(57)【要約】【課題】色材の沈殿を防いで良好な分散性を保ったままの状態のインクを保持しつつ、ボトル交換操作性を容易にすることができる画像記録装置用インクボトル及び画像記録装置を提供すること【解決手段】横断面形状が円形状であり、下方側の断面積より上方側の断面積が広い逆円錐台形状に形成され、周面に螺旋溝２０が形成されるとともに、内部表面が粗面状に形成されたインクボトル１４を回転駆動装置１９により回転させる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
横断面形状が円形状であり、周面に螺旋溝が形成されていることを特徴とする画像記録装置用インクボトル。
【請求項２】
下方側の断面積より上方側の断面積が広い逆円錐台形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置用インクボトル。
【請求項３】
内面が粗面状に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像記録装置用インクボトル。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の前記インクボトルを保持するとともに、前記インクボトルを回転駆動させる回転駆動装置を備えたことを特徴とする画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像記録装置用インクボトルおよび画像記録装置に係り、特にインクの沈殿を防止してインクを均一に分散させることを可能とした画像記録装置用インクボトルおよび画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インクジェット記録装置をはじめとする画像記録装置において、耐候性に優れた顔料インクが主流になっている。特に包装材などに記録を行う分野では、インクの浸透しにくい樹脂やフィルムに記録することが多く、飲料のペットボトルなどの透明な記録媒体に記録する際には、その地色のために記録されたインクの色が透けてしまい、本来のインクの色より薄く見えて所望の画像が得られなかった。
【０００３】
従来、この問題を回避するために、予め、記録媒体に白色のインクで記録形成を行った後に、インクを重ねることで色を際立たせ、所望の画像を得ていた。このとき使用される白色インクの色材の具体的な例としては、酸化チタンや酸化バリウムなどがよく使用されている。通常、使用される顔料インクは、溶剤の比重がほぼ１であるのに対して、色材の比重が１．３〜１．４であり、同程度の比重のものから形成されているため、溶剤と色材はほぼ均等に分散している。しかしながら、白色顔料インクの場合、白色色材の比重が４．２あるいはそれ以上であるため、溶剤との比重が著しく異なり、色材の溶剤に対する分散性が劣ってしまう。その結果、白色インクをインクボトル内に放置しておくと、色材と溶剤が分離して、容器の底に色材が沈殿し、その結果白色の発色が得られず、その後重ねる色を際立たせることができないという問題が生じた。
【０００４】
さらに、本来であれば、インクは、一定の濃度であり、インクに合わせて安定的に吐出するように調節された吐出圧力や吐出方向の適正条件の幅に合致するが、溶剤と色材が分離すると、インクの濃度がばらついてしまうため、適正条件の幅に合うインクは著しく少ないものになっており、記録ヘッドから安定してインクを吐出させることができないという問題も生じた。
【０００５】
これらの色材の沈殿によるインクの分離に起因する問題に対して、インクボトル内にプロペラを設けて、インクボトル内を攪拌することで色材の沈殿を抑制しようとしたプロペラ攪拌方式や、インクボトルに流路と流路に接続したポンプを設け、ポンプによりインクボトル内の強制循環を行うことで色材の沈殿を抑制しようとした強制循環方式（特許文献１）がとられてきた。
【特許文献１】特開２００３−８０７２７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、プロペラ攪拌方式や強制循環方式では、インクボトルの容器自体に大掛かりな装置を設けるため、コスト高になることや需要性が高まりつつあるインクボトルのカートリッジ化に際しては、ボトル交換操作性が困難であり、カートリッジ化に対応できず、実用性に劣るものであった。
【０００７】
そこで、本発明は前記した点に鑑みてなされたもので、色材の沈殿を防いで良好な分散性を保ったままの状態のインクを保持しつつ、ボトル交換操作性を容易にすることができるインクボトル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】
【０００８】
前記課題を解決するため、請求項１に記載に係る発明は、
横断面形状が円形状であり、周面に螺旋溝が形成されていることを特徴とする画像記録装置用インクボトルである。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、前記画像記録装置用インクボトルは、横断面形状が円形状であり、周面に螺旋溝が形成されているため、インクボトルを回転させることで、収容されているインクを遠心力により螺旋溝に沿って下方から上方に移動させ、インクボトル内の上昇循環対流を行わせるものである。
