JP5163716B2 - 記録装置、光照射装置及び記録方法 - Google Patents

Description

本発明は、記録装置、光照射装置及び記録方法に関する。

光照射装置で光照射することによって、記録媒体に付着した光硬化型インクを硬化させて画像を記録する記録装置が知られている。

光硬化型インクは、記録媒体に付着させた後、光照射装置からの適量の紫外線等の光を照射すれば速やかに硬化して、インク浸透性等の記録媒体の物性に左右されずに、安定した印刷品質を維持できることが特徴である。

光照射装置としては、従来、水銀ランプ、メタルハライドランプ、熱陰極管、冷陰極管、発光ダイオード、レーザダイオード等が用いられる。

特許文献１には、紫外線を照射することによって硬化するインクを吐出するノズルが設けられた記録ヘッドと、インクを硬化させるための紫外線を照射する発光ダイオードからなる光照射装置とを有するインクジェット記録装置が記載されている。

特開２００４−１６７８７３号公報

しかしながら、発光ダイオード等の光照射装置は、連続点灯時に、自身が発する熱による温度上昇と共に発光ピーク波長が数ｎｍ〜１０ｎｍ程度、長波長側へシフトする特性があり、発光ピーク波長がシフトすることでインクの光吸収量が変動してしまうという課題があった。

特許文献１には、このような課題への対応は記載されておらず、単一の波長を発光ピーク波長に持つ発光ダイオードを用いる記録装置が示されており、発光ピーク波長をインクの吸収ピーク波長に合わせて設計した場合、連続点灯時に発光ピーク波長がシフトするとインクの光吸収量が低下するため、インクの硬化不良が生じる可能性がある。

本発明は、以上のような問題に鑑みてなされたものであり、光照射装置の温度変化に伴う発光波長シフトによるインクの光吸収量の変化を低減することが可能な記録装置、光照射装置及び記録方法を提供することを目的としている。

本発明の目的は、下記構成により達成することが出来る。
１．
光照射装置で光照射することによって、記録媒体に付着した光硬化型インクを硬化させて画像を記録する記録装置において、
前記光照射装置は複数の発光ピーク波長を有し、
前記光硬化型インクは複数の吸収ピーク波長を有し、
前記光照射装置の第１の発光ピーク波長λ_ｒ１は、前記光硬化型インクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１より第１の所定量短波長側に存在しており、
前記光照射装置の第２の発光ピーク波長λ_ｒ２は、前記光硬化型インクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２と等しいかまたは第２の所定量長波長側に存在することを特徴とする記録装置。
２．
前記光照射装置の第１の発光ピーク波長λ_ｒ１（ｎｍ）と、前記光硬化型インクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１（ｎｍ）との差は、０＜λ_ａ１−λ_ｒ１≦２０ｎｍの範囲内にあり、かつ前記光照射装置の第２の発光ピーク波長λ_ｒ２（ｎｍ）と、前記光硬化型インクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２（ｎｍ）との差は、−２０≦λ_ａ２−λ_ｒ２≦０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする１に記載の記録装置。
３．
前記複数の吸収ピーク波長のうち、前記第１の吸収ピーク波長λ_ａ１における吸光度が最も大きいことを特徴とする１または２に記載の記録装置。
４．
前記複数の吸収ピーク波長のうち、前記第２の吸収ピーク波長λ_ａ２における吸光度が最も大きいことを特徴とする１または２に記載の記録装置。
５．
前記複数の吸収ピーク波長のうち、前記第１の吸収ピーク波長λ_ａ１が最も長波長側に位置することを特徴とする１〜４のいずれか１項に記載の記録装置。
６．
前記複数の吸収ピーク波長のうち、前記第２の吸収ピーク波長λ_ａ２が最も長波長側に位置することを特徴とする１〜４のいずれか１項に記載の記録装置。
７．
前記光照射装置は、発光ダイオードを有することを特徴とする１〜６のいずれか１項に記載の記録装置。
８．
前記光照射装置の第１の発光ピーク波長λ_ｒ１、第２の発光ピーク波長λ_ｒ２、前記光硬化型インクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１、第２の吸収ピーク波長λ_ａ２はいずれも紫外線領域に存在することを特徴とする１〜７のいずれか１項に記載の記録装置。
９．
前記光照射装置は、前記第１の発光ピーク波長λ_ｒ１及び前記第２の発光ピーク波長λ_ｒ２が温度上昇と共に長波長側にシフトする特性を有し、
前記第１の所定量は、前記第１の発光ピーク波長λ_ｒ１の長波長側へのシフトに伴って前記光硬化型インクの吸光度が増加するように設定され、
前記第２の所定量は、前記第２の発光ピーク波長λ_ｒ２の長波長側へのシフトに伴って前記光硬化型インクの吸光度が減少するように設定されていることを特徴とする１〜８のいずれか１項に記載の記録装置。
１０．
前記光照射装置は、前記第１の発光ピーク波長λ_ｒ１を有する第１光源と、前記第２の発光ピーク波長λ_ｒ２を有する第２光源と、を含み、
前記第１光源と前記第２光源の点灯・消灯を行う点灯制御手段を備え、
前記点灯制御手段は、前記第１光源と前記第２光源の光照射により記録媒体に付着した光硬化型インクを硬化させる際に、前記第１光源と前記第２光源の両方を点灯させた状態で所定時間経過後に、前記第２光源を消灯させ前記第１光源のみを点灯させることを特徴とする１〜９のいずれか１項に記載の記録装置。
１１．
光照射することによって、記録媒体に付着した光硬化型インクを硬化させて画像を記録する記録装置に用いられる光照射装置において、
前記光照射装置は複数の発光ピーク波長を有し、
前記光硬化型インクは複数の吸収ピーク波長を有し、
前記光照射装置の第１の発光ピーク波長λ_ｒ１は、前記光硬化型インクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１より第１の所定量短波長側に存在しており、
前記光照射装置の第２の発光ピーク波長λ_ｒ２は、前記光硬化型インクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２と等しいかまたは第２の所定量長波長側に存在することを特徴とする光照射装置。
１２．
記録媒体に光硬化型インクを付着させる工程と、この記録媒体に光照射装置で光照射することによりインクを硬化させて画像を記録する工程と、を有する記録方法において、
前記光照射装置は複数の発光ピーク波長を有し、
前記光硬化型インクは複数の吸収ピーク波長を有し、
前記光照射装置の第１の発光ピーク波長λ_ｒ１は、前記光硬化型インクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１より第１の所定量短波長側に存在しており、
前記光照射装置の第２の発光ピーク波長λ_ｒ２は、前記光硬化型インクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２と等しいかまたは第２の所定量長波長側に存在することを特徴とする記録方法。

