JPH10146989A

JPH10146989A - インク供給装置および該装置を用いるインクジェットプリント装置

Info

Publication number: JPH10146989A
Application number: JP8304715A
Authority: JP
Inventors: Katsuhiro Watanabe; 克宏渡邊
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-11-15
Filing date: 1996-11-15
Publication date: 1998-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】インクジェットヘッドに対してインクを供給
する第１液室と、これに対しインク補充を行う第２液室
とを具えたインク供給装置において、長時間使用されな
かった場合等に生じうるインクの物理的・化学的性質の
変化を抑制する。【解決手段】第１および第２液室（１３１，１２１）
間を連通するインク供給経路（１４１）に配設されて第
２液室から第１液室にインクを圧送するポンプ（１６
１）と、第１液室に過剰に供給された量のインクを第２
液室に戻す経路（１５１）とを具え、第１液室内のイン
ク液面低下の検知のタイミング（Ｐ１〜Ｐ３）に応じた
インク補充のためのポンプ駆動とは別に、周期的（Ｔ
１）にポンプを駆動して両液室間で適時インクを循環さ
せることにより、双方の液室内のインクの効率的な攪拌
を行い、両液室内で生じうるインクの化学的・物理的な
変質を未然に防止して、安定かつ良好なプリント動作を
行えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インク供給装置お
よび該装置を用いるインクジェットプリント装置に関
し、特にプリント媒体に対してインクドットを形成する
ことにより画像形成を行うインクジェット方式によるプ
リント装置およびインク供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリント方式は、単色ま
たはカラープリントに対応して用意された複数色のイン
クを、紙，布，不織布，ＯＨＰ用等のプラスチックフィ
ルムなど種々のプリント媒体上に吐出することによって
画像を形成するプリント方法である。この方式を採用し
たインクジェットプリント装置としては、プリント手段
（プリントヘッド）およびそのインク供給手段たるイン
クタンクを搭載してプリント媒体に対し所定方向に主走
査されるキャリッジと、プリント媒体を主走査方向とは
異なる方向に搬送（副走査）する搬送手段と、これらを
制御するための制御手段とを具備し、プリントヘッドを
主走査方向にシリアルスキャンさせながらプリントヘッ
ドに設けられた複数のインク吐出口からインクを吐出さ
せ、一方でシリアルスキャン後に所定量（例えば吐出口
配列範囲に対応した１回のシリアルスキャンでのプリン
ト幅）搬送することによってプリント媒体上に順次プリ
ントを行ってゆくものがある。このようなインクジェッ
トプリント方式では、プリント信号に応じてインクを直
接プリント媒体上に吐出してプリントを行う所謂ドロッ
プオンデマンド方式が採用され、これは容易で廉価な記
録（プリント）方式を提供するものとして広く採用され
ている。

【０００３】ところで、上述のようなインクジェットプ
リント装置では、キャリッジ上のプリントヘッドの傍ら
に、これと一体もしくは別体にインクタンクをカートリ
ッジとして有し、そのインク残量が無くなったときには
新しいカートリッジと交換することによりインク補充を
行う形態のもの（カートリッジ交換方式）が最も一般的
に広く知られている。

【０００４】しかしながら、インクジェットプリント装
置を印刷や捺染等の産業用目的で使用する場合など、極
めて高いプリントデューティが要求される場合には、イ
ンク消費量が非常に大きいのでカートリッジ交換方式を
用いてインク補充を行っていたのでは作業が煩雑であ
り、かつカートリッジを交換する間装置を停止させなけ
ればならないことから作業効率やスループットも低下す
ることになる。これを避けるためにはカートリッジを大
形化し、インク収容量を大とすることも考えられるが、
これに伴ってカートリッジを搭載するキャリッジ自体を
大形化する必要も生じ得るし、結果として寸法および重
量の増したカートリッジないしキャリッジに応じた装置
内空間の確保や、キャリッジ駆動手段の大形化および制
御手段の複雑化を招き、ひいては装置全体の大形化や製
造費用の増大をもたらすことになる。

【０００５】一方、装置本体の外部に比較的容量の大き
な固定の液室を設け、この液室からチューブまたはパイ
プ等をプリントヘッドまで配管して液の供給を行うよう
にした装置も知られている。この方式はプリント装置を
停止させることなく液室にインクを補充することも可能
となるので、上記カートリッジ交換方式が持つ問題点を
克服することができる。

【０００６】この方式を採用したインクジェットプリン
ト装置では、液室からプリントヘッドへの送液を毛細管
現象を利用しているのが一般的である。また、液室の液
面の高さとプリントヘッドのインク吐出部の高さとの相
対的位置関係が、吐出部に形成されるメニスカスの形状
に大きな影響を与えるが、このメニスカスの形状はプリ
ント品位を均一かつ安定に保つ上で極めて重要である。
従って、インク供給源たる液室の液面高さの変動を極力
抑制することが良好なプリント品位を安定して得る上で
重要となる。そこで、そのような比較的大容量の液室と
は別に、インク供給経路の中間に他の液室（送液用液
室）を設け、プリントヘッドへの直接のインク供給はこ
の送液用液室より行い、上記大容量の液室からは送液用
液室へと随時インク補充を行うようにして送液用液室内
の液面高さの変動を小さくするようにした構成を採る装
置も知られるようになった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
装置には次のような解決すべき課題がある。

