JP5044177B2 - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に係り、特に、ＵＶ（紫外線）硬化インクを用いた画像形成装置においてＵＶ照射条件の違いによる色材の光学濃度変化の度合いを階調補正するようにした画像形成装置及び画像形成方法に関する。

従来より、画像形成装置として、多数のノズルを配列させたインクジェットヘッドを有し、このインクジェットヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させながら、ノズルから被記録媒体に向けてインクを液滴として吐出することにより、被記録媒体上に画像を形成するインクジェットプリンタ（インクジェット記録装置）が知られている。

特に、このようなインクジェット方式の画像形成装置において、紫外線硬化型のインク（いわゆるＵＶインク）を使用する技術が知られている。

例えば、どのような記録速度に対しても、複雑な露光条件の変更無しに、良好なインク硬化性を得ることを目的とした画像形成装置として、インクジェット方式の記録ヘッドにより、紫外線硬化型インクを記録媒体上に吐出して画像を形成し、次いで照射装置から紫外線を照射することにより、記録媒体上に着弾したインクを硬化、定着させる画像形成装置であって、特に、画像記録速度が速い記録モードのときにはインクの吐出最大量を少なくし、画像記録速度が遅い記録モードのときにはインクの吐出最大量を多くするように変更するようにした画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１等参照）。
特開２００４−３１４５９８号公報

従来のようなＵＶ硬化型インクを用いたインクジェット方式の画像形成装置では、画像記録速度が速い高速印字モードでも、画像記録速度が遅い低速印字モードでも同じようにインクを硬化させるために、記録媒体上に着弾したインクに照射するＵＶ照射エネルギー量が等しく設定される。

ＵＶ照射エネルギー量は、照射強度と照射時間との積であり、高速印字モードの場合には、記録媒体が高速で搬送されるため、照射時間が短くなるので、そのぶん照射強度を強くしなければならない。

しかしながら、照射強度と照射時間との積としてのＵＶ照射エネルギー量が同じであっても、照射強度が強くなるとＵＶ硬化インクの硬化反応あるいは色材の褪色反応が異なる現象が発生することがある。このような現象が発生すると、色材の濃度（ここでは濃度は光学濃度を対象とするが、以下単に濃度とも言う。）が変化するため、例えば高速印字モードと低速印字モード間で色材の色濃度に差異が生じ、印字モードによっては所定の階調の画像が得られないという問題がある。

また例えば、上記特許文献１に記載のものでは、高速印字モード時には最大吐出量を少なくし、低速印字モード時には最大吐出量を多く設定することで確実な硬化反応が起きるようにしているが、上述したように高速印字モードにおいては、照射強度が強くなるとＵＶ硬化インクの硬化反応あるいは色材の褪色反応が異なるという現象が発生し、低速印字モードと比較して色材の濃度が変化してしまうが、上記特許文献１にはこのような問題に関する開示はなく、このような問題を解決することはできない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、放射線硬化型インクを用いた画像形成装置において、放射線照射条件が異なることで色材の濃度が変化しても、所定の階調の画像を得ることができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、放射線硬化型インクを被記録媒体に打滴するインク吐出ヘッドと、前記被記録媒体に打滴された前記放射線硬化型インクに放射線を照射して硬化させる放射線硬化手段と、前記放射線硬化手段による放射線照射条件として少なくとも照射時間及び照射強度を変化させることにより、高速で画像記録を行う高速印字モードと、高画質画像を得るための低速印字モードを含む複数の印字モードを設定する印字モード設定手段と、前記高速印字モードと前記低速印字モードにおける前記放射線照射条件の違いによるインクの放射線褪色変化量を補正するための打滴インク量補正手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置を提供する。

これにより、放射線照射条件が異なることでインク中の色材の濃度が変化しても、所定の階調の画像を得ることができる。

また、請求項２に示すように、前記打滴インク量補正手段は、前記高速印字モードと、前記低速印字モードの双方に対して打滴インク量を補正する補正処理を行うことを特徴とする。

これにより、印字モードの違いによる放射線照射条件の差異に対応することができる。

また、請求項３に示すように、前記打滴インク量補正手段は、前記低速印字モードにおいては打滴インク量を補正する補正処理を行わず、前記高速印字モードにおいて前記補正処理を行うことを特徴とする。

これにより、高画質を重視する低速印字モードで濃度補正なしでも最適画像を得ることができるとともに、高速記録を重視する高速印字モードで濃度補正により最適画像に近い状態で画像記録が可能となる。

また、請求項４に示すように、前記打滴インク量補正手段は、前記被記録媒体の種類に対応した前記放射線の照射条件に応じて打滴インク量を補正する補正処理を行うことを特徴とする。

これにより、被記録媒体の違いによる放射線照射条件の差異に応じた補正が可能となる。

また、請求項５に示すように、前記打滴インク量補正手段は、前記印字モード及び前記被記録媒体の種類の組み合わせに対応した前記放射線の照射条件に応じて前記補正処理を行うことを特徴とする。

これにより、印字モードと被記録媒体の種類の違いの双方を考慮したきめ細かな照射条件の設定及び補正処理が可能となる。

また、同様に前記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、放射線硬化型インクを被記録媒体に打滴し、打滴された放射線硬化型インクに対して放射線を照射し硬化させて画像を形成する画像形成方法であって、前記被記録媒体に打滴された前記放射線硬化型インクの放射線硬化に必要な放射線照射強度と時間による放射線照射条件を予め特定して記憶し、前記放射線照射条件として少なくとも照射時間及び照射強度を変化させることにより、高速で画像記録を行う高速印字モードと、高画質画像を得るための低速印字モードを含む複数の印字モードを設定し、前記高速印字モードと前記低速印字モードにおける前記放射線照射条件の違いによるインクの放射線褪色変化量を補正するため打滴インク量を補正するようにしたことを特徴とする画像形成方法を提供する。

これにより、放射線照射条件が異なることでインク中の色材の濃度が変化しても、所定の階調の画像を得ることができる。ここで印字モードには、高速印字モード、低速印字モード以外に、被記録媒体の種類の違いに応じて吐出条件、放射線照射条件を変えることも含む。

以上説明したように、本発明によれば、放射線照射条件が異なることでインク中の色材の光学濃度が変化しても、所定の階調の画像を得ることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る画像形成装置及び画像形成方法について詳細に説明する。

図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施形態の全体構成図である。

図１に示すように、この画像形成装置１０は、各インク色に対応して設けられた複数のインクジェットヘッド（以下、単にヘッドという。）１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ及び処理液吐出ヘッド１２Ｓと、各ヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙに供給する紫外線硬化型インク（いわゆるＵＶインク）及び処理液吐出ヘッド１２Ｓに供給する処理液を貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、各ヘッド間に配置された予備硬化光源１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃと、最終色のヘッド１２Ｙの後段に配置された本硬化光源１８と、記録媒体たる記録紙２０を供給する給紙部２２と、記録紙２０のカールを除去するデカール処理部２４と、各ヘッド１２（１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ）及び処理液吐出ヘッド１２Ｓのノズル面（インク吐出面）及び各光源（１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１８）の光出射面に対向して配置され、記録紙２０の平面性を保持しながら記録紙２０を搬送する吸着ベルト搬送部２６と、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２８と、を備えている。

