JP6004967B2 - 液体移送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は液体移送装置及び画像形成装置に関する。

近年、印刷業界では少部数印刷の需要が高まっている。オフセット印刷では、版を作成する必要があり、少部数印刷を行う際には、時間及びコストの面で障害となっている。これに対し、記録媒体を一定方向に搬送しながらインクを吐出するシングルパス方式のインクジェット記録は、時間及びコストの面で有利である。

しかしながら、シンブルパス方式では、インクを吐出しないノズル又はインクの吐出曲りを起こしたノズルが存在すると、抜けた部分にスジが目立ちやすいという欠点を有している。
スジを起こす要因として、インクジェットヘッド内の気泡が大きな要因を占めている。インク中の気泡に対する対策としては、下記特許文献１、２が提案されている。

特許文献１には、バッファタンクとインクジェットヘッドとの間でインクを循環させる循環経路中に脱気装置を設置し、脱気装置によりインク中の気泡の除去を促進させるようにした装置が開示されている。

特許文献２には、インク中の溶存酸素量を測定し、その測定値が所定値を超えた場合に、インクジェットヘッドへの液体の供給を停止する装置が開示されている。

特開２０１０−８３０２１号公報 特開２０００−１９０５２９号公報

特許文献１では、メインタンクからバッファタンクにインクを補充する経路に脱気装置が無く、高濃度印刷（インクを大量に使うベタ画像印刷）のときに、メインタンクから非脱気のインクがバッファタンクに大量に補充されることになる。このため、インク中の気泡の除去を促進するためには改善の余地がある。

特許文献２では、高濃度印刷（インクを大量に使うベタ画像印刷）のときにインク中の溶存酸素量が所定値を超え、インクジェットヘッドへの液体の供給を停止すると、生産性の低下が発生してしまう。

本発明は上記事実を考慮し、高濃度印刷時にも必要な液体供給量を保持しつつ、気泡によるスジの発生を抑制することができる液体移送装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明に係る液体移送装置は、内部に液体が貯留されるメインタンクと、前記メインタンク内の液体が補充流路を通じて補充されるバッファタンクと、前記バッファタンク内の液体が供給流路を通じて供給されると共に、搬送部を搬送される記録媒体に前記液体による液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記供給流路の途中に設けられ、前記液体中に含まれる気体を除去する第１脱気モジュールと、前記補充流路の途中に設けられ、前記液滴吐出ヘッドによる最大濃度印刷時に前記メインタンクから前記バッファタンクに補充する前記液体の単位時間当たりの液体補充量より大きい単位時間当たりの液体量の前記液体中に含まれる気体を除去できる第２脱気モジュールと、を有し、前記第１脱気モジュールと前記第２脱気モジュールに同一の脱気用ポンプが接続されており、前記メインタンクから前記バッファタンクへの液体補充中は、前記脱気用ポンプによる吸引を前記第１脱気モジュールによる前記供給流路と前記第２脱気モジュールによる前記補充流路の両方から行い、前記液体補充中以外は、前記脱気用ポンプによる吸引を前記第１脱気モジュールによる前記供給流路のみで行うように切り替える。

上記の発明によれば、メインタンク内に貯留される液体が補充流路を通じてバッファタンクに補充される。バッファタンク内の液体が供給流路を通じて液滴吐出ヘッドに供給され、搬送部を搬送される記録媒体に液滴吐出ヘッドから液体による液滴が吐出される。供給流路の途中には、第１脱気モジュールが設けられており、バッファタンクから液体が液滴吐出ヘッドに供給される際に、第１脱気モジュールにより液体中に含まれる気体が除去される。さらに、補充流路の途中には、第２脱気モジュールが設けられており、メインタンクから液体がバッファタンクに補充される際に、第２脱気モジュールにより液体中に含まれる気体が除去される。その際、第２脱気モジュールは、液滴吐出ヘッドによる最大濃度印刷時にメインタンクからバッファタンクに補充する液体の単位時間当たりの液体補充量より大きい単位時間当たりの液体量の液体中に含まれる気体を除去できる。このため、最大濃度印刷時にメインタンクからバッファタンクに、第２脱気モジュールにより脱気処理された液体が供給され、非脱気液体がバッファタンクに供給されることが抑制される。これにより、高濃度印刷時にも液滴吐出ヘッドへの必要な液体供給量を保持することができると共に、脱気効率の向上によりスジの発生を抑制することができる。
また、上記の発明によれば、第１脱気モジュールと第２脱気モジュールに同一の脱気用ポンプが接続されている。すなわち、同一の脱気用ポンプにより第１脱気モジュールと第２脱気モジュールの両方、又は第１脱気モジュールと第２脱気モジュールの一方を吸引する（脱気する）ことができ、コストを低減することができる。
さらに、上記の発明によれば、メインタンクからバッファタンクへの液体補充中は、脱気用ポンプによる吸引を第１脱気モジュールによる供給流路と第２脱気モジュールによる補充流路の両方から行い、液体補充中以外は、脱気用ポンプによる吸引を第１脱気モジュールによる供給流路のみで行うように切り替える。これにより、液体補充中以外は、供給流路のみに集中して脱気させることができ、脱気効率を向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液体移送装置において、前記供給流路は、前記バッファタンクと前記液滴吐出ヘッドとの間で前記液体を循環させる循環経路の一部として構成されている。

上記の発明によれば、供給流路は、バッファタンクと液滴吐出ヘッドとの間で液体を循環させる循環経路の一部として構成されており、バッファタンクと液滴吐出ヘッドとの間で液体を循環させる過程で、第１脱気モジュールにより液体中に含まれる気体を除去することができる。

請求項３に記載の発明に係る画像形成装置は、請求項１又は請求項２に記載の液体移送装置を備え、前記液滴吐出ヘッドが、前記液体としてのインクを前記記録媒体に吐出するインクジェットヘッドで構成されている。

上記の発明によれば、液滴吐出ヘッドが、インクを記録媒体に吐出するインクジェットヘッドで構成されており、インク中に含まれる気体が第１脱気モジュール、第２脱気モジュールにより除去される。このため、高濃度印刷時にもインクジェットヘッドへの必要なインク供給量を保持することができると共に、脱気効率の向上によりスジの発生を抑制することができる。

