(57)【要約】【課題】送液精度を高く維持することができ、かつ、高圧送液が可能であるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】インクを貯留するインクタンク１３と、記録媒体３上にインクを吐出する記録ヘッド７と、インクタンク１３から記録ヘッド７にインクを供給するインク供給管１１ａ，１１ｂと、インク供給管１１ａ，１１ｂの途中に配置され、インクタンク１３から記録ヘッド７に向けてインクを送液する送液ポンプとしてインクを所定量ずつ送液する定量ポンプ１４を備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクを貯留するインクタンクと、
記録媒体上に前記インクを吐出する記録ヘッドと、
前記インクタンクから前記記録ヘッドに前記インクを供給するインク供給管と、
前記インク供給管の途中に配置され、前記インクタンクから前記記録ヘッドに向けて前記インクを送液する送液ポンプとを備え、
前記送液ポンプは、前記インクを所定量ずつ送液する定量ポンプであることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記インク供給管の途中に前記インクを一時的に貯留する中間貯留部を備え、
前記送液ポンプは、前記インクタンクと前記中間貯留部との間に配置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記録装置。
【請求項３】
前記中間貯留部は、前記記録ヘッドの最高吐出能力で１分間連続吐出を行った際のインク吐出量の３倍以下のインク容量を有す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記録装置。
【請求項４】
前記送液ポンプは、シリンダと、前記シリンダの内部を前記シリンダの軸方向に沿って進退可能なプランジャとを備えるプランジャ式ポンプであることを特徴とする請求項１から請求項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】
前記送液ポンプの少なくとも前記インクと接触する部分は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド・ナイロン、テトラフルオロエチレン、パーフロオロアルコキシエチレン共重合体、フッ化エチレンプロピレン、パーフルオロエラストマー、ポリパラキシリレン、ポリイミド、ステンレスのいずれかの材料で形成されることを特徴とする請求項１から請求項４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６】
前記インクは、カチオン重合系の紫外線硬化性インクであることを特徴とする請求項１から請求項５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７】
前記インクは、３０℃における粘度が、１０〜５００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項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、インクを送液するポンプを備えるインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、様々な記録媒体に対して印刷を行うことのできる手段として、インクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、例えばピエゾ素子やヒータ等を用いて、記録ヘッドのノズルからインクを微小な液滴として紙等の記録媒体に向けて吐出し、記録媒体にインクを浸透若しくは定着させながら記録ヘッドを記録媒体上で移動させることにより記録媒体上に画像記録を行うものであり、製版工程を必要としないため需要に応じた印刷が可能であるという長所がある。特に、近年は、紫外線等の光によって硬化する光硬化性インクを用いたインクジェット記録装置が知られており、これによれば、記録媒体上に着弾したインクに光を照射することでインクを硬化させ記録媒体上に定着させることができるため、透明又は半透明の樹脂フィルム等、インク吸収性のない記録媒体に対しても簡易に印刷を行うことが可能である。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置においては、インクを貯留するインクタンクから記録ヘッドにインクを供給するインク供給管の内部でインクが流れる際の摩擦抵抗により圧力損失が生じ、記録ヘッドにインクを安定供給することが困難となる場合があるとの問題があった。そして、このような圧力損失を生じることによる問題は、画像記録を行うために光硬化性のインク等、高粘度のインクを使用する場合に特に顕著となる。
【０００４】
