JP2010030120A - Fluid ejection apparatus and fluid curing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、媒体に吐出した紫外線硬化性流体に紫外線を照射することにより紫外線硬化性流体を硬化させる流体吐出装置および流体硬化方法に関する。 The present invention relates to a fluid ejection apparatus and a fluid curing method for curing an ultraviolet curable fluid by irradiating ultraviolet rays onto an ultraviolet curable fluid discharged onto a medium.
流体を媒体に吐出する流体吐出装置の流体として、たとえば紫外線硬化性インクを用いる画像記録装置は既に知られている。このような画像記録装置には、各々約1cm2の範囲を照射する複数の紫外線照射装置を縦横に並べて配置し、紫外線硬化性インクが吐出された媒体の所定の領域毎に紫外線を照射して紫外線硬化性インクを硬化させている(たとえば、特許文献1参照)。
紫外線硬化性インクは、紫外線を照射することにより光重合を生じて硬化する。そして、光源から発せられる紫外線のエネルギが大きいほどインクの硬化性は向上するが、光源は発熱して紫外線の発光効率は低下する。このため、出力を抑えた複数の光源を用いて媒体の搬送方向に並べて配置し、各々の光源から発せられた紫外線を順次照射することが考えられるが、異なる光源から発せられた紫外線を順次照射して硬化させると、インクが硬化(乾燥)するまでに時間がかかり、重なり合ったインク同士が混ざり合ったり、形成されたドットの形状が崩れることにより画質が低下する虞がある。 The ultraviolet curable ink is cured by photopolymerization when irradiated with ultraviolet rays. As the ultraviolet energy emitted from the light source increases, the curability of the ink improves. However, the light source generates heat and the ultraviolet light emission efficiency decreases. For this reason, it is conceivable to arrange a plurality of light sources with suppressed outputs side by side in the medium transport direction, and sequentially irradiate ultraviolet rays emitted from each light source, but sequentially irradiate ultraviolet rays emitted from different light sources. Then, when the ink is cured, it takes time until the ink is cured (dried), and there is a possibility that the overlapping inks may be mixed together or the shape of the formed dots may be lost, resulting in a deterioration in image quality.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、媒体に吐出された流体を良好な状態にて硬化させることが可能な流体吐出装置および流体硬化方法を実現することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to realize a fluid ejection device and a fluid curing method capable of curing a fluid ejected to a medium in a good state. There is.
主たる発明は、紫外線硬化性を有する流体を媒体に吐出するためのノズルと、前記媒体を前記ノズルと対向させつつ搬送方向に搬送する媒体搬送部と、前記搬送方向において前記ノズルより下流側に配置され、前記媒体に向かって少なくとも一部が重なるように紫外線を照射するための複数の紫外線光源と、を備えたことを特徴とする流体吐出装置である。 A main invention is a nozzle for discharging a fluid having ultraviolet curing properties to a medium, a medium transport unit that transports the medium in a transport direction while facing the nozzle, and a downstream side of the nozzle in the transport direction. And a plurality of ultraviolet light sources for irradiating ultraviolet rays so that at least a part of the medium overlaps the medium.
本発明の他の特徴は、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。 Other features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
本明細書の記載、及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。 At least the following will be made clear by the description of the present specification and the accompanying drawings.
紫外線硬化性を有する流体を媒体に吐出するためのノズルと、前記媒体を前記ノズルと対向させつつ搬送方向に搬送する媒体搬送部と、前記搬送方向において前記ノズルより下流側に配置され、前記媒体に向かって少なくとも一部が重なるように紫外線を照射するための複数の紫外線光源と、を備えたことを特徴とする流体吐出装置である。 A nozzle for discharging an ultraviolet curable fluid to the medium; a medium conveying unit for conveying the medium in the conveying direction while facing the nozzle; and the medium disposed downstream of the nozzle in the conveying direction. And a plurality of ultraviolet light sources for irradiating ultraviolet rays so that at least a part of them overlaps toward each other.
このような流体吐出装置によれば、流体を硬化させるための紫外線光源が、流体を吐出するノズルより搬送方向において下流側に配置されているので、媒体の搬送に伴って媒体に吐出された流体を硬化させることが可能である。このとき、複数の紫外線光源は媒体に向かって少なくとも一部が重なるように紫外線を照射するので、紫外線が重なった部分では重なっていない部分より高いエネルギを供給することが可能である。このため、流体をより早く硬化させることができ、媒体に吐出された直後の状態により近い状態、すなわち吐出された流体を良好な状態にて硬化させることが可能である。 According to such a fluid ejection device, since the ultraviolet light source for curing the fluid is disposed downstream in the transport direction from the nozzle that ejects the fluid, the fluid ejected onto the medium as the medium is transported Can be cured. At this time, since the plurality of ultraviolet light sources irradiate the ultraviolet rays so that at least some of them overlap each other toward the medium, it is possible to supply higher energy in the overlapped portion than in the overlapping portion. For this reason, it is possible to harden the fluid more quickly, and it is possible to cure the fluid that is closer to the state immediately after being ejected to the medium, that is, the ejected fluid in a favorable state.
