WO2007099703A1 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

　インクジェットプリンタ(１)は、記録媒体(３０)を載せる媒体載置面(４)を備えたテーブル(５)と、レジンインクにより印字を行うインクジェットヘッド(１１)と、インクジェットヘッド(１１)を担持しているヘッドキャリッジ(１０)を媒体載置面(４)に平行な方向に往復移動させるキャリッジ駆動機構と、ヘッドキャリッジ(１０)に固定されている断熱ブロック(１２)と、媒体載置面(４)を照射する状態で断熱ブロック(１２)に固定され、ヘッドキャリッジ(１０)と共に移動するレジンインク硬化用の加熱ランプユニット(１３)とを有している。レジンインクを記録媒体表面に定着させるための加熱工程を印字工程と同時に行うことができる。よって、各種素材の記録媒体の表面に効率良く印字を行うことが可能になる。

Description

明 細 書

インクジエツトプリンタ

技術分野

[0001 ] 本発明は、 紙、 布、 フィルム、 ガラス板、 金属板、 樹脂板、 木質板などの 各種素材の記録媒体の表面に印字を行うのに適したインクジエツ卜プリンタ に関するものである。 更に詳しくは、 水性インクを用いて樹脂板などに印字 を行う場合とは異なり、 印字に先立って記録媒体の表面に下地処理を施す必 要のない汎用性の高いインクジエツ卜プリンタに関するものである。

背景技術

[0002] インクジエツ卜プリンタを用いて、 厚さ、 大きさの異なる各種の記録媒体 に印字を行うことのできるプリンタが提案されている。 特許文献 1には、 木 製の板材、 丸材などのような厚い記録媒体の表面に印字を行うのに適したィ ンクジエツ卜式の大型プリンタが提案されている。 この大型プリンタでは、 記録媒体を担持した媒体搬送卜レーを印字へッドによる印字位置を経由して 搬送することにより印字を行うように構成されている。 また、 媒体搬送トレ 一の搬送機構を昇降することにより、 印字へッドと記録媒体のギャップ調整 を行うように構成されている。

特許文献 1 ：特開 2 0 0 0— 1 9 0 4 6 7号公報

[0003] ここで、 インクジェット式のプリンタでは一般に水性インクが使用されて いる。 水性インクを使用する場合には、 樹脂板、 金属板などのようにインク 定着性の悪い記録媒体に印字を行う際に、 下地処理を施してインク吸収層を 形成して、 インクを定着させることができるようにする必要がある。 ソルべ ントインクを用いれば塩化ビニル製の記録媒体の表面に直接に印字を行うこ とが可能であるが、 それ以外の樹脂、 金属などの素材からなる記録媒体への 定着性が悪く、 やはリ下地処理が必要である。

発明の開示

[0004] 本発明の課題は、 この点に鑑みて、 事前に下地処理を施すことなく、 ガラ ス板、 金属板、 樹脂板、 木質板などの各種素材の記録媒体の表面に印字を行 うことのできるインクジエツ卜プリンタを提案することにある。

[0005] 上記の課題を解決するために、 本発明のインクジエツ卜プリンタは、 記録 媒体を載せる媒体載置面を備えたテーブルと、 レジンインクなどの熱硬化形 インクにより印字を行うインクジエツ卜へッドと、 このインクジエツ卜へッ ドを担持しているへッドキャリッジと、 このへッドキャリッジを前記媒体載 置面に平行な方向に往復移動させるキャリッジ駆動機構と、 前記へッドキヤ リッジに熱的に遮断された状態で搭載され、 前記媒体載置面を照射しながら 当該へッドキヤリッジと一緒に移動する加熱手段とを有していることを特徴 としている。

[0006] ここで、 前記へッドキャリッジと前記加熱手段の間に断熱部材を配置し、 当該断熱部材によって、 前記へッドキャリッジを前記加熱手段から熱的に遮 断しておくことができる。

