JP2003326740A

JP2003326740A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2003326740A
Application number: JP2002141205A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Koike; 寧小池; Yoji Ara; 洋治荒; Takehiko Kasamatsu; 健彦笠松; Katsuaki Tsunamoto; 克章綱本; Takahiro Oide; 隆宏大出; Koichi Osumi; 孝一大角; Yoshiyuki Imanaka; 良行今仲; Tadashi Inoue; 直史井上; Kenji Kitahata; 健二北畠
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2003-11-19

Abstract

(57)【要約】【課題】記録ヘッドのインク吐出口から導き出されて
インクを回収し再利用する際、水分や揮発成分の蒸発に
より変化したインク組成をもとのインク組成に近づけ
る。【解決手段】インク回収経路中に異物除去手段とイン
クの増粘を緩和させる増粘緩和手段とを備える。例えば
インク揮発成分と同様の添加液を添加し、増粘したイン
クの組成を本来のインク組成に近づける。増粘緩和手段
はその効果を高めるために、異物除去手段の上流側に設
けるとよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録手段から記録
シートへインクを吐出して画像等の記録を行なうインク
ジェット記録装置に関するものであり、詳しくはインク
の再利用に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機
能を有する記録装置、或いはコンピューターやワードプ
ロセッサ等を含む複合機やワークステーションの出力機
器として用いられる記録装置は、画像情報に基づいて用
紙やプラスチック薄板（例えば、ＯＨＰ等に用いる）等
の記録シートに画像を記録していくように構成されてい
る。前記記録装置は、使用する記録手段の記録方法によ
り、インクジェット式、ワイヤドット式、感熱式、熱転
写式、レーザービーム式等に分けられる。

【０００３】そのうち、インクジェット式の記録装置
（インクジェット記録装置）は、記録手段（記録ヘッ
ド）から記録シートにインクを吐出して記録を行うもの
であり、記録手段のコンパクト化が容易であり、高精細
な画像を高速で記録することができ、普通紙に特別の処
理を必要とせずに記録することができ、ランニングコス
トが安く、ノンインパクト方式であるため騒音が少な
く、しかも多色のインクを使用してカラー画像を記録す
るのが容易である等の利点を有している。

【０００４】図３は従来のプリンタにおけるインク流路
を示す概略構成図である。

【０００５】図３に示すように、第１のポンプ１０８が
図示ＣＣＷ方向（反時計回り）に一定時間回転される
と、インクカートリッジ１０２に貯留されているインク
が第１のバッファタンク１０４を経由してサブタンク１
０３へ供給される。このとき大気連通口１０３ａは閉じ
られており、余剰のインクは余剰インク排出口１０３ｂ
よりインクカートリッジ１０２に戻される。記録ヘッド
の吐出時には大気連通口１０３ａが開放される。

【０００６】一方、第１のポンプ１０４および第２のポ
ンプ１０９が図示ＣＷ方向（時計回り）に回転される
と、サブタンク１０３に貯留されたインクは第１のバッ
ファタンク１０４を経由してインクジェット記録ヘッド
１０１に送液される。送液されたインクは第２のバッフ
ァタンク１０５を経由して再びサブタンク１０３に戻さ
れる。

【０００７】記録ヘッド１０１から吐出されたインクは
インク回収桶１０６で受けられ、第３のポンプ１１０に
よってフィルタキット１０７で塵等の異物を除去した後
サブタンク１０３に戻される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】インクカートリッジか
ら記録ヘッドに達し、記録ヘッドの吐出口から記録のた
めの吐出、あるいは吐出回復により導き出されたインク
を再利用する場合、塵挨等のインク中の不純物を除去
し、揮発成分の蒸発等による増粘等の物性変化を抑える
必要がある。

【０００９】不純物の除去に関しては、例えば特開平７
−３１４７０５号公報、特開平９−１３１８９５号公報
に開示されている技術がある。

【００１０】しかしながら、これら従来の技術において
は、不純物の濾過に効果を示すものの、蒸発した水分や
他の揮発成分を補うことはできない。そのためカラー画
像、特に写真調の画像を記録する場合において、色の再
現性に劣る場合があった。

