JP2006289955A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】循環系のインク供給を行うインクジェット記録装置において、インクの溶存気体量を低減して、インクジェットヘッドからの吐出時のキャビテーションを防止し、安定してインクを吐出させるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】循環系のインク供給系で、インクジェットヘッド連結口からインクタンクに還流するインク排出流路の途中に、廃インクタンクに導く廃液流路への切換えを行う切換弁を有し、流路を切換えることによりインクタンクへの空気の還流を防止する。
【選択図】図３

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関する。

従来、インクジェットヘッド内の気泡排出や変質したインクのリフレッシュにインクジェットヘッド内インクへの加圧やノズルからの吸引でインクを排出していたが、大量のインクを廃棄することが問題となっていた。特に近年、ラインヘッドによる高速記録においては、ノズル数の増加により、インクジェットヘッド回復動作における大量のムダな廃インクが発生していた。

この廃インクの量を減らす方法として、インクジェットヘッド内の気泡排出や変質したインクの新しいインクへの入れ替え動作をインクを循環させて行う、循環系を採用する提案が多数なされている。

大気と連通した開放型のインク供給系における循環系の歴史は古く、基本構成については公知となっている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

また、循環系において安定的に記録ヘッドからインクを吐出させる目的のため、インク圧送方向変更および廃インクタンクに導く弁をインクジェットヘッドと圧送手段の間に設け、供給系の異物を除去する提案もなされている。（例えば、特許文献３参照）
特開昭５４−１６０２４２号公報 特開昭５５−１２１０７４号公報 特許第３０５４１１５号公報

しかしながら、上記提案では、大気と遮断した密閉型循環系のインク供給を行うインクジェット記録装置の場合、インクの初期導入時またはインクタンク交換時など、インク流路に混入した大量の空気が還流し、インクタンク内のインクの溶存気体量を規定内に保つことは困難であり、インクジェットヘッドからのインク吐出時にキャビテーションが発生し、射出不良となる場合があった。

本発明は、密閉型循環系のインク供給を行うインクジェット記録装置において、インクの溶存気体量を低減し、インク吐出時のキャビテーションによる射出不良を防止し、安定してインクをヘッドから吐出させるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

本発明の上記課題は、以下の構成により達成される。
１．
インクを吐出する複数のノズル及び前記複数のノズルのそれぞれに連通する共通インク室を有する記録ヘッドと、
インクを貯蔵する密閉型のインクタンクと、
前記共通インク室にインクを供給する密閉型のインク供給流路と、
前記共通インク室からインクを排出する密閉型のインク排出流路とを有し、
前記インク排出流路から排出されたインクを前記インク供給流路に循環させるインクジェット記録装置において、
廃インクを貯蔵する廃インクタンクと、
前記インク排出流路から排出されたインクの送液先を前記インクタンク又は前記廃インクタンクに切り換える切り換え手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
２．
２つの前記共通インク室を有する前記記録ヘッドと、
一方の共通インク室にインクを供給する密閉型の前記インク供給流路と、
他方の共通インク室からインクを排出する密閉型の前記インク排出流路とを有することを特徴とする１に記載のインクジェット記録装置。
３．
前記インクタンクは、サブタンクであることを特徴とする１または２に記載のインクジェット記録装置。
４．
前記インクタンクは、可撓性容器からなることを特徴とする１乃至３の何れか１つに記載のインクジェット記録装置。
５．
前記インク供給流路は、インクを送出する送液手段を有することを特徴とする１乃至４の何れか１つに記載のインクジェット記録装置。
６．
前記インク排出流路は、インクを送出する送液手段を有することを特徴とする１乃至５の何れか１つに記載のインクジェット記録装置。
７．
前記インク排出流路の送液手段は逆送可能であることを特徴とする６に記載のインクジェット記録装置。
８．
前記複数のノズルから吐出されたインクを回収するインク回収手段と、
前記インク回収手段で回収されたインクを貯蔵する廃インクタンクとを有することを特徴とする１乃至７の何れか１つに記載のインクジェット記録装置。
９．
前記インク排出流路から排出されたインクを貯蔵する廃インクタンクと、
前記インク回収手段で回収されたインクを貯蔵する廃インクタンクとを共通の廃インクタンクとすることを特徴とする８に記載のインクジェット記録装置。

本発明によれば、インク排出流路から排出されたインクの送液先を、廃インクタンク又は前記インクタンクに切り換えることにより、密閉型循環系のインク供給を行うインクジェット記録装置においてインクタンクへの空気の還流を防止し、安定してインクをヘッドから吐出させることができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の本発明の実施の形態における断定的な説明はベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。