【０００８】比較的大容量である大容量液室から送液用
液室へとインクを補充する手段としては、両液室を連通
するインク供給経路の途中にポンプ機構を設け、このポ
ンプ機構が大容量液室からインクを汲み上げて送液用液
室へと送出する方式が一般的である。また、ポンプ機構
を作動させるタイミングの制御方式としては、送液用液
室内の液面の所定範囲の最高位点および最低位点を検知
するセンサを設け、このセンサの出力に応じてポンプ機
構の発停を制御するものが一般的である。すなわち、送
液用液室内の液面が低下し最低位点に到ると、センサに
よりこれを検知してポンプ機構を作動させることにより
送液用液室へのインク補充を開始し、液面が上昇して最
高位点に到達するとセンサの検出信号に応じてポンプ機
構の作動を停止させるような制御である。

【０００９】しかしこの方式には次のような問題点があ
る。

【００１０】カラープリントを行うために、または同色
であっても濃淡画像のプリントを行うために、複数の色
または濃度のインクを用いるプリント装置にあっては、
色または濃度によっては稀にしか使用されないインクも
あり、そのような使用頻度の低いインクは送液用液室お
よび大容量液室内に放置されたままとなる場合がある。
しかるに長時間放置されたインクは、その物理的な性質
や化学的性質が変化する恐れがある。すなわち、場合に
よってはインクに含まれる成分同士が結合して粒子径が
大きくなったり、沈降物が生じたりするのである。ま
た、インクによっては、かかる物理的性質や化学的性質
が容易に変化する種類のものもある。

【００１１】このような径の大きい粒子や沈降物を含む
インクがプリントヘッドに供給された場合、インク吐出
口ないしこれに連通する液路に詰まってインクの吐出不
良を生じさせたり、あるいはインクを吐出するためのエ
ネルギとして熱エネルギを発生するヒータを用いるプリ
ントヘッドでは焦げ付き等の不都合が生じてプリントヘ
ッドを破損する恐れもある。

【００１２】また、上記大容量液室はインク消費の進行
に応じて適宜インクを補充できる構成とすれば継続的な
使用が可能であり、廃棄物が生じることはないが、イン
クの補充を繰り返しつつ長期間使用してゆく間に、底部
に沈降物の堆積が生じる可能性もある。

【００１３】本発明はかかる問題点を解決すべき課題と
して捉えてなされたもので、インクの物理的性質や化学
的性質の変化を抑制し、安定したプリントを行うことが
できるようにすることを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】そのために本発明は、プ
リント媒体に対してインクを吐出することによりプリン
トを行うインクジェットヘッドに対してインクを供給す
るための第１液室と、該第１液室に対してインク補充を
行うための第２液室と、前記第１および第２液室間を連
通するインク供給経路と、該インク供給経路を介して前
記第２液室から前記第１液室にインクを移送させる移送
手段と、前記第２液室から前記第１液室に過剰に供給さ
れた量のインクを前記第２液室に戻す戻し経路と、前記
第１液室へのインク補充のために前記移送手段を駆動す
る第１制御手段と、前記補充のための動作とは別に、周
期的に前記移送手段を駆動する第２制御手段と、を具え
る。

【００１５】ここで、前記移送手段は、前記供給経路に
設けられたポンプ機構の形態を有するものとすることが
できる。

【００１６】また、これらの形態において、前記第２液
室は前記第１液室より容量が大であり、前記第１液室内
の液面高さと前記インクジェットヘッドの高さとの差を
所定範囲に保つべく前記インク補充が行われるものとす
ることができる。

【００１７】さらに、以上の形態において、前記第２液
室は前記第１液室より低位置に配置され、前記第２液室
から前記第１液室に過剰に供給された量のインクを前記
戻し経路を介して落下させることにより戻すものとする
ことができる。

【００１８】加えて、以上の形態において、前記第１制
御手段は、前記第１液室内のインク液面の低下の検知に
応じて前記移送手段の駆動を行うものとすることができ
る。

【００１９】さらに加えて、以上の形態において、前記
第２制御手段は、前記補充のための前記第１制御手段の
制御とは独立して前記移送手段の駆動を行うものとする
ことができる。

【００２０】また、以上において、前記インクジェット
ヘッドを用いて前記プリントの動作を行う装置の電源が
投入されたときに、前記移送手段を駆動する第３制御手
段をさらに具えることもできる。

【００２１】また、本発明は、インクを吐出するインク
ジェットヘッドを用いてプリント媒体に対しプリントを
行うインクジェットプリント装置において、上記いずれ
かの形態のインク供給装置と、前記プリントに際し前記
インクジェットヘッドと前記プリント媒体とを相対的に
移動させる移動手段と、を具える。

【００２２】ここで、前記移動手段は、前記インクジェ
ットヘッドを前記プリント媒体に対し所定方向に移動さ
せる主走査手段と、前記所定方向と直交する方向に前記
プリント媒体を搬送する副走査手段とを有するものとす
ることができる。

