CN118082379A

CN118082379A - 液滴喷射装置

Info

Publication number: CN118082379A
Application number: CN202311561293.6A
Authority: CN
Inventors: 矢仲厚志
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2022-11-28
Filing date: 2023-11-22
Publication date: 2024-05-28
Also published as: US20240174000A1; JP2024077394A; EP4375071A1

Abstract

本发明涉及提高照射机的冷却效果、提高图像质量以及减少零件的故障的液滴喷射装置。向记录介质喷出液滴的该液滴喷射装置包括：喷出部，其喷出所述液滴；照射部，其对所述液滴照射使所述液滴固化的光；吸气部，其向构成所述照射部的框体内部取入冷却所述照射部的气体；排出部，其将用所述气体冷却所述照射部时产生的排出气体从所述框体内部排出，以及隔离部，其隔开所述排出气体流动的排出流路和从所述喷出部喷出的所述液滴着落到所述记录介质上为止的液滴路径。

Description

液滴喷射装置

技术领域

本发明涉及液滴喷射装置。

背景技术

已知一种喷出墨液的液滴喷射装置，该墨液从喷出墨液的喷头来照射紫外线等光时会固化。在该液滴喷射装置中，公知的构成是在喷头的两端具备对着落到介质后的墨液照射光的照射机。

在搭载有照射机的印刷机中，公知的构成是，为了冷却该照射机而从吸引口吸引外部空气并送风，冷却照射机内部，并将照射机内部的高温化的空气从排出口排出到照射机外部(例如，专利文献1等)。

在以往的技术中，当吸气口和排气口位于附近时，来自排气口的被加热的空气会从吸引口被取入，从而无法得到照射机的冷却效果。另外，若在机内产生各种各样的气流时，则在喷墨方式中，由于进行的是使喷头喷出的墨液着落到目标的着落位置的图像形成，所以图像品质会降低。进一步地，由于墨雾散布在机内，当墨雾附着到搭载在机内的零件上时，如果墨液自身具有侵蚀性，存在着墨雾会堆积到零件上，并引发故障的问题。

本发明的目的在于提高照射机的冷却效果、提高图像质量以及减少零件的故障。

【专利文献1】(日本)特开2010-735号公报

发明内容

为了解决上述课题并达到目的，涉及一种向记录介质喷出液滴的该液滴喷射装置包括：喷出部，其喷出所述液滴；照射部，其对所述液滴照射使所述液滴固化的光；吸气部，其向构成所述照射部的框体内部取入冷却所述照射部的气体；排出部，其将用所述气体冷却所述照射部时产生的排出气体从所述框体内部排出，以及隔离部，其隔开所述排出气体流动的排出流路和从所述喷出部喷出的所述液滴着落到所述记录介质上为止的液滴路径。

根据本发明，能够提高照射机的冷却效果、提高图像质量以及减少零件的故障。

附图说明

图1所示是记录装置的整体构成例示图。

图2所示是动作例示图。

图3所示第一构成的例示图。

图4所示是第三构成例中的L字板的例示图。

图5所示是喷出面的例示图。

图6所示是第四构成例中的间隙的例示图(其1)。

图7所示是第四构成例中的间隙的例示图(其2)。

图8所示是堵塞间隙前的状态图。

图9所示是堵塞间隙前的滑架内的图。

图10所示是堵塞间隙后的状态图。

图11所示是没有密封材料时的比较例图。

图12所示是密封材料的效果的例示图。

具体实施方式

以下，参照附图对具体例进行说明。另外，实施方式不限于以下说明的具体例。

[液滴喷射装置的构成例]

以下，以液滴喷射装置为例来说明图1所示的喷墨式的记录装置(以下称为“记录装置10”)。另外，液滴以照射紫外线会固化的所谓的紫外线(UV：Ultra Violet)墨液(以下简称为“墨液”)为例进行说明。由此，以下的例子中的喷头是透明墨液喷头(Clear ink(Cl)喷头，以下简称为“喷头”)。进一步地，以纸张为例来说明记录介质。

