(57)【要約】【課題】環境やインクの粘度の影響を受けずインク供給を安定して行うとともに、コストの低減を図る。【解決手段】記録媒体１に対しインクを吐出する吐出口が設けられた記録ヘッド２と、この記録ヘッドに供給されるインクを貯留するインク貯留部７１とを備えるインクジェットプリンタ１００である。インク貯留部は、収縮自在に形成されている。インク貯留部を圧縮する圧縮機構７６を備える。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に対しインクを吐出する吐出口が設けられた記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給されるインクを貯留するインク貯留部とを備えるインクジェットプリンタであって、
前記インク貯留部は、収縮自在に形成され、
前記インク貯留部を圧縮する圧縮機構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２】
請求項１に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記インク貯留部が着脱自在に装着されるインク貯留部装着部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３】
請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記インク貯留部から前記記録ヘッドに供給されるインクを一時的に貯留する中間タンク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、
インクを３０℃以上１５０℃以下に加熱する加熱手段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、
インクは、３０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下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、
前記吐出口からのインクの吐出量が１ドット当たり２ｐｌ（ピコリットル）以上２０ｐｌ以下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、
インクは紫外線硬化性のインクであり、
前記吐出口から吐出されインク吸収性のない記録媒体上に着弾したインクに紫外線を照射する紫外線照射手段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８】
請求項７に記載のインクジェットプリンタにおいて、
インクは、カチオン硬化性を有す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関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、記録ヘッドの吐出口から記録媒体に向けてインクを吐出し着弾させ、この記録媒体に画像を記録するインクジェットプリンタが知られている。
【０００３】
インクジェットプリンタの中には、インクを貯留するインクタンクから記録ヘッドまでインクを供給するインク供給路の途中に、インクを一時的に貯留する中間タンクを設けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
この中間タンクは、インクの供給速度を抑えるダンパとして機能するために、記録ヘッドから必要以上の量のインクを吐出させないようになっている。
【０００４】
ところで、インクタンクから中間タンクまでのインク供給は、中間タンクよりもインクタンクを高い位置に配設することにより、インクの自重で行うようになっているか、或いは、インクを供給するためのチューブポンプ等のポンプを設けてこのポンプを駆動させることで行うようになっている。
ここで、チューブポンプ等に用いられるチューブとしては、可撓性を有するゴム系の材料から構成されたものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３２１９３２６号公報
【特許文献２】
特許第２６４１２００号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、インクジェットプリンタにおいては、樹脂フィルム等のインク吸収性のない記録媒体に画像を記録する場合には、明瞭な画像の記録を行えるという利点があることから、近時、紫外線硬化性を有する高粘度のインクが用いられるようになっている。
しかしながら、上記のようにインクタンクから中間タンクまでのインク供給をインクの自重によって行う場合、高粘度インクだとインク供給速度が低下してしまい、記録ヘッドからのインク吐出量に応じた必要量のインク供給を正確に行うことが困難となる。また、インクの粘度は温度変化によって変動してしまうため、インク供給速度も温度変化に伴って変動することとなる。
このように、インクは温度変化等の環境や粘度の影響を受けるために、インクタンクから記録ヘッドまでのインク供給量を正確に管理することが困難となり、インクの安定した供給が不可能となっていた。
【０００７】
また、ポンプに使用されるチューブとして、ゴム系の材料から構成されたチューブを使用した場合には、インクの物性によっては劣化してしまうために、劣化しにくい耐薬品性を有する材料から構成されたチューブを使用しなければならず、ポンプのコストが上昇してしまう。このため、インクジェットプリンタのコストを低減させることが困難となっていた。
【０００８】
本発明の課題は、環境やインクの粘度の影響を受けずインク供給を安定して行うことができるとともに、コストの低減を図ることができるインクジェットプリンタを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、記録媒体に対しインクを吐出する吐出口が設けられた記録ヘッドと、前記記録ヘッドに供給されるインクを貯留するインク貯留部とを備えるインクジェットプリンタであって、
前記インク貯留部は、収縮自在に形成され、