[0007] 本発明のインクジエツ卜プリンタでは、 テーブルの媒体載置面に記録媒体 を載せ、 キヤリッジ駆動機構によってへッドキヤリッジを往復移動させなが ら、 そこに搭載されているインクジエツ卜へッドにより記録媒体の表面に印 字を行う。 インクジエツ卜へッドによる印字位置は加熱手段によって加熱さ れるので、 記録媒体の表面に付着した熱硬化形インクのインク液滴が熱硬化 してその表面に定着する。

[0008] また、 本発明のインクジエツ卜プリンタは、 前記加熱手段を駆動制御する 駆動制御機構を有しており、 当該駆動制御手段は、 前記ヘッドキャリッジが 前記インクジエツ卜へッドの印刷領域を外れたホームポジションに待機して いる間は前記加熱手段による加熱を止めることを特徴としている。

[0009] ここで、 前記加熱手段として加熱ランプを用いることができる。 加熱ラン プとしては、 ハロゲンランプなどのアークランプを用いることができる。 こ のようなランプは放熱量が多く、 また、 温度上昇が早いので、 点灯時点から 直ちに高熱が発生する。 さらに、 電圧制御によって加熱対象の記録媒体表面 の温度制御も容易である。 [0010] また、 本発明では、 前記へッドキャリッジにおける移動方向の両側に、 前 記断熱部材が取り付けられており、 前記加熱手段は、 各断熱部材に固定した 第 1加熱手段および第 2加熱手段を備えていることを特徴としている。

[0011 ] この場合、 当該駆動制御手段は、 前記インクジエツ卜へッドによる印字動 作時には、 前記第 1および第 2加熱手段のうち、 少なくとも前記ヘッドキヤ リッジの移動方向の後側に位置している加熱手段を駆動して記録媒体上に吐 出されたインク液滴を加熱することが望ましい。

[0012] 次に、 本発明のインクジエツ卜プリンタは、 前記媒体載置面を加熱する加 熱機構を有していることを特徴としている。 媒体載置面を加熱しておけば、 そこに載せた記録媒体が加熱され、 加熱状態で印字が行われる。 この結果、 記録媒体の表面に付着した熱硬化形インク液滴の熱硬化を短時間で行うこと ができるので、 印字速度を高めることが可能になる。

[0013] また、 本発明のインクジエツ卜プリンタは、 前記キャリッジ駆動機構が搭 載されている支持ュニッ卜と、 当該支持ュニッ卜を前記へッドキャリッジの 移動方向とは直交する方向に往復移動させる送リ機構とを有していることを 特徴としている。 重量のある記録媒体の場合には、 それを載せたトレーを搬 送するよりも、 インクジエツ卜へッドの側をその移動方向とは直交する方向 に移動させて印字を行うことが望ましい。

[0014] この場合、 前記送り機構は、 前記支持ュニッ卜の移動方向に沿って一定の 間隔で平行に延びる左右の水平ガイド枠を備え、 前記テーブルは、 左右の前 記水平ガイド枠の間に出し入れ可能な移動式のテーブルとすることができる 。 このようにすれば、 テーブルを作業台車と同様に取リ极うことができる。 例えば、 別の場所においてテーブルに記録媒体を載せ、 その状態でテーブル を移動して左右の水平ガイド枠の間に入れて位置決めすれば、 記録媒体がプ リンタに設置された状態を形成できる。 よって、 重量物への印字などにおい ては極めて便利である。

[0015] 次に、 本発明のインクジエツ卜プリンタは前記テーブルを昇降させるテー ブル昇降機構を有していることを特徴としている。 厚さの異なる記録媒体に 印字を行う場合に、 テーブルを昇降させることによりプラテンギャップを調 整できる。

[0016] 以上説明したように、 本発明のインクジェットプリンタでは、 テーブルの 媒体載置面に記録媒体を載せ、 キヤリッジ駆動機構によってへッドキヤリッ ジを往復移動させながら、 そこに搭載されているインクジエツ卜へッドによ リ記録媒体の表面にレジンインクなどの熱硬化形インクによる印字が行われ る。 インクジエツ卜へッドの隣接位置には加熱ランプなどの加熱手段が配置 されており、 インクジエツ卜へッドによる印字位置は加熱手段によって加熱 される。 よって、 記録媒体の表面に付着したレジンインクなどの熱硬化形ィ ンクの液滴が直ちに加熱されて熱硬化し、 記録媒体の表面に定着する。

