(57)【要約】【課題】  溶存気体量が所定量以上のインクがインクジェットヘッドに供給されないインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】  信号に応じてインク滴を吐出するインクジェットヘッド２と、インクが蓄えられたインクタンク１と、このインクジェットヘッド２とインクタンク１を連通するインク供給路３と、このインク供給路内に設置された脱気手段５と、インク供給路３内に設置された送液手段と、前記インク供給路内かつ前記インクジェットヘッド２に最も近い位置に設置されたインクを一時貯蔵可能なサブタンク６と、からなるインクジェット記録装置であって、このサブタンクと脱気手段の間とインクタンクと脱気手段の間に、それぞれ溶存気体センサーを設ける。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号に応じてインク滴を吐出するインクジェットヘッドと、インクが蓄えられたインクタンクと、前記インクジェットヘッドと前記インクタンクを連通するインク供給路と、前記インク供給路内に設置された脱気手段と、前記インク供給路内に設置された送液手段と、前記インク供給路内かつ前記インクジェットヘッドに最も近い位置に設置されたインクを一時貯蔵可能なサブタンクと、からなるインクジェット記録装置であって、
前記サブタンクと前記脱気手段の間の前記インク供給路に、溶存気体センサーを設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
電気信号に応じてインク滴を吐出するインクジェットヘッドと、インクが蓄えられたインクタンクと、前記インクジェットヘッドと前記インクタンクを連通するインク供給路と、前記インク供給路内に設置された脱気手段と、前記インク供給路内に設置された送液手段と、前記インク供給路内かつ前記インクジェットヘッドに最も近い位置に設置されたインクを一時貯蔵可能なサブタンクと、からなるインクジェット記録装置であって、
前記インクタンクと前記脱気手段の間の前記インク供給路に、溶存気体センサーを設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
電気信号に応じてインク滴を吐出するインクジェットヘッドと、インクが蓄えられたインクタンクと、前記インクジェットヘッドと前記インクタンクを連通するインク供給路と、前記インク供給路内に設置された脱気手段と、前記インク供給路内に設置された送液手段と、前記インク供給路内かつ前記インクジェットヘッドに最も近い位置に設置されたインクを一時貯蔵可能なサブタンクと、からなるインクジェット記録装置であって、
前記サブタンクと前記脱気手段の間の前記インク供給路に第一の溶存気体センサーを設け、前記インクタンクと前記脱気手段の間の前記インク供給路に第二の溶存気体センサーを設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記溶存気体センサーによる測定値と、前記脱気手段とインクの脱気特性に基づいて、前記送液手段の送液スピードを制御する制御機構を具備することを特徴とする請求項１から３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記脱気手段が気体透過性のある中空糸束と減圧空間から構成される脱気モジュールからなることを特徴とする請求項１から４に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記溶存気体センサーが溶存酸素計であることを特徴とする請求項１から５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を利用したインクジェット記録装置に関し、より詳細には、インクの供給および脱気手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット記録技術において、特に、インク吐出に圧電アクチュエータによる機械的動力を利用する場合、記録インクに所定量以上の溶存気体が含まれるとキャビテーションを生じ、吐出不良となる。そのため、記録インクの溶存気体量は所定量以下に調整されていなければならない。記録インクの溶存気体量の調整方法としては、インクカートリッジ作成段階で、インクパウチの封止前に真空炉において減圧することで脱気する方法が一般的である。
