JP2006248080A - インクジェットプリンタのインク脱気システム及びインク脱気方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 インクジェットヘッドのノズルのインク吐出圧力及びインク吐出量を一定の適正レベルで安定させ、また、生産ラインの自動制御化と長時間連続運転を可能にすることにより、製品品質及び稼動率の向上を図ることができるインクジェットプリンタのインク脱気システムを提供する。
【解決手段】 インクジェットヘッドにインクを供給するインク容器と、インク母液タンクと、インク母液タンクから前記インク容器にインクを供給するインク供給ラインと、インク供給ポンプと、前記インク容器と前記インク母液タンクとの間の前記インク供給ライン上に位置する脱気装置と、前記インク容器内のインクを前記脱気装置に回収するためのインク回収ラインと、インク回収ポンプと、各部を制御する制御部と、を備え、前記インク母液タンクから供給されるインク及び前記インク容器から回収されるインクを脱気して前記インク容器に供給することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、往復移動するインクジェットヘッドを備えたインクジェットプリンタのインク脱気システム及びインク脱気方法に関するものである。

インクジェットプリンタは、一定の周速度で間欠送りされるエンドレスベルト等を用いて、インクジェットヘッドを被印刷物に対して相対的に走査し、インクジェットヘッドのノズルからインクを吹き付けて多色印刷を行うようになっている。

かかるインクジェットプリンタにおいては、インク供給ホースの接続部分等からの空気混入によるインクの脱気レベルの低下を防止するために、インクの脱気が必要になる。

ところで、図２のようにインクジェットヘッド１００はインク袋１０３にインク供給ホース１０６によって接続され、インク袋１０３にはインクカートリッジ（図示省略）が接続され、該インクカートリッジには予め脱気されたインクが充填されている。そして、インクカートリッジ内のインクは、インク袋１０３に供給された後に該インク袋１０３から毛細管現象を利用してインクジェットヘッド１００に供給されるようになっている。なお、インク袋１０３はプリンタの保護容器１０２内に収容されている。
また、インクジェットヘッド１００のインク吹き出し量を一定の適正レベルで安定させるためには、インクジェットヘッド１００のインク吹き出し面レベル１０１との関係で、インク袋１０３に充填されるインクの液面平均高さが、液面下限高さ１０４とインク液面上限高さ１０５との間にあることが必要であり、かつ、インク液面平均高さは常に一定であることが望ましい。

かかるインクジェットプリンタでは、インク袋１０３内にインクが存在する間は、インク袋１０３のインクの液面レベルを一定に保つことができるが、インクカートリッジ内のインクがなくなってインク袋１０３へのインクの供給が停止すると、インク袋１０３内のインクの液面レベルを一定に保てなくなり、その結果、インクジェットヘッド１００のノズルのインク吐出圧力及びインク吐出量が下がって製品品質が低下するという問題があった。
また、インクカートリッジからインクジェットヘッドに直接インクを供給した場合には、インク液面レベルの管理が困難であり、インクジェットヘッドのインク吐出口の位置との関係で使用後のインクカートリッジ内のインク残量が多くなり、その結果、インクカートリッジが多量の残存インクと共に廃棄されることになって資源が無駄になるという問題があった。
また、インクジェットプリンタのインクカートリッジの設置スペースを大きくすることができないので、インクカートリッジの入れ替え頻度が多くなり、その結果、自動制御による長時間運転が困難になって稼動率が低下し、インクカートリッジの入れ替え作業自体が面倒なものになるという問題があった。

また、プリント時にはインクカートリッジの入れ替えはできないので、インク消費量の管理負担が大きくなるという問題があった。

更に、インクカートリッジに封入された脱気済みインクの脱気レベルは時間の経過と共に低下するので、製品不良が発生するという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、インクジェットヘッドのノズルのインク吐出圧力及びインク吐出量を一定の適正レベルで安定させ、また、生産ラインの自動制御化と長時間連続運転を可能にすることにより、製品品質及び稼動率の向上を図ることができるインクジェットプリンタのインク脱気システム及びインク脱気方法を提供する。

