JP5664912B2 - 液体吐出装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばインクジェット記録装置などの液体吐出装置に関する。

インクジェット記録装置に使用されるインクとしては、例えば白インクに代表されるように溶媒中に顔料等の分散粒子を均一に分散させた顔料系インクが用いられる。この顔料等の分散粒子は、溶媒に対して比重が大きいことから、記録装置が長時間にわたって使用されない場合には、分散粒子（顔料成分）が沈降しやすく、インク供給系の目詰まりやインク濃度の変化などを引き起こすおそれがある。

この問題を解決すべく、インクに含まれる分散粒子を拡散すべく滞留するインクを撹拌する方法が提案されている。例えば、インクタンクと印字ヘッドを結ぶインク供給管の印字ヘッド近傍側にインク撹拌容器が挿入され、該インク撹拌容器には撹拌球が移動可能に内蔵されている。キャリッジが往復動する際に撹拌球がインク撹拌容器内を移動することによりインクが撹拌されるようになっている。

また、上記インク撹拌容器と併用してインクチューブをらせん状、波型状などに湾曲させて顔料濃度の薄い上部と顔料が沈降した下部とが交互に配置され、キャリッジが停止状態から移動開始すると、顔料濃度が薄いインクによって沈降した顔料部分が押し出して撹拌する技術が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１０−１３１９７６号公報

しかしながら、前述した特許文献１においては、インクタンクと印字ヘッドを結ぶインク供給管に撹拌球を内蔵したインク撹拌容器を設ける場合には、部品点数が嵩むうえに、容器内に沈降した顔料を撹拌できてもその他のインクチューブ内に沈降した顔料成分までは撹拌できない。
また、インクチューブをらせん状、波型状などに湾曲させて顔料濃度の薄い湾曲上部と顔料が沈降した湾曲下部とが交互に配置されるようにした場合には、インクチューブが長くなるうえに湾曲下部に沈降した顔料が凝集すると、キャリッジが往復動走査を開始しても顔料濃度の薄いインク成分によって沈降した顔料を押し出すことができなくなる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、チューブを湾曲せず、しかも格別な撹拌手段を設けることなく沈降性を有する液体の沈降を防止しかつ沈降した液体成分を撹拌可能な液体吐出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る液体吐出装置は、印刷ユニットに支持された沈降性の液体を貯留する貯留容器からチューブを介して主走査方向に往復動するキャリッジに搭載された液体吐出部に液体が供給され、前記キャリッジが主走査方向に往復動しながら対向する媒体に前記液体吐出部より液体を吐出する液体吐出装置であって、前記キャリッジの主走査方向への往復動に追従して移動する、表面に第一の凹凸部を有する前記チューブと、これに沿って配置され、前記チューブとの当接面に第二の凹凸部を有する当接部材と、を備え、前記キャリッジの往復動に伴って前記チューブと当接部材との干渉作用によりチューブを振動させて当該チューブ内に滞留する液体を撹拌することを特徴とする。
これにより、キャリッジの往復動によってチューブ内に滞留した沈降性の液体に生ずる圧力変動と、チューブの表面に形成された第一の凹凸部と当接部材に形成された第二の凹凸面との干渉作用によりチューブに生じるより大きな振動との相乗効果により、当該チューブ内に沈降した固体成分が効率よく撹拌される。

少なくとも前記チューブの表面に前記第一の凹凸部が外付けされて凹凸面が形成されるか前記当接部材に前記第二の凹凸部が外付けされて凹凸面が形成されるかのいずれかにより前記チューブを振動させて液体が撹拌されるようになっていてもよい。
これにより、チューブの表面に第一の凹凸部が外付けされるか或いは当接部材に第二の凹凸部が外付けされて凹凸面が形成されるので、チューブ内で流動する液体が沈降性の液体かそれ以外の液体かで凹凸部を使い分けて使用することができる。

また、前記チューブには、前記キャリッジの往復動によって滞留した沈降性の液体に生ずる圧力変動を緩和する緩衝部が設けられていてもよい。
これにより、キャリッジの往復動に伴うチューブ内を流動する沈降性の液体の圧力変動を緩和することができる。

本発明によれば、チューブと当接部材との干渉作用によりチューブを振動させて当該チューブ内に滞留する液体を撹拌するので、格別な撹拌手段を設けることなくキャリッジを往復動させるだけで沈降性インクの沈降を防止しかつ沈降したインク成分を撹拌することができる。

インクジェット記録装置の外観斜視図である。 インクジェット記録装置の走査部を示す模式図である。 インクチューブと当接部の構成例を示す説明図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に係る液体吐出装置の実施形態について詳細に説明する。本実施形態は液体吐出装置の一例としてインクジェット記録装置を用い、液体の一例として顔料系のインクを用いた場合について説明するものとする。以下の説明において、主走査方向は、印刷ユニットの長手方向（キャリッジが往復動する方向）、副走査方向は、ステージ部（吸着プレート）の長手方向（主走査方向と直交する方向）を指し示すものとする。