本実施形態の画像形成装置１０で用いられる処理液は、重合開始剤と、拡散防止剤と、オイル（高沸点有機溶媒）とを含有し、各色の紫外線硬化型インクは、紫外線エネルギーの付与によって硬化（重合化）する成分（モノマー、オリゴマー、又は低分子量ホモポリマー、コポリマーなどの紫外線硬化性成分）と色材（着色剤）とを含有して構成されている。

このように、処理液と各色インクとを組み合わせた構成により、主として処理液に含まれる拡散防止剤の機能によって着弾干渉による画像劣化を回避するとともに、予備硬化光源１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃのもれ光や記録紙２０による反射光が各ヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ及び処理液吐出ヘッド１２Ｓのノズルにあたってしまう場合にも、各液体は重合開始剤とＵＶモノマーとを一緒に含有していないので重合反応が起こらず、各ヘッドのノズル内における処理液及びインクの固化が防止される。また、各色インクが重合開始剤を含有し、処理液がＵＶモノマーを含有する態様の場合も、上記と同様の効果を奏することができる。

なお、処理液及びインクについては後で詳しく説明する。

インク貯蔵／装填部１４は、各ヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するインクタンク１４Ｋ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｙ、及び処理液Ｓを貯蔵するタンク１４Ｓを有し、各タンクは所要の管路３０を介してヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ及び処理液吐出ヘッド１２Ｓと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。

図１において、給紙部２２の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジン３２が示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。

複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。

給紙部２２から送り出される記録紙２０はマガジン３２に装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２４においてマガジン３２の巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３４で記録紙２０に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなる加熱温度を制御するとより好ましい。

ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター３８が設けられており、該カッター３８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター３８は、記録紙２０の搬送路幅以上の長さを有する固定刃３８Ａと、該固定刃３８Ａに沿って移動する丸刃３８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃３８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃３８Ｂが配置される。なお、カット紙を使用する場合には、カッター３８は不要である。

デカール処理後、カットされた記録紙２０は、吸着ベルト搬送部２６へと送られる。吸着ベルト搬送部２６は、ローラ４１、４２間に無端状のベルト４３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも各ヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ及び処理液吐出ヘッド１２Ｓのノズル面に対向する部分が平面（フラット面）をなすように構成されている。

ベルト４３は、記録紙２０の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引穴（図示省略）が形成されている。ローラ４１、４２間に掛け渡されたベルト４３の内側には、図示を省略した吸着チャンバが設けられており、この吸着チャンバをファンで吸引して負圧にすることによって記録紙２０がベルト４３上に吸着保持される。

ベルト４３が巻かれているローラ４１、４２の少なくとも一方にモータ（図示省略）の動力が伝達されることにより、ベルト４３は図１上で反時計回り方向に駆動され、ベルト４３上に保持された記録紙２０は図１の右から左へと搬送される。

各ヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ及び処理液吐出ヘッド１２Ｓは、当該画像形成装置１０が対象とする記録紙２０の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録紙２０の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている。

ヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙは、記録紙２０の送り方向に沿って上流側から黒（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の色順に配置され、それぞれのヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙが記録紙２０の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。

吸着ベルト搬送部２６により記録紙２０を搬送しつつ、まず処理液吐出ヘッド１２Ｓから処理液を吐出した後、各ヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙからそれぞれ異色のイ
ンクを吐出することにより記録紙２０上にカラー画像を形成し得る。

このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙを色別に設ける構成によれば、紙送り方向（副走査方向）について記録紙２０をヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙに対して相対移動させる動作を一回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙２０の全面に画像を記録することができる。このようなシングルパス方式の画像形成装置は、記録ヘッドを主走査方向に往復動作させながら描画を行うシャトルスキャン方式に比べて高速印字が可能であり、プリント生産性を向上させることができる。

本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせは本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能である。また、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。

ヘッド間に配置されている予備硬化光源１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは、ヘッドと同様に記録紙２０の最大紙幅に対応する長さを有し、記録紙２０の搬送方向と略直交する方向に延在するように固定されている。各予備硬化光源１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは、隣接配置されている上流側のヘッド１２Ｋ、１２Ｍ又は１２Ｃによる着弾インク液滴を半硬化状態（完全に硬化していない状態、半固溶状態）にする程度のエネルギーの紫外線を照射する。

すなわち、予備硬化光源１６は、先行するヘッド１２Ｋ、１２Ｍ又は１２Ｃによって記録紙２０上に打滴されたインク液滴と後続のヘッド１２Ｍ、１２Ｃ又は１２Ｙから吐出される他色インク液滴とが記録媒体表面上で混合して色滲みを起こすことがないように、その混合を防止し得る程度に記録紙２０上のインク液滴を半硬化させる機能を果たす。

記録紙２０が上流のヘッド部を通過して、次のヘッド下に入る前に、予備硬化光源１６から光を照射して、記録紙２０上のインク液滴を半硬化状態にし、次段の異色ヘッドによる打滴を行うようになっている。

図１の例では、まず記録紙２０上に処理液吐出ヘッド１２Ｓから処理液を吐出した後、黒ヘッド１２Ｋによる打滴後に、予備硬化光源１６Ａによる光照射を経て黒インク液滴を半硬化させてから、マゼンタヘッド１２Ｍによる打滴を行う。同様に、マゼンタヘッド１２Ｍによる打滴後は、予備硬化光源１２Ｂによる光照射を経てシアンヘッド１２Ｃによる打滴を行い、その後予備硬化光源１６Ｃによる光照射を経てイエローヘッド１２Ｙによる打滴が行われる。

最終色のイエローヘッド１２Ｙによる打滴後は、半硬化のための光照射は不要であるため、予備硬化光源は省略されている。

イエローヘッド１２Ｙ通過後は、本硬化光源１８によって、記録紙２０上のインク液滴を、その後の（下流側工程の）ハンドリングによって画像劣化が起こらないよう程度に硬化（本硬化）させるに足る光照射が行われ、本定着が行われる。

本硬化光源１８の後段には、加圧定着ローラ４６が設けられている。加圧定着ローラ４６は、画像表面の光沢度及び平坦度を制御するための手段であり、画像面を所定の圧力で加圧する。

こうして生成されたプリント物は排紙部２８から排出される。なお、図１には示さないが、排紙部２８には、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。

次に、ヘッドの構造について説明する。インク色毎に設けられている各ヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙ及び処理液吐出ヘッド１２Ｓの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によってヘッドを示すものとする。

図２（ａ）は、ヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図２（ｂ）は、その一部の拡大図である。また、図３は、ヘッド５０の他の構造例を示す平面透視図であり、図４は、一つの液滴吐出素子（一つのノズル５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図２中の４−４線に沿った断面図）である。

