WO2016072258A1 - インク供給装置、インクジェット記録装置及びインク供給方法 - Google Patents
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- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/19—Ink jet characterised by ink handling for removing air bubbles
Definitions
- the present invention relates to an ink supply apparatus, an ink jet recording apparatus, and an ink supply method.
- an ink jet recording apparatus that forms an image on a recording medium by pressurizing ink in a pressure generating chamber in an ink jet head and ejecting ink droplets from a nozzle is known.
- the ink jet recording apparatus if bubbles are included in the ink, the pressure in the pressure generating chamber is lowered, and the ink droplet ejection performance is lowered. For this reason, the ink is sufficiently deaerated at a factory or the like so as not to contain dissolved gas, and is filled in an air shielding bag, which is used by being attached to an ink jet recording apparatus.
- an inkjet recording apparatus that consumes a large amount of ink during recording by performing high-speed printing with a large number of nozzles of the inkjet head includes an ink tank that is filled with ink.
- a configuration including a deaeration module in between is employed (see, for example, Patent Document 1).
- the deaeration module is configured by partitioning an ink channel through which ink flows and a gas channel through which gas flows by being connected to a deaeration pump by a permeable member that transmits dissolved gas in the ink. More specifically, the deaeration module has a tube-shaped hollow fiber membrane with numerous fine holes that allow gas to pass but not liquid, and the inside or outside of the hollow fiber membrane is in a vacuum state.
- the dissolved gas is extracted from the ink flowing inside or outside the hollow fiber membrane.
- the degassing pump is operated to degas the gas flow path of the degassing module, and the ink that contacts the hollow fiber membrane is degassed within the ink flow path. Then, the degassed ink is sent to the ink jet head to form an image.
- the degassing pump is operated in advance to remove the gas flow path of the degassing module. After the gas passage reached a predetermined degree of vacuum, the liquid feed pump was operated to introduce ink into the deaeration module.
- the hollow fiber membranes constituting the deaeration module are provided innumerably to increase the contact area with the ink, and thus the ink flow path often has a complicated shape. Therefore, when the ink is forcibly introduced into the deaeration module by a liquid feed pump or the like, the residual gas such as air remaining between the hollow fiber membranes is mixed with the ink, so that the amount of dissolved gas in the ink Will increase. Accordingly, there is a problem that it takes a long time for the deaeration process of the ink, and the image formation cannot be started immediately even if the ink is initially introduced.
- an object of the present invention is to provide an ink supply apparatus, an ink jet recording apparatus, and an ink supply method capable of quickly introducing an ink without causing gas to remain in the deaeration module and quickly starting image formation. is there.
- An ink supply device for supplying ink to an inkjet head A degassing module in which an ink flow path connected to the ink supply source and through which the ink flows and a gas flow path through which the gas flows are partitioned by a permeable member capable of transmitting dissolved gas in the ink; A degassing pump for degassing the degassing module by degassing the gas flow path; The gas passage is deaerated by the deaeration pump, the ink passage is degassed through the permeable member, and the ink passage becomes negative pressure so that the ink flows in. And a controller that feeds ink to the inkjet head after the flow path is filled with ink.
- the Invention of Claim 2 is an ink supply apparatus of Claim 1, Comprising:
- the deaeration module is an external reflux type hollow fiber membrane deaeration module.
- Invention of Claim 3 is an ink supply apparatus of Claim 1 or 2, Comprising: A detecting means for detecting that the ink flow path is filled with ink; The control unit may determine whether the ink flow path is filled with ink based on a detection result by the detection unit.
- Invention of Claim 4 is an ink supply apparatus of Claim 1 or 2, Comprising:
- the control unit may determine whether or not the ink channel is filled with ink based on an elapsed time from the start of degassing in the gas channel by the degassing pump.
- Invention of Claim 5 is an ink supply apparatus as described in any one of Claim 1 to 4, Comprising: A liquid feed pump for feeding ink to the inkjet head; The controller is configured to send ink to the inkjet head by the liquid feeding pump after the ink flow path is filled with ink.
- the invention according to claim 6 is an ink jet recording apparatus, An ink supply device according to any one of claims 1 to 5, And an ink jet head that discharges ink supplied by the ink supply device.
- an ink supply method for supplying ink to an inkjet head In the degassing module, an ink flow path connected to an ink supply source through which ink flows and a gas flow path through which gas flows are partitioned by a permeable member capable of transmitting dissolved gas in the ink. Degassing, By degassing the gas flow path, the inside of the ink flow path is degassed via the transmission member, and the ink flow path becomes negative pressure so that ink flows in, and the inside of the ink flow path And a step of feeding ink to the ink jet head after the ink is filled with ink.
- an ink supply apparatus an ink jet recording apparatus, and an ink supply method that can introduce ink without causing gas to remain in the deaeration module and can quickly start image formation.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a main configuration of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a figure explaining the path
- FIG. 1 is a diagram showing a main configuration of an ink jet recording apparatus 1 according to an embodiment of the present invention.
- the inkjet recording apparatus 1 includes a paper feeding unit 10, an image forming unit 20, a paper discharge unit 30, and a control unit 40 (see FIG. 5). Under the control of the control unit 40, the inkjet recording apparatus 1 conveys the recording medium P stored in the paper feeding unit 10 to the image forming unit 20, and forms an image on the recording medium P with the image forming unit 20. The formed recording medium P is discharged to the paper discharge unit 30.
- the paper feed unit 10 includes a paper feed tray 11 that stores the recording medium P, and a transport unit 12 that transports the recording medium P from the paper feed tray 11 to the image forming unit 20.
- the paper feed tray 11 is a plate-like member provided so that one or a plurality of recording media P can be placed thereon.
- the paper feed tray 11 is provided so as to move up and down according to the amount of the recording medium P placed on the paper feed tray 11, and the uppermost recording medium P is transported by the transport unit 12 in the vertical movement direction. Held at a position.
- the transport unit 12 includes a transport mechanism that transports the recording medium P on the belt 123 by driving a ring-shaped belt 123 supported by a plurality of (for example, two) rollers 121 and 122 on the inner side, and a paper feed tray 11.
- a supply unit that transfers the uppermost recording medium P placed on the belt 123 onto the belt 123.
- the transport unit 12 transports the recording medium P transferred from the supply unit onto the belt 123 so as to follow the belt 123.
- the image forming unit 20 includes an image forming drum 21 that carries the recording medium P along a cylindrical outer peripheral surface, and a transfer unit that transfers the recording medium P conveyed by the conveying unit 12 of the paper feeding unit 10 to the image forming drum 21. 22.
- a sheet heating unit 23 for heating the recording medium P carried on the image forming drum 21; a head unit 24 for ejecting ink onto the recording medium P carried on the image forming drum 21;
- An irradiation unit 25 that irradiates energy rays for curing the ink ejected on the recording medium, and a delivery unit 26 that conveys the recording medium P irradiated by the irradiation unit 25 from the image forming drum 21 to the paper discharge unit 30.
- the image forming drum 21 carries the recording medium P along the cylindrical outer peripheral surface, and conveys the recording medium P as it rotates.
- the conveyance surface of the image forming drum 21 faces the paper heating unit 23, the head unit 24, and the irradiation unit 25, and performs processing related to image formation on the conveyed recording medium P.
- the delivery unit 22 is provided at a position interposed between the conveyance unit 12 of the paper feeding unit 10 and the image forming drum 21.
- the delivery unit 22 includes a claw part 221 that supports one end of the recording medium P conveyed by the conveyance part 12, a cylindrical delivery drum 222 that guides the recording medium P carried by the claw part 221, and the like.
- the recording medium P on the portion 12 is picked up by the claw portion 221 and is moved along the outer peripheral surface of the transfer drum 222 to guide the recording medium P in the direction along the outer peripheral surface of the image forming drum 21 and transfer it to the image forming drum 21. .
- the paper heating unit 23 includes, for example, a heating wire and generates heat in response to energization.
- the sheet heating unit 23 is provided in the vicinity of the outer peripheral surface of the image forming drum 21 and on the upstream side of the head unit 24 in the conveyance direction of the recording medium P by the rotation of the image forming drum 21. Heat generation of the sheet heating unit 23 is controlled by the control unit 40 so that the recording medium P carried on the image forming drum 21 and passing through the vicinity of the sheet heating unit 23 has a predetermined temperature.
- a temperature sensor (not shown) is provided in the vicinity of the paper heating unit 23. Based on the temperature in the vicinity of the paper heating unit 23 detected by the temperature sensor, the control unit 40 causes the recording medium P carried on the image forming drum 21 and passing through the vicinity of the paper heating unit 23 to have a predetermined temperature. The operation of the paper heating unit 23 is controlled.
- the head unit 24 discharges ink to the recording medium P carried on the image forming drum 21 to form an image.
- the head unit 24 is provided for each color of C (cyan), M (magenta), Y (yellow), and K (black).
- head units 24 corresponding to the colors Y, M, C, and K are provided in order from the upstream with respect to the conveyance direction of the recording medium P that is conveyed along with the rotation of the image forming drum 21.
- the head unit 24 of this embodiment is provided with a length (width) that covers the entire recording medium P in a direction (width direction) perpendicular to the conveyance direction of the recording medium P. That is, the ink jet recording apparatus 1 is a one-pass line head type ink jet recording apparatus.
- the head unit 24 is configured by arranging a plurality of inkjet heads 24a.
- the irradiation unit 25 includes, for example, a fluorescent tube such as a low-pressure mercury lamp, and irradiates energy rays such as ultraviolet rays by light emitted from the fluorescent tube.
- the irradiation unit 25 is provided in the vicinity of the outer peripheral surface of the image forming drum 21 and on the downstream side of the head unit 24 in the conveyance direction of the recording medium P by the rotation of the image forming drum 21.
- the irradiation unit 25 irradiates the recording medium P carried on the image forming drum 21 and ejects the ink with an energy ray, and cures the ink on the recording medium P by the action of the energy ray.
- the fluorescent tube emitting ultraviolet rays is not limited to a low-pressure mercury lamp, but a mercury lamp having an operating pressure of several hundred Pa to 1 MPa, a light source usable as a germicidal lamp, a cold cathode tube, an ultraviolet laser light source, a metal halide lamp, a light emitting diode.
