(57)【要約】【課題】インクタンク内で光硬化型インクが硬化することを防止するインクジェットプリンタを提供する。【解決手段】インクタンクに貯留された光硬化型のインクを記録ヘッドから記録媒体に吐出して画像を記録するインクジェットプリンタである。インクタンクは、インクを貯留する貯留部と、インクを貯留部に注入するための注入口と、貯留部内の空気を外部に抜くための通気口とを備えている。通気口の貯留部側には、空気の流路となる空気流路が、少なくとも１つの屈折部を有するように形成されている。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクタンクに貯留された光硬化型のインクを記録ヘッドから記録媒体に吐出して画像を記録するインクジェットプリンタにおいて、
前記インクタンクは、
前記インクを貯留する貯留部と、
前記貯留部の外部及び前記貯留部を連通させて、前記インクを前記貯留部に注入するための注入口と、
前記貯留部の外部及び前記貯留部を連通させて、前記貯留部内の空気を外部に抜くための通気口とを備え、
前記通気口の前記貯留部側には、空気の流路となる空気流路が、少なくとも１つの屈折部を有するように形成されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記空気流路には、複数の屈折部が設けられていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項３】
請求項１又は２記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記通気口及び前記空気流路の断面積は、０．００８ｃｍ２以上１２ｃｍ２以下に設定されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記記録媒体に着弾した前記インクに対して光を照射する光照射装置を備えることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記記録ヘッド内の前記インクを所定温度まで加熱する加熱部材を備え、
前記インクは、３０℃での粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下であり、
前記記録ヘッドは、前記加熱部材により３０℃以上１５０℃以下まで加熱された前記インクを、２ｐｌ以上２０ｐｌ以下のインク滴となるように吐出することを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記インクは、カチオン重合性化合物を含むカチオン重合系の光硬化型インクであることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記記録媒体は、前記インクを吸収しない非吸収性記録媒体であることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットプリンタに係り、特に光硬化型インクを適用したインクジェットプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ等に接続される記録端末として、ドットインパクトプリンタ、インクジェットプリンタ、レーザプリンタ、熱転写式プリンタ、熱昇華式プリンタ等の種々のプリンタが開発されている。中でもインクジェットプリンタは、他の方式のプリンタに比べて記録時の音が静かであり、色彩豊かな記録を容易かつ安価に行える等の利点を有するため、プリンタの主流となっている。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタには多数のノズル（吐出口）を有する記録ヘッドが配設されており、インクジェットプリンタは画像信号に基づき記録ヘッドの各ノズルからインクを吐出して記録媒体に画像を記録している。そして、画像の記録動作に伴い記録ヘッドからインクが次々に吐出されると、記録ヘッドに一時的に貯留されたインクが順次消費されるので、通常のインクジェットプリンタでは、大容量のインクを貯留したインクタンクが予め所定位置に設置され、ポンプによりインクタンクから記録ヘッドにインクを供給するようになっている。このようなインクタンクには、インクの補充及びインクの流出がスムーズに行われるように通気口が設けられている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
実公平７−１６４３４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、非吸収性の記録媒体に対しても画像を記録できるように、光硬化型のインクで記録媒体上に画像を記録し、その後、光を照射することによりインクを硬化、定着させるインクジェットプリンタが開発されているが、このインクジェットプリンタに上記のインクタンクを適用すると、通気口から侵入した外光によってインクが硬化してしまう可能性があった。
【０００６】
本発明の課題は、インクタンク内で光硬化型インクが硬化することを防止するインクジェットプリンタを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、
