JP5061959B2 - 記録装置および流体噴射装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録装置および流体噴射装置に関するものである。

紫外線硬化型インク（流体）を用いて被記録媒体に画像またはパターンを形成する記録装置がある。紫外線硬化型インクは、紫外線を照射するまでは硬化が非常に遅く、紫外線を照射すると急速に硬化するという、印刷インクとして好ましい特性を有する。また、硬化にあたって溶剤を揮発させることがないので環境負荷が小さいという利点もある。

更に、紫外線硬化型インクは、ビヒクルの組成により種々の被記録媒体に高い付着性を発揮すると共に、硬化した後は化学的に安定で、接着性、耐薬剤性、耐候性、耐摩擦性等が高く、屋外環境にも耐える等、優れた特性を有する。このため、紙、樹脂フィルム、金属箔等の薄いシート状の被記録媒体の他、光記録媒体のレーベル面、テキスタイル製品など、ある程度立体的な表面形状を有するものに対しても画像を形成できる。

紫外線硬化型インクを被記録媒体に付着させる方法としては、塗布、印刷等もあり得るが、刷版なしに任意の画像またはパターンを精度よく形成できるインクジェット式記録装置の利用も期待される。インクジェット式記録装置では、インクを吐出する記録ヘッドの往復移動と、記録ヘッドの往復移動の方向に対して交差する方向への被記録媒体の移動とを組み合わせる構造により、限られた寸法のノズルを用いて、長尺あるいは面積の広い被記録媒体に対しても任意の領域に画像が記録できる。

例えば、引用文献１には、紫外線照射により硬化するインクを吐出するヘッドと、その記録装置に連結された紫外線照射部とを有して、画像支持体、記録ヘッドおよび紫外線照射部が相対的に移動する画像形成装置に関する記載がある。
特開２００５−１２５５１３号公報

ところで、このような画像形成装置においては、紫外線照射部が経時的な劣化により照度の低下をまねくおそれがあり、累積の使用時間を記憶することで規定時間を超えた場合に照度の低下の有無を判断させるための警告を発生させている。また、紫外線硬化型のインクは、使用するインクの色に応じて異なる紫外線を照射する必要がある。そのため、使用するインクに応じて最適な照射器（紫外線照射ユニット）を用意するのが望ましい。

しかしながら、このようにインク毎に複数種の照射器を用いる場合、使用途中で照射器を交換してしまうと、各照射器がどの程度消耗している等の情報が不明になってしまうといった問題がある。また、複数種の照射器を用いる場合、装置本体側に情報を入力する手間が増加することで取り扱いが煩雑化してしまう。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、複数種の照射器を用いる場合において、簡便且つ確実な情報管理を可能にするとともに安定的に紫外線を照射することのできる記録装置および流体噴射装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の記録装置は、支持面に媒体を支持しつつ回転する支持ドラムと、キャリッジに搭載されて前記支持面に支持された前記媒体における前記キャリッジの移動方向に沿って異なる種類の紫外線硬化型インクを吐出する記録ヘッドと、該記録ヘッドから吐出されて前記媒体に付着した紫外線硬化型インクに紫外線を照射する紫外線照射装置と、を備え、前記支持ドラムが少なくとも１回転する毎に前記媒体の表面全体に紫外線硬化型インクにより画像を形成する記録装置であって、前記紫外線照射装置は、前記媒体に付着した前記紫外線硬化型インクに対応する紫外線を照射させる複数の紫外線光源部を有し、該各紫外線光源部は、支持フレームに対して着脱可能とされ、紫外線を個別に照射する少なくとも一つの紫外線照射ユニットを有しており、該紫外線照射ユニットには当該紫外線照射ユニットに関する所定情報が記録されるメモリ部が設けられることを特徴とする。

本発明の記録装置によれば、各紫外線光源部における紫外線照射ユニットが組み替え可能とされるので、様々な紫外線硬化型インクに対応する汎用性の高い紫外線照射装置を得ることができる。また、紫外線照射装置は紫外線照射ユニットに設けられたメモリ部にアクセスすることで、例えば印刷条件、駆動条件等のメモリ部に記録された情報に基づいて紫外線光源部を動作させることができ、簡便且つ確実な情報管理が可能となり、種々な紫外線硬化型インクに対して紫外線を安定的に照射することができる。

また、上記記録装置においては、前記紫外線照射装置は、前記支持フレームに対して着脱可能に構成され、紫外線を照射しないダミーユニットを含むのが好ましい。
この構成によれば、ダミーユニットと紫外線照射ユニットとを組み合わせることで紫外線光源部を種々の紫外線硬化型インクに対応させることが可能となる。

また、上記記録装置においては、前記メモリ部には、前記各紫外線照射ユニットにおける駆動条件、紫外線の照射出力、紫外線の発光波長、紫外線照射寿命、および紫外線照射可能上限温度の少なくとも一つが前記所定情報として記録されるのが好ましい。
この構成によれば、紫外線照射装置はメモリ部にアクセスすることで上述の情報を取得できるので、紫外線照射を安定的に行うことが可能となる。

また、上記記録装置においては、前記メモリ部は、前記紫外線照射装置の駆動に伴って、前記所定情報の一部を書き換え可能とする書き換え可能メモリ領域を含むのが好ましい。
この構成によれば、紫外線照射装置の駆動に伴って、メモリ部に記録される情報を更新することができるので、メモリ部にアクセスすることで最新の情報を得ることが可能となり、紫外線照射ユニットを最適な条件に基づいて動作させることができる。