記録紙２０上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例のヘッド５０は、図２（ａ）、（ｂ）に示したように、インク滴の吐出口であるノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）５３を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。

記録紙２０の送り方向と略直交する方向に記録紙２０の全幅に対応する長さにわたり１列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図２（ａ）の構成に代えて、図３に示すように、複数のノズル５１が２次元に配列された短尺のヘッドユニット５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙２０の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。

各ノズル５１に対して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図２（ａ）、（ｂ）参照）、対角線上の両隅部にノズル５１への流出口と供給インクの流入口（供給口）５４が設けられている。なお、圧力室５２の形状は、本例に限定されず、平面形状が四角形（菱形、長方形など）、五角形、六角形その他の多角形、円形、楕円形など多様な形態があり得る。

図４に示したように、各圧力室５２は供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。共通流路５５はインク供給源たるインクタンク（図４においては図示省略）と連通しており、インクタンクから供給されるインクは図４の共通流路５５を介して各圧力室５２に分配供給される。

圧力室５２の一部（図４において天面）を構成している加圧板（振動板）５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８が接合されている。個別電極５７に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ５８が変形して圧力室５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル５１からインクが吐出される。なお、アクチュエータ５８には、ピエゾ素子などの圧電体が好適に用いられる。インク吐出後、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給される。

次に予備硬化光源部の構造例について説明する。

図５は、予備硬化部の構造例を示した模式図である。図５中図１と共通する部分には同一の符号を付してある。図５に示したように、予備硬化光源１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは、遮光囲い７０の中に線状の紫外線ＬＥＤ素子７２とレンズ系７４とが配置された構造を有し、遮光囲い７０の底面に形成されているスリット状の開口部７６を介してベルト４３上の記録紙２０に線状集光された紫外線が照射される。なお、符号７８は、紫外線ＬＥＤ素子７２が支持されている基板である。

イエローヘッド１２Ｙ後段の本硬化光源１８には、水銀ランプ又はメタルハライドランプなどが好適に用いられる。本硬化光源１８は、紫外線ＬＥＤ素子７２よりも広い波長領域を有し、かつ、光量も大きい。また、イエローヘッド１２Ｙと本硬化光源１８の間には、本硬化光源１８からの照射光がイエローヘッド１２Ｙに入らないようにするための遮光仕切り部材８０が配設されている。

予備硬化光源１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ（以下、説明の便宜上これら各光源をまとめて符号１６で表す。）による硬化処理は、記録媒体表面上での他色インク液滴同士の干渉による混色を防止する程度でインク中に未硬化部分が残る半固溶状態（粘度上昇状態）でよい。そのため、予備硬化光源１６と、本硬化光源１８とでは、それぞれ別種の光源を用い、予備硬化光源１６と本硬化光源１８の関係が以下の条件の少なくとも一つを満たすように構成する態様が好ましい。

（条件１）：予備硬化光源１６の波長域 ＜ 本硬化光源１８の波長域
（条件２）：予備硬化光源１６の照射量 ＜ 本硬化光源１８の照射量
（条件３）：予備硬化光源１６による光源域の照射領域 ＜ 本硬化光源１８による光源域の照射領域
ただし、予備硬化光源１６や本硬化光源１８の中心波長や波長域は使用されるインクの設計に応じて選択される。

図６は、予備硬化光源１６の詳細な構造例を示した部分断面図であり、図７は、図６中の７Ａ矢視断面図である。これらの図面に示したとおり、遮光囲い７０の内側に配置された基板７８には、ヘッド５０の長手方向に沿って複数の紫外線ＬＥＤ素子７２がライン状に並べられて配置されている。これら紫外線ＬＥＤ素子７２列の下方には集光用のシリンドリカルレンズ８４が設けられている。

遮光囲い７０の底部には、光出射口となるスリット状の開口部７６が形成されるとともに、該開口部７６の周囲には光出射方向に凸の遮光くちばし８６が設けられている。また、記録紙２０と対向する遮光囲い７０の底面には、紫外線吸収コーティング８８が施されている。

紫外線ＬＥＤ素子７２群から発せられる発散光は、シリンドリカルレンズ８４の作用によって紙送り方向に略直交する方向に沿って線状に集光され、記録紙２０上に照射される。シリンドリカルレンズ８４に代えて、これと同様の集光パワーをもつ、光屈折面形状の非球面を１面以上有するレンズ群を用いることも可能である。

図８には、図６及び図７に示した構造の予備硬化光源１６によって記録紙２０上に照射される紫外線の照射エリアの例が示されている。

図８において、記録紙２０は右から左へ白矢印方向に沿って搬送され、ヘッド５０によってインクが吐出される。こうして記録紙２０上に順次インクが着弾し、主走査方向のドットライン９０が形成されていく。ヘッド５０の下流側にある予備硬化光源１６から照射される紫外線の照射エリア９２は図示のように、副走査方向については狭幅ｗ（好ましくは、数ドットライン以内）を成し、主走査方向のドットライン９０に沿って略平行な線状となっている。

図６及び図７で説明した紫外線ＬＥＤ素子７２群を選択的に発光させたり、各素子の発光量を制御することにより、紫外線の照射エリア９２について所望の照射範囲及び光量（強度）分布を実現することができる。

図９は、予備硬化光源１６から出射される紫外線の照射エリアの光量分布例を示した拡大図である。図９中符号９２Ａは、弱光量エリア、符号９２Ｂは強光量エリアを示し、符号９２Ｃは、色なしエリア（直前のヘッドによって打滴が行われていないエリア）を示す。色なしエリア９２Ｃについては、記録紙２０上に着弾インク液滴が存在しないため、予備硬化させるための紫外線照射が不要なエリアである。

記録紙２０のサイズやヘッド５０による打滴範囲及びインク量に応じて紫外線ＬＥＤ素子７２の発光位置及び発光量を適切に制御して必要最小限の発光を行うことにより、ヘッド５０への悪影響を極力抑えることが望ましい。

なお、予備硬化光源１６の構成は、図６及び図７のような砲弾型の紫外線ＬＥＤ素子７２を用いる構成に限定されず、図１０のように、基板９４上にＬＥＤ素子９５を一次元的に並べたものであってもよい。また、ＬＥＤに代えて、ＬＤ（レーザダイオード）を用いる構成も可能である。例えば、図６及び図７のような砲弾型の紫外線ＬＥＤ素子７２列とシリンドリカルレンズ８４とから成る光源部に代えて、図１１のように、ＬＤ素子９７と、集光レンズ９８及びシリンドリカルレンズ９９で構成する光源部に置き換えることができる。

次に、画像形成装置１０の制御系について説明する。

図１２は、画像形成装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。画像形成装置１０は、通信インターフェース１１０、システムコントローラ１１２、画像メモリ１１４、モータドライバ１１６、ヒータドライバ１１８、プリント制御部１２０、画像バッファメモリ１２２、ヘッドドライバ１２４、メディア検出部１２６、光源制御部１２８等を備えている。

