| 【発明の名称】 |
インクジェット記録装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】小池 寧
【住所又は居所】東京都大田区下丸子３丁目３０番２号キヤノン株式会社内
【氏名】荒 洋治
【住所又は居所】東京都大田区下丸子３丁目３０番２号キヤノン株式会社内
【氏名】笠松 健彦
【住所又は居所】東京都大田区下丸子３丁目３０番２号キヤノン株式会社内
【氏名】綱本 克章
【住所又は居所】東京都大田区下丸子３丁目３０番２号キヤノン株式会社内
【氏名】大出 隆宏
【住所又は居所】東京都大田区下丸子３丁目３０番２号キヤノン株式会社内
【氏名】大角 孝一
【住所又は居所】東京都大田区下丸子３丁目３０番２号キヤノン株式会社内
【氏名】今仲 良行
【住所又は居所】東京都大田区下丸子３丁目３０番２号キヤノン株式会社内
【氏名】井上 直史
【住所又は居所】東京都大田区下丸子３丁目３０番２号キヤノン株式会社内
【氏名】北畠 健二
【住所又は居所】東京都大田区下丸子３丁目３０番２号キヤノン株式会社内
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| 【要約】 |
【課題】記録ヘッドのインク吐出口から導き出されてインクを回収し再利用する際、水分や揮発成分の蒸発により変化したインク組成をもとのインク組成に近づける。
【解決手段】インク回収経路中に異物除去手段とインクの増粘を緩和させる増粘緩和手段とを備える。例えばインク揮発成分と同様の添加液を添加し、増粘したインクの組成を本来のインク組成に近づける。増粘緩和手段はその効果を高めるために、異物除去手段の上流側に設けるとよい。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 インクを吐出して記録シートに記録を行う記録手段と、前記記録手段に供給するインクを貯蔵するインク貯蔵手段と、を備えたインクジェット記録装置において、前記記録手段のインク吐出口から導き出されたインクを回収し前記インク貯蔵手段に再び供給するインク回収手段を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】 インク貯蔵手段から記録手段に至るインク流路をインク供給経路、インク吐出口から導き出されたインクを受けるインク受け部からインク貯蔵手段に至るインク流路をインク回収経路とすると、回収されたインクに含まれる異物を除去する異物除去手段をインク回収経路中に備えたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】 前記インク回収経路において、インクの増粘を緩和させる増粘緩和手段を更に備えたことを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】 前記増粘緩和手段は、インク回収経路におけるインク流動方向に対し、前記異物除去手段の上流側に備えたことを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】 前記インクの供給および回収を一つのポンプで行うことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかの項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】 前記記録手段は、前記インクを吐出するために利用されるエネルギを発生する素子として前記インクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電気熱変換体を備えたことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載のインクジェット記録装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、記録手段から記録シートへインクを吐出して画像等の記録を行なうインクジェット記録装置に関するものであり、詳しくはインクの再利用に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】プリンタ、複写機、ファクシミリ等の機能を有する記録装置、或いはコンピューターやワードプロセッサ等を含む複合機やワークステーションの出力機器として用いられる記録装置は、画像情報に基づいて用紙やプラスチック薄板（例えば、ＯＨＰ等に用いる）等の記録シートに画像を記録していくように構成されている。前記記録装置は、使用する記録手段の記録方法により、インクジェット式、ワイヤドット式、感熱式、熱転写式、レーザービーム式等に分けられる。
【０００３】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、記録手段（記録ヘッド）から記録シートにインクを吐出して記録を行うものであり、記録手段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、しかも多色のインクを使用してカラー画像を記録するのが容易である等の利点を有している。
【０００４】図３は従来のプリンタにおけるインク流路を示す概略構成図である。
【０００５】図３に示すように、第１のポンプ１０８が図示ＣＣＷ方向（反時計回り）に一定時間回転されると、インクカートリッジ１０２に貯留されているインクが第１のバッファタンク１０４を経由してサブタンク１０３へ供給される。このとき大気連通口１０３ａは閉じられており、余剰のインクは余剰インク排出口１０３ｂよりインクカートリッジ１０２に戻される。記録ヘッドの吐出時には大気連通口１０３ａが開放される。
【０００６】一方、第１のポンプ１０４および第２のポンプ１０９が図示ＣＷ方向（時計回り）に回転されると、サブタンク１０３に貯留されたインクは第１のバッファタンク１０４を経由してインクジェット記録ヘッド１０１に送液される。送液されたインクは第２のバッファタンク１０５を経由して再びサブタンク１０３に戻される。
