JP2004230586A - インクジェットプリンタ - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な構成で、安定した状態で中間タンク22から記録ヘッド4に対して高粘度のインクを供給され、良好な画像を記録することができるインクジェットプリンタ1を提供することを目的とする。
【解決手段】インク供給管23の長さL及び径dは、記録ヘッド4から所定の粘度のインクを所定量吐出させることにより生じるインク供給管23内のインクの流速がVである場合に、(2500×d2)/L>Vとなるように構成される。
【選択図】 図3
【解決手段】インク供給管23の長さL及び径dは、記録ヘッド4から所定の粘度のインクを所定量吐出させることにより生じるインク供給管23内のインクの流速がVである場合に、(2500×d2)/L>Vとなるように構成される。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタに係り、特に高粘度のインクを使用して画像を形成するインクジェットプリンタに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、記録媒体にインクを吐出するノズルが設けられた記録ヘッドを有し、この記録ヘッドよりも上方位置にインクを供給するインク供給部を設けるとともに、記録ヘッドよりも下方位置にインク供給部から供給されるインクを一時的に貯留する中間タンクを設けて、中間タンクからインク供給管を介して、記録ヘッドに対してインクを供給するインクジェットプリンタが用いられている。このインクジェットプリンタでは、中間タンクが記録ヘッドよりも下方位置に設けられているため、ノズルのインクに対して負圧を与えている。
【0003】
従来のインクジェットプリンタでは、使用するインクの粘度や、1秒間に吐出するインクの量等に関わりなく、機構上の要請のみからインク供給管の長さや径が定められている。ところが、高粘度のインクを使用する場合には、インク供給管内の摩擦抵抗により圧力損失が生じるため、例えば、全てのノズルから連続してインクを吐出させるような場合に、記録ヘッドに対して適量のインクが供給されず、インクの吐出不良が生じることがある。そこで、記録ヘッドに対してインクを押し出すインク圧送機構が設けられインクジェットプリンタもある(例えば、特許文献1)。
【0004】
【特許文献1】
特許第2980476号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のインクジェットプリンタ(特許文献1)では、圧送機構が設けられているため、構成が煩雑になる上に、コストがかかるという問題があった。
【0006】
そこで、本発明は、簡易な構成で、安定した状態で中間タンクから記録ヘッドに対して高粘度のインクを供給され、良好な画像を記録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を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明によるインクジェットプリンタは、記録媒体にインクを吐出するノズルが設けられた記録ヘッドを有し、前記記録ヘッドよりも下方位置にインクを一時的に貯留する中間タンクを設け、前記中間タンクと前記記録ヘッドとの間に、前記インクを流通させるインク供給管を配設したインクジェットプリンタにおいて、前記インク供給管の長さL及び径dは、前記記録ヘッドから所定の粘度のインクを所定量吐出させることにより生じる前記インク供給管内のインクの流速がVである場合に、(2500×d2)/L>Vとなるように構成されることを特徴とする。
【0008】
請求項1に記載の発明によれば、記録ヘッドから所定の粘度のインクを所定量吐出させることにより生じるインクの流速Vとの関係においてインク供給管の長さL及び径dが設定されているため、インクがインク供給管を流通する際の圧力損失が抑えられ、記録ヘッドに対して常に適量のインクが供給される。
【0009】
また、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、前記記録ヘッドに、インクを加熱するヒータと、このヒータの温度を制御する制御部とを設け、前記制御部は、前記インクを30℃以上150℃以下に加熱するように前記ヒータを制御することを特徴とする。
【0010】
請求項2に記載の発明によれば、インクが30℃以上150℃以下に加熱されるため、インクが所定の粘度で円滑に記録ヘッドから吐出され、これに伴って、記録ヘッドに対して常に適量のインクが供給される。
【0011】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記インクを紫外線硬化型インクとするとともに、前記紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線を照射する紫外線照射装置を設けたことを特徴とする。
