JP2006159499A - Inkjet recording device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インクジェット記録装置に係り、特にフラッシュ光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。 The present invention relates to an ink jet recording apparatus, and more particularly to an ink jet recording apparatus using ink that is cured by irradiation with flash light.
近年、グラビア印刷方式やフレキソ印刷方式などの製版を必要とする方式に比較して、簡便にかつ安価に画像を形成することができるという理由から、インクジェット記録装置が多く用いられるようになっている。 In recent years, an inkjet recording apparatus has been widely used because an image can be easily and inexpensively formed as compared with a method that requires plate making such as a gravure printing method and a flexographic printing method. .
インクジェット記録装置を用いて商品や商品の包装に画像記録を行う分野では、商品や商品の包装に、樹脂や金属などのインク吸収性のない材料を用いることが多い。そして、このようなインク吸収性のない材料を記録媒体として用いるときには、この記録媒体上にインクを定着させるために、例えば紫外線等の光を照射することによって硬化する光硬化型インクを吐出するノズルが設けられた記録ヘッドと、インクを硬化させる光を発生させる光源が設けられた光照射装置とを有し、ノズルから吐出したインクを記録媒体上に着弾させた後、光照射装置により光を照射することでインクを硬化させて記録媒体上に定着させ、画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。 In the field of recording an image on a product or product packaging using an inkjet recording apparatus, a material having no ink absorbability such as resin or metal is often used for the product or product packaging. When such a non-ink-absorbing material is used as a recording medium, a nozzle that discharges a photocurable ink that is cured by irradiating light such as ultraviolet rays to fix the ink on the recording medium. And a light irradiation device provided with a light source that generates light for curing the ink. After the ink ejected from the nozzle is landed on the recording medium, the light irradiation device emits light. An ink jet recording apparatus is known in which an ink is cured by irradiation to be fixed on a recording medium to form an image.
フラッシュ光源を用いたインクジェット記録装置としては、インク乾燥部にフラッシュ光源を設け、フラッシュを照射させて記録媒体上のインクを乾燥させる技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。また、インク硬化用光源としてフラッシュ光源を設けたインクジェット記録装置に、水系インクのフラッシュ硬化型インクを用いる技術が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
しかしながら、インクジェット記録装置にフラッシュ光源を設けてフラッシュ光を瞬時に大量照射すると、光硬化型インク、特に紫外線硬化型インクが照射された光量により沸騰したり、又、記録媒体が照射された紫外線や熱影響により劣化するため、高品質な記録画像を得ることが難しいという問題を有している。 However, when a flash light source is provided in an ink jet recording apparatus and flash light is instantaneously irradiated in large quantities, the light curable ink, particularly ultraviolet curable ink, boils depending on the amount of light irradiated, or the recording medium is irradiated with ultraviolet light or Since it deteriorates due to the influence of heat, there is a problem that it is difficult to obtain a high-quality recorded image.
そこで、本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、フラッシュの照射を制御することにより、インクの種類や記録媒体の種類に最適なフラッシュ照射をす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。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above points, and provides an ink jet recording apparatus that can perform flash irradiation optimal for the type of ink and the type of recording medium by controlling the irradiation of the flash. For the purpose.
上記の課題を解決するために、請求項1に記載した発明は、記録媒体に光硬化型インクを吐出する記録ヘッドと、前記記録ヘッドから吐出されたインクにフラッシュを照射するフラッシュ照射装置と、前記フラッシュ照射装置の蓄電手段と、前記フラッシュ照射装置への通電周期と通電時間とを制御する制御装置とを備えたことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention described in
請求項1に記載の発明では、フラッシュ光源への通電周期と通電時間とを制御することができるので、フラッシュの照射量や照射時間を制御することができるようになっている。さらに、記録媒体上に吐出されたインクに対して適切なフラッシュを照射して、インクを瞬間的に所定の温度に加熱させると同時にインクを硬化させることができるようになっている。 According to the first aspect of the present invention, since the energization cycle and the energization time for the flash light source can be controlled, the flash irradiation amount and the irradiation time can be controlled. Further, the ink discharged onto the recording medium can be irradiated with an appropriate flash to instantaneously heat the ink to a predetermined temperature and simultaneously cure the ink.
