(57)【要約】【課題】被印刷物の付着物を容易に除去して印刷を実施可能なインクジェット印刷装置を提供する。【解決手段】インクジェット印刷装置１０は、インクジェットヘッド１３と、インクジェットヘッド１３を保持するヘッド保持部と、ヘッド保持部を被印刷物１に対して、所定の印刷方向に相対的に移動させる走査駆動部１５と、インクジェットヘッド１３および走査駆動部１５の動作を制御する制御部２０と、を備えた。そして、インクヘッド１３は、被印刷物１における印刷面に、インクの定着性を向上させる表面処理を実施する表面処理部１３１、および複数のノズルからインクを吐出するインク吐出部１３２を備えるとともに、印刷方向に対して、前段に表面処理部１３１、後段にインク吐出部１３２が配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印刷物に対してインクを吐出して印刷を実施するインクジェット印刷装置であって、
インクを被印刷物に対して吐出するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドを保持するヘッド保持部と、
前記ヘッド保持部を前記被印刷物に対して、所定の印刷方向に相対的に移動させるヘッド駆動部と、
前記インクジェットヘッドおよび前記ヘッド駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、
前記インクジェットヘッドは、前記被印刷物における印刷面に対して、付着物を除去する表面処理を実施する表面処理部、および複数のノズルからインクを吐出するインク吐出部を備えるとともに、前記印刷方向に対して、前段に前記表面処理部、後段に前記インク吐出部が配置される
ことを特徴とするインクジェット印刷装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインクジェット印刷装置において、
前記インク吐出部は、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化インクを吐出し、
前記インクジェットヘッドは、前記印刷方向において、前記表面処理部、前記インク吐出部の後段に、紫外線を照射する光源を備えた紫外線照射部を備えた
ことを特徴とするインクジェット印刷装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のインクジェット印刷装置であって、
前記制御部は、前記ヘッド駆動部を制御して、前記被印刷物の前記被印刷面の状態に応じた速度で前記インクジェットヘッドを駆動させる
ことを特徴としたインクジェット印刷装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインクジェット印刷装置であって、
前記ヘッド保持部は、前記インクジェットヘッドを回動させる回動手段を備え、
前記制御部は、前記回動手段を制御して、前記印刷方向に対して、前記表面処理部、前記インク吐出部の順に配置される状態に、前記インクジェットヘッドを回動させる
ことを特徴としたインクジェット印刷装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインクジェット印刷装置であって、
前記インクジェットヘッドは、紫外線硬化インクを吐出し、
前記制御部は、前記インクジェットヘッドを少なくとも２回、前記被印刷物上を走査させるとともに、１回目の走査時に、前記インク吐出部から前記紫外線硬化インクを少量吐出させて仮硬化させた後、２回目以降の走査時に、前記インク吐出部から前記紫外線硬化インクを前記仮硬化された紫外線硬化インク上に吐出させる
ことを特徴としたインクジェット印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズルからインクを吐出させて印刷を実施するインクジェット印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被印刷物に対してインクを吐出させて印刷を実施するインクジェット印刷装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載のインクジェット印刷装置は、被印刷物となるパッケージ上に、紫外線硬化インクを吐出した後、紫外線を照射して、インクを定着させる構成が採られている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２７４３３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、インクジェット印刷装置によりインクを吐出させて印刷を実施する際、被印刷物の印刷面の表面は、ごみ等が付着している場合がある。特に、製造工場などにおいて、製造物に対して印刷を実施する際、他の製造工程において発生したごみ、例えば離型剤や油分、ごみなどの付着物により汚れていることがあり、そのままインクを吐出させて印刷を実施すると、これらの付着物の上に吐出されてしまう。このような場合、インクが簡単に剥離してしまうなどの問題がある。
【０００５】
