(57)【要約】【課題】  脱気したインクへの空気の再溶解がなく、再度脱気動作の必要がないのでインクの増粘も防ぐことができることで、安定したインクジェットプリントヘッドの吐出が実現できるインクジェットプリンタ用脱気装置を提供する。【解決手段】  真空容器内に入れるインク容器が、一端が開閉可能な構造で、かつ、インクの増減によって柔軟に変形可能で、しかも、ガス透過性の低い材料で形成されたことを特徴とするインクジェットプリンタ用脱気装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを脱気するために必要な真空度に減圧できる真空容器と、
前記真空容器内に設置され、インクの増減によって柔軟に変形可能で、一端が開閉可能な構造であるインク容器とからなるインクジェットプリンタ用インク脱気装置。
【請求項２】
前記インク容器がフィルム状の材料で形成された請求項１記載のインクジェットプリンタ用インク脱気装置。
【請求項３】
前記インク容器がガス透過性の低い材料で形成された請求項１記載のインクジェットプリンタ用インク脱気装置。
【請求項４】
前記インク容器が複数個前記真空容器に配置された請求項１記載のインクジェットプリンタ用インク脱気装置。
【請求項５】
前記真空容器の外に、前記インク容器にインクの注入を制御するための機構が具備されたことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ用インク脱気装置。
【請求項６】
前記真空容器の外に、前記インク容器内のインクをインクジェットヘッドに充填をするための機構が具備されたことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ用インク脱気装置。
【請求項７】
前記インク容器にインクの注入を制御するための機構が、ローラーを回転しながら弾性を有するチューブを押圧しインクを搬送するチューブポンプであることを特徴とする請求項５記載のインクジェットプリンタ用インク脱気装置。
【請求項８】
前記インク容器内のインクをインクジェットヘッドに充填をするための機構が、ローラーを回転しながら弾性を有するチューブを押圧しインクを搬送するチューブポンプであることを特徴とする請求項６記載のインクジェットプリンタ用インク脱気装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インク滴を吐出してイメージを被記録媒体に記録するインクジェットプリンタに用いるインクの脱気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンタに用いるインクの溶存空気の存在は、印字性能に大きく影響を与えることが知られており、その溶存空気を減らすこと、すなわちインクの脱気は非常に重要である。その対策として通常用いられる方法に、図７（ａ）（ｂ）に示すようなガス透過性の低いフィルムで構成され、密閉封止されたインクパック４１の中に予め脱気されたインク４２を注入されたインクカートリッジが使用されている。
【０００３】
また、図５に示すような脱気装置をプリンタ（図示せず）の近傍に設置し脱気したインクを使用する構成が用いられているものもある。真空容器２４内に上面の容器壁がないインク容器２８が設置され、真空容器２４内を真空排気するための真空ポンプ（図示せず）との間に設けられた真空バルブ２６、インク容器２８とメインインクタンク（図示せず）との間に設けられたインク２７の注入を制御するためのインク注入バルブ４４、インク２７をインクジェットヘッド（図示せず）に対しての送液を制御するためのインク充填バルブ２３、真空容器１７内を大気に対して開閉するためのエアーリークバルブ２５で構成されている。
【０００４】
まず、真空バルブ２６が閉、エアーリークバルブ２５が開、インク充填バルブ２３が閉、の状態にてインク注入バルブ４４を開け、所定のインク量になるまでインク容器２８にインク２７を入れ、インク注入バルブ４４を閉じる。続いて、エアーリークバルブ２５を閉じ、真空バルブ２６を開け、真空容器２４の空気を排気し、所定の真空度に到達するまで脱気を行う。脱気終了後、真空バルブ２６を閉じ、エアーリークバルブ２５を開放し、真空容器２４内を大気開放したのち、インク充填バルブ２３を開け、インクをインクジェットヘッドに送り込む方法で行っている。この場合、エアーリークバルブ２５を開放し、真空容器２４内を大気の状態に戻す理由は、インク２７が真空状態であると、インク充填バルブ２３を開けてもインク２７の方がインクジェットヘッドより圧力が低いため、インクを充填できないためである。さらに、印字によってインク容器２７内のインクが減った場合には、再度インクを注入し上記の脱気手順を繰り返す。
