JP4534680B2 - 画像記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像記録装置に係り、特に、紫外線硬化性インクを用いたインクジェット方式による画像記録装置に関する。

従来から、種々の記録媒体に対して高精細に記録可能な記録装置として、インクジェット方式を用いた画像記録装置が広く知られている。インクジェット方式の画像記録装置では、記録ヘッドのノズルから、記録ヘッドに対向するように配置された記録媒体に対してインクを吐出して着弾させることで記録媒体上に画像を記録する。

このような画像記録装置では、例えば、未硬化や未定着のインクが記録媒体上で滲んだり、他の物で擦られてその物に付着したり記録媒体上で転移してしまったりすることがある。そのため、紫外線硬化性インクを用い、記録媒体上に着弾したインクに紫外線を照射することで、インクジェット方式本来の高精細な画像を形成可能な光照射型の画像記録装置が開発されている（例えば、特許文献１乃至特許文献３等参照）。

インクを硬化・定着させるに際して、画質を大きく左右させる要因は、紫外線硬化型インクの感度、紫外線照射のタイミングおよび光線の波長、強度であり、インクの着弾から時間が経つにつれてドット径、滲みなどの問題が顕著となる。そのため、インクの吐出から紫外線照射までのタイミングは、通常、極力短いほうが好ましく、特許文献１乃至特許文献３に記載されているように、このような画像記録装置では、紫外線照射装置が記録ヘッドのすぐ近くに配置されることが多い。

また、紫外線照射装置が記録ヘッドの直近に配置されることにより、照射装置の光源が記録ヘッドのノズル孔から吐出されたインクのミストで汚染されたり、光源を冷却するために光源の周囲に送風させた気流が記録ヘッド側に漏れ出して、記録ヘッドからのインクの吐出状態やインクの記録媒体への着弾状態に影響を与えることを防止するために、紫外線照射装置の照射面（すなわち、記録媒体側に向いた開口部）に石英ガラス等の保護部材が設けられることもある。
特開昭６０−１３２７６７号公報 特開２００３−１６５２０８号公報 特開２００４−２１７７４８号公報

しかしながら、前記のような画像記録装置では、インクの吐出・着弾状態を安定させる等の目的で、通常、記録ヘッドや紫外線照射装置と記録媒体との間隔が数ミリ間隔に設定される。そのため、記録ヘッド下方の記録媒体が、記録ヘッドや紫外線照射装置とプラテンとの間で詰まる、いわゆるジャムが生じる場合がある。

紫外線照射装置の下方でジャムが生じると、紫外線照射装置の光源の熱により光源や石英ガラスに記録媒体が溶融して付着したり、光源が高温である場合には記録媒体が発火することがある。また、記録媒体上の未硬化のインクが光源や石英ガラスに付着してしまい、焼きついたりする場合もある。

このようなジャムの発生による紫外線照射装置の光源や石英ガラスの汚染や破損を防止するためには、ジャムが発生しても記録媒体が光源や石英ガラスに直接接触しないようにそれらを保護する部材を紫外線照射装置に設置する必要がある。

一方、このような保護部材を設けると、光源から照射される紫外線がこの保護部材である程度遮られてしまうが、記録媒体に到達してインクを硬化させるための光量は一定量以上に維持されなければならない。そのため、光源の発光量を、このような保護部材を設置しない場合に比べてある程度増加させることになるが、発光量を増やし過ぎると、紫外線照射装置からの発熱量の影響が無視できなくなるという別の問題が生じてくる。

つまり、保護部材で遮られた分の光のエネルギー、すなわち、光エネルギーのロス分は最終的に熱エネルギーに変化し、紫外線照射装置の光源下方に熱として蓄積される。しかし、この熱の影響で、記録媒体に着弾したインクの硬化速度が必要以上に促進されてしまうため、記録画像の光沢等に悪影響が出る。

そこで、本発明は、保護部材を設けてジャムが生じた場合に記録媒体やインクが紫外線照射装置の光源等に接触することを防止し、かつ、その保護部材による遮光に起因する熱の影響を回避可能な画像記録装置を提供することを目的とする。

前記の問題を解決するために、請求項１の画像記録装置は、
記録媒体を支持する記録媒体載置装置と、
前記記録媒体に対してインクを吐出する記録ヘッドと、
前記記録媒体上の前記インクを硬化させるための紫外線を照射する光源を有する紫外線照射装置と、
を備え、
前記紫外線照射装置の照射面側であって前記紫外線照射装置と前記記録媒体との間に、隔壁部がハニカム構造または同心円状の構造で構成された保護部材が設けられていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、記録媒体載置装置上の記録媒体に対して記録ヘッドからインクを吐出し、紫外線照射装置からインクに紫外線を照射してインクを硬化させて画像を記録する画像記録装置において、紫外線照射装置と記録媒体載置装置との間に、隔壁部がハニカム構造または同心円状の構造で構成された保護部材が設けられる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像記録装置において、前記画像記録装置は、前記記録媒体と前記紫外線照射装置とを相対的に移動させる移動手段を有することを特徴とする。

