(57)【要約】      （修正有）【課題】紫外線硬化型のインクを安定的に塗布して描画可能な記録装置を提供すること。【解決手段】記録装置は、記録媒体１０に向けて紫外線硬化型のインクを液滴として吐出する吐出ヘッドと、インクが吐出された記録媒体に向けて紫外線を照射する照射部としての照射ユニット４０と、吐出ヘッドと照射ユニットとが位置する印刷領域に配置され、照射ユニットから照射された紫外線を直接または間接的に反射する反射面を有する部材と、反射面に配置された蛍光体４７と、を備えている。反射面を有する部材として、例えば、照射ユニットのガイド部４９の表面や、遮光板４８の表面に蛍光体を形成しておき、これらの表面で反射した紫外線の波長が蛍光体によってより長い波長に変換されるようにする。これにより、吐出ヘッドのノズル面に反射光が到達してもＵＶインクが硬化し難くなり、吐出ヘッドからＵＶインクを安定的に吐出することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に向けて紫外線硬化型のインクを液滴として吐出可能なノズルが形成されたノズル面を有する吐出ヘッドと、
前記インクが吐出された前記記録媒体に向けて紫外線を照射可能な照射部と、
前記吐出ヘッドと前記照射部とが位置する印刷領域に配置され、前記照射部から照射された紫外線を直接または間接的に反射する反射面を有する部材と、
前記反射面に配置された蛍光体と、を備えた、記録装置。
【請求項２】
前記蛍光体は、前記照射部から照射され、前記蛍光体に入射した紫外線の波長範囲における強度のピーク波長を１００ｎｍ以上長い波長に変換する、請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記照射部は、波長範囲が２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の紫外線を発する光源としての発光ダイオードを備えた、請求項１または２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記照射部は、光源と、前記光源を囲むように配置され、前記光源から発した紫外線を前記記録媒体に向けて案内するガイド部とを備え、前記反射面を有する部材の１つが前記ガイド部である、請求項１から３のいずれか一項に記載の記録装置。
【請求項５】
前記吐出ヘッドを保持するヘッド保持部を備え、前記反射面を有する部材の１つが前記ヘッド保持部である、請求項１から４のいずれか一項に記載の記録装置。
【請求項６】
前記照射部から照射された紫外線のうち、前記記録媒体で反射して前記ノズル面へ向かう紫外線を遮光する遮光板を備え、前記反射面を有する部材の１つが前記遮光板である、請求項１から５のいずれか一項に記載の記録装置。
【請求項７】
前記記録媒体を支持する支持部材を備え、前記反射面を有する部材の１つが前記支持部材である、請求項１から６のいずれか一項に記載の記録装置。
【請求項８】
前記吐出ヘッドから前記インクを吐出する前に、前記記録媒体に紫外線吸収剤を含む媒体を塗布する塗布装置を備えた、請求項１から７のいずれか一項に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録装置として、例えば、特許文献１に記載されているように、紫外線が照射されることで硬化するＵＶインクを記録媒体に向けて吐出する記録ヘッドと、記録媒体に吐出されたＵＶインクに紫外線を照射する紫外線照射部とを備え、紫外線照射部から照射された紫外線を直接または間接的に記録ヘッドに反射する部材の反射率が、２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長の紫外線に対しては２０％未満であるとするインクジェットプリンターが知られていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１６７９８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載のインクジェットプリンターでは、紫外線照射部から照射された紫外線の照射量や照射時間が増大した場合に、直接または間接的に記録ヘッドに反射する紫外線量も相対的に増大し、記録ヘッドのＵＶインクが硬化してしまい、結果としてＵＶインクの安定吐出を長期に渡って行えなくなるおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願の記録装置は、記録媒体に向けて紫外線硬化型のインクを液滴として吐出可能なノズルが形成されたノズル面を有する吐出ヘッドと、インクが吐出された記録媒体に向けて紫外線を照射可能な照射部と、吐出ヘッドと照射部とが位置する印刷領域に配置され、照射部から照射された紫外線を直接または間接的に反射する反射面を有する部材と、反射面に配置された蛍光体と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
上記の記録装置において、蛍光体は、照射部から照射され、蛍光体に入射した紫外線の波長範囲における強度のピーク波長を１００ｎｍ以上長い波長に変換することが好ましい。
【０００７】
上記の記録装置において、照射部は、波長範囲が２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の紫外線を発する光源としての発光ダイオードを備えることが好ましい。
【０００８】
上記の記録装置において、照射部は、光源と、光源を囲むように配置され、光源から発した紫外線を記録媒体に向けて案内するガイド部とを備え、反射面を有する部材の１つがガイド部であることが好ましい。
【０００９】
上記の記録装置において、吐出ヘッドを保持するヘッド保持部を備え、反射面を有する部材の１つがヘッド保持部であることが好ましい。
【００１０】
上記の記録装置において、照射部から照射された紫外線のうち、記録媒体で反射してノズル面へ向かう紫外線を遮光する遮光板を備え、反射面を有する部材の１つが遮光板であることが好ましい。
【００１１】
