CN104441969B - 带电控制型喷墨打印机和打印方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提高利用光固化型墨的打印物的清晰度。本发明的带电控制型喷墨打印机，包括连续地形成墨液滴的喷嘴、使所述墨液滴带电的带电电极、使带电的所述墨液滴偏转的偏转电极和使偏转的所述墨液滴喷出而打印到被打印基材上的打印头，所述打印头包括紫外线照射光源，所述紫外线照射光源包括：聚光部件，其使紫外线聚光到所述打印头与所述被打印基材之间的所述墨液滴的飞行路径的至少一部分上和所述被打印基材的命中区域上；和发光源。

Description

带电控制型喷墨打印机和打印方法

技术领域

本发明涉及利用通过紫外线等光照射固化的光固化型的墨液的带电控制(电荷控制)型喷墨打印机和控制方法。

背景技术

喷墨记录方式能够分类为带电控制型和按需滴墨(ondemand)型。带电控制型中，用泵移送到喷嘴部的墨液被超声波振荡器激振，由此连续地推压出后成为微小的液滴。连续地推压出墨液，因此能够使用速干型的墨液，而且经超声波振动制得的墨滴每秒能够生成数万滴以上，能够高速打印，因此用作工业用的打印装置。

用于喷墨打印机的墨液有利用将树脂或染料/颜料溶解在速干性的有机溶剂制得的墨液的溶剂类墨液、记录后照射紫外线等而形成交联的光固化型墨液等。其中，光固化型墨液与溶剂类墨液相比，更具有打印物的耐溶剂性，来自墨液的挥发成分量少，具有此类优点。

利用光固化型墨液的喷墨打印机例如有专利文献1中记载的打印机。专利文献1中公开了：在具有印刷头的喷墨印刷站(station)的搬送路径的下游，具有照射放射性的备用固化装置和主固化装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2010-511529号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，使用光固化型墨液的情况下，为了维持能够从印刷头喷出的低粘度，需要使用大量的具有光固化的官能基的低粘度的单体成分。其结果是，与通常的溶剂型墨液不同，即使墨液命中打印面，如果不进行UV照射，粘度就无法上升。如上述专利文献1所示，墨液命中(着墨)后直至UV照射为止，若花费时间，打印物到达UV灯的区域之前发生渗墨，导致清晰度下降的问题。

本发明的目的在于提高利用光固化型墨液的打印物的清晰度。

用于解决问题的技术方案

上述目的通过权利要求书所记载的发明实现。

本发明的带电控制型喷墨打印机，包括连续地形成墨液滴的喷嘴、使所述墨液滴带电的带电电极、使带电的所述墨液滴偏转的偏转电极和使偏转的所述墨液滴喷出而打印到被打印基材上的打印头，所述打印头包括紫外线照射光源，所述紫外线照射光源包括：聚光部件，其使紫外线聚光到所述打印头与所述被打印基材之间的所述墨液滴的飞行路径的至少一部分上和所述被打印基材的命中区域上；和发光源。

本发明的打印方法，其为连续地形成墨液滴，使所述墨液滴带电并使带电的所述墨液滴偏转，使偏转的所述墨液滴喷出而打印到被打印基材上的带电控制型喷墨打印机的打印方法，使紫外线聚光并照射到喷出的所述墨液滴的飞行路径的至少一部分上和所述被打印基材的命中区域上。

发明效果

根据本发明，能够提高利用光固化型墨液的打印物的清晰度。

附图说明

图1是带电控制型喷墨打印机的概略图。

图2是喷墨打印机的整体结构图。

图3是打印头的结构图。

图4是作为紫外线照射光源的一例的截面示意图。

图5是作为紫外线照射光源的一例的截面示意图。

图6是头(head)前端部的紫外线照射光源的配置例的图。

图7是命中位置附近的一例。

图8是表示本实施例的结构的框图。

图9是作为紫外线照射光源的一例的截面示意图。

附图符号说明

1：喷嘴、2：带电电极、3：偏转电极、4：打印面、5：回收槽、6：主体、7：打印头、8：打印头盖、9：开口部、10：飞行路径、11：被打印基材、12：打印点、13：紫外线照射光源、14：紫外光、15：发光源、16：调焦机构、17：聚光机构、18：芯、19：包覆层、20：命中区域附近、21：打印物、22：MPU、23：ROM、24：RAM、25：存储装置、26：输入面板、27：显示装置、28：总线、29：激振电压发生电路、30：带电电压发生电路、31：光源控制电路、32：泵、33：反射镜。

具体实施方式

图1表示本实施方式的带电控制型喷墨打印机的概略图。带电控制型中，用泵移送到喷嘴部的墨液被超声波振荡器激振，由此连续地推出后成为微小的液滴。墨滴从喷嘴1被带电电极2施加规定的电荷，其轨道被偏转电极3弯曲，到达被打印基材11的打印面4。轨道未被偏转电极弯曲的非带电墨滴被吸入称作回收槽(gutter)5的回收口，返回到墨罐，被再利用。

