JP6602627B2 - インクジェット印刷装置およびインクジェット印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、帯状の記録媒体を搬送しつつ記録媒体の記録面に向けてインクの液滴を吐出するインクジェット印刷の技術に関する。

従来、帯状の記録媒体を搬送しつつ、複数のヘッドからインクを吐出することにより、記録媒体の表面に画像を記録するインクジェット印刷装置が知られている。この種のインクジェット印刷装置では、紫外線等の活性エネルギーによって硬化するインクを用いる場合がある。インクジェット印刷装置は、当該インクを記録媒体に吐出した後、記録媒体に付着したインクに活性エネルギーを照射する。これにより、インクが硬化して、記録媒体に画像が記録される。このように、活性エネルギーを照射してインクを硬化させる場合、インク近傍の酸素の影響により、インクの硬化が阻害されることが知られている。したがって、インクを効率よく硬化させるためには、記録媒体表面の空気層を不活性ガス等によって置換して、インク近傍の酸素濃度を低減する必要がある。

このような記録媒体表面の酸素濃度を低減する技術については、例えば、特開２０１２−１６６５３８号公報に記載されている。当該文献に記載の活性エネルギー照射装置は、活性エネルギー線硬化型の材料が付与された媒体の表面近傍の気体境界層を剥離する気体吸引口を有する境界層剥離部と、気体境界層を剥離した後の媒体表面に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、媒体の表面に不活性ガスの層流を確保する層流確保部と、不活性ガスの層流を介して媒体の材料付与面に向けて活性エネルギー線を照射するエネルギー線照射部と、を備える。これにより、媒体上において局所的に酸素濃度を低減でき、活性エネルギー線硬化型の材料を効率的に硬化できる旨が記載されている。

特開２０１２−１６６５３８号公報

しかしながら、この種のインクジェット印刷装置では、ヘッドからインクを吐出する際に、インクの微細なミストが生じる。インクのミストは、記録媒体の表面で、酸素を含む空気層と混合層を形成する。そして、混合層は、記録媒体が搬送されると記録媒体の表面に粘性流を形成する。この粘性流を除去して、記録媒体の表面の空気層を不活性ガス層に置換することは、極めて難しい。

また、デジタル印刷機のように高速で印刷する場合、吐出ヘッドからのインクの吐出をスムーズにするために、インクを低粘度化する必要がある。このため、インクの硬化成分である硬化開始材を低減する必要がある。また、印刷用紙の搬送を高速で行う必要がある。この場合、記録媒体表面の空気層は、記録媒体の表面から、より離れにくくなる。したがって、特許文献１の構造を用いても、記録媒体の表面の空気層を不活性ガス層へと置換することは難しく、インクを効率よく硬化させることが困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、インクジェット印刷装置において、記録媒体表面の空気層を不活性ガス層に置換可能な技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本願の第１発明は、インクジェット印刷装置であって、帯状の記録媒体をその長手方向に沿う移動方向に搬送する搬送機構と、前記記録媒体の記録面に向けて、活性エネルギーの照射により硬化するインクの液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記インクのミストを含む気体を吸引する吸引部と、前記吸引部から見て前記移動方向の下流側において、前記記録媒体の記録面に対して、不活性ガスを供給する供給口を有する供給部と、前記供給部から見て前記移動方向の下流側において、前記記録媒体の記録面に前記活性エネルギーを照射する照射部と、前記吸引部と前記供給部との間において、前記記録媒体の少なくとも記録面を覆うガイド部と、前記吐出ヘッドから見て前記移動方向の下流側において、前記記録媒体を前記記録面に対して反対側の方向へ曲げることにより、前記移動方向を第１方向から第２方向へ切り替える切替部と、を有し、前記ガイド部は、前記記録媒体の記録面との間に、前記供給口から前記吸引部へと連通する第１流路を形成し、前記供給部は、前記第１流路へ向かう不活性ガスの流れを形成し、前記吸引部は、前記供給部から前記第１流路内へ供給された不活性ガスを吸引する。

本願の第２発明は、第１発明のインクジェット印刷装置であって、前記吸引部は、前記インクのミストを吸引するミスト吸引部と、前記供給部から供給される不活性ガスを吸引する不活性ガス吸引部と、を有し、前記ミスト吸引部は、前記第１方向に沿って前記インクのミストを含む気体を吸引する。

本願の第３発明は、第２発明のインクジェット印刷装置であって、前記不活性ガス吸引部の吸引圧力は、前記供給口からの供給圧力よりも大きい。

本願の第４発明は、第２発明または第３発明のインクジェット印刷装置であって、前記第１流路から、前記不活性ガス吸引部へと連通するバイパス流路をさらに有する。

本願の第５発明は、第４発明に記載のインクジェット印刷装置であって、前記バイパス流路は、前記供給部から見て前記第１流路に対して９０度以上傾斜して接続される。

本願の第６発明は、第４発明または第５発明のインクジェット印刷装置であって、前記バイパス流路の断面積は、前記第１流路の断面積よりも大きい。

本願の第７発明は、第１発明から第６発明までのいずれか１つのインクジェット印刷装置であって、前記ガイド部は、前記記録媒体の記録面と対向する面に、凹凸部を有する。

本願の第８発明は、第７発明のインクジェット印刷装置であって、前記凹凸部は、前記記録媒体の記録面に対して、略垂直に凹む複数の凹部と、前記記録媒体の記録面に対して、略垂直に突出する複数の凸部と、を有し、前記凹部および前記凸部は、前記移動方向に沿って交互に配列される。

本願の第９発明は、第１発明から第８発明までのいずれか１つのインクジェット印刷装置であって、前記供給口は、前記記録媒体の記録面に対して、略垂直に不活性ガスを供給する。

本願の第１０発明は、第１発明から第８発明までのいずれか１つのインクジェット印刷装置であって、前記供給部を構成する部材は、前記記録媒体の記録面との間に、前記照射部へと連通する第２流路を形成し、前記供給口は、前記第１流路へと向けて不活性ガスを供給する第１供給口と、前記第２流路へと向けて不活性ガスを供給する第２供給口と、を有する。