- the light source is a power-saving light source (for example, a light emitting diode) that can irradiate ultraviolet rays with higher illuminance.
- the energy rays are not limited to ultraviolet rays, but may be any energy rays having a property of curing ink according to the properties of the ink, and the light source is replaced according to the energy rays.
- the delivery unit 26 drives a ring-shaped belt 263 supported by a plurality of (for example, two) rollers 261 and 262 on the inner side, and conveys the recording medium P on the belt 263, and the recording medium P as an image. It has a cylindrical delivery roller 264 and the like that delivers from the forming drum 21 to the transport mechanism. The delivery unit 26 conveys the recording medium P transferred on the belt 263 by the transfer roller 264 so as to be along the belt 263 and sends it to the paper discharge unit 30.
- the paper discharge unit 30 includes a plate-shaped paper discharge tray 31 on which the recording medium P sent out from the image forming unit 20 by the delivery unit 26 is placed, and the recording medium P after image formation is taken out by the user. Store up to.
- the ink used in the inkjet recording apparatus 1 of the present invention is not particularly limited, but, for example, ultraviolet (UV) curable ink is used.
- This UV curable ink is a gel-like ink that changes in phase between a gel state and a liquid (sol) state in accordance with temperature when UV is not irradiated.
- the ink has a predetermined temperature, for example, a phase change temperature of about 40 to 100 ° C., and is uniformly liquefied (solified) by being heated and raised above the phase change temperature.
- the ink gels below the predetermined temperature including the normal room temperature (0 to 30 ° C.).
- the ink used in the ink supply device 60 and the ink jet recording apparatus 1 of the present invention is not limited to the gel ink as described above, and may be an aqueous ink or an ink having other physical properties.
- FIG. 2 is a diagram illustrating an ink path in the inkjet recording apparatus 1 of the present embodiment.
- FIG. 3 is an enlarged view of a part of the ink path.
- the ink pumped out from the ink tank 51 of the ink supply unit 50 by the supply pump 53 is supplied to each inkjet head 24a via the ink path 24b.
- the ink that has not been ejected by each inkjet head 24a can be returned to the ink path 24b.
- a second sub tank (ink supply source) 241, a deaeration module 242, a liquid feed pump 243, a check valve 244, a first sub tank 245, and the like are provided in the ink path 24b. Although these are not specifically limited, For example, it is connected with the member of the hollow annular tube structure.
- a circulation pump 246 is provided in parallel with the deaeration module 242, and the ink flowing out from the deaeration module 242 is passed through the circulation path 24 c connected to both ends of the deaeration module 242. It can be returned to the front of the entrance 2422.
- the ink jet head 24a, the ink path 24b, and the circulation path 24c are heated and kept warm by an ink heating unit 270 such as a heater or a heat transfer member that transfers heat from the heater so that the ink temperature is maintained at an appropriate temperature. It has become.
- an ink heating unit 270 such as a heater or a heat transfer member that transfers heat from the heater so that the ink temperature is maintained at an appropriate temperature. It has become.
- a heating wire is used, and when energized, Joule heat is generated.
- the heat transfer member a member having high thermal conductivity, for example, a heat conductive plate made of various metals (alloys) is used, covering the piping of the ink path 24b and the circulation path 24c, the second sub tank 241 and the second It is provided in contact with the side wall of one sub tank 245.
- the deaeration module 242 includes a check valve 247, a trap 248, a vacuum pump (deaeration pump) 249, and the like connected in series to constitute a deaeration device.
- the second sub-tank 241 is one or a plurality of ink chambers for storing ink pumped from the ink tank 51 by the supply pump 53.
- the capacity of the second sub tank 241 is usually smaller than the ink tank 51.
- the second sub tank 241 is provided with a float sensor 241a, and the control unit 40 operates the supply pump 53 based on the liquid level position detection data by the float sensor 241a so that a predetermined amount of ink is stored. It has become.
- the deaeration module 242 performs a deaeration process for removing a gas such as air from the ink that has flowed in, and discharges the deaerated ink.
- the deaeration module 242 of this embodiment is an external reflux type hollow fiber membrane deaeration module.
- the deaeration module 242 of this embodiment can reduce the air concentration in the ink to a level that does not adversely affect the ink ejection by one deaeration, but it performs deaeration multiple times. Thus, the air concentration can be further reduced.
- FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along a plane passing through the central axis of the cylindrical deaeration module 242.
- the deaeration module 242 has a shape in which a large number of hollow fiber membranes (permeation members) 2426 cover the periphery of the central tube 2424 inside the outer shell 2421.
- One end of the central tube 2424 is connected to the ink inlet 2422, and the other is sealed with a plug 2424a.
- An infinite number of fine holes 2424b are provided on the outer wall of the central tube 2424, and the ink that has flowed into the central tube 2424 from the ink inlet 2422 flows out of the fine holes 2424b to the surroundings to form hollow fibers.
- An ink flow path 2428 is constituted by the ink outlet 2422, the inside of the central tube 2424, the outer side of the central tube 2424, between the hollow fiber membranes 2426, the ink outlet 2423, and the like.
- the hollow fiber membrane 2426 has a large number of hollow fine yarn structures with one end blocked, and the membrane surface has gas permeability.
- the other end of the fine fiber structure of the hollow fiber membrane 2426 is connected to the gas outlet 2425, and the inside of the fine fiber structure of the hollow fiber membrane 2426 is decompressed by sucking air with the vacuum pump 249.
- a gas flow path 2429 is constituted by the inside of the fine fiber structure of the hollow fiber membrane 2426, the gas outlet 2425, and the like.
- the deaeration module 242 of the present embodiment is an external reflux type hollow fiber membrane deaeration module in which the inside of the hollow fiber membrane 2426 is deaerated and ink is circulated to the outside of the hollow fiber membrane 2426.
- the external reflux type pressure is applied in the direction in which the hollow fiber membrane contracts. Therefore, the hollow fiber membrane is more hollow than the internal reflux type in which the outside of the hollow fiber membrane is degassed and the ink is circulated inside the hollow fiber membrane. Less prone to problems such as film breakage.
- the ink flow path is complicated in the external reflux type, air tends to remain in the ink flow path at the initial introduction of the ink. Ink can be initially introduced without remaining.
- the initial introduction means that the ink path 24b of the deaeration module 242 or the ink jet head 24a is not filled with ink, and the ink jet recording apparatus 1 in a state where a gas such as air exists. Introducing ink into the ink supply system.
- Detection means) 2427 is provided.
- the position where the ink is most difficult to reach in the ink flow path 2428 is a position where the entire area in the ink flow path 2428 is filled with the ink when the ink reaches the position.
- a number of hollow fibers Examples include a position between the base ends of the film 2426, a position farthest from the ink inlet 2422 and also away from the ink outlet 2423, and the like.
- the liquid feed pump 243 sends the ink flowing out from the ink outlet 2423 of the deaeration module 242 to the first sub tank 245.
- a check valve 244 is provided between the liquid feed pump 243 and the first sub tank 245 to prevent the ink once sent to the first sub tank 245 from flowing backward.
- the liquid feed pump 243 is provided between the deaeration module 242 and the first sub-tank 245, but is not limited to this, and is provided between the second sub-tank 241 and the deaeration module 242. It is good as what is done.
- the first sub tank 245 is a small ink chamber in which the ink deaerated by the deaeration module 242 is temporarily stored. Although not particularly limited, the first sub tank 245 has substantially the same capacity as the second sub tank 241.
- the first sub tank 245 is connected to the inlet 240a of each inkjet head 24a, and ink corresponding to the amount of ink ejected from the nozzles is supplied from the first sub tank 245 to each inkjet head 24a.
- the first sub tank 245 is provided with a float sensor 245a, and the control unit 40 operates the liquid feed pump 243 based on the liquid level position detection data by the float sensor 245a so that a predetermined amount of ink is stored. It has become.
- the first sub tank 245 is provided with a floating lid 245b to cover the surface of the deaerated ink. Since the first sub tank 245 is open to the atmosphere, the contact area between the atmosphere and the degassed ink is reduced by the floating lid 245b, thereby preventing air from being mixed into the ink again. In the ink jet recording apparatus 1 used for industrial applications, since the ink deaerated by continuous image formation or the like is not stored in the first sub tank 245 for a long time, the amount of air mixed again is often small. Accordingly, the first sub tank 245 may be configured without the floating lid 245b.
- the ink that has not been ejected from the nozzles of the inkjet head 24a can be returned from the outlet 240b to the second sub tank 241 via the recovery path 241b and the valve 241c.
- the ink in the inkjet head 24a can be collected without being wasted by opening the valve 241c.
- a trap 248 is provided between the deaeration module 242 and the vacuum pump 249 via a check valve 247.
- the hollow fiber membrane 2426 normally does not allow liquid ink to pass therethrough, but a small amount of ink may pass depending on the degree of negative pressure by the vacuum pump 249.
- the trap 248 collects the ink before that.
- the ink collected by the trap 248 can be extracted by opening a valve (not shown) connected to the trap 248.
- the deaeration module 242 is provided in the middle of the normal ink flow path from the ink tank 51 to the inkjet head 24a, and the ink passes through the deaeration module 242 at least once. It has a configuration. That is, the deaeration process for the ink supplied from the ink tank 51 and the supply of the deaerated ink to the inkjet head 24a are performed as a series of operations without being switched.
- a circulation pump 246 and a circulation path 24c are provided in parallel with the deaeration module 242, and ink can be caused to flow into the deaeration module 242 a plurality of times as necessary, so that image formation is interrupted.
- the degree of deaeration can be increased by performing deaeration multiple times.
- the ink jet recording apparatus 1 is turned on, the deaeration degree of the ink that has been reduced can be quickly increased and recovered.
- a decrease in the degree of deaeration due to the retention of ink in the first sub-tank 245 poses no problem, but the ink retention time in the first sub-tank 245 is reduced due to the small amount of ink discharged. If the degassing module 242 increases the ink degassing degree when it is relatively long, an effect of maintaining the ink degassing degree in the entire first sub tank 245 can be obtained.
- the flow rate of the circulation pump 246 can be appropriately adjusted by the control unit 40.