上記の記録装置において、記録媒体を支持する支持部材を備え、反射面を有する部材の１つが支持部材であることが好ましい。
【００１２】
上記の記録装置において、吐出ヘッドからインクを吐出する前に、記録媒体に紫外線吸収剤を含む媒体を塗布する塗布装置を備えることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態のラインプリンターの電気的及び機械的な構成を示すブロック図。
【図２】第１実施形態のラインプリンターの基本構造を示す側面図。
【図３Ａ】第１ヘッドユニット及び第２ヘッドユニットにおける、複数の短尺ヘッドの配置を示す平面図。
【図３Ｂ】ヘッドユニットの短尺ヘッドにおけるノズルの配置を示す平面図。
【図３Ｃ】ヘッドユニットにおける短尺ヘッドのヘッド支持部を示す斜視図。
【図４】短尺ヘッドの構造を示す概略断面図。
【図５】第１照射ユニットの構造を示す断面図。
【図６】第１照射ユニットの全体を示す斜視図。
【図７】ヘッドユニットのノズルの目詰まりについて説明する図。
【図８】蛍光体における吸収波長のピークと発光波長のピークとの関係を示すスペクトル図。
【図９】第２実施形態の記録装置としてのドラム搬送式ラインプリンターの構成を示す側面図。
【図１０】第３実施形態の記録装置としてのシリアルプリンターの構成を示す斜視図。
【図１１】第３実施形態のシリアルプリンターにおけるキャリッジの基本構造を示す側面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各層や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各層や各部材の尺度を実際とは異ならせしめている。
【００１５】
１．第１実施形態
１−１．記録装置
本実施形態の記録装置として、ラインプリンターを例に挙げ、図１及び図２を参照して基本的な構成について説明する。ラインプリンターは、紙、布、フィルムシートなどの記録媒体に向けて、インクなどの液体を吐出することで画像を記録する記録装置である。本実施形態のラインプリンターは、インクジェット方式のプリンターであるが、ノズルからインクを吐出して印刷可能な記録装置であれば、インクジェット方式以外の例えば定量吐出方式を採用した装置でもよい。
【００１６】
図１は、第１実施形態のラインプリンターの電気的及び機械的な構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の記録装置としてのラインプリンター１００は、搬送ユニット２０、ヘッドユニット３０、照射ユニット４０、検出器群５０、コントローラー６０、クリーニング機構７０、及びプライマユニット８０を有する。コントローラー６０は、外部装置であるコンピューター１１０から受信した印刷データに基づいてヘッドユニット３０や照射ユニット４０などの各ユニットを制御する制御部である。ラインプリンター１００内の状況は検出器群５０によって監視されており、検出器群５０は検出結果をコントローラー６０に出力する。コントローラー６０は検出器群５０から出力された検出結果に基づいて各ユニットを制御する。以降、ラインプリンター１００に係る各構成について説明する。
【００１７】
１−２．コンピューター
ラインプリンター１００は、外部装置であるコンピューター１１０と通信可能に接続されている。コンピューター１１０にはプリンタードライバーがインストールされている。プリンタードライバーは、コンピューター１１０の表示部にユーザーインターフェースを表示させ、アプリケーションプログラムから出力された画像データを印刷データに変換させるためのプログラムである。このプリンタードライバーは、コンピューター１１０が読み取り可能な、例えば、ＣＤ−ＲＯＭなどの記憶媒体に記憶されている。また、プリンタードライバーはインターネットを介してコンピューター１１０にダウンロードすることも可能である。なお、プリンタードライバーに含まれるプログラムは、各種の機能を実現するためのコードから構成されている。
【００１８】
コンピューター１１０は、印刷させる画像に応じた印刷データをラインプリンター１００に出力する。印刷データは、ラインプリンター１００が解釈できる形式のデータであって、各種のコマンドデータと、画素データとを有する。コマンドデータとは、ラインプリンター１００に特定の動作の実行を指示するためのデータである。このコマンドデータには、例えば、記録媒体の供給を指示するコマンドデータ、記録媒体の搬送量を示すコマンドデータ、記録媒体の排出を指示するコマンドデータなどを含む。また、画素データは、印刷される画像の画素に関するデータである。
【００１９】
１−３．搬送ユニット
図２は、第１実施形態のラインプリンターの基本構造を示す側面図である。
図２に示すように、搬送ユニット２０は、記録媒体１０を支持しつつ所定の搬送方向に搬送させる機構である。すなわち、搬送ユニット２０は、ヘッドユニット３０に対して、記録媒体１０を支持しながら相対的に移動させる。搬送ユニット２０は、搬送方向における上流側搬送ローラー２３ａ及び下流側搬送ローラー２３ｂと、記録媒体１０を支持するベルト２４とを有する。不図示の搬送モーターが回転すると、上流側搬送ローラー２３ａ及び下流側搬送ローラー２３ｂが回転し、ベルト２４が上流から下流に向って移動する。記録媒体供給ローラー（不図示）によって供給された記録媒体１０は、ベルト２４によってヘッドユニット３０などと対向する印刷領域に搬送される。印刷領域を通過した記録媒体１０はベルト２４によって外部へ排出される。なお、搬送中の記録媒体１０はベルト２４に静電吸着又はバキューム吸着されている。つまり、ベルト２４は記録媒体１０を支持する支持部材でもある。
【００２０】
以降、説明上において、記録媒体１０が搬送ユニット２０により搬送される搬送方向をＸ方向とする。搬送方向における上流側はＸ（−）側であり、下流側はＸ（＋）側である。つまり、記録媒体１０はＸ（−）側からＸ（＋）側に搬送される。搬送方向としてのＸ方向に直交し、ヘッドユニット３０が配置される方向をＹ方向とする。Ｙ方向においてベルト２４を基準としてヘッドユニット３０側をＹ（＋）側とし、その反対側をＹ（−）側とする。また、Ｘ方向及びＹ方向に直交し、ベルト２４の幅方向をＺ方向とする。Ｚ方向における奥側をＺ（＋）側とし、手前側をＺ（−）側とする。Ｚ方向は、この場合、記録媒体１０の幅方向でもある。
