JP4539229B2 - インクジェットプリンタ及びダミータンク - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットプリンタ及びダミータンクに係り、特に、光硬化型のインクが用いられるインクジェットプリンタ及びダミータンク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、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、インクを貯留するインクタンクがプリンタ本体のジョイント部に交換自在に設けられている。ここで、インクタンク内に光が進入してしまうと、内部のインクが硬化してしまうために、近年においては紫外線吸収剤を含有する樹脂材料によってインクタンクを形成することで、遮光性を確保するインクジェットプリンタが開発されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００１−６３０９９号公報

ところでインクタンクの交換時には、空になったインクタンクは作業者によってプリンタ本体から取り外されて、新たなインクタンクがプリンタ本体に取り付けられる。ここで、空のインクタンクを取り外してから新たなインクタンクを取り付けるまでの間、プリンタ本体のジョイント部は露出することになるために、ジョイント部に付着しているインクは光に晒されてしまう。これにより、インクタンクの交換時にジョイント部でインクが硬化してしまい、インクタンクの接続不良や、インク詰まりなどを誘発するおそれがあった。

本発明の課題は、インクタンクの交換時にジョイント部でインクが硬化してしまうことを抑制して、インク詰まりやインクタンクの接続不良を防止することである。

請求項１記載の発明におけるインクジェットプリンタは、
記録媒体に向けて光硬化型インクを吐出する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドに前記光硬化型インクを供給するためのインクタンクと、
前記インクタンクからの前記光硬化型インクを前記記録ヘッドにまで導くインク供給管と、
前記インクタンクを前記インク供給管に交換自在に連結するジョイント部と、
前記インクタンクが前記ジョイント部から取り外された際に当該ジョイント部に取り付けられるダミータンクと、を備え、
前記ジョイント部に係合する前記ダミータンクの係合部には、前記ジョイント部に付着した前記光硬化型インクを拭き取るワイプ部材が設けられており、
前記ワイプ部材はインク吸収材から形成されており、
前記本体部の内部には、前記ワイプ部材と連続するインク吸収材が充填されていることを特徴としている。

請求項１記載の発明によれば、ジョイント部に付着した光硬化型インクを拭き取るワイプ部材がダミータンクの係合部に設けられているので、ダミータンクをジョイント部に取り付ければ、ジョイント部に付着している光硬化型インクは、ワイプ部材に拭き取られてジョイント部から取り除かれる。特に、インクタンクがジョイント部から取り外された直後であると、ジョイント部に付着している光硬化型インクは硬化していないために、このときにダミータンクをジョイント部に取り付ければ、硬化前の光硬化型インクをワイプ部材が拭き取ることになる。このように、ジョイント部に付着していた光硬化型インクを除去できれば、ジョイント部に光があたったとしても光硬化型インク自体がないために、光硬化型インクのジョイント部での硬化を原因としたインク詰まりや、インクタンクの接続不良を防止することができる。
また、ワイプ部材がインク吸収材から形成されているので、光硬化型インクを吸収しながら拭き取ることができる。さらに、ワイプ部材と連続するインク吸収材がダミータンク内部に充填されているので、ワイプ部材のみで光硬化型インクを吸収する場合よりも大量に光硬化型インクを吸収することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記ダミータンクには、前記係合部が前記ジョイント部に係合した際に前記ジョイント部を覆って遮光する遮光板が設けられていることを特徴としている。

請求項２記載の発明によれば、係合部がジョイント部に係合した際に遮光板によってジョイント部が覆われて遮光されるので、ジョイント部に付着している光硬化型インクに光が届くことを確実に防止することができる。さらに、ワイプ部材に付着した光硬化型インクに対しても光が届きにくくなるので、ワイプ部材を長期にわたって使用することが可能となる。

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、
前記記録ヘッドは、３０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓの前記光硬化型インクを加熱手段により３０〜１５０℃に加熱して、１ドットが２〜２０ｐｌの液滴となるように吐出させることを特徴としている。

請求項３記載の発明によれば、３０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓである高粘度のインクを用いて画像記録を行うようになっている。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記光硬化型インクは、カチオン重合系紫外線硬化インクであることを特徴としている。

請求項４記載の発明によれば、モノマーを主成分とするカチオン重合系の紫外線硬化インクを用いて画像記録を行うようになっている。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタ
において、
前記記録媒体は、インク吸収性のないものであることを特徴としている。

