(57)【要約】【課題】光硬化タイプの液滴の硬化、例えば、紫外光硬化タイプのインクの硬化においては、顔料等の作る影により硬化時間が長く掛かってしまう。一方、顔料を振動で移動させると、インクの浸透又は拡がりが生じて着弾インクの径や位置制御が難しくなる。【解決手段】硬化反応装置は、硬化反応モード１において、紫外光を着弾インクに照射して表層を硬化し、続く硬化反応モード２により、着弾インクへの紫外光の照射を維持し、さらに、振動子１３により着弾インクに振動を与える。これにより、顔料による影を移動させて未硬化である深部に照射光を均一に到達させることで、光重合反応が促進され、完全硬化が促される。【選択図】図８Ｂ
2011037183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被着弾媒体上に着弾した光硬化タイプの液滴に、当該液滴を硬化させるための光線を照射して該液滴を硬化させる硬化反応装置であって、
前記被着弾媒体に向けて、前記光線を照射する光源手段と、
前記液滴が着弾された前記被着弾媒体に対して超音波振動を与える超音波発生手段と、
前記光源手段における照射と、前記超音波発生手段における駆動を、それぞれに制御する制御手段と、を具備し、
前記制御手段は、
前記光源手段を制御し、前記被着弾媒体上に着弾する前記液滴に対して、前記光線を照射させて、該液滴の表層を硬化させて、前記被着弾媒体に前記液滴を定着させる第１の硬化反応モードと、
前記第１の硬化反応モードに引き続き、前記液滴に対して光線の照射を継続すると共に、前記超音波発生手段によって前記被着弾媒体に振動を与えて、前記液滴の内部まで硬化させる第２の硬化反応モードと、
を有すること特徴とする硬化反応装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記第１の硬化反応モード時の前記光源手段からの前記光線のパワーの最大値よりも、前記第２の硬化反応モード時の前記光源手段からの前記光線のパワーの最大値が大きくなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の硬化反応装置。
【請求項３】
前記光源手段は、紫外光を発する発光素子であって、
前記制御手段は、前記第２の硬化反応モードにて、前記光線を間欠発光させるように前記発光素子を駆動させることを特徴とする請求項２に記載の硬化反応装置。
【請求項４】
前記制御手段は、１０ｋＨｚ以上の振動を前記被着弾媒体に与えるように前記超音波発生手段を駆動させることを特徴とする請求項１に記載の硬化反応装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第２の硬化反応モード時に、振動開始時から徐々に超音波振動の振幅を大きくするように、前記超音波発生手段を駆動させることを特徴とする請求項４に記載の硬化反応装置。
【請求項６】
前記液滴が、マルチドロップにより液容量がそれぞれに異なる複数の液滴である際に、前記第１の硬化反応モードにおける前記光線の照射時間は、より液容量が多い液滴の表面が硬化するために必要な時間に設定されることを特徴とする請求項１に記載の超音波硬化反応装置。
【請求項７】
被着弾媒体上に着弾した体積の異なる複数の液滴を硬化させる硬化反応装置における液滴の硬化方法であって、
前記液滴の表層の粘度を増大させるための電磁波を照射する硬化反応ステップと、
前記体積の大きな液滴の内部を完全硬化させるための超音波振動を与えつつ、前記液滴に前記電磁波を照射する硬化反応ステップと、
を具備する硬化反応装置の液滴硬化方法。
【請求項８】
被着弾媒体上に着弾した光硬化タイプの液滴に光線を照射して、該液滴を硬化させる硬化反応装置における液滴の硬化方法であって、
前記被着弾媒体上に着弾する前記液滴に対して、前記光線を照射させて、該液滴の表層のみを硬化させて、前記被着弾媒体に前記液滴を定着させる第１の硬化反応モードと、
前記第１の硬化反応モードに引き続き、前記液滴に対して前記光線への照射を継続しながら、前記被着弾媒体に振動を与えて前記液滴内の未硬化領域を流動させて、前記前記光線を遮光する未硬化領域内の遮光物を移動させて、前記液滴の内部まで硬化させる第２の硬化反応モードと、
を有すること特徴とする硬化反応装置の液滴硬化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、媒体上に着弾した電磁波硬化タイプの液体を硬化する硬化反応装置及びその硬化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、インク滴を記録対象となる媒体上に着弾させて、種々の文字や画像を記録するインクジェット技術は、比較的に簡易な構成で構築でき、現在、さまざまな分野に用いられている。その媒体としては、記録紙だけではなく、樹脂、金属及びガラス等の材料からなる媒体にも適用できる。
【０００３】
このような技術の中で、紫外光により硬化する光硬化タイプのインクを用いるインクジェット技術がある。これは、インクジェットヘッドから、紫外光で硬化するインク滴を媒体上に着弾させて所望する画像のインク層を形成する。その後、インク層に対して紫外光源から紫外光を照射して硬化させている。
【０００４】
この技術によれば、インクを吸収しない媒体であっても着弾後に硬化させて、媒体に定着することができるため、インクと媒体の組み合わせの制約が軽減され、多様な材料且つ多様な形態の媒体に適用することができる。さらに、インクが光硬化反応タイプであることから、従来の溶剤の揮発による硬化反応等に比較すると、刺激臭等の問題が少ない。このような利点から、特許文献１等で提案されるように、近年、光硬化タイプのインクを用いるインクジェット技術が注目されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２９６４１９号公報
【特許文献２】特許第３３５３９９８号
【特許文献３】特許第４１２７８１０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した光硬化タイプのインクを硬化する場合、着弾したインク量にもよるが、通常で数秒から数１０秒といった長い時間が必要となっている。油性又は水性又は光硬化タイプも含め、一般的なインクの広がる時間、即ち、インク浸透時間は、通常、数ｍｓ〜数１００ｍｓ程度と考えられる。流動性が高い状態のインクにおいて、浸透時間に対して、硬化時間のオーダーが長すぎると、硬化（又は定着）するまでの間、インクの浸透又は拡がりが続くため、着弾面の大きさ（ドット径）に対する制御が難しくなる。特に、インクが内部に浸透しにくい着弾媒体を用いた場合や、インク滴の体積が大きい場合には、その傾向が顕著に出る。光硬化に時間を要する一つの理由は、媒体に着弾したインクに含有されている顔料が照射される紫外光を遮って影を生じさせて、その影部分へ紫外光が照射されないためである。従って、単に紫外光の照射量を増加させても、それに見合う時間短縮は実現できない。
【０００７】
一方、このような問題に対して、硬化を促進するために、媒体に浸透した又は媒体上に着弾したインクに対して、超音波振動を与えると、インク内の顔料を揺動させることで、顔料による影部分が変動して、インク内部にまで紫外光が到達して、より効率よく硬化を促進することが可能となると考えられる。
