JP2005125752A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低出力紫外線光源の発光効率を安定させて画像形成を行う。
【解決手段】紫外線光の照射により硬化する光硬化型インクを記録媒体Ｐ上に吐出する記録ヘッド７と、吐出されたインクに紫外線光を照射する光源１４を備える光照射装置１２と、光照射装置１２を冷却する冷却装置３０と、光照射装置１２の温度を検出する温度検出手段１８と、温度検出手段１８の検出温度に応じて冷却装置３０の温度制御を行う制御手段とを備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクジェット記録装置に係り、特に、光を照射することによって硬化する光硬化型インクを用いて画像記録を行うインクジェット記録装置に関するものである。

インク吸収性の乏しい基材に対しても画像形成する方法としてはＵＶインクジェット記録方式が知られている。一般的には、紫外線に感度のある光開始剤をインクに含有させたＵＶ硬化型のインクを用い、紫外線を着弾インクに照射させる。これにより、インクが紫外線により、硬化・定着されるまで、ドット径拡大、ドット間の滲み、基材へのインク浸透など、画質が変化していく。
上述のようなＵＶインクジェット記録方式において、特に画質を大きく左右する因子は、インクの感度、光照射までのタイミングおよび光線の波長、強度である。そして、インク着弾から時間が経つと、ドット径、滲みなどの問題が顕著となるため、インク射出から光照射までの時間は極力短くすることが好ましい。
このように、インク射出から光照射までの時間を短縮するために、インクジェットヘッドのすぐ横に光源を配置したインクジェット記録装置が、特許文献１，２に開示されている。
特開昭６０−１３２７６７号公報 米国特許６１４５９７９号公報

しかしながら、光照射装置から照射される紫外線等の光は人体に悪影響を及ぼす場合もあるため、このような光を照射する光照射装置を備えるインクジェット記録装置をオフィス等の室内で安全に使用できるようにするためには光照射装置から照射された光が外部に漏れることのないようにカバーを設ける必要がある。しかし、カバーによって囲まれた空間に光照射装置が置かれることとなると光源等から発生した熱が放熱されないために、光源付近の温度が上昇してしまう。
従来の紫外線光の光源としては、高圧水銀灯やメタルハライドランプ等の高電力・高出力タイプのものが使用され、その発熱温度は６５０〜９００℃と高いため、特にその傾向が顕著であった。

そこで、近年では、発熱温度が７０〜１３０℃程度と低く抑えられた低圧水銀灯、冷陰極管等の低電力・低出力の紫外線光源を使用することが提案されている。この低出力タイプは、低照度でも長時間照射することで硬化できるエネルギー蓄積型のカチオン硬化型のインク硬化に使用することができる。
しかしながら、低出力タイプの発光効率は、放電を行う光源の口金部の温度に依存する性質があるため、インク硬化に好適な発光効率を安定して維持することが難しいという不都合があった。
本発明は、低出力紫外線光源の発光効率を安定させて画像形成を行うことをその目的とする。

請求項１に記載の発明は、紫外線光の照射により硬化する光硬化型インクを記録媒体上に吐出する記録ヘッドと、吐出されたインクに紫外線光を照射する光源を備える光照射装置と、光照射装置を冷却する冷却装置と、光照射装置の温度を検出する温度検出手段と、温度検出手段の検出温度に応じて冷却装置の温度制御を行う制御手段とを備える、という構成を採っている。
上記構成では、画像形成時において、記録ヘッドがインクを記録媒体上に吐出し、これに対して光照射装置により紫外線光が照射され、記録媒体上でインクが固化し、定着される。
そして、温度検出手段により光照射装置の温度検出が行われ、制御手段は、光照射装置が所定温度に維持され、或いは所定温度の範囲内となるように冷却装置の制御を行う。
この場合、カバーを設けて紫外線漏れを抑制するためには、紫外線光源としては、低圧水銀ランプ、ブラックライト、冷陰極管又はＬＥＤ等の低電力・低出力のものを使用することが望ましく、かかる光源において生じやすい発光効率の低下が温度維持により抑制される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明と同様の構成を備えると共に、温度検出手段は、光源の口金部の温度を検出する、という構成を採っている。
低電力・低出力の紫外線光源を使用した場合にあっては、その温度、特に口金部の温度変化が発光効率に影響しやすく、当該口金部の温度検出を行い、これに基づいて冷却装置の制御を行うことで、より発光効率の安定化が図られる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明と同様の構成を備えると共に、制御手段は、光源の口金部の検出温度が３５〜６５℃以内となるように冷却装置を制御する、という構成を採っている。
低電力・低出力の紫外線光源を使用した場合にあっては、低出力であるがために、その発光効率を最大に維持することが望ましい。例えば、低電力・低出力の紫外線光源として低圧水銀ランプを使用する場合は、その発光効率は口金部の温度に依存する。発光管及び口金部の構造や付加する電力により発光効率が最大となる口金部の温度は異なるが、口金部の温度を３５〜６５℃の範囲内で制御することが好ましい。
従って、上記構成により、低電力・低出力の紫外線光源を使用した場合に高い発光効率が維持された状態で画像形成が行われる。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の発明と同様の構成を備えると共に、制御手段は、口金部の検出温度が光源の紫外線照射強度が最大となる口金部の温度に対して±５℃以内となるように冷却装置を制御する、という構成を採っている。
低電力・低出力の紫外線光源を使用する場合には、発光管及び口金部の構造や付加する電力によって発光効率が最大となる口金部の温度が異なるが、発光効率が最大となる口金部の温度に対して±５℃以内となるように口金部の温度を制御することにより、発光効率が最も高く維持された状態で画像形成が行われる。

