JP2004130705A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】シュリンクフィルム等の収縮し易い記録媒体であってもインク着弾後の収縮を抑える。
【解決手段】本発明のインクジェットプリンタ１は、記録媒体９９を搬送方向Ｂに搬送する搬送機構４と、カチオン硬化型のインクを記録媒体９９に吐出する記録ヘッド２と、記録媒体９９を支持するプラテン５とを備える。そして、プラテン５の下側には、記録ヘッド２に対向する位置及び記録ヘッド２よりも搬送方向Ｂの上流側の位置で記録媒体９９を加熱する加熱部６と、記録ヘッド２よりも搬送方向Ｂの下流側の位置で記録媒体９９を冷却する冷却部７とが設けられており、加熱部６による加熱後の記録媒体９９を冷却部７により冷却する。
【選択図】　　　　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインクジェットプリンタに係り、特に、記録媒体の温度制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インクジェット記録方式ではグラビア印刷方式より簡便・安価に画像を作成することができるため、写真・各種印刷・マーキング・カラーフィルターといった特殊印刷等の様々な印刷分野に応用されてきている。特に、インクジェット記録方式では、微細なドットを吐出・制御するインクジェット記録方式のインクジェットプリンタと、色再現域・耐久性・吐出適性等を改善したインクと、インク吸収性・色材発色性・表面光沢等を飛躍的に向上させた専用紙とを組み合わせることで、銀塩写真に匹敵する画質を得ることも可能となっている。
【０００３】
今日のインクジェット記録方式には、室温で固形のワックスインクを用いる相変化インクジェット方式、速乾性の有機溶剤を主体としたインクを用いるソルベント系インクジェット方式、紫外線の被照射により硬化する紫外線硬化型インク（ＵＶインク）を用いるＵＶインクジェット方式等がある。中でも、ＵＶインクジェット方式は、他の記録方式に比べ比較的低臭気であり、専用紙以外にも速乾性・インク吸収性の無い記録媒体に記録できる点で注目されている。
【０００４】
そして、ＵＶインクジェット方式を含む各インクジェット記録方式においては、記録媒体を支持するプラテン自体を加熱しプラテンに支持された記録媒体に熱を伝導することで、記録媒体に着弾したインクを常温よりも高い温度に加熱し、インクの速乾性・定着性を高めるといったことが汎用的に行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特公平６−７９８６２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＵＶインクジェット方式に用いるＵＶインクは、紫外線の被照射により硬化することで収縮するという性質を具備しており、記録媒体に吐出されて着弾した際に記録媒体をも収縮させるという欠点を持ちあわせてはいるが、今日では、ＵＶインクとしてカチオン硬化型のＵＶインクを用いることで、インクの硬化によって収縮が起こりやすい記録媒体にも記録できるようになっている。特に、このＵＶインクは、食品包装をはじめとする軟包装で使われるシュリンクフィルム等の汎用性の高い記録媒体に記録できるという点で、特に注目を集めている。
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１の通りに、記録媒体に着弾した直後のインクの速乾性・定着性を高めるために記録媒体を加熱するだけでは、インクの速乾性・定着性を高めることはできても、インクの硬化に伴うのみならず熱によっても収縮の起こり易いシュリンクフィルム等の記録媒体は、熱の影響を受けて収縮する可能性があり、所定の画像を記録した記録物を所望の用途に適用できないという問題を有している。
【０００８】
本発明の課題は、カチオン硬化型のインクを用いるインクジェットプリンタであって、シュリンクフィルム等の収縮し易い記録媒体であっても収縮を抑えられるインクジェットプリンタを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明のインクジェットプリンタは、
カチオン重合性成分を含みかつ光の被照射により硬化するインクを記録媒体に吐出する記録ヘッドと、
記録媒体に着弾した前記インクに光を照射する光照射部材と、
前記記録ヘッドに対向する位置及び前記記録ヘッドよりも記録媒体の搬送方向の上流側の位置で記録媒体を加熱する加熱部と、
前記記録ヘッドよりも記録媒体の搬送方向の下流側の位置で記録媒体を冷却する冷却部と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の発明では、搬送機構により搬送される記録媒体は、搬送方向の上流側から下流側へと搬送されるが、記録ヘッドよりも記録媒体の搬送方向の上流側の位置及び記録ヘッドに対向する位置で加熱部により加熱され、記録ヘッドよりも記録媒体の搬送方向の下流側の位置で冷却部により冷却される。この場合、記録媒体は、記録ヘッドよりも記録媒体の搬送方向の上流側の位置から既に加熱されることになるから、記録ヘッドに対向する位置に達したときの記録媒体の温度を十分に高めることができ、インクの速乾性・定着性を従来よりもさらに高めることができる。また、記録媒体は、記録ヘッドよりも記録媒体の搬送方向の下流側の位置で冷却されるから、加熱部による加熱後であっても熱の影響を受けて収縮するのが抑えられる。従って、シュリンクフィルム等の収縮し易い記録媒体であっても記録媒体自体の収縮を抑えることができ、ひいては画像記録後の記録物を所望の用途に適用することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記加熱部により加熱された部分及び前記冷却部により冷却された部分の各部分の記録媒体の温度を検知する温度センサと、
