JP2006327097A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来の大型インク供給タンクを備えるインクジェット記録装置は、インクを記録ヘッドに供給するために装置内を引き回されたガスバリヤー性が低い柔軟樹脂チューブが外部から空気が浸入し気泡がノズルの噴射特性を低下させて画質に悪影響を与えている。
【解決手段】本発明は、画像形成時には、インク供給系のガスバリヤー性の低い柔軟樹脂チューブから浸入する気泡を記録ヘッド下流に設けたインク貯留タンク内にインクと共に送り込み、気泡を気泡吸引パックを介して外部に放出させて、気泡が除去されたインクが記録ヘッドに送出され、非画像形成時には、環状に連結されたチューブによるインク供給系内を常時、インクを循環させて気泡の滞留を防止するインクジェット記録装置である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インク貯留タンク内の気泡を除去する気泡除去手段を有するインク供給系を搭載するインクジェット記録装置に関する。

一般に、画像形成媒体若しくは記録媒体にインクを吐出して画像形成をするインクジェット方式の画像形成技術を用いたインクジェット記録装置が知られている。このインクジェット記録装置は、微細なインク滴を記録媒体に噴出して画像を形成するという簡易な画像形成プロセスであるため、装置の小型化や画像のカラー化が実現しやすく且つ、低価格で販売できるため、一般ユーザを含め広く普及している。

このインクジェット記録装置には、インクを記録ヘッドに供給するためのインク供給系を備えている。インク供給系は、主として、インクが充填されたインクを主としてストックするメインタンク（インク供給タンク）と、メインタンクから実際に使用するインクを取り出して一時的に貯留するサブタンク（インク貯留タンク）と、これらのタンク間や記録ヘッド間を繋ぐインク管（パイプ又はチューブ）とで構成されている。

通常のインクジェット記録装置では、インク消費時間の長期化を図るために、インク供給タンクを大型化して装置内に固定配置されている。

この大型インク供給タンクは、チューブで記録ヘッドに連結するインク供給系が設けられている。このチューブは、装置内を引き回すため、組立性、保全性等を考慮して柔軟樹脂チューブが使用される。

しかし、柔軟樹脂チューブはガスバリヤー性が低く、外部から空気を浸入させて、チューブ内に滞留したり、通過するインク内に混入したりする気泡が発生する。また、チューブ以外にも、インク供給系の各パーツ、各ユニットの接続部分及び大気開放部からも空気が浸入して、インク内に気泡を発生させる。この気泡が記録ヘッドのインク噴射ノズルに達すると、噴射特性を低下させて記録媒体上の画質に悪影響を与えてしまう。

そこで、例えば、特許文献１乃至４で提案されるような種々の手法による気泡除去が実施されている。

特許文献１は、メインタンクから記録ヘッドに至る往路インク管に溜まった気泡をサブタンクに設けられた大気連通口から排除する技術を開示している。特許文献２は、サブタンクのインクをメインタンクに戻し、サブタンク内の気泡を外部に排出した後に、メインタンクからサブタンクに所定量のインクを供給して気泡を除去する技術を開示している。特許文献３は、記録ヘッドのマニュホールド内を上昇する気泡をメインタンクに戻す技術を開示している。特許文献４は、サブタンク内の空気を排出する排出手段を用いた技術を開示している。
特開平６−３３６０２０２号公報 特開２００２−１６６５７０公報 特開２０００−１０３０７４公報 特開平１１−３２０９０１号公報

前述した特許文献１乃至４においては、以下のような問題を含んでいる。
特許文献１においては、往路インク管に溜まった気泡を大気連通口から排除する技術であるが、この気泡排除方法では、サブタンク内インク中の気泡が上昇するのを待機することとなり、気泡除去に長時間を要している。また、特許文献２においては、サブタンク内の気泡を外部に排出する技術であるが、この気泡除去においても、積極的な気泡除去手段は示されていない。

さらに、特許文献３においては、記録ヘッドのマニュホールド内を上昇する気泡をメインタンクに戻しているが、積極的な気泡除去手段は示されていない。特許文献４においては、サブタンク内の空気を排出する排出手段であるが、空気層を吸引するため、サブタンク内インクに気泡が残存する可能性が高く、効率的な気泡排除とはなっていない。

そこで本発明は、簡易な構成でより気泡排除性の高い気泡排除手段を有したインク供給系を搭載す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。

