JP2008087465A - インク循環システム、インクジェット記録装置、及びインク循環方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッド組立体とインクタンク間のインク循環が容易になって、特にバブルを効率よく取り除くことができる、インク循環システム、インクジェット記録装置、及びインク循環方法を提供する。
【解決手段】インク循環システムにおいて、インク出口３１０及びインク入口３２０を有するインクタンク３００と、インクを吐出すヘッドチップ２４０及びフィルタ２３０を有するヘッド組立体２００と、インクタンク３００のインクをヘッド組立体２００に供給する供給経路と、ヘッド組立体内のインクのうちフィルタ上流側のインクをインクタンク３００へ移動させる第１移動経路４２０と、ヘッド組立体内のインクのうちフィルタ下流側のインクをインクタンク３００に移動させる第２移動経路４３０と、インクタンク３００のインク入口側に設けられ、第１移動経路４２０及び第２移動経路４３０それぞれに、インクを循環するための圧力を提供するポンプ５００と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクジェット記録装置に関し、インクタンクとインクを吐出するヘッドチップを有するヘッド組立体との間でインクを循環させることのできる、インク循環システム、インクジェット記録装置、及びインク循環方法に関する。

一般に、インクジェットプリンタのような画像形成装置は、印刷用インクの微小な液滴（ｄｒｏｐｌｅｔ）を用紙や織物など、印刷媒体上の希望する位置に吐出して、その印刷媒体の表面に所定色の画像を印刷する装置である。

かかるインクジェットプリンタは、インクタンクから、インクを吐出すヘッド組立体までの間で循環させることのできる循環システムを備えている。図１には、一般のインク循環システムが概略的に図示されている。同図に示すように、印刷用インクを保存しているインクタンク１０（カートリッジ）に、インクタンク１０に連結された圧力調整部１１が連結されている。また、この圧力調整部１１には、印刷媒体にインクを吐出して画像を形成するヘッド組立体１２が連結されている。ヘッド組立体１２とインクタンク１０との間のインク循環経路１３にはポンプ１４が備えられている。

前述した構成によると、ポンプ１４を駆動させてインクタンク１０から負圧が発生すると、インク循環経路１３に発生した負圧により圧力調整部１１からヘッド組立体１２にインクが流入する。圧力調整部１１内にはフィルタが備えられて、供給されるインクの不純物とバブルをフィルタリングする。そして、ポンプ１４からのインクはインクタンク１０に回収される。この際に、ヘッド組立体１２に流入したバブルは自然に浮力で圧力調整部１１に移動してインクタンク１０に回収される。また、印刷待機の状態では圧力が圧力調整部１１から加えられて、ヘッド組立体１２のヘッドチップ１２ａを介してインクのこぼれを抑える。

特開平６−１８３０２４号公報 特開２００４−０９８４７５号公報 特開２００５−３４２９６１号公報 特開２００５−０８１７７５号公報

しかし、前述したような構成を有する従来のインク循環システムによると、フィルタが圧力調整部１１内に設けられているため、フィルタの抵抗によりヘッド組立体１２内のバブルがインクタンク１０に回収され難くなる。結果的にインク循環が正常に行われない不都合がある。従って、ヘッド組立体１２内のインク充填状態が良好でないことからインクの吐出が正常に行われず、画像の質が低下してしまう問題がある。

さらに、図１に示すようなインク循環システムは、ヘッド組立体１２内のバブルだけでなく、ヘッドチップ１２ａのノズルにあるバブルを取り除く、いわゆるパージ（ｐｕｒｇｉｎｇ）動作が円滑に行われない問題も抱えている。

そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ヘッド組立体とインクタンク間のインク循環が容易になって、特にバブルを効率よく取り除くことができ、ヘッド組立体のバブルを取り除いた後にヘッドチップにインクを吐出すことのできる、インク循環システム、インクジェット記録装置、及びインク循環方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、インク出口及びインク入口を有するインクタンクと、インクを吐出すヘッドチップ及びフィルタを有するヘッド組立体と、インクタンクのインクをヘッド組立体に供給する供給経路と、ヘッド組立体内のインクのうちフィルタ上流側のインクをインクタンクへ移動させる第１移動経路と、ヘッド組立体内のインクのうちフィルタ下流側のインクをインクタンクに移動させる第２移動経路と、インクタンクのインク入口側に設けられ、第１移動経路及び第２移動経路それぞれに、インクを循環するための圧力を提供するポンプと、を備えることを特徴とする、インク循環システムが提供される。

ヘッド組立体の内部にフィルタを有し、インクをヘッド組立体のフィルタの上流側とインクタンクとの間で循環させ、フィルタ下流側からバブルを取り除くことにより、フィルタの上流側とインクタンクとの間で小さい駆動負荷でインクを容易に循環できるとともに、フィルタの下流側からフィルタにたまったバブルを効率よく取り除くことができる。

ここで、ヘッド組立体は、第１インク入口及び第１インク出口を有する第１液室と、フィルタにより第１液室と区分され、第２インク出口を有する第２液室と、を備えることができる。インクタンクから供給経路を通って第１インク入口に供給されたインクは、第１液室からフィルタを通って第２液室に移動することができる。ヘッドチップは、第２液室のインクを噴射できるように、第２液室に連通されることができる。

第２液室は、第１液室の下部に設けられることができる。第１液室に供給されたインクはフィルタでバブルが取り除かれて第２液室に移動することができる。

第１液室には、第１インク入口と第１インク出口との間のインク流動距離を長くするために、インク移動をガイドするインクガイダーが設けられることができる。インクガイダーにより、インクが第１インク入口からすぐに第１インク出口に移動せず、第１液室の内部全体を経由して移動し、第１液室全体の空間にわたって流入されたインクを均一に広げるガイドの役割を果たすことができる。

