JP2005297320A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】インクタンク内部のインクに影響を及ぼすことなく、インクの残量やインクの種類を検知することのできるインクジェットプリンタを提供する。
【解決手段】紫外線によって硬化する紫外線硬化型インクを貯留するメインタンク９と、インクを吐出する記録ヘッド６と、メインタンク９から記録ヘッド６にインクを供給するインク供給管８ａ，８ｂとを備えてなるインクジェットプリンタであって、メインタンク９及びインク供給管８ａ，８ｂを光を透過しない材料によって形成するとともに、インク供給管８ａ，８ｂの途中であってメインタンク９の近傍に紫外線を透過し難い材料によって形成された透明又は半透明の内部観察窓１１を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェットプリンタに係り、特に、紫外線硬化型インクを用いて画像記録を行うインクジェットプリンタに関するものである。

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、インクジェットプリンタが知られている。インクジェットプリンタは、記録ヘッドの記録媒体に対向する面に設けられた吐出口からインクを吐出して記録媒体上に着弾、定着させることにより記録媒体に画像を記録するものであり、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型インクを用いたインクジェットプリンタが知られており、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。

このようなインクジェットプリンタには、一般にインクを吐出する記録ヘッドにインクが送られる前にインクを貯留しておくインクタンクが設けられているが、インクタンク内に貯留されるインクの量は画像記録動作を繰り返すのに伴って減少していく。このため、画像記録動作を円滑に行うためには、インクタンク内のインクがなくなっていないかを把握してインクがなくなったときは適宜インクの補充を行うことが必要となる。そこで、インクタンクの内容量を判断できるように、インクタンクを透明又は半透明の材料によって形成し、目視又はセンサ等の検知手段によって、インクタンク内のインク量を検知することができるようにすることが考えられる。このようにインクタンクを透明又は半透明にすることによってインクタンク内のインクの種類も目視等により確認することができる。

しかし、紫外線等に反応して硬化する紫外線硬化型インクを画像記録に用いる場合に、インクタンクを透明又は半透明にすると、外部からの紫外線がインクタンクを透過して内部に貯留されているインクが硬化したり、インクの品質が劣化することが起こり得る。そこで、インクタンクを可視光は透過させるとともに紫外線の透過量を減少させることができるようにサリチル酸系、シアノアクリレート系等の紫外線吸収剤を添加したポリプロピレン等によって形成し、インクタンク内のインクに紫外線が照射されないようにしながらインク残量やインクの種類を検知できるようにすることが行われている（例えば特許文献１参照）。
特開２００１−６３０９９号公報

しかしながら、このようにインクタンクを形成する材料に紫外線吸収剤を添加してインクタンクを可視光は透過しつつ紫外線は減光できるようにする場合にはインクタンクの生産工程が複雑化し、生産コストが高くなるという問題がある。

また、この場合、インクタンク内部を目視で確認できるようにしているため、完全に遮光することは困難である。そのため、長期間にわたってインクタンクが外光に晒される状態に置かれた場合にはインクタンク内部のインクの硬化、品質の劣化等を生じるとの問題もある。

そこで、本発明は以上のような課題を解決すべくなされたものであり、インクタンク内部のインクに影響を及ぼすことなく、インクの残量やインクの種類を検知することの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ものである。

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プリンタは、紫外線によって硬化する紫外線硬化型インクを貯留するインクタンクと、前記紫外線硬化型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紫外線硬化型インクを供給するインク供給管とを備えてなるインクジェットプリンタであって、
前記インクタンク及び前記インク供給管を光を透過しない材料によって形成するとともに、前記インク供給管の途中であって前記インクタンクの近傍に紫外線を透過し難い材料によって形成された透明又は半透明の内部観察窓を設けたことを特徴としている。

このような構成を有する請求項１に記載の発明は、インクタンクとインク供給管を光を透過しない材料によって形成し画像記録前にインクに対して紫外線等の光が照射されないようにするとともに、インク供給管に設けられた内部観察窓からインク供給管内のインクの液面を確認することができるようになっている。

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プリンタにおいて、前記内部観察窓は、前記紫外線硬化型インクに接する内層と、紫外線を透過し難い材料によって形成された外層とからなる多層構造を有し、前記内層を形成する材料は、前記紫外線硬化型インクに対して耐腐食性を有することを特徴としている。

このような構成を有する請求項２に記載の発明は、内部観察窓の内層を紫外線硬化型インクに対して耐腐食性を有する材料によって形成しているので、紫外線硬化型インクが内部観察窓の外層に直接接触することがないようになっている。

