JP2012101367A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】濃度むら、光沢むらなどを抑え、画像品質の良好な画像を形成することができるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】紫外線を照射する照射部３４、３５と、紫外線により硬化するインクをインクジェットにより吐出し画像を形成する画像形成部２５と、を内包するキャリッジ３０を備え、キャリッジ３０は、記録媒体Ｓの搬送方向と略直行する方向に沿って双方向に走査する走査手段と、を有し、照射部は、キャリッジ３０の走査方向における画像形成部２５の両側に設けられた仮硬化照射手段３４ａ、３４ｂと、記録媒体Ｓの搬送方向の下流側に設けられた本硬化照射手段３５ａ、３５ｂと、を有し、仮硬化照射手段３４ａ、３４ｂから記録媒体Ｓまでの光路長Ｌ１と本硬化照射手段３５ａ、３５ｂから記録媒体Ｓまでの光路長Ｌ２とが、Ｌ１＞Ｌ２の関係を有することを特徴とするインクジェット記録装置である。
【選択図】図３

Description

本発明はインクジェット記録装置に係り、紫外線の照射により硬化するインクを用いたインクジェット記録装置に関する。

従来より、記録媒体の記録面に対し、インクジェットヘッドからインクを吐出し、記録媒体への画像形成が行われている。このようなインクジェット記録装置による画像形成の分野では、紫外線に対して所定の感度を有する光開始剤が含有された紫外線硬化型インクを用い、記録媒体に着弾した紫外線硬化型インクに紫外線を照射することで硬化させ、記録媒体に定着させる方式の記録装置の開発が行われている。

紫外線硬化型インクが適用されるインクジェット記録装置では、インクジェットヘッドが搭載されるキャリッジに紫外線照射用の光源を搭載し、紫外線光源をインクジェットヘッドに追従して走査させ、媒体に着弾した直後のインク液滴に紫外線を照射して、インク液滴の位置ずれを回避している。

例えば、下記の特許文献１には、インクジェットヘッドのノズル孔から吐出したインクを、インクジェットヘッドと共に移動する移動部材に設けられた複数の紫外線発光ダイオードで硬化させるインクジェット式記録装置が記載されている。また、特許文献２には、光硬化性のインクを記録ヘッドから吐出して記録媒体の表面に着弾させた後、照射装置から光を照射して記録媒体の表面にインクを定着させる光硬化インクジェット方式のインクジェットプリンタが記載されている。

特開２００５−１０４１０８号公報 米国特許第６４５７８２３号明細書

しかしながら、特許文献１に記載されているインクジェット式記録装置は、インクの打滴後すぐに、インクの硬化を行なうことを目的としているため、高照度を得るために、複数の照射装置を、移動部材上に走査方向に垂直に近接して並べて、記録媒体面に高照度でほぼ均一に照射を行なう必要があった。また、特許文献２には、インクの硬化を、打滴後インク液滴の移動を制御する程度に不完全に硬化を行なった後、完全に硬化を行なう２段階の方法で行っている。しかしながら、特許文献２の方法は、１段階目の硬化を行なうための具体的な構成については記載されていなかった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、インクの硬化を２段階で行なう場合のそれぞれの照射条件を規定することで、打滴後の硬化を最適化することができるので、画像品質を向上させることを目的とする。

本発明の請求項１は前記目的を達成するために、紫外線を照射する照射部と、前記紫外線により硬化するインクをインクジェットにより吐出し画像を形成する画像形成部と、を内包するキャリッジを備え、前記キャリッジは、記録媒体の搬送方向と略直行する方向に沿って双方向に走査する走査手段と、を有し、前記照射部は、前記キャリッジの走査方向における前記画像形成部の両側に設けられた仮硬化照射手段と、前記記録媒体の搬送方向の下流側に設けられた本硬化照射手段と、を有し、前記仮硬化照射手段から前記記録媒体までの光路長Ｌ１と前記本硬化照射手段から前記記録媒体までの光路長Ｌ２とが、Ｌ１＞Ｌ２の関係を有することを特徴とするインクジェット記録装置を提供する。

請求項１によれば、仮硬化照射手段と本硬化照射手段を設け、仮硬化照射手段と記録媒体までの光路長Ｌ１と、本硬化照射手段と記録媒体までの光路長Ｌ２とが、Ｌ１＞Ｌ２の関係を有するように設けられている。光路長Ｌ１を長くすることにより、照度を低くすることで、仮硬化照射手段で、完全に固まらないが、インクの流動性が抑制されるレベルの硬化を行なうことができる。また、光路長Ｌ２を短くし、照度を高くすることで、本硬化照射手段で完全に硬化することができる。仮硬化照射手段と本硬化照射手段で硬化を行なう機能を分離して行なうことで、干渉制御、光沢制御などを独立に制御できるので、画像品質の向上、着弾干渉の抑制、光沢性の制御、基材密着性の向上、タックフリー性の制御を行なうことができる。