- the flow rate of the circulation pump 246 may be controlled according to the amount of ink discharged from the inkjet head 24a so that the sum of the flow rates of the liquid feed pump 243 and the circulation pump 246 is constant.
- the circulation pump 246 is simply turned off while the liquid feed pump 243 is operating, and the circulation pump 246 is turned on when the circulation pump 246 is not operating (or when the ink flow rate is a predetermined value or less). It's also good.
- the maximum flow rate of the circulation pump 246 is set to be equal to or less than the maximum flow rate of the ink path 24b. Even if a flow rate larger than the maximum flow rate of the ink path 24b is set, the deaeration module 242 cannot allow sufficient ink to flow into the circulation path 24c. In particular, when the check valve 244 is not provided, This causes the ink to flow backward from the first sub tank 245, which causes a problem in the ink ejection in the inkjet head 24a. Further, as described above, the flow rate of the circulation pump 246 is not decreased with respect to the increase in the flow rate of the liquid feed pump 243, but within the range below the maximum flow rate of the ink path 24b, with respect to the flow rate of the liquid feed pump 243. By adjusting the circulation pump 246 at a predetermined flow rate, the ink may be adjusted so that the predetermined ratio of ink is always circulated.
- the ink in the ink path 24 b is heated and kept warm by the ink heating unit 270.
- the deaeration module 242 is provided with a heating wire 271 (heating unit). Since heat from the heater or heat transfer plate that covers the outside is difficult to be transferred to the inside of the deaeration module 242, by separately heating in this way and conducting heat to the inside, the inside of the normal ink path 24 b Ink is heated more efficiently inside the deaeration module 242 having a long ink residence time.
- the deaeration module 242 is appropriately circulated by the circulation pump 246 to circulate the ink in the deaeration module 242.
- the entire ink flowing through the circulation path 24c is heated and kept warm in an appropriate and balanced manner. Even when the ink is cooled when the ink jet recording apparatus 1 is turned on, the ink can be quickly heated so that it can be circulated and discharged at an appropriate temperature.
- the ink supply device 60 of the present invention is configured by the second sub tank 241, the liquid feed pump 243, the vacuum pump 249, the sensor 2427, the control unit 40, and the like.
- FIG. 5 is a block diagram showing the internal configuration of the inkjet recording apparatus 1.
- the control unit 40 is connected to each part constituting the ink jet recording apparatus 1 and controls each part constituting the ink jet recording apparatus 1.
- the control unit 40 includes a CPU 41, a RAM 42, a ROM 43, and the like.
- the CPU 41 reads out and executes various programs, data, and the like corresponding to the processing contents from a storage device such as the ROM 43, and controls the operation of each unit of the inkjet recording apparatus 1 according to the executed processing contents.
- the RAM 42 temporarily stores various programs and data processed by the CPU 41.
- the ROM 43 stores various programs and data read by the CPU 41 and the like.
- control unit 40 performs the following process when initially introducing ink into the inkjet recording apparatus 1. That is, the control unit 40 degasses the gas flow path 2429 by the vacuum pump 249, the inside of the ink flow path 2428 is degassed through the hollow fiber membrane 2426, and the ink flows into the ink flow path 2428. After the flow path 2428 is filled with ink, the liquid is fed to the inkjet head 24 a by the liquid feed pump 243. Further, the control unit 40 determines whether or not the ink flow path 2428 is filled with ink based on the detection result of the sensor 2427.
- FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of ink supply processing at the time of initial introduction.
- control unit 40 starts degassing in the gas flow path 2429 of the degassing module 242 by the vacuum pump 249 (step S101). At this time, the control unit 40 does not start the operations of the liquid feed pump 243 and the circulation pump 246.
- gas flow path 2429 When the gas flow path 2429 is deaerated more than a certain amount by the vacuum pump 249, gas such as air existing in the ink flow path 2428 starts to be removed through the hollow fiber membrane 2426, and the ink flow path 2428 is degassed. It will be done. As the inside of the ink flow path 2428 is deaerated to become a negative pressure, the region between the second sub tank 241 and the ink inlet 2422 in the ink path 24 b is also deaerated, and the second without using the liquid feed pump 243. Ink is naturally drawn from the sub tank 241 into the ink flow path 2428.
- the area between the ink outlet 2423 and the first sub tank 245 in the ink path 24b is also evacuated, but since the check valve 244 is provided, the area from the first sub tank 245 to the ink flow path 2428 is removed. Ink is not drawn into the ink. Further, since the liquid feed pump 243 has not started operating as described above, the ink that has flowed into the ink flow path 2428 fills the ink flow path 2428 without flowing out from the ink outlet 2423. As the ink drawn into the ink flow path 2428 from the second sub tank 241 fills the ink flow path 2428, the dissolved gas is removed from the portion in contact with the hollow fiber membrane 2426.
- control unit 40 determines whether or not the ink flow path 2428 is filled with ink based on the detection result of the sensor 2427 (step S102).
- the sensor 2427 is provided in the ink flow path 2428 at the position where the ink is most difficult to reach. Therefore, when the sensor 2427 detects the ink, the ink flow path 2428 is filled with ink. Can be considered.
- step S102 When it is determined that the ink flow path 2428 is not filled with ink (step S102; NO), the control unit 40 performs the process of step S102 again. On the other hand, when it is determined that the ink flow path 2428 is filled with ink (step S102; YES), the control unit 40 starts feeding ink to the inkjet head 24a by the liquid feed pump 243 (step S103). . In this way, the ink supply process at the time of initial introduction is performed.
- the control unit 40 determines whether or not the ink flow path 2428 is filled with ink based on the detection result of the sensor 2427.
- the control unit 40 starts timing when the vacuum pump 249 starts degassing the gas flow path 2429, and whether or not the ink flow path 2428 is filled with ink based on the elapsed time from the start of degassing. It is good also as what judges.
- the control unit 40 stores in advance the time from the start of degassing until the ink flow path 2428 is filled with ink, and when the actually measured time reaches the prestored time. It is determined that the ink flow path 2428 is filled with ink.
- FIGS. 7 to 9 show the case where the ink was initially introduced by the ink supply device 60 of the present invention (solid line A in FIGS. 7 to 9) and the case where the ink was initially introduced by the conventional ink supply device.
- 10 is a graph comparing cases (broken line B in FIGS. 7 to 9).
- the ink supply device of the prior art degass the gas flow path in the deaeration module by a vacuum pump, and when the inside of the gas flow path reaches a predetermined vacuum degree, The ink is sent to the ink flow path and the ink jet head.
- Each member constituting the ink supply device of the prior art is configured substantially the same as each member constituting the ink supply device 60 of the present invention described above, and the timing at which the ink flows into the deaeration module is different. ing.
- FIG. 7 is a graph in which the elapsed time from the start of ink feeding is plotted on the horizontal axis and the ratio of the vacuum pumping time of the vacuum pump is plotted on the vertical axis.
- the vacuum pump is started by the control unit, if the inside of the gas flow path is less than a predetermined vacuum degree set in advance, the vacuum pump is evacuated, and the inside of the gas flow path is set accordingly If the pressure is higher than the pressure, evacuation is stopped.
- the ratio of the evacuation time of the vacuum pump refers to the ratio of the time during which the vacuum pump is actually evacuating the time between plots in the graph of FIG. FIG.
- FIG. 8 is a graph in which the elapsed time from the start of ink feeding is plotted on the horizontal axis, and the degree of vacuum in the gas flow path of the deaeration module at each elapsed time is plotted on the vertical axis.
- the degree of vacuum shown on the vertical axis is indicated by the gauge pressure when the atmospheric pressure is 0 Pa. 7 and 8, “0 min” on the horizontal axis indicates the start of ink feeding as described above.
- the inside of the ink flow path 2428 is detected by the sensor 2427.
- the broken line B shows the time when the gas flow path of the deaeration module reaches a predetermined degree of vacuum. Therefore, at the time of the horizontal axis “0 min” in FIGS. 7 and 8, the elapsed time from the start of deaeration by the vacuum pump differs between the ink supply device 60 of the present invention and the ink supply device of the prior art. It is. Specifically, the ink supply device 60 of the present invention performs deaeration with the vacuum pump 249 for about 30 seconds longer than the ink supply device of the prior art.
- the ratio of the evacuation time of the vacuum pump 249 at the start of ink feeding (0 min) shows a high value. It gradually decreases with time. Further, as shown in FIG.
- the degree of vacuum in the gas flow path of the deaeration module decreases every time a predetermined time elapses from the ink feeding start time (0 min). This is because the ink supply device of the prior art starts to feed ink when the inside of the gas flow path of the deaeration module reaches a predetermined degree of vacuum. This is considered to be because ink and residual air are mixed by the ink flowing in. Accordingly, it is considered that the residual air is gradually extracted from the ink, whereby the degree of vacuum in the gas flow path of the deaeration module is lowered, and the ratio of the evacuation time of the vacuum pump is increased.
- the dissolved gas contained in the ink from the beginning cannot be removed until the residual air mixed with the ink is removed.
- the ink supply device of the prior art requires about 4.5 minutes until the residual air mixed with the ink is removed.
- the ink supply device 60 of the present invention is degassed for about 30 seconds longer than the ink supply device of the prior art before the ink feeding starts, but in the ink flow path 2428 at the beginning of the ink feeding. Since air does not remain and does not mix with the ink, the dissolved gas in the ink can be removed at the start of ink feeding.
- the ink supply device 60 of the present invention can initially introduce ink in a shorter time than the ink supply device of the prior art without causing gas to remain in the deaeration module 242.
- the horizontal axis represents the number of printed sheets when image formation by the ink jet recording apparatus is started immediately after the start of ink feeding
- the vertical axis represents the cumulative number of missing nozzles at the time of image formation for each number of printed sheets. It is a graph taken.
- the ink supply device 60 of the present invention it is understood that nozzle missing has never occurred even when 600 images are formed from the start of image formation.
- nozzle missing occurs every time a predetermined number of images are formed. This is because, as described above, the ink supply device of the prior art starts the ink feeding when the inside of the gas flow path of the deaeration module reaches a predetermined vacuum level. It is considered that air remains in the path, and ink and residual air are mixed by the ink flowing in. As a result, it is considered that a large number of nozzles are lost by supplying ink into the inkjet head in which residual air is mixed and dissolved gas contained from the beginning is not removed.
