JP6547759B2

JP6547759B2 - インク供給装置及びインクジェット記録装置

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Publication number: JP6547759B2
Application number: JP2016563650A
Authority: JP
Inventors: 山崎　健; 健山崎
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2014-12-09
Filing date: 2015-12-04
Publication date: 2019-07-24
Anticipated expiration: 2035-12-04
Also published as: JPWO2016093158A1; WO2016093158A1

Description

本発明は、インク供給装置及びインクジェット記録装置に関する。

従来、インクジェット記録装置は、インクタンクからインクジェットヘッドにインクを供給し、インクジェットヘッドのノズルから記録媒体に向けて微細な液滴としてインクを吐出することにより、記録媒体上に画像を形成する。当該インクジェット記録装置には、インクタンクとインクジェットヘッドとの間に負圧形成部が設けられ、当該負圧形成部によりインクジェットヘッドのノズル内を負圧として、インク供給時にインクジェットヘッドのノズルからインクが垂れないように構成されているものがある。

負圧形成部は、インクタンクから供給されるインクを貯留し、インクの貯留量に応じて内部の圧力を調整して、インクジェットヘッド内を負圧とするように構成され、例えばダンパー等が用いられる。負圧形成部内を負圧状態とするには、大気開放状態の負圧形成部内にインクを供給して負圧形成部内がインクで満たされてから、負圧形成部を密閉した上で内部のインクを排出する。したがって、当該負圧形成部を備えるインクジェット記録装置は、負圧形成部内にインクを供給及び排出できるように構成されている必要がある。

そのような構成としては、例えば、インクを順方向及び逆方向の双方向に送液可能な双方向ポンプが負圧形成部に接続されたインクジェット記録装置が提供されている（例えば、特許文献１参照）。
また、例えば、負圧形成部に連通するインク経路上に、順方向にインクを送液するポンプと、逆方向にインクを送液するポンプとを並列に配設することで、負圧形成部内にインクを供給及び排出できるように構成されたインクジェット記録装置が提供されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００７−９８５９４号公報特開２０１４−４６５１５号公報

しかしながら、上記双方向ポンプを用いた構成にあっては、双方向ポンプが高価であるため装置コストが増大してしまうという問題があり、また、上記二つのポンプを用いた構成にあっては、部材点数が増大するため装置が大型化してしまうという問題がある。

そこで、本発明の課題は、負圧形成部内の圧力を調整可能であって、装置の大型化及びコストの増大が抑制されたインク供給装置及びインクジェット記録装置を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給装置であって、
インクを貯留する第１インクタンクと、
前記第１インクタンクから供給されるインクを貯留する第２インクタンクと、
前記第１インクタンクと前記第２インクタンクとを連通する第１インク流路と、
前記第１インク流路に設けられ、前記第１インクタンク内のインクを前記第２インクタンクに送液する第１送液ポンプと、
前記第１インク流路において前記第１インクタンクと前記第１送液ポンプとの間に設けられ、前記第１インク流路を開閉する第１開閉弁と、
前記第２インクタンクから供給されるインクを貯留して前記インクジェットヘッドに供給し、内部の圧力が調整されることで前記インクジェットヘッド内を負圧状態とする負圧形成部と、
前記負圧形成部内の圧力を検知する圧力検知部と、
前記第２インクタンクと前記負圧形成部とを連通する第２インク流路と、
前記第２インク流路に設けられ、前記第２インクタンク内のインクを前記負圧形成部に送液する第２送液ポンプと、
前記第２インク流路における前記第２送液ポンプと前記負圧形成部との間と、前記第１インク流路における前記第１開閉弁と前記第１送液ポンプとの間と、を連通する第３インク流路と、
前記第３インク流路に設けられ、前記第３インク流路を開閉する第２開閉弁と、
前記圧力検知部により検知された前記負圧形成部内の圧力に基づいて、前記第１送液ポンプ、前記第１開閉弁、前記第２送液ポンプ及び前記第２開閉弁をそれぞれ駆動制御することで、前記負圧形成部内の圧力を調整する制御部と、を備えることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインク供給装置であって、
前記制御部は、前記圧力検知部により検知された前記負圧形成部内の圧力が、第１の所定値よりも高い場合、前記第１開閉弁を閉鎖するとともに前記第２開閉弁を開放し、前記第１送液ポンプによりインクを送液することで、前記負圧形成部から前記第３インク流路を介して前記第２インクタンクにインクを送液して前記負圧形成部内の圧力を調整することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のインク供給装置であって、
前記制御部は、前記圧力検知部により検知された前記負圧形成部内の圧力が、前記第１の所定値よりも低い第２の所定値より更に低い場合、前記第２開閉弁を閉鎖し、前記第２送液ポンプによりインクを送液することで、前記第２インクタンクから前記第２インク流路を介して前記負圧形成部にインクを送液して前記負圧形成部内の圧力を調整することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のインク供給装置であって、
前記第２インク流路において前記第２インクタンクと前記第２送液ポンプとの間に設けられ、前記第２インク流路を開閉する第３開閉弁を更に備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか一項に記載のインク供給装置であって、
前記負圧形成部は、開口部が形成されインクを貯留する容器本体と、前記開口部を覆う可撓性のフィルム部材と、前記容器本体の内部から外側に向かって前記フィルム部材を付勢する弾性部材とを有することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか一項に記載のインク供給装置であって、
前記第２インク流路において前記第２インクタンクと前記第２送液ポンプとの間に設けられる脱気モジュールを更に備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、インクジェット記録装置であって、
請求項１から６のいずれか一項に記載のインク供給装置と、
前記インク供給装置により供給されたインクを吐出するインクジェットヘッドと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、負圧形成部内の圧力を調整可能であって、装置の大型化及びコストの増大が抑制されたインク供給装置及びインクジェット記録装置を提供することができる。

