JP4882742B2

JP4882742B2 - 液体吐出装置

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Publication number: JP4882742B2
Application number: JP2006356901A
Authority: JP
Inventors: 光加賀
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2012-02-22
Anticipated expiration: 2026-12-29
Also published as: US8162452B2; US20080158311A1; JP2008162215A

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、サブタンクに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連結される。インク供給チューブの先端にはジョイント部が設けられており、そのジョイント部の流出口がサブタンクの流入口に対してシール部材を介して気密的に連結されることで、メインタンク内のインクがサブタンクへと補充可能となる。
特開２００６−２０５６９０号公報

しかしながら、ジョイント部の流出口がサブタンクの流入口に連結される時に、ジョイント部がサブタンク側に押圧されることにより、流入口と流出口との間のシール部材の内側空間に存在するエアが圧縮されてサブタンク内に進入してしまう。そうすると、サブタンク内に圧縮エアによる正圧が急伝播し、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を破壊してしまうこととなる。

また、インク供給チューブのジョイント部をサブタンクから離脱させる時には、押し潰されていたシール部材が弾性復帰して気密性が急に解除されるので、サブタンク内に負圧が急伝播し、この場合も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を破壊してしまうこととなる。

そこで、本発明は、サブタンクに対してメインタンク側のジョイント部が着脱される際に、サブタンク内に急な圧力変動が生じないようにすることを目的としている。

また、本発明に係る別の液体吐出装置は、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、前記サブタンクが、第１ジョイント部を有し、前記液体補充手段が、前記第１ジョイント部に対して連結及び離脱が可能な第２ジョイント部を有し、前記第２ジョイント部が前記第１ジョイント部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、前記第１ジョイント部には、液体の流入口と、その流出口を閉じるように付勢された第１開閉弁が設けられ、前記第２ジョイント部には、液体の流出口と、その流出口を閉じるように付勢された第２開閉弁が設けられ、前記第１及び第２ジョイント部を連結する際には、前記第２開閉弁が先に開いて前記第１開閉弁が後に開く一方、これらが離脱する際には、前記第１開閉弁が先に閉じて前記第２開閉弁が後に閉じる構成であり、前記第１ジョイント部と前記第２ジョイント部との間にシール部材が介設されており、前記シール部材は、前記第１及び第２ジョイント部の連結時に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構成であり、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、該大気開放孔を開閉可能な圧力制御弁とを備え、前記流出口は、前記メインタンク内の液面よりも高く配置されており、前記シール部材が封止状態から非封止状態となる時に、前記第２開閉弁が開放状態であるとともに前記圧力制御弁により前記大気開放孔が開放される構成である。

前記構成によれば、シール部材による前記流路の封止が解除される時にメインタンクが大気開放されるので、第２ジョイント部の流出口付近の液面とメインタンク内の液面との水頭差により、第２開閉弁が開放されている間だけ流出口付近の液体がメインタンク側に戻される。よって、第２ジョイント部の外面に液体が残存しにくくなり、第１及び第２ジョイント部の離脱時に液体が外部に飛散するのを防止することができる。

また、本発明に係るさらに別の液体吐出装置は、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、前記サブタンクが、第１ジョイント部を有し、前記液体補充手段が、前記第１ジョイント部に対して連結及び離脱が可能な第２ジョイント部を有し、前記第２ジョイント部が前記第１ジョイント部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、前記第１ジョイント部には、液体の流入口と、その流出口を閉じるように付勢された第１開閉弁が設けられ、前記第２ジョイント部には、液体の流出口と、その流出口を閉じるように付勢された第２開閉弁が設けられ、前記第１及び第２ジョイント部を連結する際には、前記第２開閉弁が先に開いて前記第１開閉弁が後に開く一方、これらが離脱する際には、前記第１開閉弁が先に閉じて前記第２開閉弁が後に閉じる構成であり、前記第１ジョイント部と前記第２ジョイント部との間にシール部材が介設されており、前記シール部材は、前記第１及び第２ジョイント部の連結時に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構成であり、前記メインタンクは、前記第２ジョイント部から前記メインタンク内へと液体を戻す負圧を発生させる負圧発生手段を備えており、前記シール部材が前記流路の封止状態から非封止状態となる時に、前記第２開閉弁が開放状態であるとともに前記負圧発生手段が前記メインタンクに負圧を発生させる構成である。

