【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタに係り、特に、光源を冷却する手段を有するインクジェットプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、様々な記録媒体に印刷可能な画像記録手段として、主にグラビア印刷方式、フレキソ印刷方式が知られている。これらの印刷方式は、版面に形成された凹部にインクを入れこれを記録媒体に直接転写する印刷方式であるが、色彩豊かに文字、記号及び絵等を表現できること、多量の記録媒体に高速印刷できること等がその特徴となっている。特に近時は様々な包装材に対して印刷することが行われ、このような場合にグラビア印刷方式やフレキソ印刷方式は有用な印刷技術であるといえる。しかし、これらの印刷方式は実際に印刷を行う前工程において版を作製する製版工程を経ることが必要であり、この版作製のためにコスト及び時間がかかる。そこで、少量多品種の印刷を行う場合には、版を必要とせず、透明又は不透明の包装材に対し臨機応変に対応して印刷できる手段が望まれる。
【０００３】
この点、様々な記録媒体に対して印刷を行うことのできる手段として、従来よりインクジェットプリンタが知られている。インクジェットプリンタは、記録ヘッドの記録媒体に対向する面に設けられたノズルからインクを吐出して記録媒体上に着弾、定着させることにより記録媒体に画像を記録するものであり、製版工程を必要としないため需要に応じた印刷が可能であるという長所がある。
さらに、樹脂フィルム等のインク吸収性の乏しい記録媒体に対しても画像を形成することのできる手段として、従来から光硬化型のインクジェットプリンタが知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、光に対して所定の感度を有する光開始剤が含有された光硬化インクを用い、記録媒体上に着弾したインクに光を照射することで、インクを硬化させ記録媒体上に定着させるものであり、透明又は不透明の包装材に対しても簡易に印刷を行うことが可能である。
【０００４】
そして、このような光硬化型のインクジェットプリンタで用いられるインクとしては、従来ラジカル重合系の紫外線硬化インクが知られている。しかし、ラジカル重合系インクを硬化させるためには多量の紫外線を一括して照射する必要がある。そのため、紫外線照射装置は長大化せざるを得ず、装置コストの上昇及びプリンタ自体の大型化を招くという不利益がある。そこで、近時低照度の光でも硬化する性質を有するカチオン重合系の紫外線硬化インクを用いることが提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３１０４５４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光硬化型のインクジェットプリンタの場合、画像記録を連続して行ううちに光照射装置が発熱し、４０℃〜５０℃の高温となる。特に光源としてＬＥＤ素子等を用いた場合には、光照射装置の温度が１００℃前後にまで上昇する。そのため、この発熱によって光照射装置の光源寿命の低下や照度の低下を招くという問題がある。
一方、前述のようにカチオン重合系のインクは光源として低圧水銀ランプや蛍光管、ＬＥＤ等の低照度の光源によって硬化させることができるという特性を有するが、このようなカチオン重合系のインクを用いる場合には、照射される光量のわずかな変化によってもインク硬化の度合いが変化しやすい。そのため、光照射装置の発熱による光源の照度の低下は、カチオン重合系のインクを用いたインクジェットプリンタにおいて安定した画像記録を行う上で特に問題となる。
また、ＬＥＤ素子等は、周囲環境によって光源の波長が変化しやすいため、ＬＥＤ素子等を光源として用いた場合には、光照射装置の発熱がインクの硬化反応に影響を及ぼすおそれもある。
そのため、安定してインクを硬化させ高品質の画像記録を行うためには、光照射装置の温度を３０℃前後の常温に保つことが望まれる。
【０００７】
この点、従来は、排気ダクトからの自然放熱を利用する等の手段によりプリンタ全体を冷却するインクジェットプリンタが知られていたが、光照射装置を直接冷却する手段は有していなかった。
しかし、プリンタ全体を冷却しても光照射装置自体から発生した熱を十分に除去することは困難であり、さらに、このような自然放熱を利用する場合には使用環境や印刷動作の速度等によって冷却の効果が左右されるため、一定の効果を得ることができない。そのため、光源寿命が低下したり光源の照射光量が変動する等の問題を生じていた。
【０００８】
そこで、本発明は以上のような課題を解決すべくなされたものであり、光照射装置を精度よく冷却し、安定してインクを硬化させることのできるインクジェットプリンタを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、光硬化型インクを記録媒体上に吐出するノズルを有する記録ヘッドと、前記記録媒体に前記インクが着弾後に光を照射する光源を光源保持部材によって保持する光照射装置と、を有するインクジェットプリンタにおいて、
前記光源保持部材に接触して前記光源を直接冷却する冷却装置を備えたことを特徴としている。
【００１０】
このような構成を有する請求項１に記載の発明においては、冷却装置を光照射装置に直接接するように設けて光源を冷却するものであるため、プリンタの使用環境や印刷動作の速度等によって冷却の効果が左右されることがなく、光照射装置の温度を一定の保つことができる点で優れている。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明において、前記冷却装置はペルチェ素子であることを特徴としている。
【００１２】
このように、請求項２に記載の発明は、冷却装置としてペルチェ素子を用いるので、光照射装置の温度に応じて冷却の程度を制御を行うことができる。したがって、精度の高い温度管理が可能となり、光照射装置の温度を一定に保つことができる点で優れている。
【００１３】
