JP4481015B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成に紫外光硬化型インクを使用した画像形成装置に関する。

一般に、画像形成媒体若しくは記録媒体にインクを吐出して画像形成をするインクジェット方式の画像形成技術を用いた画像形成装置は、画像形成プロセスが簡易であるため、装置の小型化や画像のカラー化が実現しやすく且つ、低価格であるため、一般ユーザを含め広く普及している。

従来の画像形成装置は、記録媒体例えば、記録紙の幅方向（主走査方向）に記録ヘッドを搭載したキャリッジを往復走査（スキャン）しながら、インクを吐出しつつ、記録紙の幅方向と直交する方向（副走査方向又は搬送方向）に記録紙を搬送させて画像形成を行っている。

このタイプの画像形成装置は、記録ヘッドの解像度以上の解像度で画像形成できるため写真調画像などの高画質な印刷が可能である。しかしながら、キャリッジの往復時の移動方向の転換を行うための停止時間やキャリッジサイズ（又は、重量）の制限等があるため、画像形成速度は大して高速化を望むことは出来ない。

これに対して、ユーザーによる高速カラー画像形成の要望に答えるように、記録ヘッドのノズルを列状に配置したラインヘッドを使用した軽印刷装置も提案されている。このような画像形成装置の一例としては、油系顔料インクを使用した装置があり、吸収速度が高く乾燥しにくい油性インクの特徴を生かして、高速印刷とメンテナンスフリーを実現するものである。

この画像形成装置は、記録媒体として、インク吸収性のあるコート紙には良好な印字ができる反面、普通紙には染み込みによるインクの裏抜けが生じて画像濃度が低くなったり、媒体の両面に画像形成した場合には反対面の画像が裏側に透けてしまうなどの問題が発生している。勿論、表面がビニールコーティングしてあるような吸収性のない記録媒体に対しては、インクが垂れてしまい画像形成することはできない。

またＵＶ硬化型インク（以下、ＵＶインクと称する）を用いた画像形成装置も提案されている。このＵＶインクは紫外光（又は紫外線）を照射することによって固化する性質を利用して、インク吸収性のない記録媒体上に画像形成することができる。さらに、溶剤インクのように気化しないため無公害、安全性が高い、瞬間定着できる等、これまでのインクにない特徴を生かして、用途が拡大しつつある。

このＵＶインクを使用した画像形成装置において、キャリッジを走査させつつ記録媒体を移動させて画像形成するタイプと、記録ヘッド（ラインヘッド）を固定して搬送される記録媒体に画像形成するタイプとが想定される。

走査型キャリッジを搭載する画像形成装置としては、例えば特許文献１に提案されている。この画像形成装置は、キャリッジ上部に紫外光照射部が設けられている。また、特許文献２には、記録媒体を挟んで対向するようにキャリッジ及び紫外光照射源が配置されており、画像形成するＵＶインクを硬化する画像形成装置が開示されている。

通常、記録媒体へ高速に画像形成する場合には、インクを吐出するノズルが列状に配置された記録ヘッド（ラインヘッド）を固定させた状態で、ノズル直前を搬送される記録媒体にインクを吐出して画像を形成する１パス（１通行）画像形成するタイプが好適である。このタイプのＵＶインク画像形成装置の場合、記録ヘッドでインクを吐出して画像形成した後、その搬送方向の下流側に配設された紫外光照射部から紫外光照射してインクを硬化させている。
特開２００３−１４５７４１号公報 特開２００３−２００５６４号公報 米国特許６，１４５，９７９号

前述したＵＶインクを用いた画像形成装置において、カラー画像を形成する場合には、少なくとも４色（例えば、Ｋ：Black、Ｃ：Cyan、Ｍ：Magenta、Ｙ：Yellow）のインクが必要であり、それらの色毎に記録ヘッドを配設して、それぞれにインクを吐出してカラー画像を形成することとなる。従って、ＵＶインクを硬化させるために、各色のインクにより形成された画像に対して、最終的に一括して紫外光を照射する場合と、それぞれのインクを吐出した毎に紫外光照射する場合がある。従って、一括的にＵＶインクを硬化させる場合には、最後の記録ヘッドの下流側に紫外光照射部を配置し、一方、色毎にＵＶインクを硬化させる場合には、各記録ヘッドの下流にそれぞれ紫外光照射部を配置することとなる。

