JP2006142612A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】無駄な電力消費を無くしつつ、高湿度環境下においても記録媒体上のインクの硬化不良を防いで高精細な記録画像を得ることができるインクジェット記録装置を提供すること。
【解決手段】記録媒体Ｐ上にインクを吐出する記録ヘッド７と、記録媒体Ｐ上に吐出されたインクにフラッシュを照射するフラッシュ光源１１と、インクを硬化させることが可能な光を照射するインク硬化用光源とからなる光源装置８とを備える。
【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、光硬化性インクを使用するインクジェット記録装置に関する。

従来から、製版工程を必要とするグラビア・フレキソ印刷方式に替わり、簡易かつ安価に画像を記録できる画像記録手段として、インクジェット方式を用いた画像記録装置（インクジェット記録装置）が様々な分野で利用されている。

また、インクジェット記録装置を利用して商品や商品の包装に画像記録を行う分野では、商品や商品の包装に、樹脂や金属等のインク吸収性に乏しい材料からなる記録媒体に画像を記録する場合が多い。このような記録媒体に対してインクを定着させるために、光硬化性インクを用い、このインクを記録媒体に吐出させた後、例えば紫外線等の光を照射してインクを硬化・定着させるインクジェット記録装置が知られている。

このようなインクジェット記録装置としては、紫外線を照射することにより硬化するインク（紫外線硬化性インク）を吐出するノズルが形成された記録ヘッドと、この記録ヘッドの走査方向における両側部に近接して設けられ、記録ヘッドから吐出されたインクに対して紫外線を照射する紫外線光源とを搭載したキャリッジを走査方向に往復自在に配設してなるシリアル式のインクジェット記録装置が挙げられる（特許文献１）。

通常、シリアル式のインクジェット記録装置では、紫外線光源から照射される紫外線の露光量を短時間で変動させ所望の露光量の紫外線を照射するのが技術上困難であるため、一旦画像記録を始まると、インクジェット記録装置が作動している間は、紫外線光源を常に点灯させ、一定の露光量の紫外線を照射させた状態で、キャリッジを一定速度に保って移動させながらノズルからインクを吐出させ、記録媒体を間欠的に搬送させることにより画像記録を行うようになっている。

また、近年では、画像記録を行う際、低照度の紫外線で硬化することから、紫外線硬化性インクとしてカチオン重合性インクが用いられている。

しかしながら、カチオン重合性インクは湿度の影響を受けやすく、湿度が高い環境下で使用した場合には、紫外線を照射しても硬化せず、色混じりが発生してしまうことがあり、記録媒体上においてインクの硬化不良を生じていた。

そのため、紫外線を照射する前に記録媒体を加熱することによりこのような紫外線に対する感度の低下の防止を試みるものがあり、特許文献２では、プラテン上に加熱ヒータを設け、画像記録中に被記録面から記録媒体を加熱して記録媒体上のインクの温度を上昇させていた。
特開２００１−３１０４５４号公報 特開２００２−１３７３７５号公報

しかしながら、特許文献２では、高速で画像記録を行う場合には、キャリッジがプラテン上を移動する速度が速いため、記録媒体を瞬時に所望の温度に到達させることができず、記録媒体上においてインクの硬化不良を生じさせていた。

また、実際に画像が記録される領域であるか否かに関わらず、記録媒体を加温しているため、無駄に電力を消費していた。

そこで、本発明は前記した点に鑑みてなされたものであり、無駄な電力消費を無くしつつ、高湿度環境下においてもインクの硬化不良を防いで高精細な記録画像を得ることができるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明に係るインクジェット記録装置は、
記録媒体上にインクを吐出する記録ヘッドと、前記記録媒体上に吐出された前記インクにフラッシュを照射するフラッシュ光源と前記インクを硬化させることが可能な光を照射するインク硬化用光源とからなる光源装置とを備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、記録媒体上にインクを吐出する記録ヘッドと、前記記録媒体上に吐出された前記インクにフラッシュを照射するフラッシュ光源と前記インクを硬化させることが可能な光を照射するインク硬化用光源とからなる光源装置とを備えたので、記録媒体上に吐出されたインクに対してフラッシュを照射させてインクを瞬間的に所定の温度に加熱することができ、また、インクを硬化させることが可能な光を照射させてインクを硬化させることができる。

請求項２に記載の発明に係るインクジェット記録装置は、
請求項１において、
前記光源装置は、前記フラッシュ光源と前記インク硬化用光源とが別体に構成されており、前記フラッシュ光源は、前記記録ヘッドに対して前記インク硬化用光源より近接して配置されることを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、前記光源装置は、前記フラッシュ光源と前記インク硬化用光源とが別体に構成されており、前記フラッシュ光源は、前記記録ヘッドに対して前記インク硬化用光源より近接して配置されるので、記録媒体上のインクに対してフラッシュを照射し、記録媒体上のインクを瞬時に所定の温度に加熱させた後、インクを硬化させることが可能な光を照射して記録媒体上のインクを硬化させることができる。

