(57)【要約】【課題】本発明は、連続記録動作を行う場合に安定した記録動作を行いながらインクの補給を行うことができるインクジェット記録装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】インク補給タンク３０はインク補給管３１を介してインク供給容器３２に接続されている。インク供給容器３２はインク供給管３４及び接続管３５を介してインク貯留部２０に接続されている。インク補給タンク３０から送給ポンプＰ１によりインク供給容器３２にインクが補給される。インク供給容器３２内には加圧ポンプＰ２から加圧空気が供給されてインクが加圧された空気圧状態となっており、インク貯留部２０内は負圧状態に維持されているため、接続管３５に設けられた２方弁３５ａを開くことで両者の空気圧の差によりインク貯留部２０内にインク供給容器３２からインクが供給される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク貯留部及び当該インク貯留部に連通するノズルを有する記録ヘッド部と、前記インク貯留部に供給管路を介して接続されるとともに前記インク貯留部に供給するインクを貯留するインク供給部と、前記インク供給部内を前記インク貯留部内の空気圧よりも高い空気圧状態に設定する圧力調整部と、前記インク貯留部内及び前記インク供給部内の空気圧の差による前記インク供給部から前記インク貯留部へのインク供給を制御する供給弁手段と、前記インク供給部に補給管路を介して接続されるとともに前記インク供給部に補給するインクを貯留するインク補給部と、前記補給管路に設けられるとともに前記インク補給部内のインクを前記インク供給部へ送給するインク送給部とを備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記供給管路の前記インク貯留部への連通部位よりも下流側に接続されるとともに前記インク補給部に接続されて前記供給管路から前記インク補給部にインクを循環させる循環管路と、前記循環管路に設けられるとともにインクの循環を制御する循環弁手段とが設けられていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記供給管路には、インク中の不純物を捕集するフィルタを内蔵する収容部が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記収容部及び前記インク補給部に接続されて前記収容部内のインクを前記インク補給部に還流させる分岐管路と、前記分岐管路に設けられるとともにインクの還流を制御する還流弁手段とが設けられていることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
インク貯留部に連通するノズルからインクを吐出して記録するインクジェット記録方法であって、インク補給部からインク供給部内の空気圧状態よりも高い圧力で前記インク供給部にインクを補給し、前記インク供給部内を前記インク貯留部内よりも高い空気圧状態に設定して両者の空気圧の差により前記インク供給部から前記インク貯留部にインクを供給し、前記インク貯留部内のインクを前記ノズルに流通させて記録することを特徴とするインクジェット記録方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク貯留部に連通するノズルからインクを吐出して記録を行うインクジェット記録装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録方式は、インク記録ヘッドのインク吐出口から微小なインク滴を記録媒体に対して吐出して印字や画像記録を行うもので、記録媒体から離間した状態で記録動作を行うことができることから、様々な材質の記録媒体や物品に記録することが可能で、幅広い用途に使用されてきている。
【０００３】
インクジェット記録に用いるインクジェットヘッドは、種々のタイプのヘッドが開発されてきているが、その中の例としては、圧電素子に電圧を印加して変形させることでインクが充填された圧力室を膨張及び収縮させて圧力変動を生じさせるピエゾ方式や、発熱抵抗体を通電加熱し発生した熱でインクを発泡させ、その圧力を利用するサーマル方式などのオンデマンドタイプのヘッドが開発されている。
【０００４】
