(57)【要約】【課題】インクジェットプリンタのインクタンク内のインクの増粘に起因した記録画像の低下を、容易に且つ効果的に防止する。【解決手段】  記録媒体Ｐに対しインク８を吐出するノズルが設けられた記録ヘッド６と、前記記録ヘッド６に供給されるインク８を貯留するインクタンク１０とを備えるインクジェットプリンタ１において、保湿液１９を貯留し、前記インクタンク１０に連通する保湿液タンク１６と、前記インクタンク１０と前記保湿液タンク１６とを連通する連通管１５とを備え、前記保湿液１９は塩の飽和水溶液である。【選択図】  図１
2005066931.tif 000002
【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ノズル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タンクとを備えるインクジェットプリンタにおいて、
保湿液を貯留し、前記インクタンクに連通する保湿液タンクと、前記インクタンクと前記保湿液タンクとを連通する連通管とを備え、前記保湿液は塩の飽和水溶液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２】
前記連通管に、前記インクタンクから前記保湿液タンクに空気及びインクが流れないようにする弁を備えることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記弁は、逆止弁又は開閉弁であることを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
前記弁のパッキン部分にパーフロロエラストマーを用いたことを特徴とする請求項２又は３に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記連通管に、前記保湿液タンクからインクタンクへの空気の流れを形成するためのポンプを備えることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタに係り、特にインクタンク内の湿度をコントロールしてインクタンク内のインクの増粘に起因した記録画像の低下を容易に且つ効果的に防止することができるインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットプリンタとして、インクを収納するインクタンクから供給路を介して記録ヘッドにインクを供給し、供給されたインクを記録媒体上に吐出し着弾させることで画像形成を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタでは、インク中の水が蒸発することによりインク粘度が増加すると、インク吐出不良に繋がり、記録画像の品質低下を引き起こすおそれがある。そのため、従来は、例えば、インクタンク内のインクが減って空気体積が大きくなってインク中から水が更に蒸発してしまわないように、インクタンク内のインク充填率をなるべく高く維持するようにしていた。
【０００４】
また、記録ヘッドに直結したインク室（サブインクタンク）を、インク室に連通し多孔体を収容したバッファ室で覆うタイプのインクジェット記録装置も提案されている（特許文献２参照）。これは、外気とインク室との間にバッファ室を介在させ、バッファ室をインク室と連通して水蒸気が飽和した状態にすることで、湿度勾配によりインク室内に外気が侵入するのを防止するものである。
【特許文献１】特開２００３−１４５７８９号公報
【特許文献２】特許第３２３１１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、画像記録のためのインクの吐出に伴いインクタンク内のインクが絶えず消費され、インクタンク内のインク充填率は低下する。そのため、インクタンク内のインク充填率を高い水準で維持させるようとすれば、インクタンク内のインク量を的確に検出する検出センサやインク補給装置等が必要となり、装置が複雑になり、コストがかかるという問題があった。また、インク室をバッファ室で覆う方法では、バッファ室内とインク室内を飽和している水蒸気は、もともとインク中の水が蒸発したものであるから、結果的にはインクの粘度増加（即ち増粘）が避けられない。
【０００６】
更に、前記の方法を含めて、従来の方法や装置ではインクタンク内やインク室内の湿度をコントロールすることができないか、コントロールできる湿度範囲が限られていたため、インク中の水の蒸発を効果的に防止することができなかった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、インクタンク内のインクの増粘に起因した記録画像の低下を、より容易に且つ効果的に防止す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り、インクタンク内の湿度をコントロール可能なインクジェットプリンタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述の問題を解決するために、請求項１に記載の発明においては、本発明によるインクジェットプリンタは、記録媒体に対しインクを吐出するノズル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タンクとを備えるインクジェットプリンタにおいて、保湿液を貯留し、前記インクタンクに連通する保湿液タンクと、前記インクタンクと前記保湿液タンクとを連通する連通管とを備え、前記保湿液は塩の飽和水溶液であることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、飽和水溶液の上方の保湿タンク内の空気が常に一定の湿度になるため、保湿タンクからインクタンクへ常に湿度が一定の空気を供給することができ、インクタンク内のインクの上方の空気が常に一定の湿度になる。また、保湿液の塩の成分を変えることにより、保湿液タンクからインクタンクに供給される空気の平衡湿度を変えることができる。