これは、一括的に紫外光を照射する場合は、図６に示すように、１つの紫外光照射部を設ければよく、構成が簡易化する。その反面、ＵＶインクは紫外線光を照射しないと固化しないので記録媒体にインクドロップが着弾すると、そのインクが横方向に浸透、又は吸収性のない記録媒体の場合は拡散して、隣接したドット同士がつながったり、ドットが流れて位置が移動してしまったりするため、画像がぼけてしまうという不具合が発生する。また、順次インクが吐出されるため、異なる色のインクドロップが隣接した場合には、ブリードや混色などが発生し、所望の色合いが得られなかったり、色境界がボケて、画像にシャープさがなくなってしまう不具合が発生する。

このような問題を回避するためには、記録ヘッドを複数に分割してドット密度を下げたり、カラー画像形成の場合には、例えば特許文献３に記載されているように、各記録ヘッドの下流側に、それぞれ紫外光照射部を配設して、各記録ヘッドより吐出されたインクそれぞれに紫外光照射して硬化させている。

しかし、図７に示すように、複数の記録ヘッドの下流にそれぞれ紫外光照射部を配設することは、構造の複雑化を招くことになる。それと共に、記録ヘッドを搭載する固定部材、インク供給や信号供給線及び、紫外光照射部からなる１つのヘッドユニットが搬送方向に配列されることとなり、記録媒体の搬送方向に所定の長さを占めることとなる。さらに、カラー画像を形成するためには、このユニットを色数だけ搬送方向に並列的に配設することとなり、さらに記録ヘッドの幅も考慮すると、画像形成部全体として大きくなり、牽いては画像形成装置の大型化に繋がっている。

また、複数の記録ヘッドが間隔をあけて配設された場合、記録媒体が搬送方向に対して斜めに傾いた状態で搬送、所謂斜行した状態で画像形成されると、この間隔の広さが影響して色ずれや輪郭ずれなどの画像ずれが目立ってしまう。つまり、搬送方向における最初と最後の記録ヘッド間の距離が長くなるため、記録紙の斜行、記録紙の種類差や環境湿度の変動による記録紙の変化、又は各記録ヘッド間の書き出しタイミングのずれなど、様々な要因で画像ずれが発生するためこれらが目立たないように媒体搬送することが難しくなる。

図７には、プリンタを上から見た状態で、記録紙２が右から左へ搬送された際に発生する、色ずれを模式的に示している。この図７では、記録紙がレジストローラ対でタイミング調整された後に、各色が順次記録されるが、各記録ヘッド９間が離れているため、記録紙の搬送ムラ、斜行、記録紙の湿度による寸法変化などにより、色がずれてしまっている様子を示す。記録ヘッド間隔が広いほど、このずれは大きくなってしまう。

そこで本発明は、紫外光硬化型インクを使用する複数の固定された記録ヘッドを備え、且つ紫外光硬化型インクを硬化する紫外光照射部を搭載しつつ小型化され、且つ画像ずれやにじみのない画像を形成することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために、搬送される記録媒体を保持する記録媒体保持部を有し、少なくとも前記記録媒体保持部の一部が紫外光を透過する搬送機構と、紫外光硬化型インクを吐出するノズルを有するノズル面をそれぞれが前記記録媒体保持部に対向し前記記録媒体の搬送方向に沿って配置され、それぞれが前記記録媒体に前記紫外光硬化型インクを吐出し画像形成する複数の記録ヘッドと、前記記録媒体保持部を挟んで前記複数の記録ヘッドを有する領域と対向した領域に設けられ、少なくとも紫外光の照射源と、前記照射源から前記記録媒体保持部に保持された前記記録媒体に向かう以外の方向に照射された紫外光を、前記記録媒体保持部に保持された前記記録媒体に向かわせる反射手段を有し、前記記録媒体保持部上の前記記録媒体の画像形成された面とは反対側の面に紫外光を照射する第１の紫外光照射部と、前記第１の紫外光照射部による紫外光照射を受けた後に、前記記録媒体の画像形成された面に紫外光を照射する第２の紫外光照射部とを備える画像形成装置を提供する。