請求項2に記載した発明は、請求項1に記載のインクジェット記録装置において、前記蓄電手段は複数設けられ、前記蓄電手段と前記フラッシュ照射装置との接続を切替える切替手段を設けたことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the inkjet recording apparatus according to the first aspect, a plurality of the power storage units are provided, and a switching unit that switches connection between the power storage units and the flash irradiation device is provided. To do.
請求項2に記載した発明では、複数の蓄電手段及び蓄電手段とフラッシュ光源との接続を切替える切替手段が設けられたので、常に蓄電された蓄電手段とフラッシュ照射装置とを接続し、同時に蓄電されていない蓄電手段を蓄電することができるようになっている。
In the invention described in
請求項3に記載した発明は、請求項1または請求項2に記載のインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドは主走査方向に往復移動して前記インクを吐出するシリアル型の記録ヘッドであり、前記フラッシュ照射装置は前記記録ヘッドの前記主走査方向の両側に位置するように配設され、前記記録ヘッドの主走査方向に対して下流側の前記フラッシュ照射装置を照射させることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to the first or second aspect, the recording head is a serial type recording head that reciprocates in the main scanning direction and ejects the ink. The flash irradiation device is disposed so as to be positioned on both sides of the recording head in the main scanning direction, and irradiates the flash irradiation device on the downstream side with respect to the main scanning direction of the recording head.
請求項3に記載した発明では、フラッシュ照射装置がシリアル型の記録ヘッドの両側に配設されて、記録ヘッドの主走査方向に対して下流側のフラッシュ照射装置を照射させるので、記録媒体にインクが着弾した直後にインク上を移動するフラッシュ照射装置を照射させるようになっている。 According to the third aspect of the present invention, the flash irradiation device is disposed on both sides of the serial type recording head and irradiates the flash irradiation device on the downstream side with respect to the main scanning direction of the recording head. Immediately after landing, the flash irradiation device moving on the ink is irradiated.
請求項4に記載した発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、前記フラッシュ照射装置はキセノン光源であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the ink jet recording apparatus according to any one of the first to third aspects, the flash irradiation device is a xenon light source.
請求項4に記載の発明では、フラッシュ照射装置としてキセノン光源を用いることにより、フラッシュ照射の発光領域に紫外線領域を含むことができるようになっている。 In the invention described in claim 4, by using a xenon light source as the flash irradiation device, the light emission region of the flash irradiation can include an ultraviolet region.
請求項1に記載の発明によれば、フラッシュ光源への通電周期や通電時間を制御することによりフラッシュの照射量や照射時間を制御することができるので、使用するインクの種類や記録媒体の種類に応じたフラッシュの照射を行うことができる効果を奏する。 According to the first aspect of the present invention, since the flash irradiation amount and irradiation time can be controlled by controlling the energization cycle and energization time to the flash light source, the type of ink used and the type of recording medium The flash can be irradiated according to the effect.
さらに、請求項1に記載の発明によれば、記録媒体上に吐出されたインクに対して適切なフラッシュの照射を行うことにより、インクを瞬間的に所定の温度に加熱・硬化させることができるので、確実に画像を記録することができる効果を奏する。 Furthermore, according to the first aspect of the invention, the ink can be instantaneously heated to a predetermined temperature and cured by performing appropriate flash irradiation on the ink ejected onto the recording medium. Therefore, there is an effect that an image can be reliably recorded.
請求項2に記載の発明によれば、常に蓄電された蓄電手段とフラッシュ照射装置とを接続すると同時に蓄電されていない蓄電手段を蓄電することができるので、蓄電手段の蓄電をしながら常にフラッシュを発光することができる効果を奏する。 According to the second aspect of the present invention, the storage means that is always stored and the flash irradiation device can be connected and the storage means that is not stored can be stored at the same time. There is an effect that light can be emitted.