【0012】
請求項3に記載の発明によれば、記録ヘッドに対して常に適量の紫外線硬化型インクが供給され、記録ヘッドから吐出される。吐出された紫外線硬化型インクは、紫外線が照射されることにより硬化する。
【0013】
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記記録媒体の種類は、前記紫外線硬化型インクは、カチオン重合型インクであることを特徴とする。
【0014】
請求項4に記載の発明によれば、記録ヘッドに対して常に適量のカチオン重合型インクが供給され、記録ヘッドから吐出される。カチオン重合型インクは酸素阻害作用をうけることがないため、低照度の紫外線で良好に硬化する。
【0015】
また、請求項5に記載の発明は、請求項3又は請求項4に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記記録媒体は、樹脂製フィルムや金属等のインクを吸収しない材質であることを特徴とする。
【0016】
本発明によれば、記録ヘッドに対して常に適量の紫外線硬化型インクが供給され、記録ヘッドから記録媒体に対して吐出される。この記録媒体が、インクを吸収しない材質であっても、吐出されたインクに紫外線を照射して硬化させることにより、画像が記録される。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図1から図4を参照して説明する。
【0018】
本実施形態によるインクジェットプリンタ1は、シリアルヘッド方式のインクジェットプリンタ1である。インクジェットプリンタ1は、図1に示すように、棒状のガイドレール2を有しており、このガイドレール2には、キャリッジ3が支持されている。このキャリッジ3は、図示しない駆動機構によって主走査方向Xをガイドレール2に沿って往復移動するようになっている。
【0019】
キャリッジ3には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のインクを吐出するノズル20(図2参照)が設けられた記録ヘッド4が搭載されている。また、キャリッジ3の主走査方向Xにおける両側部には、ノズル20から記録媒体5に吐出されたインクに対して紫外線を照射する紫外線照射装置6が設けられている。
【0020】
キャリッジ3の移動可能範囲の中央部分は、記録媒体5に記録を行う記録領域Aとされており、この記録領域Aには、記録媒体5を非記録面から支持するプラテン7が設けられている。このプラテン7は、平板状の部材で構成されている。キャリッジ3の移動可能範囲であって記録領域Aの外側一端は、キャリッジ3の待機場所となるホームポジション領域Bとされており、ホームポジション領域Bには、待機時にノズル20内のインクの乾燥を防止する保湿ユニット8が設けられている。また、キャリッジ3の移動可能範囲であって記録領域Aの外側他端は、記録ヘッド4をクリーニングするクリーニング領域Cとされており、このクリーニング領域Cには、ノズル20内のインクを吸引するとともに記録ヘッド4のノズル20が形成されている面に付着しているインクを拭き取るメンテナンスユニット9が設けられている。
【0021】
また、インクジェットプリンタ1には、主走査方向Xと直交する副走査方向Yに記録媒体5を送るための搬送機構(図示しない)が設けられている。搬送機構は、画像記録時において、キャリッジ3の動作に合わせて、記録媒体5の搬送と停止とを繰り返して記録媒体5を間欠的に搬送する。
【0022】
記録ヘッド4は、図2に示すように、基板10を有しており、この基板10の一側には圧電素子11が設けられている。圧電素子11には、リード線12及び電極13を介して、圧電素子駆動回路14が接続されている。圧電素子11と対向する位置には流路板15が設けられており、これら圧電素子11と流路板15とによってインク流路16が形成されている。圧電素子11は、圧電素子駆動回路14によりパルス状信号電圧が印加されると膨張するようになっており、これにより、インク流路16が圧縮されるようになっている。流路板15の上面には、伝熱部材17を介してヒータ18が設けられており、このヒータ18にはヒータ電源19が接続されている。インク流路16の一端は、ノズル20に連通しており、他端は複数のインク流路16に共通の液室21に連通している。
【0023】
図3に示すように、キャリッジ3の背面側であって、記録ヘッド4よりも下方位置には、インクを一時的に貯留する中間タンク22が設けられており、この中間タンク22は、インク供給管23及びダンパー24を介して液室21に連通されている。
【0024】
また、キャリッジ3の背面側であって、記録ヘッド4よりも上方位置には、中間タンク22にインクを供給するインク供給部25が設けられており、このインク供給部25と中間タンク22とは、インク供給管29を介して連通されている。
