JP2005125753A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット記録装置の記録ヘッド近傍に配置された光源から記録ヘッドのノズル面に到達する紫外線量を極力低減することで、長期にわたってインクを安定射出でき、着弾精度の高い画像を形成できるようにする。
【解決手段】紫外線硬化型インクを記録ヘッド４から記録媒体Ｐに吐出し、記録媒体Ｐに着弾した紫外線硬化型インクに紫外線照射手段７から紫外線を照射して硬化させることで画像を定着させるインクジェット記録装置１において、紫外線照射手段７は、光源６と、光源６から照射される紫外線を記録媒体Ｐ上に反射する反射板９とを備え、反射板９の記録ヘッド４側内面には、側面反射板１０が記録媒体Ｐに向かうにしたがって記録ヘッド４から遠ざかるように傾斜して設けられ、側面反射板１０の記録ヘッド４側の空間を光トラップ部１１とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、インクジェット記録装置に係り、特に、キャリッジや装置の小型化が可能で、記録ヘッド近傍に配置された光源から記録ヘッドのノズル面に到達する紫外線量を極力低減することが可能なインクジェット記録装置に関する。

近年、インクにより紙や樹脂フィルム、布帛等の記録媒体に画像を形成する装置として、インクを記録ヘッドのノズルから記録媒体に吐出し、記録媒体に着弾したインクに光照射手段から光を照射して硬化させることで画像を定着させる光照射型のインクジェット記録装置が多く用いられている。インクジェット記録装置は、インク吸収性の乏しい記録媒体に対しても画像形成することが可能である点に特徴があり、インクとしては、紫外線照射により速やかに硬化する紫外線硬化型のインクが多く使用されている（例えば、特許文献１参照）。

インクジェット記録装置では、インクが流動性を有するため、記録媒体に着弾したインクが紫外線照射により硬化・定着されるまでの間に、インクのドット径が拡大し、ドット間の滲みが生じ、あるいは記録媒体にインクが浸透して、画質が変化する。インク着弾から時間が経つとこのようなドット径拡大や滲み等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。一般的な手法では、記録ヘッドのごく近傍に光源を配置することがなされている（例えば、特許文献２参照）。
米国特許第６１４５９７９号明細書 特開昭６０−１３２７６７号公報

しかしながら、前述のように記録ヘッドのノズルと光源が接近している場合、光源から照射された紫外線が記録媒体で散乱されてノズルに届き、ノズル口付近のインクが重合反応を開始して増粘または硬化してしまうことがある。

より正確に言えば、光源から照射され記録媒体に入射した紫外線の散乱光は、通常、種々の出射角度を有する反射光を生成する完全拡散反射と、正反射光を中心とした散乱エネルギー分布を生成する近正反射とが合成された混合散乱となる。そのため、通常、紫外線の散乱光は、入射光線に対する正反射方向に散乱エネルギーの極大を持ち、正反射方向から離れる角度が大きいほど散乱エネルギーは小さくなる関係にある。

そのため、記録ヘッドのノズルと光源が接近している場合、主に、光源から四方に紫外線が照射されるが、そのうち直接記録ヘッド側に向かう紫外線や反射板等で反射されて記録ヘッド側に向かう紫外線が、記録媒体により散乱されて、記録ヘッドのノズルに到達する。

前記のように、紫外線が記録ヘッドのノズルに到達してノズル口付近のインクが重合反応を生じてインクの増粘や硬化が生じると、インクの射出不良が起こり易くなり、インクの着弾精度が低下するため高精細な画像が形成し難くなるという問題があった。

また、近年、特にシリアル方式のインクジェット記録装置では、記録ヘッドが搭載されるキャリッジに紫外線照射手段が取り付けられ、さらにサブインクタンク等の種々の部材が搭載されてキャリッジが比較的大型になる傾向があり、コンパクト化が求められている。しかし、前記問題を解決するために、例えば、キャリッジの記録ヘッドと紫外線照射手段との間隔を拡大したり、両者の間に光トラップを増設したりすると、キャリッジがさらに大型になり小型化の要求に応えられない。また、ライン方式のインクジェット記録装置でも、記録ヘッドと紫外線照射手段との間隔を広げてその間に新たに光トラップを増設したのでは、装置が大型化してしまい、装置の小型化が図れない。