請求項５に記載の発明は、紫外線光の照射により硬化する光硬化型インクを記録媒体上に吐出する記録ヘッドと、吐出されたインクに紫外線光を照射する光源を備える光照射装置と、光照射装置を外気供給により冷却する冷却装置と、外気の温度を検出する温度検出手段と、光源の温度を所定温度に維持するための外気温度と冷却装置の出力との対応関係情報を記憶すると共に、これを参照して温度検出手段の検出温度に応じて冷却装置の温度制御を行う制御手段とを備える、という構成を採っている。
上記構成では、画像形成時において、記録ヘッドがインクを記録媒体上に吐出し、これに対して光照射装置により紫外線光が照射され、記録媒体上でインクが固化し、定着される。
そして、制御手段は、外気温度と冷却装置の出力との対応関係情報を参照して、温度検出手段による検出外気温度から光源温度を一定とする冷却装置の出力を決定し、冷却装置の制御を行う。
この場合、カバーを設けて紫外線漏れを抑制するためには、紫外線光源としては、低圧水銀ランプ、ブラックライト、冷陰極管又はＬＥＤ等の低電力・低出力のものを使用することが望ましく、かかる光源において生じやすい発光効率の低下が温度維持により抑制される。

請求項６に記載の発明は、紫外線光の照射により硬化する光硬化型インクを記録媒体上に吐出する記録ヘッドと、吐出されたインクに紫外線光を照射する光源を備える光照射装置と、光照射装置を冷却する冷却装置と、光照射装置の照射光の光強度を検出する光強度検出手段と、光強度検出手段の検出光強度に応じて冷却装置の温度制御を行う制御手段とを備える、という構成を採っている。
上記構成では、画像形成時において、記録ヘッドがインクを記録媒体上に吐出し、これに対して光照射装置により紫外線光が照射され、記録媒体上でインクが固化し、定着される。
光照射手段の光源として低電力・低出力のものは、その発光効率に温度依存性がある。特に最も効率が良い状態から温度上昇を生じるとその発光効率が低下する傾向にある。従って、このことを前提として、画像形成時において、光強度検出手段により光照射装置の照射光の光強度検出を行い、制御手段は、光照射装置の照射光の検出光強度が低下を生じた場合に、再び光強度が上昇するように冷却装置の出力制御を行う。

請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、光照射装置は、光源を覆うカバーを備え、冷却装置はカバー内に外気を供給する空冷装置であり、カバーに排気口を設ける、という構成を採っている。
上記構成では、冷却装置が光源のカバー内に外気を供給し、排気口から排気が行われることで排熱され、光源の冷却が行われる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明と同様の構成を備えると共に、排気口は、記録ヘッドがインク吐出を行う記録媒体に向かう方向以外の方向に向けて開口されている。
上記構成では、カバー内からの排気がインク吐出が行われている記録媒体以外の方向に吹き出され、画像形成における冷却排気の影響が回避される。

請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の発明と同様の構成を備えると共に、記録ヘッドを所定の方向に沿って搬送するキャリッジ機構を備え、排気口は、記録ヘッドの搬送方向に対して垂直となる方向に向けて開口されている。
上記構成では、カバー内からの排気がインク吐出が行われている記録媒体以外の方向であって、記録ヘッドの搬送方向と垂直方向に吹き出され、画像形成における冷却排気の影響が回避される。また、キャリッジにおる記録ヘッドの搬送に対する影響も回避される。

