インクジェットプリンタ
【課題】ＵＶＬＥＤを冷却するための水冷型の冷却装置のメンテナンス作業量が少なく、冷却装置の維持費が安く、量産性の高いインクジェットプリンタを提供する。
【解決手段】冷却装置８０は、ＵＶ光源７０に設けられて紫外線発光時に発生する熱を冷却する冷却部７１と、冷媒液を冷却部７１を通過させて循環させる第１循環管路８１と、第１循環管路８１に設けられ冷媒液が第１循環管路８１内で循環するための循環流を作り出す第１循環ポンプ８２と、第１循環管路８１に設けられ冷媒液と冷却水との熱交換を行う熱交換器８３と、熱交換器８３に冷却水を供給する水冷チラーユニット９０とを備えて構成される。
【解決手段】冷却装置８０は、ＵＶ光源７０に設けられて紫外線発光時に発生する熱を冷却する冷却部７１と、冷媒液を冷却部７１を通過させて循環させる第１循環管路８１と、第１循環管路８１に設けられ冷媒液が第１循環管路８１内で循環するための循環流を作り出す第１循環ポンプ８２と、第１循環管路８１に設けられ冷媒液と冷却水との熱交換を行う熱交換器８３と、熱交換器８３に冷却水を供給する水冷チラーユニット９０とを備えて構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷媒体に印刷ヘッドから吐出して付着させたインクに紫外線照射手段により紫外線を照射して、インクを硬化させて印刷を行うインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラテン上に載置させた印刷媒体に対して、プラテンと対向して配設された印刷ヘッドを左右に往復移動させながら、印刷ヘッドからインクを吐出させて印刷媒体に印刷を施すインクジェットプリンタが知られている。このようなインクジェットプリンタには、紫外線が照射されることにより硬化する性質を有した紫外線硬化型インク（以下、これをＵＶインクという）を、印刷ヘッドから吐出させて印刷媒体に印刷を行うものがある。このＵＶインクは、耐候性および耐水性に優れているため、印刷物を例えば屋外広告宣伝ビラ等に用いることが可能となり、水溶性インクを用いた場合と比較して印刷物の使用用途が格段に広がるという利点がある。
【０００３】
このようにＵＶインクを吐出させて印刷を行うインクジェットプリンタには、印刷媒体に付着したＵＶインクに紫外線を照射して硬化させるための紫外線照射装置が設けられている。近年、この紫外線照射装置における紫外線を発光させる光源として、紫外線発光ダイオード（以下、これをＵＶＬＥＤという）を用いたインクジェットプリンタが開発されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
ところで、一つの印刷ラインにおいて１パスで印刷を行うインクジェットプリンタや高速印刷を行うインクジェットプリンタのように、紫外線照射装置による紫外線照射時間の短いインクジェットプリンタの場合、必然的に紫外線照射装置による紫外線照射強度を高く設定しなければならない。この場合、紫外線照射装置の紫外線を発光する光源の発熱量が大きくなり、光源自体の温度上昇に伴って所望の照射強度を保持することが困難になるという問題があった。そこで、従来、冷却装置としては、安価でかつ小型で取付容易なファンが取り付けられ、ＵＶＬＥＤを空冷するものが知られている。しかし、ファンでは静音化の妨げになるため、水冷チラーから供給される冷却水によって水冷する装置も考えられる。
【特許文献１】特開２００４‐１８８９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、水冷の装置を用いるインクジェットプリンタでは、冷却水によってＵＶＬＥＤの電極を直接冷却しなければならないため、電極が酸化してしまうのを防ぐ必要がある。そのため、冷却水として純水を使用することによって電極の酸化を防ぐことが考えられる。しかし、冷却水として純水を使用しても、次第に電極が溶出して、電極の酸化を招いたり、配管内等の陽イオンが増えて電気伝導度（率）が高くなって、場合によっては、電極間でスパークしてショートしたりする虞もある。そのため、配管内の電気伝導度を計測してショートを防ぐ必要もある。また、このような問題を回避するために、約１週間という短い期間で定期的に冷却水（純水）を交換する必要もある。さらに、その純水の交換時に、配管内にゴミや空気の混入を招く虞もある。そのため、純水を使用した水冷装置を用いるインクジェットプリンタでは、冷却装置のメンテナンスが煩雑であって、作業者負担が大きく、経済的負担も大きく、また、量産に向かないという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、ＵＶＬＥＤを冷却するための水冷型の冷却装置のメンテナンス作業量が少なく、冷却装置の維持費が安く、量産性の高いインクジェットプリンタ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】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明は、媒体支持手段（例えば、実施形態における支持テーブル１１）により支持された印刷媒体の表面に印刷ヘッドから吐出して付着させたインクに、紫外線照射手段（例えば、実施形態におけるＵＶ光源７０）により紫外線を照射して、前記インクを硬化させて前記印刷媒体の表面に所望のプリントを施すインクジェットプリンタであり、前記紫外線照射手段に設けられて紫外線発光時に発生する熱を冷却する冷却部と、第１の冷媒（例えば、実施形態における冷媒液）を、前記冷却部を通過させて循環させる循環管路（例えば、実施形態における第１循環管路８１）と、前記循環管路に設けられ、前記第１の冷媒が前記循環管路内で循環するための循環流を作り出す循環ポンプ（例えば、実施形態における第１循環ポンプ８２）と、前記循環管路に設けられ、前記第１の冷媒と外部から供給される第２の冷媒（例えば、実施形態における冷却水）との熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器に前記第２の冷媒を供給する第２の冷媒供給手段（例えば、実施形態における水冷チラーユニット９０）とを備えて構成される。
【０００８】
上記構成のインクジェットプリンタにおいて、前記循環管路、前記循環ポンプおよび前記熱交換器は、前記印刷媒体に沿って相対移動する第１の移動部材（例えば、実施形態におけるガイドバー部材５１）に搭載され、前記第２の冷媒供給手段はプリンタ本体（例えば、実施形態における支持テーブル１１）に固定保持され、前記第２の冷媒供給手段から前記熱交換器に延びて前記第２の冷媒を供給する管路（例えば、実施形態における第３循環管路９８）における前記第１の移動部材と前記プリンタ本体とを繋ぐ部分が、前記第１の移動部材の相対移動を許容するように構成されることが好ましい。
【０００９】
上記構成のインクジェットプリンタにおいて、前記紫外線照射手段は前記第１の移動部材に移動可能に取り付けられた第２の移動部材（例えば、実施形態におけるキャリッジ６３）に搭載され、前記循環ポンプおよび前記熱交換器は前記第１の移動部材に搭載され、前記第２の冷媒供給手段は前記プリンタ本体に固定保持され、前記循環管路における前記第２の移動部材と前記第１の移動部材とを繋ぐ部分が、前記第２の移動部材の前記第１の移動部材に対する相対移動を許容するように構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るインクジェットプリンタによれば、紫外線照射手段に設けられて紫外線発光時に発生する熱を冷却する冷却部と、第１の冷媒を冷却部を通過させて循環させる循環管路と、循環管路に設けられ第１の冷媒が循環管路内で循環するための循環流を作り出す循環ポンプと、循環管路に設けられ第１の冷媒と外部から供給される第２の冷媒との熱交換を行う熱交換器と、熱交換器に第２の冷媒を供給する第２の冷媒供給手段とを備えて構成される。この構成により、循環管路には交換の必要もない冷媒液が循環されるため、循環管路を密閉させたままにしておくことができ、循環管路へのゴミの混入もない。また、冷媒液が電極を侵食しないため、電極がイオンの多い冷媒液に浸らず、電極の酸化を防ぎ、電極間でのスパークを防ぐこともできるようになる。