【０００７】記録ヘッド１０１から吐出されたインクはインク回収桶１０６で受けられ、第３のポンプ１１０によってフィルタキット１０７で塵等の異物を除去した後サブタンク１０３に戻される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】インクカートリッジから記録ヘッドに達し、記録ヘッドの吐出口から記録のための吐出、あるいは吐出回復により導き出されたインクを再利用する場合、塵挨等のインク中の不純物を除去し、揮発成分の蒸発等による増粘等の物性変化を抑える必要がある。
【０００９】不純物の除去に関しては、例えば特開平７−３１４７０５号公報、特開平９−１３１８９５号公報に開示されている技術がある。
【００１０】しかしながら、これら従来の技術においては、不純物の濾過に効果を示すものの、蒸発した水分や他の揮発成分を補うことはできない。そのためカラー画像、特に写真調の画像を記録する場合において、色の再現性に劣る場合があった。
【００１１】本発明の目的は、インク中の水分や他の揮発成分が蒸発した場合においても、再利用するインクに不純物が溶け込むことがなく、更に色再現性を高めたインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、インクを吐出して記録シートに記録を行う記録手段と、前記記録手段に供給するインクを貯蔵するインク貯蔵手段と、前記記録手段のインク吐出口から導き出されたインクを回収し前記インク貯蔵手段に再び供給するインク回収手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】これにより、一度インク吐出口を通過したインクの再利用が可能になる。
【００１４】前記構成において、インク貯蔵手段から記録手段に至るインク流路をインク供給経路、インク吐出口から導き出されたインクを受けるインク受け部からインク貯蔵手段に至るインク流路をインク再利用経路とすると、回収されたインクに含まれる異物を除去する異物除去手段をインク再利用経路中に備えるとよい。
【００１５】これにより、再利用インクに含まれる不純物を除去することができる。
【００１６】前記インク回収経路に、インクの増粘を緩和させる増粘緩和手段を備えるとよい。その際増粘緩和手段は、インク流動方向に対し前記異物除去手段の上流側に設けると更に効果が高い。
【００１７】これにより、蒸発して失われたインク中の揮発成分を補い、インクの質をバージンインクと同等の高いレベルで再利用可能になり、記録装置としての色再現性を高いレベルで保つことができる。
【００１８】前記構成において、前記インクの供給および回収を一つのポンプで行うとよい。
【００１９】これにより、吐出回復に係る機構を簡略化することができ、インクジェット記録装置をコンパクトにまとめることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は本発明を適用したインクジェット記録装置のインクの循環系の構成を示す模式図である。
【００２１】図１において、インクカートリッジ３は、供給チューブ３１、圧力センサ４および供給チューブ３２を介して、記録ヘッド１が配設されたキャリッジ（不図示）上のサブタンク１１に接続されている。
【００２２】前記圧力センサ４はインクの有無を検知するためのものである。前記供給チューブ３１および３２は、柔軟性および弾性を有するシリコンゴム等のゴム状弾性体（可撓性）で構成されている。
【００２３】サブタンク１１は記録ヘッド１にインクを供給するとともに、吸引チューブ３３を介して通して後述する吸引ポンプ２に連結されている。これによりサブタンク１１内のインクレベル（水位）を一定に保つことができ、常に一定範囲内の負圧を確保でき、良好な記録を維持することができる。
【００２４】前記記録ヘッド１は、熱エネルギレを利用してインクを吐出するインクジェット記録手段であって、熱エネルギーを発生するための電気熱変換体を備えたものである。また、前記記録ヘッド１は、前記電気熱変換体によって印加される熱エネルギーにより生じる膜沸騰による気泡の成長、収縮によって生じる圧力変化を利用して、吐出口よりインクを吐出させ、記録を行うものである。
【００２５】図２は、前記記録ヘッド１のインク吐出部の構造を模式的に示す部分斜視図である。図２において、不図示の記録シートと所定の隙間（例えば、約０．５〜２．０ｍｍ程度）をおいて対面する吐出口面１２には、所定のピッチで複数のインク吐出口１３が形成され、共通液室１４と各インク吐出口１３とを連通する各液路１５の壁面に沿ってインク吐出用のエネルギーを発生するための電気熱変換体（発熱抵抗体など）１６が配設されている。本実施形態においては、記録ヘッド１は、前記インク吐出口１３がキャリッジ（不図示）の走査方向と交叉する方向に並ぶような位置関係で、キャリッジに搭載されている。こうして、画像信号または吐出信号に基づいて対応する電気熱変換体１６を駆動（通電）して、液路１５内のインクを膜沸騰させ、その時に発生する圧力によってインク吐出口１３からインクを吐出させる記録ヘッド１が構成されている。
【００２６】吸引ポンプ２は、本インク循環系のインクを循環させるためのものであり、２つの吸引口２１，２２と、排出口２３とを備えている。
【００２７】前記吸引チューブ３３は吸引口２２に接続されており、他の吸引口２１は、吸引チューブ３４を介してキャップ５に連通している。排出口２３は、接続チューブ３５、増粘緩和剤追加器６、接続チューブ３６、フィルタ７、ドレインチューブ３７を介してインクカートリッジ３に接続されている。前記供給チューブ３１、３２と同様に、前記吸引チューブ３３、３４、接続チューブ３５、３６、ドレインチューブ３７もゴム状弾性体（可撓性）で構成されている。