請求項3に記載の発明によれば、記録ヘッドの両側に配設されたフラッシュ照射装置のうち片側のみを照射させるので、両側のフラッシュ照射装置を照射させるときよりもフラッシュ照射量を削減することができるので、蓄電したエネルギーを効率的に使用することができる効果を奏する。 According to the third aspect of the present invention, since only one side of the flash irradiation devices disposed on both sides of the recording head is irradiated, the flash irradiation amount can be reduced as compared with the case where the flash irradiation devices on both sides are irradiated. As a result, it is possible to efficiently use the stored energy.
請求項4に記載の発明によれば、フラッシュ照射装置としてキセノン光源を用いることによりフラッシュ照射の発光領域に紫外線領域を含むことができるので、フラッシュ照射により紫外線硬化インクを硬化させて記録媒体に定着させることができる効果を奏する。 According to the invention described in claim 4, by using a xenon light source as the flash irradiation device, the light emission region of the flash irradiation can include an ultraviolet region, so that the ultraviolet curable ink is cured by flash irradiation and fixed on the recording medium. The effect which can be made is produced.
以下、図面を参照しながら、本発明に係るインクジェット記録装置の実施形態について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されない。 Hereinafter, embodiments of an ink jet recording apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples.
本実施形態のインクジェット記録装置はシリアル型の記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置である。図1に示すように、インクジェット記録装置1には、記録媒体Pを下方から支持するプラテン2が設けられるとともに、プラテン2によって支持された記録媒体Pを間欠的に搬送する搬送装置3(図4参照)が設けられている。また、プラテン2の上方には、棒状のガイドレール4が、記録媒体Pの搬送方向と直交する主走査方向Aに延在して設けられている。ここで、記録媒体Pの搬送方向を、副走査方向Bとする。このガイドレール4には、キャリッジ5が支持されており、キャリッジ5がキャリッジ駆動装置6(図4参照)によって駆動され、ガイドレール4に沿って長手方向である主走査方向Aに往復移動自在とされている。
The ink jet recording apparatus of this embodiment is an ink jet recording apparatus using a serial type recording head. As shown in FIG. 1, the
キャリッジ5には、画像データに基づいてイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)といった各プロセスカラーのインクを記録媒体Pの記録面に向けてそれぞれ吐出する複数の記録ヘッド7が搭載されている。本実施形態に用いられるインクは、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化型インクを用いることが好ましい。記録ヘッド7には、インクを吐出する複数のノズル(図示せず)が副走査方向Bに沿って所定の間隔をもって配列されている。
A plurality of process color inks such as yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) are ejected onto the
また、キャリッジに搭載された複数の記録ヘッド7の両端には、フラッシュを照射するフラッシュ照射装置8が設けられている。フラッシュ照射装置8には、記録媒体P及びプラテン2に向かって開口するように形成されたカバー部材9が記録ヘッド7に配列されたノズルと平行に配置されている。カバー部材9の内側全体には、光を反射して記録媒体Pに照射する反射部材10が設けられている。
Further,
カバー部材9の内部には、ノズルから記録媒体Pに吐出されたインクに対してフラッシュ(閃光)を照射し、紫外線硬化型インクを硬化させて記録媒体に定着させるフラッシュ光源11が設けられている。
本実施形態におけるフラッシュ光源11としては、所定の光量のフラッシュを短時間に繰り返し照射でき、かつ紫外線領域の波長を含むキセノン光源を用いることが好ましい。図2に、フラッシュ光源11としてのキセノン光源のスペクトル分布例を示す説明図を示す。この図2からも明らかなように、フラッシュ光源11は、紫外線(100〜400nmの波長域)を照射するようになっている。
Inside the
As the
図3に、フラッシュ光源11の概略構成を示す。
FIG. 3 shows a schematic configuration of the