上記インク循環システムの構成には、ポンプで発生するポンプ圧力を、第１移動経路または第２移動経路に選択的に伝えるバルブユニットを更に含むことができる。バルブユニットは、第１移動経路及び第２移動経路それぞれと、ポンプとに連結される２ウェイバルブを含むことができる。２ウェイバルブによって、ポンプ圧力の伝達を第１移動経路または第２移動経路に切り換えることができる。

第２移動経路には、サブフィルタが設けることができる。このサブフィルタは、パージ動作のためにインクタンクのインクが第２移動経路を介して第２液室に供給される際に移動するインクをフィルタリングする。

サブフィルタは、ヘッド組立体内のフィルタより小さい抵抗を有することができる。ここで言う抵抗はインクの流動抵抗を示すものである。サブフィルタによる抵抗値がヘッド組立体内のフィルタより小さければ、第２移動経路を介してインクタンクから第２液室に移動するインクは、サブフィルタを通過でき、第１液室に逆流せずにヘッドチップから吐出されて、パージ動作が可能になる。

ポンプは、第１移動経路及び第２移動経路に負圧を発生させる第１方向回転ポンプを有することができる。または、駆動方向に沿って第２移動経路に負圧または正圧を選択的に提供する両方向回転ポンプを有することができる。

供給経路は、インクタンクのインク出口と第１液室の第１インク入口とを連結することができる。また、第１移動経路は、第１インク出口とポンプとを連結することができる。第２移動経路は、第２インク出口とポンプとを連結することができる。こうして、インクをインクタンクから第１液室に供給し、第１液室から第１移動経路を通じてインクタンクに循環させたり、第２液室から第２移動経路を通じてインクタンクに循環させたりすることができる。

上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、記録装置本体と、
記録装置本体に取り付けられるインクタンク、ヘッドチップとフィルタを有するヘッド組立体、インクタンクのインクをヘッド組立体に供給する供給経路、ヘッド組立体のインクをフィルタを介さずにインクタンクに回収する第１移動経路、ヘッド組立体のインクをフィルタを介してインクタンクに回収する第２移動経路、及び第１移動経路及び第２移動経路それぞれにインク循環のための負圧を提供するポンプを有するインク循環システムと、
ポンプを選択的に制御し、第１移動経路または第２移動経路を介してインクを強制循環させる制御部と、
を備えることを特徴とする、インクジェット記録装置が提供される。

ヘッド組立体の内部にフィルタを有し、インクをヘッド組立体から第１移動経路を通じてインクタンクの間で循環させ、第２移動経路を通じてバブルを取り除くことにより、フィルタの上流側とインクタンクとの間で小さい駆動負荷でインクを容易に循環できるとともに、フィルタの下流側からフィルタにたまったバブルを効率よく取り除くことができるインク循環システムを備えることにより、インクの吐出が正常に行われて画像の質が低下するのを防ぐことができる。

また、第１移動経路及び第２移動経路それぞれと、ポンプとの間に設けられ、制御部によって選択的に開閉制御されることで、第１移動経路または第２移動経路のいずれか１つのみ開放させるバルブユニットを更に備えることができる。

バルブユニットは、第１移動経路及び第２移動経路それぞれと、ポンプとに連結される２ウェイバルブを有することができる。２ウェイバルブによって、ポンプ圧力の伝達を第１移動経路または第２移動経路に切り換えることができる。

ヘッド組立体は、第１インク入口及び第１インク出口を有する第１液室と、フィルタにより第１液室と区分され、第２インク出口を有する第２液室と、を有することができる。インクタンクから第１インク入口に供給されたインクは、第１インク出口からインクタンクに循環させることもできるし、第２インク出口からインクタンクに循環させることもできる。

第２液室は、第１液室の下部に設けることができる。第１液室に供給されたインクはフィルタでバブルが取り除かれて第２液室に移動することができる。

第２液室には、ヘッドチップを連通して設けることができる。第２液室に移動したインクはヘッドチップのノズルから噴射されて、記録媒体に画像を形成することができる。

第２移動経路には、サブフィルタを設けることができる。このサブフィルタは、パージ動作のためにインクタンクのインクが第２移動経路を介して第２液室に供給される際に移動するインクをフィルタリングする。

サブフィルタは、ヘッド組立体に設けられたフィルタより小さい抵抗を有することができる。サブフィルタによる抵抗値がヘッド組立体内のフィルタより小さければ、第２移動経路を介してインクタンクから第２液室に移動するインクは、サブフィルタを通過できて第１液室に逆流せずにヘッドチップから吐出されて、パージ動作が可能になる。

ポンプは、駆動方向に沿って第１移動経路及び第２移動経路に負圧を発生させたり、第２移動経路に正圧を発生させたりする両方向回転ポンプを有することができる。

上記課題を解決するために、本発明のさらに別の観点によれば、内部にフィルタを有するヘッド組立体のフィルタの上流側とインクタンクとの間で、インクを単純に循環させる第１循環ステップと、ヘッド組立体とインクタンクとの間でインクを循環させ、フィルタ下流側のバブルを取り除く第２循環ステップと、を含むことを特徴とする、インク循環方法が提供される。

上記インク循環方法により、インクをヘッド組立体のフィルタの上流側とインクタンクとの間で循環させる第１循環ステップと、フィルタ下流側のバブルを取り除くことができるようインクの循環を図った第２循環ステップとに区分して、動作の制御を行うことができる。これにより、第１循環ステップで小さい駆動負荷でインクを容易に循環でき、第２循環ステップを介してフィルタにたまったバブルを効率よく取り除くことができる。