このような問題を解決すべく、近年は、インク供給管の途中であって記録ヘッドの近傍に、インクを一時的に貯留し記録ヘッドにインクを供給する中間貯留部としてサブインクタンクを設け、メインのインクタンクの上流側から加圧空気を印加し、インクタンクからサブインクタンクに対して空気圧によって強制的なインク流を発生させて、サブインクタンクに対して必要十分なインクを供給することにより、圧力損失を抑制して安定したインク供給を可能とするインクジェット記録装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許３４９４１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された構成とすると、送液動作を繰り返すうちに空気の体積が次第に収縮する空気体積収縮が発生し、送液精度を高精度に維持することができないとの問題がある。
【０００６】
また、通常のポンプでは、空気加圧能力に限界があり、高粘度のインクのように高圧で加圧する必要のあるものを精度よく送液するのは困難である。他方で、インクの送液に高圧加圧ポンプを用いると装置コストが大きく上昇してしまうという問題もある。
【０００７】
さらに、例えば、カチオン重合系の紫外線硬化性インクに含まれるモノマーには、樹脂等を溶解、劣化させる性質のものがある。このため、このようなインクを用いて画像記録を行う場合に、例えばチューブポンプ等を用いてインク送液を行うと、インクに対する耐性を確保することが困難であり、長期間の使用に耐えられないとの問題もあった。
【０００８】
そこで、本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、送液精度を高く維持することができ、かつ、高圧送液が可能であ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ものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような問題を解決するため、請求項１に記載されているインクジェット記録装置は、インクを貯留するインクタンクと、
記録媒体上に前記インクを吐出する記録ヘッドと、
前記インクタンクから前記記録ヘッドに前記インクを供給するインク供給管と、
前記インク供給管の途中に配置され、前記インクタンクから前記記録ヘッドに向けて前記インクを送液する送液ポンプとを備え、
前記送液ポンプは、前記インクを所定量ずつ送液する定量ポンプであることを特徴としている。
【００１０】
このような構成を有する請求項１に記載の発明は、インクタンクから記録ヘッドにインクを供給するインク供給管の途中に配置された定量ポンプによってインクタンクから記録ヘッドに向けてインクを所定量ずつ送液するようになっている。
【００１１】
請求項２に記載されている発明は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記インク供給管の途中に前記インクを一時的に貯留する中間貯留部を備え、
前記送液ポンプは、前記インクタンクと前記中間貯留部との間に配置されていることを特徴としている。
【００１２】
このような構成を有する請求項２に記載の発明は、インクタンクと中間貯留部との間に配置された送液ポンプによってインクタンク内のインクを中間貯留部に送液するようになっている。
【００１３】
請求項３に記載されている発明は、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、前記中間貯留部は、前記記録ヘッドの最高吐出能力で１分間連続吐出を行った際のインク吐出量の３倍以下のインク容量を有することを特徴としている。
【００１４】
このような構成を有する請求項３に記載の発明は、中間貯留部は、記録ヘッドの最高吐出能力で１分間連続吐出を行った際のインク吐出量の３倍以下のインクを内部に貯留可能となっている。
【００１５】
請求項４に記載されている発明は、請求項１から請求項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、前記送液ポンプは、シリンダと、前記シリンダの内部を前記シリンダの軸方向に沿って進退可能なプランジャとを備えるプランジャ式ポンプであることを特徴としている。
【００１６】
このような構成を有する請求項４に記載の発明は、シリンダと、シリンダの内部をシリンダの軸方向に沿って進退可能なプランジャとを備えるプランジャ式ポンプによってインクを送液するようになっている。
【００１７】
次に、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４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、前記送液ポンプの少なくとも前記インクと接触する部分は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド・ナイロン、テトラフルオロエチレン、パーフロオロアルコキシエチレン共重合体、フッ化エチレンプロピレン、パーフルオロエラストマー、ポリパラキシリレン、ポリイミド、ステンレスのいずれかの材料で形成されることを特徴としている。
【００１８】
したがって、請求項５に記載の発明では、少なくともインクと接触する部分が、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド・ナイロン、テトラフルオロエチレン、パーフロオロアルコキシエチレン共重合体、フッ化エチレンプロピレン、パーフルオロエラストマー、ポリパラキシリレン、ポリイミド、ステンレスのいずれかの材料で形成された送液ポンプによってインクの送液を行うようになっている。
