JP6481380B2 - 液滴吐出装置 - Google Patents
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Description
こうしたプリンターの中には、インクを吐出するインク用の液滴吐出ヘッドとインクの硬化を促進する処理液を吐出する処理液用の液滴吐出ヘッドとを備え、媒体上でインクと処理液とを反応させることで、媒体上でのインクの定着性及び耐水性の向上を図るものがある(例えば、特許文献1)。
上記課題を解決する液滴吐出装置は、媒体を支持する支持面を有する支持部と、第1液を前記支持面に支持された前記媒体に吐出する第1のノズルと、前記第1液と反応することで前記第1液の硬化を促進する第2液を前記支持面に支持された前記媒体に吐出する第2のノズルと、を有する液滴吐出部と、前記液滴吐出部を保持した状態で第1の方向に往復移動するキャリッジと、前記支持面と対向する吐出領域のうち、前記液滴吐出部と前記支持面との間の領域において、前記第1の方向と交差する第2の方向に気流を発生させる気流発生部と、前記吐出領域における前記気流を遮蔽する遮蔽部と、を備える。
遮蔽部を第1の方向に延設しない場合、遮蔽部が支持面に向かって送風された気体を遮蔽できるのは、吐出領域のうち遮蔽部が覆うキャリッジと重なる領域に限られる。このため、キャリッジが第1の方向に移動する場合には、液滴吐出部は、支持面に向かって送風された気体が遮蔽されていない領域を通過することとなる。
第2液は、第1液の硬化を促進させる点で、媒体上の近接する位置に吐出された第1液の液滴同士の凝集(結合)を抑制する効果を有している。このため、第1液を吐出した媒体に第2液を吐出する場合に、第1液を吐出してから第2液を吐出するまでの時間が長くなると、近接する位置に吐出された第1液の液滴同士が凝集することがある。この点、上記構成によれば、第2液を吐出した媒体に第1液を吐出するため、上記のような時間の制約なく、媒体に吐出した第1液の液滴を他の第1液の液滴と凝集することを抑制しつつ硬化させることができる。
キャリッジが第1の方向に移動する際には、キャリッジに保持された液滴吐出部が、媒体と間隔を空けた状態で第1の方向に移動する。このため、液滴吐出部(キャリッジ)と媒体の間の領域には、キャリッジの移動方向である第1の方向に沿う気流が発生し、第1液のミストが第2のノズルに付着したり、第2液のミストが第1のノズルに付着したりするおそれがある。
上記構成によれば、液滴吐出部が第1液及び第2液を媒体に吐出する前に、媒体を昇温できるため、第1液及び第2液のうち何れか一方の液滴が吐出されてから、他方の液滴が吐出される前までに、一方の液滴に含まれる溶媒成分が媒体上で乾燥し易くなる。
上述したような液滴吐出装置によれば、第2液によって媒体に吐出された第1液の液滴同士の凝集(結合)を抑制することができる。このため、第1液を媒体に吐出しながら当該媒体を加熱し、第1液に含まれる溶媒成分を蒸発させることによって、媒体に吐出された第1液の液滴同士の凝集(結合)を抑制しなくてもよい。
液滴吐出装置10の一例としてのインクジェット式プリンターにおいては、第1液がインクに相当する一方、第2液が処理液に相当する。ここで、インクは、色材と、媒体M上に樹脂層を形成するための樹脂と、色材及び樹脂を分散させる溶媒とを含んでいることが望ましい。
その一方で、図6(b)に示すように、吐出領域R1のうち、キャリッジ83が配置されている領域においては、ダクト72の吹出口74から支持面21に向かって送風される気体が、キャリッジ83の遮蔽部85(第1の遮蔽板91)に遮蔽されることで、支持面21に衝突することが抑制される。すなわち、吐出領域R1のうち、キャリッジ83が配置されている領域においては、ダクト72の吹出口74から支持面21に向かって送風される気体が、支持面21に衝突し難くなり、支持面21に沿う方向に進む衝突流(気流)が発生し難くなる。
(1)前方に向かう気流を吐出領域R1に発生させることで、第1のヘッド81及び第2のヘッド82から液滴を吐出する際に発生するミストを吐出領域R1から排除することができる。また、吐出領域R1のうち第1のヘッド81及び第2のヘッド82と媒体Mとの間の領域R2に対しては、遮蔽部85によって第2の方向への気流の発生が遮蔽される。このため、領域R2におけるミストの流動が抑制され、第1液のミストが第2のノズル88に付着したり、第2液のミストが第1のノズル87に付着したりすることを抑制することができる。こうして、第1のヘッド81における第1液の吐出不良及び第2のヘッド82における第2液の吐出不良を抑制することができる。また、上記気流によっては、第1液及び第2液のミストに限らず、ゴミ・ケバ・紙粉についても除去することができる。