本発明は上記構成としたので、高濃度印刷時にも必要な液体供給量を保持しつつ、気泡によるスジの発生を抑制することができる。

本実施の形態に係るインクジェット記録装置のインクジェットヘッドに適用されるインク移送装置の配管図である。 図１のインクジェットヘッドにおける動作を制御するためのインク供給制御装置のブロック図である。 図１の配管図における、第１のインク循環モードにおける循環経路を示す配管図である。 図１の配管図であり、（Ａ）は第２のインク循環モードにおける第１の循環経路を示す配管図、（Ｂ）は第２のインク循環モードにおける第２の循環経路を示す配管図、（Ｃ）は第２のインク循環モードにおける第３の循環経路を示す配管図である。 図１に示す脱気モジュールの断面図である。 図１の配管図における、インク補充中の脱気モジュールの動作状態を示す配管図である。 図１の配管図における、インク補充中以外の脱気モジュールの動作状態を示す配管図である。 本実施の形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す正面図である。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態の一例について説明する。

〔装置の全体構成〕
本実施の形態では、液滴を吐出して画像を形成する画像形成装置の一例として、インク滴を吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置について説明する。

なお、画像形成装置としては、インクジェット記録装置に限定されるものではない。例えば、フィルムやガラス上にインク等を吐出してカラーフィルタを製造するカラーフィルタ製造装置、有機ＥＬ溶液を基板上に吐出してＥＬディスプレイパネルを形成する装置、溶解状態の半田を基板上に吐出して部品実装用のバンプを形成する装置、金属を含む液体を吐出して配線パターンを形成する装置及び液滴を吐出して膜を形成する各種の成膜装置であってもよく、液滴を吐出するものであればよい。

図８は、本実施の形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す概略図である。

図８に示すように、インクジェット記録装置１０１０は、用紙等の記録媒体Ｐが収容される記録媒体収容部１０１２と、記録媒体Ｐに画像を記録する画像記録部１０１４と、記録媒体収容部１０１２から画像記録部１０１４へ記録媒体Ｐを搬送する搬送手段１０１６と、画像記録部１０１４によって画像が記録された記録媒体Ｐが排出される記録媒体排出部１０１８と、を備えている。

画像記録部１０１４は、液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの一例として、インク滴を吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェットヘッド１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ（以下、１０Ｙ〜１０Ｋと示す）を備えている。

また、インクジェットヘッド１０Ｙ〜１０Ｋは、ノズル（図示省略）が形成されたノズル面１０２２Ｙ〜１０２２Ｋをそれぞれ有している。このノズル面１０２２Ｙ〜１０２２Ｋは、インクジェット記録装置１０１０での画像記録が想定される記録媒体Ｐの最大幅と同程度か、又はそれ以上の記録可能領域を有している。

さらに、インクジェットヘッド１０Ｙ〜１０Ｋは、記録媒体Ｐの搬送方向の下流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色の順で並列に並べられており、その各色に対応したインク滴を、圧電方式によって、複数のノズルから吐出し、画像を記録する構成となっている。なお、インクジェットヘッド１０Ｙ〜１０Ｋにおいて、インク滴を吐出させる構成は、サーマル方式等の他の方式によって吐出させる構成であっても良い。

インクジェット記録装置１０１０には、液体を貯留する貯留部として、各色のインクを貯留するインクタンク１０２１Ｙ、１０２１Ｍ、１０２１Ｃ、１０２１Ｋ（以下、１０２１Ｙ〜１０２１Ｋと示す）が設けられている。このインクタンク１０２１Ｙ〜１０２１Ｋから、各インクジェットヘッド１０Ｙ〜１０Ｋへインクが供給される。なお、インクジェットヘッド１０Ｙ〜１０Ｋへ供給されるインクとしては、水性インク、油性インク、溶剤系インク等、各種インクの使用が可能である。

搬送手段１０１６は、記録媒体収容部１０１２内の記録媒体Ｐを１枚ずつ取り出す取出ドラム１０２４と、画像記録部１０１４のインクジェットヘッド１０Ｙ〜１０Ｋへ記録媒体Ｐを搬送しその記録面（表面）をインクジェットヘッド１０Ｙ〜１０Ｋに対面させる搬送体としての搬送ドラム１０２６と、画像が記録された記録媒体Ｐを記録媒体排出部１０１８へ送り出す送出ドラム１０２８と、を有している。そして、取出ドラム１０２４、搬送ドラム１０２６、送出ドラム１０２８は、それぞれ記録媒体Ｐがその周面に静電的吸着手段、或いは吸引や粘着などの非静電的吸着手段によって保持されるように構成されている。

また、取出ドラム１０２４、搬送ドラム１０２６、送出ドラム１０２８には、それぞれ記録媒体Ｐの搬送方向下流側端部を挟んで保持する保持手段としてのグリッパー１０３０が、例えば２組ずつ備えられており、これら３個のドラム１０２４、１０２６、１０２８は、それぞれその周面に記録媒体Ｐを、グリッパー１０３０によってこの場合は２枚まで保持可能に構成されている。そして、グリッパー１０３０は、各ドラム１０２４、１０２６、１０２８の周面に２つずつ形成された凹部１０２４Ａ、１０２６Ａ、１０２８Ａ内に設けられている。

具体的には、各ドラム１０２４、１０２６、１０２８の凹部１０２４Ａ、１０２６Ａ、１０２８Ａ内の予め定められた位置に、各ドラム１０２４、１０２６、１０２８の回転軸１０３２に沿って回転軸１０３４が支持されており、この回転軸１０３４には、その軸方向に間隔をおいて複数のグリッパー１０３０が固定されている。したがって、回転軸１０３４が、図示しないアクチュエーターによって正逆両方向に回転することにより、グリッパー１０３０が各ドラム１０２４、１０２６、１０２８の周方向に沿って正逆両方向に回転し、記録媒体Ｐの搬送方向下流側端部を挟んで保持したり、離したりするようになっている。

