インクジェットプリンタ
【課題】ノズルにかかる圧力を適正値に保ちながらインクを循環させることのできる新たなインク経路を提供する。
【解決手段】記録ヘッド１１は、ノズルから液体であるインクを吐出する。インク循環部２は、記録ヘッド１１を経由してインクを循環させる循環経路を構成している。インクカートリッジ２１は、インクを収容しており、当該循環経路から分岐している補充経路より当該循環経路へ該インクを補充する。定圧弁２３は、当該補充経路に挿入されており、当該循環経路側のインクの圧力が所定値以下の期間において開弁状態となる。
【解決手段】記録ヘッド１１は、ノズルから液体であるインクを吐出する。インク循環部２は、記録ヘッド１１を経由してインクを循環させる循環経路を構成している。インクカートリッジ２１は、インクを収容しており、当該循環経路から分岐している補充経路より当該循環経路へ該インクを補充する。定圧弁２３は、当該補充経路に挿入されており、当該循環経路側のインクの圧力が所定値以下の期間において開弁状態となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタには、経路内でインクを循環させながらインクジェットヘッドのノズルからインクを吐出して、記録媒体に画像記録を行うものがある。
例えば、特許文献１には、インク循環経路を有しているインクジェットプリンタが開示されている。この循環経路は、インクジェットヘッドと、当該ヘッドより重力方向上方に配置された上方容器と、当該ヘッドより重力方向下方に配置された下方容器と、下方容器のインクを上方容器に送るポンプと、これらを接続するチューブと、によって構成されている。このプリンタでは、インクの循環中における上方容器と下方容器との液面を一定に保ち、ヘッドのノズル面と上方容器及び下方容器各々のインク液面との高低差によって、当該ヘッドのノズルにかかる圧力を適正な範囲に保っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００２−５３３２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したように、特許文献１のインクジェットプリンタでは、上方容器と下方容器との２つの容器の高さ関係を調整することでノズルに適正な圧力をかけている。しかしながら、このような容器のプリンタ装置筐体内での配置には物理的な制約がある場合が多いため、上記の高さ関係を調整することは困難であり、調整できたとしてもインク循環経路全体が大型化してしまう。
【０００５】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、ノズルにかかる圧力を適正値に保ちながらインクを循環させることのできる新たなインク経路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様のひとつであるインクジェットプリンタは、ノズルから液体であるインクを吐出する記録ヘッドと、該記録ヘッドを経由して該インクを循環させる循環経路を構成しているインク循環部と、該インクを収容しており、該循環経路から分岐している補充経路より該循環経路へ該インクを補充するインク収容器と、該補充経路に挿入されており、該循環経路側の該インクの圧力が所定値以下の期間において開弁状態となる定圧弁と、を有しているというものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ノズルにかかる圧力を適正値に保ちながらインクを循環させることのできる新たなインク経路をインクジェットプリンタに提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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の構成を概略的に示した図である。
【図２】インク循環中において記録ヘッドからインクが吐出された時の定圧弁の動作について説明する図である。
【図３】第１のインク経路の流路抵抗よりも第２のインク経路の流路抵抗を小さくしたときの記録ヘッドのノズルかかる圧力変化を示す図である。
【図４】第１のインク経路の流路抵抗よりも第２のインク経路の流路抵抗を大きくしたときの記録ヘッドのノズルかかる圧力変化を示す図である。
【図５】第１のインク経路の流路抵抗と第２のインク経路の流路抵抗とを等しくしたときの記録ヘッドのノズルかかる圧力変化を示す図である。
【図６】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の構成を概略的に示した図である。
【図７】第３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の構成を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、これより説明するいずれの実施形態に係るインクジェットプリンタにおいても、例えば、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）、マゼンダ（Ｍ）、及びイエロー（Ｙ）の４種類の色のインクを用いて記録媒体に画像記録を行う。従って、インク経路もインク色毎に同様のものを備えているが、以下の説明においては、代表的に１色のインクに係るインク経路のみの構成を説明するものとする。
【００１０】
また、インクジェットプリンタは、記録媒体を供給する供給部、供給された記録媒体を搬送する搬送部、画像形成後の記録媒体を搬出する排出部、記録ヘッドのクリーニングを行うクリーニング部、インク吐出制御等の装置全体を制御する装置制御部等を備えている。これより説明するいずれの実施形態に係るインクジェットプリンタにおいても、このような、インクジェットプリンタが通常備えている構成要素を備えている。但し、インクジェットプリンタの構成を表した後述の各図面では、これらの構成要素についての描画を省略している。
【００１１】
〔第１の実施形態〕
まず図１について説明する。図１は、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１のインク経路の構成を概略的に示したものである。
【００１２】
このインクジェットプリンタ１のインク経路は、液体であるインクを循環させるインク循環部２と、インク循環部２にインクを補給するための補充部３とを備えており、この両者が接続部４において接続されて構成されている。
【００１３】
まず、インク循環部２について説明する。
インク循環部２は、ヘッド部５、ポンプ６、ポンプ６の流出側とヘッド部５の流入側
とを接続する第１のインク経路７、ポンプ６の流入側とヘッド部５の流出側とを接続する第２のインク経路８、及び、負圧生成機構９を備えて構成されている。
【００１４】
なお、図１に示した破線矢印は、インク循環部２においてインクを循環させるときのインクが流れる方向を示している。すなわち、インク循環部２では、ポンプ６によって送液されたインクが、第１のインク経路７を経てヘッド部５に供給される。そして、ヘッド部５で使用（吐出）されなかったインクが、第２のインク経路８を経てポンプ６へ帰還する。つまり、インク循環部２では、ポンプ６と、往路である第１のインク経路７と、ヘッド部５と、復路である第２のインク経路８とにより、ヘッド部５の記録ヘッド１１を経由する循環経路が構成されている。そして、インク循環部２は、ヘッド部５に対して密閉された経路内でインクを循環させている。
【００１５】
次に、インク循環部２の個々の構成について説明する。
ヘッド部５は記録ヘッド１１を有しており、外部から入力された画像信号に基づいて記録ヘッド１１のノズルからインクを吐出することで記録媒体に対して画像を記録する。なお、本実施形態では、ヘッド部５は、記録ヘッド１１を複数備え、記録媒体の記録領域と同じ、又はそれ以上の幅を有するラインヘッドを構成している。もちろん、ヘッド部５は、ラインタイプ（ラインヘッド）の構成に限定されるものではなく、シリアルタイプ（シリアルヘッド）の構成であってもよい。
