JP2008012910A - インク循環装置及びインクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】インク循環過程においてノズルから吐出されるインクを貯蔵するための別途の装置を必要とせず、効率的にインク循環を行うことが可能なインク循環装置及びインクジェットプリンタを提供する。
【解決手段】インクが貯蔵されるインクタンク１１０と；インクタンク１１０との間で互いにインクを循環させることが可能なインク液室が形成された補助タンク１３０と；インク液室と連通してインクを吐出するノズル１５３を備えたヘッド１５０と；補助タンク１３０の内部に配置され、インクタンク１１０との間でインクが循環する第１液室１３０ａと、ノズル１５３と連通する第２液室１３０ｂとに、インク液室を区切るフィルタ１４０と；インクタンク１１０と第１液室１３０ａとを連結して循環流路を形成する循環配管１６０と；循環流路上に配置され、補助タンク１３０に負圧を加えるポンプ１８０と；を含むインク循環装置及びインクジェットプリンタが提供される。
【選択図】図２

Description

本発明は、インク循環装置及びインクジェットプリンタに係り、より詳しくは、インク循環過程中にインクが吐出されず、效率的にインク循環を行うことが可能なインク循環流路を形成するインク循環装置及びインクジェットプリンタに関する。

インクジェットプリンタは、ヘッドに備えられたノズルを通じてインクを印刷用紙に噴射し、所定の画像を印刷する。ところが、ノズルが微細なほこり等の異物または気泡によって閉塞される場合、そのノズルに該当する画像は印刷されなくなる。そのため、ノズルとインクを貯蔵するインクタンクとの間のインク流路上にフィルタを配置し、気泡と異物とを濾過することが一般的に行われている。

特に、ヘッドがプリンタハウジングに固定されてヘッドの入れ替えが困難なインクジェットプリンタの場合、ノズルの閉塞を防止するために、インク流路上に存在する気泡や異物をインクタンクに回収するインク循環流路をノズルとインクタンクとの間に有する。

例えば、特許文献１（特開２００４−３５１６４１号公報）には、定圧ポンプによってインクが循環するインク循環流路が開示されている。これによると、インク循環過程中に吐出されるインクを収去するためにヘッドの前方に別途の廃インク筒を備え、ポンプによって廃インク筒のインクをインクタンクに回収することにより、インク循環過程中にノズルを通じて排出される廃インクの量を最小化することができる。

従来のインクジェットプリンタのインク循環流路について、図１を参照して詳細に説明する。従来のインクジェットプリンタ１は、図１の実線矢印で示すように、循環ポンプ３０の作動によってインクタンク１０、負圧部５０、ヘッドアッシ２０、循環ポンプ３０の順にインクが循環するインク循環流路を有する。負圧部５０は、インク循環過程において、ヘッドアッシ２０のノズルを通じてインクが吐出されないように、ヘッドアッシ２０に負圧を加える役割を果たす。そして、フィルタ（図示せず）は、負圧部５０の内部のインク循環流路上に配置されて異物を濾過する役割を果たす。

特開２００４−３５１６４１号公報

しかしながら、従来のインクジェットプリンタ１は、フィルタがインク循環流路上に配置され、フィルタによって発生する流抵抗を克服するために、容量の大きい循環ポンプ３０を使用しなければならない。

また、ヘッドアッシ２０、負圧部５０及びフィルタを含む全体が循環するインク循環流路を有するため非效率的である。なぜなら、フィルタ前方のヘッドアッシ２０においては、フィルタによって異物及び気泡が濾過されるため、他の領域に比べて相対的に異物及び気泡が少なくきれいなインクが存在するからである。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、インク循環過程においてノズルから吐出されるインクを貯蔵するための別途の装置を必要とせず、効率的にインク循環を行うことが可能な、新規かつ改良されたインク循環装置及びインクジェットプリンタを提供することである。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、インクジェットプリンタにおいて、インクが貯蔵されるインクタンクと；前記インクタンクとの間で互いにインクを循環させることが可能なインク液室が形成された補助タンクと；前記インク液室と連通してインクを吐出するノズルを備えたヘッドと；前記補助タンクの内部に配置され、前記インクタンクとの間でインクが循環する第１液室と、前記ノズルと連通する第２液室とに、前記インク液室を区切るフィルタと；前記インクタンクと前記第１液室とを連結して循環流路を形成する循環配管と；前記循環流路上に配置され、前記補助タンクに負圧を加えるポンプと；を含むインクジェットプリンタが提供される。