【００１０】
請求項２に記載に係る発明は、請求項１において、下方側の断面積より上方側の断面積が広い逆円錐台形状に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、前記画像記録装置用インクボトルは、下方側の断面積より上方側の断面積が広い逆円錐台形状に形成されているので、回転することで、遠心力により螺旋溝に収容されているインクを落下させにくくし、溝伝いに移動させやすくしてインクボトル内の上昇循環対流を行わせるものである。
【００１２】
請求項３に記載に係る発明は、請求項１又は２において、内面が粗面状に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、前記インクボトルは、内面が粗面状に形成されているので、回転することで、遠心力により内面と収容されているインクとの間に摩擦抵抗を生じさせ、インクボトル内の循環対流を行わせる。
【００１４】
請求項４に記載に係る発明は、請求項１から３のいずれか一項において、
前記インクボトルを保持するとともに、前記インクボトルを回転駆動させる回転駆動装置を備えたことを特徴とする画像記録装置。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、画像記録装置は、インクボトルとインクボトルを回転駆動させる回転駆動装置を備えているので、この回転駆動装置により、インクボトルを回転させることにより、インクボトルに収容されたインクの上昇循環対流を行わせることができるものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、インクボトルの横断面が円形状で、周面に螺旋溝が形成されており、回転させることで、インクボトルに収容されたインクを上昇循環対流させることができるので、色材の沈殿を防いで良好な分散性を保ったままの状態のインクを保持することができ、かつ、ボトル交換操作性を容易にすることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、インクボトルは下方側の断面積より上方側の断面積が広い逆円錐台形状に形成されており、回転させることで、インクボトルに収容されたインクを上昇循環対流させることができるので、色材の沈殿を防いで良好な分散性を保ったままの状態のインクを保持することができ、かつ、ボトル交換操作性を容易にすることができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、インクボトルの内面が粗面状に形成されており、回転させることで、インクボトルに収容されたインクを循環対流させることができるので、色材の沈殿を防いで良好な分散性を保ったままの状態のインクを保持することができ、かつ、ボトル交換操作性を容易にすることができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、画像記録装置は、インクボトルとインクボトルを回転駆動させる回転駆動装置を備えており、インクボトルを回転させることができるので、インクボトルに収容されたインクを上昇循環対流させ、色材の沈殿を防いで良好な分散性を保ったままの状態のインクを保持することができ、かつボトル交換操作性を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の具体的な実施形態を図１から図４を参照して説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２１】
〔第一の実施の形態〕
本実施形態での画像記録装置としては、図１に示すシリアル方式のインクジェット記録装置１である。このインクジェット記録装置１の内部には、記録媒体Pを非記録面から支持するためのプラテン２が配設されている。
【００２２】
プラテン２の両端には、記録媒体Pを搬送するための搬送装置３が搬送方向Aに沿って設けられている。また、プラテン２に支持された記録媒体Pの記録面の上方には、搬送方向Aに直交する主走査方向に延在するガイドレール４が設けられている。
【００２３】
このガイドレール４には、記録を行うための各種部材が搭載されたキャリッジ５が取り付けられており、キャリッジ５はガイドレール４上を搬送方向と直交する主走査方向に自由に往復移動することができるようになっている。
【００２４】
キャッリジ５の搬送方向Aの下流には、記録媒体Pに向かって、イエロー（Y）、マゼンダ（M）、シアン（C）、ブラック（K）のプロセスカラーの各色のインクを吐出する記録ヘッド６が搭載されている。キャリッジ５のプロセスカラーのインクを吐出する記録ヘッド６の両側には、ホワイト（W）のインクを吐出する記録ヘッド６がそれぞれ配設されている。
【００２５】
また、キャリッジ５の記録ヘッド６の主走査方向における両側には、吐出されたインクを硬化させるための紫外線照射装置７が設けられている。