そこで、本発明の課題は、キャリッジや装置を小型化することが可能であり、記録ヘッド近傍に配置された光源から記録ヘッドのノズルが配置された面（以下、ノズル面という）に到達する紫外線量を極力低減することで、長期にわたってインクを安定射出でき、着弾精度の高い画像を形成し得るインクジェット記録装置を提供することである。

前述の問題を解決するために、請求項１に記載のインクジェット記録装置は、紫外線硬化型インクを記録ヘッドから記録媒体に吐出し、前記記録媒体に着弾した前記紫外線硬化型インクに紫外線照射手段から紫外線を照射して硬化させることで画像を定着させるインクジェット記録装置において、前記紫外線照射手段は、光源と、前記光源から照射される紫外線を前記記録媒体上に反射する反射板とを備え、前記反射板の記録ヘッド側内面には、側面反射板が前記記録媒体に向かうにしたがって前記記録ヘッドから遠ざかるように傾斜して設けられ、前記側面反射板の前記記録ヘッド側の空間を光トラップ部としたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、紫外線照射手段の光源から照射された紫外線を側面反射板が確実に遮断し、あるいは側面反射板により形成される光トラップ部に紫外線が吸収されるため、側面反射板により紫外線の記録ヘッド側への漏れ出しが効果的に阻止される。

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記録装置において、前記反射板は、前記光源から照射された紫外線を反射して前記記録媒体上に集光する集光光線となるよう構成されていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、光源から照射された紫外線を記録媒体上に集光させることができるため、記録媒体に着弾した直後のインクに集光された強い紫外線を照射することができ、さらに側面反射板を設けても紫外線の損失を少なく抑えることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記反射板による紫外線の前記記録媒体上での集光点と前記記録ヘッドから吐出される前記紫外線硬化型インクの前記記録媒体上での着弾位置との距離をａ、前記光源の中心から前記記録媒体に対して鉛直方向に引いた垂線と前記記録媒体との交点と前記記録ヘッドから吐出される前記紫外線硬化型インクの前記記録媒体上での着弾位置との距離をｂとした場合にａ＞ｂであることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、反射板による紫外線の記録媒体上の集光点を光源中心からの垂線と記録媒体との交点の位置より記録ヘッド下方のインクの着弾位置から遠くなるようにすることで、反射板により集光された紫外線が記録媒体により主に記録ヘッドから遠ざかる方向に反射されるため、紫外線の記録ヘッド側への漏れ出しをより効果的に低減させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記反射板は、前記光源から照射された紫外線を反射して前記記録媒体上に照射される平行光線となるよう構成されていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、反射板により反射させた紫外線を平行光線となるよう反射板を構成した場合でも、側面反射板が反射板の記録ヘッド側内面に傾斜状に設けられているため、側面反射板により紫外線の平行光線が記録ヘッドのノズル面から遠ざかる方向に反射される。また、側面反射板により形成される光トラップ部で、紫外線を効率良くトラップすることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項２または３に記載のインクジェット記録装置において、前記側面反射板は、その記録媒体側端部が、前記光源から照射され前記反射板により反射されて記録媒体上の集光点に向かう紫外線の集光光線を遮らないよう形成されていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、側面反射板が紫外線の集光光線を遮らないため、光源から照射され反射板により反射、集光された紫外線が記録媒体に確実に照射される。

請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記光トラップ部の内面に、紫外線を吸収する紫外線吸収材がコーティングされていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、光トラップ部の内面にコーティングされた紫外線吸収材が光トラップ部に到達した紫外線を効率良く吸収する。

請求項７に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記光トラップ部の内面のうち、前記側面反射板の光トラップ部側の面に、紫外線を吸収する紫外線吸収材がコーティングされていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、少なくとも光トラップ部の内面のうち側面反射板の裏側には紫外線吸収材がコーティングされており、光トラップ部に到達した紫外線を効率良く吸収することが可能となる。

請求項８に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記紫外線照射手段を構成する筐体の内面に、紫外線を吸収する紫外線吸収材がコーティングされていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明によれば、紫外線照射手段を構成する筐体の内面に紫外線吸収材がコーティングされているため、光トラップ部に到達した紫外線を効率良く吸収することが可能となり、更に紫外線が紫外線照射手段の筐体自体を透過して漏れ出すことも阻止することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記光源は、単一光源であることを特徴とする。

