JP4583828B2 - インクジェット記録装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
このような光硬化性インクを用いて印刷するプリンタは、ソルベント系インクで印刷するプリンタに比べて比較的低臭気であり、インク吸収性の無い記録媒体への記録ができる点で近年注目されている。
このような問題に対処する技術として例えば特許文献2がある。すなわち、図12に示すようにノズルプレート1は、遮光性を有し、かつノズル開口2の近傍にインク撥水性の共析メッキ層3を有する。ノズルプレート1のインク吐出側の面1aからノズル開口2のストレート部2a及びテーパ部2bに及ぶ領域には、ふっ素系高分子の共析メッキ層3が形成されている。この共析メッキ層3は、ノズルプレート1の本体を構成する金属の表面にニッケルやニッケル−コバルト合金、ニッケル−リン合金、ニッケル−ホウ酸合金の下地を形成した後、ふっ素系樹脂、例えばポリテロラフルオロエチレン、ポリバーフルロアルコキシブタジエン、ポリフルオロビニデリン、ポリフルオロビニル、ポリジパーフルオロアルキルフマレートを単独又は混合した電解液に浸漬して電界を印加し、所定時間の経過後引き上げ、例えば350℃程度の温度で加熱することにより形成されている。
さらに、印字時、メニスカスMは、ノズル開口2におけるインク吐出側の面1a近傍までくる。このため、メニスカスMに紫外光が容易に照射され、かつ記録媒体等からの反射光でノズル開口2の近傍の光硬化性インクKが硬化し、安定な印字ができない問題がある。
図1はインクジェット記録装置の構成図である。搬送機構10は、例えば紙葉、フィルム等の記録媒体11を供給側Aから排出側Bに向う矢印T方向に一定の搬送速度で搬送する。この搬送機構10は、例えば無端のベルト12と、このベルト12を駆動するための各ローラ10a、10b、10cとを有する。これらローラ10a、10b、10cのうち例えばローラ10aが駆動モータ14に連結されている。
インクジェット方式の各記録ヘッド15k、15c、15m、15yが搬送機構10の上方に配設されている。これら記録ヘッド15k、15c、15m、15yは、それぞれブラック(K)用、シアン(C)用、マゼンタ(M)用、イエロー(Y)用であり、記録媒体11の搬送方向(矢印T方向)に所定間隔毎に配設されている。これら記録ヘッド15k、15c、15m、15yは、図2に示すようにそれぞれ複数のノズル16が一定間隔で一方向に設けられている。これら記録ヘッド15k、15c、15m、15yの個々は、それぞれ複数のノズル16を搬送方向(矢印T方向)に対して垂直方向になるように配設されている。これら記録ヘッド15k、15c、15m、15yは、それぞれ各ノズル16からブラック(K)の光硬化性インク、シアン(C)の光硬化性インク、マゼンタ(M)の光硬化性インク、イエロー(Y)の光硬化性インクを例えばピエゾ素子又はヒータの動作によって各ノズル16からインク滴として吐出する。
この覆い体18の酸素供給口19には、酸素供給チューブ20を介して酸素供給部としての酸素発生器又は酸素ボンベ(以下、酸素発生器として説明する)21が接続されている。この酸素発生器21は、覆い体18内に供給する酸素を含むガス(以下、酸素ガスと称する)の流量を制御可能である。酸素ガスは、紫外光の吸収率が空気による紫外光の吸収率よりも大きい。
図5は遠紫外領域での酸素の吸収特性を示し、図6は波長172nmの大気中における減衰特性を示す。図5から分るように波長200nm以下の遠紫外光は酸素により吸収され、その照射照度は低下する。
通常の空気の酸素濃度は約21%であり、図6から分るように波長172nmの遠紫外光は8mm離れたところで10%まで減衰する。
覆い体18に供給する酸素ガスの流量は、覆い体18の容量、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yと覆い体18との各隙間から漏れ出る酸素ガスの流量等より各ノズル16の周辺の酸素濃度が所望の時間で所望の濃度になるように適宜設定すればよいが、本実施の形態では流量は2L/min程度に設定している。
インクジェット記録装置本体の電源が投入されると、制御部23は、ステップ#1において、酸素発生器21に対して酸素供給開始の指令を発する。この酸素発生器21は、酸素供給開始の指令を受けて、酸素ガスを酸素供給チューブ20を通して酸素供給口19から覆い体18内に供給する。このときの酸素ガスは、例えば流量2L/min程度に設定される。これにより、覆い体18の上部から当該覆い体18内に供給された酸素ガスは、空気よりも重いので、覆い体18内の上部から下方に向って拡散移動し、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲に供給される。
酸素濃度が例えば30%以上に達すると、制御部23は、ステップ#3において、UVランプ16に対して遠紫外光の照射開始指令を発する。これにより、UVランプ16は、遠紫外光を放射する。このUVランプ16は、放射される光量が安定するまで約10分ほどかかる。このUVランプ16が安定するまでの間に各メンテナンスステーション17k、17c、17m、17yに対するメンテナンスが行われる。