【００１６】
ポンプ６は、ヘッド部５にインクを送液すると共に、ヘッド部５の記録ヘッド１１で吐出されなかったインクを帰還させてインク循環部２の循環経路でインクを循環させるためのものである。従って、ポンプ６の送液能力は、第１のインク経路７を経てヘッド部５に供給するインク量が記録ヘッド１１のノズルから吐出されるインク量を上回るように設定されている。また、このポンプ６は、インク循環中は、常に駆動されている。
【００１７】
なお、ポンプ６によってインクを循環させる際、その揚水圧が脈動変化すると、インク循環部２を流れるインクの流量と、ヘッド部５（より具体的には記録ヘッド１１のノズル）にかかる圧力とが脈動変化する。このため、ヘッド部５にかかる圧力を安定させるために、脈動が少ない、又は無脈動のポンプを使用することが望ましい。また、上記に加えてインクは、温度によって粘性が変化することが知られている。このため、インクの粘性の変化に起因するヘッド部５（記録ヘッド１１のノズル）にかかる圧力変化を生じさせないポンプ（定圧ポンプ）を使用することがさらに望ましい。
【００１８】
第１のインク経路７には、インク分配器１２が途中に備えられている。
インク分配器１２は、ヘッド部５に備えられている複数の記録ヘッド１１の各々の流入口と接続されており、ポンプ６から送られてきたインクを記録ヘッド１１の各々に略均等に分配する。
【００１９】
このように、第１のインク経路７では、ポンプ６から供給されたインクがインク分配器１２によってヘッド部５の複数の記録ヘッド１１に供給される。なお、複数の記録ヘッド１１を用いない場合などでは、インク分配器１２を設けなくてもよい。
【００２０】
第２のインク経路８には、インク回収器１３と負圧生成機構９とが途中に備えられている。
インク回収器１３は、ヘッド部５の複数の記録ヘッド１１の流出口と接続されており、ポンプ６から送られてきたインクのうちで記録ヘッド１１のノズルから吐出されなかったものをまとめて回収する。
【００２１】
負圧生成機構９は、第２のインク経路８上に配置されており、インクの循環を停止している待機時において、インク循環部２内の圧力を所定の負圧とするためのものである。
図１のように形成されたインクジェットプリンタ１のインク経路において、待機時、すなわちポンプ６を動作させていないときには、循環経路をインクが流れない。インクジェットプリンタ１では、この待機時において、負圧生成機構９によって記録ヘッド１１の内部を負圧にして記録ヘッド１１のノズルにメニスカスを形成させる動作が行われる。つまり、負圧生成機構９は、循環経路のインクの圧力を減圧して前述の所定の負圧とすることで、形成したメニスカスを破壊しないようにするためのものである。このようにすることで、待機時において記録ヘッド１１からインクが吐出する（重力方向に垂れ落ちる）ことが防止される。なお、負圧生成機構９で生成する負圧の値は、このメニスカスを破壊しないような圧力の範囲内にする必要があるが、この圧力の範囲はインクの物性により決まるものである。
【００２２】
第２のインク経路８には、補充部３と接続するための接続部４が設けられている。詳細は後述するが、ヘッド部５からインクが吐出されたことでインク循環部２内のインクが減少すると、減少分のインクが、補充部３から接続部４を介して補充される。
【００２３】
このように、第２のインク経路８では、ヘッド部５で吐出されなかったインクをインク回収器１３が回収してポンプ６へと帰還させる。また、第２のインク経路８では、インク循環部２内のインクが減少すると、減少分のインクが補充部３から補充される。なお、複数の記録ヘッド１２を用いない場合などでは、インク回収器１６を設けなくてもよい。
【００２４】
次に、補充部３について説明する。補充部３は、ヘッド部５からの吐出によって減少した分のインクを、インク循環部２において構成されている循環経路へ、前述の接続部４において当該循環経路から分岐しているインク補充経路２０より補充する。
【００２５】
補充部３は、インクが充填されているインクカートリッジ２１、インクカートリッジ２１を着脱可能に保持するホルダ２２、ホルダ２２とインク循環部２とを接続するインク補充経路２０、及び、インク補充経路２０に挿入されている定圧弁２３、を備えている。
【００２６】
インクカートリッジ２１はインクを収容しているインク収容器であるが、本実施形態のインクカートリッジ２１は、収容されているインクが大気圧を受けるような構成を有している。このような構成を有するインクカートリッジ２１には、例えば、液体であるインクが充填されている袋体のもの、あるいは、ホルダ２２に装着されると容器内部が大気開放される構造を有するものなどがある。本実施形態では、このようなものをインクカートリッジ２１として使用する。
【００２７】
ホルダ２２には、インクカートリッジ２１の供給口２４と接続するためのジョイント部２５が設けられている。ジョイント部２５は、定圧弁２３が設けられたインク補充経路２０を介して第２のインク経路８上の接続部４と接続されている。ホルダ２２がインクカートリッジ２１を所定の位置で保持すると、ジョイント部２５とインクカートリッジ２１の供給口２４とが接続される。なお、前述したように、インク補充経路２０は、インク循環部２の循環経路における記録ヘッド１１とポンプ６の流入口との間に配置されている接続部４において循環経路から分岐している。
【００２８】
インク補充経路２０に挿入されている定圧弁２３は、インク循環部２の圧力が所定範囲以下になると開弁状態となり、インク循環部２の圧力が所定範囲に戻ると閉止状態となる弁である。この定圧弁２３の動作について、図２を参照しながら説明する。なお、縦軸は圧力を表しており、横軸から上方に離れるほど正圧側に大きい圧力を表しており、また、横軸から下方に離れるほど負圧側に大きい圧力を表している。
【００２９】
ポンプ６を駆動させてインク循環部２の循環経路でインクの循環が行われているときに記録ヘッド１１が吐出を行うと、循環経路内のインクの量が減少して循環経路内の圧力が減圧される。換言すれば、インク循環部２は、密閉された循環経路となっているため記録ヘッド１２からインクが吐出されると、吐出されたインク量だけ循環経路内の圧力が減圧される。すると、この圧力の負圧側への低下によって、インク補充経路２０における循環経路側から定圧弁２３にかかるインクの圧力も低下する。換言すれば、記録ヘッド１２からインクが吐出されることによって、定圧弁２３にはより大きな圧力（負圧）がかかることになる。ここで、循環経路内の圧力が所定範囲より負圧側に大きくなると、つまり、循環経路内の圧力が定圧弁２３の開弁圧を下回ると、定圧弁２３は開弁状態となり、インクカートリッジ２１内のインクが、インク補充経路２０を介して第２のインク経路８のインクと連通する。これにより、インクカートリッジ２１内のインクがインク補充経路２０を通ってインク循環部２に補充される。このようにしてインクが補充されると循環経路内のインクの圧力が正圧側に上昇する。その後、循環経路内の圧力が所定範囲内に収まると、つまり、循環経路内の圧力が定圧弁２３の開弁圧を上回ると、定圧弁２３は閉止状態となり、インク循環部２へのインクの補充が停止する。
【００３０】
本実施形態では、定圧弁２３が以上のような動作を行うことで、記録ヘッド１１のノズルからインクの吐出を行っても、当該ノズルにかかる圧力を適正値に保ちながらインクを循環させることができる。
【００３１】
前述したように、待機時、すなわちポンプ６を動作させていないときには、記録ヘッド１１のノズル孔には、負圧生成機構９に生成された負圧が与えられている。以降の説明では、待機時に記録ヘッド１１のノズル孔に与えられる圧力を「待機時ノズル圧」と称することとする。
【００３２】