通信インターフェース１１０は、ホストコンピュータ１３０から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース１１０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット（登録商標）、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（図示省略）を搭載してもよい。ホストコンピュータ１３０から送出された画像データは通信インターフェース１１０を介して画像形成装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ１１４に記憶される。画像メモリ１１４は、通信インターフェース１１０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ１１２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ１１４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。

システムコントローラ１１２は、通信インターフェース１１０、画像メモリ１１４、モータドライバ１１６、ヒータドライバ１１８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ１１２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ１３０との間の通信制御、画像メモリ１１４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ１３４やヒータ１３６を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ１１６は、システムコントローラ１１２からの指示に従ってモータ１３４を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ１１８は、システムコントローラ１１２からの指示に従って加熱ドラム３４その他各部のヒータ１３６を駆動するドライバである。

プリント制御部１２０は、濃度変化値算出部１４０及びドットデータ生成部１４２を含み、システムコントローラ１１２の制御に従い、画像メモリ１１４内の画像データから印
字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（ドットデータ）をヘッドドライバ１２４に供給する制御部である。プリント制御部１２０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ１２４を介して色別のヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙのインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。

プリント制御部１２０には画像バッファメモリ１２２が備えられており、プリント制御部１２０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ１２２に一時的に格納される。なお、図１２において画像バッファメモリ１２２はプリント制御部１２０に付随する態様で示されているが、画像メモリ１１４と兼用することも可能である。また、プリント制御部１２０とシステムコントローラ１１２とを統合して一つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ１２４はプリント制御部１２０から与えられるドットデータに基づいて各ヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙの吐出駆動用アクチュエータ５８を駆動する。ヘッドドライバ１２４にはヘッドの駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。

印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース１１０を介して外部から入力され、画像メモリ１１４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの画像データが画像メモリ１１４に記憶される。画像メモリ１１４に蓄えられた画像データは、システムコントローラ１１２を介してプリント制御部１２０に送られ、該プリント制御部１２０のドットデータ生成部１４２において既知のディザ法、誤差拡散法などの手法によりインク色毎のドットデータに変換される。

こうして、プリント制御部１２０のドットデータ生成部１４２で生成されたドットデータに基づいてヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙが駆動制御され、ヘッドからインクが吐出される。記録紙２０の搬送速度に同期してヘッド１２Ｋ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｙからのインク吐出を制御することにより、記録紙２０上に画像が形成される。

メディア検出部１２６は、記録紙２０の紙種やサイズを検出する手段である。例えば、給紙部２２のマガジン３２に付されたバーコード等の情報を読み込む手段、用紙搬送路中の適当な場所配置されたセンサ（用紙幅検出センサ、用紙の厚みを検出するセンサ、用紙の反射率を検出するセンサなど）が用いられ、これらの適宜の組み合わせも可能である。また、これら自動検出の手段に代えて、もしくはこれと併用して、所定のユーザインターフェースからの入力によって紙種やサイズ等の情報を指定する構成も可能である。

メディア検出部１２６により取得された情報はシステムコントローラ１１２及びプリント制御部１２０の少なくとも一方に通知され、インク吐出制御及び予備硬化光源１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃの制御等に利用される。

光源制御部１２８は、予備硬化光源１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃの点灯（ＯＮ）、消灯（ＯＦＦ）並びに点灯位置、点灯時の発光量等を制御する予備硬化光源制御回路と、本硬化光源１８の点灯（ＯＮ）、消灯（ＯＦＦ）並びに点灯時の発光量を制御する本硬化光源制御回路と、を含んで構成される。光源制御部１２８は、プリント制御部１２０からの指令に従って各光源（１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ）の発光を制御する。

次に、プリント制御部１２０中の濃度変化値算出部１４０及びドットデータ生成部１４２について説明する。

濃度変化値算出部１４０は、ＵＶ照射強度記憶部１４４、印字モード制御部１４６、色材濃度変化記憶部１４８を有しており、ドットデータ生成部１４２は、画像データ入力部１５０、インク量変換部１５２、ＣＭＹＫインク量補正部１５４、ＣＭＹＫドットデータ生成部１５６、アクチュエータ駆動波形生成部１５８を有している。

ＵＶ照射強度記憶部１４４は、ＵＶ硬化に必要なＵＶ照射強度と時間との関係を予め実験等で特定し記憶するものである。

印字モード制御部１４６は、低速印字モード、高速印字モード等の各印字モードに対応した記録媒体搬送速度を設定し、ＵＶ照射距離（被記録媒体の搬送路上で、ＵＶ照射される領域の搬送距離）からＵＶ照射時間を演算し、記録媒体搬送速度に応じて、ＵＶ照射強度記憶部１４４からＵＶ照射強度を設定するものである。

色材濃度変化記憶部１４８は、ＵＶ照射強度記憶部１４４で記憶されたＵＶ照射強度及び時間との照射条件にて、予め色材の濃度変化値を実験等により測定し、記憶するものである。

また、画像データ入力部１５０は、画像バッファメモリ１２２より画像データを取り込むものである。インク量変換部１５２は、ＲＧＢデータからＣＭＹＫデータへデータ変換する際のインク量の変換を行うものであり、このとき、ＣＭＹＫインク量補正部１５４によりＣＭＹＫインク打滴量が補正される。

ＣＭＹＫインク量補正部１５４は、色材濃度変化記憶部１４８からＵＶ照射による色材の濃度変化後の濃度値を読み出し、所定の画像濃度に近づくようにＣＭＹＫインク打滴量を補正する。例えば、高速印字モード時において、ＵＶ照射により色材濃度が低速印字モードと比べて相対的に低下した場合は、インク量を増加する補正を行う。

ＣＭＹＫドットデータ生成部１５６は、いわゆるデジタル・ハーフトーニング処理を行い、ＣＭＹＫドットデータを生成するものである。

アクチュエータ駆動波形生成部１５８は、ＣＭＹＫドットデータ生成部１５６で生成されたドットデータから実際にアクチュエータを駆動する波形を生成するものであり、この駆動波形がヘッドドライバ１２４に送られてヘッド１２が駆動され、インクが吐出される。

次に、本実施形態の画像形成装置１０で用いられる処理液及びインクについて説明する。

本実施形態に示す画像形成装置１０においては、重合開始剤、拡散防止剤、及び、高沸点溶媒を含有する処理液と、重合性化合物、及び、色材を含有する各色インクから構成されるインクセットが用いられる。重合性化合物とは、後述する重合開始剤から発生するラジカルなどの開始種により、重合反応を生起し、硬化する機能を有する化合物を指す。

少なくとも一個のエチレン性不飽和二重結合を有する付加重合性化合物であることが好ましく、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも１個、より好ましくは２個以上有する多官能化合物から選ばれることが好ましい。かかる化合物群は当該産業分野において広く知られるものであり、これらを特に限定無く用いることができる。これらは、例えば、モノマー、プレポリマー、すなわち２量体、３量体及びオリゴマー、又はそれらの混合物なら
びにそれらの共重合体などの化学的形態を持つものを包含する。

