JP2005131922A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット記録装置のコストダウン
【解決手段】記録媒体Ｐに対して、紫外線を照射することによって硬化するインクを吐出することができる記録ヘッド６と、記録ヘッド６の主走査方向Ａの端部に紫外線照射装置１１と、記録ヘッド６と紫外線照射装置１１とを搭載し主走査方向Aに往復移動を行うキャリッジ４とを有するインクジェット記録装置において、
前記キャリッジ４に記録媒体Ｐに発生した静電気を除去する除電装置１４を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクジェット記録装置に係り、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記録装置に関する。

従来、簡易かつ安易に画像を記録することができる画像記録手段として、インクを微小液滴として記録媒体上に吐出し、インクを記録媒体に浸透あるいは定着させて画像記録を行うインクジェット記録装置が使用されてきた。
さらに近年、紫外線に対して所定の感度を有する光開始剤が含有された紫外線硬化インクを用い、記録媒体上に着弾したインクに紫外線を照射することで、インクを硬化させ記録媒体上に定着させる紫外線硬化型インクジェット記録装置（例えば、特許文献１参照）が開発されている。このインクジェット記録装置においては、インク吸収性の乏しい記録媒体に対しても画像を記録することができるといった、記録媒体を選ばずに記録することができる点が優れている。

このような紫外線硬化型インクジェット記録装置に使用される記録媒体には、紙、PET、合成紙、塩化ビニル、布など様々あるが、一般的には、ロール紙や樹脂が広く用いられている。画像を記録する際、これらのインクジェット記録装置では、搬入口からの記録媒体が搬送され、記録ヘッドから吐出されるインクを光源によりインクを硬化・定着させ、再び記録媒体を搬送させて排出口から排出することで記録画像を得るようになっている。

このような紫外線硬化型インクジェット記録装置においては、通常、記録媒体が搬入口から搬送される際、記録媒体は、記録ヘッドと対向する所定の位置まで搬送する各種ローラや記録媒体を記録中保持するプラテンとの間の摩擦よって静電気が発生する。

また、記録媒体がロール紙である場合は、ロール紙がロールから剥離される際にも静電気が発生する。

その結果、記録中に記録ヘッドから射出されたインクや記録媒体上を浮遊するインクの主滴以外の微小液滴であるインクミストは、発生した静電気により電荷を帯びて記録媒体に付着し、特に電荷を帯びたインクミストは画像に関係のない場所で硬化して、記録画像の品質を低下させてしまう問題が生じた。

このような静電気の発生による記録画像の品質低下の問題を特許文献２では、除電装置として除電ブラシを給紙部と給紙部から記録媒体を記録ヘッドに搬送する搬送部の間に設けることで発生した静電気を除去し、記録画像の低下を防ぐようにしていた。
特開昭６０−１３２７６７号公報 特開２００３−５４０６９号公報

しかしながら、この場合、除電ブラシを使用して発生した静電気を除去しようとしているが、記録媒体の記録面の裏側に除電ブラシが接触する構造になっているため、塩化ビニルや合成紙など厚さのある記録媒体に対しては除電効果が得られにくい。

また、給紙部と搬送部の間に除電ブラシを備えたため、除電ブラシを記録媒体の幅の大きさに合わせる必要が生じ、幅寸法が大きい記録媒体に画像を記録することができるインクジェット記録装置では、除電ブラシの大型化に伴うコストアップが生じた。また、除電ブラシを取り付ける際、除電ブラシが大型であるため、記録媒体に均一に接するように取り付ける等、その取り付け作業が困難であるという問題をも有している。

そこで、本発明は前記した点に鑑みてなされたもので、必要最低限の部材を用いることでコストアップを生じさせずに、確実に発生した静電気の除去及びそれに伴う弊害を防ぎ、高精彩な画像を得ることができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するため、請求項１に記載に係る発明のインクジェット記録装置は、
紫外線を照射することによって硬化するインクを吐出することができる記録ヘッドと、前記インクに紫外線を照射させることで硬化させることができる紫外線照射装置と、前記記録ヘッドと前記紫外線照射装置を搭載し主走査方向に往復移動を行うキャリッジとを有するインクジェット記録装置において、
前記キャリッジに記録媒体に発生した静電気を除去する除電装置を設けていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、前記除電装置をキャリッジに備えているので、記録媒体の記録面側から主走査方向の幅全域に渡り、必要最低限の部材で効果的に記録媒体に発生した静電気を除去することができる。

