JP2007069543A - インク供給装置およびインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インクジェットヘッドの充填性を高め、また少量のインク消費でインクジェットヘッドを充填することができるインク供給装置を提供する。
【解決手段】 インクが蓄えられたメインタンクと、
前記インクを吐出することにより被記録媒体に印刷を行なうインクジェットヘッドと、
前記メインタンクから前記インクジェットヘッドにインクを搬送するインク供給路と、
前記インク供給路中に設けられ、前記インク内の空気を取り除く脱気装置と、
前記脱気装置内にインクが満たされていない場合に、前記脱気装置からの気泡が出なくなるまで、前記脱気装置内を通過したインクを前記脱気装置下流の前記インク供給路から前記脱気装置上流の前記インク供給路に搬送するインク搬送手段と、からなるインク供給装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、記録媒体に液滴を吐出するインクジェットプリンタなどに好適に利用できるインク供給装置に関する。

従来より、複数のノズルからインクを吐出させるインクジェットヘッドを用いて被記録媒体に文字や画像を記録するインクジェット記録装置が知られている。かかるインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドが搭載されたキャリッジを被記録媒体に対して主走査方向に移動させながらインクジェットヘッドのノズルからインクを吐出して所定領域にドットのパターンを印刷し、一回の主走査が終わると被記録媒体を副走査方向に所定量移動させ、これらの動作を繰り返すことによって所望の全ての領域の印刷を行うものである。

このようなインクジェット記録装置は家庭・オフィス向けに低価格・高画質のカラープリンタが製品化されており、その生産台数は年々増加している。

また従来より、インクの脱気を行う目的として外部から負圧の作用を受ける中空繊維束からなる脱気装置を備え、外部から脱気インクの補給を不要とするインクジェットプリンタが知られている（たとえば、特許文献１）。
特開平１１−４８４９１

しかし、特許文献１の方法によると、脱気装置にインクが満たされていない状態でインクジェットヘッドを充填する場合、充填中に脱気装置から細かい気泡が発生する。この気泡はインクジェットヘッドにインクが供給するまでにインクに再溶解し、脱気の効果が得られずインクジェットヘッドに対するインクの充填性が悪くなってしまっていた。また、このような脱気不十分なインクは、インクジェットヘッドからのインク吐出の安定性を妨げてしまうという問題があった。また、このような脱気効果が得られていないインクをすべて排出するためには大量のインクを排出する必要があり、インクコストがかかってしまうという問題があった。

そこで本発明の目的は、インクジェットヘッドの充填性を高め、また少量のインク消費でインクジェットヘッドを充填することができるインク供給装置を提供することである。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、インクが蓄えられたメインタンクと、
前記インクを吐出することにより被記録媒体に印刷を行なうインクジェットヘッドと、
前記メインタンクから前記インクジェットヘッドにインクを搬送するインク供給路と、
前記インク供給路中に設けられ、前記インク内の空気を取り除く脱気装置と、
前記脱気装置内にインクが満たされていない場合に、前記脱気装置からの気泡が出なくなるまで、前記脱気装置内を通過したインクを前記脱気装置下流の前記インク供給路から前記脱気装置上流の前記インク供給路に搬送するインク搬送手段と、からなるインク供給装置にある。

本発明の第２の態様は、前記インク搬送手段が、前記脱気装置の下流側インク供給路と前記メインタンクとをつなぐ第３インク供給路であることを特徴とする第１の態様に記載のインク供給装置にある。

本発明の第３の態様は、前記インク供給路中に、前記インクを一時的に保持するサブタンクを設け、前記インク搬送手段が、前記脱気装置の下流側インク供給路と前記サブタンクをつなぐ第４インク供給路であることを特徴とする第１の態様に記載のインク供給装置にある。

本発明の第４の態様は、前記脱気装置よりも下流側の前記インク供給路中に、前記インクを一時的に保持するサブタンクを設けたことを特徴とする第１の態様または第２の態様に記載のインク供給装置にある。

本発明の第５の態様は、前記脱気装置が中空繊維束からなる脱気装置であることを特徴とする第１の態様から第４の態様のいずれか１項記載のインク供給装置にある。

本発明の第６の態様は、第１の態様から第５の態様のいずれか１項記載のインク供給装置と、前記被記録媒体を搬送する搬送手段と、からなるインクジェット記録装置にある。

上述のように本発明では、脱気装置から発生する気泡をメインタンクに戻す供給路を備えたため、（1）インクジェットヘッドの充填性が向上し、（2）少量のインク消費でインクジェットヘッドを充填することができる、（３）インクの吐出安定性を確保することが出来るという効果がある。

