JP2008143123A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光源として複数の半導体発光素子を用い、電源の出力側の電圧を低電圧に抑えることが可能なインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】インクジェット記録装置１は、記録媒体Ｓに光硬化型インクを吐出する記録ヘッド１０と、半導体発光素子で構成され光硬化型インクに光を照射する複数の光源１２ａ、１２ｂと、交流電力を受電し所定の電圧の直流電力に変換する定電圧電源１４と、定電圧電源から供給される直流電力を所定の電流値の直流電力に変換して光源に供給する定電流回路１５ａ、１５ｂと、定電流回路から供給する直流電力の電流値を制御する制御部１６とを備え、複数の光源は直列に接続されており、定電流回路は、複数の光源の個数、または複数の光源を所定個数の光源からなる複数のブロックに分割されたブロック１１ａ、１１ｂの数に応じて複数備えられている。
【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、光硬化型インクに光照射して記録媒体上で硬化、定着させるインクジェット記録装置に関する。

紙や布帛等の通常の記録媒体のみならず、樹脂フィルム等のインク吸収性の乏しい記録媒体に対しても画像を記録することができる画像記録装置として、記録ヘッドの一端面に設けられたノズルからインクを吐出して記録媒体上に着弾させるインクジェット記録装置が開発され、現在、その技術は種々の技術分野で応用されている。中でも、記録媒体上に着弾したインクに対して紫外線等の光を照射して硬化させて定着させる光硬化型のインクジェット記録装置は、高精細な画像を簡易に得ることができる記録装置として盛んに開発が進められている。

このような光硬化型のインクジェット記録装置では、インクの扱い易さや良好な記録品質が得られることなどから、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型のインクが用いられることが多く、また、紫外線硬化型インクに紫外線を照射するための光源としては高圧水銀灯や低圧水銀灯等が用いられていた。

しかし、高圧水銀灯や低圧水銀灯には通常１００［Ｖ］以上の高電圧の交流電力の印加が必要であり、作業者がジャム（紙詰まり）処理等で装置内に手などを入れた際に高電圧の電源や回路に触れて感電する危険性があった。

近年、光源の寿命が長く、瞬時に点灯する等の利点を有する光源として、半導体発光素子、特に紫外線発光ダイオード（ＵＶＬＥＤ：UV Light Emitting Diode）が注目されており、それを紫外線光源として用いたインクジェット記録装置が種々開発されている（例えば特許文献１〜７等参照）。

半導体発光素子は、通常、それに流す電流値に応じて照度を調整することができるという利点があり、しかも、低電圧の直流電力で発光するため、高圧水銀灯や低圧水銀灯等が有していた前記の問題を解決するものとして期待されている。
特開２００４−１８１９４３号公報 特開２００４−２３７５８８号公報 特開２００５−１０４１０８号公報 特開２００５−１４４６７９号公報 特開２００５−２５４５６０号公報 特開２００６−２７２３５号公報 特開２００６−２７２３６号公報

ところで、半導体発光素子の照度を電流値を変化させて調整できることから、複数の半導体発光素子の照度を効率良く調整するために、複数の半導体発光素子を直列に接続して電流値を変化させ、接続された複数の半導体発光素子の照度を同時に調整することがしばしば行われる。そして、記録媒体に着弾した光硬化型インクを的確に硬化させるために、多数の半導体発光素子が設けられる。

そのため、個々の半導体発光素子に印加すべき直流電力の電圧は低くても、多数の半導体発光素子を直列に接続するため結局のところ高電圧となってしまい、従来の高圧水銀灯や低圧水銀灯等の場合と同様に感電等の問題が必ずしも解消されなかった。

そこで、本発明は、光源として複数の半導体発光素子を用い、電源の出力側の電圧を低電圧に抑えることが可能なインクジェット記録装置を提供することを目的とする。また、同時に、半導体発光素子を効率良く発光させ、電源回路のコスト低減を図ることが可能なインクジェット記録装置を提供することをも目的とする。

前記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、
記録媒体に光硬化型インクを吐出する記録ヘッドと、
半導体発光素子で構成され、前記記録ヘッドから記録媒体に吐出された光硬化型インクに光を照射する複数の光源と、
交流電力を受電し、所定の電圧の直流電力に変換する定電圧電源と、
前記定電圧電源から供給される直流電力を所定の電流値の直流電力に変換して前記光源に供給する定電流回路と、
前記定電流回路から供給する直流電力の前記電流値を制御する制御部と
を備え、
前記複数の光源は、直列に接続されており、
前記定電流回路は、前記複数の光源の個数、または前記複数の光源を所定個数の光源からなる複数のブロックに分割した場合の前記ブロックの数に応じて複数備えられていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、直列に接続された複数の光源の個数または前記複数の光源を所定個数の光源からなる複数のブロックに分割した場合の前記ブロックの数に応じて複数備えられた定電流回路から、制御部の制御信号に従って所定の電流値の直流電力がそれぞれ光源に供給され、それにより光源が点灯して記録媒体上の光硬化型インクに光が照射される。

