JP4649906B2 - 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、光を照射することによって硬化する光硬化型インクを用いて画像記録を行うインクジェット記録装置に関するものである。

一般に、少量多品種の需要に対して臨機応変に対応できるインクジェット記録装置として、従来よりインクジェット方式のインクジェット記録装置が知られている。インクジェット方式のインクジェット記録装置は、記録ヘッドの記録媒体に対向する面に設けられたノズルからインクを吐出して記録媒体上に着弾、定着させることにより記録媒体に画像を記録するものである。

また近時は、様々な記録媒体に対応可能なインクジェット記録装置として、光硬化型インクを用いたインクジェット方式のインクジェット記録装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。これは、光に対して所定の感度を有する光開始剤が含有された光硬化型インクを用い、記録媒体上に着弾したインクに光を照射することで、インクを硬化させ記録媒体上に定着させるものである。このような光硬化型インクを用いたインクジェット方式のインクジェット記録装置は、インク着弾後、光を照射することによりインクが瞬時に硬化するため、記録媒体へのインクの浸透や滲みが少なく、普通紙はもとより、インク吸収性の全くないプラスチックや金属等の記録媒体に対しても画像記録を行うことが可能である。

このような光硬化型インクを用いたインクジェット記録装置は、吐出されたインクに対してインクを適切に硬化定着させるのに十分な強度の光を照射できることが要求されるが、近年では、低照度の光でも長時間照射することで硬化できるエネルギー蓄積型のカチオン硬化型のインクが提案されており、このカチオン硬化型インクを硬化させる場合には、低圧水銀ランプ、冷陰極管等の低電力・低出力の紫外線光源を使用することができる。このようなエネルギー蓄積型のインクを用いる場合でも、紫外線光源はそのインクを適切に硬化定着させることのできる光を照射できる必要があり、光源に供給する電力を増加させることにより、単位時間あたりの光の照射強度を増加させインクの硬化に必要な所定の光量を得ること等が提案されている。
特開２００１−３１０４５４号公報 特開２００３−１４５７２５号公報

しかしながら、照射強度を増加させると光源の発熱量も増加してしまうが、特に低出力タイプの光源は、発光効率が光源における放電を行う口金部の温度に依存し、口金部の温度が高すぎると発光効率が低下するという性質があるため、インク硬化に好適な発光効率を安定して維持することが難しいという問題がある。特に、従来から、光照射装置には、光源から発せられた光が記録ヘッドのノズル形成面に到達してノズル形成面に付着しているインクが硬化してしまうことを防止するため、及び光照射装置から照射された光が外部に漏れて人体に悪影響を及ぼすことを防止するために、光源を覆うカバー部材等を設けることが行われている。このため、光源の点灯により発生した熱がカバー部材内にこもってカバー部材内の温度が上昇し、これに伴って口金部の温度が上昇することによって、光源の発光効率が低下するという問題が生じる。特に、直管型の光源を複数本並べて照射強度を増加させる場合には、光源の口金部が互いに近接しているため、中央付近に位置する光源の口金部が熱干渉を起こすため、光源の発光効率が低下するという問題が顕著となる。

そこで、従来から、口金部を水冷等によって冷却し、口金部の温度を一定に保持することが考えられている。しかし、直管型の光源の場合、発光管の両端部に口金部があるため、光源が複数設けられている場合に、そのすべての光源の口金部を水冷するためには、冷却用の水を口金部が配置されている光照射装置の両側に広く循環させる機構等を設ける必要があり、装置構成が複雑化、大型化するという問題があった。

また、光源は、使用により劣化するため、適宜取替えが必要となるが、直管型の光源を複数有する場合、前記のような水冷機構が設けられているために、光源の交換等を行うのに手間がかかるという問題もあった。

さらに、口金部のフィラメントに塗布されている電子放射物質（エミッタ）は光源が点滅を繰り返すことによって飛散し、口金部の電極付近を黒化させていく。そして、この黒化領域が増加するに伴って光源の口金部付近の照度は次第に低下していく。このため、直管型の光源の場合、光源点灯からの経時に伴って黒化領域が発光管全体に拡大し、光源の照度にばらつきを生じて、均一にインクを硬化させることができなくなるおそれがあった。

そこで、本発明は、装置の小型化、軽量化を実現つつ、簡易な構成によって光源の照射強度を一定に保ち、かつ光源の交換を容易に行う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ものである。

このような問題を解決するため、請求項１に記載されている発明は、光を照射することによって硬化する光硬化型インクを記録媒体上に吐出する記録ヘッドと、
発光管の両端部に口金部を有し前記発光管から前記インクを硬化させる光を発する光源を備える光照射装置と、を備え、
前記光源は、前記発光管の途中であって前記口金部と前記発光管との接続部近傍に前記口金部が光の照射面に対して垂直となるように直角に屈曲する屈曲部を有するとともに、前記光照射装置から着脱自在に構成され、
前記光照射装置は、前記記録媒体の搬送方向における前記光源の位置を規制する第１の発光管規制部材と、前記記録媒体の搬送方向に直交する方向における前記光源の位置を規制する第２の発光管規制部材とを備えていることを特徴としている。

このような構成を有する請求項１に記載の発明は、記録ヘッドから吐出されたインクに対して光照射装置の屈曲部を有する光源から光を照射することによりインクを硬化させるようになっている。
また、請求項１に記載の発明では、光源を容易に取り外し可能となっている。
また、請求項１に記載の発明は、第１の規制部材によって記録媒体の搬送方向における光源の位置を規制するとともに、第２の規制部材によって記録媒体の搬送方向に直交する方向における光源の位置を規制するようになっている。
また、請求項１に記載の発明では、口金部が光の照射面に対して垂直に位置するように発光管の途中から屈曲するようになっている。

請求項２に記載されている発明は、請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記光源は、一方の前記口金部と他方の前記口金部とが同側に配置されることを特徴としている。

