JP2012091458A - 画像形成装置及び仮硬化用の活性光線照射装置並びに照度分布の変更方法 - Google Patents
画像形成装置及び仮硬化用の活性光線照射装置並びに照度分布の変更方法 Download PDFInfo
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- Ink Jet (AREA)
Abstract
【解決手段】複数のノズルが並んだノズル列を有するインクジェットヘッド(24)と、記録媒体(12)上に打滴されたインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化光源(32A、32B)と、仮硬化光源による露光後に追加露光を行い、インク滴を本硬化させる本硬化光源(34A、34B)と、を備える。仮硬化光源(32A,32B)はインクジェットヘッド(24)と共にキャリッジ(30)に搭載され、これらは記録媒体(12)に対して一体的に相対移動する。仮硬化光源(32A、32B)から照射される紫外線は、記録媒体(12)の面上で、記録媒体搬送方向の上流から下流に向かって照度が増すような照度分布となっている。
【選択図】図1
Description
図1は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の外観斜視図である。このインクジェット記録装置10は、紫外線硬化型インク(UV硬化インク)を用いて記録媒体12上にカラー画像を形成するワイドフォーマットプリンタである。ワイドフォーマットプリンタは、大型ポスターや商業用壁面広告など、広い描画範囲を記録するのに好適な装置である。ここでは、A3ノビ以上に対応するものを「ワイドフォーマット」とよぶ。
図2は、インクジェット記録装置10における記録媒体搬送路を模式的に示す説明図である。図2に示すように、プラテン26は逆樋状に形成され、その上面が記録媒体12の支持面(「媒体支持面」という。)となる。プラテン26の近傍における記録媒体搬送方向(X方向)の上流側には、記録媒体12を間欠搬送するための記録媒体搬送手段である一対のニップローラ40が配設される。このニップローラ40は記録媒体12をプラテン26上で記録媒体搬送方向(X方向)へ移動させる。
図3は、キャリッジ30上に配置されるインクジェットヘッド24と仮硬化光源32A、32B及び本硬化光源34A、34Bの配置形態の例を示す平面透視図、図4はその斜視図である。
上記のごとく構成されたインクジェット記録装置10は、マルチパス方式の描画制御が適用され、印字パス数の変更によって印字解像度を変更することが可能である。例えば、高生産モード、標準モード、高画質モードの3種類の作画モードが用意され、各モードでそれぞれ印字解像度が異なる。印刷目的や用途に応じて作画モードを選択することができる。
ワイドフォーマット機の作画モードでは、解像度設定毎に、それぞれシングリング(インターレス)する作画条件が決定されている。具体的には、インクジェットヘッドの吐出ノズル列の幅Lw(ノズル列の長さ)をパス数(スキャン繰り返し回数)だけ分割してシングリング作画するので、インクジェットヘッドのノズル列幅、並びに、主走査方向及び副走査方向のパス数(インターレースする分割数)によってスワス幅が異なる。なお、マルチパス方式によるシングリング作画の詳細については、例えば、特開2004−306617号公報に説明されている。
図3及び図4に示したように、インクジェットヘッド24の走査方向(Y方向)の左右両脇に、仮硬化光源32A、32Bが配置される。さらに、インクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向(X方向)の下流側に本硬化光源34A、34Bが配置されている。
図4に示したように、本硬化光源34A、34Bは、それぞれ複数個のUV−LED素子35が並べられた構造を有している。2つの本硬化光源34A、34Bは、共通の構成である。本例では、本硬化光源34A、34Bとして、Y方向に6個、X方向に2個のUV−LED素子35がマトリクス状に配置されたLED素子配列(6×2)を例示したが、LED素子数及びその配列形態はこの例に限定されない。例えば、複数個のLED素子をY方向に沿って1列に並べた構成も可能である。
次に、仮硬化光源32A、32Bの構成例を説明する。既に説明したとおり、シングリング走査でノズル列から打滴しながら、紫外線露光する印字方式の場合、1スワス内に積算露光回数の多いインク滴と少ないインク滴とが存在する。露光回数の違いによる総露光量のばらつきを改善する観点から、仮硬化光源の照度分布を改良し、メディア搬送方向に対して、ノズル列の下流側ほど照度が高くなるような照度分布を付けることが好ましい。