- the ink supply device 60 of the present invention in order to prevent nozzle missing, the ink is sent to the inkjet head until the residual air mixed in the ink and the dissolved gas contained from the beginning are removed.
- the liquid cannot be liquidated and image formation cannot be started promptly.
- the ink supply device 60 of the present invention is degassed for about 30 seconds longer than the ink supply device of the prior art. Does not occur. Therefore, according to the ink supply device 60 of the present invention, it can be said that the inkjet head can promptly start image formation.
- the ink supply device 60 that supplies ink to the inkjet head 24a includes the ink flow path 2428 that is connected to the second sub tank 241 and through which the ink flows and the gas flow path 2429 through which the gas flows.
- the inside of the gas flow path 2429 is degassed
- the inside of the ink flow path 2428 is degassed through the hollow fiber membrane 2426
- the ink flow path 2428 has a negative pressure.
- the gas present in the ink flow path 2428 does not mix with the ink, the gas can be reliably removed without remaining in the deaeration module 242, and the dissolved gas dissolved in the ink can be quickly removed. Can be removed. This also allows ink to be supplied to the inkjet head in a short time after deaeration by the vacuum pump 249 is started, and image formation can be started promptly.
- the deaeration module 242 is an external reflux type hollow fiber membrane deaeration module in which a gas such as air tends to remain in the ink flow path 2428 at the time of initial ink introduction, the hollow fiber membrane 2426 is provided as described above.
- the ink flows into the ink flow path 2428, so that the gas can be reliably removed without leaving a gas such as air in the ink flow path 2428.
- a sensor 2427 for detecting that the ink flow path 2428 is filled with ink is further provided, and the control unit 40 determines whether or not the ink flow path 2428 is filled with ink based on the detection result by the sensor 2427. Therefore, it is possible to more reliably detect that the ink flow path 2428 is filled with ink with a simple configuration.
- control unit 40 determines whether or not the ink channel 2428 is filled with ink based on the elapsed time from the start of degassing in the gas channel 2429 by the vacuum pump 249, Since it is not necessary to provide the sensor 2427, it can be detected that the ink flow path 2428 is filled with ink with a simpler configuration.
- the ink supply device 60 is a part of the configuration of the inkjet recording apparatus 1, but may be a device configured separately from the inkjet recording apparatus 1.
- the deaeration module 242 is an external reflux type hollow fiber membrane deaeration module.
- the present invention is not limited to this.
- the internal reflux type hollow fiber membrane deaeration is performed. It may be a module or other structure deaeration module.
- ink is supplied from the ink flow path 2428 of the degassing module 242 to the first sub tank 245.
- the first sub tank 245 may not be provided, and the ink flow path 2428 may be omitted.
- the ink may be directly fed to the inkjet head 24a.
- the present invention can be used for an ink supply apparatus, an ink jet recording apparatus, and an ink supply method.
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Abstract
脱気モジュール内に気体を残留させることなくインクを導入し、速やかに画像形成を開始させることのできるインク供給装置を提供する。インクジェットヘッド24aにインクを供給するインク供給装置60は、第2サブタンク241に接続されインクが流通するインク流路2428と、気体が流通する気体流路2429とが、インク中の溶存気体を透過可能な中空糸膜2426により仕切られた脱気モジュール242と、気体流路2429を脱気することで、脱気モジュール242内を脱気する真空ポンプ249と、真空ポンプ249により気体流路2429内を脱気し、中空糸膜2426を介してインク流路2428内が脱気されてインク流路2428内が負圧になることでインクが流入され、インク流路2428内がインクで満たされた後、インクジェットヘッド24aにインクを送液する制御部40と、を備える。
Description
本発明は、インク供給装置、インクジェット記録装置及びインク供給方法に関する。
従来、インクジェットヘッド内の圧力発生室のインクを加圧してノズルからインク滴を吐出させ、記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。
上記インクジェット記録装置にあっては、インクに気泡が含まれていると圧力発生室内の圧力が低下し、インク滴の吐出性能が低下する。このため、インクが溶存気体を含まないように工場等で十分に脱気して空気遮蔽袋に充填し、これをインクジェット記録装置に取り付けて使用していた。
一方、インクジェットヘッドのノズル数が多く、高速の印画を行うことで記録時に大量のインクを消費するインクジェット記録装置にあっては、インクを充填するインクタンクを備え、当該インクタンクとインクジェットヘッドとの間に脱気モジュールを備える構成が採用されている(例えば、特許文献1参照)。当該脱気モジュールは、インクが流通するインク流路と、脱気ポンプに接続されて気体が流通する気体流路とが、インク中の溶存気体を透過する透過部材により仕切られて構成される。より具体的には、脱気モジュールは、気体を透過させるが液体は透過させない程度の細かい穴が無数に開いたチューブ状の中空糸膜を有し、当該中空糸膜の内側又は外側が真空状態にされることで、当該中空糸膜の内側又は外側を流れるインク中から溶存気体を引き抜くように構成される。このような脱気モジュールを備えるインクジェット記録装置においては、脱気ポンプを動作させることで脱気モジュールの気体流路内を脱気し、インク流路内で中空糸膜に接触するインクを脱気し、脱気されたインクをインクジェットヘッドに送液して画像形成を行う。
上記インクジェット記録装置において、インクが導入される前の脱気モジュールやインクジェットヘッド等に対してインクを初期導入する際には、予め脱気ポンプを動作させて脱気モジュールの気体流路内を脱気し、当該気体流路内が所定の真空度に到達した後に、送液ポンプを動作させてインクを脱気モジュールへ導入していた。
しかしながら、脱気モジュールを構成する中空糸膜は、インクとの接触面積を増大させるべく無数に設けられ、これによりインク流路は複雑な形状を有している場合が多い。したがって、送液ポンプ等によりインクを脱気モジュール内へ強制的に導入させると、中空糸膜同士の間に残留した空気等の残留気体がインクに混ざり合ってしまうことでインク中の溶存気体量が増大してしまう。これにより、インクの脱気処理に長時間を要し、インクを初期導入してもすぐに画像形成を開始することができないといった問題があった。
そこで、本発明の課題は、脱気モジュール内に気体を残留させることなくインクを導入し、速やかに画像形成を開始させることのできるインク供給装置、インクジェット記録装置及びインク供給方法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、
インク供給源に接続されインクが流通するインク流路と、気体が流通する気体流路とが、インク中の溶存気体を透過可能な透過部材により仕切られた脱気モジュールと、
前記気体流路を脱気することで、前記脱気モジュール内を脱気する脱気ポンプと、
前記脱気ポンプにより前記気体流路内を脱気し、前記透過部材を介して前記インク流路内が脱気されて前記インク流路内が負圧になることでインクが流入され、前記インク流路内がインクで満たされた後、前記インクジェットヘッドにインクを送液する制御部と、を備えることを特徴とする。
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、