前記温度センサの検知結果に基づき、前記加熱部による加熱温度及び前記冷却部による冷却温度の各温度が予め設定された設定温度になるように、前記加熱部及び前記冷却部の各部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、温度センサの検知結果に基づき加熱部及び冷却部が温度制御されるから、記録媒体の温度を、加熱部及び冷却部の対応するそれぞれの位置で設定温度に近づけることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記制御部は、前記冷却部による冷却温度が常温よりも低い設定温度になるように前記冷却部を制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記制御部は、前記加熱部の温度上昇率が１０〜１００℃／ｓｅｃになるように前記加熱部を制御し、前記冷却部の温度下降率が−１０〜−１００℃／ｓｅｃになるように前記冷却部を制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記光照射部材は、２０ｍＷ／ｃｍ^２又は２０ｍＪ／ｃｍ^２以下の照度の光を照射することを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記記録ヘッドを記録媒体の搬送方向に略直交する方向に走査可能なキャリッジを有するキャリッジ機構を備え、
前記光照射部材は前記キャリッジに搭載されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、光照射部材がキャリッジに搭載されているから、光照射部材を記録ヘッドに追従させて、記録媒体に着弾した直後のインクに即座に光を照射させることができる。これにより、記録媒体に着弾した直後のインクを即座に硬化させて、記録媒体に着弾したインクの滲みを抑えることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のインクジェットプリンタの実施形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明の範囲は図示例に限定されない。
【００１９】
図１は、インクジェットプリンタ１の概略構成を示す斜視図である。
インクジェットプリンタ１は、連続して搬送される記録媒体９９にインクを吐出して当該記録媒体９９に所望の画像を記録する装置であり、その基本構成として、記録媒体９９の記録面にインクを吐出する４つの記録ヘッド２，２，…と、４つの記録ヘッド２，２，…を同時に走査方向Ａに沿って往復移動させるキャリッジ機構３と、記録媒体９９を搬送方向Ｂに沿って搬送する搬送機構４と、記録媒体９９の非記録面（記録面の反対の面）を支持する平板状のプラテン５と、を備える。
【００２０】
搬送機構４は、２つの搬送ローラ４ａ，４ｂ及び各搬送ローラ４ａ，４ｂの駆動源となる搬送モータ（図示略）を備える。各搬送ローラ４ａ，４ｂは、プラテン５の前後にそれぞれ設けられており、前記搬送モータが駆動されると同一の方向に回転して記録媒体９９を搬送方向Ｂに沿って搬送する。詳しくは、各搬送ローラ４ａ，４ｂは、後述するキャリッジ３ａの動作に合わせて所定量の回転と停止とを繰り返し、記録媒体９９を搬送方向Ｂに間欠的に送り出す。
【００２１】
図示しないが、プラテン５には、小孔からなり上面に開口する吸引口が複数設けられ、プラテン５から離れた位置には、各吸引口に通じかつファンを備える吸引室が設けられている。吸引室のファンが駆動されると、記録媒体９９の非記録面は、複数の吸引口により吸引されてプラテン５の上面に保持される。そして、このファンの駆動と上記搬送機構４との協働により、記録媒体９９は、プラテン５に密着した状態で搬送方向Ｂに沿って搬送される。
【００２２】
キャリッジ機構３は、４つの記録ヘッド２，２，…を搭載したキャリッジ３ａと、走査方向Ａに沿って延在してキャリッジ３ａの走査方向Ａへの移動をガイドするガイド部材３ｂと、キャリッジ３ａを支持した状態でキャリッジ３ａを移動させる搬送ベルト（図示略）と、キャリッジ３ａの移動の駆動源となる搬送モータ（図示略）と、を備える。
【００２３】
キャリッジ機構３においては、前記搬送モータが駆動されると前記搬送ベルトが作動し、キャリッジ３ａは、ガイド部材３ｂにガイドされた状態で走査方向Ａに沿って往復移動する。具体的には、キャリッジ３ａは、上記搬送機構４による間欠的な記録媒体９９の送り出しに合わせて往復移動し、さらに具体的には、記録媒体９９が停止した際に往復移動する。
【００２４】
各記録ヘッド２は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）からなる各プロセスカラーのインクをそれぞれ吐出するものである。各記録ヘッド２の下面には、超微細な複数のノズル（図示略）が配列されており、各記録ヘッド２は、各ノズルからプロセスカラーのインクを超微細な液滴としてそれぞれ吐出する。また、各記録ヘッド２は、上記キャリッジ３ａに搭載されており、キャリッジ３ａの往復移動に追従する。そして、各記録ヘッド２は、キャリッジ３ａの移動中においてＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋからなる各プロセスカラーのインクをそれぞれ吐出する。
【００２５】
上記構成を備えるインクジェットプリンタ１において、キャリッジ３ａの走査方向Ａと記録媒体９９の搬送方向Ｂとは互いに略直交する関係にあり、キャリッジ３ａは左から右へ又は右から左へ移動し、一方、記録媒体９９は後から前へと搬送されるようになっている。また、キャリッジ３ａ及びガイド部材３ｂは、プラテン５よりも高い位置に設けられており、キャリッジ３ａは、常に、プラテン５の上方を往復移動する。各記録ヘッド２は、キャリッジ３ａの往復移動に追従してプラテン５に支持された記録媒体９９の直上を往復移動し、特に記録媒体９９の画像記録領域の直上を通過している最中に、各ノズルから記録媒体９９の記録面に向かってインクを吐出する。
【００２６】
次に、図２を参照しながらプラテン５の下側の構成を説明する。