【０００５】
また、上記の説明は、インク色が１色の場合について記述したが、インクが複数色の場合には、図５の脱気装置をインク色数だけ複数台並べる必要がある。その対策として、図６に示すように、真空容器１７の中にインク容器２１、２２を入れ、図５と同様な脱気手順によって複数色のインクを脱気する装置がある。
【特許文献１】特開２００３−２８２２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のようなインクパック４１を利用したインクカートリッジを用いた場合、脱気インクを使用するので所望の印字性能は得られるものの、少量のインクカートリッジにすべて充填する必要があるため、カートリッジ製造コストが高くなりすなわちプリンタ使用時のランニングコストが非常に高くなってしまっていた。
【０００７】
また、上記のようなプリンタ近傍に設置した脱気装置を使用した場合、脱気完了直後は脱気は十分されているので所望の印字性能は得られるものの、脱気終了後インクジェットヘッドにインクを充填する際は真空容器２４内を大気圧にする必要があるため、一度脱気したインク２７に空気が再溶解してしまい、インクジェットの吐出性能が悪化してしまう。その対策として再溶解してしまったインクを、再び脱気することで、インク２７の溶存空気量を所望の値に戻すことは可能であるが、その脱気動作を繰り返すことによって、インクの溶媒が蒸発してしまうため、インク２７が増粘してしまい、吐出性能が変化してしまう問題が起こっていた。さらに、インク色が多くなった場合は、真空容器２４をインク色数だけ必要になるため、脱気装置全体が非常に大掛かりになり、コストが高くなっていた。
【０００８】
尚、図６に示す複数のインク容器を１つの真空容器に入れた場合は、真空容器１７は一つで済むので脱気装置自体は小さくできるが、インクの使用量が各色で差がある場合は、インク残量に差ができてしまい、初めにインクがなくなり、再度脱気が必要になったインクは所望の脱気は行えるが、インクの使用量の少ないインクは脱気が完了した状態で数回脱気が行われるので、大きく増粘してしまい、吐出性能が変化してしまっていた。
【０００９】
そこで、本発明はインクカートリッジを必要とせず、また、インクジェットヘッドにインクを充填する際に、真空容器内を大気に戻す必要がないので脱気したインクに空気の再溶解がなく、かつ脱気を繰り返す必要がなく、さらに、他のインクの脱気中は真空容器内の雰囲気と遮断できるため増粘も防ぐことができるので、常に安定した脱気状態で適正な粘度を保つことが可能な脱気装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の脱気装置は、真空容器内に入れるインク容器が、一端が開閉可能な構造で、かつ、インクの増減によって柔軟に変形可能で、しかも、ガス透過性の低い材料で形成され、脱気中はインク容器の開閉部を開放しインクに含まれる溶存空気を排出し、所定時間の脱気が終了後、開口部を閉じ、真空容器内を大気状態にせずにインクジェットヘッドへインク充填を行うことにより、一度脱気したインクに空気が再溶解を防ぐことができ、再溶解がしないので再び脱気動作の必要がないので増粘を防ぐことができる。
【００１１】
また、複数のインクを使用する際に、この柔軟性のあるインク容器を１つの真空容器に複数個入れ、インクの使用量が各色で差があり、インク残量に差ができてしまい同時に脱気ができない場合は、脱気を行わないインク容器の開口部は開放しないので増粘を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１２】
上述したように本発明の脱気装置は、予め脱気されたインク４２を注入されたインクカートリッジを必要としないため、カートリッジ製造コストが不要なので、安価であり、すなわちプリンタ使用時のランニングコストが非常に低い。
【００１３】