請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、光源は、低圧水銀ランプ、ブラックライト、冷陰極管又はＬＥＤのいずれか一種である、という構成を採っている。
かかる構成により、低圧水銀ランプ、ブラックライト、冷陰極管、ＬＥＤのいずれかの低電力・低出力の紫外線光源によりインクの硬化定着が行われる。

請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の発明と同様の構成を備えると共に、インクはカチオン重合性化合物を含むカチオン重合系インクである、という構成を採っている。
かかる構成により、低電力・低出力の紫外線光源により良好にインクの硬化定着が行われる。

請求項１に記載の発明は、制御手段が光照射装置の検出温度に基づいて光照射装置の冷却装置の制御を行うことから、温度変化により発光効率が変化しやすい低電力・低出力の紫外線光源を使用した場合であっても、その発光効率を一定の範囲に安定させることが可能となり、安定してインクの硬化を図り、画質の安定化を図ることが可能となる。

請求項２に記載の発明は、制御手段が光源の口金部の検出温度により冷却装置の制御を行うことから、特に口金部の温度変化により発光効率が変化しやすい低電力・低出力の紫外線光源についてより発光効率の安定化が図られ、より安定してインクの硬化を図り、さらなる画質の安定化を図ることが可能となる。

請求項３に記載の発明は、光源の口金部の温度が３５〜６５℃の範囲となるように冷却装置の制御が行われるため、低電力・低出力の紫外線光源である低圧水銀ランプを使用した場合に、その発光効率を高く維持することが可能となり、高い発光効率でより迅速にインクの硬化を図り、且つ画質の安定化を図ることが可能となる。

請求項４に記載の発明は、光源の口金部の検出温度が光源の紫外線照射強度が最大となる口金部の温度に対して±５℃の範囲となるように冷却装置の制御が行われるため、低電力・低出力の紫外線光源である低圧水銀ランプを使用した場合に、その発光効率を最大に維持することが可能となり、最も高い発光効率でより迅速にインクの硬化を図り、且つ画質の安定化を図ることが可能となる。

請求項５に記載の発明は、制御手段が外気の検出温度に基づいて光照射装置を所定温度に維持する冷却装置の制御を行うことから、温度変化により発光効率が変化しやすい低電力・低出力の紫外線光源を使用した場合であっても、その発光効率を一定の範囲に安定させることが可能となり、安定してインクの硬化を図り、画質の安定化を図ることが可能となる。

請求項６に記載の発明は、制御手段が光照射装置の検出光強度に基づいて光照射装置の冷却装置の出力制御を行うことから、温度変化により発光効率が変化しやすい低電力・低出力の紫外線光源を使用した場合であっても、検出光強度の変化から光源に温度変化を生じていることを認識することができ、その発光効率を一定の範囲に安定させることが可能となり、安定してインクの硬化を図り、画質の安定化を図ることが可能となる。

請求項７に記載の発明は、光源にカバーを設けることにより、紫外線光を必要以上に外部に漏らさず、従って、外部への有害な影響を抑制することが可能となる。また、冷却装置はカバー内に対して吸排気を行うため、光源の温度を適切に制御することが可能となる。

請求項８に記載の発明は、カバー内からの排気を行う排気口が、インク吐出が行われている記録媒体以外の方向を向いていることから、冷却排気が記録媒体にかからず、画像形成における冷却排気の影響を回避することが可能となる。

請求項９に記載の発明は、カバー内からの排気を行う排気口が、インク吐出が行われている記録媒体以外の方向であって記録ヘッドの搬送方向と直交する方向を向いていることから、画像形成における冷却排気の影響及び記録ヘッドの搬送における冷却排気の影響を回避することが可能となる。

請求項１０に記載の発明は、低圧水銀ランプ、ブラックライト、冷陰極管、ＬＥＤのいずれかの低電力・低出力の紫外線光源を用いることから、カバー等を設けた場合であっても過度の高温状態を回避することができる。

