JP2011207023A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクを収容する容器周辺の構成を複雑にすることなく、従来技術よりも効果的にインクを脱気する構成を備えた印刷装置を提供することを目的とする。
【解決手段】インクを貯留したインクタンクに生じた余剰空間の空気を減圧し、該減圧した空気を貯留したインクに対して導通することで発泡を行ない、減圧された空気による発泡がインクに溶存している微小気泡を吸収するので、効率よくインクの脱気を実行することができ、しかもインクタンク周辺の構成を複雑にすることがない。
【選択図】 図２

Description

記録媒体にインクジェット方式で印刷を行なう印刷装置に関し、特に印刷品質を向上させるためにインクの脱気を行なうインクタンクを備えた印刷装置に関する。

記録媒体に印刷を行なう印刷装置として、インクジェットプリンタが周知である。インクジェットプリンタは、記録ヘッドが記録媒体である紙葉上を相対的に移動する際にインクを吐出することにより印刷を実行する。
このようなインクジェットプリンタでは、液体インクを使用することが多いので、印刷品質を左右する重要な要因の一つがインクの脱気である。

すなわち、微小気泡としてインクに空気が溶存していると、インクジェットプリンタの配管の流路抵抗となり、インクを吐出するインクジェットヘッドに対するインクの供給不足の原因となる。
また、溶存する微小気泡がインクジェットヘッドの圧力室付近に存在する場合、微小気泡が圧力緩衝材となることでインクの吐出不良を引き起こす原因となる。
加えて、微小気泡の空気成分がインクと反応してインクの固化を生じることによる吐出不良の原因となることもある。

従って、インクにおける微小気泡の除去を行なうための一手法であるインクの脱気については、物理的脱気方法や化学的脱気方法各々において様々な手法が提案されているが、インクジェットプリンタにおいてはインクの変質を生じないという点で物理的脱気方法を採用することが多い。

物理的脱気方法における従来の手法は、気体透過膜をチューブ状に形成し、減圧環境下に置いた該チューブ内にインクを流し込むことで、インクに溶存する気体を気体透過膜を介して連続的に脱気するという技術が周知である。
また、インクタンクを密閉し、該密閉したインクタンクの気体を排気することで減圧環境を構成することで、インキに含まれる溶存気体を脱気するという技術も存在する。

しかし、前者は効率のよい脱気を行うことが可能であっても高価な気体透過膜を使用する必要があり、またインクの種類によっては気体透過膜を使用できないこともある。後者の場合、インクの種類に関わらず脱気を行なうことが可能だが、減圧環境に面するインクの表面積を確保しなければならないため、小型化が困難であり、インクタンクの形状も制限されるという問題がある。
そこで、上記のような従来技術の問題を解決するため、下記のような技術が開示されている。

特表２００６−５２７６７３

特許文献１に記載の発明は、気体が容器内のインクを通って泡立つようにインク用の容器に供給されるに際して、インク容器内の圧力が脱気圧力であり、供給される気体の圧力が大気圧のように脱気圧力よりも高いことを特徴としており、気体がインク内を泡立つように通過する際にインク内の気体を泡が吸収することによって、インクの脱気を実現している。

しかし、特許文献１に記載の発明では、脱気速度を上げてインク内の溶存酸素濃度を低下させるためには、単位時間辺りのインク容器に供給する気体の量を増加させる必要がある。しかし、外部から大量の気体を供給すると、インク容器内の脱気圧力が低下してしまうので、脱気のために供給する気体の量を増加させるのが困難であるという問題が生じた。
このような問題を解決するためには、インク容器内を脱気圧力とするための減圧ポンプの能力を向上させる必要があるが、減圧ポンプは比較的高価であるため導入が困難であり、また性能が高い減圧ポンプは比較的大型であるため、インク容器周辺の構造が複雑になるという問題が新たに発生した。

また、脱気のために供給された気体を減圧ポンプが排出するという構造上、大量のインク臭気のついた空気を排出することになり、インクジェットプリンタ周辺の環境が悪化するという問題も生じた。
さらに、脱気のためにインク内を通過する気体がインク容器から排出される際にインク容器内の水分を奪っていくため、インクの変質が生じるという問題も起こっていた。

そこで、本発明は、脱気速度の向上と溶存酸素濃度の低下を両立させ、インクを収容する容器周辺の構成を複雑にすることなく、従来技術よりも効果的にインクを脱気する構成を備えた印刷装置を提供することを目的とする。