請求項２に記載の発明によれば、例えば、画像記録装置がラインヘッド方式のインクジェットプリンタであれば、記録媒体を搬送方向に搬送する搬送ローラが紫外線照射装置と記録媒体とを相対的に移動させる移動手段となり、例えば、シリアルヘッド方式のインクジェットプリンタであれば、搬送ローラのみならず、紫外線照射装置を主走査方向に移動させる駆動機構が移動手段となる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の画像記録装置において、前記記録媒体載置装置と前記保護部材との距離につき、前記紫外線照射装置の相対移動方向側における保護部材の一端部と前記記録媒体載置装置との間の第１の距離は、前記一端部以外の部分と前記記録媒体載置装置との間の第２の距離より大きくなるように構成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、保護部材が、紫外線照射装置の移動方向上流側での記録媒体載置装置との距離が他の部分での記録媒体載置装置との距離より大きくなるように構成されているから、記録媒体にたわみ等の凹凸があっても、保護部材の下方に進入してくる記録媒体の凹凸を下方に案内しながら吸収して凹凸を平坦化する。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像記録装置において、前記保護部材は、前記紫外線照射装置に取り付けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明によれば、記録媒体に対向する紫外線照射装置下方の照射面に保護部材を取り付ける。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の画像記録装置において、前記保護部材は、前記紫外線照射装置に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする。

請求項５に記載の発明によれば、記録媒体に対向する紫外線照射装置下方の照射面に取り付けられる保護部材が、紫外線照射装置に対して着脱可能とされている。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の画像記録装置において、前記紫外線照射装置は、ハウジングと前記ハウジングの照射面に設けられた石英ガラスとを備えることを特徴とする。

請求項６に記載の発明によれば、紫外線照射装置はハウジングを備え、記録媒体に対向するハウジングの照射面に石英ガラスが取り付けられる。

請求項１に記載の発明によれば、記録媒体載置装置上の記録媒体に対して記録ヘッドからインクを吐出し、紫外線照射装置からインクに紫外線を照射してインクを硬化させて画像を記録する画像記録装置において、紫外線照射装置と記録媒体載置装置との間に、隔壁部がハニカム構造または同心円状の構造で構成された保護部材を設けた。そのため、まず、紫外線照射装置の下方に保護部材が設けたことで、紫外線照射装置の下方でジャムが発生しても、保護部材がプラテン側にジャムが効果的に押し付けられ、紫外線照射装置の光源や石英ガラスに記録媒体やその表面上の未硬化のインクが接触することを有効に阻止することができる。

また、そのため、紫外線照射装置の光源の熱により光源等に記録媒体が溶融して付着したり、光源が高温である場合には記録媒体が発火したり、或いは、記録媒体上の未硬化のインクが光源等に付着し、焼きついたりする事態を回避することが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、例えば、記録媒体を搬送方向に搬送する搬送ローラや紫外線照射装置を主走査方向に移動させる駆動機構が紫外線照射装置と記録媒体とを相対的に移動させる移動手段となる。また、位置固定された記録媒体に対して紫外線照射装置を移動させる場合も、紫外線照射装置の移動装置が移動手段となる。記録媒体のジャムは紫外線照射装置と記録媒体とが相対的に移動するところで生じるから、このような移動手段を備えた画像記録装置において前記請求項１に記載の発明の効果がより有効に発揮される。

請求項３に記載の発明によれば、保護部材が、紫外線照射装置の移動方向上流側での記録媒体載置装置との距離が他の部分での記録媒体載置装置との距離より大きくなるように構成されているから、記録媒体にたわみ等の凹凸があっても、保護部材の下方に進入してくる記録媒体の凹凸を下方に案内しながら吸収して凹凸を平坦化する。そのため、前記各請求項に記載の発明の効果に加え、このような保護部材により、ジャムの発生を低減し抑制することが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、記録媒体に対向する紫外線照射装置下方の照射面に保護部材を取り付けるため、前記各請求項に記載の発明の効果に加え、保護部材が紫外線照射装置の動きに的確に連動して移動することが可能となり、紫外線照射装置を保護する保護部材の機能を効果的に発揮させることができると同時に、紫外線照射装置が保護部材を保持するため、保護部材を保持、移動させるための装置が必要なくなり、装置をよりコンパクトなものにすることが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、記録媒体に対向する紫外線照射装置下方の照射面に取り付けられる保護部材が、紫外線照射装置に対して着脱可能とされているため、前記各請求項に記載の発明の効果に加え、保護部材にインク等が付着して、紫外線の照射を低減させるような場合に、保護部材を交換することが可能となる。