また、上記記録装置においては、前記紫外線照射ユニットが、該紫外線照射ユニットの温度を検出可能とする温度検出手段を含み、前記紫外線照射装置が、前記紫外線照射ユニットを冷却する冷却手段を含み、前記紫外線照射装置が、前記温度検出手段の検出結果と前記メモリ部に記録された情報とを比較することで前記紫外線光源部の動作を制御するのが好ましい。
この構成によれば、紫外線照射装置は、温度検出手段により紫外線照射ユニットの温度を調整可能とされるので、紫外線照射ユニットの温度上昇を防止することができ、これにより紫外線を安定的に照射することができる。

このとき、前記温度検出手段として、サーミスタが用いられるのが好ましい。
この構成によれば、温度検出手段としてサーミスタを用いることで、温度検出手段を紫外線照射ユニットに一体的に形成することができる。また、サーミスタを用いることで簡便且つ確実に紫外線照射ユニット毎の温度を検出することができる。

また、上記記録装置においては、前記複数の紫外線照射ユニットのいずれかとして、発光強度および発光波長の少なくとも一方を異ならせたユニットが用いられるのが好ましい。
この構成によれば、紫外線照射ユニットを組み替えることによる紫外線照射条件の設定範囲を一層拡大することができ、様々なインク種に対して汎用性を備えたものとなる。

本発明の流体噴射装置は、支持面に媒体を支持しつつ回転する支持ドラムと、
キャリッジに搭載されて前記支持面に支持された前記媒体における前記キャリッジの移動方向に沿って異なる種類の紫外線硬化型流体を吐出する記録ヘッドと、
該記録ヘッドから吐出されて前記媒体に付着した紫外線硬化型流体に紫外線を照射する紫外線照射装置と、を備え、前記支持ドラムが少なくとも１回転する毎に前記媒体の表面全体に紫外線硬化型流体により画像を形成する流体噴射装置であって、前記紫外線照射装置は、前記媒体に付着した前記紫外線硬化型流体に対応する紫外線を照射させる複数の紫外線光源部を有し、該各紫外線光源部は、支持フレームに対して着脱可能とされ、紫外線を個別に照射する少なくとも一つの紫外線照射ユニットを有しており、
該紫外線照射ユニットには当該紫外線照射ユニットに関する所定情報が記録されるメモリ部が設けられることを特徴とする。

本発明の流体噴射装置によれば、各紫外線光源部における紫外線照射ユニットが組み替え可能とされるので、様々な紫外線硬化型流体に対応する汎用性の高い紫外線照射装置を得ることができる。また、紫外線照射装置は紫外線照射ユニットに設けられたメモリ部にアクセスすることで、例えば印刷条件、駆動条件等のメモリ部に記録された情報に基づいて紫外線光源部を動作させることができるので、簡便且つ確実な情報管理が可能となり、種々な紫外線硬化型流体に対して紫外線を安定的に照射することができる。

以下、本発明の一実施形態について説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決に必須であるとは限らない。

図１は、ひとつの実施形態に係るインクジェット式記録装置１００の構造を模式的に示す斜視図である。同図に示すように、対面して直立した一対の記録部フレーム１３０の間に形成された記録部１２０と、給紙部１１２および排紙部１１４を含む給排紙部１１０とから形成される。

記録部１２０は、互いに平行な一対の記録部フレーム１３０の間に支持された、支持ドラム１４０およびガイド軸１３２、１３４、１３６、１３８を有する。支持ドラム１４０は、その水平な回転軸１４２を記録部フレーム１３０から軸支され、記録用紙（媒体）１５０を支持面１４４に保持した状態で、図中に示す矢印Ｒの方向に回転する。なお、支持ドラム１４０を回転駆動する部材の図示は省略した。

一方、互いに平行な２対のガイド軸１３２、１３４、１３６、１３８のうちの一対であるガイド軸１３２、１３４は、記録部キャリッジ１７０を貫通して、往復移動させることができる状態で記録部キャリッジ１７０を支持する。記録部キャリッジ１７０は、記録ヘッド１８０を搭載する。

他方の一対のガイド軸１３６、１３８は、照射部キャリッジ１６０を、やはり往復移動できる状態で支持する。照射部キャリッジ１６０は、後述する紫外線照射装置１６２を搭載する。なお、照射部キャリッジ１６０および記録部キャリッジ１７０を移動させる駆動機構は図示を省略する。

上記のような構造を有する記録部１２０に対して、給紙部１１２は、シート状の記録用紙１５０を１枚ずつ供給する。記録部１２０に供給された記録用紙１５０は、支持ドラム１４０の支持面１４４に巻き付けられ、支持ドラム１４０と共に回転する。

支持ドラム１４０に支持された状態で回転する記録用紙１５０に対して、記録部キャリッジ１７０に搭載された記録ヘッド１８０は、紫外線硬化型インクを吐出して付着させる。更に、記録用紙１５０に付着した紫外線硬化型インクに対して紫外線照射装置１６２から紫外線が照射される。こうして、記録用紙１５０の表面に、紫外線硬化型インクにより形成された画像が固定される。