つまり、グリッパー１０３０は、その先端部が各ドラム１０２４、１０２６、１０２８の周面から若干突出するように回転することで、取出ドラム１０２４の周面と搬送ドラム１０２６の周面とが対面する受渡位置１０３６において、取出ドラム１０２４のグリッパー１０３０から搬送ドラム１０２６のグリッパー１０３０へ記録媒体Ｐを受け渡すようになっており、搬送ドラム１０２６の周面と送出ドラム１０２８の周面とが対面する受渡位置１０３８において、搬送ドラム１０２６のグリッパー１０３０から送出ドラム１０２８のグリッパー１０３０へ記録媒体Ｐを受け渡すようになっている。

また、インクジェット記録装置１０１０は、インクジェットヘッド１０Ｙ〜１０Ｋをメンテナンスするメンテナンスユニット（図示省略）を備えている。メンテナンスユニットは、インクジェットヘッド１０Ｙ〜１０Ｋのノズル面を覆うキャップ、予備吐出（空吐出）された液滴を受ける受け部材、ノズル面を清掃する清掃部材、ノズル（図示省略）内のインクを吸引するための吸引装置等を有しており、メンテナンスユニットがインクジェットヘッド１０Ｙ〜１０Ｋに対向する対向位置に移動し、各種のメンテナンスを行う。

また、インクジェット記録装置１０１０は、送出ドラム１０２８の内部などにインクを熱風又は赤外線等により乾燥させる乾燥部（図示省略）を備えており、記録媒体Ｐに吐出されたインクを乾燥させるようになっている。また、図示を省略するが、送出ドラムを複数配置し、送出ドラムと対向する位置に、インクを乾燥させる乾燥部と、例えば紫外線硬化型のインクを紫外線の照射により定着させる定着部と、を設けてもよい。

次に、インクジェット記録装置１０１０の画像記録動作について説明する。

記録媒体収容部１０１２から取出ドラム１０２４のグリッパー１０３０により１枚ずつ取り出されて保持された記録媒体Ｐは、取出ドラム１０２４の周面に吸着されつつ搬送され、受渡位置１０３６において、取出ドラム１０２４のグリッパー１０３０から搬送ドラム１０２６のグリッパー１０３０へ受け渡される。

搬送ドラム１０２６のグリッパー１０３０により保持された記録媒体Ｐは、その搬送ドラム１０２６に吸着されつつインクジェットヘッド１０Ｙ〜１０Ｋの画像記録位置まで搬送され、そのインクジェットヘッド１０Ｙ〜１０Ｋから吐出されるインク滴により、記録面に画像が記録される。

記録面に画像が記録された記録媒体Ｐは、受渡位置１０３８において、搬送ドラム１０２６のグリッパー１０３０から送出ドラム１０２８のグリッパー１０３０へ受け渡される。そして、送出ドラム１０２８のグリッパー１０３０により保持された記録媒体Ｐは、その送出ドラム１０２８に吸着されつつ搬送され、記録媒体排出部１０１８へ排出される。以上のように、一連の画像記録動作が行われる。

なお、インクジェット記録装置１０１０の構成は、本実施形態の構成に限定するものではなく、適宜変更して使用してもよい。例えば、送出ドラム１０２８に代えて、記録媒体Ｐの先端部（搬送方向下流側の端部）を把持して搬送するチェーングリッパを用いてもよい。この場合、チェーングリッパと対向して配置されたインク乾燥部で記録媒体Ｐを乾燥とすることができる。また、紫外線硬化型のインクを用いた場合には、チェーングリッパと対向して配置されたＵＶ照射部で記録媒体Ｐ上のインクを硬化させる構成としてもよい。

〔配管構成〕
図１には、本実施の形態に係るインクジェット記録装置１０１０のインクジェットヘッド１０に適用された液体移送装置の一例としてのインク移送装置３００の配管図が示されている。尚、図１に示す配管図は各色のインクのうちの１色、例えばイエローについてのものである。他の色のインクの配管構成も同様である。

本実施の形態のインクジュットヘッド１０には、複数の液体吐出部（以下、「ヘッドモジュール」という）１２が取り付けられ、それぞれのヘッドモジュール１２へ均等（一定の圧力、一定の流量）にインクを供給するためのインク循環用配管路が形成されている。

図１に示される如く、ヘッドモジュール１２には、インクが流入する入力ポート１２Ａと、インクを排出する出力ポート１２Ｂとが設けられている。入力ポート１２Ａには、供給側マニホールド１４から分岐した供給側分岐管１６の先端が取り付けられ、出力ポート１２Ｂには、回収側マニホールド１８から分岐した回収側分岐管２０の先端が取り付けられている。すなわち、供給側マニホールド１４及び回収側マニホールド１８には、ヘッドモジュール１２の設置数分の分岐管（供給側分岐管１６及び回収側分岐管２０）が設けられ、供給側マニホールド１４に供給されるインクを予め定められた圧力Ｐｉｎ、かつ予め定められた流量でそれぞれのヘッドモジュール１２へ供給し、さらには、ヘッドモジュール１２へ供給されたインクを予め定められた圧力Ｐｏｕｔ、かつ予め定められた流量でそれぞれヘッドモジュール１２から回収側マニホールド１８へ回収する構造となっている。

すなわち、供給側マニホールド１４の圧力Ｐｉｎと回収側マニホールド１８の圧力Ｐｏｕｔにより、ヘッドモジュール１２部で差圧ΔＰを発生させ、この結果、ヘッドモジュール１２内では、入力ポート１２Ａと出力ポート１２Ｂの間にインクの流れが生じ、この流れにより、常にフレッシュなインクがヘッドモジュール１２に供給されることになる。インク吐出口であるノズル面には、当該供給側マニホールド１４の圧力Ｐｉｎと回収側マニホールド１８の圧力Ｐｏｕｔに依存する背圧Ｐｎｚｌが付与されている。

