JP4218390B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents
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Description
【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、紫外線硬化インクを用いるインクジェットプリンタに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、簡易かつ安価に画像を記録できる画像記録手段として、インクジェット方式を用いた画像記録装置が数多く用いられている。インクジェット方式を用いた記録装置(以下、「インクジェットプリンタ」と言う。)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。
【0003】
しかし、このようなインクジェットプリンタにおいては、連続して記録作業を行った場合に、記録ヘッドのノズルから吐出され霧状になったインクがノズル付近に付着、堆積して目詰まりを起こすことがある。そして、このような状態で記録作業を続行した場合には、ピエゾ素子等の働きによってノズルが吐出動作を行っても、インク滴が吐出されないいわゆるノズル欠や、正しい方向にインク滴が吐出されないいわゆる吐出曲がり等の吐出不良を生じ、画像記録に不具合が生じるおそれがある。
そのため、正常な画像記録を行うためには、所定のタイミングで記録ヘッドのクリーニング動作を行うことが必要となる。
この記録ヘッドのクリーニング動作として、シート状のインク吸収体を記録ヘッドに当接させて、記録ヘッドのノズル付近に付着したインクを吸収し除去する動作を行うものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特許第2705956号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1の場合、インクを吸収したシート状のインク吸収体から他の部材等にインクが付着してしまうといった再汚染を起こしてしまうことがあったり、インクの粘度が高い場合にはインクの吸収効率が悪くなり、所定のクリーニングが行えない場合があるなどの問題があった。
【0006】
本発明の課題は、記録ヘッドのクリーニングを効率的に行うインクジェットプリンタを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項1記載の発明は、
記録媒体に向かって紫外線硬化インクを吐出するノズルを有する複数の記録ヘッドと、
前記ノズルをメンテナンスするためのメンテナンスユニットと、を有し、
前記メンテナンスユニットは、
前記ノズルに付着した前記紫外線硬化インクを吸収するインク吸収体と、
前記インク吸収体に向けて、紫外線を照射する紫外線照射部と、
を備えることを特徴とする。
【0008】
請求項1記載の発明によれば、複数の記録ヘッドのノズルから紫外線硬化インクを記録媒体に向けて吐出して、記録媒体に画像を形成し、記録するインクジェットプリンタが、そのノズルをメンテナンスするためのメンテナンスユニットとして、ノズルに付着した紫外線硬化インクを吸収するインク吸収体と、インク吸収体に向けて、紫外線を照射する紫外線照射部とを備えている。
【0009】
ここで、紫外線硬化インクとは、紫外線が照射されることにより硬化し、固化するインクである。
【0010】
よって、インク吸収体が、ノズルに付着した紫外線硬化インクを吸収することができるので、効率的に記録ヘッドのノズルのクリーニングを行うことができる。
また、ノズルに付着した紫外線硬化インクをインク吸収体が吸収した後、紫外線照射部がインク吸収体に向けて紫外線を照射することにより、インク吸収体に吸収された紫外線硬化インクは硬化するので、使用後のインク吸収体からインクが他の部材等に再付着することはなくなり、インク吸収体の取り扱いが容易になる。
【0011】
請求項2記載に発明は、請求項1に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記インク吸収体が、前記ノズルに付着した前記紫外線硬化インクを吸収する吸収面との反対面側には、ヒータが備えられていることを特徴とする。