以上のような構成の画像形成装置は、記録媒体保持部上を搬送される記録媒体に各記録ヘッドにより吐出される毎に、記録媒体の裏面側へ第１の紫外光照射部から紫外光が順次照射されて、それらの紫外光硬化型インクが硬化され、全インクが吐出された後に表面から第２の紫外光照射部紫外光を照射して前記紫外光硬化型インクがさらに硬化されて、紫外光硬化型インクが記録媒体に定着される。

本発明によれば、紫外光硬化型インクを使用する複数の固定された記録ヘッドを備え、且つ紫外光硬化型インクを硬化する紫外光照射部を搭載して小型化され、且つ画像ずれやにじみのない画像を形成する画像形成装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。
図１は、本発明による第１の実施形態に係る画像形成装置の概念的に構成を示す断面図である。

この第１の実施形態は、紫外光（紫外線）の照射により硬化するＵＶ硬化型インク（以下、ＵＶインクと称する）と、インクを吐出するノズルが列状に配列されたノズル面を有する記録ヘッド（ラインヘッド）を組合せて、記録媒体がノズル面前を一回通過した際に画像形成を行う、１パス画像形成方式のインクジェット記録装置を一例としている。本実施形態の画像形成装置４０は、架台５０上に載置されており、コンソールタイプの画像形成装置（印刷装置）としては小型な装置である。

この画像形成装置４０は、複数の記録ヘッド９が固定され、それぞれ色が異なる４色（例えば、Ｋ：Black、Ｃ：Cyan、Ｍ：Magenta、Ｙ：Yellowにより示す）のＵＶインクをそれぞれ吐出して、搬送される例えば、記録紙等からなる記録媒体上にカラー画像を形成する。

この画像形装置４０は、大別して、記録媒体２を供給及び排出する媒体供給排出機構と、記録媒体２を搬送する搬送機構と、搬送される記録媒体２上にＵＶインクを吐出して硬化させて画像を形成する画像形成機構と、ＵＶインクの供給及び収容を行うインク供給収納機構とで構成される。

前記媒体供給排出機構は、複数の記録紙２が装填された媒体供給トレイ１と、その記録媒体２最上面と当接し媒体供給トレイ１から記録紙２を１枚づつ剥離して順次取り出す供給ローラ３及び分離ローラ４と、 画像形成された記録媒体２を排出する排紙ローラ対１０と、排出された記録媒体を収納する排紙トレイ１１とで構成される。

また前記搬送機構は、供給ローラ３から供給された記録紙２の斜行補正と搬送タイミング調整を行うレジストレーションローラ対（以下、レジストローラ対とする）５と、給紙側搬送ベルト部７と、後述する記録ヘッド部９が周辺に配設される透明ドラム２９と、後述する最終紫外光硬化部２３と対向し、画像形成された記録紙２を搬送する搬出側搬送ベルト部２４とで構成される。

この透明ドラム２９は、給紙側搬送ベルト部７と搬出側搬送ベルト部２４との間に設けられる搬送機構の一部であり、横倒しにされたドラム形状の側面（曲面）の一部を用いる、所謂、蒲鉾形の搬送部（蒲鉾形曲面部）である。この透明ドラム２９は、静電吸着やグリッパー等が設けられ、記録紙２を吸着する。記録紙２は、ドラム２９の回転と共に搬送される。この透明ドラム２９は、ベルトのような可撓性が不要であり、固形で紫外光透過性があればよく、石英ガラス等のガラス部材、又はポリイミドやポリカーボネート等の透明樹脂により形成されている。また、透明ドラム２９の記録紙２と接する領域に多数の孔を開口して、透明ドラム２９の内部を負圧にする吸引ポンプ等からなる負圧生成部を設けて、吸着により記録紙２を保持させるようにしてもよい。

また、透明ドラム２９に保持される記録紙２を剥離する場合には、剥離爪等を設けて剥離を行うなど公知な構成により実現する。尚、負圧を利用して記録紙２を保持させた場合には、剥離させる位置から孔を開口しない様にすれば、記録紙２を自然に剥離させることもできる。

