JP2011230298A - インクジェット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヘッドユニットの荷搬重量の軽減およびインク硬化の効率化達成するインクジェット装置を提供する。
【解決手段】インクジェット装置１は、記録媒体に対し移動しながら光硬化性インクを吐出するヘッドユニット６２と、ヘッドユニット６２を描画走査エリアＡ・一対の加減速エリアＢ１，Ｂ２を挟んで各加減速エリアＢ１，Ｂ２の外側に設定した一対の折返し位置間で往復動させるヘッド移動手段５１と、吐出された光硬化性インクを光照射により硬化させる光源ユニット７と、描画走査エリアＡで光源ユニット７をヘッドユニット６２に追従するように移動させる光源移動手段５２と、先行するヘッドユニット６２と追従する光源ユニット７の離間距離が所定の許容値を超えたことを検出する距離検出手段と、ヘッド移動手段５１および光源移動手段５２を制御する制御手段とを備え、制御手段は距離検出手段の検出結果に基づいて少なくとも光源移動手段を停止させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、記録媒体に対して移動しながら光硬化性インクを吐出するヘッドユニットと、光照射により光硬化性インクを硬化させる光源ユニットと、を備えたインクジェット装置に関する。

従来、この種の装置として、記録媒体に対して移動するヘッドユニットの移動方向において前後に一対の光源ユニットを備え、ヘッドユニットの往復動走査に伴って、一対のインク硬化光源を交互に駆動させて、記録媒体上のインクを硬化させる描画装置が一般的に知られている。
これに対し、特許文献１では、往復動する記録ヘッドに対して単一の光源を備えた記録装置が提案されている。当該装置は、記録ヘッドの上方に備えられ、記録媒体と逆方向に紫外線を照射する単一の光源ヘッドを有し、光源ヘッドの照射光が記録ヘッドの移動方向において、記録媒体の吐出位置の前後２箇所に交互に照射されるよう、照射光の光路を変換する複数の反射鏡を有している。ヘッドユニットの往復動に伴って、この反射鏡により照射光の光路を切り替えることで、高価な光源を減らし、装置の低コスト化を図っている。

特開２００９−１１９８６２号公報

しかし、上記の装置では、光源が記録ヘッドの上方に設けられ、且つ、記録媒体とは逆方向に照射した照射光を、反射鏡によって反射させて記録媒体に到達させるため、照射光の光路が極端に長くなるという問題がある。照射光の光路が長いと、照射光が拡散しインク硬化のため光量が減ずるため、照射時間を増加させなければならず、効率的にインク硬化を行うことができない。また、構造上、記録ヘッドが搭載されたヘッドユニット（キャリッジ）に、光源ヘッドおよび複数の反射鏡を搭載する必要があり、ヘッドユニットの荷搬重量が増し、記録ヘッドの移動における応答性が悪化する問題があった。

本発明は、上記の点に鑑み、ヘッドユニットにおける荷搬重量の軽減を達成すると共に、効率のよいインク硬化を行うことのできるインクジェット装置を提供することを課題とする。

本発明のインクジェット装置は、記録媒体に対し、移動しながらインクジェット方式で光硬化性インクを吐出するヘッドユニットと、ヘッドユニットを、描画走査エリアおよび描画走査エリアの両外側に位置する一対の加減速エリアを挟んで、各加減速エリアの外側に設定した一対の折返し位置間で往復動させるヘッド移動手段と、記録媒体に吐出された光硬化性インクを、光照射により硬化させる光源ユニットと、描画走査エリアにおいて、光源ユニットをヘッドユニットの往復動に追従するように移動させる光源移動手段と、光源ユニットに先行するヘッドユニットと、ヘッドユニットに追従する光源ユニットとの離間距離が、所定の許容値を超えたことを検出する距離検出手段と、ヘッド移動手段および光源移動手段を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、距離検出手段の検出結果に基づいて、ヘッド移動手段および光源移動手段のうち、少なくとも光源移動手段を停止させることを特徴とする。

この場合、許容値は、接近側許容値と離間側許容値とから成ることが好ましい。

これらの構成によれば、往復動するヘッドユニットに対して、光源移動手段により単一の光源ユニットが追従移動するため、光照射位置において光路を短く保ったまま光照射して光硬化性インクを硬化させることができる。また、追従移動するヘッドユニットおよび光源ユニットの間の距離を保つことで、光源ユニットをヘッドユニットのインク吐出に対して適切な光照射位置に保つことができると共に、個別の移動軸に搭載された２ユニットの衝突を防ぐことができる。さらに、往復するヘッドユニットに光源ユニットを搭載する必要が無く、ヘッドユニットの荷搬重量を軽減することができる。これにより、ヘッドユニットの移動精度を向上させることができると共に、応答性（加減速エリアの短縮化）を向上させることができる。

