流体噴射装置
【課題】フィルタへのダメージを防ぐことが可能な流体噴射装置を提供すること。
【解決手段】第１光の照射を受けて硬化する光硬化性材料が有機溶媒に溶解又は分散されてなる流体を媒体へ向けて噴射する噴射ヘッドと、前記媒体へ向けて前記第１の光を射出する第１光源と、前記噴射ヘッド及び前記第１光源の周囲の雰囲気を排気する排気機構と、前記排気機構による排気経路上に設けられ前記有機溶媒の分子を吸着するフィルタと、前記フィルタに設けられ、吸着した前記有機溶媒の分子同士の間に重合反応を起こさせる重合手段とを備える。
【解決手段】第１光の照射を受けて硬化する光硬化性材料が有機溶媒に溶解又は分散されてなる流体を媒体へ向けて噴射する噴射ヘッドと、前記媒体へ向けて前記第１の光を射出する第１光源と、前記噴射ヘッド及び前記第１光源の周囲の雰囲気を排気する排気機構と、前記排気機構による排気経路上に設けられ前記有機溶媒の分子を吸着するフィルタと、前記フィルタに設けられ、吸着した前記有機溶媒の分子同士の間に重合反応を起こさせる重合手段とを備える。
【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。
【背景技術】
【０００２】
紫外線硬化型インクは、紫外線を照射するまでは硬化が非常に遅く、紫外線を照射すると急速に硬化するという、印刷インクとして好ましい特性を有する。また、硬化にあたって溶剤を揮発させることがないので環境負荷が小さいという利点もある。
【０００３】
更に、紫外線硬化型インクは、ビヒクルの組成により種々の媒体に高い付着性を発揮すると共に、硬化した後は化学的に安定しており、接着性、耐薬剤性、耐候性、耐摩擦性等が高く、屋外環境にも耐える等の優れた特性を有する。
【０００４】
このため、紙、樹脂フィルム、金属箔等の薄いシート状の媒体の他、光記録媒体のレーベル面、テキスタイル製品など、ある程度立体的な表面形状を有するものに対しても画像を形成できる。
【０００５】
紫外線硬化型インクを媒体に付着させる方法としては、塗布、印刷等もあり得るが、刷版なしに任意の画像またはパターンを精度よく形成できるインクジェット式記録装置の利用が期待されている。また、インクを吐出する記録ヘッドを移動させる主走査と、主走査方向に対して交差する方向に媒体を移動させる副走査とを組み合わせる構造により、限られた寸法のノズルを用いて、長尺あるいは面積の広い媒体に対しても任意の領域に画像が記録できる。
【０００６】
下記特許文献１には、インクジェット記録装置において、インクに紫外線硬化剤を含有させて、記録直後の記録面に紫外線を照射することにより、記録面の速乾性を向上させることが記載されている。より具体的には、インクジェットプリンタにおいて、インクとして紫外線硬化型インクを使用して、記録ヘッドの主走査方向の両端に設置された紫外線ランプにより媒体に付着させたインクを即座に硬化させて定着させることが記載されている。
【０００７】
紫外線硬化型インクを媒体に噴射する際、当該紫外線硬化型インクの溶媒が飛散し、ミストが生じやすいという問題がある。このため、ファンなどの排気機構を配置すると共にファンの排気経路上にフィルタを設けて、当該ミストをフィルタに吸着させる構成が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１５５０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ミストを構成する有機溶媒はモノマーの状態であることが多く、引火温度が低くなっている。このため、紫外線ランプの発熱によってミストに引火する虞がある。特にミストを吸着させるフィルタにおいて有機溶媒の分子に引火する可能性があり、引火によってフィルタにダメージを与えてしまう虞がある。
【０００９】
上述した事情に鑑み、本発明は、フィルタへのダメージを防ぐことが可能な流体噴射装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る流体噴射装置は、第１光の照射を受けて硬化する光硬化性材料が有機溶媒に溶解又は分散されてなる流体を媒体へ向けて噴射する噴射ヘッドと、前記媒体へ向けて前記第１の光を照射する第１光源と、前記噴射ヘッドの周囲及び前記第１光源の周囲の前記流体の飛沫を含む気体を排気する排気機構と、前記排気機構による排気経路上に設けられ前記有機溶媒の分子を吸着するフィルタと、前記フィルタに吸着した前記有機溶媒の分子同士の間に重合反応を起こさせる重合手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、排気機構による排気系路上に有機溶媒の分子を吸着するフィルタが設けられており、このフィルタに吸着される有機溶媒の分子同士の間に重合反応を起こさせる重合手段が設けられているので、当該有機溶媒の分子同士がフィルタにおいて重合され、ポリマーとなる。有機溶媒の分子がポリマー化すると引火温度が高くなり、第１光源の発熱に対しても引火しにくくなる。これにより、有機溶媒の分子がフィルタにおいて引火するのを防ぐことができ、フィルタへのダメージを確実に防ぐことができる。
【００１２】
上記の流体噴射装置は、支持面に前記媒体を支持しつつ回転する支持ドラムと、前記支持ドラムの回転軸方向と平行に延在する複数のガイド軸と、前記複数のガイド軸のうち第１ガイド軸に案内されて前記支持面に沿って往復移動可能に設けられ、前記噴射ヘッドを搭載する第１キャリッジと、前記複数のガイド軸のうち第２ガイド軸に案内されて前記支持面に沿って往復移動可能に設けられ、前記光源を搭載する第２キャリッジとを更に備える。
本発明では、支持面に媒体を支持しつつ回転する支持ドラムを有する構成において、上記重合手段を備える構成になっている。支持ドラムを有する構成では当該支持ドラムの回転に伴ってミストが広がりやすく、フィルタに多くのミストが吸着しやすい。本発明によれば、より多くのミストが吸着するフィルタにおいて当該ミストを構成する有機溶媒の分子同士を重合させてポリマー化することができる。これにより、フィルタにダメージを与えるのを確実に防ぐことができる。
【００１３】
上記の流体噴射装置は、前記重合手段は、前記フィルタの表面及び前記フィルタの内部に設けられ前記有機溶媒の分子同士の重合反応を開始させる重合開始剤であることを特徴とする。
本発明によれば、重合手段がフィルタの表面及びフィルタの内部に設けられ有機溶媒の分子同士の重合反応を開始させる重合開始剤であることとしたので、当該有機溶媒の分子同士がフィルタの表面及びフィルタの内部で重合し、ポリマー化することとなる。これにより、有機溶媒の分子同士を効果的に重合させることができる。
【００１４】
上記の流体噴射装置は、前記有機溶媒は第２光の照射を受けて重合反応を開始する分子を含み、前記重合手段は、前記フィルタに向けて前記第２光を射出する第２光源であることを特徴とする。
本発明によれば、上記有機溶媒は第２光の照射を受けて重合反応を開始する分子を含み、重合手段が当該第２光をフィルタに向けて射出する第２光源であることとしたので、フィルタのうち第２光の照射領域において、有機溶媒の分子同士が第２光の照射によって重合することとなる。これにより、有機溶媒の分子同士を効果的に重合させることができる。
【００１５】
上記の流体噴射装置は、前記フィルタは複数設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、フィルタが複数設けられているので、フィルタごとに異なる重合手段を設けることができる。例えば複数のフィルタのうち一部のフィルタには重合手段として重合開始剤を設けるようにし、他のフィルタには重合手段として第２光源を設けるようにするなどの設計が可能となる。このように、本発明によれば流体噴射装置の設計の幅が広がることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット式記録装置１００の概略構造を模式的に示す斜視図である。
【００１７】
同図に示すように、インクジェット式記録装置（流体噴射装置）１００は、互いに平行となるよう直立している一対のフレーム１３０間に設けられた記録部１２０と、給紙部１１２および排紙部１１４を含む給排紙部１１０とで構成されている。同図に示すように、給排紙部１１０と記録部１２０とは近接して設けられている。また、このインクジェット式記録装置１００は、排気機構５０及びフィルタ５２を有している。
【００１８】
記録部１２０は、一対のフレーム１３０の間に支持された支持ドラム１４０およびガイド軸１３２、１３４、１３６、１３８を有する。