【0012】
請求項2記載の発明によれば、請求項1に記載の発明と同様の作用を奏するとともに、インク吸収体が、ノズルに付着した紫外線硬化インクを吸収する吸収面との反対面側には、ヒータが備えられているので、ヒータの熱により紫外線硬化インクの粘度を下げることができる。
よって、低粘度化した紫外線硬化インクを、より効率よくインク吸収体に吸収することができる。
【0013】
請求項3記載の発明は、請求項1又は2に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記インク吸収体は、第1のロール軸及び第2のロール軸に巻回されるシート形状を有しており、
前記第1のロール軸から繰り出された前記インク吸収体は、前記第2のロール軸により巻き取られることを特徴とする。
【0014】
請求項3記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明と同様の作用を奏するとともに、インク吸収体は、第1のロール軸及び第2のロール軸に巻回されるシート形状を有しているので、第1のロール軸から送り出されたインク吸収体に紫外線硬化インクが吸収された範囲を、第2のロール軸が巻き取ることができる。
よって、インク吸収体が紫外線硬化インクを吸収し、使用し終えたインク吸収体の範囲を第2のロール軸が巻き取り、回収するとともに、新たなインク吸収体を配置する準備を行うことができる。
【0015】
請求項4記載の発明は、請求項1〜3の何れか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記インク吸収体は、0.2デニールから0.01デニールの繊度を有する極細繊維により形成されていることを特徴とする。
【0016】
請求項4記載に発明によれば、請求項1〜3の何れか一項に記載の発明と同様の作用を奏するとともに、インク吸収体は、0.2デニールから0.01デニールの繊度を有する極細繊維により形成されているので、毛細管作用等により、紫外線硬化インクをより吸収効率よく吸収することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図1から図4に基づいて説明する。
図1は、本発明にかかるインクジェットプリンタを模式的に示す正面図である。
まず、図1、図4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1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1は、キャリッジレール2と、キャリッジレール2に支持されているキャリッジ3と、キャリッジ3の下面に設けられた記録ヘッド4と、記録ヘッド4によりプリントが行われる記録媒体Pを支持し搬送するプラテン5と、記録ヘッド4のメンテナンスを行うメンテナンスユニット6と、記録ヘッド4を遮光保護する遮光ユニット7と、上記各構成の動作制御を行う制御部100等により構成されている。
【0018】
キャリッジレール2は、キャリッジ3の主走査方向Aに延在する棒状のレールであり、このキャリッジレール2には、キャリッジ3がキャリッジレール2に沿って往復動自在に支持されている。
【0019】
キャリッジ3は、キャリッジ駆動源11によって主走査方向Aをキャリッジレール2に沿って往復駆動されるようになっている。キャリッジ3の下面には、4つの記録ヘッド4が設けられている。
また、キャリッジ3の下面側であって記録ヘッド4の近傍には、ノズル42から記録媒体Pに吐出されたインクに紫外線を照射する紫外線照射部10が設けられている。
【0020】
記録ヘッド4は、記録ヘッド4の下面であるノズル面41にインクを吐出するノズル42を有しており、記録ヘッド4は、例えば、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)といったインクジェットプリンタ1において用いられる色彩に応じた各色のインクが蓄えられた図示しないインクタンクに接続されている。そして、そのインクタンクから各インクが各記録ヘッド4に供給され、ノズル42から吐出するようになっている。
【0021】
ここで、本発明の実施形態に用いられるインクについて説明する。インクは紫外線硬化インクであり、紫外線が照射されることにより硬化する性質を有しており、例えば、1mJ/cm2から30mJ/cm2のような、微量の紫外線光量により硬化する。