另外，使用的光及液滴的组合不限于紫外线及UV墨液的组合。例如，光可以包括红外线或电子束等。然后，液滴是在照射所使用的光时会固化的种类。因此，本构成也可以是红外线照射或电子束(EB：Electron Beam)照射等。

图1所示是记录装置的整体构成例示图。

以下，将水平方向设为“X方向”。另外，在以下的例子中，X方向也是主扫描方向。

将与X方向正交的方向设为“Y方向”。另外，在以下的例子中，Y方向也是副扫描方向。

因此，X-Y平面与设置在载物台13上的纸张的面一致。

将相对于X-Y平面、即纸张的面为垂直的方向设为“Z方向”。

记录装置10具备滑架12和载置记录介质的载物台13。以下，以载物台13及载物台13上的纸张的位置固定、滑架12移动及旋转的机构的例子来说明。另外，为了简化说明，假设记录介质的面与载物台13相同。

滑架12包括设置有多个喷嘴的喷头。

喷头通过从喷嘴喷射墨液来记录点图(dot)，从而形成图像。另外，墨液被紫外线照射时会固化。

喷嘴设置在与载物台13相向而对的朝向上。

照射机33具备照射紫外线的光源。然后，照射机33照射使得从喷嘴喷出的墨液固化的波长的光。以下，照射机33的构成是与滑架12为一体，通过滑架12的平行移动，照射机33与记录头一起在X方向、Y方向及Z方向上移动。

是在左侧板18a及右侧板18b之间架设台架19的构成。

滑架12在X方向、Y方向及Z方向上移动。因此，记录装置10也可以在各轴上具有致动器或移动用的机构零件。

X方向的移动通过滑架12沿着设置在台架19上的导向轨的移动来实现。

Y方向的移动通过滑架12沿着设置在载物台13的左右的导向轨29的移动来实现。

Z方向的移动是滑架12通过升降的机构来实现的。

另外，X方向、Y方向以及Z方向的移动也可以通过上述以外的构成来实现。因此，无论实现平行移动的致动器以及机构零件的种类是什么，只要滑架12能够在X方向、Y方向以及Z方向上移动即可。另外，还可以具有上述以外的自由度。

另外，在上述的例子中，滑架12在X方向、Y方向及Z方向上移动，但对于任意的自由度，只要载物台13移动或纸张移动，并且滑架12的位置相对于纸张能够相对地移动即可。

[动作例]

图2所示是动作例示图。以下，以纸张W位于载物台13上的例子来说明。滑架12在X轴方向上沿着去路X1及返路X2移动。

滑架12具备喷头单元30。喷头单元30是进行图像形成的图像形成部及喷出部的例子。然后，喷头单元30具有喷头，向纸张W喷出墨液。

照射机33例如以夹着喷头单元30的方式在X轴方向配置两个。另外，照射机33的数量及位置也可以是图2以外的。照射机33照射紫外线31。

紫外线31例如是UV-A、UV-B或UV-C。然后，作为光源，照射机33具备例如高压水银灯、金属卤化物灯、无电极UV灯、UV激光、氙气灯、LED灯或杀菌灯等。

如果使用LED灯，则可以实现低功耗或长寿命。有电极灯的365nm的峰值照度为数W/cm²，与此相对，如果是使用395nm或405nm的频带的LED灯的光源，则峰值照度为十数W/cm²，为有电极灯的数倍的强度。

光源根据组成墨液的光聚合引发剂来选择，理想的是对应于光聚合引发剂的吸收特性。例如，如果光聚合引发剂的反应峰值波长为365nm，则优选照射300nm～450nm的波长区域的强光的光源。具体而言，光源优选为金属卤化物灯等。另外，如果光聚合引发剂的反应峰值波长为240nm，则光源优选高压水银灯等。