さらに、請求項３に記載の発明において、前記光源保持部材は、前記光源から照射された光を集光させるための光源集光部材を有することを特徴としている。
【００１４】
このように、請求項３に記載の発明は、光源保持部材が光源集光部材を有しているので、光源から照射された光が拡散するのを防止することが可能である。
【００１５】
さらに、請求項４に記載の発明において、前記光源保持部材は、前記光源から照射された光を集光させるための光源集光部材であることを特徴としている。
【００１６】
このように、請求項４に記載の発明は、光源集光部材が光源保持部材が兼ねる構成をとるので、装置構造を簡素化することができ、光照射装置を搭載するキャリッジの軽量化を図ることができる点で優れている。
【００１７】
さらに、請求項５に記載の発明において、前記インクは、紫外線硬化型のインクであることを特徴としている。
【００１８】
このように、請求項５に記載の発明は、紫外線を照射することによって硬化する特性を有するインクを使用するため、透明又は不透明の包装材に対しても簡易に高品質の印刷を行うことが可能である。
【００１９】
さらに、請求項６に記載の発明において、前記インクは、カチオン重合系のインクであることを特徴としている。
【００２０】
このように、請求項６に記載の発明は、低照度の紫外線を照射することにより記録媒体上に硬化、定着させることのできるカチオン重合系のインクを用いる場合でも、プリンタの使用環境等に影響されることなく安定した画像記録を行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
まず、図１に示すように、本実施の形態において、インクジェットプリンタ１はシリアルプリント方式によるインクジェットプリンタ１であり、このインクジェットプリンタ１には、主走査方向Ｘに延在する棒状のガイドレール３が設けられている。このガイドレール３にはキャリッジ２が支持されており、このキャリッジ２は、キャリッジ駆動機構１２（図５参照）によって主走査方向Ｘをガイドレール３に沿って往復移動するようになっている。
【００２２】
キャリッジ２には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインクを吐出するノズル４１，４１…が設けられた記録ヘッド４，４…が搭載されている。各記録ヘッド４には、各色のインクを貯留する中間タンク９が、それぞれインク供給管８を介して連通されている。
【００２３】
また、キャリッジ２内であって、これら一群として設けられた記録ヘッド４の主走査方向Ｘにおける両側部には、ノズル４１，４１…から記録媒体Ｐに吐出されたインクに対して紫外線を照射する紫外線照射装置５，５が設けられている。
【００２４】
紫外線照射装置５，５は、記録媒体Ｐ側に向かって開口する箱型に形成された光源保持部材５２，５２を有しており、この光源保持部材５２，５２の上面であって記録媒体Ｐの記録面に対してほぼ平行に形成された面には、記録媒体Ｐ上に着弾した紫外線硬化インクを硬化定着させる紫外線を照射する棒状の紫外線光源５１が複数設けられており、光源保持部材５２，５２によって保持されている。
各々の紫外線光源５１は互いの長手方向が平行となるように配設されており、この紫外線光源５１，５１は、記録ヘッド４，４…の副走査方向Ｙの長さとほぼ等しい長さを有している。
【００２５】
また、前記光源保持部材５２，５２の内側面には、紫外線光源５１，５１から拡散して照射された紫外線を反射させ、集光させる光源集光部材５３，５３が設けられている。光源集光部材５３，５３としては、例えば、全波長域に亘って紫外線を効率良く反射する高純度のアルミ製の反射板が適用される。特に、アルミを主に含有する金属化合物の薄膜をガラス表面に蒸着させたコールドミラー（ガラス成形板）は、紫外線を効率良く反射する一方で、インクの硬化に寄与しない可視光線及び赤外線をミラー後方に透過させることで、紫外線光源５１，５１の発熱による発光効率低下を抑制することができるため、好ましい。
【００２６】
なお、本実施の形態においては、紫外線光源５１，５１を保持する光源保持部材５２，５２の内側面に光源集光部材５３，５３を設けるものとしたが、紫外線光源５１を保持する光源保持部材５２，５２が光源集光部材５３，５３を有する構成としてもよい。
【００２７】
光源保持部材５２，５２の上面であって紫外線光源５１，５１が設けられている側と反対の面には、冷却装置としてのペルチェ素子６，６が冷却面を紫外線照射装置５，５の光源保持部材５２，５２に接するように配置されている。
【００２８】
前記紫外線照射装置５，５の光源保持部材５２，５２の上面であって前記ペルチェ素子６，６の近傍には、光源保持部材５２，５２の温度を検知するための温度センサ７，７が設けられている。
【００２９】
また、インクジェットプリンタ１には、記録媒体Ｐを主走査方向Ｘと直交する副走査方向Ｙに送るための記録媒体搬送機構１３（図５参照）が設けられている。記録媒体搬送機構１３は、例えば、図示しない搬送モータ及び搬送ローラ等を備えており、搬送モータの駆動により搬送ローラを回転させることで記録媒体Ｐを副走査方向Ｙに搬送するようになっている。また、記録媒体搬送機構１３は、画像記録時において、キャリッジ２の動作に合わせて、記録媒体Ｐの搬送と停止とを繰り返し記録媒体Ｐを間欠的に搬送する。
【００３０】
また、キャリッジ２の下方には、記録媒体Ｐを非記録面から支持するプラテン１０が設けられている。このプラテン１０は、平板状の部材で構成されている。
【００３１】
次に、本実施の形態において、インクジェットプリンタ１には、図５に示すように、キャリッジ駆動機構１２、記録媒体搬送機構１３、記録ヘッド４，４…、紫外線照射装置５，５及び冷却装置としてのペルチェ素子６，６を制御する制御部１００が設けられている。
【００３２】
制御部１００は、キャリッジ２を主走査方向Ｘに往復移動させるとともに、キャリッジ２の動作に合わせて記録媒体Ｐの搬送と停止とを繰り返し、記録媒体Ｐを間欠的に副走査方向Ｙに搬送させるように、キャリッジ駆動機構１２及び記録媒体搬送機構１３の動作を制御するようになっている。
【００３３】
また、制御部１００は、紫外線光源５１，５１から紫外線を発生させるように紫外線照射装置５，５を制御するようになっている。
