(57)【要約】【課題】インクの吐出不良の発生を軽減し、かつ装置の大型化を抑制することができるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】インクジェット記録装置は、ノズル１３から水性インクを噴射させて記録媒体に記録を行うインクジェットヘッド３と、インクジェットヘッド３のノズル１３を覆うヘッドキャップ４と、ヘッドキャップ４に連通され、インクジェットヘッド３からヘッドキャップ４内に吐出された水性インクを所定量以上貯留する中間タンク５と、中間タンク５に連通され、中間タンク５から排出される水性インクを貯留する廃液タンク７とを備え、中間タンク５は、中間タンク５の内部の空間と外部とを連通する通気路１５を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルから水性インクを噴射させて記録媒体に記録を行うインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドの前記ノズルを覆うヘッドキャップと、
前記ヘッドキャップに連通され、前記インクジェットヘッドから前記ヘッドキャップ内に吐出された水性インクを所定量以上貯留する中間タンクと、
前記中間タンクに連通され、前記中間タンクから排出される水性インクを貯留する廃液タンクとを備え、
前記中間タンクは、前記中間タンクの内部の空間と外部とを連通する通気路を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記通気路は、前記中間タンクの内部側から外部側に向けて湿度が減少する湿度勾配を形成する長尺状の管状部材からな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】
前記通気路の先端が前記廃液タンク内の空間に導かれていることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記廃液タンクは、常時大気開放されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記水性インクは、保湿剤を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットヘッドのノズルからインクを噴射して記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドのノズルからインクを噴射して印刷用紙等に印刷を行うインクジェット記録装置において、溶媒に一定量の水を含む水性インクを用いる場合、インク中の水分の蒸発により、インク粘度の上昇やインクの固化等が生じ、ノズルの目詰まりが発生することがあった。
【０００３】
そこで、非印刷時にインクジェットヘッドにヘッドキャップを装着し、フラッシングによりヘッドキャップ内にインクを溜め、その蒸気によりインクジェットヘッドのノズル開口部におけるインクの蒸発を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、ヘッドキャップと廃液タンクとを連通し、廃液タンク内のインクから発生する蒸気により、インクジェットヘッドのノズル開口部を保湿する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００１−２６１１２号公報
【特許文献２】特開２００７−１７５９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１記載の技術では、ヘッドキャップ内を密閉するので、ヘッドキャップの装着動作や、ヘッドキャップ装着中の外気環境の変化等により、ヘッドキャップ内の空気の膨張や収縮が生じ、ノズル内のインクを圧迫してメニスカスを壊してしまい、吐出不良が発生することがあった。また、ライン式のインクジェットヘッドにおいては、長尺ヘッド構成であるため、フラッシングで吐出する程度のインク量では、ノズル開口部の保湿に十分ではなかった。
【０００６】
また、特許文献２記載の技術では、廃液タンク内のインクの蒸発が抑制されるため、廃液タンクはある程度大きな容量を有する必要があり、装置の大型化を招いていた。また、水分が蒸発しきったインクは水分を吸収しやすくなるため、廃液タンク内の乾燥したインクがノズル開口部の水分を吸収してノズルの目詰まりを発生させることがあった。
【０００７】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、インクの吐出不良の発生を軽減し、かつ装置の大型化を抑制する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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明のインクジェット記録装置は、ノズルから水性インクを噴射させて記録媒体に記録を行うインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドの前記ノズルを覆うヘッドキャップと、前記ヘッドキャップに連通され、前記インクジェットヘッドから前記ヘッドキャップ内に吐出された水性インクを所定量以上貯留する中間タンクと、前記中間タンクに連通され、前記中間タンクから排出される水性インクを貯留する廃液タンクとを備え、前記中間タンクは、前記中間タンクの内部の空間と外部とを連通する通気路を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のインクジェット記録装置における前記通気路は、前記中間タンクの内部側から外部