JP2008188984A - 紫外線照射装置および該紫外線照射装置を用いた記録装置、ならびに記録方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フルカラー印刷等の多色印刷のために記録媒体上に付着された複数色の紫外線硬化型のカラーインクを、にじみや色混じりという不具合を招くことなく、良好に硬化させることのできる紫外線照射装置を提供する。
【解決手段】紫外線照射装置１９０Ａ，１９０Ｂは、紫外線硬化型インクを噴射する印刷ヘッド５２を搭載するキャリッジ５０に取り付けられ、印刷ヘッド５２が印刷用紙Ｐ上に噴射したインク膜１９６に対して紫外線を照射する複数の紫外線光源１９２，１９３を備える。印刷ヘッド５２近傍の印刷用紙Ｐ上を照射する紫外線光源１９２の紫外線１９２ａは、印刷ヘッド５２近傍からキャリッジ５０の移動方向に沿って離れた印刷用紙Ｐ上を照射する紫外線光源１９３の紫外線１９３ａよりも、波長が短い。
【選択図】図２

Description

本発明は、記録ヘッドが記録媒体上に噴射した紫外線硬化型インクに対して紫外線を照射する紫外線光源を備えた紫外線照射装置および該紫外線照射装置を用いた記録装置、ならびに記録方法に関するものである。

近年、インクジェットプリンタ等で使用するインクとして、紫外線硬化型インクが注目されている。
紫外線硬化型インクが通常の水性インクや油性インクと異なる点は、記録媒体（印刷用紙）等に付着させた後、適量の紫外線を照射すれば速やかに硬化して、インク浸透性等の記録媒体の物性に左右されずに、安定した印刷品質を維持できる点である。

このような紫外線硬化型インクを使用するインクジェット式記録装置（インクジェットプリンタ）では、紫外線硬化型インクを微粒のインク滴として噴射して記録媒体に付着させる記録ヘッドの周辺に、記録媒体上に付着させたインクに紫外線を照射する紫外線照射装置を装備することが必要であり、記録ヘッドを搭載して記録媒体の幅方向に往復移動するキャリッジに前記紫外線照射装置を装備したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平２００４−２３７６０３号公報

ところで、一般に波長の長い紫外線は、波長の短い紫外線よりもインク膜に対する透過力が強くなり、波長の短い紫外線は、波長の長い紫外線よりもフォトン1個が持つエネルギーが大きくなる傾向がある。そのため、例えば記録媒体に付着させるインクの粘度が低く、インク膜の膜厚が比較的薄いフルカラー印刷（多色印刷）時には、複数種の紫外線硬化型のカラーインクが重なった部分に、にじみや色混じりという問題が発生することがあった。これは、粘度が低く、膜厚が薄いインク膜に照射する紫外線の波長が長いと、インク膜の内奥から順次硬化が始まり、表面側の硬化が遅れるためである。

従って、本発明の目的は上記課題を解消することに係り、フルカラー印刷等の多色印刷のために記録媒体上に付着された複数色の紫外線硬化型のカラーインクを、にじみや色混じりという不具合を招くことなく、良好に硬化させることのできる紫外線照射装置および記録方法を提供することである。また、本発明は上記紫外線照射装置を用いた記録装置を提供することを目的とする。

本発明の上記目的は、記録ヘッドが記録媒体上に噴射した複数の紫外線硬化型インクに対して紫外線を照射する紫外線光源を備えた紫外線照射装置であって、
前記記録ヘッド近傍の前記記録媒体上を照射する前記紫外線光源の紫外線は、前記記録ヘッド近傍から離れた前記記録媒体上を照射する前記紫外線光源の紫外線よりも、波長が短いことを特徴とする紫外線照射装置によって達成される。

上記構成の紫外線照射装置によれば、記録ヘッドからの噴射で記録媒体上に付着させたインク膜に対して、先ず、記録ヘッド近傍の記録媒体上を照射する波長の短い紫外線が照射され、大きなエネルギーでインク膜の表面を硬化させる。その後、記録ヘッド近傍から離れた記録媒体上を照射する波長の長い紫外線がインク膜に対して照射され、インク膜の内奥を硬化させる。
そこで、例えばインクの粘度が低く、インク膜の膜厚が比較的薄い多色印刷時にも、記録媒体上に付着された複数の紫外線硬化型インクを、にじみや色混じりという不具合を招くことなく、良好に硬化させることができる。
なお、ここで指す「波長」とは、光源から放たれる光のピークとなる波長のことを示す。

また、上記構成の紫外線照射装置において、前記紫外線照射装置は複数の紫外線光源を備えるとともに、前記複数の紫外線光源が、前記記録ヘッド近傍に配置された短波長用光源と、該短波長用光源よりも前記記録ヘッドから離れて配置された長波長用光源と、を備えることが望ましい。

上記構成の紫外線照射装置によれば、記録ヘッドからの噴射で記録媒体上に付着させたインク膜に対して、先ず、記録ヘッド近傍に配置された短波長用光源から、記録ヘッド近傍の記録媒体上を照射する波長の短い紫外線が照射され、大きなエネルギーでインク膜の表面を硬化させる。その後、前記短波長用光源よりも前記記録ヘッドから離れて配置された長波長用光源から、記録ヘッド近傍から離れた記録媒体上を照射する波長の長い紫外線がインク膜に対して照射され、インク膜の内奥を硬化させる。
また、この様な構成の紫外線照射装置によれば、短波長用光源及び長波長用光源のレイアウトが容易で、紫外線光源の構成が簡単となるので、製造コストを低減することができる。

また、上記構成の紫外線照射装置において、前記複数の紫外線光源は、前記記録ヘッド近傍から離れるにしたがって波長が順次長くなる紫外線を前記記録媒体上に照射することが望ましい。

この様な構成の紫外線照射装置によれば、記録媒体上に噴射されたインク膜に対して、短い波長から順次、段階的に波長が長くなる紫外線を照射することができる。そこで、記録媒体上に付着された複数の紫外線硬化型インクを、にじみや色混じりという不具合を招くことなく、インク膜の表面から順次硬化させて、最後に内奥側を硬化させることができ、インク膜全体を確実に硬化させることができる。