本発明に係るインクジェット記録装置の主要部を示す斜視図である図１及びインクジェット記録装置にて使用されるインクジェットへッドの斜視部である図２を用いて説明する。

インクジェット記録装置１００において、１はキャリッジであり、タイミングベルト２の一部に結合されており、キャリッジモータ３の正逆回転により駆動され、ガイド部材４に案内されて、図の矢印Ｘで示すように、プラテン部５に沿って平行に往復移動できるように構成されている。

７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙは、それぞれ、ブラックインク、及び、シアン、マゼンタ、イエローのカラーインクを吐出するインクジェットヘッドで、記録媒体６の搬送方向と直角方向に形成されたインク吐出用の多数のノズル１３を有し、キャリッジ１と一体的に構成されている。

各インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙには、側壁で仕切られた筒状の複数の圧力室８０が形成され、それぞれ一端で共通インク室８に連通しインクが流れ込むようになっている。そして、それぞれの圧力室８０の他端は、ノズル面１７に形成された複数のノズル１３に連通し、各圧力室８０にて圧電素子等の圧力発生手段（不図示）により加圧されたインクは、各ノズル１３から吐出されるようになっている。

そして、共通インク室８の上部において、供給口と排出口が形成されており、供給口が第１のインク連結口９に、排出口が第２のインク連通口１０にそれぞれ連通され、共通インク室８がインクの循環路の一部となるよう構成されている。

インクが吐出される多数のノズル１３はプラテン部５に対向して配設され、プラテン部５上の記録媒体６に対して印字を行う。インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙに各種インクは第１のインク連結口９より供給され、インクジェットヘッド内共通インク室８からインクは、第２のインク連通口１０を通り、各種インクに対応したインクタンク２０（図３参照）に還流される。

記録媒体６は、図示しない搬送ローラ等の回転により、図の矢印Ｙで示す方向に搬送される。

１１は搬送モータで、前記搬送ローラに所定の回転を与える。

１４は、インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙのノズル面１７を被覆するキャッピング手段であり、記録媒体６が搬送される領域よりも外側に設けられている。また、キャッピング手段１４は、インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙから吐出されたインクを回収するインク回収手段としての機能を有する。

１５はクリーニング手段であり、キャリッジ１が往復移動する際に、インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙのノズル面１７に当接し、清掃をする。また、クリーニング手段１５は、キャッピング手段１４と同様に記録媒体６が搬送される領域よりも外側に設けられており、かつ、キャッピング手段１４よりも記録媒体６の搬送される領域に近い側に配設されている。

１８は、ＣＰＵ（中央処理装置）、ワークメモリ等からなる制御手段で、インクジェット記録装置１００の一連の動作、例えば、搬送ローラの回転、インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙの移動並びにインク滴の吐出、キャッピング手段１４によるキャッピング動作等を制御する。更に、制御手段１８は、本発明に係わるインク初期導入、長期休止インク循環（排出）モード、短期休止インク循環モード等の制御をも含んだ構成となっている。

１９はケーブルで、インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙのコネクタ１２と制御手段１８との電気的結合を達成している。

２０は、大気連通孔を必要としない可撓性容器からなるインクタンクであり、内部には脱気処理されたインクが貯蔵され、大気遮断された密閉型インク流路を通り、インクが循環する。

２１は、インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙから予備吐出されキャッピング手段１４で回収されたインクを貯溜するための廃インクタンクである。

２２は、光電センサ等からなるホームポジションセンサで、キャリッジ１の側面を感知し、キャリッジ１の待機位置、即ち、キャッピング手段１４によりインクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙのノズル面１７が被覆される位置を検出する。

装置が印字開始されると、制御手段１８からの印字開始を示す制御信号に基づいて、キャッピング位置にあるインクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙは、キャリッジモータ３により印字領域のスタート位置に移動し位置を固定する。制御手段１８からの画像データに基づく電気信号がインクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙに付与されると、所定の各色のインク滴を適宜のノズルから吐出し、プラテン部５上の記録媒体６に印字する。記録媒体６は、インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙからのインクの吐出に合わせて矢印Ｙ方向に送り出され、所定の画像データに伴う処理が終了するまで、上記の印字動作がすすめられる。