本発明は上記のような問題に鑑みて、被印刷物の付着物を容易に除去して印刷を実施可能なインクジェット印刷装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のインクジェット印刷装置は、被印刷物に対してインクを吐出して印刷を実施するインクジェット印刷装置であって、インクを被印刷物に対して吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドを保持するヘッド保持部と、前記ヘッド保持部を前記被印刷物に対して、所定の印刷方向に相対的に移動させるヘッド駆動部と、前記インクジェットヘッドおよび前記ヘッド駆動部の動作を制御する制御部と、を備え、前記インクジェットヘッドは、前記被印刷物における印刷面に対して、付着物を除去する表面処理を実施する表面処理部、および複数のノズルからインクを吐出するインク吐出部を備えるとともに、前記印刷方向に対して、前段に前記表面処理部、後段に前記インク吐出部が配置されることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、インクジェットヘッドは、表面処理部と、インク吐出部とを備え、印刷方向に対して、前段に表面処理部が配置され、後段にインク吐出部が配置されている。
ここで表面処理部としては、被印刷物の表面を処理して、付着物を除去、または被印刷面を改質する構成であれば、いかなる構成であってもよく、例えば、エキシマＵＶ処理やプラズマ処理を例示することができる。
このような構成であれば、印刷方向に対してインクジェットヘッドの前段に表面処理部が設けられているので、被印刷物に対してインクを吐出する前に、被印刷物の印刷面に付着した油やごみなどの付着物を除去することができる。したがって、インク吐出部から吐出されたインクは、被印刷物の印刷面に良好に吐出され、付着物によるインク剥離などの不都合を防止することができる。また、インクジェットヘッドに表面処理部が設けられているため、被印刷物の印刷面を表面処理する専用の装置が不要となる。さらに、製造工程において、印刷を実施する際に同時に被印刷物の印刷面を表面処理することができるため、工程数を少なくできて、製造効率が向上するとともに、表面処理を実施した後に隣接配置されるインク吐出部により即座にインクが吐出されるため、被印刷物の表面処理後からインク吐出までの間にゴミなどの付着物が付着することもなく、インク剥離がない良好な印刷を実施することができる。
【０００８】
また、本発明のインクジェット印刷装置では、前記インク吐出部は、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化インクを吐出し、前記インクジェットヘッドは、前記印刷方向において、前記表面処理部、前記インク吐出部の後段に、紫外線を照射する光源を備えた紫外線照射部を備えることが好ましい。
【０００９】
本発明では、インクとして、紫外線硬化インクを用いる。そして、インクジェットヘッドには、印刷方向に対して、インク吐出部の後段に紫外線照射部が設けられる。これにより、インク吐出部により吐出された紫外線硬化インクを紫外線照射部の光源から紫外線を照射させることで、被印刷物の印刷面に吐出されたインクを紫外線により即座に硬化させることができる。したがって、インク硬化前にゴミなどの付着物がインクに付着するなどの不都合を防止できる。
【００１０】
本発明のインクジェット印刷装置では、前記制御部は、前記ヘッド駆動部を制御して、前記被印刷物の前記被印刷面の状態に応じた速度で前記インクジェットヘッドを駆動させることが好ましい。
この発明によれば、制御部は、ヘッド駆動部と制御して、被印刷物の印刷面の状態によりインクジェットヘッドの速度を調整することができる。ここで、インクジェットヘッドの速度としては、被印刷物の種類により適宜設定することができ、例えば表面処理に時間を要する素材の被印刷物に印刷を実施する場合では、インクジェットヘッドの駆動速度を低下させることで、確実に被印刷物の印刷面を表面処理して付着物を除去することができる。また、表面処理に時間がかからない素材の被印刷物に対しては、インクジェットヘッドの駆動速度を上昇させることで、付着物を除去することができるとともに、迅速な印刷を実施することができる。
【００１１】
本発明のインクジェット印刷装置では、前記ヘッド保持部は、前記インクジェットヘッドを回動させる回動手段を備え、前記制御部は、前記回動手段を制御して、前記印刷方向に対して、前記表面処理部、前記インク吐出部の順に配置される状態に、前記インクジェットヘッドを回動させることが好ましい。
【００１２】
この発明によれば、回動手段によりインクジェットヘッドを回動させることが可能で、制御部は、回動手段を制御して、印刷方向に対して、インクジェットヘッドを構成する表面処理部およびインク吐出部が、この順に配置されるように回動させる。
これにより、例えばインクジェットヘッドを被印刷物に対して相対的に、往復走査させる場合、往路と復路とで、インクジェットヘッドを１８０度反転させることで、往路および復路でそれぞれ、被印刷物に対して、表面処理およびインク吐出を実施することができる。したがって、１往復で２回の印刷を実施することができ、効率よく、被印刷物に対して印刷を実施することができる。また、例えばインクジェットヘッドを９０度回動させるなどすることで、１方向（例えばＸ軸に沿う方向）だけでなく、この１方向に直交する方向（例えばＹ軸方向）に対して、印刷を実施することもでき、また、インクジェットヘッドを任意の角度に設定することで、ＸＹ平面上のあらゆる方向に対して、印刷を実施することができる。
【００１３】
本発明のインクジェット印刷装置では、前記インクジェットヘッドは、紫外線硬化インクを吐出し、前記制御部は、前記インクジェットヘッドを少なくとも２回、前記被印刷物上を走査させるとともに、１回目の走査時に、前記インク吐出部から前記紫外線硬化インクを少量吐出させて仮硬化させた後、２回目以降の走査時に、前記インク吐出部から前記紫外線硬化インクを前記仮硬化された紫外線硬化インク上に吐出させることが好ましい。
【００１４】