如果使用有电极灯，则可以进行较宽的波长区域的发光。另一方面，如果使用LED灯，则能够在中心波长附近进行较窄的发光光谱的发光。

另外，除了使用发光波长不同的2种以上的紫外线灯和含有与各灯的发光波长反应的光聚合引发剂的墨液来进行图像形成以外，如果控制照射条件(例如，发光波长、流平时间和照射强度等)，则可以部分地使任意的图像品质成为更高品质。

[第一构成例]

图3所示第一构成的例示图。以下，说明以照射机33为中心的周边的结构。

照射机33在工作时会发热，并成为热源。因此，优选第三照射机33与空气接触而被冷却。因此，记录装置10在构成照射机33的框体内部具备取入冷却照射机33的气体的吸气部。具体地说，吸气部是吸引口101。

从吸引口101吸入外部气体时，能够将空气吸入到框体内部，冷却照射机33。具体地说，通过吸引口101，空气被吸入到框体内部，以使得外部空气在流经框体内部的流路(以下称为“吸引流路201”)中流动。由吸引流路201取入的空气用于冷却时，由于比取入的时刻会经过加热，所以成为高温的空气。

记录装置10具备从构成照射机33的框体内部排出成为高温的气体的排出部。具体地说，排出部是排出口102。例如，排出口102形成在比吸引口101靠下的位置。通过排出口102排出框体内部的空气时，空气以在从框体内部向外部流动的流路(以下称为“排出流路202”)中流动的方式从框体内部排出。

框体内部由于吸引流路201及排出流路202等而成为复杂的气流。

记录装置10具备隔离部。具体而言，隔离部是L字形状的板金罩盖(以下简称为“L字板103”)。

例如，如图2所示，L字板103被设置成隔开排出流路202和从喷头喷出的墨液着落到纸张W上为止的路径(以下称为“液滴路径34”)的形状及位于的位置。

当排出流路202和液滴路径34被隔开时，能够防止风吹到喷头及喷头的周边。当风吹到喷头以及喷头的周边时，会产生气流。若产生这样的气流，则容易产生墨雾。

因此，如本构成那样，采用将排出流路202和液滴路径34隔开的构成时，能够减少因风吹到喷头及喷头的周边而产生的墨雾，并减少墨雾的发生量。

此外，当排出流路202和液滴路径34被隔开时，能够防止风吹到从喷头喷出后飞来的墨液。因此，能够防止墨液因风而折弯后飞散，能够使墨液高精度地着落到目标的位置。

另外，当排出流路202和液滴路径34被隔开时，能够防止墨液附着到滑架12上。此外，可以防止气流的紊乱，并且可以防止由于气流的紊乱而导致的图像品质的降低。进一步地，能够降低机内浮游液雾量。

如上所述，隔离部设置在排出流路202和液滴路径34之间，是防止流过排出流路202的排出气体流入液滴路径的部件。因此，隔离部的大小、形状、材质及设置位置根据排出流路202与液滴路径的关系而成为各种尺寸及种类。另外，隔离部只要能够使在排出流路202中流动的高温的气体和液滴路径34分支，则不论大小、形状、材质以及设置位置等。

[第二构成例]

记录装置10优选的是具有包围照射机33的外壳。以下，以外壳为罩盖100的例子来说明。罩盖100例如设置在图3所示的位置。

罩盖100优选的是具备引导部的构成。引导部例如是隔离板110。

隔离板110是分隔空间的机构零件。另外，引导部也可以是风扇等。若使用风扇，则能够更强力地吸入外部空气。在此，是分隔吸气口和排气口的机构零件。

若设置隔离板110，则能够对成为高温而被排出的气体(以下称为“排出气体”)进入吸引口101进行隔断，并能够将外部空气引导至吸引口101。框体内部成为高温。框体内部成为复杂的气流。另外，外部空气的温度比框体内部的气体低，能够从吸引口101吸引外气时，就能够冷却照射机33。

