(57)【要約】【課題】  インクタンクを長期間放置すると、インク成分が沈降して濃インクを生成し、画像品位の低下を招く。【解決手段】  長期間放置されたインクタンクを攪拌するときに、インク流路内の泡抜き動作を行う前に、攪拌手段による攪拌動作を行うことにより、短時間で効率的にインクタンク内のインクを攪拌する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルからインクを吐出して記録を行うプリントヘッドと、前記プリントヘッド内のインクを前記ノズルから強制排出する吸引手段と、インクを保持するインクタンクと、前記インクタンクから前記プリントヘッドにインクを導くインク流路と、前記インク流路の途中に設けられ、前記インク流路内のインクを前記インクタンク内に逆流し得る攪拌手段とを有し、
記録装置の非動作時間を計測し規定時間経過後は、前記吸引手段による前記プリントヘッド内のインクの強制排出動作を行い、前記インク流路中に溜まった気泡を取り除く泡抜き動作を行うインクジェット記録装置において、
前記吸引手段による泡抜き動作前に、前記攪拌手段によるインクの逆流動作を行うことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記吸引手段による泡抜き動作前後に、前記攪拌手段によるインクの逆流動作を行うことを特徴とする請求項1に記載されたインクジェット記録装置。
【請求項３】
記録装置の非動作時間の規定時間は１ヶ月であることを特徴とする請求項1または2に記載されたインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記インクタンクは大気連通路により大気に開放されており、前記大気連通路が前記ノズルの高さより低い位置に在り、前記大気連通路内にインクと大気との界面が存在し、前記界面と前記ノズルとの水頭差により前記プリントヘッド内を負圧に保ち、前記吸引手段による泡抜き動作時には、前記大気連通路から前記インクタンク内に気泡が導入されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載されたインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記攪拌手段は、前記インク流路中のインクの流れの連通と遮断を行う弁としての役割も兼ねることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載された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、記録用紙上にインクを吐出し記録を行うインクジェット記録装置に係り、特にインクジェット記録装置におけるインク供給系に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ等の記録方式のうち、吐出口（ノズル）からインクを吐出させて記録紙上に記録を行うインクジェット記録方式は、低騒音のノンインパクト記録方式で高密度かつ高速の記録動作が可能であるため、近年では広く採用されている。
【０００３】
インクジェット記録装置に使用されるインクとしては、一般に不溶性あるいは難溶性の色材を含む染料系や顔料系の水性インクが用いられる。この水性インクを使用した場合、経時的にインク中の色材が凝集、沈降し、濃インクが生成されるので、印刷をした際に、著しく画像品位が低下してしまう。そこで、色材沈降を解消するために、従来のインクジェット記録装置には攪拌手段を設けたものがある。
【０００４】
以下、図５により従来の攪拌手段を設けたインクジェット記録装置について説明する。インクタンク23とプリントヘッド24とをインク流路26で連通し、インク流路26をインクで満たす。プリントヘッド24からのインクの吐出状態を良好なものとし、また、ノズル25からのインクの漏れを防止するために、インク供給ユニット内のインクの液面よりも高さＨ分だけ高い位置にプリントヘッド24を配置し、プリントヘッド24内が高さＨの水頭差分の負圧に保たれた状態となっている。これによりノズル25は、メニスカスを形成した状態でインクを満たした状態に保たれる。
【０００５】
プリントヘッド24には、ノズル25の近傍に回復ユニット27が設けられ、ノズル25に増粘物が詰まった場合や、インク吐出時に発生する余分な泡が詰まった場合に、吸引ポンプ28によってノズル25からインクを勢いよく引き出し、増粘物や泡を除去してノズル25の機能を回復する。