本発明によれば、光照射装置の温度変化に伴う発光波長シフトによるインクの光吸収量の変化を低減することが可能になる。

第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の模式図である。 第１の発光ダイオード３１ａ及び第２の発光ダイオード３１ｂの発光スペクトルの温度変化特性とインクの光吸収スペクトルの一例を示す図である。 第２の実施形態に係るインクジェット記録装置の模式図である。 第３の実施形態に係るインクジェット記録装置の模式図である。 第１の発光ダイオード３１ａ及び第２の発光ダイオード３１ｂの発光ピーク波長の温度変化特性とインクの光吸収スペクトルの一例を示す図である。 第１〜第３の発光ダイオードの発光ピーク波長の温度変化特性とインクの光吸収スペクトルの一例を示す図である。 第１の発光ダイオード３１ａ及び第２の発光ダイオード３１ｂの発光ピーク波長の温度変化特性とインクの光吸収スペクトルの一例を示す図である。 発光ダイオードの点灯時間とインクの吸光度の関係の一例を示す図であり、（ａ）は第２の発光ダイオード３１ｂのみを点灯（照射）させた場合、（ｂ）は第１の発光ダイオード３１ａ及び第２の発光ダイオード３１ｂの両方を点灯（照射）させた場合を示す。

本発明を以下の実施形態に基づいて説明するが、当該実施形態に限定するものではない。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の記録装置の一例である、第１の実施形態に係るインクジェット記録装置の模式図である。

キャリッジ１は、Ｋ単色の記録ヘッド（２Ｋ）からなる記録ヘッド２、記録ヘッド２の両側に設けられた光照射装置３、記録ヘッド２及び光照射装置３を支持する支持フレーム４、等から構成され、記録媒体Ｐ上を矢印Ａ方向に往復走査するようになっている。

Ｋ単色の記録ヘッド（２Ｋ）には、記録媒体Ｐに対向する部位に、記録媒体Ｐに対して光硬化型インクを吐出するノズル列が走査方向（矢印Ａ方向）と直交する方向に形成されている。

本実施形態に用いられる光硬化型インクは、図２に示すように２つの吸収ピーク波長λ_ａ１，λ_ａ２を有している。

光照射装置３の光源としては、余分な波長域の光を含まず、光硬化型インクの硬化に有効な特定波長域の光のみの出射が可能で、消費電力が比較的に小さくて済む発光ダイオードやレーザダイオードといった半導体発光素子が好ましく用いられる。

本実施形態の光照射装置３は、光源としての発光ダイオード３１、発光ダイオード３１が取り付けられる取付台３２、等から構成されている。取付台３２には、発光ダイオード３１の列が、走査方向（矢印Ａ方向）に複数列設けられている。

図１においては、記録ヘッド２から近い順に、第１の発光スペクトル（第１の発光ピーク波長λ_ｒ１）を有する光を照射する第１の発光ダイオード３１ａ（第１光源）の列及び第２の発光スペクトル（第２の発光ピーク波長λ_ｒ２）を有する光を照射する第２の発光ダイオード３１ｂ（第２光源）の列と、２列の発光ダイオード３１の列が設けられている。

