JP4238567B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタに係り、特に、ＵＶインクにより画像を形成するインクジェットプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタは、記録ヘッドの吐出面に備えられたノズルの吐出口から記録媒体に向けてインクを吐出し着弾させ、この記録媒体に画像を記録するものである。
また、インクジェットプリンタには、樹脂フィルム等のインク吸収性の乏しい記録媒体に画像を記録する方式として、ＵＶインクジェット記録方式のものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
一般的に、上記ＵＶインクジェット記録方式のインクジェットプリンタにおいては、紫外線に対して所定の感度を有する光開始剤が含有された紫外線硬化性のＵＶインクを用い、記録媒体に着弾したＵＶインクに紫外線を照射することで、ＵＶインクを硬化させ記録媒体に定着させる。この場合、ＵＶインクの記録媒体への着弾から紫外線の照射までに時間がかかると、記録媒体に着弾したＵＶインクのドット径の拡大、インクドット間の滲み、記録媒体へのＵＶインクの浸透などの問題が顕著となるため、ＵＶインク吐出から紫外線照射までの時間は極力短くすることが好ましい。
【０００４】
そこで、上記特許文献１等に示す一般的なインクジェットプリンタにおいては、記録媒体に着弾したＵＶインクに対して紫外線を直ちに照射可能となるように、紫外線を照射する光源がノズルに近接して配設されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６０−１３２７６７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１の場合のように、ノズルと光源とが近接していると、光源から発せられた紫外線、若しくは光源から発せられ記録媒体の表面にて反射した紫外線が吐出面に入射して、吐出面及びその吐出口内のＵＶインクが紫外線と反応してしまっていた。この場合には、ＵＶインクが増粘したり硬化したりして、ノズルの吐出不良が生じ易くなるといった問題がある。
特に、表面に凹凸がある記録媒体を用いる場合や、画像記録時に記録媒体を保持するプラテン等の支持部材の平面性が十分に保たれていない場合や、記録媒体と吐出面との距離が長い場合等には、記録媒体の表面にて反射した紫外線が記録ヘッド側に入射し易くなって、吐出面及びその吐出口内のＵＶインクが紫外線の影響を受けてしまうといった問題がある。
【０００７】
また、記録ヘッドの搬送経路上に設けられた、吐出面を洗浄するクリーニング領域や、吐出面をキャッピングするキャッピング領域等に記録ヘッドが移動すると、これら領域を形成する各部材と記録ヘッドの吐出面との間隔が、記録媒体と吐出面との間隔よりも大きくなって、これら領域を形成する各部材にて反射した紫外線が、記録ヘッド側に入射し易くなってしまう。
また、上記クリーニング領域に配置され、吐出面を洗浄するメンテナンス機構においても、紫外線の入射により、メンテナンス機構に付着したＵＶインクが増粘あるいは硬化してしまい、クリーニング性が劣化してしまう。
【０００８】
そして、ＵＶインクは、常温においては一般的なＵＶインクよりも粘度が高いために、記録ヘッドのノズルを加熱し、ノズル内のＵＶインクを低粘度化させてから、吐出するようになっている。しかしながら、ＵＶインクは、加熱されると僅かな紫外線であっても反応しやすくなってしまい、吐出面やノズルに入射する紫外線で増粘又は硬化し、ノズルの吐出不良を生じやすくしてしまう。
【０００９】
また、ＵＶインクとしては、ラジカル重合系（硬化性）インクや、カチオン重合系（硬化性）インクが知られているが、このうち、カチオン重合系インクは、ラジカル重合系ＵＶインクのように酸素による重合阻害を受けることがないため、紫外線に対する感度が高く、また活性種である酸が光エネルギーを蓄積する性質を有している。そのため、カチオン重合系インクは、ラジカル重合系ＵＶインクに比べて前記吐出面にて紫外線の影響を受け易いといった問題がある。
なおかつ、近年ラジカル重合系ＵＶインクにおいても、開始剤の選択により、酸素阻害の影響を抑えたものが開発されているが、反面、紫外線に対する感度が高まってしまい、カチオン重合系インクと同様な問題が生じてしまう。
【００１０】
本発明の課題は、記録ヘッドへの紫外線入射量を低減して、結果としてＵＶインクの安定吐出を長期にわたって行えるインクジェットプリンタを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明のインクジェットプリンタは、
紫外線が照射されることで硬化するＵＶインクを記録媒体に向けて吐出する記録ヘッドと、
前記記録媒体に吐出されたＵＶインクに紫外線を照射する紫外線照射部と、
前記記録ヘッドと前記紫外線照射部の間に配設され、前記紫外線照射部から照射され前記記録ヘッド側に入射してくる紫外線を捕捉する光トラップと、を備え、
前記紫外線照射部から照射された紫外線を直接又は間接的に前記記録ヘッドに反射する部材の反射率が、前記記録媒体に着弾したＵＶインクに対して前記紫外線照射部から照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線に対しては２０％未満となるように、カーボンブラック、超粒子化した酸化チタン・酸化亜鉛・酸化鉄の粉体、ベンゾトリアゾール系化合物、芳香族化合物のうち、少なくともいずれか１つによって前記部材が形成され、
前記記録ヘッドにおける２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、前記記録媒体に着弾したＵＶインクに対して前記紫外線照射部から照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１％未満となるように、前記紫外線照射部から照射された紫外線を前記部材によって反射させるとともに、前記照射された紫外線を前記光トラップにより捕捉することを特徴としている。
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、記録ヘッドにおける２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、記録媒体に照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１％未満であるので、ＵＶインクを硬化させるだけの照射量で紫外線を記録媒体に照射しても、その１％未満の紫外線照度の紫外線が記録ヘッドに到達することになる。紫外線照度が、ＵＶインクを硬化させるだけの紫外線照度の１％未満に低減されていると、ＵＶインクを増粘化、硬化させにくくなる。したがって、記録ヘッドと紫外線照射部を近接して配置しＵＶインクで画像形成することで画質を向上させた場合においても、記録ヘッドの吐出面や吐出口に紫外線が到達したとしても、これらに付着するＵＶインクを増粘化、硬化させるほど影響はなく、結果としてＵＶインクの安定吐出を長期にわたって行える。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記記録ヘッドをメンテナンスするメンテナンス機構と、
前記メンテナンス機構に対する紫外線を遮断する開閉自在のシャッターとを備え、
前記メンテナンス機構における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、前記記録媒体に着弾したＵＶインクに対して前記紫外線照射部から照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１％未満となるように、前記シャッターを閉じることを特徴としている。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、メンテナンス機構における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、前記記録媒体に照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１％未満であるので、ＵＶインクを硬化させるだけの照射量で紫外線を記録媒体に照射しても、その１％未満の紫外線照度の紫外線がメンテナンス機構に到達することになる。メンテナンス機構に付着したＵＶインクが硬化すると、記録ヘッドに対するメンテナンスが正常に行えなくなる。しかし、上記したようにメンテナンス機構に対する紫外線照度が、記録媒体に対する紫外線照度の１％未満まで低減されているので、メンテナンス機構に到達した紫外線では、メンテナンス機構に付着しているＵＶインクを増粘化、硬化させにくくなり、長期にわたってメンテナンス機構を正常に機能させることができる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のインクジェットプリンタにおいて、
インクを貯留するインクタンクから前記記録ヘッドまでＵＶインクを供給するインク流路を備え、
前記インク流路近傍における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、前記記録媒体に着弾したＵＶインクに対して前記紫外線照射部から照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１０％未満となるように、前記インク流路が前記記録ヘッドよりも前記記録媒体から遠い位置に配置されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、インク流路近傍における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、記録媒体に照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１０％未満であるので、ＵＶインクを硬化させるだけの照射量で紫外線を記録媒体に照射しても、その１０％未満の紫外線照度の紫外線がインク流路近傍に到達することになる。インク流路は、可能な限り紫外線を通過させない素材により形成されていたとしても、少なからずその内部には紫外線が透過されてしまうのが現状である。しかし、上記したようにインク流路近傍に対する紫外線照度が、記録媒体に対する紫外線照度の１０％未満まで低減されているので、内部に透過される紫外線の照射量は低減され、インク流路内部のＵＶインクを増粘化、硬化させにくくすることができ、長期にわたってＵＶインクを記録ヘッドに供給することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００１８】
図１は、本発明が適用された実施形態のインクジェットプリンタの要部構成を示した斜視図である。
図１に示すように、インクジェットプリンタ１には、プリンタ本体２と、このプリンタ本体２を支持する支持脚３とが備えられている。プリンタ本体２には、記録媒体Ｐの下面を支持するプラテン４が略水平に配置されている。
【００１９】
図１におけるプラテン４の左側方には、ＵＶインクを貯留する交換自在なインクタンク５が、インクジェットプリンタ１で使用される４色のＵＶインクに対応して４つ設けられている。
【００２０】