インクジェット記録装置の斜視図である。インク供給装置の概略を示す模式図である。インクジェット記録装置の制御系を示すブロック図である。インク初期導入後や加圧メンテナンス後に行う負圧形成処理を示すフローチャートである。印画動作中の負圧形成処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態に係るインク供給装置及びインクジェット記録装置について、図面を用いて詳細に説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。なお、以下の説明において、同一の機能及び構成を有するものについては、同一の符号を付し、その説明を省略する。

インクジェット記録装置１は、図１に示すように、例えば、記録媒体を水平方向に沿って搬送する搬送装置２と、搬送される記録媒体に上方からインクを吐出する複数のヘッド３（図２参照）を搭載するキャリッジ４と、キャリッジ４を記録媒体の搬送方向に直交する水平方向に沿って搬送する主走査装置５と、キャリッジ４に搭載された各ヘッド３のメンテナンスを行うメンテナンス部７と、キャリッジ４に搭載された各ヘッド３のノズルの保湿を行うノズル保湿部６と、キャリッジ４に搭載された各ヘッド３へのインク供給を行うインク供給装置８（図２参照）と、全体を支持するフレーム１００とを主として備えている。
なお、以下の説明では、水平方向であって記録媒体の搬送方向に沿った方向をＹ軸方向、水平方向であってキャリッジ４の搬送方向に沿った方向をＸ軸方向又は主走査方向、鉛直方向をＺ軸方向ということがある。

［搬送装置］
搬送装置２は、駆動ローラー２１及び従動ローラー（図示略）と、駆動モーター２２と、搬送ベルト２３とを備えている。
駆動ローラー２１及び従動ローラーは、回転自在に軸支されており、駆動ローラー２１は、主走査方向Ｘに延在するように配置されている。駆動モーター２２は、駆動ローラー２１を回転駆動するための駆動源であり、駆動ローラー２１の一端側に取り付けられている。
搬送ベルト２３は、無端状に形成され、駆動ローラー２１と従動ローラーとの間に架け渡されている。搬送ベルト２３は、駆動ローラー２１が回転すると駆動ローラー２１と従動ローラーとの間を周回してその上面に載置された記録媒体をＹ軸方向に沿った搬送方向Ｆに向かって搬送し、駆動ローラー２１の回転が停止すると、両ローラー間での周回を停止し、記録媒体の搬送を停止する。
駆動モーター２２は、ヘッド３がＸ軸方向に沿った片道１回分の走査が終了すると、駆動ローラー２１を所定量だけ回転させて記録媒体を搬送方向Ｆに所定距離だけ搬送させて停止させ、ヘッド３が主走査方向Ｘの反対方向への走査を開始して終了すると、駆動ローラー２１を再度所定量だけ回転させて記録媒体を搬送方向Ｆに所定距離だけ搬送させて停止させることを繰り返し、記録媒体をいわゆる間欠搬送する。
なお、記録媒体としては、紙や布帛のほか、樹脂フィルムや金属類等を用いることが可能である。

［フレーム］
図１に示すように、フレーム１００は、Ｘ軸方向に沿って延在する矩形の本体部１０１と、本体部１０１におけるＸ軸方向一端部を支持する第一の土台部１０２と、本体部１０１におけるＸ軸方向他端部を支持する第二の土台部１０３とから主に構成されている。
第一の土台部１０２は、その内部にノズル保湿部６を格納保持しつつ本体部１０１の一端部を下方から支持している。また、第二の土台部１０３は、その内部にメンテナンス部７を格納保持しつつ本体部１０１の他端部を下方から支持している。
本体部１０１は、後述する主走査装置５の一対のキャリッジレール５１，５１をＸ軸方向に向けた状態で内側に格納保持しており、キャリッジ４は本体部１０１の内部でＸ軸方向に沿って搬送される。
また、第一の土台部１０２と第二の土台部１０３は、前述した搬送装置２を挟んでＸ軸方向の両側に配置され、本体部１０１は搬送装置２の上方に架設されている。これにより、搬送装置２による記録媒体の搬送方向に直交する方向でキャリッジ４を搬送しつつ当該キャリッジ４に搭載された各ヘッド３からインクを吐出して画像形成を行うことを可能としている。

［主走査装置及びキャリッジ］
主走査装置５は、フレーム１００の本体部１０１の内部において、Ｘ軸方向に沿って延在するように支持された棒状の一対のキャリッジレール５１、５１を備えている。これら一対のキャリッジレール５１、５１は、搬送装置２の搬送ベルト２３の上方を跨ぐように設けられている。そして、キャリッジレール５１、５１には、箱状のキャリッジ４がＸ軸方向に沿って往復移動可能に支持されている。

キャリッジ４は上部が開放された略矩形の筐体であり、その底板に複数のヘッド３が搭載される。キャリッジ４は、Ｙ軸方向における両側面の上部においてＹ軸方向両側に向かって腕部４２、４２が延出されており、当該各腕部４２、４２がそれぞれリニアガイドを介してキャリッジレール５１、５１の上部に載置されており、これによってキャリッジレール５１，５１上をＸ軸方向に沿ってスライド可能となっている。
また、キャリッジレール５１、５１とキャリッジ４の腕部４２、４２との間にはリニアモーターが装備されている。すなわち、各キャリッジレール５１、５１にはリニアモーターの固定子が装備され、キャリッジ４の各腕部４２、４２には可動子が装備されており、固定子側のコイルの電流制御によりキャリッジ４はＸ軸方向に沿った搬送動作が付与される。