請求項１に記載された発明によれば、インク供給管の途中に紫外線を透過し難い材料によって内部観察窓を形成しこの内部観察窓からインク供給管内のインクの液面やインクの色等を確認することができるので、インクタンク内のインクが使い尽くされてインク供給管の内部観察窓の設けられた位置までインクの液面が下がると目視等によって簡易に検知することができ、また、インクの種類も容易に確認することができる。

また、このようにインクの残量をインク供給管に設けられた内部観察窓から確認できるので、インクタンクとインク供給管を紫外線、可視光等の光を全く透過しない材料によって形成することができる。これにより、インクタンクを紫外線吸収剤を添加した材料によって形成する場合と比較してインクタンクの生産コストを削減することができるとともに、画像記録前のインクに紫外線等の光が照射されることを確実に防止することが可能となり、紫外線硬化型のインクがインクタンクの内部で硬化したり、インクの品質が劣化することがないという効果を奏する。

請求項２に記載された発明によれば、内部観察窓は紫外線を透過し難いアクリル等の材料で形成された外層と紫外線硬化型インクに対して耐腐食性を有する材料によって形成された内層からなる多層構造としているので、紫外線硬化型インクが内部観察窓の外層に直接接触することがなく、内部観察窓を構成する材料としてアクリル等の紫外線硬化型インクによって腐蝕しやすい材料を用いた場合でも内部観察窓が紫外線硬化型インクによって腐蝕することがなく内部観察窓を通して簡易にインクの液面を確認することができるという効果を奏する。

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プリンタの一実施形態について説明する。

まず、図１に示すように、本実施形態において、インクジェットプリンタはシリアルプリント方式によるインクジェットプリンタであり、このインクジェットプリンタには、平板状に形成され記録媒体Ｐを非記録面から支持するプラテン１が設けられている。プラテン１の上流側及び下流側にはそれぞれ記録媒体Ｐをプラテン１とほぼ同じ高さに維持しつつ搬送する搬送ローラ２，３が回転自在に設けられており、記録媒体Ｐは、図示しない駆動機構により搬送ローラ２，３が回転することによりプラテン１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。

プラテン１の上方には、記録媒体Ｐ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４が設けられている。このガイドレール４にはキャリッジ５が支持されており、このキャリッジ５は、図示しない駆動機構によりガイドレール４に沿って主走査方向に往復移動するようになっている。

キャリッジ５には、本実施形態におけるインクジェットプリンタで使用される各色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））に対応した４つの記録ヘッド６が搭載されている。記録ヘッド６の記録媒体Ｐに対向する面にはインク吐出口（図示せず）が複数設けられており、各記録ヘッド６はインク吐出口からそれぞれインクを吐出させるようになっている。なお、インクジェットプリンタで使用されるインクはこれに限定されず、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がキャリッジに搭載される。

ここで、本実施形態で使用されるインクは、紫外線を照射することによって硬化する紫外線硬化型インクである。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、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。

前記キャリッジ５の上には、紫外線を照射する紫外線照射装置（図示せず）が設けられており、記録媒体Ｐに着弾したインクに対して紫外線を照射するようになっている。インクは、紫外線照射装置から紫外線が照射されることによって硬化し、記録媒体Ｐ上に定着するようになっている。なお、紫外線照射装置に設けられる紫外線光源（図示せず）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）等が適用可能である。

また、各記録ヘッド６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蔵する中間タンク７が、それぞれインク供給管８ａを介して連結されている。また、各中間タンク７はそれぞれインク供給管８ｂを介してそれぞれ各色のインクを貯留するインクタンクであるメインタンク９と連結されている。

インク供給管８ａ，８ｂは、例えば、樹脂等の可撓性を有する材料で形成されており、キャリッジの動きに応じて変形自在となっている。なお、インク供給管８ａ，８ｂは、インクに外部からの紫外線を透過し難いように、例えば、黒色等の濃色の材料によって形成されている。また、本実施形態で使用される紫外線硬化型インクはモノマーを含有しているが、このモノマーには、アクリル等の樹脂を溶解させる性質を有するものが存する。このため、インク供給管８ａ，８ｂを形成する材料としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等の紫外線硬化型インクに対して耐腐食性を有する材料が好適に用いられる。

また、インク供給管８ｂの一端部には、メインタンク９と接続される供給管側接続部１０が設けられている。

インク供給管８ｂの途中であって供給管側接続部１０の近傍には、インク供給管８ｂ内に存するインクを確認するための内部観察窓１１が設けられている。図２に示すように、内部観察窓１１は、外層１２と内層１３とからなる多層構造の短い管であり、管の両端をそれぞれインク供給管８ｂに挿入することによりインク供給管８ｂの途中に接合されている。なお、内部観察窓１１はインク供給管８ｂとの間からインク漏れが生じないように接合されていればよく、接合の仕方はここに例示したものに限定されない。