本願の第１１発明は、第１発明から第１０発明までのいずれか１つのインクジェット印刷装置であって、前記ガイド部は、前記記録媒体の記録面および裏面の双方を覆う。

本願の第１２発明は、インクジェット印刷方法であって、ａ）帯状の記録媒体をその長手方向に沿う移動方向に搬送する工程と、ｂ）吐出ヘッドから前記記録媒体の記録面に向けて、活性エネルギーの照射により硬化するインクの液滴を吐出する工程と、ｃ）前記インクのミストを含む気体を吸引部により吸引する工程と、ｄ）前記吸引部から見て前記移動方向の下流側に配置された供給部から、前記記録媒体の記録面に対して、不活性ガスを供給する工程と、ｅ）前記供給部から見て前記移動方向の下流側において、前記活性エネルギーを照射する工程と、ｆ）前記吐出ヘッドから見て前記移動方向の下流側において、前記記録媒体を前記記録面に対して反対側の方向へ曲げることにより、前記移動方向を切り替える工程と、を有し、前記吸引部と前記供給部との間に、前記記録媒体の少なくとも記録面を覆うガイド部が配置され、前記工程ｃ）では、前記工程ｄ）において供給され、前記記録媒体と前記ガイド部との間を通って前記吸引部へ向かう不活性ガスを吸引する。

本願の第１３発明は、第１２発明に記載のインクジェット印刷方法であって、前記工程ｃ）では、前記工程ｆ）において前記記録媒体の前記記録面から引き離された前記ミストを含む気体を吸引する。
本願の第１４発明は、インクジェット印刷装置であって、帯状の記録媒体をその長手方向に沿う移動方向に搬送する搬送機構と、前記記録媒体の記録面に向けて、活性エネルギーの照射により硬化するインクの液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記インクのミストを含む気体を吸引する吸引部と、前記吸引部から見て前記移動方向の下流側において、前記記録媒体の記録面に対して、不活性ガスを供給する供給口を有する供給部と、前記供給部から見て前記移動方向の下流側において、前記記録媒体の記録面に前記活性エネルギーを照射する照射部と、前記吸引部と前記供給部との間において、前記記録媒体の少なくとも記録面を覆うガイド部と、を有し、前記ガイド部は、前記記録媒体の記録面との間に、前記供給口から前記吸引部へと連通する第１流路を形成し、前記搬送機構は、前記記録媒体を繰り出す巻き出し部、前記記録媒体の記録面および裏面に接触するニップローラ、および、前記巻き出し部から繰り出された前記記録媒体を巻きとって回収する巻き取り部を含み、前記ニップローラの回転速度に対して前記巻き出し部の回転速度を調節し、前記供給部は、前記第１流路へ向かう不活性ガスの流れを形成し、前記吸引部は、前記供給部から前記第１流路内へ供給された不活性ガスを吸引する。
本願の第１５発明は、インクジェット印刷装置であって、帯状の記録媒体をその長手方向に沿う移動方向に搬送する搬送機構と、前記記録媒体の記録面に向けて、活性エネルギーの照射により硬化するインクの液滴を吐出する吐出ヘッドと、前記インクのミストを含む気体を吸引する吸引部と、前記吸引部から見て前記移動方向の下流側において、前記記録媒体の記録面に対して、不活性ガスを供給する供給口を有する供給部と、前記供給部から見て前記移動方向の下流側において、前記記録媒体の記録面に前記活性エネルギーを照射する照射部と、前記吸引部と前記供給部との間において、前記記録媒体の少なくとも記録面を覆うガイド部と、を有し、前記ガイド部は、前記記録媒体の記録面との間に、前記供給口から前記吸引部へと連通する第１流路を形成し、前記搬送機構は、前記記録媒体に接触しつつ回転するローラを有し、前記供給部は、前記記録媒体における、前記ローラに保持された部分に向けて前記不活性ガスを供給することによって、前記第１流路へ向かう不活性ガスの流れを形成し、前記吸引部は、前記供給部から前記第１流路内へ供給された不活性ガスを吸引する。

本願の第１発明〜第１５発明によれば、供給口から供給された不活性ガスが、吸引部側に流れる。すなわち、記録媒体の進行方向とは、逆の方向に不活性ガスが流れる。このため、不活性ガスによって、記録媒体の記録面から酸素を含む空気層を、引き離すことができる。そして、記録媒体の記録面を、空気層から不活性ガス層へと置換できる。

特に、本願の第２発明によれば、切替部において、記録媒体の移動方向を記録面に対して反対側の方向へ切り替える。これにより、慣性力を利用して、記録媒体の記録面から、粘性流および粘性流に含まれるインクのミストを引き離すことができる。このため、引き離されたインクのミストを、ミスト吸引部で効率よく吸引できる。

特に、本願の第３発明によれば、不活性ガスが、供給口から吸引部に向けて流れやすくなる。

特に、本願の第４発明によれば、第１流路から分岐するバイパス流路によって、直接不活性ガスを吸引することができる。すなわち、不活性ガスが流れる第１流路の距離を短くすることができる。このため、第１流路内での、不活性ガスの圧力損失を低減することができる。したがって、供給口から吸引部方向に向けて不活性ガスを流しやすくなる。

特に、本願の第５発明によれば、不活性ガスが、第１流路からバイパス流路へと流れやすくなる。したがって、不活性ガスが、供給口から吸引部方向に向けてより流れやすくなる。

特に、本願の第６発明によれば、不活性ガスが、第１流路からバイパス流路へとより流れやすくなる。

特に、本願の第７発明によれば、ガイド部と記録媒体の間に、不活性ガスの乱流を発生させることができる。これにより、記録媒体の表面の空気層を、不活性ガス層により引き離しやすくなる。

