特許 7585101 インクジェット印刷装置及びそのフィルタのメンテナンス方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-08

(45)【発行日】2024-11-18

(54)【発明の名称】インクジェット印刷装置及びそのフィルタのメンテナンス方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/175 20060101AFI20241111BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20241111BHJP

【ＦＩ】

B41J2/175 501

B41J2/175 201

B41J2/175 301

B41J2/01 401

B41J2/01 451

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021040196

(22)【出願日】2021-03-12

(65)【公開番号】P2022139698

(43)【公開日】2022-09-26

【審査請求日】2023-12-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(74)【代理人】

【識別番号】100093056

【弁理士】

【氏名又は名称】杉谷 勉

(74)【代理人】

【識別番号】100142930

【弁理士】

【氏名又は名称】戸高 弘幸

(74)【代理人】

【識別番号】100175020

【弁理士】

【氏名又は名称】杉谷 知彦

(74)【代理人】

【識別番号】100180596

【弁理士】

【氏名又は名称】栗原 要

(74)【代理人】

【識別番号】100195349

【弁理士】

【氏名又は名称】青野 信喜

(72)【発明者】

【氏名】福井 民雄

(72)【発明者】

【氏名】永瀬 雄一

(72)【発明者】

【氏名】加藤 雅基

【審査官】岩本 太一

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－１２９００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２４０９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１６２７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０８８５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－０４１０５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／００４４３０３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数個のノズルを備えたインクジェットヘッドにインクを供給し、前記インクジェットヘッドから印刷媒体に対してインクを吐出して印刷を行うインクジェット印刷装置において、
前記インクを貯留するタンクと、
前記タンクと前記インクジェットヘッドとを連通接続した供給管と、
前記供給管に設けられ、前記タンクに貯留しているインクを前記インクジェットヘッドに送液するポンプと、
前記供給管の経路中に設けられたフィルタと、
前記ポンプを操作して、前記インクの送液を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記タンクのインクを前記インクジェットヘッドから吐出させる印刷動作の際には、前記タンクのインクを前記インクジェットヘッドに向けて送液するように前記ポンプを正駆動させ、前記フィルタの詰まりを改善する機能回復動作の際には、前記ポンプの下流側から前記タンクへインクが前記フィルタを逆流するように前記ポンプを逆駆動させ、
前記供給管のうち、前記ポンプと前記インクジェットヘッドとの間でかつ前記フィルタよりも下流に設けられ、インク中の気泡を除去する脱気フィルタをさらに備え、
前記制御部は、前記機能回復動作の際には、前記供給管内における前記インクジェットヘッド側のインクと気体の界面が前記脱気フィルタの前記インクジェットヘッド側に位置するまで逆駆動させることを特徴とするインクジェット印刷装置。

【請求項2】

複数個のノズルを備えたインクジェットヘッドにインクを供給し、前記インクジェットヘッドから印刷媒体に対してインクを吐出して印刷を行うインクジェット印刷装置において、
前記インクを貯留するタンクと、
前記タンクと前記インクジェットヘッドとを連通接続した供給管と、
前記供給管に設けられ、前記タンクに貯留しているインクを前記インクジェットヘッドに送液するポンプと、
前記供給管の経路中に設けられたフィルタと、
前記ポンプを操作して、前記インクの送液を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記タンクのインクを前記インクジェットヘッドから吐出させる印刷動作の際には、前記タンクのインクを前記インクジェットヘッドに向けて送液するように前記ポンプを正駆動させ、前記フィルタの詰まりを改善する機能回復動作の際には、前記ポンプの下流側から前記タンクへインクが前記フィルタを逆流するように前記ポンプを逆駆動させ、
前記制御部は、インクが流動していない状態の継続時間である静置時間と、前記フィルタに捕集された成分を再分散させるのに必要なインクの逆流量との関係に基づいて前記逆駆動を行わせることを特徴とするインクジェット印刷装置。

【請求項3】

複数個のノズルを備えたインクジェットヘッドにインクを供給し、前記インクジェットヘッドから印刷媒体に対してインクを吐出して印刷を行うインクジェット印刷装置において、
前記インクを貯留するタンクと、
前記タンクと前記インクジェットヘッドとを連通接続した供給管と、
前記供給管に設けられ、前記タンクに貯留しているインクを前記インクジェットヘッドに送液するポンプと、
前記供給管の経路中に設けられたフィルタと、
前記ポンプを操作して、前記インクの送液を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記タンクのインクを前記インクジェットヘッドから吐出させる印刷動作の際には、前記タンクのインクを前記インクジェットヘッドに向けて送液するように前記ポンプを正駆動させ、前記フィルタの詰まりを改善する機能回復動作の際には、前記ポンプの下流側から前記タンクへインクが前記フィルタを逆流するように前記ポンプを逆駆動させ、
前記供給管のうち、前記インクジェットヘッド側と前記ポンプ側の二箇所に設けられた液面センサとを備え、
前記制御部は、前記機能回復動作の際には、前記供給管中におけるインクの気液界面が前記二箇所の液面センサの間に収まるように、前記逆駆動させることを特徴とするインクジェット印刷装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれかに記載のインクジェット印刷装置において、
前記制御部は、前記機能回復動作の際には、前記正駆動と前記逆駆動とを複数回繰り返すことを特徴とするインクジェット印刷装置。

【請求項5】

請求項１から４のいずれかに記載のインクジェット印刷装置において、
前記ポンプは、前記供給管の上流側に一端側が連通接続され、Ｕ字状部を介して前記供給管の下流側に他端側が連通接続された、弾性を有するチューブと、前記Ｕ字状部の中央から前記チューブの内周側を外周側に押圧する複数個のローラを備え、前記複数個のローラを回転駆動する回転部とを備えたチューブポンプであることを特徴とするインクジェット印刷装置。