【００２１】
１−３．ヘッドユニット
ヘッドユニット３０は、記録媒体１０にインクを吐出するための吐出ヘッドである。ヘッドユニット３０は、透明色やシルバー色などの特殊色を含むインクの色毎に設けられ、搬送中の記録媒体１０に対して各色インクを吐出することによって多数のインクドット（インク液滴）を形成し、記録媒体１０上に画像を印刷する。図２に示すように、本実施形態のラインプリンター１００では、ヘッドユニット３０は搬送される記録媒体１０に対してＹ（＋）側に配置されている。
【００２２】
図２に示すように、ラインプリンター１００は、ヘッドユニット３０として、第１ヘッドユニット３１及び第２ヘッドユニット３２を備えている。ラインプリンター１００では、搬送方向（Ｘ方向）において、第１ヘッドユニット３１の下流側（Ｘ（＋）側）に第２ヘッドユニット３２が設けられる。第１ヘッドユニット３１は第１のインクを吐出し、第２ヘッドユニット３２は第２のインクを吐出する。図２では、第１ヘッドユニット３１及び第２ヘッドユニット３２の２つのヘッドユニット３０がＸ方向に並んでいるが、ヘッドユニット３０の数は、印刷に使用されるインクの色の種類や記録装置の仕様などに応じて適宜変更可能である。
【００２３】
本実施形態において、ヘッドユニット３０から吐出されるインクは、紫外線（ＵＶ）の照射によって硬化する紫外線硬化型のインク（以下、ＵＶインクと呼ぶ）である。ＵＶインクの詳細については後述する。
【００２４】
各ヘッドユニット３０は各々、複数の短尺ヘッドから構成され、各短尺ヘッドは、ＵＶインクを吐出するための吐出口であるノズルを複数備えている。
【００２５】
図３Ａは、第１ヘッドユニット及び第２ヘッドユニットにおける、複数の短尺ヘッドの配置を示す平面図である。図３Ａに示すように、第１ヘッドユニット３１では、Ｚ方向に８個の短尺ヘッド３７がジグザグに配置されている。具体的には、搬送方向（Ｘ方向）から見たときに、ノズル列のおける両端側の一部が相互に重なり合うように、Ｚ方向に沿って８個の短尺ヘッド３７が配置されている。第２ヘッドユニット３２における短尺ヘッド３７の配置も第１ヘッドユニット３１と同様である。なお、短尺ヘッド３７の数は、記録媒体１０の幅方向（Ｚ方向）の長さに応じて決められるものであり、８個に限定されない。
【００２６】
図３Ｂは、ヘッドユニットの短尺ヘッドにおけるノズルの配置を示す平面図である。図３Ｂに示すように、短尺ヘッド３７は、ＵＶインクを吐出する複数のノズル３８を備えている。具体的には、一定のノズルピッチＰで並んだ１８０個のノズル３８からなるノズル列が２つ設けられている。２つのノズル列は、互いにノズルピッチＰの半ピッチＰ／２ずれて平行に並んでいる。ノズルピッチＰは、例えば３６０ｄｐｉである。なお、１つのノズル列のノズル数は１８０個には限られない。また、短尺ヘッド３７に設けられるノズル列の数も２列に限らず、１列でもよい。本実施形態では、記録媒体１０の搬送方向（Ｘ方向）に直交するＺ方向にノズル列が並ぶように短尺ヘッド３７が配置されている。
【００２７】
図３Ｃは、ヘッドユニットにおけるヘッド保持部の構成を示す斜視図である。図３Ｃに示すように、複数の短尺ヘッド３７により構成されるヘッドユニット３０は、その周囲をヘッド保持部３５によって保持されている。ヘッド保持部３５の詳細については後述する。
【００２８】
図４は、短尺ヘッドの構造を示す断面図である。図４に示すように、短尺ヘッド３７は、ケース３１１と、流路ユニット３１２と、ピエゾ素子群ＰＺＴＧを有する。ケース３１１はピエゾ素子群ＰＺＴＧを収納し、ケース３１１のＹ（−）側の面に流路ユニット３１２が接合されている。流路ユニット３１２は、流路形成板３１２ａと、弾性板３１２ｂと、ノズルプレート３１２ｃとを有する。流路形成板３１２ａには、圧力室３１２ｄとなる溝部、ノズル連通口３１２ｅとなる貫通口、共通インク室３１２ｆとなる貫通口、インク供給路３１２ｇとなる溝部が形成されている。弾性板３１２ｂはピエゾ素子ＰＺＴの先端が接合されるアイランド部３１２ｈを有する。そして、アイランド部３１２ｈの周囲には弾性膜３１２ｉによる弾性領域が形成されている。インクカートリッジに貯留されたＵＶインクが、共通インク室３１２ｆを介して、各ノズル３８に対応した圧力室３１２ｄに供給される。ノズルプレート３１２ｃはノズル３８が形成されたプレートである。
【００２９】
ピエゾ素子群ＰＺＴＧは、櫛歯状の複数のピエゾ素子ＰＺＴ（駆動素子）を有し、複数のノズル３８に対応した圧力室３１２ｄごとに設けられている。ピエゾ素子群ＰＺＴＧはユニット制御回路６４（図１参照）により生成される駆動信号により駆動される。具体的には、配線基板であるフレキシブルケーブル（不図示）によってピエゾ素子ＰＺＴに駆動信号が印加され、駆動信号の電位に応じてピエゾ素子ＰＺＴは上下方向（図４のＹ方向）に伸縮する。ピエゾ素子ＰＺＴが伸縮すると、図４に示されるアイランド部３１２ｈは圧力室３１２ｄ側に押されたり、反対方向に引かれたりする。このとき、アイランド部３１２ｈの周辺の弾性膜３１２ｉが変形し、圧力室３１２ｄ内の圧力が上昇したり、下降したりすることにより、圧力室３１２ｄ内のＵＶインクがノズル３８からインク滴として吐出される。
【００３０】
１−４．照射ユニット
照射部としての照射ユニット４０は、ヘッドユニット３０から吐出されて記録媒体１０に着弾したインク滴により構成されるインクドットに対して紫外線（ＵＶ）を照射するものである。記録媒体１０上に形成されたインクドットは、照射ユニット４０からのＵＶの照射を受けることにより、硬化する。
【００３１】