本発明は上記目的を達成するために、記録ヘッドに画像を形成するためのインクを供給するためのインク供給タンクと、前記インク供給タンクより第１のインク流路を介して供給される前記インクを一時的に貯留するインク貯留タンクと、前記インク貯留タンクから前記記録ヘッドに連結する第２の流路と、前記第２の流路の途中に設けられたインク流路切換え手段と、前記第２の流路から分岐し、前記第１のインク流路にインクを戻す第３のインク流路とを有し、前記第１のインク流路から、前記インク貯留タンク、前記第２のインク流路及び前記第３のインク流路を経由して前記第１のインク流路に至るインク循環系を構成し、さらに前記インク貯留タンク内のインクに含まれる気泡を除去する気泡除去手段とを備えるインクジェット記録装置を提供する。

本発明によれば、簡易な構成でより気泡排除性の高い気泡排除手段を有したインク供給系を搭載するインクジェット記録装置を提供することができる。
即ち、本発明は、インク供給系のガスバリヤー性の低い柔軟樹脂チューブから浸入する気泡を記録ヘッド下流に設けたインク貯留タンク内にインクと共に送り込み、その気泡を気泡吸引パックを介して強力な吸引により外部に放出するため、気泡が除去されたインクが記録ヘッドに送出され、気泡による噴射不良を防止する。また、記録ヘッド非作動時にインク供給系内を常時インクを循環させて気泡の滞留を防止する。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明のインク供給系を搭載するインクジェット記録装置に係る第１の実施形態の概念的な構成例を示す図である。図１においては、要旨となるインクジェット記録装置における記録ヘッド及びインク供給系を主として示しており、図示しないが通常の記録媒体供給機構、記録媒体搬送機構、記録媒体排出機構、メンテナンス機構及び装置全体を制御する装置制御部等を有している。

インク供給系は、主として、外部から補充される比較的多量のインクを貯留するインク供給タンク（メインタンク）１と、インク供給タンクから供給されたインクを一時的に貯留して、記録ヘッド２５にインクを適宜供給するインク貯留タンク（サブタンク）１１と、これらを連結する各種チューブと、各種センサ等々とにより構成されている。

インク供給タンク１は、例えば直方体形状を成しており、ガスバリヤー性の高い合成樹脂により成形されている。インク供給タンク１の天面中央部には、少なくとも１つの大気開放口２を開口されている。尚、大気開放口２は蓋により封止可能になっており、インク供給タンク１が図示していないインクジェット記録装置本体（以下装置本体）への装着前には、封止されてインクが漏れ出ないようにしている。インク供給タンク１は、装置本体に装着された時には、図示しない解除手段により大気開放口２の封止を解除し、インク供給タンク１内を大気開放する。

また、インク供給チューブ４は、例えば、細径の金属パイプで作製されており、装置本体に固定されているチューブホルダ５に保持される。インク供給チューブ４は、先端部が絞り込まれた形状を成し、インク供給タンク１の下部側面に軟らかいゴムで作製したインク供給口３３を貫通して、インク供給タンク１内部に延出される。従って、インク供給タンク１装着時には、インク供給チューブ４の先端部をインク供給口３を貫通させて装着する。インク供給口３３にインク供給チューブ４外面が弾性力により密着して、接続部分から空気が入り込んだり、インクが漏れ出たりしないように密封化されている。

チューブホルダ５は、内部にＬ字形状の貫通孔が設けてあり、入口側にインク供給チューブ４を、出口側にインク供給チューブ６をそれぞれ差し込み、気密に保持する構成となっている。インク供給チューブ６はガスバリヤー性の高い硬質樹脂チューブまたは金属パイプで作製されている。

また、三方向電磁弁７は、装置本体に固定され、装置制御部により三方向の弁切換えが行われる。この三方向電磁弁７の入口側の１つにインク供給チューブ６が差し込まれて密封するように連結される。他方の三方向電磁弁７の出口側にインク供給チューブ８が差し込まれ密封するように連結される。このインク供給チューブ８は、ガスバリヤー性の低い柔軟樹脂チューブで作製してもよい。

さらに、チューブポンプ９は装置本体に固定されており、入口側にインク供給チューブ８を、出口側にインク供給チューブ１０をそれぞれ差し込み、気密に保持する構成となっている。このチューブポンプ９は、装置制御部により駆動制御され、動作時には、矢印Ａ方向にインクを送出する。チューブポンプ９の供給チューブ１０はガスバリヤー性の低い柔軟樹脂チューブで作製してもよい。

