JPWO2010106655A1

JPWO2010106655A1 - 紫外線照射ユニット

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Publication number: JPWO2010106655A1
Application number: JP2009525418A
Authority: JP
Inventors: 義己小野沢; 亮文関; 伸幸小野
Original assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
Current assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-03-18
Filing date: 2009-03-18
Publication date: 2012-09-20
Also published as: US20120001991A1; US8807732B2; CN102355998B; WO2010106655A1; CN102355998A

Abstract

紫外線照射ユニット（１００）は、紫外線照射装置（５０）およびインクミスト吸引除去装置（６０）を備え、インクミスト吸引除去装置（６０）は、一端に印刷対象物（８０）の上方近傍に位置する吸込口（６４）を有し、他端にＬＥＤ駆動基板（５５）等に対向する通気口（５８ａ）を有する空気流路を形成する装置カバー（６１）と、前記空気流路内を吸込口（６４）から通気口（５８ａ）に流れる空気流を生じさせるための送風ファン（６２）と、前記空気流路を通過する空気に含まれるインクミストを除去するためのエアフィルタ（６３）とを備え、送風ファン（６２）により吸込口（６４）から印刷対象物（８０）の上方近傍の空気を吸い込み、エアフィルタ（６３）によりその空気に含まれるインクミストを除去し、通気口（５８ａ）から排出される浄化空気をＬＥＤ基板（５１）およびＬＥＤ駆動基板（５５）等に吹き付けることを特徴とする。

Description

本発明は、印刷媒体にインクを付着させるとともにそのインクに紫外線を照射して硬化させることで印刷媒体に所望の印刷を行うインクジェットプリンタに搭載される紫外線照射ユニットに関する。

上記のようにインクジェットプリンタには、紫外線が照射されることにより硬化する性質を有した紫外線硬化型インク（以下、ＵＶインクと称する）をインクジェットヘッドから吐出させて印刷媒体に所望の文字や図形、模様、写真等の印刷を行うものがある。このＵＶインクは、耐候性および耐水性に優れているため、印刷物を例えば屋外広告宣伝ビラ等に用いることが可能となり、水溶性インクを用いた場合と比較して印刷物の使用用途が格段に拡がるという利点がある。このようにＵＶインクを吐出させて印刷を行うインクジェットプリンタには、印刷媒体に付着したＵＶインクに紫外線を照射して硬化させるための紫外線照射装置が設けられている。近年、この紫外線照射装置における紫外線を発光させる光源（以下、ＵＶ光源と称する）として、紫外線発光ダイオード（以下、ＵＶＬＥＤと称する）を用いたインクジェットプリンタ（例えば、特許文献１を参照）が開発され、実用されている。
特開２００４‐１８８９２０号公報

ところで、上述のようなＵＶインクに限らず種々のインクにおいて、インクジェットヘッドからインクを吐出させて印刷媒体に印刷を行う際、印刷媒体の表面に付着できずにプリンタ内（ヘッドユニットと印刷媒体との間）に浮遊するミストと呼ばれる細かい液滴（以下、インクミストと称する）が生じることがある。このインクミストにより、印刷媒体やプリンタ内の構成部材が汚れ、また印字品質も低下するという問題があった。特に、紫外線照射装置を備えたインクジェットプリンタでは、紫外線照射装置がインクミストの付着により汚れると、所望の照射強度を保持することが困難になるという問題があった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、インクミストを吸引除去し、紫外線照射装置にインクミストが付着することを防止できる紫外線照射ユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、印刷媒体（例えば、実施形態における印刷対象物８０）にインクを付着させるとともにそのインクに紫外線を照射して硬化させることで前記印刷媒体に所望の印刷を行うインクジェットプリンタに搭載される紫外線照射ユニットであって、前記印刷媒体に付着したインクに紫外線を照射する紫外線照射手段（例えば、実施形態における紫外線照射装置５０であり、特にＬＥＤ基板５１（発光ダイオード５１ａ）およびＬＥＤ駆動基板５５，５６）と、前記印刷媒体の上方近傍に浮遊するインクミストを吸引除去するインクミスト吸引除去装置とを備えて構成される。そのうえで、前記インクミスト吸引除去装置は、一端に前記印刷媒体の上方近傍に位置する吸込口を有し、他端に前記紫外線照射手段に対向する排出口（例えば、実施形態における通気口５８ａ）を有する空気流路を形成する空気流路形成部材（例えば、実施形態における装置カバー６１）と、前記空気流路内に位置して前記空気流路形成部材に設けられ、前記空気流路内を前記吸込口から前記排出口に流れる空気流を生じさせるための送風ファンと、前記空気流路内における前記送風ファンよりも上流側に設けられ、前記空気流路を通過する空気に含まれるインクミストを除去するためのエアフィルタとを備え、前記送風ファンにより前記吸込口から前記印刷媒体の上方近傍の空気を吸い込んで前記空気流路内を通過させるとともに前記エアフィルタによりその空気に含まれるインクミストを除去し、前記排出口から排出される浄化空気を前記紫外線照射手段に吹き付けることを特徴とする。