另外，若设置隔离板110，则能够隔开成为高温来被排出的气体(以下称为“排出气体”)进入吸引口101，能够进一步冷却照射机33。

因此，隔离板110优选的是设置在不与排出流路202重叠的位置。例如，如图3所示，隔离板110向上开口，而排出流路202向下开口。这样，隔离板110优选的是被设置为在排出流路202中流动的排出气体不进入的位置和朝向。因此，引导部如隔离板110那样，是将存在高温气体和用于冷却的气体的空间隔开的机构零件。

另外，引导部根据吸引口101及排出流路202的位置关系等，来决定大小、形状、材料、构成的零件及开口的朝向等。

这样，如果具有隔开排出气体对吸引口101的进入，且能够将外部空气引导到吸引口101的引导部，就能够提高冷却照射机33的冷却效果。

[第三构成例]

隔离部优选的构成是，对排出气体在喷头喷出墨液的喷出面及设置纸张W的空间里的流动进行隔开。具体地说，优选如下形状的L字板103。

图4所示是第三构成例中的L字板的例示图。具体而言，在图3所示的构成例中，L字板103是封闭在照射机33的底面产生的间隙的板材等。另外，在照射机33是能够调整姿势的构成的情况下，L字板103也可以具有滑动机构等，以便根据照射机33的姿势能够封闭间隙。

在图3所示的构成例中，喷出面60及设置纸张W的空间(以下称为“设置面61”)是在Z轴上比照射机33低的位置。

例如，在图3所示的例子中，在间隙位置62等会产生间隙。但是，间隙位置62根据周边的机构，产生的位置是不同的。因此，L字板103是设置在堵塞排出气体流入喷出面60及设置面61的路径的位置的部件。在构成照射机33的框体中存在间隙时，排出气体从间隙流动，排出气体会容易流向喷出面60及设置面61。

若能够减少排出气体流入喷出面60及设置面61，则能够防止喷头喷出的墨液因排出气体而折弯。

另外，照射机33有时具有使姿势变化的自由度。因此，在照射机33的姿势发生变化的情况下，L字板103优选的是能够根据姿势来调整封闭的区域的构成。例如，L字板103的位置或角度不是固定的，优选具有能够通过用户的操作进行变更的自由度。

[第四构成例]

图5所示是喷出面的例示图。例如，在喷出面、即滑架12的底面，交错状地配置多个喷头41。以下，以将喷头板40作为固定喷头41的固定件的例子来说明。具体而言，相对于喷头板40配置有多个喷头41。

以下，将喷头41的位置设为固定。当滑架在X轴和Y轴上扫描时，喷头41一起移动。

然后，在喷头41的周边容易如下所述地产生间隙。

图6所示是第四构成例中的间隙的例示图(其1)。

图7所示是第四构成例中的间隙的例示图(其2)。

图6及图7是从其他视点观察图5所示的喷头41的周边的图。

在喷头41的周边产生间隙42。另外，间隙42的位置、大小、数量、形状及比率根据喷头41、装配在喷头41周边的零件及喷头板40的种类等而不同。

存在间隙42时，墨雾就容易通过间隙42侵入到机体内。然后，当墨雾侵入到机体内时，墨液会堆积在印刷电路板的表面。如果发生这样的墨液的堆积，就会成为故障的原因。因此，优选的是设置堵塞间隙42的部件(以下称为“密封材料”)的构成。

密封材料例如是托架或膜材等。另外，密封材料只要能够堵塞间隙42，则不问其大小、形状及材质等。

设置有密封材料时，如下所述，能够防止墨雾的侵入。

图8所示是堵塞间隙前的状态图。

图9所示是堵塞间隙前的滑架内的图。

图10所示是堵塞间隙后的状态图。

图8及图9所示是设置密封材料之前的状态的图。另一方面，图10所示是设置了密封材料后的状态的图。

图8及图10所示是在图6及图7所示的喷头41的周边模拟气体的流动的结果的等值线(Contour)图。图9所示是滑架12内的气体的流动的图。另外，图8至图10都是剖视图。

