JP6047282B2 - インクジェット装置 - Google Patents

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本発明はインクジェット装置に関するものである。
紫外線硬化型インクを用いるインクジェットプリンタとして、特許文献1には、印刷媒体上を漂うインクミストによる光源ユニットの汚れを抑制することを目的とするインクジェットプリンタが記載されている。
特開2010−735号公報(2010年1月7日公開)
しかしながら、特許文献1に記載のインクジェットプリンタは紫外線硬化型の樹脂が溶剤に溶解したインクを用いることができない。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、紫外線硬化型樹脂等の外部から刺激を受けて硬化する硬化型樹脂及び溶剤を含むインクを用いてインクジェットプリントするためのインクジェット装置を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明に係るインクジェット装置は、刺激を与えることによって硬化する硬化型樹脂及び溶剤を含むインクを被記録媒体に吐出するヘッドと、上記被記録媒体上に吐出されたインク中の上記硬化型樹脂を硬化するための刺激を与える硬化部と、上記ヘッド及び上記硬化部と上記被記録媒体との位置を相対的に移動させる駆動部と、を備え、上記被記録媒体が上記ヘッドから吐出されるインクを受ける被吐出領域と、上記被記録媒体上に吐出されたインク中の溶剤を蒸散させるための溶剤蒸散領域と、上記被記録媒体上に上記刺激が付与される硬化領域と、が設けられており、上記被吐出領域及び上記溶剤蒸散領域と、上記硬化領域とは少なくとも異なる場所にあり、上記溶剤蒸散領域に、上記被記録媒体を載置して加熱するための蒸散用載置台を備え、上記硬化部は、上記蒸散用載置台の末端であって、上記硬化領域側の末端よりも、上記硬化領域側にあり、上記刺激の発生に発熱を伴い、上記駆動部により、上記被吐出領域、上記溶剤蒸散領域、上記硬化領域の順に上記被記録媒体がそれぞれの領域に入るものであり、上記硬化領域が、上記溶剤蒸散領域と重畳せず、かつ、当該溶剤蒸散領域と同一平面上になく、上記刺激は紫外線であり、上記硬化型樹脂は紫外線硬化型樹脂であり、上記被吐出領域は、水平方向に延伸しており、上記硬化領域は、上記被吐出領域及び上記溶剤蒸散領域よりも下側に設けられている、ことを特徴とする。
溶剤を溶剤蒸散領域で蒸散させて、次に、硬化領域で硬化型樹脂を硬化させることができるので、硬化型樹脂及び溶剤を含むインクを用いてインクジェットプリントすることできる。また、蒸散用載置台による加熱で溶剤をより迅速に蒸散させることができる。また、蒸散用載置台の全ての熱を溶剤の蒸散に利用できるので省エネルギーである。また、送風部をも備える形態である場合、蒸散用載置台が発する熱が送風部による冷却に与える影響をより小さくすることができる。本発明に係るインクジェット装置は紫外線硬化型インクに好適に用いることができる。
本発明に係るインクジェット装置では、上記硬化部から発熱した熱にて加熱された気体を上記硬化領域から上記溶剤蒸散領域に送る送風部をさらに備えることがより好ましい。
送風部によって、硬化部を冷却すると共に、発熱した熱を冷却することで暖められた気体で溶剤の蒸散を行なえるため、効率的に溶剤の蒸散を行なうことができる。
本発明に係るインクジェット装置では、上記蒸散用載置台及びその上に載置される上記被記録媒体を覆う被覆部と、をさらに備えることがより好ましい
また、被覆部で覆っていることにより、溶剤蒸散領域に蒸散用載置台から発せられる熱がより長時間存在するので、溶剤の蒸散がより迅速となる。
また、上述の送風部をも備える形態であれば、被覆部が当該送風部から送られた、暖められた気体を被記録媒体上に保つので、被記録媒体の表面からも裏面からも暖めることができ、溶剤の蒸散がより迅速となる。
本発明に係るインクジェット装置では、上記被覆部は、上記硬化領域から漏れる刺激の少なくとも一部が自装置外に漏れることを防止する位置にあることがより好ましい。