このインクは、特に、「光硬化技術−樹脂・開始剤の選定と配合条件および硬化度の測定・評価−(技術協会情報)」に記載の「光硬化システム(第4章)」の「光酸・塩基発生剤を利用する硬化システム(第1節)」、「光誘導型交互共重合(第2節)」等に適合するインクである。このインクは、色材、重合性モノマー、光開始剤等を含んで組成されており、紫外線の照射を受けることで光開始剤が触媒として作用することに伴うモノマーの架橋、重合反応によって硬化する性質を有している。ただし、本実施の形態に用いるインクとして、上記「光誘導型交互共重合(第2節)」に適合するインクを用いる場合には、光開始剤は除外されてもよい。
また、本実施形態におけるインクは、30℃での粘度が10〜500mPa・sの液体であるが、高品質の画像を得るためには、このうち40〜500mPa・sであるインクであることが望ましい。10mPa・s未満の低粘度のものとすると記録媒体上で滲みを生じて記録画像が劣化し、また500mPa・sを超える高粘度のものとすると、画質の平滑性が失われるからであり、最も画像品質が安定するのは40〜500mPa・sの粘度を有する場合であるからである。また、このインクは60℃で3〜30mPa・sの液体であることが好ましく、より好ましくは、3〜20mPa・sである。3mPa・s以下では、高速吐出を行った場合に正確な着弾ができない等の不具合を生じ、また30mPa・s以上では、吐出性が悪化するからである。
【0022】
キャリッジ3の移動可能範囲の中央部分は、記録媒体Pに記録を行う記録領域Yとされている。また、キャリッジ3の移動可能範囲であって記録領域Yの外側一端は、記録ヘッド4のノズル42のメンテナンスを行うメンテナンス領域Zとされている。また、キャリッジ3の移動可能範囲であって記録領域Yを挟んでメンテナンス領域Zの反対側は、画像記録時及びヘッドクリーニング動作時以外のときに記録ヘッド4を待機させるホームポジション領域Xとされている。
【0023】
記録領域Yには、キャリッジ3の下方において、記録動作時に記録媒体Pを非記録面側から支持するプラテン5が設けられている。
プラテン5には、記録媒体Pを主走査方向Aと直交する方向に搬送するための記録媒体搬送機構12が設けられている。
【0024】
メンテナンス領域Zには、メンテナンスユニット6が設けられている。
メンテナンスユニット6には、キャリッジ3がメンテナンス領域Zに移動した際に記録ヘッド4に対向する位置に、記録ヘッド4のノズル面41を覆うキャップ部材としての吸引キャップ61が、記録ヘッド4に対応する数だけ設けられている。また、メンテナンスユニット6には、吸引キャップ61の一端近傍にノズル42からインクを空吐出させた際に吐出されたインクを受ける空吐出受け皿62が設けられている。
また、メンテナンスユニット6には、空吐出受け皿62に隣接して記録ヘッド4のノズル42に残留するインクを吸い取るインク吸収装置63が設けられている。
吸引キャップ61の底面には、吸引キャップ61の内部に連通するインク連通管66が設けられている。このインク連通管66の中途には、吸引装置である吸引ポンプ64が設けられており、インク連通管66の下端には、吸引したインクを受ける廃インクタンク65が設けられている。
また、メンテナンスユニット6には、メンテナンスユニット6を上下に移動させる図示しないメンテナンスユニット移動機構が備えられている。
【0025】
インク吸収装置63は、図2、図3に示されるように、シート形状のインク吸収体8と、インク吸収体8を巻回する第1のロール軸81、第2のロール軸82と、第1のロール軸81と第2のロール軸82との間であってインク吸収体8の下面側に設けられたヒータ83と、第2のロール軸82側でインク吸収体8に紫外線を照射する紫外線照射部20と、図示しないロール軸駆動機構等により構成されている。
【0026】
インク吸収体8は、略0.1デニールの繊度を有し、太さが約1〜5μm程度の極細繊維から形成されているシート状の部材である。この極細繊維は、ポリエステルやアクリル、ナイロン等の合成繊維であり、その断面形状は任意のものである。
