JP2008221651A - Recorder and liquid jet apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、記録装置および液体噴射装置に関する。より詳細には、紫外線硬化型インクを用いる記録装置および液体噴射装置に関する。 The present invention relates to a recording apparatus and a liquid ejecting apparatus. More specifically, the present invention relates to a recording apparatus and a liquid ejecting apparatus that use ultraviolet curable ink.
紫外線硬化型インクを用いて被記録媒体に画像またはパターンを形成する記録装置または液体噴射装置がある。紫外線硬化型インクは、紫外線を照射するまでは硬化が非常に遅く、紫外線を照射すると急速に硬化するという、印刷インクとして好ましい特性を有する。また、硬化にあたって溶剤を揮発させることがないので環境負荷が小さいという利点もある。 There is a recording apparatus or a liquid ejecting apparatus that forms an image or a pattern on a recording medium using ultraviolet curable ink. The ultraviolet curable ink has a preferable characteristic as a printing ink, in which the curing is very slow until it is irradiated with ultraviolet rays, and it is rapidly cured when irradiated with ultraviolet rays. In addition, since the solvent is not volatilized during curing, there is also an advantage that the environmental load is small.
更に、紫外線硬化型インクは、ビヒクルの組成により種々の被記録媒体に高い付着性を発揮すると共に、硬化した後は化学的に安定で、接着性、耐薬剤性、耐候性、耐摩擦性等が高く、屋外環境にも耐える等、優れた特性を有する。このため、紙、樹脂フィルム、金属箔等の薄いシート状の被記録媒体の他、光記録媒体のレーベル面、テキスタイル製品など、ある程度立体的な表面形状を有するものに対しても画像を形成できる。 Furthermore, the UV curable ink exhibits high adhesion to various recording media depending on the composition of the vehicle, and is chemically stable after curing, such as adhesion, chemical resistance, weather resistance, and friction resistance. It has excellent characteristics such as high resistance to outdoor environments. Therefore, an image can be formed not only on a thin sheet-like recording medium such as paper, a resin film, or a metal foil, but also on an optical recording medium having a three-dimensional surface shape such as a label surface or a textile product. .
紫外線硬化型インクを被記録媒体に付着させる方法としては、塗布、印刷等もあり得るが、刷版なしに任意の画像またはパターンを精度よく形成できるインクジェット式記録装置の利用も期待される。また、インクを吐出する記録ヘッドを移動させる主走査と、主走査方向に対して交差する方向に被記録媒体を移動させる副走査とを組み合わせる構造により、限られた寸法のノズルを用いて、長尺あるいは面積の広い被記録媒体に対しても任意の領域に画像が記録できる。 As a method of attaching the ultraviolet curable ink to the recording medium, there may be coating, printing, and the like, but use of an ink jet recording apparatus that can form an arbitrary image or pattern with high accuracy without a printing plate is also expected. In addition, a structure that combines main scanning for moving the recording head for ejecting ink and sub-scanning for moving the recording medium in a direction crossing the main scanning direction enables the use of a nozzle with a limited size and a long length. An image can be recorded in an arbitrary area even on a recording medium having a large scale or area.
下記特許文献1には、インクジェット記録装置において、インクに紫外線硬化剤を含有させて、記録直後の記録面に紫外線を照射することにより、記録面の速乾性を向上させることが記載される。より具体的には、インクジェットプリンタにおいて、インクとして紫外線硬化型インクを使用して、記録ヘッドの主走査方向の両端に設置された紫外線ランプにより被記録媒体に付着させたインクを即座に硬化させて定着させることが記載される。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 describes that in an ink jet recording apparatus, an ink contains an ultraviolet curing agent and the recording surface immediately after recording is irradiated with ultraviolet rays to improve the quick drying property of the recording surface. More specifically, in an inkjet printer, an ultraviolet curable ink is used as the ink, and the ink attached to the recording medium is immediately cured by ultraviolet lamps installed at both ends of the recording head in the main scanning direction. Fixing is described.
また、特許文献2および特許文献3には、紫外線照射により硬化するインクを吐出する記録ヘッドと、その記録ヘッドに連結された紫外線照射部とを有して、画像支持体、記録ヘッドおよび紫外線照射部が相対的に移動する画像形成装置に関する記載がある。ここに記載された画像形成装置では、入力されたデジタル画像を画像支持体上に複数の記録ヘッドのスキャンによって形成して、スキャン毎の紫外線照射によりインクを個々に硬化させる構造が記載される。 Patent Document 2 and Patent Document 3 each include a recording head that discharges ink that is cured by ultraviolet irradiation, and an ultraviolet irradiation unit that is connected to the recording head, and includes an image support, a recording head, and ultraviolet irradiation. There is a description relating to an image forming apparatus in which the section relatively moves. In the image forming apparatus described here, a structure is described in which an input digital image is formed on an image support by scanning with a plurality of recording heads, and ink is individually cured by ultraviolet irradiation for each scan.
