JP3877168B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット記録装置に係り、特に、輻射線硬化型インクを噴射して印刷を行うインクジェット記録装置に関する。

インクジェット記録装置（インクジェットプリンタ）は比較的安価で、取り扱いが簡単なだけでなく、良好な画質の画像が得られるため、広く普及している。インクジェット記録装置はインクジェット記録ヘッド（印字ヘッド）に複数のノズルを備え、ノズルよりインクを記録紙に吐出させて印刷を行う。従って、溶剤の蒸発等によりインクの粘度が高くなったり、固化したりするとノズルが目詰まりを起こし、インク吐出が困難になるので、水性インクでは保湿剤を添加したり、油性インクでは沸点の高い溶剤を使用したり等、インクを工夫してノズルの目詰まりを防止したものが種々提案されている。

このようなインクを使用した場合、浸透性の低い記録紙を使用するとインクの乾燥時間が長くなり、インクの混色が発生したり、まだ乾燥していない印刷面がプリンタ本体の部品等に接触したりして、印刷画像が劣化する。このような印刷画像の劣化を防止するため、紫外線硬化型インクを使用して、記録紙にインクを吐出した後、直ぐに紫外線を照射してインクを硬化させるようにしたインクジェット記録装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ノズルの目詰まりを防止するために、ノズルから吐出されるインクと同様の色相の色材を含有するシール液体によりノズルをシールしてインクの乾燥を防止するようにしたインクジェット記録装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開昭６０−１３２７６７号公報 特開２０００−３０１７３０号公報

しかしながら、前記特許文献１に記載されたような、従来の紫外線硬化型インクを用いたインクジェット記録装置においては、画像の滲みやドットの拡がり等の画像の劣化を抑えるためには、インク吐出後できるだけ早いタイミングで紫外線を照射することが好ましく、そのためには紫外線照射光源をできるだけノズルに近づける必要があるが、光源をノズルの近くに配置するとノズルに到達する紫外線散乱光が増加してノズル内のインクが硬化してノズル詰まりが発生する危険性が高くなるという問題がある。

また、前記特許文献２に記載のものは、シール液体でノズルをシールしてインクの乾燥を防止しているが、ノズル内の紫外線硬化型インクが紫外線散乱光によって硬化するのを防止することはできないという問題がある。

このように従来、紫外線硬化型インク等の輻射線硬化型インクを用いた場合に散乱光からノズル内のインクを完全に遮光する手段はいまだ提案されておらず、輻射線硬化型インクを用いた場合に、散乱光等によるノズル目詰まりを防止したインクジェット記録装置の開発が望まれていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、紫外線硬化型インク等の輻射線硬化型インクを用いたインクジェット記録装置において、吐出されたインクを硬化するためにインクに照射される光の散乱光等によってノズル内のインクが硬化し、ノズル目詰まりが発生するのを防止することのできるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、輻射線硬化型インクを吐出するためのインク吐出口と、前記インク吐出口から吐出された前記輻射線硬化型インクを硬化させる輻射線照射部と、を備えたインクジェット記録装置であって、前記インク吐出口をシールするシール液体を有し、前記シール液体が、特定の波長領域の輻射線を吸収又は反射することを特徴とするインクジェット記録装置を提供する。

本発明によれば、インクジェット記録装置において、インク吐出口に設けられたシール液体によりノズル内の輻射線硬化型インクのメニスカス面を完全に遮光でき、輻射線照射部による輻射線照射により発生する散乱光によるノズル詰まりが発生しない。

なお、本明細書において、「輻射線」という用語は、赤外線、紫外線、電子線、Ｘ線、電磁線を含む広い意味での輻射線を形成する概念を表すものとする。

また、前記インクジェット記録装置は、前記輻射線硬化型インクは紫外線硬化型インクであり、前記輻射線照射部は紫外線照射部であることを特徴とする。

このインクジェット記録装置では、前記インク吐出口から吐出された紫外線硬化型インクは、前記紫外線照射部により紫外線が照射され、硬化する。

また、前記インクジェット記録装置は、前記シール液体が多孔質部材より形成された流路を有することを特徴とする。

このインクジェット記録装置は、前記シール液体の流路が多孔質部材で形成されているため、複雑な流路の製作を必要とせず、容易に安価で製造できる。

また、前記インクジェット記録装置は、前記シール液体が透明又はインクの色調と近い色を有することを特徴とする。

本発明によれば、前記インク吐出口が前記シール液体によって覆われているため、インクが前記シール液体を貫通して吐出し、前記シール液体がインクとともに記録紙に付着する場合があるが、前記シール液体が透明又はインクの色調と近い色を有するため、記録紙に付着するインクに滲み等の悪影響を及ぼすことはない。

