JP2014030904A

JP2014030904A - 液体吐出装置

Info

Publication number: JP2014030904A
Application number: JP2012170877A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Yamagata; 俊幸山縣; Akikage Kaieda; 晃彰海江田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2014-02-20

Abstract

【課題】照明装置の光漏れによる不具合の発生を抑制した液体吐出装置を提供する。
【解決手段】本発明の液体吐出装置１は、光を受けて硬化する液体を媒体Ｗ上に吐出する複数の吐出ノズルを有する液体吐出ヘッド１０と、媒体Ｗに対して光を照射する光照射部１１と、媒体Ｗの形状を検出する検出部１２と、光照射部１１から媒体Ｗに対して照射される光の照射方向を、検出部１２が検出した媒体Ｗの形状に応じて変化させる制御部５と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、液体吐出装置に関するものである。

近年、紫外線照射によって硬化する紫外線硬化型インクを用いて記録媒体に画像または
パターンを形成する印刷装置が注目されている。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。

このような印刷装置（液体吐出装置）として、紫外線を照射する光照射装置としてＬＥ
Ｄを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−１８８９２０号公報

しかしながら、上記従来技術においては記録媒体のインク吐出面に凹凸があると、該記
録媒体の表面で反射された光が漏れ光となってインク吐出ヘッドのインク吐出面に入射し
、ノズル近傍のインクが硬化することでインクの吐出不良を引き起こすおそれがあった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、照明装置の光漏れによる不具
合の発生を抑制した液体吐出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、本発明の液体吐出装置は、光を受けて硬化する液体を媒体上に
吐出する複数の吐出ノズルを有する液体吐出ヘッドと、前記媒体に対して前記光を照射す
る光照射部と、前記媒体の形状を検出する検出部と、前記光照射部から前記媒体に対して
照射される前記光の照射方向を、前記検出部が検出した前記媒体の形状に応じて変化させ
る制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明の液体吐出装置によれば、液体吐出面の形状に応じて光照射方向を変化させる光
照射部を備えているので、液体吐出面で反射された漏れ光が液体吐出ヘッドの液体吐出面
に入射し、液体吐出ノズルの近傍が硬化することで液体吐出不良が生じるのを抑制できる
。よって、漏れ光による不具合の発生を抑制した信頼性の高い印刷装置を提供することが
できる。

前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づき、前記媒体側から反射した反射光が前記
光照射部から照射された前記光の光軸を基準として前記液体吐出ヘッド側に入射するか否
かを判断し、その判断結果に応じて前記光照射方向を変化させる構成としてもよい。

この構成によれば、光照射部から照射した紫外線の反射光が液体吐出ヘッドの吐出ノズ
ルに入射するおそれを低減させることができる
前記光照射部は、前記媒体の液体吐出面との距離に応じて照射する前記光の強度を調整
する構成としてもよい。

この構成によれば、光照射部が液体吐出面との距離に応じて光強度を調整するので、例
えば距離が大きい場合には光強度を強く、距離が小さい場合には光強度を弱く設定するこ
とができる。よって、液体吐出面上に吐出された液体に照射される光強度のムラが生じる
のを抑制することができ、媒体上に良質な膜を形成できる。

前記光照射部における前記光の照射時間を、光照射部と液体吐出面との距離に応じて調
整する構成としても良い。

この構成によれば、例えば距離が相対的に大きい場合には照射時間を長く、距離が相対
的に小さい場合には照射時間を短く設定することができる。よって、液体吐出面上に吐出
された液体に照射される光強度のムラが生じるのを抑制することができる。

前記光照射部及び前記検出部は、前記媒体及び前記液体吐出ヘッドの相対移動方向にお
ける前記液体吐出ヘッドの両側にそれぞれ配置されており、前記液体吐出ヘッドから離間
するに従って前記光照射部及び前記検出部の順に配置される構成としてもよい。

この構成によれば、光照射部が相対移動方向における液体吐出ヘッドの両側にそれぞれ
配置されるので、相対移動方向によらず液体吐出面に対して光照射を良好に行うことがで
きる。

前記液体吐出ヘッド、前記光照射部、及び前記検出部を一体に保持し、これらを一体に
前記媒体上を移動させる保持部を備える構成としてもよい。

この構成によれば、保持部により液体吐出ヘッド、光照射部、及び検出部が一体に保持
されるので、保持部のみを移動させることで媒体に対して形状検出、液体吐出、及び光照
射を行うことができる。

前記検出部による検出、前記液体吐出ヘッドによる液体吐出、及び前記光照射部の光照
射が前記保持部における前記媒体上を移動する同一走査内で行われる構成としてもよい。

この構成によれば、保持部における媒体上の１回の走査中に形状検出、液体吐出、及び
光照射を行うことができる。

前記液体吐出ヘッドは、前記液体を吐出する複数のノズルが形成されたノズル形成部を
有し、前記ノズル形成部における前記ノズルの配列方向の幅は、前記媒体における前記幅
方向の寸法よりも大きい構成としてもよい。

この構成によれば、ノズル形成部のノズル配列方向の幅が媒体の幅よりも大きくなるの
で、液体吐出ヘッドを媒体の幅方向に相対移動させることなく、媒体及び液体吐出ヘッド
を一方向にのみ相対移動させることで液体吐出処理を行うことができる。

