JP2008265285A - 記録装置および液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紫外線硬化性を有するインクを用いるインクジェット式記録装置において、インクの種類に応じて紫外線照射条件を変える。
【解決手段】記録用紙１５０を支持しつつ回転する支持ドラム１４０と、ガイド軸１３２、１３４に案内されて往復移動する記録部キャリッジ１７０と、記録部キャリッジ１７０に搭載されて紫外線硬化型インクを吐出する記録ヘッド１８０と、記録用紙１５０に付着した紫外線硬化型インクに紫外線を照射する紫外線照射部１６２とを備え、紫外線硬化型インクにより形成された画像を形成する記録装置であって、紫外線照射部１６２は、ガイド軸１３２、１３４の延在方向に配置され、それぞれが個別に紫外線を発生する複数の紫外線発光素子を有して、紫外線発光素子の各々は、紫外線の強度、波長および照射時間の少なくともひとつが互いに異なる照射条件で紫外線を発生する。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録装置および液体噴射装置に関する。より詳細には、紫外線硬化型インクを用いる記録装置および液体噴射装置に関する。

紫外線硬化型インクを用いて被記録媒体に画像またはパターンを形成する記録装置または液体噴射装置がある。紫外線硬化型インクは、紫外線を照射するまでは硬化が非常に遅く、紫外線を照射すると急速に硬化するという、印刷インクとして好ましい特性を有する。また、硬化にあたって溶剤を揮発させることがないので環境負荷が小さいという利点もある。

更に、紫外線硬化型インクは、ビヒクルの組成により種々の被記録媒体に高い付着性を発揮すると共に、硬化した後は化学的に安定で、接着性、耐薬剤性、耐候性、耐摩擦性等が高く、屋外環境にも耐える等、優れた特性を有する。このため、紙、樹脂フィルム、金属箔等の薄いシート状の被記録媒体の他、光記録媒体のレーベル面、テキスタイル製品など、ある程度立体的な表面形状を有するものに対しても画像を形成できる。

紫外線硬化型インクを被記録媒体に付着させる方法としては、塗布、印刷等もあり得るが、刷版なしに任意の画像またはパターンを精度よく形成できるインクジェット式記録装置の利用も期待される。インクジェット式記録装置では、インクを吐出する記録ヘッドの往復移動と、記録ヘッドの往復移動の方向に対して交差する方向への被記録媒体の移動とを組み合わせる構造により、限られた寸法のノズルを用いて、長尺あるいは面積の広い被記録媒体に対しても任意の領域に画像が記録できる。

下記特許文献１には、インクジェット記録装置において、インクに紫外線硬化剤を含有させて、記録直後の記録面に紫外線を照射することにより、記録面の速乾性を向上させることが記載される。より具体的には、インクジェットプリンタにおいて、インクとして紫外線硬化型インクを使用して、記録ヘッドの主走査方向の両端に設置された紫外線ランプにより被記録媒体に付着させたインクを即座に硬化させて定着させることが記載される。

また、特許文献２および特許文献３には、紫外線照射により硬化するインクを吐出する記録ヘッドと、その記録ヘッドに連結された紫外線照射部とを有して、画像支持体、記録ヘッドおよび紫外線照射部が相対的に移動する画像形成装置に関する記載がある。ここに記載された画像形成装置では、入力されたデジタル画像を画像支持体上に複数の記録ヘッドのスキャンによって形成して、スキャン毎の紫外線照射によりインクを個々に硬化させる構造が記載される。更に、下記の特許文献４には、互いに色の異なる紫外線硬化型インクをノズルから吐出してカラー印刷をする記録装置において、色毎に個別に紫外線照射装置を設けることが記載される。

特開２００４−１５５０４６号公報 特開２００５−３２４４４３号公報 特開２００５−１２５５１３号公報 特開２００４−０４２５４８号公報

紫外線硬化型インクは、異なる種類、例えば異なる色毎に紫外線の透過特性が異なり、そのために硬化速度も異なる。また、被記録媒体に付着した状態の紫外線硬化型インクの厚さに応じても紫外線の透過特性が変化する。このため、カラー印刷等のために異種のインクにより記録動作を実行した場合、特定の種類のインクの硬化が遅くなる場合がある。しかしながら、硬化していないインクが被記録媒体の表面で混合すると、硬化後の画像のにじみとなり画像品質が低下する。

また、最も硬化し難いインクに併せて紫外線を照射した場合は、無駄な照射エネルギーが消費されるばかりではなく、他種のインクの硬化速度が過剰に早くなる場合がある。紫外線硬化型インクはそれ自体が硬化して固定されるので、付着後に体積が減少することがない。このため、硬化速度が早過ぎると、被記録媒体の表面からインクが盛り上がった状態で硬化して画像の表面性状が粗くなる。

上記のような紫外線硬化型インクの種類相互の特性の相違を、例えばインクに含まれる紫外線硬化成分の組成を調整して補償することも提案されているが、実際には補償し切れていない。また、記録ヘッドの各々が吐出するインクに応じて個別の紫外線照射装置を設けることも提案されるが、複数のキャリッジに記録ヘッドと複数の紫外線照射装置とを搭載させる構造では、キャリッジの重量および寸法が著しく大きくなり、装置の規模が大きくなる上、動作速度の向上が制限されるという問題が生じる。

そこで、上記課題の解決を目的として、本発明の第１の形態として、支持面に被記録媒体を支持しつつ回転する支持ドラムと、支持面に沿って、支持ドラムの回転軸と平行に延在するガイド軸と、ガイド軸に案内されて、支持面に沿って往復移動するキャリッジと、キャリッジに搭載され、ガイド軸の延在方向に沿って互いに異なる位置に、互いに異なる種類の紫外線硬化型インクを吐出する複数のヘッドユニットを有して、支持面に支持された被記録媒体に向かって紫外線硬化型インクを吐出する記録ヘッドと、支持ドラムの回転方向についてキャリッジの下流側に配置され、記録ヘッドから吐出されて被記録媒体に付着した紫外線硬化型インクに紫外線を照射する紫外線照射部とを備え、支持ドラムが少なくとも１回転する毎にキャリッジがガイド軸に沿って移動することにより、支持ドラムに支持された被記録媒体の表面全体に紫外線硬化型インクにより画像を形成する記録装置であって、紫外線照射部は、ガイド軸の延在方向に配置され、それぞれが個別に紫外線を発生する複数の紫外線光源を有し、紫外線光源の各々は、紫外線の強度、波長および照射時間の少なくともひとつが互いに異なる照射条件で紫外線を発生する記録装置が提供される。これにより、紫外線硬化型インクの種類に応じて適切な照射条件で紫外線を照射できるので、硬化不良または表面性状の劣化を防止できる。また、無駄な紫外線を照射することが避けられる。更に、記録装置の動作速度を向上させることもできる。

