特開 2024-154208 脱気装置及びインクジェット記録装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024154208

(43)【公開日】2024-10-30

(54)【発明の名称】脱気装置及びインクジェット記録装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/19 20060101AFI20241023BHJP

   B41J 2/175 20060101ALI20241023BHJP

【ＦＩ】

B41J2/19

B41J2/175 501

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023067919

(22)【出願日】2023-04-18

(71)【出願人】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(72)【発明者】

【氏名】石田 英樹

【テーマコード（参考）】

2C056

【Ｆターム（参考）】

2C056EA15

2C056EC21

2C056EC49

2C056EC51

2C056FA13

2C056KB04

2C056KB08

2C056KB16

2C056KB37

2C056KB40

2C056KC02

2C056KD02

(57)【要約】

【課題】減圧による脱気装置の性能低下を抑制することを目的とする。
【解決手段】脱気装置４０は、液体に溶存した空気を減圧雰囲気下で除去する脱気装置４０であって、液体を貯留する液体タンク（例えば、インクタンク３２）と、液体タンクの異なる位置を連通させる循環流路４７と、循環流路４７を通して液体を循環させる循環装置（例えば、循環ポンプ６７）と、循環装置を収容する容器８０と、液体タンク内と容器内を減圧する減圧装置と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

液体に溶存した空気を減圧雰囲気下で除去する脱気装置であって、
液体を貯留する液体タンクと、
前記液体タンクの異なる位置を連通させる循環流路と、
前記循環流路を通して液体を循環させる循環装置と、
前記循環装置を収容する容器と、
前記液体タンク内と前記容器内を減圧する減圧装置と、を備えることを特徴とする脱気装置。

【請求項2】

前記減圧装置は、
前記液体タンク内を減圧する第１減圧装置と、
前記容器内を減圧する第２減圧装置と、を含み、
前記第２減圧装置は、前記第１減圧装置による前記液体タンク内の減圧と並行して前記容器内を減圧することを特徴とする請求項１に記載の脱気装置。

【請求項3】

前記第１減圧装置によって減圧された前記液体タンク内と、前記第２減圧装置によって減圧された前記容器内と、の気圧差が３０ｋＰａ以下であることを特徴とする請求項２に記載の脱気装置。

【請求項4】

前記容器は、前記液体タンクと連通しており、
前記減圧装置は、前記液体タンク又は前記容器に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の脱気装置。

【請求項5】

前記循環装置内の流路の少なくとも一部は、可撓性を有する部材で形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の脱気装置。

【請求項6】

前記循環装置は、ペリスタポンプ又はダイヤフラムポンプであることを特徴とする請求項５に記載の脱気装置。

【請求項7】

請求項１に記載の脱気装置と、
前記脱気装置により脱気された液体をシートに吐出する記録ヘッドと、を備えている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】

【技術分野】

【0001】

本発明は、脱気装置及びインクジェット記録装置に関する。

【背景技術】

【0002】

インクジェット記録装置において、インクの溶存気体量が多くなると、記録ヘッドの内部で気泡が発生して吐出不良を起こすおそれがある。そこで、従来、インクの溶存気体量を減らす技術が検討されている。例えば、特許文献１、２では、インクタンク内を減圧した状態でインクタンクのインクを攪拌することでインクを脱気する構成が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１０－１６２８２１号公報

【特許文献2】特開２０１９－１４２１８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１、２に記載の脱気装置では、インクタンク内のインクが撹拌されて液面付近でインクが脱気される。しかしながら、撹拌子がインクタンクの底部に位置することから、インク容量が大きくなると、溶存気体量が少ない液面付近のインクと溶存気体量が多い底面付近のインクが入れ替わり難くなって脱気効率が低下する。また、減圧によって脱気装置の性能が低下するおそれがある。

【0005】

本発明は、上記事情を考慮し、減圧による脱気装置の性能低下を抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するため、本発明に係る脱気装置は、液体に溶存した空気を減圧雰囲気下で除去する脱気装置であって、液体を貯留する液体タンクと、前記液体タンクの異なる位置を連通させる循環流路と、前記循環流路を通して液体を循環させる循環装置と、前記循環装置を収容する容器と、前記液体タンク内と前記容器内を減圧する減圧装置と、を備える。

【0007】

前記減圧装置は、前記液体タンク内を減圧する第１減圧装置と、前記容器内を減圧する第２減圧装置と、を含み、前記第２減圧装置は、前記第１減圧装置による前記液体タンク内の減圧と並行して前記容器内を減圧してもよい。

【0008】

前記第１減圧装置によって減圧された前記液体タンク内と、前記第２減圧装置によって減圧された前記容器内と、の気圧差が３０ｋＰａ以下であってもよい。

【0009】

前記容器は、前記液体タンクと連通しており、前記減圧装置は、前記液体タンク又は前記容器に接続されていてもよい。

【0010】

前記循環装置内の流路の少なくとも一部は、可撓性を有する部材で形成されていてもよい。

【0011】

前記循環装置は、ペリスタポンプ又はダイヤフラムポンプであってもよい。

【0012】

また、本発明に係るインクジェット記録装置は、前記脱気装置と、前記脱気装置により脱気された液体をシートに吐出する記録ヘッドと、を備えている。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、減圧による脱気装置の性能低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置を示す模式図である。

