特許 7133248 インクジェット記録装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-31

(45)【発行日】2022-09-08

(54)【発明の名称】インクジェット記録装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/18 20060101AFI20220901BHJP

   B41J 2/175 20060101ALI20220901BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20220901BHJP

   B41J 2/165 20060101ALI20220901BHJP

【ＦＩ】

B41J2/18

B41J2/175 121

B41J2/01 307

B41J2/175 501

B41J2/165 205

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2021183855

(22)【出願日】2021-11-11

【審査請求日】2022-03-18

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】596117773

【氏名又は名称】株式会社トライテック

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100175019

【弁理士】

【氏名又は名称】白井 健朗

(74)【代理人】

【識別番号】100195648

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 悠太

(74)【代理人】

【識別番号】100194179

【弁理士】

【氏名又は名称】中澤 泰宏

(72)【発明者】

【氏名】高橋 一義

(72)【発明者】

【氏名】矢代 浩一

(72)【発明者】

【氏名】石原 巧也

【審査官】中村 博之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１０６３７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０８６７６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０４４８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０２９１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／０２９７５４６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０３－２９３１５２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インクを収容する収容室、前記収容室に収容されたインクの液面よりも鉛直方向における上方に位置する接続口、及び、当該インクの液面よりも前記上方に位置する圧力調整口を有するインクタンクと、
前記インクタンクからのインクが流入する流入口、前記流入口から流入したインクを被記録媒体に吐出する複数のノズルが配列されて構成されるノズル列、及び、前記流入口から流入したインクを排出する排出口を有し、前記インクタンクよりも鉛直方向における下方に位置する記録ヘッドと、
一端が前記排出口と接続され、他端が前記接続口に接続された連通部と、
前記圧力調整口から、前記収容室に収容されたインクの液面よりも前記上方に位置する前記収容室の内部空間に負圧を付与する負圧付与手段と、を備え、
前記記録ヘッドの前記ノズル列がインクを吐出可能な状態において、前記連通部は、前記排出口の内部と、前記収容室の内部空間とを連通させており、
前記排出口から前記連通部に排出されて前記連通部の中にあるインクの液面は、前記負圧付与手段により前記収容室の内部空間に付与された負圧によって、前記接続口よりも前記下方で且つ前記収容室に収容されたインクの液面と対応した高さに維持される、
インクジェット記録装置。

【請求項2】

インクを収容する収容室を有するインクタンクと、
前記インクタンクからのインクが流入する流入口、前記流入口から流入したインクを被記録媒体に吐出する複数のノズルが配列されて構成されるノズル列、及び、前記流入口から流入したインクを排出する排出口を有する記録ヘッドと、
前記排出口と連通する連通部と、を備え、
前記連通部は、一端が前記排出口と接続され、他端が前記収容室に収容されたインクの液面よりも鉛直方向における上方に位置し、
前記インクタンクは、前記記録ヘッドよりも前記上方に位置し、
前記収容室及び前記連通部の各々の内部空間には負圧が付与され、
前記記録ヘッドは、前記ノズル列を構成する１のノズルが他の１のノズルよりも前記上方に位置するよう配置されており、前記排出口は、前記流入口よりも前記上方に位置する、
インクジェット記録装置。

【請求項3】

インクを収容する収容室を有するインクタンクと、
前記インクタンクからのインクが流入する流入口、前記流入口から流入したインクを被記録媒体に吐出する複数のノズルが配列されて構成されるノズル列、及び、前記流入口から流入したインクを排出する排出口を有する記録ヘッドと、
前記収容室に収容されたインクの液面よりも鉛直方向における上方に位置する三方弁を含み、前記排出口と連通する連通部と、
前記三方弁の状態、前記収容室の内部空間の圧力、及び前記インクタンクへのインクの供給を制御し、前記記録ヘッドの中のインクを廃液した後に前記インクタンクへインクを供給する廃液後供給処理を実行可能である制御手段と、を備え、
前記連通部は、一端が前記排出口と接続され、他端が前記収容室と接続されると共に前記収容室に収容されたインクの液面よりも前記上方に位置し、前記排出口の内部と前記収容室の内部空間とを連通させ、
前記インクタンクは、前記記録ヘッドよりも前記上方に位置し、
前記収容室及び前記連通部の各々の内部空間には負圧が付与され、
前記三方弁は、
１つの弁が前記連通部から分岐する廃液管と接続され、
前記排出口から前記収容室に至る第１流路を開放する一方で前記排出口から前記廃液管に至る第２流路を遮断する第１の状態と、前記第２流路を開放する一方で前記第１流路を遮断する第２の状態とに制御され、
前記収容室の内部空間に負圧が付与された状態では前記第１の状態に制御され、
前記廃液後供給処理は、
前記三方弁を前記第１の状態から前記第２の状態に切り替えるとともに前記収容室の内部空間を加圧して、前記廃液管からインクの廃液を行う廃液処理と、
前記三方弁を前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるとともに前記収容室の内部空間に負圧を付与し、前記インクタンクへインクを供給する供給処理と、を含む、
インクジェット記録装置。

