JP5558770B2 - インク置換方法およびインクジェット記録方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置でのインク置換に関するものである。

各種の記録媒体への画像の記録に際し、インクジェット記録装置が用いられており、インクジェット記録装置に関する技術（構成）が提案されている。例えば、連続インクジェット印刷ステーションで使用するための、流体システムからインク残滓をフラッシングするためのシステムが提案されている。具体的にこのシステムでは、インクを流体システムから迅速にドレンし、流体システムをフラッシュ流体で再充填し、フラッシュ流体の流れを、通常はインクが入っている全ての流体システム構成要素を通して差し向け、その後、フラッシュ流体の流れをインクタンクに再循環させるのでなく、廃流体タンクに逸らすとされている（例えば、特許文献１参照）。

この他、プリントヘッドの目詰まり等が生じない液体置換方法、液体置換装置、インクジェットプリンタおよび処理液（洗浄液）を実現するための技術が提案され（例えば、特許文献２参照）、また、記録ヘッドのノズルの目詰まりを阻止しながら、インク供給管内のインクを効果的に排出することができるインクジェットプリンタが提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２０００−２１８８２６号公報 特開平１０−２８６９７７号公報 特開２００４−９８６１１号公報

上述のように、インクジェット記録装置では、所定の場合、使用されるインクの置換が必要になる。このようなインク置換では、インクジェット記録装置のインク供給ラインが洗浄される。ここで、インク供給ラインの洗浄を含むインク置換は、短時間で完了できるなど効率的に行われることが好ましい。また、このインク置換は、インク置換後のインクジェット記録において、インクの不吐出などの不良が発生しないよう、好適に行われる必要がある。

本発明は、インクジェット記録装置でのインク置換を、効率的かつ好適に行い得る新たなインク置換方法を提供するとともに、このインク置換方法によって置換されたインクで画像を記録するインクジェット記録方法を提供することを目的とする。

上記課題に鑑みなされた本発明の一側面は、第１タンクからインク供給ラインを介して第２タンクにインクを供給し、第２タンクから記録ヘッドにインクを供給し、記録ヘッドに形成されたノズルからインクを吐出して記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置で、インク供給ラインの途中に分岐部を設置し、このインク供給ラインに排出ラインを設けることとしたものである。本発明の他の側面は、インク供給ラインの洗浄を含むインク置換方法に関し、第１タンクと分岐部との間のインク供給ラインに含まれているインクを、この排出ラインから排出することとしたものである。本発明のさらに他の側面は、このインク置換方法で置換されたインクによるインクジェット記録方法に関し、インク置換後、インクジェット記録装置に画像データを入力し、画像データにしたがい記録ヘッドのノズルからインクを吐出し、画像を記録することとしたものである。

第１の課題解決手段は、第１タンクからインク供給ラインを介して第２タンクにインクを供給し、前記第２タンクから記録ヘッドに前記インクを供給し、前記記録ヘッドに形成されたノズルから前記インクを吐出して記録媒体に画像を記録可能で、前記インク供給ラインには、前記インク供給ラインを分岐する分岐部が設置され、前記分岐部には、一端が前記第１タンクに接続された、前記インク供給ラインを構成する第１インク供給ラインの他端が接続され、一端が前記第２タンクに接続された、前記インク供給ラインを構成する第２インク供給ラインの他端が接続され、さらに、一端から前記第１インク供給ラインを通過した流体を排出可能な排出ラインの他端が接続され、前記第２インク供給ラインおよび前記排出ラインのそれぞれは、開放された状態と閉鎖された状態とに移行可能であるインクジェット記録装置で、前記インク供給ラインを洗浄し、前記インクを置換するインク置換方法であって、前記第１インク供給ラインとの接続を、一の第１タンクから洗浄液タンクとする洗浄前工程と、前記洗浄前工程の後、前記第２インク供給ラインが閉鎖され、前記排出ラインが開放された状態で、前記洗浄液タンクから、前記第１インク供給ラインに前記洗浄液タンク内の洗浄液を供給し、前記分岐部を通過し、開放された状態にある前記排出ラインの一端から前記洗浄液を排出する第１洗浄工程と、前記第１洗浄工程の後、前記第２インク供給ラインが開放され、前記排出ラインが閉鎖された状態で、前記第１インク供給ラインに前記洗浄液タンク内の前記洗浄液を供給し、前記分岐部を通過し、開放された状態にある前記第２インク供給ラインを介して、前記記録ヘッドの前記ノズルから前記洗浄液を排出する第２洗浄工程と、前記第１インク供給ラインとの接続を、前記洗浄液タンクから他の第１タンクとする洗浄後工程と、前記洗浄後工程の後、前記他の第１タンクから、前記第１インク供給ラインと、開放された状態にある前記第２インク供給ラインとを介して前記第２タンクに前記インクを供給し、前記第２タンクから前記記録ヘッドに前記インクを供給するインク供給工程とを含むことを特徴とするインク置換方法である。