前記インク貯留部を圧縮する圧縮機構を備えることを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、収縮自在に形成されたインク貯留部は、圧縮機構により圧縮されることによって記録ヘッドに対するインクの供給量を調整することができる。すなわち、圧縮機構がインク貯留部の圧縮する度合に応じてインク貯留部から記録ヘッドに対するインク供給量が変動することとなるので、インク貯留部から記録ヘッドに対してインク供給を行うためのポンプを必要とせずに、インク貯留部から記録ヘッドに対するインク供給量を略正確に管理することができ、温度変化等の環境の影響やインク粘度の変動の影響を受けることなくインク供給を安定して行うことができる。
また、ポンプを必要とせずにインク供給を行うことができるので、耐薬品性を有する高価なチューブも必要なくなり、インクジェットプリンタのコストを低減することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記インク貯留部が着脱自在に装着されるインク貯留部装着部を備えることを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、インク貯留部はインク貯留部装着部に着脱自在に装着されているので、インク貯留部内のインクが空状態となった場合にインク貯留部の交換を容易に行うことができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記インク貯留部から前記記録ヘッドに供給されるインクを一時的に貯留する中間タンクを備えることを特徴としている。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、インク貯留部から記録ヘッドに供給されるインクを一時的に貯留する中間タンクを備えているので、この中間タンクまでのインク供給量を略正確に管理することができ、インク供給を安定したものとすることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、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、
インクを３０℃以上１５０℃以下に加熱する加熱手段を備えることを特徴としている。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明と同等の効果が得られるのは無論のこと、特に、加熱手段によって、インクが３０℃以上１５０℃以下に加熱される。これにより、インクが低粘度化され、インク吐出が安定的に行われて記録画像の画質が安定化される。
ここで、上記インクを、４０℃以上１５０℃以下に加熱することが好ましい。３０℃未満および１５０℃を越えた場合では、吐出が困難になる。また、例えば上記インクが照射線硬化型インクである場合、この照射線硬化型インクは概して水性インクより粘度が高いため、温度変動による粘度変動幅が大きくなる。この粘度変動はそのまま液滴サイズ、液滴吐出速度に大きく影響を与え、画質劣化をおこすため、インク温度をできるだけ一定に保つことが必要である。ここで、インク温度の制御幅は、設定温度±５℃、好ましくは設定温度±２℃、さらに好ましくは設定温度±１℃である。例えば、インクジェットプリンタには、インク温度を安定化する安定化手段が備えられるが、この安定化手段により一定温度にされる部位はインク貯留部（中間タンクがある場合は中間タンク）からノズル吐出面までの配管系、部材の全てが対象となる。
また、温度コントロールのため、温度センサーを各配管部位に複数設け、インク流量、環境温度に応じた加熱制御をすることが好ましい。さらに、加熱されるヘッドユニットは、装置本体や外気からの温度の影響を受けないよう、熱的に遮断もしくは断熱されていることが好ましい。また、加熱に要するプリンタ立ち上げ時間を短縮するため、また熱エネルギーのロスを低減するために、他部位との断熱を行うとともに、加熱ユニット全体の熱容量を小さくすることが好ましい。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、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、
インクは、３０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴としている。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明と同等の効果が得られるのは無論のこと、特に、インクは、３０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下であるので、インク粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満である場合のようにインクが記録媒体に滲みやすく明瞭な記録を行えないといったことがなく、インク粘度が５００ｍＰａ・ｓを越える場合のように画質の平滑性が失われるといったことがなくなる。
さらに、このインクは、３０℃における粘度が４０ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。また、このインクは、６０℃における粘度が３ｍＰａ・ｓ以上３０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、より好ましくは、３ｍＰａ・ｓ以上２０ｍＰａ・ｓ以下である。ここで、インク粘度が３ｍＰａ・ｓ未満では、高速吐出に不具合が生じ、また３０ｍＰａ・ｓを越える場合には、吐出性が劣化する。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、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、