このような構成を有する請求項２に記載の発明は、発光管が屈曲することにより発光管の両端部に設けられた口金部が同じ側に位置するようになっている。

請求項３に記載されている発明は、請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録装置において、前記光源は、前記記録媒体の記録面に対してほぼ平行に移動することにより前記光照射装置から着脱自在となっていることを特徴としている。

このような構成を有する請求項３に記載の発明は、光源を記録媒体と平行する方向に移動することにより光照射装置から容易かつ円滑に取り外し又は装着できるようになっている。

請求項４に記載されている発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、前記光照射装置は、前記口金部の位置を規制する口金規制部材を有し前記光源を内部に収納可能な光源カバーと、
前記光源カバーに対して開閉自在とされる蓋部とを備えるとともに、
前記蓋部に前記口金部を前記口金規制部材に対して押圧する押圧部材を設けたことを特徴としている。

このような構成を有する請求項４に記載の発明は、口金規制部材によって光源の口金部の位置を規制しつつ光源カバーに収納するようになっており、光源カバーに対して開閉自在とされる蓋部に設けられた押圧部材によって口金部を口金規制部材に対して押圧し、位置を固定するようになっている。

請求項５に記載されている発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドは、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に移動しながら前記記録媒体上に前記インクを吐出するシリアルプリント方式であることを特徴としている。

このような構成を有する請求項５に記載の発明は、シリアルプリント方式のインクジェット記録装置によって画像記録を行うようになっている。

請求項６に記載されている発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドは、搬送方向に移動される前記記録媒体に対して所定の固定位置から前記インクを吐出するラインプリント方式であることを特徴としている。

このような構成を有する請求項６に記載の発明は、ラインプリント方式のインクジェット記録装置によって画像記録を行うようになっている。

請求項７に記載されている発明は、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、前記光源は、低圧水銀ランプであることを特徴としている。

このような構成を有する請求項７に記載の発明は、低圧水銀ランプを光源として用いてインクを硬化定着させるようになっている。

請求項８に記載されている発明は、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、前記光照射装置によって照射される光は紫外線であることを特徴としている。

このような構成を有する請求項８に記載の発明は、記録媒体上に着弾したインクに対して紫外線が照射することによりインクを硬化定着させ、所定の画像を形成するようになっている。

請求項９に記載されている発明は、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置において、前記インクはカチオン重合性化合物を含むカチオン重合系インクであることを特徴としている。

このような構成を有する請求項９に記載の発明は、カチオン重合系の紫外線硬化インクを画像記録に用いて画像記録を行うようになっている。

請求項１に記載された発明によれば、光源が屈曲していることにより広い照射面を確保することができ、直管型の光源を用いる場合と比較して光源の本数を減らしても高い照度を維持することができる。このため、直管型の光源を用いる場合よりも口金部の数が少なくて済み、口金部同士が近接することにより生ずる熱干渉を抑えることができるため、光源の発光効率を安定させ、インクを安定的に硬化させることができる。
また、請求項１に記載された発明によれば、光源の着脱が可能であるので、光源の寿命が尽きたときに容易に光源の交換等を行うことができるという効果を奏する。
また、請求項１に記載された発明によれば、光源の交換等を行った場合にも光源の位置を正確かつ容易に規制することができるため、ユーザが簡易に光源の交換等を行うことができるという効果を奏する。
また、請求項１に記載された発明によれば、光源点灯からの経時に伴い口金部のフィラメントに塗布されている電子放射物質（エミッタ）が飛散し、口金部の電極付近が次第に黒化していった場合でも、発光管は口金部の下方でほぼ鉛直に屈曲しているため、黒化はこの屈曲部より先には及ばない。このため、光源の寿命が尽きるまで発光管の照度はほぼ一定に維持され、経時による照射分布のばらつきを生じることなく安定した光照射を行うことができるという効果を奏する。

また、口金部の数が少ない分、口金部を冷却するための装置構成が簡略となり、装置の小型化軽量化を実現することができるという効果を奏する。

さらに、光硬化型インクを用いて画像記録を行った場合には、インク吐出後に所定の光を照射することによりインクが硬化するので、長期間にわたって記録画像の画質を維持することができる。さらに、光硬化インクを画像記録に用いることにより、紙などのインク吸収性のよい記録媒体のみならず、インク吸収性の低い記録媒体、あるいはインク吸収性のない記録媒体に対しても高精細な画像記録を行うことができるという効果を奏する。

請求項２に記載された発明によれば、直管型の光源の場合には発光管の両端部にそれぞれ口金部が位置することとなるのに対して、光源を屈曲させることにより口金部の位置をいずれか一方側に集めることができる。このため、口金部の冷却機構を簡略化できるとともに、光源の交換を行う際にも簡易に取り外し及び装着を行うことができるという効果を奏する。

請求項３に記載された発明によれば、光源を記録媒体に対して平行に移動させることにより光源を着脱することができるので、光源の取り外し及び装着を簡易に行うことができ、光源の交換等が容易であるという効果を奏する。

請求項４に記載された発明によれば、光源の交換等を行った場合にも光源の位置を正確かつ容易に規制することができるため、ユーザが簡易に光源の交換等を行うことができるという効果を奏する。

請求項５に記載された発明によれば、インクジェット記録装置がシリアル方式である場合にも、光源の発光効率を安定させ、インクを安定的に硬化させることができるとともに、口金部の数が少ない分、口金部を冷却するための装置構成が簡略となり、装置の小型化軽量化を実現することができ、また、光源の交換等もユーザが容易に行うことができるという効果を奏する。

請求項６に記載された発明によれば、インクジェット記録装置がライン方式である場合にも、光源の発光効率を安定させ、インクを安定的に硬化させることができるとともに、口金部の数が少ない分、口金部を冷却するための装置構成が簡略となり、装置の小型化軽量化を実現することができ、また、光源の交換等もユーザが容易に行うことができるという効果を奏する。