次に、図３を用いて本発明に係るインク供給流路及びインク排出流路の第１の実施の形態について説明する。図３は本発明に係るインクジェット記録装置に適用されるインク供給系の第１の実施の形態を示す概念図である。インク供給流路２３及びインク排出流路２５は大気遮断された流路であり、使用されるインクは脱気処理されたインクである。

なお、インク供給系は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー各色インクともに同様であるので、以下、ブラックインクを例にとって説明する。

ブラックインク用のインクタンク２０Ｋからインクジェットヘッド７Ｋの第１のインク連結口９までインクを供給するインク供給流路であるインク供給流路２３には、インクをインクジェットヘッド７Ｋに圧送する送液手段として機能するポンプ２４が設けられている。すなわち、インクタンク２０Ｋ、インク供給流路２３及びポンプ２４が協働してインク供給手段として機能するものである。

第２のインク連結口１０からインクタンク２０Ｋへインクが還流するインク排出流路であるインク排出流路２５の途中には切り換え手段として機能する切替弁２６があり、切替弁２６から廃インクタンク２１までの廃液流路２７が構成されている。選択的に切替弁２６を切り換えることにより、インク排出流路２５を通りインクタンク２０Ｋへ還流していたインクが切替弁２６から廃液流路２７に流れ込み、廃インクタンク２１へと送り込まれる。

また、キャッピング手段１４から廃インクタンク２１の流路の途中には吸引ポンプ２８が設けられており、キャッピング手段１４内のインクやインクジェットヘッド７Ｋのノズル１３からインクを吸引して廃インクタンク２１に送り込むこともできる。

通常のインク供給の動作は図示されないインクタンク２０Ｋのインク残量検知手段によりインクタンク２０Ｋ内のインクがなくなることを検知するまで、インクタンク２０Ｋからインクジェットヘッド７Ｋにインクは供給される。

さらに、インクジェットヘッド７Ｋのノズル１３のインク背圧は、インクタンク２０Ｋの位置で直接的に決定されるように構成されている。ノズル１３の位置より下方に、可撓性容器からなるインクタンク２０Ｋを設ける。インクタンク２０Ｋ内のインクは大気圧となるので、インクタンク２０Ｋをノズル１３より所定の高さだけ下方に置くことで、ノズル１３におけるインクは大気圧に対して所定の水頭値だけ負圧になり、安定な吐出が実現できる。

以上の構成にある第１の実施の形態に係るインク供給系の、本発明の係る課題である循環系でインクタンクに大量の空気が還流し、そのために、インクの溶存気体量が増加し、インクジェットヘッドからの吐出時にキャビテーションが発生しやすくなるという問題を解決するための動作について、図４、図５のフローチャートを用いて説明する。

図４のフローチャートはインクジェット記録装置１００で実行されるインク初期導入モードの処理の流れを示すフローチャートである。インク初期導入モードとは、装置を設置後、初めて使用する場合やヘッドやインクタンクの交換を行う時に使用されるモードである。なお、図４のフローチャートは、インクジェット記録装置１００の電源は投入された状態であり、インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙはキャッピング手段１４でキャップ１６がノズル面１７に密着されているものとする。また、切替弁２６はインク排出流路２５にインクが流れるよう選択されているものとする。

ステップＳ０１でキャッピング手段１４を動作させ、キャップのインクジェットヘッド７Ｋへの密着を解除する。ステップＳ０２でインクジェットヘッド７Ｋおよびインクタンク２０Ｋを装着する。ステップＳ０３でキャッピング手段１４を動作させ、キャップをインクジェットヘッド７Ｋのノズル面１７に密着させる。ステップ０４にて切替弁２６を廃液流路２７側に切り換える。ステップＳ０５でポンプ２４を所定時間動作させる。この時、インク流路内に残留していた空気はインクタンク２０Ｋに還流されるのではなく、図３中矢印方向に送られ、廃インクタンク２１に送り込まれる。その後、ステップＳ０６で切替弁２６をインク排出流路２５側に切り換えた後、ステップＳ０７で吸引ポンプ２８を所定時間動作させることにより、圧力室８０及びノズル１３内へインク充填をしてインク初期導入モードは終了する。