[0017] したがって、 熱硬化形インクを記録媒体表面に定着させるための加熱工程 を印字工程と同時に行うことができる。 よって、 本発明のインクジェットプ リンタによれば、 インク定着用の下地処理を必要とすることなく、 各種素材 の記録媒体の表面に効率良く印字を行うことが可能になる。

[0018] また、 へッドキャリッジと加熱手段の間には断熱部材などによって熱的に 遮断されている。 よって、 加熱手段からの発熱によってヘッドキャリッジに 搭載されているインクジエツ卜へッドが加熱されて動作不能あるいは動作不 良状態に陥ることも防止できる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1 ]本発明を適用したインクジエツ卜プリンタの概略斜視図である。

[図 2]図 1のインクジエツ卜プリンタの概略構成図である。

[図 3]加熱手段の例を示す説明図である。

[図 4]加熱手段の例を示す説明図である。

発明を実施するための最良の形態

[0020] 以下に、 図面を参照して本発明を適用したインクジェットプリンタを説明 する。

[0021 ] 図 1は本例のインクジェットプリンタを示す概略斜視図であり、 図 2はそ の制御系も含めて示す概略構成図である。 本例のインクジエツ卜プリンタ 1 は、 縦長の矩形枠状の架台 2と、 この架台 2に搭載されている門型の支持ュ ニット 3と、 架台 2の内側に設置された水平な長方形の媒体載置面 4を備え たテーブル 5とを有している。

[0022] 支持ユニット 3は、 左右の垂直枠 6、 7と、 これらの間に架け渡した水平 枠 8とを備えている。 水平枠 8は左右の垂直枠 6、 7の間に水平に架け渡し たキャリッジガイド 9を備えており、 このキャリッジガイド 9に沿って、 へ ッドキヤリッジ 1 0がプリンタ幅方向に往復移動可能である。 へッドキヤリ ッジ 1 0にはインクジエツ卜へッド 1 1が下向きに担持されている。 へッド キャリッジ 1 0はキャリッジモータ 1 4を含むキャリッジ駆動機構によって プリンタ幅方向 Xに往復移動する。

[0023] へッドキヤリッジ 1 0における移動方向の一方の端面には所定厚さの断熱 ブロック 1 2が固定されている。 断熱ブロック 1 2の反対側の端面にはハロ ゲンランプからなる加熱ランプュニッ卜 1 3が照射方向が下向きとなるよう に固定されている。 したがって、 加熱ランプユニット 1 3は、 媒体載置面 4 を照射した状態で、 ヘッドキャリッジ 1 0と一緒にプリンタ幅方向に往復移 動する。

[0024] なお、 ハロゲンランプ以外の加熱ランプを用いることもできる。 また、 加 熱ランプ以外の加熱手段を用いることもできる。 さらに、 ヘッドキャリッジ 1 0の両端面に断熱ブロックを取り付け、 各断熱ブロックに加熱ランプュニ ットなどの加熱手段を固定してもよい。 この場合には、 少なくともヘッドキ ャリッジ 1 0の移動方向の後側に位置する加熱手段によって記録媒体表面に 吐出されたレジンィンクを加熱して硬化させればよい。

[0025] インクジェットヘッド 1 1には不図示のインクタンクからレジンインクが 供給され、 レジンインクを用いて、 媒体載置面 4に載せた記録媒体 3 0の印 字面 3 0 aに印字を行う。 レジンインク以外の熱硬化形インクを用いること もできる。

[0026] 次に、 へッドキャリッジ 1 0などが搭載されている支持ュニッ卜 3は、 架 台 2の左右のガイド枠 1 5、 1 6に沿ってプリンタ前後方向 Yに移動可能な 状態で支持されている。 支持ユニット 3は、 送りモータ 1 7を含む送り機構 によってプリンタ前後方向 Yに移動する。

