JP2006231607A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】 記録ヘッドとインクタンクとの間に配設される中間タンク内に残留する空気を効率良く除去して、インク中の水分の蒸発やそれに起因するインクの増粘を防止し、インクを長期間にわたり安定的に吐出可能なインクジェットプリンタを提供し、中間タンクからオーバーフローしたインクを再利用可能なインクジェットプリンタを提供する。
【解決手段】 インクジェットプリンタ１は、記録媒体Ｐに対してカチオン重合系紫外線硬化型インク４または粘度が１０〜５０［ｍＰａ・ｓ］のインク４を吐出するための記録ヘッド３と、記録ヘッド３に供給するインク４を貯蔵するためのインクタンク１０と、記録ヘッド３とインクタンク１０との間に配設された中間タンク１１と、中間タンク１１内の空気を除去するための空気除去手段１７、２４とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェットプリンタに係り、特に高粘度インクやカチオン重合系紫外線硬化型インクを用いて画像記録を行うインクジェットプリンタに関する。

近年、種々の記録媒体に対して高精細な記録が可能な記録装置として、インクジェット方式を用いたインクジェットプリンタが広く普及している。インクジェットプリンタは、記録媒体に対向する記録ヘッドを有し、記録ヘッドに設けられた多数のノズルからインクを吐出し、記録媒体に着弾させて記録を行う。

インクジェットプリンタに採用される記録方式は、主に、記録媒体の搬送方向に直交する方向への記録ヘッドの走査と記録媒体の搬送とを交互に繰り返しながら記録を行うシリアル方式と、記録媒体上に位置固定された記録ヘッドから搬送される記録媒体に対して記録を行うライン方式とに大別される。

これらのインクジェットプリンタでは、記録ヘッドにインクを的確に供給するために記録ヘッドとインクタンクとの間でインクを一時的に貯蔵するための中間タンクが配置されたり、この中間タンクからオーバーフローしたインクを受けるオーバーフロータンクが設けられたりすることが多い（例えば、特許文献１等参照）。
特開２００１−３１０４８１号公報

ところで、このようなインクジェットプリンタに使用されるインクとしてカチオン重合系の紫外線硬化型インクを用いる場合、カチオン重合系紫外線硬化型インクにはインク内部の水分が蒸発することで増粘し易いという特徴があり、インクが増粘すると、インク供給系においてインクの供給が困難になったり記録ヘッドからのインクの吐出不良が生じ易くなる等の不具合が生じる。

このような増粘による不具合の発生は１０〜５０［ｍＰａ・ｓ］程度の粘度が高いインクでも同様に問題となり、小さな粘度変化でもインクの射出性に影響が出て、記録画像の画質の低下が生じ易くなる。そのため、これらのインクを使用するインクジェットプリンタでは、通常、インクタンクから中間タンクを経て記録ヘッドに至るインク供給系が外気に開放されない、いわゆる密閉系として構成されることが必要となる。

しかしながら、従来のインクジェットプリンタでは、前述したように中間タンクからオーバーフローしたインクを受けるオーバーフロータンクは配置されていても、中間タンク内に残留する空気を積極的に除去するように構成されていないことが多いので、密閉系として構成しても、例えば、インク導入時やインク交換時に入り込んだ空気が中間タンク等の内部に残留し、その空気にインク中の水分が蒸発してインクの増粘が生じるという問題が生じてしまう。

一方、前記特許文献１に記載されているように、種々の色インクを使用するインクジェットプリンタであってもオーバーフロータンクは通常１個しか設けられないので、オーバーフロータンク内で複数の色インクが混ざり合うとそのインクは廃棄するしかなく、インクが無駄に消費されてしまうという問題もあった。

そこで、本発明の目的は、記録ヘッドとインクタンクとの間に配設される中間タンク内に残留する空気を効率良く除去して、インク中の水分の蒸発やそれに起因するインクの増粘を防止し、インクを長期間にわたり安定的に吐出可能なインクジェットプリンタを提供することである。また、本発明は、中間タンクからオーバーフローしたインクを再利用可能なインクジェットプリンタを提供することをも目的とする。