また、前記インクジェット記録装置は、前記シール液体の膜厚が５〜５０μｍであることを特徴としている。

前記インク吐出口をシールする前記シール液体をインクが貫通して吐出し、前記シール液体がインク吐出性能（飛翔方向、液滴量等）に影響せず、また前記シール液体が散乱光を完全に遮光するためには、前記シール液体の膜厚を前記範囲とする態様が好ましい。

また、前記インクジェット記録装置は、前記インク吐出口より吐出されるインクと同期した輻射線パルスを発する輻射線照射部を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、インク吐出時の遮光が解かれた状態では前記輻射線照射部は輻射線パルスを発しないため、ノズル詰まりが発生しない。また、瞬間的に通常より強い輻射線パルスを発することが可能となり、輻射線硬化型インクの硬化性能が向上する。

また、前記インクジェット記録装置は、さらに、インクの吐出信号から所定の遅延時間を遅延した照射信号を発生する輻射線照射部駆動制御手段を備え、前記輻射線照射部駆動制御手段は前記遅延時間を前記シール液体の膜厚、動粘度、表面張力又は前記インク吐出口と前記輻射線照射部との位置関係のうち少なくとも１つ以上を考慮して設定することを特徴とする。

本発明によれば、前記輻射線照射部駆動制御手段がインクの吐出信号から所定の遅延時間を遅延した照射信号を発生することにより、インク吐出と同期して前記輻射線パルスを発することができるので、ノズル詰まりが発生しない。また、瞬間的に通常より強い輻射線パルスを発することが可能となり、輻射線硬化型インクの硬化性能が向上する。

以上説明したように、本発明に係るインクジェット記録装置は、前記インク吐出口に特定の波長領域の輻射線を吸収又は反射する前記シール液体を備え、インクのメニスカス面を完全に遮光することができるため、前記輻射線照射部による輻射線硬化型インクに対する輻射線照射により生ずる散乱光等によるノズル詰まりの発生を防止することができる。

このように照射光の散乱光等によるノズル目詰まりの心配がないため、照射光源を極めてノズル近傍に配置でき、前記インク吐出口の近傍で、前記インク吐出口から吐出された飛翔中のインク液滴に対する強光量での輻射線照射を行うことも可能である。

また、前記輻射線照射部による発光を、インク吐出と同期して行うようにした場合には、インク吐出時の遮光が解かれた状態では発光を行わないため、ノズル詰まりが発生しない。また、この場合パルス発光により、強い光量での照射が可能となり、輻射線硬化型インクの硬化性能を向上させ、硬化反応を効率よく行うことが可能となる。

また、シール液体を多孔質部材で形成させた流路から供給するようにした場合には、複雑な流路の製作が不要であり、容易に安価に装置を製造することができる。

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

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全体構成図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置１０は、各インク色に対応して設けられた複数の印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙと、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに供給する紫外線硬化型インク（いわゆるＵＶインク）を貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、各印字ヘッド間に配置された紫外線照射部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃと、最終色の印字ヘッド１２Ｙの後段に配置された本定着部１８と、記録媒体たる記録紙２０を供給する給紙部２２と、記録紙２０のカールを除去するデカール処理部２４と、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙのノズル面（インク吐出面）及び各紫外線照射部（１６Ａ〜１６Ｃ）と本定着部１８の紫外線出射面に対向して配置され、記録紙２０の平面性を保持しながら記録紙２０を搬送する吸着ベルト搬送部２６と、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２８と、を備えている。

紫外線硬化型インクは、紫外線エネルギーの付与によって硬化（重合化）する成分（モノマー、オリゴマー、又は低分子量ホモポリマー、コポリマーなどの紫外線硬化性成分）と重合開始剤とを含むインクであり、紫外線を受光すると重合を開始し、重合の進行とともに増粘し、やがて硬化する性質を有する。

インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインクタンク１４Ｋ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙを有し、各タンクは所要の管路３０を介して印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