支持ドラム１４０はフレーム１３０によって軸支された回転軸１４２を有している。当該回転軸１４２を中心として、図１中に示す矢印Ｒの方向に支持ドラム１４０が回転するようになっている。支持ドラム１４０の回転は、不図示のドラム駆動部により制御されるようになっている。支持ドラム１４０の表面は記録用紙（媒体）１５０を支持する支持面１４４になっており、当該支持面１４４に記録用紙１５０を保持した状態で回転可能になっている。
【００１９】
記録部キャリッジ１７０は記録ヘッド１８０を搭載する筐体であり、支持ドラム１４０の支持面１４４に近接するように設けられている。記録部キャリッジ１７０には、支持ドラム１４０の回転軸１４２の方向に沿って２つの貫通孔が設けられている。互いに平行な４本のガイド軸１３２、１３４、１３６、１３８のうち、２つのガイド軸１３２、１３４は、記録部キャリッジ１７０の当該貫通孔をそれぞれ貫通するように設けられている。記録部キャリッジ１７０はこの貫通孔においてガイド軸１３２、１３４に支持されている。また、記録部キャリッジ１７０には不図示の駆動機構が設けられており、当該駆動機構によりガイド軸１３２、１３４によって支持された状態で当該ガイド軸の軸方向に移動可能になっている。記録部キャリッジ１７０がガイド軸の軸方向に移動することにより、記録ヘッド１８０が同方向に搬送されるようになっている。
【００２０】
照射部キャリッジ１６０は紫外線照射部（第１光源）１６２を搭載する筐体であり、支持ドラム１４０の支持面１４４に沿って設けられている。照射部キャリッジ１６０には支持ドラム１４０の回転軸１４２の方向に沿って２つの貫通孔が設けられている。上記４本のガイド軸のうち残り２つのガイド軸１３６、１３８は、照射部キャリッジ１６０の当該貫通孔をそれぞれ貫通するように設けられている。照射部キャリッジ１６０はこの貫通孔においてガイド軸１３６、１３８にそれぞれ支持されている。また、照射部キャリッジ１６０には不図示の駆動機構が設けられおり、当該駆動機構によりガイド軸１３６、１３８に支持された状態で当該ガイド軸の軸方向に移動可能に設けられている。照射部キャリッジ１６０がガイド軸の軸方向に移動することにより、紫外線照射部１６２が同方向に搬送されるようになっている。
【００２１】
給紙部１１２は、複数枚積層されたシート状の記録用紙１５０を収納すると共に記録用紙１５０を１枚ずつ支持ドラム１４０に向けて供給するようになっている。支持ドラム１４０に向けて供給された記録用紙１５０は、支持ドラム１４０の支持面１４４に巻き付けられ、支持ドラム１４０と共に回転するようになっている。
【００２２】
記録部キャリッジ１７０に搭載された記録ヘッド１８０は、回転する支持ドラム１４０に保持された記録用紙１５０に対して紫外線硬化型インクを吐出して付着させる。照射部キャリッジ１６０に搭載された紫外線照射部１６２は、記録用紙１５０に付着した紫外線硬化型インクに対して紫外線を照射し、紫外線硬化型インクを硬化させる。硬化した紫外線硬化型インクは画像として記録用紙１５０の表面に固定される。
【００２３】
支持ドラム１４０が１回転すると、記録要旨１５０について支持ドラム１４０の長手方向の一部領域において記録用紙１５０に画像が記録されると、記録部キャリッジ１７０はガイド軸１３２、１３４に沿って移動して、上記領域に隣接した領域に対して同様の記録動作を実行する。
【００２４】
その後、記録ヘッド１８０が記録動作をしながら支持ドラム１４０が１回転以上する毎に記録部キャリッジ１７０が移動するという動作を繰り返すことにより、記録用紙１５０表面全体に画像が形成される。
【００２５】
換言すれば、インクジェット式記録装置１００においては、支持ドラム１４０の回転方向が主走査方向であり、記録部キャリッジ１７０の移動方向が副走査方向となる。つまり、キャリッジの移動方向が主走査方向となり、記録用紙１５０の搬送方向がキャリッジの副走査方向と一致する多くの記録装置と異なっている。
【００２６】
なお、紫外線照射部１６２を搬送する照射部キャリッジ１６０は、記録部キャリッジ１７０の移動に従って移動して、記録ヘッド１８０から記録用紙１５０上に吐出された直後の紫外線硬化型インクに対して紫外線を照射する。
【００２７】
好ましくは、照射部キャリッジ１６０および記録部キャリッジ１７０の移動開始のタイミングを僅かにずらすことにより、インクジェット式記録装置１００の電源部に対する負荷のピークを軽減する。
【００２８】
即ち、照射部キャリッジ１６０および記録部キャリッジ１７０を一体とした場合には、キャリッジの移動を開始する場合に加速の対象となる慣性質量が著しく大きくなるので、駆動機構への負荷が著しく大きくなる。また、大きな質量を安定に加速・減速させる場合には、強度が高く、重量の大きなフレーム１３０が求められる。従って、照射部キャリッジ１６０および記録部キャリッジ１７０を分離する構造により、電源装置の容量を低減して、装置規模の縮小、コストダウン等を図っている。
【００２９】
こうして画像を記録された記録用紙１５０は、支持ドラム１４０から剥離されて、排紙部１１４に送り込まれて蓄積される。
【００３０】
図２は、記録部１２０の構造を示す断面図である。
記録部１２０において、記録部キャリッジ１７０は、一対のガイド軸１３２、１３４に支持されると共に、インクタンク１７４を備えて、記録ヘッド１８０を支持する。
【００３１】
インクタンク１７４は、不図示のインクカートリッジから補給されるインクを所定量保持して、記録ヘッド１８０に一定量のインクを安定的に供給する。
【００３２】
記録ヘッド１８０は、支持ドラム１４０の支持面１４４に保持された記録用紙１５０に対向して配置され、記録用紙１５０に向かってインクを吐出する。
【００３３】
紫外線照射部１６２は、支持ドラム１４０の回転方向に沿って整列された複数のランプユニット１６１を含む。これにより、支持ドラム１４０の回転に従って移動する記録用紙１５０の回転移動方向に沿って複数のランプユニット１６１が配される。従って、個々のランプユニット１６１の出力が小さい場合であっても、記録用紙１５０が回転する間に十分な紫外線照射量が得られる。
【００３４】
このような記録部１２０において、記録ヘッド１８０から吐出されたインクが付着した記録用紙１５０は、支持ドラム１４０の回転に従って、図中に矢印Ｒにより示す方向に回転移動する。
【００３５】
照射部キャリッジ１６０に支持された紫外線照射部１６２は、回転方向において記録ヘッド１８０の下流側に配置される。従って、記録ヘッド１８０から吐出されて記録用紙１５０に付着した紫外線硬化型インクは、即座に紫外線を照射されて硬化する。
【００３６】
図３は、記録ヘッド１８０を搭載した記録部キャリッジ１７０を示す斜視図である。
記録部キャリッジ１７０は、ガイド軸１３２、１３４が挿通される一対の水平な貫通穴１７６と、インクタンク１７４とを備えたキャリッジ本体１７２を有する。記録ヘッド１８０は、キャリッジ本体１７２の上面に搭載される。
【００３７】
図４は、記録ヘッド１８０を、図３に矢印Ｆで示す方向から見た様子を示す正面図である。
記録ヘッド１８０は、５個のヘッドユニット（噴射ヘッド）１８１、１８２、１８３、１８４、１８５を備える。ヘッドユニット１８１〜１８５の各々は、互いに種類の異なるインクを吐出するようになっている。具体的には、例えば、ホワイトＷ、マゼンタＭ、イエローＹ、シアンＣ、クリアＣＲの各インクが、ヘッドユニット１８１〜１８５のいずれかから吐出される。
【００３８】
ヘッドユニット１８１〜１８５の各々は、支持ドラム１４０に対向する面にノズルプレート１９１〜１９５が配されている。ノズルプレート１９１〜１９５の各々には、紫外線硬化型インクを吐出するノズル孔が列状に形成される。具体的には、各ノズルプレート１９１〜１９５には、２つのノズル列Ｌ１，Ｌ２が形成され、各ノズル列Ｌ１，Ｌ２は、例えば、１８０個のノズルＮ（＃１〜＃１８０）から形成される。
【００３９】
なお、ヘッドユニット１８１〜１８５からインクを吐出させる駆動構造としては、静電力等によりインクの液滴を吸引する方式、水晶振動子、圧電素子等を用いてインクを打ち出す方式など、種々の方法が既に知られており、用途に応じて適宜選択できる。
【００４０】
図５は、照射部キャリッジ１６０に搭載された紫外線照射部１６２を示す斜視図である。
紫外線照射部１６２は、共通の照射部フレーム１６４に装着された複数のランプユニット１６１、１６３、１６５、１６７、１６９を備える。ランプユニット１６１〜１６９は、その長手方向に複数のランプユニット１６１〜１６９が整列されると共に、記録ヘッド１８０のヘッドユニット１８１〜１８５に対応して５列に配列される。
【００４１】