【図2】本発明の一実施形態に係るインク供給構造を示す模式図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る脱気装置を示す模式図である。

【図4】本発明の一実施形態に係る脱気装置の動作の全体を示す流れ図である。

【図5】本発明の一実施形態に係る脱気装置の減圧工程の動作を示す流れ図である。

【図6】本発明の一実施形態に係る脱気装置の脱気工程の動作を示す流れ図である。

【図7】減圧条件と流量比率との関係を示す図である。

【図8】本発明の一実施形態の変形例に係るインク供給構造を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照しつつ、本実施形態のインクジェット記録装置１について説明する。図１は、本実施形態に係るインクジェット記録装置１を示す模式図である。説明の便宜上、図１における紙面前側をインクジェット記録装置１の正面側（前側）とし、左右の向きはインクジェット記録装置１を正面から見た方向を基準として説明する。各図に付される矢印Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｌｏは、それぞれインクジェット記録装置１の左側、右側、上側、下側を示している。

【0016】

インクジェット記録装置１は、インクジェット式の各記録ヘッド２１から記録媒体としてのシートＳに向けてインクを吐出して印刷する。インクジェット記録装置１は、各種機器が収容された箱型形状のハウジング１０を備えている。ハウジング１０の下部にはシートＳがセットされる給紙カセット１１が収容され、ハウジング１０の右側面にはシートＳが手差しでセットされる手差しトレイ１２が設置されている。ハウジング１０の左側面の上側には、記録済みのシートＳが積載される排紙トレイ１３が設置されている。

【0017】

ハウジング１０内の右側部には、給紙カセット１１からハウジング１０中央の記録ヘッド２１に向けてシートＳを搬送する第１搬送経路１４が形成されている。第１搬送経路１４の上流には給紙カセット１１のシート束からシートＳを取り出す第１給紙部１５が設けられ、第１搬送経路１４の下流にはシートＳの送り出しタイミングを調整するレジストローラー１８が設けられている。また、第１搬送経路１４の下流には手差しトレイ１２の給紙経路１６が合流しており、給紙経路１６には手差しトレイ１２のシート束からシートＳを取り出す第２給紙部１７が設けられている。

【0018】

レジストローラー１８の下流には搬送装置２２と色毎（例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）の記録ヘッド２１が設置されている。レジストローラー１８は、シートＳのスキューを矯正して、各記録ヘッド２１によるインクの吐出動作に合わせて搬送装置２２にシートＳを送り出す。ハウジング１０には記録ヘッド２１毎にインクコンテナ３１及びインクタンク３２が設けられている。各インクコンテナ３１のインクがインクタンク３２に一時的に貯留され、必要に応じてインクが脱気されて、インクタンク３２から記録ヘッド２１にインクが供給される。

【0019】

搬送装置２２は、各記録ヘッド２１の下方に設置された複数の張架ローラー２３に搬送ベルト２４を巻き掛けて構成されている。搬送装置２２の下流には、シートＳのインクを乾燥する乾燥装置２５が設けられている。乾燥装置２５の下流には、インクの乾燥によってシートＳに生じたカールを矯正するデカール装置２６が設けられている。デカール装置２６の下流には、排紙トレイ１３に向けてシートＳを搬送する第２搬送経路２７が形成されている。第２搬送経路２７の下流には、排紙トレイ１３に記録済みのシートＳを排出する排紙部２８が設けられている。

【0020】

乾燥装置２５の下方には、記録ヘッド２１をクリーニングするメンテナンスユニット３５と、記録ヘッド２１をキャッピングするキャップユニット３６とが設けられている。メンテナンスユニット３５にはスキージ状のワイピングブレードが設けられており、ワイピングブレードによって記録ヘッド２１のノズル面に残ったインクが掻き取られる。キャップユニット３６にはヘッドキャップが設けられており、ヘッドキャップが記録ヘッド２１のノズル面に被せられる。ヘッドキャップによりノズル内のインクの乾燥が抑制される。ヘッドキャップ内に洗浄液などの液体を貯めておくことでノズル内のインクの乾燥を、より抑制してもよい。

【0021】

また、インクジェット記録装置１には、装置全体を統括制御する制御装置３８が設けられている。制御装置３８は、プロセッサによって構成されてもよいし、集積回路等に形成された論理回路（ハードウェア）によって構成されてもよい。プロセッサで構成される場合には、プロセッサがメモリに記憶されているプログラムを読み出して実行することで各種処理が実施される。プロセッサとしては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が使用される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶装置によって構成されている。

【0022】

画像記録時には、第１給紙部１５、第２給紙部１７によってそれぞれ給紙カセット１１、手差しトレイ１２からシートＳが取り出されてレジストローラー１８に送られる。インクの吐出タイミングに合わせて、レジストローラー１８から搬送ベルト２４にシートＳが送られて、各記録ヘッド２１から脱気済みのインクが吐出されてシートＳの表面にカラー画像が記録される。乾燥装置２５によってシートＳが乾燥され、デカール装置２６によってシートＳのカールが矯正される。第２搬送経路２７を通って排紙部２８にシートＳが搬送されて、排紙部２８によって記録済みのシートＳが排紙トレイ１３に排出される。