また、前記ポンプは、前記第１液室のインクを前記インクタンク側に吐出させることができる。

また、前記ポンプの負圧は、前記ノズルの内部壁面に形成されたインクのメニスカス（ｍｅｎｉｓｃｕｓ）が維持される範囲内であることが好ましい。メニスカスとは、毛細管現象によって管内の液面が形成する曲面をいい、ここではノズル内部のインクが形成する曲面をいう。

また、フィルタの流抵抗（ｆｌｏｗ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を減少させるために、前記フィルタは、前記第１液室に形成されるインクの流路方向に配置されることが好ましい。さらに、フィルタは、ヘッドに近接して配置されるようにしてもよい。

また、前記インクタンクは流入孔と流出孔とを有し、前記第１液室は、前記インクタンクの前記流出孔と連結される補助タンク流入孔と、前記インクタンクの前記流入孔と連結される補助タンク流出孔とを含むようにしてもよい。

また、前記補助タンクは、前記補助タンク流入孔と前記補助タンク流出孔との間に配置されてインクの流路を形成するように前記第１液室を区切る区切板をさらに含むようにしてもよい。

また、前記循環流路上に配置され、前記循環配管を通過するインクの流量を調節するバルブをさらに含むようにしてもよい。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、インクジェットプリンタのインク循環装置において、インクが貯蔵されるインクタンクと；前記インクタンクとの間で互いにインクを循環させることが可能なインク液室が形成された補助タンクと；前記インク液室と連通してインクを吐出するノズルを備えたヘッドと；前記補助タンクの内部に配置され、前記インクタンクとの間でインクが循環する第１液室と、前記ノズルと連通する第２液室とに、前記インク液室を区切るフィルタと；前記インクタンクと前記第１液室とを連結して循環流路を形成する循環配管と；前記循環流路上に配置され、前記補助タンクに負圧を加えるポンプと；を含むインク循環装置が提供される。

以上説明したように本発明によれば、インク循環過程においてノズルから吐出されるインクを貯蔵するための別途の装置を必要とせず、効率的にインク循環を行うことが可能となる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

以下、本発明の一実施形態にかかるインクジェットプリンタ１００について詳細に説明する。

本発明によるインクジェットプリンタ１００は、図２に示すように、インクが貯蔵されるインクタンク１１０と；インクタンク１１０からインクの供給を受けて記録媒体にインクを噴射し、画像を形成するインクカートリッジ１２０と；インクカートリッジ１２０とインクタンク１１０とを連結して循環流路を形成する循環配管１７０と；循環流路上に配置され、インクカートリッジ１２０に負圧を加えるポンプ１８０とを含む。

インクタンク１１０は、図２に示すように、外観を形成し、インクが貯蔵される液室１１９が形成されたインクタンク本体１１１と、大気圧がインクタンクの内部に作用するようにする大気連通孔１１３と、後述するインクカートリッジ１２０の補助タンク１１０と連結されて循環流路を形成する流出孔１１５及び流入孔１１７を含む。

流出孔１１５及び流入孔１１７は、図２に示すように、後述する循環配管１６０と容易に接続可能なように突出した形状であることが好ましい。しかし、循環配管１６０と結合可能な形状であれば、どのような形状を有するものであってもよい。

インクタンク１１０は、貯蔵されたインクがすべて消耗された場合、インクの注入を容易にするため、または新しいインクタンクに入れ替るために、プリンタハウジング（図示せず）に着脱可能に構成されることが好ましい。

インクタンク１１０は、使用者がインクタンク１１０の入れ替え時期などが分かるように、貯蔵されたインク流量を検出する水位センサをさらに含むことができる。

インクカートリッジ１２０は、インクタンク１１０から流入したインクをノズル１５３に案内するインク液室が形成された補助タンク１３０と；補助タンク１３０のインク液室を、インクタンク１１０との間で互いにインクが循環するように構成される第１液室１３０ａ及びノズルと連通する第２液室１３０ｂに区切るフィルタ１４０と；印刷用紙のような印刷媒体にインクを噴射するノズル１５３が形成されたヘッド１５０と；を含む。