請求項７に記載された発明によれば、低い電圧でインクを硬化させるのに必要な光を発生させることができるので、消費電力を押えて効率よくインクの硬化定着を行うことができ、このような低出力タイプの光源を用いた場合でも、光源の発光効率を安定させてインク硬化に必要な照度の光を安定的に照射させることができるという効果を奏する。

請求項８に記載された発明によれば、インク吐出後に紫外線を照射することによりインクが硬化定着するので、記録媒体が紙などのインク吸収性のよい記録媒体のみならず、インク吸収性の低い記録媒体、あるいはインク吸収性のない記録媒体に対しても高精細な画像記録を行うことができるという効果を奏する。

請求項９に記載された発明によれば、カチオン重合系インクはラジカル重合系インクと違ってその重合反応が空気中の酸素に阻害され難いため、短時間で硬化し、また硬化のために高出力の光源を必要としない。このため、大型の光源を搭載する必要がなく装置の小型化、軽量化を図ることができるとともに、コスト的にも安価になる。また、このようなインクを低出力タイプの光源によって硬化させることによって画像記録を行う場合でも光源の発光効率を安定させてインク硬化に必要な照度の光を安定的に照射させることができるという効果を奏する。

以下、図１及び図２を参照しつつ、本発明の第一の実施形態について説明する。

まず、図１に示すように、本実施形態において、インクジェット記録装置１は、シリアルプリント方式によるインクジェット記録装置１であり、プリンタ本体２と、プリンタ本体２を下方から支持する支持台３とを備えている。また、プリンタ本体２の中央部には、記録媒体Ｐを非記録面から支持するプラテン４がプリンタ本体２の長手方向に延在するように配設されている。

プラテン４の上方には、プリンタ本体２の長手方向に延在する棒状のガイドレール５が設けられている。このガイドレール５には、キャリッジ６が支持されており、キャリッジ６は図示しない駆動機構によりガイドレール５に沿って主走査方向Ｘに往復移動自在となっている。

また、プリンタ本体２には、記録媒体Ｐを主走査方向Ｘと直交する副走査方向Ｙに送るための搬送機構（図示せず）が設けられている。搬送機構は、例えば、図示しない搬送モータ及び搬送ローラ等を備えており、搬送モータの駆動により搬送ローラを回転させることによって記録媒体Ｐをプラテン４に沿って副走査方向Ｙの上流側から下流側に搬送するようになっている。また、搬送機構は、画像記録時において、キャリッジ６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ようになっている。

図１及び図２に示すように、キャリッジ６には、本実施形態におけるインクジェット記録装置１で使用される各色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）。）に対応した４つの記録ヘッド７，７…が搭載されている。各記録ヘッド７，７…は、外形が略直方体状に形成されており、長手方向が互いに平行となるように並んで配置されている。記録ヘッド７，７…の記録媒体Ｐに対向する面には、記録ヘッド７，７…の長手方向に沿って列状に形成された複数のノズル（図示せず）からなるインク吐出口８，８…が設けられ、各記録ヘッド７，７…はインク吐出口８，８…からそれぞれインクを吐出させるようになっている。なお、インクジェット記録装置で使用されるインクはこれに限定されず、例えば、ライトイエロー（ＬＹ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、ライトシアン（ＬＣ）等の色を使用することもできる。この場合には、各色に対応した記録ヘッドがキャリッジに搭載される。また、ノズルの配置及びインク吐出口８，８…の形状はここに例示したものに限定されない。

また、前記キャリッジ６には、インクを貯留し記録ヘッド７，７…にインクを供給する中間タンク９，９…が各記録ヘッド７，７…に対応する数備えられ、各記録ヘッド７，７…は、インク供給管１０，１０…を介してこの中間タンク９，９…と連通されている。なお、この中間タンク９，９…は、図示しないインク供給路によって、キャリッジ６の移動範囲の一端であって前記プラテン４の外側に設けられたインクタンク１１，１１…と連通しており、随時インクタンク１１，１１…から中間タンク９，９…を介してインクが記録ヘッド７，７…に供給されるようになっている。

前記キャリッジ６の両側には光照射装置としての紫外線照射装置１２，１２がそれぞれキャリッジ６の側面に接するように設けられている。紫外線照射装置１２，１２は一端面に開口を有する箱型に形成された光源カバー１３，１３を備えており、光源カバー１３，１３の開口が記録媒体Ｐの記録面に対向するように配置されている。また、光源カバー１３，１３の内部には、記録媒体Ｐ上に着弾した紫外線硬化インクを硬化定着させる紫外線を照射する光源として低圧水銀ランプ１４，１４が設けられている。

低圧水銀ランプ１４，１４は、図２（ｂ）に示すように、副走査方向Ｙに沿って設けられ所定位置に複数の屈曲部６０，６０…を有して記録ヘッド７，７…の長手方向の長さ寸法以上の長さとなるように屈曲した発光管１５，１５と発光管１５，１５の両端に取り付けられた円筒状の口金部１６，１６とから構成されており、口金部１６，１６に通電させることにより発光管１５，１５が発光するようになっている。なお、低圧水銀ランプ１４，１４の発光管１５の形状は図２（ｂ）に示したものに限定されず、例えば、屈曲部を１箇所だけ設けて発光管をＵ字状に形成し、発光管の両端部に口金部が取り付けられる構成のものを用いてもよい。

低圧水銀ランプ１４，１４は、口金部１６，１６の温度によって紫外線発生エネルギーに差異が生じるという特性を有しており、口金部１６，１６の温度が所定の温度となったときに紫外線発生エネルギーが均一となるようになっている。なお、口金部１６，１６を冷却するために口金部１６，１６の近傍に冷却用のファンを設けるようにしてもよい。

