(57)【要約】【課題】装置の小型化を図る。【解決手段】本発明のヘッドは、ノズルプレートを備えたヘッドであって、ノズルプレートに、電磁波を照射すると硬化する流体を噴射するためのノズル孔と、前記電磁波を照射するための照射部とが形成されていることを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルプレートを備えたヘッドであって、
前記ノズルプレートに、電磁波を照射すると硬化する流体を噴射するためのノズル孔と、前記電磁波を照射するための照射部とが形成されている
ことを特徴とするヘッド。
【請求項２】
請求項１に記載のヘッドであって、
前記ノズルプレートには、複数の前記ノズル孔が所定方向に並んで構成されたノズル列が前記所定方向と交差する方向に少なくとも２個配置されており、
前記照射部は、前記ノズル列と前記ノズル列との間に、位置している
ことを特徴とするヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のヘッドであって、
前記ノズルプレートは、半導体基板から形成されており、
前記照射部は、前記半導体基板に対して半導体プロセスによる加工を施すことによって、形成される
ことを特徴とするヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のヘッドであって、
前記照射部が半導体レーザーであることを特徴とするヘッド。
【請求項５】
請求項４に記載のヘッドであって、
前記照射部が、分布ブラッグ反射鏡を利用した半導体レーザーであることを特徴とするヘッド。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のヘッドであって、
前記ノズルプレートには、複数の前記ノズル孔が所定方向に並んで形成されており、
複数の前記ノズル孔のそれぞれに対して、各前記ノズル孔の前記所定方向と交差する方向に前記半導体レーザーが配置されている
ことを特徴とするヘッド。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれかに記載のヘッドであって、
前記照射部がＬＥＤであることを特徴とするヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載のヘッドであって、
前記照射部と前記ノズル孔との間に、前記電磁波を吸収する吸収材が設けられていることを特徴とするヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波を照射すると硬化する流体を噴射するためのヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁波（例えば、紫外線（ＵＶ）や可視光など）の照射によって硬化する流体（例えばＵＶインクなど）を噴射する流体噴射装置が知られている。このような流体噴射装置では、ノズルから媒体に流体を噴射した後、媒体に形成されたドットに電磁波を照射する。これにより、ドットが硬化して媒体に定着する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１５８７９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＵＶインクで形成したドットに電磁波を照射すれば、インクの滲みを防止することができる。そこで、ＵＶインクを噴射するヘッドを移動させるキャリッジに、電磁波を照射する照射部を設けることが考えられる。  
しかし、単にキャリッジに照射部を取り付けただけでは、キャリッジが大型化してしまい、流体噴射装置全体が大型化してしまう。また、キャリッジを有する流体噴射装置に限らず、ラインプリンターのようにヘッドが固定された流体噴射装置においても、ヘッドと照射部とを別々に装置に取り付けると、装置が大型化してしまう。  
そこで、本発明は、装置を大型化させずに済むヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための主たる発明は、ノズルプレートを備えたヘッドであって、前記ノズルプレートに、電磁波を照射すると硬化する流体を噴射するためのノズル孔と、前記電磁波を照射するための照射部とが形成されていることを特徴とするヘッドである。  
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】プリンター１の全体構成のブロック図である。
【図２】図２Ａは、プリンター１の全体構成の概略図である。また、図２Ｂは、プリンター１の全体構成の横断面図である。
【図３】図３Ａは、ヘッド４１の断面図である。図３Ｂは、ノズルプレート４１２Ｃの下表面の説明図である。
【図４】半導体レーザーの構造の説明図である。
【図５】第１実施形態のノズルプレートの製造工程の説明図である。
【図６】図６Ａ〜図６Ｄは、ドット形成時の動作の説明図である。
【図７】インターレース印刷の説明図である。
【図８】オーバーラップ印刷の説明図である。
【図９】比較例のヘッドの構成の説明図である。
【図１０】第１実施形態の別の構成の説明図である。
【図１１】図１１Ａは、第２実施形態のノズルプレートの下表面の説明図である。図１１Ｂは、第２実施形態のノズルプレートのノズル周辺の構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
【０００８】
ノズルプレートを備えたヘッドであって、前記ノズルプレートに、電磁波を照射すると硬化する流体を噴射するためのノズル孔と、前記電磁波を照射するための照射部とが形成されていることを特徴とするヘッドが明らかになる。これにより、装置の小型化を図ることが可能になる。
【０００９】