前記画像形成機構は、透明ドラム２９の外周部に沿って配設され、前記４色のＵＶインクを透明ドラム２９上の記録紙２へ、それぞれ吐出する記録ヘッド９（９Ｋ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｙ）と、透明ドラム２９内に配設され、記録紙２の裏面側へ紫外光を照射するプレ紫外光照射部２２（照射源２０を含む）と、搬出側搬送ベルト部２４に対向して設けられ、画像形成された記録紙２に表面側から紫外光を照射する最終紫外光硬化部２３とで構成される。

前記プレ紫外光照射部２２は、各記録ヘッド９Ｋ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｙに対向する部分には遮光板２５が配設され、各記録ヘッドのノズル（図示せず）とノズルプレート（図示せず）上のＵＶインクの硬化による吐出不良や飛行曲がり等の不具合発生を防止して、インクの吐出を安定化させている。

本実施形態の構成では、記録媒体は紫外光が透過できる素材に限られるが、コピー用紙のような普通紙等でもＵＶインクが硬化するのに十分な光量が透過して、着弾したドロップの下部側から仮硬化させることができる。つまり、ＵＶインクは記録紙２の繊維の隙間を浸透していくので、インクドロップの下部を硬化することで浸透速度を十分遅らせるか、止めることが可能となり、普通紙でも十分な発色が得られる。また着弾後、すぐに硬化させることで、インクドロップ同士の接触によるにじみも防止できる。

照射する紫外光量は、波長域によりその光量が異なるが、例えばＵＶＡなら、５０〜１０００ｍＪ／ｃｍ ^２ 、ＵＶＢなら、１０〜５００Ｊ／ｃｍ ^２ 、ＵＶＣなら、１〜５０ｍＪ／ｃｍ ^２ などの範囲で照射すれば、最終的な硬化が可能となる。また必要光量に差がある場合には、プレ紫外光照射時に遮光板の間隔を変える等を行うことにより光量調整が可能である。また、照射源としては、例えば、フュージョンＵＶシステムズ・ジャパン製の無電極ランプシステムや松下電工社製のメタハライドランプなどに代表される市販されている紫外光照射装置が使用可能である。

前記インク供給収容機構は、主なものとして、オペレータにより前記４色のインクが装填された複数のボトル１２（１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ）と、ボトル１２からインクを記録ヘッドに供給するために一時的にストックするサブタンク１３（１３Ｋ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙ）と、不要なインクを吸引する吸引ポンプ１５と、架台５０内に設けられ不要となったインクを集めて収容する廃液ボトル１６とこれらを繋ぐ配管（図示せず）で構成される。

ＵＶインクは、インクボトル１２から供給され、インク供給系の設計によっては、サブタンク１３などを経由して、記録ヘッド９へ供給される。供給方法としては、重力による方法や加圧ポンプを用いた圧力印加による方法など、インク供給系の設計によって種々の方法を採用することができる。

さらに記録ヘッド９のヘッドノズルの目詰まりの回復、ノズル面へ付着する紙粉などの異物除去などのメンテナンス処理を行うために、ヘッドメンテナンス部３４が設けられている。このヘッドメンテナンス部３４は、増粘したインクや気泡をノズル面から除去するために、ノズル内からインクを噴出させて吸引する構成を持つが、インクを加圧するポンプ１５、排出されたインクを受ける図示されていないインク受け又はインク吸引ノズルなどの排出されたインクを回収する図示しないインク回収部と廃液ボトル１６等で構成される。

また、ノズルプレートに付着した残留インクは、ノズルからの吐出の安定性を損なうため、メンテナンス部３４の吸引ノズル３５で除去されるが、例えば、吸引ポンプ等の負圧発生部を設けて、発生させた負圧をチャンバー１４を通じて、その吸引ノズル３５に与えて、残留インクを吸引して廃液ボトル１６に回収する。

これらメンテナンス部３４は、図１に示す一例では、透明ドラム２９上の一部に配置され、ドラムを回動させて、記録ヘッド９とメンテナンス部３４が対向した位置で実行するように構成している。また、移動機構等を備えて、透明ドラム又は記録ヘッド９を移動させて、退避させてあったメンテナンス部を記録ヘッドに宛がい、メンテナンスを実行するように構成してもよい。

