JP2008162214A - 液体吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】メインタンク内に過度な圧力変動が生じるのを防止しながらも、スペース効率を向上するとともに部品点数の増加を抑制する。
【解決手段】メインタンク２５は、インク貯蔵室４９を大気に連通させる大気開放孔５１ａと、大気開放孔５１ａを閉じるように付勢され、インク貯蔵室４９の圧力が所定値以上の正圧になることで該付勢力に抗して開かれる正圧制御弁５６とを有し、ジョイント部２７は、その先端に形成されメインタンク２５に連通する流出開口部６２ａと、流出開口部６２ａを閉じるように付勢され、サブタンク１７へ連結された際にサブタンク１７側からの抗力により該付勢力に抗して開かれる開閉弁６３とを有し、開閉弁６３は、インク貯蔵室４９で生じる圧力が所定値以上の負圧になることで該付勢力に抗して開かれる。
【選択図】図４

Description

本発明は、吐出ヘッドからインクを吐出することにより被記録体に画像を記録するインクジェット記録装置等のような液体吐出装置に関するものである。

従来のインクジェット記録装置では、吐出ヘッドへ供給するためのインクを貯蔵するサブタンクとは別に、サブタンクに補充するためのインクを貯蔵してサブタンクに対して着脱可能なメインタンクを備えたステーション供給方式のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このステーション供給方式では、サブタンクはキャリッジで吐出ヘッドとともに一体的に搬送され、サブタンクへインクを補充する必要が生じた場合に、定置されたメインタンクがインク供給チューブを介してサブタンクに接続される。

ところで、装置に温度変化等が生じると、メインタンクやインク供給チューブの内部に過度な正圧または負圧が生じる場合がある。そうすると、メインタンクをインク供給チューブを介してサブタンクに対して接続した時に、その圧力がサブタンク内に急に伝播し、サブタンクに連通した吐出ヘッドのノズル孔における良好なメニスカスが破壊されてしまう。よって、その対策として、メインタンクに、その内部のインク貯蔵室の空気層と連通する微小な大気開放孔を形成し、メインタンク内に過度な圧力変動が生じるのを防止したものがある。しかし、その場合には、大気開放孔を通じた水分蒸発によりメインタンク内のインク粘度が上昇してしまうと共に、メインタンクの輸送時に大気開放孔を通じてメインタンクから外部にインクが漏れることも考えられる。

そこで、メインタンクに形成された大気開放孔に圧力制御弁を設け、メインタンク内に過度な圧力が発生した場合にのみ大気開放孔を開き、通常は大気開放孔を閉じて密閉性を保つ構造が提案されている。具体的には、メインタンクに大気開放孔を２つ形成し、一方の大気開放孔にはメインタンク内の正圧が所定値以上になるとバネに抗して開かれる正圧制御弁を設け、他方の大気開放孔にはメインタンク内の負圧が所定値以上になるとバネに抗して開かれる負圧制御弁をそれぞれ設けている。
特開２００６−２０５６９０号公報

しかしながら、例えばカラー印刷用のインクジェット記録装置では、各色に対応した複数のメインタンクが隣接して搭載されるため、個々のメインタンクには、その内部の空気層に面して圧力制御弁を配置可能な壁面スペースが限られている。よって、メインタンクの壁面に正圧制御弁と負圧制御弁との両方を設けるようとすると、メインタンク内の空気層に面した壁面を十分に確保せねばならずスペース効率が低下してしまう。また、メインタンクに正圧用と負圧用とに２つの制御弁を設けると、部品点数も増大することとなる。

そこで、本発明は、ステーション供給方式の液体吐出装置において、メインタンク内に過度な圧力変動が生じるのを防止しながらも、スペース効率を向上させるとともに部品点数の増加を抑制することを目的としている。

本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る液体吐出装置は、液体をノズル孔から吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドと共に移動して該吐出ヘッドへ供給する液体を貯蔵するサブタンクと、前記サブタンクへ補充するための液体を貯蔵するメインタンクを含む液体補充手段と、を備え、前記液体補充手段が、前記サブタンクに対して連結及び離脱が可能なジョイント部を有し、前記ジョイント部が前記サブタンクへの連結時に前記メインタンクの液体を前記サブタンクに導出する構成である液体吐出装置であって、前記メインタンクは、液体が貯留される内部空間を大気に連通させる大気開放孔と、前記大気開放孔を閉じるように付勢され、該内部空間の圧力が所定値以上の正圧になることで該付勢力に抗して開かれる正圧制御弁とを有し、前記ジョイント部は、その先端に形成されて前記メインタンクに連通する流出開口部と、前記流出開口部を閉じるように付勢され、前記サブタンクへ連結された際に前記サブタンク側からの抗力により該付勢力に抗して開かれる開閉弁とを有し、前記開閉弁は、前記内部空間で生じる圧力が所定値以上の負圧になることで該付勢力に抗して開かれる構成であることを特徴とする。なお、本発明における「正圧」は大気圧を超える圧力を意味し、「負圧」は大気圧未満の圧力を意味している。