図５のフローチャートはインクジェット記録装置１００で実行される長期休止インク循環モードの処理の流れを示すフローチャートである。長期休止インク循環モードとは、長期間不使用の場合、初回のインク循環動作時に使用されるモードで、インク供給流路２３、インク排出流路２５、廃液流路２７，共通インク室８内の長期滞留により物性が変化したインクを廃インクタンク２１に送出し、インクタンク２０内のインクをインク供給流路２３、インク排出流路２５、廃液流路２７，共通インク室８内に規定内の物性のインクを充填させることを目的としている。本モードは、使用者が手動で開始させても、図示されないタイマー等の時間検出手段にて設定された時間を超えた場合に自動的に開始させても良い。なお、図５のフローチャートは、インクジェット記録装置１００の電源は投入された状態であり、インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙはキャッピング手段１４でキャップ１６がノズル面１７に密着されているものとする。また、切替弁２６はインク排出流路２５にインクが流れるよう選択されているものとする。

ステップＳ１１で切替弁を廃液流路２７側に切り換える。ステップＳ１２でポンプ２４を所定時間作動させる、この時、インク供給流路２３、インク排出流路２５、廃液流路２７および共通インク室８内に残留していた変質したインクはインクタンク２０Ｋに還流されるのではなく、廃インクタンク２１に送り込まれる。その後、ステップＳ１３で切替弁２６をインク排出流路２５側に切り換えた後、ステップＳ１４で吸引ポンプ２８を所定時間動作させることにより、圧力室８０及びノズル１３内へインク充填をして長期休止インク循環モードは終了する。

短期休止インク循環モードとは、短期間不使用の場合、初回のインク循環動作時に使用されるモードで、共通インク室８内の短期滞留により物性が若干変化したインクを廃インクタンク２１に環流し、インクタンク２０内の規定内の物性のインクを共通インク室８内に充填させることを目的としている。本モードは、使用者が手動で開始させても、タイマー等の時間検出手段にて設定された時間を超えた場合に自動的に開始させても良い。まず、キャップをインクジェットヘッド７Ｋのノズル面１７に密着させる。切替弁２６をインク排出流路２５側に設定した状態で、ポンプ２４を所定時間動作させる。この時、共通インク室８内に残留していたインク物性が若干変化したインクはインクタンク２０Ｋに還流されて、新しいインクと混合される。このとき、インク物性が若干変化したインクが、新しいインクと混じり合ってしまうが、共通インク室８内に残留していたインク物性が若干変化したインクは、インク供給系の総インク量と比較してごくわずかな量であり、インク吐出の安定性に対して特に問題となるレベルではない。これにより、共通インク室内のインク物性が若干変化したインクが、フレッシュなインクで置換されるので、インクを無駄に消費しないで、常にインクジェットヘッドには、正常なインクが送り込まれ、インクの吐出の安定化が実現される。

次に、図６を用いて本発明に係るインク供給流路及びインク排出流路の第２の実施の形態について説明する。図６は本発明に係るインクジェット記録装置に適用されるインク供給系の第２の実施の形態を示す概念図である。インク供給流路２３及びインク排出流路２５は大気遮断された流路であり、使用されるインクは脱気処理されたインクである。

以下、ブラックインクを例にとって説明する。ブラックインク用のインクタンク２０Ｋからインクジェットヘッド７Ｋの第１のインク連結口９までインクを供給するインク供給流路であるインク供給流路２３がある。

第２のインク連結口１０からインクタンク２０Ｋへインクが還流するインク排出流路であるインク排出流路２５の途中にインクをインクタンク２０Ｋに圧送するポンプ２４が設けられている。すなわち、本実施の形態においては、インク排出流路２５及びポンプ２４がインク排出手段として機能する。

本実施の形態のように、インク排出流路２５側にポンプ２４を設けることにより、インク供給流路２３には、ポンプを設ける必要がなくなり、ヘッドのノズル１３の背圧制御が容易になり、好ましい形態である。また、気泡の排出性が向上するという効果も得られる。

また、インク排出流路２５のポンプ２４とインクタンク２０Ｋの間に切り換え手段として機能する切替弁２６があり、切替弁２６から廃インクタンク２１までの廃液流路２７が構成されている。選択的に切替弁２６を切り換えることにより、インク排出流路２５を通りインクタンク２０Ｋへ還流していたインクが切替弁２６から廃液流路に流れ込み、廃インクタンク２１へと送り込まれる。

また、キャッピング手段１４から廃インクタンク２１の流路の途中には吸引ポンプ２８が設けられており、キャッピング手段１４内のインクやインクジェットヘッド７Ｋのノズル１３からインクを吸引して廃インクタンク２１に送り込むこともできる。