請求項５記載の発明によれば、樹脂等のインク吸収性のない記録媒体に対して画像記録を行うようになっている。

請求項６記載の発明は、
光硬化型インクを貯留するインクタンクが接続されて、前記光硬化型インクが注入されるインクジェットプリンタのジョイント部に、前記インクタンクが前記ジョイント部から取り外された際に取り付けられるダミータンクであって、
本体部と、
前記本体部の一端部に設けられて、前記本体部及び前記ジョイント部を連結するために前記ジョイント部に係合する係合部とを備え、
前記係合部には、前記ジョイント部に付着した前記光硬化型インクを拭き取るワイプ部材が設けられており、
前記ワイプ部材はインク吸収材から形成されており、
前記本体部の内部には、前記ワイプ部材と連続するインク吸収材が充填されていることを特徴としている。

請求項６記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。

請求項７記載の発明は、請求項６記載のダミータンクにおいて、
前記本体部には、前記係合部が前記ジョイント部に係合した際に前記ジョイント部を覆って遮光する遮光板が設けられていることを特徴としている。

請求項７記載の発明によれば、請求項２記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。

本発明によれば、ダミータンクをジョイント部に取り付ければ、ジョイント部に付着している光硬化型インクは、ワイプ部材に拭き取られてジョイント部から取り除かれる。特に、インクタンクがジョイント部から取り外された直後であると、ジョイント部に付着している光硬化型インクは硬化していないために、このときにダミータンクをジョイント部に取り付ければ、硬化前の光硬化型インクをワイプ部材が拭き取ることになる。このように、ジョイント部に付着していた光硬化型インクを除去できれば、ジョイント部に光があたったとしても光硬化型インク自体がないために、光硬化型インクのジョイント部での硬化を原因としたインク詰まりや、インクタンクの接続不良を防止することができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明に係るインクジェットプリンタ及びダミータンクの一実施形態について説明する。

図１は本実施形態におけるインクジェットプリンタの概略構成図である。この図１に示すように、インクジェットプリンタ１には、記録媒体Ｐを下方から支持する板状のプラテン２が設けられている。プラテン２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２とほぼ同じ高さに維持しつつ搬送する搬送ローラ３，４が回転自在に設けられており、記録媒体Ｐは、搬送ローラ３，４が回転することによってプラテン２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２の上方には、記録媒体Ｐの搬送方向Ｘに対して直交する主走査方向に往復移動するキャリッジ６が支持されている。
キャリッジ６には、本実施形態におけるインクジェットプリンタ１で使用される各色（例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））に対応した記録ヘッド７が搭載されている。記録ヘッド７の記録媒体Ｐに対向する面にはインクを吐出するノズル（図示省略）が複数設けられている。各記録ヘッド７のノズルには、例えば、電圧を印加することによって変形する圧電素子としてのピエゾ素子（図示せず）が付設されており、ピエゾ素子に駆動電圧を印加することによってピエゾ素子を変形させ、これによりインク流路を圧縮してノズルからインクを吐出させるようになっている。また、インク流路にはヒータ（図示せず）が配設されており、インクが吐出される前にインクを加熱するようになっている。なお、高精細な画像記録を可能とするためには、インクは１ドットが２〜２０ｐｌの微小な液滴として吐出されることが望ましい。また、インクジェットプリンタ１で使用されるインクは例示したものに限定されず、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７がキャリッジ６に搭載される。

本実施形態に用いられるインクは、光としての紫外線が照射されることにより硬化する性質を具備する光硬化型インクであり、主成分として、少なくとも重合性化合物（公知の重合性化合物を含む）と、光開始剤と、色材とを含むものである。上記光硬化型インクは、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、こ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。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方が機能性、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。カチオン重合系インクは、少なくともオキセタン化合物，エポキシ化合物，ビニルエーテル化合物等のカチオン重合性化合物と、光カチオン開始剤と、色材とを含む混合物である。

なお、本実施形態に用いられるインクは、３０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓの高粘度のインクである。インクの粘度はインクを加熱することによって低下するため、高粘度のインクを円滑に吐出させるとともに微小な液滴として吐出させる場合でも記録媒体上に正確に着弾させ高精細な画像記録を可能とするためには、インクを吐出する前にヒータによってインクの温度を３０℃〜１５０℃に加熱しておくことが望ましい。