請求項２に記載の発明に係るインクジェット記録装置は、
請求項１において、
前記除電装置は、主走査方向に移動するキャリッジの少なくとも進行方向の上流側に設けられていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、前記除電装置は、主走査方向に移動するキャリッジの少なくとも進行方向の上流側に設けられているので、記録する直前に記録媒体を除電することができ、静電気により記録ヘッドから吐出したインクやインクミストが画像と関係ない場所で付着することを防止する。

請求項３に記載の発明に係るインクジェット記録装置は、
請求項１又は２において、
前記除電装置は、記録媒体の搬送方向上流側に設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、前記除電装置は、記録媒体の搬送方向上流側に設けられているので、記録する直前に記録媒体を除電することができ、静電気により記録ヘッドから吐出したインクが画像と関係ない場所で付着することを防止する。

請求項４に記載の発明に係るインクジェット記録装置は、
請求項１から３いずれか一項において、
前記除電装置は、除電ブラシを備え、除電ブラシの材質は、ステンレス繊維、アモルファス繊維、カーボン繊維、または、導電性アクリル繊維のいずれかにより構成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、前記除電装置は、除電ブラシを備え、除電ブラシの材質は、ステンレス繊維、アモルファス繊維、カーボン繊維、または、導電性アクリル繊維のいずれかにより構成されているので、効果的に通電させることができる。

請求項５に記載の発明に係るインクジェット記録装置は、
請求項４において、
前記除電ブラシは、記録媒体と接触するように取り付けられ、装置本体に電気的にアースが取られていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、前記除電ブラシは、記録媒体と接触するように取り付けられ、装置本体に電気的にアースが取られているので、接触放電に基づき、確実に除電できる。

請求項６に記載の発明に係るインクジェット記録装置は、
請求項１から５いずれか一項において、
前記紫外線照射装置は、紫外線を照射する紫外線光源を備えており、前記紫外線光源は、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のうちいずれか１つであることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、前記紫外線照射装置は紫外線を照射する紫外線光源を備えており、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を使用しているため、紫外線を照射することで記録媒体上のインクを硬化させる。

請求項７に記載に係る発明のインクジェット記録装置は、
請求項１から６いずれか一項において、
前記インクに、カチオン硬化型インクを使用したことを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、インクに、カチオン硬化型のインクを使用しているため、比較的低照度の紫外線を照射することで記録媒体上のインクを硬化させる。

請求項１に記載の発明によれば、キャリッジに備えられた必要最低限の除電装置により、記録媒体に発生した静電気を除去することができるので、コストアップを生じさせずに高精彩な画像を得ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、前記除電装置は、記録する直前に記録媒体を除電することができるので、静電気による弊害を防ぎ、高精彩な画像を得ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、前記除電装置は、記録する直前に記録媒体を除電することができるので、静電気による弊害を防ぎ、高精彩な画像を得ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、除電装置は、導電性の材質を用いた除電ブラシを使用するものであり、通電させることができるので、効果的に除電することができる。

請求項５に記載の発明によれば、除電ブラシは、記録媒体と接触し、装置本体に電気的にアースを取らせることで確実に除電することができるので，静電気による弊害を防ぐことができる。

請求項６に記載の発明によれば、紫外線を照射することで記録媒体上のインクを硬化させることができるので、高精彩な画像を得ることができる。

請求項７に記載の発明によれば、カチオン硬化型のインクを使用し、比較的低照度の紫外線を照射することで記録媒体上のインクを硬化させることができるので、高精彩な記録画像を得ることができる。

以下に、本発明のインクジェットプリンタに係る実施の形態について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加え得ることは勿論である。

