部を前記インクジェットヘッドにおいて迂回させるインクバイパス経路と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインク循環機構。
【請求項５】
前記インクバイパス経路の一端は、前記上部タンクの規定のインク液面を越える位置に接続され、前記上部タンクにおいて溜められたインクが規定のインク液面を越えたときにこの越えたインクを前記インクバイパス経路を通して前記下部タンクに流すことを特徴とする請求項４に記載のインク循環機構。
【請求項６】
前記上部タンクの前記インクジェットヘッドに接続される側の一部に、インクの流路抵抗を減少する流路抵抗減少部が配設されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインク循環機構。
【請求項７】
前記上部タンクと前記逆止弁との間の前記循環経路に、その流路抵抗を調整する流路抵抗可変器を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のインク循環機構。
【請求項８】
前記請求項１乃至請求項７のいずれかのインク循環機構を備えたことを特徴とする印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク循環機構及び印刷装置に関し、特にインクジェットヘッドを含む循環経路内にインクを循環させるインク循環機構及びそれが組み込まれた印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、インクの増粘等によるインクジェットヘッドの吐出不良を防ぐためにインクを循環させるインク循環機構が知られている。
【０００３】
特許文献１には、インクジェットヘッドと、ポンプと、インク循環用の配管と、配管の所定の場所に配置された複数の弁と、複数の気泡や不純物を捕獲するためのフィルターとを備えたインク循環機構が開示されている。
【０００４】
特許文献１の技術では、ポンプによってインクを循環させる際に、弁が制御されている。これにより、インクタンクからインクジェットヘッドへ流れるインクのみがフィルターに通されている。この結果、特許文献１の技術は、インク内の気泡や埃等がインクジェットヘッドに流入することを抑制して、インクジェットヘッドの故障を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−６８９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の技術は、ポンプによりインクを循環させている場合に、インクジェットヘッドの故障を低減するものである。従って、この技術では、ポンプが作動していない状況、例えば、印刷装置の運搬時等の未使用状態では、インクを循環させることができない。このため、インクジェットヘッドのノズル近傍の外気と接触するインクの液体が集中的に蒸発する。これにより、当該領域のインクは増粘等によって劣化するといった課題がある。
【０００７】
ここで、インクの劣化を抑制するために、インクジェットヘッドを封止して、インクと外気との接触を抑制することが提案されているが、この封止状態が長期化すると、同様に増粘等によってインクが劣化するといった課題が生じる。更に、インクの劣化は、ノズル詰まりを引き起こし、印刷させる際に通常以上の回復動作が必要となる。
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するために創案されたものであり、インクの劣化を抑制することができるインク循環機構及び印刷装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、発明の第１の特徴は、印刷装置に設けられ、循環経路内でインクを一方向に循環させるインク循環機構において、インクが溜められる上部タンクと、前記上部タンクと接続され、前記上部タンクよりも下方に配置されたインクジェットヘッドと、前記上部タンクと前記インクジェットヘッドとを接続して循環経路を形成する複数の配管と、前記循環経路の下方から前記上部タンクにインクが流れる個所に設けられ、前記一方向と逆方向のインクの流れを規制する逆止弁とを備える。
【００１０】
また、発明の第２の特徴は、インク循環機構において、前記逆止弁と前記逆止弁の上流側配管との間に配置され、前記配管よりも直径が大きい大径部と、前記大径部と前記逆止弁との間に設けられ、前記逆止弁に向かって細くなるテーパ部とを備える。
【００１１】
また、発明の第３の特徴は、インク循環機構において、前記上部タンクに取り外し可能に連結され、気体が充填された予備タンクを備え、前記上部タンクまたは前記予備タンクには、大気圧よりも高圧の気体が充填されていることである。
【００１２】
また、発明の第４の特徴は、前記上部タンクから前記インクジェットヘッド及び前記循環経路を通して接続されるとともに、前記逆止弁及び前記循環経路を通して前記上部タンクに接続され、前記上部タンクよりも下方に配置され、前記インクが溜められる下部タンクと、前記上部タンクから前記インクジェットヘッド及び前記循環経路を通して前記下部タンクに循環させるインクの一部を前記インクジェットヘッドにおいて迂回させるインクバイパス経路とを更に備える。
【００１３】
また、発明の第５の特徴は、インク循環機構において、前記インクバイパス経路の一端は、前記上部タンクと前記インクジェットヘッドとの間の前記循環経路に接続され、前記インクバイパス経路の他端は、前記インクジェットヘッドを迂回して、前記インクジェットヘッドと前記下部タンクとの間の前記循環経路に接続されていることである。