本発明者は、前記課題を解決するために鋭意研究を重ねて完成されたものである。
１．インクジェットヘッドにインクを供給するインク容器と、インク母液タンクと、インク母液タンクから前記インク容器にインクを供給するインク供給ラインと、インク供給ポンプと、前記インク容器と前記インク母液タンクとの間の前記インク供給ライン上に位置する脱気装置と、前記インク容器内のインクを前記脱気装置に回収するためのインク回収ラインと、インク回収ポンプと、各部を制御する制御部と、を備え、前記インク母液タンクから供給されるインク及び前記インク容器から回収されるインクを脱気して前記インク容器に供給することを特徴とするインクジェットプリンタのインク脱気システムを提供する。
２．前記インク容器は、インク袋であることを特徴とする前記１に記載のインクジェットプリンタのインク脱気システムを提供する。
３．前記インク容器内のインク量がほぼ一定量に保たれるように、前記インク供給ポンプ及び前記インク回収ポンプを制御することを特徴とする前記１又は２に記載のインクジェットプリンタのインク脱気システムを提供する。
４．前記インク容器を収容する保護容器と、該保護容器内の前記インク容器のインク量を検出するインク量検出センサとを備え、前記インク量検出センサの検出信号に基づいて前記インク供給ポンプ及び前記インク回収ポンプを制御して前記インクジェットヘッドからのインク吐出圧を適正値に保つようにしたことを特徴とする前記１から３のいずれかに記載のインクジェットプリンタのインク脱気システムを提供する。
５．前記脱気装置は、第１減圧室及び第２減圧室を有する減圧タンクと、該減圧タンクの各室内に設置される第１脱気容器及び第２脱気容器と、前記第１脱気容器から前記第２脱気容器にインクを供給するインク供給ポンプとを備え、前記インク母液タンクから供給されるインクを前記第１脱気容器で脱気したのち前記第２脱気容器に供給する一方、前記インク容器内のインクを前記第２脱気容器に回収し、該第２脱気容器内の脱気済みインクを前記インク容器に供給することを特徴とする前記１から４のいずれかに記載のインクジェットプリンタのインク脱気システムを提供する。
６．前記第２脱気容器のインク上限液面及びインク下限液面を検出するインク液面上限センサ及びインク液面下限センサと、これらのセンサの検出信号に基づいて前記第１脱気容器内の脱気済みインクを前記第２脱気容器に供給して前記第２脱気容器内のインクの液面を上限液面と下限液面との間で保つインク供給ポンプと、該インク供給ポンプを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする前記５に記載のインクジェットプリンタのインク脱気システムを提供する。
７．前記第１脱気容器のインク上限液面及びインク下限液面を検出するインク液面上限センサ及びインク液面下限センサと、これらのセンサの検出信号に基づいて前記インク母液タンクのインクを前記第１脱気容器に供給して第１脱気容器内のインクの液面を上限液面と下限液面との間で保つインク供給ポンプと、該インク供給ポンプを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする前記５又は６に記載のインクジェットプリンタのインク脱気システムを提供する。
８．前記脱気装置の前記減圧タンク、前記第１脱気容器及び前記第２脱気容器を透明材料で形成したことを特徴とする前記５から７のいずれかに記載のインクジェットプリンタのインク脱気システムを提供する。
９．前記インク母液タンクのインク残量を検出して警告信号を発信するインク液面下限センサと、該警告信号により前記インク母液タンクへのインク補給のための警報を発する制御部と、を備えたことを特徴とする前記１から８のいずれかに記載のインクジェットプリンタのインク脱気システムを提供する。
１０．インクジェットヘッドにインクを供給するインク容器に、インク母液タンクから前記脱気装置を通じて脱気済みインクを供給する一方、前記インク容器と前記脱気システムとの間で、インクを循環させて前記インク容器内のインクの脱気を行うことを特徴とするインクジェットプリンタのインク脱気方法を提供する。

本発明のインクジェットプリンタのインク脱気システム及びその方法によれば、脱気装置やインク母液タンク等のインライン化により、脱気済みインクの連続供給が可能になり、その結果、インクカートリッジが不要となって生産ラインの自動制御化と長時間の連続運転が可能になり、稼動率の向上を図ることができる。また、インクジェットヘッドのノズルのインク吐出圧力及びインク吐出量の変動が少なくなって一定の適正レベルで安定させることができ、その結果、高精度のインクジェットプリンタ製品の品質向上を図ることができる。また、大容量のインク母液タンクを用いることによって、これらの効果を更に増大させることができる。