次に、このように構成された画像形成装置における画像形成について説明する。
この画像形成装置は、まず、給紙トレイ１に積載された記録紙２が供給ローラ３及び分離ローラ４によって１枚づつ剥離され、レジストローラ対５によって斜行補正及び搬送タイミング調整された後、搬送ベルト部７によって、透明ドラム２９へ搬送される。

透明ドラム２９に保持され搬送される記録紙２は、各記録ヘッド９Ｋ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｙのノズルから、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順でインクドロップが吐出されて、記録紙２に画像が形成される。この時、記録ヘッドから次の記録ヘッドに移動する際に、プレ紫外光照射部２２から記録紙２の裏面側へ紫外光が照射される。この紫外光は、透明ドラム２９を透過して、着弾したインクドロップを仮硬化させる。

この画像形成は、記録紙２が透明ドラム２９上を搬送されるに従い順次行われ、紫外光は、その画像形成中に亘り、照射され続けるので、着弾・仮固定を色毎に４回繰り返し、最終的な画像が形成された後、最終紫外光硬化部２３へ移送され、十分に紫外光が照射されて、ＵＶインクが記録紙２に確実に定着される。この最終硬化時には、搬出側搬送ベルト部２４により記録紙２の照射距離・速度の安定化と、必要に応じて加熱機構などを設けて、紫外光照射と熱処理を併用して完全な固化を図ることも可能である。画像が固定された記録紙２は、排紙ローラ対１０で排出されて、排紙トレイ１１に収納される。

図７において、前述したように従来の記録ヘッドの間隔が大きいほど、記録紙の搬送ムラ、斜行、記録紙の湿度による寸法変化などにより、色ずれや画像の輪郭ずれ（以下、エッジずれと称する）が発生している。

これに対して、本実施形態においては、図６にしめすように、各記録ヘッド間が狭い場合、従来の記録ヘッドとは逆に、記録紙２の斜行や環境変化、搬送ムラなどの変動要因に影響されにくくなり、各記録ヘッド９間の画像形成タイミングずれが減少してシャープで発色の良い画像が得られる。尚、ここでは、本実施形態の透明ドラム２９を平面に展開した状態で、図７に示した従来の構成と比較している。

以上のように本実施形態は、透明ドラム２９周上に複数の記録ヘッド９を配置し、透明ドラム２９内にプレ紫外光照射部２２を設けた構成であるため、プレ紫外光照射部２２が各記録ヘッド９間に配置されていないことや、記録ヘッド９が放射状に配置されることで、記録ヘッド９のインク供給、電気信号線を配置するスペースを確保しながら各記録ヘッド９のノズル面間隔を可能な限り狭くでき、各記録ヘッド全体長をできるだけ短くできる構成となっている。その結果、記録紙搬送に伴うエッジずれ、色ずれのないシャープな画像を得ることができる。

図２は、第２の実施形態に係る画像形成装置の概念的に構成を示す断面図である。本実施形態は、前述した第１の実施形態とは、透明ドラムの構成が異なっており、それ以外の構成部位は同等である。また、透明ドラムの形成部材や記録紙が接する表面形状等は第１の実施形態と同等である。ここでは、透明ドラムの内部構造のみについて説明する。

この透明ドラム２９の内部には、ほぼ中央にプレ紫外光照射部２２が配置され、その背面（記録ヘッド側を正面として）には、ミラー等の反射板３０が配置されて構成されている。

このような構成により、プレ紫外光照射部２２は、正面側を搬送される記録紙（図示せず）２の裏面側へ紫外光を照射し、且つ記録紙２の方向とは反対方向に照射された紫外光も反射板により、記録紙側に反射されて照射される。従って、遮光板２５が設けられた記録ヘッド９のノズル面以外の間隔に、正面への紫外光に反射された紫外光が重畳して照射されて、反射板がない場合に比較して発光量の小さい紫外光照射源を採用できる。これにより、紫外光照射源の小型化及び低コスト化が実現することができる。