また、前記ノズルプレートには、複数の前記ノズル孔が所定方向に並んで構成されたノズル列が前記所定方向と交差する方向に少なくとも２個配置されており、前記照射部は、前記ノズル列と前記ノズル列との間に、位置していることが望ましい。これにより、滲みを抑制できる。
【００１０】
前記ノズルプレートは、半導体基板から形成されており、前記照射部は、前記半導体基板に対して半導体プロセスによる加工を施すことによって、形成されることが望ましい。これにより、ノズルプレートとは別に照射部を構成してから照射部をノズルプレートに取り付けた場合と比較して、ノズルと媒体との間隔を広げずに済むヘッドを提供できる。
【００１１】
前記照射部が半導体レーザーであることが望ましい。これにより、照射部が照射する電磁波の指向性が高くなる。
【００１２】
また、前記照射部が、分布ブラッグ反射鏡を利用した半導体レーザーであることが望ましい。これにより、ノズルプレートと垂直な方向に電磁波を照射する半導体レーザーを半導体プロセスによってノズルプレート上に形成することができる。
【００１３】
また、前記ノズルプレートには、複数の前記ノズル孔が所定方向に並んで形成されており、複数の前記ノズル孔のそれぞれに対して、各前記ノズル孔の前記所定方向と交差する方向に前記半導体レーザーが配置されていることが望ましい。これにより、ドット形成動作の際に、各半導体レーザーが、各ノズルにより形成されたドットに、それぞれ電磁波を照射することができる。
【００１４】
また、前記照射部がＬＥＤであることが望ましい。このような構成であっても、ノズルプレート上に電磁波を照射する照射部を形成することができる。
【００１５】
また、前記照射部と前記ノズル孔との間に、前記電磁波を吸収する吸収材が設けられていることが望ましい。これにより、ノズル内の流体の硬化を抑制できる。
【００１６】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜インクジェットプリンターの構成＞
図１は、本実施形態のプリンター１の全体構成のブロック図である。また、図２Ａは、本実施形態のプリンター１の全体構成の概略図である。また、図２Ｂは、本実施形態のプリンター１の全体構成の横断面図である。以下、本実施形態のプリンターの基本的な構成について説明する。
【００１７】
本実施形態のプリンター１は、搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０、検出器群５０、コントローラー６０及び硬化用照射部７０を有する。外部装置であるコンピューター１１０から印刷データを受信したプリンター１は、コントローラー６０によって各ユニット（搬送ユニット２０、キャリッジユニット３０、ヘッドユニット４０及び硬化用照射部７０）を制御する。コントローラー６０は、コンピューター１１０から受信した印刷データに基づいて、各ユニットを制御し、媒体（例えば、紙、フィルム、布など）に画像を印刷する。プリンター１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。
【００１８】
搬送ユニット２０は、媒体を所定の方向（以下、搬送方向という）に搬送させるためのものである。この搬送ユニット２０は、給紙ローラー２１と、搬送モーター２２（ＰＦモーターとも言う）と、搬送ローラー２３と、プラテン２４と、排紙ローラー２５とを有する。給紙ローラー２１は、紙挿入口に挿入された紙などの媒体をプリンター内に給紙するためのローラーである。搬送ローラー２３は、給紙ローラー２１によって給紙された媒体を印刷可能な領域まで搬送するローラーであり、搬送モーター２２によって駆動される。プラテン２４は、印刷中の媒体を支持する。排紙ローラー２５は、媒体をプリンターの外部に排出するローラーであり、印刷可能な領域に対して搬送方向下流側に設けられている。
【００１９】
キャリッジユニット３０は、ヘッドを所定の方向（以下、移動方向という）に移動（「走査」とも呼ばれる）させるためのものである。キャリッジユニット３０は、キャリッジ３１と、キャリッジモーター３２（ＣＲモーターとも言う）とを有する。キャリッジ３１は、移動方向に往復移動可能であり、キャリッジモーター３２によって駆動される。
【００２０】
ヘッドユニット４０は、媒体にインクを噴射するためのものである。ヘッドユニット４０は、複数のノズルを有するヘッド４１を備える。このヘッド４１はキャリッジ３１に設けられているため、キャリッジ３１が移動方向に移動すると、ヘッド４１も移動方向に移動する。そして、ヘッド４１が移動方向に移動中にインクを断続的に噴射することによって、移動方向に沿ったドットライン（ラスタライン）が媒体に形成される。ヘッド４１が噴射するインクは、不図示のインクカートリッジからチューブを介してヘッド４１へ供給される。但し、インクカートリッジはキャリッジ３１に装着されても良い。
【００２１】
なお、本実施形態では、ヘッド４１は、ＵＶインクを噴射する。ＵＶインクとは、紫外線（ＵＶ光）が照射されると硬化するインクである。
【００２２】
検出器群５０には、リニア式エンコーダ５１、ロータリー式エンコーダ５２、紙検出センサー５３、および光学センサー５４等が含まれる。リニア式エンコーダ５１は、キャリッジ３１の移動方向の位置を検出する。ロータリー式エンコーダ５２は、搬送ローラー２３の回転量を検出する。紙検出センサー５３は、給紙中の紙の先端の位置を検出する。光学センサー５４は、キャリッジ３１に取付けられている発光部と受光部により、紙の有無を検出する。そして、光学センサー５４は、キャリッジ３１によって移動しながら紙の端部の位置を検出し、紙の幅を検出することができる。また、光学センサー５４は、状況に応じて、紙の先端（搬送方向下流側の端部であり、上端ともいう）・後端（搬送方向上流側の端部であり、下端ともいう）も検出できる。
【００２３】