これらの場合、距離検出手段は、ヘッド移動手段に併設され、ヘッドユニットの移動位置を検出するヘッドエンコーダーと、光源移動手段に併設され、光源ユニットの移動位置を検出する光源エンコーダーと、ヘッドエンコーダーの検出結果と光源エンコーダーの検出結果との差分値を求め、差分値が許容値を超えたか否かを判定する判定手段と、を有していることが好ましい。

この構成によれば、各エンコーダーによりヘッドユニットおよび光源ユニットの移動位置検出結果（座標値）の差から２ユニットの離間距離を測定することができる。また、２ユニットの位置を検出するため、描画走査エリアおよび加減速エリアのうち２ユニットが位置するエリアがどのエリアなのかを知ることができる。

一方、光源ユニットを、記録媒体に接近する光照射位置と記録媒体から離間する退避位置との間で移動させる光源退避手段を、更に備え、制御手段は、光源退避手段を更に制御し、光源移動手段により各追従端位置まで移動してきた光源ユニットを、折返してくるヘッドユニットが相対的に通過するまで、いったん退避位置に退避移動させることが好ましい。

この構成によれば、光源退避手段により、ヘッドユニットの往復動に伴って、光源ユニットの光照射位置を交互に位置置換することができるため、単一の光源ユニットで、照射時間、照射光量を増加させることなく効率的な照射を行うことができる。このように、光源ユニットを単一とすることで、光源ユニット自体のコストの削減、光源ユニットの排熱処理の半減化等、装置の大幅なコスト削減を実現することができる。なお、光源退避手段は、モーター駆動等アクチュエータを用いるものの他、光源移動手段を利用したカム機構やリンク機構であってもよい。また、光源ユニットは、ランプ系（メタルハライドランプ）のものであっても良いし、ＬＥＤ系（特定中心波長のＬＥＤ）のものであってもよい。

この場合、光源退避手段は、光源移動手段に搭載され、光源ユニットをヘッドユニットの往復動方向に直交する方向に退避移動させる光源進退動機構を有し、ヘッド移動手段は、下向きに保持したヘッドユニットを水平に移動させ、光源進退動機構は、光源ユニットをヘッドユニット対し上方、下方および側方のいずれかに退避移動させるが好ましい。

この構成によれば、光源ユニットをヘッドユニットに追従移動させながら、退避位置に移動させることができる。すなわち、光源ユニットを光源移動手段とは切り離して自在に移動させることができる。また、光源ユニットが、ヘッドユニットの往復動方向に直行する方向に退避するため、光照射位置から確実に退避させることができる。よって、光源ユニットを効率的に追従移動および退避移動させることができる。また、装置全体の構成に応じて、すなわち装置のスペース効率を考慮して、光源ユニットの退避位置を、をヘッドユニット対し上方、下方および側方のいずれかとすることができる。

また、ヘッドユニットに光硬化性インクを供給するインク供給ユニットと、インク供給ユニットを、ヘッドユニットに並行して移動させる供給ユニット移動手段と、並行して移動するヘッドユニットとインク供給ユニットとの移動方向における中心間距離が、所定の許容値を超えたことを検出する中心間距離検出手段と、を更に備え、制御手段は、供給ユニット移動手段を更に制御し、中心間距離検出手段の検出結果に基づいて、ヘッド移動手段、光源移動手段および供給ユニット移動手段を停止させることが好ましい。

この構成によれば、ヘッドユニットおよびインク供給ユニットの移動を並行に保ち、インク供給ユニットをヘッドユニットに対して適切なインク供給位置に保つことができる。また、個別の移動軸に搭載された２ユニットの必要以上の離間を防ぎ、インク供給流路の損傷等、インク供給系への影響をおさえることができる。

一実施形態に係るインクジェット装置の上面図である。 インクジェット装置の図１におけるａ−ａ線断面図である。 インクジェットヘッドの斜視図である。 光源ユニットおよびヘッドユニットの移動を示した模式図である。 ヘッドユニットの移動制御方法を示すフローチャートである。 ヘッドユニットの他の移動制御方法を示すフローチャートである。 光源ユニットおよびヘッドユニットの移動を詳細に示した模式図である。

