JP2010214659A - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem of causing an ejection failure because light reflected by a recording medium surface directly reaches a nozzle part to cure ink at the nozzle part when an ultraviolet irradiation part is close to the nozzle part. <P>SOLUTION: This image forming apparatus includes a recording head 4 having a nozzle 3 ejecting ultraviolet cured ink 2 cured by absorbing ultraviolet rays, to a recording medium 1, and a curing means 5 irradiating drop-like ink 2 reaching the recording medium 1, with ultraviolet rays to cure the ink 2. The curing means 5 includes an ultraviolet light source 11 emitting ultraviolet light, and a polarizing element 13 polarizing ultraviolet light from the ultraviolet light source 11 and emitting the polarized ultraviolet light 12. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は画像形成装置及び画像形成方法に関し、特に紫外線硬化型インクを使用する画像形成装置及び画像形成方法に関する。   The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method, and more particularly to an image forming apparatus and an image forming method using an ultraviolet curable ink.

プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ、これらの複合機等の画像形成装置として、例えばインク液滴を吐出する記録ヘッドを画像形成手段として用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてインクジェット記録装置などが知られている。この液体吐出記録方式の画像形成装置は、記録ヘッドからインク滴を、搬送される用紙(紙に限定するものではなく、OHPなどを含み、インク滴、その他の液体などが付着可能なものの意味であり、被記録媒体あるいは記録媒体、媒体、記録紙、記録用紙などとも称される。)に対して吐出して、画像形成(記録、印字、印写、印刷も同義語で使用する。)を行なうものであり、記録ヘッドが主走査方向に移動しながら液滴を吐出して画像を形成するシリアル型画像形成装置と、記録ヘッドが移動しない状態で液滴を吐出して画像を形成するライン型ヘッドを用いるライン型画像形成装置がある。   As an image forming apparatus such as a printer, a facsimile, a copying apparatus, a plotter, and a complex machine of these, for example, an ink jet recording apparatus or the like is used as an image forming apparatus of a liquid discharge recording method using a recording head that discharges ink droplets as an image forming means. Are known. This liquid discharge recording type image forming apparatus means that ink droplets are transported from a recording head (not limited to paper, including OHP, and can be attached to ink droplets and other liquids). Yes, it is also ejected to a recording medium or recording medium, medium, recording paper, recording paper, etc.) to form an image (recording, printing, printing, and printing are also used synonymously). A serial type image forming apparatus that forms an image by ejecting liquid droplets while the recording head moves in the main scanning direction, and a line that forms an image by ejecting liquid droplets without moving the recording head There is a line type image forming apparatus using a type head.

なお、本願において、液体吐出記録方式の「画像形成装置」は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等の媒体に液体を吐出して画像形成を行う装置を意味し、また、「画像形成」とは、文字や図形等の意味を持つ画像を媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味を持たない画像を媒体に付与すること(単に液滴を媒体に着滴させること)をも意味する。また、「インク」とは、インクと称されるものに限るものではなく、吐出されるときに液体となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、DNA試料、レジスト、パターン材料なども含まれる。   In the present application, the “image forming apparatus” of the liquid discharge recording method is an apparatus that forms an image by discharging liquid onto a medium such as paper, thread, fiber, fabric, leather, metal, plastic, glass, wood, ceramics, or the like. In addition, “image formation” means not only giving an image having a meaning such as a character or a figure to a medium but also giving an image having no meaning such as a pattern to the medium (simply It also means that a droplet is deposited on a medium). The “ink” is not limited to what is called ink, and is not particularly limited as long as it becomes a liquid when ejected. For example, a DNA sample, a resist, a pattern material, etc. Is also included.

このような画像形成装置において、インクとして紫外線硬化型インクを使用するものが知られている。例えば、紫外線が照射されることで硬化するインクをノズルから記録媒体に向けて吐出する記録ヘッドと、記録媒体上に吐出されたインクに紫外線を照射する紫外線照射部と、記録ヘッドと紫外線照射部との間に設けられ、紫外線照射部から照射された紫外線を捕捉する記録媒体側に向かって開口した光トラップとを備え、ノズル面への紫外線入射量を低減してインクの安定吐出を長期にわたって行えるようにするものがある(特許文献1)。   In such an image forming apparatus, an apparatus using ultraviolet curable ink as an ink is known. For example, a recording head that discharges ink that is cured by being irradiated with ultraviolet rays from a nozzle toward a recording medium, an ultraviolet irradiation unit that irradiates ink discharged onto the recording medium with ultraviolet rays, a recording head, and an ultraviolet irradiation unit And an optical trap that opens toward the recording medium side that captures the ultraviolet rays irradiated from the ultraviolet irradiation section, and reduces the amount of ultraviolet rays incident on the nozzle surface, thereby ensuring stable ink ejection over a long period of time. There is something that can be performed (Patent Document 1).