【００２６】
一方、キャリッジの搬送方向Aの上流には、ヘッド供給管８を介して記録ヘッドにインクを供給するためのサブインクタンク９が備えられている。
【００２７】
このサブインクタンク９には、記録ヘッド６にインクを供給するためのサブポンプ１０が接続されているとともに、サブタンク供給管１１を介して圧送ポンプ１２が接続されている。この圧送ポンプ１２には、サブタンク供給管１１の他、吸引管１３が接続されており、この吸引管１３を介してインクボトル１４が連結されている。
【００２８】
インクボトル１４の底部には、インクボトル１４を支持するターンテーブル１５が設けられている。図２に示すように、ターンテーブル１５の外周縁は、ターンテーブル１５を載置したインクボトル１４が落下しないように、上方に向かって立ち上げ形成されるとともに、ターンテーブル１５のインクボトル１４を支持する面には、ターンテーブル１５の半径方向に延在する凸部１６が、周方向に等間隔に立設されている。
【００２９】
この他、ターンテーブル１５の下方の中心には、ターンテーブル１５を回転させる軸となる回転軸１７が取り付けられ、回転軸１７の他端には駆動源となる回転モータ１８が接続されており、本実施例においては、ターンテーブル１５、回転軸１７及び回転モータ１８により回転駆動装置１９は構成されている。
【００３０】
図３に示すように、インクボトル１４は、横断面が円状であり、下方側より上方側の断面積が広い形状となるように周面が傾斜するように形成された逆円錐台形状に形成されており、インクボトル１４の周面には、螺旋溝２０が形成されている。本実施形態においては、インクボトル１４の底部に凹部（図示せず）が形成され、この凹部に合わせてターンテーブル１５には３個の凸部１６が形成されることにより凹凸が強固に係合されている（図示せず）。
【００３１】
また、インクボトル１４の内部の表面は荒された粗面状に形成されている。これらの螺旋溝２０の形状は、ブロー成型加工等で比較的容易に作製することが可能な技術である。なお、粗面の程度としては、１００番位の目の粗さが好ましい。
【００３２】
また、インクボトル１４の装着部分には、インクボトル１４の内部に挿入される吸引管１３が設けられており、吸引管１３の中間部には、キャップ機構２１が設けられている。
【００３３】
図４に示すように、キャップ機構２１は、外周縁を下方に垂下させてなる断面形状コ字状に形成された固定キャップ２２を備えている。この固定キャップ２１の内周面にはベアリング２３が取り付けられており、このベアリング２３の内周面には、回転キャップ２４が取り付けられている。
【００３４】
回転キャップ２４の内周面には雌ねじ（図示せず）が形成されており、インクボトル１４の回転キャップ２４の取り付け部分の外周面には雄ねじ（図示せず）が形成されており、雌ねじと雄ねじを螺合させることにより、回転キャップ７は、インクボトル１４に固定されて、インクボトル１４と一体的に回転されるようになっている。
【００３５】
このように、キャップ機構２１は、ベアリング２３を介して固定キャップ２２と回転キャップ２４を接合させることで、インクボトル１４に蓋をした状態で自由に回転させるものである。
【００３６】
なお、本実施形態に用いられるインクとしては、紫外線硬化性インクである。紫外線硬化性インクには、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硬化性インクとカチオン重合性化合物を含むカチオン硬化性インクとに大別されるが、どちらのインクも本実施の形態に用いられるインクとして適用可能であり、ラジカル硬化性インクとカチオン硬化性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。
【００３７】
また、本実施の形態に用いられる記録媒体Pとしては、通常のインクジェット記録装置に適用される普通紙、再生紙、光沢紙などの各種紙、各種布地、各種不織布、樹脂、金属、ガラスなどの材質からなるものが適用可能である。また、記録媒体Pの形態としては、ロール状、カットシート状、板状などが適用可能である。
【００３８】
更に、本実施の形態に用いられる記録媒体P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、発砲フィルムなどの不透明な公知の記録媒体も適用可能である。
【００３９】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【００４０】
インクジェット記録装置１に画像情報が入力されると、搬送装置３を作動させ、記録媒体Pを搬送方向Aの上流から下流に搬送させるとともに、回転モータ１８を作動し、ターンテーブル１５及びそれに支持されている各色のインクボトル１４を、重力方向を軸として矢印Bの方向に一体的に回転させる。すると、インクボトル１４内では、遠心力により、収容されているインクがインクボトル１４の側面に付圧させられて回転し、インクを構成している色材と溶剤が攪拌される。
【００４１】