図２は、インクジェットプリンタ１の概略構成を示す側面図である。図２に示す通り、プラテン５の下側には、搬送される記録媒体９９を加熱する加熱部６と、搬送される記録媒体９９を冷却する冷却部７とが設けられている。
【００２７】
加熱部６は、プラテン５の下側において、記録ヘッド２に対向する位置から記録ヘッド２よりも搬送方向Ｂの上流側に至るように設けられている。加熱部６には、電力の供給により発熱するコイル状の電熱線６ａが設けられている。電熱線６ａが発熱することでプラテン５が加熱され、プラテン５に伝導した熱が記録媒体９９に伝導する。つまり、電熱線６ａを発熱させれば、記録ヘッド２に対向する位置及び記録ヘッド２よりも搬送方向Ｂの上流側の位置で、記録媒体９９を加熱できるようになっている。
【００２８】
本実施形態では、電熱線６ａからの放熱を抑えるために、電熱線６ａの周囲（プラテン５の下面に臨む部分を除く。）を保温材料により覆ってもよい。この場合、電熱線６ａから発した熱を効率良くプラテン５に伝導でき、電熱線６ａの消費電力を抑えることもできる。
【００２９】
さらに、加熱部６には、温度センサ６ｂが設けられている。温度センサ６ｂは、記録媒体９９に対して直に接する接触式の温度センサであって、加熱部６の上方に位置する記録媒体９９の温度を検知するものである。温度センサ６ｂとしては、測温抵抗体、サーミスタ、熱電対等が適用可能である。
【００３０】
なお、加熱部６に用いる加熱部材としては、電熱線６ａに代えて、ヒートプレート、温風を吹き付ける温風ファン、赤外線を輻射する赤外線輻射部材等を適用してもよい。ヒートプレートを適用する場合、ヒートプレートを電熱線６ａに対応する位置に配してもよいが、熱をプラテン５に効率良く伝導させるためにプラテン５の下面に直に接する位置に配するのがよい。
【００３１】
冷却部７は、プラテン５の下側において、記録ヘッド２よりも搬送方向Ｂの下流側に設けられている。冷却部７には、冷却部材としてペルチェ素子７ａが設けられている。ペルチェ素子７ａは吸熱反応と発熱反応とを伴うものであり、特にペルチェ素子７ａの吸熱部がプラテン５の下面に接している。ペルチェ素子７ａが駆動されると吸熱部で吸熱反応が起こり、プラテン５が急激に冷却され、プラテン５に支持される記録媒体９９も冷却される。つまり、ペルチェ素子７ａを駆動させれば、記録ヘッド２よりも搬送方向Ｂの下流側の位置で、記録媒体９９を冷却できるようになっている。
【００３２】
さらに、冷却部７には、温度センサ７ｂが設けられている。温度センサ７ｂは、上記加熱部６の温度センサ６ｂと同様のものであり、冷却部７の上方に位置する記録媒体９９の温度を検知するものである。温度センサ７ｂとしては、測温抵抗体、サーミスタ、熱電対等が適用可能である。
【００３３】
なお、冷却部７に用いる冷却部材としては、ペルチェ素子７ａに代えて、冷風を吹き付ける冷風ファン、冷却水を含む冷媒を循環させる冷媒管等を適用してもよい。冷媒管を適用する場合、プラテン５に密着した記録媒体９９を効率良く冷却するために、冷媒管をプラテン５の下面に直に接する位置に配するのがよい。
【００３４】
さらに、プラテン５は、加熱部６及び冷却部７による温度の影響を記録媒体９９に効率良く与えるため、熱伝導率の高い材料から構成されるのが好ましい。また、加熱部６及び冷却部７に設けられる各温度センサとしては、接触式の温度センサ６ｂ，７ｂに代えて、赤外線カメラにより記録媒体９９の表面温度を測定する非接触式のサーモグラフィ装置を適用してもよい。
【００３５】
さらに、プラテン５の下側において、加熱部６より搬送方向Ｂの上流側には、断熱部材８がプラテン５の下面に接した状態で設けられ、加熱部６と冷却部７との間にも、断熱部材９がプラテンの下面に接した状態で設けられている。プラテン５の下側では、断熱部材８、加熱部６、断熱部材９及び冷却部７がこの順で搬送方向Ｂの上流から下流にかけて並んでいる。特に、本実施形態では、加熱部６と冷却部７との間に断熱部材９が設けられているので、加熱部６で発した熱により冷却部７の冷却機能が低下するのを防止できる。また、具体的に、断熱部材８，９としては、岩綿、石綿、鉱滓綿、グラスウール等の鉱物繊維、発泡プラスチック等の断熱材料からなる部材が適用可能である。
【００３６】
次に、図３を参照しながらキャリッジ３ａの内部構成を説明する。
図３は、キャリッジ３ａの内部の概略構成を示す平面図である。図３に示す通り、キャリッジ３ａには、４つの記録ヘッド２，２，…が互いに所定の間隔をあけた状態で走査方向Ａに沿って配置されている。各記録ヘッド２の両側には、本発明に係る光照射部材としての紫外線光源１０がそれぞれ設けられている。
【００３７】
各紫外線光源１０は、紫外線を照射するものであって、特に、２０ｍＷ／ｃｍ^２又は２０ｍＪ／ｃｍ^２以下の低照度の紫外線を照射する。また、各紫外線光源１０は、４つの記録ヘッド２，２，…と同様に、キャリッジ３ａに搭載されてキャリッジ３ａの往復移動に追従する。プリンタ１の記録動作中においては、各紫外線光源１０は、キャリッジ３ａの移動に追従しながら記録媒体９９に着弾した直後のインクに紫外線を照射し、当該インクを即座に硬化させることができる。
【００３８】
ここで、各紫外線光源１０からの紫外線の照度が２０ｍＷ／ｃｍ^２又は２０ｍＪ／ｃｍ^２を超えると、紫外線の照射を受けた際に照射熱による記録媒体９９の収縮が大きく、特に、記録媒体９９としてシュリンクフィルムを用いた場合には収縮が非常に大きい。本実施形態のように、各紫外線光源１０が２０ｍＷ／ｃｍ^２又は２０ｍＪ／ｃｍ^２以下の低照度の紫外線を照射すれば、記録媒体９９の収縮を抑えられ、汎用性の高いシュリンクフィルムであっても収縮を抑えることができる。
【００３９】
本実施形態に用いられる紫外線光源１０としては、低圧水銀ランプ、紫外線レーザ、キセノンフラッシュランプ、捕虫灯、ブラックライト、殺菌灯、冷陰極管、ＬＥＤ高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、無電極紫外線ランプ等が適用可能であり、これら以外の光源を適用してもよい。