これによれば、一の第１タンクの取り外しと、他の第１タンクの取り付けとの際に、第１インク供給ラインにエアなどの不純物が流入したとしても、第１タンクと第２タンクとの間に設置した分岐部に接続された排出ラインから不純物を排出することができる。したがって、記録ヘッド（ノズル）への不純物の流入を防止し、エアなどの不純物が要因となって発生する吐出不良を低減することができる。また、第１インク供給ライン内に残存しているインク（第１インク供給ラインを通過した流体は、これを含む）を、排出ラインから排出することができる。なお、インク置換の際のインクの送液方向を、第１タンクから下流側に向けた一方向とすることが可能で、したがって、逆流させるための構成が不要で、インクジェット記録装置の構成をシンプルにすることができる。
第２の課題解決手段は、第１の課題解決手段のインク置換方法であって、前記排出ラインは、前記第１インク供給ラインおよび前記第２インク供給ラインの内径以上の内径を有することを特徴とする。これによれば、排出ラインの流路抵抗を低減可能で、効率的に第１インク供給ライン内に残存しているインクを排出することができる。

第３の課題解決手段は、第１または第２の課題解決手段のインク置換方法を含むインクジェット記録方法であって、前記インク供給工程の後、前記インクジェット記録装置に、画像データを入力する画像データ入力工程と、前記画像データ入力工程で入力された前記画像データにしたがい前記インクを吐出して、前記記録媒体に前記画像を記録する画像記録工程とを含むことを特徴とするインクジェット記録方法である。

これによれば、インク置換前のインクと、インク置換後のインクとの混色を防止しつつ、インク置換後のインクを用いて好適なインクジェット記録を行うことができる。すなわち、このインクジェット記録方法によれば、記録媒体に好適な画像を記録することができる。

本発明によれば、インクジェット記録装置でのインク置換を、効率的かつ好適に行い得る新たなインク置換方法を得ることが可能であるとともに、このインク置換方法によって置換されたインクで画像を記録するインクジェット記録方法を得ることができる。

インクジェット記録装置を示す図である。 インクジェット記録装置のインク供給経路を示す図である。 （ａ）はインク置換方法の第１工程と第２工程とを説明し、（ｂ）はインク置換方法の第３工程を説明する図である。

本発明を反映した上記課題解決手段を実施するための実施形態について、図面を用いて以下に詳細に説明する。上記課題解決手段は以下に記載の構成に限定されるものではなく、同一の技術的思想において種々の構成を採用することができる。

（インクジェット記録装置の概要）
インクジェット記録装置１００について、図１を参照して説明する。インクジェット記録装置１００は、走査型のインクジェット記録装置であって、キャリッジ２００とキャリッジ移動部３００とインク供給部４００と搬送部５００とを備える。

キャリッジ２００には、サブタンク１６０（図２参照）と複数の記録ヘッド１７０（図２参照）とが取り付けられている。記録ヘッド１７０には、インクを吐出するノズルが、搬送部５００で記録媒体６００がセットされる設置面に対向して複数形成されている。サブタンク１６０と記録ヘッド１７０との接続などについては、後述する。キャリッジ移動部３００は、キャリッジ２００を、主走査方向に往復移動（走査）する。これによって、記録ヘッド１７０の主走査方向への移動が実現される。