また、上記記録装置において、複数のヘッドユニットの少なくともひとつは、互いに異なる種類のインクを吐出する複数のノズルを有し、互いに異なる条件は、前記互いに異なる種類のインクに応じてもよい。これにより、記録ヘッド毎に個別の照射条件で紫外線を照射できる。従って、紫外線の照射条件を、記録ヘッドの各々が吐出する紫外線硬化型インクの特性に個別に適合させることができる。

更に、上記記録装置において、紫外線照射部は、被記録媒体において最も上層に付着した紫外線硬化型インクに対して、当該紫外線硬化インクが被記録媒体に付着した後に、支持ドラムが１回転を越えて回転した後に紫外線を照射してもよい。これにより、画像の最上層に形成される紫外線硬化型インクの硬化開始を遅れさせて、当該インクの表面を平滑にさせることができる。

また更に、上記記録装置において、紫外線照射部は、他の紫外線光源に対して、ガイド軸の延在方向に沿って変位する可動紫外線光源を含んでもよい。これにより、可動紫外線光源は、他の紫外線光源に対して、紫外線照射のタイミングを大幅に変更できる。従って、例えば、画像の最上層に形成される紫外線硬化型インクの硬化開始を遅れさせて、当該インクの表面を平滑にすることができる。

また更に、上記記録装置において、紫外線照射部は、ガイド軸と平行に配置された照射部ガイド軸に案内されて、キャリッジと同期して往復移動しつつ紫外線光源を搭載する照射部キャリッジを有してもよい。これにより、記録ヘッドを搭載して往復移動させるキャリッジと、紫外線照射部を搭載する照射部キャリッジとを分離して、キャリッジの移動を駆動する機構に対する負荷を軽減できる。また、それにより、記録装置全体の規模、重量等も低減できる。

また更に、上記記録装置において、紫外線光源の各々は、支持ドラムの回転方向に配列された複数の紫外線発光素子を含み、複数の紫外線発光素子は、少なくともその一部を個別に点灯または消灯されてもよい。これにより、個別の紫外線発光素子に対する電気的な制御で、紫外線の照射量および照射時間を調節できる。

また更に、上記記録装置において、紫外線光源の各々は、ガイド軸の延在方向と平行に配列された複数の紫外線発光素子を含み、複数の紫外線発光素子は、少なくともその一部を個別に点灯または消灯されてもよい。これにより、単位時間当たりの紫外線照射量も、個別の紫外線発光素子に対する電気的な制御で調節できる。

また更に、上記記録装置において、紫外線光源は、互いに異なる発光波長を有する複数の紫外線発光素子を含んでもよい。これにより、インクの種類に応じて様々な波長の紫外線を照射して、紫外線照射条件を最適化することができる。

また更に、上記記録装置において、紫外線光源の各々は、支持フレームと、支持フレームに対して個別に脱着でき、支持フレームに装着した場合に個別に紫外線を発生する複数の紫外線発光素子ユニットとを有し、紫外線発光素子ユニットを任意に脱着することにより、被記録媒体に付着したインクに対する紫外線の強度、波長および照射時間の少なくともひとつを含んでもよい。これにより、紫外線光源の各々において、発光波長、照射時間、照射強度を変更することができる。また、紫外線発光素子ユニットを装着することにより、当初は想定されていなかった紫外線照射条件を広い範囲で実現できる。

また更に、上記記録装置において、紫外線光源の各々は、支持フレームと、支持フレームに対して個別に脱着でき、支持フレームに装着した場合に個別に紫外線を発生する複数の紫外線発光素子ユニットとを有し、複数の紫外線発光素子ユニットは互いに同じ形状と寸法を有して装着位置を交換されてもよい。これにより、さまざまな発光波長、発光強度の紫外線発光素子ユニットを任意に配置して任意の紫外線照射条件を設定できる。また、任意の紫外線発光素子ユニットを任意の位置に装着できるので、紫外線照射条件の柔軟性が一層高くなる。

また更に、上記記録装置において、紫外線光源の各々は、支持フレームと、支持フレームに対して個別に脱着でき、支持フレームに装着した場合に個別に紫外線を発生する複数の紫外線発光素子ユニットと、支持フレームに対して個別に着脱でき、紫外線を発生しないブランクユニットとを有し、複数の紫外線発光素子およびブランクユニットは互いに同じ形状と寸法を有して支持フレームに対する装着位置を交換されてもよい。これにより、これにより、支持ドラム表面における層流を乱すことなく紫外線の照射条件を変更でき、紫外線硬化型インクの吐出により形成される画像の品質を低下させることがない。

また更に、上記記録装置において、複数の紫外線発光素子ユニットの一部は、発光強度および発光波長の少なくとも一方が他の紫外線発光素子ユニットと異なってもよい。これにより、紫外線照射条件の設定範囲を一層拡大できる。