ここで、第１循環ステップは、インクタンクとヘッド組立体のフィルタ上流側とを連結する第１移動経路に負圧を発生させるステップと、負圧によって、インクタンクからヘッド組立体にインクが供給されるステップと、負圧によって、ヘッド組立体のインクがフィルタの上流側からインクタンクに移動するステップと、を含むことができる。

第１移動経路に負圧を発生させるステップにおいて、第１移動経路を開放した状態で、第１移動経路上に設けられたポンプを駆動させることができる。こうして、インクがインクタンクからヘッド組立体のフィルタ上流側を通って、インクタンクに循環することができる。

第２循環ステップは、ヘッド組立体のフィルタ下流側とインクタンクとを連結する第２移動経路に負圧を発生させるステップと、負圧によって、インクタンクからヘッド組立体にインクが供給されるステップと、負圧によって、ヘッド組立体内のインクがフィルタの上流側から下流側に移動するステップと、フィルタ下流側のバブルを含むインクが第２移動経路に回収されるステップと、を含むことができる。

第２移動経路に負圧を発生させるステップは、第１移動経路を遮断し、第２移動経路を開放するステップと、第１移動経路及び第２移動経路に連結されたポンプを駆動して負圧を発生させるステップと、を含むことができる。こうして、インクがインクタンクからヘッド組立体のフィルタを通ってフィルタ下流側からインクタンクに循環することができる。

第１移動経路に負圧を発生させるステップは、第２移動経路を遮断し、第１移動経路を開放するステップと、第１移動経路及び第２移動経路に連結されたポンプを駆動して負圧を発生させるステップと、を含むことができ、インクがインクタンクからヘッド組立体のフィルタ上流側を通って、インクタンクに循環することができる。

第２循環ステップは、第２移動経路上に回収されるインクをフィルタリングするステップを更に含むことができる。第２移動経路に例えばサブフィルタを設けることができ、回収されるインクをフィルタリングすることができる。

インクタンクのインクをフィルタ下流側に供給し、フィルタ下流側に連通するヘッドチップにインクを充填するパージステップを更に含むことができる。ここで、パージステップは、フィルタ上流側とインクタンクとを連結する第１移動経路を遮断するステップと、フィルタ下流側とインクタンクとを連結する第２移動経路を開放するステップと、第２移動経路に正圧を発生させて、フィルタ下流側に供給されたインクタンクのインクがヘッドチップのノズルを介して噴射されるようにするステップと、を含むことができる。こうして、インクタンクのインクが第２移動経路を介して第２液室に供給され、ヘッドチップにインクを充填すると同時にバブルを除去して最適の印刷状態を保つことができる。

第２移動経路に正圧を発生させる際には、第２移動経路に設けられるポンプを正圧が発生する方向に駆動させることができる。

上記課題を解決するために、本発明のさらに別の観点によれば、フィルタを有するヘッド組立体と、ヘッド組立体にインクを供給するインクタンクと、ヘッド組立体及びインクタンクの間でインクをフィルタの上流側で単純循環させる第１循環ステップ、または、ヘッド組立体及びインクタンクとの間でインクを循環させてフィルタ下流側のバブルを取り除く第２循環ステップを調節する制御部と、を含むことを特徴とする、インク循環システムが提供される。

上記インク循環システムにより、インクをヘッド組立体のフィルタの上流側とインクタンクとの間で単純循環させる第１循環ステップまたはフィルタ下流側のバブルを取り除くことができる第２循環ステップを制御して、第１循環ステップで小さい駆動負荷でインクを容易に循環でき、第２循環ステップを介してフィルタにたまったバブルを効率よく取り除くことができる。

ヘッド組立体は、フィルタによって第１液室と第２液室とに区分され、制御部は、第１循環ステップにおいて第１液室及びインクタンクの間で循環するインクを調節し、第２循環ステップにおいて第２液室及びインクタンクの間で循環するインクを調節することができる。

上記課題を解決するために、本発明のさらに別の観点によれば、内部を第１液室及び第２液室に分離するフィルタを有するヘッド組立体と、第１液室にインクを供給するための第１インク入口と、第１液室からインクを吐出するための第１インク出口と、第１液室の第１インク入口及び第１インク出口の間に設けられたインクガイダーと、第２液室に設けられ、第２液室にインクを供給するか、または、第２液室からインクを吐出する第２インク出口と、第２液室のインクを噴射できるように、ヘッド組立体に、フィルタに対向して配置されるヘッドチップと、を備えることを特徴とする、インク循環システムが提供される。

上記インク循環システムにより、インクを第１液室とインクタンクとの間で容易に循環でき、第２液室のバブルを効率よく取り除くことができるとともに、ヘッドチップにインクを充填し、バブルを除去して最適の印刷状態を保つことができる。

インクタンクは、ヘッド組立体の第１インク入口に連結されたインク出口を有し、インクタンクのインク入口は、第１液室の第１インク出口または第２液室の第２インク出口のいずれか１つに連結されることができる。インク出口からはヘッド組立体の第１インク入口にインクを供給し、インク入口には第１液室の第１インク出口または第２液室の第２インク出口から吐出したインクが流入する。

上記インク循環システムには、正圧または負圧を選択的に提供するポンプと、第１インク出口または第２インク出口のいずれか１つに、正圧または負圧を選択的に提供するために第１インク出口または第２インク出口のいずれか１つにポンプを連結するためのバルブと、をさらに備えることができる。こうして、第１液室または第２液室にインクを供給したり、第１液室または第２液室からインクを吐出したりすることができる。