図１におけるプラテン４の右側方には、記録ヘッド７の吐出面７１（図２参照）の洗浄を行うとともに、待機時においては吐出面７１を覆ってキャッピングするメンテナンス機構６が設けられている。メンテナンス機構６の上方には、紫外線を遮断する開閉自在のシャッター６１が、上記洗浄及び上記キャッピングが行われるメンテナンス時には開状態、それ以外の時には閉状態となるように設けられている。ここで、閉状態時においては、少なくともメンテナンス機構６に対する紫外線照度が、画像形成時における記録媒体Ｐの紫外線照度の１％未満となるようにシャッター６１は形成されている。なお、本実施形態では、メンテナンス機構６が吐出面の洗浄及びキャッピングを一箇所で行う構成であるが、洗浄とキャッピングをそれぞれ別の箇所で行う構成であってもよい。そして、洗浄とキャッピングをそれぞれ別の箇所で行う構成にした場合には、各箇所に応じるようにシャッターを設けることが好ましい。
【００２１】
そして、プラテン４の上方には、主走査方向Ａに沿って延在するキャリッジレール９１に案内されて主走査方向Ａに往復移動するキャリッジ９が設けられており、このキャリッジ９には記録ヘッド７及び紫外線照射部８が搭載されている。
キャリッジ９について図２及び図３を参照して詳細に説明する。ここで、図２（ａ）は、キャリッジ９を図１と略同じ方向に見て示した斜視図であり、図２（ｂ）は、キャリッジ９を図１において右から斜め上向きに見て示した斜視図であり、図３は、主走査方向Ａと直交する副走査方向Ｂに対する断面部を模式的に示した図である。
【００２２】
キャリッジ９の図３における左側には、キャリッジ９が主走査方向Ａに沿って右に移動する際に画像を形成する第一画像記録部１０Ａが、キャリッジ９の図３における右側には、キャリッジが主走査方向Ａに沿って左に移動する際に画像を形成する第二画像記録部１０Ｂが設けられている。この第一及び第二画像記録部１０Ａ、１０Ｂの各々には、ＵＶインクを吐出する複数の記録ヘッド７（７ａ、７ｂ）が主走査方向Ａに沿って配列されている。
【００２３】
記録ヘッド７ａ、７ｂは、第一及び第二画像記録部１０Ａ、１０Ｂの双方に、インクジェットプリンタ１で使用される４色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））のＵＶインクに対応して４つずつ設けられている。
各記録ヘッド７は、画像記録時において、プラテン４上を搬送される記録媒体Ｐの上面と、記録ヘッド７の吐出面７１とが対向するように設置されている。また、各記録ヘッド７は、その吐出面７１に複数のノズル７２（図４参照）の吐出口７３が形成されており、これら複数の吐出口７３はノズル７２の配列に応じて副走査方向Ｂに一列（ノズル列）となって配列されている。さらに、各記録ヘッド７は、その内部にピエゾ素子（圧電素子）といった吐出機構（図示略）が設けられており、吐出機構の作動により各吐出口７３からＵＶインク滴を別個に吐出するようになっている。
４色の配置は、双方向印刷において色差が生じないよう、また、ＵＶ硬化性が劣化しないように対称となるように配置することもできる（例えば、ＫＣＭＹＹＭＣＫ、ＹＭＣＫＫＣＭＹなど）。
【００２４】
そして、第一及び第二画像記録部１０Ａ、１０Ｂにおける記録ヘッド７ａ、７ｂの後方には、インクタンク５に貯留されたＵＶインクを記録ヘッド７ａ、７ｂまで供給する複数のインク流路５１が各色毎に配設されている。インク流路５１は、インクタンク５からキャリッジ９まで配管されるインク管（図示省略）と、インク管から供給されたＵＶインクを一旦貯蔵する中間タンク４２ａ、４２ｂと、中間タンク４２ａ、４２ｂから記録ヘッド７までＵＶインクを供給するインク供給管４１ａ、４１ｂから構成されている。これにより、各中間タンク４２ａ、４２ｂに貯留されているＵＶインクが各記録ヘッド７に供給されるようになっている。
【００２５】
インク流路５１を構成するインク管、中間タンク４２ａ、４２ｂ、インク供給管４１ａ、４１ｂは、紫外線透過率の低い素材によりその表面が形成されていることが好ましい。ここで紫外線透過率の低い素材とは、例えばアルミニウム、ステンレス、各種金属等の紫外線反射率の非常に高い素材や、紫外線吸収性の高い素材が挙げられる。紫外線吸収率の高い素材としては、カーボンブラック、超粒子化した酸化チタン・酸化亜鉛・酸化鉄（α−Ｆｅ2Ｏ3、Ｆｅ3Ｏ4）等の粉体などの無機物や、ベンゾトリアゾール系化合物、芳香族化合物などの有機物等が挙げられる。そして、インク管、中間タンク４２ａ、４２ｂ、インク供給管４１ａ、４１ｂの表面を紫外線透過率の低い素材で形成する方法には、例えば、紫外線透過率の低い素材でそれ自体を形成する方法や、紫外線透過率の低い素材でその表面を被覆する方法が挙げられる。
【００２６】
ここで、本実施形態に用いられる「ＵＶインク」について説明する。
本実施形態に用いられるＵＶインクとしては、特に、「光硬化技術−樹脂・開始剤の選定と配合条件及び硬化度の測定・評価−（技術協会情報）」に記載の「光硬化システム（第４章）」の「光酸・塩基発生剤を利用する硬化システム（第一節）」、「光誘導型交互共重合（第２節）」等に適合するＵＶインクが適用可能であり、通常のラジカル重合により硬化するものであってもよい。
【００２７】
具体的に、本実施形態に用いられるＵＶインクは、光としての紫外線の被照射により硬化する性質を具備する紫外線硬化性ＵＶインクであり、主成分として、少なくとも重合系化合物と、光開始剤と、色材とを含むものである。ただし、本実施形態で上記「光誘導型交互共重合（第２節）」に適合するＵＶインクを用いる場合には、光開始剤は除外されてもよい。
【００２８】
上記紫外線硬化性ＵＶインクは、重合系化合物として、ラジカル重合系化合物を含むラジカル重合系ＵＶインクとカチオン重合系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ＵＶインクが本実施形態に用いられるＵＶインクとしてそれぞれ適用可能であり、ラジカル重合系ＵＶインクとカチオン重合系インクとを複合させたハイブリッド型ＵＶインクを本実施形態に用いられるＵＶインクとして適用してもよい。
【００２９】
しかしながら、酸素による重合反応の阻害が少ない又は無いカチオン重合系インクのほうが、硬化感度が高く、機能性・汎用性に優れるため、本実施形態では、特に、カチオン重合系インクを用いている。
【００３０】
なお、本実施形態に用いられるカチオン重合系インクは、具体的に、少なくともオキセタン化合物、エポキシ化合物、ビニルエーテル化合物等のカチオン重合系化合物と、光カチオン開始剤と、色材とを含む混合物であり、上記の通り、紫外線の被照射により硬化する性質を具備するものである。
【００３１】
また、図３における第一画像記録部１０Ａの記録ヘッド７ａの左側及び第二画像記録部１０Ｂの記録ヘッド７ｂの右側には、紫外線を照射する紫外線照射部８ａ、８ｂが設けられている。紫外線照射部８ａ、８ｂは、記録媒体Ｐ側に向かって開口するような断面略コ字状に形成されたカバー部材８２により覆われている。カバー部材８２の内面には、紫外線などの光線を反射する反射部材８３が配置されている。そして、カバー部材８２の内部には、複数の紫外線光源８１が設けられている。
【００３２】
紫外線光源８１は、副走査方向Ｂに沿った線状の光源とされており、その長さは少なくとも記録ヘッド７のノズル列の長さよりも長くなっている。そして、紫外線光源８１は、制御部（図示略）の制御下にて、画像記録時に記録ヘッド７から吐出され記録媒体Ｐに着弾したＵＶインクに紫外線を照射し、ＵＶインクを硬化させ記録媒体Ｐに定着させるようになっている。そして、紫外線光源８１から照射された紫外線、特に記録媒体Ｐの方向に照射されない紫外線は、反射部材８３により記録媒体Ｐ側に反射されるようになっている。
また、紫外線照射部８と、各紫外線照射部８に隣り合う記録ヘッド７との間には、光トラップ８４が配設されている。
【００３３】
以下、光トラップ８４について図４及び図５を参照して詳細に説明する。
ここで、図４は、光トラップ８４、紫外線照射部８、記録ヘッド７を示す拡大断面図であり、図５は、光トラップ８４の形状を具体的に示した斜視図である。
【００３４】
図４及び図５に示すように、光トラップ８４は、紫外線光源８１から照射され記録ヘッド７側に入射してくる紫外線を捕捉するためのものである。この光トラップ８４は、副走査方向Ｂに沿って延在する長尺な部材とされており、その長さは少なくとも紫外線照射部８の副走査方向Ｂに沿った長さと等しくなっている。また、光トラップ８４は、記録媒体Ｐ側に向かって開口する形状に形成され、例えば開口した端縁が記録媒体Ｐと略平行となるように配設されている。
【００３５】
光トラップ８４の形状は、光トラップ８４の内部に紫外線が入射可能で、且つ入射してきた紫外線が光トラップ８４の内面にて反射及び吸収を繰り返し、光トラップ８４の外へ紫外線が漏れないような形状であれば良い。具体的には、例えば図５（ａ）に示すような、副走査方向Ｂに対する断面の形状が扇状であっても良いし、図５（ｂ）に示すような、同方向に対する断面の形状が台形状であっても良い。
なお、図４においては、図５（ａ）に示す光トラップ８４が図示されている。
光トラップ８４は、紫外線照射部８の配設位置によって規定される所定位置に配設されている。すなわち、図４に示すように、紫外線照射部８の紫外線光源８１から照射された紫外線が記録ヘッド７に入射する場合において、入射する大部分の紫外線は記録媒体Ｐの上面（記録面）にて反射した紫外線（以下、「一次反射紫外線」という。）である。従って、紫外線照射部８の位置、すなわち紫外線照射部８の記録媒体Ｐに対する位置（距離）並びに紫外線照射部８の記録ヘッド７に対する位置（距離）に基づいて、一次反射紫外線の記録ヘッド７側への入射角及び入射位置が規定される。そして、この入射角及び入射位置に基づいて求められた所定位置に、光トラップ８４が配設されることとなっている。
【００３６】
そして、インクジェットプリンタ１には、記録媒体Ｐを副走査方向Ｂに搬送する搬送機構（図示省略）が備えられている。搬送機構は、画像記録時において、キャリッジ９の動作に合わせて、記録媒体Ｐの搬送と停止とを繰り返し記録媒体Ｐを間欠的に搬送する。
【００３７】
次に、紫外線照射部８から照射された紫外線を反射する各部について説明する。インクジェットプリンタ１を構成する部材には、紫外線照射部８から照射された紫外線を直接又は間接的に記録ヘッド７に反射する部材がある。このような部材で反射された紫外線のうち、一部の紫外線は記録ヘッド７の吐出面７１や吐出口７３にまで到達して、吐出面７１や吐出口７３内にあるＵＶインクを増粘化、硬化させてしまう。このＵＶインクの増粘化、硬化を抑制して、長期にわたる安定吐出を維持するために、紫外線を反射する部材の反射率を、２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線に対しては２０％未満、好ましくは１０％未満に低減させて、吐出面７１や吐出口７３にまで到達する紫外線の照射量を低減する。
【００３８】
紫外線照射部８からの紫外線を記録ヘッド７まで直接反射する直接反射部材とは、キャリッジ９の走査時に、紫外線照射部８及び記録ヘッド７と対向する部材のことであり、つまり、紫外線照射部８から照射された紫外線を一度反射することで記録ヘッド７まで導く部材のことである。具体的に直接反射部材としては、プラテン４、メンテナンス機構６、搬送機構（図示省略）、各種カバー類、ケーシング類、シャーシ類等の構造物（図示省略）等が挙げられる。
【００３９】
一方、紫外線照射部８からの紫外線を記録ヘッド７まで間接的に反射する間接反射部材とは、キャリッジ９の走査時に、紫外線照射部８及び記録ヘッド７と対向しない部材のことであり、つまり、紫外線照射部８から照射された後に少なくとも一度はいずれかの場所で反射された紫外線を、さらに反射する部材のことである。具体的に間接反射部材としては、記録ヘッド７、キャリッジ９、紫外線照射部８、キャリッジレール９１、光トラップ８４、インクタンク５、各種制御装置（図示省略）、各種カバー類やケーシング類、シャーシ類等の構造物（図示省略）等が挙げられる。
