JP2012196785A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングの必要がなく、メンテナンスが容易な液体噴射装置を提供する。
【解決手段】本発明の液体噴射装置は、回転軸Ｏ₁を中心に回転するドラムローラー１３
３と、鉛直下方側に付勢され回転軸Ｏ₂を中心に回転するテンションローラー１５０と、
前記ドラムローラー１３３と前記テンションローラー１５０とに張架され、記録媒体Ｓを搬送するベルト４０と、前記ドラムローラー１３３に巻き掛けられた前記ベルト４０の鉛直上方側に配され、前記記録媒体Ｓに液体を噴射するノズルを有するラインヘッドユニット２２０Ｙ、２２０Ｍ、２２０Ｃ、２２０Ｋと、を有することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、被噴射材の液体噴射面に液体を噴射する液体噴射装置に関する。

液体噴射装置の一つとしてインクジェットプリンターが知られている。このインクジェットプリンターは、紙や布、フィルムなどの各種媒体に向けて、ヘッドの複数のノズルから液体としてのインクを噴射して印刷を行うものである。

上記のようなインクジェットプリンターにおける記録媒体の搬送方式として、ドラム方式のものが知られている。このようなドラム方式のものでは、記録媒体をドラムに巻き付け、ドラムの周面上方にヘッドを配置して、ドラムを回転させながら、記録媒体にインクを噴射して記録媒体上に画像を記録する。このようなドラム方式のインクジェットプリンターとしては、例えば、特許文献１（特開２００７−１３０７９０号公報）に、周面に記録媒体を保持して回転するドラム回転体と、前記周面に対向し、かつ、前記ドラム回転体の軸方向に沿って配置された複数のノズルを備えてインクを噴射する記録ヘッドとを備えており、前記ドラム回転体を回転させながらインク噴射動作を行うとともに、前記ドラム回転体を１ 回転させる毎に、前記各ノズルから噴射されたインクが前記記録媒体上で前
記ドラム回転体の軸方向に隣接しないように、前記記録ヘッドを前記ドラム回転体の軸方向に所定量移動させてから次のインク噴射動作を行うように制御する制御部を備えることを特徴とするインクジェット記録装置が開示されている。
特開２００７−１３０７９０号公報

インクジェットプリンターにおいては、印刷を意図して噴射したインク滴から分離し、浮游するインクミストと呼ばれる微小インク滴が発生する。

このミストは、プリンター筐体内などに付着するが、ドラムを用いて記録媒体を搬送する方式のインクジェットプリンターにおいては、ドラムローラーに付着することで、ドラムローラーを汚損する。特に、ＵＶインクや熱硬化型インクなどが用いられるプリンターにおいては、インクミストがドラムローラーに付着後、硬化してしまうのでドラムローラーからこれをクリーニングするには多大な労力を要する、という問題があった。そこで、インクミストで汚損されたドラムローラーを交換することも考えられるが、ドラムローラーは高価な部品であり、交換を行うためには多大なコストを要する、という問題があった。

本発明は上記課題を解決するためのもので、本発明に係る液体噴射装置は、回転軸を中心に回転するドラムローラーと、鉛直下方側に付勢され回転軸を中心に回転するテンションローラーと、前記ドラムローラーと前記テンションローラーとに張架され、記録媒体を搬送するベルトと、前記ドラムローラーに巻き掛けられた前記ベルトの鉛直上方側に配され、前記記録媒体に液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る液体噴射装置は、複数の異なる色の前記液体を噴射する複数の前記液体噴射ヘッドが設けられることを特徴とする。