特に、本願の第８発明によれば、ガイド部と記録媒体との間に、不活性ガスの乱流をより発生させやすくなる。

特に、本願の第９発明によれば、吸引部側と照射部側との双方に、不活性ガスを偏りなく供給することができる。また、不活性ガスの衝突による衝撃が高まるため、記録面上に残留した酸素を含む空気層をより引き離しやすくなる。

特に、本願の第１０発明によれば、不活性ガスが、供給口から吸引部および照射部に向けてより流れやすくなる。

特に、本願の第１１発明によれば、第１流路が、より閉空間に近い状態となる。したがって、記録媒体の幅方向の寸法がガイド部の幅方向の寸法よりも小さい場合であっても、記録媒体の裏面側や側方へ不活性ガスが拡散することが抑制される。その結果、第１流路における不活性ガスの濃度を、より高めることができる。

特に、本願の第１３発明によれば、記録媒体の移動方向を記録面に対して反対側の方向へ切り替えることができる。これにより、慣性力を利用して、記録媒体の記録面から、粘性流および粘性流に含まれるインクのミストを引き離すことができる。このため、引き離されたインクのミストを効率よく吸引できる。

インクジェット印刷装置の構成を示した図である。 吐出ヘッドと支持台の縦断面図である。 インクジェット印刷装置の部分拡大図である。 制御部とインクジェット印刷装置内の各部との接続構成を示した図である。 供給口付近の部分拡大図である。 変形例に係るインクジェット印刷装置の部分拡大図である。 変形例に係るインクジェット印刷装置の部分拡大図である。 変形例に係るインクジェット印刷装置の部分拡大図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

＜１．インクジェット印刷装置の構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェット印刷装置１の構成を示した図である。このインクジェット印刷装置１は、帯状の記録媒体である印刷用紙９を搬送しつつ、複数の吐出ヘッド２１からインクの液滴を吐出することにより、印刷用紙９の記録面にカラー画像を記録する印刷装置である。インクジェット印刷装置１に用いられるインクは、活性エネルギーである紫外線光が照射されることで硬化する。また、インクには硬化を促進させるための、硬化開始材が含有されている。図１に示すように、本実施形態のインクジェット印刷装置１は、搬送機構１０、画像記録部２０、支持ユニット３０、吸引部４０、供給部５０、ガイド部６０、照射部７０、および制御部８０を備えている。制御部８０以外の各部は、箱状の処理室９０の内部に収容されている。

搬送機構１０は、印刷用紙９をその長手方向に沿う移動方向に搬送するための機構である。本実施形態の搬送機構１０は、巻き出し部１１、複数の搬送ローラ１２、チルローラ１３および巻き取り部１４を有する。複数の搬送ローラ１２は、後述する切替ローラ１２１およびニップローラ１２２を含んでいる。印刷用紙９は、巻き出し部１１から繰り出され、複数の搬送ローラ１２により構成される搬送経路に沿って搬送される。各搬送ローラ１２は、水平軸を中心として回転することによって、印刷用紙９を移動方向の下流側へ案内する。また、搬送後の印刷用紙９は、巻き取り部１４へ回収される。

図１に示すように、印刷用紙９は、巻き出し部１１から繰り出されると、先ずクリーナ１５を通過する。クリーナ１５は、上下に近接して配置される複数の吸着ロール１５１を備える。そして、複数の吸着ロール１５１は、印刷用紙９の記録面および裏面と接触しつつ回転する。印刷用紙９の記録面および裏面に付着した異物は、吸着ロール１５１に吸着されて除去される。これにより、印刷前の印刷用紙９に付着する異物数を低減できる。したがって、異物によりインクが弾かれたり、浸みだしたりする等の、印刷不良を低減できる。なお、クリーナ１５は、例えば吸引機構等の吸着ロール１５１以外の他の方式を用いるものであってもよい。

印刷用紙９は、クリーナ１５を通過すると、画像記録部２０の下方において、複数の吐出ヘッド２１の配列方向に沿って、略水平に移動する。このとき、印刷用紙９の記録面は、上方（吐出ヘッド２１側）に向けられている。また、搬送機構１０は、画像記録部２０より移動方向の下流側に、切替ローラ１２１、チルローラ１３およびニップローラ１２２を有する。

ニップローラ１２２は、印刷用紙９の記録面および裏面に接触して印刷用紙９を把持しつつ、一定速度で能動的に回転する。一方、搬送機構１０は、ニップローラ１２２の回転速度に対して巻き出し部１１の回転速度を調節する。これにより、印刷用紙９に張力が与えられる。その結果、搬送中における印刷用紙９の弛みや皺が抑制される。

画像記録部２０は、搬送機構１０により搬送される印刷用紙９に対して、紫外線硬化型のインクを吐出する機構である。本実施形態の画像記録部２０は、４つの吐出ヘッド２１を有する。４つの吐出ヘッド２１は、印刷用紙９の移動方向に沿って、配列されている。印刷時には、４つの吐出ヘッド２１から印刷用紙９の記録面へ向けて、カラー画像の色成分となるＣ（Ｃｙａｎ）、Ｍ（Ｍａｇｅｎｔａ）、Ｙ（Ｙｅｌｌｏｗ）、Ｋ（Ｂｌａｃｋ）の各色のインクの液滴が、それぞれ吐出される。これにより、印刷用紙９の記録面にカラー画像が記録される。

支持ユニット３０は、印刷用紙９の移動方向に沿って配列された複数の支持台３１を有する。４つの吐出ヘッド２１は、それぞれ、複数の支持台３１のうちの１つに取り付けられる。これにより、４つの吐出ヘッド２１が支持されるとともに、これらの各部の相互の位置関係が固定される。各支持台３１は、その中央に、吐出ヘッド２１の下端部が嵌る貫通孔３１１を有する。このため、支持台３１に取り付けられた吐出ヘッド２１の下面は、支持台３１に遮られることなく、印刷用紙９の記録面に対向する。