【請求項6】

請求項１から５のいずれかに記載のインクジェット印刷装置において、
前記ポンプを逆駆動させることにより、前記フィルタに捕集されているインクの成分を前記供給管に貯留しているインクに再分散させ、前記印刷に利用することを特徴とするインクジェット印刷装置。

【請求項7】

ポンプで送液することにより、インクジェットヘッドに対してタンクからフィルタを介してインクを供給し、前記インクジェットヘッドから印刷媒体に対してインクを吐出して印刷を行うインクジェット印刷装置のフィルタのメンテナンス方法において、
前記ポンプの下流側から前記タンクへインクが前記フィルタを逆流するように前記ポンプを逆駆動させて、前記フィルタの上流側に捕集している前記インクの成分を再分散させることにより、前記印刷に利用するとともに、前記フィルタの詰まりを改善する機能回復動作ステップを実施し、
前記機能回復動作ステップは、インクが流動していない状態の継続時間である静置時間と、前記フィルタに捕集された成分を再分散させるのに必要なインクの逆流量との関係に基づいて前記逆駆動を行わせることを特徴とするインクジェット印刷装置のフィルタのメンテナンス方法。

【請求項8】

請求項７に記載のインクジェット印刷装置のフィルタのメンテナンス方法において、
前記機能回復動作ステップは、前記タンクのインクを前記インクジェットヘッドに向けて送液するように前記ポンプを動作させる正駆動と、前記逆駆動とを複数回繰り返すことを特徴とするインクジェット印刷装置のフィルタのメンテナンス方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インクを吐出することにより印刷媒体に印刷を行うインクジェット印刷装置及びそのフィルタのメンテナンス方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の装置として、メインタンクと、ポンプと、フィルタと、サブタンクと、ヘッドと、供給管とを備えたものがある（例えば、特許文献１参照）。メインタンクには、画像を形成するためのインクが貯留されている。供給管は、メインタンクとヘッドとを連通接続し、ポンプと、フィルタと、サブタンクとがその順に設けられている。ポンプは、メインタンクからフィルタを介してサブタンクへインクを供給する。サブタンクは、ヘッドにインクを供給する。フィルタは、例えば、メインタンクへのインク補充作業時に混入したパーティクルや、供給管の接続箇所や可動部などから発生した、画像形成に貢献せず、ヘッドの詰まりの原因となるパーティクルを除去する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－１９５９６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、インクジェット印刷装置において用いられるインクは、ＵＶ光によって乾燥するＵＶインクであれば、顔料、分散剤、モノマーなどの成分が分散されて構成されている。熱によって乾燥する水性顔料インクであれば、顔料、分散剤、安定剤、水などの成分で構成されている。フィルタは、例えば、これらの成分のうち、特に顔料やモノマーが緩やかに凝集することによってフィルタに捕集されて、フィルタを詰まらせることがある。これにより、従来の装置は、本来取り除くべきパーティクル以外のインク成分の凝集物によって不要にフィルタの交換時期が短くなることがある。そのため、フィルタの交換頻度が高くなって運用コストが高くなるという問題がある。

【0005】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、フィルタの詰まりを改善することにより、フィルタの交換に起因する運用コストを低減できるインクジェット印刷装置及びそのフィルタのメンテナンス方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、複数個のノズルを備えたインクジェットヘッドにインクを供給し、前記インクジェットヘッドから印刷媒体に対してインクを吐出して印刷を行うインクジェット印刷装置において、前記インクを貯留するタンクと、前記タンクと前記インクジェットヘッドとを連通接続した供給管と、前記供給管に設けられ、前記タンクに貯留しているインクを前記インクジェットヘッドに送液するポンプと、前記供給管の経路中に設けられたフィルタと、前記ポンプを操作して、前記インクの送液を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記タンクのインクを前記インクジェットヘッドから吐出させる印刷動作の際には、前記タンクのインクを前記インクジェットヘッドに向けて送液するように前記ポンプを正駆動させ、前記フィルタの詰まりを改善する機能回復動作の際には、前記ポンプの下流側から前記タンクへインクが前記フィルタを逆流するように前記ポンプを逆駆動させ、前記供給管のうち、前記ポンプと前記インクジェットヘッドとの間でかつ前記フィルタよりも下流に設けられ、インク中の気泡を除去する脱気フィルタをさらに備え、前記制御部は、前記機能回復動作の際には、前記供給管内における前記インクジェットヘッド側のインクと気体の界面が前記脱気フィルタの前記インクジェットヘッド側に位置するまで逆駆動させることを特徴とするものである。

【0007】

［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、制御部は、印刷動作の際には、タンクのインクをインクジェットヘッドに向けて送液するようにポンプを正駆動させる。制御部は、機能回復動作の際には、ポンプの下流側からタンクへインクがフィルタを逆流するようにポンプを逆駆動させる。これにより、印刷動作の際にフィルタに捕集されたインクの成分を供給管中のインクに再分散させることができる。したがって、フィルタの詰まりを改善できるので、フィルタの交換に起因する運用コストを低減できる。その結果、画像形成に貢献せず、インクジェットヘッドの詰まりの原因となるパーティクルを除去するというフィルタの本来の目的でフィルタを最大限に活用できる。

【0009】

制御部は、機能回復動作の際には、供給管内におけるインクジェットヘッド側のインクと気体の界面が脱気フィルタのインクジェットヘッド側に位置するまで逆駆動させる。これにより、インクと気体の界面が脱気フィルタ内に位置することがない。そのため、機能回復動作を行っても、脱気フィルタがインクで満たされたままにできる。したがって、インクに気泡が混入することを防止できる。

【0010】

また、本発明において、前記制御部は、前記機能回復動作の際には、前記正駆動と前記逆駆動とを複数回繰り返すことが好ましい（請求項４）。

【0011】

制御部が機能回復動作を行う際に、正駆動と逆駆動とを複数回繰り返す。これにより、供給管内のインクを、フィルタを通して十分に撹拌することができる。そのため、フィルタに捕集されたインクの成分を確実にインクに再分散させることができる。