前記構成によれば、シール部材による前記流路の封止が解除される時にメインタンクに負圧が発生するので、第２開閉弁が開放されている間だけ流出口付近の液体がメインタンク側に戻される。よって、第２ジョイント部の外面に液体が残存しにくくなり、第１及び第２ジョイント部の離脱時に液体が外部に飛散するのを防止することができる。

前記第２開閉弁の開放動作の開始時に、前記流路が前記シール部材により封止されていてもよい。

前記構成によれば、第２開閉弁が開放される時に、メインタンクとサブタンクとを連通する流路が外部に対して封止されているので、第２ジョイント部は大気をあまり吸い込まずに流出口付近にある液体を第２ジョイント部の内部に吸い込むことが可能となる。

前記第２開閉弁の開放動作の開始時に、前記シール部材と、前記第１ジョイント部又は前記第２ジョイント部との間にクリアランスが形成されていてもよい。

前記構成によれば、第２開閉弁が開放される時に、メインタンクとサブタンクとを連通する流路の封止が解除されているので、流出口付近にある液体をスムーズに第２ジョイント部の内部に吸い込むことが可能となる。

前記第１開閉弁と前記第２開閉弁とは、それぞれ互いに近接する方向にバネで付勢されて閉じられており、前記第２ジョイント部が前記第１ジョイント部に接近して連結されることで、前記第２開閉弁と前記第１開閉弁とが当接し、前記バネに抗して互いを押し開く構成となっていてもよい。

前記構成によれば、簡素な構成でありながらも第１及び第２ジョイント部の連結及び離脱の動作に連動して第１及び第２開閉弁の開閉動作を行うことができる。

前記第２開閉弁を付勢するバネは、前記第１開閉弁を付勢するバネよりもバネ定数が小であり、前記第２開閉弁は、可動範囲における最も後退した状態で先端が前記第１開閉弁を押し開き可能に突出していてもよい。

前記構成によれば、第１開閉弁と第２開閉弁とが互いを押し合うことにより第２開閉弁が第１開閉弁よりも先に開かれて、第２開閉弁が可動範囲における最後退位置になると、第２開閉弁が第１開閉弁を押し開くこととなる。よって、簡素な構成でありながら、第１開閉弁の動作と第２開閉弁の動作との間に時差を設けることができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、第２ジョイント部の外面に液体が残存しにくくなり、第１及び第２ジョイント部の離脱時に液体が外部に飛散するのを防止することができる。

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は第１ジョイント部６８を有しており、その第１ジョイント部６８にインク補充機構３０（液体補充手段）が適宜接続されることで、サブタンク１７に対して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第２ジョイント部２７とを有している。そして、第２ジョイント部２７が昇降駆動されることで、サブタンク１７の第１ジョイント部６８に対して第２ジョイント部２７が着脱される。つまり、第２ジョイント部２７が上昇して第１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（負圧発生手段）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が設けられており、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。正圧制御室５１の内面の第１大気開放孔５１ａの周囲には、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。

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と連通される。インク供給チューブ２６の他端部には第２ジョイント部２７が設けられている。

