JP2009179027A - Inkjet recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はインクジェット記録装置の噴出構造およびインク材料に関する。 The present invention relates to an ejection structure of an ink jet recording apparatus and an ink material.
インクジェット記録装置はインクを粒子化し、それを印字対象物上に飛来させ、文字などを形成するものとである。飛来させる手段としては粒子化したインクを静電力で変更させる方法（例えば、特許文献１参照）やインクに圧力変動（微小領域での溶媒の沸騰現象やピエゾ素子による体積変化による変動）を与えノズルからインクを吐出させる方法などがある。前記を荷電制御型、後記をオンデマンド型と称す。 The ink jet recording apparatus forms ink particles and forms characters on a print object. As a means of flying, a method of changing the ink that has been made into particles by electrostatic force (for example, see Patent Document 1), or a nozzle that gives pressure fluctuations (fluctuation due to solvent boiling in a minute region or volume change due to a piezo element) to the ink. There is a method of ejecting ink from the ink. The above is referred to as a charge control type, and the following is referred to as an on-demand type.
荷電制御型インクジェット記録装置は、圧力をかけたインクを、振動を印加したノズルから吐出しながら電荷を与えることで帯電したインク粒子を作成し、そのインク粒子を静電気的な偏向系で方向を制御することで文字情報を記録するものである。以下、インクジェット記録装置の動作原理について説明する。 Charge control type inkjet recording device creates charged ink particles by applying charge while ejecting ink under pressure from a nozzle to which vibration is applied, and controls the direction of the ink particles with an electrostatic deflection system By doing so, character information is recorded. Hereinafter, the operation principle of the ink jet recording apparatus will be described.
本体のインク容器に充填されたインクは供給ポンプにより加圧され、印字ヘッドに圧送される。印字ヘッド内に圧送されたノズル内の圧電素子により数十キロヘルツの振動で加振される。ノズルの数十ミクロンのオリフィスより、噴出したインク流はインクの表面張力と振動により規則的に切断されインク粒子を形成する。インク粒子は帯電された状態でインク流から切断するため、インク粒子には文字の大きさに応じた帯電がなされている。 The ink filled in the ink container of the main body is pressurized by the supply pump and is pumped to the print head. It is vibrated with a vibration of several tens of kilohertz by a piezoelectric element in a nozzle that is pumped into the print head. The ink flow ejected from the orifice of several tens of microns of the nozzle is regularly cut by the surface tension and vibration of the ink to form ink particles. Since the ink particles are cut from the ink flow in a charged state, the ink particles are charged according to the character size.
帯電したインク粒子は飛行中の偏向電極により静電力をうけ、偏向される。偏向されたインク粒子は、印字ヘッドに対し移動する記録物に着弾し、文字を形成する。印字に関与しないインクは先ずガターに収納され、更に回収ポンプにより回収されインク容器へ戻る。 The charged ink particles are subjected to electrostatic force by the deflecting electrode in flight and deflected. The deflected ink particles land on the recorded material moving with respect to the print head to form characters. Ink that is not involved in printing is first stored in a gutter, and further recovered by a recovery pump and returned to the ink container.
インクジェット記録装置の特徴はインクを飛来させて印字することである。そのため、ノズルを被印字物から離して印字することができ、記録物が凹凸面、曲面でも印字可能である。これらの特徴を活かし、鉄鋼、紙、アルミ、プラスチック、ガラスなどに印字される場合が多い。インクはこれらに対して付着力を有する樹脂を使用するため、従来溶剤として、メチルエチルケトンや、メタノール、エタノールが主に用いられている。 A characteristic of the ink jet recording apparatus is that printing is performed by flying ink. For this reason, printing can be performed by separating the nozzle from the object to be printed, and printing can be performed even on a concavo-convex surface or a curved surface. Taking advantage of these characteristics, printing is often performed on steel, paper, aluminum, plastic, glass, and the like. Since the ink uses a resin having adhesion to these, methyl ethyl ketone, methanol, and ethanol are mainly used as conventional solvents.