なお、上記構成の紫外線照射ユニットにおいて、前記空気流路形成部材は、前記紫外線照射手段における前記印刷媒体に対向する側の反対側に前記排出口が対向するように構成され、前記排出口から排出される浄化空気が、前記紫外線照射手段に吹き付けられるとともに前記紫外線照射手段の周囲を通って前記印刷媒体に向かう気流を形成するように構成されることが好ましい。

また、上記構成紫外線照射ユニットにおいて、前記インクミスト吸引除去装置は、一端が前記排出口と連通するとともに他端に前記紫外線照射手段から射出される紫外線が通過可能な紫外線照射口（例えば、実施形態における照射口５２ａ）を有し、前記紫外線照射手段を被う被覆部材（例えば、実施形態におけるＬＥＤ台座５２および装置カバー５８）を備え、前記排出口から前記被覆部材内に排出されて前記紫外線照射手段に吹き付けられた浄化空気が前記紫外線照射口から外部に排出されるように構成されることが好ましい。

また、上記構成の紫外線照射ユニットにおいて、前記紫外線照射手段に当接して設けられ、内部に冷却液を循環させて前記紫外線照射手段を冷却するための液体冷却装置（例えば、実施形態におけるウォータジャケット５３ａ，５３ｂ）を備えて構成されることが好ましい。

本発明に係る紫外線照射ユニットでは、紫外線照射手段に一体に配設されたインクミスト吸引除去装置が、一端に印刷媒体の上方近傍に位置する吸込口を有し、他端に紫外線照射手段に対向する排出口を有する空気流路を形成する空気流路形成部材と、空気流路内に位置して空気流路形成部材に設けられ、空気流路内を吸込口から排出口に流れる空気流を生じさせるための送風ファンと、空気流路内における送風ファンよりも上流側に設けられ、空気流路を通過する空気に含まれるインクミストを除去するためのエアフィルタとを備えて構成される。この構成により、インク吐出時に発生したインクミストを、送風ファンにより空気流路形成部材の吸込口から空気とともに吸い込み、エアフィルタにより除去（捕捉）することができる。そのため、印刷媒体やプリンタ内の構成部材がインクミストにより汚れるのを軽減することができ、またインクミストによる印字品質の低下も軽減することができる。また、空気流路形成部材の排出口から浄化空気を紫外線照射手段に吹き付けてインクミストが紫外線照射手段に近づくことを防ぎ、紫外線照射手段へのインクミストの付着を防止することができる。また、浄化空気を紫外線照射手段に吹き付けるので、紫外線照射手段を冷却する効果も得られる。さらに、紫外線照射手段とインクミスト吸引除去装置とが一体に構成（ユニット化）されているため、インクジェットプリンタへの取り付け作業（位置決め等）の効率化を図ることができる。

なお、上記紫外線照射ユニットにおいて、空気流路形成部材が、紫外線照射手段における印刷媒体に対向する側の反対側に排出口が対向するように構成され、排出口から排出される浄化空気が、紫外線照射手段に吹き付けられるとともに紫外線照射手段の周囲を通って印刷媒体に向かう気流を形成するように構成されることが好ましい。このように構成すると、この印刷媒体に向かう気流により、印刷媒体と紫外線照射手段との間（印刷媒体の上方近傍）に浮遊するインクミストが紫外線照射手段に付着する（近づく）ことを効率的に防止することができる。

また、上記紫外線照射ユニットにおいて、インクミスト吸引除去装置が、一端が排出口と連通するとともに他端に紫外線照射手段から射出される紫外線が通過可能な紫外線照射口を有し、紫外線照射手段を被う被覆部材を備え、排出口から被覆部材内に排出されて紫外線照射手段に吹き付けられた浄化空気が紫外線照射口から外部に排出されるように構成されることが好ましい。このように構成すると、紫外線照射口から排出される空気流により、インクミストが紫外線照射手段に、特に紫外線照射手段の射出部に付着することを確実に防止することができる。そのため、インクミストの付着による紫外線照射手段の照射強度の低下を防ぐことができる。

また、上記紫外線照射ユニットにおいて、紫外線照射手段に当接して設けられ、内部に冷却液を循環させて紫外線照射手段を冷却するための液体冷却装置を備えて構成されることが好ましく、このように構成すると、インクミスト吸引除去装置による空気冷却（浄化空気を吹き付けること）と液体冷却装置による液体冷却とを併用し、紫外線照射ユニットにおける冷却性能を各段に向上させることができる。

（ａ）はインクジェットプリンタに配設された本発明に係る紫外線照射ユニットの正面図であり、（ｂ）は紫外線照射ユニットの側面図（一部断面）である。上記紫外線照射ユニットを備えるインクジェットプリンタの正面図である。上記インクジェットプリンタの側面図（一部断面）である。上記インクジェットプリンタの要部平面図である。上記インクジェットプリンタを構成する印刷部の正面図である。上記印刷部を右方から見た側面図（一部断面）である。（ａ）は上記紫外線照射ユニットの側面図（一部断面）であり、（ｂ）は上記紫外線照射ユニットの底面図である。（ａ）は上記紫外線照射ユニットを前方から見た斜視図（一部省略）であり、（ｂ）は上記紫外線照射ユニットを後方から見た斜視図（一部省略）である。