ところで、紫外線硬化型インクは、紫外線を照射されることにより、禁止剤で抑制されていた重合反応を開始して硬化する。しかしながら、重合反応の初期にラジカルが発生した段階で雰囲気に酸素が含まれていると、ラジカルが酸素と結びついてしまうので硬化が阻害される場合があることが判っている。このような重合阻害が生じた場合、インクの一部の硬化が著しく遅くなる。これに対して、下記の特許文献4には、チャンバー構造の筐体を設けて、不活性ガス雰囲気下で紫外線硬化型インクを硬化させるインクジェットプリンタが記載される。また、下記の特許文献5にも、インク着弾後の硬化雰囲気を不活性ガスで置換することが記載される。 By the way, the ultraviolet curable ink is cured by being irradiated with ultraviolet rays, by starting a polymerization reaction suppressed by the inhibitor. However, it has been found that if oxygen is contained in the atmosphere at the stage where radicals are generated at the initial stage of the polymerization reaction, the radicals are combined with oxygen, so that curing may be inhibited. When such polymerization inhibition occurs, curing of a part of the ink is remarkably slowed. On the other hand, Patent Document 4 described below describes an ink jet printer that includes a chamber-structure housing and cures an ultraviolet curable ink in an inert gas atmosphere. Also, Patent Document 5 below describes that the curing atmosphere after ink landing is replaced with an inert gas.
しかしながら、特許文献4に記載されたインクジェットプリンタは、筐体の内部全体を不活性ガスにより充填する構造を有する。このため、筐体および給排紙経路を全体に気密に作り替えなければならない上、稼働時に供給する不活性ガスも大量になり、とうてい実用に供せるものではない。また、特許文献5は、不活性ガスとしての窒素ガスの具体的な供給構造については言及していない。このように、紫外線硬化型インクを用いた記録装置において、未硬化の紫外線硬化型インクを不活性ガスで大気から隔離することが好ましいことは判っているが、実用的あるいは工業的に実施できる記録装置の構造はまだ提供されていない。 However, the ink jet printer described in Patent Document 4 has a structure in which the entire interior of the housing is filled with an inert gas. For this reason, the housing and the paper supply / discharge path must be remodeled in an airtight manner, and the amount of inert gas supplied at the time of operation becomes large, which is not practically usable. Patent document 5 does not mention a specific supply structure of nitrogen gas as an inert gas. Thus, in a recording apparatus using ultraviolet curable ink, it has been found that it is preferable to isolate uncured ultraviolet curable ink from the atmosphere with an inert gas, but the recording can be carried out practically or industrially. The structure of the device has not yet been provided.
そこで、上記課題の解決を目的として、本発明の第1の形態として、被記録媒体の表面に紫外線硬化型インクを付着させて画像を形成し、当該紫外線硬化型インクに紫外線を照射することにより被記録媒体の表面に画像を固定する記録装置であって、支持面に被記録媒体を支持しつつ、回転する支持ドラムと、支持面から所定距離離れ、前記支持ドラムの回転方向と直交する方向と平行に延在するガイド軸と、ガイド軸に案内されて、支持面に沿って往復移動するキャリッジと、キャリッジに搭載され、支持面に支持された被記録媒体に向かって紫外線硬化型インクを吐出する記録ヘッドと、支持ドラムの回転方向に沿って記録ヘッドよりも下流側に支持面に対向して配置され、被記録媒体に付着した紫外線硬化型インクに紫外線を照射する紫外線照射部と支持ドラムに支持された被記録媒体の表面に向かって不活性ガスを供給するガス供給部と、支持ドラムの回転方向に沿って紫外線照射部よりも上流側に配置され、ガス供給部から供給された不活性ガスを支持ドラムに支持された被記録媒体の表面に沿って案内する上流側ガス案内部とを備え、記録ヘッドから吐出されて被記録媒体に付着した未硬化の紫外線硬化型インクの表面と大気との間に不活性ガスを介在させる記録装置が提供される。これにより、記録装置全体を気密構造にする等の大がかりな構造を設けることなしに、媒体表面に付着した紫外線硬化型インクに発生したラジカルが大気中の酸素と結合して重合阻害を生じることが防止される。 Therefore, for the purpose of solving the above problems, as a first embodiment of the present invention, an ultraviolet curable ink is attached to the surface of a recording medium to form an image, and the ultraviolet curable ink is irradiated with ultraviolet rays. A recording apparatus for fixing an image on a surface of a recording medium, the supporting drum rotating while supporting the recording medium on a supporting surface, and a direction away from the supporting surface by a predetermined distance and orthogonal to the rotation direction of the supporting drum A guide shaft extending in parallel with the guide shaft, a carriage guided by the guide shaft and reciprocating along the support surface, and an ultraviolet curable ink mounted on the carriage and supported by the support surface on the recording medium The recording head to be ejected and the ultraviolet curable ink disposed on the downstream side of the recording head along the rotation direction of the support drum and facing the support surface and irradiating the ultraviolet curable ink attached to the recording medium with ultraviolet rays A gas supply unit for supplying an inert gas toward the surface of the recording medium supported by the external line irradiation unit and the support drum, and a gas supply unit arranged upstream of the ultraviolet irradiation unit along the rotation direction of the support drum. And an upstream gas guide unit that guides the inert gas supplied from the recording unit along the surface of the recording medium supported by the support drum, and is uncured ultraviolet light that is discharged from the recording head and adheres to the recording medium There is provided a recording apparatus in which an inert gas is interposed between the surface of a curable ink and the atmosphere. As a result, radicals generated in the ultraviolet curable ink adhering to the medium surface may combine with oxygen in the atmosphere to inhibit polymerization without providing a large structure such as an airtight structure for the entire recording apparatus. Is prevented.