請求項９に記載の発明によれば、紫外線照射手段の光源が単一光源であるため、紫外線の照射源が１点に集中し、反射板による集光作用や側面反射板による紫外線の遮断作用等が発揮され易くなる。

請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載のインクジェット記録装置において、前記光源は、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ブラックライト、冷陰極管、またはＬＥＤのいずれか１つであることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明によれば、光源として高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ブラックライト、冷陰極管、またはＬＥＤを用いることで、単一光源でありながら必要量の紫外線を記録媒体に照射することが可能となる。

請求項１１に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドは、シリアル方式またはライン方式の記録ヘッドであることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明によれば、本発明による作用効果が、シリアル方式のインクジェット記録装置のみならず、ライン方式のインクジェット記録装置においても発揮される。

請求項１２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記紫外線硬化型インクは、カチオン重合系インクであることを特徴とする。

請求項１２に記載の発明によれば、紫外線照射手段の光源から照射された紫外線が記録ヘッド側に漏れ出すことが確実に阻止されるため、インクジェット記録装置に用いるインクとして、紫外線を照射されると照射された紫外線の光量分だけ重合反応が進行する特性を有するカチオン重合系インクを用いても、記録ヘッドのノズル面のノズル口付近でカチオン重合系インクが紫外線を吸収して増粘し硬化することを確実に防止することができる。

請求項１に記載の発明によれば、側面反射板を設けたことにより、紫外線照射手段の光源から照射された紫外線が確実に遮断され、あるいは側面反射板により形成される光トラップ部に紫外線が吸収されるため、側面反射板により紫外線の記録ヘッド側への漏れ出しが効果的に阻止される。そのため、紫外線が記録ヘッド側に漏れ出して記録ヘッドのノズル面のノズル口付近でインクが紫外線を吸収して増粘し硬化することを確実に防止することができ、記録ヘッドの長期にわたるインクの安定射出、および着弾精度の高い画像形成を達成することができる。また、紫外線照射手段の反射板の内面に側面反射板を設けたことで、記録ヘッドと紫外線照射手段との間隔を広げてその間に新たに光トラップを増設することなく光トラップ部を形成できるため、特にシリアル方式のインクジェット記録装置ではキャリッジの小型化を図ることが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、光源から照射された紫外線を記録媒体上に集光させて記録媒体に着弾した直後のインクに集光された強い紫外線を照射することができ、さらに側面反射板を設けても紫外線の損失を少なく抑えることができるため、記録媒体上に着弾したインクに十分な紫外線が届き、インクを的確に硬化・定着させることができ、高精細な画像形成が可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、反射板による紫外線の記録媒体上の集光点を光源中心からの垂線と記録媒体との交点の位置より記録ヘッド下方のインクの着弾位置から遠くなるようにすることで、反射板により集光された紫外線が記録媒体により主に記録ヘッドから遠ざかる方向に反射されるため、紫外線の記録ヘッド側への漏れ出しをより効果的に低減させることができるため、記録ヘッドのノズル面のノズル口付近でインクが紫外線を吸収して増粘し硬化することをより確実に防止することができ、記録ヘッドの長期にわたるインクの安定射出、および着弾精度の高い画像形成を達成することができる。

請求項４に記載の発明によれば、側面反射板により紫外線の平行光線が記録ヘッドのノズル面から遠ざかる方向に反射され、側面反射板により形成される光トラップ部で紫外線を効率良くトラップするため、記録ヘッドのノズル面のノズル口付近でインクが紫外線を吸収して増粘し硬化することを確実に防止することができ、記録ヘッドの長期にわたるインクの安定射出、および着弾精度の高い画像形成を達成することができる。

請求項５に記載の発明によれば、側面反射板が紫外線の集光光線を遮らず、光源から照射され反射板により反射、集光された紫外線が記録媒体に確実に照射されるため、記録媒体上に着弾したインクを的確に硬化・定着させることができ、高精細な画像形成が可能となる。

請求項６に記載の発明によれば、光トラップ部の内面にコーティングされた紫外線吸収材が光トラップ部に到達した紫外線を効率良く吸収するため、記録ヘッド側への紫外線の漏れ出しをより確実に阻止することができ、記録ヘッドのノズル面のノズル口付近でインクが紫外線を吸収して増粘し硬化することを確実に防止することができる。そのため、記録ヘッドの長期にわたるインクの安定射出、および着弾精度の高い画像形成を達成することができる。