図１において、給紙部２２の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジン３２が示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部２２から送り出される記録紙２０はマガジン３２に装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２４においてマガジン３２の巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３４で記録紙２０に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター３８が設けられており、該カッター３８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター３８は、記録紙２０の搬送路幅以上の長さを有する固定刃３８Ａと、該固定刃３８Ａに沿って移動する丸刃３８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃３８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃３８Ｂが配置される。なお、カット紙を使用する場合には、カッター３８は不要である。

デカール処理後、カットされた記録紙２０は、吸着ベルト搬送部２６へと送られる。吸着ベルト搬送部２６は、ローラ４１，４２間に無端状のベルト４３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙのノズル面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト４３は、記録紙２０の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（図示省略）が形成されている。ローラ４１，４２間に掛け渡されたベルト４３の内側には、吸着チャンバ（図示省略）が設けられており、この吸着チャンバをファンで吸引して負圧にすることによって記録紙２０がベルト４３上に吸着保持される。

ベルト４３が巻かれているローラ４１，４２の少なくとも一方にモータ（図示省略）の動力が伝達されることにより、ベルト４３は図１上で反時計回り方向に駆動され、ベルト４３上に保持された記録紙２０は図１の右から左へと搬送される。

各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙは、当該インクジェット記録装置１０が対象とする記録紙２０の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録紙２０の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている。

印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙは、記録紙２０の送り方向に沿って上流側から黒（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の色順に配置され、それぞれの印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙが記録紙２０の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。

吸着ベルト搬送部２６により記録紙２０を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙２０上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙを色別に設ける構成によれば、記録紙２０の搬送方向（副走査方向）について記録紙２０を印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙに対して相対移動させる動作を一回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙２０の全面に画像を記録することができる。このようなシングルパス方式の画像形成装置は、印字ヘッドを副走査方向の直交方向（主走査方向）に往復動作させながら描画を行うシャトルスキャン方式に比べて高速印字が可能であり、プリント生産性を向上させることができる。

本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせは本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。

印字ヘッド間に配置されている紫外線照射部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃは、印字ヘッドと同様に記録紙２０の最大紙幅に対応する長さを有し、記録紙２０の搬送方向と略直交する方向に延在するように固定されている。各紫外線照射部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃは、隣接配置されている上流側の印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ又は１２Ｃによる着弾インクを半硬化状態（完全に硬化していない状態、半固溶状態）にする程度のエネルギーの紫外線を照射する。

すなわち、紫外線照射部１６は、先行する印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ又は１２Ｃによって記録紙２０上に打滴されたインクと後続の印字ヘッド１２Ｍ，１２Ｃ又は１２Ｙから吐出される他色インクとが記録媒体上で混合して色滲みを起こすことがないように、その混合を防止し得る程度に記録紙２０上のインクを半硬化させる機能を果たす。

記録紙２０が上流の印字ヘッド部を通過して、次の印字ヘッド下に入る前に、紫外線照射部１６から紫外線を照射して、記録紙２０上のインクを半硬化状態にし、次段の異色の印字ヘッドによる打滴を行うようになっている。

本定着部１８は、副走査方向の最下流に位置するイエロー色の印字ヘッド１２Ｙの後段に配置される。本定着部１８は、記録紙２０上のインクを完全に硬化させるに足る紫外線照射を行い、記録紙２０上のインクを本定着させる。

図１の例では、黒色の印字ヘッド１２Ｋによる打滴後に、紫外線照射部１６Ａによる紫外線照射を経て黒インクを半硬化させてから、マゼンタ色の印字ヘッド１２Ｍによる打滴を行う。同様に、マゼンタ色の印字ヘッド１２Ｍによる打滴後は、紫外線照射部１６Ｂによる紫外線照射を経てシアン色の印字ヘッド１２Ｃによる打滴を行い、その後紫外線照射部１６Ｃによる紫外線照射を経てイエロー色の印字ヘッド１２Ｙによる打滴が行われる。

最終色のイエロー色の印字ヘッド１２Ｙによる打滴後は、半硬化のための紫外線照射は不要であるため、紫外線照射部は省略されている。

イエロー色の印字ヘッド１２Ｙ通過後は、本定着部１８によって、記録紙２０上のインクを完全に硬化させるに足る紫外線照射が行われ、本定着が行われる。

こうして生成されたプリント物は排紙部２８から排出される。なお、図１には示さないが、排紙部２８には、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。