【０００３】
しかし近年、大判印刷の分野では、インクの消費量が膨大であり、２Ｌ以下の容量の汎用的なインクカートリッジの交換頻度は無視できない回数となっている。このため、インクの供給をカートリッジの形態ではなく、２０〜５０Ｌ程度の大容量のメインタンクを設置し、インクジェット記録装置上で脱気する形態に移行しつつある。これにより、カートリッジ交換頻度を低減できるほか、カートリッジ作製時の脱気工程が不要となることから、インク製造コストの低減につながる。
【０００４】
インクジェット記録装置上で脱気する形態の従来例を図４に示す（例えば、特許文献１）。図４に示すインクジェット記録装置は、大容量のインクタンク１がインクジェットヘッド２にインク供給路３により連通しており、インク供給路内に、インク送液手段となる送液ポンプ４、インクの脱気手段となる脱気手段５、脱気インクを貯蔵するサブタンク６から構成され、図４のようなレイアウトとなっている。図４に図示していないが、脱気は真空ポンプにより減圧することで実施される。
【０００５】
脱気手段としては、小サイズの真空炉を設置してもよいが、気体透過性の材料からなる中空糸束と減圧空間から構成される脱気モジュールを利用するのが小型化に適している他、安定した脱気品質が得られるため近年の普及しつつある（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平１１-４８４９１
【特許文献２】特開平１１-２０９６７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来方法では、インクの溶存気体量を把握せず運用しているため、脱気モジュールの性能不良時に、溶存気体量が所定量に到達していないインクも、インクジェットヘッドへインクを導入してしまう場合がある。この場合、安定吐出が維持できないほか、インクジェットヘッド内に導入してしまったインクを一掃し溶存気体量が所定量以下であるインクを再充填しなければ、安定吐出を復帰することができない。すなわち、廃棄インクと復旧作業による費用が発生してしまう。
【０００７】
また、インクの初期溶存気体量はロットによりばらつきがあり、脱気モジュールによる脱気レベルは、導入時のインク溶存気体量に依存する。具体的には、導入時の溶存気体量が少ないほど、所定量以下への到達時間が短くてすむ。このため、従来方法では、初期の溶存気体量のばらつきの最大値を基準に、インクの送液速度を設定して運用している。すなわち、脱気処理方法として効率的ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、電気信号に応じてインク滴を吐出するインクジェットヘッドと、インクが蓄えられたインクタンクと、前記インクジェットヘッドと前記インクタンクを連通するインク供給路と、前記インク供給路内に設置された脱気手段と、前記インク供給路内に設置された送液手段と、前記インク供給路内かつ前記インクジェットヘッドに最も近い位置に設置されたインクを一時貯蔵可能なサブタンクと、からなるインクジェット記録装置において、前記サブタンクと前記脱気手段の間に設置された第一の溶存気体センサーと、前記インクタンクと前記脱気手段の間に設置された第二の溶存気体センサーと、を具備することを特徴とするインクジェット記録装置とした。
【０００９】
また、電気信号に応じてインク滴を吐出するインクジェットヘッドと、インクが蓄えられたインクタンクと、前記インクジェットヘッドと前記インクタンクを連通するインク供給路と、前記インク供給路内に設置された脱気手段と、前記インク供給路内に設置された送液手段と、前記インク供給路内かつ前記インクジェットヘッドに最も近い位置に設置されたインクを一時貯蔵可能なサブタンクと、からなるインクジェット記録装置において、前記インクタンクと前記脱気手段の間に、溶存気体センサーを具備することを特徴とするインクジェット記録装置とした。
【００１０】