（ａ）は、プリンターの構成を示す概略斜視図、（ｂ）は、キャリッジを示す模式側面図。（ａ）は、ヘッドユニットを示す模式平面図、（ｂ）は、液体吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式断面図。（ａ）〜（ｃ）はヘッドユニット３における記録媒体Ｗに対する印刷処理の工程を模式的に示す図。（ａ）、（ｂ）は光照射部の要部構成を説明するための図。（ａ）〜（ｄ）は光照射部による紫外線の照射工程を説明するための図。光照射部の光強度調整を説明するための図。光照射部の光強度調整を説明するための図。（ａ）は、変形例に係るプリンターの構成を示す概略斜視図、（ｂ）は、変形例に係るキャリッジを示す模式側面図、（ｃ）は、変形例に係るヘッドユニットを示す模式平面図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、各図においては
、各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせてい
る。本実施形態に係る液体吐出装置は、液体吐出対象である記録媒体上に紫外線の照射に
より硬化する機能液（液体）の液滴を吐出（噴射）し、記録媒体上に所望のマークを形成
するインクジェット式プリンター（以下ープリンターと称す）への適用例に関するもので
ある。

図１（ａ）はプリンターの構成を示す概略斜視図であり、図１（ｂ）はプリンターのキ
ャリッジを示す模式側面図であり、図２（ａ）はキャリッジに搭載されるヘッドユニット
を示す模式平面図であり、図２（ｂ）は液体吐出ヘッドの構造を説明するための要部模式
断面図である。

なお、以下の説明においては説明の便宜上、ＸＹＺ座標系を用いてプリンターの構成に
ついて説明する。Ｘ方向はヘッドユニットを搭載するキャリッジの移動方向を規定するも
のである。また、Ｙ方向は該Ｘ方向に直交するとともにステージに載置された印刷対象で
ある記録媒体がヘッドユニットに対して移動する方向（主走査方向）、すなわち記録媒体
及びヘッドの相対移動方向を規定するものである。また、Ｚ方向は上記Ｘ、Ｙ方向にそれ
ぞれ直交し、ステージの高さ方向を規定するものである。

本実施形態で用いる記録媒体は、表面に凹凸形状を有した基材であり、プリンターは凹
凸形状を有した表面に所望の印刷を行うためのものである。記録媒体としては、例えばポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ
）などから構成される。

図１（ａ）に示すようにプリンター１は、ステージ機構２と、ヘッドユニット３と、機
能液供給部４、制御部５とを有している。ステージ機構２は記録媒体Ｗを載置するととも
に該記録媒体ＷをＹ方向に沿って移動することでヘッドユニット３の直下に配置するため
のものである。

ヘッドユニット３は、ステージ３１に載置された記録媒体Ｗに対して機能液を吐出する
吐出ヘッド１０を含む。機能液供給部４は、ヘッドユニット３に搭載される吐出ヘッド１
０に機能液を供給するための複数の収容タンクから構成されるものである。収容タンクと
吐出ヘッド１０とはチューブＴＢにより接続され、収容タンク内の機能液がチューブＴＢ
を介して吐出ヘッド１０に供給されるようになっている。各収容タンクには、異なる色の
インクが収容されている。

このような紫外線によって硬化する紫外線硬化型の機能液としては、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たもの
が挙げられる。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。したがって、機能液を硬化させる目的で溶媒を揮発
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、機能液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−ｔｒ
ｉｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅｍｅｔｈａｎｅａｎｎｍｏｎｉｕｍｃｈｌｏｒｉｄ
ｅ、２−ｈｙｄｒｏｘｙ３−（４−ｂｅｎｚｏｙｌ−ｐｈｅｎｏｘｙ）−Ｎ，Ｎ，Ｎ−
ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ１−ｐｒｏｐａｎｅａｎｎｍｏｎｉｕｍｃｈｌｏｒｉｄｅ、
４−ｂｅｎｚｏｙｌ−Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌＮ−［２− （１−ｏｘｏ−２−ｐｒ
ｏｐｅｎｙｌｏｘｙ）ｅｔｈｙｌ］ｂｅｎｚｅｎｅｍｅｔｈａｍｍｏｎｉｕｍｂ
ｒｏｍｉｄｅ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、機能液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−ｔｅｒ
ｔ−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。上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。

さらに、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
。

なお、このような機能液としては、顔料や染料等の色材（色成分）を含むカラーインク
が挙げられるが、アンダーコート、オーバーコートを行うためのクリアインクを挙げるこ
ともできる。また、色材を含むものの、オーバーコートを行うために用いられる白色イン
クや、黒色インクも挙げることができる。

制御部５は、プリンター１の各構成部材の駆動を制御するためのものである。具体的に
制御部５はヘッドユニット３、ステージ機構２に電気的に接続されており、記録媒体Ｗに
対する機能液の吐出タイミングの制御等或いはヘッドユニット３に対する記録媒体Ｗの位
置制御を行うようになっている。