請求項２は請求項１において、前記光路長Ｌ１が１５ｍｍ以上４５ｍｍ以下であり、前記光路長Ｌ２が１ｍｍ以上１４ｍｍ以下であることを特徴とする。

請求項２によれば、光路長Ｌ１およびＬ２を上記範囲とすることで、硬化の照度を制御することができる。

請求項３は請求項１又は２において、前記仮硬化照射手段は、前記キャリッジの走査方向に対して、前記画像形成部の幅方向の全域を照射するように設けられていることを特徴とする。

請求項３によれば、仮硬化照射手段が、画像形成部の幅方向の全域を照射するように設けられているので、画像形成部で吐出したインクを仮硬化照射手段で硬化を行なうことができる。

請求項４は請求項１から３のいずれか１項において、前記仮硬化照射手段から照射される光の照射角度が９０°以上１３０°以下であることを特徴とする。

請求項４によれば、仮硬化照射手段からの照射角度を上記範囲とすることにより、仮硬化照射手段の光路長Ｌ１は、本硬化照射手段の光路長Ｌ２より長いため、照射領域を広くすることができる。

請求項５は請求項１から４のいずれか１項において、前記仮硬化照射手段の先端に、照射領域を調整する枠を備えていることを特徴とする。

請求項５によれば、仮硬化照射手段の先端に枠を設けることで、照射領域を調節することで、記録媒体に均一に光を照射することができる。したがって、仮硬化照射手段による照射での硬化を一定にすることができ、画像品質のムラを抑制することができる。

請求項６は請求項１から５のいずれか１項において、前記本硬化照射手段は、前記仮硬化照射手段の下流側にのみ設けられていることを特徴とする。

請求項６によれば、本硬化照射手段が、記録媒体の搬送方向に対して、仮硬化照射手段の下流側にのみ設けられている。つまり、画像形成部の下流側には、本硬化照射手段が設けられていない。したがって、画像形成部の吐出前のインクや吐出直後のインクが硬化することを防止することができる。

請求項７は請求項１から６のいずれか１項において、前記仮硬化照射手段と前記本硬化照射手段は、同じ照射装置を用いていることを特徴とする。

本発明によれば、仮硬化照射手段と本硬化照射手段とで、光路長の違いにより、照度の制御を行なっているので、同じ照射装置を用いて行なうことができる。

請求項８は請求項１から７のいずれか１項において、前記仮硬化照射手段および前記本硬化照射手段は、ＬＥＤ素子であることを特徴とする。

請求項８によれば、照射手段として、ＬＥＤ素子を好ましく用いることができる。発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることで、長寿命化、装置の軽量化を行なうことができる。

請求項９は請求項８において、前記仮硬化照射手段は、１個のＬＥＤ素子で前記幅方向の全域を照射していることを特徴とする。

本発明によれば、仮硬化照射手段は、照度が低くても良いので、仮硬化照射手段の光路長Ｌ１を長くすることができる。したがって、１個のＬＥＤ素子で画像形成領域を照射することができるので、コストを削減することができる。

請求項１０は請求項１から９のいずれか１項において、前記本硬化照射手段は、前記キャリッジの走査方向に沿って、ＬＥＤ素子が複数設けられていることを特徴とする。

請求項１０によれば、本硬化照射手段は、ＬＥＤ素子をキャリッジの走査方向に沿って複数設けることで、インクの硬化を完全に行なうことができる。また、ＬＥＤ素子が搭載されているキャリッジを記録媒体の搬送方向に小型化することができるので、装置の小型化を図ることができる。

本発明のインクジェット記録装置によれば、仮硬化照射手段と本硬化照射手段のそれぞれを独立に制御して硬化を行なっているので、画像品質を向上させることができる。

本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の外観斜視図である。 インクジェット記録装置の用紙搬送路を模式的に示す説明図である。 インクジェットヘッドの構成例を示す平面透視図である。 インクジェットヘッドの構成例を示す側面図である。 インクジェット記録装置のインク供給系の構成を示すブロック図である。 インクジェット記録装置の構成を示すブロック図である。

以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。

〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図１は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の外観斜視図である。このインクジェット記録装置１００は、大型ポスターや商業用壁面広告など、広い描画範囲を記録するワイドフォーマットプリンタであり、装置本体２１と、この装置本体２１を支持する支持脚２３とを備えている。なお、ここでは、Ａ３ノビ以上に対応するものを「ワイドフォーマット」とよぶ。

装置本体２１にはマルチチャンネルタイプのインクジェットヘッド２５と、固定のプラテン２７とを備える。インクジェットヘッド２５は、ヘッド移動手段（走査手段）であるガイド機構２９に沿って記録媒体搬送方向Ｘと直交する走査方向Ｙに往復移動されるキャリッジ３０に搭載されている。記録媒体Ｓとしては、紙、不織布、塩化ビニル、合成化学繊維、ポリエチレン、ポリエステル、ターポリンなど、材質を問わず、また、浸透性媒体、非浸透性媒体を問わず、様々な媒体を用いることができる。