こうしたオンデマンドタイプのヘッドでは、要求に応じてインク液滴を吐出し画像を記録するが、ヘッド毎または色毎にインクを消費する量が異なるため、適切にインク供給を行なう必要があり、これに関して様々な改良工夫が行われている。例えば、特許文献１では、インクカートリッジ内のインクパックを加圧ポンプにより加圧してサブタンク内にインクを補給し、サブタンク内のインクを記録ヘッドに供給する液体噴射装置が記載されている。また、特許文献２では、記録ヘッドの共通液室に供給路を介してインクタンクからポンプによりインクを供給するとともに共通液室からインクタンクに還流路を設けてインクを循環させる液滴吐出装置が記載されている。また、特許文献３には、メインタンクから第一リザーバタンクを介して第二リザーバタンクにインクを補給し、第二リザーバタンクから記録ヘッドにインクを供給する液滴吐出装置が記載されている。また、特許文献４では、インクジェットヘッドに対してインクを供給するための第１液室と、第１液室にインク補充を行うための第２液室とを設け、両液室間を連通する空気連通管を設けてインク補充時等に生じる圧力変動を相殺するようにしたインクジェットプリント装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００４−９０４３２号公報
【特許文献２】特開２００６−６８９０４号公報
【特許文献３】特開２００７−２１６５６８号公報
【特許文献４】特開平１０−１４６９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１では、長時間の連続記録を行う場合、加圧されるインクパックの容量を大きくする必要があり、装置の大型化が避けられずコスト負担が大きくなる。また、インクカートリッジを交換する際には、一旦記録動作を中止しなければならず連続した記録動作を行う上で支障となる。
【０００６】
特許文献２では、連続記録動作の際にポンプにより常時記録ヘッドにインクを供給していると、ポンプの故障の可能性が高まり、ポンプ寿命の面から好ましくない。また、ポンプによる送液動作に伴い記録ヘッドにその脈動が伝達され、記録動作が不安定になるおそれがある。さらに、送液経路内にフィルタなどを設置する場合、ポンプ動作による脈動が大きいと、フィルタに損傷を与えるおそれがある。
【０００７】
特許文献３では、第一リザーバタンクから第二リザーバタンクに高低差を利用した差圧によりインクを補給するため、第二リザーバタンク内のインク水位が変動して記録ヘッドとの水頭差が一定とならず、また第二リザーバタンクから記録ヘッドにインク循環ポンプを用いてインクを循環させるようにしており、記録ヘッド内のインク圧力がポンプの脈動により影響を受けるようになって記録動作が不安定となりやすい。
【０００８】
特許文献４では、第２液室から第１液室にポンプによりインクを補充しているが、第１液室内のインク水位を一定に保つ必要があることから、連続記録動作を行う場合インク水位の変動に合せてポンプを頻繁に動作させる必要があり、ポンプ寿命の面から好ましくない。
【０００９】
そこで、本発明は、連続記録動作を行う場合に安定した記録動作を行いながらインクの補給を行うことができるインクジェット記録装置及び方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るインクジェット記録装置は、インク貯留部及び当該インク貯留部に連通するノズルを有する記録ヘッド部と、前記インク貯留部に供給管路を介して接続されるとともに前記インク貯留部に供給するインクを貯留するインク供給部と、前記インク供給部内を前記インク貯留部内の空気圧よりも高い空気圧状態に設定する圧力調整部と、前記インク貯留部内及び前記インク供給部内の空気圧の差による前記インク供給部から前記インク貯留部へのインク供給を制御する供給弁手段と、前記インク供給部に補給管路を介して接続されるとともに前記インク供給部に補給するインクを貯留するインク補給部と、前記補給管路に設けられるとともに前記インク補給部内のインクを前記インク供給部へ送給するインク送給部とを備えていることを特徴とする。さらに、前記供給管路の前記インク貯留部への連通部位よりも下流側に接続されるとともに前記インク補給部に接続されて前記供給管路から前記インク補給部にインクを循環させる循環管路と、前記循環管路に設けられるとともにインクの循環を制御する循環弁手段とが設けられていることを特徴とする。さらに、前記供給管路には、インク中の不純物を捕集するフィルタを内蔵する収容部が設けられていることを特徴とする。