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、前記定電流回路に接続された前記複数の光源または前記ブロックに属する所定個数の光源は、その一部にその部分の電圧を前記半導体発光素子を発光させるために必要な電圧より低下させるための短絡回路が設けられており、前記短絡回路は、前記制御部により制御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、制御部の制御信号に基づいて短絡回路が駆動されると、複数の光源のうち点灯する必要のない光源が消灯される。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録装置において、前記定電圧電源は、その出力側の電圧が６０［Ｖ］以下とされていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、定電圧電源から６０［Ｖ］以下の電圧の直流電力が装置に供給される。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、前記定電流回路は、その出力側の電圧が６０［Ｖ］以下と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、定電流回路は６０［Ｖ］以下の電圧の直流電力が光源に供給される。

請求項５に記載の発明は、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において、前記定電流回路は、前記制御部の制御に従って少なくとも２つ以上の電流値の直流電力を供給可能と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、定電流回路からは、制御部の制御に従って複数の離散的な電流値または連続的な値をとる電流値の直流電力が光源に供給される。

請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、前記半導体発光素子は紫外線発光ダイオードであり、前記各光源はそれぞれ１つの紫外線発光ダイオードで構成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、個々の光源がそれぞれ１つの紫外線発光ダイオードで構成された光源から記録媒体上に着弾したインクに対して紫外線が照射され、インクが記録媒体上で硬化し、記録媒体に定着する。

請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、前記半導体発光素子は紫外線発光ダイオードであり、前記各光源はそれぞれ複数の紫外線発光ダイオードで構成された１つのチップであることを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、個々の光源がそれぞれ複数の紫外線発光ダイオードで構成されたチップである光源から記録媒体上に着弾したインクに対して紫外線が照射され、インクが記録媒体上で硬化し、記録媒体に定着する。

請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、前記定電流回路は、紫外線発光ダイオードである半導体発光素子で構成された複数の光源が配設された光照射装置ごとに備えら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、光照射装置ごとに備えられた定電流回路から、制御部の制御信号に従って所定の電流値の直流電力がそれぞれ光照射装置内の光源に供給され、それにより光源が点灯して記録媒体上の光硬化型インクに光が照射される。

請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、前記定電流回路は、紫外線発光ダイオードである半導体発光素子で構成された複数の光源が配設された光照射装置内の所定個数の光源からなる各ブロックごとに備えられていることを特徴とする。

請求項９に記載の発明によれば、光照射装置内の各ブロックごとに備えられた定電流回路から、制御部の制御信号に従って所定の電流値の直流電力がそれぞれブロック内の光源に供給され、それにより光源が点灯して記録媒体上の光硬化型インクに光が照射される。

請求項１に記載の発明によれば、光源として半導体発光素子を用いることで光源に供給する直流電力の低電圧化を図ることが可能となるとともに、複数の半導体発光素子を用いる場合でも、直列に接続された光源の個数や所定個数の光源からなる光源のブロックの数に応じて定電流回路を設けることで、個々の定電流回路から供給される直流電力を低い電圧に抑えることが可能となる。

そのため、定電流回路を含む電源から装置に供給される電力の電圧が低く抑えられるから、例えばジャム処理等で作業者が装置内に手などを入れた場合にも感電する危険性がなくなり或いはその危険性が低減され、インクジェット記録装置を安全なものとすることが可能となる。

また、光源を各光源や所定個数の光源からなる光源のブロックに分割することで、各光源や光源のブロックに供給する電力をそれぞれ例えば６０［Ｖ］以下に抑えることが可能となるため、各光源に対する定電流回路等をそれぞれ低容量化することが可能となり、電源回路のコスト低減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、例えばシリアルヘッド方式のインクジェット記録装置ではその記録ジョブでは使用しない記録ヘッドに対応する光源部分や、ラインヘッド方式のインクジェット記録装置では記録媒体の幅が狭く使用されない光源部分に接続された短絡回路を駆動させて短絡を生じさせ、点灯する必要のない光源を適切に消灯させることが可能となる。そのため、半導体発光素子を効率良く発光させることが可能となり、感電を防止し、無駄な電力消費を防止して、しかも電源回路のコスト低減を図ることが可能となるという前記請求項１に記載の発明の効果がさらに効果的に発揮される。

請求項３および請求項４に記載の発明によれば、定電圧電源や定電流回路からＩＥＣ規格で安全特別低電圧（ＳＥＬＶ：safety extra low voltage）とされる６０［Ｖ］以下の電圧の直流電力が装置や光源に供給されるため、作業者に対する安全性をより確実なものとすることが可能となり、前記各発明の効果がより適切に発揮される。

請求項５に記載の発明によれば、定電流回路から複数の離散的な電流値や連続的な電流値の直流電力が光源に供給されるため、インクの種類等にあわせて光源から照射される光の照度を適切に調整することが可能となるとともに、定電流回路から光源に供給される直流電力の電圧を適切な値に抑えることが可能となる。また、不必要に強い光を発光させる必要がなくなるため電力消費を適切な範囲に抑えることが可能となり、前記各発明の効果がより適切に発揮される。

請求項６、７に記載の発明によれば、光源を構成する半導体発光素子として紫外線発光ダイオードや複数の紫外線発光ダイオードで構成されたチップを用いることで、それらの発光量や記録媒体上での照度をそれらに流す電流値を変化させることで容易に変化させることが可能となるとともに、インクの種類等にあわせて光源から照射される光の照度を適切に調整して、定電流回路から光源に供給される直流電力の電圧を適切な値に抑えることが可能となり、不必要に強い光を発光させる必要がなくなるため電力消費を適切な範囲に抑えることが可能となるため、前記各発明の効果がより適切に発揮される。