［メンテナンス部］
メンテナンス部７は、非記録動作時に各ヘッド３のメンテナンスを行う。メンテナンス部７は、搬送装置２から外れて、キャリッジレール５１、５１の一端部側に設けられている。すなわち、キャリッジ４がキャリッジレール５１、５１の一端部のメンテナンス部７との対向位置まで移動した状態でメンテナンスが実施される。
このメンテナンス部７は、各ヘッド３の汚れを拭き取る清掃装置と、メンテナンス対象となるヘッド３によるインクの吐出を行う際の受け皿となるインクトレー７１（図２参照）とを備えている。
上記清掃装置は、主に、ヘッド３に摺接するＸ軸方向に沿った回転軸回りに回転可能な清掃ローラーと、当該清掃ローラーをＹ軸方向に沿って搬送するローラー搬送機構とにより構成されている、清掃ローラーは、キャリッジ４に搭載された９色のヘッド群のうちの３色分のヘッド群の拭き取りが可能となるように、Ｘ軸方向における幅が設定されており、１往復半の移動動作により全てのヘッド３の清掃を実施する。そして、これにより、インクの固化によるノズルの目詰まりを防止する。
また、メンテナンス時のインクトレー７１に対するインクの吐出は、インク供給装置８のインク供給圧をもって行われ、これによりヘッド３内のインク流路の詰まりなどを解消することができる。

［ノズル保湿部］
ノズル保湿部６は、搬送装置２から外れて、キャリッジレール５１、５１の他端部側に設けられている。すなわち、非記録動作時に、キャリッジ４がキャリッジレール５１、５１の他端部のノズル保湿部６との対向位置まで移動し、かかる状態で各ヘッド３のノズルの保湿を行う。

［インク供給装置］
インクジェット記録装置１は、図２に示すようなインク供給装置８を各色毎に備えている。
インク供給装置８は、図２に示すように、例えば、液体としてのインクを貯留する収容容器としてのメインタンク（第１インクタンク）８１と、メインタンク８１からインクが供給されるサブタンク（第２インクタンク）８２と、サブタンク８２のインク供給方向下流側に設けられた脱気装置８３と、脱気装置８３のインク供給方向下流側に設けられた負圧形成部８６と、各ヘッド３に対してインクを供給するために各ヘッド３の第一のポート３４１が並列に接続された共通流路８７と、を主に備えている。

メインタンク８１は、大気に開放された略直方体形状の容器であり、インクを貯留する。メインタンク８１は、空となった時に交換できるように、インクジェット記録装置１から着脱可能となっている。本実施の形態では、メインタンク８１を略直方体形状としたが、これに限定されず、例えば、円筒形状であっても良い。
また、メインタンク８１の上部には、メインタンク８１内を大気圧に維持する大気開放管８１６が取り付けられている。この大気開放管８１６には、外部からの塵芥、ゴミなどの侵入を防止するためのフィルター８１７が装着されている。
メインタンク８１の底部近傍には、インクが空であるか否かを検出する残量センサー８１５が設けられている。

なお、図示例では、メインタンク８１は、一つ設けられているものとしたが、２つ設けられているものとしても良い。この場合には、一方が空になった場合及びその交換の際にも、他方のメインタンク８１からインク供給が可能であるため、インクジェット記録装置１の記録動作の中断を回避することが可能となる。また、このメインタンク８１の搭載個体数は３つ以上であっても良い。

メインタンク８１とサブタンク８２との間には、一端部がメインタンク８１に連通しており、他端部がサブタンク８２に連通する第１インク流路８１１が設けられている。
第１インク流路８１１には、メインタンク８１内のインクをサブタンク８２に送液する第１送液ポンプ８１４が設けられている。第１送液ポンプ８１４は、インクを一方向に送液する単方向ポンプであり、より具体的には、例えばダイヤフラムポンプを用いることができる。ダイヤフラムポンプは、送液膜に耐インク性に優れるパーフルオロエラストマーを使用でき、送液時にインクにせん断荷重を発生させることもないため、インクの種類によらずに使用可能であり、更に送液量の管理も容易であるため好ましい。
また、第１インク流路８１１においてメインタンク８１と第１送液ポンプ８１４との間には、第１インク流路８１１の開閉の状態を切り替え可能な電磁弁である第１開閉弁８１２が設けられている。
また、第１インク流路８１１においてメインタンク８１と第１開閉弁８１２との間には、インクからゴミ、埃などの混入物を除去するためのフィルター８１３が設けられている。なお、フィルター８１３が設けられる位置はこれに限られるものではなく、後述する第２インク流路８２３においてサブタンク８２と脱気装置８３との間に設けられているものとしても良い。

サブタンク８２は、大気に開放された略直方体形状の容器であり、メインタンク８１から供給されるインクを貯留する。
また、サブタンク８２の上部には、サブタンク８２内を大気圧に維持する大気開放管８２４が取り付けられている。この大気開放管８２４には、外部からの塵芥、ゴミなどの侵入を防止するためのフィルター８２５が装着されている。
また、サブタンク８２内のインクは底部から第２インク流路８２３を通じて下流側に送液されるので、サブタンク８２よりも下流側に供給されるインクから気泡を除去することが可能となっている。

また、サブタンク８２内には、インクの液面の位置を検出する第１〜第３液面センサー８２６〜８２８が設けられている。
これらの第１〜第３液面センサー８２６〜８２８はいずれも、浮き子を備えるフロート式のセンサーであり、浮き子の高さから液面が所定位置より上か下かを検出することができる。

サブタンク８２と脱気装置８３との間には、一端がサブタンク８２に連通しており、他端が負圧形成部８６に連通する第２インク流路８２３が設けられている。これにより、第２インク流路８２３を通じてサブタンク８２内のインクが負圧形成部８６に供給されることが可能となっている。
第２インク流路８２３には、サブタンク８２内のインクを負圧形成部８６に送液する第２送液ポンプ８３６が設けられている。第２送液ポンプ８３６は、インクを一方向に送液する単方向ポンプであり、上記第１送液ポンプ８１４と同じものを用いることができる。
また、第２インク流路８２３においてサブタンク８２と第２送液ポンプ８３６との間には脱気装置８３が設けられている。