【００１４】
また、発明の第６の特徴は、インク循環経路において、前記インクバイパス経路の一端は、前記上部タンクに接続され、前記インクバイパス経路の他端は、前記インクジェットヘッドを迂回して、前記インクジェットヘッドと前記下部タンクとの間の前記循環経路または前記下部タンクに接続されていることである。
【００１５】
また、発明の第７の特徴は、インク循環機構において、前記インクバイパス経路の一端は、前記上部タンクの規定のインク液面を越える位置に接続され、前記上部タンクにおいて溜められたインクが規定のインク液面を越えたときにこの越えたインクを前記インクバイパス経路を通して前記下部タンクに流すことである。
【００１６】
また、発明の第８の特徴は、インク循環機構において、前記上部タンクの前記インクジェットヘッドに接続される側の一部に、インクの流路抵抗を減少する流路抵抗減少部が配設されていることである。
【００１７】
また、発明の第９の特徴は、インク循環機構において、前記上部タンクと前記逆止弁との間の前記循環経路に、その流路抵抗を調整する流路抵抗可変部を更に備える。
【００１８】
そして、発明の第１０の特徴は、第１乃至第９の特徴のいずれかのインク循環機構を備えた印刷装置である。
【発明の効果】
【００１９】
発明の第１の特徴によれば、逆止弁によって循環経路の下方から上方の上部タンクへインクが流れ、逆方向のインクの流れが規制される。これにより、インクに慣性力が作用すると、上部タンクにインクが流入して、上部タンク内の気圧が高くなる。このため、上部タンク内の気圧と重力によって、インクが上部タンクから下方へ流れて循環するので、本発明においてはインクの劣化を抑制することができる。
【００２０】
発明の第２の特徴によれば、大径部によって大容量のインクを循環させることができるとともに、テーパ部によって大径部から円滑にインクを流すことができる。
【００２１】
発明の第３の特徴によれば、予備タンク内の気体が熱により膨張することと、高圧の気体とによって、より多くのインクを循環させることができる。
【００２２】
発明の第４の特徴によれば、流路抵抗が大きいインクジェットヘッドに循環されるインクの一部をインクバイパス経路を通して迂回させることができ、上部タンクから下部タンクに循環されるインク流量と下部タンクから上部タンクに循環されるインク流量との均衡を保つことができるので、上部タンクへの過剰なインクの流入を防止することができ、上部タンクからのインクの溢れ出しを防止することができる。
【００２３】
発明の第５の特徴によれば、循環経路のインクジェットヘッドの前段及び後段に接続する簡易な構成によりインクバイパス経路を構築することができ、このインクバイパス経路を用いて上部タンクからのインクの溢れ出しを防止することができる。
【００２４】
発明の第６の特徴によれば、上部タンクと循環経路のインクジェットヘッドの後段または下部タンクとを接続する簡易な構成によりインクバイパス経路を構築することができ、このインクバイパス経路を用いて上部タンクからのインクの溢れ出しを防止することができる。
【００２５】
発明の第７の特徴によれば、上部タンクの規定のインク液面を越えたときに、上部タンクに流入される過剰なインクを自動的にインクバイパス経路を通して下部タンクに流すことができるので、上部タンクからのインクの溢れ出しを防止することができる。
【００２６】
発明の第８の特徴によれば、上部タンクに流路抵抗減少部を備え、上部タンクからインクジェットヘッドに循環されるインクの流れを促進し、上部タンクから下部タンクに循環されるインク流量と下部タンクから上部タンクに循環されるインク流量との均衡を保つことができるので、上部タンクへの過剰なインクの流入を防止することができ、上部タンクからのインクの溢れ出しを防止することができる。
【００２７】
発明の第９の特徴によれば、循環経路の上部タンクと逆止弁との間に流路抵抗可変部を備え、逆止弁から上部タンクに循環されるインクの流れを調整し、下部タンクから上部タンクに循環されるインク流量と上部タンクから下部タンクに循環されるインク流量との均衡を保つことができるので、上部タンクへの過剰なインクの流入を防止することができ、上部タンクからのインクの溢れ出しを防止することができる。
【００２８】
発明の第１０の特徴によれば、上記第１の特徴乃至第９の特徴のいずれかの効果を奏することができる印刷装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例１に係るインク循環機構が設けられた両面印刷装置の全体概略図である。
【図２】図１に示す両面印刷装置に組み込まれたインク循環機構の概略図である。
【図３】本発明の実施例２に係るインク循環機構の概略図である。
【図４】本発明の実施例３に係るインク循環機構の概略図である。
【図５】本発明の実施例４に係るインク循環機構の概略図である。
【図６】本発明の実施例５に係るインク循環機構の概略図である。
【図７】本発明の実施例６に係るインク循環機構の概略図である。
【図８】本発明の実施例７に係るインク循環機構の概略図である。
【図９】（Ａ）は実施例７に係るインク循環機構の流路抵抗可変部の第１の状態を示す概略図、（Ｂ）は第２の状態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
（実施例１）
以下、図面を参照して、本発明のインク循環機構を設けた水性インク用のインクジェット型両面印刷装置による実施例１について説明する。尚、ここでいう水性インクとは、水分を含むインクのことであり、Ｏ／Ｗ（Oil in Water）型及びＷ／Ｏ（Water in Oil）型のエマルションインクをも含む概念である。