また、脱気動作完了後インク容器を容器外の雰囲気と遮断した状態でインクジェットヘッドにインクの充填ができるため、インク中への空気の再溶解を防ぐことができ、しかも空気の再溶解がないので再度脱気動作の必要がなく、インクの増粘も防ぐことができるため、安定したインクジェットプリントヘッドの吐出が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタ用脱気装置に係る基本的な構成について模式的に示す図である。図１において１は真空容器でインクを脱気するために必要な減圧状態を形成するもので、真空容器１内を減圧するための真空ポンプ４６が接続されている。真空容器１と真空ポンプ４６の間には真空容器１内の圧力を制御するための真空バルブ４が設置され、また、真空容器１内を真空状態から大気圧状態に戻すためのエアーリークバルブ３９が取り付けられている。４５は圧力微調整バルブであり真空計５１で計測された圧力値を所望の圧力に保持するために開閉可能である。
【００１６】
２ａおよび２ｂはアルミニウム材が真空蒸着された厚みが約０．２ｍｍ程度のフィルム材で形成されたインク容器であり、インクの増減によって容易に変形可能な構造である。これにより、ガス透過性が低く、柔軟なインク容器が実現できる。インク容器２ａとメインインクタンク４９は配管チューブを介し接続され、このインク容器２ａとメインタンク４９の間にインク注入を制御するためのインク注入バルブ３が設置されている。インク容器２ｂとメインインクタンク５０は配管チューブを介し接続され、このインク容器２ｂとメインタンク５０の間にインク注入を制御するためのインク注入バルブ７が設置されている。また、インク容器２ａの上部にはインク容器開閉バルブ５が設置されておりインク容器２ａ内のインクを脱気動作中は開き、脱気動作終了後は閉じる仕組みで、インク容器２ａの下部にはインクジェットヘッド４７へのインク搬送の制御を行うためのインク充填バルブ９が設置されている。インク容器２ｂの上部にはインク容器開閉バルブ６が設置されておりインク容器２ｂ内のインクを脱気動作中は開き、脱気動作終了後は閉じる仕組みで、インク容器２ｂの下部にはインクジェットヘッド４８へのインク搬送の制御を行うためのインク充填バルブ８が設置されている。５２および５３はサブタンクであり、インク容器２ａおよび２ｂとインクジェットヘッド４７および４８の間にそれぞれ接続されており、インク容器２ａと２ｂの圧力変化を吸収する機能やヘッドに対する水頭値管理の機能を有している。
【００１７】
次に、実際にインクの脱気を行い、インクジェットヘッドにインクを充填する手順について説明する。まず、エアーリークバルブ３９が閉、インク注入バルブ３および７が閉、インク充填バルブ８、９が閉、インク容器開閉バルブ５、６を開、真空バルブ４が開の状態にし、真空ポンプ４６を起動させ、真空容器１内を排気し、真空計５１が１５Ｐａで一定になるように圧力微調整バルブを調整する。真空計５１が安定したのを確認し、インク注入バルブ３および７を開きインク容器２ａおよび２ｂにそれぞれインクを注入する。本発明においては、急激な沸騰を避けるために、１０ｃｃ／分ずつインクを注入し、１００ｃｃのインク量をインク容器２ａおよび２ｂにインクが１０分間注入した。図２は、インクを注入する前のインク容器２ａの状態（左図）とインク注入後のインク容器２ａの状態（右図）を示しており、インクをインク容器２ａ内に注入することによって、膨らむ構造となっている。本発明においてはインク注入の速さを１０ｃｃ／分としたが、インクの起泡性によって適切な注入速度になるように速くまたは遅くする必要があり、また、真空度を１５Ｐａで一定となるように真空度を調整したが、インクの種類によって適切な脱気時の圧力に調整する必要がある。上記の１０分間のインク注入後、インクを所望の脱気レベルまで溶存空気を排出するまでさらに１０分間１５Ｐａの圧力のまま放置し、脱気が終了となる。脱気終了後、インク容器開閉バルブ５および６をそれぞれ閉めるので、増粘を防止するため必要以上の真空状態にさらすことは避ける必要がある。インク充填バルブ９を開き、サブタンク５２インクを搬送する。サブタンク５２に所望のインク量が充填された後、インクジェットヘッド４７を保守するヘッドメンテナンスユニット（図示せず）によってインクジェットヘッド４７内にインクを充填する。同様にして、インク充填バルブ８を開き、サブタンク５３インクを搬送する。サブタンク５３に所望のインク量が充填された後、インクジェットヘッド４８を保守するヘッドメンテナンスユニット（図示せず）によってインクジェットヘッド４８内にインクを充填し、それぞれのインクジェット４７および４８を印字可能な状態にする。
【００１８】