脱気装置８３は、第２インク流路８２３上に設けられた脱気モジュール８３１と、脱気モジュール８３１に対して真空引きを行う真空ポンプ８３２と、脱気モジュール８３１内の圧力検出を行う真空圧センサー８３３と、脱気モジュール８３１内を大気圧に開放する電磁弁である大気開放弁８３４とを備えている。
脱気モジュール８３１は、真空ポンプ８３２により真空引きが行われる真空容器と、真空容器内で内側又は外側にインクを通過させる中空子膜とを備える構成であって、中空糸膜の内側又は外側を真空引きすることにより、インク内の溶存気体が中空子膜を介して内側又は外側に吸い出される構造となっている。
真空圧センサー８３３は、真空引きの際に目標圧力まで圧力が低下されたかを測定する検出手段である。また、大気開放弁８３４は、インクジェット記録装置１の電源停止時において、脱気モジュール８３１の保守のために、当該脱気モジュール８３１が真空状態から大気圧状態となるように開放制御される。

また、第２インク流路８２３において脱気装置８３と第２送液ポンプ８３６との間には、第２インク流路８２３の開閉の状態を切り替え可能な電磁弁である第３開閉弁８３５が設けられている。

また、第２インク流路８２３において第２送液ポンプ８２９と負圧形成部８６との間には三方切替バルブ８４８が設けられている。三方切替バルブ８４８は、負圧形成部８６を介さずにヘッド３側にインク供給を行う後述の迂回流路８５４とも接続されており、サブタンク８２と負圧形成部８６とを接続する状態と、サブタンク８２とヘッド３とを迂回流路８５４を介して接続する状態とに切り替えることができる。
すなわち、この切替により、負圧形成部８６に対するインクの供給と回収とを実行可能な状態と、ヘッド３側（厳密には、共通流路８７）に対するインクの供給と回収とを実行可能な状態とに切り替えることができる。

負圧形成部８６は、前面に大きく開口部が形成されインクを貯留する矩形の容器本体８６１と、容器本体８６１の開口部を覆う可撓性樹脂フィルムからなるフィルム部材８６２と、容器本体８６１の内部から外側に向かってフィルム部材８６２の中心を付勢するバネ部材（弾性部材）８６３と、から主に構成されている。
また、フィルム部材８６２はバネにより中央部を外側に押圧されているので、略円錐状に外側に突出した形状で緊張状態となっている。

また、負圧形成部８６の容器本体８６１の上部には、当該容器本体８６１の内部に連通し上方へと延びた連通管８６４が設けられている。連通管８６４の容器本体８６１側の端部には液面センサー８６５が取り付けられており、連通管８６４の上端部には圧力センサー（圧力検知部）８６６が取り付けられている。そして連通管８６４における中間部には、一端が大気中に開放された水平に延びる分岐管８６７が接続され、当該分岐管８６７の途中には当該分岐管８６７を開閉する開放バルブ８６８と、空気を濾過するエアフィルタ８６９とが設けられている。

これらは容器本体８６１内にインクを供給して内部を所定の負圧状態に調整する際に用いられる構成である。すなわち、開放バルブ８６８を開いた状態で液面センサー８６５により液面が検出されるまで容器本体８６１内にインクを供給する。これにより、大気圧と同じ圧力状態で容器本体８６１内にインクが満たされる。その後、開放バルブ８６８を閉じて、圧力センサー８６６が目標となる負圧圧力を示すまで容器本体８６１内からインクを回収する。これにより、負圧形成部８６を通じて各ヘッド３内を所定の負圧状態とすることができる。

ここで、第２インク流路８２３と第１インク流路８１１との間には、第３インク流路８８１が設けられている。具体的には、第３インク流路８８１は、第２インク流路８２３における第２送液ポンプ８２９と負圧形成部８６との間（より具体的には、第２送液ポンプ８２９と三方切替バルブ８４８との間）と、第１インク流路８１１における第１開閉弁８１２と第１送液ポンプ８１４との間と、を連通する。
また、第３インク流路８８１には、第３インク流路８８１の開閉の状態を切り替え可能な電磁弁である第２開閉弁８８２が設けられている。
また、第３インク流路８８１において、第２インク流路８２３との合流点と、第２開閉弁８８２との間には、リリーフバルブ８８３が設けられている。これにより、第３インク流路８８１において規定の圧力を超えた場合に、インクをサブタンク８２へ戻すことができる。

当該第３インク流路８８１及び第２開閉弁８８２が設けられていることにより、メインタンク８１内のインクをサブタンク８２に送液する第１送液ポンプ８１４を用いて負圧形成部８６内を負圧状態とすることができる。
すなわち、上記したように大気圧と同じ圧力状態で負圧形成部８６の容器本体８６１内にインクを満たして密閉した後に、第１開閉弁８１２を閉鎖するとともに第２開閉弁８８２を開放し、第１送液ポンプ８１４によりインクを送液する。第１送液ポンプ８１４の送液動作により、メインタンク８１側からではなく、第３インク流路８８１を介して負圧形成部８６側からインクが引き込まれる。これにより、負圧形成部８６内のインクを第３インク流路８８１を介してサブタンク８２内に流入させることができ、負圧形成部８６の容器本体８６１内からインクを回収して、容器本体８６１内を負圧状態とすることができる。また、第２インク流路８２３に設けられた第３開閉弁８３５が閉鎖状態にされていることで、第２インク流路８２３と第３インク流路８８１との合流点において、第３開閉弁８３５側から第３インク流路８８１へのインクの流入を防止でき、負圧形成部８６内のインクを効率的に回収することができる。負圧形成部８６内を負圧状態とすることで、当該負圧形成部８６に共通流路８７を介して接続される各ヘッド３の内部を負圧状態とすることができる。
このように、ヘッド３の内部を負圧に維持するのは、例えば、ノズル内を大気圧とするとノズルからインクが漏れやすく、またノズルの周囲にインクが付着しやすくなって吐出不良やドット径のばらつきが生じやすくなるので、これを防止するためである。
なお、負圧とする目標圧力は容器本体８６１内のインクの回収量を調節することで制御することが可能である。