【0025】
ここで、インク供給管23の長さL及び径dは、使用するインクの流速がVである場合に、
【0026】
(2500×d2)/L>V (1)
となるように設定されている。ここで、インクの流速Vは、所定の粘度のインクを記録ヘッドから1秒間に所定量吐出させた場合に生じる流れの速さである。また、インク供給管23の長さは、キャリッジ3の移動距離等の機構上の制約をより受けやすいため、インク供給管23の径を調整することにより、式1を満たすようにすることが好ましい。
【0027】
例えば、インクジェットプリンタ1の機構上、インク供給管23の長さが1m必要であり、インクの流速が0.0027m/sである場合は、インク供給管23の径は、3.3mm以上とする必要がある。
【0028】
式1は、密度が1010、粘度が30mPa・sのインクを使用する場合に、圧力損失が0.25以下となるようにインクの流速Vとインク供給管23の長さL及び径dとの関係を定めたものである。
【0029】
なお、本実施の形態で使用するインクは、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化型のインクである。紫外線硬化型のインクは、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、そ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り、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ほうが機能性、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。また、インクは、30℃における粘度が10〜500mPa・sであることが好ましい。
【0030】
また、インクジェットプリンタ1には、図4に示すように、圧電素子駆動回路14、ヒータ電源19、キャリッジ駆動回路26、搬送機構駆動回路27、及び紫外線照射装置電源28を制御する制御部29が設けられている。
【0031】
制御部29は、所定の画像信号に基づいて所要の圧電素子11に電圧を印加させるように圧電素子駆動回路14を制御するようになっている。
【0032】
また、制御部29は、ヒータ電源19を投入又は切断することにより、ヒータ18の温度を制御するようになっている。なお、インクを吐出させる際には、記録ヘッド4及びインクが30℃〜150℃となるように、ヒータ18を加熱することが、インクの吐出安定性の点で好ましい。また、紫外線硬化インクは、温度変動による粘度変動幅が大きく、粘度変動はそのまま液滴サイズ、液滴射出速度に大きく影響を与えるため、インク温度を上げながらその温度を一定に保つように、ヒータ電源19を制御することが必要である。
【0033】
また、上記圧電素子駆動回路14及びヒータ電源19の制御は、インクの性質を考慮して、ノズル20から吐出される1ドットのインク液滴量が2〜20plとなるように行われる。
【0034】
また、制御部29は、キャリッジ駆動回路26を制御するようになっており、このキャリッジ駆動回路26は、制御部29からの信号に基づいてキャリッジ3の駆動機構を動作させてキャリッジ3を主走査方向Xに往復移動させる。
【0035】
また、制御部29は、搬送機構駆動回路27を制御するようになっており、この搬送機構駆動回路27は、制御部29からの信号に基づいて搬送機構を動作させて記録媒体5を副走査方向Yに搬送させる。
【0036】
さらに、制御部29は、紫外線照射装置電源28を投入又は切断することにより紫外線光源の発光を制御するようになっている。
【0037】
なお、記録媒体5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、樹脂、金属、ガラス等の材質からなる記録媒体5が適用可能である。特に、本実施形態で用いられる記録媒体5としては、所謂軟包装に用いられる透明又は不透明な非吸収性の樹脂製フィルムを適用することができる。記録媒体5の形態としては、ロール状、カットシート状、板状等が適用可能である。
【0038】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0039】
所定の画像信号に基づいて制御部29により圧電素子駆動回路14が制御され、選択された所定の圧電素子11にリード線12及び電極13を介して電圧が印加される。圧電素子11に電圧が印加されると、圧電素子11は上方へ膨張し、これにより、インク流路16が圧縮されてインクがノズル20より吐出される。このとき、制御部29によりヒータ電源19が制御されることによって、インクは伝熱部材17及び流路板15を介してヒータ18により所定の温度に加熱されている。これにより、ノズル20からは、1ドットの液滴量が2〜20plとなるインクが吐出される。