【００１９】
請求項６に記載されている発明は、請求項１から請求項５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、カチオン重合系の紫外線硬化性インクであることを特徴としている。
【００２０】
このような構成を有する請求項６に記載の発明は、モノマーを主成分とするカチオン重合系の紫外線硬化インクを用いて画像記録を行うようになっている。
【００２１】
次に、請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６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、３０℃における粘度が、１０〜５００ｍＰａ・ｓであることを特徴としている。
【００２２】
したがって、請求項７に記載の発明では、３０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓである高粘度のインクを用いて画像記録を行うようになっている。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に記載された発明によれば、インクを所定量ずつ送液する定量ポンプによってインクタンクから記録ヘッドに向けてインクを送液するので、送液量を常に一定に保つことができる。また、高圧で送液することができるため、インクの粘度等に関わらず安定したインク供給が可能である。そして、このように、送液精度を高精度に維持することにより、記録ヘッドにかかる背圧を適正に保つことができ、記録ヘッド内のインクを負圧状態に保って、画像記録時以外にインクが漏出しないようにするとともに、インクの吐出精度を安定させることができるという効果を奏する。
【００２４】
請求項２に記載された発明によれば、送液ポンプによってインクタンクから中間貯留部にインクを送液するので、中間貯留部内のインク量を一定に保って、記録ヘッドにかかる背圧を適正に保つことができる。これにより、記録ヘッド内のインクを負圧状態に保って、画像記録時以外にインクが漏出しないようにするとともに、インクの吐出精度を安定させることができるという効果を奏する。
【００２５】
請求項３に記載された発明によれば、中間貯留部のインク容量が記録ヘッドの最高吐出能力で１分間連続吐出を行った際のインク吐出量の３倍以下という少量であるため、送液ポンプによって送液する量も少なくてすむ。送液ポンプの１回あたりの送液量が少ないと、１回の送液で生じる送液量の誤差も少ない。このため、中間貯留部内に貯留されるインク量をより正確に一定に保つことができる。また、同じ圧力で送液しても、送液ポンプの１回あたりの送液量が少ないと、勢いよくインクを送り出すことができる。このため、インクの粘度に関わらず安定的にインクを送液することができるという効果を奏する。
【００２６】
請求項４に記載された発明によれば、送液ポンプとしてプランジャ式ポンプを用いるので、インクを所定量ずつ、高圧で送液することができる。このため、インクの粘度等に関わらず安定したインク供給が可能である。また、プランジャ式ポンプにおいては、インクに直接接する部分はシリンダ内面とプランジャであるため、この部分をインクに対して耐性を有する材料で形成することにより容易にインク耐性を確保することができる。このため、容易に長期間の使用に耐える構成とすることができるという効果を奏する。
【００２７】
請求項５に記載された発明によれば、送液ポンプのうち少なくともインクに直接接触する部分をインクに対して耐性を有する材料によって形成しているので、インクによって送液ポンプが溶解、劣化等を生じることがなく、長期間にわたって安定した送液を行うことができる。このため、インク供給の安定性を確保でき、装置を画像記録に適した状態に保つことができるという効果を奏する。
【００２８】
次に、請求項６に記載された発明によれば、モノマーを主成分とするカチオン系の紫外線硬化インクを用いた場合でも、インクによって送液ポンプのインクに直接接触する部分が溶解等することがなく、長期間にわたって安定した送液を行うことができる。このため、インク供給の安定性を確保でき、装置を画像記録に適した状態に保つことができるという効果を奏する。
【００２９】
請求項７に記載された発明によれば、３０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓである高粘度のインクを用いるので、インク吸収性のない記録媒体に対しても記録媒体上でのインクの流動等を生じることなく高画質な画像記録を行うこと可能である。また、定量ポンプは高圧で一定量ずつインクを送液することが可能であるため、このような高粘度のインクを用いる場合でも、インク供給の安定性を確保して、装置を画像記録に適した状態に保つことができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図１及び図２を参照しつつ、本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態について説明する。