プリンタ本体２は、前記プラテン４及びキャリッジ６の可動範囲全体を外部から遮断するようにカバー１７によって覆われており、紫外線照射装置１２，１２からの光が外部に漏れないようになっている。カバー１７の一端面には外気を吸引してカバー１７内部の冷却を行う冷却用の吸引ファン１８が設けられている。また、カバー１７の他端面にはカバー１７内部の空気をカバー１７の外に排出する排気ファン１９が設けられている。なお、冷却用の吸引ファン１８の近傍に、例えば冷却水を循環させる等の冷却機構を設けるようにしてもよい。この場合には、外気よりも冷却された空気を吸引ファン１８によってカバー１７内部に送り込むことができ、より効果的にカバー１７内を冷却することが可能となる。

また、キャリッジ６の移動範囲の他の一端部であってプラテン４を挟んで前記インクタンク１１，１１…と反対の位置には、記録ヘッド７，７…のメンテナンス作業を行うメンテナンスユニット２０が配設されている。

本実施形態に用いられるインクは、光としての紫外線が照射されることにより硬化する性質を具備する光硬化型インクであり、主成分として、少なくとも重合性化合物（公知の重合性化合物を含む。）と、光開始剤と、色材とを含むものである。上記光硬化型インクは、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重合系インクとカチオン重合性化合物を含むカチオン重合系インクとに大別されるが、本実施形態においては、特に湿度及び温度によって硬化反応に差異を生じるカチオン重合系の紫外線硬化インクが用いられる。本実施形態に用いられるカチオン重合系インクは、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る。

次に、本実施形態に用いられる記録媒体Ｐにおいては、通常のインクジェット記録装置に適用される普通紙，再生紙，光沢紙等の各種紙，各種布地，各種不織布，樹脂，金属，ガラス等の材質からなる記録媒体が適用可能である。また、記録媒体Ｐの形態としては、ロール状、カットシート状、板状等が適用可能である。

次に、本実施形態におけるインクジェット記録装置１の作用について説明する。

画像記録動作が開始されると、吸引ファン１８が動作することによりカバー１７の内部に外気が送り込まれ、排気ファン１９が動作することによりカバー１７内部の空気がカバー１７の外に排出される。これにより、カバー１７の内部の空気と外気とが循環し、カバー１７内部は外気とほぼ等しい温度に調整されて、紫外線照射装置１２，１２に設けられた低圧水銀ランプ１４，１４の口金部１６，１６の温度は所定の温度に維持される。

搬送機構によって記録媒体Ｐが副走査方向Ｙに搬送され、プラテン４の所定位置に到達すると、キャリッジ６がガイドレール５に沿って往復移動するとともに記録ヘッド７，７…のインク吐出口８，８…から所定の画像データに基づいて所要のインクが吐出される。これと同時に、紫外線照射装置１２，１２の低圧水銀ランプ１４，１４が点灯し、記録媒体Ｐ上に吐出されたインクに対して紫外線が照射され、これによってインクが硬化定着して記録媒体Ｐの記録面上に画像が記録される。

また、記録ヘッド７，７…のインク吐出口８，８…にインクが付着した場合等には、適宜、メンテナンスユニット２０によりインク吐出口８，８…のメンテナンス作業が行われる。

以上のように、本実施形態においては、プリンタ本体２をカバー１７で覆い、紫外線照射装置１２，１２から照射された紫外線が外部に漏れないようにすることにより、オフィス等の室内でも安全に画像記録動作を行うことができる。また、カバー１７に吸引ファン１８と排気ファン１９とを設けてカバー１７内部の空気が外気と循環するようになっているので、カバー１７内部の温度が上昇しすぎることがなく、常に安定的に紫外線を照射することができインクを硬化定着させて高画質な画像記録を実現することができる。

また、光源である低圧水銀ランプ１４，１４の発光管１５，１５が屈曲しているので、複数本の直管型の光源を設けた場合と同様の照度の光を１つの低圧水銀ランプ１４，１４によって照射させることができる。このため、紫外線照射装置の中に配置される口金部１６，１６の数を減らすことができ、口金部１６，１６同士が熱干渉を生じて低圧水銀ランプ１４，１４の発光効率が低下することを防止することができる。

なお、本実施形態においては、プリンタ本体２の全体を覆うようにカバー１７を設けるものとしたが、カバー１７は外部に紫外線照射装置１２，１２から照射された紫外線が漏れることを防止し得るものであればよく、例えば、紫外線照射装置１２，１２と記録ヘッド７，７…のみを覆うようにカバー１７を設けたり、インクジェット記録装置１の全体をカバーで覆い、密閉された空間で画像記録動作を行うようにしてもよい。

また、本実施形態において、本発明に係る記録ヘッド７，７…を適用したインクジェット記録装置１は、キャリッジ６に搭載された記録ヘッド７，７…を主走査方向Ｘに往復移動させるとともに、記録媒体Ｐを副走査方向Ｙに搬送させながら、記録ヘッド７，７…からインクを吐出させて、画像を形成するシリアルヘッド方式のインクジェット記録装置１としたが、プリンタ本体に固定された記録ヘッドからインクを吐出させるとともに、記録媒体を搬送させて、画像を形成するラインヘッド方式のインクジェット記録装置に適用することも可能である。

また、本実施形態においては、紫外線照射装置１２，１２の光源として低圧水銀ランプ１４，１４を用いるものとしたが、光源はこれに限定されるものではなく、例えば高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、熱陰極管、冷陰極管、エキシマーランプ、紫外線レーザー又はＬＥＤ（Light Emitting Diode）等を適用することが可能である。

また、本実施形態においては、各紫外線照射装置１２，１２の光源として低圧水銀ランプ１４，１４をそれぞれ１つずつ設けるものとしたが、紫外線照射装置１２，１２に配設される低圧水銀ランプ１４，１４の数はこれに限定されず、複数設けられていてもよい。