【００３４】
さらに、制御部１００には、画像記録条件等を入力する入力部１１及び記録ヘッド４が接続されており、制御部１００は、入力部１１から入力された所定の信号に基づいて記録ヘッド４，４…の圧電素子（図示せず）に対して所定の電圧を印加し、記録媒体Ｐ上に所定の画像を形成するように記録ヘッド４，４…を制御するようになっている。
【００３５】
また、制御部１００には、紫外線照射装置５，の温度を検知する温度センサ７，７が接続されており、制御部１００は、温度センサ７，７により検知された紫外線照射装置５，の温度情報に基づいて紫外線照射装置５，５の温度を一定に保つようにペルチェ素子６，６に電圧を印加するようになっている。
【００３６】
ここで、本実施形態に用いられるインクは、紫外線を照射することによって硬化する特性を有する紫外線硬化型のインクである。
紫外線硬化型のインクは、重合性化合物として、ラジカル重合性化合物を含むラジカル重合系インクとカチオン重合性化合物を含むカチオン重合系インクとに大別されるが、本実施形態に用いられるインクとしてはその両系のインクがそれぞれ適用可能であり、また、ラジカル重合系インクとカチオン重合系インクとを複合させたハイブリッド型インクを本実施形態に用いられるインクとして適用してもよい。
しかしながら、カチオン重合系インクは、酸素による重合反応の阻害作用が少ない又は無いため、機能性、汎用性に優れており、本実施形態に用いられるインクとしては、特に、カチオン重合系インクを用いることが好ましい。
【００３７】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
入力部１１から画像記録を開始する旨の信号が入力されると、画像記録動作が開始され、画像を形成しようとする記録媒体Ｐがプラテン１０の上に搬送される。記録媒体Ｐが所定の位置に搬送されると、制御部１００の制御により、入力部１１から入力された所定の画像信号に基づいて記録ヘッド４，４…に設けられた圧電素子に電圧が印加され、記録ヘッド４，４…のノズル４１，４１…からインクが吐出される。
【００３８】
このとき、制御部１００の制御により、キャリッジ駆動機構１２が作動し、キャリッジ２が記録媒体Ｐの上方を主走査方向Ｘに往復移動するとともに、吐出されたインクが順次記録媒体Ｐに着弾する。
また、ノズル４１，４１…からインクが吐出される際、制御部１００がキャリッジ２に設けられた紫外線照射装置５，５を制御することにより紫外線光源５１，５１が点灯する。同時に温度センサ７，７が紫外線照射装置５，５の温度を検知し、この温度情報は制御部１００に伝達される。制御部１００は、温度センサ７，７からの情報に基づきペルチェ素子６，６に電圧を印加し、必要に応じて紫外線照射装置５，５の冷却を行うように制御する。
紫外線光源５１，５１を点灯させたままキャリッジ２が記録媒体Ｐの上方を主走査方向Ｘに往復移動することにより、記録媒体Ｐに着弾したインクに対して紫外線光源５１，５１から紫外線が照射され、インクが硬化する。
【００３９】
そして、制御部１００が記録媒体搬送機構１３を制御することによって、記録媒体Ｐが副走査方向Ｙに搬送され、画像が記録媒体Ｐに記録される。
【００４０】
本実施の形態によれば、冷却装置としてのペルチェ素子６，６を紫外線照射装置５１，５１に直接接するように設けるため、紫外線照射装置５，５を効率よく冷却することができ、紫外線照射装置５，５内の紫外線光源５１，５１の温度の上昇による紫外線光源５１，５１の寿命の低下及び紫外線光量の変化を抑制することができる。
【００４１】
また、冷却装置としてペルチェ素子６，６を用いるので、紫外線照射装置の温度変化に応じた温度制御を行うことができ、紫外線照射装置５，５の温度を一定に保ち、紫外線光源５１，５１から照射される紫外線光量の安定化等を図ることができる。
【００４２】
本実施形態では、プリンタは、キャリッジ２に搭載された記録ヘッド４，４…を主走査方向Ｘに往復移動させるとともに、記録媒体Ｐを主走査方向に直交する副走査方向に搬送させながら、記録ヘッド４，４…からインクを吐出させて、画像を形成するシリアルプリント方式のインクジェットプリンタとしたが、プリンタはこの方式に限定されるものではなく、プリンタ本体に固定された記録ヘッド４，４…からインクを吐出させるとともに、記録媒体Ｐを搬送させて、画像を形成するラインプリント方式のプリンタとしてもよい。
【００４３】
また、本実施の形態においては、冷却装置としてペルチェ素子６，６を用いるものとしたが、冷却装置は紫外線照射装置５，５に直接接して紫外線照射装置５，５を安定的に冷却することができるものであればペルチェ素子６，６に限られず、例えば、ヒートシンク等の放熱部材や冷却ファン等を紫外線照射装置５，５に接して設けるようにしてもよい。
【００４４】
さらに、本実施の形態においては、紫外線光源５１，５１が蛍光管の場合について説明したが、紫外線光源５１，５１はインクを硬化させることのできるものであればこれに限定されるものではなく、この紫外線光源５１，５１としては、ＬＥＤ素子や高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、熱陰極管、冷陰極管のうちいずれか一つの光源が用いられる。
【００４５】
例えば、紫外線光源５１，５１としてＬＥＤ素子を用いる場合について、図３を参照しつつ説明する。
紫外線光源５１，５１としてＬＥＤ素子を用いる場合には、紫外線照射装置５，５は、アルミ等によって形成された基板状の光源保持部材５２，５２を有しており、光源保持部材５２，５２の長手方向に沿った両側には、紫外線光源５１，５１からの光が拡散するのを防止するためのカバー部材５４，５４が設けられている。カバー部材５４，５４の一面であって光源保持部材５２，５２に接する面には、紫外線光源５１，５１から拡散して照射された紫外線を反射させ、集光させる光源集光部材５３，５３が設けられている。
前記光源保持部材５２，５２の上であって記録媒体Ｐに対向する面には記録ヘッド４，４…の長手方向に沿って２列にＬＥＤ素子が配置されている。