上記インク循環システムには、第１インク出口または第２インク出口のいずれか１つに負圧を選択的に提供し、第２インク出口に正圧を選択的に提供するためのポンプ及びバルブを調節する制御部を、さらに備えることができる。

上記課題を解決するために、本発明のさらに別の観点によれば、ヘッド組立体にインクを供給し、ヘッド組立体からインクを回収するために、ヘッド組立体に連結されたインクタンクと、
ヘッド組立体内のフィルタの上流側及びインクタンクの間でインクを単純循環させる第１循環ステップと、ヘッド組立体とインクタンクとの間でインクを循環させてフィルタ下流側のバブルを取り除く第２循環ステップと、複数のノズル上のバブルを取り除いてヘッドチップにインクを充填する第３循環ステップと、を提供するためにヘッド組立体とインクタンクとの間に設けられるバルブと、
を備えることを特徴とする、インク循環システム。

ヘッド組立体のフィルタの上流及びインクタンクの間でインクを単純循環させる第１循環ステップと、フィルタにたまったバブルを取り除くことができる第２循環ステップとにより、第１循環ステップで小さい駆動負荷でインクを容易に循環でき、第２循環ステップを介してフィルタにたまったバブルを効率よく取り除くことができ、さらに第３循環ステップによって、ヘッドチップにインクを充填すると同時にバブルを除去して最適の印刷状態を保つことができる。

以上詳述したように本発明によれば、インクジェット記録装置のヘッド組立体を、フィルタを挟んで第１液室と第２液室とに区分して、インクをヘッド組立体のフィルタの上流側の第１液室とインクタンクとの間で循環させる動作、及び、フィルタ下流側の第２液室からバブルを取り除くことができるようインクを循環させる動作の制御を行うことにより、第１液室とインクタンクとの間で小さい駆動負荷でインクを容易に循環でき、第２液室からフィルタにたまったバブルを効率よく取り除くことができる。これにより、インクの吐出が正常に行われ、画像の質が低下するのを防ぐことができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

最初に、本実施の形態に係るインクジェット記録装置は、図２に示すように、記録装置本体１００、インク循環システム、制御部７００を備えている。インク循環システムは、ヘッド組立体２００と、インクタンク３００と、供給経路４１０と、第１移動経路４２０と、第２移動経路４３０と、ポンプ５００と、バルブユニット６００と、を有している。

ヘッド組立体２００は、インクが充填される第１液室２１０と第２液室２２０と、この第１液室２１０及び第２液室２２０を仕切るフィルタ２３０と、インクを吐出すノズルを有するヘッドチップ２４０と、を備えてなる。

第１液室２１０には、インク入口２１１（第１インク入口）と、第１インク出口２１２と、が備えられる。インク入口２１１は、供給経路４１０を介してインクタンク３００と連結されており、インクが流入される個所である。第１インク出口２１２は、インク入口２１１の下流側に設けられ、フィルタ２３０の上流側に設けられる。この第１インク出口２１２は第１移動経路４２０に連結されている。

第１液室２１０には、インク入口２１１に流入したインクが第１液室２１０内を循環して第１インク出口２１２側に向かうようガイドするインクガイダー２５０が更に備えられる。このインクガイダー２５０は、第１液室２１０を横切るよう所定の長さで形成されているので、インク入口２１１に流入したインクを、第１液室２１０を経由してから第１インク出口２１２に移動させることができ、インクの流動距離を増やし、第１液室２１０全体の空間にわたって流入されたインクを均一に広げるガイドの役割を果たす。

第２液室２２０は、第１液室２１０の下流、つまりフィルタ２３０の下流側に所定の空間で設けられている。第２液室２２０は、第１液室２１０の下部に設けることができる。尚、第１液室２１０及び第２液室２２０は、等しい大きさの空間を有することが好ましい。この第２液室２２０には第２インク出口２２２が設けられる。第２インク出口２２２はフィルタ２３０の下流側に設けられ、第２移動経路４３０が連結されている。

第２液室２２０にはヘッドチップ２４０が連通して設けられている。このヘッドチップ２４０は、ヘッド組立体２００の外側に露出して設けられ、インクを吐出すノズルを有する。そして、ノズルから噴射されるインクによって、記録媒体に画像を形成することができる。

フィルタ２３０は、第１液室２１０と第２液室２２０との間に設けられ、第１液室２１０から第２液室２２０に移動するインクをフィルタリングすることで、異物やかたまりなどが、第２液室２２０へ移動するのを遮断する。さらに、フィルタ２３０は、第１液室２１０にインク供給を行うとき流入するバブルが第２液室２２０へ流入できないように遮断する。かかるフィルタ２３０は、第１液室２１０から第２液室２２０にインクが流動する際に抵抗となる。従って、第２液室２２０に第１液室２１０のインクが流入できるようにするためには第２液室２２０に負圧（ｎｅｇａｔｉｖｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ）を発生させなければならない。

インクタンク３００は、記録装置本体１００に着脱自在に設けられたり、または固定的に設けられたりすることができる。着脱自在に設けられる場合、取り替え可能なカートリッジタイプとすることができ、固定型に設けられる場合は、別の詰め替えインクカートリッジを介してインクが供給される。

インクタンク３００は印刷に必要なインクを保存し、インク出口３１０とインク入口３２０とを有する。インク出口３１０は、供給経路４１０によって第１液室２１０のインク入口２１１と連結される。そして、インク入口３２０は流入経路４４０を介してポンプ５００と連結されているので、インク入口３２０を介してヘッド組立体２００とインクタンク３００との間のインク循環が可能になる。さらに、インクタンク３００の上部には空気の流出入ができる空気出入口３３０が設けられている。この空気出入口３３０にはバルブを設けることもできる。