また、本実施形態では、紫外線を照射することにより硬化するインクを用いて画像記録を行うものとしたが、インクは必ずしもこれには限定されず、例えば、紫外線、電子線、Ｘ線、可視光線、赤外線等の電磁波といった紫外線以外の光を照射することにより硬化するインクであってもよい。この場合、インクには、紫外線以外の光で重合して硬化する重合性化合物と、紫外線以外の光で重合性化合物同士の重合反応を開始させる光開始剤とが適用される。また、紫外線以外の光で硬化する光硬化型のインクを用いる場合は、紫外線光源に代えて、その光を照射する光源を適用する。

その他、本発明が上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。

次に、図３から図６を参照しつつ、本発明に係る記録ヘッドの第二実施形態について説明する。なお、第二実施形態は紫外線照射装置の構成のみ第一の実施形態と異なるものであるため、以下においては、特に紫外線照射装置の構成につき説明する。

本実施形態によるインクジェット記録装置は、第一の実施形態と同様、シリアルヘッド方式のインクジェット記録装置であり、図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のインクを記録媒体Ｐに対して吐出する記録ヘッド２２,２２…が搭載されたキャリッジ２１が設けられている。このキャリッジ２１は、図示しない駆動機構によって主走査方向Ｘをガイドレール（図示せず）に沿って往復移動するようになっている。

各記録ヘッド２２,２２…には、各色のインクを貯留する中間タンク２３,２３…が、それぞれインク供給管２４,２４…を介して連通している。

また、記録ヘッド２２,２２…の主走査方向Ｘにおける両側部には、記録媒体Ｐに吐出されたインクに対して紫外線を照射し硬化させる光照射装置としての紫外線照射装置２５，２５が設けられている。

紫外線照射装置２５，２５は、図３から図６に示すように、記録媒体Ｐ側に向かって開口する箱型であって、副走査方向Ｙにおける上流側端部が上方に向けて突出形成された光源カバー２６，２６を有しており、光源カバー２６，２６の副走査方向Ｙの上流側端部には光源カバー２６，２６の底部に図示しないヒンジ機構等を介して取り付けられた蓋部２７，２７が設けられている。蓋部２７，２７は、光源カバー２６，２６の底部を軸として回動することにより光源カバー２６，２６に対して開閉自在となっている。なお、蓋部２７，２７を開閉させる構成はここに例示したものに限定されない。また、蓋部２７，２７は、例えば光源カバー２６，２６の上端部等、光源カバー２６，２６の底部以外を軸として回動することにより開閉するようにしてもよい。

この光源カバー２６，２６の内部には、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、インクを硬化させる紫外線を発光する光源として低圧水銀ランプ２８，２８が収納されている。

低圧水銀ランプ２８，２８は、副走査方向Ｙに沿って設けられ所定位置に複数の屈曲部５０，５０…を有して記録ヘッド２２,２２…の長手方向の長さ寸法とほぼ等しい長さとなるように屈曲した発光管２９，２９と発光管２９，２９の両端に取り付けられた円筒状の口金部３０，３０とから構成されている。口金部３０，３０は電子放射物質（エミッタ）が塗布されたフィラメント（図示せず）を有し、口金部３０，３０に通電させることにより発光管２９，２９が発光するようになっている。発光管２９，２９は口金部３０，３０との接続部分近傍でほぼ直角に屈曲する屈曲部５０，５０を有しており、口金部３０，３０は光源カバー２６，２６の突出形成部分に沿って上方に延在し光の照射面に対してほぼ鉛直となるようになっている。なお、低圧水銀ランプ２８，２８の発光管２９，２９の形状は図５（ａ）及び図５（ｂ）に示したものに限定されないことは第一の実施形態と同様である。

光源カバー２６，２６の副走査方向Ｙの下流側は、発光管２９，２９が収納される発光管収納部３１，３１となっており、発光管収納部３１，３１の内部には発光管２９，２９から照射され拡散した紫外線を記録媒体Ｐに対して反射させる反射部材３２，３２が、発光管２９を覆うように設けられている。反射部材３２，３２としては、例えば、全波長域に亘って紫外線を効率良く反射する高純度のアルミ製の反射板が適用される。特に、アルミを主に含有する金属化合物の薄膜をガラス表面に蒸着させたコールドミラー（ガラス成形板）は、紫外線を効率良く反射する一方で、インクの硬化に寄与しない可視光線及び赤外線をミラー後方に透過させることで、発光管２９，２９の発熱による発光効率低下を抑制することができるため、好ましい。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、発光管収納部３１，３１の記録媒体Ｐに対向する底部には、インクミスト等の汚れが発光管２９，２９に付着するのを防止するとともに記録媒体Ｐが搬送不良等によりプラテン（図示せず）上から浮き上がった際に発光管２９，２９に接触するのを防止するための保護部材３３，３３が設けられている。保護部材３３，３３は、光源カバー２６，２６の底部内周面に沿って設けられた枠状の支持部材３４，３４により支持されている。保護部材３３，３３は、紫外線透過性を有する透明ガラスや透明樹脂等の材料により板状に形成されており、交換可能とされている。保護部材３３，３３としては、例えば、紫外線波長域において特にUV-C領域（〜280nm）を効率良く透過できる普通石英ガラス、合成石英ガラス等が好適に適用される。

また、発光管収納部３１，３１の内部であって副走査方向Ｙの下流側一端には、低圧水銀ランプ２８，２８が光源カバー２６，２６に収納された際に副走査方向Ｙにおける位置を規制するための第１の発光管規制部材として副走査方向規制部材３５，３５が設けられている。また、発光管収納部３１，３１の内部であって主走査方向Ｘにおける両側部には、低圧水銀ランプ２８，２８が光源カバー２６，２６に収納された際に主走査方向Ｘにおける位置を規制する第２の発光管規制部材としての主走査方向規制部材３６，３６が設けられている。副走査方向規制部材３５，３５及び主走査方向規制部材３６，３６は、例えば、バネ性を有する金属板等によって形成されている。なお、副走査方向規制部材３５，３５及び主走査方向規制部材３６，３６を形成する材料はここに例示したものに限定されず、バネ性を有し、さらに発光管２９，２９の発熱に耐え得る耐熱性を備える材料であれば適用することができる。