図３は、第３の実施形態に係る画像形成装置の概念的に構成を示す断面図である。本実施形態は、前述した第１の実施形態とは、透明ドラムの構成が異なっており、それ以外の構成部位は同等である。また、透明ドラムの形成部材や記録紙が接する表面形状等は第１の実施形態と同等である。ここでは、透明ドラムの内部構造のみについて説明する。

この透明ドラム２９の内部には、ほぼ中央にプレ紫外光照射部２２が配置され、プレ紫外光照射部２２と各遮光板２５の機能も兼ねるくさび形状の光誘導路３１が設けられて構成されている。

このような構成により、プレ紫外光照射部２２から照射された紫外光は、光誘導路３１に導かれて、各遮光板２５の間に集光され、搬送される記録紙２の裏面側へ照射される。従って、紫外光がより有効に使用され、光誘導路３１がない場合に比較して発光量の小さい紫外光照射源を採用できる。これにより、紫外光照射源の小型化及び低コスト化が実現することができる。

図４は、第４の実施形態に係る画像形成装置の概念的に構成を示す断面図である。本実施形態は、前述した第１の実施形態とは、透明ドラムの構成が異なっており、それ以外の構成部位は同等である。また、透明ドラムの形成部材や記録紙が接する表面形状等は第１の実施形態と同等である。ここでは、透明ドラムの内部構造のみについて説明する。

この透明ドラム２９の内部には、ほぼ中央にプレ紫外光照射部２２が配置され、その背面側には反射板３０を設け、さらに遮光板２５あるいは遮光板２５を兼ねる光誘導路３１が設けられた記録ヘッド９のノズル面以外の間隔の前方に紫外光を集光させるように、例えば、連なった複数のレンズ等からなる集光部３２を設けた構成である。

このような構成により、プレ紫外光照射部２２から正面に照射された紫外光及び反射板３０により反射された紫外光は、遮光板２５間の間隔に集光部３２により集光されて、搬送される記録紙２の裏面側へ照射される。従って、紫外光がより有効に使用され、遮光板２５及び集光部３２がない場合に比較して発光量の小さい紫外光照射源を採用できる。これにより、紫外光照射源の小型化及び低コスト化が実現することができる。

図５は、第５の実施形態に係る画像形成装置の概念的に構成を示す断面図である。本実施形態は、前述した第１の実施形態とは、透明ドラムの構成が異なっており、それ以外の構成部位は同等である。また、透明ドラムの形成部材や記録紙が接する表面形状等は第１の実施形態と同等である。ここでは、透明ドラムの内部構造のみについて説明する。

前述した各実施形態では、基準位置３３として、透明ドラムのほぼ中央にプレ紫外光照射部２２が配置されている。つまり、各記録ヘッド９間の間隔に均等な距離となる位置に配置されている。
これに対して、本実施形態は、基準位置３３からオフセットした位置に設けられている。カラー画像を形成する際に、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色インクを使用すると、硬化に要する紫外光量に色により異なる場合がある。例えば、マゼンタインクの硬化に要する紫外光量が他の色のインクに比べて２倍量が必要とする場合を想定する。

本実施形態では、例えば各インクの吐出がブラックＫ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの順で行われるように、各記録ヘッド９Ｋ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｙが配置される。媒体搬送方向において、３番目にインク（マゼンタＭ）を吐出する記録ヘッド９Ｍに注目すると、例えば、記録ヘッド９Ｋと９Ｃの間隔とプレ紫外光照射部２２との距離を１とすれば、記録ヘッド９Ｍと９Ｙの間隔までの距離を、１／１．４に近づいて配置することにより、約２倍の光量を受けることができる。

この様にプレ紫外光照射部２２の放射源が１つであっても、プレ紫外光照射部２２の位置を透明ドラム２９の中心から移動させて、プレ紫外光照射部２２と各記録ヘッド９の下流側の紫外光を放射する間隔までの距離をインク色等に応じて変更することにより、各間隔における紫外光強度を変更することができ、各記録ヘッド９から吐出されるインクに最適な光量を得ることができる。尚、インクの色や種別、即ち硬化の特性の違い又はばらつきにより、必要に応じて遮光板２５の長さを短く又は長くすることにより、間隔の広さを調整することにより、紫外光の光量を調整することも可能である。