また、光源保持部材５２，５２の上であってＬＥＤ素子が配置されている面と反対の面にはペルチェ素子６，６が配設されており、光源保持部材５２，５２の一端にはＬＥＤ素子が発光することによる光源保持部材５２，５２の温度の上昇を検知するための温度センサ７，７が設けられている。
【００４６】
次に、紫外線光源５１，５１として高圧水銀ランプを用いる場合について、図４を参照しつつ説明する。
紫外線光源５１，５１として高圧水銀ランプを用いる場合には、紫外線照射装置５，５は、箱型に形成された光源保持部材５２，５２を有しており、この光源保持部材５２，５２は、光源保持部材５２，５２の内側に記録媒体Ｐに対して開口するドーム状の光源集光部材５３，５３を有している。光源集光部材５３，５３のほぼ中央には、記録媒体Ｐに対向するように高圧水銀ランプが保持されている。
前記光源保持部材５２，５２の上であって高圧水銀ランプを保持する面の反対面には、ペルチェ素子６，６が配設されており、ペルチェ素子６，６の近傍には、光源保持部材５２，５２の温度を検知する温度センサ７，７が設けられている。
【００４７】
また、本実施形態では、紫外線の照射により硬化するインクを用いたが、必ずしもこれには限定されず、紫外線以外の光を照射することにより硬化するものであってもよい。ここでいう「光」とは、広義の光であって、紫外線、電子線、Ｘ線、可視光線、赤外線等の電磁波を含むものである。すなわち、インクには、紫外線以外の光で重合して硬化する重合性化合物と、紫外線以外の光で重合性化合物同士の重合反応を開始させる光開始剤とが適用されてもよい。
紫外線以外の光で硬化する光硬化型のインクを用いる場合は、紫外線光源５１，５１に代えて、その光を照射する光源を適用する。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載された発明は、冷却装置を光照射装置に直接接するように設けて光源を冷却するものであるため、プリンタの使用環境や印刷動作の速度等によって冷却の効果が左右されることがなく、光照射装置の温度を一定の保つことができる。
これにより、光照射装置の温度の上昇による光源の寿命の低下や光の照度の低下等が生じることを防止することができるので、連続して画像記録を行う場合でもインクに対して安定した光量の光を照射でき、安定してインクを硬化させ高品質の画像記録を行うことができるという効果がある。
【００４９】
また、請求項２に記載の発明によれば、光照射装置を冷却する冷却装置としてペルチェ素子を用いるので、光照射装置の温度に応じて温度制御を行うことができる。
これにより、精度の高い温度管理が可能となり、光照射装置の発熱による光源の寿命の低下や照度の低下等を効果的に防止して、安定した画像記録を行うことができるという効果がある。
【００５０】
また、請求項３に記載の発明は、光源保持部材が光源集光部材を有しているので、光源から照射された光が拡散するのを防止することができるという効果がある。
【００５１】
また、請求項４に記載の発明は、光源保持部材が光源集光部材である構成をとるので、装置構造を簡素化することができ、光照射装置を搭載するキャリッジの軽量化を図ることができるという効果がある。
【００５２】
さらに、請求項５に記載の発明は、紫外線を照射することによって硬化する特性を有するインクを使用するため、透明又は不透明の包装材に対しても簡易に高品質の印刷を行うことが可能である。そして、このようなインクを用いる場合にはインクに対して紫外線を照射するための紫外線光源が必要となり、紫外線光源の光量を一定に保ってインクを安定的に硬化させることが要請されるが、請求項４に記載の発明によれば、連続して画像記録を行った場合でも紫外線照射装置の温度の上昇を抑えることができ、安定して高品質の画像記録を行うことができるという効果がある。
【００５３】
また、請求項６に記載の発明は、低照度の紫外線を照射することにより記録媒体上に硬化、定着させることのできるカチオン重合系のインクを用いるものであり、カチオン重合系のインクを用いる場合には、照射される光量のわずかな変化によってもインク硬化の度合いが影響を受けやすい。そのため、紫外線照射装置の発熱による紫外線光源の寿命の低下や照度の低下は、特に問題となるが、請求項５に記載の発明によれば、紫外線照射装置を精度よく冷却することによって紫外線照射装置の温度を一定に保ち、安定した紫外線照射を可能とするため、カチオン重合系のインクを用いる場合でも安定した画像記録を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクジェットプリンタの一実施形態を模式的に示す正面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明に係るインクジェットプリンタの紫外線照射装置、冷却装置及び温度センサの一実施形態を示した斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した紫外線照射装置、冷却装置及び温度センサの正面図である。
【図３】本発明に係るインクジェットプリンタの一実施形態の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明に係るインクジェットプリンタの紫外線照射装置、冷却装置及び温度センサの一実施形態を示した正面図である。
【図５】本発明に係るインクジェットプリンタの紫外線照射装置、冷却装置及び温度センサの一実施形態を示した正面図である。
【符号の説明】
１ インクジェットプリンタ
２ キャリッジ
３ ガイドレール
４ 記録ヘッド
４１ ノズル
５ 紫外線照射装置
５１ 紫外線光源
５２ 光源保持部材
５３ 光源集光部材
６ ペルチェ素子
７ 温度センサ
１２ キャリッジ駆動機構
１３ 記録媒体搬送機構
１００ 制御部
Ｐ 記録媒体
Ｘ 主走査方向[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an inkjet printer, and more particularly, to an inkjet printer having a unit for cooling a light source.