インクタンクに貯留された光硬化型のインクを記録ヘッドから記録媒体に吐出して画像を記録するインクジェットプリンタにおいて、
前記インクタンクは、
前記インクを貯留する貯留部と、
前記貯留部の外部及び前記貯留部を連通させて、前記インクを前記貯留部に注入するための注入口と、
前記貯留部の外部及び前記貯留部を連通させて、前記貯留部内の空気を外部に抜くための通気口とを備え、
前記通気口の前記貯留部側には、空気の流路となる空気流路が、少なくとも１つの屈折部を有するように形成されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項１記載の発明によれば、空気流路が少なくとも１つの屈折部を有するように形成されているので、通気口から入射した外光は屈折部によって遮られ、貯留部内のインクが外光によって硬化することを防止できる。
また、このようにインクタンクに通気口が設けられているので、貯留部から記録ヘッドにインクを供給する際や、注入口から貯留部にインクを注入する際には、通気口によって貯留部内の圧力を安定させることができ、インクの移動を安定させることができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記空気流路には、複数の屈折部が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の発明によれば、空気流路には複数の屈折部が設けられているので、外光が貯留部内のインクにまで至ることをより防止することができる。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記通気口及び前記空気流路の断面積は、０．００８ｃｍ２以上１２ｃｍ２以下に設定されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項３記載の発明によれば、通気口及び空気流路の断面積が、０．００８ｃｍ２以上１２ｃｍ２以下に設定されているので、前記断面積が０．００８ｃｍ２以上であることによりスムーズな通気を可能とし、前記断面積が１２ｃｍ２以下であることにより空気流路の大型化を防ぐことができる。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記記録媒体に着弾した前記インクに対して光を照射する光照射装置を備えることを特徴としている。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、光照射装置によって記録媒体上に着弾した光硬化型インクが硬化させられるので、記録媒体に対して確実にインクを硬化、定着させることができる。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記記録ヘッド内の前記インクを所定温度まで加熱する加熱部材を備え、
前記インクは、３０℃での粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下であり、
前記記録ヘッドは、前記加熱部材により３０℃以上１５０℃以下まで加熱された前記インクを、２ｐｌ以上２０ｐｌ以下のインク滴となるように吐出することを特徴としている。
【００１６】
ここで、インク滴一滴あたりのインク量が２０ｐｌを超えると高精細画像記録が難しく、また、２ｐｌ未満では形成される画像の濃度が低くなってしまう。このため、請求項５記載の発明のように、記録ヘッドがインクを２ｐｌ以上２０ｐｌ以下のインク滴として吐出すれば、小液滴で高精細な画質を形成できる。
また、吐出時においてはインクが３０℃以上１５０℃以下に加熱されているので、射出安定性の点で好ましい粘度にしてインクを吐出することができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記インクは、カチオン重合性化合物を含むカチオン重合系の光硬化型インクであることを特徴としている。
【００１８】
ここで、カチオン重合系の光硬化型インクは、ラジカル重合系の光硬化型インクに比べて、紫外線に対する感度が高く且つ酸素による重合反応の阻害が少ないため、請求項６記載の発明のように、インクとしてカチオン重合系の光硬化型インクが用いられていれば、記録媒体上に着弾したインクの硬化に必要な照度を低減させることができる。
【００１９】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記記録媒体は、前記インクを吸収しない非吸収性記録媒体であることを特徴としている。
【００２０】
請求項７記載の発明によれば、記録媒体が非吸収性記録媒体であっても記録媒体上でインクを硬化、定着でき、画像を記録することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明に係るインクジェットプリンタの実施形態について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。図１はインクジェットプリンタ１の概略側面図である。
【００２２】
