JP6074250B2 - インクジェットプリンタ - Google Patents

Description

本発明は、紫外線照射装置を備え、インクジェット記録ヘッドから紫外線硬化型インクと作画保護材である紫外線硬化型クリアインクとを吐出し記録媒体に記録するインクジェットプリンタに関する。

プリントヘッドから紫外線硬化型インクと紫外線硬化型透明インク（クリアインク）を吐出し記録媒体に記録するインクジェットプリンタが従来知られている。
また、特許文献１には、プリントヘッドのインク吐出ノズルに対応する部分だけ紫外線発光ダイオード（ＵＶＬＥＤ）を点灯し印字しない部分はＵＶＬＥＤを消灯するインクジェット記録装置が開示されている。
また、特許文献２には、プリントヘッドより広い範囲のＬＥＤを使用し印字モードにより範囲を変更する構成のインクジェットプリンタが開示されている。

特開２００４−２３７５８８号公報 特開２００４−２９９２６７号公報

記録ヘッドを複数の領域に分割し、複数のバンド領域を記録媒体に記録する場合、紫外線照射装置は、複数のバンドにそれぞれ対応して、複数の照射エリアを設定することがある。この複数の照射エリアの設定は、対応するバンド幅とできるだけ正確に一致することが望ましい。特に、作画毎に分解能が異なる印字を行う場合、紫外線照射装置側のＵＶＬＥＤ要素間に間隔があると、この分解能に対応できず、ＣＭＹＫなどの紫外線硬化型インク用照射エリアとクリアインク用照射エリアを正確に設定できないという問題点がある。
また、ＬＥＤ照射装置の照射エリアを複数に分割した場合において、クリアインクの印字領域のＬＥＤを消灯し、インクが一定時間広がる間はＬＥＤを照射して硬化させないでグロス感（光沢のある）印字を行う場合、消灯した照射エリアの境界部分は光が拡散していることがあり、消灯エリアの境界がこの光の影響を受けるという問題点がある。
本発明は、上記問題点を解決することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、記録ヘッドから吐出される紫外線硬化型インクと紫外線硬化型透明インクとで印字媒体に記録するインクジェットプリンタに使用される紫外線照射装置であって、紫外線照射部を、多数の紫外線発光ダイオードのチップをマトリックス状に配置した構成とし、前記紫外線照射部の前記チップの行方向の並びを記録ヘッドのインク吐出範囲に対向配置し、前記各チップのマトリックスの列方向の並びを複数の前記チップからなるＬＥＤ体により構成し、前記各ＬＥＤ体の中、紫外線硬化型インクの吐出範囲に対応する位置のＬＥＤ体を紫外線硬化型インクインク用照射部とし、紫外線硬化型透明インク吐出範囲に対応する位置のＬＥＤ体を紫外線硬化型透明インク用照射部とし、これらの照射部の各ＬＥＤ体の光量を、コントローラにより制御可能としたことを特徴とする。
また本発明は、前記インクジェットプリンタで紫外線硬化型インクを下層とし前記紫外線硬化型透明インクを上層として、前記印字媒体に紫外線硬化型インクと紫外線硬化型透明インクを記録するとき、前記紫外線硬化型透明インク用照射部のＬＥＤ体を消灯するようにしたことを特徴とする。
また本発明は、前記紫外線硬化型透明インク用照射部を消灯して紫外線硬化型透明インクを前記印字媒体に記録するとき、消灯した紫外線硬化型透明インク用照射部に隣接する照射部の光の影響を軽減するため、紫外線硬化型透明インク用照射部に隣接するＬＥＤ体の光量を小さく調整したことを特徴とする。
また本発明は、前記紫外線硬化型透明インク用照射部の他の照射部との境界の近傍の複数のＬＥＤ体を、境界に近づくにしたがって光量が小さくなるように段階的に光量の調整をしたことを特徴とする。
また本発明は、記録ヘッドから吐出される紫外線硬化型インクと紫外線硬化型透明インクとで印字媒体に記録するインクジェットプリンタに使用される紫外線照射装置であって、紫外線照射部を、複数のＬＥＤ体により構成し、前記各ＬＥＤ体の中、紫外線硬化型インクの吐出範囲に対応する位置のＬＥＤ体を紫外線硬化型インク用照射部とし、紫外線硬化型透明インクの吐出範囲に対応する位置のＬＥＤ体を紫外線硬化型透明インク用照射部とし、これらの照射部の各ＬＥＤ体の光量を、コントローラにより制御可能とし、前記インクジェットプリンタで紫外線硬化型インクを下層とし前記紫外線硬化型透明インクを上層として、前記印字媒体に紫外線硬化型インクと紫外線硬化型透明インクを記録するとき、前記紫外線硬化型透明インク用照射部のＬＥＤ体を消灯するようにし、消灯した紫外線硬化型透明インク用照射部に隣接する照射部の光の影響を軽減するため、紫外線硬化型透明インク用照射部に隣接するＬＥＤ体の光量を小さく調整したことを特徴とする。
また本発明は、前記紫外線硬化型透明インク用照射部の他の照射部との境界の近傍の複数のＬＥＤ体を、境界に近づくにしたがって光量が小さくなるように段階的に光量の調整をしたことを特徴とする。
また本発明は、前記記録ヘッドのインク吐出範囲に対応する紫外線照射部に隣接して、該紫外線照射部のＬＥＤ体配列延長方向に、印字済みのバンド領域に紫外線を照射するためのＬＥＤ体からなる延長照射部を設けたことを特徴とする。
また本発明は、前記延長照射部のＬＥＤ体の光量をコントローラにより制御可能としたことを特徴とするものである。