[0027] テーブル 5には媒体載置面 4を加熱するための加熱機構 1 8が備わってい る。 媒体載置面 4に載せた記録媒体 3 0は、 加熱機構 1 8によって裏面側か ら加熱される。 また、 ヘッドキャリッジ 1 0と一緒に移動する加熱ランプュ ニッ卜 1 3によって上側から加熱される。 本例では、 加熱機構 1 8には温度 制御機能が組み込まれており、 加熱ランプュニッ卜 1 3にはトランスなどか らなる電圧制御回路 1 9を介して駆動電流が供給され、 加熱温度を制御可能 となっている。

[0028] さらに、 テーブル 5は、 例えば油圧式の昇降式テーブルであり、 油圧駆動 機構 2 1などの昇降機構によって高さ調整を行うことが可能となっている。

[0029] なお、 各部の制御はマイクロコンピュータなどを中心に構成されているプ リンタ制御盤 2 2によって行われるようになつている。

[0030] この構成のインクジエツ卜プリンタ 1の動作を説明する。 テーブル 5の媒 体載置面 4に記録媒体 3 0を載せ、 油圧駆動機構 2 1によって記録媒体 3 0 の印字面 3 0 aとインクジェットヘッド 1 1のギャップを調整する。 これに 先立って、 あるいは、 このギャップ調整の後に、 加熱機構 1 8を駆動して媒 体載置面 4を加熱する。

[0031 ] しかる後に、 キャリッジモータ 1 4 (キャリッジ駆動機構）および送りモー タ 1 7 (送り機構）を駆動して、 支持ユニット 3を図示のホームポジンシヨン からプリンタ前後方向 Yに移動させると共に、 そこに搭載されているへッド キャリッジ 1 0をプリンタ幅方向 Xに移動させる。 これに同期させて、 へッ ドドライバ 2 3を介してインクジェットヘッド 1 1を駆動して、 レジンイン ク液滴を記録媒体 3 0の印字面 3 0 aに吐出しながら所望の印字を行う。

[0032] ここで、 インクジェットヘッド 1 1の印字動作に先立って加熱ランプュニ ッ卜 1 3が点灯する。 したがって、 インクジエツ卜へッド 1 1から記録媒体 3 0の印字面 3 0 aに吐出されてそこに付着したレジンインク液滴 3 1には 直ちに熱線が照射され、 熱硬化を開始する。 本例では、 媒体載置面 4も加熱 されているので、 記録媒体 3 0の印字面 3 0 aが、 レジンインクが熱硬化す るのに適した最適な加熱状態に保持できる。 よって、 印字動作と同時にレジ ンインク液滴が印字面 3 0 aに定着していく。 このようにして印字および熱 硬化が同時に行われながら、 記録媒体 3 0の印字面 3 0 aに印字が行われる 。 印字動作が終了すると、 支持ユニット 3は再び図示のホームポジションに 復帰し、 加熱ランプュニッ卜 1 3の駆動も停止する。

[0033] 以上説明したように、 本例のインクジエツ卜プリンタ 1では、 レジンイン クを用いて記録媒体 3 0の印字面 3 0 aに印字を行うようにしている。 した がって、 各種素材の記録媒体に対してインク受像面を形成するための下地処 理を前もって行うことなく、 印字を行うことができる。

[0034] また、 印字動作と同時に加熱ランプュニッ卜 1 3によってレジンインクを 熱硬化しているので、 印字動作の終了と同時にインクが定着した状態の印字 後の記録媒体が得られる。 これに加えて、 加熱機構 1 8によって媒体載置面 4も加熱されているので、 効率良くレジンインクを熱硬化させることができ 、 したがって、 レジンインクを用いて効率の良い印字動作を実現できる。

[0035] さらに、 本例ではテーブル 5を昇降させることにより、 プラテンギャップ を調整できるので、 薄い布、 フィルムなどから、 厚い樹脂板、 金属板、 ある いは木製板などまで、 各種の厚さの記録媒体に対して、 印字品位を低下させ ることなく印字を行うことができる。