なお、ランプユニット１６１〜１６９の個々の照射範囲の幅は、ヘッドユニット１８１〜１８５の個々の記録幅よりも広くすることが好ましい。これにより、照射部キャリッジ１６０および記録部キャリッジ１７０の移動のタイミングがずれる場合にも、記録用紙１５０に付着した紫外線硬化型インクに十分な照射量の紫外線を照射できる。
【００４２】
また、ランプユニット１６１〜１６９としては、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、高圧水銀ランプ等をいずれも例示できる。より具体的には、Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ社製のＨランプ、Ｄランプ、Ｖランプ等の市販されているものを用いることができる。
【００４３】
更に、紫外帯域で発光するＬＥＤを用いてランプユニットを形成することもできる。また、ランプユニット１６１〜１６９は、不可避に熱を発生するので、ランプユニット１６１〜１６９に放熱部を設ける他、強制的に冷却する設備を設けることも好ましい。
【００４４】
なお、紫外線硬化型インクとしては、ビヒクル、光重合開始剤および顔料の混合物に、消泡剤、重合禁止剤等の補助剤を添加して調合され、有機溶媒に溶解又は分散された状態になっている。ビヒクルは、光重合硬化性を有するオリゴマー、モノマー等を、反応性希釈剤により粘度調整して調合される。従って、インクを硬化させる目的で溶媒を揮発させることはない。
【００４５】
ビヒクルとしては、単官能あるいは多官能の重合性化合物が使用できる。より具体的には、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート等のオリゴマー（プレポリマー）を例示でき、インクとしての粘度を調整する反応性希釈剤もこれらの材料を用いることができる。
【００４６】
光重合開始剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系が広く用いられる。より具体的には、４−ｂｅｎｚｏｙｌ−Ｎ，Ｎ，Ｎ−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ ｂｅｎｚｅｎｅ ｍｅｔｈａｎｅａｎｎｍｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、２−ｈｙｄｒｏｘｙ ３−（４−ｂｅｎｚｏｙｌ−ｐｈｅｎｏｘｙ）−Ｎ，Ｎ，Ｎ−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ １−ｐｒｏｐａｎｅ ａｎｎｍｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、４−ｂｅｎｚｏｙｌ−Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｎ−［２−（１−ｏｘｏ−２−ｐｒｏｐｅｎｙｌｏｘｙ） ｅｔｈｙｌ］ ｂｅｎｚｅｎｅ ｍｅｔｈａｍｍｏｎｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ等、第４級アンモニウム塩型の水溶性有機物等を用いることができる。
【００４７】
この種の光重合開始剤は、その組成に応じて、紫外線吸収特性、反応開始効率、黄変性等が異なるので、インクとしての色等に応じて使い分けられる。
【００４８】
重合禁止剤としては、ラジカル捕捉能力を有してラジカル重合を阻害する化合物であれば何れも使用できる。ただし、インクジェット式記録装置における吐出適性等を配慮すると、ハイドロキノン類、カテコール類、ヒンダードアミン類、フェノール類、フェノチアジン類、縮合芳香族環のキノン類から選択された少なくとも１種類以上の化合物が好ましい。
【００４９】
ハイドロキノン類としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、１−ｏ−２，３，５−トリメチルハイドロキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルハイドロキノン等を例示できる。カテコール類としては、カテコール、４−メチルカテコール、４−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール等を例示できる。ヒンダードアミン類としては、テトラメチルピペリジニル基を有する化合物等を例示できる。
【００５０】
また、フェノール類としては、フェノール、ブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、ピロガロール、没食子酸、没食子酸アルキルエステル等を例示できる。フェノチアジン類としては、フェノチアジン等を例示できる。前記縮合芳香族環のキノン類としては、ナフトキノン等を例示できる。
【００５１】
更に、重合禁止剤は、カーボンブラックまたは表面に重合防止官能基を導入した無機・有機微粒子であってもよい。重合防止官能基としては、例えば、ヒドロキシフェニル基、ジヒドロキシフェニル基、テトラメチルピペリジニル基、縮合芳香族環等を例示できる。
【００５２】
図２に戻って、インクジェット式記録装置１００に設けられた排気機構５０及びフィルタ５２について説明する。排気機構５０には、排気ファン５１と当該排気ファン５１の回転を制御する不図示の制御機構とが設けられている。排気ファン５１はインクジェット式記録装置１００のうち装置外部に接する位置に設けられている。排気ファン５１が回転することにより、インクジェット式記録装置１００の内部、特に記録部キャリッジ１７０及び照射部キャリッジ１８０の周囲の雰囲気が図中破線矢印で示すような排出経路に沿って外部に排出されるようになっている。
【００５３】
フィルタ５２は、インクジェット式記録装置１００の内部であって排気機構５０の排気経路上の位置、例えば排気ファン５１の内部側に近接する位置に設けられている。ヘッドユニット１８１〜１８５によってインクが記録用紙１５０に噴射されると、インクのうち例えば有機溶媒などがミスト状になって雰囲気中に飛散する。このフィルタ５２は、排気される雰囲気に有機溶媒が含まれないようにするため、排気ファン５１によって排気経路上を移動してきた雰囲気のうち有機溶媒を吸着する。フィルタ５２の表面及び内部には、有機溶媒の分子を重合させる重合開始剤５３が含まれている。
【００５４】
フィルタ５２に含まれる重合開始剤５３として、例えば、化学増幅型フォトレジストや光カチオン重合に利用される化合物等が用いられる（有機エレクトロニクス材料研究会編「イメージング用有機材料」、ぶんしん出版（１９９３年）、１８７〜１９２ページ参照）。具体的には、ジアゾニウム、アンモニウム、ヨードニウム、スルホニウム、ホスホニウムなどの芳香族オニウム化合物のＢ（Ｃ６Ｆ５）４−、ＰＦ６−、ＡｓＦ６−、ＳｂＦ６−、ＣＦ３ＳＯ３−塩を挙げることができる。また、スルホン酸を発生するスルホン化物、ハロゲン化水素を光発生するハロゲン化物、鉄アレン錯体などが挙げられる。フィルタ５２に含まれる重合開始剤により、当該フィルタ５２に付着した有機溶媒の分子同士が重合反応を起こしてポリマー化するようになっている。
【００５５】
本実施形態によれば、排気機構５０による排気系路上に有機溶媒の分子を吸着するフィルタ５２が設けられており、このフィルタ５２には吸着される有機溶媒の分子同士の間に重合反応を起こさせる重合開始剤５３が設けられているので、当該有機溶媒の分子同士がフィルタ５２において重合され、ポリマーとなる。有機溶媒の分子がポリマー化すると引火温度が高くなり、紫外線照射部１６２の発熱に対しても引火しにくくなる。これにより、有機溶媒の分子がフィルタ５２において引火するのを防ぐことができ、フィルタ５２へのダメージを確実に防ぐことができる。
【００５６】
また、本実施形態では、支持面１４４に記録用紙１５０を支持しつつ回転する支持ドラム１４０を有する構成において、重合開始剤を含んだフィルタ５２を備える構成になっている。支持ドラム１４０を有する構成では当該支持ドラム１４０の回転に伴ってミストが広がりやすく、フィルタ５２に多くのミストが吸着しやすい。本実施形態によれば、より多くのミストが吸着するフィルタ５２において当該ミストを構成する有機溶媒の分子同士を重合させてポリマー化することができる。これにより、フィルタ５２にダメージを与えるのを確実に防ぐことができる。
【００５７】
また、本実施形態によれば、有機溶媒の分子同士の重合反応を開始させる重合開始剤がフィルタ５２の表面及びフィルタ５２の内部に設けられていることとしたので、当該有機溶媒の分子同士をフィルタ５２の表面及びフィルタ５２の内部で重合させ、ポリマー化させることができる。このように、有機溶媒の分子同士を効果的に重合させることができる。