このとき、インクボトル１４の横断面形状が円形状であり、周面に螺旋溝２０が形成されている形状であり、下方側の断面積より上方側の断面積が広い逆円錐台形状に形成されている逆円錐台形状であることから、遠心力により、インクボトル１４の底に沈殿した色材を溝伝いに螺旋状にインクボトル１４上方まで上昇させるとともに、インクボトル１４内でインクの上昇対流を引き起こすような矢印Cの方向に効率よく攪拌させることができるものである。さらに、インクボトル１４内部の表面が、粗面状であることから、内部表面とインクの間で摩擦が生じやすくなっており、さらに効率よく遠心力を生み出させる。
【００４２】
なお、回転モータ１８が回転する速さは、インクボトル１４内のインクに上昇循環対流を起こさせるような速さであり、例えば３００rpm以上が好ましい。
【００４３】
また、このとき、固定キャップ２２は、回転キャップ２４とベアリング２３を介して接合されており、インクボトル１４が回転しても、固定キャップ２２に固定されている吸引管１３を回転させない。したがって、これらで構成されるキャップ機構２１は、インクボトル１４に接続された吸引管１３にねじれを生じさせる等といった影響を与えずに、インクボトル１４に蓋をした状態で自由に回転させる。
【００４４】
このようにして、インクボトル１４の底部から上部にわたり、上昇循環対流を引き起こさせ、色材と溶剤の濃度を均一に保ったままの状態のインクをインクボトル１４に保持させた状態で圧送ポンプ１２およびサブポンプ１０を駆動させる。
【００４５】
すると、圧送ポンプ１２の駆動により、インクボトル１４から圧送ポンプ１２に接続された吸引管１３およびサブタンク供給管１１を介してサブインクタンク９に色材と溶剤の濃度を均一に保ったままの状態のインクを供給させる。
【００４６】
続いて、サブポンプ１０の駆動により、サブインクタンク９からサブポンプ１０に接続されたヘッド供給管８を介して記録ヘッド６に色材と溶剤の濃度を均一に保ったままの状態のインクを供給させる。
【００４７】
そして、キャリッジ５を主走査方向に往復移動させ、所定の画像情報に基づいて、記録ヘッド６から記録媒体Pに向かってインクを吐出させる。この場合に、いわゆる表刷りを行う場合には、まず、白色のインクを吐出させ、順次プロセスカラーのインクを吐出させる。その後、紫外線照射装置７により紫外線を照射させて、吐出されたインクを速やかに硬化・定着させ、画像を記録するようになっている。
【００４８】
その後、記録媒体Pを搬送方向Aに搬送させ、再び、搬送と記録を間欠的に繰り返すことにより、記録媒体P上に画像が記録される。
【００４９】
なお、本実施形態においては、プロセスカラーのインクの吐出による画像の記録に先立って、画像記録部分に白色インクの吐出を行い、記録媒体の記録面側から見たときに記録画像を際立たせることができる、いわゆる表刷りを行う場合について説明したが、記録媒体の非記録面側から見たときにプロセスカラーの色を際立たせたいようないわゆる裏刷りを行う場合には、プロセスカラーのインクの吐出を行った後に白色インクの吐出を行うことで記録画像を際立たせることができる。
【００５０】
また、画像の記録とともに、インクボトル１４のインクが減少していくが、インクボトルのインクが無くなったら、キャップ機構２１を外して、インクボトル１４の交換のみを行えばよい。
【００５１】
また、本実施形態においては、シリアル方式のインクジェット記録装置１４について説明したが、ライン方式のインクジェット記録装置に適用させることも可能である。また、本発明で適用される画像記録装置としては、インクを用いるものであり、先に述べたようなインクジェット記録装置のほか、各種印刷機も含まれるものとする。
【００５２】
以上のように、第一実施形態におけるインクボトル１４では、インクボトル１４の形状を改善したことにより、効率よく遠心力を生み出させ、インクボトル１４の底に沈殿した色材を上昇させて、インクボトル１４上方まで効率よく攪拌させる。したがって、色材と溶剤の濃度を均一に保ったままの状態のインクを保持することができるので、このインクボトル１４を搭載したインクジェット記録装置１は、常に白色インクを吐出することができ、所望の記録画像を得ることができる。また、インクボトル１４の交換操作時においては、インクボトル１４のみの交換を行えばよいので、ボトル交換操作性を容易にし、カートリッジ化に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第一実施例におけるインクジェット記録装置１の内部の側面図である。
【図２】第一実施例におけるターンテーブル１５の斜視図である。
【図３】第一実施例におけるインクボトル１４の概観正面図である。
【図４】第一実施例におけるインクボトル１４の内面の断面正面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１４  インクボトル
１９  回転駆動装置
２０  螺旋溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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