以下、添付した図面を参照して、本発明の一実施形態に係るインクジェット装置について説明する。このインクジェット装置は、ワークＷ（記録媒体）に対して、インクジェットヘッドから紫外線硬化型インクを吐出した後、インク硬化光源から紫外線を照射して、ワークＷ上に着弾した紫外線硬化型インクを硬化させ、ワークＷに画像を形成（描画）するものである。特に、本発明のインクジェット装置は、ワークＷに対してインクジェットヘッドがワークＷの上方を往復動し、インクジェットヘッドに追従する単一のインク硬化光源により紫外線硬化型インクを硬化させて、ワークＷに描画を行う。

図１および図２に示すように、インクジェット装置１は、機台２と、ロール状に巻回された長尺のワークＷを繰出すと共に、印刷済みのワークＷを巻取るワーク給材手段３と、機台２上に配設され、給材されたワークＷを吸着セットするワークステージ４と、ワークＷの延在方向に直交する主走査方向（Ｘ軸方向）に延在する複数の移動機構により構成されたＸ軸移動手段５と、インクジェット方式の複数のインクジェットヘッド１６０を有するヘッドユニット６２を搭載したキャリッジユニット６と、紫外線を照射するインク硬化光源７３を有する光源ユニット７と、複数のインクジェットヘッド１６０に複数の色の紫外線硬化型インク（以下、「インク」という。）を供給するインク供給ユニット８と、各インクジェットヘッド１６０のノズル詰り等を防止するための保守手段９と、各手段を統括制御する制御装置１０（距離測定手段・判定手段）を備えている。

また、インクジェット装置１は、キャリッジユニット６、光源ユニット７およびインク供給ユニット８の位置を検出するユニット位置検出手段１１（距離検出手段・位置検出手段・中心間距離検出手段）を備えている。

ワーク給材手段３は、長尺のワークＷを繰り出す繰り出し機構３１およびワークＷを巻き取る巻き取り機構３２を有している。ワークステージ４は、表面（セット面）に吸着孔（図示省略）が複数個形成されており、繰り出し機構３１により送られてきたワークＷを吸着する。ワークステージ４に吸着されたワークＷに対して、１画像領域分の描画が終了すると、ワークＷの吸着を解除し、巻き取り機構３２により描画済みのワークＷを巻き取る。

Ｘ軸移動手段５は、ヘッドユニット６２（キャリッジユニット６）をＸ軸方向に往復動させるヘッド移動機構５１と、光源ユニット７をＸ軸方向に往復動させる光源移動機構５２と、インク供給ユニット８をＸ軸方向に往復動させる供給ユニット移動機構５３と、を備えている。

ヘッド移動機構５１は、複数の支軸１０１に支持され、Ｘ軸方向に延在する一対のヘッドガイドレール１０２と、キャリッジプレート１０３を介してキャリッジユニット６（ヘッドユニット６２）をＸ軸方向にスライド自在に支持するモーター駆動のヘッドスライダー１０４と、を有している。ヘッド移動機構５１は、ヘッドスライダー１０４を駆動させて、複数のインクジェットヘッド１６０を搭載したキャリッジユニット６を、ワークステージ４に吸着セットされたワークＷ上で往復動させる。なお、ヘッドスライダー１０４の駆動系は、リニアモーターや、モーターおよびリードねじ機構等で構成することが好ましい。

光源移動機構５２は、複数の支軸１１１に支持され、ヘッドガイドレール１０２の上方においてＸ軸方向に延在する一対の光源ガイドレール１１２と、一対の光源ガイドレール１１２に掛け渡されたブリッジプレート１１３と、ブリッジプレート１１３を介して光源ユニット７をＸ軸方向にスライド自在に支持するモーター駆動の光源スライダー１１４と、光源ユニット７を支持した状態でブリッジプレート１１３に搭載された光源退避機構５４と、を有している。光源移動機構５２は、光源スライダー１１４を駆動させて、光源退避機構５４と共にインク硬化光源７３を搭載した光源ユニット７を、ワークステージ４に吸着セットされたワークＷ上で往復動させる。また、光源移動機構５２は、所定の離間距離を維持しながら、光源ユニット７をヘッドユニット６２の往復動に追従移動させる。なお、光源スライダー１１４の駆動系は、リニアモーターや、モーターおよびリードねじ機構等で構成することが好ましい。