符号の説明

３０３次元プリンタ
５０紫外線照射装置（紫外線照射手段）
５１ＬＥＤ基板
５１ａ発光ダイオード
５２ＬＥＤ台座（被覆部材）
５２ａ照射口（紫外線照射口）
５３ａ第１ウォータジャケット（液体冷却装置）
５３ｂ第２ウォータジャケット（液体冷却装置）
５５第１ＬＥＤ駆動基板
５６第２ＬＥＤ駆動基板
５８装置カバー（被覆部材）
５８ａ通気口（排出口）
６０インクミスト吸引除去装置
６１装置カバー（空気流路形成部材）
６２送風ファン
６３エアフィルタ
６４吸込口
８０印刷対象物（印刷媒体）
１００紫外線照射ユニット

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本実施形態では、３次元形状の表面を有する印刷対象物（例えば、円筒、半球もしくは球等）に印刷することが可能な３次元プリンタに本発明を適用した構成例について説明する。まず、図２〜図４を参照して３次元プリンタ３０の全体構成について説明する。ここで、図２は３次元プリンタ３０の正面図、図３は３次元プリンタ３０の側面図（一部断面）、図４は３次元プリンタの要部平面図である。なお、説明の便宜上、各図に付記する矢印の方向を前後、左右および上下と定義して説明を行う。

３次元プリンタ３０は、ベース１の上に左右一対の支持脚２ａ，２ｂ、およびこれら支持脚２ａ，２ｂの上端を繋いで左右に延びた支持桁２ｃとからなる門型支持フレーム２が固設されている。また、ベース１の上に、左支持脚２ｂに隣接して操作盤６ａを有する第１制御装置６、および右支持脚２ａに隣接してメンテナンスステーション８を有する第２制御装置７が設けられている。なお、第１および第２制御装置６，７は、後述する各種部材の移動および回転作動制御を行う移動制御装置、インクジェットヘッドからのインク吐出制御を行うプリンタ制御装置等および電源制御装置等の各種制御装置からなる。

支持桁２ｃの上面には、前後一対の左右ガイドレール３ａ，３ｂが左右方向（Ｙ軸方向）に延びて設けられており、この上に左右に移動自在に印刷部４０が取り付けられている。この印刷部４０を構成するキャリッジ４１を支持桁２ｃに対して左右に移動させるために、ボールネジ機構等のキャリッジ移動機構（図示せず）が支持桁２ｃ内に設けられており、その駆動制御によりキャリッジ４１（印刷部４０）の左右方向の移動を制御できる。なお、このキャリッジ移動機構については、周知の移動機構を用いて構成されるので、その構成説明は省略する。

さらに、ベース１の上に、門型支持フレーム２の左右支持脚２ａ,２ｂの間に位置して、前後方向（Ｘ軸方向）に延びる一対の前後ガイドレール１ａ，１ｂが設けられており、この前後ガイドレール１ａ，１ｂの上に前後に移動自在に第１支持部材１０が設けられている。第１支持部材１０の上に、垂直に起立した状態で垂直支持部材１１が固設されており、この垂直支持部材１１の前面に垂直方向（Ｚ方向）に延びる一対の上下ガイドレール１２ａ，１２ｂが設けられている。この上下ガイドレール１２ａ，１２ｂに支持されて上下に移動自在に第２支持部材１５が設けられている。第１支持部材１０をベース１に対して前後に移動させるため、および第２支持部材１５を垂直支持部材１１に対して上下に移動させるために、ボールネジ機構等の送り機構がベース１および垂直支持部材１１内にそれぞれ設けられており、それらの駆動制御により第１支持部材１０および第２支持部材１５の移動をそれぞれ制御できる。なお、これらの送り機構についても、周知の送り機構を用いて構成されるので、その構成説明は省略する。

第２支持部材１５の前面側には、左右一対の支持アーム１６，１７が前後方向に延びて固設されており、さらに、これら支持アーム１６，１７の間には第３支持部材２０がＹ軸方向に延びる第１回転軸Ｙ０を中心として回転可能なように、その左右の両端部から水平に延びる左右一対の駆動シャフト１８，１９によって支持アーム１６，１７に軸支されている。右側の駆動シャフト１８には支持アーム１６の外側壁に取り付けられた駆動モータ２１の出力軸（図示せず）が結合されている。このため、駆動モータ２１を回転駆動すれば、これに接続された駆動シャフト１８に回転駆動力が伝達され、第３支持部材２０を第１回転軸Ｙ０を中心として回転させることができる。