上記記録装置において、ガス供給部は、ガス案内部から支持面に支持された被記録媒体の表面に供給された不活性ガスが、支持ドラムの回転により移動する被記録媒体の表面と同じ速さで流れる不活性ガスを供給してもよい。これにより、被記録媒体の表面における不活性ガスの実効的密度を向上させて、大気中の酸素に対する未硬化インクの隠蔽性を向上させることができる。 In the recording apparatus, the gas supply unit has the same speed as the surface of the recording medium on which the inert gas supplied from the gas guide unit to the surface of the recording medium supported on the support surface moves by the rotation of the support drum. An inert gas flowing in the gas may be supplied. Thereby, the effective density of the inert gas on the surface of the recording medium can be improved, and the concealability of the uncured ink with respect to oxygen in the atmosphere can be improved.
また、上記記録装置において、支持面に支持された被記録媒体の表面において層流をなす不活性ガスを、被記録媒体の表面から引き剥がす方向に案内する下流側ガス案内部と、下流側ガス案内部により引き剥がされた不活性ガスを、上流側ガス案内部に戻す還流部とを更に備えてもよい。これにより、被記録媒体の表面にいったん供給した不活性ガスの利用効率を向上させて、その消費を抑制できる。 In the recording apparatus, a downstream gas guide unit that guides an inert gas that forms a laminar flow on the surface of the recording medium supported by the support surface in a direction in which the inert gas is peeled off from the surface of the recording medium; and a downstream gas You may further provide the recirculation | reflux part which returns the inert gas stripped off by the guide part to an upstream gas guide part. Thereby, the utilization efficiency of the inert gas once supplied to the surface of the recording medium can be improved, and the consumption can be suppressed.
更に、上記記録装置において、上流側ガス案内部は、支持ドラムの回転方向に沿って、記録ヘッドおよび紫外線照射部の間において被記録媒体の表面に不活性ガスを供給してもよい。これにより、大気中の酸素と結びつくラジカルが発生する期間の紫外線硬化性インクを大気中の酸素から遮断して、紫外線硬化型インクの重合阻害または重合低下を効果的に防止できる。 Further, in the recording apparatus, the upstream gas guide unit may supply an inert gas to the surface of the recording medium between the recording head and the ultraviolet irradiation unit along the rotation direction of the support drum. Thereby, the ultraviolet curable ink in the period in which radicals combined with oxygen in the atmosphere are generated can be blocked from the oxygen in the atmosphere, thereby effectively preventing polymerization inhibition or lowering of the ultraviolet curable ink.
また更に、上記記録装置において、支持ドラムの回転方向に沿って、記録ヘッドおよび上流側ガス案内部の間に、被記録媒体の表面に発生した雰囲気の層流を被記録媒体の表面から引き離す方向へ案内するミストトラップを更に備えてもよい。これにより、記録ノズルから吐出されて被記録媒体に付着することなく浮遊するインクミストが収集され、紫外線光源に付着することが防止される。従って、紫外線照射部の性能を長期間にわたって維持できる。 Furthermore, in the recording apparatus, a direction in which the laminar flow of the atmosphere generated on the surface of the recording medium is separated from the surface of the recording medium between the recording head and the upstream gas guide portion along the rotation direction of the support drum. You may further provide the mist trap which guides to. As a result, ink mist discharged from the recording nozzles and floating without adhering to the recording medium is collected and prevented from adhering to the ultraviolet light source. Therefore, the performance of the ultraviolet irradiation part can be maintained over a long period of time.
また更に、上記記録装置において、支持ドラムの回転方向に沿って、記録ヘッドよりも上流側において、被記録媒体の表面に不活性ガスを誘導するミストトラップ用ガス案内部を更に備えてもよい。これにより、記録ヘッドから吐出された直後から、未硬化の紫外線硬化型インクを大気中の酸素から遮断でき、酸素による重合阻害または重合低下を一層防止できる。 Furthermore, the recording apparatus may further include a mist trap gas guide for guiding an inert gas to the surface of the recording medium on the upstream side of the recording head along the rotation direction of the support drum. Thus, immediately after being ejected from the recording head, the uncured ultraviolet curable ink can be shielded from oxygen in the atmosphere, and polymerization inhibition or polymerization degradation due to oxygen can be further prevented.