かかる課題を解決する為に、請求項１に係る発明は、インクを吐出することで記録を行なうインクジェットヘッドを備えた印刷装置であって、前記インクを貯留することで生じる第１の空間を有するインクタンクと、前記第１の空間を減圧する減圧手段と、貯留された前記インクに対して前記第１の空間の減圧空気を導通することによる発泡を行なう発泡手段と、前記インクタンクから前記インクジェットヘッドへインクを供給するための供給路と、を備えたことを特徴としている。

また、請求項２に係わる発明は、請求項１に記載の印刷装置であって、前記減圧手段が、減圧を行なうために比較的小型のポンプを使用すること、を特徴としている。

さらに、請求項３に係わる発明は、請求項１に記載の印刷装置であって、前記インクタンクに貯留されたインクを攪拌する攪拌手段と、を備えることを特徴としている。

また、請求項４に係わる発明は、請求項１に記載の印刷装置であって、前記減圧手段による前記第１の空間の減圧が調整可能であること、を特徴としている。

加えて、請求項５に係わる発明は、請求項１に記載の印刷装置であって、前記インクタンクが、前記インクジェットヘッドへ供給するインクの主供給源であること、を特徴としている。

また、請求項６に係わる発明は、請求項１に記載の印刷装置であって、前記インクタンクが、インクの主供給源からインクの供給を行なわれることでインクを一時的に貯留すること、を特徴としている。

請求項１に記載の印刷装置は、インクを貯留したインクタンクに生じた余剰空間の空気を減圧し、該減圧した空気を貯留したインクに対して導通することで発泡を行ないインクに溶存している微小気泡を吸収するので、溶存酸素濃度を低下させて効率よくインクの脱気を実行することができるとともに、外気を導入しないために減圧手段に依存することなく減圧空気を循環する量を向上することができるので、脱気速度を向上することができる。
また、外気導入に伴う減圧手段による減圧処理が発生しないので、インク臭気のついた空気の排出量が減少するので、印刷装置周辺の環境を悪化させることがない。さらに、外気導入に伴う減圧手段による減圧処理が発生しないので、インクタンク内の水分を不必要に蒸発させることがないため、インクの品質を維持することが可能となる。

請求項２に記載の印刷装置は、減圧手段が余剰空間の減圧を行なうために使用するポンプについて、インクタンク内の減圧空気を発泡に利用することから、脱気のために外気を導入する場合に比べて減圧負荷が比較的小さくなるので比較的小型のポンプを使用することができることから、インクタンク周りの構成を複雑にすることがない、

請求項３に記載の印刷装置は、インクタンクに貯留されたインクを攪拌手段が攪拌するので、減圧空気による発泡に対するインクの実質的な表面積が増加することにより、さらに効率よく溶存酸素濃度の低減およびインクの脱気を実行することができる。

請求項４に記載の印刷装置は、減圧手段による第１の空間の減圧が調整可能なので、インクの飽和溶存酸素濃度を調節することができ、インクの品質を損なわずに溶存酸素濃度の低減および脱気を実行することができる。

請求項５に記載の印刷装置は、インクタンクを印刷装置におけるインクの主供給源とした場合でも、効率のよい溶存酸素濃度の低減およびインクの脱気を実行することができる。

請求項６に記載の印刷装置は、主供給源からインクの供給を行なわれ一時的にインクを貯留するインクタンクであったとしても、効率のよい溶存酸素濃度の低減およびインクの脱気を実行することができる。

本発明に係わる印刷装置１００の構成を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態を実施したインクメインタンク１０の構造を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態を実施したインクサブタンク２０の構造を説明するための図である。 本願発明を適用したインクタンクと、従来技術によるインクタンクとの構成の差異を説明するための図である。 本願発明を適用したインクタンクと、従来技術によるインクタンクとの溶存酸素濃度の比較について説明するための図である。 本発明の第２の実施形態を実施したインクメインタンク１０の構造を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態を実施したインクサブタンク２０の構造を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態および第２の実施形態を適用したインクタンクの構成の差異を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態および第２の実施形態を適用したインクタンクの溶存酸素濃度の比較について説明するための図である。 飽和溶存酸素と減圧との関係を示すための図である。 飽和溶存酸素濃度を考慮して、インクの品質劣化を防止するための構造を有するインクメインタンク１０を説明するための図である。 インペラー１７を備えたインクメインタンク１０を説明するための図である。