一方、この状態でポンプ６を駆動してインクの循環を開始させると、循環経路内の圧力は、負圧生成機構９に生成された負圧がかかった状態から変化し、従って、記録ヘッド１１のノズルにかかる圧力も変化する。以降の説明では、この、循環経路でインクを循環させているときにおける記録ヘッド１１のノズルにかかる圧力、詳細には循環経路でインクを循環させているときにおけるインクの非吐出時（装置制御部がインクを吐出させる制御を行っていないとき）の圧力を、「循環時ノズル圧」と称することとする。
【００３３】
インクを循環経路で循環させている期間において、上述の非吐出時に記録ヘッド１１のノズル孔からインクが意図せずに垂れ落ちてしまうことを防止するには、循環時ノズル圧を所定範囲内の負圧にしておく必要がある。その一方、このノズルにかかる圧力が負圧側に余りに大きいと、以降の記録ヘッド１１のインク吐出動作に支障が生じることがある。
【００３４】
そこで、本実施形態では、この循環時ノズル圧を、第１のインク経路７の流路抵抗、及び第２のインク経路８の流路抵抗によって設定する。つまり、循環時ノズル圧は、第１のインク経路７の流路抵抗と第２のインク経路８の流路抵抗との比率（差）によって定まるため、本実施形態では、上述した不具合が生じないようにポンプ６の流出口から記録ヘッド１１に至るまでのインクの流路である往路の流路抵抗と、記録ヘッド１１からポンプ６の流入口に至るまでのインクの流路である復路の流路抵抗とを所定の比率（差）にすることで循環時ノズル圧を所定範囲内の負圧にしている。なお、経路の流路抵抗は、例えば、円筒管である経路の管の径を変更する、あるいは、その経路長を変更する等の手法により、変更することは容易である。
【００３５】
ここで、図３、図４、及び図５について説明する。図３、図４、及び図５は、それぞれ、インクジェットプリンタ１の第１のインク経路の流路抵抗と第２のインク経路の流路抵抗とによってノズルにかかる圧力がどのように変化するか第１の例、第２の例、及び第３の例として図解したものである。
【００３６】
図３、図４、及び図５に示した直交軸において、横軸は時間の経過を表している。また、縦軸は圧力を表しており、横軸から上方に離れるほど正圧側に大きい圧力を表しており、また、横軸から下方に離れるほど負圧側に大きい圧力を表している。
【００３７】
図３の第１の例は、循環時ノズル圧を、負圧生成機構９が生成する待機時ノズル圧から更に低下させるように設定した場合の圧力の変化を表している。
この第１の例では、第１のインク経路７（往路）の流路抵抗よりも第２のインク経路８（復路）の流路抵抗を小さくしている。このように構成することで、ポンプ６を駆動してインクの循環を開始させると、記録ヘッド１１のノズルかかる圧力（循環時ノズル圧）は、待機時ノズル圧より負圧側に大きくなる。なお、この時の循環時ノズル圧は、もちろん、記録ヘッド１１のインク吐出動作に支障を生じさせることのない圧力（負圧）となっている。
【００３８】
図４の第２の例は、循環時ノズル圧を、負圧生成機構９が生成する待機時ノズル圧から上昇させるように設定した場合のインクの圧力の変化を表している。
この第２の例では、前述の第１の例とは逆に、第１のインク経路７（往路）の流路抵抗よりも第２のインク経路８（復路）の流路抵抗を大きくしている。このように構成することで、ポンプ６を駆動してインクの循環を開始させると、記録ヘッド１１のノズルかかる圧力（循環時ノズル圧）は、待機時ノズル圧より正圧側に大きくなる。なお、この時の循環時ノズル圧は、もちろん、記録ヘッド１１のインク吐出動作に支障を生じさせることのない圧力（負圧）となっている。
【００３９】
図５の第３の例は、循環時ノズル圧を、負圧生成機構９が生成する待機時ノズル圧と一致させるように設定した場合のインクの圧力の変化を表している。
この第３の例では、第１のインク経路７（往路）の流路抵抗と第２のインク経路８（復路）の流路抵抗とを等しくしている。このように構成することで、ポンプ６を駆動してインクの循環を開始させると、記録ヘッド１１のノズルかかる圧力（循環時ノズル圧）は、待機時ノズル圧と等しくなる。
【００４０】
以上のように本実施形態では、待機時は、負圧生成機構９によって待機時ノズル圧を所定範囲内の負圧に保っている。また、インク循環時は、第１のインク経路７の流路抵抗、及び第２のインク経路８の流路抵抗を所定の比率（差）にすることで循環時ノズル圧を所定範囲内の負圧にしている。こうすることで、記録ヘッド１１のノズルにかかる圧力を適正値に保ちながらインクを循環させることができる。
【００４１】
なお、本実施形態においては、負圧生成機構９を第２のインク経路８上に設けていたが、代わりに、負圧生成機構９を第１のインク経路７上に設けるようにしてもよい。
【００４２】
〔第２の実施形態〕
次に図６について説明する。図６は、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１のインク経路の構成を概略的に示したものである。
【００４３】
図６に示した構成要素において、図１に示した第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付している。これらの構成要素については詳細な説明を省略する。
この図６の構成は、インクの循環経路における第１のインク経路７に、往路バッファタンク３１が挿入されており、更に、第２のインク経路８に、復路バッファタンク３２を挿入されている点のみにおいて、図１に示した第１の実施形態に係る構成と異なっている。
【００４４】
往路バッファタンク３１及び復路バッファタンク３２は、内部にインクを溜めるインク溜め部と空気を溜める空気溜め部とを有し、循環経路内での圧力の過渡変動を空気溜め部が吸収する。従って、この構成では、循環経路でインクを循環させるポンプ６として無脈動ポンプを使用しなくても、インク循環部２を流れるインクの流量と記録ヘッド１１のノズルにかかる圧力との脈動変化を吸収することが可能になる。
【００４５】
なお、図６の構成では、負圧生成機構９が復路バッファタンク３２内に設けられている。負圧生成機構９は、復路バッファタンク３２内の圧力を減圧して、循環経路のインクの圧力を所定の負圧とする。
【００４６】
この図６のインク経路における待機時及びインク循環時の動作は、第１の実施形態におけるものと同様である。また、循環時ノズル圧の設定を、第１のインク経路７の流路抵抗と第２のインク経路８の流路抵抗とに基づいて行うことも第１の実施形態におけるものと同様である。従って、本実施形態におけるこれらの説明は省略する。
【００４７】
なお、本実施形態においては、負圧生成機構９を復路バッファタンク３２内に設けていたが、代わりに、負圧生成機構９を往路バッファタンク３１内に設けるようにしてもよい。
【００４８】
〔第３の実施形態〕
次に図７について説明する。図７は、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１のインク経路の構成を概略的に示したものである。
【００４９】
図７に示した構成要素において、図１に示した第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付している。
この図７に示した構成は、負圧生成機構９が取り除かれている点、及び、インク補充経路２０において定圧弁２３に対して並列にバイパス経路が設けられ、このバイパス経路に側路弁４１が挿入されている点において、図１に示した第１の実施形態に係る構成と異なっている。
【００５０】
図７に示した本実施形態に係るインクジェットプリンタ１のインク経路は、液体であるインクを循環させるインク循環部２と、インク循環部２にインクを補給するための補充部３とを備えており、この両者が接続部４において接続されて構成されている。
【００５１】