また、上記構成の紫外線照射装置は、前記紫外線光源から出射された紫外線を波長が異なる複数の紫外線に分離する手段を備えることも望ましい。

上記構成の紫外線照射装置によれば、記録ヘッドからの噴射で記録媒体上に付着させたインク膜に対して、先ず、波長が異なる複数の紫外線に分離する手段により分離された波長の短い紫外線が記録ヘッド近傍の記録媒体上に照射され、大きなエネルギーでインク膜の表面を硬化させる。その後、前記手段により分離された波長の長い紫外線が記録ヘッド近傍から離れた記録媒体上に照射され、インク膜の内奥を硬化させる。
かかる手段によれば紫外線光源を複数設置しなくとも、紫外線光源から出射された紫外線を、波長の異なる複数の紫外線に分離可能である。

尚、上記構成の紫外線照射装置において、前記手段が、特定の波長を優先的に透過させるフィルタであることが望ましい。

このような構成の紫外線照射装置によれば、紫外線光源から記録媒体上に照射される紫外線は、紫外線光源と記録媒体との間に介在する各フィルタにより確実に波長分離され、波長の短い紫外線が波長の長い紫外線よりも先に記録媒体上のインクに照射される状態を得ることができる。

また、上記構成の紫外線照射装置において、前記フィルタと対向する位置に反射機構が配置され、前記紫外線光源から出射された紫外線を前記各フィルタ側に反射することが望ましい。

このような構成の紫外線照射装置によれば、紫外線光源から前記各フィルタ側とは反対側に出射された紫外線も、反射機構による反射によって各フィルタ側に戻され、紫外線硬化型インクの硬化用に活用されるため、紫外線光源から出射される紫外線の利用効率が向上する。
また、例えば、反射機構の反射面を、紫外線光源の発光中心を焦点とする放物曲面とすることで、各フィルタを透過する紫外線方向を揃えて、インクに照射される紫外線強度の均一化を図ることができ、紫外線照射によるインクの硬化性能を安定させることができる。

また、上記構成の紫外線照射装置において、前記手段は、前記記録ヘッド近傍から離れるにしたがって透過させる波長が順次長くなるように紫外線を分離することが望ましい。

このような構成の紫外線照射装置によれば、記録媒体上に噴射されたインク膜に対して、短い波長から順次、段階的に波長が長くなる紫外線を照射することができる。

更に、上記構成の紫外線照射装置において、前記記録ヘッドが前記記録媒体の幅方向にわたって設けられたライン型ヘッドであり、
前記記録ヘッド近傍の前記記録媒体上を照射する前記紫外線光源の紫外線は、前記記録ヘッド近傍から前記記録媒体の送り方向に沿って離れた前記記録媒体上を照射する前記紫外線光源の紫外線よりも、波長が短いことが望ましい。

この様な構成の紫外線照射装置によれば、ライン型ヘッドからの噴射で記録媒体上に付着させたインク膜に対して、先ず、排紙側のライン型ヘッド近傍の記録媒体上を照射する波長の短い紫外線が照射され、大きなエネルギーでインク膜の表面を硬化させる。その後、記録媒体を送りながら、ライン型ヘッド近傍から記録媒体の送り方向に沿って離れた記録媒体上を照射する波長の長い紫外線がインク膜に対して照射され、インク膜の内奥を硬化させることができる。

また、上記構成の紫外線照射装置において、前記記録ヘッドがキャリッジに搭載されたヘッドであり、
前記記録ヘッド近傍の前記記録媒体上を照射する前記紫外線光源の紫外線は、前記記録ヘッド近傍から前記キャリッジの移動方向に沿って離れた前記記録媒体上を照射する前記紫外線光源の紫外線よりも、波長が短いことが望ましい。

このような構成の紫外線照射装置によれば、記録ヘッドからの噴射で記録媒体上に付着させたインク膜に対して、先ず、記録ヘッド近傍の記録媒体上を照射する波長の短い紫外線が照射され、大きなエネルギーでインク膜の表面を硬化させる。その後、キャリッジを移動しながら、記録ヘッド近傍からキャリッジの移動方向に沿って離れた記録媒体上を照射する波長の長い紫外線がインク膜に対して照射され、インク膜の内奥を硬化させることができる。

また、上記構成の紫外線照射装置において、前記紫外線照射装置が、前記キャリッジの移動方向に沿った両側端に設けられることが望ましい。

この様な構成の紫外線照射装置によれば、キャリッジを往復動させながら記録ヘッドからインクを記録媒体上に噴射し、ヘッド走査方向の後方側に位置する紫外線照射装置が紫外線を照射することで、キャリッジのヘッド走査方向に関わらずインク膜を速やかに硬化させることができ、印刷スピードを向上させることができる。

また、上記構成の紫外線照射装置において、前記紫外線光源は、ＬＥＤ、ＬＤ、水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ又はエキシマランプから選択した少なくとも一つであることが望ましい。
特に、紫外線照射装置を複数の紫外線光源を有する構成とした場合、紫外線光源としてＬＥＤ又はＬＤのいずれかを使用することにより、フィルタ等を使用せずとも、光源単体で短波長及び長波長の紫外線光源をそれぞれ用意できる。そこで、例えば紫外線光源として水銀灯ランプやメタルハライドランプその他のランプ類を使用した場合と比較して、フィルタ等の装備のために紫外線照射装置が大型化することを回避でき、また、フィルタによる吸収で出射された紫外線強度が低下することがなく、効率良く、紫外線硬化型インクの硬化を実施できる。
一方、紫外線光源から出射された紫外線をフィルタによって複数の波長が異なる紫外線に分離する構成とした場合には、フィルタで紫外線の波長を調整できることから、紫外線光源の選択自由度が高い。したがって、例えば、紫外線硬化型のカラーインクに含有される発色用の色材（顔料又は染料）によって吸収する紫外線の波長域や、硬化温度等が相異する場合、そのインクの物性に適した波長域や発熱温度の紫外線光源を選択することで、より効率良く、紫外線の照射によるインクの硬化処理を実現できる。

