(57)【要約】【課題】インクの貯留時の増粘による記録ヘッドからの吐出不良を防止し、かつ、インクが記録媒体上で良好に硬化するようにして、良好な画像を得ることができるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】インクを貯留するタンク１３と、タンク１３から供給されたインクを吐出するノズルを形成してなる記録ヘッド５との間に、中間タンク１０と第１ヒータ１６とにより構成されインクに含まれる余分な水分を除去する脱水機を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを貯留するタンクと、前記タンクから供給された前記インクを吐出するノズルを形成してなる記録ヘッドとを有し、前記記録ヘッドから記録媒体に対して前記インクを吐出し、硬化させて画像を形成するインクジェット記録装置において、前記タンクと前記記録ヘッドとの間に前記インクに含まれる余分な水分を除去する脱水機を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記脱水機は、インクを一時的に貯留する中間タンクと、中間タンクを加熱する加熱手段とから構成される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】
前記脱水機から前記記録ヘッドに連通し、前記記録ヘッドに脱水処理がなされたインクを供給する連通管を有し、前記インクを所定の粘度に保つように前記連通管及び前記記録ヘッドを加温する加温手段を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記インクは光で硬化する光硬化型インクとするとともに、前記光硬化型インクを前記記録ヘッドより前記記録媒体に吐出した後に硬化させる光を照射する光照射装置を設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記光照射装置は、紫外線を照射する紫外線照射装置であり、前記インクは、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化型インクであることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット装置。
【請求項６】
前記インクは、カチオン重合系のインクであることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の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、インクジェット記録装置に係り、特に、インクに含まれる水分を調整するインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、グラビア印刷方式やフレキソ印刷方式などの製版を必要とする方式に比較して、簡便にかつ安価に画像を形成することができるという理由から、インクジェット記録方式による画像記録装置が多く用いられるようになってきている。
【０００３】
特に、インクジェット記録装置を用いて商品や商品の包装に画像記録を行う分野では、商品や商品の包装に、樹脂や金属などのインク吸収性のない材料を記録媒体として用い、この記録媒体に対してインクを定着させるために、光硬化性インクを用い、このインクを記録媒体に吐出した後、例えば、紫外線などの光を照射してインクを硬化定着させることが行われている。
【０００４】
紫外線硬化型インクは、重合性モノマーや光重合開始剤等として、ラジカル重合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。そのうち、カチオン重合系インクは、重合反応が空気中の酸素によって阻害されることがほとんどないため、画像を記録する際に紫外線の照射により良好に硬化することから注目されている。
【０００５】
ところが、カチオン重合系インクでは、インク中の水、アミン類が重合禁止剤として働いているため、インクが一定時間空気に触れて水が蒸発してしまうと、重合が促進しインクが増粘して、画像記録時にインクの供給不良や吐出不良が生じて画質が低下するおそれがある。
【０００６】
そこで、インクの増粘による吐出不良を防止するために、インクの供給経路であって記録ヘッドの直前に、色剤と光重合性モノマーまたはオリゴマーを含有するインク組成物と、光重合開始剤を含有する少なくとも１つの反応液とを混合する混合タンクを設け、記録ヘッドからインクを吐出させる直前にインクを調合するインクジェット記録装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−８９２６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のインクジェット記録装置では、記録ヘッドからインクを吐出させる直前にインクを調合するため、装置及び制御が複雑となり、コストが高くなるという問題があった。
【０００８】
このため、例えば、インクを貯留するタンク内の湿度を調整したり、インクに保湿用の水分を補充する等してインクの水分量を一定以上に保つようにしたインクジェット記録装置が提案されている。
【０００９】
ところが、インクに余分な水分が含まれていると、画像を記録する際に、インクの硬化の妨げとなるため、インクが記録媒体に着弾した後、記録媒体上でドット径が広がってインクの滲みや色混じり等が発生して画質が低下するおそれがある。
【００１０】
