(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１５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を備え、前記保湿液タンク１６の容量が前記インクタンク１０の容量以上である。【選択図】  図１
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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を備え、前記保湿液タンクの容量が前記インクタンクの容量以上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に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記インクタンク又は前記保湿液タンクの少なくとも一方は、残量検知機構を備えることを特徴とする請求項１又は２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】
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る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の問題を解決するために、請求項１に記載の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を備え、前記保湿液タンクの容量が前記インクタンクの容量以上であることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、インクタンクの交換等において、保湿液タンク内の水蒸気が抜け出ても、保湿液タンクの上部空間の湿度変動を相対的に小さく抑えることができ、インクタンクに所定の平衡湿度に近い状態の空気を送ることができ、インク中の水の蒸発を効果的に防止する。
【０００９】
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。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、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は水が重合禁止剤として作用するため、インク中の水の蒸発を有効に防止すれば、重合反応が空気中の酸素による阻害を受け難いというカチオン重合系インクの有効性を発揮することができる。
【００１１】
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、前記インクタンク又は前記保湿液タンクの少なくとも一方は、残量検知機構を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、インクタンクや保湿液タンクの残量検知を行うことで、インクインクタンクの交換時期や保湿液タンクへの保湿液や水の補充時期が分かる。また、インクタンク内や保湿液タンク内でインクや保湿液の残量が大きく変動しないよう調整することも可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、インクタンクの交換等において、保湿液タンク内の水蒸気が抜け出ても、保湿液タンクの上部空間の湿度変動を相対的に小さく抑えることができ、インクタンクに所定の平衡湿度に近い状態の空気を送ることができるため、インク中の水の蒸発を有効に抑制することが可能となり、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。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、重合反応が空気中の酸素による阻害を受け難いというカチオン重合系インクの特性を発揮できるため、本発明のインクジェットプリンタのように、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装置では、その硬化速度の速さが生かされ、明瞭な記録画像が得られる。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、インクタンクを適切な時期に交換したり保湿液タンクに保湿液や水を適切に補充したりすることができ、或いはインクタンク内や保湿液タンク内でインクや保湿液の残量が大きく変動しないよう調整することも可能となるため、インクの増粘をより確実に防止でき、それにより、インクジェットが良好に行われ、好適な記録や画像形成を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、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。
【００２１】
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、紫外線レーザ又は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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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６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。
【００２５】
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。
【００２６】
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が設けられており、インク８の逆流を防止するための逆止弁（図示しない）も設けられている。
【００２７】
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は、インクタンク１０を密閉して外気を遮断する蓋１３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。
【００２８】
インクタンク１０の蓋１３には、第２連通管１４の一端側が差し込まれており、第２連通管１４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１４には、空気の一方向的な流れを形成し、万一インクタンク１０からインク８が逆流してもそれを阻止するように逆止弁（図示しない）が設けられている。
【００２９】
第２連通管１４の他端側には、保湿液１５を貯留しインクタンク１０の容量以上の容量を有する保湿液タンク１６が連結されている。第２連通管１４は、保湿液タンク１６を密閉して外気を遮断する蓋１７を貫通して差し込まれており、保湿液１５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１５や水、空気等を補充するための補充管１８が取り付けられている。