【００１１】本発明の目的は、インク中の水分や他の揮
発成分が蒸発した場合においても、再利用するインクに
不純物が溶け込むことがなく、更に色再現性を高めたイ
ンクジェット記録装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、インクを吐出して記録
シートに記録を行う記録手段と、前記記録手段に供給す
るインクを貯蔵するインク貯蔵手段と、前記記録手段の
インク吐出口から導き出されたインクを回収し前記イン
ク貯蔵手段に再び供給するインク回収手段を備えたこと
を特徴とする。

【００１３】これにより、一度インク吐出口を通過した
インクの再利用が可能になる。

【００１４】前記構成において、インク貯蔵手段から記
録手段に至るインク流路をインク供給経路、インク吐出
口から導き出されたインクを受けるインク受け部からイ
ンク貯蔵手段に至るインク流路をインク再利用経路とす
ると、回収されたインクに含まれる異物を除去する異物
除去手段をインク再利用経路中に備えるとよい。

【００１５】これにより、再利用インクに含まれる不純
物を除去することができる。

【００１６】前記インク回収経路に、インクの増粘を緩
和させる増粘緩和手段を備えるとよい。その際増粘緩和
手段は、インク流動方向に対し前記異物除去手段の上流
側に設けると更に効果が高い。

【００１７】これにより、蒸発して失われたインク中の
揮発成分を補い、インクの質をバージンインクと同等の
高いレベルで再利用可能になり、記録装置としての色再
現性を高いレベルで保つことができる。

【００１８】前記構成において、前記インクの供給およ
び回収を一つのポンプで行うとよい。

【００１９】これにより、吐出回復に係る機構を簡略化
することができ、インクジェット記録装置をコンパクト
にまとめることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。図１は本発明を適用したインクジェ
ット記録装置のインクの循環系の構成を示す模式図であ
る。

【００２１】図１において、インクカートリッジ３は、
供給チューブ３１、圧力センサ４および供給チューブ３
２を介して、記録ヘッド１が配設されたキャリッジ（不
図示）上のサブタンク１１に接続されている。

【００２２】前記圧力センサ４はインクの有無を検知す
るためのものである。前記供給チューブ３１および３２
は、柔軟性および弾性を有するシリコンゴム等のゴム状
弾性体（可撓性）で構成されている。

【００２３】サブタンク１１は記録ヘッド１にインクを
供給するとともに、吸引チューブ３３を介して通して後
述する吸引ポンプ２に連結されている。これによりサブ
タンク１１内のインクレベル（水位）を一定に保つこと
ができ、常に一定範囲内の負圧を確保でき、良好な記録
を維持することができる。

【００２４】前記記録ヘッド１は、熱エネルギレを利用
してインクを吐出するインクジェット記録手段であっ
て、熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備え
たものである。また、前記記録ヘッド１は、前記電気熱
変換体によって印加される熱エネルギーにより生じる膜
沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を
利用して、吐出口よりインクを吐出させ、記録を行うも
のである。

【００２５】図２は、前記記録ヘッド１のインク吐出部
の構造を模式的に示す部分斜視図である。図２におい
て、不図示の記録シートと所定の隙間（例えば、約０．
５〜２．０ｍｍ程度）をおいて対面する吐出口面１２に
は、所定のピッチで複数のインク吐出口１３が形成さ
れ、共通液室１４と各インク吐出口１３とを連通する各
液路１５の壁面に沿ってインク吐出用のエネルギーを発
生するための電気熱変換体（発熱抵抗体など）１６が配
設されている。本実施形態においては、記録ヘッド１
は、前記インク吐出口１３がキャリッジ（不図示）の走
査方向と交叉する方向に並ぶような位置関係で、キャリ
ッジに搭載されている。こうして、画像信号または吐出
信号に基づいて対応する電気熱変換体１６を駆動（通
電）して、液路１５内のインクを膜沸騰させ、その時に
発生する圧力によってインク吐出口１３からインクを吐
出させる記録ヘッド１が構成されている。

