JP2007229977A - 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不吐出、吐出安定性の悪化を起こす前に脱気装置の交換時期を知ることのできるインク供給装置およびインクジェット記録装置を提供する。
【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、
前記脱気装置下流のインク供給路と前記脱気装置上流のインク供給路に設けられた圧力センサと、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号公報

しかし、特許文献１の方法によると、脱気装置にゴミ等が詰まり脱気装置の圧力損失が大きくなり、さらにはインクジェットヘッドの圧力損失も大きくなり不吐出を起こしたり、安定吐出を行なうことができないという問題があった。つまり、インクジェットの不吐出が起こる前に、脱気装置の交換時期(寿命)を知ることができない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が不吐出を起こす前に脱気装置の交換時期を知ることができるインク供給装置およびインクジェット記録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、
前記脱気装置下流のインク供給路と前記脱気装置上流のインク供給路に設けられた圧力センサと、前記圧力センサの圧力差を測定する測定装置と、からなるインク供給装置にある。

本発明の第２の態様は、前記圧力センサが脱気装置と一体となることを特徴とする請求項１記載のインク供給装置にある。

本発明の第３の態様は、前記圧力差がある閾値を超えると警告する警告装置が備えられている請求項１又は２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４の態様は、前記閾値はインクジェットヘッド充填、又はクリーニング時と、インクジェットヘッド吐出時で異なる値であることを特徴とする請求項１から３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５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、前記脱気装置を前記サブタンクの上流に設け、前記脱気装置と前記サブタンクの間のインク供給路と前記脱気装置下流のインク供給路に圧力センサを設け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にある。

本発明の第６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、前記脱気装置を前記サブタンクの下流に設け、前記脱気装置と前記サブタンクの間のインク供給路と前記脱気装置上流のインク供給路に圧力センサを設け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にある。

本発明の第７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請求項１から６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８の態様は、請求項１から７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、脱気装置の上流と下流に圧力センサを設けたため、各圧力センサの圧力差を測定することで脱気装置の圧力損失を知ることができ、インクジェットヘッドの不吐出、吐出安定性の悪化を起こす前に脱気装置の交換時期を知ることができ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、開閉弁５５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、第一の圧力センサ１、脱気装置３０、第二の圧力センサ２が順に設置されている。脱気装置３０は、脱気効果がより得られるようにインクジェットヘッド４０の近傍に設置することが望ましい。

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。

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（図中にない気がします）、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。

第一の圧力センサ１、第二の圧力センサ２は液中の圧力を測定できる圧力センサで、各圧力センサの圧力差を測定できる圧力差測定装置５０と接続されており、圧力差がある閾値を超えると警告する警告装置５１と接続されている。ここでいう警告装置５１とは、警報を鳴らす装置や、警告を表示する装置、光などを点灯し警告する装置など特に制限されない。

中空繊維糸９０からなる脱気装置３０は、使用を続けると中空繊維糸９０の１本１本の口にごみやインク凝集物等の異物が付着し、インクの通る中空繊維糸９０の数が減少し、脱気装置３０の圧力損失が増加する。さらにはインクの通過する中空繊維糸９０の数が減少するため脱気効率が落ちる。脱気装置３０の圧力損失が増加し続けると、終には、インクジェットヘッド４０の限界圧力損失を超え供給不足になり、不吐出を起こすことになる。また、脱気効率が落ちるとインクジェットヘッドの吐出安定性が悪くなり印字品質が悪化する。

そこで、実施例１のインク供給装置では第一の圧力センサ、第二の圧力センサ２の圧力差を圧力差測定装置５０で測定し、インクジェットヘッド４０の不吐出または吐出安定性が悪化するであろう脱気状態が起こる圧力差以内の閾値を規定し、閾値を超えると警告装置５１が作動し脱気装置の交換時期を知らせることができる。脱気装置３０は、通常、上流側より下流側の圧力が高くなる。

つまり、閾値を規定する場合、できるだけ脱気装置３０の圧力損失を精度の良い状態で知ることが重要である。そのためには、第一の圧力センサ１、第二の圧力センサ２をできるだけ脱気装置３０の近傍に配置したほうが良い。さらには、第一の圧力センサ１、第二の圧力センサ２を脱気装置に組み込み一体としても良い。

ここで、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、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。

インクジェットヘッド４０で吐出を行う場合と、インクジェットヘッド４０を充填、又はクリーニングをする場合では、脱気装置３０の圧力損失の値に違いが生じる。
そのため、警告をだす閾値を異なる値に規定する必要がある。この閾値はインクジェットヘッド４０の数量や、充填量等で異なるため適宜設定する。ただし、普通、インクジェットヘッド４０で吐出を行う場合よりも、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の方が圧力損失の値は大きくなるため、充填又はクリーニング時の閾値を大きくしなければならない。

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、メインタンク１０とサブタンク２０の間の第１インク供給路８１にメインタンク１０側から第１インク供給路ポンプ６１、第一の圧力センサ１、脱気装置３０、第二の圧力センサ２と配置されている点である。

このように実施例２では、脱気装置３０がサブタンク２０より上流に配置されているため脱気装置３０の圧力損失がインクジェットヘッド４０に影響することがない。つまり、インクジェットヘッド４０の吐出、充填、クリーニングにかかわらず、メインタンク１０からサブタンク２０へインクを供給する第１インク供給ポンプ６１の充填量に対する閾値を１つ規定することで脱気装置３０の交換時期を知ることができる利点がある。また、第２インク供給路８２に脱気装置３０がないためインクジェットヘッド４０の圧力損失を低く抑えることができる利点もある。

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

１ 第一の圧力センサ
２ 第二の圧力センサ
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 圧力差測定装置
５１ 警告装置
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
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
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 (8)

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、
   前記脱気装置上流の前記インク供給路に設けられた第一の圧力センサと、
   前記脱機装置下流の前記インク供給路に設けられた第二の圧力センサと、
   前記第一の圧力センサおよび前記第二の圧力センサの圧力差を測定する圧力差測定装置と、
   からなるインク供給装置。
2. 前記第一の圧力センサおよび前記第二の圧力センサが前記脱気装置と一体となって設けられていることを特徴とする請求項１記載のインク供給装置。
3. 前記圧力差がある閾値を超えると警告する警告装置が備えられている請求項１又は２のいずれか１項記載のインク供給装置。
4. 前記閾値はインクジェットヘッド充填、又はクリーニング時と、インクジェットヘッド吐出時で異なる値であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のインク供給装置。
5. 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、前記脱気装置を前記サブタンクの下流に設け、前記脱気装置と前記サブタンクの間のインク供給路に第一の圧力センサを、前記脱気装置下流のインク供給路に第二の圧力センサを設け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. 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、前記脱気装置を前記サブタンクの上流に設け、前記脱気装置と前記サブタンクの間のインク供給路に第二の圧力センサを、前記脱気装置上流のインク供給路に第一の圧力センサを設け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。
7. 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６のいずれか１項記載のインク供給装置。
8. 請求項１から７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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