また、脱気済みインクの連続供給を、装置全体の制御部で制御することにより、インク容器内のインク消費量を記録、管理する必要がなくなり、省力化が図れる。

また、前記インク母液タンクから供給されるインクを前記第１脱気容器で脱気したのち前記第２脱気容器に供給する一方、前記インク容器内のインクを前記第２脱気容器に回収し、該第２脱気容器内の脱気済みインクを前記インク容器に供給すれば、脱気レベルの高いインクが第１脱気容器から第２脱気容器に供給されることになるので、インク容器内の脱気レベルの低下したインクが第２脱気容器に回収されても、第２脱気容器内のインクの脱気レベルを適正値に維持して該脱気済みインクを安定的に、かつ連続的にインク容器に供給することができる。

また、前記脱気装置の前記減圧タンク、前記第１脱気容器及び前記第２脱気容器を透明材料で形成すれば、インク量の目視確認が可能になって保守点検が容易になる。
更に、前記インク母液タンクのインク残量を検出して警告信号を発信するインク液面下限センサとを備えれば、保守点検が容易になる。

以下、本発明に係るインクジェットプリンタのインク脱気システム及びその方法の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

本システムは、インクジェットヘッド１にインク供給ホース１ａを通じて接続されて該インクジェットヘッド１にインクを供給するためのインク袋（インク容器の一例）２と、インク母液タンク３と、脱気装置４と、各部を総括的に制御する制御部５と、を備えている。
インク袋２は、熱可塑性樹脂フィルムの辺部を熱溶着して形成されるものであって、保護容器１０内に収容されている。また、保護容器１０にはインク袋２のインク量を検出するインク量検出センサ１０ａが備わっている。
インク母液タンク３には、該タンク３内のインク残量を検出して警告信号を発信するインク液面下限センサ３ａが備わっている。
脱気装置４は、第１減圧室４ａ及び第２減圧室４ｂを有する減圧タンク４ｃと、該減圧タンク４ｃの各減圧室４ａ，４ｂ内に設置される第１脱気容器４ｄ及び第２脱気容器４ｅと、第１脱気容器４ｄから第２脱気容器４ｅにインクを供給するインク供給ライン４ｆと、インク供給ライン４ｆに設けられるインク供給ポンプ４ｇと、を備えている。また、減圧タンク４ｃの第１減圧室４ａには脱気ライン４ｈを介して第１真空ポンプ４ｉが接続され、該減圧タンク４ｃの第２減圧室４ｂには脱気ライン４ｊを介して第２真空ポンプ４ｋが接続され、脱気ライン４ｈ，４ｊには真空電磁弁４ｍ，４ｎが設けられている。そして、真空ポンプ４ｉ，４ｋを駆動させて第１減圧室４ａ及び第２減圧室４ｂの内部を負圧にすることにより、第１脱気容器４ｄ及び第２脱気容器４ｅ内のインクに溶解するガスを減圧発泡させてインクと分離させて脱気が行われる。また、第１減圧室４ａ及び第２減圧室４ｂには、室内圧力を監視するための圧力計４ｐ，４ｒが設けられている。