コントローラー６０は、プリンターの制御を行うための制御ユニット（制御部）である。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。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とプリンター１との間でデータの送受信を行う。ＣＰＵ６２は、プリンター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等の記憶素子を有する。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を介して各ユニットを制御する。
【００２４】
硬化用照射部７０は、ＵＶインクを硬化させるための紫外線（ＵＶ光）を照射する照射部である。本実施形態の硬化用照射部７０は、仮硬化用照射部７１と、本硬化用照射部７２とを有する。仮硬化用照射部７１は、ヘッド４１のノズルプレート（後述）に形成されおり、印刷領域（移動中のヘッド４１と対向する領域）においてＵＶインクで形成されたドットを硬化させる。この仮硬化用照射部７１については、後で詳述する。本硬化用照射部７２は、メタルハライドランプによって構成されており、印刷領域よりも搬送方向下流側で、排紙されてくる媒体上のドット（ＵＶインクで形成されたドット）を硬化させる。本硬化用照射部７２は、紙幅分の照射領域を有しているので、排紙されてくる媒体が本硬化用照射部７２を通過すれば、ＵＶインクを本硬化させることが可能である。
【００２５】
ドットを仮硬化させることによって、ドットの表面は硬化する。これにより、ドット同士のインクの滲みを防止できる。但し、仮硬化の段階では、ドットの内部までは完全に硬化していない。仮硬化時のＵＶ光の照射量が少なければ、ドットの表面を硬化させつつ、ドットの径の広がりを進行させ続けることができる。一方、仮硬化時のＵＶ光の照射量が多ければ、ドットの表面を硬化させるとともに、ドットの径の広がりも止めることが可能である。なお、照射量（ｍＪ/ｃｍ２）とは、照射エネルギー（ｍＷ/ｃｍ２）と照射時間（ｓｅｃ）との積のことである。
【００２６】
ドットを本硬化させることによって、ドットは内部まで完全に固化する。本硬化のために照射されるＵＶ光の照射量は、仮硬化時の照射量と比べて、多くする必要がある。そのために、本硬化用照射部７２は、半導体レーザーやＬＥＤではなく、メタルハライドランプによって構成されるのである。
【００２７】
＜ヘッド４１の構成＞
図３Ａは、ヘッド４１の断面図である。ヘッド４１本体は、ケース４１１と、流路ユニット４１２と、ピエゾ素子群ＰＺＴとを有する。
【００２８】
ケース４１１は、ピエゾ素子群ＰＺＴを収納している。ケース４１１の下面には、流路ユニット４１２が接合されている。また、ケース４１１の内部には、流路ユニット４１２（詳しくは流路ユニット４１２の共通インク室４１２Ｆ）にインクを供給するためのインク供給管が形成されている（図中の点線）。
【００２９】
流路ユニット４１２は、流路形成板４１２Ａと、弾性板４１２Ｂと、ノズルプレート４１２Ｃとを有する。流路形成板４１２Ａには、圧力室４１２Ｄとなる溝部、ノズル連通口４１２Ｅとなる貫通口、共通インク室４１２Ｆとなる貫通口、インク供給路４１２Ｇとなる溝部が形成されている。弾性板４１２Ｂはピエゾ素子ＰＺＴの先端が接合されるアイランド部４１２Ｈを有する。そして、アイランド部４１２Ｈの周囲には弾性膜４１２Ｉ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インクが、共通インク室４１２Ｆを介して、各ノズルＮｚに対応した圧力室４１２Ｄに供給される。
【００３０】
ノズルプレート４１２Ｃは、ノズルＮｚとなるノズル孔が形成されたプレートである。本実施形態では、このノズルプレート４１２Ｃに前述の仮硬化用照射部７１も形成されている（但し、図３Ａでは仮硬化用照射部７１は不図示）。このノズルプレート４１２Ｃの構成については、後で詳述する。
【００３１】
ピエゾ素子群ＰＺＴは、櫛歯状の複数のピエゾ素子（駆動素子）を有し、ノズルＮｚに対応する数だけ設けられている。ヘッド制御部ＨＣなどが実装された配線基板（不図示）によって、ピエゾ素子に駆動信号ＣＯＭが印加され、駆動信号ＣＯＭの電位に応じてピエゾ素子が伸縮する。ピエゾ素子ＰＺＴが伸縮すると、アイランド部４１２Ｈが弾性膜４１２Ｉとともに上下に変位し、圧力室４１２Ｄが収縮・膨張する。圧力室４１２Ｄが収縮すると圧力室４１２Ｄの中のインクの圧力が上昇し、圧力室４１２Ｄが膨張すると圧力室４１２Ｄの中のインクの圧力が下降する。コントローラー６０は、ピエゾ素子ＰＺＴへ印加する駆動信号ＣＯＭを制御することによって、圧力室４１２Ｄのインクの圧力を変化させ、ノズルからインク滴を噴射する。
【００３２】
＜ノズルプレートの構成＞
図３Ｂは、ノズルプレート４１２Ｃの下表面の説明図である。  
ノズルプレート４１２Ｃの下面には、４色のノズル列が色ごとに設けられている。ここでは、ブラックノズル列Ｋ、シアンノズル列Ｃ、マゼンタノズル列Ｍ、イエローノズル列Ｙが設けられている。４個のノズル列は、移動方向に並んでいる。  
各ノズル列は、ＵＶインクを噴射する噴射口であるノズルを１８０個備えている。但し、ここでは、説明を簡単にするために、各ノズル列は４個のノズルを備えていることにする。図中には、ノズルが白丸で示されている。各ノズル列の４個のノズルは、搬送方向に沿って、所定の間隔で並んでいる。ここでは、ノズルピッチは１／１８０インチとする。
【００３３】
ノズルプレート４１２Ｃの下面には、さらに仮硬化用照射部７１として５個の照射部群７１Ａ〜７１Ｅが設けられている。５個の照射部群は、照射部群とノズル列とが移動方向に交互に並ぶように、ノズルプレート上に配置されている。つまり、第１照射部群７１Ａと第２照射部群７１Ｂとの間にはブラックノズル列Ｋが配置され、第２照射部群７１Ｂと第３照射部群７１Ｃとの間にはシアンノズル列Ｃが配置され、第３照射部群７１Ｃと第４照射部群７１Ｄとの間にはマゼンタノズル列Ｍが配置され、第４照射部群７１Ｄと第５照射部群７１Ｅとの間にはイエローノズル列Ｋが配置される。