請求項６に記載の発明によれば、紫外線照射装置はハウジングを備え、記録媒体に対向するハウジングの照射面に石英ガラスが取り付けられる。そのため、前記各請求項に記載の発明の効果に加え、ハウジングの照射面に設けた石英ガラスにより、ジャムを生じた記録媒体やその表面上の未硬化のインクが直接光源等に接触することを確実に防止することができる。また、特に高温になる光源では、ファン等を用いてハウジング内を空冷することがあるが、照射面に石英ガラスを設けることでその際の気流が記録ヘッド下方に流れ出して、記録ヘッドから吐出されるインクの着弾が阻害されることをも防止することが可能となる。

以下、本発明に係る画像記録装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る画像記録装置を示す斜視図であり、図２は、図１の画像記録装置のキャリッジ部分の模式図である。ただし、キャリッジ９に搭載される記録ヘッド１０は、図１では８個示しているが、図２では省略して４個を示す。

本実施形態では、画像記録装置１は、シリアルヘッド方式のインクジェットプリンタであり、支持台２に下方から支持された記録部３を備えている。

記録部３には、画像等が記録される記録媒体Ｐを裏面側から支持する記録媒体載置装置としての略平板状のプラテン４が水平方向に配設されており、プラテン４の両端部外側はそれぞれ、ノズルの乾燥を防止する図示しないキャップが設けられたホームポジション部５およびメンテナンスユニット６が設けられたメンテナンス部７とされている。プラテン４の記録媒体Ｐの進行方向（すなわち、副走査方向。図１では矢印Ｙ方向）上流側および下流側には、記録媒体Ｐを搬送するための図示しない搬送ローラがそれぞれ配設されている。

プラテン４の上方には、棒状のガイドレール８がプラテン４に平行で副走査方向に直交する方向（すなわち、主走査方向。図１では矢印Ｘ方向）に延設されており、ガイドレール８には、図示しない駆動機構によりガイドレール８に沿って主走査方向に往復移動自在とされたキャリッジ９が支持されている。

キャリッジ９には、記録ヘッド１０が搭載されており、記録ヘッド１０は、ガイドレール８に沿ったキャリッジ９の主走査方向の往復移動にあわせて記録媒体Ｐ上を走査するように構成されている。記録ヘッド１０の底面であるノズル面１１には、プラテン４に支持された記録媒体Ｐに対してインクを吐出する図示しない複数のノズルが設けられている。

記録ヘッド１０は、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインクに対応して複数設けられており、本実施形態では、図１に示したように、ＹＭＣＫに対応する４個の記録ヘッド１０が主走査方向に２組並列に設けられている。

本実施形態の画像記録装置１は、キャリッジ９に搭載された記録ヘッド１０の双方向走査で前記２組の記録ヘッド１０のノズルからインクを吐出して記録を行うようになっている。キャリッジ９には、記録ヘッド１０に供給する各色のインクを貯留するための図示しない複数のサブインクタンクが搭載されており、それぞれのサブインクタンクには、各色のインクを貯蔵するインクタンク１２からインクを供給するフレキシブルな供給管１３がそれぞれ連結されている。

ここで、本実施形態に用いられるインクは、紫外線硬化性インクであり、光重合性化合物としてカチオン重合性化合物またはラジカル重合性化合物を含むカチオン硬化性インクまたはラジカル硬化性インクが好ましく用いられる。両者を複合させたハイブリッド型インクを用いることも可能である。

特に、カチオン硬化性インクは、酸素による重合反応の阻害が少ない又はないため、空気中で記録動作を行う本実施形態のような画像記録装置には適しており、相対的低エネルギーの光源が使える等、機能性および汎用性に優れている。本実施形態に用いられるカチオン硬化性インクは、具体的には、少なくともオキセタン化合物やエポキシ化合物、ビニルエーテル化合物等のカチオン重合性化合物と、光カチオン重合開始剤と、色材とを含む混合物であり、紫外線が照射されると重合して硬化する性質を具備するものである。本実施形態では、カチオン重合性インクを例示しているが、本発明においてはラジカル重合性インクや上述のハイブリッド型インクを用いることもできる。

キャリッジ９の移動方向前端部および後端部には、記録ヘッド１０のノズルから吐出され記録媒体Ｐに着弾したインクを硬化させるための紫外線を発光する光源１４（図２参照）を備えた紫外線照射装置１５がそれぞれ配設されている。本実施形態では、光源１４として、高圧水銀ランプが用いられているが、この他にも、例えば、低圧水銀ランプや冷陰極殺菌ランプ、熱陰極殺菌ランプ、無電極ランプ、エキシマランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の種々の光源を用いることが可能であり、光源１４を紫外線照射装置内に複数設けることも可能である。

なお、紫外線照射装置１５は、前記のように、キャリッジ９に取り付けられ、記録媒体上をキャリッジ９とともに前記ガイドレール８に沿って主走査方向に往復移動するように構成されているから、本実施形態では、キャリッジ９を駆動する駆動機構が紫外線照射装置１５と記録媒体Ｐとを主走査方向に相対的に移動させる移動手段となっている。また、前記搬送ローラが紫外線照射装置１５と記録媒体Ｐとを副走査方向に相対的に移動させる移動手段となっている。