以下、図面を利用しながら、本発明を実施形態について、説明を行なう。

〈第１の実施形態〉
図1は、本発明に係わる印刷装置１００の構成を説明するための図である。
印刷装置１００は、インクジェットヘッド３０にインクを供給するための配管IP2がインクサブタンク２０に接続されており、インクサブタンク２０へインクを供給するための配管IP1がインクメインタンク１０に接続されている。

インクジェットヘッド３０は、記録媒体Pに対してインクを吐出することにより、印刷を行なう。記録媒体Pは所定の方向に搬送されるのに対して、インクジェットヘッド３０は記録媒体Pに直交し、記録媒体Pの搬送幅よりも長いインク吐出部を備えることで、一度の吐出により記録媒体Pへの印刷を実行することができる。
インクジェットヘッド３０によるインクの吐出手法としては、ピエゾ式やサーマル式など、所望の手法を採用することができる。また、インクを常時吐出するコンティニュアス式インクジェットヘッド、必要時にインクを吐出するオンデマンド式インクジェットヘッド、いずれの方式を採用してもよい。
加えて、インクジェットヘッド３０からインクが図示しない配管を経てインクサブタンク２０、あるいはインクメインタンク１０へ戻される還流式インクジェットヘッドであってもよい。

インクサブタンク２０は、インクメインタンク１０からインクの供給を受けて一時的にインクを貯留し、インクジェットヘッド３０へインクを供給する。インクサブタンク２０は、インクジェットヘッド３０によるインク吐出を安定的に行なうための構成である、すなわち、インクジェットヘッド３０とインクメインタンク１０とを直接的に配管で接続すると、インクメインタンク１０にインクを補給した場合や沈殿防止のためインクを攪拌した場合など、インクメインタンク１０におけるインクの動揺がインクジェットヘッド３０に影響を与えることがある。インクサブタンク２０が一時的にインクを貯留してからインクジェットヘッド３０にインクを供給することで、前述のような問題を回避することができる。

インクメインタンク１０は、印刷装置１００におけるインクの主供給源である。印刷装置１００で印刷を行なうに際して、最初にインクを注入されるのがインクメインタンク１００である。インクメインタンク１００に注入されたインクは、配管IP1を介してインクサブタンク２０へ供給され、さらに配管IP2を介してインクジェットヘッド３０へ供給される。
このようなインクメインタンク１０を供給源とするインクの供給については、印刷装置１００の図示しない制御部が制御している。

図２は、本発明の第１の実施形態を実施したインクメインタンク１０の構造を説明するための図である。インクメインタンク１０は、インクを注入するための構成、インクサブタンク２０へインクを供給する構成、およびインクの脱気を行なうための構成を備えており、具体的には、減圧タンク１１、減圧ポンプ１２、発泡ポンプ１３、インク注入孔１４、インク排出孔１５を備えている。

減圧タンク１１はインクメインタンク１０における中心的な構成であり、インク注入孔１４から注入されたインクIKを貯留し、必要に応じてインク排出孔１５から配管IP1を介して、インクサブタンク２０へインクIKを供給する。減圧タンク１１は、インクを貯留するに際して、タンク容量一杯にまでインクを貯留せず、一定の空間を保持するようにしており、この一定の空間が減圧環境空間GKとなる。

減圧ポンプ１２は、減圧環境空間GKを生成するため、減圧タンク１１にエアラインAL1を介して接続されている。減圧ポンプ１２は、減圧タンク１１の減圧環境空間GKに残留する空気を吸い上げることで、減圧環境空間GKを外気圧に対して例えば−95kPa程度の減圧環境とする。エアラインAL1は減圧ポンプ１２と減圧タンク１１とを空気が流通可能に接続するためのもので、減圧ポンプ１２からの空気の逆流を防ぐため、図示しない電磁弁を備えており、減圧環境空間GKの減圧環境を維持する。
減圧ポンプ１２は、減圧環境空間GKの減圧を行なうに際して、比較的小型のポンプを使用することができる。これは、インクを発泡するために使用する減圧空気について、外部から供給されるのではなく、減圧環境空間GKに含まれる減圧空気を使用することから、減圧タンク１１内に含まれる空気が増量することがないので、減圧ポンプ１２の負荷を抑えることができるためである。

