(57)【要約】【課題】簡単な構成で、記録ヘッドへの泡送りを防止し、安定して高品位の画像を出力可能にする。【解決手段】記インクタンクの供給口を開閉する手段と、インクタンクから水頭圧を維持する容器までの経路内を開閉する手段と、インクタンクから水頭圧を維持する容器までの経路内を真空にする手段と、インクタンクから水頭圧を維持する容器までの経路内にインクを充填する手段を設けたので、供給路内の残留インクを排出した上で、引き続き真空引き手段でインク供給路内を真空引きでき、インクタンクとサブタンクとの流路内を気泡の残留無くインクを速やかに充填できる。【選択図】          図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多量のインクを貯留するインクタンクと、水頭圧を維持する容器と、記録ヘッドやインク流路内を真空にする真空引き手段を有し、インクを吐出して記録を行う記録手段としての記録ヘッドへインクを供給するインクジェット記録装置用インク供給装置であって、
前記インクタンクの供給口を開閉する手段と、前記インクタンクから水頭圧を維持する容器までの経路内を開閉する手段と、前記インクタンクから水頭圧を維持する容器までの経路内を真空にする手段と、前記インクタンクから水頭圧を維持する容器までの経路内にインクを充填する手段を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置用インク供給装置。
【請求項２】
請求項１記載のインクジェット記録装置用インク供給装置において、
前記インクタンクから水頭圧維持容器の間の経路でインクタンクを着脱する手段を有することを特徴とするするインクジェット記録装置用インク供給装置。
【請求項３】
請求項１記載のインクジェット記録装置用インク供給装置において、
前記真空引き手段の圧力が−９５ｋＰａ以下であることを特徴とするインクジェット記録装置用インク供給装置。
【請求項４】
請求項１記載のインクジェット記録装置用インク供給装置において、
前記インクタンクから水頭圧維持容器までの経路を真空にするステップと、前記インクタンク、前記水頭圧維持容器、インクを一時的に貯留する副タンク、ヘッドから排出されたインクを貯留する負圧維持兼インク溜め容器のいずれかから、経路内にインクを充填するステップと、インクタンク、水頭圧維持容器から、インクタンクと記録ヘッド間の経路に枝分かれした経路にインクを流すステップよりなることを特徴とするインク供給方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、ＦＡＸ、複写機等の画像形成装置に利用されるインク供給・回復機構を有するインクジェット記録装置に関し、より具体的には脱気インクを使用するインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、インクジェット記録装置の記録ヘッドへのインク供給は、交換式のインクタンクが多く用いられている。交換式のインクタンクにおいて、記録ヘッドとの接続部から気泡の侵入が少なく、またインクの漏れが発生しないような構成が考案されている。
【０００３】
インクタンクからインクを抽出する技術としては、図６に示すようにインクタンク２００下部のインク供給口２０４にゴム栓２０１を具備し、このゴム栓２０１に金属製のインク供給針２０２を挿入し、インクを抽出していた。インク供給針２０２はゴム栓３１に貫通させるため、ステンレス製のパイプを先端が鋭い針となるように絞り加工を行い、さらにインクの流路としてパイプの側面に直径１ｍｍ程度のインク供給孔２０３を設けていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平３−９２３５６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来のインクジェット記録装置において、記録ヘッドへのインク供給には、インク注入口に孔径の小さい針を用いているため、圧力損失が大きく大容量のインク輸送には適さないという問題点がある。これを解決するべく、インク注入口の孔径を大きくすると、インクの漏れや気泡の混入が問題となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多量のインクを貯留するインクタンクと、水頭圧を維持する容器と、記録ヘッドやインク流路内を真空にする真空引き手段を有し、インクを吐出して記録を行う記録手段としての記録ヘッドへインクを供給するインクジェット記録装置用インク供給装置であって、前記インクタンクの供給口を開閉する手段と、前記インクタンクから水頭圧を維持する容器までの経路内を開閉する手段と、前記インクタンクから水頭圧を維持する容器までの経路内を真空にする手段と、前記インクタンクから水頭圧を維持する容器までの経路内にインクを充填する手段を設けたことを特徴とする。これにより、太い配管を用いてもインク供給路内の残留インクを排出した上で、引き続き真空引き手段でインク供給路内を真空引きするので、インクタンクと負圧維持容器間の流路内を気泡の残留させることなくインクを速やかに充填でき、流路での圧力損失が問題にならない。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一例を説明する。