また、電気信号に応じてインク滴を吐出するインクジェットヘッドと、インクが蓄えられたインクタンクと、前記インクジェットヘッドと前記インクタンクを連通するインク供給路と、前記インク供給路内に設置された脱気手段と、前記インク供給路内に設置された送液手段と、前記インク供給路内かつ前記インクジェットヘッドに最も近い位置に設置されたインクを一時貯蔵可能なサブタンクと、からなるインクジェット記録装置において、前記サブタンクと前記脱気手段の間に設置された第一の溶存気体センサーと、前記インクタンクと前記脱気手段の間に設置された第二の溶存気体センサーと、を具備することを特徴とするインクジェット記録装置とした。
【００１１】
また、前記溶存気体センサーによる測定値と、前記脱気手段とインクの脱気特性を基準として、前記送液手段の送液スピードを可変する制御機構を具備することを特徴とする請求項１から３に記載のインクジェット記録装置とした。
【００１２】
また、前記脱気手段が気体透過性のある中空糸束と減圧空間から構成される脱気モジュールからなることを特徴とする前記インクジェット記録装置とした。
【００１３】
また、前記溶存気体センサーが溶存酸素計であることを特徴とする前記インクジェット記録装置とした。
【発明の効果】
【００１４】
以上の手段により、溶存気体量が所定量に到達していないインクをインクジェットヘッドに導入してしまうエラーを回避できるほか、導入時の溶存気体量に応じた送液速度で脱気処理が可能となるため、脱気処理の時間短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。
【００１６】
（実施例１）
図１に、本発明の実施例１のインクジェット記録装置の構成概要図を示す。図１に示すインクジェット記録装置は、従来と同様、大容量のインクタンク１がインクジェットヘッド２にインク供給路３により連通しており、インク供給路内に、インク送液手段となる送液ポンプ４、インクの脱気手段となる脱気手段５、脱気インクを貯蔵するサブタンク６から構成され、図４のようなレイアウトとなっている。ここで、サブタンクと脱気手段との間に溶存気体センサー８を具備している。
【００１７】
また、溶存気体センサーの計測機能と送液ポンプのスピード制御機能を有するコントローラー９を具備している。脱気手段は、本実施例では、気体透過性の中空糸束からなる脱気モジュールを使用した。この脱気手段は小型の真空炉でもよい。また、溶存気体センサーには溶存酸素計を使用した。これは溶存窒素計等、インクの溶存気体量をモニターできる溶存気体センサーであれば、検知ガスの種類に規定はない。また、溶存酸素計は種々の方式が市販されているが、使用するインク対する耐性があればポーラロ式、蛍光式のいずれの方式でもよい。ここで、溶存気体センサーの設置場所は、脱気後の脱気レベルをできるだけ早期に検出するため、脱気手段にできるだけ近接させるのがよい。最近の蛍光式溶存酸素計などでは、光ファイバーサイズの極細形態も市販されているため、局所領域への設置も容易となってきている。
【００１８】
ここで、脱気モジュールでの脱気特性について説明する。図２に脱気モジュールにおけるインク脱気レベルとインク流量の特性の一例を示す。図２は、中空糸束の表面積である膜面積１.２m2の脱気モジュールで、初期の溶存酸素量が５.０〜７.０mg/l程度の水性顔料インクを、真空度-９６kPa程度で減圧して脱気した測定結果である。図２に示すように、インクの脱気レベルはインクの流量と初期の溶存酸素量それぞれにたいし、ほぼ比例関係があることがわかる。また、脱気モジュールは、直径〜２００μm程度の中空糸を〜１００００本結束した構造からなるが、これら全ての中空糸にたいし、１０cp程度の高粘度であり、かつ界面活性剤等の成分により気泡が発生しやすいインクを気密充填することは困難であり、実際の充填率にはばらつきが生じる。その結果、脱気レベルもばらつくことになる。
【００１９】
以上のように、脱気モジュール通過後のインクの溶存酸素量は、脱気モジュールに導入するインク状態や脱気モジュール状態により大きくばらつく。
【００２０】