【００４０】
なお、各紫外線光源１０からの紫外線の照射は、記録動作中において継続的に行われてもよいが、紫外線の照射を２段階に分け、まずインクが記録媒体９９に着弾した直後の０．００１〜２．０秒の間に紫外線を照射し、その後、再度紫外線を照射してもよい。紫外線の照射を２段階に分けることで、インクが硬化する際に起こる記録媒体９９の収縮をより確実に抑えることができる。また、各紫外線光源１０からの紫外線の照度に関して、「２０ｍＷ／ｃｍ^２又は２０ｍＪ／ｃｍ^２」という数値は、測定器（紫外線センサ）として分光放射照度計ＵＳＲ−４０Ｄ（ＵＳＨＩＯ社製）を用い、波長２２０〜４００ｎｍの紫外線の分光照度積算照度を測定して得られた値である。実際の測定は、紫外線光源と紫外線センサの両方を固定し、紫外線光源と紫外線センサの受光部との距離を１ｍｍ以上保った状態で行った。
【００４１】
次に、図４を参照しながらインクジェットプリンタ１の概略の回路構成を説明する。
図４は、インクジェットプリンタ１の概略の回路構成を示すブロック図である。図４に示す通り、制御部２０は、その基本構成として、プリンタ１の各部材の動作を予め制御するための制御プログラム、制御プログラムで使用されるデータ等を格納するＲＯＭ２０ａと、制御プログラムに基づく各種処理を行うＣＰＵ２０ｂと、ＲＯＭ２０ａから読み出したデータ、制御プログラムに基づいてＣＰＵ２０ｂにより算出されたデータ等を格納するＲＡＭ２０ｃと、を備える。
【００４２】
ＣＰＵ２０ｂには、インターフェイス（Ｉ／Ｆ）２１を介して温度センサ６ｂ，７ｂがそれぞれ接続されている。ＣＰＵ２０ｂは、各温度センサ６ｂ，７ｂから検知信号を入力されて各検知信号に基づく制御を行う。また、ＣＰＵ２０ｂには、Ｉ／Ｆ２２を介して、電熱線６ａ及びペルチェ素子７ａを駆動する駆動回路２３，２４がそれぞれ接続されている。ＣＰＵ２０ｂは、制御信号を各駆動回路２３，２４に別々に出力して電熱線６ａ及びペルチェ素子７ａの各動作をそれぞれ制御する。
【００４３】
次に、本実施形態に用いられる「インク」について説明する。
本実施形態に用いられるインクは、カチオン重合性成分を含むカチオン硬化型のものであって、紫外線を照射すると硬化する性質を具備するものである。具体的に、このインクは、紫外線の被照射により重合して硬化するカチオン重合性化合物と、カチオン重合性化合物の重合反応を紫外線の被照射により開始させるための光開始剤（光酸発生剤）と、インキとしての色をだすための色材と、を少なくとも含むものである。また、このインクには、カチオン硬化型の光硬化樹脂で用いられる周知の各種添加剤のうちの少なくとも一部が添加されてもよい。
【００４４】
本実施形態に用いられるインクは、上記の通り、紫外線の被照射により硬化するものであるが、必ずしもこれには限定されず、紫外線以外の光の被照射により硬化するものであってもよい。ここでいう「光」とは、広義の光であって、紫外線、電子線、Ｘ線、可視光線、赤外線等の電磁波を含むものである。つまり、本実施形態に用いられるインクには、紫外線以外の光で重合して硬化するカチオン重合性化合物と、紫外線以外の光で重合反応を開始させる光開始剤と、が適用されてもよい。本実施形態では、インクに照射する光として紫外線を例示し、紫外線を照射する光源として上記紫外線光源１０を例示している。
【００４５】
上記カチオン重合性化合物としては、各種公知のカチオン重合性のモノマーを使用できる。例えば、特開平６−９７１４、特開２００１−３１８９２、特開２００１−４００６８、特開２００１−５５５０７、特開２００１−３１０９３８、特開２００１−３１０９３７、特開２００１−２２０５２６に例示されているエポキシ化合物、ビニルエーテル化合物、オキセタン化合物等が挙げられる。
【００４６】
上記エポキシ化合物としては、芳香族エポキシド、脂環式エポキシド、脂肪族エポキシド等が挙げられる。
芳香族エポキシドとして好ましいものは、少なくとも１個の芳香族核を有する多価フェノール又はそのアルキレンオキサイド付加体とエピクロルヒドリンとの反応によって製造されるジ若しくはポリグリシジルエーテルであり、例えばビスフェノールＡ又はそのアルキレンオキサイド付加体のジ若しくはポリグリシジルエーテル、水素添加ビスフェノールＡ又はそのアルキレンオキサイド付加体のジ若しくはポリグリシジルエーテル、ノボラック型エポキシ樹脂等が挙げられる。ここで、アルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等が挙げられる。
【００４７】
脂環式エポキシドとしては、少なくとも１個のシクロへキセン、シクロペンテン等のシクロアルカン環を有する化合物を、過酸化水素、過酸等の適当な酸化剤でエポキシ化することによって得られるシクロヘキセンオキサイド、シクロペンテンオキサイド等を含有する化合物が好ましい。
【００４８】
脂肪族エポキシドの好ましいものとしては、脂肪族多価アルコール或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はポリグリシジルエーテル等があり、その代表例としては、エチレングリコールのジグリシジルエーテル、プロピレングリコールのジグリシジルエーテル又は１，６−ヘキサンジオールのジグリシジルエーテル等のアルキレングリコールのジグリシジルエーテル、グリセリン或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジ又はトリグリシジルエーテル等の多価アルコールのポリグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコール或いはそのアルキレンオキサイド付加体のジグリシジルエーテル等のポリアルキレングリコールのジグリシジルエーテル等が挙げられる。ここでアルキレンオキサイドとしては、エチレンオキサイド及びプロピレンオキサイド等が挙げられる。
【００４９】