また、キャリッジ６の内部であって、キャリッジ６の側壁と記録ヘッド７との間には、記録ヘッド７の記録媒体搬送方向Ｘに対する長さとほぼ等しい長さ寸法の紫外線照射装置８が記録ヘッド７の長手方向に延在して配設されている。紫外線照射装置８には、図示しない紫外線光源が設けられている。なお、紫外線光源としては、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）等を適用することが可能である。なお、紫外線照射装置８を設ける位置はこれに限定されず、例えば、各記録ヘッド７の間にそれぞれ紫外線照射装置８を設けるようにしてもよい。

これら各記録ヘッド７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留するサブタンク１０が、それぞれ可撓性を有する
材料で形成されたインク供給管９ａを介して連結されている。また、各サブタンク１０はそれぞれインク供給管９ｂを介してメインタンク１１と連結されている。これにより、インクは、各メインタンク１１からインク供給管９ｂに注入されて、その後インク供給管９ｂによってサブタンク１０に導かれ、一旦サブタンク１０内に貯留されてから、インク供給管９ａによって各記録ヘッド７に導かれるようになっている。つまり、メインタンク１１は、インクを記録ヘッド７に供給するための本発明に係るインクタンクである。なお、サブタンク１０は記録ヘッド７よりも図１における下方位置に設けられている。サブタンク１０の位置を記録ヘッド７よりも低くすることにより記録ヘッド７内のインクを負圧状態に保ち、画像記録時以外にインクが漏出しないようになっている。

また、インク供給管９ａの途中であってサブタンク１０と記録ヘッド７との間には、内部にインクを貯留するインク室１３を供えるダンパー１２が、記録ヘッド７に近接して設けられている。このように、ダンパー１２を記録ヘッド７に近接して配置することにより、インクを吐出する際にはダンパー１２内に貯留されているインクを記録ヘッド７に供給すれば足りるため、インク供給管９ａ，９ｂの中をインクが流動する際に生ずる圧力損失のインク吐出への影響を最小限度に抑えることができる。これにより、画像記録に高粘度のインクを用いる場合でも圧力損失によるインクの吐出不良の発生を防止することができる。

インク供給管９ａの途中であってダンパー１２とサブタンク１０との間には、ダンパー１２にインクを送液する送液ポンプ２３が設けられている。なお、送液ポンプ２３としては、ダイヤフラム式ポンプ、ギア式ポンプ等各種のポンプを適用することが可能である。

また、インク供給管９ｂの途中には、メインタンク１１からサブタンク１０に対するインクの流入を制限するための供給弁２４が設けられている。供給弁２４は、例えば、ソレノイドとダイヤフラム（いずれも図示せず）とを備える電磁弁であり、ソレノイドの開閉によってダイヤフラム内に液体が流入又は流出することによって弁の開閉が行われるものである。なお、インクの流入、流出を制限するための機構はこれに限定されず、他の構造を有する各種の弁又はその他の各種機構を用いることが可能である。

ここで、インク供給管９ｂの最上流側の端部には、メインタンク１１を保持するタンク保持部３０が設けられている。このタンク保持部３０には、メインタンク１１をインク供給管９ｂに交換自在に連結するジョイント部３１と、メインタンク１１を保持してメインタンク１１及びジョイント部３１の連結状態を維持する保持部３２とが設けられている。

図２は、ジョイント部３１とメインタンク１１とを表す概略断面図である。この図２に示すように、ジョイント部３１には、インク供給管９ｂの最上流端部に固定される台座３５と、台座３５から突起してメインタンク１１のインク流出口１１０に嵌合する突起部３３と、台座３５及び突起部３３を貫通してメインタンク１１のインク流出口１１０からのインクをインク供給管９ｂにまで導く貫通孔３４とが設けられている。

保持部３２は、図１に示す通り、インクをメインタンク１１からスムーズに流出させるために、メインタンク１１のインク流出口１１０が斜め下方を向くように、メインタンク１１を傾かせて保持するようになっている。