図２は、吐出ヘッド２１および支持台３１の縦断面図である。各吐出ヘッド２１の下面には、インクの液滴を吐出するための複数のノズル２１１が、設けられている。複数のノズル２１１は、印刷用紙９の移動方向と直交する印刷用紙９の幅方向に、印刷用紙９の幅の略全体に亘って、規則的に配列されている。吐出ヘッド２１は、その下端部が支持台３１の貫通孔３１１に嵌められた状態で、支持台３１に固定される。吐出ヘッド２１の下面は、複数のノズル２１１が形成されたノズル面２１２となっている。

複数のノズル２１１からインクの液滴が吐出されると、それに伴い、液滴より粒径の小さいインクのミストが生じる。一方、印刷用紙９が搬送されると、図２中に破線矢印で示したように、印刷用紙９の記録面の付近に粘性流Ｆが生じる。粘性流Ｆは、印刷用紙９の記録面に沿って印刷用紙９とともに移動する空気の流れである。上述したミストは、この粘性流Ｆに取り込まれ、粘性流Ｆに乗って、移動方向の下流側へ送られる。

図１に戻る。本実施形態では、画像記録部２０から見て移動方向の下流側に、切替部としての切替ローラ１２１が配置されている。切替ローラ１２１は、印刷用紙９の裏面に接触しつつ、水平軸を中心として回転する。これにより、印刷用紙９が、記録面に対して反対の方向へ曲げられる。その結果、印刷用紙９の移動方向が、第１方向（本実施形態では略水平方向）から、第２方向（本実施形態では鉛直下向き）に切り替えられる。

切替ローラ１２１は、印刷用紙９の裏面に接触する。このため、切替ローラ１２１の表面は、未硬化状態のインクに接触しない。したがって、切替ローラ１２１との接触によって、印刷用紙９上の画像品質が低下することはない。また、印刷用紙９の記録面側には、印刷用紙９の移動方向を切り替えるための部材が配置されない。したがって、印刷用紙９の記録面側に、吸引部４０の配置スペースを確保することができる。

図３は、切替ローラ１２１〜照射部７０の付近におけるインクジェット印刷装置１の部分拡大図である。吸引部４０は、印刷用紙９の記録面の近傍から、インクのミストを含む空気を吸引するための機構である。本実施形態では、吸引部４０は、切替ローラ１２１を通過する印刷用紙９の記録面の近傍に配置される。吸引部４０は、筒状のダクト４３、吸引ファン４４、およびフィルタ４５を有する。ダクト４３は、印刷用紙９の記録面に向けて開いた吸引口４１１を有する。吸引ファン４４を動作させると、ダクト４３内が負圧となり、印刷用紙９の記録面の近傍から、吸引口４１１を介してダクト４３内へ向かう気流が生じる。これにより、印刷用紙９の記録面の近傍から、インクのミストを含む空気が吸引される。吸引されたインクのミストは、フィルタ４５に捕集されることによって回収される。そして、吸引部４０から吸引されたミスト以外の気体は、吸引部４０から処理室９０の外部へと排気される。

供給部５０は、印刷用紙９の記録面に向けて不活性ガスである窒素ガスを供給するための機構である。供給部５０は、吸引部４０から見て、印刷用紙９の移動方向の下流側に配置されている。図３に示すように、供給部５０は、印刷用紙９の記録面に向けて窒素ガスを供給する供給口５１を有する。供給口５１には、配管５２および開閉弁５３を介して窒素ガスの供給源５４が接続されている。開閉弁５３を開放すると、供給源５４から供給口５１に向けて窒素ガスが送られる。また、開閉弁５３の開度を調整することで、供給口５１から供給される窒素ガスの圧力を調整することができる。なお、供給口５１から供給される窒素ガスの圧力を調整する圧力調整機構を、開閉弁５３とは別に設けてもよい。また、供給口５１には、より高圧の窒素ガスを供給できるように、いわゆるエアナイフ等の吐出機構を別途設けてもよい。

ガイド部６０は、吸引部４０から供給部５０にかけて、印刷用紙９の進行方向に沿って、印刷用紙９の記録面に対向配置される板状の部材である。ガイド部６０は、吸引部４０から供給部５０までの搬送経路において、印刷用紙９の記録面を覆う。そして、ガイド部６０と印刷用紙９との間には、供給部５０から吸引部４０にかけて連通する第１流路６１が形成される。また、供給部５０を構成する部材と印刷用紙９との間には、供給口５１から照射部７０にかけて連通する第２流路６２が形成される。供給口５１から供給された窒素ガスは、第１流路６１および第２流路６２を通り、吸引部４０および照射部７０へと流れる。なお、本実施形態のガイド部６０は、印刷用紙９の記録面だけではなく、印刷用紙９の裏面および両端部も覆っている。

照射部７０は、供給部５０よりも移動方向の下流側、かつ、チルローラ１３の略鉛直下側に配置される。そして、照射部７０は、チルローラ１３によって搬送される印刷用紙９に対して、照射光を照射する照射処理を施す。本実施形態の照射部７０は、メタルハライドランプ７１と、リフレクタ７２とを有する。メタルハライドランプ７１は、水平方向に延びる管状の光源である。

メタルハライドランプ７１から照射される照射光は、吐出ヘッド２１から吐出されるインクの硬化に有効な波長帯域の紫外線を含んでいる。また、メタルハライドランプ７１から照射される照射光は、インクを完全に硬化させるために十分な光量を有している。このため、印刷用紙９上のインクが照射処理されると、インクが硬化されて、印刷用紙９にインクが定着する。これにより、印刷用紙９の記録面に画像が記録される。

チルローラ１３は、印刷用紙９の裏面に接触しつつ、水平軸を中心として回転する。チルローラ１３は、供給部５０から見て移動方向の下流側に位置し、照射部７０の略鉛直上側に配置される。チルローラ１３の外周面の径は、前後の搬送ローラ１２の外周面の径よりも大きい。チルローラ１３の内部には、冷却水１３１が貯留される。冷却水１３１は、図示しない循環器によって適宜循環される。これにより、チルローラ１３の表面は冷却され温度が保持される。