請求項３に記載の発明に係るインクジェット記録装置は、
請求項１において、
前記光源装置は、前記フラッシュ光源と前記インク硬化用光源とが別体に構成されており、前記インク硬化用光源は、前記記録ヘッドに対して前記フラッシュ光源より近接して配置されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、前記光源装置は、前記フラッシュ光源と前記インク硬化用光源とが別体に構成されており、前記インク硬化用光源は、前記記録ヘッドに対して前記フラッシュ光源より近接して配置されるので、記録媒体上に吐出されたインクに対してインクを硬化させることが可能な光をインクの表面が硬化する程度に照射し、インクの表面を硬化させた後、フラッシュを照射することができる。

請求項４に記載の発明に係るインクジェット記録装置は、
請求項１において、
前記光源装置は、前記フラッシュ光源と前記インク硬化用光源とが一体に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、前記光源装置は、前記フラッシュ光源と前記インク硬化用光源とが一体に構成されているので、前記記録媒体上のインクに対して、インクを硬化させることが可能な光とフラッシュとを同時に照射し、記録媒体上のインクの加熱と硬化を同時に行うことができる。

請求項５に記載の発明に係るインクジェット記録装置は、
請求項１から４いずれか一項において、
前記インク硬化用光源は、紫外線光源であり、前記インクは、カチオン重合系の紫外線硬化性インクであることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、前記インク硬化用光源は、紫外線光源であり、前記インクは、カチオン重合系の紫外線硬化性インクであるので、インク硬化用光源は紫外線を照射して記録媒体上に吐出されたインクに硬化することができる。また、カチオン重合系インクは、ラジカル重合系インクに比べ、紫外線に対する感度が高く、酸素による重合反応の阻害が少ないので、記録媒体上に吐出されたインクの硬化に必要な照度を低減させることができる。

請求項６に記載の発明に係るインクジェット記録装置は、
請求項５において、
前記紫外線光源は、高圧水銀灯、低圧水銀灯、冷陰極管、ＬＥＤのうち、いずれか一つであることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、前記紫外線光源は、高圧水銀灯、低圧水銀灯、冷陰極管、ＬＥＤのうち、いずれか一つであるので、記録媒体上に吐出されたインクは高圧水銀灯、低圧水銀灯、冷陰極管、ＬＥＤのうち、いずれか一つから照射される紫外線により硬化することができる。

請求項７に記載の発明に係るインクジェット記録装置は、
請求項１から６いずれか一項において、
前記フラッシュ光源は、キセノンフラッシュ光源であり、前記インクは、赤外線吸収剤を含むことを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、前記フラッシュ光源は、キセノンフラッシュ光源であり、前記インクは、赤外線吸収剤を含む。キセノンフラッシュ光源から照射される光には赤外線が含まれており、フラッシュ光源からフラッシュを照射させることにより記録媒体上に吐出されたインクに対して赤外線を照射させるとともに、記録媒体上のインクは赤外線を吸収することができる。

請求項１に記載の発明によれば、記録媒体上に吐出されたインクに対してフラッシュを照射させてインクを瞬間的に所定の温度に加熱することができ、また、インクを硬化させることが可能な光を照射させてインクを硬化させることができるので、光に対する感度の低下を防いで記録媒体に確実にインクを定着させることができ、高湿度環境下においてもインクの硬化不良を防いで高精細な記録画像を得ることができる。

その際、インクが着弾していない部分の記録媒体にフラッシュ及び過剰な光を照射させることがないので、記録媒体上のインクを加熱する際に電力を無駄に消費することがなく、また、過剰な光の照射による記録媒体の劣化を防ぐことができる。

また、インクを硬化させることが可能な光を照射する際の光量を低減させることができ、光源の長寿命化を図ることができる。

さらに、シリアル式のインクジェット記録装置では、プラテンに記録媒体の幅にわたり、被記録面から加熱するヒータを設けることがないので、装置全体を小型化することができる。

請求項２に記載の発明によれば、記録媒体上のインクに対してフラッシュを照射し、記録媒体上のインクを瞬時に所定の温度に加熱させた後、インクを硬化させることが可能な光を照射して記録媒体上のインクを硬化させることができるので、高湿度環境下においてもインクの硬化不良を防いで高精細な記録画像を得ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、記録媒体上に吐出されたインクに対してインクを硬化させることが可能な光をインクの表面が硬化する程度に照射し、インクの表面を硬化させた後、フラッシュを照射することができるので、インクが過剰に加熱された場合に生じる現象を防ぎながら、インクを硬化・定着させ、高湿度環境下においてもインクの硬化不良を防いで高精細な記録画像を得ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、前記記録媒体上のインクに対して、インクを硬化させることが可能な光とフラッシュとを同時に照射し、記録媒体上のインクの加熱と硬化を同時に行うことができるので、記録媒体上のインクを効率よく記録媒体上に定着させ、高湿度環境下においてもインクの硬化不良を防いで高精細な記録画像を得ることができる。