【００１１】
上記インクジェットプリンタにおいて、紫外線照射手段、循環管路、循環ポンプおよび熱交換器は、印刷媒体に沿って相対移動する第１の移動部材に搭載され、第２の冷媒供給手段はプリンタ本体に固定保持され、第２の冷媒供給手段から熱交換器に延びて第２の冷媒を供給する管路における第１の移動部材とプリンタ本体とを繋ぐ部分が、第１の移動部材の相対移動を許容するように構成されることが好ましい。また、紫外線照射手段は第１の移動部材に移動可能に取り付けられた第２の移動部材に搭載され、循環ポンプおよび熱交換器は第１の移動部材に搭載され、第２の冷媒供給手段はプリンタ本体に固定保持され、循環管路における第２の移動部材と第１の移動部材とを繋ぐ部分が、第２の移動部材の第１の移動部材に対する相対移動を許容するように構成されることが好ましい。このように構成すると、冷却装置の配置位置の自由度が格段に向上するため、種々の形態のインクジェットプリンタにおいて冷却装置を用いることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明に係るインクジェットプリンタの一例として、テーブル上に固定保持された印刷媒体に対して印刷ユニットを水平面内の直交二軸（Ｘ軸‐Ｙ軸）方向に移動させて印刷媒体に所望の印刷を行うインクジェットプリンタ１の概略構成を、図１および図２に示している。なお、説明の便宜上、図中に示す前後、左右および上下と書いた矢印の方向を、以下の説明においてそれぞれ前後方向、左右方向および上下方向とする。
【００１３】
インクジェットプリンタ１は、印刷媒体２を載置保持する支持テーブル１１の左右に前後に延びて前後移動機構２０，３０が設けられてなる支持部１０と、支持テーブル１１の上方に左右に延びて設けられる印刷部５０と、インクジェットプリンタ１の作動全体を制御するコントロールユニット１００とから構成される。
【００１４】
支持テーブル１１は、サイズの大きな平板状（シート状）の印刷媒体２を受容保持可能なように、サイズの大きな矩形状の載置台１２を備えており、載置台１２の表面に形成された多数の小孔を介して負圧吸引して載置台１２の上に印刷媒体２を固定保持するように構成されている。また、支持テーブル１１は、下方に延びた複数の脚１３を有しており、床面上の所定高さ位置に載置台１２が設定される。支持テーブル１１の左右側面には、前後に水平に延びるガイドレール１５，１６が取り付けられている（図３(ａ）を参照）。なお、支持テーブル１１の下側に電源１８および後述する水冷チラーユニット９０が配設されている。
【００１５】
支持テーブル１１の左右に設けられる前後移動機構２０，３０は、公知の種々の移動機構を用いることができるが、例えば、図３(ａ）に示すように、支持テーブル１１の左右側端に前後に離れて回転自在に支持される駆動スプロケット２１，３１および従動スプロケット２２，３２と、ガイドレール１５，１６の上下面に形成されたガイド溝（図示せず）に嵌合される上下一対の二組のガイドローラ４１，４６を有し、ガイドレール１５，１６に沿って前後にスライド移動可能な係止部材４０，４５と、駆動スプロケット２１，３１と従動スプロケット２２，３２とに掛け回され、両端部２３ａ，３３ａが係止部材４０，４５を介して連結されてそれぞれリング状に形成される歯付ベルト２３，３３とから構成される。係止部材４０，４５の上面には、上下に貫通する係合孔４２，４７が形成されている。
【００１６】
駆動スプロケット２１，３１は、図３(ｂ）に示すように、駆動シャフト２５を介して連結されている。駆動シャフト２５の中央には駆動ギヤ２６が取り付けられており、これに駆動ギヤ列２８ａ，２８ｂが図示のように噛合して設けられている。駆動ギヤ２８ａは駆動モータ２７により回転駆動されるもので、これにより駆動ギヤ２６および駆動シャフト２５を介して左右の駆動スプロケット２１，３１が同期して回転駆動され、左右の歯付ベルト２３，３３を前後移動させて左右の係止部材４０，４５を同期して前後移動させることができる。このように同期して前後移動される左右の係止部材４０，４５の上に、印刷部５０が取り付けられ、印刷部５０全体が前後移動されるようになっている。
【００１７】
印刷部５０は、図１に示すように、支持テーブル１１の上方に左右に延びて取り付けられる長尺状のガイドバー部材５１と、ガイドバー部材５１に沿って移動可能に取り付けられる印刷ユニット６０とを主体に構成される。ガイドバー部材５１は、図３(ａ）に示すように、下面に左右に所定間隔（左右の係止部材４０，４５の間隔に対応）をおいて下方に突出する一対の係止突起５３ａ，５３ｂが形成されている。これら係止突起５３ａ，５３ｂを左右の係止部材４０，４５の上面に形成された係合孔４２，４７に嵌合させてガイドバー部材５１が取り付けられ、この結果、左右の係止部材４０，４５が上述したように同期して前後移動されるとガイドバー部材５１が一緒に前後移動される。ガイドバー部材５１の前面には、左右に延びるガイドレール５２が設けられており（図４を参照）、このガイドレール５２にガイドされて左右に移動可能となってガイドバー部材５１に印刷ユニット６０が取り付けられている。
【００１８】
印刷ユニット６０は、図１および図４に示すように、印刷ヘッド６２、キャリッジ６３およびＵＶ光源７０を主体に構成され、外周部がカバー６１によって覆われている。印刷ヘッド６２は、例えば、マゼンタ(Ｍ)、イエロー(Ｙ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)およびクリア(Ｔ）の各色のＵＶインクに対応した５つの印刷ヘッド６２（第１印刷ヘッド６２Ｍ，第２印刷ヘッド６２Ｙ，第３印刷ヘッド６２Ｃ，第４印刷ヘッド６２Ｋ，第５印刷ヘッド６２Ｔ）から構成される。各印刷ヘッド６２の下面には、ＵＶインクを下方に向けて吐出可能な多数のノズル（図示せず）が形成されており、このノズルが形成された面が印刷媒体２と所定のギャップを隔てて対向するようにキャリッジ６３に固定支持されている。
【００１９】
キャリッジ６３は、左右からの側面視においてＬ字状に形成されており、前方に延びる搭載部６３ａに印刷ヘッド６２およびＵＶ光源７０が搭載され、上方に延びる支持部６３ｂの後面に形成された左右ガイド６５がガイドレール５２に嵌合して左右にスライド移動自在に支持され、左右移動機構（図示せず）により左右移動される。この左右移動機構は、公知の種々の移動機構を用いることができるため、本明細書において詳細図示は省略するが、例えば、ガイドバー部材５１の左端側と右端側にそれぞれ回転自在に設けた駆動プーリおよび従動プーリ（タイミングプーリ）と、駆動プーリを回転駆動する駆動モータと、駆動プーリと従動プーリとに掛け回された無端ベルト（タイミングベルト）とからなり、無端ベルトの中間部にキャリッジ６３を固定して構成することができる。
【００２０】
キャリッジ６３における搭載部６３ａの左右側部に、印刷ヘッド６２から印刷媒体２に吐着されたＵＶインクに紫外線を照射して硬化させるＵＶ光源７０が設けられている。ＵＶ光源７０は、搭載部６３ａの左側部に設けられた左ＵＶ光源７０Ｌと、搭載部６３ａの右側部に設けられた右ＵＶ光源７０Ｒとからなり、これら左右のＵＶ光源７０Ｌ，７０Ｒが搭載部６３ａに設けられた第１〜第５印刷ヘッド６２Ｍ，６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｋ，６２Ｔを左右外側から挟み込むように配設される。左ＵＶ光源７０Ｌおよび右ＵＶ光源７０Ｒは、波長λ＝100〜380nm程度の紫外線を射出する光源、例えば、ＵＶランプやＵＶＬＥＤ等を用いて構成される。左右のＵＶ光源７０Ｌ，７０Ｒは、左右移動機構によるキャリッジ６３の左右移動および印刷ヘッド６２からのインクの吐出に応じて、後述するコントローラー１０３により供給電流の電流値が制御され、ＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替えが瞬時に可能（ＯＮ／ＯＦＦ制御可能）であるとともに、電流値に応じた照射強度の紫外線が照射可能となっている。
【００２１】
