JP2009078381A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液滴量が多いインクと微少なインクとをともに吐出する画像記録において、液滴量が微少なインクをも確実に硬化させることが可能であり、インクに照射する紫外線の光量を低減可能なインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】紫外線硬化型のインクを基材Ｓに吐出し、紫外線の照射によりインクを硬化させて基材Ｓ上に画像を記録するインクジェット記録装置１において、設定された閾値以下の液滴量のインクを吐出可能な第一記録ヘッド４１と、閾値よりも多い液滴量のインクを吐出する第二記録ヘッド４２と、基材Ｓに着弾したインクに紫外線を照射する紫外線照射装置５と、を備え、第二記録ヘッド４２から吐出され基材Ｓに着弾したインクよりも、第一記録ヘッド４１から吐出され基材Ｓに着弾したインクの方が紫外線照射装置５による紫外線の照射タイミングが早くなるように各記録ヘッド４１、４２および紫外線照射装置５を配置した。
【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、基材に吐出された紫外線硬化型のインクに紫外線を照射して画像を記録す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基材のみならず、樹脂フィルムや金属類等のインク吸収性の乏しい基材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基材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、基材上に着弾したインクに対して紫外線を照射して硬化させて定着させる紫外線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。高精細な画像を記録するためには、記録ヘッドから基材上に吐出されるインクの液滴量が微量となり、特許文献１、２等に記載されているようにｐｌ（ピコリットル）オーダーの液滴量のインクを吐出することが求められている。

また、記録される画像の階調表現を豊かにすることが要請されることも多く、このような要請に応えるものとして、例えば記録ヘッドから吐出されるインクの１滴あたりの液滴量を種々変えることが可能なインクジェット記録装置が開発されている（例えば特許文献１等参照）。例えば、マルチドロップ方式のインクジェット記録装置では、各ノズルから例えば２［ｐｌ］や４［ｐｌ］のインクを吐出したり、記録ヘッドから吐出されたそれらのインクを空中で合体させるなどして、基材上に着弾するインクの１滴あたりの液滴量を２、４、８、１６、３２［ｐｌ］等に変えることができるようになっている。
特開２００６−３４６９１９号公報 特開２００５−８９５５２号公報

ところで、画像記録に用いられるインクとしては、一般的に、カチオン重合系のインクやラジカル重合系のインクが用いられるが、いずれのインクにおいても、インクの液滴量が微少であると、基材上に着弾した当該インクに紫外線を照射しても十分に硬化しない場合がある。これは、インクが基材上で広がるとインクの体積に対する表面積の割合が大きくなり、周囲の環境の影響を受け易くなるが、液滴量が微少なインクの場合、液滴量が多いインクよりももともと体積に対する表面積の割合が大きいため、より周囲の環境の影響を受け易くなるためと考えられる。

つまり、カチオン重合系のインクの場合には、周囲の温度や湿度に応じてインクの粘度が変化したりインク中から水分が蒸発しまたは周囲の水分がインク中に吸収されるなどしてインクの硬化特性が変化する。例えば、周囲の環境が高温の状態であるとインクの粘度が低下して紫外線を照射されても十分に硬化しなくなり、また、周囲の環境が高湿の状態ではインクが周囲の水分を吸収して紫外線を照射されても十分に硬化しなくなる。特に、液滴量が微少なインクではその影響が顕著となり、液滴量が多いインクが硬化する程度の光量の紫外線を照射しても十分に硬化しない場合が生じる。

また、ラジカル重合系のインクの場合には、特許文献２に記載されているように空気中の酸素によってインクのラジカル重合反応が阻害され易いという特性があるが、もともと体積に対する表面積の割合が大きい液滴量が微少なインクが基材に着弾して基材上で広がってさらに体積に対する表面積の割合が増加すると、微少な体積に対して大きな表面積を介して酸素がインク内に入り込み、単位体積あたりの混入酸素量が増大してラジカル重合反応が阻害される。そのため、液滴量が微少なインクに、液滴量が多いインクが硬化する程度の光量の紫外線を照射しても十分に硬化しない場合が生じる。

図６は、本願発明者が行った実験結果の一例を表すグラフであり、ラジカル重合系のインクを用い、着弾したインクが基材Ｓ上で十分に広がった状態で硬化させる場合のインクの液滴量とインクを硬化させるために必要な最低限の紫外線の光量、すなわち硬化光量との関係を表すグラフである。なお、同図において、●は紫外線照射装置５の光源として約３６５ｎｍの波長の紫外線を照射するＬＥＤを用いた場合の値を表し、◆は約３６５ｎｍにピーク波長を有するブロードな波長の紫外線を照射する高圧水銀灯を用いた場合の値を表している。また、図６で、同量のインクに対する硬化光量がＬＥＤよりも高圧水銀灯で小さくなっているのは、高圧水銀灯からの照射光に含まれる紫外線以外の波長の光の影響や、高圧水銀灯から発せられる熱によるインクの温度の上昇の影響等によるものと考えられる。