また、第１減圧室４ａにはインク上限液面及びインク下限液面を検出するインク液面上限センサ４ｓ及びインク液面下限センサ４ｔが備わり、これらのセンサの検出信号に基づいて制御部５でインク供給ポンプ１１が制御されてインク母液タンク３のインクの第１脱気容器４ｄへの供給が調整されることにより、第１脱気容器４ｄ内のインク量が上限と下限との間で保たれる。また、減圧タンク４ｃの第２減圧室４ｂにもインク上限液面及びインク下限液面を検出するインク液面上限センサ４ｕ及びインク液面下限センサ４ｖが備わり、これらのセンサの検出信号に基づいて制御部５でインク供給ポンプ４ｇが制御されて第１脱気容器４ｄ内の脱気済みインクの第２脱気容器４ｅへの供給が調整されることにより、第２脱気容器４ｅ内のインク量が上限と下限との間に保たれる。
また、脱気装置４の第２脱気容器４ｅ内のインクはインク供給ライン７を通じてインク袋２に供給され、インク袋２内のインクはインク回収ライン８を通じて脱気装置４の第２脱気容器４ｅ内に回収されるものであり、また、インク供給ライン７にはインク供給ポンプ９が、インク回収ライン８にはインク回収ポンプ１０がそれぞれ設けられ、これによりインク袋２と脱気装置４との間でインクが循環する循環ラインが形成されている。
また、インク母液タンク３のインクはインク供給ライン６を通じて脱気装置４の第１脱気容器４ｄに供給され、インク供給ライン６にはインク供給ポンプ１１が設けられている。
なお、脱気装置４の減圧タンク４ｃ及び脱気容器を透明プラスチック材料で形成して脱気装置４の外部からの目視による監視を可能にしている。
そして、本システムでは、インク母液タンク３からのインクの供給により第１脱気容器４ｄに所定量のインクを充填した後、制御部５の指令信号により真空電磁弁４ｍを開状態にして真空ポンプ４ｉを起動し、第１減圧室４ａが所定の真空レベルに到達するまで真空ポンプ４ｉを運転して第１脱気容器４ｄ内のインクを脱気する。制御部５は圧力計４ｐからの圧力検出信号により真空レベルを常時監視して所定の真空レベルが維持されるように真空ポンプ４ｉの運転を制御する。

また、第１脱気容器４ｄからのインクの供給により第２脱気容器４ｅにも所定量のインクが充填され、制御部５の指令信号により真空電磁弁４ｎを開状態にして真空ポンプ４ｋを起動し、減圧タンク４ｃの第２減圧室４ｂが所定の真空レベルに到達するまで真空ポンプ４ｋを運転して第２脱気容器４ｅ内のインクを脱気する。また、制御部５は圧力計４ｒからの圧力検出信号により真空レベルを常時監視して所定の真空レベルが維持されるように真空ポンプ４ｋの運転を制御する。
そして、本システムにおけるインクの全体的な流れは、インク母液タンク３のインクは脱気装置４で脱気された後にインク袋２に供給され、また、インク袋２と脱気装置４との間で、インクを循環させてインク袋２内のインクの脱気を行う。すなわち、インク母液タンク３内のインクはインク供給ライン６を通じて脱気装置４に供給され、この脱気装置４で脱気されたインクはインク供給ライン７を通じてインク袋２に連続的に供給されてインクジェットヘッド１のノズルからインクが噴射される。インク袋２内の脱気レベルの低下したインクは脱気装置４の第２脱気容器４ｅにインク回収ライン８を通じて回収される。

このように、脱気レベルの高いインクを第１脱気容器４ｄから第２脱気容器４ｅに供給することが可能になるので、インク袋２内の脱気レベルの低下したインクが第２脱気容器４ｅに回収されても、第２脱気容器４ｅ内のインクの脱気レベルを適正な値に保つことができ、適正な脱気レベルのインクを、安定的にかつ連続的にインク容器へ供給することができる。

また、保護容器１０のインク量検出センサ１０ａの検出信号に基づいて制御部５がインク供給ポンプ９及びインク回収ポンプ１０を制御することにより、上述のようにインクジェットヘッド１のインク吹き出し面レベルＬ１との関係で、インク袋２に充填されるインクの液面平均高さが、液面下限高さＬ２とインク液面上限高さＬ３との間にあり、かつ、常に一定であるように調整される。そして、適正なインク吐出圧となるようにインク袋２内にインクが充填されると、インク量検出センサ１０ａから制御部５に信号が出力されてプリントの準備が完了する。また、プリント時には、インク袋２内のインクの消費量をインク量検出センサ１０ａで検出し、該検出信号に基づいて制御部５がインク供給ポンプ９及びインク回収ポンプ１０を制御してインク袋２内のインクの液面平均高さを維持すると共に、ポンプ９，１０を同時運転させることによってインク袋２内のインクの脱気レベルを適正値に維持する。