インクの色を発色する色材としては、これらの溶剤に溶解する染料および、溶剤には溶解せず溶媒に分散する性質を有する顔料が用いられている。
インクが硬化する方法には、溶剤が揮散することにより硬化する溶剤揮散型、印字後に熱もしくは紫外線照射によりインクを反応させて硬化させる化学反応型がある。化学反応型には、２種類の液体を混合し反応させて硬化させる方法もある。化学反応型のインクは、硬化後、溶剤への耐性が得られるため、印字後の耐溶剤性を要求される用途には溶剤揮散型ではなく化学反応型の硬化インクを選定する必要がある。
As the coloring material that develops the color of the ink, a dye that dissolves in these solvents and a pigment that does not dissolve in the solvent but disperses in the solvent are used.
As a method for curing the ink, there are a solvent volatilization type in which the solvent is volatilized and a chemical reaction type in which the ink is reacted by heat or ultraviolet irradiation after printing to be cured. In the chemical reaction type, there is a method in which two kinds of liquids are mixed and reacted to be cured. Since the chemical reaction type ink has resistance to a solvent after curing, it is necessary to select a chemical reaction type curable ink instead of a solvent volatilization type for applications that require solvent resistance after printing.
耐溶剤性を必要とする印字用途には、溶剤揮散型インクは印字後の塗膜が溶剤に溶解するため使用することができず、印字後に熱もしくは紫外線照射により硬化させる化学反応型インクを選定する必要があった。その際、印字装置とは別に印字後の塗膜を硬化させるための後処理装置が必要である。 For printing applications that require solvent resistance, solvent-evaporated inks cannot be used because the coating film after printing dissolves in the solvent. Select chemically reactive inks that are cured by heat or UV irradiation after printing. There was a need to do. In this case, a post-processing device for curing the coated film after printing is required separately from the printing device.
また、熱硬化型インク、一例として1液エポキシを使用したインクは塗膜が硬く、硬化させる際に硬化強度が調節できないため、可とう性が要求される記録物への付着が困難な場合がある。２液混合の化学反応型インクでは、印字に関与しないインクを回収するというインクジェット記録装置の機能上、混合させてからインクを循環させている間に装置内で硬化してしまうため、使用することができなかった。 In addition, thermosetting ink, for example, ink using one-part epoxy, has a hard coating film, and the curing strength cannot be adjusted when it is cured, so it may be difficult to adhere to recorded matter that requires flexibility. is there. Use two-component mixed chemical reaction type ink because it cures in the device while it is circulated after mixing because of the function of the ink jet recording device that collects ink that does not participate in printing. I could not.
本発明の目的は、印字後に後処理を必要とせず、印字後の耐溶剤性を得ることができるインクジェット記録装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus capable of obtaining solvent resistance after printing without requiring post-processing after printing.
上記課題を解決するため、本発明においては、インクジェット記録装置装置内に個々に液体を噴出させる経路を設け、２液混合型の2種類の液体を個別に噴出し、記録物の同じ位置に到達させる制御を行ない混合させ、記録物表面でパターン形成を行なう。 In order to solve the above problems, in the present invention, a path for individually ejecting liquid is provided in the ink jet recording apparatus, and two types of liquids of two liquid mixture type are individually ejected to reach the same position of the recorded matter. The mixture is controlled to form a pattern on the surface of the recorded material.
本発明によれば、インクを硬化させるための装置を使用せずに、耐溶剤性を有する印字が可能となる。そのため、装置を稼動させるためのランニングコストの低減、省スペース化が図れる。 According to the present invention, printing having solvent resistance can be performed without using an apparatus for curing ink. Therefore, the running cost for operating the apparatus can be reduced and the space can be saved.