第３支持部材２０の前面側に保持シャフト２５が前後方向に延びるとともに前後方向に延びる第２回転軸Ｘ０を中心として回転自在に設けられて前方に突出しており、その前端に印刷対象物８０を保持する保持チャック２６が取り付けられている。保持シャフト２５は、有底角筒状に形成された第３支持部材２０の内部に配設された駆動モータ（図示せず）により回転駆動制御されるようになっており、保持チャック２６は印刷対象物８０を保持可能な構成を有している。このため、保持チャック２６により印刷対象物８０を保持した状態で保持シャフト２５を回転駆動すれば、印刷対象物８０を第２回転軸Ｘ０を中心として回転させることができるようになっている。

次に、印刷部４０の構成について図１、図５〜８を参照して説明する。なお、図８において、紫外線照射装置５０を構成する装置カバー５８およびインクミスト吸引除去装置６０を構成する装置カバー６１を透明であるかのように示しているが、これは装置カバー５８，６１内の構成部材および空気流を明瞭に示すためであり、装置カバー５８，６１は実際には透明でなくてもよい。また、この空気流の明瞭な図示のため、図８ではインクミスト吸引除去装置６０を構成する送風ファン６２の図示を省略している。また、図１においてインクジェットヘッド４３の吐出ノズルから吐出されるインク滴を白丸で、このインク滴に伴って発生するインクミストを黒点で模式的にそれぞれ示している。

印刷部４０は、図５および図６に示すように、キャリッジ４１と、インクジェットヘッド４３と、ヘッド保持装置４２と、紫外線照射装置５０およびインクミスト吸引除去装置６０からなる紫外線照射ユニット１００とを主体に構成される。キャリッジ４１は、左右ガイドレール３ａ，３ｂにより支持される部分から前方に延びて下方に折れ曲がった略Ｌ字形状の部材であり、このキャリッジ４１の前面にヘッド保持装置４２を介してインクジェットヘッド４３が取り付けられている。また、キャリッジ４１の前面にインクジェットヘッド４３の右側に隣接して紫外線照射装置５０が取り付けられている。

インクジェットヘッド４３は、例えばブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のように、それぞれ異なる色の紫外線硬化型のインク（以下、ＵＶインクと称する）に対応して左右方向に並ぶ複数のインクジェットヘッド４３Ｋ，４３Ｃ，４３Ｍ，４３Ｙにより構成される。このインクジェットヘッド４３はそれぞれ、下面に複数の吐出ノズル（図示せず）が形成されており、この吐出ノズルから下方に向けてＵＶインクを吐出可能となっている。

ヘッド保持装置４２は、各インクジェットヘッド４３（４３Ｋ，４３Ｃ，４３Ｍ，４３Ｙ）に対応してキャリッジ４１の前面に取り付けられており、インクジェットヘッド４３を左右から挟むようにして保持する構成となっている。ヘッド保持装置４２は、例えばボールネジ機構等の送り機構を備えており、この送り機構の駆動制御によりキャリッジ４１に対してそれぞれのインクジェットヘッド４３を独立して所望の位置に上下移動可能に支持するように構成されている。

紫外線照射ユニット１００は、図１、図７および図８に示すように、紫外線照射装置５０とインクミスト吸引除去装置６０とがユニット化されて構成される。紫外線照射装置５０は、上述したようにインクジェットヘッド４３（最も右方に位置するインクジェットヘッド４３Ｋ）の右側に隣接してキャリッジ４１の前面に取り付けられており、ＬＥＤ基板５１、ＬＥＤ台座５２、第１および第２ウォータジャケット５３ａ，５３ｂ、第１および第２ＬＥＤ駆動基板５５，５６、装置カバー５８を主体に構成される。ＬＥＤ基板５１は、紫外線を出射可能な紫外光源である複数（本実施形態では８個）の発光ダイオード５１ａ（以下、ＵＶＬＥＤ５１ａと称する）が前後一列に並設されて構成され、ＵＶＬＥＤ５１ａを下方に向けた状態でＬＥＤ台座５２上に取り付けられる。

ＬＥＤ台座５２は、略矩形板状に形成されており、その中央部に上下に貫通する照射口５２ａが前後に延びて形成され、ＬＥＤ基板５１のＵＶＬＥＤ５１ａから照射される紫外線がこの照射口５２ａを介して下方に照射可能となっている。ＬＥＤ台座５２の上面には、前後左右の側面から照射口５２ａまで延びる通気凹部５２ｂがそれぞれ形成されており、ＬＥＤ台座５２に装置カバー５８を取り付けて形成される紫外線照射装置５０の内部空間と装置外部とを照射口５２ａおよび各通気凹部５２ｂを介して空気が流通可能となっている。装置カバー５８は、下方に開口した略矩形箱状に形成されており、その下方開口をＬＥＤ台座５２で塞ぐようにしてＬＥＤ台座５２に取り付けられ、ＬＥＤ台座５２の上方に閉じた内部空間を形成する。装置カバー５８の前方側面には、この前方側面を貫通する通気口５８ａが形成されている。

