(57)【要約】      （修正有）【課題】インクミスト発生の弊害を抑えた産業用インクジェット装置を提供する。【解決手段】ノズルからインク吐出−基材表面へインク着弾−紫外線照射によるインク硬化、というインクジェット印刷の一連の流れにおいて発生するインクミストを紫外線照射がされる前にファンモーターによる気流で吸引し、フィルターに付着させることで、大量に発生するミストの弊害を抑える構成とする。またフィルターは汚れるので、印刷枚数をカウントしヘッドクリーニングとフィルター交換を促す手段を有することで定期的かつ容易に交換可能にすることでフィルターに溜まったインクがボタ落ちする問題も回避できる構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドを搭載したキャリッジ部と該インクジェットヘッドが吐出するインクを硬化するための空冷タイプの紫外線照射装置を搭載したインクジェット描画装置において、描画対象となる基材表面と該インクジェットヘッドにおいてインクが吐出されるノズル面との間隔が５ｍｍ以上あり、該キャリッジ部と該紫外線照射装置の間にインクミストを吸引するためのミスト吸引装置を少なくとも１つ以上搭載するとともに、該ミスト吸引装置は吸引用のファンモーターと、吸引したミストを付着させるためのフィルターを有し、前記描画装置は、該インクジェットヘッドによる印刷動作に基づく印刷枚数をカウントする手段を備え、積算印刷枚数が所定の枚数に達した際に該フィルターの交換及びヘッドノズル面のクリーニング動作を促す手段を有することを特徴とする。
【請求項２】
前記請求項１において、該ミスト吸引装置はミストを付着させるための少なくとも１枚以上のフィルターを有し、該フィルターが容易に交換可能であることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は産業用のインクジェット描画装置で、描画対象となる基材表面とインクが吐出されるノズル面の距離を大きくとる必要があり、インクミストの発生が避けられない構成において、発生したミストを効率的に収集し、基材や装置内部の汚れを防止するための方法および手段に関する提案である。
【背景技術】
【０００２】
紙やフィルムなどの基材へインクジェット描画する場合は、ヘッドノズル面と基材表面（紙やフィルム）との間隔が通常２ｍｍ以下のため、インクジェットヘッドから吐出したインク滴は気流の影響を受けることなく殆どが基材表面に乗り、ミストとして空中に噴霧される量は少ない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年インクジェット技術をいろいろな分野の加飾や描画用途に応用する事例が多くみられる。いわゆる産業用インクジェットという分野である。例えば建材などの場合、基材が大きく、描画表面が平面でない事からヘッドノズル面と基材表面間の距離を通常より大きくとる必要があり、例えば５ｍｍ以上必要となる。
【０００４】
図１にヘッドノズル面と基材表面間の距離とインクミスト発生量の関係を示す。図から分かるように、ヘッドと基材間の距離がある値を超えるとミスト発生量は急激に多くなる。ミストは、ヘッドノズル表面に付着して不吐出の原因を作ったり、装置内部に浮遊し電気部品に付着して部材を劣化させたり、ＵＶランプの光量を低下させたり、等のいろいろな問題を発生させる。
【０００５】
特に、この種のインクジェット装置においてよく見られる構成においては、印刷時に発生するインクミストが、キャリッジの印刷方向とは逆方向に流れるという現象が発生する。そのため、印刷直後にインクを硬化させる目的でキャリッジ脇に紫外線照射装置を取り付けた場合、印刷時に発生したミストがそのまま紫外線照射装置の方向に流れてしまう。
【０００６】
また、インクミストを吸着させるためにフィルターを設けた場合、フィルターの汚れ具合を確認しないまま印刷を継続し、フィルターに溜まったインクが基材に落ちてしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の問題点を解決するために下記のような手段を提案する。
（１）インクジェットヘッドを搭載したキャリッジ部と紫外線照射装置の間にインクミストを吸引するためのミスト吸引装置を搭載する。
（２）ミスト吸引装置は吸引用のファンモーターと吸引したミストを付着させるためのフィルターを備えている。
（３）インクジェット描画装置は印刷枚数をカウントする手段を備え、積算印刷枚数が所定の枚数に達した時点でフィルター交換およびヘッドノズル面のクリーニング動作を促す手段を有する。
（４）フィルターは汚れるので容易に交換可能な構成にする。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ヘッドと基材間の距離とミスト発生量の関係