【0012】

また、請求項２に記載の発明は、複数個のノズルを備えたインクジェットヘッドにインクを供給し、前記インクジェットヘッドから印刷媒体に対してインクを吐出して印刷を行うインクジェット印刷装置において、前記インクを貯留するタンクと、前記タンクと前記インクジェットヘッドとを連通接続した供給管と、前記供給管に設けられ、前記タンクに貯留しているインクを前記インクジェットヘッドに送液するポンプと、前記供給管の経路中に設けられたフィルタと、前記ポンプを操作して、前記インクの送液を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記タンクのインクを前記インクジェットヘッドから吐出させる印刷動作の際には、前記タンクのインクを前記インクジェットヘッドに向けて送液するように前記ポンプを正駆動させ、前記フィルタの詰まりを改善する機能回復動作の際には、前記ポンプの下流側から前記タンクへインクが前記フィルタを逆流するように前記ポンプを逆駆動させ、前記制御部は、インクが流動していない状態の継続時間である静置時間と、前記フィルタに捕集された成分を再分散させるのに必要なインクの逆流量との関係に基づいて前記逆駆動を行わせることを特徴とするものである。

【0013】

静置時間と再分散に必要な逆流量との関係には、一定の相関がある。そこで、静置時間に応じて必要なインクの逆流量が決められる。したがって、機能回復動作を最小限の逆流量で行うことができるので、機能回復動作を効率的に行うことができる。

【0014】

また、請求項３に記載の発明は、複数個のノズルを備えたインクジェットヘッドにインクを供給し、前記インクジェットヘッドから印刷媒体に対してインクを吐出して印刷を行うインクジェット印刷装置において、前記インクを貯留するタンクと、前記タンクと前記インクジェットヘッドとを連通接続した供給管と、前記供給管に設けられ、前記タンクに貯留しているインクを前記インクジェットヘッドに送液するポンプと、前記供給管の経路中に設けられたフィルタと、前記ポンプを操作して、前記インクの送液を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記タンクのインクを前記インクジェットヘッドから吐出させる印刷動作の際には、前記タンクのインクを前記インクジェットヘッドに向けて送液するように前記ポンプを正駆動させ、前記フィルタの詰まりを改善する機能回復動作の際には、前記ポンプの下流側から前記タンクへインクが前記フィルタを逆流するように前記ポンプを逆駆動させ、前記供給管のうち、前記インクジェットヘッド側と前記ポンプ側の二箇所に設けられた液面センサとを備え、前記制御部は、前記機能回復動作の際には、前記供給管中におけるインクの気液界面が前記二箇所の液面センサの間に収まるように、前記逆駆動させることを特徴とするものである。

【0015】

制御部は、機能回復動作の際には、供給管中におけるインクの気液界面が二箇所の液面センサの間に収まるように逆駆動させる。したがって、インクに気泡が混入したり、逆駆動をし過ぎたりすることがない。よって、確実に機能回復動作を行うことができる。

【0016】

また、本発明において、前記ポンプは、前記供給管の上流側に一端側が連通接続され、Ｕ字状部を介して前記供給管の下流側に他端側が連通接続された、弾性を有するチューブと、前記Ｕ字状部の中央から前記チューブの内周側を外周側に押圧する複数個のローラを備え、前記複数個のローラを回転駆動する回転部とを備えたチューブポンプであることが好ましい（請求項５）。

【0017】

チューブポンプの回転部を一方側に回転させると、チューブポンプが正駆動できる。また、チューブポンプの回転部を他方側に回転させると、チューブポンプを逆駆動できる。そのため、逆止弁や開閉弁の切り換え動作を行うことなく、印刷動作及び機能回復動作を行わせることができる。したがって、構成を簡単化できるので、低コストで目的を達成できる。

【0018】

また、本発明において、前記ポンプを逆駆動させることにより、前記フィルタに捕集されているインクの成分を前記供給管に貯留しているインクに再分散させ、前記印刷に利用することが好ましい（請求項６）。

【0019】

インクの成分を供給管中のインクに再分散させるので、インクの特性変化を抑制できる。その結果、インクの特性変化に起因する悪影響を受けないので、印刷において長期間にわたって同じ品質を維持できる。

【0020】

また、請求項７に記載の発明は、ポンプで送液することにより、インクジェットヘッドに対してタンクからフィルタを介してインクを供給し、前記インクジェットヘッドから印刷媒体に対してインクを吐出して印刷を行うインクジェット印刷装置のフィルタのメンテナンス方法において、前記ポンプの下流側から前記タンクへインクが前記フィルタを逆流するように前記ポンプを逆駆動させて、前記フィルタの上流側に捕集している前記インクの成分を再分散させることにより、前記印刷に利用するとともに、前記フィルタの詰まりを改善する機能回復動作ステップを実施し、
前記機能回復動作ステップは、インクが流動していない状態の継続時間である静置時間と、前記フィルタに捕集された成分を再分散させるのに必要なインクの逆流量との関係に基づいて前記逆駆動を行わせることを特徴とするものである。

【0021】

［作用・効果］請求項７に記載の発明によれば、機能回復動作ステップにより、ポンプを逆駆動させて、フィルタの上流側に捕集しているインクの成分を再分散させることにより、印刷に利用するとともに、フィルタの詰まりを改善する。したがって、フィルタの交換に起因する運用コストを低減できる。その結果、画像形成に貢献せず、ヘッドの詰まりの原因となるパーティクルを除去するというフィルタの本来の目的でフィルタを最大限に活用できる。また、インクの成分をインクに供給管中のインクに再分散させるので、インクの特性変化を抑制できる。その結果、インクの特性変化に起因する悪影響を受けないので、印刷において長期間にわたって同じ品質を維持できる。