補助タンク１３０は、図２に示すように、インクタンク１１０から供給されたインクをノズル１５３に案内する第１液室１３０ａ及び第２液室１３０ｂが形成された補助タンク本体１３１と；補助タンク本体１３１に収容され、第１液室１３０ａ及び第２液室１３０ｂを区切る区切板１３３と；インクタンク１１０と連結される補助タンク流入孔１３５及び補助タンク流出孔１３７と；を含む。

補助タンク１３０は、プラスチック材質で一体に形成することができ、必要に応じては第１液室１３０ａ及び第２液室１３０ｂをそれぞれ形成する部品を組み立てて形成することもできる。

補助タンク１３０に形成されるインク液室は、後述するフィルタ１４０によって第１液室１３０ａと第２液室１３０ｂとに分けられる。

第１液室１３０ａは、インクタンク１１０と連結され、第１液室１３０ａとインクタンク１１０との間でインクが互いに循環するように構成される。第１液室１３０ａには、第１液室１３０ａの全領域をインクが循環するように、補助タンク流入孔１３５と補助タンク流出孔１３７との間に区切板１３３が設けられることが好ましい。

区切板１３３は、図２に示すように、インクタンク１１０からのインクが流入する補助タンク流入孔１３５と、第１液室１３０ａからインクが吐出される補助タンク流出孔１３７と間に形成される。図２に示すように、一側は補助タンク本体１３１と結合され、他側は開放されて第１液室１３０ａの内部にインクの流路を形成する。あるいは、区切板１３３は、両側が全て補助タンク本体１３１と結合され、一側領域に貫通孔（図示せず）が形成されるように構成されてもよい。

区切板１３３は、図２に示すように、インク循環過程で補助タンク流入孔１３５を通じて流入したインクが、フィルタ１４０を直接通過しないようにするために、フィルタ１４０と平行に配置されることが好ましい。

第２液室１３０ｂは、フィルタ１４０を経た第１液室１３０ａのインクを貯蔵し、ノズル１５３にインクを供給する。これにより、第２液室１３０ｂには、フィルタ１４０によって気泡及び異物が濾過された、相対的にきれいなインクが存在するようになる。

補助タンク流入孔１３５は、図２に示すように、第１液室１３０ａの上部領域に位置する。補助タンク流入孔１３５の位置は、これに限られず、第１液室１３０ａにインクを流入させることが可能な位置であれば十分である。補助タンク流入孔１３５は、図２に示すように、インクタンク１１０の流出孔１１５と循環配管１６０によって連結される。また、補助タンク流入孔１３５は、循環配管１６０との連結を容易にするために、補助タンク本体１３１から外部に突出した形状に形成されることが好ましい。

補助タンク流出孔１３７は、図２に示すように、第１液室１３０ａに流入したインクが円滑にインクタンク１１０の流入孔１１７に吐出されるように、第１液室１３０ａの下部領域に位置することが好ましい。補助タンク流出孔１３７は、図２に示すように、インクタンク１１０の流入孔１１７と循環配管１６０によって連結される。また、補助タンク流出孔１３７は、循環配管１６０との連結を容易にするために、補助タンク本体１３１から外部に突出した形状に形成されることが好ましい。

フィルタ１４０は、図２に示すように、補助タンク１３０の内部に形成され、補助タンク１３０のインク液室を、インクタンク１１０との間でインクが循環するように形成される第１液室１３０ａと、ノズルと連通する第２液室１３０ｂとに区切る。

フィルタ１４０は、図２に示すように、第１液室１３０ａを循環するインクがフィルタ１４０によって受ける流抵抗を最小限に受けるように配置されることが好ましい。流抵抗が最小化される方向は、インク循環流路と平行な方向であり、図２においては、区切板１３３及びヘッド１５０と平行な方向である。これにより、フィルタ１４０は、インクタンク１１０と第１液室１３０ａとの循環流路上に配置されていないので、小さな容量のポンプ１８０を使用することができる。必要に応じては、ノズルに形成されたインクのメニスカス（ｍｅｎｉｓｃｕｓ）が破壊されない範囲内でインク循環流路方向に対し傾くように配置されてもよい。