如图8所示，若在间隙位置62产生的间隙42未被堵塞，则产生较强的上升气流(以下称为“第一气流50”)。具体而言，第一气流50的流速为0.54m/s。

存在第一气流50时，则如图9所示，容易产生在滑架12内流动的气流(以下称为“机内气流51”)。若产生这样的机内气流51，则墨液就容易附着到机内而产生污染。

另一方面，如果用密封材料堵塞间隙42，则如图10所示，上升气流变弱。以下，将减弱的上升气流称为“第二气流52”。第二气流52的流速为0.34m/s。因此，若用密封材料堵塞间隙42，则能够使第二气流52的风速比第一气流50的风速减弱37％左右。

如图9所示，来自间隙42的上升气流在滑架12内流动。该上升气流中含有大量的墨雾。因此，若流入滑架12内的上升气流强，则墨雾进一步侵入滑架12内而成为污染滑架12内的原因。

为了确保喷头41的自由度，间隙42容易产生在接近喷头41的位置里。例如，间隙42在喷头41与连接器等装配在喷头板40上的零件之间产生。若以密封该间隙42的方式来设置密封材料，则能够如第二气流52那样来减弱第一气流50。这样，若具备密封材料，则如下所述地能够减轻机体内的污染。

以下说明在图9中的第一实验部位71、第二实验部位72、第三实验部位73、第四实验部位74以及第五实验部位75这五个部位设置透明基体材料来调查污染程度的实验结果。

图11所示是没有密封材料时的比较例图。图11所示是滑架12内的板材的图。第一比较材料151是设置在第一实验部位71的透明基体材料。第二比较材料152是设置在第二实验部位72的透明基材材料。第三比较材料153是设置在第三实验部位73的透明基材材料。第四比较材料154是设置在第四实验部位74的透明基材材料。第五比较材料155是设置在第五实验部位75的透明基材材料。如果没有密封材料，则如图所示，产生附着部分111，由于墨液的附着而产生较多的沾污。

图12所示是密封材料的效果的例示图。图12所示是与图11相同的板材。实验部位与比较例同样地，是图9中的第一实验部位71、第二实验部位72、第三实验部位73、第四实验部位74以及第五实验部位75这五个部位。第一实验材料251是设置在第一实验部位71的透明基体材料。第二实验材料252是设置在第二实验部位72的透明基材材料。第三实验材料253是设置在第三实验部位73的透明基材材料。第四实验材料254是设置在第四实验部位74的透明基材材料。第五实验材料255是设置在第五实验部位75的透明基材材料。与图11相比，有密封材料时，附着部分111的颜色变浅，是墨液的附着少的结果。这样，有密封材料时，墨液的附着会减少，污染减少。具体而言，通过密封材料，能够减少80％左右的墨雾。如此来减少污染时，就能够减少装置内的污染和由于污染引起的故障。

[其他实施方式]

液滴喷射装置优选的是具备进行图像形成的图像形成部。图像形成部既可以由上述说明的喷头来实现，或者也可以进一步具备进行图像形成的其他装置来实现。

装置的构成不限于上述说明的构成。例如，各装置也可以具备上述说明以外的零件。

记录介质例如是纸张(也称为“普通纸”等)。但是，记录介质也可以是纸张以外的涂层纸、标签纸等，还可以是投影仪片材、膜材、或具有挠性的薄板等。即，记录介质的材料只要是能够附着、能够暂时附着、附着并固定、或者附着并浸透墨液滴的材质即可。具体而言，记录介质是纸张、薄膜或布等的被记录介质、电子基板、压电元件(也称为“压电部件”等)等的电子零件、粉体层(也称为“粉末层”等)、脏器模型或检查用单元等。另外，也可以形成三维的物体。如此，记录介质的材质只要是能够附着液滴的纸、纱线、纤维、布帛、皮革、金属、塑料、玻璃、木材、陶瓷或它们的组合等即可。另外，根据上述的用途，液滴也可以包含墨液以外的种类的记录液、定影处理液或树脂等。