図６に示された結果は、前述のラジカル重合系インクの酸素による重合阻害を定量的に示すものと考えられる。しかも、同図に示されるように、光源がＬＥＤの場合も高圧水源灯の場合もインクの液滴量が８、１６、３２［ｐｌ］の場合の硬化光量に比べて液滴量が４［ｐｌ］の場合の硬化光量が急激に大きくなっている。このように、本願発明者は、インクの液滴量を減少させていくと、ある液滴量でそれより多い液滴量の場合よりも硬化光量が急激に大きくなる液滴量が存在するという知見を得た。

また、グラフでは示されていないが、液滴量が２［ｐｌ］の場合には硬化光量が４［ｐｌ］の場合と同程度或いはさらに大きくなることも分かっている。また、実験条件によっては液滴量が８［ｐｌ］の場合に硬化光量が１６［ｐｌ］や３２［ｐｌ］の場合よりも急激に大きくなる場合があることも確認されている。

このように、液滴量が微少なインクを確実に硬化させるためには、図６に示したような液滴量が微少なインクの硬化に必要な大きな光量の紫外線を常時照射して、液滴量が微少のインクと液滴量が多いインクとをともに硬化させることが考えられる。しかし、それでは紫外線照射装置で消費される電力量が非常に大きくなってしまう。

そこで、本発明は、上記の知見に基づいて、液滴量が多いインクと微少なインクとをともに吐出する画像記録において、液滴量が微少なインクをも確実に硬化させ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、本発明は、インクに照射する紫外線の光量を低減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、本発明のインクジェット記録装置は、
紫外線硬化型のインクを基材に吐出し、紫外線の照射によりインクを硬化させて基材上に画像を記録するインクジェット記録装置において、
設定された閾値以下の液滴量のインクを吐出可能な第一記録ヘッドと、
前記閾値よりも多い液滴量のインクを吐出する第二記録ヘッドと、
基材に着弾したインクに紫外線を照射する紫外線照射装置と、を備え、
前記第二記録ヘッドから吐出され基材に着弾したインクよりも、前記第一記録ヘッドから吐出され基材に着弾したインクの方が前記紫外線照射装置による紫外線の照射タイミングが早くなるように前記各記録ヘッドおよび前記紫外線照射装置を配置したことを特徴とする。

本発明のインクジェット記録装置によれば、基材上に着弾した閾値以下の液滴量のインクが基材上で広がらず、インクの体積に対する表面積の割合が拡大しないうちに紫外線を照射してインクを硬化させることが可能となる。そのため、閾値以下の液滴量のインクが周囲の環境の影響をさほど受けないうちに紫外線を照射するため、より小さい光量の紫外線の照射で閾値以下のインクを確実に硬化させることが可能となる。また、照射すべき紫外線の光量を低減することが可能となるため、紫外線照射装置により消費される電力量をより少なく抑えることが可能となる。

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］
第１の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、略水平に配設されたプラテン２上を基材Ｓが図中矢印Ｚで示される搬送方向に搬送されるように構成されている。プラテン２の搬送方向Ｚの上流側および下流側には、基材Ｓを搬送するための搬送ローラ３がそれぞれ配設されており、搬送ローラ３は図示しない搬送モータ等を備える搬送装置により回転駆動されるようになっている。基材Ｓは、搬送ローラ３の回転に伴って一定速度でプラテン２上を搬送されるようになっている。

プラテン２の上方には、紫外線硬化型のインクを吐出する複数の記録ヘッド４が基材Ｓの搬送方向Ｚに直交する方向に延在するように平行に並設されている。本実施形態では、２本の記録ヘッド４が並設されており、２本の記録ヘッド４からは例えばブラック（Ｋ）等の同一色のインクが吐出されるようになっている。なお、本実施形態は吐出されるインクの色がブラック（Ｋ）である場合に限定されない。また、インクとしては、ラジカル重合系のインクやカチオン重合系のいずれのインクも使用可能である。

各記録ヘッド４には、図２に示すように、その底面すなわち基材Ｓに対向する側の面に複数のノズル４ａが設けられている。各ノズル４ａは、それぞれその内部に形成された図示しないインク溜めにインクが貯蔵されるようになっており、図示しない圧電素子が変形されてインク溜めの内部が加圧されることで各ノズル４ａからインクが吐出されるようになっている。

２本の記録ヘッド４のうち、基材Ｓの搬送方向Ｚの下流側の第一記録ヘッド４１は、微少量の液滴量に設定された閾値以下の液滴量のインクを吐出することができるように構成されている。