〔第一の実施形態〕
図１から図３は本発明に係るインクジェット記録装置の第一の実施形態を示したもので、図１に示すように、本実施形態によるインクジェット記録装置は、記録装置本体１と、記録装置本体１を支持する支持台２とを備えている。この記録装置本体１は左右方向に長尺な形状を有し、長手方向に垂直な面で破断した断面の形状は多角状を呈している。
また、記録装置本体１は、正面の一部において開口しており、記録装置本体１の背面には、ウェブ状の記録媒体P（図３参照）を記録装置本体１の内部に送り込むためのスリット状の搬入口（図示略）が設けられている。

記録装置本体１の内部には、棒状のガイドレール３が設けられており、このガイドレール３には、キャリッジ４が支持されている。このキャリッジ４は、キャリッジモータ（図示略）によってガイドレール３に沿って主走査方向Ａに往復移動するようになっている。

図２に示すように、キャリッジ４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インクノズル５が設けられた記録ヘッド６が搭載されている。記録ヘッド６は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の４つの記録ヘッド６によりヘッドユニット７，８を構成し、本実施例においては、２つのヘッドユニット７，８を搬送方向Bに位置をずらして配置するようになっている。

各記録ヘッド６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１０を介して連通されている。

また、キャリッジ４の記録ヘッド６の主走査方向Ａにおける両側部には、記録ヘッド６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１１が設けられている。

紫外線照射装置１１には、記録媒体Pに向かって開口している箱型のカバー部材１２が備えられており、カバー部材１２の内部には、紫外線を照射する紫外線光源１３が備えられている。紫外線光源１３は、紫外線を放射状に照射するものであり、本実施例においては、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 ( Light Emitting Diode ) などのうち、少なくともいずれか一つが適用される。

このようにキャリッジ４には、記録に必要な部材が搭載されるとともに、除電装置１４が設けられている。本実施例において、除電装置１４は、キャリッジの主走査方向Aの両端部と搬送方向Bの上流側に配設された除電ブラシ１５，１６，１７から構成されている。また、除電ブラシ１５，１６，１７は、キャリッジ４に、その先端が記録媒体Pに直接接触するように位置調節がなされて取り付けられている。

キャリッジの主走査方向Aの両端に配設された除電ブラシ１５，１６は、紫外線照射装置１１の搬送方向Bにおける長さと同等の長さを有しており、キャリッジの搬送方向Bの上流側に配設された除電ブラシ１７は、主走査方向Aにおける複数の記録ヘッド６の配置領域の長さと同等の長さを有するものである。

除電ブラシ１５，１６，１７は、導電性を有すような材料、例えば、ステンレス繊維、アモルファス繊維、カーボン繊維、導電性アクリル繊維等の材料から構成されている。このような材質からなる除電ブラシ１５，１６，１７は、電気的導通が確保された記録装置本体１に導電テープや金具、導電コードといった図示しない導電部材などで接続されることにより、記録装置本体１にアースを形成し、記録媒体P上に発生した静電気を大地に逃すことができるようになっている。

また、キャリッジ４がガイドレール３に沿って、記録装置本体１の内部を移動する範囲のうち、記録媒体Pに記録を行う記録領域には、記録媒体Pを被記録面から支持する平板状のプラテン１８が設けられている。

キャリッジ４の移動範囲であって記録領域の外側一端には、図示しないインク供給管を介して中間タンク９にインクを供給するインクタンク１９が設けられている。

また、キャリッジ４の移動する範囲であって記録領域の外側他端には、記録ヘッド６をクリーニングするメンテナンスユニット２０が設けられている。

一方、インクジェット記録装置の本体１には、記録媒体Pを搬送方向Bに搬送させるための図示しない搬送機構が設けられている。搬送機構には、例えば、図示しない搬送モータ及び搬送ローラなどを備えており、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を搬送方向Bに搬送するようになっている。また、搬送機構は、画像記録時において、キャリッジ４の動作に合わせて、記録媒体Pの搬送と停止を繰り返し、記録媒体Pを間欠的に搬送するようになっている。

