JP2011126269A - Inkjet printer - Google Patents
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Description
本発明は、光定着インクを吐出し、光照射装置によって定着させるインクジェットプリンターに関する。 The present invention relates to an ink jet printer that discharges a light fixing ink and fixes it by a light irradiation device.
従来、光照射装置による光定着インクを用いたインクジェットプリンターはキャリッジの走査方向両側に光照射装置を搭載していた。また、それぞれの光照射装置には光源が搭載され、照射有無の制御はシャッター装置を開閉して行うものが、特許文献1に記載されている。
Conventionally, an ink jet printer using light fixing ink by a light irradiation device has a light irradiation device mounted on both sides in the scanning direction of the carriage.
従来の技術において、光照射装置による光定着インクを用いたインクジェットプリンターは2つの光照射装置を搭載するため、キャリッジ重量が増加し、キャリッジを駆動するアクチュエーターを高出力化する必要がある。また、消耗品である光源も2つあり、それぞれが寿命となったときに交換する必要があるため、交換頻度が多くなる。点灯と消灯を繰り返すことで光源の寿命が損なわれないように光照射装置それぞれにシャッター装置を搭載する場合は、製造工程やコストも多くかかる。 In the prior art, an ink jet printer using light fixing ink by a light irradiation device is equipped with two light irradiation devices, so that the carriage weight increases, and it is necessary to increase the output of an actuator that drives the carriage. Also, there are two light sources that are consumables, and each needs to be replaced when it reaches the end of its life, so the replacement frequency increases. When a shutter device is mounted on each light irradiation device so that the lifetime of the light source is not impaired by repeating the turning on and off, the manufacturing process and cost are increased.
本発明は、光源を1つにすることで、キャリッジの重量を軽くし、光源の交換頻度を減らし、シャッター装置を簡易化できる光照射装置を具備するインクジェットプリンターを提供する。 The present invention provides an ink jet printer including a light irradiation device that can reduce the weight of a carriage, reduce the frequency of light source replacement, and simplify a shutter device by using a single light source.
上述課題を解決するための本発明の第一の態様は、記録媒体に光定着インクを吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドから吐出された前記光定着インクを定着させるための光を照射する光照射装置とを搭載するキャリッジを有し、前記キャリッジを前記記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に走査し、前記記録媒体に画像形成するインクジェットプリンターにおいて、前記光を発する光源と、前記光源から発した前記光を集光する集光手段と、集光された前記光を任意の方向に光路を変更する光路選択手段と、前記光路選択手段を制御する光路制御手段と、前記インクジェットヘッドを挟み前記キャリッジの走査方向両側にそれぞれ配置されて前記光路選択手段からくる前記光の光路を曲げ、前記記録媒体上に前記光を照射する照射手段と、を有し、前記キャリッジに少なくとも前記光源と前記集光手段と前記光路選択手段と前記照射手段とを搭載し、前記記録媒体に吐出された前記光定着インクに前記光路制御手段によって制御された光路による前記光を照射して定着させることを特徴とするインクジェットプリンターである。 A first aspect of the present invention for solving the above-described problems is an ink jet head that ejects light fixing ink onto a recording medium, and light that emits light for fixing the light fixing ink ejected from the ink jet head. A light source that emits the light in an ink jet printer that scans the carriage in a direction that intersects the conveyance direction of the recording medium and forms an image on the recording medium; Condensing means for condensing the light emitted from, an optical path selection means for changing the optical path of the condensed light in an arbitrary direction, an optical path control means for controlling the optical path selection means, and the inkjet head. The optical path of the light coming from the optical path selection means arranged on both sides in the scanning direction of the carriage is bent, and the optical path is placed on the recording medium. Irradiating means for irradiating at least the light source, the condensing means, the optical path selecting means, and the irradiating means mounted on the carriage, and the optical path to the optical fixing ink ejected to the recording medium. An ink jet printer, wherein the light is fixed by irradiating the light through an optical path controlled by a control unit.
また、本発明の第二の態様は、前記光路選択手段と前記照射手段との間に、光ファイバーケーブルを有し、前記光源から発した前記光は、前記光路選択手段から前記光ファイバーケーブルを通して前記照射手段へと入射されることを特徴とする第一の態様に記載のインクジェットプリンターである。 The second aspect of the present invention includes an optical fiber cable between the optical path selection unit and the irradiation unit, and the light emitted from the light source is irradiated from the optical path selection unit through the optical fiber cable. The inkjet printer according to the first aspect, which is incident on the means.