【発明の効果】

【0022】

本発明に係るインクジェット印刷装置によれば、制御部は、印刷動作の際には、タンクのインクをインクジェットヘッドに向けて送液するようにポンプを正駆動させる。制御部は、機能回復動作の際には、ポンプの下流側からタンクへインクがフィルタを逆流するようにポンプを逆駆動させる。これにより、印刷動作の際にフィルタに捕集されたインクの成分を供給管中のインクに再分散させることができる。したがって、フィルタの詰まりを改善できるので、フィルタの交換に起因する運用コストを低減できる。その結果、画像形成に貢献せず、インクジェットヘッドの詰まりの原因となるパーティクルを除去するというフィルタの本来の目的でフィルタを最大限に活用できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】実施例１に係るインクジェット印刷システムの全体構成図である。

【図2】実施例１に係るインクジェット印刷システムにおけるインク供給装置のブロック図である。

【図3】静置時間と流量低下率との関係を示すグラフである。

【図4】静置時間と逆流量との関係を示す表である。

【図5】（ａ）は、印刷動作時におけるフィルタの状態を模式的に示し、（ｂ）は、機能回復動作時におけるフィルタの状態を模式的に示し、（ｃ）機能回復処理後におけるフィルタの状態を模式的に示したものである。

【図6】処理の流れを示すフローチャートである。

【図7】実施例２に係るインクジェット印刷システムにおけるインク供給装置のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下にインクジェット印刷装置の実施例について説明する

【実施例1】

【0025】

以下、図面を参照して本発明の実施例１について説明する。

【0026】

図１は、実施例１に係るインクジェット印刷システムの全体構成図である。

【0027】

実施例１に係るインクジェット印刷システムは、給紙部１と、インクジェット印刷装置３と、排紙部５とを備えている。給紙部１は、ロール状の連続紙ＷＰを水平軸周りに回転可能に保持している。給紙部１は、インクジェット印刷装置３に対して連続紙ＷＰを巻き出して供給する。インクジェット印刷装置３は、連続紙ＷＰに対してインクを吐出して画像を形成することによって印刷を行い、連続紙ＷＰを排紙部５に対して送り出す。排紙部５は、インクジェット印刷装置３で印刷された連続紙ＷＰを水平軸周りに巻き取る。

【0028】

ここでは、給紙部１によって連続紙ＷＰが送り出されて搬送される方向を搬送方向Ｘとする。また、搬送方向Ｘに直交する水平方向を幅方向Ｙとする。上述した給紙部１は、搬送方向Ｘにおけるインクジェット印刷装置５の上流側に配置されている。上述した排紙部５は、搬送方向Ｘにおけるインクジェット印刷装置５の下流側に配置されている。

【0029】

インクジェット印刷装置３は、給紙部１からの連続紙ＷＰを取り込むための駆動ローラ７を上流側に備えている。駆動ローラ７によって給紙部１から取り込まれた連続紙ＷＰは、複数個の搬送ローラ９によって搬送方向Ｘに送られ、下流側の排紙部５に向かって搬送される。最下流の搬送ローラ９と排紙部５との間には、駆動ローラ１１が配置されている。この駆動ローラ１１は、搬送ローラ９上を搬送されている連続紙ＷＰを排紙部５に向かって送り出す。

【0030】

インクジェット印刷装置３は、駆動ローラ７と駆動ローラ１１との間に、印刷ユニット１３と、乾燥部１５と、検査部１７とを上流側から搬送方向Ｘに沿ってその順に備えている。印刷ユニット１２は、連続紙ＷＰに印刷を行う。乾燥部１５は、印刷ユニット１３によって印刷された連続紙ＷＰの乾燥を行う。ＵＶインクを使用するインクジェット装置であれば乾燥部１５はＵＶランプやＵＶ－ＬＥＤで構成され、水性インクを使用するインクジェット装置であれば乾燥部１５はヒートローラーや熱風機で構成される。検査部１７は、連続紙ＷＰに印刷された部分に汚れや抜け等がないかを検査する。

【0031】

印刷ユニット１３は、インクを連続紙ＷＰに対して吐出する複数個のノズルを有するインクジェットヘッド１９を備えている。インクジェットヘッド１９は、一般的に、連続紙ＷＰの搬送方向Ｘに沿って複数個配置されている。例えば、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の合計４個の印刷ユニット１３を備えている。但し、以下の説明においてはインクジェット印刷装置３が、１個の印刷ユニット１３だけを備えている構成を例にとって説明する。また、印刷ユニット１３は、連続紙ＷＰの幅方向Ｙに、連続紙ＷＰの幅を超える長さを有する。印刷ユニット１３は、幅方向Ｙに移動することなく連続紙ＷＰの幅方向における印刷領域を印刷できるだけのインクジェットヘッド１９を備えている。インクジェットヘッド１９は、サブタンク２１を介してインク供給装置２３からインクの供給を受ける。

【0032】

インクジェット印刷装置３は、駆動ローラ７，１１、印刷ユニット１３、乾燥部１５、検査部１７、インク供給装置２３を統括的に制御する制御部２５を備えている。制御部２５には、カウント部２７と、記憶部２９と、演算部３１とが直接的あるいは間接的に接続されている。制御部２５は、例えば、ＣＰＵやメモリによって構成されている。カウント部２７は、インクジェット印刷装置３が印刷処理を停止している時間などを計測する。記憶部２９は、詳細を後述するが、静置時間と逆流量との関係などを記憶している。演算部２１は、カウント部２７による計測時間と、静置時間と逆流量との関係とに基づいて、インク供給装置２３を動作させるための逆駆動の動作時間を求めるための演算を行う。

【0033】

なお、上述した連続紙ＷＰが本発明における「印刷媒体」に相当する。

【0034】

ここで図２を参照して、インク供給装置２３について説明する。図２は、実施例１に係るインクジェット印刷システムにおけるインク供給装置のブロック図である。

【0035】

インク供給装置２３は、メインタンク３３と、開閉弁３５と、供給管３７と、ポンプ３９と、フィルタ４１と、脱気フィルタ４３と、液送量検出部４５とを備えている。

【0036】

メインタンク３３は、インクを貯留する容器である。メインタンク３３には、この装置のオペレータがインクを適宜に補充する。開閉弁３５は、制御部２５により開閉が操作される。開閉弁３５は、供給管３７におけるインクの流通を許容したり遮断したりする。供給管３７は、メインタンク３３とインクジェットヘッド１９とを連通接続している。供給管３７は、インクが流通する。