【００３１】
まず、図１に示すように、本実施形態において、インクジェット記録装置１はシリアルプリント方式によるインクジェット記録装置１であり、このインクジェット記録装置１には、平板状に形成され記録媒体３を非記録面から支持するプラテン２が設けられている。プラテン２の上流側及び下流側にはそれぞれ記録媒体３をプラテン２とほぼ同じ高さに維持しつつ搬送する搬送ローラ４，４が回転自在に設けられており、記録媒体３は、図示しない駆動機構により搬送ローラ４，４が回転することによってプラテン２の上面に沿って所定の搬送方向Ｘに搬送されるようになっている。
【００３２】
プラテン２の上方には、記録媒体３の搬送方向Ｘに直交する主走査方向に延在する棒状のガイドレール５が設けられている。このガイドレール５にはキャリッジ６が支持されており、このキャリッジ６は、図示しない駆動機構によりガイドレール５に沿って主走査方向に往復移動するようになっている。
【００３３】
キャリッジ６には、本実施形態におけるインクジェット記録装置１で使用される各色（例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）。）に対応した記録ヘッド７が搭載されている。記録ヘッド７の記録媒体３に対向する面にはインクを吐出するノズル（図示せず）が複数設けられている。各記録ヘッド７のノズルには、例えば、電圧を印加することによって変形する圧電素子としてのピエゾ素子（図示せず）が付設されており、ピエゾ素子に駆動電圧を印加することによってピエゾ素子を変形させ、これによりインク流路を圧縮してノズルからインクを吐出させるようになっている。
また、インク流路にはヒータ（図示せず）が配設されており、インクが吐出される前にインクを加熱するようになっている。なお、高精細な画像記録を可能とするためには、インクは１ドットが２〜２０ｐｌの微小な液滴として吐出されることが望ましい。
なお、インクジェット記録装置１で使用されるインクは例示したものに限定されず、例えば、ライトイエロー（ＬＹ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、ライトシアン（ＬＣ）、等の色インクや透明インク等を使用することもできる。この場合には、各色に対応した記録ヘッド７がキャリッジ６に搭載される。
【００３４】
本実施形態に用いられるインクは、光としての紫外線が照射されることにより硬化する性質を具備する光硬化性インクであり、主成分として、少なくとも重合性化合物（公知の重合性化合物を含む。）と、光開始剤と、色材とを含むものである。
上記光硬化性インクは、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、こ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る。また、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方が機能性、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。カチオン重合系インクは、少なくともオキセタン化合物，エポキシ化合物，ビニルエーテル化合物等のカチオン重合性化合物と、光カチオン開始剤と、色材とを含む混合物である。
また、本実施形態に用いる光硬化型インクは、安定した吐出性能及び硬化性能を発揮し、高画質な画像を形成する観点から、後述するインクタンク１３から記録ヘッド７に至るまで、外気に触れない密閉状態で供給されることが好ましい。
【００３５】
なお、本実施形態に用いられるインクは、３０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓの高粘度のインクである。インクの粘度はインクを加熱することによって低下するため、高粘度のインクを円滑に吐出させるとともに微小な液滴として吐出させる場合でも記録媒体上に正確に着弾させ高精細な画像記録を可能とするためには、インクを吐出する前にヒータ等によってインクの温度を３０℃〜１５０℃に加熱しておくことが望ましい。
【００３６】
また、キャリッジ６の内部であって、キャリッジ６の側壁と記録ヘッド７との間には、記録ヘッド７の搬送方向Ｘに対する長さよりも長い長さ寸法の紫外線照射装置９が記録ヘッド７の長手方向に延在して配設されている。紫外線照射装置９には、図示しない紫外線光源が設けられている。なお、紫外線光源としては、例えば高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、半導体レーザー、冷陰極管、エキシマーランプ、又はＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）等を適用することが可能である。なお、紫外線照射装置９を設ける位置はこれに限定されず、例えば、各記録ヘッド７の間にそれぞれ紫外線照射装置９を設けるようにしてもよい。また、紫外線照射装置９は少なくとも記録ヘッド７の搬送方向Ｘに対する長さと同程度の長さ寸法があればよく、図示したものに限定されない。
【００３７】
