液体噴射装置
【課題】テーブルの温調を行う加熱機構と冷却機構として安価な装置を備えることにより、テーブルの温度が目標温度に集束する時間を短縮することのできる液体噴射装置を提供する。
【解決手段】液体噴射装置は、支持体上に液体を吐出する液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドの近傍に対向配置され支持体を支持するテーブル１９と、テーブルに接続された加熱装置および冷却装置１８を有し、テーブルの温度調整を行うテーブル温調機構６と、液滴吐出ヘッドおよびテーブル温調機構に駆動信号を供給する制御装置８と、を備え、制御装置は、テーブルの温度が設定温度に対して相対的に高い場合には冷却装置を駆動させ、テーブルの温度が設定温度に対して相対的に低い場合には加熱装置を駆動させることにより、テーブルの温度が設定温度になるよう温度調整を行う。
【解決手段】液体噴射装置は、支持体上に液体を吐出する液滴吐出ヘッドと、液滴吐出ヘッドの近傍に対向配置され支持体を支持するテーブル１９と、テーブルに接続された加熱装置および冷却装置１８を有し、テーブルの温度調整を行うテーブル温調機構６と、液滴吐出ヘッドおよびテーブル温調機構に駆動信号を供給する制御装置８と、を備え、制御装置は、テーブルの温度が設定温度に対して相対的に高い場合には冷却装置を駆動させ、テーブルの温度が設定温度に対して相対的に低い場合には加熱装置を駆動させることにより、テーブルの温度が設定温度になるよう温度調整を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、普通紙を代表とする様々な記録媒体に対して印刷可能な記録装置として、インクジェット記録装置（液滴吐出装置）が知られている。インクジェット記録装置は、記録ヘッド（吐出ヘッド）の記録媒体に対向する面に設けられた吐出口（ノズル）から、色材であるカラーインクや、アンダーコート、オーバーコートを行うためのクリアインクを直接記録媒体に対して吐出し、記録媒体上に着弾させて浸透もしくは定着させることにより、記録媒体上に画像等を形成する装置である。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置を用い、インク吸収性を有さない樹脂や金属等の材料からなる記録媒体に対して、画像等の記録を行う場合がある。その場合、このような記録媒体に対してインクを定着させるため、例えば紫外線照射によって硬化する光硬化型インクが用いられる。この光硬化型インクを用いるインクジェット記録装置では、インクを硬化させるための紫外線照射装置を備えており、記録媒体に画像を記録する際、インクを記録媒体に着弾させた直後に、インクの硬化が可能な条件で紫外線照射装置から紫外線を照射し、インクを硬化定着させるようにしている。
【０００４】
このような光硬化型インクで記録媒体に記録を行う記録装置では、印刷物の形成精度や印刷速度の向上等を図るべく、被記録媒体を支持するテーブル等に加熱装置を設けたものが提案されている。
また、加熱装置によりテーブルを加熱することで、その近傍に対向配置された液滴吐出ヘッド内の光硬化型インクの温度が低下するのを防止している。これにより、光硬化型インクの粘度の上昇が抑えられるとともにその流動性が高められ、液滴吐出ヘッドからの吐出性が良好になるように調整される。
【０００５】
加熱装置に連結された温調コントローラーは、テーブルの温度を設定温度に昇温させる際、設定温度付近まで昇温させた後、この設定温度付近でオーバーシュートしながら設定温度へ徐々に近づける制御を行う。つまり、テーブルを設定温度以上に昇温させた後に自然冷却させ、その後再び昇温させるという制御を繰り返しながら、徐々に設定温度に近づけていく。特に熱容量の大きなテーブルを加熱する場合にこのような制御が行われる。熱容量の大きなテーブルは、一旦、設定温度以上に昇温されてしまうと自然冷却に時間がかかってしまう。
【０００６】
そこで、ワークを支持するテーブルを加熱する加熱装置と、オーバーシュートにより設定温度以上まで昇温されたテーブルの自然冷却を補足する冷却装置とを備えて技術がいくつか提案されている（例えば、特許文献１〜３）。
特許文献１，２には、加熱用ペルチェ素子と、冷却用ペルチェ素子とを用いた構成が開示されている。特許文献３には、冷却媒体として冷却ガスを用いて任意の温度勾配が得られるよう制御する方式が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２８８４２７号公報
【特許文献２】特開２００６−１０８４５６号公報
【特許文献３】特開平１０−１４４６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１，２の構成の場合は大型ワークへの対応が難しい。また、特許文献３の構成の場合は、冷却機構のコストが大幅に増加してしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、テーブルの温調を行う加熱機構と冷却機構として安価な装置を備えることにより、テーブルの温度が目標温度に集束する時間を短縮することのできる液体噴射装置を提供することを目的の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の液体噴射装置は、支持体上に液体を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドに対向配置され前記支持体を支持するテーブルと、前記テーブルに接続された加熱装置および冷却装置を有し、前記テーブルの温度調整を行うテーブル温調機構と、前記液滴吐出ヘッドおよび前記テーブル温調機構に駆動信号を供給する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記テーブルの温度が設定温度に対して相対的に高い場合には前記冷却装置を駆動させ、前記テーブルの温度が設定温度に対して相対的に低い場合には前記加熱装置を駆動させることにより、前記テーブルの温度が設定温度になるよう調整することを特徴とする。
【００１１】
これによれば、加熱装置により設定温度よりも高く加熱されたテーブルを冷却装置によって強制的に冷却させることができるので、テーブルの温調時間を短縮することができる。このように、自然冷却させるのではなく冷却を補足することで生産効率を高めることができる。
【００１２】
また、前記冷却装置が、ファン機構あるいはエアーブロー機構である構成としてもよい。
これによれば、ファン機構あるいはエアーブロー機構を用いることで安価に冷却装置を設置することができ、コスト増加を最小限に抑えることができる。
【００１３】
また、前記加熱装置が、前記テーブルの裏面側を覆うフィルムヒーターである構成としてもよい。
これによれば、フィルムヒーターを用いることにより、テーブル全域を均一に加熱することができ、温度ムラが生じるのを抑制することができる。
【００１４】
また、前記冷却装置が、前記支持体を支持する支持面から裏面側に貫通する複数の吸引孔を介して前記支持面上に配置された前記支持体を吸引する機能を有する構成としてもよい。
これによれば、冷却装置により吸引孔を介して支持面上の空気を吸引することによってテーブル上に載置された支持体を支持面に吸着保持させることができる。これにより、支持体に対して安定して描画処理を行うことができる。また、支持面上に支持体が載置されていない状態で冷却装置を駆動させることにより、冷却装置からの冷気を吸引孔を介して外部へ逃がすようにしてテーブルを冷却させることができる。
【００１５】
また、前記テーブルが、前記支持体を支持する支持面を天面とする複数の空間部と、前記複数の空間部を区画する隔壁とによるハニカム構造をなしており、前記隔壁に形成された連通孔を介して前記複数の空間部どうしが連通し、前記複数の空間部の少なくとも一部が外部に連通している構成としてもよい。
これによれば、テーブルがハニカム構造を有しているので、空間部に導入された冷気によってテーブルを効率よく冷却させることができる。
【００１６】
また、前記複数の空間部の少なくとも一部と外部とを連通させる開閉バルブが設けられている構成としてもよい。
これによれば、開閉バルブを開いた状態で冷却装置を駆動させることにより、複数の空間部に外気が導入されるので、テーブルの支持面上に支持体が載置された状態であってもテーブルを冷却させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明にかかる液体噴射装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】液滴吐出ヘッドの概略構成図、（ａ）は液滴吐出ヘッド９をワークステージ６側から見た平面図、（ｂ）は液滴吐出ヘッド９の部分斜視図、（ｃ）は液滴吐出ヘッド９の１ノズル分の部分断面図。