インク供給源に接続されインクが流通するインク流路と、気体が流通する気体流路とが、インク中の溶存気体を透過可能な透過部材により仕切られた脱気モジュールと、
前記気体流路を脱気することで、前記脱気モジュール内を脱気する脱気ポンプと、
前記脱気ポンプにより前記気体流路内を脱気し、前記透過部材を介して前記インク流路内が脱気されて前記インク流路内が負圧になることでインクが流入され、前記インク流路内がインクで満たされた後、前記インクジェットヘッドにインクを送液する制御部と、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、
前記脱気モジュールは、外部還流型の中空糸膜脱気モジュールであることを特徴とする。
前記脱気モジュールは、外部還流型の中空糸膜脱気モジュールであることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のインク供給装置であって、
前記インク流路内がインクで満たされたことを検知する検知手段を更に備え、
前記制御部は、前記検知手段による検知結果に基づいて、前記インク流路内がインクで満たされたか否かを判定することを特徴とする。
前記インク流路内がインクで満たされたことを検知する検知手段を更に備え、
前記制御部は、前記検知手段による検知結果に基づいて、前記インク流路内がインクで満たされたか否かを判定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又は2に記載のインク供給装置であって、
前記制御部は、前記脱気ポンプによる前記気体流路内の脱気開始時からの経過時間に基づいて、前記インク流路内がインクで満たされたか否かを判定することを特徴とする。
前記制御部は、前記脱気ポンプによる前記気体流路内の脱気開始時からの経過時間に基づいて、前記インク流路内がインクで満たされたか否かを判定す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、
前記インクジェットヘッドにインクを送液する送液ポンプを更に備え、
前記制御部は、前記インク流路内がインクで満たされた後、前記送液ポンプにより前記インクジェットヘッドにインクを送液することを特徴とする。
前記インクジェットヘッドにインクを送液する送液ポンプを更に備え、
前記制御部は、前記インク流路内がインクで満たされた後、前記送液ポンプにより前記インクジェットヘッドにインクを送液することを特徴とする。
請求項6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5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。
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。
請求項7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方法であって、
インク供給源に接続されインクが流通するインク流路と、気体が流通する気体流路とが、インク中の溶存気体を透過可能な透過部材により仕切られた脱気モジュールにおいて、前記気体流路内を脱気する工程と、
前記気体流路が脱気されることで、前記透過部材を介して前記インク流路内が脱気されて前記インク流路内が負圧になることでインクが流入され、前記インク流路内がインクで満たされた後、前記インクジェットヘッドにインクを送液する工程と、を有することを特徴とする。
インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給方法であって、
インク供給源に接続されインクが流通するインク流路と、気体が流通する気体流路とが、インク中の溶存気体を透過可能な透過部材により仕切られた脱気モジュールにおいて、前記気体流路内を脱気する工程と、
前記気体流路が脱気されることで、前記透過部材を介して前記インク流路内が脱気されて前記インク流路内が負圧になることでインクが流入され、前記インク流路内がインクで満たされた後、前記インクジェットヘッドにインクを送液する工程と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、脱気モジュール内に気体を残留させることなくインクを導入し、速やかに画像形成を開始させることのできるインク供給装置、インクジェット記録装置及びインク供給方法を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態に係るインク供給装置、インク供給方法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。
図1は、本発明の一実施形態であるインクジェット記録装置1の主要構成を示す図である。
インクジェット記録装置1は、給紙部10、画像形成部20、排紙部30及び制御部40(図5参照)を備える。インクジェット記録装置1は、制御部40の制御下で、給紙部10に格納された記録媒体Pを画像形成部20に搬送し、画像形成部20で記録媒体Pに画像を形成し、画像が形成された記録媒体Pを排紙部30に排紙する。
給紙部10は、記録媒体Pを格納する給紙トレー11と、給紙トレー11から画像形成部20へ記録媒体Pを搬送する搬送部12とを有する。
給紙トレー11は、一又は複数の記録媒体Pを載置可能に設けられた板状の部材である。給紙トレー11は、給紙トレー11に載置された記録媒体Pの量に応じて上下動するよう設けられており、当該上下動方向について、最上の記録媒体Pが搬送部12により搬送される位置で保持される。
搬送部12は、内側が複数(例えば、2本)のローラー121、122により担持された輪状のベルト123を駆動してベルト123上の記録媒体Pを搬送する搬送機構や、給紙トレー11上に載置された最上の記録媒体Pをベルト123上に受け渡す供給部を有する。搬送部12は、当該供給部によりベルト123上に受け渡された記録媒体Pをベルト123に沿わせるように搬送する。
画像形成部20は、円筒状の外周面に沿って記録媒体Pを担持する画像形成ドラム21、給紙部10の搬送部12により搬送された記録媒体Pを画像形成ドラム21に受け渡す受け渡しユニット22、画像形成ドラム21に担持された記録媒体Pを加熱する用紙加熱部23、画像形成ドラム21に担持された記録媒体Pにインクを吐出して画像を形成するヘッドユニット24、記録媒体P上に吐出されたインクを硬化させるためのエネルギー線を照射する照射部25、照射部25の照射を受けた記録媒体Pを画像形成ドラム21から排紙部30に搬送するデリバリー部26等を有する。
画像形成ドラム21は、円筒状の外周面に沿って記録媒体Pを担持し、回転に伴って当該記録媒体Pを搬送する。画像形成ドラム21の搬送面は、用紙加熱部23、ヘッドユニット24及び照射部25と対向し、搬送される記録媒体Pに対して画像形成に係る処理を行う。
受け渡しユニット22は、給紙部10の搬送部12と画像形成ドラム21との間に介在する位置に設けられる。受け渡しユニット22は、搬送部12により搬送された記録媒体Pの一端を担持する爪部221や、爪部221に担持された記録媒体Pを誘導する円筒状の受け渡しドラム222等を有し、搬送部12上の記録媒体Pを爪部221により取り上げて受け渡しドラム222の外周面に沿わせることで記録媒体Pを画像形成ドラム21の外周面に沿う向きに誘導して画像形成ドラム21に受け渡す。
用紙加熱部23は、例えば、電熱線等を有し、通電に応じて発熱する。用紙加熱部23は、画像形成ドラム21の外周面の近傍であって、画像形成ドラム21の回転による記録媒体Pの搬送方向についてヘッドユニット24の上流側に位置するよう設けられる。用紙加熱部23は、画像形成ドラム21に担持されて用紙加熱部23の近傍を通過する記録媒体Pが所定の温度となるようにその発熱を制御部40により制御される。
また、用紙加熱部23の近傍には図示しない温度センサーが設けられている。制御部40は、当該温度センサーにより検知された用紙加熱部23付近の温度に基づいて、画像形成ドラム21に担持されて用紙加熱部23の近傍を通過する記録媒体Pが所定の温度となるよう用紙加熱部23の動作を制御する。
ヘッドユニット24は、画像形成ドラム21に担持された記録媒体Pに対してインクを吐出し、画像を形成する。ヘッドユニット24は、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)の各色についてそれぞれ設けられている。図1では、画像形成ドラム21の回転に伴い搬送される記録媒体Pの搬送方向に対して上流からY、M、C、Kの各色に対応したヘッドユニット24が順番に設けられている。
本実施形態のヘッドユニット24は、記録媒体Pの搬送方向に垂直な方向(幅方向)について記録媒体Pの全体をカバーする長さ(幅)で設けられている。すなわち、インクジェット記録装置1は、ワンパス方式のラインヘッド型インクジェット記録装置である。ヘッドユニット24は、複数のインクジェットヘッド24aが配列されて構成されている。
本実施形態のヘッドユニット24は、記録媒体Pの搬送方向に垂直な方向(幅方向)について記録媒体Pの全体をカバーする長さ(幅)で設けられている。すなわち、インクジェット記録装置1は、ワンパス方式のラインヘッド型インクジェット記録装置である。ヘッドユニット24は、複数のインクジェットヘッド24aが配列されて構成されている。
照射部25は、例えば、低圧水銀ランプ等の蛍光管を有し、当該蛍光管の発光により紫外線等のエネルギー線を照射する。照射部25は、画像形成ドラム21の外周面の近傍であって、画像形成ドラム21の回転による記録媒体Pの搬送方向についてヘッドユニット24の下流側に位置するよう設けられる。照射部25は、画像形成ドラム21に担持されてインクが吐出された記録媒体Pに対してエネルギー線を照射して当該エネルギー線の作用により記録媒体P上のインクを硬化させる。
なお、紫外線を発する蛍光管は低圧水銀ランプに限らず、数百Pa~1MPa程度の動作圧力を有する水銀ランプ、殺菌灯として利用可能な光源、冷陰極管、紫外線レーザー光源、メタルハライドランプ、発光ダイオード等が挙げられるが、紫外線をより高照度で照射可能であって省電力な光源(例えば、発光ダイオード等)であることが望ましい。また、エネルギー線は紫外線に限らず、インクの性質に応じてインクを硬化させる性質を有するエネルギー線であれば良く、光源もエネルギー線に応じて置換される。
デリバリー部26は、内側が複数(例えば、2本)のローラー261、262により担持された輪状のベルト263を駆動してベルト263上の記録媒体Pを搬送する搬送機構や、記録媒体Pを画像形成ドラム21から当該搬送機構に受け渡す円筒状の受け渡しローラー264等を有する。デリバリー部26は、受け渡しローラー264によりベルト263上に受け渡された記録媒体Pをベルト263に沿わせるように搬送して排紙部30に送り出す。
排紙部30は、デリバリー部26により画像形成部20から送り出された記録媒体Pが載置される板状の排紙トレー31等を有し、画像形成後の記録媒体Pがユーザーにより取り出されるまで格納する。
ここで、本発明のインクジェット記録装置1に用いられるインクとしては、特には限られるものではないが、例えば、紫外線(UV)硬化型のインクが用いられる。このUV硬化型インクは、UVが照射されない状態では、温度に応じてゲル状態と液体(ゾル)状態との間で相変化するゲル状インクである。このインクは、所定の温度、例えば40~100℃程度の相変化温度を有し、この相変化温度以上に加熱上昇されることで一様に液化(ゾル化)する。一方、このインクは、通常の室温程度(0~30℃)を含む当該所定の温度以下ではゲル化する。
なお、本発明のインク供給装置60及びインクジェット記録装置1に用いられるインクとしては、上記のようなゲル状インクに限られるものではなく、水性インクやその他の物性を有するインクであっても良い。
なお、本発明のインク供給装置60及びインクジェット記録装置1に用いられるインクとしては、上記のようなゲル状インクに限られるものではなく、水性インクやその他の物性を有するインクであっても良い。
図2は、本実施形態のインクジェット記録装置1におけるインクの経路を説明する図である。また、図3は、当該インクの経路の一部を拡大して示した図である。
