JP2005047261A - Ink jet printer and print head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェットプリンタ及び記録ヘッドに係り、特には紫外線を照射することによって硬化するインクを使用したインクジェットプリンタ及び記録ヘッドに関する。 The present invention relates to an ink jet printer and a recording head, and more particularly to an ink jet printer and a recording head using ink that is cured by irradiation with ultraviolet rays.
近年、インクジェット記録方式は、スクリーン印刷方式より簡便・安価・迅速に画像を作成することができるため、写真・各種印刷・マーキング・カラーフィルターといった特殊印刷等の様々な印刷分野に応用されてきている。特に、インクジェット記録方式では、微細なドットを吐出・制御するインクジェット記録方式のインクジェットプリンタと、色再現域・耐久性・吐出適性等を改善したインクと、インク吸収性・色材発色性・表面光沢等を飛躍的に向上させた専用紙とを組み合わせることで、銀塩写真に匹敵する画質を得ることも可能となっている。 In recent years, inkjet recording methods have been applied to various printing fields such as special printing such as photography, various printing, marking, and color filters because images can be created more easily, cheaply, and more quickly than screen printing methods. . In particular, in the ink jet recording method, an ink jet printer that discharges and controls fine dots, an ink with improved color reproduction range, durability, and discharge suitability, ink absorptivity, color material coloring, and surface gloss. It is also possible to obtain image quality comparable to silver salt photography by combining with special paper that has been improved dramatically.
従来のインクジェットプリンタには、印刷幅の長さに並んだ複数の吐出口が形成されたラインヘッドからインクを吐出することにより画像記録を行うライン方式、記録ヘッドを主走査方向に移動させて記録ヘッドの移動中に記録ヘッドの吐出口からインクを吐出することにより画像記録を行うシリアル方式がある。 In conventional inkjet printers, a line system that performs image recording by ejecting ink from a line head in which a plurality of ejection openings arranged in the length of the printing width is formed, and recording is performed by moving the recording head in the main scanning direction. There is a serial method in which image recording is performed by ejecting ink from the ejection port of the recording head while the head is moving.
また、インクジェットプリンタは、インクの種類で分類することができる。つまり、従来のインクジェットプリンタには、水系インクを吐出する水系インクジェット方式、室温で固形のワックスインクを用いる相変化インクジェット方式、速乾性の有機溶剤を主体としたインクを用いるソルベント系インクジェット方式、紫外線の被照射により硬化する紫外線硬化型インクを用いる紫外線硬化型インクジェット方式等がある。中でも、紫外線硬化型インクジェット方式は、吐出したインクに紫外線を照射すると瞬間的に硬化して、下地に密着するので、溶剤の放出がなく、記録媒体の種類を選ばない利点がある。 Inkjet printers can be classified by ink type. In other words, conventional ink jet printers include a water-based ink jet method that discharges water-based ink, a phase change ink jet method that uses a solid wax ink at room temperature, a solvent-based ink jet method that uses an ink mainly composed of a fast-drying organic solvent, Examples include an ultraviolet curable ink jet method using an ultraviolet curable ink that is cured by irradiation. Among them, the ultraviolet curable ink jet method has an advantage that when the discharged ink is irradiated with ultraviolet rays, it is cured instantaneously and adheres to the base, so that no solvent is released and the type of the recording medium is not limited.
ところで、紫外線硬化型インクジェットプリンタでは、吐出口が配置された記録ヘッドのノズル天板の表面にインクが付着して、紫外線が照射されると、その瞬間に硬化して強固に固着するので、その後に記録ヘッドをワイピングして取り除くことができず、正常なインク吐出が行えなくなる。さらに吐出休止中のノズル内のインクに紫外線が照射されると、インクが硬化してノズルが詰まり吐出を再開できなくなる。このため、これに対する防止策として、従来、ノズル天板の表面に、インクを弾いて付着し難くする撥水性処理を施すようにしている(例えば、特許文献1参照)。また、頻繁に印刷を中断して空吐出を行っていた。
また、これら以外にも、ノズル天板を保護する保護天板に対しても、撥水性処理を施す技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。さらに、ノズル天板の表面と保護天板の表面とに段差をつけることで、ノズル天板に対する照射光を減少させる技術も開示されている(例えば、特許文献3参照)。また、撥水性処理に用いられる材料を、滑落速度を基準にして選定する方法が開示されてもいる(例えば、特許文献4参照)。
In addition to these, a technique for performing a water-repellent treatment on a protective top plate for protecting the nozzle top plate is also disclosed (see, for example, Patent Document 2). Furthermore, a technique for reducing irradiation light on the nozzle top plate by providing a step between the surface of the nozzle top plate and the surface of the protective top plate is also disclosed (for example, see Patent Document 3). In addition, a method for selecting a material used for the water repellent treatment based on the sliding speed is disclosed (for example, see Patent Document 4).
しかしながら、特に紫外線硬化型インクを用いるインクジェットプリンタでは、紫外線を照射するとインクが瞬間的に硬化して下地に強力に固着するので、下地に密着してしまう。また、吐出休止中のノズル内のインクに紫外線が当たると、贈年して吐出再開できなくなる。また、ノズル天板の表面に付着したインクに紫外線が当たると、当該インクが硬化してしまい、これによりインク吐出不良等を起こす可能性が他の方式のインクジェットプリンタに比べて高くなる。 However, in particular, in an ink jet printer using an ultraviolet curable ink, when the ultraviolet ray is irradiated, the ink is instantaneously cured and strongly fixed to the base, and thus adheres to the base. Also, if the ink in the nozzles that are not ejected is exposed to ultraviolet rays, it will not be possible to resume ejection in the gift year. In addition, when ultraviolet light is applied to the ink adhered to the surface of the nozzle top plate, the ink is cured, which increases the possibility of causing an ink ejection failure or the like as compared with other types of ink jet printers.
そこで、本発明の課題は、記録ヘッドのノズル天板の表面に紫外線が当たる量を減らすことにより、ノズル天板の表面でインクが硬化し難くなり、その結果、ノズル天板の表面へのインク固着に基づくトラブルを避け、かつ休止ノズル内のインクメニスカスを微振動させてインクの増粘を避けて、インクの間欠吐出不良を防止することが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。 Accordingly, an object of the present invention is to reduce the amount of ultraviolet light hitting the surface of the nozzle top plate of the recording head, thereby making it difficult for the ink to harden on the surface of the nozzle top plate. An object of the present invention is to provide an ink jet printer that can avoid troubles due to sticking and can prevent ink from being thickly oscillated by slightly vibrating an ink meniscus in a pause nozzle to prevent intermittent ink ejection.
請求項1記載の発明におけるインクジェットプリンタは、
紫外線が照射されることによって硬化するインクを記録媒体に吐出する吐出口が配置されたノズル天板を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドから前記記録媒体上に吐出された前記インクに対して紫外線を照射する紫外線照射装置と、
を備え、
前記ノズル天板の表面の臨界表面張力が前記インクの表面張力よりも低く、かつ紫外線吸収率が80%以上であることを特徴としている。
An ink jet printer according to the invention of
A recording head having a nozzle top plate in which an ejection port for ejecting ink that is cured by being irradiated with ultraviolet rays to a recording medium is disposed;
An ultraviolet irradiation device for irradiating the ink ejected from the recording head onto the recording medium with ultraviolet rays;
With
The critical surface tension of the surface of the nozzle top plate is lower than the surface tension of the ink, and the ultraviolet absorption rate is 80% or more.
請求項1記載の発明によれば、ノズル天板の表面における臨界表面張力がインクの表面張力よりも低いので、インクがノズル天板に接触したとしても、その表面張力差によってはじかれる。これにより、ノズル天板の表面にインクが残留しなくなり、インクの固着や吐出不良を防止することができる。また、臨界表面張力を元にして、ノズル天板の表面の材料が選定されるので、滑落速度を基として撥水性材料を選定する場合よりも容易に選定することが可能になる。
また、ノズル天板の表面における紫外線吸収率が80%以上であるので、紫外線が入射すればその80%以上が吸収される。紫外線照射装置から照射された紫外線が吐出口に進入する際、大抵の場合少なくとも一度は反射されるために、吐出口に到達した紫外線の光量は、その反射面に吸収されていて、インクを硬化させない程度まで低下している。したがって、ノズル天板の表面でインクが固着することなく、かつ吐出口内のインクは硬化することなく、吐出不良を防止することができる。
According to the first aspect of the invention, since the critical surface tension on the surface of the nozzle top plate is lower than the surface tension of the ink, even if the ink contacts the nozzle top plate, it is repelled by the difference in surface tension. As a result, ink does not remain on the surface of the nozzle top plate, and ink sticking and ejection failure can be prevented. Further, since the material of the surface of the nozzle top plate is selected based on the critical surface tension, it is possible to select more easily than the case of selecting the water-repellent material based on the sliding speed.
Moreover, since the ultraviolet absorptivity at the surface of the nozzle top plate is 80% or more, 80% or more is absorbed when ultraviolet rays are incident. When the ultraviolet ray irradiated from the ultraviolet irradiation device enters the discharge port, it is reflected at least once in most cases. Therefore, the amount of the ultraviolet ray that has reached the discharge port is absorbed by the reflecting surface and hardens the ink. It has fallen to such an extent that it cannot be made. Accordingly, it is possible to prevent ejection failure without fixing the ink on the surface of the nozzle top plate and without curing the ink in the ejection port.
請求項2記載の発明は、
紫外線が照射されることによって硬化するインクを記録媒体に吐出する吐出口が配置されたノズル天板及び前記ノズル天板を保護する保護天板を有する記録ヘッドと、
前記記録ヘッドから前記記録媒体上に吐出された前記インクに対して紫外線を照射する紫外線照射装置と、
を備え、
前記保護天板の表面の臨界表面張力が前記インクの表面張力よりも低く、かつ紫外線吸収率が80%以上であることを特徴としている。
The invention according to claim 2
A recording head having a nozzle top plate on which a discharge port for discharging ink that is cured by being irradiated with ultraviolet rays to a recording medium is disposed, and a protective top plate for protecting the nozzle top plate;
An ultraviolet irradiation device for irradiating the ink ejected from the recording head onto the recording medium with ultraviolet rays;
With
A critical surface tension of the surface of the protective top plate is lower than a surface tension of the ink, and an ultraviolet absorption rate is 80% or more.
請求項2記載の発明によれば、保護天板においても、上述したノズル天板と同様の作用、効果を得ることができる。 According to the second aspect of the present invention, the same operation and effect as the above-described nozzle top plate can be obtained also in the protective top plate.
請求項3記載の発明は、請求項2記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記ノズル天板の表面の臨界表面張力が前記インクの表面張力よりも低く、かつ紫外線吸収率が80%以上であることを特徴としている。
The invention described in claim 3 is the ink jet printer according to claim 2,
The critical surface tension of the surface of the nozzle top plate is lower than the surface tension of the ink, and the ultraviolet absorption rate is 80% or more.
請求項3記載の発明によれば、ノズル天板と保護天板との両者の表面が、臨界表面張力がインクの表面張力よりも低く、かつ紫外線吸収率が80%以上であるので、より一層インクの固着や吐出不良を防止することができる。 According to the invention of claim 3, since the critical surface tension of the surfaces of the nozzle top plate and the protective top plate is lower than the surface tension of the ink and the ultraviolet absorptance is 80% or more, it is further improved. Ink sticking or ejection failure can be prevented.
請求項4記載の発明は、請求項3記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記ノズル天板の表面及び前記保護天板の表面の臨界表面張力の少なくとも一方が、15mN/m以下であることを特徴とするインクジェットプリンタ。
The invention according to claim 4 is the ink jet printer according to claim 3,
At least one of the critical surface tensions of the surface of the nozzle top plate and the surface of the protective top plate is 15 mN / m or less.
ここで、紫外線が照射されることによって硬化するインク(紫外線硬化型インク)は油性であるためにその表面張力は25〜35mN/mである。つまり、紫外線硬化型インクをはじくためには、その表面の臨界表面張力が25mN/m以下でなければならないが、さらに迅速かつ確実に紫外線硬化型インクをはじくためには15mN/m以下であることが好ましい。すなわち、請求項4記載の発明のように、前記ノズル天板の表面及び前記保護天板の表面の臨界表面張力の少なくとも一方が15mN/m以下であれば、その表面に接触したインクを迅速かつ確実にはじくことが可能になる。 Here, since the ink cured by being irradiated with ultraviolet rays (ultraviolet curable ink) is oily, its surface tension is 25 to 35 mN / m. That is, the critical surface tension of the surface must be 25 mN / m or less in order to repel the ultraviolet curable ink, but 15 mN / m or less in order to repel the ultraviolet curable ink more quickly and reliably. Is preferred. That is, as in the fourth aspect of the present invention, if at least one of the critical surface tensions of the surface of the nozzle top plate and the surface of the protective top plate is 15 mN / m or less, the ink in contact with the surface can be quickly and It will be possible to reliably repel.
請求項5記載の発明は、請求項3記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記ノズル天板の表面及び前記保護天板の表面の少なくとも一方は、基板の上に無機紫外線吸収剤コーティング層と撥水性処理層とが備えられることによって形成されていることを特徴としている。
The invention according to
At least one of the surface of the nozzle top plate and the surface of the protective top plate is formed by providing an inorganic ultraviolet absorbent coating layer and a water repellent treatment layer on a substrate.