供給側分岐管１６にはそれぞれ、開閉弁の一例としての供給側バルブ２２と緩衝器２４とが介在されている。また、回収側分岐管２０にはそれぞれ、開閉弁の一例としての回収側バルブ２６と緩衝器２４とが介在されている。供給側バルブ２２及び回収側バルブ２６は、ヘッドモジュール１２を個別に動作させる必要があるときに開閉操作されるものであると共に、後述するようにヘッドモジュール１２へのインクの循環を開始する際あるいは終了する際に開閉操作されるものである。緩衝器２４は、供給側マニホールド１４から供給されるインク、或いは回収側マニホールド１８へ回収されるインクの流動時の圧力変動等を緩和する役目を有している。

供給側マニホールド１４は、その長手方向一端部（図１の右端部）に供給流路の一例としてのインク循環配管系の供給管２８の一端部が取り付けられ、一方回収側マニホールド１８は、その長手方向一端部（図１の右端部）にインク循環配管系の回収管３０の一端部が取り付けられている。

また、供給側マニホールド１４と回収側マニホールド１８のそれぞれの他端部（図１の左端部）の間には、第１のバイパス流路３２と迂回流路の一例としての第２のバイパス流路３４とが設けられている。第１のバイパス流路３２には、第１のバイパスバルブ３６が介在されている。また、第２のバイパス流路３４には、迂回流路開閉弁の一例としての第２のバイパスバルブ３８が介在されている。この第１のバイパス流路３２及び第２のバイパス流路３４は、供給側マニホールド１４と回収側マニホールド１８との間の圧力、流量調整等に用いられる。例えば、後述の第１の循環時（供給側マニホールド１４から回収側マニホールド１８への流れ）は、第１のバイパスバルブ３６が閉止、第２のバイパスバルブ３８が開放されており、第２のバイパス流路３４のみが通じている。

さらに、供給側マニホールド１４と回収側マニホールド１８の他端部には、それぞれ供給側圧力センサ４０及び回収側圧力センサ４２が取り付けられており、供給側マニホールド１４と回収側マニホールド１８内のインクの圧力を監視している。

供給側マニホールド１４に連結された供給管２８の他端部は、供給側サブタンク４４に連結されている。供給側サブタンク４４は、二室構造で、弾性力を有する薄膜部材４４Ａで仕切られており、その１つがインク用サブタンク室４４Ｂ、他の１つが空気室４４Ｃとなっている。

インク用サブタンク室４４Ｂには、インクをバッファタンク４６から引き込む（およびバッファタンク４６へ回収する）ための供給側主管４８の一端部が連結されている。供給側主管４８の他端の開口はバッファタンク４６に貯留されたインクに浸漬されている。

供給側主管４８には、バッファタンク４６から供給側サブタンク４４にかけて順番に、第１脱気モジュールの一例としての脱気モジュール１５０、一方向弁５２、第１圧力調整手段の一例としての供給側ポンプ５４、供給側フィルタ５６、インク温度調整器５８がそれぞれ介在されている。脱気モジュール１５０には、通気管１５２の一端部が接続されており、通気管１５２の途中には、開閉弁の一例としての循環側バルブ１５４と、脱気モジュール１５０内の空気を吸引するための脱気用ポンプの一例としての真空ポンプ１５６と、が介在されている。脱気モジュール１５０の詳細については後述する。

本実施形態では、供給側ポンプ５４の駆動力で、バッファタンク４６に貯留されているインクを供給側サブタンク４４へ供給する途中で、脱気モジュール１５０によりインク内から気泡を取り除き、かつインク温度調整器５８によりインクの温度を管理している。供給側主管４８は、インクジェットヘッド１０Ｙ〜１０Ｋとバッファタンク４６との間でインクを循環させる循環経路の一部として構成されている。

なお、供給側ポンプ５４の入側は、供給側主管４８とは別に分岐管５３の一端部が接続され、この分岐管５３の他方の開口は、一方向弁５５を介して、バッファタンク４６に貯留されたインクに浸漬されている。

また、本実施の形態で適用される供給側ポンプ５４は、ステッピングモータを用いたチューブポンプ（弾性力を持つチューブをステッピングモータによる回転駆動でしごきながらチューブ内のインクを供給する）であるが、特にこのような圧力調整手段（ポンプ）に限定されるものではない。要は、回転を正逆転させることで、供給側のインクの圧力を高圧側および低圧側に調整できるものであればよい。なお、以下で、ポンプの駆動回転数を示す場合、ステッピングモータの回転数と同等とする。

供給側サブタンク４４の空気室４４Ｃには、開放管６０が取り付けられている。開放管６０には、供給側エアバルブ６６が介在されている。

また、インク用サブタンク室４４Ｂは、ドレイン管６８の一端が連結されている。ドレイン管６８の他端の開口は、バッファタンク４６に貯留されたインクに浸漬されている。ドレイン管６８には、供給側ドレインバルブ７０が介在されている。

供給側サブタンク４４は、空気室４４Ｃと薄膜部材４４Ａにより、インク用サブタンク室４４Ｂ内の圧力を所望の値に調整・維持する役目を有している。

一方、回収側マニホールド１８に連結された回収管３０の他端部は、回収側サブタンク７２に連結されている。回収側サブタンク７２は、二室構造で、弾性力を有する薄膜部材７２Ａで仕切られており、その１つがインク用サブタンク室７２Ｂ、他の１つが空気室７２Ｃとなっている。

インク用サブタンク室７２Ｂには、インクをバッファタンク４６へ回収する（およびバッファタンク４６から引き込む）ための回収側主管７４の一端部が連結されている。

回収側主管７４には、一方向弁７６が介在されており、第２圧力調整手段の一例としての回収側ポンプ８０の駆動力で、回収側サブタンク７２内のインクをバッファタンク４６へ回収している。回収側ポンプ８０も供給側ポンプ５４と同様なチューブポンプから構成されている。

回収側サブタンク７２の空気室７２Ｃには、開放管８２が取り付けられている。開放管８２には、回収側エアバルブ８８が介在されている。

また、インク用サブタンク室７２Ｂは、ドレイン管９０の一端が連結されている。ドレイン管９０の他端は、回収側ドレインバルブ９２を介して供給側サブタンク４４のドレイン管６８に接続されている。