ＬＥＤ基板５１の上には、この基板５１と当接して第１ウォータジャケット５３ａが、さらに第１ウォータジャケット５３ｂの上に第２ウォータジャケット５３ｂが設けられている。第１および第２ウォータジャケット５３ａ，５３ｂは、内部に冷却液が循環するように流路が形成されており、不図示の冷却装置で冷やされた冷却液が、不図示の液送ポンプにより液送ホースを介して供給されて第１および第２ウォータジャケット５３ａ，５３ｂを通過することで、ＬＥＤ基板５１およびＵＶＬＥＤ５１ａを冷却するようになっている。こうしてウォータジャケット５３ａ，５３ｂを通過して熱せられた冷却液は、冷却装置に戻りまた冷やされてウォータジャケット５３ａ，５３ｂに再び供給されるようになっている。

第１ＬＥＤ駆動基板５５は、不図示の電源から供給される電圧を制御してＬＥＤ基板５１のＵＶＬＥＤ５１ａを駆動するための基板であり、第２ウォータジャケット５３ｂの上面に４つの支持駒５７ａを用いて所定間隔をあけて設けられている。第２ＬＥＤ駆動基板５６は、第１ＬＥＤ駆動基板５５と同様にＵＶＬＥＤ５１ａを駆動するための基板であり、第１ＬＥＤ駆動基板５５の上面に４つの支持駒５７ｂを用いて所定間隔をあけて設けられている。なお、第２ＬＥＤ駆動基板５６の上面と装置カバー５８の天板との間にも４つの支持駒５７ｃが設けられており、第２ＬＥＤ駆動基板５６の上方にも装置カバー５８の天板との間で所定間隔を有する空間が設けられている。

インクミスト吸引除去装置６０は、装置カバー６１、送風ファン６２、エアフィルタ６３を主体に構成され、紫外線照射装置５０の装置カバー５８の前面に配設される。装置カバー６１は、通気口５８ａを覆うように装置カバー５８の前面に取り付けられて装置カバー５８との間に内部空間を形成し、その内部空間の下端に下方に開口する吸込口６４を有している。送風ファン６２は、装置カバー５８に通気口５８ａを塞ぐように取り付けられており、紫外線照射装置５０（装置カバー５８）の内部に空気を流入させるため、具体的には、外部の空気を吸込口６４から装置カバー６１内に吸入させ、自身（送風ファン６２）を通って通気口５８ａから装置カバー５８内に流入させるための装置であり、不図示のファン駆動機構により駆動される。

エアフィルタ６３は、装置カバー６１内における送風ファン６２よりも上流側（本実施形態では、吸込口６４の近傍）に配置され、送風ファン６２により装置カバー６１内に吸入される空気の流通を妨げない程度の粗さと、インクミストを捕捉（除去）することが可能な程度の綿密さとを兼ね備えていればよく、例えばこのような粗密さを有するメッシュ状に形成される。

以上のように構成される３次元プリンタ３０では、保持チャック２６に保持された印刷対象物８０に印刷を行う際、印刷対象物８０の表面に対して１色毎にＵＶインクを付着させることにより、所望の印刷を行うようになっている。ここでは、印刷対象物８０の表面に対して最初にブラックのＵＶインクを付着させた後、この表面に対してシアン、マゼンタ、イエローの順にＵＶインクを付着させて印刷を行う場合を例示して、３次元プリンタ３の印刷作動について簡単に説明する。このように１色毎にＵＶインクを付着させることで、ＵＶインクを吐出するインクジェットヘッド４３の下面と印刷対象物８０の表面とを精度良く対向させることができるので、吐出されたインクを吐出制御通りの位置に付着させることが可能となり、高品質な印刷が可能となる。

まず、図５に示すように、印刷対象物８０の表面とインクジェットヘッド４３Ｋの下面（複数の吐出ノズルが形成された面）とが対向し、且つその間隔が所定の印刷間隔ａとなるように、上記移動制御装置により各構成部材の移動制御が行われる。そして、インクジェットヘッド４３Ｋからのインク吐出と印刷対象物８０の正面視における反時計回りへの回転とを同期制御するとともに、紫外線照射装置５０（ＵＶＬＥＤ５１ａ）から紫外線を照射させることにより、印刷対象物８０の表面上にブラックのＵＶインクを付着させ、そのＵＶインクを滲まない程度に硬化させて帯状の印刷領域８２（図６を参照）を形成する。なお、上記印刷間隔ａは、例えばＵＶインクの特性（粘度など）や印刷対象物の表面状態等に応じて、高品質な印刷が可能となる最適な間隔として設定される。

次に、インクジェットヘッド４３Ｃの下面と印刷対象物８０の表面とが印刷間隔ａを隔てて対向するように、上記キャリッジ移動機構によりキャリッジ４１を支持桁２ｃに対して左右にスライド移動させるとともに、ヘッド保持装置４２によりインクジェットヘッド４３Ｃをキャリッジ４１に対して上下移動させる。そして、上述のインクジェットヘッド４３Ｋの場合と同様に、インクジェットヘッド４３Ｃからのインク吐出と印刷対象物８０の反時計回りへの回転とを同期制御するとともに、紫外線照射装置５０から紫外線を照射させることにより、印刷領域８２上にシアンのＵＶインクを付着させ、そのＵＶインクを滲まない程度に硬化させる。