【００１０】
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、前記連通管に、前記インクタンクから前記保湿液タンクに空気及びインクが流れないようにする弁を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、弁により、保湿液タンクからインクタンクへ空気の一方向の流れを形成することができ、しかも、万一インクタンクからインクが逆流しても逆流を阻止することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記弁は、逆止弁又は開閉弁であることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、弁として構造が単純で作動が容易な逆止弁又は開閉弁を用いるため、前記請求項２の作用が容易に発揮される。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記弁のパッキン部分にパーフロロエラストマーを用いたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、インクタンク内のインクが万一逆流してもインクで腐食されることがない。
【００１６】
請求項５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、前記連通管に、前記保湿液タンクからインクタンクへの空気の流れを形成するためのポンプを備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、保湿液タンクからインクタンクへの空気の一方向の流れをより確実に形成できる。
【００１８】
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。
【００１９】
請求項６に記載の発明によれば、カチオン重合系インクはラジカル重合系インクと違ってその重合反応が空気中の酸素に阻害され難いため、記録ヘッドから吐出され記録媒体に着弾したインクが空気に触れ易い本発明のインクジェットプリンタのような装置には適する。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１に記載の発明によれば、インクタンク内のインクの上方の空気が常に一定の湿度になり、しかも保湿液の塩の成分を変えることにより保湿液タンクからインクタンクに供給される空気の平衡湿度を自在に変えることができるため、インク中の水が蒸発するのを防止することができ、インクの増粘に起因した記録画像の低下を効果的に防止することができる。また、インクタンクに連通管を介して保湿液タンクを連結し、保湿液の塩を適宜選択するだけなので、非常に容易に前記効果を得ることが可能となる。
【００２１】
請求項２に記載の発明によれば、弁により、保湿液タンクからインクタンクへ空気の一方向の流れを形成することができ、しかも、万一インクタンクからインクが逆流しても逆流を阻止することができるため、保湿液タンク内の保湿液がインクで汚染されるのを防止することができる。
【００２２】
請求項３に記載の発明によれば、弁として逆止弁や開閉弁を用いるため、構造が単純で作動が容易であり、請求項２の効果が容易に発揮される。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば、インクタンク内のインクが万一逆流しても弁がインクで腐食しないため、メンテナンスが容易になる。
【００２４】
請求項５に記載の発明によれば、保湿液タンクからインクタンクへの空気の一方向の流れをより確実に形成できるため、保湿液タンクの水蒸気を含む空気がより安定してインクタンクに供給され、また、インクタンクから保湿液タンクへのインクの逆流をより確実に防止することができる。
【００２５】
請求項６に記載の発明によれば、カチオン重合系インクはラジカル重合系インクと違ってその重合反応が空気中の酸素に阻害され難いため、短時間で硬化し、また硬化のために高出力の光源を必要としないため、コスト的にも安価になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下に、本発明のインクジェットプリンタに係る実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２７】
図１は、本実施形態のインクジェットプリンタを説明するための概略図であり、インクジェットプリンタ１を、便宜上、画像記録部１ａとインク供給部１ｂとに分けて説明する。
【００２８】
画像記録部１ａには、画像が記録される記録媒体Ｐを裏面側から支持する平板状のプラテン２が配設されており、このプラテン２の記録媒体Ｐの進行方向上流側および下流側には、記録媒体Ｐを図中矢印Ｙ方向に搬送する搬送ローラ３ａ、３ｂがそれぞれ配設されている。記録媒体Ｐの搬送方向下流側に位置する搬送ローラ３ｂの上方には、棒状のキャリッジレール４が配置されており、このキャリッジレール４には、キャリッジレール４に沿って主走査方向（図１における紙面垂直方向）に往復移動自在とされたキャリッジ５が支持されている。
【００２９】