【０００８】
しかしながら、このような超音波振動は、媒体の材質によっては、インクが硬化（又は、定着）する前に浸透をさらに促す働きをしてしまう。即ち、着弾したインクがその着弾した位置で定着する前に、振動により周囲に移動してしまい、本来の所望の着弾位置で定着しなかったり、またインクドットが所望の大きさより拡がり、予定していない近隣のインクと接触して混色を招いてしまう問題があった。言い換えると、着弾した液滴が着弾位置で制約を受けずに液滴が広がり続けると、画質の劣化を招くこととなる。  
そこで本発明は、インクの硬化のエネルギー効率が改善され、且つ記録された画像が高精細で品位が良好な硬化反応装置及びその硬化方法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】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に従う実施形態は、被着弾媒体上に着弾した光硬化タイプの液滴に、当該液滴を硬化させるための光線を照射して該液滴を硬化させる硬化反応装置であって、前記被着弾媒体に向けて、前記光線を照射する光源手段と、前記液滴が着弾された前記被着弾媒体に対して超音波振動を与える超音波発生手段と、前記光源手段における照射と、前記超音波発生手段における駆動を、それぞれに制御する制御手段と、を具備し、前記制御手段は、前記光源手段を制御し、前記被着弾媒体上に着弾する前記液滴に対して、前記光線を照射させて、該液滴の表層を硬化させて、前記被着弾媒体に前記液滴を定着させる第１の硬化反応モードと、前記第１の硬化反応モードに引き続き、前記液滴に対して光線を照射すると共に、前記超音波発生手段によって前記被着弾媒体に振動を与えて、前記液滴の内部まで硬化させる第２の硬化反応モードと、を有する硬化反応装置を提供する。
【００１０】
さらに本発明に従う実施形態は、被着弾媒体上に着弾した体積の異なる複数の液滴を硬化させる硬化反応装置における液滴の硬化方法であって、前記液滴の表層の粘度を増大させるための電磁波を照射する硬化反応ステップと、前記体積の大きな液滴の内部を完全硬化させるための超音波振動を与えつつ、前記液滴に前記電磁波を照射する硬化反応ステップと、を有する硬化反応装置の液滴硬化方法を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、インクの硬化のエネルギー効率が改善され、かつ、高精細で印刷品位の良好な硬化反応装置及びその硬化方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る超音波振動を用いた硬化反応装置の概略的な構成を示す図である。
【図２】図２は、画像記録部及び硬化装置の主要部を概念的に示す図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に用いる積層型振動子の概略的な構成を示す図である。
【図４】図４（ａ），（ｂ）は、硬化装置の外観構成を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態の制御部及びその周辺部位の構成を示すブロック図である。
【図６】図６は、制御部における振動子及び硬化装置の駆動について説明するためのタイミングチャートである。
【図７】図７は、経過時間と硬化の反応速度との関係を示す図である。
【図８Ａ】図８Ａ（ａ），（ｂ）は、硬化反応モード１についての状態を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂ（ａ），（ｂ）は、硬化反応モード２についての状態を示す図である。
【図９】図９は、周期と周波数を説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】図１０は、従来の光硬化タイプのインクを用いたインクジェット技術により、媒体上に文字Ｍを形成する着弾インクの状態を拡大して示す図である。
【図１１】図１１（ａ）は、媒体上に文字Ｍを形成する着弾インクの状態を拡大して示す図、図１１（ｂ）は、実施形態に係る超音波振動を与えて着弾インクを硬化させた状態を拡大して示す図である。
【図１２】図１２（ａ），（ｂ）は、立体形状の媒体において、凹凸形状の段差がある記録領域に画像記録を行う例について説明するための図である。
【図１３】図１３は、第２の実施形態として、超音波スピーカを用いた硬化反応装置を備える画像記録装置の構成例を示す図である。
【図１４】図１４は、第１及び第２の実施形態による硬化反応装置において、着弾インク滴内に含まれる顔料の挙動について説明するための図である。
【図１５】図１５は、第３の実施形態における硬化装置の駆動について説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。  
図１は、本発明による第１の実施形態に係る超音波を用いた硬化反応装置の概略的な構成を示す図である。本実施形態の硬化反応装置は、紫外光により硬化する光硬化タイプのインク（以下、光硬化インクと称する）を吐出して画像を記録する画像記録装置に適用されている。
【００１４】
この画像記録装置１は、入力部２、制御部３、供給部４、搬送テーブル５、搬送機構６、センサ７、画像記録部８、硬化装置９、取出装置１０、取出口１１により構成される。以下の説明において、画像記録前の記録媒体を、媒体（被着弾媒体）と称し、インクが吐出されてインクが定着前の画像が形成された媒体を着弾媒体と称し、定着後の画像が記録された媒体を画像記録媒体と称している。
【００１５】
入力部２は、図示しない外部機器からの入力（画像データやパラメータ等）を受け付けるインターフェース（Ｉ／Ｆ）部と、ユーザが処理の指示や条件設定を行うための、例えば、タッチパネル、スイッチパネル又は、キーボード等の入力部材とで構成される。タッチパネルにおいては、図示していないモニタ画面上に設けられている。制御部３は、後述する構成により、画像記録及びインク硬化等の処理を行うために装置全体を制御する。制御部３は、例えば、パーソナルコンピュータ（以下、パソコンと称する）により構成してもよい。供給部４は、画像を記録するための媒体２０を収納し、制御部３の指示により、搬送テーブル５に媒体２０を載置する。搬送テーブル５は、媒体を載置するテーブル部１２と、そのテーブル部１２を振動させるための後述する振動子１３と、搬送機構への固定部１４により構成される。また、載置された媒体２０をテーブル部１２に固定する手法としては、内部にファンを設けて、負圧により吸着させてもよいし、静電吸着による吸着であってもよい。さらに、媒体が立体的な部材であれば、固定具（例えば、ツメ等）により把持固定する機構であってもよい。
【００１６】
搬送機構６は、複数のローラ１５にベルト１６が巻回されたベルト搬送機構であり、ベルト１６上には、少なくとも１つの搬送テーブル５が設けられている。尚、本実施形態では、ベルト搬送機構を例としているが、これに限定されるものではない。例えば、搬送テーブル５をワイヤに連結して、プーリにより牽引移動させる構成でもよい。または、搬送テーブル５をアームに固定して移動させる構成でもよい。本実施形態では、搬送テーブル５がベルト１６に固定され、上下方向に回転する移動を行っているが、ベルト１６に替わって、ターンテーブルを用いて、水平方向に回転する構成でもよい。他にも、一般的に用いられている公知な搬送機構を適用することも容易である。