また、本発明の第２の形態として、支持面に被記録媒体を支持しつつ回転する支持ドラムと、支持面に沿って、支持ドラムの回転軸と平行に延在するガイド軸と、ガイド軸に案内されて、支持面に沿って往復移動するキャリッジと、キャリッジに搭載され、ガイド軸の延在方向に沿って互いに異なる位置に、互いに異なる種類の紫外線硬化成分を含む液体を噴射する複数のヘッドユニットを有して、支持面に支持された被記録媒体に向かって紫外線硬化型液体を噴射する液体噴射ヘッドと、支持ドラムの回転方向についてキャリッジの下流側に配置され、液体噴射ヘッドから噴射されて被記録媒体に付着した紫外線硬化型液体に紫外線を照射する紫外線照射部とを備え、支持ドラムが少なくとも１回転する毎にキャリッジがガイド軸に沿って移動することにより、支持ドラムに支持された被記録媒体の表面全体に紫外線硬化型液体により画像を形成する液体噴射装置であって、紫外線照射部は、ガイド軸の延在方向に配置され、それぞれが個別に紫外線を発生する複数の紫外線光源を有し、紫外線光源の各々は、紫外線の強度、波長および照射時間の少なくともひとつが互いに異なる照射条件で紫外線を発生する液体噴射装置が提供される。これにより、液体噴射装置においても上記効果を享受できる。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となり得る。

以下、発明の実施の形態を通じて発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決に必須であるとは限らない。

図１は、ひとつの実施形態に係るインクジェット式記録装置１００の構造を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、対面して直立した一対の記録部フレーム１３０の間に形成された記録部１２０と、給紙部１１２および排紙部１１４を含む給排紙部１１０とから形成される。

記録部１２０は、互いに平行な一対の記録部フレーム１３０の間に支持された、支持ドラム１４０およびガイド軸１３２、１３４、１３６、１３８を有する。支持ドラム１４０は、その水平な回転軸１４２を記録部フレーム１３０から軸支され、記録用紙１５０を支持面１４４に保持した状態で、図中に示す矢印Ｒの方向に回転する。なお、支持ドラム１４０を回転駆動する部材の図示は省略した。

一方、互いに平行な２対のガイド軸１３２、１３４、１３６、１３８のうちの一対であるガイド軸１３２、１３４は、記録部キャリッジ１７０を貫通して、往復移動させることができる状態で記録部キャリッジ１７０を支持する。記録部キャリッジ１７０は、記録ヘッド１８０を搭載する。

他方の一対のガイド軸１３６、１３８は、照射部キャリッジ１６０を、やはり往復移動できる状態で支持する。照射部キャリッジ１６０は、後述する紫外線照射部１６２を搭載する。なお、照射部キャリッジ１６０および記録部キャリッジ１７０を移動させる駆動機構は図示を省略する。

上記のような構造を有する記録部１２０に対して、給紙部１１２は、シート状の記録用紙１５０を１枚ずつ供給する。記録部１２０に供給された記録用紙１５０は、支持ドラム１４０の支持面１４４に巻き付けられ、支持ドラム１４０と共に回転する。

支持ドラム１４０に支持された状態で回転する記録用紙１５０に対して、記録部キャリッジ１７０に搭載された記録ヘッド１８０は、紫外線硬化型インクを吐出して付着させる。更に、記録用紙１５０に付着した紫外線硬化型インクに対して紫外線照射部１６２から紫外線が照射される。こうして、記録用紙１５０の表面に、紫外線硬化型インクにより形成された画像が固定される。

更に、支持ドラム１４０が１回転以上して、支持ドラム１４０長手方向の一部領域において記録用紙１５０に画像が記録されると、記録部キャリッジ１７０はガイド軸１３２、１３４に沿って移動して、上記領域に隣接した領域に対して同様の記録動作を実行する。以下、記録ヘッド１８０が記録動作をしながら支持ドラム１４０が１回転以上する毎に記録部キャリッジ１７０が移動するという動作を繰り返すことにより、記録用紙１５０表面全体に画像を形成できる。

換言すれば、このインクジェット式記録装置１００においては、支持ドラム１４０の回転方向が主走査方向であり、記録部キャリッジ１７０の移動方向が副走査方向となる。これは、キャリッジの移動方向が主走査方向となり、記録用紙１５０の搬送方向がキャリッジの副走査方向と一致する多くの記録装置と異なる。

なお、紫外線照射部１６２を搭載する照射部キャリッジ１６０は、記録部キャリッジ１７０の移動に略同期して移動して、記録ヘッド１８０から記録用紙１５０上に吐出された直後の紫外線硬化型インクに対して紫外線を照射する。ただし、好ましくは、照射部キャリッジ１６０および記録部キャリッジ１７０の移動開始のタイミングを僅かにずらすことにより、インクジェット式記録装置１００の電源部に対する負荷のピークを軽減できる。

即ち、照射部キャリッジ１６０および記録部キャリッジ１７０を一体とした場合、キャリッジの移動を開始する場合に加速の対象となる慣性質量が著しく大きくなるので、駆動機構への負荷が極端に大きくなる。また、大きな質量を安定に加速・減速させる場合には、強度が高く、重量の大きな記録部フレーム１３０が求められる。

従って、照射部キャリッジ１６０および記録部キャリッジ１７０を分離して個別に移動させる構造により、電源装置の容量を低減して、記録装置全体の装置規模の縮小、コストダウン等を図ることができる。こうして画像を記録された記録用紙１５０は、支持ドラム１４０から取り外されて、排紙部１１４に取り込まれて蓄積される。

図２は、図１に示したインクジェット式記録装置１００の記録部１２０の構造を示す断面図である。同図に示すように、記録部１２０において、記録部キャリッジ１７０は、一対のガイド軸１３２、１３４に支持されると共に、インクタンク１７４を備えて、記録ヘッド１８０を支持する。

インクタンク１７４は、図示されていないインクカートリッジから補給されるインクを所定量保持して、記録ヘッド１８０にインクを安定的に供給する。記録ヘッド１８０は、支持ドラム１４０の支持面１４４に保持された記録用紙１５０の直近に配置され、記録用紙１５０に向かってインクを吐出する。

紫外線照射部１６２は、支持ドラム１４０の回転方向に沿って延在する紫外線光源１６１を有する。これにより、個々の紫外線出力が小さな発光素子を用いた場合でも、記録用紙１５０が回転する間に紫外線を照射し続けることにより照射時間を長くとり、十分な紫外線照射量が得られる。