前記構成によれば、メインタンクとサブタンクとを連結／離反させるためのジョイント部の開閉弁が負圧制御弁を兼ねているので、メインタンクの壁面には負圧制御弁を設けずに済み、正圧制御弁を設ければ足りる。よって、メインタンクの壁面に負圧制御弁を設けるスペースを確保する必要がなくなり、スペース効率を向上することが可能となる。また、ジョイント部の開閉弁以外に負圧制御弁を設ける必要がないので、部品点数及びコストを低減することができる。

前記ジョイント部の流出開口部は上方に向いており、前記液体補充手段は、前記ジョイント部を昇降させる昇降手段を含むものであり、前記昇降手段は、前記ジョイント部を上昇させることで前記サブタンクに対して下方から連結される構成であってもよい。

前記構成によれば、ジョイント部の流出開口部が上方に向いて開口しており、且つ、ジョイント部は上下に昇降するので、仮に流出開口部に微量の液体が付着しても、該液体が自重で外部に垂れ落ちるのを防止することができる。

前記ジョイント部は、前記流出開口部の周囲を取り囲むとともに前記流出開口部よりも上方に向けて立設する環状の立設部を有していてもよい。

前記構成によれば、開閉弁が開いたときに、液体が流出開口部から不意に漏れ出すことが立設部により堰き止められ、液体の外部への飛散が防止される。

前記立設部は、弾性を有する材料から構成されており、前記ジョイント部を前記サブタンクに連結することで形成される前記メインタンクと前記サブタンクとを連通する流路を外部に対して封止するシール部材であってもよい。

前記構成によれば、環状のシール部材の内部に表面張力により形成される液体膜が、上方に向けて配置されたジョイント部の上面側に生じるので、該液体膜が自重により垂れ落ちることが防止される。

前記正圧制御弁及び前記開閉弁のそれぞれの付勢力は、前記内部空間の内部圧力を所定範囲内に維持する大きさに設定されており、その内部圧力の所定範囲は、前記ジョイント部材を前記サブタンクに連結して前記吐出ヘッドのノズル孔に該圧力が伝達されたときに、そのノズル孔に形成されるメニスカスを破壊しない大きさの範囲であってもよい。

前記構成によれば、ジョイント部をサブタンク側に連結してメインタンク側の圧力がサブタンク側に伝播しても、吐出ヘッドのノズル孔に形成されるメニスカスを破壊しないので、吐出精度を良好に保つことが可能となる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、メインタンクとサブタンクとを連結／離反させるためのジョイント部の開閉弁が負圧制御弁を兼ねているので、メインタンクのスペース効率が向上するとともに、部品点数及びコストが低減する。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照して説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係るインクジェット記録装置３（液体吐出装置）を有する複合機１を示す斜視図である。図１に示すように、複合機１は、プリンタ機能やスキャナ機能やコピー機能やファクシミリ機能を有するものであり、その筐体２の下部に印刷用のインクジェット記録装置３を有すると共にその筐体２の上部にスキャナ装置４を有している。筐体２の正面には開口５が形成されており、その開口５の下段にインクジェット記録装置３の給紙トレイ６が設けられ、上段にインクジェット記録装置３の排紙トレイ７が設けられている。インクジェット記録装置３の正面側の右下部には開閉蓋８が設けられており、開閉蓋８の内側にはメインタンク搭載部９（図３参照）が設けられている。複合機１の上部正面側には、インクジェット記録装置３やスキャナ装置４などを操作するためのオペレーションパネル１０が設けられている。また、複合機１は、外部のコンピュータに接続されている場合には、該コンピュータからドライバを介して送信される指示に基づいて動作可能となっている。

図２は図１に示す複合機１のインクジェット記録装置３を模式的に説明する断面図である。図２に示すように、複合機１の底側には給紙トレイ６が配置されている。給紙トレイ６の上側には、給紙トレイ６に積載された用紙１１のうち最上層のものを搬送路１２へ供給する給紙駆動ローラ１３が設けられている。搬送路１２は、給紙トレイ６の背面側から上方へ向かった後に正面側へ向けてＵターンし、印刷領域１４を通過して排紙トレイ７（図１参照）へと導かれている。

