JP2016196163A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 印刷ヘッドと紫外線照射ユニットとの間に配設した遮蔽部材を、支持部材に支持された印刷媒体に対し精度良く配置することができる。【解決手段】 印刷媒体Ｐを支持する回転ドラム２２と、回転ドラム２２に支持された印刷媒体Ｐに対しＵＶインクを吐出するヘッドユニット３１ａ〜３１ｆと、ヘッドユニット３１ａ〜３１ｆと並んで配設され、印刷媒体Ｐに吐出されたＵＶインクに対し紫外線を照射する照射ユニット４１ａ〜４１ｆと、ヘッドユニット３１ａ〜３１ｆと照射ユニット４１ａ〜４１ｆとの間に配設され、照射ユニット４１ａ〜４１ｆからヘッドユニット３１ａ〜３１ｆに至る紫外線を遮蔽する遮蔽部材５１と、を備え、遮蔽部材５１は、紙幅方向に延びる丸棒により構成されている。【選択図】 図２

Description

本発明は、紫外線硬化インクを用いて印刷媒体に印刷を行う印刷装置に関するものである。

従来、この種の印刷装置として、外周面上に印刷媒体（記録媒体）を支持するドラム型の支持部材と、支持部材の外周面に対向すると共に、支持部材に支持された印刷媒体に対し紫外線硬化インクを吐出する印刷ヘッド（記録ヘッド）と、支持部材の外周面に対向すると共に、印刷媒体に着弾した紫外線硬化インクに対し紫外線を照射する紫外線照射装置と、印刷ヘッドと紫外線照射装置との間に配設された遮光部材と、を備えたものが知られている（特許文献１参照）。この遮光部材は、紫外線照射装置から照射された紫外線を遮蔽して印刷ヘッドのインク吐出面に到達することを防止するものである。本印刷装置では、遮光部材として、支持部材の外周面に対しほぼ垂直になるように配設されると共に、紫外線照射装置や印刷ヘッドの長手方向に延在した遮光板（第１遮蔽板および第２遮蔽板）を用いている。

特開２００７−２０３６２４号公報

ところで、この種の印刷装置では、紫外線照射装置からの紫外線（漏れ光）が、紫外線照射装置から直接印刷ヘッドに到達するだけでなく、支持部材に支持された印刷媒体を反射して、間接的に印刷ヘッドに到達する場合がある。そのため、このような経路の紫外線を遮蔽すべく、遮光部材は、支持部材に支持された印刷媒体に極力近づけることが好ましい。
しかしながら、上記従来の印刷装置では、遮光部材として、寸法精度が低い板状部材を用いているため、遮光部材を精度良く配置することができず、印刷媒体からの離間距離を広くせざるを得ないという問題があった。すなわち、遮光部材を設置するときに、その寸法誤差分だけ広く記録媒体から離間させないと、寸法誤差によって遮光部材が設計値より大きかった場合に、遮光部材が印刷媒体に接触してジャミング（いわゆる紙ジャム）を起こしてしまう。よって、寸法精度が低い板状部材を用いると、印刷媒体からの離間距離を広くせざるを得なかった。すなわち、遮光部材を精度良く配置することができなかった。また、板状部材は、その延在方向の各位置での寸法にもバラツキが生じるため、実際の寸法を見て設置したとしても、延在方向の位置によっては、記録媒体からの離間距離が広くなってしまう。

本発明は、印刷ヘッドと紫外線照射ユニットとの間に配設した遮蔽部材を、支持部材に支持された印刷媒体に対し精度良く配置することができる印刷装置を提供することを課題としている。

本発明の印刷装置は、印刷媒体を支持する支持部材と、支持部材に支持された印刷媒体に対し紫外線硬化インクを吐出するヘッドユニットと、ヘッドユニットと並んで配設され、印刷媒体に吐出された紫外線硬化インクに対し紫外線を照射する照射ユニットと、ヘッドユニットと照射ユニットとの間に配設され、照射ユニットからヘッドユニットに至る紫外線を遮蔽する遮蔽部材と、を備え、遮蔽部材は、ヘッドユニットと照射ユニットとの並び方向に対し交差する方向に延びる円柱状部材または円筒状部材により構成されていることと特徴とする。