さらに、前記収容部及び前記インク補給部に接続されて前記収容部内のインクを前記インク補給部に還流させる分岐管路と、前記分岐管路に設けられるとともにインクの還流を制御する還流弁手段とが設けられていることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係るインクジェット記録方法は、インク貯留部に連通するノズルからインクを吐出して記録するインクジェット記録方法であって、インク補給部からインク供給部内の空気圧状態よりも高い圧力で前記インク供給部にインクを補給し、前記インク供給部内を前記インク貯留部内よりも高い空気圧状態に設定して両者の空気圧の差により前記インク供給部から前記インク貯留部にインクを供給し、前記インク貯留部内のインクを前記ノズルに流通させて記録することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、上記のような構成を有することで、インク貯留部内の空気圧状態よりも高い空気圧状態に設定されたインク供給部からインクを供給するようにしているので、インク貯留部へのインク供給をポンプ等を用いることなくスムーズに行うことができ記録ヘッド部へのインク供給動作を記録動作に影響を与えることなく行なうことができる。そして、供給弁手段の開閉動作によりインク供給を制御してインク貯留部の空気圧状態が維持可能な供給速度で行えば、インク貯留部内の圧力を一定に維持してインク供給が行われるようになり、記録動作中でもインク供給動作を行なうことができる。
【００１３】
また、インク供給部には送給部によりインク補給部から適宜インクを補給することができるので、記録動作中でもインク供給部のインク残量が少なくなった時点で補給していけばよい。そして、記録動作中でもインク貯留部にインク供給部からインク供給を行うことができるので、安定した連続記録動作を行ないながら記録ヘッド部に逐次インク供給を行うことが可能となり、生産効率を格段に高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。なお、以下に説明する実施形態は、本発明を実施するにあたって好ましい具体例であるから、技術的に種々の限定がなされているが、本発明は、以下の説明において特に本発明を限定する旨明記されていない限り、これらの形態に限定されるものではない。
【００１５】
図１は、本発明に係る実施形態に関する概略構成図である。布地等の記録媒体Ｔは、搬送ローラ４により駆動される無端搬送ベルト３に載置されて搬送方向Ｙに搬送されるようになっている。記録部１は、搬送方向Ｙに対して交差する画像形成領域の全幅にわたって記録ヘッド部が配列されて構成されており、搬送方向Ｙにカラー記録部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが配列されている。カラー記録部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋにはそれぞれカラーインクが供給されてフルカラーの記録が行われるようになっている。
【００１６】
各カラー記録部は、搬送方向Ｙと直交する方向に複数の記録ヘッド部１０ａ〜１０ｆが配列されて構成されており、各記録ヘッド部は、下方に設けられたノズルからインクが吐出されて記録動作が行なわれる。
【００１７】
図２は、カラー記録部を搬送方向Ｙからみた側面図である。各記録ヘッド部１０ａ〜１０ｆには、上部にインク供給管Ｌ１及び空気管Ｌ２が接続されている。インク供給管Ｌ１及び空気管Ｌ２は、各記録ヘッド部毎に接続されており、個別に圧力制御及びインク供給ができるようになっている。
【００１８】
図３は、記録ヘッド部に関する概略断面図である。記録ヘッド部は、金属製の筐体からなり、内部にインク貯留部２０が形成されている。インク貯留部２０内の下部は所定の高さまでインクが貯留されたインク領域Ｂに、上部は空気が導入された気体領域Ａに画定されている。そして、インク領域Ｂには、インク供給管Ｌ１が連通しており、気体領域Ａには、空気管Ｌ２が連通している。
【００１９】
インク供給管Ｌ１の先端には連結部２３が設けられており、記録ヘッド部の連結部２２に着脱可能に取り付けられている。連結部２２及び２３の内部には、弁体２２ａ及び２３ａが連結方向に摺動可能に設けられており、連結した際に弁体２２ａ及び２３ａはバネ等の弾性部材により常時互いに押圧するように設定されている。そのため、弁体２２ａ及び２３ａが互いに押圧されて内部に引込むように移動して開放した状態に保持され、インク供給管Ｌ１及び記録ヘッド部が連通した状態に連結される。
【００２０】
空気管Ｌ２についても同様に連結部２５が設けられ、記録ヘッド部の連結部２４に着脱可能に取り付けられている。そして、連結部２４及び２５の弁体２４ａ及び２５ａが弾性部材により互いに押圧するように設定されて移動し、開放した状態に保持される。そのため、空気管Ｌ２及び記録ヘッド部が連通した状態に連結される。
【００２１】