本発明は、紫外線照射部の紫外線硬化型インク用照射部と紫外線硬化型透明インク用照射部の各エリアをバンド幅に応じて正確に設定することができる。また、紫外線硬化型透明インク用照射部の境界部分の光量を段階的に制御することでバンドムラを無くすことができる。

本発明の説明図である。 本発明の説明図である。 ヘッド部の外観側面図である。 ヘッド部の外観説明図である。 インクジェットプリンタの外観図である。 本発明のブロック説明図である。 本発明の他の実施形態を示す説明図である。

以下に本発明の構成を添付した図面を参照して詳細に説明する。
図５において符号２はインクジェットプリンタのＹレールであり、機体４に、支持具を介して固設されている。６はインクジェットプリンタ記録ヘッドであり、ヘッド部８に取り付けられている。ヘッド部８は、Ｙレール２に、これに沿って即ち主走査方向（Ｙ軸方向）に往復可能に連結している。記録ヘッド６には、図２に示すように、インク吐出ノズル列１０，１２，１４，１６，１７が設けられている。

ノズル列１０，１２，１４，１６，１７は、互いの主走査方向の印字領域が重なるように記録ヘッド６の底部に並列状に配置され、これにより記録ヘッド６には図２に示すように、所定の印字幅（Ｄ）が形成されている。印字幅（Ｄ）の範囲内で紫外線硬化型インク吐出範囲（Ｈ）は、ノズル列１０，１２，１４，１６，１７の中の４本の紫外線硬化型インク吐出ノズルのインク吐出範囲によって規定される。ノズル列１０，１２，１４，１６，１７の中の１本のノズルは、クリアインク吐出ノズル１７を構成し、この吐出ノズル１７のクリアインク吐出範囲（Ｊ）は、設定されたバンド幅に対応している。尚、ここでクリアインクとは、硬化した後に透明になる、作画保護材として使用される紫外線硬化型透明インクのことである。

クリアインク吐出ノズル１７のクリアインク吐出範囲（Ｊ）は、図２に示すように記録ヘッド６の紫外線硬化型インク吐出範囲（Ｈ）の副走査方向に隣接して形成される。なお、記録ヘッド６のノズルの形態はいろいろなものが使用可能であり、複数列で構成するものや斜めに並んでいるものなど、記録ヘッドの使用によりいろいろなものが使用される。