なお、紫外線照射部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃによるインク硬化状態は、半硬化状態に限定されず、完全に硬化させる本定着でもよい。

次に、紫外線照射部の構造例について説明する。図２は紫外線照射部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの構造例を示した構成図である。図２中、図１と共通する部分には同一の符号を付してある。図２に示したように、紫外線照射部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃは、遮光囲い７５の中に線状の紫外線ＬＥＤ素子７２とレンズ系７４とが配置された構造を有し、遮光囲い７５の底面に形成されているスリット状の開口部７６を介してベルト４３上の記録紙２０に線状集光された紫外線が照射される。紫外線ＬＥＤ素子７２は、基板７８により支持されている。なお、紫外線照射部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃによる紫外線照射方向は、図２に示すような記録紙２０の搬送方向と略直交する方向に限定されず、後述する図６のように、記録紙２０の搬送方向と平行になるように構成してもよい。また、ＬＥＤ素子に代えて、ＬＤ素子を用いる構成も可能である。

図２において、イエロー色の印字ヘッド１２Ｙ後段の本定着部１８には、水銀ランプ、メタルハライドランプ等が好適に用いられる。本定着部１８の光源は、紫外線ＬＥＤ素子７２よりも、広い波長領域を有し、かつ、光量も大きい。また、イエロー色の印字ヘッド１２Ｙと本定着部１８の間には、本定着部１８からの照射光がイエロー色の印字ヘッド１２Ｙに入らないようにするための遮光仕切り部材８０が配設されている。

次に、印字ヘッドの構造について説明する。インク色ごとに設けられている各印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを示すものとする。

図３（ａ）は印字ヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図３（ｂ）はその一部の拡大図である。また、図４はインク室ユニット５３の立体的構成を示す断面図（図３中IV−IV線に沿う断面図）である。記録紙面上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、印字ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例の印字ヘッド５０は、図３及び図４に示したようにインク滴が吐出するノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット５３を千鳥でマトリクス状に配置させた構造を有し、これにより見かけ上のノズルピッチの高密度化を達成している。

各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており、対角線上の両隅部にノズル５１と供給口５４が設けられている。各圧力室５２は供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。

図４に示すように、圧力室５２の天面を構成している加圧板５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８が接合されており、個別電極５７に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ５８が変形してノズル５１からインク５９が吐出される。インク５９が吐出されると、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給される。

ノズル５１はシール液体６０によってシールされており、前記シール液体６０は液体を含浸可能な多孔質部材６２を介して、前記多孔質部材６２に連通するシール液体供給路６６により供給される。また前記多孔質部材６２のインク吐出側表面には、インク透過性の無い表面処理が施されたコート層６４が形成されている。

シール液体６０は、紫外線を吸収又は反射する物質を含有している。紫外線を吸収又は反射する物質としては、酸化チタン、酸化セリウム、酸化亜鉛等の無機系ＵＶ吸収（反射）剤、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、サリチル酸系の有機系ＵＶ吸収剤があげられる。

シール液体６０は、紫外線照射部（図３中不図示、図２中符号１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃとして記載）による紫外線硬化型インクへの紫外線照射により生ずる散乱光を遮蔽し、散乱光がノズル５１に到達するために生ずるノズル詰まりを防止する機能を有する。

シール液体６０は、疎インク性をもち、インクと混ざり合うことはない。この疎インク性を実現する手段としては紫外線硬化型インクの溶媒成分であるモノマーが疎水性を持つ場合は水系のものを用い、親水性を持つ場合は有機溶剤系の溶媒に微粒子を分散させる。

紫外線硬化型インク５９は、シール液体６０を貫通して吐出される。シール液体６０は、紫外線の遮光を実現するのに十分な厚みが必要であるが、インク吐出性能に影響を与えず、効率よくインク吐出を実現させることを考えると、シール液体６０の膜厚は、５〜５０μｍであることが望ましい。

ノズル５１がシール液体６０によって覆われているため、インク吐出の際に、シール液体６０がインクとともに記録紙に付着することが考えられる。そのため、シール液体６０は、透明又は、インクと色調の近い色を持たせる。

