(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、水蒸気やミスト状の水滴を発生させるための加湿手段１３と、前記加湿手段１３から前記水蒸気やミスト状の水滴を前記インクタンク１０に供給するためのミスト供給管１４と、前記インクタンク１０内の結露を排水するための排水管１７と、を備える。【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、
水蒸気やミスト状の水滴を発生させるための加湿手段と、前記加湿手段から前記水蒸気やミスト状の水滴を前記インクタンクに供給するためのミスト供給管と、前記インクタンク内の結露を排水するための排水管と、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】
前記ミスト供給管には、前記インクタンク内の水蒸気やミスト状の水滴を結露させるためのフィンが立設されてい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】
前記ミスト供給管の下方には、結露した水を受ける樋状部材が設けられており、前記樋状部材は前記排水管に連結してい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。
【請求項４】
前記排水管を通って前記インクタンク内から排水された水を濾過するためのフィルタを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
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。
【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、記録ヘッドに連結したインク室（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こと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自動的にインクを補充するインク補給装置等が必要で装置が複雑になるうえ、厳密な制御が要求されるため、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手段では、バッファ室内とインク室内における飽和状態の水蒸気は、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）を避けることができない。
【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、水蒸気やミスト状の水滴を発生させるための加湿手段と、前記加湿手段から前記水蒸気やミスト状の水滴を前記インクタンクに供給するためのミスト供給管と、前記インクタンク内の結露を排水するための排水管と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、加湿手段により水蒸気やミスト状の水滴を発生させると、水蒸気やミスト状の水滴がミスト供給管を通ってインクタンク内に入り、インクタンク内のインクの上部空間の湿度を上昇させ、湿度１００％に近い状態にする。また、余分な水蒸気やミスト状の水滴は排水管を通ってインクタンク外に排水される。
【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、前記ミスト供給管には、前記インクタンク内の水蒸気やミスト状の水滴を結露させるためのフィンが立設されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、ミスト供給管の噴出口の近くにフィンが立設されているため、インクタンク内に噴出した余分な水蒸気やミスト状の水滴が効果的にフィンに結露する。
【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、前記ミスト供給管の下方には、結露した水を受ける樋状部材が設けられており、前記樋状部材は前記排水管に連結していることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の発明によれば、ミスト供給管の下方に樋状部材を設け、この樋状部材を排水管に連結させているため、余分な水蒸気やミスト状の水滴が結露した水を効率良く且つ確実に排水する。
【００１３】
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、前記排水管を通って前記インクタンク内から排水された水を濾過するためのフィルタを備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、インクタンクから排水された水を濾過するため、水中に発生した菌や水中に混入しているシリカ成分を濾過して除去できる。
【００１５】
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。
【００１６】