前述の問題を解決するために、請求項１に記載のインクジェットプリンタは、
記録媒体に対してカチオン重合系紫外線硬化型インクまたは粘度が１０〜５０［ｍＰａ・ｓ］のインクを吐出するための記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに供給するインクを貯蔵するためのインクタンクと、
前記記録ヘッドと前記インクタンクとの間に配設された中間タンクと、
前記中間タンク内の空気を除去するための空気除去手段と
を備えることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、インクジェットプリンタ１では、カチオン重合系紫外線硬化型インクまたは粘度が１０〜５０［ｍＰａ・ｓ］のインクがインクタンクから中間タンクを経て記録ヘッドに供給され、記録ヘッドから記録媒体に対して吐出されて画像記録が行われる。また、インクジェットプリンタ１は、中間タンク内の空気を除去するための空気除去手段を備えていて、インク導入時やインクタンクの交換時等にインク供給系に混入し中間タンク内に残留する空気を除去する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記中間タンクは、柔軟性を備え、かつ、紫外線を遮光する素材で形成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、中間タンクは、その柔軟性により内部のインク量の増減にあわせて変形し、また、外界から到達する紫外線を遮断して内部に透過することを防止する。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記空気除去手段は、前記中間タンクからオーバーフローしたインクを受けるオーバーフロータンクと、前記オーバーフロータンクに接続され前記オーバーフロータンク内を加減圧するための加減圧装置とを備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、空気除去手段は、オーバーフロータンクとそれに接続された加減圧装置等により構成され、加減圧装置を駆動させてオーバーフロータンク内を減圧して中間タンク内の空気を吸引することで中間タンク内の空気を除去する。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記中間タンクから供給される前記インクを複数の前記記録ヘッドに分配するためのディストリビュータを備え、
前記空気除去手段は、前記ディストリビュータ内の空気を除去するように構成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、インクジェットプリンタにインクを記録ヘッドに分配するためのディストリビュータが設けられることがあるが、そのような場合には、空気除去手段は、ディストリビュータ内の空気をも除去する。

請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記中間タンクから供給される前記インクを複数の前記記録ヘッドに分配するためのディストリビュータを備え、
前記空気除去手段は、前記中間タンクからオーバーフローしたインクを受けるオーバーフロータンクと、前記オーバーフロータンクに接続され前記オーバーフロータンク内を加減圧するための加減圧装置とを備え、
前記ディストリビュータと前記オーバーフロータンクとが接続されており、
前記加減圧装置の駆動により前記オーバーフロータンク内を減圧して前記ディストリビュータ内の空気を吸引して除去するように構成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、ディストリビュータが設けられたインクジェットプリンタにオーバーフロータンクとそれに接続された加減圧装置等により構成された空気除去手段を設け、ディストリビュータとオーバーフロータンクとを接続し、加減圧装置を駆動させてオーバーフロータンク内を減圧して中間タンクのみならずディストリビュータ内の空気をも吸引して除去する。

請求項６に記載の発明は、請求項３から請求項５のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記加減圧装置の駆動により前記オーバーフロータンク内を加圧して前記オーバーフロータンク内のインクを圧送して記録ヘッドに供給するように構成されていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、中間タンクやディストリビュータからの空気の除去の際にオーバーフロータンクに流出したインクを加減圧装置の駆動により圧送してインク供給系に戻し、記録ヘッドに供給する。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記オーバーフロータンク内のインクを前記ディストリビュータに圧送することを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、中間タンクやディストリビュータからの空気の除去の際にオーバーフロータンクに流出したインクを加減圧装置の駆動によりディストリビュータに圧送してインク供給系に戻し、記録ヘッドに供給する。

請求項８に記載の発明は、請求項３から請求項７のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記オーバーフロータンクの内部に、インク貯蔵量を検知する検知手段が設けられていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、空気除去手段を構成するオーバーフロータンク内に設置された液面検出センサ等の検知手段でオーバーフロータンク内のインク貯蔵量を検知する。

請求項１に記載の発明によれば、インクジェットプリンタ１は、空気除去手段によりインク導入時やインクタンクの交換時にインク供給系に混入し中間タンク内に残留する空気を効率良くかつ確実に除去することができるため、中間タンク等のインク供給系内のインクが空気に曝されてインク中の水分が蒸発することを有効に防止することが可能となる。