負圧形成部８６と９つのヘッド３との間には、一端が負圧形成部８６に連通し、他端が９つのヘッド３の全ての第一のポート３４１に分岐して連通する共通流路８７が設けられている。
共通流路８７には、共通流路８７の開閉の状態を切り替え可能な電磁弁である保護バルブ８７１が設けられている。

また、共通流路８７には図示しない廃液タンクに通じる廃液流路８７２が接続されている。この廃液流路８７２には、廃液流路８７２の開閉の状態を切り替え可能な電磁弁である第１廃液バルブ８７３及び第２廃液バルブ８７６が設けられており、共通流路８７をインクで満たす際に第１廃液バルブ８７３及び第２廃液バルブ８７６を開放して気泡を排出するためにインクを排出することができる。これにより、インクの吐出不良の原因となる気泡を除去することができ、安定的な吐出を行うことが可能となる。

共通流路８７は、開閉状態を切り替え可能な電磁弁である記録動作用バルブ８７４を介して各ヘッド３の第一のポート３４１に接続されている。
また、各ヘッド３の第二のポート３４２は、それぞれが逆止弁８７５を介して、廃液流路８７２における第１廃液バルブ８７３と第２廃液バルブ８７６との間に、並列に接続されている。所望の記録動作用バルブ８７４を開放し、第１廃液バルブ８７３を閉鎖し、更に第２廃液バルブ８７６を開放した状態で、インクを送液することで、所望のヘッド３内に滞留する気泡を排出することができる。

第２インク流路８２３と共通流路８７との間には、迂回流路８５４が設けられている。具体的には、迂回流路８５４は、一端が第２インク流路８２３における三方切替バルブ８４８に接続されており、他端が共通流路８７における保護バルブ８７１と各ヘッド３との間に連通している。

また、上記インク供給装置８の構成うち、第２インク流路８２３と第３インク流路８８１との合流点よりも、負圧形成部８６側の部分は、キャリッジ４に搭載されている。ここで、キャリッジ４がＸ軸方向に走査することでインク供給装置８内のインクも移動する場合があるが、第２インク流路８２３には上記第３開閉弁８３５が設けられているため、これを閉鎖状態とすることでインク供給装置８内のインクの移動が抑制され、安定したインク吐出を行うことができる。

図３は、インクジェット記録装置１の制御系を示すブロック図である。図３に記載の制御部９はインクジェット記録装置１全体の制御を行うが、ここではインク供給装置８の構成のみを図示し、他の構成については図示を省略するものとする。また、複数ある構成についてはその一つのみを図示している。
制御部９は、図３に示すように、上記インク供給装置８を構成する各部と接続されており、インク供給装置８を構成する各部を制御する。制御部９は、圧力センサー８６６により検知された負圧形成部８６内の圧力に基づいて、第１送液ポンプ８１４、第１開閉弁８１２、第２送液ポンプ８３６、第２開閉弁８８２及び第３開閉弁８３５をそれぞれ駆動制御する。ここで、本発明において「駆動制御」とは、送液ポンプにあっては送液を開始又は停止させることや流量を調節することのみならず、既に送液が開始又は停止されている場合にはその状態を維持することや既に設定されている流量に維持することを含み、開閉弁にあっては開放又は閉鎖することのみならず、既に開放状態又は閉鎖状態にある場合にはその状態を維持することを含むものとする。
制御部９は、ＣＰＵ９１、ＲＡＭ９２及びＲＯＭ９３等を有する。ＣＰＵ９１は、ＲＯＭ９３等の記憶装置から処理内容に応じた各種のプログラムやデータ等を読み出して実行し、実行された処理内容に応じてインク供給装置８の各部の動作を制御する。ＲＡＭ９２は、ＣＰＵ９１により処理される各種のプログラムやデータ等を一時的に記憶する。ＲＯＭ９３は、ＣＰＵ９１等により読み出される各種のプログラムやデータ等を記憶する。

具体的には、制御部９は、圧力センサー８６６により検知された負圧形成部８６内の圧力が、第１の所定値よりも高い場合、第１開閉弁８１２を閉鎖するとともに第２開閉弁８８２を開放し、第１送液ポンプ８１４によりインクを送液することで、負圧形成部８６から第３インク流路８８１を介してサブタンク８２にインクを送液して負圧形成部８６内の圧力を調整する。ここで、本発明において「開閉弁を閉鎖する」とは、開閉弁が開放状態である場合にこれを閉鎖するものであって、開閉弁が既に閉鎖状態である場合にはその状態を維持する。また、本発明において「開閉弁を開放する」とは、開閉弁が閉鎖状態である場合にこれを開放するものであって、開閉弁が既に開放状態である場合にはその状態を維持する。
このような制御は、負圧形成部８６内の圧力が第１の所定値より高い、例えば大気圧状態や正圧状態等となっている場合に行う。具体的には、インクが充填されていない状態の負圧形成部８６内にインクを導入（インク初期導入）し負圧形成部８６内がインクで満たされた後や、ヘッド３にインクを供給して加圧メンテナンスを行った後などに行われ、負圧形成部８６内のインクを排出して内部を負圧状態とする。