請求項5記載の発明によれば、ノズル天板の表面及び保護天板の表面の少なくとも一方が、基板の上に無機紫外線吸収剤コーティング層と撥水性処理層とが備えられることによって形成されているため、ノズル天板の表面及び保護天板の表面の少なくとも一方では、撥水性処理層によってインクが付着し難くなっていると共に、無機紫外線吸収剤コーティング層によって紫外線が当たった際に紫外線を吸収して、記録ヘッドと記録媒体の間で紫外線が乱反射することを防止している。これにより、ノズル天板の表面に紫外線が当たる量を減らすことができ、ノズル天板の表面でインクが固着し難くなり、又吐出休止ノズル内のインクが増粘し難くなる。その結果、インク固着やインク増粘に基づくインク吐出不良を防止することができる。
特に、本発明では、紫外線を吸収するために無機紫外線吸収剤を使用したコーティング層を備えるため、有機系紫外線吸収剤を使用するものと比べて、熱による揮発や劣化が少なく、長期間安定した効果を得ることができる。
さらに、インクがカチオン重合性化合物を含むカチオン重合系の紫外線硬化型インクである場合、当該カチオン重合系のインクは高感度であるために低い紫外線照度でインクが硬化するが、本発明により、ノズル面に当たる紫外線の量を減らすことができるため、カチオン重合系のインクにおいてもノズル面へのインク固着を効果的に防止することができる。
According to invention of
In particular, in the present invention, since a coating layer using an inorganic ultraviolet absorber is provided to absorb ultraviolet rays, volatilization and deterioration due to heat are less than those using an organic ultraviolet absorber, and stable for a long period of time. An effect can be obtained.
Further, when the ink is a cation polymerization type ultraviolet curable ink containing a cation polymerizable compound, the cation polymerization type ink has high sensitivity, so that the ink is cured at a low ultraviolet illuminance. Since the amount of ultraviolet rays hitting the surface can be reduced, ink adhesion to the nozzle surface can be effectively prevented even with cationic polymerization inks.
請求項6記載の発明は、前記ノズル天板の表面及び前記保護天板の表面の少なくとも一方は、基板の上に黒色着色処理層が備えられ、その上に前記無機紫外線吸収剤コーティング層と前記撥水性処理層とが備えられることで形成されていることを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, at least one of the surface of the nozzle top plate and the surface of the protective top plate is provided with a black coloring treatment layer on a substrate, and the inorganic ultraviolet absorbent coating layer and It is characterized by being formed by being provided with a water repellent treatment layer.
請求項6記載の発明によれば、ノズル天板の表面及び保護天板の表面の少なくとも一方は、基板の上に黒色着色処理層が備えられ、その上に無機紫外線吸収剤コーティング層と撥水性処理層とが備えられることによって形成されているため、黒色着色層によりさらに紫外線吸収効果を高めることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, at least one of the surface of the nozzle top plate and the surface of the protective top plate is provided with the black coloring treatment layer on the substrate, and the inorganic ultraviolet absorber coating layer and the water repellency thereon. Since it is formed by being provided with the treatment layer, the ultraviolet absorbing effect can be further enhanced by the black colored layer.
請求項7記載の発明は、請求項4〜6のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記ノズル天板の基板及び保護天板の基板の少なくとも一方が、アルミニウム板又はアルミダイカスト板からなっていることを特徴としている。
The invention according to
At least one of the nozzle top plate and the protective top plate is made of an aluminum plate or an aluminum die-cast plate.
請求項7記載の発明によれば、保護天板の基板が、アルミニウム板又はアルミダイカスト板からなっているため、製造時に加工し易く、製品の軽量化を図ることもできる。また、黒色着色層として適する黒色のアルマイト処理や黒色の硬質アルマイト処理を施す場合に、膜厚を均一に保ち、黒色を均一に着色することができ、黒色着色層の形成作業や管理をし易くすることができる。 According to the seventh aspect of the present invention, since the substrate of the protective top plate is made of an aluminum plate or an aluminum die cast plate, it can be easily processed at the time of manufacture, and the weight of the product can be reduced. In addition, when performing black alumite treatment or black hard alumite treatment suitable as a black colored layer, the film thickness can be kept uniform and black can be colored uniformly, facilitating the formation and management of the black colored layer. can do.
請求項8記載の発明は、請求項3又は4記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記ノズル天板の表面は、当該ノズル天板の基板の上に撥水性処理層が備えられることによって形成され、
前記保護天板の基板は、紫外線吸収率が80%以上の材料で形成されていることを特徴としている。
The invention according to
The surface of the nozzle top plate is formed by providing a water-repellent treatment layer on the substrate of the nozzle top plate,
The substrate of the protective top plate is formed of a material having an ultraviolet absorption rate of 80% or more.
請求項8記載の発明によれば、ノズル天板の表面が、基板の上に撥水性処理層とが備えられることによって形成されているため、ノズル天板の表面では、撥水性処理層によってインクが付着し難くなっている。一方、保護天板においては、紫外線吸収率が80%以上の材料で形成されているので、ノズル天板の表面に入射する以前に保護天板で反射された紫外線は、吸収される。したがって、ノズル天板の表面に紫外線が当たる量を減らすことができ、ノズル天板の表面でインクが固着し難くなり、又休止ノズル内のインクが増粘し難くなる。その結果、ノズル天板の表面でのインク固着に基づくインク吐出不良を防止することができる。 According to the eighth aspect of the present invention, since the surface of the nozzle top plate is formed by providing the water repellent treatment layer on the substrate, the surface of the nozzle top plate is made of ink by the water repellent treatment layer. Is difficult to adhere. On the other hand, since the protective top plate is made of a material having an ultraviolet absorption rate of 80% or more, the ultraviolet rays reflected by the protective top plate before entering the surface of the nozzle top plate are absorbed. Therefore, it is possible to reduce the amount of ultraviolet light hitting the surface of the nozzle top plate, making it difficult for ink to adhere to the surface of the nozzle top plate, and making it difficult for the ink in the idle nozzle to thicken. As a result, it is possible to prevent ink ejection failure based on ink fixation on the surface of the nozzle top plate.
請求項9記載の発明は、請求項1〜8のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記ノズル天板の表面と前記記録媒体との間隔が1mm以上4mm以下であることを特徴としている。
Invention of
The distance between the surface of the nozzle top plate and the recording medium is 1 mm or more and 4 mm or less.
ここで、ノズル天板の表面と記録媒体との間隔が短いほど、記録ヘッドから吐出されたインクの飛翔距離が短くなって、インク滴の飛行曲がりの影響を防止でき、画像の鮮鋭性が向上する。しかしながら、この間隔が1mm未満であると記録ヘッド上に異物が付着した場合にその異物が記録媒体に接触したりノズル面を傷つけたりと、いくつかの不具合が誘発されてしまう。このため、ノズル天板の表面と記録媒体との間隔は1mm以上であれば、異物による障害を防止することができる。
一方、ノズル天板の表面と記録媒体との間隔が4mmよりも長くなると、上述した画像の鮮鋭性が低下するだけでなく、記録媒体表面で反射した紫外線が吐出口に進入しやすくなってしまう。ノズル天板の表面と記録媒体との間隔が4mm以下であれば、記録媒体とノズル天板の表面との間で行われる紫外線の反射回数を増加させることができ、紫外線が吐出口に到達する以前にノズル面で何度も吸収されるために、結果として吐出口に到達する紫外線の光量を低減させることができる。
つまり、請求項9記載の発明のように、ノズル天板の表面と記録媒体との間隔が1mm以上4mm以下であれば、異物による障害を防止しつつも、吐出口に到達する紫外線の光量を低減することができる。
Here, the shorter the distance between the surface of the nozzle top plate and the recording medium, the shorter the flying distance of the ink ejected from the recording head, thereby preventing the influence of the flying curvature of the ink droplets and improving the sharpness of the image. To do. However, if this distance is less than 1 mm, when foreign matter adheres to the recording head, some troubles are induced when the foreign matter comes into contact with the recording medium or damages the nozzle surface. For this reason, if the distance between the surface of the nozzle top plate and the recording medium is 1 mm or more, it is possible to prevent troubles caused by foreign matter.
On the other hand, if the distance between the surface of the nozzle top plate and the recording medium is longer than 4 mm, not only the sharpness of the image described above is deteriorated, but also the ultraviolet rays reflected on the surface of the recording medium tend to enter the ejection port. . If the distance between the surface of the nozzle top plate and the recording medium is 4 mm or less, the number of times of reflection of ultraviolet rays performed between the recording medium and the surface of the nozzle top plate can be increased, and the ultraviolet rays reach the discharge port. Since it is absorbed many times at the nozzle surface before, the amount of ultraviolet light reaching the discharge port can be reduced as a result.
That is, as in the ninth aspect of the invention, if the distance between the surface of the nozzle top plate and the recording medium is 1 mm or more and 4 mm or less, the amount of ultraviolet light reaching the discharge port can be reduced while preventing a failure due to foreign matter. Can be reduced.
請求項10記載の発明は、請求項1〜9のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記紫外線照射装置の紫外線光源が、低圧水銀ランプ、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、LEDのうちのいずれか1つであることを特徴としている。
Invention of
The ultraviolet light source of the ultraviolet irradiation device is any one of a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a hot cathode tube, a cold cathode tube, and an LED.
請求項10記載の発明によれば、紫外線照射装置の紫外線光源として、低圧水銀ランプ、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、LEDのうちのいずれか1つを用いることができるため、具体的に前記した効果を得る構成とすることができる。
According to the invention of
請求項11記載の発明は、請求項1〜10のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記記録ヘッドは、前記吐出口までインクを案内するインク流路と、前記インク流路内の前記インクを吐出するための圧電素子を備え、
前記圧電素子は、前記インクの吐出休止時においては前記インクを吐出させない電圧波形で前記吐出口のインクメニスカスを微振動させて、前記インク流路内のインクを攪拌することを特徴としている。
Invention of
The recording head includes an ink channel for guiding ink to the ejection port, and a piezoelectric element for ejecting the ink in the ink channel,
The piezoelectric element is characterized in that the ink in the ink flow path is agitated by slightly vibrating the ink meniscus of the discharge port with a voltage waveform that does not cause the ink to be discharged when the ink discharge is stopped.
ここで、ドットインクジェットプリンターは画像信号によりインク吐出と休止とを繰り返すので、画像により休止期間の長いノズルと短いノズルがある。ノズル天板の表面及び保護天板の表面が紫外線吸収率が80%以上であっても、休止ノズル内のインクに紫外線が照射されることを完全には防げないために、休止が長いとノズル内のインクは少なからず増粘してしまう。従来では、インクを定期的に空吐出することで、ノズル内でのインクの硬化を防止していたが、空吐出の分だけ印刷速度が遅くなり、さらにはインクの消費量をも増加させる一因となっていた。しかしながら、請求項11記載の発明のように、インクを吐出するための圧電素子が、インクの吐出休止時においてはインクを吐出させない電圧波形で前記吐出口のインクメニスカスを微振動して、インク流路内のインクを攪拌していれば、インクを頻繁に空吐出しなくとも、吐出休止時にノズル内のインクが硬化することを防止できる。 Here, since the dot inkjet printer repeats ink ejection and pause according to the image signal, there are nozzles having a long pause period and short nozzles depending on the image. Even if the surface of the nozzle top plate and the surface of the protective top plate have an ultraviolet absorption rate of 80% or more, it is not possible to completely prevent the ink in the pause nozzle from being irradiated with ultraviolet rays. The ink inside thickens a little. Conventionally, the ink is prevented from being cured in the nozzles by periodically ejecting the ink, but the printing speed is slowed by the amount of the idle ejection, and the ink consumption is also increased. It was a cause. However, as in the eleventh aspect of the present invention, the piezoelectric element for ejecting ink slightly vibrates the ink meniscus at the ejection port with a voltage waveform that does not eject ink when ink ejection is stopped, thereby causing ink flow. If the ink in the path is agitated, it is possible to prevent the ink in the nozzles from being hardened when the ejection is stopped, even if the ink is not ejected frequently.
請求項12記載の発明における記録ヘッドは、
紫外線が照射されることによって硬化するインクを記録媒体に吐出する吐出口が配置されたノズル天板を備え、
前記ノズル天板の表面の臨界表面張力が前記インクの表面張力よりも低く、かつ紫外線吸収率が80%以上であることを特徴としている。
The recording head according to the invention of
A nozzle top plate provided with a discharge port for discharging ink that is cured by irradiation with ultraviolet rays to a recording medium,
The critical surface tension of the surface of the nozzle top plate is lower than the surface tension of the ink, and the ultraviolet absorption rate is 80% or more.
請求項12記載の発明によれば、請求項1記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。 According to the twelfth aspect of the invention, the same operation and effect as the first aspect of the invention can be obtained.
請求項13記載の発明における記録ヘッドは、
紫外線が照射されることによって硬化するインクを記録媒体に吐出する吐出口が配置されたノズル天板と、
前記ノズル天板を保護する保護天板とを備え、
前記保護天板の表面の臨界表面張力が前記インクの表面張力よりも低く、かつ紫外線吸収率が80%以上であることを特徴としている。
A recording head according to the invention of
A nozzle top plate on which a discharge port for discharging ink that is cured by being irradiated with ultraviolet rays to a recording medium is disposed;
A protective top plate for protecting the nozzle top plate;
A critical surface tension of the surface of the protective top plate is lower than a surface tension of the ink, and an ultraviolet absorption rate is 80% or more.
請求項13記載の発明によれば、請求項2記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。 According to the invention of the thirteenth aspect, the same operation and effect as the invention of the second aspect can be obtained.