以上の構成にあるインク供給系の動作については、図４、図５のフローチャートと同じであるため、説明は省略する。

次に、図７を用いて本発明に係るインク供給流路及びインク排出流路の第３の実施の形態について説明する。図７は本発明に係るインクジェット記録装置に適用される第３の実施の形態に係るインク供給系を示す概念図であり、一つのインクタンクに対して、複数のインクジェットヘッドを使用する実施の形態である。インク供給流路２３及びインク排出流路２５は大気遮断された流路であり、使用されるインクは脱気処理されたインクである。

以下、ブラックインクを例にとって説明する。ブラックインク用のインクタンク２０Ｋから、３個のインクジェットヘッド１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃの第１のインク連結口９までのインク供給流路２３で、インクジェットヘッドのノズル部のインク背圧を安定させるために、可撓性の袋から構成されたサブタンク４０が設けられている。そして、インクタンク２０Ｋからサブタンク４０までの間に、弁５４、インクをインクタンク２０Ｋからサブタンク４０に圧送するポンプ３０及びフィルター３１が設けられている。サブタンク４０から各第１のヘッド連結口９までには、その途中に弁５１，５２，５３が設けられている。第２のインク連結口１０からインクタンク２０Ｋへインクが還流するインク排出流路２５の途中にポンプ２４およびポンプ２４とインクタンク２０Ｋとの間に切替弁２６が設けられており、切替弁２６から廃インクタンク２１までの廃液流路２７が構成されている。選択的に切替弁２６を切り換えることにより、インク排出流路２５を通りインクタンク２０Ｋへ還流していたインクが切替弁２６から廃液流路２７に流れ込み、廃インクタンク２１へと送り込まれる。また、キャッピング手段１４から廃インクタンク２１の流路の途中には弁５７，吸引ポンプ２８が設けられており、キャッピング手段１４内のインクやインクジェットヘッド１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃのノズル１３からインクを吸引して廃インクタンク２１に送り込むこともできる。

本実施の形態において、複数のヘッドに対して共通に設けられたサブタンク４０により、各ヘッドのノズル１３の背圧が決定される。このように、サブタンク４０をすべてのヘッドに共通に設けることが好ましい。ヘッドごとにサブタンク４０を持つと、サブタンク４０の位置の差によりヘッド間でヘッドの吐出特性が変化し、プリントの発色が異なるおそれがある。サブタンク４０に残量検知または空検知を設け、所定の量以下になったときに弁を開いてインクタンク２０からサブタンク４０にインクを補充する。弁を開いてから所定時間以上経過してもサブタンク４０にインクが補充でされないときはインクタンク２０が空であると検出できる。インクタンク２０の位置で直接的に背圧を決定するのと比較して、インク残量の変動による背圧変動の影響がない、インクタンクの空検知ができる、などのメリットがある。また、インクタンク２０を交換する際には、サブタンク４０に残っているインクでプリント動作を中断することなく、インクタンク２０の交換とプリント動作を並行して行うことが出来る。

以上の構成にあるインク供給系の動作について図８、図９のフローチャートを用いて説明する。図８のフローチャートはインクジェット記録装置１００で実行されるインク初期導入モードの処理の流れを示すフローチャートである。インク初期導入モードとは、装置を設置後、初めて使用する場合やヘッドやインクタンクの交換を行う時に使用されるモードである。なお、図８のフローチャートは、インクジェット記録装置１００の電源は投入された状態であり、インクジェットヘッド１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃはキャッピング手段１４でキャップ１６がノズル面１７に密着されているものとする。また、切替弁２６はインク排出流路２５にインクが流れるよう選択されている。また、その他の弁は全て開いた状態とされているものとする。

ステップＳ２１でキャッピング手段１４を作動しキャップ１６をインクジェットヘッドノズル面１７への密着位置から離間した位置に移動させる。ステップＳ２２でインクジェットヘッド１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃおよびインクタンク２０Ｋを装着し、ステップＳ２３でキャッピング手段１４を作動し、キャップ１６を初期の位置に戻す。（ノズル面１７と密着状態）ステップＳ２４で切替弁２６を廃液流路２７側へ切り換える。ステップＳ２５で弁５７を閉じる。ステップＳ２６でポンプ３０の作動をインクをＦ１方向に圧送するように開始し、ステップＳ２７でサブタンクのインク量を検知する図示されないインク量検知センサが検知し、所定のインク量がサブタンク４０に充填されたかどうかの判断を行う。所定のインク量が充填されていない時（Ｓ２７：ＮＯ）はポンプ３０は動作を継続する。所定のインク量が充填された時（Ｓ２７：ＹＥＳ）はステップＳ２８でポンプ３０は停止する。ステップＳ２９でポンプ２４をインクがＦ３方向に圧送するように所定時間動作させる。この動作により、インク流路内の空気とインクジェットヘッド１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ内の初期より出荷用に充填されていたインクを廃インクタンク２１へ排出する。また、共通インク室８まではインクタンク２０Ｋからの新しいインクで置換される。ステップＳ３０で弁５１、５２、５３を閉じ、ステップＳ３１で弁５７を閉じ、ステップＳ３２で切替弁２６をインク排出流路２５側に切り換える。ステップＳ３３でポンプ２４をインクがＦ２方向に圧送するように所定時間動作させる。これは、共通インク室８まで充填されたインクをポンプの圧力により圧力室８０とノズル１３内までインクを充填させる為に行う。ステップＳ３４で弁５１、５２、５３、５７を開いてインク初期導入モードは終了する。