以下、本発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１は本発明によるインク供給装置の実施例１を模式的に示した図である。
インク供給装置は、メインタンク１０と、インク供給路８０と、サブタンク２０と、脱気装置３０と、インクジェットヘッド４０と、流路切替弁５０と、ポンプ６１〜６４などとを備える。

メインタンク１０は、インクが蓄えられている容器であり、材質はステンレスなどの金属や樹脂など特に制限されない。

インク供給路８０は、メインタンク１０からサブタンク２０までインクを搬送する第1インク供給路８１と、サブタンク２０からインクジェットヘッド４０までインクを搬送する第２インク供給路８２と、脱気装置３０下流側のインク供給路にあるインクをメインタンク１０に戻すための第３インク供給路８３などとを有している。そして、脱気装置３０から見て、メインタンクに近い方が上流側、インクジェットヘッド４０に近い側が下流側となる。

また第１インク供給路８１には、第１インク供給路ポンプ６１が設置されており、第２インク供給路８２には、サブタンク２０からインクジェットヘッド４０の方向に、第2インク供給路ポンプ６２、開閉弁５５、脱気装置３０、流路切替弁５０が順に設置されており、ポンプ６２は開閉弁５５が閉じている場合に第２インク供給路ポンプ６２側をインクが通るように分岐されており、第３インク供給路には、第３インク供給路ポンプ６３が設置されている。

サブタンク２０は、袋状の脱気が保持できるパックでできており、サブタンク２０内のインクを一定量に保つように制御する機構を備えている。そして、サブタンク２０内のインクが減少すると、第1インク供給路ポンプ６１によりメインタンク１０からインクを汲み上げる。

脱気装置３０は、図２に示すように、中空繊維糸９０と、ゴム製のOリング９１と、排気口９２と、真空ポンプ６５で構成されており、図中の矢印で示すように、気体透過性を有する中空繊維糸９０の中にインクを通し、排気口９２から真空ポンプ６５により真空引きし、インク中に溶存する気体を除去する。本実施例では、脱気装置の中空繊維糸９０の下側から上側にインクを通すように構成したが、本発明の構成はこれに限定されるものではない。真空層９３とインク層９４はOリング９１により仕切られている。通常、脱気装置３０は、インクジェットヘッド４０の吐出中、充填中にかかわらず真空ポンプ６５により真空引きされている。

インクジェットヘッド４０は、記録媒体にインクを吐出することのより印刷を行うインクジェットプリンタのヘッドである。ここでいうインクジェットプリンタは、パターニング分野や、大量印刷を行う産業用インクジェットプリンタ、カラーフィルタ、有機ELのパターニングなどに用いられるプリンタを含んでいる。インクジェットヘッド４０の充填方法は後で詳細に説明する。

流路切替弁５０は、第２インク供給路８２と第３インク供給路８３との交点に設けられており、それぞれのインクの流れる方向を変換する３方弁である。

第１インク供給路ポンプ６１、第２インク供給路ポンプ６２、第３インク供給路ポンプ６３、吸引ポンプ６４は、チューブをしごくことでインクを搬送するチューブポンプである。

次に、インクの流れについて説明する。

インクジェットヘッド４０でインクを吐出する場合には、流路切替弁５０をインクがサブタンク２０からインクジェットヘッド４０に流れるように切替え、第２インク供給路８２の開閉弁５５を開放させることでインクジェットヘッド４０からインクが吐出する。このとき、インク吐出によりサブタンク２０の容量が減少すると、インク量保持機構により第１インク供給路ポンプ６１が作動しメインタンク１０よりサブタンク２０へインクが供給され、サブタンク２０は常に一定インク量を保つ。

一方、インクジェットヘッド４０を充填、又はクリーニングする場合、キャップ７０を介して吸引ポンプ６４で吸引する方法と、第２インク供給路８２の開閉弁５５を閉じ、第２インク供給路ポンプ６２を作動させ加圧する方法がある。どちらの場合も、脱気装置３０がすでにインクで満たされている場合には、流路切替弁５０をインクがサブタンク２０からインクジェットヘッド４０に流れるように切替えて充填を行う。