また、インク貯留タンク１１は、例えば直方体形状を成しており、ガスバリヤー性の高い合成樹脂により成形され、図示しない保持手段により装置本体に固定されている。

図１に示すインク貯留タンク１１の右側面下部にインク供給チューブ１０の先端部を密封化するように接続する。同様に、インク貯留タンク１１の左側面下部にＴ字管２１の入口側を密封化するように接続する。また、Ｔ字管２１の一方の出口側と循環チューブ２２の先端部を密封化するように接続する。さらに、循環チューブ２２の他端は、三方向電磁弁７のもう一つの入口部に密封化するように接続する。この循環チューブ２２はガスバリヤー性の低い柔軟樹脂チューブで作製してもよい。

Ｔ字管２１のもう一方の出口側と電磁弁２３の入口側を密封化するように接続する。そして、電磁弁２３の出口部と連結チューブ２４の一端を密封化して接続する。連結チューブ２４はガスバリヤー性の高い硬質樹脂チューブで作製されている。電磁弁２３は図示しない保持手段により装置本体に固定され、装置制御部により弁が開閉される。

また連結チューブ２４の他端は、装置本体に固定されている記録ヘッド２５の入口側と密封化するように接続する。記録ヘッド２５内にプールされたインクは、インク噴射ノズル面２６から、圧電方式等の噴射手段により液滴となって外部に噴射される。この噴射指令は装置制御部から送られてくる。

記録ヘッド２５が駆動していない際には、インク噴射ノズル面２６は、図示しないメンテナンス機構に含まれる移動機構に保持されているキャップ２７により覆われて、保護されている。即ち、キャップ２７は、記録ヘッド２５の非駆動時にはインク噴射ノズル面２６に密着し、記録ヘッド２５の駆動時には、この密着を解除して、矢印Ｂ方向に移動する。

そして、記録媒体搬送機構によりインク噴射ノズル面２６下方を搬送される記録媒体が通り抜ける時に、記録媒体面に向かって記録ヘッド２５内のインクが噴射される。キャップ２７の移動機構と記録媒体搬送機構の作動は装置制御部の指令により行われる。

図１において、インク貯留タンク１１の右端内面上部には、インク面上限検知センサ１２が配設され、同様に右端内面下部には、インク面下限検知センサ１３が配設される。これらのセンサ１２，１３は、装置制御部に接続され、これらの検出信号に基づき、チューブポンプ９及び三方向電磁弁７がそれぞれ駆動される。また、インク貯留タンク１１の左端内面中央部には、保持部材２９が固着される。この保持部材２９の他端部には、気泡吸収パック２８をインク貯留タンク１１の中央部に位置するように固着する。

気泡吸収パック２８は、中空糸状のポリテトラフルオロエチレン等からなる気体透過材膜により内部空間を有する例えば、立方体状に形成されている。外部からインク貯留タンク１１の上面部を貫通して、気泡吸収パック２８内に差し込まれ先端部分が内部に留まるように、排気チューブ１４が設けられる。この貫通部分と差し込み部分は密封化されている。排気チューブ１４は、ガスバリヤー性の高い硬質樹脂チューブとして作製されている。

気泡吸収パック２８内に差し込まれた排気チューブ１４の先端は、インク貯留タンク１１内に設けられているインク上面検知センサ１２の取り付け位置より下方になるように設ける。

また、装置本体に固定される三方向電磁弁１５は、排気チューブ１４の他端と三方向電磁弁１５の入口側を密封化するように接続する。三方向電磁弁１５の一方の出口側に圧力チューブ３０を密封化するように接続し、他端側をインク貯留タンク１１の上面部に密封化するように貫通させる。さらに、チューブポンプ１７は、装置本体に固定されていて、排気チューブ１６により三方向電磁弁１５と密封化するように接続する。排気チューブ１６は、ガスバリヤー性の高い硬質樹脂チューブで作製する。

チューブポンプ１７の排気側には、排気チューブ１８が密封化するように接続される。三方向電磁弁１５とチューブポンプ１７は、装置制御部の指示に従って駆動される。チューブ２０は、排気チューブ１４と同様に、インク貯留タンク１１の上面部を貫通して、その先端が気泡吸収パック２８の上面側から内部に留まるように差し込まれている。この貫通部分と上面の差し込み部分は密封化されている。チューブ２０の他端は、圧力センサ１９に接続され、接続部分は密封化されている。このチューブ２０においても、ガスバリヤー性の高い硬質樹脂チューブで作製されている。圧力センサ１９は、図示しない装置本体に固定され、検出結果は装置制御部に送信されている。