図２に示すように、ラインプリンター１００は、照射ユニット４０として、第１照射ユニット４１と、第２照射ユニット４２と、第５照射ユニット４５とを備えている。第１照射ユニット４１は、第１ヘッドユニット３１の搬送方向の下流側で第２ヘッドユニット３２よりも上流側に設けられる。そして、第１ヘッドユニット３１から記録媒体１０上に吐出された第１のインク（インクドット）に対して、当該第１のインクが完全に硬化しない程度、例えば、インクドットの表面が硬化し、濡れ広がるのを停止する程度のＵＶを照射する。以下、このような硬化を「仮硬化」とも呼ぶ。第２照射ユニット４２は、第２ヘッドユニット３２の搬送方向下流側に設けられ、第２ヘッドユニット３２から記録媒体１０上に吐出された第２のインク（インクドット）に対して、当該第２のインクが完全に硬化しない程度のＵＶを照射する。つまり、第１照射ユニット４１及び第２照射ユニット４２は各ヘッドユニット３１，３２に対応する仮硬化用照射部である。
【００３２】
第５照射ユニット４５は、搬送方向（Ｘ方向）の最下流側（Ｘ（＋）側）に設けられ、記録媒体１０に向けて第１ヘッドユニット３１及び第２ヘッドユニット３２から吐出されたインクドットの内部まで硬化する程度のＵＶを照射する。以下、このような硬化を「本硬化」とも呼ぶ。本硬化用のＵＶは、仮硬化用のＵＶよりも強いエネルギーで照射されることが多い。これにより、仮硬化されていたインクドットがほぼ硬化して、記録媒体１０上に画像が固定される。つまり、第５照射ユニット４５は、ＵＶインクを本硬化させる本硬化用照射部である。
【００３３】
各照射ユニット４０は、ＵＶ照射の光源として波長２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）を備える。ＬＥＤは入力電流の大きさを制御することによって、照射エネルギーを容易に変更することが可能である。よって、ＵＶ照射強度を制御することでインクドットを所望の硬さに硬化させることができる。なお、本硬化用である第５照射ユニット４５の光源としては、ＬＥＤに比べて大きな照射エネルギーを得やすい、メタルハライドランプ、水銀ランプなどを用いてもよい。
【００３４】
図５は第１照射ユニットの構造を示す断面図、図６は第１照射ユニットの全体を示す斜視図である。図５に示すように、照射ユニット４０の１つである、第１照射ユニット４１は、光源５１と、光源５１から発した紫外線を記録媒体１０に向けて案内するガイド部４９と、光源５１とガイド部４９の間に挿入されたガラス板４６と、を備えている。ガラス板４６は、光源５１としてのＬＥＤ５２にインクミストが付着することを防ぎ、定期的にガラス板４６に付着したインクミストなどの異物を除去するクリーニングが行われる。
【００３５】
図６に示すように、光源５１は、複数のＬＥＤ５２が一列に並んで構成されている。ガイド部４９は、複数のＬＥＤ５２から発した紫外線を照射領域以外に漏らさないように、複数のＬＥＤ５２からなる列を囲むように設置されている。また、図５に示すように、ガイド部４９の内壁４９ａと外壁４９ｃ及び記録媒体１０と対向する先端部４９ｂには蛍光体４７が塗布されている。蛍光体４７については後述する。なお、１列のＬＥＤ５２の数は８個には限られない。また、第１照射ユニット４１に設けられるＬＥＤ５２の列の数も１列には限られない。第２照射ユニット４２の構成は、第１照射ユニット４１と同じである。第５照射ユニット４５もまた、第１照射ユニット４１と同様な構成としてもよい。
【００３６】
１−５．検出器群
検出器群５０には、ロータリー式エンコーダー（不図示）や、記録媒体検出センサー（不図示）などが含まれる。ロータリー式エンコーダーは上流側搬送ローラー２３ａや下流側搬送ローラー２３ｂの回転量を検出する。ロータリー式エンコーダーの検出結果に基づいて記録媒体１０の搬送量を検出することができる。記録媒体検出センサーは記録媒体１０の供給中に記録媒体１０の搬送方向における先端位置を検出する。
【００３７】
１−６．コントローラー
コントローラー６０は、ラインプリンター１００の制御を行うための制御ユニット（制御部）である。図１に示すように、コントローラー６０は、インターフェース部６１と、ＣＰＵ６２と、メモリー６３と、ユニット制御回路６４とを有する。
【００３８】
インターフェース部６１は、外部装置であるコンピューター１１０とラインプリンター１００との間でデータの送受信を行う。ＣＰＵ６２は、ラインプリンター１００の全体の制御を行うための演算処理装置である。メモリー６３は、ＣＰＵ６２のプログラムを格納する領域や作業領域等を確保するためのものであり、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶素子によって構成される。そして、ＣＰＵ６２は、メモリー６３に格納されているプログラムに従って、ユニット制御回路６４を介して搬送ユニット２０等の各ユニットを制御する。
【００３９】
１−７．クリーニング機構
クリーニング機構７０は、ヘッドユニット３０のインク吐出部分のクリーニングを行う。インク吐出部分とは、図４においてノズル３８が形成されているノズルプレート３１２ｃの外側面（Ｙ（−）側の表面）のことであり、以下、ノズル面とも呼ぶ。クリーニング機構７０は、ワイピング部と、洗浄液供給部とを有する（共に不図示）。ワイピング部は、ノズル面に付着したインク飛沫などの異物を除去するヘラ状や刷毛状の部材であり、エラストマーなどによって形成される。このワイピング部によってノズルプレート３１２ｃの表面を拭うことで、ノズル面に付着した異物が除去され、ノズル面の洗浄が行なわれる。洗浄液供給部は、ノズル面を洗浄するための洗浄液をワイピング部に供給する。本実施形態では、洗浄液としてＥＤＧＡＣ（エチルジグリコールアセテート）などの有機溶剤が用いられる。
【００４０】
図７は、ヘッドユニットのノズルの目詰まりについて説明する図である。
ラインプリンター１００でＵＶインクを用いて印刷を行う際に、ノズル３８の目詰まりによるインク吐出不良が問題となる場合がある。上述したように、印刷を行う際には、搬送ユニット２０によって搬送される記録媒体１０に対して例えば第１ヘッドユニット３１からＵＶインクを吐出してインクドットを形成させる。そして、第１ヘッドユニット３１のＸ（＋）側に設けられた第１照射ユニット４１からＵＶを照射することによって、インクドットを仮硬化させる。このとき、図７に示すように、第１照射ユニット４１から照射されたＵＶは、一部が記録媒体１０の表面で反射して第１ヘッドユニット３１のインク吐出面、つまり、図４のノズルプレート３１２ｃ及びノズル３８に入射する。印刷動作中、ノズル３８からは断続的にインクドットが吐出されるため、飛散したインク飛沫などがノズルプレート３１２ｃの表面に付着して、ノズル面にはＵＶインクの薄膜が形成される。このインク薄膜に対してＵＶが照射されると、当該薄膜が硬化するため、ノズル３８が薄膜によって塞がれる場合がある。これにより、ノズル３８の目詰まりが生じて吐出不良となる。また、ノズル３８が完全には塞がれておらず、ノズル３８の目詰まりが一部だったとしても、吐出されたＵＶインクの軌道がずれてしまい、例えば、着弾位置ずれ不良や混色不良などの吐出不良となる。