また、制御部９は、圧力センサー８６６により検知された負圧形成部８６内の圧力が、第１の所定値よりも低い第２所定値より更に低い場合、第２開閉弁８８２を閉鎖し、第２送液ポンプ８３６によりインクを送液することで、サブタンク８２から第２インク流路８２３を介して負圧形成部８６にインクを送液して負圧形成部８６内の圧力を調整する。
このような制御は、負圧形成部８６内の圧力が第２の所定値より低い、例えば高い負圧状態となっている場合に行う。具体的には、印画中には負圧形成部８６内のインクが順次ヘッド３に送液され負圧形成部８６内の圧力は徐々に低下していくため、印画中に負圧形成部８６内の圧力が低下し過ぎたときなどに行われ、負圧形成部８６内にインクを供給して内部を所定圧力以上の負圧状態とする。

上記のように構成されたインク供給装置８及びインクジェット記録装置１において、制御部９により行われる負圧形成処理の一例について、図４及び図５を参照して以下説明する。
図４は、インク初期導入後や加圧メンテナンス後に正圧状態又は大気圧状態等となっている負圧形成部８６内を所定の負圧状態とするために行われる負圧形成処理の一例を示すフローチャートである。図５は、印画動作中において、インク吐出により変動する負圧形成部８６内の圧力を、所定圧力範囲内の負圧状態とするために行われる負圧形成処理の一例を示すフローチャートである。

まず、図４を参照してインク初期導入後や加圧メンテナンス後に行われる負圧形成処理の一例について説明する。なお、図４に示す負圧形成処理を行っている間はヘッド３による印画動作は行っていないものとする。

まず、制御部９は、圧力センサー８６６により検知された結果に基づいて、負圧形成部８６内の圧力が第１の所定値より高いか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、第１の所定値としては、ヘッド３内が所望の負圧状態を形成する程度の負圧形成部８６内の圧力値である。
負圧形成部８６内の圧力が第１の所定値以下であると判定されると（ステップＳ１０１；ＮＯ）、負圧形成部８６内は既に所定の負圧状態となっているため、制御部９は、負圧形成処理を終了する。

一方、負圧形成部８６内の圧力が第１の所定値より高いと判定されると（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）、制御部９は、第１開閉弁８１２及び第３開閉弁８３５を閉鎖するとともに、第２開閉弁８８２を開放する（ステップＳ１０２）。これにより、サブタンク８２と負圧形成部８６とが第３インク流路８８１を介して接続される。また、第３開閉弁８３５を閉鎖することで、第２インク流路８２３と第３インク流路８８１の合流点において、第３開閉弁８３５側から第３インク流路８８１へのインクの流入を防止し、負圧形成部８６側から第３インク流路８８１へインクを効率的に流入させることができる。

次に、制御部９は、第１送液ポンプ８１４によるインクの送液を開始する（ステップＳ１０３）。上記ステップＳ１０２で第１開閉弁８１２は閉鎖されているので、メインタンク８１内のインクはサブタンク８２に供給されず、第３インク流路８８１を介して負圧形成部８６内のインクがサブタンク８２に供給される。これにより、負圧形成部８６内のインクを回収することができ、負圧形成部８６内の圧力を低下させることができる。

次に、制御部９は、負圧形成部８６内の圧力が第１の所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。負圧形成部８６内の圧力が第１の所定値より高いと判定されると（ステップＳ１０４；ＮＯ）、制御部９は、再度ステップＳ１０４の処理を行う。すなわち、制御部９は、負圧形成部８６内の圧力が第１の所定値以下となるまで第１送液ポンプ８１４によるインクの送液を継続し、負圧形成部８６内の圧力を低下させる。

負圧形成部８６内の圧力が第１の所定値以下であると判定されると（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）、制御部９は、第１送液ポンプ８１４によるインクの送液を停止する（ステップＳ１０５）。このとき、制御部９は、三方切替バルブ８４８を切り替えて、第２インク流路８２３上においてサブタンク８２と負圧形成部８６との接続を解除する。これにより、負圧形成部８６内を所望の負圧状態に保つことができる。

最後に、制御部９は、第２開閉弁８８２を閉鎖するとともに、第３開閉弁８３５を開放し（ステップＳ１０６）、サブタンク８２内のインクを負圧形成部８６に送液可能な状態としておく。
このようにして負圧形成処理を行う。

続いて、図５を参照して印画動作中に行われる負圧形成処理の一例について説明する。
なお、図５に示す負圧形成処理を行っている間、ヘッド３による印画動作を並行して行っているものとする。
また、図５に示す負圧形成処理のステップＳ２０１〜Ｓ２０６は、上記した図４に示す負圧形成処理のステップＳ１０１〜Ｓ１０６と同様の処理であるため、重複する部分についてはその説明を省略する。

まず、制御部９は、ステップＳ２０１において、負圧形成部８６内の圧力が第１の所定値より高いか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、第１の所定値としては、ヘッド３内が所望の負圧状態を形成する程度の負圧形成部８６内の圧力値であって、その上限値である。
負圧形成部８６内の圧力が第１の所定値以下であると判定されると（ステップＳ２０１；ＮＯ）、制御部９は、後述するステップＳ２０７の処理を行う。

また、制御部９は、ステップＳ２０６において第２開閉弁８８２を閉鎖するとともに第３開閉弁８３５を開放した後、圧力センサー８６６により検知された結果に基づいて、負圧形成部８６内の圧力が第２の所定値より低いか否かを判定する（ステップＳ２０７）。ここで、第２の所定値としては、ヘッド３内が所望の負圧状態を形成する程度の負圧形成部８６内の圧力値であって、その下限値である。
負圧形成部８６内の圧力が第２の所定値以上であると判定されると（ステップＳ２０７；ＮＯ）、制御部９は、後述するステップＳ２１１の処理を行う。