また、本発明によれば、塗膜の可とう性の調節が可能であるため、1台の装置で塗膜に対して可とう性が要求される複数の種類の記録物へ印字を行なうことが可能となる。 In addition, according to the present invention, since the flexibility of the coating film can be adjusted, it is possible to perform printing on a plurality of types of recorded materials that require flexibility with respect to the coating film with a single device. Is possible.
本発明の実施形態に関わるインクジェット記録装置の概略構成を図１に示す。 FIG. 1 shows a schematic configuration of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.
図１に示すように、インク容器１のインク１４は供給ポンプ２により吸引加圧される。圧送されたインクはフィルタ３でろ過され。減圧弁４により所定の圧力に調整される。圧力を制御されたインク１４はノズル６に供給される。ノズル部には圧電素子が設けられており、その圧電素子に電気信号を与えることで、インク１４に振動を付与することが出来る。
As shown in FIG. 1, the
ノズル先端にはオリフィスが設けられており、振動を付与されたインク１４は吐出口から吐出され、帯電電極７の中でインク粒子１０を形成する。この際帯電電極７に電圧を印加することで形成されるインク粒子１０に電荷を付与することが出来る。ノズル６から吐出されたインク粒子１０は偏向電極８を通過する。偏向電極８には電圧が印加される。偏向電極８を通過するインク粒子は２つの電極間の電界により偏向され記録物１３に飛来し、文字を形成する。文字に関与しないインクは先ずガター９に収納され、更に回収ポンプ１１により回収されインク容器１へ戻る。そして、本実施の形態にかかるインクジェット記録装置は、図示しない制御部に制御されるものである。
An orifice is provided at the tip of the nozzle, and the
図１のインクジェット記録装置はインク容器１を含む上記循環経路とインク容器１aを含む上記と同一構成の循環経路で構成されている。そのため、一台の装置で2種類の液体を、装置内で互いに接触することなく印字、循環することができる能力を有している。液体を噴出させるノズルは、荷電制御型のノズルとオンデマンド型のノズルとを組み合わせることが出来る。本例においては荷電制御型のノズルを２式組み合わせているが、これに限定するものではない。
The ink jet recording apparatus of FIG. 1 includes the circulation path including the
また、少なくとも１式の印字機能を有するノズル以外のノズルとして噴霧機能を有するノズルを組み合わせることも可能である。本例において、液体を噴出させるノズルの構成は、ノズル６とノズル６aを同一の記録ヘッド１５内に配置する構成を示しているが、ノズル６とノズル６aが異なる記録ヘッドに配置することも可能である。また、本例は２種類の液体を噴出するノズル構成であるが、噴出するインクの種類はこれに限定するものではない。
It is also possible to combine a nozzle having a spray function as a nozzle other than the nozzle having at least one type of printing function. In this example, the configuration of the nozzle for ejecting the liquid shows a configuration in which the nozzle 6 and the
インクの吐出量は、ノズルの口径を変更する、吐出圧を変更する、圧電素子による電気信号の周波数を変更することで、吐出量を適切に調節することが可能となり、２種類の混合比を調整することで硬化物の可とう性を調整する事が可能であるが、調節方法はこれに限定するものではない。被記録物への印字は既にノズルから噴出したインク粒子が到着した位置と同じ位置に、他方のノズルから噴出したインク粒子が到達することで行なわれ、同一位置に到達することで混合される。 The amount of ink discharged can be adjusted appropriately by changing the nozzle diameter, changing the discharge pressure, or changing the frequency of the electrical signal from the piezoelectric element. It is possible to adjust the flexibility of the cured product by adjusting, but the adjusting method is not limited to this. Printing on the recording material is performed when the ink particles ejected from the other nozzle arrive at the same position as the position where the ink particles ejected from the nozzle have already arrived, and mixing is performed by reaching the same position.