請求項14記載の発明は、請求項13記載の記録ヘッドにおいて、
前記ノズル天板の表面の臨界表面張力が前記インクの表面張力よりも低く、かつ紫外線吸収率が80%以上であることを特徴としている。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the recording head according to the thirteenth aspect,
The critical surface tension of the surface of the nozzle top plate is lower than the surface tension of the ink, and the ultraviolet absorption rate is 80% or more.
請求項14記載の発明によれば、請求項3記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。 According to the invention of the fourteenth aspect, the same operation and effect as the invention of the third aspect can be obtained.
請求項15記載の発明は、請求項14記載の記録ヘッドにおいて、
前記ノズル天板の表面及び前記保護天板の表面の臨界表面張力の少なくとも一方が、15mN/m以下であることを特徴としている。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the recording head according to the fourteenth aspect,
At least one of the critical surface tensions of the surface of the nozzle top plate and the surface of the protective top plate is 15 mN / m or less.
請求項15記載の発明によれば、請求項4記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。 According to the fifteenth aspect of the invention, the same operation and effect as the fourth aspect of the invention can be obtained.
請求項16記載の発明は、請求項14又は15記載の記録ヘッドにおいて、
前記ノズル天板の表面及び前記保護天板の表面の少なくとも一方は、基板の上に無機紫外線吸収剤コーティング層と撥水性処理層とが備えられることによって形成されていることを特徴としている。
The invention according to claim 16 is the recording head according to claim 14 or 15, wherein
At least one of the surface of the nozzle top plate and the surface of the protective top plate is formed by providing an inorganic ultraviolet absorbent coating layer and a water repellent treatment layer on a substrate.
請求項16記載の発明によれば、請求項5記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。 According to the invention of the sixteenth aspect, the same operation and effect as those of the invention of the fifth aspect can be obtained.
請求項17記載の発明は、請求項16記載の記録ヘッドにおいて、
前記ノズル天板の表面及び前記保護天板の表面の少なくとも一方は、基板の上に黒色着色処理層が備えられ、その上に前記無機紫外線吸収剤コーティング層と前記撥水性処理層とが備えられることで形成されていることを特徴としている。
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the recording head according to the sixteenth aspect,
At least one of the surface of the nozzle top plate and the surface of the protective top plate is provided with a black colored treatment layer on the substrate, and the inorganic ultraviolet absorbent coating layer and the water repellent treatment layer are provided thereon. It is characterized by being formed.
請求項17記載の発明によれば、請求項6記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。 According to the invention of the seventeenth aspect, the same operation and effect as those of the invention of the sixth aspect can be obtained.
請求項18記載の発明は、請求項15〜17のいずれか一項に記載の記録ヘッドにおいて、
前記ノズル天板の基板及び保護天板の基板の少なくとも一方が、アルミニウム板又はアルミダイカスト板からなっていることを特徴としている。
The invention according to claim 18 is the recording head according to any one of claims 15 to 17,
At least one of the nozzle top plate and the protective top plate is made of an aluminum plate or an aluminum die-cast plate.
請求項18記載の発明によれば、請求項7記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。 According to the eighteenth aspect of the invention, the same operation and effect as the seventh aspect of the invention can be obtained.
請求項19記載の発明は、請求項14又は15記載の記録ヘッドにおいて、
前記ノズル天板の表面は、当該ノズル天板の基板の上に撥水性処理層が備えられることによって形成され、
前記保護天板の基板は、紫外線吸収率が80%以上の材料で形成されていることを特徴としている。
The invention according to claim 19 is the recording head according to claim 14 or 15,
The surface of the nozzle top plate is formed by providing a water-repellent treatment layer on the substrate of the nozzle top plate,
The substrate of the protective top plate is formed of a material having an ultraviolet absorption rate of 80% or more.
請求項19記載の発明によれば、請求項8記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。 According to the nineteenth aspect of the invention, it is possible to obtain the same operation and effect as the eighth aspect of the invention.
請求項20記載の発明は、請求項12〜19のいずれか一項に記載の記録ヘッドにおいて、
前記ノズル天板の表面と前記記録媒体との間隔が1mm以上4mm以下であることを特徴としている。
The invention according to
The distance between the surface of the nozzle top plate and the recording medium is 1 mm or more and 4 mm or less.
請求項20記載の発明によれば、請求項9記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。 According to the twentieth aspect, it is possible to obtain the same operation and effect as the ninth aspect.
請求項21記載の発明は、請求項12〜20のいずれか一項に記載の記録ヘッドにおいて、
前記吐出口までインクを案内するインク流路と、
前記インク流路内の前記インクを吐出するための圧電素子を備え、
前記圧電素子は、前記インクの吐出休止時においては前記インクを吐出させない電圧波形で前記吐出口のインクメニスカスを微振動して、前記インク流路内のインクを攪拌することを特徴としている。
A twenty-first aspect of the invention is the recording head according to any one of the twelfth to twentieth aspects,
An ink flow path for guiding ink to the ejection port;
A piezoelectric element for discharging the ink in the ink flow path;
The piezoelectric element agitates the ink in the ink flow path by slightly vibrating the ink meniscus of the ejection port with a voltage waveform that does not cause the ink to be ejected when the ink ejection is stopped.
請求項21記載の発明によれば、請求項11記載の発明と同等の作用、効果を得ることができる。 According to the twenty-first aspect of the invention, it is possible to obtain the same operation and effect as the eleventh aspect of the invention.
請求項1及び12記載の発明によれば、インクがノズル天板の表面に接触したとしても、その表面張力差が大きいので、強力にはじかれることになる。したがって、ノズル天板の表面にインクが固着・残留しにくくなり、吐出不良を防止することができる。
また、紫外線照射装置から照射された紫外線が吐出口に進入する際、大抵の場合少なくとも一度はノズル天板の表面で反射されているために、吐出口に到達した紫外線の光量は、ノズル天板の表面に吸収されて、インクを硬化させない程度まで低下している。したがって、吐出口内のインクは増粘・硬化することなく、吐出不良を防止することができる。
According to the first and twelfth aspects of the present invention, even if the ink contacts the surface of the nozzle top plate, the surface tension difference is large, so that the ink is strongly repelled. Accordingly, it becomes difficult for the ink to adhere to and remain on the surface of the nozzle top plate, thereby preventing ejection failure.
In addition, when the ultraviolet ray irradiated from the ultraviolet irradiation device enters the discharge port, in most cases, it is reflected at least once on the surface of the nozzle top plate. It is absorbed to the surface of the ink and is lowered to such an extent that the ink is not cured. Therefore, it is possible to prevent ejection failure without thickening and curing the ink in the ejection port.
請求項2及び13記載の発明によれば、保護天板においても、上述したノズル天板と同様の作用、効果を得ることができる。
請求項3及び14記載の発明によれば、ノズル天板と保護天板との両者の表面が、臨界表面張力がインクの表面張力よりも低く、かつ紫外線吸収率が80%以上であるので、より一層インクの固着や吐出不良を防止することができる。
According to invention of
According to the inventions of
請求項4及び15記載の発明によれば、ノズル天板の表面及び保護天板の表面の臨界表面張力の少なくとも一方が15mN/m以下であるので、ノズル天板及び保護天板に接触したインクを迅速かつ確実にはじくことが可能になる。 According to the inventions according to claims 4 and 15, since at least one of the critical surface tensions of the surface of the nozzle top plate and the surface of the protective top plate is 15 mN / m or less, the ink in contact with the nozzle top plate and the protective top plate Can be quickly and reliably repelled.
請求項5及び16記載の発明によれば、ノズル天板の表面及び保護天板の表面の少なくとも一方が、基板の上に無機紫外線吸収剤コーティング層と撥水性処理層とが備えられることによって形成されているため、ノズル天板の表面及び保護天板の表面の少なくとも一方では、撥水性処理層によってインクが付着し難くなっていると共に、無機紫外線吸収剤コーティング層によって紫外線が当たった際に紫外線を吸収して、記録ヘッドと記録媒体の間で紫外線が乱反射することを防止している。これにより、ノズル天板の表面に紫外線が当たる量を減らすことができ、ノズル天板の表面でインクが固着し難くなり、又休止ノズル内のインクが増粘し難くなる。その結果、インク固着やインク増粘に基づくインク吐出不良を防止することができる。
特に、本発明では、紫外線を吸収するために無機紫外線吸収剤を使用したコーティング層を備えるため、有機系紫外線吸収剤を使用するものと比べて、熱による揮発や劣化が少なく、長期間安定した効果を得ることができる。
さらに、インクがカチオン重合性化合物を含むカチオン重合系の紫外線硬化型インクである場合、当該カチオン重合系のインクは高感度であるために低い紫外線照度でインクが硬化するが、本発明により、ノズル面に当たる紫外線の量を減らすことができるため、カチオン重合系のインクにおいてもノズル面へのインク固着を効果的に防止することができる。
According to invention of
In particular, in the present invention, since a coating layer using an inorganic ultraviolet absorber is provided to absorb ultraviolet rays, volatilization and deterioration due to heat are less than those using an organic ultraviolet absorber, and stable for a long period of time. An effect can be obtained.
Further, when the ink is a cation polymerization type ultraviolet curable ink containing a cation polymerizable compound, the cation polymerization type ink has high sensitivity, so that the ink is cured at a low ultraviolet illuminance. Since the amount of ultraviolet rays hitting the surface can be reduced, ink adhesion to the nozzle surface can be effectively prevented even with cationic polymerization inks.
請求項6及び17記載の発明によれば、ノズル天板の表面及び保護天板の表面の少なくとも一方は、基板の上に黒色着色処理層が備えられ、その上に無機紫外線吸収剤コーティング層と撥水性処理層とが備えられることによって形成されているため、黒色着色層によりさらに紫外線吸収効果を高めることができる。 According to invention of Claim 6 and 17, at least one of the surface of a nozzle top plate and the surface of a protection top plate is equipped with a black coloring process layer on a board | substrate, and an inorganic ultraviolet absorber coating layer on it, Since it is formed by being provided with a water repellent treatment layer, the ultraviolet absorption effect can be further enhanced by the black colored layer.
請求項7及び18記載の発明によれば、保護天板の基板が、アルミニウム板又はアルミダイカスト板からなっているため、製造時に加工し易く、製品の軽量化を図ることもできる。また、黒色着色層として適する黒色のアルマイト処理や黒色の硬質アルマイト処理を施す場合に、膜厚を均一に保ち、黒色を均一に着色することができ、黒色着色層の形成作業や管理をし易くすることができる。
According to invention of
請求項8及び19記載の発明によれば、ノズル天板の表面が、基板の上に撥水性処理層とが備えられることによって形成されているため、ノズル天板の表面では、撥水性処理層によってインクが付着し難くなっている。一方、保護天板においては、紫外線吸収率が80%以上の材料で形成されているので、ノズル天板の表面に入射する以前に保護天板で反射された紫外線は、吸収される。したがって、ノズル天板の表面に紫外線が当たる量を減らすことができ、ノズル天板の表面でインクが固着し難くなり、又休止ノズル内のインクが増粘し難くなる。その結果、ノズル天板の表面でのインク固着に基づくインク吐出不良を防止することができる。
According to the inventions of
請求項9及び20記載の発明によれば、ノズル天板の表面と記録媒体との間隔が1mm以上4mm以下であるので、異物による障害を防止しつつも、吐出口に到達する紫外線の光量を低減することができる。 According to the ninth and twentieth aspects of the present invention, since the distance between the surface of the nozzle top plate and the recording medium is 1 mm or more and 4 mm or less, it is possible to reduce the amount of ultraviolet light reaching the discharge port while preventing a failure due to foreign matter. Can be reduced.
請求項10記載の発明によれば、紫外線照射装置の紫外線光源として、低圧水銀ランプ、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、LEDのうちのいずれか1つを用いることができるため、具体的に前記した効果を得る構成とすることができる。
According to the invention of
請求項11及び21記載の発明によれば、インクを吐出するための圧電素子が、吐出口のインクメニスカスを微振動させて、インク流路内のインクを攪拌しているので、吐出休止時にノズル内のインクが硬化することを防止できる。
According to the invention described in
[第1の実施の形態]
以下、本発明に係るインクジェットプリンタの実施形態について、図を参照しながら詳細に説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。
[First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of an ink jet printer according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples.