【００３１】
［印刷装置及びインク循環機構の構成］
図１は、実施例１によるインク循環機構が設けられた両面印刷装置の全体概略図である。図２は、インク循環機構の概略図である。以下の説明において、ユーザが位置する図１の紙面表方向を前方とする。また、図１に示すように、ユーザから視て、上下左右を上下左右方向とする。尚、左右方向が両面印刷装置の長手方向である。
【００３２】
尚、図１の太線で示す経路が、印刷用紙が搬送される搬送経路である。搬送経路のうち実線及び点線で示す経路が通常経路ＲＣである。搬送経路のうち一点鎖線で示す経路が、反転経路ＲＲである。搬送経路のうち二点鎖線で示す経路が、給紙経路ＲＳである。
【００３３】
図１に示すように、両面印刷装置１は、給紙部２と、印刷部３と、乾燥部４と、排紙部５と、反転部６とを備えている。
【００３４】
給紙部２は、印刷用紙ＰＡを給紙するものである。給紙部２は、搬送経路の最も上流側に配置されている。給紙部２は、複数の給紙台１１と、複数対の給紙ローラ１２とを備えている。給紙ローラ１２は、何れかの給紙台１１から印刷用紙ＰＡを搬送して印刷部３へと給紙する。
【００３５】
印刷部３は、印刷用紙ＰＡを搬送しつつ、印刷用紙ＰＡに画像を印刷する。印刷部３は、給紙部２の下流側に配置されている。印刷部３は、レジストローラ１５と、ベルト搬送部１６と、４個のインク循環機構１７とを備えている。
【００３６】
レジストローラ１５は、給紙部２または反転部６から搬送される印刷用紙ＰＡをベルト搬送部１６へと搬送する。ベルト搬送部１６は、レジストローラ１５から搬送された印刷用紙ＰＡを吸引しつつ、乾燥部４へと搬送する。
【００３７】
図２に示すように、インク循環機構１７は、水性インク５０を矢印Ａで示す一方向に循環経路内で循環させつつ、水性インク５０を吐出して画像を印刷するものである。４個のインク循環機構１７には、それぞれ異なる色（例えば、黒、シアン、マゼンダ、イエロー）の水性インク５０が循環される。以下のインク循環機構１７の説明における上流及び下流とは、インク循環経路内での上流及び下流の意味とする。
【００３８】
インク循環機構１７は、インクボトル２１と、下部タンク２２と、ポンプ２３と、逆止弁２４と、上部タンク２５と、インクジェットヘッド２６と、循環経路を形成する配管２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄ、２７ｅ、２７ｆと、キャップ２８とを備えている。
【００３９】
インクボトル２１には、供給用の水性インク５０が溜められている。
【００４０】
下部タンク２２には、インクボトル２１から配管２７ａを介して供給された水性インク５０が一時的に溜められる。また、下部タンク２２には、インクジェットヘッド２６から排出された水性インク５０が一時的に溜められる。下部タンク２２は、上部タンク２５及びインクジェットヘッド２６よりも下方に配置されている。
【００４１】
ポンプ２３は、下部タンク２２に溜められている水性インク５０を配管２７ｂ、２７ｃ、２７ｄを介して、上部タンク２５へと流すものである。これにより、水性インク５０が、図２の矢印Ａで示す循環経路内を循環する。
【００４２】
逆止弁２４は、水性インク５０の流れを矢印Ａで示す一方向に限定するものである。逆止弁２４は、配管２７ｃと配管２７ｄとの間に配置されている。即ち、逆止弁２４は、下方に配置された下部タンク２２から上部タンク２５へと水性インク５０が流れる個所に配置されている。これにより、逆止弁２４は、下部タンク２２と上部タンク２５との間の水性インク５０の流れを矢印Ａで示す下方から上方への一方向に限定する。換言すると、逆止弁２４は、上部タンク２５から配管２７ｄ、２７ｃ、２７ｂを通って下部タンク２２へ流れる水性インク５０を遮断する。
【００４３】
上部タンク２５は、インクジェットヘッド２６に供給する水性インク５０を一時的に溜めるものである。上部タンク２５には、水性インク５０とともに空気が充填されている。上部タンク２５は、配管２７ｅを介して、溜められた水性インク５０をインクジェットヘッド２６へと供給する。
【００４４】
インクジェットヘッド２６は、水性インク５０を印刷用紙ＰＡへ吐出して、画像を印刷するものである。インクジェットヘッド２６は、上部タンク２５よりも下方に配置されている。インクジェットヘッド２６は、水性インク５０を吐出するための圧力を作用させる圧電部材を有する。インク循環時には、インクジェットヘッド２６に溜められた水性インク５０は、配管２７ｆを介して、下部タンク２２へと流れる。
【００４５】
配管２７ａは、インクボトル２１と下部タンク２２とを接続する。配管２７ａは、上下方向と平行に配置されている。配管２７ｂは、下部タンク２２とポンプ２３とを接続する。配管２７ｂの上流部は、両面印刷装置１の長手方向（左右方向）と平行に配置されている。配管２７ｃは、ポンプ２３と逆止弁２４とを接続する。配管２７ｃは、上下方向と平行に配置されている。配管２７ｃには、下方から上方へと水性インク５０が流れる。
【００４６】
配管２７ｄは、逆止弁２４と上部タンク２５とを接続する。配管２７ｄの上流部は、上下方向と平行に配置されている。この配管２７ｄの上流部には、下方から上方へ水性インク５０が流れる。配管２７ｄの下流部は、両面印刷装置１の長手方向と平行に配置されている。配管２７ｅは、上部タンク２５とインクジェットヘッド２６とを接続する。配管２７ｅは、上下方向と平行に配置されている。配管２７ｆは、インクジェットヘッド２６と下部タンク２２とを接続する。配管２７ｆの上流部は、両面印刷装置１の長手方向と平行に配置されている。
【００４７】