シール液体６０を透明にする手段としては、紫外線遮光用微粒子を数１０ｎｍ〜１０数ｎｍ程度まで微細化することにより、可視光線領域の透過率を高める手段がある。また、シール液体６０をインクに近い色に持たせる手段としては、インクと同色相の色材を液に分散又は溶解させる方法がある。

次に、インクジェット記録装置１０の制御系について説明する。図５はインクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース９０、システムコントローラ９１、画像メモリ９４、モータドライバ９２、ヒータドライバ９３、プリント制御部９６、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４、紫外線照射部駆動制御手段９８、紫外線照射部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ等を備えている。

通信インターフェース９０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース９０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（図示省略）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース９０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ９４に記憶される。画像メモリ９４は、通信インターフェース９０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ９１を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ９４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなどの磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ９１は、通信インターフェース９０、画像メモリ９４、モータドライバ９２、ヒータドライバ９３等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ９１は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、画像メモリ９４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ９２は、システムコントローラ９１からの指示にしたがってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータードライバ９３は、システムコントローラ９１からの指示にしたがってヒーター８９を駆動するドライバである。

プリント制御部９６は、システムコントローラ９１の制御に従い、画像メモリ９４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（印字データ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部９６において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ８４を介して印字ヘッド５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

プリント制御部９６には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部９６における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図５において画像バッファメモリ８２はプリント制御部９６に付随する態様で示されているが、画像メモリ９４と兼用することも可能である。また、プリント制御部９６とシステムコントローラ９１とを統合して一つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ８４は、プリント制御部９６から与えられる印字データに基づいて、各色の印字ヘッド１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙのアクチュエータを駆動し、また紫外線照射部駆動制御手段９８を駆動するドライバである。ヘッドドライバ８４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

紫外線照射部駆動制御手段９８は、紫外線照射部１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃの光源を点灯（ＯＮ）／消灯（ＯＦＦ）並びに点灯位置、点灯時の発光量等を制御する光源制御回路を含んで構成される。紫外線照射部駆動制御手段９８は、ヘッドドライバ８４からの指令に従って各紫外線照射部（１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ）の発光を制御する。

印字検出部９７は、ラインセンサーを含むブロックであり、記録紙２０に印字された画像を読み取り、所要の信号処理などを行って印字状況（吐出の有無、打滴のばらつきなど）を検出し、その検出結果をプリント制御部９６に提供する。

プリント制御部９６は、必要に応じて印字検出部９７から得られる情報に基づいて印字ヘッド５０に対する各種補正を行う。

図６に本発明の第１の実施形態における、ノズル５１から吐出されるインク５９（紫外線硬化型インク）とシール液体６０と紫外線照射部１６による照射位置との関係を示す。

紫外線照射部１６は、ノズル５１から吐出されるインク滴５９ａが記録紙２０の被印刷面に付着する直前に紫外線を該インク滴５９ａに照射するように配置されている。本実施形態においては、図６（ｂ）に示すように、飛翔中のインク滴５９ａにのみ紫外線を照射するため、照射光がインク滴５９ａの飛翔方向と略垂直になるように紫外線照射部１６が配置されている。なお、紫外線照射部１６は、記録紙２０の被印刷面に付着する前に紫外線を照射すればよいため、ノズル５１の近傍であればよく、ノズル５１に対し、記録紙２０の搬送方向、或いはこれに垂直な方向の側に設置してもよい。

上記構成において、図６（ａ）に示すように、紫外線硬化型インク５９はシール液体６０を貫通して、ノズル５１から吐出される。インク５９を吐出する際、シールが破られるが、図６（ｂ）に示すように、シール液体６０が多孔質部材６２からしみ出して、直ちにノズル５１がシール液体６０によってシールされる。吐出されたインク滴５９ａは、記録紙２０の被印刷面に付着する前に、紫外線照射部１６により紫外線を照射され、記録紙２０の被印刷面に付着直後に順次硬化する。このように、紫外線硬化型インク５９を吐出後のノズル５１は、シール液体供給路６６に連通する多孔質部材６２を介して供給されるシール液体６０により直ちにシールされるため、インク滴５９ａに対する紫外線照射による散乱光はノズル５１内の紫外線硬化型インク５９には到達しない。