側に向けて湿度が減少する湿度勾配を形成する長尺状の管状部材からなることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のインクジェット記録装置における前記通気路の先端が前記廃液タンク内の空間に導かれていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のインクジェット記録装置における前記廃液タンクは、常時大気開放されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のインクジェット記録装置における前記水性インクは、保湿剤を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のインクジェット記録装置によれば、インクの吐出不良の発生を軽減し、かつ装置の大型化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置を示す概略構成図である。図１に示すように、本実施の形態に係るインクジェット記録装置は、インクタンク１と、ポンプ２と、インクジェットヘッド３と、ヘッドキャップ４と、中間タンク５と、ポンプ６と、廃液タンク７と、ポンプ駆動部８，９と、ヘッド駆動部１０と、キャップ移動機構１１と、制御部１２とを備える。本実施の形態に係るインクジェット記録装置は、溶媒に一定量の水を含むインクである水性インクを用いて記録を行う装置である。
【００１６】
インクタンク１は、水性インクを保持し、ポンプ２は、インクタンク１内のインクをインクジェットヘッド３に供給する。
【００１７】
インクジェットヘッド３は、複数のノズル１３を備え、インクタンク１から供給されるインクをノズル１３から噴射して、印刷用紙等の記録媒体（図示せず）に記録を行う。
【００１８】
ヘッドキャップ４は、ゴムなどの軟性部材で形成され、記録動作の休止期間においてインクジェットヘッド３に吸着してノズル１３を覆い、ノズル１３の開口部の乾燥を防止する蓋体として機能するほか、加圧パージ動作時のインク受けとして機能する。
【００１９】
なお、図示は省略するが、インクジェットヘッド３は、各色に対応して複数設けられ、それに対応してインクタンク１、ポンプ２、ヘッドキャップ４も複数設けられる。
【００２０】
中間タンク５は、経路１４を介して各ヘッドキャップ４に連通され、インクジェットヘッド３からヘッドキャップ４内に吐出されたインクが導かれるようになっており、このインクを所定量以上貯留する。この中間タンク５に貯留されたインクから発生した蒸気が経路１４を介してヘッドキャップ４内に供給され、ノズル１３の開口部を保湿するようになっている。ヘッドキャップ４と中間タンク５とをつなぐ経路１４は、ヘッドキャップ４内に蒸気を供給しやすくするため、例えば、内径２．５ｍｍ、長さ５ｃｍ程度の細く短いゴムチューブにより形成することが望ましい。
【００２１】
中間タンク５の上壁５ａには、中間タンク５の内部の空間と外部とを連通して大気開放するための通気路１５が設けられている。通気路１５は、長尺状の管状部材によりラビリンス構造をなして形成されている。通気路１５の内部には、中間タンク５の内部側から外部側に向けて湿度が減少する湿度勾配が形成され、中間タンク５内のインクから発生した蒸気が外部に放出されることが抑制されるようになっている。通気路１５は、例えば、内径２．５ｍｍ、長さ５０ｃｍ程度の細長いゴムチューブ等により形成される。
【００２２】
また、中間タンク５には、貯留されるインク量の上限となる液面を検出する第１の液面検出センサ１６と、貯留されるインク量の下限となる液面を検出する第２の液面検出センサ１７とが設けられている。第１および第２の液面検出センサ１６，１７の検出信号は制御部１２に出力される。
【００２３】
ポンプ６は、中間タンク５内のインクを廃液タンク７に供給する。廃液タンク７は、中間タンク５からポンプ６により排出されたインクを貯留する。廃液タンク７は、常時大気開放されており、廃液タンク７内のインクの水分が蒸発しやすいようになっている。
【００２４】
ポンプ駆動部８，９は、それぞれポンプ２，６を駆動する。ヘッド駆動部１０は、インクジェットヘッド３のインク吐出動作の駆動を行う。キャップ移動機構１１は、ヘッドキャップ４を移動させ、記録動作の休止期間中においてインクジェットヘッド３にヘッドキャップ４を吸着させる。制御部１２は、ポンプ駆動部８，９、ヘッド駆動部１０、キャップ移動機構１１を制御する。
【００２５】
次に、本実施の形態に係るインクジェット記録装置の作用について説明する。
【００２６】
記録媒体への記録を行わない休止期間に入ると、制御部１２は、ヘッドキャップ４を移動してインクジェットヘッド３に吸着させるようにキャップ移動機構１１を制御する。
【００２７】
ここで、ヘッドキャップ４と連通する中間タンク５が通気路１５により大気開放されているものの、通気路１５は細長いラビリンス構造であるため、ヘッドキャップ４をインクジェットヘッド３に吸着させる際に、ヘッドキャップ４内に若干の圧力が発生することがある。
【００２８】
この際、ノズル１３に形成されているメニスカスの強さを超える圧力がノズル１３に加わると、ノズル１３に気泡が入り、インクの吐出不良やノズル１３の目詰まりを招くことがある。このため、ヘッドキャップ４をインクジェットヘッド３に吸着させる際は、メニスカスの強さを超える圧力がノズル１３に加わらないような低い速度でヘッドキャップ４をインクジェットヘッド３に押し当てるようにすることが好ましい。
【００２９】