これらのエポキシド化合物において、インクとしての速硬化性を考慮した場合に、芳香族エポキシド及び脂環式エポキシドを適用するのが好ましく、特に脂環式エポキシドを適用するのがより好ましい。本実施形態では、上記エポキシド化合物の１種を単独で使用してもよいし、２種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
【００５０】
上記ビニルエーテル化合物としては、例えば、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ブタンジオールジビニルエーテル、ヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエーテル等のジ又はトリビニルエーテル化合物、エチルビニルエーテル、ｎ−ブチルビニルエーテル、イソブチルビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、２−エチルヘキシルビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールモノビニルエーテル、ｎ−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、イソプロペニルエーテル−Ｏ−プロピレンカーボネート、ドデシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、オクタデシルビニルエーテル等のモノビニルエーテル化合物等が挙げられる。
【００５１】
これらのビニルエーテル化合物において、インクとしての硬化性、記録媒体９９との密着性、インクとしての表面硬度を考慮した場合に、ジ又はトリビニルエーテル化合物を適用するのが好ましく、特にジビニルエーテル化合物を適用するのがより好ましい。本実施形態では、上記ビニルエーテル化合物の１種を単独で使用してもよいし、２種以上を適宜組み合わせて使用してもよい。
【００５２】
上記オキセタン化合物は、オキセタン環を有する化合物のことであり、特開２００１−２２０５２６、特開２００１−３１０９３７に紹介されているような公知のあらゆるオキセタン化合物を、本実施形態に係るオキセタン化合物として使用できる。
【００５３】
本実施形態で使用するオキセタン化合物は、オキセタン環を１〜４個有する化合物であることが好ましい。オキセタン環を５個以上有するオキセタン化合物を使用すると、組成物の粘度が高くなるため、取扱いが困難になったり、また、組成物のガラス転移温度が高くなるため、得られる硬化物において十分な粘着性を得ることが困難になる。
【００５４】
オキセタン環を有するオキセタン化合物の製造方法は特に限定されず、従来知られた方法に従えばよい。上記製造方法は、例えばパティソン　（　Ｄ．Ｂ．Ｐａｔｔｉｓｏｎ，Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，　３４５５，　７９　（１９５７）　）　が開示している、ジオールからのオキセタン環合成法等がある。また、これら以外にも分子量１０００〜５０００程度の高分子量を有する、１〜４個のオキセタン環を有する化合物も挙げられる。
【００５５】
本実施形態においては、硬化時のインクの収縮に伴う記録媒体９９の収縮を抑える目的で、カチオン重合性化合物として少なくとも１種のオキセタン化合物と、エポキシ化合物及びビニルエーテル化合物から選ばれる少なくとも１種の化合物とを含有することが好ましい。
【００５６】
上記光開始剤としては、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が用いられる（有機エレクトロニクス材料研究会編、「イメ−ジング用有機材料」、ぶんしん出版（１９９３年）、１８７〜１９２ページ参照。）。光開始剤として好適な化合物の例を以下に挙げる。
【００５７】
第１に、ジアゾニウム、アンモニウム、ヨ−ドニウム、スルホニウム、ホスホニウム等の芳香族オニウム化合物のＢ（Ｃ_６Ｆ_５）_４ ⁻，ＰＦ_６ ⁻，ＡｓＦ_６ ⁻，ＳｂＦ_６ ⁻，ＣＦ_３ＳＯ_３−塩を挙げることができる。対アニオンとしてボレート化合物をもつものが酸発生能力に優れ好ましい。
第２に、スルホン酸を発生するスルホン化物を挙げることができる。
第３に、ハロゲン化水素を光発生するハロゲン化物も用いることができる。
第４に、鉄アレン錯体を挙げることができる。
【００５８】
本実施形態で使用されるインクは、特開平８−２４８５６１、特開平９−０３４１０６をはじめとして、既に公知となっている光の照射で発生した酸により新たに酸を発生する酸増殖剤を含有することが好ましい。酸増殖剤を用いることで、各記録ヘッド２からのインクの吐出をさらに安定させることができる。
【００５９】
本実施形態で使用されるインクには、対イオンとしてアリールボレート化合物を有するジアゾニウム、ヨードニウム又はスルホニウムの芳香族オニウム化合物、鉄アレン錯体から選ばれる少なくとも１種の光酸発生剤が含有されることが好ましい。
【００６０】
上記色材としては、カチオン重合性化合物の主成分に溶解又は分散できる色材が適用可能であるが、耐候性の点で顔料を適用するのが好ましい。
本実施形態で好ましく用いることのできる顔料を、以下に列挙する。
Ｃ．Ｉ　Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｙｅｌｌｏｗ−１、３、１２、１３、１４、１７、８１、８３、８７、９５、１０９、４２、
Ｃ．Ｉ　Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｏｒａｎｇｅ−１６、３６、３８、
Ｃ．Ｉ　Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｒｅｄ−５、２２、３８、４８：１、４８：２、４８：４、４９：１、５３：１、５７：１、６３：１、１４４、１４６、１８５、１０１、
Ｃ．Ｉ　Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｖｉｏｌｅｔ−１９、２３、
Ｃ．Ｉ　Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｂｌｕｅ−１５：１、１５：３、１５：４、１８、６０、２７、２９、
Ｃ．Ｉ　Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｇｒｅｅｎ−７、３６、
Ｃ．Ｉ　Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｗｈｉｔｅ−６、１８、２１、
Ｃ．Ｉ　Ｐｉｇｍｅｎｔ　Ｂｌａｃｋ−７、
【００６１】
また、本実施形態において、プラスチックフィルムのような透明基材での色の隠蔽性を上げる為に、白いインクを用いることが好ましい。特に、軟包装画像記録、ラベル画像記録においては白インクを用いることが好ましいが、この場合、記録ヘッド２からの白インクの吐出量が多くなるため、記録ヘッド２からのインクの吐出安定性、記録媒体９９のカール・しわの発生の観点から、白インクの使用量は自ずと制限される。
【００６２】
上記顔料の分散には、例えば、ボールミル、サンドミル、アトライター、ロールミル、アジテータ、ヘンシェルミキサ、コロイドミル、超音波ホモジナイザー、パールミル、湿式ジェットミル、ペイントシェーカー等を用いることができる。また、顔料の分散を行う際に、分散剤を添加してもよい。分散剤としては、高分子分散剤を用いることが好ましく、高分子分散剤としてはＡｖｅｃｉａ社のＳｏｌｓｐｅｒｓｅシリーズが挙げられる。
【００６３】
また、分散助剤として、各種顔料に応じたシナージストを用いてもよい。これらの分散剤及び分散助剤は、顔料１００質量部に対し、１〜５０質量部添加することが好ましい。分散媒体は、溶剤又は重合性化合物を用いて行うが、本実施形態に用いる光硬化型インクでは、記録媒体９９に着弾した直後に反応・硬化させるため、無溶剤であることが好ましい。溶剤が硬化した状態のインクによる画像に残ってしまうと、耐溶剤性の劣化、残留する溶剤のＶＯＣ（揮発性有機化合物）といった問題が生じる。従って、分散媒体として、溶剤では無く重合性化合物、中でも最も粘度の低いモノマーを選択することが分散適性上好ましい。
【００６４】
顔料の分散は、顔料粒子の平均粒径を０．０８〜０．５μｍとすることが好ましく、最大粒径は０．３〜１０μｍ、好ましくは０．３〜３μｍとなるよう、顔料、分散剤、分散媒体の選定、分散条件、ろ過条件を適宜設定する。この粒径管理によって、各記録ヘッド２のノズルの詰まりを抑制し、インクの保存安定性、インク透明性及び硬化感度を維持できる。
本実施形態で使用されるインクにおいては、色材濃度としては、インク全体の１質量％〜１０質量％であることが好ましい。
【００６５】
本実施形態で使用されるインクには、上記説明した以外に様々な添加剤を用いることができる。例えば、インク組成物の保存性を高めるため、重合禁止剤を２００〜２００００ｐｐｍ添加してもよい。光硬化型のインクは、加熱して低粘度化した状態で吐出することが好ましいので、熱重合によるヘッド詰まりを防ぐためにも重合禁止剤を入れることが好ましい。この他にも、必要に応じて、界面活性剤、レベリング添加剤、マット剤、膜物性を調整するためのポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、ワックス類を添加してもよい。
【００６６】
インクと記録媒体９９との密着性を高めるため、極微量の有機溶剤をインクに添加することも有効である。この場合、耐溶剤性やＶＯＣの問題が起こらない範囲での添加が有効であり、その使用量は０．１〜５％の範囲であり、好ましくは０．１〜３％の範囲である。また、ラジカル重合性モノマーと開始剤を組み合わせ、ラジカル・カチオンのハイブリッド型硬化インクにすることも可能である。
【００６７】
ここで、本実施形態では、上述のようなインクが記録媒体９９に着弾し紫外線の照射を受けて硬化した後の総インク膜厚が、２〜２０μｍであることが好ましい。スクリーン画像記録分野では、総インク膜厚が２０μｍを越えているのが現状であるが、記録媒体９９が薄いプラスチック材料であることが多い軟包装画像記録分野では、記録媒体９９のカール・しわの問題でだけでなく、画像記録物全体のこし・質感が変わってしまうという問題が有るため使えない。
【００６８】
また、本実施形態では、各記録ヘッド２から吐出される一滴のインクの量が２ｐｌ〜１５ｐｌであることが好ましい。高精細画像を記録するためには、液滴量がこの範囲であることが必要であるが、この液滴量で吐出される場合、各記録ヘッド２の吐出安定性が特に厳しくなり、酸増殖剤が必須となる。
【００６９】
本実施形態において、インクが紫外線光源１０から受ける紫外線の照射条件として、記録媒体９９への着弾後０．００１〜２．０秒の間に紫外線が照射されることが好ましく、より好ましくは０．００１〜１．０秒である。高精細な画像を記録媒体９９に記録するためには、照射タイミングができるだけ早いことが特に重要となる。
【００７０】
次に、本実施形態に用いられる「記録媒体９９」について説明する。
本実施形態に用いられる記録媒体９９としては、各種紙、各種布地、各種不織布、樹脂フィルム、金属、ガラス等の材質からなるものが適用可能である。記録媒体９９の形態としては、ロール状、カットシート状、板状等が適用可能である。
【００７１】
特に、本実施形態で用いられる記録媒体９９としては、所謂軟包装に用いられる各種非吸収性プラスチック及びそのフィルムを用いることができ、各種非吸収性プラスチックフィルムとしては、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム、ＯＰＳ（延伸ポリスチレン）フィルム、ＯＰＰ（延伸ポリプロピレン）フィルム、ＯＮｙ（延伸ナイロン）フィルム、ＰＶＣ（延伸ポリ塩化ビニル）フィルム、ＰＥ（ポリエチレン）フィルム、ＴＡＣ（トリアセチルセルロース）フィルムを挙げることができる。その他のプラスチックとしては、ポリカーボネート、アクリル樹脂、ＡＢＳ（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン）、ポリアセタール、ＰＶＡ（ポロビニルアルコール）、ゴム類等が使用できる。