図１に示すプラテン２７は、逆樋状に形成され、上面が記録媒体Ｓの支持面となる。プラテン２７の近傍における記録媒体搬送方向Ｘの上流側には、記録媒体搬送手段である一対の走査搬送ローラ対（図１中不図示、図２に符号４３を付して図示）が配設され、この走査搬送ローラ対は記録媒体Ｓをプラテン２７上で記録媒体搬送方向Ｘへ移動させる。走査搬送ローラ対は、記録媒体の幅方向端部だけを狭持し、記録媒体Ｓの中央部を縮径することで、プラテン２７の開閉蓋との干渉を防止している。インクジェットヘッド２５は、ガイド機構２９によって、記録媒体搬送方向Ｘと直交し且つプラテン２７の支持面と平行な走査方向Ｙへ移動される。

装置本体２１の正面に向かって左側の前面に、インクを貯留する交換自在なカートリッジ３３を取り付けるインクカートリッジの取り付け部が設けられている。カートリッジ３３は、本例のインクジェット記録装置１００で使用される各色インクに対応して設けられている。各カートリッジ３３は、それぞれ独立に形成された不図示のインク供給経路によってインクジェットヘッド２５に接続され、各色のインク残量が少なくなった場合にカートリッジ３３の交換が行われる。

本例のインクジェット記録装置１００は、紫外線硬化型インク（ＵＶインク）、溶剤インクのいずれのインクをも用いることができ、カートリッジ３３を交換することにより、インクの種類を変更することが可能である。

図示を省略するが、装置本体２１の正面に向かって右側には、インクジェットヘッド２５のメンテナンス部が設けられている。該メンテナンス部は、非印字時におけるインクジェットヘッド２５を保湿するためのキャップと、インクジェットヘッド２５のノズル面（インク吐出面）を清掃するためも払拭部材（ブレード、ウエブ等）が設けられている。インクジェットヘッド２５のノズル面をキャッピングするキャップは、メンテナンスのためにノズルから吐出されたインク液滴を受けるためのインク受けが設けられている。

なお、インクジェット記録装置１００は、インクジェットヘッド２５をプラテン２７に対して上下に昇降させるねじ機構等からなる昇降手段を備え、プラテン２７上に搭載される記録媒体Ｓの厚さに応じて、インクジェットヘッド２５をプラテン２７に対して上下に昇降させることができる。

〔用紙搬送路の説明〕
図２は、図１に示すインクジェット記録装置１００における用紙搬送路を模式的に示す説明図である。図２に示すように、送り出し供給ロール４１ａから送り出された記録媒体Ｓは、印字部の入り口（プラテン２７の記録媒体搬送方向Ｘの上流側）に設けられた一対の走査搬送ローラ対４３によって、矢印線により示す記録媒体搬送方向Ｘに沿って間欠搬送される。インクジェットヘッド２５の直下の印字部に到達した記録媒体Ｓは、インクジェットヘッド２５により印字が実行され、印字後に巻き取りロール４１ｂに巻き取られる。印字部の記録媒体搬送方向Ｘの下流側には、記録媒体Ｓのガイド４５が設けられている。

印字部において記録媒体Ｓを支持するプラテン２７のインクジェットヘッド２５と対向する位置の裏面（記録媒体Ｓを支持する面と反対側の面）には、印字中の記録媒体Ｓの温度を調整するための温調部４７が設けられている。印字時の記録媒体Ｓが所定の温度となるように調整されると、記録媒体Ｓに着弾したインク液滴の粘度や、表面張力等の物性値が所望の値になり、所望のドット径を得ることが可能となる。なお、必要に応じて、温調部４７の上流側にプレ温調部４９を設けてもよいし、温調部４７の下流側にアフター温調部５１を設けてもよい。

〔インクジェットヘッドの説明〕
図３は、インクジェットヘッド２５の構成例を示す平面透視図である。

走査方向Ｙについて往復運動するキャリッジ３０には、インクジェットヘッド２５が搭載されるとともに。記録媒体Ｓ上のインクに紫外線を照射する仮硬化光源３４ａ、３４ｂと、本硬化光源３５ａ、３５ｂと、が搭載されている。インクジェットヘッド２５は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）、透明（ＣＬ）、白（Ｗ）の各色に対応して、記録媒体搬送方向Ｘについて複数のノズルが等間隔に並べられたノズル列６１Ｃ，６１Ｍ，６１Ｙ，６１Ｋ，６１ＣＬ，６１Ｗが設けられている。

図３ではノズル列を破線により図示し、ノズルの個別の図示は省略されている。また、以下の説明では、ノズル列６１Ｃ，６１Ｍ，６１Ｙ，６１Ｋ，６１ＣＬ，６１Ｗを総称して符号３７を付してノズル列を表すことがある。