インク供給部４００は、インクを貯留したメインタンク１１０を備える。メインタンク１１０は、インク供給ライン１２０によってサブタンク１６０と接続され、インク供給部４００が備える送液機構（図１で図示を省略）によって、メインタンク１１０からサブタンク１６０に、メインタンク１１０で貯留されているインクが供給される。送液機構として、インクジェット記録装置１００は、送液用のポンプを備え、送液用ポンプでメインタンク１１０内に圧縮空気を流入させ、これによってメインタンク１１０内を加圧する（加圧圧送方式）。なお、送液機構としては、このような送液用ポンプとは異なる構成とすることもできる。

インクジェット記録装置１００は、自装置の制御を司る制御部（図１で図示を省略）を備える。制御部は、インクジェット記録装置１００で実行される各種処理（例えば、インクジェット記録処理）を制御する。

（インクジェット記録装置のインク供給経路）
インクジェット記録装置１００に設けられたインク供給経路について、図２を参照して説明する。上述したとおり、メインタンク１１０とサブタンク１６０とは、インク供給ライン１２０で接続されている。また、サブタンク１６０と記録ヘッド１７０とは、タンクヘッド間ライン１８０で接続され、サブタンク１６０に貯留されているインクが、このタンクヘッド間ライン１８０を通過して記録ヘッド１７０に供給される。インク供給ライン１２０には、所定の位置に、分岐部１４０が設置されている。

分岐部１４０は、第１バルブ１４２と第２バルブ１４４とを含む。分岐部１４０には、一端がメインタンク１１０に接続された、インク供給ライン１２０を構成する第１インク供給ライン１２２の他端が接続されている。また、分岐部１４０、詳細には、第１バルブ１４２には、一端がサブタンク１６０に接続された、インク供給ライン１２０を構成する第２インク供給ライン１２４の他端が接続されている。さらに、分岐部１４０、詳細には、第２バルブ１４４には、一端から第１インク供給ライン１２２を通過した流体を排出可能な排出ライン１３０の他端が接続されている。

第２インク供給ライン１２４および排出ライン１３０のそれぞれは、開放された状態（開放状態）と閉鎖された状態（閉鎖状態）とに移行可能である。具体的に、第１バルブ１４２を開放状態とし、第２バルブ１４４を閉鎖状態とすると、第２インク供給ライン１２４を開放状態とし、排出ライン１３０を閉鎖状態とすることができる。これに対し、第１バルブ１４２を閉鎖状態とし、第２バルブ１４４を開放状態とすると、第２インク供給ライン１２４を閉鎖状態とし、排出ライン１３０を開放状態とすることができる。なお、第１バルブ１４２および第２バルブ１４４をともに閉鎖状態とすると、第２インク供給ライン１２４および排出ライン１３０をともに閉鎖状態とすることができる。

第１バルブ１４２と第２バルブ１４４は、制御部による制御を可能とするため電磁弁で構成される。第１バルブ１４２と第２バルブ１４４とは、インクジェット記録装置１００における設計上の寸法を考慮した上で可能な限り、実際に第１インク供給ライン１２２が２方向に分岐する分岐点Ａの近傍に設置される。

ここで、第１インク供給ライン１２２および第２インク供給ライン１２４は、同一または異なる内径を有した配管（例えば、チューブ）によって構成されている。排出ライン１３０は、第１インク供給ライン１２２および第２インク供給ライン１２４の内径以上の内径を有する配管（例えば、チューブ）によって構成されている。このような構成によれば、次に説明するインク置換を効率的に行うことができる。例えば、第１インク供給ライン１２２、第２インク供給ライン１２４および排出ライン１３０の内径を等しくすると、各経路の流量が等しくなり、分岐点Ａでの流路抵抗の発生を抑制でき、インク置換を効率的に行うことができる。