請求項７に記載の発明によれば、少なくとも光トラップ部の内面のうち側面反射板の裏側には紫外線吸収材がコーティングされており、光トラップ部に到達した紫外線を効率良く吸収するため、記録ヘッド側への紫外線の漏れ出しを確実に阻止することができ、記録ヘッドのノズル面のノズル口付近でインクが紫外線を吸収して増粘し硬化することを確実に防止することができる。そのため、記録ヘッドの長期にわたるインクの安定射出、および着弾精度の高い画像形成を達成することができる。

請求項８に記載の発明によれば、紫外線照射手段を構成する筐体の内面に紫外線吸収材がコーティングされているため、光トラップ部に到達した紫外線を効率良く吸収することが可能となり、記録ヘッド側への紫外線の漏れ出しを確実に阻止することができると同時に、更に紫外線が紫外線照射手段の筐体自体を透過して漏れ出すことも阻止することができるため、有害な紫外線により人体や装置自体に悪影響が生じるのを防止することができる。

請求項９に記載の発明によれば、紫外線照射手段の光源として単一光源を用い、反射板による集光作用や側面反射板による紫外線の遮断作用等が発揮され易くなるため、記録ヘッド側への紫外線の漏れ出しをより確実に阻止することができ、記録ヘッドのノズル面のノズル口付近でインクが紫外線を吸収して増粘し硬化することを確実に防止することができる。そのため、記録ヘッドの長期にわたるインクの安定射出、および着弾精度の高い画像形成を達成することができる。

請求項１０に記載の発明によれば、光源として単一光源であり且つ必要量の紫外線を照射可能な高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ブラックライト、冷陰極管、またはＬＥＤを用いることができるため、反射板による集光作用や側面反射板による紫外線の遮断作用等が発揮され易くなり、記録ヘッド側への紫外線の漏れ出しをより確実に阻止することができ、記録ヘッドのノズル面のノズル口付近でインクが紫外線を吸収して増粘し硬化することを確実に防止することができる。そのため、記録ヘッドの長期にわたるインクの安定射出、および着弾精度の高い画像形成を達成することができる。

請求項１１に記載の発明によれば、シリアル方式のインクジェット記録装置のみならず、ライン方式のインクジェット記録装置においても本発明特有の作用効果が発揮され、記録ヘッド側への紫外線の漏れ出しを確実に阻止することができ、記録ヘッドのノズル面のノズル口付近でインクが紫外線を吸収して増粘し硬化することを確実に防止することができる。そのため、記録ヘッドの長期にわたるインクの安定射出、および着弾精度の高い画像形成を達成することができる。さらに、紫外線照射手段の反射板の内面に側面反射板を設けるため、ライン方式のインクジェット記録装置においても、記録ヘッドと紫外線照射手段との間隔を広げてその間に新たに光トラップを増設することなく光トラップ部を形成できるため、装置の小型化を図ることが可能となる。

請求項１２に記載の発明によれば、カチオン重合系インクを本発明のインクジェット記録装置に用いても、記録ヘッドのノズル面のノズル口付近でインクが紫外線を吸収して増粘し硬化することを確実に防止することができるため、記録ヘッドの長期にわたるインクの安定射出、および着弾精度の高い画像形成を達成することができる。また、空気中の酸素により重合反応が阻害されないというカチオン重合系インクの利点を十分に生かすことができる。

以下、本発明のインクジェット記録装置に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態のシリアル方式のインクジェット記録装置のキャリッジおよび紫外線照射手段を含む部分の概略図であり、図２は、図１に示された２つの紫外線照射手段のうちの一方の紫外線照射手段付近の概略断面図である。

インクジェット記録装置１には、画像が記録される記録媒体Ｐを裏面側から支持する平板状のプラテン２が配設されており、このプラテン２の記録媒体Ｐの進行方向（即ち副走査方向、図１では紙面垂直方向）上流側および下流側には、記録媒体Ｐを搬送する搬送ローラ（図示しない）がそれぞれ配設されている。プラテン２の上方には、棒状のキャリッジレール（図示しない）がプラテン２や記録媒体Ｐに平行で、かつ記録媒体Ｐの進行方向に直交する状態に配置されており、このキャリッジレールには、キャリッジレールに沿って主走査方向（図１における矢印Ｙ方向）に往復移動自在とされたキャリッジ３が支持されている。