本例に示すインクジェットヘッド２５は、ノズル列６１を構成するノズルの配置ピッチ（ノズルピッチ）が２５４μｍ（１００ｄｐｉ）、ノズル列６１を構成するノズルの数は２５６ノズルである。また、ノズル列の全長Ｌ３は約６５ｍｍ（２５４μｍ×２５５＝６４．８ｍｍ）である。また、吐出周波数は１５ｋＨｚであり、駆動波形の変更によって１０ｐｌ、２０ｐｌ、３０ｐｌの３種類の吐出液滴量を打ち分けることができる。

なお、色ごとに個別のインクジェットヘッドを構成する態様も可能である。例えば、ノズル列６１Ｃを有するインクジェットヘッド２５Ｃと、ノズル列６１Ｍを有するインクジェットヘッド２５Ｍと、ノズル列６１Ｙを有するインクジェットヘッド２５Ｙと、ノズル列６１Ｋを有するインクジェットヘッド２５Ｋと、ノズル列６１ＣＬを有するインクジェットヘッド２５ＣＬと、ノズル列６１Ｗを有するインクジェットヘッド２５Ｗと、を主走査方向に並ぶように等間隔に配置する態様も可能である。

また、図３に示す構成にＬＣ（ライトシアン）、ＬＭ（ライトマゼンダ）に対応するノズル列（インクジェットヘッド）を追加してもよいし、ＣＬに対応するノズル列（インクジェットヘッド）およびＷに対応するノズル列（インクジェットヘッド）に代わり、ＬＣ、ＬＭに対応するノズル列を用いてもよい。

インクジェットヘッド２５のインク吐出方式としては、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータの変形によってインク滴を飛ばす方式（ピエゾジェット方式）と、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式のいずれをも採用し得るが、ＵＶインクを使用する場合には、ピエゾジェット方式を採用することが好ましい。本実施形態では、ビエゾジェット方式が採用されている。

かかる構造を有するインクジェットヘッド２５は、マルチパス方式の描画制御が適用され、パス数の変更によって印字解像度を変更することが可能である。高生産モードでは、６００ｄｐｉ×４００ｄｐｉの解像度で印字が実行される。主走査方向は２パス（２回の走査）によって６００ｄｐｉの解像度が実現され、１回目の走査（往路）は３００ｄｐｉの解像度でドットが形成され、２回目の走査（復路）は１回目の走査で形成されたドットの中間を３００ｄｐｉで補間するようにドットが形成される。また、副走査方向は１回の走査により１００ｄｐｉの解像度でドットが形成されるので、４パス（４回の走査）によって４００ｄｐｉの解像度が実現される。

標準モードでは、６００ｄｐｉ×８００ｄｐｉの解像度で印字が実行され、主走査方向は２パス、副走査は８パスにより６００ｄｐｉ×８００ｄｐｉの解像度を得ている。高画質モードでは、１２００×１２００ｄｐｉの解像度で印字が実行され、主走査方向は４パス、副走査方向が１２パスにより１２００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉの解像度を得ている。なお、キャリッジの主走査速度は、各モードとも１２７０ｍｍ／ｓｅｃである。

〔紫外線照射部の説明〕
図３に示す仮硬化光源３４ａ、３４ｂは、インクジェットヘッド２５から打滴されたインク液滴が記録媒体Ｓに着弾した後に、隣接するインク液滴同士が合一化しない程度に仮硬化させるための光源（ピニング光源）として、ＬＥＤ素子を具備している。また、本硬化光源３５ａ、３５ｂは、最終的にインク液滴を完全に硬化させるための光源（キュア光源）として、複数のＬＥＤ素子を具備している。

すなわち、インクジェットヘッド２５の走査方向Ｙの左右両脇に、活性エネルギー照射手段である仮硬化光源３４ａ、３４ｂが配置され、さらに、インクジェットヘッド２５の記録媒体搬送方向Ｘの下流側に本硬化光源３５ａ、３５ｂが配置されている。仮硬化光源３４ａ、３４ｂは、キャリッジ３０の往復移動によってインクジェットヘッド２５と一緒に移動可能とされている。紫外線硬化型インク（ＵＶインク）を用いた場合に、各ノズルから吐出されて記録媒体Ｓの上に着弾したインク液滴は、その直後に上を通過する仮硬化光源３４ａ、３４ｂの一方の紫外線照射部によって仮硬化のための紫外線が照射される。

また、インクジェットヘッド２５の印字領域を通過した記録媒体Ｓ上のインク液滴は、本硬化光源３５ａ、３５ｂにより本硬化のための紫外線が照射される。インクジェットヘッド２５の描画領域を通過した記録媒体Ｓ上のカラーインクは、キャリッジ３０の往復運動によって本硬化光源３５ａ、３５ｂが上部を通過する際に、本硬化光源３５ａ、３５ｂから本硬化のための紫外線が照射される。