印刷用紙９は、供給部５０を通過するとチルローラ１３によって、冷却されつつ搬送される。照射部７０による照射処理は、チルローラ１３によって搬送されている印刷用紙９に対して行われる。こうすることで、照射処理による印刷用紙９の温度上昇が抑えられる。また、印刷用紙９は、チルローラ１３によって記録面に対して反対の方向へ曲げられることで進行方向が切り替えられる。チルローラ１３による進行方向の切替角度は、１８０度以上であることが好ましい。こうすることで、印刷用紙９は、チルローラ１３と接触する時間が長くなり十分に冷却される。したがって、照射処理による印刷用紙９の温度上昇がより抑えられる。また、印刷用紙９は、チルローラ１３によって張力が付与される。このため、印刷用紙９に、熱膨張によって弛みや皺が生じることが抑えられる。

その後、照射部７０を通過した印刷用紙９は、チルローラ１３およびニップローラ１２２を含む複数の搬送ローラ１２を経由して、巻き取り部１４へ回収される。

図４は、制御部８０と、インクジェット印刷装置１内の各部との、接続構成を示した図である。図４に示すように、本実施形態の制御部８０は、ＣＰＵ等の演算処理部８１、ＲＡＭ等のメモリ８２、およびハードディスクドライブ等の記憶部８３を有するコンピュータにより構成されている。また、制御部８０は、上述した巻き出し部１１、巻き取り部１４、４つの吐出ヘッド２１、吸引ファン４４、照射部７０、後述する酸素濃度計７４およびニップローラ１２２と、それぞれ電気的に接続されている。制御部８０は、記憶部８３に記憶されたコンピュータプログラムＰをメモリ８２に一時的に読み出し、当該コンピュータプログラムＰに基づいて、演算処理部８１が演算処理を行うことにより、上記の各部を動作制御する。これにより、インクジェット印刷装置１における印刷処理が進行する。

また、制御部８０は、インクジェット印刷装置１の外部に設置されたサーバ２と、電気的に接続されている。サーバ２には、印刷対象となる画像データＤが保存されている。印刷処理時には、搬送機構１０により印刷用紙９が搬送されるとともに、制御部８０が、指定された画像データＤをサーバ２から読み出し、当該画像データＤに基づいて、各吐出ヘッド２１から各色のインクを吐出する。その結果、画像データＤに対応する画像が、印刷用紙９の記録面に記録される。

＜２．吸引部および供給部について＞
続いて、吸引部４０におけるミストを含む空気の吸引と、供給部５０からの窒素ガスの供給とについて、さらに説明する。

図３中に破線矢印で示したように、インクのミストを含む粘性流Ｆは、印刷用紙９の記録面に沿って、切替ローラ１２１の近傍まで送られる。また、既述の通り、印刷用紙９は、切替ローラ１２１を通過することにより、記録面に対して反対の方向へ曲げられる。その結果、印刷用紙９の移動方向が、第１方向Ａ１から第２方向Ａ２に切り替えられる。

このとき、印刷用紙９の表面近傍の粘性流Ｆは、慣性力により直進しようとする。そのため、印刷用紙９の移動方向の切り替えによって、粘性流Ｆが、印刷用紙９の表面から相対的に引き離される。また、粘性流Ｆに含まれるインクのミストも、慣性力によって、印刷用紙９の表面から相対的に引き離される。ここで、図３のように、印刷用紙９の移動方向が切替ローラ１２１によって変化する角度をθとする。慣性力によるミストの遊離効果を高めるためには、角度θが、１８０度以下のなるべく大きい値であることが好ましい。

本実施形態では、吸引部４０は、ミストを吸引するミスト吸引部４１と、供給部５０から供給された不活性ガスである窒素ガスを吸引する不活性ガス吸引部４２との、双方の役割を果たす。ミスト吸引部４１の吸引口４１１は、その少なくとも一部分が、第１方向Ａ１の延長線上に位置する。すなわち、図３中の一点鎖線のように、切り替え前の印刷用紙９を、第１方向Ａ１に沿って吸引部４０側へ延長すると、吸引口４１１に交わる。このため、慣性力により引き離されたミストは、吸引口４１１を通ってダクト４３内へ、効率よく吸引される。これにより、粘性流Ｆに含まれるインクのミストを、効率よく吸引することができる。

特に、本実施形態では、ミスト吸引部４１の吸引口４１１が、切替ローラ１２１を通過する前の第１方向Ａ１に移動する印刷用紙９の記録面と、切替ローラ１２１を通過した後の第２方向Ａ２に移動する印刷用紙９の記録面と、の双方に対向する。このため、切替ローラ１２１を通過する前後において、印刷用紙９の記録面の近傍から、インクのミストを吸引できる。これにより、より効率よくミストを吸引することができる。

図５は、供給口５１付近の部分拡大図である。供給口５１から供給された窒素ガスは、チルローラ１３に保持された印刷用紙９に対して、略垂直に衝突する。これにより、破線矢印ｆｎで示した窒素ガスの流れが、第１流路６１へ向かう破線矢印ｆｎ１の流れと、第２流路６２へ向かう破線矢印ｆｎ２の流れとに分かれる。破線矢印ｆｎ１の流れは、供給部５０からの供給圧力と、不活性ガス吸引部４２の吸引圧力とによって、第１流路６１内を上昇する。また、印刷用紙９の表面付近からの窒素ガスの拡散は、ガイド部６０によって抑制される。その結果、印刷用紙９とガイド部６０との間の第１流路６１が、窒素ガスで満たされる。そして、不活性ガス吸引部４２である吸引部４０へ到達した窒素ガスは、吸引口４１１を通ってダクト４３内へ吸引される。