特に、インクがカチオン重合系紫外線硬化型インクであったり１０〜５０［ｍＰａ・ｓ］の高粘度のインクである場合には、水分の蒸発が生じるとインクが増粘してインクの供給が困難になったり吐出不良を生じたりするが、本発明によれば前記のように水分の蒸発を確実に防止することができるから、このような事態の発生が確実に抑制され、インクを長期間にわたり安定的に記録ヘッドから吐出させることが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、前記請求項１に記載の発明の効果に加え、中間タンクは、その柔軟性により内部のインク量の増減にあわせて変形するため、内部のインク量が減少しても空気の混入を防止することができ、記録ヘッドからインクを安定的に吐出されるために必要な背圧を一定の範囲内に調整することが可能となる。また、中間タンクが外界から到達する紫外線を遮断して内部に透過することを防止する素材で構成されていれば、紫外線硬化型インクが紫外線を吸収して硬化することを防止することができ、インク供給系内でのインクの増粘をより有効に防止することが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、空気除去手段は、オーバーフロータンクとそれに接続された加減圧装置等により構成され、加減圧装置を駆動させてオーバーフロータンク内を減圧して中間タンク内の空気を吸引することで中間タンク内の空気を除去する。そのため、通常のインクジェットプリンタに備えられているオーバーフロータンクを活用することができると同時に、中間タンク等から空気を吸引する際にオーバーフロータンクに中間タンク内のインクが流出したことを検出することで中間タンク等の中から空気が完全に除去されたことを容易かつ確実に確認することが可能となるため、前記各請求項に記載の発明の効果がより的確に発揮される。

請求項４に記載の発明によれば、ディストリビュータが設けられたインクジェットプリンタでは、ディストリビュータ内に空気が混入して残留している場合があるが、空気除去手段で中間タンクだけでなくこのようなディストリビュータ内に残留する空気をも確実に除去することで、前記各請求項に記載の発明の効果がより有効に発揮される。

請求項５に記載の発明によれば、インクジェットプリンタのディストリビュータ内に残留する空気を除去する際に、中間タンクからの空気の除去の場合と同様にオーバーフロータンクとそれに接続された加減圧装置等により構成された空気除去手段を用いることで、ディストリビュータからの空気の除去についても前記請求項３に記載された発明の効果を発揮させることができ、本発明の効果がより的確に発揮される。

請求項６に記載の発明によれば、中間タンクやディストリビュータからの空気の除去の際にオーバーフロータンクに流出したインクを加減圧装置の駆動により圧送してインク供給系に戻し、記録ヘッドに供給する。そのため、前記各請求項に記載の発明の効果に加え、中間タンク等からオーバーフローしたインクを再利用することができ、インクの無駄な消費を防止することが可能となる。

請求項７に記載の発明によれば、前記請求項６に記載の発明において、オーバーフロータンクに流出したインクをディストリビュータに圧送することで、特にインクの初期導入時等においてはインクを記録ヘッドのノズル先端まで確実に供給することが可能となる。

請求項８に記載の発明によれば、空気除去手段を構成するオーバーフロータンク内に設置された液面検出センサ等の検知手段でオーバーフロータンク内のインク貯蔵量を検知することで、中間タンクやディストリビュータから空気を吸引する際にオーバーフロータンクに中間タンク等のインクが流出したことを自動的に検知することが可能となり、中間タンク等の中から空気が完全に除去されたことを容易かつ確実に確認することが可能となる。また、そのため、前記各請求項に記載の発明の効果がより的確かつ効率的に発揮される。

以下、本発明に係るインクジェットプリンタの実施の形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態では、図１や図２に示されるようなライン方式のインクジェットプリンタ１について説明するが、本発明が適用されるインクジェットプリンタはライン方式に限定されない。なお、インクジェットプリンタ１の記録部については、図１では、記録ヘッド３を記録媒体Ｐの搬送方向上流から見た図を、また、図２では、記録ヘッド３を横方向から見た図をそれぞれ示す。

インクジェットプリンタ１の記録部には、画像が記録される記録媒体Ｐを裏面側から支持する平板状のプラテン２が配設されており、プラテン２の両端側には、記録媒体Ｐを図中矢印Ｘで示される搬送方向に搬送するための図示しない搬送ローラがそれぞれ配設されている。