また、本発明の第2の形態として、被記録媒体の表面に紫外線硬化成分を含む液体を付着させて画像を形成し、当該液体に紫外線を照射することにより被記録媒体の表面に画像を固定する液体噴射装置であって、支持面に被記録媒体を支持しつつ、回転する支持ドラムと、支持面から所定距離離れ、前記支持ドラムの回転方向と直交する方向と平行に延在するガイド軸と、ガイド軸に案内されて、支持面に沿って往復移動するキャリッジと、キャリッジに搭載され、支持面に支持された被記録媒体に向かって液体を噴射する液体噴射ヘッドと、支持ドラムの回転方向に沿って液体噴射ヘッドよりも下流側に支持面に対向して配置され、被記録媒体に付着した紫外線硬化型の液体に紫外線を照射する紫外線照射部と支持ドラムに支持された被記録媒体の表面に向かって不活性ガスを供給するガス供給部と、支持ドラムの回転方向に沿って紫外線照射部よりも上流側に配置され、ガス供給部から供給された不活性ガスを支持ドラムに支持された被記録媒体の表面に沿って案内する上流側ガス案内部とを備え、液体噴射ヘッドから噴射されて被記録媒体に付着した未硬化の液体表面と大気との間に不活性ガスを介在させる液体噴射装置が提供される。これにより、液体噴射装置においても、上記の効果を享受できる。 As a second embodiment of the present invention, an image is formed by attaching a liquid containing an ultraviolet curing component to the surface of the recording medium, and the liquid is irradiated with ultraviolet light to fix the image on the surface of the recording medium. A support drum that rotates while supporting a recording medium on a support surface, and a guide shaft that extends away from the support surface by a predetermined distance and extends parallel to a direction orthogonal to the rotation direction of the support drum A carriage that is guided by the guide shaft and reciprocates along the support surface, a liquid ejecting head that is mounted on the carriage and ejects liquid toward the recording medium supported by the support surface, and rotation of the support drum An ultraviolet irradiation unit disposed on the downstream side of the liquid jet head along the direction and opposed to the support surface to irradiate the ultraviolet curable liquid attached to the recording medium with ultraviolet rays and a recording drum supported by the support drum A gas supply unit that supplies an inert gas toward the surface of the medium, and an upstream side of the ultraviolet irradiation unit along the rotation direction of the support drum, and the inert gas supplied from the gas supply unit to the support drum An upstream gas guide that guides along the surface of the supported recording medium, and provides an inert gas between the uncured liquid surface ejected from the liquid ejecting head and attached to the recording medium and the atmosphere. An intervening liquid ejecting apparatus is provided. Thereby, the above-described effect can be enjoyed also in the liquid ejecting apparatus.
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となり得る。 It should be noted that the above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention. Further, a sub-combination of these feature groups can be an invention.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solution of the invention.
図1は、ひとつの実施形態に係るインクジェット式記録装置100の構造を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、対面して直立した一対のフレーム130の間に形成された記録部120と、給紙部112および排紙部114を含む給排紙部110とから形成される。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing the structure of an ink
記録部120は、互いに平行な一対のフレーム130の間に支持された、支持ドラム140およびガイド軸132、134、136、138を有する。支持ドラム140は、その水平な回転軸142をフレーム130から軸支され、記録用紙150を支持面144に保持した状態で、図中に示す矢印Rの方向に回転する。なお、支持ドラム140を回転駆動する部材は図示を省略した。
The
一方、互いに平行な2対のガイド軸132、134、136、138のうちの一対であるガイド軸132、134は、記録部キャリッジ170を貫通して、往復移動させることができる状態で記録部キャリッジ170を支持する。記録部キャリッジ170は、記録ヘッド180を搭載して搬送する。
On the other hand, the pair of
他方の一対のガイド軸136、138は、照射部キャリッジ160を、やはり往復移動できる状態で支持する。照射部キャリッジ160は、後述する紫外線照射部162を搭載して搬送する。なお、照射部キャリッジ160および記録部キャリッジ170を移動させる駆動機構については、図面が煩雑になることを避ける目的で図示を省略する。
The other pair of
上記のような構造を有する記録部120に対して、給紙部112は、収納された複数枚積層されたシート状の記録用紙150を1枚ずつ供給する。記録部120に供給された記録用紙150は、支持ドラム140の支持面144に巻き付けられ、支持ドラム140と共に回転する。
For the
支持ドラム140に支持された状態で回転する記録用紙150に対して、記録部キャリッジ170に搭載された記録ヘッド180は、紫外線硬化型インクを吐出して付着させる。更に、記録用紙150に付着した紫外線硬化型インクに対して紫外線照射部162から紫外線が照射される。こうして、記録用紙150の表面に、紫外線硬化型インクにより形成された画像が固定される。
The
更に、支持ドラム140が1回転以上して、支持ドラム140長手方向の一部領域において記録用紙150に画像が記録されると、記録部キャリッジ170はガイド軸132、134に沿って移動して、上記領域に隣接した領域に対して同様の記録動作を実行する。以下、記録ヘッド180が記録動作をしながら支持ドラム140が1回転以上する毎に記録部キャリッジ170が移動するという動作を繰り返すことにより、記録用紙150表面全体に画像を形成できる。
Further, when the
換言すれば、このインクジェット式記録装置100においては、支持ドラム140の回転方向が主走査方向であり、記録部キャリッジ170の移動方向が副走査方向となる。これは、キャリッジの移動方向が主走査方向となり、記録用紙150の搬送方向がキャリッジの副走査方向と一致する多くの記録装置と異なる。
In other words, in the ink