本実施形態のインクジェット記録装置1では、インク供給部50のインクタンク51から供給ポンプ53により汲み出されたインクは、インク経路24bを介して各インクジェットヘッド24aへ供給される。また、各インクジェットヘッド24aで吐出されなかったインクをインク経路24bに戻すことが可能な構成となっている。
インク経路24b中には、第2サブタンク(インク供給源)241と、脱気モジュール242と、送液ポンプ243と、逆止弁244と、第1サブタンク245等が設けられている。これらは、特に限定されるものではないが、例えば中空の円環状のチューブ構造の部材で繋がれている。
また、脱気モジュール242に対して並列に循環ポンプ246が設けられ、脱気モジュール242の両端に接続された循環経路24cを介し、脱気モジュール242から流出したインクを脱気モジュール242のインク流入口2422手前に戻すことが可能となっている。
これらインクジェットヘッド24a、インク経路24b及び循環経路24cは、ヒーターやヒーターからの熱を伝える伝熱部材等のインク加熱部270によって加熱、保温されて、インクの温度が適切な温度に保たれるようになっている。このインク加熱部270のヒーターとしては、例えば、電熱線が用いられ、通電されることによりジュール熱を生じる。伝熱部材としては、熱伝導率の高い部材、例えば、各種金属(合金)で形成された熱伝導板が用いられ、インク経路24bや循環経路24cの配管を覆ったり、第2サブタンク241や第1サブタンク245の側壁に接触させたりして設けられる。
また、脱気モジュール242には、逆止弁247と、トラップ248と、真空ポンプ(脱気ポンプ)249等が直列に接続されて、脱気装置が構成されている。
第2サブタンク241は、供給ポンプ53によりインクタンク51から汲み出されたインクを貯留する一又は複数のインク室である。第2サブタンク241の容量は、通常、インクタンク51より小さい。第2サブタンク241には、フロートセンサー241aが設けられ、当該フロートセンサー241aによる液面位置の検出データに基づいて制御部40が供給ポンプ53を動作させることにより所定量のインクが貯留されるようになっている。
脱気モジュール242は、流入したインクから空気等の気体を取り除く脱気処理を行い、当該脱気されたインクを排出する。本実施形態の脱気モジュール242は、外部還流型の中空糸膜脱気モジュールである。また、本実施形態の脱気モジュール242は、通常、1回の脱気でインクの吐出に悪影響を及ぼさないレベルまでインク中の空気濃度を低下させることができるが、複数回脱気を行うことで、更に空気濃度を低下させることができる。
図4は、円筒状の脱気モジュール242の中心軸を通る面で切断した概略断面図である。
脱気モジュール242は、外殻2421の内部において、中心管2424の周囲を多数の中空糸膜(透過部材)2426が覆う形状になっている。中心管2424の一端は、インク流入口2422に繋がり、他方は、プラグ2424aで封止されている。中心管2424の外壁には、無数の細穴2424b(ミシン穴)が設けられており、インク流入口2422から中心管2424に流入したインクは、これら細穴2424bから周囲に流出して、中空糸膜2426の間を抜けてインク流出口2423から流出する。これらインク流入口2422、中心管2424の内部、中心管2424の外側であって多数の中空糸膜2426の間、インク流出口2423等によりインク流路2428が構成されている。
脱気モジュール242は、外殻2421の内部において、中心管2424の周囲を多数の中空糸膜(透過部材)2426が覆う形状になっている。中心管2424の一端は、インク流入口2422に繋がり、他方は、プラグ2424aで封止されている。中心管2424の外壁には、無数の細穴2424b(ミシン穴)が設けられており、インク流入口2422から中心管2424に流入したインクは、これら細穴2424bから周囲に流出して、中空糸膜2426の間を抜けてインク流出口2423から流出する。これらインク流入口2422、中心管2424の内部、中心管2424の外側であって多数の中空糸膜2426の間、インク流出口2423等によりインク流路2428が構成されている。
中空糸膜2426は、一端が閉塞した多数の中空状の微細糸構造をなし、その膜面は、気体透過性を有する。中空糸膜2426の微細糸構造の他端は、気体流出口2425に繋がっており、真空ポンプ249で空気が吸引されることにより中空糸膜2426の微細糸構造内部が減圧される。この状態で、中空糸膜2426の膜面にインクが接触することで、インク中の空気等の気体のみが選択的に膜面を透過してインクが脱気される。これら中空糸膜2426の微細糸構造内部、気体流出口2425等により気体流路2429が構成されている。
ここで、本実施形態の脱気モジュール242は、中空糸膜2426の内側が脱気されて当該中空糸膜2426の外側にインクが流通される外部還流型の中空糸膜脱気モジュールである。外部還流型の場合、中空糸膜は収縮する方向に圧力がかかるため、中空糸膜の外側が脱気されて当該中空糸膜の内側にインクが流通される内部還流型と比べて、中空糸膜の糸切れ等の不具合を起こしにくい。その一方で、外部還流型はインク流路が複雑に入り組んでいるため、インクの初期導入時に当該インク流路に空気が残留しやすいが、本発明によれば外部還流型であっても空気を残留させることなくインクの初期導入を行うことができる。
ここで、本発明において初期導入とは、脱気モジュール242やインクジェットヘッド24a等のインク経路24b内にインクが充填されておらず、空気等の気体が存在している状態のインクジェット記録装置1のインク供給系に対してインクを導入することをいう。
ここで、本発明において初期導入とは、脱気モジュール242やインクジェットヘッド24a等のインク経路24b内にインクが充填されておらず、空気等の気体が存在している状態のインクジェット記録装置1のインク供給系に対してインクを導入することをいう。
また、脱気モジュール242のインク流路2428内であって、インク流入口2422から流入したインクが最も到達しにくい位置には、インク流路2428内がインクで満たされたことを検知するセンサー(検知手段)2427が設けられている。インク流路2428内においてインクが最も到達しにくい位置とは、その位置にインクが到達したならばインク流路2428内の全領域がインクで満たされたといえる位置であり、例えば、多数の中空糸膜2426の基端部同士の間や、インク流入口2422から最も離間し且つインク流出口2423からも離間した位置等が挙げられる。センサー2427が設けられた位置においてインクが到達したことを検知したときに、その検知結果を制御部40に出力する。
送液ポンプ243は、脱気モジュール242のインク流出口2423から流出したインクを第1サブタンク245へ送る。送液ポンプ243と第1サブタンク245の間には、逆止弁244が設けられており、一度第1サブタンク245へ送られたインクが逆流することを防止している。
なお、送液ポンプ243は、脱気モジュール242と第1サブタンク245との間に設けられるものとしたが、これに限られるものではなく、第2サブタンク241と脱気モジュール242との間に設けられるものとしても良い。
なお、送液ポンプ243は、脱気モジュール242と第1サブタンク245との間に設けられるものとしたが、これに限られるものではなく、第2サブタンク241と脱気モジュール242との間に設けられるものとしても良い。
第1サブタンク245は、脱気モジュール242で脱気されたインクが一時的に貯留される小型のインク室であり、特には限られないが、第2サブタンク241と略同一程度の容量である。第1サブタンク245は、各インクジェットヘッド24aのインレット240aに接続されて、ノズルから吐出されるインク量に応じたインクがこの第1サブタンク245から各インクジェットヘッド24aに供給される。第1サブタンク245には、フロートセンサー245aが設けられ、当該フロートセンサー245aによる液面位置の検出データに基づいて制御部40が送液ポンプ243を動作させることにより所定量のインクが貯留されるようになっている。また、第1サブタンク245には、浮き蓋245bが設けられて、脱気されたインクの表面を覆っている。第1サブタンク245は、大気に対して開放されているので、浮き蓋245bにより大気と脱気済みインクとの接触面積を小さくすることで、再度インクに空気が混入するのを防いでいる。なお、工業用途で用いられるインクジェット記録装置1では、連続的な画像形成等により脱気されたインクが第1サブタンク245で長時間貯留されないので、再度混入する空気の量は少ない場合が多い。したがって、第1サブタンク245は、この浮き蓋245bを有しない構成であっても良い。
インクジェットヘッド24aのノズルから吐出されなかったインクは、アウトレット240bから回収路241b及びバルブ241cを介して第2サブタンク241に戻すことが可能となっている。インクジェットヘッド24aのメンテナンス時等にインクジェットヘッド24aからインクを抜く必要がある場合、バルブ241cを開放することで、インクジェットヘッド24aのインクを無駄にせず回収することが可能となる。
脱気モジュール242と真空ポンプ249の間には、逆止弁247を介してトラップ248が設けられている。中空糸膜2426は、通常、液体のインクを透過させないが、真空ポンプ249による負圧の程度によっては、微量のインクが透過する場合がある。この透過したインクが真空ポンプ249に到達すると、真空ポンプ249が劣化するので、トラップ248は、その前に当該インクを回収する。トラップ248により回収されたインクは、トラップ248に接続された図示略のバルブを開放して抜き取ることができる。
上述したように、このインクジェット記録装置1では、脱気モジュール242がインクタンク51からインクジェットヘッド24aへの通常のインク流路の途中に設けられて、少なくとも一回インクが脱気モジュール242を通過する構成となっている。すなわち、インクタンク51から供給されたインクに対する脱気処理と脱気されたインクのインクジェットヘッド24aへの供給とは、切り替えられることなく一連の動作として行われる。そして、この脱気モジュール242に並列に循環ポンプ246及び循環経路24cが設けられて、必要に応じて複数回脱気モジュール242にインクを流入させることができるので、画像形成が中断されている場合や、インク使用量が少なく、余裕がある場合などには、複数回脱気を行って脱気度を上昇させることができる。また、インクジェット記録装置1の電源投入時などに、低下していたインクの脱気度を速やかに上昇、回復させることができる。また、上述のように、第1サブタンク245でのインクの滞留による脱気度の低下は、ほとんど問題にならないが、インクの吐出量が少ないことで第1サブタンク245内でのインクの滞留時間が比較的長くなる場合に、脱気モジュール242でインクの脱気度を上げておくことで、第1サブタンク245全体でのインクの脱気度を保つ効果も得られる。
循環ポンプ246の流量は、制御部40によって適宜調節することが可能である。例えば、送液ポンプ243と循環ポンプ246の流量の和が一定となるようにインクジェットヘッド24aでのインク吐出量に応じて循環ポンプ246の流量を制御しても良い。又は、単純に送液ポンプ243の動作中には循環ポンプ246をオフし、循環ポンプ246が動作していない場合(又は、インク流量が所定の値以下の場合)には循環ポンプ246をオンすることとしても良い。或いは、循環ポンプ246の流量を固定しておき、送液ポンプ243の流量変化に応じてインクタンク51からのインク供給量を変化させることも可能である。
なお、循環ポンプ246の最大流量は、インク経路24bの最大流量以下とされる。インク経路24bの最大流量より大きい流量が設定されても脱気モジュール242は、十分なインクを循環経路24cに流入させることができず、特に、逆止弁244が設けられていない場合には、インクを第1サブタンク245から逆流させてしまうことになって、インクジェットヘッド24aにおけるインクの吐出に問題が生じる。
また、上述のように、送液ポンプ243の流量の増加に対して循環ポンプ246の流量を減少させるのではなく、インク経路24bの最大流量以下の範囲内において、送液ポンプ243の流量に対して所定の比率の流量で循環ポンプ246を動作させることで、常に所定の割合のインクが循環するように調整しても良い。