更に、支持ドラム１４０が１回転以上して、支持ドラム１４０長手方向の一部領域において記録用紙１５０に画像が記録されると、記録部キャリッジ１７０はガイド軸１３２、１３４に沿って移動して、上記領域に隣接した領域に対して同様の記録動作を実行する。以下、記録ヘッド１８０が記録動作をしながら支持ドラム１４０が１回転以上する毎に記録部キャリッジ１７０が移動するという動作を繰り返すことにより、記録用紙１５０表面全体に画像を形成できる。

換言すれば、このインクジェット式記録装置１００においては、支持ドラム１４０の回転方向が主走査方向であり、記録部キャリッジ１７０の移動方向が副走査方向となる。これは、キャリッジの移動方向が主走査方向となり、記録用紙１５０の搬送方向がキャリッジの副走査方向と一致する多くの記録装置と異なる。

なお、紫外線照射装置１６２を搭載する照射部キャリッジ１６０は、記録部キャリッジ１７０の移動に略同期して移動して、記録ヘッド１８０から記録用紙１５０上に吐出された直後の紫外線硬化型インクに対して紫外線を照射する。ただし、好ましくは、照射部キャリッジ１６０および記録部キャリッジ１７０の移動開始のタイミングを僅かにずらすことにより、インクジェット式記録装置１００の電源部に対する負荷のピークを軽減できる。

即ち、照射部キャリッジ１６０および記録部キャリッジ１７０を一体とした場合、キャリッジの移動を開始する場合に加速の対象となる慣性質量が著しく大きくなるので、駆動機構への負荷が極端に大きくなる。また、大きな質量を安定に加速・減速させる場合には、強度が高く、重量の大きな記録部フレーム１３０が求められる。

従って、照射部キャリッジ１６０および記録部キャリッジ１７０を分離して個別に移動させる構造により、電源装置の容量を低減して、記録装置全体の装置規模の縮小、コストダウン等を図ることができる。こうして画像を記録された記録用紙１５０は、支持ドラム１４０から取り外されて、排紙部１１４に取り込まれて蓄積される。

図２は、図１に示したインクジェット式記録装置１００の記録部１２０の構造を示す断面図である。同図に示すように、記録部１２０において、記録部キャリッジ１７０は、一対のガイド軸１３２、１３４に支持されると共に、インクタンク１７４を備えて、記録ヘッド１８０を支持する。

インクタンク１７４は、図示されていないインクカートリッジから補給されるインクを所定量保持して、記録ヘッド１８０にインクを安定的に供給する。記録ヘッド１８０は、支持ドラム１４０の支持面１４４に保持された記録用紙１５０の直近に配置され、記録用紙１５０に向かってインクを吐出する。

紫外線照射装置１６２は、支持ドラム１４０の回転方向に沿って延在するとともに、支持ドラム１４０の回転軸１４２の延在方向に沿って複数配置される紫外線光源部１６１、１６３、１６５、１６７，１６９を有する。これにより、個々の紫外線出力が小さな発光素子を用いた場合でも、記録用紙１５０が回転する間に紫外線を照射し続けることにより照射時間を長くとり、十分な紫外線照射量が得られるようになっている。

上記のような記録部１２０において、記録ヘッド１８０から吐出されたインクが付着した記録用紙１５０は、支持ドラム１４０の回転に従って、図中に矢印Ｒにより示す方向に回転移動する。照射部キャリッジ１６０に支持された紫外線照射装置１６２は、回転方向について記録ヘッド１８０の下流側に配置される。従って、記録ヘッド１８０から吐出されて記録用紙１５０に付着した紫外線硬化型インクは、即座に紫外線を照射されて硬化し始める。

図３は、記録ヘッド１８０を搭載した記録部キャリッジ１７０を単独で示す斜視図である。同図に示すように、記録部キャリッジ１７０は、ガイド軸１３２、１３４を挿通される一対の水平な貫通穴１７６と、インクタンク１７４とを備えたキャリッジ本体１７２を有する。記録ヘッド１８０は、キャリッジ本体１７２の上面に搭載される。なお、後述するように、記録ヘッド１８０は５個のヘッドユニット１８１〜１８５を備える。ヘッドユニット１８１〜１８５の各々は、互いに種類の異なるインクを吐出する。具体的に本実施形態では、ヘッドユニット１８１〜１８５は、例えばブラック（Ｂ）、シアン（Ｂ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ホワイト（Ｗ）の各インクを吐出する。

図４は、記録ヘッド１８０を、図３に矢印Ｆで示す方向から見た様子を示す正面図である。同図に示すように、記録ヘッド１８０は、５個のヘッドユニット１８１〜１８５を含む。ヘッドユニット１８１〜１８５の各々は、支持ドラム１４０に支持された記録用紙１５０に対向する面に、ノズルプレート１９１〜１９５を備える。ノズルプレート１９１〜１９５の各々には、紫外線硬化型インクを吐出するノズルが形成される。なお、ヘッドユニット１８１〜１８５からインクを吐出させる駆動構造としては、静電力等によりインクの液滴を吸引する方式、水晶振動子、圧電素子等を用いてインクを打ち出す方式など、種々の方法が既に知られており、用途に応じて適宜選択できる。

図５、６は、照射部キャリッジ１６０に搭載される紫外線照射装置１６２を単独で抜き出して示す斜視図であり、図５は支持ドラム１４０の回転方向に沿って延在するカバー部が閉じられた状態を示し、図６はカバー部を開けた状態を示す図である。