例えば安全規格上、自装置外への当該刺激の漏れが制限されている場合、被覆部によって当該刺激の漏れを防ぐことができる。よって、安全性がより向上する。
本発明によれば、紫外線硬化型樹脂等の外部から刺激を受けて硬化する硬化型樹脂及び溶剤を含むインクを用いてインクジェットプリントすることができるという効果を奏する。
本発明の一実施形態であるインクジェット装置1の構成を模式的に示す図である。 本発明の一実施形態であるインクジェット装置1の概観を示す図である。 本発明の一実施形態であるインクジェット装置1が備える紫外線照射部5の構成を示す図である。 本発明の一実施形態であるインクジェット装置1が備える紫外線照射部5及びファン6の別の形態の構成を示す図である。
〔インクジェット装置1の構成〕
以下、本発明の一実施形態であるインクジェット装置1の構成について図1〜図3を用いて説明する。図1はインクジェット装置1の構成を模式的に示す図である。図2はインクジェット装置1の概観を示す図である。図3はインクジェット装置1が備える紫外線照射部5の構成を示す図である。
図1及び図2に示すようにインクジェット装置1はヘッド2、プラテン3、カバー(被覆部)4、紫外線照射部(硬化部)5、ファン(送風部)6及び駆動ローラ(駆動部)7a、駆動巻き取りローラ(駆動部)7b及び従動ローラ8a、8bを備えている。また、インクジェット装置1はメディア(被記録媒体)100に紫外線硬化型インクを吐出してインクジェットプリントするための装置である。
また、ヘッド2と後述するメインプラテン3bとの間にインク吐出領域(被吐出領域)R1が設けられている。カバー4と後述するアフタプラテン3cとの間に溶剤蒸散領域R2が設けられている。紫外線照射部5から照射される紫外線を受けることができる領域に紫外線照射領域R3が設けられている。
ヘッド2はメディア100に紫外線硬化型インクを吐出するためのものである。これにより、メディア100上には紫外線硬化型樹脂及び溶剤が存在することとなる。なお、本実施形態では説明の簡単のためヘッド2が一つのみの場合について記載するが、ヘッド2の数は複数であってもよい。多くの場合、ヘッド2を複数備えており、例えばスタガ配列等を形成することによって、インク吐出領域R1においてメディア100にインクを吐出する。
本実施形態では紫外線硬化型インクを用いる装置について説明するが、本発明に係るインクジェット装置で使用できるインクが含む硬化型樹脂は、紫外線硬化型樹脂に限定されない。
ここで、本明細書において「硬化型樹脂」は、刺激を与えることによって硬化する樹脂をいう。例えば、モノマー及びオリゴマーのいずれか一方又は双方を含む、中粘度、例えば100〜2,000mPa・sで、紫外線(UV)等のエネルギー線で硬化する樹脂である(以下、「紫外線」を「UV」ともいう。)。具体的には、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型樹脂、電子線の照射により硬化する電子線硬化型樹脂、エポキシ樹脂等のように熱で硬化する熱硬化型樹脂、ラテックス等のように乾燥させることで硬化する熱乾燥型硬化樹脂等が挙げられる。
また、紫外線硬化型樹脂としては、カチオン重合型樹脂、ラジカル重合型樹脂又はこれらの混合物であってもよい。
また、本発明に係るインクジェット装置で使用できるインクが含む溶剤の種類としては、硬化型樹脂の種類等に応じて適宜設定すればよい。
プラテン3は、プレプラテン3a、メインプラテン3b、アフタプラテン(溶剤蒸散用載置台)3cから構成されている。
プレプラテン3a、メインプラテン3b及びアフタプラテン3cのいずれもメディア100を載せるための載置台である。また、プレプラテン3a、メインプラテン3b及びアフタプラテン3cのいずれもその上に載せられるメディア100を加熱することができる。
カバー4はアフタプラテン3c上のメディア100を覆うためのものである。カバー4は以下の二つの機能を果たす。ただし、本発明に係るインクジェット装置が被覆部を備える場合、その機能は、以下の二つのいずれをも果たすものに限定されず、いずれか一方の機能を果たせばよい。