また、本実施形態において、記録ヘッド１０はキャリッジ９に搭載され、記録媒体Ｐの幅方向である主走査方向Ｘに往復運動する例を示したが、この例に限らず、記録ヘッドを記録媒体Ｐの幅方向にわたり延在するようにしてもよい。さらに、本実施形態において、紫外線照射装置１５はキャリッジ９に搭載され、記録媒体Ｐの幅方向である主走査方向Ｘに往復運動する例を示したが、この例に限らず、紫外線照射装置を記録媒体Ｐの幅方向にわたり延在するようにしてもよい。

いずれの場合においても、記録媒体Ｐと記録ヘッド１０とが相対的に移動し、記録媒体Ｐと紫外線照射装置１５とが相対的に移動するような相対移動手段を有し、制御手段にて前記相対移動手段を制御するように構成されていればよい。

さらに、本実施形態においては、記録ヘッド１０から吐出されたインクは記録媒体Ｐに直接着弾する例を示しているが、本発明はこれに限られるものではなく、記録ヘッド１０から吐出されたインクが、一旦、中間転写体等の担持体に保持され、その後に、前記担持体から記録媒体Ｐにインクが転写されることにより着弾されるように構成されてもよい。

図３は、紫外線照射装置の構成を説明する概略図である。紫外線照射装置１５は、記録媒体に対向する下面（以下、照射面という。）が開放された筐状のハウジング１６を備えており、ハウジング１６の内部には、光源１４が配置されている。ハウジング内部の光源１４の周囲には、光源１４から照射される紫外線を記録媒体側に反射させる反射板１７が配設されている。ハウジング１６の上部には、ファン１８が設置されており、ファン１８は、図示しないモータの駆動によりハウジング１６の内部上方から下方の反射板１７に向けて送風してハウジング１６の内部を空冷するようになっている。

ハウジング１６の照射面には、保護部材２０がこの照射面に設けられた紫外線を透過する石英ガラス１９を下方から覆うように着脱可能に取り付けられている。本実施形態では、保護部材２０は、図４に示すように、枠体２１と枠体２１の長辺に平行に設けられた複数の隔壁部２２とより構成されている。

保護部材２０は、図４に示すように、隔壁部２２により複数のスリット部が形成されている。

また、図５に示すように、保護部材２０を、枠体２１の内側で隔壁部２２を格子状に組み合わせて構成することも可能であり、この他にも、紫外線の遮蔽率が小さく、記録媒体の光源１４や石英ガラス１９の物理的な接触やインクの付着を効果的に防止することが可能であれば、ハニカム構造や同心円状等の他の構造で構成されていてもよい。すなわち、保護部材２０に関し、これらの構造体が紫外線照射装置１５に対して配置される場合には、いずれも通気性を有しているため紫外線照射装置１５から発せられる熱を閉じ込めることがない。また、保護部材２０にインク等が付着して、紫外線の照射を低減させる恐れがある場合は、保護部材２０を交換することができるように、保護部材２０は紫外線照射装置１５に対して着脱可能に取り付けられていることが好ましい。なお、図５は、紫外線照射装置１５の光源１４として低圧水銀ランプを用いた場合を示す。

さらに、図６に示すように、保護部材２０を、その紫外線照射装置１５の相対移動方向上流側（図中のＡ側）におけるプラテン４との距離が、相対移動方向下流側（図中のＢ側）におけるプラテン４との距離より大きくなるように構成することも可能である。この場合、保護部材２０は、主走査方向に平行な隔壁部２２の下面が中央部（図中Ｂ）から下流側（Ｃ側）に向かうに従ってその厚みが薄くなっていくように面取り加工された形状を有している。そのため、紫外線照射装置１５が図中Ａ側に向かって移動している場合には、記録媒体Ｐにたわみ等があってもそれを吸収しながら下方に案内することができ、ジャムの発生を低減させるとともに、紫外線照射装置１５への記録媒体Ｐの直接的な接触を防止することができる。

なお、記録媒体Ｐを裏面側から支持する記録媒体載置装置であるプラテン４と、紫外線照射装置１５に設けた保護部材２０との距離について、紫外線照射装置１５の相対移動方向側における保護部材の一端部と記録媒体載置装置であるプラテン４との距離（図中Ａ側の距離）を第１の距離とし、この一端部以外の部分とプラテン４との距離（例えば、図中Ｂ部分の距離）を第２の距離とした場合に、第１の距離が第２の距離より大きくなっていることがジャムの発生を低減させるうえで重要であり、かかる観点では、図４に例示した実施形態に限るものではない。

また、図６の保護部材２０では、その紫外線照射装置１５の移動方向上流側、すなわち、記録ヘッドの搭載位置に向かう側（Ｂ側）の端部が曲面状に面取り加工された形状を有している。そのため、紫外線照射装置１５が図中Ｂ側に向かって移動している場合に、前記と同様にジャムの発生を低減させることができる。さらに、隔壁部２２の面取りを行うことにより、保護部材２０の強度が確保され、保護部材２０の全高をより低くすることが可能となる。