図５、６に示されるように、紫外線照射装置１６２は、記録ヘッド１８０のヘッドユニット１８１〜１８５に対応して、支持ドラム１４０の支持面１４４の形状に倣う５列の円弧状に形成された紫外線光源部１６１、１６３、１６５、１６７、１６９を備える。具体的には、紫外線光源部１６１はヘッドユニット１８１から吐出されたインクに対して紫外線を照射するものであり、紫外線光源部１６３はヘッドユニット１８２から吐出されたインクに対して紫外線を照射するものであり、紫外線光源部１６５はヘッドユニット１８３から吐出されたインクに対して紫外線を照射するものであり、紫外線光源部１６７はヘッドユニット１８４から吐出されたインクに対して紫外線を照射するものであり、紫外線光源部１６９はヘッドユニット１８５から吐出されたインクに対して紫外線を照射するものである。

なお、紫外線光源部１６１、１６３、１６５、１６７、１６９個々の照射範囲の幅は、ヘッドユニット１８１〜１８５の個々の記録幅よりも広くすることが好ましい。これにより、照射部キャリッジ１６０および記録部キャリッジ１７０の移動のタイミングをずらした場合においても、記録用紙１５０に付着した紫外線硬化型インクに十分な照射量の紫外線を照射することができる。

また、紫外線照射装置１６２は、各紫外線光源部１６１、１６３、１６５、１６７、１６９に個別に対応して設けられた複数のファンＦ（冷却手段）を備えている。このファンＦは、支持ドラム１４０の回転方向における上流側に設けられており、下流側に設けられた吸気口２２０から外気を取り込み、各紫外線光源部１６１、１６３、１６５、１６７、１６９を冷却可能に構成されている。

紫外線照射装置１６２は、支持フレーム３１０と、この支持フレーム３１０に対して装着された紫外線照射ユニット３２０またはダミーユニット３３０を備えている。紫外線照射装置１６２は、後述するように支持フレーム３１０から、紫外線を照射可能な紫外線照射ユニット３２０、および紫外線を照射しないダミーユニット３３０を個別に着脱可能に構成されている。紫外線照射ユニット３２０は紫外線発光素子３０２を有し（図８参照）、ダミーユニット３３０は発光素子を有していない（図９参照）。したがって、適切な位置に紫外線照射ユニット３２０およびダミーユニット３３０を装着することにより、紫外線照射装置１６２としての照射開始タイミング、紫外線照射量および紫外線照射時間を設定できるようになっている。

具体的に本実施形態では、紫外線光源部１６１は、支持ドラム１４０の回転方向について下流側からニ個の紫外線照射ユニット３２０、および三個のダミーユニット３３０が支持フレーム３１０に装着されており、ヘッドユニット１８１から吐出されるブラック（Ｂ）の紫外線硬化型インクに対応する。

また、紫外線光源部１６３は、支持ドラム１４０の回転方向について下流側から一個の紫外線照射ユニット３２０、および四個のダミーユニット３３０が支持フレーム３１０に装着されており、ヘッドユニット１８２から吐出されるシアン（Ｃ）の紫外線硬化型インクに対応する。

また、紫外線光源部１６５は、支持ドラム１４０の回転方向について下流側から三個の紫外線照射ユニット３２０、およびニ個のダミーユニット３３０が支持フレーム３１０に装着されており、ヘッドユニット１８３から吐出されるマゼンダ（Ｍ）の紫外線硬化型インクに対応する。

また、紫外線光源部１６７は、支持ドラム１４０の回転方向について下流側からニ個の紫外線照射ユニット３２０、および三個のダミーユニット３３０が支持フレーム３１０に装着されており、ヘッドユニット１８４から吐出されるイエロー（Ｙ）の紫外線硬化型インクに対応する。

また、紫外線光源部１６９は、支持ドラム１４０の回転方向について下流側から五個の紫外線照射ユニット３２０が支持フレーム３１０に装着されており、ヘッドユニット１８５から吐出されるホワイト（Ｗ）の紫外線硬化型インクに対応する。

図７は、紫外線照射装置１６２の支持フレーム３１０の形状を単独で示す斜視図である。同図に示すように、支持フレーム３１０は、複数の支持リブ３１７を、一対の連結リブ３１１、３１３により連結して構成される。また、支持リブ３１７の各々には、後述する位置決めピン３０３（図８、図９参照）と嵌合して紫外線照射ユニット３２０およびダミーユニット３３０を位置決めする位置決め溝３１５を有する。なお、図示は省略したが、位置決め溝３１５の各々の内部には、紫外線照射ユニット３２０の紫外線発光素子３０２に発光電力を供給する電源端子を有する。

図８は、紫外線照射ユニット３２０を単独で示す斜視図である。同図に示すように、紫外線照射ユニット３２０も、中空の角柱状の形状を有するユニットブロック３０９と、ユニットブロック３０９の側面に形成された位置決めピン３０３および位置決めリブ３０５を有する。ユニットブロック３０９の上面には、放熱フィン３０８が形成される。

また、ユニットブロック３０９の下面には、多数の紫外線発光素子３０２と、紫外線照射ユニット３２０における温度検出を行う温度検出手段２００が装着される。すなわち、本実施形態においては、温度検出手段２００が紫外線照射ユニット３２０に一体に形成されたものとなっている。この構成によれば、温度検出手段２００を支持フレーム３１０に着脱する手間が無くなるので、取り扱い性に優れたものを得ることができる。このような温度検出手段２００の一例としては、サーミスタを例示することができる。このようにサーミスタを用いることで簡便且つ確実に紫外線照射ユニット３２０毎の温度検出が可能とされる。