続いて、プリンタ駆動中における本発明の脱気装置の動作について説明する。インクジェットヘッド４７および４８を動作させることによってインクが消費された場合は、インク容器が柔軟であるので、インクが減少した分だけインク容器が収縮することによって圧力を一定にすることができるため、サブタンク５２、５３およびインクジェットヘッド４７、４８に対して圧力変動が伝わらないようにでき、すなわち、印字動作に影響を与えず、安定した印字ができる。また、印字中は真空容器１内の圧力に対して遮断できるので長時間脱気される真空雰囲気にさらされることはないため、増粘を防ぐことができる。さらに、インクジェット４７の方がインクジェットヘッド４８より大量に印字し、インクの消費が多く、先にインク容器２ａが空になった場合について説明する。インク充填バルブ９を閉じ、インク容器開閉バルブ５を開けた後、インク注入バルブ３を開け、１０ｃｃ／分の速さでインクを注入し、上述の内容と同様に、１００ｃｃのインク量がインク容器２ａに満たされるまで注入する。この場合、インク容器２ｂには何ら影響を与えずインク容器２ａだけ脱気ができる。
【００１９】
さらに、図３に示す、インク容器にインクの注入を制御するための機構およびインク容器内のインクをインクジェットヘッドに充填をするための機構が、ローラーを回転しながら弾性を有するチューブを押圧しインクを搬送するチューブポンプを使用した場合について説明する。一般的にチューブポンプは、回転中はチューブに通された液体を搬送でき、停止中はローラーがチューブを押圧状態で停止されるのでストップバルブの機能を有する。上述の図１に示した場合の実施例ではバルブを開閉しインクの搬送を行ったので、別途バタフライポンプなどの送液ポンプが必要な場合があったが、インク注入バルブをチューブポンプ３１、３２、インク充填バルブをチューブポンプ２９、３０にすることで、一つの部品でインクの搬送およびインクの停止弁の機能を容易に実現できる。
【００２０】
次に図４に示すように一つのインク色に対して複数のインク容器２ａ、２ｂを並列して配置させた場合について説明する。図１では一つのメインタンクに対しそれぞれ一つのインク容器を配置したので、インクの消費量が非常に多い場合は、インクジェットヘッドに搬送するインクが不足し、印字動作を停止する場合があったが、複数個配置し、交互にインクを搬送できるため、脱気中にインクが不足することがなくなり、より連続的にプリンタを動作できた。
【００２１】
以上のように、真空容器内に入れるインク容器が、一端が開閉可能な構造で、かつ、インクの増減によって柔軟に変形可能で、しかも、ガス透過性の低い材料で形成されているので、インクジェットヘッドにインク充填する際や印字動作中でも大気に開放する必要がないので、一度脱気したインクに空気が再溶解を防ぐことができ、さらに再溶解がしないので再び脱気動作の必要がなく、増粘を防ぐことが可能であるため、安定したインクジェットヘッドの吐出が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタ用脱気装置に係る基本的な構成について模式的に示す図
【図２】本発明の実施形態に係るインク容器の基本的な動作について模式的に示す図
【図３】本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタ用脱気装置に係るインク搬送にチューブポンプを用いた場合の構成について模式的に示す図
【図４】本発明の実施形態に係るインクジェットプリンタ用脱気装置に係る１色のインクに対して２つのインク容器を使用した構成について模式的に示す図
【図５】従来のインクジェットプリンタ用脱気装置に係る基本的な構成について模式的に示す図
【図６】従来のインクジェットプリンタ用脱気装置に係る基本的な構成について模式的に示す図
【図７】従来のインクカートリッジの模式図
【符号の説明】
【００２３】
１    真空容器
２ａ、２ｂ    インク容器
３、７    インク注入バルブ
４  真空バルブ
５、６    インク容器開閉バルブ
８、９    インク充填バルブ
３９    エアーリークバルブ
２９、３０、３１、３２    チューブポンプ
４１  インクパック
４２、４３  インク
４７、４８  インクジェットヘッド
４９、５０  メインインクタンク
５１  真空計
５２、５３  サブタンク
【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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【図６】
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【図７】
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