前記吐出口からのインクの吐出量が１ドット当たり２ｐｌ（ピコリットル）以上２０ｐｌ以下であることを特徴としている。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明と同等の効果が得られるのは無論のこと、特に、吐出口からのインクの吐出量が１ドット当たり２ｐｌ以上２０ｐｌ以下であるので、インクの吐出量が１ドット当たり２ｐｌ未満である場合のように形成される画像の濃度が低くなってしまうといったことがなく、吐出量が１ドット当たり２０ｐｌを越える場合のように高精細印字が困難になるといったことがなくなる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、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、
インクは紫外線硬化性のインクであり、
前記吐出口から吐出されインク吸収性のない記録媒体上に着弾したインクに紫外線を照射する紫外線照射手段を備えることを特徴としている。
【００２２】
請求項７に記載の発明によれば、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発明と同等の効果が得られるのは無論のこと、紫外線硬化性のインクを用いることでインク吸収性のない記録媒体上にもインク定着できる。
【００２３】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のインクジェットプリンタにおいて、
インクは、カチオン硬化性を有することを特徴としている。
【００２４】
請求項８に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明と同等の効果が得られるのは無論のこと、特に、インクはカチオン硬化性を有している。すなわち、カチオン硬化性のインクは、ラジカル硬化性のインクに比べて、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ので、記録媒体上に吐出され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。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
図１は、本発明を適用した一実施の形態として例示するインクジェットプリンタの全体構成を示す図であり、図２は、図１のインクジェットプリンタをＡ−Ａ部分で切って側方から見て示した図であり、図３は、制御部の主要制御ブロック図である。
【００２６】
図１に示すように、インクジェットプリンタ１００は、搬送方向Ｙに沿って搬送される記録媒体１に対してインクを吐出する記録ヘッド２と、記録ヘッド２及び記録媒体１に吐出され着弾したインクに紫外線を照射する照射部（紫外線照射手段；図３参照）３とを搭載して走査方向Ｘに移動させるキャリッジ３１と、記録ヘッド２の待機時に記録ヘッド２に係るインクを密閉保湿する保湿キャップ４１を有する保湿ユニット４と、記録ヘッド２のメンテナンスを行うためのメンテナンスユニット５と、記録ヘッド２にインクを供給するインク供給機構７とを備え、さらに、図１には図示しないが、図２に示すように、記録媒体１を搬送方向Ｙに搬送する搬送ローラ６１を有する搬送機構６を備えて構成されている。また、図３に示すように、インクジェットプリンタ１００は、上記した各部を統括的に制御する制御部８を備えて構成されている。
【００２７】
搬送機構６は、図示しない駆動源の駆動に基づき搬送ローラ６１が回転することにより、記録媒体１が図１における記録領域Ｂを通過するように、記録媒体１を搬送方向Ｙに搬送するようになっている。また、搬送機構６は、画像記録時において、キャリッジ３１の動作に合わせて、記録媒体１の搬送と停止とを繰り返し記録媒体１を間欠的に搬送する。
【００２８】
ここで、本実施の形態に用いられる「記録媒体１」について説明する。
本実施の形態に用いられる記録媒体１としては、通常のインクジェットプリンタに適用される普通紙，再生紙，光沢紙等の各種紙，各種布地，各種不織布，樹脂，金属，ガラス等の材質からなる記録媒体１が適用可能である。また、記録媒体１の形態としては、ロール状、カットシート状、板状等が適用可能である。
【００２９】
特に、本実施の形態で用いられる記録媒体１として、所謂軟包装に用いられる透明又は不透明な非吸収性の樹脂製フィルムが適用できる。樹脂製フィルムの具体的な樹脂の種類として、ポリエチレンテレフタレート，ポリエステル，ポリオレフィン，ポリアミド，ポリエステルアミド，ポリエーテル，ポリイミド，ポリアミドイミド，ポリスチレン，ポリカーボネート，ポリ−ρ−フェニレンスルフィド，ポリエーテルエステル，ポリ塩化ビニル，ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン等が適用可能であり、さらには、これら樹脂の共重合体、これら樹脂の混合物、これら樹脂を架橋したもの等も適用可能である。中でも、樹脂製フィルムの樹脂の種類として、延伸したポリエチレンテレフタレート，ポリスチレン，ポリプロピレン，ナイロンのいずれかを選択するのが、樹脂製フィルムの透明性・寸法安定性・剛性・環境負荷・コスト等の面で好ましく、２μｍ（マイクロメートル）以上１００μｍ以下（好ましくは６μｍ以上５０μｍ以下）の厚みを有する樹脂製フィルムを用いるのが好ましい。また、樹脂製フィルムの支持体の表面にコロナ放電処理、易接着処理等の表面処理を施してもよい。
【００３０】
さらに、本実施の形態に用いられる記録媒体１として、樹脂により表面を被覆した各種紙，顔料を含むフィルム，発泡フィルム等の不透明な公知の記録媒体１も適用可能である。
【００３１】
キャリッジ３１は、走査方向Ｘに延在したキャリッジレール３２に案内されながらホームポジション領域Ｃからメンテナンス領域Ｄにかけて走査方向Ｘに移動する。
なお、キャリッジ３１の移動方向は、キャリッジ３１を移動させるために回転駆動する駆動源（図示略）の回転方向に従って変更され、これによりキャリッジ３１は走査方向Ｘに往復移動する。また、画像記録時には、キャリッジ３１は、記録媒体１が停止している際に走査方向Ｘに往動、復動又は往復移動する。このとき、記録ヘッド２及び照射部３により記録媒体１に画像を記録する。
【００３２】
記録ヘッド２は、例えばインクジェットプリンタ１００で使用される４色のインクに対応して４つ設けられており、これら記録ヘッド２はキャリッジ３１に走査方向Ｘに並んで配置されている。
各記録ヘッド２は、その下面が画像記録時において搬送される記録媒体１の記録面（上面）に対向するように配置されている。