また、ノズル天板と保護板に紫外線吸収性とUVインクの弾き性を持たせることにより、反射して記録ヘッドに向かう紫外線を吸収するようにし、さらに、カチオン系インクは高感度なため極微量の紫外線でも増粘するので、休止ノズルのインクメニスカスを微振動させて、ノズル内で増粘したインクを攪拌して間欠吐出性を向上するようにしたものが知られている(特許文献2)。   In addition, the nozzle top plate and protective plate have UV absorption and UV ink resilience so that UV rays reflected and absorbed toward the recording head can be absorbed. Since the ink meniscus of the resting nozzle is slightly vibrated and the ink thickened in the nozzle is stirred to improve the intermittent discharge property (Patent Document 2). .

さらに、ホームポジションとヘッド移動方向変換位置のそれぞれの領域に該領域内の紫外線照射装置の出射口の下側に近接するように、紫外線の記録ヘッドへの一次反射を防止する板材を配設し、ヘッド部がホームポジションとヘッド移動方向変換位置に移動したとき、紫外線照射装置から照射される紫外線の一次反射光が記録ヘッドのノズルに当たり、インクが硬化してヘッド部のインクの通路が詰まるのを防止するようにしたものも知られている(特許文献3)。   Furthermore, a plate material for preventing primary reflection of ultraviolet rays to the recording head is disposed in the respective areas of the home position and the head moving direction conversion position so as to be close to the lower side of the emission port of the ultraviolet irradiation device in the area. When the head part moves to the home position and the head moving direction conversion position, the primary reflected light of the ultraviolet ray emitted from the ultraviolet ray irradiation device hits the nozzle of the recording head, the ink is cured, and the ink passage of the head part is clogged. There is also known one that prevents the above (Patent Document 3).

特開2004−167871号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-167871 特開2005−47261号公報JP-A-2005-47261 特開2004−338264号公報JP 2004-338264 A

上述したように紫外線硬化型インクを用いて画像形成を行う場合、記録ヘッドのノズルから記録媒体に紫外線硬化型インクを吐出した後、記録ヘッドの近傍に設けた紫外線光源から紫外線光を照射して記録媒体に付着したインクを硬化させる。このとき、記録の精度を向上し、記録画像の品質を向上するには、インクが記録媒体に付着した瞬間、あるいはその直後に紫外線光が照射されてインクを硬化させることが好ましく、そのためには、紫外線光源の出射口が出きる限りノズルの近くにあることが必要である。   As described above, when image formation is performed using ultraviolet curable ink, after ultraviolet curable ink is ejected from the nozzle of the recording head onto the recording medium, ultraviolet light is irradiated from an ultraviolet light source provided in the vicinity of the recording head. The ink attached to the recording medium is cured. At this time, in order to improve the recording accuracy and improve the quality of the recorded image, it is preferable to cure the ink by irradiating with ultraviolet light at the moment when the ink adheres to the recording medium or immediately after that. As long as the exit of the ultraviolet light source exits, it must be as close to the nozzle as possible.

ところが、出射された紫外線光が記録媒体面で反射し、その反射光が記録ヘッド面に入射すると、記録ヘッドの表面に付着したインクが固化して固着し、これを除去するための特殊なメンテナンス工程が必要となる。また、記録ヘッドのノズル部分に紫外線が入射することによって、インクが硬化すると、吐出不能になったり、ノズル開口部でのインク吐出量や吐出方向などに変化が生じてインク吐出特性が低下したりするなど、画像品質を劣化させる原因となる。   However, when the emitted ultraviolet light is reflected on the recording medium surface and the reflected light is incident on the recording head surface, the ink adhering to the surface of the recording head is solidified and fixed, and special maintenance is performed to remove it. A process is required. In addition, when the ink is cured by the incidence of ultraviolet rays on the nozzle portion of the recording head, it becomes impossible to discharge, or the ink discharge amount and the discharge direction at the nozzle opening changes, and the ink discharge characteristics deteriorate. This causes the image quality to deteriorate.