光源退避機構５４は、ブリッジプレート１１３に固定され、Ｘ軸方向に直交しワークステージ４から離間するＺ軸方向に延在した退避ガイド１２１と、光源ユニット７とＺ軸方向にスライド自在に支持するモーター駆動の退避スライダー１２２（光源進退機構）と、を有している。光源退避機構５４は、退避スライダー１２２を駆動させて、光源ユニット７を、Ｚ軸方向においてワークＷに接近した光照射位置Ｚ１と、光照射位置Ｚ１からヘッドユニット６２に対して上方に退避する退避位置Ｚ２との間で、Ｚ軸方向に昇降させる（図４参照）。なお、退避スライダー１２２は、モーター駆動の他、エアーシリンダーやソレノイド駆動のものを用いることができる。また、光源退避機構５４を光源移動機構５２に連動するカム機構やリンク機構で構成してもよい。

このように、光源ユニット７は、ヘッドユニット６２に追従してＸ軸方向に往復動すると共に、Ｚ軸方向に進退動する構成となっている。

供給ユニット移動機構５３は、複数の支軸（不図示）に支持され、ヘッドガイドレール１０２と同様の高さで平行してＸ軸方向に延在する供給ユニットガイドレール１３１と、インク供給ユニット８をＸ軸方向にスライド自在に支持するモーター駆動の供給ユニットスライダー（不図示）と、を有している。供給ユニット移動機構５３は、供給ユニットスライダーを駆動させて、インク供給ユニット８をヘッドユニット６２と併走するように往復動させる。なお、供給ユニットスライダーの駆動系は、リニアモーターや、モーターおよびリードねじ機構等で構成することが好ましい。

このように、ヘッドユニット６２、光源ユニット７およびインク供給ユニット８が、個別の移動手段に搭載されているため、ヘッドユニット６２の荷搬重量を軽減することができる。これにより、ヘッドユニットの移動精度を向上させることができる。

Ｘ軸方向において、Ｘ軸移動手段５とワークＷとの交差領域には描画走査エリアＡが設定され、描画走査エリアＡの両外側には、第１折り返し地点Ｐ１および第２折り返し地点Ｐ２（折り返し位置）が設定されている。さらに、描画走査エリアＡの両端から各折り返し地点Ｐ１，Ｐ２までのエリアを加減速エリアＢとし、第１加減速エリアＢ１および第２加減速エリアＢ２が設定されている。ヘッドユニット６２は、一対の折り返し地点Ｐ１，Ｐ２に挟まれた領域内で、制御装置１０に移動速度を制御されながら往復動する。

描画走査エリアＡは、ワークＷのＸ軸方向における幅に対応した長さを有し、ヘッドユニット６２が予め定められた一定の速度（定速）で移動しながら、複数のインクジェットヘッド１６０からインクを吐出して描画を行うエリアである。一方、一対の加減速エリアＢ１，Ｂ２は、ヘッドユニット６２が各折り返し地点Ｐ１，Ｐ２に向かって移動速度を減速させて、各折り返し地点Ｐ１，Ｐ２において停止するまでのエリアであり、またヘッドユニット６２が各折り返し地点Ｐ１，Ｐ２から描画走査エリアＡに向かって移動速度を加速させるエリアである。なお、この一対の加減速エリアＢ１，Ｂ２ではインクジェットヘッド１６０のインク吐出は行われない。また、第１折り返し地点Ｐ１のさらに外側には、ヘッドユニット６２のホーム位置ＨＰが設定され、その直下には保守手段９が位置している。

ホーム位置ＨＰからスタートしたヘッドユニット６２は、第１折り返し地点Ｐ１でいったん停止し、第１折り返し地点Ｐ１から加速して第１加減速エリアを通過する。ヘッドユニット６２の往動方向前端が描画走査エリアＡに到達すると、ヘッドユニット６２は、加速から定速に移行し描画（インク吐出）を開始する。ヘッドユニット６２の往動方向後端が描画走査エリアＡから外れると、描画動作が停止され、ヘッドユニット６２は、定速から減速に移行する。そして、ヘッドユニット６２の往動方向前端が第２折り返し地点Ｐ２に到達すると、ヘッドユニット６２の速度はゼロとなって停止する。続いて、上記の往動動作と同様の復同動作が実施される。このようにしてヘッドユニット６２は、各折り返し地点Ｐ１，Ｐ２の間を速度制御されながら往復動する。なお、インクジェットヘッド１６０に不良が発生した場合や、交換時、または、ワークＷの給材時においては、ヘッドユニット６２は、ホーム位置ＨＰにて保守に供される。