図９のフローチャートはインクジェット記録装置１００で実行される長期休止インク循環モードの処理の流れを示すフローチャートである。長期休止インク循環モードとは、長期間不使用の場合、初回のインク循環動作時に使用されるモードで、インク供給流路２３、インク排出流路２５、廃液流路２７，共通インク室８内の長期滞留により物性が変化したインクを廃インクタンク２１に送出し、インク供給流路２３、インク排出流路２５、廃液流路２７，共通インク室８内に、インクタンク２０Ｋ内の物性が規定内のインクを充填させることを目的としている。本モードは、使用者が手動で開始させても、図示されないタイマー等の時間検出手段にて設定された時間を超えた場合に制御手段１８により自動的に開始させても良い。なお、図９のフローチャートは、インクジェット記録装置１００の電源は投入された状態であり、インクジェットヘッド１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃはキャッピング手段１４でキャップ１６がノズル面１７に密着されているものとする。また、切替弁２６はインク排出流路２５にインクが流れるよう選択されている。また、その他の弁は全て開いた状態とされているものとする。

ステップＳ４１で弁５１、５２、５３、５４を閉じる。ステップＳ４２で切替弁２６を廃液流路２７側に切り換える。ステップＳ４３で弁５７を閉じ、ステップＳ４４でポンプ２４をインクがＦ３方向に圧送するように作動を開始させる。ステップＳ４５でポンプ２４動作開始後所定の時間が経過し共通インク室８内を減圧したら、キャッピング手段１４を作動させキャップ１６をヘッドノズル面との密着状態から解除し、ノズル１３から空気を取り入れるとともに共通インク室８及びインクジェットヘッド１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ内の変質したインクを廃インクタンク２１に送る。ステップＳ４６で、キャップ１６を解除後、所定の時間が経過したら、ポンプ２４の動作を停止する。ステップＳ４７でキャッピング手段１４を作動し、キャップ１６をノズル面１７と密着状態にする。ステップＳ４８で弁５１、５２、５３を開き、ステップＳ４９で切替弁２６をインク排出流路２５側に切り換える。ステップＳ５０でポンプ２４をインクがＦ３方向に圧送するように所定時間作動させる。この動作により、流路内や共通インク室８のインクを循環によりインクタンク２０Ｋから供給されるインクと置換する。ステップＳ５１で弁５１，５２、５３を閉じ、ステップＳ５２でポンプ２４をインクがＦ２方向に圧送するように所定時間作動させる。この動作により、共通インク室まで充填させたインクを加圧により圧力室８０とノズル１３内まで充填させる。ステップＳ５３で弁５１、５２、５３を開き、ステップＳ５４で弁５７を開き長期休止インク循環モードは終了する。

また、前述と同様に、短期間不使用の場合、初回のインク循環動作時に短期休止インク循環モードを実施する。

他に、本発明に係る実施例の一つとして、第４のインク供給系について説明する。図１０は本発明に係る第４のインク供給系の概念図であり、一つのインクタンクに対して、複数のインクジェットヘッドを使用する実施の形態の一例である。インク供給流路２３及びインク排出流路２５は大気遮断された流路であり、使用されるインクは脱気処理されたインクである。