請求項５に記載の発明によれば、インク硬化用光源は紫外線を照射して記録媒体上に吐出されたインクに硬化することができるので、請求項１から請求項４に記載のいずれか一項の発明と同様に、高湿度環境下においてもインクの硬化不良を防いで高精細な記録画像を得ることができる。

請求項６に記載の発明によれば、記録媒体上に吐出されたインクは高圧水銀灯、低圧水銀灯、冷陰極管、ＬＥＤのうち、いずれか一つから照射される紫外線により硬化することができるので、請求項５に記載の発明と同様に、高湿度環境下においてもインクの硬化不良を防いで高精細な記録画像を得ることができる。

請求項７に記載の発明によれば、キセノンフラッシュ光源から照射される光には赤外線が含まれており、フラッシュ光源からフラッシュを照射させることにより記録媒体上に吐出されたインクに対して赤外線を照射させるとともに、記録媒体上のインクは赤外線を吸収することができるので、記録媒体上のインクは赤外線を吸収して効率よく温度を上昇して加熱することができる。

以下、本発明の具体的な実施形態を図１から図７を参照して説明する。ただし、図１から図７は本発明の実施形態の一例を示したものであり、発明の範囲を図示例に限定するものではない。従って、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

〔第一実施形態〕
まず、本発明を適用した第一実施形態であるインクジェット記録装置について図１から図３を参照して説明する。

本実施形態のインクジェット記録装置１はシリアル方式のインクジェット記録装置であり、図１に示すように、左右方向に長尺な筐体２を具備する。この筐体２を長手方向に垂直な面で破断した断面の形状は多角形状を呈し、筐体２の正面の一部が開口しており、筐体２の背面には、ウェブ状の記録媒体Ｐを筐体２の内部に送り込むためのスリット状の搬入口（図示略）が設けられている。

筐体２の下面には、筐体２を支持する逆Ｔ字状の二本の脚部３が取り付けられている。

筐体２の内部には、棒状のガイドレール４が配設されている。ガイドレール４にはキャリッジモータ５（図３参照）により駆動されるキャリッジ６が支持されており、キャリッジ６はガイドレール４に沿って主走査方向Ａに往復移動可能に構成されている。

図２に示すように、キャリッジ６には、主走査方向Ａに沿ってイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色ごとに複数の記録ヘッド７，７，７，７が搭載されており、これら各記録ヘッド７の記録媒体Ｐの記録面（上面）に対向する面には、インクを吐出するための複数のノズル（図示せず）が記録ヘッド７の長手方向に沿って所定の間隔をもって配列されている。

また、キャリッジ６の主走査方向Ａにおける両側部には、それぞれ光源装置８が設けられており、これら光源装置８は、記録ヘッド７と平行に配置された２つのカバー部材９，９を備えている。

カバー部材９は、下方の記録媒体Ｐ及びプラテン１３に向かって開口するように形成されており、その内面全体には、光を効率よく反射して記録媒体Ｐに照射するための反射部材１０が設けられている。

２つのカバー部材９のうち、記録ヘッド７に近い方のカバー部材９の内部には、ノズルから記録媒体Ｐに吐出されたインクに対してフラッシュ（閃光）を照射し、その熱によりインクを所定の温度、例えば４０℃以上に加熱するフラッシュ光源１１が設けられている。

本実施形態におけるフラッシュ光源１１としては、所定の光量のフラッシュを短時間に繰り返し照射できるものが好ましく、特に、赤外線の波長を含むフラッシュを照射できるものが好ましい。このようなものとしては、例えば、キセノンフラッシュ光源（日進電子工業株式会社製 ＣＦ−１００ＰＳ）が挙げられる。また、紫外線光源１２と同様、フラッシュ光源１１も単一光源で構成すること、及び、複数光源で構成することのいずれも可能である。

一方、記録ヘッド７に遠い方のカバー部材９の内部には、ノズルから記録媒体Ｐに吐出されたインクに対して紫外線を照射してインクを硬化させるインク硬化用としての紫外線光源１２が設けられており、紫外線光源１２はフラッシュ光源１１と別体に構成されている。紫外線光源１２は、フラッシュ光源１１からフラッシュが照射される範囲と、紫外線光源１２から紫外線が照射される範囲とが記録媒体Ｐ上において重ならないように配置されて設けられている。

本実施形態における紫外線光源１２としては、従来公知の高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、熱陰極管、冷陰極管、エキシマーランプ、紫外線レーザー又はＬＥＤ（Light Emitting Diode）等のうちいずれか一つが適用される。また、単一光源で構成すること、及び、複数光源で構成することのいずれも可能である。なお、このような紫外線光源１２においては、点灯してから所望の光量に到達するまでに時間がかかってしまう。そのため、本実施形態のインクジェット記録装置１では、一旦画像記録が始まると、点灯と消灯とを繰り返さず、連続的に点灯させて紫外線を連続的に照射させるように構成している。