第２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、そのハウジング６２の上壁には流出口６２ａが形成されている。第２ジョイント部２７は、昇降にかかわらず流出口６２ａがメインタンク２５内のインク液面よりも高く位置するように配置されている。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の上端面には、流出口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の下面に当接して第２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には第２開閉弁６３が上下に往復移動可能に挿入されている。第２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、第２開閉弁６３は、バネ座部６３ａから上方に突出して流出口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の内面には流出口６２ａの周囲にシールリング６５が取り付けられている。第２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、第２開閉弁６３の当接軸部６３ｂが後述する第１開閉弁６９からの抗力で押し返された場合に、第２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、流出口６２ａが開かれる。また、第２開閉弁６３は、コイルバネ６４に抗して可動範囲における最も後退（降下）した状態で、当接軸部６３ｂの上端がシール部材６６よりも上方に突出しており、後述する第１開閉弁６９を押し開くことが可能となっている。

サブタンク１７は、第２ジョイント部２７と対応する位置に第１ジョイント部６８を備えている。第１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。

第１ジョイント部６８は、その下壁に形成された流入口６８ａで外部と連通している。また、第１ジョイント部６８には、第１開閉弁６９が上下動可能に挿入されている。第１開閉弁６９は、第１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、第１開閉弁６９は、バネ座部６９ａから下方に突出して流入口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、流入口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。

第１開閉弁６９の当接軸部６９ｂは、前述した第２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。第１ジョイント部６８の内面には流入口６８ａの周囲にシールリング７１が取り付けられている。第１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。即ち、第１開閉弁６９と第２開閉弁６３とは、それぞれ互いに近接する方向にコイルバネ６４，７０で付勢されている。また、第１ジョイント部６８側のコイルバネ７０は、第２ジョイント部２７側のコイルバネ６４よりもバネ定数が大であり、第１開閉弁６９と第２開閉弁６３とが当接軸部６３ｃ，６９ｃで互いに衝突すると、流出口６２ａが流入口６８ａよりも先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１０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第２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の第１ジョイント部６８の下面の流入口６８ａの周囲に密着される。そして、第２開閉弁６３の当接軸部６３ｂが第１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、第２ジョイント部２７の流出口６２ａが開いた後にサブタンク１７の流入口６８ａが開かれる。

詳しくは、図６に示す。図６は図１に示す複合機の第１及び第２ジョイント部６８，２７の連結動作を概略的に説明する図面であり、（ａ）は連結前の要部断面図、（ｂ）は連結開始時の要部断面図、（ｃ）は連結完了後の要部断面図である。図６（ａ）（ｂ）に示すように、第２ジョイント部２７のシール部材６６が第１ジョイント部６８の流入口６８ａの周囲に密着してインク補充経路が封止された状態で、第１及び第２開閉弁６９，６３の当接軸部６９ｂ、６３ｂが互いに押し合う。そうすると、第２開閉弁６３のコイルバネ６４が第１開閉弁６９のコイルバネ７０よりもバネ定数が小であるので、第２開閉弁６３が第１開閉弁６９よりも先に開くこととなる。この際、シール部材６６が圧縮状態に変形するので流出口６２ａと流入口６８ａとの間に存在するエアが圧縮されるが、第１開閉弁６９よりも第２開閉弁６３の方が先に開くので、その圧縮エアはサブタンク１７側に侵入せずに第２ジョイント部２７へと侵入する。また、第２開閉弁６３が開放される瞬間には、シール部材６６がサブタンク１７に密着したままであるので、流出口６２ａ付近にインクが付着していた場合に、第２開閉弁６３の開放に伴って大気をあまり吸い込まずにこの付着したインクを第２ジョイント部２７の内部に引き込むことが可能となる。

そして、図６（ｃ）に示すように、第２開閉弁６３が可動範囲の下限位置にある状態で、第２ジョイント部２７が更に上昇駆動されることで、第２開閉弁６３の当接軸部６３ｂが第１開閉弁６９の当接軸部６９ｂを押し上げ、第１開閉弁６９が開かれる。これにより、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。

次いで、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。図７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。

次いで、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。図８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。