重合性化合物は、分子内に、アクリロイル基、メタクリロイル基、アリル基、ビニル基、内部二重結合性基（マレイン酸など）などの重合性基を有することが好ましく、なかでも、アクリロイル基、メタクリロイル基を有する化合物が、低エネルギーで硬化反応を生起させることができるので好ましい。重合性化合物は１つの液体中において、１種のみを用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。着色剤を含む第２の液体に含有させる重合性化合物の含有率としては、第２の液体中に５０〜９９質量％の範囲が好ましく、７０〜９９質量％の範囲がより好ましく、８０〜９９質量％の範囲がさらに好ましい。

重合開始剤とは、光、熱、或いはその両方のエネルギーによりラジカルなどの開始種を発生し、前記重合性化合物の重合を開始、促進させる化合物を指し、公知の熱重合開始剤や結合解離エネルギーの小さな結合を有する化合物、光重合開始剤などを選択して使用することができる。

そのようなラジカル発生剤としては、有機ハロゲン化化合物、カルボニル化合物、有機過酸化化合物、アゾ系重合開始剤、アジド化合物、メタロセン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、有機ホウ酸化合物、ジスルホン酸化合物、オニウム塩化合物等が挙げられる。

本実施形態で用いられるインクセットにおいては、用いる複数種の液体の内、少なくともいずれかに、重合性化合物を硬化させる重合開始剤を含有する。

重合開始剤の含有率は、経時安定性と硬化性、硬化速度との観点から、インクセットに使用した全重合性化合物に対し、０．５〜２０質量％が好ましく、１〜１５質量％がより好ましく、３〜１０質量％が更に好ましい。重合開始剤は、１種あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。また、本発明の効果を損なわない限りにおいて、感度向上の目的で公知の増感剤と併用することもできる。

本発明に用いられる着色剤には特に制限はなく、インクの使用目的に適合する色相、色濃度を達成できるものであれば、公知の水溶性染料、油溶性染料及び顔料から適宜選択して用いることができる。なかでも、本発明のインクジェット記録用インクを構成する液体は、非水溶性の液体であって水性溶媒を含有しないことがインク打滴安定性及び速乾性の観点から好ましく、そのような観点からは、非水溶性の液体に均一に分散、溶解しやすい油溶性染料や顔料を用いることが好ましい。

本実施形態に使用可能な油溶性染料には特に制限はなく、任意のものを使用することができる。着色剤として油溶性染料を用いる場合の染料の含有量は、固形分換算で０．０５〜２０質量％の範囲であることが好ましく、０．１〜１５質量％が更に好ましく、０．２〜６質量％が特に好ましい。着色剤として顔料を用いる態様もまた、複数種の液体の混合時に凝集が生じやすいという観点から好ましい。

本実施形態において使用される顔料としては、有機顔料、無機顔料のいずれも使用できるが、黒色顔料としては、カーボンブラック顔料等が好ましく挙げられる。また、一般には黒色、及び、シアン、マゼンタ、イエローの３原色の顔料が用いられるが、その他の色相、例えば、赤、緑、青、茶、白等の色相を有する顔料や、金、銀色等の金属光沢顔料、無色又は淡色の体質顔料なども目的に応じて用いることができる。

また、シリカ、アルミナ、樹脂などの粒子を芯材とし、表面に染料又は顔料を固着させた粒子、染料の不溶レーキ化物、着色エマルション、着色ラテックス等も顔料として使用
することができる。

さらに、樹脂被覆された顔料を使用することもできる。これは、マイクロカプセル顔料と呼ばれ、大日本インキ化学工業社製、東洋インキ社製などから市販品としても入手可能である。

本実施形態における液体中に含まれる顔料粒子の体積平均粒子径は、光学濃度と保存安定性とのバランスといった観点からは、３０〜２５０ｎｍの範囲であることが好ましく、さらに好ましくは５０〜２００ｎｍである。ここで、顔料粒子の体積平均粒子径は、例えば、ＬＢ−５００（ＨＯＲＩＢＡ（株）製）などの測定装置により測定することができる。

着色剤として顔料を用いる場合の含有量は、光学濃度と噴射安定性の観点から、第２の液体中において、固形分換算で０．１質量％〜２０質量％の範囲であることが好ましく、１質量％〜１０質量％の範囲であることがより好ましい。着色剤は１種のみならず、２種以上を混合して使用してもよい。また、液体毎に異なった着色剤を用いても、同じであってもよい。

拡散防止剤とは、本発明において、記録媒体に付与された第１の液体上に打滴された着色剤を有する第２の液体の拡散や滲みを防止する目的で、第１の液体中に含有される物質を指す。

上記拡散防止剤としては、アミノ基を有する重合体、オニウム基を有する重合体、含窒素ヘテロ環を有する重合体、及び金属化合物からなる群より選択される少なくとも１種を含有する。

上記重合体等は、単一種を使用してもよいし、複数種を組み合わせて使用してもよい。「複数種」とは、例えば、アミノ基を有する重合体には属するが異なる構造の重合体の場合や、アミノ基を有する重合体とオニウム基を有する重合体の関係のように異なる属種である場合を含む。また、１つの分子中に、アミノ基、オニウム基、含窒素ヘテロ環、及び金属化合物を組み合わせて併存させても良い。

本実施形態における高沸点有機溶媒とは２５℃での粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下又は６０℃での粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下であり、且つ沸点が１００℃よりも高い有機溶媒を示す。

ここで、用いられる「粘度」は、東機産業（株）社製のＲＥ８０型粘度計を用いて求めた粘度をさす。ＲＥ８０型粘度計は、Ｅ型に相当する円錐ロータ／平板方式粘度計であり、ロータコードＮｏ．１番のロータを用い、１０ｒｐｍの回転数にて測定を行う。但し、６０ｍＰａ・ｓより高粘なものについては、必要により回転数を５ｒｐｍ、２．５ｒｐｍ、１ｒｐｍ、０．５ｒｐｍ等に変化させて測定を行う。

また、「水の溶解度」とは、２５℃における高沸点有機溶媒中の水の飽和濃度であり、２５℃での高沸点有機溶媒１００ｇに溶解できる水の質量（ｇ）を意味する。

上記高沸点有機溶媒の使用量としては、使用する着色剤に対し、塗設量換算で５〜２０００質量％が好ましく、１０〜１０００質量％がより好ましい。

本実施形態においては、複数種の液体の保存中における好ましくない重合を抑制する目的で、貯蔵安定剤を添加することができる。貯蔵安定剤は、重合性化合物と同じ液体に共
存させて用いることが好ましく、また、該液体或いは共存する他の成分に可溶性のものを用いることが好ましい。

貯蔵安定剤としては、４級アンモニウム塩、ヒドロキシアミン類、環状アミド類、ニトリル類、置換尿素類、複素環化合物、有機酸、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノエーテル類、有機ホスフィン類、銅化合物などが挙げられる。