この記録動作の待機状態に記録動作の指示が制御部23に入力されると、この制御部23は、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yに記録指令を発すると共に、搬送機構10に搬送指令を発する。これにより、搬送機構10は、記録媒体11を供給側Aから排出側Bに向う矢印T方向に一定の搬送速度で搬送する。これと共に各記録ヘッド15k、15c、15m、15yは、それぞれ記録指示に応じてKCMYの各紫外線硬化性インクをインク滴として各ノズル16から吐出す。これらノズル16から吐出された各紫外線硬化性インクのインク滴は、搬送されている記録媒体11の面上に着弾される。
記録媒体11上への記録を連続して行う場合、制御部23は、ステップ#6とステップ#7とを繰り替えし、記録動作を継続する。一旦、記録動作を中止してから再度記録動作を行う場合、制御部23は、ステップ#8から#5に戻り、記録動作の待機状態とする。
この後、制御部23は、インクジェット記録装置本体の電源を切って終了する。
従って、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16の詰まりを防止でき、記録にノズル抜けのない、快適な記録を達成できる。
なお、上記第1の実施の形態では、波長172nmの遠紫外光を放射するUVランプ16を用いているが、これに限らず、基本的に波長200nm以下の発光波長を持つランプであれば用いることができる。
又、UVランプ16を各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの直後に合計4つ配置してもよい。この場合、UVランプ16と記録媒体11との距離を例えば1mmと近く設定し、UVランプ16と各記録ヘッド15k、15c、15m、15yのノズルとの距離を例えば10mmと離すことにより同様の効果を得ることができる。
なお、記録動作を行わないときには、覆い体18を、例えば図示しない移動駆動部により記録媒体11と接触する、又は接触しないかの近接位置に下降させてもよい。
これにより、例えば電源遮断後等の記録動作を行わないときに、自然光の入射による各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16及びその周辺におけるKCMYの各紫外線硬化性インクの光重合開始の反応が起こらず、これら紫外線硬化性インクが硬化することはない。
従って、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16の詰まりを防止でき、記録にノズル抜けのない、快適な記録を達成できる。
図8はインクジェット記録装置の構成図である。覆い体18は、搬送方向Tに対して垂直方向の長さを記録媒体11の幅方向の長さよりも長さSだけ長く形成されている。この長さSは、後述するファン筐体42の寸法よりも長く形成されている。この覆い体18の上面18aには、酸素ガス供給口40が設けられている。この酸素ガス供給口40には、酸素供給チューブ20を介して酸素発生器21が接続されている。又、覆い体18の上面18aには、酸素ガス再供給口41が設けられている。
インクジェット記録装置本体の電源が投入されると、制御部49は、ステップ#20において、第1の吸引ファン44に駆動指令を発する。第1の吸引ファン44は、駆動することによりファン筐体42内の酸素を含むガスを吸引し、循環系チューブ45を通して覆い体18内に再供給する。
次に、制御部49は、上記第1の実施の形態と同様に、ステップ#1において、酸素発生器21に対して酸素供給開始の指令を発し、酸素発生器21から酸素濃度100%の酸素ガスを流量2L/min程度で覆い体18に供給する。覆い体18内に供給された酸素ガスは、当該覆い体18内の上部から下方に向って拡散移動し、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲に供給される。
酸素濃度が例えば30%に達すると、制御部49は、ステップ#3において、UVランプ16から遠紫外光を放射させ、かつこのUVランプ16から放射される光量が安定するまでの間に、ステップ#4において、各メンテナンスステーション17k、17c、17m、17yをメンテナンスする。
メンテナンスが終了し、UVランプ16から放射される光量が安定すると、制御部49は、ステップ#5に移り、記録動作の待機状態に入る。
従って、制御部49は、記録動作する予定が全くなくなるまのでの間、上記ステップ#22〜#26を繰り返すことで、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲における酸素濃度を30%に維持する。
従って、記録動作を行わないとき及び記録動作中、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周囲は、酸素雰囲気に維持される。この結果、記録動作を行わないとき、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16及びその周辺においてKCMYの各紫外線硬化性インクで光重合開始の反応が起こらず、各紫外線硬化性インクは硬化しない。