また、本発明の上記目的は、上記紫外線照射装置を備えた記録装置により達成される。

このような構成の記録装置によれば、例えばインクの粘度が低く、インク膜の膜厚が比較的薄い多色印刷時にも、記録媒体上に付着された複数の紫外線硬化型インクを、にじみや色混じりという不具合を招くことなく、良好に記録を行うことができる。

また、本発明の上記目的は、複数の紫外線硬化型インクを用いて記録媒体上に多色印刷する記録方法であって、
記録ヘッドから前記記録媒体上に噴出された前記複数の紫外線硬化型インクを硬化する際、前記記録ヘッド近傍の前記記録媒体上を照射する前記紫外線光源の紫外線は、前記記録ヘッド近傍から離れた前記記録媒体上を照射する前記紫外線光源の紫外線よりも、波長が短い紫外線を照射することによって前記紫外線硬化型インクを硬化することを特徴とする記録方法によって達成される。

このような構成の記録方法によれば、例えばインクの粘度が低く、インク膜の膜厚が比較的薄い多色印刷時にも、記録媒体上に付着された複数の紫外線硬化型インクを、にじみや色混じりという不具合を招くことなく、良好に記録を行うことができる。

以下、本発明に係る紫外線照射装置および該紫外線照射装置を用いた記録装置、並びに紫外線照射方法の実施形態の例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る紫外線照射装置を搭載したインクジェット式記録装置の斜視図である。

図１に示したインクジェットプリンタ（インクジェット式記録装置）２０は、記録媒体である印刷用紙Ｐを副走査方向ＳＳに送る紙送りモータ３０と、プラテン４０と、紫外線硬化型インクを微少粒径にしてヘッドノズルから噴射して印刷用紙Ｐに付着させる記録ヘッドとしての印刷ヘッド５２と、この印刷ヘッド５２を搭載したキャリッジ５０と、キャリッジ５０を主走査方向ＭＳに移動させるキャリッジモータ６０と、印刷ヘッド５２によって紫外線硬化型インクを付着させた印刷用紙Ｐ上のインク付着面に紫外線を照射する一対の紫外線照射装置９０Ａ、９０Ｂとを備えている。

キャリッジ５０は、キャリッジモータ６０に駆動される牽引ベルト６２によって牽引され、ガイドレール６４に沿って移動する。
図１に示した印刷ヘッド５２は、３色以上のインクを噴射するフルカラー印刷用の所謂シリアル型ヘッドであり、各色毎に多数のヘッドノズルが備えられている。この印刷ヘッド５２が搭載されるキャリッジ５０には、上記の印刷ヘッド５２の他に、印刷ヘッド５２に供給される黒色インクを収容したブラックインク容器としてのブラックカートリッジ５４と、印刷ヘッド５２に供給されるカラーインクを収容したカラーインク容器としてのカラーインクカートリッジ５６とが搭載されている。
各カートリッジ５４，５６に収容されているインクは、所謂紫外線硬化型インクである。

キャリッジ５０のホームポジション（図１の右側の位置）には、停止時に印刷ヘッド５２のノズル面を密閉するためのキャッピング装置８０が設けられている。印刷ジョブが終了してキャリッジ５０がこのキャッピング装置８０の上まで到達すると、図示しない機構によってキャッピング装置８０が自動的に上昇して、印刷ヘッド５２のノズル面を密閉する。このキャッピングにより、ノズル内のインクの乾燥が防止される。キャリッジ５０の位置決め制御は、例えば、このキャッピング装置８０の位置にキャリッジ５０を正確に位置決めするために行われる。

図２は図１に示した紫外線照射装置９０Ａ（図２の１９０Ａに相当），９０Ｂ（図２の１９０Ｂに相当）の正面図、図３は図２のＡ−Ａ矢視図である。
紫外線照射装置１９０Ａ，１９０Ｂは、図１乃至図３に示すように、キャリッジ５０の移動方向に沿った両側端にそれぞれ取り付けられている。
図２に示すように、印刷ヘッド５２の向かって左側に取り付けられた紫外線照射装置１９０Ａは、キャリッジ５０が右方向（図２の矢印Ｂ方向）に移動する右走査時に、印刷用紙Ｐ上に吐出されたインク膜１９６に対して紫外線照射を行う。一方、印刷ヘッド５２の向かって右側に取り付けられた紫外線照射装置１９０Ｂは、キャリッジ５０が左方向（図２の矢印Ｃ方向）に移動する左走査時に、印刷用紙Ｐ上に吐出されたインク膜１９６に対して紫外線照射を行う。
各紫外線照射装置１９０Ａ、１９０Ｂは、キャリッジ５０に取り付けられて、出射する紫外線の波長が異なる２種の紫外線光源１９２，１９３をそれぞれ複数個ずつ整列支持した筐体１９４と、各紫外線光源１９２，１９３の発光及び消灯を制御する不図示の光源制御回路とを備えている。

各紫外線照射装置１９０Ａ、１９０Ｂに装備される紫外線光源１９２は、３６０ｎｍ程度の波長が短い紫外線を出射する短波長用光源であり、紫外線光源１９３は、紫外線光源１９２よりも波長が長い３９０ｎｍ程度の紫外線を出射する長波長用光源である。
本第１実施形態の場合、各紫外線照射装置１９０Ａ、１９０Ｂには、これら２種の紫外線光源１９２，１９３が、それぞれ２個ずつ配置されている。

また、これら２種の紫外線光源１９２，１９３は、図２及び図３に示すように、出射する紫外線の波長が短い紫外線光源１９２が、波長の長い紫外線光源１９３より印刷ヘッド５２に近い位置に配置されるように、複数個の紫外線光源１９２，１９３が、キャリッジ５０の移動方向（図２の矢印Ｂ又は矢印Ｃ方向）に沿って印刷ヘッド５２からの離間距離Ｌ１１，Ｌ１２（但し、Ｌ１１＜Ｌ１２）を有する複数の取り付け位置Ｓ１１，Ｓ１２に装備されている。