第一記録ヘッド４１から吐出されるインクの液滴量の閾値は、図６に示したように、インクの液滴量を減少させていった場合に硬化光量が急激に大きくなる液滴量に設定される。すなわち、同図の場合には、液滴量の閾値は４［ｐｌ］に設定される。

本願発明者が行った実験によれば、設定すべき液滴量の閾値は、インクジェット記録装置１における基材Ｓのインク吸収性等の材質やその搬送速度、インクの硬化感度や粘度等の性質や組成、後述する紫外線照射装置５の光源から照射する紫外線の光量、インクを吐出する記録ヘッド４周囲の温度や湿度等の環境等の種々の条件に応じて変わり得ることが分かっている。

しかし、図６にも例示されているように、インクがラジカル重合系のインクであってもカチオン重合系のインクであっても、大抵の場合、閾値は４［ｐｌ］に設定すればよいことが分かっている。また、基材ＳとしてＰＥＴ（polyethylene terephthalate）シート等のインクが広がり易い材質のものを用い、高温、高湿の環境下で画像記録が行われるような特殊な環境下では、液滴量が８［ｐｌ］でも紫外線の光量を増加させないと硬化しない場合があり、そのような場合には、閾値は８［ｐｌ］に設定される。

本実施形態では、第一記録ヘッド４１は、各ノズル４ａからそれぞれ４［ｐｌ］のインクを吐出して、基材Ｓ上に４、８、１６［ｐｌ］等の液滴量のインクを着弾させることができるマルチドロップ方式の記録ヘッドとされている。なお、第一記録ヘッド４１を各ノズル４ａからそれぞれ２［ｐｌ］のインクを吐出するマルチドロップ方式の記録ヘッドで構成することも可能であり、また、液滴量を変化させず、４［ｐｌ］等の前記閾値以下の一定の液滴量のインクのみを吐出する記録ヘッドとすることも可能である。

一方、図１に示すように、２本の記録ヘッド４のうち、基材Ｓの搬送方向Ｚの上流側の第二記録ヘッド４２は、設定された前記閾値よりも多い液滴量のインクを吐出するように構成されている。本実施形態では、第二記録ヘッド４２は各ノズル４ａからそれぞれ１６［ｐｌ］のインクを吐出するように構成されているが、閾値が４［ｐｌ］に設定されている場合には、第二記録ヘッド４２から８［ｐｌ］のインクを吐出するように構成することも可能である。また、第二記録ヘッド４２をマルチドロップ方式の記録ヘッドで構成することも可能である。

なお、図１では、第一記録ヘッド４１や第二記録ヘッド４２がそれぞれ１本の記録ヘッドで構成される場合を示したが、記録ヘッド４の構成はこれに限定されず、例えば、図３に示すように、第一、第二記録ヘッド４１、４２を、それぞれ複数の単位ヘッド４１１、４１２、４１３、４２１、４２２、４２３を千鳥状に配置して構成することも可能である。

図１や図２に示すように、記録ヘッド４（４１、４２）の基材Ｓの搬送方向Ｚの下流側には、紫外線照射装置５が設けられている。本実施形態では、図２に示すように、紫外線照射装置５は、その底面すなわち基材Ｓに対向する側に複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）５ａを備えており、各ＬＥＤを点灯させて第一記録ヘッド４１や第二記録ヘッド４２から吐出され基材Ｓに着弾したインクに対して紫外線を照射するようになっている。なお、紫外線照射装置５の光源はＬＥＤ５ａに限定されず、この他にも、例えば高圧水銀ランプやメタルハライドランプ、ブラックライト、冷陰極管、半導体レーザ等を適宜選択して用いることができる。

また、図３に示したように、第一記録ヘッド４１や第二記録ヘッド４２を、それぞれ複数の単位ヘッド４１１、４１２、４１３、４２１、４２２、４２３を千鳥状に配置して構成する場合には、紫外線照射装置５もそれにあわせて複数の照射装置５１、５２、５３を千鳥状に配置して構成することが好ましい。

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。

図１に示したように、基材Ｓがプラテン２上を搬送方向Ｚに搬送されると、まず、第二記録ヘッド４２のノズル４ａから閾値よりも多い液滴量（本実施形態では１６［ｐｌ］）のインクが吐出されて基材Ｓ上に着弾する。基材Ｓ上に着弾したインクは、基材Ｓの搬送にあわせて紫外線照射装置５の下方に搬送されて紫外線の照射を受けるまで基材Ｓ上で広がる。