上記のような記録部１２０において、記録ヘッド１８０から吐出されたインクが付着した記録用紙１５０は、支持ドラム１４０の回転に従って、図中に矢印Ｒにより示す方向に回転移動する。照射部キャリッジ１６０に支持された紫外線照射部１６２は、回転方向について記録ヘッド１８０の下流側に配置される。従って、記録ヘッド１８０から吐出されて記録用紙１５０に付着した紫外線硬化型インクは、即座に紫外線を照射されて硬化し始める。

図３は、記録ヘッド１８０を搭載した記録部キャリッジ１７０を単独で示す斜視図である。同図に示すように、記録部キャリッジ１７０は、ガイド軸１３２、１３４を挿通される一対の水平な貫通穴１７６と、インクタンク１７４とを備えたキャリッジ本体１７２を有する。記録ヘッド１８０は、キャリッジ本体１７２の上面に搭載される。なお、後述するように、記録ヘッド１８０は５個のヘッドユニット１８１〜１８５を備える。ヘッドユニット１８１〜１８５の各々は、互いに種類の異なるインクを吐出する。

図４は、記録ヘッド１８０を、図３に矢印Ｆで示す方向から見た様子を示す正面図である。同図に示すように、記録ヘッド１８０は、５個のヘッドユニット１８１〜１８５を含む。ヘッドユニット１８１〜１８５の各々は、支持ドラム１４０に支持された記録用紙１５０に対向する面に、ノズルプレート１９１〜１９５を備える。ノズルプレート１９１〜１９５の各々には、紫外線硬化型インクを吐出するノズルが形成される。なお、ヘッドユニット１８１〜１８５からインクを吐出させる駆動構造としては、静電力等によりインクの液滴を吸引する方式、水晶振動子、圧電素子等を用いてインクを打ち出す方式など、種々の方法が既に知られており、用途に応じて適宜選択できる。

図５は、照射部キャリッジ１６０に搭載された紫外線照射部１６２を単独で抜き出して示す斜視図である。同図に示すように、紫外線照射部１６２は、共通の照射部フレーム１６４に装着された複数の紫外線光源１６１、１６３、１６５、１６７、１６９を備える。記録ヘッド１８０のヘッドユニット１８１〜１８５に対応して５列に配置された紫外線光源１６１、１６３、１６５、１６７、１６９の各々は、支持ドラム１４０の支持面１４４の形状に倣って円弧状の形状を有する。

図６は、紫外線照射部１６２を、図５とは反対の側から見た様子を示す斜視図である。同図に示すように、紫外線光源１６１、１６３、１６５、１６７、１６９の各々においては、その支持ドラム１４０に対向する面に、多数の紫外線発光素子１６６が配列されて素子列２６１、２６３、２６５、２６７、２６９を形成する。また、紫外線発光素子１６６は、紫外線光源１６１、１６３、１６５、１６７、１６９の各々の長手方向について、後述する制御単位となる６つの素子グループ２０１〜２０６にグルーピングされる（図６では素子グループ２０１〜２０３が見える）。

また、紫外線光源１６１、１６３、１６５、１６７、１６９の各々は、その上面に形成された放熱フィン２０８と、内部に形成された流通孔２０７とを有する。このような構造により、紫外線光源１６１、１６３、１６５、１６７、１６９の各々は、重量を増加することなく高い機械的強度を有すると共に、紫外線発光素子１６６から発生した熱を効率よく放散する。

なお、紫外線光源１６１、１６３、１６５、１６７、１６９個々の照射範囲の幅は、ヘッドユニット１８１〜１８５の個々の記録幅よりも広くすることが好ましい。これにより、照射部キャリッジ１６０および記録部キャリッジ１７０の移動のタイミングをずらした場合においても、記録用紙１５０に付着した紫外線硬化型インクに十分な照射量の紫外線を照射できる。

また、紫外線発光素子１６６としては、メタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ等をいずれも例示できる。より具体的には、Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ社製のＨランプ、Ｄランプ、Ｖランプ等の市販されているものを用いることができる。

更に、紫外帯域で発光するＬＥＤを用いることもできる。特に、図６に示すように多数の紫外線発光素子１６６を配列する場合には、主に素子寸法の観点からＬＥＤの使用が有利になる。

また、上記のような紫外線発光素子１６６が発生する紫外線を照射して硬化させることができる紫外線硬化型インクは、ビヒクル、光重合開始剤および顔料の混合物に、消泡剤、重合禁止剤等の補助剤を添加して調合される。ビヒクルは、光重合硬化性を有するオリゴマー、モノマー等を、反応性希釈剤により粘度調整して調合される。従って、インクを硬化させ目的で溶媒を揮発させることはない。

ビヒクルとしては、単官能あるいは多官能の重合性化合物が使用できる。より具体的には、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート等のオリゴマー（プレポリマー）を例示でき、インクとしての粘度を調整する反応性希釈剤もこれらの材料を用いることができる。

光重合開始剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系が広く用いられる。より具体的には、４−ｂｅｎｚｏｙｌ−Ｎ，Ｎ，Ｎ−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ ｂｅｎｚｅｎｅ ｍｅｔｈａｎｅａｎｎｍｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、２−ｈｙｄｒｏｘｙ ３−（４−ｂｅｎｚｏｙｌ−ｐｈｅｎｏｘｙ）−Ｎ，Ｎ，Ｎ− ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ １−ｐｒｏｐａｎｅ ａｎｎｍｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、４−ｂｅｎｚｏｙｌ−Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｎ−［２− （１−ｏｘｏ−２−ｐｒｏｐｅｎｙｌｏｘｙ） ｅｔｈｙｌ］ ｂｅｎｚｅｎｅ ｍｅｔｈａｍｍｏｎｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ等、第４級アンモニウム塩型の水溶性有機物等を用いることができる。この種の光重合開始剤は、その組成に応じて、紫外線吸収特性、反応開始効率、黄変性等が異なるので、インクとしての色等に応じて使い分けられる。

重合禁止剤としては、ラジカル捕捉能力を有してラジカル重合を阻害する化合物であれば何れも使用できる。ただし、インクジェット式記録装置における吐出適性等を配慮すると、ハイドロキノン類、カテコール類、ヒンダードアミン類、フェノール類、フェノチアジン類、縮合芳香族環のキノン類から選択された少なくとも１種類以上の化合物が好ましい。