【００２３】また、それらの形態において、前記インク
ジェットヘッドは色調を異にするインクに対応して複数
用いられ、前記インク供給装置は当該複数のインクジェ
ットヘッドに対応して複数設けられるものとすることが
できる。

【００２４】さらに、前記インクジェットヘッドは、前
記インクを吐出するためのエネルギとしてインクに膜沸
騰を生じさせる熱エネルギを発生する発熱素子を有する
ものとすることができる。

【００２５】加えて、以上のプリント装置は、前記プリ
ント媒体として布帛を用いる捺染装置の形態とすること
ができる。

【００２６】なお、本明細書において「プリント」と
は、文字，図形等有意の情報を形成する場合のみなら
ず、有意無意を問わず、また人間が視覚で知覚しうるよ
うに顕在化したものであるか否かを問わず、プリント媒
体上に液体を付与することによって広く画像，模様，パ
ターン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も言
うものとする。

【００２７】また、「プリント媒体」とは、一般的な記
録装置で用いられている紙のみならず、広く布，プラス
チックフィルム，金属板等、ヘッドによって吐出される
インクを受容可能なものも言うものとする。

【００２８】さらに「インク」とは、上記「プリン
ト」、「記録」の定義と同様広く解釈されるべきもの
で、プリント媒体上に付与されることによって画像，模
様，パターン等の形成、またはプリント媒体の加工に供
されうる液体を言うものとする。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。

【００３０】（第１例）図１は本発明に係るインクジェ
ットプリント装置の構成の一例を示す斜視図である。こ
こで１はプリント装置本体を示し、当該プリント装置は
大略、インクジェットヘッド（プリントヘッド）にイン
クを供給する供給装置たるインク供給部１００、プリン
ト動作に際しインクジェットヘッドを所定方向に移動さ
せる主走査手段を含むプリンタ部２００、およびプリン
ト媒体である布を搬送するための副走査手段である布搬
送部３００により構成されている。

【００３１】本例におけるプリント媒体である布３０１
は、ロール状態のまま布供給ローラ３０２にセットさ
れ、ここから引き出される布３０１は各部ガイドローラ
３０３および３０４により案内されながらプリンタ部２
００の下側を通過し、ガイドローラ３０５および３０６
により適度の張力を与えられた後、布巻き取りローラ３
０７に到達して巻き取られる。

【００３２】布搬送部３００の上方にはプリンタフレー
ム２０１が配置されており、このプリンタフレーム２０
１には、布３０１の搬送方向（Ｂ方向）と直交する方向
（Ａ方向）に、２本のガイドレール２０２および２０３
が互いに平行に支持固定されている。２本のガイドレー
ル２０２および２０３には、その延在方向（Ａ方向）に
移動可能にキャリッジ２０４が支持されており、このキ
ャリッジ２０４上には例えば１６本のプリントヘッド
（代表として２０５ａおよび２０５ｂのみを図示してあ
る）が布３０１と対向する部位に取り付けられている。
なお、これら本例のプリントヘッドは、プリント媒体と
対向する部位に、主走査方向と異なる方向に複数のイン
ク吐出口を具備し、インクを吐出するためのエネルギと
してインクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する
発熱素子を有する形態のものを用いている。

【００３３】主走査手段の構成要素であるキャリッジ２
０４は不図示の駆動源から適宜の伝動機構を介して動力
の伝達を受け、これに伴ってガイドレール２０２および
２０３に案内されながらＡ方向に移動を開始し、その移
動の過程で画像情報等に応じて供給されるインク吐出命
令によりプリントヘッド２０５ａ，２０５ｂ等がインク
吐出動作を行い、移動終了時には布３０１上のプリント
ヘッド対向部位に、吐出されたインクによる１行分のプ
リントが行われる。この後、布３０１が不図示の駆動源
および布送りベルトなどの搬送機構によりＢ方向へ所定
量だけ搬送されると共に、キャリッジ２０４はプリント
動作開始位置に復帰する。そして再びキャリッジを移動
させつつプリントヘッド２０５ａ，２０５ｂ等に吐出命
令に応じてインク吐出動作を行わせ、次行のプリントを
実行する。而してかかる一連の動作を繰り返すことによ
り、布３０１上には連続的なプリントが行われることに
なる。

【００３４】なお、プリントヘッド２０５ａ，２０５ｂ
をはじめ１６本のプリントヘッドにはインクチューブ群
２０６が接続されており、吐出動作等を繰り返す度に消
費された分のインクが当該インクチューブ群２０６を介
して供給部１００から供給されるようになっている。

【００３５】図２は本例の主要部たる供給部の詳細な構
成例を示す斜視図である。なお本例プリント装置では図
１に示したようにカラープリントを行うために、本来は
複数色のインクに対応して複数のインク室を具備してい
るが、図では説明を分かり易くするために１色分の構成
のみを示している。すなわち実際には、他の色に関して
も同様の構成が図の供給部１００のフレーム１０１内に
並置される。