回収側サブタンク７２は、空気室７２Ｃと薄膜部材７２Ａにより、インク用サブタンク室７２Ｂ内の圧力を所望の値に調整・維持する役目を有している。

ところで、第一の循環モードでは、供給側ポンプ５４及び回収側ポンプ８０による圧力は、供給側マニホールド１４の圧力Ｐｉｎ＞回収側マニホールド１８の圧力Ｐｏｕｔであるが、それぞれ負圧とされている。すなわち、供給側ポンプ５４の供給圧力は負圧であるが、回収側ポンプ８０の回収圧力がさらに低圧の負圧であるため、インクは、供給側マニホールド１４から回収側マニホールド１８へ流れ、かつヘッドモジュール１２のノズル（図示省略）の背圧Ｐｎｚｌが負圧に維持されるようになっている。従って、ヘッドモジュール１２のノズル（図示省略）ではインクがメニスカス保持されつつ、ノズルに対してインクが循環するようになっている。

なお、本実施の形態では、回収側ポンプ８０の入側と、供給側主管４８における脱気モジュール１５０の出側との間を連結する、ヘッドモジュール１２内の加圧パージ用配管９４が設けられている。

加圧パージ用配管９４には、脱気モジュール１５０から回収側ポンプ８０にかけて順番に、一方向弁９６、回収側フィルタ９８が介在されている。

すなわち、ヘッドモジュール１２内を加圧して、一気にインクを排出することで気泡等を排除するとき、供給側ポンプ５４の駆動に加え、回収側ポンプ８０の駆動方向を通常時に対して逆転させ、バッファタンク４６から回収側マニホールド１８へインクを供給するようにしている。なお、排出時は、ドレイン管６８、９０を用いる。

バッファタンク４６は、メインタンク１００（図８に示すインクタンク１０２１Ｙ、１０２１Ｍ、１０２１Ｃ、１０２１Ｋに相当）に連結されている。すなわち、バッファタンク４６には、インクを循環させるために必要なインク量が貯留されており、インク消費に応じて、メインタンク１００からインクが補充される構成となっている。すなわち、メインタンク１００に貯留されたインクに補充流路の一例としての補充管１０２の一端部が浸漬されている。この補充管１０２の浸漬された一端開口にはフィルタ１０４が取り付けられている。補充管１０２は、補充ポンプ１０６の入側に連結されている。補充ポンプ１０６の入側における補充管１０２の途中には、第２脱気モジュールの一例としての脱気モジュール１６０が設けられている。補充ポンプ１０６の出側は、バッファタンク４６へ配管された、回収側主管７４の途中に接続されている。ここで、補充ポンプ１０６が駆動することで、バッファタンク４６へインクが補充される。なお、バッファタンク４６とメインタンク１００との間には、オーバーフロー管１０８が設けられ、過剰補充時にインクがメインタンク１００へ戻されるようになっている。

脱気モジュール１６０には、通気管１６２の一端部が接続されており、通気管１６２の途中には、開閉弁の一例としての補充側バルブ１６４が介在されている。通気管１６２の他端部は、通気管１５２の途中である真空ポンプ１５６の入側（循環側バルブ１５４と真空ポンプ１５６との間）に接続されている。

本実施形態では、バッファタンク４６内のインク収容量は、例えば約２００ｍｌとされており、メインタンク１００のインク収容量が、例えば約１０〜１５ｌ（リットル）とされている。バッファタンク４６内には、液面センサ１９０が配置されており、液面センサ１９０によりバッファタンク４６内のインク量が所定量より減少したことが検出されると、補充ポンプ１０６の駆動によりメインタンク１００からバッファタンク４６内にインクが補充されるようになっている。

なお、メインタンク１００には、図示しないインクカートンが接続されている。例えば、インクカートンはメインタンク１００より鉛直上方に配置されており、水頭差によりインクカートンからインクがメインタンク１００に供給されるようになっている。

また、インクジェットヘッド１０には、供給側バルブ２２と回収側バルブ２６の動作をさせるための電力を供給可能な非常用電源２００が備えられている。

〔制御系構成〕
図２には、本実施の形態に係るインクジェットヘッド１０における動作を制御するためのインク供給制御装置１１０のブロック図が示されている。

インク供給制御装置１１０は、マイクロコンピュータ１１２を含んで構成されている。マイクロコンピュータ１１２は、ＣＰＵ１１４、ＲＡＭ１１６、ＲＯＭ１１８、Ｉ／Ｏ１２０及びこれらを接続するデータバスやコントロールバス等のバス１２２を備えている。

Ｉ／Ｏ１２０には、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１２４が接続されている。また、Ｉ／Ｏ１２０には、供給側圧力センサ４０、回収側圧力センサ４２、液面センサ１９０が接続されている。

さらに、Ｉ／Ｏ１２０には、図示は省略したが、ヘッドモジュール１２のノズル（図示省略）からインクを吐出して画像形成する際の画像データが入力されるようになっている。なお、画像データは、インク吐出位置や吐出量が定められた状態（ラスターデータ）であってもよいし、ＪＰＥＧ等の圧縮されたデータ等であってもよく、この場合はＣＰＵ１１４においてインク吐出用のデータ（ラスタデータ）に変換される。ＣＰＵ１１４では、ＲＯＭ１１８に記憶されたインク循環系プログラムが読み出されて実行される。ＲＯＭ１１８には、インク循環制御形態（以下、「制御形態」の同義として「モード」という場合がある）として、少なくとも以下のような制御プログラムが記憶されている。
（第１のインク循環モード）
バッファタンク４６内のインクを、供給側マニホールド１４から回収側マニホールド１８方向へ流動させ、ヘッドモジュール１２のノズル（図示省略）に対して循環させるための循環制御プログラム（プログラム１）。
（第２のインク循環モード）
インク供給経路内に発生する気泡を排出する（パージする）ための循環制御プログラム（プログラム２）。
なお、上記第１のインク循環モード及び第２のインク循環モードを実行するためのプログラムは、ＲＯＭ１１８に限らず、ＨＤＤ１２４或いは外部記憶媒体に記憶しておき、当該外部記憶媒体を装填することで情報を読み取るリーダーやＬＡＮ等のネットワーク（共に図示省略）から取得するようにしてもよい。