また、各発光ダイオードは、図示しない所定の配線パターンを介して、各発光ダイオードの点灯及び消灯を制御する点灯制御手段に接続されていて、印刷処理中は、連続点灯させるようになっている。

そして、キャリッジ１の走査方向Ａへの走査の間に記録ヘッド２のノズルから光硬化型インクが吐出され、記録媒体Ｐ上に付着したインクに対して、キャリッジ１の走査に伴ってその上方に移動してきた光照射装置３の第１の発光ダイオード３１ａ及び第２の発光ダイオード３１ｂから光が照射され、インクが記録媒体Ｐ上で硬化する。

続いて、キャリッジ１の走査方向Ａの一方向への走査或いは往復走査が終了すると、記録媒体Ｐが搬送方向に所定量だけ搬送されて停止する。そして、キャリッジ１の走査方向Ａの走査、インクの吐出、光照射による硬化が行われる。このように、キャリッジ１の走査と記録媒体Ｐの搬送、停止が繰り返されて、記録媒体Ｐ上に画像が記録される。

このような第１の発光ダイオード３１ａ、第２の発光ダイオード３１ｂに対して電力を供給しながら連続点灯させた場合、図２に示すように、素子（発光ダイオード）の発熱による温度上昇により発光スペクトルが長波長側にシフトする。

従って、例えば、第２の発光ダイオード３１ｂのみを用い、素子発熱前の状態（室温、例えば２０℃）において、第２の発光ピーク波長λ_ｒ２をインクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２に合わせて設計した場合、温度上昇に伴って第２の発光ピーク波長λ_ｒ２が長波長側にシフトすると、図８（ａ）に示すように、インクの吸光度が低下するため、インクの光吸収量が低下しインクの硬化不良が生じる可能性がある。

例えば、冷却装置を設けて素子の温度上昇を抑えれば上述した問題は生じないが、装置が複雑且つ高価になる欠点がある。

また、点灯を開始後に素子の温度が上昇して安定してから使用し、シフト後の発光ピーク波長をインクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２に合わせて設計すれば上述した問題は生じないが、照射装置の立ち上がりに時間を要するという問題が生じる。

また、素子の温度を検知し、温度上昇に伴うインクの光吸収量の低下に応じて照度が増加するように素子に供給する電力を増加させれば上述した問題は生じないが、装置が複雑且つ高価になる欠点がある。また、その電力増加による光源の寿命の低下の問題もある。

本実施形態においては、上述した問題を解決するため、光照射装置３の第１の発光ダイオード３１ａ及び第２の発光ダイオード３１ｂの発光スペクトルのピーク波長の設定を工夫している。

本実施形態の光照射装置３は、素子発熱前の状態（室温、例えば２０℃）において、第１の発光ダイオード３１ａの第１の発光ピーク波長λ_ｒ１がインクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１よりも第１の所定量短波長となるように、第２の発光ダイオード３１ｂの第２の発光ピーク波長λ_ｒ２がインクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２と等しいかまたは第２の所定量長波長となるようにそれぞれ選定される。

ここで、第１及び第２の所定量は、素子の温度上昇に伴う発光波長シフトによるインクの吸光度（光吸収量）の変化が、第１の発光ダイオード３１ａ又は第２の発光ダイオード３１ｂを単独で点灯させた場合よりも小さくなるようにそれぞれ設定される。

好ましくは、第１及び第２の所定量は、温度上昇に伴って第２の発光ピーク波長λ_ｒ２及び第１の発光ピーク波長λ_ｒ１が長波長側にシフトしても素子の温度上昇前後でインクの光吸収量がほぼ一定となるように（インクの硬化不良が発生しないように）それぞれ設定される。

具体的には、例えば、図８（ｂ）に示すように、第１の所定量は、第１の発光ピーク波長λ_ｒ１の長波長側へのシフトに伴ってインクの吸光度が増加するように設定され、第２の所定量は、第２の発光ピーク波長λ_ｒ２の長波長側へのシフトに伴ってインクの吸光度が減少するように設定することである。

これにより、温度上昇に伴って第２の発光ピーク波長λ_ｒ２がλ_ａ２から遠ざかることによるインクの吸光度の低下を第１の発光ピーク波長λ_ｒ１がλ_ａ１に近づくことによるインクの吸光度の増加により補償して、インクの光吸収量が素子の温度上昇前後でほぼ一定となるように（インクの硬化不良が発生しないように）設定できる。

従って、本実施形態によれば、光照射装置の温度変化に伴う発光波長シフトによるインクの光吸収量の変化を低減することが可能となる。

また、第１の発光ピーク波長λ_ｒ１、第２の発光ピーク波長λ_ｒ２をそれぞれインクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１、第２の吸収ピーク波長λ_ａ２に対して適切に設定するだけの簡単な構成であるため、記録装置の小型化や、コスト低減にも大きく貢献する。