更に、各紫外線光源１９２，１９３の発光及び消灯を制御する不図示の光源制御回路は、紫外線光源１９２が出射する波長の短い紫外線が、紫外線光源１９３の出射する波長の長い紫外線よりも先に、印刷用紙Ｐ上に付着したインク膜１９６に照射されるように、各紫外線光源１９２，１９３の発光タイミングを制御する。

また、本第１実施形態の場合、各紫外線光源１９２，１９３には、ＬＥＤ又はＬＤのいずれかが使用される。そこで、フィルタ等を使用せずとも、光源単体で短波長及び長波長の紫外線光源をそれぞれ用意できる。そこで、例えば紫外線光源として水銀灯ランプやメタルハライドランプその他のランプ類を使用した場合と比較して、フィルタ等の装備のために紫外線照射装置が大型化することを回避でき、また、フィルタによる吸収で出射された紫外線強度が低下することがなく、効率良く、紫外線硬化型インクの硬化を実施できる。

尚、筐体１９４に搭載する紫外線光源の選択は、筐体１９４に搭載可能な許容寸法や、印刷ヘッド５２周囲の許容温度等を考慮して行われるので、ＬＥＤ又はＬＤに限らず、水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ及びエキシマランプから適宜選択した紫外線光源を使用することもできる。
即ち、紫外線硬化型のカラーインクに含有される発色用の色材（顔料又は染料）によって吸収する紫外線の波長域や、硬化温度等が相異する場合、そのインクの物性に適した波長域や発熱温度の紫外線光源を選択することで、より効率良く、紫外線照射によるインクの硬化処理を実現できる。

以上に説明した紫外線照射装置１９０Ａ、１９０Ｂによれば、図２に示すように、印刷ヘッド５２からの噴射で記録媒体である印刷用紙Ｐ上に付着させたインク膜１９６に対して、先ず、印刷ヘッド５２近傍の印刷用紙Ｐ上を照射する紫外線光源１９２により波長の短い紫外線１９２ａが照射され、大きなエネルギーでインク膜１９６の表面を硬化させる。その後、キャリッジ５０を移動しながら、印刷ヘッド５２近傍からキャリッジ５０の移動方向に沿って離れた印刷用紙Ｐ上を照射する紫外線光源１９３により波長の長い紫外線１９３ａがインク膜１９６に対して照射され、インク膜１９６の内奥を硬化させる。

そこで、本実施形態のようにインクの粘度が低く、インク膜の膜厚が比較的薄いフルカラー印刷時にも、紫外線照射装置１９０Ａ、１９０Ｂは印刷用紙Ｐ上に付着された複数の紫外線硬化型インクを、にじみや色混じりという不具合を招くことなく、良好に硬化させることができる。

尚、本発明に係る紫外線照射装置の構成は、上記実施形態における記録ヘッド、キャリッジ及び紫外線光源等の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは云うまでもない。
例えば、上記実施形態では、出射する紫外線の波長が異なる紫外線光源として、２つの紫外線光源１９２，１９３を装備したが、出射する紫外線の波長が異なる３種以上の紫外線光源を使用するようにしても良い。その場合には、印刷ヘッド５２からの離間距離が遠くなるほど、出射する紫外線の波長が順次長くなるように、各紫外線光源を配置すると良い。

また、上記実施形態においては、波長が短い紫外線１９２ａを出射する紫外線光源１９２を波長が長い紫外線１９３ａを出射する紫外線光源１９３よりも印刷ヘッド５２に近い位置に配置することにより、印刷ヘッド５２近傍の印刷用紙Ｐ上を照射する紫外線光源の紫外線が、印刷ヘッド５２近傍からキャリッジ５０の移動方向に沿って離れた印刷用紙Ｐ上を照射する紫外線光源の紫外線よりも、波長が短くなるように構成したが、紫外線光源１９２と紫外線光源１９３とをそれぞれ印刷ヘッド５２から等距離に配置したり、紫外線光源１９３を紫外線光源１９２よりも印刷ヘッド５２に近い位置に配置したりすることも可能である。即ち、紫外線光源１９２の紫外線１９２ａが印刷ヘッド５２近傍の印刷用紙Ｐ上を照射し、紫外線光源１９３の紫外線１９３ａが印刷ヘッド５２から離れた印刷用紙Ｐ上を照射するように、紫外線光源１９２，１９３の照射方向をそれぞれ設定すれば、紫外線光源１９２，１９３の取り付け位置は適宜変更することができる。

また、上記実施形態においては、記録媒体上に紫外線硬化型インクを噴射する印刷ヘッド５２として、所謂シリアル型ヘッドを用いたが、本発明の記録ヘッドはこれに限定されるものではない。
次に、本発明の第２実施形態に係る紫外線照射装置を搭載したインクジェット記録装置を説明する。
図４に示した本発明の第２実施形態に係るインクジェットプリンタ（インクジェット式記録装置）１は、記録媒体である印刷用紙Ｐを図示しない用紙トレーから給紙するための給紙ローラ２と、印刷用紙Ｐを搬送するための搬送ローラ３と、搬送ローラ３と対向して設けられた従動ローラ４と、印刷用紙Ｐを支持するためのプラテン５と、プラテン５に対向して設けられた記録ヘッドとしての印刷ヘッド６と、印刷ヘッド６によって紫外線硬化型インクを付着させた印刷用紙Ｐ上のインク付着面に紫外線を照射する紫外線照射装置７とを備えている。