【０００８】
図１は、本発明にて用いるインクジェット記録装置用インク供給装置のインクタンク部分の断面図である。バルブ３３４を備えたインクタンクはコネクタ４１０によってインクジェット記録装置本体の供給系に接続できる。配管の径はバルブ３３４で多少狭められるが、基本的には本体の配管径と同等であり、流路抵抗が増大する部位はない。
【０００９】
図２は、本発明のインクジェット記録装置におけるインク供給装置の構成ブロック図である。
【００１０】
１００はライン型インクジェット記録装置の記録ヘッドであり、本発明によるインク供給装置３００からのインクが供給を受けながら、記録信号に応じて記録用紙表面にインク滴を吹き付けて記録する。
【００１１】
３１０はノズルキャップであり、記録ヘッド１００のノズル開口部に密着可能になっている。３２０は負圧維持兼インク溜め容器であり、バルブ３３８を介してノズルキャップ３１０と配管３５１で接続されている。３７０は真空ポンプであり、配管３５２、３５３、３５４で負圧維持兼インク溜め容器３２０と副タンク４００にバルブ３３１、３３２を介して接続されている。配管３５２にはリーク用のバルブ３３３とフィルタ３４１が配管３５４で接続されている。
【００１２】
３９０は水頭圧維持容器であり、記録ヘッド１００と配管３５５とフィルタ３４２を介して接続されている。
【００１３】
３８０は使用前のインクが蓄えられたインクタンクであり、このインクタンク３８０のインク供給口にはバルブ３４４により開閉可能に形成され、配管３５６、３５７でバルブ３３５を介して水頭圧維持容器３９０と接続されている。配管３５６とインクタンク３８０はコネクタ４１０の地点で着脱可能に形成されている。副タンク４００は配管３５６とバルブ３３６を介して配管３６０で接続されている。
【００１４】
上記構成のインク供給装置において、インクジェット記録装置が記録状態にある時にはバルブ３３５が閉になっており、水頭圧維持容器３９０中に蓄えられた脱気済みインクが配管３５５を通って、記録ヘッド１００に供給される。ノズル孔からの記録信号によるインク吐出による記録動作の継続に従い、水頭圧維持容器３９０中に蓄えられた脱気済みインクが少なくなると、図中には記載がないが、この状態がセンサにより検知されて、バルブ３３６が開、３３４が閉の状態でバルブ３３５が開かれ、副インクタンク４００に蓄えられた脱気済みインクが水頭圧によって水頭圧維持容器３９０に足され、その後バルブ３３５が閉じられる。このバルブ３３５の開閉制御により、水頭圧維持容器３９０には、常に適量の脱気インクが供給されることになる。
副インクタンク４００内に蓄えられたインクが少なくなると、これも図中には記載がないが、この状態がセンサにより検知されて、バルブ３３５が閉、３３４、３３６が開の状態で、インクタンク３８０から副インクタンク４００へ脱気済みインクが補充される。以上の動作の継続により、記録動作位置にある記録ヘッド１００は、用紙への記録動作を継続できるようになる。
【００１５】
記録動作の長時間運転に伴い、インクタンク３８０内のインクも無くなると、新インクタンクを新しいものに交換する必要がある。このようなときには、バルブ３３５を閉の状態でコネクタ４１０の地点からインクタンクを取り外し、その後、新しいインクタンクをコネクタ４１０の地点に接続する。インクタンクの脱着に際して、インクタンクの接続部や配管３５６、３６０には気泡が発生し、この気泡が記録ヘッド１００のノズル内に流れると吐出不良を引き起こしてしまう。これを防ぐ為に、バルブ３３２、３３３、３３４、３３５、３３７を閉、バルブ３３１、３３６を開の状態で、配管３５２、３５３を通って、真空ポンプ３７０により、副インクタンク４００内を真空に引き、配管３５６、３６０の残存インクと気泡を排出する。その後、副インクタンク内を大気圧に戻し、配管３５６、３６０内部の真空をインクと置換し、バルブ３３６を閉じる。配管３５６、３６０の残存インクと気泡を排出する真空引き手段としては、−９５．０ｋＰａ以下の減圧にする必要がある。真空をインクと置換した後、バルブ３３４、３３５、３３６を開の状態で、副インクタンク４００内を減圧にし、新インクタンク３８０と水頭圧維持容器３９０内のインクを副インクタンク４００内に流すことでバルブ内での気泡の残留を防ぐことができる。また、配管３５６、３６０内の真空をインクと置換する手段としては、真空引きした後にバルブ３３４を開き、新インクタンクから直接インクを充填した後、副インクタンク内を大気圧に戻し、バルブ３３６を閉じる手段や、または、真空引きした後にバルブ３３５を開き、水頭圧維持容器３９０からインクを充填した後、副インクタンク内を大気圧に戻し、バルブ３３６を閉じる手段を用いても良い。