このように、本実施形態では、記録媒体Ｐ上に吐出されたインクの加熱を行うフラッシュ光源１１を記録ヘッド７に対して紫外線光源１２より近接して配設させることから、記録媒体Ｐ上に吐出されたインクに対してフラッシュ光源１１によりフラッシュを照射してから紫外線光源１２により紫外線を照射させるようになっている。

なお、フラッシュ光源１１と記録ヘッド７との間には、光源装置８を構成する各光源から照射された光が記録媒体に反射して記録ヘッド７内に入射するのを防ぐための光トラップが設けられていてもよい。

また、キャリッジ６の移動可能範囲のうち記録媒体Ｐに記録を行う領域には、記録媒体Ｐを被記録面から支持する平板状のプラテン１３が設けられている。

プラテン１３の主走査方向Ａと直交する方向（以下、副走査方向Ｂという。）における上流側には、図示しない搬送モータにより駆動される搬送ローラ（図示せず）が設けられており、搬送モータ及び搬送ローラとから搬送機構１４（図３参照）が構成されている。搬送機構１２は、画像記録時において、キャリッジ６の動作に合わせて、記録媒体Ｐの搬送と停止とを繰り返し、記録媒体Ｐを副走査方向Ｂに間欠的に搬送するようになっている。

プラテン１３の主走査方向Ａの右側には、キャリッジ６に搭載された複数の記録ヘッド７をメンテナンスするためのメンテナンスユニット１５が設けられている。メンテナンスユニット１５は、キャリッジ６の移動範囲内であってキャリッジ６の下方に配置されている。

プラテン１３の走査方向Ａの左側には、インクを貯留する複数のインクタンク１６が配設されている。インクジェット記録装置１に用いられるインクの色としては、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）を基本としており、その他にホワイト（Ｗ）、ライトイエロー（ＬＹ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、ライトシアン（ＬＣ）、ライトブラック（ＬＫ）等がある。一つのインクタンク１６には、これらの色のうちの何れかの色のインクが貯留されている。基本的にインクタンク１６ごとに異なる色のインクが貯留されているが、同じ色のインクが二以上のインクタンク１６に貯留されていても良い。

次に、本実施形態における制御構成について詳細に説明する。
図３に示すように、インクジェット記録装置１にはＣＰＵ等から構成された制御部１７が備えられている。

制御部１７には外部に接続されたパソコン等のホストコンピュータ１８からＩ／Ｆ（インターフェース）１９を介して入力された画像データを元に画像処理を行う画像処理部２０が接続されている。

また、制御部１７には、フラッシュ光源１１が接続されており、フラッシュ光源１１は、記録ヘッド７からインクが吐出される場合にはフラッシュを照射し、記録ヘッド７からインクが吐出されない場合にはフラッシュを照射しないようになっており、記録ヘッド７から吐出されるインクの有無に応じてその照射動作を制御するように構成されている。

また、制御部１７には、紫外線光源１２が接続されており、紫外線光源１２は記録が開始されると、紫外線を照射する動作を開始し、所定量の紫外線を連続照射するように照射動作が制御されるように構成されている。

また、制御部１７には、キャリッジモータ５、搬送機構１２、記録ヘッド７を駆動させるヘッド駆動部２１が接続されており、画像データを基に各部材における動作を制御するようになっている。

ここで、本実施形態で使用されるインクについて説明する。
本実施の形態に用いられるインクとしては、特に、「光硬化技術−樹脂・開始剤の選定と配合条件及び硬化度の測定・評価−（技術協会情報）」に記載の「光硬化システム（第４章）」の「光酸・塩基発生剤を利用する硬化システム（第１節）」、「光誘導型交互共重合（第２節）」等に適合するインクが適用可能であり、通常のラジカル重合により硬化するものであってもよい。

具体的に、本実施の形態に用いられるインクは、光としての紫外線の被照射により硬化する性質を具備する紫外線硬化性インクであり、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（染料又は顔料）とを含むものである。ただし、本実施の形態に用いるインクとして、上記「光誘導型交互共重合（第２節）」に適合するインクを用いる場合には、光開始剤は除外されてもよい。

上記紫外線硬化性インクは、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硬化性インクとカチオン重合性化合物を含むカチオン硬化性インクとに大別されるが、どちらのインクも本実施の形態に用いられるインクとして適用可能であり、ラジカル硬化性インクとカチオン硬化性インクとを複合させたハイブリッド型インクを本実施の形態に用いられるインクとして適用してもよい。

しかしながら、酸素による重合反応の阻害が少ない又は無いカチオン硬化性インクのほうが機能性・汎用性に優れるため、本実施の形態では、特に、カチオン硬化性インクを用いている。本実施の形態に用いられるカチオン硬化性インクは、具体的に、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り、上記の通り、紫外線の被照射により硬化する性質を具備するものである。