また、タンク保持部３０は、メインタンク１１がジョイント部３１から取り外された際にメインタンク１１の代わりにダミータンク４０が取り付けられるようになっている。

以下、本実施形態のインクジェットプリンタに搭載された本発明に係るダミータンク４０について図３及び図４を参照にして説明する。図３はタンク保持部３０とダミータンク４０との全体像を表す概略構成図であり、図４はジョイント部３１とダミータンクとを表す概略断面図である。
ここで、ダミータンク４０とは、ジョイント部３１に付着したインクの硬化を防ぐものであり、その外形はメインタンク１１とほぼ同形状に形成されている。ダミータンク４０には、図３及び図４に示すように、内部にインク吸収材５０が充填された本体部４１と、本体部４１の一端部に設けられて、本体部４１及びジョイント部３１を連結するために、ジョイント部３１に係合する係合部４２とを備えている。

図４に示すように係合部４２には、ジョイント部３１の突起部３３の外径Ｄ１よりも内径Ｄ２の大きい係合孔４３が設けられている。この係合孔４３は、本体部４１内のインク吸収材５０と連通しており、係合孔４３の内周面には、ジョイント部３１に付着したインクを拭き取るワイプ部材４４が、一様な厚みＴで本体部４１内のインク吸収材５０に連続するように設けられている。

ワイプ部材４４は、例えばスポンジなどの弾性を備えたインク吸収材で形成されている。そして、ワイプ部材４４の厚みＴは、ワイプ部材４４によって形成される係合孔４３の内径Ｄ３が突起部３３の外径Ｄ１よりも小さくなる値に設定されている。これによって、突起部３３が係合孔４３に進入した場合に、ワイプ部材４４は収縮して突起部３３の表面に押しあたり、突起部３３の表面に付着したインクを拭き取るようになっている。

また、本体部４１には、係合部４２を囲むように外方に向けて延在し、係合部４２がジョイント部３１に係合した際にジョイント部３１を覆って遮光する遮光板４５が設けられている。

そして、本体部４１，係合部４２及び遮光板４５は、少なくともその表面が紫外線を遮るように形成されている。例えば、紫外線を遮る材料で本体部４１，係合部４２及び遮光板４５を形成したり、本体部４１，係合部４２及び遮光板４５の表面にＵＶカットコーティングを施したりすることが挙げられる。

本体部４１に充填されるインク吸収材５０及びワイプ部材４４を形成するインク吸収材は、液体を吸収するものであれば如何なるものであってもよいが、少なくとも光硬化型インクのように粘性の高い液体を吸収する素材から形成されていることが好ましい。さらにインク吸収材自体にも遮光性を有していることがインク硬化防止の観点から好ましい。

また、本実施形態に用いられる記録媒体Ｐとしては、普通紙、再生紙、光沢紙等の各種紙、各種布地、各種不織布等の他、樹脂、金属、ガラス等のインク吸収性のないもの等、種々の材質からなる記録媒体Ｐ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、板状等の各種形態が適用可能である。

次に、本実施形態における作用について説明する。

メインタンク１１の交換時期になると、作業者はメインタンク１１のインク流出口１１０からジョイント部３１の突起部３３を離脱させることで、メインタンク１１をタンク保持部３０から取り外す。メインタンク１１を取り外した直後、作業者はダミータンク４０をタンク保持部３０に取り付ける。

このダミータンク４０が取り付けられる際の、ダミータンク４０の係合部４２とジョイント部３１との係合時には、突起部３３が係合部４２のワイプ部材４４を収縮させながら係合孔４３に進入するために、ワイプ部材４４は突起部３３に付着したインクを吸収し拭き取る。この際、ワイプ部材４４に吸収されたインクは、ダミータンク４０の本体部４１内のインク吸収材５０にも吸収される。そして、ダミータンク４０がジョイント部３１に取り付けられると、ジョイント部３１は、係合部４２及び遮光板４５によって覆われることになり、ジョイント部３１の貫通孔３４内に紫外線が進入することが防止される。

その後、新たなメインタンク１１を取り付ける際には、作業者はダミータンク４０の係合孔４３からジョイント部３１の突起部３３を離脱させることで、ダミータンク４０をタンク保持部３０から取り外す。ダミータンク４０を取り外した直後、作業者は新たなメインタンク１１をタンク保持部３０に取り付ける。