なお、図７に示した破線矢印は、インク循環部２においてインクを循環させるときのインクが流れる方向を示している。すなわち、インク循環部２では、ポンプ６によって送液されたインクが第１のインク経路７を介してヘッド部５に供給される。そして、ヘッド部５で使用（吐出）されなかったインクが、第２のインク経路８を介してポンプ６へ帰還する。つまり、インク循環部２では、ポンプ６と、第１のインク経路７と、ヘッド部５と、第２のインク経路８とにより、ヘッド部５の記録ヘッド１１を経由する循環経路が構成されており、ヘッド部５に対して密閉された経路内でインクを循環させている。
【００５２】
インク循環部２の個々の構成については、第１の実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。
次に、補充部３について説明する。補充部３は、ヘッド部５からの吐出によって減少した分のインクを、インク循環部２において構成されている循環経路へ、前述の接続部４において当該循環経路から分岐しているインク補充経路２０より補充する。
【００５３】
補充部３は、インクカートリッジ２１、ホルダ２２、インク補充経路２０、及び定圧弁２３を備えており、更に、側路弁４１を備えている。このうちのインクカートリッジ２１、インク補充経路２０及び定圧弁２３は、第１の実施形態と同様のものであるので、詳細な説明を省略する。
【００５４】
側路弁４１は、インク循環部２の循環経路でのインクの循環を停止している待機時にのみ開弁状態とされる弁である。
ホルダ２２は、記録ヘッド１１よりも重力方向下方に配置されている。このホルダ２２には、インクカートリッジ２１の供給口２４と接続するためのジョイント部２５が設けられている。ジョイント部２５は、インク補充経路２０を介して第２のインク経路８上の接続部４と接続されている。ホルダ２２が所定の位置でインクカートリッジ２１を保持すると、ジョイント部２５がインクカートリッジ２１の供給口２４と接続される。
【００５５】
このように形成されたインクジェットプリンタ１のインク経路において、待機時、すなわちポンプ６を動作させていないときには、循環経路をインクが流れない。この時、前述したように、側路弁４１は、待機時には開弁状態とされる。従って、この待機時において、記録ヘッド１１のノズル孔には、記録ヘッド１１のノズル面の高さとインクカートリッジ２１内のインク液面の高さとの水頭差４２によって生じるインクの水頭差圧が与えられる。本実施形態では、この水頭差圧が前述した待機時ノズル圧となる。つまり、前述した第１の実施形態では、負圧生成機構９が生成していた待機時ノズル圧を、この水頭差４２によって制御する。このように、本実施形態では、この水頭差４２によって循環経路のインクの圧力を減圧して前述の所定の負圧とすることで、記録ヘッド１１のノズル内でインク液面によるメニスカスを破壊しないようにする。このようにすることで、待機時において記録ヘッド１１からインクが吐出する（重力方向に垂れ落ちる）ことが防止される。なお、この水頭差４２によって生成する負圧の値は、このメニスカスを破壊しないような圧力の範囲内にする必要があるが、この圧力の範囲はインクの物性により決まるものである。
【００５６】
この図７のインク経路における待機時及びインク循環時の動作は、第１の実施形態におけるものと同様である。また、循環時ノズル圧の設定を、第１のインク経路７と第２のインク経路８とにおける流路抵抗に基づいて行うことも第１の実施形態におけるものと同様である。従って、本実施形態におけるこれらの説明は省略する。
【００５７】
以上までに説明したいずれの実施形態においても、インク補充経路２０上に定圧弁２３を設けたことで、記録ヘッド１１のノズルからインクの吐出を行っても、当該ノズルにかかる圧力を適正値に保ちながらインクを循環させることができる。
【００５８】
なお、以上までに説明した各実施形態におけるインク循環部２の循環経路上、若しくはインク補充経路２０上に、ヘッド部５に供給されるインクに含まれる異物を除去して、ノズルの目詰まり等に起因する画像形成の不良を防止するためのフィルタを挿入してもよい。
【００５９】
また、各実施形態におけるインク循環部２の循環経路上に、インク循環部２を流れるインクの温度を適正な範囲となるように調整するための温度調整部を備えるようにしてもよい。この温度調整部を備える場合には、例えば、インク循環部２に、インクの温度を検出する温度検出部も備えるようにする。そして、この温度検出部が検出したインクの温度が適正な範囲より低い場合には、温度調整部がインクを加熱し、この温度検出部が検出したインクの温度が適正な範囲より高い場合には、温度調整部がインクを冷却するようにする。
【００６０】
なお、本発明は、これまでに説明した各実施形態に限定されるものではなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１ インクジェットプリンタ
２ インク循環部
３ 補充部
４ 接続部
５ ヘッド部
６ ポンプ
７ 第１のインク経路
８ 第２のインク経路
９ 負圧生成機構
１１ 記録ヘッド
１２ インク分配器
１３ インク回収器
２０ インク補充経路
２１ インクカートリッジ
２２ ホルダ
２３ 定圧弁
２４ 供給口
２５ ジョイント部
３１ 往路バッファタンク
３２ 復路バッファタンク
４１ 側路弁
４２ 水頭差
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタには、経路内でインクを循環させながらインクジェットヘッドのノズルからインクを吐出して、記録媒体に画像記録を行うものがある。
例えば、特許文献１には、インク循環経路を有しているインクジェットプリンタが開示されている。この循環経路は、インクジェットヘッドと、当該ヘッドより重力方向上方に配置された上方容器と、当該ヘッドより重力方向下方に配置された下方容器と、下方容器のインクを上方容器に送るポンプと、これらを接続するチューブと、によって構成されている。このプリンタでは、インクの循環中における上方容器と下方容器との液面を一定に保ち、ヘッドのノズル面と上方容器及び下方容器各々のインク液面との高低差によって、当該ヘッドのノズルにかかる圧力を適正な範囲に保っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００２−５３３２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したように、特許文献１のインクジェットプリンタでは、上方容器と下方容器との２つの容器の高さ関係を調整することでノズルに適正な圧力をかけている。しかしながら、このような容器のプリンタ装置筐体内での配置には物理的な制約がある場合が多いため、上記の高さ関係を調整することは困難であり、調整できたとしてもインク循環経路全体が大型化してしまう。
【０００５】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、ノズルにかかる圧力を適正値に保ちながらインクを循環させることのできる新たなインク経路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様のひとつであるインクジェットプリンタは、ノズルから液体であるインクを吐出する記録ヘッドと、該記録ヘッドを経由して該インクを循環させる循環経路を構成しているインク循環部と、該インクを収容しており、該循環経路から分岐している補充経路より該循環経路へ該インクを補充するインク収容器と、該補充経路に挿入されており、該循環経路側の該インクの圧力が所定値以下の期間において開弁状態となる定圧弁と、を有しているというものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ノズルにかかる圧力を適正値に保ちながらインクを循環させることのできる新たなインク経路をインクジェットプリンタに提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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の構成を概略的に示した図である。