さらに、本実施の形態に用いられるインクには、赤外線を吸収して熱を発生する化合物が含まれていることが好ましい。本発明において、赤外線を吸収して熱を発生する化合物（赤外線吸収剤）とは、近赤外線を有効に吸収する染料又は顔料であり、好ましくは波長７６０ｎｍから１５００ｎｍの赤外線を有効に吸収する染料又は顔料であり、さらに好ましくは７６０ｎｍから１２００ｎｍの赤外線を有効に吸収する染料又は顔料である。また、これらの赤外線吸収剤は近赤外線領域に吸収極大を有する事が好ましく、波長７６０ｎｍから１５００ｎｍに吸収極大を有する事がより好ましく、波長７６０ｎｍから１２００ｎｍに吸収極大を有する事がさらに好ましい。

また、これらの赤外線吸収剤は、可視光線領域の透明性を要求される用途や色再現性を要求される用途においては、その要求される可視光線領域の透明性、色再現性に実質的に影響を与えない範囲内で添加することが好ましい。本発明の重合性組成物を含むインクを実際に使用するにあたり、使用者の所望する性能を発揮するために必要な種々の性能評価を検討の上、本発明のインクへの赤外線吸収剤の添加量を決定すればよい。特にインクのような色再現性を必要とされる用途においては、その色再現に実質的に影響を与えない範囲内で添加することが好ましい。具体的には、インクの全重量に対し０．０００１〜１０重量％、好ましくは０．０００１〜５重量％、さらに好ましくは０．００１〜1重量％であることが好ましい。

ここで、染料としては、市販の染料及び例えば「染料便覧」（有機合成化学協会編集、昭和４５年刊）等の文献に記載されている公知のものの中で、近赤外線領域に極大吸収を有するものが利用できる。具体的には、アゾ染料、金属錯塩アゾ染料、ピラゾロンアゾ染料、ナフトキノン染料、アントラキノン染料、フタロシアニン染料、カルボニウム染料、キノンイミン染料、メチン染料、シアニン染料（メロシアニン染料含む）、スクワリリウム色素、ピリリウム塩、金属チオレート錯体等の染料の中で、近赤外線領域に極大吸収を有するものが挙げられる。このうち、特に好ましいのは、フタロシアニン染料、キノンイミン染料、シアニン染料（メロシアニン染料含む）、スクワリリウム色素、の染料の中で近赤外線領域に極大吸収を有するものである。

一方、本発明において使用される顔料としては、市販の顔料及びカラーインデックス（Ｃ．Ｉ．）便覧、「最新顔料便覧」（日本顔料技術協会編、１９７７年刊）、「最新顔料応用技術」（ＣＭＣ出版、１９８６年刊）、「印刷インキ技術」ＣＭＣ出版、１９８４年刊）に記載されている中で近赤外線領域に極大吸収を有する顔料が利用できる。顔料の種類としては、黒色顔料、黄色顔料、オレンジ色顔料、褐色顔料、赤色顔料、紫色顔料、青色顔料、緑色顔料、蛍光顔料、金属粉顔料、その他、ポリマー結合色素が挙げられる。具体的には、不溶性アゾ顔料、アゾレーキ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料、フタロシアニン系顔料、アントラキノン系顔料、ペリレン及びペリノン系顔料、チオインジゴ系顔料、キナクリドン系顔料、ジオキサジン系顔料、イソインドリノン系顔料、キノフタロン系顔料、染付けレーキ顔料、アジン顔料、ニトロソ顔料、ニトロ顔料、天然顔料、蛍光顔料、無機酸化錫、インジウム系化合物、無機顔料、の中で近赤外線領域に極大吸収を有する顔料が使用できる。

次に、本実施の形態に用いられる記録媒体Ｐについて説明する。
本実施の形態に用いられる記録媒体Ｐとしては、通常のインクジェットプリンタ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ものが適用可能である。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。

特に、本実施の形態で用いられる記録媒体Ｐとして、所謂軟包装に用いられる透明又は不透明な非吸収性の樹脂製フィルムが適用できる。樹脂製フィルムの具体的な樹脂の種類として、ポリエチレンテレフタレート，ポリエステル，ポリオレフィン，ポリアミド，ポリエステルアミド，ポリエーテル，ポリイミド，ポリアミドイミド，ポリスチレン，ポリカーボネート，ポリ-ρ-フェニレンスルフィド，ポリエーテルエステル，ポリ塩化ビニル，ポリ（メタ）アクリル酸エステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン等が適用可能であり、さらには、これら樹脂の共重合体、これら樹脂の混合物、これら樹脂を架橋したもの等も適用可能である。中でも、樹脂製フィルムの樹脂の種類として、延伸したポリエチレンテレフタレート，ポリスチレン，ポリプロピレン，ナイロンのいずれかを選択するのが、樹脂製フィルムの透明性・寸法安定性・剛性・環境負荷・コスト等の面で好ましく、２〜１００μｍ（好ましくは６〜５０μｍ）の厚みを有する樹脂製フィルムを用いるのが好ましい。また、樹脂製フィルムの支持体の表面にコロナ放電処理、易接着処理等の表面処理を施してもよい。