【請求項4】

前記収容室及び前記連通部の各々の内部空間に負圧が付与された状態では、前記排出口から前記連通部に排出されたインクの液面は、前記収容室に収容されたインクの液面と対応した高さに維持される、
請求項２又は３に記載のインクジェット記録装置。

【請求項5】

前記記録ヘッドは、前記ノズル列を構成する１のノズルが他の１のノズルよりも前記上方に位置するよう配置されており、前記排出口は、前記流入口よりも前記上方に位置する、
請求項１又は３に記載のインクジェット記録装置。

【請求項6】

前記連通部は、前記他端が前記収容室と接続され、前記排出口の内部と前記収容室の内部空間とを連通させる、
請求項２に記載のインクジェット記録装置。

【請求項7】

前記連通部は、前記収容室に収容されたインクの液面よりも前記上方に位置する三方弁を含み、
前記三方弁は、
１つの弁が前記連通部から分岐する廃液管と接続され、
前記排出口から前記収容室に至る第１流路を開放する一方で前記排出口から前記廃液管に至る第２流路を遮断する第１の状態と、前記第２流路を開放する一方で前記第１流路を遮断する第２の状態とに制御され、
前記収容室の内部空間に負圧が付与された状態では前記第１の状態に制御される、
請求項１又は６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。

【背景技術】

【0002】

例えば特許文献１には、インクをノズル列から水平方向に向けて吐出する記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置が記載されている。このノズル列は、複数のノズルが鉛直方向に配列されて構成され、各ノズルには記録ヘッド内の共通液室からインクが供給される。

【0003】

上記構成において何の対策も施さなければ、ノズル列を構成する各ノズル内のインクの水圧はノズルの高さに応じて変化するため、インクの吐出状態が不均一になるという問題がある。この問題に対処すべく、特許文献１に記載の装置は、インクタンクと記録ヘッドの間でインクを循環させる送液手段によって、共通液室内のインクに共通液室の上端部側から下端部側に向かう流れを生じさせることで、インクの吐出状態の均一化を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１３－１０３４８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

インクの吐出方向が水平方向である場合に限らず上記と同様の問題が生じ得る。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、送液手段とこれを制御する構成が必須であり、機構の複雑化を招く虞がある。

【0006】

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、簡潔な機構で、インクの吐出状態の不均一を軽減することができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

（１）上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るインクジェット記録装置は、
インクを収容する収容室、前記収容室に収容されたインクの液面よりも鉛直方向における上方に位置する接続口、及び、当該インクの液面よりも前記上方に位置する圧力調整口を有するインクタンクと、
前記インクタンクからのインクが流入する流入口、前記流入口から流入したインクを被記録媒体に吐出する複数のノズルが配列されて構成されるノズル列、及び、前記流入口から流入したインクを排出する排出口を有し、前記インクタンクよりも鉛直方向における下方に位置する記録ヘッドと、
一端が前記排出口と接続され、他端が前記接続口に接続された連通部と、
前記圧力調整口から、前記収容室に収容されたインクの液面よりも前記上方に位置する前記収容室の内部空間に負圧を付与する負圧付与手段と、を備え、
前記記録ヘッドの前記ノズル列がインクを吐出可能な状態において、前記連通部は、前記排出口の内部と、前記収容室の内部空間とを連通させており、
前記排出口から前記連通部に排出されて前記連通部の中にあるインクの液面は、前記負圧付与手段により前記収容室の内部空間に付与された負圧によって、前記接続口よりも前記下方で且つ前記収容室に収容されたインクの液面と対応した高さに維持される。
（２）上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るインクジェット記録装置は、
インクを収容する収容室を有するインクタンクと、
前記インクタンクからのインクが流入する流入口、前記流入口から流入したインクを被記録媒体に吐出する複数のノズルが配列されて構成されるノズル列、及び、前記流入口から流入したインクを排出する排出口を有する記録ヘッドと、
前記排出口と連通する連通部と、を備え、
前記連通部は、一端が前記排出口と接続され、他端が前記収容室に収容されたインクの液面よりも鉛直方向における上方に位置し、
前記インクタンクは、前記記録ヘッドよりも前記上方に位置し、
前記収容室及び前記連通部の各々の内部空間には負圧が付与され、
前記記録ヘッドは、前記ノズル列を構成する１のノズルが他の１のノズルよりも前記上方に位置するよう配置されており、前記排出口は、前記流入口よりも前記上方に位置する。
（３）上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係るインクジェット記録装置は、
インクを収容する収容室を有するインクタンクと、
前記インクタンクからのインクが流入する流入口、前記流入口から流入したインクを被記録媒体に吐出する複数のノズルが配列されて構成されるノズル列、及び、前記流入口から流入したインクを排出する排出口を有する記録ヘッドと、
前記収容室に収容されたインクの液面よりも鉛直方向における上方に位置する三方弁を含み、前記排出口と連通する連通部と、
前記三方弁の状態、前記収容室の内部空間の圧力、及び前記インクタンクへのインクの供給を制御し、前記記録ヘッドの中のインクを廃液した後に前記インクタンクへインクを供給する廃液後供給処理を実行可能である制御手段と、を備え、
前記連通部は、一端が前記排出口と接続され、他端が前記収容室と接続されると共に前記収容室に収容されたインクの液面よりも前記上方に位置し、前記排出口の内部と前記収容室の内部空間とを連通させ、
前記インクタンクは、前記記録ヘッドよりも前記上方に位置し、
前記収容室及び前記連通部の各々の内部空間には負圧が付与され、
前記三方弁は、
１つの弁が前記連通部から分岐する廃液管と接続され、
前記排出口から前記収容室に至る第１流路を開放する一方で前記排出口から前記廃液管に至る第２流路を遮断する第１の状態と、前記第２流路を開放する一方で前記第１流路を遮断する第２の状態とに制御され、
前記収容室の内部空間に負圧が付与された状態では前記第１の状態に制御され、
前記廃液後供給処理は、
前記三方弁を前記第１の状態から前記第２の状態に切り替えるとともに前記収容室の内部空間を加圧して、前記廃液管からインクの廃液を行う廃液処理と、
前記三方弁を前記第２の状態から前記第１の状態に切り替えるとともに前記収容室の内部空間に負圧を付与し、前記インクタンクへインクを供給する供給処理と、を含む。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、簡潔な機構で、インクの吐出状態の不均一を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す図。