なお、紫外線照射部162を搬送する照射部キャリッジ160は、記録部キャリッジ170の移動に従って移動して、記録ヘッド180から記録用紙150上に吐出された直後の紫外線硬化型インクに対して紫外線を照射する。ただし、好ましくは、照射部キャリッジ160および記録部キャリッジ170の移動開始のタイミングを僅かにずらすことにより、インクジェット式記録装置100の電源部に対する負荷のピークを軽減できる。
The
即ち、照射部キャリッジ160および記録部キャリッジ170を一体とした場合、キャリッジの移動を開始する場合に加速の対象となる慣性質量が著しく大きくなるので、駆動機構への負荷が著しく大きくなる。また、大きな質量を安定に加速・減速させる場合には、強度が高く、重量の大きなフレーム130が求められる。従って、照射部キャリッジ160および記録部キャリッジ170を分離する構造により、電源装置の容量を低減して、装置規模の縮小、コストダウン等を図ることができる。
That is, when the
こうして画像を記録された記録用紙150は、支持ドラム140から剥離されて、排紙部114に送り込まれて蓄積される。給紙部112および排紙部114における給排紙並びに支持ドラム140への巻き付け、剥離に関わる構造については、発明の主旨からはずれるので詳細な説明は省く。
The
図2は、図1に示したインクジェット式記録装置100の記録部120の構造を示す断面図である。同図に示すように、記録部120において、記録部キャリッジ170は、一対のガイド軸132、134に支持されると共に、インクタンク174を備えて、記録ヘッド180を支持する。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the
インクタンク174は、図示されていないインクカートリッジから補給されるインクを所定量保持して、記録ヘッド180に一定量のインクを安定的に供給する。記録ヘッド180は、支持ドラム140の支持面144に保持された記録用紙150に対向して配置され、記録用紙150に向かってインクを吐出する。
The
紫外線照射部162は、照射部キャリッジ160の照射部フレーム159に支持され、支持ドラム140の回転方向に沿って整列された複数のランプユニット166を含む。これにより、支持ドラム140の回転に従って移動する記録用紙150の回転移動方向に沿って複数のランプユニット166が配される。また、紫外線照射部162の下端近傍においては、照射部フレーム159に、ガス供給口167が形成される。
The
上記のような記録部120において、記録ヘッド180から吐出されたインクが付着した記録用紙150は、支持ドラム140の回転に従って、図中に矢印Rにより示す方向に回転移動する。照射部キャリッジ160に支持された紫外線照射部162は、回転方向について記録ヘッド180の下流側に配置される。従って、記録ヘッド180から吐出されて記録用紙150に付着した紫外線硬化型インクは、即座に紫外線を照射されて硬化する。
In the
なお、紫外線照射部162から照射される紫外線により硬化される紫外線硬化型インクは、ビヒクル、光重合開始剤および顔料の混合物に、消泡剤、重合禁止剤等の補助剤を添加して調合される。ビヒクルは、光重合硬化性を有するオリゴマー、モノマー等を、反応性希釈剤により粘度調整して調合される。従って、インクを硬化させる目的で溶媒を揮発させることはない。
The ultraviolet curable ink that is cured by the ultraviolet rays irradiated from the
ビヒクルとしては、単官能あるいは多官能の重合性化合物が使用できる。より具体的には、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート等のオリゴマー(プレポリマー)を例示でき、インクとしての粘度を調整する反応性希釈剤もこれらの材料を用いることができる。 As the vehicle, monofunctional or polyfunctional polymerizable compounds can be used. More specifically, oligomers (prepolymers) such as polyester acrylate, epoxy acrylate, and urethane acrylate can be exemplified, and these materials can also be used as a reactive diluent for adjusting the viscosity as an ink.
光重合開始剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系が広く用いられる。より具体的には、4−benzoyl−N,N,N−trimethyl benzene methaneannmonium chloride、2−hydroxy 3−(4−benzoyl−phenoxy)−N,N,N− trimethyl 1−propane annmonium chloride、4−benzoyl−N,N−dimethyl N−[2− (1−oxo−2−propenyloxy) ethyl] benzene methammonium bromide等、第4級アンモニウム塩型の水溶性有機物等を用いることができる。この種の光重合開始剤は、その組成に応じて、紫外線吸収特性、反応開始効率、黄変性等が異なるので、インクとしての色等に応じて使い分けられる。 As the photopolymerization initiator, benzophenone series, benzoin series, acetophenone series, and thioxanthone series are widely used. More specifically, 4-benzoyl-N, N, N-trimethyl benzene methanenannium chloride, 2-hydroxy 3- (4-benzoyl-phenoxy) -N, N, N-trimethyl 1-propylene n, -N, N-dimethyl N- [2- (1-oxo-2-propenyloxy) ethyl] A quaternary ammonium salt type water-soluble organic substance such as benzene methanol bromide can be used. This type of photopolymerization initiator has different ultraviolet absorption characteristics, reaction initiation efficiency, yellowing, and the like depending on its composition, so that it is properly used depending on the color of the ink.
重合禁止剤としては、ラジカル捕捉能力を有してラジカル重合を阻害する化合物であれば何れも使用できる。ただし、インクジェット式記録装置における吐出適性等を配慮すると、ハイドロキノン類、カテコール類、ヒンダードアミン類、フェノール類、フェノチアジン類、縮合芳香族環のキノン類から選択された少なくとも1種類以上の化合物が好ましい。 As the polymerization inhibitor, any compound that has radical scavenging ability and inhibits radical polymerization can be used. However, in consideration of ejection suitability and the like in the ink jet recording apparatus, at least one compound selected from hydroquinones, catechols, hindered amines, phenols, phenothiazines, and condensed aromatic ring quinones is preferable.
ハイドロキノン類としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、1−o−2,3,5−トリメチルハイドロキノン、2−tert−ブチルハイドロキノン等を例示できる。カテコール類としては、カテコール、4−メチルカテコール、4−tert−ブチルカテコール等を例示できる。ヒンダードアミン類としては、テトラメチルピペリジニル基を有する化合物等を例示できる。 Examples of hydroquinones include hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, 1-o-2,3,5-trimethylhydroquinone, 2-tert-butylhydroquinone and the like. Examples of catechols include catechol, 4-methylcatechol, 4-tert-butylcatechol and the like. Examples of hindered amines include compounds having a tetramethylpiperidinyl group.