フィルタ１４０は、ヘッド１５０側に近接して配置されることが好ましい。これにより、インクカートリッジ１２０の製造工程でヘッド１５０に異物または気泡が流入することを防止するために、フィルタ１４０を含む第２液室１３０ｂの補助タンクの一部とヘッド１５０のみを半導体クリーンルームで結合し、それ以外はクリーンルームでない所で組み立ててインクカートリッジ１２０を製作することができる。これにより、クリーンルームを維持するための施設費を節減して製造原価を低減することができる。

フィルタ１４０は、表面に沿って微細孔（図示せず）が形成されたプレートである。プレートは、微細孔を形成するように加工可能なシリコンウェーハ、プラスチックプレート、金属プレート等で形成することができる。微細孔の大きさは、異物または気泡を確実に濾過するようにノズルの直径より小さいことが好ましい。必要に応じては、使用条件などを考慮して微細孔はノズルの直径と同じかまたは大きく形成することができる。

ヘッド１５０は、印刷用紙にインクを噴射するノズル１５３と、ノズル１５３の上部に薄膜の微細インク流路が形成されたインクチャンバ（図示せず）と、インクチャンバ内に配置されてインクを加熱する加熱抵抗体（図示せず）とを含む。ヘッド１５０は、半導体工程によってチップ形態に製作される。ヘッド１５０は、複数のノズル１５３が所定のパターンに配置された、用紙の幅長さのラインヘッド（ｐａｇｅ−ｗｉｄｔｈ ｐｒｉｎｔ ｈｅａｄ）であることがある。

ヘッド１５０は、図２に示すように、ヘッド１５０のインクの水頭がインクタンク１１０のインクの水頭より所定の範囲（２０〜６０ｍｍＡｑ）だけ大きくする。つまり、ヘッド１５０の下面がインクタンク１１０に貯蔵されたインクの水位より上側に配置される。このような水頭差により、印刷待機状態でポンプ１８０が作動しなくてもノズル１５３を通じてインクが吐出されないようにする。また、水頭差の範囲は、インクタンク１１０及び補助タンク１３０の容量またはヘッド１５０の大きさなどを考慮して適切に決定される。

循環配管１６０は、図２に示すように、インクタンク１１０の流出孔１１５と補助タンク流入孔１３５とを連結する上部配管１６３と；インクタンク１１０の流入孔１１７と補助タンク流出孔１３７とを連結する下部配管１６５とを含む。

循環配管１６０は、所定の弾性を有するように軟性のプラスチック材質からなることが好ましい。

上部配管１６３は、インクタンク１１０の流出孔１１５及び補助タンク流入孔１３５と容易に結合及び分離可能にクランプ結合されることが好ましい。また、上部配管１６３の両端に係止突起（図示せず）を形成し、流出孔１１５及び補助タンク流入孔１３５側に係止溝（図示せず）を形成して互いに係止されるようにしてもよい。このような結合方法の他にも公知された通常の結合方法によって結合されるようにしてもよい。

下部配管１６５も上部配管１６３と同一の方式によってインクタンク１１０の流入孔１１７及び補助タンク流出孔１３７と結合される。

バルブ１７０は、図２に示すように、上部配管１６３の経路上に備えられて上部配管１６３を通過するインク流量を調節する。バルブ１７０は、必要に応じて下部配管１６５上に備えられてもよい。バルブ１７０は、チェックバルブまたはソレノイドバルブまたは電子式膨張バルブのうちのいずれかであってもよく、必要に応じて上記バルブを二つ以上組合わせて構成されてもよい。

ポンプ１８０は、図２に示すように、下部配管１６５の経路上に備えられる。必要に応じて下部配管１６５ではなく、上部配管１６３に配置されるようにしてもよい。

ポンプ１８０は、モータ（図示せず）によって駆動されるロータリーポンプ（Ｒｏｔａｒｙ Ｐｕｍｐ）やダイヤフラムポンプ（Ｄｉａｐｈｒａｇｍ Ｐｕｍｐ）であることが空間効率の側面から見て好ましい。ポンプ１８０は、上述した駆動方式のポンプに限られず、第１液室１３０ａに負圧を加えることができれば、どのような方式であってもよい。また、必要に応じて印刷過程中においても作動できるが、異物または気泡の除去が必要な場合にだけ作動するようにすることがエネルギー効率の側面から見て好ましい。

