JP4529522B2 - 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、特に紫外線硬化性インクを吐出して紫外線を照射することによって記録媒体に画像を記録するインクジェット記録装置に関する。

近年、グラビア印刷方式やフレキソ印刷方式などの製版を必要とする方式に比較して、簡便にかつ安価に画像を作成することができるという理由から、インクジェット記録方式による画像記録装置であるインクジェット記録装置が多く用いられるようになってきている。

また、このようなインクジェット記録装置を用いて商品や商品の包装に画像記録を行う分野では、商品や商品の包装に、樹脂や金属などのインク吸収性のない材料を用いることが多い。そして、このようなインク吸収性のない材料を記録媒体として用い、この記録媒体に対してインクを定着させるインクジェット記録装置として、紫外線硬化性インクを用いる紫外線硬化式のインクジェット記録装置が知られている。

一般的に、紫外線硬化式のインクジェット記録装置においては、記録媒体に着弾した紫外線硬化性インクに紫外線を照射することで、紫外線硬化性インクを硬化させ記録媒体に定着させる。この場合、印字部に対する紫外線照射量が少ないと、記録媒体に付着したインクは広がった感じになり、光沢感がでる。反対に紫外線照射量が多いと、記録媒体に付着したインクはあまり広がらず、マット感がでる。

そこで、印字部に照射される紫外線の量を制御することで、印字後のドット感の制御を行い、光沢感あるいはマット感を調整した印字結果を得られるようにしたインクジェット記録装置が知られている（特許文献１）。この記録装置における紫外線照射装置の記録媒体側の開口部にはシャッターが設けられており、その開度を任意に設定することで、印字媒体に対する紫外線の照射光量を制御することが可能となっている。
特開２００４−１３２７号公報

しかし、紫外線硬化性のインクを使用するインクジェット記録装置においては、インクを硬化させる紫外線が印字面以外の部分、例えば記録ヘッドのノズル面へ乱反射し、ノズル面に付着したインクを硬化させてしまい射出不良などの原因となる可能性がある。特に印字直後にインクを硬化させて高画質を得るには、記録ヘッド近くに紫外線照射装置を配置することが必要となってくる。キャリッジには、光トラップなど反射光を吸収又は減衰させる機構が設けられる場合もあるが、すべての反射光を吸収又は減衰させることはできず、微小な反射光は乱反射などにより記録ヘッドのノズル面に到達してしまう。

そこで、記録ヘッドのメンテナンスを行うことによってノズル面に付着したインクを除去することが知られている。ここで、紫外線硬化性インクは、記録媒体の種類を選ばないため、あらゆる記録媒体に印字することができるが、記録媒体によって表面粗さや反射率は異なる。したがって、記録媒体の種類によっては、紫外線照射時間が同じ場合でも、紫外線反射光の前記記録ヘッドのノズル面に到達する光エネルギー量が大きくなる。したがって、常にメンテナンス間隔を同一としたのでは、反射光の光エネルギー量が多い記録媒体にとってはメンテナンス間隔が長すぎるという問題があった。

特に、カチオン硬化性インクでは、光エネルギーを蓄積させるという特徴があることから、わずかな光エネルギー量であっても時間の経過と共に蓄積され、最終的にはインクが硬化してしまう。また、一度硬化したインクはメンテナンスによって除去することはできない。したがって、紫外線照射時間が一定時間以上となる前にメンテナンスを行う必要がある。

しかし、その一方で、すべての記録媒体についてメンテナンス間隔を短くすると、メンテナンスが頻繁に行われ、メンテナンスに多くの時間が費やされることから、インクジェット記録装置による記録媒体への印字率が落ちてしまうという問題がある。また、メンテナンスによってインクが消費されるため、あまり頻繁にメンテナンスを行うと、無駄なインクの消費が多くなるという問題があった。