本発明では前述のように、脱気モジュール直後に溶存気体センサーを設置したので、常時脱気モジュール直後でのインクの溶存気体量を監視することができる。そして、吐出安定性が低下する溶存気体量の閾値を設定し、監視するインクの溶存気体量が閾値を超えた場合、次のような制御を実施すればよい。例えば、脱気手段に極端な性能劣化がある場合は脱気手段に致命的な損傷等が考えられるため、直ちに送液を停止し、脱気手段の交換またはメンテナンス後、運転を再開する。また、性能劣化が段階的であり脱気手段の寿命的な劣化と考えられる場合は、送液速度を減速させることで、脱気レベルの微調整が可能であることから、モニターする脱気レベルに応じた送液速度の調整を常時フィードバックかければよい。また、インクの脱気手段への溶存気体量のばらつきにより、閾値を超える場合などは、前述同様、モニターする脱気レベルに応じた送液速度の調整を常時フィードバックかければよい（この際、脱気レベルは図２に示すような特性があるため、使用するインクの脱気レベル特性を事前に把握しておけば、その特性に合わせた流量速度の調整を積極的に実施することができる）。以上のような制御方法により、インクジェットヘッドへの閾値を超えるインクの流入を回避することができる。
【００２１】
具体例として、インクジェットヘッドの仕様やインク物性にもよるが、例えば溶存酸素量で全体の溶存気体量がモニターできる水性インクの場合、溶存酸素量が３.０mg/l程度になる。即ち、溶存酸素量が３.０mg/l以下であると安定吐出が確保され、３.０mg/l以上では安定吐出が確保できない。従ってこの場合は、前述の閾値を３.０mg/lと設定して実施すればよい。
【００２２】
（実施例２）
図３に、本発明の実施例２のインクジェット記録装置の構成概要図を示す。基本構成は実施例１と同一のため重複事項の説明は省略するが、実施例１との違いは、溶存気体センサー８が脱気手段５の上流に設置されていることである。これにより、脱気手段への導入前にインクの脱気レベルを監視することができるようになる。その結果、あらかじめ脱気手段とインクとの脱気性能の特性がわかっていれば、閾値を超えない最大の送液速度で脱気処理を実施することができる。その結果、脱気処理の時間短縮が可能となる。
【００２３】
具体例として、図２に示したような脱気モジュールとインクの脱気特性の場合、溶存酸素量の閾値を３.０mg/lとすると、初期の溶存酸素量が５.０mg/lと７.０mg/lの場合、閾値を超えない最大流量はそれぞれ５００ml/min、１９０ml/minとなる。従来方法の場合は、いずれの条件下においても溶存酸素量の閾値を超えない条件を一義的に設定しなければならないため、図２のような場合は、必然的に１９０ml/minとなる。しかし、本発明の場合は、常時、脱気手段に導入前の溶存気体量をモニターし、その時の溶存気体量に応じた閾値を超えない最大流量を設定することができるので、図２のような特性条件で、初期の溶存酸素量が５.０mg/lで、閾値が３.０mg/lの場合は、最大で５００ml/minまで、インク流量を設定することができる。その結果、従来よりも２倍以上処理速度を向上させることができる。
【００２４】
（実施例３）
図４に、本発明の実施例３のインクジェット記録装置の構成概要図を示す。基本構成は実施例１、２と同一のため、詳細説明は省略するが、実施例１、２との違いは、溶存気体センサー８が脱気手段５の上流と下流の両方にそれぞれ設置されていることである。これにより、実施例１、２の機能を同時に満たすことが可能となる。また、脱気手段前後での脱気レベルが常時で監視できるため、あらかじめ、脱気手段の性能が把握されていれば、本来の脱気手段の性能からのズレ量により、脱気手段の寿命変化をモニターすることができ、脱気手段の寿命交換の判断基準とすることができる。ここで、脱気手段前後のどちらか一方の脱気レベルの検出だけでは、脱気手段単独の脱気性能を監視することができない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施例１の構成概要図。
【図２】脱気モジュールによるインク流量と脱気レベルの特性
【図３】本発明の実施例２の構成概要図。
【図４】本発明の実施例３の構成概要図。
【図５】従来のインクジェット記録装置の構成概要図。
【符号の説明】
【００２６】
１  インクタンク
２  インクジェットヘッド
３  インク供給路
４  送液ポンプ
５  脱気手段
６  真空ポンプ
７  インク
８  溶存気体センサー
９  コントローラ
【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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