JP2018140530A - 印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外気からの異物の混入の抑制と印刷により発生する臭気の清浄化とを両立することができる印刷装置を提供する。【解決手段】プリンタ１は、印刷部２０と、印刷部２０を収容する筐体１０と、気体を清浄化する気体清浄部３０と、筐体１０と気体清浄部３０とを連結する排出部４０および供給部５０とを備える。筐体１０内の気体は、プリンタ１内を循環しつつ、気体清浄部３０で清浄化される。【選択図】図３

Description

本発明は、気体清浄機能を有する印刷装置に関する。

従来より、記録媒体にインクを供給することで文字や図柄等を印刷する印刷装置が知られている。また、印刷に使用するインクとして、例えば、顔料と有機溶剤とを含む溶剤系インクや、顔料と紫外線により硬化する樹脂成分とを含む紫外線（ＵＶ）硬化インク等が提供されている。これらのインクは印刷時に臭気を発生することから、印刷装置には、印刷時に発生する臭気を脱臭してから外部に排気する排気装置を備えたものが提供されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−２４０２７０公報

従来の印刷装置においては、装置内の臭気を脱臭してから排出すると、外装体である筐体に設けられた吸入口や隙間等から装置内に外気が導入されていた。吸入口には一般的にはろ過フィルタが設けられているが、かかるフィルタでのろ過能力は十分とは言えない。そのため、外気とともに空気中の挨等の異物が装置内に入り込むのを避けることができず、これらの異物が印刷中のインクや印刷された印刷体に混入して印刷不良が発生してしまう場合があった。このことは、例えば、事務的な書類の印刷時には問題とならない程度であったとしても、意匠性の高い印刷を行う場合には印刷結果の品質を大きく損ねるものとなり得た。

また、近年では印刷により多様な意匠の実現が求められ、通常の印刷のみならず、同じ印刷位置に下地インクと画像インクとで多層に印刷する重ね印刷や、三次元的な造形物を印刷で形成する三次元造形等が実施されている。しかしながら、このような重ね印刷法や三次元造形法による印刷では、印刷に使用するインク量が増加するため、発生する臭気も増大する傾向にある。また、より高い意匠性を実現するために、インクへの埃等の混入はこれまで以上に避けることが求められる。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、外気からの異物の混入の抑制と印刷により発生する臭気の清浄化とを両立することができる印刷装置を提供することである。

ここに開示される技術は、循環換気型印刷装置を提供する。この循環換気型印刷装置は、印刷対象に印刷を実行する印刷部と、上記印刷部を収容する筐体と、上記気体を清浄化する気体清浄部と、上記筐体と上記気体清浄部とを連結し、上記筐体内の気体を上記気体清浄部に排出する排出部と、上記筐体と上記気体清浄部とを連結し、上記気体清浄部で清浄化された気体を上記筐体に供給する供給部と、を備える。

このような構成によると、気体清浄部は筐体内の気体を取り込んで、浄化したのち、筐体内に戻すことができる。つまり、筐体内の気体の清浄に際し、気体を、筐体、排出部、気体清浄部および供給部の経路で循環させることができる。このとき、気体清浄部は、例えば、筐体から取り込んだのと等量の気体を筐体に供給することができる。これにより、循環換気型印刷装置は、外部から気体を吸引することなく、筐体内の気体の浄化を実施することができる。その結果、埃等を印刷体に混入させることなく高品質な印刷を行うことができる。また、万一、外部からの気体が筐体内に進入した場合でも、従来の簡易なフィルタでは容易に通過してしまっていた微細な異物を循環過程で十分に除去することができる。

本発明の循環換気型印刷装置によれば、印刷空間の気体を印刷部から排出するとともに清浄化して、再び印刷部に戻すことができる。したがって、印刷空間からの気体の排出に伴い、外部空間から印刷部に気体は導入されない。これにより、印刷部に外気とともに異物が混入することを抑制することができる。また、印刷により印刷部に発生した臭気を外部に排出することなく清浄化することができる。

一実施形態に係る循環換気型印刷装置の斜視図である。 一実施形態に係る印刷部の構成を説明する要部斜視図である。 図１のIII−III線断面図である。 一実施形態に係る気体清浄部の構成を説明する要部断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る循環換気型印刷装置（以下、単にプリンタということがある。）について説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。本実施形態において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄は、本明細書に記載された発明の実施についての教示と出願時の技術常識とに基づいて当業者に理解され得る。図中で同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。

ここに開示される技術において、印刷対象に印刷される印刷用材料の種類は特に制限されない。印刷用材料は、例えば、インクや、光硬化性樹脂等を用いることができる。インクは、例えば、色料と分散媒（溶剤であり得る。）とを含む各種の液体（流体，粘性体等を含む。以下同じ。）であってよい。色料は、顔料および染料の少なくとも１つであってよく、分散媒は、水、水性溶剤、非水性溶剤および揮発性ソルベント、未硬化の光硬化性樹脂の少なくとも１つを含んでいてもよい。顔料および染料の種類は特に制限されず、この種のインクに用いられる各種の化合物の１種以上であってよい。このインクは、顔料の分散性や発色性、定着性等を向上させる各種の添加剤、化合物、樹脂等を含んでもよい。このようなインクとしては、代表的には、いわゆる顔料系インク，染料系インク、ソルベント顔料インクなどが挙げられる。また、インクは、上記の色料とともに光硬化性樹脂を含み、光硬化性樹脂の光化学反応によって液相状態から固相状態へと変化する光硬化性インクであってもよい。この光硬化性インクは、重合開始剤や、顔料の分散性や発色性、硬化性等を向上させる各種の添加剤、化合物、樹脂等を含んでもよい。