さらに、点灯開始と同時に使用可能であるため、立ち上がり時間を短縮することで、処理の高速化を図ることが出来る。

（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態に係るインクジェット記録装置の模式図である。第１の実施形態と同一あるいは同等の部材には同一の符号を付している。

第２の実施形態の説明においては、第１の実施形態と異なる点を中心に説明し、重複する点については説明を省略する。

第２の実施形態におけるインクジェット記録装置は、シングルパス型のインクジェット記録装置である。図３に示すように、記録媒体Ｐの搬送方向上流側からＫ単色の記録ヘッド（２Ｋ）からなる記録ヘッド２、光照射装置３の順に配置されている。

光照射装置３は、第１の実施形態の照射装置３と同様に、記録ヘッド２から近い順に、第１の発光スペクトルを有する光を照射する第１の発光ダイオード３１ａの列及び第２の発光スペクトルを有する光を照射する第２の発光ダイオード３１ｂの列と、２列の発光ダイオード３１の列が設けられている。

そして、記録媒体Ｐの搬送方向への搬送の間に記録ヘッド２のノズルから光硬化型インクが吐出され、記録媒体Ｐ上に付着したインクに対して、光照射装置３の第１の発光ダイオード３１ａ及び第２の発光ダイオード３１ｂから光が照射され、インクが記録媒体Ｐ上で硬化する。

本実施形態においても、素子発熱前の状態（室温、例えば２０℃）において、第１の発光ダイオード３１ａの第１の発光ピーク波長λ_ｒ１がインクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１よりも第１の所定量短波長となるように、第２の発光ダイオード３１ｂの第２の発光ピーク波長λ_ｒ２がインクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２と等しいかまたは第２の所定量長波長となるようにそれぞれ選定される。

従って、本実施形態によっても、光照射装置の温度変化に伴う発光波長シフトによるインクの光吸収量の変化を低減することが可能となる。

（第３の実施形態）
図４は、第３の実施形態に係るインクジェット記録装置の模式図である。第１の実施形態と同一あるいは同等の部材には同一の符号を付している。

第３の実施形態の説明においては、第１の実施形態と異なる点を中心に説明し、重複する点については説明を省略する。

第３の実施形態におけるインクジェット記録装置は、ＹＭＣＫ４色の記録ヘッド（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）からなる記録ヘッド２を有するシングルパス型のインクジェット記録装置である。

図４に示すように、記録媒体Ｐの搬送方向上流側から記録ヘッド２Ｋ、記録ヘッド２Ｃ、記録ヘッド２Ｍ及び記録ヘッド２Ｙの順に、記録ヘッド２が配置されている。各記録ヘッド２の間には光照射装置３Ｋ、３Ｃ、３Ｍが、記録ヘッド２Ｙの下流には光照射装置３Ｙが配置されている。

光照射装置３Ｋ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｙは、第１の実施形態の照射装置３と同様に、記録ヘッド２から近い順に、第１の発光スペクトルを有する光を照射する第１の発光ダイオード３１ａの列及び第２の発光スペクトルを有する光を照射する第２の発光ダイオード３１ｂの列と、２列の発光ダイオード３１の列が設けられている。

光硬化型インクは、色材成分（顔料または染料等）やその他の成分組成の相異などにより、照射した際に吸収される光の波長域に差が生じ、それが原因となって、インクの吸収ピーク波長に差異が生じることがある。

そこで、光照射装置３Ｋ、３Ｃ、３Ｍ、３Ｙには、各光照射装置に隣接して記録媒体Ｐの搬送方向の上流側に設けられている記録ヘッドから吐出される色のインクの吸収ピーク波長に適した波長の光を照射させる光照射装置を、それぞれ設けるようにしている。

これにより、各色のインクが記録媒体Ｐに着弾してから短時間の間に、それぞれの色のインクに対して、そのインクに適した発光ピーク波長の第１の発光スペクトルを有する光及び第２の発光スペクトルを有する光が照射される。

即ち、本実施形態においても、素子発熱前の状態（室温、例えば２０℃）において、各光照射装置の第１の発光ダイオード３１ａの第１の発光ピーク波長λ_ｒ１が対応するインクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１よりも第１の所定量短波長となるように、第２の発光ダイオード３１ｂの第２の発光ピーク波長λ_ｒ２が対応するインクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２と等しいかまたは第２の所定量長波長となるようにそれぞれ選定される。

従って、本実施形態によっても、光照射装置の温度変化に伴う発光波長シフトによるインクの光吸収量の変化を低減することが可能となる。

また、吸収ピーク波長が異なる多種の光硬化型インクへの対応が可能になる。

上記実施形態では、記録ヘッド２から近い順に、第１の発光ダイオード３１ａの列及び第２の発光ダイオード３１ｂの列を配置させたが、これに限定するものではなく、例えば、記録ヘッド２から近い順に、第２の発光ダイオード３１ｂの列及び第１の発光ダイオード３１ａの列を配置させてもよい。