【図２】インク循環中において記録ヘッドからインクが吐出された時の定圧弁の動作について説明する図である。
【図３】第１のインク経路の流路抵抗よりも第２のインク経路の流路抵抗を小さくしたときの記録ヘッドのノズルかかる圧力変化を示す図である。
【図４】第１のインク経路の流路抵抗よりも第２のインク経路の流路抵抗を大きくしたときの記録ヘッドのノズルかかる圧力変化を示す図である。
【図５】第１のインク経路の流路抵抗と第２のインク経路の流路抵抗とを等しくしたときの記録ヘッドのノズルかかる圧力変化を示す図である。
【図６】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の構成を概略的に示した図である。
【図７】第３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の構成を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
なお、これより説明するいずれの実施形態に係るインクジェットプリンタにおいても、例えば、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）、マゼンダ（Ｍ）、及びイエロー（Ｙ）の４種類の色のインクを用いて記録媒体に画像記録を行う。従って、インク経路もインク色毎に同様のものを備えているが、以下の説明においては、代表的に１色のインクに係るインク経路のみの構成を説明するものとする。
【００１０】
また、インクジェットプリンタは、記録媒体を供給する供給部、供給された記録媒体を搬送する搬送部、画像形成後の記録媒体を搬出する排出部、記録ヘッドのクリーニングを行うクリーニング部、インク吐出制御等の装置全体を制御する装置制御部等を備えている。これより説明するいずれの実施形態に係るインクジェットプリンタにおいても、このような、インクジェットプリンタが通常備えている構成要素を備えている。但し、インクジェットプリンタの構成を表した後述の各図面では、これらの構成要素についての描画を省略している。
【００１１】
〔第１の実施形態〕
まず図１について説明する。図１は、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１のインク経路の構成を概略的に示したものである。
【００１２】
このインクジェットプリンタ１のインク経路は、液体であるインクを循環させるインク循環部２と、インク循環部２にインクを補給するための補充部３とを備えており、この両者が接続部４において接続されて構成されている。
【００１３】
まず、インク循環部２について説明する。
インク循環部２は、ヘッド部５、ポンプ６、ポンプ６の流出側とヘッド部５の流入側
とを接続する第１のインク経路７、ポンプ６の流入側とヘッド部５の流出側とを接続する第２のインク経路８、及び、負圧生成機構９を備えて構成されている。
【００１４】
なお、図１に示した破線矢印は、インク循環部２においてインクを循環させるときのインクが流れる方向を示している。すなわち、インク循環部２では、ポンプ６によって送液されたインクが、第１のインク経路７を経てヘッド部５に供給される。そして、ヘッド部５で使用（吐出）されなかったインクが、第２のインク経路８を経てポンプ６へ帰還する。つまり、インク循環部２では、ポンプ６と、往路である第１のインク経路７と、ヘッド部５と、復路である第２のインク経路８とにより、ヘッド部５の記録ヘッド１１を経由する循環経路が構成されている。そして、インク循環部２は、ヘッド部５に対して密閉された経路内でインクを循環させている。
【００１５】
次に、インク循環部２の個々の構成について説明する。
ヘッド部５は記録ヘッド１１を有しており、外部から入力された画像信号に基づいて記録ヘッド１１のノズルからインクを吐出することで記録媒体に対して画像を記録する。なお、本実施形態では、ヘッド部５は、記録ヘッド１１を複数備え、記録媒体の記録領域と同じ、又はそれ以上の幅を有するラインヘッドを構成している。もちろん、ヘッド部５は、ラインタイプ（ラインヘッド）の構成に限定されるものではなく、シリアルタイプ（シリアルヘッド）の構成であってもよい。
【００１６】
ポンプ６は、ヘッド部５にインクを送液すると共に、ヘッド部５の記録ヘッド１１で吐出されなかったインクを帰還させてインク循環部２の循環経路でインクを循環させるためのものである。従って、ポンプ６の送液能力は、第１のインク経路７を経てヘッド部５に供給するインク量が記録ヘッド１１のノズルから吐出されるインク量を上回るように設定されている。また、このポンプ６は、インク循環中は、常に駆動されている。
【００１７】
なお、ポンプ６によってインクを循環させる際、その揚水圧が脈動変化すると、インク循環部２を流れるインクの流量と、ヘッド部５（より具体的には記録ヘッド１１のノズル）にかかる圧力とが脈動変化する。このため、ヘッド部５にかかる圧力を安定させるために、脈動が少ない、又は無脈動のポンプを使用することが望ましい。また、上記に加えてインクは、温度によって粘性が変化することが知られている。このため、インクの粘性の変化に起因するヘッド部５（記録ヘッド１１のノズル）にかかる圧力変化を生じさせないポンプ（定圧ポンプ）を使用することがさらに望ましい。
【００１８】
第１のインク経路７には、インク分配器１２が途中に備えられている。
インク分配器１２は、ヘッド部５に備えられている複数の記録ヘッド１１の各々の流入口と接続されており、ポンプ６から送られてきたインクを記録ヘッド１１の各々に略均等に分配する。
【００１９】
このように、第１のインク経路７では、ポンプ６から供給されたインクがインク分配器１２によってヘッド部５の複数の記録ヘッド１１に供給される。なお、複数の記録ヘッド１１を用いない場合などでは、インク分配器１２を設けなくてもよい。
【００２０】
第２のインク経路８には、インク回収器１３と負圧生成機構９とが途中に備えられている。
インク回収器１３は、ヘッド部５の複数の記録ヘッド１１の流出口と接続されており、ポンプ６から送られてきたインクのうちで記録ヘッド１１のノズルから吐出されなかったものをまとめて回収する。
【００２１】
負圧生成機構９は、第２のインク経路８上に配置されており、インクの循環を停止している待機時において、インク循環部２内の圧力を所定の負圧とするためのものである。
図１のように形成されたインクジェットプリンタ１のインク経路において、待機時、すなわちポンプ６を動作させていないときには、循環経路をインクが流れない。インクジェットプリンタ１では、この待機時において、負圧生成機構９によって記録ヘッド１１の内部を負圧にして記録ヘッド１１のノズルにメニスカスを形成させる動作が行われる。つまり、負圧生成機構９は、循環経路のインクの圧力を減圧して前述の所定の負圧とすることで、形成したメニスカスを破壊しないようにするためのものである。このようにすることで、待機時において記録ヘッド１１からインクが吐出する（重力方向に垂れ落ちる）ことが防止される。なお、負圧生成機構９で生成する負圧の値は、このメニスカスを破壊しないような圧力の範囲内にする必要があるが、この圧力の範囲はインクの物性により決まるものである。
【００２２】
第２のインク経路８には、補充部３と接続するための接続部４が設けられている。詳細は後述するが、ヘッド部５からインクが吐出されたことでインク循環部２内のインクが減少すると、減少分のインクが、補充部３から接続部４を介して補充される。
【００２３】
このように、第２のインク経路８では、ヘッド部５で吐出されなかったインクをインク回収器１３が回収してポンプ６へと帰還させる。また、第２のインク経路８では、インク循環部２内のインクが減少すると、減少分のインクが補充部３から補充される。なお、複数の記録ヘッド１２を用いない場合などでは、インク回収器１６を設けなくてもよい。
