(57)【要約】【課題】  真空を用いたインク脱気の際に、インク溶液が蒸発する事により、インク特性が変化し、印字品質が低下する事を解決するインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】  脱気用の真空ラインに、インク成分に含まれる溶液蒸気を供給する事により、インク溶液が蒸発しなくなり、安定したインク吐出が可能なインクジェット記録装置。【選択図】  図１
2006231807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被記録媒体にインクを吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッド
にインクを供給するインク供給タンクと、前記インクジェットヘッドと前記インク供
給タンクをつなぐインク供給路と、前記インク供給路内に設けた脱気装置からなるイ
ンクジェット記録装置であって、
前記脱気装置が真空ポンプと、インクと真空が接触する脱気モジュールと、
インク成分の一種類以上の溶液が含まれる溶液タンクとからなり、
真空ラインで接続している事を特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記脱気装置において、前記溶液タンク、前記脱気モジュール、前記真空ポンプの順
に前記真空ラインで接続されている事を特徴とする請求項１記載のインクジェット記
録装置。
【請求項３】
前記溶液タンクは、真空ポンプと脱気装置の間に、三方向弁により設置されている事を特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記溶液タンク中の溶液は水である事を特徴とする請求項２乃至３のうちいずれか１記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
真空を利用した脱気装置であって、前記脱気装置内の真空ラインにインクに含まれる成分の少なくとも１種類以上の溶液蒸気を供給する事を特徴とするインクジェット記録装置用脱気装置。
【請求項６】
前記溶液蒸気は水である事を特徴とする請求項５記載のインクジェット記録装置用脱気装置。
【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より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記録装置の、インク脱気装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常のインクジェット記録装置は図５に示すようにインクが、インク供給タンク１からポンプ２により吸い上げられ、インクジェットヘッド３の水頭値を維持するためのサブタンク４を介して、インクジェットヘッド３に供給されて吐出される。しかしインクが脱気されていない場合は、インクの吐出が不安定になり、十分な印字品質が得られない欠点があるため、インク供給タンクの下流に脱気装置５が設けられる。脱気装置５は、脱気モジュール６、真空ライン７、真空ポンプ８から構成される。真空ポンプ８が動作すると、真空ライン７を経由し脱気モジュール６の内部において、真空部と接触するインクの表面で、インクから空気が除去され脱気される。このような脱気装置を用いたインクジェット記録装置が提案されている。（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
また、脱気モジュール６にここで示したような気体透過性のある中空糸を複数本束ねて、中空糸の中にインクを通過させ中空糸の外側から真空引きすることによってインク中にとけ込んでいる気体を取り除く方法（中空糸フィルター）を用いた具体例が提案されている。（例えば、特許文献３、４参照）。
【０００４】
一方、このような脱気方法は真空ポンプを用いるため、脱気時に空気以外に水等のインク成分も蒸発し、インク組成が変化し、インクの吐出が不安定になる。この為、水の透過率をコントロールした脱気装置も提案されている。（例えば、特許文献５参照）
【特許文献１】特開２００４−１７４７９３号公報
【特許文献２】特開２００４−１７５１７号公報
【特許文献３】特開平１１−２０９６７０号公報
【特許文献４】特開平５−１７７１２号公報