同じ位置に印字を行なう制御方法には、一例として、記録物の搬送速度およびノズル間の距離から、１方のノズルに印字信号を与えてから他方のノズルに与える印字信号の時間差を算出して制御する方法があるが、これに限定したものではない。また、被記録物への印字は各々の経路から噴出されるインク粒子が被記録物に到達する前に混ざり合い、混合後に被記録物に到達することでも行ない得る。 As an example of the control method for printing at the same position, the time difference between the print signal given to one nozzle and the print signal given to the other nozzle is calculated from the transport speed of the recorded material and the distance between the nozzles. There is a method to control, but it is not limited to this. Further, printing on the recording material can be performed by mixing the ink particles ejected from the respective paths before reaching the recording material, and reaching the recording material after mixing.
ノズルの吐出方向を調節してインク粒子の飛来方向を制御し、一方のノズルから噴出したインク粒子に対して、他方のノズルから噴出するインクがぶつかり合い混合後に被記録物上に到達させる方法があるが、これに限定したものではない。これらのインクジェット記録装置には、混合することで反応する少なくとも２種類の液体を使用する。 There is a method in which the ejection direction of the ink particles is controlled by adjusting the ejection direction of the nozzles, and the ink ejected from one nozzle collides with the ink ejected from the other nozzle and reaches the recording material after mixing. There is, but is not limited to this. In these ink jet recording apparatuses, at least two kinds of liquids that react by mixing are used.
２種類の液体には主剤インクと硬化剤インクとがあり、主剤インクには、一例としてエポキシ系、イソシアネート系、アクリル系樹脂などが用いられるが、これらに限定したものではない。硬化剤インクには各々の主剤に対応した硬化剤を使用するが、一例としてエポキシ系に対しては脂肪族アミン、芳香族アミン、イミダゾール、ポリメルカプタン、酸無水物などが用いられるが、これらに限定したものではない。 The two types of liquids include main agent ink and curing agent ink. As the main agent ink, for example, epoxy-based, isocyanate-based, acrylic-based resin, and the like are used, but the present invention is not limited to these. Curing agents corresponding to each main agent are used for the curing agent ink. For example, aliphatic amines, aromatic amines, imidazoles, polymercaptans, acid anhydrides and the like are used for epoxy systems. It is not limited.
また、一例として、２種類の液体を混合することで腐食性の酸またはアルカリを発生する液を使用することも可能である。さらに、一例として、イソシアネート系を主剤インクとし、ポリオール、水、整泡剤などが含まれた反応剤インクを用い、混合された後に反応して気体が発生して体積が増加する液を使用することも可能である。この際、被記録物上でインク粒子の体積が増加した状態で定着するため、記録された内容は指触により認識する用途、一例として点字などに利用することも可能である。 For example, it is also possible to use a liquid that generates a corrosive acid or alkali by mixing two kinds of liquids. Furthermore, as an example, an isocyanate-based ink is used, and a reactive ink containing polyol, water, foam stabilizer, etc. is used, and a liquid that reacts after mixing to generate gas and increase its volume is used. It is also possible. At this time, since the ink particles are fixed on the recording material in a state where the volume of the ink particles is increased, the recorded content can be used for recognition by finger touch, for example, Braille.
１,１a…インク容器、２,２a…ポンプ、３,３a…フィルタ、４,４a…減圧弁、５,５a…弁、６,６a…ノズル部、７,７a…帯電電極、８,８a…偏向電極、９,９a…ガター、１０,１０a…インク粒子、１１,１１a…回収ポンプ、１２,１２a…励振源、１３…被記録物、１４，１４a…インク、１５…記録ヘッド
DESCRIPTION OF
Claims (10)
少なくとも２種類の液体を噴出して記録することを特徴とするインクジェット記録装置。 In an ink jet recording apparatus comprising: a nozzle body that ejects ink particles; a charging electrode that charges a character signal such as a character or a figure to the ejected ink particles; and a deflection electrode that deflects the charged ink particles.
An ink jet recording apparatus for recording by ejecting at least two kinds of liquids.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
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2008
- 2008-02-01 JP JP2008022267A patent/JP2009179027A/en active Pending
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