【００１７】
画像記録部８は、固定ライン型のインクジェットヘッド（以下、記録ヘッドと称する）２１が色ごとに設けられている。本実施形態では、４色のインクを用いた例であるため、４つの記録ヘッド２１が、搬送方向の上流側から、ブラック（２１Ｋ）、シアン（２１Ｃ）、マゼンタ（２１Ｍ）、イエロー（２１Ｙ）のインク色の順に配置されている。これらのインクは、光硬化インクであり、各インク色に対応する顔料等を含んでいる。これらの記録ヘッド２１は、媒体２０の幅以上の記録領域（ノズル列長）を有している。また、媒体幅有する１ラインヘッドに限定されるものではなく、媒体幅の満たない短尺ヘッドを複数個用いて、媒体幅方向（搬送方向と直交する方向：Ｙ方向）に交互に配置（搬送方向（Ｘ方向）に対して前後に配置）して構成してもよい。短尺ヘッドを用いる場合は、記録領域の端に重なりを持つように配置する。また、本実施形態では、固定型の記録ヘッドを用いた例であるが、記録ヘッドが媒体幅方向に走査移動するシリアル型の記録ヘッドにも適用することができる。さらに、本実施形態では、上から下に向かう方向（重力方向）にインク滴を飛翔させる記録ヘッドであるが、他にも水平方向又は斜め方向にインク滴を飛翔させる記録ヘッドであってもよい。
【００１８】
搬送テーブル５上の媒体２０が記録ヘッド２１の下方を通過した際に、各色のインク滴が吐出されて、媒体２０上に画像が形成される。搬送テーブル５は、搬送機構６の搬送動作により、供給部４、画像記録部８、硬化装置９及び取出装置１０（取出口１１）の順次移動され、取出装置１０を過ぎた後、下側に回り込み、供給部４に戻る。センサ７は、光学式の非接触センサであり、搬送テーブル５又は、画像が形成された着弾媒体２０を検出して、検出信号ＴＲＧ１を制御部３に送出する。
【００１９】
硬化装置９は、後述する構成により、着弾媒体２０上に吐出された着弾インク（未定着画像）１８に対して紫外光を照射して、インクを定着させる。取出装置１０は、定着された画像が記録された画像記録媒体２０を搬送テーブル５から離脱させて取出口１１に搬送する。
【００２０】
このように構成された画像記録装置は、予め供給部４に複数の媒体２０が装填される。搬送テーブルは、初期状態では供給部４近傍に位置している。  
まず、ユーザが、外部機器から入力部２を介して、制御部３の後述するメモリに画像データを転送すると共に、記録開始のコマンドを送る。このコマンドに基づき、供給部４から媒体２０が取り出されて、搬送テーブル５上に載置される。搬送テーブル５は、搬送機構６の搬送動作により、供給部４から画像記録部８の下方を通過する。この通過の際に、記録ヘッド２１から４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）の光硬化インクのインク滴が吐出され、媒体２０上に着弾し画像を形成する。この時、媒体２０上に画像が形成されているが、インクはまだ硬化されていないため、未定着である。
【００２１】
インクが着弾した着弾媒体２０を載置する搬送テーブル５は、搬送機構６の搬送動作により、センサ７の下方を通過して、硬化装置９の光照射位置に到達して停止する。この時、センサ７により、搬送テーブル５の移動タイミングを示唆する検出信号ＴＲＧ１が検出される。センサ７からの検出信号ＴＲＧ１により、制御部３は、後述するように、着弾インク１８に紫外光を照射して表層を光硬化させた後に、照射を継続しつつ、且つ搬送テーブル５を振動させながら光硬化させて定着させる。
【００２２】
この後、搬送テーブル５は、取出装置１０に至る。取出装置１０は、媒体離脱機構を有し、搬送テーブル５上の画像記録媒体２０を取出口１１に移動させる。取出口１１か画像記録媒体２０をユーザが取り出せるようになっている。以後、搬送テーブル５は、供給部４に移動して、初期状態に戻り、同様の過程を繰り返し行う。
【００２３】
次に、本実施形態における媒体、インク及び記録ヘッドについて説明する。  
媒体２０は、記録紙（光沢紙等）の他に後述する材料とする物品を用いることができる。また、形状においては、インクが着弾して画像が形成可能な画像形成面を有し、搬送テーブルに載置可能であれば、平面（平板）又は立体的部位でもよく、特に限定されるものではない。本実施形態では、例えば、アクリル樹脂平板を例とする。
【００２４】
本実施形態において、インクは、カチオン系の光硬化タイプのインクを用いており、顔料等の微小物体を含有する。例えば、顔料としては、Ｃ．Ｉ．Pigment  Blue、Ｃ．Ｉ．Pigment Red、Ｃ．Ｉ．Pigment  Yellow、Ｃ．Ｉ．Pigment  Black、酸化チタンを使うことができる。インクは、図示しないメインタンクに、予め充填されており、各記録ヘッド２１に供給される。本実施形態における記録ヘッド２１は、光硬化インク対応の仕様であり、８階調のモノクロ及びカラー記録（印刷）を行うことができる。
【００２５】
次に、搬送テーブル５について詳細に説明する。  
図２は、画像記録部及び硬化装置の主要部を概念的に示す図である。搬送テーブル５のテーブル部１２下には、振動子１３が取りつけられている。振動子１３は、図３に示すような、例えば、ジルコニアセラミックスからなる積層型圧電素子である。この圧電素子は、一般的な構造を有し、複数の圧電体片６１を積層して最上最下面に保護部材６２を配置し、その側面に電極６３を張った構造である。振動子１３は、搬送テーブル５の搬送位置に対応して、所定の周波数による超音波振動を発生させて、テーブル部１２、着弾媒体２０を介して、着弾インク１８及び顔料等に伝達する。
【００２６】
搬送テーブル５は、着弾媒体２０をテーブル面１２ａにエアーによる負圧で吸着して固定し、着弾媒体２０を搬送するとともに、超音波振動を着弾媒体２０及び着弾インク１８に伝達する。
【００２７】
尚、ベルト上に、複数のテーブル機構５を配置する場合には、硬化処理を行っているテーブル機構５の振動がベルトを通じて、他のテーブル機構５に伝搬されてしまうため、振動子１３とベルトとの間に免震機構を設ける必要がある。免震機構としては、ゴム等の簡易な弾性部材でもよい。又は、搬送機構を分割、即ち、記録ヘッド側と硬化装置９側とを分割して、受け渡し機構を設けて、搬送経路を繋いでもよい。この場合、受け渡し機構を工夫することで記録ヘッド側にはテーブル機構を設けなくともよい。
【００２８】
振動子１３としては、具体的には、本発明と同じ出願人が提案した特許文献２，３に記載された超音波振動子又は、同等品を適用できる。即ち、圧縮応力が印加されて狭持された積層型圧電素子であって、内部応力を常に「正」とすることで破損等が改善されている。この振動子１３に、１０Ｖp-p 以下程度のパルス電圧を印加することで、着弾媒体２０の着弾面及びテーブル面１３ａにおいて所望の振動を励起できる。具体的には、テーブル部１２に対する発振方向が調整でき、テーブル面１２ａにおける機械振動の振幅、周波数、位相が調整できる。
【００２９】
