JPWO2015125542A1 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

容易な構成及び動作で所望の脱気度を確保しつつ安定してインクをノズルに供給可能なインクジェット記録装置を提供する。インクタンクと、インクを吐出させて画像を形成するための記録ヘッドと、インクタンクから記録ヘッドにインクを供給するインク流路と、インク流路の途中に設けられてインクから空気を除去する脱気装置と、インク流路における脱気装置の両側に両端がそれぞれ接続された循環流路と、循環流路の途中に設けられて、脱気装置から流出したインクを脱気装置に流入する位置に戻す循環ポンプと、を備え、インク流路における循環流路からの流出口と循環流路への流入口との間、及び循環流路は、インクが略等速度で移動可能に形成されている。

Description

この発明は、インクジェット記録装置に関する。

インクをノズルから吐出させて記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置がある。インクジェット記録装置では、液体インクを加圧することでノズル端からインクを吐出させる。

しかしながら、この液体インクを加圧する際にインクに空気が混入していると、加圧特性が変化して、所望の速度、分量のインクが吐出されなかったり、記録媒体上に着弾したインク滴の定着特性が変化したりして、画質が劣化するという問題がある。そこで、従来、脱気装置を設け、インクに混入した空気を取り除く技術が知られている。

また、インクジェット記録装置による画像形成の高速化や高精度化により、インクの消費速度の上限が上昇していることから、この脱気装置の高効率化や、インクの消費速度に応じた脱気度の均一化が図られている。特許文献１には、インクタンクからノズルへのインク流路中のサブタンクに対して並列に三方弁で繋がれた脱気装置が設けられ、サブタンクから流出したインクを脱気装置に送って脱気させてからサブタンクに戻す処理を所望の回数繰り返し行った後に三方弁を切り替え、当該サブタンクからインクをノズルに供給する技術について記載されている。特許文献２には、サブタンクに取り付けられた循環流路中に脱気装置が設けられ、サブタンク内のインクを複数回脱気装置に送って脱気を繰り返す構成について記載されている。また、特許文献３には、脱気装置とサブタンクとが直列に配置されたインク流路に複数回インクを流すためのリターン流路が設けられ、脱気の効率を上げる技術について記載されている。

特開２００６−７５６８３号公報 特開２００９−２７９８４８号公報 特開２００５−５９４７６号公報

しかしながら、インクの脱気を複数回可能とする循環経路の途中にサブタンクが設けられている場合、従来の技術では、サブタンク内のインクの脱気度が所定のレベルに上がるまでに時間を要し、インクジェット記録装置による画像形成が中断を余儀なくされるという課題がある。
また、脱気装置は、その内部に何らかの真空状態を確保しているため、脱気装置内のインクへの熱伝導性が悪く、加熱によるインクの温度上昇に時間がかかる。これに対し、脱気装置内のインクを循環させることが効率的なインクの加熱に有効であるが、循環経路の途中にサブタンクがあると、加熱に対する効果が小さくなってしまい、インクの加温時、特に、装置の立ち上げ時に時間を要するという課題がある。

この発明の目的は、容易な構成及び動作で所望の脱気度を確保しつつ安定してインクをノズルに供給可能なインクジェット記録装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
インクを貯留するインクタンクと、
インクを吐出させて画像を形成するための記録ヘッドと、
前記インクタンクから前記記録ヘッドにインクを供給するインク流路と、
前記インク流路の途中に設けられてインクから空気を除去する脱気装置と、
前記インク流路における前記脱気装置の両側に両端がそれぞれ接続された循環流路と、
前記循環流路の途中に設けられて、前記脱気装置から流出したインクを前記脱気装置に流入する位置に戻す循環ポンプと、
を備え、
前記インク流路における前記循環流路からの流出口と前記循環流路への流入口との間、及び前記循環流路は、インクが略等速度で移動可能に形成されている
ことを特徴とするインクジェット記録装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置において、
前記脱気装置には、加熱部が設けられていることを特徴としている

請求項３記載の発明は、請求項２記載のインクジェット記録装置において、
前記インクは、所定の温度以上に加熱することでゾル化するゲル状インクであることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記循環ポンプの流量は、前記インク流路の最大流量以下であることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記循環ポンプの動作制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、前記記録ヘッドへのインク流量が所定の値以下の場合に、前記循環ポンプを動作させて前記インク流路中のインクを循環させる
ことを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項５記載のインクジェット記録装置において、
前記制御部は、前記記録ヘッドへインクが供給されていない場合に、前記循環ポンプを動作させることを特徴としている。

請求項７記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記循環ポンプの動作制御を行う制御部を備え、
前記制御部は、画像形成に係るインク吐出命令の有無に応じて前記循環ポンプの動作可否を切り替える
ことを特徴としている。

請求項８記載の発明は、請求項１〜７の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記循環流路の流入口と、前記記録ヘッドとの間には、第１貯留部が設けられていることを特徴としている。

請求項９記載の発明は、請求項１〜８の何れか一項に記載のインクジェット記録装置において、
前記インクタンクと、前記循環流路の流出口との間には、第２貯留部が設けられ、
前記記録ヘッドのインクを前記第２貯留部に戻す回収流路が設けられている
ことを特徴としている。

本発明に従うと、インクジェット記録装置において、容易な構成及び動作で所望の脱気度を確保しつつ安定してインクをノズルに供給することが出来ると共に、装置立ち上げ時のインクの加温を短時間で行うことが出来るという効果がある。