印刷領域１４には、画像記録ユニット１５が設けられている。画像記録ユニット１５の下方には、用紙サイズより大きいプラテン２０が配設されている。画像記録ユニット１５の上流側には、搬送路１２を流れる用紙１１を狭持してプラテン２０上へ搬送する搬送ローラ２１及びピンチローラ２２が設けられている。画像記録ユニット１５の下流側には、画像記録が行われた用紙１１を狭持して排紙トレイ７（図１参照）へ搬送する排紙ローラ２３及びピンチローラ２４が設けられている。

画像記録ユニット１５は、多数のノズル孔からインク（液体）をプラテン２０に向けて吐出する公知の圧電駆動式の吐出ヘッド１６と、吐出ヘッド１６へ供給するインクを貯蔵するサブタンク１７と、吐出ヘッド１６を駆動制御するヘッド制御基板１８と、これらを搭載するキャリッジ１９とを有している。

サブタンク１７には、インク補充機構３０（液体補充手段）が適宜接続されることでインク補充可能となっている。インク補充機構３０は、カートリッジタイプのメインタンク２５と、メインタンク２５に一端部が接続されたインク供給チューブ２６と、インク供給チューブ２６の他端部に設けられたジョイント部２７とを有している。そして、ジョイント部２７が昇降駆動されることで、サブタンク１７の相手側ジョイント部６８に対してジョイント部２７が着脱される。そして、ジョイント部２７が上昇して相手側ジョイント部６８に気密的に接続されたときに、メインタンク２５がインク供給チューブ２６を介してサブタンク１７に連通してインク補充経路が接続状態となる。

図３は図１に示す複合機１のインクジェット記録装置３の要部平面図である。図３に示すように、プラテン２０の上方には、用紙搬送方向と直交する走査方向に向けて平板状の一対のガイドレール３１，３２が延設されている。各ガイドレール３１，３２は略同一平面上に設けられており、それらの上面はプラテン２０の上面と略平行となるように、且つ、水平に形成されている。ガイドレール３１，３２には、画像記録ユニット１５のキャリッジ１９がガイドレール３１，３２の延設方向に摺動可能に支持されている。

用紙搬送方向下流側のガイドレール３２の上面には、走査方向の両端部にて駆動プーリ（図示せず）及び従動プーリ３５が設けられている。駆動プーリと従動プーリ３５との間には、環状のタイミングベルト３６が巻き掛けられている。キャリッジ１９は、その底面側においてタイミングベルト３６の一部に固着されている。駆動プーリの軸にはモータ３７が接続されており、モータ３７により駆動プーリが正逆回転されることで、タイミングベルト３６が駆動プーリと従動プーリ３５との間で周運動する。つまり、タイミングベルト３６の周運動により、吐出ヘッド１６（図２参照）、サブタンク１７及びヘッド制御基板１８がキャリッジ１９と共に一体的にガイドレール３１，３２上を往復移動する。サブタンク１７は、印刷に用いられる５色のインクに対応して５つのインク貯蔵室を有している。また、サブタンク１７は、一回の印刷処理で消費されると予想されるインク量以上のインク量が貯留される程度の容積を有している。

用紙が通過する印刷領域の外側には、インク補充機構３０やメンテナンス機構４０が配設されている。インク補充機構３０は、キャリッジ１９の走査方向の一端側（図３の右側）でガイドレール３２の手前側（図３の下側）に設けられている。インク補充機構３０は、定置式のメインタンク搭載部９に着脱可能に搭載されたメインタンク２５を有しており、メインタンク２５はインク種類ごとにそれぞれ対応して５つ用意されている。

図４は図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。図４に示すように、メインタンク２５は、アウターケース８１とインナーケース８２とを備えている。インナーケース８２は、インク１００を貯蔵するインク貯蔵室４９を有している。そのインク貯蔵室４９の上方には、インク貯蔵室４９の上部の空気層と連通するようにピストンポンプ室５０と正圧制御室５１とが左右に対向配置されている。ピストンポンプ室５０には、ピストン５２が往復移動可能に挿入されている。ピストン５２は、ピストンポンプ室５０よりも小径なロッド部５２ａと、ロッド部５２ａの上面に形成されたラックギア部５２ｂと、ロッド部５２ａの正圧制御室５１側に設けられてピストンポンプ室５０の内周面に摺接するピストン部５２ｃとを有している。ピストン部５２ｃにはピストンポンプ室５０の内周面に気密的に接触するＯリング５４が取り付けられている。