また、インクタンク３００には、保存されたインク量を検知するためのインクレベルセンサ３４０が設けられている。このインクレベルセンサ３４０は制御部７００に連結され、インクレベル情報を制御部７００に提供する。

供給経路４１０は、一端がインクタンク３００のインク出口３１０に連結され、他端は第１液室２１０のインク入口２１１に連結されている。第１移動経路４２０または第２移動経路４３０に負圧が発生すると、供給経路４１０を介して、インクタンク３００のインクが第１液室２１０に供給される。

第１移動経路４２０は、一端が第１液室２１０の第１インク出口２１２に連結され、他端はポンプ５００に連結され、その経路上にバルブユニット６００が設けられている。第１移動経路４２０は、第１液室２１０内のインクをインクタンク３００に即座に循環するために設けられたものであって、大きな流動抵抗がないので第１移動経路４２０を介して、第１液室２１０のインクをインクタンク３００に迅速に循環することができる。

さらに、長時間インクが使用されなかったために、第１液室２１０のインクをインクタンク３００内のインクと混合したい場合、及び取り替えたい場合にも、第１移動経路４２０が用いられる。さらに、第１液室２１０に残留しているバブルなども第１移動経路４２０を介してインクタンク３００に回収され、空気出口３３０から排出される。

第２移動経路４３０は、第２液室２２０つまりフィルタ２３０の下流側と、インクタンク３００とを連結するものであって、詳細には、第２移動経路４３０の一端が第２液室２２０の第２インク出口２２２に連結され、他端がポンプ５００に連結され、これら第２液室２２０とポンプ５００との間にバルブユニット６００が設けられる。かかる第２移動経路４３０を介してフィルタ２３０の下流側のインクがインクタンク３００に回収され、よってバブルが、第２液室２２０からフィルタ２３０によって遮断されて第１液室２１０へ移動できず、第２液室２２０に停留した場合には、バブルは第２移動経路４３０を介してインクタンク３００に流入され、取り除くことができる。

後述するが、ポンプ５００の駆動方向およびバルブユニット６００の動作状態に応じて、インクタンク３００のインクを、第１液室２１０を介さずに第２液室２２０へ供給することもできる。このように、インクタンク３００のインクを第２液室２２０へ直接供給することによって、第２液室２２０と連結するヘッドチップ２４０のノズルに残留しているバブルを取り除いてから、パージ（ｐｕｒｇｉｎｇ）動作を行うことができる。

ここで、第２移動経路４３０にはサブフィルタ４３１が設けられることが好ましい。このサブフィルタ４３１は、パージ動作のためにインクタンク３００のインクが第２移動経路４３０を介して第２液室２２０に供給される際に移動するインクをフィルタリングする。そして、サブフィルタ４３１は、ヘッド組立体２００内のフィルタ２３０より小さい流動抵抗を有することが好ましい。

このように、サブフィルタ４３１による抵抗値がフィルタ２３０より小さければ、第２移動経路４３０を介してインクタンク３００から第２液室２２０に移動するインクは、サブフィルタ４３１を通過できるようになり、フィルタ２３０を通過して第１液室２１０に逆流せずに、ヘッドチップ２４０から吐出されてパージ動作が可能になる。

ポンプ５００は、第１及び第２移動経路４２０、４３０に負圧を発生する第１方向回転ポンプを含むが、両方向回転ポンプであることが好ましい。従って、Ａ１方向に回転するときはヘッド組立体２００に負圧を発生させ、Ａ２方向に回転するときは正圧を発生させる。負圧の発生時には、供給経路４１０を介してインクタンク３００のインクがヘッド組立体２００に流入し、第１移動経路４２０または第２移動経路４３０を介してヘッド組立体２００のインクがインクタンク３００に回収される。そして、正圧の発生時には、インクタンク３００のインクがバルブユニット６００の動作により第２移動経路４３０を介して第２液室２２０に供給される。かかるポンプ５００の一端は、流入経路４４０を介してインクタンク３００のインク入口３２０側に連結され、他端はバルブ６００を介して第１及び第２移動経路４２０、４３０に連結される。

バルブユニット６００は、第１移動経路４２０及び第２移動経路４３０それぞれに連結される２ウェイバルブ（バルブ６１０、バルブ６２０）を含むことができる。２ウェイバルブのいずれか一方のバルブ６１０は第１移動経路４２０を開閉し、他方のバルブ６２０は第２移動経路４３０を開閉する。かかるポンプ５００及びバルブユニット６００は、制御部７００によりその動作が独立的に制御される。

前述した構成を有する本実施の形態に係るインクジェット記録装置の作用効果について説明すると次の通りである。ここで、プリント時及び電源オフされた時の場合を除き、次の３つの相異なる種類の循環動作（循環ステップ）に区分して説明する。次の表１に基づいてそれぞれの循環動作について説明する。

最初に、第１循環動作（第１循環ステップ）について説明すると、図３に示すように、ポンプ５００をＡ１方向に駆動させる。そして、バルブ６２０を閉鎖し、バルブ６１０を開放する。すると、ポンプ５００の駆動により発生した負圧は第１移動経路４２０に影響を与える。その第１移動経路４２０に作用する負圧によって、フィルタ２３０の上流側のインク、つまり第１液室２１０のインクは、第１移動経路４２０からバルブユニット６００、ポンプ５００を経てインクタンク３００に流入する。