【0023】

ところで、インクタンク３２内でインクの液面が空気に触れて空気の溶解が進行し、インク内の気泡によって記録ヘッド２１のノズルが目詰まりする場合がある。このため、インク内の溶存気体量を適切に抑えることが望まれている。例えば、中空糸フィルターの周囲を減圧した状態で、中空糸フィルターにインクを通すことで、中空糸の壁面から減圧側に空気が移動して脱気する方法が提案されている。この方法では、高価な中空糸フィルターが必要になると共に定期的な交換作業が必要になってコストが増加する。

【0024】

また、ノズルの目詰まりを防止するために、インクタンク３２内を大気圧以下に減圧した状態で、撹拌子によってインクを撹拌して脱気する方法（以下、撹拌脱気方式と称する）が提案されている。撹拌脱気方式ではインクタンク３２内の撹拌子に外部から磁力が加えられて、磁力によって撹拌子が回転してインクタンク３２内のインクが撹拌される。インクの深さやタンク径が大きい場合にはインクが撹拌され難くなって脱気効率が低下する。撹拌子の回転数を高くすれば撹拌され易くなるが、撹拌子の回転数が高くなり過ぎると脱調現象が生じると共に撹拌子の回転音も大きくなる。そこで、本実施形態では、以下に示される循環脱気方式が採用されている。

【0025】

［脱気装置］
図２は、本実施形態に係るインク供給構造を示す模式図である。図３は、本実施形態に係る脱気装置４０を模式的に示す断面図である。本実施形態に係るインクジェット記録装置１にはインクの色毎にインク供給構造が設けられているが、これらのインク供給構造の構成は同一であるため、ここでは１つのインク供給構造について説明する。

【0026】

［インクタンク］
インクタンク３２は、上下方向を軸方向とする筒状の側壁部３２Ｗと、側壁部３２Ｗの下端部を塞ぐ底部３２Ｂと、側壁部３２Ｗの上端部を塞ぐ蓋体部３２Ｃと、を有する。側壁部３２Ｗの内面の水平断面は、円形が望ましい。側壁部３２Ｗと底部３２Ｂは、一体的に形成されていることが望ましい。

【0027】

［補給流路］
補給流路４１は、インクコンテナ３１とインクタンク３２とに連通している。補給流路４１の一端部は、インクタンク３２の側壁部３２Ｗの液面よりも下方の箇所に接続されている。補給流路４１には、補給ポンプ６１と補給バルブ５１が設けられている。

【0028】

［大気開放流路］
大気開放流路４３は、蓋体部３２Ｃに接続され、インクタンク３２の上部空間３４に連通している。大気開放流路４３には、大気開放バルブ５３が設けられている。

【0029】

［減圧流路］
減圧流路４２は、蓋体部３２Ｃに接続され、インクタンク３２の上部空間３４に連通している。減圧流路４２には、減圧ポンプ６２と減圧バルブ５２が設けられている。

【0030】

［供給流路］
供給流路４４は、インクタンク３２と記録ヘッド２１とに連通している。供給流路４４の一端部は、インクタンク３２の底部３２Ｂに接続されている。供給流路４４には、供給バルブ５４と供給ポンプ６４が設けられている。

【0031】

［回収流路］
回収流路４５は、インクタンク３２と記録ヘッド２１に連通している。回収流路４５の一端部は、インクタンク３２の側壁部３２Ｗに接続されている。回収流路４５には、回収バルブ５５が設けられている。

【0032】

［バイパス流路］
供給流路４４には、供給バルブ５４と供給ポンプ６４を迂回するバイパス流路４６が設けられている。バイパス流路４６には、バイパスバルブ５６が設けられている。

【0033】

［循環流路］
循環流路４７は、インクタンク３２のインクの底面付近と液面付近とに連通している。循環流路４７は、インクタンク３２から循環流路４７へとインクが流出する流出口７１と、循環流路４７からインクタンク３２へとインクが流入する流入口７２と、を有する。インクタンク３２の底部３２Ｂに流出口７１が接続され、インクタンク３２の側壁部３２Ｗの液面付近の箇所に流入口７２が接続されている。つまり、流出口７１よりも流入口７２が高い位置に位置している。循環流路４７には循環ポンプ６７が設けられている。循環ポンプ６７によって循環流路４７を経由してインクが循環される。

【0034】

［循環ポンプ］
循環ポンプ６７として使用可能なポンプとしては、遠心ポンプ、斜流ポンプ、軸流ポンプ等の非容積式ポンプ、ベーンポンプ、ギアポンプ、ネジポンプ、ペリスタポンプ（チューブポンプ）等の容積式の回転ポンプ、ピストンポンプ、ブランジャーポンプ、ダイヤフラムポンプ等の容積式の往復ポンプが知られている。このうち、非容積式ポンプ、ペリスタポンプ以外の回転ポンプ、ダイヤフラムポンプ以外の往復ポンプは、インクタンク３２を減圧した場合の減圧の影響を受けにくいという利点がある。一方、ペリスタポンプとダイヤフラムポンプは、減圧の影響を受けやすいが、安価であるという利点がある。本実施形態では、循環ポンプ６７として、ペリスタポンプ又はダイヤフラムポンプを採用する。減圧の影響に対する対策については、後述する。