このキャリッジ５には、プラテン２に支持された記録媒体Ｐに対して、インクを吐出する複数のノズル（図示しない）が設けられた記録ヘッド６が搭載されており、この記録ヘッド６は、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインクに対応して４つ又は８つ設けられている。また、ノズルから吐出されるインクの量は、１ドットあたり２〜２０ｐｌ（ピコリットル）となるよう調整されれば好ましい。インクの吐出量が１ドット当たり２ｐｌ未満であると、形成される画像の濃度が低くなり、吐出量が１ドット当たり２０ｐｌを超えると、高精細記録が困難になる可能性が高くなる。
【００３０】
記録ヘッド６には、インクジェットプリンタ１の稼動時に記録ヘッド６内のインクを常時加熱するためのヒータ等を備えた加熱手段（図示しない）が、記録ヘッド６に接触又は内蔵された状態に設けられている。この加熱手段により、３０℃において１０〜５００ｍＰａ・ｓの粘度を有するインクを３０℃以上１５０℃以下になるよう加熱すれば、インクが低粘度化され、前記の量のインクの吐出が安定的に行われるため好ましい。また、そのため、記録画像の画質が安定化する。逆に、インクの加熱温度が３０℃未満であっても１５０℃を超えた場合も、どちらの場合も吐出が困難になる。
【００３１】
本実施形態では、キャリッジ５には、さらに、記録媒体Ｐに着弾したインクに光を照射して硬化し定着させるための光照射手段（図示しない）が取り付けられている。光照射手段には、光源が内蔵され、光源としては紫外線照射装置の紫外線光源として、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、熱陰極管、冷陰極管、ＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）等が適用可能である。また、ここで使用する光はそれ以外に、電子線、Ｘ線、赤外線等であっても良い。
【００３２】
ここで、本実施形態で使用されるインクについて説明する。インクとしては、光硬化型インクが好ましく用いられ、特に、比較的扱いが容易で硬化速度が速い等の理由で紫外線硬化型インクが好ましく用いられる。
【００３３】
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、ラジカル重合系インクには、ラジカル重合反応が空気中の酸素によって阻害され易いという問題がある。
【００３４】
その点、カチオン重合系インクはそうした酸素による阻害を受け難い。こうしたカチオン重合系インクとラジカル重合系インクの違いは、紫外線硬化型インクのみならず、一般に光硬化型インクに見られる傾向である。そのため、本発明のインクジェットプリンタ１のように、記録ヘッド２から吐出され記録媒体Ｐに着弾したインクが空気に触れ易い装置では、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の光硬化型インクのほうが機能性・汎用性に優れる。このように、本発明では、特に、カチオン重合化合物を含むカチオン重合系の光硬化型インクを用いるのが好ましい。
【００３５】
しかし、その反面、カチオン重合系インクでは、インク中の水が重合禁止剤として働いているため、水が蒸発してしまうと重合が促進する。そのため、インクの保存性が悪くなったりインクが増粘し易いという問題がある。インクの増粘に起因した記録画像の低下を防止するためには、特にカチオン重合系インクではインク中の水を蒸発させない工夫が必要となる。
【００３６】
次に、インク供給部１ｂについて説明する。前述したキャリッジ５には、インク供給管７を介して記録ヘッド６に供給するインク８を貯留するためのサブインクタンク９が搭載されている。サブインクタンク９には、インクタンク１０からインク８を輸送する第１連通管１１の一端側が開口している。第１連通管１１には、インク８を供給するためのポンプ１２やインク８の逆流を防止するための逆止弁１３が設けられている。逆止弁１３のパッキン部分には、耐腐食性に優れるパーフロロエラストマーが用いられている。
【００３７】
第１連通管１１の他端側には、インクタンク１０が連結されている。第１連通管１１の他端側は、インクタンク１０を密閉して外気を遮断する蓋１４を貫通しており、インクタンク１０内のインク８の液面より下方で開口している。インクタンク１０には、サブインクタンク９を介して記録ヘッド６に供給されるインク８が貯留されている。
【００３８】
インクタンク１０の蓋１４には、第２連通管１５の一端側が差し込まれており、第２連通管１５は、インク８の液面よりも高い位置で開口するよう維持されている。第２連通管１５には、インクタンク１０から保湿液タンク１６に空気が流れないようにする逆止弁１７が設けられている。逆止弁１７のパッキン部分には、万一インクタンク１０からインク８が第２連通管１５に逆流してもインク８で腐食されないよう、耐腐食性に優れるパーフロロエラストマーが用いられている。また、第２連通管１５には、保湿液タンク１６からインクタンク１０への空気の流れを形成するためのポンプ１８が設けられている。
【００３９】
第２連通管１５の他端側には、保湿液１９を貯留する保湿液タンク１６が連結されている。第２連通管１５は、保湿液タンク１６を密閉して外気を遮断する蓋２０を貫通して差し込まれており、保湿液１９の液面よりも高い位置で開口するよう維持されている。保湿液タンク１６には、保湿液タンク１６に保湿液１９や水、空気等を補充するための補充管２１が取り付けられている。
【００４０】