そして、記録ヘッド部を取り外す場合には、連結部同士の連結を外すことで、図４に示すように、弁体２２ａ及び２３ａがバネ等の弾性部材の付勢力で外に押し出されるように移動し、各弁体が開口部を閉鎖した状態に保持される。そのため、記録ヘッド部を取り外してもインク供給管Ｌ１からインクが漏出することはなく、またインク貯留部２０内にインク供給管Ｌ１から空気が流入して気体領域Ａの負圧状態に影響を与えることもなくなる。同様に、空気管Ｌ２の場合にも開口が弁体により閉鎖されて空気が流入するのを防止することができる。
【００２２】
各記録ヘッド部の底面にはプレート状のノズル部２１が配設されており、ノズル部２１には、複数のノズル２１ａが下方に向かって開口形成されている。これらのノズルは直線状に一列に配置されていてもよく、あるいは複数個のノズル例えば３２個、６４個、１２８個のノズル孔を１ブロックとし、ブロック毎に直線状、千鳥形状、階段形状等で配列してもよいし、これらの組み合わせ形状で配列してもよい。
【００２３】
インク貯留部２０の底面にはノズル部２１に連通する連通路２０ａが形成されており、インク貯留部２０内のインクが連通路２０ａを介してノズル部２１内に供給されるようになっている。インク貯留部２０内の気体領域Ａには、後述する圧力制御装置が空気管Ｌ２を介して連通しており、圧力制御装置により気体領域Ａの気圧は所定の空気圧状態に維持されるようになっている。この例では、所定の空気圧状態として、負圧状態又は加圧状態に制御される。
【００２４】
気体領域Ａが負圧状態の場合には、ノズル部２１内にはインクが供給されるものの底面に形成されたノズル２１ａからインクが漏れ出すことはない。そして、ノズル２１ａ毎に設けられた圧電素子等の圧力手段を用いてノズル２１ａに連通する流路のインクに圧力を加えることでノズル２１ａからインクが吐出するようになっている。
【００２５】
気体領域Ａが加圧状態の場合には、インク貯留部２０内のインクが加圧されてノズル２１ａからインクが流出するようになり、ノズルの目詰まり防止等のメンテナンス動作を行うことができる。
【００２６】
なお、この例では、記録ヘッド部の底面にノズル部が一体的に取り付けられているが、ノズル部を別体としてインク貯留部との間を連通管で接続するようにしてもよい。
【００２７】
図５は、記録部１へのインクの供給制御及びインク貯留部２０内の圧力制御に関するブロック構成図である。インク供給制御及び圧力制御は、制御部１００により各構成部に制御信号が送信されて行われる。
【００２８】
インク補給タンク３０には、インク補給管３１を介してインク供給容器３２が接続されている。インク補給管３１には、ストレーナ３３及び送給ポンプＰ１が設けられており、ストレーナ３３によってゴミ等がろ過されたインクが送給ポンプＰ１の作動によりインク供給容器３２に補給される。また、インク補給管３１には、逆止弁３１ａが設けられており、インク供給容器３２内のインクが加圧された場合にインクがインク補給管３１内を逆流するのを防止する。
【００２９】
インク補給タンク３０は、上部に大気に連通する開口３０ａが形成されており、内部空間は常時大気圧に設定されている。沈降性を有するインクを収容する場合には、開口３０ａから撹拌棒等を差し込んでインクを撹拌することもできる。また、インク補給タンク３０の側壁にはインク残量検知センサ３０ｂが取り付けられており、貯留されたインクの残量が少なくなってインクの液面が低下してくると、インク残量検知センサ３０ｂが低下した液面を検知して検知信号を出力するようになっている。インク補給タンク３０内のインク残量が少なくなった場合には、図示せぬ補給管よりインクが補給される。
【００３０】
インク供給容器３２には、インク供給管３４を介して各インク貯留部２０が接続されている。インク貯留部２０にはインク供給管３４から分岐した接続管３５が接続されてインク供給管３４に連通している。接続管３５にはそれぞれ供給弁手段として２方弁３５ａが設けられており、２方弁３５ａを開くことでインク貯留部２０に対するインク供給が行われ、２方弁３５ａを閉じることでインク貯留部２０に対するインク供給が停止される。
【００３１】
インク供給容器３２は密閉容器となっており、後述するように加圧ポンプＰ２から内部空間に加圧空気が供給されてインク供給容器３２内のインクをインク貯留部２０内の空気圧状態よりも高い空気圧状態（この例では大気圧よりも高い圧力状態）に設定するようになっている。インク供給容器３２内をインク貯留部２０内の空気圧状態よりも高い空気圧状態にすることで、両者の空気圧の差によりインク供給容器３２内のインクがインク貯留部２０に供給されるようになる。
【００３２】