このように、第１流路６１においては、印刷用紙９の進行方向Ａ３とは、逆の方向に窒素ガスが流れる。このため、ミスト吸引部４１に吸引されずに印刷用紙９の記録面に残留する空気層を、第１流路６１内を流れる窒素ガスによって、印刷用紙９の記録面から、引き離すことができる。その結果、印刷用紙９の記録面付近の空気層が、不活性ガス層に置換される。印刷用紙９の記録面から引き離された空気は、窒素ガスとともに第１流路６１内を上昇し、不活性ガス吸引部４２へ吸引される。

なお、第１流路６１を構成する、印刷用紙９とガイド部６０との間隔ｄ１は、例えば、５ｍｍ以下とすることが好ましい。また、不活性ガス吸引部４２の吸引圧力は、供給口５１からの供給圧力よりも大きいことが好ましい。こうすることで、窒素ガスがより第１流路６１を通り、不活性ガス吸引部４２へと向かいやすくなる。なお、不活性ガス吸引部４２の吸引圧力が高すぎると、後述する照射空間７３（図３）内にチルローラ１３の下流側から酸素を含む空気が吸引され、照射空間７３が窒素ガスで満たされなくなる。このため、照射空間７３内に窒素ガスを流入させること、すなわち第２流路６２に向かう窒素ガスの流量を０より多くすることが好ましい。また、供給口５１から供給される窒素ガスの、印刷用紙９に対する角度θｎは、記録面に対して、略垂直であることが好ましい。こうすることで、第１流路６１および第２流路６２の双方に、窒素ガスを偏りなく供給することができる。また、窒素ガスの衝突による衝撃が高まるため、印刷用紙９の記録面上に残留した酸素を含む空気層をより引き離しやすくなる。

特に、本実施形態のガイド部６０は、印刷用紙９の記録面だけではなく、印刷用紙９の裏面および両端面も覆う。これにより、第１流路６１が、より閉空間に近い状態となる。したがって、印刷用紙９の幅方向の寸法がガイド部６０の幅方向の寸法よりも小さい場合であっても、印刷用紙９の裏面側や側方へ窒素ガスが拡散することが抑制される。その結果、第１流路６１における窒素ガスの濃度を、より高めることができる。

また、供給口５１から印刷用紙９の記録面に向けて供給された窒素ガスの一部は、破線矢印ｆｎ２のように、第２流路６２を通り照射部７０へ向かう。これにより、第２流路６２も窒素ガスで満たされる。このため、印刷用紙９は、吸引部４０から照射部７０にかけて窒素ガス雰囲気中で搬送される。したがって、印刷用紙９の記録面に接触する気体層は、窒素ガスに維持される。なお、本実施形態では、図３に示すように、照射部７０と印刷用紙９との間には、照射光が通る照射空間７３が形成される。そして、照射空間７３には、酸素濃度を検出する酸素濃度計７４が設置される。第２流路６２を通り照射部７０へと流れてきた窒素ガスは、照射空間７３に放出される。

インクジェット印刷装置１の起動時には、供給部５０からの窒素ガスの供給が開始された後、酸素濃度計７４は、照射空間７３内の酸素濃度が予め定められた閾値より低くなったかどうかを検出する。そして、照射空間７３内の酸素濃度が閾値よりも低くなると、制御部８０に信号を送る。当該信号を受けると、制御部８０は、照射部７０による照射処理を開始する。こうすることで、印刷用紙９の記録面の酸素を含む空気層によって、インクの硬化が阻害されることを抑制できる。特に、印刷用紙９の記録面に接触する空気層は、上述した不活性ガス吸引部４２から供給部５０までの第１流路６１において、窒素ガスに置換されている。このため、記録面に付着したインクを、紫外線によって効率よく硬化させることができる。また、インクを効率よく硬化させることができるため、インク中の硬化開始材の含有量を、低減することができる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。

図６は、変形例に係るインクジェット印刷装置の部分拡大図である。このインクジェット印刷装置は、第１流路６１Ａの途中から不活性ガス吸引部４２Ａへと連通するバイパス流路６３Ａをさらに有する。これにより、第１流路６１Ａから分岐するバイパス流路６３Ａによって、直接窒素ガスを吸引することができる。すなわち、窒素ガスが流れる第１流路６１Ａの距離を短くすることができる。このため、第１流路６１Ａ内での、不活性ガスの圧力損失を低減することができる。したがって、供給口５１Ａから不活性ガス吸引部４２Ａの方向に向けて窒素ガスをより流しやすくなる。

また、バイパス流路６３Ａの断面積は、第１流路６１Ａの断面積よりも大きいことが好ましい。こうすることで、窒素ガスが、第１流路６１Ａからバイパス流路６３Ａへとより流れやすくなる。また、供給口５１Ａから見て、第１流路６１Ａに対するバイパス流路６３Ａの角度θｒは９０度以上であることが好ましい。こうすることで、第１流路６１Ａを通り不活性ガス吸引部４２Ａへと向かう窒素ガスの慣性力を利用して、窒素ガスをバイパス流路６３Ａへと送ることができる。したがって、供給口５１Ａから供給された窒素ガスを、不活性ガス吸引部４２Ａへとより送りやすくなる。

図７は、他の変形例に係るインクジェット印刷装置の供給口５１Ｂ付近の部分拡大図である。図７の供給口５１Ｂは、第１供給口５５Ｂと、第２供給口５６Ｂとを有する。第１供給口５５Ｂは、第１流路６１Ｂへ向けて窒素ガスを供給する。また、第２供給口５６Ｂは、第２流路６２Ｂへ向けて窒素ガスを供給する。このようにすれば、供給口５１Ｂから供給された窒素ガスは、第１流路６１Ｂおよび第２流路６２Ｂのそれぞれへとより流れやすくなる。したがって、ガイド部６０Ｂ内が、より窒素に満たされやすくなる。