ＣＰＵ１１４では、循環制御プログラムを読み出し、当該読み出した循環制御プログラムに基づいて、Ｉ／Ｏ１２０に接続されたヘッドモジュール循環系制御部１２６、圧力調整制御部１２８、ドレイン制御部１３０、ポンプ駆動制御部１３２、温度制御部１３４が動作する。

ヘッドモジュール循環系制御部１２６には、ヘッドモジュール１２に内蔵されたノズル吐出デバイス１３（例えば、圧電素子等への通電制御による圧力室の振動でインク滴をノズルから吐出する動作をするデバイス）１２ｄｅｖ．、供給側バルブ２２，回収側バルブ２６、第１のバイパスバルブ３６、第２のバイパスバルブ３８が電気的に接続されている。

圧力調整制御部１２８には、供給側エアバルブ６６、回収側エアバルブ８８が電気的に接続されている。

ドレイン制御部１３０には、供給側ドレインバルブ７０、回収側ドレインバルブ９２が電気的に接続されている。

ポンプ駆動制御部１３２には、供給側ポンプ５４、回収側ポンプ８０、補充ポンプ１０６が接続されている。なお、本実施の形態では、供給側ポンプ５４、回収側ポンプ８０、補充ポンプ１０６の回転速度を回転数（ｒｐｍ）で表現するが、線速度、角速度等、別の表現であってもよい。

温度制御部１３４には、インク温度調整器５８が電気的に接続されている。

（第１のインク循環モード）
ここで、前述した第１のインク循環モード（バッファタンク４６内のインクを、供給側マニホールド１４から回収側マニホールド１８方向へ流動させ、ヘッドモジュール１２のノズルに対して循環させる循環制御。以下、「第１の循環モード」という場合がある。）では、ヘッドモジュール１２のノズル（図示省略）に対する供給側と回収側との差圧ΔＰが一定となるように制御される。すなわち、第１のインク循環モードは、圧力制御によって実行されることになる（図３参照）。

なお、図３は、図１に示した配管図と同一であるが、符号を省略し、かつ循環経路を太い鎖線で示している。

供給側マニホールド１４には、供給側ポンプ５４の駆動力による圧力Ｐｉｎでインクが供給されており、回収側マニホールド１８には、回収側ポンプ８０の駆動力による圧力Ｐｏｕｔでインクが回収されている。このときの圧力Ｐｉｎと圧力Ｐｏｕｔはそれぞれ負圧であり、かつ、圧力Ｐｏｕｔの方が圧力Ｐｉｎよりもさらに低圧の負圧となっている。

（第２のインク循環モード）
一方、第２のインク循環モード（インク供給経路内に発生する気泡を排出するための循環制御／以下、「第２の循環モード」という場合がある。）では、本実施の形態では、少なくともヘッドモジュール１２へインクが流れない３種類の循環経路（第１〜第３の循環経路）が設定されており、この３種類の循環経路が順次設定され、供給側ポンプ５４又は回収側ポンプ８０の駆動による流量制御が実行されるようになっている（図４（Ａ）〜（Ｃ）参照）。

（第１の循環経路）
供給側マニホールド１４からヘッドモジュール１２への流路（供給側分岐管１６）と、ヘッドモジュール１２から回収側マニホールド１８への流路（回収側分岐管２０）とを断ち（供給側バルブ２２と回収側バルブ２６の閉止）、第２のバイパス流路３４よりも相対的に内径が大きい第１のバイパス流路３２を開放し、供給側ポンプ５４の駆動で流量制御を行う（図４（Ａ）参照）

なお、図４（Ａ）は、図１に示した配管図と同一であるが、符号を省略し、かつ循環経路を太い鎖線で示している。

（第２の循環経路）
供給側主管４８を主体とし、ドレイン管６８に設けられた供給側ドレインバルブ７０を開放し、供給側ポンプ５４の駆動で流量制御を行う（図４（Ｂ）参照）。

なお、図４（Ｂ）は、図１に示した配管図と同一であるが、符号を省略し、かつ循環経路を太い鎖線で示している。

（第３の循環経路）
回収側主管７４を主体とし、ドレイン管９０に設けられた回収側ドレインバルブ９２を開放し、回収側ポンプ８０の駆動で流量制御を行う（図４（Ｃ）参照）。

なお、図４（Ｃ）は、図１に示した配管図と同一であるが、符号を省略し、かつ循環経路を太い鎖線で示している。

インク循環系プログラムは、インク供給制御装置１１０によって実行される。すなわち、インク供給制御装置１１０では、所定のタイミングで循環モードの判定が行われ、当該循環指示の形態が解析される。本実施形態では、例えば、圧力制御による循環制御、すなわち、電源投入後、印字可能な状態での待機（印字待機）時の循環モードが指示された場合は、第１の循環モードが実行されるようになっている。

また、流量制御による循環制御、すなわち、電源オフから一定時間経過した後の電源オン時、待機中の定期、ユーザーによる実行指示の何れかに該当する場合は、第２の循環モードが実行されるようになっている。

図２に示されるように、ＣＰＵ１１４では、脱気制御プログラムを読み出し、当該読み出した脱気制御プログラムに基づいて、Ｉ／Ｏ１２０に接続された脱気制御部１８０が動作するようになっている。脱気制御部１８０には、真空ポンプ１５６、循環側バルブ１５４、補充側バルブ１６４が電気的に接続されている。脱気制御部１８０による脱気モジュール１５０、１６０（図１参照）の制御については後述する。

〔脱気モジュールの構成及び動作〕
図５には、本実施形態の脱気モジュール１５０が断面図にて示されている。
図５に示されるように、脱気モジュール１５０は、略円筒状に形成された容器２１０と、容器２１０内に容器２１０の内壁と間隔をおいて配置されたチューブ状の気体透過膜２１２と、を備えている。気体透過膜２１２は、容器２１０の中心部を囲むように長手方向に沿って配置されており、容器２１０の長手方向両側の壁部２１０Ａには、インクがチューブ状の気体透過膜２１２の内部を通過するように供給側主管４８が接続されている。チューブ状の気体透過膜２１２の外部と対向する容器２１０の周壁部２１０Ｂには、通気管１５２の一端部が接続されている。