【図３】ワークステージおよびステージ移動機構の概略構成を示す図。
【図４】テーブルの支持状態を示す平面図。
【図５】テーブルの概略構成を示す断面図。
【図６】プラテンの概略構成を示す平面図。
【図７】圧力室形成部のハニカム構造を示す図。
【図８】冷却吸引機構を駆動した際の作用を示す断面図。
【図９】テーブルの温度変化を示すグラフであって、（ａ）は冷却機構なしの場合、（ｂ）は冷却機構ありの場合をそれぞれ示す。
【図１０】軸流ファンの数を増加した場合の模式図。
【図１１】液体噴射装置によって製造される印刷物の一例を示す斜視図。
【図１２】（ａ）は、変形例１におけるテーブルおよび冷却吸引機構の概略構成を示す図。
【図１３】変形例２におけるテーブルおよび冷却吸引機構の概略構成を示す図。
【図１４】変形例３におけるテーブルおよび冷却吸引機構の概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
図１は、本発明にかかる液体噴射装置の概略構成を示す斜視図である。
液体噴射装置１は、支持体（被支持媒体）Ｐ上に光硬化型インクを吐出し、吐出した光硬化型インクに光照射を行って該光硬化型インクを硬化させ、支持体Ｐ上に文字・数字や各種の絵柄などを描画するものである。
【００２０】
この液体噴射装置１は、基台２と、基台２上の支持体Ｐを図１中のＸ方向に搬送する搬送装置３と、光硬化型インクを吐出する液滴吐出ヘッド（図示せず）と、該液滴吐出ヘッドを複数備えてなるキャリッジ４と、このキャリッジ４をＸ方向と直交するＹ方向に移動させる送り装置５と、を具備して構成されている。なお、本実施形態では、搬送装置３及び送り装置５により、支持体Ｐとキャリッジ４とを、第１方向（Ｘ方向）及び該第１方向に直交する第２方向（Ｙ方向）にそれぞれ相対移動させる移動装置が構成されている。
【００２１】
図２は、液滴吐出ヘッド９の概略構成図である。図２（ａ）は液滴吐出ヘッド９をワークステージ６側から見た平面図、図２（ｂ）は液滴吐出ヘッド９の部分斜視図、図２（ｃ）は液滴吐出ヘッド９の１ノズル分の部分断面図である。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド９は、複数（例えば１８０個）のノズルＮをＹ方向（第２方向）と交差する方向、本実施形態ではＸ方向（第１方向）に配列しており、これら複数のノズルＮによってノズル列ＮＡを形成している。なお、図では１列分のノズルを示したが、液滴吐出ヘッド９に設けるノズル数及びノズル列数は任意に変更可能であり、例えばＸ方向に配列したノズル列ＮＡをＹ方向に複数列設けてもよい。
【００２３】
また、図２（ｂ）に示すように、チューブ１０と連結される材料供給孔２０ａが設けられた振動板２０と、ノズルＮが設けられたノズルプレート２１と、振動板２０とノズルプレート２１との間に設けられたリザーバー（液溜まり）２２と、複数の隔壁２３と、複数のキャビティー（液室）２４とを備えて構成されている。ノズルプレート２１の表面（底面）は、複数のノズルＮを形成したノズル面２１ａとなっている。振動板２０上には、各ノズルＮに対応して圧電素子（駆動素子）ＰＺが配置されている。圧電素子ＰＺは、例えばピエゾ素子からなっている。
【００２４】
リザーバー２２には、材料供給孔２０ａを介して供給される光硬化型インクが充填されるようになっている。キャビティー２４は、振動板２０と、ノズルプレート２１と、１対の隔壁２３とによって囲まれるようにして形成されおり、各ノズルＮに対して１対１に対応して設けられている。また、各キャビティー２４には、一対の隔壁２３の間に設けられた供給口２４ａを介して、リザーバー２２から光硬化型インクが導入されるようになっている。
【００２５】
また、図２（ｃ）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。
【００２６】
よって、キャビティー２４内に増大した容積分に相当する光硬化型インクが、液溜まり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への駆動信号の印加が停止すると、圧電素子ＰＺと振動板２０とは共に元の形状に戻り、キャビティー２４も元の容積に戻る。これにより、キャビティー２４内の光硬化型インクの圧力が上昇し、ノズルＮから支持体Ｐに向けて光硬化型インクの液滴Ｌが吐出されるようになっている。
【００２７】
図３は、ワークステージおよびステージ移動機構の概略構成を示す図である。図４は、テーブルの支持状態を示す平面図である。
図３および図４に示すように、搬送装置３は、基台２上に設けられたワークステージ（テーブル温調機構）６及びステージ移動機構７を備えて構成されたものである。
ワークステージ６は、支持体Ｐが載置されるテーブル１９と、テーブル１９上に支持体Ｐを吸着保持させる冷却吸引機構（冷却装置）１８と、ステージ移動機構７上でテーブルを支持する支持機構１１とを備え、ステージ移動機構７によって基台２上をＸ方向に移動可能に設けられたものである。
【００２８】
支持機構１１は、テーブル１９の略中央に配置され、テーブル１９の裏面側に配置された支持部１２と、ステージ移動機構７に連結される連結部１３との間に配置された回転軸１４によって、テーブル１９をＸＹ平面内において回転可能に支持している。
なお、本実施形態においては、テーブル１９が回転軸１４上の支持板１５に立設された複数（４つ）の支持軸に１６よって支持されているが、支持部１２の構成はこれに限られない。
【００２９】
ステージ移動機構７は、ボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備え、制御装置８から入力されるワークステージ６のＸ座標を示すステージ位置制御信号に基づいて、ワークステージ６をＸ方向に移動させるよう構成されている。
【００３０】
冷却吸引機構１８は、テーブル１９の裏面１９ｂ側であってワークステージ６とは干渉しない位置に設置され、製造工程において液体噴射装置１の上流側に設置された媒体搬送装置（図示せず）から搬送される支持体ＰをＸＹ平面（テーブル１９の表面１９ａ）上に吸着保持させるものである。本実施形態の冷却吸引機構１８は軸流ファン１８Ａを有して構成され、その数や設置位置は適宜設定される。
【００３１】
図５は、テーブルの概略構成を示す断面図である。図６は、プラテンの概略構成を示す平面図である。図７は、圧力室形成部のハニカム構造を示す図である。
図５および図６に示すように、テーブル１９は、支持体Ｐをその裏面から支持するもので、支持体Ｐを支持するプラテン３５と、プラテン３５の裏面側に配置された圧力室形成部２７と、フィルムヒーター（加熱装置）３１とを備えている。
【００３２】
プラテン３５は、熱伝導率が比較的大きい材料を用いて構成され、相対的な熱量が大きくなるよう構成されている。ここでは、厚さ１５〜２０ｍｍのアルミニウム板によって構成され、平面視における大きさが縦１０００ｍｍ×横１１００ｍｍとされている。プラテン３５には、支持面２５ａに開口するとともにその厚さ方向を貫通する、内径数ｍｍ程度の多数の貫通孔からなる吸引孔３６が略全面に亘って形成されている。具体的には、内径２〜３ｍｍの吸引孔３６がＸ方向およびＹ方向のそれぞれ列状に配列形成されている。
【００３３】
圧力室形成部２７は、プラテン３５を天面とする密閉空間を形成するものであって、複数の圧力室（空間部）２８を有している。圧力室形成部２７は、例えばハニカム構造とされており（図７）、各圧力室２８が隔壁２９に形成された複数の連通孔３０を介して連通している。このため、圧力室形成部２７の底面または側面に連結された冷却吸引機構１８の作用により、複数の連通孔３０を介して各圧力室２８内の空気が吸引されて負圧とされる。これにより、プラテン３５に形成された多数の吸引孔３６を介して外気が吸引されて、プラテン３５上に載置された支持体Ｐを支持面２５ａに吸着保持させることができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、隣り合う全ての圧力室２８（周囲の６つの圧力室２８）に連通するように、１つの圧力室２８ごとに６つの連通孔３０を設けたがこれに限られることはなく、少なくとも隣り合う２つの圧力室２８に連通するように連通孔３０を設けるようにする。
【００３５】