【図2】同上実施形態に係る記録ヘッドの一部斜視図。

【図3】同上実施形態に係るクリーニング処理のフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

【0011】

本実施形態の一実施形態に係るインクジェット記録装置１００は、図１に示すように、記録ヘッド１と、サブタンク２と、連通部３と、メインタンク４と、補充用ポンプ５と、圧力調整用ポンプ６と、制御部７と、廃液タンク８とを備える。

【0012】

インクジェット記録装置１００は、被記録媒体９に対して記録ヘッド１からインクの液滴を水平方向に吐出することで被記録媒体９に印刷を行う水平吐出方式の装置である。なお、図１においては、左右方向が水平方向に相当し、上下方向が鉛直方向に相当する。また、以下の説明で用いる上下方向は、鉛直方向に沿う上下方向を指す。また、図１は、主に、記録ヘッド１、サブタンク２及び後述の三方弁３０の位置関係を容易に把握できるようにインクジェット記録装置１００の各構成を模式的に表したものである。図１に示す各部の大きさ、形状などが図示の態様に限定されないことは勿論である。

【0013】

記録ヘッド１と被記録媒体９の少なくとも一方は、図示せぬ移動手段によって移動可能であり、制御部７は、当該移動手段の移動を制御することで記録ヘッド１と被記録媒体９の相対位置及び相対移動を制御する。例えば、記録ヘッド１を移動させる移動手段としては、ボールねじ、リニアモーター、ロボットアーム等を採用することができる。また、例えば、被記録媒体９を移動させる移動手段としては、駆動手段が接続されたテーブル、コンベア、ロールｔｏロール搬送機、ロボットアーム等を採用することができる。このインクジェット記録装置１００は、マルチパス方式（シリアルヘッド方式とも呼ばれる）とシングルパス方式（ラインヘッド方式とも呼ばれる）のいずれの方式にも適用可能である。また、被記録媒体９は、例えば、紙、フィルム、シート、鋼板、木材、ガラス板、その他板材、缶、瓶、その他円筒物、箱、容器などの各種基材、資材であり、その種別は限定されない。

【0014】

記録ヘッド１は、筐体１０と、流入口１１と、インク室１２と、排出口１３と、ノズル列１４とを備える。

【0015】

筐体１０は、直方体状をなし、その長手方向に沿う２つの側面として、第１側面１０ａ及び第２側面１０ｂを有する。第１側面１０ａにはノズル列１４が設けられる、第２側面１０ｂには流入口１１及び排出口１３が設けられる。流入口１１は、サブタンク２からのインクが流入する筒状部である。インク室１２は、筐体１０の内部に設けられ、流入口１１から流入したインクを収容する。インク室１２の一端は流入口１１と繋がり、他端は排出口１３と繋がっている。インク室１２は、ノズル列１４の背後に位置するインク流路１２ａを有する。排出口１３は、インク室１２内のインクを記録ヘッド１の外部に排出するための筒状部である。例えば、流入口１１及び排出口１３は、それぞれ、第２側面１０ｂから突出して設けられている。

【0016】

図２に示すように、ノズル列１４は、被記録媒体９に吐出する複数のノズル１４ａが配列されて構成される。ノズル列１４は、第１側面１０ａに沿って面状に構成される。複数のノズル１４ａは、例えば、一定のピッチで配列される。この実施形態では、被記録媒体９に向いている状態のノズル列１４は、鉛直方向に沿う。複数のノズル１４の各々は、インク流路１２ａと連通する。複数のノズル１４ａには、インク流路１２ａからインクが供給される。記録ヘッド１は、制御部７の制御の下、各ノズル１４ａからインクの液滴を吐出して被記録媒体９に着弾させる。