また、本発明の第三の態様は、前記光ファイバーケーブルを複数系統に分けることによって、前記キャリッジの前記走査方向両側に配置された複数の前記照射手段から前記光を照射することを特徴とする第二の態様に記載のインクジェットプリンターである。 According to a third aspect of the present invention, the optical fiber cable is divided into a plurality of systems, and the light is irradiated from a plurality of the irradiation means arranged on both sides in the scanning direction of the carriage. The ink jet printer according to the second aspect.
また、本発明の第四の態様は、前記光定着インクに紫外線硬化インクを用いて、前記光源に紫外線を含む光を照射する光源を使用することで、前記紫外線を照射して前記紫外線硬化インクを定着させることを特徴とする第一の態様から第三の態様のいずれか一に記載のインクジェットプリンターである。 According to a fourth aspect of the present invention, an ultraviolet curable ink is used as the light fixing ink, and a light source that irradiates light including ultraviolet rays is used as the light source. The inkjet printer according to any one of the first to third aspects, wherein the ink is fixed.
また、本発明の第五の態様は、前記光定着インクに赤外光により定着するインクを用いて、前記光源に赤外光を含む光を照射する光源を使用することで、前記赤外光を照射してインクを定着させることを特徴とする第一の態様から第三の態様のいずれか一に記載のインクジェットプリンターである。 According to a fifth aspect of the present invention, the infrared light is used by using a light source that irradiates light including infrared light to the light source using an ink that is fixed to the light fixing ink by infrared light. The ink jet printer according to any one of the first to third aspects, wherein the ink is fixed by irradiating the ink.
また、本発明の第六の態様は、前記光源にLEDを用いて、前記光定着インクを定着させることを特徴とする第一の態様から第五の態様のいずれか一に記載のインクジェットプリンターである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the ink jet printer according to any one of the first to fifth aspects, the light fixing ink is fixed using an LED as the light source. is there.
また、本発明の第七の態様は、前記光路選択手段に赤外光を透過するミラーを用いることを特徴とする第一の態様から第六の態様のいずれか一に記載のインクジェットプリンターである。 According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the inkjet printer according to any one of the first to sixth aspects, wherein a mirror that transmits infrared light is used as the optical path selection unit. .
また、本発明の第八の態様は、前記光路選択手段に紫外光以外の光を透過するミラーを用いることを特徴とする第一の態様、第二の態様、第三の態様または第四の態様のいずれか一に記載のインクジェットプリンターである。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a first aspect, a second aspect, a third aspect, or a fourth aspect, wherein a mirror that transmits light other than ultraviolet light is used for the optical path selection means. It is an inkjet printer as described in any one of the aspects.
また、本発明の第九の態様は、前記光路選択手段に赤外光以外の光を透過するミラーを用いることを特徴とする第一の態様、第二の態様、第三の態様または第五の態様のいずれか一に記載のインクジェットプリンターである。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a first aspect, a second aspect, a third aspect, or a fifth aspect, wherein a mirror that transmits light other than infrared light is used for the optical path selection means. It is an inkjet printer as described in any one of aspect.
また、本発明の第十の態様は、前記インクジェットヘッドの上方に前記光源が配置され、前記インクジェットと前記光源の間に前記光路選択手段が配置されていることを特徴とする第一の態様から第六の態様の何れか一に記載のインクジェットプリンターである。 According to a tenth aspect of the present invention, from the first aspect, the light source is disposed above the ink jet head, and the optical path selecting means is disposed between the ink jet and the light source. It is an inkjet printer as described in any one of 6th aspect.
また、本発明の第十一の態様は、前記インクジェットヘッドと前記光路選択手段の間に、前記光のうち散乱した光を反射する反射手段を備えることを特徴とする第十の態様に記載のインクジェットプリンターである。 According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided a reflecting means for reflecting scattered light among the light between the inkjet head and the optical path selecting means. Inkjet printer.
光源を1つにすることで、キャリッジの重量を軽くすることができる。また、消耗品である光源を1つにすることで、交換頻度を少なくして交換費用を抑えることもできる。また、光照射のON/OFFを簡易な構造にできるため、軽量化と小型化、低コスト化が可能である。 By using one light source, the weight of the carriage can be reduced. In addition, by using one light source that is a consumable, the replacement frequency can be reduced and the replacement cost can be reduced. In addition, since the light irradiation can be turned on and off in a simple structure, it is possible to reduce the weight, size, and cost.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明であるインクジェットプリンターのキャリッジと光照射装置の構成図の一例である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an example of a configuration diagram of a carriage and a light irradiation device of an ink jet printer according to the present invention.