従って、紫外線照射により発生する散乱光により、ノズル５１内の紫外線硬化型インク５９が硬化することはなく、ノズル５１の目詰まりは発生しない。また、印字ヘッド５０ではインク噴射性を配慮して一般にインク粘度が低いインクが使用されるため、インクの滲みやドットの拡がりが生じ易いが、本実施例ではインク吐出直後に紫外線を照射するため、インク粘度の低い紫外線硬化型インクを使用した場合にもインクの滲み等が生じず、印刷直後に印刷面に触れても画像劣化のない印刷物が得られる。

図７に本発明の第２の実施形態における、ノズル５１から吐出されるインクとシール液体６０と紫外線照射部１６による照射位置との関係を示す。図７において、この第２実施形態では紫外線照射部１６による紫外線照射を記録紙２０の被印刷面に付着後としている点が前記第１実施形態と異なるが、他の構成は第１実施形態と同様である。

図７（ａ）に示すように、紫外線照射部１６は、印字ヘッド５０と並んで記録紙２０に紫外線を照射するように配置されており、図７（ｂ）に示すように、記録紙２０の搬送に伴って、記録紙２０上に吐出されたインク滴５９ｂが紫外線照射部１６の直下に来たところで、インク滴５９ｂに紫外線を照射するようになっている。図７（ｂ）に示すように、このとき照射光はインク滴５９ａの飛翔方向と略平行に照射される。

本実施形態においても、図７（ａ）に示すように、インク吐出の際にはシールが破られるが、図７（ｂ）に示すように、直ちに多孔質部材６２からシール液体６０が滲み出て、ノズル５１がシール液体６０によってシールされるため、記録紙２０上のインク滴５９ｂに照射された光の散乱光によって、ノズル５１内のインク５９が硬化することはなく、ノズル５１の目詰まりは発生しない。

このように、第２実施形態においても、前記第１実施形態と同様の作用、効果が奏するとともに、第２実施形態特有の以下の効果を奏する。すなわち、紫外線等の輻射線の照射時間を第１実施形態と比較して長く取れることから、照射強度を低くすることが可能で、ノズルへの光の散乱を抑えることが可能となる。

図８に本発明の第３の実施形態における、ノズル５１から吐出されるインクとシール液体６０と紫外線照射部１６による照射位置との関係を示す。図８において、この第３実施形態では、紫外線照射部１６によるインク滴への紫外線照射を、ノズル５１のインク吐出と同期して行うように制御する信号制御手段７０を有する。図８（ａ）は前述した第１実施形態に対応し、飛翔中のインク滴に紫外線を照射する場合であり、図８（ｂ）は前述した第２実施形態に対応するもので、記録紙２０上のインク滴に紫外線を照射する場合である。なお、図８中、前述した第１の実施形態を示す図６、及び第２の実施形態を示す図７と、同一部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。信号制御手段７０は、画像信号等に応じてインク吐出信号を印字ヘッド５０に送出する。インク吐出信号を受けた印字ヘッド５０は、前記アクチュエータなどを作動させることにより、ノズル５１よりインクを吐出させる。

また信号制御手段７０は、画像信号等に応じて送出されるインク吐出信号から所定の遅延時間ｔだけ遅延した照射信号を紫外線照射部１６に対して出力する。この遅延時間ｔは、シール液体６０の膜厚、動粘度、表面張力や紫外線照射部１６による照射位置（ノズル５１と紫外線照射部１６との位置関係）などの設計仕様のうち少なくとも１つ以上を考慮して、最適な時間を設定する。図８（ａ）の場合には、ノズル５１から吐出されるインク滴５９ａが記録紙２０に付着する前で、かつノズル５１がシール液体６０にてシールされた状態の時に、紫外線照射部１６がインク滴５９ａに対して紫外線の照射が行われるように遅延時間ｔが設定される。また図８（ｂ）の場合には、記録紙２０の搬送に伴って、ノズル５１から吐出され記録紙２０上に付着したインク滴５９ｂが紫外線照射部１６の直下に来たところで、かつノズル５１がシール液体６０にてシールされた状態のときに、紫外線照射部１６がインク滴５９ｂに対して紫外線の照射が行われるように遅延時間ｔが設定される。

この信号制御手段７０は、印字ヘッド５０に配置してもよく、印字ヘッド５０以外のインクジェット記録装置１０内に配置してもよく、また印字ヘッド５０やインクジェット記録装置１０を制御する電気回路などと共に配置してもかまわない。