【0035】

なお、一般的には、循環脱気方式の循環流路４７の中に記録ヘッド２１が含まれるように構成してもよいが、本実施形態では、循環流路４７の中に記録ヘッド２１は含まれていない。つまり、循環流路４７は、記録ヘッド２１にインクを供給する経路とは別に設けられている。記録ヘッド２１が循環流路４７の中に含まれないことで、脱気する際の減圧で、記録ヘッド２１のノズル内に形成されているメニスカスが破壊されて、外部の空気が記録ヘッド２１内に入ってくる可能性を少なくできる。

【0036】

［制御装置］
補給ポンプ６１、減圧ポンプ６２、供給ポンプ６４、循環ポンプ６７及び補給バルブ５１、減圧バルブ５２、大気開放バルブ５３、供給バルブ５４、回収バルブ５５、バイパスバルブ５６は、制御装置３８によって制御される。制御装置３８には、インクの放置時間に応じて脱気動作の要否を判定する判定部３９が設けられている。判定部３９によってインクの脱気が不要と判定された場合には脱気動作が実行されない。インクの放置によって空気が再溶解していても、許容時間内であれば脱気することなくインクを使用できる。

【0037】

［気圧計］
インクタンク３２には、インクタンク３２の上部空間３４内の気圧を計測する気圧計３３が設けられている。制御装置３８は、気圧計３３から気圧データを取得する。

【0038】

次に、脱気装置４０の基本的な動作について説明する。ここでは、待機状態を初期状態として説明する。

【0039】

［待機状態］
待機状態においては、補給バルブ５１、減圧バルブ５２、供給バルブ５４が閉じられ、大気開放バルブ５３、回収バルブ５５、バイパスバルブ５６が開かれている。インクタンク３２にはインクが貯留されており、大気開放された上部空間３４の空気に液面が触れることで時間経過に伴ってインクに空気が溶解していく。

【0040】

待機状態において、制御装置３８の判定部３９は、脱気の要否を判定する。例えば、制御装置３８にはタイマーが設けられ、タイマーによってインクの放置時間が計時されている。インクの溶存気体量は、気圧、インクの温度、前回印刷時からの経過時間等の１つ又は複数のパラメータから推定可能である。このため、判定部３９には各パラメータとインクの溶存気体量との対応関係を示す変換情報が記憶されており、各パラメータに基づいてインクの溶存気体量が推定される。また、判定部３９にはインクの溶存気体量と許容時間の対応関係を示す変換情報が記憶されており、インクの溶存気体量に基づいて許容時間が設定される。許容時間は、インクを放置していても脱気せずに印刷が許容される時間である。なお、各パラメータとインクの溶存気体量の対応関係を示す変換情報やインクの溶存気体量と許容時間の対応関係を示す変換情報には、マップデータ、ルックアップテーブル、変換式等が用いられる。これらマップデータ、ルックアップテーブル、変換式は、事前に実験的、経験的、理論的に求められたものが使用される。

【0041】

インクの放置時間が許容時間内である場合には、酸素飽和度が低いため、判定部３９は、脱気が不要と判定する。インクの放置時間が許容時間を超えた場合には、酸素飽和度が高いため、判定部３９は、脱気が必要と判定する。脱気が必要な場合、制御装置３８は、下記の減圧工程と脱気工程を実行する。

【0042】

［減圧工程］
減圧工程においては、制御装置３８は、補給バルブ５１、大気開放バルブ５３、供給バルブ５４、回収バルブ５５、バイパスバルブ５６を閉鎖し、減圧バルブ５２を開放し、減圧ポンプ６２を駆動する。すると、インクタンク３２の上部空間３４から空気が吸い出されて上部空間３４が減圧される。制御装置３８は、気圧計３３が示す上部空間３４の気圧が目標値（例えば、－５０［ｋＰａ］）に到達すると減圧ポンプ６２を停止させる。

【0043】

［脱気工程］
減圧工程が終了すると、制御装置３８は、脱気工程を実行する。脱気工程においては、制御装置３８は、補給バルブ５１、減圧バルブ５２、大気開放バルブ５３、供給バルブ５４、回収バルブ５５、バイパスバルブ５６を閉鎖し、所定時間、循環ポンプ６７を駆動する。循環ポンプ６７を駆動すると、循環流路４７を通じてインクタンク３２内のインクが循環する。インクタンク３２の溶存気体量が多い底面付近のインクが流出口７１を通じて循環流路４７に流出し、循環流路４７内のインクが流入口７２を通じてインクタンク３２内の液面付近に向けて流入する。インクの液面が減圧雰囲気下に晒されて、液面付近のインクに溶存した空気が除去される。溶存気体量が少ない液面付近のインクと溶存気体量が多い底面付近のインクがスムーズに入れ替えられて脱気効率が向上する。また、撹拌脱気方式とは異なり、インクの深さやタンク径に影響を受けることがなく、撹拌子の回転音よりも循環ポンプ６７の駆動音が抑えられて静音性が高められる。