また、本発明に係る液体噴射装置は、前記液体が光の照射によって硬化する。

また、本発明に係る液体噴射装置は、回転軸を中心に回転するドラムローラーと、鉛直下方側に付勢され回転軸を中心に回転するテンションローラーと、回転軸を中心に回転する張架ローラーと、前記ドラムローラーと前記テンションローラーと前記張架ローラーとに張架され、記録媒体を搬送するベルトと、前記ドラムローラーに巻き掛けられた前記ベルトの鉛直上方側に配され、前記記録媒体に第１液体を噴射するノズルを有する第１液体噴射ヘッドと、前記ドラムローラーに巻き掛けられていない前記ベルトの鉛直上方側に配され、前記記録媒体に第２液体を噴射するノズルを有する第２液体噴射ヘッドと、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る液体噴射装置は、複数の異なる色の前記液体を噴射する複数の前記第１液体噴射ヘッドが設けられることを特徴とする。

また、本発明に係る液体噴射装置は、前記第２液体は白色である。

また、本発明に係る液体噴射装置は、前記第１液体及び前記第２液体が光の照射によって硬化する。

以上、本発明の液体噴射装置によれば、ドラムローラーはテンションローラーと共に張架しているベルトによって、外周面が保護されているため、ミストなどが付着することなく、クリーニングの必要がなく、メンテナンスが容易となる。また、本発明の液体噴射装置においては、ドラムローラーに巻き掛けられているベルトの鉛直上方側に配された液体噴射ヘッドによって、前記記録媒体に液体が噴射される構成であり、精度高く搬送されている記録媒体に画像を形成することとなるので、画質劣化が生じない。また、ベルトがミストに汚損された場合には、これを交換するだけでよいので、メンテナンス性がよい。

本発明の実施形態に係る液体噴射装置の一例であるプリンター１０の要部を示す図である。 プリンター１０の全体構成のブロック図である。 ベルト１４０の断面構造を模式的に示す図である。 本発明の第２実施形態に係る液体噴射装置の一例であるプリンター１０の要部を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る液体噴射装置の一例であるプリンター１０の要部を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の実施形態に係る液体噴射装置の一例であるプリンター１０の要部を示す図であり、図２はプリンター１０の全体構成のブロック図である。本実施形態においては、ラインヘッドユニット２２０は、記録用紙の搬送平面に沿って移動することなく記録用紙の搬送経路の途中に記録媒体の搬送方向と直交する方向に用紙幅全体に亘るように配置されたものが用いられている。ラインヘッドユニット２２０の下面には、記録媒体の搬送方向と直交する方向にわたり、インクを噴射するノズル列（不図示）が設けられており、これによりインクを噴射して記録媒体に画像を形成する。ラインヘッドユニット２２０は、コントローラー１１０及び駆動信号生成回路１１７に接続されている。駆動信号生成回路１１７からは、インクの噴射を制御するための駆動電圧がラインヘッドユニット２２０の各ノズルに送られるようになっている。特許請求の範囲で「液体噴射ヘッド」として表現されている発明特定事項は、このラインヘッドユニットのことを示している。

上記のようなラインヘッドユニット２２０として、本実施形態では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の色インク（液体）を記録媒体Ｓに噴射する２２０Ｙ、２２０Ｍ、２２０Ｃ、２２０Ｋが搭載されており、記録媒体Ｓ上にフルカラーの画像を印刷することができるようになっている。また、以下において、イエローやイエローインクのこと「Ｙ」などと略記し、参照符号にサフィックスとして付加して、ラインヘッドユニット２２０が噴射する液体の色を示すことがある。なお、本実施形態においては、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のインクを噴射する４つのラインヘッドが設けられる構成について説明しているが、プリンター１０で扱い得る色種、色数はこれに限定されるものではない。

コンピューター１は、印刷を行う画像に応じた画像データを、プリンタドライバを介してプリンター１０に送る。画像データには、媒体の各画素についてインク色毎にインクを噴射するか否かを示す画素データが含まれている。