直接反射部材と間接反射部材の対向する部材の少なくとも２箇所の反射率を抑えることで、相乗的に吐出面７１への紫外線入射を減少させることができ、好ましい。
【００４０】
これら、直接反射部材及び間接反射部材の表面は、その反射率が２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線に対して２０％未満、好ましくは１０％未満となるように紫外線吸収率の高い素材で形成されている。
ここで、直接反射部材及び間接反射部材の表面を紫外線吸収率の高い素材で形成する方法としては、例えば、紫外線吸収率の高い材料を直接反射部材及び間接反射部材の表面にアルマイト処理などの各種金属酸化物処理する方法や、メッキ処理・蒸着・スパッタリング処理する方法、紫外線吸収率の高い素材で直接反射部材及び間接反射部材を形成する方法、各種の紫外線吸収剤を表面にコーティングする方法などが挙げられる。
そして、記録ヘッド７の吐出面７１とプラテン４との間隔をできるだけ狭く設定すると、正反射光の入射を抑える配置にすることができるとともに、紫外線の反射回数を増加でき、それだけ多量の紫外線を吸収し、吐出口７３に至るＵＶインクの照射量を低減することができる。
【００４１】
また、紫外線照射部８と記録ヘッド７の配置は、各部からの正反射光が記録ヘッド７の吐出面７１や吐出口７３に入射しないように設計されることが望まれるが、直接反射部材及び間接反射部材の表面においては、紫外線は散乱して散乱光となるので、正反射光を考慮した配置であっても散乱光が各部で反射して記録ヘッド７の吐出面７１や吐出口７３にまで到達してしまう。
この散乱光によるＵＶインクの硬化を抑制するために、直接反射部材及び間接反射部材の表面には、その正反射成分を含まない反射率が２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線に対しては５％未満となるように処理を施している。具体的に、正反射成分を含まない反射率を低減させるには、直接反射部材及び間接反射部材の表面の平滑性を高めて鏡面状にすることが挙げられる。これらの表面が鏡面に近づくほど、紫外線が全方向へ散乱することを防ぐことができ、上記したように正反射光を考慮して紫外線照射部８と記録ヘッド７とを配置した場合においては、吐出面７１及び吐出口７３に入射する散乱光の照射量を低減できる。
【００４２】
次に、インクジェットプリンタ１による画像形成時における動作について説明する。
【００４３】
インクジェットプリンタ１による画像形成は、制御部の制御下において行われ、この場合において、キャリッジ９を主走査方向Ａに沿って図３における右に移動させる際には、第一画像記録部１０Ａによって画像形成が行われる。なお、このとき、シャッター６１は閉状態にされており、メンテナンス機構６に入射する紫外線を遮断している。
具体的には、搬送機構による副走査方向Ｂに沿った記録媒体Ｐの搬送が停止された状態で、この記録媒体Ｐに対して第一画像記録部１０Ａに備わる所定の記録ヘッド７ａからＵＶインクが吐出された後、記録媒体Ｐに着弾したＵＶインクに対し、キャリッジ９の移動に伴い記録ヘッド７ａを追従する紫外線照射部８ａの紫外線光源８１から紫外線が照射される。このとき、紫外線光源８１から照射された紫外線のうち、記録ヘッド７側に入射してくる、上述した一次反射紫外線等の紫外線は、第一画像記録部１０Ａの光トラップ８４ａの開口した部分から光トラップ８４ａ内部へと入射していき、光トラップ８４ａの内面にて捕捉されることとなる。
【００４４】
ここで、光トラップ８４ａの内面が前記紫外線を吸収しきれない場合には、紫外線は前記内面にて所定の角度で反射する（以下「二次反射」という。）。このとき、紫外線は光トラップ８４ａの内面に向けて二次反射するため、二次反射した紫外線の入射先となる前記内面にて吸収されることとなる。また、光トラップ８４ａの内面に入射した紫外線は、反射を繰り返すことにより次第に減衰していく。
このようにして、光トラップ８４はその内部に入射してくる紫外線を捕捉する。
また、光トラップ８４に入射しない紫外線、つまり散乱された紫外線は、直接反射部材や間接反射部材に反射されるたびに、その照射量が低減し、記録ヘッド７の吐出面７１及び吐出口７３に到達したとしても、ＵＶインクに影響を与えるほどの照射量ではなくなる。
【００４５】
また、制御部の制御下にて、キャリッジ９を主走査方向Ａに沿って図３における左に移動させる場合には、第二画像記録部１０Ｂによって画像記録が行われ、第二画像記録部１０Ｂの光トラップ８４ｂにより、上記第一画像記録部１０Ａの場合と同様にして紫外線の捕捉が行われる。
【００４６】
また、キャリッジ９が走査における折り返し地点に位置したときには、インクの吐出は行われないので、制御部は紫外線光源８１を消灯し、紫外線照射部８と対向する部材（メンテナンス機構６や図示されない上記構造物等）に対して直接紫外線が照射されないようにする。この際、記録ヘッド７とメンテナンス機構６が対峙して記録ヘッド７のメンテナンスが行われる場合にはシャッター６１は開状態にされている。
なお、折り返し地点に位置した場合において紫外線光源８１を照射させたままとする制御を行ったとしても、紫外線照射部８と対向する部材（メンテナンス機構６や図示されない上記構造物等）の反射率が２０％未満に抑えられているので、これらに反射されて記録ヘッド７の吐出面７１や吐出口７３にまで到達する紫外線の照射量を低減することができる。
【００４７】
以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタによれば、直接反射部材及び間接反射部材の反射率を上記範囲内に収め、かつ、光トラップ８４を設けたことで、記録ヘッド７における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、記録媒体Ｐに照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１％未満に抑えることができる。このため、記録ヘッド７に到達した紫外線は、記録ヘッド７の吐出口７３や吐出面７１に付着したＵＶインクを増粘化、硬化させるほど影響はなく、ノズル欠を防止することができ、結果としてＵＶインクを長期にわたって安定して吐出させることができる。なお、記録ヘッド７における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度を、記録媒体Ｐに照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の０．１％未満にすれば、より高い効果を得ることができる。
また、メンテナンス機構６においても、直接反射部材及び間接反射部材の反射率を上記範囲内に収められたことと、シャッター６１が設けられたことで、メンテナンス機構６における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、記録媒体Ｐに照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１％未満に抑えることができる。このため、メンテナンス機構６に到達した紫外線は、メンテナンス機構６に付着したＵＶインクを増粘化、硬化させるほど影響はなく、長期にわたってメンテナンス機構６を正常に機能させることができる。また、メンテナンス機構６に廃インクを排出する流路が設けられている場合には、紫外線によりＵＶインクが硬化して流路が詰まるおそれがあるものの、上記のように紫外線照度が低減されているために流路が詰まることを防止でき、廃インクの排出も長期にわたって確保することができる。なお、メンテナンス機構６における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度を、記録媒体Ｐに照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の０．１％未満にすれば、より高い効果を得ることができる。
【００４８】
また、インク流路５１は記録ヘッド７よりも記録媒体Ｐから遠い位置にあるため、インク流路５１近傍に到達する紫外線は、記録ヘッド７に到達する紫外線よりも多く反射されているので、その紫外線照度は記録ヘッド７の紫外線照度よりも低くなる。このため、インク流路近傍における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度は、記録媒体Ｐに照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１０％未満に抑えられる。このように、インク流路５１近傍における紫外線照度が記録媒体Ｐにおける紫外線照度の１０％未満となることにより、インク流路５１内部に透過される紫外線の照射量は低減され、インク流路５１内部のＵＶインクを増粘化、硬化させにくくすることができ、長期にわたってＵＶインクを記録ヘッドに供給することができる。なお、インク流路近傍における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度は、記録媒体Ｐに照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１％未満にすれば、より高い効果を得ることができる。
【００４９】
なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態ではシリアル式のインクジェットプリンタを例示して説明したが、これに限られるものではなく、ラインヘッド式のインクジェットプリンタであってもかまわない。
また、本実施形態では、紫外線照射部８と隣り合うブラックに対応する記録ヘッド７と紫外線照射部８との間に光トラップ８４を設けるようにしたが、これに限られるものではない。例えば、図４並びに図６に示す場合において、光トラップ８４を、紫外線照射部８とブラックの記録ヘッド７との間に配設するのに加えて、紫外線照射部８と、ブラックの記録ヘッド７に隣り合うシアンの記録ヘッド７との間、すなわちシアンの記録ヘッド７とブラックの記録ヘッド７との間に配設しても良い。
【００５０】
また、本実施形態では、第一画像記録部１０Ａ及び第二画像記録部１０Ｂの双方に紫外線照射部８を設けるようにしたが、これに限られるものではなく、例えば図３において隣り合う、第一画像記録部１０Ａの記録ヘッド７ａと第二画像記録部１０Ｂの記録ヘッド７ｂとの間に紫外線照射部８を設けるようにしても良い。例えば、図４並びに図６に示す場合において、紫外線照射部８と隣り合った状態となる、第一画像記録部１０Ａのイエロー（Ｙ）の記録ヘッド７ａ並びに第二画像記録部１０Ｂのブラック（Ｋ）の記録ヘッド７ｂの各々と前記紫外線照射部８との間のそれぞれに、光トラップ８４が設けられることとなる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、第一及び第二画像記録部１０Ａ、１０Ｂにおいて、各々４つの記録ヘッド７、…に対して１つの紫外線照射部８を設ける構成としたが、これに限られるものではなく、少なくとも記録ヘッド７よりも主走査方向Ａの下流側に配置されていれば紫外線照射部８の個数並びに配設位置は任意である。例えば、１つの記録ヘッド７に対して１つの紫外線照射部８を設ける構成としても良いし、隣り合って配設された２つの記録ヘッド７、１に対して１つの紫外線照射部８を設ける構成としても良いし、連続して配設された３つの記録ヘッド７、…に対して１つの紫外線照射部８を設ける構成としても良い。なお、上記各々の場合にあっても、本実施形態において例示したように、記録ヘッド７と紫外線照射部８との全ての間に、光トラップ８４が設けられることとなる。
【００５２】