本実施形態においては、特許文献１と同等の超音波振動子を用いて、テーブル面１３ａ及び着弾媒体２０に対して、リニア状の振動モードを励起する。駆動電圧は、周波数ν１の駆動パルスとなっている。尚、特許文献１では、ν１＝８３ｋＨｚに規定しているが、本実施形態においては、１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲に規定することにより、所望する値に調整可能である。
【００３０】
次に、硬化装置９について、詳細に説明する。  
図４（ａ），（ｂ）は、硬化装置の外観構成を示す図である。図４（ａ）に示すように、硬化装置９は、主要部として、遮光板（外装部材）３１、実装基板３２及び、放熱部３３により構成される。実装基板３２には、紫外光を発生する複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）からなる発光素子３４（以下、ＬＥＤ素子）が実装されている。遮光板３１は、ＬＥＤ素子３４からの光を遮光するためのものである。図示しない位置調整用のねじ穴等が設けられており、画像記録部８の下流側に取り付けられる。放熱部３３は、熱伝導の高い金属例えば、アルミニウムにより形成された冷却用のフィンを備え、ＬＥＤ素子３４が発生した熱を大気に放出する。また、ＬＥＤ素子３４の光出射面の前方には、照射された光の光量を照射面内で均一させるための光学系を設けてもよい。
【００３１】
図４（ｂ）は、硬化装置９の前面構成を示す。ＬＥＤ素子３４は、例えば、ＮＣＳＵ０３３Ａ（日亜化学工業株式会社製）、あるいは、その相当品であって、約３Ｖの定常電圧を印加すると、２５０ｍＷ程度の光出力を発生する。光出力は、ピーク波長３６５ｎｍの紫外光であるが、一部、可視光も含む。尚、本実施形態において、「光」や「Light」という用語は広く電磁波一般を指し、可視光のみならず紫外光（ＵＶ光）や赤外光（ＩＲ光）等も含むものとする。
【００３２】
図４（ｂ）に示すように、実装基板３２には、合計６個のＬＥＤ素子が約１cm＾２あたりに１個の密度で配置されている。従って、ＬＥＤ素子３４を定常駆動させた時、概略、Ｅ２＝２００mＷ／cm＾２程度の放射強度を得ることができる。したがって、前述したランプ式の硬化装置相当、あるいは、それを上回る程度の放射強度が得られる。さらに、硬化装置９の照射エリアは、ＬＥＤ素子３４からの距離が１０mm程度の距離において、Ｓ２＝約１０mm×６０mm程度となっている。即ち、搬送テーブル５を硬化装置９の照射エリア内を移動させることで、前述した記録ヘッドの画像記録領域（印刷幅）に着弾しているインクを硬化できる。
【００３３】
次に、制御部３について詳細に説明する。  
図５は、本実施形態の制御部３及びその周辺部位の構成を示すブロック図である。  
制御部３は、電源回路４１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４２、クロック部４３、揮発メモリ（ＲＡＭ等）４４、不揮発メモリ（ＲＯＭ，フラッシュメモリ等）４５、駆動部４６及び、増幅回路４７，４８により構成される。  
電源回路４１は、図示しない外部から供給された電源電圧を、各構成部位に好適な電圧値に変換して供給する。クロック部４３は、駆動パルス等、出力信号の基準となるクロック信号ＣＬＫ１を生成する。
【００３４】
ＣＰＵ４２は、電源の投入後、不揮発メモリ４５内に書き込まれたプログラムを読み出して、揮発メモリ４４にデータを読み書きすることで所定の処理を実行する。さらに、ＣＰＵ４２は、入力部２から画像データ・画像記録コマンド（印刷コマンド）を受信すると、図示しないインク供給系、図１に示した搬送機構１０、画像記録部８、駆動回路４６等を制御して画像記録処理を実行する。ＣＰＵ４２は、さらに、入力部２から入力された画像記録コマンド等の信号に基づき、駆動回路４６に駆動開始信号ＳＲＴ１を送信する。また、駆動回路４６の内部のレジスタ５１の設定値の書き換え等を実行する。
【００３５】
駆動回路４６は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit)又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）を有し、内部にレジスタ５１、ゲイン切替回路５２、硬化パルス生成回路５３、振動パルス生成回路５４等がハードウェア的に又はソフトウェア的に構成されている。レジスタ５１には、駆動パルスのディレイ値Ｄ１、デューティ値Ｄ２１、Ｄ２２や、増幅値等が設定されており、ＣＰＵ４２からの信号により値を変更することが可能である。
【００３６】
センサ７出力した信号ＴＲＧ１は、制御部３内の駆動回路４６に取り込まれる。硬化パルス生成回路５３は、クロック部４３からの信号ＣＬＫ１及びセンサ７からの信号ＴＲＧ１に基づき、硬化装置（ＬＥＤ素子）を駆動するための駆動パルス信号ＯＵＴ１を生成する。振動パルス生成回路５４は、クロック部４３からの信号ＣＬＫ１及びセンサ７からの信号ＴＲＧ１に基づき、振動子（積層型圧電素子）を駆動するための駆動パルス信号ＯＵＴ２を生成する。
【００３７】
ゲイン切替回路５２は、駆動回路４６のレジスタ５１内の設定値に応じて、増幅回路４７及び増幅回路４８にゲイン信号ＧＩＮ１、ＧＩＮ２を出力する。このゲイン信号ＧＩＮ１及びＧＩＮ２により、増幅回路４７及び増幅回路４８の増幅率が書き換えられて、硬化装置９及び振動子１３の出力（振幅）の強弱が切り替えられる。本実施形態においては、ゲイン信号ＧＩＮ１及びＧＩＮ２は定常値を取る。増幅回路４７，４８の増幅率は、ＣＰＵ４２からレジスタ５１内の設定値を書き換えることで切り替える。
【００３８】
駆動パルス信号ＯＵＴ１及び駆動パルス信号ＯＵＴ２は、増幅回路４７及び増幅回路４８に取り込まれる。増幅回路４７及び増幅回路４８は、ゲイン信号ＧＩＮ１、ＧＩＮ２に基づき、駆動パルス信号ＯＵＴ１及び駆動パルス信号ＯＵＴ２の信号を増幅して出力する。
【００３９】
増幅回路４７及び増幅回路４８の出力電圧は、硬化装置９及び振動子１３が適切に機能するよう予め調整されている。
【００４０】
次に、図６に示すタイミングチャートを参照して、制御部３における振動子１３及び硬化装置９の駆動について説明する。図６において、横軸は時間を示し、縦軸は各信号ラインを示している。ここでは、各信号ラインは、２値の電圧値を取る。以後、２値の電圧値の高低をハイ（Ｈ：HIGH）レベル、ロー（Ｌ：LOW）レベルとして示す。
【００４１】
制御部３内のクロック部４３は、クロック信号ＣＬＫ１を生成する。搬送テーブル５を振動させる場合には、スタート信号ＳＲＴ１がＨレベルとなって、以下の、硬化装置９を駆動するための駆動パルスＯＵＴ１、振動子１３を駆動するためのＯＵＴ２等がＨレベルとＬレベルとの間で切替が可能となる。
【００４２】
搬送テーブル５がセンサ７近傍を通過すると、トリガ信号ＴＲＧ１がＨレベルとなる。 このトリガ信号ＴＲＧ１に基づき、硬化パルス生成回路５３は、硬化装置用の駆動パルスＯＵＴ１を生成する。さらに、ディレイ値Ｄ１を経過した後、振動パルス生成回路５４は、振動子用の駆動パルスＯＵＴ２を生成する。さらに、硬化時間が適切に確保されるよう、搬送テーブル５の移動速度がセンサ７の位置に対応して調整される。この調整により、搬送テーブル５（着弾媒体２０）がＬＥＤ素子３４と対向した位置で、搬送テーブル５の移動が停止する。硬化処理終了の後、再度、搬送テーブル５の移動が開始される。