更に、本実施の形態に用いられる記録媒体Ｐとして、樹脂により表面を被覆した各種紙，顔料を含むフィルム，発泡フィルム等の不透明な公知の記録媒体も適用可能である。

次に、本実施形態の作用について説明する。

記録装置本体を作動させ、記録装置本体にホストコンピュータ１８からＩ／Ｆ１９を介して所定の画像情報が画像処理部２０に送られると、搬送機構１２により記録媒体Ｐを副走査方向Ｂに搬送させる。

その後、紫外線光源１２を点灯させ、記録媒体Ｐに向かって紫外線を照射させるとともに、キャリッジモータ５を駆動してキャリッジ６を記録媒体Ｐの直上を主走査方向Ａに沿って移動させる。

そして、キャリッジ６の移動中に、画像情報に基づき、ヘッド駆動部２１を介して記録ヘッド７を駆動させ、各ノズルから記録媒体Ｐに向けてインクを吐出させる。記録ヘッド７から吐出されたインクは記録媒体Ｐ上に着弾し、その後、キャリッジ６の進行方向下流側のフラッシュ光源１１を点灯してフラッシュを照射させる。

このとき、制御部１７は、記録ヘッド７からインクが吐出された場合にはフラッシュ光源１１からフラッシュを照射させ、記録ヘッド７からインクが吐出されない場合にはフラッシュを照射させないように制御している。その結果、フラッシュ光源１１は記録媒体Ｐ上にインクが着弾した部分のみを照射し、記録媒体Ｐ上のインクが瞬間的に所定の温度に加熱される。

特に、フラッシュ光源１１から照射されるフラッシュに赤外線の波長を含まれている場合には、効率よく熱エネルギーに変換することが可能であるため、記録媒体Ｐ上のインクが効率よく加熱される。

その後、記録媒体Ｐ上のインクは、キャリッジ６の進行方向下流側の紫外線光源１２から照射された紫外線により速やかに硬化され、記録媒体Ｐ上に定着される。

このとき、記録媒体Ｐ上のインクが、確実に所定の温度に加熱された状態で紫外線が照射されるので、紫外線に対する感度の低下を防いで、記録媒体Ｐに確実に硬化・定着される。

以降、記録装置本体が上記の各動作を繰り返すことにより、記録媒体Ｐ上に画像が記録される。

以上のように、本発明におけるインクジェット記録装置１では、記録媒体Ｐ上に吐出されたインクに対してフラッシュを照射し、インクを加熱させた状態で紫外線を照射して、記録媒体Ｐにインクを確実に硬化・定着させることができるので、高湿度環境下においてもインクの硬化不良を防いで高精細な記録画像を得ることができる。

その際、インクが着弾していない部分の記録媒体Ｐにフラッシュ及び過剰な紫外線を照射させることがないので、記録媒体Ｐ上のインクを加熱する際に電力を無駄に消費することがなく、また、過剰に紫外線が照射されることにより記録媒体Ｐが劣化することを防ぐことができる。

また、紫外線を照射する際の露光量を低減させることができ、紫外線光源１２の長寿命化を図ることができる。

また、従来のようにプラテンに記録媒体の被記録面から加熱するためのヒータを設ける必要がなく、筐体２の長大化を防ぐことができる。

なお、本実施形態では、インクとして紫外線硬化性インクを用いたが、必ずしもこれには限定されず、紫外線以外の光の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、Ｘ線、可視光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、紫外線以外の光で重合して硬化する重合性化合物を用いる場合、すなわち、紫外線以外の光で硬化する光硬化性インクを用いる場合には、紫外線光源１２に代えて、その光を照射することでインクを硬化させることができる光源（インク硬化用光源）を適用すればよい。

また、本実施形態では、カバー部材９を用いてフラッシュ光源１１と紫外線光源１２とを別体に構成したが、フラッシュ光源１１からフラッシュが照射される範囲と紫外線光源１２から紫外線が照射される範囲が記録媒体Ｐ上で重ならなければカバー部材９を用いなくてもよい。

〔第二実施形態〕
次に、本発明を適用した第二実施形態のインクジェット記録装置について図４を参照して説明する。第二実施形態におけるインクジェット記録装置２２では、第一実施形態において光源装置８が異なる以外は同様に構成されている。したがって、第二実施形態では、光源装置２３を中心に詳細に説明することとし、第一実施形態と同様の箇所には同一の符号を付して説明を省略することとする。

図４に示すように、キャリッジ６には、第一実施形態と同様に記録ヘッド７が備えられており、キャリッジ６の主走査方向Ａにおける両側部には、光源装置２３が設けられている。
本実施形態のおける光源装置２３は、記録ヘッド７と平行に配置され、下方が開放された１つのカバー部材９を備えている。このカバー部材９の内部には、第一実施形態と同じ種類の紫外線光源１２及びフラッシュ光源１１が備えられており、紫外線光源１２及びフラッシュ光源１１は一体的に構成されている。紫外線光源１２及びフラッシュ光源１１から照射される光の照射範囲は、第一実施形態と異なり、記録媒体Ｐ上において重なるように配置されている。