請求項８、９に記載の発明によれば、光照射装置ごと、或いは光照射装置内の各ブロックごとに備えられた定電流回路から、光照射装置やその内部のブロックに直流電流が供給される。そのため、前記各発明の効果が適切に発揮されるとともに、その点灯、消灯等の制御を的確かつ効率良く行い、しかも容易に制御構成を組み立てることが可能となり、前記各発明の効果がより的確かつ効果的に発揮される。

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

［第１の実施の形態］
本発明に係るインクジェット記録装置の第１の実施形態では、インクジェット記録装置がシリアルヘッド方式の装置である場合について説明する。

本実施形態に係るインクジェット記録装置１は、図１に示すように、支持台２に支持されたプリンタ本体３を備えている。プリンタ本体３には、記録用紙等の記録媒体Ｓを非記録面側から支持する平板状のプラテン４が略水平に配設されている。プラテン４の図中矢印Ｙで示される副走査方向上流側および下流側には、記録媒体Ｓを副走査方向Ｙに搬送する図示しない搬送ローラと従動ローラがそれぞれ配設されている。

搬送ローラは図示しない搬送モータにより所定量ずつ間欠的に回転駆動されるようになっており、この搬送ローラの回転により記録媒体Ｓが移動と停止とを繰り返しながら間欠的に副走査方向Ｙに搬送されるようになっている。なお、例えば搬送ローラおよび従動ローラの間に例えば図示しない無端の搬送ベルトを掛け渡して、プラテン４の上面側では記録媒体Ｓを搬送ベルトに載置した状態で搬送するように構成することも可能である。

プラテン４の上方には、棒状のガイドレール５が設けられており、このガイドレール５には、略筐形のキャリッジ６が支持されている。このキャリッジ６は、図示しない駆動機構によってガイドレール５に沿って図中矢印Ｘ示される主走査方向に往復移動するようになっている。

プラテン４の主走査方向Ｘの一端側には、後述する記録ヘッド１０から吐出される各色インクを貯蔵するインクタンク７が格納されており、インクタンク７からフレキシブルチューブ８を介して記録ヘッド１０にインクが供給されるようになっている。また、プラテン４の主走査方向Ｘの他端側には、記録ヘッド１０をクリーニングするためのメンテナンスユニット９が設けられている。

キャリッジ６には、図２のブロック図に示すように、複数の記録ヘッド１０が主走査方向Ｘに並設されるように搭載されており、各記録ヘッド１０は、ガイドレール５に沿ったキャリッジ６の主走査方向Ｘの往復移動にあわせて記録媒体Ｓの上方を走査するようになっている。なお、キャリッジ６における記録ヘッド１０等の構成を図２に示した構成以外の構成とすることも可能である。

各記録ヘッド１０の下面すなわち記録媒体Ｓに対向する面には、複数のノズルＮがそれぞれ設けられている。また、記録ヘッド１０には、各ノズルＮに対応して図示しない圧電素子が配設されており、圧電素子が印加される波形に応じて電歪効果により変形し、ノズルＮの背後に形成されたインク室の内部を加圧することで各ノズルＮからそれぞれインクを吐出するように構成されている。

本実施形態で用いられる圧電素子は、印加される波形に応じて変形度を調整することができるものであり、印加する波形を変化させることによりノズルＮから吐出されるインクの吐出量、すなわち１ドットあたりの液適量を変化させることができるようになっている。

なお、圧電素子の代わりに、例えば発熱素子を用いることも可能であり、この場合、発熱素子に印加する波形を変化させることで、発熱素子の加熱によりインク中で発生、成長する気泡の成長度を変化させてノズルから吐出されるインクの吐出量を変化させることができる。また、記録ヘッドとしていわゆるマルチドロップ方式の記録ヘッドを用い、ノズルから吐出されるインクのドロップ数を変更することで、ノズルから吐出されるインクの吐出量を変化させるように構成することも可能である。

本実施形態では、キャリッジ６の１段目には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各プロセスカラーのインクを吐出する記録ヘッド１０Ｙ〜１０Ｋが配設されている。各インクはそれらを貯留する各インクタンク７から対応する記録ヘッド１０にそれぞれ供給されるようになっており、１本の記録ヘッド１０に属する各ノズルＮからは同色のインクがそれぞれ吐出されるようになっている。

また、本実施形態では、キャリッジ６の２段目には、非プロセスカラーインクであるホワイトインクやクリアインクを吐出する記録ヘッド１０Ｗ、１０ＣＬおよびオレンジやバイオレット等の特色インク等を吐出する記録ヘッド１０Ｓ１、１０Ｓ２が配設されており、１段目の記録ヘッド１０と同様に各記録ヘッド１０Ｗ〜１０Ｓ２から同色のインクがそれぞれ吐出されるようになっている。

