(57)【要約】【課題】加圧循環方法及び回復桶を用いるインクシステムにおけるフィルタ目詰まりが生じ易い。【解決手段】インクを吐出する記録ヘッド１と、インク貯留するインクタンク１１と、インクタンク１１から供給されるインクを一時的に貯留するサブタンク１５と、記録ヘッド１を非記録時にキャッピングすると共に、回復時に吐出されるインクを受ける回復桶３と、サブタンク１５のインクを記録ヘッド１を介してサブタンク１５に戻して再利用するインク循環路１６、１９と、回復桶３のインクをサブタンク１４に戻して再使用するインク回収路２０とを有し、回復桶３には異物をろ過するフィルタ１０を着脱自在に装着した。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを吐出する記録ヘッドと、インクを貯留するインクタンクと、前記インクタンクから供給されるインクを一時的に貯留するサブタンクと、前記記録ヘッドを非記録時にキャッピングすると共に、回復時に吐出されるインクを受ける回復桶と、前記サブタンクのインクを前記記録ヘッドを介してサブタンクに戻して再利用するインク循環路と、前記回復桶のインクを前記サブタンクに戻して再使用するインク回収路とを有するインクジェット記録装置において、前記回復桶に、異物をろ過する異物ろ過手段を有することを特徴するインクジェット記録装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記ろ過手段は前記回復桶に着脱自在に装着されることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置において、記録時に前記回復桶を密閉する密閉手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項３に記載のインクジェット記録装置において、前記密閉手段は前記記録ヘッドに同動して記録時に前記回復桶を密閉することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載のインクジェット記録装置において、記録時に前記回復桶からインクを吸引してサブタンクに戻すことを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開平１１−１０５３０３号公報
【特許文献２】特開平７−２４６７１１号公報
【特許文献３】特開平１１−３２０９１３号公報
【特許文献４】特開２０００−１５８３６号公報
【０００３】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の機能を有する記録装置、コンピュータやワードプロセッサ等を含む複合型電子機器やワークステーションなどの出力機器として用いられる記録装置は、画像情報（記録情報）に基づいて紙、布、プラスチックシート、ＯＨＰ用シート等の被記録材（被記録媒体）に文字や記号等を含む画像を記録するものである。
【０００４】
このような記録装置には種々の方式があるが、そのうち、インクジェット式の記録装置（インクジェット記録装置）は、記録ヘッドから被記録媒体にインクを吐出して記録を行うものであり、ヘッドのコンパクト化が容易であり、高精細な画像を高速で記録することができ、普通紙に特別の処理を必要とせずに記録することができ、ランニングコストが安く、ノンインパクト方式であるため騒音が少なく、しかも、多種類のインク（例えばカラーインク）を使用してカラー画像を形成するのが容易であるなどの利点を有している。
【０００５】
このようなインクジェット記録装置においては、ヘッドの吐出口からインク滴を吐出して記録を行うことから、吐出口の状態が記録品位（画像品質）に大きく影響する。そこで、記録中に吐出口内に発生した気泡などで吐出不良（不吐出を含む）になると、加圧手段などでインクを記録ヘッド内に充填させて吐出口をリフレッシュ（回復）させる保守回復方法が行なわれている。また、長期放置や運送中におけるインクの自然蒸発による吐出口内のインクの増粘固着に備えて、密閉性の高いキャップ部材で吐出口を覆う（キャッピング）ことが行われている。
【０００６】
ところで、近年、記録の高精細化の要請に応えてヘッドの吐出口の高密度化が急速に進んでおり、こうした吐出口の高密度化に伴って前記吐出口の回復を行う保守回復機構に対する要求が一層高まっている。特に、被記録媒体の搬送方向幅にわたって一度に記録できる、いわゆるフルライン型の長い記録ヘッド（フルラインヘッド）を用いるインクジェット記録装置においては、保守回復機構の長さが記録ヘッド長と同程度必要となるために大型になり、記録装置に対してどのように組み込むかが問題となっている。