この第３実施形態においても、前記第１実施形態、および第２実施形態と同様の作用、効果を奏するとともに、第３の実施形態に特有な以下の効果を奏する。即ち、本実施形態によれば、信号制御手段７０によって、ノズル５１からのインク吐出と、紫外線照射部１６による紫外線照射が同期して行われ、インク吐出時の遮光が解かれた状態では紫外線照射部１６は紫外線照射は行わないため、ノズル詰まりが発生しない。また、紫外線照射部１６はパルス発光を行うことが可能であるため、瞬間的に通常発光より強い光量での紫外線照射が可能となり、紫外線硬化型インクの硬化反応を効率よく行うことができる。

なお、以上の実施形態においては、紫外線硬化型インクを用いる場合について説明したが、本発明は紫外線硬化型インクに限定されるものではなく、電子線、Ｘ線等によって硬化する他の輻射線硬化型インクを用いることが可能であり、使用されるインクに応じて、その硬化剤を活性化させる（重合を活性化させる）のに適した輻射線照射部が設けられる。

また、本発明のインクジェット記録装置は、画像（文字、絵等）と共に、記録紙にインクによる凹凸からなる立体造形物を形成することが可能である。

以上、本発明のインクジェット記録装置について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってよいのはもちろんである。

本発明に係るインクジェット記録装置の一実施形態の概略を示す全体構成図である。 紫外線照射部の構造例を示す構成図である。 （ａ）は印字ヘッドの構造例を示す平面透視図であり、（ｂ）はその一部の拡大図である。 図３中ＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 本実施形態に係るインクジェット記録装置のシステム構成を示す要部ブロック図である。 第１の実施形態に係るノズルと紫外線照射部の関係を示した図であり、（ａ）はインク吐出時、（ｂ）は紫外線照射時を示す説明図である。 第２の実施形態に係るノズルと紫外線照射部の関係を示した図であり、（ａ）はインク吐出時、（ｂ）は紫外線照射時を示す説明図である。 第３の実施形態に係るノズルと紫外線照射部の関係を示した図であり、（ａ）は飛翔中のインク滴に紫外線照射する場合、（ｂ）は記録紙上のインク滴に紫外線照射する場合を示す説明図である。

符号の説明

１０…インクジェット記録装置、１６…紫外線照射部、１８…本定着部、２０…記録紙、５０…印字ヘッド、５１…ノズル、６０…シール液体、６２…多孔質部材、６４…コート層、６６…シール液体供給路、７０…信号制御手段、９８…紫外線照射部駆動制御手段

Claims (8)

1. 紫外線硬化型インクを吐出するためのインク吐出口と、
   前記インク吐出口から吐出された前記紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線照射部と、を備えたインクジェット記録装置であって、
   前記インク吐出口はシール液体で常にシールされ、前記紫外線硬化型インクは前記シール液体を貫通して吐出され、
   前記シール液体は前記紫外線照射部から照射された紫外線を吸収又は反射し、前記インク吐出口の内部の紫外線硬化型インクの硬化を防止することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記シール液体は、透明又はインクの色調と近い色を有する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. 前記シール液体は、紫外線遮光用微粒子を含有する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. 前記シール液体は、多孔質部材より形成された流路から前記インク吐出口に供給されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記シール液体の膜厚が５〜５０μｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記紫外線照射部は、前記インク吐出口から吐出された飛翔中の紫外線硬化型インクに紫外線が照射されるように、前記紫外線の照射方向が前記紫外線硬化型インクの飛翔方向に略垂直になるように配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記紫外線照射部は、前記シール液体を貫通して前記紫外線硬化型インクが吐出される瞬間には紫外線照射を行わず、前記インク吐出口が前記シール液体により完全に覆われている期間のみ紫外線照射を行うように、前記インク吐出口より吐出されるインクと同期した紫外線パルスを発することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
8. 請求項７に記載のインクジェット記録装置であって、さらに、インクの吐出信号から所定の遅延時間を遅延した照射信号を発生する紫外線照射部駆動制御手段を備え、前記紫外線照射部駆動制御手段は前記遅延時間を前記シール液体の膜厚、動粘度、表面張力又は前記インク吐出口と前記紫外線照射部との位置関係のうち少なくとも１つ以上を考慮して設定することを特徴とするインクジェット記録装置。

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