図１に示すように、インクジェットプリンタ１は、各種構成部材を覆った筐体２を有している。ただし、図１では筐体２は背面側（図１中の左側）だけが図示されており、それ以外の部分が省略されている。筐体２の内部であって筐体２の下部には支持台３が配設されており、支持台３の上部には大容量のインクを貯留可能なインクタンク４が配設されている。
【００２３】
インクタンク４は、その内部に外光が侵入しないように、例えば遮光性を有する樹脂から形成されている。図２はインクタンク４の概略側面図であり、このインクタンク４の内部は、インクを貯留する貯留部４１が設けられている。また、インクタンク４の上部には、貯留部４１の外部及び貯留部４１を連通させて、インクを貯留部４１に注入するための注入口４２が設けられている。注入口４２は、貯留部４１の外部に向けて伸び出すように略筒状に形成されており、筐体２の外部から注入口５を介してインクタンク４にインクを補充できるようになっている。この注入口４２の先端部には開閉自在な蓋４３が設けられている。
【００２４】
また、インクタンク４の上部における注入口４２の反対側には、貯留部４１の外部及び貯留部４１を連通させて、貯留部４１内の空気を外部に抜くための通気口４４が設けられている。通気口４４の貯留部４１側には、空気の流路となる空気流路Ａが設けられており、この空気流路Ａは遮光性を有する複数の遮光部材４５によって形成されている。具体的に説明すると、本実施形態の空気流路Ａは、インクタンク４内部で通気口４４に対向するように配置された遮光部材４５ａと、インクタンク４の内側面に所定間隔空けて水平に固定された遮光部材４５ｂ，４５ｃ，４５ｄと、遮光部材４５ｂ，４５ｃ，４５ｄの間に配置されるように遮光部材４５ａの通気口４４側に水平に固定された遮光部材４５ｅ，４５ｆとによって形成されている。つまり、空気流路Ａは、通気口４４から貯留部４１まで至る間に、遮光部材４５ｂの先端付近、遮光部材４５ｅの先端付近、遮光部材４５ｃの先端付近、遮光部材４５ｆの先端付近、遮光部材４５ｄの先端付近の計５箇所で、１８０度方向転換する屈折部を有するようになっている。このように、空気流路Ａが複数の屈折部を有しているので、通気口４４に対して直交するように入射する外光であっても、遮光部材４５によって遮られることとなり、外光が貯留部４１内のインクにまで至ることをより防止することができる。なお、空気流路に１つ屈折部が設けられていれば外光を遮ることが可能である。
ここで、通気口４４及び空気流路Ａの断面積は、通気の円滑化及びインクタンクの小型化を図るために、０．００８ｃｍ２以上１２ｃｍ２以下に設定されていることが好ましい。
【００２５】
図１に示すように、筐体２の内部であってインクタンク４の上方には、インクタンク４に貯留されたインクを吸入・吐出するポンプ装置８が配設されている。ポンプ装置８は、バルブ９を介したチューブ１０によりインクタンク４に接続されている。またポンプ装置８にはバルブ１１を介したチューブ１２が接続されている。本実施形態ではポンプ装置８が作動すると、インクタンク４に貯留されたインクは、インクタンク４からチューブ１０及びバルブ９を介してポンプ装置８に吸入され（吸い上げられ）、ポンプ装置８からチューブ１２に吐出されるようになっている。
【００２６】
インクジェットプリンタ１の正面側（図１中の右側）にはキャリッジ１３が配設されている。キャリッジ１３は、図１の紙面において表側から裏側（又は裏側から表側）に延在する長尺なガイドレール１４に跨った状態で支持されており、ガイドレール１４にガイド（案内）されながら図１の紙面において表側から裏側（又は裏側から表側）に移動自在（走査自在）となっている。
【００２７】
キャリッジ１３の背面側には小容量のインクを一時的に貯留するサブタンク１５が搭載されており、キャリッジ１３の正面側にはインクを記録媒体１６に向かって吐出する記録ヘッド１７が搭載されている。キャリッジ１３においてサブタンク１５と記録ヘッド１７はチューブ１８を介して互いに接続されており、記録ヘッド１７からのインクの吐出に伴いチューブ１８を介してサブタンク１５から記録ヘッド１７にインクが供給されるようになっている。
【００２８】
なお、上記サブタンク１５及び記録ヘッド１７は、上記の通りキャリッジ１３にそれぞれ搭載されていることからキャリッジ１３の移動に順次追従するようになっている。
【００２９】
記録ヘッド１７の内部には、記録ヘッド１７内部のインクを加熱する加熱部材（図示省略）が設置されている。この加熱部材がインクを３０℃以上１５０℃以下に加熱することにより、記録ヘッド１７は、加熱により低粘度化したインクを吐出するようになっている。
【００３０】
記録ヘッド１７の吐出面（記録媒体１６に対向する面）にはインクを２ｐｌ以上２０ｐｌ以下のインク滴として吐出する多数のノズル（吐出口）が配設されている。また、記録ヘッド１７の両側部には記録媒体１６に着弾したインクの各液滴に光を照射する光照射装置１９が１つずつ配設されている。ただし、図１では２つの光照射装置１９のうち図１の紙面の表側に配設された一方の光照射装置１９だけが図示されている。各光照射装置１９に設けられる光源としては、紫外線を照射する光源、例えば高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ブラックライト、冷陰極管、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等を適用することができる。