保湿液１９には、塩の飽和水溶液が用いられる。塩としては、塩化カリウム、塩化ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム又は塩化リチウム等の中から適宜選択して用いられる。
【００４１】
次に、本発明のインクジェットプリンタの作用について説明する。
【００４２】
保湿液１９として用いる塩の飽和水溶液は、密閉容器内に放置すると蒸発と吸収が平衡に達し、飽和水溶液上部の空気の湿度が一定温度で一定値に定まるという特性を有する。この湿度の一定値（以下、平衡湿度という）は塩の成分によって異なり、例えば、塩化カリウム、塩化ナトリウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化リチウムでは、下記の表１に示すような平衡湿度となる。
【００４３】
【表１】
2005066931.tif 000003
【００４４】
本実施形態では、塩の飽和水溶液である保湿液１９の上部空間２２の湿度は平衡に達しており、一定温度では決まった平衡湿度になっている。
【００４５】
画像記録等のために記録ヘッド６のノズルからインク８が吐出されると、サブインクタンク９内のインク８が減る。すると、第１連通管１１のポンプ１２が作動して、インク８が第１連通管１１を介してインクタンク１０からサブインクタンク９に供給される。そのため、インクタンク１０内のインク８の液面が下がる。それに合わせて第２連通管１５のポンプ１８が作動して、保湿液タンク１６の上部空間２２の空気が第２連通管１５を介してインクタンク１０に供給される。前述したように、その際、保湿液タンク１６からインクタンク１０に供給される空気は保湿液１９の塩の成分によって決まる一定の平衡湿度になっているから、インクタンク１０の上部空間２３の湿度を常に一定に保つことができる。また、保湿液１９の塩の成分を変えることにより、保湿液タンク１６からインクタンク１０に供給される空気の平衡湿度を変えることができる。
【００４６】
なお、保湿液タンク１６から空気が送り出されると、保湿液タンク１６の上部空間２２が負圧となるため、補充管２１を通って外気が保湿液タンク１６内に入る。しかし、外気の湿度は、通常、保湿液１９の塩の成分によって決まる平衡湿度とは異なるが、そのまま放置しておけば上部空間２２の湿度は平衡に達する。このようにすることで、外気の湿度に関係なく、保湿液タンク１６の上部空間２２の空気の湿度を常に保つことができる。また、空気とともに水蒸気が保湿液タンク１６からインクタンク１０に移動して保湿液１９中の水分が減るため、補充管２１を介して水や保湿液１９が適宜補充される。
【００４７】
以上のように、本発明のインクジェットプリンタ１によれば、インクタンク１０の上部空間２３の空気を常に一定に保つことができる。また、保湿液１９の塩の成分を変えることにより、保湿液タンク１６からインクタンク１０に供給される空気の平衡湿度を変えることができる。そのため、保湿液１９の飽和水溶液を構成する塩の種類を適宜選択することにより、インクタンク１０内のインク８中の水分の蒸発を効果的に防止することが可能となる。
【００４８】
この場合、本発明のインクジェットプリンタ１に用いられるインク８は、前述したように光硬化型インク（特に紫外線硬化型インク）をはじめとして種々のインクが使用でき、しかも、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂ）等、使用される色の範囲も広い。そのそれぞれのインク８についてインクタンク１０の上部空間２３の空気に要求される湿度が異なる可能性がある。
【００４９】
しかし、本発明によれば、このような種々のインク８に対して図１に示したインク供給部１ｂをそれぞれ用意し、且つそれぞれのインク８に必要な湿度を発生させる塩を選択することにより、各インクタンク１０内の湿度を常に最適に保つことが可能となる。そのため、どのような種類のインク８でも、インク８中の水が蒸発するのを効果的に防止することができ、インク８の増粘に起因した記録画像の低下を防止することができる。
【００５０】
また、本発明によれば、前記のようにインクタンク１０に第２連通管１５を介して保湿液タンク１６を連結し、保湿液１９の塩を適宜選択するだけなので、容易に前記効果を得ることができる。更に、インク量を検出するセンサ等を必要としないのでコスト的にも安価になり、しかも構造的に単純なのでメンテナンスも非常に容易となる。
【００５１】
なお、例えば、保湿液タンク１６の温度を一定にするために、保湿液タンク１６の周りを恒温層で取り囲むように形成することも可能であり、複数の保湿液タンク１６を同時に１つの恒温層で取り囲むように形成してもよい。
【００５２】
また、第１連通管１１の逆止弁１３と第２連通管１５の逆止弁１７をそれぞれ開閉弁にすることも可能であり、開閉弁にすれば、例えば、インクタンク１０を交換する際に、第１連通管１１からのインク８の逆流や保湿液タンク１６からの空気の漏出をより確実に防止できる。インクタンク１０を交換せずにインク８を補充するための機構を備えることも可能である。
【００５３】
更に、図１では、便宜上、サブインクタンク９と第１連通管１１の間が離間した状態に示したが、密封状態にすることは当然可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１は、本実施形態のインクジェットプリンタを説明するための概略図である。
【符号の説明】
【００５５】
１    インクジェットプリンタ
６    記録ヘッド
８    インク
１０  インクタンク
１５  第２連通管
１６  保湿液タンク
１７  逆止弁
１８  ポンプ
１９  保湿液
Ｐ    記録媒体
【図１】
2005066931.tif 000004