ステージ機構２は基台３５を主体に構成されるものであり、該基台３５の上面３５ａに
は、Ｙ方向に延在する一対の案内レール３０がＹ方向全幅にわたり凸設されている。ステ
ージ機構２の上側には、一対の案内レール３０に対応する図示しない直動機構を備えたス
テージ３１が取付けられている。そのステージ３１の直動機構は、リニアモーターやネジ
式直動機構等を用いることができる。本実施形態では、例えば、リニアモーターを採用し
ている。この構成に基づき、ステージ３１はＹ方向に沿って所定の速度で往動または復動
するようになっている。往動と復動を繰り返すことを走査移動と称す。さらに、ステージ
機構２の上面２ａには、案内レール３０と平行に走査位置検出装置３２が配置され、走査
位置検出装置３２によりステージ３１の位置が検出される。

ステージ３１の上面には載置面３８が形成され、その載置面３８には図示しない吸引式
の基板チャック機構が設けられている。載置面３８上に記録媒体Ｗが載置された後、記録
媒体Ｗは基板チャック機構により載置面３８に固定される。

基台３５のＸ方向両側には一対の支持台３６が立設され、その一対の支持台３６にはＸ
方向に延びる固定部材３７が設けられている。ヘッドユニット３は該固定部材３７に取り
付けられている。

ヘッドユニット３は、図１（ｂ）に示すように吐出ヘッド１０と、紫外線を照射する光
照射部１１と、記録媒体Ｗにおける機能液が吐出される前の液体吐出面の形状を検出する
検出部１２と、これらを一体に保持するキャリッジ（保持部）１０ａとを有している。光
照射部１１及び検出部１２は、吐出ヘッド１０を挟むようにＹ方向に沿って配置されてお
り、検出部１２が吐出ヘッド１０に対して＋Ｙ側に配置され、光照射部１１が吐出ヘッド
１０に対して−Ｙ側に配置されている。

図２（ａ）に示すように、検出部１２は、記録媒体Ｗに対して測定光を照射する測定光
照射部８と、該測定光照射部８から照射されて記録媒体Ｗの表面（検出面）で反射された
反射光を受光する受光部９とを有する。検出部１２は制御部５に電気的に接続されており
、検出部１２は受光部９による検出結果を制御部５へと送信可能となっている。これによ
り、制御部５は記録媒体Ｗの表面（液体吐出面）の凹凸形状に関するデータを取得するこ
とができる。

光照射部１１は記録媒体Ｗ上に吐出された機能液に対し、紫外線を照射するためのラン
プ部５０と、該ランプ部５０をキャリッジ１０ａに取り付ける取付部５１とから構成され
るものである。ランプ部５０には例えば多数のＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇ
Ｄｉｏｄｅ）素子が配列して設置されている。このＬＥＤ素子は、電力の供給を受けて紫
外線を発光する素子である。光照射部１１は、制御部５に電気的に接続されており、光照
射部１１は制御部５によって紫外線の照射強度（ｍＷ／ｃｍ^２）が調整されるようになっ
ている。光照射部１１は記録媒体Ｗに対して所望の強度の紫外線を照射可能となっている
。

取付部５１は、光照射部１１におけるキャリッジ１０ａに対する取付角度を変化させる
ことができる可動部を有している。これにより、光照射部１１は、取付部５１によってラ
ンプ部５０が照射した紫外線の光照射方向を変化させることができるようになっている。
取付部５１は、制御部５に電気的に接続されており、その駆動が制御されている。よって
、制御部５は、光照射部１１における光照射方向を制御可能となっている。

なお、上記ランプとしては、ＬＥＤ素子の他、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用いること
ができる。

吐出ヘッド１０は、図２（ａ）に示すように下面にノズルプレート（ノズル形成部）１
３を有している。ノズルプレート１３には複数のノズル１４が形成されている。ノズルプ
レート１３には、Ｘ方向に沿って複数のノズル１４が配列されてなるノズル列がＹ方向に
沿って複数配置されている。ノズルプレート１３におけるノズル１４の配列方向（Ｘ方向
）の幅は、印刷対象である記録媒体ＷのＸ方向の寸法よりも大きくなっている。すなわち
、本実施形態に係る吐出ヘッド１０は、副走査方向（Ｘ方向）に往復移動しない構成であ
る所謂ラインヘッドから構成されたものとなっている。

具体的に本実施形態に係るノズルプレート１３には５列のノズル列Ｎ１〜Ｎ５が配列形
成されている。ノズル列Ｎ１〜Ｎ５の各ノズル１４からはそれぞれ異なる色の機能液が吐
出されるようになっており、本実施形態では５色の機能液を吐出することで記録媒体Ｗの
表面に対してカラー印刷を行うことができるようになっている。

図２（ｂ）に示すようにノズルプレート１３の上側であってノズル１４と相対する位置
にはノズル１４と連通するキャビティ１５が形成されている。そして、吐出ヘッド１０の
キャビティ１５には機能液１６が供給される。

キャビティ１５の上側には上下方向に振動してキャビティ１５内の容積を拡大縮小する
振動板１７が設置されている。振動板１７の上側でキャビティ１５と対向する場所には上
下方向に伸縮して振動板１７を振動させる圧電素子１８が配設されている。圧電素子１８
が上下方向に伸縮して振動板１７を加圧して振動し、振動板１７がキャビティ１５内の容
積を拡大縮小してキャビティ１５を加圧する。それにより、キャビティ１５内の圧力が変
動し、キャビティ１５内に供給された機能液１６はノズル１４を通って吐出される。