そこで、本発明は、入力部に入力した記録媒体の種類に応じて適切なメンテナンス間隔を選択させ、それに従ってヘッドメンテナンスを行うことで、ノズル面のインク硬化を効果的に防止することができるインクジェット記録装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、紫外線硬化性インクを記録媒体に向けて吐出する記録ヘッド及び前記記録媒体に着弾したインクに対して紫外線を照射してインクを硬化させる紫外線照射装置とを有するキャリッジと、前記記録ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンスユニットと、記録媒体の種類を入力する入力部と、前記記録媒体の種類とメンテナンス間隔とを対応づけて記憶する記憶部と、前記入力部に入力された記録媒体の種類によってメンテナンス間隔を選択し、このメンテナンス間隔に従ってメンテナンス動作をさせるように前記メンテナンスユニットを制御する制御部と、を備え、前記メンテナンス間隔は、前記記録媒体による紫外線反射光が記録ヘッドのノズル面に到達する光エネルギー量に応じて決定されることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ユーザーが入力部に記録媒体の種類を入力すると、制御部はその記録媒体の種類に対応したメンテナンス間隔を記憶部から選択する。記憶部には、予め記録媒体の種類とメンテナンス間隔とが対応づけて記憶されており、これによって記録媒体の種類を入力するのみで、その記録媒体の種類に応じた最適なメンテナンス間隔が選択される。こうしてメンテナンス間隔が選択されると、制御部はそのメンテナンス間隔に従ってメンテナンス動作を開始する。また、ユーザーが入力部に別の記録媒体の種類を入力すると、制御部はその別の記録媒体の種類に対応したメンテナンス間隔を記憶部から新たに選択し、制御部は新たに選択されたメンテナンス間隔に従ってメンテナンス動作を開始する。こうして、記録媒体の種類が異なる場合でも、ユーザーがその記録媒体の種類を入力部に入力するのみで、常に最適なメンテナンス間隔によるメンテナンスを行うようにすることができる。

また、メンテナンス間隔が各種の記録媒体による紫外線反射光が記録ヘッドのノズル面に到達する光エネルギー量によって決定されるので、光エネルギー量の多い記録媒体、つまりノズル面のインクを硬化させやすい記録媒体については短いメンテナンス間隔を選択させ、反対に光エネルギー量が少ない記録媒体、つまりノズル面のインクを硬化させにくい記録媒体については、比較的長いメンテナンス間隔を選択させることができる。こうして、記録媒体ごとの紫外線反射光の光エネルギー量に応じた最適なメンテナンス間隔を選択することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェット記録装置であって、前記メンテナンス間隔は、前記光エネルギー量が多いほど短いことを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、紫外線反射光の記録ヘッドのノズル面に到達する光エネルギー量が多い記録媒体についてはメンテンス間隔を短くすることにより、ノズル面のインクを硬化させやすい記録媒体についてはメンテナンスが頻繁に行われることとなり、ノズル面のインク硬化が効果的に防止される。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置であって、前記メンテナンス間隔は、前記光エネルギー量が１ｍＪ／ｃｍ²となるまでの時間で設定されていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明によれば、紫外線反射光の記録ヘッドのノズル面に到達する光エネルギー量が１ｍＪ／ｃｍ²となった場合にメンテナンス動作に移行するので、ノズル面のインク硬化が開始される前にメンテナンスを行うことができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置であって、前記制御部は、前記紫外線照射装置による紫外線照射時間をカウントすることによって前記メンテナンス間隔をとることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、メンテナンス間隔は紫外線照射時間をカウントすることから、ノズル面に付着したインクに対する紫外線の照射時間が一定時間以上となってインクが硬化する前に、メンテナンスユニットをメンテナンス動作に移行させることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置であって、前記メンテナンスユニットは、吸引キャップ及びインク吸収装置を備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、記録ヘッドのノズル面に付着したインクの吸引及び吸収によって、ノズル面に付着したインクを除去することができるため、ノズル面におけるインク硬化を防止することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置であって、前記記録ヘッドはシリアル方式の記録ヘッドであることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、シリアル方式であるインクジェット記録装置を用いながら、請求項１〜５と同様の作用を奏することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置であって、前記記録ヘッドはライン方式の記録ヘッドであることを特徴とする。

請求項７に記載の発明によれば、ライン方式であるインクジェット記録装置を用いながら、請求項１〜５と同様の作用を奏することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置であって、前記紫外線照射装置における紫外線光源として、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、熱陰極管、冷陰極管、ＬＥＤのうちいずれか一つが用いられていることを特徴とする。