かかる流体吐出装置であって、照射する前記紫外線を集光するためのレンズを備えていることが望ましい。
このような流体吐出装置によれば、各々の紫外線光源から発せられる紫外線はレンズにて集光されるので、集光された紫外線を重ねあわせることにより、流体をより効率よく硬化させることが可能である。
Such a fluid ejection device preferably includes a lens for condensing the ultraviolet rays to be irradiated.
According to such a fluid ejection device, since the ultraviolet rays emitted from the respective ultraviolet light sources are collected by the lens, it is possible to cure the fluid more efficiently by superimposing the collected ultraviolet rays. is there.
かかる流体吐出装置であって、前記複数の紫外線光源は、互いに異なるピーク波長を有する紫外線を発することを特徴とする。
このような流体吐出装置によれば、ピーク波長が互いに異なる紫外線が重ねて照射されるので、感光特性として2つ以上のピーク波長を有する流体を、2つのピーク波長の紫外線にて同時に効率よく硬化させることが可能である。
In this fluid ejection device, the plurality of ultraviolet light sources emit ultraviolet rays having different peak wavelengths.
According to such a fluid ejecting apparatus, since ultraviolet rays having different peak wavelengths are irradiated in an overlapping manner, a fluid having two or more peak wavelengths as photosensitive characteristics can be efficiently cured simultaneously with the two peak wavelength ultraviolet rays. It is possible to make it.
かかる流体吐出装置であって、前記複数の紫外線光源は、同一のピーク波長を有する紫外線を発することとしてもよい。
このような流体吐出装置によれば、同一のピーク波長を有する紫外線が重ねて照射されるので、感光特性に応じたピーク波長を有する紫外線を重ねて照射することにより流体により多くのエネルギを供給することが可能である。
In this fluid ejection device, the plurality of ultraviolet light sources may emit ultraviolet rays having the same peak wavelength.
According to such a fluid ejecting apparatus, since ultraviolet rays having the same peak wavelength are repeatedly irradiated, more energy is supplied to the fluid by overlappingly irradiating ultraviolet rays having a peak wavelength corresponding to the photosensitive characteristics. It is possible.
かかる流体吐出装置であって、前記紫外線が重なる位置は変更可能であることが望ましい。
このような流体吐出装置によれば、紫外線が重なる位置は変更可能なので、複数の紫外線光源から発せられた紫外線を所望の位置にて重ねることが可能である。このため、流体の特性に合わせて、所望の位置にて重ね合わせた紫外線を照射することが可能である。
In such a fluid ejection device, it is desirable that the position where the ultraviolet rays overlap can be changed.
According to such a fluid ejection device, the position where the ultraviolet rays overlap can be changed, so that the ultraviolet rays emitted from a plurality of ultraviolet light sources can be overlapped at a desired position. For this reason, it is possible to irradiate the ultraviolet rays superimposed at a desired position in accordance with the characteristics of the fluid.
かかる流体吐出装置であって、各々の前記紫外線光源と前記紫外線が重なる位置との距離は、互いに等しいことが望ましい。
このような流体吐出装置によれば、各々の紫外線光源から発せられる紫外線をバランスよく照射することが可能である。
In such a fluid ejection device, it is preferable that the distance between each ultraviolet light source and the position where the ultraviolet rays overlap is equal to each other.
According to such a fluid ejection device, it is possible to irradiate the ultraviolet rays emitted from the respective ultraviolet light sources in a balanced manner.
かかる流体吐出装置であって、前記流体はインクであることが望ましい。
このような流体吐出装置によれば、媒体の搬送に伴って媒体に吐出されたインクに、少なくとも一部が重なるように紫外線が照射されるので、インクがより早く硬化され、媒体により良好な画像を形成することが可能である。ここで、インクは水性インクも油性インクも含むものとする。
In such a fluid ejection device, the fluid is preferably ink.
According to such a fluid ejecting apparatus, the ink ejected onto the medium as the medium is transported is irradiated with ultraviolet rays so that at least a part of the ink is superimposed on the medium. Can be formed. Here, the ink includes both water-based ink and oil-based ink.
また、搬送方向に搬送される媒体に、紫外線硬化性を有する流体を吐出することと、前記流体が吐出された前記媒体に向かって複数の光源から発せられた紫外線を、それらの少なくとも一部が重なるように照射することと、を有することを特徴とする流体硬化方法である。
このような流体硬化方法によれば、媒体に吐出された流体に、複数の紫外線光源は媒体に向かって少なくとも一部が重なるように紫外線が照射されるので、紫外線が重なった部分では重なっていない部分より高いエネルギを供給して流体を硬化させることが可能である。このため、流体をより早く硬化させることができ、媒体に吐出された直後の状態により近い状態、すなわち吐出された流体を良好な状態にて硬化させることが可能である。
In addition, at least a part of the ultraviolet ray curable fluid is discharged onto the medium conveyed in the conveying direction, and ultraviolet rays emitted from a plurality of light sources toward the medium from which the fluid is discharged Irradiating so as to overlap with each other.