図1は、画像記録方式がシリアル方式であるインクジェットプリンタ1を示した斜視図である。
図1に示すように、インクジェットプリンタ1は、プリンタ本体2と、プリンタ本体2を下方から支持する支持台3とを備えている。プリンタ本体2の内部には、左右方向に長尺な平板状のプラテン4が設けられており、プラテン4はウェブ状の記録媒体99(図5に図示)を下から平坦状に支持するものである。
FIG. 1 is a perspective view showing an
As shown in FIG. 1, the
図1においては、画像が記録される記録媒体99を図示していないが、記録媒体99は、プリンタ本体2の背面に設けられた搬入口から送り込まれ、プリンタ本体2の内部に配設された搬送機構(図示省略)によってプラテン4に支持された状態でプリンタ本体2の内部を後から前へ通過し、プリンタ本体2の外部に搬出されるようになっている。つまり、記録媒体99は、搬送機構によってプリンタ本体2の内部を通過するように搬送方向Bに搬送される。
In FIG. 1, a
搬送機構は、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99を搬送するものである。搬送機構は、画像記録時において、後述するキャリッジ5の動作に合わせて、記録媒体99の搬送と停止とを繰り返し記録媒体99を間欠的に搬送するようになっている。
The transport mechanism includes, for example, a transport motor and a transport roller (not shown), and transports the
プラテン4の上方には、プリンタ本体2の内部において左右方向に延在するガイド部材6が配設されている。ガイド部材6にはキャリッジ5が支持されており、このキャリッジ5はガイド部材6に案内されて左右に移動自在とされている。また、図示しない駆動機構がキャリッジ5をガイド部材6に沿って移動させるようになっている。なお、以下では、キャリッジ5が移動する方向を走査方向Aとして説明する。
Above the platen 4, a guide member 6 extending in the left-right direction inside the printer main body 2 is disposed. A
プラテン4の走査方向Aの右側には、キャリッジ5に搭載された複数の記録ヘッド20をメンテナンスするためのメンテナンスユニット7が設けられている。メンテナンスユニット7は、キャリッジ5の移動範囲内であってキャリッジ5の下方に配置されている。
A
プラテン4の走査方向Aの左側には、インクを貯留する複数のインクタンク8が配設されている。インクジェットプリンタ1に用いられるインクの色としては、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)を基本としており、その他にホワイト(W)、ライトイエロー(LY)、ライトマゼンタ(LM)、ライトシアン(LC)、ライトブラック(LK)等がある。一つのインクタンク8には、これらの色のうちの何れかの色のインクが貯留されている。基本的にインクタンク8ごとに異なる色のインクが貯留されているが、同じ色のインクが二以上のインクタンク8に貯留されていてもよい。
On the left side of the platen 4 in the scanning direction A, a plurality of
次に、本実施形態に用いられる「インク」について説明する。
本実施形態に用いられるインクは、光としての紫外線の被照射により硬化する紫外線硬化型インクであり、主成分として、重合性化合物(公知の重合性化合物を含む。)、光開始剤及び色材を少なくとも含むものである。
Next, “ink” used in the present embodiment will be described.
The ink used in the present embodiment is an ultraviolet curable ink that is cured by irradiation with ultraviolet rays as light, and includes, as main components, a polymerizable compound (including a known polymerizable compound), a photoinitiator, and a coloring material. Is included at least.
前記紫外線硬化型インクは、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けれども、その両系のインクが本実施形態に用いられるインクとしてそれぞれ適用可能であり、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。ここで、ラジカル重合系インクに比べてカチオン重合系インクは、紫外線に対する感度が高く且つ酸素による重合反応の阻害が少ないためインクの硬化に必要な照度を低減できる。このようなことから本実施形態ではインクとしてカチオン重合系の紫外線硬化型インクを用いている。 The ultraviolet curable ink is roughly classified into a radical polymerization type ink containing a radical polymerizable compound and a cationic polymerization type ink containing a cationic polymerizable compound as a polymerizable compound. As the ink used in the present embodiment, a hybrid ink in which a radical polymerization ink and a cation polymerization ink are combined may be used as the ink used in the present embodiment. Here, as compared with radical polymerization ink, cationic polymerization ink has higher sensitivity to ultraviolet light and less inhibition of polymerization reaction by oxygen, and therefore can reduce the illuminance necessary for curing the ink. For this reason, in this embodiment, a cationic polymerization type ultraviolet curable ink is used as the ink.
次に、インクジェットプリンタ1に用いられる記録媒体99について説明する。
本実施の形態に用いられる記録媒体99としては、通常のインクジェットプリンタに適用される普通紙、再生紙、光沢紙等の各種紙、各種布地、各種不織布、塩化ビニル、樹脂、金属、ガラス等の材質からなるものが適用可能である。また、記録媒体99の形態としては、ロール状、カットシート状、板状等が適用可能である。
更に、本実施の形態に用いられる記録媒体99として、樹脂により表面を被覆した各種紙、顔料を含むフィルム、発泡フィルム等の不透明な公知の記録媒体も適用可能である。
Next, the
Examples of the
Furthermore, as the
以下、キャリッジ5について詳細に説明する。図2は、キャリッジ5を図1と略同じ方向に向かって見て示した斜視図であり、図3は、キャリッジ5を図1において右下から斜め上向きに見て示した斜視図である。なお、図2及び図3においては、キャリッジ5を破線で示し、そのキャリッジ5を透視した状態を図示している。
Hereinafter, the
図2及び図3に示すように、キャリッジ5の後部には、八つのサブタンク9が走査方向Aに一列に並んで搭載されている。サブタンク9には、インクタンク8からインクが色ごとに供給されて一時的に貯留される。
As shown in FIGS. 2 and 3, eight
キャリッジ5の前部には、インクを吐出する八つの記録ヘッド20が搭載されており、これら記録ヘッド20は四つずつに二つの組10,11に分かれている。各組10,11においては四つの記録ヘッド20が走査方向Aに一列に並んでおり、一方の組10が他方の組11より左側且つ搬送方向Bの上流側に配置されている。それぞれの記録ヘッド20には、供給管12によって一つのサブタンク9に連通しており、インクが色ごとにサブタンク9から記録ヘッド20に供給されるようになっている。なお、本実施の形態においては、サブタンク9が記録ヘッド20に対して高い位置にあるため、ノズルに対する負圧が発生しない構成となっており、このため、記録ヘッド20のノズル面21からインクがたれてしまう。これを防止するため、本実施の形態では、図示しないポンプ等を備え、ノズルに一定の負圧が掛かるように減圧、制御している。
Eight recording heads 20 for ejecting ink are mounted on the front portion of the
各記録ヘッド20の外形は、略直方体状に形成されており、各記録ヘッド20はその長手方向が搬送方向Bに平行となるように配置されている。また、各記録ヘッド20は、その下面がノズル面21となっており、プラテン4上を搬送される記録媒体99に対向するように配置されている。各記録ヘッド20のノズル面21には、インクを吐出するための複数の吐出口が搬送方向Bに一列に配列されてノズル列26を形成している。各記録ヘッド20は、変形により内部のインクに圧力を付与するピエゾ素子、内部のインクを膜沸騰させることにより内部のインクに圧力を付与する加熱素子、その他内部のインクに圧力を付与する静電変形素子等を吐出口ごとに有し、これら素子の動作により各吐出口から個別にインクを液滴として吐出するように構成されている。
本実施の形態では、一つの記録ヘッド20からは、YMCKのうちの何れかの色のインクが吐出され、各組10,11において記録ヘッド20ごとに異なる色のインクが吐出される。
The outer shape of each
In the present embodiment, one color of YMCK is ejected from one
図4に示すように、本実施の形態では、記録ヘッド20のノズル面21は、ノズル天板22の基板上に、下層から順に黒色着色層23、無機紫外線吸収剤コーティング層24を備え、ノズル面21の表層となる最上層に撥水性処理層25を備えた構成となっている。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the
前記ノズル天板22は、前記ノズル列26を囲むように形成された部材であり、本実施の形態では、アルミニウム板又はアルミダイカスト板からなっている。
前記黒色着色層23は、前記ノズル天板21の上に紫外線を反射し難い黒色着色を施した層であり、本実施の形態では、黒色に着色した硬質アルマイト処理液によるセラミック層で構成されている。なお、黒色着色層23としては、これに限るものではなく、例えば黒色に着色したアルマイト処理液によるセラミック層等でもよい。
The
The black colored layer 23 is a layer that is black-colored on the
前記無機紫外線吸収剤コーティング層24は、無機の紫外線吸収剤を塗布した層である。前記無機紫外線吸収剤としては、特に、250nm、350nm、450nm付近の波長領域の紫外線を吸収する無機紫外線吸収剤が好ましい。具体的には、例えばニードラール(商品名、多木化学(株)社製)等の酸化セリウム系の無機紫外線吸収剤を塗布したものが挙げられる。
前記撥水性処理層25は、撥水性処理液を塗布した層であり、例えばアモルファスフッ素樹脂やFEP(パーフルオロエチレン−プロピレンコポリマー)、パーフルオロアルキルシラン等のフッ素系の撥水性処理液を塗布したものが挙げられる。
The inorganic ultraviolet
The water-repellent treatment layer 25 is a layer to which a water-repellent treatment liquid is applied. For example, a fluorine-based water-repellent treatment liquid such as an amorphous fluororesin, FEP (perfluoroethylene-propylene copolymer), or perfluoroalkylsilane is applied. Things.
なお、前記撥水性処理層25を形成する撥水性処理液に前記無機紫外線吸収剤コーティング層24を形成する無機紫外線吸収剤を混合したコーティング剤を塗布することにより、無機紫外線吸収剤コーティング層24と撥水性処理層25が一の層で形成されているようにしてもよい。このような構成とすることにより、簡単で効率的な構成とすることができる。
In addition, by applying a coating agent in which an inorganic ultraviolet absorbent forming the inorganic ultraviolet
さらに、前記撥水性処理層25を形成する撥水性処理液と、前記無機紫外線吸収剤コーティング層24を形成する無機紫外線吸収剤と、前記黒色着色層23を形成する硬質アルマイト処理液やアルマイト処理液等の処理液と、を混合したコーティング剤を塗布することにより、黒色着色層23、無機紫外線吸収剤コーティング層24及び撥水性処理層25が一の層で形成されているようにしてもよい。このような構成とすることにより、さらに簡単で効率的な構成とすることができる。
Further, a water repellent treatment liquid for forming the water repellent treatment layer 25, an inorganic ultraviolet absorbent for forming the inorganic ultraviolet
前記キャリッジ5の左右両端には、紫外線を照射するための紫外線照射装置30が搭載されている。一方の紫外線照射装置30は、左端に位置した記録ヘッド20の更に左側に配置され、他方の紫外線照射装置30は、右端に位置した記録ヘッド20の更に右側に配置されている。また、紫外線照射装置30の開口した凹部内には、一又は複数の紫外線光源31が設けられている。
前記紫外線光源31は、その長手方向に沿った中心線から紫外線を放射状に照射するものであり、低圧水銀ランプ、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、LEDのうちの少なくともいずれか1つが適用される。
The ultraviolet
紫外線照射装置30と、その紫外線照射装置30に隣り合う記録ヘッド20との間には、光トラップ40が配設されている。
図2及び図3に示すように、一方の光トラップ40は、左端に位置した記録ヘッド20の更に左側においてキャリッジ5に搭載されており、他方の光トラップ40は、右端に位置した記録ヘッド20の更に右側においてキャリッジ5に搭載されている。
An
As shown in FIGS. 2 and 3, one
これら光トラップ40は、搬送方向Bに沿って延在する長尺な部材とされており、その長さは少なくとも紫外線照射装置30の搬送方向Bに沿った長さと等しくなっている。また、これら光トラップ40は、記録媒体99に向かって開口するような凹型の部材であり、例えば開口した端縁が記録媒体99と略平行となるように配設されている。
These
なお、これら光トラップ40の形状は、光トラップ40の内部に紫外線が入射可能で、且つ入射してきた紫外線が光トラップ40の内面にて反射を繰り返すような形状であればよい。
The
次に、以上のように構成されたインクジェットプリンタ1の動作について説明する。
作業者が記録媒体99をインクジェットプリンタ1にセッティングし、インクジェットプリンタ1の電源をオンとすると、前記紫外線光源31が発光して、記録媒体99に向けて紫外線を照射する。
Next, the operation of the
When the operator sets the
当該紫外線光源31が発光している状態で、搬送機構が記録媒体99を搬送方向Bに搬送する。ここで、搬送機構は搬送と搬送停止を順に繰り返し、記録媒体99を間欠的に搬送する。
With the ultraviolet
間欠的搬送における停止中にキャリッジ5が走査方向Aに往動又は復動、或いは往復移動する。キャリッジ5の移動に伴って複数の記録ヘッド20もキャリッジ5と一体となって移動するが、これら記録ヘッド20は移動中にノズル面21の各吐出口から記録媒体99に向けてインクを液滴として吐出し、飛翔したインク液滴が、停止している記録媒体99に着弾する。ここで、組10の記録ヘッド20は、図1においてキャリッジ5が走査方向Aに沿って右手前に向かって往動する場合にインクを吐出し、組11の記録ヘッド20は、図1においてキャリッジ5が走査方向Aに沿って左奥に向かって復動する場合にインクを吐出する。これは記録ヘッド20の並び順に吐出するので記録ヘッド20の移動方向で吐出順序が変化することを防ぐためである。
The
キャリッジ5の移動に伴って二つの紫外線照射装置30もキャリッジ5と一体となって移動するが、記録媒体99に着弾したインクの上を紫外線照射装置30が通過している時に、紫外線光源31から発した紫外線が記録媒体99上のインクに入射する。これによって、インクが硬化する。
As the
ここで、キャリッジ5が走査方向Aに沿って右手前に向かって往動する場合には、組10の記録ヘッド20によって吐出されたインク滴は、図1において左奥にある紫外線照射装置30の紫外線光源31から発した紫外線によって硬化する。この場合、画像が記録媒体99に記録されていく記録方向は、キャリッジ5が移動していく方向であり、図2の左奥にある紫外線照射装置30の紫外線光源31が、組10の記録ヘッド20より記録方向の下流側に配置されていることになる。一方、キャリッジ5が走査方向Aに沿って左奥に向かって復動する場合には、組11の記録ヘッド20によって吐出されたインク滴は、図1において右手前にある紫外線照射装置30の紫外線光源31から発した紫外線によって硬化する。この場合、記録方向は、キャリッジ5が移動していく方向であり、図1の右手前にある紫外線照射装置30の紫外線光源31が、組11の記録ヘッド20より記録方向の下流側に配置されていることになる。
Here, when the
以上のように、複数の紫外線光源31の発光中に搬送機構が記録媒体99を間欠的に搬送するとともにキャリッジ5の往復移動が繰り返され、キャリッジ5の移動中に記録ヘッド20が適宜インク滴を吐出することによって、記録媒体99上に画像が形成される。
As described above, the transport mechanism intermittently transports the
このとき、紫外線照射装置30の紫外線光源31から発した紫外線が、図5に示す矢印U1、U2、U3のように、記録媒体99に当たって反射してしまうことがある。
このうち、矢印U1のような角度で発した紫外線は、前記光トラップ40で吸収される。また、矢印U2のような角度で発した紫外線は、記録ヘッド20のノズル面21の無機紫外線吸収剤コーティング層24で吸収される。なお、本発明においては、前記無機紫外線吸収剤コーティング層24及び黒色着色層23の存在により紫外線を吸収するため、矢印U3のようにノズル面21と記録媒体99の間を乱反射する紫外線をなくすことができ、その結果、ノズル面21に当たる紫外線量を低減することができる。
At this time, ultraviolet rays emitted from the
Among these, ultraviolet rays emitted at an angle as indicated by an arrow U1 are absorbed by the
次に、図6の表を参照して、ノズル面21に対して種々のコーティング層を設けた際の光反射率の測定実験について説明する。
ここでは、ノズル天板22としてのアルミダイカスト板に黒色着色層23として黒色着色のアルマイト処理を施したもの(「アルマイト(黒)」と表記)、ノズル天板22としてのアルミダイカスト板に黒色着色層23として黒色着色のアルマイト処理を施した上に無機紫外線吸収剤コーティング層24としての無機紫外線吸収剤を塗布したもの(「アルマイト(黒)+UV」と表記)、ノズル天板22としてのアルミダイカスト板に黒色着色層23として黒色着色の硬質アルマイト処理を施したもの(「硬質アルマイト(黒)」と表記)、ノズル天板22としてのアルミダイカスト板に黒色着色層23として黒色着色の硬質アルマイト処理を施した上に無機紫外線吸収剤コーティング層24としての無機紫外線吸収剤を塗布したもの(「硬質アルマイト(黒)+UV」と表記)及びノズル天板22としてのアルミダイカスト板のみのもの(「ダイカスト」と表記)について、350〜360nmの紫外線光を照射し、そのときの反射率を測定した。また、反射率は、全反射測定と、正反射をカットしたものの測定の二種類の反射率の測定を行った。なお、測定器としては、株式会社日立製作所 U−3300 Spectrophotometer 150φ積分球の型式のものを使用した。
Next, with reference to the table of FIG. 6, the measurement experiment of the light reflectivity when various coating layers are provided on the
Here, the aluminum die-casting plate as the
その結果、図6の表に示すように、全反射測定では、アルミダイカスト板のみのものを除いてそれほど差が生じなかったが、反射角度を調整して正反射をカットしたものの測定においては、無機紫外線吸収剤を塗布したものの反射率が0に近い値となり、無機紫外線吸収剤を塗布しないものと大きな差が生じた。これにより、本発明においてノズル面に無機紫外線吸収剤コーティング層を設けることにより、紫外線を吸収して紫外線の乱反射が防止できることがわかった。 As a result, as shown in the table of FIG. 6, in the total reflection measurement, there was not much difference except for the aluminum die-casting plate alone, but in the measurement of the one that cut the regular reflection by adjusting the reflection angle, The reflectance of the sample coated with the inorganic ultraviolet absorber was close to 0, and a great difference was produced from that applied without the inorganic ultraviolet absorber. Thus, it has been found that by providing an inorganic ultraviolet absorbent coating layer on the nozzle surface in the present invention, ultraviolet rays can be absorbed and irregular reflection of ultraviolet rays can be prevented.