図４は、図１に示すインクジェットヘッドの構成例を示す側面図である。

仮硬化光源３４ａ、３４ｂで行われる仮硬化は、画像品質を一定以上とするため、打滴同士の干渉、移動合一を抑制するため、完全に硬化はしないが、インクの流動性が抑制される程度の微弱な露光により改質が行われる。したがって、仮硬化光源３４ａ、３４ｂは、次の走査が行われて次の打滴が同位置、あるいは、隣接位置に打滴される以前に、各ノズルからの打滴に対して行われる必要がある。また、仮硬化光源３４ａ、３４ｂの照射分布は、照射領域Ｓ１内で一定であることが好ましい。照射分布を一定とすることで、打滴したインクを均一に照射することができるので、ムラなく画像形成を行なうことができる。つまり、仮硬化光源３４ａ、３４ｂは、微弱な照射で、全照射範囲を均一に照射することが望まれる。

仮硬化の露光量は、記録媒体上におけるインク液滴の広がりに影響する。インク液滴が広がると、着弾ドット径は大きくなり、ドット高さが低くなる。１スワス幅の中で打滴ドットに対する総露光量の違いから、ドット径に周期的変化が生成され、帯状の濃度むら・光沢むらが発生する原因となる。

本硬化光源３５ａ、３５ｂは、プリンタのｎ度書きモードにおける重ね書き回数の影響を避けるために、キャリッジ３０の走査方向で、ノズル列６１の軌道３６を避けて配置されることが好ましい。図３においては、記録媒体Ｓの搬送方向の下流側で、キャリッジ３０内の仮硬化光源３４ａ、３４ｂの下流部分ではない位置に設けられている。

本硬化光源３５ａ、３５ｂは、照射光量を数回の照射で３００ｍＪ／ｃｍ^２〜６００ｍＪ／ｃｍ^２程度とすることが好ましい。したがって、ＬＥＤ素子を８〜２４個設けることが好ましい。また、記録媒体Ｓへの照射領域Ｓ２が大きくなると、記録媒体Ｓからの反射光により吐出前のインクが固化し、ノズル詰まりが発生することが考えられ、反射光に対する光漏れ対策を広範囲に行なう必要が生じる。したがって、この点からも本硬化光源３５ａ、３５ｂによる照射面積は小さくすることが好ましい。

したがって、仮硬化光源３４ａ、３４ｂは、弱い照度の光をキャリッジ３０の走査方向のノズル列６１の幅方向全体、すなわち、ノズル列６１の全長Ｌ３に照射したいのに対し、本硬化光源３５ａ、３５ｂは、複数のＬＥＤ素子の光を、強い照度でそれぞれのＬＥＤ素子の照射範囲を狭くして照射することが好ましい。

そこで、本発明においては、図４に示すように、仮硬化光源３４ａ、３４ｂから記録媒体Ｓまでの光路長Ｌ１と、本硬化光源３５ａ、３５ｂから記録媒体Ｓまでの光路長Ｌ２とを、Ｌ１＞Ｌ２となるように、仮硬化光源３４ａ、３４ｂ、本硬化光源３５ａ、３５ｂの配置を決定する。このように光路長に差を設けることで、仮硬化光源３４ａ、３４ｂからの照射強度を弱くし、本硬化光源３５ａ、３５ｂからの照射強度を強くすることができる。具体的には、光路長Ｌ１は１５ｍｍ以上４５ｍｍ以下であることが好ましく、光路長Ｌ２は１ｍｍ以上１４ｍｍ以下であることが好ましい。

仮硬化光源３４ａ、３４ｂは、照射強度を弱くできるので、記録媒体Ｓ上の照射領域Ｓ１を広くし、ＬＥＤ素子の設置数を減らすことが好ましい。ＬＥＤ素子の設置数を減らすことで、コストを削減することができる。また、光路長Ｌ１、Ｌ２の長さを調節することで、照度の強弱をつけることができるので、仮硬化光源３４ａ、３４ｂと、本硬化光源３５ａ、３５ｂで同じ紫外線照射光源を用いることができる。

仮硬化光源３４ａ、３４ｂの照射領域Ｓ１を広くするため、仮硬化光源３４ａ、３４ｂの照射角度を９０°以上１３０°以下とすることが好ましい。仮硬化光源３４ａ、３４ｂから記録媒体Ｓまでの光路長Ｌ１は、本硬化光源３５ａ、３５ｂから記録媒体Ｓまでの光路長Ｌ２より、長くなるように設けられているので、照射角度を広くすることで、照射領域Ｓ１をより広くすることができる。照射領域Ｓ１は、キャリッジ３０の走査方向におけるノズル列６１の幅方向全域を照射できるように設計することが好ましい。