また、前述した各実施形態においては、透明ドラムを例として説明したが、回転するドラム形状ではなく、固定の半球形の紙搬送路であっても、内部に紫外光源があり、複数の記録ヘッドを一括してプレ照射できて印字部の全長が短くなる構成ならば同様の効果を得ることができる。

前記透明ドラム２９は、透明な材料を用いて形成する例で説明したが、これに限定されるものではなく、透明でなくても紫外光が通過できる部材、例えば金属製メッシュ部材でも同様の効果が得られる。また、さらに各実施形態では、紫外光硬化型インクを使用した例で説明しているが、赤外線、放射線など、一照射されたエネルギーによって硬化させるタイプのインクであれば、同様の方法、装置にて実施することが可能である。

以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、以下のような効果を得ることができる。

・紫外光放射部が記録ヘッドのインク吐出面に対向して配置され、ノズルからインクを着弾した直後に、紫外光が照射されてインクが硬化されるため、画像にじみが防止される。さらに、複数の記録ヘッドをドラム形状の搬送機構の側面（曲面）に沿って狭い間隔で搬送方向に配置することにより、搬送方向に対するヘッド全長が短くでき、形成された画像における色ずれやエッジずれが防止されたシャープな画像が得られる。これと共に、画像形成装置に対して、簡素化、小型化及び低消費電力化を実現することができる。

・記録媒体の画像形成箇所における搬送機構が、例えばドラム形状であり、記録媒体搬送の確実化や、紫外光の均一照射を実現することができる。

・ドラム形状の搬送部は、透明部材により形成されているため、紫外光のより効率的な照射を実現することができる。

・紫外光照射部は、搬送機構の内部に配置されるため、紫外光照射をさらに、均一で効率的に実現することができると共に、装置を小型にできる。

・紫外光照射部は、紫外光の照射源と反射板で構成されるため、紫外光照射をさらに効率的に実現することができる。

・紫外光照射部は、紫外光照射源と誘導部で構成されるため、紫外光照射をさらに効率的に実現することができる。

・紫外光照射部は、紫外光照射源と集光部で構成されるため、紫外光照射をさらに効率的に実現することができる。

・紫外光照射部と記録ヘッドのノズル面との間に固定される遮光板を設けることにより、ノズル面におけるインクの硬化が確実に防止できる。

・遮光板の間隔は、記録ヘッドに供給されるインクの色や種別、即ち硬化の特性の違い又はばらつきにより変更させることにより、記録媒体へ着弾したインクの硬化が確実に行われる。

・インクの色差や種別差による硬化状況に合わせて、紫外光照射部を透明ドラム内で移動させることにより、記録媒体へ着弾したインクの硬化が確実に行われる。

本発明による第１の実施形態に係る画像形成装置の概念的に構成を示す断面図である。 第２の実施形態に係る画像形成装置の概念的に構成を示す断面図である。 第３の実施形態に係る画像形成装置の概念的に構成を示す断面図である。 第４の実施形態に係る画像形成装置の概念的に構成を示す断面図である。 第５の実施形態に係る画像形成装置の概念的に構成を示す断面図である。 本発明の画像形成装置の各実施形態における配置間隔が狭い記録ヘッドの配置例と、形成される画像の一例を示す図である。 従来の画像形成装置図における配置間隔が広い記録ヘッドの配置例と、形成される画像の一例を示す図である。

符号の説明

１…媒体供給トレイ、２…記録媒体、３…供給ローラ、４…分離ローラ、５…レジストローラ対、６…、７…給紙側搬送ベルト部、８…、９，９Ｋ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｙ…記録ヘッド部、１０…排紙ローラ対、１１…排紙トレイ、１２…インクボトル、１３，１３Ｋ，１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙ…サブタンク、１４…チャンバー、１５…ポンプ、１６…廃液ボトル、２０…照射源、２２…プレ紫外光照射部、２３…最終紫外光硬化部、２４…搬出側搬送ベルト部、２５…遮光板、２９…透明ドラム、３５…吸引ノズル、４０…画像形装置、５０…架台。

Claims (10)