キャップ２８は、インクジェットヘッド２６の下面を封止するものである。キャップ２８は、インクジェットヘッド２６の下面に覆うように構成されている。キャップ２８は、印刷時は、図２の実線で示す位置に配置され、非印刷時は、図２の点線で示す位置に配置される。
【００４８】
図１に示す乾燥部４は、印刷済みの印刷用紙ＰＡを乾燥しつつ搬送する。乾燥部４は、印刷部３の下流側に配置されている。乾燥部４は、乾燥炉３１と、３対の搬送ローラ３２と、加熱送風部３３とを備えている。
【００４９】
乾燥炉３１は、印刷用紙ＰＡをガイドしつつ、加熱送風部３３から送られる加熱気体を貯溜するものである。乾燥炉３１の内部には、印刷用紙ＰＡの通常経路ＲＣの一部を構成する搬送空間（図示略）が形成されている。搬送ローラ３２は、乾燥炉３１の内部の印刷用紙ＰＡを搬送する。
【００５０】
排紙部５は、印刷済みの印刷用紙ＰＡを排紙して、積層する。排紙部５は、乾燥部４の下流側に配置されている。排紙部５は、通常経路ＲＣの最も下流側に配置されている。排紙部５は、切替機構３５と、２対の排紙ローラ３６と、排紙台３７とを備えている。
【００５１】
切替機構３５は、通常経路ＲＣと両面印刷用の反転経路ＲＲとの間で印刷用紙ＰＡの搬送経路を切り替るものである。排紙ローラ３６は、印刷用紙ＰＡを排紙台３７へと排紙するものである。
【００５２】
反転部６は、片面が印刷された印刷用紙ＰＡを反転させて印刷部３へと搬送するものである。反転部６は、複数対の反転ローラ４１と、フリッパ４２と、スイッチバック部４３とを備えている。
【００５３】
反転ローラ４１は、切替機構３５を介して、乾燥部４から搬送される片面印刷済みの印刷用紙ＰＡをスイッチバック部４３へと一度搬送する。また、反転ローラ４１は、スイッチバック部４３から戻る印刷用紙ＰＡを、フリッパ４２を介して、印刷部３へと搬送する。
【００５４】
［印刷動作］
次に、上述した実施例１による両面印刷装置１の印刷動作について説明する。
【００５５】
まず、未印刷の印刷用紙ＰＡは、給紙台１１の何れかから給紙ローラ１２により給紙経路ＲＳに沿って、印刷部３へと搬送される。印刷部３では、印刷用紙ＰＡは、レジストローラ１５によって搬送された後、ベルト搬送部１６に搬送される。そして、印刷用紙ＰＡは搬送されつつ、インク循環機構１７のインクジェットヘッド２６から吐出された水性インク５０により、印刷用紙ＰＡの一方の面（以下、第１印刷面という）に画像が印刷される。印刷後、印刷用紙ＰＡは、ベルト搬送部１６によって更に搬送されて、乾燥部４の乾燥炉３１へと搬入される。
【００５６】
乾燥部４では、印刷用紙ＰＡは、乾燥炉３１の内面によってガイドされつつ、加熱気体が充填された乾燥炉３１の内部の搬送空間を搬送ローラ３２によって搬送される。これにより、水性インク５０によって湿った印刷用紙ＰＡが乾燥炉３１の内部で乾燥される。この後、印刷用紙ＰＡは、乾燥炉３１から排出される。
【００５７】
ここで、片面印刷の場合は、印刷用紙ＰＡは、排紙部５へと搬送される。排紙部５では、印刷用紙ＰＡは、切替機構３５によりガイドされつつ、排紙ローラ３６によって排紙台３７に排紙される。これにより、片面印刷動作が終了する。
【００５８】
一方、両面印刷動作では、印刷用紙ＰＡは、切替機構３５によって反転部６の反転経路ＲＲへとガイドされる。反転部６では、印刷用紙ＰＡは、フリッパ４２にガイドされつつ、反転ローラ４１によってスイッチバック部４３へと一時的に搬入される。この後、スイッチバック部４３から戻された印刷用紙ＰＡは、フリッパ４２にガイドされつつ、反転ローラ４１によって印刷部３へと再給紙される。
【００５９】
印刷部３では、印刷用紙ＰＡの他方の面（以下、第２印刷面という）が、インクジェットヘッド２６側に向けられてベルト搬送部１６によって搬送される。これにより、画像が、インクジェットヘッド２６によって、印刷用紙ＰＡの第２印刷面に印刷される。この後、両面印刷された印刷用紙ＰＡは、乾燥部４によって乾燥された後、排紙部５へと搬送される。これにより、第１印刷面及び第２印刷面に画像が印刷された両面印刷動作が終了する。
【００６０】
［電力非供給状態でのインク循環機構の循環動作］
次に、上述した両面印刷装置１を運搬車によって運搬する際の循環動作について説明する。尚、運搬車以外の手段によって運搬する場合にも、下記の循環動作は同様に生じる。また、運搬時は、両面印刷装置１は、電力非供給状態であるとともに、インクジェットヘッド２６は、キャップ２８により封止状態にされている。
【００６１】
まず、両面印刷装置１を運搬車に積み込む際に、両面印刷装置１が上下方向に振動すると、水性インク５０に上下方向の慣性力が作用する。ここで、逆止弁２４が、配管２７ｃと配管２７ｄとの間に設けられている。そのため、通常の循環方向を示す矢印Ａとは逆方向、即ち、下方向への慣性力が配管２７ｄの水性インク５０に作用しても、配管２７ｄの水性インク５０の流れは、逆止弁２４によって遮断される。一方、矢印Ａで示す通常の循環方向、即ち、上方向の慣性力が、配管２７ｃの水性インク５０に作用すると、水性インク５０は逆止弁２４を通過して上部タンク２５へと流入する。これにより、上部タンク２５の気圧が上昇する。ここで、水性インク５０に作用している慣性力がなくなると、上昇した上部タンク２５の気圧が、配管２７ｄに水性インク５０を流すように作用する。しかし、逆止弁２４が配管２７ｄの端部に設けられているので、水性インク５０が、配管２７ｄへ流れることはできない。このため、上部タンク２５の気圧及び重力によって、上部タンク２５の水性インク５０が、配管２７ｅへと徐々に流れる。この結果、ポンプ２３がオフ状態でも、水性インク５０は、上下方向の振動によって、通常の循環方向に徐々に循環する。尚、一般的な上下方向の振動では、水性インク５０の循環が緩やかなためメニスカスは破損されることなく保持される。