ヘッドキャップ４がインクジェットヘッド３に吸着されると、制御部１２は、ポンプ２を駆動してインクジェットヘッド３にインクを圧送することによりノズル１３からインクを吐出させる、いわゆる加圧パージを実行するようにポンプ駆動部８を制御する。
【００３０】
この加圧パージ動作によりノズル１３から吐出されたインクは、ヘッドキャップ４に受け取られた後、経路１４を介して中間タンク５に導入される。
【００３１】
ここで、第１の液面検出センサ１６がインクの液面を検出した場合は、制御部１２は、ポンプ６を駆動して中間タンク５から廃液タンク７に所定量のインクを排出させるようにポンプ駆動部９を制御する。
【００３２】
以上のようにして、中間タンク５にインクが貯留される。そして、ヘッドキャップ４のインクジェットヘッド３への装着中において、中間タンク５内のインクから発生した蒸気が経路１４を介してヘッドキャップ４内に供給され、ノズル１３の開口部を保湿することにより、インク粘度の上昇やインクの固化等によるノズル１３の目詰まりの発生が抑制される。
【００３３】
中間タンク５は、通気路１５により大気開放されているため、外気環境の変化によっても、中間タンク５に連通するヘッドキャップ４内の空気の膨張や収縮が発生せず、ノズル１３のメニスカスの負圧状態を維持することができる。
【００３４】
その一方、通気路１５は、細長いラビリンス構造であるため、中間タンク５内のインクから発生した蒸気が外部に放出されることが抑制される。このため、ヘッドキャップ４内の湿度をほぼ一定に保ち、良好な保湿状態を維持することができる。
【００３５】
なお、インク中の水分は蒸発することが必要であるが、ヘッドキャップ４内の水の過飽和によりノズル１３の目詰まりが発生することが実験的に確認されている。そこで、本発明では、例えば、水分量が５０％以下であり、かつ沸点が２５０℃以上であるＯＨ基を有する水溶性溶剤を保湿剤として３０％以上含む水性インクを用いることが好ましい。これにより、上述したヘッドキャップ４内の水の過飽和によるノズル１３の目詰まりを防止することができる。
【００３６】
前述のように、本実施の形態では、通気路１５を細長いラビリンス構造とすることにより、中間タンク５内のインクの蒸発を抑制しているが、中間タンク５が大気開放されている以上、中間タンク５内のインクは若干でも蒸発により減少する。中間タンク５内のインクが減少して第２の液面検出センサ１７がインクの液面を検出すると、制御部１２は、ポンプ６を駆動して中間タンク５内の古いインクを廃液タンク７に排出させるようにポンプ駆動部９を制御する。
【００３７】
中間タンク５からの古いインクの排出後、制御部１２は、加圧パージを実行するようにポンプ駆動部８を制御し、中間タンク５内にフレッシュなインクを供給させる。この加圧パージにより、第２の液面検出センサ１７の検出位置より上側に液面が形成される量のインクを中間タンク５に溜める。
【００３８】
このようにして中間タンク５に所定量以上のフレッシュなインクを常時貯留することで、インクジェットヘッド３がライン式の長尺ヘッド構成の場合でも、ヘッドキャップ４内の良好な保湿状態が維持される。
【００３９】
上記説明のように本実施の形態によれば、ヘッドキャップ４と廃液タンク７との間に中間タンク５を設け、中間タンク５を、ラビリンス構造の通気路１５により、中間タンク５内のインクから発生した蒸気が外部に放出されることを抑制しつつ大気開放するようにしたので、中間タンク５内に貯留したインクから発生する蒸気によりノズル１３を保湿するとともに、ヘッドキャップ４内の空気の膨張や収縮によるノズル１３のメニスカスの破壊を抑制し、ノズル１３におけるインクの吐出不良の発生を軽減することができる。
【００４０】
また、廃液タンク７を常時大気開放し、廃液タンク７内のインクの水分を常に蒸発させることで、廃液タンク７を大型化しなくても多量の廃インクを受け入れることができ、装置の大型化を抑制することができる。
なお、通気路１５は、図２に示すように、その先端が廃液タンク７内の空間１８に導かれるようにしてもよい。空間１８は、廃液タンク７内のインクから発生する蒸気により、外気よりも湿度が高くなっている。このため、通気路１５の先端を空間１８内に配置することで、中間タンク５内の蒸気が外部に放出されることをより抑制することができる。
【００４１】
また、ラビリンス構造の通気路１５を省略し、中間タンク５の上壁５ａに通気用の小孔を設けるようにしてもよい。これにより、中間タンク５内の蒸発抑制効果はやや低下するものの、装置構成を簡素化することができる。
【００４２】
また、中間タンク５は、複数のインクジェットヘッド３に共通で用いるものとせず、各インクジェットヘッド３に１つずつ設けてもよい。
【００４３】
以上、本発明における実施の形態を詳細に説明したが、本発明は、その要旨を逸脱することなく、他の色々な形で実施することができる。前述の実施例はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態に係るインクジェット記録装置を示す概略構成図である。
【図２】廃液タンク内の空間に先端が導かれた通気路を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  インクタンク
２，６  ポンプ
３  インクジェットヘッド
４  ヘッドキャップ
５  中間タンク
７  廃液タンク
８，９  ポンプ駆動部
１０  ヘッド駆動部
１１  キャップ移動機構
１２  制御部
１３  ノズル
１５  通気路
【図１】
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【図２】
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