【００３６】供給部フレーム１０１の底部には車輪１０
２が設けられており、これによって供給部１００を適切
に移動させることが可能となっている。また、フレーム
１０１の内部には大容量の液室１２１およびポンプ機構
１６１を搭載したサブフレーム１１１が収納されてお
り、このサブフレーム１１１の底部にも車輪１１１ａ，
１１１ｂ，１１１ｃ等が設けられ、ポンプ機構１６１の
メンテナンス時等においてフレーム１０１からサブフレ
ーム１１１を容易に引き出せる構成となっている。

【００３７】第２の液室たる大容量の液室１２１にはイ
ンク補給口１２１ａが設けられ、これを介して随時イン
ク補給を行うことが可能である。また液室１２１の下部
にはインクチューブ１７１の一端が接続されており、そ
の他端はポンプ機構１６１の吸込側に接続されている。
さらにポンプ機構１６１の吐出側にはインクチューブ１
５１の一端が接続されており、その他端は第１の液室た
る送液用液室１３１に接続されている。従って、ポンプ
機構１６１を駆動すると、液室１２１内のインクがイン
クチューブ１７１を介して吸い込まれ、インクチューブ
１５１を介して送液用液室１３１内へと送出されること
になる。

【００３８】一方、送液用液室１３１の所定の部位には
インク戻し経路たるドレイン管１４１の一端が接続され
ており、その他端は液室１２１に接続されている。従っ
て、送液用液室１３１内の液面がドレイン管１４１の接
続位置まで到達すると、余分のインクはドレイン管１４
１を介して溢出し、液室１２１に還流する。なお、本例
の構成ではインクはドレイン管１４１内を重力の作用に
よって流れ落ちるので、その流れが円滑に行われるよう
にするためにも、またドレイン管１４１内にインク溜ま
りが生じないようにするためにも、ドレイン管１４１は
送液用液室１３１との接続部位を最高位とし、液室１２
１に向かって高さを漸減するようになし、液室１２１と
の接続部位が最低位となるようにするのが望ましい。

【００３９】図３は図１および図２に示した装置の特に
インク供給系を模式的に示す図であり、これら図を用い
て当該供給系に接続される主要な構成要素の機能および
動作を説明する。

【００４０】プリントヘッド２０５ａと送液用液室１３
１内の液面との相対的な鉛直方向距離（相対高さ）は、
プリントヘッド２０５ａのインク吐出口２５０に形成さ
れるインクメニスカスの形状に大きな影響を与えるの
で、変動を極力小さくするのが望ましい。大気連通孔１
３１ａはプリントヘッド２０５ａと送液用液室１３１内
の液面との相対高さを適切な水頭差として効果あらしめ
るものである。

【００４１】また、送液用液室１３１からプリントヘッ
ド２０５ａへのインクの供給は、インク供給チューブ１
９１内の毛細管現象によって行われるが、本例装置で用
いているプリントヘッド２０５ａは多数の吐出口２５０
を配列してなるものであるため、プリントヘッド２０５
ａの一部位（例えば吐出口配列範囲の片側の部分）にの
み供給チューブを接続したのでは十分な量のインクを速
やかに供給することができない虞がある。そこで本例で
は供給チューブ１９１を複数本（図示の例では符号１９
１ａおよび１９１ｂで示す２本）に分岐し、プリントヘ
ッド２０５ａの複数の部位（図示の例では吐出口配列範
囲の両側の部分）に接続して送液を行っている。

【００４２】また、大容量の液室１２１の内部はドレイ
ン管１４１を介して送液用液室１３１に連通しており、
送液用液室１３１に設けられた大気連通孔１３１ａを通
してのみ大気と連通されている。従って、液室１２１か
らのインク溶剤の蒸発は最小限に抑えられ、濃度等イン
クの品質を長く均一に保持することができる。

【００４３】以上の構成において、ポンプ機構１６１を
適宜の時間連続して運転すれば、ポンプ機構１６１は大
容量の液室１２１内のインクを汲み上げて送液用液室１
３１へと送り込み、過剰供給された量の送液用液室１３
１内のインクはドレイン管１４１を介して液室１２１へ
と戻される。すなわち、大容量の液室１２１と送液用液
室１３１との間でインクの循環を行うことができる。従
って、送液用液室１３１内のインクが大気連通孔１３１
ａを通して蒸発し、インク濃度が増大した場合には、大
容量の液室１２１内のインクと混合して濃度を平均化す
ることができ、プリントヘッド２０５によって濃度むら
のない均一なプリントを行うことができる。

【００４４】一方、大容量の液室１２１と送液用液室１
３１との間のインクの循環によって各液室内のインクは
それぞれ攪拌されるので、大容量の液室１２１および送
液用液室１３１内では、インクに含まれる成分同士が結
合して粒子径が増大する現象の発生を効果的に抑制する
ことができ、従って析出物ないし沈降物の発生を防止す
ることができる。また、径の大きな粒子や沈降物がプリ
ントヘッド２０５に移送されることがないので、プリン
トヘッドのインク吐出口ないしこれに連通する液路のつ
まりを防止でき、さらにはインクを吐出するためのエネ
ルギとして熱エネルギを発生するヒータを用いるプリン
トヘッドでも焦げ付き等の不都合が生じることなく、安
定した良好なプリントを行うことができる。