図８は、他の変形例に係るインクジェット印刷装置の第１流路６１Ｃ付近の拡大断面図である。図８に示すように、ガイド部６０Ｃは、印刷用紙９Ｃの記録面と対向する面に、凹凸部６３Ｃを有していてもよい。凹凸部６３Ｃは、印刷用紙９Ｃの記録面に対して、略垂直に凹む凹部６４Ｃと、印刷用紙９Ｃの記録面に対して、略垂直に突出する凸部６５Ｃと、を有する。図８のように、凹部６４Ｃおよび凸部６５Ｃは、印刷用紙９Ｃの移動方向に沿って交互に配列されることが好ましい。こうすることで、第１流路６１Ｃ内において、吸引部へと向かう窒素ガスの乱流が発生する。これにより、印刷用紙９Ｃの表面の、酸素を含む空気層がより引き離されやすくなる。

また、上記の実施形態では、一つの吸引部により、ミスト吸引部と不活性ガス吸引部が構成されていた。しかしながら、ミスト吸引部と、不活性ガス吸引部とを別に設けてもよい。

また、上記の実施形態では、インクジェット印刷装置１内に４つの吐出ヘッドを有していたが、インクジェット印刷装置内の吐出ヘッドの数は、１〜３つであってもよく、５つ以上であってもよい。例えば、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各色に加えて、特色のインクを吐出する吐出ヘッドが設けられていてもよい。また、各吐出ヘッドは、印刷用紙の幅方向に配列された複数のヘッドにより構成されていてもよい。

また、上記の実施形態では、インク定着用として、一つの照射部を有していた。しかしながら、インク定着用の照射部として、複数の光源を有していてもよい。

また、上記の実施形態では、支持台には複数の吐出ヘッドが取り付けられていた。しかしながら、支持台には、インクを半硬化させるための光源を取り付けても良い。インクが半硬化すると、印刷用紙上におけるインクの拡がりが抑制される。したがって、画像記録部より下流側の搬送経路において、インクの拡がりによる印刷品質の低下が生じにくくなる。

また、画像記録部と、吸引部との間に印刷用紙の上面を覆う整流板を設けてもよい。こうすることで、インクジェット印刷装置内部において、ミストの拡散を抑えることができる。

また、上記の実施形態では、切替ローラの近傍のみに吸引部が配置されていたが、これに加えて、他の箇所にも吸引部を配置してもよい。例えば、４つの吐出ヘッドのそれぞれの近傍に、吸引部を配置してもよい。その場合、吐出ヘッドの近傍において一次的にミストを吸引し、吸引しきれなかったミストを、下流側の吸引部で、二次的に吸引すればよい。

また、上記のインクジェット印刷装置１は、記録媒体としての印刷用紙に画像を記録するものであった。しかしながら、本発明のインクジェット印刷装置は、一般的な紙以外の帯状の記録媒体（例えば、樹脂製のフィルム等）に、画像を記録するものであってもよい。

また、上記の実施形態では、供給部から供給される不活性ガスとして安価な窒素ガスが用いられていた。しかしながら、不活性ガスは、ヘリウム、アルゴン等の他のガスや、それらの混合ガスであってもよい。また、上記の実施形態では、照射部から照射される活性エネルギーは紫外線光であった。しかしながら、照射部は、電子線等の紫外線光以外の活性エネルギーを照射するものであってもよい。

また、インクジェット印刷装置の細部の形状については、本願の各図と相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。

１ インクジェット印刷装置
２ サーバ
９ 印刷用紙
１０ 搬送機構
１１ 巻き出し部
１２ 搬送ローラ
１３ チルローラ
１４ 巻き取り部
１５ クリーナ
２０ 画像記録部
２１ 吐出ヘッド
３０ 支持ユニット
３１ 支持台
４０ 吸引部
４１ ミスト吸引部
４２ 不活性ガス吸引部
４３ ダクト
４４ 吸引ファン
４５ フィルタ
５０ 供給部
５１ 供給口
５２ 配管
５３ 開閉弁
５４ 供給源
６０ ガイド部
６１ 第１流路
６２ 第２流路
６３Ａ バイパス流路
７０ 照射部
７１ メタルハライドランプ
７２ リフレクタ
７３ 照射空間
７４ 酸素濃度計
８０ 制御部
９０ 処理室
１２１ 切替ローラ
１２２ ニップローラ
１５１ 吸着ロール
２１１ ノズル
２１２ ノズル面
３１１ 貫通孔
３１２ 下面
４１１ 吸引口
Ｄ 画像データ
Ｐ コンピュータプログラム

Claims (15)