インクジェット記録ヘッド６の印字幅（Ｄ）を規定するノズル列の長さは、用紙（メディア） １８の副走査方向の搬送幅に対応させて、複数の領域に分割され、この分割された各領域は、用紙１８の副走査方向の搬送幅に相当する幅に設定されている。プリンタのメインコントローラ２０は、この分割領域を１単位として、記録ヘッド６を駆動する基準としている。本実施形態では、コントローラ２０は、記録ヘッド６を最小１単位から最大１５単位の間で駆動するように構成されている。

ヘッド部８には複数個の紫外線硬化型インク用のサブタンクが取り付けられ、該サブタンクに機体側に配設されたインクカートリッジからチューブによりインクが供給される。サブタンクと、これらに対応する記録ヘッド６のノズル列１０，１２，１４，１６，１７とはチューブを介して連結している。前記ヘッド部８の片側には、図５に示すように、紫外線（ＵＶ）照射装置２２が、支持体を介して連結している。Ｙレール２の下方には、プラテン１９が設けられ、該プラテン１９上に用紙１８が配置されている。

プラテン１９には、Ｙレール２に沿ってスリットが形成され、該スリットに駆動ローラが配置されている。プラテン１９上の用紙１８は、この駆動ローラと、Ｙレール２側に設けられた押さえローラ２４とで挟持され、駆動ローラの回転により、プラテン１９上を副走査方向に所定のピッチ幅で搬送されるように構成されている。紫外線照射装置２２のボックス状のカバーの内部には、紫外線（ＵＶ）ランプ２６が格納され、該カバーの底部には図４に示すように、紫外線照射窓２８が形成されている。

紫外線（ＵＶ）ランプ２６は、図１に示すように副走査方向に延びる矩形領域に、紫外線照射部３２が形成されている。照射部３２は、複数（５個）のＵＶＬＥＤ（紫外線発光ダイオード）チップ３０が主走査方向に１列状に並べられたＬＥＤ体３６を構成要素とし、該ＬＥＤ体３６が複数（３２個）、図１に示すように副走査方向に並べられている。照射部３２は、多数のＵＶＬＥＤチップ３０がｍ行ｎ列配置されたマトリックス形状のＬＥＤモジュールにより構成されている。本発明では、光量の制御の最小単位であるＬＥＤ体を、主走査方向に複数並べたＵＶＬＥＤ（紫外線発光ダイオード）チップ３０によって構成したので、ＬＥＤ体の副走査方向の幅寸法を小さくでき、その分、照射部の分割エリアを正確に設定することができる。

図２に示すように、本実施形態では、記録ヘッド６の各ノズル１０，１２，１４，１６，１７を５分割し、その中の４分割分を紫外線硬化型インク吐出範囲（Ｈ）とし、１分割分を紫外線硬化型透明インク吐出範囲（Ｊ）としている。
照射部３２は、ＬＥＤチップ３０の１５個の行方向の並びが、記録ヘッド６の紫外線硬化型インク吐出範囲（Ｈ）と紫外線硬化型透明インク吐出範囲（Ｊ）に並行に対向配置されている。照射部３２の他のＬＥＤチップ３０の１７個の行方向の並びは、記録ヘッド６の側方に延長配置されている。該延長部の各ＬＥＤ体３６は、記録ヘッド６のインク吐出範囲に対応する紫外線照射部３２のＬＥＤ体の配列の延長方向に配列されている。

照射部３２の、紫外線硬化型インク吐出範囲（Ｈ）に対応するNo.１〜No.１２のＬＥＤ体３６は、紫外線硬化型インク用照射部を形成し、紫外線硬化型透明インク吐出範囲（Ｊ）に対応する位置のNo.１３〜No.１５のＬＥＤ体３６は紫外線硬化型透明インク用照射部を形成し、No.１６〜No.３２のＬＥＤ体３６は、延長照射部を形成している。上記紫外線硬化型インク用照射部、紫外線硬化型透明インク用照射部、延長照射部は設定したバンド幅即ち各パスごとの用紙の搬送幅に応じて変化する。