そのために、上述した従来の種々の構成が採用されているが、これらの構成にあっては、紫外線照射部がノズル部から十分に離れている場合には多重反射によってノズルに達する紫外線を低減することに有効であるが、紫外線照射部がノズル部に近い場合には、記録媒体面による反射光が直接ノズル部に到達してしまい、ノズル部でインクが硬化してしまうという課題がある。   For this purpose, various conventional configurations described above are employed. In these configurations, when the ultraviolet irradiation unit is sufficiently away from the nozzle unit, the ultraviolet rays reaching the nozzle are reduced by multiple reflection. Particularly effective, when the ultraviolet irradiation part is close to the nozzle part, there is a problem that the reflected light from the surface of the recording medium directly reaches the nozzle part and the ink is cured at the nozzle part.

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、被記録媒体にインクが着滴した瞬間又はその直後に紫外線光を照射して硬化させることができるとともに、被記録媒体面で反射して画像形成手段のノズル面に到達する紫外線光量を低減することができて、インクの安定吐出を図り、高画質画像を安定して形成できるようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and can be cured by irradiating with ultraviolet light at the moment when ink is deposited on the recording medium or immediately after that, and is reflected on the surface of the recording medium. An object of the present invention is to reduce the amount of ultraviolet rays reaching the nozzle surface of the image forming means, to stably discharge ink, and to stably form a high quality image.

上記の課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、
紫外線を吸収することにより硬化するインクを被記録媒体に吐出するノズルを有する画像形成手段と、
前記被記録媒体に着滴した前記インクに対して紫外線光を照射して硬化させる硬化手段と、を備え、
前記硬化手段は、紫外線光源から出射される紫外線光の直線偏光成分を透過させる偏光素子を有し、偏光された紫外線光を前記インクに照射する
構成とした。
In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to the present invention provides:
Image forming means having a nozzle for discharging ink that is cured by absorbing ultraviolet rays onto a recording medium;
Curing means for irradiating and curing the ink deposited on the recording medium with ultraviolet light; and
The curing means includes a polarizing element that transmits a linearly polarized component of ultraviolet light emitted from an ultraviolet light source, and is configured to irradiate the ink with polarized ultraviolet light.

ここで、前記偏光素子は、前記被記録媒体の表面に対して垂直方向の偏光振動成分(P偏光)からなる紫外線を透過させる構成とできる。   Here, the polarizing element can be configured to transmit ultraviolet light composed of a polarization vibration component (P-polarized light) perpendicular to the surface of the recording medium.

また、前記被記録媒体に照射される前記偏光した紫外線光の前記被記録媒体の表面に対する光軸入射角度が、前記被記録媒体の表面における当該紫外線光の反射光が最小となる角度である構成とできる。   Further, the optical axis incident angle of the polarized ultraviolet light irradiated on the recording medium with respect to the surface of the recording medium is an angle at which the reflected light of the ultraviolet light on the surface of the recording medium is minimized. And can.

この場合、前記硬化手段からの前記偏光した紫外線光の出射口は前記画像形成手段に隣接して設けられている構成とできる。   In this case, the exit of the polarized ultraviolet light from the curing unit can be provided adjacent to the image forming unit.

また、前記画像形成手段と前記硬化手段とは一体化して設けられ、前記硬化手段からの前記偏光した紫外線光が前記被記録媒体の表面で正反射した位置に前記画像形成手段のノズルが開口している構成とできる。   The image forming unit and the curing unit are provided integrally, and the nozzle of the image forming unit opens at a position where the polarized ultraviolet light from the curing unit is regularly reflected on the surface of the recording medium. It can be configured.

本発明に係る画像形成方法は、
画像形成手段のノズルから紫外線を吸収することにより硬化するインクを被記録媒体上に吐出して付着させる印字工程と、
前記被記録媒体に着滴した前記インクに対して紫外線光を照射して硬化させる硬化工程と、を行い、
前記硬化工程では、紫外線光源から出射された紫外線光を、直線偏光成分を透過させる偏光素子を介して偏光させて照射して、前記インクを硬化させる
構成とした。
An image forming method according to the present invention includes:
A printing step in which ink that is cured by absorbing ultraviolet rays from the nozzles of the image forming means is ejected and adhered onto a recording medium;
A curing step of irradiating and curing the ink deposited on the recording medium with ultraviolet light, and
In the curing step, ultraviolet light emitted from an ultraviolet light source is polarized and irradiated through a polarizing element that transmits a linearly polarized light component to cure the ink.