また、本明細書において「インクジェット方式」とは、インクや、光硬化性樹脂等の液体を微細な液滴として吐出することで、目的の位置に該液体を供給する液体供給手法を意味する。液滴化の手法は特に制限されない。例えば、二値偏向方式あるいは連続偏向方式などの各種の連続方式や、サーマル方式あるいは圧電素子方式などの各種のオンデマンド方式を含む、従来より公知の各種の手法を特に制限なく採用することができる。

印刷対象である記録媒体は、プリンタにより印刷が行われる対象である。記録媒体の素材や形状は特に制限されない。例えば、形状は、柔軟性のあるシート状や、剛性がある板状の平面物であってもよいし、各種ケース、日用品、小型電子機器、部品小物等の任意の立体物であってもよい。素材は、ポリ塩化ビニル（polyvinyl chloride：ＰＶＣ），アクリル樹脂，ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）共重合体，ポリカーボネート（ＰＣ），熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）等の高分子材料、紙，天然皮革，布等の有機材料、アルミニウム合金，金，銀，銅，ステンレス鋼等の金属材料、陶器，セラミック，ガラス等の無機材料等を少なくとも１つを含むものを広く採用することができる。なお、記録媒体として、代表的には記録紙を用いることができる。記録紙は、吸水性や乾燥性を高めるよう表面処理されたものであってもよいし、かかる処理がされていないものであってもよい。また、三次元造形法による印刷では、造形の土台となるステージを記録媒体とみなしてもよい。

図１は、一実施形態に係るプリンタ１の斜視図である。図２は、プリンタ１のうち後述する印刷部２０の要部を表す斜視図である。図面中の符号Ｕ、Ｄ、Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒは、それぞれプリンタ１を正面から見たときの垂直方向における上、下、水平面における前、後、左、右を示している。また、符号Ｙは、後述する供給ヘッド２２を移動させる方向である主走査方向を示している。符号Ｘは、記録媒体を移動させる方向のうちの主走査方向と同じ水平面内の方向である副走査方向を示している。符号Ｚは、高さ方向を示している。本実施形態では、主走査方向Ｙは左右方向に一致し、副走査方向Ｘは主走査方向に直交する前後方向に一致している。また、高さ方向Ｚは、記録媒体を移動させる方向のうちの副走査方向Ｘと異なる方向であり、上下方向に一致している。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、プリンタ１の設置態様を何ら限定するものではない。

プリンタ１は、大略的には箱状に形成された筐体１０と、筐体１０内に収容された印刷部２０および制御部６０と、筐体１０を支持する気体清浄部３０とを備えている。筐体１０と気体清浄部３０とは、図３に示される排出部４０および供給部５０により連結されている。本実施形態において、筐体１０は気体清浄部３０に載置される形態で設置されている。

筐体１０は、本体１２とフロントカバー１４とを備えている。本体１２は、主走査方向Ｙに長い箱状であって、主走査方向Ｙの中央付近に前面から上面に亘る開口１２ａを備えている。フロントカバー１４は、本体１２の開口１２ａに沿う縁部に回動自在に固定されており、本体１２の開口１２ａを開閉自在に覆うことができる。フロントカバー１４が上方に向けて開かれることにより、筐体１０の内部空間と外部空間とが連通される。そしてフロントカバー１４を閉めることにより、筐体１０の内部空間と外部空間とが遮断される。フロントカバー１４には窓部１４ａが設けられている。窓部１４ａは、例えば、可視光に対して透明のアクリル板により形成され、後述の光照射部２４から発生される光を吸収する加工が施されている。したがって、ユーザーは、フロントカバー１４を閉じた状態であっても、窓部１４ａから内部空間を視認することができる。また、本実施形態の筐体１０は、排出部４０、供給部５０および開口１２ａの他に、内部空間と外部空間とを連通する開口や通気孔等を備えていない。このような密閉性に優れた本体１２を備えることにより、筐体１０内で発生する気体（後述の臭気を含む。）や光等を外部に漏らすことなく印刷を実施することができる。加えて、外部空間から埃等が筐体１０の内部に進入して、印刷物の表面等が汚れるのを防ぐことができる。

図２に示すように、プリンタ１は、仕切り部材１６によって、内部空間が大まかに印刷エリア１０Ａと制御エリア１０Ｂとに区分けされている。印刷エリア１０Ａは、仕切り部材１６の左側を占める空間である。印刷エリア１０Ａでは、印刷部２０によって印刷が行われる。印刷部２０は、インクを液滴として吐出する供給ヘッド２２と、インクを硬化させるための光照射部２４と、記録媒体と供給ヘッド２２との相対位置を変化させる移動装置７０（図３参照）とを備えている。制御エリア１０Ｂは、仕切り部材１６の右側を占める空間である。制御エリア１０Ｂには、プリンタ１の各部の動作を制御する制御部６０や、供給ヘッド２２のクリーニングを行うクリーニングユニット（図示せず）等が設置されている。印刷エリア１０Ａと制御エリア１０Ｂとは、仕切り部材１６の上方で連通されている。この連通された部位において、移動装置７０のうちのガイドレール７８ａが、主走査方向Ｙに沿って印刷エリア１０Ａおよび制御エリア１０Ｂに亘り延設されている。