キャリッジ３は、本実施形態では、互いに略直交する底面、背面および２つの側面を備えたいわゆるブックシェル型形状に形成されており、キャリッジ３の底面には、プラテン２に支持された記録媒体Ｐに対して、インクを吐出する複数のノズル（図示しない）が設けられた記録ヘッド４が搭載されている。この記録ヘッド４は、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインクに対応して４つまたは８つ設けられている。キャリッジ３には、記録ヘッド４に供給する各色のインクを貯留するための複数のサブインクタンク（図示しない）が搭載されており、それぞれのサブインクタンクには、各色のインクを貯蔵するインクタンク（図示しない）からインクを供給する供給管（図示しない）がそれぞれ連結されている。

キャリッジ３の前記２つの側面には、記録媒体Ｐに対向する側が開放された直方体状の筐体５（図２参照）と筐体５内部に高圧水銀ランプよりなる光源６とを備えた紫外線照射手段７がそれぞれ断熱材８を介して配設されている。紫外線照射手段７の筐体５の内部には、光源６から照射される紫外線を記録媒体Ｐ上に反射する略半紡錘形状の反射板９が光源６を包囲する状態に配置されている。本実施形態においては、反射板９は、光源６から照射された紫外線を反射して光源６の鉛直下方の記録媒体Ｐ上の集光点Ｑに集光する集光光線となるよう構成されている（図２参照）。

反射板９の記録ヘッド４側内面には、平板状の側面反射板１０が記録媒体Ｐに向かうにしたがって記録ヘッド４から遠ざかるように傾斜して設けられている。また、側面反射板１０は、その記録媒体Ｐ側端部が、光源６から照射され反射板９により反射されて記録媒体Ｐ上の集光点Ｑに向かう紫外線の集光光線を遮らないよう形成されている。

側面反射板１０の記録ヘッド４側の空間、即ち、側面反射板１０によって２つに分割される略半紡錘形状の反射板９の内部空間のうち光源６が内包されない側の空間（この空間が光トラップ部１１とされている。）の内面には、紫外線を吸収する紫外線吸収材がコーティングされている。紫外線吸収材としては、紫外線吸収率の高い素材が用いられ、具体的には、無機物のカーボンブラックや超微粒子化した酸化チタン、酸化亜鉛、酸化鉄（α−Ｆｅ₂Ｏ₃、Ｆｅ₃Ｏ₄）等、有機物のベンゾトリアゾール系化合物や芳香族化合物を含む材料が用いられる。また、その表面に対してアルマイト処理等の各種金属酸化物処理やメッキ、蒸着、スパッタリング等の処理がなされていれば好ましい。特に社団法人日本塗料工業会色見本帳Ｎｏ．Ｂｎ−１０塗装の仕上げ半つや処理が鉄あるいはアルミなどの種々の金属に対してなされていれば、より好ましい。

ここで、本実施形態で使用される紫外線硬化型インクとしては、重合性モノマーや光重合開始剤等としてラジカル重合化合物を含むラジカル重合系インクや、カチオン重合性化合物を含むカチオン重合系インク等が好ましく用いられる。ラジカル重合系インクは、インクに照射する紫外線の光量が一定のしきい値を超えないと重合反応が開始されないが、空気中の酸素によってラジカル重合反応が阻害され易いという特性がある。カチオン重合系インクは、ラジカル重合系インクと異なり、空気中の酸素により重合反応は阻害されないが、インクに紫外線が照射されると照射された紫外線の光量分だけ重合反応が進行するという特性がある。

次に、本発明のインクジェット記録装置の作用について説明する。

本実施形態のインクジェット記録装置１では、キャリッジ３（図１参照）がキャリッジレールに沿って主走査方向に往復移動しながらキャリッジ３に搭載された記録ヘッド４のノズルから各色の紫外線硬化型インクを吐出し、記録媒体Ｐに着弾したインクに対して、キャリッジ３の移動にあわせてこの着弾したインクの上方に移動してきた紫外線照射手段７から紫外線を照射し、インクを硬化させて記録媒体Ｐに画像を定着させる。本実施形態では、図２に示した通り、紫外線照射手段７の反射板９が、光源６から照射された紫外線を記録媒体Ｐ上の集光点Ｑに集光するよう略半紡錘形状に構成されているため、記録媒体Ｐに着弾した直後のインクに集光された強い紫外線が照射される。

