JP2006110841A - 描画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印字スピードを上げても充分な紫外線照射量を確保することができる、製品の生産性の良い、メディア上に高精度に線を描くための描画装置を提供する。
【解決手段】描画装置は、ヘッド案内部材４に沿って１軸方向に移動可能なインク吐出型の印字ヘッド１０ａを搭載したヘッド部１０と、該ヘッド部１０の横に配設され一方向に長い開閉自在な照射口２４を有する紫外線照射装置１６と、メディアを支持するためのテーブル３６とを備え、ヘッド部１０の印字ヘッド１０ａによってテーブル３６上のメディア８０に紫外線硬化型のインクを吐出し該メディア８０に印字を行うとともに、メディア８０に紫外線を前記照射口２４から照射する。紫外線照射口２４は、ヘッド部１０のテーブル３６に対する相対的移動方向に対して平行に配置される。
【選択図】図３０

Description

本発明は、ノートパソコンや液晶テレビ等において表示部として使用される液晶表示装置などを構成するエッジライト方式の面光源装置に使用する導光体などのメディアに印字を行なう描画装置に関するものであり、発光面のうちの一次光源近傍の領域に現れる輝線の発生の防止を企図した面光源装置の製造に使用されるのに適した描画装置に関するものである。詳しくは一次光源と対向する光入射端面の近傍の光出射面領域に現れる輝線の発生の防止を企図した面光源装置用導光体の作成に特に適した描画装置に関するものである。

近年、液晶表示装置は、携帯用ノートパソコン等のモニターとして、あるいは液晶テレビやビデオー体型液晶テレビ等の表示部として、更にはその他の種々の分野で広く使用されてきている。
液晶表示装置は、基本的にバックライトと液晶表示素子とから構成されている。バックライトとしては、液晶表示装置のコンパクト化の観点から図５３に示すエッジライト方式のものが多用されている（例えば特許文献１参照）。従来、バックライトとしては、矩形板状の導光体１７２の少なくとも1つの端面を光入射端面として用いて、該光入射端面に沿って直管型蛍光ランプなどの線状または棒状の一次光源１７４を配置し、該一次光源から発せられた光を導光体１７２の光入射端面から導光体内部へと導入し、該導光体１７２の2つの主面のうちの一方である光出射面から出射させるものが広く利用されている。

ところで、近年の液晶表示装置等の各種機器の軽量化及び薄型化の要求に基づき、バックライトにおいても、導光体の薄型化が進められている。この場合、導光体の光入射端面に近接する光出射面領域（即ち導光体の入光部近傍の光出射面領域）では、光入射端面から導光体に入射した光が該導光体の一方の主面たる光出射面とその反対側の主面たる裏面との間で繰り返し反射されて伝搬する際に、光の分布が未だ十分に平均化されずに光出射面から光出射がなされることで、光入射端面に沿った線状または帯状の繰り返しパターンを形成するように配列された高輝度部分と低輝度部分としての上記輝線及び暗線が現れるようになる。

このようなバックライトの輝線及び暗線の発生する光出射面領域に対応する領域をも有効表示面として利用しようとすると、輝線及び暗線の影響により液晶表示装置の表示画像の品位が著しく低下する。
このため、従来、このような輝線及び暗線の発生する一次光源近傍の導光体光出射両部分が液晶表示装置の有効表示面から外れるように、面光源装置又は液晶表示装置の筐体により一次光源近傍の領域を覆った状態にて面光源装置が使用されていた。しかしながら、近年、有効表示画面の寸法をできるだけ大きく維持した状態で液晶表示装置の外形寸法をできるだけ小さくすることが要求されており、そのため、エッジライト型面光源装置の一次光源近傍の導光体光出射面領域をも有効表示面として利用することが必要となっている。

そこで導光体の光入射端面近傍の光出射面領域での輝度を上昇させ、この領域での欠陥を目立たなくさせる事で対応していたのであるが、この方法では光入射端面近傍の光出射面領域（際輝線）での明るさが目立つ為、製品としての更なる改良が待望されていた。
そこでその欠陥を改善するため、導光体の光入射端面近傍（０〜１００ｕｍ）に光を吸収させる目的（反射させない。透過させない。）で光吸収部材を端面に平行に線状で設ける技術が開発された。
特開２００４−８７３０９号公報

導光体などのメディアへの印字に紫外線硬化型インクで線を描くインクジェット型描画装置を採用した場合、高精度印字を実現するには印字部分に充分な紫外線を照射する必要がある。しかるに、印字ヘッドの印字スピードを上げ、タクトタイムを短くしようとすると、必要な紫外線照射量を確保できなくなってしまうという問題点が生じる。
本発明は、上記問題点に鑑み発明されたものであり、印字ヘッドの印字スピードを上げても、現在使用している同じ紫外線照射装置で充分な紫外線の照射量を確保できるようにすることを主たる目的とするものである。