【0044】

［ヘッド循環工程］
ヘッド循環工程は、脱気工程の前又は後に行われてもよく、独自のタイミングで行われてもよい。ヘッド循環工程においては、制御装置３８は、補給バルブ５１、減圧バルブ５２、バイパスバルブ５６を閉じ、大気開放バルブ５３、供給バルブ５４、回収バルブ５５を開き、供給ポンプ６４を駆動する。すると、供給流路４４を通じてインクタンク３２から記録ヘッド２１にインクが供給され、回収流路４５を通じて記録ヘッド２１からインクタンク３２にインクが回収される。記録ヘッド２１とインクタンク３２の間でインクが循環されることで、記録ヘッド２１内で粘度が増加したインクが入れ替えられると共に記録ヘッド２１から気泡が除去される。

【0045】

［印刷工程］
記録ヘッド２１による印刷動作時には、補給バルブ５１、減圧バルブ５２、供給バルブ５４が閉じられ、大気開放バルブ５３、バイパスバルブ５６、回収バルブ５５が開かれる。つまり、印刷動作時には、インクタンク３２は、大気解放されて、大気圧となっている。印刷動作時には、インクタンク３２は、実質的な脱気が生じるような減圧をされない。記録ヘッド２１からインクが吐出される度に、バイパス流路４６、回収流路４５を通じてインクタンク３２から記録ヘッド２１にインクが供給される。インクの入れ替え動作時や印刷動作時等の途中でインクが補給される場合がある。このインクの補給動作時には補給バルブ５１が開かれて補給ポンプ６１が駆動する。補給ポンプ６１の駆動によって補給流路４１を通じてインクコンテナ３１からインクタンク３２にインクが補給される。

【0046】

なお、図１等は模式的に描かれており、実際には、記録ヘッド２１は、インクタンク３２より上方に配置されている。記録ヘッド２１内のインクには、インクタンク３２内のインクとの水頭差により負圧が加わっており、その負圧により、記録ヘッド２１のノズルにはメニスカスが形成されている。記録ヘッド２１からインクが吐出された後、インクの表面張力がメニスカスの表面積を減らすように働き、それによって生じる負圧によって、インクタンク３２から記録ヘッド２１に、減った分のインクが引き込まれる。なお、回収バルブ５５を閉じて、記録ヘッド２１へのインク供給を、バイパス流路４６からだけにしてもよい。

【0047】

また、記録ヘッド２１とインクタンク３２とが繋がった状態で、インクタンク３２を実質的な脱気が起きるほど減圧すると、ノズルのメニスカスが破壊されるおそれがある。メニスカスが破壊されなかったとしても、ノズル内のメニスカスの形状が、インクタンク３２が大気解放されているときと変わり、インクの吐出特性が変わるおそれがある。本実施形態では、印刷動作時には、インクタンク３２は、実質的な脱気が生じるような減圧をされないので、記録ヘッド２１のノズル内のメニスカスは、破壊されることはなく、また、形状が変わって、吐出特性が変わることもない。

【0048】

さて、前述のとおり、循環ポンプ６７としてペリスタポンプ又はダイヤフラムポンプを採用した場合、減圧の影響を受けやすいという問題がある。

【0049】

例えば、ペリスタポンプの場合、ペリスタポンプ内の流路は、シリコーンゴム等で形成された可撓性を有するチューブを含み、チューブを複数のローラーでしごくことで送液する。減圧ポンプ６２によってインクタンク３２内を減圧した場合、流路内の気圧が低下するため、流路が狭窄して循環性能が低下するおそれがある。

【0050】

また、ダイヤフラムポンプの場合、ダイヤフラムポンプ内の流路は、シリコーンゴム等で形成された可撓性を有するダイヤフラムを含み、ダイヤフラムを斜板等で往復運動させることで送液する。減圧ポンプ６２によってインクタンク３２内を減圧した場合、流路内の気圧が低下するため、流路が狭窄して循環性能が低下するおそれがある。

【0051】

そこで、本実施形態に係る脱気装置４０は、以下に示す手法で減圧による循環性能の低下を抑制する。本実施形態に係る脱気装置４０は、液体に溶存した空気を減圧雰囲気下で除去する脱気装置４０であって、液体を貯留する液体タンク（例えば、インクタンク３２）と、液体タンクの異なる位置を連通させる循環流路４７と、循環流路４７を通して液体を循環させる循環装置（例えば、循環ポンプ６７）と、循環装置を収容する容器８０と、液体タンク内と容器８０内を減圧する減圧装置と、を備える。

【0052】

減圧装置は、液体タンク内を減圧する第１減圧装置（例えば、減圧ポンプ６２）と、容器８０内を減圧する第２減圧装置（例えば、減圧ポンプ６８）と、を含み、第２減圧装置は、第１減圧装置による液体タンク内の減圧と並行して容器８０内を減圧する。