記録動作中、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの周辺が酸素雰囲気に維持されるので、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各ノズル16及びその周辺では、KCMYの各紫外線硬化性インクは、光重合開始の反応が起こらず、硬化しない。UVランプ16と記録媒体11との間の空間では、遠紫外光がKCMYの各紫外線硬化性インクの硬化を阻害するまでの減衰には至らず、各紫外線硬化性インクは硬化して記録媒体11上に記録される。
記録動作する予定が全くない場合、制御部49は、ステップ#27に移り、UVランプ16に対して遠紫外光の照射の停止指令を発する。これにより、UVランプ16は消灯する。
この後、制御部49は、インクジェット記録装置本体の電源を切って終了する。
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されるものではなく、次のように変形してもよい。例えば、酸素濃度計22は、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの搬送方向Tの中心位置に設けているが、例えば各記録ヘッド15k、15c、15m、15y毎に4個設け、各記録ヘッド15k、15c、15m、15yの各位置で各酸素濃度を検出し、これら酸素濃度の平均値を求めるようにしてもよい。
Claims (16)
- 光の照射により硬化する光硬化性インクをインク滴として記録媒体に向けて吐出するノズルを有する記録ヘッドと、
前記記録媒体に着弾した前記インク滴に前記光を照射する光照射部と、
前記光を減衰させる気体を前記記録ヘッドの周囲に供給する気体供給部と、
を具備したことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記記録ヘッドの周囲における前記気体の濃度を検出する濃度計と、
前記濃度計により検出される前記記録ヘッドの周囲における前記気体の濃度が所定の濃度になるように、前記気体供給部による前記記録ヘッドの周辺への前記気体の供給を制御する制御部と、
を具備したことを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録装置。 - 前記制御部は、電源投入を受けて前記気体供給部から前記気体を前記記録ヘッドの周囲に供給し、前記濃度計により検出される前記記録ヘッドの周囲における前記気体の濃度が前記所定の濃度に達すると、少なくとも前記光照射部からの前記光の照射及び前記記録ヘッドによる前記記録媒体への記録動作が可能な待機状態とすることを特徴とする請求項2記載のインクジェット記録装置。
- 前記記録ヘッドを覆い、前記記録ヘッドの周囲に供給する前記気体の濃度を前記所定の濃度に確保する覆い体を有することを特徴とする請求項2又は3記載のインクジェット記録装置。
- 前記記録媒体への記録動作を行わないときに、前記覆い体を下降させる移動駆動部を有することを特徴とする請求項4記載のインクジェット記録装置。
- 前記覆い体内の前記気体を吸引すると共に、当該吸引した前記気体を前記覆い体内に再供給する循環手段を有することを特徴とする請求項4又は5記載のインクジェット記録装置。
- 前記覆い体内の前記気体を吸引してインクジェット記録装置本体の外部に排出する排出手段を有することを特徴とする請求項6記載のインクジェット記録装置。
- 前記排出手段は、オゾンフィルタを有することを特徴とする請求項7記載のインクジェット記録装置。
- 前記制御部は、電源投入を受けて前記循環手段を駆動し、記録動作を終了する際、前記光照射部の消灯及び前記気体の供給の停止の後に前記循環手段の駆動を停止すると共に前記排出手段を駆動することを特徴とする請求項8記載のインクジェット記録装置。
- 前記気体は、前記光の吸収率が空気による前記光の吸収率よりも大きいことを特徴とする請求項1乃至9のうちいずれか1項記載のインクジェット記録装置。
- 前記気体は、酸素又は二酸化炭素のうち少なくともいずれか1つを有することを特徴とする請求項1乃至10のうちいずれか1項記載のインクジェット記録装置。
- 前記酸素の前記所定の濃度は、24%〜35%の範囲内であることを特徴とする請求項11記載のインクジェット記録装置。
- 前記二酸化炭素の前記所定の濃度は、90%以上100%未満の範囲内であることを特徴とする請求項11記載のインクジェット記録装置。
- 前記光硬化性インクは、カチオン重合型を用いることを特徴とする請求項1乃至13のうちいずれか1項記載のインクジェット記録装置。
- 前記光は、遠紫外光であることを特徴とする請求項1乃至14のうちいずれか1項記載のインクジェット記録装置。
- 記録ヘッドのノズルから光硬化性インクをインク滴として記録媒体に向けて吐出し、前記記録媒体に着弾した前記インク滴に対して光を照射して硬化させて前記記録媒体への記録動作を行うインクジェット記録装置の制御方法において、
前記記録ヘッドの周囲に前記光を減衰させる気体を供給することを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。
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