JP2011068009A - 吐出液攪拌機構および吐出液攪拌機構を備えるインクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構成でありながら吐出液中の粒子成分等の沈降を防止することが可能な吐出液攪拌機構および吐出液攪拌機構を備えるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】 記録材料とインクジェットヘッド１００とを相対的に移動させることにより、記録材料に吐出液を吐出するインクジェット記録装置における、吐出液攪拌機構であって、可撓性部材から成るメインタンク８０と、メインタンク８０を支持する載置テーブル８１と、メインタンク８０と載置テーブル８１との間に圧縮気体を流入させるためのノズル８３と、可撓性部材から成る複数のサブタンク９０と、サブタンク９０を支持する複数の板状体９１と、サブタンク９０と板状体９１との間に圧縮気体を流入させるためのノズル９３と、メインタンク８０とサブタンク９０とを連結する管路８６と、サブタンク９０とインクジェットヘッド１００とを連結する管路９６とを備える。
【選択図】 図２

Description

この発明は、インクジェット方式で記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置における吐出液攪拌機構および吐出液攪拌機構を備えるインクジェット記録装置に関する。

このようなインクジェット記録装置においては、記録媒体に画像等を記録するための吐出液として、顔料インクや、ＵＶ硬化性樹脂、あるいは、硬化促進剤等が混入されたＵＶ（Ｕｌｔｒａｖｉｏｒｅｔ）インクが使用されている。なお、ＵＶインクは、記録媒体にインクが吐出された直後にＵＶランプから紫外線を照射されることにより硬化する。このため、このようなＵＶインクを使用することにより、普通の紙だけでなく、インクを吸収しない樹脂製フィルム等に対しても、適正な印刷を実行することが可能となる。

ところで、このようなＵＶインクでは、色材としての顔料や特殊な光沢を出すための金属粒子、その他の含有粒子等が、インクタンクの内部やインク供給路において沈降するという問題がある。そして、インクタンクの内部でのこれらの粒子の濃度分布が不均一となると、印刷精度が損なわれる原因となるばかりでなく、インクジェット記録装置を一定期間以上使用しなかった場合には、インクジェットヘッドにおける吐出不良の原因となる可能性がある。

このため、特許文献１に記載のインクジェット記録装置は、メインタンクとサブタンクを備え、ポンプを用いてそれらを接続している管路にインクを循環させることにより、インク内の含有粒子等の沈降を防止している。

特開２００６−３２７０４８号公報

しかしながら、一般にＵＶインクに含有されるＵＶ硬化型樹脂は、腐食性が高い。このため、上述した特許文献１に記載の構成を採用した場合には、耐腐食性がある高価なポンプを使用する必要があり、装置全体の価格が高くなるという問題が生じる。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ポンプによりインクを循環させることなく、簡易な構成でありながら吐出液中の粒子成分等の沈降を防止することが可能な吐出液攪拌機構および吐出液攪拌機構を備え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。

請求項１に記載の発明は、記録材料とインクジェットヘッドとを相対的に移動させることにより、記録材料に吐出液を吐出するインクジェット記録装置における、吐出液攪拌機構であって、可撓性の吐出液容器と、前記吐出液容器を支持する支持部材と、前記吐出液容器と前記支持部材との間に圧縮気体を流入させるための気体供給手段と、を備え、前記気体供給機構により供給された圧縮気体の気流により、前記吐出液容器を振動させて吐出液を攪拌することを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記気体供給手段は、前記インクジェットヘッドによる吐出液の吐出が行われていないときに前記吐出液容器へ圧縮気体を間欠的に供給する。

請求項３に記載の発明は、記録材料とインクジェットヘッドとを相対的に移動させることにより、記録材料に吐出液を吐出するインクジェット記録装置における、吐出液攪拌機構であって、可撓性部材から成るメインタンクと、前記メインタンクを支持する第１支持部材と、前記メインタンクと前記第１支持部材との間に圧縮気体を流入させるための第１気体供給手段と、可撓性部材から成る複数のサブタンクと、前記サブタンクを支持する複数の第２支持部材と、前記サブタンクと前記第２支持部材との間に圧縮気体を流入させるための第２気体供給手段と、前記メインタンクと前記サブタンクとを連結する第１管路と、前記サブタンクと前記インクジェットヘッドとを連結する第２管路と、を備え、前記第１気体供給管手段および前記第２気体供給手段は、前記メインタンクおよび前記サブタンクのそれぞれに圧縮気体を供給することにより、前記メインタンクと前記サブタンクを各々振動させて吐出液を攪拌することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記第１気体供給手段および前記第２気体供給手段は、前記インクジェットヘッドによる吐出液の吐出が行われていないときに前記メインタンクおよび前記サブタンクへの圧縮気体の供給を間欠的に行う。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記第１支持部材は、略水平方向を向く載置テーブルであり、前記メインタンクは、前記載置テーブル上に載置される。