しかし、脱気装置３０にインクが満たされていない場合、たとえば、脱気装置３０が一度もインクが通っていないバージンな状態である場合、上記の充填方法では、インクが脱気装置３０内の各中空繊維糸９０を通る流速が微妙に異なるため脱気装置３０から細かい気泡が発生する。この気泡の一部は、脱気装置３０からインクジェットヘッド４０まで搬送される間にインク中に再溶解する。この脱気装置による脱気の効果が得られていないインクをインクジェットヘッド４０に充填することで充填性が悪い結果となる。さらに、脱気効果のあるインクがインクジェットヘッドに到達するまで充填を行わなければならず、大量のインクを廃出しなければならない。

そこで、脱気装置３０にインクが満たされていない場合には、流路切替弁５０をインクがサブタンク２０からメインタンク１０に戻る第３インク供給路を通る方向へ切替え、第３インク供給ポンプを作動し脱気装置３０から気泡が出なくなるまでインクを搬送する。その後、上記の吸引、又は加圧により充填を行う。この方法は、脱気装置３０から発生する気泡をメインタンク１０に戻すので、脱気効果の得られていないインクをインクジェットヘッド４０に充填することがなくなるため、充填性が向上し、また、インクの排出量も少なくすることができた。

また、本実施の形態ではサブタンク２０より下流に脱気装置３０が設置してあるが、前記脱気装置３０をメインタンク１０とサブタンク２０の間に設置してもよい。このような供給装置では、脱気装置３０の圧力損失が、インクジェットヘッド４０に影響しないため安定吐出が可能である利点がある。

図３は本発明によるインク供給装置の実施例２を模式的に示した図である。
なお、前述した実施例１と同様の機能を果たすものについては、同一の符号を付して、重複する説明は適宜省略する。

実施例２のインク供給装置における、実施例１との異なる点は、サブタンク２０aが袋状の脱気が保持できるパックではなく、たとえばステンレスや樹脂などの硬質材料を使用しており、オープンタンク構造となっている点である。

このように実施例２では、脱気効果の得られていないインクをインク供給路８４を介してサブタンク２０aへも戻すことができ、装置構成に自由度が広がる利点がある。また、本実施の形態のように高質材料を使用したサブタンク２０ａを使用し、実施例１と同様に脱気装置３０の下流とメインタンク１０をインク供給路でつなぐことも可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、勿論このような構成に限定されるものではない。

本発明に係るインク供給装置の実施例１の模式図 図１における脱気装置の詳細図 本発明に係るインク供給装置の実施例２の模式図

符号の説明

１０ メインタンク
２０ サブタンク
３０ 脱気装置
４０ インクジェットヘッド
５０ 流路切替弁
５５ 開閉弁
６１ 第1インク供給路ポンプ
６２ 第２インク供給路ポンプ
６３ 第３インク供給路ポンプ
６４ 吸引ポンプ
６５ 真空ポンプ
７０ キャップ
８０ インク供給路
８１ 第１インク供給路
８２ 第２インク供給路
８３ 第３インク供給路（インク搬送手段）
８４ 第４インク供給路（インク搬送手段）
９０ 中空繊維糸
９１ Oリング
９２ 排気口
９３ 真空層
９４ インク層

Claims (6)

1. インクが蓄えられたメインタンクと、
   前記インクを吐出することにより被記録媒体に印刷を行なうインクジェットヘッドと、
   前記メインタンクから前記インクジェットヘッドにインクを搬送するインク供給路と、
   前記インク供給路中に設けられ、前記インク内の空気を取り除く脱気装置と、
   前記脱気装置内にインクが満たされていない場合に、前記脱気装置からの気泡が出なくなるまで、前記脱気装置内を通過したインクを前記脱気装置下流の前記インク供給路から前記脱気装置上流の前記インク供給路に搬送するインク搬送手段と、からなるインク供給装置。
2. 前記インク搬送手段が、前記脱気装置の下流側インク供給路と前記メインタンクとをつなぐ第３インク供給路であることを特徴とする請求項１記載のインク供給装置。
3. 前記インク供給路中に、前記インクを一時的に保持するサブタンクを設け、前記インク搬送手段が、前記脱気装置の下流側インク供給路と前記サブタンクをつなぐ第４インク供給路であることを特徴とする請求項１記載のインク供給装置。
4. 前記脱気装置よりも下流側の前記インク供給路中に、前記インクを一時的に保持するサブタンクを設けたことを特徴とする請求項１または２記載のインク供給装置。
5. 前記脱気装置が中空繊維束からなる脱気装置であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のインク供給装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項記載のインク供給装置と、前記被記録媒体を搬送する搬
   送手段と、からなるインクジェット記録装置。

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