(57)【要約】【課題】印刷パターンの乾燥速度を早めることで、流体の配置から乾燥までを含む印刷全体の速度を早めた流体噴射装置を提供する。【解決手段】帯状の印刷媒体１１を長さ方向に連続的に搬送しながら、帯状の印刷媒体１１上に流体を噴射して印刷を行う流体噴射装置１であって、印刷媒体１１上に流体を噴射する記録ヘッド１２と、記録ヘッド１２が設けられた印刷領域Ａの搬送方向下流側に設けられ、印刷媒体１１の一部を密閉すると共に内部空間Ｓを減圧する乾燥装置３０と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の印刷媒体を長さ方向に搬送しながら、前記印刷媒体上に流体を噴射して印刷を行う流体噴射装置であって、
前記印刷媒体の搬送経路上に設けられ、前記印刷媒体上に前記流体を噴射する流体噴射ヘッドと、
前記搬送経路において、前記流体噴射ヘッドが設けられた領域の搬送方向下流側に設けられた乾燥装置と、を備え、
前記乾燥装置は、前記印刷媒体の一部を密閉可能な内部空間を有し、該内部空間に前記印刷媒体の一部を密閉して前記内部空間を減圧し、前記印刷媒体上の前記流体を乾燥させることを特徴とする流体噴射装置。
【請求項２】
前記乾燥装置は、前記内部空間を加熱する加熱装置を有することを特徴とする請求項１に記載の流体噴射装置。
【請求項３】
前記乾燥装置は、前記内部空間に封じられた前記印刷媒体の印刷面に送風する送風装置を有することを特徴とする請求項１または２に記載の流体噴射装置。
【請求項４】
前記印刷媒体の搬送と前記乾燥装置の動作とを制御する制御部を有し、
前記制御部は、前記乾燥装置による乾燥処理を行う間、前記印刷媒体の搬送を休止させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の流体噴射装置。
【請求項５】
搬送経路の上流に設けられ、ロール状に巻き取られた前記印刷媒体を巻き出す巻出しロールと、
前記印刷媒体を搬送する搬送手段と、
搬送経路の下流側で前記印刷媒体を巻き取る巻取りロールと、を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の流体噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
流体噴射装置は、印刷媒体に文字や画像等を記録する装置であり、記録ヘッド（流体噴射ヘッド）に設けられたノズル列から印刷媒体にインク（流体）を選択的に噴射する構成になっている（例えば特許文献１参照）。このような装置は、用いる流体噴射ヘッドの解像度に応じて、微少な量の流体を所望の位置に塗布することが可能であることから、微細なパターンの形成が容易であるという特長を有する。そのため流体噴射装置は、生産工程でも盛んに用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２８６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、工業的に用いられる流体噴射装置では、表面が紙素材以外の印刷媒体に対して印刷を行う機会が多い。このような印刷媒体としては、例えばプラスチックフィルムやコート紙などが挙げられる。このような材料は印刷するインクの浸透性が低い、またはほとんど無いため、印刷されたインクは印刷媒体に浸透せず、大半が表面に存在することとなる。そのため、印刷したインクが完全に乾燥する前に印刷パターンに接触すると、パターンの乱れが生じてしまう。したがって、このような印刷媒体へ印刷を行う際には、印刷乱れを抑制するために、印刷パターンを完全に乾燥させる手法が重要となる。
【０００５】
図３は、流体噴射装置を用い表面コート紙に印刷を行う工程の従来例を示す模式図である。図では、帯状の印刷媒体が巻かれた巻出しロール１００から印刷媒体１１０を巻き出しながら、印刷媒体１１０に対し流体噴射装置１２０を用いて連続的に印刷を行い、印刷後の印刷媒体１１０を不図示の巻き取りロールに巻き取る、いわゆるロールトゥロール方式の工程を示している。このような工程では、印刷媒体１１０に対し、印刷領域Ａにおいて印刷が行われ、乾燥領域Ｂにおいて印刷パターンＰの乾燥が行われる。