請求項６に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記第２支持部材は、略鉛直方向を向く板状体であり、前記サブタンクは、前記板状体に貼設される。

請求項７に記載の発明は、記録材料とインクジェットヘッドとを相対的に移動させることにより、記録材料に吐出液を吐出するインクジェット記録装置であって、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の吐出液攪拌機構を備える。

請求項１乃至請求項７に記載の発明によれば、気体供給機構により供給された圧縮気体の気流により、吐出液容器を振動させることから、簡易な構成でありながら、その内部に貯留された吐出液を攪拌することが可能となる。

請求項２および請求項４に記載の発明によれば、インクジェットヘッドによる吐出液の吐出が行われていないときに間欠的に圧縮気体を供給することから、圧縮気体を供給しているときの吐出液容器の振動の影響をインクジェットヘッドに与えることを防止し、印刷精度を高精度に保つことが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、メインタンクとサブタンクを備えることから、メインタンクの液量変動の影響を受けにくく、吐出量を一定に保つことができるとともに、メインタンクを交換することにより、吐出液の補充が清潔かつ容易に行うことが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、載置テーブルとそこに載置されたメインタンクとの間に圧縮気体を流入させることにより、メインタンクでの吐出液の攪拌を効率よく行うことが可能となる。

請求項６に記載の発明によれば、サブタンクを略鉛直方向に列設することにより、狭い
スペースでも複数のサブタンクを配設することが可能となる。

この発明に係るインクジェット記録装置の側面概要図である。 吐出液攪拌機構の概要を説明するための説明図である。 メインタンク８０への圧縮空気の供給状態を説明する説明図である。 サブタンク９０への圧縮空気の供給状態を説明する説明図である。 この発明に係るインクジェット記録装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、この発明に係るインクジェット記録装置の構成について説明する。図１は、この発明に係るインクジェット記録装置の側面概要図である。

インクジェット記録装置は、テーブル１上に吸着保持された記録材料としての印刷用紙に画像の記録を行うものであり、給紙部２と、排紙部４と、一定間隔で配置された１０個のテーブル１を周回軌道に沿って移動させるテーブル移動機構５と、このテーブル移動機構５により移動するテーブル１上の印刷用紙に画像を記録する画像記録部３と、タッチパネル式の入出力部を有するＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃａｌ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）６と、移動中のテーブル１の表面温度を測定する温度センサ１０と、を備える。

給紙部２は、ストッカー部４０と供給部５０とから構成される。ストッカー部４０はその上部に印刷用紙を載置し、印刷用紙を一枚ごとに供給部５０に給紙するよう構成されている。また、供給部５０は、ストッカー部４０から給紙された印刷用紙を、周回軌道に沿って移動するテーブル１に、供給するように構成されている。

画像記録部３は、テーブル移動機構５により一方向に走行するテーブル１の上面に吸着保持された印刷用紙に対し、インクジェット方式で画像を記録するものである。この画像記録部３は、前処理剤塗布ヘッド２１と、４個の記録ヘッド２２、２３、２４、２５と、５個のヒータ２６、２８、２９、３０、３１と、スキャナー３２とを備える。なお、後述する吐出液攪拌機構は、この画像記録部３に配設される。

前処理剤塗布ヘッド２１は、４個の記録ヘッド２２、２３、２４、２５により画像を記録する前に、印刷用紙に透明な前処理剤を塗布するものである。この前処理剤としては、例えば、グロス系の印刷用紙や光沢系の印刷用紙を使用したときに、インクの印刷用紙への付着性を向上させるためのアンカーコートが使用される。

４個の記録ヘッドは、ブラックインク用の記録ヘッド２２と、シアンインク用の記録ヘッド２３と、マゼンタインク用の記録ヘッド２４と、イエローインク用の記録ヘッド２５である。これらの記録ヘッド２２、２３、２４、２５は、一方向に移動するテーブル１の上方に配設されている。そして、これらの記録ヘッド２２、２３、２４、２５は、テーブル１の移動方向と直交する方向に列設された多数のインクジェットノズル有する複数のインクジェットヘッドを備え、これらのインクジェットノズルから印刷用紙上にインクを吐出して画像を記録する。

