JP2005103871A

JP2005103871A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2005103871A
Application number: JP2003339077A
Authority: JP
Inventors: Masato Katada; 真人片田; Yutaka Shoji; 裕庄司; Hiroshi Takahagi; 浩高萩; Norimasa Kondo; 徳政近藤
Original assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Current assignee: Ricoh Printing Systems Ltd
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2005-04-21
Anticipated expiration: 2023-09-30
Also published as: JP4525036B2

Abstract

【課題】ライン方式のインクジェット記録装置において、安価な構成により高速印刷が可能なインクジェット記録を提供する。
【解決手段】インクジェット方式で記録を行うヘッド部と、前記ヘッド部を保持するとともに前記ヘッド部を移動させるキャリッジと、記録媒体を搬送する搬送手段と、前記インクを収納する可撓性を有する袋状のインクタンクと、前記インクタンクから前記ヘッド部へ前記インクを供給するインク流路の一部をなすとともに並列に分岐した複数のインク流路と、前記複数のインク流路を加熱する加熱手段からなり、前記キャリッジが所定の位置に移動して停止し、前記記録媒体への記録を行うインクジェット記録装置において、前記複数のインク流路を複数の層に分けて配列し、前記チューブの層と層の間に前記加熱手段を狭持する構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明はインクジェット記録装置のインク供給部に関するものである。

近年、インクジェット記録装置市場において、産業用途の要求が高まっている。産業用途においては、特に高速印刷が求められている。そのため、従来のシリアル方式のインクジェット記録装置では高速化に限界があり、ヘッド部を固定して用紙を高速で搬送して印刷するライン方式が有利である。

ライン方式のインクジェット記録装置は、用紙搬送方向の直交方向のノズル実装密度がそのまま印刷の解像度に反映する。よって、印刷の高精細化を図るためには、ヘッド部のノズルの実装密度を高める方法、あるいは複数のヘッド部を解像度分だけ用紙搬送方向の直交方向にずらして配置する方法がある。前者の場合高密度化には製作上の技術的な限界があるため、技術的には後者の方が容易である。

インクジェット記録装置において高速印刷を実現するためにはインクの速乾性が必須である。従来の水性インクは、用紙上で乾燥するまでに時間がかかり、印刷スループットに限界があった。これに対し近年、紫外線を照射すると瞬時に硬化することを特徴とする紫外線硬化型インクを用いたインクジェット記録装置の開発が行われ、水溶性染料を使用したもの等がある（例えば、特許文献１参照）。

紫外線硬化型インクは粘度の温度に対する変化が大きく、温度が上昇する程粘度が下がる性質がある。また、インクジェット方式のヘッド部はインク吐出特性がインクの粘度の影響を受け易く、印刷品質を一定に保つために、インクは常に所定の粘度に保つ必要がある。そのため、従来からインクを常温より高い温度で所望の粘度になるものを使用し、ヘッド部及びインク流路をその温度に維持するという方法（例えば、特許文献２参照）がある。

また、インクカートリッジからサブタンクユニットに複数本のインク供給チューブで供給する構成（例えば、特許文献３参照）が知られている。

特開平５−１８６７２５号公報特開２００２−２６４３６２号公報特開２０００−１５３６２２号公報

しかしながら、ライン方式のインクジェット記録装置においてさらなる高速印刷を実現するためには、インク供給部におけるヘッド部へのインク供給速度を高める必要があり、そのためにはインク流路内の圧力損失を低減することが必要となる。

その方法としてインク流路の径を大きくする方法があるが、インク流路内に発生した気泡が流れにくい問題があり、流路径の大きさには上限がある。さらに、インクの供給速度を高めるにはインク流路を複数に分岐してインク流路の断面積を増やす方法が必要となる。

その際、従来例のように、単に各インク分岐流路に加熱手段を設ける方法では加熱手段及び付随する制御回路がインク分岐流路の数だけ必要となり、均一な温度制御のために、別途センサ等で各インク流路温度を検出するなど、大幅なコスト高になる問題がある。さらに、コストを考え、従来のように単一の円筒形ヒータで複数のインク分岐流路を一纏めに包む構成とした場合、インク分岐流路が多本数（２０本など）となると、各インク分岐流路への均一な加熱が困難となり、さらに、ヒータとチューブが湾曲し難くなってしまう。それゆえに、インク流路と接続されたキャリッジ等への負荷が大きくなり、動きを阻害するなどの弊害も発生してしまう。