【００４５】さて、このようにポンプ機構１６１を運転
することは大容量の液室１２１と送液用液室１３１との
間でインクの循環を生じさせ、よって各液室内のインク
をそれぞれ攪拌させる上で効果的なものであるから、適
切なタイミングで当該運転を行うことが強く望ましい。

【００４６】図４はかかるポンプ運転の制御を行うため
の制御系の構成例を示すブロック図である。ここで、５
００は当該制御系の主制御部をなすコントローラ、５０
１は最低位液面センサであり、送液用液室１３１内の液
面の低下を検知して検知信号Ｄを生成する。５０３はポ
ンプ機構１６１の駆動周期（Ｔ１）を規定するためのタ
イマ、５０４は当該駆動周期毎のポンプ機構１６１の駆
動時間を規定するためのタイマ、５０５は液面センサ５
０１によって送液用液室１３１内の液面の低下が検知さ
れたときのポンプ機構１６１の駆動時間を規定するため
のタイマ、５０７はポンプ機構１６１を駆動するドライ
バである。

【００４７】なお、図４の構成は、論理素子、演算素子
等を用いたハードウエアで実現することができるが、少
なくともその一部をソフトウエアで実現してもよく、こ
の場合にはその処理手順に対応したプログラムおよび所
要のパターン等固定データをプリント装置が概して有す
る制御系のＲＯＭに格納し、当該制御系の主制御部をな
すＣＰＵが当該手順を実行するようにすればよい。

【００４８】図５は図４の制御系の動作手順を説明する
ためのフローチャート、図６はポンプ機構１６１を駆動
するタイミングを説明するためのタイミングチャートで
あり、これら図を用いて本例の動作を説明する。

【００４９】まず装置電源がオンとなると、当該オン信
号に応じ、液面センサ５０１の信号Ｄの有無に拘わらず
本手順が起動され、ポンプ機構１６１が所定時間（Ｔ２
の期間であってもよい）駆動される（図５のステップＳ
１）。これは、装置が長期間運転されないでいた可能性
を考慮したもので、例えば週末に装置を停止して次の稼
働時まで放置されていたような場合は大容量液室１２１
内および送液用液室１３１内に滞留していたインク中
に、径が大きくなった粒子や沈降物が生じているおそれ
があり、ポンプ機構１６１を所定時間駆動することによ
り大容量液室１２１と送液用液室１３１内のインクの攪
拌を行って径が大きくなった粒子を分散し、沈降物を溶
融させることを目的としたものである。而して、これが
第３の制御手段をなす。

【００５０】また、装置を稼働させてプリント動作を行
うとインクが消費され、送液用液室１３１内のインク量
が減少してゆくから、液面センサ５０１がインク液面の
最低位を検知して信号Ｄを生成したときには、図５の手
順とは独立してポンプ機構１６１が所定時間Ｔ３の期間
駆動される。図６において、Ｐ１，Ｐ２およびＰ３はそ
れぞれ液面センサ５０１がインク液面低下検知信号Ｄを
発生した瞬間を示し、これに応じたコントローラ５００
は期間Ｔ３だけポンプ機構１６１を駆動して送液用液室
１３１へのインク補充を行わせる。そして、これが第１
の制御手段をなす。

【００５１】一方、コントローラ５００は装置電源オン
と同時にタイマ５０４をスタートさせ（図５のステップ
Ｓ３）、所定時間Ｔ１の経過が判定されたときに（ステ
ップＳ５）、インク循環およびインク攪拌を主目的とし
てポンプ機構１６１の駆動を期間Ｔ２に亘って行う（ス
テップＳ７）。これが第２の制御手段をなす。

【００５２】また、このとき同時にタイマ５０４をリス
タートする。このインク循環およびインク攪拌を主目的
としたポンプ機構１６１の駆動は、送液用液室１３１へ
のインク補充のためのポンプ機構１６１の駆動の有無に
拘わらず、すなわちこれとは独立して、周期Ｔ１で定期
的に繰り返されるのが特徴であり、これによってインク
の粒子系が大きくなる現象や沈降物の発生を防止してい
る。

【００５３】なお、図６中に図示されている各期間Ｔ
１、Ｔ２およびＴ３の長さは、大容量液室１２１や送液
用液室１３１の容量、さらにはインクの種類等によって
適切に決定されるべき要素であって、図示の比率に限定
されないのは勿論である。また、液面センサ５０１が発
生する信号Ｄに応じた期間Ｔ３に亘るポンプ機構１６１
の駆動によっても十分なインク循環およびインク攪拌が
達成できるのであれば、当該駆動と同時にタイマ５０３
をリセット・リスタートさせるようにしてもよい。

【００５４】（第２例）図７は、本発明の実施形態の第
２例に係るインク供給部の構成例を示す斜視図であり、
図２と同様に構成できる部分については対応箇所に同一
符号を付してその説明は省略する。