本発明の実施形態のインクジェット記録装置の全体構成を示す模式図である。 インク供給部の斜視図である。 インクの温度上昇及び下降に伴うインクの粘度の変化の例を示す図である。 インクの流路について説明する図である。 脱気室の断面図である。 インク流路の構成を拡大して示した図である。 インクジェット記録装置の内部構成を示すブロック図である。 インク流路の構成の変形例１を示す図である。 インク流路の構成の変形例２を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態のインクジェット記録装置１の全体構成を示す模式図である。

インクジェット記録装置１は、給紙部１０と、画像形成部２０と、排紙部３０と、制御部４０（図７参照）と、インク供給部５０などを備える。インクジェット記録装置１では、制御部４０の制御に基づいて、給紙部１０から画像形成部２０に搬送された記録媒体Ｐに対して、インク供給部５０から供給されたインクにより画像形成部２０で画像を形成した後、当該記録媒体Ｐを排紙部３０に排出する。

給紙部１０は、画像形成が行われる記録媒体Ｐを保持し、画像形成前に画像形成部２０に供給する。給紙部１０は、給紙トレー１１と、搬送部１２とを有する。

給紙トレー１１は、一又は複数の記録媒体Ｐを載置可能に設けられた板状の部材である。給紙トレー１１は、載置された記録媒体Ｐの量に応じて上下動するよう設けられており、最上の記録媒体Ｐが搬送部１２により搬送される位置で保持される。

搬送部１２は、輪状のベルト１２３を複数（例えば、２本）のローラー１２１、１２２により回転駆動してベルト１２３上の記録媒体Ｐを搬送する搬送機構、及び給紙トレー１１に載置された記録媒体Ｐのうち最上のものをベルト１２３に受け渡す供給部を有する。搬送部１２は、供給部によりベルト１２３に受け渡された記録媒体Ｐをベルト１２３の回転動作に伴って搬送する。

画像形成部２０は、記録媒体Ｐ上にインクを吐出させて画像を形成する。画像形成部２０は、画像形成ドラム２１と、受け渡しユニット２２と、用紙加熱部２３と、ヘッドユニット２４と、照射部２５と、デリバリー部２６などを有する。

画像形成ドラム２１は、円筒状の外周面に沿って記録媒体Ｐを担持し、回転に伴って当該記録媒体Ｐを搬送する。画像形成ドラム２１の搬送面は、用紙加熱部２３、ヘッドユニット２４及び照射部２５と対向し、搬送される記録媒体Ｐに対して画像形成に係る処理を行う。

受け渡しユニット２２は、給紙部１０の搬送部１２と画像形成ドラム２１との間の位置に設けられ、搬送部１２により搬送された記録媒体Ｐを画像形成ドラム２１に受け渡す。受け渡しユニット２２は、搬送部１２により搬送された記録媒体Ｐの一端を担持するスイングアーム部２２１や、スイングアーム部２２１に担持された記録媒体Ｐを画像形成ドラム２１に受け渡す円筒状の受け渡しドラム２２２等を有し、搬送部１２上の記録媒体Ｐをスイングアーム部２２１により取り上げて受け渡しドラム２２２に受け渡すことで記録媒体Ｐを画像形成ドラム２１の外周面に沿う向きに誘導して画像形成ドラム２１に受け渡す。

用紙加熱部２３は、画像形成ドラム２１に担持された記録媒体Ｐを加熱する。用紙加熱部２３は、例えば、赤外線ヒーター等を有し、通電に応じて発熱する。用紙加熱部２３は、画像形成ドラム２１の外周面の近傍であって、画像形成ドラム２１の回転による記録媒体Ｐの搬送方向についてヘッドユニット２４の上流側に設けられる。用紙加熱部２３は、画像形成ドラム２１に担持されて用紙加熱部２３の近傍を通過する記録媒体Ｐが所定の温度となるようにその発熱を制御部４０により制御される。

ヘッドユニット２４は、画像形成ドラム２１に担持された記録媒体Ｐに対してインクを吐出し、画像を形成する。ヘッドユニット２４は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色についてそれぞれ設けられている。図１では、画像形成ドラム２１の回転に伴い搬送される記録媒体Ｐの搬送方向に対して上流からＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色に対応したヘッドユニット２４が順番に設けられている。
本実施形態のヘッドユニット２４は、記録媒体Ｐの搬送方向に垂直な方向（幅方向）について記録媒体Ｐの全体をカバーする長さ（幅）で設けられている。即ち、インクジェット記録装置１は、ワンパス方式のラインヘッド型インクジェット記録装置である。ヘッドユニット２４は、複数の記録ヘッド２４ａを配列してラインヘッドを構成することが出来る。

照射部２５は、本実施形態のインクジェット記録装置１で用いられるインクが記録媒体Ｐ上に吐出された後に当該インクを硬化させるためのエネルギー線を照射する。照射部２５は、例えば、低圧水銀ランプ等の蛍光管を有し、当該蛍光管を発光させて紫外線といったエネルギー線を照射する。照射部２５は、画像形成ドラム２１の外周面の近傍であって、画像形成ドラム２１の回転による記録媒体Ｐの搬送方向についてヘッドユニット２４の下流側に設けられる。照射部２５は、画像形成ドラム２１に担持されてインクが吐出された記録媒体Ｐに対してエネルギー線を照射して当該エネルギー線の作用により記録媒体Ｐ上に吐出されたインクを硬化させる。

