JP5582219B2

JP5582219B2 - 印刷装置及び印刷方法

Info

Publication number: JP5582219B2
Application number: JP2013095209A
Authority: JP
Inventors: 和利藤澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2013-04-30
Filing date: 2013-04-30
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2029-07-27
Also published as: JP2013144465A

Description

本発明は、印刷装置及び印刷方法に関する。

従来より、所定の大きさの媒体を格納する格納部と、前記媒体に電磁波硬化型インクを噴射するヘッドと、前記ヘッドに対して前記媒体を移動方向に相対移動させる移動機構と、前記移動方向において前記ヘッドよりも下流側に位置し電磁波を照射することにより前記媒体に着弾した前記電磁波硬化型インクを仮硬化させる仮硬化部と、前記移動方向において最下流に位置する前記仮硬化部である最下流仮硬化部よりも下流側に位置し、電磁波を照射することにより前記媒体に着弾した前記電磁波硬化型インクを硬化させる本硬化部と、を備える技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２００４−１４３７号公報

しかしながら、従来技術では、本硬化が仮硬化の完了前に開始されると、本硬化部が照射する電磁波のエネルギーにより媒体の変形してしまう。そうすると、媒体に着弾した電磁波硬化型インクが移動することによって、画質が低下するという課題がある。

本発明はかかる従来の課題に鑑みて成されたもので、画質の低下を防止できる印刷装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するための主たる発明は、所定の大きさの媒体を格納する格納部と、前記媒体に電磁波硬化型インクを噴射するヘッドと、前記ヘッドに対して前記媒体を移動方向に相対移動させる移動機構と、前記移動方向において前記ヘッドよりも下流側に位置し電磁波を照射することにより前記媒体に着弾した前記電磁波硬化型インクを仮硬化させる仮硬化部と、前記移動方向において最下流に位置する前記仮硬化部である最下流仮硬化部よりも下流側であって、前記最下流仮硬化部までの前記移動方向の距離が前記媒体の前記移動方向長さよりも長い位置に位置し、電磁波を照射することにより前記媒体に着弾した前記電磁波硬化型インクを硬化させる本硬化部と、を備えることを特徴とする印刷装置である。

本発明の他の特徴は、本明細書、及び添付図面の記載により、明らかにする。

本実施形態のプリンター１の全体構成ブロック図である。プリンター１の概略側面図である。

本明細書の記載、及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかとなる。

即ち、所定の大きさの媒体を格納する格納部と、前記媒体に電磁波硬化型インクを噴射するヘッドと、前記ヘッドに対して前記媒体を移動方向に相対移動させる移動機構と、前記移動方向において前記ヘッドよりも下流側に位置し電磁波を照射することにより前記媒体に着弾した前記電磁波硬化型インクを仮硬化させる仮硬化部と、前記移動方向において最下流に位置する前記仮硬化部である最下流仮硬化部よりも下流側であって、前記最下流仮硬化部までの前記移動方向の距離が前記媒体の前記移動方向長さよりも長い位置に位置し、電磁波を照射することにより前記媒体に着弾した前記電磁波硬化型インクを硬化させる本硬化部と、を備える。
このような印刷装置によれば、画質の低下を防止できる印刷装置を提供できる。

かかる印刷装置であって、前記本硬化部は、電磁波ランプを用いて電磁波を照射し、前記仮硬化部は、発光ダイオードを用いて電磁波を照射することを特徴とする印刷装置である。

また、所定の大きさの媒体を格納する格納部から前記媒体を供給することと、前記媒体に電磁波硬化型インクをヘッドから噴射することと、前記ヘッドに対して前記媒体を移動方向に相対移動させることと、前記移動方向において前記ヘッドよりも下流側に位置する仮硬化部が、電磁波を照射することにより前記媒体に着弾した前記電磁波硬化型インクを仮硬化させることと、前記移動方向において最下流に位置する前記仮硬化部である最下流仮硬化部よりも下流側であって、前記最下流仮硬化部までの前記移動方向の距離が前記媒体の前記移動方向長さよりも長い位置に位置する本硬化部が、電磁波を照射することにより前記媒体に着弾した前記電磁波硬化型インクを硬化させることと、を有する方法である。
このような印刷方法によれば、画質の低下を防止できる。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜＜プリンター１の構成＞＞
以下の第１実施形態では、本願発明の印刷装置をプリンター１に用いた場合について説明する。

