JP5207255B2 - インクジェットプリンタおよびマーキング方法 - Google Patents
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Description
これらのインクジェットプリンタにおいては、プリンタの吐出特性に応じた粘度や表面張力等の物性値に適宜調製されたインクが使用されている。そして、インクに要求される種々の特性のなかでも、インクを流動させたときの泡の発生は、インク回収時の回収不良や吐出の不安定性を招くために好ましくない特性となっている。
従って、泡を発生しやすい原料を用いてインクを調製する場合、あるいは仕上がった処方が泡を多量に発生するような場合は、泡の発生を抑えるためにシリコン系消泡剤等の消泡成分が添加されることが多い。
また、特許文献2には、DOD方式のインクジェットプリンタにおける排出液の発泡の対応について消泡剤の使用と消泡手段が記載されている。しかしながら、DOD方式におけるメンテ用のインク排出に伴うものであるため、対象とするインク量は少なく、断続的なインク回収となっている。すなわち、ほぼ連続的にインクを回収するコンティニュアス方式のインクジェットプリンタにおけるインク回収とは、あまりにも回収形態が異なっている。前記したような消泡剤の使用は泡の発生を顕著に抑えることができるため、対応策として好ましい方法ではあるが、インクの用途においては、印字後の消泡剤の影響によるはじきや、ピンホール発生による印字の不適正が問題になることがある。また、使用用途において消泡剤自体の使用が制限される分野もある。更に、水性のインクにおいては、一般的に使用される消泡剤であるシリコン樹脂のエマルジョンが、温度変化や経時において安定な分散性をなくして、消泡性を失ったり、あるいはエマルジョンの破壊により、インク容器や送液の配管の一部に付着、堆積する等の発生を生じることがある。
前記インク回収手段は、前記印刷に使用されないインクを回収するガターと、このガターにより回収されたインクを収容する前受けタンクと、前記回収されたインクを前記前受けタンクに移送する第2のポンプと、前記前受けタンクの上部に配置され、前記回収されたインクをタンク内に霧状に噴出する霧噴出機構と、前記前受けタンクの底部と前記インクタンクの底部とを連通し、前記前受けタンクの底部にあるインクの液体部分を前記インクタンクに流入させる連結管とで構成され、
かつ前記前受けタンクおよび前記インクタンクの上部には、それぞれ外気を導入する管が接続され、
更に、前記インクタンク内に収容されたインクの液面高さを検出する液面センサーと、前記インクタンク内のインク不足に係る警報を発する警報装置と、前記プリンタヘッド、前記第1のポンプ、前記第2のポンプおよび前記警報装置の動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記連結管を通って前記前受けタンクから前記インクタンクに泡が流入するのを防止するため、前記液面センサーにより検出されたインクの液面高さ値が、予め設定されている所定液面高さ値を下回ったとき前記警報装置に警報を発報させ、更に、警報発報後所定時間経過後に前記インクタンクの液面高さ値が前記所定液面高さ値以上にならないとき印刷動作を停止させるものである。
各図において、この実施形態に係るインクジェットプリンタ1は、インクを貯留するインクタンク2と、インクタンク2からメインタンク10を経て供給されるインクを被印刷物P(例えば鶏卵)の表面に向けて噴射するプリントヘッド3と、プリントヘッド3から噴射されたインクのうち印刷に使用されないインク滴Kdを回収してインクインク2に戻すためのインク回収手段4とを備えている。
インクジェットプリンタ1において、プリントヘッド3のノズル31から吐出されたインクKdは被印刷物Pの表面に噴射される。一方、ノズルプレート33から噴射されたインクKdのうち、印字に無関係な、偏向を受けないインク滴Kdは、ガター41に吸い込まれて回収される。このガター41に回収されたインクは、回収管42を通り回収ポンプ43により前受けタンク44へ送られる。同時に回収ポンプ43によって吸込み側管路72からの気体も供給されることによりインクが加圧される。このように加圧されたインクおよび気体が噴射ノズル61の絞られた霧噴出口62により霧状の霧滴Kfにされて前受けタンク44内に噴出される。このようにして、前受けタンク44に戻されたインクKrのうち、泡Wを含まない液体部分のインクKrのみが連通管12を通ってインクタンク2に流入する。そして、ポンプ9の駆動によりインクタンク2からメインタンク10に移送されたのち、ポンプ11の駆動によりストレーナ16およびレギュレータ17を経てプリンタヘッド3に送られ再利用される。