上記目的を達成するため本発明は、ヘッド案内部材に沿って１軸方向に移動可能なインク吐出型の印字ヘッドを搭載したヘッド部と、該ヘッド部の横に配設され一方向に長い開閉自在な照射口を有する紫外線照射装置と、メディアを支持するためのテーブルとを備え、前記ヘッド部の印字ヘッドによってテーブル上のメディアに紫外線硬化型のインクを吐出し該メディアに印字を行うとともに、メディアに紫外線を前記照射口から照射するようにした描画装置であって、前記紫外線照射口を、前記ヘッド部の前記テーブルに対する相対的移動方向に対して平行に配置したものである。
また本発明は、前記紫外線照射装置を前記ヘッド部の片側又は両側に設け、前記ヘッド部の印字方向下手側の紫外線照射装置の照射口を前記ヘッド部の移動方向に対して平行としたものである。
また本発明は、前記紫外線照射装置を前記ヘッド部の片側又は両側に設け、前記ヘッド部の印字方向上手側の紫外線照射装置の照射口を前記ヘッド部の移動方向に対して平行としたものである。
また本発明は、前記紫外線照射装置を前記ヘッド部の両側に設け、該両側の紫外線照射装置の照射口を前記ヘッド部の移動方向に対して平行としたものである。
また本発明は、前記紫外線照射装置に棒状の紫外線ランプを内置し、該紫外線ランプの長手方向が前記照射口の長手方向と平行となるように前記紫外線ランプを配置したものである。
また本発明は、前記紫外線照射装置に複数の球状の紫外線ランプを１列状に内置し、該紫外線ランプの列の長手方向が前記照射口の長手方向と平行となるように前記紫外線ランプを配置したものである。
また本発明は、前記紫外線照射口の長手方向の方向を任意に変換できる方向変換機構を前記紫外線照射装置に設けたものである。
また本発明は、前記ヘッド部の印字ヘッド幅分の印字に際しては、前記紫外線照射口を該印字ヘッドの移動方向に対して直角に方向変更し、前記印字ヘッドによって線の作画を行うときは、前記紫外線照射口を該印字ヘッドの移動方向に対して平行に方向変換するようにしたものである。
また本発明は、前記紫外線照射装置を前記ヘッド部の両側に設け、片側の紫外線照射装置の照射口を前記ヘッド部の移動方向に対して直角に配置し、他の片側の紫外線照射装置の照射口を前記ヘッド部の移動方向に対して平行に配置し、前記印字ヘッドによる線の作画と印字ヘッド幅の印字に対応して前記両側の紫外線照射装置を使い分けるようにしたことを特徴ものである。

本発明は、同じ紫外線ランプを使用して印字スピードを上げても、照射されている範囲が広いので充分な紫外線照射量を確保することができる。

以下に本発明の構成を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図１，２，３は本発明に係る描画装置の全体概略図を示している。描画装置２の機体には、床面に対して水平に、Ｙ軸方向に伸びるレール状のヘッド案内部材４が支持されている。ヘッド案内部材４にはキャリッジ６がＹ軸駆動機構（Ｙ軸駆動ロボット）８（図１９参照）を介して移動可能に取り付けられ、該キャリッジ６にはインク吐出型の複数の印字ヘッド１０ａを搭載するヘッド部１０が連結している。前記ヘッド案内部材４の両端側には、印字領域の外側に位置して、前記ヘッド部１０の待機位置が設定され、一方のヘッド待機位置には、印字ヘッド１０ａのインク吐出部を塞ぐためのキャッピング部材１２が昇降可能に配置されている。

また、他方のヘッド待機位置には、印字ヘッド１０ａのインク吐出部から吐出されるインクや洗浄液等の廃液を受けるインク受け部材１４が配置されている。前記キャッピング部材１２とインク受け部材１４は、それぞれヘッドメンテナンス部材を構成している。１６は、紫外線照射装置であり、前記ヘッド部１０の横に位置して、前記キャリッジ６に取り付けられている。紫外線照射装置１６は、図７に示すように、ケーシング１８内に光反射板２０が設けられ、これに隣接して、棒状の紫外線ランプ２２が配置されている。紫外線ランプ２２の光は、開口部２４即ち照射口を通じて、下方に照射されるように構成されている。

前記開口部２４の直上にはモータ２６によって駆動されるシャッタ２８が配置され、該シャッタ８は、図９に示すように、開口部２４を開く方向と、開口部２４を閉じる方向に、前記モータ２６によって駆動される。開口部２４を開閉するシャッタの機構は、図９に示す振り子型の構成以外に種々の構成を用いることができる。図１１は、屈曲自在な、両面にラックが形成されたシャッタ板３０を、開閉ギア３２，３４により制御するようにしたシャッタを示し、モータにより駆動されるギア３２，３４の回転によって、シャッタ板３０は、図１１，１２に示すように、開口部２４を開く方向と、閉じる方向との間で駆動されるように構成されている。

前記紫外線照射装置１６の棒状の紫外線ランプ２２は、ヘッド案内部材４の長手方向即ちＹ軸方向に対して平行な方向に配置され、この紫外線ランプ２２の長手方向に対応して、前記開口部２４がＹ軸方向に伸びる細長形状に形成され、紫外線照射口を構成している。紫外線照射装置１６に用いられる紫外線ランプは、図７に示す棒状のランプに特に限定されるものではなく、図８に示すように、一列状に細長の開口部２４に沿ってＹ軸方向に配置した球状の複数のランプ３８を用いても良い。描画装置２は、図１９に示すように、基板からなる制御回路部４０を機体の格納部に内蔵し、該制御回路部４０に、描画装置２の正面に配置された操作パネル４２が接続している。

前記制御回路部４０のＲＯＭには、印字プログラムその他の所要の描画装置制御プログラムが格納されている。３６は、導光体などのメディアを支持するためのテーブルであり、図３１に示すように、機台４４と、Ｙ軸調整用下層板４６と、Ｘ軸調整用上層板４８と、回転方向調整用回転板５０と、上面にバキューム吸着面を有する載置台５２とより構成されている。機台４４は、描画装置２の機体に固定され、これの上面にスライドボールベアリング５４を介してＹ軸方向にスライド自在に下層板４６が支持されている。下層板４６は、ばね５６によって、Ｙ軸に沿った所定の復帰方向に付勢され、該付勢力によって、下層板４６の端面は、機台４４側に取り付けられたマイクロメータ５８の軸部の先端に圧接している。