請求項８に記載の発明のように、紫外線照射装置における紫外線光源として、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、熱陰極管、冷陰極管、ＬＥＤ、無電極ランプ、エキシマランプ、低圧水銀ランプのうちいずれか一つが用いられていれば、請求項１〜７のいずれか一項に記載の発明と同等の作用を奏する。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置であって、２５℃において粘度が１０〜５０ｍＰａ・ｓであり、表面張力が２０〜４０ｍＮ／ｍである前記インクを使用することを特徴とする。

請求項９に記載の発明によれば、前記インクジェット記録装置は、２５℃において粘度が１０から５０ｍＰａ・ｓであって、表面張力が２０から４０ｍＮ／ｍである前記インクを用いることができる。

請求項１に記載の発明によれば、印字される記録媒体の種類に応じて最適なメンテナンス間隔が選択されるため、ノズル面のインク硬化を効果的に防止することができる。
これにより、インクを硬化させる紫外線が印字面以外の部分、例えば記録ヘッドのノズル面へ乱反射した場合でも、ノズル面に付着したインクが硬化する前にメンテナンスを行い、ノズルの射出不良などを防止することができる。また、記録ヘッド近くに紫外線照射装置が配置されている場合でも、ノズル面のインク硬化を未然に防止することができる。
また、紫外線硬化性インクは記録媒体の種類を選ばず印字することができるが、こうしたあらゆる種類の記録媒体において高画質を得ることが可能となる。
特に、カチオン硬化性インクは時間と共に光エネルギーを蓄積して最終的には硬化し、一度硬化したインクはメンテナンスによって除去することはできないが、このように適切なメンテナンス間隔を選択させることによって、ノズル面のインクが硬化する前にメンテナンスを行うことができる。
また一方で、インクを硬化させにくい記録媒体についてはメンテナンス間隔を長くすることによって、無駄なインクの消費を最小限に止めると共に、メンテナンスに費やされる時間を短縮して、インクジェット記録装置による印字率を高めることもできる。

また、光エネルギー量を基準としてメンテナンス間隔を変更させるので、光エネルギー量が多くインクを硬化させやすい記録媒体については短いメンテナンス間隔を選択させることで、ノズル面のインク硬化を効果的に防止することができる。また、光エネルギー量が少なくインクを硬化させにくい記録媒体については長いメンテナンス間隔を選択させることで、無駄なインクの消費を抑え、メンテナンス回数を抑えてインクジェット記録装置による印字率を高めることができる。

請求項２に記載の発明によれば、反射光の光エネルギー量が多い記録媒体ほどメンテナンス間隔を短くするため、ノズル面のインク硬化を効果的に防止して、常に高画質を得ることができる。

請求項３に記載の発明によれば、メンテナンスに移行する光エネルギー量を規定しているため、ノズル面のインクが硬化し始める前にメンテナンスを行うことにより、インク硬化を防止して、常に高画質を得ることができる。

請求項４に記載の発明によれば、ノズル面に付着したインクに対する紫外線の照射時間が一定時間以上となってインクが硬化する前にメンテナンス動作に移行するよう、メンテナンス間隔を適切に選択させることによって、ノズル面のインク硬化を効果的に防止することができる。

請求項５に記載の発明によれば、ノズル面のインクの吸引及び吸収というメンテナンスによってノズル面のインク硬化が防止されることにより、記録ヘッドのノズル欠をなくし、常に安定した高画質を得ることができる。

請求項６に記載の発明によれば、シリアル方式であるインクジェット記録装置を用いながら、請求項１〜５と同様の効果を得ることができる。

請求項７に記載の発明によれば、ライン方式であるインクジェット記録装置を用いながら、請求項１〜５と同様の効果を得ることができる。

請求項８に記載の発明によれば、紫外線照射装置における紫外線光源として、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、熱陰極管、冷陰極管、ＬＥＤ、無電極ランプ、エキシマランプ、低圧水銀ランプのうちいずれか一つを用いながら、請求項１〜７と同様の効果を得ることができる。

請求項９に記載の発明によれば、前記インクジェット記録装置において、２５℃において粘度が１０から５０ｍＰａ・ｓであって、表面張力が２０から４０ｍＮ／ｍである前記インクを用いることができるので、インクジェット記録装置で幅広い記録媒体の記録面に画像を記録することができるという効果を得ることができる。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではない。