【００５８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態では、フィルタの構成が第１実施形態とは異なっているので、当該相違点を中心に説明する。また、第１実施形態と同一の構成要素は第１実施形態と同一の符号を付して示すこととし、その説明を簡略化または省略する。
【００５９】
図６は本実施形態に係るインクジェット式記録装置２００のうち記録部２２０の概略構成を示す断面図であり、第１実施形態における図２に対応している。
同図に示すように、ジンクジェット式記録装置２００の記録部２２０において、記録部キャリッジ１７０は、支持ドラム１４０に近接して設けられ、一対のガイド軸１３２、１３４に支持されている。記録部キャリッジ１７０はインクタンク１７４を備えており、記録ヘッド１８０を支持している。照射部キャリッジ１６０は紫外線照射部１６２を搭載しており、支持ドラム１４０の支持面１４４に沿って設けられている。
【００６０】
インクジェット式記録装置２００には排気機構２５０とフィルタ２５２とが設けられている。この排気機構２５０には、排気ファン２５１と当該排気ファン２５１の回転を制御する不図示の制御機構とが設けられている。排気ファン２５１はインクジェット式記録装置２００のうち装置外部に接する位置に設けられている。排気ファン２５１が回転することにより、インクジェット式記録装置２００の内部、特に記録部キャリッジ１７０及び照射部キャリッジ１８０の周囲の雰囲気が図中破線矢印で示すような排出経路に沿って外部に排出されるようになっている。
【００６１】
フィルタ２５２は、インクジェット式記録装置２００の内部であって排気機構２５０の排気経路上の位置、例えば排気ファン２５１の内部側に近接する位置に設けられている。このフィルタ２５２は、排気される雰囲気に有機溶媒が含まれないようにするため、排気ファン２５１によって排気経路上を移動してきた雰囲気のうち有機溶媒を吸着する。フィルタ２５２の近傍には、当該フィルタ２５２の表面に紫外線Ｌを照射する重合用ランプ（第２光源）２５３が設けられている。重合用ランプ２５３は、紫外線を射出する光源２５３ａと、当該光源２５３からの紫外線をフィルタ２５２へ向けて反射するリフレクタ２５３ｂとを有している。
【００６２】
有機溶媒には紫外線の照射によって分子同士が重合反応を起こすような材料を含んだ構成であっても良いし、あるいは重合開始剤が含まれた構成であっても構わない。重合用ランプ２５３からの光はフィルタ２５２のうち有機溶媒の分子が吸着する表面２５２ａに照射される。当該紫外線の照射によって、有機溶媒の分子同士の間で重合反応が引き起こされ、有機溶媒の分子がポリマー化する。
【００６３】
本実施形態によれば、有機溶媒は紫外線を照射することで重合反応を開始する分子を含んでおり、紫外線をフィルタ２５２に向けて射出する重合用光源２５３を設けることとしたので、フィルタ２５２のうち紫外線Ｌの照射領域において、有機溶媒の分子同士が紫外線の照射によって重合することとなる。これにより、有機溶媒の分子同士を効果的に重合させることができる。
【００６４】
このような構成によれば、当該紫外線をフィルタ２５２に向けて射出する重合用光源であることとしたので、フィルタ２５２のうち紫外線の照射領域において、有機溶媒の分子同士が紫外線の照射によって重合することとなる。これにより、有機溶媒の分子同士を効果的に重合させることができる。
【００６５】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、フィルタ５２、２５２を１つの支持ドラム１４０に対して１つだけ配置する構成としたが、これに限られることは無く、図７に示すように、複数のフィルタ５２、２５２を配置する構成であっても構わない。図７にはフィルタ５２、２５２が２つ設けられている例を示されているが、フィルタ５２、２５２が３つ以上設けられている構成であっても勿論構わない。また、図７にはフィルタ５２が排気経路に沿って２重に配列されている例が示されているが、排気経路上であれば例えば図中一点鎖線で示す位置５２Ａ及び位置５２Ｂのように２重になっていなくても構わない。
【００６６】
また、複数のフィルタを配置する場合、複数のフィルタ５２、２５２のそれぞれについて、重合開始剤を含ませる構成及び紫外線を照射する構成のどちらの構成を適用させても構わない。図７に示す構成の場合、２つのフィルタのうち一方のフィルタには重合開始剤を含ませておき、他方のフィルタには紫外線を照射する構成としても構わない。
【００６７】
また、上記第２実施形態において、フィルタ２５２に照射する位置が排気経路の上流側の表面２５２ａであるとしたが、これに限られることは無く、例えばフィルタ２５２を排気機構２５０とは離間させて配置し、フィルタ２５２に対して排気経路の下流側の表面に紫外線を照射する構成であっても構わない。
【００６８】
また、上記各実施形態においては、ドラム型（円筒状）の支持部材に媒体を支持して、支持部材を回転させながら記録を行うドラム型のインクジェット記録装置を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、紫外線硬化型インクを用いて記録するインクジェット記録装置であれば、他の構成であっても本発明の適用は可能である。
【００６９】
また、上記第１実施形態ではフィルタ５２に重合開始剤５３を含ませる構成を、上記第２実施形態ではフィルタ２５２に紫外線を照射する構成を、それぞれ例に挙げて説明したが、これらの構成を組み合わせた構成、つまり、１つのフィルタに重合開始剤を含ませると共に当該フィルタに紫外線を照射する構成としても構わない。
【００７０】
また、上記実施形態では、ミストを含んだ雰囲気がそのままフィルタ５２、２５２を通過する構成としたが、これに限られることは無く、例えばミストを含んだ雰囲気についてある程度のミストを予め除去してからフィルタ５２、２５２を通過させるように構成しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインクジェット式記録装置の構成を示す図。
【図２】記録部の断面構造を示す図。
【図３】記録部キャリッジを示す斜視図。
【図４】記録ヘッドの正面図（図３の矢視Ｆ）。
【図５】紫外線照射部を示す斜視図。
【図６】本発明の第２実施形態に係るインクジェット式記録装置の断面構造を示す図。
【図７】本発明のインクジェット式記録装置の他の構成を示す図。
【符号の説明】
【００７２】
５０、２５０…排気機構 ５１、２５１…排気ファン ５２、２５２…フィルタ １００…インクジェット式記録装置（流体噴射装置） １５０…記録用紙（媒体） １６２…紫外線照射部（第１光源） １８１〜１８５…ヘッドユニット（噴射ヘッド） ２５３…重合用ランプ（第２光源）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線硬化型インクは、紫外線を照射するまでは硬化が非常に遅く、紫外線を照射すると急速に硬化するという、印刷インクとして好ましい特性を有する。また、硬化にあたって溶剤を揮発させることがないので環境負荷が小さいという利点もある。
【０００３】
更に、紫外線硬化型インクは、ビヒクルの組成により種々の媒体に高い付着性を発揮すると共に、硬化した後は化学的に安定しており、接着性、耐薬剤性、耐候性、耐摩擦性等が高く、屋外環境にも耐える等の優れた特性を有する。
【０００４】
このため、紙、樹脂フィルム、金属箔等の薄いシート状の媒体の他、光記録媒体のレーベル面、テキスタイル製品など、ある程度立体的な表面形状を有するものに対しても画像を形成できる。
【０００５】
紫外線硬化型インクを媒体に付着させる方法としては、塗布、印刷等もあり得るが、刷版なしに任意の画像またはパターンを精度よく形成できるインクジェット式記録装置の利用が期待されている。また、インクを吐出する記録ヘッドを移動させる主走査と、主走査方向に対して交差する方向に媒体を移動させる副走査とを組み合わせる構造により、限られた寸法のノズルを用いて、長尺あるいは面積の広い媒体に対しても任意の領域に画像が記録できる。
【０００６】
下記特許文献１には、インクジェット記録装置において、インクに紫外線硬化剤を含有させて、記録直後の記録面に紫外線を照射することにより、記録面の速乾性を向上させることが記載されている。より具体的には、インクジェットプリンタにおいて、インクとして紫外線硬化型インクを使用して、記録ヘッドの主走査方向の両端に設置された紫外線ランプにより媒体に付着させたインクを即座に硬化させて定着させることが記載されている。
【０００７】