なお、本実施形態においては、記録ヘッド７に対して紫外線光源１２よりもフラッシュ光源１１を近接して配置させなくても構わないが、主走査方向Ａにおいて紫外線光源１２とフラッシュ光源１１とをできるだけ近接して配置させることが好ましい。

また、紫外線光源１２及びフラッシュ光源１１をそれぞれ複数光源で構成する場合には、主走査方向Ａに沿って、紫外線光源１２とフラッシュ光源１１を交互に近接して配置させればよい。

また、制御部は、記録が開始されると、紫外線光源１２の照射動作を開始し、所定量の紫外線を連続照射するように制御構成するとともに、フラッシュ光源１１の照射動作を記録ヘッド７から吐出されるインクの有無に応じて制御するように構成されている。

本実施形態においては、インクジェット記録装置２２は、このような光源装置２３を備えることにより、記録媒体Ｐ上にインクが着弾すると、キャリッジ６の進行方向下流側のフラッシュ光源１１を点灯し、フラッシュとキャリッジ６の進行方向下流側の紫外線光源１２からの紫外線を同時に記録媒体Ｐ上のインクに照射させる。すなわち、記録媒体Ｐ上のインクはインクの硬化と加熱が同時に行われる。その結果、記録媒体Ｐ上のインクは、速やか、かつ、確実に記録媒体Ｐ上に硬化し、定着される。

以上のように、本発明におけるインクジェット記録装置２２では、記録媒体Ｐ上に吐出されたインクに対して、紫外線とフラッシュを同時に照射して、インクを硬化・定着させることができるので、高湿度環境下においても効率よくインクの硬化不良を防いで高精細な記録画像を得ることができる。

また、第一実施形態と同様に、無駄な電力消費を無くしつつ、記録媒体Ｐの紫外線による劣化、及び筐体２の長大化を防ぐことができ、紫外線光源１２の長寿命化を図ることができる。

〔第三実施形態〕
次に、本発明を適用した第三実施形態のインクジェット記録装置について図５を参照して説明する。第三実施形態におけるインクジェット記録装置２４では、第一実施形態において光源装置８が異なっている以外は同様に構成されている。したがって、第三実施形態では、光源装置２５を中心に詳細に説明することとし、第一実施形態と同様の箇所には同一の符号を付して説明を省略することとする。

図５に示すように、キャリッジ６には、第一実施形態と同様に記録ヘッド７が備えられており、キャリッジ６の主走査方向Ａにおける両側部には、第一実施形態と同様に２つのカバー部材９を備えた光源装置２５が設けられている。

なお、第一実施形態とは異なり、２つのカバー部材９のうち、記録ヘッド７から近い方のカバー部材９の内部には、紫外線光源１２が設けられており、記録ヘッド７から遠い方のカバー部材９の内部には、フラッシュ光源１１が設けられている。フラッシュ光源１１は、第一実施形態と同様に、紫外線光源１２から紫外線が照射される範囲と、フラッシュ光源１１からフラッシュが照射される範囲とが記録媒体Ｐ上において重ならないように配置されて設けられている。

このように、紫外線光源１２をフラッシュ光源１１より記録ヘッド７に近接して配設させることから、記録媒体Ｐ上に吐出されたインクに対して紫外線光源１２により紫外線を照射してからフラッシュ光源１１によりフラッシュを照射するようになっている。

また、制御部は、記録が開始されると、紫外線光源１２の紫外線を照射する動作を開始し、記録媒体Ｐ上に吐出されたインクの表面が硬化する程度の紫外線を連続照射するように照射動作を制御するように構成されている。

本実施形態においては、インクジェット記録装置２４は、このような光源装置２５を備えることにより、記録が開始されると、記録媒体Ｐ上にインクが着弾後、キャリッジ６の進行方向下流側の紫外線光源１２を点灯し、記録媒体Ｐ上のインクがキャリッジ６の進行方向下流側の紫外線光源１２から照射された紫外線により速やかにインクの表面が硬化する。

その後、キャリッジ６の進行方向下流側のフラッシュ光源１１を点灯してフラッシュを照射させ、記録媒体Ｐ上のインクを加熱しながら硬化させ、定着させる。

このとき、記録媒体Ｐ上のインクは、表面が硬化してからフラッシュが照射されてインク全体が硬化するので、例えば、インクが過剰に加熱された場合に、インク表面において対流によりムラを生じさせたり、あるいは、極端な場合ではあるが、インクを沸騰させて周囲に飛散させてしまうような現象を生じさせることがない。

以上のように、本発明におけるインクジェット記録装置２４では、記録媒体Ｐ上に吐出されたインクに対して、紫外線を照射してインクの表面が硬化してからフラッシュを照射して、インクを硬化させることができるので、インクが過剰に加熱された場合に生じる現象を防ぎながら、高湿度環境下においても記録媒体Ｐに確実にインクを定着させることができ、インクの硬化不良を防いで高精細な記録画像を得ることができる。

また、第一実施形態と同様に、無駄な電力消費を無くしつつ、記録媒体Ｐの紫外線による劣化、及び筐体２の長大化を防ぐことができ、紫外線光源１２の長寿命化を図ることができる。