図１は、本実施形態のプリンター１の全体構成ブロック図である。図２は、プリンター１の概略側面図である。外部装置であるコンピューター８０から印刷指令（印刷データ）を受信したプリンター１は、コントローラー１０により、各ユニット（搬送部２０、ヘッド部４０、仮硬化部５０、本硬化部６０）を制御し、用紙Ｓに画像を形成する。また、プリンター１内の状況を検出器群７０が監視し、その検出結果に基づいて、コントローラー１０は各部を制御する。

コントローラー１０は、プリンター１の制御を行うための制御ユニットである。インターフェース部１１は、外部装置であるコンピューター８０とプリンター１との間でデータの送受信を行うためのものである。ＣＰＵ１２は、プリンター１全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー１３は、ＣＰＵ１２のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものである。ＣＰＵ１２は、メモリー１３に格納されているプログラムに従ったユニット制御回路１４により各ユニットを制御する。

図２に示すように、プリンター１は、搬送部２０、格納部２５、４つのユニット部３０（第１ユニット部３１、第２ユニット部３２、第３ユニット部３３、第４ユニット部３４）、本硬化部６０を備える。

格納部２５は、Ａ４及びＢ４サイズ（「所定の大きさ」に相当）の用紙Ｓを格納し、搬送部２０に用紙Ｓを１枚ずつ供給する。

搬送部２０（「移動機構」に相当）は、搬送ローラー２１Ａ，２１Ｂと搬送ベルト２２を有し、格納部２５から供給された用紙Ｓを印刷可能な位置に送り込み、印刷時には搬送方向（「移動方向」に相当）に所定の搬送速度で用紙Ｓを搬送させる。輪状の搬送ベルト２２が搬送ローラー２１Ａ及び２１Ｂにより回転することで、搬送ベルト２２上の用紙Ｓは搬送される。搬送ベルト２２は一定の速度で移動し、したがって用紙Ｓは一定の速度で上流から下流へ移動される。

各ユニット部３０は、ヘッド部４０及び仮硬化部５０を１つずつ備える。すなわち、第１ユニット部３１には第１ヘッド４１と第１仮硬化部５１が備えられ、同様に、第２ユニット部３２には第２ヘッド４２と第２仮硬化部５２が、第３ユニット部３３には第３ヘッド４３と第３仮硬化部５３が、第４ユニット部３４には第４ヘッド４４と第４仮硬化部５４（「最下流仮硬化部」に相当）が備えられる。

各ヘッド部４０は、用紙Ｓにインクを吐出するためのものである。各ヘッド部４０の下面には、インク吐出部であるノズルが複数設けられる。そして、各ノズルには、インクが入った圧力室（不図示）と、圧力室の容量を変化させてインクを吐出させるための駆動素子（例えばピエゾ素子）が設けられている。駆動素子に駆動信号が印加されることにより、駆動素子は変形し、その変形に伴って圧力室が膨張・収縮することによりインクが吐出される。

本実施形態では、インクとして、紫外線（電磁波）が照射されることによって硬化する「紫外線硬化型インク」を用いる。ここで、紫外線硬化型インクは、ビヒクル、光重合開始剤及び顔料の混合物に、消泡剤、重合禁止剤等の補助剤を添加して調合される。なお、ビヒクルは、光重合硬化性を有するオリゴマー、モノマー等を、反応性希釈剤により粘度調整して調合される。また、インクとしては、水性インクと油性インクの両方を含むものとする。

第１ヘッド４１からは、白色の紫外線硬化型インクが噴射される。図２に示すように、第１ヘッド４１の下面には、ホワイトインクを噴射するノズル列Ｘが１つずつ形成されている。このノズル列では、搬送方向と交差する方向である幅方向に所定の間隔（例えば７２０ｄｐｉ）で複数のノズルが並んでいる。

同様に、第２ヘッド４２からはシアンの紫外線硬化型インクが噴射され、第３ヘッド４３からはイエローの紫外線硬化型インクが噴射され、第４ヘッド４４からはマゼンタの紫外線硬化型インクが噴射される。これらのノズル列では、搬送方向と交差する方向である幅方向に所定の間隔（例えば７２０ｄｐｉ）で複数のノズルが並んでいる。