【００７２】
これらの種類の中でも、特に、熱でシュリンク可能なＰＥＴフィルム、ＯＰＳフィルム、ＯＰＰフィルム、ＯＮｙフィルム、ＰＶＣフィルムが、本実施形態の構成に有効となる。これらの種類の記録媒体９９は、インクの硬化・収縮、硬化反応時の発熱等により、フィルムのカール、変形が生じやすいばかりでなく、インク膜が自己の収縮に追従し難い。
【００７３】
本実施形態では、表面エネルギーの低いＯＰＰフィルム、ＯＰＳフィルムや表面エネルギーの比較的大きいＰＥＴまでを含む、表面エネルギーが３５〜６０ｍＮ／ｍの広範囲の記録媒体９９に良好な高精細な画像を記録できる。
【００７４】
さらに、本実施形態では、包装費用、生産コスト、プリントの作製効率、各種サイズへのプリントの対応等の点で、図１に示す通りの長尺（ウェブ）な記録媒体９９を使用するのが有効である。
【００７５】
次に、インクジェットプリンタ１の動作を説明する。
搬送機構４の搬送モータ及びプラテン５の下方に設けられた吸引室のファンが駆動されると、各搬送ローラ４ａ，４ｂが同期して所定量の回転と停止とを繰り返し、プラテン５の各吸引口からプラテン５の上方の空気が吸引される。この状態において、記録媒体９９が、プラテン５に吸引・保持された状態で搬送方向Ｂに沿って間欠的に送り出される。これにより、記録媒体９９は搬送方向Ｂに沿う移動と停止とを繰り返すが、記録媒体９９が停止したときに、キャリッジ機構３が作動して、キャリッジ３ａが記録媒体９９の直上を走査方向Ａに沿って移動する。
【００７６】
ここで、キャリッジ３ａが記録媒体９９の記録領域の直上を移動する最中に、各記録ヘッド２が各プロセスカラーのインクを記録媒体９９の記録面に向けて吐出する。その後、吐出されたインクは記録媒体９９に着弾するが、各紫外線光源１０が着弾直後のインクに対して紫外線を照射する。紫外線の照射を受けたインクは記録媒体９９の記録面上で硬化する。以降、インクジェットプリンタ１が上記の各動作を繰り返し、各プロセスカラーの複数のドットからなる所望の画像が、記録媒体９９の記録面に順次記録される。
【００７７】
一方、上記の各動作が行われている状態において、加熱部６及び冷却部７の各温度センサ６ｂ，７ｂが、記録媒体９９の非記録面に常時接触して記録媒体９９の温度を検知し、各温度センサ６ｂ，７ｂからの検知信号が、制御部２０のＣＰＵ２０ｂにそれぞれ常時出力される。
【００７８】
ＣＰＵ２０ｂは、温度センサ６ｂの検知信号に基づき、温度センサ６ｂにより検知された温度が予め設定された加熱設定温度以上であるか否かを判断する処理を行う。ＣＰＵ２０ｂは、検知された温度が加熱設定温度以上である場合には、駆動回路２３に電熱線６ａへの電力供給を停止する旨の制御信号を出力して電熱線６ａの発熱を停止させる処理を行い、検知された温度が加熱設定温度未満である場合には、駆動回路２３に電熱線６ａに電力を供給する旨の制御信号を出力して電熱線６ａを発熱させる処理を行う。これにより、電熱線６ａは発熱と発熱の停止とを繰り返し、プラテン５の加熱部６に対応する部分は、加熱設定温度と略一致する温度に制御される。
【００７９】
これと同時に、ＣＰＵ２０ｂは、温度センサ７ｂの検知信号に基づき、温度センサ７ｂにより検知された温度が予め設定された冷却設定温度以上であるか否かを判断する処理を行う。ＣＰＵ２０ｂは、検知された温度が冷却設定温度以上である場合には、ペルチェ素子７ａに電圧を印加する旨の制御信号を駆動回路２４に出力してペルチェ素子７ａを作動させる処理を行い、検知された温度が冷却設定温度未満である場合には、ペルチェ素子７ａへの電圧の印加を停止させる旨の制御信号を駆動回路２４に出力してペルチェ素子７ａの作動を停止させる処理を行う。これにより、ペルチェ素子７ａは作動と作動の停止とを繰り返し、プラテン５の冷却部７に対応する部分は、冷却設定温度と略一致する温度に制御される。
【００８０】
なお、上記「加熱設定温度」及び「冷却設定温度」の各温度情報は、制御プログラムで使用されるデータの一部として制御部２０のＲＯＭ２０ａに格納されている。図２に示す通り、「加熱設定温度」は、常温（詳しくは、インクジェットプリンタ１が設置される環境の温度。以下同じ。）よりも高い温度（例えば、６０℃）であって、記録媒体９９の種類及びインクの組成に最適な温度に設定され、「冷却設定温度」は、常温よりも低い温度であって、記録媒体９９の種類及びインクの組成に最適な温度に設定される。
【００８１】
以上のように、本実施形態に係るインクジェットプリンタ１では、加熱部６及び冷却部７が制御部２０により温度制御されており、搬送方向Ｂの上流側から下流側にかけて搬送される記録媒体９９においては、プラテン５の加熱部６に対応する部分のうち、記録ヘッド２よりも搬送方向Ｂの上流側の位置から記録ヘッド２に対向する位置に至るまで加熱される。この場合、記録媒体が記録ヘッド２よりも搬送方向Ｂの上流側の位置を通過し始めると、図２に示す通り、記録媒体９９の温度は上昇し、記録媒体９９が記録ヘッド２に対向する位置に達したときには、記録媒体９９は加熱設定温度に非常に近い温度に近づく。従って、記録媒体９９の記録面のうち、記録ヘッド２からインクの吐出を受ける部分を確実に加熱設定温度に近づけることができ、インクの速乾性・定着性を従来よりもさらに高めることができる。
【００８２】
ここで、加熱部６の温度制御においては、加熱部６の温度上昇率が１０〜１００℃／ｓｅｃになるように（すなわち、電熱線６ａが１０〜１００℃／ｓｅｃの温度上昇率で発熱するように）、加熱部６は制御部２０により制御される。温度上昇率が１０℃／ｓｅｃを下回ると、プラテン５の加熱部６に対応する部分の距離によっては、記録媒体９９を加熱設定温度に近づけることができない可能性があり、温度上昇率が１００℃／ｓｅｃを上回ると、記録媒体９９の種類やプラテン５の材質によっては、熱によって記録媒体９９が収縮したりプラテン５が変形する可能性があり、好ましくない。