【０００６】
印刷領域Ａにおいて、印刷媒体１１０の印刷面とは反対側に配置されているヒートプラテン１３０を用い、印刷媒体１１０を、加熱しながら印刷を行うことで、印刷パターンＰの乾燥を促進している。また、印刷媒体１１０の印刷面側に配置された複数台（図では３台）の送風装置１４０から印刷面に向けて送風を行い、印刷パターンＰを乾燥させている。また乾燥領域Ｂにおいて、乾燥領域Ｂ内を加熱することで印刷パターンＰを確実に乾燥させている。
【０００７】
浸透性が低い印刷媒体１１０では、塗布されたインクの乾燥速度が遅いため、乾燥領域Ｂにおいてはできるだけ高温に加熱しながら乾燥させることが好ましい。しかし高温にしすぎると、印刷媒体１１０がプラスチックフィルムや多層構造の印刷媒体の場合、縮みや各層の熱収縮率が異なることによる反りが生じるおそれがある。そのため、通常の乾燥領域Ｂでは、ヒートプラテン１３０より高い温度で、且つ印刷媒体１１０が変形を起こさない程度の温度に加熱しつつ、工程距離を長く確保することで乾燥させる構成としている。
【０００８】
このような従来の流体噴射装置は、乾燥工程Ｂの処理能力が低くボトルネックとなっており、改善が求められている。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、印刷パターンの乾燥速度を早めることで、流体の配置から乾燥までを含む印刷全体の速度を早めた流体噴射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】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明の流体噴射装置は、帯帯状の印刷媒体を長さ方向に搬送しながら、前記印刷媒体上に流体を噴射して印刷を行う流体噴射装置であって、前記印刷媒体の搬送経路上に設けられ、前記印刷媒体上に前記流体を噴射する流体噴射ヘッドと、前記搬送経路において、前記流体噴射ヘッドが設けられた領域の搬送方向下流側に設けられた乾燥装置と、を備え、前記乾燥装置は、前記印刷媒体の一部を密閉可能な内部空間を有し、該内部空間に前記印刷媒体の一部を密閉して前記内部空間を減圧し、前記印刷媒体上の前記流体を乾燥させることを特徴とする。
この構成によれば、印刷媒体上に配置される流体を減圧環境下に置くことで、流体に含まれる溶媒または分散媒の沸点を低下させ、乾燥速度を早めることができる。そのため、従来ボトルネックとなっていた乾燥速度を早めることで、印刷速度を早めた流体噴射装置を提供することが可能となる。
【００１１】
本発明においては、前記乾燥装置は、前記内部空間を加熱する加熱装置を有することが望ましい。
この構成によれば、流体に含まれる溶媒または分散媒の減圧乾燥を促進し、乾燥速度をより早めることができる。
【００１２】
本発明においては、前記乾燥装置は、前記内部空間に封じられた前記印刷媒体の印刷面に送風する送風装置を有することが望ましい。
この構成によっても、流体に含まれる溶媒または分散媒の減圧乾燥を促進し、乾燥速度をより早めることができる。
【００１３】
本発明においては、前記印刷媒体の搬送と前記乾燥装置の動作とを制御する制御部を有し、前記制御部は、戦記減圧乾燥装置による乾燥処理を行う間、前記印刷媒体の搬送を休止させることが望ましい。
この構成によれば、減圧乾燥装置で印刷媒体の一部を内部に密閉し乾燥処理を行う間、印刷媒体の他の部分が弛んだり引っ張られたりすることがなく、帯状の印刷媒体に対し連続した印刷を良好に行うことができる。
【００１４】
本発明においては、搬送経路の上流に設けられ、ロール状に巻き取られた前記印刷媒体を巻き出す巻出しロールと、前記印刷媒体を搬送する搬送手段と、搬送経路の下流側で前記印刷媒体を巻き取る巻取りロールと、を有することが望ましい。
この構成によれば、装置全体を小型化すると共に、量産性が高い流体噴射装置とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る流体噴射装置の説明図である。
【図２】記録ヘッドの概略構成図である。