マイクロメータ５８の回転部を回転させ、軸部の先端をＹ軸方向に沿った進退方向に変位させることによって、下層板４６を機台４４上で、Ｙ軸方向に精確に位置調整を行うことができるように構成されている。前記下層板４６の上面には、スライドボールベアリング５４を介して、上層板４８がＸ軸方向にスライド自在に支持されている。上層板４８は、ばねによって、Ｘ軸に沿った所定の復帰方向に付勢され、該付勢力によって、上層板４８の端面は、下層板４６に取り付けられたマイクロメータ６０の軸部の先端に圧接している。マイクロメータ６０の回転部を回転させ、軸部の先端をＸ軸方向に沿った進退方向に変位させることによって、上層板４８を、下層板４６上で、Ｘ軸方向に精密に位置調整を行うことができるように構成されている。

前記上層板４８の上面には、複数の軸体６３が垂直に突設され、該軸体６３上に回転板５０が水平に載置され、上層板４８の隅に突設された支軸６４に、これを中心として回転自在に連結している。回転板５０は、ばねによって、支軸６４を中心として所定の方向に回転する方向に付勢され、該付勢力によって、回転板５０の端面は、上層板４８に取り付けられたマイクロメータ６２の軸部の先端に圧接している。マイクロメータ６２の回転部を回転させ、その軸部の先端を、進退方向に変位させることによって、上層板４８上で、回転板５０を、支軸６４を中心として、ＸＹ座標平面内で、正逆回転方向に精密に位置調整を行うことができるように構成されている。

前記回転板５０の上面には、垂直方向に所定の間隔を存して、水平に載置台５２が配置され、該載置台５２の下面は、図１８に示すように、上層板４８に突設され、前記回転板５０に穿設された穴に遊嵌する複数の柱体６６の上端に固定され、これによって支持されている。前記載置台５２は箱状に構成され、その底板には、図１８に示すように、吸気箱６８が固定され、該吸気箱６８の開口部と前記載置台５２の底板に穿設された穴とが連通し、該穴を通じて、吸気箱６８の内部は、載置台５２の中空部の吸気室７０に連通している。

前記吸気箱６８は、回転板５０に穿設された穴８２に遊嵌配置されている。前記載置台５２の上面板には、メディアを吸着するための多数の吸気穴が穿設されている。前記吸気箱６８は、それぞれ、チューブを介して、バキューム装置からなる吸着装置７２に連結している。前記吸着装置７２は、図１９に示すように、リレーを介して、電源と制御回路部４０に接続している。前記リレーは、制御回路部４０に接続するフットスイッチ７４により、オンオフ制御可能に構成され、フットスイッチ７４を踏むと、リレーが働き、リレースイッチがオンとなって電源から吸着装置７２に電源が供給され、載置台５２の上面に吸気力による、メディア吸着力が作用し、フットスイッチ７４をオフとすると吸着力が解除されるように構成されている。

７６はＬ状の板部材により構成された位置決め体であり、内側に、載置台５２のメディア載置バキューム吸着面に対して垂直な、Ｘ軸とＹ軸に延び互いに直角に交わる規制面が形成されている。この規制面はメディアより大きい接触面積をもつ線の部分を有している。前記位置決め体７６の下面の略半分は前記載置台５２の縁部の上面に水平に当接配置され、前記位置決め体７６の下面の他の部分は、台７８を介して、前記回転板５０に固着されている。本装置の印字対象物（メディア）８０は、面光源装置に使用する導光体であり、アクリル樹脂板により構成されている。形状は平面の板や図５３に示すテーパー状の板（面光源に近い方が厚く先に行くほど薄くなる形状）からなるものである。メディア８０を載置台５２の上面に載せ、その２方向の縁を、位置決め体７６の規制面に線接触させて、合接させれば、メディア８０を載置台５２の所定の位置に精確に位置決めできる。位置決め体７６のＹ軸方向の位置調整は、マイクロメータ５８を操作して、下層板４６をＹ軸方向に移動して行い、Ｘ軸方向の位置調整は、マイクロメータ６０を操作して、上層板４８をＸ軸方向に移動して行い、回転方向の位置調整は、マイクロメータ６２を操作して、回転板５０を軸６４を中心として回転方向に回転して行う。

図３において、８４，８６は印刷開始スイッチであり、制御回路部に接続している。印刷開始スイッチは、２つのスイッチ８４，８６を押すことにより、印字を開始できるように設定され、２つのスイッチ８４，８６は操作者が片手で同時に操作できない位置に配置されている。
図２０，２１は、載置台５２に対してメディア８０の交換を容易に行うための実施形態を示し、メディア８０と載置台５２との間に、メディア８０より幅の狭い吸引孔の開いたシート状の部材８８を挟む構成とし、シート状部材８８の厚さにより、載置台５２の上面とメディア８０の下面との間に、操作者の手作業によるメディア交換を容易にするための隙間Ｇを設けたものである。

メディアの交換作業は作業ロボットにより自動的に行う構成としても良い。メディアの交換を容易に行うための手段としては、上記実施形態の外に、図２２に示すように、載置台５２に、溝（切り欠き）９０を設け、メディア８０の下面の一部に、溝９０によって隙間を設けて、メディア８０の下側に指が容易に入る構成としても良い。また、図２３に示すように、載置台５２の上面の幅をメディア８０の幅よりも狭くして、メディア８０の下面の一部を開放した構成としても良い。本装置で使用するメディアは板状の部材であり、ある程度の固さを有するものであるので、溝や隙間などに対して落ち込むことがないため、このような構造でも問題はない。図２４乃至図２６は、紫外線照射装置１６の紫外線ランプの照射範囲を任意に変更するための構成を示している。

この照射範囲は紫外線照射装置１６の開口部２４により規定される。紫外線照射装置１６のケーシング１８の２方向位置に、ボルト取り付け穴９２，９４と９６，９８を設け、これらのボルト取り付け穴に対応してキャリッジ６側にボルト取り付け穴を設けている。ボルト取り付け穴９２，９４を、キャリッジ６側のボルト取り付け穴にボルトで結合することにより、開口部２４により形成される紫外線照射範囲の長手方向を、ヘッド部１０の搬送方向即ちＹ軸方向に対して平行とすることができる。また、ボルト取り付け穴９６，９８をキャリッジ６側のボルト取り付け穴にボルトで結合することにより、図２６に示すように、紫外線照射範囲の長手方向をヘッド搬送方向に対して直角とすることができる。