そして、供給経路４１０を介してインクタンク３００のインクが第１液室２１０に供給される。なお、インクタンク３００に流入したインクは、フィルタ２３０の流動抵抗に対する影響を受けずに移動するので、その流れが円滑に行われる。そして、第２液室２２０およびヘッドチップ２４０には負圧がかからないので、ノズルのメニスカス（ｍｅｎｉｓｃｕｓ）が破壊されずにインクの循環を可能にする。

このような第１循環動作は、ヘッド組立体２００内のインクを長時間使用しない場合に、第１液室２１０のインクをインクタンク３００のインクと混合し流動することによって、固まっていたり、濃度が不均一であったりするなどの現象を抑えることができる。また、長時間使用することによって第１液室２１０にバブルが多く生じた場合には、第１液室２１０のバブルをインクタンク３００に強制的に移動させて取り除くこともできる。

次に、第２循環動作（第２循環ステップ）の場合、図４に示すように、ポンプ５００をＡ１方向に駆動して負圧を発生させる。そして、バルブ６２０を開放し、バルブ６１０を閉鎖させる。すると、第２移動経路４３０を介して第２液室２２０に負圧が提供される。かかる負圧によって第２液室２２０のインクが、第２移動経路４３０からバルブユニット６００、ポンプ５００を経由してインクタンク３００に回収される。そして、バルブ６１０は遮断されているので、第１液室２１０には第１移動経路４２０を介して大きい負圧がかからず、フィルタ２３０を通してのみ小さい負圧がかかる。

従って、第２液室２２０のインクはインクタンク３００に移動し、第２液室２２０にてフィルタ２３０にひっかかり第１液室２１０へ移動しなかったバブルはインクタンク３００に回収され取り除かれるようになる。そして、第２液室２２０にかかる負圧によって第１液室２１０のインクはフィルタ２３０を介して第２液室２２０に移動し、インクタンク３００のインクは供給経路４１０を介して第１液室２１０に供給される。

かかる第２循環動作によって、印刷時に発生して第２液室２２０に停留していたバブルが、インクと共にインクタンク３００に回収されて取り除かれるので、印刷動作時にインクをノズルを介して噴射する時に、バブルの妨げを受けず、正常なインクの吐出が可能になり、画像の質が低下することを防止できる。

なお、第２移動経路４３０上のサブフィルタ４３１は、フィルタ２３０より小さい流動抵抗を有しているので、大きい負圧によってインクが第２移動経路４３０上を移動し、第２液室２２０においてインクと共に回収されたバブルは、サブフィルタ４３１を全て通過し、インクタンク３００に回収されるようになる。

次に、パージ動作（パージステップまたは第３循環ステップ）について図５を参照して説明する。図５に示すように、パージ動作を行うためにポンプ５００をＡ２方向に駆動する。そして、バルブ６１０を閉鎖し、バルブ６２０を開放する。すると、ポンプ５００がＡ２方向に駆動して正圧が発生する。この正圧はインクタンク３００に作用することで、インクタンク３００のインクは、ポンプ５００からバルブユニット６００、サブフィルタ４３０を経て第２液室２２０に供給される。

そして、第２液体２２０に供給されたインクはヘッドチップ２４０のノズルを介して外部に吐出される。かかる過程において、サブフィルタ４３１の抵抗はフィルタ２３０より小さいため、正圧によって移動するインクはサブフィルタ４３１を通過するが、第１液室２１０に逆流せずにフィルタ２３０を通過してヘッドチップ２４０から吐出される。

このように、ヘッドチップ２４０を介してインクが吐出されて、そのヘッドチップ２４０のノズルにあったバブルがインクと共に排出されて取り除かれ、ヘッドチップ２４０にはインクが充填されるようになる。そして、ヘッドチップ２４０を介してインクが排出されてから、ワイピング、スピッティング動作を含む回復動作が行われることでメニスカスは回復されるのである。

そして、プリント動作時にポンプ５００の動作を中止させてバルブ６２０は閉鎖し、バルブ６１０は開放した状態で、ヘッドチップ２４０が駆動制御されることにより、画像を形成することができる。また、電源オフである状態では、ポンプ５００の動作が中止され、バルブ６２０とバルブ６１０は共に閉鎖状態に維持される。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は、インクジェット記録装置のインクタンクとインクを吐出するヘッドチップを有するヘッド組立体との間でインクを循環させることのできる、インク循環システム、インクジェット記録装置、及びインク循環方法に適用可能である。

一般のインク循環システムを概略的に示す説明図である。 本実施の形態にかかるインク循環システムを備えたインクジェット記録装置を示す説明図である。 図２に図示されたインク循環システムにおいて第１循環ステップを示す説明図である。 図２に図示されたインク循環システムにおいて第２循環ステップを示す説明図である。 図２に図示されたインク循環システムにおいてパージ動作を示す説明図である。

符号の説明

１００ 記録装置本体
２００ ヘッド組立体
２１０ 第１液室
２２０ 第２液室
２３０ フィルタ
２４０ ヘッドチップ
２５０ インクガイダー
３００ インクタンク
４１０ 供給経路
４２０ 第１移動経路
４３０ 第２移動経路
４３１ サブフィルタ
４４０ 流入経路
５００ ポンプ
６００ バルブユニット
７００ 制御部

Claims (40)