また、上記実施形態では、短波長側（吸光度大）の吸収ピーク波長を第１の吸収ピーク波長λ_ａ１、長波長側（吸光度小）の吸収ピーク波長を第２の吸収ピーク波長λ_ａ２としたが、図５に示すように長波長側の吸収ピーク波長を第１の吸収ピーク波長λ_ａ１、短波長側の吸収ピーク波長を第２の吸収ピーク波長λ_ａ２としてもよい。

この場合も、図５に示すように、素子発熱前の状態（室温、例えば２０℃）において、第１の発光ダイオード３１ａの第１の発光ピーク波長λ_ｒ１がインクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１よりも第１の所定量短波長となるように、第２の発光ダイオード３１ｂの第２の発光ピーク波長λ_ｒ２がインクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２と等しいかまたは第２の所定量長波長となるようにそれぞれ選定される。

また、上記実施形態では、光照射装置は２つの発光ピーク波長を有し、光硬化型インクは１つのインクに対して２つの吸収ピーク波長を有するインクジェット記録装置について説明したが、発光ピーク波長及び吸収ピーク波長の数はそれぞれ複数であれば上記構成に限定されない。

例えば、図６に示すように光硬化型インクは４つの吸収ピーク波長を有し、光照射装置は３つの発光ピーク波長を有する第１〜第３の発光ダイオードを設ける。

この場合も、素子発熱前の状態（室温、例えば２０℃）において、第１の発光ダイオード３１ａの第１の発光ピーク波長λ_ｒ１がインクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１よりも第１の所定量短波長となるように、第２の発光ダイオード３１ｂの第２の発光ピーク波長λ_ｒ２がインクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２と等しいかまたは第２の所定量長波長となるようにそれぞれ選定される。

さらに、第３の発光ダイオード３１ｃの第３の発光ピーク波長λ_ｒ３がインクの第３の吸収ピーク波長λ_ａ３と等しいかまたは第３の所定量長波長または短波長となるようにそれぞれ選定される。

ここで、第３の所定量は、素子の温度上昇に伴う発光波長シフトによるインクの吸光度（光吸収量）の変化が、第１の発光ダイオード３１ａ及び第２の発光ダイオード３１ｂのみを同時点灯させた場合よりも小さくなるように設定される。

従って、光照射装置の温度変化に伴う発光波長シフトによるインクの光吸収量の変化をより一層低減することが可能となる。

また、上記第３の実施形態では、記録媒体Ｐの搬送方向上流側から記録ヘッド２Ｋ、記録ヘッド２Ｃ、記録ヘッド２Ｍ及び記録ヘッド２Ｙの順に、記録ヘッド２を配置させたが、これに限定するものではなく、各色ヘッドの配置順序は問わない。また、各色のインクの吸収ピーク波長に大きな差がない場合には、最下流の記録ヘッド（図４では記録ヘッド２Ｙ）の下流に、共通の１つの光照射装置（図４では３Ｙ）を設けるようにしてもよい。

以下に本発明の実施例を挙げて説明する。

図１に示すシリアル型のインクジェット記録装置を用い、インクと第１の発光ダイオード３１ａ及び第２の発光ダイオード３１ｂとの組み合わせを種々変化させた場合の記録媒体上でのインクの硬化具合を調べる実験を行った。

また、装置内に照度計を設置し、発光ダイオードと照度計との距離を発光ダイオードと記録媒体の距離と同じに保った状態で発光ダイオードから発した光の照度を照度計で測定した。

（比較例１）
光源としては、３６５ｎｍに第２の発光ピーク波長λ_ｒ２を持つ第２の発光ダイオード３１ｂと、３９５ｎｍに第１の発光ピーク波長λ_ｒ１を持つ第１の発光ダイオード３１ａを用いて同時点灯させた。それぞれの波長での照度が２５０ｍＷ／ｃｍ^２になるように設定した。

インクは、図５に示すような３６５ｎｍに第２の吸収ピーク波長λ_ａ２と、３９５ｎｍに第１の吸収ピーク波長λ_ａ１とを持つ光増感剤が混合された黒色の紫外線硬化型インクを用いた。

第１の発光ダイオード３１ａ及び第２の発光ダイオード３１ｂに一定の電力を供給しながら連続点灯したときのインクの硬化具合の評価結果を表１に示す。なお、室温は２０℃に設定されていて、素子の温度は、点灯の開始後に室温から徐々に上昇して１０分後に安定した。

インクの硬化具合についての評価は、記録媒体に付着したインクに対する目視および触感に基づいて、
○：良い、または実用的な範囲内である
×：悪い、または実用的でない
で判定した。