発泡ポンプ１３は、減圧環境空間GKに開口端を有するエアラインAL2と、減圧タンク１１底部に開口端を有するエアラインAL3とが接続したポンプである。発泡ポンプ１３は、エアラインAL2を介して減圧環境空間GKに残留した減圧空気を吸い込み、エアラインAL3を介して減圧タンク１１底部に減圧空気を送り出す。これにより、減圧環境空間GKに残留した減圧空気が減圧タンク１１に貯留されたインクを発泡させることになる。インクを発泡させた減圧空気は減圧環境空間GKに戻され、再度発泡ポンプ１２によりインクの発泡に使用される。

発泡ポンプ１３は、減圧空気を循環するために、減圧タンク１１内で発泡するための空気流量を高めることができる。外気を導入することによる発泡でインクの脱気を行なう場合、大量の外気を導入すると減圧環境空間GKの減圧環境を維持することができず、減圧ポンプ１２による減圧を行なう必要があるため、発泡のための空気流量は減圧ポンプ１２の能力に依存することになる。従って、発泡のための空気流量を高めるためには、減圧環境空間GKの減圧力から大気圧に空気を排出する能力を有する高価かつ大型の減圧ポンプ１２を必要とする。
それに対して、本発明の実施形態においては、発泡ポンプ１３が減圧環境空間GKの減圧空気を減圧タンク１１内で循環するので、差圧がなく、ポンプへの負荷が小さいため、発泡のための空気流量が発泡ポンプ１３の能力に依存したとしても、比較的低価格、小型のポンプで空気流量を高めることが可能となる。また、外気を導入しないため、減圧ポンプ１２の負荷も小さくなるので、低コストの減圧ポンプ１２を使用することが可能となる。
なお、エアラインAL3の減圧タンク１１底部の開口部は、発泡を促進するためエアストーンを備えていてもよい。

インク注入孔１４は、減圧タンク１１にインクを注入する際に使用される。インク注入孔１４は図示しない電磁弁でインク注入時以外は密閉されるようになっており、減圧タンク１１における減圧環境空間GKが維持される。

インク排出孔１５は、インクサブタンク２０にインクを供給する際に使用される。インクメインタンク１０で脱気されたインクは、図示しない圧送用ポンプによって、インク排出孔１５に接続された配管IP1を介して、インクサブタンク２０へ供給される。インク排出孔１５は、インクの逆流を防ぐための図示しない電磁弁を備えており、インク排出孔１５によるインクサブタンク２０へのインクの供給を制御することができる。このとき、供給を容易に行なうため、発泡ポンプ１３の動作を停止した後、インク注入孔１４の図示しない電磁弁を開放して大気による加圧を行なってもよい。インクサブタンク２０へのインク供給は常時行なわれるのではなく、インクジェットヘッド３０による印刷によって消費したインク量に応じて行なわれる。これは、インクメインタンク１０において脱気にある程度の時間が必要なためである。

図２に示すインクメインタンク１０における脱気プロセスを説明すると、次のようになる。
（１）インク注入孔１４より減圧タンク１１へ、減圧環境空間GKが形成されるようにインクを所定量注入
（２）減圧ポンプ１２により、減圧環境空間GKの減圧を開始
（３）発泡ポンプ１３により、減圧環境空間GKの減圧空気による発泡を開始
（４）所定時間発泡後、インク供給孔１５よりインクサブタンク２０へインクを供給、以降必要に応じてインクサブタンク２０へインク供給を行なう

上記プロセスによるインクメインタンク１０における脱気では、脱気に必要な減圧空気を減圧ポンプ１２のみで作成することから、インクメインタンク１０周辺の構成が複雑化することはない。
また、インクメインタンク１０における脱気は常時行なわれる必要はなく、例えば印刷装置１００の起動時に行なう、あるいは所定時間ごとに行なうなど、所望の期間を置いて実行するようにしてもよい。

図３は、本発明の第１の実施形態を実施したインクサブタンク２０の構造を説明するための図である。インクサブタンク２０は、インクメインタンク１０からインクを供給されるための構成、インクジェットヘッド３０へインクを供給する構成、およびインクの脱気を行なうための構成を備えており、具体的には、減圧タンク２１、減圧ポンプ２２、発泡ポンプ２３、インク供給孔２４、インク排出孔２５を備えている。
なお、減圧タンク２１、減圧ポンプ２２、発泡ポンプ２３の構成については、図２に示した減圧タンク１１、減圧ポンプ１２、発泡ポンプ１３とほぼ同様なので、説明を省略する。