また、本実施形態では、一次反射紫外線を効率的に捕捉するために光トラップ８４をキャリッジ９に設ける構成を例示しているが、光トラップ８４を設けなくとも、正反射光が記録ヘッド７の吐出面７１や吐出口７３に到達しないように、直接反射部材や間接反射部材を配置することで、記録ヘッド７の吐出面７１や吐出口７３を照射する紫外線の紫外線光量を抑えることも可能である。
【００５３】
そして、本実施形態では、紫外線が各部を反射して吸収されることにより、インク流路５１に至る紫外線の照度を低下させているが、インク流路５１における紫外線照度が、記録媒体Ｐにおける紫外線照度の１０％未満になるのであれば、如何なる構成であってもよい。例えば、インク流路５１の周縁付近に、紫外線を遮断するカバーを配置したり、シーリング剤等で紫外線が入射しそうな隙間をうめたりすることが挙げられる。なお、インクタンク５における紫外線照度を、記録媒体Ｐにおける紫外線照度の１０％未満とされることが好ましい。
【００５４】
【実施例】
以下に本発明の実施例について説明する。
【００５５】
ここで例示する実施例では、キャリッジ９、記録ヘッド７、プラテン４、紫外線光源８１、シャッター６１及びインク供給管４１の相対的な配置が以下のように設定されている（図４参照）。
【００５６】
記録ヘッド７の吐出面７１とプラテン４上面との距離ａ：１．５ｍｍ
記録ヘッド７のノズル先端とプラテン４上面との距離ｂ：１．７ｍｍ
キャリッジ９の下面とプラテン４上面との距離ｃ：１．５ｍｍ
紫外線光源８１とプラテン４上面との距離ｄ：２０ｍｍ
記録ヘッド７の吐出面７１とシャッター６１上面との距離ｅ：２．５ｍｍ
インク供給管４１と紫外線光源８１との間隔ｆ：３０ｍｍ
【００５７】
そして、各部の形成素材は、記録ヘッド７の吐出面７１の表面素材をポリイミド、キャリッジ９及びシャッター６１の表面素材をアルマイト、プラテン４の表面素材をカーボンブラック練りこみＡＢＳ樹脂である。なお、インク供給管４１においてはフッ素化エチレンプロピレンで管を形成して、その表面に遮光性のカーボンブラック等の黒色樹脂を被覆している。
各部の反射率及びインク供給管４１の紫外線透過率を表１に示す。
なお、反射率Ａとは正反射成分を含む反射率で、反射率Ｂは正反射成分を含まない反射率である。
【００５８】
【表１】
【００５９】
紫外線光源８１としては、３１３ｎｍの波長に主ピークを持つ蛍光管を用いており、光源直下の記録媒体Ｐの、波長が２２０ｎｍ〜４００ｎｍの波長の紫外線の照度が８ｍＷ／ｃｍ2としている。照度計には、例えばウシオ電機製のＵＳＲ４０を用いた。
【００６０】
そして、上記紫外線光源８１により記録媒体Ｐが照らされた際の各部の紫外線照度は、
記録媒体Ｐ表面の紫外線照度：８ｍＷ／ｃｍ2
記録ヘッド７とプラテン４との対向時における吐出面７１の紫外線照度：１．４μＷ／ｃｍ2
シャッター６１が開時及び記録ヘッド７とメンテナンス機構６との対向時における吐出面７１の紫外線照度：９３．９μＷ／ｃｍ2
シャッター６１が閉時及び記録ヘッド７とメンテナンス機構６との対向時における吐出面７１の紫外線照度：１４．１μＷ／ｃｍ2
シャッター開時及び紫外線光源８１とプラテン４との対向時におけるメンテナンス機構６の紫外線照度：０．１μＷ／ｃｍ2
シャッター開時及び紫外線光源８１とメンテナンス機構６との対向時におけるメンテナンス機構６の紫外線照度：３．１ｍＷ／ｃｍ2
シャッター閉時におけるメンテナンス機構６の紫外線照度：０Ｗ／ｃｍ2
インク供給管４１において最も紫外線照度が高まる部分の紫外線照度：５．４μＷ／ｃｍ2
である。
【００６１】
記録ヘッド７には、液滴サイズ７ｐｌでＵＶインクを吐出するピエゾタイプのインクジェットノズルが、ノズルピッチ３６０ｄｐｉにて配列されている。この記録ヘッド７はノズル部分を加熱してＵＶインクを低粘化させてからＰＥＴフィルムからなる記録媒体Ｐに吐出して画像形成を行う。画像形成後の記録媒体Ｐには、図示しないヒーターにより加熱制御されている。
【００６２】
ここではＵＶインクとして、カチオン系重合インクのマゼンタインクを用いた。このインクの作成には、まず、ＰＲ−１８４：１５質量部、分散剤：２質量部、アロンオキセタンＯＸＴ−２２１（東亜合成社製）：８３質量部からなるマゼンタ顔料分散物を作成する。
その後上記した配合からなるマゼンタ顔料分散物：１７質量部、アロンオキセタンＯＸＴ−２２１（東亜合成社製）：４０質量部、アロンオキセタンＯＸＴ−２１１（東亜合成社製）：３０質量部、セロキサイド２０２１Ｐ（ダイセルＵＣＢ社製）：３０質量部、ＵＶＩ−６９９０（ダイウケミカル社製、光酸発生剤）：５質量部を配合して、０．８μのメンブレンフィルターにて濾過し、５０℃に加熱しながら減圧して脱水することによりマゼンタインクを得た。
このマゼンタインクは、２５℃における粘度が３２．５ｍＰａ・ｓ、表面張力が３５．２ｍＮ／ｍであった。そして、５０℃における粘度が１１．２ｍＰａ・ｓであった。
【００６３】
そして、上記した実施例を基に、条件を変えて記録媒体Ｐに３０分間連続してＵＶインクを吐出しながら紫外線を照射した後に、安定吐出するかを評価する。評価結果は以下のようになった。
【００６４】
〈条件１〉
記録ヘッド７をプラテン４上のみで走査させて３０分間連続して画像形成した。
この際、３０分後の吐出性は良好であり、ＵＶインクも問題なく記録媒体Ｐ上で硬化させることができた。同様に３０分後においても、メンテナンス機構６に付着したＵＶインクも硬化することなく、問題なく記録ヘッド７をメンテナンスすることができた。
そして、３０分間連続画像形成した後に、一度記録ヘッドを洗浄するという行程を１００時間繰り返しても、インク供給管４１内のＵＶインクが詰まることなく安定して記録ヘッド７まで供給することができ、吐出性は良好であった。
【００６５】
〈条件２〉
画像形成時においてもシャッター６１を開状態としたまま、記録ヘッド７をプラテン４及びメンテナンス機構６上で走査させて３０分間連続して画像形成した。
この際においては、シャッター６１を開状態としたままキャリッジ９を走査させたために、吐出面７１に入射する紫外線量が増加してしまい、吐出性が劣化した。また、メンテナンス機構６に付着したＵＶインクも増粘化したため、以降記録ヘッド７のメンテナンスが正常に行えなかった。
【００６６】
〈条件３〉
画像形成時においてはシャッター６１を閉状態として、記録ヘッド７をプラテン４及びメンテナンス機構６上で走査させて３０分間連続して画像形成した。
この際、３０分後の吐出性は良好であり、ＵＶインクも問題なく記録媒体Ｐ上で硬化させることができた。同様に３０分後においても、メンテナンス機構６に付着したＵＶインクも硬化することなく、問題なく記録ヘッド７をメンテナンスすることができた。
【００６７】
〈条件４〉
インク供給管４１の紫外線照度を３．５ｍＷ／ｃｍ2に変更して、条件１と同様に画像形成を行った。そして、３０分間連続画像形成した後に、一度記録ヘッドを洗浄するという行程を１００時間繰り返すと、インク供給管４１内のＵＶインクが多少詰まったため、吐出性は若干劣化し、一部ノズルの着弾精度が劣化した。
【００６８】
以上のことから、条件１や条件３のように、紫外線照射時における記録ヘッド７の吐出面７１及びメンテナンス機構６の紫外線照度が、記録媒体Ｐにおける紫外線照度の１％未満であると、長期にわたって安定した吐出が可能となることが分かった。また、インク供給管４１の紫外線照度が、記録媒体Ｐにおける紫外線照度の１０％未満であると、長期にわたって正常なメンテナンスが行えることが分かった。
【００６９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ＵＶインクを硬化させるだけの照射量で紫外線を記録媒体に照射しても、その１％未満の紫外線照度の紫外線が記録ヘッドに到達することになる。紫外線照度が、ＵＶインクを硬化させるだけの紫外線照度の１％未満に低減されていると、ＵＶインクを増粘化、硬化させにくくなる。したがって、記録ヘッドと紫外線照射部を近接して配置しＵＶインクで画像形成することで画質を向上させた場合においても、記録ヘッドの吐出面や吐出口に紫外線が到達したとしても、これらに付着するＵＶインクを増粘化、硬化させるほど影響はなく、結果としてＵＶインクの安定吐出を長期にわたって行える。
【００７０】
請求項２記載の発明によれば、ＵＶインクを硬化させるだけの照射量で紫外線を記録媒体に照射しても、その１％未満の紫外線照度の紫外線がメンテナンス機構に到達することになる。メンテナンス機構に付着したＵＶインクが硬化すると、記録ヘッドに対するメンテナンスが正常に行えなくなる。しかし、上記したようにメンテナンス機構に対する紫外線照度が、記録媒体に対する紫外線照度の１％未満まで低減されているので、メンテナンス機構に到達した紫外線では、メンテナンス機構に付着しているＵＶインクを増粘化、硬化させにくくなり、長期にわたってメンテナンス機構を正常に機能させることができる。
【００７１】
請求項３記載の発明によれば、ＵＶインクを硬化させるだけの照射量で紫外線を記録媒体に照射しても、その１０％未満の紫外線照度の紫外線がインク流路近傍に到達することになる。インク流路は、可能な限り紫外線を通過させない素材により形成されていたとしても、少なからずその内部には紫外線が透過されてしまうのが現状である。しかし、上記したようにインク流路近傍に対する紫外線照度が、記録媒体に対する紫外線照度の１０％未満まで低減されているので、内部に透過される紫外線の照射量は低減され、インク流路内部のＵＶインクを増粘化、硬化させにくくすることができ、長期にわたってＵＶインクを記録ヘッドに供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された実施の形態のインクジェットプリンタの要部構成を示した斜視図である。
【図２】図１のインクジェットプリンタに備わるキャリッジを示した斜視図である。
【図３】図２のキャリッジの副走査方向に対する断面部を模式的に示した図である。
【図４】図２のキャリッジに備わる紫外線照射部、光トラップ、記録ヘッド及びシャッター、メンテナンス機構を示す拡大断面図である。
【図５】図２のキャリッジに備わる光トラップの形状を具体的に示した斜視図である。
【符号の説明】
１ インクジェットプリンタ
６ メンテナンス機構
７ 記録ヘッド
８ 紫外線照射部
５１ インク流路
Ｐ 記録媒体
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタに係り、特に、ＵＶインクにより画像を形成するインクジェットプリンタに関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットプリンタは、記録ヘッドの吐出面に備えられたノズルの吐出口から記録媒体に向けてインクを吐出し着弾させ、この記録媒体に画像を記録するものである。
また、インクジェットプリンタには、樹脂フィルム等のインク吸収性の乏しい記録媒体に画像を記録する方式として、ＵＶインクジェット記録方式のものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
一般的に、上記ＵＶインクジェット記録方式のインクジェットプリンタにおいては、紫外線に対して所定の感度を有する光開始剤が含有された紫外線硬化性のＵＶインクを用い、記録媒体に着弾したＵＶインクに紫外線を照射することで、ＵＶインクを硬化させ記録媒体に定着させる。この場合、ＵＶインクの記録媒体への着弾から紫外線の照射までに時間がかかると、記録媒体に着弾したＵＶインクのドット径の拡大、インクドット間の滲み、記録媒体へのＵＶインクの浸透などの問題が顕著となるため、ＵＶインク吐出から紫外線照射までの時間は極力短くすることが好ましい。
【０００４】
