JP2004223961A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源に対するインクミストの影響を低減することで、効率的に画像形成が行えるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】このインクジェット記録装置は、吐出口から記録媒体に光硬化型のインクを吐出する記録ヘッドと、記録媒体を記録ヘッドの吐出面に対向するように支持するプラテンと、記録ヘッドから吐出されたインクに対して光を照射し、インクを硬化させる光源とを備える。さらに、インクジェット記録装置には、光源のプラテン側を覆って、光源からの光を透過する長尺な光透過フィルムと、光源の一側方でローラ状に巻かれた光透過フィルムを、プラテンと光源との間を搬送経路として間欠的に巻き取るフィルム巻取装置とを備える。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット記録装置に係り、特に光硬化性のインクを使用したインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、インクジェット記録装置は印刷時の騒音が比較的小さく、印字の品質が良好であるため、現在、数多く使用されている。
インクジェット記録装置は、例えばピエゾ素子やヒータ素子等を用いて、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、記録ヘッドと記録媒体の相対的な位置を移動させることにより、記録媒体に画像を形成する。
インクジェット記録装置には、例えば、記録媒体上で記録ヘッドを往復移動させ、記録ヘッドの走査方向と直交する方向に記録媒体を搬送させることにより画像を形成するシリアルヘッド方式のものや、記録媒体の記録幅にわたるノズル列を有して固定された記録ヘッドを持ち、記録媒体を記録幅の方向に直交する方向に搬送させることにより画像を形成するラインヘッド方式のものがある。
【０００３】
現在、商品や商品の包装材への印刷等の分野では、少量生産のニーズが高まっており、グラビア印刷方式やフレキソ印刷方式など製版を必要とする方式に比して少量を低コストに生産できるインクジェット方式の利用が展開している。
良く知られるように商品や商品の包装材には樹脂や金属などのインク吸収性のない材料が用いられることが少なくない。
このようなインク吸収性のない材料を記録媒体とするとき、記録媒体へのインクの定着を可能とするため、高粘度の光硬化性のインクを記録媒体上に吐出して付着させた後、紫外線等の光を照射することでインクを硬化定着させる光硬化方式のインクジェット記録装置が開発されている。
【０００４】
従来、このような光硬化方式のインクジェット記録装置として、ラジカル重合系のインクを用い、多量の紫外線を一括に照射する構成とした紫外線硬化型のインクジェット記録装置が実用化されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１４４５５５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したようにラジカル重合系のインクを用いると、比較的多量の紫外線照射が必要となる。そのため、高出力の光源装置を搭載することとなって装置の長大化、装置の製造コストの増大を招くという問題がある。
この問題を解決するため、現在実用化されていないカチオン重合系のインクを採用することが考えられるが、カチオン重合系のインクは湿度依存性等の不安定な物性があるとともに、反射光等の弱い光により硬化反応する物性があるため取り扱いが難しく、実用化を困難にさせている。
【０００７】
例えば、装置の小型化等の要請により光源を記録ヘッドに近づければ近づけるほど、インクミストが光源に付着しやすくなる。そして、付着したインクミストは、光源からの光を受けてその位置で硬化してしまう。インクが付着し硬化すると、その分照度が低下するために、付着したインクを除去するか、光源を交換するなどして、インク硬化に必要な照度を確保しなければならない。しかしながら、光源からインクを除去するには、光源上で硬化しているためにメンテナンスに時間がかかってしまう。一方、光源を交換してしまうと、光源自体の寿命がつきる前に交換することになり、その分光源が無駄となってしまう。
【０００８】
本発明の課題は、光源に対するインクミストの影響を低減することで、効率的に画像形成が行えるインクジェット記録装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明のインクジェット記録装置は、
吐出口から記録媒体に光硬化型のインクを吐出する記録ヘッドと、
前記記録媒体を前記記録ヘッドの吐出面に対向するように支持するプラテンと、
前記記録ヘッドから吐出された前記インクに対して光を照射し、前記インクを硬化させる光源と、