また、本発明では、前述したように、紫外線照射手段７の反射板９の記録ヘッド４側内面に側面反射板１０が傾斜状に設けられており、この側面反射板１０により、光源６から照射された紫外線が記録ヘッド４側に漏れ出して記録ヘッド４のノズル面に到達することが阻止される。図３は、記録ヘッドのノズル面に向かう紫外線を阻止する側面反射板の作用を説明する模式図である。

図３に示すように、例えば、光源６から照射された紫外線Ｌ１や、光源６から照射され反射板９により記録ヘッド４に向かう方向に反射された紫外線Ｌ２は、仮に側面反射板１０が形成されていなければ、図中１点鎖線で示すようにキャリッジ３の下方の記録媒体Ｐにより散乱され、前述したように散乱光のエネルギーの極大が記録ヘッド４側に進み、記録ヘッド４のノズル面１２に到達する。しかし、本発明では、紫外線照射手段７の反射板９の記録ヘッド４側内面に側面反射板１０が傾斜状に設けられているため、紫外線Ｌ１、Ｌ２は側面反射板１０により遮断される。そのため、紫外線がキャリッジ３の下方に漏れ出して記録ヘッド４のノズル面１２に到達することが阻止される。

また、本発明では、前述したように、側面反射板１０の裏面側に光トラップ部１１が設けられており、例えば、光源６から照射された紫外線Ｌ３は、反射板９により記録ヘッド４に向かう方向に反射されるが、記録媒体Ｐ上で散乱された後、光トラップ部１１に到達し、光トラップ部１１内で反射を繰り返すうちに減衰して光トラップ部１１の壁面に吸収される。このようにして、傾斜状の側面反射板１０を設けたことにより形成される光トラップ部１１によっても、紫外線がキャリッジ３の下方に漏れ出して記録ヘッド４のノズル面１２に到達することが阻止される。本実施形態では、前述したように、光トラップ部１１の内面には紫外線吸収材がコーティングされており、紫外線吸収材が光トラップ部１１に到達した紫外線を効率良く吸収する。更にその表面が社団法人日本塗料工業会色見本帳Ｎｏ．Ｂｎ−１０塗装の仕上げ半つや処理がなされており、光トラップ部１１表面での紫外線吸収効率は、９９．９％以上と非常に高いものとなっている。そのため、光トラップ部１１に入り込んだ紫外線は、ほとんど全てが光トラップ部１１で吸収され、記録ヘッド４のノズル面１２に到達することが阻止される。

以上のように、本発明のインクジェット記録装置１によれば、紫外線照射手段７の反射板９の記録ヘッド４側内面に側面反射板１０を設けたことで、記録ヘッド４のノズル面１２への紫外線の漏れ出しを効果的に遮断し、あるいは側面反射板１０の裏面側に形成される光トラップ部１１で効率良くに紫外線をトラップするため、記録ヘッド４のノズル面１２に紫外線が到達することを的確に阻止することができる。そのため、記録ヘッド４のノズル面１２のノズル口付近での紫外線吸収によるインクの増粘や硬化を防止することができ、記録ヘッド４の長期にわたるインクの安定射出、および着弾精度の高い画像形成を達成することができる。また、紫外線照射手段７の反射板９の内面に側面反射板１０を設けたことで、記録ヘッド４と紫外線照射手段７との間隔を広げてその間に新たに光トラップを増設することなく光トラップ部１１を形成できるため、特に本実施形態のシリアル方式のインクジェット記録装置１では、キャリッジ３の小型化を図ることが可能となる。

また、前述したように、カチオン重合系インクは、ラジカル重合系インクと異なり、インクに照射された照射された紫外線の光量分だけ重合反応が進行し、進行した反応は経時的に解消されることなくそのままインクに蓄積する。そのため、記録ヘッド４のノズル面１２に紫外線が到達すると、カチオン重合系インクでは弱い紫外線でもその分反応が進み、インクが増粘したり硬化したりする。しかし、前述したように、本発明では、紫外線照射手段７の反射板９の記録ヘッド４側内面に側面反射板１０を設けたことで、記録ヘッド４のノズル面１２に到達する紫外線を効果的に遮断しあるいはトラップするため、インクとしてカチオン重合系インクを用いた場合でも、インクの増粘や硬化を的確に防止することが可能となる。