インク吸収体8が、0.2〜0.05デニールの繊度、好ましくは0.1デニールの繊度を有する極細繊維により形成されていると、インクの粘度に関わらず記録ヘッド4のノズル42に付着したインクを速やかに吸収することができる。つまり、油性や水性のインクよりも高粘度なインク(例えば、紫外線硬化インク)であっても、ノズル42に付着したインクを確実に吸収することができる。
【0027】
第1のロール軸81と第2のロール軸82には、インク吸収体8が巻回されており、第1のロール軸81と第2のロール軸82が図示しないロール軸駆動機構により駆動されることにより、第1のロール軸81から送り出されたインク吸収体8が第2のロール軸82に巻き取られるようになっている。
【0028】
ヒータ83は、インク吸収体8をその下面側から暖めるヒータであり、インク吸収体8を30℃から60℃程度に暖めることができる。
【0029】
紫外線照射部20は、紫外線を出力するLEDや、紫外線出力装置から延出された光ファイバーなどであり、少なくとも1mJ/cm2から30mJ/cm2の紫外線を出力可能である。
なお、紫外線照射部10も紫外線照射部20と同様の構成である。
【0030】
ホームポジション領域Xには、遮光ユニット7が設けられている。
遮光ユニット7には、非画像記録時に記録ヘッド4のノズル面41に光、特に紫外線が当たらないように遮光保護するための遮光キャップ71が記録ヘッド4に対応する数設けられている。
また、遮光ユニット7には、遮光ユニット7を上下に移動させる図示しない遮光ユニット移動機構が備えられている。
【0031】
図4に示されるように、制御部100は、各種処理を実行するCPU100aと、制御、判断等各種処理用の各種プログラムや、各種データが格納されたROM100bと、各種処理における作業領域や各種処理によって生成されたデータを一時的に記憶する記憶領域を備えるRAM100cと、で概略構成されている。
制御部100は、ROM100bに格納された各種のプログラムに従って、キャリッジ3や記録ヘッド4の駆動制御、記録媒体Pの搬送制御、メンテナンスユニット6によるヘッドクリーニング動作制御等を行う。
なお、制御部100には、操作入力やデータや情報の入力を行う入力部9、電源8、記録ヘッド4、キャリッジ駆動源11、記録媒体搬送機構12、メンテナンスユニット6が、それぞれインターフェース(図示せず)を介して接続されている。
【0032】
次に、本発明に係るインクジェットプリンタ1の動作について説明する。
本実施の形態に係るインクジェットプリンタ1は、画像記録時及びヘッドクリーニング動作時以外のときには記録ヘッド4を搭載したキャリッジ3をホームポジション領域Xに配設された遮光ユニット7の上に待機させており、この遮光ユニット7に設けられた遮光キャップ71によって記録ヘッド4のノズル面41が覆われることにより、ノズル42部分を遮光保護している。
【0033】
インクジェットプリンタ1の電源8が投入されると、制御部100はキャリッジ駆動源11を動作制御してキャリッジ3とともに記録ヘッド4をキャリッジレール2に沿ってメンテナンス領域Zに移動させる。その際、制御部100が遮光ユニット7を下降させることにより、遮光キャップ71が記録ヘッド4から外される。
【0034】
記録ヘッド4がメンテナンス領域Zの所定の位置に到達すると、制御部100がメンテナンスユニット6を上昇させる。これにより、メンテナンスユニット6に設けられている吸引キャップ61で記録ヘッド4のノズル面41が覆われて密閉される。その後、制御部100が吸引ポンプ64を作動させることにより吸引キャップ61の内部に負圧をかけ、ノズル42内のインクを吸引する。ノズル42から吸引されたインクは、ノズル42に対向するように吸引キャップ61の内部に設けられた吸収体に接触すると順次吸収体に吸収される。吸収されたインクはインク連通管66を通じて廃インクタンク65に送られ、蓄えられる。
吸引終了後、制御部100は、メンテナンスユニット6を一旦下降させ、ノズル42のノズル面41から吸引キャップ61を離間させる。
【0035】
次いで、記録ヘッド4がメンテナンス領域Zのインク吸収装置63に相当する位置に到達すると、制御部100がメンテナンスユニット6を上昇させる。これにより、図2に示されるように、第1のロール軸81と第2のロール軸82に掛け渡されたインク吸収体8が、記録ヘッド4のノズル42に当接する。そして、インク吸収体8はノズル42に付着したインクを吸収する。