内部観察窓の外層１２は、例えば、アクリル樹脂等によって形成されており、可視光は透過するとともに、紫外線はほとんど透過しないようになっている。他方、内層１３は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）等の紫外線硬化型インクに対して耐腐食性を有する材料によって形成されている。内層１３を構成する材料は、可視光の透過を妨げないようにするため、インク供給管８ｂを構成しているものより色も薄く、厚さも、例えばｔ＝０．２〜０．５程度の薄いものが用いられる。なお、可視光を透過させるものであれば、色又は厚さの何れかが薄いものであってもよい。アクリル樹脂等は紫外線を透過し難い一方で紫外線硬化型インクに含まれるモノマーによって腐蝕しやすいという性質があるが、このように、アクリル樹脂等で形成された外層１２に紫外線硬化インクに対して耐腐食性を有する材料で形成された内層１３を重ねた多層構造とすることによって腐蝕を防止しながらインク供給管８ｂ内部のインクを外部から確認することができるようになっている。

次に、メインタンク９は、大容量のインクを貯留し得るインク貯留部１４と、このインク貯留部１４と前記インク供給管８ｂとを接続する貯留側接続部１５を有している。インク供給管８ｂの供給管側接続部１０とインク貯留部１４の貯留部側接続部１５とが接続されることにより、メインタンク９とインク供給管８ｂとが接続されて、各メインタンク９のインク貯留部１４内に貯留されているインクがインク供給管８ｂを介して中間タンク７に供給され、一旦中間タンク７内に貯留された後、各記録ヘッド６に供給されるようになっている。インク貯留部１４は、例えば、樹脂等の柔軟性のある材料で形成されており、内部のインクが消費されるに伴い容量が縮小するようになっている。また、インク貯留部１４は紫外線を全く透過しない濃色の樹脂等で形成されており、内部に貯留されたインクに外部から紫外線が照射されることがないようになっている。なお、メインタンク９を紫外線等を遮光するカバーで覆う等により紫外線等がメインタンク９内部のインクに照射されないようにしてもよい。

さらに、メインタンク９の底部に接して、インク量検知手段としての重量センサ（図示せず）が設けられている。重量センサはメインタンク９の重量変化を検知することによりメインタンク９のインク貯留部１４内に貯留されているインク量を検知することができるようになっている。

次に、本実施形態の作用について説明する。

インクジェットプリンタの電源がＯＮとなると、インクジェットプリンタの各部に対して給電が行われ、記録ヘッド６を搭載したキャリッジ５がプラテン１の上方に移動する。

キャリッジ５が所定の位置に到達すると、搬送ローラ２，３によって記録媒体Ｐが搬送方向Ｘに搬送され、同時にキャリッジ５が主走査方向に沿って往復移動する。この際、記録ヘッド６のインク吐出口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。これと同時に、紫外線照射装置の紫外線光源が点灯し、記録媒体Ｐ上に吐出されたインクに対して紫外線が照射され、これによってインクが硬化定着して記録媒体Ｐの記録面上に画像が記録される。

画像記録動作中、記録ヘッド６には随時各中間タンク７からインクが供給されており、各中間タンク７内に貯留するインクの量が減少した場合には、随時それぞれに対応する各メインタンク９からインクが供給される。

メインタンク９の重量変化は随時重量センサによって検知されており、これによりインク貯留部１４内に貯留されているインク量が把握される。また、インク貯留部１４内のインク残量がなくなり、インクの液面がインク供給管８ｂに設けられた内部観察窓１１の位置まで下がると、ユーザはメインタンク９内のインクの残量がないことを目視にて確認することができ、必要に応じてインクの補給を行う。その際、内部観察窓１１からインクの色等を確認することにより、ユーザは補給の必要なインクを判断し、適切なインクを選択して補給する。

以上より、本実施形態よれば、インクの残量やインクの種類をインク供給管８ｂの途中に設けられた内部観察窓１１から確認することができるので、メインタンク９及びインク供給管８ａ，８ｂ自体は紫外線を透過しないように形成することができ、メインタンク９又はインク供給管８ａ，８ｂ内でインクが紫外線の照射を受けて硬化したり品質が劣化したりすることがない。

また、内部観察窓１１からインクの液面の位置や色等を簡易かつ正確に確認することができるので、インクの補給時期を適切に把握することができるとともに、ユーザが誤って異なる色のインクを補給する等のミスを防止することができる。

なお、本実施形態においては内部観察窓１１をインク供給管８ｂの途中に透明又は半透明の管を接合し、この管の部分からインク供給管８ｂの内部を目視できるような構成としたが、内部観察窓１１の構成はこれに限定されない。例えば、インク供給管８ｂの一部にインク供給管８ｂの内部を目視できる程度の寸法を有する切り欠き部を形成し、この切り欠き部分にアクリル樹脂等によって形成された部材をはめ込むことによって内部観察窓１１を構成してもよい。

