JP5899845B2

JP5899845B2 - 画像記録装置

Info

Publication number: JP5899845B2
Application number: JP2011249421A
Authority: JP
Inventors: 康人志村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2031-11-15
Also published as: JP2013103430A

Description

本発明は、画像記録装置に関する。

画像記録装置（以下、プリンター）の中には、紫外線を照射すると硬化する紫外線硬化型インク（以下、ＵＶインク）を使用するものがある。このようなプリンターの中には、紫外線照射部の照射口に設けられた紫外線のカバー部材（透過部材）から異物を除去するために、ワイパーに対してカバー部材を移動させるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。紫外線照射部から異物を除去することで、紫外線照射部からの照射量低下を抑制することができる。

特開２０１１−１２６１５１号公報

しかし、カバー部材にＵＶインク（インクミスト）が付着すると、紫外線照射部から照射される紫外線により、カバー部材に付着したＵＶインクが硬化してしまう。そうすると、ワイパーで払拭するだけではカバー部材に付着したＵＶインクを除去しきれない虞がある。そのため、カバー部材には出来る限りインクミストが付着しないようにすることが好ましい。

そこで、本発明では、照射部に設けられたカバー部材へのインクミストの付着を抑制することを目的とする。

前記課題を解決する為の主たる発明は、電磁波が照射されると硬化する電磁波硬化型インクを被記録媒体に吐出するノズルと、前記電磁波を照射するための照射部であって、前記電磁波を透過するカバー部材が照射面に設けられた照射部と、前記カバー部材における前記被記録媒体側の面を振動させる振動部と、を備えたことを特徴とする画像記録装置である。
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。

プリンターの全体構成ブロック図である。インクを吐出するヘッドの周辺を説明する図である。図３Ａはヘッドや仮照射部の断面図であり、図３Ｂはカバー部材の振動の様子を示す図である。印刷処理のフローを説明する図である。変形例の仮照射部を説明する図である。

＝＝＝開示の概要＝＝＝
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となる。

即ち、電磁波が照射されると硬化する電磁波硬化型インクを被記録媒体に吐出するノズルと、前記電磁波を照射するための照射部であって、前記電磁波を透過するカバー部材が照射面に設けられた照射部と、前記カバー部材における前記被記録媒体側の面を振動させる振動部と、を備えたことを特徴とする画像記録装置である。
このような画像記録装置によれば、照射部に設けられたカバー部材へのインクミストの付着を抑制することができる。

かかる画像記録装置であって、前記振動部は、前記ノズルから前記電磁波硬化型インクが吐出されている期間に、前記カバー部材の前記面を振動させること。
このような画像記録装置によれば、画像記録中に発生するインクミストがカバー部材に付着してしまうことを抑制することができる。

かかる画像記録装置であって、前記振動部は、前記ノズルからの前記電磁波硬化型インクの吐出が終了してから所定の期間まで、前記カバー部材の前記面を振動させること。
このような画像記録装置によれば、画像記録後に浮遊しているインクミストがカバー部材に付着してしまうことを抑制することができる。

かかる画像記録装置であって、前記カバー部材の前記面に沿って空気を流す送風部を備えること。
このような画像記録装置によれば、照射部に設けられたカバー部材へのインクミストの付着をより抑制することができる。

＝＝＝印刷システム＝＝＝
画像記録装置をインクジェットプリンター（以下、プリンター）とし、プリンターとコンピューターが接続された印刷システムを例に挙げて、実施形態を説明する。
図１は、プリンター１の全体構成ブロック図であり、図２は、インクを吐出するヘッド４１の周辺を説明する図である。なお、図２では、ヘッド４１の上方から見たノズルの配列を仮想的に示す。
本実施形態のプリンター１は、紫外線（電磁波）の照射によって硬化する紫外線硬化型インク（電磁波硬化型インク）を用いて、被記録媒体Ｓ（例えば、用紙、布、フィルムなど）に画像を印刷（記録）する。なお、紫外線硬化型インク（以下、ＵＶインク）は、紫外線硬化樹脂を含むインクであり、紫外線の照射を受けると紫外線硬化樹脂において光重合反応が起こることにより硬化する。