記録ヘッド２の下面には、記録ヘッド２の長手方向に複数のノズル（図示略）の吐出口が略一列（ノズル列）となって配列されたノズル面２ａが設けられている。
さらに、各記録ヘッド２は、その内部に、例えば、ピエゾ素子（圧電素子）からなる吐出手段（図３参照）２ｂが設けられており、吐出手段２ｂの作動により各吐出口からインク滴を別個に吐出する。
【００３３】
また、記録ヘッド２には、例えばインクジェットプリンタ１００の稼働時において、記録ヘッド２内のインクを常時加熱するヒータ等の加熱手段（図３参照）２ｃが設けられている。
この加熱手段２ｃは、インクの温度が３０℃以上１５０℃以下となるようにインクを加熱する。これにより、インクが低粘度化され、インクが吐出される際にインク吐出が安定的に行われて記録画像の画質が安定化される。
【００３４】
照射部３は、例えば、記録媒体１に付着したインクに紫外線を照射するための光源（図示略）を備え、記録媒体１に対して紫外線を照射することにより、記録媒体１に付着したインク滴を硬化させてこの記録媒体１にインクを定着させるものである。
このように、インクジェットプリンタ１００は、吐出口から吐出されインク吸収性のない記録媒体１上に着弾したインクに光源から紫外線を照射し、このインクを硬化させるＵＶ硬化方式のものである。
なお、光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、エキシマーランプ、紫外線レーザー又はＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等が適用可能である。
【００３５】
インク供給機構７は、例えば記録ヘッド２の各々に対応するように設けられ、記録ヘッド２に供給されるインクを貯留するインク貯留部７１と、インク貯留部７１から記録ヘッド２に供給されるインクを一時的に貯留する中間タンク７２（図２参照）と、インク貯留部７１から中間タンク７２までのインク流路となる第一供給路７３と、中間タンク７２から記録ヘッド２までのインク流路となる第二供給路７４（図２参照）とを備えて構成されている。
【００３６】
以下に、インク貯留部７１について、図４〜図６を参照して詳細に説明する。ここで、図４は、インク貯留部７１を示す図であり、このうち、図４（ａ）は、内部にインクが満載された状態のインク貯留部７１を示し、図４（ｂ）は、インクが空の状態のインク貯留部７１を示している。また、図５及び図６は、インク貯留部７１からのインク供給を説明するための図である。
【００３７】
図４に示すように、インク貯留部７１は、周面が蛇腹状に形成された円筒状の部材である。これにより、インク貯留部７１は、その一方の端面から他方の端面に亘る方向、例えば図４における上下方向Ｚに収縮自在とされている。
また、インク貯留部７１の一方の端面７１ａ、具体的には図４における下端面７１ａには、後述するインク貯留部装着部７０の被係合部７６ａに係合自在な係合部７１ｂが設けられている。
係合部７１ｂには、インク貯留部７１内に貯留されているインクを供給するための供給口（図示略）が設けられており、係合部７１ｂが被係合部７６ａに係合することにより、被係合部７６ａ内とインク貯留部７１内とが供給孔を介して連通した状態となるようになっている。
なお、インク貯留部７１の構成材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ：ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ：Ｈｉｇｈ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ）等が挙げられる。
【００３８】
インク貯留部装着部７０は、図５及び図６に示すように、インク貯留部７１を着脱自在に装着するためのものであり、箱体７５の内部に、インク貯留部７１が装着され、このインク貯留部７１を上下方向Ｚに圧縮するための圧縮機構７６を備えて構成されている。
【００３９】
箱体７５は、外形が略直方体状に形成された部材である。また、箱体７５の図５における右側の面板７５１は、その基端部が回転自在に軸支されており、インク貯留部７１の着脱時に旋回することで、箱体７５を開状態としたり閉状態としたりすることが可能となっている。
【００４０】
圧縮機構７６は、インク貯留部７１の係合部７１ｂが係合される被係合部７６ａが設けられた基台７６１と、基台７６１と対向配置されて上下方向Ｚに移動する移動部７６２と、移動部７６２に接続固定されるとともに上下方向Ｚに延在するラック部７６３と、上下方向Ｚに延在し、移動部７６２及びラック部７６３の上下方向Ｚへの移動を案内する案内部材７６４と、ラック部７６３に噛合するように配設された駆動ギヤ７６５とを備えて構成されている。
【００４１】
基台７６１は、水平方向に延在した板状部材７６ｂの上部に被係合部７６ａが設けられ、被係合部７６ａの底面から板状部材７６ｂの下面に向けて貫通した貫通孔７６ｃが設けられている。
貫通孔７６ｃには、第一供給路７３が接続されており、これによって、被係合部７６ａから中間タンク７２までが連通した状態となっている。また、被係合部７６ａにインク貯留部７１の係合部７１ｂが係合されることにより、インク貯留部７１から中間タンク７２までが連通した状態となる。
板状部材７６ｂの一方の端部の上面には、下端部を当接させるようにして案内部材７６４が固定されている。
移動部７６２は、例えば、板状部材７６ｂと略平行に延在して、当該移動部７６２が上下方向Ｚに移動する際に、下面を基台７６１に装着されたインク貯留部７１の上端面に当接してこの上端面を下向きに押圧可能な押圧部材７６ｄを備えて構成されている。
【００４２】
このように構成された圧縮機構７６は、制御部８の制御下にて、駆動ギヤ７６５が回転駆動することでラック部７６３を上下方向Ｚに移動させ、これに伴って移動部７６２を上下方向Ｚに移動させるようになっている（詳細後述）。このとき、駆動ギヤ７６５の回転数は、カウンタ（図３参照）７６６によって検出されるようになっている。
【００４３】
中間タンク７２の内部には、中間タンク７２内に一時的に貯留されているインクの液面の高さを検出するための液面センサ７２１が設けられている。