各仮硬化部５０は、用紙Ｓ上に噴射された各インクに対して、紫外線を照射して硬化するランプ（例えばＬＥＤなど）を有する。ランプは、長手方向が搬送方向と交差する方向になるように配置される。ランプの長手方向の長さは、各ヘッド部４０から噴射されて用紙Ｓに着弾したインクに紫外線を照射できるように、各ヘッド部４０よりも長い長さである。また、ランプの搬送方向の長さは、仮硬化処理を十分に実施できるような長さである。このようにランプは、用紙Ｓに対向する面において面的な広がりを有する。用紙Ｓの各部分は、各仮硬化部５０のランプの上流端に対応する位置に位置したときに、紫外線照射が開始され、各仮硬化部５０のランプの下流端に対応する位置に位置したときに、紫外線照射が終了する。

第１仮硬化部５１は、第１ヘッド４１の搬送方向下流側に設けられ、第１ヘッド４１から用紙Ｓ上に噴射されたインクを硬化する。同様に、第２仮硬化部５２は、第２ヘッド４２の搬送方向下流側に設けられ、第２ヘッド４２から噴射されたインクを硬化し、第３仮硬化部５３は、第３ヘッド４３の搬送方向下流側に設けられ、第３ヘッド４３から噴射されたインクを硬化し、第４仮硬化部５４は、第４ヘッド４４の搬送方向下流側に設けられ、第４ヘッド４４から噴射されたインクを硬化する。なお、各仮硬化部においては、インクに照射する紫外線のエネルギーや時間を調整することによって、インクの表面部分を硬化させるに留め、インクの内部までは硬化させない（「仮硬化」に相当）。

各仮硬化部５０での紫外線の照射は、紫外線硬化型インクの仮硬化を目的としているので、各仮硬化部５０の紫外線照射量は、後述する本硬化部６０の紫外線照射量に比べて小さい。したがって、各仮硬化部５０において用紙Ｓに対して紫外線が照射されても、用紙Ｓのたわむ等の変形はほとんどない。

ところで、インクは、用紙Ｓに付着すると、その付着した地点から用紙Ｓの表面上を四方八方に円形状に拡張する。この拡張により、インクの上方から見た場合の面積は、時間とともに大きく成長する。しかし、インクが仮硬化されると、インクの拡張のスピードは抑制される。なお、１回目の仮硬化では、インクの拡張は停止しないが、２回目の仮硬化では、インクの拡張はほぼ停止する。

本硬化部６０は、用紙Ｓ上に噴射された各インクに対して紫外線を照射して硬化するランプ（例えばメタルハライドランプなど）を有する。仮硬化部５０のランプと同様、本硬化部６０のランプの搬送方向と交差する方向の長さは、各ヘッド部４０から噴射されて用紙Ｓに着弾したインクに紫外線を照射できるように、各ヘッド部４０よりも長い長さである。また、ランプの搬送方向の長さは、本硬化処理を十分に実施できるような長さである。このようにランプは、用紙Ｓに対向する面において面的な広がりを有する。

本硬化部６０では、用紙Ｓ上に仮硬化部５０が仮硬化した各インクに対して紫外線を照射してインクの内部まで硬化させる（「本硬化」に相当）。

本硬化部６０は、第４仮硬化部５４の下流側に配置される。第４仮硬化部５４のランプの下流側端から本硬化部６０のランプの上流側端までの距離Ｌ₅は、格納部２５の格納されたＡ４とＢ４サイズの用紙Ｓのうち大きい方の用紙Ｓ（すなわちＢ４サイズ）の搬送方向長さＬ_Sよりも長い。

＜＜プリンター１の動作＞＞
次に、プリンター１において実行される印字処理について説明する。

コントローラー１０は、印刷データを受信すると、格納部２５に格納された用紙Ｓを搬送ベルト２２上に給紙する。用紙Ｓは、搬送ベルト２２により一定の速度で停まることなく搬送され、やがて、第１ヘッド４１と対向する位置に位置する。かかる際に、コントローラー１０は、第１ヘッド４１を制御して、第１ヘッド４１がホワイトインクを噴射するホワイトインク噴射動作を実行する。そして、用紙Ｓは、搬送ベルト２２により搬送され、第１仮硬化部５１と対向する位置に位置する。次に、コントローラー１０は、第１仮硬化部５１を制御して、第１仮硬化部５１が用紙Ｓに噴射されたホワイトインクに紫外線を照射するホワイトインク照射動作（ホワイトインクを仮硬化させる仮硬化処理）を実行する。そして、用紙Ｓは、搬送ベルト２２により搬送され、第２ヘッド４２と対向する位置に位置する。