ポンプ１８０は、インク循環過程において補助タンク１３０の第１液室１３０ａに負圧を加える。負圧は、図２に示すように、ポンプ１８０が第１液室１３０ａのインクを補助タンク流出孔１３７側から流入孔１１７側に吐出することによって発生する。第１液室１３０ａに負圧が加えられると、補助タンク流入孔１３５を通じてインクタンク１１０のインクが第１液室１３０ａに流入する。これにより、第１液室１３０ａとインクタンク１１０との間には反時計方向のインク循環流路が形成される。勿論、ポンプ１８０が、図２に配置された位置とは異なり、上部配管１６３に配置される場合には、時計方向の循環流路が形成される。

第１液室１３０ａから発生する負圧により、第１液室１３０ａとフィルタ１４０を介して連通する第２液室１３０ｂにも負圧が発生する。第２液室１３０ｂの圧力が低くなると、第２液室１３０ｂと連通しているノズル１５３のインクは、第２液室１３０ｂ側に力を受ける。これにより、インク循環過程中にノズル１５３を通じてインクが外部（図２のノズル１５３の下側）に吐出されることを防止することができる。

したがって、上述した特許文献１（特開２００４−３５１６４１号公報）に開示されているように、インク循環過程中に吐出されるインクを収去するためにヘッドの前方に別途の廃インク筒を配置する必要がなく、廃インク筒のインクをインクタンクに回収するための別途のポンプも備える必要がない。

しかし、ポンプ１８０によって第１液室１３０ａに低すぎる負圧（負の値を有して絶対値が大きい圧力）が加えられる場合、ノズルの内部に形成されていたインクのメニスカスが破壊されながら、ノズルを通じて外気が流入する危険性がある。したがって、ポンプ１８０は、ノズルインクのメニスカスが破壊されない程度の範囲の負圧を加えなければならない。

上記範囲の負圧は、実験によって適切に決定され、その方法は次の通りである。

まず、ポンプ１８０の吐出流量またはポンプ１８０の駆動モータに印加される電圧と測定地点で測定された負圧間の相関関係を実験によって求める。測定地点は、インクタンク１１０と第１液室１３０ａとの間の循環流路上の任意の地点である。図２に示すように、下部配管１６５上の補助タンク流出孔１３７に隣接した地点Ｓを測定地点にしてもよい。

図２の測定地点Ｓに圧力センサを設置し、ポンプ１８０の駆動モータに印加される電圧を増加させながら測定地点Ｓでの圧力Ｐを測定し、測定された値を直交座標に表示すると、図３のようなグラフが得られた。

そして、実験において、ノズルに形成されたインクのメニスカスが破壊され始める際の測定地点Ｓにおける最低負圧（図３のＰｍｉｎ）も共に測定する。図３においては、メニスカスが破壊される際の測定地点Ｓにおける最低負圧（Ｐｍｉｎ）は−８ＫＰａである。

理論的には、ポンプ１８０が測定地点Ｓで最低負圧Ｐｍｉｎより大きい負圧が発生するようにすれば、ノズル１５３のインクのメニスカスが維持されるはずであるが、実験誤差などを考慮して測定された最低負圧Ｐｍｉｎに所定のマージン（ｍａｒｇｉｎ）を加えることが好ましい。つまり、ポンプ１８０は、最低負圧Ｐｍｉｎにマージンを加えたしきい負圧Ｐｃ以上の負圧が測定地点Ｓで発生するように補助タンク１３０に負圧を加えることが好ましい。

一例として、図３に示すように、最低負圧Ｐｍｉｎの−８ＫＰａにマージン４ＫＰａを加えた−４ＫＰａをしきい負圧Ｐｃにすることができる。この場合、ポンプ１８０の駆動モータに印加される電圧の上限値は、図３において、しきい負圧Ｐｃの−４ＫＰａに対応するポンプの駆動モータの電圧値であって、おおよそ９Ｖ程度であり、この際のポンプ１８０の吐出流量は８．４ｃｃ／ｍｉｎである。