【００１６】
このように構成された本発明のインク供給装置によれば、太くて長いインク供給路を有するライン走査型インクジェットプリンタでも、インク供給路内の残留インクを排出した上で、引き続き真空引き手段でインク供給路内を真空引きするので、インクタンクからのインクの漏れや、配管内に残存するインクや気泡の問題を解決し、インクタンクとサブタンクとの流路内を気泡の残留無くインクを速やかに充填できる。
【００１７】
図３は、本発明の他の例を説明するための図である。図２の例との違いは、副インクタンク内にインクを補充する手段として、負圧維持兼インク溜め容器３２０から点線で示す配管３５８、３５９、フィルタ３４３を通って補充する経路が取り除かれている点である。
【００１８】
この例でのインクタンク３８０の交換は次のように行う。バルブ３３５を閉の状態でコネクタ４１０の地点からインクタンクを取り外し、その後、新しいインクタンクをコネクタ４１０の地点に接続する。配管３５６、３６０の気泡を防ぐ為に、バルブ３３２、３３３、３３４、３３５を閉、バルブ３３１、３３６を開の状態で、配管３５２、３５３を通って、真空ポンプ３７０により、副インクタンク４００内を真空に引き、配管３５６、３６０の残存インクと気泡を排出する。その後、副インクタンク内を大気圧に戻し、配管３５６、３６０内部のインクと置換し、バルブ３３６を閉じる。配管３５６、３６０の残存インクと気泡を排出する真空引き手段としては、−９５．０ｋＰａ以下の減圧にする必要がある。インクを充填後、バルブ３３４、３３５、３３６を開の状態で、副インクタンク４００内を減圧にし、新インクタンク３８０と水頭圧維持容器３９０内のインクを副インクタンク４００内に流すことでバルブ内での気泡の残留を防ぐことができる。また、配管３５６、３６０内の真空をインクと置換する手段としては、真空引きした後にバルブ３３４を開き、新インクタンクから直接インクを充填した後、副インクタンク内を大気圧に戻し、バルブ３３６を閉じる手段や、または、真空引きした後にバルブ３３５を開き、水頭圧維持容器３９０からインクを充填した後、副インクタンク内を大気圧に戻し、バルブ３３６を閉じる手段を用いても良い。
【００１９】
図４は、本発明の他の例を説明するための図である。図２の例との違いは、新インクタンク交換時に、新インクタンク３８０と水頭圧維持容器３９０間の経路、配管３５６、３６０内のを真空引きする際に、副インクタンク内を真空引きするのでなく、負圧維持兼インク溜め容器３２０を利用するように構成されている点である。
【００２０】
この例でのインクタンク３８０の交換は次のように行う。バルブ３３５を閉の状態でコネクタ４１０の地点からインクタンクを取り外し、その後、新しいインクタンクをコネクタ４１０の地点に接続する。配管３５６、３６０の気泡混入を防ぐ為に、バルブ３３３、３３４、３３５、３３８を閉、バルブ３３６を開の状態で、配管３５３を通って、真空ポンプ３７０により、負圧維持兼インク溜め容器３２０内を真空に引き、配管３５６、３６０の残存インクと気泡を排出する。その後、負圧維持兼インク溜め容器３２０内を大気圧に戻し、配管３５６、３６０内部の真空をインクと置換し、バルブ３３６を閉じる。配管３５６、３６０の残存インクと気泡を排出する真空引き手段としては、−９５．０ｋＰａ以下の減圧にする必要がある。インク充填後、バルブ３３４、３３５、３３６を開の状態で、負圧維持兼インク溜め容器３２０を減圧にし、新インクタンク３８０と水頭圧維持容器３９０内のインクを負圧維持兼インク溜め容器３２０内に流すことでバルブ内での気泡の残留を防ぐことができる。また、配管３５６、３６０内の真空をインクと置換する手段としては、真空引きした後にバルブ３３４を開き、新インクタンクから直接インクを充填した後、負圧維持兼インク溜め容器内を大気圧に戻し、バルブ３３６を閉じる手段や、または、真空引きした後にバルブ３３５を開き、水頭圧維持容器３９０からインクを充填した後、負圧維持兼インク溜め容器内を大気圧に戻し、バルブ３３６を閉じる手段を用いても良い。本例でもインクタンクを交換後、配管３５６、３６０内をインクに置換できるが、負圧維持兼インク溜め容器３２０内には新インクタンク３８０からだけでなく、ノズルキャップ３１０を通して使用済みインクが流れ込むため、ゴミや埃等の異物をインク供給路内に吸いこむことやインクの脱気状態が変化することが問題となる。異物の問題は、ノズルキャップ３１０から負圧維持兼インク溜め容器３２０の経路である配管３５１、または、新インクタンクから負圧維持兼インク溜め容器３２０の経路である配管３５８、３５９にフィルタを介することで解決できる。負圧維持兼インク溜め容器内のインクの脱気状態が変化する問題については、配管３５６、３６０内にインクを充填する際に、負圧維持兼インク溜め容器３２０内を充分真空引きすることで解決できる。