【図３】従来の装置構成を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図１〜２を参照しながら、本発明の実施形態に係る流体噴射装置について説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る流体噴射装置１の説明図である。図に示すように、本実施形態の流体噴射装置１は、帯状の印刷媒体１１が巻かれている巻出しロール１０ａと、巻出しロール１０ａから引き出された印刷媒体１１に流体を噴射する記録ヘッド（流体噴射ヘッド）１２と、記録ヘッド１２が設けられた領域の搬送方向下流において、印刷媒体１１を減圧乾燥する乾燥装置３０と、印刷媒体１１を巻き取る巻取りロール１０ｂと、を有している。記録ヘッド１２が設けられ、印刷媒体１１上にインクを配置する作業を行う領域を印刷領域Ａ、印刷媒体１１の乾燥処理を行う乾燥装置３０の内部を乾燥領域Ｂ、としている。
【００１８】
印刷媒体１１は、例えば帯状のコート紙やプラスチックフィルム等が適用される。そして、印刷媒体１１は、その帯形状の両端部位がそれぞれ巻出しロール１０ａと巻取りロール１０ｂとに巻き取られてなるロールトゥロール方式にて搬送されている。すなわち、巻出しロール１０ａから引き出された印刷媒体１１は、ロール（搬送手段）１７，１８，１９に支持されながら長手方向に連続的に搬送され、巻取りロール１０ｂに巻き取られる。
【００１９】
記録ヘッド１２は、印刷領域Ａにおいて、搬送される印刷媒体１１にインク（流体）を液滴として噴射し、印刷媒体１１の長手方向の所定長さ毎に所望のパターン（印刷パターンＰ）を印刷する。噴射するインクは、染料インク、顔料インクの両方を用いることができる。
【００２０】
図２は、記録ヘッド１２の概略構成図である。図２（ａ）は記録ヘッド１２の部分斜視図、図２（ｂ）は記録ヘッド１２の１ノズル分の部分断面図である。
【００２１】
図２（ａ）に示すように、記録ヘッド１２は、例えばステンレス製のノズルプレート２１と振動板２０とを備え、両者を仕切部材（リザーバプレート）２３を介して接合したものである。ノズルプレート２１と振動板２０との間には、隔壁２３によって複数のキャビティー２４とリザーバー２２とが形成されている。各キャビティー２４とリザーバー２２の内部は液状体で満たされており、各キャビティー２４とリザーバー２２とは供給口２４ａを介して連通したものとなっている。また、ノズルプレート２１には、キャビティー２４から液状体を噴射するためのノズル孔Ｎが縦横に整列させられた状態で複数形成されている。一方、振動板２０には、リザーバー２２に液状体を供給するための材料供給孔２０ａが形成されている。
【００２２】
また、図２（ｂ）に示すように、圧電素子ＰＺは、圧電材料２５を一対の電極２６で挟持したもので、一対の電極２６に駆動信号が印加されることにより、圧電材料２５が収縮するように構成されたものである。したがって、このような圧電素子ＰＺが配置されている振動板２０は、圧電素子ＰＺと一体になって同時に外側（キャビティー２４の反対側）へ撓曲するようになっており、これによってキャビティー２４の容積が増大するようになっている。
【００２３】
したがって、キャビティー２４内に増大した容積分に相当する液状体が、リザーバー２２から供給口２４ａを介して流入する。また、このような状態から圧電素子ＰＺへの通電を解除すると、圧電素子ＰＺと振動板２０はともに元の形状に戻る。したがって、キャビティー２４も元の容積に戻ることから、キャビティー２４内部の液状体の圧力が上昇し、ノズル孔Ｎから基板に向けて液状体の液滴Ｌが吐出される。
【００２４】
なお、各ノズル孔Ｎには、それぞれに独立して圧電素子ＰＺが設けられていることにより、その吐出動作がそれぞれ独立してなされるようになっている。すなわち、このような圧電素子ＰＺに送る電気信号としての吐出波形を制御することにより、各ノズルからの液滴の吐出量を調整し、変化させることができるようになっている。
【００２５】
なお、記録ヘッド１２の方式としては、前記の圧電素子ＰＺを用いたピエゾジェットタイプ以外に限定されることなく、例えばサーマル方式を採用することもでき、その場合には印可時間を変化させることなどにより、液滴吐出量を変化させることができる。