本実施形態では、保護部材２０は、表面を鏡面加工したアルミニウム等の紫外線反射率が高い材料で構成されている。このように、保護部材２０に紫外線反射率の高い金属等が用いられることにより、保護部材２０が光源１４から照射された紫外線を効率良く反射して紫外線の光量を低減させることなく記録媒体上に着弾されたインクに対して十分な紫外線の照射を行わせることができるとともに、光源１４として、特に高圧水銀ランプ等の高温の光源を用いる場合には、保護部材２０が熱を吸収して変形することを有効に防止することが可能となる。

また、保護部材２０は、この保護部材２０を設けないで紫外線を照射した場合のプラテン上におけるインクの転化率Ｂに対する保護部材２０を設けて紫外線を照射した場合のインクの転化率Ａの割合が、
０．３≦Ａ／Ｂ＜１．０
を満たすように構成されている。

ここで、転化率とは、そのインク系が完全硬化した状態の重合度を１００としたときの重合度の割合を示す数値であり、例えば、赤外分光スペクトルを解析することにより求めることができる。すなわち、重合反応によって変化する赤外分光スペクトルの特定のピークについて、未反応状態と、十分なエネルギーと時間を与えて定常状態に到達せしめた時点との吸光度の差（すなわち、最大変化量）をはかり、所定のタイミングにおける吸光度の変化量の最大変化量に対する割合として転化率が求められる。

なお、転化率は、例えば、サーモ・ニコレー社製ＮＥＸＵＳ４７０のようなリアルタイム測定が可能な赤外分光光度計を用いて、所定の光量を与えた後の経時変化を計測することにより測定することができる。また、ここで、インクの完全硬化とは、例えば、ある時点における吸光度の変化が、その後の１０秒間で０．１以内となるような時点をいう。

次に、本実施形態の画像記録装置の作用について説明する。

画像記録装置１は、記録開始信号に応じて紫外線照射装置１５の光源１４を点灯させ、光源１４から発せられる光量が安定すると、搬送ローラの駆動機構を起動させて、記録媒体Ｐを副走査方向にプラテン上を間欠搬送させる。また、キャリッジ９をガイドレール８に沿って主走査方向に往復移動させて記録ヘッド１０および紫外線照射装置１５を走査させる。

この走査において記録ヘッド１０のノズル孔から所要の色インクが吐出され、記録媒体Ｐに着弾したインクに対して記録ヘッド１０の動きに追従して移動してきた紫外線照射装置１５から紫外線が照射され、インクが硬化されて画像が形成される。

このような画像記録では、記録媒体Ｐが、吸湿や高温の光源による加熱、搬送ローラから受ける不均一な搬送力等の影響で波打ちやシワ、カール等の凹凸を生じ、それが記録ヘッド１０や紫外線照射装置１５の下方で詰まる、いわゆるジャムを生じる場合がある。

しかし、画像記録装置１の紫外線照射装置１５とプラテン４との間に保護部材２０が設けられており、具体的には、本実施形態では、紫外線照射装置１５の照射面に図４や図５に示したような保護部材２０が設けられており、図７に示すように、紫外線照射装置１５の下方でジャムが発生しても、保護部材２０がプラテン側にジャムを押し付ける。そのため、紫外線照射装置１５の光源１４や石英ガラス１９に記録媒体Ｐやその表面上の未硬化のインクが接触することが阻止される。

図６に示した保護部材２０においても、同様に、記録媒体Ｐやその表面上の未硬化のインクが紫外線照射装置１５の光源１４や石英ガラス１９に接触することが阻止される。さらに、このような保護部材２０では、図６（ａ）において右側から相対的に保護部材２０の下方に進入してくる記録媒体の凹凸を、保護部材２０の図中Ａ側に設けられた緩やかに斜行する面取り部分が徐々に下方に案内し、記録媒体の凹凸を平坦化することで、ジャムの発生が抑制される。

ところで、紫外線照射装置１５の照射面に上記のような保護部材２０を設けることにより、光源１４から照射される紫外線の一部が遮られ、記録媒体上に到達する紫外線量が減る。また、特に、カチオン硬化性インクは照射された紫外線の量に応じて重合度が変わるため、インクの転化率は照射された紫外線量に依存する。

そのため、保護部材２０を設けないで紫外線を照射した場合のプラテン上（記録媒体上でも同様）におけるインクの転化率Ｂに対する保護部材２０を設けて同量の紫外線を照射した場合のインクの転化率Ａの割合（以下、転化率比Ａ／Ｂという。）は、
Ａ／Ｂ＜１．０
となる。

なお、転化率比Ａ／Ｂは、保護部材２０による紫外線の遮蔽度が大きいほど小さな値となる。インクを実用上使用可能な状態に硬化させるために必要な転化率Ａの下限値が決まっているため、保護部材２０による紫外線の遮蔽度が大きい場合には、光源１４から発せられる紫外線量を増加させて（すなわち、転化率Ｂが大きくなる方向に調整して）インクに照射される紫外線量を維持する。