以上のように、本実施の形態のインクジェットプリンタによれば、記録ヘッドのノズル面21が、ノズル天板22の上に無機紫外線吸収剤コーティング層と撥水性処理層とを備えているため、撥水性処理層によりノズル面にインクを付着し難くすると共に、ノズル面に紫外線が当たった際に無機紫外線吸収剤コーティング層で紫外線を吸収して、記録ヘッドと記録媒体の間で紫外線が乱反射することを防止することができる。これにより、記録ヘッドのノズル面に紫外線が当たる量を減らすことができ、ノズル面でインクが硬化し難くなる。その結果、ノズル面へのインク固着に基づくインク吐出不良を防止することができる。
特に、本実施の形態では、紫外線を吸収するために無機紫外線吸収剤を使用したコーティング層を備えているため、有機系紫外線吸収剤によるものと比べて、熱による揮発や劣化が少なく、長期間安定した効果を得ることができる。
さらに、インクがカチオン重合性化合物を含むカチオン重合系の紫外線硬化型インクである場合、当該カチオン重合系のインクは高感度であるために低い紫外線照度でインクが硬化するが、本実施の形態により、ノズル面21に当たる紫外線の量を減らすことと、撥水性処理層が設けられていることとによって、カチオン重合系のインクにおいてもノズル面へのインク固着を効果的に防止でき、間欠吐出を向上できる。
As described above, according to the ink jet printer of the present embodiment, since the
In particular, the present embodiment includes a coating layer that uses an inorganic ultraviolet absorber to absorb ultraviolet rays, and therefore has less volatilization and deterioration due to heat compared to those using organic ultraviolet absorbers. A stable effect can be obtained.
Further, when the ink is a cation polymerization type ultraviolet curable ink containing a cation polymerizable compound, the cation polymerization type ink has high sensitivity, and thus the ink is cured at a low ultraviolet illuminance. In addition, by reducing the amount of ultraviolet light hitting the
また、本実施の形態では、記録ヘッドのノズル面21が、ノズル天板22の上に黒色着色処理層を備え、その上に無機紫外線吸収剤コーティング層と撥水性処理層とを備えているため、黒色着色層によりさらに紫外線吸収効果を高めることができる。
Further, in the present embodiment, the
さらに、無機紫外線吸収剤コーティング層と撥水性処理層が一の層で形成されていると、簡単で効率的な構成で前記した効果を得ることができる。 Further, when the inorganic ultraviolet absorbent coating layer and the water repellent treatment layer are formed as one layer, the above-described effects can be obtained with a simple and efficient configuration.
またさらに、本実施の形態では、ノズル天板が、アルミニウム板又はアルミダイカスト板からなっているため、製造時に加工し易く、製品の軽量化を図ることもできる。また、黒色着色層として適する黒色のアルマイト処理や黒色の硬質アルマイト処理を施す場合に、膜厚を均一に保ち、黒色を均一に着色することができ、黒色着色層の形成作業や管理をし易くすることができる。 Furthermore, in this embodiment, since the nozzle top plate is made of an aluminum plate or an aluminum die-cast plate, it is easy to process at the time of manufacture, and the weight of the product can be reduced. In addition, when performing black alumite treatment or black hard alumite treatment suitable as a black colored layer, the film thickness can be kept uniform and black can be colored uniformly, facilitating the formation and management of the black colored layer. can do.
また、本実施の形態では、紫外線照射装置の紫外線光源として、低圧水銀ランプ、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、LEDのうちのいずれか1つを用いることができるため、具体的に前記した効果を得る構成とすることができる。 In the present embodiment, any one of a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a hot cathode tube, a cold cathode tube, and an LED can be used as the ultraviolet light source of the ultraviolet irradiation device. Specifically, the above-described effect can be obtained.
[第2の実施の形態]
上記の第1の実施の形態では、アルミ板或いはアルミダイカスト板からなるノズル天板22の基板上に、黒色着色層23が備えられ、その上に無機紫外線吸収剤コーティング層24と撥水性処理層25とが備えられることによって形成されたノズル天板22の表面(ノズル面21)を例示して説明したが、第2の実施の形態では、ノズル面が、紫外線吸収率80%以上の材料からなるノズル天板の上に、撥水性処理層が備えられることによって形成されている場合について説明する。なお、以下の説明において第1の実施の形態と同一部分においては同一符号を付してその説明を省略する。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the black colored layer 23 is provided on the
以下、図7〜図15を参照にして、第2の実施の形態のインクジェットプリンタに備わるキャリッジ5Aについて説明する。図7はキャリッジ5Aの表す斜視図である。
この図7に示すように、キャリッジ5Aには、当該キャリッジ5Aの両端に配置される一対の紫外線照射装置30と、一対の紫外線照射装置30の内側に配置される一対の光トラップ40と、一対の光トラップ40の間に配置される四つの記録ヘッド50と、各記録ヘッド50に対応する四つのサブタンク9とが搭載されている。
Hereinafter, the
As shown in FIG. 7, the
図8は記録ヘッド50の概略構成を表す断面図であり、図9は記録ヘッド50の内部構成を表す分解斜視図である。この図8及び図9に示すように記録ヘッド50には、複数の吐出口51を有するノズル天板52と、各吐出口51からインクを吐出するために重ね合わされた一対の圧電素子53,54とが設けられている。一対の圧電素子53,54のうち、一方の圧電素子53には複数の壁部56が立設しており、他方の圧電素子54には一方の圧電素子53の各壁部56に重ね合わされる壁部57が設けられている。図中の矢印は圧電素子53,54の分極の方向である。この一対の圧電素子53,54が重ね合わされることによって、それぞれの壁部56,57が複数の圧力室58を形成することになる。また、重ね合わされた一対の圧電素子53,54の下面には、各吐出口51が各圧力室58に対応するようにノズル天板52が固定されている。これにより複数の圧力室58がそれぞれ各吐出口51にインクを案内するインク流路となる。この圧力室58を形成する壁部56,57の一面には、電極70が全面にわたって形成されている。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the
一方、一対の圧電素子53,54におけるノズル天板52の反対面には、サブタンク9からのインクを各圧力室58に供給させるための供給板59が固定されており、この供給板59には各圧力室58にインクを流入させる流入口60が形成されている。
また、他方の圧電素子54の上面には、各圧力室58を塞ぐカバー板61が壁部57に固定されている。
On the other hand, a
A
図10はノズル天板52の周りを表す斜視図である。図8及び図10に示すように、複数の吐出口51が形成されるノズル天板52には、当該ノズル天板52の周りを囲んで保護する保護天板64が取り付けられている。
FIG. 10 is a perspective view showing the periphery of the
このノズル天板52及び保護天板64の基板は、波長が220nm以上400nm以下である紫外線を80%以上吸収する材料から形成されている。ここで、紫外線吸収率80%以上を有する材料としては、アルミニウム、カーボンブラック、超微粒子酸化チタン、超微粒子酸化亜鉛、酸化鉄(α−Fe2O3,Fe3O4)酸化セリウム等の無機物や、ベンゾトリアゾール系化合物、芳香族化合物やポリイミド樹脂等の有機物が挙げられる。そして、このノズル天板52と保護天板64の基板上には、撥水性処理層が備えられている。
The
撥水性処理層は、紫外線インクに対する撥水性を高めるために、その表面における臨界表面張力が紫外線硬化型インクの表面張力よりも低くなるように形成されていなければならない。ノズル天板52の表面52a及び保護天板64の表面64aの臨界表面張力が紫外線硬化型インクの表面張力よりも同等以上である場合には、紫外線硬化型インクはノズル天板52の表面52a及び保護天板の表面64a上に接触すると、ノズル天板52の表面52a及び保護天板64の表面64aを覆うように濡れ広がることになり、これに紫外線が照射されると硬化・固着してしまう。
The water repellent treatment layer must be formed so that the critical surface tension on the surface thereof is lower than the surface tension of the ultraviolet curable ink in order to increase the water repellency to the ultraviolet ink. When the critical surface tension of the
ここで、固体表面の表面張力は直接測定できないので、図11に示すように表面張力が既知の種々の液体をノズル天板52の表面52aや保護天板64の表面64a上に乗せて、接触角θを測り、接触角θと表面張力とをプロットして、外挿法により接触角θが0となる表面張力を求め、これをその固体表面の表面張力(臨界表面張力γc)とみなす。つまり、紫外線硬化型インクを弾かせるには、紫外線硬化型インクの表面張力よりも低い臨界表面張力γcを持つ材料によって撥水性処理層を形成する必要がある。一般的な紫外線硬化型インクは、表面張力が25〜35mN/m程度であるために、ノズル天板52の表面52a及び保護天板64の表面64aの臨界表面張力γcは25mN/m以下であることが好ましい。臨界表面張力γcが25mN/m以下の材料としては、例えば、FEP、サイトップ、テフロン(登録商標)AF、PTFE微粒子、ニッケル共析メッキ、パーフルオロアルキルシラン等が挙げられる。
なお、迅速かつ確実な撥水性を得るためにはノズル天板52の表面52a及び保護天板64の表面64aの臨界表面張力γcが15mN/m以下であることがさらに好ましい。臨界表面張力γcが15mN/m以下となる材料としては、パーフルオロアルキルシランが挙げられる。
Here, since the surface tension of the solid surface cannot be directly measured, various liquids with known surface tensions are placed on the
In order to obtain quick and reliable water repellency, the critical surface tension γ c of the
そして、ノズル天板52の表面52a及び保護天板64の表面64aにおいては、その上に付着した紫外線硬化型インクを除去するために、図示しないワイピング部材によって頻繁にワイピングされることになる。ワイピングには表面52a,64a上のインク滴の移動性が関係するので、表面52a,64a上のインク滴の移動性を説明する。例えば図12に示すようにワイピングによってインク滴Iが移動を開始すると、インク滴Iの平衡接触角θが消滅して、前進接触角θaと後退接触角θrとが現れる。この前進接触角θaと後退接触角θrとの差を接触角ヒステリシスと呼ぶ。前進接触角θaはまだそのインクで濡れていない表面に対する接触角で、後退接触角θrはすでにそのインクで濡れた表面に対する接触角である。このインク滴Iは微少であるために重力は無視でき、このインク滴に働く力は表面張力だけになり、このインクの表面張力がインク滴Iを移動させる方向と、インクIの移動を妨げる方向に働く。前進接触角θaが高くとも、後退接触角θrが低いと接触角ヒステリシスが大きくなって、インク滴Iが移動しにくくなる。通常測定する平衡接触角は前進接触角θaに近いので、前進接触角θaが高くとも後退接触角θrが低いと、ワイピングしてもインク汚れが落ちにくい。このため、前進接触角θaと後退接触角θrとがともに高い系であれば接触角ヒステリシスを小さくでき、インク滴の移動性及びワイピング性を高めることができる。
The
図13は、固体表面の親水性/疎水性比率に対する前進接触角θa、後退接触角θrの関係を表した図である。この図13に示すように、前進接触角θaは表面52a,64aの親水性領域の存在に鈍感であり、後退接触角θrは表面52a,64aの親水性領域に敏感であることがわかる。言い換えると前進接触角θaは疎水性表面に親水性領域が大量に分布していても高い接触角を示す。一方、後退接触角θrは疎水性表面に親水性領域が少し含まれていても急速に低下する。これらのことから、接触角が高いだけで撥水性処理層の材料を選ぶと、インクはよく弾くけれどもワイピングしてもインクが取れにくい可能性がある。 FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the advancing contact angle θ a and the receding contact angle θ r with respect to the hydrophilic / hydrophobic ratio of the solid surface. As shown in FIG. 13, the advancing contact angle theta a surface 52a, is insensitive to the presence of hydrophilic regions of 64a, receding contact angle theta r surface 52a, it is found to be sensitive to the hydrophilic region of 64a . In other words, the advancing contact angle θ a shows a high contact angle even when a large amount of hydrophilic regions are distributed on the hydrophobic surface. On the other hand, the receding contact angle θ r rapidly decreases even if the hydrophilic surface is slightly included in the hydrophobic surface. For these reasons, if a material for the water-repellent treatment layer is selected only with a high contact angle, the ink repels well, but it may be difficult to remove the ink even after wiping.