５個のヒータは、プレヒート用のヒータ２６と、中間ヒート用のヒータ２８、２９、３０と、メインヒート用のヒータ３１とである。これらのヒータ２６、２８、２９、３０、３１は、印刷用紙に熱風を吹き付ける構成となっている。また、スキャナー３２は、ライン状のＣＣＤカメラを備え、記録された画像全体やパッチの濃度を測定する構成となって
いる。

テーブル１の走行経路の下方には、吸着ファン５５が配設されている。なお、テーブル１は中空状の構造を有し、その表面に中空部と連通する吸着孔が形成されたものである。このため、吸着ファン５５から排気を行うことにより、テーブル１の表面に供給された印刷用紙を、吸着孔を介してテーブル１上に吸着保持するようにしている。

排紙部４は、印刷用紙をその外周部に巻回してテーブル１から分離する排紙胴７７を備える。この排紙部４は、排紙胴７７から受け取った印刷用紙を、第１コンベア７３および第２コンベア７６による搬送路と、第３コンベア７４および第４コンベア７５による搬送路の２方向への切り替え搬送が可能な構成となっている。

次に、吐出液攪拌機構について説明する。図２は、吐出液攪拌機構の概要を説明するための説明図である。

この吐出液攪拌機構は、吐出液容器として、可撓性材料で形成された袋状のメインタンク８０と、同じく可撓性材料で形成された袋状の４個のサブタンク９０を備える。メインタンク８０とサブタンク９０は、図１に示す画像記録部３における前処理剤塗布ヘッド２１と４個の記録ヘッド２２、２３、２４、２５の上方にそれぞれ配設される。なお、図２においては、８個のインクジェットヘッド１００を備える記録ヘッド２２の上方に配設された吐出液攪拌機構を例に示している。

メインタンク８０は、略水平方向を向く載置テーブル８１の上に載置されており、その全体はケーシング８２に収容されている。載置テーブル８１の底面には、圧縮気体供給手段を構成するノズル８３を接続して、圧縮気体である圧縮空気を流入させるための孔部８４が形成されている。ノズル８３には圧縮空気を送り出すためのコンプレッサー８７が接続され、ケーシング８２にはインクをメインタンク８０からサブタンク９０に送液するため、ケーシング内の圧力を所定の圧力とするための加圧調整部８８が接続されている。なお、これらのコンプレッサー８７および加圧調整部８８には、工場設備の圧力配管を分岐して使用してもよい。

サブタンク８０はメインタンク９０と比較して容量は小さく、この実施形態では、約２〜３Ｌの容量を有する１個のメインタンクに対して、約１００ｍｌの容量のサブタンクを４個配設している。４個のサブタンク９０はメインタンク８０と、管路８５を介して接続されており、さらに、４個のサブタンク９０から記録ヘッド２２におけるインクジェットヘッド１００にそれぞれ管路９６を介してインクが供給される。

なお、メインタンク８０とサブタンク９０は可撓性材料で形成された袋状容器であるため、その内部に貯留している前処理剤やインクの量の増減に応じて変形する。仮に、吐出液容器が変形しない場合には、吐出液容器内に空気の層が生じ、その内部に貯留している前処理剤やインクの量の減少による内部圧力の変化により、インクジェットノズルから空気が逆流する現象が発生し、これが、インクジェットノズルの吐出不良の原因となることがある。このため、メインタンク８０とサブタンク９０は可撓性材料で形成し、内部の液量に応じて液密な状態で変形させることで、メインタンク８０とサブタンク９０内の空気によるインクジェットノズルの吐出不良を防止することができる。

図３は、メインタンク８０への圧縮空気の供給状態を説明する説明図である。図３（ａ）はメインタンク８０へ圧縮空気を吹きつける様子を示し、図３（ｂ）はメインタンク８０へ圧縮空気を吹きつけたときの様子を拡大して示している。

メインタンク８０は、インクの排出口８９が横向きになるように載置テーブル８１の上に載置される。このようにメインタンク８０を載置することで、メインタンク８０の袋形状の外面と載置テーブル８１の上面との接触面積を大きく確保することができる。また、載置テーブル８１には、インクタンク８０のインクの排出口８９に近い側に孔部８４が形成されている。図３（ａ）に示すように、この孔部８４を通して、インクタンクの排出口８９とは逆方向となる一方向に気流が形成されるように、載置テーブル８１の斜め下方から、ノズル８３によりメインタンク８０に圧縮空気が吹き付けられる。メインタンク８０に圧縮空気が吹き付けられると、メインタンク８０と載置テーブル８１の間の隙間が減圧され、可撓性のメインタンク８０が一時的に載置テーブル８１の上面に密着する。その後さらに圧縮空気が吹き付けられると、図３（ｂ）に示すように、可撓性のメインタンク８０の外面が波打つように小刻みに振動する。このように、メインタンク８０を振動させることで、メインタンク８０内の吐出液を均一に攪拌することができる。