液面センサ７２１は、インクの液面の検知に基づきセンサ信号を制御部８に出力するようになっており、センサ信号の出力状態に基づき、制御部８によって中間タンク７２内に貯留されているインクの残量が検出されるようになっている。
【００４４】
ここで、本実施の形態に用いられる「インク」について説明する。
本実施の形態に用いられるインクとしては、特に、「光硬化技術−樹脂・開始剤の選定と配合条件及び硬化度の測定・評価−（技術協会情報）」に記載の「光硬化システム（第４章）」の「光酸・塩基発生剤を利用する硬化システム（第１節）」、「光誘導型交互共重合（第２節）」等に適合するインクが適用可能であり、通常のラジカル重合により硬化するものであってもよい。
【００４５】
具体的に、本実施の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性質を具備する紫外線硬化性インクであり、主成分として、少なくとも重合性化合物（公知の重合性化合物を含む。）と、光開始剤と、色材とを含むものである。ただし、本実施の形態に用いるインクとして、上記「光誘導型交互共重合（第２節）」に適合するインクを用いる場合には、光開始剤は除外されてもよい。
【００４６】
上記紫外線硬化性インクは、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が、その両系のインクが本実施の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の形態に用いられるインクとして適用してもよい。
【００４７】
しかしながら、酸素による重合反応の阻害が少ない又は無いカチオン重合系インクのほうが機能性・汎用性に優れるため、本実施の形態では、特に、カチオン重合系インクを用いている。
【００４８】
なお、本実施の形態に用いられるカチオン重合系インクは、具体的に、少なくともオキセタン化合物，エポキシ化合物，ビニルエーテル化合物等のカチオン重合性化合物と、光カチオン開始剤と、色材とを含む混合物であり、上記の通り、紫外線の被照射により硬化する性質を具備するものである。
【００４９】
保湿ユニット４は、記録領域Ｂに隣合うホームポジション領域Ｃに設置されており、キャリッジ３１及び記録ヘッド２が記録動作に関わらない未使用状態の時に、このキャリッジ３１及び記録ヘッド２が待機する。
また、保湿ユニット４には、保湿キャップ４１が記録ヘッド２と同数、すなわち４つ設けられており、各保湿キャップ４１は、記録ヘッド２のノズル面を覆うことで各記録ヘッド２に係るインクを密閉保湿するようになっている。
【００５０】
メンテナンスユニット５は、記録領域Ｂに隣合い、且つ、ホームポジション領域Ｃの側と反対側のメンテナンス領域Ｄに設置されている。
また、メンテナンスユニット５には、その記録領域Ｂ側の端部に配置され、各記録ヘッド２のノズル面２ａを摺擦するブレード５１と、ブレード５１と反対側に配置され、吐出口からインクを吸引するインク吸引機構５２と、ブレード５１とインク吸引機構５２との間に配置され、吐出口から空吐出されたインクを受け取る空吐出受皿５３とが設けられている。
【００５１】
ブレード５１は、板状に形成された部材であり、例えばインク吸引機構５２によるインクの吸引後に、各記録ヘッド２のノズル面２ａを摺擦することで、ノズル面２ａを清掃してノズル面２ａに付着するインクを拭き取る。
なお、ブレード５１は、例えば、所定の硬度を有するゴム又はゴム状部材により形成された弾性を有する部材であっても良い。
【００５２】
インク吸引機構５２は、最も上側に設けられ、インク吸引時に各記録ヘッド２のノズル面２ａの全ての吐出口を覆うようにノズル面２ａに装着されるキャップ部材５２１と、キャップ部材５２１よりも下側に設けられ、キャップ部材５２１がノズル面２ａに装着された際にノズル面２ａとキャップ部材５２１とにより形成された空間内部を吸引することにより吐出口（ノズル）よりインクを吸引する吸引ポンプ５２２と、吸引ポンプ５２２よりも下側に設けられ、吸引ポンプ５２２によって吸引されたインクが回収される廃インクタンク５２３と、キャップ部材５２１を介して吸引されたインクが廃インクタンク５２３まで流れるように配管されたインク管５２４とを備えている。
【００５３】
空吐出受皿５３は、この空吐出受部５３内に溜まったインクを廃インクタンク５２３まで流す回収管（図示略）を介して廃インクタンク５２３と接続されていても良い。
【００５４】
図３に示すように、制御部８は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）８１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）８２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）８３と、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）８４等から構成されており、インターフェイス８４を介して吐出手段２ｂ、加熱手段２ｃ、照射部３、駆動ギヤ７６５、カウンタ７６６、液面センサ７２１等に電気的に接続されている。
【００５５】
ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８３に格納されている各種プログラムの中から指定されたプログラムをＲＡＭ８２内の作業領域に展開し、このプログラムに従った各種処理を実行する。
具体的には、ＣＰＵ８１は、液面センサ７２１からのセンサ信号に基づいて駆動ギヤ７６５を制御することで、ラック部７６３とともに移動部７６２を下向きに移動させ、これにより、インク貯留部７１を収縮させ、インク貯留部７１内のインクを、供給孔を介して中間タンク７２へと供給するようになっている。
また、ＣＰＵ８１は、カウンタ７６６により検出された駆動ギヤ７６５の回転数と、予めＲＯＭ８３に記憶されている駆動ギヤ７６５の回転数に対応したインク貯留部７１の収縮率に関するデータとを比較することで、インク貯留部７１の収縮率を算出するようになっている。
【００５６】
ＲＡＭ８２は、電力が供給されている間だけ入力された各種データ等を複数記憶可能な記憶領域やＣＰＵ８１による作業領域等が備えられている。