【００３０】
保湿液１５には、０重量％から飽和状態における濃度までの任意の濃度の塩化ナトリウム水溶液（以下、食塩水という）が用いられる。なお、濃度０重量％の食塩水とは、単なる水のことである。
【００３１】
また、インクタンク１０と保湿液タンク１６の下方には、それぞれタンクの重量を検知し、インク８や保湿液１５の残量を検知するための残量検知機構１９、２０が各タンクを支持する状態に配設されている。インク８や保湿液１５の残量を検知することで、インクタンク１０の交換時期又はインク８の補充時期、保湿液タンク１６への保湿液１５や水の補充時期が分かる。
【００３２】
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。
【００３３】
保湿液１５として用いる食塩水は、密閉容器内に放置すると蒸発と吸収が平衡に達し、食塩水上部の空気の湿度が一定温度で一定値に定まるという性質がある。この湿度の一定値（以下、平衡湿度という）は食塩の濃度に依存して決まり、例えば、濃度０重量％の食塩水、即ち単なる水の場合、平衡湿度は１００％になり、飽和食塩水の場合には湿度７５％で平衡に達する。本実施形態では、食塩水である保湿液１５の上部空間２１の湿度は、食塩水の濃度に応じた平衡湿度になっている。
【００３４】
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。その際、インクタンク１０内のインク８の液面が下がり、インクタンク１０内の上部空間２２が負圧状態になる。そのため、第２連通管１４を介して保湿液タンク１６の上部空間２１の空気がインクタンク１０に供給される。前述したように、その際、保湿液タンク１６から供給される空気は保湿液１５中の食塩の濃度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２２の湿度が常に一定に保たれる。
【００３５】
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２１が負圧となるため、補充管１８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１５中の食塩の濃度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２１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２１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１５中の水分が減るため、補充管１８を介して水や保湿液１５が適宜補充される。
【００３６】
また、本発明では、保湿液タンク１６の容量がインクタンク１０の容量以上になるように形成されている。仮に保湿液タンク１６の容量が小さいと、例えば、インクタンク１０が頻繁に交換される場合や、保湿液タンク１６が複数のインクタンク１０に連通されていてインクタンク１０の交換頻度は低くても保湿液タンク１６当たりの交換頻度が高くなる場合には、交換の度に第２連通管１４を介して保湿液タンク１６内部の水蒸気がほとんど抜けてしまう。そのため、保湿液タンク１６の上部空間２１の湿度変動が非常に大きくなる。このような状態で、新たにインクタンク１０を取り付けた後、すぐにインクジェットプリンタ１を作動させると、保湿液タンク１６の上部空間２１が平衡湿度に達していないので、保湿液タンク１６からインクタンク１０に比較的乾燥した空気が供給されることとなり、インクタンク１０内のインク８中の水が蒸発してインク８が増粘してしまう。
【００３７】
それに対し、保湿液タンク１６の容量をインクタンク１０の容量以上になるように十分に大きく形成しておけば、インクタンク１０の交換の際に前記の場合と同じ量の水蒸気が仮に抜け出たとしても、保湿液タンク１６内の水蒸気の総量から見れば少量で済むため、保湿液タンク１６の上部空間２１の湿度変動は相対的に小さく抑えられる。従って、上部空間２１の空気が平衡湿度に達する。また、仮に新たにインクタンク１０を取り付けた後、すぐにインクジェットプリンタ１を作動させたとしても、保湿液タンク１６からインクタンク１０へ所定の平衡湿度に近い状態の空気が供給されるため、インクタンク１０内のインク８中の水の蒸発を抑制することができる。
【００３８】
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２２の空気を常に一定に保つことができる。そのため、保湿液１５中の食塩の濃度を適宜調整することにより、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。そのため、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。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１４を介して保湿液タンク１６を連結し、保湿液１５の食塩の濃度を適宜調整するだけなので、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。
【００３９】
なお、例えば、保湿液タンク１６内の湿度は温度にも依存するため、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を用いる場合には、それらを同時に１つの恒温層で取り囲むように形成してもよい。
【００４０】
また、第１連通管１１や第２連通管１４の逆止弁をそれぞれ開閉弁にすることも可能であり、第２連通管１４にポンプを取り付けることも当然可能である。
【００４１】
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。
【００４２】
また、インク８や保湿液１５の残量検知は、前記のような重量検知によらずに、例えば、レーザ光の透過度を測定すること等によっても行うことができる。また、残量検知をインクタンク１０と保湿液タンク１６の両者に対して行うか、一方のみに対して行うかは、インクジェットの使用状況等によって適宜決定される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【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】
【００４４】
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  保湿液
１６  保湿液タンク
１９  インクタンクの残量検知機構
２０  保湿液タンクの残量検知機構
Ｐ    記録媒体
【図１】
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