【0036】
インク吸収体8が、記録ヘッド4のノズル42に当接し、ノズル42に付着したインクを吸収する際、ヒータ83は、インク吸収体8がインクを吸収する吸収面との反対面側において、インク吸収体8を30℃から60℃程度に暖めている。そのため、インクが高粘度の紫外線硬化インクであっても、そのヒータ83の熱により低粘度化するので、インクはよりインク吸収体8に吸収されやすくなっている。
【0037】
次いで、制御部100は、メンテナンスユニット6を下降させ、ノズル42のノズル面41からインク吸収体8を離間させる。
そして、図3に示されるように、図示しないロール軸駆動機構が、第1のロール軸81と第2のロール軸82とを駆動させ、第1のロール軸81から送り出されたインク吸収体8がインクを吸収した範囲を、第2のロール軸82が巻き取るようにする。この際、紫外線照射部20が、インクを吸収したインク吸収体8に紫外線を照射し、インク吸収体8に吸収されたインクを硬化させる。
【0038】
その後、制御部100は、記録ヘッド4をメンテナンスユニット6に設けられた空吐出受け皿62の上方に移動させ、ピエゾ素子を駆動させてノズル42からインクを空吐出させる。
これにより記録ヘッド4のノズル42のクリーニング動作は終了し、ノズル42は画像記録を行うのに良好な状態に整備される。
【0039】
記録ヘッド4のクリーニング動作が終了すると、制御部100はキャリッジ3とともに記録ヘッド4を記録領域Yに移動させ、キャリッジ3を駆動させることにより記録ヘッド4を主走査方向Aに往復駆動させるとともに、記録媒体搬送機構12により記録媒体Pを主走査方向Aに直交する副走査方向に搬送させながら、入力部9からの入力情報及び所定の画像情報に基づいて記録ヘッド4のノズル42から所要の色のインクを吐出させる。この吐出されたインクが記録媒体Pの上に付着し固着されることにより、記録媒体Pに画像が記録、プリントされる。
【0040】
このように、インクジェットプリンタ1において、メンテナンスユニット6のインク吸収装置63におけるインク吸収体8が、記録ヘッド4のノズル42に付着したインクを吸収することにより、記録ヘッド4のノズル42は画像記録を行うのに好適な状態に整備される。
特に、インク吸収体8は、0.2デニールから0.05デニールの範囲である、略0.1デニールの繊度を有する極細繊維により形成されているので、インクの吸収効率がよく、高粘度の紫外線硬化インクであっても好適にインクの吸収を行うことができる。
【0041】
また、記録ヘッド4のノズル42に付着したインクを吸収する際、インク吸収体8をヒータ83が、30℃から60℃に暖めるので、高粘度のインクを低粘度化することができるので、インク吸収体8は、より吸収効率よく、インクの吸収を行うことができる。
【0042】
また、インク吸収体8が吸収したインク(紫外線硬化インク)は、紫外線照射部20による紫外線照射により硬化されるので、一旦インク吸収体8に吸収されたインクが他の部材等に付着するような再汚染を起こすことはない。また、作業者が使用を終えたインク吸収体8を交換、回収する際に、そのインクが手などの付着することもないので、取り扱いが容易になる。
【0043】
なお、以上の実施の形態においては、インク吸収体8は、記録ヘッド4のノズル42に当接して、インクを吸収するとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、インク吸収体8がノズル42に当接した状態で第2のロール軸82がインク吸収体8を巻き取るようにすることで、インク吸収体8がノズル42に付着したインクを拭き取るようにしてもよい。
【0044】
また、インク吸収体8が、4つの記録ヘッド4のノズル42を同時にクリーニングする例を示したが、インク吸収体8は各記録ヘッド4毎にノズル42のクリーニングをしてもよく、また、各記録ヘッド4毎に、インク吸収体8(インク吸収装置63)を備えてもよい。
【0045】
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【0046】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、ノズルをメンテナンスするためのメンテナンスユニットとして、ノズルに付着した紫外線硬化インクを吸収するインク吸収体と、インク吸収体に向けて、紫外線を照射する紫外線照射部とを備えているので、インク吸収体が、ノズルに付着した紫外線硬化インクを吸収することができるので、効率的に記録ヘッドのノズルのクリーニングを行うことができる。