インク供給孔２４は、減圧タンク２１にインクを注入する際に使用される。インク供給孔２４は、インクメインタンク１０からのインク供給を受けるため配管IP1と接続されており、また減圧タンク２１の減圧環境を維持するため、インク供給時以外は図示しない電磁弁によって密閉されるようになっている。

インク排出孔２５は、インクジェットヘッド３０にインクを供給する際に使用される。インクサブタンク２０で脱気されたインクは、図示しない圧送用ポンプによって、インク排出孔２５に接続された配管IP2を介して、インクジェットヘッド３０へ供給される。インク排出孔２５は、インクの逆流を防ぐための図示しない電磁弁を備えており、インク排出孔２５によるインクジェットヘッド３０へのインクの供給を制御することができる。インク排出孔２５によるインクジェットヘッド３０へのインクの供給は、インクジェットヘッド３０による印刷によって消費したインク量に応じて行なわれる。

インクサブタンク２０においても、上記のような構成を有することにより、インクの脱気を実行することが可能となる。すなわち、インクサブタンク２０において脱気プロセスは、次のように実行される。
（１）インク供給孔２４より減圧タンク２１へ、減圧環境空間GKが形成されるようにインクを所定量供給
（２）減圧ポンプ２２により、減圧環境空間GKの減圧を開始
（３）発泡ポンプ２３により、減圧環境空間GKの減圧空気による発泡を開始
（４）所定時間発泡後、インク供給孔２５よりインクジェットヘッド３０へインクを供給、以降必要に応じてインクジェットヘッド３０へインク供給を行なう

上記プロセスによるインクサブタンク２０における脱気においても、脱気に必要な減圧空気を減圧ポンプ２２のみで作成することから、インクサブタンク２０周辺の構成が複雑化することはない。
また、インクサブタンク２０における脱気は常時行なわれる必要はなく、例えば印刷装置１００の起動時に行なう、あるいは所定時間ごとに行なうなど、所望の期間を置いて実行するようにしてもよい。

このように、本発明は、印刷装置１００におけるインクメインタンク１０、インクサブタンク２０のいずれにおいても実施することが可能であり、いずれの構成であったとしても、効率よくインクの脱気を実行することができる。

図４、図５は、本願発明を適用したインクタンクと、従来技術によるインクタンクとの構成の差異、および溶存酸素濃度の比較について説明するための図である。ここでは、測定が容易であることから、脱気の目安として溶存酸素濃度を測定している。

図４(a)は、減圧環境空間GKを形成したのみで脱気を行なう従来技術を適用したインクタンクである。減圧環境空間GKにおける減圧環境は、外気圧に対して-95kPaとする。
図４(b)は、減圧環境空間GKを形成するとともに、外部から減圧空気を流し込み発泡を行なう従来技術を適用したインクタンクである。減圧環境空間GKにおける減圧環境は外気圧に対して-95kPaであり、発泡を行なう空気は外部より取り入れており、その圧力は大気圧とほぼ等しい。
図４(c)は、本発明を適用したインクタンクであり、減圧環境空間GKを形成し、減圧環境空間GKの減圧空気で発泡する。減圧環境空間GKの減圧環境は、外気圧に対して-95kPaである。

図４(a)〜(c)に示したインクタンクにおける脱気性能について、実験を行った結果をグラフとして図示したのが、図５である。この実験では、各インクタンクに1.2lの純水を貯留して15分間処理を行ない、脱気処理による溶存酸素濃度の変化を示している。

図示しているように、図４(a)のインクタンクでは、減圧環境空間GKと接触する液体の表面積のみに依存して脱気が行なわれるため、溶存酸素濃度はなかなか低下せず、また比較的高濃度で溶存酸素濃度の低下が頭打ちとなる。
図４(b)のインクタンクでは、外部から取り込んだ空気による発泡を行なうことにより、純水内の溶存気体を泡が取り込むこと、また発泡による液体表面の擾乱で減圧環境空間GKと接触する液体の表面積が実質的に広くなることから、発泡開始後溶存酸素濃度が低下し、比較的低濃度で溶存酸素濃度の低下が頭打ちとなる。