また、図２７に示すように、載置台の上面に対して垂直な軸体１００を、キャリッジ６側を支点として、モータ１０２によって回転し、軸体１００に固定したギア１０４と、これに噛み合う紫外線照射装置１６のケーシング側に固定したギア１０６との噛み合いにより、紫外線照射装置１６が軸体１００を中心として回転する構成としても、紫外線照射範囲の長手方向をヘッド搬送方向に対して直角と平行の間で任意に変更することができる。

図３２は、描画装置に複数のメディア支持部を配置した構成を示している。載置台５２を、Ｙ軸方向に幅広に形成し、載置台５２を１／２ずつの領域に分割し、それぞれの領域に位置決め体７６，７６を設けたものである。他の構成は、図３に示す構成と同じである。このように構成することで、２枚のメディア８０，８０を載置台５２上にセットすることができ、同時に印字作画を行うことができる。

図３３は、機体上に、２台の独立したテーブル３６を設けたものであり、２台の載置台５２，５２を有し、独立した載置台５２，５２は、それぞれ位置決め体７６を備えている。独立した２台のテーブルの構成は図３１に示す構成と同一である。
図３４は、載置台５２上にメディア８０を載置すると、メディアが自動的に位置決め体７６に当接し、メディア８０が載置台５２上に精確に位置決めされる構成を示している。載置台５２にはＸ軸とＹ軸方向に延びるガイド孔が設けられ、このガイド孔に沿ってそれぞれスライダ１０８，１１０がスライド自在に取り付けられている。各スライダ１０８，１１０はそれぞれ対向する位置決め体７６の規制面に接近する方向にモータ（図示省略）などにより弱い力で移動可能となっている。

載置台５２に載置されたメディア８０は、スライダ１０８，１１０によって２方向から位置決め体７６の規制面に密着する方向に押しつけられ、精確に載置台５２上に位置決めされる。
図３５は、メディア８０を精確に載置台５２上に位置決めするために、載置台５２に、位置決め体７６の規制面方向に傾く傾斜を形成している。載置台５２上にメディア８０を載置すると、メディア８０は、載置台５２の傾斜面に沿って位置決め体７６の規制面方向に移動し、これに密着する。

図４４は、本装置のインク供給、洗浄システムを示している。キャリッジ６に搭載された４個の各サブタンク１１２は、機体側に配置された負圧ポンプ１１４にエアーチャンバー１１６を介して連結し、印字ヘッド１０ａからインクが漏れないように、サブタンク１１２の内部が負圧に保たれている。図中、３ＷＢは三方電磁弁であり、共通口ＣＯＭと、分岐口ＯＮ、分岐口ＯＦＦを有している。分岐口ＯＮは、電磁弁３ＷＤがオンのとき、ＣＯＭと導通し、オフのときＣＯＭとの間が遮断される。分岐口ＯＦＦは、電磁弁３ＷＤがオフのとき、ＣＯＭと導通し、オンのときＣＯＭとの間が遮断されるように構成されている。

２ＷＤは二方電磁弁、１１８，１２０，１２２，１２４はフイルタ、１２６は正圧エアーポンプ、１２８，１３０はダイアフラムポンプである。１３２は紫外線硬化型のインクを収納するメインタンク、１３４は紫外線硬化型のインクを収納するメインタンク、１３６は洗浄タンクであり、これらメインタンクは機体に配設されたキャビネット内に収納されている。前記メインタンク１３２，１３４及び洗浄液タンク１３６は、チューブから成る主搬送路１３８を介して、サブタンク１１２に連結している。１４は、印字ヘッド１０ａが印字領域から離れた一方の待機位置に移動したとき、印字ヘッド１０ａの下方に位置するように、待機位置に設けられたインク受け部材であり、このインク受け部材１４にパイプを介して廃液タンク１４１が連結している。

上記した構成において、メインの電源を投入すると、負圧ポンプ１１４が作動し、二方電磁弁１４０が導通状態となる。このスイッチを入れた時点では、サブタンク１１２のインクが沈降している可能性があるため、サブタンク１１２のインクを一度メインタンク１３２，１３４に回収してからインクをまたサブタンク１１２に供給する。そうすることでサブタンク１１２内のインクもある程度攪拌され、サブタンク１１２内のインクの沈降の問題も解消される。なお、メインタンク１３２，１３４では、数時間おきに自動的に攪拌処理を行っている。メインの電源スイッチオフで全ての機器がオフとなる。

なお、メインの電源スイッチがオフとなってもサブタンク１１２は負圧の状態で維持されるので、非印字時中にインクが印字ヘッド１０ａから漏れることがない。メインタンク１３２から対応するサブタンク１１２ａへのインクの供給のときは、電磁弁１４２をオン、電磁弁１４４，１４６，１４８，１５０，１５２，１５４をオフとする。なお、サブタンク１１２ｂへインクを供給するときは、電磁弁１５０をオンとする。該状態でポンプ１２８が駆動されると、メインタンク１３２からチューブ、電磁弁１４６，１４４、ポンプ１２８、電磁弁１５０を含むインク供給部と、主搬送路１３８とを経てサブタンク１１２ａへインクの供給が行われる。

サブタンク１１２ａのインクセンサがＨiレベルの信号を制御回路部に出力すると、ポンプ１２８の駆動が停止し、サブタンク１１２ａへのインク供給が完了する。このとき、負圧ポンプ１１４はオン、正圧ポンプ１２６はオフとなっている。なお、印字ヘッド１０ａとサブタンク１１２に設けたヒータがオンとされ、制御回路部は、インクの温度制御も実施する。他のサブタンク１１２へのインクの供給も同様な原理により行われる。