また、撥水性処理層に対しては、ワイピングが繰り返して行われることになるが、ワイピングによって撥水性処理層が剥離してはならないために、撥水性処理層をノズル天板52及び保護天板64に強固に接着しておく必要がある。例えば、上記したパーフルオロアルキシランの一種である、CF3(CF3)7CH2CH2Si(OCH3)3であると、図14に示すように、3つのメトキシル基の1つがノズル天板52表面の水酸基と結合し、残る2つは空気中の水分と結合して水酸基に変わり、それらが熱処理により縮合して密に詰まったシロキサンネットワークを構築する。これによりCF3基が表面に配向するので、表面52a,64aの臨界表面張力が6mN/mとなる。このように親水性成分が表面52a,64aに現れなければ、後退接触角θrが高くワイピング性を高めることができる。なお、実際にはCF3基の他に酸素原子や炭素原子も表面52a,64aに現れるので、臨界表面張力は10〜15mN/mとなる。この撥水性処理層は、酸素原子を介してノズル天板52及び保護天板64に共有結合していることと、酸素原子を介して3次元架橋していることにより、耐久性が優れている。
In addition, wiping is repeatedly performed on the water-repellent treatment layer. However, since the water-repellent treatment layer should not be peeled off by wiping, the water-repellent treatment layer is separated from the
次に、インクの吐出時及び吐出休止時における記録ヘッド50の動作について説明する。
記録ヘッド50の圧電素子53,54は、印加電圧によって膨張・収縮する。圧電素子53,54が変形して圧力室58が膨張すればノズル内のインクが圧力室に引き込まれ、収縮すればノズル内のインクが押し出される。
図15は圧電素子53,54にかける電圧波形、圧力室58の縦断面、圧力室の横断面を表す説明図であり、(a)はインクの吐出時、(b)は吐出休止時を表している。なお、この図15(a)、(b)では、(a1),(b1)が電圧波形、(a2),(b2)が圧力室の縦断面、(a3),(b3)が圧力室の横断面を表している。
Next, the operation of the
The
15A and 15B are explanatory diagrams showing voltage waveforms applied to the
図15(a)に示すインクの吐出時には、先ず、電圧が付与されていないとき(t1)は、圧電素子53,54が変形していないので、圧力室断面も変形していない。吐出口51内のインクはメニスカスが維持された状態になっている。
At the time of ink ejection shown in FIG. 15A, first, when no voltage is applied (t1), the
その後、圧電素子53,54に+10Vの電圧が印加される(t2)と、圧電素子53,54が変形して、圧力室断面が広がり、インクの圧力が負圧となって吐出口51内のインクは圧力室58の内部に吸引される。ここで、+10Vの電圧を印可する時間は、ノズルの端から端まで圧力波が伝播する時間(アコーステェイックレングスAL)に設定されている。
Thereafter, when a voltage of +10 V is applied to the
AL時間経過すると、圧電素子53,54に−10Vの電圧が印可されて、圧電素子53,54が変形して、圧力室58の内部が負圧から正圧に反転する。このタイミングで圧電素子53,54にかかる電圧を取り去り、引き続き、圧力室断面が狭まることになる。この狭まりに際し圧力室断面が初期状態になったとき(t3)には、インクが吐出口51から押し出され始め、圧力室断面が完全に狭まったとき(t4)にはインク滴を形成する。ここで、−10Vの電圧を印可する時間は、+10Vの電圧を印可した際の残留圧力をうち消すためにAL時間の二倍に設定されている。
When the AL time elapses, a voltage of −10 V is applied to the
2AL時間経過すると、圧電素子53,54には電圧が印加されなくなって、圧電素子53,54及びノズル断面は基の状態に戻る(t5)。これによって、インク滴は吐出口51から離間し吐出されることになる。その後、これらの動作が繰り返される。
When 2AL time has elapsed, no voltage is applied to the
一方、図15(b)に示す吐出休止時には、先ず、電圧が付与されていないとき(t11)は、圧電素子53,54が変形していないので、圧力室断面も変形していない。吐出口51内のインクはメニスカスが維持された状態になっている。
On the other hand, when the discharge is stopped as shown in FIG. 15B, first, when no voltage is applied (t11), since the
その後、圧電素子53,54に+10Vの電圧が印加される(t12)と、圧電素子53,54が変形して、圧力室断面が広がる。吐出口51内のインクは圧力室58の内部に吸引される。ここで、+10Vの電圧を印可する時間は、2ALに設定されている。
Thereafter, when a voltage of +10 V is applied to the
1AL時間経過すると(t13)インク圧力が反転して正圧になりメニスカスがノズルから押し出される。さらに1AL時間経過すると(t14)メニスカスが引き込まれる。このタイミングで圧力室58の変形を取り去ると、メニスカスが正常位置に戻る。そして、再度+10Vの電圧がインクされるまでの間には、押し出されたインクが吐出口51に戻ってメニスカスを維持することになる。その後、これらの動作が繰り返される。
When 1 AL time has elapsed (t13), the ink pressure is reversed and becomes positive, and the meniscus is pushed out from the nozzle. When a further 1 AL time elapses (t14), the meniscus is drawn. When the deformation of the
このように、インクを吐出するための圧電素子53,54が、インクの吐出休止時においてはインクを吐出させない電圧波形で、吐出口51内のインクメニスカスを微振動させるために、吐出口51からインクが押し出されたり戻ったりを繰り返して、ノズル内のインクを攪拌することができる。したがって、吐出休止時にノズル内に紫外線が入射しても、ノズル内のインクが硬化することを防止できる。
In this way, the
なお、本発明は、前記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行ってもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and design changes may be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、上記実施形態では、インクジェットプリンタとしてシリアルプリンタを用いていたが、本発明はこれに限るものではなく、インクジェットプリンタとしてラインプリンタを用いてもよい。
また、上記実施形態では、アルミ板或いはアルミダイカスト板からなるノズル天板としてのノズル天板22の上に、黒色着色層23が備えられ、その上に無機紫外線吸収剤コーティング層24と撥水性処理層25とが備えられることによって形成されたノズル面21や、紫外線吸収率が80%以上の材料で形成されたノズル天板52及び保護天板64の上に、撥水性処理層が備えられることによって形成された表面52a,64aを例示しているが、表面の紫外線吸収率が80%以上で、臨界表面張力がインクの表面張力よりも低ければ、ノズル天板、保護天板の構成は如何なるものであってもよい。例えば、上記したもの以外にも、紫外線吸収率が80%以上であるとともに撥水性を有する材料で形成されたノズル天板及び保護天板等が挙げられる。
For example, in the above embodiment, a serial printer is used as the ink jet printer, but the present invention is not limited to this, and a line printer may be used as the ink jet printer.
Moreover, in the said embodiment, the black coloring layer 23 is provided on the
また、上記実施形態では、ノズル天板及び保護天板の表面と記録媒体99との間隔について言及していないが、この間隔として好ましいのは、1mm以上4mm以下である。ここで、ノズル天板の表面と記録媒体99との間隔が短いほど、記録ヘッド20,50から吐出されたインク滴の飛翔距離が短くなって、インクの飛行曲がりなどを防止でき、画像の鮮鋭性が向上する。しかしながら、この間隔が1mm未満であると記録ヘッド20,50の表面に異物が固着した場合にその異物によって記録媒体99の詰まりやノズル天板及び保護天板の表面の傷つきなどが誘発されてしまう。このため、ノズル天板及び保護天板の表面と記録媒体99との間隔は1mm以上であれば、異物による障害を防止することができる。
一方、ノズル天板の表面と記録媒体99との間隔が4mmよりも長くなってしまうと、上述した画像の鮮鋭性が低下するだけでなく、記録媒体99表面で反射した紫外線が吐出口51に進入しやすくなってしまう。ノズル天板及び保護天板の表面と記録媒体99との間隔が4mm以下であれば、記録媒体99とノズル天板及び保護天板との間で行われる紫外線の反射回数を増加させることができ、紫外線が吐出口51に到達する以前にノズル天板及び保護天板の表面で何度も吸収されるために、結果として吐出口51に到達する紫外線の光量を低減させることができる。
Moreover, in the said embodiment, although the space | interval of the surface of a nozzle top plate and a protection top plate and the
On the other hand, when the distance between the surface of the nozzle top plate and the
また、上記実施形態では、紫外線を反射する部分としてノズル天板の表面及び保護天板の表面を例示したが、これ以外にも紫外線を反射する部分もあるために、その他の紫外線を反射する部分についても紫外線吸収率を80%以上、好ましくは90%以上にすることが好ましい。紫外線を反射する部分には、紫外線照射装置30からの紫外線を直接反射する直接反射部材や、一旦反射された紫外線を再度反射する間接反射部材がある。
直接反射部材は、紫外線光源に対向する部材であり、例えば記録媒体、プラテン、メンテナンスユニット、搬送機構、各種カバー類、ケーシング類、シャーシ類などである。一方、間接反射部材は、紫外線光源に対向する部材であり、例えば記録ヘッド、キャリッジ、紫外線照射装置、ガイド部材、光トラップ、インクタンク、各種カバー類、ケーシング類、シャーシ類などである。これらの紫外線吸収率を高めれば、相乗効果によって吐出口に入射する紫外線を低減することができる。
Moreover, in the said embodiment, although the surface of the nozzle top plate and the surface of the protection top plate were illustrated as a part which reflects an ultraviolet-ray, since there is also a part which reflects an ultraviolet-ray other than this, the part which reflects other ultraviolet rays Also, it is preferable that the UV absorption rate is 80% or more, preferably 90% or more. The part that reflects ultraviolet rays includes a direct reflection member that directly reflects ultraviolet rays from the
The direct reflection member is a member that faces the ultraviolet light source, such as a recording medium, a platen, a maintenance unit, a transport mechanism, various covers, casings, chassis, and the like. On the other hand, the indirect reflection member is a member that faces the ultraviolet light source, such as a recording head, a carriage, an ultraviolet irradiation device, a guide member, an optical trap, an ink tank, various covers, casings, chassis, and the like. If these ultraviolet absorptances are increased, it is possible to reduce the ultraviolet rays incident on the discharge ports by a synergistic effect.
[実施例]
以下、実施例について説明する。この実施例では第2の実施の形態で説明したインクジェットプリンタを用いる。
紫外線光源には、313nmの波長に主ピークを持つ蛍光管を用いて、紫外線光源直下の記録媒体では、波長220nm〜400nmの波長範囲の紫外線の照度が8mW/cm2となるように設定した。照度の測定にはウシオ電気製USR40を用いた。
[Example]
Examples will be described below. In this example, the ink jet printer described in the second embodiment is used.
A fluorescent tube having a main peak at a wavelength of 313 nm was used as the ultraviolet light source, and the recording medium immediately below the ultraviolet light source was set so that the illuminance of ultraviolet light in the wavelength range of 220 nm to 400 nm was 8 mW / cm 2 . USR40 made by Ushio Electric was used for the measurement of illuminance.