コンピューター７０は、プリンター１と通信可能に接続されており、プリンター１に画像を印刷させるための印刷データをプリンター１に出力する。
コントローラー１０は、プリンター１の制御を行うための制御ユニットである。インターフェース部１１はコンピューター７０とプリンター１との間でデータの送受信を行うためのものである。ＣＰＵ１２はプリンター１全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー１３はＣＰＵ１２のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものである。ＣＰＵ１２はユニット制御回路１４により各ユニットを制御する。なお、プリンター１内の状況を検出器群６０が監視し、その検出結果に基づいて、コントローラー１０は各ユニットを制御する。

搬送ユニット２０は、被記録媒体Ｓ（以下、媒体）を印刷可能な位置に送り込み、印刷時には搬送方向に所定の搬送量で媒体Ｓを搬送するためのものである。
キャリッジユニット３０は、キャリッジ３１に搭載されたヘッド４１及び仮照射部５１ａ，５１ｂを、搬送方向と交差する移動方向に移動するためのものである。

ヘッドユニット４０は、媒体ＳにＵＶインクを吐出するためのものであり、ヘッド４１を有する。ヘッド４１の下面には、図２に示すように、イエローインクを吐出するノズル列Ｙと、マゼンタインクを吐出するノズル列Ｍと、シアンインクを吐出するノズル列Ｃと、ブラックインクを吐出するノズル列Ｋと、が設けられている。各ノズル列では、インクを吐出する複数のノズル（＃１〜＃１８０）が搬送方向に所定の間隔おきに並んでいる。なお、ノズルからのインク吐出方式は、駆動素子（ピエゾ素子）に電圧をかけてインク室を膨張・収縮させることによりノズルからインクを吐出させるピエゾ方式でもよいし、発熱素子を用いてノズル内に気泡を発生させ、その気泡によってノズルからインクを吐出させるサーマル方式でもよい。

照射ユニット５０は、媒体Ｓ上のＵＶインクに紫外線を照射して、ＵＶインクを硬化するためのものであり、仮照射部５１ａ，５１ｂと本照射部５２を有する。なお、紫外線照射の光源として、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）や、メタルハライドランプ、水銀ランプなどが挙げられるが、本実施形態では発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いるとする。

仮照射部５１ａ，５１ｂ（照射部に相当）は、ヘッド４１を挟んでキャリッジ３１の移動方向における両端部に設けられ、キャリッジ３１の移動に伴ってヘッド４１と共に移動方向に移動する。キャリッジ３１が移動方向の左側に移動する時には、ヘッド４１よりも右側の仮照射部５１ａにより紫外線が照射され、キャリッジ３１が移動方向の右側に移動する時には、ヘッド４１よりも左側の仮照射部５１ｂにより紫外線が照射される。そのため、ヘッド４１から吐出されたＵＶインクは媒体Ｓに着弾すると直ぐに仮照射部５１ａ，５１ｂにより硬化され、ＵＶインクの流動による滲みや混色を抑えることができる。ただし、仮照射部５１ａ，５１ｂは、本照射部５２に比べて、単位面積あたりの紫外線の照射強度（ｍＷ／ｃｍ^２）が弱く、ＵＶインクが完全に硬化ない程度にＵＶインクを仮硬化する。

本照射部５２（照射部に相当）は、ヘッド４１よりも搬送方向の下流側に固定して配置され、本照射部５２の移動方向の長さは、最大サイズの媒体Ｓの移動方向の長さ以上である。従って、本照射部５２は、下を通過する媒体Ｓ上のＵＶインクに向けて、ＵＶインクが完全に硬化する程に強い紫外線を照射する。

このような構成のプリンター１において、キャリッジ３１によりヘッド４１及び仮照射部５１ａ，５１ｂが移動方向に移動しながらヘッド４１がＵＶインクを吐出する吐出動作と、媒体Ｓが搬送方向の下流側に搬送される搬送動作と、が交互に繰り返される。その結果、媒体Ｓ上に２次元の画像が印刷される。そして、媒体Ｓ上のＵＶインクは、吐出動作時に仮照射部５１ａ，５１ｂにより仮硬化され、搬送動作時に本照射部５２により完全に硬化される。なお、以下では、１回の吐出動作を「パス」とも呼ぶ。