なお、ガイドバー部材５１の左端部には、図１に示すように、メンテナンスステーション５４が設けられており、印刷ユニット６０をこの内部に移動させて印刷ヘッド６２のノズル吸引、クリーニング等を行う装置を有している。また、ガイドバー部材５１の右端部には、図２に示すように、各色ＵＶインクのカートリッジ式インクタンクを有したインク供給装置５５が設けられており、色ごとにインクタンクと印刷ヘッド６２とがインクチューブを介して連通し、適宜インクタンクから印刷ヘッド６２にＵＶインクが供給されるようになっている。なお、ガイドバー部材５１の右端部には、インク供給装置５５に加えて後述するＵＶ光源７０を冷却するためのメイン冷却部８５が設けられている。
【００２２】
支持テーブル１１とこれらの装置を繋いで第１フレキシブルガイド１４が設けられており、支持テーブル１１の下側に配設された電源１８からこれらインク供給装置５５およびメンテナンスステーション５４等に電力を送るためのケーブルや、水冷チラーユニット９０からメイン冷却部８５に後述する冷却水を供給する第３循環管路９８の一部が第１フレキシブルガイド１４内に配設されている。この構成により、支持テーブル１１に対してガイドバー部材５１の前後移動を許容しつつ、印刷部５０に電力等の供給を行うことができるようになっている。
【００２３】
また、ガイドバー部材５１と印刷ユニット６０とを繋いで第２フレキシブルガイド５６が設けられており、第２フレキシブルガイド５６内に、電力送出用の電線や、インク供給用のケーブルおよびＵＶ光源７０に後述する冷媒液を供給するための第１循環管路８１の一部等が配設されている。この構成により、ガイドバー部材５１に沿った印刷ユニット６０（キャリッジ６３）の左右移動を許容しつつ、ガイドバー部材５１側（インク供給装置５５やメイン冷却部８５等）から印刷ユニット６０にＵＶインクおよび冷媒液等の供給を行うことができるようになっている。
【００２４】
コントロールユニット１００は、支持テーブル１１の前端部に設置されており、操作パネル１０１、停止ボタン１０２およびコントローラー１０３を主体に構成される。操作パネル１０１には、インクジェットプリンタ１の作動を操作する操作ボタン（図示せず）、および稼動状況を表示する表示パネル（図示せず）等が設けられている。停止ボタン２２は、押圧操作されることによってその信号がコントローラー１０３に入力され、インクジェットプリンタ１の作動を停止させるボタンである。コントローラー１０３は、インクジェットプリンタ１の各機構を含む装置全体の作動を制御する制御装置であり、前後移動機構２０，３０によるガイドバー部材５１の前後移動制御、左右移動機構によるキャリッジ６３の左右移動制御、印刷ヘッド６２の各ノズルからのインク吐出制御、および左右のＵＶ光源７０Ｌ，７０Ｒ）からから照射される紫外線の照射制御などを行う。
【００２５】
例えば、支持テーブル１１の載置台１２上に固定保持された印刷媒体２に対して印刷を行う場合、前後移動機構２０，３０により印刷ユニット６０を印刷媒体２の後端（または前端）に移動させる。そして、印刷ユニット６０は、左右移動機構により左右に往復移動されるとともに、印刷ヘッド６２の各ノズルから印刷媒体２に向けてＵＶインクが吐出される。ここで、印刷ユニット６０が左方へ移動しているときには、印刷ヘッド６２の右側に設けられた右ＵＶ光源７０ＲをＯＮ状態として紫外線を照射し、印刷媒体２に吐着されたＵＶインクを硬化させる。なお、このとき左ＵＶ光源７０Ｌは、印刷ユニット６０の左方への移動において印刷ヘッド６２の左側に位置するため、ＵＶインクが印刷媒体２に付着する前に紫外線を照射することになるので、例えばＯＦＦ状態（照射強度をゼロ）として、紫外線を照射しないように制御されることが好ましい。又は、印刷媒体２と左ＵＶ光源７０Ｌとの間にシャッター機構を設け、このシャッター機構を制御して紫外線を照射しないようにしても良い。
【００２６】
また、印刷ユニット６０が右方へ移動しながら印刷ヘッド６２から印刷媒体２に向けてＵＶインクが吐出されるときには、印刷ヘッド６２の左側に設けられた左ＵＶ光源７０ＬをＯＮ状態として紫外線を照射し、印刷媒体２に吐出されたＵＶインクを硬化させる。なお、このとき右ＵＶ光源７０Ｒは、印刷ユニット６０の右方への移動において印刷ヘッド６２の右側に位置するため、ＵＶインクが印刷媒体２に付着する前に紫外線を照射することになるので、上記左ＵＶ光源７０Ｌと同様に、例えばＯＦＦ状態、又はシャッター機構を設けて紫外線を照射しないように制御されることが好ましい。このように、印刷ユニット６０は左右に往復移動するとともに、前後移動機構２０，３０によって前後に移動されることによって、印刷媒体２に所望の印刷が行われる。
【００２７】
このように構成されるインクジェットプリンタ１にあって、キャリッジ６３（搭載部６３ａ）に配設され、コントローラー１０３により照射制御されるＵＶ光源７０（左右のＵＶ光源７０Ｌ，７０Ｒ）に冷媒液を供給し、ＵＶ光源７０が紫外線射出時に発生する熱を放熱させる冷却装置８０（図５を参照）が設けられている。
【００２８】
次に、本発明の特徴である冷却装置８０について、図５を参照して説明する。冷却装置８０は、ＵＶ光源７０に接続され冷媒液を循環させる第１循環管路８１、第１循環管路８１に設けられ冷媒液が管路内で循環するための循環流を作り出す第１循環ポンプ８２、および第１循環管路８１に設けられ冷媒液と冷却水との熱交換を行う熱交換器８３からなるメイン冷却部８５と、熱交換器８３に冷却水を供給する水冷チラーユニット９０とを主体に構成される。
【００２９】
メイン冷却部８５は、図２および図５に示すように、ガイドバー部材５１の右端部に配設されている。また、水冷チラーユニット９０は、支持テーブル１１の下側に配置されている。なお、メイン冷却部８５の配置位置は、ガイドバー部材５１の右端部に限らず適宜に配置することができるが、第１循環管路８１をより小さな（コンパクトな）循環管路とするために、ガイドバー部材５１の近傍に載置されることが好ましい。また、水冷チラーユニット９０の配置位置は、支持テーブル１１の下側に限定されるものでなく、インクジェットプリンタ１と別置きにする等適宜に配置することができる。
【００３０】
第１循環管路８１は、ガイドバー部材５１に配設されるガイド部材側チューブ８１ａ、キャリッジ６３に配設されＵＶ光源７０に接続されるキャリッジ側チューブ８１ｂ、およびガイドバー部材５１とキャリッジ６３（印刷ユニット６０）とを繋ぐ第２フレキシブルガイド５６内に配設されガイドバー部材側チューブ８１ａおよびキャリッジ側チューブ８１ｂをコネクター８１ｄを介して連結するフレキシブルチューブ８１ｃとから密閉された環状に構成される。このようにフレキシブルチューブ８１ｃおよび第２フレキシブルガイド５６によりガイドバー部材５１とキャリッジ６３とを繋いだ構成であるため、キャリッジ６３のガイドバー部材５１に対する左右移動を許容するようになっている。
【００３１】
第１循環管路８１（キャリッジ側チューブ８１ｂ）は、ＵＶ光源７０に設けられた冷却部７１内を冷媒液が通過するようにＵＶ光源７０に接続されており、第１循環ポンプ８２によって第１循環管路８１内を循環される冷媒液が冷却部７１内を通過する過程において熱交換を行ってＵＶ光源７０の紫外線射出時に発生する熱を奪うようになっている。このように第１循環管路８１内を循環する冷媒液は、ＵＶ光源７０の冷却部７１を通過する過程で熱交換を行い、ＵＶ光源７０の熱を奪うことによって温度が上昇するが、この冷媒液の熱を、熱交換器８３において水冷チラーユニット９０から供給される冷却水との熱交換を行うことによって放熱するようになっている。なお、第１循環管路８１内を循環する冷媒液としては、電極、つまり金属を侵さない性質を持ち、熱的にも化学的にも安定で過酸化物を形成しない性質を有するものであれば、どのような物質を用いてもよい。例えば、フッ素系不活性液体として知られるバーレルフロロフルード（松村石油株式会社製）を用いることもできる。また、熱交換器８３は、種々のタイプの熱交換器を用いることができるが、例えば、冷却効率および小型化等の理由により、対向流かつプレート式の熱交換器を用いることが好ましい。
【００３２】
水冷チラーユニット９０は、公知の種々の水冷チラーユニットを用いることができるが、例えば、冷媒ガスを循環させる第２循環管路９１と、第２循環管路９１に設けられ管路内で冷媒ガスが循環するための循環流を作り出す第２循環ポンプ９２と、第２循環管路９１に接続された圧縮機９３、凝縮器９４、冷却塔９５、膨張弁９６および蒸発器９７と、熱交換器８３および蒸発器９７に接続するとともに冷却水を循環させる第３循環管路９８と、第３循環管路９８に設けられ管路内で冷却水が循環するための循環流を作り出す第３循環ポンプ９９とから構成される。