According to such a fluid curing method, the plurality of ultraviolet light sources are irradiated with ultraviolet rays so that at least a part of the fluid is discharged onto the medium, so that the fluid does not overlap at the portion where the ultraviolet rays overlap. It is possible to supply higher energy than the part to cure the fluid. For this reason, it is possible to harden the fluid more quickly, and it is possible to cure the fluid that is closer to the state immediately after being ejected to the medium, that is, the ejected fluid in a favorable state.
<<実施例>>
以下、本発明の一実施形態に係る流体吐出装置および流体硬化方法について図面を参照して説明する。
<< Example >>
Hereinafter, a fluid ejection device and a fluid curing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態では、紫外線を発するための複数の紫外線照射部を備えた流体吐出装置の一例として、流体としてのインクを吐出するインクジェット式プリンタを例に挙げて説明する。 In the present embodiment, an example of an ink jet printer that ejects ink as a fluid will be described as an example of a fluid ejection device including a plurality of ultraviolet irradiation units for emitting ultraviolet rays.
図1は、インクジェット式プリンタ100の全体的な構造を模式的に示す図である。図示するように、このインクジェット式プリンタ100は、媒体としての用紙150を支持するドラム110と、ドラム110の支持面112に沿って当該支持面に対向させて配置された記録ヘッド120および紫外線照射部200とを備える。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the overall structure of the
ドラム110は、回動するための回動軸114と、回動軸114を中心として回動軸114の周りに同心に配置された外周面をなす支持面112を有する円筒状のドラム本体110aと、を備え、回動軸114を中心に回動自在に設けられている。回動軸114は、支持面112の断面となる円の中心にて、ドラム本体110aから突出させて設けられ、水平に配置される。用紙150は、ドラム本体110aの支持面112に支持され、ドラム110が回動することにより搬送される。
The
回動軸114の先端は、それぞれ支持脚116により軸支される。このような構造により、ドラム110は、水平な回動軸114について回転して、支持した用紙150を、後述する記録ヘッド120および紫外線照射部200に対して一定の間隔を保ちつつ移動させることができる。
The tip of the
記録ヘッド120は、回動軸114と平行に設けられ、回動軸114の支持脚と同じ間隔にて配置された支持脚210に掛け渡されたガイド軸130に支持されている。
The
記録ヘッド120は、複数のヘッドユニット120a、120b、120cを有しており、ヘッドユニット120a、120b、120cは、それぞれ複数のノズル121およびアクチュエータを備え、図示していないインクカートリッジから供給されたインクをアクチュエータによりノズル121からドラム110に支持された用紙150に向かって吐出する。
The
また、記録ヘッド120は、ガイド軸130の両端部側に設けられた一対のプーリ142、144と、プーリ142、144間に張り渡されたタイミングベルト140に固定されている。
The
そして、記録ヘッド120は、ノズル121がドラム110の支持面112に対して一定の間隔を保ちつつ、プーリ142、144に連結されたモータ(不図示)を電気的に制御することにより、ガイド軸130に沿って往復移動するように構成されている。
The
各ヘッドユニット120a、120b、120cには、互いに異なる種類のインクが供給される。これにより、用紙150の表面に、例えばカラー画像等形成することが可能である。なお、ヘッドユニット120a、120b、120cが吐出するインクには、三原色等の色材を含むインクの他、色材を全く含まない透明なトップコート材、隠蔽性が高く色味のない白、黒等の色材を含み、画像の下地を形成するアンダーコート材等も含まれる。また、インクには水性インクも油性インクも含まれる。
Different types of ink are supplied to the
紫外線照射部200は、ドラム110の回転方向において記録ヘッド120より下流側に配置されている。
紫外線照射部200は、複数の光源ユニット301を有している。本実施形態の例では、各ヘッドユニット120a、120b、120cに対応させて、各々少なくとも2個の光源ユニット301を有する光源ユニット群300が設けられており、各光源ユニット群300が有する複数の光源ユニット301は、対応するヘッドユニット120a、120b、120cと連結されるとともに、ヘッドユニット120a、120b、120cの下流側に用紙150の搬送方向に沿って並べて配置されている。
The
The
図2は、複数の光源ユニットのうちの一つの光源ユニットの構成を説明するための模式図である。 FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of one of the plurality of light source units.