請求項１１に記載の発明は、インクをカチオン重合性化合物を含むカチオン重合系インクとすることから、低電力・低出力の紫外線光源を使用した場合であっても、良好にインクの硬化定着を行うことが可能となる。
また、カチオン重合系インクはラジカル重合系インクと違ってその重合反応が空気中の酸素に阻害され難いため、短時間で硬化させることが可能となる。このため、大型の光源を搭載する必要がなく装置の小型化、軽量化を図ることができるとともに、コスト的にも安価になるという効果を奏する。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
まず、図１に示すように、本実施形態において、インクジェット記録装置１は、シリアルプリント方式によるインクジェット記録装置１であり、プリンタ本体２と、プリンタ本体２を下方から支持する支持台３とを備えている。プリンタ本体２の中央部には、記録媒体Ｐを非記録面から支持するプラテン４がプリンタ本体２の長手方向に延在するように配設されており、記録媒体Ｐは図示しない搬送機構によりプラテン４の上を搬送方向Ｘに沿って搬送されるようになっている。

プラテン４の上方であって記録媒体Ｐの搬送方向Ｘの上流にはプリンタ本体２の長手方向に延在する棒状のガイドレール５が設けられている。このガイドレール５には、キャリッジ６が支持されており、キャリッジ６は図示しない駆動機構によりガイドレール５に沿って主走査方向Ｙに往復駆動自在となっている。

また、図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、キャリッジ６には、本実施形態におけるインクジェット記録装置１で使用される各色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）。）に対応した４つの記録ヘッド７，７…が一群として搭載されている。各記録ヘッド７，７…は、外形が略直方体状に形成されており、長手方向が互いに平行となるように並んで配置されており、記録ヘッド７，７…の記録媒体Ｐに対向する面にはインク吐出口８，８…が設けられ、各記録ヘッド７，７…はインク吐出口８，８…からそれぞれインクを吐出させるようになっている。なお、インクジェット記録装置で使用されるインクはこれに限定されず、例えば、ライトイエロー（ＬＹ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、ライトシアン（ＬＣ）等の色を使用することもできる。この場合には、各色に対応した記録ヘッドがキャリッジに搭載される。

また、前記キャリッジ６には、インクを貯蔵し記録ヘッド７，７…にインクを供給する中間タンク９，９…が各記録ヘッド７，７…に対応する数備えられ、各記録ヘッド７，７…は、インク供給管１０，１０…を介してこの中間タンク９，９…と連通されている。なお、この中間タンク９，９…は、図示しないインク供給路によって、キャリッジ６の移動範囲の一端であって前記プラテン４の外側に設けられたインクタンク１１，１１…と連通しており、随時インクタンク１１，１１…から中間タンク９，９…を介してインクが記録ヘッド７，７…に供給されるようになっている。

前記キャリッジ６の両側には光照射装置としての紫外線照射装置１２，１２がそれぞれキャリッジ６の側面に接するように設けられている。紫外線照射装置１２，１２は一端面に開口を有する箱型に形成された光源カバー１３を備えており、光源カバー１３の開口が記録媒体Ｐの記録面に対向するように配置されている。また、光源カバー１３の内部には、記録媒体Ｐ上に着弾した紫外線硬化インクを硬化定着させる紫外線を照射する光源として低圧水銀ランプ１４，１４が設けられている。さらに、カバー１３の開口の一部分は後述する低圧水銀ランプ１４の口金部１６を覆い隠すように底板１３ａが装着されている。

低圧水銀ランプ１４，１４は、図２（ｂ）に示すように、屈曲した発光管１５と発光管１５の両端に取り付けられた口金部１６，１６からなっており、口金部１６，１６に通電させることにより発光するようになっている。なお、低圧水銀ランプ１４，１４…の発光管１５の形状は図２（ｂ）に示したものに限定されず、例えば、Ｕ字状の発光管の両端部に口金部が取り付けられる構成のものを用いてもよい。

低圧水銀ランプ１４，１４は、口金部１６，１６の温度によって紫外線発生エネルギーに差異が生じるという特性を有している。紫外線の発光効率が最大となる口金部１６，１６の温度は発光管１５及び口金部１６，１６の構造や付加する電力により異なるが、口金部１６，１６の温度が３５〜６５℃の範囲内にあるときに低圧水銀ランプ１４，１４の発光効率が良好となる。
そして、口金部１６，１６に付加する電力が低い場合には、前記３５〜６５℃の温度範囲のうち、比較的低い温度のときに紫外線の発光効率が最大となり、口金部１６，１６に付加する電力が高い場合には、前記３５〜６５℃の温度範囲のうち、比較的高い温度のときに紫外線の発光効率が最大となる。
このように、低圧水銀ランプ１４，１４は、口金部１６，１６に付加する電力等に応じて紫外線の発光効率が最大となる温度が変動するという特性があり、口金部１６，１６の温度が、口金部１６，１６に付加する電力等に応じて定まる紫外線の発光効率が最大となる温度に対して±５℃以内にあるときに低圧水銀ランプ１４，１４は最も優れた発光効率を示す。