図１は、インクジェット記録装置の外観を示す斜視図である。同図に示すように、インクジェット記録装置１は、例えばフラットベッド型インクジェット記録装置が用いられる。印刷ユニット４には、主走査方向に往復動するキャリッジ３が設けられている。このキャリッジ３には、対向するステージ部２（吸着プレート）に吸着支持された印刷対象である媒体にインクを吐出するインクジェットヘッド１５が搭載されている。インクは、溶媒に対して顔料比重の大きい分散型のインクが用いられる。

図２に示すように印刷ユニット４に固定されたインクを貯留するインクカートリッジ１３（液体貯留部）からインクチューブ１４を介して主走査方向に往復動するキャリッジ３に搭載されたインクジェットヘッド１５にインクが供給される。インクジェットヘッド１５には、スキャン（走査）に伴い屈曲が可能なインクチューブ１４が接続されている。

また、インクジェットヘッド１５に接続するインクチューブ１４には緩衝部１８が設けられている。緩衝部１８はキャリッジ３の往復動によって滞留したインクに生ずる圧力変動によって容積変化する。緩衝部１８は圧力変動を緩和するダンパー機能や少量のインクを貯留する機能があるが、更に圧力を一定に保つためのレギュレータ機能を持つ部材であっても良いし、図２に示すように緩衝部１８とインクジェットヘッド１５との間にレギュレータ１５ａを入れても良い。

また、インクジェットヘッド１５に接続するインクチューブ１４は、キャリッジ３の主走査方向への往復動に追従して移動する。また、インクチューブ１４の移動方向に沿って当接部材１６が配置されている。当接部材１６は、キャリッジ３の移動をガイドするガイド部材でもよいし、インクチューブ１４をガイドするガイド部材でもよいし、印刷ユニット４のシャーシ等であっても良い。

インクチューブ１４と当接部材１６との干渉作用によりインクチューブ１４を振動させて当該インクチューブ１４内に滞留するインクを撹拌するようになっている。上記構成によれば、キャリッジを往復動させるだけで、インクチューブ１４と当接部材１６との干渉作用によりインクチューブ１４を振動させて当該インクチューブ１４内に滞留するインクを撹拌するので、格別な撹拌手段を設けることなく沈降性インクの沈降を防止しかつ沈降したインク成分を撹拌することができる。

以下、図３を参照して具体的に説明する。
図３（ａ）は、インクチューブ１４の表面に凹凸部１４ａが形成され、当接部材１６との摺動によりインクチューブ１４内のインクが撹拌される。凹凸部１４ａはインクチューブ１４に線材（コイル）をスパイラル状に巻いたり、図３（ｂ）に示すようにチューブ表面にローレット１４ｂを形成したり、チューブ外装樹脂にビーズを混入して成形したものや、金属表面に溶射により凹凸を形成したもの、或いはチューブ表面にサンドブラストにより粗面化したものなどであっても良い。

これにより、キャリッジ３の往復動に伴うインクチューブ１４の凹凸面１４ａ，１４ｂと当接部材１６との摺動によってインクチューブ１４が振動し、沈降性インクの沈降を防止しかつ沈降したインク成分を撹拌することができる。

また、図３（ｃ）に示すように、インクチューブ１４の表面に形成された可撓板１７に形成された第一の凹凸部１７ａと当接部材１６に形成された第二の凹凸部１６ａとの干渉作用によりインクチューブ１４を振動させて当該インクチューブ１４内のインクが撹拌されるようにしても良い。

可撓板１７は、プレス成形により段差を形成したもの、エッチングにより凹凸を形成したもの、樹脂成形により一体に段差を形成したもの、樹脂板若しくは金属板にＵＶインクを散点状に吐出して凹凸を形成したもの、金属表面に溶射により凹凸を形成したもの、或いはチューブ表面にサンドブラストにより粗面化したものなどであっても良い。
また、当接部材１６は、単位板に上記凹凸を設けたものでもよいが、インクチューブ１４を収納した屈曲ダクト（保護案内チェーン、ケーブルペア等）のダクト表面に突起を設けても良い。

これにより、可撓板１７の表面に形成された第一の凹凸部１７ａと当接部材１６に形成された第二の凹凸面１６ａとの干渉作用により、キャリッジ３の往復動によってインクチューブ１４に生じる振動が相乗効果により大きくなるので当該インクチューブ１４内に沈降したインクが撹拌されやすくなる。

また少なくともインクチューブ１４の表面に凹凸部１４ａが外付けされて凹凸面が形成されるか若しくは当接部材１６に凹凸部１６ａが外付けされて凹凸面が形成されるかのいずれかによりインクチューブ１４を振動させて当該インクチューブ１４内のインクが撹拌されるようにしても良い。
例えば、当接部材１６に凹凸面を形成する構造としては、チューブ当接部にローラー等の凹凸を設けたり、図３（ｃ）に示すように当接部材１６の当接面に凹凸部１６ａを貼り付けたりしたものでもよい。