この発明によれば、より視認性が良好な印刷を実施することができる。すなわち、表面処理部による表面処理により、被印刷物の印刷面が親水性になった場合、吐出されたインクが滲んでしまう場合がある。これに対して、１回目の走査時において、少量のインクを仮吐出して、これを仮硬化させ、この後２回目の走査時において、１回目に吐出されたインク上にインクを吐出する。仮硬化されたインク上は撥水性になるので２回目に吐出されたインクは、滲むことがなく、視認性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態に係る吐出状態検査装置を備えたインクジェット印刷装置について、図面に基づいて説明する。
【００１６】
［第一の実施の形態］
〔インクジェット印刷装置の構成〕
図１は、本発明の第一の実施の形態に係るインクジェット印刷装置の概略構成を示す斜視図である。図２は、インクジェット印刷装置の概略構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１において、インクジェット印刷装置１０は、例えばウエハ製造工場などにおいて使用される産業用インクジェットプリンタであり、例えば半導体ウエハなどの被印刷物に対して、例えばバーコードなどの画像を印刷する装置である。なお、被印刷物１としては、半導体ウエハに限定されず、その他いかなる被印刷物を対象としてもよい。また、本実施の形態では、産業用インクジェットプリンタを例示して以下説明するが、例えば一般家庭用インクジェットプリンタなどに本発明の吐出状態検査装置および吐出状態検査方法を適用してもよい。
【００１８】
そして、このインクジェット印刷装置１０は、図１に示すように、被印刷物１を載置するステージ１１と、ステージ１１を搬送する搬送部１２と、被印刷物に印刷を実施するインクジェットヘッド１３と、インクジェットヘッド１３を保持するヘッド保持部１４と、インクジェットヘッド１３を走査するヘッド駆動部としての走査駆動部１５（図２参照）と、制御部２０（図２参照）と、などを備えている。
【００１９】
ステージ１１は、搬送部１２に設けられるレール１２１上に、レール１２１の延出方向に沿って移動可能に設けられている。そして、このステージ１１には、上述したように、例えばウエハなどの被印刷物１が載置される。
搬送部１２は、図１に示すように、Ｙ軸方向に沿って延びるレール１２１を備えている。そして、レール１２１およびステージ１１の間には、ステージ駆動部１７（図２参照）が設けられ、制御部２０から入力される駆動信号に基づいて、ステージ１１をレール１２１上でＹ軸に沿って移動させる。このステージ駆動部１７としては、ステージ１１をレール１２１上で駆動させる構成であれば特に限定されない。すなわち、例えばステージ１１の下端面に設けられてレール１２１の溝に挿通される駆動輪を、モータにより駆動させてステージ１１を移動させる構成としてもよく、例えばレール１２１に平行に設けられるワイヤなどの線状部材により、ステージ１１を引っ張って移動させる構成などとしてもよい。また、搬送部１２として、レール１２１にステージ１１が保持される構成としたが、例えばベルトコンベアなどにより、ステージ１１または被印刷物１が搬送される構成などとしてもよい。
【００２０】
ヘッド保持部１４は、インクジェットヘッド１３を、ステージ１１の搬送方向（Ｙ軸）と交差する方向（本実施の形態では、Ｙ軸に直交するＸ軸方向）に対して移動可能に保持している。また、ヘッド保持部１４には、走査駆動部１５が設けられ、この走査駆動部１５は、制御部２０から入力される駆動信号に基づいて、インクジェットヘッド１３を、Ｘ軸方向に沿って駆動させる。この走査駆動部１５の具体的な構成としては特に限定されず、例えばモータによりインクジェットヘッド１３をＸ軸に沿って移動させる構成、ワイヤなどによりインクジェットヘッド１３を引っ張る構成など、いかなる構成を用いてもよい。
【００２１】
図３は、インクジェットヘッド１３の概略構成を示す図である。
図３に示すようにインクジェットヘッド１３は、印刷方向（本実施の形態では＋Ｘ方向とする）に沿って、表面処理部１３１、インク吐出部１３２、および紫外線照射部１３３がこの順に配列されている。
【００２２】
表面処理部１３１は、被印刷物１の印刷面に対して、付着物を除去する表面処理を実施する。具体的には、表面処理部１３１は、印刷面に対して、図示しない低圧水銀ランプ、エキシマランプ、エキシマレーザなどの紫外線照射光源から、エキシマＵＶ光（紫外線）を射出させる。そして、紫外線のエネルギーにより有機物の分子結合を切断して、油やゴミなどの有機系付着物を酸化、揮発させる。
なお、本実施の形態では、表面処理部１３１として、被印刷物の印刷面に対してエキシマＵＶ光を射出する、いわゆるエキシマＵＶ処理を用いたが、これに限定されない。例えば、表面処理部１３１として、プラズマ放電によるエネルギーを利用して、有機物の分子結合を切断して、油やゴミなどの有機系付着物を酸化、揮発させる、いわゆるプラズマ処理を実施してもよく、その他、付着物を除去するいかなる表面処理を実施する構成としてもよい。
【００２３】
インク吐出部１３２は、被印刷物１と対向する面に複数のノズルを備え、これらのノズルからインク滴を吐出して、被印刷物１の印刷面に印刷を実施する。このインク吐出部１３２としては、ピエゾ素子（圧電素子）を利用して、機械的加圧力でインクを吐出し、インクジェットヘッド１３下面に開口されたノズル内のインクの動きをコントロールしてノズルからインクを吐出するピエゾ方式や、ヒーター加熱によりインクを沸騰させ発生した気泡の力でインクを吐出するサーマル方式などの公知のプリントヘッド構造が利用できる。