また、フェノール類としては、フェノール、ブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、ピロガロール、没食子酸、没食子酸アルキルエステル等を例示できる。フェノチアジン類としては、フェノチアジン等を例示できる。前記縮合芳香族環のキノン類としては、ナフトキノン等を例示できる。 Examples of phenols include phenol, butylhydroxytoluene, butylhydroxyanisole, pyrogallol, gallic acid, gallic acid alkyl ester, and the like. Examples of phenothiazines include phenothiazine. Examples of the condensed aromatic ring quinones include naphthoquinone and the like.
更に、重合禁止剤は、カーボンブラックまたは表面に重合防止官能基を導入した無機・有機微粒子であってもよい。重合防止官能基としては、例えば、ヒドロキシフェニル基、ジヒドロキシフェニル基、テトラメチルピペリジニル基、縮合芳香族環等を例示できる。 Further, the polymerization inhibitor may be carbon black or inorganic / organic fine particles having a polymerization-inhibiting functional group introduced on the surface. Examples of the polymerization-preventing functional group include a hydroxyphenyl group, a dihydroxyphenyl group, a tetramethylpiperidinyl group, and a condensed aromatic ring.
図3は、紫外線照射部162を単独で示す斜視図である。同図に示すように、紫外線照射部162は、支持ドラム140の回転方向に沿って整列された複数のランプユニット166を、ランプフレーム164により一体化して形成される。従って、個々のランプユニット166の紫外線出力が小さい場合でも、多数のランプユニット166を配置することにより十分な紫外線照射量が得られる。これにより、LEDのように、単独では出力が小さいが、小型でエネルギー効率の高い光源を利用できる。
FIG. 3 is a perspective view showing the
図4は、ひとつのランプユニット166を切り出して示す斜視図である。同図に示すように、ランプユニット166の各々は、その下面に多数の発光素子161を有する。また、ランプユニット166の内部には、その長手方向に貫通した還流路163を有する。更に、還流路163の内部には、複数の整流板106が形成される。また、紫外線照射部162において外側に露出するランプユニット166の上面には、多数の放熱フィン165が形成される。
FIG. 4 is a perspective view showing one
なお、ランプユニット166による紫外線照射範囲は、後述するノズルプレート191〜195の各々において形成されるノズル列の幅よりも広いことが好ましい。これにより、照射部キャリッジ160および記録部キャリッジ170の移動のタイミングがずれた場合にも、記録用紙150に付着した紫外線硬化型インクの液滴に確実に紫外線を照射できる。
In addition, it is preferable that the ultraviolet irradiation range by the
上記のような構造を有するランプユニット166を用いて図3に示した紫外線照射部162を形成すると、ランプユニット166の各々の還流路163が相互に連通する。その結果、紫外線照射部162長手方向の全長にわたって連通した還流路163が形成される。
When the
再び図2を参照すると、紫外線照射部162の上流側端部近傍においてガス供給口167から不活性ガスを供給した場合、図中に矢印N1により示すように、支持ドラム140の支持面144に沿って、記録用紙150と共に移動する不活性ガスの層流が形成される。不活性ガスの層流は、矢印N2で示すように記録用紙150に沿って流れ、やがて、矢印N3で示すように、下流側ガス案内部169により記録用紙150から引き離され、還流路163に誘導される。
Referring again to FIG. 2, when the inert gas is supplied from the
不活性ガスは還流路163に順次供給されるので、還流路163内に誘導された不活性ガスは、矢印N4により示すように、紫外線照射部162の上流側に押し戻される。更に、矢印N5に示すように上流側端部まで押し戻された不活性ガスは、上流側ガス案内部168により再び記録用紙150の表面近傍に戻されて、再び層流を形成する。このように、供給された不活性ガスは循環するので、記録用紙150および支持ドラム140と照射部キャリッジ160との間隙から漏れる僅かな量の不活性ガスを補給することにより、記録用紙150の表面を不活性ガスで覆い続けることができる。
Since the inert gas is sequentially supplied to the
なお、ガス供給口167からの不活性ガスの供給量は、照射部キャリッジ160の内部において支持ドラム140の表面に形成される不活性ガスの層流の流速が、支持ドラム140の支持面144の移動速度と一致するように制御することが好ましい。これにより、支持面144の近傍において不活性ガスに乱流が生じることがなく、支持面144に支持された記録用紙150表面における不活性ガスの実効的密度が高くなる。従って、記録用紙150に付着した未硬化の紫外線硬化型インクを確実に大気から遮断できる。
Note that the amount of inert gas supplied from the
図5は、記録ヘッド180およびミストトラップ210を搭載した記録部キャリッジ170を単独で示す斜視図である。同図に示すように、記録部キャリッジ170は、ガイド軸132、134を挿通される一対の水平な貫通穴176と、インクタンク174とを備えたキャリッジ本体172を有する。キャリッジ本体172の上面には記録ヘッド180が搭載され、更に、記録ヘッド180の上方にミストトラップ210が搭載される。