それに対して、本発明を適用した図４(c)のインクタンクでは、減圧環境空間GKの減圧空気による発泡を行なうことにより、図４(b)のインクタンクよりも素早く溶存酸素濃度が低下している。
この結果は、図４(b)のインクタンクとは異なり、図４(c)のインクタンクでは減圧環境空間GKの減圧空気による発泡を行なうことで、外気導入時よりも発泡するための空気の流量を増加することができるためである。すなわち、図４(b)のインクタンクのように外気を導入すると減圧環境が変化するため、減圧ポンプによる減圧能力を越えるような量の空気を導入することはできない。それに対して、図４(c)のインクタンクでは減圧環境空間GKの減圧空気を循環しているので、減圧環境の変化はほとんど生じないため、減圧ポンプよりも流量の多い発泡ポンプを使用することで容易に発泡のための空気の流量を増やすことができるのである。

また、図４(c)のインクタンクでは、外気を取り入れることはないので減圧ポンプの負荷を小さくすることができるため、比較的小型の減圧ポンプを使用することができる、という効果も得ている。
さらに、外気導入に伴う減圧手段による減圧処理が発生しないので、インク臭気のついた空気の排出量が減少するので、印刷装置周辺の環境を悪化させることがない。
加えて、外気導入に伴う減圧手段による減圧処理が発生しないので、インクタンク内の水分を不必要に蒸発させることがないため、インクの品質を維持することが可能となる。

〈第２の実施形態〉
図１に示した印刷装置１００のインクメインタンク１０、インクサブタンク２０において、本発明の第２の実施形態についても実施が可能である。

図６は、本発明の第２の実施形態を実施したインクメインタンク１０の構造を説明するための図である。インクメインタンク１０は、インクを注入するための構成、インクサブタンク２０へインクを供給する構成、およびインクの脱気を行なうための構成を備えており、具体的には、減圧タンク１１、減圧ポンプ１２、発泡ポンプ１３、インク注入孔１４、インク排出孔１５、インク循環ポンプ１６を備えている。
ここで、減圧タンク１１、減圧ポンプ１２、発泡ポンプ１３、インク注入孔１４、インク排出孔１５については、図２に示した構成とほぼ同様なので、説明を省略する。

インク循環ポンプ１６は、減圧タンク１１に貯留されたインクを循環するためのポンプである。インク循環ポンプ１６は、減圧タンク１１のインク貯留領域上部と下部とに接続された循環パイプJPでインクを圧送することにより、減圧タンク１１に貯留されたインクを循環させる。
インク循環ポンプ１６によってインクが循環されることにより、減圧タンク１１に貯留されたインクは、発泡ポンプ１２による泡との攪拌が行なわれるとともに、減圧環境空間GKに面する実質的な表面積が増大する。これにより、減圧タンク１１に貯留されたインクの脱気はさらに効率よく行なわれる。

図６に示すインクメインタンク１０における脱気プロセスを説明すると、次のようになる。
（１）インク注入孔１４より減圧タンク１１へ、減圧環境空間GKが形成されるようにインクを所定量注入
（２）減圧ポンプ１２により、減圧環境空間GKの減圧を開始
（３）発泡ポンプ１３により、減圧環境空間GKの減圧空気による発泡を開始
（４）インク循環ポンプ１６により、減圧タンク１１に貯留されたインクの循環を開始
（５）所定時間発泡およびインク循環後、インク供給孔１５よりインクサブタンク２０へインクを供給、以降必要に応じてインクサブタンク２０へインク供給を行なう

図６に示すインクメインタンク１０における脱気は、発泡ポンプ１３による脱気に加え、インク循環ポンプ１６によるインクの循環でインクが攪拌されることから、泡と接触するインクの量が増えるとともに、減圧環境空間GKに面するインクの表面積が実質的に増大することにより、さらに効率よく行なわれる。
なお、インクメインタンク１０における脱気は常時行なわれる必要はなく、例えば印刷装置１００の起動時に行なう、あるいは所定時間ごとに行なうなど、所望の期間を置いて実行するようにしてもよい。

図７は、本発明の第２の実施形態を実施したインクサブタンク２０の構造を説明するための図である。インクサブタンク２０は、インクメインタンク１０からインクを供給されるための構成、インクジェットヘッド３０へインクを供給する構成、およびインクの脱気を行なうための構成を備えており、具体的には、減圧タンク２１、減圧ポンプ２２、発泡ポンプ２３、インク供給孔２４、インク排出孔２５、インク循環ポンプ２６を備えている。

図７に示すインクサブタンク２０においても、発泡ポンプ２３による脱気に加え、インク循環ポンプ２６によるインクの循環でインクが攪拌されることから、さらに効率よくインクの脱気を実現することができる。