【0037】

ポンプ３９は、メインタンク３３及び供給管３７に貯留しているインクを圧送する。このポンプ３９は、チューブポンプ（ローラーポンプ、ペリスタルティックポンプ、チュービングポンプとも呼ばれる）であることが好ましい。ポンプ３９は、供給部４７と、送出部４９と、チューブ５１と、回転部５３と、筐体５５と、モータ５７とを備えている。

【0038】

供給部４７及び送出部４９は、供給管３７が連通接続されている。供給部４７と送出部４９とは、チューブ５１の両端部に連通接続されている。供給部４７は、ポンプ３９でインクを通常に供給する動作時における供給管３７の上流側に連通接続されている。インクを通常に供給する動作時とは、例えば、印刷動作時であり、インクをメインタンク３３からインクジェットヘッド１９側へ送る動作のことをいう。送出部４９は、ポンプ３９でインクを通常に供給する動作時における供給管３７の下流側に連通接続されている。チューブ５１は、Ｕ字状を呈する形状とされて供給部４７と送出部４９とを連通接続している。チューブ５１は、弾性体で構成されている。そのため、チューブ５１は、外部から押圧されると流路断面積が縮小し、押圧を解除すると通常の流路断面積に戻る。チューブ５１は、Ｕ字状の中央部に回転部５３を備えている。チューブ５１は、Ｕ字状の外周面が筐体５５の内周面に沿って当接するように筐体５５に収められている。回転部５３は、十字型の回転枠５９と、複数個のローラ６０とを備えている。各ローラ６０は、回転枠５９の各先端部に回転自在に取り付けられている。回転部５３は、各ローラ６０がチューブ５１の内周面を外周面側に押圧し、チューブ５１の流路断面積を小さく絞りつつ回転する。この回転部５３の一方側への回転動作により、チューブ５１内のインクが供給部４７から送出部４９へ送られる。また、回転部５３の他方側への回転動作により、チューブ５１内のインクが送出部４９から供給部４７へ送られる。回転部５３は、モータ５７によって回転駆動される。モータ５７は、制御部２５により回転方向や回転速度が操作される。

【0039】

上述したポンプ３９は、連続送液が可能なため、大量のインクを送ることに適している。また、このポンプ３９は、基本的には回転部５３の回転数と流量が比例し、回転部５３の回転数が一定であれば、流量も一定になるため、定量送液がしやすい利点がある。

【0040】

フィルタ４１は、供給管３７のうち、ポンプ３９よりも、インクを通常に供給する動作時における下流側に設けられている。フィルタ４１は、インク中に混在している、画像形成に貢献せず、インクジェットヘッド１９の詰まりの原因となるパーティクルを除去するために設けられている。但し、このフィルタ４１は、メインタンク３３に含まれているインクの一部の成分を捕集してしまう。インクは、顔料、分散剤、モノマーなどの成分が分散されて構成されている。これらの成分のうち、特に顔料やモノマーは、インク中において緩やかに凝集することがある。すると、顔料やモノマーが分散している状態よりも大きな凝集物となる。フィルタ４１は、本来取り除くべきパーティクル以外のインク成分の凝集物を捕集して、パーティクルとともに詰まりを生じることがある。本実施例では、フィルタ４１が供給管３７に対して、インクを通常に供給する動作に下方から上方に向かってインクが流通する姿勢で取り付けられている。そのため、フィルタ４１は、後述する逆駆動時に、捕集されている凝集物に重力も加わって、凝集物が離脱されやすくなっている。

【0041】

脱気フィルタ４３は、供給管３７のうち、フィルタ４１よりも、インクを通常に供給する動作時における下流側に設けられている。脱気フィルタ４３は、供給管３７を流通しているインクに含まれている気泡を除去する。インク中に気泡が含まれていると、インクジェットヘッド１９からインクが適切に吐出されない不具合を生じる恐れがある。この脱気フィルタ４３を設けることにより、インク中に気泡が含まれていても気泡が除去されるので、品質高く印刷を行うことができる。

【0042】

サブタンク２１は、供給管３７のうち、脱気フィルタ４３よりも、インクを通常に供給する動作時における下流側に設けられている。サブタンク２１には、レベルセンサー（不図示）が設けられている。インクジェットヘッド１９におけるインクの消費に伴い、サブタンク２１内のインク量が一定値を下回ると、制御部２５がこれを検知してメインタンク３３からインクを供給させ、サブタンク２１のインク量を一定量になるまで回復させる。

【0043】

フィルタ４１と脱気フィルタ４３の間には、液送量検出部４５が設けられている。この液送量検出部４５は、供給管３７を流通するインクの量を検出する。

【0044】

なお、上述したメインタンク３３が本発明における「タンク」に相当する。

【0045】

図１に戻る。カウント部２７は、供給管３７におけるインクの流通が停止した時間を計測する。具体的には、制御部２５が液送量検出部４５における液送量が０になった時点からカウント部２７に計時を開始させる。そして、再び液送量が０を越えた時点で制御部３５は、カウント部２７に計時時間をリセットさせる。

【0046】

記憶部２９について説明する。ここで、図３～図５を参照する。図３は、静置時間と流量低下率との関係を示すグラフである。図４は、静置時間と逆流量との関係を示す表である。図５（ａ）は、印刷動作時におけるフィルタの状態を模式的に示し、図５（ｂ）は、機能回復動作時におけるフィルタの状態を模式的に示し、図５（ｃ）機能回復処理後におけるフィルタの状態を模式的に示したものである。