フィルムヒーター３１は、圧力室形成部２７の裏面側であって、冷却吸引機構１８および図５においては不図示のワークステージ６（図３）の設置領域を除いた露出部分を埋めるようにして設けられている。このフィルムヒーター３１は、テーブル１９を所定の温度に加熱するとともに当該温度（設定温度）に保持すべく、テーブル１９に接続された温度センサー３２の検出結果に基づいて制御装置８（図１）によりその駆動が制御される。フィルムヒーター３１によってプラテン３５全域を略均一に加熱することができ、局部的な温度上昇による加熱ムラが抑えられた構成となっている。本実施形態におけるテーブル１９の目標設定温度は４０℃である。
【００３６】
制御装置８は、フィルムヒーター３１からの温度データに基づいてフィルムヒーター３１の出力制御をリアルタイムで行う。または、フィルムヒーター３１の駆動を停止して冷却吸引機構１８の駆動を開始する。このようにしてテーブル１９全域の温度を調整する。
【００３７】
上述したように、本実施形態の冷却吸引機構１８は、軸流ファン１８Ａの回転方向を正転させることによって圧力室２８内の空間を減圧させることが可能であり、テーブル１９上に支持体Ｐが載置されている場合には、当該支持体Ｐをプラテン３５の支持面３５ａに吸着させることができる。一方、軸流ファン１８Ａの回転方向を逆転させることによって、圧力室２８内に外気を供給することが可能であり、この結果、フィルムヒーター３１によって昇温されたプラテン３５を冷却させることができる。
【００３８】
次に、テーブルの温調方法について述べる。
図８は、冷却吸引機構を駆動した際の作用を示す断面図である。
図９は、テーブルの温度変化を示すグラフであって、（ａ）は冷却機構なしの場合、（ｂ）は冷却機構ありの場合をそれぞれ示す。
図８に示すように、テーブル１９を上記した設定温度にするためには、まず、フィルムヒーター３１によって圧力室形成部２７を加熱してプラテン３５全体を昇温させる。アルミニウムによって構成された圧力室形成部２７およびプラテン３５は熱容量が小さく熱伝導率が高い。このため、フィルムヒーター３１が駆動されるとテーブル１９は直ぐに昇温される。テーブル１９の温度変動は温度センサー３２を利用して常時監視され、テーブル１９の温度が設定温度を越えると、制御装置８は、フィルムヒーター３１の駆動を停止して、冷却吸引機構１８の駆動を開始する。軸流ファン１８Ａの送風作用によって外気が圧力室形成部２７内に送り込まれる。圧力室形成部２７内に送り込まれた冷気は、隔壁２９に形成された連通孔３０を介して各圧力室２８内に流入し、その後、各圧力室２８に連通する複数の吸引孔３６を介してプラテン３５の外側へと流出することになる。各圧力室２８内に導入された冷気によって隔壁２９全体が冷却され、さらにプラテン３５全体がその裏面側から冷却されて、テーブル１９全体の温度が急速に低下する。
【００３９】
そして、テーブル１９の温度が設定温度以下になると、制御装置８は、冷却吸引機構１８に駆動を停止して、再びフィルムヒーター３１を始動させることでテーブル１９の加熱を行う。このように、設定温度付近でオーバーシュートさせながら目標温度まで徐々に近づけるように、フィルムヒーター３１および冷却吸引機構１８の駆動制御をそれぞれ行う。そして、テーブル１９の温度を設定温度に保持する。
【００４０】
従来は、図９（ａ）に示すように、テーブルを自然冷却させていたためテーブルの温度低下が緩やかで、一旦設定温度以上に昇温されたテーブルが設定温度以下に冷却するまでに時間がかかってしまっていた。そのため、冷却時間に要する時間を短縮して、如何に早くテーブルの温度を目的の温度にすることができるかが課題となっていた。
【００４１】
上記した本実施形態の温調方法によれば、冷却吸引機構１８によって強制的にテーブル１９の温度を低下させているので冷却時間を短縮することができ、直ぐにまた昇温動作へと移行することができる。つまり、テーブル１９の冷却時間が短縮されたことで、テーブル１９の温度が設定温度にまで集束する時間が早まり（図９（ｂ））、この結果、自然冷却させていた従来のときよりもテーブル１９の温調制御の応答性を高めることができる。これにより、支持体Ｐに対する描画処理効率が向上する。
また、高い冷却精度を必要としないため、大型の支持体Ｐの場合でも比較的、低コストで対応することが可能である。
【００４２】
また、液滴吐出ヘッド９内には、顔料インク、ＵＶインク、メタルインク等が充填されており、このようなインクは温度が低下すると粘度が高まってノズルにおける吐出不良の原因となる。しかし、液滴吐出ヘッド９は所定温度に加熱保持されたテーブル１９の近傍に対向配置されているため、内部のインク温度の低下が抑制されて吐出不良の発生を防止することができる。
【００４３】
また、支持体Ｐに対する描画条件によってはテーブル１９を加熱する必要が出てくる。異なる描画条件の複数の支持体Ｐに対して連続して描画処理を実施する場合に、次の支持体Ｐに対する描画処理を開始するまでにテーブル１９を加熱するときにも、本実施形態によれば短時間で設定温度にすることが可能である。
【００４４】
なお、図１０に示すように、冷却吸引機構における軸流ファン１８Ａの数を増加させても良い。これら複数の軸流ファン１８Ａは、テーブル１９の裏面におけるワークステージ６への取り付け領域の周囲に並べて配置され、制御装置８によって同期して制御される。軸流ファン１８Ａの数を増やすことによってテーブル１９全体を効率よく冷却することが可能となり、冷却時間をさらに短縮できる。
【００４５】
また、本実施形態では、冷却吸引機構１８の軸流ファン１８Ａの回転方向を制御することによって、冷却作用と吸引作用とが得られるようになっているが、テーブル１９上に支持体Ｐが載置されていない状態でテーブル１９上の外気を吸引するように軸流ファン１８Ａを回転させ、テーブル１９の内部に外気を導入することによって冷却するようにしてもよい。これによれば、冷却作用と吸引作用とで軸流ファン１８Ａの回転方向を切り替える必要がなくなるので制御が容易になるとともに、描画処理動作から冷却処理動作へとスムーズに移行できるようになる。
【００４６】
図１１は、液体噴射装置によって製造される印刷物の一例を示す斜視図である。
図１１に示すように、実施形態の液体噴射装置によって形成される印刷物１００は、支持体Ｐの表面に絵柄が印刷されている。ここでは、例として木目調の絵柄が印刷された印刷物１００を示す。詳しくは、光透過性を有する支持体Ｐの表面全体に木目調の絵柄を表示する画像層１０２が形成されており、さらに、画像層１０２を覆って裏地層１０３が形成されている。
【００４７】
支持体Ｐは、例えば光透過性を有する樹脂材料を形成材料とし、可撓性を有するフィルムを用いることができる。形成材料としては、例えばＰＣ（ポリカーボネート）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）など、通常知られた材料を例示することができる。
【００４８】
下地層１０１は、印刷物１００の表面の凹凸を表現している層であり、支持体Ｐの表面のうち、所定の箇所に選択的に配置されている。下地層１０１の形成材料は、透明な光硬化性インクを用いる。光硬化性インクとしては、紫外線硬化性インクを好適に用いることができる。例えば、通常知られたウレタン系のモノマー、オリゴマーと、紫外線に反応する重合開始剤とを混合した組成物を、透明な紫外線硬化性インクとして用いることができる。
【００４９】
画像層１０２は、印刷物１００の絵柄を表現している層であり、下地層１０１の上面や側面を覆って、支持体Ｐの表面全面に形成されている。画像層１０２の形成材料は、上述の透明な光硬化性インク（ベースインク）に、例えばＣ（シアン）Ｍ（マゼンダ）Ｙ（イエロー）Ｋ（黒）の顔料を混合した組成物を用いることができる。下地層１０１と画像層１０２とのベースインクには、同種のモノマーやオリゴマーを含む物を用いると、下地層１０１と画像層１０２との界面の密着性が高くなり好ましい。同じベースインクを用いると簡便である。
【００５０】
このようなインクが有色透明である場合、または有色不透明であっても画像層１０２が薄く、画像層を介して裏が透けて見えるような場合、画像層１０２に描かれた画像の視認性を高めるため、不透明な裏地層１０３を設けることが好ましい。裏地層１０３が白色に着色している場合、画像層１０２の発色を助け、良好な画質の画像を表現することができる。裏地層１０３は、例えば白色の光硬化性インクを塗布して設けられている。白色インクは、例えば上述のベースインクに、白色顔料を混合したものを用いることができる。
【００５１】