本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法によれば、被記録媒体上に着滴したインクを、直線偏光成分を透過させる偏光素子を介して偏光させた紫外線光を照射して硬化させるので、被記録媒体面で反射される紫外線光量が低減し、インクの安定吐出が可能となって、高画質画像を安定して形成できる。   According to the image forming apparatus and the image forming method according to the present invention, the ink deposited on the recording medium is cured by irradiating the polarized ultraviolet light through the polarizing element that transmits the linearly polarized light component. The amount of ultraviolet light reflected by the recording medium surface is reduced, ink can be stably ejected, and high-quality images can be stably formed.

本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の模式的説明図である。1 is a schematic explanatory diagram of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention. 偏光の入射角と反射率の関係の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the relationship between the incident angle of polarized light, and a reflectance. 反射率が最小になる角度の説明に供する説明図である。It is explanatory drawing with which it uses for description of the angle from which a reflectance becomes the minimum. 本発明の第2実施形態に係る画像形成装置の模式的説明図である。FIG. 6 is a schematic explanatory diagram of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention. 同装置の作用説明に供する模式的説明図である。It is typical explanatory drawing with which it uses for description of an effect | action of the apparatus.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置について図1の模式的説明図を参照して説明する。
この画像形成装置は、被記録媒体1に対して、紫外線を吸収することにより硬化する紫外線硬化型インク2を吐出するノズル3を有する画像形成手段(インク吐出手段)である記録ヘッド4と、被記録媒体1上に着滴した滴状のインク2に対して紫外線光を照射して硬化させる硬化手段5と、被記録媒体1を搬送する搬送手段8とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to a schematic explanatory diagram of FIG.
The image forming apparatus includes a recording head 4 that is an image forming unit (ink ejection unit) having a nozzle 3 that ejects ultraviolet curable ink 2 that is cured by absorbing ultraviolet rays to a recording medium 1, and a target. A curing unit 5 that irradiates and cures the droplet-like ink 2 deposited on the recording medium 1 with ultraviolet light and a conveyance unit 8 that conveys the recording medium 1 are provided.

ここで、被記録媒体1としては、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、ガラス等の材質からなるものや、これらを複合化したシートなどを利用可能である。特に、紫外線硬化型インクは、ガラス、樹脂、表面に樹脂をコートしたコート紙、光沢紙等において特に有効である。また、被記録媒体1の形態としては、ロール状、カットシート状、板状等がいずれの形態でもよい。   Here, as the recording medium 1, various papers such as plain paper, recycled paper, glossy paper, various fabrics, various non-woven fabrics, resin, glass, or a composite sheet of these materials can be used. It is. In particular, the ultraviolet curable ink is particularly effective for glass, resin, coated paper whose surface is coated with resin, glossy paper, and the like. In addition, the form of the recording medium 1 may be any form such as a roll, a cut sheet, and a plate.

紫外線硬化型インク2は、主成分として、重合性化合物、光開始剤及び色材を少なくとも含むものである。このほか、レベリング剤や反応促進剤、反応禁止剤、増感剤などの添加剤を含んでもよい。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に大別されるが、その両系のインクがそれぞれ適用可能でありその混合系を用いても良い。また、色材としては黒、シアン、マゼンタ、イエロー、ホワイトなどの他、クリアインクや階調表現を豊かにする薄色インクを併用することも適用可能である。本実施形態では、一つの記録ヘッド4からは、何れか一色のインクが吐出され、図示していないが、各色毎の記録ヘッド4を備えている。   The ultraviolet curable ink 2 contains at least a polymerizable compound, a photoinitiator, and a color material as main components. In addition, additives such as a leveling agent, a reaction accelerator, a reaction inhibitor, and a sensitizer may be included. UV curable inks are broadly classified into radically polymerizable inks containing radically polymerizable compounds and cationically polymerizable inks containing cationically polymerizable compounds as polymerizable compounds. Both types of inks can be applied. There may be used a mixed system. In addition to black, cyan, magenta, yellow, white, and the like as the color material, it is also possible to use a clear ink or a light color ink that enriches gradation expression. In the present embodiment, any one color ink is ejected from one recording head 4, and the recording head 4 is provided for each color (not shown).