なお、本実施形態で使用するインクは、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化型のＵＶインクである。紫外線硬化型のインクとしては、重合性化合物として、ラジカル重合性化合物を含むラジカル重合系インク、カチオン重合性化合物を含むカチオン重合系インク、及びラジカル重合系インクとカチオン重合系インクとを複合させたハイブリッド型インクが適用可能である。なお、インクには、紫外線以外の光で重合して硬化する重合性化合物と、紫外線以外の光、例えば電子線、Ｘ線、赤外線等で重合性化合物同士の重合反応を開始させる光開始剤とが適用されてもよい。

また、本発明によるプリンター１０に用いられる記録媒体Ｓしては、普通紙、再生紙、光沢紙等の各種紙、各種布地、各種不織布、樹脂、金属、ガラス等の材質からなる記録媒体Ｓが適用可能であるが、本実施形態では、特に、所謂軟包装に用いられる透明又は半透明の非吸収性の樹脂製フィルムが好適に用いられる。

記録媒体Ｓとしての樹脂製フィルムが透明又は半透明媒体である場合、表刷りのみならず裏刷りも可能となる。なお、樹脂製フィルムの樹脂としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＳ（ポリエステル）、ＰＰ（ポリプロピレン）等が好適に用いられる。

記録媒体搬送ユニット１３０は、上流側搬送ローラー１３１及び下流側搬送ローラー１３２と、ロール状に巻かれた長尺の記録媒体Ｓを周面にて搬送する搬送ドラムローラー１３３及びこのドラムローラー１３３に巻き掛けられたベルト１４０とを有する。不図示の搬送モーターが回転すると、上流側の搬送ローラー１３１及び下流側の搬送ローラー１３２が回転し、ドラムローラー１３３が回転する。

ベルト１４０が巻き掛けられたドラムローラー１３３の周面に沿わされて、上流側の搬送ローラー１３１及び下流側の搬送ローラー１３２にて押圧支持された記録媒体Ｓは、ドラムローラー１３３の回転に伴って搬送される。ドラムローラー１３３の外側には、上流側の搬送ローラー１３１及び下流側の搬送ローラー１３２の間に、ドラムローラー１３３の周面と対向して、ヘッドユニット３０の各ヘッド、及び、照射ユニット４０の仮硬化用照射部４２の各照射部が前述した実施形態と同じ順に並べて配置されている。また、下流側の搬送ローラー１３２よりも搬送方向下流側には、本硬化用照射部４４が配置されている。

ラインヘッドユニット２２０鉛直下方側には、記録媒体Ｓに記録を行う記録領域とされており、この記録領域には、回転軸Ｏ₁を中心に回転するドラムローラー１３３と、鉛直
下方側にバネなどの弾性部材により付勢され回転軸Ｏ₂を中心に回転するテンションロー
ラー１５０と、前記ドラムローラー１３３とテンションローラー１５０とに張架されるベルト１４０と、からなる記録媒体Ｓの搬送機構が設けられている。

ラインヘッドユニット２２０が記録媒体Ｓに対してインクを噴射する領域における搬送は、その他の搬送箇所における記録媒体Ｓの搬送よりも、正確に制御されている必要がある。そこで、本実施形態においては、ベルト１４０がドラムローラー１３３に巻き掛けられた領域で搬送されている記録媒体Ｓに対して、ラインヘッドユニット２２０がインクを噴射するように構成されている。

より詳しく説明すると、図１でみて、ドラムローラー１３３における弧ＡＢ（角度θ₁
で示される範囲）に対応する領域は、ドラムローラー１３３にベルト１４０が巻き掛かった状態で記録媒体Ｓを搬送している領域であるので、記録媒体Ｓの搬送精度が、それ以外の搬送領域に比べて高い。したがって、弧ＡＢの領域において、ラインヘッドユニット２２０で画像形成を行うようにすることで、画質の劣化が生じない。