このような印刷物１００は、支持体Ｐを介して画像層１０２に描かれた画像を観察する構成となっている。印刷物１００においては、支持体Ｐの視認側表面から、画像が描かれた画像層１０２までの距離が、透明な下地層１０１によって形成されている凹凸に応じて異なっており、画像層１０２に描かれた画像が立体的に表現されている。ここでは、画像層１０２に描かれた木目模様のうち、濃い色で描かれた木目部分に対応する箇所が凹部として表現されており、薄い色で描かれた部分が凸部として表現されている。
【００５２】
以下に、テーブルおよび冷却吸引機構の変形例についていくつか述べる。
（変形例１）
図１２（ａ）は、変形例１におけるテーブルおよび冷却吸引機構の概略構成を示す図である。（ｂ）は、変形例１における冷却吸引機構の作用を説明する図である。
本実施形態の冷却吸引機構は、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、テーブル１９の圧力室形成部２７に接続された複数のチューブ４１を有してなるエアーブロー構造となっている。これら複数のチューブ４１を介して圧力室形成部２７の内部に冷気を供給することによって、各圧力室２８内に導入された冷気によって隔壁２９およびプラテン３５の全体がそれぞれ冷却される。これによれば、テーブル１９に冷気を吹き付けながら迅速に冷却させることができる。
【００５３】
（変形例２）
図１３は、変形例２におけるテーブルおよび冷却吸引機構の概略構成を示す図である。
図１３に示すように、変形例２では、テーブル１９の圧力室形成部２７の側壁に冷却吸引機構３８が接続されている。圧力室形成部２７の側壁には冷却吸引機構３８の軸流ファン３８Ａに対応する開口２７Ａが形成されており、この開口２７Ａは１つまたは複数の圧力室２８に亘る大きさを有している。
【００５４】
本例において用いられる冷却吸引機構３８は、テーブル１９内の空気を吸引する機能を有するものであれば、軸流ファンに限らず吸引ポンプを用いることもできる。そして、テーブル１９上に支持体Ｐが載置されていない状態で冷却吸引機構３８を駆動させて軸流ファン１８Ａを回転させると、隔壁２９における連通孔３０を介して全ての圧力室２８内が減圧され、プラテン３５に形成された複数の吸引孔３６を介してプラテン３５上の空気（外気）が吸引される。このようにしてテーブル１９内に導入された外気（冷気）によって、テーブル１９全体が冷却されることになる。
【００５５】
本実施形態によれば、圧力室形成部２７の底面ではなく側壁に冷却吸引機構３８を設けたため、フィルムヒーター３１を設ける領域を広げることができる。これにより、テーブル１９に対する加熱および冷却を効果的に行うことができ、より短時間でテーブルを目的温度にすることができる。
【００５６】
なお、本例の構成において、軸流ファン１８Ａを逆回転させて圧力室形成部２７内に冷気を送り込むようにしても良い。開口２７Ａを介して軸流ファン１８Ａから圧力室形成部２７内に供給された冷気は、隔壁２９に形成された連通孔３０を介して全ての圧力室２８へ流入し、プラテン３５の複数の吸引孔３６から外部に流出する。このようにして、隔壁２９およびプラテン３５を冷却するようにしても良い。
【００５７】
（変形例３）
図１４は、変形例２におけるテーブルおよび冷却吸引機構の概略構成を示す図である。
上記した変形例２の構成の場合、テーブル１９上に支持体Ｐが載置されている状態でテーブル１９を冷却することはできなかったが、本例では、支持体Ｐがテーブル１９上に載置された状態であっても、テーブル１９の冷却を可能とするものである。
図１４に示すように、テーブル１９の圧力室形成部２７には冷却吸引機構１８が接続されているが、本例においてはこの冷却吸引機構１８が接続された壁部とは異なる壁部に開閉バルブ３９が接続されている。開閉バルブ３９は、非通電状態のときに閉弁状態となり、通電状態のときに開弁状態となる空気圧用電磁弁である。この開閉バルブ３９が開弁状態のときに冷却吸引機構１８の軸流ファン１８Ａを回転させることにより、外気が圧力室形成部２７内に吸引されてテーブル１９の冷却を行うことができる。
【００５８】
本例では、プラテン３５に形成された吸引孔３６を介して外気が吸引されない構成のため、プラテン３５の支持面３５ａ上に支持体Ｐが載置されている状態であっても、テーブル１９の冷却を行うことができる。これにより、テーブル１９を冷却している間に上流側からプラテン３５上に支持体Ｐを載置させておくことができるため、テーブル１９が設定温度になったのと同時に描画処理を行うことができて作業効率がより向上する。
【００５９】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態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。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６０】
また、上述の実施形態においては、記録装置として、インク等の液体を噴射する液体噴射装置を例にして説明したが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置に適用することができる。液体噴射装置が噴射可能な液体は、機能材料の粒子が分散又は溶解されている液状体、ジェル状の流状体を含む。
【００６１】
また、上述した実施形態において、記録装置（液体噴射装置）から噴射される液体としては、インクのみならず、特定の用途に対応する液体を適用可能である。液体噴射装置に、その特定の用途に対応する液体を噴射可能な噴射ヘッドを設け、その噴射ヘッドから特定の用途に対応する液体を噴射して、その液体を所定の物体に付着させることによって、所定のデバイスを製造可能である。例えば、液体噴射装置は、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、及び面発光ディスプレイ（ＦＥＤ）の製造等に用いられる電極材、色材等の材料を所定の分散媒（溶媒）に分散（溶解）した液体（液状体）を噴射する液体噴射装置に適用可能である。
【００６２】
また、流体噴射装置としては、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。
さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の液体噴射装置に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１…液体噴射装置、６…ワークステージ（テーブル温調機構）、８…制御装置、９…液滴吐出ヘッド、Ｌ…液滴、Ｐ…支持体、１８…冷却吸引機構（冷却装置）、１９…テーブル、１９ｂ…裏面、２３，２９…隔壁、２５ａ，３５ａ…支持面、２８…圧力室（空間部）、３０…連通孔、３１…フィルムヒーター、３１…フィルムヒーター（加熱装置）、３６…吸引孔、３９…開閉バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、普通紙を代表とする様々な記録媒体に対して印刷可能な記録装置として、インクジェット記録装置（液滴吐出装置）が知られている。インクジェット記録装置は、記録ヘッド（吐出ヘッド）の記録媒体に対向する面に設けられた吐出口（ノズル）から、色材であるカラーインクや、アンダーコート、オーバーコートを行うためのクリアインクを直接記録媒体に対して吐出し、記録媒体上に着弾させて浸透もしくは定着させることにより、記録媒体上に画像等を形成する装置である。
【０００３】
このようなインクジェット記録装置を用い、インク吸収性を有さない樹脂や金属等の材料からなる記録媒体に対して、画像等の記録を行う場合がある。その場合、このような記録媒体に対してインクを定着させるため、例えば紫外線照射によって硬化する光硬化型インクが用いられる。この光硬化型インクを用いるインクジェット記録装置では、インクを硬化させるための紫外線照射装置を備えており、記録媒体に画像を記録する際、インクを記録媒体に着弾させた直後に、インクの硬化が可能な条件で紫外線照射装置から紫外線を照射し、インクを硬化定着させるようにしている。
【０００４】
このような光硬化型インクで記録媒体に記録を行う記録装置では、印刷物の形成精度や印刷速度の向上等を図るべく、被記録媒体を支持するテーブル等に加熱装置を設けたものが提案されている。
また、加熱装置によりテーブルを加熱することで、その近傍に対向配置された液滴吐出ヘッド内の光硬化型インクの温度が低下するのを防止している。これにより、光硬化型インクの粘度の上昇が抑えられるとともにその流動性が高められ、液滴吐出ヘッドからの吐出性が良好になるように調整される。
【０００５】