貯蔵安定剤の添加量は、用いる重合開始剤の活性や重合性化合物の重合性、貯蔵安定剤の種類に基づいて適宜調整するのが好ましいが、保存安定性と液体混合時のインクの硬化性とのバランスといった観点からは、液体中における固形分換算で０．００５〜１質量％が好ましく、０．０１〜０．５質量％がより好ましく、０．０１〜０．２質量％がさらに好ましい。

本実施形態の画像形成装置１０においては、第１の液体の記録媒体上への付与手段として、インクジェットノズルでの噴出によるもののほかに、塗布等、他の手段を用いてもよい。

上記塗布に用いる装置としては特に制限はなく、公知の塗布装置を目的に応じて適宜選択することができる。例えば、エアドクターコーター、ブレードコーター、ロットコーター、ナイフコーター、スクイズコーター、含浸コーター、リバースロールコーター、トランスファーロールコーター、グラビアコーター、キスロールコーター、キャストコーター、スプレイコーター、カーテンコーター、押出コーター等が挙げられる。

本実施形態において重合性化合物の重合を進行させるための露光光源としては、紫外線、可視光線などを使用することができる。また、光以外の放射線、例えば、α線、γ線、Ｘ線、電子線などてエネルギー付与を行うこともできるが、これらのうち、紫外線、可視光線を用いることがコスト及び安全性の点から好ましく、紫外線を用いることが更に好ましい。硬化反応に必要なエネルギー量は、重合開始剤の種類や含有量などによって異なるが、一般的には、１〜５００ｍＪ／ｃｍ^２程度である。

以下、本実施形態の作用について説明する。

本実施形態では、ＵＶインクを用い、紫外線（ＵＶ）を照射してＵＶインクを硬化させるようにしているが、ＵＶインクが硬化するために必要なＵＶ照射エネルギーＱは、ＵＶ照射強度Ｅと、ＵＶ照射時間ｔとの積で決まる。すなわち、Ｑ＝Ｅ×ｔ表される。

このとき、ＵＶ照射強度Ｅと、ＵＶ照射時間ｔとの積、Ｅ×ｔとしてのＵＶ照射エネルギーＱが同じであっても、ＵＶ照射強度Ｅ及びＵＶ照射時間ｔの違い（ＵＶ照射条件の違い）によって、ＵＶインクの硬化反応あるいはＵＶインク中の色材の褪色反応が異なるという現象が発生する。そこで、まずこの現象について説明することとする。

記録紙を低速で搬送して高画質の画像記録を行うことを目的とする低速印字モードと、記録紙を高速で搬送して画像記録のスピードアップを図る高速印字モードとでは、記録媒体上に打滴されたインクドットを硬化させるためのＵＶ露光照射条件（ＵＶ照射条件）が異なっている。

すなわち、低速印字モードにおけるＵＶ照射エネルギー、ＵＶ照射強度、ＵＶ照射時間をそれぞれＱａ、Ｅａ、ｔａとすると、Ｑａ＝Ｅａ×ｔａと表される。また、高速印字モードにおけるＵＶ照射エネルギー、ＵＶ照射強度、ＵＶ照射時間をそれぞれＱｂ、Ｅｂ、ｔｂとすると、Ｑｂ＝Ｅｂ×ｔｂと表される。

ＵＶインクが硬化するために必要なＵＶ照射エルギーは、低速印字モードでも高速印字モードでも等しく設定される。すなわち、前述した記号を用いれば、Ｑａ＝Ｑｂである。このとき、ＵＶ照射領域の搬送方向長さは、通常の装置では固有の値であり、低速印字モードより高速印字モードの方が記録紙の搬送速度が速いため、ＵＶ照射時間は低速印字モードより高速印字モードの方が短く、ｔａ＞ｔｂとなる。従って、ＵＶ照射エネルギーを等しく、Ｑａ＝Ｑｂとするためには、照射時間の短い高速印字モードのＵＶ照射強度を強く、Ｅａ＜Ｅｂとする必要がある。

しかし、低速印字モードの場合とＵＶ照射エネルギーが等しく、Ｑａ＝Ｑｂであっても、高速印字モードの場合には、短時間で高照度（高強度）のＵＶ光を照射することとなり、却ってＵＶインクの硬化反応が十分でないという現象が発生する。

そこで、このような高速印字モードの場合には、ＵＶ照射強度ＥｂまたはＵＶ照射時間ｔｂを大きく設定することによって、ＵＶインクの硬化反応を確実に実現可能とする。

いま、記録紙の搬送速度は固定されていて、ＵＶ照射時間ｔｂは一定とすれば、ＵＶ照射強度Ｅｂをより大きな値Ｅｂ’に設定し、Ｑｂより大きなＵＶ照射エネルギーＱｂ’＝Ｅｂ’×ｔｂでＵＶインクの硬化反応を確実にする。

結局この場合、最終的には、
低速印字モード：Ｑａ＝Ｅａ×ｔａ
高速印字モード：Ｑｂ’＝Ｅｂ’×ｔｂ
なる条件でＵＶ照射する。

また、以上を表にまとめると図１４Ａのようになる。

すなわち、図１４Ａに示すように、低速印字モードの場合には、ＵＶ照射強度Ｅａがそれ程強くないので、硬化反応が不十分となるような現象は発生せず、ＵＶ照射エネルギーはＱａ＝Ｅａ×ｔａと設定される。

これに対して、高速印字モードの場合には、ＵＶ照射強度Ｅｂはそれなりに強い照射強度（Ｅａ×ｔａ／ｔｂ）で設定されているが照射時間が短いために硬化反応が追いつかず、硬化反応が不十分となる現象が発生することがある。このような現象が発生しない場合には、ＵＶ照射エネルギーはＱｂ＝Ｅｂ×ｔｂ（ここでＱｂ＝Ｑａである。）でよい。しかし、このような現象が発生する場合には、ＵＶ照射強度Ｅｂをより強くしてＥｂ’とし、ＵＶ照射エネルギーをＱｂ’＝Ｅｂ’×ｔｂ（Ｑｂ’＞Ｑｂ＝Ｑａ）のようにより高く設定して、ＵＶ硬化反応を確実なものとするようにする。

また、一方ＵＶインク中に含まれる色材は、ＵＶ照射を受けることで色材の濃度が変化する。この濃度の変化の度合いは、低速印字モードや低速印字モードと高速印字モードの中間の中速印字モードにおいては、ＵＶ照射エネルギー量が等しければ一定となるが、高速印字モードにおいて前述したようなＵＶ照射強度はそれなりに強い照射強度（Ｅａ×ｔａ／ｔｂ）で設定されているが照射時間が短いためにインクの褪色反応が追いつかずＵＶ硬化反応が不十分となる現象と同様の現象（褪色反応が進まない）が発生することがある。高速印字モードにおいて、このような現象が発生した場合には、低速印字モードと比較して、ＵＶ照射条件の違いによって、ＵＶ照射後の色材の濃度値が異なる場合が多い。