なお，本実施形態に用いられるインクとしては，紫外線硬化性インクを想定しているが、中でもカチオン硬化性インクを想定している。紫外線硬化性インクの重合性化合物としては、ラジカル重合性化合物を含むラジカル硬化性インクとカチオン性重合性化合物を含むカチオン硬化性インクとに大別されるが、カチオン硬化性インクの方が、酸素による重合反応の阻害がない、あるいは少ないので、機能性及び汎用性に優れ、本実施形態ではカチオン硬化性インクを使用することが望ましい。

本実施形態に用いられるカチオン硬化性インクは、具体的には、少なくともオキセタン化合物、エポキシ化合物、ビニルエーテル化合物などのカチオン重合性化合物と、光カチオン開始剤と、色材を含む混合物であり、上記の紫外線の被照射により、効果する性質を具備したものである。

また、本実施形態に用いられる記録媒体Pとしては、通常のインクジェット記録装置に適用される普通紙、再生紙、光沢紙などの各種紙、布地、不織布、樹脂金属、ガラスなどの材質からなるものが適用可能である。また、記録媒体Pの形態としては、ロール状、カットシート状、板状などが適用可能である。

さらに、本実施形態に用いられる記録媒体P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、発砲フィルムなどの不透明な公知の記録媒体も適用可能である。

次に、本実施形態の作用について説明する。

インクジェット記録装置に所定の画像情報が入力されると、紫外線光源１３が点灯されるとともに、搬送モータが駆動される。この搬送モータの駆動により搬送ローラが回転され、記録媒体Pを搬送方向Bに沿って搬送させる。

記録媒体Pがキャリッジ４に搬送されると、キャリッジ４は記録媒体P上を主走査方向Aに沿って移動し、搬送方向Bの上流側に設けられた除電ブラシ１７の先端を記録媒体の記録面側に直接接触させ、搬送中に記録媒体P上に発生した静電気を除去しつつ、画像の記録が開始される部分の記録媒体P、すなわち、記録を開始する直前の記録媒体Pに接触して、それまでに発生した静電気を除去し、この後記録ヘッド６から吐出されるインクが画像と関係ない場所で付着することを防止する。続いて、キャリッジ４は記録媒体P上を主走査方向Aに沿って往復移動しながら画像記録を行う。

キャリッジ４はガイドレール３上を移動しながら、所定の画像情報に基づき、記録ヘッド６から記録媒体Pに向かって所定の色のインクを吐出させる。吐出されたインクは順次記録媒体Pに着弾する。この記録媒体Pに着弾したインクに対して、速やかに紫外線が照射され、インクは記録媒体P上で硬化し、定着する。インクが着弾する直前とインクが硬化・定着した直後の記録媒体Pに対して、除電ブラシ１５，１６の先端を記録面側から直接接触させ、記録中に記録媒体P上に発生した静電気を確実に除去する。

例えば、キャリッジ４が図３において主走査方向Aに沿って左から右に移動するときには、移動方向の前方にある除電ブラシ１６により記録媒体Pに接触して、インクが吐出される直前に、発生した静電気が除去される。その後、ヘッドユニット７を構成する記録ヘッド６により吐出されたインクおよびインクミストは、電荷を帯びることなく、移動方向の後方にある紫外線照射装置１１の紫外線光源１３が発した紫外線によって所定の位置で硬化および定着されるとともに、再び移動方向の後方にある除電ブラシ１５により記録媒体Pに接触して、インクが定着した直後に、発生した静電気が除去される。その結果、記録ヘッド６から吐出したインクやインクミストが画像と関係ない場所で付着することを防止する。

同様に、キャリッジ４が主走査方向Aに沿って、右から左に移動するときには、移動方向の前方にある除電ブラシ１５により記録媒体Pに接触して、インクが吐出される直前に、発生した静電気が除去されて、ヘッドユニット８を構成する記録ヘッド６により吐出されたインクおよびインクミストは、電荷を帯びることなく、移動方向の後方にある紫外線照射装置１１の紫外線光源１３が発した紫外線によって所定の位置で硬化される。その後、移動方向の後方にある除電ブラシ１６により記録媒体Pに接触して、インクが定着した直後に、発生した静電気が除去され、記録ヘッド６から吐出したインクやインクミストが画像と関係ない場所で付着することを防止する。