なお、この例では、インク貯留部２０内の空気圧状態を負圧状態としているが、空気圧状態が負圧状態以外の圧力状態に維持されている場合でもその圧力状態より高い空気圧状態にインク供給容器３２内を設定すればインク供給を行うことができる。
【００３３】
インク供給容器３２の側壁には、容器内のインクの液面を検知する液面検知センサ３２ａ及び３２ｂが取り付けられており、液面検知センサ３２ａが低い位置に設置されて下限のインク液面を検知し、液面検知センサ３２ｂが高い位置に設置されて上限のインク液面を検知するようになっている。
【００３４】
インク供給管３４には、フィルタ３７を内蔵する収容容器３６が設けられており、インク供給容器３２からインク供給管３４に流入したインクは収容容器３６内でフィルタ３７により異物が捕集されてインク貯留部２０に供給されるようになる。
【００３５】
収容容器３６は、分岐管３８を介してインク補給タンク３０に接続されており、分岐管３８に設けられた還流弁手段である２方弁３８ａを開くことで、還流管路（インク補給タンク３０→インク補給管３１→インク供給容器３２→収容容器３６→分岐管３８→インク補給タンク３０）を形成することができる。また、２方弁３８ａを閉じることでインクの還流を停止させることができる。
【００３６】
こうした還流管路にインクを還流させることで、沈降性を有するインクを供給する場合にインク供給容器３２等においてインクの沈降を抑止することができる。
【００３７】
インク供給管３４は、接続管３５が接続された部位からさらに延設されて戻り管３９を介してインク補給タンク３０に接続されている。戻り管３９に設けられた循環弁手段である２方弁３９ａを開くことで、循環管路（インク補給タンク３０→インク補給管３１→インク供給容器３２→収容容器３６→インク供給管３４→戻り管３９→インク補給タンク３０）を形成することができる。また、２方弁３９ａを閉じることでインクの循環を停止させることができる。
【００３８】
こうした循環管路にインクを循環させることで、沈降性を有するインクを供給する場合にインク供給容器３２等においてインクの沈降を抑止することができる。また、インクの色を変更する場合には、循環管路に滞留するインクを循環させて回収し再利用することもできる。
【００３９】
インク供給動作は、加圧ポンプＰ２から供給される加圧空気により制御される。インク供給容器３２には、レギュレータＲ１及び３方弁７０を介して加圧空気が供給される。レギュレータＲ１は、インク供給容器３２内の圧力が一定圧力の供給圧状態に維持されるように作用し、内部圧力が所定の空気圧状態より上昇した場合には加圧空気を外気に排出して圧力を所定の空気圧状態まで低下させる。また、内部圧力が所定の空気圧状態よりも下降した場合には加圧空気を供給して所定の空気圧状態まで上昇させるようにする。３方弁７０は、インク供給容器３２内をレギュレータＲ１に連通する側又は外気に連通する側に切り換えて接続するように設定されている。レギュレータＲ１及びインク供給容器３２を接続した状態では、レギュレータＲ１からの加圧空気をインク供給容器３２に送出する。インク供給容器３２を外気に連通した状態では、インク供給容器３２内の加圧空気を速やかに外気に排出し、空気圧状態における圧力を解除する大気開放弁として機能する。なお、この例では、加圧ポンプＰ２及びレギュレータＲ１が圧力調整部に相当する。
【００４０】
送給ポンプＰ１は容積形ポンプ（ダイヤフラムポンプ）が用いられており、レギュレータＲ２及び３方弁７１を介して供給される加圧空気により駆動される。レギュレータＲ２及び３方弁７１は、それぞれレギュレータＲ１及び３方弁７０と同様に機能し、レギュレータＲ２により送給ポンプＰ１に所定圧力の加圧空気が供給され、３方弁７１により送給ポンプＰ１側とレギュレータＲ２側又は外気側と接続するように切り換えられるようになっている。
【００４１】
２方弁３８ａ及び３９ａにもそれぞれ３方弁７２及び７３を介して加圧ポンプＰ２の加圧空気が供給されて作動するようになっている。
【００４２】
インク補給タンク３０からインク供給容器３２へのインク補給動作は、液面検知センサ３２ａが検知信号を出力した場合に送給ポンプＰ１を作動させて行う。送給ポンプＰ１が送給するインク圧力をインク供給容器３２内の空気圧状態よりも高くすれば、インクを容器内に補給することができる。
【００４３】
インクがインク供給容器３２内に補給されていくと、インク液面が上昇していき内部の空気圧が上昇するが、レギュレータＲ１により内部の空気圧が所定の空気圧状態に維持されるので、インク補給を継続することができる。そして、インク液面が上昇して液面センサ３２ｂにより検知されると、送給ポンプＰ１の作動を停止する。
【００４４】