ピストンポンプ室５０には、正圧制御室５１に対向する壁面に形成された挿通孔５０ａと、挿通孔５０ａと反対側の壁面に形成されてロッド部５２ａを外部に通過させる開口部５０ｂとが設けられている。アウターケース８１は、ピストンポンプ室５０の開口部５０ｂと対応する位置を含むようにサブタンク１７側の壁面が切り欠かれた開口部８１ａを有している。また、メインタンク搭載部９には図示しない駆動手動で回転される略半円状のピニオンギア５３が設けられており、そのピニオンギア５３が開口部８１ａを通ってラックギア部５２ｂに噛合している。即ち、ピニオンギア５３が回転駆動されるとラックギア部５２ｂに動力が伝達されてピストン５２が往復運動する構成となっている。

正圧制御室５１には、正圧制御弁５６が往復移動可能に挿入されている。正圧制御弁５６は、正圧制御室５１の内周面との間に部分的にクリアランスを有するバネ座部５６ａと、バネ座部５６ａからピストン５２に向けて突出する押込軸部５６ｂとを有している。なお、前記クリアランスは、バネ座部５６ａを挟んだ左右の空間を互いに連通させるように形成されている。正圧制御室５１には、ピストンポンプ室５０に対向する壁面に形成されて押込軸部５６ｂが通過する第１大気開放孔５１ａが設けられている。そして、正圧制御弁５６の押込軸部５６ｂが、大気開放孔５１ａ及び挿通孔５０ａにクリアランスを有する状態で通過している。第１大気開放孔５１ａの正圧制御室５１の内側の壁面周囲には、シールリング５５が取り付けられている。正圧制御弁５６には、バネ座部５６ａをシールリング５５に向けて付勢するコイルバネ５７が設けられている。また、正圧制御室５１には、第１大気開放孔５１ａに対してシールリング５５を挟んで反対側の壁面に第２大気開放孔５１ｂが設けられている。

従って、インク貯蔵室４９に所定値以上の正圧が発生した場合に、正圧制御弁５６がコイルバネ５７に抗してシールリング５５から離反し、第１大気開放孔５１ａが開かれる。かつ、ピストン５２が正圧制御室５１側に進出して押込軸部５６ｂを押圧した場合にも、正圧制御弁５６がコイルバネ５７に抗してシールリング５５から離反し、第１大気開放孔５１ａが開かれる。そうすると、第１大気開放孔５１ａが第２大気開放孔５１ｂに連通し、インク貯蔵室４９が大気開放される。なお、コイルバネ５７は、後述するジョイント部２７がサブタンク１７に接続される際に、メインタンク２５から吐出ヘッド１６（図２参照）のノズル孔に伝達される正圧がノズル孔におけるメニスカス耐圧を超えないように維持するバネ定数となっている。なお、メインタンク２５自体には、インク貯蔵室４９で生じる圧力が所定値以上の負圧になった場合にインク貯蔵室４９を大気開放する負圧制御弁は設けられていない。

メインタンク２５の下部には、弾性材からなる環状のチューブ接続部５８が設けられており、チューブ接続部５８の中心には無負荷時に弾性的に閉塞するインク流出孔５８ａが形成されている。チューブ接続部５８は無負荷時には弾性により縮径してインク流出孔５８を閉鎖する構成となっている。インク供給チューブ２６の一端部には接続端子６１が設けられており、チューブ接続部５８に接続端子６１が挿入されることで、インク供給チューブ２６がメインタンク２５のインク貯蔵室４９と常時連通される。インク供給チューブ２６の他端部にはジョイント部２７が設けられている。

ジョイント部２７は、インク供給チューブ２６と連通するハウジング６２を有している。ハウジング６２は、メインタンク搭載部９に一体的に形成されたガイド筒部８６に上下スライド可能に内嵌されている。ハウジング６２の上壁には、流出開口部６２ａが形成されている。また、ハウジング６２の上端面には、流出開口部６２ａの周囲に環状のシール部材６６が取り付けられている。さらに、ハウジング６２の下方には、カムローラ２８が設けられている。カムローラ２８は、その駆動軸５９に対する径方向の距離が滑らかに変化するカム面２８ａを有している。即ち、カムローラ２８により昇降手段が構成されており、カムローラ２８が図示しない駆動手段で回転駆動されると、カム面２８ａがハウジング６２の下面に当接してジョイント部２７を昇降させる構成となっている。