【0053】

具体的には、以下のとおりである。なお、インクタンク３２、循環流路４７、循環ポンプ６７、減圧ポンプ６２については前述のとおりであるから、以下では、主に、容器８０、減圧ポンプ６８について説明する。

【0054】

［容器、減圧ポンプ］
容器８０は、循環ポンプ６７を収容する。容器８０は、直方体状、円筒状など、いかなる形状であってもよい。循環流路４７は、容器８０を貫通している。容器８０には、減圧流路４８と、大気開放流路４９と、が接続されている。減圧流路４８には、減圧バルブ５８と、減圧ポンプ６８と、が設けられている。大気開放流路４９には、大気開放バルブ５９が設けられている。容器８０は、気密性を有する。容器８０には、容器８０内の気圧を計測する気圧計８１が設けられている。制御装置３８は、気圧計８１から気圧データを取得する。大気開放バルブ５９を閉鎖し、減圧バルブ５８を開放し、減圧ポンプ６８を駆動することで、容器８０内が減圧される。大気開放バルブ５９を開放することで、容器８０内が大気に開放される。

【0055】

次に、脱気装置４０の動作について説明する。図４は、脱気装置４０の動作の全体を示す流れ図である。図５は、脱気装置４０の減圧工程の動作を示す流れ図である。図６は、脱気装置４０の脱気工程の動作を示す流れ図である。

【0056】

ここでは、待機状態を初期状態として説明する。待機状態では、補給バルブ５１、減圧バルブ５２、供給バルブ５４、減圧バルブ５８が閉じられ、大気開放バルブ５３、バイパスバルブ５６、回収バルブ５５、大気開放バルブ５９が開かれている。インクタンク３２にはインクが貯留されており、大気開放された上部空間３４の空気に液面が触れることで時間経過に伴ってインクに空気が溶解していく。

【0057】

最初に、制御装置３８は、印刷ジョブが実行中であるか否かを判定する（図４、ステップＳ０１）。印刷ジョブが実行中である場合には（ステップＳ０１：ＹＥＳ）、制御装置３８は、ステップＳ０１の判定を繰り返す。一方、印刷ジョブが実行中でない場合には（ステップＳ０１：ＮＯ）、制御装置３８の判定部３９は、脱気を実行するか否かを判定する（ステップＳ０２）。例えば、制御装置３８（図２参照）にはタイマーが設けられ、タイマーによってインクの放置時間が計時されている。インクの溶存気体量は、気圧、インクの温度、前回印刷時からの経過時間等の１つ又は複数のパラメータから推定可能である。このため、判定部３９には各パラメータとインクの溶存気体量の対応関係を示す変換情報が記憶されており、各パラメータに基づいてインクの溶存気体量が推定される。また、判定部３９にはインクの溶存気体量と許容時間の対応関係を示す変換情報が記憶されており、インクの溶存気体量に基づいて許容時間が設定される。なお、許容時間は、インクを放置していても脱気せずに印刷が許容される時間である。

【0058】

インクの放置時間が許容時間内での場合には、酸素飽和度が低いので判定部３９によって脱気が不要と判定されて脱気動作が実施されない。インクの放置時間が許容時間を超えた場合には、酸素飽和度が高いので判定部３９によって脱気が必要と判定されて脱気動作が実施される。なお、各パラメータとインクの溶存気体量の対応関係を示す変換情報やインクの溶存気体量と許容時間の対応関係を示す変換情報には、マップデータ、ルックアップテーブル、変換式等が用いられる。これらマップデータ、ルックアップテーブル、変換式は、事前に実験的、経験的、理論的に求められたものが使用される。

【0059】

ステップＳ０２において脱気を実行しないと判定した場合には（ステップＳ０２：ＮＯ）、制御装置３８は、ステップＳ０１の判定を繰り返す。一方、脱気を実行すると判定した場合には（ステップＳ０２：ＹＥＳ）、制御装置３８は、減圧工程（ステップＳ０３、図５参照）を実行する。

【0060】

具体的には、制御装置３８は、補給バルブ５１、大気開放バルブ５３、供給バルブ５４、回収バルブ５５、バイパスバルブ５６、大気開放バルブ５９を閉鎖し、減圧バルブ５２、減圧バルブ５８を開放し、減圧ポンプ６２、減圧ポンプ６８を駆動する（ステップＳ１１）。次に、制御装置３８は、気圧計３３が示すインクタンク３２内の気圧が所定の負圧に到達したか否かを判定する（ステップＳ１２）。

【0061】

インクタンク３２内の気圧が所定の負圧に到達したと判定した場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、制御装置３８は、減圧バルブ５２を閉鎖し、減圧ポンプ６２を停止させる（ステップＳ１３）。次に、制御装置３８は、気圧計８１が示す容器８０内の気圧が所定の負圧に到達したか否かを判定する（ステップＳ１４）。なお、ステップＳ１４における所定の負圧は、ステップＳ１２における所定の負圧と等しい。後述するステップＳ１６、ステップＳ１８における所定の負圧も、ステップＳ１２における所定の負圧と等しい。容器８０内の気圧が所定の負圧に到達していないと判定した場合には（ステップＳ１４：ＮＯ）、制御装置３８は、ステップＳ１４の判定を繰り返す。一方、容器８０内の気圧が所定の負圧に到達したと判定した場合には（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、制御装置３８は、減圧バルブ５８を閉鎖し、減圧ポンプ６８を停止させる（ステップＳ１５）。