一つ目の機能は溶剤を蒸散させるための熱を、より長時間、溶剤蒸散領域R2に保つ機能である。アフタプラテン3cから発せられる熱がカバー4で覆っている領域である溶剤蒸散領域R2内により長時間保たれる。また、後述するファン6から運ばれる暖かい空気(気体)を溶剤蒸散領域R2により長時間留めることができる。これにより、メディア100は表面からも裏面からも暖められ、より短時間で溶剤を蒸散させることができる。なお、ファン6から送られる空気を溶剤蒸散領域R2に導く形状をしていてもよい。つまり、本発明に係るインクジェット装置が備える送風部は、ファン等の送風機のみで構成されるものでもよく、送風機から送られる気体を導く誘導手段と送風機とで構成されていてもよい。
二つ目の機能は紫外線をインクジェット装置1外に漏れることを防ぐ機能であるメディア100が搬送される際に紫外線照射領域R3を通過させるために、紫外線照射部5とメディア100における当該紫外線照射部5に対向する領域との間に隙間が存在する。この隙間から紫外線が漏れる場合があるが、カバー4は、紫外線照射領域R3から漏れる紫外線の少なくとも一部がインクジェット装置1外に漏れることを防止する位置にある。よって、インクジェット装置1外に紫外線が漏れることを防ぐことができ、安全性が向上する。
紫外線照射部5の構成について図3を用いて説明する。紫外線照射部5は紫外線ランプ5a及び反射板5bを備えている。
紫外線ランプ5aから照射された紫外線は直接的に、又は、反射板5bで反射されて間接的にメディア100上に照射される。これによりメディア100上の紫外線硬化型樹脂は、紫外線の照射を受けて硬化する。
また、紫外線照射部5は、図1に示すように、アフタプラテン3cの末端であって、紫外線照射領域R3側の末端よりも、紫外線照射領域R3側にある。これにより、アフタプラテン3cの全ての熱を溶剤の蒸散のために利用できるので省エネルギーである。つまり、仮に、紫外線照射領域R3の一部がアフタプラテン3cに重畳していれば、アフタプラテン3cの全面を用いて加熱する前に紫外線硬化の処理が始まってしまう。しかし、本実施形態によれば、アフタプラテン3cと紫外線照射領域R3とが重畳していないので、アフタプラテン3cの全てを用いて溶剤を蒸散させた後に、紫外線照射を行なうことができる。また、アフタプラテン3cが発する熱がファン6による冷却に与える影響をより小さくすることができる。つまり、仮にアフタプラテン3cと紫外線照射領域R3とが重畳していれば紫外線照射領域R3がアフタプラテン3cによって暖められてしまい、冷却効率が低下するが、アフタプラテン3cと紫外線照射領域R3とが重畳していないので、冷却効率の低下を防ぐことができる。また、アフタプラテン3cの全ての熱を効率よく溶剤の蒸散のために用いることができるため、アフタプラテン3cの設定温度をより低くしても十分な溶剤蒸散効果が得られるようになり、省エネルギーである。
なお、紫外線ランプ5aは紫外線を発生させるに伴い発熱する。
ファン6は、紫外線ランプ5aの発熱により暖められた空気を紫外線照射領域R3から溶剤蒸散領域R2に送るためのものである。これにより、紫外線照射部5を冷却することができ、また、溶剤の蒸散をより省エネルギー且つより迅速に行なうことができる。
本実施形態では、本発明に係るインクジェット装置が備える送風部をファンのみで構成しているが、この形態には限定されない。例えば、ファンのみでは空気を送る方向が十分に制御できない場合、及び、溶剤照射領域に送る空気の量をより増やすことをユーザが希望する場合には、風の方向を誘導する誘導部を備えてもよい。例えば、本実施の形態でいえばカバー4が誘導部の機能をも果たしてもよい。換言すれば、ファン6及びカバー4で送風部を構成してもよい。
駆動ローラ7a及び駆動巻き取りローラ7bはメディア100を移動させるものであり、この2つのローラが駆動部7を構成している。駆動ローラ7aは、プレプラテン3aとメインプラテン3bとの間に配置されており、駆動巻き取りローラ7bはメディア100の搬送経路の下流側に配置されている。駆動ローラ7a及び駆動巻き取りローラ7bはともにローラから構成されている。