なお、本実施形態では側面反射板９を平板状としたが、前記効果を発揮し得る限り、例えば曲面状に形成することも可能である。また、側面反射板９は、記録媒体Ｐ上の集光点Ｑに向かう紫外線の集光光線を遮らない限り、図２等に示した位置より高い位置から傾斜状に設けてもよいし、紫外線照射手段７の筐体５に対する傾斜角度をより大きく形成することも当然可能である。

また、側面反射板９により形成される光トラップ部１１にコーティングする紫外線吸収材は、本実施形態のように光トラップ部１１の内面全体にコーティングしてもよいが、光トラップ部１１の内面のうち、側面反射板９の光トラップ部１１側の面にのみコーティングするよう構成することも可能である。更に、紫外線照射手段７を構成する筐体５（図２参照）の内面に紫外線吸収材をコーティングすれば、紫外線の記録ヘッド４側への漏れ出しをより効果的に阻止することができる。

本実施形態では光源６として高圧水銀ランプを用いる場合を例示したが、この他にも、例えば、メタルハライドランプ、ブラックライト、冷陰極管、またはＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることも可能である。更に、図１等では光源６が単一光源である場合を示したが、例えば、複数の光源をレンズで集光するよう構成することも可能である。

また、本実施形態では、反射板９が光源６から照射された紫外線を反射して光源６の鉛直下方の記録媒体Ｐ上の集光点Ｑに集光する集光光線となるよう構成されている場合（図２参照）について述べたが、このように紫外線照射手段７から照射される紫外線を集光光線となるように構成すれば、側面反射板を設けても紫外線の損失を少なく抑えることができ、好ましい。

さらに、集光光線の記録媒体Ｐ上の集光点が記録ヘッド４に対して光源６より遠い位置になるよう構成することも可能である。図４は、そのように構成された反射板を備えた紫外線照射手段付近の概略図である。この構成例では、紫外線照射手段７の筐体５の内部には、略半紡錘形状の反射板９がやや傾いた状態に配置されており、集光光線の記録媒体Ｐ上の集光点Ｒが、光源６の鉛直下方の記録媒体Ｐ上の点Ｓより記録ヘッド４に対して遠い位置になるよう構成されている。

すなわち、反射板９による紫外線の記録媒体上での集光点Ｒと、記録ヘッド４から吐出される紫外線硬化型インクの記録媒体上での着弾位置Ｈとの距離をａとし、光源６の中心から記録媒体Ｐに対して鉛直方向に引いた垂線と記録媒体Ｐとの交点Ｓと、記録ヘッド４から吐出される紫外線硬化型インクの記録媒体上での着弾位置Ｈとの距離をｂとすると、ａ＞ｂであれば好ましい。

反射板９がこのように構成されていれば、集光光線は記録媒体Ｐ上で主に記録ヘッド４から遠ざかる方向に散乱されるため、紫外線の記録ヘッド４側への漏れ出しをより低減させることができる。前記の側面反射板１０の作用効果も当然発揮される。

その際、図４に示したように、集光光線の記録媒体Ｐ上の集光点Ｒが、紫外線照射手段７の筐体５の内面の延長線ｍと側面反射板１０の光源６に対向する面の延長線ｎの交点Ｔと、光源６とを結ぶ線上に来るように反射板９を形成すれば、光源６から照射される紫外線の記録ヘッド４側への漏れ出しがより確実に阻止されるため、好ましい。

反射板９により反射させた紫外線を平行光線となるよう反射板９を構成することも可能である。前述したように本発明では側面反射板１０が反射板９の記録ヘッド４側内面に傾斜状に設けられているため、側面反射板１０によりこのような平行光線は記録ヘッド４のノズル面１２（図３参照）から遠ざかる方向に反射される。また、前記と同様に光トラップ部１１では紫外線がトラップされる。そのため、側面反射板１０を設けたことにより、記録ヘッド４のノズル面１２に紫外線が到達することを効果的に防止しあるいは紫外線が効率良くトラップされるため、前述した本発明の効果と同様の効果が発揮される。