【００３３】
第３循環管路９８は、支持テーブル１１に配設される支持テーブル側チューブ９８ａ、ガイドバー部材５１に配設され熱交換器８３に接続されるガイドバー部材側チューブ９８ｂ、および支持テーブル１１とガイドバー部材５１とを繋ぐ第１フレキシブルガイド１４内に配設され支持テーブル側チューブ９８ａおよびガイドバー部材側チューブ９８ｂをコネクター９８ｄを介して連結するフレキシブルチューブ９８ｃとから密閉された環状に構成される。このようにフレキシブルチューブ９８ｃおよび第１フレキシブルガイド１４により支持テーブル１１とガイドバー部材５１とを繋いだ構成であるため、ガイドバー部材５１の支持テーブル１１に対する前後移動を許容するようになっている。
【００３４】
第２循環ポンプ９２によって第２循環管路９１内を循環される冷媒ガスは、圧縮機９３によって高圧高温となった後、凝縮器９４および冷却塔９５によって凝縮し液化する。この液化された冷媒を、膨張弁９６によって気化・膨張させる（断熱膨張させる）ことにより低温化させ、蒸発器９７において低温化された冷媒と第３循環管路９８（支持テーブル側チューブ９８ａ）内の冷却水との熱交換を行って冷却水を冷却する。蒸発器９７において冷却された第３循環管路９８内の冷却水は、第３循環ポンプ９９によって循環され、熱交換器８３で第１循環管路８１内の冷媒液との熱交換を行うことにより冷媒液を冷却する。このように熱交換器８３において冷却された第１循環管路８１内の冷媒液が、第１循環ポンプ８２によって循環されてＵＶ光源７０の冷却部７１を通過する過程で熱交換を行い、ＵＶ光源７０の紫外線射出時に発生する熱を奪いＵＶ光源７０が冷却される。
【００３５】
ここで、インクジェットプリンタ１による主な効果についてまとめると、以下のようになる。第１に、冷却装置８０は、冷媒液を冷却部７１を通過させて循環させる第１循環管路８１、第１循環管路８１に設けられ冷媒液が第１循環管路８１内で循環するための循環流を作り出す第１循環ポンプ８２、および第１循環管路８１に設けられ冷媒液と冷却水との熱交換を行う熱交換器８３からなるメイン冷却部８５と、熱交換器８３に冷却水を供給する水冷チラーユニット９０とを備えて構成される。この構成により、第１循環管路８１には交換の必要もない冷媒液が循環されるため、第１循環管路８１を密閉させたままにしておくことができ、第１循環管路８１へのゴミの混入もない。また、冷媒液が電極を侵食しないため、電極がイオンの多い冷媒液に浸らず、電極の酸化を防ぎ、電極間でのスパークを防ぐこともできるようになる。
【００３６】
第２に、第１循環管路８１、第１循環ポンプ８２および熱交換器８３（メイン冷却部８５）は、印刷媒体２に沿って相対移動するガイドバー部材５１に搭載され、水冷チラーユニット９０は支持テーブル１１に固定保持され、水冷チラーユニット９０から熱交換器８３に延びて冷却水を供給する第３循環管路９８におけるガイドバー部材５１と支持テーブル１１とをフレキシブルチューブ９８ｃおよび第１フレキシブルガイド１４により繋いだ構成であるため、ガイドバー部材５１の支持テーブル１１に対する前後移動が許容される。このように構成すると、冷却装置８０の配置位置の自由度が格段に向上するため、種々の形態のインクジェットプリンタにおいて冷却装置８０を用いることが可能となる。
【００３７】
第３に、ＵＶ光源７０はガイドバー部材５１に移動可能に取り付けられたキャリッジ６３に搭載され、第１循環ポンプ８２および熱交換器８３はガイドバー部材５１に搭載され、水冷チラーユニット９０は支持テーブル１１に固定保持され、第１循環管路８１におけるキャリッジ６３とガイドバー部材５１とをフレキシブルチューブ８１ｃおよび第２フレキシブルガイド５６により繋いだ構成であるため、キャリッジ６３のガイドバー部材５１に対する左右移動が許容される。このように構成すると、冷却装置８０の配置位置の自由度が格段に向上するため、種々の形態のインクジェットプリンタにおいて冷却装置８０を用いることが可能となる。
【００３８】
なお、上述の実施形態において、左右ＵＶ光源７０Ｌ，７０Ｒは、印刷ヘッド６２が右方移動時および左方移動時にＵＶインクを吐出する両方向印刷を行うために、印刷ヘッド６２の左右両側に一対となって配置されて構成されているが、この構成に限定されない。例えば、印刷ヘッド６２が右方移動時もしくは左方移動時にのみＵＶインクを吐出して印刷を行う場合は、その際の印刷ヘッド６２の進行方向における後方側にのみＵＶ光源を配置すればよい。
【００３９】
また、上述の実施形態において、支持テーブル１１上に固定保持された印刷媒体２に印刷を行う構成（いわゆるフラットベッド型）のインクジェットプリンタとなっているが、この構成に限定されず、例えば、送り出し機構および巻き取り機構を追加して設けることにより、シート状の印刷媒体をプラテン上に搬送させながら印刷を行う構成のインクジェットプリンタや、ＣＤ等の印刷媒体をパレット上に載置し、そのパレットをベルトコンベアで搬送させながら印刷を行う構成のインクジェットプリンタにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るインクジェットプリンタの概略構成を示した斜視図である。
【図２】上記インクジェットプリンタの概略構成を示した右側面図である。
【図３】前後移動機構の構成を示した説明図であって、（ａ）は前後移動機構の側面図であり、（ｂ）は前後移動機構の駆動部を示した斜視図である。
【図４】印刷ユニットの内部を示した斜視図（一部省略）である。
【図５】冷却装置の構成を示した系統図である。
【符号の説明】
【００４１】
１ インクジェットプリンタ
２ 印刷媒体
１１ 支持テーブル(媒体支持手段、プリンタ本体)
５１ ガイドバー部材（第１の移動部材）
６２ 印刷ヘッド
６３ キャリッジ（第２の移動部材）
７０ ＵＶ光源（紫外線照射手段）
７１ 冷却部
８０ 冷却装置
８１ 第１循環管路（循環管路）
８２ 第１循環ポンプ（循環ポンプ）
８３ 熱交換器
９０ 水冷チラーユニット（第２の冷媒供給手段）
９８ 第３循環管路（管路）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷媒体に印刷ヘッドから吐出して付着させたインクに紫外線照射手段により紫外線を照射して、インクを硬化させて印刷を行うインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラテン上に載置させた印刷媒体に対して、プラテンと対向して配設された印刷ヘッドを左右に往復移動させながら、印刷ヘッドからインクを吐出させて印刷媒体に印刷を施すインクジェットプリンタが知られている。このようなインクジェットプリンタには、紫外線が照射されることにより硬化する性質を有した紫外線硬化型インク（以下、これをＵＶインクという）を、印刷ヘッドから吐出させて印刷媒体に印刷を行うものがある。このＵＶインクは、耐候性および耐水性に優れているため、印刷物を例えば屋外広告宣伝ビラ等に用いることが可能となり、水溶性インクを用いた場合と比較して印刷物の使用用途が格段に広がるという利点がある。
【０００３】
このようにＵＶインクを吐出させて印刷を行うインクジェットプリンタには、印刷媒体に付着したＵＶインクに紫外線を照射して硬化させるための紫外線照射装置が設けられている。近年、この紫外線照射装置における紫外線を発光させる光源として、紫外線発光ダイオード（以下、これをＵＶＬＥＤという）を用いたインクジェットプリンタが開発されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
ところで、一つの印刷ラインにおいて１パスで印刷を行うインクジェットプリンタや高速印刷を行うインクジェットプリンタのように、紫外線照射装置による紫外線照射時間の短いインクジェットプリンタの場合、必然的に紫外線照射装置による紫外線照射強度を高く設定しなければならない。この場合、紫外線照射装置の紫外線を発光する光源の発熱量が大きくなり、光源自体の温度上昇に伴って所望の照射強度を保持することが困難になるという問題があった。そこで、従来、冷却装置としては、安価でかつ小型で取付容易なファンが取り付けられ、ＵＶＬＥＤを空冷するものが知られている。しかし、ファンでは静音化の妨げになるため、水冷チラーから供給される冷却水によって水冷する装置も考えられる。