さらに基材Ｓが搬送されると、続いて第一記録ヘッド４１のノズル４ａから閾値以下の液滴量のインクが吐出され、基材Ｓ上に着弾する。第一記録ヘッド４１から吐出され基材Ｓ上に着弾したインクも、紫外線照射装置５の下方に搬送されて紫外線の照射を受けるまでの間、基材Ｓ上で広がる。

しかし、図１に示したように、第一記録ヘッド４１は第二記録ヘッド４２より基材Ｓの搬送方向Ｚの下流側に設けられ、第一記録ヘッド４１と紫外線照射装置５との距離Ｌ１が第二記録ヘッド４２と紫外線照射装置５との距離Ｌ２より短いため、第一記録ヘッド４１から吐出され基材Ｓに着弾した閾値以下の液滴量のインクの方が、第二記録ヘッド４２から吐出され基材Ｓに着弾した閾値より多い液滴量のインクよりも、着弾してから紫外線を照射されるまでの紫外線の照射タイミングが早くなる。

そのため、第一記録ヘッド４１から吐出され基材Ｓに着弾した閾値以下の液滴量のインクが紫外線の照射を受けるまでの基材Ｓ上での広がりの度合を、第二記録ヘッド４２から吐出された閾値より多い液滴量のインクの広がりの度合よりも小さく抑えることができ、インクの体積に対する表面積の割合が拡大しないうちに紫外線を照射してインクを硬化させることが可能となる。

そして、閾値以下の液滴量のインクの体積に対する表面積の割合が拡大しなければ、インクは周囲の環境の影響をさほど受けないため、より小さい光量の紫外線の照射でインクを硬化させることが可能となる。すなわち、例えば前述した図６の例で言えば、閾値以下の液滴量である４［ｐｌ］のインクを硬化させるためには、同図のように３５０［ｍＪ／ｃｍ^２］を越える光量（光源が高圧水銀灯の場合は１５０［ｍＪ／ｃｍ^２］を越える光量）の紫外線を照射しなくても十分に硬化させることが可能となる。

第一記録ヘッド４１と紫外線照射装置５との距離Ｌ１を十分に短く設定すれば、閾値以下の液滴量のインクに紫外線を照射する照射タイミングを非常に早くすることが可能となり、閾値より多い液滴量の８［ｐｌ］や１６［ｐｌ］等のインクの硬化光量である約２３０［ｍＪ／ｃｍ^２］（光源が高圧水銀灯の場合は約１２０［ｍＪ／ｃｍ^２］）の光量の紫外線を照射して、閾値以下の液滴量のインクを十分に硬化させることも可能となる。

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、第二記録ヘッド４２から吐出され基材Ｓに着弾したインクよりも、第一記録ヘッド４１から吐出され基材Ｓに着弾したインクの方が、紫外線照射装置５による紫外線の照射タイミングが早くなるように構成した。

それにより、基材Ｓ上に着弾した閾値以下の液滴量のインクが基材Ｓ上で広がらず、インクの体積に対する表面積の割合が拡大しないうちに紫外線を照射してインクを硬化させることが可能となる。そのため、閾値以下の液滴量のインクが周囲の環境の影響をさほど受けないうちに紫外線を照射するため、より小さい光量の紫外線の照射で閾値以下のインクを確実に硬化させることが可能となる。

また、照射すべき紫外線の光量を低減することが可能となるため、紫外線照射装置により消費される電力量をより少なく抑えることが可能となる。

［第２の実施の形態］
上記の第１の実施形態では、同一色のインクを用いて、紫外線照射装置５に近い位置に配置された第一記録ヘッド４１から閾値以下の液滴量のインクを吐出可能とし、紫外線照射装置５から遠い位置に配置された第二記録ヘッド４２から閾値より多い液滴量のインクを吐出する場合について説明した。

第２の実施形態では、基材Ｓ上にカラー画像を記録する場合のように、複数種類のインク、すなわち例えばイエロー（Ｙ）やマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のプロセスカラーのインクを用いて画像記録を行うインクジェット記録装置について説明する。

なお、複数種類のインクとして、上記のプロセスカラーの場合のほか、例えば、ライトマゼンタ（ＬＭ）やライトシアン（ＬＣ）等の濃淡インク、オレンジやバイオレット等の特色インク、ホワイト（Ｗ）や透明インク（ＣＬ）等の背景画像用インク等を用いることも可能である。また、以下では、本実施形態に係るインクジェット記録装置のうち、第１の実施形態に係るインクジェット記録装置１における部材と同様の機能を有する部材については同じ符号を付して説明する。

図４に示すように、本実施形態に係るインクジェット記録装置１０は、基材Ｓを載置するプラテン２や基材Ｓを搬送するための搬送ローラ３等を備え、プラテン２の上方に記録ヘッド４や紫外線照射装置５を備える点では、前述した第１の実施形態に係るインクジェット記録装置１と同様である。