1. 搬送される記録媒体を保持する記録媒体保持部を有し、少なくとも前記記録媒体保持部の一部が紫外光を透過する搬送機構と、
   紫外光硬化型インクを吐出するノズルを有するノズル面をそれぞれが前記記録媒体保持部に対向し前記記録媒体の搬送方向に沿って配置され、それぞれが前記記録媒体に前記紫外光硬化型インクを吐出し画像形成する複数の記録ヘッドと、
   前記記録媒体保持部を挟んで前記複数の記録ヘッドを有する領域と対向した領域に設けられ、少なくとも紫外光の照射源と、前記照射源から前記記録媒体保持部に保持された前記記録媒体に向かう以外の方向に照射された紫外光を、前記記録媒体保持部に保持された前記記録媒体に向かわせる反射手段を有し、前記記録媒体保持部上の前記記録媒体の画像形成された面とは反対側の面に紫外光を照射する第１の紫外光照射部と、
   前記第１の紫外光照射部による紫外光照射を受けた後に、前記記録媒体の画像形成された面に紫外光を照射する第２の紫外光照射部と、
   を具備することを特徴とする画像形成装置
2. 前記記録媒体保持部は、少なくとも前記記録媒体保持部の一部が紫外光を透過する蒲鉾型曲面部を有することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記記録媒体保持部は、前記記録媒体を搬送する搬送ドラムであり、前記第１の紫外光照射部は、前記搬送ドラムの内側に配置したことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記記録媒体保持部は、ガラス部材、透明樹脂部材又は金属製メッシュ部材の何れか１つからなること特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
5. 前記複数の記録ヘッドのそれぞれのノズル面と、前記第１の紫外光照射部との間に設けられ、前記ノズル面に前記照射源からの紫外光が照射されないように遮光する複数の遮光板を具備することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
6. 前記第１の紫外光照射部は、前記照射源から照射された紫外光を前記記録媒体保持部に保持された前記記録媒体における前記遮光板で遮光されていない部分に誘導する誘導部を具備することを特徴とする、請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記第１の紫外光照射部は、前記照射源から照射された紫外光を前記記録媒体保持部に保持された前記記録媒体における前記遮光板で遮光されていない部分に集光させる集光部を具備することを特徴とする、請求項５または６に記載の画像形成装置。
8. 前記紫外光硬化型インクに、紫外光による硬化特性が異なる複数種類の紫外光硬化型インクが用いられ、
   隣り合う前記遮光板の間に形成され、前記第１の紫外光照射部より前記記録媒体に紫外光が照射される複数の第１紫外光照射領域が設けられ、
   前記複数の第１紫外光照射領域のうち、最も硬化に光量を必要とする紫外光硬化型インクが供給される前記記録ヘッドに前記記録媒体の搬送方向下流側で隣接する第１紫外光照射領域の前記搬送方向の幅が優先して広くなるように、前記複数の遮光板を設けることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１つに記載の画像形成装置。
9. 前記紫外光硬化型インクに、紫外光による硬化特性が異なる複数種類の紫外光硬化型インクが用いられ、
   隣り合う前記遮光板の間に形成され、前記第１の紫外光照射部より前記記録媒体に紫外光が照射される複数の第１紫外光照射領域が設けられ、
   前記第１紫外光照射領域に前記記録媒体の搬送方向上流側で隣接する前記記録ヘッドに供給される紫外光硬化型インクの硬化に必要とされる光量が大きくなるほど、前記複数の第１紫外光照射領域の前記搬送方向の幅が大きくなるように、前記複数の遮光板を設けることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１つに記載の画像形成装置。
10. 前記紫外光硬化型インクに、紫外光による硬化特性が異なる複数種類の紫外光硬化型インクが用いられ、
    隣り合う前記遮光板の間に形成され、前記第１の紫外光照射部より前記記録媒体に紫外光が照射される複数の第１紫外光照射領域が設けられ、
    前記複数の第１紫外光照射領域のうち、最も硬化に光量を必要とする紫外光硬化型インクが供給される前記記録ヘッドに前記記録媒体の搬送方向下流側で隣接する第１紫外光照射領域に最も近接して前記照射源を配置することを特徴とする請求項５乃至９のいずれか１つに記載の画像形成装置。

Images