次にサブタンク１１２ａからメインタンク１３２へインクを回収するときは、電磁弁１４４をオン、電磁弁１４２，１４６，１４８，１５０，１５２，１５４をオフとする。該状態でポンプ１２８が駆動されると、主搬送路１３８と電磁弁１４４、ポンプ１２８、電磁弁１４２、チューブを含むインク回収部を経て、サブタンク１１２ａ内のインクが対応するメインタンク１３２に回収される。このとき、サブタンク１１２ａのセンサＳがLOWレベルになってもインク回収動作が数秒続行され、サブタンク１１２ａ内のインク供給管Ｐの下端よりインクの液位が低くなったところで、インク回収動作が停止する。

これにより、サブタンク１１２、メインタンク１３２間の、主搬送路１３８とインク回収部のチューブ内に残っているインクがすべて回収される。このインク回収時では、負圧ポンプ１１４はオン、正圧ポンプ１２６はオフの状態となっている。
なお、本発明は、テーブル３６側に搬送機構を設けないで、印字時、移動しない構成とし、ヘッド部１０がヘッド案内部材４に沿って１軸方向（Ｙ軸方向）に移動する構成としたが、ヘッド部１０側を固定し、これに対して、テーブル３６側がＸ軸方向に移動する構成としても良い。また、ＸＹ２軸方向に印字ヘッドとテーブルとを相対移動させる印字機構を用いることも可能である。

この場合には、制御回路部にテーブルを駆動するためのＸ軸駆動ロボット１５６を駆動させないモード又はヘッド部を移動させないモードを設定することにより対応する。尚、テーブルに搬送機構を設けていない図１に示す実施形態では、制御回路部４０には図１９に示すＸ軸駆動ロボット１５６は設けていない。また、上記実施形態では、シリアルヘッド方式を採用しているが、ラインヘッド方式を用いることができる。また、本発明は、インクジェット型の描画装置に特に限定されるものではなく、サーマルプリンタ、ペンプロッタなどその他の描画装置に応用可能である。
又メディア上に生じた静電気等が印字に対して悪影響を及ぼすことがあるため、その除電、除塵の対策として、接触型、非接触型の除電装置を設けて印字前のメディアの除電を行うようにすると良い。なお除電装置を設ける場所としては印字ラインの軸線上やヘッドキャリッジ、テーブル面などが考えられるが、印字前のメディアの除電がされるのであれば特に場所はどこに設けてもよい。

次に本発明の動作について説明する。
図４又は図５に示す操作パネル４２のキーを操作していくことにより、メディア８０へ印字する線の長さ、幅、ポイントを制御回路部に指定する動作について、図６のフローチャートを参照して説明する。
操作パネル４２の電源スイッチを入れ、制御回路部４０を起動する。操作パネル４２のキーを操作していくことにより、データ生成モードを選択すると、操作パネル４２に、Ｙ軸ポジション、線幅、長さの入力項目の選択画面が個別に表示される。Ｙ軸ポジションの入力を選択した場合には、０〜１００ｍｍの範囲で数値（ｂ）を入力する。制御回路部は、数値（ｂ）は上記数値範囲内であるか否か判断し、肯定を判断すると、Ｙ軸ポジションの入力を終了する。

線幅の入力を選択した場合には、０．０１〜２０ｍｍの範囲で数値（ａ）を入力する。制御回路部は、数値（ａ）は上記数値範囲か否か判断し、肯定を判断すると、線幅の入力を終了する。長さの入力を選択した場合には、１〜１０００ｍｍの範囲で数値（ｃ）を入力する。制御回路部は、数値（ｃ）は上記数値範囲か否か判断し、肯定を判断すると、長さの入力を終了する。次に、操作者は、他の入力項目は無いか否か判断し、無いと判断すると、次に登録内容の確認を行い、ＯＫか否か判断し、肯定を判断すると、データ生成を終了する。上記は操作パネル４２のキーを操作し選択、決定していく事で入力を行うものであるが、液晶表示式のタッチパネル等を使用すれば画面にて分かり易く入力していく事も可能である。操作者は、次に、あるいは、データ入力の前に予め、マイクロメータ５８，６０，６２を操作して、位置決め体７６を正しい位置に調整する。

次に、導光体などからなるメディア８０を、載置台５２上に位置決めし、位置決め体７６の２方向の規制面にメディア８０の縁を当接した後、フットスイッチ７４を踏んで、吸着装置７２を駆動させ、メディア８０を載置台５２に吸着固定させる。次に、印刷開始スイッチ８４，８６をオンとさせると、キャリッジ６は、制御回路部４０の制御により、一方のヘッド待機位置から他方のヘッド待機位置に向かって移動を開始する。この印刷開始スイッチ８４，８６は、２個を押す必要があり、片手では届かない位置にあるので、操作者が間違って装置を動かしてしまうことがなく、メディアの破損や、浪費などを無くすことができる。また本装置の構成ではメディアの交換作業を早く行えるようにするため印字ヘッドが動くエリアにカバーを設けてないので、両手で２個同時に押すことにより手が入ってしまう状態を防ぐことができる。なお、印刷開始スイッチ８４，８６は完全に同時に押されなくても良く、若干（コンマ数秒）のずれがあっても良い。

一方、紫外線照射装置１６の紫外線ランプ２２が点灯し状態が安定してから、モータ２６が駆動され、シャッタ２８が開口部から離反し、開口部２４が開く。印字ヘッド１０ａは、キャリッジ６の移動によってメディア８０を走査し、ノズルから紫外線硬化型インクを吐出して、メディア８０に、操作パネル４２で設定した印字データに基づき、印字を行う。メディア８０の印字部分には、紫外線照射装置１６の開口部２４から紫外線が照射され、印字部分へのインク硬化処理が行われる。ヘッド部１０が他方のヘッド待機位置に到達したところで、メディア８０に対する印字動作が完了する。そして右側の待機位置に戻る時に照射だけを行う事により完全に硬化処理が終了する。