図１４Ｂで説明する。ここでは、ＵＶ高照度により硬化不十分となる現象が発生しない場合（Ｑａ＝Ｑｂ）を前提とする。高速印字モードでは、ＵＶ照射強度はそれなりに強く設定されているが照射時間が短いために、インクのＵＶ照射による褪色反応が追いつかず、その結果として、高速印字モードの褪色変化量は低速印字モードの褪色変化量に較べて相対的に小さくなり色材濃度が相対的に高くなる。

ＵＶ照射条件が、ＵＶインクの硬化反応あるいは色材濃度変化（褪色）に起因する反応に影響する場合、色材の濃度変化後の最終濃度の高低の関係が変わってくる。この関係を図１５に示す。

図１５に示すように、高速印字モードにおいて、まずケース１として、ＵＶ高照度によ
り硬化不十分となる現象が発生する場合には、インクを硬化させるために強度Ｅを増大させることが必要である。このとき、色材濃度変化に起因する反応において、ＵＶ照射強度が増大されているため、色材の劣化が大きく、色材最終濃度は後述するケース２と比較して相対的に低下する。

また、高速印字モードにおけるケース２として、ＵＶ高照度により硬化不十分となる現象が発生しない場合には、ＵＶ照射強度の増大は必要ない。このとき、色材濃度変化に起因する反応において、ＵＶ照射強度は増大されていないため、色材の劣化は少なく、色材最終濃度はケース１と比較して相対的に増加する。

このように、各色の色材の硬化反応の特性の違いに応じてＵＶ照射条件が異なるので、色材最終濃度が変化する。

本実施形態においては、高画質の画像記録を目的とした低速印字モード優先で色材を設計することが好ましい。

すなわち、低速印字モードにおけるＵＶ照射による色材の濃度変化を予め想定して、色材の素材を設計し、製造するようにする。この場合、低速印字モードでは、ＵＶ高照度により硬化不十分となる現象が発生しないので、低照射強度の条件でＵＶ照射されるためＵＶ照射後に所定の色材の色濃度が得られ、補正処理なしで高画質の画像を得ることができる。

一方、高速印字モードでは、ＵＶ照射強度を増大して照射時間を短くするので褪色反応が追いつかず、低速印字モードと比較すると色材の濃度が相対的に高くなる。そのため本実施形態では、高速印字モードにおける色材の濃度変化（低速印字モードでの濃度変化の差分）を予め考慮して、ＣＭＹＫのインク量データに補正処理を行うことで、所定の階調濃度の画像を得るようにする。

高速印字モードにおけるＵＶ照射によって色材の濃度が所定値より低くなる場合、打滴インク量の補正を行っても最大濃度が得られない場合も起こり得るが、打滴インク量の補正によりある程度まで改善することは可能である。特に、高生産性を優先する高速印字モードにおいては、画像濃度が所定値と厳密に一致していなくても許容範囲以内であれば特に有効である。これに対し、高画質を重視する低速印字モードでは、色材濃度が所定値になる方を優先する。

また、記録媒体の種類によって、ＵＶインクが硬化する前にＵＶインクが記録媒体内部に浸透して滲みが発生する場合がある。この場合、印字モード（高速印字モード、低速印字モード）とは独立して、ＵＶインク着弾直後の早期段階で着弾インクをＵＶ硬化させて記録媒体内への浸透量を低減する必要がある。

一方、必要以上のＵＶ照射強度でＵＶ照射すると、ノズル内のＵＶインクがＵＶ光の回り込みにより硬化して目詰まりするという問題がある。従って、記録媒体に応じた必要最小限のＵＶ照射強度を設定する。この場合においてもＵＶ照射強度が異なる条件で種々の記録媒体に対してＵＶ照射されるので、ＵＶ高照度により硬化不十分となる現象の発生に対応して色材の濃度変化に応じて打滴インク量の補正を行う。

また、本実施形態のように、着弾干渉を防止するための半硬化手段と最終的な定着を行う本硬化手段の２工程の硬化手段を有する画像形成装置の場合、この２工程の硬化により最終的な色材の濃度変化に対して、本発明を適用することができる。

以下、本実施形態における画像形成方法の、特にＵＶ照射条件の違いによって生じる色材の濃度変化を階調補正する制御について図１６のフローチャートに沿って説明する。

まず図１６のステップＳ１００において、ＵＶ硬化に必要なＵＶ照射強度（Ｅ１、Ｅ２
、・・・）と時間（ｔ１、ｔ２、・・・）との関係を予め実験等で特定し、ＵＶ照射強度記憶部１４４に記憶する。なお、ここで各ＵＶ照射強度ＥｉとＵＶ照射時間ｔｉとの積は、それぞれ異なっている場合が多い。

次に、ステップＳ１１０において、印字モードを設定する。すなわち、印字モード制御部１４６において、各印字モードに応じた記録媒体搬送速度及びＵＶ照射時間を演算し設定する。例えば、高画質向けの低速印字モードの場合には記録媒体搬送速度をＶ１、高速印字モードの場合にはこれよりも速い搬送速度Ｖ２（Ｖ１＜Ｖ２）を設定する。

また、ＵＶ照射距離Ｌ（搬送方向におけるＵＶ照射エリアの距離）からＵＶ照射時間を演算して設定する。例えば、低速印字モードの場合には、ＵＶ照射時間ｔ１は、記録媒体搬送速度Ｖ１でＵＶ照射距離Ｌを割って、ｔ１＝Ｌ／Ｖ１で求められる。また、高速印字モードの場合にも同様に、ＵＶ照射時間ｔ２は、記録媒体搬送速度Ｖ２でＵＶ照射距離Ｌを割って、ｔ２＝Ｌ／Ｖ２で求められる。

さらに、各印字モードにおける記録媒体搬送速度に応じて、ＵＶ照射強度記憶部１４４からＵＶ照射強度を設定する。

次に、ステップＳ１２０において、ＵＶ照射強度記憶部１４４で記憶されたＵＶ照射強度と時間による照射条件にて、予め色材の濃度変化値を実験等により測定し、図１７Ａに示すように、各印字モードに対応させて各色インク毎に色材の濃度変化後の濃度値を色材濃度変化記憶部１４８に記憶する。

次に、ステップＳ１３０において、画像データ入力部１５０から画像データを入力する。これは例えば画像バッファメモリ１２２に格納されている画像データを引っ張ってくればよい。

次に、ステップＳ１４０において、インク量変換部１５２において、入力されたＲＧＢ画像データをＣＭＹＫデータに変換する。

一方、ステップＳ１５０において、ＣＭＹＫインク量補正部１５４において、色材濃度変化記憶部１４８からＵＶ照射による色材の濃度変化後の濃度値を読み出し、所定の画像濃度に近づくようにＣＭＹＫインク打滴量を補正する。例えば、高速印字モード時でＵＶ照射により色材濃度が低速印字モードと比べて相対的に低下した場合は、インク量を増加するように補正を行うようにする。

なお、この打滴インク量の補正処理は、高速で画像記録を行う高速印字モードと、高画質画像を得るための低速印字モードの双方に対して行うようにしてもよいし、低速印字モードにおいては補正処理は行わず、ＵＶ高照度下において色材の濃度が変化する現象が発生する高速印字モードにおいてのみ補正処理を行うようにしてもよい。