【００３４】
各照射部群は、４個（実際には１８０個）の照射部７１１を備えている。図中には、照射部が黒四角で示されている。各照射部群の４個の照射部７１１は、搬送方向に沿って、ノズルピッチと同じ間隔で並んでいる。また、各照射部７１１は、各ノズルと移動方向に並ぶように、配置されている。言い換えると、各照射部７１１は、各ノズルと対応付けられて、配置されている。
【００３５】
本実施形態では、各照射部７１１に、ＵＶ光を照射する半導体レーザーが用いられている。各照射部には、半導体レーザーが１個若しくは複数個設けられている。
【００３６】
本実施形態の半導体レーザーは、ノズルプレート４１２Ｃの面と垂直な方向にＵＶ光を照射する必要があるため、次のような構成の面発光レーザーがノズルプレート４１２Ｃ上に形成されている。
【００３７】
図４は、半導体レーザーの構造の説明図である。  
本実施形態の半導体レーザーでは、半導体基板８１は、サファイア結晶（Ａｌ２Ｏ３）であり、この半導体基板８１がノズルプレート４１２Ｃの材料となる。この半導体基板８１上に、導電性のある半導体層８２が形成されている。本実施形態の半導体層８２は、ｎ型ＧａＮである。半導体層８２上には、電極８３と、分布ブラッグ反射鏡８４が形成されている。本実施形態の分布ブラック反射鏡８４は、ＡｌＧａＮ層とＧａＮ層から構成されている。分布ブラック反射鏡８４上には、Ｎ型半導体層とＰ型半導体層に挟まれた活性層８５が形成されている。本実施形態の活性層８５はＡｌＧａＮであり、発光波長は３４２ｎｍである。この層の上には、分布ブラック反射鏡８６と電極８７が形成されている。なお、電極８３や電極８７から絶縁するために、絶縁膜８８も形成されている。
【００３８】
電極８７には開口が形成されている。この開口からレーザー光（本実施形態ではＵＶ光）が照射される。このＵＶ光は指向性が高い。このため、各半導体レーザーは、その半導体レーザーと並ぶ位置にあるノズルによって形成されたドットにＵＶ光を照射することになる。なお、印刷時の照射部の動作（半導体レーザーの動作）については、後で詳述する。
【００３９】
＜ノズルプレートの製造方法＞
図５は、本実施形態のノズルプレートの製造工程の説明図である。本実施形態では、以下に説明する半導体プロセス（第１工程〜第８工程）を経て、ノズルプレート上に、半導体レーザーから構成される照射部とノズル孔とが形成される。
【００４０】
まず、第１工程において、ノズルプレート４１２Ｃの材料となる半導体基板８１（ここではサファイア結晶（Ａｌ２Ｏ３））上に、ＭＯＣＶＤやＭＢＥなどによって、導電性のある半導体層８２を積層する。  
第２工程において、半導体層８２上に、ＭＯＣＶＤやＭＢＥなどによって、分布ブラッグ反射鏡８４−活性層８５−分布ブラッグ反射鏡８６などから構成されるレーザー構造を形成する。  
第３工程において、第２工程で形成されたレーザー構造の不要な部分をエッチングで除去する。エッチング後にレーザー構造が残っている位置は、図３Ｂの照射部７１１に相当する位置である。  
第４工程において、スパッタなどによって絶縁膜８８が形成される。また、第５工程において、第４工程で形成された絶縁膜８８の不要な部分をエッチングで除去する。  
第６工程において、蒸着やスパッタリングなどによって、電極層が構成される。第７工程において、エッチングなどによって不要な電極層を除去することによって、レーザー構造の上部の電極層に開口を形成し、電極８３と電極８７とを分離する。  
第８工程において、ノズル孔をエッチングによって形成する。このノズル孔は、ノズルプレートを貫通するように形成される。ノズル孔を貫通穴として形成する必要があるため、本実施形態のようにノズルプレートの表面に半導体レーザーを形成した後にノズル孔を形成する方が、逆の順序よりも加工が容易である。
【００４１】
以上の第１工程〜第８工程の半導体プロセスを経て、本実施形態のノズルプレートが製造される。このように製造されたノズルプレートには、図３Ｂに示すような４個のノズル孔の列と５個の照射部群とが形成されている。各照射部の中には、図４に示すような半導体レーザーが１個若しくは複数個形成されている。
【００４２】
第９工程において、照射部とノズル孔が形成されたノズルプレートが、図３Ａの流路形成板４１２Ａに接着される（この第９工程は、半導体プロセスには含まれない）。なお、図５のノズルプレート４１２Ｃと図３Ａのノズルプレートは、上下逆に描かれている。第９工程では、ノズルプレート４１２Ｃと流路形成板４１２Ａとを位置合わせしながら接着する必要があるので、前述の第１工程〜第８工程の半導体プロセス中にノズルプレート４１２Ｃに位置合わせマーク（アライメントマーク）を形成しておいても良い。  
ノズルプレートの製造後、このような工程を経て、ヘッドが製造される。
【００４３】
本実施形態では、半導体プロセスによる加工を施すことによってノズルプレートに半導体レーザーを形成している。これにより、ノズルプレート上に形成された半導体レーザーは、ノズルプレートからほとんど突出していない。このため、ノズルプレートとは別に半導体レーザーユニットを構成してから半導体レーザーユニットをノズルプレートに取り付けるような場合と比べると、印刷時のノズルと媒体との間隔を広げずに済む。
【００４４】
＜印刷時の動作１＞
コントローラー１は、印刷時に、キャリッジユニット３０にキャリッジ３１を移動方向に移動させつつ、ヘッドユニット４０にノズルからインクを噴射させて媒体にドットを形成させる。以下、この動作のことを「ドット形成動作」と呼ぶ。ここで、ドット形成動作について説明する。
【００４５】
図６Ａ〜図６Ｄは、ドット形成時の動作の説明図である。図中の左右方向は、キャリッジ３１の移動方向である。ここでは、キャリッジ３１は右から左に移動している。以下の説明では、媒体上の或る画素（ドットを形成すべき目標位置）にブラックのドットとシアンのドットとを形成する場合について説明する。