図1に示すように、本実施の形態のインクジェットプリンターは、キャリッジ1にメディア3上に光定着インクを吐出するインクジェットヘッド4とメディア3上に着弾した光定着インクを定着させるための光照射装置5とが搭載されている。光照射装置5は、キャリッジの上方中央に光源6を配置し、光源6の上方に光源6からの光を効率的に反射して集光する集光手段7を配置している。キャリッジ1はYレール2に沿ってメディア3の上を走査方向に移動しながら、インクジェットヘッド4の下面から光定着インクを吐出する。
As shown in FIG. 1, the ink jet printer of the present embodiment includes an
集光手段7は例えばリフレクタであり、好ましくは楕円リフレクタである。また集光手段は複数のミラーを用いて集光することもできる。光源6はランプやLEDなどを用いることができる。LEDを用いる場合、集光手段7を用いることもできるが、不用とする構造にすることもでき、不要の場合はさらに構造の簡素化が可能となる。
The condensing means 7 is, for example, a reflector, and preferably an elliptical reflector. The condensing means can also condense using a plurality of mirrors. The
また光源6に紫外線照射光源を用いることで、紫外線硬化インクを用いたインクジェットプリンターに使用することができる。また光源6に赤外線照射光源を用いることで、赤外線または熱による水分の蒸発によって定着するインクを用いたインクジェットプリンターに使用することができる。
Further, by using an ultraviolet irradiation light source for the
光源6からの光と集光手段7に反射された光は光源6の下方に位置する凹レンズ8を通りさらに下方のフライアイレンズ9に入射する。フライアイレンズ9は照度むらを無くすために使用している。照度むらを無くす為に他の例として、ミラー10、曲面ミラー11または光源6を微振動させ、光を一定の位置だけでなく所定の範囲に満遍なく照射してもよい。しかしこのように微振動させるには別途振動装置を備える必要がある。容積、重量に余裕があればこのような構成をキャリッジ1に載せることができる。小さくしたいのであれば、凹レンズ8とフライアイレンズ9を用いて照射される光を制御するのが好ましい。
The light from the
フライアイレンズ9を通過した光は角度制御が可能なミラー10で反射させる。このミラー10にはダイクロイックミラーを用い、メディア3への熱を除外したい場合には赤外線透過タイプ、可視光を除外したい場合には可視光を透過するタイプ、人体に有害な紫外光を除外したい場合には紫外線透過タイプ等、透過する光以外を反射することができるミラーを使用し、用途に応じてミラー10の選択をする。また別の態様として、所望の波長に光を反射するミラーの代わりに、光を選択する手段として、光路の途中に所望の波長の光のみを透過あるいは遮断するフィルタを配置してもよい。さらに、所望の波長の光を選択するこれらの手段が加熱される場合があるが、この熱をフィンやファンなどの放熱手段によって外部に放熱してもよい。
The light that has passed through the fly-eye lens 9 is reflected by a
赤外線透過タイプのミラー10を用いることで、赤外光を含まない光がメディア3上に照射される。そのため、赤外光による熱の影響を無くし、例えばメディア3の熱による変形を防止することができる。可視光を透過タイプのミラー10を用いることで、光照射装置5から可視光を含まない光を照射し、光源6からの強い可視光からプリンター周辺の作業者の目を保護することができ、インクジェットプリンターとしての安全性が向上する。紫外線透過タイプのミラー10を用いることで、光照射装置5から紫外光を含まない光を照射するため、紫外光による人体への悪影響を無くすことができる。
By using the infrared
キャリッジ1の走査方向の片側に、ミラー10からの光を反射して、メディア3上に照射できるような向きで曲面ミラー11を配置する。曲面ミラー11には凹面鏡を用いて、曲面ミラー11で反射した光が平行に所望の位置と範囲でメディア3に照射できるように曲面ミラー11の形状と角度を決める。ミラー10の角度を変えることで、キャリッジ3の走査方向の反対側にも同様に配置されたもう一つの曲面ミラー11に反射させて光を照射することができる。この方法を用いることで、従来キャリッジの走査方向両側に光源を含む照射器を配置して交互に照射していたが、光源を一つにして交互に照射することができる。ミラー11は走査方向の少なくとも両側に配置し、さらに夫々の側のミラーを複数に分割して配置してもよい。各々側で複数のミラーにすることで照射する位置を細かく設定することができる。
The curved mirror 11 is arranged on one side of the
ミラー10の角度はステッピングモーターを用いて制御する。ステッピングモーターの他に、DCモータを使用できるが、その場合に、回転数を制御するフィードバック制御が必要である。ミラー10の角度を、ミラー10に反射した光がどちらの曲面ミラー11にも入射しないような向きにすることで、メディア3に光を照射しないこともできる。これによって従来キャリッジの走査方向両側の照射器がそれぞれ持っていたシャッター機構が不要となる。