図５に示すように、印刷ヘッド６は、プラテン５と対応する側に複数のヘッドモジュール１０Ａ〜１０Ｄを備えたライン型ヘッドである。また、各ヘッドモジュール１０Ａ〜１０Ｄは、用紙幅方向（Ｘ軸方向）に沿って４列のライン配列をなすように形成されたノズル１１と、ノズル１１の個々と連通する液室と、当該液室内に圧力を発生させる圧電素子（図示せず）とを有している。
そして、ヘッドモジュール１０Ａ〜１０Ｄは、図示しないインク供給手段から供給されたブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色のインクを、それぞれライン配列ごとのノズル１１から吐出し、フルカラー印刷を行うようになっている。

図５において、紫外線照射装置１７（図４に示す紫外線照射装置７に相当）に装備される紫外線光源１８は、３６０ｎｍ程度の波長が短い紫外線を出射する短波長用光源であり、紫外線光源１９は、紫外線光源１８よりも波長が長い３９０ｎｍ程度の紫外線を出射する長波長用光源である。
これら２種の紫外線光源１８，１９は、図５及び図６に示すように、出射する紫外線の波長が短い紫外線光源１８が、波長の長い紫外線光源１９より印刷ヘッド６に近い位置に配置されるように、２本の紫外線光源１８，１９が、印刷用紙Ｐの搬送方向（図６の矢印Ｄ方向）に沿って印刷ヘッド６の中心からの離間距離Ｌ１１，Ｌ１２（但し、Ｌ１１＜Ｌ１２）を有する複数の取り付け位置Ｓ１１，Ｓ１２に装備されている。

更に、各紫外線光源１８，１９の発光及び消灯を制御する不図示の光源制御回路は、紫外線光源１８が出射する波長の短い紫外線が、紫外線光源１９の出射する波長の長い紫外線よりも先に、印刷用紙Ｐ上に付着したインク膜１９６に照射されるように、各紫外線光源１８，１９の発光タイミングを制御する。

また、本実施形態の場合、各紫外線光源１８，１９には、用紙幅方向に長尺な水銀灯ランプやメタルハライドランプその他のランプ類が使用され、印刷用紙Ｐ上に付着したインク膜１９６を用紙幅方向に沿って均一に硬化させる。

尚、筐体３４に搭載する紫外線光源の選択は、筐体３４に搭載可能な許容寸法や、印刷ヘッド６周囲の許容温度等を考慮して行われるので、水銀灯ランプやメタルハライドランプその他のランプ類に限らず、ＬＥＤ又はＬＤ等の紫外線光源を使用することもできる。
即ち、紫外線硬化型のカラーインクに含有される発色用の色材（顔料又は染料）によって吸収する紫外線の波長域や、硬化温度等が相異する場合、そのインクの物性に適した波長域や発熱温度の紫外線光源を選択することで、より効率良く、紫外線照射によるインクの硬化処理を実現できる。

以上に説明した紫外線照射装置１７によれば、図６に示すように、印刷ヘッド６の複数のヘッドモジュール１０Ａ〜１０Ｄからの噴射で記録媒体である印刷用紙Ｐ上に付着させたインク膜１９６に対して、先ず、印刷ヘッド６近傍の印刷用紙Ｐ上を照射する紫外線光源１８により波長の短い紫外線１８ａが照射され、大きなエネルギーでインク膜１９６の表面を硬化させる。その後、印刷用紙Ｐを送りながら、印刷ヘッド６近傍から刷用紙Ｐの送り方向（Ｙ軸方向）に沿って離れた印刷用紙Ｐ上を照射する紫外線光源１９により波長の長い紫外線１９ａがインク膜１９６に対して照射され、インク膜１９６の内奥を硬化させる。

そこで、本実施形態のようにインクの粘度が低く、インク膜の膜厚が比較的薄いフルカラー印刷時にも、紫外線照射装置１７は印刷用紙Ｐ上に付着された複数の紫外線硬化型インクを、にじみや色混じりという不具合を招くことなく、良好に硬化させることができる。

次に、本発明の第３実施形態に係る紫外線照射装置を搭載したインクジェット記録装置を説明する。
本第３実施形態は、上記で説明した図１において、紫外線照射装置９０Ａ、９０Ｂとして図７に示す紫外線照射装置２９０Ａ、２９０Ｂを搭載した以外は、上記で説明した第１実施形態と同様である。
各紫外線照射装置２９０Ａ，２９０Ｂは、図7に示すように、出射する紫外線の波長域が広い紫外線光源２９１と、キャリッジ５０に取り付けられて前記紫外線光源２９１を印刷ヘッド５２から所定の離間距離に支持する筐体２９３と、該紫外線光源２９１から出射された広波長域の紫外線ＵＶｓｌを長波長の紫外線ＵＶｌと短波長の紫外線ＵＶｓとに分離する２つのフィルタＦ１，Ｆ２と、紫外線光源２９１から出射された広波長域の紫外線ＵＶｓｌを２つのフィルタＦ１，Ｆ２に向けて反射する反射機構２９４と、紫外線光源２９１の発光及び消灯を制御する不図示の光源制御回路とを備えた構成である。

紫外線光源２９１としては、出射する紫外線の波長域が広い水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ等の内から選択した少なくとも一つが使用されることが望ましい。

特定の波長を優先的に透過させるフィルタである２つのフィルタＦ１，Ｆ２の内、一方のフィルタＦ１は、広波長域の紫外線ＵＶｓｌの照射を受けると、３９０ｎｍ程度の長波長の紫外線のみ透過させる長波長フィルタである。また、他方のフィルタＦ２は、広波長域の紫外線ＵＶｓｌの照射を受けると、３００nm以下の短波長の紫外線のみ透過させる短波長フィルタである。

本実施形態の場合、紫外線を波長が異なる複数の紫外線に分離する手段としての２つのフィルタＦ１，Ｆ２は、いずれも、紫外線光源２９１と印刷用紙Ｐとの間に配置されるが、印刷ヘッド５２近傍側にフィルタＦ２を配設すると共に、印刷ヘッド５２近傍からキャリッジ５０の移動方向に沿って離れた側にフィルタＦ１を併設している。即ち、これらフィルタＦ１，Ｆ２は、図７に示すように、短波長フィルタであるフィルタＦ２が、長波長フィルタであるフィルタＦ１より印刷ヘッド６に近い位置に配置されるように、２つのフィルタＦ１，Ｆ２が、キャリッジ５０の走査方向（図７の矢印ＭＳ１又はＭＳ２方向）に沿って印刷ヘッド６の中心からの離間距離Ｌ２１，Ｌ２２（但し、Ｌ２１＜Ｌ２２）を有する複数の取り付け位置Ｓ２１，Ｓ２２に装備されている。