[0002]
[Prior art]
Generally, a gravure printing method and a flexographic printing method are known as image recording means capable of printing on various recording media. These printing methods are printing methods in which ink is inserted into concave portions formed on the plate surface and transferred directly to the recording medium.However, it is possible to express characters, symbols, pictures, etc. in a rich color, and high-speed printing on a large number of recording media. The feature is that it can be done. In particular, recently, printing is performed on various packaging materials, and in such a case, the gravure printing method or the flexographic printing method can be said to be useful printing techniques. However, these printing methods need to go through a plate making step of preparing a plate in a step before actually performing printing, and this plate preparation requires cost and time. Therefore, in the case of printing a large number of products in small quantities, there is a need for a means that can flexibly print on a transparent or opaque packaging material without using a plate.
[0003]
In this regard, an ink jet printer is conventionally known as a means capable of performing printing on various recording media. Ink jet printers record an image on a recording medium by ejecting ink from nozzles provided on a surface of the recording head facing the recording medium, land on the recording medium, and fix it, and require a plate making process. There is an advantage that printing can be performed according to demand because it is not performed.
Further, as a means capable of forming an image even on a recording medium having poor ink absorption such as a resin film, a photocurable ink jet printer has been conventionally known (for example, see Patent Document 1). This involves using a photocurable ink containing a photoinitiator having a predetermined sensitivity to light, and irradiating the ink that has landed on the recording medium with light to cure the ink and fix it on the recording medium. And printing can be easily performed on a transparent or opaque packaging material.
[0004]
A radical polymerization type ultraviolet curable ink is conventionally known as an ink used in such a photocurable inkjet printer. However, in order to cure the radical polymerization type ink, it is necessary to irradiate a large amount of ultraviolet rays collectively. Therefore, the length of the ultraviolet irradiation device must be increased, and there is a disadvantage that the cost of the device is increased and the size of the printer itself is increased. Therefore, it has recently been proposed to use a cationic polymerization type ultraviolet curable ink having a property of curing even with light of low illuminance.
[0005]
[Patent Document 1]
JP 2001-310454 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of a photo-curing type ink jet printer, the light irradiation device generates heat during continuous image recording, and reaches a high temperature of 40 ° C. to 50 ° C. In particular, when an LED element or the like is used as a light source, the temperature of the light irradiation device rises to around 100 ° C. Therefore, there is a problem that the heat generation causes a reduction in the life of the light source of the light irradiation device and a reduction in illuminance.
On the other hand, as described above, the cationic polymerization type ink has a characteristic that it can be cured by a low-pressure light source such as a low-pressure mercury lamp, a fluorescent tube, and an LED as a light source, but such a cationic polymerization type ink is used. In such a case, even a slight change in the amount of irradiated light easily changes the degree of ink curing. For this reason, the decrease in the illuminance of the light source due to the heat generated by the light irradiation device is a problem particularly in performing stable image recording in an ink jet printer using a cationic polymerization type ink.
In addition, since the wavelength of the light source of the LED element or the like easily changes depending on the surrounding environment, when the LED element or the like is used as the light source, the heat generated by the light irradiation device may affect the curing reaction of the ink.
Therefore, in order to stably cure the ink and perform high-quality image recording, it is desired to maintain the temperature of the light irradiation device at a normal temperature of about 30 ° C.
[0007]
In this regard, conventionally, an ink jet printer that cools the entire printer by means such as utilizing natural heat radiation from an exhaust duct has been known. However, there has been no means for directly cooling the light irradiation device.
However, even if the entire printer is cooled, it is difficult to sufficiently remove the heat generated from the light irradiation device itself.In addition, when utilizing such natural heat radiation, depending on the use environment, the speed of the printing operation, etc. Since the effect of cooling is affected, a certain effect cannot be obtained. Therefore, there have been problems such as a reduction in the life of the light source and a change in the amount of light emitted from the light source.
[0008]
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an ink jet printer that can accurately cool a light irradiation device and stably cure ink. It is.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 includes a recording head having a nozzle for discharging a photocurable ink onto a recording medium, and a light source that irradiates the recording medium with light after the ink lands. A light irradiation device that is held by a holding member; and
A cooling device is provided that cools the light source directly by contacting the light source holding member.
[0010]
In the first aspect of the present invention having such a configuration, the cooling device is provided so as to be in direct contact with the light irradiation device to cool the light source. The advantage is that the temperature of the light irradiation device can be kept constant without being affected by the effect of the above.
[0011]
Further, in the invention according to claim 2, the cooling device is a Peltier element.
[0012]
As described above, since the Peltier element is used as the cooling device, the degree of cooling can be controlled according to the temperature of the light irradiation device. Therefore, temperature control with high accuracy can be performed, and the temperature of the light irradiation device can be kept constant.
[0013]
Furthermore, in the invention described in claim 3, the light source holding member has a light source condensing member for condensing light emitted from the light source.
[0014]
Thus, according to the third aspect of the present invention, since the light source holding member has the light source condensing member, it is possible to prevent the light emitted from the light source from being diffused.