例えば、図４は口金部１６，１６に付加する電力が比較的低い低圧水銀ランプ１４，１４の場合の口金部１６の温度と発光効率との関係を示す線図である。この場合には、かかる図４に示すように、口金部１６，１６の温度が摂氏４０℃前後のときに低圧水銀ランプ１４，１４の水銀蒸気圧が０．８Ｐａとなり、紫外線発光効率が最も良好となる。したがって、この場合には４０℃に対して±５℃以内に口金部１６，１６の温度を保つことが好ましい。
これに対して、口金部１６，１６に付加する電力が比較的高い低圧水銀ランプ１４，１４の場合には、図５に示すように、口金部１６，１６の温度が摂氏５５℃前後のときに紫外線発光効率が最も良好となる。したがって、この場合には５５℃に対して±５℃以内に口金部１６，１６の温度を保つことが好ましい。

プリンタ本体２は、前記プラテン４及びキャリッジ６の可動範囲全体を外部から遮断するようにカバー１７によって覆われており、当該カバー１７と光源カバー１３とにより紫外線照射装置１２，１２からの光が外部に漏れないようになっている。

各光源カバー１３の上面（開口側と逆の面）には空冷式の冷却装置３０が設けられている。この冷却装置３０は、空冷ファン３１と、図示しない空冷ファンの３１の駆動モータと、空冷ファン３１を格納する筐体３２とを備えている。図３に示すように、光源カバー１３の一端部にはスリット状の外気取込口１３ｂが設けられ、筐体３２には排気口３３が設けられている。そして、空冷ファン３１の回転駆動により外気取込口１３ｂから光源カバー１３内に外気が取り込まれ、光源カバー１３と筐体３２の内部を通じて排気口３３から排気される。
外気取込口１３ｂは低圧水銀ランプ１４の両端部にあるそれぞれの口金部１６に対応してその近傍に設けられており、取り込まれた外気が各口金部１６に速やかに当たり、良好に冷却可能となっている。
また、排気口は３３は、キャリッジ６の駆動方向と直交する方向であってプラテン４と逆方向に開口しているため、排気が画像形成時の記録媒体側に吹き出されることがなく、画像形成において影響を及ぼさないようになっている。

また、図２（ｂ）に示すように、各低圧水銀ランプ１４の口金部１６には温度検出手段としての温度センサ１８が設置されており、口金部１６の温度検出を行っている。
また、キャリッジ６の移動範囲の他の一端部であってプラテン４を挟んで前記インクタンク１１，１１…と反対の位置には、記録ヘッド７，７…のメンテナンス作業を行うメンテナンスユニット２０が配設されている。

本実施形態に用いられるインクは、光としての紫外線が照射されることにより硬化する性質を具備する光硬化型インクであり、主成分として、少なくとも重合性化合物（公知の重合性化合物を含む。）と、光開始剤と、色材とを含むものである。上記光硬化型インクは、重合性化合物としてラジカル重合性化合物を含むラジカル重合系インクとカチオン重合性化合物を含むカチオン重合系インクとに大別されるが、本実施形態においては、特に湿度及び温度によって硬化反応に差異を生じるカチオン重合系の紫外線硬化インクが用いられる。本実施形態に用いられるカチオン重合系インクは、少なくともオキセタン化合物，エポキシ化合物，ビニルエーテル化合物等のカチオン重合性化合物と、光カチオン開始剤と、色材とを含む混合物である。

次に、本実施形態に用いられる記録媒体Ｐにおいては、通常のインクジェット記録装置に適用される普通紙，再生紙，光沢紙等の各種紙，各種布地，各種不織布，樹脂，金属，ガラス等の材質からなる記録媒体が適用可能である。また、記録媒体Ｐ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。