【0040】
このとき、インク供給管23の圧力損失は0.25以下であるため、記録ヘッド4から所定量のインクが吐出されると、これに伴って、インク供給部25から、インク供給管23及び中間タンク22を介して、記録ヘッド4に対してインクが速度Vで供給される。したがって、インク供給部25から記録ヘッド4に対して、常に適量のインクが供給されることになる。
【0041】
また、インクが記録ヘッド4から吐出される際には、制御部29によりキャリッジ駆動回路26が制御されることによって、キャリッジ3の駆動機構が作動してキャリッジ3が記録媒体5の上方を主走査方向Xに往復移動しており、吐出されたインクが順次記録媒体5に着弾する。一方、制御部29により、キャリッジ3に設けられた紫外線照射装置6の電源が制御されることによって、紫外線照射装置6が紫外線を発生させながら、記録媒体5の上方を主走査方向Xに往復移動する。これにより、記録媒体5に着弾したインクに紫外線が照射され、インクが硬化する。
【0042】
そして、制御部29により搬送機構駆動回路27が制御されることによって、搬送機構が作動して記録媒体5が副走査方向Yに搬送され、画像が記録媒体5に記録される。
【0043】
以上より、本発明の実施の形態によれば、式(1)によりインク供給管23の長さL及び径dが構成されているので、圧送機構を設けなくても、記録ヘッド4に対して常に適量のインクが供給され、その結果、全てのノズル20から連続してインクを吐出させるような場合であっても、インクの吐出不良が生じることがなく、簡易な構成で、良好な画像を記録することができる。
【0044】
なお、本実施形態では、紫外線の被照射により硬化するインクを用いたが、必ずしもこれには限定されず、紫外線以外の光の被照射により硬化するものであってもよい。ここでいう「光」とは、広義の光であって、紫外線、電子線、X線、可視光線、赤外線等の電磁波を含むものである。すなわち、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てもよい。紫外線以外の光で硬化する光硬化型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。さらに、光を照射しなくても硬化するインクを適用してもよい。
【0045】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、インクの粘度μとの関係でインク供給管の長さL及び径dが構成させているため、圧送機構を設けなくても、記録ヘッドに対して常に適量のインクが供給され、その結果、全てのノズルから連続してインクを吐出させるような場合であっても、インクの吐出不良が生じることがなく、簡易な構成で、良好な画像を記録することができる。
【0046】
請求項2に記載の発明によれば、インクが30℃以上150℃以下に加熱されているため、所定の粘度のインクが円滑に記録ヘッドから吐出され、これに伴って、記録ヘッドに対して常に適量のインクが供給されるため、インクの吐出不良が生じることがなく、簡易な構成で、良好な画像を記録することができる。
【0047】
請求項3に記載の発明によれば、記録ヘッドに対して常に適量の紫外線硬化型インクが供給されるため、インクの吐出不良が生じることがなく、簡易な構成で、良好な画像を記録することができる。
【0048】
請求項4に記載の発明によれば、カチオン重合型インクは、低照度の紫外線で良好に硬化するため、より安価に、簡易な構成で、吐出不良のない良好な画像を記録することができる。
【0049】
請求項5に記載の発明によれば、インクを吸収しない記録媒体に対しても、簡易な構成で、吐出不良のない良好な画像を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるインクジェットプリンタの一実施形態の構成を示す図である。
【図2】本発明によるインクジェットプリンタの記録ヘッドの構成を示す図である。
【図3】本発明によるインクジェットプリンタの一実施形態の構成を示す図である。
【図4】本発明によるインクジェットプリンタの一実施形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
3 キャリッジ
4 記録ヘッド
22 中間タンク
23 インク供給管
25 インク供給部
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタに係り、特に高粘度のインクを使用して画像を形成するインクジェットプリンタに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、記録媒体にインクを吐出するノズルが設けられた記録ヘッドを有し、この記録ヘッドよりも上方位置にインクを供給するインク供給部を設けるとともに、記録ヘッドよりも下方位置にインク供給部から供給されるインクを一時的に貯留する中間タンクを設けて、中間タンクからインク供給管を介して、記録ヘッドに対してインクを供給するインクジェットプリンタが用いられている。このインクジェットプリンタでは、中間タンクが記録ヘッドよりも下方位置に設けられているため、ノズルのインクに対して負圧を与えている。