ハウジング６２には開閉弁６３が上下に往復移動可能に挿入されている。開閉弁６３は、ハウジング６２の内周面との間に部分的にクリアランスを有するバネ座部６３ａを有している。このクリアランスは、バネ座部６３ａを挟んだ上下空間を互いに連通させるように形成されている。また、開閉弁６３は、バネ座部６３ａから上方に突出して流出開口部６２ａに部分的にクリアランスを有する状態で挿通される当接軸部６３ｂを有している。このクリアランスは、流出開口部６２ａを挟んだ上下空間を互いに連通させるように形成されている。ハウジング６２の内面には流出開口部６２ａの周囲にシールリング６５が取り付けられている。開閉弁６３には、バネ座部６３ａをシールリング６５に向けて付勢するコイルバネ６４が設けられている。当接軸部６３ｂは、バネ座部６３ａがシールリング６５に接触した状態においてシール部材６６よりも上方に突出している。

従って、開閉弁６３の当接軸部６３ｂが後述する相手側開閉弁６９からの抗力で押し返された場合に、開閉弁６３がコイルバネ６４に抗してシールリング６５から離反し、流出開口部６２ａが開かれる。また、インク貯蔵室４９やインク供給チューブ２６に所定値以上の負圧が発生した場合にも、開閉弁６３がコイルバネ６４に抗してシールリング６５から離反し、流出開口部６２ａが開かれる。なお、コイルバネ６４は、ジョイント部２７がサブタンク１７に接続される際に、メインタンク２５から吐出ヘッド１６（図２参照）のノズル孔に伝達される負圧がノズル孔におけるメニスカス耐圧を超えないように維持するバネ定数となっている。

サブタンク１７は、ジョイント部２７と対応する位置に相手側ジョイント部６８を備えている。相手側ジョイント部６８には、その上部からインク流通路７２を介してインク貯蔵室７３が連通されている。サブタンク１７のインク貯蔵室７３の吐出ヘッド１６（図２参照）側の下壁には流出孔７５が設けられており、インク貯蔵室７３内のインク１００が流出孔７５から吐出ヘッド１６（図２参照）へ流下する構成となっている。インク貯蔵室７３の上壁の一部には連通口７３ａが設けられている。サブタンク１７には、第１ジョイント部６８にインク貯蔵室７３と反対側に隣接する圧力緩衝室８３が設けられている。圧力緩衝室８３及びインク貯蔵室７３の上面には樹脂フィルム（図示せず）が貼付されて、圧力緩衝室８３及びインク貯蔵室７３の気密性が保たれている。そして、圧力緩衝室８３は、連通口７３ａに到達する図示しない気体流路を介してインク貯蔵室７３と連通している。圧力緩衝室８３には、圧力緩衝室８３が所定値以上の負圧となった場合に大気開放する負圧制御弁８４と、圧力緩衝室８３が所定値以上の正圧となった場合に大気開放する正圧制御弁８５とが設けられている。

相手側ジョイント部６８は、その下壁に形成された流入開口部６８ａで外部と連通しており、相手側開閉弁６９が上下動可能に挿入されている。相手側開閉弁６９は、相手側ジョイント部６８の壁面との間に部分的にクリアランスを有するバネ座部６９ａを有している。このクリアランスは、バネ座部６９ａを挟んだ上下空間を互いに連通させるように形成されている。また、相手側開閉弁６９は、バネ座部６９ａから下方に突出して流入開口部６８ａに部分的にクリアランスを有する状態で挿通される当接軸部６９ｂを有している。このクリアランスは、流入開口部６８ａを挟んだ上下空間を互いに連通させるように形成されている。

相手側開閉弁６９の当接軸部６９ｂは、前述した開閉弁６３の当接軸部６３ｂと同一軸線上で対向するように配置されている。相手側ジョイント部６８の内面には流入開口部６８ａの周囲にシールリング７１が取り付けられている。相手側開閉弁６９には、バネ座部６９ａをシールリング７１に向けて付勢するコイルバネ７０が設けられている。また、サブタンク１７側のコイルバネ７０は、ジョイント部２７側のコイルバネ６４とほぼ同程度のバネ定数を有しており、開閉弁６３と相手側開閉弁６９とが当接軸部６３ｂ，６９ｂで互いに衝突すると、流出開口部６２ａと流入開口部６８ａとが共に開く構成になっている。