この構成によれば、遮蔽部材を、寸法精度が高い円柱状部材または円筒状部材により構成したことで、遮蔽部材を、支持部材に支持された印刷媒体に対し極力近づけることができる。すなわち、円柱状部材または円筒状部材（以下、円柱状部材等）の径方向の寸法は、上記板状部材の長さ寸法等に比べ、寸法精度が著しく高い。そのため、遮蔽部材を円柱状部材等とし、その径方向を印刷媒体に対する離接方向としたことで、遮蔽部材の、印刷媒体に対する離接方向の寸法誤差を小さくすることができ、遮蔽部材の、印刷媒体からの離間距離を狭くすることができる。このように、遮蔽部材を円柱状部材等とし、その径方向を印刷媒体に対する離接方向としたことで、遮蔽部材を、支持部材に支持された印刷媒体に対し精度良く配置することができ、印刷媒体に極力近づけることができる。また、遮蔽部材の延在方向の各位置についても、印刷媒体に極力近づけることができる。これにより、照射ユニットからヘッドユニットに至る紫外線を適切に遮蔽することができる。また、遮蔽部材の印刷媒体側が、結果的に曲面となる。そのため、遮蔽部材が印刷媒体に接触したときに、紙ジャムが生じるのを防止することができる。

この場合、遮蔽部材の表面は、紫外線に対する反射率が、２０％以下となっていることが好ましい。

この構成によれば、遮蔽部材により遮蔽した紫外線の多くが、遮蔽部材に吸収されるため、紫外線がヘッドユニットに到達するのをより抑えることができる。

また、照射ユニットは、紫外線を照射する光源と、光源を覆うカバーと、を有し、遮蔽部材は、カバーにおける、ヘッドユニット側の側壁に、取付部材を介して取り付けられていることが好ましい。

この構成によれば、光源の近傍に、遮蔽部材を配設することができるので、紫外線をより効果的に遮蔽することができる。

一方、支持部材から遮蔽部材までの離間距離は、支持部材からヘッドユニットまでの離間距離以上であることが好ましい。

この構成によれば、遮蔽部材を反射した紫外線が、ヘッドユニットのノズル面に到達するのを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る印刷装置を示した模式図である。 遮蔽部材廻りを示した正面模式図（ａ）および平面模式図（ｂ）である。

以下、添付の図面を参照して、本発明の一実施形態に係る印刷装置について説明する。この印刷装置は、セットされた印刷媒体をロール・ツー・ロール方式で送ると共に、送られていく印刷媒体にインクジェット方式で紫外線硬化インク（以下、ＵＶインク）を吐出して印刷を行うものである。

図１に示すように、印刷装置１は、連続紙である印刷媒体Ｐをロール・ツー・ロール方式で送る媒体送り部１１と、送られていく印刷媒体Ｐに対しインクジェット方式でＵＶインクを吐出（印刷）するインク吐出部１２と、印刷媒体Ｐに塗着したＵＶインクを紫外線照射により硬化させる紫外線照射部１３と、紫外線照射部１３からインク吐出部１２に至る紫外線を遮蔽する紫外線遮蔽部１４と、これら構成装置を収容する安全カバー１５と、を備えている。そして、この媒体送り部１１、インク吐出部１２、紫外線照射部１３、紫外線遮蔽部１４等により、印刷装置１の主体をなす装置本体１６が構成されている。なお、印刷媒体Ｐの材質としては、特に限定されるものではなく、紙系、フィルム系など、さまざまなものが用いられる。

媒体送り部１１は、ロール状に巻回した印刷媒体Ｐを繰り出す繰出しリール２１と、繰り出された印刷媒体Ｐを保持しながら送る回転ドラム２２（支持部材）と、回転ドラム２２から送り出された印刷媒体Ｐをロール状に巻き取る巻取りリール２３と、回転ドラム２２を中心に印刷媒体Ｐの送り経路を規制する複数のローラー２４と、を備えている。