【００４３】
駆動パルス信号ＯＵＴ１は、図５に示したとおり、増幅回路４７により電圧値が適切に調整されて、硬化装置９に印加される。即ち、硬化装置９のＬＥＤ素子３４の駆動電圧が３Ｖ程度以下の範囲で切り替えられるように調整されている。また、駆動パルス信号ＯＵＴ２は、同様に、増幅回路４８により電圧値が適切に調整されて、振動子１３に印加される。即ち、振動子１３への印加電圧１０Ｖp-p 以下程度の範囲で切り替えられるように調整されている。
【００４４】
スタート信号ＳＲＴ１は、Ｈレベルとなってから、所定の期間後にＬレベルとなる。この期間は、搬送テーブル５が画像記録及び硬化の領域を通過し、硬化が完了するまでの期間から、予め設定されている。例えば、画像記録時間１秒程度、硬化時間２０秒程度の場合は、２５秒というように期間が設定されている。
【００４５】
スタート信号ＳＲＴ１がＨレベルからＬレベルとなると、駆動パルスＯＵＴ１及び駆動パルスＯＵＴ２は、常時Ｌレベルとなり、硬化装置９及び振動子１３の動作は停止する。スタート信号ＳＲＴ１＝Ｌレベルとなったとき、ＯＵＴ２＝Ｌレベル、ＯＵＴ２＝Ｌレベルとなる様子については、後述する信号の挙動を説明するための図９に示している。従って、紫外光が発生するのは、スタート信号ＳＲＴ１が正常に入力しているＨレベルの時のみとなり、安全が図られている。
【００４６】
着弾したインクを硬化して、画像を定着させた後、取出装置１０は搬送テーブル５上の画像記録媒体２０を取出口１１に移動させて、排出する。以後、搬送テーブル５は、供給部４に移動して、初期状態に戻り、同様の過程を繰り返し行う。
【００４７】
本実施形態の特徴となる複数の硬化反応モードについて説明する。  
本実施形態は、複数の硬化反応モードを有している。ここでは、図６に示すように、表層硬化モード（硬化反応モード１）と深部硬化モード（硬化反応モード２）の２つのモードである。
【００４８】
硬化反応モード１においては、硬化装置９は駆動された状態（ＯＵＴ１＝Ｈレベル）であり、一方、振動子１３は停止された状態（ＯＵＴ１＝Ｌレベル）である。また、硬化反応モード２においては、硬化装置は駆動された状態（ＯＵＴ１＝Ｈレベル）であり、且つ振動子１３にパルス電圧を与えて振動させた状態（ＯＵＴ２＝Ｈレベル）である。
【００４９】
本実施形態における硬化反応は、紫外光を活性光とした光重合反応であるが、光強度及び振動状態を切り替えることで、重合反応の活性状態を切り替える。
【００５０】
図７に示す経過時間と硬化の反応速度との関係を参照して、駆動方法について説明する。  
一般に、光照射量が一定である場合、光重合の反応速度は、時間経過に従って、徐々に遅くなっている。即ち、光重合等の硬化反応を生じる液体に電磁波を照射すると、反応が進むにしたがって、液体内の光重合開始剤等の濃度差が生じる。さらに、前述したように、外部から均一に紫外光を照射したとしても、着弾インク１８の内部の状況により、顔料等による影が発生して不均一になる。従って、紫外光を照射し続けると、濃度が不均一となった部分が残って、反応速度が低減する。前述した硬化時間Ｔ０は、このような反応の低減も含めた値である。
【００５１】
しかしながら、硬化時間Ｔ０中に照射される紫外光の照射エネルギーは、一定であるため、反応速度の低速化は、硬化の効率が下がっていることを意味している。そこで、硬化開始から硬化反応が速い状態で打ち切ったものが、図６に示す硬化反応モード１に相当する。
【００５２】
そして、硬化反応モード２では、搬送テーブル５の振動子１３における超音波振動の動作を開始して、着弾媒体２０を揺動させて着弾インク１８の濃度差を均一化、顔料等の影を生み出す物質を移動させる。この時、振動動作は、開始から徐々に超音波振動の振幅を大きくするように駆動させることが好ましい。これは、着弾インク１８は表面層が硬化されているだけであり内部が流動するため、開始時の着弾インク１８への振動負荷を軽減するためである。これにより、図７に示す点線ａのように、反応速度が復帰されて、全体的に見れば硬化時間を短縮化する（硬化反応モード２）。
【００５３】
図８Ａ（ａ），（ｂ）及び図８Ｂ（ａ），（ｂ）を参照して、図７に示した硬化反応モードについて詳細に説明する。ここで、図８Ａ（ａ），（ｂ）は、硬化反応モード１についての状態を示す図である。図８Ｂ（ａ），（ｂ）は、硬化反応モード２についての状態を示す図である。  
硬化反応モード１は、一定の光量の紫外光を着弾インク１８に照射し（照射モード１）、搬送テーブル５の振動子１３は振動動作されていない非振動状態（振動モード１）である。また、硬化反応モード２は、硬化反応モード１と同様に、一定の光量の紫外光を着弾インク１８に照射し（照射モード１）、さらに、搬送テーブル５の振動子１３を動作させて着弾したインクに振動を与えている（振動モード２）。
【００５４】
前述したように、着弾インク１８の硬化開始時には、液滴の表層が硬化しやすい。そこで、図８Ａ（ｂ）に示すように、硬化反応モード１において、紫外光を着弾インク１８に照射して、インクの表層及び、体積（ドロップ数）の小さなインク滴による着弾インク１８ａは硬化される。しかしながら、体積の比較的大きなインク滴による着弾インク１８は、顔料等により影となる深部が未硬化領域として残っている。その後、図６及び図７に示すｔ１のタイミングで、硬化反応モード１から硬化反応モード２に切り替える。
【００５５】
硬化反応モード２では、停止していた振動子１３が振動動作を開始して、インク滴１８に振動が与えられる。この振動により、図８Ｂ（ａ）に示すように、インク滴内の未硬化領域が振動されて、その中の顔料が揺動して移動する。また、硬化したインク滴の表層も振動するので、顔料による影が移動して、未硬化であった部分に照射光が至るようになる。これにより、光重合反応が促進されるので、完全硬化が促される。尚、小さな液滴については、図８Ａ（ｂ）の表層硬化モードにおいて硬化しているため、振動による影響は受けず、画像記録の高精細さを失うことはない。
【００５６】
次に、振動子における振動回数について説明する。  
図９は、周期と周波数を説明するためのタイミングチャートである。図示するように、駆動パルスＯＵＴ１、ＯＵＴ２の周期をそれぞれＴ１、Ｔ２とする。また、周期Ｔ１、Ｔ２の逆数を周波数ν１（＝１／Ｔ１）、ν２（＝１／Ｔ２）と定義する。また、各駆動パルスＯＵＴ１，ＯＵＴ２の周期のうちでＨレベルとなっている比率をデューティ値Ｄ２１、Ｄ２２と定義する。
【００５７】
例えば、振動子１３の周波数をν１＝５０ｋＨｚに調整すると、周期Ｔ１＝１／ν１＝２０μｓとなる。使用する光硬化インクの種類の選択により、例えば、前述した光硬化時間Ｔ０が、Ｔ０＝１０ｓ程度である場合、振動回数は、Ｔ０／Ｔ１＝１０ｓ／２０μｓ＝５０万回となる。また、硬化時間Ｔ０＝１００ｍｓである場合、振動回数は５０００回となる。
【００５８】
また、例えば、図６の硬化反応モード１及び硬化反応モード２において、駆動パルスＯＵＴ１の周期Ｔ１＝∞（設定しうる最大値）、デューティ値Ｄ２１＝１００％と規定される。また、駆動パルスＯＵＴ２においては、硬化反応モード１においてはデューティ値Ｄ２２＝０％（つねにＬ）、硬化反応モード２においては、デューティ値Ｄ２２＝５０％となっている。これらの値を含めたディレイ値Ｄ１、各周期Ｔ１，Ｔ２、デューティ値Ｄ２１，Ｄ２２を外部のコンピュータから適宜設定・変更することができるようになっている。