そこで、上記特許文献１等に示す一般的なインクジェットプリンタにおいては、記録媒体に着弾したＵＶインクに対して紫外線を直ちに照射可能となるように、紫外線を照射する光源がノズルに近接して配設されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６０−１３２７６７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１の場合のように、ノズルと光源とが近接していると、光源から発せられた紫外線、若しくは光源から発せられ記録媒体の表面にて反射した紫外線が吐出面に入射して、吐出面及びその吐出口内のＵＶインクが紫外線と反応してしまっていた。この場合には、ＵＶインクが増粘したり硬化したりして、ノズルの吐出不良が生じ易くなるといった問題がある。
特に、表面に凹凸がある記録媒体を用いる場合や、画像記録時に記録媒体を保持するプラテン等の支持部材の平面性が十分に保たれていない場合や、記録媒体と吐出面との距離が長い場合等には、記録媒体の表面にて反射した紫外線が記録ヘッド側に入射し易くなって、吐出面及びその吐出口内のＵＶインクが紫外線の影響を受けてしまうといった問題がある。
【０００７】
また、記録ヘッドの搬送経路上に設けられた、吐出面を洗浄するクリーニング領域や、吐出面をキャッピングするキャッピング領域等に記録ヘッドが移動すると、これら領域を形成する各部材と記録ヘッドの吐出面との間隔が、記録媒体と吐出面との間隔よりも大きくなって、これら領域を形成する各部材にて反射した紫外線が、記録ヘッド側に入射し易くなってしまう。
また、上記クリーニング領域に配置され、吐出面を洗浄するメンテナンス機構においても、紫外線の入射により、メンテナンス機構に付着したＵＶインクが増粘あるいは硬化してしまい、クリーニング性が劣化してしまう。
【０００８】
そして、ＵＶインクは、常温においては一般的なＵＶインクよりも粘度が高いために、記録ヘッドのノズルを加熱し、ノズル内のＵＶインクを低粘度化させてから、吐出するようになっている。しかしながら、ＵＶインクは、加熱されると僅かな紫外線であっても反応しやすくなってしまい、吐出面やノズルに入射する紫外線で増粘又は硬化し、ノズルの吐出不良を生じやすくしてしまう。
【０００９】
また、ＵＶインクとしては、ラジカル重合系（硬化性）インクや、カチオン重合系（硬化性）インクが知られているが、このうち、カチオン重合系インクは、ラジカル重合系ＵＶインクのように酸素による重合阻害を受けることがないため、紫外線に対する感度が高く、また活性種である酸が光エネルギーを蓄積する性質を有している。そのため、カチオン重合系インクは、ラジカル重合系ＵＶインクに比べて前記吐出面にて紫外線の影響を受け易いといった問題がある。
なおかつ、近年ラジカル重合系ＵＶインクにおいても、開始剤の選択により、酸素阻害の影響を抑えたものが開発されているが、反面、紫外線に対する感度が高まってしまい、カチオン重合系インクと同様な問題が生じてしまう。
【００１０】
本発明の課題は、記録ヘッドへの紫外線入射量を低減して、結果としてＵＶインクの安定吐出を長期にわたって行えるインクジェットプリンタを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明のインクジェットプリンタは、
紫外線が照射されることで硬化するＵＶインクを記録媒体に向けて吐出する記録ヘッドと、
前記記録媒体に吐出されたＵＶインクに紫外線を照射する紫外線照射部と、
前記記録ヘッドと前記紫外線照射部の間に配設され、前記紫外線照射部から照射され前記記録ヘッド側に入射してくる紫外線を捕捉する光トラップと、を備え、
前記紫外線照射部から照射された紫外線を直接又は間接的に前記記録ヘッドに反射する部材の反射率が、前記記録媒体に着弾したＵＶインクに対して前記紫外線照射部から照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線に対しては２０％未満となるように、カーボンブラック、超粒子化した酸化チタン・酸化亜鉛・酸化鉄の粉体、ベンゾトリアゾール系化合物、芳香族化合物のうち、少なくともいずれか１つによって前記部材が形成され、
前記記録ヘッドにおける２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、前記記録媒体に着弾したＵＶインクに対して前記紫外線照射部から照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１％未満となるように、前記紫外線照射部から照射された紫外線を前記部材によって反射させるとともに、前記照射された紫外線を前記光トラップにより捕捉することを特徴としている。
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、記録ヘッドにおける２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、記録媒体に照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１％未満であるので、ＵＶインクを硬化させるだけの照射量で紫外線を記録媒体に照射しても、その１％未満の紫外線照度の紫外線が記録ヘッドに到達することになる。紫外線照度が、ＵＶインクを硬化させるだけの紫外線照度の１％未満に低減されていると、ＵＶインクを増粘化、硬化させにくくなる。したがって、記録ヘッドと紫外線照射部を近接して配置しＵＶインクで画像形成することで画質を向上させた場合においても、記録ヘッドの吐出面や吐出口に紫外線が到達したとしても、これらに付着するＵＶインクを増粘化、硬化させるほど影響はなく、結果としてＵＶインクの安定吐出を長期にわたって行える。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記記録ヘッドをメンテナンスするメンテナンス機構と、
前記メンテナンス機構に対する紫外線を遮断する開閉自在のシャッターとを備え、
前記メンテナンス機構における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、前記記録媒体に着弾したＵＶインクに対して前記紫外線照射部から照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１％未満となるように、前記シャッターを閉じることを特徴としている。
【００１４】
請求項２記載の発明によれば、メンテナンス機構における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、前記記録媒体に照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１％未満であるので、ＵＶインクを硬化させるだけの照射量で紫外線を記録媒体に照射しても、その１％未満の紫外線照度の紫外線がメンテナンス機構に到達することになる。メンテナンス機構に付着したＵＶインクが硬化すると、記録ヘッドに対するメンテナンスが正常に行えなくなる。しかし、上記したようにメンテナンス機構に対する紫外線照度が、記録媒体に対する紫外線照度の１％未満まで低減されているので、メンテナンス機構に到達した紫外線では、メンテナンス機構に付着しているＵＶインクを増粘化、硬化させにくくなり、長期にわたってメンテナンス機構を正常に機能させることができる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のインクジェットプリンタにおいて、
インクを貯留するインクタンクから前記記録ヘッドまでＵＶインクを供給するインク流路を備え、
前記インク流路近傍における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、前記記録媒体に着弾したＵＶインクに対して前記紫外線照射部から照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１０％未満となるように、前記インク流路が前記記録ヘッドよりも前記記録媒体から遠い位置に配置されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、インク流路近傍における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、記録媒体に照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１０％未満であるので、ＵＶインクを硬化させるだけの照射量で紫外線を記録媒体に照射しても、その１０％未満の紫外線照度の紫外線がインク流路近傍に到達することになる。インク流路は、可能な限り紫外線を通過させない素材により形成されていたとしても、少なからずその内部には紫外線が透過されてしまうのが現状である。しかし、上記したようにインク流路近傍に対する紫外線照度が、記録媒体に対する紫外線照度の１０％未満まで低減されているので、内部に透過される紫外線の照射量は低減され、インク流路内部のＵＶインクを増粘化、硬化させにくくすることができ、長期にわたってＵＶインクを記録ヘッドに供給することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００１８】
図１は、本発明が適用された実施形態のインクジェットプリンタの要部構成を示した斜視図である。
図１に示すように、インクジェットプリンタ１には、プリンタ本体２と、このプリンタ本体２を支持する支持脚３とが備えられている。プリンタ本体２には、記録媒体Ｐの下面を支持するプラテン４が略水平に配置されている。
【００１９】
図１におけるプラテン４の左側方には、ＵＶインクを貯留する交換自在なインクタンク５が、インクジェットプリンタ１で使用される４色のＵＶインクに対応して４つ設けられている。
【００２０】
図１におけるプラテン４の右側方には、記録ヘッド７の吐出面７１（図２参照）の洗浄を行うとともに、待機時においては吐出面７１を覆ってキャッピングするメンテナンス機構６が設けられている。メンテナンス機構６の上方には、紫外線を遮断する開閉自在のシャッター６１が、上記洗浄及び上記キャッピングが行われるメンテナンス時には開状態、それ以外の時には閉状態となるように設けられている。ここで、閉状態時においては、少なくともメンテナンス機構６に対する紫外線照度が、画像形成時における記録媒体Ｐの紫外線照度の１％未満となるようにシャッター６１は形成されている。なお、本実施形態では、メンテナンス機構６が吐出面の洗浄及びキャッピングを一箇所で行う構成であるが、洗浄とキャッピングをそれぞれ別の箇所で行う構成であってもよい。そして、洗浄とキャッピングをそれぞれ別の箇所で行う構成にした場合には、各箇所に応じるようにシャッターを設けることが好ましい。
【００２１】
そして、プラテン４の上方には、主走査方向Ａに沿って延在するキャリッジレール９１に案内されて主走査方向Ａに往復移動するキャリッジ９が設けられており、このキャリッジ９には記録ヘッド７及び紫外線照射部８が搭載されている。
キャリッジ９について図２及び図３を参照して詳細に説明する。ここで、図２（ａ）は、キャリッジ９を図１と略同じ方向に見て示した斜視図であり、図２（ｂ）は、キャリッジ９を図１において右から斜め上向きに見て示した斜視図であり、図３は、主走査方向Ａと直交する副走査方向Ｂに対する断面部を模式的に示した図である。
【００２２】
キャリッジ９の図３における左側には、キャリッジ９が主走査方向Ａに沿って右に移動する際に画像を形成する第一画像記録部１０Ａが、キャリッジ９の図３における右側には、キャリッジが主走査方向Ａに沿って左に移動する際に画像を形成する第二画像記録部１０Ｂが設けられている。この第一及び第二画像記録部１０Ａ、１０Ｂの各々には、ＵＶインクを吐出する複数の記録ヘッド７（７ａ、７ｂ）が主走査方向Ａに沿って配列されている。