【００２６】
図１に戻って、印刷媒体１１の印刷面の裏側には、印刷媒体１１を支持するとともに印刷媒体１１を加熱するヒートプラテン１３が設けられている。ヒートプラテン１３は、例えば印刷媒体１１を４５℃に加熱している。また、印刷媒体１１の印刷面側に、印刷面に向かって送風する複数の送風装置１４が設けられている。これらは、印刷媒体１１に配置されたインクの乾燥を促進する目的で設けられる。
【００２７】
ここで、印刷媒体１１が、コート紙やプラスチックフィルム等の吸湿性が低いものであると、インクが印刷媒体１１に吸収されることなく表面に配置されるため、乾燥が進みにくい。そこで、本発明の流体噴射装置１では、印刷領域Ａの下流に設けられた乾燥装置３０においてインクを乾燥させる構成となっている。
【００２８】
乾燥装置３０は、印刷媒体１１の上流側の入口３１ａおよび印刷媒体１１の下流側の出口３１ｂを有する本体３１と、本体３１の内部空間Ｓを減圧する減圧装置３２と、内部空間Ｓを加熱する加熱装置３３と、内部空間Ｓに気流を生じさせる送風装置３４と、を有している。
【００２９】
また、本体３１の入口３１ａと出口３１ｂには、開閉可能なシャッターが設けられている。本体３１は、搬送される印刷媒体１１をシャッターで挟み込みながら閉じ、内部空間Ｓを密閉することが可能となっている。シャッターは、印刷媒体１１上に印刷される複数の印刷パターンの間において印刷媒体１１を挟み込むことで、印刷パターンＰを乱さず本体３１を密閉する。
【００３０】
このような乾燥装置３０は、まず、印刷媒体１１の搬送により印刷パターンＰが本体３１の内部空間Ｓに配置されると、不図示の制御部により、乾燥装置３０による乾燥処理の開始指示と、印刷媒体１１の搬送停止指示と出し、巻取りロール１０ｂへの巻き取りを停止する。また、入口３１ａと出口３１ｂとを閉じて本体３１を密閉する。
【００３１】
そして、減圧装置３２を起動させて内部空間Ｓを減圧しながら、加熱装置３３による内部空間Ｓの加熱と送風装置３４による印刷面への送風を行う。内部空間Ｓが減圧されることによって、印刷パターンＰのインクに用いられている溶剤または分散媒の沸点が低下し、溶剤または分散媒の蒸発が促進される。また、内部空間Ｓの加熱と印刷面への送風により、溶剤または分散媒の蒸発がさらに促進される。これによって、印刷パターンＰの乾燥速度を早めることができる。
【００３２】
このようにして乾燥装置３０が乾燥処理を行っている間は、印刷媒体１１の搬送は停止している。すなわち、制御部４０により、印刷媒体１１の搬送と乾燥装置３０による乾燥処理とを連動させ、乾燥処理を行う際には巻取りロール１０ｂへの巻き取りを停止することとしている。
【００３３】
以上のような構成の流体噴射装置１によれば、印刷媒体１１上に配置されるインクを減圧環境下に置くことで、インクに含まれる溶媒または分散媒の沸点を低下させ、乾燥速度を早めることができる。そのため、従来ボトルネックとなっていた乾燥速度を早めることで、インクの配置から乾燥まで全てを含む印刷全体の実行速度を早めた流体噴射装置１とすることができる。
【００３４】
なお、本実施形態においては、乾燥装置３０が加熱装置３３や送風装置３４を備えることとしたが、これらはいずれか一方だけを備えることとしても良く、またいずれも備えないこととする構成も採用することができる。これらの構成であっても、インクを減圧環境下に置くことで乾燥速度を早め、印刷速度を早めることが可能となる。
【００３５】
また、本実施形態においては、ロールトゥロール方式を採用することとしたが、他の搬送方式を採用することもできる。
【００３６】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１…流体噴射装置、１１…印刷媒体、１２…記録ヘッド（流体噴射ヘッド）、３０…乾燥装置（減圧乾燥装置）、３３…加熱装置、３４…送風装置、４０…制御部、Ｓ…内部空間、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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