印刷エリア１０Ａの中央付近には、テーブル７２が備えられている。テーブル７２は、記録媒体としての基材を載置する台である。印刷部２０は、テーブル７２に載置された基材に対して印刷を実施する。本実施形態におけるテーブル７２は平らな板状であって、典型的には基材の全体をテーブル７２に載せて印刷を行う。テーブル７２は、図３に示すように、水平移動装置７４と、テーブル昇降装置７６とを備えるテーブル移動機構上に配設される。テーブル移動機構は、移動装置７０のうち、記録媒体と供給ヘッド２２との相対位置を副走査方向Ｘと高さ方向Ｚとで変化させる。水平移動装置７４は、スライドレール７４ａ、スライド固定装置７４ｂおよび駆動装置（図示せず）を備えている。テーブル７２は、スライド固定装置７４ｂを介してスライドレール７４ａにスライド自在に係合されている。スライド固定装置７４ｂは、図示しない駆動装置によってスライドレール７４ａに沿って前方または後方に移動される。これにより、テーブル７２は、印刷エリア１０Ａ内で副走査方向Ｘに移動可能である。また、テーブル７２は、水平移動装置７４を介してテーブル昇降装置７６上に設置されている。テーブル昇降装置７６は、テーブル７２を高さ方向Ｚに移動させることができる。テーブル昇降装置７６としては特に限定されないが、ここではシリンダ機構を採用している。テーブル昇降装置７６がテーブル７２を高さ方向Ｚで移動させることで、ここに開示されるプリンタ１は、三次元の立体形状を有する印刷物を印刷（造形であり得る。）することができる。テーブル昇降装置７６が高さ方向Ｚで移動できる距離は、例えば基材に印刷する三次元形状を有する印刷物の高さ寸法よりも大きくなるよう設計することができる。

なお、テーブル７２は、基材を安定的に載置するための固定治具（図示せず）を着脱可能に備えていてもよい。固定治具としては、基材の下面（非印刷面）とテーブル７２の上面とを粘着させる粘着部材であってもよいし、基材の副走査方向Ｘおよび高さ方向Ｚでの移動を制止する固定部材（例えば基材固定枠）等であってもよいし、基材の形状の少なくとも一部に追随して基材を固定する保持具等であってもよい。

テーブル７２の上方には、供給ヘッド２２のヘッド移動機構７８が備えられている。ヘッド移動機構７８は、移動装置７０のうち、記録媒体と供給ヘッド２２との相対位置を主走査方向Ｙで変化させる。ヘッド移動機構７８は、ガイドレール７８ａと、キャリッジ７８ｂと、キャリッジ移動機構７８ｃとを備えている。ガイドレール７８ａは、上述のように主走査方向Ｙに延びている。ガイドレール７８ａは、テーブル７２の上方に備えられている。ガイドレール７８ａは、主走査方向Ｙの寸法がテーブル７２の寸法よりも大きく、テーブル７２を上方で跨ぐように配置されている。キャリッジ７８ｂは、供給ヘッド２２と光照射部２４とを保持している。キャリッジ７８ｂは、ガイドレール７８ａに係合している。キャリッジ７８ｂは、キャリッジ移動機構７８ｃによって、ガイドレール７８ａに沿って左方向または右方向（即ち主走査方向Ｙ）に移動することができる。キャリッジ移動機構７８ｃの構成は特に限定されないが、例えば、ガイドレール７８ａの左端側および右端側に配置された一対の駆動プーリ、従動プーリ、無端ベルトおよび駆動プーリを回転駆動させるモータ等により構成される。例えば、キャリッジ移動機構７８ｃがキャリッジ７８ｂを主走査方向Ｙで移動させることにより、供給ヘッド２２も主走査方向Ｙで移動される。

印刷エリア１０Ａの左側には、カートリッジ収容部８０が設けられている。本例のカートリッジ収容部８０には、光硬化性インクが充填された複数のインクカートリッジ８１が着脱自在に収容されている。光硬化性インクは、未硬化の状態では粘性を備えた液体であって、例えば紫外線等の光を照射することで硬化する性質を有する。複数のインクカートリッジ８１には、色の異なるインクが未硬化の状態で貯留されている。本例では、例えば、プリンタ１は、それぞれシアンインク、マゼンタインク、イエローインク、ブラックインク、ホワイトインクを貯留する５つのインクカートリッジ８１を備えている。

プリンタ１は、図示しないインク供給システムを備えている。インク供給システムは、インクカートリッジ８１に貯留されたインクを、後述する供給ヘッド２２に供給するためのシステムである。インク供給システムは、インクカートリッジ８１と供給ヘッド２２とを可撓性を有するチューブ等により構成されるインク供給路を介して連結する。インク供給路には、必要に応じて送液ポンプが設けられる。インク供給システムは、インクカートリッジ８１ごとに、貯留されたインクを供給ポンプによりインクチューブ内を圧送して供給ヘッド２２のノズルにまで供給する。

供給ヘッド２２は、本実施形態の印刷用材料である光硬化性インクを液滴状に吐出して供給するインクジェット方式の供給装置である。本例において供給ヘッド２２は、記録媒体と対向する側の面（本実施形態では供給ヘッド２２の下面）に、インクを吐出するための複数のノズルを備えている。各ノズルは、上述のように、インク供給システムを介してインクカートリッジ８１に接続されている。また、供給ヘッド２２は、キャリッジ７８ｂに保持され、テーブル７２に対して相対的に３次元で移動することができる。また、供給ヘッド２２は、後述の制御部６０により、所定のタイミングで所定の量のインク液滴をノズルから吐出させるように制御される。これにより、供給ヘッド２２は、テーブル７２上の所定の位置に光硬化性インクを吐出することができる。

光照射部２４は、供給ヘッド２２から吐出された光硬化性インクに硬化のための光を照射する。本例の光照射部２４は、主走査方向Ｙにおいて供給ヘッド２２の右方と左方とに一つずつ設けられ、供給ヘッド２２と共にキャリッジ７８ｂに保持されている。例えば、供給ヘッド２２がキャリッジ７８ｂにより右方に移動されながら光硬化性インクを吐出するときは、供給ヘッド２２の左方に設置された光照射部２４が光を発することで、供給ヘッド２２から吐出された光硬化性インクに瞬時に光を照射することができる。また、例えば、供給ヘッド２２がキャリッジ７８ｂにより左方に移動されながら光硬化性インクを吐出するときは、供給ヘッド２２の右方に設置された光照射部２４が光を発することで、供給ヘッド２２から吐出された光硬化性インクに瞬時に光を照射することができる。供給ヘッド２２から吐出されたインクは、光の照射により硬化を開始する。また吐出されたインクは、完全に硬化しない半硬化の状態で基材または先に供給されたインク（硬化後の光硬化性樹脂）の上に着弾する。このことによって、各色のインクは互いに交じり合わず、基材または先に供給されたインク上に固定される。光照射部２４の発光のタイミングは、後述の制御部６０により、供給ヘッド２２のインクの吐出タイミングに応じた任意のタイミングで制御される。光照射部２４は、光源として例えば紫外線発光ダイオードを備えている。紫外線発光ダイオードは、少ない電力で高輝度な光を発光することができ、また、発光に際して発熱しないため、比較的熱に弱い基材に対しても基材の変質を招き難いために好ましい。なお、光照射部２４の光源は紫外線発光ダイオードに制限されず、例えばハロゲンランプなどの他の光源であってもよい。