なお、本実施形態では、吐出されるインクとしては、紫外線硬化型インクを用い、インク吐出部１３２としては、様々な種類のインクを吐出できるピエゾ方式のインク吐出部１３２を用いている。
【００２４】
また、インク吐出部１３２へのインクの供給方法としては、インクジェットヘッド１３部分にインクカートリッジを装着し、インク容量が少なくなったらインクカートリッジを交換するオンキャリッジ方式と、インクジェットヘッド１３とは別の場所にインクカートリッジを設置し、チューブを介してインク吐出部１３２にインクを供給するオフキャリッジ方式とを選択できる。本実施形態では、インクカートリッジのインク収納量を大きくしてカートリッジの交換頻度を少なくできるともに、インクカートリッジをインクジェットヘッド１３とは別に設置することでインクジェットヘッド１３の重量増加を防止でき、インクジェットヘッド１３の移動や回転に大出力のモータを設ける必要がないオフキャリッジ方式を選択している。
このため、インクジェットヘッド１３には、図示を略すが、インク吐出部１３２のピエゾ素子の駆動を制御する駆動回路用の配線と、インク供給用のチューブとが接続されている。
【００２５】
インク吐出部１３２の下面には、前記したように、複数のノズル（図示略）が設けられている。これらのノズルは、インクジェットヘッド１３の印刷方向（図３中矢印の方向）に沿って配列されている。
このノズルは、例えば、ノズル集積度が３６０dpiとなるように形成される。そして、黒色などの単色のインクを吐出する場合には、ノズルは１列設ければよいが、カラー印刷を行うために複数の色のインクを吐出する場合には、各色毎にノズルを１列ずつ形成すればよい。
なお、各色を吐出するノズルをＹ軸方向に２列配置し、かつ、各列でノズルの形成位置をＸ軸方向にずらして千鳥状に配置することで、倍のノズル集積度（例えば７２０dpi）を得られるように構成してもよい。
【００２６】
紫外線照射部１３３は、紫外線を射出する光源を備え、この光源から被印刷物１に向かって紫外線を照射する。これにより、被印刷物１に吐出された紫外線硬化型のインクが硬化され、被印刷物１にインクが定着する。
【００２７】
制御部２０は、インクジェット印刷装置１０の全体の動作を制御する部分である。この制御部２０は、例えばメモリなど、各種データやプログラムなどが記憶される記憶回路、インクジェット印刷装置１０を制御するためのＯＳ（Operating System）上で各種プログラムを処理するＣＰＵ（Central Processing Unit）を有する演算処理回路を備えている。また、制御部２０には、図示しない入力手段が接続されており、この入力手段は、利用者の設定入力により操作信号を適宜制御部２０に出力する。ここで入力される操作信号としては、印刷の実施を要求する旨の印刷実行操作信号や、インクジェットヘッド１３の走査速度を変更する旨や、被印刷物の表面状態を入力する旨の設定操作信号などがある。そして、制御部２０は、搬送制御手段２１と、ヘッド設定手段２２と、印刷制御手段２３と、を備える。
【００２８】
搬送制御手段２１は、ステージ駆動部１７に所定の駆動信号を出力し、ステージ１１をＹ軸方向に沿って搬送させる。そして、ステージ１１がヘッド保持部１４に対向する位置に移動すると、ステージ駆動部１７を停止させる。
【００２９】
ヘッド設定手段２２は、入力手段から入力される設定操作信号を認識して、インクジェットヘッド１３の走査速度を設定する。具体的には、制御部２０は、図示しない記憶回路に被印刷物１の種類や素材と、これに対する処理速度とが記録される基準速度データテーブルを記憶し、ヘッド設定手段２２は、この基準速度データテーブルから利用者により設定入力された被印刷物１の種類や素材に対応して処理速度を読み込み、走査速度として設定する。また、利用者の設定入力により処理速度が指定される場合、この速度を走査速度として設定する。また、ヘッド設定手段２２は、設定した走査速度を記憶回路に適宜読み出し可能に記憶する。
【００３０】
印刷制御手段２３は、ヘッド設定手段２２により設定され、記憶回路に記憶される走査速度を読み出し、この走査速度でインクジェットヘッド１３をＸ軸方向に走査させるように駆動信号を走査駆動部１５に出力する。これにより、インクジェットヘッドＸ軸方向に設定された走査速度で移動する。なお、印刷制御手段２３は、インクジェットヘッド１３を予め設定された速度で被印刷物１に対向する位置に移動させた後、読み出された走査速度でインクジェットヘッド１３を移動させる処理をしてもよい。
【００３１】
そして、印刷制御手段２３は、表面処理部１３１、インク吐出部１３２、および紫外線照射部１３３を駆動させて、被印刷物１に対して印刷を実施する。具体的には、印刷制御手段２３は、走査速度でインクジェットヘッド１３を移動させながら、表面処理部１３１による表面処理、インク吐出部１３２によるインク吐出、紫外線照射部１３３により紫外線照射の処理を順次実施する。
【００３２】
〔インクジェット印刷装置の動作〕
次に、上述したようなインクジェット印刷装置における印刷動作について説明する。
インクジェット印刷装置１０の制御部２０は、利用者の入力操作などによって被印刷物１に対する印刷処理の実行を指示する旨の印刷実行操作信号が入力されると、まず、ステージ１１をヘッド保持部１４に対向する位置に移動させる。具体的には、搬送制御手段２１は、ステージ駆動部１７に駆動信号を出力し、ステージ１１を駆動させて被印刷物１を印刷可能な位置に移動させる。
【００３３】