【0047】

ここでは、インクの液送量が０になった状態における経過時間を静置時間とする。そして、静置時間と、フィルタ４１における詰まりに起因する流量の低下の割合を示す流量低下率との関係の一例を示すのが図３である。図３から明らかなように、静置時間が増大すると、流量低下率が増大する。このときにおける静置時間と流量低下率の具体的な数値を図４に示す。このように静置時間が増大すると流量低下率が増大するのは、特に、インクが流動しない静置時間が長くなるにつれて、インク中に分散しているはずの顔料やモノマーの一部が緩やかに凝集するからである。そして、凝集した顔料やモノマーが大きな凝集物となって、フィルタ４１に捕集されることが主たる原因である。

【0048】

装置が稼働してインクがインクジェットヘッド１９から連続紙ＷＰに吐出されると、インクが消費される。すると、フィルタ４１では、図５（ａ）に示すように、インク中に混入しているパーティクルと、インク中の成分の一部が緩やかに凝集した凝集物とが捕集される。そのため、フィルタ４１では、圧力損失が生じ、フィルタ４１を通過するインクの流量が減少する。フィルタ４１を交換した直後における流量を１００とした場合に、その後にインクの供給を停止した静置時間が増えると、インクの流量低下率が増大する。

【0049】

発明者等は、流量が低下した場合に、どれだけの量のインクをフィルタ４１に逆流させると、フィルタ４１の詰まりを解消できるかについて実験を行った。その結果、例えば、図４における逆流量に示すように、静置時間に応じた逆流量とすると、フィルタ４１における詰まりを改善できることがわかった。その結果に基づいて、記憶部２９には、静置時間と逆流量との関係を示すデータが予め記憶されている。制御部２５は、装置が起動された際、あるいは印刷ジョブが停止された状態から再び印刷ジョブの印刷処理が開始された際には、その際の静置時間をカウント部２７から読み出す。続いて、制御部２５は、読み出した載置時間を演算部３１に与える。演算部３１は、与えられた載置時間と、記憶部２９における載置時間と逆流量との関係とに基づいて、逆流量を求める。演算部３１が求めた逆流量は、制御部２５に与えられる。制御部２５は、演算部３１から与えられた逆流量となるように、ポンプ３９を操作する。

【0050】

制御部２５は、ポンプ３９を操作するが、その操作には、次の二種類がある。つまり、印刷動作における正駆動と、機能回復動作における逆駆動との二種類である。

【0051】

正駆動は、供給管３７を介してインクジェットヘッド１９にインクを通常に供給するように、メインタンク３３からフィルタ４１を介してインクジェットヘッド１９にインクが流通するようにポンプ３９を駆動することである。逆駆動は、正駆動時にインクが供給されるインクの流通方向とは逆方向となるように、ポンプ３９を駆動することである。逆行動を換言すると、インクがフィルタ４１において逆流するように、メインタンク３３へインクを戻す方向にポンプ３９を動作させる。

【0052】

すると、フィルタ４１では、図５（ｂ）に示すように、フィルタ４１の上流側にて捕集されていたパーティクルと、インク成分の凝集物とがフィルタ４１の上流側にインクの流れに乗って押し戻されて撹拌される。これにより、フィルタ４１に捕集されていた物質がフィルタ４１の上流側にあたる供給管４７のインク中へ押し流される。したがって、フィルタ４１における圧力損失がほぼなくなる。この状態を示したのが図５（ｃ）である。

【0053】

制御部２５は、後述するように、装置が起動した際に、機能回復動作が必要か否かを判断する。さらに、制御部２５は、印刷処理を行っている間に、ポンプ３９の操作量と液送量検出部４５の液送量との関係に基づいて、液送量が閾値以下となっていないかを監視する。これは、印刷処理を行っている間においても、フィルタ４１が詰まりを起こしていないかを判断するためである。そのため、ポンプ３９の操作に応じた液送量にならない場合には、フィルタ４１が詰まりを生じていることを表す。そのため、ポンプ３９の操作量に対して、送られるはずの液送量より少なくなったか否かについて閾値を基準にして判断する。制御部２５は、装置が起動していても、フィルタ４１をインクが流通していない状態から流通するようになった時点や、装置が起動した時点では、静置時間に基づいて機能回復動作が必要か否かを判断することが好ましい。

【0054】

次に、上述した構成のインクジェット印刷システムによる動作について図６を参照して説明する。図６は、処理の流れを示すフローチャートである。

【0055】

ステップＳ１
装置を起動する。つまり、インクジェット印刷システムによって印刷処理ができるように、装置の電源をオンにする。

【0056】

ステップＳ２
機能回復動作が必要か否かに応じて処理を分岐する。具体的には、制御部２５は、カウント部２７の計測時間を読み出し、演算部２１に与える。演算部２１は、記憶部２９の静置時間と逆流量との関係と、静置時間にあたる計測時間とに基づいて逆流量を求める。求められた逆流量は、制御部２５に与えられる。制御部２５は、逆流量に応じて機能回復動作が必要か否かを判断する。例えば、逆流量が０であれば、機能回復動作を行う必要がない。一方、逆流量が０を越えれば、機能回復動作を行う必要があると判断する。

【0057】

なお、機能回復動作が必要か否かは、静置時間だけで判断するようにしてもよい。また、装置の起動時は、機能回復動作が必要か否かの判断を行うことなく、必ず機能回復動作を行うようにしてもよい。これにより、印刷動作に移行するまでの時間を短縮できる。

【0058】

ステップＳ３
ここでは、機能回復動作が不要であったとする。制御部２５は、印刷動作に応じてポンプ３９を正駆動させる。具体的には、制御部２５は、開閉弁３５を開放するとともに、メインタンク３３からインクジェットヘッド１９にインクが流通するようにポンプ３９を操作する。その操作は、サブタンク２１のインクの容量に応じて行われる。