吐出ヘッド１０が圧電素子１８を制御駆動するためのノズル駆動信号を受けると、圧電
素子１８が伸張して、振動板１７がキャビティ１５内の容積を縮小する。その結果、吐出
ヘッド１０のノズル１４から縮小した容積分の機能液１６が液滴５７となって吐出される
。

ところで、本実施形態に係るプリンター１は、記録媒体Ｗとして表面に凹凸形状がある
ものを採用している。図３（ａ）乃至（ｃ）はヘッドユニット３における記録媒体Ｗに対
する印刷処理の工程を模式的に示す図である。

プリンター１は、記録媒体Ｗに所定の印刷処理を施すに際し、図３（ａ）に示すように
キャリッジ１０ａに搭載された検出部１２によって該記録媒体Ｗの表面（液体吐出面）の
形状を計測する。本実施形態では、ステージ機構２がステージ３１を−Ｙ方向に移動させ
ることで該ステージ３１に載置される記録媒体Ｗをヘッドユニット３の下方へと移動する
。

このとき、検出部１２は、測定光照射部８から記録媒体Ｗに向けて測定光を照射し、該
記録媒体Ｗで反射された反射光を受光部９で受光し、例えば反射光が戻るまでの時間等に
基づいて表面形状を測定する。

ステージ３１によって−Ｙ方向に沿って移動する記録媒体Ｗは、検出部１２の下方から
吐出ヘッド１０の下方へと移動する。このとき、吐出ヘッド１０は、図３（ｂ）に示すよ
うにノズルプレート１３に形成された各ノズル１４から所定の色の機能液を記録媒体Ｗ上
に吐出する。続いて、ステージ３１により−Ｙ方向に沿って移動する記録媒体Ｗは、吐出
ヘッド１０の下方から光照射部１１の下方へと移動する。そして、光照射部１１は、図３
（ｃ）に示すように記録媒体Ｗ上に塗布された機能液１６に向けて紫外線を照射し、該機
能液１６を硬化させる。

ところで、本実施形態においては、記録媒体Ｗの表面が凹凸形状を有したものとなって
いる。図４（ａ）、（ｂ）は光照射部１１の要部構成を説明するための図である。このよ
うな凹凸形状を有した記録媒体Ｗに対し、紫外線を照射した場合、図４（ａ）に示すよう
に記録媒体Ｗの表面形状によっては光照射部１１から照射した紫外線の反射光が吐出ヘッ
ド１０のノズルプレート１３に入射するおそれがある。ノズルプレート１３に紫外線が入
射すると、該ノズルプレート１３に形成されたノズル１４内の機能液が硬化することで吐
出不良を引き起こすおそれがある。

このような課題を解決すべく、本実施形態においては、図４（ｂ）に示すように光照射
部１１が取付部５１によってランプ部５０における紫外線の光照射方向を変化させる構成
を採用している。この構成によれば、紫外線の反射光がノズルプレート１３に入射しない
ようにランプ部５０による光照射方向を変化させることができる。このとき、制御部５は
取付部５１を駆動させ、記録媒体Ｗ側から反射した紫外線が吐出ヘッド１０側へ入り込ま
ないように、光照射部１１から記録媒体Ｗに対して照射される紫外線の入射角および記録
媒体Ｗで反射した紫外線の反射角を０°とすることが好ましい。こうすることで、光照射
部１１から照射した紫外線の反射光が吐出ヘッド１０のノズルプレート１３に入射するお
それを低減させることができる。

また、入射角および反射角を０°とすることで、光照射部から照射される紫外線の光軸
を中心として吐出ヘッド１０とは反対側へ紫外線が反射されるように光照射方向を変化さ
せた場合に比べ、光照射方向の変化の度合いを小さくすることができる。したがって、光
照射方向の変化を短時間で完了させることができ、記録速度の向上に貢献できる。

なお、「記録媒体Ｗ側から反射した紫外線が吐出ヘッド１０側へ入り込まないように」
とは、紫外線のすべてが吐出ヘッド１０側へ入り込まないことを指すものではなく、ノズ
ルプレート１３側に入射した紫外線により、ノズル１４内の機能液が硬化することで発生
する吐出不良を防げる範囲であれば良い。

続いて、プリンター１の動作及び本実施形態に係る構成の作用について図面を参照しな
がら説明する。なお、以下では本実施形態に係るプリンター１の特徴部分である光照射部
１１による紫外線の照射工程を中心に説明する。図５（ａ）〜（ｄ）は光照射部１１によ
る紫外線の照射工程を説明するための図であり、図６（ａ）、（ｂ）、及び図７は光照射
部１１の光強度調整を説明するための図である。

本実施形態に係るプリンター１は、制御部５によって光照射部１１の光照射方向、光強
度及び記録媒体Ｗと光照射部１１との相対移動速度のうち少なくとも一つを調整している
。具体的に制御部５は、検出部１２の検出結果に基づき、記録媒体Ｗの表面形状を取得し
、該表面形状に応じて紫外線の照射方向、強度及び相対移動速度のうち少なくとも一つを
調整するように光照射部１１（ランプ部５０及び取付部５１）の駆動を制御する。

以下の説明では記録媒体Ｗが曲面状の凹凸を有する場合を例に述べる。

制御部５は、検出部１２によって記録媒体Ｗの表面形状（曲面）を取得する。制御部５
は、取得した記録媒体Ｗの表面形状と、初期状態の光照射部１１から記録媒体Ｗに対し紫
外線を照射した場合の入射角とに基づき、記録媒体Ｗのうち、光照射部１１から記録媒体
Ｗに照射された紫外線が吐出ヘッド１０側へ反射する領域を算出する。