The angle of the
光源6とミラー10の配置については、光源6はキャリッジ3の中央でなるべくYレール2に近い位置に配置することで、左右の照射範囲を同等にすることが容易になり、キャリッジの重量バランス上も最適である。光路の途中に光ファイバーケーブルを用いた場合も、光ファイバーケーブルの光エネルギーの損失を同等にして左右の照射光エネルギーを同等にするため、光源は同様の配置が好ましい。また、光ファイバーケーブルは最短距離で配置することでコストを抑えることが望ましい。同様に、角度制御されるミラー10も左右の曲面ミラー11の中央、つまりキャリッジ3の中央に配置することで、左右の光エネルギーの損失と、左右の照射範囲を同等にし、キャリッジの重量バランスの均衡にも効果がある。
With respect to the arrangement of the
また、光源6は光を発生すると共に熱を発生させる。インクジェットヘッド4によって吐出されるインクは温度によって粘度等の特性が変わり、温度が高くなり過ぎると吐出不良の原因となる。そこで、インクジェットヘッド4と光源6は離れた位置に配置する。例えば、インクジェットヘッド4の上方にミラー10を配置し、更に上方に光源6を配置し、ミラー10と光源6の間に凹レンズ8とフライアイレンズ9を配置する。さらに、散乱した光を反射させるために、インクジェットヘッド4とミラー10との間に光を反射する鏡あるいは鏡面仕上げした金属板などの反射手段を配置することが望ましい。さらに、反射手段とインクジェットヘッド4の間に断熱材を配置し、伝熱しにくくすることが好ましい。光源6で発生した熱がインクジェットヘッド4に伝わり、インク温度が上昇しないようにすることで、画質への影響を防ぐことができる。
The
図2は、光ファイバーケーブルを使用した光照射装置の構成図の一例である。光源6と集光手段7の位置関係は図1と同じとする。光源6から発した光と集光手段7によって集光された光は、集光レンズ12を通り、光ファイバーケーブル13の片側の端部である入口部に入射する。光ファイバーケーブル13は柔軟なケーブルのため、光源6と集光手段7は任意の場所に配置することができる。ただし、光ファイバーケーブル13は高価なので、できる限り短く構成する必要があり、光源6と集光手段7はキャリッジの中央上部に配置することが望ましい。光ファイバーケーブル13の出口側は、ケーブルの途中でファイバーケーブルを少なくとも2つに分割する。分割した光ファイバーケーブル13は複数のファイバーの束から成っており、出口側のファイバーはそれぞれ2つの平凸シリンドリカルレンズ14の平側の長手方向に等間隔で接続する。こうすることで、少なくとも2つに分けられた光ファイバーケーブル13の出口部から照射された光は、キャリッジの走査方向両側に配置された2つのシリンドリカルレンズ14を通して所望の照射範囲に照射することができる。
FIG. 2 is an example of a configuration diagram of a light irradiation apparatus using an optical fiber cable. The positional relationship between the
次に、ミラーによって光路を変更する場合の動作について、図3、図4を用いて説明する。図3は、光照射装置の制御部分のブロック図である。図4は、光照射装置の動作を示すフローチャートである。 Next, the operation when the optical path is changed by the mirror will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a block diagram of a control portion of the light irradiation apparatus. FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the light irradiation apparatus.
制御回路100には、ROM101、RAM102、ステッピングモーター駆動回路103が接続されている。ステッピングモーター駆動回路103にステッピングモーター104が接続されている。
A ROM 101, a
ROM101にはプログラムが記憶されていて、制御回路100はこのプログラムに従って動作する。またROM101にはプログラム以外に、制御に使用する初期設定値などの各種設定値が記憶されている。RAM102はデータの一時保存や演算時のワークエリアに使用される。ステッピングモーター104にはミラーが接続され、ステッピングモーターの軸の角度に応じてミラーが回転し、光路の変更が可能となる。すなわち光路の変更制御は、このステッピングモーター104の回転を制御することで行うことができる。ステッピングモーター駆動回路103は、制御回路100によって指示されたステップ数分の回転をステッピングモーター104がするように駆動する。
ミラー角度制御処理がスタート(ステップS1)する。
The ROM 101 stores a program, and the
The mirror angle control process starts (step S1).