【００２８】５はキャップであり、駆動モータ８を駆動させることにより、前記記録ヘッド１に対し当接／離間を切替え可能に設けられている。
【００２９】前記キャップ５を記録ヘッド１に対し当接（キャッピング）した状態で、前記吸引ポンプ２を作動させてインク吐出口１３に負圧を作用させることにより、増粘したインク、気泡、塵挨等の異物をインクとともに吸出してこれを排出するように構成されている。
【００３０】吸引されたインクには、記録ヘッドの吐出口周辺で乾燥して付着していた増粘インクや、記録シート搬送時に噴霧し記録ヘッドに付着した紙粉、インクの析出物などの様々な異物が含まれている。フィルタ７はこれらを濾過し、異物を除去するためのものである。
【００３１】インクジェット記録用のインクは、例えば特公平７−１１９３７８号公報に開示されているインクは複数の染料、グリセリン、尿素、イソプロピルアルコール（以下、「ＩＰＡ」という）、純水で構成されている。
【００３２】インクの増粘の主な理由として水分の蒸発が挙げられるが、上述の如く、ＩＰＡなどの揮発成分も含まれており、高い印字品質を維持するためには前記蒸発した揮発成分を補う必要がある。例えば、増粘緩和剤追加器６はこの蒸発成分を補うためのものであり、インク組成に見合った増粘緩和剤を設定し、ここで補充する。前記インクの場合、主な揮発成分が水分とＩＰＡであり、蒸発比率に応じて純水とＩＰＡとを混合したものを補充する。
【００３３】増粘緩和剤の補充位置は前記フィルタ７の直前に設けている。前述のように、フィルタ７はインク中の不純物を濾過するためのものである。除去効果を高めるためにはフィルタの透過性を高いまま維持するのがよい。したがって、補充して不都合の無い増粘緩和剤であれば、フィルタ通過前に補充することにより、例えばインクの揮発成分の蒸発により析出した析出物を軽減することができ、フィルタの濾過精度を少しでも高く維持することができる。
【００３４】次に、インクカートリッジ３を基点として、インクの循環について説明する。
【００３５】図１において、例えばキャリッジ（不図示）のホームポジションにおいて、駆動モータ８を駆動し、キャップ５により記録ヘッド１をキャッピングする。同時に駆動モータ８は吸引ポンプ２を駆動し、これにより吐出口１３に負圧を作用させる。インクカートリッジ３内のインクは、供給チューブ３１、圧力センサ４を通り、サブタンク１１をへて記録ヘッド１内に流入される。サブタンク１１の許容量を超えたインクは、吸引チューブ３３からポンプ２に送られる。
【００３６】サブタンク１１から記録ヘッド１に送られたインクのうち、画像の記録に用いられず、前記負圧によりインク吐出口１３より吸引されたインクもまた、吸引チューブ３４からポンプ２に送られる。
【００３７】ポンプ２の排出口２３より排出されたインクは、連結チューブ３５、３６、ドレインチューブ３７を通る途中で、増粘緩和剤追加器６でインク中の揮発成分等の増粘緩和剤が補充され、フィルタ７で塵挨やインク析出物などの様々な不純物が濾過され、インクカートリッジ３へと戻される。
【００３８】上述の実施形態に対し、インクカートリッジ３に係るインク流路中に大気連通口などの圧力調整手段を設けてもよい。インクの循環は、記録ヘッド１からインクカートリッジ３に至るインク供給経路内の負圧、インクカートリッジ３内の負圧、吸引ポンプ２からインクカートリッジ３に至るインク回収経路中の負圧のバランスが取れている系の中で成り立っている。負圧差が大きい場合、急激な負圧の変動が発生した場合など、正常なインク循環を得られない場合が起こりうる。例えば、インク回収経路中の負圧がインクカートリッジ３内の負圧より大きい場合、インクはインク回収経路中に留まろうとしインクカートリッジ３に流入しない。
【００３９】圧力調整手段を設け、インク回収経路とインクカートリッジ３の負圧のバランスを取ることにより、インクの循環をスムーズにすることができる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、インクカートリッジから記録ヘッドに達し、記録ヘッドの吐出口から記録のための吐出、あるいは吐出回復により導き出されたインクを再利用する場合において、水分を含むインクの揮発成分を補充することにより、揮発成分の蒸発によって析出した析出物を再溶解し、更にバージンインクに近い物性値にすることができる。そのため、再利用インクの質を高めることができ、バージンインクに劣らない高い画像品位を維持することができる。
【００４１】加えて、インクの再利用は廃棄インクを削減し、１カートリッジあたりの実使用インク量の増加、結果としてのランニングコストの低減という経済性の向上、廃インク吸収体の容量減少または削除による装置のコンパクト化を達成することができるのは言うまでもない。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１００７
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
【住所又は居所】東京都大田区下丸子３丁目３０番２号
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| 【出願日】 |
平成１４年５月１６日（２００２．５．１６） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９０５３８
【弁理士】
【氏名又は名称】西山 恵三 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−３２６７４０（Ｐ２００３−３２６７４０Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１１月１９日（２００３．１１．１９） |
| 【出願番号】 |
特願２００２−１４１２０５（Ｐ２００２−１４１２０５） |
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