次いで、図９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。図９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第２ジョイント部２７が降下し、第１ジョイント部６８の下面と、第２ジョイント部２７のシール部材６６とが離反するとともに、第２開閉弁６３の当接軸部６３ｂと第１開閉弁６９の当接軸部６９ｂとが離反する。これにより、第１開閉弁６９のバネ座部６９ａがコイルバネ７０の付勢力によりシールリング７１に密着して第１開閉弁６９が閉状態となった後、第２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に密着して第２開閉弁６３が閉状態となる。

詳しくは、図１０に示す。図１０は図１に示す複合機の第１及び第２ジョイント部６８，２７の離脱動作を概略的に説明する図面であり、（ａ）は離脱開始時の要部断面図、（ｂ）は離脱途中の要部断面図、（ｃ）は離脱完了後の要部断面図である。図１０（ａ）に示すように、第２ジョイント部２７が降下して第１ジョイント部６８から離反し始めると、第１開閉弁６９のコイルバネ７０が第２開閉弁６３のコイルバネ６４よりもバネ定数が大であるので、第１開閉弁６９が第２開閉弁６３よりも先に閉じることとなる。よって、図１０（ｂ）に示すように、第２開閉弁６３が開放状態でシール部材６６が封止状態から非封止状態となることで負圧が発生しても、該負圧はサブタンク１７側に侵入せずに第２ジョイント部２７へと侵入しやすくなる。なお、この負圧は、シール部材６６が圧縮状態から元の状態に変形し、シール部材６６によって閉じられた空間の体積が拡大することによって生じる。

そして、第２開閉弁６３が開放状態でシール部材６６が封止状態から非封止状態となる際には、図９に示すように、メインタンク２５側のピニオンギア５３が図中時計回りに回転駆動されて、ピストン５２が正圧制御室５１に向けて進出し、正圧制御弁５６が第１大気開放孔５１ａを開放する。そうすると、第２ジョイント部２７の流出口６２ａがメインタンク２５内のインク液面より高い位置にあるため、その水頭差により第２開閉弁６３が開放されている間だけ流出口６２ａ付近のインクがメインタンク２５側に戻される。よって、第２ジョイント部２７の外面にインクが残存しにくくなり、第１及び第２ジョイント部６８，２７の離脱時にインクが印刷領域１４に飛散することが防止される。そして、図１０（ｃ）に示すように、第２ジョイント部２７が更に降下駆動されることで、第１開閉弁６９の当接軸部６９ｃと第２開閉弁６３の当接軸部６３ｃとが互いに離反し、第２開閉弁６３も閉じられることとなる。

以上の構成とすると、第１及び第２ジョイント部６８，２７の連結時に、サブタンク１７内へ圧縮エアによる正圧が急伝播することがなく、サブタンク１７に連通する吐出ヘッド１６のノズル孔において良好なメニスカスが破壊されることが防止される。また、第１及び第２ジョイント部６８，２７の離脱時に、サブタンク１７内に負圧が急伝播することがなく、この場合もサブタンク１７に連通する吐出ヘッド１６のノズル孔において良好なメニスカスが破壊されることが防止される。

さらに、第２ジョイント部２７は上下に昇降され、その流出口６２ａが上方に向いて開口しているので、第２ジョイント部２７の流出口６２ａに微量のインクが付着しても、そのインクは第２開閉弁６３が開いたときに自重により第２ジョイント部２７の内部に引き込まれやすくなる。よって、第２ジョイント部２７の流出口６２ａに付着したインクが第１ジョイント部６８に付着して印刷領域１４に垂れ落ちることが防止される。