【0062】

一方、ステップＳ１２でインクタンク３２内の気圧が所定の負圧に到達していないと判定した場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、制御装置３８は、容器８０内の気圧が所定の負圧に到達したか否かを判定する（ステップＳ１６）。容器８０内の気圧が所定の負圧に到達していないと判定した場合には（ステップＳ１６：ＮＯ）、制御装置３８は、ステップＳ１２以降の処理を繰り返す。一方、容器８０内の気圧が所定の負圧に到達したと判定した場合には（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、制御装置３８は、減圧バルブ５８を閉鎖し、減圧ポンプ６８を停止させる（ステップＳ１７）。

【0063】

次に、制御装置３８は、気圧計３３が示すインクタンク３２内の気圧が所定の負圧に到達したか否かを判定する（ステップＳ１８）。インクタンク３２内の気圧が所定の負圧に到達していないと判定した場合には（ステップＳ１８：ＮＯ）、制御装置３８は、ステップＳ１８の判定を繰り返す。一方、インクタンク３２内の気圧が所定の負圧に到達したと判定した場合には（ステップＳ１８：ＹＥＳ）、制御装置３８は、減圧バルブ５２を閉鎖し、減圧ポンプ６２を停止させる（ステップＳ１９）。

【0064】

次に、制御装置３８は、脱気工程を実行する（図４のステップＳ０４、図６参照）。具体的には、制御装置３８は、循環ポンプ６７を駆動する（ステップＳ２１）。循環ポンプ６７を駆動すると、循環流路４７を通じてインクタンク３２内のインクが循環される。インクタンク３２の溶存気体量が多い底面付近のインクが流出口７１を通じて循環流路４７に流出し、循環流路４７内のインクが流入口７２を通じてインクタンク３２内の液面付近に向けて流入する。インクの液面が減圧雰囲気下に晒されて、液面付近のインクに溶存した空気が除去される。溶存気体量が少ない液面付近のインクと溶存気体量が多い底面付近のインクがスムーズに入れ替えられて脱気効率が向上する。また、ステップＳ１１において減圧ポンプ６２と減圧ポンプ６８が駆動されていたため、循環ポンプ６７内の流路の内外の気圧差が抑制され、循環ポンプ６７の性能低下が抑制される。

【0065】

次に、制御装置３８は、循環ポンプ６７の駆動を開始してから所定時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２２）。所定時間が経過していないと判定した場合には（ステップＳ２２：ＮＯ）、制御装置３８は、循環ポンプ６７を駆動したままステップＳ２２の判定を繰り返す。一方、所定時間が経過したと判定した場合には（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、制御装置３８は、循環ポンプ６７を停止させる（ステップＳ２３）。脱気工程が終了すると、全てのバルブが閉鎖されているため、減圧状態が維持される。

【0066】

次に、制御装置３８は、印刷ジョブを実行するか否かを判定する（図４のステップ０５）。印刷ジョブを実行しないと判定した場合には（ステップＳ０５：ＮＯ）、制御装置３８は、ステップＳ０５の判定を繰り返す。一方、印刷ジョブを実行すると判定した場合には（ステップＳ０５：ＹＥＳ）、制御装置３８は、大気開放バルブ５３、大気開放バルブ５９を開放する（ステップＳ０６）。循環ポンプ６７内の流路の内外が大気に開放されるため、循環ポンプ６７内の流路にかかる負荷が軽減される。次に、制御装置３８は、印刷ジョブを実行し（ステップＳ０７）、ステップＳ０１以降の処理を繰り返す。

【0067】

ここで、インクタンク３２の減圧と循環ポンプ６７の性能との関係について説明する。前述のとおり、大気圧下でインクタンク３２内を減圧した場合、循環ポンプ６７内の流路の内外の気圧差により流路が狭窄し、循環ポンプ６７の循環流量が低下する。そこで、大気圧下でインクタンク３２内を減圧してペリスタポンプとダイヤフラムポンプとで流量を計測した。インクの粘度を７［ｍＰａ・ｓ］、インクの温度を２５［℃］、インクタンク３２のタンク径を６０［ｍｍ］、インクの深さを２８［ｍｍ］とし、大気圧下で０から－８０ｋＰａまでインクタンク３２内を減圧した。

【0068】

図７は、減圧条件と流量比率との関係を示す図である。横軸は、減圧条件、すなわちインクタンク３２の気圧［ｋＰａ］であり、縦軸は、流量比率［％］である。流量比率は、減圧条件が０ｋＰａの場合の循環ポンプ６７の流量を基準（１００％）とした流量の比率である。流量比率は、循環ポンプ６７の性能の指標となる数値であり、流量比率が１００％に近いほど、循環ポンプ６７の性能低下が少ないと言える。