【0003】
従来のインクジェットプリンタでは、使用するインクの粘度や、1秒間に吐出するインクの量等に関わりなく、機構上の要請のみからインク供給管の長さや径が定められている。ところが、高粘度のインクを使用する場合には、インク供給管内の摩擦抵抗により圧力損失が生じるため、例えば、全てのノズルから連続してインクを吐出させるような場合に、記録ヘッドに対して適量のインクが供給されず、インクの吐出不良が生じることがある。そこで、記録ヘッドに対してインクを押し出すインク圧送機構が設けられインクジェットプリンタもある(例えば、特許文献1)。
【0004】
【特許文献1】
特許第2980476号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のインクジェットプリンタ(特許文献1)では、圧送機構が設けられているため、構成が煩雑になる上に、コストがかかるという問題があった。
【0006】
そこで、本発明は、簡易な構成で、安定した状態で中間タンクから記録ヘッドに対して高粘度のインクを供給され、良好な画像を記録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を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明によるインクジェットプリンタは、記録媒体にインクを吐出するノズルが設けられた記録ヘッドを有し、前記記録ヘッドよりも下方位置にインクを一時的に貯留する中間タンクを設け、前記中間タンクと前記記録ヘッドとの間に、前記インクを流通させるインク供給管を配設したインクジェットプリンタにおいて、前記インク供給管の長さL及び径dは、前記記録ヘッドから所定の粘度のインクを所定量吐出させることにより生じる前記インク供給管内のインクの流速がVである場合に、(2500×d2)/L>Vとなるように構成されることを特徴とする。
【0008】
請求項1に記載の発明によれば、記録ヘッドから所定の粘度のインクを所定量吐出させることにより生じるインクの流速Vとの関係においてインク供給管の長さL及び径dが設定されているため、インクがインク供給管を流通する際の圧力損失が抑えられ、記録ヘッドに対して常に適量のインクが供給される。
【0009】
また、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、前記記録ヘッドに、インクを加熱するヒータと、このヒータの温度を制御する制御部とを設け、前記制御部は、前記インクを30℃以上150℃以下に加熱するように前記ヒータを制御することを特徴とする。
【0010】
請求項2に記載の発明によれば、インクが30℃以上150℃以下に加熱されるため、インクが所定の粘度で円滑に記録ヘッドから吐出され、これに伴って、記録ヘッドに対して常に適量のインクが供給される。
【0011】
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記インクを紫外線硬化型インクとするとともに、前記紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線を照射する紫外線照射装置を設けたことを特徴とする。
【0012】
請求項3に記載の発明によれば、記録ヘッドに対して常に適量の紫外線硬化型インクが供給され、記録ヘッドから吐出される。吐出された紫外線硬化型インクは、紫外線が照射されることにより硬化する。
【0013】
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記記録媒体の種類は、前記紫外線硬化型インクは、カチオン重合型インクであることを特徴とする。
【0014】
請求項4に記載の発明によれば、記録ヘッドに対して常に適量のカチオン重合型インクが供給され、記録ヘッドから吐出される。カチオン重合型インクは酸素阻害作用をうけることがないため、低照度の紫外線で良好に硬化する。
【0015】
また、請求項5に記載の発明は、請求項3又は請求項4に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記記録媒体は、樹脂製フィルムや金属等のインクを吸収しない材質であることを特徴とする。
【0016】
本発明によれば、記録ヘッドに対して常に適量の紫外線硬化型インクが供給され、記録ヘッドから記録媒体に対して吐出される。この記録媒体が、インクを吸収しない材質であっても、吐出されたインクに紫外線を照射して硬化させることにより、画像が記録される。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図1から図4を参照して説明する。