そして、気体供給装置7の回収ポンプ43により気体がインクに混入されて圧力が更に高められるので、噴射ノズル61から確実にインクの霧滴Kfを噴出することができる。また、前受けタンク44内の気体を循環使用するので、気体抜出し口71および吸込み側管路72という簡素な構成により気体供給を行なうことができる。前記の気体抜出し口71は噴出ノズル61の直上位置に設けられているので、噴射ノズル61から噴出されたインクの霧滴Kfにより泡Wが消された空間から気体が抜き出されて気体供給装置7の回収ポンプ43に吸引されるので、泡の液体分を吸引しないから気体の量が相対的に多くなって加圧力が高くなり、よりいっそう確実にインクの霧滴を発生させて泡を消すことができる。
尚、インクタンク2を省略して、前受けタンク44にフロートセンサーを設ける方法も、泡の混入やインク供給の不足による警告が可能であるが、インクの液体部分が不足した場合、インクタンク2の緩衝作用がないため、警報を発するとほぼ同時にプリンタの稼働を停止する必要がある。警告がなってから、必ずしもプリンタの管理担当者が瞬時にインクの供給ができるとは限らない。従って、供給対応に余裕をもたさないと、稼働中のプリンタの印字を猶予なく停止させてしまい、印字ラインの稼働率を下げてしまう。あるいは、逆に余裕を持たせ過ぎプリンタ停止を遅らせ過ぎると、メインタンク10に泡を混入させることになる。このような緩衝作用をインクタンク2は有しているのである。
このような発泡性を有するインク材料としては、水性のインクにおいて、多量の色素分や多糖類が例示される。そして、これらを多量に溶解させるようなインクにおいて発泡性が顕著となる。このようなインクは、鉄クロロフィリンナトリウムを2.0重量%以上、印字後の濃度をさらに濃くするために、好ましくは4%以上含有するインクである。
また、発泡性のあるインクジェットインクとして、鉄クロロフィリンナトリウム2〜6重量%、プロピレングリコール10〜25重量%、糊料0.01〜1重量%、水 残部からなるインクであるマーキング方法であり、使用される湖料がヒドロキシプロピルセルロース、アルギン酸ナトリウム等の天然物からの誘導体となっている食品添加物ないし食品素材とより構成したインクであることより、卵の卵殻へのマーキングに適するものとなる。
前記インクにおいては、鉄クロロフィリンナトリウムの含有量を増加させることで発泡性が顕著となるものであり、含有量として3.5重量%を超えると、泡の高さがインクの液面高さの5倍以上をはるかに超え、インクのあふれ出しに至る場合が多い。
また、印字後のドット形成、はじき等を、上記のようにしてマーキングすることにより、発泡性が高いにも拘わらずインクの泡によるあふれ、インク残量検知の不安定さの解消、それにともなう泡の混入による印字不良の防止、インクの供給不足による無印字発生の防止が可能となる。
これに対し、インクジェットプリンタ1に用いた比較例1,2のインクは、バブリングの泡高さが1.5倍以下であるが、プリンタ配管部やフィルタ部に消泡剤に起因したシリコンの付着が見られた。また、ガターにも微量ではあるが汚れが付着していた。但し、前受けタンク44からインクタンク2への泡の巻き込みはなかった。
一方で、泡立ち防止手段5を全く備えていない場合、実施例1〜5のインクは前受けタンク44からインクタンク2への泡の洩れが発生したが、比較例1,2のインクでは前受けタンク44からインクタンク2への泡の洩れはなかった。
そうして、図4に示した状態のように、前受けタンク44内のインクKrの量が少なくなってきたときは、前受けタンク44内の泡Wが供給管13を通ってメインタンク10のインクK中に大量に移送されてしまい、メインタンク10内が泡Wだらけになり、この泡Wがプリントヘッド3に供給されて印刷不良を引き起こすというおそれがある。
2 インクタンク
2C 下底面
3 プリントヘッド
4 インク回収手段
5 泡立ち防止手段
6 霧噴出機構
7 気体供給装置
12 連結管
18 液面センサー
19 フロート
20 制御装置
24 警報装置
27 タイマ
42 回収管
43 回収ポンプ
44 前受けタンク
44A 内周壁面
44C 下底面
47 係止用蓋
61 噴射ノズル
62 霧噴出口
71 気体抜出し口
72 吸込み側管路
C 軸心
K インク
Kd インク滴
k1 液面