また、紫外線照射ユニット３２０には、発光強度および発光波長の少なくとも一方を異ならせた複数種類のものが含まれる。紫外線照射ユニット３２０は、例えば紫外線発光素子３０２の種類を異ならせることで発光帯域を異ならせることができる。本実施形態に係る紫外線発光素子３０２は、紫外線発光素子３０２として、３６０ｎｍ、３８５ｎｍ、３９５ｎｍの発光を得る素子を備え、これにより３種類の紫外線照射ユニットが構成される。このような紫外線発光素子３０２を支持フレーム３１０に組み替えることにより、紫外線照射装置１６２は紫外線照射条件の設定範囲を一層拡大することが可能となる。

更に、紫外線照射ユニット３２０では、ユニットブロック３０９の内部において、その上面と下面が連結リブ３０６により結合されると共に、ユニットブロック３０９の両端を連通する流通孔３０４が連結リブ３０６の間隙に形成される。このような構造により、紫外線発光素子３０２において発生した熱が、放熱フィン３０８に効率よく伝達されるようになっている。このような構造により、紫外線光源部１６１、１６３、１６５、１６７、１６９の各々は、重量を増加することなく高い機械的強度を有すると共に、紫外線発光素子１６６から発生した熱を効率よく放散することが可能とされる。

また更に、紫外線照射ユニット３２０においても、位置決めピン３０３は、位置決め溝３１５内の電源端子に接する接続端子をその先端に有する。これにより、支持フレーム３１０に紫外線照射ユニット３２０を装着した場合に、支持フレーム３１０並びに他の紫外線照射ユニット３２０を介して、紫外線発光素子３０２の発光電力が供給される。

また、紫外線発光素子３０２としては、メタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ等をいずれも例示できる。より具体的には、Ｆｕｓｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ社製のＨランプ、Ｄランプ、Ｖランプ等の市販されているものを用いることができる。

更に、紫外帯域で発光するＬＥＤを用いることもできる。特に、図８に示すように多数の紫外線発光素子３０２を配列する場合には、主に素子寸法の観点からＬＥＤの使用が有利になる。具体的に、本実施形態では、紫外線発光素子３０２として、ＬＥＤが用いられる。

また、上記のような紫外線発光素子３０２が発生する紫外線を照射して硬化させることができる紫外線硬化型インクは、ビヒクル、光重合開始剤および顔料の混合物に、消泡剤、重合禁止剤等の補助剤を添加して調合される。ビヒクルは、光重合硬化性を有するオリゴマー、モノマー等を、反応性希釈剤により粘度調整して調合される。従って、インクを硬化させ目的で溶媒を揮発させることはない。

ビヒクルとしては、単官能あるいは多官能の重合性化合物が使用できる。より具体的には、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート等のオリゴマー（プレポリマー）を例示でき、インクとしての粘度を調整する反応性希釈剤もこれらの材料を用いることができる。

光重合開始剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系が広く用いられる。より具体的には、４−ｂｅｎｚｏｙｌ−Ｎ，Ｎ，Ｎ−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ ｂｅｎｚｅｎｅ ｍｅｔｈａｎｅａｎｎｍｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、２−ｈｙｄｒｏｘｙ ３−（４−ｂｅｎｚｏｙｌ−ｐｈｅｎｏｘｙ）−Ｎ，Ｎ，Ｎ−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ １−ｐｒｏｐａｎｅ ａｎｎｍｏｎｉｕｍ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、４−ｂｅｎｚｏｙｌ−Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｎ−［２− （１−ｏｘｏ−２−ｐｒｏｐｅｎｙｌｏｘｙ） ｅｔｈｙｌ］ ｂｅｎｚｅｎｅ ｍｅｔｈａｍｍｏｎｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ等、第４級アンモニウム塩型の水溶性有機物等を用いることができる。この種の光重合開始剤は、その組成に応じて、紫外線吸収特性、反応開始効率、黄変性等が異なるので、インクとしての色等に応じて使い分けられる。

重合禁止剤としては、ラジカル捕捉能力を有してラジカル重合を阻害する化合物であれば何れも使用できる。ただし、インクジェット式記録装置における吐出適性等を配慮すると、ハイドロキノン類、カテコール類、ヒンダードアミン類、フェノール類、フェノチアジン類、縮合芳香族環のキノン類から選択された少なくとも１種類以上の化合物が好ましい。

ハイドロキノン類としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、１−ｏ−２，３，５−トリメチルハイドロキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルハイドロキノン等を例示できる。カテコール類としては、カテコール、４−メチルカテコール、４−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール等を例示できる。ヒンダードアミン類としては、テトラメチルピペリジニル基を有する化合物等を例示できる。

また、フェノール類としては、フェノール、ブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、ピロガロール、没食子酸、没食子酸アルキルエステル等を例示できる。フェノチアジン類としては、フェノチアジン等を例示できる。前記縮合芳香族環のキノン類としては、ナフトキノン等を例示できる。

更に、重合禁止剤は、カーボンブラックまたは表面に重合防止官能基を導入した無機・有機微粒子であってもよい。重合防止官能基としては、例えば、ヒドロキシフェニル基、ジヒドロキシフェニル基、テトラメチルピペリジニル基、縮合芳香族環等を例示できる。