なお、光硬化性インクには、一般的には、光重合開始剤が含まれている。光重合開始剤は、紫外線や電子線等の照射によってラジカル，カチオンまたはアニオン等の活性種を瞬時に発生し、光硬化性インクの硬化反応を開始させて、硬化反応の進行を促進する。その一方で、光硬化性インクを用いた印刷では、インクの硬化に伴い不快な臭いが発生し得ることが知られている。この臭気は、光重合開始剤や光硬化樹脂等が紫外線等により分解されて発生する分解生成物や、紫外線の照射により空気中の酸素から生成するオゾンに由来すると考えられる。また、この分解生成物は、臭気の発生だけでなく、人体に皮膚刺激をもたらしたり皮膚感作性を示したりするため、安全上の課題を有している。近年では、光重合開始剤の改良により光硬化性インクの硬化時の臭気発生等の問題は低減されてきているが、三次元的な印刷物を印刷する場合にはインク量も増えるため、プリンタ１の外部に臭気等を排出することは好ましくない。

ここに開示されるプリンタ１は、気体清浄部３０を備えている。気体清浄部３０は、気体を清浄化する機能を有する。本実施形態の気体清浄部３０は、筐体１０を支持する支持台も兼ねている。図４は、気体清浄部３０の構成を示す断面図である。気体清浄部３０は、排出部４０によって筐体１０と連結されており、筐体１０の内部の気体を排出部４０を通じて気体清浄部３０内に排出する。その一方で、気体清浄部３０は、供給部５０によっても筐体１０と連結されており、気体清浄部３０で浄化された気体を供給部５０を通じて筐体１０内に供給する。すなわち、ここに開示されるプリンタ１は、筐体１０と気体清浄部３０との間で気体を循環させる。気体清浄部３０は、例えば、送気部３２と、脱臭部３４と、フィルタ部３６とを備えている。

送気部３２は、例えば、筐体１０内の気体を排出部４０を通じて気体清浄部３０内に取り込んだのち、気体清浄部３０から供給部５０を通じて筐体１０内へと送気することができる。送気部３２は、気体の搬送が可能であればその構成は特に制限されない。送気部３２は、例えば、図示しない送気路とファンとを備え、筐体１０から気体を吸引し、吸引した気体を脱臭部３４に搬送する。ファンとしては、例えば、回転翼とこの回転翼を回転させるモータ等の駆動部を備える回転翼式ファンや、スクリューとこのスクリューを回転させるモータ等の駆動部を備えるスクリュー式のファン等を使用することができる。

脱臭部３４は、送気部３２により送られてきた気体の臭気を脱臭する。脱臭部３４は、例えば臭いの元となる物質を、分解、吸着または分離等することで気体から除去する。脱臭部３４は、例えば、脱臭作用を有する脱臭剤を備えることができる。脱臭剤としては、例えば、臭気化合物を吸着する活性炭や、臭気化合物を分解するオゾン酸化剤等を好適に用いることができる。本実施形態の脱臭部３４は脱臭室内に活性炭を収容することで構成されている。本実施形態において、脱臭部３４は５００ｇ以上（典型的には１ｋｇ以上、２ｋｇ以上、例えば３ｋｇ以上であって、例えば１０ｋｇ以下。）の活性炭を備えている。なお、脱臭部３４は、例えば、プラズマ発生装置を備え、気体に対してコロナ放電やプラズマ放電等を照射して臭気を発する物質を分解する構成であってもよい。また、脱臭部３４はオゾン発生装置を備え、臭気を発する有機化合物の炭素−炭素二重結合をオゾン酸化によって切断することでその有機化合物を分解する構成であってもよい。なお、従来の吸入口等に備えられる簡易なろ過フィルタは、光硬化性インクの使用に伴う臭気等の脱臭は不可能であるか、あるいは可能であっても長期に亘ってその脱臭能を維持することは不可能であった。これに対し、上記脱臭部３４によると、例えば、当該臭気を分解または除去することができる。これにより、プリンタ１で発生した臭気が外部に放出されるのを防止することができる。

フィルタ部３６は、送気部３２により送られてきた気体から当該気体に混入している異物（固体および気体）を除去（ろ過）する。このような異物としては、空気中の塵や埃、また印刷装置内で発生したヒューム、インクミスト等が挙げられる。また、このような異物は、臭気を発する気体状ないしはミスト状の化合物を含んでいてもよい。フィルタ部３６は、除去対象の異物の大きさ等に応じて複数のフィルタ機能を備えていてもよい。例えば、一例として、約５０μｍ以上の粒子を除去対象とした粗塵用フィルタ、約２５μｍ以上５０μｍ未満の粒子を除去対象とした中性能フィルタ、約０．３μｍ以上２５μｍ未満の粒子を除去対象としたＨＥＰＡフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）、約０．１５μｍ以上０．３μｍ未満の粒子を除去対象としたＵＬＰＡフィルタ（Ultra Low Penetoration Air Filter）等の１つまたは２つ以上の組み合わせにより構成することができる。なお、フィルタ部３６は脱臭部３４の下流側に設けられ、脱臭部３４で脱臭された気体が導入されてもよい。脱臭部３４として、本実施形態のように活性炭粉末が充填された活性炭フィルタを用いる場合、この脱臭部３４が粗塵用フィルタとしての機能を担ってもよい。