これら各記録ヘッド７には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインクを一時的に貯留する中間貯留部としてサブインクタンク１０が、それぞれ可撓性を有する材料で形成されたインク供給管１１ａを介して連結されている。また、各サブインクタンク１０はそれぞれインク供給管１１ｂを介してインクタンク１３と連結されており、各インクタンク１３内のインクは、インク供給管１１ｂによってサブインクタンク１０に供給され、一旦サブインクタンク１０内に貯留された後、各記録ヘッド７に供給されるようになっている。
このように、サブインクタンク１０をインクタンク１３と記録ヘッド７との間に配置することにより、インクを吐出する際にはサブインクタンク１０内に貯留されているインクを記録ヘッド７に供給すれば足りるため、インク供給管１１ａ，１１ｂの中をインクが流動する際に生ずる圧力損失のインク吐出への影響を最小限度に抑えることができる。これにより、画像記録に高粘度のインクを用いる場合でも圧力損失によるインクの吐出不良の発生を防止することができる。
【００３８】
なお、サブインクタンク１０は記録ヘッド７よりも図１における下方位置に設けられている。サブインクタンク１０の位置を記録ヘッド７よりも低くすることにより、記録ヘッド７とサブインクタンク１０とに水頭差を持たせることができる。そして、この水頭差により生ずる水頭圧が記録ヘッド７に対する背圧となり、記録ヘッド７内のインクを負圧状態に保って、画像記録時以外にインクが漏出しないようにするとともに、インクの吐出精度を安定させるようになっている。なお、記録ヘッド７内のインクを負圧状態に保つ構成は本実施形態に示したような水頭差を利用した構成に限定されない。水頭差を利用した構成以外の構成をとる場合には、サブインクタンク１０の設けられる位置は本実施形態において示した位置に限定されない。
【００３９】
サブインクタンク１０は、前記記録ヘッド７から最高吐出能力で１分間連続吐出を行った際のインク吐出量の３倍以下のインク容量を有している。例えば、記録ヘッド７の最高吐出能力が５cc/minである場合には、サブインクタンク１０のインク容量は５ccの３倍である１５cc以下とされる。なお、サブインクタンク１０内に貯留されるインクの量は図示しないセンサによって検知されるようになっている。
【００４０】
インク供給管１１ｂの途中であってインクタンク１３とサブインクタンク１０との間には、サブインクタンク１０にインクを送液する送液ポンプとして定量ポンプ１４が設けられている。定量ポンプ１４は、送液ポンプの一回の動作（以下、ストロークと称す）で送液されるインク量が一定であるポンプであり、サブインクタンク１０内のインク量が所定量以下になった場合には、この定量ポンプ１４によってインクタンク１３内に貯留されているインクが強制的に送液されるようになっている。
【００４１】
本実施形態において、定量ポンプ１４と記録ヘッド７との間には、前述のようにサブインクタンク１０が配置されており、定量ポンプ１４から送液されたインクは一旦サブインクタンク１０内に貯蔵される。記録ヘッド７に対して常に一定の背圧をかけ、記録ヘッド７内のインクを負圧状態に保つためには、サブインクタンク１０内に貯留されるインクの量を一定に保つ必要がある。この点、定量ポンプ１４として、単位時間に送液するインク量が一定であるものではなく、定量ポンプ１４の１ストロークで送液されるインク量が常に一定である定量ポンプを用いることにより、サブインクタンク１０内に貯留されるインクの量を一定に保つことができ、好ましい。
【００４２】
このような定量ポンプ１４としては、例えば、プランジャ式ポンプが好適に用いられる。以下、本実施形態においては、定量ポンプ１４としてプランジャ式ポンプを適用した例について説明する。
【００４３】
図２に示すように、本実施形態における定量ポンプ１４は、先端部が閉塞された円筒形状のシリンダ１４１を備えており、このシリンダ１４１の先端部寄りの周面であって直径方向の対応する位置には、シリンダ１４１の中心軸に対して直交する方向に延在しシリンダ１４１の内部に連通する吸入管１４２および吐出管１４３がそれぞれ一体に設けられている。吸入管１４２には、インクタンク１３に接続されたインク供給管１１ｂが接続されるようになっており、吐出管１４３には、後述する開閉弁１５を介してサブインクタンク１０に接続されたインク供給管１１ｂが接続されるようになっている。
シリンダ１４１の内部には、円筒形状のプランジャ１４４が、図示しないモータ等の駆動装置によりシリンダ１４１の軸方向に沿って進退自在にかつ中心軸を軸として回転自在に収容されており、このプランジャ１４４の先端部には、横断面形状半円形状に切欠いてなる切欠き部１４５が形成されている。この切欠き部１４５は、プランジャ１４４がシリンダ１４１の最も基端側に位置した基準位置において吸入管１４２又は吐出管１４３を閉塞しないように形成されている。
【００４４】