・上記実施形態では、キャリッジ83の鉛直上部を覆う遮蔽部85によって、吐出領域R1のうち、第1のヘッド81及び第2のヘッド82と媒体Mとの間の領域R2に、前方への気流の発生を抑制したがそうでなくてもよい。例えば、ダクト72の吹出口74を閉塞可能な閉塞板を幅方向Xに分割した状態で設け、当該閉塞板を個別に開閉制御可能としてもよい。そして、キャリッジ83の幅方向Xへの位置に応じて、第1のヘッド81及び第2のヘッド82と媒体Mとの間の領域R2に気流が発生しないように、幅方向Xにおいてキャリッジ83(第1のヘッド81及び第2のヘッド82)と重なる閉塞板を閉じるようにしてもよい。
・第1のノズル87及び第2のノズル88は、単一の液滴吐出ヘッドに形成してもよい。この場合、第1液及び第2液を媒体Mに向かって略同時に吐出してもよいし、そうでなくてもよい。
・第2のノズル88を凹部89に開口するように第2のヘッド82に形成してもよい。また、第1のノズル87を凹部89に開口させなくてもよい。
・液滴吐出装置10は、シリアルプリンターであってもよいし、ラインプリンターであってもよいし、ページプリンターであってもよい。
液滴吐出装置10に使用されるインクは、組成上、樹脂を含有し、1気圧下での沸点が290℃のグリセリンを実質的に含有しない。インクがグリセリンを実質的に含むと、インクの乾燥性が大幅に低下してしまう。その結果、種々の媒体、特にインク非吸収性又は低吸収性の媒体において、画像の濃淡ムラが目立つだけではなく、インクの定着性も得られない。さらに、インクは、1気圧下相当での沸点が280℃以上のアルキルポリオール類(上記グリセリンを除く)を実質的に含まないことが好ましい。
[1.色材]
インクは、色材を含んでもよい。上記色材は、顔料及び染料から選択される。
色材として顔料を用いることにより、インクの耐光性を向上させることができる。顔料は、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用することができる。無機顔料としては、特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、酸化鉄、酸化チタン、及び酸化シリカが挙げられる。
顔料の平均粒子径は、ノズルにおける目詰まりを抑制することができ、かつ、吐出安定性が一層良好となるため、250nm以下であることが好ましい。なお、本明細書における平均粒子径は、体積基準のものである。測定方法としては、例えば、レーザー回折散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置により測定することができる。粒度分布測定装置としては、例えば、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布計(例えば、日機装社(Nikkiso Co., Ltd.)製のマイクロトラックUPA)が挙げられる。
色材として染料を用いることができる。染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能である。色材の含有量は、インクの総質量(100質量%)に対して、0.4〜12質量%であることが好ましく、2質量%以上5質量%以下であることがさらに好ましい。
インクは、樹脂を含有する。インクが樹脂を含有することにより、媒体上に樹脂被膜が形成され、結果としてインクを媒体上に十分定着させて、主に画像の耐擦性を良好にする効果を発揮する。このため、樹脂エマルジョンは熱可塑性樹脂であることが好ましい。樹脂の熱変形温度は、ノズルの目詰まりを起こし難く、媒体の耐擦性を持たせられるという有利な効果が得られるため、40℃以上であることが好ましく、60℃以上であることがより好ましい。
インクは、樹脂エマルジョンを含んでもよい。樹脂エマルジョンは、媒体が加熱される際、好ましくはワックス(エマルジョン)と共に樹脂被膜を形成することで、インクを媒体上に十分定着させて画像の耐擦性を良好にする効果を発揮する。上記の効果により樹脂エマルジョンを含有するインクで媒体を印刷した場合、インクは特にインク非吸収性又は低吸収性の媒体上で耐擦性に優れたものとなる。
インクは、ワックスを含んでもよい。インクがワックスを含むことにより、インク非吸収性及び低吸収性の媒体上でのインクの定着性がより優れたものとなる。ワックスは、中でもエマルジョンタイプのものがより好ましい。上記ワックスとしては、以下に限定されないが、例えば、ポリエチレンワックス、パラフィンワックス、及びポリオレフィンワックスが挙げられ、中でも後述するポリエチレンワックスが好ましい。なお、本明細書において、「ワックス」とは、主に、後述する界面活性剤を使用して、固体ワックス粒子を水中に分散させたものを意味する。