B 水平線
H 液面高さ
H1 所定液面高さ
H2 高さ位置
P 被印刷物
W 泡
R 上下作動範囲
θ 角度
Claims (9)
- インクを貯留するインクタンクと、このインクタンクから供給されるインクを被印刷物の表面に向けて噴射するプリントヘッドと、前記インクタンクのインクを前記プリントヘッドに移送する第1のポンプと、前記プリントヘッドから噴射されたインクのうち印刷に使用されないインクを回収し、前記インクタンクに戻すインク回収手段とを有するインクジェットプリンタにおいて、
前記インク回収手段は、
前記印刷に使用されないインクを回収するガターと、
このガターにより回収されたインクを収容する前受けタンクと、
前記回収されたインクを前記前受けタンクに移送する第2のポンプと、
前記前受けタンクの上部に配置され、前記回収されたインクをタンク内に霧状に噴出する霧噴出機構と、
前記前受けタンクの底部と前記インクタンクの底部とを連通し、前記前受けタンクの底部にあるインクの液体部分を前記インクタンクに流入させる連結管とで構成され、
かつ前記前受けタンクおよび前記インクタンクの上部には、それぞれ外気を導入する管が接続され、
更に、前記インクタンク内に収容されたインクの液面高さを検出する液面センサーと、
前記インクタンク内のインク不足に係る警報を発する警報装置と、
前記プリンタヘッド、前記第1のポンプ、前記第2のポンプおよび前記警報装置の動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記連結管を通って前記前受けタンクから前記インクタンクに泡が流入するのを防止するため、前記液面センサーにより検出されたインクの液面高さ値が、予め設定されている所定液面高さ値を下回ったとき前記警報装置に警報を発報させ、更に、警報発報後所定時間経過後に前記インクタンクの液面高さ値が前記所定液面高さ値以上にならないとき印刷動作を停止させることを特徴とするインクジェットプリンタ。 - 前記液面センサーは、インクに浮くフロートによりインク液面を検出するように構成されるとともに、前記フロートの上下作動範囲が前記前受けタンクの底面よりも上方位置となるように配置さ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。
- 前記インクタンクと前記前受けタンクは、それぞれの底面がほぼ同じ高さ位置となるように配置されていることを特徴とする請求項1または2に記載のインクジェットプリンタ。
- 前記霧噴出機構は、前記回収されたインクを前記前受けタンクの内周壁面ないしインク液面に向けて霧状に噴出させるように構成され、かつインク噴出角度がインク液面に対し0度を超え90度未満となるように配置されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタ。
- 前記霧噴出機構は、前記前受けタンク内のインク液面上方位置に配置され、前記回収されたインクを霧状に噴出する噴射ノズルと、前記回収されたインクに気体を供給して加圧する気体供給装置とを備え、この気体供給装置は、
前記前受けタンクに形成され、前受けタンク内の気体を抜き出す気体抜出し口と、
この気体抜出し口と前記第2のポンプのインク吸込み側とを連通する吸込み側管路と、を備えていることを特徴とする請求項4に記載のインクジェットプリンタ。 - 前記気体抜出し口が前記前受けタンクにおける噴出ノズルの直上位置に形成されていることを特徴とする請求項5に記載のインクジェットプリンタ。
- 消泡成分を含有しないインクを用いることを特徴とする請求項1ないし6のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタ。
- 鉄クロロフィリンナトリウムを2.0重量%以上含有するインクを用いて、請求項1ないし7のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにより被印刷物の表面に印刷することを特徴とするマーキング方法。
- 鉄クロロフィリンナトリウム3.5〜6重量%と、プロピレングリコール10〜25重量%と、糊料0.01〜1重量%と、残量の水とからなるインクを用いて、請求項1ないし7のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにより被印刷物の表面に印刷することを特徴とするマーキング方法。
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