記録ヘッド4は、その下面に列上に並んだ複数のノズル3と各々のノズル位置に対応したインク室を備え、各インク室に対応して設けられたアクチュエータ手段(圧電アクチュエータ、サーマルアクチュエータ、静電アクチュエータなど)によって各インク室の体積を変化させることによって、所要のノズル3から所要のタイミングでインク2の滴を吐出することができる液体吐出ヘッドで構成される。なお、複数のノズル3は1列ないし複数列配列される。この記録ヘッド4にはインク供給手段10から各色のインクが供給される。   The recording head 4 includes a plurality of nozzles 3 arranged in a row on the lower surface thereof and ink chambers corresponding to the respective nozzle positions, and actuator means (piezoelectric actuators, thermal actuators, static actuators) provided corresponding to the respective ink chambers. By changing the volume of each ink chamber by means of an electric actuator or the like, a liquid ejection head that can eject droplets of ink 2 from a required nozzle 3 at a required timing is constituted. The plurality of nozzles 3 are arranged in one or a plurality of rows. The recording head 4 is supplied with ink of each color from the ink supply means 10.

硬化手段5は、紫外線光9を発する紫外線光源11と、紫外線光源11からの紫外線光9を偏光して偏光した紫外線光12を出射する偏光素子13とを備えている。   The curing means 5 includes an ultraviolet light source 11 that emits ultraviolet light 9 and a polarizing element 13 that emits ultraviolet light 12 that is polarized by polarizing the ultraviolet light 9 from the ultraviolet light source 11.

紫外線光源11としては、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、熱陰極管、冷陰極管、LED等が適用可能である。特に、LED等のように照射光の波長分布が狭い光源が本発明には適している。また、図示を省略しているが、照射光学系としては集光後に平行光を照射するものが好ましい。   As the ultraviolet light source 11, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a hot cathode tube, a cold cathode tube, an LED, or the like is applicable. In particular, a light source having a narrow wavelength distribution of irradiation light such as an LED is suitable for the present invention. Although not shown, the irradiation optical system is preferably one that irradiates parallel light after condensing.

偏光素子13は直線偏光のみを通す素子であり、特に被記録媒体1の表面に対して垂直振動成分(P偏光)のみを透過する角度に偏向素子13が調整されている。また、偏光素子13の基材としては紫外線光の吸収が少ない石英等が好ましく、紫外線光源11側の面には反射防止処理が施されることが好ましい。ここで、図2(a)を参照して、ガラス面100に対して垂直な入射面101を想定したとき、ガラス面100に対して垂直な振動成分をP偏光、入射面101に対して垂直な振動成分をS偏光といい、各偏向(P偏光、S偏光)の入射角に対する反射率はガラス面100の屈折率を1.5とするとき、図2(b)に示すようになる。   The polarizing element 13 is an element that allows only linearly polarized light to pass through, and in particular, the deflecting element 13 is adjusted to an angle that transmits only the vertical vibration component (P-polarized light) with respect to the surface of the recording medium 1. Further, the substrate of the polarizing element 13 is preferably quartz or the like that absorbs less ultraviolet light, and the surface on the side of the ultraviolet light source 11 is preferably subjected to antireflection treatment. Here, referring to FIG. 2A, assuming an incident surface 101 perpendicular to the glass surface 100, the vibration component perpendicular to the glass surface 100 is P-polarized light and perpendicular to the incident surface 101. Such a vibration component is called S-polarized light, and the reflectance with respect to the incident angle of each deflection (P-polarized light, S-polarized light) is as shown in FIG. 2B when the refractive index of the glass surface 100 is 1.5.

この偏光手段13から出射される偏光した紫外線光12の出射口13aは記録ヘッド4に隣接して配置され、記録ヘッド4から吐出されたインク2が被記録媒体1上に着滴した瞬間又はその直後に偏光した紫外線光12が当該着滴したインク2に照射される構成としている。   The exit 13a of the polarized ultraviolet light 12 emitted from the polarizing means 13 is disposed adjacent to the recording head 4, and the moment when the ink 2 ejected from the recording head 4 has landed on the recording medium 1 or its Immediately after that, the polarized ultraviolet light 12 is applied to the ink 2 that has landed.

搬送手段8としては、駆動ローラ14と従動ローラ15との掛け回された搬送ベルト16を使用しているがこれに限るものではない。搬送ローラを用いるもの、XYステージを用いるもの、その組合せなどを利用することができる。この場合、被記録媒体1として連帳紙やロール状の媒体以外を扱う場合には、搬送手段の搬送面での紫外線光の乱反射を防ぐため、紫外線波長での透明性に優れた材質で表面が平滑な素材が好ましく、また、紫外線吸収率の高い素材も好ましい。   As the conveying means 8, a conveying belt 16 wound around a driving roller 14 and a driven roller 15 is used, but is not limited to this. A thing using a conveyance roller, a thing using an XY stage, the combination, etc. can be utilized. In this case, when the recording medium 1 is not a continuous paper or a roll-shaped medium, the surface is made of a material excellent in transparency at the ultraviolet wavelength in order to prevent irregular reflection of ultraviolet light on the conveying surface of the conveying means. A smooth material is preferable, and a material having a high ultraviolet absorption rate is also preferable.