定量ポンプ１４を構成する部分のうちインクと接触する部分であるシリンダの内面及びプランジャを形成する材料としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアミド・ナイロン（ＰＡ）、テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）、パーフロオロアルコキシエチレン共重合体（ＰＦＡ）、フッ化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、パーフルオロエラストマー（ＦＦＫＭ）、ポリパラキシリレン（Poly-para-Xylylene）、ポリイミド（ＰＩ）といった樹脂やステンレス（ＳＵＳ）等が適用可能である。
定量ポンプ１４のうち少なくともインクと接触する部分であるシリンダ１４１の内面及びプランジャ１４４を、このようなインクに対して耐腐食性を有する材料で形成することにより、例えば本実施形態で用いられるカチオン重合系の紫外線硬化性インク等のような有機系溶剤を含むインクが付着しても溶解、変質等することなく長期間使用することができる。なお、定量ポンプ１４のうちインクと接触する部分であるシリンダ１４１の内面及びプランジャ１４４を形成する材料はインクに対して耐腐食性を有するものであればよい。よって、ここに例示したものに限定されず、インクに対して耐腐食性を有するフッ素樹脂等の各種樹脂、セラミック等を適用することも可能である。
【００４５】
なお、定量ポンプ１４の１ストローク当たりの送液量は、少ないほうが好ましい。１ストローク当たりの送液量が少ないと、１ストロークによって送液される送液量の誤差も少ない。このため、サブインクタンク１０内に貯留されるインク量をより正確に一定に保つことができる。また、同じ圧力で送液しても、１ストローク当たりの送液量が少ないと、勢いよくインクを送り出すことができる。このため、本実施形態で用いられるような高粘度のインクでも確実に送液することができる。したがって、定量ポンプ１４の１ストローク当たりの送液量は、例えば、サブインクタンク１０に投入可能なインク容量の１％以上３０％以下であること好ましく、より好ましくは１％以上５％以下である。そして、定量ポンプ１４の送液量の誤差は、１ストローク当たり±５％以内であることが好ましい。
【００４６】
なお、定量ポンプ１４の単位時間当たりのインク送液量は、サブインクタンク１０のインク容量と記録ヘッド７の単位時間当たりのインク吐出量に応じて適宜設定される。
【００４７】
また、インク供給管１１ｂの途中であって前記定量ポンプ１４よりも下流側には、インクタンク１３からサブインクタンク１０に対するインクの流入を制限するための開閉弁１５が設けられている。開閉弁１５は、例えば、ソレノイドとダイヤフラム（いずれも図示せず）とを備える電磁弁であり、ソレノイドの開閉によってダイヤフラム内に液体が流入又は流出することによって弁の開閉が行われるものである。
開閉弁１５は、例えば、図示しないセンサによってサブインクタンク１０内のインク残量が所定量以下であることが検知されると、所定の時間だけ開放されて、各インクタンク１３内のインクをそれぞれ対応するサブインクタンク１０に供給するようになっている。なお、開閉弁１５を開放する時間は、例えば、１０秒、２０秒等、予め設定されており、設定された時間だけ開閉弁１５を開放する。開閉弁１５を開放する時間は、インクの種類等によってそれぞれ設定されていてもよい。なお、インクの流入、流出を制限するための機構はこれに限定されず、他の構造を有する各種の弁又はその他の各種機構を用いることが可能である。
【００４８】
また、インクジェット記録装置１は、装置各部を制御する制御部（図示せず）及び、制御部と接続され装置各部に給電を行う電源（図示せず）を備えている。
【００４９】
また、本実施形態に用いられる記録媒体３としては、普通紙、再生紙、光沢紙等の各種紙、各種布地、各種不織布等の他、樹脂、金属、ガラス等のインク吸収性のないもの等、種々の材質からなる記録媒体３が適用可能である。また、記録媒体３の形態としては、ロール状、カットシート状、板状等の各種形態が適用可能である。
【００５０】
次に、本実施形態における作用について説明する。
【００５１】
インクジェット記録装置１の電源がＯＮとなると、電源からインクジェット記録装置１の各部に対して給電が行われ、記録ヘッド７を搭載したキャリッジ６がプラテン２の上方に移動する。
【００５２】
キャリッジ６が所定の位置に到達すると、搬送ローラ４，４によって記録媒体３が搬送方向Ｘに搬送され、同時にキャリッジ６が主走査方向に沿って往復移動する。この際、記録ヘッド７のノズルから所定の画像情報に基づいて所要の色のインクが吐出される。さらに、吐出されたインクに紫外線照射装置９から紫外線が照射され、これにより記録媒体３に所定の画像が記録される。
【００５３】
記録ヘッド７からインクが吐出されると、順次サブインクタンク１０の内部に貯留されているインクが記録ヘッド７に供給され、サブインクタンク１０内のインクが減少する。センサによってサブインクタンク１０内のインク量が所定量以下になったと検知されたときは、開閉弁１５を開放するとともに、送液ポンプである定量ポンプ１４を動作させてインクタンク１３に貯留されているインクをサブインクタンク１０に送液する。
【００５４】
ここで、定量ポンプ１４の動作について説明する。