そのため、紫外線光源２９１から印刷用紙Ｐ上に照射される広波長域の紫外線ＵＶｓｌは、紫外線光源２９１と印刷用紙Ｐとの間に介在する各フィルタＦ１，Ｆ２により確実に波長分離され、波長の長い紫外線ＵＶｌが波長の短い紫外線ＵＶｓよりも先に印刷用紙Ｐ上のインクに照射される状態を得ることができる。

反射機構２９４は、フィルタＦ１，Ｆ２と対向する位置に配置され、紫外線光源２９１から出射された紫外線を各フィルタＦ１，Ｆ２側に反射する。
この反射機構２９４の反射面２９４ａは、例えば、紫外線光源２９１の発光中心を焦点とする放物曲面に形成されており、紫外線光源２９１から入射した紫外線を放物曲面の軸線に平行に反射して、各フィルタＦ１，Ｆ２に入射させる。

以上の構成により、印刷用紙Ｐ上で印刷ヘッド５２からの離間距離が所定未満となる近領域には、フィルタＦ１により分離した長波長の紫外線ＵＶｌを照射し、印刷ヘッド５２からの離間距離が所定以上となる遠領域には、フィルタＦ２により分離した短波長の紫外線ＵＶｓを照射することができる。

本実施形態に係る紫外線照射装置２９０Ａ，２９０Ｂでは、印刷ヘッド５２からの噴射で印刷用紙Ｐ上に噴射されたインク膜２９６に対して、先ず、フィルタＦ２により分離された波長の短い紫外線ＵＶｓが印刷ヘッド５２近傍の印刷用紙Ｐ上に照射され、大きなエネルギーでインク膜２９６の表面を硬化させる。その後、キャリッジ５０を移動しながら、フィルタＦ１により分離された波長の長い紫外線ＵＶｌが印刷ヘッド５２近傍から離れた印刷用紙Ｐ上に照射され、インク膜２９６の内奥を硬化させる。

そこで、本実施形態のようにインクの粘度が低く、インク膜の膜厚が比較的薄いフルカラー印刷時にも、紫外線照射装置２９０Ａ，２９０Ｂは印刷用紙Ｐ上に付着された複数の紫外線硬化型インクを、にじみや色混じりという不具合を招くことなく、良好に硬化させることができる。

更に、上記実施形態の紫外線照射装置２９０Ａ，２９０Ｂでは、紫外線光源２９１を挟んでフィルタＦ１，Ｆ２と対向する位置に反射機構２９４を配置しており、紫外線光源２９１からフィルタＦ１，Ｆ２側とは反対側に出射された紫外線を反射機構２９４の反射面２９４ａによって各フィルタＦ１，Ｆ２側に反射する。
そのため、紫外線光源２９１から前記各フィルタＦ１，Ｆ２側とは反対側に出射された紫外線も、反射機構２９４による反射によって各フィルタＦ１，Ｆ２側に戻され、紫外線硬化型インクの硬化用に活用されるため、紫外線光源２９１から出射される紫外線の利用効率が向上する。

また、本実施形態のように、反射機構２９４の反射面２９４ａを、紫外線光源２９１の発光中心を焦点とする放物曲面とすることで、各フィルタＦ１，Ｆ２を透過する紫外線方向を揃えて、インクに照射される紫外線強度の均一化を図ることができ、紫外線照射によるインクの硬化性能を安定させることができる。

更に、上記実施形態の紫外線照射装置２９０Ａ，２９０Ｂでは、紫外線光源２９１が、水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ又はエキシマランプから選択した少なくとも一つで良く、紫外線光源２９１の選択自由度が高いため、例えば、紫外線硬化型のカラーインクに含有される発色用の色材（顔料又は染料）によって吸収する紫外線の波長域や、硬化温度等が相異する場合、そのインクの物性に適した波長域や発熱温度の紫外線光源２９１を選択することで、より効率良く、紫外線の照射によるインクの硬化処理を実現できる。

また、いずれの紫外線光源２９１を使用した場合でも、上記のように紫外線光源２９１の出射した広波長域の紫外線ＵＶｓｌをフィルタＦ１，Ｆ２で長波長の紫外線ＵＶｌと短波長の紫外線ＵＶｓとに分離し、波長が短い紫外線ＵＶｓを先にインクに照射することで、にじみや色混じりという不具合を招くことなく、インクを良好に硬化させることができる。

尚、本発明に係る紫外線照射装置の構成は、上記実施形態における記録ヘッド、キャリッジ及び紫外線光源等の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の形態を採りうることは云うまでもない。
例えば、上記実施形態では、紫外線光源２９１の出射する紫外線を、長波長フィルタ及び短波長フィルタの２種のフィルタＦ１，Ｆ２を使って、長短２種類の紫外線に分離したが、紫外線硬化型インクの特性によっては、３種以上のフィルタを使って、波長の異なる３種以上の特定波長の紫外線に分離し、波長の短い紫外線から順に、印刷用紙Ｐ上のインクに照射するようにしても良い。

また、上記実施形態においては、記録媒体上に紫外線硬化型インクを噴射する印刷ヘッド５２として、所謂シリアル型ヘッドを用いたが、本発明の記録ヘッドはこれに限定されるものではない。
以下、本発明の第４実施形態に係るインクジェットプリンタ（インクジェット式記録装置）について説明する。
本第４実施形態は、上記で説明した図４において、紫外線照射装置７として図８に示す紫外線照射装置２７とする以外は、上記で説明した第２実施形態と同様である。