【００３１】
記録ヘッド１７の下方であって記録ヘッド１７の各ノズルに対向する位置には、記録媒体１６を平面状に支持するプラテン２０が配設されている。図１においてプラテン２０の上流側および下流側には記録媒体１６を搬送するための搬送用ローラ２１，２２がそれぞれ配設されている。各搬送用ローラ２１，２２は互いに同一方向に回転するようになっており、具体的には図１において時計回り方向に回転するようになっている。各搬送用ローラ２１，２２が回転すると、記録媒体１６は非記録面（記録面の反対側の面）をプラテン２０により支持された状態でインクジェットプリンタ１の背面側から正面側に向かって搬送されるようになっている。
【００３２】
次に、本実施形態に用いられる「インク」について説明する。
本実施形態に用いられるインクは、光としての紫外線の被照射により硬化する光硬化型インクであり、主成分として、重合性化合物（公知の重合性化合物を含む。）、光開始剤及び色材を少なくとも含み、さらには３０℃において１０ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下の粘度を有するものである。
【００３３】
上記光硬化型インクは、重合性化合物として、ラジカル重合性化合物を含むラジカル重合系インクとカチオン重合性化合物を含むカチオン重合系インクとに大別されるけれども、その両系のインクが本実施形態に用いられるインクとしてそれぞれ適用可能であり、ラジカル重合系インクとカチオン重合系インクとを複合させたハイブリッド型インクを本実施形態に用いられるインクとして適用してもよい。ここで、ラジカル重合系インクに比べてカチオン重合系インクは、紫外線に対する感度が高く且つ酸素による重合反応の阻害が少ないためインクの硬化に必要な照度を低減できる。このようなことから本実施形態ではインクとしてカチオン重合系の光硬化型インクを用いている。
【００３４】
次に、本実施形態に用いられる「記録媒体１６」について説明する。
記録媒体１６としては、非吸収性記録媒体であっても吸収性記録媒体のいずれかを用いることが可能である。ここで、非吸収性とは、インク組成物（単にインクという。）を吸収しないということであるが、本発明においては、ブリストウ法におけるインクの転移量が、０．１ｍｌ／ｍｍ２未満である場合、実質的に０ｍｌ／ｍｍ２であるような記録媒体を非吸収性記録媒体とし、それ以外の記録媒体を吸収性記録媒体とする。
【００３５】
非吸収性記録媒体としては、例えば、通常の非コート紙、コート紙などの他、いわゆる軟包装に用いられる各種非吸収性のプラスチック及びそのフィルムを用いることができる。各種プラスチックフィルムとしては、例えば、ＰＥＴフィルム、ＯＰＳフィルム、ＯＰＰフィルム、ＯＮｙフィルム、ＰＥフィルム、ＴＡＣフィルムが挙げられる。その他のプラスチックとしては、例えば、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール、ＰＶＡ、ゴム類などが挙げられる。そして、これら非吸収性記録媒体として好ましいものは、表面エネルギーが３５ｍＮ／ｍ〜６０ｍＮ／ｍの範囲に収まるものであるが、さらに好ましいものは、４０ｍＮ／ｍ〜６０ｍＮ／ｍの範囲に収まるものである。
吸収性記録媒体としては、例えば普通紙（コピー用紙）、上質紙などが挙げられる。
【００３６】
続いてインクジェットプリンタ１の動作について説明する。
インクジェットプリンタ１の記録動作中において、各搬送用ローラ２１，２２が駆動されて各搬送用ローラ２１，２２が所定量の回転と停止とを繰り返し、記録媒体１６がプラテン２０により非記録面を支持された状態でプラテン２０の上部をインクジェットプリンタ１の背面側から正面側に向かって間欠的に搬送される。
【００３７】
そうして各搬送用ローラ２１，２２が停止する毎に、キャリッジ１３が作動して記録媒体１６の直上を図１の紙面の表側から裏側へ又は図１の紙面の裏側から表側へと往復移動する。これに伴いキャリッジ１３に搭載されたサブタンク１５、記録ヘッド１７及び光照射装置１９も、キャリッジ１３の移動に追従するように記録媒体１６の直上を往復移動する。
【００３８】
このとき、記録ヘッド１７がサブタンク１５からインクの供給を受けながら記録媒体１６の記録面に向かって各ノズルからインクを吐出するとともに、各光照射装置１９が点灯する。これにより記録ヘッド１７から吐出されたインクは、記録媒体１６の記録面に着弾してその直後に各光照射装置１９から紫外線を照射される。そうして紫外線の照射を受けたインクは硬化して記録媒体１６の記録面上に定着する。
【００３９】
以後、インクジェットプリンタ１が上記した各動作を繰り返し、複数のドットからなる所望の画像が記録媒体１６の記録面に順次記録される。
【００４０】