【０００７】
一方、例えば
【特許文献１】には加圧手段などでインクを記録ヘッド内に充填させて吐出口を回復させ、この充填に使用したインクを回収再使用する加圧循環方法が記載されている。
【０００８】
この加圧循環方法について図５を参照して説明する。加圧循環方法でのインク系は、インクを吐出して記録を行う記録ヘッド１０１と、多量のインクを貯留するインクカートリッジ等のようなインクタンク１０２と、インクを一時的に貯留し、かつ大気連通口１０８と電極インク残量検知センサ１０９を有するサブタンク１０３と、記録ヘッド１０１から吐出されたインクを受けて回復処理するための回復桶１０４と、記録ヘッド１０１にインクを供給するための第１ポンプ１０５と、インクタンク１０２からサブタンク１０３にインクを供給すると共に回復桶１０４からインクを回収する吸引ポンプ等のような第２ポンプ１０６と、インク中に含まれる異物を除去するフィルタキット１０７と、から構成される。
【０００９】
そして、インクカートリッジ等のようなインクタンク１０２内に貯留されているインクが、第２ポンプ１０６によってサブタンク１０３の所定の液位になるまで供給されて貯留され、記録ヘッド１０１にインクが供給可能な状態となる。印字時、すなわち記録時には、記録ヘッド１０１からインクが紙等の記録シートに対して吐出されて記録が行われ、サブタンク１０３内のインクが消費される。
【００１０】
一方、記録ヘッド１０１の吐出回復時には、第２ポンプ１０６等によってインク循環が行われて、記録ヘッド１０１の回復処理が行われる。この時、記録ヘッド１０１のノズル１０１ａから吐出されたインクは、回復桶１０４によって受けられ、第２ポンプ１０６の吸引によって、回復桶１０４から空気と共にフィルターキット１０７を経由してゴミ等の異物が取り除かれた後、サブタンク１０３の最高液位以上に設けられた空気層１１２に注入される。このとき、インクは重力によって下方に落下し、空気はサブタンク１０３の天面に設けられた大気連通口１０８から大気中に放出される。
【００１１】
記録時にサブタンク１０３内のインクが消費され、電極インク残量検知センサ１０９が液面低下を検知すると、液面を所定の液位まで戻す。これらの動作を繰り返し、やがてインクカートリッジ１０２のインクが無くなるとインクカートリッジ１０２を交換する。
【００１２】
また、
【特許文献２】には、プリンタ全体をコンパクトに構成することができる回復桶配置方法が提案されている。これを図６を参照して説明する。非記録時及び予備吐出時には、同図（ａ）に示すように、ヘッドホルダ１２１に保持された各記録ヘッド１２２〜１２２の吐出口は回復桶１２３に設けられたキャップ部材１２４により密閉されて、放置時のインクの自然蒸発による吐出口内のインクの増粘固着が防止されている。また、この状態で吐出口より予備吐出を行うことにより、記録時に吐出の行われない吐出口のインクの自然蒸発による増粘固着を防止している。
【００１３】
そして、記録時には、同図（ｂ）に示すように、記録ヘッド１２２を上方に、キャップ部材１２４及びブレード部材１２５を備えた回復桶１２３を図で左方にそれぞれ移動した後、再び記録ヘッド１２２を下方に移動させて回復桶ホルダ１２６を通過させることにより、記録ヘッド配列方向に搬送される被記録媒体に記録ヘッド１２２を近接させて記録を行う。
【００１４】
ところで、以上説明した方法では、記録ヘッドが長尺化するにつれ大量のインクがフィルタを通過すること、回復桶が記録動作中は大気に露出されることなどから、使用期間が長くなるにつれ、フィルタに不純物が堆積して目詰まりを起こす。そのため、インク加圧循環系に使用されるチューブが圧力上昇で外れ、装置内をインクで汚すなどの障害が発生するおそれがある。
【００１５】
そこで、
【特許文献３】にはフィルタの目詰まりを検出し、その検出結果に基
づいてインク加圧循環を停止する方法が、また
【特許文献４】にはフィルタの目詰まりを検出し、ユーザーにフィルタ交換を警告する方法が開示されている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような方法は、あくまでフィルタの目詰まりが発生した場合の対処方法であって、フィルタの目詰まりを防止するしようとするものではない。このような加圧循環方法及び回復桶を用いる回復方法にあっては、フィルタ目詰まりの原因となる異物の外部からの混入を極力防止する構成が必要である。また、適切な濾過精度のフィルタを適切な場所に配置することや、フィルタの濾過面積をできるだけ大きくなるように装置内に組み込むことが必要である。
【００１７】