【００２６】吸引ポンプ２は、本インク循環系のインク
を循環させるためのものであり、２つの吸引口２１，２
２と、排出口２３とを備えている。

【００２７】前記吸引チューブ３３は吸引口２２に接続
されており、他の吸引口２１は、吸引チューブ３４を介
してキャップ５に連通している。排出口２３は、接続チ
ューブ３５、増粘緩和剤追加器６、接続チューブ３６、
フィルタ７、ドレインチューブ３７を介してインクカー
トリッジ３に接続されている。前記供給チューブ３１、
３２と同様に、前記吸引チューブ３３、３４、接続チュ
ーブ３５、３６、ドレインチューブ３７もゴム状弾性体
（可撓性）で構成されている。

【００２８】５はキャップであり、駆動モータ８を駆動
させることにより、前記記録ヘッド１に対し当接／離間
を切替え可能に設けられている。

【００２９】前記キャップ５を記録ヘッド１に対し当接
（キャッピング）した状態で、前記吸引ポンプ２を作動
させてインク吐出口１３に負圧を作用させることによ
り、増粘したインク、気泡、塵挨等の異物をインクとと
もに吸出してこれを排出するように構成されている。

【００３０】吸引されたインクには、記録ヘッドの吐出
口周辺で乾燥して付着していた増粘インクや、記録シー
ト搬送時に噴霧し記録ヘッドに付着した紙粉、インクの
析出物などの様々な異物が含まれている。フィルタ７は
これらを濾過し、異物を除去するためのものである。

【００３１】インクジェット記録用のインクは、例えば
特公平７−１１９３７８号公報に開示されているインク
は複数の染料、グリセリン、尿素、イソプロピルアルコ
ール（以下、「ＩＰＡ」という）、純水で構成されてい
る。

【００３２】インクの増粘の主な理由として水分の蒸発
が挙げられるが、上述の如く、ＩＰＡなどの揮発成分も
含まれており、高い印字品質を維持するためには前記蒸
発した揮発成分を補う必要がある。例えば、増粘緩和剤
追加器６はこの蒸発成分を補うためのものであり、イン
ク組成に見合った増粘緩和剤を設定し、ここで補充す
る。前記インクの場合、主な揮発成分が水分とＩＰＡで
あり、蒸発比率に応じて純水とＩＰＡとを混合したもの
を補充する。

【００３３】増粘緩和剤の補充位置は前記フィルタ７の
直前に設けている。前述のように、フィルタ７はインク
中の不純物を濾過するためのものである。除去効果を高
めるためにはフィルタの透過性を高いまま維持するのが
よい。したがって、補充して不都合の無い増粘緩和剤で
あれば、フィルタ通過前に補充することにより、例えば
インクの揮発成分の蒸発により析出した析出物を軽減す
ることができ、フィルタの濾過精度を少しでも高く維持
することができる。

【００３４】次に、インクカートリッジ３を基点とし
て、インクの循環について説明する。

【００３５】図１において、例えばキャリッジ（不図
示）のホームポジションにおいて、駆動モータ８を駆動
し、キャップ５により記録ヘッド１をキャッピングす
る。同時に駆動モータ８は吸引ポンプ２を駆動し、これ
により吐出口１３に負圧を作用させる。インクカートリ
ッジ３内のインクは、供給チューブ３１、圧力センサ４
を通り、サブタンク１１をへて記録ヘッド１内に流入さ
れる。サブタンク１１の許容量を超えたインクは、吸引
チューブ３３からポンプ２に送られる。

【００３６】サブタンク１１から記録ヘッド１に送られ
たインクのうち、画像の記録に用いられず、前記負圧に
よりインク吐出口１３より吸引されたインクもまた、吸
引チューブ３４からポンプ２に送られる。

【００３７】ポンプ２の排出口２３より排出されたイン
クは、連結チューブ３５、３６、ドレインチューブ３７
を通る途中で、増粘緩和剤追加器６でインク中の揮発成
分等の増粘緩和剤が補充され、フィルタ７で塵挨やイン
ク析出物などの様々な不純物が濾過され、インクカート
リッジ３へと戻される。