前記光源の前記プラテン側を覆って、前記光源からの光を透過する長尺な光透過フィルムと、
前記光源の一側方でローラ状に巻かれた前記光透過フィルムを、前記プラテンと前記光源との間を搬送経路として間欠的に巻き取るフィルム巻取装置と、
を備えることを特徴としている。
【００１０】
請求項１記載の発明によれば、光透過フィルムが、光源のプラテン側、つまり光源の照射方向の前方を覆っているので、光を透過しながらも光源へのインクの付着を防止できる。このため、光源自体にはインクが付着しにくくなるので、光源が寿命を迎えたときにだけ交換すればよく、光源を無駄にすることがなくなる。
また、光透過フィルムは、フィルム巻取装置によって間欠的に巻き取られているので、光透過フィルムに対するインクの付着によって照度が低下した場合においても、光透過フィルムを巻き取ることで、光透過フィルムのインクの付着していない部分が光源の照射方向の前方に配置されて、硬化反応に必要な照度を確保することができる。このように、光源を交換しなくても照度が確保できるので、メンテナンスにも時間がかからず、効率的に画像形成を行うことができる。
そして、光透過フィルムがローラ状に巻かれているので、長期にわたって光透過フィルムを交換しなくても、硬化反応に必要な照度を維持することができる。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェット記録装置において、
前記フィルム巻取装置には、前記光透過フィルムを透過した光の光量を検出する光量センサと、
前記光量センサの検出結果に基づいて、前記光透過フィルムの巻き取りを開始させる制御部とを備えることを特徴としている。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、制御部が、光量センサの検出結果に基づいて、光透過フィルムの巻き取りを開始させるので、硬化反応に必要な照度が得られない値を光量センサが検出した際に、光透過フィルムの巻き取りを開始させれば、硬化反応に必要な照度を維持しながら光透過フィルムを無駄なく使用することが可能となる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のインクジェット記録装置において、
前記光透過フィルムは、４００ｎｍ以下の波長域の光を透過することを特徴としている。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、光透過フィルムが４００ｎｍ以下の波長域の光を透過するので、インクが紫外線で硬化する紫外線硬化型のインクである場合には、記録媒体にインクを安定して定着させることができる。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載のインクジェット記録装置において、
前記光透過フィルムは、４００ｎｍ以下の波長域の光及び７４０ｎｍ以上の波長域の光を透過することを特徴としている。
【００１６】
請求項４記載の発明によれば、光透過フィルムが４００ｎｍ以下の波長域の光を透過するので、インクが紫外線で硬化する紫外線硬化型のインクである場合には、記録媒体にインクを安定して定着させることができる。
ここで、７４０ｎｍ以上の波長域の光は、いわゆる赤外線であるために熱作用が大きい。このため、光透過フィルムが赤外線を透過しないとフィルム巻取装置内に熱がこもり、装置自体の温度上昇を誘発するおそれがある。フィルム巻取装置自体が加熱されると、その近傍に配置された記録ヘッドに対しても熱が伝わることになり、記録ヘッド内のインクも加熱され、安定したインク吐出が困難となる。しかしながら、請求項４記載の発明によれば、光透過フィルムが７４０ｎｍ以上の波長域の光も透過するので、フィルム巻取装置内に熱が篭もることを防止でき、結果として安定したインク吐出を維持することができる。
【００１７】
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記録装置において、
前記インクとしてカチオン重合系インクが用いられることを特徴としている。
【００１８】
請求項５記載の発明によれば、カチオン重合系インクのような比較的低出力の光源により硬化する硬化感度の高いインクを用いるので、低出力の光源の使用が可能となって、装置の小型化、コストの低減化を図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図１〜図４の図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態におけるインクジェット記録装置１の概略構成図である。
【００２０】