また、チューブ３４の一端は、インク貯留タンク１１上面部を貫通して設けられ、その貫通部分は密封化されている。チューブ３４の他端は、圧力センサ３３に接続され、接続部分は密封化されるている。また、圧力チューブ３０と同様に、気泡吸収パック２８に差し込まれているチューブ１４の先端部は、インク貯留タンク１１内に設けられたインク上面検知センサ１２の位置より下方にする。但し、圧力チューブ３０とチューブ３４のそれぞれの先端部は、共にインク貯留タンク１１内に設けられたインク上面検知センサ１２の位置より上方になるように配置する。

尚、図１及び、後述する図２，図３にそれぞれ示す２点鎖線内が記録媒体の搬送方向に対して直行し、記録媒体の幅方向である主走査方向に移動する可動部を構成する。その際、インク供給チューブ１０と循環チューブ２２は、可動範囲をカバーする長さを有する柔軟樹脂チューブである。従って、インク供給チューブ１０及び、循環チューブ２２は、可動部の移動への負荷が低く、配管の容易さが要求されるため、ガスバリヤー性の低い柔軟樹脂チューブを使用する。

また、インク供給チューブ８自体は可動しないが、装置内において比較的に長い空間を要する所に使用されているため、配管作業の容易さが要求され、ガスバリヤー性の低い柔軟樹脂チューブを適用している。勿論、作業効率から見たものであって、このタイプのチューブに限定されることはない。

このように構成された第１の実施形態のインク供給系を搭載するインクジェット記録装置における「インク供給タンクからインク貯留タンクヘのインク供給」について詳細に説明する。
まず、装置制御部は、三方向電磁弁７に対して、インク供給チューブ６と、インク供給チューブ８及び循環チューブ２２の三方向すべてが連結する方向に作動させる。この時、電磁弁２３を閉状態に作動させる。

三方向電磁弁１５を圧力チューブ３０と排気チューブ１６が連結する方向に作動させる。そして、チューブポンプ１７を外気吸引とは逆方向に作動させて、インク貯留タンク１１内を負圧状態に保持する。この保持方法は、装置制御部が圧力センサ３３からの検出圧力値に基づき、チューブポンプ１７における回転数を制御することにより行われる。 このような状態において、チューブポンプ９は、インク供給タンク１内のインクを吸引してインク貯留タンク１１に供給する。これにより、インク貯留タンク１１内と、Ｔ字管２１、循環チューブ２２に亘り、インクが充填される。

この充填により、インク貯留タンク１１内で上昇するインクがインク上面検知センサ１２に検知されると、装置制御部は、チューブポンプ９の作動を停止させる、と共に、チューブポンプ１７の作動も停止させる。

次に、［インク貯留タンクから記録ヘッドヘのインク供給］について説明する。
まず、電磁弁２３を開状態に作動する。その後、三方向電磁弁１５は排気チューブ１６と圧力チューブ３０が連結するように作動する。また、三方向電磁弁７は、インク供給チューブ６とインク供給チューブ８が接続するように作動する。

このような状態において、チューブポンプ１７を外気吸引する方向に作動させて、インク貯留タンク１１内のインク面上部の空間を加圧する。この加圧により、インク貯留タンク１１内のインクは、Ｔ字管２１、連結チューブ２４を介して記録ヘッド２５内に供給される。

この時、インク供給チューブ８とインク供給チューブ１０は、チューブポンプ９により遮断されているので、インクがインク供給タンク１側に逆流して戻ることはない。この記録ヘッド２５ヘの供給は、圧力センサ３３の圧力値がある一定値になるようにチューブポンプ１７の回転数を制御し、記録ヘッド２５内への充填完了時にチューブポンプ１７を停止させて終了する。

次に、［記録ヘッド作動（インク噴射）時のインク消費］について説明する。
まず、キャップ２７が記録ヘッド２５から離れて待避して、搬送される記録媒体がインク噴射ノズル２６下方に通過している際に、記録ヘッド２５が駆動してインクを噴射する。この吐出動作により、インク貯留タンク１１内に充填されているインクが消費される。このような記録動作状態において、三方向電磁弁１５を開いて、排気チューブ１６と圧力チューブ３０とを連結させる。

その後、チューブポンプ１７を外気吸引とは逆方向に作動させて、インク貯留タンク１１内のインク面上部の空間を吸引し負圧を発生させる。この負圧により、インク貯留タンク１１内のインクは、Ｔ字管２１、連結チューブ２４を経て、記録ヘッド２５内にも負圧を発生させる。この負圧力は、インク噴射ノズル２６面の図示しない各々ノズル先端部にメニスカス維持する程度のものとする。