本発明は上記のような課題に鑑みてなされたものであり、フィルタの目詰まりに起因する障害の発生を防止可能で、長期信頼性に優れるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係るインクジェット記録装置は、インクを吐出する記録ヘッドと、インク貯留するインクタンクと、インクタンクから供給されるインクを一時的に貯留するサブタンクと、記録ヘッドを非記録時にキャッピングすると共に、回復時に吐出されるインクを受ける回復桶と、サブタンクのインクを記録ヘッドを介してサブタンクに戻して再利用するインク循環路と、回復桶のインクをサブタンクに戻して再使用するインク回収路とを有し、更に前記回復桶に異物をろ過する異物ろ過手段を有する構成とした。
【００１９】
ここで、ろ過手段は回復桶に着脱自在に装着されることが好ましい。また、記録時に回復桶を密閉する密閉手段を有することが好ましく、この場合、密閉手段は記録ヘッドに同動して記録時に回復桶を密閉することが好ましい。さらに、記録時に回復桶からインクを吸引してサブタンクに戻すことが好ましい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。本発明に係るインクジェット記録装置の実施形態について図１及び図２を参照して説明する。なお、図１は同記録装置のヘッド部の模式的構成図、図２は同記録装置のインク加圧循環システムの構成図である。
【００２１】
先ず、図１を参照して、このインクジェット記録装置は、フルライン型インクジェット記録装置であり、被記録媒体（以下「用紙」という。）に対してインク滴を吐出して画像を形成するための４個の記録ヘッド１を用紙紙搬送方向に等間隔でヘッドホルダ２に保持して配置している。
【００２２】
ヘッドホルダ２は、図示しないヘッドホルダ昇降機構部により所定の位置センサからの検出信号に基づいて、図の矢印方向に上下移動される。
【００２３】
ここで、４個の記録ヘッド１はイエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの各インクを吐出する記録ヘッドである。また、これら各記録用インクに定着促進液ヘッドを併用して用いる場合や、フォトインクを用いる場合は、定着促進液ヘッドや、フォトインク記録ヘッドをインク用記録ヘッドと同様に、ヘッドホルダ２に保持する構成とすることができる。
【００２４】
また、各記録ヘッド１は、それぞれ、例えば、サーマル方式のヘッドであり、用紙の記録面に対向してインク吐出口が記録面全域に亘って複数個形成されるインク吐出部を有しており、各インク吐出口は、図１の紙面垂直方向に所定の間隔で形成されている。この間隔は、画像品質の点から６００ｄｐｉ以上の記録密度に相当する間隔であることが好ましい。また、各インク吐出口は、インク吐出部内に形成される各インク流路に連通し、各インク流路の他端は、共通インク室に合流している。また、各インク流路内には、インクを加熱し膜沸騰現象によりインク吐出口を通じて液滴として吐出させる電気熱変換体としてのヒータが保護層を介して形成されている。
【００２５】
なお、各記録ヘッド１は、サーマル型に限らず、振動板を圧電素子などの電気機械変換素子で変形させて液滴を吐出させるヘッド、振動板を静電力で変形させて液滴を吐出させるヘッドなど、各種のヘッドを用いることができる。
【００２６】
また、記録ヘッド１の下方側には、各記録ヘッド１に対応する回復桶３を配設し、この回復桶３には、各記録ヘッド１のインク吐出口面に先端がそれぞれ選択的に当接する複数のキャップ部材４と、各記録ヘッド１のインク吐出口面に付着したインク及び塵等をそれぞれ選択的に拭う複数のブレード部材５とを有する。
【００２７】
そして、回復桶３は、回復桶ホルダ６に保持するとともに、回復桶ホルダ６に対して図１の矢示方向（左右方向）に移動可能になっている。
【００２８】
キャップ部材４は、ブレード部材５に対し上流側となる位置に設けられている。このキャップ部材４は弾性材料で一体に成形され、記録ヘッド１のインク吐出口面に対向する先端部に、開口端を形成するリップ部４ａを有している。リップ部４ａはインク吐出口面に当接するとき、インク吐出口面におけるインク吐出口列を包囲するように形成されている。
【００２９】
ブレード部材５は、弾性材料により薄板状に形成され、図１で紙面に垂直方向に延びる幅寸法は、記録ヘッド１の全インク吐出口面に摺接するように設定している。回復桶ホルダ６には、記録ヘッド１が通過可能な開口部６ａが形成されている。
【００３０】