本実施形態では、フィルタ部３６は水フィルタ３７を備えている。水フィルタ３７は、粗塵用フィルタおよび／または中性能フィルタとしての機能を担う。水フィルタとは、気体を水面に触れさせたり水中に通したりすることで、気体に混入している埃等の異物を水に吸着させて除去する。本実施形態の水フィルタ３７は、水３７ａを入れる容器３７ｂと、気体を送るエアポンプ３７ｃと、ヒータ３７ｄとを備えている。ヒータ３７ｄは必須の構成ではないが、後述のように、ヒータ３７ｄを備えることにより容器３７ｂ内の空間を加湿室３７ｅとすることができる点において好ましい態様である。

水フィルタ３７において、フィルタ機能を発現する主体である水３７ａは、容器３７ｂに収容される。容器３７ｂには、内部空間の一部（例えば、２０％以上８０％以下の容量）を占める量の水３７ａが収容され、容器３７ｂの内部空間の残部は加湿室３７ｅとなる。加湿室３７ｅは、容器３７ｂ内の水３７ａの上方に位置する。ヒータ３７ｄは、容器３７ｂ内の水３７ａを加熱できるように容器３７ｂに設置される。エアポンプ３７ｃは、例えば、脱臭部３４と容器３７ｂとに接続され、脱臭部３４で脱臭された気体を容器３７ｂに送る。エアポンプ３７ｃにより水中に送られた気体は水３７ａと接触し、例えば浮力によって加湿室３７ｅに送られる。このとき、気体と水３７ａとが接触することで、気体中に含まれる埃等の異物が水３７ａに吸着されて、気体から除去されて清浄化される。上記のとおり清浄化された気体は加湿室３７ｅに貯留される。容器３７ｂの上方には供給部５０が接続されている。供給部５０は、容器３７ｂの上方から加湿室３７ｅに貯留されている気体を筐体１０へと送ることができる。これによって、筐体１０内の気体を気体清浄部３０にて清浄化したのち、再び筐体１０へと戻すことができる。

エアポンプ３７ｃは、気体を送気できる限りその構造や設置位置は特に限定されない。エアポンプ３７ｃは、例えば、ダイヤフラムを電磁方式で振動させることで気体を送る電磁式ダイヤフラム構造を備えるものであってよい。エアポンプ３７ｃは、例えば図４に示すように、容器３７ｂの下方に接続されており、容器３７ｂ内に収容された水３７ａ中に気体を送るように構成されていてもよい。エアポンプ３７ｃは、例えば、流路とエアストーン等と呼ばれる多孔質部を備え、気体を微細な泡状にして水３７ａ中に放出するように構成されていてもよい。また、エアポンプ３７ｃは、図示しない高圧ポンプであってもよい。高圧ポンプは、ピストン型やプランジャー型のいずれであってもよい。容器３７ｂ内に収容された水３７ａに高圧の気体を送ることで、水３７ａ中で気体を微細な泡の状態にして水流を作ることができる。これにより、気体と水３７ａとの接触面積を拡大することができ、気体に含まれるゴミやホコリを効率よく除去することができる。

なお、本実施形態の印刷部２０は、インクジェット方式のプリンタであることから、霧状の極微小な液滴からなるインクミストが発生し得る。インクミストは微小なサイズ効果により印刷エリア１０Ａ内の気体中を浮遊し得るが、その比重は光硬化性樹脂の比重とほぼ等しく、例えば約１．１以上であり得る。したがって、インクミスト等を含む気体が水フィルタ３７に導入され、インクミスト等が水３７ａと接触すると、水３７ａよりも比重の高いインクミスト等は水中に沈降し得る。また、エアポンプ３７ｃが気体を微細な泡状にして水３７ａに導入することで、気体と水との接触面積が増大してより多くの埃やインクミスト等が水３７ａに吸着される。このように、水フィルタ３７によるとプリンタ１の筐体１０内の気体を効果的に清浄化することができる。

なお、ヒータ３７ｄが容器３７ｂ内の水３７ａを加熱することで、水３７ａ中を通過する気体や加湿室３７ｅの気体も加熱される。ヒータ３７ｄが加熱を停止することで、水３７ａや加湿室３７ｅの温度は環境温度と同じ温度に戻る。このようにヒータ３７ｄの動作を制御することで、フィルタ部３６の温度を調節することができる。その結果、プリンタ１内を循環する気体の温度をプリンタ１の所定の動作定格温度にまで加熱することができるでき、印刷エリアＡの温度をプリンタ１による印刷に最適な温度に調整することができる。水３７ａおよび加湿室３７ｅの温度は、例えば、２２℃以上３２℃以下の温度範囲に調整することが好ましい。

ヒータ３７ｄの発熱原理や構成等は特に制限されない。例えば、ヒータ３７ｄの加熱形式は、抵抗加熱、誘導加熱、誘電加熱、遠赤外線加熱、近赤外線加熱、レーザ加熱、電子ビーム加熱、アーク・プラズマ加熱等であってよい。本実施形態において、ヒータ３７ｄは、セラミックやニクロム線等からなる抵抗発熱体に電流を流すことで発熱する電熱線ヒータである。ヒータ３７ｄは、例えば、容器３７ｂ内の水３７ａの温度に基づいて動作が制御されるように構成されていてもよい。例えば、容器３７ｂの内壁または外壁にサーミスタ等からなる温度センサ（図示せず）が備えられており、かかる温度センサが測定する水３７ａの温度に基づきヒータ３７ｄの動作を制御することができる。