【特許文献５】特開平１１−４２７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような通常の脱気装置５を用いた場合は、真空ポンプ８により脱気するため、脱気時に、空気と同時に、インク成分、特に蒸発しやすい液体が、徐々にインクから取り除かれる課題がある。またサブタンクにインクが十分に満たされている場合や装置を停止しておく場合、インク成分の蒸発を防ぐために、真空ポンプ８を停止するが、この時真空ライン７を真空状態に保持しておくと、脱気モジュール内のインクがインク成分の蒸発により著しく変化する。一方、真空ポンプ８の停止時に、真空ライン７を大気に解放すると、脱気モジュール内のインクの脱気が無くなり、再度、脱気をする必要があり、更にインク成分の蒸発が進行することになる。
【０００６】
また、インクから、インク成分（特に水）が蒸発しにくいようにするために、水の透過率をコントロールした脱気モジュールは、一般的に使われている脱気モジュールとは違い高価であり、また複数の脱気モジュールを設置しなければならず装置のコストが高くなる欠点がある。
【０００７】
そこで、本発明は、脱気時にインクの成分が蒸発することを防ぎ、インク成分が変化する事のない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】
【０００８】
本発明の脱気装置には、真空ライン７の脱気モジュール６の上流に、蒸発しやすいインク成分が含まれる溶液タンクが接続され、インク成分の蒸気が脱気モジュール内の真空ライン７に流れ込む構造になっている。脱気モジュール内において、真空ライン７には、空気はほとんど存在しないが、インク成分の蒸気が存在しているため、真空ライン７とインクの接触面では、インク中の空気は真空ライン７に取り出され脱気されるが、インク成分は抜け出さない。
【０００９】
また、真空ポンプ８を停止しておく場合は、溶液タンクからインク成分が飽和状態になるまで蒸発を続け、真空ライン７がインク成分の蒸気で飽和状態になる。このため、脱気モジュール内のインクは、インク成分が蒸発しないで、しかも脱気が維持された状態で保持することできる。
【発明の効果】
【００１０】
上述したように本発明の脱気装置は、真空ラインにインクに含まれる蒸発しやすいインク成分の蒸気が充填されているため、インクの脱気時あるいは真空ラインを真空に放置している時に、インクからインク成分が蒸発するのを防ぐことができる。これにより、インクジェットヘッドからインクを安定させて噴射することができるインクジェット記録装置を実現することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
【実施例１】
【００１２】
以下、本発明の第１の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明のインクジェット記録装置のインク供給に係る基本的な構成について模式的に示す構成図である。図１において、インクはインク供給タンク１ａからポンプ２ａにより脱気モジュール６ａを経由し、サブタンク４ａに供給される。
【００１４】
脱気されたインクをインクカートリッジに詰めて提供されるインクジェット記録装置が一般に知られているが、この方式では、インク脱気やインクカートリッジ梱包が必要なためインクコストが高くなる欠点がある。しかし、一時的に少量の特別なインク（例えば特色インク）などを使用する場合は、脱気モジュールを洗浄したり交換することが必要なため、カートリッジを一時的にサブタンク４ａに直接接続したり、サブタンク４ａの代わりにカートリッジを設置することも可能である。
【００１５】
ここでは、ポンプ２ａによるインクくみ出しを想定しているが、インク供給タンク１ａに空気等で加圧し、インクを脱気モジュール６ａに送り出すことも可能である。また脱気モジュール６ａからサブタンク４ａにインクを供給するために別のポンプを、脱気モジュール６ａとサブタンク４ａの間に設置することある。
【００１６】
サブタンク４ａは、インクジェットヘッド３ａに任意の水頭値を与えるためのもので、ここでは、パウチをインクジェットヘッド３ａのノズル面から１ｃｍから２０ｃｍ程度低い位置に設置されている。サブタンクをパウチにする事により、長時間放置していてもインクの脱気を保つ事ができる。一方サブタンク４ａをインクが大気に触れる開放系タンクにしたり、ワイドフォーマットプリンタで一般に用いられているように、その開放系サブタンクをキャレッジに設置する事も可能である。開放系のサブタンクの場合、サブタンク中のインクは、数時間で脱気レベルが低下するので、インク供給タンク１ａにサブタンク内のインクを戻す事が望ましい。サブタンク４ａには、インク量をモニターできるセンサーが取り付けられ、印字等によりインクが減少したら脱気モジュール６ａよりインクが供給される。
【００１７】