本実施形態のインクジェット記録装置１は筐体（図示せず）を備えており、その筐体内部には、図１に示すように左右方向に延在するガイドレール２が配設されている。ガイドレール２にはキャリッジ３が支持されており、キャリッジ３は図示しないキャリッジ駆動源３１（図２参照）の動力によりガイドレール２上の所定の範囲を主走査方向Ａに移動自在とされている。

キャリッジ３には、記録ヘッド４がその長手方向が副走査方向に平行となるように配置され、記録ヘッド４のノズル面４１が記録媒体に対向するように配置されている。ノズル４２の吐出口からは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）のいずれか一色の紫外線硬化性インクが記録媒体に対して吐出される。

なお、本実施形態のインクジェット記録装置１はシリアル方式であるが、本発明においてはライン方式であってもよい。ここで、シリアル方式とは、記録ヘッドを搭載したキャリッジを主走査方向Ａに往復させながら記録ヘッド吐出口より記録媒体にインクを吐出して画像を記録する方式をいい、ライン方式とは、複数の記録ヘッドを主走査方向Ａに配列し、記録ヘッド直下を記録媒体が通過する際に記録媒体にインクを吐出して画像を記録する方式をいう。

キャリッジ３の左右両端には、紫外線を照射するための紫外線照射装置１０が搭載されている。一方の紫外線照射装置１０は、左端に位置した記録ヘッド４の更に左側に配置され、他方の紫外線照射装置１０は、右端に位置した記録ヘッド４の更に右側に配置されている。紫外線照射装置１０の内部には複数の紫外線光源が設けられており、紫外線光源は、紫外線を放射状に照射するものであり、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、熱陰極管、冷陰極管、ＬＥＤ、無電極ランプ、エキシマランプ、低圧水銀ランプのうち、少なくともいずれか一つを適用することが好ましい。

キャリッジ３の走査範囲のうち中央部分は、記録媒体に記録を行う記録領域Ｙとされている。

記録領域Ｙには、キャリッジ３の下方に位置する平板状のプラテン５が設けられている。プラテン５は、記録ヘッド４により記録が行われる記録媒体を下から平坦状に支持するものである。筐体内部には、記録媒体Ｐを副走査方向に搬送するための記録媒体搬送機構９（図２参照）が設けられている。インクジェット記録装置１は、その筐体背面に記録媒体を筐体内部に送り込むためのスリット状の搬入口（図示せず）を備えるが、記録媒体はその搬入口から送り込まれると、筐体内部に配設された記録媒体搬送機構９によってプラテン５に支持され、その状態で筐体内部を副走査方向に通過し、筐体外部に搬出されるようになっている。

プラテン５の走査方向Ａの左側は、画像記録を行っていないときに記録ヘッド４を待機させるホームポジション領域Ｘとされている。

ホームポジション領域Ｘには、遮光ユニット７が設けられている。遮光ユニット７には、非画像記録時に記録ヘッド４のノズル面４１に光、特に紫外線が当たらないように遮光保護するための遮光キャップ７１が記録ヘッド４に対応する数だけ設けられている。
また、遮光ユニット７には、遮光ユニット７を上下に移動させる図示しない遮光ユニット移動機構が備えられている。

プラテン５の走査方向Ａの右側は、キャリッジ３に搭載された複数の記録ヘッド４をメンテナンスするためのメンテナンス領域Ｚとされており、ここにはメンテナンスユニット６が設けられている。

メンテナンスユニット６には、キャリッジ３がメンテナンス領域Ｚに移動した際に記録ヘッド４に対向する位置に、記録ヘッド４のノズル面４１を覆うキャップ部材としての吸引キャップ６１が、記録ヘッド４に対応する数だけ設けられている。吸引キャップ６１の底面には、吸引キャップ６１の内側に連通するインク連通管６６が設けられている。このインク連通管６６の中途には、吸引装置である吸引ポンプ６４が設けられており、インク連通管６６の下端には、吸引したインクを受ける廃インクタンク６５が設けられている。