また、記録ヘッド４のうち、前述した閾値以下の液滴量のインクを吐出可能な第一記録ヘッド４１が基材Ｓの搬送方向Ｚの下流側すなわち紫外線照射装置５に近い側に設けられ、閾値より多い液滴量のインクを吐出する第二記録ヘッド４２が基材Ｓの搬送方向Ｚの上流側すなわち紫外線照射装置５から遠い側に設けられる点でも第１の実施形態に係るインクジェット記録装置１と同様である。

従って、本実施形態においても、複数の第一記録ヘッド４１から吐出され基材Ｓに着弾したインクの方が、第二記録ヘッド４２から吐出され基材Ｓに着弾したインクよりも照射タイミングが早くなる。

本実施形態に係るインクジェット記録装置１０では、さらに、各種のインクの硬化感度に着目し、少なくとも複数の第一記録ヘッド４１の間では、硬化感度が低いインクを吐出する第一記録ヘッドほど照射タイミングが早くなるように配置されるようになっている。具体的には、硬化感度が低いインクを吐出する第一記録ヘッドほど基材Ｓの搬送方向Ｚの下流側に配置され、紫外線照射装置５により近い位置に配置されるようになっている。

これは、前述したようにインクが基材Ｓ上に着弾して広がるとインクの体積に対する表面積の割合が大きくなり、周囲の環境の影響を受けて硬化し難くなるが、硬化感度が低いインクをより紫外線照射装置５に近い側で吐出させることで、周囲の環境の影響をさほど受けないうちに紫外線を照射して硬化させるためである。このようにすれば、もともと硬化感度が低いインクをも的確に硬化させることが可能となる。

インクの硬化感度は、その組成等によりインクごとに異なるが、一般的なプロセスカラーでは、マゼンタ（Ｍ）やシアン（Ｃ）では高くブラック（Ｋ）では低い傾向がある。本実施形態では、マゼンタ（Ｍ）のインクの硬化感度が最も高く、次いでシアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の順である場合について説明するが、インクの硬化感度の順番は予め測定されるなどして決定された各インクの硬化感度に基づいて決められる。

上記の関係から、本実施形態では、図４に示すように、複数の第一記録ヘッド４１の間では、最も硬化感度が高いマゼンタ（Ｍ）のインクを吐出する第一記録ヘッド４１Ｍが基材Ｓの搬送方向Ｚの最も上流側に配置され、次いでシアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の各インクを吐出する第一記録ヘッド４１Ｃ、４１Ｙがその搬送方向Ｚの下流側に配置され、最も硬化感度が低いブラック（Ｋ）のインクを吐出する第一記録ヘッド４１Ｋが搬送方向Ｚの最下流側に配置されて紫外線照射装置５に最も近い位置に配置されている。

本実施形態では、閾値より多い液滴量を吐出する複数の第二記録ヘッド４２の間においても同様に、硬化感度が低いインクを吐出する第一記録ヘッドほど照射タイミングが早くなるように配置されるようになっており、基材Ｓの搬送方向Ｚの最上流側からマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の順に下流側に配置されている。

なお、本実施形態においても、第一記録ヘッド４１から吐出されるインクの液滴量の閾値は、図６に示したように、インクの液滴量を減少させていった場合に硬化光量が急激に大きくなる液滴量に設定され、例えば４［ｐｌ］に設定される。設定すべき液滴量の閾値は、前述したように基材Ｓのインク吸収性等の材質等の種々の条件に応じて変わり得る。また、図示を省略するが、図３に示したように第一記録ヘッド４１や第二記録ヘッド４２、紫外線照射装置５を千鳥状に配置してもよい。

上記のような構成のインクジェット記録装置１０においても、前述した第１の実施形態に係るインクジェット記録装置１と同様に作用する。

具体的には、第一記録ヘッド４１（４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｙ、４１Ｋ）は第二記録ヘッド４２（４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｙ、４２Ｋ）より基材Ｓの搬送方向Ｚの下流側に設けられ、紫外線照射装置５に近い位置に設けられているため、各第一記録ヘッド４１から吐出された閾値以下の液滴量のインクの方が、各第二記録ヘッド４２から吐出された閾値より多い液滴量のインクよりも、着弾してから紫外線を照射されるまでの紫外線の照射タイミングが早くなる。

そのため、各第一記録ヘッド４１から吐出され基材Ｓに着弾した閾値以下の液滴量のインクが紫外線の照射を受けるまでの基材Ｓ上での広がりの度合を、各第二記録ヘッド４２から吐出された閾値より多い液滴量のインクの広がりの度合よりも小さく抑えることができ、インクの体積に対する表面積の割合が拡大しないうちに紫外線を照射してインクを硬化させることが可能となる。