次に、このように構成した画像形成装置における本発明に係る画像形成方法について説明する。
ここでは、被記録媒体1としてロール状の透明樹脂フィルムを用い、搬送手段8によって透明樹脂フィルムを搬送しながら、記録ヘッド4の複数のノズル3から紫外線硬化型インク2を吐出して画像を形成する。
Next, an image forming method according to the present invention in the image forming apparatus configured as described above will be described.
Here, a roll-shaped transparent resin film is used as the recording medium 1, and an image is formed by ejecting the ultraviolet curable ink 2 from the plurality of nozzles 3 of the recording head 4 while the transparent resin film is being conveyed by the conveying means 8. To do.

このとき、ノズル3から吐出されたインク2は約1mm下方の被記録媒体1上に着滴し、搬送手段8によって水平方向に移動しながら、着滴直後に偏光した紫外線光12が照射される。この偏光した紫外線光12は、被記録媒体1の表面(被記録媒体面)1aでの反射率が下がるため、被記録媒体表面1aによる反射によって記録ヘッド4のノズル3及びその周辺に到達する紫外線光量が低減し、ノズル3及びその周辺で反射した紫外線光によってインク2が硬化し、あるいは、粘度が上昇して、吐出不良が発生することを防止できる。   At this time, the ink 2 ejected from the nozzle 3 is deposited on the recording medium 1 approximately 1 mm below, and is moved by the conveying means 8 in the horizontal direction, and irradiated with the polarized ultraviolet light 12 immediately after the deposition. . Since the polarized ultraviolet light 12 has a lower reflectivity at the surface (recording medium surface) 1a of the recording medium 1, the ultraviolet light reaching the nozzle 3 of the recording head 4 and its periphery by reflection from the recording medium surface 1a. The amount of light is reduced, and it is possible to prevent the ink 2 from being cured by the ultraviolet light reflected around the nozzle 3 and its periphery, or the viscosity from increasing, thereby causing a discharge failure.

特に、上述したように、偏光した紫外線光12が被記録媒体面1aに対して垂直方向の偏光振動成分(P偏光)からなる場合、被記録媒体面1aでの反射率を有効に下げることができる。   In particular, as described above, when the polarized ultraviolet light 12 is composed of a polarization vibration component (P-polarized light) perpendicular to the recording medium surface 1a, the reflectance on the recording medium surface 1a can be effectively reduced. it can.

この場合、図3に示すように、偏光した紫外線光12が被記録媒体面1aに入射する角度θがブリュースター角(被記録媒体面1aの屈折率をnとしたとき、θ=arctan(n)、のときに反射光17の光量を最小にすることができる(理論上は反射光量ゼロになる)。ガラスや樹脂フィルムの場合、図2(b)に示すように、屈折率n=約1.5であるので、入射角θが約56度のときに被記録媒体1からの反射を最小に抑えることができる。   In this case, as shown in FIG. 3, the angle θ at which the polarized ultraviolet light 12 is incident on the recording medium surface 1a is Brewster's angle (when the refractive index of the recording medium surface 1a is n, θ = arctan (n ), The amount of reflected light 17 can be minimized (theoretically, the amount of reflected light becomes zero) In the case of glass or resin film, as shown in FIG. Since it is 1.5, reflection from the recording medium 1 can be minimized when the incident angle θ is about 56 degrees.

このような、偏光照射の条件設定によって、紫外線反射を効果的に低減することができるので、ノズル硬化という問題のために困難であったノズル3の極近傍からの紫外線光の照射が可能となる。これに対し、従前は多重反射光を低減することはできたが、被記録媒体面1aでの直接反射光がノズル3に到達することを防ぐことはできないためにノズル3の極近傍からの紫外線光の照射はできなかった。   By setting the conditions for polarized light irradiation, it is possible to effectively reduce the reflection of ultraviolet rays. Therefore, it is possible to irradiate ultraviolet light from the very vicinity of the nozzle 3 which has been difficult due to the problem of nozzle curing. . On the other hand, although it was possible to reduce the multiple reflected light in the past, it is not possible to prevent the direct reflected light from the recording medium surface 1a from reaching the nozzle 3, so that the ultraviolet light from the vicinity of the nozzle 3 can be prevented. Irradiation with light was not possible.