紫外線硬化型インクを媒体に噴射する際、当該紫外線硬化型インクの溶媒が飛散し、ミストが生じやすいという問題がある。このため、ファンなどの排気機構を配置すると共にファンの排気経路上にフィルタを設けて、当該ミストをフィルタに吸着させる構成が提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１５５０４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ミストを構成する有機溶媒はモノマーの状態であることが多く、引火温度が低くなっている。このため、紫外線ランプの発熱によってミストに引火する虞がある。特にミストを吸着させるフィルタにおいて有機溶媒の分子に引火する可能性があり、引火によってフィルタにダメージを与えてしまう虞がある。
【０００９】
上述した事情に鑑み、本発明は、フィルタへのダメージを防ぐことが可能な流体噴射装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る流体噴射装置は、第１光の照射を受けて硬化する光硬化性材料が有機溶媒に溶解又は分散されてなる流体を媒体へ向けて噴射する噴射ヘッドと、前記媒体へ向けて前記第１の光を照射する第１光源と、前記噴射ヘッドの周囲及び前記第１光源の周囲の前記流体の飛沫を含む気体を排気する排気機構と、前記排気機構による排気経路上に設けられ前記有機溶媒の分子を吸着するフィルタと、前記フィルタに吸着した前記有機溶媒の分子同士の間に重合反応を起こさせる重合手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、排気機構による排気系路上に有機溶媒の分子を吸着するフィルタが設けられており、このフィルタに吸着される有機溶媒の分子同士の間に重合反応を起こさせる重合手段が設けられているので、当該有機溶媒の分子同士がフィルタにおいて重合され、ポリマーとなる。有機溶媒の分子がポリマー化すると引火温度が高くなり、第１光源の発熱に対しても引火しにくくなる。これにより、有機溶媒の分子がフィルタにおいて引火するのを防ぐことができ、フィルタへのダメージを確実に防ぐことができる。
【００１２】
上記の流体噴射装置は、支持面に前記媒体を支持しつつ回転する支持ドラムと、前記支持ドラムの回転軸方向と平行に延在する複数のガイド軸と、前記複数のガイド軸のうち第１ガイド軸に案内されて前記支持面に沿って往復移動可能に設けられ、前記噴射ヘッドを搭載する第１キャリッジと、前記複数のガイド軸のうち第２ガイド軸に案内されて前記支持面に沿って往復移動可能に設けられ、前記光源を搭載する第２キャリッジとを更に備える。
本発明では、支持面に媒体を支持しつつ回転する支持ドラムを有する構成において、上記重合手段を備える構成になっている。支持ドラムを有する構成では当該支持ドラムの回転に伴ってミストが広がりやすく、フィルタに多くのミストが吸着しやすい。本発明によれば、より多くのミストが吸着するフィルタにおいて当該ミストを構成する有機溶媒の分子同士を重合させてポリマー化することができる。これにより、フィルタにダメージを与えるのを確実に防ぐことができる。
【００１３】
上記の流体噴射装置は、前記重合手段は、前記フィルタの表面及び前記フィルタの内部に設けられ前記有機溶媒の分子同士の重合反応を開始させる重合開始剤であることを特徴とする。
本発明によれば、重合手段がフィルタの表面及びフィルタの内部に設けられ有機溶媒の分子同士の重合反応を開始させる重合開始剤であることとしたので、当該有機溶媒の分子同士がフィルタの表面及びフィルタの内部で重合し、ポリマー化することとなる。これにより、有機溶媒の分子同士を効果的に重合させることができる。
【００１４】
上記の流体噴射装置は、前記有機溶媒は第２光の照射を受けて重合反応を開始する分子を含み、前記重合手段は、前記フィルタに向けて前記第２光を射出する第２光源であることを特徴とする。
本発明によれば、上記有機溶媒は第２光の照射を受けて重合反応を開始する分子を含み、重合手段が当該第２光をフィルタに向けて射出する第２光源であることとしたので、フィルタのうち第２光の照射領域において、有機溶媒の分子同士が第２光の照射によって重合することとなる。これにより、有機溶媒の分子同士を効果的に重合させることができる。
【００１５】
上記の流体噴射装置は、前記フィルタは複数設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、フィルタが複数設けられているので、フィルタごとに異なる重合手段を設けることができる。例えば複数のフィルタのうち一部のフィルタには重合手段として重合開始剤を設けるようにし、他のフィルタには重合手段として第２光源を設けるようにするなどの設計が可能となる。このように、本発明によれば流体噴射装置の設計の幅が広がることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係るインクジェット式記録装置１００の概略構造を模式的に示す斜視図である。
【００１７】
同図に示すように、インクジェット式記録装置（流体噴射装置）１００は、互いに平行となるよう直立している一対のフレーム１３０間に設けられた記録部１２０と、給紙部１１２および排紙部１１４を含む給排紙部１１０とで構成されている。同図に示すように、給排紙部１１０と記録部１２０とは近接して設けられている。また、このインクジェット式記録装置１００は、排気機構５０及びフィルタ５２を有している。
【００１８】
記録部１２０は、一対のフレーム１３０の間に支持された支持ドラム１４０およびガイド軸１３２、１３４、１３６、１３８を有する。
支持ドラム１４０はフレーム１３０によって軸支された回転軸１４２を有している。当該回転軸１４２を中心として、図１中に示す矢印Ｒの方向に支持ドラム１４０が回転するようになっている。支持ドラム１４０の回転は、不図示のドラム駆動部により制御されるようになっている。支持ドラム１４０の表面は記録用紙（媒体）１５０を支持する支持面１４４になっており、当該支持面１４４に記録用紙１５０を保持した状態で回転可能になっている。
【００１９】
記録部キャリッジ１７０は記録ヘッド１８０を搭載する筐体であり、支持ドラム１４０の支持面１４４に近接するように設けられている。記録部キャリッジ１７０には、支持ドラム１４０の回転軸１４２の方向に沿って２つの貫通孔が設けられている。互いに平行な４本のガイド軸１３２、１３４、１３６、１３８のうち、２つのガイド軸１３２、１３４は、記録部キャリッジ１７０の当該貫通孔をそれぞれ貫通するように設けられている。記録部キャリッジ１７０はこの貫通孔においてガイド軸１３２、１３４に支持されている。また、記録部キャリッジ１７０には不図示の駆動機構が設けられており、当該駆動機構によりガイド軸１３２、１３４によって支持された状態で当該ガイド軸の軸方向に移動可能になっている。記録部キャリッジ１７０がガイド軸の軸方向に移動することにより、記録ヘッド１８０が同方向に搬送されるようになっている。
【００２０】
照射部キャリッジ１６０は紫外線照射部（第１光源）１６２を搭載する筐体であり、支持ドラム１４０の支持面１４４に沿って設けられている。照射部キャリッジ１６０には支持ドラム１４０の回転軸１４２の方向に沿って２つの貫通孔が設けられている。上記４本のガイド軸のうち残り２つのガイド軸１３６、１３８は、照射部キャリッジ１６０の当該貫通孔をそれぞれ貫通するように設けられている。照射部キャリッジ１６０はこの貫通孔においてガイド軸１３６、１３８にそれぞれ支持されている。また、照射部キャリッジ１６０には不図示の駆動機構が設けられおり、当該駆動機構によりガイド軸１３６、１３８に支持された状態で当該ガイド軸の軸方向に移動可能に設けられている。照射部キャリッジ１６０がガイド軸の軸方向に移動することにより、紫外線照射部１６２が同方向に搬送されるようになっている。
【００２１】
給紙部１１２は、複数枚積層されたシート状の記録用紙１５０を収納すると共に記録用紙１５０を１枚ずつ支持ドラム１４０に向けて供給するようになっている。支持ドラム１４０に向けて供給された記録用紙１５０は、支持ドラム１４０の支持面１４４に巻き付けられ、支持ドラム１４０と共に回転するようになっている。
【００２２】
記録部キャリッジ１７０に搭載された記録ヘッド１８０は、回転する支持ドラム１４０に保持された記録用紙１５０に対して紫外線硬化型インクを吐出して付着させる。照射部キャリッジ１６０に搭載された紫外線照射部１６２は、記録用紙１５０に付着した紫外線硬化型インクに対して紫外線を照射し、紫外線硬化型インクを硬化させる。硬化した紫外線硬化型インクは画像として記録用紙１５０の表面に固定される。