【図２】キャリッジ、ミスト吸引装置、紫外線照射装置
【図３】ミスト吸引装置
【図４】フィルターの構成
【図５】紫外線照射装置の構造
【図６】基材とヘッド間距離の関係
【図７】インクミスト発生と収集の説明
【図８】インクジェット描画装置の全体構成
【図９】シングルパス印刷方式における全体構成
【図１０】本発明に関する印刷処理の一例を説明するフロー図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明では、ノズルからインク吐出−基材表面へインク着弾−紫外線照射によるインク硬化、というインクジェット印刷の一連の流れにおいて発生するインクミストを紫外線照射がされる前にファンモーターによる気流で吸引し、フィルターに付着させることで、大量に発生するミストの弊害を抑える産業用インクジェット装置を実現することが出来た。またフィルターは汚れるので印刷枚数をカウントしヘッドクリーニングとフィルター交換を促す手段を有することで定期的かつ容易に交換可能な構成にすることでフィルターに溜まったインクがボタ落ちする問題も回避する事が出来た。
本発明の実施例においては片方向印刷の場合の構成を挙げたが、双方向印刷の場合はキャリッジ両側に紫外線照射装置が搭載されるため、この場合はキャリッジとの間に其々ミスト吸引装置が取り付けられることになる。
【実施例】
【００１０】
図８はインクジェット描画装置の全体構成を示している。インクジェットヘッドはＸ軸上を左右に軸方向に沿って動作して描画する。基材をセットされたテーブルはＹ軸上を軸方向に沿って動作し、基材表面の全面を描画できるようにする。例えば基材が建材である場合、基材形状は通常横方向に長く幅は小さいので効率的な印刷を考えると２３．のようなテーブル形状になる。ここに建材を乗せて印刷する。テーブル２３．の位置で作業者は基材を装置にセットする。テーブルは２４．の位置まで引き込んでから印刷を開始して２５．の位置で印刷を終了し２３．の位置に戻る。２１．はヘッドのキャッピングユニットであり未使用時にヘッド表面を保護する。２２．はヘッドワイピング装置であり、ヘッドノズル面の良好な状態を保つための機能を有する。図のように１のヘッドキャリッジが左右に移動し、この場合は往路（図右から左への移動）で印刷する。１バンド分印刷したらテーブルが移動して次のバンドを印刷する。これらの動作を繰り返し建材表面の全面に印刷する事が出来る。
【００１１】
図２は本発明の実施例の構成図でありインクジェットヘッド周辺を上から見た図である。
１．のキャリッジには２．のインクジェットヘッドが４色分、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローが搭載されている。キャリッジの一方には３．のミスト吸引装置が取り付けられていて、インクジェットヘッドから吐出したインクの内、基材に付着せずに空中を舞うインクミストとなった分を収集する。更にミスト吸引装置の先には４．の断熱材を介して５．の紫外線照射装置が取り付けられている。紫外線照射装置は高いレベルの紫外線光を発するために高温になる。紫外線照射装置の温度がミスト吸引装置及びキャリッジを介してインクジェットヘッドに熱伝導する事を避けるため、断熱材をミスト吸引装置６．と紫外線照射装置８．間に挟む。キャリッジは７．の軸に取り付けられ６．の矢印方向に移動しながら描画する。
【００１２】
図３はミスト吸引装置の構造図である。１２．はカバーをした状態の正面から見た図である。c.下から見た図において、１１．はミスト吸引用開口部である。b. 正面から見た図は１２．においてカバーをはずした図であり、上下２段にインクを付着するためのフィルターを取り付けるフィルターガイドを持つ。ミスト吸引用開口部下を流れる空気を後述の上部に取り付けられた吸引ファンによって吸引し、空気とともにインクミストを取り込む。９．上段ミスト吸引フィルターガイド及び１０．下段ミスト吸引フィルターガイドに取付けられた後述するフィルターでインクミストは除去され、空気だけが８．の吸引ファンを介して吸引装置外部に排出される。
【００１３】
図４はフィルターの構成を説明した図である。フィルターは不織布と金属の網で構成される。(1)不織布の上に金網を置く。(2)不織布の左側を折り金網に巻く。(3)不織布の右側も折り金網に巻く。(4)その上にもう一枚の金網を置き不織布を固定する。このようにして作成したフィルターを図３の９．上段ミスト吸引フィルターガイド及び１０．下段ミスト吸引フィルターガイドに取付けえる。本実施例では、フィルターは2段構成であり、第１段のフィルターでほとんどのミストを吸着し、そこを通過したわずかなミストもミスト吸引装置の外に排出しないように、第２段のフィルターを設けている。当然ながら第１段のフィルターで十分の場合もあるし、ミストが多量の場合やミストを完全に除去すべき場合は更に多段にフィルターを設けてもいい。