また、ヒータ３７ｄが容器３７ｂ内の水３７ａを加熱すると、水３７ａの気化が促進される。すると加湿室３７ｅ内の水蒸気量が増大し、加湿室３７ｅは加湿される。ヒータ３７ｄが水３７ａの加熱を停止し、水温が環境温度と同じ温度になると、加湿室３７ｅ内の過剰な水蒸気は液化して水３７ａに戻る。このようにヒータ３７ｄの作動を制御することで、加湿室３７ｅ内の湿度を調節することができる。その結果、筐体１０内に送る気体の湿度を調整することができる。換言すると、印刷エリア１０Ａの湿度を調整することができる。これにより、供給ヘッド２２におけるインクの乾燥を抑制したり、周辺環境による印刷条件の変化の影響を低減したりすることができる。なお、光硬化性インクとして、ラジカル重合やアニオン重合により硬化するタイプのインクを使用する場合、印刷品質は湿度にさほど影響されない。しかしながら、カチオン重合により硬化するカチオン重合タイプのインクを使用する場合、過剰な加湿はカチオン活性種の活性を低下させ得るため、過剰な加湿は避けることが好ましい。例えば、湿度は６０％以下（例えば２０％以上５０％以下）の範囲で印刷エリア１０Ａの調湿を行うことが好ましい。

なお、従来の吸入口等に備えられている簡易なろ過フィルタでは、例えば、光硬化性インクの使用に伴う臭気等の脱臭は不可能であるか、あるいは可能であっても長期に亘ってその脱臭能を維持することは不可能であった。また簡易な構成のため、簡易なろ過フィルタのみで外部からの埃等の異物の進入を十分に防止できるものではなかった。さらに、従来の簡易なろ過フィルタのサイズを維持したまま、ここに開示されるプリンタ１と同程度の十分な清浄化性能を備えようとすると、当該ろ過フィルタの価格が著しく高価となったり、ろ過フィルタの抵抗が高くなりすぎて吸入口として機能し得なくなる虞があった。これに対し、上記脱臭部３４によると、例えば、当該臭気を分解または除去することができる。これにより、プリンタ１内で発生した臭気が外部に放出されるのを防止することができる。また、ここに開示されるプリンタ１では、従来の簡易なろ過フィルタに比べて長い循環経路を経て清浄化を行えるため、筐体１内の気体を十分に清浄化することができる。また、ここに開示されるプリンタ１によると、清浄化に伴う外部から筐体１への気体の導入を抑制することができる。さらに、筐体１から外部へ気体が排出される場合でも、当該気体はクリーンな状態とすることができる。

制御部６０は、水平移動装置７４の駆動装置と、テーブル昇降装置７６と、ヘッド移動機構７８と、供給ヘッド２２と、光照射部２４とに対して、通信可能に接続されており、これらの動作を包括的に制御する。制御部６０は、典型的には、複数の回路により構成されたコンピュータである。制御部６０は、例えば、ホストコンピュータ等の外部機器からの印刷データ等を受信するインターフェイス（Ｉ／Ｆ）と、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置（ＣＰＵ）と、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭと、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭと、上記プログラムや各種データを格納するメモリなどの記憶装置（記録媒体）とを備えている。この制御部６０による各部の制御によって、プリンタ１は、外部機器からの印刷データに基づく印刷を実施することができる。

また、制御部６０は、気体清浄部３０の送気部３２と、エアポンプ３７ｃと、ヒータ３７ｄとに対して、通信可能に接続されており、これらの動作も包括的に制御する。プリンタ１が印刷部２０により印刷を行っているときや、印刷を実施した後などに、印刷エリアＡには臭気が発生する場合がある。したがって、制御部６０が印刷時や印刷後等に気体清浄部３０のこれら各部を作動させるよう制御することで、プリンタ１の外部に臭気を含む気体を排出することなく内部循環によって筐体１０内の気体を清浄化することができる。また、筐体１０は、排出部４０から気体が排出されるとともに、清浄化された気体が供給部５０から供給される。したがって、筐体１０から気体を排出する際に、筐体１０の本体１２とフロントカバー１４との隙間など、意図しない箇所から筐体１０内に外気が導入されるのを防止することができる。このことにより、外部空間に含まれる埃等の異物が印刷エリア１０Ａに導入され、インクに混入して印刷品質が低下するのを抑制することができる。

なお、本実施形態において排出部４０は筐体１０の底面と気体清浄部３０の上面との境に設けられ、両者を接続している。しかしながら排出部４０の位置はこれに限定されない。排出部４０は、印刷により発生する臭気やインクミスト等を効果的に気体清浄部３０に排出できる構成であることが好ましい。したがって、排出部４０の筐体１０側の端部（筐体１０の排出口であり得る。）は、筐体１０の内部に位置してもよい。例えば、排出口は、印刷エリア１０Ａ内であって、印刷部の各部の動きを妨げない位置に１つまたは２つ以上設置することができる。具体的には、排出口は、例えば印刷エリア１０Ａの下方および上方の少なくとも一方に設置することができる。これにより、印刷により発生する臭気を、臭気の元となる化合物の比重が空気よりも大きい場合や小さい場合に、当該化合物を含む気体を効率的に筐体１０から清浄部３０へと排出することができる。また、印刷により発生するインクミスト等が筐体１０等に付着して硬化する前の浮遊状態で効率的に排出することができる。また例えば、排出口は、制御エリア１０Ｂ内であって、供給ヘッド２２のクリーニング等を妨げない位置に設置することができる。具体的には、排出口は、例えばクリーニングユニットによりクリーニングされている供給ヘッド２２の周囲（好ましくは下方）に設けることができる。これにより、インクミストの固化物等がクリーニング時に欠片となって脱落した場合等に、この欠片を気体とともに筐体１０から清浄部３０へと排出することができる。