【００５５】本例の特徴は、大容量液室１２１内に攪拌
子４００を設けたことである。すなわち、大容量液室１
２１の容量は非常に大きい場合があり、そのような場合
インク循環だけでは大容量液室１２１内のインク攪拌が
不十分となるおそれがある。そこで、大容量液室１２１
の下部に例えばマグネチックスターラ（不図示）モータ
等適宜の駆動手段を設け、これにより回転駆動される攪
拌子４００を配設すれば、大容量液室１２１内のインク
は攪拌子４００によって攪拌されることになる。従っ
て、ポンプ機構１６１を駆動すれば、よく攪拌された大
容量液室１２１内のインクが送液用液室１３１に送り込
まれることになるので、送液用液室１３１内のインクも
効率的に攪拌されることになる。

【００５６】なお、攪拌子４００の回転駆動は常時行わ
れるようにしても、あるいは適切な制御によってポンプ
機構１６１の駆動と連動して行うようにしてもよい。ま
た、攪拌子４００の代わりに、攪拌羽根を取り付けた攪
拌棒を用いてもよい。

【００５７】（その他）次に、以上のような装置を用い
たインクジェット捺染記録の工程全体を説明する。上述
のインクジェット記録装置を用いて、インクジェット印
捺工程を経た後、布帛を乾燥（自然乾燥を含む）させ
る。そして、引き続き布帛繊維上の染料を拡散させ、か
つ繊維への染料を反応定着させる工程を施す。この工程
により、充分な発色性と染料の固着による堅牢性を得る
ことができる。

【００５８】この拡散、反応定着工程は従来公知の方法
でよく、例えば、スチーミング法が挙げられる。なお、
この場合、印捺工程の前に、予め布帛にアルカリ処理を
施してもよい。

【００５９】その後、後処理工程において、未反応の染
料の除去および前処理に用いた物質の除去が行われる。
最後に、欠陥補正、アイロン仕上げ等の整理仕上げ工程
を経て記録が完成する。

【００６０】特に、インクジェット捺染用布帛として
は、（１）インクを十分な濃度に発色させ得ること、
（２）インクの染着率が高いこと、（３）インクが布帛
上で速やかに乾燥すること、（４）布帛上での不規則な
インクの滲みの発生が少ないこと、（５）装置内での搬
送性に優れていること、等の性能が要求される。これら
の要求性能を満足させるために、本発明において、必要
に応じて布帛に対し、あらかじめ前処理を施しておくこ
とができる。例えば、特開昭６２−５３４９２号公報に
おいてはインク受容層を有する布帛類が開示され、ま
た、特公平３−４６５８９号公報においては還元防止剤
やアルカリ性物質を含有させた布帛の提案がなされてい
る。このような前処理の例としては、布帛に、アルカリ
性物質、水溶性高分子、合成高分子、水溶性金属塩、尿
素およびチオ尿素から選ばれる物質を含有させる処理を
挙げることができる。

【００６１】アルカリ性物質としては、例えば、水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化アルカリ金属、
モノ，ジ，トリエタノールアミン等のアミン類、炭酸ナ
トリウム，炭酸カリウム，重炭酸ナトリウム等の炭酸も
しくは重炭酸アルカリ金属塩等が挙げられる。さらに酢
酸カルシウム、酢酸バリウム等の有機酸金属塩やアンモ
ニアおよびアンモニア化合物等がある。また、スチーミ
ングおよび乾熱下でアルカリ物質となるトリクロロ酢酸
ナトリウム等も用い得る。特に好ましいアルカリ性物質
としては、反応性染料の染色に用いられる炭酸ナトリウ
ムおよび重炭酸ナトリウムがある。

【００６２】水溶性高分子としては、トウモロコシ，小
麦等のデンプン物質、カルボキシメチルセルロース，メ
チルセルロース，ヒドロキシエチルセルロース等のセル
ロース系物質、アルギン酸ナトリウム，アラビアゴム，
ローカスイトビーンガム，トラガントガム，グアガム，
タマリンド種子等の多糖類、ゼラチン，カゼイン等の蛋
白質物質、タンニン系物質，リグニン系物質等の天然水
溶性高分子が挙げられる。

【００６３】また、合成高分子としては、例えば、ポリ
ビニルアルコール系化合物，ポリエチレンオキサイド系
化合物，アクリル酸系水溶性高分子，無水マレイン酸系
水溶性高分子等が挙げられる。これらの中でも多糖類系
高分子やセルロース系高分子が好ましい。

【００６４】水溶性金属塩としては、例えば、アルカリ
金属、アルカリ土類金属のハロゲン化物のように、典型
的なイオン結晶を作るものであって、ｐＨ４〜１０であ
る化合物が挙げられる。かかる化合物の代表的な例とし
ては、例えば、アルカリ金属では、ＮａＣｌ，Ｎａ₂Ｓ
Ｏ₄，ＫＣｌおよびＣＨ₃ＣＯＯＮａ等が挙げられ、ま
た、アルカリ土類金属としては、ＣａＣｌ₂およびＭｇ
Ｃｌ₂等が挙げられる。中でもＮａ，ＫおよびＣａの塩
類が好ましい。

【００６５】前処理において上記物質等を布帛に含有さ
せる方法は、特に制限されないが、通常行われる浸漬
法、パッド法、コーティング法、スプレー法などを挙げ
ることができる。