【特許文献１】特開２００４‐１８８９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のように、水冷の装置を用いるインクジェットプリンタでは、冷却水によってＵＶＬＥＤの電極を直接冷却しなければならないため、電極が酸化してしまうのを防ぐ必要がある。そのため、冷却水として純水を使用することによって電極の酸化を防ぐことが考えられる。しかし、冷却水として純水を使用しても、次第に電極が溶出して、電極の酸化を招いたり、配管内等の陽イオンが増えて電気伝導度（率）が高くなって、場合によっては、電極間でスパークしてショートしたりする虞もある。そのため、配管内の電気伝導度を計測してショートを防ぐ必要もある。また、このような問題を回避するために、約１週間という短い期間で定期的に冷却水（純水）を交換する必要もある。さらに、その純水の交換時に、配管内にゴミや空気の混入を招く虞もある。そのため、純水を使用した水冷装置を用いるインクジェットプリンタでは、冷却装置のメンテナンスが煩雑であって、作業者負担が大きく、経済的負担も大きく、また、量産に向かないという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、ＵＶＬＥＤを冷却するための水冷型の冷却装置のメンテナンス作業量が少なく、冷却装置の維持費が安く、量産性の高いインクジェットプリンタ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】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明は、媒体支持手段（例えば、実施形態における支持テーブル１１）により支持された印刷媒体の表面に印刷ヘッドから吐出して付着させたインクに、紫外線照射手段（例えば、実施形態におけるＵＶ光源７０）により紫外線を照射して、前記インクを硬化させて前記印刷媒体の表面に所望のプリントを施すインクジェットプリンタであり、前記紫外線照射手段に設けられて紫外線発光時に発生する熱を冷却する冷却部と、第１の冷媒（例えば、実施形態における冷媒液）を、前記冷却部を通過させて循環させる循環管路（例えば、実施形態における第１循環管路８１）と、前記循環管路に設けられ、前記第１の冷媒が前記循環管路内で循環するための循環流を作り出す循環ポンプ（例えば、実施形態における第１循環ポンプ８２）と、前記循環管路に設けられ、前記第１の冷媒と外部から供給される第２の冷媒（例えば、実施形態における冷却水）との熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器に前記第２の冷媒を供給する第２の冷媒供給手段（例えば、実施形態における水冷チラーユニット９０）とを備えて構成される。
【０００８】
上記構成のインクジェットプリンタにおいて、前記循環管路、前記循環ポンプおよび前記熱交換器は、前記印刷媒体に沿って相対移動する第１の移動部材（例えば、実施形態におけるガイドバー部材５１）に搭載され、前記第２の冷媒供給手段はプリンタ本体（例えば、実施形態における支持テーブル１１）に固定保持され、前記第２の冷媒供給手段から前記熱交換器に延びて前記第２の冷媒を供給する管路（例えば、実施形態における第３循環管路９８）における前記第１の移動部材と前記プリンタ本体とを繋ぐ部分が、前記第１の移動部材の相対移動を許容するように構成されることが好ましい。
【０００９】
上記構成のインクジェットプリンタにおいて、前記紫外線照射手段は前記第１の移動部材に移動可能に取り付けられた第２の移動部材（例えば、実施形態におけるキャリッジ６３）に搭載され、前記循環ポンプおよび前記熱交換器は前記第１の移動部材に搭載され、前記第２の冷媒供給手段は前記プリンタ本体に固定保持され、前記循環管路における前記第２の移動部材と前記第１の移動部材とを繋ぐ部分が、前記第２の移動部材の前記第１の移動部材に対する相対移動を許容するように構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るインクジェットプリンタによれば、紫外線照射手段に設けられて紫外線発光時に発生する熱を冷却する冷却部と、第１の冷媒を冷却部を通過させて循環させる循環管路と、循環管路に設けられ第１の冷媒が循環管路内で循環するための循環流を作り出す循環ポンプと、循環管路に設けられ第１の冷媒と外部から供給される第２の冷媒との熱交換を行う熱交換器と、熱交換器に第２の冷媒を供給する第２の冷媒供給手段とを備えて構成される。この構成により、循環管路には交換の必要もない冷媒液が循環されるため、循環管路を密閉させたままにしておくことができ、循環管路へのゴミの混入もない。また、冷媒液が電極を侵食しないため、電極がイオンの多い冷媒液に浸らず、電極の酸化を防ぎ、電極間でのスパークを防ぐこともできるようになる。
【００１１】
上記インクジェットプリンタにおいて、紫外線照射手段、循環管路、循環ポンプおよび熱交換器は、印刷媒体に沿って相対移動する第１の移動部材に搭載され、第２の冷媒供給手段はプリンタ本体に固定保持され、第２の冷媒供給手段から熱交換器に延びて第２の冷媒を供給する管路における第１の移動部材とプリンタ本体とを繋ぐ部分が、第１の移動部材の相対移動を許容するように構成されることが好ましい。また、紫外線照射手段は第１の移動部材に移動可能に取り付けられた第２の移動部材に搭載され、循環ポンプおよび熱交換器は第１の移動部材に搭載され、第２の冷媒供給手段はプリンタ本体に固定保持され、循環管路における第２の移動部材と第１の移動部材とを繋ぐ部分が、第２の移動部材の第１の移動部材に対する相対移動を許容するように構成されることが好ましい。このように構成すると、冷却装置の配置位置の自由度が格段に向上するため、種々の形態のインクジェットプリンタにおいて冷却装置を用いることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明に係るインクジェットプリンタの一例として、テーブル上に固定保持された印刷媒体に対して印刷ユニットを水平面内の直交二軸（Ｘ軸‐Ｙ軸）方向に移動させて印刷媒体に所望の印刷を行うインクジェットプリンタ１の概略構成を、図１および図２に示している。なお、説明の便宜上、図中に示す前後、左右および上下と書いた矢印の方向を、以下の説明においてそれぞれ前後方向、左右方向および上下方向とする。
【００１３】
インクジェットプリンタ１は、印刷媒体２を載置保持する支持テーブル１１の左右に前後に延びて前後移動機構２０，３０が設けられてなる支持部１０と、支持テーブル１１の上方に左右に延びて設けられる印刷部５０と、インクジェットプリンタ１の作動全体を制御するコントロールユニット１００とから構成される。
【００１４】
支持テーブル１１は、サイズの大きな平板状（シート状）の印刷媒体２を受容保持可能なように、サイズの大きな矩形状の載置台１２を備えており、載置台１２の表面に形成された多数の小孔を介して負圧吸引して載置台１２の上に印刷媒体２を固定保持するように構成されている。また、支持テーブル１１は、下方に延びた複数の脚１３を有しており、床面上の所定高さ位置に載置台１２が設定される。支持テーブル１１の左右側面には、前後に水平に延びるガイドレール１５，１６が取り付けられている（図３(ａ）を参照）。なお、支持テーブル１１の下側に電源１８および後述する水冷チラーユニット９０が配設されている。
【００１５】
支持テーブル１１の左右に設けられる前後移動機構２０，３０は、公知の種々の移動機構を用いることができるが、例えば、図３(ａ）に示すように、支持テーブル１１の左右側端に前後に離れて回転自在に支持される駆動スプロケット２１，３１および従動スプロケット２２，３２と、ガイドレール１５，１６の上下面に形成されたガイド溝（図示せず）に嵌合される上下一対の二組のガイドローラ４１，４６を有し、ガイドレール１５，１６に沿って前後にスライド移動可能な係止部材４０，４５と、駆動スプロケット２１，３１と従動スプロケット２２，３２とに掛け回され、両端部２３ａ，３３ａが係止部材４０，４５を介して連結されてそれぞれリング状に形成される歯付ベルト２３，３３とから構成される。係止部材４０，４５の上面には、上下に貫通する係合孔４２，４７が形成されている。