送給ポンプＰ１の作動停止によりインク圧力が低下するが、逆止弁３１ａが設けられているので、インク供給容器３２からインクが逆流することはない。また、インク供給容器３２内の加圧空気が解除された場合にサイフォン現象によりインク補給タンク３０からインクがインク供給容器３２内に流入しないようにインク供給容器３２をインク補給タンク３０よりも高い位置に設定しておくとよい。
【００４５】
以上のようにインク補給動作を行なうことで、インク供給容器３２に所定の範囲のインク量が貯留されるように必要に応じてインクを補給すればよく、送給ポンプＰ１を間欠作動させるため使用頻度が少なくなってポンプの寿命を延ばすことができる。
【００４６】
インク供給容器３２からインク貯留部２０へのインク供給動作は、インク供給容器３２内のインクが常時大気圧よりも高い空気圧状態に維持され、インク貯留部２０内が後述するように大気圧よりも低い空気圧状態（負圧状態）に維持されているため、接続管３５の２方弁３５ａを開くことで両者の空気圧の差によりインク貯留部２０内にインクを供給することができる。弁の開閉動作によりインク貯留部２０内にインクを供給することができるので、頻繁にインクを少量ずつ供給することが可能であり、インク貯留部の液面高さを高精度に維持することができる。また、弁等のインク供給制御部品を用いることにより、供給や供給停止に関する制御応答も速くできるため、インク供給量を精度よく制御可能となる。
【００４７】
また、インク供給容器３２の下流側にフィルタ３７が設置されているので、インク供給の際にフィルタ３７がポンプの脈動を受けるといったことはなくなり、送給ポンプＰ１の脈動によるフィルタの破損を避けることができる。また、フィルタ３７によりインクの圧力損失が生じるが、その分インク供給容器３２内の空気圧を高めればよく、インク供給にポンプを用いた場合のようにポンプに過大の負担がかかるようなことはない。したがって、フィルタ３７に微細な異物を除去するものを用いた場合でもインク供給に支障が生じることはない。
【００４８】
また、沈降性を有するインクを供給する場合には、分岐管３８又は戻り管３９に定期的にインクを還流又は循環させることでインク供給容器３２内にインクが沈降しないようにすることができる。
【００４９】
以上説明したインク供給動作は、送給ポンプＰ１、加圧ポンプＰ２、レギュレータＲ１及びＲ２、各２方弁及び３方弁を制御部１００により制御することで行われる。また、カラー記録部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋ毎に、インク補給タンク３０及びインク供給容器３２を設けて各カラー記録部にインクを供給するようにすればよい。
【００５０】
インク貯留部２０内の空気圧状態の圧力制御は、負圧調整機構４０、加圧調整機構５０及び切換部６０を制御することで行われる。負圧調整機構４０は、負圧源として真空ポンプＰ３を備え、真空ポンプＰ３には真空保持容器４１が接続されている。真空保持容器４１は、真空に近いレベルの圧力を保持可能な構造を備えており、定期的に真空ポンプＰ３を駆動して真空保持容器４１内の圧力を真空に近いレベルに低下させる。
【００５１】
真空保持容器４１には、２方弁４２を介して圧力緩衝容器４３が接続されている。２方弁４２により真空保持容器４１と圧力緩衝容器４３との間が連通状態又は遮断状態に設定される。圧力緩衝容器４３は、切換部６０を介して各インクジェットヘッドのインク貯留部２０に連通するように接続されており、インク貯留部２０との連通状態では圧力緩衝容器４３内の空気圧がインク貯留部２０内の気体領域Ａの空気圧と同一になる。
【００５２】
圧力緩衝容器４３には、容器内の空気圧を検知する圧力計４４及び容器内を外気と連通又は遮断する２方弁４５が設けられている。圧力計４４により常時圧力緩衝容器４３内の空気圧を検知し、内部の空気圧が所定の負圧状態より低下した場合には２方弁４５を開いて外気と連通させて内部の空気圧を上昇させる。また、内部の空気圧が所定の負圧状態より上昇した場合には２方弁４２を開いて真空保持容器４１及び圧力緩衝容器４３を連通させて内部の空気圧を低下させる。
【００５３】
そのため、圧力緩衝容器４３の内部の空気圧の調整の際に真空ポンプＰ３を作動させる必要がなくなり、真空ポンプＰ３及びポンプの駆動の際に作動する可動部品の動作頻度が低くなり、これらの装置や部品の寿命を長くすることができる。
【００５４】
また、圧力計４４及び２方弁４５をそれぞれ独立した配管に設けることで、圧力計４４に対する２方弁４５の開放による圧力変動の影響を小さくすることができ、２方弁４５の配管の径を細く設定すれば、配管からの空気の流入が制限されて圧力緩衝容器４３内の急激な圧力変動が生じないように圧力調整を行うことができる。