【００４６】
図６Ａに示すように、キャリッジ３１の移動中に、ブラックＫのノズルＮｚからインク滴が噴射される。ブラックＫのノズルＮｚは、目標位置に到達する前に、インク滴を噴射する。このように目標位置の手前でインク滴が噴射される理由は、噴射されたインク滴が慣性によって移動方向に移動しながら媒体に到達するためである。
【００４７】
図６Ｂに示すように、ブラックＫのインク滴は、慣性によって移動方向に移動しながら媒体に到達する。このため、飛翔中のインク滴（媒体に着弾する前のインク滴）は、ほぼブラックＫのノズルＮｚと対向する位置にある。言い換えると、飛翔中のインク滴は、第１照射部群７１Ａや第２照射部群７１Ｂの照射部７１１とは対向することはない。なお、図示しないが、他のノズルから噴射されたインク滴も同様に、飛翔中に照射部７１１と対向することはない。このため、仮にインク滴の飛翔中に照射部７１１がＵＶ光を照射しても、飛翔中のインク滴にＵＶ光が照射されることはない。
【００４８】
図６Ｃに示すように、ブラックＫのインク滴は、媒体に着弾すると、ブラックのドットが媒体に形成される。ドット形成直後は未だＵＶ光が照射されていない状態なので、仮にその状態のままシアンのドットが重なって形成されると、インクの滲みが生じるかもしれない。但し、本実施形態では、ブラックのドットにシアンのドットが重なる前に、第２照射部群７１Ｂの照射部７１１がブラックのドットに対向し、ＵＶ光を照射する。これにより、ブラックのドットは、シアンのドットが重なる前に、仮硬化される。（なお、仮硬化の段階では、ドットの内部までは完全には硬化していない。ドットの内部まで完全に硬化させるためには、本硬化用照射部７２によって強いＵＶ光を照射する必要がある。）
その後、図６Ｄに示すように、仮硬化されたブラックのドットが形成された目標位置に向かって、キャリッジ３１の移動中に、シアンＣのノズルＮｚからインク滴が噴射される。ブラックの場合と同様に、シアンＣのノズルＮｚは、目標位置に到達する前に、インク滴を噴射する。
【００４９】
本実施形態では、シアンのインク滴が目標位置に着弾する前に、その目標位置に形成されたブラックのドットは仮硬化されている。このため、ブラックのドットにシアンのインク滴が着弾し、ブラックのドットの上にシアンのドットが形成されても、ブラックのインクとシアンのインクとの間での滲みは抑制される。
【００５０】
上記の説明では、キャリッジ３１が右から左に移動する場合のドット形成動作について説明をしたが、キャリッジ３１が左から右に移動する場合のドット形成動作も、ほぼ同様である。但し、この場合、第２照射部群７１Ｂの照射部７１１は、ブラックのドットの仮硬化ではなく、シアンのドットの仮硬化を行うことになる。また、この場合、ブラックのドットの仮硬化は、第１照射部群７１Ａの照射部７１１によって行われる。
【００５１】
ところで、目標位置に対するインク噴射タイミングとＵＶ光照射タイミングが異なっている。すなわち、インク噴射タイミングはノズルＮｚが目標位置に到達する前のタイミングになるのに対し、ＵＶ光照射タイミングは照射部７１１が目標位置に達するタイミングになる。このため、プリンター１の寸法誤差等の個体差に応じてインク噴射タイミングやＵＶ光照射タイミングを調整する場合には、インク噴射タイミングの調整値と、ＵＶ光照射タイミングの調整値とを別々にメモリー６３に記憶しておくのが望ましい。そして、コントローラー６０は、各調整値に基づいて、インク噴射タイミングとＵＶ光照射タイミングをそれぞれ別々に調整することが望ましい。
【００５２】
＜印刷時の動作２＞
コントローラー１は、印刷時に、前述のドット形成動作と、搬送ユニット２０に媒体を搬送方向に搬送させる搬送動作とを交互に繰り返す。以下の説明では、ドット形成動作のことを「パス」と表現し、ｎ回目に行われるパスのことを「パスｎ」と表現する。
【００５３】
図７は、インターレース印刷の説明図である。同図は、パス１〜パス４におけるノズル列の位置とドットの形成の様子を示している。ここでは、ブラックのノズル列だけに着目し、他のノズル列については説明を省略する。
【００５４】
図中の左側において、丸印で示されるノズルに対し、搬送方向下流側から順に番号を付している。また、説明の便宜上、ノズル列が媒体に対して移動しているように描かれているが、この図はノズル列と媒体との相対的な位置関係を示すものであって、実際には媒体が搬送方向に移動する。
【００５５】
図中の右側において、丸印はドットを示している。説明の都合上、各ノズルは数ドット（図中の丸印）しか形成していないように示されているが、実際には、移動方向に移動するノズルから間欠的にインク滴が噴射されるので、移動方向に多数のドットが並ぶことになる。このドットの列をラスタラインともいう。黒丸で示されるドットは、最後のパスで形成されるドットであり、白丸で示されるドットは、それ以前のパスで形成されたドットである。
【００５６】
ここでは、ノズルピッチが１／１８０インチのノズル列によって、１／５４０インチの解像度でドットを形成している。搬送方向のドット間隔をＤ（＝１／５４０インチ）とし、ノズルピッチをｋ・Ｄ（＝１／１８０インチ）とすると、ここではｋ＝３となる。
【００５７】
「インターレース印刷」は、ｋが２以上であって、１回のパスで記録されるラスタラインの間に記録されないラスタラインが挟まれるような印刷方法を意味する。例えば、図７における印刷方法では、ｋ＝３であり、１回のパスで形成されるラスタラインの間に、２本のラスタラインが挟まれている。
【００５８】
インターレース印刷では、媒体が搬送方向に一定の搬送量Ｆで搬送される毎に、各ノズルが、その直前のパスで記録されたラスタラインのすぐ上のラスタラインを記録する。このように搬送量を一定にして記録を行うためには、（１）インクを噴射可能なノズル数Ｎ（整数）はｋと互いに素の関係にあること、（２）搬送量ＦはＮ・Ｄに設定されること、が条件となる。