【0017】

この実施形態の記録ヘッド１は、ノズル列１４を構成する１のノズル１４ａが他の１のノズル１４ａよりも上方に位置するように縦置き配置されている。このように記録ヘッド１が縦置き配置されている状態（つまり、記録ヘッド１のノズル列１４が被記録媒体９に向いている状態）では、流入口１１は第２側面１０ｂの下端部に位置し、排出口１３は第２側面１０ｂの上端部に位置する。つまり、当該状態では、排出口１３は、流入口１１よりも上方に位置する。この位置関係により、記録ヘッド１にインクを充填する際に、当該インク内、及び、インク室１２内の気泡が除去され易い。

【0018】

サブタンク２は、記録ヘッド１に供給するインクを収容する。サブタンク２は、収容室２０と、流入口１１に供給管２５によって接続される供給口２１と、排出口１３に連通部３を介して接続される接続口２２と、圧力調整用ポンプ６に接続される圧力調整口２３と、補充用ポンプ５を介してメインタンク４に接続される補充口２４とを備える。

【0019】

収容室２０は、サブタンク２内に形成され、供給口２１、接続口２２、圧力調整口２３及び補充口２４の各々と連通する。インクジェット記録装置１００の動作状態が、ノズル列１４から被記録媒体９にインクを吐出可能である通常動作状態である場合、収容室２０の内部空間２０ｓには負圧（大気圧よりも低い状態）が付与される。この内部空間２０ｓは、収容室２０にインクが収容されている場合においては、当該インクの液面Ｓの上方に位置する空間である。供給口２１、接続口２２、圧力調整口２３及び補充口２４はそれぞれ筒状をなす。供給口２１は、サブタンク２の底部に設けられる。接続口２２、圧力調整口２３及び補充口２４は、サブタンク２の天面部に設けられる。なお、供給口２１、接続口２２、圧力調整口２３及び補充口２４は、各機能を損なわない限りにおいてその設置箇所は任意である。

【0020】

連通部３は、記録ヘッド１の排出口１３の内部とサブタンク２の内部空間２０ｓとを連通させる構成である。連通部３は、その一端３ｄが排出口１３と接続され、その他端３ｕが接続口２２と接続される。連通部３は、三方弁３０と、第１の管３１と、第２の管３２とを含む。

【0021】

三方弁３０は、液面Ｓよりも上方に位置し、第１の弁３０ａ、第２の弁３０ｂ及び第３の弁３０ｃを備える。第１の弁３０ａは、第１の管３１を介して記録ヘッド１の排出口１３に接続される。第２の弁３０ｂは、第２の管３２を介してサブタンク２の接続口２２に接続される。本実施形態では、第１の管３１における排出口１３との接続箇所が連通部３の一端３ｄであり、第２の管３２における接続口２２との接続箇所が連通部３の他端３ｕである。第３の弁３０ｃは、廃液タンク８にインクを流すための廃液管８ａと接続される。

【0022】

三方弁３０は、例えば、電磁弁、調節弁などからなり、制御部７の制御により状態が制御される。当該状態は、第１の弁３０ａ及び第２の弁３０ｂが開かれ、且つ、第３の弁３０ｃが閉じられる第１の状態と、第１の弁３０ａ及び第３の弁３０ｃが開かれ、且つ、第２の弁３０ｂが閉じられる第２の状態とを少なくとも含む。第１の状態の三方弁３０は、排出口１３から収容室２０に至る第１流路を開放する一方で排出口１３から廃液管８ａに至る第２流路を遮断する。第２の状態の三方弁３０は、第２流路を開放する一方で第１流路を遮断する。インクジェット記録装置１００が前述の通常動作状態である場合、三方弁３０は、第１の状態に制御される。これにより、記録ヘッド１の排出口１３とサブタンク２の内部空間２０ｓとが連通した状態となる。

【0023】

メインタンク４は、サブタンク２に補充するためのインクを収容する。

【0024】

補充用ポンプ５は、サブタンク２とメインタンク４とを接続する流路間に介在して設けられる。補充用ポンプ５は、制御部７の制御により動作し、メインタンク４のインクをサブタンク２へ補充する。制御部７は、サブタンク２内のインクの液面Ｓの位置を検出する液面センサ（図示せず）からの信号に基づき、サブタンク２内のインクが設定された液量に維持されるように補充用ポンプ５を駆動することでメインタンク４からサブタンク２へインクを補充する。

【0025】

圧力調整用ポンプ６は、収容室２０の内部空間２０ｓの圧力を調整するための構成であり、制御部７の制御により動作する。インクジェット記録装置１００が前述の通常動作状態である場合、制御部７は、圧力調整用ポンプ６を駆動して、内部空間２０ｓに負圧を付与する。

【0026】

制御部７は、インクジェット記録装置１００の全体動作を制御するものであり、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等のコンピュータから構成される。具体的に、制御部７は、（ｉ）前記の移動手段を介した記録ヘッド１及び被記録媒体９の相対位置及び相対移動制御、（ｉｉ）記録ヘッド１の吐出動作制御、（ｉｉｉ）補充用ポンプ５の動作制御、（ｉｖ）圧力調整用ポンプ６の動作制御、（ｖ）三方弁３０の状態制御、等の各種制御を実行可能である。制御部７は、内蔵のメモリに記憶しているプログラムを実行することにより、これら各種の制御、後述のクリーニング処理などを実行する。