＝＝＝インクミストの問題＝＝＝
仮照射部５１ａ，５１ｂ及び本照射部５２の照射面には、紫外線の照射源（ＬＥＤ）を覆って保護するカバー部材が設けられ、各照射部５１ａ，５１ｂ，５２は、カバー部材を介して媒体Ｓ上のＵＶインクに紫外線を照射する。

ところで、ヘッド４１のノズルからインク滴が吐出される際に、インクミスト（微小なインク滴）が発生する。インクミストは、媒体Ｓには着弾せずに、ヘッド４１の周辺を浮遊する。そのため、ヘッド４１の近傍に配置された仮照射部５１ａ，５１ｂや本照射部５２のカバー部材の下面（媒体Ｓ側の面）には、インクミストが付着し易い。

カバー部材にインクミストが付着したまま放置してしまうと、ＵＶインク（インクミスト）が堆積し、堆積したＵＶインクがＬＥＤからの紫外線照射を妨げ、媒体Ｓ上のＵＶインクに照射される紫外線の照射量（照射強度）が低下してしまう。そうすると、媒体Ｓ上のＵＶインクが混色したり、媒体Ｓ上に未硬化のＵＶインクが残ったりして、印刷物の品質が低下してしまう。

また、カバー部材に付着したＵＶインクをワイパーで除去するとしても、カバー部材に付着したＵＶインクに紫外線が照射されてＵＶインクの硬化が進んでしまうと（即ち、カバー部材にＵＶインクが固着してしまうと）、ワイパーでカバー部材を払拭するだけでは、カバー部材に付着したＵＶインクを除去しきれない虞がある。

そこで、本実施形態のプリンター１では、仮照射部５１ａ，５１ｂ及び本照射部５２の照射面に設けられたカバー部材へのインクミストの付着を抑制することを目的とする。

＝＝＝カバー部材５１２の振動＝＝＝
図３Ａは、ヘッド４１や仮照射部５１ａ，５１ｂを搬送方向から見た断面図であり、図３Ｂは、カバー部材５１２の振動の様子を示す図である。仮照射部５１ａ，５１ｂは、紫外線の照射源であるＬＥＤと、紫外線を透過することのできるカバー部材５１２と、カバー部材５１２の下面（媒体Ｓ側の面）に設けられた振動部５３と、を有する。振動部５３は、カバー部材５１２の下面を振動させるためのものである。なお、図示しないが、本照射部５２も同様の構成とし、本照射部５２にもカバー部材を振動させる振動部が設けられているとする。

例えば、カバー部材５１２を圧電体基板（例：水晶板）とし、振動部５３を櫛形電極（複数の電極指をそれぞれ有する一対の電極が互いに噛み合うように構成されたもの）とする。この場合、櫛形電極（振動部５３）に電圧を印加することで、圧電効果により圧電体基板（カバー部材５１２）の表面に弾性表面波（SAW：Surface Acoustic Wave）が励振され、圧電体基板（カバー部材５１２）を振動させることができる。ただし、振動部５３の構成はこれに限らず、カバー部材５１２の下面を振動させられるものであればよい。

本実施形態のプリンター１では、図３Ａに示すように、キャリッジ３１によってヘッド４１が移動方向に移動しながらインクを吐出する。そのため、ヘッド４１や仮照射部５１ａ，５１ｂの下方に、即ち、媒体Ｓとの間に、気流が生じる。なお、ヘッド４１の近傍に配置された本照射部５２の下方にも同様の気流が生じる。例えば、キャリッジ３１が移動方向の右側に移動する場合において、キャリッジ３１の背後（左側）の気圧低下により、キャリッジ３１の移動方向とは逆に左側へ流れる気流が生じたとする。この場合、印刷中に発生したインクミストは、気流によってキャリッジ３１の背後に流れ易くなる。