これによれば、インクチューブ１４の表面に凹凸部が外付けされるか或いは当接部材１６に凹凸部が外付けされて凹凸面が形成されるので、インクチューブ１４に使用されるインクが沈降性インクかそれ以外のインクかで凹凸部を使い分けて使用することができる。

印刷ユニット４は、図１に示すようにキャリッジ３が往復動する主走査方向（Ｙ軸方向）と直交する副走査方向（Ｘ軸方向）に往復移動可能に設けられている。尚、媒体には、普通紙などの紙類のほかに、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル），ＰＬＡ（ポリ乳酸），ＰＰ（ポリプロピレン），ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート），ＰＣ（ポリカーボネート），ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）などの樹脂シート、織布、不織布などの布シート、アルミやステンレスなどの金属シート、或いは複合材料からなる合成シートなどの各種材料が含まれるものとする。

印刷ユニット４には、キャリッジ３に搭載されインクジェットヘッドＨから吐出直後の紫外線硬化インクに紫外線を照射して一次硬化させる第一紫外線硬化ランプ５ａ，５ｂがキャリッジ３の主走査方向両側に各々設けられている。第一紫外線硬化ランプユニット５ａ，５ｂはＬＥＤ素子を光源として搭載されており、インクジェットヘッドＨに設けられた各色ヘッドの印刷範囲に対応して設けられている。

また、印刷ユニット４の外装である印刷ユニットカバー７には、副走査方向に突出してランプ収納カバー８が外付けにより着脱可能に設けられている。このランプ収納カバー８内には、一次硬化させた紫外線硬化インクに再度紫外線を照射して二次硬化させる第二紫外線硬化ランプユニット９が設けられている。第一紫外線硬化ランプユニット５ａ，５ｂと第二紫外線硬化ランプユニット９とは、媒体との間隔を各々調整可能に設けられている。ランプ収納カバー８はカバー本体１０の上部を開閉する開閉部材１１が回動可能に設けられている。

第一紫外線硬化ランプユニット５ａ，５ｂの波長域は、３００ｎｍ〜４００ｎｍとなっている。なお、このインクジェットプリンタ１では、インクジェットヘッドＨが１ライン分の印刷を終了するたびに印刷ユニット４が、主走査方向に直交する副走査方向にステージ部２の長手方向に一方側から他方側に向かって移動する。電源ボックス１２は、印刷ユニット４の上部に配置されており、紫外線蛍光ランプに安定した電源を供給する複数の安定器（インバータ機能内蔵；図示せず）を備えている。

上記構成によれば、インクチューブ１４を湾曲せず、しかも格別な撹拌手段を設けることなく沈降性インクの沈降を防止しかつ沈降したインク成分を撹拌可能なインクジェット記録装置を提供することが可能となる。

１ インクジェット記録装置 ２ ステージ部 ３ キャリッジ ４ 印刷ユニット ５ａ，５ｂ 第一紫外線硬化ランプ ７ 印刷カバー ８ ランプ収納カバー ９ 第二紫外線硬化ランプユニット １０ カバー本体 １１ 開閉部材 １２ 電源ボックス １３ インクカートリッジ １４ インクチューブ １４ａ，１６ａ，１７ａ 凹凸部 １４ｂ ローレット １５ インクジェットヘッド １５ａ レギュレータ １６ 当接部材 １７ 可撓板 １８ 緩衝部

Claims (3)

1. 印刷ユニットに支持された沈降性の液体を貯留する貯留容器からチューブを介して主走査方向に往復動するキャリッジに搭載された液体吐出部に前記沈降性の液体が供給され、前記キャリッジが主走査方向に往復動しながら対向する媒体に前記液体吐出部より前記沈降性の液体を吐出する液体吐出装置であって、
   前記キャリッジの主走査方向への往復動に追従して移動する、表面に第一の凹凸部を有する前記チューブと、
   これに沿って配置され、前記チューブとの当接面に第二の凹凸部を有する当接部材と、を備え、前記キャリッジの往復動に伴って前記チューブと当接部材との干渉作用によりチューブを振動させて当該チューブ内に滞留する前記沈降性の液体を撹拌することを特徴とする液体吐出装置。
2. 少なくとも前記チューブの表面に前記第一の凹凸部が外付けされて凹凸面が形成されるか前記当接部材に前記第二の凹凸部が外付けされて凹凸面が形成されるかのいずれかにより前記チューブを振動させて液体が撹拌されることを特徴とする請求項１記載の液体吐出装置。
3. 前記チューブには、前記キャリッジの往復動によって滞留した前記沈降性の液体に生ずる圧力変動を緩和する緩衝部が設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液体吐出装置。

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