ＵＶランプ２６は、図６に示すように、ＬＥＤモジュールの各ＬＥＤ体３６の光量が制御可能となるように、ドライバ回路３９を介して、ランプコントローラ３８に接続し、該ランプコントローラ３８はプリンタコントローラに接続している。ＵＶランプ２６の光量制御はプリンタコントローラ２０とランプコントローラ３８間で行う。各ＬＥＤ体３６の光量指定には、予め付与されたアドレス番号（No.１〜No.３２）を用い、それに対する照度を各々必要数分プリンタコントローラ２０からランプコントローラ３８に送信する。ランプコントローラ３８は、与えられたデータに基づきドライバ回路３９を介してＵＶランプ２６の各ＬＥＤ体３６をＰＷＭ方式などにより駆動する。尚、図２は、ＵＶランプ２６の照射部３２の底面のＵＶ照射面を示している。

次に、本実施形態の動作の一例を説明する。
記録ヘッド６は、用紙１８の側方（例えば左側）に設定されたホームポジションから、用紙１８に接近した待機位置まで移動し、該待機位置から、例えば右方向（主走査方向）にノズル列１０，１２，１４，１６の分割領域からそれぞれＣＭＹＫ（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）のＵＶ硬化型インクを吐出しながら移動し、用紙１８にまず１バンド分の印字を行う。記録ヘッド６の１パス目の印字動作によって用紙１８上の１バンド分の印字領域に印字されたインクにはＵＶランプ２６の１バンド分に相当するNo.１〜No.３のＬＥＤ体３６から、設定された照度ａの紫外線が照射される。

１バンド分の印字が完了すると、記録ヘッド６は、用紙１８の左側の待機位置まで復帰移動するとともに、用紙１８が、１バンド分副走査方向に移動する。
次に、記録ヘッド６は、待機位置から右方向に移動し、用紙１８にノズル列１０，１２，１４，１６の２つの分割領域を使って、先に印字した１バンド分の印字領域と新たに１バンド分の領域にカラー（白色、黒色を含む）の印字を行う。このとき、最初の１バンド分の印字領域には２パス目の印字が重ねて印字される。印字が行われた２バンド分の印字領域には、２バンド分に相当するNo.１〜No.６のＬＥＤ体３６から、設定された照度ａの紫外線が照射される。

上記の要領で４パスのカラーの印字が行われると、最初の１バンド分の印字が完了し、この４パス目の印字領域には、４バンド分に相当するNo.１〜No.１２のＬＥＤ体３６から、設定された照度ａの紫外線が照射される。５パス目の印字では、最初の１バンド分の完成された印字領域の紫外線硬化型インクを下層とし、この上に透光性の紫外線硬化型透明インク（クリアインク）が記録される。このとき、紫外線硬化型透明インク吐出範囲（Ｊ）に相当する紫外線硬化型透明インク用照射部のNo.１３〜No.１５のＬＥＤ体３６は消灯し、５パス目の印字による紫外線硬化型透明インク（クリアインク）の印字部には、紫外線が照射されない。

紫外線硬化型透明インク用照射部のNo.１３〜No.１５のＬＥＤ体３６を消灯することで、紫外線硬化型透明インク（クリアインク）がメディア（印字媒体）表面において流動する時間的余裕を与えることができる。即ち、グロス感のある（光沢のある）印字が得られる。
順次、上記の要領で印字が行われ、印字済みのバンド領域が、ＬＥＤ体No.１６〜No.３２の延長照射部に入ると、この印字済みのバンド領域を延長照射部がパスするとき、このバンド領域に延長照射部から、照度ａの紫外線が照射される。本件構造では照射部が印字幅より長いため、印字部分と延長照射部との両方で照射されるので、インクの硬化が完全にされるようになる。なお照射量が少ない場合などでも全体での積算光量が確保されるので、印字後のインクは完全に硬化される。