続いて、上述のインクジェットヘッド４３Ｃの場合と同様に、インクジェットヘッド４３Ｍの下面が印刷対象物８０の表面と印刷間隔ａを隔てて対向するように、キャリッジ移動機構およびヘッド保持装置４２の駆動制御を行い、インクジェットヘッド４３Ｍからのインク吐出と印刷対象物８０の回転とを同期制御するとともに、紫外線照射装置５０から紫外線を照射させることにより、印刷領域８２上にマゼンタのＵＶインクを付着させ、そのＵＶインクを滲まない程度に硬化させる。さらに、インクジェットヘッド４３Ｙにおいても同様に、インクジェットヘッド４３Ｙの下面を印刷対象物８０の表面と印刷間隔ａを隔てるように対向させた後、印刷領域８２上にイエローのＵＶインクを付着させ、そのＵＶインクを滲まない程度に硬化させて、この印刷領域８２に対する印刷が完了となる。このような印刷を、印刷対象物８０を前後に移動させて表面全体に行うことにより、印刷対象物８０の表面に印刷プログラムに応じた文字や図形等の画像を形成する。

このようにインクジェットヘッド４３の吐出ノズルからＵＶインクを吐出させて印刷対象物８０の表面に印刷を行う際、印刷対象物８０の表面に付着できず、インクジェットヘッド４３の下面と印刷対象物８０との間の空間（印刷対象物の上方空間）等に浮遊するインクミストが生じることがある。このインクミストにより、印刷対象物８０や紫外線照射装置５０などのプリンタ構成部材が汚れ、また印字品質も低下するという問題があった。特に、紫外線照射装置５０がインクミストの付着により汚れると、所望の照射強度を保持することが困難になるという問題があった。

そこで、３次元プリンタ３０に搭載された紫外線照射ユニット１００には、インクミストによる問題を解決するためにインクミスト吸引除去装置６０が備えられている。以下、インクミスト吸引除去装置６０の作用について説明する。インクミスト吸引除去装置６０は、各インクジェットヘッド４３のノズルからのインク吐出が開始される前（もしくはインク吐出が開始されると同時）に作動し、送風ファン６２により装置カバー６１の吸込口６４から空気を吸入し、保持チャック２６に支持された印刷対象物８０側から吸込口６４へ向かう空気流を発生させる。そのため、インクジェットヘッド４３から吐出されるインク滴に伴って発生するインクミストは、この空気流により印刷対象物８０の上方空間に浮遊することなく直ちに吸込口６４から装置カバー６１内に吸引され、エアフィルタ６３により除去（捕捉）される。そのため、印刷対象物８０やプリンタの構成部材がインクミストにより汚れるのを軽減することができ、またインクミストによる印字品質の低下も軽減することができる。

送風ファン６２により吸込口６４から装置カバー６１内に吸入した空気は、装置カバー５８の通気口５８ａを通って紫外線照射装置５０内に流入し、第１ＬＥＤ駆動基板５５もしくは第２ＬＥＤ駆動基板５６の上方など種々の経路を通って、ＬＥＤ台座５２の通気凹部５２ｂおよび照射口５２ａから印刷対象物８０へ向かって吹出される。このとき、装置カバー５８内に流入した空気が、第１および第２ＬＥＤ駆動基板５５，５６上に配設された電子部品５５ａ，５６ａやＵＶＬＥＤ５１ａ等に当たってこれらを冷却する効果が得られる。この空気冷却とともに、第１，２ウォータジャケット５３ａ，５３ｂによる液体冷却を併用することにより、ＵＶＬＥＤ５１ａや各駆動基板５５，５６の温度上昇による照射強度の低下を防ぐことができる。また、照射口５２ａから印刷対象物８０に向かって吹き出される空気流によりインクミストが照射口５２ａを通ってＵＶＬＥＤ５１ａの照射面に付着することを防止でき、インクミストの付着による照射強度の低下も防ぐことができる。さらに、紫外線照射装置５０とインクミスト吸引除去装置６０とが一体に構成（ユニット化）されているため、３次元プリンタ３０への取り付け作業（位置決め等）の効率化を図ることができる。

なお、上述の実施形態では、インクミスト吸引除去装置６０が紫外線照射装置５０の前方側に配設されているがこの配置構成に限定されず、例えば、インクミスト吸引除去装置６０を紫外線照射装置５０の左方側（インクジェットヘッド４３Ｋと対向する側）もしくは紫外線照射装置５０の右方側に配設してもよい。また、上述の実施形態において、紫外線照射装置５０の装置カバー５８とインクミスト吸引除去装置６０の装置カバー６１とを１つの部材として一体に構成してもよい。また、上述の実施形態では、吸込口６４が印刷対象物８０と対向するように設けられているが、吸込口６４は発生したインクミストを効率よく吸引できるように設けられることが好ましい。