図８、図９は、本発明の第１の実施形態および第２の実施形態を適用したインクタンクの構成の差異、および溶存酸素濃度の比較について説明するための図である。

図８(a)は、本発明の第１の実施形態を適用したインクタンクである。減圧環境空間GKを形成し、減圧環境空間GKの減圧空気で発泡する。減圧環境空間GKの減圧環境は、外気圧に対して-95kPaである。
図８(b)もまた、本発明の第１の実施形態を適用したインクタンクであり、比較のため減圧環境空間GKの減圧環境は、外気圧に対して-80kPaである。

図８(c)は、本発明の第２の実施形態を適用したインクタンクである。減圧環境空間GKを形成し、減圧環境空間GKの減圧空気で発泡するとともに、貯留されたインクを循環することで攪拌している。減圧環境空間GKの減圧環境は、外気圧に対して-95kPaである。

図８(a)〜(c)に示したインクタンクにおける脱気性能について、実験を行った結果をグラフとして図示したのが、図９である。この実験では、図５の時と同様に、各インクタンクに1.2lの純水を貯留して15分間処理を行ない、純水の溶存酸素濃度を示している。

図示しているように、減圧環境空間GKにおける減圧の違いにより、液体における溶存酸素濃度を制御することができる。すなわち、減圧と溶存酸素濃度は比例していることが明らかである。従って、減圧環境空間GKの減圧を大きくすれば、液体に溶存する溶存酸素などの微小気泡の除去が効率よく行なえることになる。

また、図８(a)と図８(c)とでは、図８(c)の方が脱気性能が向上していることが示されている。すなわち、液体を攪拌することにより、泡と接触する液体の量が増えるとともに、減圧環境空間GKに面する表面積が実質的に増大するので、発泡による脱気のみよりも発泡および攪拌による脱気の方が効率よく脱気を行なえることがわかる。

このような、インクなどの液体に含まれる溶存酸素濃度の特性は、下記のような式で表現することができる。
D=exp(-a×t)×D0+D1……（式１）
ここで、Dはt秒後の溶存酸素濃度、D0は溶存酸素濃度の初期値、D1はインクタンク内の圧力により決定される飽和溶存酸素濃度であり、aは脱気速度の定数であって、減圧環境空間GKと接触する液体の実質的な表面積で決定される。

飽和溶存酸素濃度とは、インクなどの液体に酸素が溶け込むことができる限界値を意味している。液体において溶存可能な酸素の量は決まっており、飽和するまで酸素は液体に溶け込むことができる。
インクにおける飽和溶存酸素濃度は、インクの品質においてある種の役割を示す。すなわち、印刷品質を向上するためにはインクの脱気は必要不可欠であるが、あまりにもインクを強く脱気するとインクの品質に変化が生じてしまい、インク品質が劣化してしまうという問題がある。また、式１から明らかのように、インクにおける溶存酸素濃度は飽和溶存酸素濃度D1以下に低下することができない。
そこで、飽和溶存酸素濃度を目安としてインクの脱気を調整することが求められる。

図１０は、飽和溶存酸素濃度と減圧との関係を示すための図である。図示しているように、減圧が-95kPaと-80kPaとでは、減圧が強い-95kPaの方が飽和溶存酸素濃度は低くなる。
飽和溶存酸素濃度を目安としたインク脱気の調整として、最も容易な手法は、減圧ポンプ１２による減圧値を当初に設定しておくことである。すなわち、減圧ポンプ１２が減圧タンク１１内を-95kPaまで減圧するよう設定し、該設定値に達したら減圧ポンプ１２は減圧を停止する。以降、減圧タンク１１内に変動がない場合は減圧ポンプ１２は動作を行わず、インク注入孔１４が開栓された場合など、減圧タンク１１の減圧に変更が生じた場合に減圧ポンプ１２は再度設定した減圧値に達するまで動作する。
減圧によって飽和溶存酸素濃度が変化することは明らかになっていることから、このような構成により飽和溶存酸素濃度を目安としたインク脱気の調整が実現可能である。

さらに、積極的に飽和溶存酸素濃度を考慮して、インクの品質劣化を防止するための構成が、図１１に示すインクメインタンク１０である。
図１１に示すインクメインタンク１０は、これまでに説明を行ってきた減圧タンク１１、減圧ポンプ１２、発泡ポンプ１３、インク注入孔１４、インク排出孔１５の他に、溶存酸素測定部１７および圧力調整部１８を備えている。