ハイドロキノン類としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、１−ｏ−２，３，５−トリメチルハイドロキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルハイドロキノン等を例示できる。カテコール類としては、カテコール、４−メチルカテコール、４−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール等を例示できる。ヒンダードアミン類としては、テトラメチルピペリジニル基を有する化合物等を例示できる。

また、フェノール類としては、フェノール、ブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、ピロガロール、没食子酸、没食子酸アルキルエステル等を例示できる。フェノチアジン類としては、フェノチアジン等を例示できる。前記縮合芳香族環のキノン類としては、ナフトキノン等を例示できる。

更に、重合禁止剤は、カーボンブラックまたは表面に重合防止官能基を導入した無機・有機微粒子であってもよい。重合防止官能基としては、例えば、ヒドロキシフェニル基、ジヒドロキシフェニル基、テトラメチルピペリジニル基、縮合芳香族環等を例示できる。

図７は、紫外線照射部１６２における紫外線発光素子１６６の点灯状態２００を模式的に示す図である。なお、図７においては、点灯した紫外線発光素子１６６を白丸で、消灯した紫外線発光素子１６６を黒丸で表示する。

まず、図７に示すように、紫外線照射部１６２は多数の紫外線発光素子１６６を有する。従って、個々の紫外線発光素子１６６の発光強度が低くても全体としては十分な紫外線照射量が得られる。また、同じく図７に示すように、紫外線照射部１６２においては、紫外線発光素子１６６の各々を個別に点灯または消灯できる。

そこで、図７に示す点灯状態２００においては、素子列２６１の全ての素子グループ２０１〜２０６が点灯される。これにより、素子列２６１に対応するヘッドユニット１８１から吐出された紫外線硬化型インクに対しては、高い照射強度と長い照射時間とで紫外線が照射される。これにより、ヘッドユニット１８１から吐出された紫外線硬化型インクは、十分に硬化すると共に、その表面性状は粗くなる。このような紫外線照射特性は、記録用紙１５０上で画像が形成される領域全体において、記録用紙１５０の直上に形成されるアンダーコート層の形成に有利になる。

また、紫外線照射部１６２の素子列２６３、２６５、２６７では、一部の素子グループ２０１〜２０６が点灯する。これにより、ヘッドユニット１８２、１８３、１８４から吐出されたインクに対しては、それぞれ異なるタイミングで照射が開始される。また、単位時間当たりの照射強度は素子列２６１と同じになるが、それぞれの照射時間は短い。これにより、ヘッドユニット１８２、１８３、１８４から吐出された紫外線硬化型インクは、増粘してはいるものの完全には硬化してはいないインク層を形成する。従って、ヘッドユニット１８２、１８３、１８４から吐出された紫外線硬化型インクの各々は、相互に混ざり合うことがなく、また、インク相互の層間剥離も生じ難い。なお、紫外線硬化型インクの硬化は進行し続けるので、ヘッドユニット１８２、１８３、１８４から吐出された紫外線硬化型インクも最終的には完全に硬化する。

更に、素子列２６９では、全ての素子グループ２０１〜２０６において、半分の紫外線発光素子１６６が消灯される。従って、ヘッドユニット１８５から吐出された紫外線硬化型インクに対しては紫外線照射量も低下する。これにより、ヘッドユニット１８５から吐出されたインクは、記録用紙１５０上で十分に拡がってからゆっくりと硬化され、平滑な表面を形成する。このような紫外線照射特性は、画像の最表面に形成されるオーバコート層の形成に有利になる。

図８は、紫外線照射部１６２自体の他の形態を、その紫外線発光素子１６６の点灯状態２００により示す図である。なお、図８においても、点灯した紫外線発光素子１６６を白丸で、消灯した紫外線発光素子１６６を黒丸で表示する。

同図に示すように、この紫外線照射部１６２においては、最側部に配置された素子列２６９を形成する紫外線光源１６９が、他の紫外線光源１６１、１６３、１６５、１６７から、図中に矢印Ｓ_１で示す副走査方向に対して後方に離れて配置される。この場合、素子列２６７および素子列２６９の間に形成される間隙の幅Ｗは、記録ヘッド１８０におけるヘッドユニット１８５の副走査方向の幅に等しい。従って、インクジェット式記録装置１００の記録動作において、ヘッドユニット１８５のノズル１９５から吐出された紫外線硬化型インクは、当該主走査期間においては紫外線を照射されない。

また、記録ヘッド１８０が、その副走査において図中に矢印Ｓ_１に示す方向に移動すると、素子列２６９は照射部キャリッジ１６０の最後尾において移動する。これにより、ヘッドユニット１８５のノズル１９５から吐出された紫外線硬化型インクに対しては、支持ドラム１４０が１回転以上回転して、照射部キャリッジ１６０が移動した後に、素子列２６９から放射された紫外線が投射される。

こうして、ノズル１９５から吐出された紫外線硬化型インクは、記録用紙１５０に付着してから硬化開始までに拡散する十分な時間があり、最終的に得られる硬化したインク層の表面が平坦になる。このような特性は、特に、画像の最表面に透明なインクにより形成されるオーバコート層の形成に有利になる。なお、図中に示すように、素子列２６９の素子グループ２０１、２０２に含まれる紫外線発光素子１６６の一部を消灯させることにより、紫外線の照射開始タイミングを更に遅らせることもできる。

なお、図示は省略したが、紫外線光源１６１、１６３、１６５、１６７、１６９の各々において、装着する紫外線発光素子１６６に、発光波長、発光強度等が異なるものを混在させることもできる。これにより、紫外線発光素子１６６を点灯または消灯させる電気的な制御により、照射開始タイミング、照射強度および照射時間に加えて、照射波長も変化させることができる。

図９は、他の構造を有する紫外線照射部３００の外観を示す斜視図である。同図に示すように、この紫外線照射部３００は、支持フレーム３１０と、支持フレーム３１０に対して装着された紫外線発光素子ユニット３２０またはブランクユニット３３０を備える。なお、紫外線照射部３００は、全体としては図５および図６に示した紫外線照射部１６２と同じ形状を有して、紫外線照射部１６２に換えてインクジェット式記録装置１００に装着できる。