一方、光源ユニット７は、制御装置１０の制御動作に基づいて、描画走査エリアＡにおいては、Ｚ軸方向において光照射位置Ｚ１でヘッドユニット６２に追従移動し、先行するヘッドユニット６２により吐出されたワークＷ上のインクに光を照射してインクを硬化させる（図４（２）および（４）参照）。一方、各加減速エリアＢ１，Ｂ２１，Ｂ２においては、ヘッドユニット６２の上方に設定された退避位置Ｚ２で停止し、先行するヘッドユニット６２が折り返し移動して自ユニットの下方を通過するまで待機する（図４（１）および（３）参照）。

キャリッジユニット６は、キャリッジプレート１０３に垂設したキャリッジ本体６１と、キャリッジ本体６１に垂設され、複数個のインクジェットヘッド１６０を有するヘッドユニット６２と、を備えている。ヘッドユニット６２は、複数個のインクジェットヘッド１６０を、ヘッドプレート（図示省略）に搭載して構成されている。また、キャリッジプレート１０３の上面には、光源ユニット７からの光を遮蔽するヘッド保護カバー６３が取り付けられている。ヘッド保護カバー６３は、耐熱性および耐ＵＶ性を備えた素材（例えばシリコン等）で構成され、各加減速エリアＢ１，Ｂ２においてヘッドユニット６２の上方に位置した光源ユニット７からの光照射によるヘッド内部のインクへの影響を防いでいる。

図３に示すように、インクジェットヘッド１６０は、いわゆる２連のものであり、２連の接続針１６５を有するインク導入部１６２と、インク導入部１６２に連なる２連のヘッド基板１６３と、インク導入部１６２の下方に連なり、内部にインクで満たされるヘッド内流路が形成されたヘッド本体１６４と、を備えている。ヘッド本体１６４は、キャビティ（ピエゾ圧電素子）と、多数の吐出ノズル１６６が開口したノズル面１６７を有するノズルプレート１６８と、で構成されている。インクジェットヘッド１６０を吐出駆動すると（ピエゾ圧電素子に電圧が印加され）、キャビティのポンプ作用により、吐出ノズル１６６からインク滴が吐出される。なお、ノズル面１６７には、多数の吐出ノズル１６６からなる２つのノズル列１６９が相互に平行に形成されている。

図１に示すように、インク供給ユニット８は、インクキャリッジ８２に搭載され、例えば有色または無色のインクが、それぞれ封入された複数のインクパック８１から構成され、各インクパック８１は、インク供給チューブ（図示省略）を介して各インクジェットヘッド１６０に接続されている。各色のインクは、各インクパック８１を外側から加圧（大気圧）することで、各インク供給チューブを通じて各インクジェットヘッド１６０に供給される。また、各インク供給チューブおよび各インクジェットヘッド１６０は、各インク供給チューブを流れるインクを加熱するフィルムヒーター（図示省略）で被覆されている。各色のインクは、フィルムヒーターによって加熱されることで、所定の粘度に調整されて各インクジェットヘッド１６０に供給される。さらに、インク供給ユニット８は、複数のインクパック８１を一体として保持し、インクパック８１内のインクを適宜攪拌する攪拌機構（図示省略）を有している。また、インク供給ユニット８は、ヘッドユニット６２を制御する駆動制御モジュール（図示省略）に制御配線されている。

図１および図２に示すように、光源ユニット７は、退避スライダー１２２に固定され、光照射開口７１を有する光源キャリッジ７２と、光照射開口７１から光照射を行うインク硬化光源７３と、光照射開口７１の開閉を行うシャッター７４と、を有している。インク硬化光源７３は、紫外線を照射するメタルハイドランプで構成され、描画走査エリアＡにおいて光照射開口７１からワークＷ上に吐出された各インク滴に臨むようになっている。メタルハイドランプは、点灯時の立ち上がりに時間を要するため、装置稼動時には常時点灯状態とし、シャッター７４が、光照射開口７１を開閉することで、光源ユニット７の光照射を制御している。描画走査エリアＡ内においては、シャッター７４を開放して光照射し、それ以外のエリアにおいては、シャッター７４を閉じて光照射を停止する。これにより、光照射と光遮蔽とを瞬時に行うと共に、描画走査エリアＡ以外での、照射光のインクへの影響を防いでいる。なお、インク硬化光源７３は、ＬＥＤ系（特定中心波長のＬＥＤ）のもので構成しても良く、かかる場合には、光照射をインク硬化光源７３のＯＮ・ＯＦＦそのもので制御することができる。

図１に示すように、保守手段９は、ヘッドユニット６２のホーム位置ＨＰの直下に配設され、各インクジェットヘッド１６０のノズル形成面を封止するキャッピングユニット（図示省略）と、各インクジェットヘッド１６０からインクを強制吸引する吸引ユニット９１と、各インクジェットヘッド１６０のノズル面１６７を払拭するワイピングユニット９２と、が備えられている。