図９は、ダミーユニット３３０を単独で示す斜視図である。同図に示すように、ダミーユニット３３０は、中空の角柱状の形状を有するユニットブロック３０９と、ユニットブロック３０９の側面にそれぞれ形成された位置決めピン３０３および位置決めリブ３０５を有する。また、ユニットブロック３０９の下面には、紫外線発光素子３０２に換えて、ダミープレート３０７が装着される。

上記のようなダミーユニット３３０を、図７に示した支持フレーム３１０に装着する場合、位置決めピン３０３を位置決め溝３１５に滑り込ませる。やがて、位置決めリブ３０５が支持リブ３１７の上面に当接すると、ダミーユニット３３０は、支持フレーム３１０に対して所定の高さで位置決めされる。

なお、図示は省略したが、位置決めピン３０３は、位置決め溝３１５内の電源端子に接する中継端子をその先端に有する。これにより、支持フレーム３１０にダミーユニット３３０を装着した場合に、支持フレーム３１０並びに紫外線照射ユニット３２０を介して隣接する装着位置への電気的接続を形成する。換言すれば、支持フレーム３１０において、全ての装着位置に紫外線照射ユニット３２０またはダミーユニット３３０が装着されない限り、電気的な接続が絶たれる。

以上のような構造を有する紫外線照射装置１６２は、支持フレーム３１０の任意の位置に紫外線照射ユニット３２０およびダミーユニット３３０を装着することで、紫外線の照射開始タイミング、紫外線照射量および照射時間を適宜変更することが可能となる。

次に、ブロック図を用いて紫外線照射装置１６２の構成について説明する。図１０は紫外線照射ユニット３２０の構成を示すブロック図である。また、図１１は紫外線照射装置１６２の全体構成を示すブロック図である。
紫外線照射ユニット３２０は、図１０に示されるように上記紫外線発光素子３０２と、上記温度検出手段２００と、ＩＣチップ等により構成されるメモリ部５５と、後述の所定処理を行う処理部５６と、を含む。なお、処理部５６には、温度検出手段２００によって検出された紫外線照射ユニット３２０の温度情報が送信されるようになっている。

図１１に示されるように、ファンＦはファンコントローラ５１に接続され、ファンコントローラ５１はＣＰＵ（中央演算処理装置）５０に接続されている。なお、ファンＦは、ファンコントローラ５１を介して電力が供給されるようになっている。

また、上記各紫外線光源部１６１、１６３、１６５、１６７、１６９には、紫外線照射ユニット３２０およびダミーユニット３３０が装着される支持フレーム３１０の端子部に対して電力を供給する電源５２と、制御部５３とが接続されている。この制御部５３は、インクジェット式記録装置１００全体の駆動を制御するとともに、支持フレーム３１０に装着された紫外線照射ユニット３２０の動作を制御可能となっている。

上記メモリ部５５は、紫外線照射ユニット３２０に関する所定情報が記録されるものである。所定情報としては、各紫外線照射ユニット３２０における駆動条件（例えば、電圧値、電流値）、紫外線（ＵＶ）の照射出力、紫外線の発光波長、紫外線照射寿命、および紫外線照射可能上限温度が記録されている。すなわち、メモリ部５５にアクセスすることで支持フレーム３１０に装着される紫外線照射ユニット３２０に関する情報が取得可能となる。

上記紫外線の照射出力および紫外線の発光波長は、印刷条件によって適宜決定される。
紫外線照射寿命とは、予め実験などにより算出された、紫外線を良好に照射することのできる発光素子の寿命に相当する。

上記紫外線照射寿命は、紫外線照射ユニット３２０における累積使用時間、および累積温度面積（所定温度を超えている時間と超えている量との積によって規定）のデータから算出することができる。なお、所定温度とは紫外線を照射した際に発光素子にダメージを与える温度を意味する。

また、本実施形態においては、メモリ部５５が紫外線照射装置１６２の駆動に伴って、上記所定情報の一部を書き換え可能とする書き換えメモリ領域を含んでいる。
ところで、上記の累積使用時間、および累積温度面積は、紫外線照射装置１６２の駆動に伴って、経時的に変化していく。これら累積使用時間、および累積温度面積は、紫外線照射ユニット３２０の寿命に影響を及ぼす。累積使用時間は処理部５６に搭載されるカウンタにより逐次算出される。累積温度面積は、上記処理部５６が温度検出手段２００によって検出した温度情報と上述の所定温度とを比較することで逐次算出される。

本実施形態においては、メモリ部５５は、上記累積使用時間、および累積温度面積を書き換え可能メモリ領域に記録するようにしている。これにより、メモリ部５５にアクセスすることで、累積使用時間、および累積温度面積を得ることが可能となり、これら累積使用時間、および累積温度面積から上記紫外線照射ユニット３２０を最適な条件に基づいて動作させることができる。

また、メモリ部５５には紫外線照射可能上限温度が記録されている。処理部５６は、温度検出手段２００から送信された温度データと、メモリ部５５に記録された上記紫外線照射可能温度上限値と、を比較し、その比較結果を制御部５３に送信する。同様のことが、各紫外線光源部１６１、１６３、１６５、１６７、１６９における紫外線照射ユニット３２０と制御部５３との間で行われる。なお、ダミーユニット３３０は温度検出手段２００を含まないため、ダミーユニット３３０に接続される端子部から制御部５３に信号が送信されることはない。