請求項５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。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１に記載の発明によれば、加湿手段により発生させた水蒸気やミスト状の水滴がインクタンク内に入って、インクタンク内のインクの上部空間の湿度を上昇させて、湿度１００％に近い状態にするため、インク中の水の蒸発が効果的に防止される。しかも、加湿手段で発生させた水蒸気やミスト状の水滴が、インクタンク内のインクの液面が下がると自動的にインクタンクの上部空間に移動するから、厳密な制御も必要なく、容易にインク中の水の蒸発を防止できる。そのため、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。更に、同時に余分な水蒸気やミスト状の水滴は排水管を介して排水されるから、結露した水がインクに吸収されてインクの色調を変化してしまうのも防止できる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、インクタンク内に噴出した余分な水蒸気やミスト状の水滴をフィンに結露させることができるため、余分な水蒸気やミスト状の水滴を効率良く回収でき、効果的に排水することが可能となり、結露した水がインクに吸収されてインクの色調を変化してしまうことを防止できる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、余分な水を樋状部材や排水管を通して効率良く且つ確実に排水できるため、結露した水がインクに吸収されてインクの色調を変化してしまうことを防止できる。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、水中に発生した菌や水中に混入しているシリカ成分を濾過して除去できるため、ミスト状の水滴等がインクタンク内で上部空間に噴出された際に菌やシリカ成分がインクに混入して、インク感度を劣化させることを防止することができる。
【００２１】
請求項５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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、紫外線レーザー又は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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
その点、カチオン重合系インクは酸素による阻害を受け難い。このような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。
【００３１】
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。
【００３２】
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を供給する連通管１１の一端側が開口している。連通管１１には、インク８を供給するためのポンプや逆流を防止するための弁（ともに図示しない）等が設けられている。連通管１１の他端側にはインクタンク１０が連結されており、インクタンク１０には、インク８を補充するための補充手段（図示しない）が設けられている。
【００３３】
インクタンク１０のインク８の上部空間１２には、加湿手段１３で発生した水蒸気やミスト状の水滴をインクタンク１０に供給するミスト供給管１４が挿通されており、ミスト供給管１４は、上部空間１２内でＵ字状に屈曲した形状となっている。ミスト供給管１４のうちインクタンク１０の内部に位置する部分の周面には、水蒸気やミスト状の水滴を上部空間１２内に噴出させるための噴出口（図示しない）が複数穿孔されており、更にミスト供給管１４には、水蒸気やミスト状の水滴を結露させるためのフィン１５がその側面を取り巻く鍔状に複数立設されている。
【００３４】
ミスト供給管１４のインクタンク１０の内部に位置する部分の下側には、前記フィン１５に結露し流下する水を受けるための樋状部材１６がミスト供給管１４と平行に設けられている。図１では、樋状部材１６が上下２つに分かれているように示されているが、上側の樋状部材１６に集められた水が下側の樋状部材１６に移される構造になっている。樋状部材１６には、インクタンク１０内の結露を排水する排水管１７が連結されており、排水管１７は、インクタンク１０の外部ではミスト供給管１４を取り巻く二重管構造となっている。
【００３５】
排水管１７の端部には、排水管１７中を流れてきた結露した水やインクタンク１０の上部空間１２に噴出されることなくミスト供給管１４内を移動してきたミスト状の水滴を回収するための回収タンク１８が連結している。回収タンク１８には、回収タンク１８に回収された水１９を加湿手段１３に戻すための送水管２０が取り付けられており、送水管２０には、水１９を加湿手段１３に供給するためのポンプ２１が設けられている。更に送水管２０には、水を濾過するためのフィルタ２２が取り付けられている。
【００３６】
送水管２０の端部には、加湿手段１３が取り付けられ、加湿手段１３の底部には、水１９を超音波振動させてミスト状の水滴を発生させるための超音波発振器２３が設置されている。また、加湿手段１３の側面には、送風機２４から加湿手段１３に空気を送り込むための送風管２５が取り付けられており、加湿手段１３の上部には、前述したミスト供給管１４が連結されている。
【００３７】
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。
【００３８】
加湿手段１３の超音波発振器２３を発振させ、水１９に１６００ｋＨｚ程度の超音波振動を与えると、加湿手段１３内の水１９の上部空間２６にミスト状の水滴が発生する。その際、送風機２４を作動させて送風管２５を介して加湿手段１３に圧搾空気を送り込むと、加湿手段１３内やミスト供給管１４の内部が若干加圧状態となり、ミスト状の水滴はミスト供給管１４を通ってインクタンク１０内に入る。このミスト状の水滴の一部は、ミスト供給管１４の噴出口を通ってインクタンク１０の上部空間１２に移動する。また、他の一部は、そのままミスト供給管１４の内部を流れて回収タンク１８に至り、回収タンク１８内に溜まった水１９に回収される状態となる。
【００３９】