本実施形態で用いられるインクは、光の照射を受けると硬化する光硬化型インクであり、特に紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型インクが好ましく用いられる。インクの主成分としては、公知の化合物を含む重合性化合物と、光開始剤と、色材とが少なくとも含まれる。色材としては耐候性等の観点から顔料が好ましく用いられる。なお、インクの組成によっては光開始剤が用いられない場合もある。

また、紫外線硬化型インクは、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が好ましく用いられ、また、ラジカル重合系インクとカチオン重合系インクとを複合させたハイブリッド型インクを用いることも可能である。なお、カチオン重合系インクであれば、酸素による重合反応の阻害作用が少なくまたは阻害作用が無く、機能性、汎用性に優れる。具体的には、本実施形態に用いられるカチオン重合系インクは、例えば、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、顔料とを少なくとも含む混合物であり、紫外線の照射により硬化する性質を具備している。

キャリッジ６の主走査方向Ｘの両端部にはそれぞれ光照射装置１１ａ、１１ｂが設けられており、各光照射装置１１ａ、１１ｂの内部には記録媒体Ｓに吐出された光硬化型インクに光を照射する所定個数の光源１２ａ、１２ｂが配設されている。光源１２ａ、１２ｂはそれぞれ半導体発光素子で構成され、前述したように本実施形態では光硬化型インクとして紫外線硬化型インクが用いられることから、半導体発光素子として紫外線発光ダイオード（ＵＶＬＥＤ）が用いられている。

本実施形態では、各光照射装置１１ａ、１１ｂに配設される所定個数の光源１２ａ、１２ｂはそれぞれ１つのブロックを構成しており、すなわち光照射装置１１ａに属する所定個数の光源１２ａが１つのブロックを構成し、光照射装置１１ｂに属する所定個数の光源１２ｂがもう１つのブロックを構成しており、各ブロックの光源１２ａ、１２ｂはそれぞれ直列に接続されている。

光照射装置１１ａ、１１ｂはそれぞれ具体的には例えば図３に示すような構成になっており、図３に示した光照射装置１１の例では、紫外線が外部に漏れないように遮蔽するカバー部材１７が設けられ、カバー部材１７の開口部の内側に光源１２である紫外線発光ダイオードが副走査方向Ｙに沿って列状に配列されている。また、カバー部材１７の開口部と反対の面には、光源から発生する熱を放熱するためのヒートシンク１８が設けられており、ヒートシンク１８のカバー部材１７と接している側と反対側には、ヒートシンク１８によって放射された熱を外部に強制的に放出するための冷却ファン１９が設けられている。

図３の光照射装置１１の場合、例えば、光照射装置１１の全光源１２を１つのブロックとして構成してもよく、また、副走査方向Ｙに沿う光源１２の列ごとにそれぞれをブロックとして構成することも可能である。なお、図３では、個々の光源１２がそれぞれ１つの紫外線発光ダイオードで構成されている例を示したが、これに限定されず、個々の光源１２を、例えば図４に示すような複数の紫外線発光ダイオード１２１で構成されたＬＥＤチップとして構成することも可能である。

本実施形態では、１つのブロックとされた複数の光源のうち、キャリッジ２段目の記録ヘッド１０Ｗ〜１０Ｓ２から吐出されたインクに光を照射する光源部分には、その光源部分に印加される電圧を、半導体発光素子を発光させるために必要な電圧より低下させるための短絡回路１３ａ、１３ｂがそれぞれ設けられている。

インクジェット記録装置１には、図２のブロック図に示すように、交流電源Ｖから交流電力を受電し、所定の電圧の直流電力に変換する定電圧電源１４が設けられている。本実施形態では、定電圧電源１４は、６０［Ｖ］以下の所定の電圧の直流電力を出力するようになっている。定電圧電源１４には、前記光源のブロックの数すなわち本実施形態では光照射装置１１ａ、１１ｂの数にあわせて２つの定電流回路１５ａ、１５ｂがそれぞれ独立に接続されている。

定電流回路１５ａ、１５ｂは、それぞれ定電圧電源１４から供給される直流電力を後述する制御部１６の制御信号に従って所定の電流値の直流電力に変換して各光照射装置１１ａ、１１ｂの光源１２ａ、１２ｂに供給するようになっている。ただし、本実施形態では、前記定電圧電源１４の場合と同様に、定電流回路１５ａ、１５ｂから出力される直流電力の電圧が６０［Ｖ］を超えないように構成されている。

定電流回路１５ａ、１５ｂには、制御部１６が接続されている。制御部１６は、定電流回路１５ａ、１５ｂにそれぞれ制御信号を印加して定電流回路１５ａ、１５ｂから光源１２ａ、１２ｂに供給される直流電力の電流値を制御するようになっている。

本実施形態では、制御部１６は、定電流回路１５ａ、１５ｂから少なくとも２つ以上の電流値の直流電力を光源１２ａ、１２ｂに供給させるようになっており、必要に応じて電流値を変化させて光源１２ａ、１２ｂから照射される光の照度を変化させるようになっている。

なお、制御部１６は、定電流回路１５ａ、１５ｂから光源１２ａ、１２ｂに供給させる直流電力の電流値を例えば０［Ａ］として点灯させる必要のない光源１２ａ、１２ｂを消灯させたり、定電圧電源１４に制御信号を印加して所定の電圧の直流電力の出力を停止するなどして光源１２ａ、１２ｂを消灯させることも可能であり、必要に応じて適宜光源の点灯、消灯を制御するようになっている。