【００３８】上述の実施形態に対し、インクカートリッ
ジ３に係るインク流路中に大気連通口などの圧力調整手
段を設けてもよい。インクの循環は、記録ヘッド１から
インクカートリッジ３に至るインク供給経路内の負圧、
インクカートリッジ３内の負圧、吸引ポンプ２からイン
クカートリッジ３に至るインク回収経路中の負圧のバラ
ンスが取れている系の中で成り立っている。負圧差が大
きい場合、急激な負圧の変動が発生した場合など、正常
なインク循環を得られない場合が起こりうる。例えば、
インク回収経路中の負圧がインクカートリッジ３内の負
圧より大きい場合、インクはインク回収経路中に留まろ
うとしインクカートリッジ３に流入しない。

【００３９】圧力調整手段を設け、インク回収経路とイ
ンクカートリッジ３の負圧のバランスを取ることによ
り、インクの循環をスムーズにすることができる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インクカートリッジから記録ヘッドに達し、記録ヘッド
の吐出口から記録のための吐出、あるいは吐出回復によ
り導き出されたインクを再利用する場合において、水分
を含むインクの揮発成分を補充することにより、揮発成
分の蒸発によって析出した析出物を再溶解し、更にバー
ジンインクに近い物性値にすることができる。そのた
め、再利用インクの質を高めることができ、バージンイ
ンクに劣らない高い画像品位を維持することができる。

【００４１】加えて、インクの再利用は廃棄インクを削
減し、１カートリッジあたりの実使用インク量の増加、
結果としてのランニングコストの低減という経済性の向
上、廃インク吸収体の容量減少または削除による装置の
コンパクト化を達成することができるのは言うまでもな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したインクジェット記録装置のイ
ンク循環系の構成を示す模式図である。

【図２】図１に示す記録ヘッドのインク吐出部の構造を
模式的に示す分解斜視図である。

【図３】従来のインク循環系を示すインク循環系の液体
接続構造を示す模式的斜視図である。

【符号の説明】

１記録ヘッド（記録手段）２吸引ポンプ３インクカートリッジ４圧力センサ５キャップ６増粘緩和剤追加器７フィルタ８駆動モータ１１サブタンク１２吐出口面１３インク吐出口１４共通液室１５液路１６電気熱変換体２１，２２吸引口２３排出口３１，３２供給チューブ３３，３４吸引チューブ３５，３６接続チューブ３７ドレインチューブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者笠松健彦東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者綱本克章東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者大出隆宏東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者大角孝一東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者今仲良行東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者井上直史東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者北畠健二東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2C056 EA23 EA24 EA25 EA27 FA03 JA13 JC20 KB16 KB26 KB40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出して記録シートに記録を行
う記録手段と、前記記録手段に供給するインクを貯蔵す
るインク貯蔵手段と、を備えたインクジェット記録装置
において、前記記録手段のインク吐出口から導き出され
たインクを回収し前記インク貯蔵手段に再び供給するイ
ンク回収手段を備えたことを特徴とするインクジェット
記録装置。
【請求項２】インク貯蔵手段から記録手段に至るイン
ク流路をインク供給経路、インク吐出口から導き出され
たインクを受けるインク受け部からインク貯蔵手段に至
るインク流路をインク回収経路とすると、回収されたイ
ンクに含まれる異物を除去する異物除去手段をインク回
収経路中に備えたことを特徴とする請求項１に記載のイ
ンクジェット記録装置。
【請求項３】前記インク回収経路において、インクの
増粘を緩和させる増粘緩和手段を更に備えたことを特徴
とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】前記増粘緩和手段は、インク回収経路に
おけるインク流動方向に対し、前記異物除去手段の上流
側に備えたことを特徴とする請求項３に記載のインクジ
ェット記録装置。
【請求項５】前記インクの供給および回収を一つのポ
ンプで行うことを特徴とする請求項１から請求項４の何
れかの項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】前記記録手段は、前記インクを吐出する
ために利用されるエネルギを発生する素子として前記イ
ンクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電気熱
変換体を備えたことを特徴とする請求項１から請求項５
の何れかに記載のインクジェット記録装置。