FIG. 5 is a perspective view independently showing the
図6は、図5に矢印Fで示す方向から記録ヘッド180を見た様子を示す正面図である。同図に示すように、記録ヘッド180は、5枚のノズルプレート191〜195を含む。ヘッドユニット191〜195の各々には、紫外線硬化型インクを吐出させるノズルが形成される。更に、ノズルプレート191〜195の直上には、それぞれ、ミストトラップ210の前方開口214が開いている。
FIG. 6 is a front view showing a state in which the
なお、5枚のノズルプレート191〜195は、互いに異なる色のインクを吐出して、カラー画像を形成する。また、ヘッドユニット181〜185の各々からインクを吐出させる構造としては、静電力等によりインクの液滴を吸引する方式、水晶振動子、圧電素子等を用いて打ち出す方式など、種々の方法が既に知られており、用途に応じて適宜選択できる。
The five
図7は、記録ヘッド180と共に記録部キャリッジ170に搭載されたミストトラップ210の動作を説明する断面図である。同図に示すように、ミストトラップ210は、記録部キャリッジ170がインクジェット式記録装置100に装着された状態で、支持ドラム140の支持面144に向かって開口する前方開口214と、前方開口214よりも下方で前方開口214と反対向きに開く下側後方開口216と、前方開口214よりも上方で前方開口214と反対向きに開く上側後方開口212とを有する。前方開口214と上側後方開口212および下側後方開口216は、相互に連通する。従って、ミストトラップ210の内部には、前方開口214を頂点として折り返す連通路が形成される。
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining the operation of the
上記のようなミストトラップ210は、インクジェット式記録装置100が記録動作をする場合に、以下のように作用する。支持ドラム140の回転に従って回転移動する記録用紙150の表面には、図中に矢印A0で示す大気の層流が発生する。この層流がミストトラップ210の前方開口214の前を流れるので、ミストトラップ210の内部には、矢印A1、A2および矢印A3により示すように、下側後方開口216から上側後方開口212に向かう大気の流れが誘起される。記録ヘッド180から吐出された紫外線硬化型インクから発生したインクミストは、この流れに吸引されて、記録用紙150の近傍から引き剥がされ、上側後方開口212に誘導される。これにより、記録用紙150の近傍に漂うインクミストも、上側後方開口212に誘導されて、記録用紙150の近傍から除去される。
The
なお、上記のような、矢印A1〜A3により示す気流は、回転移動する支持ドラム140または記録用紙150により自然に誘起される。しかしながら、流路の抵抗、インクミストを収集するフィルタ等により流速が低下する場合は、下側後方開口216から強制的に空気を送り込むか、上側後方開口212から空気を積極的に吸い出す構造としてもよい。
Note that the airflow indicated by the arrows A 1 to A 3 as described above is naturally induced by the
図8は、ミストトラップ210に対応する上流側ガス案内部218を装備した記録部キャリッジ171の構造を示す断面図である。同図に示すように、この記録部キャリッジ171は、支持ドラム140の回転方向について、キャリッジ本体172よりも上流側に、記録部キャリッジ171および記録用紙150の間隙を塞ぐミストトラップ210用の上流側ガス案内部218を備える。また、点線で示すように、記録部キャリッジ171側面においても、記録部キャリッジ171および記録用紙150の間を塞ぐサイドダム178を備える。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the structure of the
また、この記録部キャリッジ171においては、ミストトラップ用の上流側ガス案内部218およびキャリッジ本体172の間に、矢印N11で示すように、不活性ガスが供給される。供給された不活性ガスは、矢印N12で示すように、記録用紙150の表面に誘導され、矢印N13で示すように、記録用紙150の表面に沿う層流を生じる。これにより、記録ヘッド180および記録用紙150の間が不活性ガスにより充填され、記録ヘッド180から吐出された紫外線硬化型インクが大気から遮断される。従って、未硬化の紫外線硬化型インクに酸素を含む雰囲気が混ざり、重合阻害の原因となることが防止される。
In the
なお、記録ヘッド180および記録用紙150の間を流れる不活性ガスには、記録ヘッド180において吐出された紫外線硬化型インクから発生したインクミストが含まれる。インクミストを含む不活性ガスが紫外線照射部162まで流れた場合は、インクミストが紫外線照射部162に付着して紫外線照射量を低下させる場合がある。そこで、この不活性ガスは、図中に矢印N14で示すように、支持ドラム140の回転方向について記録ヘッド180の下流側に配置されたミストトラップ210により、記録用紙150の近傍から引き剥がされ、更に、矢印N15により示すように外部へ放棄される。
The inert gas flowing between the
なお、ここではインクジェット式記録装置100を例に挙げて説明したが、上記のような記録装置または液体噴射装置の構造は、液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造における色材噴射装置、有機ELディスプレイ、FED(面発光ディスプレイ)等の製造における電極形成装置またはバイオチップ製造に使用する試料噴射ヘッド等にも適用できる。
Although the ink
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment. It is apparent from the scope of the claims that the embodiments added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention.