制御部１６には、前述した短絡回路１３ａ、１３ｂが接続されている。記録ジョブにおいてキャリッジ２段目の記録ヘッド１０Ｗ〜１０Ｓ２からホワイトインクやクリアクリアインク、特色インクが吐出されず、光照射装置１１ａ、１１ｂの記録ヘッド１０Ｗ〜１０Ｓ２から吐出されたインクに光を照射する光源部分を点灯させる必要がない場合には、制御部１６は、短絡回路１３ａ、１３ｂに所定の電圧を印加して短絡を生じさせることで、各光照射装置１１ａ、１１ｂに定電流回路１５ａ、１５ｂから直流電力が供給されてもその光源部分の光源１２ａ、１２ｂを点灯させないようになっている。

次に、本実施形態に係るインクジェット記録装置１の作用について説明する。

画像記録時には、キャリッジ６は、プラテン４上で停止した記録媒体Ｓの上方を主走査方向Ｘに往復移動の往動作または復動作を行い、それにあわせて記録ヘッド１０が記録媒体Ｓ上を走査して、ノズルから適宜インクが吐出される。続いて、キャリッジ６の動作に伴って光照射装置１１ａ、１１ｂが記録媒体Ｓ上に着弾したインクの上方に搬送され、光の照射を受けてインクが硬化し、記録媒体Ｓに記録ヘッド１０のノズル列に相当する記録幅分の画像が記録される。

そして、記録ヘッド１０が主走査方向Ｘの一方向に走査して記録を終えると、搬送ローラが回転して記録媒体Ｓをプラテン４上で副走査方向Ｙに所定量だけ搬送して停止させ、記録ヘッド１０および光照射装置１１ａ、１１ｂが主走査方向Ｘの反対方向に走査して記録を行い、搬送ローラが再度記録媒体Ｓを副走査方向Ｙに所定量だけ搬送して停止させる。このようにして、記録ヘッド１０の主走査方向Ｘの走査と搬送ローラによる記録媒体Ｓの副走査方向Ｙへの間欠搬送とが連動されて、記録媒体Ｓ上に所定の画像が記録される。

上記の光の照射の際、交流電源Ｖから交流電力を受電し、所定の電圧の直流電力に変換する定電圧電源１４から所定の電圧の直流電力の供給を受けた定電流回路１５ａ、１５ｂから制御部１６の制御信号に従って所定の電流値の直流電力が光照射装置１１ａ、１１ｂにそれぞれ供給されて、光照射装置１１ａ、１１ｂの光源１２ａ、１２ｂが点灯される。

その際、制御部１６は、作業者からの入力指示または記録媒体Ｓの種類や搬送速度等の設定に従って定電流回路１５ａ、１５ｂに制御信号を印加して、光照射装置１１ａ、１１ｂから照射される光の照度が必要な照度となるように定電流回路１５ａ、１５ｂから出力される直流電力の電流値を調整する。

また、複数の光源１２ａ、１２ｂが直列に接続されているため、光源１２ａ、１２ｂが多いと所定の電流値を供給する定電流回路１５ａ、１５ｂから出力される直流電力の電圧が６０［Ｖ］を超えてしまう場合があり得る。そのような場合には、本実施形態ではそれぞれ１つのブロックとされている光源１２ａ、１２ｂをさらに複数のブロックに分割し、定電流回路を増設して１つのブロックに１つの定電流回路から直流電力を供給するように構成すれば、各定電流回路から出力される直流電力の電圧が６０［Ｖ］を超えないようにすることができる。

また、ホワイトインクやクリアクリアインク、特色インクを使用しない記録ジョブにおいて、制御部１６から各短絡回路１３ａ、１３ｂに所定の電圧を印加して短絡を生じさせてキャリッジ２段目の記録ヘッド１０Ｗ〜１０Ｓ２に対応する光照射装置１１ａ、１１ｂの光源部分を点灯させないようにする。このように制御することで、光の照射が不要な光源部分の光源１２ａ、１２ｂを消灯させて光を無駄に照射しないようにすることが可能となる。

以上のように、本実施形態に係るインクジェット記録装置１によれば、光源として半導体発光素子を用いることで光源に供給する直流電力の低電圧化を図ることができ、複数の半導体発光素子を用いる場合でも、光源の個数や所定個数の光源からなる光源のブロックの数に応じて定電流回路を設けることで、個々の定電流回路から出力される直流電力を低い電圧に抑えることが可能となる。

そのため、定電流回路を含む電源から装置に供給される電力の電圧が低く抑えられるから、例えばジャム処理等で作業者が装置内に手などを入れた場合にも感電する危険性がなくなり或いはその危険性が低減され、インクジェット記録装置を安全なものとすることが可能となる。

また、プロセスカラー以外のインクを使用しないような場合には、短絡回路を駆動させて光照射装置内で短絡を生じさせ、点灯する必要のない光源を適切に消灯させることができるため、半導体発光素子を効率良く発光させることが可能となるとともに、無駄な電力消費が防止される。