上記印字動作において、図１３に示すように、ヘッド部１０が右側のヘッド待機位置から、図中、左方向に移動を開始すると、紫外線照射装置１６がメディア載置範囲（印字領域）に入る前に、シャッタ２８により開口部２４を開く動作を開始する。また、図１４に示すように、ヘッド部１０が左側のヘッド待機位置から右方向に移動し、印字領域を過ぎて右側のヘッド待機位置に戻るヘッド部の移動中に、予め設定されたシャッタ閉開始位置で、紫外線照射装置１６の開口部２４即ち、照射口を閉じる動作を開始するとともに、吸着オフタイミング位置で、吸着装置７２による吸引を解除する。

このように、照射エリアを過ぎてヘッド待機位置へ戻るヘッド部の移動中に、紫外線照射口のシャッタを閉じる動作を開始して終了させるタイミングでシャッタの開閉制御を行い、またヘッド部が印字エリアを過ぎてヘッド待機位置へ戻る印字ヘッドの移動中に吸着装置７２の解除を行う制御を入れることにより、次のメディア交換に取りかかれる時間の短縮が可能となる。

尚、紫外線照射装置１６を、図２９に示すように、ヘッド部１０の両側即ち上手側と下手側の両側に配置すれば、ヘッド部１０は、左右のどちらのヘッド待機位置でも待機でき、印字直後のインクに紫外線照射が可能となる。即ちヘッド部１０の往路では進行方向後方の片側の紫外線照射装置１６が印字直後の印字部分への照射を担当し、復路では、ヘッド部１０の進行方向後方の他の片側の紫外線照射装置１６が印字直後の印字部分への照射を担当する。そうすることにより、往路、復路で１回ずつメディア８０を交換すれば、往復で２回印字が可能となり、作業効率があがる。

図２９に示すように、ヘッド部１０の両側にある紫外線照射装置１６あるいは、図２８に示すように、ヘッド部１０の片側に配置した紫外線照射装置１６の照射口（開口部２４）の長手方向軸線を、ヘッド搬送方向に対して平行に配置した構成では、線の印字時、印字ヘッド１０ａのキャリッジスピードを上げても、線の作画部に対して紫外線照射装置１６の照射口の軸線が同軸上を移動するため、充分な紫外線が印字ヘッド１０ａによる線の作画部に照射される。また、紫外線照射装置１６は、縦（即ち、図３０の左側の紫外線照射装置１６のようにヘッド部１０のテーブル３６に対する相対的移動方向に対して直角）、横（即ち、図３０の右側の紫外線照射装置１６のようにヘッド部１０のテーブル３６に対する相対的移動方向に対して平行）に回転可能、又は、取り付けが可能になっているので、線の作画のときは、横向き、ヘッド幅の印字（印字ヘッドのＸ軸に沿ったノズル列の全てのノズルを使用する印字）のときは、縦向きというように用途による使い分けが可能となる。

また、片方を縦、片方を横にする構成であれば、ヘッド部１０の印字方向による用途の使い分けも可能となる。即ち、例えば、図３０において、ヘッド部１０の往路（図中、左方向の移動）の移動では、線の印字を行い、片側の横にした紫外線照射装置１６により印字部に対する照射を行う。また、ヘッド部１０の復路の移動では、ヘッド幅の印字を行い、この場合、他の片側の縦にした紫外線照射装置１６により印字部の照射を行うようにする。

本発明に係る描画装置は、制御回路部４０にヘッド部１０のキャリッジスピードを任意に調整できる制御手段を設けている。これにより、インクがメディア８０に落下した後、紫外線が当たるまでの時間を制御することで、インクのレベリング性（平滑性）を制御することができ、図５２に示す、メディア８０に着地したインク滴１５６の平滑性を任意の必要な所望の状態とすることができる。またインクとメディアの接触面積が多くなる事により密着性を上げることもできる。図３６に示すように、印刷時、ヘッド部１０が、速度Ｖで等速で移動し、ヘッド部１０の下手側（進行方向の後方側）で紫外線照射装置１６の照射口から紫外線がメディア８０に向けて照射される。なお、図においては分かり易いように照射範囲を短くして説明してあるが、図４２に示すように照射範囲は広くても良い。

このとき、前方の紫外線照射装置１６の照射口は閉じられている。図３７に示すように、印字時、ヘッド部１０が速度Ｖ１で等速で移動すると、メディア８０に落下したインク滴は、時間ｔ１経過後に紫外線が照射される。図３８に示すように、ヘッド部１０の速度Ｖ２が速くなれば、メディア８０に落下したインク滴は、時間ｔ２（ｔ２＜ｔ１）経過後、速度Ｖ１のときよりも早く紫外線が照射される。図３９は、インク滴の吐出口即ちＹ軸方向に並んだ印字ヘッド１０ａを変えることで、印字ヘッドと紫外線照射位置との距離をｌ２に短縮した状態を示している。

この場合には、キャリッジ速度がＶで図３６に示す状態と同じでも、選択された印字ヘッド１０ａが相違し、これにより、距離ｌ２が違うので、インク滴は早く照射されることになる。図４０は、印字ヘッド１０ａと紫外線照射装置１６とのＹ軸方向の距離を機構的に変化させた状態を示している。紫外線照射装置１６のケーシングは、ガイド１６０によりＹ軸方向にスライド自在にキャリッジ６に支承され、ラック１５８が設けられている。モータ１６２の駆動が歯車を介してラック１５８に伝達されると、紫外線照射装置１６は、Ｙ軸方向に移動し、印字ヘッド１０ａと紫外線照射装置１６の照射口間の距離が変化する。