制御部５３は、各紫外線照射ユニット３２０の処理部５６から送られたデータに基づいて、すべての紫外線照射ユニット３２０がそれぞれの上限温度（紫外線照射可能温度上限値）を超えないように各紫外線光源部１６１、１６３、１６５、１６７、１６９に対応して設けられる冷却ファンＦの駆動条件を決定する。そして、制御部５３はＣＰＵ５０を介して上述した条件を満たす駆動条件（例えば、ファンの回転数）をファンコントローラ５１に送信する。冷却ファンＦはファンコントローラ５１の指令に基づいて回転することで吸気口２００から外気を取り込むこととなる。このようにファンＦが回転することで吸気口２００から取り込んだ外気が放熱フィン２０８に曝されることで、紫外線照射装置１６２は紫外線照射ユニット３２０を冷却することができる。

これにより、紫外線発光素子３０２の長寿命化を実現するとともに、インクに対して安定した紫外線照射を行うことが可能となっている。また、各ファンＦは、対応する紫外線光源部１６１、１６３、１６５、１６７、１６９における紫外線照射ユニット３２０に設けられた温度検出手段２００による検出結果に基づいて、駆動が制御されるようになっている。

また、メモリ部５５には、上述のように印字条件によって適宜決定される紫外線の照射出力および紫外線の発光波長に関する情報が記録されている。したがって、紫外線照射装置１６２は、メモリ部５５にアクセスすることで支持フレーム３１０に装着されている紫外線照射ユニット３２０が印字条件に対応したものであるか否かを判定することができる。ここで、印刷条件に対応しない場合、例えば紫外線出力が足りない場合は、紫外線発光素子３０２の駆動条件を変更（例えば、印加電圧を高くする）、或いは支持フレーム３１０に装着されている紫外線照射ユニット３２０の数を増やす旨のメッセージをユーザに通知するようにしてもよい。あるいは、紫外線の発光波長が異なる場合は、紫外線照射ユニット３２０を発光波長の異なるものに交換する旨のメッセージをユーザに通知するようにしてもよい。

本実施形態に係るインクジェット式記録装置１００は、各紫外線光源部１６１、１６３、１６５、１６７、１６９において紫外線照射ユニット３２０又はダミーユニット３３０が組み替え可能とされるので、紫外線照射装置１６２が様々な紫外線硬化型インクに対応可能となり、汎用性に優れたものとなる。

紫外線照射ユニット３２０は、累積使用時間、および累積温度面積をメモリ部５５内に書き換え可能としている。そのため、紫外線照射ユニット３２０の組み換えを行った場合でも、上記累積使用時間、および累積温度面積がユニット内に保持されることとなり、再度紫外線照射ユニット３２０を用いる場合においても、この紫外線照射ユニット３２０における紫外線発光素子３０２がどの程度消耗しているかを瞬時に把握することができる。

また、紫外線照射装置１６２は、紫外線照射ユニット３２０内のメモリ部５５にアクセスすることで、メモリ部５５に記録された情報（紫外線（ＵＶ）の照射出力、紫外線の発光波長、紫外線照射寿命、および紫外線照射可能上限温度等）に基づいて各紫外線光源部１６１、１６３、１６５、１６７、１６９を動作させることができるので、簡便且つ確実な情報管理が可能とされ、種々な紫外線硬化型インクに対して紫外線を安定的に照射することができる。したがって、インクジェット式記録装置１００は、高い印字品位を得ることができる。

なお、インクジェット式記録装置１００を例に挙げて発明を説明したが、上記のような記録装置または流体噴射装置の構造は、液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造における色材噴射装置、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の製造における電極形成装置またはバイオチップ製造に使用する試料噴射ヘッド等にも適用できる。

インクジェット式記録装置の構造を模式的に示す斜視図である。 インクジェット式記録装置の記録部の構造を示す断面図である。 記録部キャリッジを単独で示す斜視図である。 記録ヘッドを、図３に矢印Ｆで示す方向から見た様子を示す正面図である。 紫外線照射装置を単独で抜き出して示す斜視図である。 紫外線照射装置の構成を詳細に説明するための図である。 紫外線照射装置の支持フレームの形状を単独で示す斜視図である。 紫外線照射ユニットを単独で示す斜視図である。 ダミーユニットを単独で示す斜視図である。 紫外線照射装置の構成を示すブロック図である。 紫外線照射装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

５３…制御部、５５…メモリ、５６…処理部、１００…インクジェット式記録装置（記録装置、流体噴射装置）、１４０…支持ドラム、１４４…支持面、１５０…記録用紙（媒体）、１６２…紫外線照射装置、１７０…記録部キャリッジ、１６１…紫外線光源部、１６２…紫外線照射装置、１６３…紫外線光源部、１６５…紫外線光源部、１６７…紫外線光源部、１８０…記録ヘッド、２００…温度検出手段、３１０…支持フレーム、３２０…紫外線照射ユニット、３３０…ダミーユニット、Ｆ…ファン（冷却手段）

Claims (8)