印刷媒体Ｐは、回転ドラム２２の外周面に摩擦力により保持され、回転ドラム２２の回転によって、回転ドラム２２の外周面に沿って送られる。これに対し、回転ドラム２２の外周面の一部には、インク吐出部１２が対峙しており、送られていく印刷媒体ＰにＵＶインクを吐出する。すなわち、回転ドラム２２は、印刷媒体Ｐを支持すると共に、インク吐出部１２（後述の各ヘッドユニット３１ａ〜３１ｆ）に対し、印刷媒体Ｐを挟んで対向するプラテンとして機能している。

インク吐出部１２は、回転ドラム２２の外周面に沿って並んだ６個のヘッドユニット３１ａ〜３１ｆを備えている。すなわち、６個のヘッドユニット３１ａ〜３１ｆは、回転ドラム２２による印刷媒体Ｐの送り方向（以下、紙送り方向）（並び方向）に並んで配設されている。また、６個のヘッドユニット３１ａ〜３１ｆは、それぞれ、プラテンギャップを介して回転ドラム２２の外周面に対向するように配設されている。６個のヘッドユニット３１ａ〜３１ｆは、それぞれ異なる色のインクに対応し、対応した色のインクを吐出する。具体的には、６個のヘッドユニット３１ａ〜３１ｆは、紙送り方向の上流側から、ホワイト、イエロー、シアン、マゼンダ、ブラック、クリア（透明）のインクにそれぞれ対応して、これらを吐出可能な構成となっている。

イエロー、シアン、マゼンダおよびブラックのインクは、カラー画像を形成するためのものである。一方、ホワイトのインクは、下地として印刷されるものである。例えば、透明の印刷媒体Ｐを用いた場合に、印刷媒体Ｐの全面にホワイトのインクが印刷された後、当該ホワイトのインクの上に重ねて、イエロー、シアン、マゼンダおよびブラックのインクが印刷され、カラー画像が形成される。一方、クリアのインクは、形成したカラー画像を覆い、カラー画像に光沢感やマット感等を生じさせるためのものである。すなわち、クリアのインクは、形成したカラー画像を覆うように、カラー画像の上から印刷媒体Ｐの全面に印刷される。

各ヘッドユニット３１ａ〜３１ｆは、印刷媒体Ｐの全幅に対応する印刷ラインを構成すべく、紙送り方向に対し直交する方向（以下、紙幅方向）に千鳥状に並んだ複数のインクジェットヘッド（図示省略）を有している。各インクジェットヘッドは、紙幅方向に列設した複数の吐出ノズルから成るノズル列を有し、当該各吐出ノズルからＵＶインクを吐出することができるようになっている。そして、各ヘッドユニット３１ａ〜３１ｆの複数のインクジェットヘッドは、回転ドラム２２の外周面に支持され送られていく印刷媒体Ｐに対して、各吐出ノズルからＵＶインクを選択的に吐出する。これにより、印刷媒体Ｐに対し各色の印刷処理が施される。

紫外線照射部１３は、６個のヘッドユニット３１ａ〜３１ｆに対応する６個の照射ユニット４１ａ〜４１ｂを備えている。６個の照射ユニット４１ａ〜４１ｆは、それぞれ、所定のギャップを介して回転ドラム２２の外周面に対向するように配設されており、印刷媒体Ｐに吐出されたＵＶインクに対し紫外線を照射する。また、各照射ユニット４１ａ〜４１ｆは、対応する各ヘッドユニット３１ａ〜３１ｆの紙送り方向下流側に配設されている。その結果、複数のヘッドユニット３１ａ〜３１ｆと、複数の照射ユニット４１ａ〜４１ｆとが、紙送り方向に交互に並んで配設されている。そのため、最下流の照射ユニット４１ｆを除く各照射ユニット４１ａ〜４１ｅは、複数のヘッドユニット３１ａ〜３１ｆの間に配設され、当該各照射ユニット４１ａ〜４１ｅの前後には、ヘッドユニット３１ａ〜３１ｆが配設された構成となっている。