【０００６】
インク流路26の途中には、遮断弁21と攪拌手段20が設けられている。攪拌手段20は伸縮による体積変化を利用してインク流路26内のインクを吸引、排出する。遮断弁21を閉じてインク流路26を遮断した状態で攪拌手段20を動作させることにより、インク流路26内のインクをインクタンク側へと逆流させる。逆流したインクは供給針22からインクタンク内に吹き出して、インクタンク内を攪拌するものである。
【特許文献１】特開2004-243667号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述したように、インクは経時的にインク中の色材が凝集、沈降するので、長期間記録装置を使用しなかった場合には、インクタンク底部のインクの濃度は濃いものとなっており、また、その量も多い。このインクタンク底部に溜まった多量の濃インクを攪拌して、インクタンク内を均一な濃度にするには、インクタンク内に強い流れを作り出さなければならない。しかし、インクタンク内に強い流れを作り出すためには、インクタンク内に逆流させるインクの量を多くする必要がある。そのためには、攪拌手段のサイズを大きくせねばならず、サイズアップやコストアップにつながる。さらに、攪拌手段によるインクの逆流に伴って、インクタンク内への流入量と同量のインクが大気導入針より大気連通室内に流出するので、大気連通室のサイズアップが必要になる。
【０００８】
他の手段としては、攪拌手段のサイズは変えずにインクを逆流させる回数を増やす方法もあるが、回数を増やすとその分だけ時間がかかるという弊害を招き、また、回数を増やす分だけ耐久性を向上させなければならず、コストアップにつながる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、上記課題を解決するために本発明においては、ノズルからインクを吐出して記録を行うプリントヘッドと、前記プリントヘッド内のインクを前記ノズルから強制排出する吸引手段と、インクを保持するインクタンクと、前記インクタンクから前記プリントヘッドにインクを導くインク流路と、前記インク流路の途中に設けられ、前記インク流路内のインクを前記インクタンク内に逆流し得る攪拌手段とを有し、記録装置の非動作時間を計測し規定時間経過後は、前記吸引手段による前記プリントヘッド内のインクの強制排出動作を行い、前記インク流路中に溜まった気泡を取り除く泡抜き動作を行うインクジェット記録装置において、前記吸引手段による泡抜き動作前に、前記攪拌手段によるインクの逆流動作を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明のインクジェット記録装置は、前記吸引手段による泡抜き動作前後に、前記攪拌手段によるインクの逆流動作を行うことを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明のインクジェット記録装置は、記録装置の非動作時間の規定時間は１ヶ月であ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いて、前記インクタンクは大気連通路により大気に開放されており、前記大気連通路が前記ノズルの高さより低い位置に在り、前記大気連通路内にインクと大気との界面が存在し、前記界面と前記ノズルとの水頭差により前記プリントヘッド内を負圧に保ち、前記吸引手段による泡抜き動作時には、前記大気連通路から前記インクタンク内に気泡が導入されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のインクジェット記録装置において、前記攪拌手段は、前記インク流路中のインクの流れの連通と遮断を行う弁としての役割も兼ねることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、長期間放置されたインクタンク内のインクの攪拌を行う場合、攪拌手段によりインクタンク内のインクをある程度攪拌する。それから、吸引手段によるプリントヘッド内のインクの強制排出動作をして、インクタンク底部の多少濃いインクを排出する。このときに、インクタンクの大気連通側から空気の泡が入ることにより、インクタンク内が攪拌される。この二つの動作を組み合わせることにより、部品のサイズアップやコストアップを必要としないで、長期間放置されたインクタンク内のインクの攪拌を行う。また、吸引手段によるインクの強制排出は、ある一定期間ごとに必然的に行われるものであるので、余計な時間のロスとはならない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（実施例１）