一方、ポンプ１８０によって第１液室１３０ａに高すぎる負圧（負の値を有して絶対値が０に近い圧力）が加えられる場合、循環配管１６０との摩擦力などによってインクの循環が円滑に行われないこともある。したがって、ポンプ１８０は最小限のインクの循環速度、または最大可能なインク循環時間を考慮して測定地点Ｓにおける負圧上限値を設定することが好ましい。例えば、図３において、負圧上限値として−１ＫＰａを設定する場合、ポンプ１８０の駆動モータに４Ｖ以上の電圧を印加しなければならない。

まとめると、ポンプ１８０は、測定地点Ｓで測定される負圧がしきい負圧Ｐｃ以上であり、負圧上限値以下となるように駆動モータに所定の範囲の電源を印加することが好ましい。これにより、第１液室１３０ａにも一定の範囲の負圧が加えられる。前述した図３の場合には、負圧上限値（−１ＫＰａ）及びしきい負圧Ｐｃ（−４ＫＰａ）に対応する４Ｖ以上、９Ｖ以下の範囲内でポンプ１８０の駆動モータに電源を印加する。さらに、下部配管１６５の測定地点Ｓに圧力センサ（図示せず）を設置し、圧力センサにより測定された圧力値によってポンプ１８０の駆動モータの回転数を制御することにより、第１液室１３０ａに一定の範囲の負圧が加えられるようになる。つまり、測定された圧力が低い場合には駆動モータの回転数を高め、圧力が高い場合には駆動モータの回転数を低くする。

必要に応じ、ポンプ１８０は、上述した所定の範囲の負圧から最適な単一の負圧値を選定し、その負圧のみを発生させるように構成することもできる。これにより、測定地点Ｓには圧力センサ（図示せず）を設置する必要がなく、電源が印加されると一定の吐出量を有するポンプ１８０の駆動モータをＯＮ／ＯＦＦすることによって、第１液室１３０ａに一定の負圧を発生させることができる。

インク循環過程で異物及び気泡を短時間で除去するためには、ポンプ１８０のインク吐出量は大きいことが好ましい。したがって、インクのメニスカスが破壊されない範囲内で短時間でクリーニングできるように、ポンプ１８０の駆動モータの電圧をしきい負圧Ｐｃに対応する電圧に設定すること好ましい。例えば、図３においては、ポンプ１８０の駆動モータに９Ｖの電圧を印加すれば、同一の条件下でクリーニング時間を最小にすることができる。

必要に応じ、ポンプ１８０は、後述するパージング（Ｐｕｒｇｉｎｇ）過程のために、補助タンク１３０の第１液室１３０ａに正圧を加えるように構成してもよい。つまり、ポンプ１８０の駆動モータを正逆回動させることにより、パージング過程では補助タンク１３０に正圧を加え、インク循環過程では補助タンク１３０に負圧を加えるように構成してもよい。

本実施形態に係るインクジェットプリンタ１００は、バルブ１７０の開閉及びポンプ１８０の作動を制御する制御部２００をさらに含むことができる。

制御部２００は、所定の条件または状況によってインク循環流路上の異物及び気泡を除去するためのインク循環過程と、ヘッド１５０にある異物及び気泡を除去するためのパージング過程を実施するために、バルブ１７０とポンプ１８０とを制御する。つまり、制御部２００は、定期的に、または使用者の要求などによって不定期的に、インク循環過程またはパージング過程を実施することができる。必要に応じては、パージング過程を省略しインク循環過程のみを実施することもできる。

インク循環過程を実施する場合、制御部２００は、バルブ１７０を開放し、ポンプ１８０を補助タンク流出孔１３７側から流入孔１１７側にインクを吐出するように作動させる。これにより、インクが第１液室１３０ａとインクタンク１１０との間を循環する。そして、インク循環流路上の異物及び気泡はインクタンク１１０に回収され、回収された気泡はインクタンク１１０の液室１１９で浮力により上昇して除去される。