例えば、次のように、光路長Ｌ１および照射角度を決定することができる。仮硬化光源３４ａ、３４ｂから光を記録媒体Ｓに垂直に照射する場合、照射角度をαとすると、光軸からの照射領域から端部まで距離ｘは、ｘ＝Ｌ１×ｔａｎ（α／２）となる。したがって、この距離ｘがノズル列６１の軌道の幅方向全域を照射できるように、また、ノズル列６１に光が当たらないように配置されることが好ましい。

光路長Ｌ１、Ｌ２および照射角度は、上記範囲内で、次の条件を満たすように決定することが好ましい。ＬＥＤ素子による照度をガウス分布に見立てて、半値幅、１／４幅により決定する。仮硬化光源は、ノズル列端での照度が照度ピークの１／２以上であり、ノズル列端からさらに、ノズル長の１／２の箇所での照度が、照度ピークの１／４以下となるように決定する。本硬化光源は、光軸からノズル列長の１／３の箇所の照度が照度ピークの１／２以下、より好ましくは１／４以下となるように決定する。また、光路長Ｌ２が、記録媒体Ｓとインクジェットヘッド２５との距離以下にならないことが好ましい。代表値として１ｍｍ以上であることが好ましい。

したがって、照射領域Ｓ１を広くするため、光路長Ｌ１を長くし、仮硬化を行なうための照度より弱い場合は、ＬＥＤ素子の個数を増加する必要がある。このように、仮硬化光源３４ａ、３４ｂは、光路長Ｌ１、照射角度、ＬＥＤ素子の個数を適宜設定することにより、仮硬化を最適な条件で行なうことが好ましい。仮硬化光源３４ａ、３４ｂにおいて、ＬＥＤ素子を複数設ける場合は、副走査方向に沿って複数のＬＥＤ素子を一列に並べた構造とすることができる。また、ＬＥＤ素子の数を減らす構造の他に、備えられている複数のＬＥＤ素子のうち、必要に応じて照射を行なうＬＥＤ素子を選択することで、仮硬化を行なうことも可能である。

また、仮硬化光源３４ａ、３４ｂの照射領域Ｓ１は、インクジェットヘッド２５からのインクの吐出範囲と重ならないように、仮硬化光源３４ａ、３４ｂを設けることが好ましい。また、仮硬化光源３４ａ、３４ｂの照射領域Ｓ１が所望の面積より広い場合には、照射領域を調整するため、仮硬化光源３４ａ、３４ｂの先端に枠を設けて照射領域Ｓ１の形状を調整することも可能である。照射領域がキャリッジ３０の走査方向の幅方向に対して、縦方向に長い場合などに、枠を設けて照射領域が、インクの吐出領域に重ならないようにすることができる。

また、本硬化光源３５ａ，３５ｂは、主走査方向に沿って複数のＬＥＤ素子が並べられた構造を有している。なお、図３においては、図を簡略化するため、ＬＥＤ素子を一列に並べているが、副走査方向に２列以上並べることもできる。また、本硬化光源３５ａのＬＥＤ素子はノズル列６１Ｃの反対方向に向かって並べられ、本硬化光源３５ｂのＬＥＤ素子はノズル列６１Ｗの反対方向に向かって並べられている。かかる構造によって、本硬化光源３５ａ、３５ｂから照射された紫外線が、ノズル列６１Ｃ，６１Ｍ，６１Ｙ，６１Ｋ，６１ＣＬ，６１Ｗに到達して、ノズル内部のインクを硬化させてしまうことが防止される。

本硬化光源３５ａ、３５ｂのＬＥＤ素子を、キャリッジ３０の走査方向に沿って複数設けることにより、キャリッジ３０を記録媒体搬送方向に小型化することができ、キャリッジ３０に対向するプラテン２７の奥行き長さを短くすることができる。したがって、装置のコンパクト化を図ることができる。

また、記録媒体にＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を用いた場合、記録媒体の裏側から像を観察できるように画像形成を行なうため、記録媒体上に白インク層を下地として打滴し、その上にカラー層を打滴し、全体を２層、３層で構成する場合がある。この時、白インク層を硬化させるため、ヘッド長の数分の一の範囲の領域のみ本硬化させたい場合がある。ＬＥＤ素子をキャリッジ３０の走査方向に複数設けることで、本硬化光源の照射領域のノズル長手方向成分を短くすることができる。具体的には、照射領域のノズル長手方向成分は、ノズル長の１／２〜１／３以下とすることが好ましく、より好ましくは、層数ｎに対して１／ｎ以下とすることが好ましい。

〔インク供給系の説明〕
図５は、図１に示すインクジェット記録装置１００のインク供給系の構成を示すブロック図である。同図に示すように、カートリッジ３３に収容されているインクは、供給ポンプ７１によって吸引され、サブタンク７３を介してインクジェットヘッド２５に送られる。サブタンク７３は、内部のインクの圧力を調整するための圧力調整部７５が設けられている。