ユニット位置検出手段１１は、Ｘ軸方向においてヘッドユニット６２の移動位置を検出するヘッド位置検出機構１４０と、Ｘ軸方向において光源ユニット７の移動位置を検出する光源位置検出機構１５０と、を有している。ヘッド位置検出機構１４０は、ヘッド移動機構５１に併設されたヘッドエンコーダー１４１で構成され、ヘッドエンコーダー１４１は、図外のエンコーダースケールと、エンコーダースケール上のヘッドユニット６２の位置座標を検出するヘッド検出器１４２と、で構成されている。同様に、光源位置検出機構１５０は、光源移動機構５２に併設された光源エンコーダー１５１で構成され、エンコーダースケール上の光源ユニット７の位置座標を検出する光源検出器１５２と、で構成されている。制御装置１０は、ヘッド検出器１４２および光源検出器１５２が検出した座標値の差分値を算出して、描画走査エリアＡにおける追従移動時のヘッドユニット６２および光源ユニット７の距離を検出している。

また、ユニット位置検出手段１１は、Ｘ軸方向に直行したＹ軸方向（ワークＷの延在方向）において、ヘッドユニット６２に対するインク供給ユニット８との離間位置を検出する供給ユニット位置検出機構（不図示）を有している。供給ユニット位置検出機構は、インクキャリッジ８２の外側に取り付けられたいわゆる距離測定センサで構成され、並走するヘッドユニット６２とインク供給ユニット８との距離を測定する。

ここで、図５ないし図７を参照して、光源ユニット７の移動制御方法について説明する。なお、移動制御開始時は、ヘッドユニット６２がホーム位置ＨＰに位置し、光源ユニット７が第１加減速エリア内の退避位置Ｚ２に位置しているものとする。

図５および図７に示すように、インクジェット装置１は、ホーム位置ＨＰに位置していたヘッドユニット６２が、第１加減速エリアＢ１内で退避位置Ｚ２に停止している光源ユニット７の下方を通過したことを、ヘッド位置検出機構１４０により検出すると（Ｓ０１）、光源退避機構５４により光源ユニット７の下降（Ｚ軸方向）を開始させると共に、光源移動機構５２によりＸ軸方向の移動を開始させる（Ｓ０２）。光源ユニット７をＸ軸方向に移動させながら、ワークＷに接近した光照射位置Ｚ１にまで下降を完了させると、光源ユニット７の光照射を開始する（Ｓ０３）。光照射位置Ｚ１に達した光源ユニット７は、Ｘ軸方向においてその進行方向の先端が第１加減速エリアＢ１と描画走査エリアＡとの境界部分に位置することとなる。また、このとき、ヘッドユニット６２は、描画走査エリアＡに入りインク吐出を開始する（図７（ｃ）参照）。そして、光源移動機構５２により、ヘッド移動機構５１（ヘッドユニット６２）に光源ユニット７を追従移動させる。

追従が進み光源位置検出機構１５０により、光源ユニット７が、追従端位置（Ｘ軸方向においてその進行方向の尾端が第２加減速エリアＢ２と描画走査エリアＡとの境界部分に位置する）に移動したことを検出すると（Ｓ０４）、光源退避機構５４により光源ユニット７の上昇（Ｚ軸方向）を開始させると共に、光照射を停止する（Ｓ０５）。光源ユニット７をＸ軸方向に移動させながら、第２加減速エリアＢ２内で退避位置Ｚ２まで上昇を完了させて（Ｓ０６）、光源ユニット７のＸ軸方向への移動および上昇を停止させる（Ｓ０７）（図７（ｆ）参照）。

その後、ヘッド位置検出機構１４０により第２折り返し地点Ｐ２で折り返してきたヘッドユニット６２が、光源ユニット７の下方を通過したことを検出すると、制御装置１０は、Ｓ０２〜Ｓ０７の処理を繰り返し、光源ユニット７の移動制御を行う。また、光源ユニット７の追従端位置に対応するヘッドユニット６２の追従端位置を、ヘッド位置検出機構１４０により検出して、光源ユニット７を光照射位置Ｚ１から退避位置Ｚ２への移動を開始させる構成としてもよい。