图2是表示本实施方式的喷墨打印机的整体结构的图。喷墨记录装置大致由主体6和打印头7构成。在打印头7安装有打印头盖8，维修打印头时，拆卸该打印头盖8进行维修。通常使用时，打印头盖8保持安装状态，在打印时，墨液颗粒通过设置在打印头盖8上的开口部9到达高速移动的被打印基材11，打印字符。

以下，用图说明本发明的实施例。

[实施例1]

图3是本实施例的打印头7的结构图。打印头内部包括：使墨液变成颗粒喷出的喷嘴1、用于对墨液颗粒施加作为字符信号的带电电压的带电电极2，通过电场使带电的墨液颗粒偏转的偏转电极3、用于回收没有在打印中使用的墨液颗粒的回收槽5。墨液颗粒通过设置在打印头盖8上的开口部9，经由飞行路径10，喷出到打印头7之外，命中被打印基材11，形成打印点(打印物)12。

本实施例的喷墨打印机在打印头7设置有紫外线照射光源13，从喷嘴1喷出的墨液命中被打印基材11前，即正在飞行时，也照射紫外线。由此，从命中前起开始慢慢固化，在命中时容易固化。另外，紫外线的照射方向沿飞行路径，以聚光到飞行路径的方式进行照射，因此紫外线不在飞行路径外的没用的方向照射。另外，紫外线随着离开光源容易发散，但以在打印的位置(包含多个命中点的区域)聚光的方式进行照射，由此单位面积的照度提高，能够有效地照射到墨液，因此在墨液命中后，即刻就能够使墨液固化。因此，即使是溶剂成分少的光固化型墨液，也能够减少命中后的渗墨，提高清晰度。另外，每次将命中的墨滴作为照射对象，因此也无需使用大型的照射装置。

图4表示作为紫外线照射光源13的一例的截面示意图。紫外线照射光源13包括发光源15、调焦机构16、和聚光机构17。作为发光源15，只要为照射紫外线的元件，就没有特别限制。具体而言，可以例示LED、半导体激光器等。作为波长，只要为250～400nm左右的墨液的光反应引发剂能够吸收的波长，就没有特别限制。另外，350nm以下的紫外线能够使被打印基材表面改性，因此可以优选使用。

聚光机构17只要是能够使从发光源15照射的紫外线14折射并聚光到被打印基材上的，就没有特别限定。具体而言，能够例示石英的透镜等。作为聚光机构的材质，优选不吸收从发光源照射的紫外线的材质。墨液包含有机溶剂，因此优选有耐溶剂性的墨液。

调焦机构16只要是能够调整发光源15与聚光机构17的距离，在被打印基材上的墨液命中位置附近聚光紫外线的，就没有特别限制。具体而言，能例示攻出阳螺纹和阴螺纹牙型的部件组合，通过旋转改变发光源与聚光机构的距离的机构。也可以不具备调焦机构16，仅通过调整聚光机构17使紫外线聚光，但不改变聚光机构而利用调焦机构改变发光源与聚光机构的距离，更容易调整焦点，更容易聚光。

图5表示其他的紫外线照射光源的一例。作为发光源，能够使用利用芯18被折射率不同的包覆层19包覆的光纤，从未图示的光源引导紫外线的结构的紫外线照射光源。作为未图示的光源，能够使用低压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、金属卤化物等、镓灯、氙灯、碳弧灯等。作为芯的材料，优选使用引导的紫外线的吸收少且照度的下降少的材料。

墨液只要是通过紫外线照射聚合、固化的，就没有特别限制。具体而言，能够例示自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合及其复合材料等。墨液的组成，其必需成分是具有反应性官能基的化学物质、着色剂、光反应引发剂，除此之外还包括溶剂、添加剂。光反应引发剂能够优选使用紫外线的吸收效率高的光反应引发剂。

图6表示头前端部的紫外线照射光源13的配置例。示出了(a)～(j)十个图案(pattern：样式)，但不限于此。它们均表示从开口部9侧观察头7的外视图。开口部可以不为长方形。紫外线照射光源配置在开口部周围，只要经调整使聚光的紫外线能够照射到从开口部出来的墨液的飞行路径和命中位置附近，就能按照开口部的位置和头的形状等适当调整位置。在多个紫外线照射光源的情况下，也能够混合配制使墨液固化的波长的光源和用于使被打印基材改性的波长的光源。通过使被打印基材改性，能提高打印物的密接性，进一步提高清晰度。另外，发光源也可以混装LED的发光源和光纤的发光源。