発光管収納部３１，３１に対応する光源カバー２６，２６の各側面には、発光管収納部３１，３１内に外気を取り込む複数の外気取込口３７，３７…が設けられており、発光管収納部３１，３１に対応する光源カバー２６，２６の上面には、発光管収納部３１，３１内から排気を行うための排気口３８，３８が設けられている。光源カバー２６，２６の上面であって排気口３８，３８に対応する位置には、回転駆動により外気取込口３７，３７…より外気を取り込んで排気口３８，３８から排気させることにより発光管２９，２９から発せられた熱を発散させ、発光管２９，２９を冷却する発光管冷却ファン３９，３９が配設されている。

また、光源カバー２６，２６の突出形成部分は、口金部３０，３０が収納される口金収納部４０，４０とされている。口金収納部４０，４０における副走査方向Ｙの下流側の側面には、口金収納部４０，４０内に外気を送り込むための外気送込口４１，４１が設けられている。また、蓋部２７，２７の一面には、口金収納部４０，４０内から排気を行うための排気スリット４２，４２…が設けられている。

また、口金収納部４０，４０の副走査方向Ｙの下流側の側面であって外気送込口４１，４１に対応する位置には、回転駆動により外気送込口４１，４１より外気を送り込んで排気スリット４２，４２…から排気させることにより熱を発散させ、口金部３０，３０を冷却する口金冷却ファン４３，４３が配設されている。この口金冷却ファン４３，４３は、ファンを回転駆動させる駆動モータに印加する電圧を変更することにより、回転速度が可変に構成されている。

図６に示すように、口金収納部４０，４０の上面であって、光源カバー２６，２６に低圧水銀ランプ２８，２８が収納された際に口金部３０，３０に対応する位置には、口金部３０，３０に図示しない端子を接続するための切り欠き部４４，４４が形成されている。この切欠き部４４，４４を通して端子が接続されることにより口金部３０，３０に電力が供給され、これにより、発光管２９，２９から紫外線が発光されるようになっている。

光源カバー２６，２６における発光管収納部３１，３１と口金収納部４０，４０との間には、断熱性を有し両部を仕切るための板状の本体側仕切り部材４５，４５が設けられている。本体側仕切り部材４５，４５の発光管２９，２９に対応する位置には、口金部３０，３０の発光管２９，２９側の端部を受ける切り欠き部４５ａ，４５ｂがそれぞれ形成されており、口金部３０，３０の発光管２９，２９側の端部はこの切り欠き部４５ａ，４５ｂに当接するようになっている。また、蓋部２７，２７の本体側仕切り部材４５，４５に対応する位置には、断熱性を有し発光管収納部３１，３１と口金収納部４０，４０とを仕切るための板状の蓋側仕切り部材４６，４６が設けられている。蓋側仕切り部材４６，４６の発光管２９，２９に対応する位置には、口金部３０，３０の発光管２９，２９側の端部を受ける切り欠き部４６ａ，４６ｂがそれぞれ形成されており、口金部３０，３０の発光管２９，２９側の端部はこの切り欠き部４６ａ，４６ｂに当接するようになっている。本体側仕切り部材４５，４５と蓋側仕切り部材４６，４６とは、蓋部２７，２７が光源カバー２６，２６に対して閉じられた状態となることにより、組み合わさって、発光管収納部３１，３１と口金収納部４０，４０との間を仕切る仕切り部材を構成するようになっている。

また、口金収納部４０，４０の主走査方向Ｘにおける両側壁には、口金部３０，３０の副走査方向Ｙの下流側周面に沿うように形成され、口金部３０，３０の位置を規制する口金規制部材４７，４７がそれぞれ設けられている。

また、蓋部２７，２７の内側であって蓋部２７，２７が閉じたときに口金部３０，３０に対応する位置には、蓋部２７，２７が光源カバー２６に対して閉じられた際に口金部３０，３０を前記規制部材４７，４７に対して押圧し固定する押圧部材４８，４８が設けられている。押圧部材４８，４８は、例えば、バネ性を有する金属板等によって形成されている。なお、押圧部材４８，４８を形成する材料はここに例示したものに限定されず、バネ性を有する材料であれば適用することができる。

さらに、本体側仕切り部材４５，４５の上であって口金部３０，３０の近傍には、口金部３０，３０の温度を検出する口金温度センサ４９，４９が設けられている。

また、インクジェット記録装置１は、発光管冷却ファン３９，３９及び口金冷却ファン４３，４３等の動作を制御する制御部（図示せず）を備えている。この制御部には、口金温度センサ４９，４９から検出結果が送られるようになっており、制御部は、口金温度センサ４９，４９の検出結果に応じて、口金部３０，３０の温度が所定の温度となるように口金冷却ファン４３，４３の回転速度を制御するようになっている。

また、制御部は、記録動作を行う際に低圧水銀ランプ２８，２８が点灯されてから所定時間経過後に、発光管冷却ファン３９，３９を回転駆動させ、記録動作が終了し低圧水銀ランプ２８，２８が消灯されると発光管冷却ファン３９，３９の回転を停止させるようになっている。

なお、その他の構成は、第一実施形態のものと同様であるので、同一個所には同一符号を付してその説明を省略する。

次に、本実施形態におけるインクジェット記録装置１の作用について説明する。

画像記録動作が開始されると、搬送機構によって記録媒体Ｐが副走査方向Ｙに搬送され、所定位置に到達すると、キャリッジ２１がガイドレールに沿って往復移動するとともに記録ヘッド２２，２２…のノズルから所定の画像データに基づいて所要のインクが吐出される。これと同時に、紫外線照射装置２５，２５の低圧水銀ランプ２８，２８が点灯し、記録媒体Ｐ上に吐出されたインクに対して紫外線が照射され、これによってインクが硬化定着して記録媒体Ｐの記録面上に画像が記録される。