また、制御部６０は、気体清浄部３０による気体の清浄化の開始および停止のタイミングを制御することができる。
例えば、制御部６０は、プリンタ１の電源が入れられた時に気体清浄部３０による筐体１０内の気体の清浄化を開始し、電源が切られた時に清浄化を停止するようにしてもよい。これにより、プリンタ１の内部空間の気体を定常的に清浄化することができる。また、プリンタ１の使用時（電源がオンのとき）に、気体清浄部３０を常時作動させることで、実際の印刷時にも比較的低出力で気体の清浄を行うことができる。これにより、気体清浄部３０のファン等の動作音等を小さく抑えることができる。また、プリンタ１内を循環する気体の流速を低く抑えて清浄化を行うことができる。これにより、印刷部２０が印刷を行う際の供給ヘッド２２からのインクの吐出挙動に影響を与えることなく、気体の清浄化を実施することができる。なお、ここでいう電源は、副電源が設けられている装置については、主電源であってもよいし副電源であってもよい。典型的には副電源である。

また、制御部６０は、気体の清浄化の進行に応じて印刷のタイミングを制御することができる。例えば、制御部６０は、プリンタ１の電源が入れられた時に気体清浄部３０による筐体１０内の気体の清浄化を開始する。そして、サーミスタ等の温度センサにより検知されるプリンタ１内を循環する気体の温度が所定の定格温度に達したときに、印刷部２０に印刷を開始するよう指示することができる。これにより、適切な印刷環境で印刷を実施することができる。

さらに制御部６０は、気体清浄部３０による気体の清浄に際し、気体の送気速度（循環速度であり得る。）を制御することができる。例えば、送気部３２の駆動を制御することで、気体の循環速度を任意に調整することができる。例えば、印刷部２０が印刷を実施しているときは、気体の循環を続けながら、その循環速度を低減するように気体清浄部３０を制御することができる。たとえば、気体清浄部３０の送気部３２やフィルタ部３６部等が備える気体清浄能力が凡そ１５０〜１７０ｍ^３／ｈであった場合、制御部６０は、印刷部２０が印刷を実施していないときは任意の送気速度で気体の清浄を行うことができる。これに対し、制御部６０は、印刷部２０が印刷を実施しているときは、送気速度が例えば１２０ｍ^３／ｈ以下（一例として、１０〜１００ｍ^３／ｈ、例えば２０〜５０ｍ^３／ｈ）となるように気体清浄部３０の駆動を制御することができる。これにより、印刷部２０の供給ヘッド２２から吐出されるインク液滴の挙動に影響を与えることなく、気体の清浄化を行うことができる。

また、制御部６０は、例えば、フロントカバー１４が開けられたときに、気体の循環速度を低下させたり、循環を停止させたりするよう、気体清浄部３０を制御することができる。これにより、フロントカバー１４が開いているときに、印刷エリアＡに異物を含む外気が多量に導入されるのを防ぐことができる。

一方で、制御部６０は、例えば、フロントカバー１４が閉じられたときに、これまでに印刷エリアＡに導入された外気の清浄化が必要であると判断し、気体の循環速度を高めることができる。これにより、より短時間で筐体１０内の気体を清浄化することができる。

また制御部６０は、例えば、印刷部２０が印刷を終えたとき、あるいは印刷を待機しているときに、気体の循環速度を高めることができる。ここで印刷部２０が印刷を終えたときは、筐体１０内の気体と浄化後の気体とを置換するのに必要な時間だけ、循環速度を速めるようにしてもよい。なおこのとき、付加的に、印刷後の筐体１０内の気体の清浄化を終えるまで、フロントカバー１４が開けられないようにフロントカバー１４をロックしたり、フロントカバー１４の近傍にフロントカバー１４の開放操作を規制する警告を表示したりしてもよい。これにより、筐体１０内に発生した臭気等を迅速に浄化することができる。また、筐体１０内の気体から臭気が除去された状態で、安全に印刷物を取り出すことができる。

なお、本実施形態では、フィルタ部３６として水フィルタ３７を備えるようにしていた。しかしながら、フィルタ部３６として、ＨＥＰＡフィルタを備えていてもよい。ＨＥＰＡフィルタを備える場合、ＨＥＰＡフィルタと水フィルタ３７とを併用し、水フィルタ３７の下流側にＨＥＰＡフィルタを設置するとよい。ＨＥＰＡフィルタは、ＪＩＳ Ｚ８１２２：２０００に規定されるように、定格風量で粒径が０．３μｍの粒子に対して９９．９７%以上の粒子捕集率をもち、かつ初期圧力損失が２４５Ｐａ以下の性能を持つエアフィルタである。しかしながら、ＨＥＰＡフィルタで約０．３μｍ以上の粒子を全て補足すると、目詰まりを生じ易いために好ましくない。そのため、メンテナンスが容易で低コストにフィルタ交換が可能な水フィルタ３７をＨＥＰＡフィルタのプレフィルタとして使用することが好ましい。また、ＨＥＰＡフィルタは、水フィルタ３７に対して垂直方向の上方Ｕに備えられるとよい。ＨＥＰＡフィルタが、水フィルタ３７を通過した気体を下方Ｄから吸い込み、上方Ｕへ排出するように構成されていることで、水フィルタ３７を通過した気体中に万一粒子が含まれていても、比較的サイズの大きな粒子を重力の作用によって水フィルタ３７側に落下させることができる。なお、水フィルタ３７の加湿室３７ｅを通過する粒子については、粒子に水分子が結合して落下する割合が増大する。これにより、
フィルタの清浄化効率を高めると共に、フィルタの寿命を長大化させることができる。

なお、本実施形態では、印刷用材料であるインクとして光硬化性インクを使用していた。しかしながら、ここに開示されるプリンタ１に使用可能なインクは光硬化性インクに限定されず、上述のような各種のインクを使用することができる。ここに開示されるプリンタ１は筐体１０内の気体の清浄化を好適に行えることから、例えば、強い臭気を発生する有機溶剤を含む、いわゆるソルベントインク（高溶剤系インク）を使用する場合に、特に本プリンタ１の特長が発揮されるために好ましい。色材を水ではなく有機溶剤で分散させた高溶剤系インクは高い耐候性を有するために、屋外用途の印刷に使用が望まれているインクである。ここに開示されるプリンタ１は、ソルベントインクを用いた印刷を、安全かつ高品質に実施することができる。