紫外線を発する蛍光管としては、低圧水銀ランプの他、数百Ｐａ〜１ＭＰａ程度の動作圧力を有する水銀ランプ、殺菌灯として利用可能な光源、冷陰極管、紫外線レーザー光源、メタルハライドランプ、発光ダイオード等が挙げられる。これらの中で、紫外線をより高照度で照射可能であって消費電力の少ない光源（例えば、発光ダイオード等）がより望ましい。また、エネルギー線は紫外線に限らず、インクの性質に応じてインクを硬化させる性質を有するエネルギー線であれば良く、光源もエネルギー線の波長などに応じて置換される。

デリバリー部２６は、照射部２５によりエネルギー線が照射された記録媒体Ｐを画像形成ドラム２１から排紙部３０に搬送する。デリバリー部２６は、輪状のベルト２６３を複数（例えば、２本）のローラー２６１、２６２により回転駆動してベルト２６３上の記録媒体Ｐを搬送する搬送機構や、記録媒体Ｐを画像形成ドラム２１から当該搬送機構に受け渡す円筒状の受け渡しドラム２６４等を有する。デリバリー部２６は、受け渡しドラム２６４によりベルト２６３に受け渡された記録媒体Ｐをベルト２６３により搬送して排紙部３０に送り出す。

排紙部３０は、デリバリー部２６により画像形成部２０から送り出された記録媒体Ｐを格納する。排紙部３０は、板状の排紙トレー３１などを有し、この排紙トレー３１上に画像形成後の記録媒体Ｐを載置する。

制御部４０は、インクジェット記録装置１の各部の動作を制御し、全体動作を統括する。制御部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０２、ＲＡＭ（Random Access Memory）４０３などを備える（図７参照）。制御部４０では、ＣＰＵ４０１によりＲＯＭ４０２から読み出されたプログラムがＲＡＭ４０３上で実行されて、種々の制御処理が実行される。

インク供給部５０は、インクを貯留して、当該インクを画像形成部２０のヘッドユニット２４に供給し、各色のインクをヘッドユニット２４のノズルから吐出可能とする。

図２は、インク供給部５０の斜視図である。
インク供給部５０は、インクタンク５１と、重量センサー５２と、供給ポンプ５３と、供給管５４と、筐体５５などを備える。

インクタンク５１は、画像形成に用いられる各色のインクをそれぞれ貯留する容器である。このインクタンク５１から供給ポンプ５３により汲み出されたインクがヘッドユニット２４に送られる。インクタンク５１には、例えば、２０リットルのインクが収容可能となっている。また、このインクタンク５１は、着脱可能なインクパック６０から供給管５４を介してインクの追加補充が可能となっている。

本実施形態のインクジェット記録装置１で用いられるインクは、特には限られないが、例えば、紫外線（ＵＶ）硬化型のインクである。このＵＶ硬化型インクは、ＵＶが照射されない状態では、温度に応じてゲル状態と液体（ゾル）状態との間で相変化するゲル状インクである。例えば、このインクは、所定の温度、例えば、４０度〜１００度程度の相変化温度を有し、この相変化温度以上に加熱上昇されることで一様に液化（ゾル化）する。一方、このインクは、通常の室温程度（０度〜３０度）を含む当該所定の温度以下ではゲル化する。

図３には、上述のインクの温度上昇及び下降に伴うインクの粘度の変化の例を示す。破線Ｌ１は、温度上昇時におけるインクの粘度の変化例を示し、実線Ｌ２は、温度下降時におけるインクの粘度の変化例を示す。

このインクは、粘度が１００ｍＰａ・ｓ以上のゲル状態と、粘度が１００ｍＰａ・ｓより小さい（主に１０ｍＰａ・ｓ未満）の液体（ゾル）状態との間で相変化する。このとき、温度上昇時のインクの粘度の変化曲線（破線Ｌ１）と、温度下降時のインクの粘度の変化曲線（実線Ｌ２）とは、異なる。温度上昇時において、インクの温度が６０℃以上の場合にインクの粘度が１００ｍＰａ・ｓを下回る。一方、温度下降時には、インクの温度が４５℃未満に低下した場合にインクの粘度が１００ｍＰａ・ｓを上回る。即ち、このインクの例では、インクの温度が６０℃（Ｔ１：第１温度）以上の場合には、温度の上昇又は下降に係らず、粘度が１００ｍＰａ・ｓを下回って液状となり、４５℃（Ｔ２：第２温度）未満の場合には、温度の上昇又は下降に係らず、粘度が１００ｍＰａ・ｓを上回ってゲル状となる。
このインクの製造方法は、例えば、特開２０１３−２３０６３３号公報などに開示されている。

重量センサー５２は、インクタンク５１の下方に設けられ、インクタンク５１の重量を計測して所定のサンプリングレートでデジタル変換した後、計測値データを制御部４０に出力する。

供給ポンプ５３は、インクタンク５１からインクを汲み出して画像形成部２０に送る。供給ポンプ５３の汲み出すインクは、ゲル状態のまま各成分が混合されたものであり、当該ゲル状インクを汲み出すのに十分な揚力を有する。

供給管５４は、インクタンク５１に補充されるインクの注入口である。この供給管５４は、通常では、その上部を蓋材などによって閉鎖しておくことが出来ると共に、インクの補充の際には、蓋材を取り外して外付けのインクパック６０をその上部に安定に取り付けることが可能となっている。或いは、別個に蓋材を設けず、インクパック６０の着脱に応じて供給管５４が開閉する構造であっても良い。

筐体５５は、インク供給部５０の各部を固定保持する。この筐体５５は、下部に複数の車輪及び伸縮又は上下動可能な支持脚を有しており、必要に応じて支持脚の長さを調整して、車輪により移動させたり、支持脚によって所定の位置に固定配置させたりすることが可能となっている。