【００２４】
次に、補充部３について説明する。補充部３は、ヘッド部５からの吐出によって減少した分のインクを、インク循環部２において構成されている循環経路へ、前述の接続部４において当該循環経路から分岐しているインク補充経路２０より補充する。
【００２５】
補充部３は、インクが充填されているインクカートリッジ２１、インクカートリッジ２１を着脱可能に保持するホルダ２２、ホルダ２２とインク循環部２とを接続するインク補充経路２０、及び、インク補充経路２０に挿入されている定圧弁２３、を備えている。
【００２６】
インクカートリッジ２１はインクを収容しているインク収容器であるが、本実施形態のインクカートリッジ２１は、収容されているインクが大気圧を受けるような構成を有している。このような構成を有するインクカートリッジ２１には、例えば、液体であるインクが充填されている袋体のもの、あるいは、ホルダ２２に装着されると容器内部が大気開放される構造を有するものなどがある。本実施形態では、このようなものをインクカートリッジ２１として使用する。
【００２７】
ホルダ２２には、インクカートリッジ２１の供給口２４と接続するためのジョイント部２５が設けられている。ジョイント部２５は、定圧弁２３が設けられたインク補充経路２０を介して第２のインク経路８上の接続部４と接続されている。ホルダ２２がインクカートリッジ２１を所定の位置で保持すると、ジョイント部２５とインクカートリッジ２１の供給口２４とが接続される。なお、前述したように、インク補充経路２０は、インク循環部２の循環経路における記録ヘッド１１とポンプ６の流入口との間に配置されている接続部４において循環経路から分岐している。
【００２８】
インク補充経路２０に挿入されている定圧弁２３は、インク循環部２の圧力が所定範囲以下になると開弁状態となり、インク循環部２の圧力が所定範囲に戻ると閉止状態となる弁である。この定圧弁２３の動作について、図２を参照しながら説明する。なお、縦軸は圧力を表しており、横軸から上方に離れるほど正圧側に大きい圧力を表しており、また、横軸から下方に離れるほど負圧側に大きい圧力を表している。
【００２９】
ポンプ６を駆動させてインク循環部２の循環経路でインクの循環が行われているときに記録ヘッド１１が吐出を行うと、循環経路内のインクの量が減少して循環経路内の圧力が減圧される。換言すれば、インク循環部２は、密閉された循環経路となっているため記録ヘッド１２からインクが吐出されると、吐出されたインク量だけ循環経路内の圧力が減圧される。すると、この圧力の負圧側への低下によって、インク補充経路２０における循環経路側から定圧弁２３にかかるインクの圧力も低下する。換言すれば、記録ヘッド１２からインクが吐出されることによって、定圧弁２３にはより大きな圧力（負圧）がかかることになる。ここで、循環経路内の圧力が所定範囲より負圧側に大きくなると、つまり、循環経路内の圧力が定圧弁２３の開弁圧を下回ると、定圧弁２３は開弁状態となり、インクカートリッジ２１内のインクが、インク補充経路２０を介して第２のインク経路８のインクと連通する。これにより、インクカートリッジ２１内のインクがインク補充経路２０を通ってインク循環部２に補充される。このようにしてインクが補充されると循環経路内のインクの圧力が正圧側に上昇する。その後、循環経路内の圧力が所定範囲内に収まると、つまり、循環経路内の圧力が定圧弁２３の開弁圧を上回ると、定圧弁２３は閉止状態となり、インク循環部２へのインクの補充が停止する。
【００３０】
本実施形態では、定圧弁２３が以上のような動作を行うことで、記録ヘッド１１のノズルからインクの吐出を行っても、当該ノズルにかかる圧力を適正値に保ちながらインクを循環させることができる。
【００３１】
前述したように、待機時、すなわちポンプ６を動作させていないときには、記録ヘッド１１のノズル孔には、負圧生成機構９に生成された負圧が与えられている。以降の説明では、待機時に記録ヘッド１１のノズル孔に与えられる圧力を「待機時ノズル圧」と称することとする。
【００３２】
一方、この状態でポンプ６を駆動してインクの循環を開始させると、循環経路内の圧力は、負圧生成機構９に生成された負圧がかかった状態から変化し、従って、記録ヘッド１１のノズルにかかる圧力も変化する。以降の説明では、この、循環経路でインクを循環させているときにおける記録ヘッド１１のノズルにかかる圧力、詳細には循環経路でインクを循環させているときにおけるインクの非吐出時（装置制御部がインクを吐出させる制御を行っていないとき）の圧力を、「循環時ノズル圧」と称することとする。
【００３３】
インクを循環経路で循環させている期間において、上述の非吐出時に記録ヘッド１１のノズル孔からインクが意図せずに垂れ落ちてしまうことを防止するには、循環時ノズル圧を所定範囲内の負圧にしておく必要がある。その一方、このノズルにかかる圧力が負圧側に余りに大きいと、以降の記録ヘッド１１のインク吐出動作に支障が生じることがある。
【００３４】
そこで、本実施形態では、この循環時ノズル圧を、第１のインク経路７の流路抵抗、及び第２のインク経路８の流路抵抗によって設定する。つまり、循環時ノズル圧は、第１のインク経路７の流路抵抗と第２のインク経路８の流路抵抗との比率（差）によって定まるため、本実施形態では、上述した不具合が生じないようにポンプ６の流出口から記録ヘッド１１に至るまでのインクの流路である往路の流路抵抗と、記録ヘッド１１からポンプ６の流入口に至るまでのインクの流路である復路の流路抵抗とを所定の比率（差）にすることで循環時ノズル圧を所定範囲内の負圧にしている。なお、経路の流路抵抗は、例えば、円筒管である経路の管の径を変更する、あるいは、その経路長を変更する等の手法により、変更することは容易である。
【００３５】
ここで、図３、図４、及び図５について説明する。図３、図４、及び図５は、それぞれ、インクジェットプリンタ１の第１のインク経路の流路抵抗と第２のインク経路の流路抵抗とによってノズルにかかる圧力がどのように変化するか第１の例、第２の例、及び第３の例として図解したものである。
【００３６】
図３、図４、及び図５に示した直交軸において、横軸は時間の経過を表している。また、縦軸は圧力を表しており、横軸から上方に離れるほど正圧側に大きい圧力を表しており、また、横軸から下方に離れるほど負圧側に大きい圧力を表している。
【００３７】
図３の第１の例は、循環時ノズル圧を、負圧生成機構９が生成する待機時ノズル圧から更に低下させるように設定した場合の圧力の変化を表している。
この第１の例では、第１のインク経路７（往路）の流路抵抗よりも第２のインク経路８（復路）の流路抵抗を小さくしている。このように構成することで、ポンプ６を駆動してインクの循環を開始させると、記録ヘッド１１のノズルかかる圧力（循環時ノズル圧）は、待機時ノズル圧より負圧側に大きくなる。なお、この時の循環時ノズル圧は、もちろん、記録ヘッド１１のインク吐出動作に支障を生じさせることのない圧力（負圧）となっている。
【００３８】
図４の第２の例は、循環時ノズル圧を、負圧生成機構９が生成する待機時ノズル圧から上昇させるように設定した場合のインクの圧力の変化を表している。
この第２の例では、前述の第１の例とは逆に、第１のインク経路７（往路）の流路抵抗よりも第２のインク経路８（復路）の流路抵抗を大きくしている。このように構成することで、ポンプ６を駆動してインクの循環を開始させると、記録ヘッド１１のノズルかかる圧力（循環時ノズル圧）は、待機時ノズル圧より正圧側に大きくなる。なお、この時の循環時ノズル圧は、もちろん、記録ヘッド１１のインク吐出動作に支障を生じさせることのない圧力（負圧）となっている。
【００３９】