なお、循環ポンプ246の最大流量は、インク経路24bの最大流量以下とされる。インク経路24bの最大流量より大きい流量が設定されても脱気モジュール242は、十分なインクを循環経路24cに流入させることができず、特に、逆止弁244が設けられていない場合には、インクを第1サブタンク245から逆流させてしまうことになって、インクジェットヘッド24aにおけるインクの吐出に問題が生じる。
また、上述のように、送液ポンプ243の流量の増加に対して循環ポンプ246の流量を減少させるのではなく、インク経路24bの最大流量以下の範囲内において、送液ポンプ243の流量に対して所定の比率の流量で循環ポンプ246を動作させることで、常に所定の割合のインクが循環するように調整しても良い。
ここで、上述のように、インク経路24bのインクは、インク加熱部270により加熱保温される。特に、脱気モジュール242には、電熱線271(加熱部)が設けられている。脱気モジュール242の内部には外側を覆うヒーターや伝熱板などからの熱が伝わり難いので、このように別途加熱を行って内部まで熱伝導させておくことで、通常のインク経路24b内よりもインクの滞留時間が長い脱気モジュール242の内部においてより効率的にインクが加熱される。また、本実施形態のインクジェット記録装置1では、インクジェットヘッド24aへのインクの供給が停止されているときも、循環ポンプ246によって適宜脱気モジュール242内のインクを循環させることで、脱気モジュール242や循環経路24cを流れるインク全体を、適切且つバランス良くインクが加熱、保温される。また、インクジェット記録装置1の電源投入時などにインクが冷えてしまっている場合でも、速やかにインクを加熱させて適切な温度で循環、吐出可能とすることができる。
上記した各構成のうち、第2サブタンク241、送液ポンプ243、真空ポンプ249、センサー2427及び制御部40等により、本発明のインク供給装置60が構成されている。
図5は、インクジェット記録装置1の内部構成を示すブロック図である。
制御部40は、図5に示すように、上記インクジェット記録装置1を構成する各部と接続されており、インクジェット記録装置1を構成する各部を制御する。制御部40は、CPU41、RAM42及びROM43等を有する。CPU41は、ROM43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ジェット記録装置1の各部の動作を制御する。RAM42は、CPU41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。ROM43は、CPU41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。
制御部40は、図5に示すように、上記インクジェット記録装置1を構成する各部と接続されており、インクジェット記録装置1を構成する各部を制御する。制御部40は、CPU41、RAM42及びROM43等を有する。CPU41は、ROM43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ジェット記録装置1の各部の動作を制御する。RAM42は、CPU41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。ROM43は、CPU41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40は、インクジェット記録装置1に対してインクを初期導入する際に、次のような処理を行う。
すなわち、制御部40は、真空ポンプ249により気体流路2429内を脱気し、中空糸膜2426を介してインク流路2428内が脱気されてインク流路2428内にインクが流入され、インク流路2428内がインクで満たされた後、送液ポンプ243によりインクジェットヘッド24aへインクを送液する。また、制御部40は、センサー2427による検知結果に基づいて、インク流路2428内がインクで満たされたか否かを判定する。
すなわち、制御部40は、真空ポンプ249により気体流路2429内を脱気し、中空糸膜2426を介してインク流路2428内が脱気されてインク流路2428内にインクが流入され、インク流路2428内がインクで満たされた後、送液ポンプ243によりインクジェットヘッド24aへインクを送液する。また、制御部40は、センサー2427による検知結果に基づいて、インク流路2428内がインクで満たされたか否かを判定する。
次に、上記のように構成されたインク供給装置60及びインクジェット記録装置1において、初期導入時のインク供給処理の一例について、図6を参照して以下説明する。図6は、初期導入時のインク供給処理の一例を示すフローチャートである。
まず、制御部40は、真空ポンプ249により脱気モジュール242の気体流路2429内の脱気を開始する(ステップS101)。このとき、制御部40は、送液ポンプ243及び循環ポンプ246の動作は開始させていない。
真空ポンプ249により気体流路2429内が一定以上脱気されると、中空糸膜2426を介してインク流路2428内に存在する空気等の気体が除去され始め、インク流路2428内が脱気されていく。インク流路2428内が脱気され負圧になるにつれて、インク経路24b内における第2サブタンク241とインク流入口2422との間の領域も脱気されて、送液ポンプ243を用いずとも第2サブタンク241からインク流路2428内にインクが自然に引き込まれる。同様に、インク経路24b内におけるインク流出口2423と第1サブタンク245との間の領域も脱気されるが、逆止弁244が設けられているため、第1サブタンク245からインク流路2428内にインクが引き込まれることはない。また、上記した通り送液ポンプ243は動作を開始していないので、インク流路2428内に流入したインクはインク流出口2423から流出することなくインク流路2428内に充満していく。第2サブタンク241よりインク流路2428内に引き込まれたインクは、インク流路2428内に充満していく間に、中空糸膜2426に接触している部分から溶存気体が除去される。
次に、制御部40は、センサー2427による検知結果に基づいて、インク流路2428内がインクで満たされたか否かを判定する(ステップS102)。上記した通りセンサー2427はインク流路2428内の最もインクが到達しにくい位置に設けられているため、センサー2427がインクを検知した場合には、インク流路2428内がインクで充満されたものとみなすことができる。
インク流路2428内がインクで満たされていないと判定されると(ステップS102;NO)、制御部40は、再度ステップS102の処理を行う。
一方、インク流路2428内がインクで満たされたと判定されると(ステップS102;YES)、制御部40は、送液ポンプ243によりインクジェットヘッド24aへのインクの送液を開始する(ステップS103)。
このようにして、初期導入時のインク供給処理を行う。
一方、インク流路2428内がインクで満たされたと判定されると(ステップS102;YES)、制御部40は、送液ポンプ243によりインクジェットヘッド24aへのインクの送液を開始する(ステップS103)。
このようにして、初期導入時のインク供給処理を行う。
なお、上記インク供給処理では、制御部40が、センサー2427による検知結果に基づいてインク流路2428内がインクで満たされたか否かを判定するものとしたが、これに限られるものではない。例えば、制御部40は、真空ポンプ249による気体流路2429内の脱気開始とともに計時を開始し、脱気開始時からの経過時間に基づいて、インク流路2428内がインクで満たされたか否かを判定するものとしても良い。この場合には、制御部40は、脱気開始時からインク流路2428内にインクが満たされるまでの時間を予め記憶しておき、実測された時間が、予め記憶された時間に到達した時に、インク流路2428内がインクで満たされたと判定する。
図7~図9を参照して、本発明のインク供給装置60の作用及び効果について説明する。
図7~図9は、本発明のインク供給装置60によりインクの初期導入を行った場合(図7~図9中、実線A)と、従来技術のインク供給装置によりインクの初期導入を行った場合(図7~図9中、破線B)とを比較したグラフである。
ここで、従来技術のインク供給装置は、真空ポンプにより脱気モジュール内の気体流路を脱気し、当該気体流路内が所定の真空度に到達したら、送液ポンプにより脱気モジュール内のインク流路及びインクジェットヘッドにインクを送液するように構成されている。従来技術のインク供給装置を構成する各部材は、上記した本発明のインク供給装置60を構成する各部材と略同一に構成されているものとし、インクが脱気モジュール内に流入するタイミングが異なっている。
図7~図9は、本発明のインク供給装置60によりインクの初期導入を行った場合(図7~図9中、実線A)と、従来技術のインク供給装置によりインクの初期導入を行った場合(図7~図9中、破線B)とを比較したグラフである。
ここで、従来技術のインク供給装置は、真空ポンプにより脱気モジュール内の気体流路を脱気し、当該気体流路内が所定の真空度に到達したら、送液ポンプにより脱気モジュール内のインク流路及びインクジェットヘッドにインクを送液するように構成されている。従来技術のインク供給装置を構成する各部材は、上記した本発明のインク供給装置60を構成する各部材と略同一に構成されているものとし、インクが脱気モジュール内に流入するタイミングが異なっている。
図7は、インクの送液開始時からの経過時間を横軸に、真空ポンプの真空排気時間の比率を縦軸にとったグラフである。ここで、真空ポンプは、制御部により動作が開始されると、気体流路内が予め設定された所定の真空度未満である場合には真空排気を行い、気体流路内が当該設定された圧力以上である場合には真空排気を停止する。真空ポンプの真空排気時間の比率とは、図7のグラフにおける各プロット間の時間に対して、真空ポンプが実際に真空排気を行っている時間の割合をいう。
また、図8は、インクの送液開始時からの経過時間を横軸に、各経過時間の時点における脱気モジュールの気体流路内の真空度を縦軸にとったグラフである。縦軸に示す真空度は、大気圧を0Paとしたときのゲージ圧で示している。
なお、図7及び図8では、横軸の「0min」は、上記した通りインクの送液開始時を示すものであって、本発明に係る実線Aでは、センサー2427によりインク流路2428内がインクで満たされたことを検知した時を示し、従来技術に係る破線Bでは、脱気モジュールの気体流路内が所定の真空度に到達した時を示している。したがって、図7及び図8における横軸「0min」の時点において、本発明のインク供給装置60と従来技術のインク供給装置とでは、真空ポンプによる脱気開始時点からの経過時間は異なっているものである。具体的には、本発明のインク供給装置60の方が、従来技術のインク供給装置よりも30秒程度長く真空ポンプ249による脱気を行っている。
また、図8は、インクの送液開始時からの経過時間を横軸に、各経過時間の時点における脱気モジュールの気体流路内の真空度を縦軸にとったグラフである。縦軸に示す真空度は、大気圧を0Paとしたときのゲージ圧で示している。
なお、図7及び図8では、横軸の「0min」は、上記した通りインクの送液開始時を示すものであって、本発明に係る実線Aでは、センサー2427によりインク流路2428内がインクで満たされたことを検知した時を示し、従来技術に係る破線Bでは、脱気モジュールの気体流路内が所定の真空度に到達した時を示している。したがって、図7及び図8における横軸「0min」の時点において、本発明のインク供給装置60と従来技術のインク供給装置とでは、真空ポンプによる脱気開始時点からの経過時間は異なっているものである。具体的には、本発明のインク供給装置60の方が、従来技術のインク供給装置よりも30秒程度長く真空ポンプ249による脱気を行っている。
図7及び図8に示すように、本発明のインク供給装置60においては、インクの送液を開始してから時間が経過しても、真空ポンプ249の真空排気時間の比率及び気体流路2429内の真空度が一定であり、脱気モジュール242の気体流路2429内の真空度に大きな変動がないことが分かる。
これに対し、従来技術のインク供給装置においては、図7に示すように、インクの送液開始時(0min)において真空ポンプ249の真空排気時間の比率が高い値を示しており、時間の経過と共に徐々に低下している。また、図8に示すように、インクの送液開始時(0min)から所定時間が経過する毎に、脱気モジュールの気体流路内の真空度が低下している。