以下、ブラックインクを例にとって説明する。ブラックインク用のインクタンク２０Ｋから、３個のインクジェットヘッド１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃまでのインク供給流路２３で、インクジェットヘッドのノズル部のインク背圧を安定させるために、可撓性の袋から構成されたサブタンク４０が設けられている。そして、インクタンク２０Ｋからサブタンク４０までの間に、弁５４、インクタンク２０Ｋからインクをサブタンク４０へを圧送するポンプ３０及びフィルター３１が設けられている。インク供給流路２３の一部で、サブタンク４０から各第１のヘッド連結口９までのインク流路の途中に、インクを圧送するポンプ２４が設けられている。サブタンク４０から、ポンプ２４が途中にあるインク供給流路２３の一部と並列に、流路２３ａがあり、流路２３ａの途中に弁５９が設けられている。弁５９は通常の印字動作中は開いており、流路２３ａはインクジェットヘッド１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃへのインク供給用流路として機能する。

第２のインク連結口１０からインクタンク２０Ｋへインクが還流するインク排出流路２５の途中には、廃液流路２７との切替弁２６が設けられており、第２のインク連結口１０と切替弁２６の間に弁５１、５２、５３が設けられている。切替弁２６からは、廃インクタンク２１までの廃液流路２７が構成されている。また、選択的に切替弁２６を切り換えることにより、インク排出流路２５を通りインクタンク２０Ｋへ還流していたインクが、切替弁２６から廃液流路２７に流れ込み、廃インクタンク２１へと送り込まれる。

キャッピング手段１４から廃インクタンク２１の流路の途中には吸引ポンプ２８が設けられており、キャッピング手段１４内のインクやインクジェットヘッド１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃのノズル１３からインクを吸引して廃インクタンク２１に送り込むこともできる。

また、本発明に係る実施例の一つとして、第５のインク供給系について説明する。インク供給流路２３及びインク排出流路２５は大気遮断された流路であり、使用されるインクは脱気処理されたインクである。図１１に示す第５の実施の形態であるインク供給系は、図７の第３の実施の形態での、第２のインク連結口１０からインクタンク２０Ｋへインクが還流するインク排出流路２５が、サブタンク４０に還流するようになっている。つまり、サブタンク４０が実施の形態１乃至４のインクタンク２０Ｋの機能を持つこととなる。そして、インク排出流路２５の途中にポンプ２４および廃液流路２７との切替弁２６が設けられており、切替弁２６から廃インクタンク２１までの廃液流路２７が構成されている。

以上の第３〜第５の実施形態においては、複数のインクジェットヘッドのすべてに対して、各種モードを実行する例を示したが、各ヘッドに対応した弁５１，５２，５３を操作する（モード実行中に、モードを実行しないヘッドに対応する弁を閉じておくことにより実施可能）ことにより、必要に応じて選択された任意のヘッドに対して、各種モードを実行することが可能である。この構成により、無駄にインクを消費することなく、射出不良を防止できる。

ここで、以上の第１から第５の実施の形態においては、図２に示すようなエッジシューター型のヘッドを用いた例を示したが、特に、このような構成のヘッドに限定される物ではなく、例えば図１２に示すようなサイドシューター型のヘッドを用いることもできる。図１２において、図２のヘッドと同一の機能を有する構成については、同一の符号を記し、重複する説明は省略する。

図１２の各インクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙには、側壁で仕切られた筒状の複数の圧力室８０が形成され、それぞれ一端が共通インク室８Ａに他端が共通インク室８Ｂに連通し、インクが流れ込むようになっている。そして、それぞれの圧力室８０の側面は、ノズル面１７に形成された複数のノズル１３に連通し、各圧力室８０にて圧電素子等の圧力発生手段（不図示）により加圧されたインクは、各ノズル１３から吐出されるようになっている。

そして、共通インク室８Ｂの上部において供給口が、共通インク室８Ａの上部において排出口がそれぞれ形成されている。共通インク室８Ｂの供給口が第１のインク連結口９に、共通インク室８Ａの排出口が第２のインク連通口１０にそれぞれ連通され、共通インク室８Ａ，８Ｂ及び各圧力室８０がインクの循環路の一部となるよう構成されている。このような構成により、本発明の効果をより高めることができ、好ましい態様である。

このインクジェットヘッド７Ｋ、７Ｃ、７Ｍ、７Ｙに各種インクは第１のインク連結口９より供給され、共通インク室８Ｂからインクは、各圧力室８０、共通インク室８Ａを介して、第２のインク連通口１０を通り、各種インクに対応したインクタンク２０や中間タンク４０に還流される。

また、以上の第１から第５の実施の形態においては、インク充填後においても、一部の空気や変質したインクが切替弁２６とインクタンク２０またはサブタンク４０との間のインク排出流路２５の内部に残ってしまう可能性がある。このため切替弁２６とインクタンク２０またはサブタンク４０との間のインク排出流路２５の長さは、短いほど好ましく、１０ｃｍ以下が好ましい。