また、本実施形態では、内部観察窓１１をインク供給管８ｂの途中であって供給管側接続部１０の近傍に設けるものとしたが、内部観察窓１１を設ける位置は、これに限定されない。メインタンク９内のインク残量がなくなったことを早期に検知し得るようにメインタンク９の近傍に設けられていればよく、例えば、供給管側接続部１０等の一部を可視光は透過するが紫外線は透過しない材料によって形成し、ここから内部を観察できるようにしてもよい。

また、本実施形態では、内部観察窓１１をアクリル樹脂等によって形成される外層１２とポリプロピレン等によって形成される内層１３とからなる多層構造のものとしたが、内部観察窓１１の構成はこれに限定されず、樹脂を腐蝕させる性質を有しないインクを用いて画像記録を行うものである場合には、内部観察窓１１を紫外線を透過させないアクリル樹脂等のみで構成してもよい。さらに、内部観察窓１１を形成する材料として紫外線の透過を妨げるコーティングを施したガラスや、例えば、ポリプロピレンやポリエチレン等の紫外線硬化型インクに対して耐腐食性を有する樹脂に紫外線の透過を妨げるコーティングを施したもの等を用いるようにしてもよい。

また、本実施形態においては、内部観察窓１１から目視にてインクの液面を確認できるようにしたが、例えば、内部観察窓１１の両側に赤外線などの光を発する発光素子を内蔵する発光器と発光器から発せられた光を感知する受光素子を内蔵する受光器とからなる光センサを設けてインクの液面を確認するようにしてもよい。すなわち、インクの液面がセンサの設置位置より上である場合には発光器から照射された光がインクによって遮られ受光器によって受光されないが、液面がセンサの設置位置より下がると発光器から照射された光を受光器によって受光される。これによってインクの液面を検知するようにしてもよい。なお、内部観察窓に設けるセンサはインクの液面を検知し得るものであれば足り、ここに例示した光センサに限定されない。

また、本実施形態においては、メインタンク９のインク量を検知するための重量センサをメインタンク９の底面に接するように設けるものとしたが、センサを設ける位置はこれに限定されない。また、重量センサを設けずに、内部観察窓１１からのインク液面の検知によってインクの残量が十分か否かを判断するようにしてもよい。

なお、本実施形態ではメインタンク９と記録ヘッド６との間に中間タンク７を設けるものとしたが、中間タンク７を設けずに、例えば、ダンパ等の機構を設け、記録ヘッド６に流入するインク量や、インクにかかる負圧を調整するようにしてもよい。

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。本実施形態によれば、インクを貯留するメインタンク９とインクをメインタンク９から記録ヘッド６に導くインク供給管８ａ，８ｂの内部観察窓１１以外の部分を光を透過させない遮光性のある材料によって形成するので、このような紫外線以外の種々の光によって硬化し、又は光が照射されることによって品質が劣化するようなインクを用いた場合でも、画像記録前のインクに影響を与えることがない。なお、このように紫外線以外の特定の光で硬化する光硬化型のインクを用いる場合は、内部観察窓１１をこれら特定の光を透過し難い材料によって形成する。

また、本実施形態においてインクジェットプリンタは、キャリッジ５に搭載された記録ヘッド６を主走査方向に往復移動させるとともに、記録媒体Ｐを搬送方向Ｘに搬送させながら、記録ヘッド６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プリンタとしたが、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プリンタとしてもよい。

また、本実施形態に用いられる記録媒体Ｐは、通常のインクジェットプリンタに適用される普通紙，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が適用可能である。また、記録媒体Ｐ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。

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。

本実施形態におけるインクジェットプリンタの一実施形態の要部構成を示した側面図である。 本実施形態における内部観察窓の一実施形態を示した断面図である。

符号の説明

６ 記録ヘッド
８ａ，８ｂ インク供給管
９ メインタンク
１１ 内部観察窓
１２ 外層
１３ 内層
１４ インク貯留部

Claims (2)

1. 紫外線によって硬化する紫外線硬化型インクを貯留するインクタンクと、前記紫外線硬化型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紫外線硬化型インクを供給するインク供給管とを備えてなるインクジェットプリンタであって、
   前記インクタンク及び前記インク供給管を光を透過しない材料によって形成するとともに、前記インク供給管の途中であって前記インクタンクの近傍に紫外線を透過し難い材料によって形成された透明又は半透明の内部観察窓を設けたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記内部観察窓は、前記紫外線硬化型インクに接する内層と、紫外線を透過し難い材料によって形成された外層とからなる多層構造を有し、前記内層を形成する材料は、前記紫外線硬化型インクに対して耐腐食性を有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。

Images