このとき、図３Ｂに示すように、振動部５３がカバー部材５１２の下面を振動させることによって、キャリッジ３１の移動により生じた気流の流れを助け、インクミストをキャリッジ３１の背後により流し易くすることができる。また、カバー部材５１２の振動により生じる気流でカバー部材５１２からインクミストを遠ざけることができる。つまり、カバー部材５１２へのインクミストの付着を抑制することができる。

このように、本実施形態のプリンター１では、振動部５３によって、仮照射部５１ａ，５１ｂや本照射部５２に設けられたカバー部材５１２の媒体Ｓ側の面を振動させることで、カバー部材５１２へのインクミストの付着を抑制する。その結果、カバー部材５１２に付着したＵＶインクによる紫外線照射の低下を防止したり、ワイパーによるカバー部材５１２のクリーニング回数を減らしたりすることができる。

＝＝＝印刷処理＝＝＝
図４は、印刷処理のフローを説明する図である。プリンター１のコントローラー１０は、印刷ジョブを受信すると（Ｓ０１）、１パスの印刷動作、即ち、ヘッド４１を移動方向に移動させながらインクを吐出させる動作を開始させると共に、振動部５３にカバー部材５１２（下面）の振動を開始させる（Ｓ０２）。そして、１パスの印刷動作が終了すると、コントローラー１０は、媒体Ｓを搬送方向の下流側に搬送させる。その一方で、１パスの印刷動作が終了してから所定時間が経過すると、コントローラー１０は、振動部５３にカバー部材５１２の振動を停止させる（Ｓ０３）。そして、次のパスが有る場合（Ｓ０４→Ｙ）、コントローラー１０は、次のパスを開始させると共に、振動部５３にカバー部材５１２の振動を開始させる（Ｓ０２）。

このように、ヘッド４１に設けられたノズルからＵＶインクが吐出されている期間（即ち、印刷中）と、ノズルからのＵＶインクの吐出が終了してからの所定の期間と、を合わせた期間に亘って、振動部５３はカバー部材５１２を振動させる。そうすることで、印刷中に発生するインクミストがカバー部材５１２に付着してしまうことを抑制できる。また、印刷が終了しても、暫くの間は、インクミストが浮遊している。そのため、印刷終了後も所定の期間中はカバー部材５１２を振動させることで、カバー部材５１２へのインクミストの付着をより確実に抑制することができる。逆に言えば、インクミストが浮遊している期間にだけカバー部材５１２を振動させることで、電力消費を出来る限り抑えることができる。ただし、これに限らず、例えば、ノズルからＵＶインクが吐出されている期間（印刷中）にだけカバー部材５１２を振動させるようにしてもよいし、常にカバー部材５１２が振動させるようにしてもよい。

＝＝＝変形例＝＝＝
図５は、変形例の仮照射部５１ａ，５１ｂを説明する図である。変形例では、仮照射部５１ａ，５１ｂの近傍にファンＦ（送風部に相当）を搭載し、仮照射部５１ａ，５１ｂの下方において移動方向に流れる気流を発生させる。ただし、メインのインク滴の着弾位置がずれないような弱い気流とする。そのために、仮照射部５１ａ，５１ｂの側面と、その側面に対向する側壁５４ａ，５４ｂと、カバー部材５１２の下面と平行な底面壁５５ａ，５５ｂとで、ダクトを形成し、ダクト内にファンＦａ，Ｆｂを設ける。

例えば、移動方向右側のファンＦａによって、仮照射部５１ａの下面と底面壁５５ａとの間から移動方向左側へ空気を吐き出し、移動方向左側のファンＦｂによって、仮照射部５１ｂの下面と底面壁５５ｂとの間からダクト内に空気を吸い込むようにする。そうすることで、仮照射部５１ａ，５１ｂ（キャリッジ３１）の下方において、移動方向の右側から左側へ流れる気流を発生させることができる。そうすると、インクミストは仮照射部５１ａ，５１ｂのカバー部材５１２よりも移動方向の左側へ流れる。即ち、インクミストがキャリッジ３１の背後（左側）に流れたり、左側のダクト内にインクミストが吸引されたりする。従って、カバー部材５１２へのインクミストの付着を抑制することができる。