【００４１】
ヘッドユニット３０のＸ方向両側に照射ユニット４０が配置されている場合、このような現象が生じやすくなる。図７の第２ヘッドユニット３２は、搬送方向の上流側（Ｘ（−）側）に配置された第１照射ユニット４１と下流側（Ｘ（＋）側）に配置された第２照射ユニット４２との両方から照射されたＵＶの反射光の影響を受けるため、ノズル３８の目詰まりが生じやすい。
【００４２】
ノズル３８の目詰まりが生じると、ＵＶインクの吐出を正常に行うことができなくなり、印刷画像の画質が悪化する。本願は、上述した反射光によるノズル面上のインク薄膜が硬化することに対して、蛍光体４７を用いて硬化を抑制し、吐出安定性の向上を実現するものである。
【００４３】
ここで、蛍光体４７とは、外部からの光のエネルギーを吸収して発光する物質のことであり、発光する光の波長は吸収する光と比べて波長が長くなる特徴を持つ。蛍光体４７が吸収する光の波長ピークと、発光する波長ピークの差（以下、ストロークシフトとも呼ぶ）が大きいほどＵＶインクに対する硬化抑制効果は高まるため、ストロークシフトが１００ｎｍ以上あるものを使用するのが好ましい。
【００４４】
図８は、蛍光体における吸収波長のピークと発光波長のピークとの関係を示すスペクトル図である。具体的には、図８は、サイアロン株式会社の『黄〜橙色蛍光体（αサイアロン）』における吸収波長のピークと発光波長のピークとの関係を示すスペクトル図である。図８に示すように、蛍光体４７としてのαサイアロンは、紫外線を吸収して、紫外線外領域の４００ｎｍよりも大きな波長の光を発光する。ピーク波長で述べると、吸収波長のピークが３９０ｎｍの紫外線を吸収して、発光波長のピークが５８６ｎｍの光に変換して発光する。
【００４５】
図５に示すように、光源５１から発した紫外線は放射状に照射されるため、光源５１から記録媒体１０に対して直接的に照射される紫外線以外はガイド部４９の内壁４９ａで反射する。この反射光が記録媒体１０で反射して、ノズル面に到達し、結果としてＵＶインクの安定吐出を妨げる可能性がある。そこで、ガイド部４９の内壁４９ａ、先端部４９ｂ、外壁４９ｃに蛍光体４７を塗布しておき、反射した紫外線の波長が蛍光体４７によってより長い波長に変換されるようにする。結果、ＵＶインクを硬化させる効果が弱まり、ノズル面に反射光が到達してＵＶインクが硬化し、ＵＶインクの安定吐出が阻害されるリスクを大幅に低減できる。ガイド部４９の内壁４９ａ、先端部４９ｂ、外壁４９ｃは紫外線を直接または間接的に反射する反射面の一例である。
【００４６】
紫外線が反射する可能性がある反射面を有する部材は、ガイド部４９だけではなく、ヘッド保持部３５（図３Ｃ参照）、記録媒体１０の支持部材としてのベルト２４（図２参照）、遮光板４８（図５参照）がある。これらの部材の反射面の全てに蛍光体４７を形成することが好ましい。また、本実施形態では、記録媒体１０も紫外線を反射するおそれがあることから、記録媒体１０に対して、紫外線吸収剤を含む媒体を塗布する。紫外線吸収剤を含む媒体の塗布については後述する。
【００４７】
ヘッド保持部３５とは、図３Ｃに示すように短尺ヘッド３７の周囲に設置された部材のことである。上述した反射面となるヘッド保持部３５の表面とは、ノズル面と平行な面３５ａ及びその面３５ａに直角な面３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅのことである。すなわち、ヘッド保持部３５の面３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ，３５ｅには蛍光体４７を形成することが好ましい。
【００４８】
遮光板４８とは、図５に示すように、例えば、第１照射ユニット４１に対して上流側と下流側とに配置されている。これにより、第１照射ユニット４１を出る反射光が上流側の第１ヘッドユニット３１（図２参照）や下流側の第２ヘッドユニット３２（図２参照）に到達するのを防ぐ役割を果たす。遮光板４８の表面には蛍光体４７を形成する。図５では、遮光板４８は第１照射ユニット４１の上流側と下流側とに１枚ずつ計２枚となっているが、遮光板４８は２枚に限られず、また遮光板４８がガイド部４９と一体化されている、あるいはヘッド保持部３５と一体化されていてもよい。なお、遮光板４８は、第２ヘッドユニット３２と第２照射ユニット４２との間にも配置される。また、第５照射ユニット４５（図２参照）の上流側にも遮光板４８を配置してもよい。
【００４９】
蛍光体４７は粉末状であるため、蛍光体４７を溶媒に分散あるいは溶解させて部材表面に塗布する、もしくは蛍光体４７の紛体に焼結などの加工を施した後、接着剤などを用いて部材表面に蛍光体４７を固定する。
【００５０】
１−８．プライマユニット
プライマユニット８０は、記録媒体１０に紫外線吸収剤を含む媒体を塗布する塗布装置である。図２に示すように、プライマユニット８０はヘッドユニット３０及び照射ユニット４０の上流側（Ｘ（−）側）に位置する。記録媒体１０に紫外線吸収剤を含む媒体を塗布することで、照射ユニット４０から照射される紫外線が記録媒体１０に反射してヘッドユニット３０に向かってしまうことを抑制することができる。なお、紫外線吸収剤の代わりに蛍光体４７を含む媒体を塗布しても同様の効果が期待できる。媒体は紫外線吸収剤を溶解させる例えば有機溶媒である。
【００５１】
１−９．ＵＶインクについて