1. インク出口及びインク入口を有するインクタンクと、
   インクを吐出すヘッドチップ及びフィルタを有するヘッド組立体と、
   前記インクタンクのインクを前記ヘッド組立体に供給する供給経路と、
   前記ヘッド組立体内のインクのうち前記フィルタ上流側のインクを前記インクタンクへ移動させる第１移動経路と、
   前記ヘッド組立体内のインクのうち前記フィルタ下流側のインクを前記インクタンクに移動させる第２移動経路と、
   前記インクタンクの前記インク入口側に設けられ、前記第１移動経路及び前記第２移動経路それぞれに、インクを循環するための圧力を提供するポンプと、
   を備えることを特徴とする、インク循環システム。
2. 前記ヘッド組立体は、
   第１インク入口及び第１インク出口を有する第１液室と、
   前記フィルタにより前記第１液室と区分され、第２インク出口を有する第２液室と、
   を備えることを特徴とする、請求項１に記載のインク循環システム。
3. 前記ヘッドチップは、前記第２液室のインクを噴射できるように、前記第２液室に連通されることを特徴とする、請求項２に記載のインク循環システム。
4. 前記第２液室は、前記第１液室の下部に設けられることを特徴とする、請求項２または３に記載のインク循環システム。
5. 前記第１液室には、前記第１インク入口と前記第１インク出口との間のインク流動距離を長くするために、インク移動をガイドするインクガイダーが設けられることを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載のインク循環システム。
6. 前記ポンプで発生するポンプ圧力を、前記第１移動経路または前記第２移動経路に選択的に伝えるバルブユニットを更に含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のインク循環システム。
7. 前記バルブユニットは、前記第１移動経路及び前記第２移動経路それぞれと、前記ポンプとに連結される２ウェイバルブを含むことを特徴とする、請求項６に記載のインク循環システム。
8. 前記第２移動経路には、サブフィルタが設けられることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載のインク循環システム。
9. 前記サブフィルタは、前記ヘッド組立体内の前記フィルタより小さい抵抗を有することを特徴とする、請求項８に記載のインク循環システム。
10. 前記ポンプは、前記第１移動経路及び前記第２移動経路に負圧を発生させる第１方向回転ポンプを有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のインク循環システム。
11. 前記ポンプは、駆動方向に沿って前記第２移動経路に負圧または正圧を選択的に提供する両方向回転ポンプを有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載のインク循環システム。
12. 前記供給経路は、前記インクタンクの前記インク出口と前記第１液室の前記第１インク入口とを連結することを特徴とする、請求項２〜１１のいずれかに記載のインク循環システム。
13. 前記第１移動経路は、前記第１インク出口と前記ポンプとを連結することを特徴とする、請求項２〜１２のいずれかに記載のインク循環システム。
14. 前記第２移動経路は、前記第２インク出口と前記ポンプとを連結することを特徴とする、請求項２〜１３のいずれかに記載のインク循環システム。
15. 記録装置本体と、
    前記記録装置本体に取り付けられるインクタンク、ヘッドチップとフィルタを有するヘッド組立体、前記インクタンクのインクを前記ヘッド組立体に供給する供給経路、前記ヘッド組立体のインクを前記フィルタを介さずに前記インクタンクに回収する第１移動経路、前記ヘッド組立体のインクを前記フィルタを介して前記インクタンクに回収する第２移動経路、及び前記第１移動経路及び前記第２移動経路それぞれにインク循環のための負圧を提供するポンプを有するインク循環システムと、
    前記ポンプを選択的に制御し、前記第１移動経路または前記第２移動経路を介してインクを強制循環させる制御部と、
    を備えることを特徴とする、インクジェット記録装置。
16. 前記第１移動経路及び前記第２移動経路それぞれと、前記ポンプとの間に設けられ、前記制御部によって選択的に開閉制御されることで、前記第１移動経路または前記第２移動経路のいずれか１つのみ開放させるバルブユニットを更に備えることを特徴とする、請求項１５に記載のインクジェット記録装置。
17. 前記バルブユニットは、前記第１移動経路及び前記第２移動経路それぞれと、前記ポンプとに連結される２ウェイバルブを有することを特徴とする、請求項１６に記載のインクジェット記録装置。
18. 前記ヘッド組立体は、
    第１インク入口及び第１インク出口を有する第１液室と、
    前記フィルタにより前記第１液室と区分され、第２インク出口を有する第２液室と、
    を有することを特徴とする、請求項１５〜１７のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
19. 前記第２液室は、前記第１液室の下部に設けられることを特徴とする、請求項１８に記載のインクジェット記録装置。
20. 前記第２液室には、前記ヘッドチップが連通して設けられることを特徴とする、請求項１８または１９に記載のインクジェット記録装置。
21. 前記第２移動経路には、サブフィルタが設けられることを特徴とする、請求項１５〜２０のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
22. 前記サブフィルタは、前記ヘッド組立体に設けられた前記フィルタより小さい抵抗を有することを特徴とする、請求項２１に記載のインクジェット記録装置。
23. 前記ポンプは、駆動方向に沿って前記第１移動経路及び前記第２移動経路に負圧を発生させたり、前記第２移動経路に正圧を発生させたりする両方向回転ポンプを有することを特徴とする、請求項１５〜２２のいずれかに記載のインクジェット記録装置。
24. 内部にフィルタを有するヘッド組立体の前記フィルタ上流側とインクタンクとの間で、インクを単純に循環させる第１循環ステップと、
    前記ヘッド組立体と前記インクタンクとの間でインクを循環させ、前記フィルタ下流側のバブルを取り除く第２循環ステップと、