図４は、本実施形態のインクジェット記録装置１におけるインクの流路を説明する図である。

本実施形態のインクジェット記録装置１では、インク供給部５０のインクタンク５１から供給ポンプ５３により汲み出されたインクは、インク流路２４ｂを介して各記録ヘッド２４ａへ供給される。また、各記録ヘッド２４ａで吐出されなかったインクをインク流路２４ｂに戻すことが可能な構成となっている。

インク流路２４ｂ中には、第２サブタンク２４１（第２貯留部）と、脱気モジュール２４２と、送液ポンプ２４３と、逆止弁２４４と、第１サブタンク２４５（第１貯留部）などが設けられている。これらは、特には限られないが中空の円環状のチューブ構造で繋がれている。
また、脱気モジュール２４２に対して並列に循環ポンプ２４６が設けられ、脱気モジュール２４２の両端に接続された循環流路２４ｃを介し、脱気モジュール２４２から流出したインクを脱気モジュール２４２の流入口手前に戻すことが可能となっている。
従って、インク流路２４ｂと循環流路２４ｃの流出口との合流点から脱気モジュール２４２への流入口までの間、及び、脱気モジュール２４２からの流出口からインク流路２４ｂと循環流路２４ｃへの流入口との分岐点までの間、及び、循環流路２４ｃでは、インクは、送液ポンプ２４３や循環ポンプ２４６の流量に応じて略等速でインクが流れる。ここで、略等速とは、送液ポンプ２４３や循環ポンプ２４６の流量の変動（脈動）といった影響を考慮しつつ、平均的に等速と見なすことが出来る程度の速度範囲にあることを示す。
これら記録ヘッド２４ａ、インク流路２４ｂ及び循環流路２４ｃは、ヒーターやヒーターからの熱を伝える伝熱部材などのインク加熱部２７０によって加熱、保温されて、インクの温度が適切な温度に保たれるようになっている。このインク加熱部２７０のヒーターとしては、例えば、電熱線が用いられ、通電されることによりジュール熱を生じる。伝熱部材としては、熱伝導率の高い部材、例えば、各種金属（合金）で形成された熱伝導板が用いられ、インク流路２４ｂや循環流路２４ｃの配管を覆ったり、第２サブタンク２４１や第１サブタンク２４５の側壁に接触させたりして設けられる。

また、脱気モジュール２４２には、逆止弁２４７と、トラップ２４８と、真空ポンプ２４９などが直列に接続されて、脱気装置が構成されている。

図５は、本実施形態のインクジェット記録装置１におけるインク流路の構成を拡大した図である。なお、この図では、適宜設けられる逆止弁の記載を省略している。

第２サブタンク２４１は、供給ポンプ５３によりインクタンク５１から汲み出されたインクを貯留する一又は複数のインク室である。第２サブタンク２４１の容量は、通常、インクタンク５１より小さい。第２サブタンク２４１には、フロートセンサー２４１ａが設けられ、当該フロートセンサー２４１ａによる液面位置の検出データに基づいて制御部４０が供給ポンプ５３を動作させることにより所定量のインクが貯留されるようになっている。

脱気モジュール２４２は、流入したインクから空気を取り除く脱気処理を行い、当該脱気されたインクを排出する。本実施形態の脱気モジュール２４２は、通常、１回の脱気でインクの吐出に悪影響を及ぼさないレベルまでインク中の空気濃度を低下させることが出来るが、複数回脱気を行うことで、更に空気濃度を低下させることが出来る。

図６は、円筒状の脱気モジュール２４２の中心軸を通る面で切断した断面図である。
脱気モジュール２４２は、外殻２４２１の内部において、中心管２４２４の周囲を多数の中空糸膜２４２６が覆う形状になっている。中心管２４２４の一端は、インク流入口２４２２に繋がり、他方は、プラグ２４２４ａで封止されている。中心管２４２４の外壁には、無数の細穴２４２４ｂ（ミシン穴）が設けられており、インク流入口２４２２から中心管２４２４に流入したインクは、これら細穴２４２４ｂから周囲に流出して、中空糸膜２４２６の間を抜けてインク流出口２４２３から流出する。

中空糸膜２４２６は、一端が閉塞した多数の中空状の微細糸構造をなし、その膜面は、気体透過性を有する。中空糸膜２４２６の微細糸構造の他端は、気体流出口２４２５に繋がっており、真空ポンプ２４９で空気が吸引されることにより中空糸膜２４２６の微細糸構造内部が減圧される。この状態で、中空糸膜２４２６の膜面にインクが接触することで、インク中の空気のみが選択的に膜面を透過してインクが脱気される。

送液ポンプ２４３は、脱気モジュール２４２のインク流出口２４２３から流出したインクを第１サブタンク２４５へ送る。送液ポンプ２４３と第１サブタンク２４５の間には、逆止弁２４４が設けられており、一度第１サブタンク２４５へ送られたインクが逆流するのを防止している。