まず、制御部５が検出部１２による検出結果から記録媒体Ｗの表面形状が上方に凸（吐
出ヘッド１０に近づく方向に凸）の曲面（凸曲面）であると検知した場合について図５（
ａ）、（ｂ）を参照して説明する。ここで、記録媒体Ｗの液体吐出面は領域Ａを境にして
、光照射部１１から紫外線が照射される前半部Ａ１と、前記前半部Ａ１よりも後に紫外線
が照射される後半部Ａ２とに分けることができる。

なお、図５（ａ）は初期状態の光照射部１１から前半部Ａ１に紫外線が照射されている
状態を示し、図５（ｂ）は初期状態の光照射部１１から後半部Ａ２に紫外線が照射されて
いる状態を示すものである。また、本説明においては、記録媒体Ｗがヘッドユニット３（
光照射部１１）に対して−Ｙ方向（同図右方向）に相対移動するものとし、図５（ｃ）、
（ｄ）についても同様とする。

図５（ａ）に示されるように、前半部Ａ１においては、光照射部１１から照射された紫
外線の記録媒体Ｗにおける凸曲面表面での反射光は、ヘッドユニット３の相対移動方向（
＋Ｙ方向）と反対側（−Ｙ方向）に入射する。この場合、吐出ヘッド１０のノズルプレー
ト１３に反射光が入射する虞が少ないため、制御部５は光照射部１１における光照射方向
を変化させない。

一方、後半部Ａ２においては、図５（ｂ）に示されるように、光照射部１１から照射さ
れた紫外線の記録媒体Ｗにおける凸曲面表面での反射光は、ヘッドユニット３の相対移動
方向（＋Ｙ方向）側に入射する。この場合、吐出ヘッド１０のノズルプレート１３側に反
射光が入射してしまう。従って、制御部５は、取付部５１を駆動し、ランプ部５０から照
射した紫外線の凸曲面表面での反射光がノズルプレート１３に入射しないようにランプ部
５０の取り付け角度を変化させる。具体的には、図４（ｂ）に示すように、入射角および
反射角が０°となるようにランプ部５０の取り付け角度を変化させる。

よって、ノズルプレート１３に紫外線が入射することによる不具合（ノズル１４内で機
能液が硬化することに起因した吐出不良）の発生を抑制することができる。なお、ランプ
部５０の取り付け角度は、曲面の変化及び反射角の変化に応じて随時角度を調整すること
が好ましい。

続いて、制御部５が検出部１２による検出結果から記録媒体Ｗの表面形状が下方に凸（
ヘッドユニット３から遠ざかる方向に凸）の曲面（凹曲面）であると検知した場合につい
て図５（ｃ）、（ｄ）を参照して説明する。なお、記録媒体Ｗの液体吐出面は、領域Ｂを
境にして光照射部１１から紫外線が照射される前半部Ｂ１と、前記前半部Ｂ１よりも後に
紫外線が照射される後半部Ｂ２とに分けることができる。

図５（ｃ）は初期状態の光照射部１１から前半部Ｂ１に紫外線が照射されている状態を
示し、図５（ｄ）は初期状態の光照射部から後半部Ｂ２に紫外線が照射されている状態を
示すものである。

図５（ｃ）に示されるように、前半部Ｂ１側においては、光照射部１１における凹曲面
表面での反射光はヘッドユニット３の相対移動方向（＋Ｙ方向）に入射する。この場合、
吐出ヘッド１０のノズルプレート１３に反射光が入射してしまう。従って、制御部５は、
取付部５１を駆動し、ランプ部５０から照射した紫外線の凹曲面表面での反射光がノズル
プレート１３に入射しないようにランプ部５０の取り付け角度を変化させる。具体的には
、図４（ｂ）に示したように、入射角および反射角が０°となるようにランプ部５０の取
り付け角度を変化させる。よって、ノズルプレート１３に紫外線が入射することによる不
具合（ノズル１４内で機能液が硬化することに起因した吐出不良）の発生を抑制すること
ができる。

一方、後半部Ｂ２側においては、図５（ｄ）に示されるように光照射部１１における凹
曲面表面での反射光は、ヘッドユニット３の相対移動方向（＋Ｙ方向）と反対側（−Ｙ方
向）に入射する。この場合、吐出ヘッド１０のノズルプレート１３に反射光が入射するこ
とがないため、制御部５は光照射部１１における光照射方向を変化させる必要が無い。

また、制御部５は検出部１２が検出した曲面の曲率の変化の度合いに応じ、取付部５１
がランプ部５０の取付角度を変化させる速度を調整するようにしてもよい。具体的に、相
対的に曲面の曲率が大きく（曲率半径が小さく）、曲率変化の度合いが大きい場合は、取
付部５１の駆動速度を高めることでランプ部５０の取付角度を短時間で変化させる。一方
、相対的に凸曲面の曲率が小さく（曲率半径が大きく）、曲率変化の度合いが小さい場合
は、取付部５１の駆動速度を抑えることでランプ部５０の取付角度をゆっくりと変化させ
るようにしてもよい。この構成によれば、曲面の曲率に応じて紫外光紫外線の照射方向を
漸次変化させることで機能液を良好に硬化させることができる。