これは、従来技術のインク供給装置は、脱気モジュールの気体流路内が所定の真空度に到達した時点でインクの送液を開始しているため、脱気モジュールのインク流路内に空気が残留しており、インクが流入されることでインクと残留空気が混ざり合ってしまうためと考えられる。これにより、インクから当該残留空気が徐々に引き抜かれることで脱気モジュールの気体流路内の真空度が低下し、真空ポンプの真空排気時間の比率が増大しているものと考えられる。
これに対し、従来技術のインク供給装置においては、図7に示すように、インクの送液開始時(0min)において真空ポンプ249の真空排気時間の比率が高い値を示しており、時間の経過と共に徐々に低下している。また、図8に示すように、インクの送液開始時(0min)から所定時間が経過する毎に、脱気モジュールの気体流路内の真空度が低下している。
これは、従来技術のインク供給装置は、脱気モジュールの気体流路内が所定の真空度に到達した時点でインクの送液を開始しているため、脱気モジュールのインク流路内に空気が残留しており、インクが流入されることでインクと残留空気が混ざり合ってしまうためと考えられる。これにより、インクから当該残留空気が徐々に引き抜かれることで脱気モジュールの気体流路内の真空度が低下し、真空ポンプの真空排気時間の比率が増大しているものと考えられる。
したがって、従来技術のインク供給装置においては、インクに混ざり合った残留空気が除去されるまでの間、インクに当初から含まれている溶存気体を除去することができない。図7及び図8に示す通り、従来技術のインク供給装置は、インクに混ざり合った残留空気が除去されるまで4.5min程度を要する。
これに対し、本発明のインク供給装置60は、インク送液開始前に従来技術のインク供給装置よりも30秒程度長く脱気しているが、インク送液開始時にインク流路2428内には空気が残留しておらずインクに混ざり合うことがないため、インクの送液開始時にはインク中の溶存気体を除去できる状態となっている。また、インク送液開始前において、脱気されたインク流路2428内にインクが流入している間も、中空糸膜2426に接触するインクから溶存気体の除去が進行しているものである。
よって、図7及び図8から、本発明のインク供給装置60は、脱気モジュール242内に気体を残留させることなく従来技術のインク供給装置よりも短時間でインクを初期導入できるといえる。
これに対し、本発明のインク供給装置60は、インク送液開始前に従来技術のインク供給装置よりも30秒程度長く脱気しているが、インク送液開始時にインク流路2428内には空気が残留しておらずインクに混ざり合うことがないため、インクの送液開始時にはインク中の溶存気体を除去できる状態となっている。また、インク送液開始前において、脱気されたインク流路2428内にインクが流入している間も、中空糸膜2426に接触するインクから溶存気体の除去が進行しているものである。
よって、図7及び図8から、本発明のインク供給装置60は、脱気モジュール242内に気体を残留させることなく従来技術のインク供給装置よりも短時間でインクを初期導入できるといえる。
図9は、インクの送液開始直後にインクジェット記録装置による画像形成を開始した場合の印字枚数を横軸に、各印字枚数の画像形成を行った時点におけるノズル欠の累積発生数を縦軸にとったグラフである。
図9に示すように、本発明のインク供給装置60においては、画像形成開始から600枚の画像形成を行ってもノズル欠が一度も発生していないことが分かる。
これに対し、従来技術のインク供給装置においては、所定枚数の画像形成を行う毎に、ノズル欠が発生していることが分かる。これは、上記の通り、従来技術のインク供給装置は、脱気モジュールの気体流路内が所定の真空度に到達した時点でインクの送液を開始しているため、脱気モジュールのインク流路内に空気が残留しており、インクが流入されることでインクと残留空気が混ざり合ってしまうためと考えられる。これにより、残留空気が混ざり合い且つ当初から含まれる溶存気体が除去されていないインクがインクジェットヘッド内に供給されることで、多数のノズル欠が発生してしまうものと考えられる。
これに対し、従来技術のインク供給装置においては、所定枚数の画像形成を行う毎に、ノズル欠が発生していることが分かる。これは、上記の通り、従来技術のインク供給装置は、脱気モジュールの気体流路内が所定の真空度に到達した時点でインクの送液を開始しているため、脱気モジュールのインク流路内に空気が残留しており、インクが流入されることでインクと残留空気が混ざり合ってしまうためと考えられる。これにより、残留空気が混ざり合い且つ当初から含まれる溶存気体が除去されていないインクがインクジェットヘッド内に供給されることで、多数のノズル欠が発生してしまうものと考えられる。
したがって、従来技術のインク供給装置においては、ノズル欠を発生させないためには、インクに混ざり合った残留空気及び当初から含有されている溶存気体が除去されるまでの間、インクをインクジェットヘッドに送液することができず、速やかに画像形成を開始させることができない。
上記した通り本発明のインク供給装置60は、従来技術のインク供給装置よりも30秒程度長く脱気しているものであるが、インクの送液開始直後から画像形成を行ってもノズル欠が発生しない。したがって、本発明のインク供給装置60によれば、インクジェットヘッドに速やかに画像形成を開始させることができるといえる。
上記した通り本発明のインク供給装置60は、従来技術のインク供給装置よりも30秒程度長く脱気しているものであるが、インクの送液開始直後から画像形成を行ってもノズル欠が発生しない。したがって、本発明のインク供給装置60によれば、インクジェットヘッドに速やかに画像形成を開始させることができるといえる。
以上、上記した実施形態によれば、インクジェットヘッド24aにインクを供給するインク供給装置60が、第2サブタンク241に接続されインクが流通するインク流路2428と気体が流通する気体流路2429とがインク中の溶存気体を透過可能な中空糸膜2426により仕切られた脱気モジュール242と、気体流路2429を脱気することで脱気モジュール242内を脱気する真空ポンプ249と、真空ポンプ249により気体流路2429内を脱気し、中空糸膜2426を介してインク流路2428内が脱気されてインク流路2428内が負圧になることでインクが流入され、インク流路2428内がインクで満たされた後、インクジェットヘッド24aにインクを送液する制御部40と、を備えるので、インク流路2428内に存在する空気等の気体と混ざり合わさることなく、インクをインク流路2428内に流入させることができる。インク流路2428内に存在する気体がインクと混ざり合わないため、当該気体を脱気モジュール242内に残留させることなく確実に除去することができるとともに、当該インク中に溶存する溶存気体を速やかに除去することができる。また、これにより、真空ポンプ249による脱気を開始してから短時間でインクをインクジェットヘッドに供給でき、速やかに画像形成を開始させることができる。
また、脱気モジュール242が、インク初期導入時にインク流路2428内に空気等の気体が残留しやすい外部還流型の中空糸膜脱気モジュールであっても、上記したように中空糸膜2426を介してインク流路2428内が脱気されることで、インク流路2428内にインクが流入するため、インク流路2428内に空気等の気体を残留させることなく確実に除去することができる。
また、インク流路2428内がインクで満たされたことを検知するセンサー2427を更に備え、制御部40が、センサー2427による検知結果に基づいて、インク流路2428内がインクで満たされたか否かを判定するので、簡易な構成でより確実にインク流路2428内がインクで満たされたことを検知することができる。
また、制御部40が、真空ポンプ249による気体流路2429内の脱気開始時からの経過時間に基づいて、インク流路2428内がインクで満たされたか否かを判定する場合には、上記センサー2427を備える必要がないため、更に簡易な構成でインク流路2428内がインクで満たされたことを検知することができる。
なお、上記した実施形態では、インク供給装置60が、インクジェット記録装置1の構成の一部であるものとしたが、インクジェット記録装置1とは別個に構成された装置であっても良い。
また、上記した実施形態では、脱気モジュール242が、外部還流型の中空糸膜脱気モジュールであるものとしたが、これに限られるものではなく、例えば、内部還流型の中空糸膜脱気モジュール、又はその他の構造の脱気モジュールであっても良い。
また、上記した実施形態では、脱気モジュール242のインク流路2428から第1サブタンク245にインクを送液するものとしたが、第1サブタンク245が設けられていなくても良く、インク流路2428からインクジェットヘッド24aに直接インクを送液するものとしても良い。
本発明は、インク供給装置、インクジェット記録装置及びインク供給方法に利用することができる。
1 インクジェット記録装置
24a インクジェットヘッド
40 制御部
60 インク供給装置
241 第2サブタンク(インク供給源)
242 脱気モジュール
243 送液ポンプ
249 真空ポンプ(脱気ポンプ)
2426 中空糸膜(透過部材)
2427 センサー
2428 インク流路
2429 気体流路
P 記録媒体
24a インクジェットヘッド
40 制御部
60 インク供給装置
241 第2サブタンク(インク供給源)
242 脱気モジュール
243 送液ポンプ
249 真空ポンプ(脱気ポンプ)
2426 中空糸膜(透過部材)
2427 センサー
2428 インク流路
2429 気体流路
P 記録媒体
Claims (7)
- 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、
インク供給源に接続されインクが流通するインク流路と、気体が流通する気体流路とが、インク中の溶存気体を透過可能な透過部材により仕切られた脱気モジュールと、
前記気体流路を脱気することで、前記脱気モジュール内を脱気する脱気ポンプと、
前記脱気ポンプにより前記気体流路内を脱気し、前記透過部材を介して前記インク流路内が脱気されて前記インク流路内が負圧になることでインクが流入され、前記インク流路内がインクで満たされた後、前記インクジェットヘッドにインクを送液する制御部と、を備えることを特徴とするインク供給装置。 - 前記脱気モジュールは、外部還流型の中空糸膜脱気モジュールであることを特徴とする請求項1に記載のインク供給装置。
- 前記インク流路内がインクで満たされたことを検知する検知手段を更に備え、
前記制御部は、前記検知手段による検知結果に基づいて、前記インク流路内がインクで満たされたか否かを判定することを特徴とする請求項1又は2に記載のインク供給装置。 - 前記制御部は、前記脱気ポンプによる前記気体流路内の脱気開始時からの経過時間に基づいて、前記インク流路内がインクで満たされたか否かを判定することを特徴とする請求項1又は2に記載のインク供給装置。
- 前記インクジェットヘッドにインクを送液する送液ポンプを更に備え、
前記制御部は、前記インク流路内がインクで満たされた後、前記送液ポンプにより前記インクジェットヘッドにインクを送液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。 - 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。 - インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給方法であって、
インク供給源に接続されインクが流通するインク流路と、気体が流通する気体流路とが、インク中の溶存気体を透過可能な透過部材により仕切られた脱気モジュールにおいて、前記気体流路内を脱気する工程と、
前記気体流路が脱気されることで、前記透過部材を介して前記インク流路内が脱気されて前記インク流路内が負圧になることでインクが流入され、前記インク流路内がインクで満たされた後、前記インクジェットヘッドにインクを送液する工程と、を有することを特徴とするインク供給方法。
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