第１サブタンク２４５は、脱気モジュール２４２で脱気されたインクが一時的に貯留される小型のインク室であり、特には限られないが、第２サブタンク２４１と略同一程度の容量である。第１サブタンク２４５は、各記録ヘッド２４ａのインレット２４０ａに接続されて、ノズルから吐出されるインク量に応じたインクがこの第１サブタンク２４５から各記録ヘッド２４ａに供給される。第１サブタンク２４５には、フロートセンサー２４５ａが設けられ、当該フロートセンサー２４５ａによる液面位置の検出データに基づいて制御部４０が送液ポンプ２４３を動作させることにより所定量のインクが貯留されるようになっている。また、第１サブタンク２４５には、浮き蓋２４５ｂが設けられて、脱気されたインクの表面を覆っている。第１サブタンク２４５は、大気に対して開放されているので、浮き蓋２４５ｂにより大気と脱気済みインクとの接触面積を小さくすることで、再度インクに空気が混入するのを防いでいる。なお、工業用途で用いられるインクジェット記録装置１では、連続的な画像形成などにより脱気されたインクが第１サブタンク２４５で長時間貯留されないので、再度混入する空気の量は少ない場合が多い。従って、第１サブタンク２４５は、この浮き蓋２４５ｂを有しない構成であっても良い。

記録ヘッド２４ａのノズルから吐出されなかったインクは、アウトレット２４０ｂから回収路２４１ｂ（回収流路）及びバルブ２４１ｃを介して第２サブタンク２４１に戻すことが可能となっている。記録ヘッド２４ａのメンテナンス時などに記録ヘッド２４ａからインクを抜く必要がある場合、バルブ２４１ｃを開放することで、記録ヘッド２４ａのインクを無駄にせず回収することが可能となる。

脱気モジュール２４２と真空ポンプ２４９の間には、逆止弁２４７を介してトラップ２４８が設けられている。中空糸膜２４２６は、通常、液体のインクを透過させないが、真空ポンプ２４９による負圧の程度によっては、微量のインクが透過する場合がある。この透過したインクが真空ポンプ２４９に到達すると、真空ポンプ２４９が劣化するので、トラップ２４８は、その前に当該インクを回収する。トラップ２４８により回収されたインクは、トラップ２４８に接続された図示略のバルブを開放して抜き取ることが出来る。

上述したように、このインクジェット記録装置１では、脱気モジュール２４２がインクタンク５１から記録ヘッド２４ａへの通常のインク流路の途中に設けられて、少なくとも一回インクが脱気モジュール２４２を通過する構成となっている。即ち、インクタンク５１から供給されたインクに対する脱気処理と脱気されたインクの記録ヘッド２４ａへの供給とは、切り替えられることなく一連の動作として行われる。そして、この脱気モジュール２４２に並列に循環ポンプ２４６及び循環流路２４ｃが設けられて、必要に応じて複数回脱気モジュール２４２にインクを流入させることが出来るので、画像形成が中断されている場合や、インク使用量が少なく、余裕がある場合などには、複数回脱気を行って脱気度を上昇させることが出来る。また、インクジェット記録装置１の電源投入時などに、低下していたインクの脱気度を速やかに上昇、回復させることが出来る。また、上述のように、第１サブタンク２４５でのインクの滞留による脱気度の低下は、ほとんど問題にならないが、インクの吐出量が少ないことで第１サブタンク２４５内でのインクの滞留時間が比較的長くなる場合に、脱気モジュール２４２でインクの脱気度を上げておくことで、第１サブタンク２４５全体でのインクの脱気度を保つ効果も得られる。

循環ポンプ２４６の流量は、制御部４０のＣＰＵ４０１によって適宜調節することが可能である。例えば、送液ポンプ２４３と循環ポンプ２４６の流量の和が一定となるように記録ヘッド２４ａでのインク吐出量に応じて循環ポンプ２４６の流量を制御しても良い。又は、単純に送液ポンプ２４３の動作中には循環ポンプ２４６をオフし、循環ポンプ２４６が動作していない場合（又は、インク流量が所定の値以下の場合）には循環ポンプ２４６をオンすることとしても良い。或いは、循環ポンプ２４６の流量を固定しておき、送液ポンプ２４３の流量変化に応じてインクタンク５１からのインク供給量を変化させることも可能である。
なお、循環ポンプ２４６の最大流量は、インク流路２４ｂの最大流量以下とされる。インク流路２４ｂの最大流量より大きい流量が設定されても脱気モジュール２４２は、十分なインクを循環流路２４ｃに流入させることが出来ず、特に、逆止弁２４４が設けられていない場合には、インクを第１サブタンク２４５から逆流させてしまうことになって、記録ヘッド２４ａにおけるインクの吐出に問題が生じる。
また、上述のように、送液ポンプ２４３の流量の増加に対して循環ポンプ２４６の流量を減少させるのではなく、インク流路２４ｂの最大流量以下の範囲内において、送液ポンプ２４３の流量に対して所定の比率の流量で循環ポンプ２４６を動作させることで、常に所定の割合のインクが循環するように調整しても良い。

ここで、上述のように、インク流路２４ｂのインクは、インク加熱部２７０により加熱保温される。特に、脱気モジュール２４２には、電熱線２７１（加熱部）が設けられている。脱気モジュール２４２の内部には外側を覆うヒーターや伝熱板などからの熱が伝わり難いので、このように別途加熱を行って内部まで熱伝導させておくことで、通常のインク流路２４ｂ内よりもインクの滞留時間が長い脱気モジュール２４２の内部においてより効率的にインクが加熱される。また、本実施形態のインクジェット記録装置１では、記録ヘッド２４ａへのインクの供給が停止されているときも、循環ポンプ２４６によって適宜脱気モジュール２４２内のインクを循環させることで、脱気モジュール２４２や循環流路２４ｃを流れるインク全体が適切且つバランス良くインクが加熱、保温される。また、インクジェット記録装置１の電源投入時などにインクが冷えてしまっている場合でも、速やかにインクを加熱させて適切な温度で循環、吐出可能とすることが出来る。