このような負圧は、圧力センサ３３により検知され装置制御部に送られる。装置制御部は、メニスカスを維持するレベル保持するように、チューブポンプ１７の回転数を制御する。この制御は記録ヘッド２５の作動中維持され、この間にインク噴射によりインク貯留タンク１１内のインクが消費される。

次に、「インク供給系内のインク循環」について説明する。
まず、記録ヘッド２５の非作動時、電磁弁２３は閉状態とする。そして、チューブポンプ１７も作動を停止する。このような状態において、三方向電磁弁７を循環チューブ２２とインク供給チューブ８が連結するように作動させる。その後、チューブポンプ９を図１に示す矢印Ａ方向にインクを送るように作動させる。これにより、インクはインク供給チューブ１０、インク貯留タンク１１、Ｔ字管２１、インク循環チューブ２２を経て、三方向弁７に至るインク経路を循環する。

このインク循環動作は、記録ヘッド２５の非動作時又は、常時に行われる。そして、ガスバリヤー性の低い柔軟樹脂チューブにより作製されているインク供給チューブ８、インク供給チューブ１０、循環チューブ２２がインク内に取り入れる気泡をインク貯留タンク１１内に搬送する。

次に、「気泡除去」について説明する。
まず、三方向電磁弁１５を排気チューブ１４と排気チューブ１６が連結するように作動させる。そして、チューブポンプ１７を外気吸引とは逆方向に作動させる。この状態により、気泡吸引パック２８内に負圧が発生する。この負圧は圧力センサ１９により検知する。この負圧力は、インク貯留タンク１１内インクに混入している気泡を気泡吸引パック２８の表面から内部に取り入れられる程度なものとし、圧力センサ１９の値で装置制御部によりチューブポンプ１７の回転数を制御する。気泡吸引パック２８に吸引された気泡は、排気チューブ１４、三方向電磁弁１５、排気チューブ１６、チューブポンプ１７及び排気チューブ１８を経て外気へ除去される。

次に、「インク貯留タンクヘのインク補充」について説明する。
記録ヘッド２５のインク噴射に伴い、インク貯留タンク１１内に充填されているインクが消費される。インク面上限検知センサ１２がインクを検知している状態から、徐々にインクが消費されて、インク面下限センサ１３がインク面を検知すると、電磁弁２３が閉状態に作動する。以降は、前述した「インク供給タンクからインク貯留タンクヘのインク供給」と同じ動作により、インク供給タンク１からインク貯留タンク１１にインクが補充される。

また、前述した本実施形態においては、気体透過膜をパック状としたが、それ以外のチューブ状等形状は特に限定されない。また、気体透過膜の材質は、ポリテトラフルオロエチレンとしたが、気体透過性が有る材質であれば、これに限定されるものではない。

以上説明したように、第１の実施形態においては、インク噴射ノズル面２６のノズル先端に出来るメニスカスを維持するための負圧維持を、圧力センサ３３による検出圧力値と、チューブポンプ１７の開閉による圧力制御で行うため、他の実施形態における水頭差による制御よりも、バラツキが少ない安定した負圧になり、安定したインク噴射が行える効果がある。

次に、第２の実施形態について説明する。
図２に示すように、第２の実施形態は、前述した第１の実施形態とは、インク貯留タンク１１上面部に設けている圧力センサ３３とチューブ３４を設けずに、三方向電磁弁１５とチューブポンプ１７との間に、チューブ３５と三方向電磁弁３１と大気開放チューブ３２とを設けた点が異なっている。以外の構成は、前述した図１に示す構成部位と同等であり、同じ参照符号を付して、その説明を省略する。

三方向電磁弁３１の三方向口は、それぞれチューブ３５と大気開放チューブ３２と排気チューブ１６とを接続し、それぞれの接続部分を密封化する。また、チューブ３５の他端は前記１５三方向電磁弁の一方口と密封化して接続する。

次に、第２の実施形態に作用について説明する。ここで、［インク供給タンクからインク貯留タンクヘのインク供給］について説明する。

まず、三方向電磁弁７をインク供給チューブ６とインク供給チューブ８が連結する方向に作動させた後、電磁弁２３を閉状態に作動させる。さらに、三方向電磁弁１５を圧力チューブ３０とチューブ３５が連結する方向に作動させる。その後、三方向電磁弁３１をチューブ３５と大気開放チューブ３２が連結する方向に作動させて、インク貯留タンク１１内を大気圧状態にする。