そして、ヘッドホルダ２（記録ヘッド１でもよい。）と一体的に回復桶３のキャップ部材４を密閉するための密閉手段である密閉部材８を設けている。この密閉部材８は、キャップホルダ昇降機構部によって記録ヘッド１が上下動されるときに、記録ヘッド１に同動し、記録ヘッド１が記録位置に下降したときに回復桶３のキャップ部材３に当接して密閉する。
【００３１】
また、回復桶３は、図２に示すように、内部に前述したキャップ部材４が挿入され、このキャップ部材４の内部には樹脂材料からなる補強部材９が挿入されている。この補強部材９の底部には、金属繊維や燒結金属からなる異物ろ過手段であるフィルタ１０を、補強部材９に超音波溶着などにより一体的に設けている。このため、キャップ部材４は回復桶３の凹部から離脱が可能であり、また補強部材９とフィルタ１０はキャップ部材４から離脱可能な構成となっている。
【００３２】
このように、回復桶３にフィルタ１０を設け、このフィルタ１０を回復桶３に着脱自在に装着することにより、たとえフィルタ１０の目詰まりが発生した場合においても、キャップ部材４、またはフィルタ１０を回復桶３から容易に取り外して、フィルタ１０の交換や、洗浄再使用が容易に行うことができる。
【００３３】
なお、キャップ部材４の内部には、特開平１１−３０９８７１  号公報に開示されるように、吐出口と所定の間隔をおいた対向位置に板状のインク除去部材１１を配置することが好ましい。後述の回復動作時に、吐出口より流出したインクは、インク除去部材１１によりフィルタ１０上に導かれ、ポンプにより濾過されたインクは回収され、再利用される。
【００３４】
次に、図３を参照して、インク循環システムは、前述したインクを吐出して記録を行うための記録ヘッド１と、多量のインクを貯留するインクカートリッジ等のようなインクタンク１２と、インクを一時的に貯留し、かつ大気連通口１３と電極インク残量検知センサ１４を有するサブタンク１５と、記録ヘッド１から吐出されたインクを受けて回復処理するための前述した回復桶３と、サブタンク１５から記録ヘッド１にインクを供給するためのインク供給路（インク循環路）１６と、インク供給路１７を通じてインクを圧送するためのポンプ１７と、ポンプ１７と記録ヘッド１間に配置されたフィルタ１８と、記録ヘッド１からサブタンク１５にインクを戻すためのインク戻し路（インク循環路）１９とを含み、サブタンク１５のインクを記録ヘッド１に供給し、記録ヘッド１からサブタンク１５にインクを戻して再利用するインク循環系を有する。
【００３５】
ここで、フィルタ１８は、記録ヘッド１に供給されるインクの濾過精度を決定する目的の最終フィルタである。このため、このフィルタ１８の濾過精度は、例えば３μｍと、インクシステム中で最大の濾過精度としている。また、フィルタ１８はインク供給路１６中に配置するため、フィルタ面積を大面積にすることは困難である。
【００３６】
また、回復桶３に排出されたインクをサブタンク１４に回収するためのインク回収路２０と、インク回収路２０を通じてインクを圧送するためのポンプ２１、と、ポンプ２１の下流側に配置されたバルブ２２と、バルブ２２の下流側に配置されたフィルタ２３とを含み、回復桶３からインクをサブタンク１５へ回収するインク回収系を有する。
【００３７】
ここで、フィルタ２３はフィルタ１８の寿命を延ばす目的で設けたもので、フィルタ２３の濾過精度は、例えば１０μｍと、フィルタ１８の濾過精度より低く設定している。また、フィルタ２３は循環路２０と補充路２４中に配置するため、フィルタ面積を大面積にすることは困難である。
【００３８】
また、回復桶３には塵埃や紙粉を除去する目的で前述したようにフィルタ１０を設けているが、このフィルタ１０の濾過精度は、例えば５０μｍと、インクシステム中で最も低く設定している。このフィルタ１０は回復桶３中に配置するため、フィルタ面積を大面積にすることは容易である。
【００３９】
さらに、インクタンク１２からサブタンク１５にインクを補充供給するインク補充路２４と、インク補充路２４を通じてインクを圧送するためのポンプ２５と、ポンプ２５の下流側に配置されたバルブ２６と、インク補充路２６を通じて補充されるインク中に含まれる異物を除去するための前述したフィルタ２３とを含み、インクタンク１２からサブタンク１５にインクを補充供給するインク補充系を有する。
【００４０】
そこで、このように構成したこの実施形態の作用について図４をも参照して説明する。
先ず、各記録ヘッド１による記録動作が行われる場合について説明する。この場合には、図１に示す非記録時及び回復動作時の状態から、記録動作にあたり、ヘッドホルダ昇降機構によりヘッドホルダ２とともに各記録ヘッド１を図３（ａ）に示す位置まで上昇させた後、回復桶３を同図（ｂ）に示すように用紙搬送方向下流側に移動させる。
【００４１】