（インク置換方法およびインクジェット記録方法）
記録ヘッド１７０に供給される一の色のインクを、他の色のインクに置換する場合に行われるインク置換方法について、図３を参照して説明する。なお、以下では、黒色インクから黄色インクへのインク置換を例とし、インク置換方法の各工程を説明する。

まず、インク置換方法の第１工程では、黒色のインクが貯留されたメインタンク１１０が、第１インク供給ライン１２２から取り外され、そして、インク供給部４００から取り外される。その後、洗浄液タンク１９０が、インク供給部４００に取り付けられるとともに、第１インク供給ライン１２２に対し、ステンレスカプラまたは所定の継ぎ手などの簡易接続部材を用いて接続される（図３（ａ）参照）。

第２工程では、新たに第１インク供給ライン１２２に接続された洗浄液タンク１９０内が送液機構によって加圧され、また、第１バルブ１４２が閉鎖状態に移行され、第２バルブ１４４が開放状態に移行される。これによって、洗浄液タンク１９０内の洗浄液（例えば、洗浄水）が、第１インク供給ライン１２２に供給される。第１インク供給ライン１２２に供給された洗浄液は、閉鎖状態の第１バルブ１４２を通過できず、開放状態の第２バルブ１４４を通過し、排出ライン１３０側に流入し、第１インク供給ライン１２２内に残存していた黒色のインクとともに、排出ライン１３０の一端（開口部）から排出される（図３（ａ）に示す矢印「１」参照）。洗浄液の供給（通水）は、例えば、第１インク供給ライン１２２の内径寸法、管長および管屈といった設置状態と、インク粘度、メインタンク加圧量などの運用条件とを考慮し決定された、所定時間実施される。これによって、第１インク供給ライン１２２から、当初接続されていたメインタンク１１０から供給された黒色インクが排出され、第１インク供給ライン１２２が洗浄される。

第３工程では、第１バルブ１４２が開放状態に移行され、第２バルブ１４４が閉鎖状態に移行される（図３（ｂ）参照）。そして、加圧状態にある洗浄液タンク１９０から、第１インク供給ライン１２２に供給された洗浄液が、開放状態の第１バルブ１４２を通過し、第２インク供給ライン１２４側に流入する。第２インク供給ライン１２４側に流入した洗浄液は、サブタンク１６０とタンクヘッド間ライン１８０とを通過し、第２インク供給ライン１２４内などに残存していた黒色のインクとともに、記録ヘッド１７０のノズルから排出される（図３（ｂ）に示す矢印「２」参照）。第３工程についても、洗浄液の供給（通水）は、第２工程と同様に、設置状態と運用条件とを考慮し決定された所定時間実施される。

なお、第３工程で、洗浄液は、閉鎖状態の第２バルブ１４４を通過することができず、したがって、洗浄液は、排出ライン１３０に流入しない。また、第３工程では、インクジェット記録装置１００が、サブタンク１６０で微小引き圧（負圧）による界面制御を実行可能な構成を有する場合、引き圧の空圧ラインへ圧力をかけて強制パージを行うとよい。これによれば、第３工程を効率的に実行することができる。

第４工程（図示を省略）では、洗浄液タンク１９０が、第１インク供給ライン１２２から取り外され、そして、インク供給部４００から取り外される。その後、黄色のインクが貯留されたメインタンク１１０が、インク供給部４００に取り付けられ、第１インク供給ライン１２２に接続される（メインタンク１１０が接続された後の状態については図２参照）。

第５工程（図示を省略）では、次の２つの動作が実行される。まず、第１バルブ１４２が閉鎖状態に移行され、第２バルブ１４４が開放状態に移行される。その上で、黄色のインクが貯留されたメインタンク１１０内が加圧され、このメインタンク１１０から黄色のインクが、第１インク供給ライン１２２に供給され、開放状態にある排出ライン１３０から、第１インク供給ライン１２２に残存していた洗浄液と、洗浄液タンク１９０から黄色のインクが貯留されたメインタンク１１０への交換の際に、第１インク供給ライン１２２に流入したエアなどの不純物とが排出される。