次に、制御部２０の印刷制御手段２３は、記憶回路から、ヘッド設定手段２２により設定された走査速度を読み込み、この走査速度に基づいて、インクジェットヘッド１３を被印刷部１に対向する位置まで移動させる。そして、印刷制御手段２３は、表面処理部１３１が被印刷物１の印刷面に対向する位置に移動すると、設定された走査速度でインクジェットヘッド１３を走査させるとともに、表面処理部１３１からエキシマＵＶ光を照射させる。これにより、被印刷物１の印刷面に対して、エキシマＵＶ処理が実施される。このとき、設定された走査速度でインクジェットヘッド１３を走査させることで、被印刷物１の印刷面に対して、適切な時間だけエキシマＵＶ処理を実施することができ、例えば付着物の除去が十分に実施されなかったり、処理量が多すぎて、印刷面が親水性に改質されたりする不都合を抑制することができる。
【００３４】
また、印刷制御手段２３は、さらにインクジェットヘッド１３が移動して、インク吐出部１３２が被印刷物１の印刷面に対向する位置まで移動すると、インク吐出部１３２から被印刷物１の印刷面にインク滴を吐出させる制御をする。この時、被印刷物１の印刷面は表面処理部１３１によりエキシマＵＶ処理が実施された後であるため、付着物が除去されており、インク滴を印刷面上に吐出させることができる。
【００３５】
この後、印刷制御手段２３は、さらにインクジェットヘッド１３が移動して、紫外線照射部１３３が被印刷物１の印刷面に対向する位置まで移動すると、紫外線照射部１３３から紫外線を射出させる制御をする。これにより、被印刷物１に吐出されたインクが紫外線により硬化されて、インクが被印刷物１に定着する。
【００３６】
また、制御部２０により、印刷が終了したと判断されると、搬送制御手段２１は、ステージ１１を移動させて、被印刷物１を印刷可能領域外に搬送し、印刷制御手段２３は、インクジェットヘッド１３を−Ｘ軸方向に移動させて、予め設定されている初期位置に戻す制御をする。
一方、印刷がまだ終了していない場合、印刷制御手段２３は、インクジェットヘッド１３を初期位置に戻す制御を実施し、搬送制御手段２１は、被印刷物１の所定量だけ＋Ｙ軸方向に移動させ、印刷対象面をヘッド保持部１４に対向する位置に移動させた後、上記印刷処理を再び実施する。
【００３７】
〔第一の実施の形態の作用効果〕
上述したように、上記実施の形態のインクジェット印刷装置１０では、インクジェットヘッド１３は、表面処理部１３１と、インク吐出部１３２とを備え、印刷方向に対して、表面処理部１３１、インク吐出部１３２の順に配列されている。このため、インクジェットヘッド１３を１スキャンさせるだけで、表面処理部１３１にて被印刷物の印刷面を表面処理して付着物を除去し、この付着物を除去した印刷面にインク吐出部１３２からインク滴を吐出させることができる。したがって、被印刷物１の製造工程において、例えば離型剤や油などの付着物が付着した場合でも、表面処理部１３１によるエキシマＵＶ処理により、付着物が除去される。よって、インクが付着物の上から吐出されることがないため、インクの剥離などの問題がなく、インクの定着率を向上させることができる。
また、インクジェットヘッド１３内に表面処理部１３１およびインク吐出部１３２の双方が設けられているため、被印刷物１に付着する付着物を除去するための専用の工程および装置が不要となり、製造工程をより効率化することができる。
さらに、インクジェットヘッド１３は、表面処理部１３１の後段に、この表面処理部１３１に隣接してインク吐出部１３２が配置されている。このため、表面処理部１３１にて付着物が除去された後、即座に被印刷物１の印刷面に印刷を実施することができる。すなわち、表面処理部１３１による表面処理の後、他のゴミや油などが入り込み、印刷面に付着するなどといった不都合をも防止することができ、インクの定着率をより高めることができる。
【００３８】
また、インクジェット印刷装置１０では、インクとして紫外線硬化インクを用いており、インクジェットヘッド１３は、インク吐出部１３２の印刷方向における後段側に、紫外線照射部１３３を備えている。このため、インク吐出部１３２から吐出された紫外線硬化インクを、紫外線照射部１３３から射出される紫外線により即座に硬化させることができ、インクをより迅速に定着させることができる。したがって、被印刷物１が他の物質に接触した際に、インクが延びて印刷が崩れる不都合がなく、良好な視認性の印刷を実施することができる。
【００３９】
また、制御部２０では、ヘッド設定手段２２は、記憶回路に記憶される基準速度データテーブルから、利用者により設定入力される被印刷物１の種類や素材などの情報に対応した処理速度に関するデータを読み出し、走査速度として設定する。そして、印刷制御手段２３は、インクジェットヘッド１３をこの設定された走査速度で走査させ、被印刷物１の印刷面を表面処理する。このため、被印刷物１の種類や素材に応じて、最適な表面処理時間を設定することができ、例えば未処理部分の残留や、過度の処理による表面状態の変化を防止することができる。したがって、被印刷物１に、印刷に適した印刷面を形成することができ、インクの定着率を向上させることができる。
【００４０】
［第二の実施の形態］
次に、本発明の第二の実施の形態に係るインクジェット印刷装置について説明する。
図４は、第二の実施の形態に係るインクジェット印刷装置の概略構成を示す斜視図である。図５は、第二の実施の形態に係るインクジェット印刷装置の概略構成を示すブロック図である。図６は、第二の実施の形態のインクジェットヘッドの構成を示す図である。なお、第二の実施の形態以降の説明において、第一の実施の形態と同一の構成については、同符号を付し、その説明を省略または簡略する。
【００４１】