インクジェット記録装置１は、記録媒体の搬送方向に対して直交する方向に記録ヘッドを走査させながら、カチオン重合系インクにより画像を形成するシリアル方式のインクジェット記録装置である。このインクジェット記録装置１には、記録媒体を下方から支持するプラテン２が設けられており、プラテン２の上方には、記録媒体の搬送方向に対して直交する方向に走査するキャリッジ３が設けられている。
【００２１】
キャリッジ３には、各色毎のインク（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンタ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）を吐出する複数の記録ヘッド４が、プラテン２により支持された記録媒体と吐出面４１とが対向するように搭載されている。この記録ヘッド４の吐出面４１には、インクを吐出する複数の吐出口が、記録媒体の搬送方向に沿って直線状に配列されている。
また、キャリッジ３には、記録ヘッド４の両側方に位置するように、記録媒体に着弾したインクを硬化させるための光照射装置５が設けられている。
【００２２】
以下、図２及び図３を参照にして、光照射装置５について詳細に説明する。図２は、光照射装置５の概略構成を表す斜視図である。また、図３（ａ）は、光照射装置５の概略構成を表す正面図であり、図３（ｂ）は側面図である。
光照射装置５には、図２及び図３に示すように、記録媒体に対して光を照射する、例えば指向性のない棒状の光源５１が、吐出口の列方向に対して略平行に並ぶように複数列、配置されている。
【００２３】
ここで、光源５１としては、紫外線、電子線、Ｘ線、可視光、赤外光などを照射する様々な光源を用いることが可能であるが、硬化性、コスト等を考慮すると紫外線を照射する光源が好ましい。そして、指向性のない紫外線を照射する光源としては、例えば、蛍光灯、水銀ランプ、メタルハイドランプ等が挙げられる。また指向性のある紫外線を照射する光源としては、例えばＬＥＤ、紫外線レーザが挙げられる。
【００２４】
そして、光照射装置５には、光源５１の照射方向の前方を開口した状態で光源５１を覆うカバー部材５２が設けられている。カバー部材５２の内面は、散乱した光が反射して照射方向に向かうように、鏡面加工が施されている。カバー部材５２の下方には、カバー部材５２の開口を覆うことで、光源５１のプラテン２側を覆い、光源５１からの光を透過する光透過フィルム６が配置されている。つまり、この光透過部材５３により、画像形成中に発生したインクミストが光源５１に付着することを防止している。
【００２５】
光照射装置５には、長尺な光透過フィルム６をプラテン２と光源５１との間を搬送経路として間欠的に巻き取るフィルム巻取装置７が設けられている。
フィルム巻取装置７には、図２及び図３に示すように、カバー部材５２に対して記録媒体の搬送方向における後方側でローラ状に巻かれた光透過フィルム６を保持する保持ローラ７１が設けられている。また、カバー部材５２を介して保持ローラ７１と対向する巻取ローラ７２が、保持ローラ７１で保持された光透過フィルム６を巻き取るように配置されている。この巻取ローラ７２には、駆動源となるモータ７３が連結されている。
【００２６】
また、フィルム巻取装置７には、図３（ｂ）に示すように、光透過フィルム６を透過した光の光量を検出する光量センサ８が、光透過フィルム６を介して光源５１と対向するようにプラテン２に設けられている。
【００２７】
光透過フィルム６は、光源５１からの光を透過し、インクの侵入を遮断できる材料から形成されている。特に、本実施形態のように、光源５１が紫外線を照射するものである場合には４００ｎｍ以下の波長域の光を透過する材料から形成されていることが好ましい。これにより紫外線硬化型のインクを、記録媒体に安定して定着させることができる
さらに、光照射装置５自体の発熱を考慮するのであれば、４００ｎｍ以下の波長域の光を透過するとともに、７４０ｎｍ以上の波長域の光も透過する材料から形成されていることが好ましく、こうすることで、フィルム巻取装置７内に熱が篭もることを防止でき、結果として安定したインク吐出を維持することができる。
【００２８】
次に、図４を参照してインクジェット記録装置１における主制御部分について説明する。図４はインクジェット記録装置１の主制御部分を表すブロック図である。
【００２９】
インクジェット記録装置１には、各駆動部を制御する制御部１０が設けられている。制御部１０には、画像形成時における指示が入力される入力部１１、記録媒体の搬送機構９、キャリッジ３のキャリッジ駆動源３１、記憶部１２、記録ヘッド４、光源５１、モータ７３、光量センサ８が電気的に接続されている。なお、制御部１０には、これら以外にもインクジェット記録装置１の各駆動部などが接続されている。
【００３０】
そして、制御部１０は、入力部１１からの指示に基づいて、記憶部１２中に書き込まれている制御プログラムや制御データに従い各種機器を制御するようになっている。
記憶部１２には、記録媒体に付着したインクが好適に硬化反応するのに必要で、かつ光透過フィルム６の巻き取り開始の基準となる光量値が記録媒体の種類毎、インクの種類毎に記憶されている。