プラテン２の上方には、記録ヘッド３が記録媒体Ｐの幅方向に延在するように配設されており、記録ヘッド３の記録媒体Ｐに対向する面には、記録媒体Ｐに対してインク４を吐出するためのノズル５が設けられている。

記録ヘッド３は、画像記録に用いられるイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック等の色インクに対応して複数設けられており、通常、それぞれ色インクごとにさらに複数の記録ヘッド３が用いられる。図１および図２では、４つの記録ヘッド３ａ〜３ｄが同一の色インクを吐出する記録ヘッドであり、他の色インクを吐出する記録ヘッドが各色ごとに４つずつ設けられている。各色ごとの記録ヘッドの数や記録ヘッドごとのノズルの数は適宜決められる。

本実施形態では、インク４としてカチオン重合系紫外線硬化型インクが用いられているため、記録ヘッド３の搬送方向下流側には、紫外線照射装置６が記録ヘッド３と平行に、すなわち記録媒体Ｐの幅方向に延在するように配設されている。紫外線照射装置６は、下方に搬送されてきた記録媒体Ｐ上のインク４に対して紫外線を照射してインクを硬化させる光源７を内蔵している。

紫外線照射装置６の光源７は、紫外線を照射するものであればよく、例えば、高圧水銀ランプや低圧水銀ランプ、冷陰極殺菌ランプ、熱陰極殺菌ランプ、無電極ランプ、エキシマランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の種々の光源を用いることができる。

なお、本発明のインクジェットプリンタは、インク中の水分の蒸発により増粘し易いカチオン重合系紫外線硬化型インクや粘度が１０〜５０［ｍＰａ・ｓ］のインクに対して好適に適用できる。特に、カチオン重合系紫外線硬化型インクであれば、取り扱いが容易で硬化速度が速く、空気中の酸素により重合反応が阻害されない等の利点がある。

また、インク４の粘度は、２５℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下であれば好ましい。インク４の粘度がこの範囲内であれば、粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満の場合のようにインクが記録媒体に滲んで明瞭な記録を行えないといったことがなく、また、粘度が５００ｍＰａ・ｓを越える場合のように画質の平滑性が失われる事態を回避することができる。

さらに、インク４は、その表面張力が２０ｍＮ／ｍ以上４０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましい。インク４の表面張力がこの範囲内であれば、記録媒体Ｐに着弾したインク４が記録媒体上で適度に広がるため、高精細で鮮明な画像記録を行うことが可能となる。

次に、インクジェットプリンタ１のインク供給系として、同じ色インクを吐出する複数の記録ヘッド３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄには、インクを各記録ヘッド３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに分配するためのディストリビュータ８が連結されている。ディストリビュータ８は、各記録ヘッド３に対して各ヘッドへの流量抵抗が均一になるようにインク４を分配して供給するようになっている。

また、本実施形態では、ディストリビュータ８の内部に、ディストリビュータ内のインク４の液面を検出する液面検出センサ９が設けられている。液面検出センサ９は、後述する液面検出センサ１２、１８とともにインク４の液面を検出できるものであればよく、例えば、フロート式や光学式、重量式等が挙げられる。

ディストリビュータ８には、インク供給管を介してインクを貯蔵するためのインクカートリッジ等からなるインクタンク１０が接続されており、ディストリビュータ８とインクタンク１０との間には、記録ヘッド３のノズル５に対して背圧を発生させるためのいわゆるサブインクタンク等の中間タンク１１が配設されている。

本実施形態では、中間タンク１１として、ディストリビュータ８や記録ヘッド３とインクタンク１０との間にはこの背圧を発生させるためのサブインクタンクのみが配設されている。中間タンク１１は、少なくともその下方側が柔軟性を有するいわゆるインクパック状に形成されており、外界の紫外線が透過して中間タンク中のインクが硬化しないように紫外線を遮光する素材で形成されている。また、通常の画像記録時および待機時には、中間タンク１１はインク４で満たされており、内部のインク量に応じて伸縮するようになっている。