また、表面形状に凹凸がある記録媒体Ｗに対して紫外線を照射する場合、凹凸形状に応
じて記録媒体Ｗの表面と光照射部１１との距離が変化する。このように記録媒体Ｗと光照
射部１１との距離が変化すると、インクの硬化に必要なエネルギー量、すなわち光照射部
からの照射光の積算光量（ｍＪ／ｃｍ^２）（以下、光量という）にバラつきが生じてしま
い、機能液の硬化ムラが生じるおそれがある。

例えば、記録媒体Ｗと光照射部１１との距離が所定の基準距離と比較して相対的に大き
くなると、紫外線の光路中に存在する気体や塵等により拡散される紫外線の割合が増加す
る。すると、機能液を硬化させるのに必要となる光量が所定の値よりも小さくなる。その
結果、機能液が十分に硬化されず、硬化ムラが生じることがある。

また、記録媒体Ｗと光照射部１１との距離が所定の基準距離と比較して相対的に小さく
なると、光路中の気体や塵等により拡散される紫外線の割合が減少する。すると、光量は
所定の値よりも大きくなる。その結果、機能液が硬化されすぎてしまい、機能液の色相の
変化や硬化ムラが生じることがある。

この点、本実施形態においては、記録媒体Ｗと光照射部１１との距離に応じて光照射部
１１の光強度を調整するようにしている。

具体的には、図６（ａ）に示すように制御部５は検出部１２によって記録媒体Ｗと光照
射部１１との距離ｄが所定の基準距離と比較して相対的に大きいと判断した場合、記録媒
体Ｗの相対移動速度を維持したまま、光照射部１１から照射する紫外線の強度を所定の強
度よりも強める（図７参照）。これによれば、記録媒体Ｗと光照射部１１との距離が離れ
ることで生じる光量不足を、紫外線の強度を強めることで補正することができる。

また、制御部５は検出部１２によって記録媒体Ｗと光照射部１１との距離ｄが所定の基
準距離と比較して相対的に大きいと判断した場合、光照射部１１から照射する紫外線の強
度を維持したまま、記録媒体Ｗの相対移動速度を所定の相対移動速度よりも小さくしても
良い。これにより、光照射部１１の下方を通過する記録媒体Ｗの相対移動速度が低下する
ので、光照射部１１から記録媒体Ｗに紫外線が照射される照射時間を長くすることができ
る（図７参照）。こうすることで、記録媒体Ｗと光照射部１１との距離が離れることで生
じる光量不足を、紫外線の照射時間を長くすることで補正することができる。

一方、図６（ｂ）に示すように制御部５は検出部１２によって記録媒体Ｗと光照射部１
１との間の距離ｄが所定の基準距離と比較して相対的に小さいと判断した場合、記録媒体
Ｗの相対移動速度を維持したまま、光照射部１１から照射する紫外線の強度を所定の強度
よりも弱める（図７参照）。これによれば、記録媒体Ｗとの距離が近づくことで生じる光
量過多を、紫外線の強度を弱めることで補正することができる。

また、制御部５は検出部１２によって記録媒体Ｗと光照射部１１との距離ｄが所定の基
準距離と比較して相対的に小さいと判断した場合、光照射部１１の紫外線の強度を維持し
たまま、記録媒体Ｗの相対移動速度を所定の相対移動速度よりも大きくなるようにステー
ジ機構２を駆動させる。すなわち、制御部５は光照射部１１と記録媒体Ｗとの距離に応じ
て、記録媒体Ｗ及びヘッドユニット３の相対移動速度を変化させるようにしている。これ
により、光照射部１１の下方を通過する記録媒体Ｗの移動速度が上昇するので、光照射部
１１から記録媒体Ｗに紫外線が照射される照射時間を相対的に短くすることができる（図
７参照）。これによれば、記録媒体Ｗとの距離が近づくことで生じる光量過多を、紫外線
の照射時間を短くすることで補正することができる。

従って、本実施形態に係るプリンター１によれば、光照射部１１と記録媒体Ｗとの距離
に応じて該光照射部１１から照射される紫外線の強度または紫外線の照射時間を調整する
ことで記録媒体Ｗに照射される紫外線の合計照射量を一定とすることができる。よって、
記録媒体Ｗ上に吐出された機能液に照射される紫外線の強度ムラが生じるのを抑制するこ
とができ、記録媒体Ｗ上に良質な膜を形成できる。これにより、凹凸形状を有した記録媒
体Ｗ上に良質な印刷を行うことができる。

なお、上記実施形態においては、光量を調整する方法として、光照射部１１と記録媒体
Ｗとの距離に応じて、光照射部１１から照射される紫外線の強度および紫外線の照射時間
のうちいずれか一方を調整する構成を採用していたが、これに限られるものではない。紫
外線の強度および照射時間の両方を調整することで記録媒体Ｗに照射される光量を調整し
ても良い。

（変形例）
続いて、変形例に係るプリンターの構成について説明する。図８（ａ）は変形例に係る
プリンターの構成を示す概略斜視図であり、図８（ｂ）は変形例に係るキャリッジを示す
模式側面図であり、図８（ｃ）は変形例に係るヘッドユニットを示す模式平面図である。