また、メンテナンスユニット６には、吸引キャップ６１に隣接して記録ヘッド４のノズル４２に残留するインクを吸い取るインク吸収装置６２が設けられている。インク吸収装置６２は、長尺のシート状のインク吸収体８を巻回する送り出しロール軸８１と巻き取りロール軸８２とを備えており、図示しないロール軸駆動機構を駆動して巻き取りロール軸８２を回転駆動させることにより、送り出しロール軸８１から送り出されたインク吸収体８を巻き取りロール軸８２に巻き取るようになっている。送り出しロール軸８１と巻き取りロール軸８２との間であってインク吸収体８の下面側には、インク吸収体８を下面側から約３０℃〜６０℃に加熱するヒータが配置されており、巻き取りロール軸８２の一側には、例えば、ＬＥＤなどからなりインク吸収体８に対して紫外線を照射する紫外線照射部２０が配設されている。

また、メンテナンスユニット６には、メンテナンスユニット６を上下に移動させる図示しないメンテナンスユニット移動機構が備えられている。

次に、図２を参照しつつ本実施の形態における制御部１００について説明する。

図２に示すように、インクジェット記録装置１は、各種処理を実行する制御部１００を備えている。制御部１００には、キャリッジ駆動源３１、記録媒体搬送機構９、記録ヘッド４、紫外線照射装置１０、メンテナンスユニット６が、それぞれインターフェース（図示せず）を介して接続されており、制御部１００は上記各構成部をそれぞれ駆動制御するようになっている。

制御部１００は、キャリッジ３を主走査方向Ａに往復駆動させるようにキャリッジ駆動源３１を制御するようになっている。画像記録時には、記録媒体を副走査方向に搬送させるよう記録媒体搬送機構９を制御し、所定の画像記録情報に基づいて記録ヘッド４の吐出口から所要の色のインクを吐出させるように記録ヘッド４を制御する。そして、記録媒体上に着弾したインクに対して紫外線を照射させるように紫外線照射装置１０を制御すると共に、紫外線照射装置１０による紫外線照射時間をカウントする。また、制御部１００は、メンテナンス間隔を選択し、選択したメンテナンス間隔に従ってメンテナンス動作を開始させるよう、メンテナンスユニット６を制御するようになっている。

また、インクジェット記録装置１は、制御、判断など各種処理用の各種プログラムや、各種データが格納されたＲＯＭ及び各種処理における作業領域や各種処理によって生成されたデータを一時的に記憶するＲＡＭによって構成される記憶部１０１を備えている。

記憶部１０１には、記録媒体の種類に対応づけられたメンテナンス間隔が予め記憶されている。このメンテナンス間隔は、各種の記録媒体における紫外線反射光の記録ヘッド４のノズル面４１に到達する光エネルギー量によって決定される。

ここで、各種の記録媒体の紫外線反射光の光エネルギー量は、ＵＶラベル（日油技研工業株式会社製：紫外線インジケータＵＶラベル 品種：Ｓ）によって把握することができる。図４に示すように、ＵＶラベルは、照射される紫外線量が増加するにつれて、ＵＶラベルの色の濃度が高くなるという特性を有する。このＵＶラベルを記録ヘッド４のノズル面４１に貼り付け、各種の記録媒体について、一定時間動作後におけるＵＶラベルの濃度変化を測定する。

図５は、記録媒体ごとに一定時間におけるＵＶラベルの濃度変化を測定した結果を示すものである。一般に、ＰＥＴフィルムなど表面粗さが小さい記録媒体においては紫外線が正反射しやすく、上質紙、アルミホイル、コート紙など表面に凸凹がある記録媒体においては紫外線が乱反射しやすい。また、紫外線が記録媒体の表面において乱反射する場合は、正反射する場合に比べると、紫外線反射光が印字面以外の部分（記録ヘッド４のノズル面４１など）に到達しやすくなる。したがって図５に示すとおり、ＰＥＴフィルムの場合の濃度変化は小さく、上質紙、アルミホイル、コート紙などの場合の濃度変化は大きくなっている。

本実施形態においては、これらの結果に基づき、ＵＶラベルの濃度が０．２５Ｄｅｎ、すなわち光量換算すると光エネルギー量が１ｍＪ／ｃｍ²に達するまでの時間を、各種の記録媒体のメンテナンス間隔として記憶部に記憶している。なお、光エネルギー量が１ｍＪ／ｃｍ²以上となる前にメンテナンス動作に移行すれば、ノズル面４１のインクが硬化し始める前にメンテナンスを行い、ノズル面４１のインクを除去することができる。