[0036] 次に、 本例の架台 2は矩形枠状のものであるが、 その左右のガイド枠 1 5 、 1 6の間に架け渡されている前枠 2 5を取り外した構成のものを用いるこ ともできる。 この場合には、 左右のガイド枠 1 5、 1 6の間に配置されてい るテーブル 5に車輪などを取り付けておくことにより、 左右のガイド枠 1 5 、 1 6の間に位置する設置位置からテーブル 5を引き出すことができる。 テ 一ブル 5を引き出して、 別の場所において記録媒体を載せ、 記録媒体が載つ たテーブル 5を左右のガイド枠 1 5、 1 6の間に入れて位置決めすれば、 記 録媒体が設置された状態を形成できる。 これによリ記録媒体の交換作業を簡 単かつ効率良く行うことができる。 特に、 重量のある大型の記録媒体に印字 を行う場合に有利である。

[0037] (その他の実施の形態）

なお、 上記の例は大型のインクジエツ卜プリンタに本発明を適用した例で ある。 本発明は、 紙、 フィルム、 布などに印字を行う小型のインクジェット プリンタに対しても同様に適用できることは勿論である。

[0038] また、 印字対象の記録媒体の材質が異なる場合などにおいては、 各記録媒 体の比熱が異なり、 そこに着弾したインク液滴を硬化させるために適した照 射温度を変える必要がある。 照射温度を変える方法としては、 加熱手段、 例 えば加熱ランプの駆動電圧、 駆動電流を制御すればよい。 また、 照射光の照 射経路上に遮光フィルタを出し入れして、 照射光量を増減して照射温度を変 えることもできる。

[0039] 照射温度の切替制御は、 例えば、 手動式の選択スィッチを配置しておき、 これを操作することにより多段階に切り替えるようにすることができる。 ま た、 プリンタドライバ内に照射温度制御用のプログラムを搭載しておき、 周 囲温度、 選択された記録媒体の素材の種類などに応じて自動的に照射温度を 制御するようにしてもよい。

[0040] 次に、 図 3を参照して、 ヘッドキャリッジを加熱手段から熱的に遮断する ための機構の一例を説明する。 図 3 ( a )に示すように、 インクジェットへッ ド 3 1またはインクジエツ卜へッド 3 1が搭載されているへッドキャリッジ 3 2に、 ランプ取付具 3 3、 3 4を取り付け、 これらのランプ取付具 3 3、 3 4にランプユニット 3 5、 3 6を取り付けた構成となっている。 ヘッドキ ャリッジとランプュニッ卜を物理的に離すことによつても、 これらの間を熱 的に遮断することができる。

[0041 ] また、 各ランプユニット 3 5、 3 6は、 図 3 ( b )に断面を示すように、 内 面に断熱材を貼った断熱■遮光筒 3 7を備えている。 この断熱■遮光筒 3 7 の内部に、 加熱ランプ 3 8が配置され、 加熱ランプ 3 8から射出される照射 光が当該断熱■遮光筒 3 7の内部に取り付けた集光レンズ 3 9を介して記録 媒体 4 0の表面に集光されるようになっている。 [0042] ここで、 本例では、 集光レンズを用いて照射光を所定の径のスポッ卜で記 録媒体上に収束させることにより、 加熱ランプの位置をインクジエツ卜へッ ドから離すことができるようにしている。 また、 照射光を収束させることに より、 ランプ発光点と同様な温度状態で記録媒体表面を加熱できるようにし ている。

[0043] これに加えて、 本例では、 断熱■遮光筒 3 7の背面（上面）に冷却ファン 4

1が取り付けられており、 加熱ランプ 3 8で発生した熱を外部に放出して温 度上昇を抑制するようになっている。 冷却ファンは、 インクジェットヘッド 3 1と一緒に移動させる代わりに、 所定の位置に固定してもよい。

[0044] なお、 加熱ランプの照射光を記録媒体に導くための導光手段としては、 図

4 ( a )に示すように、 光源 5 1からの光を、 反射ミラー 5 2、 5 3、 5 4お よびレンズ 5 5、 5 6からなる光学系を経由させて記録媒体 5 7の表面上に 導くようにしてもよい。 また、 図 4 ( b )に示すように、 光ファイバ 6 1から なる導波路を用いて光源 6 0からの光を記録媒体 6 2の表面に導くこともで さる。