以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタ１によれば、ジョイント部３１に付着したインクを拭き取るワイプ部材４４がダミータンク４０の係合部４２に設けられているので、ダミータンク４０をジョイント部３１に取り付ければ、ジョイント部３１に付着しているインクは、ワイプ部材４４に拭き取られてジョイント部３１から取り除かれる。特に、メインタンク１１がジョイント部３１から取り外された直後であると、ジョイント部３１に付着しているインクは硬化していないために、このときにダミータンク４０をジョイント部３１に取り付ければ、硬化前のインクをワイプ部材４４拭き取ることになる。このように、ジョイント部３１に付着していたインクを除去できれば、ジョイント部３１に光があたったとしてもインク自体がないために、インクのジョイント部３１での硬化を原因としたインク詰まりや、インクタンクの接続不良を防止することができる。

また、ワイプ部材４４がインク吸収材から形成されているので、インクを吸収しながら拭き取ることができる。さらに、ワイプ部材４４と連続するインク吸収材５０がダミータンク４０内部に充填されているので、ワイプ部材４４のみでインクを吸収する場合よりも大量にインクを吸収することができる。
そして、係合部４２がジョイント部３１に係合した際に遮光板４５によってジョイント部３１が覆われて遮光されるので、ジョイント部３１に付着しているインクに光が届くことを確実に防止することができる。さらに、ワイプ部材４４に付着したインクに対しても光が届きにくくなるので、ワイプ部材４４を長期にわたって使用することが可能となる。
なお、本発明は上述の実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。

本実施形態に係るインクジェットプリンタの概略構成図である。 図１のインクジェットプリンタに備わるジョイント部とメインタンクとを表す概略断面図である。 図１のインクジェットプリンタに備わるタンク保持部と本発明に係るダミータンクとの全体像を表す概略構成図である。 図３のジョイント部とダミータンクとを表す概略断面図である。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ
７ 記録ヘッド
９ａ，９ｂ インク供給管
１１ メインタンク（インクタンク）
３１ ジョイント部
４０ ダミータンク
４１ 本体部
４２ 係合部
４４ ワイプ部材
４５ 遮光板
５０ インク吸収材
Ｐ 記録媒体

Claims (7)

1. 記録媒体に向けて光硬化型インクを吐出する記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドに前記光硬化型インクを供給するためのインクタンクと、
   前記インクタンクからの前記光硬化型インクを前記記録ヘッドにまで導くインク供給管と、
   前記インクタンクを前記インク供給管に交換自在に連結するジョイント部と、
   前記インクタンクが前記ジョイント部から取り外された際に当該ジョイント部に取り付けられるダミータンクと、を備え、
   前記ジョイント部に係合する前記ダミータンクの係合部には、前記ジョイント部に付着した前記光硬化型インクを拭き取るワイプ部材が設けられており、
   前記ワイプ部材はインク吸収材から形成されており、
   前記ダミータンク内部には、前記ワイプ部材と連続するインク吸収材が充填されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記ダミータンクには、前記係合部が前記ジョイント部に係合した際に前記ジョイント部を覆って遮光する遮光板が設けられていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
3. 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、
   前記記録ヘッドは、３０℃における粘度が１０〜５００ｍＰａ・ｓの前記光硬化型インクを加熱手段により３０〜１５０℃に加熱して、１ドットが２〜２０ｐｌの液滴となるように吐出させることを特徴とするインクジェットプリンタ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記光硬化型インクは、カチオン重合系紫外線硬化インクであることを特徴とするインクジェットプリンタ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記記録媒体は、インク吸収性のないものであることを特徴とするインクジェットプリンタ。
6. 光硬化型インクを貯留するインクタンクが接続されて、前記光硬化型インクが注入されるインクジェットプリンタのジョイント部に、前記インクタンクが前記ジョイント部から取り外された際に取り付けられるダミータンクであって、
   本体部と、
   前記本体部の一端部に設けられて、前記本体部及び前記ジョイント部を連結するために前記ジョイント部に係合する係合部とを備え、
   前記係合部には、前記ジョイント部に付着した前記光硬化型インクを拭き取るワイプ部材が設けられており、
   前記ワイプ部材はインク吸収材から形成されており、
   前記本体部の内部には、前記ワイプ部材と連続するインク吸収材が充填されていることを特徴とするダミータンク。
7. 請求項６記載のダミータンクにおいて、
   前記本体部には、前記係合部が前記ジョイント部に係合した際に前記ジョイント部を覆って遮光する遮光板が設けられていることを特徴とするダミータンク。

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