加熱装置に連結された温調コントローラーは、テーブルの温度を設定温度に昇温させる際、設定温度付近まで昇温させた後、この設定温度付近でオーバーシュートしながら設定温度へ徐々に近づける制御を行う。つまり、テーブルを設定温度以上に昇温させた後に自然冷却させ、その後再び昇温させるという制御を繰り返しながら、徐々に設定温度に近づけていく。特に熱容量の大きなテーブルを加熱する場合にこのような制御が行われる。熱容量の大きなテーブルは、一旦、設定温度以上に昇温されてしまうと自然冷却に時間がかかってしまう。
【０００６】
そこで、ワークを支持するテーブルを加熱する加熱装置と、オーバーシュートにより設定温度以上まで昇温されたテーブルの自然冷却を補足する冷却装置とを備えて技術がいくつか提案されている（例えば、特許文献１〜３）。
特許文献１，２には、加熱用ペルチェ素子と、冷却用ペルチェ素子とを用いた構成が開示されている。特許文献３には、冷却媒体として冷却ガスを用いて任意の温度勾配が得られるよう制御する方式が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２８８４２７号公報
【特許文献２】特開２００６−１０８４５６号公報
【特許文献３】特開平１０−１４４６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１，２の構成の場合は大型ワークへの対応が難しい。また、特許文献３の構成の場合は、冷却機構のコストが大幅に増加してしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、テーブルの温調を行う加熱機構と冷却機構として安価な装置を備えることにより、テーブルの温度が目標温度に集束する時間を短縮することのできる液体噴射装置を提供することを目的の一つとしている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の液体噴射装置は、支持体上に液体を吐出する液滴吐出ヘッドと、前記液滴吐出ヘッドに対向配置され前記支持体を支持するテーブルと、前記テーブルに接続された加熱装置および冷却装置を有し、前記テーブルの温度調整を行うテーブル温調機構と、前記液滴吐出ヘッドおよび前記テーブル温調機構に駆動信号を供給する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記テーブルの温度が設定温度に対して相対的に高い場合には前記冷却装置を駆動させ、前記テーブルの温度が設定温度に対して相対的に低い場合には前記加熱装置を駆動させることにより、前記テーブルの温度が設定温度になるよう調整することを特徴とする。
【００１１】
これによれば、加熱装置により設定温度よりも高く加熱されたテーブルを冷却装置によって強制的に冷却させることができるので、テーブルの温調時間を短縮することができる。このように、自然冷却させるのではなく冷却を補足することで生産効率を高めることができる。
【００１２】
また、前記冷却装置が、ファン機構あるいはエアーブロー機構である構成としてもよい。
これによれば、ファン機構あるいはエアーブロー機構を用いることで安価に冷却装置を設置することができ、コスト増加を最小限に抑えることができる。
【００１３】
また、前記加熱装置が、前記テーブルの裏面側を覆うフィルムヒーターである構成としてもよい。
これによれば、フィルムヒーターを用いることにより、テーブル全域を均一に加熱することができ、温度ムラが生じるのを抑制することができる。
【００１４】
また、前記冷却装置が、前記支持体を支持する支持面から裏面側に貫通する複数の吸引孔を介して前記支持面上に配置された前記支持体を吸引する機能を有する構成としてもよい。
これによれば、冷却装置により吸引孔を介して支持面上の空気を吸引することによってテーブル上に載置された支持体を支持面に吸着保持させることができる。これにより、支持体に対して安定して描画処理を行うことができる。また、支持面上に支持体が載置されていない状態で冷却装置を駆動させることにより、冷却装置からの冷気を吸引孔を介して外部へ逃がすようにしてテーブルを冷却させることができる。
【００１５】
また、前記テーブルが、前記支持体を支持する支持面を天面とする複数の空間部と、前記複数の空間部を区画する隔壁とによるハニカム構造をなしており、前記隔壁に形成された連通孔を介して前記複数の空間部どうしが連通し、前記複数の空間部の少なくとも一部が外部に連通している構成としてもよい。
これによれば、テーブルがハニカム構造を有しているので、空間部に導入された冷気によってテーブルを効率よく冷却させることができる。
【００１６】
また、前記複数の空間部の少なくとも一部と外部とを連通させる開閉バルブが設けられている構成としてもよい。
これによれば、開閉バルブを開いた状態で冷却装置を駆動させることにより、複数の空間部に外気が導入されるので、テーブルの支持面上に支持体が載置された状態であってもテーブルを冷却させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明にかかる液体噴射装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】液滴吐出ヘッドの概略構成図、（ａ）は液滴吐出ヘッド９をワークステージ６側から見た平面図、（ｂ）は液滴吐出ヘッド９の部分斜視図、（ｃ）は液滴吐出ヘッド９の１ノズル分の部分断面図。
【図３】ワークステージおよびステージ移動機構の概略構成を示す図。
【図４】テーブルの支持状態を示す平面図。
【図５】テーブルの概略構成を示す断面図。
【図６】プラテンの概略構成を示す平面図。
【図７】圧力室形成部のハニカム構造を示す図。
【図８】冷却吸引機構を駆動した際の作用を示す断面図。
【図９】テーブルの温度変化を示すグラフであって、（ａ）は冷却機構なしの場合、（ｂ）は冷却機構ありの場合をそれぞれ示す。
【図１０】軸流ファンの数を増加した場合の模式図。
【図１１】液体噴射装置によって製造される印刷物の一例を示す斜視図。
【図１２】（ａ）は、変形例１におけるテーブルおよび冷却吸引機構の概略構成を示す図。
【図１３】変形例２におけるテーブルおよび冷却吸引機構の概略構成を示す図。
【図１４】変形例３におけるテーブルおよび冷却吸引機構の概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１９】
図１は、本発明にかかる液体噴射装置の概略構成を示す斜視図である。
液体噴射装置１は、支持体（被支持媒体）Ｐ上に光硬化型インクを吐出し、吐出した光硬化型インクに光照射を行って該光硬化型インクを硬化させ、支持体Ｐ上に文字・数字や各種の絵柄などを描画するものである。
【００２０】
この液体噴射装置１は、基台２と、基台２上の支持体Ｐを図１中のＸ方向に搬送する搬送装置３と、光硬化型インクを吐出する液滴吐出ヘッド（図示せず）と、該液滴吐出ヘッドを複数備えてなるキャリッジ４と、このキャリッジ４をＸ方向と直交するＹ方向に移動させる送り装置５と、を具備して構成されている。なお、本実施形態では、搬送装置３及び送り装置５により、支持体Ｐとキャリッジ４とを、第１方向（Ｘ方向）及び該第１方向に直交する第２方向（Ｙ方向）にそれぞれ相対移動させる移動装置が構成されている。
【００２１】
図２は、液滴吐出ヘッド９の概略構成図である。図２（ａ）は液滴吐出ヘッド９をワークステージ６側から見た平面図、図２（ｂ）は液滴吐出ヘッド９の部分斜視図、図２（ｃ）は液滴吐出ヘッド９の１ノズル分の部分断面図である。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド９は、複数（例えば１８０個）のノズルＮをＹ方向（第２方向）と交差する方向、本実施形態ではＸ方向（第１方向）に配列しており、これら複数のノズルＮによってノズル列ＮＡを形成している。なお、図では１列分のノズルを示したが、液滴吐出ヘッド９に設けるノズル数及びノズル列数は任意に変更可能であり、例えばＸ方向に配列したノズル列ＮＡをＹ方向に複数列設けてもよい。
【００２３】
また、図２（ｂ）に示すように、チューブ１０と連結される材料供給孔２０ａが設けられた振動板２０と、ノズルＮが設けられたノズルプレート２１と、振動板２０とノズルプレート２１との間に設けられたリザーバー（液溜まり）２２と、複数の隔壁２３と、複数のキャビティー（液室）２４とを備えて構成されている。ノズルプレート２１の表面（底面）は、複数のノズルＮを形成したノズル面２１ａとなっている。振動板２０上には、各ノズルＮに対応して圧電素子（駆動素子）ＰＺが配置されている。圧電素子ＰＺは、例えばピエゾ素子からなっている。
【００２４】