そこで、本発明は、インクの貯留時の増粘による記録ヘッドからの吐出不良を防止し、かつ、インクが記録媒体上で良好に硬化するようにして、良好な画像を得ることができるインクジェット記録装置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】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明によるインクジェット記録装置は、インクを貯留するタンクと、前記タンクから供給された前記インクを吐出するノズルを形成してなる記録ヘッドとを有し、前記記録ヘッドから記録媒体に対して前記インクを吐出し、硬化させて画像を形成するインクジェット記録装置において、前記タンクと前記記録ヘッドとの間に前記インクに含まれる余分な水分を除去する脱水機を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、インクをタンク内に貯留しておく際には、インク内の水が蒸発するのを防止する保湿用水分を補充しておけば、重合が促進してインクが増粘することがなく、画像記録時にインクの吐出不良が抑制される。また、このように保湿用水分を補充しても、タンクと記録ヘッドとの間には脱水機が設けられており、この脱水機により余分な水分が除去されるため、インクの硬化不良が防止される。また、インクが記録媒体に着弾した後、記録媒体上でドット径が広がることによるインクの滲みや色混じり等が低減され良好に硬化する。
【００１３】
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記録装置において、前記脱水機は、インクを一時的に貯留する中間タンクと、中間タンクを加熱する加熱手段とから構成されることを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、インクをタンク内に貯留しておく際にインクに保湿用水分を補充しても、インクが中間タンク内に貯留されている間に加熱手段により加熱され、余分な水分が除去されるため、インクが記録媒体に着弾した後、記録媒体上でドット径が広がることによるインクの滲みや色混じり等が低減されて良好に硬化する。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録装置において、前記脱水機から前記記録ヘッドに連通し、前記記録ヘッドに脱水処理がなされたインクを供給する連通管を有し、前記インクを所定の粘度に保つように前記連通管及び前記記録ヘッドを加温する加温手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、脱水機により余分な水分が除去されたインクは、加温手段により所定の粘度が保たれた状態で記録ヘッドより吐出さるため、より吐出不良が抑制される。
【００１７】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、前記インクは光で硬化する光硬化型インクとするとともに、前記光硬化型インクを前記記録ヘッドより前記記録媒体に吐出した後に硬化させる光を照射する光照射装置を設けたことを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、光硬化型インクをタンク内に貯留しておく際にこのインクに保湿用水分を補充しても、脱水機により余分な水分が除去されるため、光硬化型インクが記録媒体に着弾した後光照射装置により硬化する前に、記録媒体上で光硬化型インクのドット径が広がってインクの滲みや色混じり等が発生することが抑制される。
【００１９】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のインクジェット装置において、前記光照射装置は、紫外線を照射する紫外線照射装置であり、前記インクは、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化型インクであることを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、紫外線硬化型インクをタンク内に貯留しておく際にこのインクに保湿用水分を補充しても、脱水機により余分な水分が除去されるため、紫外線硬化型インクが記録媒体に着弾した後紫外線照射装置により硬化する前に、記録媒体上で紫外線硬化型インクのドット径が広がってインクの滲みや色混じり等が発生することが抑制される。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、請求項４又は請求項５に記載のインクジェット記録装置において、前記インクは、カチオン重合系のインクであることを特徴とする。
【００２２】
請求項６に記載の発明によれば、カチオン重合系のインクをタンク内に貯留しておく際にこのインクに保湿用水分を補充しても、脱水機により余分な水分が除去されるため、カチオン重合系のインクが記録媒体に着弾した後光照射装置により硬化する前に、記録媒体上でインクのドット径が広がってインクの滲みや色混じり等が発生することが抑制される。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に記載の発明によれば、インクをタンク内に貯留しておく際に保湿用水分を補充しておくことにより、インクの貯留時の増粘による記録ヘッドからの吐出不良が抑制され、また、記録ヘッドに対してインクを供給する前に脱水機により余分な水分が除去されるため、インクが記録媒体上で良好に硬化して、良好な画像を得ることができる。