本发明的实施方式例如如下所述。

<1>一种向记录介质喷出液滴的液滴喷射装置，其特征在于包括：喷出部，其喷出所述液滴；照射部，其对所述液滴照射使所述液滴固化的光；吸气部，其向构成所述照射部的框体内部取入冷却所述照射部的气体；排出部，其将用所述气体冷却所述照射部时产生的排出气体从所述框体内部排出，以及隔离部，其隔开所述排出气体流动的排出流路和从所述喷出部喷出的所述液滴着落到所述记录介质上为止的液滴路径。

<2>根据<1>所述的液滴喷射装置，其特征在于：具有包围所述照射部的外壳，所述外壳具备将外部气体引导至所述吸气部，并对所述排出气体进入所述吸气部进行隔开的引导部。

<3>根据<1>或<2>所述的液滴喷射装置，其特征在于：所述隔离部对所述排出气体向所述喷出部喷出所述液滴的喷出面及设置所述记录介质的空间的流动进行隔开。

<4>根据上述<1>至<3>中任一项所述的液滴喷射装置，其特征在于：还具备堵塞位于所述喷出部和配置所述喷出部的固定材料之间的间隙的密封材料。

<5>根据上述<1>至<4>中任一项所述的液滴喷射装置，其特征在于：所述照射部成为热源，所述吸气部取入的所述气体对所述热源进行冷却，所述排出部排出成为高温的所述排出气体，所述吸气部取入的所述气体从所述吸气部进入所述框体内部，并从所述排出部成为所述排出气体而被排出，所述隔离部是金属板材，位于所述排出流路和所述液滴路径之间。

<6>根据上述<1>至<5>中任一项所述的液滴喷射装置，其特征在于：还具备图像形成部。

<7>根据上述<1>至<6>中任一项所述的液滴喷射装置，其特征在于：所述光包含紫外线、红外线或电子射线。

另外，本发明不限定于上述例示的各实施方式。因此，本发明在不脱离技术的要旨的范围内，可以进行构成要素的追加或变形。由此，包含在权利要求范围所记载的技术思想中的所有技术事项都成为本发明的对象。另外，上述例示的实施方式是实施中优选的具体例。然后，只要是本领域技术人员，就能够从公开的内容来实现各种变形例，这样的变形例也包括在权利要求书的范围中所记载的技术范围内。

Claims

1.一种向记录介质喷出液滴的液滴喷射装置，其特征在于包括：

喷出部，其喷出所述液滴；

照射部，其对所述液滴照射使所述液滴固化的光；

吸气部，其向构成所述照射部的框体内部取入冷却所述照射部的气体；

排出部，其将用所述气体冷却所述照射部时产生的排出气体从所述框体内部排出，以及

隔离部，其隔开所述排出气体流动的排出流路和从所述喷出部喷出的所述液滴着落到所述记录介质上为止的液滴路径。

2.根据权利要求1所述的液滴喷射装置，其特征在于：

具有包围所述照射部的外壳，

所述外壳具备将外部气体引导至所述吸气部，并对所述排出气体进入所述吸气部进行隔开的引导部。

3.根据权利要求1或2所述的液滴喷射装置，其特征在于：

所述隔离部对所述排出气体向所述喷出部喷出所述液滴的喷出面及设置所述记录介质的空间的流动进行隔开。

4.根据权利要求1或2所述的液滴喷射装置，其特征在于：

还具备堵塞位于所述喷出部和配置所述喷出部的固定材料之间的间隙的密封材料。

5.根据权利要求1或2所述的液滴喷射装置，其特征在于：

所述照射部成为热源，

所述吸气部取入的所述气体对所述热源进行冷却，

所述排出部排出成为高温的所述排出气体，

所述吸气部取入的所述气体从所述吸气部进入所述框体内部，并从所述排出部成为所述排出气体而被排出，

所述隔离部是金属板材，位于所述排出流路和所述液滴路径之间。

6.根据权利要求1或2所述的液滴喷射装置，其特征在于：

还具备图像形成部。

7.根据权利要求1或2所述的液滴喷射装置，其特征在于：所述光包含紫外线、红外线或电子射线。