【００８３】
一方、プラテン５の加熱部６に対応する部分を通過した後、記録媒体９９は、プラテン５の冷却部７に対応する部分に到達し、記録ヘッド２よりも搬送方向Ｂの下流側の位置で冷却される。この場合、図２に示す通り、記録媒体９９の温度は、下降して冷却設定温度に近づく。従って、加熱部６による加熱後であっても記録媒体９９が熱の影響を受けて収縮するのを抑えられ、シュリンクフィルム等の収縮し易い記録媒体９９であっても記録媒体９９自体の収縮を抑えることができる。
【００８４】
ここで、冷却部７の温度制御においては、冷却部７の温度下降率が−１０〜−１００℃／ｓｅｃになるように（すなわち、ペルチェ素子７ａの吸熱部が−１０〜−１００℃／ｓｅｃの温度下降率で吸熱するように）、冷却部７は制御部２０により制御される。温度下降率が−１０℃／ｓｅｃを上回ると、記録媒体９９の種類によっては、記録媒体９９を十分に冷却できず記録媒体９９の収縮を招く可能性があり、温度下降率が−１００℃／ｓｅｃを下回ると、記録媒体９９の種類によっては、記録媒体９９に水滴が付着しインクが滲んだり記録媒体９９にシワが形成される可能性があり、好ましくない。
【００８５】
なお、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更を行ってもよい。
【００８６】
例えば、本実施形態では、各記録ヘッド２の両側に紫外線光源１０を配置した例を示したが、これに代えて、紫外線光源１０を走査方向Ａに沿うキャリッジ３ａの両側又は片側にのみ搭載してもよい。また、特に紫外線光源１０のような光照射部材をキャリッジ３ａに搭載せずに、搬送される記録媒体９９の略全幅にわたる長尺な光照射部材をプラテン５の上方に配してもよいし、複数の光照射部材を搬送される記録媒体９９の略全幅にわたるように並べてプラテン５の上方に配してもよい。この場合には、記録媒体９９に着弾した直後のインクに光（紫外線を含む。）を照射するために、一又は複数の光照射部材を各記録ヘッド２よりも搬送方向Ｂの下流側に設ける必要がある。
【００８７】
さらに、本実施形態では、インクを吐出する記録ヘッドとしてキャリッジ３ａに搭載されて走査される走査型の記録ヘッド２を適用する例を示したが、これに代えて、搬送される記録媒体９９の略全幅にわたるラインヘッドを適用してもよい。この場合には、ラインヘッドより搬送方向Ｂの下流側に、光照射部材を配置する必要がある。
【００８８】
【発明の効果】
本発明によれば、シュリンクフィルム等の収縮し易い記録媒体であっても記録媒体自体の収縮を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェットプリンタの概略構成を示す斜視図である。
【図２】インクジェットプリンタの概略構成を示す側面図である。
【図３】キャリッジにおける記録ヘッドと紫外線光源との配置を示す平面図である。
【図４】インクジェットプリンタの概略の回路構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１　　　インクジェットプリンタ
２　　　記録ヘッド
３　　　キャリッジ機構
３ａ　　　キャリッジ
４　　　搬送機構
５　　　プラテン
６　　　加熱部
６ａ　　　電熱線
６ｂ　　　温度センサ
７　　　冷却部
７ａ　　　ペルチェ素子
７ｂ　　　温度センサ
８，９　　　断熱部材
１０　　　紫外線光源（光照射部材）
２０　　　制御部
Ａ　　　走査方向
Ｂ　　　搬送方向

Claims (6)

1. カチオン重合性成分を含みかつ光の被照射により硬化するインクを記録媒体に吐出する記録ヘッドと、
   記録媒体に着弾した前記インクに光を照射する光照射部材と、
   前記記録ヘッドに対向する位置及び前記記録ヘッドよりも記録媒体の搬送方向の上流側の位置で記録媒体を加熱する加熱部と、
   前記記録ヘッドよりも記録媒体の搬送方向の下流側の位置で記録媒体を冷却する冷却部と、
   を備えることを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 請求項１に記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記加熱部により加熱された部分及び前記冷却部により冷却された部分の各部分の記録媒体の温度を検知する温度センサと、
   前記温度センサの検知結果に基づき、前記加熱部による加熱温度及び前記冷却部による冷却温度の各温度が予め設定された設定温度になるように、前記加熱部及び前記冷却部の各部を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とするインクジェットプリンタ。
3. 請求項１又は２に記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記制御部は、前記冷却部による冷却温度が常温よりも低い設定温度になるように前記冷却部を制御することを特徴とするインクジェットプリンタ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記制御部は、前記加熱部の温度上昇率が１０〜１００℃／ｓｅｃになるように前記加熱部を制御し、前記冷却部の温度下降率が−１０〜−１００℃／ｓｅｃになるように前記冷却部を制御することを特徴とするインクジェットプリンタ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記光照射部材は、２０ｍＷ／ｃｍ^２又は２０ｍＪ／ｃｍ^２以下の照度の光を照射することを特徴とするインクジェットプリンタ。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記記録ヘッドを記録媒体の搬送方向に略直交する方向に走査可能なキャリッジを有するキャリッジ機構を備え、
   前記光照射部材は前記キャリッジに搭載されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。

Images