図２（ａ）に示すように、定量ポンプ１４の基準位置では、切欠き部１４５と吸入管１４２とが連通しているため、インクが吸入管１４２及び切欠き部１４５を介してシリンダ１４１内部に吸入される。図２（ｂ）に示すように、プランジャ１４４が回転すると、プランジャ１４４の切欠き部１４５が形成されていない周面によって吸入管１４２が閉塞されて、シリンダ１４１内部へのインクの流入が遮断される。その後、図２（ｃ）に示すように、プランジャ１４４が回転しながらシリンダ１４１の先端に向かって移動すると、切欠き部１４６と吐出管１４３とが連通しながら容積が減少する。これにより、インクが切欠き部１４５から押し出されて吐出管１４３から吐出される。図２（ｄ）に示すように、プランジャ１４４がさらに回転することにより、プランジャ１４４の切欠き部１４５が形成されていない周面によって吐出管１４３が閉塞されると、吐出管１４３からのインク吐出が停止する。そして、その後、定量ポンプ１４は基準位置に戻り、サブインクタンク１０内に貯留可能なインク量を送り出すまで、プランジャ１４４が前記回転及び進退動作を繰り返す。
【００５５】
これにより、サブインクタンク１０には常に所定量のインクが貯留されている状態となり、記録ヘッド７にかかる背圧を一定に保って、画像記録に適した状態が維持される。
【００５６】
以上より、本実施形態によれば、定量ポンプ１４としてプランジャ式ポンプを用いているので、微小量のインクを高精度に計量し、高圧で送液をすることが可能であり、本実施形態において用いられるような３０℃の粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓの高粘度のインクでも安定的に送液することができる。また、定量ポンプ１４としてプランジャ式ポンプを用いた場合には、チューブポンプ等を用いた場合と比較して定量ポンプ１４を構成する材料の選択の自由度が高くなる。
【００５７】
そして、このような、プランジャ式ポンプを用いて高精度の送液精度を維持することにより、サブインクタンク１０内には常に所定量のインクが貯留されるようになっているので、記録ヘッド７はサブインクタンク１０から順次安定してインクの供給を受けることができる。これにより、記録ヘッド７にかかる背圧を適正に保つことができ、記録ヘッド７内のインクを負圧状態に保って、画像記録時以外にインクが漏出しないようにするとともに、インクの吐出精度を安定させることができる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、プランジャ式ポンプのインクと接触する部材をインクに対して耐腐食性を有するフッ素樹脂等の各種樹脂、ステンレス等の材料で形成しているので、長期にわたって安定した送液を行うことができる。
【００５９】
なお、本実施形態では、定量ポンプ１４としてプランジャ１４４が、シリンダ１４１の内部においてシリンダ１４１の軸方向に沿って進退するとともに中心軸を軸として回転する構成のプランジャ式ポンプを適用したが、定量ポンプ１４の構成はこれに限定されない。例えば、インクタンク１３からサブインクタンク１０にインクを送液する送液ポンプとしてプランジャが進退動作を行うことのみによって送液を行うプランジャ式の定量ポンプを適用してもよい。
【００６０】
この場合、例えば、図３に示すように、定量ポンプ２４は、円筒形状のシリンダ２４１を備えており、このシリンダ２４１の周面に、シリンダ２４１の中心軸に対して直交する方向に延在しシリンダ２４１の内部に連通する吸入管２４２および吐出管２４３がそれぞれ一体に設けられる。吸入管２４２には、インクタンクに接続されたインク供給管が接続されるようになっており、吐出管２４３には、サブインクタンクに接続されたインク供給管が接続されるようになっている。
シリンダ２４１の内部には、円筒形状の２つのプランジャ２４４ａ，２４４ｂが、それぞれ図示しないモータ等の駆動装置によりシリンダ２４１の軸方向に沿って進退自在に収容されている。この場合も、少なくともインクと直接接触する部分であるシリンダ２４１の内面とプランジャ２４４ａ，２４４ｂはインク耐性を有する材料で形成される。
【００６１】
図３に示す定量ポンプ２４は、図３（ａ）に示すように、定量ポンプ２４の基準位置では、シリンダ２４１の内部であって２つのプランジャ２４４ａ，２４４ｂの間に形成される空間と吸入管２４２とが連通している。そして、図３（ｂ）に示すように、プランジャ２４４ａがプランジャ２４４ｂと離れる方向（図３（ｂ）における上方向）に移動すると、シリンダ２４１内部の２つのプランジャ２４４ａ，２４４ｂの間に形成される空間に吸入管２４２からインクが吸入される。その後、図３（ｃ）に示すように、プランジャ２４４ａ，２４４ｂが互いの間隔を保ち前記空間内にインクを保持したままシリンダ２４１の内部を移動する。これにより、プランジャ２４４ｂの周面によって吸入管２４２が閉塞され、吐出管２４３からのインクの吸入が停止される。
プランジャ２４４ａ，２４４ｂが、吐出管２４３の設けられている位置に両プランジャ２４４ａ，２４４ｂの間に形成された空間が対応する位置まで移動すると、図３（ｄ）に示すように、プランジャ２４４ｂがプランジャ２４４ａに接近する方向（図３（ｄ）における上方向）に移動する。これにより、シリンダ２４１内部の２つのプランジャ２４４ａ，２４４ｂの間に形成される空間の容積が減少し、インクが当該空間から押し出されて吐出管１４３から吐出される。プランジャ２４４ｂがプランジャ２４４ａに当接する位置まで移動すると、両プランジャ２４４ａ，２４４ｂの間に形成された空間に保持されたインクが全て吐出されてインク吐出が停止する。そして、その後、定量ポンプ２４は基準位置に戻り、サブインクタンク内に貯留可能なインク量を送り出すまで、プランジャ２４４ａ，２４４ｂが前記進退動作を繰り返す。