次に、インクジェット記録装置１の内部構成について説明する。
図７は、インクジェット記録装置１の内部構成を示すブロック図である。

インクジェット記録装置１は、制御部４０と、搬送駆動部４１と、ヘッド駆動部４２と、通信部４３と、操作表示部４４と、用紙加熱部２３と、照射部２５と、インクヒーター駆動部２７と、第１フロートセンサー２４１ａと、第２フロートセンサー２４５ａと、重量センサー５２と、供給ポンプ５３と、循環ポンプ２４６と、送液ポンプ２４３と、真空ポンプ２４９とが、バス４９に接続されて互いに信号を送受信可能に構成されている。

制御部４０のＣＰＵ４０１は、これら各部から計測信号や状態信号を受け取って、各部に適切な動作を行わせる制御信号を送信する。

搬送駆動部４１は、制御部４０からの制御信号に基づいて給紙部１０、画像形成部２０の画像形成ドラム２１、受け渡しユニット２２やデリバリー部２６、及び排紙部３０を動作させて適宜なタイミング及び速さで記録媒体Ｐの搬送を行わせる。

ヘッド駆動部４２は、制御部４０からの制御信号に基づいてヘッドユニット２４を動作させて、適切なタイミングで複数のノズルからインクを吐出させることで記録媒体Ｐ上に画像を形成させる。
制御部４０は、搬送駆動部４１、ヘッド駆動部４２、用紙加熱部２３及び照射部２５に制御信号を出力してそれぞれ適宜なタイミングで動作させて、記録媒体Ｐを適切な条件でヘッドユニット２４の複数のノズルと対向させ、また、記録媒体Ｐ上に吐出されたインクを硬化させる。

通信部４３は、インクジェット記録装置１と外部機器との間の通信を制御する。外部機器から送信される印刷ジョブや各種制御信号は、通信部４３を介して受信されて制御部４０に送られる。制御部４０は、取得された印刷ジョブに応じて画像形成のための各種処理を行う。なお、画像データの解析やラスター化などの処理は、制御部４０とは別個に画像処理用のＣＰＵやメモリーを設けてこれらにより処理を行われることとしても良い。

操作表示部４４は、例えば、液晶画面とタッチセンサーとを有するタッチパネルなどである。制御部４０は、表示制御信号を出力して液晶画面にステータスやメニューなどを表示させる。タッチセンサーは、外部からの入力操作を受け付けて入力信号を制御部４０に出力する。制御部４０は、当該入力信号に基づいて各種処理を行う。

インクヒーター駆動部２７は、インク加熱部２７０のヒーターの通電状態を切り替えてインク加熱部２７０を適切な温度に保ち、各記録ヘッド２４ａ、インク流路２４ｂ及び循環流路２４ｃを加熱することで、インクを液体（ゾル）状態に相変化させて維持する。このインクヒーター駆動部２７は、例えば、インク加熱部２７０の各部に設けられた温度センサーの計測する温度に基づいて、制御部４０により通電状態が切り替えられる。

［変形例］
図８は、本実施形態のインクジェット記録装置１におけるインク流路２４ｂの変形例１を示す図である。
この変形例１のインク流路２４ｂでは、第２サブタンク２４１が省略され、また、記録ヘッド２４ａのアウトレット２４０ｂからインク流路２４ｂへの回収路２４１ｂに係る構成が省略されている。その他の構成については同一であり、同一の符号を付して説明を省略する。

この変形例１に係るインク流路２４ｂでは、記録ヘッド２４ａからのインクの戻しがないので、必要なインク量は、適宜インクタンク５１から直接供給されれば良い。第２サブタンク２４１は、インクタンク５１より小型であるが、インク量が多いほど当該インクの加熱保温に要する消費電力が高くなるので、第２サブタンク２４１を省略することで、電力消費を低減することが出来る。

図９は、本実施形態のインクジェット記録装置１におけるインク流路２４ｂの変形例２を示す図である。
この変形例２のインク流路２４ｂでは、更に、第１サブタンク２４５が省略されている。その他の同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

このように、第１サブタンク２４５が設けられないことで、脱気されたインクがそのまま記録ヘッド２４ａに送られて吐出されるので、脱気後のインクに空気が再混入することを更に抑え、適切な温度で吐出させることが出来る。但し、この場合、記録ヘッド２４ａの内部のインク圧力が不均一になりやすい傾向がある。従って、インクジェット記録装置１における第１サブタンク２４５の有無は、形成画像に要求される精細の高低などの動作特性、に応じて使い分けられることが望ましい。例えば、看板塗装などの高精細での画像形成が要求されない場合には、第１サブタンク２４５が設けられていなくても問題が生じ難い。