一方、保護部材２０で遮られた、いわゆる紫外線のエネルギーのロス分は、最終的には熱エネルギーに変換され、紫外線照射装置１５の光源下方に熱として蓄積される。前述したように、前記転化率比Ａ／Ｂの値が小さくなるほど、すなわち、保護部材２０による紫外線の遮蔽度が大きく紫外線エネルギーのロス分が大きくなるほど、光源１４から発せられる紫外線量を増加させなければならないから、光源下方に蓄積される熱は大きくなる。

記録媒体上に着弾したインクは、紫外線が照射されると重合反応を開始するが、熱がない状態では硬化が完了するまでにある程度時間が掛かるため、記録媒体上に適度に広がった状態で硬化する（図８（ａ）参照）。しかし、前記のように光源下方に熱が蓄積された状態では、この熱の影響で硬化速度が促進され、記録媒体上で適度に広がる前に小径のまま硬化されるようになる（図８（ｂ）参照）。

そのため、保護部材２０による紫外線の遮蔽度が大きく紫外線エネルギーのロス分があまりに大きくなってしまうと（すなわち、転化率比Ａ／Ｂの値が小さくなり過ぎると）、光源下方に非常に大きな熱が蓄積され、記録された画像の光沢度が失われる。これを製品の画質の観点から見た場合、熱が未だ蓄積されていない記録開始時に記録を行った製品と、記録動作を連続して行い光源下方に熱が蓄積した状態で記録を行った製品とでは、記録画像の光沢度に差が生じ無視できなくなる。

後述する実施例で検証するように、このような熱の影響による光沢度の差は、転化率比Ａ／Ｂが０．３以上、好ましくは０．５以上であれば、品質管理上、支障のない範囲におさめることができる。

以上のように、本実施形態の画像記録装置によれば、紫外線照射装置の下方に保護部材が設けられており、紫外線照射装置の下方でジャムが発生しても、保護部材がプラテン側にジャムを効果的に押し付けるため、紫外線照射装置の光源や石英ガラスに記録媒体やその表面上の未硬化のインクが接触することが有効に阻止される。保護部材の形状によっては、保護部材の下方に進入してくる記録媒体の凹凸を平坦化して、ジャムの発生を抑制することも可能となる。

また、そのため、紫外線照射装置の光源の熱により光源や石英ガラスに記録媒体が溶融して付着したり、光源が高温である場合には記録媒体が発火したり、或いは、記録媒体上の未硬化のインクが光源や石英ガラスに付着し、焼きついたりする事態を回避することが可能となる。

一方、紫外線照射装置の下方に保護部材を設けることで、光源から発せられる紫外線の一部が保護部材に遮られ、最終的に光源下方に熱として蓄積される。そして、この熱の影響で記録媒体上に着弾したインクの硬化速度が促進され、インクが記録媒体上で適度に広がることで形成される画像の光沢度が低下する。

しかし、保護部材を設けない場合のプラテン上におけるインクの転化率Ｂに対する前記保護部材を設けた場合のインクの転化率Ａの割合（すなわち、転化率比Ａ／Ｂ）が、
０．３≦Ａ／Ｂ＜１．０
好ましくは、
０．５≦Ａ／Ｂ＜１．０
を満たすように保護部材が構成されていれば、このような熱の影響による光沢度の低下を有効に回避することが可能となる。

なお、本発明は、紫外線照射装置の下方においてジャムが発生した場合の悪影響の防止および保護部材による遮光に起因する熱の影響の回避を目的とするから、そのような構成をとりうるものであれば、画像記録装置は、本実施形態のようなシリアルヘッド方式のインクジェットプリンタである場合に限定されるものではなく、例えば、ラインヘッド方式のインクジェットプリンタ等にも適用することができる。

また、保護部材は、紫外線反射率が高く、かつ、光源からの紫外線が記録媒体上に着弾されたインクの硬化・固着に十分な照射量を確保できるものであれば、アルミニウム等の金属製に限定されるものではない。例えば、アルミニウムを主に含有する金属化合物の薄膜をガラス表面上に蒸着させたコールドミラー等を用いてもよく、或いは、他の金属や樹脂等で構成された保護部材の表面にメッキ処理や蒸着、スパッタリング処理等の方法で紫外線反射率の高い反射層を形成するようにしてもよい。

さらに、本実施形態では、紫外線照射装置がハウジングを備え、ハウジングの照射面に保護部材を取り付ける例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、プラテン（記録媒体載置手段）に支持される記録媒体と紫外線照射装置との間、具体的には、記録媒体と光源または石英ガラスとの間に、光源や石英ガラスに対して記録媒体Ｐが物理的に接触したりインクが付着したりすることを防止する機能を果たす保護部材が配置されていればよい。