図示するように、各光源ユニット301は、ユニットホルダ305に装着可能な形状を有するユニットケース310と、ユニットケース310の内に収容され紫外線を発する紫外線光源としての発光部330と、発光部330よりドラム側に配置されて発光部330から発せられた紫外線を集光するためのレンズ312と、を有し、発光部330から発せられた紫外線がドラム110の支持面112に向かうように設けられている。ここで、レンズ312としてはセルフォックレンズを用いることが望ましい。
As shown in the drawing, each
発光部330としては、紫外帯域で発光するLED等の半導体素子を用いている。特に、近年開発の進んだ高輝度ダイオードは、高い出力を有するので、紫外線硬化型インクを効率よく硬化させることが可能である。一方、半導体レーザ等の素子は、材料に応じて発光波長が定まっており、発光帯域が限られているので、使用する紫外線硬化型インクの硬化特性を勘案して選択することが好ましい。本実施形態のインクジェット式プリンタ100では、複数の光源ユニット301が、いずれも同一のピーク波長を有する紫外線を発する光源ユニット301を用いている。このとき、紫外線が有するピーク波長は、紫外線硬化型インクの感光特性に対応していることが望ましい。
As the
また、光源ユニット301としては、半導体素子などの発光素子に限らず、紫外線ランプを用いても良く、この場合には、紫外線ランプにて発生した紫外線を、用紙150に向かって効率よく照射する目的で反射板を備えてもよい。また、紫外線ランプ340としては、メタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ等をいずれも選択できる。より具体的には、Fusion System社製のHランプ、Dランプ、Vランプ等の市販されているものを用いることができる。この種の紫外線ランプは、高出力の紫外線を照射することが可能である。
Further, the
各光源ユニット301は、回動軸114およびガイド軸130と平行に配置された4本のスライド軸230と、4本のスライド軸230が互いに平行に間隔を隔てて配置されるようにスライド軸230の両端を支持する支持部220と、互いに隣接する2本のスライド軸230に挿通され光源ユニット301毎に保持してスライド軸230に沿って摺動可能に構成されたユニットホルダ305と、を有する光源ユニットスライド機構320にて、スライド軸230に沿ってスライド可能に構成されている。
Each
4本のスライド軸が支持された支持部220は、記録ヘッド120のガイド軸130が支持された支持脚210の上部に設けられている。支持部220は、支持脚210上に設けられた基部221と、基部221と1本目のスライド軸230aにて回動自在に連結された第1リンク部材222と、第1リンク部材222と2本目のスライド軸230bにて回動自在に連結された第2リンク部材223と、第2リンク部材223と3本目のスライド軸230cにて回動自在に連結された先端部材224と、を有し、基部221、第1リンク部材222、第2リンク部材223、先端部材224は、スライド軸230a、230b、230cによる連結部分にて屈曲可能に構成されている。また、先端部材224の先端側には4本目のスライド軸230dが設けられている。
The
そして、基部221、第1リンク部材222、第2リンク部材223には、スライド軸230a、230b、230cを中心とする円弧状の長穴220aが形成されており、第1リンク部材222、第2リンク部材223、先端部材224には、円弧状の長穴220aをそれぞれ貫通した固定ねじ225が螺合される螺合穴(不図示)が設けられている。このため、基部221、第1リンク部材222、第2リンク部材223、先端部材224は、基部221と第1リンク部材222とがなす角度、第1リンク部材222と第2リンク部材223とがなす角度、第2リンク部材223と先端部材224とがなす角度をそれぞれ調整可能であり、また、円弧状の長穴220aを貫通した固定ねじ225を螺合穴に締め込むことにより、調整した角度を維持させることが可能である。
The
このため、隣接する2本のスライド軸230に挿通されている各ユニットホルダ305は、第1リンク部材222、第2リンク部材223、先端部材224のなす角度が調整されることにより、隣接するユニットホルダ305との角度が調整される。これにより、ユニットホルダ305に装着された光源ユニット301から発せられる紫外線の照射位置も調整され、また固定ねじ225が締め込まれて調整された状態が維持される。このため、各光源ユニット301がドラム110の支持面112の搬送方向において所望の位置に紫外線を照射するように調整できると共に、それを固定して調整された状態を維持することが可能である。
For this reason, each
ユニットホルダ305は、各光源ユニット301が装着される装着部305aと、スライド軸方向において装着部305aの両端からそれぞれ延出されて、装着部305aに装着された光源ユニット301を挟むように設けられた一対の延出部305bとを有している。一対の延出部305bには、ドラム本体110aの径方向に長く形成された直線上の長穴305cが設けられており、光源ユニット301の外周部には直線状の長穴305cを貫通した固定ねじ450が螺合される固定穴(不図示)が設けられている。このため、固定ねじ450を緩めることにより、光源ユニット301の各々を、直線状の長穴305cの長手方向に沿って個別に移動させドラム110の支持面112との間隔を適宜な位置に調整できると共に、それを固定して調整された状態を維持することが可能である。また、光源ユニット301とドラム110との間隔を変化させて、ドラム110に支持された用紙150に照射される紫外線の強度を調節することも可能である。さらに、固定ねじ450を完全に取り外せば、各光源ユニット301を個別に取り外して交換することも可能である。
The
光源ユニット群300が有する各光源ユニット301の配置をヘッドユニット120aに対応づけられた光源ユニット群を例に説明する。図3は、ヘッドユニット120aに対応する光源ユニット群の配置を示す図である。
The arrangement of each