【００６２】
定量ポンプ２４としてこのような構成のプランジャ式ポンプを適用した場合には、前述したインクの送液にプランジャ式ポンプを用いる場合の利点に加えて、ポンプ構成が簡易化され部品点数が少ないこと等による装置の軽量化、コストの低減を実現することができる。
【００６３】
さらに、本実施形態では、送液ポンプとしてプランジャ式ポンプを適用したが、送液ポンプは、インクの送液量を高精度に計量し、一定量ずつ送液可能な定量ポンプであればよく、プランジャ式ポンプに限定されない。例えば、プランジャ式ポンプに代えてダイヤフラム式ポンプ、ギヤ式ポンプ、スネークポンプ、ロータリーポンプ等を適用してもよい。
【００６４】
また、本実施形態においては、インクタンク１３と記録ヘッド７との間に中間貯留部としてサブインクタンク１０を設けたが、中間貯留部はここに例示した構成に限定されない。
例えば、図４に示すように、サブインクタンク１０とは別にサブインクタンク１０よりもインク供給路の下流側で記録ヘッド７に近接した位置に中間貯留部としてダンパー３０を設けてもよい。この場合には、インクタンク１３内のインクが一旦サブインクタンク１０に供給され、ダンパー３０に貯留されるインク量が一定量以下となると、定量ポンプ１４によってサブインクタンク１０内のインクがダンパー３０に供給されるように構成する。この場合も、送液ポンプとしてはプランジャ式ポンプ等、送液量を正確に計量することのできる定量ポンプ１４が適用される。
さらに、サブインクタンクを設けずに、インクタンクと記録ヘッドとの間に中間貯留部としてダンパーのみを備え、インクタンクとダンパーとの間に送液ポンプを配置する構成としてもよい。この場合には、インクタンクに貯留されるインクが送液ポンプによりダンパーに直接供給される。
【００６５】
また、本発明に係るインクジェット記録装置１を適用可能なインクジェット記録装置１としては、オンデマンド方式でもコンティニュアス方式のいずれの記録ヘッド７を用いるものでも構わない。また、吐出方式としては、例えば、電気−機械変換方式（例えば、シングルキャビティー型、ダブルキャビティー型、ベンダー型、ピストン型、シェアーモード型、シェアードウォール型等）、電気−熱変換方式（例えば、サーマルインクジェット型、バブルジェット（登録商標）型等）、静電吸引方式（例えば、電界制御型、スリットジェット型等）及び放電方式（例えば、スパークジェット型等）等のうち、いずれの吐出方式の記録ヘッド７を用いるものでも構わない。
【００６６】
また、本実施形態では、紫外線を照射することにより硬化するインクを用いて画像記録を行うものとしたが、インクは必ずしもこれには限定されず、例えば、紫外線、電子線、Ｘ線、可視光線、赤外線等の電磁波といった紫外線以外の光を照射することにより硬化するインクであってもよい。この場合、インクには、紫外線以外の光で重合して硬化する重合性化合物と、紫外線以外の光で重合性化合物同士の重合反応を開始させる光開始剤とが適用される。また、紫外線以外の光で硬化する光硬化性のインクを用いる場合は、紫外線光源に代えて、その光を照射する光源を適用する。
【００６７】
さらに、本実施形態においてインクジェット記録装置１は、キャリッジ６に搭載された記録ヘッド７を主走査方向に往復移動させるとともに、記録媒体３を搬送方向Ｘに搬送させながら、記録ヘッド７からインクを吐出させて、画像を形成するシリアルヘッド方式のインクジェット記録装置１としたが、本発明に係るインクジェット記録装置１としては、プリンタ本体に固定された記録ヘッドからインクを吐出させるとともに記録媒体を搬送させて画像を形成するラインヘッド方式のインクジェット記録装置であってもよい。
【００６８】
その他、本発明が上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態の要部を模式的に示す側面図である。
【図２】図２（ａ）から（ｄ）は、本発明に係るインクジェット記録装置のプランジャ式ポンプの構成を示す図である。
【図３】図３（ａ）から（ｄ）は、本発明に係るインクジェット記録装置のプランジャ式ポンプの一変形例の構成を示す図である。
【図４】本発明に係るインクジェット記録装置の一変形例を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００７０】
１  インクジェット記録装置
３  記録媒体
７  記録ヘッド
１０  サブインクタンク
１１ａ，１１ｂ  インク供給管
１３  インクタンク
１４  定量ポンプ
１５  開閉弁
１４１  シリンダ
１４４  プランジャ
Ｘ  搬送方向
【図１】
2007105994.tif 000003
【図２】
2007105994.tif 000004
【図３】
2007105994.tif 000005
【図４】
2007105994.tif 000006