本実施形態において、紫外線照射装置２７（図４の紫外線照射装置７に相当）は、図７乃至図９に示すように、印刷ヘッド６に対して排紙側に位置するように取り付けられている。本実施形態の紫外線照射装置２７は、上記第３実施形態の紫外線照射装置２９０Ａ、２９０Ｂと略同様の基本構成であるが、用紙幅方向に長尺に構成されており、印刷用紙Ｐ上に付着したインク膜２９６を用紙幅方向に沿って均一に硬化させることができる。

即ち、紫外線照射装置２７は、出射する紫外線の波長域が広い紫外線光源２９１と、印刷ヘッド６に取り付けられて用紙幅方向に長尺な紫外線光源２９１を印刷ヘッド６から所定の離間距離に支持する筐体４４と、該紫外線光源２９１から出射された広波長域の紫外線ＵＶｓｌを長波長の紫外線ＵＶｌと短波長の紫外線ＵＶｓとに分離する２つのフィルタＦ１，Ｆ２と、紫外線光源２９１から出射された広波長域の紫外線ＵＶｓｌを２つのフィルタＦ１，Ｆ２に向けて反射する反射機構２９４と、紫外線光源２９１の発光及び消灯を制御する不図示の光源制御回路とを備えた構成である。

紫外線を波長が異なる複数の紫外線に分離する手段であるこれらフィルタＦ１，Ｆ２は、図９に示すように、短波長フィルタであるフィルタＦ２が、長波長フィルタであるフィルタＦ１より印刷ヘッド６に近い位置に配置されるように、２つのフィルタＦ１，Ｆ２が、印刷用紙Ｐの搬送方向（図９の矢印Ｄ方向）に沿って印刷ヘッド６の中心からの離間距離Ｌ２１，Ｌ２２（但し、Ｌ２１＜Ｌ２２）を有する複数の取り付け位置Ｓ２１，Ｓ２２に装備されている。

以上に説明した本実施形態に係る紫外線照射装置２７によれば、図９に示すように、印刷ヘッド６の複数のヘッドモジュール１０Ａ〜１０Ｄからの噴射で記録媒体である印刷用紙Ｐ上に付着させたインク膜２９６に対して、先ず、フィルタＦ２により分離された波長の短い紫外線ＵＶｓが印刷ヘッド６近傍の印刷用紙Ｐ上に照射され、大きなエネルギーでインク膜２９６の表面を硬化させる。その後、印刷用紙Ｐを送りながら、フィルタＦ１により分離された波長の長い紫外線ＵＶｌが印刷ヘッド６近傍から離れた印刷用紙Ｐ上に照射され、インク膜２９６の内奥を硬化させる。

そこで、本実施形態のようにインクの粘度が低く、インク膜の膜厚が比較的薄いフルカラー印刷時にも、紫外線照射装置２７は印刷用紙Ｐ上に付着された複数の紫外線硬化型インクを、にじみや色混じりという不具合を招くことなく、良好に硬化させることができる。

尚、本発明の紫外線照射装置を装備する機器は、上記実施の形態に示したインクジェットプリンタに限らない。紫外線硬化型インクの塗布を行う各種の機器に搭載可能である。また、本発明の紫外線照射装置によって紫外線を照射する記録媒体の材質も、紙、フィルム、布、金属薄板等の各種のものが考えられる。

以下、本発明を具体例を挙げて詳細に説明するが、本発明は斯かる具体例によって限定されるものではない。

下記の各種紫外線硬化型インク組成物を調整した（尚、表１の数値は重量％を示す）。

〔各インク組成物の調製〕
（顔料分散液の調製)
着色材としてＣ．Ｉ．ピグメントブラック７（カーボンブラック）１５重量％、モノマーとしてのアリルグリコール（日本乳化剤社製）加えて全体を１００重量％とし、混合攪拌して混合物とした。この混合物を、サンドミル（安川製作所社製）を用いて、ジルコニアビーズ（直径１．５ｍｍ）と共に６時間分散処理を行った。
その後ジルコニアビーズをセパレータで分離しブラック顔料分散液を得た。

以下同様にしてそれぞれの色に対応する顔料分散液、即ちシアン顔料分散液４（Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３）、マゼンタ顔料分散液（Ｃ．Ｉ．ピグメントヴァイオレット-１９）、イエロー顔料分散液（Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー２１３）を調製した。

表１に示す組成（重量％）で各種添加物を混合し完全に溶解させた後、これに前記顔料分散液（ピグメントブラック−７，ピグメントブルー−１５：３，ピグメントヴァイオレット−１９，ピグメントイエロー −２１３）を攪拌しながら滴下した（滴下量は表１参照）。滴下終了後、常温で１時間混合攪拌し、さらに５μｍのメンブランフィルターでろ過して、各インク組成物を得た。

尚、表中で使用した添加物は下記の通りである。
アリルグリコール
（モノマー：日本乳化剤社製）
Ｕ−１５ＨＡ
（ウレタン系オリゴマー：新中村化学工業（株）製）
Ｉｒｇａｃｕｒｅ ８１９
（光重合開始剤：チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）
Ｉｒｇａｃｕｒｅ １２７
（光重合開始剤：チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）
ＢＹＫ−ＵＶ３５７０
(界面活性剤：ビックケミー・ジャパン株式会社製)
Ｉｒｇａｓｔａｂ ＵＶ１０
（熱ラジカル重合禁止剤：チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製）

上記の紫外線硬化型インクをセイコーエプソン株式会社製インクジェットプリンタＰＸ−Ｇ５０００を利用して、それぞれのノズル列に充填して、常温・常圧下にＰＥＴフィルム上にインクのドット径が中ドットで印刷物の膜厚が２．５μｍになるようなフルカラー（多色）の画像パターンを印刷した。また、印刷物を以下の照射条件にて硬化処理を行った。尚、キャリッジ横に搭載された紫外線照射装置内のＵＶＬＥＤは以下の配置とした。