図3に示すように、ヘッドユニット120aに対応させて設けられた光源ユニット群300が有する光源ユニット301は、各光源ユニット301から発せられた紫外線の少なくとも一部が重なるように照射されるべく設定されている。図3の例では、ヘッドユニット120aに対応する光源ユニット群300は、ヘッドユニット120aの下流側に、搬送方向に沿って3つの光源ユニット301を備えている。そして、搬送方向において中央に位置する光源ユニット301aから発せられた紫外線がドラム本体110aの径方向に向かって照射され、その上流側および下流側に配置された光源ユニット301bから発せられた紫外線して照射された領域が、中央の光源ユニット301aにて照射された領域Sとほぼ一致するように重なって照射されるように調整されている。
As shown in FIG. 3, the
搬送方向に並べられた各光源ユニット301a、301bから発せられる紫外線が互いに重なるように調整されて、各ヘッドユニット120a、120b、120cにそれぞれ対応づけられた各光源ユニット群300は、スライド軸230に沿う方向に並べて配置されており、記録ヘッド120がガイド軸130に沿って往復移動される際に、記録ヘッド120とともにスライド軸230に沿って往復移動する。
Each light
上記のような構造を有するインクジェット式プリンタ100における記録動作は、以下のように実行される。
The recording operation in the
回転するドラム本体110aの支持面112に支持された用紙150に対して、記録ヘッド120から紫外線硬化型インクが吐出されて用紙150に付着される。紫外線硬化型インクが付着した用紙150は、ドラム110の回転に従って紫外線照射部200と対面して、照射されている紫外線に晒される。これにより、用紙150の表面に付着した紫外線硬化型インクが硬化して、用紙150上に形成された画像が固定される。
The ultraviolet ray curable ink is ejected from the
ドラム110が1回転以上して、ドラム110の長手方向の一部領域において、用紙150の全長に画像が記録されると、記録ヘッド120は、ガイド軸130に沿って隣接した領域と対向する位置に移動する。このとき、紫外線照射部200も一体となって移動する。こうして、移動した記録ヘッド120および紫外線照射部200は、移動後の領域に対して記録動作を実行する。以下、記録動作と移動を繰り返すことにより、用紙150の表面全体に、紫外線硬化型インクによる画像が形成される。このように、本インクジェット式プリンタ100の場合には、ドラム110の回転方向が主走査方向であり、記録ヘッド120および紫外線照射部200の移動方向が副走査方向となる。
When the
上記のようなインクジェット式プリンタ100において用いることができ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 can be used in 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-trimethylbenzomethane methanol chloride, 2-hydroxy 3- (4-benzoyl-phenoxy) -N, N, N-trimethylene 1 -N, N-dimethyl N- [2- (1-oxo- 2-propyloxy) ethyl] A quaternary ammonium salt type water-soluble organic substance such as benzene memmonium 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.
なお、上記のような高分子化合物は、雰囲気中の酸素等と反応して、硬化特性が変化する場合がある。従って、記録ヘッド120から紫外線照射部200まで移動する間の用紙150の表面を、窒素等の不活性ガスにより覆うことも好ましい。
The polymer compound as described above may react with oxygen or the like in the atmosphere to change the curing characteristics. Therefore, it is also preferable to cover the surface of the
本実施形態のインクジェット式プリンタ100は、たとえば、波長や出力が互いに異なる光源ユニット301であっても、いずれも、紫外線照射部200のユニットホルダ305に装着することができるように構成されている。従って、記録ヘッド120が吐出する紫外線硬化型インクの組成に応じて、適切な光源ユニット301を装着して、より効率よく画像を硬化させることができる。
The
また、色材を含むインクに対して硬化速度を高くすることが好ましいアンダーコート材を記録ヘッド120が吐出する場合は、一部の光源ユニット301、302、303をそれに合わせた仕様にして照射量を増加させることができる。また、色材を含むインクに対して硬化速度を遅くすることが好ましいトップコート材を記録ヘッド120が吐出する場合は、一部の光源ユニット301、302、303を、光源を有しないダミーユニットに換えて、紫外線照射量を低下させてもよい。
In addition, when the
本実施形態のインクジェット式プリンタ100によれば、紫外線硬化型インクを硬化させるための紫外線光源としての発光部330を有する光源ユニット群300が、紫外線硬化型インクを吐出するノズル121より搬送方向において下流側に配置されているので、用紙150の搬送に伴って用紙150に吐出された紫外線硬化型インクに紫外線を照射して硬化させることが可能である。このとき、光源ユニット群300が有する複数の光源ユニット301は用紙150に向かって少なくとも一部が重なるように紫外線が照射されるので、紫外線が重なった部分では重なっていない部分より高いエネルギを供給することが可能である。このため、紫外線硬化型インクをより早く硬化させることができ、用紙150に吐出された直後の状態により近い状態、すなわち吐出された紫外線硬化型インクにて形成されたドット形状が維持され、また、重ね合わせられた異なる種類のインクが混ざり合わされることなく良好な状態にて紫外線硬化型インクを硬化させることが可能である。
According to the