なお、中間タンク１１の内部には、中間タンク内のインク４の液面を検出する液面検出センサ１２が設けられている。また、中間タンク１１として複数の中間タンク１１が配設されていてもよく、中間タンク１１は、記録ヘッド３とインクタンク１０との間に配設されるものであればサブインクタンクに限定されない。

また、前述した背圧とは、本実施形態のようにノズル５からインク４を下方に吐出する構成においては、ノズル５内部のインク４に対して上方にかかる力をいい、背圧は、通常、中間タンク１１と記録ヘッド３のノズル５との高さの差や中間タンク内のインク量等に依存して発生する。

この背圧により通常の状態ではインクがノズル５から流れ出ないようになっており、この背圧を一定の範囲の値に調整することで記録ヘッド３に印加される駆動波形によりインク４を安定に吐出することができるようになっている。なお、ディストリビュータ８は、同一色のインク４を吐出する各ノズル５の背圧を均一にする機能を有している。

中間タンク１１とディストリビュータ８および中間タンク１１とインクタンク１０とは、第１供給管１３および第２供給管１４を介してそれぞれ連通されており、第１供給管１３および第２供給管１４の一端側が中間タンク１１の内部下方でそれぞれ開口されている。また、第１供給管１３および第２供給管１４には、ソレノイドバルブ等よりなる第１電磁弁１５および第２電磁弁１６がそれぞれ設けられている。

なお、本実施形態では、ディストリビュータ８、インクタンク１０および中間タンク１１等よりなるインク供給系はすべて外気に開放されないクローズ型とされている。

次に、インクジェットプリンタ１の加減圧系として、中間タンク１１からオーバーフローしたインクを受けるためのオーバーフロータンク１７が設けられており、オーバーフロータンク１７の内部には、タンク内のインク貯蔵量を検知する検知手段として液面検出センサ１８が設けられている。

オーバーフロータンク１７は連通管１９を介して中間タンク１１に接続されている。連通管１９の一端側は、中間タンク１１の最上端でその内部に向けて開口するように位置固定されており、連通管１９の他端側は、オーバーフロータンク１７の内部で開口されている。

オーバーフロータンク１７は、輸送管２０を介してディストリビュータ８とも接続されている。輸送管２０の一端側はディストリビュータ８の最上部に内部に向かって開口するように取り付けられており、他端側はオーバーフロータンク内部の底部付近で開口されている。

輸送管２０は、後述するようにオーバーフロータンク１７からディストリビュータ８にインク４を圧送する際にも用いられるようになっているため、例えば、図３（Ａ）に示されるようにオーバーフロータンク１７の底面に凹部を形成したり、図３（Ｂ）に示されるようにオーバーフロータンク１７の底面を傾斜状に形成して、その最下部に輸送管２０の端部が開口するように構成されるとよい。

また、連通管１９および輸送管２０には、それぞれソレノイドバルブ等よりなる第３電磁弁２１および第４電磁弁２２が設けられている。第３電磁弁２１は、通常時には閉じられているが、何らかの原因で中間タンク１１内の圧力が規定値以上に上昇したような場合には開放されて中間タンク１１のインク４をオーバーフロータンク１７に移すようになっている。

オーバーフロータンク１７には、通気管２３を介してオーバーフロータンク内を加減圧するための加減圧装置２４が接続されている。加減圧装置２４は、吸気と排気を行うことができるものであればよく、コンプレッサやポンプ、ブロア等を用いることができる。

通気管２３の一端側は、オーバーフロータンク１７の上面で内部に向けて開口されており、通気管２３には、流入、流出、封止の切り替えが可能な電磁弁である切替弁２５が設けられている。切替弁２５を流入に切り替えることで加減圧装置２４が吸引した外気をオーバーフロータンク１７に流入させてオーバーフロータンク内の圧力を上げることができ、逆に切替弁２５を流出に切り替えることで加減圧装置２４を駆動してオーバーフロータンク１７内部の空気を排気してオーバーフロータンク内の圧力を下げることができ、また、切替弁２５を封止に切り替えることでオーバーフロータンク１７と加減圧装置２４とを遮断することができるようになっている。