また、本実施形態において、プリンタ１は印刷部２０として、印刷用材料をインクジェット方式で記録媒体に供給する、いわゆるインクジェットプリンタであった。しかしながら、プリンタ１の印刷用材料の供給方式は、インクジェット方式に限定されない。プリンタ１は、帯電された感光体に印刷イメージでレーザ等の光を照射し、その光照射部位にトナーを付着させることで、トナーを所定のイメージで記録媒体に転写（印刷）する、いわゆるレーザプリンタ等であってもよい。また、プリンタ１は、ワイヤ状の印刷用材料を加熱して軟化または溶融させながら基材（記録媒体であり得る。）に供給する熱溶解積層方式の３Ｄプリンタであってもよい。これらのプリンタも、印刷に際して印刷用材料に由来する臭気や分解生成物の発生を伴い得る。ここに開示されるプリンタ１は、このような臭気や分解生成物の発生を伴い得る印刷を、安全かつ高品質に実施することができる。

また、本実施形態において、プリンタ１は印刷部２０が高さ方向Ｚで移動可能なフラットベッドタイプのテーブル７２と密閉空間を実現する筐体全体を覆うカバー１４，１４ａ，１２，１２ａ,１０，１０ａ，１０ｂを備えた、いわゆるフラットベットタイプのプリンタであった。また、筐体１０は密閉空間を実現し得る構成であった。しかしながら、プリンタ１はかかる例に限定されない。上記フラットベットタイプのプリンタは、例えば、２次元での印刷も可能である。しかしながら、プリンタ１は、例えば、記録媒体を高さ方向Ｚで移動可能な構成を備えない、２次元での印刷を主体とするプリンタ（いわゆる２Ｄプリンタ）であってもよい。このようなプリンタは、副走査方向Ｘでの記録媒体の搬送に、例えば、一対のグリッドローラ（駆動ローラ）とピンチローラ等から構成される搬送機構を採用することができる。また、筐体１０は、本体１２とフロントカバー１４との間にシート状の記録媒体が通過できる隙間を備え、外部空間と内部空間とがこの狭い隙間で連通されていてもよい。このような隙間を備えるプリンタ１であっても、ここに開示される技術による利点を得ることができる。

なお、本実施形態において、供給ヘッド２２と記録媒体を載置するテーブル７２との相対位置を変化させる移動装置７０は、テーブル７２をＸ方向およびＺ方向で移動させる水平移動装置（第１移動部）７４およびテーブル昇降装置（第２移動部）７６と、供給ヘッド２２をＹ方向で移動させるヘッド移動機構（第３移動部）７８とを備えていた。しかしながら、移動装置７０の構成はこれに限定されない。例えば、移動装置７０は、記録媒体やこれを載置するテーブル７２に対し、供給ヘッド２２をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の３次元空間で自在に移動させることができるよう構成されていてもよい。これにより、印刷体（造形物）を安定に支持しつつ印刷（造形）を実施することができる。

１ プリンタ（循環換気型印刷装置）
１０ 筐体
２０ 印刷部
３０ 気体清浄部
３６ フィルタ部
４０ 排出部
５０ 供給部
６０ 制御装置

Claims (12)

1. 印刷対象に印刷を実行する印刷部と、
   前記印刷部を収容する筐体と、
   気体を清浄化する気体清浄部と、
   前記筐体と前記気体清浄部とを連結し、前記筐体内の気体を前記気体清浄部に排出する排出部と、
   前記筐体と前記気体清浄部とを連結し、前記気体清浄部で清浄化された気体を前記筐体に供給する供給部と、
   を備える、循環換気型印刷装置。
2. 前記気体清浄部は、前記気体に含まれる異物を除去するフィルタ部を備えている、請求項１に記載の循環換気型印刷装置。
3. 前記フィルタ部は、前記気体を水に接触させることで水に異物を吸着させて除去する水フィルタを備えている、請求項２に記載の循環換気型印刷装置。
4. 前記フィルタ部は、ＨＥＰＡフィルタを備えている、請求項２または３に記載の循環換気型印刷装置。
5. 前記気体清浄部は、前記気体に含まれる臭気を脱臭する脱臭部を備えている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の循環換気型印刷装置。
6. 前記脱臭部は、活性炭を備えている、請求項５に記載の循環換気型印刷装置。
7. 前記印刷部は、
   インクを液滴として吐出する供給ヘッドと、
   前記印刷対象と前記供給ヘッドとの相対位置を変化させる移動装置と、
   を備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の循環換気型印刷装置。
8. 前記印刷部は、
   前記供給ヘッドから吐出された前記インクを硬化させるための光照射部を備え、
   前記移動装置は、
   前記供給ヘッドを前記印刷対象に対して三次元で移動可能なように構成されている、請求項７に記載の循環換気型印刷装置。
9. 前記筐体は、開口を有する本体と、前記開口を塞ぐカバー部とを備え、
   前記筐体は、前記排出部および前記供給部以外に前記筐体の内部と外部とを連通する開口を備えない、請求項１〜８のいずれか１項に記載の循環換気型印刷装置。
10. 前記気体清浄部の作動および停止を制御する制御部を備えている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の循環換気型印刷装置。
11. 前記制御部は、前記印刷部が印刷を停止している停止時および印刷を終了した終了時の少なくとも一方のタイミングで前記気体清浄部を作動させる、請求項１０に記載の循環換気型印刷装置。
12. 前記気体清浄部の作動および停止を制御する制御部を備え、
    前記制御部は、前記カバー部が前記開口を閉じているときに前記気体清浄部を作動させる、請求項９のいずれか１項に記載の循環換気型印刷装置。

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