連続点灯時間が１分では、硬化不良は発生しなかったが、１０分に達すると硬化不良が発生した。

以上の結果について考察する。第１の発光ダイオード３１ａ及び第２の発光ダイオード３１ｂの発光ピーク波長の測定値とインクの光吸収量とを表１に示す。

インクの光吸収量は、第１の発光ダイオード３１ａ及び第２の発光ダイオード３１ｂの発光スペクトルの実測値とインクの光吸収スペクトルから算出した。なお、インクの光吸収量は、１分後を１００とした相対値で表している。

表１からわかるように、連続点灯時間が１０分に達すると発光ピーク波長λ_ｒ１、λ_ｒ２が１０ｎｍ程度長波長側に、それぞれインクの吸収ピーク波長λ_ａ１、λ_ａ２から遠ざかる方向にシフトしており、インクの吸光度及び光吸収量が大きく減少して硬化不良に繋がったことがわかる。

（実施例１）
比較例１において、光源として、３９５ｎｍに第１の発光ピーク波長λ_ｒ１を持つ第１の発光ダイオード３１ａに代えて、３８５ｎｍに第１の発光ピーク波長λ_ｒ１を持つ第１の発光ダイオード３１ａを用いて、比較例１と同様に評価を行った。

各発光ピーク波長の照度は、２５０ｍＷ／ｃｍ^２になるように設定した。

因みに、第１の発光ダイオード３１ａの温度上昇による波長シフトは、前述のように１０ｎｍである。第１の発光ダイオード３１ａの波長（３８５ｎｍ＝３９５ｎｍ−１０ｎｍ）はここから決定されている。

表２に示すように、第１の発光ダイオード３１ａ及び第２の発光ダイオード３１ｂに対して一定の電力を供給しながら同時に点灯させて６０分間連続点灯させたが、硬化不良の発生は見られず、問題は生じなかった。

以上の結果について考察する。第１の発光ダイオード３１ａ及び第２の発光ダイオード３１ｂの発光ピーク波長の測定値とインクの光吸収量とを表２に示す。

インクの光吸収量は、第１の発光ダイオード３１ａの発光スペクトル及び第２の発光ダイオード３１ｂの発光スペクトルの実測値とインクの光吸収スペクトルから算出した。

表２からわかるように、点灯時間が１０分に達すると第２の発光ダイオード３１ｂの第２の発光ピーク波長λ_ｒ２が１０ｎｍ程度長波長側に、インクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２から遠ざかる方向にシフトしてインクの吸光度が大きく減少しているが、これを補償する形で第１の発光ダイオード３１ａの第１の発光ピーク波長λ_ｒ１が１０ｎｍ程度長波長側にインクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１に近づく方向にシフトしてインクの吸光度が大きく増加しているため、インクの吸光度及び光吸収量の低下は少なくなっている。これにより、硬化不良の発生が見られなかったものと考えられる。

本実施例では、素子の温度が上昇する前は、３６５ｎｍで第２の発光ダイオードの発光ピークがインクの第２の吸収ピークにほぼ重なることでインクの硬化に有効に寄与し、温度が上昇し、発光ピーク波長がシフトした後も、３９５ｎｍで第１の発光ダイオードの発光ピークがインクの第１の吸収ピークにほぼ重なることでインクの硬化に有効に寄与していることが分かる。

したがって、素子の温度変化に関わりなく、より良好にインクを硬化させることができる。

（比較例２）
比較例１において、一般的な光増感剤として、ジエトキシアントラセン（以下、ＤＥＡ）を使用し、図７に示すような、３８５ｎｍに最も吸光度が大きい第１の吸収ピーク波長λ_ａ１と、４０５ｎｍに第２の吸収ピーク波長λ_ａ２と、３６５ｎｍに第３の吸収ピーク波長λ_ａ３の３つの吸収ピーク波長が紫外線域に存在する黒色の紫外線硬化型インクを用い、光源としては、４０５ｎｍに発光ピーク波長λ_ｒ２を持つ第２の発光ダイオード３１ｂと、３８５ｎｍに発光ピーク波長λ_ｒ１を持つ第１の発光ダイオード３１ａを用いて同時点灯させ、比較例１と同様に評価を行った。

表３に示すように、連続点灯時間が１分では、硬化不良は発生しなかったが、１０分に達すると硬化不良が発生した。

以上の結果について考察する。第１の発光ダイオード３１ａ及び第２の発光ダイオード３１ｂの発光ピーク波長の測定値とインクの光吸収量とを表３に示す。

表３からわかるように、連続点灯時間が１０分に達すると発光ピーク波長λ_ｒ１、λ_ｒ２が１０ｎｍ程度長波長側に、それぞれインクの吸収ピーク波長λ_ａ１、λ_ａ２から遠ざかる方向にシフトしており、インクの吸光度及び光吸収量が大きく減少して硬化不良に繋がったことがわかる。