図１０は、図９に示した紫外線照射部３００の他の状態を示す図である。同図に示すように、紫外線照射部３００は、支持フレーム３１０から、紫外線発光素子ユニット３２０およびブランクユニット３３０を個別に着脱できる。また、後述するように、紫外線発光素子ユニット３２０は紫外線発光素子３０２を有するが（図１２参照）、ブランクユニット３３０は発光素子を有していない（図１３参照）。従って、適切な位置に紫外線発光素子ユニット３２０を装着することにより、紫外線照射部３００としての照射開始タイミング、紫外線照射量および紫外線照射時間を設定できる。

図１１は、紫外線照射部３００の支持フレーム３１０の形状を単独で示す斜視図である。同図に示すように、支持フレーム３１０は、複数の支持リブ３１７を、一対の連結リブ３１１、３１３により連結して形成される。また、支持リブ３１７の各々には、後述する位置決めピン３０３（図１２、図１３参照）と嵌合して紫外線発光素子ユニット３２０およびブランクユニット３３０を位置決めする位置決め溝３１５を有する。なお、図示は省略したが、位置決め溝３１５の各々の内部には、紫外線発光素子ユニット３２０の紫外線発光素子３０２に発光電力を供給する電源端子を有する。

図１２は、ブランクユニット３３０を単独で示す斜視図である。同図に示すように、ブランクユニット３３０は、中空の角柱状の形状を有するユニットブロック３０９と、ユニットブロック３０９の側面にそれぞれ形成された位置決めピン３０３および位置決めリブ３０５を有する。また、ユニットブロック３０９の下面には、紫外線発光素子３０２に換えて、ダミープレート３０７が装着される。

上記のようなブランクユニット３３０を、図１１に示した支持フレーム３１０に装着する場合、位置決めピン３０３を位置決め溝３１５に滑り込ませる。やがて、位置決めリブ３０５が支持リブ３１７の上面に当接すると、ブランクユニット３３０は、支持フレーム３１０に対して所定の高さで位置決めされる。

なお、図示は省略したが、位置決めピン３０３は、位置決め溝３１５内の電源端子に接する中継端子をその先端に有する。これにより、支持フレーム３１０にブランクユニット３３０を装着した場合に、ブランクユニット３３０自体を介して隣接する装着位置への電気的接続を形成する。換言すれば、支持フレーム３１０において、全ての装着位置に紫外線発光素子ユニット３２０またはブランクユニット３３０が装着されない限り、電気的な接続が絶たれる。

図１３は、紫外線発光素子ユニット３２０を単独で示す斜視図である。同図に示すように、紫外線発光素子ユニット３２０も、中空の角柱状の形状を有するユニットブロック３０９と、ユニットブロック３０９の側面に形成された位置決めピン３０３および位置決めリブ３０５を有する。ユニットブロック３０９の下面には、多数の紫外線発光素子３０２が装着される。また、ユニットブロック３０９の上面には、放熱フィン３０８が形成される。

更に、紫外線発光素子ユニット３２０では、ユニットブロック３０９の内部において、その上面と下面が連結リブ３０６により結合されると共に、ユニットブロック３０９の両端を連通する流通孔３０４が連結リブ３０６の間隙に形成される。このような構造により、紫外線発光素子３０２において発生した熱が、放熱フィン３０８に効率よく伝達される。

また更に、紫外線発光素子ユニット３２０においても、位置決めピン３０３は、位置決め溝３１５内の電源端子に接する接続端子をその先端に有する。これにより、支持フレーム３１０に紫外線発光素子ユニット３２０を装着した場合に、支持フレーム３１０並びに他の紫外線発光素子ユニット３２０およびブランクユニット３３０を介して、紫外線発光素子３０２の発光電力が供給される。

以上のような構造を有する紫外線照射部３００は、支持フレーム３１０の任意の位置に紫外線発光素子ユニット３２０を装着して、紫外線の照射開始タイミング、紫外線照射量および照射時間を設定される。また、支持フレーム３１０の全ての装着位置に紫外線発光素子ユニット３２０またはブランクユニット３３０のいずれかを装着した状態で、インクジェット式記録装置１００の照射部キャリッジ１６０に搭載される。

従って、支持フレーム３１０に対して紫外線発光素子ユニット３２０が装着された領域では、支持ドラム１４０に支持された記録用紙１５０に紫外線が照射される。また、紫外線発光素子ユニット３２０の各々の紫外線発光素子３０２とブランクユニット３３０のダミープレートにより、紫外線照射部３００の支持ドラム１４０に対向する面は滑らかに連続するので、支持ドラム１４０が回転した場合に支持面１４４近傍に発生する層流が乱れない。

図１４は、上記のような紫外線照射部３００において、支持フレーム３１０に装着できる他の紫外線発光素子ユニット３４０の構造を示す斜視図である。同図に示すように、放熱フィン３０８、位置決めリブ３０５、位置決めピン３０３および連結リブ３０６を有するユニットブロック３０９は、図１２に示した紫外線発光素子ユニット３２０と同じ形状を有する。

この紫外線発光素子ユニット３４０の固有の特徴は、ユニットブロック３０９の下面に、３種類の紫外線発光素子３０２、３１２、３２２を備える点にある。このような構造により、発光帯域が広い紫外線光源を容易に形成できる。これにより、紫外線発光素子ユニット３２０に換えて支持フレーム３１０に装着することにより、紫外線の照射条件の選択範囲を更に拡大することができる。

図１５は、他の実施形態に係る紫外線照射部４００の構造を示す斜視図である。紫外線照射部４００は、支持フレーム４１０、紫外線発光素子ユニット３２０およびブランクユニット３３０を有する。なお、以下に説明する部分を除く部分は、他の実施形態と共通の構造と機能を有する。また、他の実施形態と共通の要素には同じ参照番号を付して説明の重複を避ける。

支持フレーム４１０は、固定支持フレーム４１１、スライド軸４１２および可動支持フレーム４１３を含む。固定支持フレーム４１１は、図示を省略した照射部キャリッジ１６０から支持され、支持ドラム１４０の周面に沿って移動する。