【００５９】
同図では、ノズル列は搬送方向に沿って配列された４個のノズルを有する。ノズル列のノズルピッチｋは３なので、インターレース印刷を行うための条件である「Ｎとｋが互いに素の関係」を満たしている。また、図中では、４個のノズルが用いられるため、媒体は搬送量４・Ｄにて搬送される。その結果、１８０ｄｐｉ（３・Ｄ）のノズルピッチのノズル列を用いて、５４０ｄｐｉ（＝Ｄ）のドット間隔にて媒体にドットが形成される。なお、実際のノズル数（１８０個）は４個よりも多いので、実際の搬送量は４・Ｄよりも多くなる。
【００６０】
インターレース印刷の場合、ノズルピッチ幅の連続するラスタラインが完成するためには、ｋ回のパスが必要となる。例えば、１８０ｄｐｉのノズルピッチのノズル列を用いて５４０ｄｐｉのドット間隔にて連続する３個のラスタラインが完成するためには、３回のパスが必要となる。同図によれば、パス１のノズル♯３が形成したラスタラインよりも搬送方向上流側に、連続的なラスタラインがドット間隔Ｄにて形成されることが示されている。
【００６１】
本実施形態によれば、図３Ｂに示すように、各照射部７１１は、各ノズルと移動方向に並ぶように配置されている。また、本実施形態の照射部７１１には、図４に示すように、指向性の高い半導体レーザーが採用されている。これにより、本実施形態によれば、各パスごとに、各パスで形成されるラスタラインだけにＵＶ光を照射することが可能になる。例えば、パス４では、照射部７１１は、白丸で示されたラスタラインにはＵＶ光を照射しないようにしつつ、黒丸で示されたラスタラインだけにＵＶ光を照射することができる。
【００６２】
もし仮に照射部７１１が指向性の低いＵＶ光を照射する光源の場合、パス４のときに、パス３で形成されたラスタラインにもＵＶ光が照射されてしまい、ラスタライン毎にＵＶ光が照射される回数が異なってしまう。その結果、ラスタライン毎にＵＶ光の総照射量が異なることになるため、ラスタライン毎のドットの形状が異なってしまい、印刷された画像の光沢が均一にならずに、画質を損なうおそれがある。
【００６３】
＜印刷時の動作３＞
図８は、オーバーラップ印刷の説明図である。  
「オーバーラップ印刷」とは、ラスタラインを複数のノズルで形成する印刷方法を意味する。例えば、図８における印刷方法では、各ラスタラインは、２個のノズルで形成されている。
【００６４】
オーバーラップ印刷では、媒体が搬送方向に一定の搬送量Ｆで搬送される毎に、各ノズルが、数ドットおきに間欠的にドットを形成する。そして、他のパスにおいて、他のノズルが既に形成されている間欠的なドットを補完するように（ドットの間を埋めるように）ドットを形成することにより、１個のラスタラインが複数のノズルにより形成される。このようにＭ回のパスにて１個のラスタラインが形成される場合、「オーバーラップ数Ｍ」と定義する。  
同図では、各ノズルは１ドットおきに間欠的にドットを形成するので、パス毎に奇数番目の画素又は偶数番目の画素にドットが形成される。そして、１個のラスタラインが２個のノズルにより形成されているので、オーバーラップ数Ｍ＝２になる。
【００６５】
オーバーラップ印刷において、搬送量を一定にして記録を行うためには、（１）Ｎ／Ｍが整数であること、（２）Ｎ／Ｍはｋと互いに素の関係にあること、（３）搬送量Ｆが（Ｎ／Ｍ）・Ｄに設定されること、が条件となる。  
同図では、ノズル列は搬送方向に沿って配列された４個のノズルを有する。ノズル列のノズルピッチｋは３なので、オーバーラップ印刷を行うための「Ｎ／Ｍとｋが互いに素の関係」という条件を満たしている。また、４個のノズルが用いられるため、媒体は搬送量２・Ｄにて搬送される。その結果、例えば、１８０ｄｐｉ（３・Ｄ）のノズルピッチのノズル列を用いて、５４０ｄｐｉ（＝Ｄ）のドット間隔にて媒体にドットが形成される。
【００６６】
１個のラスタラインがＭ個のノズルにより形成される場合、ノズルピッチ分のラスタラインが完成するためには、ｋ×Ｍ回のパスが必要となる。例えば、同図の場合には、１個のラスタラインが２個のノズルにより形成されているので、搬送方向に連続する３個のラスタラインが完成するためには、６回のパスが必要となる。同図によれば、パス２のノズル♯３及びパス５のノズル♯１が形成したラスタラインよりも搬送方向上流側に、連続的なラスタラインがドット間隔Ｄにて形成されることが示されている。
【００６７】
本実施形態によれば、図３Ｂに示すように、各照射部７１１は、各ノズルと移動方向に並ぶように配置されている。また、本実施形態の照射部７１１には、図４に示すように、指向性の高い半導体レーザーが採用されている。加えて、本実施形態では、コントローラー６０は、照射部７１１によるＵＶ光の照射のＯＮ／ＯＦＦを画素単位に行うことが可能である。これにより、本実施形態によれば、各パスで形成されるドットだけにＵＶ光を照射することが可能になる。例えば、パス７では、照射部７１１は、白丸で示されたドットにはＵＶ光を照射しないようにしつつ、黒丸で示されたドットだけにＵＶ光を照射することができる。
【００６８】
もし仮にパスの間にＵＶ光の照射のＯＮ／ＯＦＦ制御が行われず、パス７の間に照射部７１１がＵＶ光を照射し続けるとすると、パス４で形成されたドットにもＵＶ光が照射されてしまい、ドット毎にＵＶ光が照射される回数が異なってしまう。その結果、ドット毎にＵＶ光の総照射量が異なることになるため、ドット毎に形状が異なってしまい、印刷された画像の光沢性が均一にならずに、画質を損なうおそれがある。
【００６９】