【００６２】
この後、両面印刷装置１が運搬車に積み込まれて、運搬車によって運搬されると、運搬車の進行方向の慣性力が水性インク５０に作用する。尚、一般に、両面印刷装置１は、両面印刷装置１の長手方向（左右方向）が運搬車の運送方向に沿うように、運搬車に積まれる。即ち、配管２７ｂ、２７ｄ、２７ｆが運送方向と平行になり、運搬車による運搬中は、水性インク５０に左右方向の慣性力が作用する。
【００６３】
左方向の慣性力が水性インク５０に作用した場合、配管２７ｄを流れる水性インク５０は、逆止弁２５によって流れが遮断される。一方、配管２７ｂ、２７ｆを流れる水性インク５０は、通常の循環方向のため流れる。これにより、上部タンク２５に水性インク５０が流入するので、上部タンク２５の気圧が上昇する。この上昇した気圧と重力によって、水性インク５０が循環方向に循環する。
【００６４】
一方、右方向の慣性力が水性インク５０に作用した場合、配管２７ｂ、２７ｆを流れる水性インク５０は、逆止弁２４によって流れが阻止される。一方、配管２７ｄを流れる水性インク５０は、循環方向のため流れる。これにより、上部タンク２５に水性インク５０が流入するので、上部タンク２５の気圧が上昇する。この上昇した気圧と重力によって、水性インク５０が循環方向に循環する。
【００６５】
［インク循環機構の効果］
次に、上述した実施例１によるインク循環機構１７の効果について説明する。
【００６６】
上述したようにインク循環機構１７には、通常の循環方向へのみ水性インク５０を流す逆止弁２４が設けられている。これにより、両面印刷装置１に上下方向の振動が作用した場合や、両面印刷装置１が左右方向に移動されると、水性インク５０が上部タンク２５に流入する。これにより、上部タンク２５の気圧が上昇して、上部タンク２５の水性インク５０が流出する。このため、一般的な振動では、水性インク５０が、メニスカスを破損しない程度に通常の循環方向に循環するので、増粘等による水性インク５０の劣化を抑制できる。この結果、インクジェットヘッド２６のノズル詰まり等を抑制できる。
【００６７】
また、インク循環機構１７は、振動等によって、水性インク５０を通常の循環方向に循環させているので、電力等のエネルギー源を必要としない。即ち、インク循環機構１７は、運搬等の作業によって、水性インク５０を循環させて、ノズルの詰まりを解消できる。
【００６８】
（実施例２）
次に、上述した実施例１の一部を変更した実施例２について説明する。図３は、実施例２によるインク循環機構の概略図である。尚、上述した実施例１と同様の構成には同じ符号を付け、その構成の説明は省略する。
【００６９】
実施例２によるインク循環機構１７Ａでは、逆止弁２４の上流側に大径部５１及びテーパ部５２が設けられている。大径部５１は、逆止弁２４の上流側に接続された配管２７ｃと逆止弁２４との間に接続されている。大径部５１は、配管２７ｃよりも直径が大きい配管からなる。テーパ部５２は、大径部５１と逆止弁２４との間に設けられている。テーパ部５２は、大径部５１と一体に構成されている。テーパ部５２は、大径部５１から逆止弁２４に向かって細くなるように構成されている。
【００７０】
実施例２のインク循環機構１７Ａでは、逆止弁２４の上流側に大径部５１が設けられている。大径部５１の水性インク５０の容量は大きいので、大きい慣性力が作用する。これにより、大径部５１の水性インク５０に上向きの慣性力が作用すると、大容量の水性インク５０が逆止弁２４を通過して流れる。この結果、循環する水性インク５０の量を増加させることができるので、実施例２によるインク循環機構１７Ａにおいては水性インク５０の劣化をより抑制することができる。
【００７１】
また、インク循環機構１７Ａでは、大径部５１と逆止弁２４との間にテーパ部５２が設けられている。これにより、インク循環機構１７Ａは、水性インク５０を大径部５１から逆止弁２４へと円滑に流すことができる。
【００７２】
（実施例３）
次に、上述した実施例１の一部を変更した実施例３について説明する。図４は、実施例３によるインク循環機構の概略図である。尚、上述した実施例１と同様の構成には同じ符号を付け、この構成の説明は省略する。
【００７３】
実施例３によるインク循環機構１７Ｂは、予備タンク５３を備えている。予備タンク５３は、弾性変形可能な中空状の樹脂容器からなる。予備タンク５３の内部には、大気圧よりも気圧の高い空気が充填されている。予備タンク５３は、連結部５４を有する。予備タンク５３は、連結部５４を介して、上部タンク２５の上部に取り外し可能に連結されている。連結部５４は、細い管状に形成されている。
【００７４】
実施例３によるインク循環機構１７Ｂでは、予備タンク５３に充填された高圧の空気が、細い連結部５４を介して、徐々に上部タンク２５へと供給される。また、気温が上昇すると、上部タンク２５及び予備タンク５３の空気が膨張する。これにより、上部タンク２５の内部の気圧が上昇するので、水性インク５０が、上部タンク２５から逆止弁２４が設けられていない配管２７ｅへと流れる。この結果、水性インク５０が、通常の循環方向に循環する。従って、実施例３によるインク循環機構１７Ｂにおいては、水性インク５０の劣化をより抑制することができる。
【００７５】
尚、両面印刷装置１が、運搬されてユーザに納品されて使用が開始されると、予備タンク５３は、連結部５４とともに取り外される。連結部５４の取り外された部分は、そのままでもようが、スポンジ等のような空気の流れを抑える部材を詰めてもよい。また、上部タンク２５に大気圧よりも高い気圧の空気を充填し、連結部５４は封止してもよい。