图7表示命中位置附近的一例。其为从头侧观察被打印基材的顶视图，覆盖打印物21的位置为命中位置附近20。优选聚光使得大体上21的区域内达到最大照度。

图8是表示本实施例的结构的框图。首先说明控制部的结构概要。22是控制喷墨记录装置整体的MPU(微型处理器)，23是存储MPU工作所需的控制用程序和数据的ROM(只读存储器)，24是临时存储执行程序时所需的数据的RAM(可改写的存储器)。25是存储程序和打印数据等的存储装置。26是用于输入打印内容、设定值等的输入面板，27是显示所输入的数据和打印内容等的显示装置，28是传送MPU的数据信号、地址信号和控制信号的总线。29是用于产生使墨液成为颗粒的电压的激振电压发生电路，30是用于对墨液颗粒产生根据字符信号而定的电压的带电电压发生电路，31是用于电控制本发明的紫外线照射机构的光源控制电路。

接着，对墨液循环部的结构概要进行说明。从喷嘴1喷出的墨液利用激振电压发生电路29生成的激振电压，被喷嘴的电致伸缩元件颗粒化，成为墨液颗粒。由带电电压发生电路30生成的电压施加到带电电极2，墨液颗粒因取决于字符信号的电压而带电。带电的墨液颗粒在由偏转电极3产生的电场中飞行，根据其带电量发生偏转，到达被打印基材，形成字符。打印中没有使用的墨液颗粒通过墨回收用的回收槽5回收，由泵32再次供给到喷嘴1。

[实施例2]

图9表示另一实施例。本实施例的墨液的循环机构及其相关的部件能够使用与实施例1相同的部件。本实施例中，与实施例1相比，打印头盖8的前端更为伸长，在与紫外线照射光源13相比靠被打印基材11一侧的位置设置反射镜33。由此，也能够使紫外线照射到通过紫外线照射光源与反射镜之间的墨滴，能够更有效地进行照射。反射镜只要具有反射紫外线的功能，就没有特别限制。另外，在本实施例中，在头内部设置有反射镜，但只要配置在能够使聚光的紫外线照射到飞行路径10或打印物12的位置即可。另外，也可以使反射面为凹面，利用反射镜本身对飞行路径或打印物聚光。

Claims (13)

1.一种带电控制型喷墨打印机，包括连续地形成墨液滴的喷嘴、使所述墨液滴带电的带电电极、使带电的所述墨液滴的一部分偏转的偏转电极、回收未偏转的墨液滴的回收口和使偏转的所述墨液滴喷出而打印到被打印基材上的打印头，该带电控制型喷墨打印机的特征在于：

所述打印头包括紫外线照射光源，

所述紫外线照射光源包括：

聚光部件，其使紫外线聚光到所述打印头与所述被打印基材之间的发生了偏转的所述墨液滴的飞行路径的至少一部分上和所述被打印基材的命中区域上；和

发光源。

2.如权利要求1所述的带电控制型喷墨打印机，其特征在于：

所述聚光部件包括透镜。

3.如权利要求2所述的带电控制型喷墨打印机，其特征在于：

所述聚光部件包括调整所述透镜与所述发光源的距离的调焦机构。

4.如权利要求1所述的带电控制型喷墨打印机，其特征在于：

所述紫外线照射光源有多个。

5.如权利要求4所述的带电控制型喷墨打印机，其特征在于：

多个所述紫外线照射光源的至少一部分照射不同波长的紫外线。

6.如权利要求1所述的带电控制型喷墨打印机，其特征在于：

所述打印头在与所述紫外线照射光源相比靠所述被打印基材一侧的位置设有使紫外线反射的反射板。

7.如权利要求1所述的带电控制型喷墨打印机，其特征在于：

所述墨液滴包括反应性单体、溶剂、着色剂、光反应引发剂，所述光反应引发剂能够吸收所述紫外线照射光源的波长的光。

8.一种打印方法，其为连续地形成墨液滴，使所述墨液滴带电并使带电的所述墨液滴的一部分偏转，回收未偏转的所述墨液滴，使偏转的所述墨液滴喷出而打印到被打印基材上的带电控制型喷墨打印机的打印方法，该打印方法的特征在于：

使紫外线聚光并照射到发生了偏转的所述墨液滴的飞行路径的至少一部分上和所述被打印基材的命中区域上。

9.如权利要求8所述的打印方法，其特征在于：

利用透镜使紫外线聚光。

10.如权利要求9所述的打印方法，其特征在于：

调整紫外线的光源与所述透镜的距离来使紫外线聚光。

11.如权利要求8所述的打印方法，其特征在于：

使来自多个光源的紫外线聚光而照射。

12.如权利要求11所述的打印方法，其特征在于：

多个所述光源的至少一部分照射不同波长的紫外线。

13.如权利要求8所述的打印方法，其特征在于：

聚光的紫外线以横穿所述飞行路径的方式照射后，经反射再次照射所述飞行路径。