なお、効果的にメインタンク８０を振動させて吐出液を攪拌するためには、載置テーブル８１の孔部８４とノズル８３の位置関係が、圧縮空気の流れが載置テーブル８１とメインタンク８０との間において、メインタンク８０の長手方向である一方向に形成されるような配置である必要がある。このため、載置テーブル８１における孔部８４の位置は、排出口８９に近い位置であることが好ましく、排出口８９の下に位置する載置テーブル８１の側板に孔部を設けてもよい。

図４は、サブタンク９０への圧縮空気の供給状態を説明する説明図である。図４（ａ）はサブタンク９０周辺の正面図であり、図４（ｂ）はサブタンク９０周辺の側面図である。

サブタンク９０は、メインタンク８０から管路８５を介してインクを流入させる流入口９８とサブタンク９０とインクジェットヘッド１００を接続する管路９６にインクを排出する排出口９９を備える。そして、サブタンク９０は、略鉛直方向を向く支持部材としての板状体９１に、流入口９８と排出口９９が横向きとなるように貼設される。図５（ｂ）に示すように、板状体９１は、その側面視においてＬ字状の形状を有する。サブタンク９０は、板状体９１との間にノズル９３からの圧縮空気が流入可能な隙間が形成されるように、板状体９１に対して、両面テープを利用して部分的に貼つけられている。なお、図３においてはその図示を省略しているが、サブタンク９０に圧縮空気を供給する圧縮気体供給手段を構成するノズル９３も、上述したノズル８３と同様にコンプレッサー８７に接続されている。

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、サブタンク９０に対しては、ノズル９３によりその側方から、サブタンク９０の下側に位置する板状体９１とサブタンク９０の外面との間の隙間に向けて、水平方向の気体の流れが形成されるように、圧縮空気が供給される。これにより、上述したメインタンク８０の場合と同様に、サブタンク９０が振動し、サブタンク９０内の吐出液が均一に攪拌される。

図５は、上述したインクジェット記録装置の主要な電気的構成を示すブロック図である。このインクジェット記録装置は、制御時にデータ等が一時的にストアされるＲＡＭ１９１と、装置の制御に必要な動作プログラムが格納されたＲＯＭ１９２と、論理演算を実行するＣＰＵ１９３とから成る制御部１９０を備える。この制御部１９０は、インターフェース１９５を介して、上述したＧＵＩ６およびインクジェット記録装置の各部を駆動するためのドライバー８６と接続されている。さらに、この制御部１９０は、上述したコンプレッサー８７および加圧調整部８８と接続されている。この制御部１９０は、インクジェット記録装置の各種の動作を制御する。

以上のような構成を有するインクジェット記録装置においては、通常の画像の記録時は、コンプレッサー８７からの圧縮空気の供給は停止した状態となっている。この状態において、印刷用紙を吸着保持したテーブル１を周回軌道に沿って移動させながら、インクジェットヘッド内に配設されたピエゾ素子の作用により、インクジェットノズルからインクを吐出させる。

なお、メインタンク８０を収容しているケーシング８２内は、加圧調整部８８の作用により、一定の圧力（この実施形態では、０．０２ＭＰａ）に加圧されている。このとき、このインクジェット記録装置においては、メインタンク８０からサブタンク９０への吐出液の供給が継続的に行われ、サブタンク９０内の吐出液量をサブタンク９０の容量の約５０〜７０％に保つようにしている。

ノズル８３、９３から、メインタンク８０およびサブタンク９０への圧縮空気の供給は、画像の記録の準備中もしくは画像の記録を一時停止しているときなどの画像の記録を実行していないと、すなわち、インクジェットヘッド１００による吐出液の吐出が行われていないときに、コンプレッサー８７を駆動することにより行われる。このように、メインタンク８０およびサブタンク９０への圧縮空気の供給を、画像の記録を実行していないときに行うのは、メインタンク８０およびサブタンク９０に付与された振動が記録ヘッド２２、２３、２４、２５に伝わることで描画精度が損なわれることを防止するためである。

また、吐出液が一般的な水溶性の顔料インクであれば、メインタンク８０およびサブタンク９０への圧縮空気の供給、約１時間に１回の頻度で間欠的に行えばよく、圧縮空気を供給する時間も、工場配管で使用される０．５ＭＰａ程度の圧縮空気で約１０秒間行えば、十分に吐出液を攪拌でき、吐出液の均一性を維持することができる。