以上、本発明のインクジェット記録装置１がシリアル方式の場合について述べてきたが、本発明に特徴的な側面反射板１０は、インクジェット記録装置１がライン方式の場合にも同様に効果的に記録ヘッド４側への紫外線の漏れ出しを阻止することができる。また、前記のシリアル方式のインクジェット記録装置で述べた変形例は、ライン方式の場合もすべて適用可能である。さらに、紫外線照射手段の反射板の内面に側面反射板を設けるため、ライン方式のインクジェット記録装置においても、記録ヘッドと紫外線照射手段との間隔を広げてその間に新たに光トラップを増設することなく光トラップ部を形成できるため、装置の小型化を図ることが可能となる。

本実施形態のシリアル方式のインクジェット記録装置のキャリッジおよび紫外線照射手段を含む部分の概略図である。 図１に示された２つの紫外線照射手段のうちの一方の紫外線照射手段付近の概略断面図である。 記録ヘッドのノズル面に向かう紫外線を阻止する側面反射板の作用を説明する模式図である。 紫外線の集光光線の記録媒体上の集光点が記録ヘッドに対して光源より遠い位置になるよう構成された反射板を備えた紫外線照射手段付近の概略図である。

符号の説明

１ インクジェットプリンタ
４ 記録ヘッド
５ 筐体
６ 光源
７ 紫外線照射手段
９ 反射板
１０ 側面反射板
１１ 光トラップ部
Ｈ インクの記録媒体上での着弾位置
Ｌ１〜Ｌ３ 紫外線
Ｐ 記録媒体
Ｒ 集光点
Ｓ 光源中心から記録媒体に対する垂線と記録媒体との交点
ａ 集光点とインクの着弾位置との距離
ｂ 光源中心からの垂線の足とインクの着弾位置との距離

Claims (12)

1. 紫外線硬化型インクを記録ヘッドから記録媒体に吐出し、前記記録媒体に着弾した前記紫外線硬化型インクに紫外線照射手段から紫外線を照射して硬化させることで画像を定着させるインクジェット記録装置において、
   前記紫外線照射手段は、光源と、前記光源から照射される紫外線を前記記録媒体上に反射する反射板とを備え、
   前記反射板の記録ヘッド側内面には、側面反射板が前記記録媒体に向かうにしたがって前記記録ヘッドから遠ざかるように傾斜して設けられ、前記側面反射板の前記記録ヘッド側の空間を光トラップ部としたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記反射板は、前記光源から照射された紫外線を反射して前記記録媒体上に集光する集光光線となるよう構成されてい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. 前記反射板による紫外線の前記記録媒体上での集光点と前記記録ヘッドから吐出される前記紫外線硬化型インクの前記記録媒体上での着弾位置との距離をａ、前記光源の中心から前記記録媒体に対して鉛直方向に引いた垂線と前記記録媒体との交点と前記記録ヘッドから吐出される前記紫外線硬化型インクの前記記録媒体上での着弾位置との距離をｂとした場合にａ＞ｂであ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。
4. 前記反射板は、前記光源から照射された紫外線を反射して前記記録媒体上に照射される平行光線となるよう構成されてい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。
5. 前記側面反射板は、その記録媒体側端部が、前記光源から照射され前記反射板により反射されて記録媒体上の集光点に向かう紫外線の集光光線を遮らないよう形成されていることを特徴とする請求項２または３に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記光トラップ部の内面に、紫外線を吸収する紫外線吸収材がコーティングされてい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。
7. 前記光トラップ部の内面のうち、前記側面反射板の光トラップ部側の面に、紫外線を吸収する紫外線吸収材がコーティングされてい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。
8. 前記紫外線照射手段を構成する筐体の内面に、紫外線を吸収する紫外線吸収材がコーティングされてい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。
9. 前記光源は、単一光源であ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。
10. 前記光源は、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ブラックライト、冷陰極管、またはＬＥＤのいずれか１つであることを特徴とする請求項９に記載のインクジェット記録装置。
11. 前記記録ヘッドは、シリアル方式またはライン方式の記録ヘッドであ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。
12. 前記紫外線硬化型インクは、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に記載のインクジェット記録装置。

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