キセノン光源を使用したフラッシュ光源11には、フラッシュ光を発するフラッシュ発光回路12が接続されている。フラッシュ発光回路12には、IGBTのようなフラッシュ発光回路12からフラッシュ光源11への通電量を制御するスイッチング素子13が設けられており、フラッシュ光源11への通電時間、通電量、通電回数を制御することによりフラッシュ光の照射を制御するようになっている。また、フラッシュ発光回路12には、フラッシュ照射させるために必要な電荷量が電源によって蓄電される蓄電手段としての複数のコンデンサ14が、FETなどによるスイッチング回路により構成されて各コンデンサ14の接続先を切替える接続切替手段15を介して配置されている。接続切替手段15には、コンデンサ14の蓄電量を検出する検出手段16が接続されており、フラッシュ発光回路12には、検出手段16により蓄電量が基準値(フラッシュ発光に最低限必要となる基準蓄電量)以上であると検出されたコンデンサ14が、常に接続切替手段15を介して接続されるようになっている。また、検出手段16により蓄電量が基準値以下であると検出されたコンデンサ14には、コンデンサ14の蓄電をする電源17が接続切替手段15を介して接続されるようになっている。
A flash
次に、図4を参照しながら、本実施形態におけるインクジェット記録装置1の制御構成について説明する。
Next, the control configuration of the
図4は、インクジェット記録装置1の制御構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a control configuration of the
図4に示すように、インクジェット記録装置1には各部の動作を制御する制御装置18が備えられている。
As shown in FIG. 4, the
制御装置18には、外部に接続されたパソコン等のホストコンピュータからI/F(インターフェース)20を介して入力された画像データを元に画像処理を行う画像処理部20が接続されている。
The
また、制御装置18には、搬送装置3、キャリッジ駆動装置6、記録ヘッド7を駆動させる記録ヘッド駆動部21が接続されており、画像データに基づいて各部を駆動制御するようになっている。
Further, the
また、制御装置18には、フラッシュ光源11が接続されており、記録ヘッドから吐出されるインクの有無と記録ヘッドの走査方向とに応じてその照射動作を制御するように構成されている。記録ヘッド7からインクが吐出されるときには記録ヘッド7の主走査方向に対して下流側のフラッシュ光源11が照射され、記録ヘッド7からインクが吐出されないときにはフラッシュ光源11が照射しないようになっている。ここで主走査方向に対して下流側とは、主走査方向に対して後方側のことをいう。
The
また、制御装置18には、接続切替手段15と検出手段16とフラッシュ発光回路12とが接続されていて、制御装置18が各手段を制御するように構成されている。制御装置18は、検出手段16を制御して、コンデンサ14の蓄電量を検出するようになっている。また、制御装置18は、接続切替手段15を制御して、蓄電量が基準値以上であると検出されたコンデンサ14とフラッシュ発光回路12とを常に接続させるようになっており、さらに、蓄電量が基準値以下であると検出されたコンデンサ14と電源17とを接続させ、コンデンサ14を蓄電するようになっている。
The
さらに、制御装置18には、画像形成に使用される記録媒体の種類やインクの種類を入力する入力手段22が接続されている。記録媒体や記録媒体に着弾したインクにフラッシュ光を瞬時に大量照射すると、記録媒体やインクに照射された光量が適切でないため劣化するようになっているが、紫外線領域の波長を含むフラッシュ光をインクに対して適正に照射すると、インクを瞬間的に所定の温度に加熱すると同時にインクを硬化することができるようになっている。制御装置18には、記録媒体の種類やインクの種類に最適なフラッシュ照射量が登録されており、制御装置18が入力された記録媒体の種類やインクの種類に対して最適なフラッシュを照射するように照射動作を制御することができるように構成されている。
Further, the
図5にフラッシュを照射するときの時間と発光量の関係を示す。ここで、発光時間T1とは、一回の通電による発光量のピーク値(最大発光量)hに対して1/2hの発光量が照射される時間とする。フラッシュ光源11への通電時間と発光量とは、通電できる範囲内で通電時間が増加すると、それに伴って発光量が増加する関係になっている。また、通電周期と等しい発光周期をT2、発光率をT1/T2とする。
FIG. 5 shows the relationship between the time when the flash is irradiated and the light emission amount. Here, the light emission time T1 is a time during which a light emission amount of 1/2 h is irradiated with respect to a peak value (maximum light emission amount) h of the light emission amount due to one energization. The energization time and the light emission amount to the