また、ノズルに付着した紫外線硬化インクをインク吸収体が吸収した後、紫外線照射部がインク吸収体に向けて紫外線を照射することにより、インク吸収体に吸収された紫外線硬化インクは硬化するので、使用後のインク吸収体からインクが他の部材等に再付着することはなくなり、インク吸収体の取り扱いが容易になる。
【0047】
請求項2記載の発明によれば、請求項1に記載の発明と同様の作用を奏するとともに、インク吸収体が、ノズルに付着した紫外線硬化インクを吸収する吸収面との反対面側には、ヒータが備えられているので、ヒータの熱により紫外線硬化インクの粘度を下げることができる。
よって、低粘度化した紫外線硬化インクを、より効率よくインク吸収体に吸収することができる。
【0048】
請求項3記載の発明によれば、請求項1又は2に記載の発明と同様の作用を奏するとともに、インク吸収体は、第1のロール軸及び第2のロール軸に巻回されるシート形状を有しているので、第1のロール軸から送り出されたインク吸収体に紫外線硬化インクが吸収された範囲を、第2のロール軸が巻き取ることができる。
よって、インク吸収体が紫外線硬化インクを吸収し、使用し終えたインク吸収体の範囲を第2のロール軸が巻き取り、回収するとともに、新たなインク吸収体を配置する準備を行うことができる。
【0049】
請求項4記載に発明によれば、請求項1〜3の何れか一項に記載の発明と同様の作用を奏するとともに、インク吸収体は、0.2デニールから0.01デニールの繊度を有する極細繊維により形成されているので、毛細管作用等により、紫外線硬化インクをより吸収効率よく吸収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るインクジェットプリンタを模式的に示す正面図である。
【図2】インク吸収体が記録ヘッドのノズルに当接する状態を示す説明図である。
【図3】インク吸収体が第2のロール軸に巻き取られる状態を示す説明図である。
【図4】本発明に係るインクジェットプリンタの要部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 インクジェットプリンタ
3 キャリッジ
4 記録ヘッド
41 ノズル面
42 ノズル
5 プラテン
6 メンテナンスユニット
63 インク吸収装置
8 インク吸収体
81 第1のロール軸
82 第2のロール軸
83 ヒータ
7 遮光ユニット
71 遮光キャップ
10 紫外線照射部
20 紫外線照射部
100 制御部
P 記録媒体
A 主走査方向
X ホームポジション領域
Y 記録領域
Z メンテナンス領域
Claims (4)
- 記録媒体に向かって紫外線硬化インクを吐出するノズルを有する複数の記録ヘッドと、
前記ノズルをメンテナンスするためのメンテナンスユニットと、を有し、
前記メンテナンスユニットは、
前記ノズルに付着した前記紫外線硬化インクを吸収するインク吸収体と、
前記インク吸収体に向けて、紫外線を照射する紫外線照射部と、
を備えることを特徴とするインクジェットプリンタ。 - 前記インク吸収体が、前記ノズルに付着した前記紫外線硬化インクを吸収する吸収面との反対面側には、ヒータが備えら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プリンタ。
- 前記インク吸収体は、第1のロール軸及び第2のロール軸に巻回されるシート形状を有しており、
前記第1のロール軸から繰り出された前記インク吸収体は、前記第2のロール軸により巻き取られ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プリンタ。 - 前記インク吸収体は、0.2デニールから0.01デニールの繊度を有する極細繊維により形成されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のインクジェットプリンタ。
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