【００５５】
圧力緩衝容器４３は、２方弁４２及び４５が遮断状態では外気と完全に遮断された状態となり、圧力制御を行わなくても安定した負圧状態を維持することができるようになっている。また、圧力緩衝容器４３の容量は、例えばカラー記録部の記録ヘッド部のインク貯留部２０の容量の合計よりも大きくなるように設定されており、インク貯留部２０内の空気圧が急激に変動した場合でも圧力変動が圧力緩衝容器４３内で緩和されるようになる。例えば、圧力緩衝容器４３の容量をインク貯留部２０の容量の２００倍以上に設定すれば、インク貯留部２０内の圧力変動を他に影響を与えない程度に十分緩和することができる。
【００５６】
加圧調整機構５０は、加圧源である加圧ポンプＰ４からの加圧空気の供給制御を行う。加圧ポンプＰ４には、２方弁５１及び３方弁５２を介して切換部６０に接続され、切換部６０を介してインク貯留部２０に接続される。２方弁５１は、加圧ポンプＰ４をインク貯留部２０に連通又は遮断するように開閉動作する。また、３方弁５２は、加圧ポンプＰ４側、切換部６０側及び外気と連通する側に接続されるようになっており、加圧ポンプＰ４側及び切換部６０側を接続した状態又は切換部６０側及び外気と連通する側を接続した状態に切り換えることができる。前者の状態では、加圧ポンプＰ４からの加圧空気を切換部６０からインク貯留部２０に送出する。後者の状態では、インク貯留部２０内の加圧空気を速やかに外気に排出し、加圧状態を解除する大気開放弁として機能する。なお、３方弁５２のみで加圧空気を制御することが可能であれば、２方弁５１を省略することもできる。
【００５７】
切換部６０は、負圧調整機構４０と接続する負圧側マニフォルド６１及び加圧調整機構５０と接続する加圧側マニフォルド６３を備えている。負圧側マニフォルド６１は、負圧調整機構４０に接続された集合管及び当該集合管から各インクジェットヘッドに対応して分岐した分岐管を備えている。そして、各分岐管はそれぞれ２方弁６２を介して各インクジェットヘッドの空気管Ｌ２に接続している。分岐管毎に２方弁６２が設けられているので、インクジェットヘッド毎に負圧調整機構４０との連通状態又は遮断状態を設定することができる。
【００５８】
各記録ヘッド部のインク貯留部２０は、負圧側マニフォルド６１を介して負圧調整機構４０の圧力緩衝容器４３に連通した状態に設定され、圧力緩衝容器４３と連通した状態ではインク貯留部２０内は容器内と同じ負圧状態になる。
【００５９】
加圧側マニフォルド６３は、加圧調整機構５０に接続された集合管及び当該集合管から各記録ヘッド部に対応して分岐した分岐管を備えている。そして、各分岐管はそれぞれ２方弁６４を介して各記録ヘッド部の空気管Ｌ２に接続している。分岐管毎に２方弁６４が設けられているので、負圧調整機構４０の場合と同様に記録ヘッド部毎に加圧調整機構５０との連通状態又は遮断状態を設定することができる。
【００６０】
通常の記録動作時又は待機時には、各記録ヘッド部に対応する２方弁６２を開き、２方弁６４を閉じて、空気管Ｌ２を負圧調整機構４０に接続する。そして、インク貯留部２０を圧力緩衝容器４３と連通した状態に設定する。圧力緩衝容器４３は、上述したように所定の負圧状態に維持されているため、インク貯留部２０内も同じ負圧状態に設定されるようになる。
【００６１】
この場合、各カラー記録部の記録ヘッド部のインク貯留部２０が同じ圧力緩衝容器４３に連通しているため、各インク貯留部２０をすべて同じ負圧状態に設定することができる。圧力緩衝容器４３及び各インク貯留部２０を連通する空間は外気から遮断された閉鎖空間となっているため、負圧状態を安定した状態で保持することができる。また、一部のインク貯留部２０内で負圧状態に変動が生じた場合には、圧力緩衝容器４３がインク貯留部２０よりも非常に大きい容量を有しているため、圧力変動が緩和されて他のインク貯留部２０に影響を及ぼすことは抑えられる。
【００６２】
そして、圧力緩衝容器４３の内部の空気圧は圧力計４４により常時監視されて所定の負圧状態が維持されるようになっており、各記録ヘッド部のインク貯留部についても安定した負圧状態に保持される。
【００６３】
ノズルから加圧インクを吐出するメンテナンス動作時には、まずメンテナンス動作を行なう記録ヘッド部に対応する２方弁６２を閉じて負圧調整機構４０との連通状態を遮断する。次に、２方弁５１を開き、３方弁５２を加圧ポンプＰ４側及び切換部６０側が接続した状態に設定し、加圧ポンプＰ４を作動させる。そして、メンテナンス動作を行なう記録ヘッド部に対応する２方弁６４を開き、加圧側マニフォルド６３を介して加圧空気をインク貯留部２０内に導入する。インク貯留部２０内が加圧されることでノズルからインクが連続して吐出されるようになり、ノズルの目詰まり等の除去が行われる。