さらに、環状のシール部材６６の内部には表面張力により残留インク膜が形成される場合があるが、シール部材６６は、サブタンク１７の下面の流入口６８ａの周囲に取り付けられるのではなく、第２ジョイント部２７の上面の流出口６２ａの周囲に取り付けられているので、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）
次に、第２実施形態について説明する。図１１は本発明の第２実施形態の第１及び第２ジョイント部６８，２７の離脱時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。第１実施形態との相違点は、第１及び第２ジョイント部６８，２７の離脱時にメインタンク２５内に負圧を発生させる点である。図１１に示すように、第２ジョイント部２７が降下して第１ジョイント部６８から離反し始めると、第１開閉弁６９のコイルバネ７０が第２開閉弁６３のコイルバネ６４よりもバネ定数が大であるので、第１開閉弁６９が第２開閉弁６３よりも先に閉じる。そして、第２開閉弁６３が開放状態でシール部材６６が封止状態から非封止状態となる際に、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、負圧発生手段を構成するピストンポンプ室５０内のピストン５２が挿通孔５０ａから離反するように後退し、メインタンク２５のインク貯蔵室４９に負圧が生じる。

この負圧により第２開閉弁６３が開放されている間だけ流出口６２ａ付近のインクがメインタンク２５側に戻される。よって、第２ジョイント部２７の外面にインクが残存しにくくなり、第１及び第２ジョイント部６８，２７の離脱時にインクが印刷領域１４に飛散することが防止される。なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。図１２は本発明の第３実施形態の第１及び第２ジョイント部６８，２７の連結動作を概略的に説明する図面であり、（ａ）は連結前の要部断面図、（ｂ）は連結開始時の要部断面図、（ｃ）は連結完了後の要部断面図である。第１実施形態との相違点は、第１及び第２ジョイント部６８，２７の連結時において第１開閉弁６９が閉塞した状態で第２開閉弁６３が開放される時に、シール部材６６と第１ジョイント部６８との間に若干のクリアランスＣが形成されている点である。図１２（ａ）（ｂ）に示すように、第２ジョイント部２７のシール部材６６が第１ジョイント部６８の流入口６８ａの周囲に近接した状態で、第１及び第２開閉弁６９，６３の当接軸部６９ｂ、６３ｂが互いに押し合う。そうすると、第２開閉弁６３のコイルバネ６４が第１開閉弁６９のコイルバネ７０よりもバネ定数が小であるので、第２開閉弁６３が第１開閉弁６９よりも先に開くこととなる。

この第２開閉弁６３が開放される瞬間には、シール部材６６は第１ジョイント部６８の流出口６８ａの周囲の壁面に対して若干離反し、クリアランスＣが形成されている。よって、第２開閉弁６３が開放される時に、第２ジョイント部２７の流出口６２ａ付近にインクが付着していた場合に、第２開閉弁６３の開放に伴って該インクを大気を伴ってスムーズに第２ジョイント部２７の内部に吸い込むことが可能となる。そして、図１２（ｃ）に示すように、第２開閉弁６３が、その可動範囲における下限位置にある状態で、第２ジョイント部２７が更に上昇駆動されることで、第２開閉弁６３の当接軸部６３ｂが第１開閉弁６９の当接軸部６９ｂを押し上げ、第１開閉弁６９が開かれる。なお、他の構成は第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第１ジョイント部６８がインク貯蔵室７３と一体的に形成されてサブタンク１７を構成しているが、第１ジョイント部６８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、サブタンクの第１ジョイント部に対して液体補充手段の第２ジョイント部が連結／離脱される際に、サブタンク内に急な圧力変動が生じないように防止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。

本発明の第１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に示す複合機の第１及び第２ジョイント部の連結動作を概略的に説明する図面であり、（ａ）は連結前の要部断面図、（ｂ）は連結開始時の要部断面図、（ｃ）は連結完了後の要部断面図である。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。図１に示す複合機の第１及び第２ジョイント部の離脱動作を概略的に説明する図面であり、（ａ）は離脱開始時の要部断面図、（ｂ）は離脱途中の要部断面図、（ｃ）は離脱完了後の要部断面図である。本発明の第２実施形態の第１及び第２ジョイント部の離脱時における要部断面図である。本発明の第３実施形態の第１及び第２ジョイント部の離脱動作を概略的に説明する図面であり、（ａ）は離脱前の要部断面図、（ｂ）は離脱開始時の要部断面図、（ｃ）は離脱完了後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サブタンク
２５メインタンク
２７第２ジョイント部
３０インク補充機構（液体補充手段）
５０ピストンポンプ室（負圧発生手段）
５１ａ第１大気開放孔
５１ｂ第２大気開放孔
５６正圧制御弁（圧力制御弁）
６２ａ流出口
６３第２開閉弁
６６シール部材
６８第１ジョイント部
６８ａ流入口
６９第１開閉弁