また、インク母液タンク３のインク液面下限センサ３ａは、タンク３内のインク残量を検出して警告信号を発信し、制御部５は該警告信号によりインク母液タンク３へのインク補給のための警報を発することによって運転の安全を図っている。

なお、図の構成では各色インクの一色部のみを図示しているが、色数が増加しても構成及び制御が同じである。

本発明のインクジェットプリンタのインク脱気システムの実施形態を示す概略図である。 インクジェットヘッドに接続されたインク袋を示す概略図である。

符号の説明

１ インクジェットヘッド
２ インク袋
３ インク母液タンク
４ 脱気装置
５ 制御部

Claims (10)

1. インクジェットヘッドにインクを供給するインク容器と、
   インク母液タンクと、
   インク母液タンクから前記インク容器にインクを供給するインク供給ラインと、
   インク供給ポンプと、
   前記インク容器と前記インク母液タンクとの間の前記インク供給ライン上に位置する脱気装置と、
   前記インク容器内のインクを前記脱気装置に回収するためのインク回収ラインと、
   インク回収ポンプと、
   各部を制御する制御部と、を備え、
   前記インク母液タンクから供給されるインク及び前記インク容器から回収されるインクを脱気して前記インク容器に供給することを特徴とするインクジェットプリンタのインク脱気システム。
2. 前記インク容器は、インク袋であ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のインク脱気システム。
3. 前記インク容器内のインク量がほぼ一定量に保たれるように、前記インク供給ポンプ及び前記インク回収ポンプを制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタのインク脱気システム。
4. 前記インク容器を収容する保護容器と、該保護容器内の前記インク容器のインク量を検出するインク量検出センサとを備え、
   前記インク量検出センサの検出信号に基づいて前記インク供給ポンプ及び前記インク回収ポンプを制御して前記インクジェットヘッドからのインク吐出圧を適正値に保つようにしたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインクジェットプリンタのインク脱気システム。
5. 前記脱気装置は、第１減圧室及び第２減圧室を有する減圧タンクと、該減圧タンクの各室内に設置される第１脱気容器及び第２脱気容器と、前記第１脱気容器から前記第２脱気容器にインクを供給するインク供給ポンプとを備え、
   前記インク母液タンクから供給されるインクを前記第１脱気容器で脱気したのち前記第２脱気容器に供給する一方、前記インク容器内のインクを前記第２脱気容器に回収し、該第２脱気容器内の脱気済みインクを前記インク容器に供給することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインクジェットプリンタのインク脱気システム。
6. 前記第２脱気容器のインク上限液面及びインク下限液面を検出するインク液面上限センサ及びインク液面下限センサと、これらのセンサの検出信号に基づいて前記第１脱気容器内の脱気済みインクを前記第２脱気容器に供給して前記第２脱気容器内のインクの液面を上限液面と下限液面との間に保つインク供給ポンプと、該インク供給ポンプを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項５に記載のインクジェットプリンタのインク脱気システム。
7. 前記第１脱気容器のインク上限液面及びインク下限液面を検出するインク液面上限センサ及びインク液面下限センサと、これらのセンサの検出信号に基づいて前記インク母液タンクのインクを前記第１脱気容器に供給して第１脱気容器内のインクの液面を上限液面と下限液面との間に保つインク供給ポンプと、該インク供給ポンプを制御する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項５又は６に記載のインクジェットプリンタのインク脱気システム。
8. 前記脱気装置の前記減圧タンク、前記第１脱気容器及び前記第２脱気容器を透明材料で形成したことを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載のインクジェットプリンタのインク脱気システム。
9. 前記インク母液タンクのインク残量を検出して警告信号を発信するインク液面下限センサと、該警告信号により前記インク母液タンクへのインク補給のための警報を発する制御部と、を備えたことを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のインクジェットプリンタのインク脱気システム。
10. インクジェットヘッドにインクを供給するインク容器に、インク母液タンクから前記脱気装置を通じて脱気済みインクを供給する一方、前記インク容器と前記脱気装置との間で、インクを循環させて前記インク容器内のインクの脱気を行うことを特徴とするインクジェットプリンタのインク脱気方法。
    
    

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