図５の第３の例は、循環時ノズル圧を、負圧生成機構９が生成する待機時ノズル圧と一致させるように設定した場合のインクの圧力の変化を表している。
この第３の例では、第１のインク経路７（往路）の流路抵抗と第２のインク経路８（復路）の流路抵抗とを等しくしている。このように構成することで、ポンプ６を駆動してインクの循環を開始させると、記録ヘッド１１のノズルかかる圧力（循環時ノズル圧）は、待機時ノズル圧と等しくなる。
【００４０】
以上のように本実施形態では、待機時は、負圧生成機構９によって待機時ノズル圧を所定範囲内の負圧に保っている。また、インク循環時は、第１のインク経路７の流路抵抗、及び第２のインク経路８の流路抵抗を所定の比率（差）にすることで循環時ノズル圧を所定範囲内の負圧にしている。こうすることで、記録ヘッド１１のノズルにかかる圧力を適正値に保ちながらインクを循環させることができる。
【００４１】
なお、本実施形態においては、負圧生成機構９を第２のインク経路８上に設けていたが、代わりに、負圧生成機構９を第１のインク経路７上に設けるようにしてもよい。
【００４２】
〔第２の実施形態〕
次に図６について説明する。図６は、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１のインク経路の構成を概略的に示したものである。
【００４３】
図６に示した構成要素において、図１に示した第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付している。これらの構成要素については詳細な説明を省略する。
この図６の構成は、インクの循環経路における第１のインク経路７に、往路バッファタンク３１が挿入されており、更に、第２のインク経路８に、復路バッファタンク３２を挿入されている点のみにおいて、図１に示した第１の実施形態に係る構成と異なっている。
【００４４】
往路バッファタンク３１及び復路バッファタンク３２は、内部にインクを溜めるインク溜め部と空気を溜める空気溜め部とを有し、循環経路内での圧力の過渡変動を空気溜め部が吸収する。従って、この構成では、循環経路でインクを循環させるポンプ６として無脈動ポンプを使用しなくても、インク循環部２を流れるインクの流量と記録ヘッド１１のノズルにかかる圧力との脈動変化を吸収することが可能になる。
【００４５】
なお、図６の構成では、負圧生成機構９が復路バッファタンク３２内に設けられている。負圧生成機構９は、復路バッファタンク３２内の圧力を減圧して、循環経路のインクの圧力を所定の負圧とする。
【００４６】
この図６のインク経路における待機時及びインク循環時の動作は、第１の実施形態におけるものと同様である。また、循環時ノズル圧の設定を、第１のインク経路７の流路抵抗と第２のインク経路８の流路抵抗とに基づいて行うことも第１の実施形態におけるものと同様である。従って、本実施形態におけるこれらの説明は省略する。
【００４７】
なお、本実施形態においては、負圧生成機構９を復路バッファタンク３２内に設けていたが、代わりに、負圧生成機構９を往路バッファタンク３１内に設けるようにしてもよい。
【００４８】
〔第３の実施形態〕
次に図７について説明する。図７は、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１のインク経路の構成を概略的に示したものである。
【００４９】
図７に示した構成要素において、図１に示した第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付している。
この図７に示した構成は、負圧生成機構９が取り除かれている点、及び、インク補充経路２０において定圧弁２３に対して並列にバイパス経路が設けられ、このバイパス経路に側路弁４１が挿入されている点において、図１に示した第１の実施形態に係る構成と異なっている。
【００５０】
図７に示した本実施形態に係るインクジェットプリンタ１のインク経路は、液体であるインクを循環させるインク循環部２と、インク循環部２にインクを補給するための補充部３とを備えており、この両者が接続部４において接続されて構成されている。
【００５１】
なお、図７に示した破線矢印は、インク循環部２においてインクを循環させるときのインクが流れる方向を示している。すなわち、インク循環部２では、ポンプ６によって送液されたインクが第１のインク経路７を介してヘッド部５に供給される。そして、ヘッド部５で使用（吐出）されなかったインクが、第２のインク経路８を介してポンプ６へ帰還する。つまり、インク循環部２では、ポンプ６と、第１のインク経路７と、ヘッド部５と、第２のインク経路８とにより、ヘッド部５の記録ヘッド１１を経由する循環経路が構成されており、ヘッド部５に対して密閉された経路内でインクを循環させている。
【００５２】
インク循環部２の個々の構成については、第１の実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。
次に、補充部３について説明する。補充部３は、ヘッド部５からの吐出によって減少した分のインクを、インク循環部２において構成されている循環経路へ、前述の接続部４において当該循環経路から分岐しているインク補充経路２０より補充する。
【００５３】
補充部３は、インクカートリッジ２１、ホルダ２２、インク補充経路２０、及び定圧弁２３を備えており、更に、側路弁４１を備えている。このうちのインクカートリッジ２１、インク補充経路２０及び定圧弁２３は、第１の実施形態と同様のものであるので、詳細な説明を省略する。
【００５４】
側路弁４１は、インク循環部２の循環経路でのインクの循環を停止している待機時にのみ開弁状態とされる弁である。
ホルダ２２は、記録ヘッド１１よりも重力方向下方に配置されている。このホルダ２２には、インクカートリッジ２１の供給口２４と接続するためのジョイント部２５が設けられている。ジョイント部２５は、インク補充経路２０を介して第２のインク経路８上の接続部４と接続されている。ホルダ２２が所定の位置でインクカートリッジ２１を保持すると、ジョイント部２５がインクカートリッジ２１の供給口２４と接続される。
【００５５】
このように形成されたインクジェットプリンタ１のインク経路において、待機時、すなわちポンプ６を動作させていないときには、循環経路をインクが流れない。この時、前述したように、側路弁４１は、待機時には開弁状態とされる。従って、この待機時において、記録ヘッド１１のノズル孔には、記録ヘッド１１のノズル面の高さとインクカートリッジ２１内のインク液面の高さとの水頭差４２によって生じるインクの水頭差圧が与えられる。本実施形態では、この水頭差圧が前述した待機時ノズル圧となる。つまり、前述した第１の実施形態では、負圧生成機構９が生成していた待機時ノズル圧を、この水頭差４２によって制御する。このように、本実施形態では、この水頭差４２によって循環経路のインクの圧力を減圧して前述の所定の負圧とすることで、記録ヘッド１１のノズル内でインク液面によるメニスカスを破壊しないようにする。このようにすることで、待機時において記録ヘッド１１からインクが吐出する（重力方向に垂れ落ちる）ことが防止される。なお、この水頭差４２によって生成する負圧の値は、このメニスカスを破壊しないような圧力の範囲内にする必要があるが、この圧力の範囲はインクの物性により決まるものである。
【００５６】
この図７のインク経路における待機時及びインク循環時の動作は、第１の実施形態におけるものと同様である。また、循環時ノズル圧の設定を、第１のインク経路７と第２のインク経路８とにおける流路抵抗に基づいて行うことも第１の実施形態におけるものと同様である。従って、本実施形態におけるこれらの説明は省略する。
【００５７】
以上までに説明したいずれの実施形態においても、インク補充経路２０上に定圧弁２３を設けたことで、記録ヘッド１１のノズルからインクの吐出を行っても、当該ノズルにかかる圧力を適正値に保ちながらインクを循環させることができる。