【００２１】
図５は、本発明の更に他の例を説明するための図である。図２の例との違いは、配管３５６と副インクタンクとをつなぐ経路として、配管３６０とは別に、配管３６１をバルブ３３９を介して接続し、配管３６０と３６１の長さを異なるように構成してあり、インクタンク３８０の交換時に、インクタンク３８０と水頭圧維持容器３９０間の経路、配管３５６内を真空引きする際に、副インクタンク４００内に貯留されたインクを通らずに真空引きできるように構成している点である。
【００２２】
この例でのインクタンク３８０の交換は次のように行う。バルブ３３５を閉の状態でコネクタ４１０の地点からインクタンクを取り外し、その後、新しいインクタンクをコネクタ４１０の地点に接続する。配管３５６、３６０、３６１の気泡を防ぐ為に、バルブ３３２、３３３、３３４、３３５、３３７を閉、バルブ３３１、３３６、３３９を開の状態で、配管３５２、３５３を通って、真空ポンプ３７０により、副インクタンク４００内を真空に引き、配管３５６、３６０の残存インクと気泡を排出する。その後、バルブ３６１を閉にしてから副インクタンク内を大気圧に戻し、配管３５６、３６０内部の真空をインクと置換し、バルブ３３６を閉じる。配管３５６、３６０、３６１の残存インクと気泡を排出する真空引き手段としては、−９５．０ｋＰａ以下の減圧にする必要がある。インク充填後、バルブ３３４、３３５、３３６、３３９を開の状態で、副インクタンク４００内を減圧にし、新インクタンク３８０と水頭圧維持容器３９０内のインクを副インクタンク４００内に流すことでバルブ内での気泡の残留を防ぐことができる。また、配管３５６、３６０内の真空をインクと置換する手段としては、真空引きした後にバルブ３３４を開き、新インクタンクから直接インクを充填した後、副インクタンク内を大気圧に戻し、バルブ３３６を閉じる手段や、または、真空引きした後にバルブ３３５を開き、水頭圧維持容器３９０からインクを充填した後、副インクタンク内を大気圧に戻し、バルブ３３６を閉じる手段を用いても良い。
【００２３】
以上説明した例では、オンデマンドインクジェット方式のライン型インクジェットプリンタへの適用について述べたが、コンティニュアスインクジェット方式インクジェットプリンタへの適用も同様に可能であり、インク供給経路や記録ヘッドに残留気泡なくインクを充填し、気泡に伴うインク粒子作成の乱れや荷電の乱れを防止して、記録の信頼性を向上させることが可能である。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によるインクジェット記録装置は、インクタンクと水頭圧維持容器間の流路内を真空にする真空引き手段、該手段の動作に引き続いて真空にした流路内にインクを充填するインク充填手段、インクタンクと水頭圧維持容器から流路外へインクを排気する手段を有する。これにより、太くて長いインク供給路を有するライン走査型インクジェットプリンタでも、インク供給路内の残留インクを排出した上で、引き続き真空引き手段でインク供給路内を真空引きするので、インクタンクとサブタンクとの流路内を気泡の残留無くインクを速やかに充填でき、流路での圧力損失が問題にならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクタンクの構成を示す断面図。
【図２】インク供給装置の一例を示すブロック図。
【図３】インク供給装置の他の例を示すブロック図。
【図４】インク供給装置の他の例を示すブロック図。
【図５】インク供給装置の他の例を示すブロック図。
【図６】従来のインクタンクの構成を示す断面図。
【符号の説明】
１００は記録ヘッド、３００はインク供給装置、３１０はノズルキャップ、３２０は負圧維持兼インク溜め容器、３３１〜３３７はバルブ、３４１〜３４３はフィルタ、３５１〜３６０は配管、３７０は真空ポンプ、３８０はインクタンク、３９０は水頭圧維持容器、４００は副インクタンク、４１０はコネクタである。
【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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