また、上述の実施形態では、紫外線照射装置５０が、ＬＥＤ基板５１（ＵＶＬＥＤ５１ａ）およびＬＥＤ駆動基板５５，５６等の周囲を被うＬＥＤ台座５２および装置カバー５８を備えて構成されているが、この装置カバー５８等を備えずに構成してもよい。その場合でも、インクミスト吸引除去装置６０から吹き付けられる空気流により、インクミストが紫外線照射装置５０に近づくことを防ぎ、紫外線照射装置５０へのインクミストの付着を防止することができる。

また、上述の実施形態では、通気口５８ａが紫外線照射装置５０の前方側に配置されているが、通気口５８ａの配置は適宜変更することが可能である。例えば、通気口５８ａを紫外線照射装置５０の上側に配置すると、紫外線照射装置５０の周囲を通って印刷対象物８０に向かう気流が形成され、この気流により印刷対象物８０の上方近傍に浮遊するインクミストが紫外線照射装置５０に付着することを効率的に防止することができる。

また、本発明に係る紫外線照射ユニットは、印刷対象物に対して相対移動可能な移動部材（例えば、上述の実施形態におけるキャリッジ４１）とユニット化された構成としてもよい。また、上述の実施形態では、本発明を適用したインクジェットプリンタの一例として、３次元形状の表面を有する印刷対象物に印刷することが可能な３次元プリンタを示しているが、平面に対して印刷を行うインクジェットプリンタにも本発明を適用することが可能である。

上記目的を達成するため、本発明は、印刷媒体（例えば、実施形態における印刷対象物８０）にインクを付着させるとともにそのインクに紫外線を照射して硬化させることで前記印刷媒体に所望の印刷を行うインクジェットプリンタに搭載される紫外線照射ユニットであって、前記印刷媒体に付着したインクに紫外線を照射する紫外線照射装置（例えば、実施形態における紫外線照射装置５０であり、特にＬＥＤ基板５１（発光ダイオード５１ａ）およびＬＥＤ駆動基板５５，５６）と、前記印刷媒体の上方近傍に浮遊するインクミストを吸引除去するインクミスト吸引除去装置とを備えて構成される。そのうえで、前記インクミスト吸引除去装置は、一端に前記印刷媒体の上方近傍に位置する吸込口を有し、他端に前記紫外線照射装置の装置カバー内と連通する排出口（例えば、実施形態における通気口５８ａ）を有する空気流路を形成する空気流路形成部材と、前記空気流路内に位置して前記空気流路形成部材に設けられ、前記空気流路内を前記吸込口から前記排出口に流れる空気流を生じさせるための送風ファンと、前記空気流路内における前記送風ファンよりも上流側に設けられ、前記空気流路を通過する空気に含まれるインクミストを除去するためのエアフィルタとを備え、前記送風ファンにより前記吸込口から前記印刷媒体の上方近傍の空気を吸い込んで前記空気流路内を通過させるとともに前記エアフィルタによりその空気に含まれるインクミストを除去して浄化空気とし、前記浄化空気を前記排出口から前記紫外線照射装置の前記装置カバー内に流入させて前記紫外線照射装置を冷却することを特徴とする。

なお、上記構成の紫外線照射ユニットにおいて、前記空気流路形成部材は、前記排出口を前記紫外線照射装置の前記装置カバーにおける前記印刷媒体に対向する側の反対側に配置して構成され、前記排出口から前記装置カバー内に流入された前記浄化空気が、前記装置カバー内を通って前記紫外線照射装置を冷却した後に前記印刷媒体に向う気流を形成するように構成されることが好ましい。

また、上記構成紫外線照射ユニットにおいて、前記紫外線照射装置の前記装置カバーは、紫外線光源から射出される紫外線が通過可能な紫外線照射口（例えば、実施形態における照射口５２ａ）を有し、前記排出口から前記装置カバー内に流入された前記浄化空気が、前記装置カバー内を通って前記紫外線照射装置を冷却した後に前記紫外線照射口から外部に排出されて前記印刷媒体に向う気流を形成するように構成されることが好ましい。

また、上記構成の紫外線照射ユニットにおいて、前記紫外線照射装置の前記装置カバー内に設けられた冷却部材（例えば、実施形態におけるウォータジャケット５３ａ，５３ｂ）の内部に冷却液を循環させて前記紫外線照射装置を冷却する液体冷却装置を備えることが好ましい。

本発明に係る紫外線照射ユニットでは、紫外線照射装置と一体に配設されたインクミスト吸引除去装置が、一端に印刷媒体の上方近傍に位置する吸込口を有し、他端に紫外線照射装置の装置カバー内と連通する排出口を有する空気流路を形成する空気流路形成部材と、空気流路内に位置して空気流路形成部材に設けられ、空気流路内を吸込口から排出口に流れる空気流を生じさせるための送風ファンと、空気流路内における送風ファンよりも上流側に設けられ、空気流路を通過する空気に含まれるインクミストを除去するためのエアフィルタとを備えて構成される。この構成により、インク吐出時に発生したインクミストを、送風ファンにより空気流路形成部材の吸込口から空気とともに吸い込み、エアフィルタにより除去（捕捉）することができる。そのため、印刷媒体やプリンタ内の構成部材がインクミストにより汚れるのを軽減することができ、またインクミストによる印字品質の低下も軽減することができる。また、浄化空気を排出口から紫外線照射装置の装置カバー内に流入させて紫外線照射装置を冷却することができる。さらに、紫外線照射装置とインクミスト吸引除去装置とが一体に構成（ユニット化）されているため、インクジェットプリンタへの取り付け作業（位置決め等）の効率化を図ることができる。