1. 支持面に媒体を支持しつつ回転する支持ドラムと、
   キャリッジに搭載されて前記支持面に支持された前記媒体における前記キャリッジの移
   動方向に沿って異なる種類の紫外線硬化型インクを吐出する記録ヘッドと、
   該記録ヘッドから吐出されて前記媒体に付着した紫外線硬化型インクに紫外線を照射す
   る紫外線照射装置と、を備え、
   前記支持ドラムが少なくとも１回転する毎に前記媒体の表面全体に紫外線硬化型インク
   により画像を形成する記録装置に用いる紫外線照射装置であって、
   前記紫外線照射装置は、前記媒体に付着した前記紫外線硬化型インクに対応する紫外線
   を照射させる複数の紫外線光源部を有し、
   該各紫外線光源部は、支持フレームに対して着脱可能とされ、紫外線を個別に照射する
   少なくとも一つの紫外線照射ユニットを有しており、
   該紫外線照射ユニットには当該紫外線照射ユニットに関する所定情報が記録されるメモ
   リ部と、該紫外線照射ユニットの温度を検出可能とする温度検出手段と、前記温度検出手段の検出結果と前記メモリ部に記録された紫外線照射可能温度上限値との比較、及び、該各紫外線光源部の累積使用時間、累積温度面積の算出を行う処理部が設けられ、前記処理部の処理結果に基づいて該紫外線照射ユニット単位で動作を制御することを特徴とする記録装置用の紫外線照射装置。
2. 支持面に媒体を支持しつつ回転する支持ドラムと、
   キャリッジに搭載されて前記支持面に支持された前記媒体における前記キャリッジの移
   動方向に沿って異なる種類の紫外線硬化型インクを吐出する記録ヘッドと、
   該記録ヘッドから吐出されて前記媒体に付着した紫外線硬化型インクに紫外線を照射す
   る紫外線照射装置と、を備え、
   前記支持ドラムが少なくとも１回転する毎に前記媒体の表面全体に紫外線硬化型インク
   により画像を形成する記録装置であって、
   前記紫外線照射装置は、前記媒体に付着した前記紫外線硬化型インクに対応する紫外線
   を照射させる複数の紫外線光源部を有し、
   該各紫外線光源部は、支持フレームに対して着脱可能とされ、紫外線を個別に照射する
   少なくとも一つの紫外線照射ユニットを有しており、
   該紫外線照射ユニットには当該紫外線照射ユニットに関する所定情報が記録されるメモ
   リ部と、該紫外線照射ユニットの温度を検出可能とする温度検出手段と、前記温度検出手段の検出結果と前記メモリ部に記録された紫外線照射可能温度上限値との比較、及び、該各紫外線光源部の累積使用時間、累積温度面積の算出を行う処理部が設けられ、前記処理部の処理結果に基づいて該紫外線照射ユニット単位で動作を制御することを特徴とする記録装置。
3. 前記紫外線照射装置は、紫外線照射開始タイミング、紫外線照射量及び紫外線照射時間を設定できるように前記支持フレームに対して着脱可能に構成され、紫外線を照射しないダミーユニットを含むことを特徴とする請求項２に記載の記録装置。
4. 前記メモリ部には、前記各紫外線照射ユニットにおける駆動条件、紫外線の照射出力、
   紫外線の発光波長、紫外線照射寿命、および紫外線照射可能上限温度の少なくとも一つが
   前記所定情報として記録されることを特徴とする請求項１又は２に記載の記録装置。
5. 前記メモリ部は、前記紫外線照射装置の駆動に伴って、前記所定情報の一部を書き換え可能とする書き換え可能メモリ領域を含むことを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の記録装置。
6. 前記紫外線照射装置が、前記紫外線照射ユニットの放熱フィンを冷却する冷却手段を含み、
   前記紫外線照射装置が、前記温度検出手段の検出結果と前記メモリ部に記録された情報
   とを比較することで、紫外線照射ユニット単位で前記紫外線光源部の動作を制御することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の記録装置。
7. 前記複数の紫外線照射ユニットのいずれかとして、発光強度および発光波長の少なくとも一方を異ならせたユニットが用いられることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の記録装置。
8. 支持面に媒体を支持しつつ回転する支持ドラムと、
   キャリッジに搭載されて前記支持面に支持された前記媒体における前記キャリッジの移
   動方向に沿って異なる種類の紫外線硬化型流体を吐出する記録ヘッドと、
   該記録ヘッドから吐出されて前記媒体に付着した紫外線硬化型流体に紫外線を照射する
   紫外線照射装置と、を備え、
   前記支持ドラムが少なくとも１回転する毎に前記媒体の表面全体に紫外線硬化型流体に
   より画像を形成する流体噴射装置であって、
   前記紫外線照射装置は、前記媒体に付着した前記紫外線硬化型流体に対応する紫外線を
   照射させる複数の紫外線光源部を有し、
   該各紫外線光源部は、支持フレームに対して着脱可能とされ、紫外線を個別に照射する
   少なくとも一つの紫外線照射ユニットを有しており、
   該紫外線照射ユニットには当該紫外線照射ユニットに関する所定情報が記録されるメモ
   リ部と、該紫外線照射ユニットの温度を検出可能とする温度検出手段と、前記温度検出手段の検出結果と前記メモリ部に記録された紫外線照射可能温度上限値との比較、及び、該各紫外線光源部の累積使用時間、累積温度面積の算出を行う処理部が設けられ、前記処理部の処理結果に基づいて該紫外線照射ユニット単位で動作を制御することを特徴とする流体噴射装置。

Images