紫外線硬化型インクとしてカチオン重合系のマゼンタインクを使用した。このインクの作成には、先ず、15質量部のPR−184と、2質量部の分散剤と、83質量部のアロンオキセタンOXT−221とからなるマゼンタ顔料分散物を作成する。その後、このマゼンタ顔料分散物を17質量部、アロンオキセタンOXT−221を40質量部、アロンオキセタン221を30質量部、セロキサイドを30質量部、UVI6990(光酸発生剤)を5質量部配合して、0.8μmのメンブランフィルターにて濾過し、50℃に加熱しながら減圧、脱水してマゼンタインクを得た。このマゼンタインクは、25℃における粘度が32.5mPa/s、表面張力が35.2mN/mであった。
A cationic polymerization type magenta ink was used as the ultraviolet curable ink. In preparing the ink, first, a magenta pigment dispersion composed of 15 parts by mass of PR-184, 2 parts by mass of a dispersant, and 83 parts by mass of Aron oxetane OXT-221 is prepared. Thereafter, 17 parts by mass of this magenta pigment dispersion, 40 parts by mass of Aron Oxetane OXT-221, 30 parts by mass of
記録ヘッドには、圧電素子により液滴サイズ7plの紫外線硬化型インクをノズルピッチ360dpiで吐出するインクジェットヘッドを用いた。このインクジェットヘッドはノズルを加温できるヒータを備えている。 As the recording head, an inkjet head that discharges ultraviolet curable ink having a droplet size of 7 pl with a nozzle pitch of 360 dpi using a piezoelectric element was used. This ink jet head includes a heater that can heat the nozzle.
この記録ヘッドにおけるノズル天板は、正反射成分を含む反射率が15.4%、正反射成分を含まない反射率が0.9%となるポリイミド樹脂板((株)宇部興産製:ユーピレックス)を使用する。このポリイミド樹脂板の一方の面にはレジストを塗布して保護し、他方の面には臨界表面張力が11mN/mのパーフルオロアルキルシラン溶液((株)NIマテリアル製:INT444)を塗布した。パーフルオロアルキルシラン溶液を300℃に加熱しシロキサンネットワークを形成して撥水性処理層を形成した。この撥水性処理層の前進接触角は82゜、後退接触角は44゜であった。そして、このポリイミド樹脂板にエキシマレーザで直径26μmの吐出口を形成した。 The nozzle top plate of this recording head has a polyimide resin plate (reflective component including regular reflection component is 15.4% and reflectance not including regular reflection component is 0.9%). Is used. A resist was applied to one surface of the polyimide resin plate to protect it, and a perfluoroalkylsilane solution (NI Material: INT444) having a critical surface tension of 11 mN / m was applied to the other surface. The perfluoroalkylsilane solution was heated to 300 ° C. to form a siloxane network to form a water repellent treatment layer. This water repellent layer had an advancing contact angle of 82 ° and a receding contact angle of 44 °. Then, an ejection port having a diameter of 26 μm was formed on the polyimide resin plate with an excimer laser.
ノズル天板の周囲を取り囲んで、ノズル天板を保護する保護天板は、黒色アルマイト加工したアルミニウムで製造して、その表面をノズル天板と同様に撥水性処理層を形成した。黒色アルマイト加工したアルミニウムの正反射成分を含む反射率は5%、正反射成分を含まない反射率は3.1%である。 A protective top plate that surrounds the nozzle top plate and protects the nozzle top plate is manufactured from aluminum that is black anodized, and a water repellent treatment layer is formed on the surface in the same manner as the nozzle top plate. The reflectance of a black anodized aluminum that includes a regular reflection component is 5%, and the reflectance that does not include a regular reflection component is 3.1%.
そして、この実施例においては、記録ヘッドのノズル面と記録媒体との間隔が1.5mm、記録ヘッドのノズル面とプラテン上面との間隔が1.7mm、キャリッジ下面とプラテン上面との間隔が1.5mm、紫外線光源とプラテン上面との間隔が20mmに設定されている。 In this embodiment, the interval between the nozzle surface of the recording head and the recording medium is 1.5 mm, the interval between the nozzle surface of the recording head and the platen upper surface is 1.7 mm, and the interval between the carriage lower surface and the platen upper surface is 1. The distance between the ultraviolet light source and the upper surface of the platen is set to 20 mm.
上記のインクジェットプリンタ及び紫外線硬化型インクを用いて記録媒体に対する種々の吐出試験を行った。以下、各吐出試験の条件及び結果について説明する。 Various ejection tests were performed on the recording medium using the above-described inkjet printer and ultraviolet curable ink. Hereinafter, conditions and results of each discharge test will be described.
「吐出試験1」
記録ヘッドと記録媒体との間隔を1mmに保ち、紫外線照射装置によって紫外線を記録媒体に照射しながら、記録ヘッドから5plのインク滴を飛行速度8m/sec、吐出周波数12kHzで30分間連続吐出させた。
結果、30分経過しても、吐出停止、飛行速度低下、吐出方向曲がりなどの吐出不良は発生しなかった。
"
While keeping the distance between the recording head and the recording medium at 1 mm and irradiating the recording medium with ultraviolet rays by an ultraviolet irradiation device, 5 pl ink droplets were continuously ejected from the recording head for 30 minutes at a flight speed of 8 m / sec and an ejection frequency of 12 kHz. .
As a result, even after 30 minutes, no discharge failure such as discharge stop, flight speed reduction, or discharge direction bending occurred.
「吐出試験2」
記録ヘッドと記録媒体との間隔を1mmに保ち、紫外線照射装置によって紫外線を記録媒体に照射させながら、30分間、記録ヘッドから5plのインク滴を飛行速度8m/sec、吐出周波数12kHzで、1分毎に吐出と休止を繰り返させた(間欠吐出)。吐出休止時には、インクを吐出しない電圧波形を圧電素子に印加し、吐出口内のインクメニスカスを微振動させた。
結果、30分経過しても、吐出停止、飛行速度低下、吐出方向曲がりなどの吐出不良は発生しなかった。
"Discharge test 2"
While keeping the distance between the recording head and the recording medium at 1 mm and irradiating the recording medium with ultraviolet rays by an ultraviolet irradiation device, 30 minutes, 5 pl of ink droplets from the recording head was applied at a flight speed of 8 m / sec and an ejection frequency of 12 kHz for 1 minute. Discharge and pause were repeated every time (intermittent discharge). When the ejection was stopped, a voltage waveform that did not eject ink was applied to the piezoelectric element to slightly vibrate the ink meniscus in the ejection port.
As a result, even after 30 minutes, no discharge failure such as discharge stop, flight speed reduction, or discharge direction bending occurred.
「吐出試験3」
記録ヘッドと記録媒体との間隔を1mmに保ち、紫外線照射装置によって紫外線を記録媒体に照射させながら、30分間、記録ヘッドから5plのインク滴を飛行速度8m/sec、吐出周波数12kHzで、1分毎に吐出と休止を繰り返させた(間欠吐出)。なお、吐出休止時には、吐出口内のインクメニスカスを微振動させなかった。
結果、吐出開始時には正常な吐出が行われていたものの、次第に画像濃度が低下していった。これは吐出休止時にインクを微振動させていないために、吐出口内に入射した紫外線によってインクが増粘してしまい、インク滴の重量が減少したことが原因だと思われる。
なお、記録ヘッドをメンテナンスユニットに移動させてインクを空吐出させれば、吐出状態は回復するものの、しばしば吐出動作を中断しなければならなかった。また、高価なインクが無駄になった。
"Discharge test 3"
While keeping the distance between the recording head and the recording medium at 1 mm and irradiating the recording medium with ultraviolet rays by an ultraviolet irradiation device, 30 minutes, 5 pl of ink droplets from the recording head was applied at a flight speed of 8 m / sec and an ejection frequency of 12 kHz for 1 minute. Discharge and pause were repeated every time (intermittent discharge). Note that the ink meniscus in the discharge port was not vibrated slightly during the discharge stop.
As a result, although normal ejection was performed at the start of ejection, the image density gradually decreased. This is probably because the ink is not vibrated when the ejection is stopped, and the viscosity of the ink is increased by the ultraviolet rays incident into the ejection port, thereby reducing the weight of the ink droplet.
If the recording head is moved to the maintenance unit and ink is ejected idle, the ejection state is recovered, but the ejection operation often has to be interrupted. Also, expensive ink was wasted.
「吐出試験4」
記録ヘッドと記録媒体との間隔を5mmに保ち、紫外線照射装置によって紫外線を記録媒体に照射させながら、30分間、記録ヘッドから5plのインク滴を飛行速度8m/sec、吐出周波数12kHzで、1分毎に吐出と休止を繰り返させた(間欠吐出)。吐出休止時には、インクを吐出しない電圧波形を圧電素子に印加し、吐出口内のインクメニスカスを微振動させた。
結果、吐出開始時には正常な吐出が行われていたものの、次第に画像濃度が低下していった。これは記録ヘッドと記録媒体との間隔が広すぎたために、紫外線の反射回数が低減してしまい、紫外線が十分に吸収されなかったことが原因だと思われる。
なお、記録ヘッドをメンテナンスユニットに移動させてインクを空吐出させれば、吐出状態は回復するものの、しばしば吐出動作を中断しなければならなかった。
"Discharge test 4"
Keeping the distance between the recording head and the recording medium at 5 mm, and irradiating the recording medium with ultraviolet rays by an ultraviolet irradiation device, 30 minutes, 5 pl ink droplets from the recording head at a flight speed of 8 m / sec and an ejection frequency of 12 kHz for 1 minute Discharge and pause were repeated every time (intermittent discharge). When the ejection was stopped, a voltage waveform that did not eject ink was applied to the piezoelectric element to slightly vibrate the ink meniscus in the ejection port.
As a result, although normal ejection was performed at the start of ejection, the image density gradually decreased. This is probably because the number of reflections of ultraviolet rays is reduced because the distance between the recording head and the recording medium is too wide, and the ultraviolet rays are not sufficiently absorbed.
If the recording head is moved to the maintenance unit and ink is ejected idle, the ejection state is recovered, but the ejection operation often has to be interrupted.
「吐出試験5」
記録ヘッドと記録媒体との間隔を1mmに保ち、紫外線照射装置によって紫外線を記録媒体に照射させながら、記録ヘッドから5plのインク滴を飛行速度8m/sec、吐出周波数12kHzで30分間連続吐出させた。30分経過後、1時間吐出を停止させた。この間、インクを吐出しない電圧波形を圧電素子に印加し、吐出口内のインクメニスカスを微振動させた。1時間経過後、再度30分間同条件で連続吐出させた。
結果、吐出停止、飛行速度低下、吐出方向曲がりなどの吐出不良は発生せず、画像劣化は起こらなかった。
"
While keeping the distance between the recording head and the recording medium at 1 mm and irradiating the recording medium with ultraviolet rays by an ultraviolet irradiation device, 5 pl ink droplets were continuously ejected from the recording head for 30 minutes at a flight speed of 8 m / sec and an ejection frequency of 12 kHz. . After 30 minutes, the discharge was stopped for 1 hour. During this time, a voltage waveform that does not eject ink was applied to the piezoelectric element to slightly vibrate the ink meniscus in the ejection port. After 1 hour, it was continuously discharged again under the same conditions for 30 minutes.
As a result, there was no discharge failure such as discharge stop, flight speed reduction, discharge direction bending, and image degradation did not occur.
「吐出試験6」
記録ヘッドと記録媒体との間隔を1mmに保ち、紫外線照射装置によって紫外線を記録媒体に照射させながら、記録ヘッドから5plのインク滴を飛行速度8m/sec、吐出周波数12kHzで30分間連続吐出させた。30分経過後、1時間吐出を停止させた。この場合、1時間経過する直前から、インクを吐出しない電圧波形を圧電素子に印加し、吐出口内のインクメニスカスを微振動させ、その後インク吐出時の電圧波形を圧電素子に付与してインクを空吐出させている。1時間経過後、再度30分間同条件で連続吐出させた。
結果、印刷再開後には、吐出停止、飛行速度低下、吐出方向曲がりなどの吐出不良が発生せず、画像劣化は起こらなかった。
"Discharge test 6"
While keeping the distance between the recording head and the recording medium at 1 mm and irradiating the recording medium with ultraviolet rays by an ultraviolet irradiation device, 5 pl ink droplets were continuously ejected from the recording head for 30 minutes at a flight speed of 8 m / sec and an ejection frequency of 12 kHz. . After 30 minutes, the discharge was stopped for 1 hour. In this case, immediately before 1 hour elapses, a voltage waveform that does not eject ink is applied to the piezoelectric element to slightly vibrate the ink meniscus in the ejection port, and then the voltage waveform during ink ejection is applied to the piezoelectric element to empty the ink. It is discharged. After 1 hour, it was continuously discharged again under the same conditions for 30 minutes.
As a result, after restarting printing, there was no ejection failure such as ejection stop, flight speed reduction, or ejection direction bending, and image degradation did not occur.
「吐出試験7」
記録ヘッドにおけるノズル天板の撥水性処理層としてFEPを使用して、記録ヘッドと記録媒体との間隔を1mmに保ち、紫外線照射装置によって紫外線を記録媒体に照射させながら、記録ヘッドから5plのインク滴を飛行速度8m/sec、吐出周波数12kHzで30分間連続吐出させた。
結果、FEPの撥水性が十分でないために、ノズル面に固形物が付着し、30分間連続吐出できなかった。このことから連続吐出の間にも、空吐出及びワイピングが必要であることがわかる。
"
Using FEP as the water-repellent treatment layer of the nozzle top plate in the recording head, keeping the distance between the recording head and the recording medium at 1 mm and irradiating the recording medium with ultraviolet rays by the ultraviolet irradiation device, 5 pl of ink from the recording head The droplets were continuously discharged for 30 minutes at a flight speed of 8 m / sec and a discharge frequency of 12 kHz.