インクは、界面活性剤を含んでもよい。界面活性剤として、以下に限定されないが、例えばノニオン系界面活性剤が挙げられる。ノニオン系界面活性剤は、媒体上でインクを均一に拡げる作用がある。このため、ノニオン系界面活性剤を含むインクを用いて印刷を行った場合、滲みの殆ど無い高精細な画像が得られる。このようなノニオン系界面活性剤としては、以下に限定されないが、例えば、シリコン系、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル系、多環フェニルエーテル系、ソルビタン誘導体、及びフッ素系の界面活性剤が挙げられ、中でもシリコン系界面活性剤が好ましい。
インクは、公知の揮発性の水溶性有機溶剤を含んでもよい。ただし、上述のとおり、インクは、有機溶剤の一種であるグリセリン(1気圧下での沸点が290℃)を実質的に含まず、また1気圧下相当での沸点が280℃以上のアルキルポリオール類(上記グリセリンを除く)を実質的に含まないことが好ましい。
インクは、非プロトン性極性溶媒を含んでもよい。インクに非プロトン性極性溶媒を含有することにより、インクに含まれる上述の樹脂粒子が溶解するため、印刷の際にノズルの目詰まりを効果的に抑制することができる。また、塩化ビニル等の媒体を溶解させる性質があるので、画像の密着性が向上する。
インクは、上記の成分に加えて、防かび剤、防錆剤、及びキレート化剤などをさらに含んでもよい。
Claims (7)
- 媒体を支持する支持面を有する支持部と、
第1液を前記支持面に支持された前記媒体に吐出する第1のノズルが形成された第1のヘッドと、前記第1液と反応することで前記第1液の硬化を促進する第2液を前記支持面に支持された前記媒体に吐出する第2のノズルが形成された第2のヘッドと、を有する液滴吐出部と、
前記液滴吐出部を保持した状態で第1の方向に往復移動するキャリッジと、
前記支持面と対向する吐出領域において、前記第1の方向と交差する第2の方向に気流を発生させる気流発生部と、
前記吐出領域のうち、前記液滴吐出部と前記支持面との間の領域における前記第2の方向への気流を遮蔽する遮蔽部と、
前記支持面からの前記媒体の浮き上がりを検出する検出部と、
を備え、
前記気流発生部は、前記支持面と交差する方向において、前記キャリッジから見て前記支持面とは反対側に吹出口を有し、前記吹出口から送風する気体を前記支持面に衝突させることで前記第2の方向への気流を発生させ、
前記遮蔽部は、前記吹出口と前記キャリッジとの間に位置するように前記キャリッジに設けられ、
前記第1のヘッド及び前記第2のヘッドは、前記第1の方向で互いに異なる位置に配置され、かつ、前記第2の方向で互いに一部が重なる位置に配置され、
前記キャリッジは、前記キャリッジから前記支持面と対向するように前記第1の方向に延びる延出部を有し、
前記検出部は、前記延出部の前記支持面と対向する面に配置されることを特徴とする液滴吐出装置。 - 前記遮蔽部は、前記キャリッジから前記第1の方向に延びるように設けられる
ことを特徴とする請求項1に記載の液滴吐出装置。 - 前記液滴吐出部は、前記第2液を吐出した前記媒体に前記第1液を吐出する
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の液滴吐出装置。 - 前記液滴吐出部は、前記支持面側に凹設された凹部を有し、
前記第1のノズル及び前記第2のノズルのうち少なくとも一方のノズルは、前記凹部に開口する
ことを特徴とする請求項1〜請求項3のうち何れか一項に記載の液滴吐出装置。 - 前記液滴吐出部よりも前記媒体の搬送方向における上流側に、前記媒体を加熱する加熱部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1〜請求項4のうち何れか一項に記載の液滴吐出装置。 - 前記キャリッジが前記第1の方向に移動しているときに、前記検出部が前記媒体の浮き上がりを検出した場合には、前記キャリッジの移動を停止させる
ことを特徴とする請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の液滴吐出装置。 - 前記液滴吐出部よりも前記媒体の搬送方向における下流側に、前記媒体を加熱する加熱部をさらに備える
ことを特徴とする請求項1〜請求項6のうち何れか一項に記載の液滴吐出装置。
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