上述した第一の実施の形態のインクジェット印刷装置１０は、インクジェットヘッド１３がヘッド保持部１４によりＸ軸方向に移動可能で、１往復につき、一度の印刷を実施可能な構成であるが、第二の実施の形態のインクジェット印刷装置１０Ａは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向、それぞれに移動可能であり、インクジェットヘッド１３を回動させることで１往復につき２度の印刷が可能となる装置である。
【００４２】
この第二の実施の形態のインクジェット印刷装置１０Ａは、図４に示すように、ヘッド駆動部を構成する多関節ロボット３０（以下、スカラロボット３０という）と、スカラロボット３０に取り付けられたヘッドキャリッジ４０と、ヘッド保持部としてのヘッドキャリッジ４０に取り付けられたインクジェットヘッド１３とを備えている。
本実施形態において、上方に向かう方向をＺ矢印方向（Ｚ軸方向）、被印刷物１の進行方向をＹ矢印方向（Ｙ軸方向）、Ｙ矢印方向およびＺ矢印方向に直交する方向をＸ矢印方向（Ｘ軸方向）とする。
【００４３】
前記被印刷物１は、搬送装置５０によって搬送されている。この搬送装置５０は、被印刷物１を送り出すローラ５１と、巻き取るローラ５２と、これらのローラ５１，５２を回転駆動する搬送モータＭＴ（図５参照）を備えている。
そして、後述する印刷領域は、Ｙ軸方向においては、前記ローラ５１およびローラ５２間に配置されている。
なお、第二の実施の形態において、被印刷物１としてローラ５１，５２間で巻き取ることで搬送される紙面状物を例示したが、例えばローラ５１，５２間で巻き取られることで移動する面状のベルトに、ウエハなどの被印刷物１を載置する構成などとしてもよい。
【００４４】
〔スカラロボットの構成〕
スカラロボット３０は、基台３１と、主軸３２と、第１アーム３３と、第２アーム３４と、第３アーム３５とを備えている。
主軸３２は、基台３１の上面に設けられ、かつ上方（Ｚ矢印方向、Ｚ軸方向）に延長される角柱状に形成されている。
第１アーム３３は、主軸３２の上端に設置された第１モータＭ１（図５参照）により、主軸３２の上端に対して水平方向（Ｘ軸−Ｙ軸平面方向）に回動可能に設けられている。
第２アーム３４は、第１アーム３３の先端に設置された第２モータＭ２（図５参照）により、第２アーム３４の先端に対して水平方向に回動可能に設けられている。
【００４５】
第３アーム３５は、上下方向に延びる円柱状に形成されている。そして、この第３アーム３５は、第２アーム３４の先端に設置された第３モータＭ３（図５参照）により、上下方向に沿った軸芯を中心に回動可能に設けられている。なお、第３アーム３５は、第２アーム３４に対して上下方向にも移動可能に設けてもよい。
【００４６】
ヘッドキャリッジ４０は、図６にも示すように、矩形板状に形成され、第３アーム３５の下端に固定されている。このため、第３アーム３５が回転すると、ヘッドキャリッジ４０も前記第３アーム３５の軸芯を中心に水平方向に回動可能に設けられている。
従って、前記第３モータＭ３および第３アーム３５により、ヘッドキャリッジ４０を回動する回動手段が構成されている。なお、本実施形態の回動手段は、ヘッドキャリッジ４０を左右方向に１８０度の角度範囲で回動するように構成されている。このように、ヘッドキャリッジ４０を一方向に回転するのではなく、所定角度範囲で回動するように構成したのは、ヘッドキャリッジ４０を一方向に回転すると、後述するインクジェットヘッド１３の制御用の配線や、インク供給用のチューブなどが第３アーム３５に巻き付いて断線などが生じるおそれがあるからである。
【００４７】
インクジェットヘッド１３は、平面矩形状に形成され、被印刷物１に対してバーコードなどの情報を印刷する場合は、図４に示すように、矩形長手方向が被印刷物１の巻き取り方向（Ｙ軸方向）となる向きに配置される。
【００４８】
インクジェットヘッド１３は、第一の実施の形態と同様、長手方向に沿って、表面処理部１３１、インク吐出部１３２、および紫外線照射部１３３が順に配設されている。なお、これらの表面処理部１３１、インク吐出部１３２および紫外線照射部１３３は、第一の実施の形態と同様の構成であり、ここでの詳細な説明は省略する。
【００４９】
次に、本発明のインクジェット印刷装置１０における制御部２０Ａの構成について、図５を参照して説明する。
制御部２０Ａは、スカラロボット３０、インクジェットヘッド１３、搬送装置５０の動作を制御するものであり、スカラロボット制御手段２４と、搬送装置制御手段２５と、ヘッド設定手段２２と、印刷制御手段２３Ａと、を備える。
【００５０】
スカラロボット制御手段２４は、スカラロボット３０の各モータＭ１〜Ｍ３の駆動を制御することで、スカラロボット３０の動作を制御するものである。なお、各モータＭ１〜Ｍ３には回転量を検出するセンサ等が設けられている。そして、スカラロボット制御手段２４は、そのセンサからの検出信号によって各アーム３３〜３５の移動や回転量を演算し、ヘッドキャリッジ４０およびインクジェットヘッド１３の移動位置や回動角度（水平方向の向き）を制御している。
【００５１】
搬送装置制御手段２５は、印刷制御手段２３Ａによる印刷処理に連動して搬送モータＭＴを駆動し、被印刷物１を所定速度で搬送する制御を行う。このため、印刷処理が中断している間は、搬送装置制御手段２５は搬送モータＭＴを停止して搬送を中断し、印刷動作と搬送動作とが同期するように制御している。
【００５２】
印刷制御手段２３Ａは、第一の実施の形態の印刷制御手段２３と略同様の処理を実施する。すなわち、印刷制御手段２３Ａは、ヘッド設定手段２２により設定された走査速度でインクジェットヘッド１３を移動させながら、表面処理部１３１による表面処理、インク吐出部１３２によるインク吐出、紫外線照射部１３３により紫外線照射の処理を順次実施する。
【００５３】