ミラーを予め基準とした位置に対して何度の角度に動かすのかを指示するための、ミラー角度の指示がされる(ステップS2)。ミラーの角度の指示は、例えば、キャリッジの進行方向に対して後ろ側の照射器から光を照射するのか前側の照射器から光を照射するのかを決めることで判断する。照射器の位置と光源側の位置が固定されているので、夫々の方向に光路を変更する為に必要なミラーの角度は予め決まり、それぞれの角度はROM101に予め記憶されている。そのため、どちらの照射器から照射するさえ決めればミラー角度の指示がされたことと同様になる。また、ミラーの角度は2つの値だけでなく複数段階取ることができる。これも同様に角度はROMに記憶されている。ミラーの角度の指示がされると次にステップS3に進む。
現在のミラー角度に対して指示されたミラーの角度の角度差を演算する(ステップS3)。
A mirror angle is instructed to instruct how many angles the mirror is to be moved with respect to a reference position in advance (step S2). The indication of the mirror angle is determined, for example, by determining whether light is emitted from the rear irradiator or the front irradiator with respect to the carriage traveling direction. Since the position of the irradiator and the position on the light source side are fixed, the angles of the mirrors necessary for changing the optical path in each direction are determined in advance, and each angle is stored in the ROM 101 in advance. Therefore, as long as irradiating from which irradiator is determined, it is the same as instructing the mirror angle. Further, the angle of the mirror can take not only two values but also a plurality of stages. Similarly, the angle is stored in the ROM. When the mirror angle is instructed, the process proceeds to step S3.
The angle difference between the designated mirror angles with respect to the current mirror angle is calculated (step S3).
次に、演算された角度差分ミラーを回転させる為のステッピングモーター104のステップ数を演算する(ステップS4)。これは、ステッピングモーター104が1ステップ回転すると何度ミラーが回転するか予め分かっているので、角度差から回転させるステップ数を演算する。
Next, the number of steps of the stepping
次に、演算したステップ数分のステッピングモーター104が駆動するように、ステッピングモーター駆動回路103に指令を出力し、ステッピングモーター104を駆動する(ステップS5)。次に、ミラーを回転させる処理は終了する(ステップS6)。
Next, a command is output to the stepping
このように、ステッピングモーター104を制御することで、ミラー10の角度をROM101に格納されたプログラムに従って制御することができる。キャリッジ1の走査方向の一方側の照射手段から紫外線を照射することも、他方側に照射することも、どちらにも照射しないようにすることも、または、ミラー10の角度によって両方から照射するように制御することもできる。
In this way, by controlling the stepping
また、光源にLEDを用いる場合は、LEDをON/OFF制御することで、どちら側の照射手段からも光を照射しない場合の光の照射のON/OFFを制御ができる。光源にランプを用いる場合は、ランプの出力をOFFせず制御範囲で予め決められたレベル以下に、好ましくは最低レベルに、した後に照射手段のどちら側からも光が照射しない位置にミラーを制御する。ランプ出力を低くすることで、熱の発生を抑えることができるからである。またこの場合に、好ましくは光源6からミラー10までの光路から、光が漏れないようにシールドされ、このシールドに放熱手段を有していることが望まれる。ランプ照射によって発生した熱を外部に放熱する為である。
When an LED is used as the light source, ON / OFF control of the LED can control ON / OFF of light irradiation when light is not irradiated from either irradiation means. When a lamp is used as the light source, the mirror is controlled to a position where light is not irradiated from either side of the irradiation means after the lamp output is not turned off and is set to a level lower than the predetermined level in the control range, preferably the minimum level. To do. This is because heat generation can be suppressed by reducing the lamp output. In this case, it is preferable that light is shielded from the light path from the
本発明は、光定着インクを用いるインクジェットプリンターに利用できる。 The present invention can be used for an ink jet printer using a light fixing ink.
1 キャリッジ
2 Yレール
3 メディア
4 インクジェットヘッド
5 光照射装置
6 光源
7 集光手段
8 凹レンズ
9 フライアイレンズ
10 ミラー
11 曲面ミラー
12 集光レンズ
13 光ファイバーケーブル
14 シリンドリカルレンズ
100 制御回路
101 ROM
102 RAM
103 ステッピングモーター駆動回路
104 ステッピングモーター
DESCRIPTION OF
102 RAM
103 Stepping
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