〔第四実施形態〕
次に、本発明を適用した第四実施形態のインクジェット記録装置について図６を参照して説明する。第四実施形態におけるインクジェット記録装置２６は、ライン方式のインクジェット記録装置である。本実施形態においても、第一実施形態と同様の箇所には同一の符号を付して説明を省略することとする。

図６に示すように、筐体２の内部には、記録媒体Ｐを被記録面から支持するプラテン１３が備えられている。

プラテン１３の上方には、記録媒体Ｐの幅全面にわたってキャリッジ６が固定されて設けられており、キャリッジ６には、複数の記録ヘッド７が記録媒体Ｐを搬送する方向（以下、副走査方向Ｂという。）に沿って配設されている。これら各記録ヘッド７の記録媒体Ｐの記録面に対向する面には、複数のノズルが記録ヘッド７の長手方向に沿って所定の間隔をもって配列されている。

また、キャリッジ６上であって、記録ヘッドの副走査方向Ｂと直交する方向、すなわち主走査方向Ａにおける上流側には、光源装置２７が設けられており、光源装置２７は、記録ヘッド７と平行に配置され、下方が開放された２つのカバー部材９，２２を備えている。なお、第一実施形態と同様に、２つのカバー部材９のうち、記録ヘッド７に近い方のカバー部材９の内部には、フラッシュ光源１１が設けられており、記録ヘッド７に遠い方のカバー部材９の内部には、紫外線光源１２が設けられている。また、紫外線光源１２は、第一実施形態と同様に紫外線光源１２及びフラッシュ光源１１の照射範囲が記録媒体Ｐ上において重ならないように配置されて設けられている。

また、プラテン１３には、図示しない搬送モータと搬送ローラが設けられており、画像記録時において、記録媒体Ｐを常時副走査方向Ｂに搬送するようになっている。

本実施形態においては、インクジェト記録装置２６が前述したように構成されることにより、記録媒体Ｐを常時副走査方向Ｂに搬送しながら、記録ヘッド７を駆動してノズルからインクを吐出する。

吐出されたインクが記録媒体Ｐ上に着弾すると、フラッシュ光源１１を点灯してフラッシュを照射し、記録媒体Ｐ上のインクは加熱される。

その後、記録媒体Ｐ上のインクは、紫外線光源１２から照射された紫外線により速やかに硬化され、記録媒体Ｐ上に定着される。

以降、記録装置本体が上記の各動作を繰り返すことにより、記録媒体Ｐ上に画像が記録される。

以上のように、本発明におけるインクジェット記録装置２６では、記録媒体Ｐを常時搬送しながら、記録媒体Ｐ上に吐出されたインクに対してフラッシュを照射し、インクを加熱させた状態で紫外線を照射して、インクを硬化・定着させることができるので、シリアル方式のインクジェット記録装置に比べて画像記録のスピードを向上させつつ、高湿度環境下においてもインクの硬化不良を防いで高精細な記録画像を得ることができる。

また、第一実施形態と同様に、無駄な電力消費を無くしつつ、記録媒体Ｐの紫外線による劣化を防ぐことができ、紫外線光源１２の長寿命化を図ることができる。

本発明を適用したインクジェット記録装置の概略斜視図である。 図１におけるインクジェット記録装置の側方断面図である。 図１におけるインクジェット記録装置の制御構成図である。 第二実施形態におけるインクジェット記録装置の側方断面図である。 第三実施形態におけるインクジェット記録装置の側方断面図である。 第四実施形態におけるインクジェット記録装置の側方断面図である。

符号の説明

６ キャリッジ
７ 記録ヘッド
８，２３，２５，２７ 光源装置
９ カバー部材
１０ 反射部材
１１ フラッシュ光源
１２ 紫外線光源
１７ 制御部
Ｐ 記録媒体

Claims (7)

1. 記録媒体上にインクを吐出する記録ヘッドと、前記記録媒体上に吐出された前記インクにフラッシュを照射するフラッシュ光源と前記インクを硬化させることが可能な光を照射するインク硬化用光源とからなる光源装置とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記光源装置は、前記フラッシュ光源と前記インク硬化用光源とが別体に構成されており、前記フラッシュ光源は、前記記録ヘッドに対して前記インク硬化用光源より近接して配置され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. 前記光源装置は、前記フラッシュ光源と前記インク硬化用光源とが別体に構成されており、前記インク硬化用光源は、前記記録ヘッドに対して前記フラッシュ光源より近接して配置され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. 前記光源装置は、前記フラッシュ光源と前記インク硬化用光源とが一体に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. 前記インク硬化用光源は、紫外線光源であり、前記インクは、カチオン重合系の紫外線硬化性インクであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記紫外線光源は、高圧水銀灯、低圧水銀灯、冷陰極管、ＬＥＤのうち、いずれか一つであることを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記フラッシュ光源は、キセノンフラッシュ光源であり、前記インクは、赤外線吸収剤を含む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。

Images