パージング過程を実施する場合、制御部２００は、バルブ１７０を閉鎖し、流入孔１１７側から補助タンク流出孔１３７側にインクが吐出されるようにポンプ１８０を作動させる。つまり、制御部２００は、パージング過程中にはポンプ１８０の駆動モータの回転方向がインク循環過程における駆動モータの回転方向と反対方向になるようにすることで、インクの吐出方向を反対にすることができる。これにより、インク循環が遮断されてインクがノズル１５３を通じて外部に排出されながら、ヘッド１５０及び第２液室１３０ｂにある異物及び気泡が除去されるようになる。

以上の構成要素を有するインクジェットプリンタ１００の作動過程について説明する。

使用者の印刷命令に応答して、インクジェットプリンタ１００の制御部２００は、直ぐに印刷に入るに先立ってパージング過程を実施し、ヘッド１５０及び第２液室１３０ｂをクリーニングする。つまり、制御部２００はバルブ１７０を閉鎖し、ポンプ１８０の駆動モータに電源を印加して補助タンク１３０側に定圧を加える。これにより、気泡または異物がインクと共に排出されるようにすることで、該当部位がクリーニングされる。

制御部２００は、クリーニング完了後にバルブ１７０を開放し、ポンプ１８０の作動を停止させる。その後、加熱抵抗体に電流を流してインクチャンバの内部のインクを加熱する。加熱によってインクバブルが形成され、形成されたインクバブルはその体積が増加することによってノズル１５３側に吐出され、印刷用紙に所定の画像が形成される。

そして、ノズル１５３から吐出されて消耗されたインクの量だけ毛細管現象によってインクタンク１１０から補助タンク１３０に供給されるようになる。印刷完了後にはパージング過程を再び実施してヘッド１５０及び第２液室１３０ｂをクリーニングし、使用者の印刷命令に備える。

また、制御部２００は、インク循環過程を実施する条件に該当する状態になったら、バルブ１７０の開閉を確認し、バルブ１７０が閉鎖されていればバルブ１７０を開放する。その後、ポンプ１８０を作動させて補助タンク１３０に負圧を加えることにより、第１液室１３０ａ及びインクタンク１１０を循環させる。これにより、第１液室１３０ａ及びインクタンク１１０内の異物または気泡をインクタンク１１０に回収して除去することができる。

以上説明したように本発明によれば、次のような效果を得ることができる。

第一に、ヘッド１５０及びフィルタ１４０を除いたインクタンク１１０と第１液室１３０ａとによりインク循環流路を構成することによって、全体を循環させることに比べて効率的である。

第二に、インク循環過程でポンプ１８０が負圧を加えることによって、ノズル１５３を通じてインクが全く吐出されなくなる。したがって、インク循環過程で吐出されるインクがないので、吐出されるインクを貯蔵するための別途の装置を必要とせず、インクの使用期間を長くすることができ経済的である。

第三に、フィルタ１４０による流抵抗（ｆｌｏｗ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）を最小化することによって、少ない容量のポンプ１８０を用いてもインクを循環させることができる。また、少ない容量のポンプ１８０を使用することによって製造原価を低減することができる。

第四に、フィルタ１４０をヘッド１５０に近接するように配置することによって、異物がヘッド１５０に流入することを防ぐことができ、インクカートリッジ１２０の製造工程の全てを半導体クリーンルームで行う必要がない。したがって、クリーンルームを維持するための施設費などを減らすことにより製造原価を低減することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上記実施形態では、インク吐出方式としてバブルジェット（登録商標）方式のインクジェットプリンタについて説明したが、本発明はかかる例に限られるわけではない。例えば、インク循環過程を有する圧電方式（Ｐｉｅｚｏ方式）のような他の方式のインクジェットプリンタにも適用できることは言うまでもない。

従来のインクジェットプリンタのインク循環過程を示す概略図である。 本発明に係るインクジェットプリンタのインク循環装置の概略構成を示すブロック図である。 図２のインクジェットプリンタのインク循環流路上の測定地点Ｓにおける圧力とポンプの駆動モータの電圧との相関関係を実験により求めた結果を示したグラフである。