ここで、記録ヘッド４のノズル面４１に到達する紫外線反射光の光エネルギー量が多い記録媒体ほど、ノズル面４１のインク硬化をおこしやすいが、かかる記録媒体については一定時間におけるＵＶラベルの濃度が高く、光エネルギー量が１ｍＪ／ｃｍ²に達するまでの時間は短くなる。反対に、紫外線反射光の光エネルギー量が少ない記録媒体については、一定時間におけるＵＶラベルの濃度が低く、光エネルギー量が１ｍＪ／ｃｍ²以上に達するまでの時間は長くなる。

そこで、本実施形態においては、記録ヘッド４のノズル面４１に到達する紫外線反射光の光エネルギー量が多い記録媒体については短いメンテナンス間隔が、光エネルギー量が少ない記録媒体については長いメンテナンス間隔が対応づけられて記憶部１０１に記憶されている。

また、インクジェット記録装置１は、操作入力やデータや情報の入力を行うキーボードや操作パネルなどを有する入力部１１０を備えている。入力部１１０は、ユーザーによって記録媒体の種類を入力することができるように構成され、本実施形態においては、紫外線反射光の光エネルギー量の値が近似する記録媒体をカテゴリー化し、操作パネル上のボタンによって選択できるようにされている。またこの他に、記録媒体名をキーボードによって入力させてからいずれのカテゴリーに当てはまるか制御部１００に判別させ、その上でメンテナンス間隔を選択できるようにすることもできる。

ここで、本実施形態に用いられるインクについて説明する。インクを硬化させる際、インクに含まれる重合性化合物を重合反応させるが、本実施形態におけるインクは重合性化合物として活性化エネルギー線硬化性化合物を含んでおり、重合反応を開始させる活性化エネルギーとして紫外線を使用した紫外線硬化性インクである。

紫外線硬化性インクには、重合性化合物として、ラジカル重合性化合物を含むラジカル硬化性インクとカチオン重合性化合物を含むカチオン硬化性インクとに大別されるが、どちらのインクも本実施の形態に用いられるインクとして適用可能であり、ラジカル硬化性インクとカチオン硬化性インクとを複合させたハイブリッド型インクを本実施の形態に用いられるインクとして適用してもよい。

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硬化性インクのほうが機能性・汎用性に優れるため、本実施の形態では、特に、カチオン硬化性インクを用いている。本実施の形態に用いられるカチオン硬化性インクは、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などのカチオン重合性化合物と、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。

また、本実施形態におけるインクの粘度は、２５℃において１０〜５０ｍＰａ・ｓで表面張力は２０〜４０ｍＮ／ｍであり、いわゆる粘性が高く、濡れ性が悪いインクである。

また、本実施の形態に用いられる記録媒体としては、通常のインクジェット記録装置１に適用される普通紙、再生紙、光沢紙などの各種紙、各種布地、各種不織布、樹脂、金属、ガラスなどの材質からなるものが適用可能である。また、記録媒体の形態としては、ロール状、カットシート状、板状などが適用可能である。

さらに、本実施の形態に用いられる記録媒体として、樹脂によって表面を被覆した各種紙、顔料を含むフィルム、発泡フィルムなどの不透明な公知の記録媒体を適用することも可能である。

次に、以上のように構成されたインクジェット記録装置１の動作について、図３を参照して説明する。

まず、本実施の形態に係るインクジェット記録装置１は、電源をオン状態とすると、紫外線照射装置１０の紫外線光源が点灯状態となる。また、本実施の形態の紫外線光源は、電源をオフ状態とするまで常に点灯状態を保つようになっている。

制御部１００に所定の画像記録情報が入力されると、インクジェット記録装置１は画像記録を開始する。画像記録時には、制御部１００は、記録ヘッド４及び紫外線照射装置１０を搭載したキャリッジ３を駆動させることにより記録ヘッド４及び紫外線照射装置１０を主走査方向Ａに往復駆動させるとともに、記録媒体搬送機構９により記録媒体を副走査方向に搬送させながら、所定の画像記録情報に基づいて記録ヘッド４の吐出口から所要の色のインクを吐出させる。そして、記録ヘッド４の吐出口から吐出されたインクが記録媒体の上に着弾し、この着弾したインクに対して紫外線照射装置１０から紫外線照射が行われることによりインクが硬化され、記録媒体に画像が記録される。