また、制御装置１０は、ヘッド位置検出機構１４０および光源位置検出機構１５０により描画走査エリアＡにおける追従移動時のヘッドユニット６２および光源ユニット７の距離を検出しているが、この検出距離が所定の接近側許容値と離間側許容値との間（許容範囲）にあるか否かも判定（距離検出手段、判定手段）している。検出距離が許容値（許容範囲）から外れた場合は、ヘッド移動機構５１および光源移動機構５２によりヘッドユニット６２および光源ユニット７の追従移動を停止する。特に、検出距離が接近側許容値よりも小さくなった場合、ヘッドユニット６２と光源ユニット７とが衝突する虞があるため、光源ユニット７の移動を直ちに停止させることが好ましい。また、検出距離の結果によりヘッドユニット６２および光源ユニット７の移動を停止させた場合は、各ユニットの駆動（インク吐出および光照射）も停止するようになっている。なお、距離検出手段を距離測定センサで構成しても良い。また、検出距離が接近側許容値よりも小さくなった場合、衝突防止を知らせる報知手段を設けても良い。

また、制御装置１０は、全エリアにおいて併走するヘッドユニット６２とインク供給ユニット８との距離を検出している（中心間距離検出手段）が、この検出距離が所定の接近側許容値と離間側許容値との間（許容範囲）にあるか否かも判定（判定手段）している。検出距離が許容値（許容範囲）から外れた場合は、ヘッド移動機構５１および供給ユニット移動機構５３によりヘッドユニット６２およびインク供給ユニット８の並走移動を停止する。この場合、ヘッドユニット６２と光源ユニット７の衝突を避けるため、光源移動機構５２により光源ユニット７の追従移動も停止する。このようにして、インク供給源とインクジェットヘッド１６０との距離を適切に保ち安定した描画制度を保つと共に、インク供給ユニット８とヘッドユニット６２の衝突や、離間によるインク供給チューブや制御配線の損傷を防ぐことができる。なお、中心間距離検出手段をエンコーダーで構成しても良い。また、検出距離が許容値から外れた場合、２ユニットの接近および離間を知らせる報知手段を設けてもよい。

続いて、図６および図７を参照して、光源ユニット７の他の移動制御方法について説明する。図示のように、インクジェット装置１は、ホーム位置ＨＰに位置していたヘッドユニット６２が、第１折り返し地点Ｐ１を通過すると、ヘッドユニット６２を加速制御する（Ｓ０１）。そして、光源退避機構５４により光源ユニット７の下降（Ｚ軸方向）を開始させると共に、光源移動機構５２によりＸ軸方向の移動を開始させる（Ｓ０２）。光源ユニット７をＸ軸方向に移動させながら、ワークＷに接近した光照射位置Ｚ１にまで下降を完了させると、光源ユニット７の光照射を開始する（Ｓ０３）。このときヘッドユニット６２を、描画走査エリアＡに入り定速制御してインク吐出を開始する（Ｓ０４）（図７（３）参照）。そして、光源移動機構５２により、ヘッドユニット６２に光源ユニット７を追従移動させる。

ヘッドユニット６２が描画走査エリアＡからでると、ヘッドユニット６２を定速制御から減速制御に切り替える（Ｓ０５）。そして、光源退避機構５４により光源ユニット７の上昇（Ｚ軸方向）を開始させると共に、光照射を停止する（Ｓ０６）。光源ユニット７をＸ軸方向に移動させながら、第２加減速エリアＢ２内で退避位置Ｚ２まで上昇を完了させて（Ｓ０７）、光源ユニット７のＸ軸方向への移動および上昇を停止させる（Ｓ０８）（図７（５）参照）。その後、ヘッドユニット６２が第２折り返し地点Ｐ２で折り返すと加速制御となる。そして制御装置１０は、Ｓ０２〜Ｓ０８の処理を繰り返し、光源ユニット７の制御動作を行う。

これまで説明したインクジェット装置１によれば、往復動するヘッドユニット６２に対して、光源移動手段により単一の光源ユニット７が追従移動すると共に、光源ユニット７の光照射位置Ｚ１を交互に位置置換することができるため、往復動するヘッドユニット６２に対して単一の光源ユニット７で、照射時間、照射光量を増加させることなく効率的な照射を行うことができる。また、光源ユニット７を単一とすることで、光源ユニット７自体のコストの削減、光源ユニット７の排熱処理の半減化等、装置の大幅なコスト削減を実現することができる。