[0015]
Further, in the invention described in claim 4, the light source holding member is a light source condensing member for condensing light emitted from the light source.
[0016]
As described above, according to the fourth aspect of the invention, since the light source condensing member also functions as the light source holding member, the structure of the device can be simplified, and the weight of the carriage on which the light irradiation device is mounted is reduced. It is excellent in that it can.
[0017]
Further, in the invention according to claim 5, the ink is an ultraviolet curable ink.
[0018]
As described above, the invention according to claim 5 uses ink having a property of being cured by irradiating ultraviolet rays, so that high quality printing can be easily performed even on a transparent or opaque packaging material. It is possible.
[0019]
Further, in the invention according to claim 6, the ink is a cationic polymerization type ink.
[0020]
As described above, the invention according to claim 6 has an effect on the operating environment of a printer even when a cationic polymerization type ink which can be cured and fixed on a recording medium by irradiating low-intensity ultraviolet rays is used. It is possible to perform stable image recording without being performed.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First, as shown in FIG. 1, in the present embodiment, an ink jet printer 1 is an ink jet printer 1 based on a serial printing method. The ink jet printer 1 has a rod-shaped guide rail 3 extending in a main scanning direction X. Is provided. A carriage 2 is supported on the guide rail 3, and the carriage 2 reciprocates in the main scanning direction X along the guide rail 3 by a carriage driving mechanism 12 (see FIG. 5).
[0022]
The carriage 2 is equipped with recording heads 4, 4,... Provided with nozzles 41, 41,... For ejecting inks of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K). I have. An intermediate tank 9 for storing ink of each color is connected to each recording head 4 via an ink supply pipe 8.
[0023]
Further, ultraviolet rays are applied to the ink ejected from the nozzles 41 to the recording medium P on both sides in the main scanning direction X of the recording heads 4 provided as a group in the carriage 2. Ultraviolet irradiation devices 5 and 5 are provided.
[0024]
The ultraviolet irradiation devices 5 and 5 have box-shaped light source holding members 52 and 52 that open toward the recording medium P, and the upper surfaces of the light source holding members 52 and 52 and the recording medium P A plurality of rod-shaped ultraviolet light sources 51 for irradiating ultraviolet rays for curing and fixing the ultraviolet curable ink that has landed on the recording medium P are provided on a surface formed substantially parallel to the recording surface of the recording medium P. , 52.
The respective ultraviolet light sources 51 are disposed so that their longitudinal directions are parallel to each other. The ultraviolet light sources 51 have a length substantially equal to the length of the recording heads 4, 4,... In the sub-scanning direction Y. are doing.
[0025]
Further, on the inner side surfaces of the light source holding members 52, 52, there are provided light source condensing members 53, 53 for reflecting and condensing the ultraviolet rays diffused and irradiated from the ultraviolet light sources 51, 51. As the light source condensing members 53, for example, a high-purity aluminum reflecting plate that efficiently reflects ultraviolet rays over the entire wavelength range is applied. In particular, a cold mirror (glass molded plate) in which a thin film of a metal compound mainly containing aluminum is vapor-deposited on the glass surface, while efficiently reflecting ultraviolet rays, emits visible light and infrared rays that do not contribute to curing of the ink, behind the mirror. Is preferable because it is possible to suppress a decrease in luminous efficiency due to the heat generated by the ultraviolet light sources 51 and 51.
[0026]
In the present embodiment, the light source condensing members 53, 53 are provided on the inner surfaces of the light source holding members 52, 52 holding the ultraviolet light sources 51, 51. However, the light source holding members holding the ultraviolet light sources 51 are provided. 52, 52 may be configured to have light source condensing members 53, 53.
[0027]
On the upper surface of the light source holding members 52, 52, opposite to the side where the ultraviolet light sources 51, 51 are provided, Peltier elements 6, 6 serving as a cooling device are provided. It is arranged so as to be in contact with the holding members 52, 52.
[0028]
Temperature sensors 7 for detecting the temperatures of the light source holding members 52 are provided on the upper surfaces of the light source holding members 52 of the ultraviolet irradiation devices 5 and near the Peltier elements 6. Have been.
[0029]
Further, the inkjet printer 1 is provided with a recording medium transport mechanism 13 (see FIG. 5) for feeding the recording medium P in a sub-scanning direction Y orthogonal to the main scanning direction X. The recording medium transport mechanism 13 includes, for example, a transport motor and a transport roller (not shown), and transports the recording medium P in the sub-scanning direction Y by rotating the transport roller by driving the transport motor. . The recording medium transport mechanism 13 intermittently transports the recording medium P by repeatedly transporting and stopping the recording medium P in accordance with the operation of the carriage 2 during image recording.
[0030]
A platen 10 that supports the recording medium P from a non-recording surface is provided below the carriage 2. The platen 10 is formed of a flat member.
[0031]
Next, in the present embodiment, as shown in FIG. 5, the inkjet printer 1 includes a carriage drive mechanism 12, a recording medium transport mechanism 13, recording heads 4, 4,..., Ultraviolet irradiation devices 5, 5, and a cooling device. Is provided with a control unit 100 for controlling the Peltier elements 6 and 6.
[0032]
The control unit 100 reciprocates the carriage 2 in the main scanning direction X, repeats conveyance and stop of the recording medium P in accordance with the operation of the carriage 2, and intermittently conveys the recording medium P in the sub-scanning direction Y. Thus, the operations of the carriage drive mechanism 12 and the recording medium transport mechanism 13 are controlled.
[0033]
Further, the control unit 100 controls the ultraviolet irradiation devices 5 and 5 so as to generate ultraviolet rays from the ultraviolet light sources 51 and 51.