本実施形態で印刷に用いられる紫外線硬化型インク（ＵＶインク）としては、特開２０１４−１９５８９２に記述されているようなインク組成物を用いるのが一般的である。当該インク組成物は、光重合開始剤、光重合開始剤の作用によって重合する重合性化合物、色材を含んで構成される。また、これらの組成物以外に、色材として顔料を用いた場合に顔料を分散させる分散剤、記録媒体に対するインク組成物の濡れ性を改善するための界面活性剤を含むレベリング剤、インク組成物を安定的に保存するための重合禁止剤、定着剤、防黴剤、防腐剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、キレート剤、ｐＨ調整剤、増粘剤などの添加物を含んでいてもよい。
【００５２】
ヘッドユニット３０の短尺ヘッド３７のノズル３８からＵＶインクを液滴として安定的に吐出するために求められるＵＶインクの物性としては、２０℃で粘度が１５ｍＰａ（ミリパスカル）・ｓ（秒）以下であることが好ましく、９〜１４ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。
【００５３】
上記第１実施形態のラインプリンター１００によれば、照射ユニット４０の反射面としてのガイド部４９の表面及び遮光板４８の表面並びにベルト２４の表面に蛍光体４７が形成されているため、これらの反射面に入射した紫外線は、より波長が長い光に変換されて反射される。したがって、これらの反射面で反射した光がヘッドユニット３０のノズル面に入射してもＵＶインクを硬化させないため、ノズル面におけるノズル３８の目詰まりを防ぐことができる。また、ノズル面においてノズル３８の回りに付着したＵＶインクが硬化しないので、ノズル３８から吐出されるＵＶインクの軌道ずれを防ぐことができる。すなわち、ヘッドユニット３０のノズル３８からＵＶインクを安定的に吐出して記録媒体１０に画像などの情報を記録することが可能なラインプリンター１００を提供することができる。
【００５４】
２．第２実施形態
２−１．記録装置
次に、第２実施形態の記録装置について図９を参照して説明する。上記第１実施形態では、記録装置として、媒体が直線上に搬送されるラインプリンター１００について説明したが、記録装置の構成はこれに限られるものではない。第２実施形態の記録装置は、搬送ドラムを回転させることによって長尺の記録媒体を搬送しながらＵＶインクを吐出するドラム搬送式ラインプリンターである。
【００５５】
図９は、第２実施形態の記録装置としてのドラム搬送式ラインプリンターの構成を示す側面図である。第２実施形態のドラム搬送式ラインプリンターにおいて、上記第１実施形態のラインプリンター１００と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。また、上記第１実施形態のラインプリンター１００と異なる構成について、以降、説明する。
【００５６】
図９に示すように、本実施形態の記録装置としてのドラム搬送式ラインプリンター２００は、複数のヘッドユニット３０、複数の照射ユニット４０、プライマユニット８０、ロール状に巻かれて供給される長尺の記録媒体１０Ｂを搬送する搬送ユニット２２０を備えている。搬送ユニット２２０は、上流側搬送ローラー２６ａ及び下流側搬送ローラー２６ｂと、長尺の記録媒体１０Ｂを周面にて搬送する搬送ドラム２７とを有する。不図示の搬送モーターが回転すると、上流側搬送ローラー２６ａ及び下流側搬送ローラー２６ｂが回転し、搬送ドラム２７が回転する。搬送ドラム２７の周面に沿わされて上流側搬送ローラー２６ａ及び下流側搬送ローラー２６ｂにて押圧支持された記録媒体１０Ｂは、搬送ドラム２７の回転に伴って図９の時計回り方向（正方向）に搬送される。すなわち、記録媒体１０Ｂの搬送方向は搬送ドラム２７の回転方向（ドラムの周面の方向）である。なお、搬送ユニット２２０による媒体搬送速度（搬送ドラム２７の回転速度）は、コントローラー６０によって所定の速度（ほぼ一定の速度）になるように制御される。また、搬送ドラム２７を反時計回り方向に回転させることで逆方向に記録媒体１０Ｂを搬送させることも可能である。
【００５７】
搬送ドラム２７の外側には、上流側搬送ローラー２６ａ及び下流側搬送ローラー２６ｂの間に、搬送ドラム２７の周面と対向してプライマユニット８０、ヘッドユニット３０、及び、照射ユニット４０が設けられる。搬送ドラム２７の回転により搬送された記録媒体１０Ｂは、プライマユニット８０で紫外線吸収剤を塗布された後、ヘッドユニット３０などと対向する印刷領域にて印刷されながら搬送方向の下流側へと搬送される。すなわち、搬送ドラム２７が記録媒体１０Ｂを搬送することによって、記録媒体１０Ｂがヘッドユニット３０に対して搬送方向に移動する。なお、搬送中の記録媒体１０Ｂは、搬送ドラム２７の表面の摩擦力によって搬送ドラム２７に支持されている。つまり、搬送ドラム２７は記録媒体１０Ｂを曲面状に支持する支持部材でもある。
【００５８】
本実施形態のドラム搬送式ラインプリンター２００では、搬送ドラム２７の曲面（周面）に沿って、搬送方向の上流側から順に、第１ヘッドユニット３１、第１照射ユニット４１、第２ヘッドユニット３２、第２照射ユニット４２、第３ヘッドユニット３３、第３照射ユニット４３、第４ヘッドユニット３４、第４照射ユニット４４が配置されている。本実施形態において、第１照射ユニット４１、第２照射ユニット４２、第３照射ユニット４３がＵＶインクを仮硬化させる仮硬化用照射部であり、第４照射ユニット４４がＵＶインクを本硬化させる本硬化用照射部である。なお、ヘッドユニット３０の数および照射ユニット４０の数はそれぞれ４つに限られず、印刷に使用されるＵＶインクの色の種類や記録装置の仕様などに応じて適宜変更可能である。
【００５９】
ヘッドユニット３０、照射ユニット４０の構造自体は上記第１実施形態のラインプリンター１００と同様である。よって、ドラム搬送式ラインプリンター２００においても、紫外線が反射する可能性がある部材の反射面の全てに蛍光体４７を形成することが好ましい。具体的には、反射面を有する部材として、ガイド部４９（図５参照）、ヘッド保持部３５（図３Ｃ参照）、記録媒体１０Ｂの支持部材としての搬送ドラム２７、遮光板４８（図５参照）がある。本実施形態では、記録媒体１０Ｂも紫外線を反射するおそれがあることから、記録媒体１０Ｂに対して、プライマユニット８０から紫外線吸収剤を含む媒体を塗布するとしているが、紫外線吸収剤の代わりに蛍光体４７を含む媒体を塗布しても同様の効果が期待できる。