【００２３】
記録ヘッド７ａ、７ｂは、第一及び第二画像記録部１０Ａ、１０Ｂの双方に、インクジェットプリンタ１で使用される４色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ））のＵＶインクに対応して４つずつ設けられている。
各記録ヘッド７は、画像記録時において、プラテン４上を搬送される記録媒体Ｐの上面と、記録ヘッド７の吐出面７１とが対向するように設置されている。また、各記録ヘッド７は、その吐出面７１に複数のノズル７２（図４参照）の吐出口７３が形成されており、これら複数の吐出口７３はノズル７２の配列に応じて副走査方向Ｂに一列（ノズル列）となって配列されている。さらに、各記録ヘッド７は、その内部にピエゾ素子（圧電素子）といった吐出機構（図示略）が設けられており、吐出機構の作動により各吐出口７３からＵＶインク滴を別個に吐出するようになっている。
４色の配置は、双方向印刷において色差が生じないよう、また、ＵＶ硬化性が劣化しないように対称となるように配置することもできる（例えば、ＫＣＭＹＹＭＣＫ、ＹＭＣＫＫＣＭＹなど）。
【００２４】
そして、第一及び第二画像記録部１０Ａ、１０Ｂにおける記録ヘッド７ａ、７ｂの後方には、インクタンク５に貯留されたＵＶインクを記録ヘッド７ａ、７ｂまで供給する複数のインク流路５１が各色毎に配設されている。インク流路５１は、インクタンク５からキャリッジ９まで配管されるインク管（図示省略）と、インク管から供給されたＵＶインクを一旦貯蔵する中間タンク４２ａ、４２ｂと、中間タンク４２ａ、４２ｂから記録ヘッド７までＵＶインクを供給するインク供給管４１ａ、４１ｂから構成されている。これにより、各中間タンク４２ａ、４２ｂに貯留されているＵＶインクが各記録ヘッド７に供給されるようになっている。
【００２５】
インク流路５１を構成するインク管、中間タンク４２ａ、４２ｂ、インク供給管４１ａ、４１ｂは、紫外線透過率の低い素材によりその表面が形成されていることが好ましい。ここで紫外線透過率の低い素材とは、例えばアルミニウム、ステンレス、各種金属等の紫外線反射率の非常に高い素材や、紫外線吸収性の高い素材が挙げられる。紫外線吸収率の高い素材としては、カーボンブラック、超粒子化した酸化チタン・酸化亜鉛・酸化鉄（α−Ｆｅ2Ｏ3、Ｆｅ3Ｏ4）等の粉体などの無機物や、ベンゾトリアゾール系化合物、芳香族化合物などの有機物等が挙げられる。そして、インク管、中間タンク４２ａ、４２ｂ、インク供給管４１ａ、４１ｂの表面を紫外線透過率の低い素材で形成する方法には、例えば、紫外線透過率の低い素材でそれ自体を形成する方法や、紫外線透過率の低い素材でその表面を被覆する方法が挙げられる。
【００２６】
ここで、本実施形態に用いられる「ＵＶインク」について説明する。
本実施形態に用いられるＵＶインクとしては、特に、「光硬化技術−樹脂・開始剤の選定と配合条件及び硬化度の測定・評価−（技術協会情報）」に記載の「光硬化システム（第４章）」の「光酸・塩基発生剤を利用する硬化システム（第一節）」、「光誘導型交互共重合（第２節）」等に適合するＵＶインクが適用可能であり、通常のラジカル重合により硬化するものであってもよい。
【００２７】
具体的に、本実施形態に用いられるＵＶインクは、光としての紫外線の被照射により硬化する性質を具備する紫外線硬化性ＵＶインクであり、主成分として、少なくとも重合系化合物と、光開始剤と、色材とを含むものである。ただし、本実施形態で上記「光誘導型交互共重合（第２節）」に適合するＵＶインクを用いる場合には、光開始剤は除外されてもよい。
【００２８】
上記紫外線硬化性ＵＶインクは、重合系化合物として、ラジカル重合系化合物を含むラジカル重合系ＵＶインクとカチオン重合系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ＵＶインクが本実施形態に用いられるＵＶインクとしてそれぞれ適用可能であり、ラジカル重合系ＵＶインクとカチオン重合系インクとを複合させたハイブリッド型ＵＶインクを本実施形態に用いられるＵＶインクとして適用してもよい。
【００２９】
しかしながら、酸素による重合反応の阻害が少ない又は無いカチオン重合系インクのほうが、硬化感度が高く、機能性・汎用性に優れるため、本実施形態では、特に、カチオン重合系インクを用いている。
【００３０】
なお、本実施形態に用いられるカチオン重合系インクは、具体的に、少なくともオキセタン化合物、エポキシ化合物、ビニルエーテル化合物等のカチオン重合系化合物と、光カチオン開始剤と、色材とを含む混合物であり、上記の通り、紫外線の被照射により硬化する性質を具備するものである。
【００３１】
また、図３における第一画像記録部１０Ａの記録ヘッド７ａの左側及び第二画像記録部１０Ｂの記録ヘッド７ｂの右側には、紫外線を照射する紫外線照射部８ａ、８ｂが設けられている。紫外線照射部８ａ、８ｂは、記録媒体Ｐ側に向かって開口するような断面略コ字状に形成されたカバー部材８２により覆われている。カバー部材８２の内面には、紫外線などの光線を反射する反射部材８３が配置されている。そして、カバー部材８２の内部には、複数の紫外線光源８１が設けられている。
【００３２】
紫外線光源８１は、副走査方向Ｂに沿った線状の光源とされており、その長さは少なくとも記録ヘッド７のノズル列の長さよりも長くなっている。そして、紫外線光源８１は、制御部（図示略）の制御下にて、画像記録時に記録ヘッド７から吐出され記録媒体Ｐに着弾したＵＶインクに紫外線を照射し、ＵＶインクを硬化させ記録媒体Ｐに定着させるようになっている。そして、紫外線光源８１から照射された紫外線、特に記録媒体Ｐの方向に照射されない紫外線は、反射部材８３により記録媒体Ｐ側に反射されるようになっている。
また、紫外線照射部８と、各紫外線照射部８に隣り合う記録ヘッド７との間には、光トラップ８４が配設されている。
【００３３】
以下、光トラップ８４について図４及び図５を参照して詳細に説明する。
ここで、図４は、光トラップ８４、紫外線照射部８、記録ヘッド７を示す拡大断面図であり、図５は、光トラップ８４の形状を具体的に示した斜視図である。
【００３４】
図４及び図５に示すように、光トラップ８４は、紫外線光源８１から照射され記録ヘッド７側に入射してくる紫外線を捕捉するためのものである。この光トラップ８４は、副走査方向Ｂに沿って延在する長尺な部材とされており、その長さは少なくとも紫外線照射部８の副走査方向Ｂに沿った長さと等しくなっている。また、光トラップ８４は、記録媒体Ｐ側に向かって開口する形状に形成され、例えば開口した端縁が記録媒体Ｐと略平行となるように配設されている。
【００３５】
光トラップ８４の形状は、光トラップ８４の内部に紫外線が入射可能で、且つ入射してきた紫外線が光トラップ８４の内面にて反射及び吸収を繰り返し、光トラップ８４の外へ紫外線が漏れないような形状であれば良い。具体的には、例えば図５（ａ）に示すような、副走査方向Ｂに対する断面の形状が扇状であっても良いし、図５（ｂ）に示すような、同方向に対する断面の形状が台形状であっても良い。
なお、図４においては、図５（ａ）に示す光トラップ８４が図示されている。
光トラップ８４は、紫外線照射部８の配設位置によって規定される所定位置に配設されている。すなわち、図４に示すように、紫外線照射部８の紫外線光源８１から照射された紫外線が記録ヘッド７に入射する場合において、入射する大部分の紫外線は記録媒体Ｐの上面（記録面）にて反射した紫外線（以下、「一次反射紫外線」という。）である。従って、紫外線照射部８の位置、すなわち紫外線照射部８の記録媒体Ｐに対する位置（距離）並びに紫外線照射部８の記録ヘッド７に対する位置（距離）に基づいて、一次反射紫外線の記録ヘッド７側への入射角及び入射位置が規定される。そして、この入射角及び入射位置に基づいて求められた所定位置に、光トラップ８４が配設されることとなっている。
【００３６】
そして、インクジェットプリンタ１には、記録媒体Ｐを副走査方向Ｂに搬送する搬送機構（図示省略）が備えられている。搬送機構は、画像記録時において、キャリッジ９の動作に合わせて、記録媒体Ｐの搬送と停止とを繰り返し記録媒体Ｐを間欠的に搬送する。
【００３７】
次に、紫外線照射部８から照射された紫外線を反射する各部について説明する。インクジェットプリンタ１を構成する部材には、紫外線照射部８から照射された紫外線を直接又は間接的に記録ヘッド７に反射する部材がある。このような部材で反射された紫外線のうち、一部の紫外線は記録ヘッド７の吐出面７１や吐出口７３にまで到達して、吐出面７１や吐出口７３内にあるＵＶインクを増粘化、硬化させてしまう。このＵＶインクの増粘化、硬化を抑制して、長期にわたる安定吐出を維持するために、紫外線を反射する部材の反射率を、２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線に対しては２０％未満、好ましくは１０％未満に低減させて、吐出面７１や吐出口７３にまで到達する紫外線の照射量を低減する。
【００３８】
紫外線照射部８からの紫外線を記録ヘッド７まで直接反射する直接反射部材とは、キャリッジ９の走査時に、紫外線照射部８及び記録ヘッド７と対向する部材のことであり、つまり、紫外線照射部８から照射された紫外線を一度反射することで記録ヘッド７まで導く部材のことである。具体的に直接反射部材としては、プラテン４、メンテナンス機構６、搬送機構（図示省略）、各種カバー類、ケーシング類、シャーシ類等の構造物（図示省略）等が挙げられる。
【００３９】
一方、紫外線照射部８からの紫外線を記録ヘッド７まで間接的に反射する間接反射部材とは、キャリッジ９の走査時に、紫外線照射部８及び記録ヘッド７と対向しない部材のことであり、つまり、紫外線照射部８から照射された後に少なくとも一度はいずれかの場所で反射された紫外線を、さらに反射する部材のことである。具体的に間接反射部材としては、記録ヘッド７、キャリッジ９、紫外線照射部８、キャリッジレール９１、光トラップ８４、インクタンク５、各種制御装置（図示省略）、各種カバー類やケーシング類、シャーシ類等の構造物（図示省略）等が挙げられる。
直接反射部材と間接反射部材の対向する部材の少なくとも２箇所の反射率を抑えることで、相乗的に吐出面７１への紫外線入射を減少させることができ、好ましい。
【００４０】
これら、直接反射部材及び間接反射部材の表面は、その反射率が２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線に対して２０％未満、好ましくは１０％未満となるように紫外線吸収率の高い素材で形成されている。
ここで、直接反射部材及び間接反射部材の表面を紫外線吸収率の高い素材で形成する方法としては、例えば、紫外線吸収率の高い材料を直接反射部材及び間接反射部材の表面にアルマイト処理などの各種金属酸化物処理する方法や、メッキ処理・蒸着・スパッタリング処理する方法、紫外線吸収率の高い素材で直接反射部材及び間接反射部材を形成する方法、各種の紫外線吸収剤を表面にコーティングする方法などが挙げられる。
そして、記録ヘッド７の吐出面７１とプラテン４との間隔をできるだけ狭く設定すると、正反射光の入射を抑える配置にすることができるとともに、紫外線の反射回数を増加でき、それだけ多量の紫外線を吸収し、吐出口７３に至るＵＶインクの照射量を低減することができる。
【００４１】
また、紫外線照射部８と記録ヘッド７の配置は、各部からの正反射光が記録ヘッド７の吐出面７１や吐出口７３に入射しないように設計されることが望まれるが、直接反射部材及び間接反射部材の表面においては、紫外線は散乱して散乱光となるので、正反射光を考慮した配置であっても散乱光が各部で反射して記録ヘッド７の吐出面７１や吐出口７３にまで到達してしまう。