さらに、光源を各光源や所定個数の光源からなる光源のブロックに分割することで、各光源や光源のブロックに供給する電力をそれぞれ６０［Ｖ］以下に抑えることが可能となるので、前記のように作業者が感電する危険性が低減されると同時に、各光源に対する定電流回路等をそれぞれ低容量化することが可能となり、電源回路のコスト低減を図ることが可能となる。

なお、本実施形態および第２の実施形態において、光源に供給する直流電力の電流値を一定の範囲で連続的に変化させるように構成することも可能であり、また、電流値が離散的な値をとるように変化させるように構成することも可能である。また、通常、各定電流回路から各光照射装置に対して同一の電流値が出力されるように制御されるが、制御部の制御により各定電流回路からそれぞれ異なる電流値を出力するように構成することも可能である。

［第２の実施の形態］
第２の実施形態では、インクジェット記録装置がラインヘッド方式の装置である場合について説明する。

本実施形態に係るインクジェット記録装置２０では、図５に示すように、略水平に配設される平板状のプラテン２１上に非記録面側から支持された記録媒体Ｓの上方に、複数の記録ヘッド２２が図中矢印Ｚで示される記録媒体Ｓの搬送方向に直交する方向に並設されている。

本実施形態では、図５に示すように、例えばイエロー（Ｙ）等の単色のインクを吐出する記録ヘッド２２が３つのユニット２２Ｙａ、２２Ｙｂ、２２Ｙｃに分割され、各ユニット２２Ｙａ、２２Ｙｂ、２２Ｙｃが搬送方向Ｚにずらされた千鳥状に配置されている。なお、図５にはイエロー（Ｙ）のインクを吐出する記録ヘッド２２およびそれに対応する光照射装置２３ａ〜２３ｃのみが記載されているが、マゼンタ（Ｍ）等の他のプロセスカラーのインクやホワイトインク等の非プロセスカラーのインクを吐出する記録ヘッドおよびそれに対応する光照射装置がさらに搬送方向Ｚに並設されている。

各記録ヘッド２２の下面に複数のノズルＮが形成されていることや、記録ヘッド２２に圧電素子が配設されていること等は、前記第１の実施形態の記録ヘッド１０の場合と同様である。また、用いられるインクの組成等も前記第１の実施形態の場合と同様である。

記録ヘッド２２の搬送方向Ｚの下流側には、各記録ヘッドのユニット２２Ｙａ、２２Ｙｂ、２２Ｙｃにそれぞれ対応する光照射装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃが記録ヘッドユニット２２Ｙａ、２２Ｙｂ、２２Ｙｃから所定の間隔をおいて配設されており、各光照射装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃの内部には記録媒体Ｓに吐出された光硬化型インクに光を照射する所定個数の光源２４ａ、２４ｂ、２４ｃが配設されている。

光源２４ａ、２４ｂ、２４ｃはそれぞれ半導体発光素子、特に紫外線発光ダイオードで構成されており、各光照射装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃに配設される所定個数の光源２４ａ、２４ｂ、２４ｃはそれぞれブロックを構成している。光照射装置に配設される光源を１つまたは複数のＬＥＤチップ等で構成することも可能である。

また、本実施形態では、各ブロックの光源２４ａ、２４ｂ、２４ｃはそれぞれ直列に接続されている。また、１つのブロックとされた複数の光源のうち、図中Ａで示される基準位置から遠い側の光源部分には、その光源部分に印加される電圧を、半導体発光素子を発光させるために必要な電圧より低下させるための短絡回路２５ａ、２５ｂ、２５ｃがそれぞれ設けられている。

インクジェット記録装置１に、交流電源Ｖから交流電力を受電し、所定の電圧の直流電力に変換する定電圧電源２６が設けられており、定電圧電源２６は６０［Ｖ］以下の所定の電圧の直流電力を出力するようになっている。また、定電圧電源２６には、前記光源のブロックの数にあわせて３つの定電流回路２７ａ、２７ｂ、２７ｃがそれぞれ独立に接続されている。

定電流回路２７ａ、２７ｂ、２７ｃはそれぞれ定電圧電源２６から供給される直流電力を後述する制御部２８の制御信号に従って所定の電流値の直流電力に変換して各光照射装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃの光源２４ａ、２４ｂ、２４ｃに供給するようになっている。また、本実施形態においても、前記定電圧電源２６の場合と同様に、定電流回路２７ａ、２７ｂ、２７ｃから出力される直流電力の電圧が６０［Ｖ］を超えないように構成されている。

定電流回路２７ａ、２７ｂ、２７ｃには、制御部２８が接続されており、制御部２８は、定電流回路２７ａ、２７ｂ、２７ｃにそれぞれ制御信号を印加して定電流回路２７ａ、２７ｂ、２７ｃから光源２４ａ、２４ｂ、２４ｃに供給される直流電力の電流値を制御するようになっている。

本実施形態においても、制御部２８は、定電流回路２７ａ、２７ｂ、２７ｃから少なくとも２つ以上の電流値の直流電力を光源２４ａ、２４ｂ、２４ｃに供給させて光源２４ａ、２４ｂ、２４ｃから照射される光の照度を変化させるようになっている。なお、制御部２８が、定電流回路２７ａ、２７ｂ、２７ｃから光源２４ａ、２４ｂ、２４ｃに供給させる直流電力の電流値を例えば０［Ａ］としたり、定電圧電源２６からの所定の電圧の直流電力の出力を停止するなどして、必要に応じて光源２４ａ、２４ｂ、２４ｃの点灯、消灯を適宜制御するようになっていることは前記第１の実施形態の場合と同様である。