次に、インクジェット記録装置１において行われるメンテナンス処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。

まず、ユーザーによって、入力部１１０に記録媒体の種類が入力される（ステップＳ１）。

入力部１１０に記録媒体の種類が入力されると、制御部１００は、キャリッジ３が記録領域Ｙ又はホームポジション領域Ｘにある状態で、入力された記録媒体の種類に対応するメンテナンス間隔を記憶部１０１から選択する（ステップＳ２）。
すなわち、制御部１００は、紫外線反射光のエネルギー量が多いカテゴリーの記録媒体については短いメンテナンス間隔を、紫外線反射光のエネルギー量が少ないカテゴリーの記録媒体については長いメンテナンス間隔を選択する。
また、予め記憶部に記憶されていない記録媒体名がキーボードなどにより入力部１１０に入力された場合には、制御部１００は紫外線反射光の光エネルギー量が最も多い記録媒体のカテゴリーに対応する最も短いメンテナンス間隔を選択する。

制御部１００は、紫外線照射装置１０の光源による紫外線照射の累積時間をカウントしており、この累積時間が選択されたメンテナンス間隔の時間を経過したか否かを判断する（ステップＳ３）。そして、制御部１００は、紫外線照射時間が選択されたメンテナンス間隔の時間を経過したと判断すると、記録ヘッド４及び紫外線照射装置１０を備えたキャリッジ３をメンテナンス領域Ｚへ移動させる。

記録ヘッド４がメンテナンス領域Ｚに到達すると、制御部１００はメンテナンスユニット６にメンテナンス動作を開始させる（ステップＳ４）。

記録ヘッド４が吸引キャップ６１の位置まで移動すると、制御部１００はメンテナンスユニット６を上昇させる。これにより、メンテナンスユニット６に設けられた吸引キャップ６１が記録ヘッド４のノズル面４１を覆って密閉する。さらに、制御部１００が吸引ポンプ６４を作動させて吸引キャップ６１の内部に負圧をかけ、ノズル４２内のインクを吸引する。吸収されたインクはインク連通管６６を通じて廃インクタンク６５に送られて蓄えられる。吸引終了後、制御部１００は、メンテナンスユニット６を下降させ、ノズル４２のノズル面４１から吸引キャップ６１を離間させる。

次に、記録ヘッド４がインク吸収装置６２の位置まで移動すると、制御部１００はメンテナンスユニット６を上昇させる。これにより、送り出しロール軸８１と巻き取りロール軸８２に掛け渡されたインク吸収体８がノズル面４１に当接し、ノズル面４１に付着したインクを吸収する。その後、制御部１００がロール軸駆動機構を駆動して巻き取りロール軸８２を回転駆動させることにより、送り出しロール軸８１から送り出されたインク吸収体８を巻き取りロール軸８２に巻き取る。この際、制御部１００は紫外線照射部２０を駆動してインク吸収体８に紫外線を照射し、インク吸収体８に吸収されたインクを硬化させる。最後に、制御部１００はノズル４２からインク吸収体８にインクを空吐出させる。その後、制御部１００はメンテナンスユニット６を下降させ、ノズル面４１からインク吸収体８を離間させる。

以上により、記録ヘッド４のメンテナンス処理は終了し、制御部１００はキャリッジ３をホームポジション領域Ｘに移動させる。

メンテナンス処理が終了すると、制御部１００は再び紫外線照射時間をカウントし、紫外線照射時間が選択されたメンテナンス間隔の時間を超えると、上記と同様にメンテナンス動作を開始させる。

また、ユーザーにより入力部１１０において異なる種類の記録媒体が入力されると、それに対応するメンテナンス間隔が記憶部１０１から選択され、新しく選択されたメンテナンス間隔に従って、上記と同様にメンテナンスユニット６が制御される。