次に、インク補充動作について図５乃至図８を参照しながら説明する。図５は図１に示す複合機１のインクジェット記録装置３のインク補充経路の接続状態における要部断面図であって、図４と同一の断面におけるものである。図５に示すように、カムローラ２８が図中反時計回りに回転駆動されてジョイント部２７が上昇すると、シール部材６６がサブタンク１７の相手側ジョイント部６８の下面の流入開口部６８ａの周囲に密着される。そして、開閉弁６３の当接軸部６３ｂが相手側開閉弁６９の当接軸部６９ｂと衝突して互いを押し合うことで、ジョイント部２７の流出開口部６２ａとサブタンク１７の流入開口部６８ａが開かれる。

即ち、開閉弁６３のバネ座部６３ａがコイルバネ６４に抗してシールリング６５から離反すると共に、相手側開閉弁６９のバネ座部６９ａがコイルバネ７０に抗してシールリング７１から離反することで、メインタンク２５とサブタンク１７とが互いに連通してインク補充経路が接続状態となる。この際、メインタンク２５の正圧制御弁５６及びジョイント部２７の開閉弁６３をそれぞれ付勢するコイルバネ５７，６４は、メインタンク２５及びインク供給チューブ２６の内部空間の圧力を常時所定範囲内に維持するバネ定数に設定されているので、接続時にメインタンク２５側からサブタンク１７を介して吐出ヘッド１６（図２参照）に伝達される圧力が、吐出ヘッド１６のノズル孔に形成される良好なメニスカスを破壊しない。

図６は図１に示す複合機１のインクジェット記録装置３のメインタンク２５へのインク戻し状態における要部断面図であって、図４と同一の断面におけるものである。次いで、図６に示すように、図示しない駆動手段によりメインタンク２５のピニオンギア５３が図中反時計回りに回転駆動されることで、ピストン５２が挿通孔５０ａから離反するように後退してメインタンク２５のインク貯蔵室４９に負圧が生じる。この負圧によりサブタンク１７内のインク１００がインク供給チューブ２６を介してメインタンク２５へと吸い戻される。

図７は図１に示す複合機１のインクジェット記録装置３のサブタンクへのインク補充状態における要部断面図であって、図４と同一の断面におけるものである。次いで、図７に示すように、メインタンク２５のピニオンギア５３が図中時計回りに回転駆動されて、ピストン５２が挿通孔５０ａへ向けて進出すると、メインタンク２５のインク貯蔵室４９からインク供給チューブ２６を介してサブタンク１７へとインク１００が補充される。このときのサブタンク１７へのインクの補充量は、次回の印刷処理で消費されると予想されるインク量以上となるように設定されている。

図８は図１に示す複合機１のインクジェット記録装置３のサブタンク１７へのインク補充完了状態における要部断面図であって、図４と同一の断面におけるものである。次いで、図８に示すように、サブタンク１７へのインク補充が終了すると、カムローラ２８が図中時計回りに回転駆動されてジョイント部２７が降下し、サブタンク１７の下面とシール部材６６とが離反するとともに、開閉弁６３の当接軸部６３ｂと相手側開閉弁６９の当接軸部６９ｂとが離反する。これにより、開閉弁６３のバネ座部６３ａがコイルバネ６４の付勢力によりシールリング６５に密着して閉状態となると共に、相手側開閉弁６９のバネ座部６９ａもコイルバネ７０の付勢力によりシールリング７１に密着して閉状態となる。

以上の構成とすると、メインタンク２５とサブタンク１７とを連結／離反させるためのジョイント部２７の開閉弁６３が負圧制御弁を兼ねているので、メインタンク２５の壁面には負圧制御弁を設けずに済み、正圧制御弁５６を設ければ足りる。よって、メインタンク２５の壁面に負圧制御弁を設けるスペースを確保する必要がなくなり、スペース効率を向上することが可能となる。また、ジョイント部２７の開閉弁６３とは別に負圧制御弁を設ける必要がないので、部品点数及びコストを低減することができる。

さらに、ジョイント部２７の流出開口部６２ａが上方に向いて開口しており、且つ、ジョイント部２７は上下に昇降するので、仮に流出開口部６２ａに微量のインクが付着しても、そのインクが自重で搬送路１２（図２参照）に垂れ落ちるのを防止することができる。また、ジョイント部２７は、流出開口部６２ａの周囲を取り囲むように流出開口部６２ａよりも上方に向けて立設する環状のシール部材６６を有しているので、開閉弁６３が開いたときに流出開口部６２ａから不意に漏れたインクがシール部材６６により堰き止められ、インクの搬送路１２（図２参照）への飛散が防止される。