脱気モジュール１５０では、供給側ポンプ５４を駆動することにより、インクが脱気モジュール１５０のチューブ状の気体透過膜２１２の内部を通過する。その際、通気管１５２に設けられた真空ポンプ１５６を駆動することにより、容器２１０内の気体が吸引されて負圧とされ、気体透過膜２１２の内外の気体の分圧差によって気体透過膜２１２内を流れるインク中に含まれる気体（溶存気体）が気体透過膜２１２を通って除去されるようになっている。

図示を省略するが、図１に示す脱気モジュール１６０も、脱気モジュール１５０とほぼ同様の構成とされている。その際、脱気モジュール１５０の気体透過膜２１２の膜面積が、脱気モジュール１６０の気体透過膜（図示省略）の膜面積より大きくなるように設定されている。本実施形態では、脱気モジュール１５０の気体透過膜２１２の膜面積が、脱気モジュール１６０の気体透過膜の膜面積の略２．５倍に設定されている。脱気モジュール１５０の気体透過膜２１２の膜面積を大きくすることで、インク中の溶存気体を除去する処理量を上げることができる。

また、図１に示されるように、脱気モジュール１５０と脱気モジュール１６０には、同一の真空ポンプ１５６が接続されている。言い換えると、脱気モジュール１５０と脱気モジュール１６０とは真空ポンプ１５６を共用する構成とされている。真空ポンプ１５６で吸引することで、脱気モジュール１５０と脱気モジュール１６０の内部が負圧とされる。本実施形態では、真空ポンプ１５６により、−８ＭＰａ〜−１０ＭＰａの負圧とするように設定されている。

本実施形態では、循環側バルブ１５４と補充側バルブ１６４を開放して脱気モジュール１５０と脱気モジュール１６０の両方を同一の真空ポンプ１５６で吸引する場合と、補充側バルブ１６４を閉止して脱気モジュール１５０のみを真空ポンプ１５６で吸引する場合がある。その際、脱気モジュール１５０のみを真空ポンプ１５６で吸引する場合に比べて、脱気モジュール１５０と脱気モジュール１６０の両方を同一の真空ポンプ１５６で吸引する場合は、吸引力が若干低下しても脱気性（インク中の溶存酸素の除去性能）に影響を及ぼさないように設定されている。

また、脱気モジュール１６０は、インクジェットヘッド１０Ｙ〜１０Ｋによる最大濃度印刷時にメインタンク１００からバッファタンク４６に補充するインクの単位時間当たりのインク補充量をｘ（ｍｌ／ｍｉｎ）とするとき、当該ｘより大きい単位時間当たりのインク量ｙ（ｍｌ／ｍｉｎ）を処理できる（インク中の溶存気体を除去できる）構成とされている。言い換えると、脱気モジュール１６０は、インク中の溶存気体を除去できる単位時間当たりのインク量、すなわち単位時間当たりの処理流量がｙ（ｍｌ／ｍｉｎ）とされており、この単位時間当たりの処理流量ｙ（ｍｌ／ｍｉｎ）は、最大濃度印刷時にメインタンク１００からバッファタンク４６に補充する単位時間当たりのインク補充量ｘ（ｍｌ／ｍｉｎ）よりも大きく設定されている。これにより、最大濃度印刷時にメインタンク１００からバッファタンク４６にインクを補充しても、脱気モジュール１６０によりインク中の溶存気体を除去することができるため、非脱気インクがバッファタンク４６に補充されることが抑制されるようになっている。

図６に示されるように、メインタンク１００からバッファタンク４６へのインク補充中には、循環側バルブ１５４が開放されると共に、補充側バルブ１６４が開放され、真空ポンプ１５６が駆動される。循環側バルブ１５４、補充側バルブ１６４、真空ポンプ１５６の制御は、メインタンク１００からバッファタンク４６にインクを補充するタイミングで脱気制御部１８０（図２参照）により実行される。これにより、メインタンク１００からバッファタンク４６へのインク補充中は、脱気モジュール１６０と脱気モジュール１５０の両方が駆動され、脱気モジュール１６０によりメインタンク１００からバッファタンク４６に補充されるインク中の溶存気体が除去される。これと共に、脱気モジュール１５０によりインクを循環される循環経路の一部を構成する供給側主管４８を流れるインク中の溶存気体が除去される。

図７に示されるように、メインタンク１００からバッファタンク４６へのインク補充中以外（インク循環中）は、循環側バルブ１５４が開放されると共に、補充側バルブ１６４が閉止され、真空ポンプ１５６が駆動される。循環側バルブ１５４、補充側バルブ１６４、真空ポンプ１５６の制御は、インクの循環を開始するタイミングで脱気制御部１８０により実行される。本実施形態では、インクの循環は、図３に示す第１のインク循環モードによる場合と、図４に示す第２のインク循環モードの３通りの循環経路による場合がある。これにより、メインタンク１００からバッファタンク４６へのインク補充中以外（インク循環中）は、脱気モジュール１５０のみが駆動され、脱気モジュール１５０によりインクを循環される循環経路の一部を構成する供給側主管４８を流れるインク中の溶存気体が除去される。

以下に本実施の形態の作用を説明する。
図６に示されるように、バッファタンク４６内に配置された液面センサ１９０により、バッファタンク４６内のインク量が所定量より減少したことが検出されると、インク供給制御装置１１０のポンプ駆動制御部１３２（図２参照）により補充ポンプ１０６が駆動される。これにより、メインタンク１００からバッファタンク４６内にインクが補充される。

メインタンク１００からバッファタンク４６へのインク補充中には、インク供給制御装置１１０（図２参照）によりインクジェットヘッド１０Ｙ〜１０Ｋとバッファタンク４６との間で、インクを循環されるインク循環モード（例えば図３に示す第１のインク循環モード）が実行される。