ドラムローラー１３３とテンションローラー１５０によって張架されているベルト１４０は、記録媒体Ｓとの間ですべることなく、記録媒体Ｓを搬送する必要があるので、所定の以上の表面粗さを有するものが用いられる。このようなベルト１４０として、例えば、図３に示す構造を持つものを用いることができる。図３はベルト１４０の断面構造を模式的に示す図であり、図４の上方側が記録媒体Ｓに当接する側、下方側がドラムローラー１３３やテンションローラー１５０と当接する側である。ベルト１４０は、基材１４１上に塗装された第１樹脂層１４２にアルミナなどの無機質微粒子１４３を吸着させて、さらに第２樹脂層１４４によって第１樹脂層１４２と無機質微粒子１４３の全体を覆うようにした構成となっている。基材１４１上に分散された無機質微粒子１４３に基づく凹凸によって、所定以上の摩擦係数を有するベルト１４０は、記録媒体Ｓに食いついてこれを搬送するために、高精度で記録媒体Ｓを搬送することが可能となる。

記録媒体搬送ユニット１３０（図３参照）は、画像記録時において、ラインヘッドユニット２２０のインク噴射動作に合わせて、記録媒体Ｓを連続的に搬送する。

また、プリンター１０の筐体上面（不図示）には、例えばタッチパネルにより構成され、ユーザーが選択可能な記録モードを表示するとともに、表示された記録モードをユーザーが選択して入力する入力操作ユニット１２０が設けられている。この入力操作ユニット１２０は、後述のコントローラー１１０に接続されており、所定操作に基づいて選択された記録モードに係る信号をコントローラー１１０に対して出力するようになっている。

図２は、本実施形態におけるプリンター１０を制御するための制御ブロックを示したものであり、この制御ブロックにおけるコントローラー１１０は、たとえば、ＣＰＵ１１１、ＲＯＭ１１２、ＲＡＭ１１３からなり、ＲＯＭ１１２に記録された処理プログラムをＲＡＭ１１３に展開してＣＰＵ１１１によりこの処理プログラムを実行するようになっている。また、インターフェイス１０５は、プリンター１０のコントローラー１１０とコンピューター１を接続するために設けられたインターフェイスである。

このコントローラー１１０は、前述の処理プログラムに従い、記録媒体搬送ユニット１３０、ラインヘッドユニット２２０、紫外線照射ユニット１６０等のコントローラー１１０と接続される各構成を、動作状況等のステータスに基づいて、制御するようになっている。

紫外線照射ユニット１６０は、記録媒体に噴射されたＵＶインクに対して紫外線を照射
してＵＶインクを硬化させるための装置である。紫外線照射ユニット１６０の光源としては、例えば、紫外線を発生するＵＶ−ＬＥＤ（Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などによって構成される。そして、コントローラー１１０からの制御により紫外線の照射率が制御できるようになっている。このようにすることで、記録媒体Ｓの各位置おいて紫外線を照射する量を変化させることもできるようになっている。なお、前記光源としては他にメタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ等が利用可能である。

本実施形態においては、紫外線照射ユニット１６０による紫外線が照射される領域も、ドラムローラー１３３にベルト１４０が巻き掛かった状態で記録媒体Ｓを搬送している領域（角度θ₁で示される範囲に対応する領域）となっている。記録媒体Ｓ上に噴射された
ＵＶインクが硬化する際には、記録媒体Ｓを収縮させる方向に力が働くことがあるが、ドラムローラー１３３にベルト１４０が巻き掛かった状態で搬送されている記録媒体Ｓには、上記のような収縮方向に働く力に対して抗うように振る舞うので、記録媒体Ｓの収縮をお防止することができる。

上記のように構成されるプリンター１０においては、 コンピューター１から印刷データを受信すると、コントローラー１１０は、ドラムローラー１３３を一定速度で回転させつつ、各ヘッドの下を記録媒体Ｓが通る間に、ラインヘッドユニット２２０Ｙ、ラインヘッドユニット２２０Ｍ、ラインヘッドユニット２２０Ｃ、ラインヘッドユニット２２０Ｋの各ノズルからインクを断続的に噴射させる。つまり、ドットの形成処理と記録媒体Ｓの搬送処理が同時に行われる。その結果、記録媒体Ｓ上には搬送方向及び紙幅方向に沿った複数のドットからなるドット列が形成される。