さらに、シール部材６６は、サブタンク１７の下面の流入開口部６８ａの周囲に取り付けられるのではなく、ジョイント部２７の上面の流出開口部６２ａの周囲に取り付けられているので、環状のシール部材６６の内部に表面張力により形成される残留インク膜が自重により垂れ落ちることが防止される。

（第２実施形態）
図９は本発明の第２実施形態に係るインクジェット記録装置のジョイント部分を示す要部断面図である。図１０は図９に示すジョイント部分の接続状態の要部断面図である。第１実施形態との相違点は、ジョイント部１２７のサブタンク１１７側に対する接続形態が異なる点である。なお、第１実施形態と同一の構成については適宜同一符号を付して以下の説明を省略する。

図９に示すように、ジョイント部１２７は、インク供給チューブ２６と連通するハウジング１６２を有し、そのハウジング１６２の上壁に流出開口部１６２ａが形成されている。また、ハウジング１６２の上面には、流出開口部１６２ａの周囲から上方に向けて環状の立設部１６２ｂが一体的に突出している。立設部１６２ｂの上端部には軸方向シール部材１６６が取り付けられているとともに、立設部１６２ｂの下側の外周面には径方向シール部材１６７が取り付けられている。

ハウジング１６２には開閉弁１６３が上下に往復移動可能に挿入されている。開閉弁１６３は、ハウジング１６２の内周面との間に部分的にクリアランスを有するバネ座部１６３ａを有している。このクリアランスは、バネ座部１６３ａを挟んだ上下空間を互いに連通させるように形成されている。また、開閉弁１６３は、バネ座部１６３ａから上方に突出して流出開口部１６２ａ及び立設部１６２ｂに部分的にクリアランスを有する状態で外部へ挿通される当接軸部１６３ｂを有している。このクリアランスは、流出開口部１６２ａ及び立設部１６２ｂを挟んだ上下空間を互いに連通させるように形成されている。

ハウジング１６２の内面であって流出開口部１６２ａの周囲には、バネ座部１６３ａと対向するシールリング１６５が取り付けられている。開閉弁１６３には、バネ座部１６３ａをシールリング１６５に向けて付勢するコイルバネ１６４が設けられている。当接軸部１６３ｂは、バネ座部１６３ａがシールリング１６５に接触した状態において軸方向シール部材１６６よりも上方に突出している。

サブタンク１１７は、ジョイント部１２７と対応する位置に相手側ジョイント部１６８を備えている。相手側ジョイント部１６８は、サブタンク１１７の下壁で上方に窪んだ凹部１８０を有している。凹部１８０は、上方に向けて縮径するテーパ側面部１８０ａと、テーパ側面部１８０ａの上端から径方向内側に突出する座部１８０ｂとを有している。そして、座部１８０ｂの内側の空間が流入開口部１６８ａとなり、その流入開口部１６８ａで上側の弁空間１８１と下側の凹部１８０とが連通されている。

また、弁空間１８１には相手側開閉弁１６９が上下動可能に挿入されている。相手側開閉弁１６９は、弁空間１８１の内周面との間に部分的にクリアランスを有するバネ座部１６９ａを有している。このクリアランスは、バネ座部１６９ａを挟んだ上下空間を互いに連通させるように形成されている。また、相手側開閉弁１６９は、バネ座部１６９ａから下方に突出して流入開口部１６８ａに部分的にクリアランスを有する状態で挿通される当接軸部１６９ｂを有している。このクリアランスは、流入開口部１６８ａを挟んだ上下空間を互いに連通させるように形成されている。流入開口部１６８ａの弁空間１８１側の壁面周囲には、シールリング１７１が取り付けられている。相手側開閉弁１６９には、バネ座部１６９ａをシールリング１７１に向けて付勢するコイルバネ１７０が設けられている。

図１０に示すように、ジョイント部１２７が上昇駆動されると、軸方向シール部材１６６がサブタンク１１７の座部１８０ｂの下面に密着されるとともに、径方向シール部材１６７がサブタンク１１７のテーパ側面部１８０ａに密着される。そして、開閉弁１６３の当接軸部１６３ｂが相手側開閉弁１６９の当接軸部１６９ｂと衝突して互いを押し合うことで、ジョイント部１２７の流出開口部１６２ａとサブタンク１１７の流入開口部１６８ａが開かれる。

以上の構成によれば、ジョイント部１２７の開閉弁１６３がコイルバネ１６４に抗してシールリング１６５から離反し、インクが流出開口部１６２ａから不意に漏れ出した場合でも、そのインクは立設部１６２ｂにより堰き止められるので、インクが外部への飛散することが防止される。また、他の構成・作用は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