【0018】
本実施形態によるインクジェットプリンタ1は、シリアルヘッド方式のインクジェットプリンタ1である。インクジェットプリンタ1は、図1に示すように、棒状のガイドレール2を有しており、このガイドレール2には、キャリッジ3が支持されている。このキャリッジ3は、図示しない駆動機構によって主走査方向Xをガイドレール2に沿って往復移動するようになっている。
【0019】
キャリッジ3には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色のインクを吐出するノズル20(図2参照)が設けられた記録ヘッド4が搭載されている。また、キャリッジ3の主走査方向Xにおける両側部には、ノズル20から記録媒体5に吐出されたインクに対して紫外線を照射する紫外線照射装置6が設けられている。
【0020】
キャリッジ3の移動可能範囲の中央部分は、記録媒体5に記録を行う記録領域Aとされており、この記録領域Aには、記録媒体5を非記録面から支持するプラテン7が設けられている。このプラテン7は、平板状の部材で構成されている。キャリッジ3の移動可能範囲であって記録領域Aの外側一端は、キャリッジ3の待機場所となるホームポジション領域Bとされており、ホームポジション領域Bには、待機時にノズル20内のインクの乾燥を防止する保湿ユニット8が設けられている。また、キャリッジ3の移動可能範囲であって記録領域Aの外側他端は、記録ヘッド4をクリーニングするクリーニング領域Cとされており、このクリーニング領域Cには、ノズル20内のインクを吸引するとともに記録ヘッド4のノズル20が形成されている面に付着しているインクを拭き取るメンテナンスユニット9が設けられている。
【0021】
また、インクジェットプリンタ1には、主走査方向Xと直交する副走査方向Yに記録媒体5を送るための搬送機構(図示しない)が設けられている。搬送機構は、画像記録時において、キャリッジ3の動作に合わせて、記録媒体5の搬送と停止とを繰り返して記録媒体5を間欠的に搬送する。
【0022】
記録ヘッド4は、図2に示すように、基板10を有しており、この基板10の一側には圧電素子11が設けられている。圧電素子11には、リード線12及び電極13を介して、圧電素子駆動回路14が接続されている。圧電素子11と対向する位置には流路板15が設けられており、これら圧電素子11と流路板15とによってインク流路16が形成されている。圧電素子11は、圧電素子駆動回路14によりパルス状信号電圧が印加されると膨張するようになっており、これにより、インク流路16が圧縮されるようになっている。流路板15の上面には、伝熱部材17を介してヒータ18が設けられており、このヒータ18にはヒータ電源19が接続されている。インク流路16の一端は、ノズル20に連通しており、他端は複数のインク流路16に共通の液室21に連通している。
【0023】
図3に示すように、キャリッジ3の背面側であって、記録ヘッド4よりも下方位置には、インクを一時的に貯留する中間タンク22が設けられており、この中間タンク22は、インク供給管23及びダンパー24を介して液室21に連通されている。
【0024】
また、キャリッジ3の背面側であって、記録ヘッド4よりも上方位置には、中間タンク22にインクを供給するインク供給部25が設けられており、このインク供給部25と中間タンク22とは、インク供給管29を介して連通されている。
【0025】
ここで、インク供給管23の長さL及び径dは、使用するインクの流速がVである場合に、
【0026】
(2500×d2)/L>V (1)
となるように設定されている。ここで、インクの流速Vは、所定の粘度のインクを記録ヘッドから1秒間に所定量吐出させた場合に生じる流れの速さである。また、インク供給管23の長さは、キャリッジ3の移動距離等の機構上の制約をより受けやすいため、インク供給管23の径を調整することにより、式1を満たすようにすることが好ましい。
【0027】
例えば、インクジェットプリンタ1の機構上、インク供給管23の長さが1m必要であり、インクの流速が0.0027m/sである場合は、インク供給管23の径は、3.3mm以上とする必要がある。
【0028】
式1は、密度が1010、粘度が30mPa・sのインクを使用する場合に、圧力損失が0.25以下となるようにインクの流速Vとインク供給管23の長さL及び径dとの関係を定めたものである。
【0029】