本発明は上記の問題点を解決するもので、その目的とするところはライン方式のインクジェット記録装置において安価な構成により印刷の高速化が実現可能なインクジェット記録を提供することである。

このため本発明では、インクジェット方式で記録媒体に記録を行うヘッド部と、前記ヘッド部を保持すると共に前記ヘッド部を移動させるキャリッジと、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、インクを収納する可撓性を有する袋状のインクタンクと、前記インクタンクから前記ヘッド部へ前記インクを供給するインク流路の少なくとも一部をなすとともに並列に分岐した複数の分岐流路と、前記複数の分岐流路を加熱する加熱手段とを有するインクジェット記録装置において、前記複数の分岐流路を、２層以上に分けて配列し、前記複数の分岐流路の層と層との間に、前記加熱手段を狭持する構成とすることを特徴とする。

また、前記加熱手段は、前記複数の分岐流路の層に倣って湾曲可能なように柔軟性を有する素材で形成されることを特徴とする。

本発明によれば、紫外線硬化型インクを用いるライン方式のインクジェット記録装置において、インク流路を分岐し、分岐したインク流路を複数の層に配列し、その層と層の間に加熱手段を狭持することにより、安価な構成により高速印刷を実現可能なインクジェット記録を提供することができる。

以下、本発明の実施例について図を参考にしながら説明する。

図１は、本発明における第１の実施例の構成を示す図である。

１ａ〜１ｈはインクジェット方式により鉛直下向きにインクを吐出するヘッド部である。

以降、本実施例はヘッド部１を８個使用する場合について説明するが、ヘッド部１の使用数はこれに限定されるものではない。

２は記録媒体、３はヘッド部を保持するとともに、非印刷時には、記録媒体搬送方向の直交方向にあたる矢印Ａ方向に移動させるキャリッジである。４は着脱自在で可撓性を有する袋からなるメインインクタンク、５は可撓性を有する袋からなるサブインクタンクであって、ヘッド部１ａ〜１ｈの図示しないノズル面に対し、サブインクタンクの上面が所定距離だけ鉛直下方となる位置に設置される。

さらに、メインインクタンク４はサブインクタンク５より鉛直上方に設け、水頭差にてサブインクタンク５にインクを供給するものである。６は分岐マニホールド、７はメインインクタンク４及びサブインクタンク５及び分岐マニホールド６間を繋ぐ第一インク流路であり、金属管からなる第一インク流路７の途中に開閉弁８，９が設けられている。１０ａ〜１０ｈは第二インク流路であり、分岐マニホールド６からキャリッジ３に保持されている中間マニホールド１１の間を繋いでいる。

なお、中間マニホールド１１は入口と出口が１：１対応になっている。第二インク流路１０ａ〜１０ｈは柔軟性を有する樹脂材からなり、自在に湾曲することによりキャリッジ３の移動を可能にする。

反面、キャリッジ３の移動範囲にしたがい、第二インク流路１０は長くならざるを得ず、高速印刷をするうえで流路内の圧力損失増加によるインク供給量不足の原因となる。さらに、１２ａ〜１２ｈは第三インク流路であり、中間マニホールド１１からキャリッジ３に保持されている合流マニホールド１３の間を繋いでいる。

本実施例においては、流路の断面積を増やすことにより圧力損失を低減することを目的として、第二インク流路１０及び第三インク流路１２を８本に分岐する形態について説明するが、第二インク流路１０及び第三インク流路１２の分岐数はこれに限定されるものではない。

なお、合流マニホールド１３内は共通のインク室が形成され、第三インク流路１２ａ〜１２ｈから入ったインクは一度合流マニホールド１３内で合流し、第四インク流路１４ａ〜１４ｈに分配されてヘッド部１ａ〜１ｈに接続する。

記録動作について説明すれば、キャリッジ３が所定の記録位置に移動し、ヘッド部１が常時停止した状態で、連続的に搬送される記録媒体２に記録を行う。その際の各開閉弁の動作について説明すれば、開閉弁８を閉状態とし、開閉弁９を開弁状態とすることでサブインクタンク５とヘッド部１ａ〜１ｈ間のインク流路が連通し、サブインクタンク５からヘッド１ａ〜１ｈへインクを供給する。