なお、パス７において、白丸で示されたドットにはＵＶ光を照射しないようにしつつ、黒丸で示されたドットだけにＵＶ光を照射すると説明したが、ＵＶ光の照射の制御は、このようなＯＮ／ＯＦＦ制御に限られるものではない。例えば、パス７において、黒丸で示されたドットと白丸で示されたドットに照射するＵＶ光の照射量を異ならせるようにコントローラー６０が照射部７１１を制御しても良い。この場合、例えば、黒丸で示されたドットには、インクの滲みを防止できるがドットの径は広がり続けられる程度の照射量でＵＶ光を照射し、白丸で示されたドット（既にパス４でインクの滲みを防止できるがドットの径は広がり続けられる程度の照射量でＵＶ光が照射されたドット）には、ドットの径の広がりを止める程度の照射量でＵＶ光を照射するようにしても良い。
【００７０】
＜比較例＞
図９は、比較例のヘッドの構成の説明図である。
【００７１】
比較例では、ヘッドの両側（若しくはキャリッジの両側）に、仮硬化のためのＵＶ光を照射する仮硬化用照射部７１’が設けられている。この比較例では、仮硬化用照射部７１’はＬＥＤを利用している。
【００７２】
比較例では、ヘッドの両側に仮硬化用照射部７１’が設けられるため、キャリッジが大型化する。また、比較例では、キャリッジの移動範囲を、本実施形態よりも移動方向に長くする必要がある。この結果、装置の大型化を招いてしまう。
【００７３】
なお、仮に仮硬化用照射部７１’をヘッドの両側ではなく、ヘッドの下面に取り付けようとすると、ノズルと媒体との間隔を広げる必要がある。その結果、インクを正確な位置に着弾させることが困難になり、画質が低下するおそれがある。
【００７４】
さらに、比較例では、ノズルとノズルの間に照射部が無いので、他の色のドットが重なる前に、ドットを仮硬化させることができない。この結果、比較例では、本実施形態と比べて、インクの滲みが大きくなる。
【００７５】
また、比較例では、仮硬化用照射部７１’から照射されるＵＶ光の指向性が低いため、前述のインターレース印刷を行うとラスタライン毎に照射回数が異なり、オーバーラップ印刷を行うとドット毎に照射回数が異なることになる。この結果、比較例では、本実施形態と比べて、印刷された画像の光沢が均一にならず、画質を損なうおそれがある。
【００７６】
＜第１実施形態の別の構成＞
前述の図３Ｂでは、各ノズル列の間に照射部７１１が設けられている。但し、全てのノズル列間に照射部７１１を設ける必要はない。
【００７７】
図１０は、第１実施形態の別の構成の説明図である。このように、シアンノズル列Ｃとマゼンタノズル列Ｍとの間にだけ照射部７１１を形成し、ブラックノズル列Ｋとシアンノズル列Ｃとの間や、マゼンタノズル列Ｍとイエローノズル列Ｙとの間には照射部７１１を設けなくても良い。これにより、照射部７１１の数を減らすことができる。
【００７８】
このような構成であっても、比較例と比べて、装置の小型化を図ることが可能である。また、このような構成であっても、第２照射部群７１Ｂによって、ブラック及びシアンのドットとマゼンタ及びイエローのドットとの間の滲みを抑制することは可能である。  
また、このような構成であっても、照射部７１１に半導体レーザーが利用されていれば、ラスタライン毎やドット毎の照射回数の違いを縮小でき、比較例と比べて、光沢を均一にさせることが可能になる。
【００７９】
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
前述の第１実施形態では、仮硬化用照射部７１に半導体レーザーを利用しているが、本実施形態では、ＬＥＤを利用している。  
図１１Ａは、第２実施形態のノズルプレートの下表面の説明図である。
【００８０】
ノズルプレート４１２Ｃの下面のノズルの配置については、第１実施形態と同様なので説明を省略する。  
ノズルプレート４１２Ｃの下面には、仮硬化用照射部７１としてＬＥＤによる発光面９４が設けられている。本実施形態のＬＥＤによる発光面９４からは、ＬＥＤから照射されたＵＶ光が照射される。なお、この発光面９４から照射されるＵＶ光は、前述の半導体レーザーから照射されるＵＶ光と比べると、指向性が低い。
【００８１】
ＬＥＤによる発光面９４が設けられている領域には、図１１Ａの右上がりの線によるハッチングが施されている。図に示すように、ＬＥＤによる発光面９４は、ノズルプレート４１２Ｃのほぼ全域に設けられている。このため、少なくとも、あるノズルＮｚと、そのノズルと移動方向に並ぶノズルＮｚとの間にも、発光面９４が設けられている。例えば、ブラックノズル列Ｋとシアンノズル列Ｃとの間にも、発光面９４が設けられている。
【００８２】
ノズルＮｚの周囲には、ＵＶ光を吸収する光吸収材９６が設けられている（右下がりの線によるハッチング）。本実施形態では、光吸収材９６は、4H-SiCから構成される。これにより、本実施形態の光吸収材９６は、３５０ｎｍの波長の光を吸収可能である。なお、本実施形態の光吸収材の材料となる4HSiCは、自ら発光することのない半導体なので、光を吸収した後に発光することはない。
【００８３】
図１１Ｂは、第２実施形態のノズルプレートのノズル周辺の構造の断面図である。  
本実施形態では、半導体基板９１の上に、導電性のある半導体層８２が形成されている。半導体層９２の上には、電極８３と、ＬＥＤによる発光部を含む発光面９４が形成されている。この発光面９４の上には電極９５も設けられている。なお、必要に応じて絶縁膜を形成しても良い。
【００８４】
本実施形態では、ノズルＮｚの周囲に光吸収材９６が設けられることによって、発光面９４から照射されたＵＶ光がノズルＮｚ内のＵＶインクに照射されることを抑制できる。ノズルＮｚ内のＵＶインクが硬化することを抑制できる。特に、ＬＥＤによりＵＶ光を照射すると指向性が低いため、拡散したＵＶ光がノズルＮｚ内のＵＶインクに照射されるおそれがあるので、本実施形態のようにＬＥＤを利用して仮硬化用照射部７１を構成した場合にノズルＮｚの周囲に光吸収材９６を設ければ、ノズルの目詰まりの軽減効果は大きい。
【００８５】
本実施形態のノズルプレートの製造方法は、前述の第１実施形態の半導体プロセスとほぼ同様なので説明を省略する。なお、本実施形態では、ノズルＮｚの周囲に光吸収材９６を形成するため、ノズル孔を形成する前に、ノズル孔が形成される位置に合わせて光吸収材層を形成する。その後、光吸収材層を貫通するようにノズル孔をエッチング等によって形成すれば、ノズルＮｚの周囲に光吸収材９６を形成することができる。