また、コントローラー１１０は、各ラインヘッドユニット２２０からインクを噴射させた後、その搬送方向下流側の紫外線照射ユニット１６０にＵＶ照射を行なわせる。これにより、各ラインヘッドユニット２２０によって記録媒体Ｓに形成されたドットが硬化される。このようにドットの形成と硬化を行なう。

上記のような構成によれば、ドラムローラー１３３はテンションローラー１５０と共に張架しているベルト１４０によって、外周面が保護されているため、インクミストなどが付着することなく、クリーニングの必要がなく、メンテナンスが容易となる。また、本発明のプリンター１０においては、ドラムローラー１３３に巻き掛けられているベルト１４０の鉛直上方側に配されたラインヘッドユニット２２０によって、記録媒体Ｓにインクが噴射される構成であり、精度高く搬送されている記録媒体Ｓに画像を形成することとなるので、画質劣化が生じない。また、ベルト１４０がミストに汚損された場合には、これを交換するだけでよいので、メンテナンス性がよい。

なお、以上の実施形態においては、ラインヘッドユニット２２０で噴射するインクとしてＵＶインクを用いる例について説明したが、本発明においては、熱硬化型のインクやその他の任意のインクを利用することができる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。図４は本発明の第２実施形態に係る液体噴射装置の一例であるプリンター１０の要部を示す図である。

本実施形態が先の実施形態と異なる点は、ベルト１４０が、回転軸Ｏ₁を中心に回転す
るドラムローラー１３３と、鉛直下方側に付勢され回転軸Ｏ₂を中心に回転するテンショ
ンローラー１５０と、回転軸Ｏ₃を中心に回転する張架ローラー１５１と、によって張架
されている点である。また、他の異なる点としては、ホワイト（Ｗ）のインクを噴射するラインヘッドユニット２２０Ｗと、このラインヘッドユニット２２０Ｗにより着滴したホ
ワイトインクを硬化する紫外線照射ユニット１６０ｗを有する点である。

ラインヘッドユニット２２０Ｗで噴射されるインクのホワイト（Ｗ）インクは、上位装置であるコンピューター１等から受信した背景画像データに基づいて、画像記録用インクにより記録される所定画像の背景を白色でベタ塗りするために用いられる。

なお、画像記録用インクであるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の色インクを「第１液体」と、また、背景ベタ塗り用のインクであるホワイト（Ｗ）インクを「第２液体」と定義する。

「第１液体」であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）による印刷においては、噴射によるドット形成位置の位置精度の要求水準が高い。一方、「第２液体」であるホワイト（Ｗ）インクによる印刷は、単なる背景のベタ塗りであるので、噴射によるドット形成位置の位置精度の要求水準は、「第１液体」のそれよりは低い。

そこで、本実施形態においては、「第１液体」を噴射するラインヘッドユニット２２０は、ドラムローラー１３３に巻き掛けられたベルト１４０の鉛直上方側に配するようにし、「第２液体」を噴射するラインヘッドユニット２２０は、ドラムローラー１３３に巻き掛けられていないベルト１４０の鉛直上方側に配するようにしている。

ただし、「第２液体」を噴射するラインヘッドユニット２２０は、ベルト１４０が記録媒体Ｓに食いついて、これを搬送しているＤからＡにわたる領域において、インクの噴射が行われるようにして、ある程度の位置精度は確保するようにしている。

以上のような実施形態においても、先の実施形態と同様の効果を享受することができる。

次に、本発明の他の実施形態について説明する。図３は本発明の第３実施形態に係る液体噴射装置の一例であるプリンター１０の要部を示す図である。本実施形態が第２実施形態と異なる点は、ベルト１４０が、回転軸Ｏ₁を中心に回転するドラムローラー１３３と
、鉛直下方側に付勢され回転軸Ｏ₂を中心に回転するテンションローラー１５０と、回転
軸Ｏ₃を中心に回転する張架ローラー１５１と、回転軸Ｏ₄を中心に回転する張架ローラー１５２と、によって張架されている点である。