【００１６】
駆動スプロケット２１，３１は、図３(ｂ）に示すように、駆動シャフト２５を介して連結されている。駆動シャフト２５の中央には駆動ギヤ２６が取り付けられており、これに駆動ギヤ列２８ａ，２８ｂが図示のように噛合して設けられている。駆動ギヤ２８ａは駆動モータ２７により回転駆動されるもので、これにより駆動ギヤ２６および駆動シャフト２５を介して左右の駆動スプロケット２１，３１が同期して回転駆動され、左右の歯付ベルト２３，３３を前後移動させて左右の係止部材４０，４５を同期して前後移動させることができる。このように同期して前後移動される左右の係止部材４０，４５の上に、印刷部５０が取り付けられ、印刷部５０全体が前後移動されるようになっている。
【００１７】
印刷部５０は、図１に示すように、支持テーブル１１の上方に左右に延びて取り付けられる長尺状のガイドバー部材５１と、ガイドバー部材５１に沿って移動可能に取り付けられる印刷ユニット６０とを主体に構成される。ガイドバー部材５１は、図３(ａ）に示すように、下面に左右に所定間隔（左右の係止部材４０，４５の間隔に対応）をおいて下方に突出する一対の係止突起５３ａ，５３ｂが形成されている。これら係止突起５３ａ，５３ｂを左右の係止部材４０，４５の上面に形成された係合孔４２，４７に嵌合させてガイドバー部材５１が取り付けられ、この結果、左右の係止部材４０，４５が上述したように同期して前後移動されるとガイドバー部材５１が一緒に前後移動される。ガイドバー部材５１の前面には、左右に延びるガイドレール５２が設けられており（図４を参照）、このガイドレール５２にガイドされて左右に移動可能となってガイドバー部材５１に印刷ユニット６０が取り付けられている。
【００１８】
印刷ユニット６０は、図１および図４に示すように、印刷ヘッド６２、キャリッジ６３およびＵＶ光源７０を主体に構成され、外周部がカバー６１によって覆われている。印刷ヘッド６２は、例えば、マゼンタ(Ｍ)、イエロー(Ｙ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)およびクリア(Ｔ）の各色のＵＶインクに対応した５つの印刷ヘッド６２（第１印刷ヘッド６２Ｍ，第２印刷ヘッド６２Ｙ，第３印刷ヘッド６２Ｃ，第４印刷ヘッド６２Ｋ，第５印刷ヘッド６２Ｔ）から構成される。各印刷ヘッド６２の下面には、ＵＶインクを下方に向けて吐出可能な多数のノズル（図示せず）が形成されており、このノズルが形成された面が印刷媒体２と所定のギャップを隔てて対向するようにキャリッジ６３に固定支持されている。
【００１９】
キャリッジ６３は、左右からの側面視においてＬ字状に形成されており、前方に延びる搭載部６３ａに印刷ヘッド６２およびＵＶ光源７０が搭載され、上方に延びる支持部６３ｂの後面に形成された左右ガイド６５がガイドレール５２に嵌合して左右にスライド移動自在に支持され、左右移動機構（図示せず）により左右移動される。この左右移動機構は、公知の種々の移動機構を用いることができるため、本明細書において詳細図示は省略するが、例えば、ガイドバー部材５１の左端側と右端側にそれぞれ回転自在に設けた駆動プーリおよび従動プーリ（タイミングプーリ）と、駆動プーリを回転駆動する駆動モータと、駆動プーリと従動プーリとに掛け回された無端ベルト（タイミングベルト）とからなり、無端ベルトの中間部にキャリッジ６３を固定して構成することができる。
【００２０】
キャリッジ６３における搭載部６３ａの左右側部に、印刷ヘッド６２から印刷媒体２に吐着されたＵＶインクに紫外線を照射して硬化させるＵＶ光源７０が設けられている。ＵＶ光源７０は、搭載部６３ａの左側部に設けられた左ＵＶ光源７０Ｌと、搭載部６３ａの右側部に設けられた右ＵＶ光源７０Ｒとからなり、これら左右のＵＶ光源７０Ｌ，７０Ｒが搭載部６３ａに設けられた第１〜第５印刷ヘッド６２Ｍ，６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｋ，６２Ｔを左右外側から挟み込むように配設される。左ＵＶ光源７０Ｌおよび右ＵＶ光源７０Ｒは、波長λ＝100〜380nm程度の紫外線を射出する光源、例えば、ＵＶランプやＵＶＬＥＤ等を用いて構成される。左右のＵＶ光源７０Ｌ，７０Ｒは、左右移動機構によるキャリッジ６３の左右移動および印刷ヘッド６２からのインクの吐出に応じて、後述するコントローラー１０３により供給電流の電流値が制御され、ＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替えが瞬時に可能（ＯＮ／ＯＦＦ制御可能）であるとともに、電流値に応じた照射強度の紫外線が照射可能となっている。
【００２１】
なお、ガイドバー部材５１の左端部には、図１に示すように、メンテナンスステーション５４が設けられており、印刷ユニット６０をこの内部に移動させて印刷ヘッド６２のノズル吸引、クリーニング等を行う装置を有している。また、ガイドバー部材５１の右端部には、図２に示すように、各色ＵＶインクのカートリッジ式インクタンクを有したインク供給装置５５が設けられており、色ごとにインクタンクと印刷ヘッド６２とがインクチューブを介して連通し、適宜インクタンクから印刷ヘッド６２にＵＶインクが供給されるようになっている。なお、ガイドバー部材５１の右端部には、インク供給装置５５に加えて後述するＵＶ光源７０を冷却するためのメイン冷却部８５が設けられている。
【００２２】
支持テーブル１１とこれらの装置を繋いで第１フレキシブルガイド１４が設けられており、支持テーブル１１の下側に配設された電源１８からこれらインク供給装置５５およびメンテナンスステーション５４等に電力を送るためのケーブルや、水冷チラーユニット９０からメイン冷却部８５に後述する冷却水を供給する第３循環管路９８の一部が第１フレキシブルガイド１４内に配設されている。この構成により、支持テーブル１１に対してガイドバー部材５１の前後移動を許容しつつ、印刷部５０に電力等の供給を行うことができるようになっている。
【００２３】
また、ガイドバー部材５１と印刷ユニット６０とを繋いで第２フレキシブルガイド５６が設けられており、第２フレキシブルガイド５６内に、電力送出用の電線や、インク供給用のケーブルおよびＵＶ光源７０に後述する冷媒液を供給するための第１循環管路８１の一部等が配設されている。この構成により、ガイドバー部材５１に沿った印刷ユニット６０（キャリッジ６３）の左右移動を許容しつつ、ガイドバー部材５１側（インク供給装置５５やメイン冷却部８５等）から印刷ユニット６０にＵＶインクおよび冷媒液等の供給を行うことができるようになっている。
【００２４】
コントロールユニット１００は、支持テーブル１１の前端部に設置されており、操作パネル１０１、停止ボタン１０２およびコントローラー１０３を主体に構成される。操作パネル１０１には、インクジェットプリンタ１の作動を操作する操作ボタン（図示せず）、および稼動状況を表示する表示パネル（図示せず）等が設けられている。停止ボタン２２は、押圧操作されることによってその信号がコントローラー１０３に入力され、インクジェットプリンタ１の作動を停止させるボタンである。コントローラー１０３は、インクジェットプリンタ１の各機構を含む装置全体の作動を制御する制御装置であり、前後移動機構２０，３０によるガイドバー部材５１の前後移動制御、左右移動機構によるキャリッジ６３の左右移動制御、印刷ヘッド６２の各ノズルからのインク吐出制御、および左右のＵＶ光源７０Ｌ，７０Ｒ）からから照射される紫外線の照射制御などを行う。
【００２５】