なお、本実施の形態で使用するインクは、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化型のインクである。紫外線硬化型のインクは、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、そ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り、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ほうが機能性、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。また、インクは、30℃における粘度が10〜500mPa・sであることが好ましい。
【0030】
また、インクジェットプリンタ1には、図4に示すように、圧電素子駆動回路14、ヒータ電源19、キャリッジ駆動回路26、搬送機構駆動回路27、及び紫外線照射装置電源28を制御する制御部29が設けられている。
【0031】
制御部29は、所定の画像信号に基づいて所要の圧電素子11に電圧を印加させるように圧電素子駆動回路14を制御するようになっている。
【0032】
また、制御部29は、ヒータ電源19を投入又は切断することにより、ヒータ18の温度を制御するようになっている。なお、インクを吐出させる際には、記録ヘッド4及びインクが30℃〜150℃となるように、ヒータ18を加熱することが、インクの吐出安定性の点で好ましい。また、紫外線硬化インクは、温度変動による粘度変動幅が大きく、粘度変動はそのまま液滴サイズ、液滴射出速度に大きく影響を与えるため、インク温度を上げながらその温度を一定に保つように、ヒータ電源19を制御することが必要である。
【0033】
また、上記圧電素子駆動回路14及びヒータ電源19の制御は、インクの性質を考慮して、ノズル20から吐出される1ドットのインク液滴量が2〜20plとなるように行われる。
【0034】
また、制御部29は、キャリッジ駆動回路26を制御するようになっており、このキャリッジ駆動回路26は、制御部29からの信号に基づいてキャリッジ3の駆動機構を動作させてキャリッジ3を主走査方向Xに往復移動させる。
【0035】
また、制御部29は、搬送機構駆動回路27を制御するようになっており、この搬送機構駆動回路27は、制御部29からの信号に基づいて搬送機構を動作させて記録媒体5を副走査方向Yに搬送させる。
【0036】
さらに、制御部29は、紫外線照射装置電源28を投入又は切断することにより紫外線光源の発光を制御するようになっている。
【0037】
なお、記録媒体5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、樹脂、金属、ガラス等の材質からなる記録媒体5が適用可能である。特に、本実施形態で用いられる記録媒体5としては、所謂軟包装に用いられる透明又は不透明な非吸収性の樹脂製フィルムを適用することができる。記録媒体5の形態としては、ロール状、カットシート状、板状等が適用可能である。
【0038】
次に、本実施形態の作用について説明する。
【0039】
所定の画像信号に基づいて制御部29により圧電素子駆動回路14が制御され、選択された所定の圧電素子11にリード線12及び電極13を介して電圧が印加される。圧電素子11に電圧が印加されると、圧電素子11は上方へ膨張し、これにより、インク流路16が圧縮されてインクがノズル20より吐出される。このとき、制御部29によりヒータ電源19が制御されることによって、インクは伝熱部材17及び流路板15を介してヒータ18により所定の温度に加熱されている。これにより、ノズル20からは、1ドットの液滴量が2〜20plとなるインクが吐出される。
【0040】
このとき、インク供給管23の圧力損失は0.25以下であるため、記録ヘッド4から所定量のインクが吐出されると、これに伴って、インク供給部25から、インク供給管23及び中間タンク22を介して、記録ヘッド4に対してインクが速度Vで供給される。したがって、インク供給部25から記録ヘッド4に対して、常に適量のインクが供給されることになる。
【0041】
また、インクが記録ヘッド4から吐出される際には、制御部29によりキャリッジ駆動回路26が制御されることによって、キャリッジ3の駆動機構が作動してキャリッジ3が記録媒体5の上方を主走査方向Xに往復移動しており、吐出されたインクが順次記録媒体5に着弾する。一方、制御部29により、キャリッジ3に設けられた紫外線照射装置6の電源が制御されることによって、紫外線照射装置6が紫外線を発生させながら、記録媒体5の上方を主走査方向Xに往復移動する。これにより、記録媒体5に着弾したインクに紫外線が照射され、インクが硬化する。
【0042】
そして、制御部29により搬送機構駆動回路27が制御されることによって、搬送機構が作動して記録媒体5が副走査方向Yに搬送され、画像が記録媒体5に記録される。
【0043】
以上より、本発明の実施の形態によれば、式(1)によりインク供給管23の長さL及び径dが構成されているので、圧送機構を設けなくても、記録ヘッド4に対して常に適量のインクが供給され、その結果、全てのノズル20から連続してインクを吐出させるような場合であっても、インクの吐出不良が生じることがなく、簡易な構成で、良好な画像を記録することができる。