また、メディア検出部１２６によって検出された記録紙２０の種類に応じたＵＶ照射条件に対応して補正処理を行うようにしてもよい。このとき、記録紙（被記録媒体）２０の種類と印字モードとを組み合わせてＵＶ照射条件を決定し、これに応じて補正処理を行うようにしてもよい。これによりきめ細かな条件設定及び補正処理が可能となる。

次に、ステップＳ１６０において、ＣＭＹＫドットデータ生成部１５６において、デジタル・ハーフトーン処理を行い、ドットデータを生成する。

最後に、ステップＳ１７０において、アクチュエータ駆動波形生成部１５８において、印字ヘッド５０の各アクチュエータ５８を駆動するための駆動波形を生成する。生成され
た駆動波形は、ヘッドドライバ１２４に送られ、各印字ヘッド５０（１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｋ）のアクチュエータ５８を駆動して、各色のインクを吐出して画像を形成する。

このように、本実施形態によれば、ＵＶ照射条件が異なることによって色材の濃度が変化しても、その濃度変化を予め考慮してＣＭＹＫのインク量データに補正処理を行うことで、所定の階調の画像を得ることが可能となる。

図１７Ａでは、説明を簡単にするためにＵＶ光源が１個の例で説明したが、図１のように各色インク毎の下流側に予備硬化光源を持ち、最下流側に本硬化光源を有するような複数のＵＶ光源がある場合の説明をする。

図１のようにＵＶ照射光源が複数ある場合、Ｋドットは４回、Ｍドットは３回、Ｃドットは２回、Ｙドットは１回、ＵＶ照射を受けることになる。図１７Ｂは、高速印字モードと低速印字モードにおける各ＵＶ照射条件と色材の最終濃度を記憶するテーブルの一例である。ここで、図１７Ｂでは全ＵＶ光源でのＵＶ照射条件が記載されているが、ドットの色毎にＵＶ照射される回数（条件）は異なっている。図１７Ｂでは、高速印字モード１種類と低速印字モード１種類の計２種類の例であるが、例えば高速印字モードの中でも記録媒体等の種類に応じて複数のＵＶ照射条件を設定し、ＵＶ照射条件に対応する色材の最終濃度を記憶させても良い。

なお、上で述べた実施形態では、ＵＶインクを例にとって説明したが、本発明はＵＶインクには限定されず、一般の放射線硬化型インクに対しても適用可能である。

以上、本発明の画像形成装置及び画像形成方法について詳細に説明したが、本発明は、以上の例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態の全体構成図である。 （ａ）は、ヘッドの構造例を示す平面透視図であり、（ｂ）は、その一部の拡大図である。 ヘッドの他の構造例を示す平面透視図である。 図２中の４−４線に沿った断面図である。 予備硬化部の構造例を示す模式図である。 予備硬化光源の詳細な構造例を示す部分断面図である。 図６中の７Ａ矢視断面図である。 予備硬化光源から記録紙上に照射される紫外線の照射エリアの例を示す平面図である。 予備硬化光源から出射される紫外線の照射エリアの光量分布例を示した拡大図である。 予備硬化光源に用いられる光源部の他の構成を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 予備硬化光源に用いられる光源部の他の構成を示す図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。 本実施形態の画像形成装置のシステム構成を示す要部ブロック図である。 図１２中の濃度変化値算出部及びドットデータ生成部の詳細を示すブロック図である。 各印字モードにおけるＵＶ照射条件を表す図である。 各印字モードにおけるＵＶ照射条件と色材の濃度変化を表す図である。 高速印字モードにおけるＵＶ硬化反応及び色材濃度変化反応の例を場合わけして示す図である。 本実施形態における画像形成方法を示すフローチャートである。 ＵＶ照射による色材の濃度変化後の濃度値を示す図である。 同じくＵＶ照射による色材の濃度変化後の濃度値を示す図である。

符号の説明

１０…画像形成装置、１２Ｋ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ…ヘッド、１２Ｓ…処理液吐出ヘッド、１４…インク貯蔵／装填部、１６、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ…予備硬化光源、１８…本硬化光源、２０…記録紙、２２…給紙部、２６…吸着ベルト搬送部、３２…マガジン、５０…ヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、５８…アクチュエータ、７０…遮光囲い、７２…紫外線ＬＥＤ素子、７４…レンズ系、７６…開口部、８４…シリンドリカルレンズ、１２０…プリント制御部、１２２…画像バッファメモリ、１２４…ヘッドドライバ、１２６…メディア検出部、１４０…濃度変化値算出部、１４２…ドットデータ生成部、１４４…ＵＶ照射強度記憶部、１４６…印字モード制御部、１４８…色材濃度変化記憶部、１５０…画像データ入力部、１５２…インク量変換部、１５４…ＣＭＹＫインク量補正部、１５６…ＣＭＹＫドットデータ生成部、１５８…アクチュエータ駆動波形生成部

Claims (6)

1. 放射線硬化型インクを被記録媒体に打滴するインク吐出ヘッドと、
   前記被記録媒体に打滴された前記放射線硬化型インクに放射線を照射して硬化させる放射線硬化手段と、
   前記放射線硬化手段による放射線照射条件として少なくとも照射時間及び照射強度を変化させることにより、高速で画像記録を行う高速印字モードと、高画質画像を得るための低速印字モードを含む複数の印字モードを設定する印字モード設定手段と、
   前記高速印字モードと前記低速印字モードにおける前記放射線照射条件の違いによるインクの放射線褪色変化量を補正するための打滴インク量補正手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記打滴インク量補正手段は、前記高速印字モードと、前記低速印字モードの双方に対して打滴インク量を補正する補正処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記打滴インク量補正手段は、前記低速印字モードにおいては打滴インク量を補正する補正処理を行わず、前記高速印字モードにおいて前記補正処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記打滴インク量補正手段は、前記被記録媒体の種類に対応した前記放射線の照射条件に応じて打滴インク量を補正する補正処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記打滴インク量補正手段は、前記印字モード及び前記被記録媒体の種類の組み合わせに対応した前記放射線の照射条件に応じて前記補正処理を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
6. 放射線硬化型インクを被記録媒体に打滴し、打滴された放射線硬化型インクに対して放射線を照射し硬化させて画像を形成する画像形成方法であって、
   前記被記録媒体に打滴された前記放射線硬化型インクの放射線硬化に必要な放射線照射強度と時間による放射線照射条件を予め特定して記憶し、
   前記放射線照射条件として少なくとも照射時間及び照射強度を変化させることにより、高速で画像記録を行う高速印字モードと、高画質画像を得るための低速印字モードを含む複数の印字モードを設定し、
   前記高速印字モードと前記低速印字モードにおける前記放射線照射条件の違いによるインクの放射線褪色変化量を補正するため打滴インク量を補正するようにしたことを特徴とする画像形成方法。

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