溶存酸素濃度測定部１７は、減圧タンク１１に貯留されたインクIKの溶存酸素濃度を測定する。溶存酸素濃度測定部１７は、ガルバニ式、ボーラロ式、ジルコニア式など所望の原理を利用して、液体における溶存酸素濃度を測定する。

圧力調整部１８は、溶存酸素濃度測定部１７の測定結果に基づいて、減圧ポンプ１２の動作を制御することで、減圧タンク１１における減圧を調整する。
圧力調整部１８は、設定された飽和溶存酸素濃度となるように減圧タンク１１の減圧を調整するため、溶存酸素濃度測定部１７からの測定結果を取得する。取得した溶存酸素濃度の測定値が所望する飽和溶存酸素濃度に達していない場合、圧力調整部１８は減圧ポンプ１２による減圧タンク１１の減圧を実行する。所望する飽和溶存酸素濃度であることが取得した溶存酸素濃度から明らかになったならば、圧力調整部１８は減圧ポンプ１２に動作を停止する。

減圧ポンプ１２を停止している間、減圧環境空間GKから酸素がインクIKに溶け込み、溶存酸素濃度が上昇すると、圧力調整部１８は減圧ポンプ１２を動作させ、減圧を行うことで溶存酸素濃度を低下させる。
なお、減圧ポンプ１２を停止している間も溶存酸素濃度が低下する場合は、インク注入孔１４を開放するなどして外部の空気を導入し、減圧タンク１１内の圧力を上昇させてもよい。

このような構成により、減圧によって飽和溶存酸素濃度が変化することは明らかになっていることから、より積極的に飽和溶存酸素濃度を目安としたインク脱気の調整が実現可能である。
なお、図１１として、インクメインタンク１０における実施形態について説明を行ってきたが、インクサブタンク２０においても同様の実施を行うことが可能である。

〈変形例〉
なお、減圧タンク１１に貯留されたインクの攪拌はインクの循環に限定されることはない。
図１２は、減圧タンク１１に貯留されたインクを攪拌するために、インペラー１７を備えたインクメインタンク１０を説明するための図である。インペラー１７はモータによる回転を行なうことで、減圧タンク１１に貯留されたインクの攪拌を行なう。このような攪拌によっても、減圧タンク１１に貯留されたインクが泡と接触する量が増えるとともに、減圧環境空間GKに面する表面積が実質的に増大するので、インクの脱気を効率よく行なうことができる。

また、インペラー１７がインク飛沫を生成するように回転する場合、さらに減圧環境空間GKに面する表面積を増大させることができ、さらなるインク脱気の効率化が可能となる。

１０ インクメインタンク
１１、２１ 減圧タンク
２２、２２ 減圧ポンプ
１３、２３ 発泡ポンプ
１４ インク注入孔
１５、２５ インク排出孔
１６、２６ インク循環ポンプ
２０ インクサブタンク
２４ インク供給孔
３０ インクジェットヘッド
１００ 印刷装置
AL1、AL2、AL3 エアライン
GK 減圧環境空間
IK インク
IP1、IP2 配管
JP1、JP2 循環パイプ

Claims (6)

1. インクを吐出することで記録を行なうインクジェットヘッドを備えた印刷装置であって、
   前記インクを貯留することで生じる第１の空間を有するインクタンクと、
   前記第１の空間を減圧する減圧手段と、
   貯留された前記インクに対して前記第１の空間の減圧空気を導通することによる発泡を行なう発泡手段と、
   前記インクタンクから前記インクジェットヘッドへインクを供給するための供給路と、
   を備えたことを特徴とする印刷装置。
2. 請求項１に記載の印刷装置であって、
   前記減圧手段が、減圧を行なうために比較的小型のポンプを使用すること、
   を特徴とする印刷装置。
3. 請求項１に記載の印刷装置であって、
   前記インクタンクに貯留されたインクを攪拌する攪拌手段と、
   を備えることを特徴とする印刷装置。
4. 請求項１に記載の印刷装置であって、
   前記減圧手段による前記第１の空間の減圧が調整可能であること、
   を特徴とする印刷装置。
5. 請求項１に記載の印刷装置であって、
   前記インクタンクが、前記インクジェットヘッドへ供給するインクの主供給源であること、
   を特徴とする印刷装置。
6. 請求項１に記載の印刷装置であって、
   前記インクタンクが、インクの主供給源からインクの供給を行なわれることでインクを一時的に貯留すること、
   を特徴とする印刷装置。

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