このような状態において、チューブポンプ９はインク供給タンク１内のインクを吸引して、インク貯留タンク１１に供給する。供給されたインクは、インク貯留タンク１１内と、Ｔ字管２１、循環チューブ２２に亘り、インクが充填される。インク貯留タンク１１内のインクがインク上面検知センサ１２に検知されると、チューブポンプ９の作動が停止する。

次に、「インク貯留タンクから記録ヘッドヘのインク供給」について説明する。

まず、三方向電磁弁３１は、排気チューブ１６とチューブ３５が連結するように作動する。その後、三方向電磁弁１５は、チューブ３５と圧力チューブ３０が連結するように作動する。さらに、電磁弁２３を開状態に作動させて、チューブポンプ１７を外気を吸引する方向に作動させる。このとき、三方向弁７がインク供給チューブ６とインク供給チューブ８を連結する方向になっていても、チューブポンプ９が停止しているのでインク供給チューブ１０からインク供給チューブ８を介してインク供給タンク１側にインクは移動しない。

このような状態により、インク貯留タンク１１内のインク面上部に正圧が加わり、インク貯留タンク１１内のインクは、Ｔ字管２１と電磁弁２３と連結チューブ２４を経て、記録ヘッド２５に供給される。この記録ヘッド２５ヘのインク供給は、記録ヘッド２５内への充填完了時によりチューブポンプ１７を停止させて終了する。そして、三方向電磁弁３１を大気開放チューブ３２とチューブ３５が連結するように作動させて、インク貯留タンク１１内インク面上部の空間を大気圧状態にする。

次に、「記録ヘッド作動（インク噴射）時のインク消費」について説明する。
まず、キャップ２７が記録ヘッド２５から離れて待避する。搬送される記録媒体がインク噴射ノズル２６下方を通り抜ける時に、記記録ヘッド２５がインクを噴出することにより、インク貯留タンク１１内に充填されているインクが消費される。この状態の時に、インク貯留タンク１１内のインク面は、インク噴射ノズル面２６よりＨ１距離分低い位置にある。この位置関係により、インク噴射面２６内の図示しないノズル先端部は内部からの負圧によりインク面が凹んだメニスカスを形成している。

さらに、記録ヘッド２５の記録動作が継続されると、インク貯留タンク１１内のインクが消費されてインク面が下がる。インク噴射下限検知センサ１３が下がってきたインク面を検知すると電磁弁２３を閉方向に作動させる。インク貯留タンク１１内のインク面の低下に伴い、インク噴射ノズル面２６との距離がＨ１からＨ２に長くなるが、距離Ｈ２であっても記録ヘッド２５が正常にインク噴射できるように、距離Ｈ２を設定する。

次に、「インク供給系内のインク循環」について説明する。
まず、電磁弁２３を閉状態に作動させる。そして、三方向電磁弁７を循環チューブ２２とインク供給チューブ８が連結する方向に作動させる。このような状態において、チューブポンプ９を矢印Ａ方向にインクが流れるように作動させる。これにより、インクはインクチューブ１０とインク貯留タンク１１とＴ字管２１と循環チューブ２２内を循環する。

このインク循環動作は記録ヘッド２５の非動作時には、常時行われる。

そして、ガスバリヤー性の低い柔軟樹脂チューブにより作製されているインク供給チューブ８、インク供給チューブ１０、循環チューブ２２がインク内に取り込まれてしまう気泡をインク貯留タンク１１内に搬送する。

次に「気泡除去」について説明する。
まず、三方向電磁弁１５を排気チューブ１４とチューブ３５が連結する方向に作動させる。そして、三方向電磁弁３１をチューブ３５と排気チューブ１６が連結する方向に作動させる。その後、チューブポンプ１７を外気吸引する方向とは逆方向に作動させる。

このような状態により、気泡吸引パック２８内に負圧が発生する。この負圧は圧力センサ１９により検知する。この負圧力は、インク貯留タンク１１内インクに混入している気泡を気泡吸引パック２８の表面から内部に取り入れられる程度なものとし、圧力センサ１９の値で装置制御部によりチューブポンプ１７の回転数を制御する。

気泡吸引パック２８に吸引された気泡は、排気チューブ１４、三方向電磁弁１５、チューブ３５、三方向電磁弁３１、排気チューブ１６、チューブポンプ１７、及び排気チューブ１８を介して外気に除去される。

次に「インク貯留タンクヘのインク補充」について説明する。
記録ヘッド２５のインク噴射によりインク貯留タンク１１内のインクが消費される。インク面上限検知センサ１２がインクを検知した状態からインクが消費されて、インク面下限センサ１３がインク面を検知すると、電磁弁２３が閉状態に作動する。