この散乱光によるＵＶインクの硬化を抑制するために、直接反射部材及び間接反射部材の表面には、その正反射成分を含まない反射率が２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線に対しては５％未満となるように処理を施している。具体的に、正反射成分を含まない反射率を低減させるには、直接反射部材及び間接反射部材の表面の平滑性を高めて鏡面状にすることが挙げられる。これらの表面が鏡面に近づくほど、紫外線が全方向へ散乱することを防ぐことができ、上記したように正反射光を考慮して紫外線照射部８と記録ヘッド７とを配置した場合においては、吐出面７１及び吐出口７３に入射する散乱光の照射量を低減できる。
【００４２】
次に、インクジェットプリンタ１による画像形成時における動作について説明する。
【００４３】
インクジェットプリンタ１による画像形成は、制御部の制御下において行われ、この場合において、キャリッジ９を主走査方向Ａに沿って図３における右に移動させる際には、第一画像記録部１０Ａによって画像形成が行われる。なお、このとき、シャッター６１は閉状態にされており、メンテナンス機構６に入射する紫外線を遮断している。
具体的には、搬送機構による副走査方向Ｂに沿った記録媒体Ｐの搬送が停止された状態で、この記録媒体Ｐに対して第一画像記録部１０Ａに備わる所定の記録ヘッド７ａからＵＶインクが吐出された後、記録媒体Ｐに着弾したＵＶインクに対し、キャリッジ９の移動に伴い記録ヘッド７ａを追従する紫外線照射部８ａの紫外線光源８１から紫外線が照射される。このとき、紫外線光源８１から照射された紫外線のうち、記録ヘッド７側に入射してくる、上述した一次反射紫外線等の紫外線は、第一画像記録部１０Ａの光トラップ８４ａの開口した部分から光トラップ８４ａ内部へと入射していき、光トラップ８４ａの内面にて捕捉されることとなる。
【００４４】
ここで、光トラップ８４ａの内面が前記紫外線を吸収しきれない場合には、紫外線は前記内面にて所定の角度で反射する（以下「二次反射」という。）。このとき、紫外線は光トラップ８４ａの内面に向けて二次反射するため、二次反射した紫外線の入射先となる前記内面にて吸収されることとなる。また、光トラップ８４ａの内面に入射した紫外線は、反射を繰り返すことにより次第に減衰していく。
このようにして、光トラップ８４はその内部に入射してくる紫外線を捕捉する。
また、光トラップ８４に入射しない紫外線、つまり散乱された紫外線は、直接反射部材や間接反射部材に反射されるたびに、その照射量が低減し、記録ヘッド７の吐出面７１及び吐出口７３に到達したとしても、ＵＶインクに影響を与えるほどの照射量ではなくなる。
【００４５】
また、制御部の制御下にて、キャリッジ９を主走査方向Ａに沿って図３における左に移動させる場合には、第二画像記録部１０Ｂによって画像記録が行われ、第二画像記録部１０Ｂの光トラップ８４ｂにより、上記第一画像記録部１０Ａの場合と同様にして紫外線の捕捉が行われる。
【００４６】
また、キャリッジ９が走査における折り返し地点に位置したときには、インクの吐出は行われないので、制御部は紫外線光源８１を消灯し、紫外線照射部８と対向する部材（メンテナンス機構６や図示されない上記構造物等）に対して直接紫外線が照射されないようにする。この際、記録ヘッド７とメンテナンス機構６が対峙して記録ヘッド７のメンテナンスが行われる場合にはシャッター６１は開状態にされている。
なお、折り返し地点に位置した場合において紫外線光源８１を照射させたままとする制御を行ったとしても、紫外線照射部８と対向する部材（メンテナンス機構６や図示されない上記構造物等）の反射率が２０％未満に抑えられているので、これらに反射されて記録ヘッド７の吐出面７１や吐出口７３にまで到達する紫外線の照射量を低減することができる。
【００４７】
以上のように、本実施形態のインクジェットプリンタによれば、直接反射部材及び間接反射部材の反射率を上記範囲内に収め、かつ、光トラップ８４を設けたことで、記録ヘッド７における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、記録媒体Ｐに照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１％未満に抑えることができる。このため、記録ヘッド７に到達した紫外線は、記録ヘッド７の吐出口７３や吐出面７１に付着したＵＶインクを増粘化、硬化させるほど影響はなく、ノズル欠を防止することができ、結果としてＵＶインクを長期にわたって安定して吐出させることができる。なお、記録ヘッド７における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度を、記録媒体Ｐに照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の０．１％未満にすれば、より高い効果を得ることができる。
また、メンテナンス機構６においても、直接反射部材及び間接反射部材の反射率を上記範囲内に収められたことと、シャッター６１が設けられたことで、メンテナンス機構６における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、記録媒体Ｐに照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１％未満に抑えることができる。このため、メンテナンス機構６に到達した紫外線は、メンテナンス機構６に付着したＵＶインクを増粘化、硬化させるほど影響はなく、長期にわたってメンテナンス機構６を正常に機能させることができる。また、メンテナンス機構６に廃インクを排出する流路が設けられている場合には、紫外線によりＵＶインクが硬化して流路が詰まるおそれがあるものの、上記のように紫外線照度が低減されているために流路が詰まることを防止でき、廃インクの排出も長期にわたって確保することができる。なお、メンテナンス機構６における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度を、記録媒体Ｐに照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の０．１％未満にすれば、より高い効果を得ることができる。
【００４８】
また、インク流路５１は記録ヘッド７よりも記録媒体Ｐから遠い位置にあるため、インク流路５１近傍に到達する紫外線は、記録ヘッド７に到達する紫外線よりも多く反射されているので、その紫外線照度は記録ヘッド７の紫外線照度よりも低くなる。このため、インク流路近傍における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度は、記録媒体Ｐに照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１０％未満に抑えられる。このように、インク流路５１近傍における紫外線照度が記録媒体Ｐにおける紫外線照度の１０％未満となることにより、インク流路５１内部に透過される紫外線の照射量は低減され、インク流路５１内部のＵＶインクを増粘化、硬化させにくくすることができ、長期にわたってＵＶインクを記録ヘッドに供給することができる。なお、インク流路近傍における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度は、記録媒体Ｐに照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１％未満にすれば、より高い効果を得ることができる。
【００４９】
なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
例えば、本実施形態ではシリアル式のインクジェットプリンタを例示して説明したが、これに限られるものではなく、ラインヘッド式のインクジェットプリンタであってもかまわない。
また、本実施形態では、紫外線照射部８と隣り合うブラックに対応する記録ヘッド７と紫外線照射部８との間に光トラップ８４を設けるようにしたが、これに限られるものではない。例えば、図４並びに図６に示す場合において、光トラップ８４を、紫外線照射部８とブラックの記録ヘッド７との間に配設するのに加えて、紫外線照射部８と、ブラックの記録ヘッド７に隣り合うシアンの記録ヘッド７との間、すなわちシアンの記録ヘッド７とブラックの記録ヘッド７との間に配設しても良い。
【００５０】
また、本実施形態では、第一画像記録部１０Ａ及び第二画像記録部１０Ｂの双方に紫外線照射部８を設けるようにしたが、これに限られるものではなく、例えば図３において隣り合う、第一画像記録部１０Ａの記録ヘッド７ａと第二画像記録部１０Ｂの記録ヘッド７ｂとの間に紫外線照射部８を設けるようにしても良い。例えば、図４並びに図６に示す場合において、紫外線照射部８と隣り合った状態となる、第一画像記録部１０Ａのイエロー（Ｙ）の記録ヘッド７ａ並びに第二画像記録部１０Ｂのブラック（Ｋ）の記録ヘッド７ｂの各々と前記紫外線照射部８との間のそれぞれに、光トラップ８４が設けられることとなる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、第一及び第二画像記録部１０Ａ、１０Ｂにおいて、各々４つの記録ヘッド７、…に対して１つの紫外線照射部８を設ける構成としたが、これに限られるものではなく、少なくとも記録ヘッド７よりも主走査方向Ａの下流側に配置されていれば紫外線照射部８の個数並びに配設位置は任意である。例えば、１つの記録ヘッド７に対して１つの紫外線照射部８を設ける構成としても良いし、隣り合って配設された２つの記録ヘッド７、１に対して１つの紫外線照射部８を設ける構成としても良いし、連続して配設された３つの記録ヘッド７、…に対して１つの紫外線照射部８を設ける構成としても良い。なお、上記各々の場合にあっても、本実施形態において例示したように、記録ヘッド７と紫外線照射部８との全ての間に、光トラップ８４が設けられることとなる。
【００５２】
また、本実施形態では、一次反射紫外線を効率的に捕捉するために光トラップ８４をキャリッジ９に設ける構成を例示しているが、光トラップ８４を設けなくとも、正反射光が記録ヘッド７の吐出面７１や吐出口７３に到達しないように、直接反射部材や間接反射部材を配置することで、記録ヘッド７の吐出面７１や吐出口７３を照射する紫外線の紫外線光量を抑えることも可能である。
【００５３】
そして、本実施形態では、紫外線が各部を反射して吸収されることにより、インク流路５１に至る紫外線の照度を低下させているが、インク流路５１における紫外線照度が、記録媒体Ｐにおける紫外線照度の１０％未満になるのであれば、如何なる構成であってもよい。例えば、インク流路５１の周縁付近に、紫外線を遮断するカバーを配置したり、シーリング剤等で紫外線が入射しそうな隙間をうめたりすることが挙げられる。なお、インクタンク５における紫外線照度を、記録媒体Ｐにおける紫外線照度の１０％未満とされることが好ましい。
【００５４】
【実施例】
以下に本発明の実施例について説明する。
【００５５】
ここで例示する実施例では、キャリッジ９、記録ヘッド７、プラテン４、紫外線光源８１、シャッター６１及びインク供給管４１の相対的な配置が以下のように設定されている（図４参照）。
【００５６】
記録ヘッド７の吐出面７１とプラテン４上面との距離ａ：１．５ｍｍ
記録ヘッド７のノズル先端とプラテン４上面との距離ｂ：１．７ｍｍ
キャリッジ９の下面とプラテン４上面との距離ｃ：１．５ｍｍ
紫外線光源８１とプラテン４上面との距離ｄ：２０ｍｍ
記録ヘッド７の吐出面７１とシャッター６１上面との距離ｅ：２．５ｍｍ