これにより、被記録媒体1上にインク2が着滴した瞬間、あるいは直後にインク2を硬化させることが可能となり、被記録媒体1上でのインク2の滲みやインク2の混じりを抑えることができて、より高画質の画像を安定して得ることができるようになる。   As a result, it is possible to cure the ink 2 immediately or immediately after the ink 2 has landed on the recording medium 1, and to suppress bleeding of the ink 2 and mixing of the ink 2 on the recording medium 1. As a result, a higher quality image can be stably obtained.

このように、被記録媒体上に着滴したインクを、直線偏光成分を透過させる偏光素子を介して偏光させた紫外線光を照射して硬化させる構成とすることで、被記録媒体面で反射される紫外線光量が低減し、インクの安定吐出が可能となって、高画質画像を安定して形成できる。   In this way, the ink that has landed on the recording medium is cured by being irradiated with ultraviolet light that has been polarized through a polarizing element that transmits a linearly polarized component, so that it is reflected on the surface of the recording medium. The amount of ultraviolet light to be reduced is reduced, ink can be stably ejected, and high-quality images can be stably formed.

次に、本発明に係る画像形成装置の第2実施形態について図4を参照して説明する。
ここでは、記録ヘッド4と硬化手段11とが一体化して設けられ、偏光した紫外線光12の出射口19は記録ヘッド4に隣接して配置されている。そして、偏光した紫外線光12(P偏光)の光軸に対して被記録媒体面1aで正反射(破線で示す光路)した位置にノズル3が開口している構成としている。この位置は、被記録媒体表面1aの屈折率から算出される前記ブリュースター角(P偏光の反射率が理論上ゼロになる入射角)と、被記録媒体面1aとノズル3との距離によって決定される。なお、P偏光の被記録媒体表面1aでの正射光はほぼゼロであるから、その正反射の位置にノズル3があっても問題は生じない。
Next, a second embodiment of the image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG.
Here, the recording head 4 and the curing means 11 are provided integrally, and the exit 19 of the polarized ultraviolet light 12 is disposed adjacent to the recording head 4. The nozzle 3 is open at a position where it is regularly reflected (optical path indicated by a broken line) on the recording medium surface 1a with respect to the optical axis of the polarized ultraviolet light 12 (P-polarized light). This position is determined by the Brewster angle (incident angle at which the reflectance of P-polarized light is theoretically zero) calculated from the refractive index of the recording medium surface 1 a and the distance between the recording medium surface 1 a and the nozzle 3. Is done. Note that since the orthogonal light on the surface 1a of the P-polarized recording medium is almost zero, there is no problem even if the nozzle 3 is in the position of the regular reflection.

このように構成することで、反射率と角度の関係図(図2)より、被記録媒体表面1aのうねりなどによって、入射角がブリュースター角近傍で上下にずれても反射光17は少なく、ノズル3への影響は少ない。そして、被記録媒体表面1aで滴となったインク2等によって入射角が大きく変化した場合には、図5に示すように、ノズル3から離れた位置に反射光17が向かうので、吐出への直接の影響はない。   With this configuration, the reflected light 17 is small even when the incident angle is shifted up and down in the vicinity of the Brewster angle due to the waviness of the surface 1a of the recording medium, based on the relationship between the reflectance and the angle (FIG. 2). The influence on the nozzle 3 is small. Then, when the incident angle is greatly changed by the ink 2 or the like formed as droplets on the surface 1a of the recording medium, the reflected light 17 is directed away from the nozzle 3 as shown in FIG. There is no direct impact.

同様に被記録媒体1の表面粗さなどに起因する散乱光などもノズル3に向かう光路では光量がゼロに近くなるため、ノズル3に達する光量は少ないと考えられる。   Similarly, the amount of light that reaches the nozzle 3 is considered to be small because the amount of scattered light caused by the surface roughness of the recording medium 1 is close to zero in the optical path toward the nozzle 3.

この結果、被記録媒体1上にインク2が着滴した瞬間、あるいは直後にインク3を硬化させることができるようになり、被記録媒体1上でのインク2の滲みやインク2の混じりを抑え、高画質の画像を安定して形成することができる。   As a result, the ink 3 can be cured at the moment when the ink 2 is deposited on the recording medium 1 or immediately after that, and the bleeding of the ink 2 and the mixing of the ink 2 on the recording medium 1 are suppressed. High-quality images can be stably formed.