また、上記実施形態のインクジェット式プリンタ100は、1つのヘッドユニット120a、120b、120cに対応させて複数の光源ユニット301が設けられており、複数の光源ユニット301から発せられた紫外線を重ねて照射している。このため、所定量のエネルギを供給する際に1つの光源ユニット301にて照射する場合より、各々の光源ユニット301にて発する紫外線の量を少なく抑えて照射することが可能である。このため、各光源ユニット301の出力を抑えることにより各光源ユニット301の発熱量を抑えることが可能であり、発熱量を抑えることにより効率よく紫外線を照射することが可能である。
In addition, the
また、複数の光源ユニット301は、照射する紫外線を集光するためのレンズ312を各々備えているので、レンズ312により集光された紫外線が重ね合わされることにより、紫外線硬化型インクを効率よく硬化させることが可能である。
Further, since the plurality of
また、搬送方向に隣接する光源ユニット301が保持されるユニットホルダ305同士をスライド軸230にて回動自在に連結したので、各光源ユニット301から発せられた紫外線の照射位置を各々搬送方向に移動させることが可能である。すなわち、ヘッドユニット120a、120b、120cに対応させて設けられた複数の光源ユニット301から発せられた紫外線を重ねて照射される位置も変更可能である。このため、紫外線硬化型インクの特性に応じて適切な位置にて紫外線を照射させることが可能である。このように紫外線を重ねて照射される位置を変更することにより、紫外線硬化型インクの特性に応じて紫外線照射を開始するタイミングを変更することが可能である。
In addition, since the
また、搬送方向に隣接する2つの光源ユニット301と支持面112上にて紫外線が重なる位置との距離が、互いに等しくなるように各光源ユニット301の位置および傾きを設定すると、隣接する光源ユニット301の各々から発せられる紫外線をバランスよく照射することが可能であり、各光源ユニット301間における出力レベルの調整が容易である。
Further, when the position and inclination of each
ところで、紫外線硬化型インクの紫外線に対する感光特性は、ビヒクルの組成により異
なるが、ビヒクルの組成以外の要素、紫外線硬化型インクに含まれる色材の色、表面性状等によっても、紫外線が色材に吸収または反射されてビヒクルの硬化速度に影響を与える場合がある。
By the way, although the ultraviolet light-sensitive property of the ultraviolet curable ink varies depending on the composition of the vehicle, the ultraviolet light becomes a color material depending on factors other than the composition of the vehicle, the color of the color material contained in the ultraviolet curable ink, and the surface properties. It can be absorbed or reflected to affect the cure rate of the vehicle.
たとえば、色材の濃度が高い場合には、紫外線の透過性が低下しビヒクルの硬化速度が遅くなる場合がある。また、紫外線硬化型インクにおける色材の濃度が低い場合に、紫外線が紫外線硬化型インクの中で散乱することなく透過してしまい、却って硬化速度が遅くなることもある。このように紫外線硬化型インクは、様々な要素により、照射される紫外線の波長分布に対して複雑な感光特性を有する場合がある。 For example, when the concentration of the coloring material is high, the transmittance of ultraviolet rays may be reduced, and the vehicle curing rate may be slow. In addition, when the concentration of the color material in the ultraviolet curable ink is low, the ultraviolet light may pass through the ultraviolet curable ink without being scattered, and the curing speed may be slow. As described above, the ultraviolet curable ink may have complicated photosensitive characteristics with respect to the wavelength distribution of the irradiated ultraviolet rays due to various factors.
図4は、紫外線硬化型インクの感光特性の一例を示すグラフである。図5は、複数の光源ユニットのうちの1つの光源ユニットが照射する紫外線の波長特性を示すグラフである。図6は、複数の光源ユニットのうちの他の光源ユニットが照射する紫外線の波長特性を示すグラフである。 FIG. 4 is a graph showing an example of the photosensitive characteristic of the ultraviolet curable ink. FIG. 5 is a graph showing the wavelength characteristics of ultraviolet rays emitted from one of the plurality of light source units. FIG. 6 is a graph showing the wavelength characteristics of ultraviolet rays irradiated by other light source units among the plurality of light source units.