また、インクジェット記録装置１は、冷却装置３０の図示しない制御手段を備えている。この制御手段は、冷却装置３０の空冷ファン３１の駆動モータの回転速度の制御部を備えると共に、各低圧水銀ランプ１４の口金部１６に設けられた温度センサ１８からの検出信号から口金部１６の温度を算出する温度算出部を備えている。
さらに、制御手段は、画像形成時において、算出温度が口金部１６，１６に付加する電力等に応じて定まる紫外線の発光効率が最大となる温度に対して±５℃以内の範囲内か否か、例えば、口金部１６，１６に付加する電力が低い低圧水銀ランプ１４を用いる場合であれば、算出温度が４０±５℃の範囲内か否か、また、口金部１６，１６に付加する電力が高い低圧水銀ランプ１４を用いる場合であれば、算出温度が５５±５℃の範囲内か否かを絶えず判定する。そして、前述の温度範囲を超える場合には駆動モータの回転数を増加させ、検出温度が前述の温度範囲内となるまで回転数の増加状態を継続する制御を行う。また、前述の温度範囲を下回る場合には駆動モータの回転数を減速させ、検出温度が前述の範囲内となるまで回転数の減速状態を継続する制御を行う。なお、制御手段は、各低圧水銀ランプ１４ごとに上記温度制御を行い、これにより、低圧水銀ランプ１４の口金部１６は、画像形成時において、常に口金部１６，１６に付加する電力等に応じて定まる紫外線の発光効率が最大となる温度に対して±５℃以内、例えば、口金部１６，１６に付加する電力が低い低圧水銀ランプ１４を用いる場合であれば約４０℃、また、口金部１６，１６に付加する電力が高い低圧水銀ランプ１４を用いる場合であれば約５５℃を常に維持することができ、これにより発光効率を最も良い状態に安定して維持させる。

このとき、制御手段による制御に従って、冷却装置３０の空冷ファン３１が各低圧水銀ランプ１４，１４の口金部１６，１６を口金部１６，１６に付加する電力等に応じて定まる紫外線の発光効率が最大となる温度に対して±５℃以内の温度範囲内、例えば、口金部１６，１６に付加する電力が低い低圧水銀ランプ１４を用いる場合であれば４０±５℃の温度範囲内、口金部１６，１６に付加する電力が高い低圧水銀ランプ１４を用いる場合であれば５５±５℃の温度範囲内に維持した状態で紫外線照射が行われる。これにより、最も発光効率が良好な状態が維持されてインクが硬化定着しされる。
そして、記録媒体上の画像形成が完了すると、キャリッジ６の駆動により各記録ヘッド７は、ガイドレール５の一端部に搬送され、メンテナンスユニット２０によりメンテナンスが行われて一連の動作が終了する。

以上のように、インクジェット記録装置１は、制御手段が各低圧水銀ランプ１４の口金部１６の検出温度に基づいて冷却装置３０の制御を行うことから、温度変化により発光効率が低下しやすい低圧水銀ランプ１４を使用した場合であっても、その発光効率を高効率状態に維持することができ、安定してインクの硬化を図り、画質の安定化を図ることが可能となる。

また、インクの硬化を図る紫外線光源を低電力・低出力の低圧水銀ランプ１４とすることにより、高温状態を回避して光源カバー１３を設けることができ、さらに、光源カバー１３により紫外線光を必要以上に外部に漏らさず、従って、外部への有害な影響を抑制することが可能となる。
また、光源カバー１３内は冷却装置３０により換気され、その排気は上方に行われることから、画像形成における冷却排気の影響を回避して、画質の安定化を図ることができる。

なお、上記インクジェット記録装置１の制御手段は、各低圧水銀ランプ１４の口金部１６の温度を直接検出し、これを冷却装置３０の出力制御により維持する制御を行ったが、口金部１６の温度が前述した範囲内に維持できれば他の方法を採っても構わない。
例えば、取り込む外気の温度と風量とが決まれば、冷却できる熱量は決まることから、予め試験等により、図６に示すような、口金部１６を口金部１６，１６に付加する電力等に応じて定まる紫外線の発光効率が最大となる温度に対して±５℃以内の範囲、例えば、口金部１６，１６に付加する電力が低い低圧水銀ランプ１４を用いる場合であれば４０±５℃の温度範囲内、口金部１６，１６に付加する電力が高い低圧水銀ランプ１４を用いる場合であれば５５±５℃の温度範囲内に維持するための外気温度と空冷ファン３１の駆動手段の出力との関係を求めると共にこれを制御手段に併設したメモリ等の不揮発性の記憶手段に記憶する。そして、口金部１６の代わりに外気温度を検出する温度センサを設け、その検出温度と前記メモリを参照することで空冷ファン３１の駆動手段の出力制御を行い、口金部１６を所定温度に維持する構成をとっても良い。

なお、光源としては、低圧水銀ランプに限らずブラックライト、冷陰極管又はＬＥＤのいずれかを使用しても良い。
また、冷却装置３０の外気取込口１３ｂと排気口３３とは吸排気を逆としても良い。さらに、排気口３３は、上方を向いて開口しているが、これに限定されず、排気が画像形成時の記録媒体Ｐや吐出時のインクに当たらない方向を向いているか当たらない配置であれば良い。