６個の照射ユニット４１ａ〜４１ｆのうち、イエロー、シアンおよびマゼンダのヘッドユニット３１ｂ〜３１ｄに対応する３個の照射ユニット４１ｂ〜４１ｄは、仮硬化用の照射ユニットである。一方、６個の照射ユニット４１ａ〜４１ｆのうち、ホワイト、ブラックおよびクリアのヘッドユニット３１ａ、３１ｅ、３１ｆに対応する３個の照射ユニット４１ａ、４１ｅ、４１ｆは、本硬化用の照射ユニットである。仮硬化用の照射ユニット４１ｂ〜４１ｄは、印刷媒体Ｐに着弾されたＵＶインク（着弾ドット）の濡れ広がりの状態が所定の状態となるように、ＵＶインクを仮硬化する。一方、本硬化用の照射ユニット４１ａ、４１ｅ、４１ｆは、仮硬化用の照射ユニット４１ｂ〜４１ｄより大きい積算光量の紫外線を照射して、印刷媒体Ｐに着弾されたＵＶインクを完全に硬化（本硬化）する。

各照射ユニット４１ａ〜４１ｆは、基板上に複数のＬＥＤ素子をマトリクス状に配置したＬＥＤ素子アレイ４２（光源）と、ＬＥＤ素子アレイ４２を覆うユニットカバー４３（カバー）と、を備えている。各照射ユニット４１ａ〜４１ｆは、マトリクス状に配置された各ＬＥＤ素子から紫外線を照射することで、印刷媒体Ｐに対し紫外線を面状照射する。

紫外線遮蔽部１４は、隣り合うヘッドユニット３１ａ〜３１ｆと照射ユニット４１ａ〜４１ｆとの各間に配設されると共に、照射ユニット４１ａ〜４１ｆからヘッドユニット３１ａ〜３１ｆに至る紫外線を遮蔽する複数の遮蔽部材５１を有している。複数の遮蔽部材５１は、各照射ユニット４１ａ〜４１ｆの近傍に配設されている。すなわち、複数の遮蔽部材５１は、各照射ユニット４１ａ〜４１ｆの紙送り方向上流側近傍と、最下流の照射ユニット４１ｆを除く各照射ユニット４１ａ〜４１ｅの紙送り方向下流側近傍とにそれぞれ配設されている。

ここで図２を参照して、遮蔽部材５１について説明する。なお、図２では、最上流の仮硬化用の照射ユニット４１ｂの前後に配設された遮蔽部材５１のみ図示しているが、他の遮蔽部材５１も同様の構成を有している。

図２に示すように、各遮蔽部材５１は、回転ドラム２２に支持された印刷媒体Ｐに対する離接方向（離間方向）を径方向とし且つ紙幅方向に延びる丸棒（円柱状部材）により構成されている。各遮蔽部材５１は、各照射ユニット４１ａ〜４１ｆにおけるユニットカバー４３の側壁４３ａに、取付部材５２（図２（ｂ）参照）を介して取り付けられている。すなわち、各遮蔽部材５１は、ユニットカバー４３のヘッドユニット３１ａ〜３１ｆ側の側壁４３ａに、取付部材５２を介して取り付けられている。各遮蔽部材５１は、その軸方向両端面が、取付部材５２にねじ止めされており、両持ちで支持された状態となっている。

そして、各遮蔽部材５１は、回転ドラム２２からの離間距離Ｌ１が、回転ドラム２２（に支持された印刷媒体Ｐ）に極力近づく所定の離間距離となる位置に配設されている。これによって、各遮蔽部材５１は、各照射ユニット４１ａ〜４１ｆから、回転ドラム２２に支持された印刷媒体Ｐを反射してヘッドユニット３１ａ〜３１ｆに至る紫外線を遮蔽する。なお、回転ドラム２２から遮蔽部材５１までの離間距離Ｌ１は、回転ドラム２２からヘッドユニット３１ａ〜３１ｆまでの離間距離Ｌ２以上となっている。

一方、各遮蔽部材５１は、回転ドラム２２の外周面に対する高さにおいて、その上端が、照射ユニット４１ａ〜４１ｆの照射面より高くなるように形成されている。すなわち、各遮蔽部材５１の径寸法が、照射ユニット４１ａ〜４１ｆの照射面より高くなる寸法となっている。これによって、照射ユニット４１ａ〜４１ｆから直接ヘッドユニット３１ａ〜３１ｆに至る紫外線も遮蔽することができる。