【0027】

例えば、制御部７は、キーボード、マウス、タッチパネル等からなる図示せぬ入力装置と接続される。入力装置からの指示に応じて、制御部７は、インクジェット記録装置１００を通常動作状態とし、記録ヘッド１から被記録媒体９へインクを吐出可能とする。そして、制御部７は、メモリ内に用意され、被記録媒体９に対する記録内容を示す記録用データに基づき、記録ヘッド１及び被記録媒体９の相対位置及び相対移動を制御しつつ、記録ヘッド１にインクを吐出させ、被記録媒体９に対する記録（印刷）を行う。なお、制御部７は、１つのコンピュータに限られず、協働する複数のコンピュータから構成されてもよい。

【0028】

例えば、制御部７は、サブタンク２の収容室２０内を負圧に制御する際、以下のように制御する。インクジェット記録装置１００は、図１に示すように、収容室２０内の圧力を検出する圧力センサ６ａをさらに備える。制御部７は、圧力センサ６ａが検出した圧力（以下、検出圧力）が予め定められた目標負圧値になるように、目標負圧値と検出圧力との差分を偏差とするフィードバック制御を実行する。目標負圧値は、流入口１１付近（流入口１１の内部も含む）におけるインクの水圧が所望の値（例えば０．５ｋＰａ程度）になるように実験を経て予め定められる。この目標負圧値は、記録ヘッド１の各ノズル１４ａに充填されるインクが、ノズル１４ａの開口部において安定した吐出のために適切なメニスカス形状を維持可能な値に設定される。また、目標負圧値は、記録ヘッド１の各ノズル１４ａからインクが垂れ落ちることを防止可能な値に設定されている。

【0029】

以上のようにして、制御部７は、通常動作状態では収容室２０内を一定の負圧に制御する。なお、一定の負圧に制御するとは、目標負圧値に近付くように負圧を制御することを指し、負圧の実測値が常に一定であることに限定されない。また、制御部７が実行するフィードバック制御としては、Ｐ制御、ＰＩ制御、ＰＩＤ制御などの周知の手法を用いることができる。また、図１では、圧力センサ６ａが圧力調整口２３の近傍に設けられる例を示したが、収容室２０内の圧力を検出できれば、圧力センサ６ａの設置箇所は任意に変更可能である。

【0030】

ここで、記録ヘッド１からインクを水平方向に吐出する水平吐出方式では、何の対策も施さなければ、前述のように、ノズル列１４を構成する各ノズル１４ａ内のインクの水圧はノズルの高さに応じて変化するため、インクの吐出状態が不均一になるという問題がある。つまり、ノズル列１４における下部のノズル１４ａと上部のノズル１４ａとの間に生じる水圧差により、下部のノズル１４ａよりも上部のノズル１４ａにはインクが届き難いという問題が生じる。この問題に対処すべく、この実施形態の制御部７は、通常動作状態において、サブタンク２の収容室２０内を負圧に制御するとともに、三方弁３０を第１の状態に制御して連通部３によって記録ヘッド１の排出口１３と収容室２０を連通させる。

【0031】

収容室２０内を負圧に制御するとともに三方弁３０を第１の状態に制御することで、連通部３の内部空間３ｓが収容室２０の内部空間２０ｓと同じ負圧になり、排出口１３から連通部３（具体的に、第１の管３１）に排出されたインクの液面Ｓ１は、収容室２０のインクの液面Ｓと同じ高さになる。このため、記録ヘッド１へは、サブタンク２内のインクが流入口１１を経て供給されるだけでなく、第１の管３１内のインクも排出口１３を経て供給されることになる。つまり、この実施形態の排出口１３は、単に記録ヘッド１からインクを排出する役割だけでなく、第１の管３１内のインクを記録ヘッド１に供給するための役割を果たす。これにより、ノズル列１４における上部のノズル１４ａへのインクの供給条件は、下部のノズル１４ａと同様の条件となる。また、連通部３の内部空間３ｓから収容室２０の内部空間２０ｓに至る負圧の空間がいわばエアダンパーとして機能し、記録ヘッド１の排出口１３側に充填されているインクの水圧の変動を吸収することができる。

【0032】

また、サブタンク２が記録ヘッド１よりも上方に位置し、且つ、接続口２２がインクの液面Ｓよりも上方に位置する構成のインクジェット記録装置１００において、以上のように負圧の空間を生じさせることにより、収容室２０内のインクの液面Ｓと、連通部３内のインクの液面Ｓ１との高さを同じに保つことができる。つまり、当該構成により、排出口１３から連通部３に排出されたインクは収容室２０に到達しない。ここで、インクが連通部３を通って収容室２０に到達してしまうと、収容室２０内のインクの液面Ｓと、連通部３内のインクの液面Ｓ１の高さを同じに保てず、結果として記録ヘッド１内のインクの水圧が変動してしまう虞があるが、上記作用によりこのような事態が発生するのを防止することができる。