以上のように、本実施形態のインクジェット記録装置１は、インクタンク５１と、インクを吐出させて画像を形成するための記録ヘッド２４ａと、インクタンク５１から記録ヘッド２４ａにインクを供給するインク流路２４ｂと、インク流路２４ｂの途中に設けられてインクから空気を除去する脱気モジュール２４２と、インク流路２４ｂにおける脱気モジュール２４２の両側に両端がそれぞれ接続された循環流路２４ｃと、循環流路２４ｃの途中に設けられて、脱気モジュール２４２から流出したインクを脱気モジュール２４２に流入する位置に戻す循環流路２４ｃと、を備え、インク流路２４ｂにおける循環流路２４ｃからの流出口と循環流路２４ｃへの流入口との間、及び循環流路２４ｃには、サブタンクが設けられておらず、循環ポンプ２４６や送液ポンプ２４３の流量に応じて略等速でインクが流れることが可能な構成となっている。
従って、脱気されていないインクが第１サブタンク２４５に流入することがないので、脱気処理が終了するまでインクの吐出が出来ないという事態を防ぐことが出来る。また、循環路中のサブタンク内のインクが入れ替わるまで脱気の回数が増えても脱気度がなかなか上がらないという状況を避けることが出来る。特に、インクジェット記録装置１の電源投入時に速やかに脱気度を上げたり、インクの温度を適切な温度に上げたりすることが出来るので、速やかに画像の形成を開始させることが出来る。
また、サブタンク中のインクは、均一に又は流入した順に流出する訳ではないので、第１サブタンク２４５のインクを再度脱気モジュール２４２に戻さない（循環させない）構成とすることで、第１サブタンク２４５内で不自然に脱気度の異なるインクが偏在してインクの吐出ムラや画質のムラが生じるのを防ぐことが出来る。

また、インクタンク５１から供給されるインクが必ず脱気モジュール２４２を通り、脱気されたインクをそのまま記録ヘッド２４ａへ送り出すことが出来るので、インクの脱気と、脱気されたインクの記録ヘッド２４ａへの供給とを同時に行うことが出来る。従って、インクの脱気のために画像形成を中断する必要が無く、連続的に画像形成を行うことが出来る。

また、循環させるインクの流量制御は、循環ポンプ２４６で行われ、記録ヘッド２４ａへの送液量に応じて適宜調節可能であるので、三方弁などで流路を切り替えたりする手間などを省き、容易な構成及び操作で脱気とインクの供給とを行うことが出来る。

また、脱気装置の脱気モジュール２４２には、電熱線２７１が設けられてインクの流路全体とは別個に加熱可能に構成されており、脱気モジュール２４２内で脱気されている間、直接熱が届き難い部位にも熱を伝え、インクの温度が低下するのを防ぐことが出来る。これにより、脱気モジュール２４２から流出したインクが時間をおかずにノズルから吐出される場合でも、インクの温度を安定して適宜な温度に保つことが出来る。また、脱気モジュール２４２内でインクがゲル化して流れを妨げるのを防ぐことが出来る。

また、インクとして、所定の温度以上に加熱することでゾル化するゲル状インクを用いることにより、より確実且つ効果的に定着や乾燥に係る処理を行い、記録媒体上の所望の位置に所望の範囲及び濃度のドットを形成することが出来る。

また、循環ポンプ２４６の流量を、インク流路２４ｂの最大流量以下とすることで、脱気後のインクが逆流したり更に空気を混入させてしまったりするという問題の発生を抑えながら、必要に応じた流量で所望の脱気度のインクを得ることが出来る。

また、循環ポンプ２４６の動作制御を行う制御部４０を備え、制御部４０は、記録ヘッド２４ａへのインク流量が所定の値以下の場合に、循環ポンプ２４６を動作させてインク流路２４ｂ中のインクを循環させる。従って、インクが多く又は全く吐出されない状況において、適宜脱気度を調整することが出来る。

また、特に、制御部４０は、記録ヘッド２４ａへインクが供給されていない場合に、循環ポンプを動作させることで、インクが全く吐出されない、即ち、送液ポンプ２４３から第１サブタンク２４５に送られない状況でも、インク流路２４ｂ及び循環流路２４ｃ内で適宜インクを移動させてインク全体をバランス良く適切な温度状態に保つことが出来る。

また、制御部４０は、画像形成に係るインク吐出命令の有無に応じて循環ポンプ２４６の動作可否を切り替えるので、実際にインク吐出に係る動作が開始又は中断するタイミングより前やこれに同期して素早くインクの脱気度や温度を調整することが出来る。

また、インク流路２４ｂから循環流路２４ｃへの流入口と、記録ヘッド２４ａとの間に第１サブタンク２４５が設けられるので、脱気後のインクをある程度予め蓄えておくことが出来、従って、画像形成時に余裕を持ってインクの吐出を行わせることが出来る。また、既に脱気がなされたインクのみがこの第１サブタンク２４５に蓄えられて、第１サブタンク２４５と脱気モジュール２４２との間でインクが循環しない構成であるので、この第１サブタンク２４５に脱気されていないインクが混入して即座にノズルへインクを出力出来ないという状況を生じさせない。

また、インクタンク５１と、循環流路２４ｃからインク流路２４ｂへの流出口との間に第２サブタンク２４１が設けられ、記録ヘッド２４ａのインクを第２サブタンク２４１に戻す回収路２４１ｂが設けられている。従って、特に、メンテナンス時などに記録ヘッド２４ａ内のインクを無駄にせずに再利用することが出来る。また、このような場合に、インクを脱気モジュール２４２への流入側手前に戻すことで、脱気前のインクと混合させながら脱気モジュール２４２を通過させて再度脱気を行わせ、均等且つ十分に脱気したインクを再供給可能とすることが出来る。

なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、第２サブタンク２４１と第１サブタンク２４５の両方が設けられている場合、両方とも設けられていない場合、及び、第１サブタンク２４５のみが設けられている場合を例に挙げて説明したが、この他、第２サブタンク２４１のみが設けられていても良い。

また、上記実施の形態では、送液ポンプ２４３を設けてインクを第１サブタンク２４５に送る構成としたが、第２サブタンク２４１及び第１サブタンク２４５にポンプやバルブを接続し、第２サブタンク２４１と第１サブタンク２４５の間に圧力差を生じさせて第１サブタンク２４５にインクを送る構成であっても良い。