ＲＯＭ８３には、駆動ギヤ７６５の制御にかかる各種データや、インクジェットプリンタ１００の各部の動作にかかる各種制御プログラムや制御データなどが書き込まれている。
【００５７】
次に、制御部８の制御下におけるインク貯留部７１から記録ヘッド２までのインク供給について図５及び図６を参照して説明する。
【００５８】
先ず、インク貯留部装着部７０に対するインク貯留部７１の装着方法について説明する。
ここで、インク貯留部装着部７０に装着されるインク貯留部７１は、内部にインクが満載された状態のものであるとする。
図５（ａ）に示すように、ユーザは、インク貯留部装着部７０の箱体７５の面板７５１を旋回させて箱体７５を開状態とし、続けて、図５（ｂ）に示すように、圧縮機構７６の被係合部７６ａにインク貯留部７１の係合部７１ｂを係合させるようにしてインク貯留部７１をインク貯留部装着部７０に装着する。その後、ユーザは、面板７５１を旋回させて箱体７５を閉状態とする。
【００５９】
次に、ＣＰＵ８１は、液面センサ７２１から出力され入力されたセンサ信号に基づいて中間タンク７２内のインクの残量を検出し、その検出結果に基づいて、インク貯留部７１から中間タンク７２までのインク供給量を算出する。
そして、ＣＰＵ８１は、算出したインク供給量に基づき駆動ギヤ７６５を制御して、駆動ギヤ７６５を所定の回転数、例えば、時計回りに回転させることでラック部７６３とともに移動部７６２を下向きに移動させる。これにより、押圧部材７６ｄの下面がインク貯留部７１の上端面に当接してこの上端面を下向きに押圧することとなって、インク貯留部７１を上下方向Ｚにのみ圧縮するので、インク貯留部７１は圧縮される度合に応じて内部圧力を高め、インク貯留部７１の内部から供給口を介して所定量のインクを略正確に送液できる。このようにして、所定量のインクがインク貯留部７１から第一供給路７３を介して中間タンク７２に送液されることとなる。
【００６０】
その後、インク貯留部７１からのインク供給を繰り返すうちに、ＣＰＵ８１は、カウンタ７６６により検出された駆動ギヤ７６５の回転数に基づいて、インク貯留部７１が完全に圧縮された状態（図６（ａ）参照）、すなわちインク貯留部７１が空状態であると判断した場合には、例えば、図示しない表示部等にインク貯留部７１が空状態であることを示す警告表示を行って、ユーザにインク貯留部７１の交換を促す。なお、インク貯留部７１の交換に際し、ＣＰＵ８１の制御下で警告音等を発音することで、ユーザにインク貯留部７１の交換を促すようにしても良い。
【００６１】
インク貯留部７１の交換時には、図６（ｂ）に示すように、ＣＰＵ８１は、駆動ギヤ７６５を制御して、駆動ギヤ７６５を所定の回転数例えば反時計回りに回転させることでラック部７６３とともに移動部７６２を上向きに移動させる。
そして、ユーザは、箱体７５の面板７５１を旋回させて箱体７５を開状態とし、インクが空状態のインク貯留部７１の係合部７１ｂと圧縮機構７６の被係合部７６ａとの係合を解除することで、インク貯留部装着部７０からインク貯留部７１を取り除く。このとき、インク貯留部７１は、蛇腹状の周面が完全に圧縮されてコンパクト化された状態となっているので、インク貯留部７１を容易に取り除くことができ、また、取り除かれたインク貯留部７１の廃棄も容易に行うことができる。
その後、ユーザは、上記したようにして、インク貯留部装着部７０にインク貯留部７１を装着する。このように、インク貯留部７１の交換を容易に行うことができる。
【００６２】
以上のように、本実施の形態のインクジェットプリンタ１００によれば、圧縮機構７６がインク貯留部７１を圧縮する度合に応じてインク貯留部７１から中間タンク７２に対するインク供給量が変動することとなるので、記録ヘッド２からのインク吐出量に応じた必要量のインク供給を略正確に且つ容易に行うことができる。よって、インク貯留部７１から中間タンク７２に対してインク供給を行うためのポンプを必要とせずに、インク貯留部７１から中間タンク７２に対するインク供給量を略正確に管理することができ、温度変化等の環境の影響やインク粘度の変動の影響を受けることなくインク供給を安定して行うことができる。
また、この場合には、ポンプを必要とせずにインク供給を行うことができるので、耐薬品性を有する高価なチューブも必要なくなり、インクジェットプリンタ１００のコストを低減することができる。
【００６３】
また、インクはカチオン硬化性を有しているので、ラジカル硬化性を有するインクに比べて、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ので、記録媒体１上に吐出されたインクの硬化に必要な照射部３からの紫外線の照度を低減させることができる。
【００６４】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、上記実施の形態では、インク貯留部７１から記録ヘッド２に供給されるインクを一時的に貯留する中間タンク７２を備えるような構成としたが、これに限られるものではなく、中間タンク７２を備えるか否かは任意であり、適宜変更可能となっている。すなわち、中間タンク７２を備えないような構成のインクジェットプリンタの場合には、インク貯留部７１から送液されたインクが供給路を介して直接記録ヘッド２に供給されることとなり、この際のインク供給方法として、上記のようにインク貯留部７１を圧縮させる方法を適用可能となっている。
【００６５】
また、上記実施の形態では、インク貯留部７１の収縮率を、駆動ギヤ７６５の回転数に基づいて検出するようにしたが、これに限られるものではなく、例えば移動部７６２の押圧部材７６ｄの上下位置を検知するための光センサ等の検知手段を設け、この検知手段の検知結果に基づいて検出するようにしても良い。
【００６６】
さらに、上記実施の形態では、中間タンク７２内のインクの残量の検出を、液面センサ７２１からのセンサ信号の出力状態の変化に基づいて行うようにしたが、これに限られるものではなく、記録ヘッド２からのインク吐出量に基づいて行っても良い。すなわち、ＣＰＵ８１が、画像データに基づいて記録ヘッド２のインク使用量を算出していくことで、記録ヘッド２からのインク吐出量を算出し、算出されたインク吐出量に基づいて中間タンク７２内のインク残量を検出するようにしても良い。