一方、負圧形成部８６内の圧力が第２の所定値より低いと判定されると（ステップＳ２０７；ＹＥＳ）、制御部９は、第２送液ポンプ８３６によるインクの送液を開始する（ステップＳ２０８）。ステップＳ２０６で第２開閉弁８８２は閉鎖され、第３開閉弁８２５は開放されているので、第２送液ポンプ８３６の送液動作によりサブタンク８２内のインクは第２インク流路８２３を介して負圧形成部８６に送液される。これにより、負圧形成部８６内にインクを供給することができ、負圧形成部８６内の圧力を上昇させることができる。

次に、制御部９は、負圧形成部８６内の圧力が第２の所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０９）。負圧形成部８６内の圧力が第２の所定値よりも低いと判定されると（ステップＳ２０９；ＮＯ）、制御部９は、再度ステップＳ２０９の処理を行う。すなわち、制御部９は、負圧形成部８６内の圧力が第２の所定値以上となるまで第２送液ポンプ８３６によるインクの送液を継続し、負圧形成部８６内の圧力を上昇させる。

負圧形成部８６内の圧力が第２の所定値以上であると判定されると（ステップＳ２０９；ＹＥＳ）、制御部９は、第２送液ポンプ８３６によるインクの送液を停止する（ステップＳ２１０）。このとき、制御部９は、三方切替バルブ８４８を切り替えて、第２インク流路８２３上においてサブタンク８２と負圧形成部８６との接続を解除する。これにより、負圧形成部８６内を所望の負圧状態に保つことができる。

最後に、制御部９は、ヘッド３による印画動作が終了したか否かを判定する（ステップＳ２１１）。印画動作が終了していないと判定されると（ステップＳ２１１；ＮＯ）、制御部９は、再度ステップＳ２０１の処理を行う。すなわち、制御部９は、印画動作が終了するまで、ステップＳ２０１〜Ｓ２１１の処理を繰り返し行う。
一方、印画動作が終了したと判定されると（ステップＳ２１１；ＹＥＳ）、制御部９は、負圧形成処理を終了する。
このようにして負圧形成処理を行う。

以上、上記した実施形態によれば、インク供給装置８が、インクを貯留するメインタンク８１と、メインタンク８１から供給されるインクを貯留するサブタンク８２と、メインタンク８１とサブタンク８２とを連通する第１インク流路８１１と、第１インク流路８１１に設けられメインタンク８１内のインクをサブタンク８２に送液する第１送液ポンプ８１４と、第１インク流路８１１においてメインタンク８１と第１送液ポンプ８１４との間に設けられ第１インク流路８１１を開閉する第１開閉弁８１２と、サブタンク８２から供給されるインクを貯留してヘッド３に供給し内部の圧力が調整されることでヘッド３内を負圧状態とする負圧形成部８６と、負圧形成部８６内の圧力を検知する圧力センサー８６６と、サブタンク８２と負圧形成部８６とを連通する第２インク流路８２３と、第２インク流路８２３に設けられサブタンク８２内のインクを負圧形成部８６に送液する第２送液ポンプ８３６と、第２インク流路８２３における第２送液ポンプ８３６と負圧形成部８６との間と第１インク流路８１１における第１開閉弁８１２と第１送液ポンプ８１４との間とを連通する第３インク流路８８１と、第３インク流路８８１に設けられ第３インク流路８８１を開閉する第２開閉弁８８２と、圧力センサー８６６により検知された負圧形成部８６内の圧力に基づいて、第１送液ポンプ８１４、第１開閉弁８１２、第２送液ポンプ８３６及び第２開閉弁８８２をそれぞれ駆動制御することで負圧形成部８６内の圧力を調整する制御部９と、を備えるので、メインタンク８１内のインクをサブタンク８２に送液する第１送液ポンプ８１４を用いて、負圧形成部８６内のインクを排出し負圧形成部８６内の圧力を調整することができる。このため、負圧形成部８６内のインクを排出するために双方向ポンプや複数の送液ポンプを設ける必要がなく、簡易なインク流路構成で負圧形成部内の圧力を調整可能であって、装置の大型化及びコストの増大を抑制することができる。

また、制御部９が、圧力センサー８６６により検知された負圧形成部８６内の圧力が、第１の所定値よりも高い場合、第１開閉弁８１２を閉鎖するとともに第２開閉弁８８２を開放し、第１送液ポンプ８１４によりインクを送液することで、負圧形成部８６から第３インク流路８８１を介してサブタンク８２にインクを送液して負圧形成部８６内の圧力を調整するので、インク初期導入後や加圧メンテナンス後に、負圧形成部８６内の圧力が所定値より高くなったとしても、負圧形成部８６内を所定の負圧状態とすることができる。また、印画動作中に、負圧形成部８６内の圧力が所定値より高くなったとしても、負圧形成部８６内を所定の負圧状態に復帰させることができる。

また、制御部９が、圧力センサー８６６により検知された負圧形成部８６内の圧力が、第１の所定値よりも低い第２の所定値より更に低い場合、第２開閉弁８８２を閉鎖し、第２送液ポンプ８３６によりインクを送液することで、サブタンク８２から第２インク流路８２３を介して負圧形成部８６にインクを送液して負圧形成部８６内の圧力を調整するので、印画動作中に、負圧形成部８６内のインクがヘッド３から吐出されて、負圧形成部８６内の圧力が低くなり過ぎたとしても、負圧形成部８６内を所定の負圧状態に復帰させることができる。