例えば、支持テーブル１１の載置台１２上に固定保持された印刷媒体２に対して印刷を行う場合、前後移動機構２０，３０により印刷ユニット６０を印刷媒体２の後端（または前端）に移動させる。そして、印刷ユニット６０は、左右移動機構により左右に往復移動されるとともに、印刷ヘッド６２の各ノズルから印刷媒体２に向けてＵＶインクが吐出される。ここで、印刷ユニット６０が左方へ移動しているときには、印刷ヘッド６２の右側に設けられた右ＵＶ光源７０ＲをＯＮ状態として紫外線を照射し、印刷媒体２に吐着されたＵＶインクを硬化させる。なお、このとき左ＵＶ光源７０Ｌは、印刷ユニット６０の左方への移動において印刷ヘッド６２の左側に位置するため、ＵＶインクが印刷媒体２に付着する前に紫外線を照射することになるので、例えばＯＦＦ状態（照射強度をゼロ）として、紫外線を照射しないように制御されることが好ましい。又は、印刷媒体２と左ＵＶ光源７０Ｌとの間にシャッター機構を設け、このシャッター機構を制御して紫外線を照射しないようにしても良い。
【００２６】
また、印刷ユニット６０が右方へ移動しながら印刷ヘッド６２から印刷媒体２に向けてＵＶインクが吐出されるときには、印刷ヘッド６２の左側に設けられた左ＵＶ光源７０ＬをＯＮ状態として紫外線を照射し、印刷媒体２に吐出されたＵＶインクを硬化させる。なお、このとき右ＵＶ光源７０Ｒは、印刷ユニット６０の右方への移動において印刷ヘッド６２の右側に位置するため、ＵＶインクが印刷媒体２に付着する前に紫外線を照射することになるので、上記左ＵＶ光源７０Ｌと同様に、例えばＯＦＦ状態、又はシャッター機構を設けて紫外線を照射しないように制御されることが好ましい。このように、印刷ユニット６０は左右に往復移動するとともに、前後移動機構２０，３０によって前後に移動されることによって、印刷媒体２に所望の印刷が行われる。
【００２７】
このように構成されるインクジェットプリンタ１にあって、キャリッジ６３（搭載部６３ａ）に配設され、コントローラー１０３により照射制御されるＵＶ光源７０（左右のＵＶ光源７０Ｌ，７０Ｒ）に冷媒液を供給し、ＵＶ光源７０が紫外線射出時に発生する熱を放熱させる冷却装置８０（図５を参照）が設けられている。
【００２８】
次に、本発明の特徴である冷却装置８０について、図５を参照して説明する。冷却装置８０は、ＵＶ光源７０に接続され冷媒液を循環させる第１循環管路８１、第１循環管路８１に設けられ冷媒液が管路内で循環するための循環流を作り出す第１循環ポンプ８２、および第１循環管路８１に設けられ冷媒液と冷却水との熱交換を行う熱交換器８３からなるメイン冷却部８５と、熱交換器８３に冷却水を供給する水冷チラーユニット９０とを主体に構成される。
【００２９】
メイン冷却部８５は、図２および図５に示すように、ガイドバー部材５１の右端部に配設されている。また、水冷チラーユニット９０は、支持テーブル１１の下側に配置されている。なお、メイン冷却部８５の配置位置は、ガイドバー部材５１の右端部に限らず適宜に配置することができるが、第１循環管路８１をより小さな（コンパクトな）循環管路とするために、ガイドバー部材５１の近傍に載置されることが好ましい。また、水冷チラーユニット９０の配置位置は、支持テーブル１１の下側に限定されるものでなく、インクジェットプリンタ１と別置きにする等適宜に配置することができる。
【００３０】
第１循環管路８１は、ガイドバー部材５１に配設されるガイド部材側チューブ８１ａ、キャリッジ６３に配設されＵＶ光源７０に接続されるキャリッジ側チューブ８１ｂ、およびガイドバー部材５１とキャリッジ６３（印刷ユニット６０）とを繋ぐ第２フレキシブルガイド５６内に配設されガイドバー部材側チューブ８１ａおよびキャリッジ側チューブ８１ｂをコネクター８１ｄを介して連結するフレキシブルチューブ８１ｃとから密閉された環状に構成される。このようにフレキシブルチューブ８１ｃおよび第２フレキシブルガイド５６によりガイドバー部材５１とキャリッジ６３とを繋いだ構成であるため、キャリッジ６３のガイドバー部材５１に対する左右移動を許容するようになっている。
【００３１】
第１循環管路８１（キャリッジ側チューブ８１ｂ）は、ＵＶ光源７０に設けられた冷却部７１内を冷媒液が通過するようにＵＶ光源７０に接続されており、第１循環ポンプ８２によって第１循環管路８１内を循環される冷媒液が冷却部７１内を通過する過程において熱交換を行ってＵＶ光源７０の紫外線射出時に発生する熱を奪うようになっている。このように第１循環管路８１内を循環する冷媒液は、ＵＶ光源７０の冷却部７１を通過する過程で熱交換を行い、ＵＶ光源７０の熱を奪うことによって温度が上昇するが、この冷媒液の熱を、熱交換器８３において水冷チラーユニット９０から供給される冷却水との熱交換を行うことによって放熱するようになっている。なお、第１循環管路８１内を循環する冷媒液としては、電極、つまり金属を侵さない性質を持ち、熱的にも化学的にも安定で過酸化物を形成しない性質を有するものであれば、どのような物質を用いてもよい。例えば、フッ素系不活性液体として知られるバーレルフロロフルード（松村石油株式会社製）を用いることもできる。また、熱交換器８３は、種々のタイプの熱交換器を用いることができるが、例えば、冷却効率および小型化等の理由により、対向流かつプレート式の熱交換器を用いることが好ましい。
【００３２】
水冷チラーユニット９０は、公知の種々の水冷チラーユニットを用いることができるが、例えば、冷媒ガスを循環させる第２循環管路９１と、第２循環管路９１に設けられ管路内で冷媒ガスが循環するための循環流を作り出す第２循環ポンプ９２と、第２循環管路９１に接続された圧縮機９３、凝縮器９４、冷却塔９５、膨張弁９６および蒸発器９７と、熱交換器８３および蒸発器９７に接続するとともに冷却水を循環させる第３循環管路９８と、第３循環管路９８に設けられ管路内で冷却水が循環するための循環流を作り出す第３循環ポンプ９９とから構成される。
【００３３】
第３循環管路９８は、支持テーブル１１に配設される支持テーブル側チューブ９８ａ、ガイドバー部材５１に配設され熱交換器８３に接続されるガイドバー部材側チューブ９８ｂ、および支持テーブル１１とガイドバー部材５１とを繋ぐ第１フレキシブルガイド１４内に配設され支持テーブル側チューブ９８ａおよびガイドバー部材側チューブ９８ｂをコネクター９８ｄを介して連結するフレキシブルチューブ９８ｃとから密閉された環状に構成される。このようにフレキシブルチューブ９８ｃおよび第１フレキシブルガイド１４により支持テーブル１１とガイドバー部材５１とを繋いだ構成であるため、ガイドバー部材５１の支持テーブル１１に対する前後移動を許容するようになっている。
【００３４】
第２循環ポンプ９２によって第２循環管路９１内を循環される冷媒ガスは、圧縮機９３によって高圧高温となった後、凝縮器９４および冷却塔９５によって凝縮し液化する。この液化された冷媒を、膨張弁９６によって気化・膨張させる（断熱膨張させる）ことにより低温化させ、蒸発器９７において低温化された冷媒と第３循環管路９８（支持テーブル側チューブ９８ａ）内の冷却水との熱交換を行って冷却水を冷却する。蒸発器９７において冷却された第３循環管路９８内の冷却水は、第３循環ポンプ９９によって循環され、熱交換器８３で第１循環管路８１内の冷媒液との熱交換を行うことにより冷媒液を冷却する。このように熱交換器８３において冷却された第１循環管路８１内の冷媒液が、第１循環ポンプ８２によって循環されてＵＶ光源７０の冷却部７１を通過する過程で熱交換を行い、ＵＶ光源７０の紫外線射出時に発生する熱を奪いＵＶ光源７０が冷却される。
【００３５】
ここで、インクジェットプリンタ１による主な効果についてまとめると、以下のようになる。第１に、冷却装置８０は、冷媒液を冷却部７１を通過させて循環させる第１循環管路８１、第１循環管路８１に設けられ冷媒液が第１循環管路８１内で循環するための循環流を作り出す第１循環ポンプ８２、および第１循環管路８１に設けられ冷媒液と冷却水との熱交換を行う熱交換器８３からなるメイン冷却部８５と、熱交換器８３に冷却水を供給する水冷チラーユニット９０とを備えて構成される。この構成により、第１循環管路８１には交換の必要もない冷媒液が循環されるため、第１循環管路８１を密閉させたままにしておくことができ、第１循環管路８１へのゴミの混入もない。また、冷媒液が電極を侵食しないため、電極がイオンの多い冷媒液に浸らず、電極の酸化を防ぎ、電極間でのスパークを防ぐこともできるようになる。
【００３６】