コントローラー１０は、その後、順に、第２ヘッド４２、第２仮硬化部５２、第３ヘッド４３、第３仮硬化部５３、第４ユニット部３４、第４ヘッド４４、第４仮硬化部５４を制御して、シアンインク噴射動作、シアンインク照射動作（シアンインクを仮硬化させる仮硬化処理）、イエローインク噴射動作、イエローインク照射動作（イエローインクを仮硬化させる仮硬化処理）、マゼンタインク噴射動作、マゼンタインク照射動作（マゼンタインクを仮硬化させる仮硬化処理）を実行する。

仮硬化の終了後、コントローラー１０は、本照射部４２を制御して、用紙Ｓに付着したホワイト、シアン、マゼンタ及びイエローの各インクに紫外線を照射し、これらのインクを本硬化させる本硬化処理を実行する。
本硬化の後、用紙Ｓはプリンター１から排出される。

なお、本硬化処理では、各インクを本硬化させるために、本硬化部６０から紫外線を多分に含む強い磁力線を照射する。この磁力線は用紙Ｓにも照射されるため、用紙Ｓは、熱を帯び、撓むなど変形する。

＜＜プリンター１の有効性＞＞
以上、本実施形態によれば、本硬化部６０が、第４仮硬化部５４から本硬化部６０までの搬送方向の距離Ｌ₅が格納部２５に格納された用紙Ｓの搬送方向長さＬ_Sよりも長い位置に位置するので、本硬化による用紙Ｓの変形による悪影響を受けず、画質の低下を防止できる。

具体的には、用紙Ｓの下流側端部において仮硬化処理が実行されているときに、用紙Ｓの上流側端部において本硬化処理が開始されると、本硬化部６０の照射する磁力線により用紙Ｓが熱を帯び用紙Ｓがたわむ等変形する。仮硬化処理が完全に終了していない用紙Ｓが変形すると、第４ヘッド４１から噴射されたマゼンタインクは用紙Ｓ上で高い方から低い方に流れるような形状で拡張する。そうすると、用紙Ｓ上のマゼンタインクが円形等の適切な形状でなくなるので、用紙Ｓ上に形成される画像の画質は、低下することとなる。

しかし、本実施形態では、第４仮硬化部５４のランプの下流端から本硬化部６０のランプの上流端までの搬送方向の距離Ｌ₅が、格納部２５に格納された用紙Ｓのうち最も大きいサイズ（Ｂ４サイズ）の用紙Ｓの搬送方向長さＬ_Sよりも長いので、用紙Ｓの下流側端に対するマゼンタインクの仮硬化処理が完了した後に、用紙Ｓの上流側端に対する本硬化処理の実行を開始する。すなわち、用紙Ｓに対する本硬化処理が開始することによって用紙Ｓがたわみ始める際には、第４仮硬化部５４によるマゼンタインクの仮硬化処理は既に完了している。よって、用紙Ｓが本硬化処理をされることによる用紙Ｓのたわみによって、マゼンタインクが不適切な形状となることを防止でき、もって画質の低下を防止できる。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
上記の実施の形態は、主として印刷装置について記載されているが、印刷方法等の開示も含まれている。また、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。

＜＜印刷装置について＞＞
上記実施の形態においては、印刷装置をインクジェットプリンターに具体化したが、この限りではなく、本発明は他の印刷装置に適用することもできる。

＜＜移動機構について＞＞
前述の実施形態では、搬送部２０を用いて用紙Ｓを搬送することにより、ヘッドと用紙Ｓを相対移動させるが、移動機構はこれに限られるものではない。例えば、用紙Ｓは所定の位置に位置したまま、ヘッド部４０、仮硬化部５０、本硬化部６０を移動させることによって、ヘッド部４０と用紙Ｓを相対移動させてもよい。

＜＜ヘッドについて＞＞
前述の実施形態では、圧電素子を用いてインクを噴射するヘッド４１を用いていた。しかし、流体を噴射する方式は、これに限られるものではない。例えば、熱によりノズル内に泡を発生させる方式など、他の方式を用いてもよい。

＜＜紫外線硬化型インク、仮硬化部及び本硬化部について＞＞
前述の実施形態では、ヘッド部４０から噴射するインクとして紫外線硬化型インクを例に挙げ、また仮硬化部５０及び本硬化部６０が照射する電磁波として紫外線を例に挙げたが、これに限定されるものではない。例えば、仮硬化部５０及び本硬化部６０は、電子線、Ｘ線、可視光線、赤外線等の電磁波を照射し、また、インクは、これらに対応する電磁波によって硬化するインクであってもよい。