一方、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８内のインク８が減る。それを補充するため、インク８がポンプ（図示しない）により連通管１１を介してインクタンク１０からサブインクタンク９に輸送されると、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の上部空間１２の容積が大きくなる。それに伴って、インクタンク１０内が負圧状態となる。
【００４０】
そのため、前述したように若干加圧状態となっているミスト供給管１４内から負圧状態のインクタンク１０の上部空間１２に、ミスト状の水滴が噴出口（図示しない）を通っていわば自動的に移動する。ミスト状の水滴は、上部空間１２内で速やかに気化するため、上部空間１２の空気の湿度が上昇する。
【００４１】
その際、インクタンク１０の上部空間１２の水蒸気量が飽和水蒸気量に達するまで、ミスト状の水滴は気化するが、飽和水蒸気量に達すると、ミスト状の水滴はそれ以上気化できず、互いに結び付いて結露する。結露した水がインク８に吸収されてしまうと、インク８の含水率が高くなってしまう。しかし、本発明では、こうしたミスト供給管１４の側面に鍔状のフィン１５が形成されており、噴出口の近くにフィン１５が立設されているため、インクタンク１０内に噴出した気化しない余分なミスト状の水滴を効果的にフィン１５に結露させることができる。
【００４２】
フィン１５に結露した水は、フィン１５の面上やミスト供給管１４の外側面上を流下し、ミスト供給管１４の下方に設けられた樋状部材１６に集められる。水は樋状部材１６に沿って流れ、樋状部材１６に連結された排水管１７に入る。そして、排水管１５内を流下して回収タンク１８に回収される。同時に、ミスト供給管１４内を移動してきたミスト状の水滴も回収タンク１８に回収される。
【００４３】
回収タンク１８に回収された水１９は、ポンプ２１を作動させることにより、送水管２０を通って加湿手段１３に送られ、再びミスト状の水滴にされてミスト供給管１４を通ってインクタンク１０に入るというサイクルを形成する。こうしたサイクルの中では、水１９中に菌が発生したり、シリカ成分が入り込んだりすることがある。それをそのまま放置すると、インクタンク１０内で上部空間１２に噴出された際に菌やシリカ成分がインク８に混入して、インク感度を劣化させることがある。しかし、本実施形態のように、送水管２０にフィルタ２２を設けることにより、排水管１７を通ってインクタンク１０内から排水され加湿手段１３に戻される水１９を濾過することができ、このような事態が生じることを防止することができる。
【００４４】
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、画像記録等によりインクタンク１０内のインク８の液面が下がっても、ミスト供給管１４を介して加湿手段１３からミスト状の水滴がインクタンク１０の上部空間１２に供給される。ミスト状の水滴は速やかに気化して上部空間１２の水蒸気量を飽和水蒸気量に保つ、即ち上部空間１２の湿度を１００％に近い値になるから、インク８中の水が蒸発することを効果的に防止することができる。また、同時に余分な気化しないミスト状の水滴は樋状部材１６及び排水管１７を介して排水されるから、結露した水がインク８に吸収されてインク８の色調を変化してしまうのも防止できる。
【００４５】
しかも、加湿手段１３でミスト状の水滴を発生させておいて、送風機２４の作動によりミスト供給管１４内を若干加圧の状態にしておけば、インクタンク１０内のインク８の液面が下がれば自動的にミスト状の水滴がインクタンク１０の上部空間１２に移動するから、厳密な制御も必要なく、容易にインク８中の水の蒸発を防止できる。また、そのため、インクタンク１０内のインク８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。
【００４６】
なお、加湿手段１３によってミスト状の水滴を発生させる代わりに、加湿手段１３に例えば熱源を設けて水１９を蒸発させ、その水蒸気をインクタンク１０に送り込むように形成しても、同様の作用効果が得られることは改めて説明するまでもない。また、水以外に塩の水溶液等を用いることも可能である。
【００４７】
また、本実施形態では、ミスト供給管１４がインクタンク１０の上部空間１２内でＵ字状に屈曲した構造に形成された場合を示したが、この他にも、例えば、ミスト供給管１４を屈曲させずに上部空間１２を貫通するように形成したり、或いは更に屈曲させたり、或いは特殊な構造とすることも当然可能であり、インクジェットプリンタ１の使用状況等に合わせて適宜決められる。
【００４８】
同様に、フィン１５や樋状部材１６の構造や、排水管１７の構造、樋状部材１６と排水管１７との連結構造等も、前記の作用効果を発揮する限り、適宜決定される。
【００４９】
更に、本実施形態では、インクジェットプリンタ１の画像記録部１ａがシリアル型である場合を示したが、ライン型でも同様に説明される。また、本実施形態では、１つのインクタンク１０に対して１つの加湿手段１３を設ける場合を示したが、１つの加湿手段１３に複数のミスト供給管１４を取り付けて複数のインクタンク１０に水蒸気又はミスト状の水滴を送るように形成することも当然可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【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】
【００５１】
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
１３  加湿手段
１４  ミスト供給管
１５  フィン
１６  樋状部材
１７  排水管
２２  フィルタ
Ｐ    記録媒体
【図１】
2005066928.tif 000003