【００２４】
請求項２に記載の発明によれば、インクをタンク内に貯留しておく際に保湿用水分を補充しておくことにより、インクの貯留時の増粘による記録ヘッドからの吐出不良が抑制され、また、記録ヘッドに対してインクを供給する前に中間タンク内において加熱手段によりインクに含まれる余分な水分が除去されるため、インクが記録媒体上で良好に硬化して、良好な画像を得ることができる。
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、脱水機により余分な水分が除去されたインクは、加温手段により所定の粘度が保たれた状態で記録ヘッドより吐出さるため、より吐出不良が抑制され、この結果、より良好な画像を得ることができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、光硬化型インクをタンク内に貯留しておく際に保湿用水分を補充しておくことにより、光硬化型インクの貯留時の増粘による記録ヘッドからの吐出不良が抑制され、また、記録ヘッドに対して光硬化型インクを供給する前に脱水機により余分な水分が除去されるため、光硬化型インクが記録媒体上で良好に硬化して、良好な画像を得ることができる。
【００２７】
請求項５に記載の発明によれば、紫外線硬化型インクをタンク内に貯留しておく際に保湿用水分を補充しておくことにより、紫外線硬化型インクの貯留時の増粘による記録ヘッドからの吐出不良が抑制され、また、記録ヘッドに対して紫外線硬化型インクを供給する前に脱水機により余分な水分が除去されるため、紫外線硬化型インクが記録媒体上で良好に硬化して、良好な画像を得ることができる。
【００２８】
請求項６に記載の発明によれば、カチオン重合系インクをタンク内に貯留しておく際に保湿用水分を補充しておくことにより、カチオン重合系インクの貯留時の増粘による記録ヘッドからの吐出不良が抑制され、また、記録ヘッドに対してカチオン重合系インクを供給する前に脱水機により余分な水分が除去されるため、カチオン重合系インクが記録媒体上で良好に硬化して、良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図１を参照して説明する。
【００３０】
図１は、本発明に係るインクジェット記録装置の実施の一形態を示したもので、シリアルヘッド方式のインクジェット記録装置１である。インクジェット記録装置１は、図１に示すように、ガイドレール２を有しており、このガイドレール２には、キャリッジ３が支持されている。このキャリッジ３は、キャリッジ駆動機構（図示しない）によって走査方向Ｘをガイドレール２に沿って往復移動するようになっている。
【００３１】
キャリッジ３には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインクを記録媒体４に対して吐出するノズル（図示しない）を形成してなる記録ヘッド５が搭載されている。記録ヘッド５は、ノズルが形成されたノズル形成面側が開放された箱状の筐体６により覆われている。
【００３２】
なお、本実施の形態で使用するインクは、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化型のインクである。紫外線硬化型のインクは、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。しかしながら、酸素による重合反応の阻害作用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、特に、カチオン重合系インクを用いることが好ましい。
【００３３】
また、記録媒体４としては、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４が適用可能である。特に、本実施形態で用いられる記録媒体４としては、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を適用することができる。
【００３４】
また、キャリッジ３内であって、これら記録ヘッド５の走査方向Ｘにおける両側部には、光源（図示しない）を有し、ノズルから記録媒体４に吐出されたインクに対して、紫外線を照射する紫外線照射装置７が設けられている。なお、光源としては、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。なお、ここで使用する光は紫外線以外に、電子線、Ｘ線、赤外線等であっても良い。
【００３５】
また、インクジェット記録装置１には、走査方向Ｘと直交する搬送方向Ｙに記録媒体４を搬送する複数の搬送ローラ８を配置した搬送機構（図示しない）が設けられている。搬送機構は、画像記録時において、キャリッジ３の動作に合わせて、記録媒体４の搬送と停止とを繰り返して記録媒体４を間欠的に搬送するようになっている。
【００３６】
キャリッジ３の移動可能範囲の中央部分は、記録媒体４に記録を行う記録領域とされており、この記録領域には、平板状の部材で構成され、記録媒体４を非記録面から支持するプラテン９が設けられている。
【００３７】
キャリッジ３の背面側であって、記録ヘッド５よりも下方位置には、インクを一時的に貯留する中間タンク１０が設けられており、この中間タンク１０は、連通管１１を介して記録ヘッド５に設けられた液室（図示しない）に連通されている。
【００３８】