【００６６】さらに、インクジェット捺染用布帛に付与
される捺染インクは、布帛上に付与した状態では単に付
着しているに過ぎないので、引き続き繊維への染料等イ
ンク中の色素の定着工程を施すのが好ましい。このよう
な定着工程は、従来公知の方法でよく、例えば、スチー
ミング法、ＨＴスチーミング法、サーモフィックス法、
あらかじめアルカリ処理した布帛を用いない場合は、ア
ルカリパッドスチーム法、アルカリブロッチスチーム
法、アルカリショック法、アルカリコールドフィックス
法等が挙げられる。また、定着工程は、染料によって反
応過程を含むものと含まないものとがあり、後者の例と
しては繊維に含浸させて物理的に離脱しないようなもの
がある。また、インクとしては所要の色素を有するもの
であれば適宜のものを用いることができ、染料に限られ
ず顔料を含むものでもよい。

【００６７】さらに未反応の染料の除去および前処理に
用いた物質の除去は、上記反応定着工程の後に従来公知
の方法に準じ、洗浄により行うことができる。なお、こ
の洗浄の際に従来のフィックス処理を併用することが好
ましい。

【００６８】以上述べた後処理工程が施されたプリント
物は、その後所望の大きさに切り離され、切り離された
片は、縫着，接着，溶着等、最終的な加工品を得るため
の工程が施され、ワンピース，ドレス，ネクタイ，水着
等の衣類や布団カバー，ソファカバー，ハンカチ，カー
テン等が得られる。布帛を縫製等により加工して衣類や
その他の日用品とする方法は、従来より公知の技術であ
る。

【００６９】なお、プリント用媒体としては、布帛，壁
布，刺しゅうに用いられる糸、壁紙、紙、ＯＨＰ用フィ
ルム、アルマイト等の板状物その他インクジェット技術
を用いて所定の液体を付与可能な種々のものが挙げら
れ、布帛とは、素材，織り方，編み方を問わず、あらゆ
る織物，不織布およびその他の布地を含む。

【００７０】本発明は、上述したインクジェットプリン
ト方式に限らず種々のプリント方式を採用できるが、イ
ンクジェットプリント方式を採用する場合には、その中
でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギ
として熱エネルギを発生する手段を備え、前記熱エネル
ギによりインクの状態変化を生起させる方式、すなわち
キヤノン株式会社が提唱するバブルジェット方式のプリ
ントヘッド、プリント装置を用いることで優れた効果を
もたらすものである。かかる方式によればプリントの高
密度化，高精細化が達成できるからである。

【００７１】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、プリント情報に対応していて核沸騰を越え
る急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を
印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発
生せしめ、プリントヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長，収縮により吐出用開口を介して液体（イン
ク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（イン
ク）の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状
の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細
書，同第４３４５２６２号明細書に記載されているよう
なものが適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率
に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記
載されている条件を採用すると、さらに優れたプリント
を行うことができる。

【００７２】プリントヘッドの構成としては、上述の各
明細書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変
換体の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第
４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれ
るものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、
共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を
開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギ
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成と
しても本発明の効果は有効である。すなわち、プリント
ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によ
ればプリントを確実に効率よく行うことができるように
なるからである。

【００７３】加えて、プリントヘッドは、プリント装置
の形態に対応して構成できるのは勿論であり、所謂ライ
ンプリンタ形態のものに対してはプリント媒体の幅に対
応した範囲にわたって吐出口を配列したものとすればよ
い。また、上例のようなシリアルタイプのプリントヘッ
ドとしては、装置本体に固定されたプリントヘッド、あ
るいは装置本体に装着されることで装置本体との電気的
な接続や装置本体からのインクの供給が可能になる交換
自在のチップタイプのプリントヘッド、あるいはプリン
トヘッド自体に一体的にインクタンクが設けられたカー
トリッジタイプのプリントヘッドを用いた場合にも本発
明は有効である。

【００７４】また、本発明のプリント装置の構成とし
て、プリントヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段
等を付加することは本発明の効果を一層安定できるの
で、好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、
プリントヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニ
ング手段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれと
は別の加熱素子或はこれらの組み合わせを用いて加熱を
行う予備加熱手段、プリントとは別の吐出を行なう予備
吐出手段を挙げることができる。

【００７５】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用プ
リント信号付与時にインクが液状をなすものを用いても
よい。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形
状態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せ
しめることで積極的に防止するため、またはインクの蒸
発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化
するインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギ
のプリント信号に応じた付与によってインクが液化し、
液状インクが吐出されるものや、プリント用媒体に到達
する時点ではすでに固化し始めるもの等のような、熱エ
ネルギの付与によって初めて液化する性質のインクを使
用する場合も本発明は適用可能である。このような場合
のインクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特
開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、多孔
質シート凹部または貫通孔に液状又は固形物として保持
された状態で、電気熱変換体に対して対向するような形
態としてもよい。本発明においては、上述した各インク
に対して最も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行
するものである。