以下、実施例について述べるが、本発明はこれに限定されない。

《実験装置》
実験に用いた画像記録装置は、図１に示したような、双方向画像記録を行うシリアルヘッド方式のインクジェットプリンタであり、キャリッジ９の移動方向上流側および下流側それぞれに紫外線照射装置を備えている。また、紫外線照射装置の照射面には石英ガラスが設けられており、その下方に保護部材が取り付けられる。

《インクの調整》
下記のインク組成（％は質量％）の黒色インクを下記の方法に従って調整した。
色材
Ｃ．Ｉ．ｐｉｇｍｅｎｔ Ｂｌａｃｋ−７ ３．０％
光重合性化合物
ＬＤＯ（ＡＴＯＦＩＮＡ社製） ３９．０％
ＯＸＴ−２２１（東亞合成株式会社製） ３０．０％
ＯＸＴ−１０１（東亞合成株式会社製） ２０．０％
光重合開始剤
ＵＶ１６９９２（ダウ・ケミカル社製、プロピオンカーボネート５０％液） ５．０％
分散剤
ＰＢ８２２（味の素ファインテクノ株式会社製） ３．０％
合計 １００．０％

まず、分散剤と各光重合性化合物を、前記分量だけステンレスビーカーに入れ、６５℃のホットプレート上で加熱しながら１時間かけて攪拌、混合して溶解させた。次に、この溶液に、前記分量の色材を添加後、直径１ｍｍのジルコニアビーズ２００ｇとともにボリ瓶に入れて密栓し、ペイントシェーカーにて２時間分散処理を行った。次いで、ジルコニアビーズを取り除き、光重合開始剤等を添加し、プリンタ目詰まり防止のため０．８μｍメンブランフィルタで濾過してインクを調整した。

《転化率の測定方法》
未反応状態の前記インクを薄いアルミニウム板上に厚みが約１０μｍになるように塗布し、赤外分光光度計（本実施例ではＮＥＸＵＳ４７０（サーモ・ニコレー社製）を使用。）でインクの赤外分光スペクトルの特定にピークにおける吸光度（以下、吸光度１という。）を測定する。

次に、インクジェットプリンタのプラテン表面上に前記未反応状態のインクが塗布されたアルミ板を貼り、紫外線照射装置に保護部材を取り付けた状態でキャリッジを走査してアルミ板上のインクに紫外線を照射する。なお、前述したように、保護部材を取り付けた状態でインクには所定光量の紫外線が照射されるように光源から発せられる紫外線量が調整されている。

紫外線照射後、アルミ板を取り出し、前記赤外分光光度計でインクの赤外分光スペクトルの前記特定ピークにおける吸光度（以下、吸光度２という。）を測定する。

なお、吸光度の測定に用いるインクの赤外分光スペクトルの特定ピークは、紫外線照射によるインクの重合度を測定することができるものであれば、どのようなピークも選択可能である。その際、選択した特定ピークが、紫外線照射による重合反応により新たに生成される光重合性化合物の単量体同士の結合に関連するピークである場合には、吸光度２は吸光度１より大きくなる。逆に、選択した特定ピークが、単量体自体に関連し重合反応により失われていく分子内構造に関連するピークである場合には、吸光度２は吸光度１より小さくなる。

次に、インクジェットプリンタのプラテン上に前記未反応状態のインクが塗布されたアルミ板を貼り、紫外線照射装置の光源から発せられる紫外線量を変えずに保護部材を取り除いた状態でキャリッジを走査してアルミ板上のインクに紫外線を照射する。そして、紫外線照射後、同様にして吸光度（以下、吸光度３という。）を測定する。

そして、前記吸光度１〜吸光度３を用い、下記式に基づいて転化率比Ａ／Ｂを算出した。
転化率比＝（吸光度２−吸光度１）／（吸光度３−吸光度１）

なお、ここで、吸光度２および吸光度３は、ある同一の照射条件下における吸光度を表しており、吸光度１は重合が全く進んでいない場合の吸光度を表している。仮に、完全硬化した状態における吸光度を吸光度Ｘとすると、
転化率比＝保護部材を取り付けた場合の転化率Ａ／保護部材を取り付けない場合の転化率Ｂ
であり、
保護部材を取り付けた場合の転化率Ａ＝（吸光度２−吸光度１）／（吸光度Ｘ−吸光度１）
保護部材を取り付けない場合の転化率Ｂ＝（吸光度３−吸光度１）／（吸光度Ｘ−吸光度１）
であるから、上記の式が導き出されるわけである。

《実験方法》
実験では、インクジェットプリンタの紫外線照射装置の石英ガラス下方に取り付ける保護部材の構造を種々に変えて（例えば、図４〜図６参照）、転化率比Ａ／Ｂを種々変化させた場合の記録開始時（光源下方が熱を帯びていない状態）の記録媒体表面の光沢度と、２０分間連続記録後（光源下方が熱を帯びた状態）の記録媒体表面の光沢度との比較を行った。