その後、第１バルブ１４２が開放状態に移行され、第２バルブ１４４が閉鎖状態に移行される。そして、加圧状態にある黄色のインクが貯留されたメインタンク１１０から、第１インク供給ライン１２２と、開放状態にある第２インク供給ライン１２４とを介してサブタンク１６０に黄色のインクが供給され、さらに、サブタンク１６０からタンクヘッド間ライン１８０を介して記録ヘッド１７０に黄色のインクが供給される。なお、黄色のインクの供給に際し、第２インク供給ライン１２４などに残存していた洗浄液などが、ノズルから排出される。

すなわち、インクジェット記録装置１００でのインク置換は、上記第１工程〜第５工程によって実現される。なお、例えば、黄色のインクが貯留されたメインタンク１１０を、さらに他の色のインクまたは再度黒色のインクに置換する場合、第１工程〜第５工程を再度実行する。インク置換がなされたインクジェット記録装置１００では、画像の記録が可能となる。第５工程につづけて行われる、置換された黄色のインクを用いたインクジェット記録方法について、説明する。

第６工程（図示を省略）では、インクジェット記録装置１００に、画像データを入力する。画像データは、インクジェット記録装置１００と通信可能に接続された、パーソナルコンピュータなどの外部装置を、作業者が操作し、入力される。

第７工程（図示を省略）では、第６工程で入力された画像データにしたがい黄色のインクが吐出され、搬送部５００の設置面にセットされ、これによって搬送される記録媒体６００に画像が記録される。具体的には、インクジェット記録装置１００の制御部は、キャリッジ移動部３００を動作させ、キャリッジ２００（記録ヘッド１７０）の移動に同期した所定のタイミングで、入力された画像データにしたがい、記録ヘッド１７０のノズルからインクが吐出されるように制御し、記録媒体６００に画像を記録する。

（本実施形態の構成による有利な効果）
本実施形態の構成によれば、次に記載の有利な効果を得ることができる。

（１）インク置換の際の、インクの送液方向をメインタンク１１０から下流側（排出ライン１３０，記録ヘッド１７０側）に向けた一方向とすることが可能で、インクジェット記録装置１００の構成をシンプルとし、さらに好適な洗浄効果を得ることができる（インク置換方法の第２工程および第３工程参照）。

（２）インク置換前のインクであって、インク供給ライン１２０内に残存しているインク（上記に基づけば黒色のインク）を、流路抵抗の高い記録ヘッド１７０のノズルから排出するのではなく、別途、インク供給ライン１２０の内径以上の内径の排出ライン１３０をインク供給ライン１２０から分岐させて設けることで、インク供給ライン１２０の洗浄（インク置換方法の第２工程および第３工程参照）を短時間で、好適に行うことができる。換言すれば、インク置換を短時間で、好適に行うことができる。

（３）メインタンク１１０とサブタンク１６０との間に、分岐部１４０を設置することで、メインタンク１１０を取り外し、また取り付ける際に、第１インク供給ライン１２２に流入するエアなどの不純物を、排出ライン１３０側に逸らすことが可能で、記録ヘッド１７０（ノズル）への不純物の流入を防止しつつ、好適な洗浄効果を得ることができる。なお、記録ヘッド１７０のノズルにエアが流入した場合、吐出不良の要因となる。

（４）分岐部１４０において、第１バルブ１４２と第２バルブ１４４とを、分岐点Ａ側に設置することで、分岐点Ａと第１バルブ１４２，第２バルブ１４４との間に形成されるインク貯留スペースを縮小させることができる。そして、このような構成により、インク使用量の削減と、好適なインク置換を行うことができる。

（５）インク置換方法の第１工程〜第３工程によって、メインタンク１１０から下流側を好適に洗浄できるため、例えば、上述のように黒色のインクから、色の薄い黄色のインクに置換した場合であっても、黄色に黒色が混色するといった状態を防止することが可能で、不良ロスを発生させる要因を最小限に抑えることができる。