【００７６】
（実施例４）
次に、上述した実施例１の一部を変更した実施例４について説明する。実施例４によるインク循環機構は、インクジェットヘッド抵抗に起因する上部タンク２５からの水性インク５０の溢れ出しを防止する機能を備えている。図５は、実施例４によるインク循環機構の概略図である。尚、上述した実施例１と同様の構成には同じ符号を付け、その構成の説明は省略する。
【００７７】
［インク循環機構の構成］
実施例４によるインク循環機構１７Ｃは、上部タンク２５からインクジェットヘッド２６及び循環経路（配管２７ｅ及び２７ｆ）を通して接続されるとともに、逆止弁２４及び循環経路（配管２７ｂ、２７ｃ及び２７ｄ）を通して上部タンク２５に接続され、上部タンク２５よりも下方に配置され、水性インク５０が溜められる下部タンク２２と、上部タンク２５からインクジェットヘッド２６及び循環経路（配管２７ｅ及び２７ｆ）を通して下部タンク２２に循環させる水性インク５０の一部をインクジェットヘッド２６において迂回させるインクバイパス経路２７ｇとを備えている。
【００７８】
インクジェットヘッド２６においては水性インク５０の流路抵抗（インクジェットヘッド抵抗）が増大し、上部タンク２５から循環経路（配管２７ｅ及び２７ｆ）を通して下部タンク２２に流れる水性インク５０が減少する。インクバイパス経路２７ｇは、このような流路抵抗の高いインクジェットヘッド２６を迂回し、上部タンク２５の水性インク５０の一部を下部タンク２２に直接流す機能を有する。すなわち、インクバイパス経路２７ｇは、上部タンク２５から下部タンク２２に循環されるインク流量と下部タンク２２から上部タンク２５に循環されるインク流量との均衡を保ち（双方の循環経路の流路抵抗を均等にし）、上部タンク２５への過剰な水性インク５０の流入を防止して、上部タンク２５からの水性インク５０の溢れ出しを防止する機能を有する。
【００７９】
インクバイパス経路２７ｇは、例えば配管２７ａと同様の材質、具体的には樹脂製配管、ゴム製配管若しくは金属製配管により製作されている。実施例１において、インクバイパス経路２７ｇの一端（上流側）は、インクジェットヘッド２６の前段となる、上部タンク２５とインクジェットヘッド２６との間の配管２７ｅに接続されている。インクバイパス経路２７ｇの他端（下流側）は、インクジェットヘッド２６の後段となる、インクジェットヘッド２６と下部タンク２２との間の配管２７ｆに接続されている。
【００８０】
［インク循環機構の効果］
次に、上述した実施例４によるインク循環機構１７Ｃの効果について説明する。
【００８１】
インク循環機構１７Ｃには、通常の循環方向へのみ水性インク５０を流す逆止弁２４が設けられている。これにより、図１に示す両面印刷装置１に上下方向の振動が作用した場合や、両面印刷装置１が左右方向に移動した場合には、逆止弁２４に加わる慣性力によって、逆止弁２４から上部タンク２５への水性インク５０の流入量が増加し、上部タンク２５に溜められる水性インク５０の液面が上昇する。一方、上部タンク２５から下部タンク２２への水性インク５０の流出量は、上部タンク２５と下部タンク２２との圧力差と、インクジェットヘッド抵抗（流路抵抗）とによって決まる。上部タンク２５の水性インク５０の液面上昇による圧力差の増加は微量であり、上部タンク２５への水性インク５０の流入量が上部タンク２５からの水性インク５０の流出量に比べ多くなるため、上部タンク２５において水性インク５０か溢れ出す。
【００８２】
実施例４に係るインク循環機構１７Ｃにおいては、流路抵抗が大きいインクジェットヘッド２６に循環される水性インク５０の一部をインクバイパス経路２７ｇを通して迂回させることができ、上部タンク２５から下部タンク２２に循環されるインク流量と下部タンク２２から上部タンク２５に循環されるインク流量との均衡を保つことができるので、上部タンク２５への過剰な水性インク５０の流入を防止することができ、上部タンク２５からの水性インク５０の溢れ出しを防止することができる。
【００８３】
（実施例５）
次に、上述した実施例４の一部を変更した実施例５について説明する。実施例５によるインク循環機構は、実施例４によるインク循環機構と同様に、インクジェットヘッド抵抗に起因する上部タンク２５からの水性インク５０の溢れ出しを防止する機能を備えている。図６は、実施例５によるインク循環機構の概略図である。尚、上述した実施例４と同様の構成には同じ符号を付け、その構成の説明は省略する。
【００８４】
［インク循環機構の構成］
実施例５によるインク循環機構１７Ｄは、インクバイパス経路２７ｇの一端を上部タンク２５の規定の水性インク液面５０Ｆを越える位置に接続し、インクバイパス経路２７ｇの他端をインクジェットヘッド２６を迂回して下部タンク２２に接続している。実施例５においては、上部タンク２５、下部タンク２２のそれぞれに直接インクバイパス経路２７ｇが接続されている。
【００８５】
ここで、規定の水性インク液面５０Ｆとは、上部タンク２５において水性インク５０の貯溜量の許容限界という意味で使用されている。従って、この規定の水性インク液面５０Ｆを越える水性インク５０が上部タンク２５に流入された場合には、オーバーフローとなり、上部タンク２５から水性インク５０が溢れ出す恐れがある。実施例５においては、インクバイパス経路２７ｇの一端が上部タンク２５の規定の水性インク液面５０Ｆを越える位置に接続されているので、この規定の水性インク液面５０Ｆを越えて流入される水性インク５０はインクバイパス経路２７ｇを通して下部タンク２２に自動的に流出する。
【００８６】