【００５８】
なお、以上までに説明した各実施形態におけるインク循環部２の循環経路上、若しくはインク補充経路２０上に、ヘッド部５に供給されるインクに含まれる異物を除去して、ノズルの目詰まり等に起因する画像形成の不良を防止するためのフィルタを挿入してもよい。
【００５９】
また、各実施形態におけるインク循環部２の循環経路上に、インク循環部２を流れるインクの温度を適正な範囲となるように調整するための温度調整部を備えるようにしてもよい。この温度調整部を備える場合には、例えば、インク循環部２に、インクの温度を検出する温度検出部も備えるようにする。そして、この温度検出部が検出したインクの温度が適正な範囲より低い場合には、温度調整部がインクを加熱し、この温度検出部が検出したインクの温度が適正な範囲より高い場合には、温度調整部がインクを冷却するようにする。
【００６０】
なお、本発明は、これまでに説明した各実施形態に限定されるものではなく、実施段階では、その要旨を変更しない範囲で種々変形することが可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１ インクジェットプリンタ
２ インク循環部
３ 補充部
４ 接続部
５ ヘッド部
６ ポンプ
７ 第１のインク経路
８ 第２のインク経路
９ 負圧生成機構
１１ 記録ヘッド
１２ インク分配器
１３ インク回収器
２０ インク補充経路
２１ インクカートリッジ
２２ ホルダ
２３ 定圧弁
２４ 供給口
２５ ジョイント部
３１ 往路バッファタンク
３２ 復路バッファタンク
４１ 側路弁
４２ 水頭差
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから液体であるインクを吐出する記録ヘッドと、
該記録ヘッドを経由して該インクを循環させる循環経路を構成しているインク循環部と、
該インクを収容しており、該循環経路から分岐している補充経路より該循環経路へ該インクを補充するインク収容器と、
該補充経路に挿入されており、該循環経路側の該インクの圧力が所定値以下の期間において開弁状態となる定圧弁と、
を有していることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
該循環経路で該インクを循環させるポンプを更に有しており、
該循環経路が、該ポンプの流出口から該記録ヘッドに至るまでの該インクの流路である往路と、該記録ヘッドから該ポンプの流入口に至るまでの該インクの流路である復路とを有しており、
該循環経路で該インクを循環させているときにおける該記録ヘッドのノズルにおける該インクの非吐出時の圧力の設定を、該往路及び該復路の流路抵抗に基づいて行う、
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。
【請求項３】
該補充経路が、該復路において該循環経路から分岐してい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。
【請求項４】
該ポンプが、無脈動のポンプであることを特徴とする請求項２又は３に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
該循環経路上に備えられ、内部に該インクを溜めることで該循環経路内での該インクの圧力の過渡変動を吸収するバッファを更に有することを特徴とする請求項２又は３に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
該循環経路での該インクの循環を停止している待機時においての該循環経路の該インクの圧力を所定の負圧とする負圧生成機構を更に有していることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項７】
該補充経路において該定圧弁に対して並列に挿入されており、該循環経路での該インクの循環を停止している待機時にのみ開弁状態とされる側路弁を更に有しており、
該インク収容器に収容されている該インクは大気圧を受けており、
該待機時においての該記録ヘッドのノズルにおける該インクの圧力を、該記録ヘッドのノズル面と該インク収容器内のインク液面との水頭差によって制御する、
ことを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項１】
ノズルから液体であるインクを吐出する記録ヘッドと、
該記録ヘッドを経由して該インクを循環させる循環経路を構成しているインク循環部と、
該インクを収容しており、該循環経路から分岐している補充経路より該循環経路へ該インクを補充するインク収容器と、
該補充経路に挿入されており、該循環経路側の該インクの圧力が所定値以下の期間において開弁状態となる定圧弁と、
を有していることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
該循環経路で該インクを循環させるポンプを更に有しており、
該循環経路が、該ポンプの流出口から該記録ヘッドに至るまでの該インクの流路である往路と、該記録ヘッドから該ポンプの流入口に至るまでの該インクの流路である復路とを有しており、
該循環経路で該インクを循環させているときにおける該記録ヘッドのノズルにおける該インクの非吐出時の圧力の設定を、該往路及び該復路の流路抵抗に基づいて行う、
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。
【請求項３】
該補充経路が、該復路において該循環経路から分岐してい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。
【請求項４】
該ポンプが、無脈動のポンプであることを特徴とする請求項２又は３に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
該循環経路上に備えられ、内部に該インクを溜めることで該循環経路内での該インクの圧力の過渡変動を吸収するバッファを更に有することを特徴とする請求項２又は３に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
該循環経路での該インクの循環を停止している待機時においての該循環経路の該インクの圧力を所定の負圧とする負圧生成機構を更に有していることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項７】
該補充経路において該定圧弁に対して並列に挿入されており、該循環経路での該インクの循環を停止している待機時にのみ開弁状態とされる側路弁を更に有しており、
該インク収容器に収容されている該インクは大気圧を受けており、
該待機時においての該記録ヘッドのノズルにおける該インクの圧力を、該記録ヘッドのノズル面と該インク収容器内のインク液面との水頭差によって制御する、
ことを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか一項に記載のインクジェットプリンタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−８１５９２（Ｐ２０１２−８１５９２Ａ）
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２７００５（Ｐ２０１０−２２７００５）
【出願日】平成２２年１０月６日（２０１０．１０．６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月６日（２０１０．１０．６）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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