さらに、以上の第１から第５の実施の形態において、印字動作時には、ポンプ２４を停止させることにより、背圧制御が容易になり、好ましい形態である。また、この場合、第１、第４の実施の形態のように、インク供給流路２３側にポンプ２４を設ける場合には、ポンプを停止した状態で、インク供給流路２３を連通状態可能なポンプを用いるか、第４の実施形態のようなバイパス流路２３ａを設けることが好ましい。

本発明に係るインクジェット記録装置により、大気と遮断した密閉型のインク供給系の場合でも、廃インクタンク２１に導く廃液流路２７を切換弁２６にて切り換える循環系のインク供給方法で、インクタンクへの大量の空気の還流を防止し、インクの溶存気体量を規定内に保つことが可能となり、インクジェットヘッドからのインク射出時のキャビテーションによる気泡の発生を防止し、安定してインクを吐出させるインクジェット記録装置を提供することが可能となった。また、インクジェットヘッド内インクへの加圧やノズルからの吸引でインクを排出して大量のインクを廃棄する従来技術に比べて、できるだけ無駄なく必要最小限の廃棄量で安定してインクを吐出させることが可能となる。

本発明に係るインクジェット記録装置の主要部を示す斜視図である。 本発明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の斜視図である。 本発明に係るインク供給系の第１の実施の形態の概念図である。 本発明に係るインク供給系の第１の実施の形態のインクジェット記録装置で実行されるインク初期導入モードの処理の流れを示すフローチャート図である。 本発明に係るインク供給系の第１の実施の形態のインクジェット記録装置で実行される長期休止インク循環モードの処理の流れを示すフローチャート図である。 本発明に係るインク供給系の第２の実施の形態の概念図である。 本発明に係るインク供給系の第３の実施の形態の概念図である。 本発明に係るインク供給系の第３の実施の形態のインクジェット記録装置で実行されるインク初期導入モードの処理の流れを示すフローチャート図である。 本発明に係るインク供給系の第３の実施の形態のインクジェット記録装置で実行される長期休止インク循環モードの処理の流れを示すフローチャート図である。 本発明に係るインク供給系の第４の実施の形態の概念図である。 本発明に係るインク供給系の第５の実施の形態の概念図である。 本発明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の他の実施の形態の斜視図である。

符号の説明

１ キャリッジ
６ 記録媒体
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ インクジェットヘッド
８ 共通インク室
９ 第１のインク連結口
１０ 第２のインク連結口
１３ ノズル
１４ キャッピング手段
２０ インクタンク
２１ 廃インクタンク
２３ インク供給流路
２４ ポンプ
２５ インク排出流路
２６ 切替弁
２７ 廃液流路
４０ サブタンク
１００ インクジェット記録装置
１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ インクジェットヘッド

Claims (9)

1. インクを吐出する複数のノズル及び前記複数のノズルのそれぞれに連通する共通インク室を有する記録ヘッドと、
   インクを貯蔵する密閉型のインクタンクと、
   前記共通インク室にインクを供給する密閉型のインク供給流路と、
   前記共通インク室からインクを排出する密閉型のインク排出流路とを有し、
   前記インク排出流路から排出されたインクを前記インク供給流路に循環させるインクジェット記録装置において、
   廃インクを貯蔵する廃インクタンクと、
   前記インク排出流路から排出されたインクの送液先を前記インクタンク又は前記廃インクタンクに切り換える切り換え手段とを有することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. ２つの前記共通インク室を有する前記記録ヘッドと、
   一方の共通インク室にインクを供給する密閉型の前記インク供給流路と、
   他方の共通インク室からインクを排出する密閉型の前記インク排出流路とを有することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記インクタンクは、サブタンクであることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記インクタンクは、可撓性容器からなることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記インク供給流路は、インクを送出する送液手段を有することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記インク排出流路は、インクを送出する送液手段を有することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記インク排出流路の送液手段は逆送可能であることを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記複数のノズルから吐出されたインクを回収するインク回収手段と、
   前記インク回収手段で回収されたインクを貯蔵する廃インクタンクとを有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のインクジェット記録装置。
9. 前記インク排出流路から排出されたインクを貯蔵する廃インクタンクと、
   前記インク回収手段で回収されたインクを貯蔵する廃インクタンクとを共通の廃インクタンクとすることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。

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