【００２３】
支持ドラム１４０が１回転すると、記録要旨１５０について支持ドラム１４０の長手方向の一部領域において記録用紙１５０に画像が記録されると、記録部キャリッジ１７０はガイド軸１３２、１３４に沿って移動して、上記領域に隣接した領域に対して同様の記録動作を実行する。
【００２４】
その後、記録ヘッド１８０が記録動作をしながら支持ドラム１４０が１回転以上する毎に記録部キャリッジ１７０が移動するという動作を繰り返すことにより、記録用紙１５０表面全体に画像が形成される。
【００２５】
換言すれば、インクジェット式記録装置１００においては、支持ドラム１４０の回転方向が主走査方向であり、記録部キャリッジ１７０の移動方向が副走査方向となる。つまり、キャリッジの移動方向が主走査方向となり、記録用紙１５０の搬送方向がキャリッジの副走査方向と一致する多くの記録装置と異なっている。
【００２６】
なお、紫外線照射部１６２を搬送する照射部キャリッジ１６０は、記録部キャリッジ１７０の移動に従って移動して、記録ヘッド１８０から記録用紙１５０上に吐出された直後の紫外線硬化型インクに対して紫外線を照射する。
【００２７】
好ましくは、照射部キャリッジ１６０および記録部キャリッジ１７０の移動開始のタイミングを僅かにずらすことにより、インクジェット式記録装置１００の電源部に対する負荷のピークを軽減する。
【００２８】
即ち、照射部キャリッジ１６０および記録部キャリッジ１７０を一体とした場合には、キャリッジの移動を開始する場合に加速の対象となる慣性質量が著しく大きくなるので、駆動機構への負荷が著しく大きくなる。また、大きな質量を安定に加速・減速させる場合には、強度が高く、重量の大きなフレーム１３０が求められる。従って、照射部キャリッジ１６０および記録部キャリッジ１７０を分離する構造により、電源装置の容量を低減して、装置規模の縮小、コストダウン等を図っている。
【００２９】
こうして画像を記録された記録用紙１５０は、支持ドラム１４０から剥離されて、排紙部１１４に送り込まれて蓄積される。
【００３０】
図２は、記録部１２０の構造を示す断面図である。
記録部１２０において、記録部キャリッジ１７０は、一対のガイド軸１３２、１３４に支持されると共に、インクタンク１７４を備えて、記録ヘッド１８０を支持する。
【００３１】
インクタンク１７４は、不図示のインクカートリッジから補給されるインクを所定量保持して、記録ヘッド１８０に一定量のインクを安定的に供給する。
【００３２】
記録ヘッド１８０は、支持ドラム１４０の支持面１４４に保持された記録用紙１５０に対向して配置され、記録用紙１５０に向かってインクを吐出する。
【００３３】
紫外線照射部１６２は、支持ドラム１４０の回転方向に沿って整列された複数のランプユニット１６１を含む。これにより、支持ドラム１４０の回転に従って移動する記録用紙１５０の回転移動方向に沿って複数のランプユニット１６１が配される。従って、個々のランプユニット１６１の出力が小さい場合であっても、記録用紙１５０が回転する間に十分な紫外線照射量が得られる。
【００３４】
このような記録部１２０において、記録ヘッド１８０から吐出されたインクが付着した記録用紙１５０は、支持ドラム１４０の回転に従って、図中に矢印Ｒにより示す方向に回転移動する。
【００３５】
照射部キャリッジ１６０に支持された紫外線照射部１６２は、回転方向において記録ヘッド１８０の下流側に配置される。従って、記録ヘッド１８０から吐出されて記録用紙１５０に付着した紫外線硬化型インクは、即座に紫外線を照射されて硬化する。
【００３６】
図３は、記録ヘッド１８０を搭載した記録部キャリッジ１７０を示す斜視図である。
記録部キャリッジ１７０は、ガイド軸１３２、１３４が挿通される一対の水平な貫通穴１７６と、インクタンク１７４とを備えたキャリッジ本体１７２を有する。記録ヘッド１８０は、キャリッジ本体１７２の上面に搭載される。
【００３７】
図４は、記録ヘッド１８０を、図３に矢印Ｆで示す方向から見た様子を示す正面図である。
記録ヘッド１８０は、５個のヘッドユニット（噴射ヘッド）１８１、１８２、１８３、１８４、１８５を備える。ヘッドユニット１８１〜１８５の各々は、互いに種類の異なるインクを吐出するようになっている。具体的には、例えば、ホワイトＷ、マゼンタＭ、イエローＹ、シアンＣ、クリアＣＲの各インクが、ヘッドユニット１８１〜１８５のいずれかから吐出される。
【００３８】
ヘッドユニット１８１〜１８５の各々は、支持ドラム１４０に対向する面にノズルプレート１９１〜１９５が配されている。ノズルプレート１９１〜１９５の各々には、紫外線硬化型インクを吐出するノズル孔が列状に形成される。具体的には、各ノズルプレート１９１〜１９５には、２つのノズル列Ｌ１，Ｌ２が形成され、各ノズル列Ｌ１，Ｌ２は、例えば、１８０個のノズルＮ（＃１〜＃１８０）から形成される。
【００３９】
なお、ヘッドユニット１８１〜１８５からインクを吐出させる駆動構造としては、静電力等によりインクの液滴を吸引する方式、水晶振動子、圧電素子等を用いてインクを打ち出す方式など、種々の方法が既に知られており、用途に応じて適宜選択できる。
【００４０】
図５は、照射部キャリッジ１６０に搭載された紫外線照射部１６２を示す斜視図である。
紫外線照射部１６２は、共通の照射部フレーム１６４に装着された複数のランプユニット１６１、１６３、１６５、１６７、１６９を備える。ランプユニット１６１〜１６９は、その長手方向に複数のランプユニット１６１〜１６９が整列されると共に、記録ヘッド１８０のヘッドユニット１８１〜１８５に対応して５列に配列される。
【００４１】
なお、ランプユニット１６１〜１６９の個々の照射範囲の幅は、ヘッドユニット１８１〜１８５の個々の記録幅よりも広くすることが好ましい。これにより、照射部キャリッジ１６０および記録部キャリッジ１７０の移動のタイミングがずれる場合にも、記録用紙１５０に付着した紫外線硬化型インクに十分な照射量の紫外線を照射できる。
【００４２】
また、ランプユニット１６１〜１６９としては、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、高圧水銀ランプ等をいずれも例示できる。より具体的には、Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ社製のＨランプ、Ｄランプ、Ｖランプ等の市販されているものを用いることができる。
【００４３】
更に、紫外帯域で発光するＬＥＤを用いてランプユニットを形成することもできる。また、ランプユニット１６１〜１６９は、不可避に熱を発生するので、ランプユニット１６１〜１６９に放熱部を設ける他、強制的に冷却する設備を設けることも好ましい。
【００４４】
なお、紫外線硬化型インクとしては、ビヒクル、光重合開始剤および顔料の混合物に、消泡剤、重合禁止剤等の補助剤を添加して調合され、有機溶媒に溶解又は分散された状態になっている。ビヒクルは、光重合硬化性を有するオリゴマー、モノマー等を、反応性希釈剤により粘度調整して調合される。従って、インクを硬化させる目的で溶媒を揮発させることはない。
【００４５】
ビヒクルとしては、単官能あるいは多官能の重合性化合物が使用できる。より具体的には、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート等のオリゴマー（プレポリマー）を例示でき、インクとしての粘度を調整する反応性希釈剤もこれらの材料を用いることができる。
【００４６】
光重合開始剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系が広く用いられる。より具体的には、４−ｂｅｎｚｏｙｌ−Ｎ，Ｎ，Ｎ−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ ｂｅｎｚｅｎｅ ｍｅｔｈａｎｅａｎｎｍｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、２−ｈｙｄｒｏｘｙ ３−（４−ｂｅｎｚｏｙｌ−ｐｈｅｎｏｘｙ）−Ｎ，Ｎ，Ｎ−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ １−ｐｒｏｐａｎｅ ａｎｎｍｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、４−ｂｅｎｚｏｙｌ−Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｎ−［２−（１−ｏｘｏ−２−ｐｒｏｐｅｎｙｌｏｘｙ） ｅｔｈｙｌ］ ｂｅｎｚｅｎｅ ｍｅｔｈａｍｍｏｎｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ等、第４級アンモニウム塩型の水溶性有機物等を用いることができる。