【００５９】
現在、流通している光硬化インクに対しては、図６に示すように、パルス駆動（ＯＵＴ２）を行うにあたり、振動子１３の周波数を１０ｋＨｚ程度以上の超音波領域とすれば、硬化時間での振動回数を十分確保できるので、定着性を改善することができる。特に、周波数ν１を４０ｋＨｚ以上とすると、十分な回数の振動を与えられ、より望ましい。高速記録を実現する場合には、搬送速度に応じて周波数ν１の値をさらに高くすればよい。
【００６０】
次に、図１０及び図１１（ａ），（ｂ）を参照して、記録された画像の品位の改善について説明する。  
図１０は、従来の光硬化タイプのインクを用いたインクジェット技術により、媒体上に文字Ｍを形成する着弾インク１８の状態を拡大して示している。図１１（ａ）は、媒体上に文字Ｍを形成する着弾インク１８の状態を拡大して示している。図１１（ｂ）は、本発明に係る超音波振動を与えて、着弾インク１８を硬化させた状態を拡大して示している。
【００６１】
前述したように、インクが浸透しない又は浸透しにくい媒体であった場合に、図１０及び図１１（ａ）に示すように、ボイド等と呼ばれる凹部が起こる場合がある。このボイドは、液滴の着弾面や体積に対して、比較的に小さな凹凸を持つ。こうしたボイドがあると、例えば、小さな領域に高密度のバーコードを印刷した例では、誤読等の問題が発生する。従来技術においては、紫外光により硬化を行うと、図１０に示すように、ボイドが残ったまま、定着されることとなる。
【００６２】
本実施形態では、図１１（ｂ）に示すように、表面層を硬化した後、超音波振動を与えた状態で硬化させた場合には、硬化時の振動（周波数及び振れ幅）を調整することで、ボイドや微細な凹凸部分を改善することができる。着弾インク１８に形成されている文字等又は絵柄のエッジ部分に生じている凹凸に対して、直線や曲線の再現性が改善できる。即ち、着弾時に、液滴の体積に対して比較的小さな凹凸があった場合に、液滴の表面下層のみが硬化し、内部で液滴を流動されるため、薄く硬化となっている表層部分の凹凸形状が押されてなだらかになる。
【００６３】
従って、着弾インク１８のドット径を下回るような凹凸は、記録ヘッドが保証する解像度を上回る高周波のノイズであるから、超音波振動によるスムージングを行うことで、不要な画像上のノイズを改善できる。このスムージングの程度は、積層型圧電素子の印加電圧や駆動パルスのデューティ比を変えることで調整できる。
【００６４】
以上のような手法により、硬化反応モード１によって、着弾インク１８の表面を硬化させて、着弾時からの拡がりを防止し、液滴の体積に対応した着弾面を確保することが可能となる。さらに、硬化反応モード２によって、液滴の体積以外の要因に起因する細かな印刷ノイズを低減することができる。さらに、比較的に体積の大きな液滴については、内部を揺動により流動させることにより、濃度を均一化し且つ影となる領域を移動させることにより、硬化を促進することが可能となる。また、例えば、図１１（ｂ）において、着弾した領域が５％広がったとすると、照射されるエリアが５％増加したことになるので、硬化時間がさらに低減できる。  
次に、本実施形態が画像記録可能な媒体の形状について説明する。  
図１２（ａ），（ｂ）には、立体形状の媒体２０において、凹凸形状の段差がある記録領域に画像記録を行う例について説明する。  
記録ヘッドから媒体２０の記録領域の段差部分に対して、光硬化インクを吐出する。この吐出においては、図１２（ａ）に示すように、インク滴の下側球面部分が段差の角との間に隙間を作った状態で着弾している場合がある。
【００６５】
このように場合には、まず、硬化反応モード１によって、インク滴の表面層を硬化することにより、着弾位置に概略定着させる。この定着により、インク滴の拡がりや移動を防止する。次に、図１２（ｂ）に示すように、硬化反応モード２により、超音波振動が与えられたインク滴は、隙間部分のインクは硬化していないため、段差の角の隙間を埋めるように拡がる。しかし、この拡がりは、硬化反応モード１によって、表面層が硬化されているため制限されて、インク滴の着弾位置が大きくは拡がらない。
【００６６】
従って、インク滴を着弾箇所に確実に定着させ、且つ拡がりを防止している。これにより、画像記録の高精細さを維持しつつ、硬化効率や着弾性をも高めることができる。  
さらに、本実施形態によれば、インクが完全硬化するまで顔料を機械振動させることができる。これにより、硬化の収縮に伴って生じるインク内の内部応力を緩和できる。よって、媒体がシート状の場合に、カールの発生を低減又は防止することができる。なお且つ、インクの拡がりを抑制できるため、画像の高精細さを失うこともなく、より多様な形状を持つ媒体に対して、容易に画像記録を実現することができる。
【００６７】
次に、第２の実施形態について説明する。  
図１３は、第２の実施形態として、超音波スピーカを用いた硬化反応装置を備える画像記録装置の構成例を示している。  
この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態では超音波圧電素子の振動を接触式で顔料インクに伝達する例であったが、ここでは、接触式の振動子に替わって同等な機能を有する超音波スピーカを用いて、空気の振動により着弾インク１８に振動を伝える構成である。これ以外の構成部位は、第１の実施の形態とほぼ同等であり、同じ参照符号を付して、その説明を省略する。
【００６８】
本実施形態は、硬化装置９から照射された紫外光より着弾したインクが硬化されている最中に、超音波スピーカ５１から超音波を放出する。即ち、まず、硬化反応モード１によって、着弾したインク滴に対して紫外光を照射し、インク滴の表面層を硬化することにより着弾位置に概略定着させる。この定着により、以降のインク滴の拡がりや移動を防止する。その後、硬化反応モード２に移行して、紫外光の照射を維持した状態で、超音波スピーカ５１から超音波を与えて、インク滴を振動させて、インク滴内部まで硬化する。
【００６９】
本実施形態は、振動子を用いる構成に比べて、テーブル機構が簡易な構成にできる。尚、この例においては、テーブル機構５が必須の要件ではないため、超音波スピーカ５１が、ベルト１６上に直接的に吸着保持されて搬送される着弾媒体２０に対して、超音波が与える構成であってもよい。
【００７０】
また、本実施形態においても、ベルト上に複数のテーブル機構５を配置する場合には、テーブル機構（テーブル部）とベルトとの間に免震機構を設ける必要がある。免震機構としては、ゴム等の簡易な弾性部材でもよい。または、搬送機構を分割、即ち、記録ヘッド側と硬化装置９側とを分割して、受け渡し機構を設けて、搬送経路を繋いでもよい。
【００７１】
本実施形態がテーブル機構５を備えていない構成であれば、ベルト１６上に、同時に複数の媒体及び着弾媒体２０を吸着保持させる用い方をする場合には、搬送機構を記録ヘッド側と硬化装置９側とを分割して、受け渡し機構で連結すればよい。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態においても、前述した第１の実施形態と同等の作用効果を得ることができる。さらに、超音波スピーカによる空気の振動により、着弾インク１８に対して振動を伝えることにより、テーブル機構の構成が簡易となり複雑な機構を備えなくとも、同等の効果を得ることができる。