ここで脱気装置５ａは、脱気モジュール６ａ、真空ライン７ａ、真空ポンプ８ａ、溶液タンク１０１ａにより構成されている。脱気モジュール６ａは中空糸フィルター方式を想定しているが、密閉容器にインクを入れ気相部を真空にして脱気する脱気モジュールや、それに超音波等を付加し脱気効率を上げた脱気モジュールでも問題ない。中空糸フィルター方式は、インクが気体透過性のある膜からなる多数の微小なチューブを通過する時に、チューブの外側の真空ラインを真空にすることによって脱気されるので、非常に脱気効率が高い特徴がある。通常、真空ポンプ８ａを使って０．１ａｔｍ以下の真空し、インクを１分間に１００ｍｌ流した場合、インク中の空気は、飽和状態の２０％以下に脱気する事ができる。
【００１８】
脱気モジュール６ａの真空ライン７ａの上流には溶液タンク１０１ａが設置される。溶液タンク１０１ａには、インク成分のうち、脱気モジュール６ａで取り除かれるインク成分の溶液を入れる。一般に水性インクの場合は、脱気モジュールで水分が最も取り除かれるので、溶液タンク１０１ａには水を封入する。溶剤系インクを用いた場合、脱気モジュール６ａで除去されやすい成分がある場合（例えばアルコール等）は、溶液タンク１０１ａにアルコールを封入するればよい。溶液タンク中の液体は当然徐々に減少するので、定期的に補充が必要だが、補充して封止した後は、初期的には空気が出てくるが、１０分以上、真空ポンプ８ａで引く事により、空気はほとんど除去され、真空ライン７ａは溶液の蒸気だけになる。溶液蒸気の発生量をコントロールする為に、溶液タンク１０１ａにヒーターを取り付けたり、溶液タンク１０１ａの出口にコンダクタンスバルブを取り付ける事もできる。
【００１９】
この為、脱気モジュール６ａ内を真空ポンプ８ａで真空にしても、真空ライン７ａには溶液の蒸気があるので、インク中のインク成分は蒸発しないで、インク中の空気のみが取り除かれ脱気される。
【００２０】
真空ポンプ８ａは、水が入っても性能が落ちないドライポンプが望ましいが、油回転真空ポンプを用いる場合は、ポンプのオイルに水が混入しポンプ性能が低下するので、ポンプの入り口に水分を吸着するための、冷媒を用いた液体トラップを取り付ける事が望ましい。溶液タンク１０１ａから蒸発したインク蒸気、例えば水は、この液体トラップで吸着することが可能である。
【００２１】
サブタンク４ａに充填された脱気されたインクはインクチューブ（インク供給路）９を経由しインクジェットヘッド３ａに送られる。始めてインクジェット記録装置を使用する場合、インクジェットヘッド３ａにインクを充填しなければならないが、ここでは、開閉バルブ１０を閉じてポンプ１１を動作させる事によりインクジェットヘッド３ａにインクを加圧充填する機構、およびポンプ１２により吸引キャップ１３をインクジェットヘッド３ａに押し当ててインクを吸引充填する機構の両方が図示されているが、どちらか一方のみでも問題ない。インクをインクジェットヘッド３ａに充填した後は、ポンプ１１は閉鎖され、バルブ１０が開放されインクジェットヘッド内のインク水頭値は所定の値になる。大気リーク弁１４は、ポンプ１１で吸引した後、吸引キャップ１３の内部を大気圧に戻す為の開閉弁で、吸引直後に一定時間開放状態になる。
【００２２】
インクジェットヘッド３ａにはエネルギー発生素子として電気熱変換体等の熱エネルギー発生素子を用いたバブルジェットタイプ、あるいは圧電素子を用いたピエゾ式インクジェットタイプ等がある。またここでは図示していないが、インクジェットヘッド３ａには、図示されたインク供給ライン以外に、インク循環用のインクラインを設置する事も可能である。インクチューブ９が柔軟性のあるチューブの場合、インクをチューブ内に１晩以上の長期間放置すると、チューブ内のインクの脱気が無くなり、吐出が不安定になる場合がある。この場合、インク循環用のインクラインをインクジェットヘッド３ａに設けて、インク供給タンク１ａもしくは脱気モジュール６ａに戻す事により、チューブ内のインクを廃棄する事なく、再脱気したインクを使用することが可能となる。また、ポンプ１２で吸引したインクをゴミを濾過するためのフィルターを介して、インク供給タンク１ａもしくは脱気モジュール６ａに戻す事もできる。
【実施例２】
【００２３】
つぎに、本発明の第２の実施の形態を図２に基づいて説明する。図２は、第１の実施の形態で説明したインクジェット記録装置のうち、第２の実施の形態で用いられる脱気装置の模式図である。
【００２４】
第１の実施の形態で説明したように、中空糸フィルターを用いた脱気モジュールは、脱気性能が非常に高く、実際に真空ポンプで脱気している時間は少なくてよい場合が多い。例えば、サブタンクのインク容量が１００ｍｌの場合、インクを１分間だけ脱気モジュールを通せば、飽和状態の２０％以下に脱気したインクを、サブタンクが空の状態から満タンにする事ができる。１００ｍｌのインクは通常のインクジェット記録装置では１時間以上印字する事ができる。この場合、脱気モジュールによるインク成分の除去は無視できるレベルである。しかし、脱気モジュールにインクを流していない状態でも、真空状態を保持しておくと、インクから気体透過性のある膜を通してインク成分が除去されてしまう。