スライド軸４１２は、一端を固定支持フレーム４１１に摺動自在に支持され、照射部キャリッジ１６０の移動方向と並行に、固定支持フレーム４１１に対して伸縮する。可動支持フレーム４１３は、スライド軸４１２の他端に結合され、スライド軸４１２の伸縮に応じて、固定支持フレーム４１１に対して接近または離間する。

また、固定支持フレーム４１１は、支持ドラム１４０の周方向に沿って配列された紫外線発光素子ユニット３２０およびブランクユニット３３０を、複数列搭載している。これに対して、可動支持フレーム４１３は、一列の紫外線発光素子ユニット３２０およびブランクユニット３３０を搭載する。なお、このような紫外線発光素子ユニット３２０およびブランクユニット３３０の組み合わせおよび搭載数は一例に過ぎず、このような分布に限定されるわけではない。

図１６は、紫外線照射部４００のある一時点におけるレイアウトを示す正面図である。この場合、スライド軸４１２は、可動支持フレーム４１３の幅に略等しい長さまで、固定支持フレーム４１１から繰り出されている。これにより、可動支持フレーム４１３は、固定支持フレーム４１１から、紫外線発光素子ユニット３２０一列分に相当する間隔をおいて離れている。

図１７は、上記のような紫外線照射部４００が、インクジェット式記録装置１００に装着された状態を示す図である。この図においても、他の実施形態と共通の要素には同じ参照番号を付して説明の重複を避ける。

インクジェット式記録装置１００において支持ドラム１４０に支持された記録用紙１５０に画像を記録する場合、紫外線照射部４００は、記録部キャリッジ１７０と同期して、支持ドラム１４０の周面に沿って、その長手方向に移動する。一方、支持ドラム１４０は、記録用紙１５０を支持しつつ、図中に矢印Ｒで示す方向に回転する。

記録ヘッド１８０から記録用紙１５０に向かって吐出された紫外線硬化型インクは、記録用紙１５０に付着した直後に紫外線照射部４００の下を通過する。これにより、紫外線硬化型インクの硬化が直ちに開始される。

ただし、既に説明したように、可動支持フレーム４１３は、固定支持フレーム４１１に対して、紫外線発光素子ユニット３２０一列分以上離れている。このため、可動支持フレーム４１３に搭載された紫外線発光素子ユニット３２０から照射された紫外線は、紫外線硬化型インクが照射された後に、支持ドラム１４０が一周以上回転してから紫外線硬化型インクに照射される。

以上のような構造によりスライド軸４１２は固定支持フレーム４１１に対して伸縮できるので、可動支持フレーム４１３に搭載された紫外線発光素子ユニット３２０は、求められた印刷条件に応じて、照射のタイミングを任意に変化させることができる。また、可動支持フレーム４１３に搭載された紫外線発光素子ユニット３２０は、記録用紙１５０上の紫外線硬化型インクに紫外線を照射するタイミングを大幅に変化させることができる。

なお、図示の例では、例えばオーバコート層の形成に用いやすい、紫外線照射部４００の移動方向側端部に可動支持フレーム４１３が配置される。しかしながら、可動支持フレーム４１３の配置は側端部に限られるものではない。また、可動支持フレーム４１３は、複数列の紫外線発光素子ユニット３２０を装着できる形状であってもよい。更に、個別に移動する複数の可動支持フレーム４１３を設けてもよい。

なお、インクジェット式記録装置１００を例に挙げて発明を説明したが、上記のような記録装置または液体噴射装置の構造は、液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造における色材噴射装置、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の製造における電極形成装置またはバイオチップ製造に使用する試料噴射ヘッド等にも適用できる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

ひとつの実施形態に係るインクジェット式記録装置１００の全体構造を模式的に示す図である。 インクジェット式記録装置１００の記録部１２０の断面構造を示す図である。 記録部キャリッジ１７０を単独で示す斜視図である。 記録ヘッド１８０を正面から見た様子を示す正面図である。 紫外線照射部１６２を単独で示す斜視図である。 紫外線照射部１６２を他の視点から見た様子を示す斜視図である。 紫外線発光素子１６６の点灯状態２００を示す図である。 紫外線照射部１６２の他の形態を点灯状態２００により示す図である。 他の実施形態に係る紫外線照射部３００を示す斜視図である。 紫外線照射部３００の機能を説明する斜視図である。 支持フレーム３１０の形状を示す斜視図である。 ブランクユニット３３０の形状を示す斜視図である。 紫外線発光素子ユニット３２０の形状を示す斜視図である。 他の構造を有する紫外線発光素子ユニット３４０を示す斜視図である。 他の実施形態に係る記録部１２０を示す斜視図である。 紫外線照射部４００のレイアウトを示す正面図である。 紫外線照射部４００の構造を示す斜視図である。

符号の説明

１００ インクジェット式記録装置、１１０ 給排紙部、１１２ 給紙部、１１４ 排紙部、１２０ 記録部、１３０ 記録部フレーム、１３２、１３４、１３６、１３８ ガイド軸、１４０ 支持ドラム、１４２ 回転軸、１４４ 支持面、１５０ 記録用紙、１６０ 照射部キャリッジ、１６１、１６３、１６５、１６７、１６９ 紫外線光源、１６２、３００、４００ 紫外線照射部、１６４ 照射部フレーム、１６６、３０２、３１２、３２２ 紫外線発光素子、１７０ 記録部キャリッジ、１７２ キャリッジ本体、１７４ インクタンク、１８０ 記録ヘッド、１８１、１８２、１８３、１８４、１８５ ヘッドユニット、１９１、１９２、１９３、１９４、１９５ ノズル、２００ 点灯状態、２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６ 素子グループ、３０４、２０７ 流通孔、２０８、３０８ 放熱フィン、２６１、２６３、２６５、２６７、２６９ 素子列、３０３ 位置決めピン、３０５ 位置決めリブ、３０７ ダミープレート、３０９ ユニットブロック、３１０、４１０ 支持フレーム、３０６、３１１、３１３ 連結リブ、３１５ 位置決め溝、３１７ 支持リブ、３２０、３４０ 紫外線発光素子ユニット、３３０ ブランクユニット、４１１ 固定支持フレーム、４１２ スライド軸、４１３ 可動支持フレーム