〔インクジェット印刷装置の動作〕
このような本実施形態のインクジェット印刷装置１０Ａにおける印刷方法に関して説明する。
インクジェット印刷装置１０Ａの制御部２０Ａは、作業者の入力操作などによって被印刷物１に対する印刷処理の実行を指示されると、まず、スカラロボット制御手段２４によってスカラロボット３０を制御してインクジェットヘッド１３を所定の印刷領域に移動させる。
【００５４】
次に、制御部２０Ａは、搬送装置制御手段２５によって搬送装置５０を制御して被印刷物１を印刷可能領域に移動させる。そして、印刷制御手段２３Ａは、インクジェットヘッド１３をヘッド設定手段２２により予め設定された走査速度でＸ軸方向に走査させ、印刷を実施する。
具体的には、第一の実施の形態と同様であり、印刷制御手段２３Ａは、表面処理部１３１を被印刷物１の印刷面に対向する位置に移動させ、設定された走査速度でインクジェットヘッド１３を走査させるとともに、表面処理部１３１からエキシマＵＶ光を照射して、エキシマＵＶ処理を実施する。また、印刷制御手段２３Ａは、さらにインクジェットヘッド１３が移動して、インク吐出部１３２が被印刷物１の印刷面に対向する位置まで移動すると、インク吐出部１３２から被印刷物１の印刷面にインク滴を吐出させる。この後、印刷制御手段２３は、さらにインクジェットヘッド１３が移動して、紫外線照射部１３３が被印刷物１の印刷面に対向する位置まで移動すると、紫外線照射部１３３から紫外線を射出させる。
【００５５】
また、上述した第一の実施の形態のインクジェット印刷装置１０では、インクジェットヘッド１３を１往復させることで、１度の印刷を実施し、つまり、往路において、被印刷物１に対して表面処理を実施した後、インクを吐出し、紫外線によりインクを硬化させる処理を実施し、復路で初期位置に戻る動作を実施した。これに対して、第二の実施の形態のインクジェット印刷装置１０Ａでは、１往復で２度の印刷が可能となる。
すなわち、上記のように、印刷制御手段２３Ａにより、往路で被印刷物１に対して、１度目の印刷を実施した後、制御部２０Ａは、スカラロボット制御手段２４により第３モータＭ３を駆動させてヘッドキャリッジを１８０度回動させる。この時、制御部２０Ａは、第１モータＭ１および第２モータＭ２を制御して、復路の走査位置を微調整してもよく、搬送モータＭＴを制御して被印刷物１の印刷領域を微調整するなどしてもよい。
そして、印刷制御手段２３Ａは、復路においても、再び表面処理部１３１、インク吐出部１３２、および紫外線照射部１３３を駆動させて、印刷を実施する。
【００５６】
〔第二の実施の形態の作用効果〕
上述したような第二の実施の形態のインクジェット印刷装置１０Ａでは、第一の実施の形態のインクジェット印刷装置１０の作用効果に加えて、次の効果を奏することができる。
すなわち、インクジェット印刷装置１０Ａでは、インクジェットヘッド１３が、回動手段により回動可能に保持されている。このため、インクジェットヘッド１３により１往復で、２度の印刷、すなわち表面処理部１３１による印刷面の付着物除去、インク吐出部１３２によりインク滴の吐出、紫外線照射部によるインクの硬化を実施することができる。したがって、１往復で１度の印刷を実施する場合に比べて、印刷効率を向上させることができる。
【００５７】
［第三の実施の形態］
次に、本発明の第三の実施の形態のインクジェット印刷装置について説明する。
上述した第一および第二の実施の形態のインクジェット印刷装置１０，１０Ａでは、被印刷物の印刷面に対して、１度目の印刷によりインクを定着させる構成としたが、第三の実施の形態では、２回の印刷によりインクを定着させる。
すなわち、表面処理部１３１により被印刷物１の印刷面を表面処理した場合、印刷面が親水性となる場合がある。このような場合、インク吐出部１３２から吐出されるインクが多い場合、印刷面においてインクが滲んでしまう不都合が生じるおそれがある。
第三の実施の形態では、上記のような問題に対して、２度のインク吐出によりインクの滲みを防止する。
【００５８】
第三の実施の形態のインクジェット印刷装置の構成としては、上述したような第一および第二の実施の形態のインクジェット印刷装置１０，１０Ａを用いることができる。
そして、第三の実施の形態のインクジェット装置の印刷制御手段２３は、インクジェットヘッド１３を２スキャンさせることで印刷を実施する。
【００５９】
具体的には、インクジェットヘッド１３は、１スキャン目に印刷において、インク吐出部１３２から通常よりも少量となるインク滴を印刷面に吐出する。ここで、インク滴が少量であるため、被印刷物１の印刷面では、インクの滲みが少なく、所定の着弾位置にインク滴が定着する。この後、紫外線照射部により少量の紫外線を照射して、吐出されたインクを仮硬化させる。ここで、仮硬化とは、完全に硬化して定着する状態となる前の状態であり、吐出されたインク滴の表面のみが固化され、固化膜が形成された状態とする。
この後、印刷制御手段２３は、インクジェットヘッド１３を初期位置に戻し、再度１スキャン目と同一走査経路上を走査させ、インク吐出部１３２からインクを吐出させる。この２スキャン目では、印刷制御手段２３は、表面処理部１３１による印刷面の表面処理を実施せず、インク滴を吐出させる。この時、印刷制御手段２３は、吐出されるインクの量として、通常の印刷と同じ滴量に設定する。これにより、１スキャン目において、被印刷物１の印刷面に仮硬化されたインク上に、新たにインク滴が吐出される。この時、１スキャン目で吐出されて仮硬化されたインク上は撥水性であるため、表面にインクを吐出させた場合でも、インクが滲まず、所望の着弾位置に適切にインクを吐出させることができる。
【００６０】