【0033】

この実施形態のインクジェット記録装置１００によれば、以上のように生じる負圧の空間により、ノズル列１４の各ノズル１４ａに対するインクの水圧条件をほぼ一様にすることができ、結果として、インクの吐出状態の不均一を軽減することができる。

【0034】

制御部７は、通常動作状態において収容室２０内を負圧に制御するとともに三方弁３０を第１の状態に制御するだけでなく、必要に応じて、図３に示すクリーニング処理を実行する。クリーニング処理の実行開始の契機は予め定められていればよく、任意に設定可能である。例えば、制御部７は、入力装置からの指示に応じてクリーニング処理を開始してもよいし、予め定めた期間の経過毎に自動的にクリーニング処理を開始してもよい。以下、クリーニング処理について説明する。

【0035】

（クリーニング処理）
制御部７は、クリーニング処理を開始すると、通常動作状態では第１状態であった三方弁３０を第２状態に切り替える（ステップＳ１）。これにより、排出口１３から収容室２０に至る第１流路が遮断される一方で、排出口１３から廃液管８ａに至る第２流路が開放され、通常動作状態からインクの廃液準備状態へ遷移する。なお、廃液管８ａの経路には、図示せぬ逆止弁が設けられる。この逆止弁により、ステップＳ１から次に説明するステップＳ２までの間に、前回のクリーニング処理の際に廃液管８ａの中に残ったインクが連通部３へ逆流してしまうことを防止することができる。

【0036】

続いて、制御部７は、圧力調整用ポンプ６の動作を制御してサブタンク２の収容室２０を加圧し（ステップＳ２）、加圧の開始から予め定めた期間の経過後、収容室２０の加圧を停止する（ステップＳ３）。これにより、サブタンク２及び記録ヘッド１内のインクは、排出口１３から第１の管３１に排出されていき、第１の管３１から廃液管８ａを通って廃液タンク８に廃液される。つまり、ステップＳ１からＳ３までの処理は、廃液管８ａからインクの廃液を行う廃液処理に相当する。

【0037】

続いて、制御部７は、三方弁３０を、第２状態から第１状態に切り替える（ステップＳ４）。これにより、排出口１３から収容室２０に至る第１流路が開放される一方で、排出口１３から廃液管８ａに至る第２流路が遮断され、インクジェット記録装置１００はインクの供給準備状態となる。

【0038】

続いて、制御部７は、サブタンク２の収容室２０の大気開放を行う（ステップＳ５）。例えば、制御部７は、圧力調整用ポンプ６に設けられた大気開放弁を開状態に制御することで大気開放を行う。このステップＳ５は、加圧によって内部空間２０ｓに正圧が付与されていた状態から、次に説明するように内部空間２０ｓに負圧を付与するステップＳ６へ移行する準備のための工程である。

【0039】

続いて、制御部７は、収容室２０を負圧に制御する（ステップＳ６）。例えば、制御部７は、圧力調整用ポンプ６の動作を制御し、前記の大気開放弁を閉じた後、圧力センサ６ａの検出圧力を監視しつつ、予め定めた目標負圧値を実現すべく収容室２０内の圧力を制御する。

【0040】

続いて、制御部７は、補充用ポンプ５の動作を制御してメインタンク４からサブタンク２へインクを補充し、これによりサブタンク２から記録ヘッド１にインクを供給する（ステップＳ７）。なお、制御部７は、前記の液面センサからの信号を監視して、サブタンク２内のインクが設定された液量となるように補充用ポンプ５を駆動する。つまり、ステップＳ４からＳ７までの処理は、サブタンク２（インクタンクの一例）へインクを供給する供給処理に相当する。

【0041】

続いて、制御部７は、記録ヘッド１のワイピングを実行し（ステップＳ８）、クリーニング処理を終了する。具体的に、ワイピングを実行する制御部７は、ゴム、不織布などから構成される図示せぬワイパーを動作させてノズル列１４に付着したインクを拭き取る。クリーニング処理の説明は以上である。クリーニング処理の実行後、制御部７は、通常動作状態に復帰する。

【0042】

なお、本発明は以上の実施形態及び図面によって限定されるものではない。本発明の要旨を変更しない範囲で、適宜、変更（構成要素の削除も含む）を加えることが可能である。

【0043】

以上では、連通部３によって排出口１３と収容室２０を接続する例を示したが、連通部３は収容室２０に接続されていなくともよい。例えば、連通部３は、一端３ｄが排出口１３と接続され、他端３ｕが収容室２０に収容されたインクの液面Ｓよりも鉛直方向における上方に位置していればよい。そして、このように設けた連通部３の内部空間３ｓに、収容室２０の内部空間２０ｓに付与される負圧と同じ負圧を付与することで、前述と同じ原理で、インクの吐出状態の不均一を軽減することができる。また、連通部３が収容室２０に接続されているか否かにかかわらず、連通部３に排出されたインクの液面Ｓ１は、収容室２０に収容されたインクの液面Ｓと対応した高さに維持されればよい。当該対応した高さとは、必ずしも、液面Ｓの高さと同一になる液面Ｓ１の高さに限られるものでなく、液面Ｓに対する液面Ｓ１の高さが変動又は変位する場合も含む。液面Ｓ１及び液面Ｓの相対的な高さは、それぞれに負圧が付与された連通部３の内部空間３ｓと収容室２０の内部空間２０ｓとが、前述のようにエアダンパーとして機能することができる限りにおいては任意である。