中間タンク１０の上面には、インクを大気に連通させる連通孔１２が設けられているとともに、インク液面の高さを記録ヘッドのノズル形成面より低くすることにより、インク背圧を負圧として、ノズルから確実かつ正確なインクの吐出が行われるようになっている。
【００３９】
中間タンク１０の背面側上方には、インクを貯留するタンク１３が設けられており、このタンク１３内では、インクは、画像を記録するのに適した状態のインクに１〜２％の保湿用水分が添加された状態で貯留されている。タンク１３は、インク供給管１４を介して中間タンク１０に連通されており、インク供給管１４には、空気の流れを形成してタンク１３から中間タンク１０へインクを供給するポンプ１５が設けられている。
【００４０】
中間タンク１０の下面には、中間タンク１０を加熱する加熱手段である第１ヒータ１６が設けられており、この第１ヒータ１６は、タンク１３貯留時に添加されていた保湿用水分を蒸発させるようになっている。なお、本実施形態においては、中間タンク１０と第１ヒータ１６とにより脱水機が構成されている。
【００４１】
また、連通管１１の周面及び記録ヘッド５の筐体６の各面には、第１ヒータ１６により加熱されたインクを一定の温度に保つ加温手段である第２ヒータ１７が設けられており、この第２ヒータ１７は、インクを記録ヘッド５から吐出するのに適した粘度に保つようになっている。
【００４２】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００４３】
インクジェット記録装置１に画像情報が送られると、搬送機構が作動して、記録媒体４が搬送方向Ｙに搬送される。記録媒体４がキャリッジ３の下方へ搬送されると、キャリッジ駆動機構が作動してキャリッジ３が走査方向Ｘに往復移動するとともに、所定の画像情報に基づいて記録ヘッド５のノズルから所定の色のインクが吐出される。吐出されたインクは順次記録媒体４に着弾する。そして、キャリッジ３の移動に伴って、記録媒体４に着弾したインクに対して、紫外線照射装置７より紫外線が順次照射され、インクが記録媒体４上で硬化する。この間、搬送機構が作動して記録媒体４が搬送方向Ｙに搬送されることにより、画像が記録媒体４に記録される。
【００４４】
ここで、記録ヘッド５からのインクの吐出に伴って、記録ヘッド５に対しては中間タンク１０からインクが供給され、中間タンク１０に対してはタンク１３からインクが供給される。
【００４５】
タンク１３内においては、インクは、１〜２％の保湿用水分が添加された状態で貯留されているため、インク中の水分が蒸発することにより重合が促進してインクが増粘することが抑制される。
【００４６】
そして、インクは、タンク１３から中間タンク１０に供給され、中間タンク１０に一時的に貯留されているときに、第１ヒータ１６により加熱されて、保湿用水分が蒸発する。なお、インクが加熱されることにより発生する蒸気は、中間タンク１０の上面に設けられた連通孔１２より中間タンク１０の外へ逃がされる。
【００４７】
その後、インクは連通管１１を介して記録ヘッド５へ供給されるが、このとき、インクは、第２ヒータ１７により加温されて、所定の粘度に保たれるため、インクを記録ヘッド５により吐出させる際に、ノズルが目詰まりを起こす等の吐出不良が低減される。
【００４８】
以上より、本実施形態に係るインクジェット記録装置１によれば、インクをタンク１３内に貯留しておく際に保湿用水分を補充しておくことにより、インクの貯留時の増粘によるインクの供給不良が抑制され、また、記録ヘッド５に対してインクを供給する前に中間タンク１０内において第１ヒータ１６によりインクに含まれる余分な水分が除去されるため、インクが記録媒体４上で良好に硬化して、良好な画像を得ることができる。
【００４９】
また、第１ヒータ１６により余分な水分が除去されたインクは、第２ヒータ１７により所定の粘度が保たれた状態で記録ヘッド５より吐出さることからも、吐出不良が抑制される。
【００５０】
なお、本実施形態では、中間タンク１０、連通管１１及び記録ヘッド５をヒータ１６，１７により直接加熱、加温するようにしたが、輻射熱により加熱、加温するようにしてもよいし、ファンヒータを用いるようにしてもよい。また、加熱手段及び加温手段は、ヒータに限定されるものではなく、例えば、記録ヘッド５の筐体６を内壁と外壁とにより構成し、この内壁と外壁との間に温水を循環させるようにしてもよい。
【００５１】
また、本実施形態では、中間タンク１０に第１ヒータ１６を設けて脱水機として用いるようにしたが、中間タンク１０とは別に脱水機を設けるようにしてもよい。
【００５２】
さらに、本実施形態では、シリアルヘッド方式の記録ヘッド５を用いるようにしたが、記録媒体４の全幅にわたって記録媒体４の上方に設けられており、搬送されてくる記録媒体４に対してインクを吐出することにより画像を形成するラインヘッド方式の記録ヘッド５を用いるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明によるインクジェット記録装置の一実施形態の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１    インクジェット記録装置
３    キャリッジ
４    記録媒体
５    記録ヘッド
７    紫外線照射装置
１０  中間タンク
１１  連通管
１３  タンク
１６  第１ヒータ（加熱手段）
１７  第２ヒータ（加温手段）
【図１】
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