なお、上記において、印刷制御手段２３の処理を説明したが、第二の実施の形態の印刷制御手段２３Ａでも同様の処理により、インクを重ね打ちする構成としてもよい。また、第二の実施の形態では、インクジェットヘッド１３を回動させることで、往復で２度の印刷を実施することができるため、往路で印刷面を表面処理した後少量のインク滴を吐出させて仮硬化させ、復路で仮硬化されたインク上に通常の量のインクを重ね打ちする処理としてもよく、この場合、視認性の良好となる印刷を効率よく実施することができる。
【００６１】
〔第三の実施の形態の作用効果〕
第三の実施の形態のインクジェット印刷装置では、上記した第一および第二の実施の形態のインクジェット印刷装置１０，１０Ａの作用効果に加えて、次の効果を奏することができる。
すなわち、第三の実施の形態のインクジェット印刷装置では、印刷制御手段２３，２３Ａは、インクジェットヘッドを２スキャンさせることで印刷を実施する。この時、１スキャン目で表面処理部１３１にて被印刷物１の印刷面を表面処理して付着物を除去し、インク吐出部１３２にて少量のインクを吐出させ、紫外線照射部１３３にて仮硬化さ、この後、２スキャン目で、仮硬化されたインク上にインクを吐出させる。
このため、被印刷物１の印刷面が、表面処理部１３１による表面処理により親水性となった場合でも、少量のインクを吐出させることで、インクの滲みを減らし、このインクの上からさらにインクを重ね打ちするため、インクの滲みを少なくすることができる。したがって、表面処理部１３１による付着物の除去を十分に実施できるとともに、インクの滲みを抑えた視認性のよい印刷を実施することができる。
【００６２】
［他の実施の形態］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【００６３】
例えば、上記実施の形態では、インクとして紫外線硬化インクを用い、紫外線照射部１３３により硬化させる構成としたが、揮発性の有機溶剤の蒸発性を利用して色を定着させる溶剤系インク、メディアに浸透・拡散させることで色を定着させるオイル系インク、常温でペレット状態のインクを加熱して液状化させ、吐出後の冷却により固化させるソリッドインクなどを用いてもよい。また、紫外線硬化インクに対して紫外線照射部１３３を設ける構成としたが、例えば溶剤系インクなど、蒸発性により固化させるインクを用いる場合、紫外線照射部１３３に代わってインクの蒸発を促す送風部を設ける構成としてもよく、ソリッドインクを用いる場合には、インクを冷却する冷風を吹き付ける冷却送風部などを設ける構成などとしてもよい。
【００６４】
また、制御部２０を構成する搬送制御手段２１、ヘッド設定手段２２、および印刷制御手段２４としては、記憶回路内にプログラムとして記憶される構成であって、適宜演算処理手段（ＣＰＵ）により読み出されて演算処理が実施されるソフトウェアとして構成されていてもよく、各機能を有するＩＣチップなどの集積回路を組み込まれ、入力された信号に対して所定の信号処理を実施するハードウェアとして構成されるものであってもよい。制御部２０Ａを構成するスカラロボット制御手段２４、搬送装置制御手段２５、ヘッド設定手段２２、印刷制御手段２３Ａについても同様である。
【００６５】
さらに、第二の実施の形態において、スカラロボット３０の動作を制御して、インクジェットヘッド１３をＸ軸方向に沿って移動させる処理を説明したが、これに限定されない。例えば、搬送装置５０により連続して被印刷物１が搬送され、これらの被印刷物１の所定印刷領域にのみ、例えばバーコードなどの印刷を実施する場合、インクジェットヘッド１３の移動を停止させ、搬送装置５０により被印刷物１を順次送り出す処理を実施してもよい。この場合、被印刷物１の搬送方向に対して、表面処理部１３１、インク吐出部１３２、および紫外線照射部１３３の順に配列されるようにインクジェットヘッド１３の回動角度を調整することで、被印刷物１に対して、表面処理を実施した後、インクを吐出し、吐出されたインクを硬化させる工程を実施することができる。
また、スカラロボット３０の動作を制御して、インクジェットヘッド１３をＸ軸やＹ軸に交差する方向に走査させるとともに、インクジェットヘッド１３の表面処理部１３１、インク吐出部１３２、および紫外線照射部１３３を制御して印刷を実施する構成としてもよい。
【００６６】
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明に係る第一の実施の形態のインクジェット印刷装置を示す斜視図である。
【図２】前記インクジェット印刷装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】インクジェットヘッドの概略構成を示す図である。
【図４】本発明に係る第二の実施の形態のインクジェット印刷装置を示す斜視図である。
【図５】第二の実施の形態のインクジェット印刷装置の概略構成を示すブロック図である。
【図６】第二の実施の形態のインクジェットヘッドの概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１…被印刷物、１０…インクジェット印刷装置、１３…インクジェットヘッド、１４…ヘッド保持部、１５…ヘッド駆動部としての走査駆動部、２０，２０Ａ…制御部、３０…ヘッド駆動部を構成するスカラロボット、４０…ヘッド保持部としてのヘッドキャリッジ、１３１…表面処理部、１３２…インク吐出部、１３３…紫外線照射部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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