＜＜本硬化部の配置について＞＞
前述の実施形態では、格納部２５にはＡ４及びＢ４サイズの用紙が格納されるとしたが、これに限定されるものではない。例えば、Ａ３サイズやＢ５サイズの用紙を格納してもよい。また、格納部２５から搬送ベルト２２に用紙Ｓを給紙する際には、用紙Ｓの長手方向が搬送方向と一致するように給紙してもよく、用紙Ｓの長手方向が搬送方向と交差する方向と一致するように給紙してもよい。

また、前述の実施形態では、本硬化部６０は、第４仮硬化部５４のランプの下流端から本硬化部６０のランプの上流端までの搬送方向の距離Ｌ₅が格納部２５に格納された用紙Ｓのうち最も大きいサイズ（Ｂ４サイズ）の用紙Ｓの搬送方向長さＬ_Sよりも長い位置に固定されているが、これに限定されるものではない。例えば、第４仮硬化部５４又は本硬化部６０は移動可能であり、距離Ｌ₅が選択される用紙の搬送方向長さＬ_Sよりも長くなるように、該選択された用紙の搬送方向長さＬ_Sに基づいて、第４仮硬化部５４又は本硬化部６０を移動させる構成としてもよい。

より具体的には、コントローラー１０は、コンピューター８０から印刷データとともに印刷対象となる用紙Ｓの印刷方向及び用紙サイズを受信すると、第４仮硬化部５４から本硬化部６０までの距離Ｌ₅が用紙Ｓの搬送方向長さＬ_Sよりも長くなるように該用紙サイズに基づいて第４仮硬化部５４又は本硬化部６０を移動させる構成としてもよい。

１プリンター、１０コントローラー、１１インターフェース部、１２ＣＰＵ、１３メモリー、１４ユニット制御回路、２０搬送部、２１搬送ローラー、２２搬送ベルト、２５格納部、３０ユニット部、３１第１ユニット部、３２第２ユニット部、３３第３ユニット部、３４第４ユニット部、４０ヘッド部、４１第１ヘッド、４２第２ヘッド、４３第３ヘッド、４４第４ヘッド、５０仮硬化部、５１第１仮硬化部、５２第２仮硬化部、５３第３仮硬化部、５４第４仮硬化部、６０本硬化部、７０検出器群、８０コンピューター、Ｓ用紙。

Claims

媒体に電磁波硬化型インクを吐出するヘッドと、
前記ヘッドに対して前記媒体を搬送方向に搬送する搬送機構と、
前記ヘッドによって吐出されて前記媒体に着弾した前記電磁波硬化型インクに対して、前記電磁波硬化型インクの内部までは硬化せずに部分的に硬化する照射量の電磁波を照射する第１照射部と、
前記ヘッドによって吐出されて前記媒体に着弾した前記電磁波硬化型インクであって、前記第１照射部によって電磁波を照射された前記電磁波硬化型インクに対して、前記第１照射部よりも多い照射量の電磁波を照射する第２照射部と、
を備え、
前記搬送方向において前記第２照射部に最も近い位置に配置された前記第１照射部と前記第２照射部との間の前記搬送方向における距離は、前記媒体の前記搬送方向における長さよりも長いことを特徴とする印刷装置。
請求項１に記載の印刷装置であって、
前記第２照射部は、前記第１照射部によって電磁波照射された前記電磁波硬化型インクの内部まで硬化させる照射量の電磁波を照射することを特徴とする印刷装置。
媒体に電磁波硬化型インクをヘッドから吐出する工程と、
前記ヘッドに対して前記媒体を搬送方向に搬送する工程と、
前記ヘッドによって吐出されて前記媒体に着弾した前記電磁波硬化型インクに第１照射部によって前記電磁波硬化型インクの内部までは硬化せずに部分的に硬化する照射量の電磁波を照射する工程と、
最も近い位置に配置された前記第１照射部までの前記搬送方向の距離が前記媒体の前記搬送方向における長さよりも長い位置に位置する第２照射部が、前記第１照射部によって電磁波を照射された前記電磁波硬化型インクに対して、前記第１照射部よりも多い照射量の電磁波を照射する工程と、
を有することを特徴とする印刷方法。