100 インクジェット式記録装置、106 整流板、110 給排紙部、112 給紙部、114 排紙部、120 記録部、130 フレーム、132、134、136、138 ガイド軸、140 支持ドラム、142 回転軸、144 支持面、150 記録用紙、159 照射部フレーム、160 照射部キャリッジ、161 発光素子、162 紫外線照射部、163 還流路、164 ランプフレーム、165 放熱フィン、166 ランプユニット、167 ガス供給口、168 上流側ガス案内部、169 下流側ガス案内部、170、171 記録部キャリッジ、172 キャリッジ本体、174 インクタンク、176 貫通穴、180 記録ヘッド、190、191、192、193、194、195 ノズルプレート、210 ミストトラップ、212 上側後方開口、214前方開口、216 下側後方開口、218 上流側ガス案内部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
支持面に被記録媒体を支持しつつ、回転する支持ドラムと、
前記支持面から所定距離離れ、前記支持ドラムの回転方向と直交する方向と平行に延在するガイド軸と、
前記ガイド軸に案内されて、前記支持面に沿って往復移動するキャリッジと、
前記キャリッジに搭載され、前記支持面に支持された被記録媒体に向かって紫外線硬化型インクを吐出する記録ヘッドと、
前記支持ドラムの回転方向に沿って前記記録ヘッドよりも下流側に前記支持面に対向して配置され、前記被記録媒体に付着した紫外線硬化型インクに紫外線を照射する紫外線照射部と、
前記支持ドラムに支持された被記録媒体の表面に向かって不活性ガスを供給するガス供給部と、
前記支持ドラムの回転方向に沿って前記紫外線照射部よりも上流側に配置され、前記ガス供給部から供給された不活性ガスを前記支持ドラムに支持された被記録媒体の表面に沿って案内する上流側ガス案内部と
を備え、前記記録ヘッドから吐出されて被記録媒体に付着した未硬化の紫外線硬化型インクの表面と大気との間に不活性ガスを介在させる記録装置。 A recording apparatus for forming an image by attaching an ultraviolet curable ink to a surface of a recording medium, and fixing the image on the surface of the recording medium by irradiating the ultraviolet curable ink with ultraviolet rays,
A support drum that rotates while supporting a recording medium on a support surface;
A guide shaft that is separated from the support surface by a predetermined distance and extends in parallel with a direction orthogonal to the rotation direction of the support drum;
A carriage guided by the guide shaft and reciprocating along the support surface;
A recording head mounted on the carriage and ejecting ultraviolet curable ink toward a recording medium supported by the support surface;
An ultraviolet irradiating unit that irradiates ultraviolet curable ink that is disposed on the downstream side of the recording head and facing the support surface along the rotation direction of the support drum and that adheres to the recording medium;
A gas supply unit for supplying an inert gas toward the surface of the recording medium supported by the support drum;
The inert gas supplied from the gas supply unit is guided along the surface of the recording medium supported by the support drum, arranged upstream of the ultraviolet irradiation unit along the rotation direction of the support drum. A recording apparatus comprising an upstream gas guide, wherein an inert gas is interposed between the surface of uncured ultraviolet curable ink ejected from the recording head and attached to the recording medium, and the atmosphere.
前記下流側ガス案内部により引き剥がされた不活性ガスを、前記上流側ガス案内部に戻す還流部と
を更に備える請求項1に記載の記録装置。 A downstream gas guide for guiding an inert gas that forms a laminar flow on the surface of the recording medium supported by the support surface in a direction in which the inert gas is peeled off from the surface of the recording medium;
The recording apparatus according to claim 1, further comprising: a reflux unit that returns the inert gas peeled off by the downstream gas guide unit to the upstream gas guide unit.
支持面に被記録媒体を支持しつつ、回転する支持ドラムと、
前記支持面から所定距離離れ、前記支持ドラムの回転方向と直交する方向と平行に延在するガイド軸と、
前記ガイド軸に案内されて、前記支持面に沿って往復移動するキャリッジと、
前記キャリッジに搭載され、前記支持面に支持された被記録媒体に向かって液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
前記支持ドラムの回転方向に沿って前記液体噴射ヘッドよりも下流側に前記支持面に対向して配置され、前記被記録媒体に付着した紫外線硬化型の液体に紫外線を照射する紫外線照射部と、
前記支持ドラムに支持された被記録媒体の表面に向かって不活性ガスを供給するガス供給部と、
前記支持ドラムの回転方向に沿って前記紫外線照射部よりも上流側に配置され、前記ガス供給部から供給された不活性ガスを前記支持ドラムに支持された被記録媒体の表面に沿って案内する上流側ガス案内部と
を備え、前記液体噴射ヘッドから噴射されて被記録媒体に付着した未硬化の液体表面と大気との間に不活性ガスを介在させる液体噴射装置。 A liquid ejecting apparatus that forms an image by attaching a liquid containing an ultraviolet curable component to the surface of a recording medium, and fixes the image on the surface of the recording medium by irradiating the liquid with ultraviolet light,
A support drum that rotates while supporting a recording medium on a support surface;
A guide shaft that is separated from the support surface by a predetermined distance and extends in parallel with a direction orthogonal to the rotation direction of the support drum;
A carriage guided by the guide shaft and reciprocating along the support surface;
A liquid ejecting head that is mounted on the carriage and ejects liquid toward a recording medium supported by the support surface;
An ultraviolet irradiating unit that radiates ultraviolet rays to an ultraviolet curable liquid disposed on the downstream side of the liquid ejecting head along the rotation direction of the support drum and facing the support surface;
A gas supply unit for supplying an inert gas toward the surface of the recording medium supported by the support drum;
The inert gas supplied from the gas supply unit is guided along the surface of the recording medium supported by the support drum, arranged upstream of the ultraviolet irradiation unit along the rotation direction of the support drum. A liquid ejecting apparatus comprising an upstream gas guide, wherein an inert gas is interposed between an uncured liquid surface ejected from the liquid ejecting head and attached to a recording medium and the atmosphere.
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