図5は第1の実施例に係る仮硬化光源210の構成を示す斜視図である。図6は図5のA−A線に沿う端面図である。図5に示すように、本例の仮硬化光源210は、略直方体の箱形状を成す。仮硬化光源210は、アルミ製のハウジング(囲い)212の中に、紫外線発光ダイオード(UV−LED)素子214が納められ、該ハウジング212の底面部に透過型の光拡散板216が配置された構造を有する。UV−LED素子214が実装された配線基板220は、LED実装面221を光拡散板216の方に向けた状態で(図6において、UV−LED素子214の発光面を下方に向けた状態)でハウジング212の上部に配置される。
打滴直後に照射される仮硬化の光量が不足している場合、又はスワス内でのインク滴毎の被露光量の差が大きい場合は、記録媒体上で隣接するインク滴同士の合一によるドット重心の移動が発生してしまう。このような問題を解消するために、必要に応じて仮硬化用の照射光量を増減調整することが望ましい。
密着性はインクと記録媒体(メディア)との相互作用によって変化し、未硬化の時間が長いほど、インクのメディアに対する密着性は増す傾向にある。これも記録媒体の種類によって傾向が異なるので、メディア毎に仮硬化光量を変化させることが望ましい。
次に、仮硬化光源として好適な第2実施例を説明する。図12は第2実施例に係る仮硬化光源260の要部構成を示す斜視図である。この仮硬化光源260は、複数個のUV−LED素子264がX方向(メディア搬送方向)に沿って1列に並べられたLED素子列と、略半円筒型のリフレクタ266とを含んで構成される。ここでは、11個のUV−LED素子264が並んだLED素子列を例示しているが、UV−LED素子264の個数は特に限定されない。
次に、仮硬化光源として好適な第3実施例を説明する。図19は第3実施例に係る仮硬化光源280の要部構成を示す平面図である。この仮硬化光源280は、複数個のUV−LED素子264がX方向(メディア搬送方向)に沿って1列に並べられたLED素子列を含んで構成される。
図23は、第4実施例に係る仮硬化光源300の要部構成を示す斜視図である。この仮硬化光源300は、X方向に沿って複数個(ここでは6個)のUV−LED素子304が一定の間隔で並ぶLED素子列をY方向に複数列(ここでは2列)配置して成るLED素子群を備える。各UV−LED素子304には、略放物面状のリフレクタ306が設けられている。なお、図23では、12個のUV−LED素子304のパッケージを6×2列で配置した例を示したが、UV−LED素子304の個数や配列形態は特に限定されない。
図28は、第5実施例に係る仮硬化光源330の構成を示す斜視図である。この仮硬化光源330は、内部が空洞の光拡散箱332の端面部分にUV−LED素子334のパッケージが配置された構成からなる。光拡散箱332は、内周面が鏡面反射するアルミ板で構成されている。光拡散箱332の天井面は、X方向の上流に向かって高さが次第に低くなる傾斜面340を有する。光拡散箱332の底部には、図示せぬカバーガラスが配置されている。このカバーガラスのメディア面350と対面する面(光拡散箱332の底面)が光出射面となる。光拡散箱332の側面板346は、傾斜した反射面(傾斜面340)を有する天井面と、光出射面として機能する底面との間の側周面を包囲する側面反射板として機能する。
図32は、第6実施例に係る仮硬化光源370の構成を示す斜視図である。この仮硬化光源370は、メディア搬送方向(X方向)に長い直方体形状の導光体372の端面部分にUV−LED素子374のパッケージが配置された構成からなる。
上述した実施例1〜6のいずれの構成であっても、仮硬化光源に用いるUV−LED素子の個数やその配置形態、配置密度については、多様な設計が可能である。ただし、複数個のUV−LED素子を用いて仮硬化光源を構成する場合のLED素子の配置密度は、本硬化光源34A、34Bを構成するUV−LED素子35の配置密度よりも小さいものとすることが好ましい。例えば、同じ仕様のUV−LED素子を複数個用いて仮硬化光源32A、32Bと本硬化光源34A、34Bをそれぞれ構成する場合、仮硬化光源32A、32Bを構成するLED配置におけるUV−LED素子間の距離(配置間隔)を、本硬化光源34A、34Bを構成するLED配置におけるUV−LED素子間の距離(配置間隔)よりも大きくする。
本発明の実施形態によるインクジェット記録装置10を用いて記録媒体12上に一定の階調による均一濃度画像(ベタ画像)を描画した。その描画結果をスキャナで読み取り、主走査方向(キャリッジ走査方向)256画素×副走査方向(メディア搬送方向)256画素の正方領域の画素値を縦方向(Y方向)に合算し、X方向の4画素毎の移動平均を求めたグラフを図35(a)に示す。
図36は、インクジェット記録装置10のインク供給系の構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクカートリッジ36に収容されているインクは、供給ポンプ70によって吸引され、サブタンク72を介してインクジェットヘッド24に送られる。サブタンク72には、内部のインクの圧力を調整するための圧力調整部74が設けられている。