図４１は、紫外線照射装置１６の照射口２４に、該照射口２４に沿ってスライドする屈曲自在なシャッタ板１６４を有するシャッタ機構を設けている。開閉ギア１６６をモータ（図示省略）により駆動すると、シャッタ板１６４がスライドして照射口２４の開口位置が変化し、この変化によって、図４１中、左側の印字ヘッド（図示省略）と紫外線照射装置１６の照射口２４との距離が変化する。図４２は、照射口２４の長手方向をＹ軸方向に平行として照射量を確保し、片方向印字方式を採用し、ヘッド部１０の片側に紫外線照射装置１６を設け、速度Ｖで等速で印字している状態を示している。図４３は、インクの吐出無しで照射しながら、ヘッド部１０が右方向のヘッド待機位置に戻る状態を示し、この戻る速度が遅ければ、それだけメディアの印字部分に対する紫外線の照射量が多くなる。

本装置は、この戻り速度を制御することで、印字済み部分に対する照射量の制御を行っている。図４２において、ヘッド部１０の移動速度は、制御回路部４０のメモリに格納された、インクの種類と、これらインクの種類に対応するヘッドスピードの値とから成るデータテーブルに基づいて、使用するインクにより設定される。また、他の実施形態では、サブタンク１１２のヒータや印字ヘッド１０ａのヒータなどにより、インク温度の可変機構が構成され、印字ヘッド１０ａのキャリッジスピード（ヘッドスピード）が、制御回路部４０のメモリに格納された、インクの種類と、インクの温度と、これらインクの種類とインク温度に対応するヘッドスピードの値とからなるデータテーブルに基づいて、使用するインクとそのインクの温度とにより設定される。

図４３において、印字後にヘッド待機位置に戻るヘッド部１０の移動速度も、同様に、制御回路部４０のメモリに格納された、インクの種類とこれらインクの種類に対応するヘッドスピードの値とからなるデータテーブルに基づいて、使用するインクにより設定される。また、他の実施形態では、ヘッド待機位置に戻るヘッド部のキャリッジスピードは、制御回路部４０のメモリに格納された、インクの種類と、インクの温度と、これらインクの種類とインク温度に対応するヘッドスピードの値とからなるデータテーブルに基づいて、使用するインクとそのインクの温度とにより設定される。

本発明の実施に際し、インク粘度、インク表面張力、ヘッド速度、紫外線照射速度（戻り速度）印字ヘッドと紫外線照射装置の距離、ヘッド温度、サブタンク温度、紫外線ランプの出力の一般的な値、好ましい値、更に好ましい値は下記表１に示す通りである。表１に記載の更に好ましい値の条件による印字においては、アクリル樹脂板に対するレベリング性、密着性に対し特に良い結果が得られている。

次にメディアに対する印字の前に該メディアに対して紫外線を照射し、メディア表面を活性化させ、印字後の密着性を高める動作について説明する。
図４５は、ヘッド部１０の両側に、紫外線照射装置１６，１６が配置されている場合の動作を示し、この場合には、ヘッド部１０の往路、復路ともヘッド部１０の進行方向の前方側の紫外線照射装置１６で紫外線をメディア８０に照射してから、インクを吐出し、そして、後方の紫外線照射装置１６でメディア８０の印字部分へ紫外線を照射する。
図４６，４７は、ヘッド部１０の横に、その往路の進行方向の前方に位置して、紫外線照射装置１６が設けられている動作を示し、ヘッド部１０の往路でインクを吐出せずに、メディア８０へ紫外線を照射し、復路では、インク吐出後に、メディア８０の印字部分に紫外線を照射している。

図４８，４９，５０は、往路で、メディア８０に対して、インク吐出なしで、紫外線を照射し、復路は、インク吐出なしで、メディア８０へ紫外線を照射しながら戻り、あるいは、照射なしで戻る動作を示している。この動作では、２回目の往路でインクを吐出して、この吐出直後の印字部分に、ヘッド部１０の後方の紫外線照射装置１６で紫外線を照射する。上記プレ照射動作において、ヘッド部１０の往路、復路におけるキャリッジスピードを、制御回路部４０により構成されるキャリッジスピード変更手段により任意に変更すれば、照射量に関して、任意の値を照射できる。

図５１は、テーブル３６をガイド１６８によって移動可能とした構成を示し、このテーブル３６の移動範囲内に紫外線照射装置を備えた紫外線照射エリア１７０を設けている。
上記した構成において、印字前にテーブル３６がガイド１６８に沿って、紫外線照射エリア１７０の直下に移動し、テーブル３６上のメディア８０に紫外線を照射する。次に、テーブル３６を元の位置に移動し、ヘッド部１０による印字が行われる。尚、この印字が終了した後、再び前記紫外線照射エリア１７０に移動して、印字されたメディア８０に紫外線を照射しても良い。尚、印字前のプリ照射は、紫外線に特に限定されるものではなく、コロナ、プラズマ、赤外線、ハロゲン等印字面活性化効果を有する光線を使用することができる。