【００３１】
次に、本実施形態に係るインクジェット記録装置１の動作について説明する。
【００３２】
先ず、作業者は、画像形成に用いられる記録媒体の種類及びインクの種類を入力部から入力してから、画像形成の開始を入力する。この入力に基づいて、制御部１０は、キャリッジ３を走査させて、光源５１を点灯させながら、記録ヘッド４からインクを吐出させ、画像形成が完了するまでこの動作を繰り返させる。
画像形成が繰り返し行われる際に、光量センサ８が、光透過フィルム６を透過した光の光量を検出すると、制御部１０は、検出された光量値と、画像形成に用いられる記録媒体及びインクに応じた光量値とを比較して、検出された光量値の方が大きい場合には、フィルム巻取装置７のモータ７３を停止させたままで画像形成を継続する。
【００３３】
一方、検出された光量値の方が小さい場合には、光透過フィルム６がインクミストによって汚れ、好適な硬化反応を示しにくくなっているので、制御部１０は、光量センサ８の検出結果に基づいてモータ７３を駆動させ、光透過フィルム６の巻き取りを開始する。これにより、光透過フィルム６の汚れた部分は、記録媒体の搬送方向（図２の矢印Ａ）に沿いながら巻き取られて、カバー部材５２の開口部分から除去される。この巻き取りに伴って、カバー部材５２の開口部分には光透過フィルム６のインクの付着していない部分が新たに配置される。そして、光透過フィルム６の汚れた部分、つまり巻き取り以前に、カバー部材５２の開口を覆っていた部分が、カバー部材５２の開口から除外されると、制御部１０は、モータ７３を停止して、画像形成を再開する。これにより、インクの硬化に必要なだけの照度が確保される。
【００３４】
以上のように、本実施形態のインクジェット記録装置１によれば、光透過フィルム６が、光源５１のプラテン２側、つまり光源５１の照射方向の前方を覆っているので、光を透過しながらも光源５１へのインクの付着を防止できる。このため、光源５１自体にはインクが付着しにくくなり、光源５１が寿命を迎えたときにだけ交換すればよく、光源５１を無駄にすることがなくなる。
また、光透過フィルム６は、フィルム巻取装置７によって間欠的に巻き取られているので、光透過フィルム６に対するインクの付着によって照度が低下した場合においても、光透過フィルム６を巻き取ることで、光透過フィルム６のインクの付着していない部分が光源５１の照射方向の前方に配置されて、硬化反応に必要な照度を確保することができる。このように、光源５１を交換しなくても照度が確保できるので、メンテナンスにも時間がかからず、効率的に画像形成を行うことができる。
そして、光透過フィルム６がローラ状に巻かれているので、長期にわたって光透過フィルム６を交換しなくても、硬化反応に必要な照度を維持することができる。
【００３５】
また、制御部１０が、光量センサ８の検出結果に基づいて、光透過フィルム６の巻き取りを開始させるので、硬化反応に必要な照度を維持しながら光透過フィルム６を無駄なく使用することが可能となる。
【００３６】
そして、光透過フィルム６が４００ｎｍ以下の波長域の光を透過するので、紫外線で硬化する紫外線硬化型のインクを、記録媒体に安定して定着させることができる。
ここで、７４０ｎｍ以上の波長域の光は、いわゆる赤外線であるために熱作用が大きい。このため、光透過フィルムが赤外線を透過しないとフィルム巻取装置７内に熱がこもり、装置自体の温度上昇を誘発するおそれがある。フィルム巻取装置７自体が加熱されると、その近傍に配置された記録ヘッド４に対しても熱が伝わることになり、記録ヘッド４内のインクも加熱され、安定したインク吐出が困難となる。しかしながら、本実施形態では光透過フィルムが７４０ｎｍ以上の波長域の光も透過するので、フィルム巻取装置７内に熱が篭もることを防止でき、結果として安定したインク吐出を維持することができる。
また、カチオン重合系インクのような比較的低出力の光源により硬化する硬化感度の高いインクが用いられていると、低出力の光源の使用が可能となって、装置の小型化、コストの低減化を図ることができる。
【００３７】
なお、本発明は上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態では、シリアル方式のインクジェット記録装置１を例示して説明したが、本発明の構成は、記録ヘッドとしてラインヘッドが用いられるラインヘッド方式のインクジェット記録装置に適用することも可能である。
また、本実施形態では、ローラ状に巻かれた光透過フィルム６を、カバー部材５２に対して記録媒体の搬送方向における後方側に配置することで、光源５１の一側方に配置する構成を例示したが、巻き取る際に光源５１のプラテン２側を覆うことが可能であれば、ローラ状に巻かれた光透過フィルム６を光源５１のいずれの側方に配置してもよい。例えば、カバー部材５２に対して記録媒体の搬送方向における前方側であってもよい。