図37はインクジェット記録装置10の構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクジェット記録装置10は、制御手段としての制御装置102が設けられている。制御装置102としては、例えば、中央演算処理装置(CPU)を備えたコンピュータ等を用いることができる。制御装置102は、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置10の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。制御装置102には、記録媒体搬送制御部104、キャリッジ駆動制御部106、光源制御部108、画像処理部110、吐出制御部112が含まれる。これらの各部は、ハードウエア回路又はソフトウエア、若しくはこれらの組合せによって実現される。
(1)仮硬化光源と本硬化光源とを完全に機能分離したことで、使用するメディアに対応して、仮硬化の光量のみを簡便に変更することが可能である。これにより、インクとメディアとの相互作用の程度を適切に調整することが可能である。
上記実施形態では、描画ヘッド部(インクジェットヘッド24)が色別に1列のノズル列を有する例を説明したが、ノズルの配列形態はこの例に限定されない。例えば、各色について、2列の千鳥配列、或いは、さらに多列のマトリクス配列その他の2次元配列でもよい。
図3のインクジェットヘッド24は、色別のノズル列61が主走査方向(Y方向)に沿って一定のノズル列間ピッチで複数列(インク色数と同数の列)配列されているが、Y方向のノズル列間隔は必ずしも一定でなくてもよい。
上記実施形態では、主走査方向についてインクジェットヘッド24の両側に仮硬化光源32A、32Bと本硬化光源34A、34Bを対称的に配置し(中心線に対して線対称に配置)、往復走査(双方向)で打滴及びUV露光を行う例を述べたが、インクジェットヘッド24の片側のみに仮硬化光源、本硬化光源を配置して、一方向走査時に描画を行う態様も可能である。
上述の実施形態では、ワイドフォーマットインクジェット記録装置を例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されない。ワイドフォーマット以外のインクジェット記録装置への適用も可能である。また、本発明は、グラフフィック印刷用途に限らず、電子回路基板の配線描画装置、各種デバイスの製造装置、吐出用の機能性液体(「インク」に相当)として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、微細構造物形成装置など、各種の画像パターンを形成し得る様々な画像形成装置に適用可能である。
Claims (16)
- 活性光線の照射によって硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドと、
前記インクジェットヘッドから吐出したインク滴を付着させる記録媒体を搬送する媒体搬送手段と、
前記インクジェットヘッドを前記記録媒体に対して相対移動させる走査手段と、
前記走査手段によって前記インクジェットヘッドとともに移動し、前記記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化光源と、
前記仮硬化光源とは別に設けられ、前記仮硬化光源によって露光されたインク滴に対して追加露光を行い、前記インク滴を本硬化させる活性光線を照射する本硬化光源と、
を備え、
前記仮硬化光源から照射される活性光線は、前記記録媒体の面上で、前記媒体搬送手段による記録媒体搬送方向の上流から下流に向かって照度が増す照度分布を有していることを特徴とする画像形成装置。 - 前記インクジェットヘッドは、前記記録媒体搬送方向に前記ノズルが並んだノズル列を有し、
前記仮硬化光源は、前記記録媒体上に前記ノズル列の長さ以上の光照射幅で活性光線を照射することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記インクジェットヘッドと、前記仮硬化光源と、前記本硬化光源とがキャリッジに一体的に搭載され、前記走査手段は、前記キャリッジを前記記録媒体に対して相対移動させることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記仮硬化光源は、
少なくとも1つの活性光線発光素子と、
前記活性光線発光素子から発せられた光を透過しつつ拡散させる透過型の光拡散板と、
前記活性光線発光素子が実装された配線基板と前記光拡散板との間の側周面を包囲する側面反射板と、を備え、