インク供給管４１と紫外線光源８１との間隔ｆ：３０ｍｍ
【００５７】
そして、各部の形成素材は、記録ヘッド７の吐出面７１の表面素材をポリイミド、キャリッジ９及びシャッター６１の表面素材をアルマイト、プラテン４の表面素材をカーボンブラック練りこみＡＢＳ樹脂である。なお、インク供給管４１においてはフッ素化エチレンプロピレンで管を形成して、その表面に遮光性のカーボンブラック等の黒色樹脂を被覆している。
各部の反射率及びインク供給管４１の紫外線透過率を表１に示す。
なお、反射率Ａとは正反射成分を含む反射率で、反射率Ｂは正反射成分を含まない反射率である。
【００５８】
【表１】
紫外線光源８１としては、３１３ｎｍの波長に主ピークを持つ蛍光管を用いており、光源直下の記録媒体Ｐの、波長が２２０ｎｍ〜４００ｎｍの波長の紫外線の照度が８ｍＷ／ｃｍ2としている。照度計には、例えばウシオ電機製のＵＳＲ４０を用いた。
【００６０】
そして、上記紫外線光源８１により記録媒体Ｐが照らされた際の各部の紫外線照度は、
記録媒体Ｐ表面の紫外線照度：８ｍＷ／ｃｍ2
記録ヘッド７とプラテン４との対向時における吐出面７１の紫外線照度：１．４μＷ／ｃｍ2
シャッター６１が開時及び記録ヘッド７とメンテナンス機構６との対向時における吐出面７１の紫外線照度：９３．９μＷ／ｃｍ2
シャッター６１が閉時及び記録ヘッド７とメンテナンス機構６との対向時における吐出面７１の紫外線照度：１４．１μＷ／ｃｍ2
シャッター開時及び紫外線光源８１とプラテン４との対向時におけるメンテナンス機構６の紫外線照度：０．１μＷ／ｃｍ2
シャッター開時及び紫外線光源８１とメンテナンス機構６との対向時におけるメンテナンス機構６の紫外線照度：３．１ｍＷ／ｃｍ2
シャッター閉時におけるメンテナンス機構６の紫外線照度：０Ｗ／ｃｍ2
インク供給管４１において最も紫外線照度が高まる部分の紫外線照度：５．４μＷ／ｃｍ2
である。
【００６１】
記録ヘッド７には、液滴サイズ７ｐｌでＵＶインクを吐出するピエゾタイプのインクジェットノズルが、ノズルピッチ３６０ｄｐｉにて配列されている。この記録ヘッド７はノズル部分を加熱してＵＶインクを低粘化させてからＰＥＴフィルムからなる記録媒体Ｐに吐出して画像形成を行う。画像形成後の記録媒体Ｐには、図示しないヒーターにより加熱制御されている。
【００６２】
ここではＵＶインクとして、カチオン系重合インクのマゼンタインクを用いた。このインクの作成には、まず、ＰＲ−１８４：１５質量部、分散剤：２質量部、アロンオキセタンＯＸＴ−２２１（東亜合成社製）：８３質量部からなるマゼンタ顔料分散物を作成する。
その後上記した配合からなるマゼンタ顔料分散物：１７質量部、アロンオキセタンＯＸＴ−２２１（東亜合成社製）：４０質量部、アロンオキセタンＯＸＴ−２１１（東亜合成社製）：３０質量部、セロキサイド２０２１Ｐ（ダイセルＵＣＢ社製）：３０質量部、ＵＶＩ−６９９０（ダイウケミカル社製、光酸発生剤）：５質量部を配合して、０．８μのメンブレンフィルターにて濾過し、５０℃に加熱しながら減圧して脱水することによりマゼンタインクを得た。
このマゼンタインクは、２５℃における粘度が３２．５ｍＰａ・ｓ、表面張力が３５．２ｍＮ／ｍであった。そして、５０℃における粘度が１１．２ｍＰａ・ｓであった。
【００６３】
そして、上記した実施例を基に、条件を変えて記録媒体Ｐに３０分間連続してＵＶインクを吐出しながら紫外線を照射した後に、安定吐出するかを評価する。評価結果は以下のようになった。
【００６４】
〈条件１〉
記録ヘッド７をプラテン４上のみで走査させて３０分間連続して画像形成した。
この際、３０分後の吐出性は良好であり、ＵＶインクも問題なく記録媒体Ｐ上で硬化させることができた。同様に３０分後においても、メンテナンス機構６に付着したＵＶインクも硬化することなく、問題なく記録ヘッド７をメンテナンスすることができた。
そして、３０分間連続画像形成した後に、一度記録ヘッドを洗浄するという行程を１００時間繰り返しても、インク供給管４１内のＵＶインクが詰まることなく安定して記録ヘッド７まで供給することができ、吐出性は良好であった。
【００６５】
〈条件２〉
画像形成時においてもシャッター６１を開状態としたまま、記録ヘッド７をプラテン４及びメンテナンス機構６上で走査させて３０分間連続して画像形成した。
この際においては、シャッター６１を開状態としたままキャリッジ９を走査させたために、吐出面７１に入射する紫外線量が増加してしまい、吐出性が劣化した。また、メンテナンス機構６に付着したＵＶインクも増粘化したため、以降記録ヘッド７のメンテナンスが正常に行えなかった。
【００６６】
〈条件３〉
画像形成時においてはシャッター６１を閉状態として、記録ヘッド７をプラテン４及びメンテナンス機構６上で走査させて３０分間連続して画像形成した。
この際、３０分後の吐出性は良好であり、ＵＶインクも問題なく記録媒体Ｐ上で硬化させることができた。同様に３０分後においても、メンテナンス機構６に付着したＵＶインクも硬化することなく、問題なく記録ヘッド７をメンテナンスすることができた。
【００６７】
〈条件４〉
インク供給管４１の紫外線照度を３．５ｍＷ／ｃｍ2に変更して、条件１と同様に画像形成を行った。そして、３０分間連続画像形成した後に、一度記録ヘッドを洗浄するという行程を１００時間繰り返すと、インク供給管４１内のＵＶインクが多少詰まったため、吐出性は若干劣化し、一部ノズルの着弾精度が劣化した。
【００６８】
以上のことから、条件１や条件３のように、紫外線照射時における記録ヘッド７の吐出面７１及びメンテナンス機構６の紫外線照度が、記録媒体Ｐにおける紫外線照度の１％未満であると、長期にわたって安定した吐出が可能となることが分かった。また、インク供給管４１の紫外線照度が、記録媒体Ｐにおける紫外線照度の１０％未満であると、長期にわたって正常なメンテナンスが行えることが分かった。
【００６９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ＵＶインクを硬化させるだけの照射量で紫外線を記録媒体に照射しても、その１％未満の紫外線照度の紫外線が記録ヘッドに到達することになる。紫外線照度が、ＵＶインクを硬化させるだけの紫外線照度の１％未満に低減されていると、ＵＶインクを増粘化、硬化させにくくなる。したがって、記録ヘッドと紫外線照射部を近接して配置しＵＶインクで画像形成することで画質を向上させた場合においても、記録ヘッドの吐出面や吐出口に紫外線が到達したとしても、これらに付着するＵＶインクを増粘化、硬化させるほど影響はなく、結果としてＵＶインクの安定吐出を長期にわたって行える。
【００７０】
請求項２記載の発明によれば、ＵＶインクを硬化させるだけの照射量で紫外線を記録媒体に照射しても、その１％未満の紫外線照度の紫外線がメンテナンス機構に到達することになる。メンテナンス機構に付着したＵＶインクが硬化すると、記録ヘッドに対するメンテナンスが正常に行えなくなる。しかし、上記したようにメンテナンス機構に対する紫外線照度が、記録媒体に対する紫外線照度の１％未満まで低減されているので、メンテナンス機構に到達した紫外線では、メンテナンス機構に付着しているＵＶインクを増粘化、硬化させにくくなり、長期にわたってメンテナンス機構を正常に機能させることができる。
【００７１】
請求項３記載の発明によれば、ＵＶインクを硬化させるだけの照射量で紫外線を記録媒体に照射しても、その１０％未満の紫外線照度の紫外線がインク流路近傍に到達することになる。インク流路は、可能な限り紫外線を通過させない素材により形成されていたとしても、少なからずその内部には紫外線が透過されてしまうのが現状である。しかし、上記したようにインク流路近傍に対する紫外線照度が、記録媒体に対する紫外線照度の１０％未満まで低減されているので、内部に透過される紫外線の照射量は低減され、インク流路内部のＵＶインクを増粘化、硬化させにくくすることができ、長期にわたってＵＶインクを記録ヘッドに供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された実施の形態のインクジェットプリンタの要部構成を示した斜視図である。
【図２】図１のインクジェットプリンタに備わるキャリッジを示した斜視図である。
【図３】図２のキャリッジの副走査方向に対する断面部を模式的に示した図である。
【図４】図２のキャリッジに備わる紫外線照射部、光トラップ、記録ヘッド及びシャッター、メンテナンス機構を示す拡大断面図である。
【図５】図２のキャリッジに備わる光トラップの形状を具体的に示した斜視図である。
【符号の説明】
１ インクジェットプリンタ
６ メンテナンス機構
７ 記録ヘッド
８ 紫外線照射部
５１ インク流路
Ｐ 記録媒体
Claims (3)
- 紫外線が照射されることで硬化するＵＶインクを記録媒体に向けて吐出する記録ヘッドと、
前記記録媒体に吐出されたＵＶインクに紫外線を照射する紫外線照射部と、
前記記録ヘッドと前記紫外線照射部の間に配設され、前記紫外線照射部から照射され前記記録ヘッド側に入射してくる紫外線を捕捉する光トラップと、を備え、
前記紫外線照射部から照射された紫外線を直接又は間接的に前記記録ヘッドに反射する部材の反射率が、前記記録媒体に着弾したＵＶインクに対して前記紫外線照射部から照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線に対しては２０％未満となるように、カーボンブラック、超粒子化した酸化チタン・酸化亜鉛・酸化鉄の粉体、ベンゾトリアゾール系化合物、芳香族化合物のうち、少なくともいずれか１つによって前記部材が形成され、
前記記録ヘッドにおける２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、前記記録媒体に着弾したＵＶインクに対して前記紫外線照射部から照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１％未満となるように、前記紫外線照射部から照射された紫外線を前記部材によって反射させるとともに、前記照射された紫外線を前記光トラップにより捕捉することを特徴とするインクジェットプリンタ。 - 請求項１記載のインクジェットプリンタにおいて、
前記記録ヘッドをメンテナンスするメンテナンス機構と、
前記メンテナンス機構に対する紫外線を遮断する開閉自在のシャッターとを備え、
前記メンテナンス機構における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、前記記録媒体に着弾したＵＶインクに対して前記紫外線照射部から照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１％未満となるように、前記シャッターを閉じることを特徴とするインクジェットプリンタ。 - 請求項１又は２記載のインクジェットプリンタにおいて、
インクを貯留するインクタンクから前記記録ヘッドまでＵＶインクを供給するインク流路を備え、
前記インク流路近傍における２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度が、前記記録媒体に着弾したＵＶインクに対して前記紫外線照射部から照射される２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線照度の１０％未満となるように、前記インク流路が前記記録ヘッドよりも前記記録媒体から遠い位置に配置されていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
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