また、後述する従動ローラ8aに巻きつけられたメディア100を駆動巻き取りローラ7bが巻き取ることによって、メディア100が移動する。具体的には、メディア100は駆動ローラ7a及び駆動巻き取りローラ7bによって、インク吐出領域R1、溶剤蒸散領域R2、紫外線照射領域R3の順に移動させられる。
なお、駆動巻き取りローラ7bは駆動ローラ7aと同様に、駆動するものであるが、駆動ローラ7aよりも回転速度が速いことが好ましい。駆動巻き取りローラ7bの回転速度を駆動ローラ7aよりも早くすることによって、メディア100にたるみが生じず、安定してメディア100を搬送できる。
また、従動ローラ8a、8bは、駆動ローラ7a及び駆動巻き取りローラ7bによるメディア100の搬送を補助するためのものである。従動ローラ8aには、メディア100が巻きつけられており、回転させることによってメディア100をインク吐出領域R1等のある方へ供給することができる。また、メディア100を駆動ローラ7a上に載置して、駆動ローラ7aを駆動することにより、従動ローラ8aは従動回転し、メディア100は移動する。従動ローラ8bは、メディアを介して駆動ローラ7aと対面しており、駆動ローラ7aの駆動に応じて従動回転する。
なお、本発明に係るインクジェット装置が備える駆動部はローラに限定されず、被記録媒体と硬化部及びヘッドとの位置を相対的に移動させて、それぞれ異なる場所にある被吐出領域、溶剤蒸散領域及び硬化領域に、この順に被記録媒体が入るように駆動させるものであればよい。例えばベルトコンベア等で構成してもよい。また、被記録媒体を固定して、ヘッド及び紫外線ランプ等のインクジェット装置を構成する部材を移動させるものであってもよい。
次に、インクジェット装置1に設けられている3つの領域について説明する。
インク吐出領域R1は、メディア100がヘッド2から吐出されるインクを受ける領域である。この領域でメディア100には紫外線硬化型樹脂及び溶剤を含むインクを受ける。インク吐出領域R1はヘッド2が吐出するインクが届く領域である。
溶剤蒸散領域R2は、メディア100上に吐出されたインク中の溶剤を蒸散させるための領域である。具体的にはアフタプラテン3cの上であってカバー4で覆われている領域である。この領域にはアフタプラテンから発せられる熱及びファン6によって送られる空気があるため、メディア100上にある溶剤が蒸散し、メディア100上には紫外線硬化型樹脂が残る。
本実施形態における溶剤蒸散領域R2は熱により溶剤を蒸散させる領域であるが、本発明はこの形態には限定されない。つまり、本発明に係るインクジェット装置に設けられている溶剤蒸散領域は、溶剤を蒸散させるためのスペースであればよい。例えば、被記録媒体を放置しておくことによって、乾燥させて溶剤を蒸散させるためのスペースが設けられているだけでもよい。
また、本実施形態では、インク吐出領域R1と溶剤蒸散領域R2を別々に設けているが、本発明においてはこれらの領域は同一のものであってもよい。例えば、ヘッドに熱源を設けてヘッドからインクを被記録媒体に吐出するとともに、熱源によってインクに含まれる溶剤を蒸散させること、又は被吐出領域と対面している載置台に熱源を設けること等によって、被吐出領域と溶剤蒸散領域とを同一の領域にすることが可能である。被吐出領域と溶剤蒸散領域とが同一の領域の場合には、駆動部は被記録媒体を被吐出領域であり、且つ、溶剤蒸散領域である領域に入れた後に、上記硬化領域に入れる。
紫外線照射領域R3は、メディア100上の紫外線硬化型樹脂を硬化させるための紫外線が照射(付与)され得る領域である。つまり、紫外線ランプ5aから照射される紫外線が、紫外線硬化型樹脂を硬化させるために必要な量だけ照射され得る領域である。
〔インクジェット装置1の動作〕
次にインクジェット装置1の動作について説明する。
まず、従動ローラ8aに巻きつけられたメディア100が、駆動ローラ7a及び駆動巻き取りローラ7bを駆動させて、駆動巻き取りローラ7bにメディア100が巻きつけられることによって移動を開始する。移動の方向は、メディア100が、インク吐出領域R1、溶剤蒸散領域R2、紫外線照射領域R3の順に各領域に入る方向とする。