＜照射条件＞
（条件１）
記録ヘッド近傍に３６５ｎｍ波長の紫外線を、その外側に３９５ｎｍ波長の紫外線を照射強度が６０ｍＷ／ｃｍ^２になるように配置。
（条件２）
記録ヘッド近傍に３９５ｎｍ波長の紫外線を、その外側に３６５ｎｍ波長の紫外線を照射強度が６０ｍＷ／ｃｍ^２になるように配置。

＜硬化状態評価＞
硬化状態の指標は以下の通りである。
Ａ：にじみや色混じりが無く硬化
Ｂ：にじみや色混じりが発生して硬化

本発明によれば、インクの粘度が低く、インク膜の膜厚が比較的小さい多色印刷においても、にじみや色混じりが無く硬化することができた。

本発明の第１実施形態および第３実施形態に係る紫外線照射装置を搭載したインクジェット式記録装置の斜視図である。 図１に示した紫外線照射装置であって、本発明の第１実施形態に係る紫外線照射装置の正面図である。 図２のＡ−Ａ矢視図である。 本発明の第２実施形態および第４実施形態に係る紫外線照射装置を搭載したインクジェット式記録装置の斜視図である。 図４に示した紫外線照射装置及び記録ヘッドであって、本発明の第２実施形態に係る紫外線照射装置及び記録ヘッドの平面図である。 図５に示した紫外線照射装置であって、本発明の第２実施形態に係る紫外線照射装置の正面図である。 図１に示した紫外線照射装置および記録ヘッドであって、本発明の第３実施形態に係る紫外線照射装置および記録ヘッドの概略断面図である。 図４に示した紫外線照射装置及び記録ヘッドであって、本発明の第４実施形態に係る紫外線照射装置及び記録ヘッドの平面図である。 図４に示した紫外線照射装置であって、本発明の第４実施形態に係る紫外線照射装置の正面図である。

符号の説明

２０…インクジェットプリンタ（インクジェット式記録装置）、３０…紙送りモータ、４０…プラテン、５０…キャリッジ、５２…印刷ヘッド（記録ヘッド）、５４…ブラックカートリッジ、５６…カラーインクカートリッジ、６０…キャリッジモータ、６２…牽引ベルト、６４…ガイドレール、８０…キャッピング装置、９０Ａ（１９０Ａ、２９０Ａ），９０Ｂ（１９０Ｂ、２９０Ｂ）…紫外線照射装置、１９２，１９３，２９１…紫外線光源、１９４，２９３…筐体、１９６、２９６…インク膜（インク）、Ｐ…印刷用紙（記録媒体）、２９４…反射機構、Ｆ１…フィルタ、Ｆ２…フィルタ

Claims (13)

1. 記録ヘッドが記録媒体上に噴射した複数の紫外線硬化型インクに対して紫外線を照射する紫外線光源を備えた紫外線照射装置であって、
   前記記録ヘッド近傍の前記記録媒体上を照射する前記紫外線光源の紫外線は、前記記録ヘッド近傍から離れた前記記録媒体上を照射する前記紫外線光源の紫外線よりも、波長が短いことを特徴とする紫外線照射装置。
2. 前記紫外線照射装置が、複数の紫外線光源を備える紫外線照射装置であって、前記複数の紫外線光源が、前記記録ヘッド近傍に配置された短波長用光源と、該短波長用光源よりも前記記録ヘッドから離れて配置された長波長用光源と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
3. 前記複数の紫外線光源は、前記記録ヘッド近傍から離れるにしたがって波長が順次長くなる紫外線を前記記録媒体上に照射することを特徴とする請求項１または２に記載の紫外線照射装置。
4. 前記紫外線照射装置が、前記紫外線光源から出射された紫外線を波長が異なる複数の紫外線に分離する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の紫外線照射装置。
5. 前記手段が、特定の波長を優先的に透過させるフィルタであることを特徴とする請求項４に記載の紫外線照射装置。
6. 前記フィルタと対向する位置に反射機構が配置され、前記紫外線光源から出射された紫外線を前記各フィルタ側に反射することを特徴とする請求項５に記載の紫外線照射装置。
7. 前記手段は、前記記録ヘッド近傍から離れるにしたがって透過させる波長が順次長くなるように紫外線を分離することを特徴とする請求項４〜６の何れか１項に記載の紫外線照射装置。
8. 前記記録ヘッドが前記記録媒体の幅方向にわたって設けられたライン型ヘッドであり、
   前記記録ヘッド近傍の前記記録媒体上を照射する前記紫外線照射光源の紫外線が、前記記録ヘッド近傍から前記記録媒体の送り方向に沿って離れた前記記録媒体上を照射する前記紫外線照射光源の紫外線よりも、波長が短いことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の紫外線照射装置。
9. 前記記録ヘッドがキャリッジに搭載されたヘッドであり、
   前記記録ヘッド近傍の前記記録媒体上を照射する前記紫外線照射光源の紫外線は、前記記録ヘッド近傍から前記キャリッジの移動方向に沿って離れた前記記録媒体上を照射する前記紫外線照射光源の紫外線よりも、波長が短いことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の紫外線照射装置。
10. 前記紫外線照射装置が、前記キャリッジの移動方向に沿った両側端に設けられることを特徴とする請求項９に記載の紫外線照射装置。
11. 前記紫外線光源が、ＬＥＤ、ＬＤ、水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ又はエキシマランプから選択した少なくとも一つであることを特徴とする請求項１〜１０の何れか１項に記載の紫外線照射装置。
12. 請求項１〜１１の何れか１項に記載の紫外線照射装置を備えた記録装置。
13. 複数の紫外線硬化型インクを用いて記録媒体上に多色印刷する記録方法であって、
    記録ヘッドから前記記録媒体上に噴出された前記複数の紫外線硬化型インクを硬化する際、前記記録ヘッド近傍の前記記録媒体上を照射する前記紫外線光源の紫外線は、前記記録ヘッド近傍から離れた前記記録媒体上を照射する前記紫外線光源の紫外線よりも、波長が短い紫外線を照射することによって前記紫外線硬化型インクを硬化することを特徴とする記録方法。

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