本発明にかかるインク供給装置の実施例について図を用いて説明する。図１は、本発明のインク供給装置の断面図である。
【００１６】
インクタンク１はタンクステーション９に取付けられると、インク供給針２と大気連通針３がインクタンク１に刺さる。大気連通針３は大気連通路５を通じて大気とつながっており、印字によりインクが消費されると、ここからインクタンク１内に空気が入ってくる。インク供給針２は途中に弁６が設置されたインク流路４により、プリントヘッド10とつながっている。プリントヘッド10は吐出ノズル11よりインクを押し出し、吐出する。インク吐出後、吐出ノズル11の毛細管力により、インク流路４を介して随時インクタンク１からインクが吸い上げられ、吐出ノズル11内にインクを満たすサイクルが繰り返される。
【００１７】
吐出ノズル11にインクの増粘物が詰まった場合や、吐出ノズル11のインク中に溶存していた気体が蓄積され気泡となって生じた場合に、これらを除去するために、回復ユニット18が設けられている。回復ユニット18は、プリントヘッド10の吐出ノズル11の開口面をキャッピングするキャップ18aと、このキャップ18aに接続された吸引ポンプ18bとを有し、キャップ18aで吐出ノズル11の開口面をキャッピングした状態で吸引ポンプ18bを駆動し、吐出ノズル11内のインクを強制的に吸引することで、インクの増粘物や余分な気泡を吐出ノズル11から除去する。
【００１８】
また、記録装置本体が１ヶ月以上使用されなかった場合には、回復ユニット18により、インク流路４内の泡抜き動作が行われる。インク流路４は気体透過性の低い材質を用いているが、完全に気体の透過を遮断できるわけではないので、徐々に、インク流路４内に空気が浸透し、気泡となって溜まってくる。この気泡を取り除くために、泡抜き動作を行う。泡抜き動作は、まず、弁６を遮断した状態で、回復ユニット18の吸引ポンプ18bを駆動して、プリントヘッド10内とインク流路４内を負圧状態とする。プリントヘッド10とインク流路４の内部がある一定の負圧（本実施例では−0.7気圧）となったときに、弁６を連通状態とすることで、インクをインクタンク１からプリントヘッド10およびインク流路４へと供給する。それと同時に、インク流路４内に溜まっていた気泡とインクをプリントヘッド10の吐出ノズル11から排出して、インク流路４内をインクで満たす。
【００１９】
タンクステーション９にはインク供給針２の根元付近にインク受け８が有り、タンクステーション９の底部には吸収体７が設置されている。インク受け８は吸収体７へとつながっており、インクタンク１の脱着時にインク供給針２についたインクがインク受け８から吸収体７へと流れていく。
【００２０】
また、タンクステーション９には検知手段12が設けられており、この検知手段12によりタンクステーション９にインクタンク１が装着されているかを検知する。
【００２１】
以下に、図２を用いて本実施例の弁６の動作／機能について説明する。
【００２２】
弁６の中心部分は、バネ13によりバネホルダ14を介して上方から押圧されて、流路４を遮断状態とする。バネホルダ14の上部には回転可能なレバー15が係合され、レバー15はカム16に当接している。駆動モータ17によりカム16を回転させ、レバー15を押す。レバー15がカム16によって押されたときにバネ13の付勢力に抗して弁６を持上げ、流路４を連通状態とする。
【００２３】
弁６の役割としては以下の二つがある。一つ目は弁６の開閉によるインクタンク１からプリントヘッド10へのインクの流れの連通/遮断である。印刷中は、インクタンク１からプリントヘッド10へとインクが流れるように、弁６は連通状態にしておく。一方、本体の電源ＯＦＦ時やプリンタの移動中などは、弁６を遮断してインクを流れなくして、インクが漏れないようにする。
【００２４】