また、第２インク流路８２３においてサブタンク８２と第２送液ポンプ８３６との間に設けられ第２インク流路８２３を開閉する第３開閉弁８３５を更に備えるので、当該第３開閉弁８３５を閉鎖状態とすることで、第２インク流路８２３と第３インク流路８８１との合流点において、負圧形成部８６側からのみ第３インク流路８８１内にインクが引き込まれ、負圧形成部８６内のインクを効率的に回収することができる。

また、負圧形成部８６が、開口部が形成されインクを貯留する容器本体８６１と、開口部を覆う可撓性のフィルム部材８６２と、容器本体８６１の内部から外側に向かってフィルム部材８６２を付勢するバネ部材８６３とを有するので、負圧形成部８６を簡易な構成とすることができ、装置コストを更に抑制できる。

なお、本発明の実施の形態における記述は、本発明に係るインク供給装置及びインクジェット記録装置の一例であり、これに限定されるものではない。インク供給装置及びインクジェット記録装置を構成する各機能部の細部構成及び細部動作に関しても適宜変更可能である。また、本発明のインク供給装置及びインクジェット記録装置は、記録媒体に対して印画動作を行う場合のみならず、基板に対して配線材料を吐出することで配線パターンを形成する等、その他の用途に用いることも可能である。

また、上記した実施形態では、第２インク流路８２３に第３開閉弁８３５が設けられているものとしたが、第３開閉弁８３５は設けられていなくても良い。

また、上記した実施形態では、負圧形成部８６が、容器本体８６１、フィルム部材８６２及びバネ部材８６３を有して構成されているものとしたが、これに限られるものではない。負圧形成部８６は、インクを貯留可能であって、インクが排出されることで内部の圧力を低下させることが可能に構成されていれば良い。

また、上記した実施形態では、第２インク流路８２３に脱気モジュール８３１が設けられているものとしたが、脱気モジュール８３１は設けられていなくても良い。

本発明は、インク供給装置及びインクジェット記録装置に利用することができる。

１インクジェット記録装置
３ヘッド（インクジェットヘッド）
８インク供給装置
８１メインタンク（第１インクタンク）
９制御部
８２サブタンク（第２インクタンク）
８６負圧形成部
８１１第１インク流路
８１２第１開閉弁
８１４第１送液ポンプ
８２３第２インク流路
８３１脱気モジュール
８３５第３開閉弁
８３６第２送液ポンプ
８６１容器本体
８６２フィルム部材
８６３バネ部材（弾性部材）
８６６圧力センサー（圧力検知部）
８８１第３インク流路
８８２第２開閉弁

Claims

インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給装置であって、
インクを貯留する第１インクタンクと、
前記第１インクタンクから供給されるインクを貯留する第２インクタンクと、
前記第１インクタンクと前記第２インクタンクとを連通する第１インク流路と、
前記第１インク流路に設けられ、前記第１インクタンク内のインクを前記第２インクタンクに送液する第１送液ポンプと、
前記第１インク流路において前記第１インクタンクと前記第１送液ポンプとの間に設けられ、前記第１インク流路を開閉する第１開閉弁と、
前記第２インクタンクから供給されるインクを貯留して前記インクジェットヘッドに供給し、内部の圧力が調整されることで前記インクジェットヘッド内を負圧状態とする負圧形成部と、
前記負圧形成部内の圧力を検知する圧力検知部と、
前記第２インクタンクと前記負圧形成部とを連通する第２インク流路と、
前記第２インク流路に設けられ、前記第２インクタンク内のインクを前記負圧形成部に送液する第２送液ポンプと、
前記第２インク流路における前記第２送液ポンプと前記負圧形成部との間と、前記第１インク流路における前記第１開閉弁と前記第１送液ポンプとの間と、を連通する第３インク流路と、
前記第３インク流路に設けられ、前記第３インク流路を開閉する第２開閉弁と、
前記圧力検知部により検知された前記負圧形成部内の圧力に基づいて、前記第１送液ポンプ、前記第１開閉弁、前記第２送液ポンプ及び前記第２開閉弁をそれぞれ駆動制御することで、前記負圧形成部内の圧力を調整する制御部と、を備えることを特徴とするインク供給装置。
前記制御部は、前記圧力検知部により検知された前記負圧形成部内の圧力が、第１の所定値よりも高い場合、前記第１開閉弁を閉鎖するとともに前記第２開閉弁を開放し、前記第１送液ポンプによりインクを送液することで、前記負圧形成部から前記第３インク流路を介して前記第２インクタンクにインクを送液して前記負圧形成部内の圧力を調整することを特徴とする請求項１に記載のインク供給装置。
前記制御部は、前記圧力検知部により検知された前記負圧形成部内の圧力が、前記第１の所定値よりも低い第２の所定値より更に低い場合、前記第２開閉弁を閉鎖し、前記第２送液ポンプによりインクを送液することで、前記第２インクタンクから前記第２インク流路を介して前記負圧形成部にインクを送液して前記負圧形成部内の圧力を調整することを特徴とする請求項２に記載のインク供給装置。
前記第２インク流路において前記第２インクタンクと前記第２送液ポンプとの間に設けられ、前記第２インク流路を開閉する第３開閉弁を更に備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のインク供給装置。
前記負圧形成部は、開口部が形成されインクを貯留する容器本体と、前記開口部を覆う可撓性のフィルム部材と、前記容器本体の内部から外側に向かって前記フィルム部材を付勢する弾性部材とを有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のインク供給装置。
前記第２インク流路において前記第２インクタンクと前記第２送液ポンプとの間に設けられる脱気モジュールを更に備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のインク供給装置。
請求項１から６のいずれか一項に記載のインク供給装置と、
前記インク供給装置により供給されたインクを吐出するインクジェットヘッドと、を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。