【００７３】
次に、着弾したインク滴に含有される顔料の挙動について説明する。  
図１４を参照して、第１及び第２の実施形態による硬化反応装置において、着弾インク滴内に含まれる顔料の挙動について説明する。  
一般に、顔料の比重は、溶媒の比重に比較して数倍大きい。例えば、前述した酸化チタンであれば、「４前後」となる。そしてインク滴の液体部分の比重は１近辺とみてよく、粘弾性物質である。
【００７４】
光硬化によってインク滴が硬化されると、通常、粘性係数が高くなる。図１４に示すように、外部から超音波振動を与えると、顔料の比重が大きいことから溶媒（液状）に対して、顔料の変位が大きくなる。そして、着弾媒体の振動に対して顔料の振動には位相遅れが生じる。位相遅れは、未硬化の部分で大きく、完全に硬化した部分では小さくなる。顔料の振幅・変位については、未硬化の部分では相対的に動きが大きくなり、完全に硬化した部分では着弾媒体に対して顔料の動きが小さくなる。
【００７５】
従って、表層が硬化開始した後に、超音波振動を与えると、着弾インク滴が揺動され、膜状の表層の内部で未硬化あるいは一部硬化状態のインクを動かすことができる。インク滴内部は、顔料の影による部分が存在するものの、顔料が留まっていないため、一部の照射光がより内部まで到達することができ、インク滴内部に比較的均一的に紫外光を照射させることができる。
【００７６】
次に、第３の実施形態について説明する。  
本実施形態は、前述した位相遅れを利用して、さらに硬化の照射エネルギー効率を改善する硬化反応装置について説明する。本実施形態では、硬化装置９のＬＥＤ素子３４に印加する電源を、パルス波形に変えることで、照射エネルギーの効率をさらに改善した例である。尚、本実施形態の構成は、前述した第１の実施形態と同等であり、同じ参照符号を用いて、その構成の説明は省略する。
【００７７】
図１５に示すタイミングチャートを参照して、硬化装置９の駆動について説明する。  
硬化開始時ｔ0は、駆動パルスＯＵＴ１＝Ｈレベル、駆動パルスＯＵＴ２＝Ｌレベルとなる硬化反応モード１によって、着弾したインクに紫外光を一定期間照射して、経過時ｔ1になるまで、着弾したインクの表層を硬化する。この硬化処理により、着弾インク１８の表層が先に硬化して、着弾インク１８内部に向かって粘度を上げていく共に、着弾媒体２０に着弾インク１８を定着させて、後のインクの拡がり過ぎを防止して、画像記録の高精細さを確保する。
【００７８】
そして、硬化反応モード２に移行して、紫外光の照射を維持した状態で、位相遅れ（ディレイ値Ｄ１）を発生させた後、超音波振動を開始する。これにより、紫外光が当たらなかった着弾インク１８内部に微細振動を与えて光硬化を促進する。このとき、同時に硬化装置９のＬＥＤ素子３４の駆動電源を直流からパルス波（矩形波）に切り替えて駆動する。
【００７９】
図１５に示すディレイ値Ｄ１は、記録ヘッド（マルチドロップヘッド）から吐出されるインク滴数（ドロップ数）の異なるインクのうち、インク滴の最大の体積又はドロップ数、例えば８階調ヘッドであれば、７ドロップ分のインク滴の硬化具合を基準として予め設定する。即ち、硬化し難い液滴（インク滴）の体積は実験的に既知である。例えば、液滴の体積が比較的大きなもの（６〜７ドロップ）は内部が硬化しにくい傾向がある。
【００８０】
従って、最も硬化しにくい体積となるインク滴に対して、顔料部分の位相遅れと変位に合わせて、パルス駆動の照射光に強弱をつける。換言すると、深部硬化のモードにおいては、硬化しない部分は影となる部分であり、内部を硬化するために用いられるエネルギー効率が悪くなることがすでにわかっている。従って、着弾したインク滴の位置に対する顔料の変位がゼロ（初期の状態）近傍となる期間（タイミング、位相）では、照射パワーを下げる。他方、インク滴の位置に対して顔料の変位が最大となる期間（位相）では、照射パワーを上げる。
【００８１】
これにより、パルス駆動の照射光により、硬化を促しつつ且つ、必要となる照射エネルギーを低減させることができる。位相遅れの量Ｄ１については、振動の伝達の遅れ等の不確定な要素があるため、設計的には求められないが、実測的又は経験的に求めることができる。即ち、インク滴の体積や搬送テーブル等の仕様が決められると、位置関係が特定されるため、ディレイ値Ｄ１を装置等のハードウェアに沿うように調整することで、結果的に、エネルギー効率を最適化することが可能となる。
【００８２】
硬化装置９をパルス駆動することにより、照射パワーの最大値（ピーク値）を上げつつ、ＬＥＤ素子の温度上昇を低減して消費電力が改善される。また、温度上昇に伴うＬＥＤ素子の光出力の低減等のロスが改善できる。  
さらに、硬化反応の進行に伴い、超音波振動の振幅（ＧＩＮ１）やデューティ値を数段階で切り替えて超音波振動を、次第に強くしていくことができる。通常、光硬化反応は、照射直後が最も早く硬化反応が進行する。しかし、照射時間が長くなると反応速度が次第に遅くなる。そこで、硬化が進むにつれ超音波振動の強度を高くして、未硬化部分を大きく動かすことで光硬化を促進できる。
【００８３】
前述したように、着弾インク１８において、顔料の影となる部分やインク層の深部は、十分な紫外光が届かず、光硬化し難い。しかしながら、本実施形態によれば、インク層の深部の未硬化の部分で、とくに顔料の存在している領域の変位を大きく変えることができる。これにより、インク滴内部をかき混ぜることができる。すると、光照射の状態を均一化ができ、光硬化反応を促進させることができる。
【００８４】
さらに、図１５に示した硬化装置９に印加するパルス電圧は、連続駆動時に対して定格電圧よりも高くしてもよい。従って、顔料近傍の硬化反応が促進されるように、ディレイ値とデューティ値を調整して、駆動電圧、すなわち、光強度をより高くすることができる。
【００８５】
この電圧値の切替は、ゲイン値ＧＩＮ１及び、ゲイン値ＧＩＮ２の変更により行われ、さらに硬化の効率を上げることができる。つまり、通常の連続照射に比較して、図１４に示すように、未硬化部分の顔料が最も大きく動くタイミングで照射光を増加（増減）させると、照射エネルギーは、同等であっても、硬化反応を促進でき、エネルギー効率が改善できる。  
この様な調整は、駆動パルスのデューティ値や位相遅れＤ１等のパラメータを変えながら、実際の着弾媒体に印刷を繰り返して硬化の程度を評価することで、実験的に最適化することができる。
【００８６】
次に、前述した各実施形態において、用いている着弾媒体について説明する。  
前述した媒体２０は、アクリル樹脂の例として説明したが、これに限られるものではない。勿論、コート紙、普通紙の紙類を使用することができる。さらに、媒体としては、ポリカーボネイト、アクリル樹脂、ＡＢＳ、ポリアセタール、ゴム等を材料とする媒体を使用することができる。また、ＰＥＴフィルム、ＴＡＣフィルム等のフィルムを使用することもできる。さらに、金属、ガラス、セラミックス、樹脂、木材及びダンボールを材料に用いた媒体であってもよい。
【００８７】