【００６４】
なお、この例では、開閉弁として２方弁を用いているが、２方弁の代わりに３方弁の一方を常時閉鎖して開閉弁として使用するようにしてもよい。
【００６５】
この場合、負圧側の２方弁６２が閉じられているので、加圧空気が負圧調整機構４０内に流入することはない。また、対象となる記録ヘッド部のみ２方弁６４を開いているので、他の記録ヘッド部に加圧空気の影響が及ぶことはない。
【００６６】
なお、対象となる記録ヘッド部以外のものについても２方弁６２を閉じて負圧調整機構４０との連通状態を遮断するようにしてもよい。連通状態を遮断しても記録ヘッド部のインク貯留部２０内は負圧状態に維持されるため、インク漏れ等が生じることはない。
【００６７】
メンテナンス動作を停止する場合には、３方弁５２を切換部６０側及び外気と連通する側が接続した状態に設定し、加圧ポンプＰ４との連通状態を遮断するとともに加圧空気を排気してインク貯留部２０内の加圧状態を解除する。インク貯留部２０内を大気圧と同等の圧力まで減圧した後２方弁６４を閉じて２方弁６２を開く。２方弁６２を開くことで負圧調整機構４０との連通状態が回復してインク貯留部２０内を再び負圧状態に設定することができる。
【００６８】
なお、この例で使用している３方弁の代わりに一方を常時閉鎖した４方弁を用いてもよく、４方弁以上のものを用いることもできる。
【００６９】
このように各記録ヘッド部に対応して負圧側及び加圧側にそれぞれ２方弁を設けることで、確実に加圧空気の影響を防止してメンテナンス動作を行なうことができる。また、加圧状態の解除に開放弁を用いることで減圧に要する時間を短くすることが可能となり、メンテナンス動作時間の短縮化を図ることができる。また、２つの２方弁により圧力制御することで、両方閉じてインク貯留部２０内を密閉した状態に設定することができ、負圧側から加圧側に切り換える際の圧力変動が生じやすい期間にインク貯留部２０内を完全に遮断した状態にすることが可能となる。
【００７０】
以上説明した負圧調整機構４０では、カラー記録部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋ毎に圧力緩衝容器４３を設けて各カラー記録部と連通させるようにすればよい。各色インクに対応して圧力緩衝容器４３を設けることで、インクの粘度等の特性に応じて負圧状態をきめ細かく設定することができる。
【００７１】
以上説明したように、インク供給容器３２内に加圧空気を供給して内部空間の空気圧状態をインク貯留部２０内の空気圧状態より高く設定することで、両者の空気圧の差によりインクが供給されるようになり、連続記録動作中でもインクを必要に応じて供給して常時安定した状態で記録動作を継続することが可能となる。また、インク供給容器３２内のインクを供給圧状態で維持しながらインク補給を行うことができるため、インク供給容器３２の容積が小さくてもインクを必要に応じて補給しながらインク供給を続行することが可能となり、長時間にわたって記録動作を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明に係る実施形態に関する概略構成図である。
【図２】カラー記録部を搬送方向Ｙからみた側面図である。
【図３】記録ヘッド部に関する概略断面図である。
【図４】連結部分に関する概略断面図である。
【図５】インク供給制御及び圧力制御に関するブロック構成図である。
【符号の説明】
【００７３】
L1    インク供給管
L2    空気管
１    記録部
３    搬送ベルト
10    カラー記録部
20    インク貯留部
21    ノズル部
24    連結部
25    連結部
30    インク補給タンク
31    インク補給管
32    インク供給容器
33    ストレーナ
34    インク供給管
35    接続管
36    収容容器
37    フィルタ
38    分岐管
39    戻り管
40    負圧調整機構
41    真空保持容器
42    ２方弁
43    圧力緩衝容器
44    圧力計
45    ２方弁
50    加圧調整機構
51    ２方弁
52    ３方弁
60    切換部
61    負圧側マニフォルド
62    ２方弁
63    加圧側マニフォルド
64    ２方弁
100   制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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