また、上記実施の形態では、脱気モジュール２４２に電熱線２７１を巻きつけて、インク加熱部２７０において脱気モジュール２４２を特に効率良く加熱することが可能としたが、インク流路２４ｂの他の部分と同様の加熱のみを行うこととしても良い。この場合、送液ポンプ２４３の流量が大きくない場合には、循環ポンプ２４６の流量を上げることとして、インクが脱気モジュール２４２の内部に留まる時間を短くするように調整しても良い。

また、上記実施の形態では、加熱によりゾル化するＵＶ硬化型のゲル状インクを用いる場合について説明したが、インクは、ＵＶ硬化型に限られない。通常の液体インクであってもインクに含まれる空気量が増えると、記録ヘッド２４ａにおける吐出能力が低下するので、同様に本発明を適用することが出来る。また、このような液体インクであっても温度に依存して粘性が変化するものが多いので、同様にインク加熱部２７０が好適に設けられて、装置立ち上げ時のインクの加温を短時間で行うことが出来る。

また、上記実施の形態では、記録媒体Ｐとして、給紙部１０から供給されて排紙部３０に排出される印刷用紙を前提として説明したが、記録媒体Ｐは、紙媒体に限られない。例えば、布帛や紙以外のシートであっても良い。また、インクジェット記録装置１は、ワンパス方式のラインヘッドに限られず、ツーパス方式のものや、シリアルヘッドであっても良い。

また、上記実施の形態では、メンテナンス用や修理用などに通常設けられる各種バルブや加圧機構などの記載を省略しているが、適宜設けることが出来る。その他、上記実施の形態で示した構成やその配置などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

本発明は、脱気装置を備えたインクジェット記録装置に利用することが出来る。

１ インクジェット記録装置
１０ 給紙部
１１ 給紙トレー
１２ 搬送部
１２１ ローラー
１２２ ローラー
１２３ ベルト
２０ 画像形成部
２１ 画像形成ドラム
２２ 受け渡しユニット
２２１ スイングアーム部
２２２ ドラム
２３ 用紙加熱部
２４ ヘッドユニット
２４ａ 記録ヘッド
２４ｂ インク流路
２４ｃ 循環流路
２４０ａ インレット
２４０ｂ アウトレット
２４１ 第２サブタンク
２４１ａ フロートセンサー
２４１ｂ 回収路
２４１ｃ バルブ
２４２ 脱気モジュール
２４２１ 外殻
２４２２ インク流入口
２４２３ インク流出口
２４２４ 中心管
２４２４ａ プラグ
２４２４ｂ 細穴
２４２５ 気体流出口
２４２６ 中空糸膜
２４３ 送液ポンプ
２４４ 逆止弁
２４５ 第１サブタンク
２４５ａ フロートセンサー
２４５ｂ 浮き蓋
２４６ 循環ポンプ
２４７ 逆止弁
２４８ トラップ
２４９ 真空ポンプ
２５ 照射部
２６ デリバリー部
２６１ ローラー
２６２ ローラー
２６３ ベルト
２６４ ドラム
２７ インクヒーター駆動部
２７０ インク加熱部
２７１ 電熱線
３０ 排紙部
３１ 排紙トレー
４０ 制御部
４０１ ＣＰＵ
４０２ ＲＯＭ
４０３ ＲＡＭ
４１ 搬送駆動部
４２ ヘッド駆動部
４３ 通信部
４４ 操作表示部
４９ バス
５０ インク供給部
５１ インクタンク
５２ 重量センサー
５３ 供給ポンプ
５４ 供給管
５５ 筐体
６０ インクパック
Ｐ 記録媒体

Claims (9)

1. インクを貯留するインクタンクと、
   インクを吐出させて画像を形成するための記録ヘッドと、
   前記インクタンクから前記記録ヘッドにインクを供給するインク流路と、
   前記インク流路の途中に設けられてインクから空気を除去する脱気装置と、
   前記インク流路における前記脱気装置の両側に両端がそれぞれ接続された循環流路と、
   前記循環流路の途中に設けられて、前記脱気装置から流出したインクを前記脱気装置に流入する位置に戻す循環ポンプと、
   を備え、
   前記インク流路における前記循環流路からの流出口と前記循環流路への流入口との間、及び前記循環流路は、インクが略等速度で移動可能に形成されている
   ことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記脱気装置には、加熱部が設けられていることを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
3. 前記インクは、所定の温度以上に加熱することでゾル化するゲル状インクであることを特徴とする請求項２記載のインクジェット記録装置。
4. 前記循環ポンプの流量は、前記インク流路の最大流量以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記循環ポンプの動作制御を行う制御部を備え、
   前記制御部は、前記記録ヘッドへのインク流量が所定の値以下の場合に、前記循環ポンプを動作させて前記インク流路中のインクを循環させる
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記制御部は、前記記録ヘッドへインクが供給されていない場合に、前記循環ポンプを動作させることを特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置。
7. 前記循環ポンプの動作制御を行う制御部を備え、
   前記制御部は、画像形成に係るインク吐出命令の有無に応じて前記循環ポンプの動作可否を切り替える
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記循環流路の流入口と、前記記録ヘッドとの間には、第１貯留部が設けられていることを特徴とする請求項１〜７の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
9. 前記インクタンクと、前記循環流路の流出口との間には、第２貯留部が設けられ、
   前記記録ヘッドのインクを前記第２貯留部に戻す回収流路が設けられている
   ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。

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