【００７６】さらに加えて、本発明の形態としては、コ
ンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として用い
られるものの他、リーダ等と組合せた複写装置の形態を
採るもの等であってもよい。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１および第２の液室間で適時インクを循環させること
により、あるいはさらに、大容量である第２の液室内の
インクを強制的に攪拌することにより、双方の液室内の
インクの効率的な攪拌を行い、それら液室内で生じうる
インクの化学的・物理的な変質を未然に防止して、安定
かつ良好なプリント動作を実現できる。また、濃度が異
なってくることの考えられる双方の液室内のインクを混
合して均質化することにより、むらのない均一で良好な
プリントに資することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインクジェットプリント装置の構
成の一例を示す斜視図である。

【図２】本発明の実施形態の第１例に係り、図１の装置
の主要部たる供給部の詳細な構成例を示す斜視図であ
る。

【図３】図１に示した装置のインク供給系を模式的に示
す図である。

【図４】第１例に係るポンプ運転制御を行うための制御
系の構成例を示すブロック図である。

【図５】図４の制御系の動作手順を説明するためのフロ
ーチャートである。

【図６】第１例によるポンプ機構駆動のタイミングを説
明するためのタイミングチャートである。

【図７】本発明の実施形態の第２例に係るインク供給部
の構成例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１００インク供給部１２１大容量液室（第２の液室）１３１送液用液室（第１の液室）１３１ａ大気連通孔１４１ドレイン管１５１，１７１インクチューブ１６１ポンプ機構２００プリンタ部２０５プリントヘッド３００布搬送部４００攪拌子５００コントローラ５０１液面センサ５０２，５０３，５０４タイマ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント媒体に対してインクを吐出する
ことによりプリントを行うインクジェットヘッドに対し
てインクを供給するための第１液室と、該第１液室に対してインク補充を行うための第２液室
と、前記第１および第２液室間を連通するインク供給経路
と、該インク供給経路を介して前記第２液室から前記第１液
室にインクを移送させる移送手段と、前記第２液室から前記第１液室に過剰に供給された量の
インクを前記第２液室に戻す戻し経路と、前記第１液室へのインク補充のために前記移送手段を駆
動する第１制御手段と、前記補充のための動作とは別に、周期的に前記移送手段
を駆動する第２制御手段と、を具えたことを特徴とする
インク供給装置。
【請求項２】前記移送手段は、前記供給経路に設けら
れたポンプ機構の形態を有することを特徴とする請求項
１に記載のインク供給装置。
【請求項３】前記第２液室は前記第１液室より容量が
大であり、前記第１液室内の液面高さと前記インクジェ
ットヘッドの高さとの差を所定範囲に保つべく前記イン
ク補充が行われることを特徴とする請求項１または２に
記載のインク供給装置。
【請求項４】前記第２液室は前記第１液室より低位置
に配置され、前記第２液室から前記第１液室に過剰に供
給された量のインクを前記戻し経路を介して落下させる
ことにより戻すことを特徴とする請求項１ないし３のい
ずれかに記載のインク供給装置。
【請求項５】前記第１制御手段は、前記第１液室内の
インク液面の低下の検知に応じて前記移送手段の駆動を
行うことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記
載のインク供給装置。
【請求項６】前記第２制御手段は、前記補充のための
前記第１制御手段の制御とは独立して前記移送手段の駆
動を行うことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか
に記載のインク供給装置。
【請求項７】前記インクジェットヘッドを用いて前記
プリントの動作を行う装置の電源が投入されたときに、
前記移送手段を駆動する第３制御手段をさらに具えたこ
とを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載のイ
ンク供給装置。
【請求項８】前記第２液室内のインクを攪拌する攪拌
手段をさらに具えたことを特徴とする請求項１ないし７
のいずれかに記載のインク供給装置。
【請求項９】インクを吐出するインクジェットヘッド
を用いてプリント媒体に対しプリントを行うインクジェ
ットプリント装置において、請求項１ないし８のいずれかに記載のインク供給装置
と、前記プリントに際し前記インクジェットヘッドと前記プ
リント媒体とを相対的に移動させる移動手段と、を具え
たことを特徴とするインクジェットプリント装置。
【請求項１０】前記移動手段は、前記インクジェット
ヘッドを前記プリント媒体に対し所定方向に移動させる
主走査手段と、前記所定方向と直交する方向に前記プリ
ント媒体を搬送する副走査手段とを有することを特徴と
する請求項９に記載のインクジェットプリント装置。
【請求項１１】前記インクジェットヘッドは色調を異
にするインクに対応して複数用いられ、前記インク供給
装置は当該複数のインクジェットヘッドに対応して複数
設けられることを特徴とする請求項９または１０に記載
のインクジェットプリント装置。
【請求項１２】前記インクジェットヘッドは、前記イ
ンクを吐出するためのエネルギとしてインクに膜沸騰を
生じさせる熱エネルギを発生する発熱素子を有すること
を特徴とする請求項９ないし１１のいずれかに記載のイ
ンクジェットプリント装置。
【請求項１３】前記プリント媒体として布帛を用いる
ことを特徴とする請求項９ないし１２のいずれかに記載
のインクジェットプリント装置。