Claims (13)

1. 支持面に被記録媒体を支持しつつ回転する支持ドラムと、
   前記支持面に沿って、前記支持ドラムの回転軸と平行に延在するガイド軸と、
   前記ガイド軸に案内されて、前記支持面に沿って往復移動するキャリッジと、
   前記キャリッジに搭載され、前記ガイド軸の延在方向に沿って互いに異なる位置に、互いに異なる種類の紫外線硬化型インクを吐出する複数のヘッドユニットを有して、前記支持面に支持された被記録媒体に向かって紫外線硬化型インクを吐出する記録ヘッドと、
   前記支持ドラムの回転方向について前記キャリッジの下流側に配置され、前記記録ヘッドから吐出されて前記被記録媒体に付着した紫外線硬化型インクに紫外線を照射する紫外線照射部と
   を備え、前記支持ドラムが少なくとも１回転する毎に前記キャリッジが前記ガイド軸に沿って移動することにより、前記支持ドラムに支持された被記録媒体の表面全体に紫外線硬化型インクにより画像を形成する記録装置であって、
   前記紫外線照射部は、前記ガイド軸の延在方向に配置され、それぞれが個別に紫外線を発生する複数の紫外線光源を有し、
   前記紫外線光源の各々は、紫外線の強度、波長および照射時間の少なくともひとつが互いに異なる照射条件で紫外線を発生する記録装置。
2. 前記複数のヘッドユニットの少なくともひとつは、互いに異なる種類のインクを吐出する複数のノズルを有し、前記互いに異なる条件は、前記互いに異なる種類のインクに応じている請求項１に記載の記録装置。
3. 前記紫外線照射部は、被記録媒体において最も上層に付着した紫外線硬化型インクに対して、当該紫外線硬化インクが被記録媒体に付着した後に、前記支持ドラムが１回転を越えて回転した後に紫外線を照射する請求項１に記載の記録装置。
4. 前記紫外線照射部は、他の紫外線光源に対して、前記ガイド軸の延在方向に沿って変位する可動紫外線光源を含む請求項１に記載の記録装置。
5. 前記紫外線照射部は、前記ガイド軸と平行に配置された照射部ガイド軸に案内されて、前記キャリッジと同期して往復移動しつつ前記紫外線光源を搭載する照射部キャリッジを有する請求項１に記載の記録装置。
6. 前記紫外線光源の各々は、前記支持ドラムの回転方向に配列された複数の紫外線発光素子を含み、前記複数の紫外線発光素子は、少なくともその一部を個別に点灯または消灯される請求項１に記載の記録装置。
7. 前記紫外線光源の各々は、前記ガイド軸の延在方向と平行に配列された複数の紫外線発光素子を含み、前記複数の紫外線発光素子は、少なくともその一部を個別に点灯または消灯される請求項１に記載の記録装置。
8. 前記紫外線光源は、互いに異なる発光波長を有する複数の紫外線発光素子を含む請求項１に記載の記録装置。
9. 前記紫外線光源の各々は、支持フレームと、前記支持フレームに対して個別に脱着でき、前記支持フレームに装着した場合に個別に紫外線を発生する複数の紫外線発光素子ユニットとを有し、前記紫外線発光素子ユニットを任意に脱着することにより、被記録媒体に付着したインクに対する紫外線の強度、波長および照射時間の少なくともひとつを含む照射条件を変更する請求項１に記載の記録装置。
10. 前記紫外線光源の各々は、支持フレームと、前記支持フレームに対して個別に脱着でき、前記支持フレームに装着した場合に個別に紫外線を発生する複数の紫外線発光素子ユニットとを有し、前記複数の紫外線発光素子ユニットは互いに同じ形状と寸法を有して装着位置を交換される請求項１に記載の記録装置。
11. 前記紫外線光源の各々は、
    支持フレームと、
    前記支持フレームに対して個別に脱着でき、前記支持フレームに装着した場合に個別に紫外線を発生する複数の紫外線発光素子ユニットと、
    前記支持フレームに対して個別に着脱でき、紫外線を発生しないブランクユニットと
    を有し、前記複数の紫外線発光素子およびブランクユニットは互いに同じ形状と寸法を有して前記支持フレームに対する装着位置を交換される請求項１に記載の記録装置。
12. 前記複数の紫外線発光素子ユニットの一部は、発光強度および発光波長の少なくとも一方が他の紫外線発光素子ユニットと異なる請求項８から請求項１１までのいずれか１項に記載の記録装置。
13. 支持面に被記録媒体を支持しつつ回転する支持ドラムと、
    前記支持面に沿って、前記支持ドラムの回転軸と平行に延在するガイド軸と、
    前記ガイド軸に案内されて、前記支持面に沿って往復移動するキャリッジと、
    前記キャリッジに搭載され、前記ガイド軸の延在方向に沿って互いに異なる位置に、互いに異なる種類の紫外線硬化成分を含む液体を噴射する複数のヘッドユニットを有して、前記支持面に支持された被記録媒体に向かって紫外線硬化型液体を噴射する液体噴射ヘッドと、
    前記支持ドラムの回転方向について前記キャリッジの下流側に配置され、前記液体噴射ヘッドから噴射されて前記被記録媒体に付着した紫外線硬化型液体に紫外線を照射する紫外線照射部と
    を備え、前記支持ドラムが少なくとも１回転する毎に前記キャリッジが前記ガイド軸に沿って移動することにより、前記支持ドラムに支持された被記録媒体の表面全体に紫外線硬化型液体により画像を形成する液体噴射装置であって、
    前記紫外線照射部は、前記ガイド軸の延在方向に配置され、それぞれが個別に紫外線を発生する複数の紫外線光源を有し、
    前記紫外線光源の各々は、紫外線の強度、波長および照射時間の少なくともひとつが互いに異なる照射条件で紫外線を発生する液体噴射装置。

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