なお、前述した各実施形態は本発明をインクジェット記録装置に適用したものであるが、インク以外の液体を吐出する装置に適用してもよい。また、前述した各実施形態では相手側ジョイント部６８，１６８がインク貯蔵室７３と一体的に形成されてサブタンク１７，１１７を構成しているが、相手側ジョイント部６８，１６８はインク貯蔵室７３とは別体で形成されていてもよい。

以上のように、本発明に係る液体吐出装置は、メインタンクのスペース効率が向上するとともに部品点数及びコストが低減する優れた効果を有し、この効果の意義を発揮できるインクジェット記録装置等に広く適用することができる。

本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置（液体吐出装置）を有する複合機を示す斜視図である。 図１に示す複合機のインクジェット記録装置を模式的に説明する断面図である。 図１に示す複合機のインクジェット記録装置の要部平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 図１に示す複合機のインクジェット記録装置のインク補充経路の接続状態における要部断面図である。 図１に示す複合機のインクジェット記録装置のメインタンクへのインク戻し状態における要部断面図である。 図１に示す複合機のインクジェット記録装置のサブタンクへのインク補充状態における要部断面図である。 図１に示す複合機のインクジェット記録装置のサブタンクへのインク補充完了状態における要部断面図である。 本発明の第２実施形態に係るインクジェット記録装置のジョイント部分を示す要部断面図である。 図９に示すジョイント部分の接続状態の要部断面図である。

符号の説明

１ 複合機
３ インクジェット記録装置（液体吐出装置）
１６ 吐出ヘッド
１７，１１７ サブタンク
２５ メインタンク
２７，１２７ ジョイント部
３０ インク補充機構（液体補充手段）
５１ａ 第１大気開放孔
５１ｂ 第２大気開放孔
５６ 正圧制御弁
６２ａ 流出開口部
６３，１６３ 開閉弁
６６ シール部材（立設部）
６８，１６８ 相手側ジョイント部
６８ａ，１６８ａ 流入開口部
６９，１６９ 相手側開閉弁
１６２ｂ 立設部

Claims (5)

1. 液体をノズル孔から吐出する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッドと共に移動して該吐出ヘッドへ供給する液体を貯蔵するサブタンクと、前記サブタンクへ補充するための液体を貯蔵するメインタンクを含む液体補充手段と、を備え、前記液体補充手段が、前記サブタンクに対して連結及び離脱が可能なジョイント部を有し、前記ジョイント部が前記サブタンクへの連結時に前記メインタンクの液体を前記サブタンクに導出する構成である液体吐出装置であって、
   前記メインタンクは、液体が貯留される内部空間を大気に連通させる大気開放孔と、前記大気開放孔を閉じるように付勢され、該内部空間の圧力が所定値以上の正圧になることで該付勢力に抗して開かれる正圧制御弁とを有し、
   前記ジョイント部は、その先端に形成されて前記メインタンクに連通する流出開口部と、前記流出開口部を閉じるように付勢され、前記サブタンクへ連結された際に前記サブタンク側からの抗力により該付勢力に抗して開かれる開閉弁とを有し、
   前記開閉弁は、前記内部空間で生じる圧力が所定値以上の負圧になることで該付勢力に抗して開かれる構成であることを特徴とする液体吐出装置。
2. 前記ジョイント部の流出開口部は上方に向いており、
   前記液体補充手段は、前記ジョイント部を昇降させる昇降手段を含むものであり、
   前記昇降手段は、前記ジョイント部を上昇させることで前記サブタンクに対して下方から連結される構成である請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記ジョイント部は、前記流出開口部の周囲を取り囲むとともに前記流出開口部よりも上方に向けて立設する環状の立設部を有している請求項２に記載の液体吐出装置。
4. 前記立設部は、弾性を有する材料から構成されており、前記ジョイント部を前記サブタンクに連結することで形成される前記メインタンクと前記サブタンクとを連通する流路を外部に対して封止するシール部材である請求項３に記載の液体吐出装置。
5. 前記正圧制御弁及び前記開閉弁のそれぞれの付勢力は、前記内部空間の内部圧力を所定範囲内に維持する大きさに設定されており、その内部圧力の所定範囲は、前記ジョイント部材を前記サブタンクに連結して前記吐出ヘッドのノズル孔に該圧力が伝達されたときに、そのノズル孔に形成されるメニスカスを破壊しない大きさの範囲である請求項１乃至３のいずれかに記載の液体吐出装置。

Images