【0044】

以上では説明の理解を容易にするため、記録ヘッド１のノズル列１４が１列で構成される例を示したが、複数列で構成されてもよいことは勿論である。記録ヘッド１として周知の構成を任意に適用可能である。例えば、１色のインクを吐出する記録ヘッド１に複数のノズル列１４を設け、当該複数のノズル列１４から当該１色のインクを吐出する構成を採用してもよい。また、例えば、Ｃ（Cyan）、Ｍ（Magenta）、Ｙ（Yellow）、Ｋ（Key plate）の各色のインクに対応して、記録ヘッド１のノズル列１４は４列設けられていてもよい。このように各色のインクに対応するノズル列１４を設けた場合、各色に対応した数のサブタンク２及びメインタンク４をインクジェット記録装置１００に設けると共に各サブタンク２内を負圧に制御し、負圧に制御された空間と記録ヘッド１において各色に対応して設けられる排出口１３とを連通部３で連通させればよい。

【0045】

以上では、記録ヘッド１がインクを水平方向に吐出する例を示したが、記録ヘッド１のインクの吐出方向は任意に変更可能であり、限定されない。例えば、記録ヘッド１は、鉛直方向に対して斜めの方向にインクを吐き出す構成であってもよい。この構成においてもインクの吐出状態が不均一になるという問題が生じるため、上記技術が有用である。なお、記録ヘッド１は、鉛直方向に対して斜めの方向にインクを吐き出す構成であっても、ノズル列１４を構成する１のノズル１４ａが他の１のノズル１４ａよりも上方に位置するよう配置され、且つ、排出口１３が流入口１１よりも上方に位置することが好ましい。こうすれば、前述の通り、記録ヘッド１にインクを充填する際に、当該インク内、及び、インク室１２内の気泡が除去され易いためである。さらには、記録ヘッド１は、鉛直方向に沿う上方又は下方にインクを吐出する構成であってもよい。この構成ではノズル列１４を構成する各ノズル１４ａに高低差が生じないものの、記録ヘッド１の内部構造などに起因して各ノズル１４ａ内のインクの水圧に変動が生じる可能性がある。このような場合には上記技術が有用である。

【0046】

圧力調整用ポンプ６は、負圧及び正圧の調整機能を有していればよく、例えば、負圧ポンプと正圧ポンプの組み合わせから構成されてもよい。

【0047】

記録ヘッド１の流入口１１及び排出口１３の少なくともいずれかに対応した位置に、ダンパーを追加して設けることで、より良好にインクの吐出状態の不均一を軽減してもよい。ダンパーとしては、エアチャンバー、チューブダンパー、膜ダンパー等の周知の構成を適宜採用することができる。

【0048】

以上では、三方弁３０の状態を制御部７で制御する例を示したが、三方弁３０の状態は手動で制御されてもよい。また、以上では、三方弁３０を利用してクリーニング処理を実行可能な例を示したが、三方弁３０及びクリーニング処理を省略してもよい。この場合、例えば、連通部３を１つの管によって構成し、インクジェット記録装置１００をより簡潔な構成とすることができる。

【0049】

以上で説明したクリーニング処理を構成する各処理につき、一部の順序を変更してもよいし、一部処理を省略してもよい。例えば、ステップＳ１とＳ２の順序を入れ替えてもよいし、ステップＳ５の処理を省略してもよい。また、ステップＳ８の処理を省略してもよい。

【0050】

以上に説明したインクジェット記録装置１００によれば、以下の効果を奏する。

【0051】

（１）インクジェット記録装置１００は、インクを収容する収容室２０を有するサブタンク２（インクタンクの一例）と、サブタンク２からのインクが流入する流入口１１、流入口１１から流入したインクを被記録媒体９に吐出する複数のノズル１４ａが配列されて構成されるノズル列１４、及び、流入口１１から流入したインクを排出する排出口１３を有する記録ヘッド１と、排出口１３と連通する連通部３と、を備える。連通部３は、一端３ｄが排出口１３と接続され、他端３ｕが収容室２０に収容されたインクの液面Ｓよりも鉛直方向における上方に位置する。サブタンク２は、記録ヘッド１よりも上方に位置し、収容室２０及び連通部３の各々の内部空間２０ｓ，３ｓには負圧が付与される。
上記（１）の構成によれば、前述のように、ノズル列１４の各ノズル１４ａに対するインクの水圧条件をほぼ一様にすることができ、結果として、インクの吐出状態の不均一を軽減することができる。また、収容室２０及び連通部３の各々の内部空間２０ｓ，３ｓに負圧を付与するだけでインクの吐出状態の不均一を軽減することができるため、機構が簡潔である。