なお、上記紫外線照射ユニットにおいて、空気流路形成部材が、排出口を紫外線照射装置の装置カバーにおける印刷媒体に対向する側の反対側に配置して構成され、排出口から装置カバー内に流入された浄化空気が、装置カバー内を通って紫外線照射装置を冷却した後に印刷媒体に向かう気流を形成するように構成されることが好ましい。このように構成すると、この印刷媒体に向かう気流により、印刷媒体と紫外線照射装置との間（印刷媒体の上方近傍）に浮遊するインクミストが紫外線照射装置に付着する（近づく）ことを効率的に防止することができる。

また、上記紫外線照射ユニットにおいて、紫外線照射装置の装置カバーは、紫外線光源から射出される紫外線が通過可能な紫外線照射口を有し、排出口から装置カバー内に流入された浄化空気が、装置カバー内を通って紫外線照射装置を冷却した後に紫外線照射口から外部に排出されて印刷媒体に向う気流を形成するように構成されることが好ましい。このように構成すると、紫外線照射口から排出される空気流により、インクミストが紫外線照射装置に、特に紫外線照射装置の射出部に付着することを確実に防止することができる。そのため、インクミストの付着による紫外線照射装置の照射強度の低下を防ぐことができる。

また、上記紫外線照射ユニットにおいて、紫外線照射装置の装置カバー内に設けられた冷却部材の内部に冷却液を循環させて紫外線照射装置を冷却する液体冷却装置を備えることが好ましく、このように構成すると、インクミスト吸引除去装置による空気冷却（浄化空気を吹き付けること）と液体冷却装置による液体冷却とを併用し、紫外線照射ユニットにおける冷却性能を各段に向上させることができる。

３０３次元プリンタ
５０紫外線照射装置
５１ＬＥＤ基板
５１ａ発光ダイオード
５２ＬＥＤ台座（装置カバー）
５２ａ照射口（紫外線照射口）
５３ａ第１ウォータジャケット（冷却部材）
５３ｂ第２ウォータジャケット（冷却部材）
５５第１ＬＥＤ駆動基板
５６第２ＬＥＤ駆動基板
５８装置カバー
５８ａ通気口（排出口）
６０インクミスト吸引除去装置
６１装置カバー（空気流路形成部材）
６２送風ファン
６３エアフィルタ
６４吸込口
８０印刷対象物（印刷媒体）
１００紫外線照射ユニット

Claims

印刷媒体にインクを付着させるとともにそのインクに紫外線を照射して硬化させることで前記印刷媒体に所望の印刷を行うインクジェットプリンタに搭載される紫外線照射ユニットであって、
前記印刷媒体に付着したインクに紫外線を照射する紫外線照射手段と、
前記印刷媒体の上方近傍に浮遊するインクミストを吸引除去するインクミスト吸引除去装置とを備え、
前記インクミスト吸引除去装置は、
一端に前記印刷媒体の上方近傍に位置する吸込口を有し、他端に前記紫外線照射手段に対向する排出口を有する空気流路を形成する空気流路形成部材と、
前記空気流路内に位置して前記空気流路形成部材に設けられ、前記空気流路内を前記吸込口から前記排出口に流れる空気流を生じさせるための送風ファンと、
前記空気流路内における前記送風ファンよりも上流側に設けられ、前記空気流路を通過する空気に含まれるインクミストを除去するためのエアフィルタとを備え、
前記送風ファンにより前記吸込口から前記印刷媒体の上方近傍の空気を吸い込んで前記空気流路内を通過させるとともに前記エアフィルタによりその空気に含まれるインクミストを除去し、前記排出口から排出される浄化空気を前記紫外線照射手段に吹き付けることを特徴とする紫外線照射ユニット。
前記空気流路形成部材は、前記紫外線照射手段における前記印刷媒体に対向する側の反対側に前記排出口が対向するように構成され、
前記排出口から排出される浄化空気が、前記紫外線照射手段に吹き付けられるとともに前記紫外線照射手段の周囲を通って前記印刷媒体に向かう気流を形成することを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射ユニット。
前記インクミスト吸引除去装置は、
一端が前記排出口と連通するとともに他端に前記紫外線照射手段から射出される紫外線が通過可能な紫外線照射口を有し、前記紫外線照射手段を被う被覆部材を備え、
前記排出口から前記被覆部材内に排出されて前記紫外線照射手段に吹き付けられた浄化空気が前記紫外線照射口から外部に排出されるように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の紫外線照射ユニット。
前記紫外線照射手段に当接して設けられ、内部に冷却液を循環させて前記紫外線照射手段を冷却するための液体冷却装置を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の紫外線照射ユニット。