また、メインタンク１００からバッファタンク４６にインクを補充するタイミングで、インク供給制御装置１１０の脱気制御部１８０（図２参照）により循環側バルブ１５４が開放されると共に、補充側バルブ１６４が開放され、真空ポンプ１５６が駆動される。これにより、メインタンク１００からバッファタンク４６へのインク補充中は、脱気モジュール１６０と脱気モジュール１５０の両方が駆動され、脱気モジュール１６０によりメインタンク１００からバッファタンク４６に補充されるインク中の溶存気体が除去される。これと共に、脱気モジュール１５０によりインクを循環される循環経路の一部を構成する供給側主管４８を流れるインク中の溶存気体が除去される。

その際、脱気モジュール１６０は、インク中の溶存気体を除去できる単位時間当たりのインク量、すなわち処理流量ｙ（ｍｌ／ｍｉｎ）が、最大濃度印刷時にメインタンク１００からバッファタンク４６に補充するインク補充量ｘ（ｍｌ／ｍｉｎ）よりも大きく設定されている。これにより、最大濃度印刷時にメインタンク１００からバッファタンク４６にインクを補充しても、脱気モジュール１６０によりインク中の溶存気体を除去することができる。このため、非脱気インクがバッファタンク４６に補充されることが抑制され、高濃度印刷時にもインクジェットヘッド１０Ｙ〜１０Ｋへの必要なインク供給量を保持することができると共に、脱気効率の向上により印刷画像でのスジの発生を抑制することができる。

一方、図７に示されるように、メインタンク１００からバッファタンク４６へのインク補充中以外のインクを循環させる動作時（図３及び図４参照）には、インク供給制御装置１１０の脱気制御部１８０（図２参照）により循環側バルブ１５４が開放されると共に、補充側バルブ１６４が閉止され、真空ポンプ１５６が駆動される。これにより、メインタンク１００からバッファタンク４６へのインク補充中以外（インク循環中）は、脱気モジュール１５０のみが駆動され、脱気モジュール１５０によりインクを循環される循環経路の一部を構成する供給側主管４８を流れるインク中の溶存気体が除去される。このため、バッファタンク４６とインクジェットヘッド１０Ｙ〜１０Ｋとの間でインクを循環させる過程で、脱気モジュール１５０によりインク中の溶存気体を除去することができる。

また、本実施形態では、脱気モジュール１５０と脱気モジュール１６０に同一の真空ポンプ１５６が接続されている。このため、同一の真空ポンプ１５６により脱気モジュール１５０と脱気モジュール１６０の両方、又は脱気モジュール１５０のみを吸引する（脱気する）ことができ、コストを低減することができる。

さらに、本実施形態では、循環側バルブ１５４と補充側バルブ１６４を制御することにより、メインタンク１００からバッファタンク４６へのインク補充中は、真空ポンプ１５６による吸引を脱気モジュール１５０と脱気モジュール１６０の両方から行い、インク補充中以外は、真空ポンプ１５６による吸引を脱気モジュール１５０のみで行うように切り替えている。このため、メインタンク１００からバッファタンク４６へのインク補充中以外（インク循環中）は、脱気モジュール１５０のみに集中して脱気させることができ、脱気効率を向上させることができる。

＜その他＞
以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

例えば、上記実施形態では、脱気モジュール１５０と脱気モジュール１６０に同一の真空ポンプ１５６が接続されているが、これに限定されず、脱気モジュール１５０と脱気モジュール１６０に個別に脱気用ポンプを接続してもよい。

また、上記実施形態では、インクの循環は、図３に示す第１のインク循環モードによる場合と、図４に示す第２のインク循環モードの３通りの循環経路による場合があるが、これに限定されるものではない。例えば、インクの循環経路は変更可能であり、インクを循環される循環経路の一部を構成する供給流路に脱気モジュール１５０を設ける構成としてもよい。
また、バッファタンクとインクジェットヘッドとの間でインクを循環させない画像形成装置において、バッファタンクからインクジェットヘッドにインクを供給する供給流路に脱気モジュール１５０を設ける構成としてもよい。

１０Ｙ〜１０Ｋ インクジュットヘッド（液滴吐出ヘッド）
４６ バッファタンク
４８ 供給側主管（供給流路）
１００ メインタンク
１０２ 補充管（補充流路）
１５０ 脱気モジュール（第１脱気モジュール）
１５２ 通気管
１５４ 循環側バルブ
１５６ 真空ポンプ（脱気用ポンプ）
１６０ 脱気モジュール（第２脱気モジュール）
１６２ 通気管
１６４ 補充側バルブ
３００ インク移送装置（液体移送装置）
１０１０ インクジェット記録装置（画像形成装置）

Claims (3)

1. 内部に液体が貯留されるメインタンクと、
   前記メインタンク内の液体が補充流路を通じて補充されるバッファタンクと、
   前記バッファタンク内の液体が供給流路を通じて供給されると共に、搬送部を搬送される記録媒体に前記液体による液滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、
   前記供給流路の途中に設けられ、前記液体中に含まれる気体を除去する第１脱気モジュールと、
   前記補充流路の途中に設けられ、前記液滴吐出ヘッドによる最大濃度印刷時に前記メインタンクから前記バッファタンクに補充する前記液体の単位時間当たりの液体補充量より大きい単位時間当たりの液体量の前記液体中に含まれる気体を除去できる第２脱気モジュールと、
   を有し、
   前記第１脱気モジュールと前記第２脱気モジュールに同一の脱気用ポンプが接続されており、
   前記メインタンクから前記バッファタンクへの液体補充中は、前記脱気用ポンプによる吸引を前記第１脱気モジュールによる前記供給流路と前記第２脱気モジュールによる前記補充流路の両方から行い、前記液体補充中以外は、前記脱気用ポンプによる吸引を前記第１脱気モジュールによる前記供給流路のみで行うように切り替える液体移送装置。
2. 前記供給流路は、前記バッファタンクと前記液滴吐出ヘッドとの間で前記液体を循環させる循環経路の一部として構成されている請求項１に記載の液体移送装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の液体移送装置を備え、
   前記液滴吐出ヘッドが、前記液体としてのインクを前記記録媒体に吐出するインクジェットヘッドで構成されている画像形成装置。

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