    を含むことを特徴とする、インク循環方法。
25. 前記第１循環ステップは、
    前記インクタンクと前記ヘッド組立体の前記フィルタ上流側とを連結する第１移動経路に負圧を発生させるステップと、
    前記負圧によって、前記インクタンクから前記ヘッド組立体にインクが供給されるステップと、
    前記負圧によって、前記ヘッド組立体のインクが前記フィルタの上流側から前記インクタンクに移動するステップと、
    を含むことを特徴とする、請求項２４に記載のインク循環方法。
26. 前記第１移動経路に負圧を発生させるステップにおいて、前記第１移動経路を開放した状態で、前記第１移動経路上に設けられたポンプを駆動させることを特徴とする、請求項２５に記載のインク循環方法。
27. 前記第２循環ステップは、
    前記ヘッド組立体の前記フィルタ下流側と前記インクタンクとを連結する第２移動経路に負圧を発生させるステップと、
    前記負圧によって、前記インクタンクから前記ヘッド組立体にインクが供給されるステップと、
    前記負圧によって、前記ヘッド組立体内のインクが前記フィルタの上流側から下流側に移動するステップと、
    前記フィルタ下流側のバブルを含むインクが前記第２移動経路に回収されるステップと、
    を含むことを特徴とする、請求項２５または２６に記載のインク循環方法。
28. 前記第２移動経路に負圧を発生させるステップは、
    前記第１移動経路を遮断し、前記第２移動経路を開放するステップと、
    前記第１移動経路及び前記第２移動経路に連結されたポンプを駆動して負圧を発生させるステップと、
    を含むことを特徴とする、請求項２７に記載のインク循環方法。
29. 前記第１移動経路に負圧を発生させるステップは、
    前記第２移動経路を遮断し、前記第１移動経路を開放するステップと、
    前記第１移動経路及び前記第２移動経路に連結されたポンプを駆動して負圧を発生させるステップと、
    を含むことを特徴とする、請求項２７に記載のインク循環方法。
30. 前記第２循環ステップは、
    前記第２移動経路上に回収されるインクをフィルタリングするステップを更に含むことを特徴とする、請求項２７〜２９のいずれかに記載のインク循環方法。
31. 前記インクタンクのインクを前記フィルタ下流側に供給し、前記フィルタ下流側に連通するヘッドチップにインクを充填するパージステップを更に含むことを特徴とする、請求項２４〜３０のいずれかに記載のインク循環方法。
32. 前記パージステップは、
    前記フィルタ上流側と前記インクタンクとを連結する前記第１移動経路を遮断するステップと、
    前記フィルタ下流側と前記インクタンクとを連結する前記第２移動経路を開放するステップと、
    前記第２移動経路に正圧を発生させて、前記フィルタ下流側に供給された前記インクタンクのインクが前記ヘッドチップのノズルを介して噴射されるようにするステップと、
    含むことを特徴とする、請求項３１に記載のインク循環方法。
33. 前記第２移動経路に正圧を発生させる際には、前記第２移動経路に設けられるポンプを正圧が発生する方向に駆動させることを特徴とする、請求項３２に記載のインク循環方法。
34. フィルタを有するヘッド組立体と、
    前記ヘッド組立体にインクを供給するインクタンクと、
    前記ヘッド組立体及び前記インクタンクの間でインクを前記フィルタの上流側で単純循環させる第１循環ステップ、または、前記ヘッド組立体及び前記インクタンクの間でインクを循環させて前記フィルタ下流側のバブルを取り除く第２循環ステップを調節する、制御部と、
    を含むことを特徴とする、インク循環システム。
35. 前記ヘッド組立体は、フィルタによって第１液室と第２液室とに区分され、
    前記制御部は、第１循環ステップにおいて第１液室及びインクタンクの間で循環するインクを調節し、第２循環ステップにおいて第２液室及びインクタンクの間で循環するインクを調節することを特徴とする、請求項３４に記載のインク循環システム。
36. 内部を第１液室及び第２液室に分離するフィルタを有するヘッド組立体と、
    前記第１液室にインクを供給するための第１インク入口と、
    前記第１液室からインクを吐出するための第１インク出口と、
    前記第１液室の前記第１インク入口及び前記第１インク出口の間に設けられたインクガイダーと、
    前記第２液室に設けられ、前記第２液室にインクを供給するか、または、前記第２液室からインクを吐出する第２インク出口と、
    前記第２液室のインクが噴射できるように、前記ヘッド組立体に、フィルタに対向して配置されるヘッドチップと、
    を備えることを特徴とする、インク循環システム。
37. 前記インクタンクは、前記ヘッド組立体の前記第１インク入口に連結されたインク出口を有し、インクタンクのインク入口は、前記第１液室の第１インク出口または前記第２液室の前記第２インク出口のいずれか１つに連結されることを特徴とする、請求項３６に記載のインク循環システム。
38. 正圧または負圧を選択的に提供するポンプと、
    前記第１インク出口または前記第２インク出口のいずれか１つに、正圧または負圧を選択的に提供するために前記第１インク出口または前記第２インク出口のいずれか１つにポンプを連結するためのバルブと、
    をさらに備えることを特徴とする、請求項３７に記載のインク循環システム。
39. 前記第１インク出口または前記第２インク出口のいずれか１つに負圧を選択的に提供し、前記第２インク出口に正圧を選択的に提供するためのポンプ及びバルブを調節する制御部を、さらに備えることを特徴とする、請求項３８に記載のインク循環システム。
40. ヘッド組立体にインクを供給し、前記ヘッド組立体からインクを回収するために、前記ヘッド組立体に連結されたインクタンクと、
    前記ヘッド組立体内のフィルタの上流側及び前記インクタンクの間でインクを単純循環させる第１循環ステップと、前記ヘッド組立体と前記インクタンクとの間でインクを循環させて前記フィルタ下流側のバブルを取り除く第２循環ステップと、複数のノズル上のバブルを取り除いて前記ヘッドチップにインクを充填する第３循環ステップと、を提供するために前記ヘッド組立体とインクタンクとの間に設けられるバルブと、
    を備えることを特徴とする、インク循環システム。

Images