このとき、口金部３０，３０には高電力が供給されるため、口金部３０，３０及び発光管２９，２９の温度が上昇するが、口金温度センサ４９，４９により、口金部３０，３０の温度が随時検出され、検出された温度に基づいて、制御部により口金冷却ファン４３，４３の回転速度が制御されて、口金部３０，３０が所定の温度となるように調整される。

また、低圧水銀ランプ２８，２８が点灯されてから所定時間経過後に、制御部により発光管冷却ファン３９，３９の回転が開始される。これにより、発光管２９，２９が局所的に冷却されることなく均一に冷却されて、発光管２９，２９と口金部３０，３０との温度差が発光効率がよい温度差の範囲内に含まれるように調整される。

繰り返し画像記録が行われ低圧水銀ランプ２８，２８の点滅が繰り返されるに伴って、口金部３０，３０のフィラメントに塗布された電子放射物質（エミッタ）が飛散し、口金部３０，３０の電極付近は次第に黒化していくが、発光管２９は口金部３０，３０の下方でほぼ鉛直に屈曲する屈曲部５０，５０を有しているため、黒化はこの屈曲部５０，５０より先には及ばず、発光管収納部３１，３１に収納された発光管２９，２９の照度はほぼ一定に維持される。

低圧水銀ランプ２８の交換時には、まず、低圧水銀ランプ２８の交換が必要である紫外線照射装置２５の蓋部２７を開けて、光源カバー２６に収納されている低圧水銀ランプ２８を副走査方向Ｙの下流側から上流側に向かって引き出し、光源カバー２６内から取り出す。次に、蓋部２７を開けた状態で、新しい低圧水銀ランプ２８を副走査方向の上流側から下流側に向かって光源カバー２６に挿入する。このとき、低圧水銀ランプ２８を光源カバー２６の奥まで挿入することによって発光管２９の先端部分が副走査方向規制部材３５によって保持され低圧水銀ランプ２８の副走査方向Ｙにおける位置が規制される。同時に、主走査方向規制部材３６によって発光管２９の両側部が保持され、低圧水銀ランプ２８の主走査方向Ｘにおける位置が規制される。また、口金部３０，３０が規制部材４７に当接するとともに、口金部３０，３０に接続される発光管２９が本体側仕切り部材４５に当接する。そして、蓋部２７が閉じられることによって蓋部２７に設けられた押圧部材４８が口金部３０，３０を規制部材４７に向かって押圧し、これにより口金部３０，３０が固定される。また、蓋部２７が閉じて本体側仕切り部材４５と蓋側仕切り部材４６とが組み合わされることにより、発光管収納部３１と口金収納部４０との間が仕切られる。

以上より、インクジェット記録装置１によれば、口金部３０，３０が密に近接することがないため熱干渉を起こし難く、発光効率を良好な状態に維持し、安定した出力の紫外線によりインクを硬化させることができる。このため、安定して良好な画像を得ることができる。

また、低圧水銀ランプ２８の寿命が尽きたときには容易に交換を行うことができる。

さらに、口金部３０，３０のフィラメントに塗布された電子放射物質（エミッタ）が飛散することによって生じる口金部３０，３０の電極付近の黒化が、屈曲部より先には及ばないため、発光管収納部３１，３１に収納された発光管２９，２９の照度をほぼ一定に維持したまま光照射を行うことができる。

なお、本実施形態においては、キャリッジ２１に搭載された記録ヘッド２２，２２…を主走査方向Ｘに往復移動させるとともに、記録媒体Ｐを副走査方向Ｙに搬送させながら、記録ヘッド２２，２２…からインクを吐出させて、画像を記録するシリアルヘッド方式のインクジェット記録装置１としたが、記録媒体Ｐの全幅にわたって設けられ記録媒体Ｐの上方において固定された記録ヘッドからインクを吐出させるとともに、記録ヘッドと直行する方向に記録媒体Ｐを搬送させて、画像を形成するラインヘッド方式のインクジェット記録装置に適用することも可能である。

この場合には、例えば、光照射装置を記録ヘッドよりも記録媒体の搬送方向の下流側に記録ヘッドの長手方向に平行するように設ける。そして、例えば、光照射装置の何れかの端部に蓋部を設けてこの蓋部を開閉させ、記録媒体の搬送方向と直交する方向に低圧水銀ランプを移動させることにより低圧水銀ランプの交換を行うようにする。なお、ラインヘッド方式のインクジェット記録装置の場合、蓋部を設ける位置はここに例示したものに限定されず、例えば、光照射装置の記録ヘッドに対向しない側面に蓋部を設け、この蓋部を開閉させて、記録媒体の搬送方向に低圧水銀ランプを移動させることにより低圧水銀ランプの交換を行うようにしてもよい。

また、本実施形態においては、光源カバー２６の副走査方向Ｙの上流側に設けられた蓋部２７を開けて光源カバー２６に収納されている低圧水銀ランプ２８を副走査方向Ｙの下流側から上流側に向かって引き出し、光源カバー２６内から取り出すようにしたが、低圧水銀ランプ２８を引き出す方向はこれに限定されない。例えば、光源カバー２６の側面に蓋部２７を設けて、低圧水銀ランプ２８を主走査方向Ｘに引き出すようにしてもよいし、光源カバー２６の副走査方向Ｙの下流側に蓋部２７を設けて、低圧水銀ランプ２８を副走査方向Ｙの上流側から下流側に向かって引き出すようにしてもよい。

また、本実施形態においては、口金部３０，３０及び発光管２９，２９を冷却する手段として、冷却ファンを用いるようにしたが、口金部３０，３０及び発光管２９，２９を冷却する手段はこれに限定されない。