（実施例２）
比較例２において、光源として、３８５ｎｍに第１の発光ピーク波長λ_ｒ１を持つ第１の発光ダイオード３１ａに代えて、３７５ｎｍに第１の発光ピーク波長λ_ｒ１を持つ第１の発光ダイオード３１ａを用いて同時点灯させて、比較例２と同様に評価を行った。

表４に示すように、第１の発光ダイオード３１ａ及び第２の発光ダイオード３１ｂに対して一定の電力を供給しながら同時に点灯させて６０分間連続点灯したが、硬化不良の発生は見られず、問題は生じなかった。

以上の結果について考察する。第１の発光ダイオード３１ａ及び第２の発光ダイオード３１ｂの発光ピーク波長の測定値とインクの光吸収量とを表４に示す。

表４及び図７からわかるように、連続点灯時間が１０分に達すると第２の発光ダイオード３１ｂの第２の発光ピーク波長λ_ｒ２が１０ｎｍ程度長波長側に、インクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２から遠ざかる方向にシフトしているが、これを補償する形で第１の発光ダイオード３１ａの第１の発光ピーク波長λ_ｒ１が１０ｎｍ程度長波長側にインクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１に近づく方向にシフトしているため、インクの光吸収量の低下は少なくなっている。これにより、硬化不良の発生が見られなかったものと考えられる。

本実施例では、素子の温度が上昇する前は、４０５ｎｍで第２の発光ダイオードの発光ピークがインクの第２の吸収ピークにほぼ重なることでインクの硬化に有効に寄与し、温度が上昇し、発光ピーク波長がシフトした後も、３８５ｎｍで第１の発光ダイオードの発光ピークがインクの第１の吸収ピークにほぼ重なることでインクの硬化に有効に寄与していることが分かる。

したがって、素子の温度変化に関わりなく、より良好にインクを硬化させることができる。

（実施例３）
実施例２において、点灯制御手段により第２の発光ダイオード３１ｂのオンオフの切り換えを制御した。具体的には、第１の発光ダイオード３１ａに対して一定の電力を供給しながら同時に点灯させて６０分間連続点灯させる一方、第２の発光ダイオード３１ｂに対して１０分間点灯させた後は消灯させる制御を行って評価した。

表５に示すように、第２の発光ダイオードを消灯させる制御を行った場合においても、硬化不良の発生は見られず、問題は生じなかった。

以上の結果について考察する。第１の発光ダイオード３１ａ及び第２の発光ダイオード３１ｂの発光ピーク波長の測定値とインクの光吸収量とを表５に示す。

表５及び図７からわかるように、連続点灯時間が１０分に達すると第２の発光ダイオード３１ｂの第２の発光ピーク波長λ_ｒ２が１０ｎｍ程度長波長側に、インクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２から遠ざかる方向にシフトしているが、これを補償する形で第１の発光ダイオード３１ａの第１の発光ピーク波長λ_ｒ１が１０ｎｍ程度長波長側にインクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１に近づく方向にシフトしているため、インクの光吸収量の低下は少なくなっている。これにより、硬化不良の発生が見られなかったものと考えられる。

本実施例では、図７より、発熱により素子の温度が上昇した後では、波長がシフトしてしまった第２の発光ダイオード３１ｂは、発光ピーク波長における吸光度がほぼグランドレベルとなっており、硬化にほとんど寄与しないことが分かる。

そこで、第２の発光ダイオード３１ｂを消灯すれば、消費電力が約半分になる上、より効率良くインクを硬化させることができる。

なお、上記各発光ダイオードの発熱前の発光ピーク波長（第１の所定量及び第２の所定量）や第２の発光ダイオード３１ｂを消灯するタイミングの設定に関しては、インクの光吸収スペクトル、各発光ダイオードの連続点灯時の発光スペクトルの温度特性と、インクの硬化具合との相関関係を予め測定しておき、この測定したデータを用いて設定する。

実施例１〜３の結果から分かるように、インクの吸収ピーク波長は、インクに添加する光増感剤により調整でき、光源の発光特性との組み合わせを最適化することで、光源の温度変化によらず、良好にインクを硬化させることができる。

また、光源の第１の発光ピーク波長λ_ｒ１（ｎｍ）と、光硬化型インクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１（ｎｍ）との差は、０＜λ_ａ１−λ_ｒ１≦２０ｎｍでかつ、光源の第２の発光ピーク波長λ_ｒ２（ｎｍ）と、光硬化型インクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２（ｎｍ）との差は、−２０≦λ_ａ２−λ_ｒ２≦０ｎｍであることが好ましく、０＜λ_ａ１−λ_ｒ１≦１０ｎｍでかつ、−１０≦λ_ａ２−λ_ｒ２≦０ｎｍであることがより好ましい。なぜなら、インクの光吸収量が大きくなり効率よく硬化させることができるからである。

なお、以上の実験結果は、図１に示すシリアル型のインクジェット記録装置での実験結果であるが、図３に示すシングルパス型のインクジェット記録装置を用いた場合でもほぼ同様の結果が得られた。