【0069】

図７より、ペリスタポンプの場合、減圧条件が０から－３０ｋＰａまでは、流量比率が６０％以上確保されている。一方、ダイヤフラムポンプの場合、減圧条件が０から－４０ｋＰａまでは、流量比率が８０％以上確保されている。また、実際の循環ポンプ６７は、内外気圧差が３０ｋＰａ以内で所期の性能が発揮されるように設計されている場合が多い。これらのことから、循環ポンプ６７の内外気圧差が３０ｋＰａ以下であれば、減圧による循環ポンプ６７の性能低下を効果的に抑制することができる。なお、本実施形態では、インクタンク３２とともに容器８０を減圧することで循環ポンプ６７の内外気圧差が実質的に生じない状態を実現するから、減圧による循環ポンプ６７の性能低下を抑制する効果を最大化することができる。

【0070】

以上説明した本実施形態に係る脱気装置４０によれば、液体に溶存した空気を減圧雰囲気下で除去する脱気装置４０であって、液体を貯留する液体タンク（例えば、インクタンク３２）と、液体タンクの異なる位置を連通させる循環流路４７と、循環流路４７を通して液体を循環させる循環装置（例えば、循環ポンプ６７）と、循環装置を収容する容器８０と、液体タンク内と容器８０内を減圧する減圧装置と、を備える。この構成によれば、循環装置内の流路の内外が減圧されることで流路内外の気圧差が抑制されるから、減圧による流路の狭窄が抑制される。よって、減圧による脱気装置４０の性能低下を抑制することができる。

【0071】

また、本実施形態に係る脱気装置４０によれば、液体タンク内を減圧する第１減圧装置（例えば、減圧ポンプ６２）と、容器８０内を減圧する第２減圧装置（例えば、容器減圧ポンプ６８）と、を含み、第２減圧装置は、第１減圧装置による液体タンク内の減圧と並行して容器８０内を減圧する。液体タンクと容器８０を別々のタイミングで減圧すると、循環装置内の流路に狭窄や膨張が生じ、長期にわたって流路の狭窄と膨張が繰り返されると、流路を構成する部材が劣化するおそれがある。本実施形態によれば、液体タンクと容器８０を平行して減圧するから、循環装置内の流路に狭窄や膨張が生じにくくなり、流路を形成する部材の劣化を抑制することができる。また、液体タンクと容器８０を短時間で減圧することができる。

【0072】

また、本実施形態に係る脱気装置４０によれば、第１減圧装置によって減圧された液体タンク内と、第２減圧装置によって減圧された容器８０内と、の気圧差が３０ｋＰａ以下である。この構成によれば、循環装置の性能低下を抑制することができる。

【0073】

また、本実施形態に係る脱気装置４０によれば、循環装置内の流路の少なくとも一部は、可撓性を有する部材で形成されている。この構成によれば、循環装置内の流路を形成する可撓性を有する部材に係る負荷を軽減することができる。

【0074】

また、本実施形態に係る脱気装置４０によれば、循環装置は、ペリスタポンプ又はダイヤフラムポンプである。この構成によれば、ペリスタポンプ内の流路を形成するチューブや、ダイヤフラムポンプ内の流路を形成するダイヤフラムにかかる負荷を軽減することができる。

【0075】

また、本実施形態に係るインクジェット記録装置１によれば、脱気装置４０と、脱気装置４０により脱気された液体をシートＳに吐出する記録ヘッド２１と、を備えている。この構成によれば、気泡の発生による画質の低下を抑制することができる。

【0076】

上記実施形態は以下のように変形されてもよい。

【0077】

図８は、上記実施形態の変形例に係るインク供給構造を示す模式図である。本変形例では、容器８０は、液体タンク（インクタンク３２）と連通しており、減圧装置（減圧ポンプ６２）は、液体タンク又は容器８０に接続されている。具体的には、容器８０とインクタンク３２とは減圧流路４８で連通している。減圧バルブ５２を開放し、減圧ポンプ６２を駆動することで、インクタンク３２内と容器内８０とが並行して減圧される。本変形例によれば、１つの減圧装置で液体タンクと容器８０を減圧することができるから、コストを軽減することができる。また、１つの減圧装置で液体タンクと容器８０が等しい気圧に減圧されるから、気圧の制御が容易である。

【0078】

上記実施形態では、インクジェット記録装置１に脱気装置４０が設けられた例が示されたが、脱気装置４０は半導体の製造分野、ディスプレイの製造分野等の他分野で使用される装置にも適用可能である。すなわち、インク以外の薬液、電解液、液状樹脂、接着剤、溶剤、潤滑油、液状食品、美容液等の脱気にも適用可能である。

【0079】

上記実施形態では、減圧装置として減圧ポンプ６２、減圧ポンプ６８が例示されたが、減圧装置はインクタンク３２内を減圧可能な装置であればよく、例えば減圧装置はエジェクターでもよい。

【符号の説明】

【0080】

１ インクジェット記録装置
２１ 記録ヘッド
３２ インクタンク（液体タンク）
４０ 脱気装置
４７ 循環流路
６２ 減圧ポンプ（第１減圧装置、減圧装置）
６７ 循環ポンプ（循環装置）
６２ 減圧ポンプ（第２減圧装置、減圧装置）
８０ 容器
Ｓ シート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】