さらに、本実施形態においては、口金部１６，１６を冷却する冷却装置として冷却ファンを用い、口金部の温度制御を行うようにしたが、口金部１６，１６の温度を制御する手段は、これに限定されるものではない。
例えば、複数の熱電冷却素子であるペルチェ素子を電気的に直列に接続したペルチェモジュールを、熱伝導率の高い材料からなり二つの口金部１６，１６の周囲を覆う熱伝導部を介して設けるようにしてもよい。ペルチェモジュールは、電源部よりペルチェ素子に直流電流を流すことにより、ペルチェ素子の一面から吸熱し他面から放熱するようになっている。口金部１６，１６を冷却し温度を制御する手段としてペルチェモジュールを設ける場合には、ペルチェ素子に流す電流の向きを変えることにより、冷却面と加熱面とを切変えることができるようにするとよい。
さらに、ペルチェモジュールの熱伝導部と当接する熱伝導部当接面と対向する面に、熱伝導部当接面が冷却面となっている際に、冷却面から吸収され伝達された熱を放熱するヒートシンクを設け、ヒートシンクの上部には、ヒートシンクから放射された熱を発散させる冷却ファンを設けるようにするとよい。
そして、口金部１６，１６の温度が、出力が安定しかつ発光効率が良好となる温度となるように、適宜ペルチェ素子に流す直流電流の向きを変えるように電源部を制御するとよい。すなわち、口金部１６，１６の温度が口金部１６，１６に付加する電力等に応じて定まる紫外線の発光効率が最大となる温度に対して±５℃よりも高い場合には、ペルチェモジュールの熱伝導部当接面が冷却面となる方向でペルチェ素子に直流電流を流すように電源部を制御するとともに、冷却ファンを回転駆動させる。また、口金部１６，１６の温度が口金部１６，１６に付加する電力等に応じて定まる紫外線の発光効率が最大となる温度に対して±５℃以内よりも低い場合には、ペルチェモジュールの熱伝導部当接面が加熱面となる方向でペルチェ素子に直流電流を流すように電源部を制御するとよい。

また、冷却装置３０は空冷式のものだが、これに限定されず、光源の全ての口金部１６に接するウォータージャケットや水冷タンクを設け、耐えず冷却水を供給する方法のように、水冷式の冷却装置を設けても良い。その場合、温度調節は冷却水の供給流量を制御することで行えばよい。

また、温度センサを用いる代わりに、図７に示すように、各低圧水銀ランプ１４の照射紫外線光の光強度を検出する光強度検出手段としての紫外線センサ３５を設け、制御手段は紫外線センサ３５によって検出された検出紫外線強度に基づいて冷却装置３０の空冷ファン３１の駆動モータの出力制御を行うように構成しても良い。紫外線センサ３５は、各低圧水銀ランプ１４の照射範囲内に設けられており、例えば、図７に示すように、プラテン４とメンテナンスユニット２０との間に配置され、各低圧水銀ランプ１４から照射される照射紫外線光の光強度を検出するようになっている。なお、紫外線センサ３５を設ける位置はここに例示した位置に限定されず、各低圧水銀ランプ１４の照射紫外線光の光強度を検出できる位置に配置されていればよい。
上記紫外線センサ３５は、例えば、紫外線のみを透過させるフィルタと、これを介して光強度検出を行う光電変換素子等から構成される。
前述したように低圧水銀ランプ１４はその発光効率に温度依存性が高いため、検出紫外線強度に低下を生じた場合には、低圧水銀ランプ１４の特に口金部１６に温度変化が生じているものと考えて良い。従って、紫外線センサ３５によって紫外線光の光強度を検出し、制御手段は、検出紫外線強度に低下を生じた場合に、温度上昇を生じたものとみなして、冷却装置３０の駆動モータの回転数を増加させる制御を行うようにする。
なお、低圧水銀ランプ１４は口金部１６の温度が口金部１６，１６に付加する電力等に応じて定まる紫外線の発光効率が最大となる温度−５℃よりも低下しても紫外線強度の低下を生じ得る。従って、低圧水銀ランプ１４の発光開始から紫外線光強度がピークを超えるまで冷却装置３０の駆動モータを駆動させないか或いは小出力で駆動させ、ピークを超えて紫外線強度の低下を生じた状態で温度が口金部１６，１６に付加する電力等に応じて定まる紫外線の発光効率が最大となる温度を超えたものと見なして、駆動モータの出力を増加させる制御を行うことが望ましい。
さらに、急激な駆動モータの出力増加は、口金部１６を口金部１６，１６に付加する電力等に応じて定まる紫外線の発光効率が最大となる温度以下（例えば、口金部１６，１６に付加する電力等に応じて定まる紫外線の発光効率が最大となる温度が４０℃である場合には４０−５℃以下）にまで過冷却してしまう可能性がある。従って、口金部１６の温度が、常に口金部１６，１６に付加する電力等に応じて定まる紫外線の発光効率が最大となる温度−５℃以上の値であって口金部１６，１６に付加する電力等に応じて定まる紫外線の発光効率が最大となる温度に近づくように変化させるために、駆動モータの回転数が少ない増加率で徐々に高くなるように設定することが望ましい。また、その増加率は試験等により適度な値を求めることが望ましい。