なお、キャリッジ３の移動により、パージ等のヘッド保全作業時に保全エリア１５へ移動することが可能となる。

記録後にサブインクタンク５にインクを所定量まで供給する。その際の各開閉弁の動作について説明すれば、開閉弁８を開弁状態とし、開閉弁９を閉弁状態とすることでメインインクタンク４とサブインクタンク５間のインク流路が連通し、水等差によりサブインクタンク５へのインク供給が行われる。

本実施例において、使用するインクは紫外線硬化型インクであり、常温より高い温度で所望の粘度となるようなインクの組成とする。

各ヘッド部１ａ〜１ｈは、ヘッド加熱手段１６ａ〜１６ｈを具備し、ヘッド部１ａ〜１ｈ内のインクを所定の粘度に保持するため、所定の温度に保持制御し、吐出の安定化を可能にする。

また、１７はサブタンク加熱手段、１８は分岐マニホールド加熱手段、１９は中間マニホールド加熱手段、２０は合流マニホールド加熱手段、２１は第二インク流路加熱手段であって、それそれ所定温度に加熱し保持することで、インクの粘度が低下し、流路内の圧力損失を低減することを可能にする。

なお、図２により、第二インク流路加熱手段２１の設置方法について説明すれば、インク流路を１０ａ〜１０ｄを１層目として並べ、インク流路１０ｅ〜１０ｈを２層目として並べ、層と層の間に加熱手段２１を狭持するように設けている。

以上説明したように、本発明によれば、第二インク流路加熱手段２１とそれに付随する図示しない温度制御手段にて８本のインク流路を同時に加熱することが可能である。また、第二インク流路加熱手段２１は、表面のほぼ全面を第二インク流路１０ａ〜１０ｈで覆われるため、発生させる熱を他に逃がすことなく各インク流路へ加えることが可能である。そのため、単層のインク流路の片面にヒータを貼り付ける構成よりも、ヒータの熱効率に優れる。

なお、本発明では、第２インク流路を２層としたが、インク流路の本数で適宜複数層としてもよい。

また、使用するインクの種類に応じて、図２のように各インク流路１０ａ〜１０ｈを断熱材で覆わずにインク流路内部への視認性を確保する構成としてもよいし、一方、図２の各インク流路を断熱材で覆う構成（図示せず）としてもよい。

本発明を実現する記録装置の実施例を示す図である。本発明の、インク流路の層間に加熱手段を挟む構成の模式図である。

符号の説明

１ａ〜１ｈはヘッド部、２は記録媒体、３はキャリッジ、４はメインインクタンク、５はサブインクタンク、６は分岐マニホールド、７は第一インク流路、８は開閉弁、９は開閉弁、１０ａ〜１０ｈは第二インク流路、１１は中間マニホールド、１２ａ〜１２ｈは第三インク流路、１３は合流マニホールド、１４は第四インク流路、１５は保全エリア、１６ａ〜１６ｈはヘッド加熱手段、１７はサブインクタンク加熱手段、１８は分岐マニホールド加熱手段、１９は中間マニホールド加熱手段、２０は合流マニホールド加熱手段、２１は第二インク流路加熱手段である。

Claims

インクジェット方式で記録媒体に記録を行うヘッド部と、前記ヘッド部を保持すると共に前記ヘッド部を移動させるキャリッジと、前記記録媒体を搬送する搬送手段と、インクを収納する可撓性を有する袋状のインクタンクと、前記インクタンクから前記ヘッド部へ前記インクを供給するインク流路の少なくとも一部をなすとともに並列に分岐した複数の分岐流路と、前記複数の分岐流路を加熱する加熱手段とを有するインクジェット記録装置において、
前記複数の分岐流路を、２層以上に分けて配列し、前記複数の分岐流路の層と層との間に、前記加熱手段を狭持する構成とすることを特徴とするインクジェット記録装置。
前記加熱手段は、前記複数の分岐流路の層に倣って湾曲可能なように柔軟性を有する素材で形成されることを特徴とする、請求項１記載のインクジェット記録装置。