符号の説明

１００ インクジェットプリンタ
１１０ インクタンク
１１１ インクタンク本体
１１３ 大気連通孔
１１５ 流出孔
１１７ 流入孔
１２０ インクカートリッジ
１３０ 補助タンク
１３０ａ 第１液室
１３０ｂ 第２液室
１３１ 補助タンク本体
１３３ 区切板
１３５ 補助タンク流入孔
１３７ 補助タンク流出孔
１４０ フィルタ
１５０ ヘッド
１５３ ノズル
１６０ 循環配管
１６３ 上部配管
１６５ 下部配管
１７０ バルブ
１８０ ポンプ
２００ 制御部

Claims (15)

1. インクジェットプリンタにおいて、
   インクが貯蔵されるインクタンクと；
   前記インクタンクとの間で互いにインクを循環させることが可能なインク液室が形成された補助タンクと；
   前記インク液室と連通してインクを吐出するノズルを備えたヘッドと；
   前記補助タンクの内部に配置され、前記インクタンクとの間でインクが循環する第１液室と、前記ノズルと連通する第２液室とに、前記インク液室を区切るフィルタと；
   前記インクタンクと前記第１液室とを連結して循環流路を形成する循環配管と；
   前記循環流路上に配置され、前記補助タンクに負圧を加えるポンプと；
   を含むことを特徴とする、インクジェットプリンタ。
2. 前記ポンプは、前記第１液室のインクを前記インクタンク側に吐出させることを特徴とする、請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記ポンプの負圧は、前記ノズルの内部壁面に形成されたインクのメニスカスが維持される範囲内にあることを特徴とする、請求項１または２のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記フィルタは、前記第１液室に形成されるインクの流路方向に配置されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
5. 前記フィルタは、前記ヘッドに近接して配置されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
6. 前記インクタンクは、流入孔と流出孔とを有し、 前記第１液室は、前記インクタンクの前記流出孔と連結される補助タンク流入孔と、前記インクタンクの前記流入孔と連結される補助タンク流出孔とを含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
7. 前記補助タンクは、前記補助タンク流入孔と前記補助タンク流出孔との間に配置され、インクの流路を形成するように前記第１液室を区切る区切板をさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載のインクジェットプリンタ。
8. 前記循環流路上に配置され、前記循環配管を通過するインクの流量を調節するバルブをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
9. インクジェットプリンタのインク循環装置において、
   インクが貯蔵されるインクタンクと；
   前記インクタンクとの間で互いにインクを循環させることが可能なインク液室が形成された補助タンクと；
   前記インク液室と連通してインクを吐出するノズルを備えたヘッドと；
   前記補助タンクの内部に配置され、前記インクタンクとの間でインクが循環する第１液室と、前記ノズルと連通する第２液室とに、前記インク液室を区切るフィルタと；
   前記インクタンクと前記第１液室とを連結して循環流路を形成する循環配管と；
   前記循環流路上に配置され、前記補助タンクに負圧を加えるポンプと；
   を含むことを特徴とする、インク循環装置。
10. 前記ポンプは、前記第１液室のインクを前記インクタンク側に吐出させることを特徴とする、請求項９に記載のインク循環装置。
11. 前記ポンプの負圧は、前記ノズルの内部壁面に形成されたインクのメニスカスが維持される範囲内にあることを特徴とする、請求項９または１０のいずれかに記載のインク循環装置。
12. 前記フィルタは、前記第１液室に形成されるインクの流路方向に配置されることを特徴とする、請求項９〜１１のいずれかに記載のインク循環装置。
13. 前記インクタンクは、流入孔と流出孔とを有し、
    前記第１液室は、前記インクタンクの前記流出孔と連結される補助タンク流入孔と、前記インクタンクの前記流入孔と連結される補助タンク流出孔とを含むことを特徴とする、請求項９〜１２のいずれかに記載のインク循環装置。
14. 前記補助タンクは、前記補助タンク流入孔と前記補助タンク流出孔との間に配置され、インクの流路を形成するように前記第１液室を区切る区切板をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載のインク循環装置。
15. 前記循環流路上に配置され、前記循環配管を通過するインクの流量を調節するバルブをさらに含むことを特徴とする、請求項９〜１４のいずれかに記載のインク循環装置。

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