メディア100はプレプラテン3a上を通った後、メインプラテン3b上に載置されてインク吐出領域R1に入る。なお、プレプラテン3a上では、後の溶剤の蒸散を効率的に行なうため予め暖められてもよい。
インク吐出領域R1ではヘッド2からインクが吐出される。ヘッド2は、図1の書面に対して手前方向及び奥方向に往復運動しながら、予めインプットされた文字や絵の情報に基づいてメディア100上にインクを吐出する。このとき、メディア100上には紫外線硬化型樹脂及び溶剤が存在することになる。
次に、メディア100のインクが吐出された領域(着弾領域)は溶剤蒸散領域R2に入る。溶剤蒸散領域R2ではアフタプラテン3cによる加熱及びファン6から送られる空気が持つ熱によって、着弾されたインク滴から溶剤が蒸散する。これにより、着弾領域には紫外線硬化型樹脂が残ることになる。
次に、メディア100の着弾領域は紫外線照射領域R3に入る。紫外線照射領域R3では、着弾領域上に紫外線が照射される。これにより、メディア100上の紫外線硬化型樹脂は硬化することで印刷が終了する。最後にローラにメディア100が巻きつけられて処理は終了する。
〔紫外線照射部5及びファン6の変形例〕
次に紫外線照射部5及びファン6の変形例について図4を用いて説明する。図4はインクジェット装置1が備える紫外線照射部5及びファン6の別の形態の構成を示す図である。
本別の形態に係る紫外線照射部5は紫外線ランプ5a及び反射板5bを備えている。
ファン6は、紫外線ランプ5aからみて溶剤蒸散領域R2とは反対側に配置されている。また、ファン6で空気が送られる方向に通気口6’が設けられている。これにより、紫外線ランプ5aが発した熱により暖められた空気がファン6によって、通気口6’を介して溶剤蒸散領域R2に送られる。
なお、通気口6’の位置にさらにファンを設ける構成であってもよい。このような構成であれば、より精密に紫外線照射部5内の空気の流量を制御でき、ひいては温度もより精密に制御できる。
〔付記事項〕
以上のように、インクジェット装置1は、紫外線硬化型樹脂及び溶剤を含むインクをメディア100に吐出するヘッド2と、メディア100上に吐出されたインク中の紫外線硬化型樹脂を硬化するための紫外線を照射する紫外線照射部5と、メディア100を移動させる駆動部7と、を備え、メディア100がヘッド2から吐出されるインクを受けるインク吐出領域R1と、メディア100上に吐出されたインク中の溶剤を蒸散させるための溶剤蒸散領域R2と、メディア100上に紫外線が付与される紫外線照射領域R3と、が設けられており、インク吐出領域R1及び溶剤蒸散領域R2と、紫外線照射領域R3とは少なくとも異なる場所にあり、駆動部7は、インク吐出領域R1、溶剤蒸散領域R2、紫外線照射領域R3の順にメディア100を移動させるものである。
溶剤を溶剤蒸散領域R2で蒸散させて、次に、紫外線照射領域R3で紫外線硬化型樹脂を硬化させることができるので、紫外線硬化型樹脂及び溶剤を含むインクを用いてインクジェットプリントすることできる。
インクジェット装置1では、紫外線の発生には発熱を伴い、紫外線照射部5から発熱した熱にて加熱された気体を紫外線照射領域R3から溶剤蒸散領域R2に送るファン6をさらに備えている。
ファン6によって、紫外線照射部5を冷却すると共に、発熱した熱を冷却することで暖められた気体で溶剤の蒸散を行なえるため、効率的に溶剤の蒸散を行なうことができる。
インクジェット装置1では、溶剤蒸散領域R2に、メディア100を載置して加熱するためのアフタプラテン3cと、アフタプラテン3c及びその上に載置されるメディア100を覆うカバー4と、をさらに備える。
アフタプラテン3cによる加熱で溶剤をより迅速に蒸散させることができる。
また、カバー4で覆っていることにより、溶剤蒸散領域R2にアフタプラテン3cから発せられる熱がより長時間存在するので、溶剤の蒸散がより迅速となる。
また、カバー4がファン6から送られた、暖められた気体をメディア100上に保つので、メディア100の表面からも裏面からも暖めることができ、溶剤の蒸散がより迅速となる。