そして、この場合にも、振動部５３によってカバー部材５１２の下面を振動させることで、ファンＦａ，Ｆｂにより生じる気流の流れを助け、インクミストをカバー部材５１２よりも移動方向の左側へ流し易くすることができる。従って、カバー部材５１２へのインクミストの付着をより抑制することができる。つまり、カバー部材５１２の下面（媒体Ｓ側の面）に沿って空気を流し、且つ、振動部５３によってカバー部材５１２の下面を振動させることで、カバー部材５１２へのインクミストの付着をより抑制することができる。

なお、図５では、キャリッジ３１の移動方向における両端にファンＦａ，Ｆｂを設けているが、これに限らず、一方側にだけファンを設けるようにしてもよいし、仮照射部５１ａ，５１ｂごとに移動方向における両端にファンを設けるようにしてもよい。また、本照射部５２においてもカバー部材の下面に沿って空気を流すようにしてもよい。また、カバー部材５１２の下面に沿って空気を流すファンＦａ，Ｆｂと、照射部（ＬＥＤ）を冷却するためのファンと、を共通化することで、部品数を減らし、コストダウンを図ることができる。また、カバー部材５１２の下面を空気が流れ易いように、カバー部材５１２の下面を曲面にしてもよい。

また、前述の実施形態では、ヘッド４１が移動方向に移動しながらインクを吐出する吐出動作と、媒体Ｓが搬送方向の下流側に搬送される搬送動作と、が交互に繰り返されるプリンター１を例に挙げているが、これに限らない。例えば、媒体幅に亘って延びた固定されたヘッドの下を媒体が通過し、下を通過する媒体に向けてヘッドがインクを吐出することにより２次元の画像を印刷し、ヘッドよりも媒体の搬送方向下流側に設けられた照射部により画像（ＵＶインク）を硬化するプリンターでもよい。このようなプリンターでも、照射部と媒体Ｓとの間に搬送方向に流れる気流が生じ、インクミストは搬送方向に流れ易くなる。従って、この場合にも、振動部が照射部に設けられたカバー部材を振動させることで、気流の流れを助け、インクミストを搬送方向により流し易くすることができる。よって、カバー部材へのインクミストの付着を抑制することができる。

＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
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いうまでもない。

＜インクについて＞
前述の実施形態では、紫外線硬化型インク（ＵＶインク）を使用する場合を例に挙げているが、これに限らない。例えば、電子線、Ｘ線、可視光線等の電磁波を照射すると硬化するインクを使用する場合にも、本発明を適用することができる。

１プリンター、１０コントローラー、１１インターフェース部、
１２ＣＰＵ、１３メモリー、１４ユニット制御回路、
２０搬送ユニット、３０キャリッジユニット、３１キャリッジ、
４０ヘッドユニット、４１ヘッド、５０照射ユニット、
５１ａ仮照射部、５１ｂ仮照射部、５２本照射部、
５１２カバー部材、５３振動部、Ｆａファン、Ｆｂファン、
６０検出器群、７０コンピューター

Claims

電磁波が照射されると硬化する電磁波硬化型インクを被記録媒体に吐出するノズルと、
前記ノズルを備えたヘッドと、
前記電磁波を照射するための照射部であって、前記電磁波を透過するカバー部材が照射面に設けられた照射部と、
前記ヘッドと前記照射部を備え、移動するキャリッジと、
前記カバー部材の下面に設けられ、前記カバー部材における前記被記録媒体側の面を振動させる振動部と、
を備えたことを特徴とする画像記録装置。
請求項１に記載の画像記録装置であって、
前記振動部は、前記ノズルから前記電磁波硬化型インクが吐出されている期間に、前記カバー部材の前記面を振動させる、
画像記録装置。
請求項２に記載の画像記録装置であって、
前記振動部は、前記ノズルからの前記電磁波硬化型インクの吐出が終了してから所定の期間まで、前記カバー部材の前記面を振動させる、
画像記録装置。
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の画像記録装置であって、
前記カバー部材の前記面に沿って空気を流す送風部を備える、
画像記録装置。