【００８６】
本実施形態では、ドット形成動作のとき、ドットが形成される印刷領域に向けて発光面９４からＵＶ光が照射される。これにより、ドット形成動作で形成されたドットを仮硬化させることができ、インクの滲みを抑制できる。
【００８７】
また、本実施形態では、ノズルとノズルの間からもＵＶ光が照射されるので、他の色のドットが重なる前に、ドットを仮硬化させることができる。
【００８８】
なお、本実施形態では、前述の実施形態のようにラスタライン毎にＵＶ光を照射したり、ドット毎にＵＶ光を照射したりすることはできない。このため、ｋが２以上のインターレース印刷などでは、ラスタライン毎にＵＶ光の照射回数が異なることになる。但し、本実施形態であっても、装置の小型化を図り、インクの滲みを抑制するという効果は得られる。
【００８９】
ところで、本実施形態では、ノズルＮｚの周囲に光吸収材９６を形成しているが、光吸収材９６は必ずしも形成する必要はない。この場合、ＵＶ光がノズル内に照射されないようにするため、ノズル孔から離れた領域に発光面９４を形成するのが望ましい。
【００９０】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
上記の実施形態は、主としてプリンターについて記載されているが、その中には、印刷装置、記録装置、流体の噴射装置、印刷方法、記録方法、流体の噴射方法、印刷システム、記録システム、コンピュータシステム、プログラム、プログラムを記憶した記憶媒体、表示画面、画面表示方法、印刷物の製造方法、等の開示が含まれていることは言うまでもない。
【００９１】
また、一実施形態としてのプリンター等を説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
【００９２】
＜プリンターについて＞
前述の実施形態では、プリンターが説明されていたが、これに限られるものではない。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造形機、液体気化装置、有機ＥＬ製造装置（特に高分子ＥＬ製造装置）、ディスプレイ製造装置、成膜装置、ＤＮＡチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の記録装置に、本実施形態と同様の技術を適用しても良い。また、これらの方法や製造方法も応用範囲の範疇である。
【００９３】
また、前述の実施形態では、ヘッドがキャリッジに設けられたプリンターが説明されていたが、これに限られるものではない。例えば、ヘッドが固定されており、搬送中の媒体にヘッドからインクを噴射するラインプリンターに、前述のノズルプレートを備えたヘッドを用いれば、装置の小型化を図ることができる。
【００９４】
＜インクについて＞
前述の実施形態は、プリンターの実施形態だったので、ＵＶインクをノズルから噴射していた。しかし、ノズルから噴射する液体は、このようなインクに限られるものではない。例えば、金属材料、有機材料（特に高分子材料）、磁性材料、導電性材料、配線材料、成膜材料、電子インク、加工液、遺伝子溶液などを含む液体（水も含む）をノズルから噴射しても良い。
【００９５】
＜ノズルについて＞
前述の実施形態では、圧電素子を用いてインクを噴射していた。しかし、液体を噴射する方式は、これに限られるものではない。例えば、熱によりノズル内に泡を発生させる方式など、他の方式を用いてもよい。
【００９６】
＜ＵＶ光について＞
前述の実施形態では、各照射部は紫外線（ＵＶ光）を照射しているが、これに限られるものではない。例えば、ノズルから噴射されるインクが、可視光の波長領域でも硬化する性質であれば、各照射部は、インクを硬化させるための電磁波として、可視光を照射しても良い。
【符号の説明】
【００９７】
１  プリンター、
２０  搬送ユニット、２１  給紙ローラー、２２  搬送モーター（ＰＦモーター）、
２３  搬送ローラー、２４  プラテン、２５  排紙ローラー、
３０  キャリッジユニット、３１  キャリッジ、
３２  キャリッジモーター（ＣＲモーター）、
４０  ヘッドユニット、４１  ヘッド、４１１  ケース、４１２  流路ユニット、
４１２Ａ  流路形成板、４１２Ｂ  弾性板、４１２Ｃ  ノズルプレート、
４１２Ｄ  圧力室、４１２Ｅ  ノズル連通口、４１２Ｆ  共通インク室、
４１２Ｇ  インク供給路、４１２Ｈ  アイランド部、４１２Ｉ  弾性膜、
５０  検出器群、５１  リニア式エンコーダ、５２  ロータリー式エンコーダ、
５３  紙検出センサー、５４  光学センサー、
６０  コントローラー、６１  インターフェース部、６２  ＣＰＵ、
６３  メモリー、６４  ユニット制御回路、
７０  硬化用照射部、７１  仮硬化用照射部、
７１Ａ  第１照射部群、７１Ｂ  第２照射部群、７１Ｃ  第３照射部群、
７１Ｄ  第４照射部群、７１Ｅ  第５照射部群、７１１  照射部、
７２  本硬化用照射部、
８１  半導体基板、８２  半導体層、８３  電極、８４  分布ブラック反射鏡、
８５  活性層、８６  分布ブラック反射鏡、８７  電極、８８  絶縁膜、
９１  半導体基板、９２  半導体層、９３  電極、９４  発光面、９５  電極、
９６  光吸収材、
ＰＺＴ  ピエゾ素子群、Ｎｚ  ノズル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010167597.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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