【００６７】
また、インク貯留部７１は、収縮自在な形状であれば、如何なる形状であっても良いということは、言うまでもない。さらに、圧縮機構７６は、インク貯留部７１を圧縮自在な構成であれば如何なる構成であってもよい。
【００６８】
なお、上記実施の形態においては、ＵＶ硬化方式を採用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、紫外線のほか、電子線、Ｘ線、可視光、赤外光などを照射する様々な光源（線源）を用いることが可能である。しかしながら、インク滴の硬化性、光源のコスト等を考慮すると、紫外線を照射する光源が好ましい。
基本的な照射方法は、特開昭６０−１３２７６７号公報に開示されているように、光源が各記録ヘッド２の両側に走査方向に沿って配置されるようにキャリッジ３１に搭載されていてもよいし、キャリッジ３１よりも搬送方向Ｙの下流側でかつ搬送方向に送り出される記録媒体１の全幅にわたるようにインクジェットプリンタ１００本体に固定されていてもよい。ここで、光源が各記録ヘッド２の両側に配置された場合には、光源はキャリッジ３１の主走査に追従しながら光を記録媒体１に照射し、光源が搬送方向Ｙのキャリッジ３１より下流側でかつ記録媒体１の幅方向にわたるようにインクジェットプリンタ１００本体に固定されている場合には、光源はインクジェットプリンタ１００本体に固定された状態で記録媒体１に光を照射する。なお、このような構成の場合には、各記録ヘッド２から吐出されたインク滴が記録媒体１に着弾した後に、一定時間をあけて、光源から記録媒体１に光が照射されることになる。
また、上記特開昭６０−１３２７６７号公報に開示されたような上記構成に代えて、光ファイバーを用いた構成としてもよいし、コリメートされた光源から照射された光を、複数の記録ヘッド２からなるヘッドユニットの側面に設けた鏡面に当てることで記録媒体１のうちインク滴が着弾した領域に照射する構成としてもよい。
なお、上記したいずれの構成においても光源をインクジェットプリンタ（キャリッジ３１を含む。）１００に固定すれば、光源を動かすための稼動部を省略できるので、安価な構成とすることができる。
【００６９】
また、光源からの光の照射は、各記録ヘッド２からインク滴が吐出される度、つまり、一色のインク滴が吐出される度に行われることが好ましい。
さらに、上記した何れの露光方式においても光源を二種類（第一光源及び第二光源）用意し、第二光源からの光の照射によって、インク滴の硬化を完了させることが好ましい。これは、記録媒体１に着弾した二色目のインク滴の濡れ性、各インク滴間の接着性を得ること、光源を安価に組むことに寄与するからである。
ここで、第一光源と第二光源とは、露光波長又は露光照度を変えることが好ましい。すなわち、第一光源の照射エネルギーを第二光源の照射エネルギーより小さくすることが好ましい。具体的には、第一光源の照射エネルギーを、照射エネルギー総量の１〜２０％、好ましくは１〜１０％、更に好ましくは１〜５％にする。照度を変えた照射を行うことで、インク滴が硬化した後の分子量分布が好ましいものとなる。
なお、一つの光源によって一度に高照度の照射を行ってしまうと、インクの組成物の重合率は高められるものの、重合した組成物（ポリマー）の分子量は小さく、記録媒体１に着弾したインク滴の強度が得られない。本実施形態に係るインクのように、極端に粘度の低い組成では顕著な効果が得られる。
また、第一光源から照射される光の波長を、第二光源から照射される光の波長よりも長波長とすることが好ましい。この場合、第一光源による光の照射では、インク滴の表層を硬化させて記録媒体１に対するインクの滲みを抑えられ、第二光源による光の照射では、照射線が届き難い記録媒体１近傍のインクを硬化させ、当該インクと記録媒体１との密着性を改善できる。従い、記録媒体１に着弾したインク滴内部の硬化を促進させるためにも、第二光源による光の照射線波長は短波長であることが好ましい。
【００７０】
また、本実施の形態においては、インクとして、３０℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上５００ｍＰａ・ｓ以下である高粘度インクが用いられている。このインクの粘度は、ＪＩＳ  Ｚ  ８８０３に規定する液体の粘度−測定方法において測定されたものであって、実際の粘度の測定には、ＨＡＡＫＥ社製回転式粘度計（ビスコテスター）型式ＶＴ０７Ｌが用いられた。
そして、本実施の形態においては、上記したインクを用いるとともに、インク滴が記録媒体１に着弾してから、０．０１〜０．５秒後、好ましくは０．０１〜０．３秒後、更に好ましくは０．０１〜０．１５秒後に、光源から光を照射するように制御される。
このように、インク滴の記録媒体１への着弾から光源による光の照射までの時間を極短時間に制御することにより、記録媒体１に着弾したインク滴が、光の被照射によって硬化する前に記録媒体１に滲むのを防止できる。
また、多孔質な記録媒体１を適用した場合には、着弾したインク滴が記録媒体１に浸透する前に、光源からの光の届かない深部まで露光できるため、未反応モノマーの残留を抑えられ、臭気を低減できる。これは、本実施形態に係るインクを用いることで大きな相乗効果を得ることができ、特に、２５℃におけるインクの粘度が３５以上５００ｍＰａ・ｓ以下のインクを用いると大きな効果を得ることができる。つまり、このような構成を適用することで、表面の濡れ性が異なる様々な記録媒体１に対しても、着弾したインク滴のドット径を一定に保つことができ、画質が向上する。
なお、記録媒体１にカラーの画像を記録する際には、明度の低い色のインクから順に重ねていくことが好ましい。何故なら、明度の低い色のインクを明度の高い色のインクの上に重ねると、明度の高い色の下部のインクまで光源からの照射線が到達しにくく、硬化感度の阻害、残留モノマーの増加、臭気の発生及び各インク滴間の密着性の劣化等が生じやすいからである。
また、光源からの光の照射については、全色のインク滴を各記録ヘッド２から吐出した後にまとめて露光することも可能だが、一色のインク滴を吐出する毎に露光する方が、インク滴の硬化を促進するという観点で好ましい。