【００３８】
また、本実施形態では、記録媒体の搬送方向と光透過フィルム６の搬送方向とが沿うように構成されているが、巻き取る際に光源５１のプラテン２側を覆うことが可能であれば、両者の方向が同方向でなくともよく、さらには、カバー部材５２の内部に保持ローラ及び巻取ローラの少なくとも一方を配置する構成であってもよい。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、光を透過しながらも光源へのインクの付着を防止できる。このため、光源自体にはインクが付着しにくくなるので、光源が寿命を迎えたときにだけ交換すればよく、光源を無駄にすることがなくなる。
また、光透過フィルムに対するインクの付着によって照度が低下した場合においても、光透過フィルムを巻き取ることで、光透過フィルムのインクの付着していない部分が光源の照射方向の前方に配置されて、硬化反応に必要な照度を確保することができる。このように、光源を交換しなくても照度が確保できるので、メンテナンスにも時間がかからず、効率的に画像形成を行うことができる。
そして、光透過フィルムがローラ状に巻かれているので、長期にわたって光透過フィルムを交換しなくても、硬化反応に必要な照度を維持することができる。
【００４０】
請求項２記載の発明によれば、硬化反応に必要な照度が得られない値を光量センサが検出した際に、光透過フィルムの巻き取りを開始させれば、硬化反応に必要な照度を維持しながら光透過フィルムを無駄なく使用することが可能となる。
【００４１】
請求項３記載の発明によれば、インクが紫外線で硬化する紫外線硬化型のインクである場合には、記録媒体にインクを安定して定着させることができる。
請求項４記載の発明によれば、インクが紫外線で硬化する紫外線硬化型のインクである場合には、記録媒体にインクを安定して定着させることができる。
また、光透過フィルムが７４０ｎｍ以上の波長域の光も透過するので、フィルム巻取装置内に熱が篭もることを防止でき、結果として安定したインク吐出を維持することができる。
請求項５記載の発明によれば、カチオン重合系インクのような比較的低出力の光源により硬化する硬化感度の高いインクを用いるので、低出力の光源の使用が可能となって、装置の小型化、コストの低減化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るインクジェット記録装置の概略構成を表す側面図である。
【図２】図１のインクジェット記録装置に備わる光照射装置及びフィルム巻取装置を表す斜視図である。
【図３】図２光照射装置及びフィルム巻取装置を表す正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図４】図１のインクジェット記録装置の主制御部分を表すブロック図である。
【符号の説明】
１ インクジェット記録装置
２ プラテン
４ 記録ヘッド
６ 光透過フィルム
７ フィルム巻取装置
８ 光量センサ
１０ 制御部
５１ 光源

Claims (5)

1. 吐出口から記録媒体に光硬化型のインクを吐出する記録ヘッドと、
   前記記録媒体を前記記録ヘッドの吐出面に対向するように支持するプラテンと、
   前記記録ヘッドから吐出された前記インクに対して光を照射し、前記インクを硬化させる光源と、
   前記光源の前記プラテン側を覆って、前記光源からの光を透過する長尺な光透過フィルムと、
   前記光源の一側方でローラ状に巻かれた前記光透過フィルムを、前記プラテンと前記光源との間を搬送経路として間欠的に巻き取るフィルム巻取装置と、
   を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 請求項１記載のインクジェット記録装置において、
   前記フィルム巻取装置には、前記光透過フィルムを透過した光の光量を検出する光量センサと、
   前記光量センサの検出結果に基づいて、前記光透過フィルムの巻き取りを開始させる制御部とを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 請求項１又は２記載のインクジェット記録装置において、
   前記光透過フィルムは、４００ｎｍ以下の波長域の光を透過することを特徴とするインクジェット記録装置。
4. 請求項１又は２記載のインクジェット記録装置において、
   前記光透過フィルムは、４００ｎｍ以下の波長域の光及び７４０ｎｍ以上の波長域の光を透過することを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、
   前記インクとしてカチオン重合系インクが用いられることを特徴とするインクジェット記録装置。

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