リザーバー２２には、材料供給孔２０ａを介して供給される光硬化型インクが充填されるようになっている。キャビティー２４は、振動板２０と、ノズルプレート２１と、１対の隔壁２３とによって囲まれるようにして形成されおり、各ノズルＮに対して１対１に対応して設けられている。また、各キャビティー２４には、一対の隔壁２３の間に設けられた供給口２４ａを介して、リザーバー２２から光硬化型インクが導入されるようになっている。
【００２５】
また、図２（ｃ）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。
【００２６】
よって、キャビティー２４内に増大した容積分に相当する光硬化型インクが、液溜まり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への駆動信号の印加が停止すると、圧電素子ＰＺと振動板２０とは共に元の形状に戻り、キャビティー２４も元の容積に戻る。これにより、キャビティー２４内の光硬化型インクの圧力が上昇し、ノズルＮから支持体Ｐに向けて光硬化型インクの液滴Ｌが吐出されるようになっている。
【００２７】
図３は、ワークステージおよびステージ移動機構の概略構成を示す図である。図４は、テーブルの支持状態を示す平面図である。
図３および図４に示すように、搬送装置３は、基台２上に設けられたワークステージ（テーブル温調機構）６及びステージ移動機構７を備えて構成されたものである。
ワークステージ６は、支持体Ｐが載置されるテーブル１９と、テーブル１９上に支持体Ｐを吸着保持させる冷却吸引機構（冷却装置）１８と、ステージ移動機構７上でテーブルを支持する支持機構１１とを備え、ステージ移動機構７によって基台２上をＸ方向に移動可能に設けられたものである。
【００２８】
支持機構１１は、テーブル１９の略中央に配置され、テーブル１９の裏面側に配置された支持部１２と、ステージ移動機構７に連結される連結部１３との間に配置された回転軸１４によって、テーブル１９をＸＹ平面内において回転可能に支持している。
なお、本実施形態においては、テーブル１９が回転軸１４上の支持板１５に立設された複数（４つ）の支持軸に１６よって支持されているが、支持部１２の構成はこれに限られない。
【００２９】
ステージ移動機構７は、ボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備え、制御装置８から入力されるワークステージ６のＸ座標を示すステージ位置制御信号に基づいて、ワークステージ６をＸ方向に移動させるよう構成されている。
【００３０】
冷却吸引機構１８は、テーブル１９の裏面１９ｂ側であってワークステージ６とは干渉しない位置に設置され、製造工程において液体噴射装置１の上流側に設置された媒体搬送装置（図示せず）から搬送される支持体ＰをＸＹ平面（テーブル１９の表面１９ａ）上に吸着保持させるものである。本実施形態の冷却吸引機構１８は軸流ファン１８Ａを有して構成され、その数や設置位置は適宜設定される。
【００３１】
図５は、テーブルの概略構成を示す断面図である。図６は、プラテンの概略構成を示す平面図である。図７は、圧力室形成部のハニカム構造を示す図である。
図５および図６に示すように、テーブル１９は、支持体Ｐをその裏面から支持するもので、支持体Ｐを支持するプラテン３５と、プラテン３５の裏面側に配置された圧力室形成部２７と、フィルムヒーター（加熱装置）３１とを備えている。
【００３２】
プラテン３５は、熱伝導率が比較的大きい材料を用いて構成され、相対的な熱量が大きくなるよう構成されている。ここでは、厚さ１５〜２０ｍｍのアルミニウム板によって構成され、平面視における大きさが縦１０００ｍｍ×横１１００ｍｍとされている。プラテン３５には、支持面２５ａに開口するとともにその厚さ方向を貫通する、内径数ｍｍ程度の多数の貫通孔からなる吸引孔３６が略全面に亘って形成されている。具体的には、内径２〜３ｍｍの吸引孔３６がＸ方向およびＹ方向のそれぞれ列状に配列形成されている。
【００３３】
圧力室形成部２７は、プラテン３５を天面とする密閉空間を形成するものであって、複数の圧力室（空間部）２８を有している。圧力室形成部２７は、例えばハニカム構造とされており（図７）、各圧力室２８が隔壁２９に形成された複数の連通孔３０を介して連通している。このため、圧力室形成部２７の底面または側面に連結された冷却吸引機構１８の作用により、複数の連通孔３０を介して各圧力室２８内の空気が吸引されて負圧とされる。これにより、プラテン３５に形成された多数の吸引孔３６を介して外気が吸引されて、プラテン３５上に載置された支持体Ｐを支持面２５ａに吸着保持させることができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、隣り合う全ての圧力室２８（周囲の６つの圧力室２８）に連通するように、１つの圧力室２８ごとに６つの連通孔３０を設けたがこれに限られることはなく、少なくとも隣り合う２つの圧力室２８に連通するように連通孔３０を設けるようにする。
【００３５】
フィルムヒーター３１は、圧力室形成部２７の裏面側であって、冷却吸引機構１８および図５においては不図示のワークステージ６（図３）の設置領域を除いた露出部分を埋めるようにして設けられている。このフィルムヒーター３１は、テーブル１９を所定の温度に加熱するとともに当該温度（設定温度）に保持すべく、テーブル１９に接続された温度センサー３２の検出結果に基づいて制御装置８（図１）によりその駆動が制御される。フィルムヒーター３１によってプラテン３５全域を略均一に加熱することができ、局部的な温度上昇による加熱ムラが抑えられた構成となっている。本実施形態におけるテーブル１９の目標設定温度は４０℃である。
【００３６】
制御装置８は、フィルムヒーター３１からの温度データに基づいてフィルムヒーター３１の出力制御をリアルタイムで行う。または、フィルムヒーター３１の駆動を停止して冷却吸引機構１８の駆動を開始する。このようにしてテーブル１９全域の温度を調整する。
【００３７】
上述したように、本実施形態の冷却吸引機構１８は、軸流ファン１８Ａの回転方向を正転させることによって圧力室２８内の空間を減圧させることが可能であり、テーブル１９上に支持体Ｐが載置されている場合には、当該支持体Ｐをプラテン３５の支持面３５ａに吸着させることができる。一方、軸流ファン１８Ａの回転方向を逆転させることによって、圧力室２８内に外気を供給することが可能であり、この結果、フィルムヒーター３１によって昇温されたプラテン３５を冷却させることができる。
【００３８】
次に、テーブルの温調方法について述べる。
図８は、冷却吸引機構を駆動した際の作用を示す断面図である。
図９は、テーブルの温度変化を示すグラフであって、（ａ）は冷却機構なしの場合、（ｂ）は冷却機構ありの場合をそれぞれ示す。
図８に示すように、テーブル１９を上記した設定温度にするためには、まず、フィルムヒーター３１によって圧力室形成部２７を加熱してプラテン３５全体を昇温させる。アルミニウムによって構成された圧力室形成部２７およびプラテン３５は熱容量が小さく熱伝導率が高い。このため、フィルムヒーター３１が駆動されるとテーブル１９は直ぐに昇温される。テーブル１９の温度変動は温度センサー３２を利用して常時監視され、テーブル１９の温度が設定温度を越えると、制御装置８は、フィルムヒーター３１の駆動を停止して、冷却吸引機構１８の駆動を開始する。軸流ファン１８Ａの送風作用によって外気が圧力室形成部２７内に送り込まれる。圧力室形成部２７内に送り込まれた冷気は、隔壁２９に形成された連通孔３０を介して各圧力室２８内に流入し、その後、各圧力室２８に連通する複数の吸引孔３６を介してプラテン３５の外側へと流出することになる。各圧力室２８内に導入された冷気によって隔壁２９全体が冷却され、さらにプラテン３５全体がその裏面側から冷却されて、テーブル１９全体の温度が急速に低下する。
【００３９】
そして、テーブル１９の温度が設定温度以下になると、制御装置８は、冷却吸引機構１８に駆動を停止して、再びフィルムヒーター３１を始動させることでテーブル１９の加熱を行う。このように、設定温度付近でオーバーシュートさせながら目標温度まで徐々に近づけるように、フィルムヒーター３１および冷却吸引機構１８の駆動制御をそれぞれ行う。そして、テーブル１９の温度を設定温度に保持する。
【００４０】
従来は、図９（ａ）に示すように、テーブルを自然冷却させていたためテーブルの温度低下が緩やかで、一旦設定温度以上に昇温されたテーブルが設定温度以下に冷却するまでに時間がかかってしまっていた。そのため、冷却時間に要する時間を短縮して、如何に早くテーブルの温度を目的の温度にすることができるかが課題となっていた。