さらに、複数の記録ヘッド２について、各記録ヘッド２間を実質的に照射線透過性とすることが好ましい。具体的には、照射線透過性の部材で各記録ヘッド２間を構成するか又は部材を配置させない構成を適用することが好ましい。このような簡単な構成を適用することで、各色毎に、インク滴が記録媒体１に着弾した直後に、速やかに光を照射することが可能であり、特に、二次色の滲み防止、双方向印字（キャリッジ３１の往復動のうち往路方向及び復路方向の移動中にインク滴を吐出して画像を形成する記録。）においてキャリッジ３１の往路移動での記録と復路移動での記録とのドットの滲み差を防止（キャリッジ３１の往路移動での記録と復路移動での記録とで記録された色が異なるのを防ぐ）できる。
【００７１】
また、本実施の形態においては、各記録ヘッド２におけるインク吐出の駆動力として、インクに対しての適用範囲が広く、高速吐出が可能な圧電体の圧電作用を利用する方式が好ましい。それは、具体的に、圧電性基体上に形成された微細な溝の内部に電極膜が形成され、更に絶縁膜で覆われてインク流路を形成するインクジェットヘッド方式である。
【００７２】
さらに、本実施の形態においては、各吐出口から吐出される一滴（１ドット）当たりのインク滴の吐出量は、２ｐｌ以上２０ｐｌ以下である。また、前記吐出量は２ｐｌ以上１０ｐｌ以下であることが好ましく、更に好ましくは４ｐｌ以上７ｐｌ以下である。
また、本実施の形態においては、記録媒体１に着弾した際のインク滴の滴径、つまりドット径は、５０μｍ以上２００μｍ以下である。好ましくは、前記ドット径は５０μｍ以上１５０μｍ以下であり、さらに好ましくは５５μｍ以上１００μｍ以下である。ここで、前記ドット径が、２００μｍを越える場合には高精細印字が難しく、５０μｍ未満である場合には記録媒体１に形成される画像の濃度が低くなってしまう。
加えて、本実施の形態で適用されるインクは、水および有機溶媒を実質的に含有しないことが望ましい。ここで、実質的に含有しないとは、水および有機溶媒の含有量が１重量％未満である。
【００７３】
また、上記実施の形態では、記録ヘッド２を４つ備えるようにしたが、記録ヘッド２の数は任意である。また、本実施の形態では、インクの色として、基本的に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）を基本色とする各プロセスカラー及びライトイエロー（ＬＹ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、ライトシアン（ＬＣ）、ライトブラック（ＬＫ）等が適用可能であり、その他に、ホワイト（Ｗ）、レッド（Ｒ）、ブルー（Ｂ）、グリーン（Ｇ）といった特色等も適用可能である。
ここで、基本的に記録ヘッド２ごとに異なる色のインクのインク滴が吐出されるが、同じ色のインクが２つ以上の記録ヘッド２，…から吐出されても良い。
【００７４】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、インク貯留部から記録ヘッドに対してインク供給を行うためのポンプを必要とせずに、インク貯留部から記録ヘッドに対するインク供給量を略正確に管理することができ、温度変化等の環境の影響やインク粘度の変動の影響を受けることなくインク供給を安定して行うことができる。
また、耐薬品性を有する高価なチューブも必要なくなり、インクジェットプリンタのコストを低減することができる。
【００７５】
請求項２に記載の発明によれば、インク貯留部内のインクが空状態となった場合にインク貯留部の交換を容易に行うことができる。
【００７６】
請求項３に記載の発明によれば、中間タンクまでのインク供給量を略正確に管理することができ、インク供給を安定したものとすることができる。
【００７７】
請求項４に記載の発明によれば、インクが低粘度化され、インク吐出が安定的に行われて記録画像の画質が安定化される。
【００７８】
請求項５に記載の発明によれば、インク粘度が１０ｍＰａ・ｓ未満である場合のようにインクが記録媒体に滲みやすく明瞭な記録を行えないといったことがなく、インク粘度が５００ｍＰａ・ｓを越える場合のように画質の平滑性が失われるといったことがなくなる。
【００７９】
請求項６に記載の発明によれば、インクの吐出量が１ドット当たり２ｐｌ未満である場合のように形成される画像の濃度が低くなってしまうといったことがなく、吐出量が１ドット当たり２０ｐｌを越える場合のように高精細印字が困難になるといったことがなくなる。
【００８０】
請求項７に記載の発明によれば、紫外線硬化性のインクを用いることでインク吸収性のない記録媒体上にもインク定着できる。
【００８１】
請求項８に記載の発明によれば、カチオン硬化性のインクは、ラジカル硬化性のインクに比べて、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ので、記録媒体上に吐出され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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した一実施の形態として例示するインクジェットプリンタの全体構成を示す図である。
【図２】図１のインクジェットプリンタを側方から見て示した図である。
【図３】図１のインクジェットプリンタに備わる制御部の主要制御ブロック図である。
【図４】図１のインクジェットプリンタに備わるインク貯留部を示す図である。
【図５】図１のインクジェットプリンタによるインク貯留部からのインク供給を説明するための図である。
【図６】図５のインク供給の続きを示す図である。
【符号の説明】
１００      インクジェットプリンタ
１          記録媒体
２          記録ヘッド
２ｃ        加熱手段
３          照射部（紫外線照射手段）
７０        インク貯留部装着部
７１        インク貯留部
７２        中間タンク
７６        圧縮機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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