【００６０】
上記第２実施形態のドラム搬送式ラインプリンター２００によれば、ヘッドユニット３０のノズル３８からＵＶインクを安定的に吐出して長尺の記録媒体１０Ｂに画像などの情報を記録することが可能なドラム搬送式ラインプリンター２００を提供することができる。
【００６１】
３．第３実施形態
３−１．記録装置
次に、第３実施形態の記録装置について図１０を参照して説明する。上記第１実施形態では、記録媒体１０が直線上に搬送されるラインプリンター１００（図２参照）について、上記第２実施形態では、搬送ドラム２７を回転させることによって長尺の記録媒体１０Ｂを搬送しながらＵＶインクを吐出するドラム搬送式ラインプリンター２００（図９参照）について説明したが、記録装置の構成はこれに限られるものではない。第３実施形態の記録装置は、記録媒体の搬送方向に対して直交する方向に吐出ヘッドとしてのヘッドユニット３０を往復移動しながらＵＶインクを吐出するシリアルプリンターである。第３実施形態のシリアルプリンターにおいて、上記第１実施形態のラインプリンター１００と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６２】
図１０は、第３実施形態の記録装置としてのシリアルプリンターの構成を示す斜視図である。本実施形態のシリアルプリンター３００は、所定の方向に移動するキャリッジ１２０にヘッドユニット３０が搭載されており、キャリッジ１２０の移動に伴ってヘッドユニット３０が移動することにより記録媒体１０上にＵＶインクの液滴を吐出する印刷装置である。以降、説明上において、キャリッジ１２０が搬送される方向をＸ方向とする。Ｘ方向は記録媒体１０の幅方向でもある。また、搬送方向における上流側をＹ（＋）とし、下流側をＹ（−）とする。つまり、記録媒体１０はＹ（−）側に搬送される。また、ヘッドユニット３０からＵＶインクが吐出される方向（重力方向）をＺ（−）とし、逆方向をＺ（＋）とする。
【００６３】
図１０に示すように、シリアルプリンター３００は、ヘッドユニット３０と、ヘッドユニット３０のＹ（＋）側に配置されているプライマユニット８０と、ヘッドユニット３０とプライマユニット８０を搭載するキャリッジ１２０と、Ｘ方向においてヘッドユニット３０を挟んで両側に配置されている照射ユニット４０と、ヘッドユニット３０の下方に配置され記録媒体１０が搬送される際の支持部材であるプラテン１２１と、キャリッジ１２０を記録媒体１０の幅方向（Ｘ方向）に移動させるキャリッジ移動機構１２２と、記録媒体１０をＹ方向に搬送する記録媒体送り機構１２３と、を有するものである。なお、シリアルプリンター３００は、図示しないインク収容体をキャリッジ１２０以外の場所に着脱可能に装着している。
【００６４】
コントローラー６０は、上述したキャリッジ１２０、プライマユニット８０、ヘッドユニット３０、キャリッジ移動機構１２２、媒体送り機構１２３などの各動作の実行タイミングなどを制御したり、連携させたりする実行動作を行うことができる。
【００６５】
図１１は、第３実施形態のシリアルプリンターにおけるキャリッジの基本構造を示した側面図である。詳しくは、図１１は、キャリッジ１２０をＹ（＋）方向に見た図である。キャリッジ１２０は、記録媒体１０の幅方向（Ｘ方向）に並んだ４つのヘッドユニット３０と、４つのヘッドユニット３０のＹ（＋）側に配置されたプライマユニット８０（図示省略）と、４つのヘッドユニット３０を挟んで両側に配置された照射ユニット４０と、から構成されている。４つのヘッドユニット３０は、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｋ）の４色のＵＶインクを吐出する。なお、キャリッジ１２０に搭載されるヘッドユニット３０の数は、４つに限定されるものではない。また、本実施形態におけるヘッドユニット３０は、キャリッジ１２０をＸ方向から見たときに、例えば４個の短尺ヘッド３７を含むものである。
【００６６】
印刷プロセスとしては、まずキャリッジ１２０がＸ方向に移動している最中にプライマユニット８０から紫外線吸収剤が記録媒体１０に向けて噴射される。次に、紫外線吸収剤が噴射された記録媒体１０上にヘッドユニット３０からＵＶインクが吐出される。着弾したＵＶインクは、キャリッジ１２０のＸ方向の移動に伴ってＵＶインクの上に移動してきた照射ユニット４０から照射される紫外線によって、硬化される。
【００６７】
ヘッドユニット３０、照射ユニット４０の構造自体は上記第１実施形態のラインプリンター１００と同様である。よって、シリアルプリンター３００においても、紫外線が反射する可能性がある部材の反射面の全てに蛍光体４７を形成することが好ましい。具体的には、反射面を有する部材としては、ガイド部４９、ヘッド保持部３５（図３Ｃ参照）、記録媒体１０の支持部材としてのプラテン１２１がある。本実施形態では、記録媒体１０も紫外線を反射するおそれがあることから、記録媒体１０に対して、プライマユニット８０から紫外線吸収剤を含む媒体を塗布するとしているが、紫外線吸収剤の代わりに蛍光体４７を含む媒体を塗布しても同様の効果が期待できる。
【００６８】
蛍光体４７は粉末状であるため、蛍光体４７を溶媒に分散あるいは溶解させて部材表面に塗布する、もしくは蛍光体４７の紛体に焼結などの加工を施した後、接着剤などを用いて部材表面に蛍光体４７を固定する。
【００６９】
上記第３実施形態のシリアルプリンター３００によれば、ヘッドユニット３０のノズル３８からＵＶインクを安定的に吐出して記録媒体１０に画像などの情報を記録することが可能なシリアルプリンター３００を提供することができる。
【００７０】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、上述した実施形態に種々の変更や改良などを加えることが可能である。
【００７１】
以下に、上記実施形態から導き出される内容を記載する。
【００７２】