そして、例えば図６の例で、閾値以下の液滴量である４［ｐｌ］のインクを硬化させるために必要な３５０［ｍＪ／ｃｍ^２］を越える光量（光源が高圧水銀灯の場合は１５０［ｍＪ／ｃｍ^２］を越える光量）の紫外線を照射しなくても十分に硬化させることが可能となり、各第一記録ヘッド４１と紫外線照射装置５との距離を十分に短く設定すれば、閾値より多い液滴量の８［ｐｌ］や１６［ｐｌ］等のインクの硬化光量である約２３０［ｍＪ／ｃｍ^２］（光源が高圧水銀灯の場合は約１２０［ｍＪ／ｃｍ^２］）の光量の紫外線を照射して、閾値以下の液滴量のインクを十分に硬化させることも可能となる。

また、閾値以下の液滴量のインクを吐出する複数の第一記録ヘッド４１の間では、硬化感度が低いインクを吐出する第一記録ヘッドほど照射タイミングが早くなるように配置することで、硬化感度が低いインクが基材Ｓ上で広がらず、周囲の環境の影響を受けないうちに紫外線を照射して硬化させ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１０によれば、前述した第１の実施形態に係るインクジェット記録装置１の効果と同様の効果を奏することが可能となる。

また、閾値以下の液滴量のインクを吐出する複数の第一記録ヘッド４１間で、硬化感度が低いインクを吐出する第一記録ヘッドほど照射タイミングが早くなるように配置することで、もともと硬化感度が低く硬化し難いインクが基材Ｓ上で広がり、周囲の環境の影響を受けてさらに硬化し難くなることを防止し、硬化感度が低いインクの基材Ｓ上での広がりを抑制して、周囲の環境の影響を受けないうちに紫外線を照射して硬化させることが可能となり、硬化感度が低いインクを的確に硬化させることが可能となる。

［第３の実施の形態］
上記の第２の実施形態では、閾値以下の液滴量の複数種類のインクを吐出する複数の第一記録ヘッド４１を、インクの硬化感度が低いものほど紫外線照射装置５に近くなるように配置し、また、閾値より多い液滴量の複数種類のインクを吐出する複数の第二記録ヘッド４２を各第一記録ヘッド４１より基材Ｓの搬送方向Ｚの上流側に設ける場合について説明した。

しかし、複数種類のインクを吐出させる場合には、上記第２の実施形態のほかにも、例えば図１に示したような第二記録ヘッド４２と第一記録ヘッド４１と紫外線照射装置５のセットを１つの群として、各色インクごとの群を基材Ｓの搬送方向Ｚに並べるように構成することも可能である。第３の実施形態では、このように構成されたインクジェット記録装置について説明する。

なお、以下では、本実施形態に係るインクジェット記録装置のうち、第１、第２の実施形態に係るインクジェット記録装置１、１０における部材と同様の機能を有する部材については同じ符号を付して説明する。

本実施形態に係るインクジェット記録装置２０の構成を詳しく説明すれば、インクジェット記録装置２０は、図５に示すように、第二記録ヘッド４２、第二記録ヘッド４２から吐出されるインクと同一色のインクを吐出する第一記録ヘッド４１、および第一記録ヘッド４１および第二記録ヘッド４２からそれぞれ吐出され基材Ｓに着弾したインクに紫外線を照射する紫外線照射装置５を、基材Ｓの搬送方向Ｚの上流側からこの順に配置して１つの群Ｇを形成し、複数種類のインク、すなわち例えばマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインクごとの群Ｇｍ、Ｇｃ、Ｇｙ、Ｇｋを搬送方向Ｚに並設させて構成されている。

なお、複数種類のインクとして、上記のプロセスカラー以外のインクを用いることが可能であることは上記第１、第２の実施形態の場合と同様であるが、いずれの種類のインクを用いる場合でも、各群Ｇ内では、基材Ｓの搬送方向Ｚの上流側から第二記録ヘッド４２、第一記録ヘッド４１、紫外線照射装置５の順に配置される。また、第一記録ヘッド４１は閾値以下の液滴量のインクを吐出可能であり、第二記録ヘッド４２は閾値より多い液滴量のインクを吐出するように構成されることも上記第１、第２の実施形態の場合と同様である。

本実施形態に係るインクジェット記録装置２０では、さらに、各群Ｇｍ、Ｇｃ、Ｇｙ、Ｇｋは、吐出するインクの硬化感度に応じて、硬化感度が低いインクに係る群ほど基材Ｓの搬送方向Ｚの上流側に配置されるようになっている。