また、このとき同時に、キャリッジ４の搬送方向Bの上流側に設けられた除電ブラシ１７でも、記録直前に、発生した静電気を除去し、記録ヘッド６から吐出したインクが画像と関係ない場所で付着することを防止する。

さらに、除電ブラシ１５，１６，１７の先端を記録面側から直接接触させることで、記録媒体P上に発生した静電気を記録媒体Pの材質に関わらず除去させる。

その後、記録媒体Pが搬送方向Bに搬送され、再び、搬送と画像の記録が間欠的に繰り返されることにより、記録媒体P上に画像が記録されていく。

なお、記録ヘッド６のインクノズル５にインクが付着した場合などには、記録ヘッド６は、適宜メンテナンスユニット２０によりクリーニングされる。

以上により、本実施形態によれば、最初にキャリッジ４に搬送された直後、およびインクが吐出する直前とインクが硬化・定着した直後の記録媒体Pに対して、除電ブラシ１５，１６，１７の先端を記録面側から直接接触させており、搬送中及び記録中に記録媒体P上に発生した静電気を除去するようにしているので、必要最低限の部材で、記録媒体Pの厚さに関係なく、確実に静電気の発生に伴う弊害を防ぐことができ、コストアップを伴わずに、高精彩な画像を得ることができる。

なお、本実施形態においては、キャリッジ４の主走査方向Aの両端側および搬送方向Bの上流側の両方に除電ブラシ１５，１６，１７を設けるようにしたが、キャリッジ４の主走査方向Aの両端側あるいは搬送方向Bの上流側のみのどちらか一方に設けるようにしても同様の効果が得ることができ、コストアップを伴わず、高精彩な画像を得ることができる。

また、本実施形態においては、キャリッジ４を往復移動させたときに、往路と復路の双方向においてインクの吐出を行うものであるため、除電ブラシ１５，１６，１７をキャリッジ４の主走査方向Aの両端側に設けた場合を説明したが、インクの吐出を一方向のみで行う場合等では、少なくともキャリッジ４の主走査方向Aの進行方向前方側に一つ設けるようにしても同様の効果を得ることができ、コストアップを伴わず、高精彩な画像を得ることができる。

インクジェット記録装置の概観図。 キャリッジの斜視図―上面(a)、底面(b)。 キャリッジの搬送方向に対する断面図。

符号の説明

４ キャリッジ
６ 記録ヘッド
１１ 紫外線照射装置
１３ 紫外線光源
１５，１６，１７ 除電ブラシ
１４ 除電装置

Claims (7)

1. 紫外線を照射することによって硬化するインクを吐出することができる記録ヘッドと、前記インクに紫外線を照射させることで硬化させることができる紫外線照射装置と、前記記録ヘッドと前記紫外線照射装置とを搭載し主走査方向に往復移動を行うキャリッジとを有するインクジェット記録装置において、
   前記キャリッジに記録媒体に発生した静電気を除去する除電装置を設けていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記除電装置は、主走査方向に移動するキャリッジの少なくとも進行方向の上流側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記除電装置は、キャリッジの記録媒体の搬送方向上流側に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記除電装置は、除電ブラシを備え、前記除電ブラシの材質は、ステンレス繊維、アモルファス繊維、カーボン繊維、または、導電性アクリル繊維のいずれかにより構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記除電ブラシは、記録媒体と接触するように取り付けられ、装置本体に電気的にアースが取られていることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記紫外線照射装置は、紫外線を照射する紫外線光源を備えており、前記紫外線光源は、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のうちいずれか１つであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記インクに、カチオン硬化型インクを使用したことを特徴とする請求項１から６の
   いずれか一項に記載のインクジェット記録装置。

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