[0034]
Further, an input unit 11 for inputting image recording conditions and the like and a print head 4 are connected to the control unit 100. The control unit 100 controls the print heads 4 and 4 based on a predetermined signal input from the input unit 11. A predetermined voltage is applied to the piezoelectric elements 4 (not shown) to control the recording heads 4 so that a predetermined image is formed on the recording medium P.
[0035]
Further, temperature sensors 7, 7 for detecting the temperature of the ultraviolet irradiation devices 5 are connected to the control unit 100, and the control unit 100 controls the temperature of the ultraviolet irradiation devices 5 detected by the temperature sensors 7, 7. Based on the information, a voltage is applied to the Peltier elements 6, 6 so that the temperature of the ultraviolet irradiation devices 5, 5 is kept constant.
[0036]
Here, the ink used in the present embodiment is an ultraviolet curable ink having a property of being cured by irradiating ultraviolet rays.
Ultraviolet-curable inks are roughly classified into radical polymerizable inks containing a radical polymerizable compound and cationic polymerizable inks containing a cationic polymerizable compound as polymerizable compounds.As the ink used in the present embodiment, Both types of inks are applicable, and a hybrid type ink in which a radical polymerization type ink and a cation polymerization type ink are combined may be applied as the ink used in the present embodiment.
However, since the cationic polymerization ink has little or no effect of inhibiting the polymerization reaction due to oxygen, it is excellent in functionality and versatility. In particular, as the ink used in the present embodiment, a cationic polymerization ink is used. Is preferred.
[0037]
Next, the operation of the present embodiment will be described.
When a signal to start image recording is input from the input unit 11, an image recording operation is started, and the recording medium P on which an image is to be formed is conveyed onto the platen 10. When the recording medium P is conveyed to a predetermined position, a voltage is applied to the piezoelectric elements provided in the recording heads 4, 4,... Based on a predetermined image signal input from the input unit 11 under the control of the control unit 100. Are ejected from the nozzles 41 of the recording heads 4, 4,.
[0038]
At this time, under the control of the control unit 100, the carriage drive mechanism 12 operates, the carriage 2 reciprocates above the recording medium P in the main scanning direction X, and the ejected ink lands on the recording medium P sequentially.
When the ink is ejected from the nozzles 41, the control unit 100 controls the ultraviolet irradiation devices 5 provided on the carriage 2 so that the ultraviolet light sources 51 are turned on. At the same time, the temperature sensors 7, 7 detect the temperatures of the ultraviolet irradiation devices 5, 5, and this temperature information is transmitted to the control unit 100. The control unit 100 applies a voltage to the Peltier elements 6, 6 based on information from the temperature sensors 7, 7, and controls the ultraviolet irradiation devices 5, 5 to cool as necessary.
When the carriage 2 reciprocates in the main scanning direction X above the recording medium P while the ultraviolet light sources 51, 51 are turned on, the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light sources 51, 51 irradiates the ink that has landed on the recording medium P. , The ink hardens.
[0039]
Then, the control unit 100 controls the recording medium transport mechanism 13 so that the recording medium P is transported in the sub-scanning direction Y, and an image is recorded on the recording medium P.
[0040]
According to the present embodiment, since the Peltier elements 6 and 6 as cooling devices are provided so as to be in direct contact with the ultraviolet irradiation devices 51 and 51, the ultraviolet irradiation devices 5 and 5 can be efficiently cooled, and the ultraviolet irradiation device can be efficiently cooled. It is possible to suppress a decrease in the life of the ultraviolet light sources 51 and 51 and a change in the amount of ultraviolet light due to an increase in the temperature of the ultraviolet light sources 51 and 51 in the light sources 5 and 5.
[0041]
Further, since the Peltier elements 6 and 6 are used as the cooling devices, it is possible to perform temperature control according to the temperature change of the ultraviolet irradiation devices, keep the temperature of the ultraviolet irradiation devices 5 and 5 constant, and It is possible to stabilize the amount of irradiated ultraviolet light.
[0042]
In the present embodiment, the printer reciprocates the recording heads 4, 4,... Mounted on the carriage 2 in the main scanning direction X, and performs recording while transporting the recording medium P in a sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction. Although an ink jet printer of a serial print system in which an image is formed by discharging ink from the heads 4, 4,... Is used, the printer is not limited to this system, and the recording heads 4, 4,. The printer may be a line print type printer that forms an image by ejecting ink from the printer and transporting the recording medium P.
[0043]
Further, in the present embodiment, the Peltier elements 6 and 6 are used as the cooling device. However, the cooling device should be in direct contact with the ultraviolet irradiation devices 5 and 5 to stably cool the ultraviolet irradiation devices 5 and 5. The device is not limited to the Peltier elements 6 and 6 as long as it can be used. For example, a heat radiating member such as a heat sink or a cooling fan may be provided in contact with the ultraviolet irradiation devices 5 and 5.
[0044]
Furthermore, in the present embodiment, the case where the ultraviolet light sources 51, 51 are fluorescent tubes has been described, but the ultraviolet light sources 51, 51 are not limited to this as long as they can cure the ink. As the ultraviolet light sources 51, any one of an LED element, a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a hot cathode tube, and a cold cathode tube is used.
[0045]
For example, a case where an LED element is used as the ultraviolet light sources 51, 51 will be described with reference to FIG.