【００２５】
そこで、第２の実施の形態では、脱気モジュール６ｂと真空ポンプ８ｂの間に三方弁１０２を設置し、第１の実施の形態で示した溶液タンク１０１ｂを設置した。まず三方弁１０２を真空ポンプ８ｂと溶液タンク１０１ｂが連通する位置にし、溶液タンク１０１ｂ内空気を除去する。次に、インクが脱気モジュール６ｂ内を流れる時に、三方弁１０２を真空ポンプ８ｂと脱気モジュール６ｂが連通する位置にし、インクの脱気を行う。脱気モジュール６ｂ内のインクが流れない時は、三方弁１０２を脱気モジュール６ｂと溶液タンク１０１ｂが連通する位置にして放置する。この状態では、脱気モジュール内の真空ラインは溶液蒸気で満たされインク成分は変化しない。また空気は完全に除去されているので、インクの脱気率が低下する事もない。
【実施例３】
【００２６】
つぎに、本発明の第３の実施の形態を図３に基づいて説明する。図３は、本発明の第１の実施の形態において、複数のインクジェットヘッドを用いた場合の脱気装置の模式図である。
【００２７】
インクジェット記録装置では、カラー印字をする為に４個以上のインクジェットヘッドを用いる事が一般的だが、ここでは説明を簡単にするために２個のインクジェットヘッドを用いる場合について説明するが、同様な方法で２個以上でも全く問題ない。
【００２８】
２個のインクジェットヘッドを使用する場合は、各々のサブタンクにインクを供給するために、独立して脱気モジュール６１ｃ、６２ｃを設置しなければならない。しかし、溶液タンク１０１ｃおよび真空ポンプ８ｃは、図３のように配置する事により各々共通に使う事ができる。真空ポンプ８ｃにより、全ての脱気モジュールの真空ラインは真空にされインクが脱気されるが、溶液タンク１０１ｃにより、溶液蒸気が全ての脱気モジュールの真空ラインに供給されるので、インク中のインク成分が蒸発する事はない。
【実施例４】
【００２９】
つぎに、本発明の第４の実施の形態を図４に基づいて説明する。図４は、本発明の第２の実施の形態において、複数のインクジェットヘッドを用いた場合の脱気装置の模式図である。ここでは、実施例３同様、説明を簡単にするために、インクジェットヘッドが２個の場合を示している。脱気モジュール６１ｄ、６２ｄは実施例３と同様に各々独立して各インクジェットヘッドに連通しているサブタンクと他方は各色のインク供給タンクに接続されている。真空ポンプ８ｄおよび溶液タンク１０１ｄは、実施例３と同様に、複数の脱気モジュール６１ｄ、６２ｄがあっても共通して使う事ができる。この特徴は、三方向弁１０２ｄ、１０３ｄを制御するだけで各々のインク脱気を制御できる事である。
【００３０】
つまり、脱気モジュール６１ｄにインクが流れる場合は、三方向弁１０２ｄを真空ポンプ８ｄと脱気モジュール６１ｄが連通する位置にセットし、流れない時は、三方弁１０２ｄを脱気モジュール６１ｄと溶液タンク１０１ｄが連通する位置にセットすればよい。この時、脱気モジュール６２ｄ、三方向弁１０３ｄの状態とは全く独立して制御する事が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１の実施例に係るインクジェット記録装置のインク供給に係る基本的な構成について模式的に示す図
【図２】本発明の第２の実施例に係る脱気装置の模式図
【図３】本発明の第３の実施例に係る脱気装置の模式図
【図４】本発明の第４の実施例に係る脱気装置の模式図
【図５】従来のインクジェット記録装置のインク供給に係る基本的な構成について模式的に示す図
【符号の説明】
【００３２】
１、１ａ    インク供給タンク
３、３ａ    インクジェットヘッド
４、４ａ    サブタンク
５、５ａ    脱気装置
６、６ａ、６ｂ、６１ｃ、６２ｃ、６１ｄ、６２ｄ    脱気モジュール
７、７ａ    真空ライン
８、８ａ、８ｂ，８ｃ，８ｄ    真空ポンプ
９          チューブ（インク供給路）
１３        吸引キャップ
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ    溶液タンク
【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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