上記のインクジェット式プリンタ100は、照射する紫外線が有するピーク波長が同一の複数の光源ユニット301を備えているので、紫外線硬化型インクの感光特性に対応した同一のピーク波長を有する紫外線が重ねて照射させることにより、発熱を抑えつつより多くのエネルギを供給することを可能としたが、複数の光源ユニット301から発せられる紫外線のピーク波長は必ずしも同一である必要はない。たとえば、紫外線硬化型インクとして、図4に示すように感光特性に短波長側と長波長側とに2つのピークを有する紫外線硬化型インクを使用する場合には、互いに異なるピーク波長を有する紫外線を発する光源ユニット301を備えていることが望ましい。
Since the
たとえば、図5に示す光源ユニット301が有する発光部330としてのLED等の発光素子は、特定の波長帯域に大きなピークを有する。このため、図4に示した感光特性を有する紫外線硬化型インクに対して、光源ユニット301の発生する紫外線を照射した場合には、硬化速度が低くなってしまう。また、図6に示す光源ユニット301を有する発光部330としてのLED等の発光素子は、その組成および構造の違いにより、図5に示した光源ユニット301とは異なる帯域に大きなピークを有する。
For example, a light emitting element such as an LED as the
そこで、他の実施形態のインクジェット式プリンタ100では、各ヘッドユニット120a、120b、120cに対応させて複数の光源ユニット301を備え、各々の光源ユニット301にて異なるピーク波長の紫外線を重ねて照射させている。このように、異なるピーク波長を有する複数の紫外線を重ねて照射させることにより、図5に示した紫外線硬化型インクの感光特性に対応した帯域分布を有する紫外線を照射させることができる。従って、2つのピークを含む感光特性を有する紫外線硬化型インクを、迅速に効率よく硬化させることができる。
Therefore, the
図7は、紫外線ランプの波長特性の一例を示すグラフである。互いに異なる3つ以上のピーク波長を含む感光特性を有する紫外線硬化型インクを用いる場合には、図7に示すような比較的広い範囲に多くのピークを含む特性を有する紫外線ランプを用いることが望ましい。 FIG. 7 is a graph showing an example of wavelength characteristics of the ultraviolet lamp. When using an ultraviolet curable ink having photosensitive characteristics including three or more different peak wavelengths, it is desirable to use an ultraviolet lamp having characteristics including many peaks in a relatively wide range as shown in FIG. .
このように、紫外線照射部200は、ひとつのヘッドユニット120a、120b、120cに対応させて、任意に選択した複数の光源ユニット301を装備することにより、紫外線の照射対象となる紫外線硬化型インクの複雑な感光特性に応じて、さまざまな帯域特性を有する紫外線を照射させことが可能である。このように、複数の光源ユニット301が、互いに異なるピーク波長を有する紫外線を発することにより、ピーク波長が互いに異なる紫外線が重ねて照射されるので、感光特性として2つ以上のピーク波長を有する紫外線硬化型インクを、同時に2つ以上のピーク波長の紫外線にて効率よく硬化させることが可能である。
Thus, the
<<その他の実施例>>
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
<< Other Examples >>
The above-described embodiments are for facilitating the understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and it is needless to say that the present invention includes equivalents thereof. In particular, the embodiments described below are also included in the present invention.
上記実施形態においては、光源ユニットスライド機構320を構成するスライド軸230と、支持部220と、ユニットホルダ305とにて、搬送方向に並べて配置される複数の光源ユニット301を、各光源ユニットから発せられる紫外線が重なるように照射されるべく、互いに隣接する光源ユニット301の角度を調整可能な構成としたが、光源ユニット301の角度を変更する機構は、これに限るものではない。たとえば、光源ユニットの、ドラムと反対側にフレームを設け、各光源ユニットが角度調整可能な屈曲部を介してフレームに取り付けられ、光源ユニット毎に角度調整可能な構成であっても良い。
In the above embodiment, a plurality of
また、光源ユニットは、当該光源ユニットの発熱を抑えるべく、冷却ファンを備えた構成としても良い。 Further, the light source unit may be configured to include a cooling fan in order to suppress the heat generation of the light source unit.