また、制御部２８には、短絡回路２５ａ、２５ｂ、２５ｃが接続されており、制御部２８は、必要に応じて各光照射装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃの基準位置Ａから遠い側の光源部分の光源２４ａ、２４ｂ、２４ｃを点灯させないようになっている。

次に、本実施形態に係るインクジェット記録装置２０の作用について説明する。

画像記録時には、記録媒体Ｓは、記録ヘッド２２の下方を連続的に搬送方向Ｚに搬送される。そして、記録ヘッド２２から吐出され記録媒体Ｓ上に着弾したインクが記録媒体Ｓの搬送に伴って光照射装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃの下方に移動し、光照射装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃの光源２４ａ、２４ｂ、２４ｃからの光の照射を受けてインクが硬化し、記録媒体Ｓに定着して記録媒体Ｓ上に所定の画像が記録される。

上記の光の照射の際、交流電源Ｖから交流電力を受電し、所定の電圧の直流電力に変換する定電圧電源２６から所定の電圧の直流電力の供給を受けた定電流回路２７ａ、２７ｂ、２７ｃから制御部２８の制御信号に従って所定の電流値の直流電力が光照射装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃにそれぞれ供給されて、光照射装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃの光源２４ａ、２４ｂ、２４ｃが点灯される。その際、制御部２８は、作業者からの入力指示または記録媒体Ｓの種類や搬送速度等の設定に従って定電流回路２７ａ、２７ｂ、２７ｃに制御信号を印加して、光照射装置２３ａ、２３ｂ、２３ｃから照射される光の照度が必要な照度となるように定電流回路２７ａ、２７ｂ、２７ｃから出力される直流電力の電流値を調整する。

また、光源２４ａ、２４ｂ、２４ｃの数が多く定電流回路２７ａ、２７ｂ、２７ｃから出力される直流電力の電圧が６０［Ｖ］を超えてしまう場合には、それぞれ１つのブロックとされている光源２４ａ、２４ｂ、２４ｃをさらに複数のブロックに分割し、定電流回路を増設して、各定電流回路から出力される直流電力の電圧が６０［Ｖ］を超えないようにすることができる。

また、図５に示すように、通常、記録媒体Ｓはその端部が基準位置Ａに位置するようにプラテン２１上に配置される。そのため、記録媒体Ｓの大きさが例えば図中の記録媒体Ｓａ、Ｓｂ、Ｓｃのように異なる場合、特に幅が狭い記録媒体Ｓａ、Ｓｂの場合には、基準位置Ａから遠い記録ヘッドのユニット２２Ｙｂ、２２Ｙｃの一部のノズルＮからはインクが吐出されず、それに対応する光照射装置２３ｂ、２３ｃの光源２４ｂ、２４ｃをすべて点灯させる必要がない場合がある。

このような場合、制御部２８は、例えば記録媒体Ｓが記録媒体Ｓｂの大きさであることが入力されると、短絡回路２５ｃに所定の電圧を印加して短絡を生じさせて光照射装置２３ｃの短絡された光源部分を点灯させないようにする。また、制御部２８は、例えば記録媒体Ｓが記録媒体Ｓａの大きさであることが入力されると、定電流回路２７ｃを制御して定電流回路２７ｃから光照射装置２３ｃへの直流電力の供給を停止して光照射装置２３ｃの全光源２４ｃを点灯させないようにし、短絡回路２５ｂに所定の電圧を印加して短絡を生じさせて光照射装置２３ｂの短絡された光源部分を点灯させないようにする。

このように制御することで、光の照射が不要な光照射装置や光照射装置の一定の光源部分を消灯させて光を無駄に照射しないようにすることが可能となる。

以上のように、本実施形態に係るインクジェット記録装置２０によっても、光源として半導体発光素子を用いることで光源に供給する直流電力の低電圧化を図ることができ、複数の半導体発光素子を用いる場合でも、光源の個数や所定個数の光源からなる光源のブロックの数に応じて定電流回路を設けることで、個々の定電流回路から出力される直流電力を低い電圧に抑えることが可能となる。

そのため、定電流回路を含む電源から装置に供給される電力の電圧が低く抑えられるから、例えばジャム処理等で作業者が装置内に手などを入れた場合にも感電する危険性がなくなり或いはその危険性が低減され、インクジェット記録装置を安全なものとすることが可能となる。

また、記録媒体の大きさに応じて光照射装置の光源を消灯させ、また、短絡回路を駆動させて光照射装置内で短絡を生じさせ、点灯する必要のない光源を適切に消灯させることができるため、半導体発光素子を効率良く発光させることが可能となるとともに、無駄な電力消費が防止される。

さらに、光源を各光源や所定個数の光源からなる光源のブロックに分割することで、各光源や光源のブロックに供給する電力をそれぞれ６０［Ｖ］以下に抑えることが可能となるので、前記のように作業者が感電する危険性が低減されると同時に、各光源に対する定電流回路等をそれぞれ低容量化することが可能となり、電源回路のコスト低減を図ることが可能となる。