本実施形態では、主に、オーバーフロータンク１７と加減圧装置２４とにより中間タンク１１内の空気を吸引して除去するための空気除去手段が形成されている。

また、オーバーフロータンク１７には、排液管２６が取り付けられており、加減圧装置２４による加圧でオーバーフロータンク内のインク４を廃液タンク２７に送ることができるようになっている。なお、排液管２６には、空気の逆流を防ぐための図示しない逆止弁等が設けられている。

なお、本実施形態では、各色のインクが混ざり合わないように、ディストリビュータ８や中間タンク１１等のインク供給系および加減圧系のオーバーフロータンク１７等はそれぞれ各色インクごとにそれぞれ設けられているが、加減圧装置２４はインクジェットプリンタ１に１つ設けられており、各オーバーフロータンク１７に対応する切替弁２５の切り替えで空気を抜きあるいは外気を送り込むオーバーフロータンク１７を選択するようになっている。加減圧装置２４を複数設けることも可能である。

次に、メンテナンス系として、インクジェットプリンタ１には、図２に示されるような主に平板状の基台２９と基台上に並設された複数の吸引キャップ３０とを備えたメンテナンス機構２８が設けられている。

本実施形態では、記録ヘッド３や紫外線照射装置６には図示しない昇降機構が取り付けられており、また、メンテナンス機構２８の基台２９には図示しない移動機構が取り付けられていて、メンテナンス時には昇降機構の駆動により記録ヘッド３等を上昇させてその下方にメンテナンス機構２８を移動させるようになっている。なお、記録ヘッド３や紫外線照射装置６を昇降させる代わりに、プラテン２を下降、上昇させるように構成することも可能である。

吸引キャップ３０は、図４に示されるように、上方に開放された筐状とされており、記録ヘッド３と同数設けられ、各記録ヘッド３のノズル５から吐出されたインク４が対応する吸引キャップ３０に落下するようになっている。吸引キャップ３０には吸引ポンプ３１が設けられた排液管３２が取り付けられており、吸引キャップ３０に落下したインクは吸引ポンプ３１により吸引されて排液管３２を通って廃液タンク２７に回収されるようになっている。

次に、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１の作用について説明する。

本実施形態のインクジェットプリンタ１では、初期状態では、中間タンク１１やディストリビュータ８、記録ヘッド３にはインク４が導入されておらず、インクジェットプリンタ１へのインク４の初期導入時に中間タンク１１やディストリビュータ８の内部に空気が残留し易い。そのため、まず、インク４の初期導入時の導入の方法について述べる。

まず、プリンタ内の所定位置にインクタンク１０を装填し、第２電磁弁１６を開放して第２供給管１４を介して中間タンク１１にインク４を自重落下させて導入する。その際、中間タンク１１とオーバーフロータンク１７とを結ぶ連通管１９の第３電磁弁２１も開放しておく。

なお、第１電磁弁１５、第４電磁弁２２および切替弁２５は閉じられている。そのため、中間タンク１１内の空気はインク４の導入により連通管１９を介してオーバーフロータンク１７や廃液タンク２７側に押し出される。

続いて、中間タンク１１内の液面検出センサ１２がインク４の液面を検出したら第２電磁弁１６および第３電磁弁２１を閉じて第１電磁弁１５を開放して中間タンク１１からディストリビュータ８にインク４を送る。

その際、インクジェットプリンタ１がシリアル方式であれば、メンテナンス機構２８の吸引キャップ３０を記録ヘッド３のノズル部分に圧接させた状態で吸引ポンプ３１を稼動させて吸引することで中間タンク１１からディストリビュータ８および記録ヘッド３へのインク４の導入を行う。

中間タンク１１内のインク４が減少したら、吸引ポンプ３１を止め、第１電磁弁１５を閉じて第２電磁弁１６および第３電磁弁２１を開放して中間タンク１１にインク４を導入する。この作業を、ディストリビュータ８内の液面検出センサ９がインク４の液面を検出するまで繰り返す。

また、インクジェットプリンタ１がライン方式であれば、通常、記録ヘッド３やノズル５の数が多いため、このような導入方法を採ることが困難である場合が多い。そのため、前述したように中間タンク１１にある程度インク４が導入されたら第２電磁弁１６および第３電磁弁２１を閉じ、第１電磁弁１５および第４電磁弁２２を開放し切替弁２５を流出に切り替えて加減圧装置２４を稼動させてオーバーフロータンク１７を介してディスリビュータ８内を減圧して中間タンク１１からディストリビュータ８および記録ヘッド３へのインク４の導入を行う。