第２に、第１循環管路８１、第１循環ポンプ８２および熱交換器８３（メイン冷却部８５）は、印刷媒体２に沿って相対移動するガイドバー部材５１に搭載され、水冷チラーユニット９０は支持テーブル１１に固定保持され、水冷チラーユニット９０から熱交換器８３に延びて冷却水を供給する第３循環管路９８におけるガイドバー部材５１と支持テーブル１１とをフレキシブルチューブ９８ｃおよび第１フレキシブルガイド１４により繋いだ構成であるため、ガイドバー部材５１の支持テーブル１１に対する前後移動が許容される。このように構成すると、冷却装置８０の配置位置の自由度が格段に向上するため、種々の形態のインクジェットプリンタにおいて冷却装置８０を用いることが可能となる。
【００３７】
第３に、ＵＶ光源７０はガイドバー部材５１に移動可能に取り付けられたキャリッジ６３に搭載され、第１循環ポンプ８２および熱交換器８３はガイドバー部材５１に搭載され、水冷チラーユニット９０は支持テーブル１１に固定保持され、第１循環管路８１におけるキャリッジ６３とガイドバー部材５１とをフレキシブルチューブ８１ｃおよび第２フレキシブルガイド５６により繋いだ構成であるため、キャリッジ６３のガイドバー部材５１に対する左右移動が許容される。このように構成すると、冷却装置８０の配置位置の自由度が格段に向上するため、種々の形態のインクジェットプリンタにおいて冷却装置８０を用いることが可能となる。
【００３８】
なお、上述の実施形態において、左右ＵＶ光源７０Ｌ，７０Ｒは、印刷ヘッド６２が右方移動時および左方移動時にＵＶインクを吐出する両方向印刷を行うために、印刷ヘッド６２の左右両側に一対となって配置されて構成されているが、この構成に限定されない。例えば、印刷ヘッド６２が右方移動時もしくは左方移動時にのみＵＶインクを吐出して印刷を行う場合は、その際の印刷ヘッド６２の進行方向における後方側にのみＵＶ光源を配置すればよい。
【００３９】
また、上述の実施形態において、支持テーブル１１上に固定保持された印刷媒体２に印刷を行う構成（いわゆるフラットベッド型）のインクジェットプリンタとなっているが、この構成に限定されず、例えば、送り出し機構および巻き取り機構を追加して設けることにより、シート状の印刷媒体をプラテン上に搬送させながら印刷を行う構成のインクジェットプリンタや、ＣＤ等の印刷媒体をパレット上に載置し、そのパレットをベルトコンベアで搬送させながら印刷を行う構成のインクジェットプリンタにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るインクジェットプリンタの概略構成を示した斜視図である。
【図２】上記インクジェットプリンタの概略構成を示した右側面図である。
【図３】前後移動機構の構成を示した説明図であって、（ａ）は前後移動機構の側面図であり、（ｂ）は前後移動機構の駆動部を示した斜視図である。
【図４】印刷ユニットの内部を示した斜視図（一部省略）である。
【図５】冷却装置の構成を示した系統図である。
【符号の説明】
【００４１】
１ インクジェットプリンタ
２ 印刷媒体
１１ 支持テーブル(媒体支持手段、プリンタ本体)
５１ ガイドバー部材（第１の移動部材）
６２ 印刷ヘッド
６３ キャリッジ（第２の移動部材）
７０ ＵＶ光源（紫外線照射手段）
７１ 冷却部
８０ 冷却装置
８１ 第１循環管路（循環管路）
８２ 第１循環ポンプ（循環ポンプ）
８３ 熱交換器
９０ 水冷チラーユニット（第２の冷媒供給手段）
９８ 第３循環管路（管路）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体支持手段により支持された印刷媒体の表面に印刷ヘッドから吐出して付着させたインクに、紫外線照射手段により紫外線を照射して、前記インクを硬化させて前記印刷媒体の表面に所望のプリントを施すインクジェットプリンタにおいて、
前記紫外線照射手段に設けられて紫外線発光時に発生する熱を冷却する冷却部と、
第１の冷媒を、前記冷却部を通過させて循環させる循環管路と、
前記循環管路に設けられ、前記第１の冷媒が前記循環管路内で循環するための循環流を作り出す循環ポンプと、
前記循環管路に設けられ、前記第１の冷媒と外部から供給される第２の冷媒との熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器に前記第２の冷媒を供給する第２の冷媒供給手段とを備えて構成されたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記循環管路、前記循環ポンプおよび前記熱交換器は、前記印刷媒体に沿って相対移動する第１の移動部材に搭載され、
前記第２の冷媒供給手段は、プリンタ本体に固定保持され、
前記第２の冷媒供給手段から前記熱交換器に延びて前記第２の冷媒を供給する管路における前記第１の移動部材と前記プリンタ本体とを繋ぐ部分が、前記第１の移動部材の相対移動を許容するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記紫外線照射手段は、前記第１の移動部材に移動可能に取り付けられた第２の移動部材に搭載され、
前記循環ポンプおよび前記熱交換器は、前記第１の移動部材に搭載され、
前記第２の冷媒供給手段は、前記プリンタ本体に固定保持され、
前記循環管路における前記第２の移動部材と前記第１の移動部材とを繋ぐ部分が、前記第２の移動部材の前記第１の移動部材に対する相対移動を許容するように構成されたことを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項１】
媒体支持手段により支持された印刷媒体の表面に印刷ヘッドから吐出して付着させたインクに、紫外線照射手段により紫外線を照射して、前記インクを硬化させて前記印刷媒体の表面に所望のプリントを施すインクジェットプリンタにおいて、
前記紫外線照射手段に設けられて紫外線発光時に発生する熱を冷却する冷却部と、
第１の冷媒を、前記冷却部を通過させて循環させる循環管路と、
前記循環管路に設けられ、前記第１の冷媒が前記循環管路内で循環するための循環流を作り出す循環ポンプと、
前記循環管路に設けられ、前記第１の冷媒と外部から供給される第２の冷媒との熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器に前記第２の冷媒を供給する第２の冷媒供給手段とを備えて構成されたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記循環管路、前記循環ポンプおよび前記熱交換器は、前記印刷媒体に沿って相対移動する第１の移動部材に搭載され、
前記第２の冷媒供給手段は、プリンタ本体に固定保持され、
前記第２の冷媒供給手段から前記熱交換器に延びて前記第２の冷媒を供給する管路における前記第１の移動部材と前記プリンタ本体とを繋ぐ部分が、前記第１の移動部材の相対移動を許容するように構成されたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記紫外線照射手段は、前記第１の移動部材に移動可能に取り付けられた第２の移動部材に搭載され、
前記循環ポンプおよび前記熱交換器は、前記第１の移動部材に搭載され、
前記第２の冷媒供給手段は、前記プリンタ本体に固定保持され、
前記循環管路における前記第２の移動部材と前記第１の移動部材とを繋ぐ部分が、前記第２の移動部材の前記第１の移動部材に対する相対移動を許容するように構成されたことを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載のインクジェットプリンタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２９１９９５（Ｐ２００９−２９１９９５Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４６３９２（Ｐ２００８−１４６３９２）
【出願日】平成２０年６月４日（２００８．６．４）
【出願人】（０００１３７８２３）株式会社ミマキエンジニアリング (437)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月４日（２００８．６．４）
【出願人】（０００１３７８２３）株式会社ミマキエンジニアリング (437)
【Ｆターム（参考）】
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