本願の記録装置は、記録媒体に向けて紫外線硬化型のインクを液滴として吐出可能なノズルが形成されたノズル面を有する吐出ヘッドと、インクが吐出された記録媒体に向けて紫外線を照射可能な照射部と、吐出ヘッドと照射部とが位置する印刷領域に配置され、照射部から照射された紫外線を直接または間接的に反射する反射面を有する部材と、反射面に配置された蛍光体と、を備えたことを特徴とする。
【００７３】
本願の構成によれば、部材の反射面で反射した紫外線の波長が蛍光体によって、より長い波長に変換され、インクを硬化させる効果が弱まる。したがって、部材の反射面で反射した紫外線が、吐出ヘッドのノズル面に入射しても、ノズル内およびノズル近傍のインクが硬化し難くなり、ノズル内およびノズル近傍のインクが硬化することによる吐出不良の発生を低減することができる。すなわち、紫外線硬化型のインクを吐出ヘッドのノズルから安定的に吐出し、吐出されたインクに照射部から紫外線を照射して硬化させることにより、文字や画像などの情報を記録媒体に記録可能な記録装置を提供することができる。
【００７４】
上記の記録装置において、蛍光体は、照射部から照射され、蛍光体に入射した紫外線の波長範囲における強度のピーク波長を１００ｎｍ以上長い波長に変換することが好ましい。
このような構成によれば、部材の反射面で反射し蛍光体によってピーク波長が１００ｎｍ以上長い波長に変換された光がインクに照射されると、インクは硬化し難い。蛍光体の種類によるが、ピーク波長が１００ｎｍ以上長い波長になれば、蛍光体に入射する紫外線の波長範囲と蛍光体が紫外線を吸収した後に発する光の波長範囲が重なる範囲が小さくなり、蛍光体の波長変換による紫外線硬化型のインクに対する硬化抑制効果が大きくなる。
【００７５】
上記の記録装置において、照射部は、波長範囲が２２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の紫外線を発する光源としての発光ダイオードを備えることが好ましい。
このような構成によれば、発光ダイオードは入力電流の大きさを制御することによって、照射エネルギーを容易に変更可能であるため、紫外線硬化型のインクを所望の硬さに硬化させることができる。
【００７６】
上記の記録装置において、照射部は、光源と、光源を囲むように配置され、光源から発した紫外線を記録媒体に向けて案内するガイド部とを備え、反射面を有する部材の１つがガイド部であることが好ましい。
このような構成によれば、光源から記録媒体に対して直接的に照射される紫外線以外はガイド部の反射面で反射する。ガイド部の反射面で反射した光の波長は、反射面に配置された蛍光体によって紫外線の波長よりも長くなる。したがって、ガイド部の反射面で反射した光による紫外線硬化型のインクに対する硬化抑制効果が得られる。
【００７７】
上記の記録装置において、吐出ヘッドを保持するヘッド保持部を備え、反射面を有する部材の１つがヘッド保持部であることが好ましい。
このような構成によれば、ヘッド保持部の反射面で反射した光の波長は、反射面に配置された蛍光体によって紫外線の波長よりも長くなる。したがって、ヘッド保持部の反射面で反射した光による紫外線硬化型のインクに対する硬化抑制効果が得られる。
【００７８】
上記の記録装置において、照射部から照射された紫外線のうち、記録媒体で反射してノズル面へ向かう紫外線を遮光する遮光板を備え、反射面を有する部材の１つが遮光板であることが好ましい。
このような構成によれば、記録媒体で反射してノズル面に照射される紫外線を遮光板により遮光することができる。また、遮光板の反射面で反射した光の波長は、反射面に配置された蛍光体によって紫外線の波長よりも長くなる。したがって、遮光板の反射面で反射した光による紫外線硬化型のインクに対する硬化抑制効果が得られる。
【００７９】
上記の記録装置において、記録媒体を支持する支持部材を備え、反射面を有する部材の１つが支持部材であることが好ましい。
このような構成によれば、支持部材の反射面で反射した光の波長は、反射面に配置された蛍光体によって紫外線の波長よりも長くなる。したがって、支持部材の反射面で反射した光による紫外線硬化型のインクに対する硬化抑制効果が得られる。
【００８０】
上記の記録装置において、吐出ヘッドからインクを吐出する前に、記録媒体に紫外線吸収剤を含む媒体を塗布する塗布装置を備えることが好ましい。
このような構成によれば、紫外線硬化型のインクが吐出されない部分の記録媒体で反射する紫外線は、紫外線吸収剤に吸収されるため、記録媒体で反射してノズル面に向かう紫外線量を低減することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１０，１０Ｂ…記録媒体、２０…搬送ユニット、２４…支持部材としてのベルト、２７…支持部材としての搬送ドラム、３０…吐出ヘッドとしてのヘッドユニット、３５…ヘッド保持部、４０…照射部としての照射ユニット、４７…蛍光体、４８…遮光板、４９…ガイド部、５０…検出器群、６０…コントローラー、７０…クリーニング機構、８０…塗布装置としてのプライマユニット、１００…記録装置としてのラインプリンター、１１０…コンピューター、１２０…キャリッジ、１２１…支持部材としてのプラテン、２００…記録装置としてのドラム搬送式ラインプリンター、３００…記録装置としてのシリアルプリンター。
【図１】
2020066203.tif 000003
【図２】
2020066203.tif 000004
【図３Ａ】
2020066203.tif 000005
【図３Ｂ】
2020066203.tif 000006
【図３Ｃ】
2020066203.tif 000007
【図４】
2020066203.tif 000008
【図５】
2020066203.tif 000009
【図６】
2020066203.tif 000010
【図７】
2020066203.tif 000011
【図８】
2020066203.tif 000012
【図９】
2020066203.tif 000013
【図１０】
2020066203.tif 000014
【図１１】
2020066203.tif 000015