本発明に係る描画装置の概略正面図である。 本発明に係る描画装置の概略側面図である。 本発明に係る描画装置の概略平面図である。 操作パネルの説明図である。 操作パネルの説明図である。 操作パネルの動作を示すフローチャートである。 紫外線照射装置の概略断面図である。 紫外線照射装置の概略断面図である。 紫外線照射装置の概略断面図である。 紫外線照射装置の概略断面図である。 紫外線照射装置の概略断面図である。 紫外線照射装置の概略断面図である。 本発明に係る描画装置の概略正面図である。 描画装置の一部の正面図である。 描画装置の動作説明図である。 描画装置の動作説明図である。 描画装置の動作説明図である。 テーブルの概略説明図である。 本発明に係る描画装置の機能ブロック回路図である。 載置台の説明図である。 載置台の説明図である。 載置台の説明図である。 載置台の説明図である。 描画装置の概略平面図である。 描画装置の一部の平面説明図である。 描画装置の一部の平面説明図である。 描画装置の一部の平面説明図である。 描画装置の概略平面図である。 描画装置の概略平面図である。 描画装置の概略平面図である。 テーブルの分解斜視図である。 描画装置の概略平面図である。 描画装置の概略平面図である。 載置台の外観図である。 載置台の外観図である。 描画装置の動作説明図である。 描画装置の動作説明図である。 描画装置の動作説明図である。 描画装置の動作説明図である。 描画装置の一部の正面図である。 紫外線照射装置の断面説明図である。 描画装置の動作説明図である。 描画装置の動作説明図である。 インク供給系の配管図である。 描画装置の動作説明図である。 描画装置の動作説明図である。 描画装置の動作説明図である。 描画装置の動作説明図である。 描画装置の動作説明図である。 描画装置の動作説明図である。 描画装置の平面図である。 本発明の説明図である。 従来技術の説明図である。

符号の説明

２ 描画装置
４ ヘッド案内部材
６ ヘッドキャリッジ
８ Ｙ軸駆動ロボット
１０ ヘッド部
１０ａ 印字ヘッド
１２ キャッピング部材
１４ インク受け部材
１６ 紫外線照射装置
１８ ケーシング
２０ 光反射板
２２ 紫外線ランプ
２４ 開口部
２６ モータ
２８ シャッタ
３０ シャッタ板
３２ ギア
３４ ギア
３６ テーブル
３８ 紫外線ランプ
４０ 制御回路部
４２ 操作パネル
４４ 機台
４６ 下層板
４８ 上層板
５０ 回転板
５２ 載置台
５４ スライドボールベアリング
５６ ばね
５８ マイクロメータ
６０ マイクロメータ
６２ マイクロメータ
６４ 支軸
６６ 柱体
６８ 吸気箱
７０ 吸気室
７２ 吸着装置
７４ フットスイッチ
７６ 位置決め体
７８ 台
８０ メディア
８２ 穴
８４ 印刷開始スイッチ
８６ 印刷開始スイッチ
８８ バキュームシート
９０ 溝
９２ ボルト取り付け穴
９４ ボルト取り付け穴
９６ ボルト取り付け穴
９８ ボルト取り付け穴
１００ 軸体
１０２ モータ
１０４ ギア
１０６ ギア
１０８ スライダ
１１０ スライダ
１１２ サブタンク
１１４ 負圧ポンプ
１１６ エアーチャンバー
１１８ フイルタ
１２０ フイルタ
１２２ フイルタ
１２４ フイルタ
１２６ ポンプ
１２８ ダイアフラムポンプ
１３０ ダイアフラムポンプ
１３２ メインタンク
１３４ メインタンク
１３６ 洗浄タンク
１３８ 主搬送路
１４０ 二方電磁弁
１４２ 電磁弁
１４４ 電磁弁
１４６ 電磁弁
１４８ 電磁弁
１５０ 電磁弁
１５２ 電磁弁
１５４ 電磁弁
１５６ インク滴
１５８ ラック
１６０ ガイド
１６２ モータ
１６４ シャッタ板
１６６ 開閉ギア
１６８ ガイド
１７０ 紫外線照射エリア
１７２ 導光体
１７４ 一次光源

Claims (9)

1. ヘッド案内部材に沿って１軸方向に移動可能なインク吐出型の印字ヘッドを搭載したヘッド部と、該ヘッド部の横に配設され一方向に長い開閉自在な照射口を有する紫外線照射装置と、メディアを支持するためのテーブルとを備え、前記ヘッド部の印字ヘッドによってテーブル上のメディアに紫外線硬化型のインクを吐出し該メディアに印字を行うとともに、メディアに紫外線を前記照射口から照射するようにした描画装置であって、前記紫外線照射口を、前記ヘッド部の前記テーブルに対する相対的移動方向に対して平行に配置したことを特徴とする描画装置。
2. 前記紫外線照射装置を前記ヘッド部の片側又は両側に設け、前記ヘッド部の印字方向下手側の紫外線照射装置の照射口を前記ヘッド部の移動方向に対して平行としたことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
3. 前記紫外線照射装置を前記ヘッド部の片側又は両側に設け、前記ヘッド部の印字方向上手側の紫外線照射装置の照射口を前記ヘッド部の移動方向に対して平行としたことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
4. 前記紫外線照射装置を前記ヘッド部の両側に設け、該両側の紫外線照射装置の照射口を前記ヘッド部の移動方向に対して平行としたことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
5. 前記紫外線照射装置に棒状の紫外線ランプを内置し、該紫外線ランプの長手方向が前記照射口の長手方向と平行となるように前記紫外線ランプを配置したことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
6. 前記紫外線照射装置に複数の球状の紫外線ランプを１列状に内置し、該紫外線ランプの列の長手方向が前記照射口の長手方向と平行となるように前記紫外線ランプを配置したことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
7. 前記紫外線照射口の長手方向の方向を任意に変換できる方向変換機構を前記紫外線照射装置に設けたことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
8. 前記ヘッド部の印字ヘッド幅分の印字に際しては、前記紫外線照射口を該印字ヘッドの移動方向に対して直角に方向変更し、前記印字ヘッドによって線の作画を行うときは、前記紫外線照射口を該印字ヘッドの移動方向に対して平行に方向変換するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の描画装置。
9. 前記紫外線照射装置を前記ヘッド部の両側に設け、片側の紫外線照射装置の照射口を前記ヘッド部の移動方向に対して直角に配置し、他の片側の紫外線照射装置の照射口を前記ヘッド部の移動方向に対して平行に配置し、前記印字ヘッドによる線の作画と印字ヘッド幅の印字に対応して前記両側の紫外線照射装置を使い分けるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。

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