1回のフラッシュ発光における発光周期T2、発光率T1/T2、最大発光量hは、画像形成に用いるインクの種類や記録媒体の種類に対応して制御されるようになっている。フラッシュの熱や光に対して敏感な記録媒体やカチオン重合系インクを用いるときには、発光率T1/T2が低くて最大発光量hが小さなフラッシュが所定の照射量に達するまで照射されるようになっている。また、フラッシュの熱や光に対して耐性のある記録媒体やラジカル重合系インクを用いるときには、発光率T1/T2が比較的高くて最大発光量hが比較的大きなフラッシュが所定の照射量に達するまで照射されるようになっている。 The light emission period T2, the light emission rate T1 / T2, and the maximum light emission amount h in one flash emission are controlled in accordance with the type of ink used for image formation and the type of recording medium. When a recording medium sensitive to the heat and light of a flash or a cationic polymerization ink is used, a flash having a low light emission rate T1 / T2 and a small maximum light emission amount h is irradiated until a predetermined irradiation amount is reached. ing. When a recording medium or radical polymerization ink that is resistant to flash heat and light is used, a flash having a relatively high light emission rate T1 / T2 and a relatively large maximum light emission amount h reaches a predetermined irradiation amount. Until it is irradiated.
次に、本実施形態における作用について説明する。 Next, the operation in this embodiment will be described.
制御装置18に画像データがI/F19を介して入力されると、画像データは駆動データに変換され、この駆動データに応じて搬送装置3が駆動されて、記録媒体Pを副走査方向Bに搬送させる。その後、キャリッジ駆動装置6を駆動して、キャリッジ5を記録媒体Pの直上を主走査方向Aに沿って走査させる。
When image data is input to the
そして、キャリッジ5の走査中に、画像データに基づき、制御装置18が記録ヘッド駆動部21を制御して記録ヘッド7を駆動させ、各ノズルから記録媒体Pに向けてインクを吐出させる。記録ヘッド7から吐出されたインクは記録媒体P上に着弾し、その後、記録ヘッド7の主走査方向に対して下流側に配設されたフラッシュ光源11が点灯して、フラッシュがインクに照射される。
During the scanning of the
このとき、制御装置18は、記録ヘッド7からインクが吐出されたときには記録ヘッド7の主走査方向に対して下流側のフラッシュ光源11からフラッシュを照射させ、記録ヘッド7からインクが吐出されないときにはフラッシュを照射させないように制御する。
また、制御装置18は、入力手段22により入力された記録媒体の種類やインクの種類に基づいてフラッシュ光源11を制御して、最適な発光周期T2、発光率T1/T2、最大発光量hのフラッシュを照射させる。フラッシュ光源11は、記録媒体P上にインクが着弾した部分を所定の照射量に達するまで照射し、記録媒体P上のインクを速やかに加熱・硬化させて記録媒体P上に定着させる。
At this time, the
Further, the
以降、インクジェット記録装置1が上記の各動作を繰り返すことにより、記録媒体P上に画像が記録される。
Thereafter, an image is recorded on the recording medium P by the ink
フラッシュ光源11によりフラッシュが照射されるときには、検出手段16により各コンデンサ14の蓄電量が基準値以上か否かが検出される。接続切替手段15は、接続を切替えることにより蓄電量が基準値以上のコンデンサ14とフラッシュ発光回路12とを常に接続させてフラッシュ照射が行えるようする。また、接続切替手段15は、蓄電量が基準値以下のコンデンサ14と電源17とを接続させてコンデンサ14が蓄電されるようにする。
When the flash is emitted from the
以上のように、本発明におけるインクジェット記録装置1では、記録媒体P上に吐出されたインクに対して最適なフラッシュを照射することにより、記録媒体P上にインクを最適な条件で加熱・硬化させ、定着させることができるので、高画質な画像形成を行うことができる。
As described above, in the ink
また、複数のコンデンサ14と接続切替手段15及び検出手段16とを備えることにより、常に蓄電されたコンデンサ14とフラッシュ発光回路12とが接続されるので、コンデンサ14の蓄電を待つことなく、常にフラッシュ照射を行うことができる。
In addition, by providing the plurality of
なお、本実施例では、シリアル型の記録ヘッドを用いた例を示したが、これに限定されず、ライン方の記録ヘッド用いてもよい。 In this embodiment, an example in which a serial type recording head is used has been described. However, the present invention is not limited to this, and a line type recording head may be used.