インクジェット装置1では、カバー4は、紫外線照射領域R3から漏れる紫外線の少なくとも一部が自装置外に漏れることを防止する位置にある。
例えば安全規格上、インクジェット装置1外への紫外線の漏れが制限されている場合、カバー4によって紫外線の漏れを防ぐことができる。よって、安全性がより向上する。
インクジェット装置1では、紫外線照射部5は、アフタプラテン3cの末端であって、紫外線照射領域R3側の末端よりも、紫外線照射領域R3側にあることがより好ましい。
アフタプラテン3cの全ての熱を溶剤の蒸散に利用できるので省エネルギーである。また、アフタプラテン3cが発する熱がファン6による冷却に与える影響をより小さくすることができる。
インクジェット装置1は、紫外線硬化型樹脂を含むインクに好適に用いることができる。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、インクジェットプリントに利用することができる。
1 インクジェット装置
2 ヘッド
3 プラテン
3a プレプラテン
3b メインプラテン
3c アフタプラテン(蒸散用載置台)
4 カバー(被覆部)
5 紫外線照射部(硬化部)
6 ファン(送風部)
7 駆動部
7a 駆動ローラ
7b 駆動巻き取りローラ
8a、8b 従動ローラ
100 メディア(被記録媒体)
R1 インク吐出領域(被吐出領域)
R2 溶剤蒸散領域
R3 紫外線照射領域(硬化領域)

Claims (5)

  1. 刺激を与えることによって硬化する硬化型樹脂及び溶剤を含むインクを被記録媒体に吐出するヘッドと、
    上記被記録媒体上に吐出されたインク中の上記硬化型樹脂を硬化するための刺激を与える硬化部と、
    上記ヘッド及び上記硬化部と上記被記録媒体との位置を相対的に移動させる駆動部と、
    を備え、
    上記被記録媒体が上記ヘッドから吐出されるインクを受ける被吐出領域と、
    上記被記録媒体上に吐出されたインク中の溶剤を蒸散させるための溶剤蒸散領域と、
    上記被記録媒体上に上記刺激が付与される硬化領域と、が設けられており、
    上記被吐出領域及び上記溶剤蒸散領域と、上記硬化領域とは少なくとも異なる場所にあり、
    上記溶剤蒸散領域に、上記被記録媒体を載置して加熱するための蒸散用載置台を備え、
    上記硬化部は、
    上記蒸散用載置台の末端であって、上記硬化領域側の末端よりも、上記硬化領域側にあり、
    上記刺激の発生に発熱を伴い、
    上記駆動部により、上記被吐出領域、上記溶剤蒸散領域、上記硬化領域の順に上記被記録媒体がそれぞれの領域に入るものであり、
    上記硬化領域が、上記溶剤蒸散領域と重畳せず、かつ、当該溶剤蒸散領域と同一平面上になく、
    上記刺激は紫外線であり、上記硬化型樹脂は紫外線硬化型樹脂であり、
    上記被吐出領域は、水平方向に延伸しており、
    上記硬化領域は、上記被吐出領域及び上記溶剤蒸散領域よりも下側に設けられている、
    ことを特徴とするインクジェット装置。
  2. 上記硬化部から発熱した熱にて加熱された気体を上記硬化領域から上記溶剤蒸散領域に送る送風部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のインクジェット装置。
  3. 上記溶剤蒸散領域に、上記蒸散用載置台及びその上に載置される上記被記録媒体を覆う被覆部と、をさらに備えることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェット装置。
  4. 上記被覆部は、上記硬化領域から漏れる刺激の少なくとも一部が自装置外に漏れることを防止する位置にあることを特徴とする請求項3に記載のインクジェット装置。
  5. 上記駆動部は、上記被吐出領域の上流に設けられたローラから巻き出された上記被記録媒体を、上記硬化領域よりも下流に設けられたローラにより巻き取ることによって、上記被記録媒体を搬送するようになっていることを特徴とする請求項1〜のいずれか1項に記載のインクジェット装置。
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