以降は前述した「インク供給タンクからインク貯留タンクヘのインク供給」と同じ動作により、インク供給タンク１からインク貯留タンク１１にインクが補充される。

以上説明したように、本実施形態によれば、記録ヘッドのインク噴射ノズル面を負圧に維持するために、インク貯留タンク内を大気開放してその水頭差で行う構成になっている。これにより、前述した第１の実施形態においては、ポンプによる吸引で負圧を維持させていたが、本実施形態では、その制御機構が必要であり、第１の実施形態と同等の効果を得られ、構成がさらに簡略化できる。

次に、第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態は、図３に示した構成により実現できる。
第１の実施形態とは、インク貯留タンク１１内に気泡吸引パック２８と保持部材２９を設けず、排気チューブ１４とチューブ２０の先端がインク面上部の空間に配置される点が異なっている。

この構成における「気泡除去」は、インク貯留タンク１１内のインク面上部の空間をチューブポンプにより負圧にすることで、インク面に浮遊している気泡を除去する。

本実施形態によれば、第１の実施形態の構成に比べて、気泡吸引パックを用いずに構成され、第１の実施形態と同等の効果を得ることができる。

以上説明した各実施形態によれば、インクジェット記録装置のインク供給タンクから記録ヘッドに至るインク供給系において、ガスバリヤー性の低い柔軟樹脂チューブから浸入してくる気泡を記録ヘッド下流に設けたインク貯留タンク内にインクと共に送り込むことができる。この送り込まれたインク内の気泡を、インク貯留タンク内のインク貯留部内に設けた気泡吸引パックを介して、吸引手段により外部に放出する。このため、気泡が排出されたインクが記録ヘッドに送出されることとなり、記録ヘッドのノズルに気泡が入ることが無くなる。

よって、気泡がノズル部に存在することによる噴射不良を発生させることが無くなる。また気泡パックを使用するので、強力な吸引が可能となり、従来例よりも気泡除去効果がより大きくなる。
さらに、インクを記録ヘッド非作動時に常時インク供給系内を循環させることにより気泡の滞留を防止できる。また、装置設計と装置製造において、柔軟樹脂チューブの使用の自由度が広がり、よりコンパクトかつ経済的な効果が発生する。

尚、本発明は、他にも以下の発明を含んでいる。
（１）インク供給タンクから記録ヘッドに至るインク供給系において、
記録ヘッドの上流直後にインク供給タンクより供給されるインクを一時的に貯留するインク貯留タンクと、
インク貯留タンクと記録ヘッド間に設けられるインク流路切換え手段と、インク供給系にインクを戻すインク流路とにより構成されるインク循環系と、
インク貯留タンク内に浸入するインク内の気泡を除去する気泡除去手段と、
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。

（２）気泡除去手段は、中空糸状のポリテトラフルオロエチレン等からなる気体透過材膜により内部空間を要する立方体上に形成されたものをインク貯留タンク中央部に固定され、内部空間から第１のチューブをインク貯留タンク外部に突き出して、ポンプに接続し、ポンプの吸引力により内部空間を負圧にすることでインク内の気泡を外部に放出することを特徴とする（１）項に記載のインクジェット記録装置。

（３）気泡除去手段は、インク貯留タンク内のインク面上部空間からチューブをインク貯留タンク外部に突き出して、ポンプに接続し、ポンプの吸引力によりインク面上部空間を負圧にすることでインク面に浮遊する気泡を外部に放出することを特徴とする（１）項に記載のインクジェット記録装置。

（４）気泡除去手段内部空間から第２のチューブをインク貯留タンク外部に突き出して圧力センサに接続し、ポンプの吸引力により内部空間の負圧を測定し、その負圧を予め設定している圧力値になるようにポンプを制御する装置制御部を具備することを特徴とする（２）項に記載のインクジェット記録装置。

（５）インク貯留タンク内で、気泡除去手段の上面をインク面が越える位置に設けられるインク上面検知センサと、気泡除去手段の下面をインク面が越えない位置に設けられるインク下面検知センサと、を具備し、
これらの検知センサの検知信号に基づく装置制御部の指令により、インク供給系を構成するインク供給タンクからインク貯留タンクヘ柔軟樹脂チューブを介してインクを供給するポンプの作動を制御することを特徴とする（１）項に記載のインクジェット記録装置。