ここで本実施形態では、所定数の画像が記録媒体１６に記録される毎にキャリッジ１３が所定位置（ホームポジション）で停止してサブタンク１５へのインクの供給処理が行われる。インクの供給処理中においてはポンプ装置８が作動して、インクタンク４に貯留されたインクがチューブ１０及びバルブ９を介してポンプ装置８に吸入され、吸入されたインクがポンプ装置８からチューブ１２に吐出される。インクタンク４のインク減少に伴って、外気が通気口４４から空気流路Ａを介して貯留部４１まで進入し、貯留部４１内部の圧力を安定させる。そして、吐出されたインクはチューブ１２及びバルブ１１を介してサブタンク１５に供給される。
【００４１】
このようなインクの供給処理が複数回にわたって行われると、インクタンク４に貯留されたインクは消費されて残量が次第に減少し、インクタンク４にインクの補充が必要となる。インクタンク４にインクを補充する際においては、作業者は、インクタンク４の蓋４３を外して、注入口４２を開放してから、補充用のインクが充填された補充タンク３０の流出口３１をインクタンク４の注入口５に接続して、インクの補充を行う。ここで、バルブ９が閉じられていたとしても、貯留部４１内部の空気が空気流路Ａを介して通気口４４から排出されるので、貯留部４１内部の圧力を安定させることができる。インクの補充が完了すると、作業者は、インクタンク４の注入口４２から補充タンク３０を取り外して、注入口４２に蓋４３を取り付けて、注入口４２を密閉する。
【００４２】
以上のように、本実施形態におけるインクジェットプリンタ１によれば、空気流路Ａが少なくとも１つの屈折部を有するように形成されているので、通気口４４から入射した外光は屈折部によって遮られ、貯留部４１内のインクが外光によって硬化することを防止できる。
【００４３】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の改良及び設計の変更を行ってもよい。
例えば、本実施形態に用いられるインク（ラジカル重合系インク，カチオン重合系インク及びハイブリッド型インクを含む。）は、上記の通り、紫外線の被照射により硬化するものであるが、必ずしもこれには限定されず、紫外線以外の光の被照射により硬化するものであってもよい。ここでいう「光」とは、広義の光であって、紫外線，電子線，Ｘ線，可視光線，赤外線等の電磁波を含むものである。つまり、本実施形態に用いられるインクには、紫外線以外の光で重合して硬化する重合性化合物と、紫外線以外の光で重合性化合物同士の重合反応を開始させる光開始剤とが適用されてもよい。紫外線以外の光で硬化する光硬化型のインクを本実施形態に用いられるインクとして用いる場合は、図１に示す光照射装置１９に代えてその光を照射する光照射装置を適用しなければならない。
【００４４】
また、本実施形態では、水平方向に１８０度方向転換する屈折部を複数有した空気流路Ａを例示したが、通気口４４から入射する外光を貯留部４１まで至らないように遮るのであれば空気流路の形状は如何様でもよく、例えば上下方向に１８０度方向転換する屈折部を少なくとも１つ有する空気流路や、屈折角度が１８０度以外の空気流路などが挙げられる。また、本実施形態の空気流路Ａは、通気口４４が上側で空気流路Ａの出口部分（遮光部材４５ｄの先端付近）が下側に配置されるように形成されているが、通気口４４と前記出口部分とが水平となるように配置されていてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、通気口から入射した外光は屈折部によって遮られ、貯留部内のインクが外光によって硬化することを防止できる。
また、貯留部から記録ヘッドにインクを供給する際や、注入口から貯留部にインクを注入する際には、通気口によって貯留部内の圧力を安定させることができ、インクの移動を安定させることができる。
【００４６】
請求項２記載の発明によれば、空気流路には複数の屈折部が設けられているので、外光が貯留部内のインクにまで至ることをより防止することができる。
【００４７】
請求項３記載の発明によれば、通気口及び空気流路の断面積が０．００８ｃｍ２以上であることによりスムーズな通気を可能とし、前記断面積が１２ｃｍ２以下であることにより空気流路の大型化を防ぐことができる。
【００４８】
請求項４記載の発明によれば、記録媒体に対して確実にインクを硬化、定着させることができる。
請求項５記載の発明によれば、小液滴で高精細な画質を形成できる。また、吐出時においてはインクが３０℃以上１５０℃以下に加熱されているので、射出安定性の点で好ましい粘度にしてインクを吐出することができる。
請求項６記載の発明によれば、記録媒体上に着弾したインクの硬化に必要な照度を低減させることができる。
請求項７記載の発明によれば、記録媒体が非吸収性記録媒体であっても記録媒体上でインクを硬化、定着でき、画像を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェットプリンタの概略側面図である。
【図２】図１のインクジェットプリンタに備わるインクタンクの機略側面図である。
【符号の説明】
１      インクジェットプリンタ
４      インクタンク
１７      記録ヘッド
１９      光照射装置
４１      貯留部
４２      注入口
Ａ      空気流路
【図１】
2004314477.tif 000003
【図２】
2004314477.tif 000004