例えば、口金冷却ファン４３，４３に代えて、複数の熱電冷却素子であるペルチェ素子を電気的に直列に接続したペルチェモジュールを、熱伝導率の高い材質から成り二つの口金部３０，３０の周囲を覆う熱伝導部を介して設けるようにしてもよい。ペルチェモジュールは、電源部よりペルチェ素子に直流電流を流すことにより、ペルチェ素子の一面から吸熱し他面から放熱するようになっており、ペルチェ素子に流す電流の向きを変えることにより、冷却面と加熱面とを切変えることができるようにするとよい。さらに、ペルチェモジュールの熱伝導部と当接する熱伝導部当接面と対向する面に、熱伝導部当接面が冷却面となっている際に、冷却面から吸収され伝達された熱を放熱するヒートシンクを設け、ヒートシンクの上部には、ヒートシンクから放射された熱を発散させる冷却ファンを設けるようにするとよい。なお、この場合には、ペルチェモジュールが低圧水銀ランプ２８の交換の際に妨げとならないように、ペルチェモジュールを口金部３０，３０の副走査方向Ｙの下流側の周面に当接するように設けることが望ましい。

同様に、発光管冷却ファン３９，３９に代えて、反射部材３２，３２の上部に、熱伝導率の高い材質から成る板状の熱伝導部を介してペルチェモジュールを設けるとともに、発光管２９の温度に基づいてペルチェモジュールによる熱移動を制御するようにしてもよい。

また、口金部３０，３０に接するウォータージャケット及びウォータージャケットに冷却水を供給する水冷タンクを設け、冷却水を供給するようにしてもよい。その場合、温度調節は冷却水の供給流量を制御することで行えばよい。同様に、ウォータージャケットを反射部材３２，３２の上面に設け、冷却水を供給することにより、発光管２９，２９の温度を調整してもよい。なお、この場合にも、ウォータージャケットが低圧水銀ランプ２８，２８の交換の際に妨げとならないように、口金部３０，３０を冷却するウォータージャケットは口金部３０，３０の副走査方向Ｙの下流側の周面に当接するように設けることが望ましい。

本実施形態においては、光源カバー２６，２６の副走査方向Ｙにおける一端部を上方に向けて突出形成し、発光管２９，２９の両端から突出形成部分に沿って口金部３０，３０をそれぞれ上方に延在させるようにし、突出形成部分を口金部３０，３０が収納される口金収納部４０，４０としたが、光源カバー２６，２６の形状はこれに限定されるものではなく、例えば、突出形成部分を設けることなく箱状に形成し、口金部も副走査方向Ｙに沿って設けるようにしてもよい。そして、光源カバーの上面であって仕切り部材により仕切られた口金収納部及び発光管収納部のそれぞれに対応する位置に、口金冷却ファン及び発光管冷却ファンをそれぞれ設けるようにするとよい。また、記録ヘッド２２,２２…から吐出されたインク等が排気の影響を受けなければ、排吸気を逆とした構成にしてもよい。

なお、本発明が本実施の形態に限られないことは、第一の実施形態と同様である。

本発明に係るインクジェット記録装置の第一の実施形態の構成を示した斜視図である。 図２（ａ）は、図１のインクジェット記録装置に備わるキャリッジ及び紫外線照射装置を示した斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すインクジェット記録装置のキャリッジ及び紫外線照射装置の底面図である。 本発明に係るインクジェット記録装置の第二の実施形態に備わるキャリッジ及び紫外線照射装置の構成を示した斜視図である。 本発明に係るインクジェット記録装置の第二の実施形態に備わる紫外線照射装置の構成を示す上方からの斜視図である。 図５（ａ）は、図３及び図４に示す紫外線照射装置の構成を示す下方からの斜視図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）における光源を紫外線照射装置本体から引き出した状態を示す下方からの斜視図である。 図６（ａ）は、図３及び図４に示す紫外線照射装置の構成を示す副走査方向上流側からの斜視図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）における光源を紫外線照射装置本体から引き出した状態を示す副走査方向上流側からの斜視図である。

符号の説明

１ インクジェット記録装置
２ プリンタ本体
６ キャリッジ
７ 記録ヘッド
１２ 紫外線照射装置
１３ 光源カバー
１４ 低圧水銀ランプ
１５ 発光管
１６ 口金部
１７ カバー
１８ 吸引ポンプ
１９ 排気ポンプ

Claims (9)

1. 光を照射することによって硬化する光硬化型インクを記録媒体上に吐出する記録ヘッドと、
   発光管の両端部に口金部を有し前記発光管から前記インクを硬化させる光を発する光源を備える光照射装置と、を備え、
   前記光源は、前記発光管の途中であって前記口金部と前記発光管との接続部近傍に前記口金部が光の照射面に対して垂直となるように直角に屈曲する屈曲部を有するとともに、前記光照射装置から着脱自在に構成され、
   前記光照射装置は、前記記録媒体の搬送方向における前記光源の位置を規制する第１の発光管規制部材と、前記記録媒体の搬送方向に直交する方向における前記光源の位置を規制する第２の発光管規制部材とを備えていることを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記光源は、一方の口金部と他方の口金部とが同側に配置され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. 前記光源は、前記記録媒体の記録面に対してほぼ平行に移動することにより前記光照射装置から着脱自在となっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記光照射装置は、前記口金部の位置を規制する口金規制部材を有し前記光源を内部に収納可能な光源カバーと、
   前記光源カバーに対して開閉自在とされる蓋部とを備えるとともに、
   前記蓋部に前記口金部を前記口金規制部材に対して押圧する押圧部材を設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記記録ヘッドは、前記記録媒体の搬送方向と直交する方向に移動しながら前記記録媒体上に前記インクを吐出するシリアルプリント方式であることを特徴とする請求項１から請求項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、搬送方向に移動される前記記録媒体に対して所定の固定位置から前記インクを吐出するラインプリント方式であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記光源は、低圧水銀ランプであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記光照射装置によって照射される光は紫外線であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。
9. 前記インクはカチオン重合性化合物を含むカチオン重合系インクであることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のインクジェット記録装置。

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