【0052】

（２）また、収容室２０及び連通部３の各々の内部空間２０ｓ，３ｓに負圧が付与された状態では、排出口１３から連通部３に排出されたインクの液面Ｓ１は、収容室２０に収容されたインクの液面Ｓと対応した高さに維持される。
上記（２）の構成によれば、前述のように、記録ヘッド１内のインクの水圧が変動することを防止することができる。

【0053】

（３）また、記録ヘッド１は、ノズル列１４を構成する１のノズル１４ａが他の１のノズル１４ａよりも上方に位置するよう配置されており、排出口１３は、流入口１１よりも上方に位置していてもよい。
上記（３）の構成によれば、前述のように、記録ヘッド１にインクを充填する際に、当該インク内、及び、インク室１２内の気泡が除去され易い。

【0054】

（４）また、連通部３は、他端３ｕが収容室２０と接続され、排出口１３の内部と収容室２０の内部空間２０ｓとを連通させてもよい。
上記（４）の構成によれば、負圧が付与された収容室２０に連通部３を介して排出口１３を接続するだけでよいので、機構がより簡潔である。

【0055】

（５）また、連通部３は、収容室２０に収容されたインクの液面Ｓよりも上方に位置する三方弁３０を含んでいてもよい。三方弁３０は、１つの弁（第３の弁３０ｃ）が連通部３から分岐する廃液管８ａと接続され、排出口１３から収容室２０に至る第１流路を開放する一方で排出口１３から廃液管８ａに至る第２流路を遮断する第１の状態と、第２流路を開放する一方で第１流路を遮断する第２の状態とに制御され、収容室２０の内部空間２０ｓに負圧が付与された状態では第１の状態に制御される。
上記（５）の構成によれば、インクの廃液を行う際に、記録ヘッド１のインクを廃液管８ａへ流すルートを創出することができる。また、三方弁３０がインクの液面Ｓよりも上方に位置することで、連通部３における三方弁３０の上方（具体的には第２の管３２）に余分なインクが侵入することを防止できる。

【0056】

（６）インクジェット記録装置１００は、三方弁３０の状態、収容室２０の内部空間２０ｓの圧力、及びサブタンク２へのインクの供給を制御し、記録ヘッド１の中のインクを廃液した後にサブタンク２へインクを供給する廃液後供給処理を実行可能である制御部７（制御手段の一例）をさらに備えていてもよい。廃液後供給処理は、三方弁３０を第１の状態から第２の状態に切り替えるとともに収容室２０の内部空間２０ｓを加圧して、廃液管８ａからインクの廃液を行う廃液処理と、三方弁３０を第２の状態から第１の状態に切り替えるとともに収容室２０の内部空間２０ｓに負圧を付与し、サブタンク２へインクを供給する供給処理と、を含む。
上記（６）の構成によれば、制御部７の制御によりインクの廃液及び供給を自動で行うことができる。なお、廃液後供給処理は、前述のクリーニング処理に含まれる。

【0057】

以上の説明では、本発明の理解を容易にするために、公知の技術的事項の説明を適宜省略した。

【0058】

この発明は、この発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、この発明の範囲を限定するものではない。すなわち、この発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

【符号の説明】

【0059】

１００…インクジェット記録装置
１…記録ヘッド
１０…筐体、１０ａ…第１側面、１０ｂ…第２側面
１１…流入口、１２…インク室、１２ａ…インク流路
１３…排出口、１４…ノズル列、１４ａ…ノズル
２…サブタンク（インクタンクの一例）
２０…収容室、２０ｓ…内部空間
２１…供給口、２２…接続口、２３…圧力調整口、２４…補充口、２５…供給管
３…連通部、３ｓ…内部空間、３ｄ…一端、３ｕ…他端
３０…三方弁、３０ａ～３０ｃ…第１～第３の弁、３１…第１の管、３２…第２の管
４…メインタンク
５…補充用ポンプ
６…圧力調整用ポンプ、６ａ…圧力センサ
７…制御部
８…廃液タンク、８ａ…廃液管
９…被記録媒体
Ｓ…収容室に収容されたインクの液面、Ｓ１…連通部に排出されたインクの液面

【要約】

【課題】簡潔な機構で、インクの吐出状態の不均一を軽減することができるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】インクジェット記録装置１００は、インクを収容する収容室２０を有するサブタンク２と、記録ヘッド１と、連通部３とを備える。記録ヘッド１は、サブタンク２からのインクが流入する流入口１１、流入口１１から流入したインクを被記録媒体９に吐出する複数のノズルが配列されて構成されるノズル列１４、及び、流入口１１から流入したインクを排出する排出口１３を有する。連通部３は、一端３ｄが排出口１３と接続され、他端３ｕが収容室２０に収容されたインクの液面Ｓよりも鉛直方向における上方に位置する。サブタンク２は、記録ヘッド１よりも上方に位置する。収容室２０及び連通部３の各々の内部空間２０ｓ，３ｓには負圧が付与される。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】