【0044】
なお、本実施形態では、紫外線の被照射により硬化するインクを用いたが、必ずしもこれには限定されず、紫外線以外の光の被照射により硬化するものであってもよい。ここでいう「光」とは、広義の光であって、紫外線、電子線、X線、可視光線、赤外線等の電磁波を含むものである。すなわち、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てもよい。紫外線以外の光で硬化する光硬化型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。さらに、光を照射しなくても硬化するインクを適用してもよい。
【0045】
【発明の効果】
請求項1に記載の発明によれば、インクの粘度μとの関係でインク供給管の長さL及び径dが構成させているため、圧送機構を設けなくても、記録ヘッドに対して常に適量のインクが供給され、その結果、全てのノズルから連続してインクを吐出させるような場合であっても、インクの吐出不良が生じることがなく、簡易な構成で、良好な画像を記録することができる。
【0046】
請求項2に記載の発明によれば、インクが30℃以上150℃以下に加熱されているため、所定の粘度のインクが円滑に記録ヘッドから吐出され、これに伴って、記録ヘッドに対して常に適量のインクが供給されるため、インクの吐出不良が生じることがなく、簡易な構成で、良好な画像を記録することができる。
【0047】
請求項3に記載の発明によれば、記録ヘッドに対して常に適量の紫外線硬化型インクが供給されるため、インクの吐出不良が生じることがなく、簡易な構成で、良好な画像を記録することができる。
【0048】
請求項4に記載の発明によれば、カチオン重合型インクは、低照度の紫外線で良好に硬化するため、より安価に、簡易な構成で、吐出不良のない良好な画像を記録することができる。
【0049】
請求項5に記載の発明によれば、インクを吸収しない記録媒体に対しても、簡易な構成で、吐出不良のない良好な画像を記録することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるインクジェットプリンタの一実施形態の構成を示す図である。
【図2】本発明によるインクジェットプリンタの記録ヘッドの構成を示す図である。
【図3】本発明によるインクジェットプリンタの一実施形態の構成を示す図である。
【図4】本発明によるインクジェットプリンタの一実施形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
3 キャリッジ
4 記録ヘッド
22 中間タンク
23 インク供給管
25 インク供給部
Claims (5)
- 記録媒体にインクを吐出するノズルが設けられた記録ヘッドを有し、前記記録ヘッドよりも下方位置にインクを一時的に貯留する中間タンクを設け、前記中間タンクと前記記録ヘッドとの間に、前記インクを流通させるインク供給管を配設したインクジェットプリンタにおいて、前記インク供給管の長さL及び径dは、前記記録ヘッドから所定の粘度のインクを所定量吐出させることにより生じる前記インク供給管内のインクの流速がVである場合に、
(2500×d2)/L>V
となるように構成されることを特徴とするインクジェットプリンタ。 - 前記記録ヘッドに、インクを加熱するヒータと、このヒータの温度を制御する制御部とを設け、前記制御部は、前記インクを30℃以上150℃以下に加熱するように前記ヒータを制御す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。
- 前記インクを紫外線硬化型インクとするとともに、前記紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線を照射する紫外線照射装置を設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインクジェットプリンタ。
- 前記紫外線硬化型インクは、カチオン重合型インクであることを特徴とする請求項3に記載のインクジェットプリンタ。
- 前記記録媒体は、インクを吸収しない材質であることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のインクジェットプリンタ。
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2003
- 2003-01-28 JP JP2003018728A patent/JP2004230586A/ja active Pending
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