このため、このインクジェット記録装置では、メインタンク８０およびサブタンク９０への圧縮空気の供給を、インクジェットヘッド１００による吐出液の吐出が行われていないときに間欠的に行うように、コンプレッサー８７の駆動を制御している。

また、コンプレッサー８７に換えて、圧縮空気の供給源として工場設備としての圧縮空気配管を分岐して使用する場合には、配管に配設した開閉バルブの駆動を制御することで、メインタンク８０およびサブタンク９０への圧縮空気の供給時間、供給間隔、および供給タイミングを調整することができる。

このインクジェット記録装置では、圧縮空気の供給時間、供給間隔、および供給タイミングは、画像記録に使用する吐出液の性状に応じて、適宜変更することも可能である。また、制御部１９０におけるＲＯＭ１９２に格納された記録装置の動作プログラムに依らず、圧縮空気の供給を手動で行うようにしてもよい。

１ テーブル
２ 給紙部
３ 画像記録部
４ 排紙部
５ テーブル移動機構
６ ＧＵＩ
１０ 温度センサ
２１ 前処理剤塗布ヘッド
２２ 記録ヘッド
２３ 記録ヘッド
２４ 記録ヘッド
２５ 記録ヘッド
４０ ストッカー部
５０ 供給部
５５ 吸着ファン
７３ 第１コンベア
７４ 第３コンベア
７５ 第４コンベア
７６ 第２コンベア
７７ 排紙胴
８０ メインタンク
８１ 載置テーブル
８２ ケーシング
８３ ノズル
８４ 孔部
８５ 管路
８６ ドライバー
８７ コンプレッサー
８８ 加圧調整部
８９ 排出口
９０ サブタンク
９１ 板状体
９３ ノズル
９６ 管路
９８ 流入口
９９ 排出口
１００ インクジェットヘッド
１９０ 制御部

Claims (7)

1. 記録材料とインクジェットヘッドとを相対的に移動させることにより、記録材料に吐出液を吐出するインクジェット記録装置における、吐出液攪拌機構であって、
   可撓性の吐出液容器と、
   前記吐出液容器を支持する支持部材と、
   前記吐出液容器と前記支持部材との間に圧縮気体を流入させるための気体供給手段と、
   を備え、
   前記気体供給機構により供給された圧縮気体の気流により、前記吐出液容器を振動させて吐出液を攪拌することを特徴とする吐出液攪拌機構。
2. 請求項１に記載の吐出液攪拌機構において、
   前記気体供給手段は、前記インクジェットヘッドによる吐出液の吐出が行われていないときに前記吐出液容器へ圧縮気体を間欠的に供給する吐出液攪拌機構。
3. 記録材料とインクジェットヘッドとを相対的に移動させることにより、記録材料に吐出液を吐出するインクジェット記録装置における、吐出液攪拌機構であって、
   可撓性部材から成るメインタンクと、
   前記メインタンクを支持する第１支持部材と、
   前記メインタンクと前記第１支持部材との間に圧縮気体を流入させるための第１気体供給手段と、
   可撓性部材から成る複数のサブタンクと、
   前記サブタンクを支持する複数の第２支持部材と、
   前記サブタンクと前記第２支持部材との間に圧縮気体を流入させるための第２気体供給手段と、
   前記メインタンクと前記サブタンクとを連結する第１管路と、
   前記サブタンクと前記インクジェットヘッドとを連結する第２管路と、
   を備え、
   前記第１気体供給管手段および前記第２気体供給手段は、前記メインタンクおよび前記サブタンクのそれぞれに圧縮気体を供給することにより、前記メインタンクと前記サブタンクを各々振動させて吐出液を攪拌することを特徴とする吐出液攪拌機構。
4. 請求項３に記載の吐出液攪拌機構において、
   前記第１気体供給手段および前記第２気体供給手段は、前記インクジェットヘッドによる吐出液の吐出が行われていないときに前記メインタンクおよび前記サブタンクへの圧縮気体の供給を間欠的に行う吐出液攪拌機構。
5. 請求項３に記載の吐出液攪拌機構において、
   前記第１支持部材は、略水平方向を向く載置テーブルであり、
   前記メインタンクは、前記載置テーブル上に載置される吐出液攪拌機構。
6. 請求項３に記載の吐出液攪拌機構において、
   前記第２支持部材は、略鉛直方向を向く板状体であり、
   前記サブタンクは、前記板状体に貼設される吐出液攪拌機構。
7. 記録材料とインクジェットヘッドとを相対的に移動させることにより、記録材料に吐出液を吐出するインクジェット記録装置であって、
   請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の吐出液攪拌機構を備えるインクジェット記録装置。
   

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