つまり、１つの保護部材につき、未反応状態の前記インクが塗布されたアルミ板を４枚用意し、そのうち２枚に記録開始時に保護部材を取り付けた状態および取り外した状態で紫外線を照射してすぐにプラテン上から取り外して前記吸光度を測定し、保護部材を取り付けた状態で紫外線を照射した方のアルミ板の表面の光沢度を記録開始時の光沢度として測定する。

また、残りの２枚のアルミ板は、インクジェットプリンタに２０分間記録動作を続けさせた後、プラテン上に貼り、保護部材を取り付けた状態および取り外した状態で紫外線を照射してすぐにプラテン上から取り外して前記吸光度を測定し、保護部材を取り付けた状態で紫外線を照射した方のアルミ板の表面の光沢度を２０分連続記録後の光沢度として測定した。

《光沢度の測定方法》
光沢度は、光沢度計（グロスチェッカＩＧ−３１０（株式会社堀場製作所製））を用い、入射光と反射光の比を光学的に測定することによって測定した。この装置で測定される光沢度の差が１以下であれば対比される２枚の記録画像の光沢度はほとんど差がわからず、２程度では差はわずかであり、差が３程度では並べれば差として検知されるが単独では差を指摘されることは少ない。差が５以上ある場合では、単独でみても光沢度の差がはっきりと認識できるレベルである。

《評価》
保護部材を種々変化させて転化率比Ａ／Ｂを変えた場合の記録開始時の光沢度と２０分連続記録後の光沢度との目視による光沢の比較および前記光沢度計により測定された光沢度の差を表１に示す。

なお、記録開始時の光沢度と２０分連続記録後の光沢度との目視による光沢差の評価は、下記の基準で行った。
◎：差がわからない。
○：わずかに差がある。
△：並べると差がわかる。
×：単独で光沢が足りないことがわかる。

表１からわかるように、転化率比Ａ／Ｂが０．３より小さくなると、２０分連続記録後の記録画像は単独で光沢が足りないことがわかる状態となる。つまり、このような保護部材を用いた画像記録装置では、連続して画像記録を行うと、光沢度が低下した画像しか記録できなくなる。従って、転化率比Ａ／Ｂが０．３より小さい値しか与えない保護部材を用いることはできない。

一方、転化率比Ａ／Ｂとして０．３以上の値を与えるような保護部材を用いた場合には、製品品質上も支障のない範囲の画質が得られ、転化率比Ａ／Ｂが０．５以上であればより好ましいことがわかる。つまり、このような保護部材を用いれば、画像記録装置に連続記録をさせても画質（特に光沢度）の低下がほとんどない。

なお、本実施例は、黒色インク（Ｋ）の場合であるが、インク組成の中で重合反応で硬化する成分は光重合性化合物であり、色材の種類は重合反応とは関係ないから、他の色インクについても本実施例の結果がそのまま適用される。また、本実施例における光重合性化合物以外の光重合性化合物やラジカル重合性化合物を用いたラジカル硬化性インクでも同様の結果が得られる。

本実施形態に係る画像記録装置を示す斜視図である。 図１の画像記録装置のキャリッジ部分の模式図である。 紫外線照射装置の構成を説明する概略図である。 隔壁部を平行に並べて構成された保護部材の斜視図である。 隔壁部が格子状に構成された保護部材の斜視図である。 （ａ）は保護部材の変形例の正面図、（ｂ）は保護部材の変形例の全体斜視図である。 保護部材の下方で発生したジャムを説明する概略図である。 記録媒体上でのインクの広がりを説明する図であり、（ａ）は適度に広がった状態、（ｂ）は小径のまま硬化された状態を示す。

符号の説明

１ 画像記録装置
４ プラテン（記録媒体載置装置）
１０ 記録ヘッド
１４ 光源
１５ 紫外線照射装置
１６ ハウジング
１９ 石英ガラス
２０ 保護部材
２２ 隔壁部
Ｐ 記録媒体

Claims (6)

1. 記録媒体を支持する記録媒体載置装置と、
   前記記録媒体に対してインクを吐出する記録ヘッドと、
   前記記録媒体上の前記インクを硬化させるための紫外線を照射する光源を有する紫外線照射装置と、
   を備え、
   前記紫外線照射装置の照射面側であって前記紫外線照射装置と前記記録媒体との間に、隔壁部がハニカム構造または同心円状の構造で構成された保護部材が設けられていることを特徴とする画像記録装置。
2. 前記画像記録装置は、前記記録媒体と前記紫外線照射装置とを相対的に移動させる移動手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
3. 前記記録媒体載置装置と前記保護部材との距離につき、前記紫外線照射装置の相対移動方向側における保護部材の一端部と前記記録媒体載置装置との間の第１の距離は、前記一端部以外の部分と前記記録媒体載置装置との間の第２の距離より大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像記録装置。
4. 前記保護部材は、前記紫外線照射装置に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の画像記録装置。
5. 前記保護部材は、前記紫外線照射装置に着脱可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の画像記録装置。
6. 前記紫外線照射装置は、ハウジングと前記ハウジングの照射面に設けられた石英ガラスとを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の画像記録装置。

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