なお、インクバイパス経路２７ｇの他端は、インクジェットヘッド２６を迂回していればよいので、インクジェットヘッド２６の後段側であって、インクジェットヘッド２６と下部タンク２２との間の配管２７ｆに接続してもよい。
【００８７】
［インク循環機構の効果］
次に、上述した実施例５によるインク循環機構１７Ｄの効果について説明する。
【００８８】
インク循環機構１７Ｄには、通常の循環方向へのみ水性インク５０を流す逆止弁２４が設けられている。これにより、図１に示す両面印刷装置１に上下方向の振動が作用した場合や、両面印刷装置１が左右方向に移動した場合には、水性インク５０が上部タンク２５に流入する。インクジェットヘッド２６の水性インク５０の流路抵抗は高いので、両面印刷装置１の上下方向の振動が激しくなった場合や左右方向の移動が多くなった場合には、水性インク５０の上部タンク２５から下部タンク２２への流出量に対して、水性インク５０の上部タンク２５への流入量が多くなる。この結果、上部タンク２５において水性インク５０は溢れ出す。
【００８９】
実施例５に係るインク循環機構１７Ｄにおいては、流路抵抗が大きいインクジェットヘッド２６に循環される水性インク５０の一部をインクバイパス経路２７ｇを通して迂回させることができ、上部タンク２５から下部タンク２２に循環されるインク流量と下部タンク２２から上部タンク２５に循環されるインク流量との均衡を保つことができるので、上部タンク２５への過剰な水性インク５０の流入を防止することができ、上部タンク２５からの水性インク５０の溢れ出しを防止することができる。更に、インクバイパス経路２７ｇは上部タンク２５の規定の水性インク液面５０Ｆを越える位置に接続されているので、上部タンク２５への過剰な水性インク５０を下部タンク２２に自動的に流出することができる。
【００９０】
（実施例６）
次に、上述した実施例４又は実施例５の一部を変更した実施例６について説明する。実施例６によるインク循環機構は、実施例４又は実施例５によるインク循環機構と同様に、インクジェットヘッド抵抗に起因する上部タンク２５からの水性インク５０の溢れ出しを防止する機能を備えている。図７は、実施例６によるインク循環機構の概略図である。尚、上述した実施例１と同様の構成には同じ符号を付け、その構成の説明は省略する。
【００９１】
［インク循環機構の構成］
実施例６によるインク循環機構１７Ｅは、上部タンク２５のインクジェットヘッド６（又は配管２７ｅ）に接続される側の一部に水性インク５０の流路抵抗を減少する流路抵抗減少部２５ａが配設されている。実施例６において、流路抵抗減少部２５ａは、上部タンク２５の下部の断面形状を循環方向に向かって徐々に細くなる（ここでは連続的に細くなる）テーパー形状により構成したものであって、循環方向に向かって流路断面積を徐々に小さくしている。この流路抵抗減少部２５ａにおいては、上部タンク２５に溜められた水性インク５０をスムースにインクジェットヘッド６に供給することができ、上部タンク２５からインクジェットヘッド２６に循環される水性インク５０の流れを促進することができる。
【００９２】
［インク循環機構の効果］
次に、上述した実施例６によるインク循環機構１７Ｅの効果について説明する。
【００９３】
インク循環機構１７Ｅには、通常の循環方向へのみ水性インク５０を流す逆止弁２４が設けられている。これにより、図１に示す両面印刷装置１に上下方向の振動が作用した場合や、両面印刷装置１が左右方向に移動した場合には、水性インク５０が上部タンク２５に流入する。インクジェットヘッド２６の水性インク５０の流路抵抗は高いので、両面印刷装置１の上下方向の振動が激しくなった場合や左右方向の移動が多くなった場合には、水性インク５０の上部タンク２５から下部タンク２２への流出量に対して、水性インク５０の上部タンク２５への流入量が多くなる。この結果、上部タンク２５において水性インク５０は溢れ出す。
【００９４】
実施例６に係るインク循環機構１７Ｅにおいては、上部タンク２５からその流路抵抗減少部２５ａを通して流路抵抗が大きいインクジェットヘッド２６に水性インク５０をスムースに流出させ、上部タンク２５から下部タンク２２に循環されるインク流量と下部タンク２２から上部タンク２５に循環されるインク流量との均衡を保つことができるので、上部タンク２５への過剰な水性インク５０の流入を防止することができ、上部タンク２５からの水性インク５０の溢れ出しを防止することができる。更に、流路抵抗減少部２５ａは上部タンク２５の形状の一部を変えた簡易な構成により製作可能であるので、インク循環機構１７Ｅの構造も簡易化することができる。
【００９５】
（実施例７）
次に、上述した実施例４乃至実施例６のいずれかの一部を変更した実施例７について説明する。実施例７によるインク循環機構は、実施例４乃至実施例６によるインク循環機構に対して若干異なり、上部タンク２５の水性インク５０の流入側において流路抵抗を調整し、インクジェットヘッド抵抗に起因する上部タンク２５からの水性インク５０の溢れ出しを防止する機能を備えている。図８は、実施例７によるインク循環機構の概略図である。尚、上述した実施例１と同様の構成には同じ符号を付け、その構成の説明は省略する。
【００９６】
［インク循環機構の構成］
実施例７によるインク循環機構１７Ｆは、上部タンク２５と逆止弁２４との間の循環経路（配管２７ｄ）に、その流路抵抗を調整する流路抵抗可変部５５を備えている。流路抵抗可変部５５は、インクジェットヘッド２６の流路抵抗に相当する流路抵抗を上部タンク２５の水性インク５０の流入側に発生させ、下部タンク２２（逆止弁２４）から上部タンク２５に循環されるインク流量と上部タンク２５から下部タンク２２に循環されるインク流量との均衡を保つ機能を有する。