【００４１】
上記した本実施形態の温調方法によれば、冷却吸引機構１８によって強制的にテーブル１９の温度を低下させているので冷却時間を短縮することができ、直ぐにまた昇温動作へと移行することができる。つまり、テーブル１９の冷却時間が短縮されたことで、テーブル１９の温度が設定温度にまで集束する時間が早まり（図９（ｂ））、この結果、自然冷却させていた従来のときよりもテーブル１９の温調制御の応答性を高めることができる。これにより、支持体Ｐに対する描画処理効率が向上する。
また、高い冷却精度を必要としないため、大型の支持体Ｐの場合でも比較的、低コストで対応することが可能である。
【００４２】
また、液滴吐出ヘッド９内には、顔料インク、ＵＶインク、メタルインク等が充填されており、このようなインクは温度が低下すると粘度が高まってノズルにおける吐出不良の原因となる。しかし、液滴吐出ヘッド９は所定温度に加熱保持されたテーブル１９の近傍に対向配置されているため、内部のインク温度の低下が抑制されて吐出不良の発生を防止することができる。
【００４３】
また、支持体Ｐに対する描画条件によってはテーブル１９を加熱する必要が出てくる。異なる描画条件の複数の支持体Ｐに対して連続して描画処理を実施する場合に、次の支持体Ｐに対する描画処理を開始するまでにテーブル１９を加熱するときにも、本実施形態によれば短時間で設定温度にすることが可能である。
【００４４】
なお、図１０に示すように、冷却吸引機構における軸流ファン１８Ａの数を増加させても良い。これら複数の軸流ファン１８Ａは、テーブル１９の裏面におけるワークステージ６への取り付け領域の周囲に並べて配置され、制御装置８によって同期して制御される。軸流ファン１８Ａの数を増やすことによってテーブル１９全体を効率よく冷却することが可能となり、冷却時間をさらに短縮できる。
【００４５】
また、本実施形態では、冷却吸引機構１８の軸流ファン１８Ａの回転方向を制御することによって、冷却作用と吸引作用とが得られるようになっているが、テーブル１９上に支持体Ｐが載置されていない状態でテーブル１９上の外気を吸引するように軸流ファン１８Ａを回転させ、テーブル１９の内部に外気を導入することによって冷却するようにしてもよい。これによれば、冷却作用と吸引作用とで軸流ファン１８Ａの回転方向を切り替える必要がなくなるので制御が容易になるとともに、描画処理動作から冷却処理動作へとスムーズに移行できるようになる。
【００４６】
図１１は、液体噴射装置によって製造される印刷物の一例を示す斜視図である。
図１１に示すように、実施形態の液体噴射装置によって形成される印刷物１００は、支持体Ｐの表面に絵柄が印刷されている。ここでは、例として木目調の絵柄が印刷された印刷物１００を示す。詳しくは、光透過性を有する支持体Ｐの表面全体に木目調の絵柄を表示する画像層１０２が形成されており、さらに、画像層１０２を覆って裏地層１０３が形成されている。
【００４７】
支持体Ｐは、例えば光透過性を有する樹脂材料を形成材料とし、可撓性を有するフィルムを用いることができる。形成材料としては、例えばＰＣ（ポリカーボネート）やＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）など、通常知られた材料を例示することができる。
【００４８】
下地層１０１は、印刷物１００の表面の凹凸を表現している層であり、支持体Ｐの表面のうち、所定の箇所に選択的に配置されている。下地層１０１の形成材料は、透明な光硬化性インクを用いる。光硬化性インクとしては、紫外線硬化性インクを好適に用いることができる。例えば、通常知られたウレタン系のモノマー、オリゴマーと、紫外線に反応する重合開始剤とを混合した組成物を、透明な紫外線硬化性インクとして用いることができる。
【００４９】
画像層１０２は、印刷物１００の絵柄を表現している層であり、下地層１０１の上面や側面を覆って、支持体Ｐの表面全面に形成されている。画像層１０２の形成材料は、上述の透明な光硬化性インク（ベースインク）に、例えばＣ（シアン）Ｍ（マゼンダ）Ｙ（イエロー）Ｋ（黒）の顔料を混合した組成物を用いることができる。下地層１０１と画像層１０２とのベースインクには、同種のモノマーやオリゴマーを含む物を用いると、下地層１０１と画像層１０２との界面の密着性が高くなり好ましい。同じベースインクを用いると簡便である。
【００５０】
このようなインクが有色透明である場合、または有色不透明であっても画像層１０２が薄く、画像層を介して裏が透けて見えるような場合、画像層１０２に描かれた画像の視認性を高めるため、不透明な裏地層１０３を設けることが好ましい。裏地層１０３が白色に着色している場合、画像層１０２の発色を助け、良好な画質の画像を表現することができる。裏地層１０３は、例えば白色の光硬化性インクを塗布して設けられている。白色インクは、例えば上述のベースインクに、白色顔料を混合したものを用いることができる。
【００５１】
このような印刷物１００は、支持体Ｐを介して画像層１０２に描かれた画像を観察する構成となっている。印刷物１００においては、支持体Ｐの視認側表面から、画像が描かれた画像層１０２までの距離が、透明な下地層１０１によって形成されている凹凸に応じて異なっており、画像層１０２に描かれた画像が立体的に表現されている。ここでは、画像層１０２に描かれた木目模様のうち、濃い色で描かれた木目部分に対応する箇所が凹部として表現されており、薄い色で描かれた部分が凸部として表現されている。
【００５２】
以下に、テーブルおよび冷却吸引機構の変形例についていくつか述べる。
（変形例１）
図１２（ａ）は、変形例１におけるテーブルおよび冷却吸引機構の概略構成を示す図である。（ｂ）は、変形例１における冷却吸引機構の作用を説明する図である。
本実施形態の冷却吸引機構は、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、テーブル１９の圧力室形成部２７に接続された複数のチューブ４１を有してなるエアーブロー構造となっている。これら複数のチューブ４１を介して圧力室形成部２７の内部に冷気を供給することによって、各圧力室２８内に導入された冷気によって隔壁２９およびプラテン３５の全体がそれぞれ冷却される。これによれば、テーブル１９に冷気を吹き付けながら迅速に冷却させることができる。
【００５３】
（変形例２）
図１３は、変形例２におけるテーブルおよび冷却吸引機構の概略構成を示す図である。
図１３に示すように、変形例２では、テーブル１９の圧力室形成部２７の側壁に冷却吸引機構３８が接続されている。圧力室形成部２７の側壁には冷却吸引機構３８の軸流ファン３８Ａに対応する開口２７Ａが形成されており、この開口２７Ａは１つまたは複数の圧力室２８に亘る大きさを有している。
【００５４】
本例において用いられる冷却吸引機構３８は、テーブル１９内の空気を吸引する機能を有するものであれば、軸流ファンに限らず吸引ポンプを用いることもできる。そして、テーブル１９上に支持体Ｐが載置されていない状態で冷却吸引機構３８を駆動させて軸流ファン１８Ａを回転させると、隔壁２９における連通孔３０を介して全ての圧力室２８内が減圧され、プラテン３５に形成された複数の吸引孔３６を介してプラテン３５上の空気（外気）が吸引される。このようにしてテーブル１９内に導入された外気（冷気）によって、テーブル１９全体が冷却されることになる。
【００５５】
本実施形態によれば、圧力室形成部２７の底面ではなく側壁に冷却吸引機構３８を設けたため、フィルムヒーター３１を設ける領域を広げることができる。これにより、テーブル１９に対する加熱および冷却を効果的に行うことができ、より短時間でテーブルを目的温度にすることができる。
【００５６】
なお、本例の構成において、軸流ファン１８Ａを逆回転させて圧力室形成部２７内に冷気を送り込むようにしても良い。開口２７Ａを介して軸流ファン１８Ａから圧力室形成部２７内に供給された冷気は、隔壁２９に形成された連通孔３０を介して全ての圧力室２８へ流入し、プラテン３５の複数の吸引孔３６から外部に流出する。このようにして、隔壁２９およびプラテン３５を冷却するようにしても良い。
【００５７】
（変形例３）
図１４は、変形例２におけるテーブルおよび冷却吸引機構の概略構成を示す図である。
上記した変形例２の構成の場合、テーブル１９上に支持体Ｐが載置されている状態でテーブル１９を冷却することはできなかったが、本例では、支持体Ｐがテーブル１９上に載置された状態であっても、テーブル１９の冷却を可能とするものである。