ところで、第２の実施形態に係るラインヘッド方式のインクジェット記録装置２０において、図６に示すように、光照射装置３０が１本の長尺の装置として構成される場合も少なくない。

そのような場合には、光照射装置３０の複数の光源を所定個数の光源からなる複数のブロックＢａ、Ｂｂ、Ｂｃに分割し、各ブロックＢａ、Ｂｂ、Ｂｃにそれぞれ定電流回路２７ａ、２７ｂ、２７ｃを接続し、また、各ブロックＢａ、Ｂｂ、Ｂｃの光源３１ａ、３１ｂ、３１ｃのうち基準位置Ａから遠い側の光源部分にそれぞれ短絡回路３２ａ、３２ｂ、３２ｃを設けて、各短絡回路３２ａ、３２ｂ、３２ｃを制御部２８で制御するように構成することで、光照射装置が図５に示したように千鳥状に並設された場合とまったく同様の効果を得ることが可能となる。

なお、前記第２の実施形態および図６に示したその変形例においては、記録ヘッド２２が３つのユニット２２Ｙａ、２２Ｙｂ、２２Ｙｃに分割され、各ユニット２２Ｙａ、２２Ｙｂ、２２Ｙｃが搬送方向Ｚにずらされ千鳥状に配置される場合について説明したが、本発明は、ユニットの数が３個の場合に限定されない。また、記録ヘッドが１本の長尺のヘッドとして構成される場合にも本発明が適用される。

また、前記各実施形態やその変形例において、定電圧電源や定電流回路から出力される電力の電圧が６０［Ｖ］以下とされることが望ましいことは上述したとおりであるが、反対に、出力される電力の電圧を下げ過ぎると、装置に一定の電力を供給するために定電圧電源から定電流回路に出力される電力の電流値が高くなるため、配線経路での電力損失が上昇し、また、定電圧電源や定電流回路における電源回路の変換効率が低下してしまう。また、電流値が高くなるため配線を太くせざるを得なくなるが、その分回路や配線のコストが上昇してしまう。そのため、定電圧電源や定電流回路から出力される電力の電圧を下げる場合には２０［Ｖ］程度を下限とすることが望ましい。

第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す外観斜視図である。 図１のインクジェット記録装置の制御構成を示すキャリッジ部分を含むブロック図である。 光照射装置の構成の一例を示す斜視図である。 複数の紫外線発光ダイオードで構成されたチップを示す斜視図である。 第２の実施形態に係るインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。 図５のインクジェット記録装置の変形例の制御構成を示すブロック図である。

符号の説明

１、２０ インクジェット記録装置
１０、２２ 記録ヘッド
１１、１１ａ、１１ｂ、２３ａ〜２３ｃ 光照射装置
１２、１２ａ、１２ｂ、２４ａ〜２４ｃ、３１ａ〜３１ｃ 光源
１３ａ、１３ｂ、２５ａ〜２５ｃ、３２ａ〜３２ｃ 短絡回路
１４、２６ 定電圧電源
１５ａ、１５ｂ、２７ａ〜２７ｃ 定電流回路
１６、２８ 制御部
Ｂａ、Ｂｂ、Ｂｃ ブロック
Ｓ 記録媒体

Claims (9)

1. 記録媒体に光硬化型インクを吐出する記録ヘッドと、
   半導体発光素子で構成され、前記記録ヘッドから記録媒体に吐出された光硬化型インクに光を照射する複数の光源と、
   交流電力を受電し、所定の電圧の直流電力に変換する定電圧電源と、
   前記定電圧電源から供給される直流電力を所定の電流値の直流電力に変換して前記光源に供給する定電流回路と、
   前記定電流回路から供給する直流電力の前記電流値を制御する制御部と
   を備え、
   前記複数の光源は、直列に接続されており、
   前記定電流回路は、前記複数の光源の個数、または前記複数の光源を所定個数の光源からなる複数のブロックに分割した場合の前記ブロックの数に応じて複数備えられていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記定電流回路に接続された前記複数の光源または前記ブロックに属する所定個数の光源は、その一部にその部分の電圧を前記半導体発光素子を発光させるために必要な電圧より低下させるための短絡回路が設けられており、
   前記短絡回路は、前記制御部により制御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. 前記定電圧電源は、その出力側の電圧が６０［Ｖ］以下とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記定電流回路は、その出力側の電圧が６０［Ｖ］以下とされていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記定電流回路は、前記制御部の制御に従って少なくとも２つ以上の電流値の直流電力を供給可能とされてい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. 前記半導体発光素子は紫外線発光ダイオードであり、前記各光源はそれぞれ１つの紫外線発光ダイオードで構成されていることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記半導体発光素子は紫外線発光ダイオードであり、前記各光源はそれぞれ複数の紫外線発光ダイオードで構成された１つのチップであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記定電流回路は、紫外線発光ダイオードである半導体発光素子で構成された複数の光源が配設された光照射装置ごとに備えられていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
9. 前記定電流回路は、紫外線発光ダイオードである半導体発光素子で構成された複数の光源が配設された光照射装置内の所定個数の光源からなる各ブロックごとに備えられていることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。

Images