前記光拡散板の前記記録媒体に対向する光出射面には、前記照度分布を得るための光反射部と光通過部とが形成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記インクジェットヘッドは、前記記録媒体搬送方向に前記ノズルが並んだノズル列を有し、
前記仮硬化光源は、複数個の活性光線発光素子が前記記録媒体搬送方向に並んだ発光素子列を有し、当該発光素子列の長さは、前記ノズル列の長さよりも短いことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記記録媒体上での照度分布が異なる複数種類の前記仮硬化光源又は前記光拡散板が用意され、これら複数種類の中から選択した前記仮硬化光源又は前記光拡散板を交換自在に取り付けることができる取付構造を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記仮硬化光源は、
複数個の活性光線発光素子が前記記録媒体搬送方向に並んだ発光素子列と、
前記各活性光線発光素子が発する光を前記記録媒体に向けて反射するリフレクタと、を備え、
前記リフレクタは、前記記録媒体搬送方向の下流側ほど、前記活性光線発光素子から当該リフレクタまでの高さが低くなるように、前記発光素子列に対して配置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記仮硬化光源は、
複数個の活性光線発光素子が前記記録媒体搬送方向に並んだ発光素子列を備え、
前記照度分布が得られるように前記発光素子列の前記活性光線発光素子の点灯光量を制御する発光制御手段を備えていることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記発光素子列を構成する前記各活性光線発光素子には、それぞれリフレクタが設けられていることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記仮硬化光源は、
前記記録媒体搬送方向の上流に向かって高さが次第に低くなる傾斜面を有する第1反射面と、
前記第1反射面と前記記録媒体との間に配置され、前記記録媒体に対面する光出射面と、
前記第1反射面と前記光出射面との間の側周面を包囲する第2反射面と、
前記第1反射面、前記光出射面及び前記第2反射面で画成される光拡散空間の前記記録媒体搬送方向の下流側の端部に配置された活性光線発光素子と、
を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記光出射面には、所望の前記照度分布を得るための光反射部と光通過部とが形成されていることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
- 前記仮硬化光源は、
前記記録媒体に対面する光出射面を有する導光体と、
前記導光体の前記記録媒体搬送方向の下流側の端部に配置された活性光線発光素子と、
前記導光体の前記光出射面と反対側の面に設けられ、当該導光体内に光を散乱させる散乱パターンと、
を備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記活性光線は紫外線であり、
前記活性光線発光素子は、紫外線発光ダイオード素子であることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記走査手段による走査方向を主走査方向、前記媒体搬送手段による記録媒体搬送方向を副走査方向とするときの主走査方向及び副走査方向の印字パス数、作画モード、作画スワス幅、主走査方向及び副走査方向の解像度のうち、少なくとも1つに応じて、前記仮硬化光源の前記照度分布を変更することができることを特徴とする請求項1から13のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 活性光線の照射によって硬化するインクを吐出する複数のノズルを有するインクジェットヘッドから吐出され、記録媒体上に付着したインク滴を不完全に硬化させる程度の活性光線を照射する仮硬化用の活性光線照射装置であって、
前記インクジェットヘッドとともにキャリッジに搭載され、
前記記録媒体面上で、前記記録媒体の搬送方向の上流から下流に向かって照度が増すように照度分布が調整されていることを特徴とする仮硬化用の活性光線照射装置。 - 請求項1から14のいずれか1項に記載の画像形成装置において、前記走査手段による走査方向を主走査方向、前記媒体搬送手段による記録媒体搬送方向を副走査方向とするときの主走査方向及び副走査方向の印字パス数、作画モード、作画スワス幅、主走査方向及び副走査方向の解像度のうち、少なくとも1つに応じて、前記仮硬化光源の前記照度分布を変更することを特徴とする照度分布の変更方法。
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