【００４７】
この種の光重合開始剤は、その組成に応じて、紫外線吸収特性、反応開始効率、黄変性等が異なるので、インクとしての色等に応じて使い分けられる。
【００４８】
重合禁止剤としては、ラジカル捕捉能力を有してラジカル重合を阻害する化合物であれば何れも使用できる。ただし、インクジェット式記録装置における吐出適性等を配慮すると、ハイドロキノン類、カテコール類、ヒンダードアミン類、フェノール類、フェノチアジン類、縮合芳香族環のキノン類から選択された少なくとも１種類以上の化合物が好ましい。
【００４９】
ハイドロキノン類としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、１−ｏ−２，３，５−トリメチルハイドロキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルハイドロキノン等を例示できる。カテコール類としては、カテコール、４−メチルカテコール、４−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール等を例示できる。ヒンダードアミン類としては、テトラメチルピペリジニル基を有する化合物等を例示できる。
【００５０】
また、フェノール類としては、フェノール、ブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、ピロガロール、没食子酸、没食子酸アルキルエステル等を例示できる。フェノチアジン類としては、フェノチアジン等を例示できる。前記縮合芳香族環のキノン類としては、ナフトキノン等を例示できる。
【００５１】
更に、重合禁止剤は、カーボンブラックまたは表面に重合防止官能基を導入した無機・有機微粒子であってもよい。重合防止官能基としては、例えば、ヒドロキシフェニル基、ジヒドロキシフェニル基、テトラメチルピペリジニル基、縮合芳香族環等を例示できる。
【００５２】
図２に戻って、インクジェット式記録装置１００に設けられた排気機構５０及びフィルタ５２について説明する。排気機構５０には、排気ファン５１と当該排気ファン５１の回転を制御する不図示の制御機構とが設けられている。排気ファン５１はインクジェット式記録装置１００のうち装置外部に接する位置に設けられている。排気ファン５１が回転することにより、インクジェット式記録装置１００の内部、特に記録部キャリッジ１７０及び照射部キャリッジ１８０の周囲の雰囲気が図中破線矢印で示すような排出経路に沿って外部に排出されるようになっている。
【００５３】
フィルタ５２は、インクジェット式記録装置１００の内部であって排気機構５０の排気経路上の位置、例えば排気ファン５１の内部側に近接する位置に設けられている。ヘッドユニット１８１〜１８５によってインクが記録用紙１５０に噴射されると、インクのうち例えば有機溶媒などがミスト状になって雰囲気中に飛散する。このフィルタ５２は、排気される雰囲気に有機溶媒が含まれないようにするため、排気ファン５１によって排気経路上を移動してきた雰囲気のうち有機溶媒を吸着する。フィルタ５２の表面及び内部には、有機溶媒の分子を重合させる重合開始剤５３が含まれている。
【００５４】
フィルタ５２に含まれる重合開始剤５３として、例えば、化学増幅型フォトレジストや光カチオン重合に利用される化合物等が用いられる（有機エレクトロニクス材料研究会編「イメージング用有機材料」、ぶんしん出版（１９９３年）、１８７〜１９２ページ参照）。具体的には、ジアゾニウム、アンモニウム、ヨードニウム、スルホニウム、ホスホニウムなどの芳香族オニウム化合物のＢ（Ｃ６Ｆ５）４−、ＰＦ６−、ＡｓＦ６−、ＳｂＦ６−、ＣＦ３ＳＯ３−塩を挙げることができる。また、スルホン酸を発生するスルホン化物、ハロゲン化水素を光発生するハロゲン化物、鉄アレン錯体などが挙げられる。フィルタ５２に含まれる重合開始剤により、当該フィルタ５２に付着した有機溶媒の分子同士が重合反応を起こしてポリマー化するようになっている。
【００５５】
本実施形態によれば、排気機構５０による排気系路上に有機溶媒の分子を吸着するフィルタ５２が設けられており、このフィルタ５２には吸着される有機溶媒の分子同士の間に重合反応を起こさせる重合開始剤５３が設けられているので、当該有機溶媒の分子同士がフィルタ５２において重合され、ポリマーとなる。有機溶媒の分子がポリマー化すると引火温度が高くなり、紫外線照射部１６２の発熱に対しても引火しにくくなる。これにより、有機溶媒の分子がフィルタ５２において引火するのを防ぐことができ、フィルタ５２へのダメージを確実に防ぐことができる。
【００５６】
また、本実施形態では、支持面１４４に記録用紙１５０を支持しつつ回転する支持ドラム１４０を有する構成において、重合開始剤を含んだフィルタ５２を備える構成になっている。支持ドラム１４０を有する構成では当該支持ドラム１４０の回転に伴ってミストが広がりやすく、フィルタ５２に多くのミストが吸着しやすい。本実施形態によれば、より多くのミストが吸着するフィルタ５２において当該ミストを構成する有機溶媒の分子同士を重合させてポリマー化することができる。これにより、フィルタ５２にダメージを与えるのを確実に防ぐことができる。
【００５７】
また、本実施形態によれば、有機溶媒の分子同士の重合反応を開始させる重合開始剤がフィルタ５２の表面及びフィルタ５２の内部に設けられていることとしたので、当該有機溶媒の分子同士をフィルタ５２の表面及びフィルタ５２の内部で重合させ、ポリマー化させることができる。このように、有機溶媒の分子同士を効果的に重合させることができる。
【００５８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態では、フィルタの構成が第１実施形態とは異なっているので、当該相違点を中心に説明する。また、第１実施形態と同一の構成要素は第１実施形態と同一の符号を付して示すこととし、その説明を簡略化または省略する。
【００５９】
図６は本実施形態に係るインクジェット式記録装置２００のうち記録部２２０の概略構成を示す断面図であり、第１実施形態における図２に対応している。
同図に示すように、ジンクジェット式記録装置２００の記録部２２０において、記録部キャリッジ１７０は、支持ドラム１４０に近接して設けられ、一対のガイド軸１３２、１３４に支持されている。記録部キャリッジ１７０はインクタンク１７４を備えており、記録ヘッド１８０を支持している。照射部キャリッジ１６０は紫外線照射部１６２を搭載しており、支持ドラム１４０の支持面１４４に沿って設けられている。
【００６０】
インクジェット式記録装置２００には排気機構２５０とフィルタ２５２とが設けられている。この排気機構２５０には、排気ファン２５１と当該排気ファン２５１の回転を制御する不図示の制御機構とが設けられている。排気ファン２５１はインクジェット式記録装置２００のうち装置外部に接する位置に設けられている。排気ファン２５１が回転することにより、インクジェット式記録装置２００の内部、特に記録部キャリッジ１７０及び照射部キャリッジ１８０の周囲の雰囲気が図中破線矢印で示すような排出経路に沿って外部に排出されるようになっている。
【００６１】
フィルタ２５２は、インクジェット式記録装置２００の内部であって排気機構２５０の排気経路上の位置、例えば排気ファン２５１の内部側に近接する位置に設けられている。このフィルタ２５２は、排気される雰囲気に有機溶媒が含まれないようにするため、排気ファン２５１によって排気経路上を移動してきた雰囲気のうち有機溶媒を吸着する。フィルタ２５２の近傍には、当該フィルタ２５２の表面に紫外線Ｌを照射する重合用ランプ（第２光源）２５３が設けられている。重合用ランプ２５３は、紫外線を射出する光源２５３ａと、当該光源２５３からの紫外線をフィルタ２５２へ向けて反射するリフレクタ２５３ｂとを有している。
【００６２】
有機溶媒には紫外線の照射によって分子同士が重合反応を起こすような材料を含んだ構成であっても良いし、あるいは重合開始剤が含まれた構成であっても構わない。重合用ランプ２５３からの光はフィルタ２５２のうち有機溶媒の分子が吸着する表面２５２ａに照射される。当該紫外線の照射によって、有機溶媒の分子同士の間で重合反応が引き起こされ、有機溶媒の分子がポリマー化する。
【００６３】
本実施形態によれば、有機溶媒は紫外線を照射することで重合反応を開始する分子を含んでおり、紫外線をフィルタ２５２に向けて射出する重合用光源２５３を設けることとしたので、フィルタ２５２のうち紫外線Ｌの照射領域において、有機溶媒の分子同士が紫外線の照射によって重合することとなる。これにより、有機溶媒の分子同士を効果的に重合させることができる。