When LED elements are used as the ultraviolet light sources 51, 51, the ultraviolet irradiation devices 5, 5 have substrate-like light source holding members 52, 52 formed of aluminum or the like. On both sides along the longitudinal direction, cover members 54, 54 for preventing light from the ultraviolet light sources 51, 51 from diffusing are provided. On one surface of the cover members 54, 54, which are in contact with the light source holding members 52, 52, there are light source condensing members 53, 53 for reflecting and condensing the ultraviolet rays diffused and irradiated from the ultraviolet light sources 51, 51. Is provided.
On the surface of the light source holding members 52, 52 facing the recording medium P, LED elements are arranged in two rows along the longitudinal direction of the recording heads 4, 4,.
Peltier elements 6 and 6 are provided on the surfaces of the light source holding members 52 and 52 opposite to the surfaces on which the LED elements are provided. Temperature sensors 7, 7 for detecting an increase in the temperature of the light source holding members 52, 52 due to the light emission of the elements are provided.
[0046]
Next, a case where a high-pressure mercury lamp is used as the ultraviolet light sources 51, 51 will be described with reference to FIG.
When a high-pressure mercury lamp is used as the ultraviolet light sources 51, 51, the ultraviolet irradiation devices 5, 5 have light source holding members 52, 52 formed in a box shape. Inside the light source holding members 52, 52, there are dome-shaped light source condensing members 53, 53 that open to the recording medium P. A high-pressure mercury lamp is held substantially at the center of the light source condensing members 53 so as to face the recording medium P.
Peltier elements 6 and 6 are disposed on the light source holding members 52 and 52 on the opposite side of the surface holding the high-pressure mercury lamp, and near the Peltier elements 6 and 6, a light source holding member is provided. Temperature sensors 7, 7 for detecting the temperatures of 52, 52 are provided.
[0047]
Further, in the present embodiment, the ink that is cured by irradiation with ultraviolet light is used. However, the present invention is not limited to this. The ink may be cured by irradiation with light other than ultraviolet light. The “light” here is light in a broad sense, and includes electromagnetic waves such as ultraviolet rays, electron beams, X-rays, visible rays, and infrared rays. That is, a polymerizable compound that is polymerized and cured by light other than ultraviolet light and a photoinitiator that initiates a polymerization reaction between the polymerizable compounds by light other than ultraviolet light may be applied to the ink.
When using a photocurable ink that cures with light other than ultraviolet light, a light source that irradiates the light is used instead of the ultraviolet light sources 51, 51.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, in the invention described in claim 1, the cooling device is provided so as to be in direct contact with the light irradiation device to cool the light source. And the temperature of the light irradiation device can be kept constant.
As a result, it is possible to prevent a decrease in the life of the light source and a decrease in the illuminance of light due to an increase in the temperature of the light irradiation device. Light can be radiated, and the ink can be cured stably to achieve high-quality image recording.
[0049]
According to the second aspect of the present invention, since the Peltier element is used as a cooling device for cooling the light irradiation device, the temperature can be controlled according to the temperature of the light irradiation device.
This makes it possible to perform highly accurate temperature management, effectively prevent a reduction in the life of the light source due to heat generation of the light irradiation device, a reduction in illuminance, and the like, and perform stable image recording.
[0050]
Further, since the light source holding member has the light source condensing member, the invention described in claim 3 has an effect that the light emitted from the light source can be prevented from being diffused.
[0051]
Further, since the light source holding member is a light source condensing member, the device structure can be simplified, and the weight of the carriage on which the light irradiation device is mounted can be reduced. There is an effect that can be.
[0052]
Further, since the invention described in claim 5 uses an ink having a property of being cured by irradiating ultraviolet rays, it is possible to easily perform high quality printing even on a transparent or opaque packaging material. is there. When such an ink is used, an ultraviolet light source for irradiating the ink with ultraviolet light is required, and it is required to stably cure the ink while maintaining a constant light amount of the ultraviolet light source. According to the fourth aspect of the invention, even when image recording is performed continuously, it is possible to suppress an increase in the temperature of the ultraviolet irradiation device, and to stably perform high-quality image recording. is there.
[0053]
The invention according to claim 6 uses a cationic polymerization type ink that can be cured and fixed on a recording medium by irradiating low-intensity ultraviolet rays. In this case, the degree of curing of the ink is easily affected even by a slight change in the amount of irradiated light. Therefore, the life of the ultraviolet light source and the reduction of the illuminance due to the heat generated by the ultraviolet irradiation device are particularly problematic. However, according to the invention of claim 5, the ultraviolet irradiation device can be cooled by precisely cooling the ultraviolet irradiation device. Is maintained at a constant temperature and stable ultraviolet irradiation is possible, so that there is an effect that stable image recording can be performed even when a cationic polymerization type ink is used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view schematically showing an embodiment of an ink jet printer according to the present invention.
FIG. 2A is a perspective view illustrating an embodiment of an ultraviolet irradiation device, a cooling device, and a temperature sensor of the inkjet printer according to the present invention. FIG. 2B is a front view of the ultraviolet irradiation device, the cooling device, and the temperature sensor shown in FIG.
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of an embodiment of an inkjet printer according to the present invention.
FIG. 4 is a front view showing an embodiment of an ultraviolet irradiation device, a cooling device, and a temperature sensor of the inkjet printer according to the present invention.
FIG. 5 is a front view showing an embodiment of an ultraviolet irradiation device, a cooling device, and a temperature sensor of the inkjet printer according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ink-jet printer 2 Carriage 3 Guide rail 4 Recording head 41 Nozzle 5 Ultraviolet irradiation device 51 Ultraviolet light source 52 Light source holding member 53 Light source condensing member 6 Peltier element 7 Temperature sensor 12 Carriage drive mechanism 13 Recording medium transport mechanism 100 Control part P Recording medium X main scanning direction