As a result, since the water repellency of FEP was not sufficient, solid matter adhered to the nozzle surface, and continuous discharge was not possible for 30 minutes. From this, it can be seen that idle ejection and wiping are necessary even during continuous ejection.
「吐出試験8」
この吐出試験8におけるノズル天板は、正反射成分を含む反射率が92%、正反射成分を含まない反射率が74.7%となるポリエーテルサルホン樹脂板を使用する。このポリエーテルサルホン樹脂板の一方の面にはレジストを塗布して保護し、他方の面には表面張力が11mN/mのパーフルオロアルキルシラン溶液((株)NIマテリアル製:INT444)を塗布した。パーフルオロアルキルシラン溶液を300℃に加熱しシクロサンネットワークを形成して撥水性処理層を形成した。この撥水性処理層の前進接触角は80゜、後退接触角は42゜であった。そして、このポリエーテルサルホン樹脂板にエキシマレーザで直径26μmの吐出口を形成した。
そして、記録ヘッドと記録媒体との間隔を1mmに保ち、紫外線照射装置によって紫外線を記録媒体に照射させながら、30分間、記録ヘッドから5plのインク滴を飛行速度8m/sec、吐出周波数12kHzで、1分毎に吐出と休止を繰り返させた(間欠吐出)。吐出休止時には、インクを吐出しない電圧波形を圧電素子に印加し、吐出口内のインクメニスカスを微振動させた。
"
As the nozzle top plate in the
Then, while keeping the interval between the recording head and the recording medium at 1 mm, and irradiating the recording medium with ultraviolet rays by the ultraviolet irradiation device, 30 pl of 5 pl ink droplets from the recording head at a flight speed of 8 m / sec and an ejection frequency of 12 kHz, Discharge and pause were repeated every minute (intermittent discharge). When the ejection was stopped, a voltage waveform that did not eject ink was applied to the piezoelectric element to slightly vibrate the ink meniscus in the ejection port.
結果、吐出開始時には正常な吐出が行われていたものの、次第に画像濃度が低下していった。これはノズル面の紫外線吸収率が80%未満であるために、紫外線を十分に吸収できず、インクを微振動させたとしても吐出口内に入射した紫外線によってインクが増粘してしまい、インク滴の重量が減少したことが原因だと思われる。
なお、記録ヘッドをメンテナンスユニットに移動させてインクを空吐出させれば、吐出状態は回復するものの、しばしば吐出動作を中断しなければならなかった。
以上の吐出試験1〜8の結果を表1にまとめておく。
As a result, although normal ejection was performed at the start of ejection, the image density gradually decreased. This is because the ultraviolet absorption rate of the nozzle surface is less than 80%, the ultraviolet rays cannot be absorbed sufficiently, and even if the ink is slightly vibrated, the ink is thickened by the ultraviolet rays that are incident on the ejection port, and the ink droplets. This seems to be due to the decrease in weight.
If the recording head is moved to the maintenance unit and ink is ejected idle, the ejection state is recovered, but the ejection operation often has to be interrupted.
The results of the
1 インクジェットプリンタ
2 プリンタ本体
3 支持台
4 プラテン
5,5A キャリッジ
6 ガイド部材
7 メンテナンスユニット
8 インクタンク
9 サブタンク
20,50 記録ヘッド
21 ノズル面
22,52 ノズル天板
23 黒色着色処理層
24 無機紫外線吸収剤コーティング層
25 撥水性処理層
30 紫外線照射装置
31 紫外線光源
40 光トラップ
51 吐出口
53,54 圧電素子
58 圧力室(インク流路)
99 記録媒体
A 走査方向
B 搬送方向
DESCRIPTION OF
99 Recording medium A Scanning direction B Transport direction
Claims (21)
前記記録ヘッドから前記記録媒体上に吐出された前記インクに対して紫外線を照射する紫外線照射装置と、
を備え、
前記ノズル天板の表面の臨界表面張力が前記インクの表面張力よりも低く、かつ紫外線吸収率が80%以上であることを特徴とするインクジェットプリンタ。 A recording head having a nozzle top plate in which an ejection port for ejecting ink that is cured by being irradiated with ultraviolet rays to a recording medium is disposed;
An ultraviolet irradiation device for irradiating the ink ejected from the recording head onto the recording medium with ultraviolet rays;
With
An ink jet printer characterized in that a critical surface tension of a surface of the nozzle top plate is lower than a surface tension of the ink, and an ultraviolet absorption rate is 80% or more.
前記記録ヘッドから前記記録媒体上に吐出された前記インクに対して紫外線を照射する紫外線照射装置と、
を備え、
前記保護天板の表面の臨界表面張力が前記インクの表面張力よりも低く、かつ紫外線吸収率が80%以上であることを特徴とするインクジェットプリンタ。 A recording head having a nozzle top plate on which a discharge port for discharging ink that is cured by being irradiated with ultraviolet rays to a recording medium is disposed, and a protective top plate for protecting the nozzle top plate;
An ultraviolet irradiation device for irradiating the ink ejected from the recording head onto the recording medium with ultraviolet rays;
With
An ink jet printer characterized in that a critical surface tension of a surface of the protective top plate is lower than a surface tension of the ink, and an ultraviolet absorption rate is 80% or more.
前記ノズル天板の表面の臨界表面張力が前記インクの表面張力よりも低く、かつ紫外線吸収率が80%以上であることを特徴とするインクジェットプリンタ。 The inkjet printer according to claim 2.
An ink jet printer characterized in that a critical surface tension of a surface of the nozzle top plate is lower than a surface tension of the ink, and an ultraviolet absorption rate is 80% or more.
前記ノズル天板の表面及び前記保護天板の表面の臨界表面張力の少なくとも一方が、15mN/m以下であることを特徴とするインクジェットプリンタ。 The inkjet printer according to claim 3.
At least one of the critical surface tensions of the surface of the nozzle top plate and the surface of the protective top plate is 15 mN / m or less.
前記ノズル天板の表面及び前記保護天板の表面の少なくとも一方は、基板の上に無機紫外線吸収剤コーティング層と撥水性処理層とが備えられることによって形成されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。 The inkjet printer according to claim 3 or 4,
At least one of the surface of the nozzle top plate and the surface of the protective top plate is formed by providing an inorganic ultraviolet absorbent coating layer and a water repellent treatment layer on a substrate. .
前記ノズル天板の表面及び前記保護天板の表面の少なくとも一方は、基板の上に黒色着色処理層が備えられ、その上に前記無機紫外線吸収剤コーティング層と前記撥水性処理層とが備えられることで形成されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。 The inkjet printer according to claim 5.
At least one of the surface of the nozzle top plate and the surface of the protective top plate is provided with a black colored treatment layer on the substrate, and the inorganic ultraviolet absorbent coating layer and the water repellent treatment layer are provided thereon. An ink jet printer characterized by being formed.
前記ノズル天板の基板及び保護天板の基板の少なくとも一方が、アルミニウム板又はアルミダイカスト板からなっていることを特徴とするインクジェットプリンタ。 In the ink jet printer according to any one of claims 4 to 6,
An inkjet printer, wherein at least one of the nozzle top plate and the protective top plate is made of an aluminum plate or an aluminum die-cast plate.
前記ノズル天板の表面は、当該ノズル天板の基板の上に撥水性処理層が備えられることによって形成され、
前記保護天板の基板は、紫外線吸収率が80%以上の材料で形成されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。 The inkjet printer according to claim 3 or 4,
The surface of the nozzle top plate is formed by providing a water-repellent treatment layer on the substrate of the nozzle top plate,
An ink jet printer, wherein the substrate of the protective top plate is formed of a material having an ultraviolet absorption rate of 80% or more.
前記ノズル天板の表面と前記記録媒体との間隔が1mm以上4mm以下であることを特徴とするインクジェットプリンタ。 In the ink jet printer according to any one of claims 1 to 8,
An ink jet printer, wherein a distance between a surface of the nozzle top plate and the recording medium is 1 mm or more and 4 mm or less.
前記紫外線照射装置の紫外線光源が、低圧水銀ランプ、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、LEDのうちのいずれか1つであることを特徴とするインクジェットプリンタ。 In the ink jet printer according to any one of claims 1 to 9,
An inkjet printer, wherein an ultraviolet light source of the ultraviolet irradiation device is any one of a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a hot cathode tube, a cold cathode tube, and an LED.
前記記録ヘッドは、前記吐出口までインクを案内するインク流路と、前記インク流路内の前記インクを吐出するための圧電素子を備え、
前記圧電素子は、前記インクの吐出休止時においては前記インクを吐出させない電圧波形で前記吐出口のインクメニスカスを微振動して、前記インク流路内のインクを攪拌することを特徴とするインクジェットプリンタ。 In the ink jet printer according to any one of claims 1 to 10,
The recording head includes an ink channel for guiding ink to the ejection port, and a piezoelectric element for ejecting the ink in the ink channel,
The piezoelectric element agitates the ink in the ink flow path by slightly vibrating the ink meniscus of the discharge port with a voltage waveform that does not cause the ink to be discharged when the ink discharge is stopped. .
前記ノズル天板の表面の臨界表面張力が前記インクの表面張力よりも低く、かつ紫外線吸収率が80%以上であることを特徴とする記録ヘッド。 A nozzle top plate provided with a discharge port for discharging ink that is cured by irradiation with ultraviolet rays to a recording medium,
A recording head, wherein a critical surface tension of a surface of the nozzle top plate is lower than a surface tension of the ink, and an ultraviolet absorption rate is 80% or more.
前記ノズル天板を保護する保護天板とを備え、
前記保護天板の表面の臨界表面張力が前記インクの表面張力よりも低く、かつ紫外線吸収率が80%以上であることを特徴とする記録ヘッド。 A nozzle top plate on which a discharge port for discharging ink that is cured by being irradiated with ultraviolet rays to a recording medium is disposed;
A protective top plate for protecting the nozzle top plate;
A recording head characterized in that a critical surface tension of the surface of the protective top plate is lower than a surface tension of the ink and an ultraviolet absorption rate is 80% or more.
前記ノズル天板の表面の臨界表面張力が前記インクの表面張力よりも低く、かつ紫外線吸収率が80%以上であることを特徴とする記録ヘッド。 The recording head according to claim 13.
A recording head, wherein a critical surface tension of a surface of the nozzle top plate is lower than a surface tension of the ink, and an ultraviolet absorption rate is 80% or more.
前記ノズル天板の表面及び前記保護天板の表面の臨界表面張力の少なくとも一方が、15mN/m以下であることを特徴とする記録ヘッド。 The recording head according to claim 14, wherein
At least one of the critical surface tensions of the surface of the nozzle top plate and the surface of the protective top plate is 15 mN / m or less.
前記ノズル天板の表面及び前記保護天板の表面の少なくとも一方は、基板の上に無機紫外線吸収剤コーティング層と撥水性処理層とが備えられることによって形成されていることを特徴とする記録ヘッド。 The recording head according to claim 14 or 15,
At least one of the surface of the nozzle top plate and the surface of the protective top plate is formed by providing an inorganic ultraviolet absorbent coating layer and a water repellent treatment layer on a substrate. .
前記ノズル天板の表面及び前記保護天板の表面の少なくとも一方は、基板の上に黒色着色処理層が備えられ、その上に前記無機紫外線吸収剤コーティング層と前記撥水性処理層とが備えられることで形成されていることを特徴とする記録ヘッド。 The recording head according to claim 16, wherein
At least one of the surface of the nozzle top plate and the surface of the protective top plate is provided with a black colored treatment layer on the substrate, and the inorganic ultraviolet absorbent coating layer and the water repellent treatment layer are provided thereon. A recording head characterized in that the recording head is formed.
前記ノズル天板の基板及び保護天板の基板の少なくとも一方が、アルミニウム板又はアルミダイカスト板からなっていることを特徴とする記録ヘッド。 In the recording head according to any one of claims 15 to 17,
2. A recording head, wherein at least one of the nozzle top plate and the protective top plate is made of an aluminum plate or an aluminum die-cast plate.
前記ノズル天板の表面は、当該ノズル天板の基板の上に撥水性処理層が備えられることによって形成され、
前記保護天板の基板は、紫外線吸収率が80%以上の材料で形成されていることを特徴とする記録ヘッド。 The recording head according to claim 14 or 15,
The surface of the nozzle top plate is formed by providing a water-repellent treatment layer on the substrate of the nozzle top plate,
The recording head according to claim 1, wherein the substrate of the protective top plate is formed of a material having an ultraviolet absorption rate of 80% or more.
前記ノズル天板の表面と前記記録媒体との間隔が1mm以上4mm以下であることを特徴とする記録ヘッド。 In the recording head according to any one of claims 12 to 19,
A recording head, wherein a distance between a surface of the nozzle top plate and the recording medium is 1 mm or more and 4 mm or less.
前記吐出口までインクを案内するインク流路と、
前記インク流路内の前記インクを吐出するための圧電素子を備え、
前記圧電素子は、前記インクの吐出休止時においては前記インクを吐出させない電圧波形で前記吐出口のインクメニスカスを微振動して、前記インク流路内のインクを攪拌することを特徴とする記録ヘッド。 In the recording head according to any one of claims 12 to 20,
An ink flow path for guiding ink to the ejection port;
A piezoelectric element for discharging the ink in the ink flow path;
The piezoelectric element agitates the ink in the ink flow path by slightly vibrating the ink meniscus of the ejection port with a voltage waveform that does not cause the ink to be ejected when the ink ejection is stopped. .
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