本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態の要部構成を示した斜視図である。 図２（ａ）は、図１のインクジェット記録装置に備わるキャリッジ及び紫外線照射装置を示した斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すインクジェット記録装置のキャリッジ及び紫外線照射装置の底面図である。 冷却装置の周辺構造を示す拡大斜視図である。 口金部に付加する電力が低い低圧水銀ランプの場合の口金部の温度と発光効率との関係を示す線図である。 口金部に付加する電力が高い低圧水銀ランプの場合の口金部の温度と発光効率との関係を示す線図である。 口金部を口金部に付加する電力等に応じて定まる紫外線の発光効率が最大となる温度±５℃の範囲に維持するための外気温度と空冷ファンの駆動手段の出力との関係を示す線図である。 本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態の変形例の要部構成を示した斜視図である。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
７ 記録ヘッド
１２ 紫外線照射装置（光照射装置）
１３ 光源カバー（カバー）
１４ 低圧水銀ランプ（光源）
１６ 口金部
１８ 温度センサ（温度検出手段）
３０ 冷却装置
３３ 排気口
３５ 紫外線センサ

Claims (11)

1. 紫外線光の照射により硬化する光硬化型インクを記録媒体上に吐出する記録ヘッドと、
   吐出された前記インクに紫外線光を照射する光源を備える光照射装置と、
   前記光照射装置を冷却する冷却装置と、
   前記光照射装置の温度を検出する温度検出手段と、
   前記温度検出手段の検出温度に応じて前記冷却装置の温度制御を行う制御手段とを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記温度検出手段は、前記光源の口金部の温度を検出することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
3. 前記制御手段は、前記光源の前記口金部の検出温度が３５〜６５℃以内となるように前記冷却装置を制御することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記制御手段は、前記口金部の検出温度が前記光源の紫外線照射強度が最大となる前記口金部の温度に対して±５℃以内となるように前記冷却装置を制御することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のインクジェット記録装置。
5. 紫外線光の照射により硬化する光硬化型インクを記録媒体上に吐出する記録ヘッドと、
   吐出された前記インクに紫外線光を照射する光源を備える光照射装置と、
   前記光照射装置を外気供給により冷却する冷却装置と、
   前記外気の温度を検出する温度検出手段と、
   前記光源の温度を所定温度に維持するための前記外気温度と前記冷却装置の出力との対応関係情報を記憶すると共に、これを参照して前記温度検出手段の検出温度に応じて前記冷却装置の温度制御を行う制御手段とを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
6. 紫外線光の照射により硬化する光硬化型インクを記録媒体上に吐出する記録ヘッドと、
   吐出された前記インクに紫外線光を照射する光源を備える光照射装置と、
   前記光照射装置を冷却する冷却装置と、
   前記光照射装置の照射光の光強度を検出する光強度検出手段と、
   前記光強度検出手段の検出光強度に応じて前記冷却装置の温度制御を行う制御手段とを備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
7. 前記光照射装置は、前記光源を覆うカバーを備え、
   前記冷却装置は前記カバー内に外気を供給する空冷装置であり、
   前記カバーに排気口を設けたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記排気口は、前記記録ヘッドがインク吐出を行う記録媒体に向かう方向以外の方向に向けて開口されていることを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置。
9. 前記記録ヘッドを所定の方向に沿って搬送するキャリッジ機構を備え、
   前記排気口は、前記記録ヘッドの搬送方向に対して垂直となる方向に向けて開口されていることを特徴とする請求項７に記載のインクジェット記録装置。
10. 前記光源は、低圧水銀ランプ、ブラックライト、冷陰極管又はＬＥＤのいずれか一種であることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
11. 前記インクはカチオン重合性化合物を含むカチオン重合系インクであることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。

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