[0045] 次に、 インクジエツ卜へッドあるいはインクジエツ卜へッドが搭載されて いるへッドキャリッジに放熱機構を取り付けて、 加熱ランプによる温度上昇 を抑制するようにしてもよい。 例えば、 インクジェットヘッドにヒートパイ プを巻き、 あるいはヒートシンクを取り付け、 これらを介して放出される熱 を放熱フィンが形成されている放熱板から放出するようにしてもよい。 放熱 フィンを備えた放熱板をインクジエツ卜へッドと共に移動させることにより 、 効率良く放熱を行わせることができる。

[0046] また、 加熱ランプの点灯は、 インクジエツ卜へッドによる印字動作時にの み行うようにして、 インクジエツ卜へッドの加熱を抑制することが望ましい

Claims

請求の範囲

[1 ] 記録媒体を載せる媒体載置面を備えたテーブルと、

レジンィンクなどの熱硬化形ィンクによリ印字を行うィンクジェットへッ ドと、

このインクジエツ卜へッドを担持しているへッドキャリッジと、 このへッドキヤリッジを前記媒体載置面に平行な方向に往復移動させるキ ャリッジ駆動機構と、

前記へッドキャリッジに熱的に遮断された状態で搭載され、 前記媒体載置 面を照射しながら当該へッドキャリッジと一緒に移動する加熱手段と、 を有していることを特徴とするインクジエツ卜プリンタ。

[2] 前記へッドキャリッジに固定されている断熱部材を有し、

当該断熱部材は、 前記へッドキャリッジと前記加熱手段の間に挟まれてお リ、

当該断熱部材によって、 前記へッドキャリッジは前記加熱手段から熱的に 遮断されていることを特徴とする請求項 1に記載のインクジエツ卜プリンタ

[3] 前記加熱手段を駆動制御する駆動制御機構を有しておリ、

当該駆動制御手段は、 前記へッドキャリッジが前記インクジエツ卜へッド の印刷領域を外れたホームポジションに待機している間は前記加熱手段によ る加熱を止めることを特徴とする請求項 1に記載のインクジエツ卜プリンタ

[4] 前記加熱手段は加熱ランプであることを特徴とする請求項 1に記載のイン クジエツ卜プリンタ。

[5] 前記加熱手段はハロゲンランプなどのアークランプであることを特徴とす る請求項 1に記載のインクジエツ卜プリンタ。

[6] 前記へッドキヤリッジの移動方向の両側に前記断熱部材が取り付けられて おり、

前記加熱手段は、 各断熱部材に固定した第 1加熱手段および第 2加熱手段 を備えていることを特徴とする請求項 1に記載のインクジエツ卜プリンタ。

[7] 前記第 1および第 2加熱手段を駆動制御する駆動制御手段を有しており、 当該駆動制御手段は、 前記インクジエツ卜へッドによる印字動作時には、 前記第 1および第 2加熱手段のうち、 少なくとも前記へッドキャリッジの移 動方向の後側に位置している加熱手段を駆動して記録媒体上に吐出されたィ ンク液滴を加熱することを特徴とする請求項 6に記載のィンクジェットプリ ンタ。

[8] 前記媒体載置面を加熱する加熱機構を有していることを特徴とする請求項

1に記載のインクジエツ卜プリンタ。

[9] 前記キヤリッジ駆動機構が搭載されている支持ュニッ卜と、

当該支持ュニッ卜を前記へッドキャリッジの移動方向とは直交する方向に 往復移動させる送リ機構とを有していることを特徴とする請求項 1に記載の インクジエツ卜プリンタ。

[10] 前記送り機構は、 前記支持ュニッ卜の移動方向に沿って一定の間隔で平行 に延びる左右の水平ガイド枠を備え、

前記テーブルは、 左右の前記水平ガイド枠の間に出し入れ可能な移動式の テーブルであることを特徴とする請求項 9に記載のィンクジェットプリンタ

[11 ] 前記テーブルを昇降させるテーブル昇降機構を有していることを特徴とす る請求項 1に記載のインクジエツ卜プリンタ。