また、本実施例では、2つのコンデンサ14が設けられた例を示したが、これに限定されず、さらに多くのコンデンサが設けられていてもよい。
In the present embodiment, an example in which two
さらに、紫外線の照射により硬化する光硬化型インクに赤外線を吸収して熱を発生する赤外線吸収剤が添加された光硬化型インクを用いてもよい。キセノン光源は紫外線領域の波長のほかに赤外線領域の波長(700〜1000nm)も含んでおり、キセノン光源により赤外線が照射された光硬化型インクが加熱され、所定の温度に達した状態で紫外線が照射されると、記録媒体上で確実に硬化され、高品質な画像を形成することができる。 Further, a photocurable ink in which an infrared absorbent that absorbs infrared rays and generates heat is added to a photocurable ink that is cured by irradiation with ultraviolet rays may be used. The xenon light source includes not only the wavelength in the ultraviolet region but also the wavelength in the infrared region (700 to 1000 nm). The photocurable ink irradiated with infrared rays from the xenon light source is heated and the ultraviolet ray is emitted in a state where it reaches a predetermined temperature. When irradiated, it is reliably cured on the recording medium, and a high-quality image can be formed.
1 インクジェット記録装置
7 記録ヘッド
11 フラッシュ光源
12 フラッシュ発光回路
13 スイッチング素子
14 コンデンサ
15 接続切替手段
16 検出手段
17 電源
18 制御装置
1
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記記録ヘッドから吐出されたインクにフラッシュを照射するフラッシュ照射装置と、
前記フラッシュ照射装置の蓄電手段と、
前記フラッシュ照射装置への通電周期と通電時間とを制御する制御装置とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 A recording head for ejecting photocurable ink onto a recording medium;
A flash irradiation device for irradiating a flash to ink ejected from the recording head;
Power storage means of the flash irradiation device;
An ink jet recording apparatus comprising: a control device that controls an energization cycle and an energization time for the flash irradiation device.
前記蓄電手段は複数設けられ、
前記蓄電手段と前記フラッシュ照射装置との接続を切替える切替手段を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。 The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein
A plurality of the power storage means are provided,
An ink jet recording apparatus comprising: a switching unit that switches connection between the power storage unit and the flash irradiation device.
前記記録ヘッドは主走査方向に往復移動して前記インクを吐出するシリアル型の記録ヘッドであり、
前記フラッシュ照射装置は前記記録ヘッドの前記主走査方向の両側に位置するように配設され、前記記録ヘッドの主走査方向に対して下流側の前記フラッシュ照射装置を照射させることを特徴とするインクジェット記録装置。 The inkjet recording apparatus according to claim 1 or 2,
The recording head is a serial type recording head that reciprocates in the main scanning direction to discharge the ink,
The flash irradiation device is disposed so as to be positioned on both sides of the recording head in the main scanning direction, and irradiates the flash irradiation device on the downstream side with respect to the main scanning direction of the recording head. Recording device.
前記フラッシュ照射装置はキセノン光源であることを特徴とするインクジェット記録装置。 The inkjet recording apparatus according to any one of claims 1 to 3,
An ink jet recording apparatus, wherein the flash irradiation device is a xenon light source.
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