中間タンク１１内のインク４が減少したら、加減圧装置２４を止め、第１電磁弁１５および第４電磁弁２２を閉じ切替弁２５を封止に切り替えて第２電磁弁１６および第３電磁弁２１を開放して中間タンク１１にインク４を導入する。この作業を、ディストリビュータ８内の液面検出センサ９がインク４の液面を検出するまで繰り返す。

このようにして、シリアル方式の場合は主に吸引ポンプ３１により廃液タンク２７側に排出し、ライン方式の場合は主に加減圧装置２４によりオーバーフロータンク１７を介して外界に排出することで、ディストリビュータ８内の空気を抜く。なお、この時点でオーバーフロータンク１７にはインク４は流出されていない。

次に、ディストリビュータ８および中間タンク１１の液面検出センサ９、１２でともにインク４を検出した段階で、まず、第１電磁弁１５および第４電磁弁２２を閉じ第３電磁弁２１を開放した状態で、第２電磁弁１６の開閉、切替弁２５の流出、封止の切り替えおよび加減圧装置２４の駆動、停止を調整して行い、加減圧装置２４の駆動によりオーバーフロータンク１７内を減圧させて中間タンク１１内の空気を吸引して除去しながらインクタンク１０から中間タンク１１にインク４を導入する。

この中間タンク１１へのインク４の導入は、中間タンク１１から連通管１９を介してオーバーフロータンク１７にインク４が流出するまで行い、オーバーフロータンク１７へのインク４の流出はオーバーフロータンク１７内の液面検出センサ１８で検出して確認する。このようにして、中間タンク１１の内部に残留していた空気を完全に除去する。

続いて、第３電磁弁２１を閉じ第１電磁弁１５および第４電磁弁２２を開放した状態で、前記と同様に第２電磁弁１６の開閉、切替弁２５の流出、封止の切り替えおよび加減圧装置２４の駆動、停止を調整して行い、加減圧装置２４の駆動によりオーバーフロータンク１７内を減圧させてディストリビュータ８内の空気を吸引して除去しながらインクタンク１０から中間タンク１１を介してディストリビュータ８にインク４を導入する。

このディストリビュータ８へのインク４の導入もディストリビュータ８から輸送管２０を介してオーバーフロータンク１７にインク４が流出するまで行い、ディストリビュータ８からのインク４の流出はオーバーフロータンク１７内のインク量の増加を液面検出センサ１８で検出して確認する。このようにして、ディストリビュータ８の内部に残留していた空気を完全に除去する。

また、本実施形態では、中間タンク１１およびディストリビュータ８からの空気の除去においてオーバーフロータンク１７に流出したインク４をディストリビュータ８に圧送し記録ヘッド３に供給して再利用する。

具体的には、図２に示されたように記録ヘッド３の下方にメンテナンス機構２８を配した状態で、第２電磁弁１６および第３電磁弁２１を閉じて第４電磁弁２２を開放し、切替弁２５を流入に切り替えて加減圧装置２４を稼動させ、外気をオーバーフロータンク１７内に流入させてオーバーフロータンク１７内を加圧する。この加圧により、オーバーフロータンク１７内のインク４は輸送管２０を介してディストリビュータ８に圧送され記録ヘッド３に供給される。

なお、オーバーフロータンク１７内のインク４を、ディストリビュータ８に圧送する代わりに、あるいはディストリビュータ８への圧送とともに中間タンク１１に圧送して再利用することも可能である。

インクジェットプリンタ１のインク供給系には、インクの初期導入時以外にも、例えば、インクタンク１０の交換の際などに空気が混入する場合がある。そのような場合にも前述した手順と同様の手順で中間タンク１１やディストリビュータ８からの空気の除去およびオーバーフロータンク１７に流出したインク４の再利用を行うことができる。

なお、インクジェットプリンタ１へのインク４の初期導入時やインクタンク１０の交換等の際に空気の除去等にかかる数分〜数十分程度の時間内であればインク４が中間タンク１１やディストリビュータ８、オーバーフロータンク１７内でインク４が空気に曝されてもインク中からの水分の蒸発量は微小であり、インク４の増粘は事実上生じない。