【0059】

ステップＳ４
全ての印刷処理が終了したか否かに応じて処理を分岐する。

【0060】

ステップＳ５
全ての印刷処理が終了したら装置を停止する。これにより、カウント部２７は、装置の静置時間を計測し始める。

【0061】

ここで、上述したステップＳ２において機能回復処理が必要であると判断された場合について説明する。

【0062】

ステップＳ６（機能回復動作ステップ）
制御部２５は、機能回復処理を実行する。

【0063】

具体的には、ポンプ３９を逆駆動させる。これにより、印刷動作の際とは逆方向に向かってインクがフィルタ４１を流通する。これにより、フィルタ４１の詰まりが改善される。また、インクの成分の一部が凝集物としてフィルタ４１に捕集されていた場合には、インクの成分の一部が再びインクに分散する。なお、ポンプ３９を逆駆動させる際には、サブタンク２１と脱気フィルタ４３とを連通接続している供給管３７において、インクの気液界面が脱気フィルタ４３よりもサブタンク２１側に位置するまでとすることが好ましい。つまり、インクの気液界面が脱気フィルタ４３の内部に位置しないようにポンプ３９を逆駆動する。制御部２５は、静置時間から求められる逆流量で機能回復処理を行うが、インクの気液界面が脱気フィルタ４３よりサブタンク２１側に位置させると、求められた逆流量だけインクを逆流させることができないことがある。その場合には、ポンプ３９の逆駆動と正駆動とを複数回繰り返して逆流量を稼ぐようにすればよい。

【0064】

また、上述したステップＳ４において、一つの印刷ジョブが終了し、全ての印刷処理が終了したか否かの判断を行った際に、次の印刷ジョブによる印刷を行う前に行うステップＳ７について説明する。

【0065】

ステップＳ７
制御部２５は、一つの印刷ジョブが完了した時点で、次の印刷ジョブに移行する前に、フィルタ４１の詰まりをチェックする。具体的には、制御部２５は、ステップＳ３の印刷処理時において、ポンプ３９の操作量に対して、送られるはずの液送量より少なくなったか否かについて閾値を基準にして判断する。閾値より液送量が少なくなった場合には、ステップＳ６に戻って上述した機能回復処理を行う。一方、閾値より液送量が多い場合には、正常であると判断して、ステップＳ３に移行し、次の印刷ジョブによる印刷処理に移行する。

【0066】

なお、一つの印刷ジョブごとにステップＳ７を実行するのではなく、複数回の印刷ジョブごとや、印刷処理により所定の時間が経過するごとにステップＳ７を実行するようにしてもよい。印刷物によっては、インクの消費が少ないものもある。このような場合、印刷処理中であっても供給管３７内におけるインクの流動量が少なくなりやすい。すると、印刷処理中であってもインクの成分の凝集が生じる恐れがあるので、所定時間ごとにステップＳ７を行うことで、印刷処理中におけるフィルタ４１の詰まりを検出しやすくできる。

【0067】

本実施例によると、制御部２５は、印刷動作の際には、ポンプ３９を正駆動させる。制御部２５は、機能回復動作の際には、ポンプ３９を逆駆動させる。これにより、印刷動作の際にフィルタ４１に捕集されたインクの成分からなる凝集物を供給管３７中のインクに再分散させることができる。したがって、フィルタ４１の詰まりを改善できるので、フィルタ４１の交換に起因する運用コストを低減できる。その結果、画像形成に貢献せず、インクジェットヘッド１９の詰まりの原因となるパーティクルを除去するというフィルタ４１の本来の目的でフィルタを最大限に活用できる。

【0068】

また、制御部２５は、機能回復動作の際には、供給管３７内におけるインクジェットヘッド１９側のインクの気液界面が脱気フィルタ４３のインクジェットヘッド１９側に位置するまで逆駆動させる。これにより、インクの気液界面が脱気フィルタ４３内に位置することがない。そのため、機能回復動作を行っても、脱気フィルタ４３がインクで満たされたままにできる。したがって、インクに気泡が混入することを防止できる。

【0069】

さらに、制御部２５は、機能回復動作を行う際に、正駆動と逆駆動とを複数回繰り返す。これにより、供給管３７内のインクを、フィルタ４１を通して十分に撹拌することができる。そのため、フィルタ４１に捕集されたインクの成分からなる凝集物を確実にインクに再分散させることができる。

【0070】

制御部２５は、演算部３１が求めた逆流量に応じてポンプ３９を逆駆動する。したがって、必要以上にポンプ３９を逆駆動させる必要がなく、機能回復動作を最小限の逆流量で行うことができる。そのため、機能回復動作を効率的に行うことができる。

【実施例2】

【0071】

次に、図面を参照して本発明の実施例２について説明する。

【0072】

図７は、実施例２に係るインクジェット印刷システムにおけるインク供給装置のブロック図である。なお、上述した実施例１と同様の構成については、同符号を付すことで詳細な説明については省略する。

【0073】

実施例２では、インク供給装置２３の供給管３７に第１のセンサ６１と第２のセンサ６３とが取り付けられている。具体的には、第１のセンサ６１は、供給管３７のうち、脱気フィルタ４３とサブタンク２１との間であって、サブタンク２１に近い側に設けられている。第２のセンサ６３は、供給管３７のうち、脱気フィルタ４３に近い側に設けられている。これらの第１のセンサ６１と第２のセンサ６３は、供給管３７に貯留しているインクの気液界面を検出する。

【0074】

実施例２の構成においては、上述した機能回復処理の際に、供給管３７のインクの気液界面が第１のセンサ６１と第２のセンサ６３との間に収まるように制御部２５がポンプ３９を逆駆動するように操作する。したがって、インクに気泡が混入したり、逆駆動をし過ぎたりすることがない。よって、確実に機能回復動作を行うことができる。

【0075】

本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。

【0076】

（１）上述した各実施例１，２では、フィルタ４１とインクジェットヘッド１９との間に脱気フィルタ４３とサブタンク２１とを備えている。しかしながら、本発明は、これらの構成を必須とするものではない。