また、上記実施形態においては、各光源ユニット301がレンズ312を備え集光させた例について説明したが、必ずしもレンズは設けられていなくても良い。また、光源ユニットに、複数の発光部を隣接させて備え、集光せずに照射された紫外線が互いに重なり合う構成でも良い。また、上記実施形態においては、二つ以上の発光部から発せられた紫外線が照射する領域がほぼ一致するように重ねられる例について説明したが、各々の発光部から発せられた紫外線が照射する領域の少なくとも一部が重なっていればよい。
In the above-described embodiment, the example in which each
また、上記実施形態においては、ヘッドユニットに対応させて、2つまたは3つの光源ユニットが設けられている例について説明したが、1つのヘッドユニットに対する光源ユニットの数はこれに限るものではない。また、光源ユニットが装着可能なユニットホルダ305が、1つのヘッドユニットに対し4つ以上設けられており、使用される紫外線硬化型インクの特性に応じて、必要な数の光源ユニットを備える構成としても良い。このとき、必要な光源ユニットの数が設けられているユニットホルダの数より少なく、光源ユニットが装着されていないユニットホルダが発生してしまうと、ドラムと対向する部位に空隙が形成されてしまい、上述した冷却ファンや記録ヘッドおよび光源ユニットの移動により気流によりドラムの表面に形成される層流が乱れる虞がある。このため、光源ユニットが装着されないユニットホルダには紫外線を発生しないダミーユニットを装着させて、ドラムと対向する紫外線照射部の表面側を平坦にしておくことが望ましい。
In the above embodiment, an example in which two or three light source units are provided corresponding to the head units has been described. However, the number of light source units for one head unit is not limited to this. In addition, four or
上記実施形態では、液体吐出装置としてインクジェット式プリンタ100を例示したが、インク以外の他の液体(機能材料の粒子が分散されている液状体やジェルのような流状体など)を噴射したり吐出したりする液体吐出装置に具現化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、EL(エレクトロルミネッセンス)ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散または溶解のかたちで含む液状体を吐出する液状体吐出装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を吐出する液体吐出装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を吐出する液体吐出装置であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を吐出する液体吐出装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ(光学レンズ)などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に吐出する液体吐出装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を吐出する液体吐出装置、ジェルを吐出する流状体吐出装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の吐出装置に本発明を適用することができる。
In the above embodiment, the
100 インクジェット式プリンタ、110 ドラム、110a ドラム本体、
112 支持面、120 記録ヘッド、120a ヘッドユニット、121 ノズル、
150 用紙、200 紫外線照射部、300 光源ユニット群、
301 光源ユニット、301a 光源ユニット、301b 光源ユニット、
305 ユニットホルダ、305a 装着部、305b 延出部、312 レンズ、
320 光源ユニットスライド機構、330 発光部、340 紫外線ランプ、
S 紫外線が重なる領域
100 Inkjet printer, 110 drum, 110a drum body,
112 support surface, 120 recording head, 120a head unit, 121 nozzles,
150 paper, 200 UV irradiation unit, 300 light source unit group,
301 light source unit, 301a light source unit, 301b light source unit,
305 unit holder, 305a mounting part, 305b extension part, 312 lens,
320 light source unit slide mechanism, 330 light emitting unit, 340 ultraviolet lamp,
S Area where ultraviolet rays overlap
Claims (8)
前記媒体を前記ノズルと対向させつつ搬送方向に搬送する媒体搬送部と、
前記搬送方向において前記ノズルより下流側に配置され、前記媒体に向かって少なくとも一部が重なるように紫外線を照射するための複数の紫外線光源と、
を備えたことを特徴とする流体吐出装置。 A nozzle for discharging an ultraviolet curable fluid to the medium;
A medium transport unit that transports the medium in the transport direction while facing the nozzle;
A plurality of ultraviolet light sources disposed on the downstream side of the nozzle in the transport direction and for irradiating the ultraviolet rays so that at least a part of the ultraviolet light is overlapped toward the medium;
A fluid ejection device comprising:
照射する前記紫外線を集光するためのレンズを備えていることを特徴とする流体吐出装置。 The fluid ejection device according to claim 1,
A fluid ejection device comprising a lens for condensing the ultraviolet rays to be irradiated.
前記複数の紫外線光源は、互いに異なるピーク波長を有する紫外線を発することを特徴とする流体吐出装置。 The fluid ejection device according to claim 1 or 2,
The fluid discharge device, wherein the plurality of ultraviolet light sources emit ultraviolet rays having different peak wavelengths.
前記複数の紫外線光源は、同一のピーク波長を有する紫外線を発することを特徴とする流体吐出装置。 The fluid ejection device according to claim 1 or 2,
The fluid discharge device, wherein the plurality of ultraviolet light sources emit ultraviolet rays having the same peak wavelength.
前記紫外線が重なる位置は変更可能であることを特徴とする流体吐出装置。 A fluid ejection device according to any one of claims 1 to 4,
The fluid discharge device according to claim 1, wherein a position where the ultraviolet rays overlap can be changed.
各々の前記紫外線光源と前記紫外線が重なる位置との距離は、互いに等しいことを特徴とする流体吐出装置。 The fluid ejection device according to claim 4 or 5, wherein
The distance between each ultraviolet light source and the position where the ultraviolet rays overlap is equal to each other.
前記流体はインクであることを特徴とする流体吐出装置。 The fluid ejection device according to any one of claims 1 to 6,
The fluid ejection apparatus, wherein the fluid is ink.
前記流体が吐出された前記媒体に向かって複数の光源から発せられた紫外線を、それらの少なくとも一部が重なるように照射することと、
を有することを特徴とする流体硬化方法。 Discharging an ultraviolet curable fluid to a medium conveyed in the conveying direction;
Irradiating ultraviolet rays emitted from a plurality of light sources toward the medium from which the fluid is discharged so that at least a part of them overlaps;
A fluid curing method comprising:
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