図１４に示すように、テーブル１９の圧力室形成部２７には冷却吸引機構１８が接続されているが、本例においてはこの冷却吸引機構１８が接続された壁部とは異なる壁部に開閉バルブ３９が接続されている。開閉バルブ３９は、非通電状態のときに閉弁状態となり、通電状態のときに開弁状態となる空気圧用電磁弁である。この開閉バルブ３９が開弁状態のときに冷却吸引機構１８の軸流ファン１８Ａを回転させることにより、外気が圧力室形成部２７内に吸引されてテーブル１９の冷却を行うことができる。
【００５８】
本例では、プラテン３５に形成された吸引孔３６を介して外気が吸引されない構成のため、プラテン３５の支持面３５ａ上に支持体Ｐが載置されている状態であっても、テーブル１９の冷却を行うことができる。これにより、テーブル１９を冷却している間に上流側からプラテン３５上に支持体Ｐを載置させておくことができるため、テーブル１９が設定温度になったのと同時に描画処理を行うことができて作業効率がより向上する。
【００５９】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態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。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００６０】
また、上述の実施形態においては、記録装置として、インク等の液体を噴射する液体噴射装置を例にして説明したが、インク以外の他の液体を噴射したり吐出したりする液体噴射装置に適用することができる。液体噴射装置が噴射可能な液体は、機能材料の粒子が分散又は溶解されている液状体、ジェル状の流状体を含む。
【００６１】
また、上述した実施形態において、記録装置（液体噴射装置）から噴射される液体としては、インクのみならず、特定の用途に対応する液体を適用可能である。液体噴射装置に、その特定の用途に対応する液体を噴射可能な噴射ヘッドを設け、その噴射ヘッドから特定の用途に対応する液体を噴射して、その液体を所定の物体に付着させることによって、所定のデバイスを製造可能である。例えば、液体噴射装置は、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ、及び面発光ディスプレイ（ＦＥＤ）の製造等に用いられる電極材、色材等の材料を所定の分散媒（溶媒）に分散（溶解）した液体（液状体）を噴射する液体噴射装置に適用可能である。
【００６２】
また、流体噴射装置としては、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。
さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の液体噴射装置に本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１…液体噴射装置、６…ワークステージ（テーブル温調機構）、８…制御装置、９…液滴吐出ヘッド、Ｌ…液滴、Ｐ…支持体、１８…冷却吸引機構（冷却装置）、１９…テーブル、１９ｂ…裏面、２３，２９…隔壁、２５ａ，３５ａ…支持面、２８…圧力室（空間部）、３０…連通孔、３１…フィルムヒーター、３１…フィルムヒーター（加熱装置）、３６…吸引孔、３９…開閉バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持体上に液体を吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドに対向配置され前記支持体を支持するテーブルと、
前記テーブルに接続された加熱装置および冷却装置を有し、前記テーブルの温度調整を行うテーブル温調機構と、
前記液滴吐出ヘッドおよび前記テーブル温調機構に駆動信号を供給する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記テーブルの温度が設定温度に対して相対的に高い場合には前記冷却装置を駆動させ、前記テーブルの温度が設定温度に対して相対的に低い場合には前記加熱装置を駆動させることにより、前記テーブルの温度が設定温度になるよう調整する
ことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記冷却装置が、ファン機構あるいはエアーブロー機構である
ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記加熱装置が、前記テーブルの裏面側を覆うフィルムヒーターである
ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記冷却装置が、前記支持体を支持する支持面から裏面側に貫通する複数の吸引孔を介して前記支持面上に配置された前記支持体を吸引する機能を有する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記テーブルが、前記支持体を支持する支持面を天面とする複数の空間部と、前記複数の空間部を区画する隔壁とによるハニカム構造をなしており、
前記隔壁に形成された連通孔を介して前記複数の空間部どうしが連通しているとともに、これら複数の空間部の少なくとも一部が外部に連通している
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記複数の空間部の少なくとも一部と外部とを連通させる開閉バルブを備えており、
前記制御装置は、前記開閉バルブを開いた状態で前記冷却装置を駆動させることにより前記テーブルを冷却する
ことを特徴とする請求項５に記載の液体噴射装置。
【請求項１】
支持体上に液体を吐出する液滴吐出ヘッドと、
前記液滴吐出ヘッドに対向配置され前記支持体を支持するテーブルと、
前記テーブルに接続された加熱装置および冷却装置を有し、前記テーブルの温度調整を行うテーブル温調機構と、
前記液滴吐出ヘッドおよび前記テーブル温調機構に駆動信号を供給する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記テーブルの温度が設定温度に対して相対的に高い場合には前記冷却装置を駆動させ、前記テーブルの温度が設定温度に対して相対的に低い場合には前記加熱装置を駆動させることにより、前記テーブルの温度が設定温度になるよう調整する
ことを特徴とする液体噴射装置。
【請求項２】
前記冷却装置が、ファン機構あるいはエアーブロー機構である
ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
【請求項３】
前記加熱装置が、前記テーブルの裏面側を覆うフィルムヒーターである
ことを特徴とする請求項１または２に記載の液体噴射装置。
【請求項４】
前記冷却装置が、前記支持体を支持する支持面から裏面側に貫通する複数の吸引孔を介して前記支持面上に配置された前記支持体を吸引する機能を有する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項５】
前記テーブルが、前記支持体を支持する支持面を天面とする複数の空間部と、前記複数の空間部を区画する隔壁とによるハニカム構造をなしており、
前記隔壁に形成された連通孔を介して前記複数の空間部どうしが連通しているとともに、これら複数の空間部の少なくとも一部が外部に連通している
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の液体噴射装置。
【請求項６】
前記複数の空間部の少なくとも一部と外部とを連通させる開閉バルブを備えており、
前記制御装置は、前記開閉バルブを開いた状態で前記冷却装置を駆動させることにより前記テーブルを冷却する
ことを特徴とする請求項５に記載の液体噴射装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２０６４７５（Ｐ２０１２−２０６４７５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７５８０６（Ｐ２０１１−７５８０６）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【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２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【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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