具体的には、インクの硬化感度が、上記の場合と同様に例えばマゼンタ（Ｍ）＞シアン（Ｃ）＞イエロー（Ｙ）＞ブラック（Ｋ）の順である場合、第２の実施形態では図４に示したように硬化感度が最も高いマゼンタ（Ｍ）のインクを吐出する第一記録ヘッド４１ｍを紫外線照射装置５から最も遠い搬送方向Ｚの上流側に配置したが、本実施形態では、逆に、硬化感度が最も低いブラック（Ｋ）のインクを吐出する第一記録ヘッド４１ｋを含む群Ｇｋを搬送方向Ｚの上流側に配置するようになっている。

そして、基材Ｓの搬送方向Ｚの上流側から硬化感度が低い順にブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の各インクに係る群Ｇｋ、Ｇｙ、Ｇｃ、Ｇｍの順に配置するようになっている。

なお、本実施形態では、インクの硬化感度がマゼンタ（Ｍ）＞シアン（Ｃ）＞イエロー（Ｙ）＞ブラック（Ｋ）の順である場合を示したが、インクの硬化感度の順番は予め測定されるなどして決定された各インクの硬化感度に基づいて決められることは言うまでもない。

また、本実施形態においても、第一記録ヘッド４１から吐出されるインクの液滴量の閾値は、図６に示したように、インクの液滴量を減少させていった場合に硬化光量が急激に大きくなる液滴量に設定され、例えば４［ｐｌ］に設定される。設定すべき液滴量の閾値は、前述したように基材Ｓのインク吸収性等の材質等の種々の条件に応じて変わり得る。また、図示を省略するが、各群を、図３に示したように第一記録ヘッド４１や第二記録ヘッド４２、紫外線照射装置５を千鳥状に配置して構成してもよい。

上記のような構成のインクジェット記録装置２０においては、各群Ｇｋ、Ｇｙ、Ｇｃ、Ｇｍごとの構成は、図１に示した第１の実施形態に係るインクジェット記録装置１と全く同様の構成であるから、各群はインクジェット記録装置１と同様に作用する。

すなわち、図５に示したように、第二記録ヘッド４２から吐出され基材Ｓに着弾したインクよりも、第一記録ヘッド４１から吐出され基材Ｓに着弾したインクの方が紫外線照射装置５による紫外線の照射タイミングが早くなる。そのため、基材Ｓ上に着弾した閾値以下の液滴量のインクが基材Ｓ上で広がらず、インクの体積に対する表面積の割合が拡大しないうちに紫外線を照射してインクを硬化させることが可能となる。

そのため、閾値以下の液滴量のインクが周囲の環境の影響をさほど受けないから、より小さい光量の紫外線の照射で閾値以下のインクを確実に硬化させることが可能となる。また、照射すべき紫外線の光量を低減することが可能となるため、紫外線照射装置により消費される電力量をより少なく抑えることが可能となる。

また、本実施形態に係るインクジェット記録装置２０では、各群ごとに基材Ｓに対する記録動作が完結する。

すなわち、基材Ｓがブラック（Ｋ）の群Ｇｋの下方を搬送される際、群Ｇｋの第二記録ヘッド４２ｋと第一記録ヘッド４１ｋからそれぞれインクが吐出され、その直後に群Ｇｋの紫外線照射装置５ｋから紫外線が照射されてインクが硬化し、群Ｇｋでの記録動作が完了する。そして、基材Ｓがさらに搬送されると、続いて群Ｇｙでインクが吐出されて紫外線の照射によりインクが硬化して群Ｇｙでの記録動作が完了する。さらに搬送されて群Ｇｃ、Ｇｍにおいてもそれぞれ記録動作が行われる。

しかし、その際、ブラック（Ｋ）のインクは群Ｇｋの紫外線照射装置５ｋから紫外線の照射を受けて硬化するが、その後、基材Ｓの搬送に伴って群Ｇｙ、Ｇｃ、Ｇｍの下方を通過する際、各群の紫外線照射装置５ｙ、５ｃ、５ｍからもそれぞれ紫外線の照射を受け、紫外線が計４回照射される。

同様に、イエロー（Ｙ）のインクは群Ｇｙ、Ｇｃ、Ｇｍの紫外線照射装置５ｙ、５ｃ、５ｍから計３回、シアン（Ｃ）のインクは群Ｇｃ、Ｇｍの紫外線照射装置５ｃ、５ｍから計２回、マゼンタ（Ｍ）のインクは群Ｇｍの紫外線照射装置５ｍから１回だけ紫外線の照射を受ける。

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によれば、各群Ｇｋ、Ｇｙ、Ｇｃ、Ｇｍごとの第一記録ヘッド４１、第二記録ヘッド４２および紫外線照射装置５の構成が前述した第１の実施形態に係るインクジェット記録装置１と全く同様の構成であるから、各群Ｇｋ、Ｇｙ、Ｇｃ、Ｇｍではそれぞれ第１の実施形態に係るインクジェット記録装置１の効果と同様の効果を奏することができる。