以上のように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１によれば、インクの導入時や交換時に中間タンク１１やディストリビュータ８内に残留する空気を、オーバーフロータンク１７に接続された加減圧装置２４を駆動してオーバーフロータンク１７を減圧して吸引することで効率良くかつ確実に除去することができる。

そのため、中間タンク１１やディストリビュータ８等のインク供給系のインク４が空気に曝されてインク中の水分が蒸発することを防止することが可能となり、水分の蒸発に起因するインク４の増粘を有効に防止することができるから、インク４の保存性が高まりインク４の供給不良や吐出不良が生じ難くなり、インク４を長期間にわたり安定的に記録ヘッド３のノズル５から吐出させることが可能となる。

また、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１によれば、空気の除去の際に流出したインク４を、前記加減圧装置２４を駆動してオーバーフロータンク１７を加圧してディストリビュータ８や中間タンク１１に圧送することができるため、中間タンク１１等からオーバーフローしたインク４を再利用することができ、インク４の無駄な消費を防止することが可能となる。

なお、本実施形態では、オーバーフロータンク１７として、通常の画像記録時等に中間タンクからオーバーフローしたインクを受ける一般的なオーバーフロータンクを活用する場合について述べたが、専用のタンクを用いるように構成することも可能である。

また、図１や図３では、オーバーフロータンク１７が筐状のタンクであることを前提に記載されているが、例えば、中間タンク１１と同様に柔軟性を有するいわゆるインクパック状のものであってもよい。その場合も、図３（Ａ）、（Ｂ）に示されたオーバーフロータンクの底面の変形例は有効に機能し得る。

本実施形態に係るインクジェットプリンタを説明する概略図である。 記録ヘッドとメンテナンス機構との位置関係を説明する概略図である。 オーバーフロータンクの底面の変形例を示す概略断面図である。 吸引キャップの構造を説明する斜視図である。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ
３、３ａ〜３ｄ 記録ヘッド
４ インク
８ ディストリビュータ
１０ インクタンク
１１ 中間タンク
１７ オーバーフロータンク
１８ 液面検出センサ
２４ 加減圧装置
Ｐ 記録媒体

Claims (8)

1. 記録媒体に対してカチオン重合系紫外線硬化型インクまたは粘度が１０〜５０［ｍＰａ・ｓ］のインクを吐出するための記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドに供給するインクを貯蔵するためのインクタンクと、
   前記記録ヘッドと前記インクタンクとの間に配設された中間タンクと、
   前記中間タンク内の空気を除去するための空気除去手段と
   を備えることを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記中間タンクは、柔軟性を備え、かつ、紫外線を遮光する素材で形成されてい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. 前記空気除去手段は、前記中間タンクからオーバーフローしたインクを受けるオーバーフロータンクと、前記オーバーフロータンクに接続され前記オーバーフロータンク内を加減圧するための加減圧装置とを備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記中間タンクから供給される前記インクを複数の前記記録ヘッドに分配するためのディストリビュータを備え、
   前記空気除去手段は、前記ディストリビュータ内の空気を除去するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタ。
5. 前記中間タンクから供給される前記インクを複数の前記記録ヘッドに分配するためのディストリビュータを備え、
   前記空気除去手段は、前記中間タンクからオーバーフローしたインクを受けるオーバーフロータンクと、前記オーバーフロータンクに接続され前記オーバーフロータンク内を加減圧するための加減圧装置とを備え、
   前記ディストリビュータと前記オーバーフロータンクとが接続されており、
   前記加減圧装置の駆動により前記オーバーフロータンク内を減圧して前記ディストリビュータ内の空気を吸引して除去するように構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
6. 前記加減圧装置の駆動により前記オーバーフロータンク内を加圧して前記オーバーフロータンク内のインクを圧送して記録ヘッドに供給するように構成されていることを特徴とする請求項３から請求項５のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタ。
7. 前記オーバーフロータンク内のインクを前記ディストリビュータに圧送する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. 前記オーバーフロータンクの内部に、インク貯蔵量を検知する検知手段が設けられていることを特徴とする請求項３から請求項７のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタ。

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