（変形例）
本実施形態の構成は、各種の点を考慮し、次に記載の構成とすることもできる。

（１）上記では、走査型のインクジェット記録装置１００を例に説明したが、本実施形態の構成は、ライン型のインクジェット記録装置であっても、適用することができる。

（２）上記では、分岐部１４０の省スペース化などの点を考慮し、インク供給ライン１２０を分岐する分岐部１４０を、それぞれ別個の第１バルブ１４２と第２バルブ１４４とで構成した。しかし、これ以外の構成とすることも可能で、第１バルブ１４２と第２バルブ１４４とを単一のバルブ機構、例えば三方弁による分岐部１４０にすることもできる。単一のバルブ機構とした場合、インクジェット記録装置１００の部品点数を少なくすることができる。

１００ インクジェット記録装置
１１０ メインタンク（第１タンクに対応）
１２０ インク供給ライン
１２２ 第１インク供給ライン
１２４ 第２インク供給ライン
１３０ 排出ライン
１４０ 分岐部
１４２ 第１バルブ
１４４ 第２バルブ
１６０ サブタンク（第２タンクに対応）
１７０ 記録ヘッド
１８０ タンクヘッド間ライン

Claims (3)

1. 第１タンクからインク供給ラインを介して第２タンクにインクを供給し、前記第２タンクから記録ヘッドに前記インクを供給し、前記記録ヘッドに形成されたノズルから前記インクを吐出して記録媒体に画像を記録可能で、前記インク供給ラインには、前記インク供給ラインを分岐する分岐部が設置され、前記分岐部には、一端が前記第１タンクに接続された、前記インク供給ラインを構成する第１インク供給ラインの他端が接続され、一端が前記第２タンクに接続された、前記インク供給ラインを構成する第２インク供給ラインの他端が接続され、さらに、一端から前記第１インク供給ラインを通過した流体を排出可能な排出ラインの他端が接続され、前記第２インク供給ラインおよび前記排出ラインのそれぞれは、開放された状態と閉鎖された状態とに移行可能であるインクジェット記録装置で、前記インク供給ラインを洗浄し、前記インクを置換するインク置換方法であって、
   前記第１インク供給ラインとの接続を、一の第１タンクから洗浄液タンクとする洗浄前工程と、
   前記洗浄前工程の後、前記第２インク供給ラインが閉鎖され、前記排出ラインが開放された状態で、前記洗浄液タンクから、前記第１インク供給ラインに前記洗浄液タンク内の洗浄液を供給し、前記分岐部を通過し、開放された状態にある前記排出ラインの一端から前記洗浄液を排出する第１洗浄工程と、
   前記第１洗浄工程の後、前記第２インク供給ラインが開放され、前記排出ラインが閉鎖された状態で、前記第１インク供給ラインに前記洗浄液タンク内の前記洗浄液を供給し、前記分岐部を通過し、開放された状態にある前記第２インク供給ラインを介して、前記記録ヘッドの前記ノズルから前記洗浄液を排出する第２洗浄工程と、
   前記第１インク供給ラインとの接続を、前記洗浄液タンクから他の第１タンクとする洗浄後工程と、
   前記洗浄後工程の後、前記他の第１タンクから、前記第１インク供給ラインと、開放された状態にある前記第２インク供給ラインとを介して前記第２タンクに前記インクを供給し、前記第２タンクから前記記録ヘッドに前記インクを供給するインク供給工程とを含むことを特徴とするインク置換方法。
2. 前記排出ラインは、前記第１インク供給ラインおよび前記第２インク供給ラインの内径以上の内径を有することを特徴とする請求項１に記載のインク置換方法。
3. 請求項１または請求項２に記載のインク置換方法を含むインクジェット記録方法であって、
   前記インク供給工程の後、前記インクジェット記録装置に、画像データを入力する画像データ入力工程と、
   前記画像データ入力工程で入力された前記画像データにしたがい前記インクを吐出して、前記記録媒体に前記画像を記録する画像記録工程とを含むことを特徴とするインクジェット記録方法。

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