二つ目は弁６の連通/遮断動作による体積変化を利用して、インクタンク１内のインクの攪拌に用いられる。図３（A）、（B）に示すように、弁６を連通状態にするとインクが流れ込み、弁６内にインクが溜まる。ここで、インク流路４はインクタンク１側の流路4aとプリントヘッド10側の流路4bとでは、流路抵抗が流路4a≪流路4bとなるように差を持たせてある。よって、弁６を連通状態にしたときには、流路抵抗の小さい流路4aからインクタンク内のインクをひいてくる。次に、弁６を遮断することにより弁内のインクを流路4aへと逆流させて、インク供給針２よりインクをインクタンク１内に吹き出させる。この動作を繰り返すことにより、インクタンク１内のインクを攪拌する。
【００２５】
インクを攪拌する際の弁６を遮断する速度は、弁６の体積変化量やインクタンクの容量（底面積と高さの比率）、流路4aの流路抵抗、使用しているインク粘度などにより決まり、本実施例では、カム16が１秒間で１回転する速度、即ち、弁６が１秒間に１回連通/遮断する速度である。
【００２６】
本実施例では、インクジェット記録装置本体が１ヶ月以上されなかった場合に、弁６による攪拌動作と回復ユニット18によるインク流路４内の泡抜き動作を組み合わせる。その時の動作について以下に説明する。
【００２７】
インクジェット記録装置が１ヶ月以上使用されなかった場合には、図４(A)に示すように、インクタンク１内のインクは沈降により底部が濃く、上部が薄く、中間部は通常濃度の３層の構成になっている。また、インク流路４内には、前述したように、インク流路４を形成している材料の表面から浸透してきた空気が気泡となって溜まっている。
【００２８】
最初に、弁６の連通/遮断による攪拌動作（矢印）を行い、インクタンク１内の底部に溜まった濃度の濃いインクを吹き上げて、インクタンク１内を攪拌する。（図４(B)）
次に、インク流路４内の泡抜き動作を行う。前述したように、泡抜き動作は、弁６を遮断した状態で吸引ポンプ18bを駆動して、プリントヘッド10とインク流路４内を負圧状態とする。その状態から弁６を連通状態とすることでインクタンク１内のインクを一気にプリントヘッド10へと引いてくる。このときに、インクタンク１内の底部の多少濃いインクは、プリントヘッド10内へと流れていき、吐出ノズル11から排出される。また、インクタンク1内からインクがインク流路４側へと流れた量と同量の空気が大気連通針３よりインクタンク１内へと導入される。この空気の導入によりインクタンク１内の底部のインクが吹き上げられ、インクタンク１内が攪拌される。泡抜き動作が終わった時のインクタンク1内のインク濃度分布は図４(C)のようになっている。
【００２９】
最後に再び、弁６の連通/遮断による攪拌動作を行うことにより、インクタンク１内のインクの濃度を均一にする。（図４(D)）
以上説明してきたように、本発明によると、記録装置本体を長期間使用しなかった場合に必然的に行われる泡抜き動作と、弁６による攪拌動作を組み合わせる。また、攪拌動作、泡抜き動作、攪拌動作の順番で行うことにより、長期間使用せずに色材の沈降が進んだインクも効率的に攪拌することができる。
【００３０】
本実施例においては、未使用期間が１ヶ月で説明したが、使用するインクの沈降速度やインクタンクの形状などにより未使用期間の設定は異なる。よって、適用する装置に最適な時間を設定すればよい。また、攪拌機構も本実施例で説明した構成に限らず、シリンダ形などでも同様の効果が得られることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】発明に係る記録装置のインク供給系を示す断面図
【図２】発明の弁部分の断面図
【図３】による攪拌状態を示す断面図
【図４】期放置されたインクタンクの攪拌状態を示す模式図
【図５】来のインク供給系を示す断面図
【符号の説明】
【００３２】
１  インクタンク
２  インク供給針
３  大気連通針
４  インク流路
4a  路Ａ
4b  流路Ｂ
５  大気連通路
６  弁
７  吸収体
８  インク受け
９  タンクステーション
１０  プリントヘッド
１１  ノズル
１２  検知手段
１３  バネ
１４  バネホルダ
１５  レバー
１６  カム
１７  動モータ
１８  復ユニット
１８a  ャップ
１８b  引ポンプ
２０  攪拌手段
２１  遮断弁
２２  供給針
２３  インクタンク
２４  プリントヘッド
２５  ノズル
２６  インク流路
２７  回復ユニット
２８  吸引ポンプ
【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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