（６）インク貯留タンク内のインク面と上面間の空間から突き出されたチューブの一端に接続し、前記第１のチューブを２分した他端に接続する三方向電磁弁と、
前記空間から別のチューブを突き出して接続される圧力センサと、
三方向電磁弁をチューブ路が前記空間に通じるように設定し、且つポンプを空間に正圧が加わるように作動させ、その正圧を圧力センサで検知させて、あらかじめ設定している圧力値になるようにポンプ作動を制御する装置制御部と、を具備することを特徴とする（１）項に記載のインクジェット記録装置。

（７）記録ヘッドのインク噴射時に開弁させ、第１のポンプを空間に負圧が加わるように作動させる装置制御部と、
この負圧を検知する圧力センサと、を具備し、
圧力センサが検知信号に基づき、あらかじめ設定している圧力値になるようにポンプ作動を制御することを特徴とする（１）項に記載のインクジェット記録装置。

（８）前記装置制御部は、負圧が記録ヘッドのノズル面に一定のメニスカスを維持する圧力になるようにポンプ作動を制御することを特徴とする（７）項に記載のインクジェット記録装置。

本発明のインク供給系を搭載するインクジェット記録装置に係る第１の実施形態の概念的な構成例を示す図である。 本発明のインク供給系を搭載するインクジェット記録装置に係る第２の実施形態の概念的な構成例を示す図である。 本発明のインク供給系を搭載するインクジェット記録装置に係る第３の実施形態の概念的な構成例を示す図である。

符号の説明

１…インク供給タンク（メインタンク）、２…大気開放口、３…インク供給口、４…インク供給チューブ、５…チューブホルダ、６，８，１０…インク供給チューブ、７，１５…三方向電磁弁、９，１７…チューブポンプ、１１…インク貯留タンク（サブタンク）、１２…インク面上限検知センサ、１３…インク面下限検知センサ、１４，１６，１８…排気チューブ、１９…圧力センサ、２０，３４…チューブ、２１…Ｔ字管、２２…循環チューブ、２３…電磁弁、２４…連結チューブ、２５…記録ヘッド、２６…インク噴射ノズル面、２７…キャップ、２８…気泡吸収パック、２９…保持部材、３０…圧力チューブ、３３…インク供給口

Claims (7)

1. 記録ヘッドに画像を形成するためのインクを供給するためのインク供給タンクと、
   前記インク供給タンクに接続する第１のインク流路と、
   前記第１のインク流路を介して前記インク供給タンクから供給される前記インクを一時的に貯留するインク貯留タンクと、
   前記インク貯留タンクから前記記録ヘッドに連結する第２の流路と、
   前記第２の流路の途中に設けられたインク流路切換え手段と、
   前記第２の流路から分岐し、前記第１のインク流路にインクを戻す第３のインク流路と、
   を備え、前記第１のインク流路から、前記インク貯留タンク、前記第２のインク流路及び前記第３のインク流路を経由して前記第１のインク流路に至るインク循環系を構成し、
   さらに前記インク貯留タンク内のインクに含まれる気泡を除去する気泡除去手段と、
   を具備することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記気泡除去手段は、前記インク貯留タンク内に配置された気体透過材膜からなる気泡除去部材を含み、前記気泡除去部材の内部空間と前記インク貯留タンク外部を前記第１の気体流路にて連通させ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。
3. 前記気体流路中にポンプを配置し、前記ポンプの吸引力により前記気泡除去部材の内部空間を負圧状態にして、前記インク貯留タンク中のインク内に存在する気体を取り出して、前記インク貯留タンクの外部に放出する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。
4. 前記気泡除去手段は、前記インク貯留タンク内のインク面上部空間と前記インク貯留タンク外部を第２の気体流路にて連通させるとともに、前記気体流路を第１のポンプに接続し、前記ポンプの吸引力により前記インク面上部空間を負圧にすることでインク内の気体及び／又はインク面に浮遊する気泡を取り出して前記インク貯留タンクの外部に放出する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。
5. 前記気泡除去部材の内部空間と前記インク貯留タンク外部とを連通させる第３の気体経路を有し、前記第３の気体経路は第１の圧力センサを有し、
   前記気泡除去部材の内部圧力を検出する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。
6. さらに、前記圧力センサが検出した前記内部圧力が予め設定している圧力値になるように、前記第１のポンプを制御する制御部を有することを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記インク貯留タンク内にインク面上限検知センサおよび、インク面下限検知センサを配置し、
   前記インク面上限検知センサおよび／またはインク面下限検知センサの検知信号により前記装置制御部は前記インク供給タンクから前記第１のインク流路を介して前記インク貯留タンクヘのインク供給をする第２のポンプを制御することを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。

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