なお、ヘッドユニット６２の各折り返し地点Ｐ１，Ｐ２での停止時間を長くし、この停止を検出して光源ユニット７をＺ軸方向に進退させる構成としても良い。また、本実施形態では、ヘッド移動機構５１、光源移動機構５２および供給ユニット移動機構５３が全てＸ軸方向において平行に配設された構成としたが、ヘッドユニット６２に対して、光源ユニット７が追従し、インク供給ユニット８が並行する構成であれば、必ずしも平行の移動軸で構成しなくても良い。また、本実施形態では、退避位置Ｚ２をヘッドユニット６２の上方としたが、装置全体の構成により、退避位置Ｚ２をヘッドユニット６２の下方としても良いし、側方としても良い。

１：インクジェット装置 ７：光源ユニット ８：インク供給ユニット １０：制御装置 １１：ユニット位置検出手段 ５１：ヘッド移動機構 ５２：光源移動機構 ５３：供給ユニット移動機構 ５４：光源退避機構 ６２：ヘッドユニット ６３：ヘッド保護カバー ７１：光照射開口 ７３：インク硬化光源 ７４：シャッター １４０：ヘッド位置検出機構 １４１：ヘッドエンコーダー １５０：光源位置検出機構 １５１：光源エンコーダー １６０：インクジェットヘッド Ａ：描画走査エリア Ｂ：加減速エリア Ｂ１：第１加減速エリア Ｂ２：第２加減速エリア ＨＰ：ホーム位置 Ｐ１：第１折り返し地点 Ｐ２：第２折り返し地点 Ｗ：ワーク Ｚ１：光照射位置 Ｚ２：退避位置

Claims (6)

1. 記録媒体に対し、移動しながらインクジェット方式で光硬化性インクを吐出するヘッドユニットと、
   前記ヘッドユニットを、描画走査エリアおよび前記描画走査エリアの両外側に位置する一対の加減速エリアを挟んで、各加減速エリアの外側に設定した一対の折返し位置間で往復動させるヘッド移動手段と、
   前記記録媒体に吐出された前記光硬化性インクを、光照射により硬化させる光源ユニットと、
   前記描画走査エリアにおいて、前記光源ユニットを前記ヘッドユニットの往復動に追従するように移動させる光源移動手段と、
   前記光源ユニットに先行する前記ヘッドユニットと、前記ヘッドユニットに追従する前記光源ユニットとの離間距離が、所定の許容値を超えたことを検出する距離検出手段と、
   前記ヘッド移動手段および前記光源移動手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記距離検出手段の検出結果に基づいて、前記ヘッド移動手段および前記光源移動手段のうち、少なくとも前記光源移動手段を停止させることを特徴とするインクジェット装置。
2. 前記許容値は、接近側許容値と離間側許容値とから成ることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット装置。
3. 前記距離検出手段は、
   前記ヘッド移動手段に併設され、前記ヘッドユニットの移動位置を検出するヘッドエンコーダーと、
   前記光源移動手段に併設され、前記光源ユニットの移動位置を検出する光源エンコーダーと、
   前記ヘッドエンコーダーの検出結果と前記光源エンコーダーの検出結果との差分値を求め、前記差分値が前記許容値を超えたか否かを判定する判定手段と、を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット装置。
4. 前記光源ユニットを、前記記録媒体に接近する光照射位置と前記記録媒体から離間する退避位置との間で移動させる光源退避手段を、更に備え、
   前記制御手段は、前記光源退避手段を更に制御し、前記光源移動手段により各追従端位置まで移動してきた前記光源ユニットを、折返してくる前記ヘッドユニットが相対的に通過するまで、いったん前記退避位置に退避移動させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のインクジェット装置。
5. 前記光源退避手段は、前記光源移動手段に搭載され、前記光源ユニットを前記ヘッドユニットの往復動方向に直交する方向に退避移動させる光源進退動機構を有し、
   前記ヘッド移動手段は、下向きに保持した前記ヘッドユニットを水平に移動させ、
   前記光源進退動機構は、前記光源ユニットを前記ヘッドユニット対し上方、下方および側方のいずれかに退避移動させることを特徴とする請求項４に記載のインクジェット装置。
6. 前記ヘッドユニットに光硬化性インクを供給するインク供給ユニットと、
   前記インク供給ユニットを、前記ヘッドユニットに並行して移動させる供給ユニット移動手段と、
   並行して移動する前記ヘッドユニットと前記インク供給ユニットとの移動方向における中心間距離が、所定の許容値を超えたことを検出する中心間距離検出手段と、を更に備え、
   前記制御手段は、前記供給ユニット移動手段を更に制御し、
   前記中心間距離検出手段の検出結果に基づいて、前記ヘッド移動手段、前記光源移動手段および前記供給ユニット移動手段を停止させることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載のインクジェット装置。
   

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