【００１４】
また重要なのは収集したインクミストが集まって玉状になり印刷基材の上にぽたりと垂れることを防止しなければならない事である。図３の１１．ミスト吸引用開口部周囲にインクが溜まるとか、下段ミスト吸引フィルターからインク滴が下に垂れるというような現象が懸念されるが、本構成においては、インクミストは全て不織布に吸収されて問題なかった。
【００１５】
図５は紫外線照射装置の構造について説明した図である。１６．はUVランプであり強力な紫外線光を出すと共に大量の熱を発生させる。１７．はシャッターでありシャッター下の基材に紫外線光を照射するときには開いて、照射しない時には図のように閉じる。UVランプハウス内の温度を低減するために１５．の冷却エアー吸引口から空気を吸込み１３．の強力な吸引ファンで排気する事により空冷する。
【００１６】
図１と図６を使ってインクミストが発生する理由を説明する。
ヘッドノズル表面と基材（建材）表面間の距離とインクミストの発生量の関係を図１に示した。この場合、ヘッドノズル表面と基材（建材）表面間の距離が大きくなるほどミストの発生量も多くなる。距離のある値を超えると急峻にミストの量が増加する。我々の実験では距離間が5ｍｍを超えるとミストの量は急増し、対策が必要な状況になる。
基材が建材である場合のヘッドノズル面と基材表面の距離の関係を図６で説明する。通常、建材の長さは１ｍ以上数ｍに達するため、建材が反ったりゆがんだりして平面を維持する事が難しい。(1)において、基材がゆがんでいる場合、ヘッドと基材が一番近いところは距離Aであるが、一番離れているところは距離Bになる。(2)て、建材では立体感を出し天然素材の建材に近く見えるように基材表面を凹凸のエンボス加工を施す場合が多々ある。この場合もヘッドと基材が一番近いところは距離Aであるが、一番離れているところは距離Bになる。インクジェットヘッドが基材表面に接触するとヘッドノズル面を損傷するのである程度の距離を確保する必要がある。その場合、凹部は距離が大きくなり、インクミストが増えることになる。
【００１７】
図７はインクミスト発生とミスト吸収装置による回収の状況を説明した図である。インクジェットヘッドから吐出されたインクの多くは、２０．のように基材表面に付着して柄を形成する。しかし空中にミストとして舞ったインクは吸引機構をもつ次段の紫外線照射装置に入り込んだり、装置内部を浮遊して装置のあちこちに付着したりする。これを防ぐために、ミスト吸引装置を取付け、ヘッドからのインク吐出直後にミストを吸引する。吸引したミストは図３、図４で説明したとおり、不織布のフィルターで吸収させて回収する。フィルターは取替えが容易であり、多くのインクが付着したら新しいものに交換する事が出来る。
【００１８】
図５で紫外線照射装置の構造を説明した。ミスト回収装置が無いと、図には省略してあるランプ下のガラスにミストが付着して光量ダウンを引き起こす事がある。また冷却エアー吸引口のフィルター汚れ、ランプハウス内の汚れなど様々なトラブルが発生することが懸念される。
【００１９】
図９は本発明のシングルパス方式の印刷への応用である。
基材１８．は矢印の方向に連続搬送される。基材幅に合わせて必要な印刷幅を確保するために、図９では２．に示すように各色５ヘッド使い所定サイズの印刷幅を実現している。この例では、４色で合計１６個のヘッドを使い建材幅を確保しシングルパス印刷を実現している。ヘッドを搭載したキャリッジ１．はフレームに固定されている。キャリッジ１．の先には、３．のミスト吸引装置がある。また所定の距離をおいて５．の紫外線照射装置を備えている。図２と同様にインクジェットヘッド２．で吐出したインクの多くは基材１８．に付着するが、大気中に舞ったインクミストはミスト吸引装置３．で回収され、次段の紫外線照射装置へ流れることはない。
【００２０】
図１０は本発明に関する印刷処理の一例を説明するフロー図である。
図の通り、印刷動作END後に印刷枚数のカウントを行い、予め設定した枚数に達していた場合はステップ２のメッセージが表示される。ステップ３のヘッドクリーニング動作を行うことで枚数カウントがリセットされる。ヘッドクリーニング動作の後はフィルターを交換するが、状況に応じて交換しなくとも良い。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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