【００６４】
このような構成によれば、当該紫外線をフィルタ２５２に向けて射出する重合用光源であることとしたので、フィルタ２５２のうち紫外線の照射領域において、有機溶媒の分子同士が紫外線の照射によって重合することとなる。これにより、有機溶媒の分子同士を効果的に重合させることができる。
【００６５】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記実施形態においては、フィルタ５２、２５２を１つの支持ドラム１４０に対して１つだけ配置する構成としたが、これに限られることは無く、図７に示すように、複数のフィルタ５２、２５２を配置する構成であっても構わない。図７にはフィルタ５２、２５２が２つ設けられている例を示されているが、フィルタ５２、２５２が３つ以上設けられている構成であっても勿論構わない。また、図７にはフィルタ５２が排気経路に沿って２重に配列されている例が示されているが、排気経路上であれば例えば図中一点鎖線で示す位置５２Ａ及び位置５２Ｂのように２重になっていなくても構わない。
【００６６】
また、複数のフィルタを配置する場合、複数のフィルタ５２、２５２のそれぞれについて、重合開始剤を含ませる構成及び紫外線を照射する構成のどちらの構成を適用させても構わない。図７に示す構成の場合、２つのフィルタのうち一方のフィルタには重合開始剤を含ませておき、他方のフィルタには紫外線を照射する構成としても構わない。
【００６７】
また、上記第２実施形態において、フィルタ２５２に照射する位置が排気経路の上流側の表面２５２ａであるとしたが、これに限られることは無く、例えばフィルタ２５２を排気機構２５０とは離間させて配置し、フィルタ２５２に対して排気経路の下流側の表面に紫外線を照射する構成であっても構わない。
【００６８】
また、上記各実施形態においては、ドラム型（円筒状）の支持部材に媒体を支持して、支持部材を回転させながら記録を行うドラム型のインクジェット記録装置を例に挙げて説明したが、これに限られることは無く、紫外線硬化型インクを用いて記録するインクジェット記録装置であれば、他の構成であっても本発明の適用は可能である。
【００６９】
また、上記第１実施形態ではフィルタ５２に重合開始剤５３を含ませる構成を、上記第２実施形態ではフィルタ２５２に紫外線を照射する構成を、それぞれ例に挙げて説明したが、これらの構成を組み合わせた構成、つまり、１つのフィルタに重合開始剤を含ませると共に当該フィルタに紫外線を照射する構成としても構わない。
【００７０】
また、上記実施形態では、ミストを含んだ雰囲気がそのままフィルタ５２、２５２を通過する構成としたが、これに限られることは無く、例えばミストを含んだ雰囲気についてある程度のミストを予め除去してからフィルタ５２、２５２を通過させるように構成しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るインクジェット式記録装置の構成を示す図。
【図２】記録部の断面構造を示す図。
【図３】記録部キャリッジを示す斜視図。
【図４】記録ヘッドの正面図（図３の矢視Ｆ）。
【図５】紫外線照射部を示す斜視図。
【図６】本発明の第２実施形態に係るインクジェット式記録装置の断面構造を示す図。
【図７】本発明のインクジェット式記録装置の他の構成を示す図。
【符号の説明】
【００７２】
５０、２５０…排気機構 ５１、２５１…排気ファン ５２、２５２…フィルタ １００…インクジェット式記録装置（流体噴射装置） １５０…記録用紙（媒体） １６２…紫外線照射部（第１光源） １８１〜１８５…ヘッドユニット（噴射ヘッド） ２５３…重合用ランプ（第２光源）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１光の照射を受けて硬化する光硬化性材料が有機溶媒に溶解又は分散されてなる流体を媒体へ向けて噴射する噴射ヘッドと、
前記媒体へ向けて前記第１の光を照射する第１光源と、
前記噴射ヘッドの周囲及び前記第１光源の周囲の前記流体の飛沫を含む気体を排気する排気機構と、
前記排気機構による排気経路上に設けられ前記有機溶媒の分子を吸着するフィルタと、
前記フィルタに吸着した前記有機溶媒の分子同士の間に重合反応を起こさせる重合手段と
を備えることを特徴とする流体噴射装置。
【請求項２】
支持面に前記媒体を支持しつつ回転する支持ドラムと、
前記支持ドラムの回転軸方向と平行に延在する複数のガイド軸と、
前記複数のガイド軸のうち第１ガイド軸に案内されて前記支持面に沿って往復移動可能に設けられ、前記噴射ヘッドを搭載する第１キャリッジと、
前記複数のガイド軸のうち第２ガイド軸に案内されて前記支持面に沿って往復移動可能に設けられ、前記光源を搭載する第２キャリッジと
を更に備え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】
前記重合手段は、
前記フィルタの表面及び前記フィルタの内部に設けられ前記有機溶媒の分子同士の重合反応を開始させる重合開始剤である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流体噴射装置。
【請求項４】
前記有機溶媒は第２光の照射を受けて重合反応を開始する分子を含み、
前記重合手段は、前記フィルタに向けて前記第２光を射出する第２光源である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の流体噴射装置。
【請求項５】
前記フィルタは複数設けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の流体噴射装置。
【請求項１】
第１光の照射を受けて硬化する光硬化性材料が有機溶媒に溶解又は分散されてなる流体を媒体へ向けて噴射する噴射ヘッドと、
前記媒体へ向けて前記第１の光を照射する第１光源と、
前記噴射ヘッドの周囲及び前記第１光源の周囲の前記流体の飛沫を含む気体を排気する排気機構と、
前記排気機構による排気経路上に設けられ前記有機溶媒の分子を吸着するフィルタと、
前記フィルタに吸着した前記有機溶媒の分子同士の間に重合反応を起こさせる重合手段と
を備えることを特徴とする流体噴射装置。
【請求項２】
支持面に前記媒体を支持しつつ回転する支持ドラムと、
前記支持ドラムの回転軸方向と平行に延在する複数のガイド軸と、
前記複数のガイド軸のうち第１ガイド軸に案内されて前記支持面に沿って往復移動可能に設けられ、前記噴射ヘッドを搭載する第１キャリッジと、
前記複数のガイド軸のうち第２ガイド軸に案内されて前記支持面に沿って往復移動可能に設けられ、前記光源を搭載する第２キャリッジと
を更に備え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】
前記重合手段は、
前記フィルタの表面及び前記フィルタの内部に設けられ前記有機溶媒の分子同士の重合反応を開始させる重合開始剤である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流体噴射装置。
【請求項４】
前記有機溶媒は第２光の照射を受けて重合反応を開始する分子を含み、
前記重合手段は、前記フィルタに向けて前記第２光を射出する第２光源である
ことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の流体噴射装置。
【請求項５】
前記フィルタは複数設けられている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の流体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１８３８６８（Ｐ２００９−１８３８６８Ａ）
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２６６９１（Ｐ２００８−２６６９１）
【出願日】平成２０年２月６日（２００８．２．６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年８月２０日（２００９．８．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月６日（２００８．２．６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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