Claims

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、
前記サブタンクが、第１ジョイント部を有し、
前記液体補充手段が、前記第１ジョイント部に対して連結及び離脱が可能な第２ジョイント部を有し、前記第２ジョイント部が前記第１ジョイント部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、
前記第１ジョイント部には、液体の流入口と、その流出口を閉じるように付勢された第１開閉弁が設けられ、
前記第２ジョイント部には、液体の流出口と、その流出口を閉じるように付勢された第２開閉弁が設けられ、
前記第１及び第２ジョイント部を連結する際には、前記第２開閉弁が先に開いて前記第１開閉弁が後に開く一方、これらが離脱する際には、前記第１開閉弁が先に閉じて前記第２開閉弁が後に閉じる構成であり、
前記第１ジョイント部と前記第２ジョイント部との間にシール部材が介設されており、
前記シール部材は、前記第１及び第２ジョイント部の連結時に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構成であり、
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、該大気開放孔を開閉可能な圧力制御弁とを備え、
前記流出口は、前記メインタンク内の液面よりも高く配置されており、
前記シール部材が封止状態から非封止状態となる時に、前記第２開閉弁が開放状態であるとともに前記圧力制御弁により前記大気開放孔が開放される構成である液体吐出装置。
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、
前記サブタンクが、第１ジョイント部を有し、
前記液体補充手段が、前記第１ジョイント部に対して連結及び離脱が可能な第２ジョイント部を有し、前記第２ジョイント部が前記第１ジョイント部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、
前記第１ジョイント部には、液体の流入口と、その流出口を閉じるように付勢された第１開閉弁が設けられ、
前記第２ジョイント部には、液体の流出口と、その流出口を閉じるように付勢された第２開閉弁が設けられ、
前記第１及び第２ジョイント部を連結する際には、前記第２開閉弁が先に開いて前記第１開閉弁が後に開く一方、これらが離脱する際には、前記第１開閉弁が先に閉じて前記第２開閉弁が後に閉じる構成であり、
前記第１ジョイント部と前記第２ジョイント部との間にシール部材が介設されており、
前記シール部材は、前記第１及び第２ジョイント部の連結時に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構成であり、
前記メインタンクは、前記第２ジョイント部から前記メインタンク内へと液体を戻す負圧を発生させる負圧発生手段を備えており、
前記シール部材が前記流路の封止状態から非封止状態となる時に、前記第２開閉弁が開放状態であるとともに前記負圧発生手段が前記メインタンクに負圧を発生させる構成である液体吐出装置。
前記第２開閉弁の開放動作の開始時に、前記流路が前記シール部材により封止されている請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
前記第２開閉弁の開放動作の開始時に、前記シール部材と、前記第１ジョイント部又は前記第２ジョイント部との間にクリアランスが形成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の液体吐出装置。
前記第１開閉弁と前記第２開閉弁とは、それぞれ互いに近接する方向にバネで付勢されて閉じられており、
前記第２ジョイント部が前記第１ジョイント部に接近して連結されることで、前記第２開閉弁と前記第１開閉弁とが当接し、前記バネに抗して互いを押し開く構成となっている請求項１乃至４のいずれかに記載の液体吐出装置。
前記第２開閉弁を付勢するバネは、前記第１開閉弁を付勢するバネよりもバネ定数が小であり、
前記第２開閉弁は、可動範囲における最も後退した状態で先端が前記第１開閉弁を押し開き可能に突出している請求項５に記載の液体吐出装置。