そして、同図（ｃ）に示すように、ヘッドホルダ昇降機構により、記録ヘッド１を回復桶ホルダ６の開口６ａを通じて、用紙搬送面に対して所定距離だけ離隔した位置まで下降させ、その後、用紙を搬送しながら各記録ヘッド１を駆動して用紙に画像を記録する。
【００４２】
この記録動作時には、密閉部材８は記録ヘッド１と略同じ長さを有しており、記録ヘッド１に同動して下降されるので、回復桶３のキャップ部材４のリップ部４ａに当接して、回復桶３を大気から密閉した状態になる。
【００４３】
従前のように記録時には回復桶３が大気に露出される構成では、待機状態から記録状態へ移行するには回復桶３内のインクが完全に回収されるまで待つ必要があった。これに対して、このインクジェット記録装置では、記録時にも回復桶３が密閉されるため、待機状態から記録状態への移行時間を短縮することができると同時に、記録時の塵埃や紙粉の回復桶３への混入を防止できる。また、ブレード部材５によるワイピングを行うためには、ヘッドホルダ２をブレード５が記録ヘッド１の吐出口面に摺接する位置まで上方向に移動させ、回復桶ホルダ６を図１で右方向（用紙搬送方向上流側方向）に移動させればよい。
【００４４】
次に、インクシステムにおいては、インクタンク１２が装置に挿入された後に、インクタンク１２内に貯留されているインクは、ポンプ２５によってサブタンク１５が所定の液位になるまで供給されて貯留され、記録ヘッド１  にインクが供給可能な状態となる。
【００４５】
このとき、インクタンク１２のインクはフィルタ２３によって濾過される。この工程において濾過すべき異物はインクタンク１２の着脱時に混入する異物であるため、フィルタ２３の濾過精度は１０μｍ程度とそれ程高い必要はない。
【００４６】
そして、印字時、すなわち記録時には、記録ヘッド１からインクが紙等の用紙（被記録媒体）に対して吐出されて記録が行われ、サブタンク１５内のインクが消費される。このとき、サブタンク１５のインクはフィルタ１８によって濾過され、記録ヘッド１に供給される。この工程において濾過すべき異物はインク中に存在する異物であり、吐出特性に重要な影響を与えるため、フィルタ１８の濾過精度は３μｍ程度と高い精度のフィルタを使用している。また、サブタンク１５内のインクはフィルタ２３によって濾過されたものであり、記録ヘッド１へのインクはフィルタ２３、及び１８で濾過されている
【００４７】。
一方、記録ヘッド１の吐出回復時には、ポンプ１７によってインク加圧が行われて、記録ヘッド１の回復処理が行われる。このとき、記録ヘッド１から吐出されたインクは、回復桶３によって受けられ、ポンプ２１によって、回復桶３からサブタンクへ回収される。この回復桶３のインクは、フィルタ１０及びフィルタ２３によって濾過され、サブタンク１５に回収される。
【００４８】
この工程において濾過すべき異物は、回復処理で発生したインクを回収、再利用するインクジェット記録装置でのフィルタの目詰まりの主原因である塵埃や紙粉である。このため、フィルタ１０の濾過精度は５０μｍ程度とすると共に、大面積化することにより、フィルタ２３の寿命を延ばすことができる。
【００４９】
また、記録時には、回復桶３は前述したように密閉部材８により密閉されているため、塵埃や紙粉の混入は著しく低減されている。これにより、インクシステムのフィルタ２３の寿命を延ばすことができ、より高い信頼性を維持することができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るインクジェット記録装置によれば、回復処理で発生したインクを回収、再利用する場合に、回復桶を備えた異物ろ過手段でフィルタの目詰まりの主原因となる塵埃、紙粉などを異物ろ過手段でろ過することができ、フィルタの目詰まりに起因する障害の発生を防止可能で、長期信頼性に優れた記録装置が得られる
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の実施形態を説明するヘッド部近傍の模式的構成図
【図２】同記録装置の回復桶の拡大説明図
【図３】同記録装置のインク加圧循環システムの構成図
【図４】同記録装置の作用説明に供する模式的構成図
【図５】従来の記録装置のインク加圧循環システムの説明図
【図６】従来の記録装置のヘッド部の模式的説明図
【符号の説明】
１…記録ヘッド、２…ヘッドホルダ、３…回復桶、４…キャップ部材、５…ブレード部材、６…回復桶ホルダ、１０…フィルタ。
【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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