また、各群Ｇの第一、第二記録ヘッド４１、４２から吐出されるインクの硬化感度に応じて硬化感度が低いインクに係る群Ｇほど基材Ｓの搬送方向Ｚの上流側に配置したことにより、基材Ｓに着弾した硬化感度が低いインクは、当該群Ｇの紫外線照射装置５だけでなく、基材Ｓの搬送方向Ｚのより下流側に配置された他の群Ｇの紫外線照射装置５からも紫外線を受けるようになり、硬化感度が低いインクほど多くの紫外線の照射を受けるようにすることができる。

そのため、本実施形態に係るインクジェット記録装置２０によれば、基材Ｓに吐出されたインクは各群Ｇにおいて第１の実施形態に係るインクジェット記録装置１の作用と同様の作用により十分に硬化されるが、硬化感度が低いインクほど基材Ｓの搬送方向Ｚの下流側の他の群Ｇの紫外線照射装置５から何度も紫外線の照射を受けることになるため、硬化感度が低いインクを含め、すべてのインクを確実に硬化させることが可能となる。

なお、上記の第１〜第３の実施形態においては、第一記録ヘッド４１および第二記録ヘッド４２にラインヘッド方式のインクジェット用の記録ヘッドを用い、インクジェット記録装置１、１０、２０がラインヘッド方式である場合について説明したが、シリアルヘッド方式の記録ヘッドを用いたインクジェット記録装置においても同様に構成することが可能であり、上記の実施形態と同様の作用効果を得ることが可能となる。

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平面図である。 記録ヘッドや紫外線照射装置を下方側から見た斜視図である。 図１のインクジェット記録装置において記録ヘッドや紫外線照射装置を千鳥状に配置した構成例を示す平面図である。 第２の実施形態に係るインクジェット記録装置の構成を示す平面図である。 第３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平面図である。 インクの液滴量と硬化光量との関係を求める実験結果の一例を示すグラフである。

符号の説明

１、１０、２０ インクジェット記録装置
４１、４１ｍ、４１ｃ、４１ｙ、４１ｋ 第一記録ヘッド
４２、４２ｍ、４２ｃ、４２ｙ、４２ｋ 第二記録ヘッド
５、５ｍ、５ｃ、５ｙ、５ｋ 紫外線照射装置
Ｇ、Ｇｍ、Ｇｃ、Ｇｙ、Ｇｋ 群
Ｓ 基材
Ｚ 搬送方向

Claims (5)

1. 紫外線硬化型のインクを基材に吐出し、紫外線の照射によりインクを硬化させて基材上に画像を記録するインクジェット記録装置において、
   設定された閾値以下の液滴量のインクを吐出可能な第一記録ヘッドと、
   前記閾値よりも多い液滴量のインクを吐出する第二記録ヘッドと、
   基材に着弾したインクに紫外線を照射する紫外線照射装置と、を備え、
   前記第二記録ヘッドから吐出され基材に着弾したインクよりも、前記第一記録ヘッドから吐出され基材に着弾したインクの方が前記紫外線照射装置による紫外線の照射タイミングが早くなるように前記各記録ヘッドおよび前記紫外線照射装置を配置したことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 複数種類のインクを吐出する前記第一記録ヘッドを複数備え、
   前記複数の第一記録ヘッドは、硬化感度が低いインクを吐出する第一記録ヘッドほど前記照射タイミングが早くなるように配置され、かつ、いずれも前記複数の第一記録ヘッドから吐出され基材に着弾したインクの方が前記第二記録ヘッドから吐出され基材に着弾したインクよりも前記照射タイミングが早くなるように配置された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. 前記複数の第一記録ヘッドのうち、硬化感度が低いインクを吐出する第一記録ヘッドほど基材の搬送方向の下流側に配置されたことを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 基材の搬送方向の上流側から、前記第二記録ヘッド、前記第二記録ヘッドから吐出されるインクと同一色のインクを吐出する前記第一記録ヘッド、前記第一記録ヘッドおよび第二記録ヘッドからそれぞれ吐出され基材に着弾したインクに紫外線を照射する前記紫外線照射装置の順に配置されて１つの群を形成し、
   前記群をインクの色ごとに複数備え、
   前記複数の群は、吐出するインクの硬化感度に応じて、硬化感度が低いインクに係る群ほど基材の搬送方向の上流側に配置された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. 前記第一記録ヘッドおよび前記第二記録ヘッドは、ラインヘッド方式のインクジェット用の記録ヘッド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。

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