また、このときクリアインクが吐出されるバンドに対応するクリアインク用照射部が消灯し、紫外線硬化型インクが吐出されるバンドには、該バンドに対応する紫外線硬化型インク用照射部から、照度ａの紫外線が照射される。
図７は、本発明の他の実施形態を示し、No.１３〜No.１５のＬＥＤ体３６によって形成されるクリアインク用照射部の前後の境界部分に段階的に光量が変化する部分を設けたものである。クリアインク用照射部の副走査方向の前方に隣接する紫外線硬化型インク用照射部のＬＥＤ体３６の照度を消灯レベルより若干高いレベル（ｂ）に設定し、更に、隣のＬＥＤ体３６の照度レベルを、レベル（ｂ）とレベル（ａ）の中間の値（ｃ）に設定している。

クリアインク用照射部の、副走査方向の後方に隣接する延長照射部のＬＥＤ体３６の照度は、（ｂ）と（ｃ）の中間の（ｄ）に設定している。このように、クリアインク用照射部の境界の照度を調整することで、該照射部に隣接する紫外線硬化型インク用照射部と延長照射部からの光の拡散の影響を無くすことができ、バンドムラを無くすことができる。
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、ＬＥＤチップ３０やＬＥＤ体３６の数は任意であり、特に、紫外線硬化型インク吐出範囲（Ｈ）及び紫外線硬化型透明インク（クリアインク）吐出範囲（Ｊ）は任意に設定することが可能である。また、紫外線硬化型インク用照射部の照度を各ＬＥＤ体ごとに変化させるようにしても良い。また、紫外線照射装置２２は、ヘッド部８の両側に設けても良い。

２ Ｙレール
４ 機体
６ 記録ヘッド
８ ヘッド部
１０ ノズル列
１２ ノズル列
１４ ノズル列
１６ ノズル列
１７ ノズル列
１８ 用紙
１９ プラテン
２０ コントローラ
２２ 紫外線照射装置
２４ 押えコントローラ
２６ 紫外線ランプ
２８ 照射窓
３０ ＬＥＤチップ
３２ 紫外線照射部
３６ ＬＥＤ体

Claims (2)

1. 記録ヘッドから吐出される紫外線硬化型インクと紫外線硬化型透明インクとで印字媒体に記録し、紫外線照射装置の紫外線照射部で印字媒体の記録部に紫外線を照射して記録部のインクを硬化させるようにしたインクジェットプリンタであって、紫外線照射部を、複数のＬＥＤ体により構成し、前記各ＬＥＤ体の中、紫外線硬化型インクの吐出範囲に対応する位置のＬＥＤ体を紫外線硬化型インク用照射部とし、紫外線硬化型透明インクの吐出範囲に対応する位置のＬＥＤ体を紫外線硬化型透明インク用照射部とし、前記記録ヘッドで紫外線硬化型インクを下層とし前記紫外線硬化型透明インクを上層として、前記印字媒体に紫外線硬化型透明インクを記録するとき、前記紫外線硬化型透明インク用照射部のＬＥＤ体を消灯するようにし、前記記録ヘッドのインク吐出範囲に対応する紫外線照射部に隣接して、該紫外線照射部のＬＥＤ体配列延長方向に、印字済みのバンド領域に紫外線を照射するためのＬＥＤ体からなる延長照射部を設け、前記紫外線硬化型透明インク用照射部の前後に紫外線硬化型インク用照射部と延長照射部を配置し、これらの照射部の各ＬＥＤ体の光量をコントローラにより制御可能とし、前記紫外線硬化型透明インク用照射部の前後の他の照射部との境界の近傍の複数のＬＥＤ体を、該境界に近づくにしたがって光量が小さくなるように段階的に光量の調整をしたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記紫外線照射部を、多数の紫外線発光ダイオードのチップをマトリックス状に配置した構成とし、前記紫外線照射部の前記チップの行方向の並びを記録ヘッドのインク吐出範囲に対向配置し、前記各チップのマトリックスの列方向の並びを複数の前記チップからなるＬＥＤ体により構成したことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。

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