また、以上の実験結果では、光照射装置として紫外光を照射するものを用いたが、これに限定するものではなく、インクの特性に合わせた硬化光を照射するものであれば、照射光の波長は問わない。

２ 記録ヘッド
３ 光照射装置
３１ 発光ダイオード
３２ 取付台

Claims (12)

1. 光照射装置で光照射することによって、記録媒体に付着した光硬化型インクを硬化させて画像を記録する記録装置において、
   前記光照射装置は複数の発光ピーク波長を有し、
   前記光硬化型インクは複数の吸収ピーク波長を有し、
   前記光照射装置の第１の発光ピーク波長λ_ｒ１は、前記光硬化型インクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１より第１の所定量短波長側に存在しており、
   前記光照射装置の第２の発光ピーク波長λ_ｒ２は、前記光硬化型インクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２と等しいかまたは第２の所定量長波長側に存在することを特徴とする記録装置。
2. 前記光照射装置の第１の発光ピーク波長λ_ｒ１（ｎｍ）と、前記光硬化型インクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１（ｎｍ）との差は、０＜λ_ａ１−λ_ｒ１≦２０ｎｍの範囲内にあり、かつ前記光照射装置の第２の発光ピーク波長λ_ｒ２（ｎｍ）と、前記光硬化型インクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２（ｎｍ）との差は、−２０≦λ_ａ２−λ_ｒ２≦０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 前記複数の吸収ピーク波長のうち、前記第１の吸収ピーク波長λ_ａ１における吸光度が最も大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の記録装置。
4. 前記複数の吸収ピーク波長のうち、前記第２の吸収ピーク波長λ_ａ２における吸光度が最も大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の記録装置。
5. 前記複数の吸収ピーク波長のうち、前記第１の吸収ピーク波長λ_ａ１が最も長波長側に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の記録装置。
6. 前記複数の吸収ピーク波長のうち、前記第２の吸収ピーク波長λ_ａ２が最も長波長側に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の記録装置。
7. 前記光照射装置は、発光ダイオードを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の記録装置。
8. 前記光照射装置の第１の発光ピーク波長λ_ｒ１、第２の発光ピーク波長λ_ｒ２、前記光硬化型インクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１、第２の吸収ピーク波長λ_ａ２はいずれも紫外線領域に存在することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の記録装置。
9. 前記光照射装置は、前記第１の発光ピーク波長λ_ｒ１及び前記第２の発光ピーク波長λ_ｒ２が温度上昇と共に長波長側にシフトする特性を有し、
   前記第１の所定量は、前記第１の発光ピーク波長λ_ｒ１の長波長側へのシフトに伴って前記光硬化型インクの吸光度が増加するように設定され、
   前記第２の所定量は、前記第２の発光ピーク波長λ_ｒ２の長波長側へのシフトに伴って前記光硬化型インクの吸光度が減少するように設定されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の記録装置。
10. 前記光照射装置は、前記第１の発光ピーク波長λ_ｒ１を有する第１光源と、前記第２の発光ピーク波長λ_ｒ２を有する第２光源と、を含み、
    前記第１光源と前記第２光源の点灯・消灯を行う点灯制御手段を備え、
    前記点灯制御手段は、前記第１光源と前記第２光源の光照射により記録媒体に付着した光硬化型インクを硬化させる際に、前記第１光源と前記第２光源の両方を点灯させた状態で所定時間経過後に、前記第２光源を消灯させ前記第１光源のみを点灯させることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の記録装置。
11. 光照射することによって、記録媒体に付着した光硬化型インクを硬化させて画像を記録する記録装置に用いられる光照射装置において、
    前記光照射装置は複数の発光ピーク波長を有し、
    前記光硬化型インクは複数の吸収ピーク波長を有し、
    前記光照射装置の第１の発光ピーク波長λ_ｒ１は、前記光硬化型インクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１より第１の所定量短波長側に存在しており、
    前記光照射装置の第２の発光ピーク波長λ_ｒ２は、前記光硬化型インクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２と等しいかまたは第２の所定量長波長側に存在することを特徴とする光照射装置。
12. 記録媒体に光硬化型インクを付着させる工程と、この記録媒体に光照射装置で光照射することによりインクを硬化させて画像を記録する工程と、を有する記録方法において、
    前記光照射装置は複数の発光ピーク波長を有し、
    前記光硬化型インクは複数の吸収ピーク波長を有し、
    前記光照射装置の第１の発光ピーク波長λ_ｒ１は、前記光硬化型インクの第１の吸収ピーク波長λ_ａ１より第１の所定量短波長側に存在しており、
    前記光照射装置の第２の発光ピーク波長λ_ｒ２は、前記光硬化型インクの第２の吸収ピーク波長λ_ａ２と等しいかまたは第２の所定量長波長側に存在することを特徴とする記録方法。

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