また、被記録媒体1の表面のうねりや、インク滴の影響を受けにくく、ノズル3内のインク硬化による吐出問題を防ぎ、吐出の信頼性を向上することができる。さらに、吐出手段である記録ヘッドと硬化手段を一体化することによって、部品点数が減り、位置決めが容易となるので、工程コスト低減にも有効である。   In addition, it is difficult to be affected by the undulation of the surface of the recording medium 1 or ink droplets, and it is possible to prevent ejection problems due to ink curing in the nozzles 3 and improve ejection reliability. Furthermore, by integrating the recording head as the ejection unit and the curing unit, the number of components is reduced and positioning becomes easy, which is effective in reducing process costs.

なお、この本実施形態で用いる被記録媒体としては表面が平滑で透明で紫外線吸収性を有するガラスや樹脂フィルムであるときに特に有効である。   The recording medium used in this embodiment is particularly effective when the surface is smooth, transparent, and has a UV-absorbing glass or resin film.

1 被記録媒体
2 インク
3 ノズル
4 記録ヘッド(画像形成手段)
5 硬化手段
11 紫外線光源
12 偏光した紫外線光
13 偏光素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recording medium 2 Ink 3 Nozzle 4 Recording head (image formation means)
5 Curing means 11 Ultraviolet light source 12 Polarized ultraviolet light 13 Polarizing element

Claims (6)

紫外線を吸収することにより硬化するインクを被記録媒体に吐出するノズルを有する画像形成手段と、
前記被記録媒体に着弾した前記インクに対して紫外線光を照射して硬化させる硬化手段と、を備え、
前記硬化手段は、紫外線光源から出射される紫外線光の直線偏光成分を透過させる偏光素子を有し、偏光された紫外線光を前記インクに照射する
ことを特徴とする画像形成装置。
Image forming means having a nozzle for discharging ink that is cured by absorbing ultraviolet rays onto a recording medium;
Curing means for irradiating and curing the ink that has landed on the recording medium with ultraviolet light;
The image forming apparatus, wherein the curing unit includes a polarizing element that transmits a linearly polarized component of ultraviolet light emitted from an ultraviolet light source, and irradiates the ink with polarized ultraviolet light.
前記偏光素子は、前記被記録媒体の表面に対して垂直方向の偏光振動成分(P偏光)からなる紫外線を透過させることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 1, wherein the polarizing element transmits ultraviolet light composed of a polarization vibration component (P-polarized light) in a direction perpendicular to a surface of the recording medium. 前記被記録媒体に照射される前記偏光した紫外線光の前記被記録媒体の表面に対する光軸入射角度が、前記被記録媒体の表面における当該紫外線光の反射光が最小となる角度であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。   An optical axis incident angle of the polarized ultraviolet light applied to the recording medium with respect to the surface of the recording medium is an angle at which reflected light of the ultraviolet light on the surface of the recording medium is minimized. The image forming apparatus according to claim 2. 前記硬化手段からの前記偏光した紫外線光の出射口は前記画像形成手段に隣接して設けられていることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。   The image forming apparatus according to claim 3, wherein an exit of the polarized ultraviolet light from the curing unit is provided adjacent to the image forming unit. 前記画像形成手段と前記硬化手段とは一体化して設けられ、前記硬化手段からの前記偏光した紫外線光が前記被記録媒体の表面で正反射した位置に前記画像形成手段のノズルが開口していることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。   The image forming unit and the curing unit are provided integrally, and the nozzle of the image forming unit opens at a position where the polarized ultraviolet light from the curing unit is regularly reflected on the surface of the recording medium. The image forming apparatus according to claim 3. 画像形成手段のノズルから紫外線を吸収することにより硬化するインクを被記録媒体上に吐出して付着させる印字工程と、
前記被記録媒体に着弾した前記インクに対して紫外線光を照射して硬化させる硬化工程と、を行い、
前記硬化工程では、紫外線光源から出射された紫外線光を、直線偏光成分を透過させる偏光素子を介して偏光させて照射して、前記インクを硬化させる
ことを特徴とする画像形成方法。
A printing step in which ink that is cured by absorbing ultraviolet rays from the nozzles of the image forming means is ejected and adhered onto a recording medium;
A curing step of irradiating and curing the ink landed on the recording medium with ultraviolet light, and
In the curing step, the ink is cured by irradiating the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light source by being polarized through a polarizing element that transmits a linearly polarized light component.
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