本変形例と上記実施形態との大きな違いは、ヘッドユニット３を構成する吐出ヘッド１
０が記録媒体Ｗの移動方向（Ｙ方向）に交差する副走査方向（Ｘ方向）に往復移動しない
構成であるラインヘッドではなく、該副走査方向に往復移動するシリアル方式のヘッドで
ある点である。従って、以下の説明では上記実施形態と共通の構成及び部材については同
じ符号を付し、その詳細な説明については省略若しくは簡略化するものとする。

図８（ａ）に示すように本変形例に係るプリンター１では、基台３５のＸ方向両側に立
設される一対の支持台３６にＸ方向に延びる案内部材２０が設けられている。案内部材２
０の下側にはＸ方向に延びる案内レール３３がＸ方向全幅にわたり凸設されている。案内
レール３３に沿って移動可能に取り付けられるヘッドユニット３は略直方体形状に形成さ
れている。案内部材２０とヘッドユニット３との間には主走査位置検出装置２２が配置さ
れ、ヘッドユニット３の位置が計測される。

ヘッドユニット３は、吐出ヘッド１０と、光照射部１１と、検出部１２と、これらを一
体に保持するキャリッジ１０ａとを有している。キャリッジ１０ａは直動機構を備え、そ
の直動機構は、例えば、ステージ３１が備える直動機構と同様の機構を用いることができ
る。これにより、ヘッドユニット３は、キャリッジ１０ａにより案内レール３０に沿って
Ｘ方向に走査移動（往復）することが可能となっている。したがって、吐出ヘッド１０は
Ｘ方向に沿って往復移動するようになっている。

本変形例においては、図８（ｂ）に示すようにヘッドユニット３が光照射部及び検出部
を２個ずつ有している。

光照射部１１としては、吐出ヘッド１０を挟むようにＸ方向に沿って配置された第１光
照射部１１ａ及び第２光照射部１１ｂを含む。検出部１２としては、吐出ヘッド１０及び
光照射部１１を挟むようにＸ方向に沿って配置された第１検出部１２ａ及び第２検出部１
２ｂを含む。

具体的に第１光照射部１１ａ及び第１検出部１２ａは吐出ヘッド１０に対する＋Ｘ方向
に順に配置され、第２光照射部１１ｂ及び第２検出部１２ｂは吐出ヘッド１０に対する−
Ｘ方向に順に配置されている。すなわち、第１検出部１２ａ及び第２検出部１２ｂの各々
は、第１光照射部１１ａ及び第２光照射部１１ｂよりも吐出ヘッド１０から離間した位置
に配置されている。

すなわち、本変形例によれば、光照射部１１及び検出部１２がＸ方向に沿って往復移動
する吐出ヘッド１０の該移動方向における両側にそれぞれ配置され、且つ吐出ヘッド１０
の移動方向における先頭側に検出部１２が常に配置されたものとなる。

この構成によれば、キャリッジ１０ａが例えば＋Ｘ方向に沿って移動する際、移動方向
の先頭側に第１検出部１２ａが配置されているので、該第１検出部１２ａによって記録媒
体Ｗの表面形状を検出することができる。

そして、第１検出部１２ａによる検出が終了した表面に対して吐出ヘッド１０から機能
液を吐出することができる。機能液の吐出後、キャリッジ１０ａがさらに移動すると、記
録媒体Ｗの液体吐出面上に第２光照射部１１ｂが位置する。

よって、第２光照射部１１ｂは紫外線を照射することで機能液を硬化させることができ
る。キャリッジ１０ａは＋Ｘ方向に移動しながら、吐出ヘッド１０上に吐出した機能液に
紫外線を良好に照射することができる。

キャリッジ１０ａは、記録媒体Ｗの一端部（＋Ｘ方向側の端部）まで移動すると、−Ｘ
方向に向かって移動する。このとき、ステージ機構２はステージ３１上の基板を主走査方
向（Ｙ方向）に所定量移動させる。キャリッジ１０ａは、−Ｘ方向に沿って移動する際、
移動方向の先頭側に第２検出部１２ｂが配置されているので、該第２検出部１２ｂによっ
て記録媒体Ｗの表面形状を検出することができる。

そして、第２検出部１２ｂによる検出が終了した表面に対して吐出ヘッド１０から機能
液を吐出することができる。機能液の吐出後、キャリッジ１０ａがさらに移動すると、記
録媒体Ｗの液体吐出面上に第１光照射部１１ａが位置する。よって、第１光照射部１１ａ
は紫外線を照射することで機能液を硬化させることができる。キャリッジ１０ａは−Ｘ方
向に移動しながら、吐出ヘッド１０上に吐出した機能液に紫外線を良好に照射することが
できる。

このように本変形例に係る構成によれば、吐出ヘッド１０の移動方向における両側に光
照射部１１及び検出部１２が設けられているので、キャリッジ１０ａの移動方向によらず
に記録媒体Ｗの表面形状の検出、機能液の吐出、及び紫外線の照射を同一の走査中に連続
的に行うことができる。よって、キャリッジ１０ａが記録媒体Ｗ上を往復移動するような
シリアル方式のプリンターにおいても、記録媒体Ｗに対して所定の処理（機能液吐出、表
面形状の検出、或いは紫外線照射）を行わずにキャリッジ１０ａが該記録媒体Ｗ上を通過
する（空走する）時間を無くすことができる。よって、記録媒体Ｗの全面に対して印刷処
理を行う際の所要時間を短縮することができる。