【0077】

（２）上述した各実施例１，２では、ポンプ３９としてチューブポンプを例にとって説明したが、本発明はポンプ３９としてこの型式のものに限定されるものではなく、他の型式のポンプ３９を採用してもよい。その場合には、開閉弁や逆止弁などを供給管３７に介在させて、正駆動と逆駆動とでインクの流通方向を上述した方向に制御すればよい。

【0078】

（３）上述した各実施例１，２では、インクを通常に供給する動作時において、ポンプ３９は、フィルタ４１よりも上流側の位置で配管３７に介在するように配置されている。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではない。つまり、インクを通常に供給する動作時において、ポンプ３９は、フィルタ４１よりも下流側の位置で配管３７に介在するように配置されるようにしてもよい。この場合にも、機能回復動作の際には、ポンプ３９を逆駆動させることにより、印刷動作の際にフィルタ４１に捕集されたインクの成分からなる凝集物を供給管３７中のインクに再分散させることができる。したがって、フィルタ４１の詰まりを改善できる。

【0079】

（４）上述した各実施例１，２では、機能回復処理の際には正駆動と逆駆動とを複数回繰り返すとして説明した。しかしながら、本発明は必ずしも機能回復処理の際にポンプ３９の正駆動と逆駆動とを複数回繰り返す必要はない。つまり、ポンプ３９を逆駆動することでフィルタ４１の詰まりが完全に解消できる必要はなく、機能回復動作の前の状態よりもフィルタ４１の詰まりが改善できればよい。また、一度の逆駆動により機能回復を最大限に図るため、脱気フィルタ４３とサブタンク２１とにおける供給管３７の長さを長くするようにしてもよい。

【0080】

（５）上述した各実施例１，２では、ステップＳ２において機能回復動作が必要か否かを装置の起動後に確認している。しかしながら、ステップＳ７のように、印刷処理の間に、流量に基づくチェックに応じて機能回復処理を行うか否かを判断することにより、装置の起動ごとに機能回復動作が必要か否かを判断する必要はない。また、逆に、印刷処理の間に、流量に基づくチェックに応じて機能回復処理を行うか否かを判断せず、装置の起動時にのみ機能回動作が必要か否かを判断するようにしてもよい。

【0081】

（６）上述した各実施例１，２では、図６のステップＳ２において機能回復動作が必要か否かを装置の起動後に確認し、また、ステップＳ７のように、印刷処理の間に、流量に基づくチェックに応じて機能回復処理を行うか否かを判断するようにしている。しかしながら、本発明は、そもそも機能回復動作が必要か否か、また機能回復処理が必要かいなかを確認、判断することなく定期的に機能回復動作を行うようにしてもよい。

【0082】

すなわち、制御部２５は、ポンプ３９に対して、インクをサブタンク２１に供給した直後に機能回復動作を行うように制御してもよい。かかる場合において、インクをサブタンク２１に供給した直後には、供給管３７内のインクの気液界面は、サブタンク２１の供給口近傍に位置する。ここで、インクの気液界面が存在するその位置から、脱気フィルタ４３のインクジェットヘッド１９側の位置、すなわち、インクで充たされた脱気フィルタ４３の図示しないインク流出口までに存在するインクの量は既知である。そこで、機能回復動作を行うにあたっては、かかるインク量以下のインク量を逆流させるようにすればよい。

【0083】

また、制御部２５は、ポンプ３９に対して、供給管３７内におけるインクの気液界面の位置が既知の状態で、例えば、３０分毎に１回、機能回復動作を行うなど、ある一定時間間隔ごとに機能回復動作を行うように制御してもよい。機能回復動作を行う頻度を上げれば、インクの送液量を常に安定して確保することができる。

【0084】

（７）上述した実施例１，２では、フィルタ４１が供給管３７に対して、通常の使用時に下方から上方に向かってインクが流通する姿勢で取り付けられている。しかしながら、本発明は、このような取り付け姿勢に限定されるものではない。つまり、フィルタ４１に対してインクが上方から下方に向かってインクが流通する姿勢や、水平方向における一方側から他方側に向かってインクが流通する姿勢でフィルタ４１が取り付けられてもよい。

【0085】

（８）上述した実施例１，２では、機能回復処理をポンプ３９の操作だけで行った。しかしながら、開閉弁３５を併せて操作して次のように行うようにしてもよい。

【0086】

すなわち、機能回復処理を行う際には、まず開閉弁３５を閉止する。そして、ポンプ３９を逆駆動する。これにより、脱気フィルタ４３と開閉弁３５との間における供給管３７の内部におけるインクの圧力が高くなる。その後、開閉弁３５を開放する。すると、脱気フィルタ４３と開閉弁３５との間における供給管３７内の圧力が一気に開放される。したがって、逆流されるインクの流速を速くすることができるので、フィルタ４１の詰まりを改善しやすくできる。また、インクの凝集物を短時間で再分散することができる。

【産業上の利用可能性】

【0087】

以上のように、本発明は、インクがフィルタで濾過されて吐出される構成のインクジェット印刷装置及びそのフィルタのメンテナンス方法に適している。

【符号の説明】

【0088】

１ … 給紙部
３ … インクジェット印刷装置
５ … 排紙部
７，１１ … 駆動ローラ
９ … 搬送ローラ
１３ … 印刷ユニット
１９ … インクジェットヘッド
２１ … サブタンク
２３ … インク供給装置
２５ … 制御部
２７ … カウント部
２９ … 記憶部
３１ … 演算部
３３ … メインタンク
３５ … 開閉弁
３７ … 供給管
３９ … ポンプ
４１ … フィルタ
４３ … 脱気フィルタ
４７ … 供給部
４９ … 送出部
５１ … チューブ
５３ … 回転部
５５ … 筐体
５７ … モータ
５９ … 回転枠
６０ … ローラ
６１ … 第１のセンサ
６３ … 第２のセンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】