圧力調整部７５は、バルブ７７を介してサブタンク７３と連通される加減圧用ポンプ７９と、バルブ７７と加減圧用ポンプ７９との間に設けられる圧力計８１と、を具備している。

通常の印字時は、加減圧用ポンプ７９がサブタンク７３内のインクを吸引する方向に動作し、サブタンク７３の内部圧力及びインクジェットヘッド２５の内部圧力が負圧に維持される。一方、インクジェットヘッド２５のメンテナンス時は、加減圧用ポンプ７９がサブタンク７３内のインクを加圧する方向に動作し、サブタンク７３の内部及びインクジェットヘッド２５の内部が強制的に加圧され、インクジェットヘッド２５内のインクがノズルを介して排出される。インクジェットヘッド２５から強制的に排出されたインクは、上述したキャップのインク受けに収容される。

〔インクジェット記録装置のブロック図の説明〕
図６は、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置１００の構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクジェット記録装置１００は、制御手段としての制御装置１０２が設けられている。制御装置１０２としては、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）を備えたコンピュータ等を用いることができる。制御装置１０２は、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置１００の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行なう演算装置として機能する。制御装置１０２には、記録媒体搬送制御部１０４、キャリッジ駆動制御部１０６、光源制御部１０８、画像処理部１１０、吐出制御部１１２が含まれる。これらの各部は、ハードウエア回路又はソフトウエア、若しくはこれらの組み合わせによって実現される。

記録媒体搬送制御部１０４は、記録媒体Ｓ（図１参照）の搬送を行なうための搬送駆動部１１４を制御する。搬送駆動部１１４は、図２に示す走査搬送ローラ対４３を駆動する駆動用モータ、及びその駆動回路が含まれる。プラテン２７（図１参照）上に搬送された記録媒体Ｓは、インクジェットヘッド２５による主走査方向Ｘの往復走査（印刷パスの動き）に合わせて、スワス幅単位で副走査方向へ間欠送りされる。

図６に示すキャリッジ駆動制御部１０６は、キャリッジ３０（図１参照）を主走査方向Ｘに移動させるための主走査駆動部１１６を制御する。主走査駆動部１１６は、キャリッジ３０の移動機構に連結される駆動用モータ、及びその制御回路が含まれる。光源制御部１０８は、ＬＥＤ駆動回路１１８を介して紫外線照射光源（ＬＥＤ素子）３４、３５の発光を制御する制御手段である。

制御装置１０２は、操作パネル等の入力装置１２０、表示装置１２２が接続されている。入力装置１２０は、手動による外部操作信号を制御装置１０２へ入力する手段であり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、操作ボタンなど各種形態を採用しうる。表示装置１２２には、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＣＲＴなど、各種形態を採用し得る。オペレータは、入力装置１２０を操作することにより印刷条件の入力や付属情報の入力・編集などを行なうことができ、入力内容や検索結果等の各種情報は、表示装置１２２の表示を通じて確認することができる。

また、インクジェット記録装置１００には、各種情報を格納しておく情報記憶部１２４と、印刷用の画像データを取り込むための画像入力インターフェース１２６が設けられている。画像入力インターフェースには、シリアルインターフェースを適用してもよいし、パラレルインターフェースを適用してもよい。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。

画像入力インターフェース１２６を介して入力された画像データは、画像処理部１１０にて印刷用のデータ（ドットデータ）に変換される。ドットデータは、一般に、多階調の画像データに対して色変換処理、ハーフトーン処理を行って生成される。色変換処理は、ｓＲＧＢなどで表現された画像データ（例えば、ＲＧＢ各色について８ビットの画像データ）をインクジェット記録装置１００で使用するインク各色の色データに変換する処理である。

ハーフトーン処理は、色変換処理により生成された各色の色データに対して、誤差拡散法や閾値マトリクス等の処理で各色のドットデータに変換する処理である。ハーフトーン処理の手段としては、誤差拡散法、ディザ法、閾値マトリクス法、濃度パターン法など、各種公知の手段を適用できる。ハーフトーン処理は、一般にＭ値（Ｍ≧３）の階調画像データをＮ値（Ｎ＜Ｍ）の階調画像データに変換する。最も簡単な例では、２値（ドットのオンオフ）のドット画像データに変換するが、ハーフトーン処理において、ドットサイズの種類（例えば、大ドット、中ドット、小ドットなどの３種類）に対応した多値の量子化を行なうことも可能である。

こうして得られた２値又は多値の画像データ（ドットデータ）は、各ノズルの駆動（オン）／非駆動（オフ）、さらに、多値の場合には液滴量（ドットサイズ）を制御するインク吐出データ（打滴制御データ）として利用される。