また、他の異なる点としては、紫外線照射ユニット１６０による照射位置が、ドラムローラー１３３に巻き掛けられていないが、ベルト１４０が記録媒体Ｓを搬送している領域（ＢからＤにわたる領域である点である。

以上のような実施形態においても、先の実施形態と同様の効果を享受することができる。

以上、本発明の液体噴射装置（プリンター１０）によれば、ドラムローラーはテンションローラー１５０と共に張架しているベルト１４０によって、外周面が保護されているため、ミストなどが付着することなく、クリーニングの必要がなく、メンテナンスが容易となる。また、本発明の液体噴射装置においては、ドラムローラーに巻き掛けられているベルト１４０の鉛直上方側に配された液体噴射ヘッドによって、前記記録媒体に液体が噴射される構成であり、精度高く搬送されている記録媒体に画像を形成することとなるので、画質劣化が生じない。また、ベルト１４０がミストに汚損された場合には、これを交換するだけでよいので、メンテナンス性がよい。

１・・・コンピューター、１０・・・プリンター、１０５・・・インターフェイス、１１０・・・コントローラー、１１１・・・ＣＰＵ、１１２・・・ＲＯＭ、１１３・・・ＲＡＭ、１１７・・・駆動電圧生成回路、１２０・・・入力操作ユニット、１３０・・・記録媒体搬送ユニット、１３１・・・搬送ローラー、１３２・・・搬送ローラー、１３３・・・ドラムローラー、１４０・・・ベルト、１４１・・・基材、１４２・・・第１樹脂層、１４３・・・無機質微粒子、１４４・・・第２樹脂層、１５０・・・テンションローラー、１５１・・・張架ローラー、１５２・・・張架ローラー、１６０、１６０ｗ・・・紫外線照射ユニット、２２０・・・ラインヘッドユニット、Ｓ・・・記録媒体

Claims (7)

1. 回転軸を中心に回転するドラムローラーと、
   鉛直下方側に付勢され回転軸を中心に回転するテンションローラーと、
   前記ドラムローラーと前記テンションローラーとに張架され、記録媒体を搬送するベルトと、
   前記ドラムローラーに巻き掛けられた前記ベルトの鉛直上方側に配され、前記記録媒体に液体を噴射するノズルを有する液体噴射ヘッドと、を有することを特徴とする液体噴射装置。
2. 複数の異なる色の前記液体を噴射する複数の前記液体噴射ヘッドが設けられることを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記液体が光の照射によって硬化する請求項１又は請求項２に記載の液体噴射装置。
4. 回転軸を中心に回転するドラムローラーと、
   鉛直下方側に付勢され回転軸を中心に回転するテンションローラーと、
   回転軸を中心に回転する張架ローラーと
   前記ドラムローラーと前記テンションローラーと前記張架ローラーとに張架され、記録媒体を搬送するベルトと、
   前記ドラムローラーに巻き掛けられた前記ベルトの鉛直上方側に配され、前記記録媒体に第１液体を噴射するノズルを有する第１液体噴射ヘッドと、
   前記ドラムローラーに巻き掛けられていない前記ベルトの鉛直上方側に配され、前記記録媒体に第２液体を噴射するノズルを有する第２液体噴射ヘッドと、を有することを特徴とする液体噴射装置。
5. 複数の異なる色の前記液体を噴射する複数の前記第１液体噴射ヘッドが設けられることを特徴とする請求項４に記載の液体噴射装置。
6. 前記第２液体は白色である請求項４又は請求項５に記載の液体噴射装置。
7. 前記第１液体及び前記第２液体が光の照射によって硬化する請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の液体噴射装置。

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