【００９７】
図９（Ａ）に示すように、流路抵抗可変部５５は、ここでは、配管２７ｄに近接して配設され、手動又は自動により回転する回転軸５５ａと、回転軸５５ａの周囲に複数配設され、回転軸５５ａの回転に伴い配管２７ｄの押圧又はその解除を行い配管２７ｄの断面積を変化させて流路抵抗を調整する抵抗調整部５５ｂとを備えている。同図９（Ａ）に示すように、抵抗調整部５５ｂによって配管２７ｄが押圧されていないときには、配管２７ｄの流路断面積に変化がなく、流路抵抗は変化しない（流路抵抗は小さい）。図９（Ｂ）に示すように、抵抗調整部５５ｂによって配管２７ｄが押圧されているときには、配管２７ｄの流路断面積は減少し、流路抵抗は変化する（流路抵抗は大きい）。
【００９８】
［インク循環機構の効果］
次に、上述した実施例７によるインク循環機構１７Ｆの効果について説明する。
【００９９】
インク循環機構１７Ｆには、通常の循環方向へのみ水性インク５０を流す逆止弁２４が設けられている。これにより、図１に示す両面印刷装置１に上下方向の振動が作用した場合や、両面印刷装置１が左右方向に移動した場合には、水性インク５０が上部タンク２５に流入する。インクジェットヘッド２６の水性インク５０の流路抵抗は高いので、両面印刷装置１の上下方向の振動が激しくなった場合や左右方向の移動が多くなった場合には、水性インク５０の上部タンク２５から下部タンク２２への流出量に対して、水性インク５０の上部タンク２５への流入量が多くなる。この結果、上部タンク２５において水性インク５０は溢れ出す。
【０１００】
実施例７に係るインク循環機構１７Ｆにおいては、上部タンク２５の水性インク５０の流入側に流路抵抗可変部５５を備え、逆止弁２４から上部タンク２５に循環されるインクの流れを調整し（インクジェットヘッド２６の流路抵抗に併せて流路抵抗を増大し）、下部タンク２２から上部タンク２５に循環されるインク流量と上部タンク２５から下部タンク２２に循環されるインク流量との均衡を保つことができるので、上部タンク２５への過剰な水性インク５０の流入を防止することができ、上部タンク２５からの水性インク５０の溢れ出しを防止することができる。
【０１０１】
（その他の実施例）
以上、複数の実施例を用いて本発明を詳細に説明したが、本発明は本明細書中に説明した実施例に限定されるものではない。本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載及び特許請求の範囲の記載と均等の範囲により決定されるものである。以下、上記実施例の一部変更した変更形態について説明する。
【０１０２】
本発明は、上述した実施例を構成する各部材の形状、配置、数値、材料等を適宜変更可能である。また、本発明は、上述した２以上の実施例を組み合わせてもよい。
【０１０３】
上述した実施例では、水性インク用のインクジェット型両面印刷装置に本発明を適用した例を説明したが、本発明は、溶剤系の油性インク用のインクジェット型両面印刷装置や、片面印刷装置等の他のインクジェット型印刷装置に適用してもよい。
【０１０４】
上述した実施例における配管の方向は一例であり、本発明は上下方向及び左右方向から配管の方向を傾斜させてもよい。
【０１０５】
上述の実施例は、運送時の振動が小さくメニスカスが破損しない場合を想定して、インクが一方向にのみ流れるように逆止弁を構成している。しかし、振動が大きくメニスカスが破損する恐れがある場合には、本発明は、一方向（循環方向）と逆方向のインクの流れを規制するように逆止弁を構成してもよい。尚、ここでいう「一方向（循環方向）と逆方向のインクの流れを規制する」とは、メニスカスが破損する程度の圧力が作用した場合に逆止弁が開放されて、インクが逆方向に流れるように構成することを意味する。これにより、メニスカスの破損をより確実に抑制することができる。
【０１０６】
更に、本発明は、カラーインクジェット型印刷装置に限定されるものではなく、モノクロインクジェット型印刷装置にも適用可能である。また、本発明は、スキャナ機能やファクシミリ機能を備えた複合型のインクジェット型印刷装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明は、インクの劣化を抑制することができるインク循環機構及びそれが組み込まれた印刷装置に広く適用可能である。
【符号の説明】
【０１０８】
１          両面印刷装置
３          印刷部
１７、１７Ａ−１７Ｆ    インク循環機構
２１        インクボトル
２２        下部タンク
２３        ポンプ
２４        逆止弁
２５        上部タンク
２５ａ      流路抵抗減少部
２６        インクジェットヘッド
２７ａ〜２７ｆ           配管
２７ｇ      インクバイパス経路
５０        水性インク
５５Ｆ      規定の水性インク液面
５１        大径部
５２        テーパ部
５３        予備タンク
５４        連結部
５５        流路抵抗可変部
【図１】
2011088435.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2011088435.tif 000008
【図７】
2011088435.tif 000009
【図８】
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【図９】
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