吐出制御部１１２は、画像処理部１１０において生成されたドットデータに基づいて、ヘッド駆動回路１２８に対して吐出制御信号を生成する。また、吐出制御部１１２は、不図示の駆動波形生成部を備えている。駆動波形生成部は、インクジェットヘッド２５の各ノズルに対応した吐出エネルギー発生素子（本例では、ピエゾ素子）を駆動するための駆動電圧信号を生成する手段である。駆動電圧信号の波形データは、予め情報記憶部１２４に格納されており、必要に応じて使用する波形データが出力される。駆動波形生成部から出力された信号（駆動波形）は、ヘッド駆動回路１２８に供給される。なお、駆動波形生成部から出力される信号はデジタル波形データであってもよいし、アナログ電圧信号であってもよい。

ヘッド駆動回路１２８を介してインクジェットヘッド２５の各吐出エネルギー発生素子に対して、共通の駆動電圧信号が印加され、各ノズルの吐出タイミングに応じて各エネルギー発生素子の個別電極に接続されたスイッチ素子（不図示）のオンオフを切り換えることで、対応するノズルからインクが吐出される。

情報記憶部１２４は、制御装置１０２のＣＰＵが実行するプログラム、及び制御に必要な各種データなどが格納されている。情報記憶部１２４は、印字モードに応じた解像度の設定情報、パス数（スキャンの繰り返し数）、紫外線照射光源３４、３５の制御情報などが格納されている。

エンコーダ１３０は、主走査駆動部１１６の駆動用モータ、及び搬送駆動部１１４の駆動用モータに取り付けられており、該駆動モータの回転量及び回転速度に応じたパルス信号を出力し、該パルス信号は制御装置１０２に送られる。エンコーダ１３０から出力されたパルス信号に基づいて、キャリッジ３０の位置、及び記録媒体Ｓ（図１参照）の位置が把握される。

センサ１３２は、キャリッジ３０に取り付けられており、センサ１３２から得られたセンサ信号に基づいて記録媒体Ｓの幅が把握される。

２１…装置本体、２３…支持脚、２５…インクジェットヘッド、２７…プラテン、２９…ガイド機構、３０…キャリッジ、３３…カートリッジ、３４…仮硬化光源、３５…本硬化光源、３６…ノズル列の軌道、４３…走査搬送ローラ対、４７…温調部、４９…プレ温調部、５１…アフター温調部、６１…ノズル列、７１…供給ポンプ、７３…サブタンク、７５…圧力調整部、７７…バルブ、７９…加減圧用ポンプ、８１…圧力計、１００…インクジェット記録装置、１０２…制御装置、１０４…記録媒体搬送制御部、１０６…キャリッジ駆動制御部、１０８…光源制御部、１１０…画像処理部、１１２…吐出制御部、１１４…搬送駆動部、１１６…主走査駆動部、１１８…ＬＥＤ駆動回路、１２０…入力装置、１２２…表示装置、１２４…情報記憶部、１２６…画像入力インターフェース、１２８…ヘッド駆動回路、１３０…エンコーダ、１３２…センサ１３２、Ｌ１、Ｌ２…光路長、Ｌ３…ノズル列の全長、Ｓ１、Ｓ２…照射領域

Claims (10)

1. 紫外線を照射する照射部と、前記紫外線により硬化するインクをインクジェットにより吐出し画像を形成する画像形成部と、を内包するキャリッジを備え、
   前記キャリッジは、記録媒体の搬送方向と略直行する方向に沿って双方向に走査する走査手段と、を有し、
   前記照射部は、前記キャリッジの走査方向における前記画像形成部の両側に設けられた仮硬化照射手段と、前記記録媒体の搬送方向の下流側に設けられた本硬化照射手段と、を有し、
   前記仮硬化照射手段から前記記録媒体までの光路長Ｌ１と前記本硬化照射手段から前記記録媒体までの光路長Ｌ２とが、Ｌ１＞Ｌ２の関係を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 前記光路長Ｌ１が１５ｍｍ以上４５ｍｍ以下であり、前記光路長Ｌ２が１ｍｍ以上１４ｍｍ以下であ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. 前記仮硬化照射手段は、前記キャリッジの走査方向に対して、前記画像形成部の幅方向の全域を照射するように設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインクジェット記録装置。
4. 前記仮硬化照射手段から照射される光の照射角度が９０°以上１３０°以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
5. 前記仮硬化照射手段の先端に、照射領域を調整する枠を備えていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
6. 前記本硬化照射手段は、前記仮硬化照射手段の下流側にのみ設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
7. 前記仮硬化照射手段と前記本硬化照射手段は、同じ照射装置を用いていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
8. 前記仮硬化照射手段および前記本硬化照射手段は、ＬＥＤ素子であることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
9. 前記仮硬化照射手段は、１個のＬＥＤ素子で前記幅方向の全域を照射していることを特徴とする請求項８に記載のインクジェット記録装置。
10. 前記本硬化照射手段は、前記キャリッジの走査方向に沿って、ＬＥＤ素子が複数設けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。

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