以上述べたように、本発明によれば、予め記録媒体の種類に応じたメンテナンス間隔を記憶させておくので、ユーザーは記録媒体の種類を入力するのみで適切なメンテナンス間隔が選択される。また、メンテナンス間隔は紫外線反射光が記録ヘッドのノズル面４１に到達する光エネルギー量によって決定されているので、光エネルギー量に応じた最適なメンテナンス間隔を選択させることができる。すなわち、光エネルギー量の多い記録媒体、つまりノズル面４１のインクを硬化させやすい記録媒体については短いメンテナンス間隔を選択させることで、ノズル面４１のインク硬化を効果的に防止することができる。また、光エネルギー量が少ない記録媒体、つまりノズル面４１のインクを硬化させにくい記録媒体については比較的長いメンテナンス間隔を選択させることで、無駄なインクの消費を最小限に止めると共に、インクジェット記憶装置の生産性を高めることができる。このように、記録媒体の種類によってメンテナンス間隔を変更することで、インク硬化を防止しつつ無駄なインクの消費を抑えることのできる、最適なメンテナンスを行うことが可能となる。特にカチオン硬化性インクには光エネルギーを蓄積させるという特徴があることから、微量な光量でも時間により蓄積され、最終的には硬化してしまい、また、一度硬化したインクはメンテナンスによって除去することはできない。しかし、このように適切なメンテナンス間隔を選択させることによって、ノズル面４１のインクが硬化する前にメンテナンスを行い、インク硬化を未然に防止することができる。

特に紫外線硬化性インクは、記録媒体の種類を選ばず印字することができるが、このように印字される記録媒体の種類に応じてメンテナンス間隔を選択し、ノズル面４１のインク硬化を最適に防止することで、こうしたあらゆる種類の記録媒体において高画質を得ることが可能となる。

本発明に係るインクジェット記録装置を模式的に示す正面図である。 本発明に係るインクジェット記録装置の制御部の構成を示すブロック図である。 本発明に係るインクジェット記録装置におけるメンテナンス処理を示すフローチャートである。 紫外線量とＵＶラベルの濃度変化との関係を示すグラフである。 紫外線反射光が記録ヘッドのノズル面に到達する光エネルギー量を記録媒体ごとに示すグラフである。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
２ ガイドレール
３ キャリッジ
３１ キャリッジ駆動機構
４ 記録ヘッド
５ プラテン
６ メンテナンスユニット
６１ 吸引キャップ
６２ インク吸引装置
７ 遮光ユニット
８ インク吸収体
８１ 第１のロール軸
８２ 第２のロール軸
８３ ヒータ
９ 記録媒体搬送機構
１０ 紫外線照射装置
２０ 紫外線照射部
１００ 制御部
１０１ 記憶部
１１０ 入力部
Ａ 走査方向
Ｘ ホームポジション領域
Ｙ 記録領域
Ｚ メンテナンス領域

Claims (9)

1. 紫外線硬化性インクを記録媒体に向けて吐出する記録ヘッド及び前記記録媒体に着弾したインクに対して紫外線を照射してインクを硬化させる紫外線照射装置を有するキャリッジと、
   前記記録ヘッドのメンテナンスを行うメンテナンスユニットと、
   記録媒体の種類を入力する入力部と、
   前記記録媒体の種類とメンテナンス間隔とを対応づけて記憶する記憶部と、
   前記入力部に入力された記録媒体の種類によってメンテナンス間隔を選択し、このメンテナンス間隔に従ってメンテナンス動作をさせるように前記メンテナンスユニットを制御する制御部と、
   を備え、
   前記メンテナンス間隔は、前記記録媒体による紫外線反射光が記録ヘッドのノズル面に到達する光エネルギー量に応じて決定されることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記メンテナンス間隔は、前記光エネルギー量が多いほど短い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. 前記メンテナンス間隔は、前記光エネルギー量が１ｍＪ／ｃｍ²となるまでの時間で設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記制御部は、前記紫外線照射装置による紫外線照射時間をカウントすることによって前記メンテナンス間隔をとることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記メンテナンスユニットは、吸引キャップ及びインク吸収装置を備え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インクジェット記録装置。
6. 前記記録ヘッドはシリアル方式の記録ヘッドであ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インクジェット記録装置。
7. 前記記録ヘッドはライン方式の記録ヘッドであ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インクジェット記録装置。
8. 前記紫外線照射装置における紫外線光源として、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、熱陰極管、冷陰極管、ＬＥＤのうちいずれか一つが用いられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
9. ２５℃において粘度が１０〜５０ｍＰａ・ｓであり、表面張力が２０〜４０ｍＮ／ｍである前記インクを使用することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。

Images