1. 帯状の記録媒体をその長手方向に沿う移動方向に搬送する搬送機構と、
   前記記録媒体の記録面に向けて、活性エネルギーの照射により硬化するインクの液滴を吐出する吐出ヘッドと、
   前記インクのミストを含む気体を吸引する吸引部と、
   前記吸引部から見て前記移動方向の下流側において、前記記録媒体の記録面に対して、不活性ガスを供給する供給口を有する供給部と、
   前記供給部から見て前記移動方向の下流側において、前記記録媒体の記録面に前記活性エネルギーを照射する照射部と、
   前記吸引部と前記供給部との間において、前記記録媒体の少なくとも記録面を覆うガイド部と、
   前記吐出ヘッドから見て前記移動方向の下流側において、前記記録媒体を前記記録面に対して反対側の方向へ曲げることにより、前記移動方向を第１方向から第２方向へ切り替える切替部と、
   を有し、
   前記ガイド部は、前記記録媒体の記録面との間に、前記供給口から前記吸引部へと連通する第１流路を形成し、
   前記供給部は、前記第１流路へ向かう不活性ガスの流れを形成し、前記吸引部は、前記供給部から前記第１流路内へ供給された不活性ガスを吸引するインクジェット印刷装置。
2. 請求項１に記載のインクジェット印刷装置であって、
   前記吸引部は、
   前記インクのミストを吸引するミスト吸引部と、
   前記供給部から供給される不活性ガスを吸引する不活性ガス吸引部と、
   を有し、
   前記ミスト吸引部は、前記第１方向に沿って前記インクのミストを含む気体を吸引するインクジェット印刷装置。
3. 請求項２に記載のインクジェット印刷装置であって、
   前記不活性ガス吸引部の吸引圧力は、前記供給口からの供給圧力よりも大きいインクジェット印刷装置。
4. 請求項２または請求項３に記載のインクジェット印刷装置であって、
   前記第１流路から、前記不活性ガス吸引部へと連通するバイパス流路をさらに有するインクジェット印刷装置。
5. 請求項４に記載のインクジェット印刷装置であって、
   前記バイパス流路は、前記供給部から見て前記第１流路に対して９０度以上傾斜して接続されるインクジェット印刷装置。
6. 請求項４または請求項５に記載のインクジェット印刷装置であって、
   前記バイパス流路の断面積は、前記第１流路の断面積よりも大きいインクジェット印刷装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のインクジェット印刷装置であって、
   前記ガイド部は、前記記録媒体の記録面と対向する面に、凹凸部を有するインクジェット印刷装置。
8. 請求項７に記載のインクジェット印刷装置であって、
   前記凹凸部は、
   前記記録媒体の記録面に対して、略垂直に凹む複数の凹部と、
   前記記録媒体の記録面に対して、略垂直に突出する複数の凸部と、
   を有し、
   前記凹部および前記凸部は、前記移動方向に沿って交互に配列されるインクジェット印刷装置。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のインクジェット印刷装置であって、
   前記供給口は、前記記録媒体の記録面に対して、略垂直に不活性ガスを供給するインクジェット印刷装置。
10. 請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載のインクジェット印刷装置であって、
    前記供給部を構成する部材は、前記記録媒体の記録面との間に、前記照射部へと連通する第２流路を形成し、
    前記供給口は、
    前記第１流路へと向けて不活性ガスを供給する第１供給口と、
    前記第２流路へと向けて不活性ガスを供給する第２供給口と、
    を有するインクジェット印刷装置。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載のインクジェット印刷装置であって、
    前記ガイド部は、前記記録媒体の記録面および裏面の双方を覆うインクジェット印刷装置。
12. ａ）帯状の記録媒体をその長手方向に沿う移動方向に搬送する工程と、
    ｂ）吐出ヘッドから前記記録媒体の記録面に向けて、活性エネルギーの照射により硬化するインクの液滴を吐出する工程と、
    ｃ）前記インクのミストを含む気体を吸引部により吸引する工程と、
    ｄ）前記吸引部から見て前記移動方向の下流側に配置された供給部から、前記記録媒体の記録面に対して、不活性ガスを供給する工程と、
    ｅ）前記供給部から見て前記移動方向の下流側において、前記活性エネルギーを照射する工程と、
    ｆ）前記吐出ヘッドから見て前記移動方向の下流側において、前記記録媒体を前記記録面に対して反対側の方向へ曲げることにより、前記移動方向を切り替える工程と、
    を有し、
    前記吸引部と前記供給部との間に、前記記録媒体の少なくとも記録面を覆うガイド部が配置され、
    前記工程ｃ）では、前記工程ｄ）において供給され、前記記録媒体と前記ガイド部との間を通って前記吸引部へ向かう不活性ガスを吸引するインクジェット印刷方法。
13. 請求項１２に記載のインクジェット印刷方法であって、
    前記工程ｃ）では、前記工程ｆ）において前記記録媒体の前記記録面から引き離された前記ミストを含む気体を吸引するインクジェット印刷方法。
14. 帯状の記録媒体をその長手方向に沿う移動方向に搬送する搬送機構と、
    前記記録媒体の記録面に向けて、活性エネルギーの照射により硬化するインクの液滴を吐出する吐出ヘッドと、
    前記インクのミストを含む気体を吸引する吸引部と、
    前記吸引部から見て前記移動方向の下流側において、前記記録媒体の記録面に対して、不活性ガスを供給する供給口を有する供給部と、
    前記供給部から見て前記移動方向の下流側において、前記記録媒体の記録面に前記活性エネルギーを照射する照射部と、
    前記吸引部と前記供給部との間において、前記記録媒体の少なくとも記録面を覆うガイド部と、
    を有し、
    前記ガイド部は、前記記録媒体の記録面との間に、前記供給口から前記吸引部へと連通する第１流路を形成し、
    前記搬送機構は、前記記録媒体を繰り出す巻き出し部、前記記録媒体の記録面および裏面に接触するニップローラ、および、前記巻き出し部から繰り出された前記記録媒体を巻きとって回収する巻き取り部を含み、前記ニップローラの回転速度に対して前記巻き出し部の回転速度を調節し、
    前記供給部は、前記第１流路へ向かう不活性ガスの流れを形成し、前記吸引部は、前記供給部から前記第１流路内へ供給された不活性ガスを吸引するインクジェット印刷装置。
15. 帯状の記録媒体をその長手方向に沿う移動方向に搬送する搬送機構と、
    前記記録媒体の記録面に向けて、活性エネルギーの照射により硬化するインクの液滴を吐出する吐出ヘッドと、
    前記インクのミストを含む気体を吸引する吸引部と、
    前記吸引部から見て前記移動方向の下流側において、前記記録媒体の記録面に対して、不活性ガスを供給する供給口を有する供給部と、
    前記供給部から見て前記移動方向の下流側において、前記記録媒体の記録面に前記活性エネルギーを照射する照射部と、
    前記吸引部と前記供給部との間において、前記記録媒体の少なくとも記録面を覆うガイド部と、
    を有し、
    前記ガイド部は、前記記録媒体の記録面との間に、前記供給口から前記吸引部へと連通する第１流路を形成し、
    前記搬送機構は、前記記録媒体に接触しつつ回転するローラを有し、
    前記供給部は、前記記録媒体における、前記ローラに保持された部分に向けて前記不活性ガスを供給することによって、前記第１流路へ向かう不活性ガスの流れを形成し、前記吸引部は、前記供給部から前記第１流路内へ供給された不活性ガスを吸引するインクジェット印刷装置。
    

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