以上、本発明に係る実施形態及び変形例について説明したが、発明の内容は上記事項に
限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、ステージ機構２が記録媒体Ｗをヘッドユニット３の下方に移
動させる同一の走査で該記録媒体Ｗの表面形状の検出工程と、機能液の吐出工程と、記録
媒体Ｗへの紫外線照射による機能液の硬化工程とを順次行う場合を例に挙げたが、記録媒
体Ｗの表面形状を検出する工程と、機能液の吐出及び紫外線照射による該機能液の硬化工
程とを別の走査で行うようにしてもよい。

この場合、まず、ステージ機構２は、初期位置（図１（ａ）に示される位置）のステー
ジ３１上に載置される記録媒体Ｗを該ステージ３１とともに＋Ｙ側に向けて移動し、ヘッ
ドユニット３の下方へと搬送し、１回目の走査を行う。このとき、ヘッドユニット３の検
出部１２は記録媒体Ｗの表面形状を検出する。検出部１２による検出工程が終了した後、
ステージ機構２はステージ３１を再び−Ｙ方向へと戻す。このとき、記録媒体Ｗはヘッド
ユニット３の下方を通過した後、上記初期位置へと戻る。そして、ステージ機構２は、再
びステージ３１を＋Ｙ側に向けて移動し、ヘッドユニット３の下方へと搬送し、２回目の
走査を行う。このとき、ヘッドユニット３は、吐出ヘッド１０がノズル１４から記録媒体
Ｗ上に機能液を吐出するとともに、光照射部１１が紫外線を照射することで記録媒体Ｗ上
の機能液を硬化することができる。

また、上記実施形態においても、上記変形例に係る構成と同様、ヘッドユニット３が記
録媒体Ｗとの相対移動方向における両側に光照射部１１及び検出部１２をそれぞれ備えた
構成を採用しても構わない。この構成によれば、ヘッドユニット３に対する記録媒体Ｗの
移動方向によらず、該記録媒体Ｗに対して形状検出、機能液吐出、及び紫外線照射を順次
行うことができる。よって、記録媒体Ｗに対して所定の処理（機能液吐出、表面形状の検
出、或いは紫外線照射）を行わずにヘッドユニット３が該記録媒体Ｗ上を通過する（空走
する）時間を無くすことができる。

また、上記実施形態においては、記録媒体Ｗの表面に吐出された機能液に対して紫外線
を照射していたが、例えば機能液が吐出される前の記録媒体Ｗに紫外線を照射してもよい
。こうすることで、記録媒体Ｗの表面を改質することができ、その後に吐出される機能液
と記録媒体Ｗとの密着性を向上させることができる。

また、上記実施形態においては、記録媒体Ｗの表面に吐出された機能液に対して紫外線
を照射していたが、これに限られるものではない。機能液に含まれる成分に応じてマイク
ロ波や赤外線等、特定の波長を有する光を適宜設定してもよい。

Ｗ…記録媒体、１…プリンター（記録媒体）、１０…吐出ヘッド、１０ａ…キャリッジ（
保持部）、１１…光照射部、１２…検出部、１３…ノズルプレート（ノズル形成部）、１
４…ノズル

Claims

光を受けて硬化する液体を媒体上に吐出する複数の吐出ノズルを有する液体吐出ヘッド
と、
前記媒体に対して前記光を照射する光照射部と、
前記媒体の形状を検出する検出部と、
前記光照射部から前記媒体に対して照射される前記光の照射方向を、前記検出部が検出
した前記媒体の形状に応じて変化させる制御部と、
を備えることを特徴とする液体吐出装置。
前記制御部は、前記検出部の検出結果に基づき、前記媒体側から反射した反射光が前記
光照射部から照射された前記光の光軸を基準として前記液体吐出ヘッド側に入射するか否
かを判断し、その判断結果に応じて前記光照射方向を変化させることを特徴とする請求項
１に記載の液体吐出装置。
前記光照射部は、前記媒体の液体吐出面との距離に応じて照射する前記光の強度を調整
することを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出装置。
前記媒体と前記液体吐出ヘッドとの相対移動速度を変化させることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
前記光照射部及び前記検出部は、前記媒体及び前記液体吐出ヘッドの相対移動方向にお
ける前記液体吐出ヘッドの両側にそれぞれ配置されており、前記液体吐出ヘッドから離間
するに従って前記光照射部及び前記検出部の順に配置されることを特徴とする請求項１〜
４のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
前記液体吐出ヘッド、前記光照射部、及び前記検出部を一体に保持し、これらを一体に
前記媒体上を移動させる保持部を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に
記載の液体吐出装置。
前記検出部による検出、前記液体吐出ヘッドによる液体吐出、及び前記光照射部の光照
射が前記保持部における前記媒体上を移動する同一走査内で行われることを特徴とする請
求項６に記載の液体吐出装置。
前記液体吐出ヘッドは、前記液体を吐出する複数のノズルが形成されたノズル形成部を
有し、前記ノズル形成部における前記ノズルの配列方向の幅は、前記媒体における前記幅
方向の寸法よりも大きいことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の液体吐出
装置。