さらに、各遮蔽部材５１の表面（外周面）は、黒色となっており、紫外線に対する反射率が２０％以下となっている。これによって、遮蔽部材５１により遮蔽した紫外線が、遮蔽部材５１から反射して、ヘッドユニット３１ａ〜３１ｆに到達するのを極力抑制している。

以上のような構成によれば、遮蔽部材５１を、寸法精度が高い丸棒（円柱状部材）とし、その径方向を、回転ドラム２２に支持された印刷媒体Ｐに対する離接方向としたことで、遮蔽部材５１を、印刷媒体Ｐに対し極力近づけることができる。これにより、照射ユニット４１ａ〜４１ｆからヘッドユニット３１ａ〜３１ｆに至る紫外線を適切に遮蔽することができる。また、遮蔽部材５１の印刷媒体Ｐ側が、結果的に曲面となるため、遮蔽部材５１が印刷媒体Ｐに接触したときに、紙ジャムが生じるのを防止することができる。

また、遮蔽部材５１の表面の反射率を、２０％以下とすることで、遮蔽部材５１により遮蔽した紫外線の多くを遮蔽部材５１に吸収させることができ、紫外線がヘッドユニット３１ａ〜３１ｆに到達するのをより抑えることができる。

なお、上記実施形態においては、遮蔽部材５１を丸棒（円柱状部材）により構成したが、遮蔽部材５１を円筒状部材により構成しても良い。

また、上記実施形態においては、遮蔽部材５１を、照射ユニット４１ａ〜４１ｆに取り付け、照射ユニット４１ａ〜４１ｆの近傍に配設する構成であったが、これに限るものではない。例えば、遮蔽部材５１を、ヘッドユニット３１ａ〜３１ｆに取り付け、ヘッドユニット３１ａ〜３１ｆの近傍に配設する構成であっても良い。ひいては、他の部材（例えば、ヘッドユニット３１ａ〜３１ｆおよび照射ユニット４１ａ〜４１ｆを支持するキャリッジ）に取り付ける構成であっても良い。

さらに、上記実施形態においては、ヘッドユニット３１ａ〜３１ｆに対し印刷媒体Ｐを移動して印刷処理を行う印刷装置１に、本発明を適用したが、印刷媒体Ｐに対しヘッドユニット３１ａ〜３１ｆを移動して印刷処理を行う印刷装置１に、本発明を適用しても良い。

またさらに、上記実施形態においては、連続紙に対して印刷処理を行う印刷装置１に、本発明を適用したが、枚葉紙に対して印刷処理を行う印刷装置１に、本発明を適用しても良い。

１：印刷装置、 ２２：回転ドラム、 ３１ａ〜３１ｆ：ヘッドユニット、 ４１ａ〜４１ｆ：照射ユニット、 ４２：ＬＥＤ素子アレイ、 ４３：ユニットカバー、 ４３ａ：側壁、 ５１：遮蔽部材、 ５２：取付部材、 Ｐ：印刷媒体。

Claims (4)

1. 印刷媒体を支持する支持部材と、
   前記支持部材に支持された印刷媒体に対し紫外線硬化インクを吐出するヘッドユニットと、
   前記ヘッドユニットと並んで配設され、前記印刷媒体に吐出された紫外線硬化インクに対し紫外線を照射する照射ユニットと、
   前記ヘッドユニットと前記照射ユニットとの間に配設され、前記照射ユニットから前記ヘッドユニットに至る紫外線を遮蔽する遮蔽部材と、を備え、
   前記遮蔽部材は、前記ヘッドユニットと前記照射ユニットとの並び方向に対し交差する方向に延びる円柱状部材または円筒状部材により構成されていることと特徴とする印刷装置。
2. 前記遮蔽部材の表面は、紫外線に対する反射率が、２０％以下となっていることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記照射ユニットは、
   紫外線を照射する光源と、
   前記光源を覆うカバーと、を有し、
   前記遮蔽部材は、前記カバーにおける、前記ヘッドユニット側の側壁に、取付部材を介して取り付けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の印刷装置。
4. 前記支持部材から前記遮蔽部材までの離間距離は、前記支持部材から前記ヘッドユニットまでの離間距離以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の印刷装置。

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