また、媒体２０は、図１２に挙げた例のように、必ずしも平面状又は平板状の部材でなくてもよい。搬送機構６又は、搬送テーブル５に載置（固定）可能な形状であれば、特に限定されるものではない。射出成型によって立体的に作られた樹脂部品、例えば、ペットボトルのような容器、又は外装部材等の種々の部位の表面に情報を記録することもできる。
【００８８】
また、３次元プリンタのように、記録ヘッドから、粉体等に接着剤を着弾させて硬化させ、その後、粉体を除去して３次元形状を形成するという用途であってもよい。さらに、任意の面に液滴を着弾させて硬化させるものであればよい。接着等の用途であってもよい。
【００８９】
以上説明した各実施形態では、光硬化インクを用いる記録ヘッドを搭載する画像記録装置の例について説明したが、必ずしも限定されたものではない。この他にも、カラーフィルタ製造装置、三次元形状形成装置、印刷機、分注装置、精密医療機器、硬化装置、接着装置、塗膜形成装置、ラピッドモデル形成装置及び生産装置等に使用することができる。また、モバイル式のインクジェットプリンタとバーコードリーダを組み合わせて、屋外や航空機内等で使用するための受発注システムを構成することができる。定着性等が改善されることから、ＯＣＲ（Optical Character Reader）装置として、文字認識システムを構成してもよい。
【００９０】
さらに、各実施形態においては、硬化装置９が出力する電磁波の波長を３６５ｎｍとしたが、必ずしもこれに限定されるものではない。他にも、２００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外領域を用いることもできる。
【００９１】
また、前述したように、硬化装置９が出力する電磁波においては、直進性の強い領域の電磁波の波長であっても良好に使用できる。例えば、照射する電磁波の波長を、紫外光、可視光、赤外光の範囲とすると効果的である。即ち、波長λ１＞１μｍとなる領域で用いることもできるが、波長λ１≦１μｍとなる紫外光・可視光・赤外光の領域であっても良好に使用できる。特に、波長λ１＜８００ｎｍとなる可視光・紫外光の領域で用いると、市販の紫外硬化タイプの印刷（画像記録）や媒体の接着等にも用いることができるため、好適である。
【００９２】
以上説明した各実施形態は、以下の発明の要旨を含んでいるものとする。  
（１）被着弾媒体上に着弾した光硬化タイプ液滴に当該液滴を硬化させるための電磁波を照射して、前記光硬化タイプ液滴を硬化させる硬化反応装置であって、  
前記被着弾媒体に向けて前記電磁波を照射する光源手段と、  
前記液滴が着弾された前記被着弾媒体に対して超音波振動を与える超音波発生手段と、  
前記光源と前記超音波発生手段の駆動を制御する制御手段と、  
を有し、前記制御手段は、  
被着弾媒体上に着弾された前記液滴に対して電磁波を照射させて、液滴の表面を硬化させ被着弾媒体に液滴を定着させる第１の硬化反応モードと、  
第１の硬化反応モードに続いて実施され、被着弾媒体上に着弾された液滴に対して電磁波を照射させると共に、超音波発生手段によって前記被着弾媒体に振動を与えて、前記被着弾媒体上の前記液滴の内部まで硬化させる第２の硬化反応モードと、  
を有すること特徴とする硬化反応装置。
【００９３】
（２）前記（１）項において、制御手段は、第１の硬化反応モード時の光源からの電磁波のパワーの最大値よりも、第２の硬化反応モード時の光源からの電磁波のパワーの最大値が大きくなるように制御することを特徴とする硬化反応装置。  
（３）前記（２）項において、前記光源は、紫外光を発するＬＥＤであって、前記制御手段は、前記第２の硬化反応モードにて、電磁波を間欠発光させるようにＬＥＤを駆動させることを特徴とする硬化反応装置。
【００９４】
（４）前記（１）において、前記制御手段は、１０ｋＨｚ以上の振動を被着弾媒体に与えるように超音波発生手段を駆動させることを特徴とする超音波硬化反応装置。  
（５）前記（４）項において、前記制御手段は、第２の硬化搬送モード時に、徐々に超音波振動の振幅を大きくするように超音波発生手段を駆動させることを特徴とする超音波硬化反応装置。
【００９５】
（６）液滴がマルチドロップによる液容量がそれぞれに異なる複数の液滴であって、
第１の硬化反応モードの時間は、より液容量が多い液滴の表面が硬化する時間に設定されることを特徴とする超音波硬化反応装置。  
（７）被着弾媒体上の体積の異なる液滴を硬化させる方法であって、  
ａ．液滴の表層の粘度を増大させるための電磁波を照射する硬化反応ステップと、  
ｂ．体積の比較的に大きな液滴の内部を完全硬化させるための超音波振動を与えつつ電磁波を照射する硬化反応ステップと、を具備する方法。
【００９６】
（８）被着弾媒体を支持すると共に、搬送方向に沿って搬送させる搬送手段と、  
搬送手段に対向して設けられ、搬送手段によって搬送される被着弾媒体に向けて光硬化タイプ液滴（UVインク）を吐出させて被着弾媒体上に画像を形成する記録ヘッドと、  
前記記録ヘッドよりも搬送方向下流側に設けられ、前記被着弾媒体に向けて電磁波を照射する光源手段と、  
前記液滴が着弾された前記被着弾媒体に対して超音波振動を与える超音波発生手段（振動子）と、  
前記各手段の駆動を制御する制御手段（制御部）と、  
を有し、前記制御手段は、  
被着弾媒体上に着弾された前記液滴に対して、前記光源から電磁波を照射させる第１の硬化反応モードと、  
第１の硬化反応モードに続いて実施され、同一被着弾媒体上に着弾された液滴に対して、電磁波を照射させると共に、超音波発生手段によって前記被着弾媒体に振動を与える第２の硬化反応モードと、を有すること特徴とする画像記録装置。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、液体を固体上に着弾させる技術、及び、媒体上に着弾した電磁波硬化タイプの液体を硬化する技術に関わり、具体的には、インクジェットプリンタ、カラーフィルタ製造装置、三次元形状形成装置、印刷機、分注装置、精密医療機器、硬化装置、接着装置、塗膜形成装置、生産装置等に搭載できる硬化反応システムである。
【符号の説明】
【００９８】
１…画像記録装置、２…入力部、３…制御部、４…供給部、５…搬送テーブル、６…搬送機構、７…センサ、８…画像記録部、９…硬化装置、１０…取出装置、１１…取出口、１２…テーブル部、１３…振動子、１４…固定部、１５…ローラ、１６…ベルト、１７…インク滴、１８…着弾インク、２０…媒体、２１…記録ヘッド、４１…電源回路、４２…ＣＰＵ、４３…クロック部、４４…揮発メモリ、４５…不揮発メモリ、４６…駆動部、４７，４８…増幅回路、５１…レジスタ、５２…ゲイン切替回路、５３…硬化パルス生成回路、５４…振動パルス生成回路。
【図１】
2011037183.tif 000003
【図２】
2011037183.tif 000004
【図３】
2011037183.tif 000005
【図４】
2011037183.tif 000006
【図５】
2011037183.tif 000007
【図６】
2011037183.tif 000008
【図７】
2011037183.tif 000009
【図８Ａ】
2011037183.tif 000010
【図８Ｂ】
2011037183.tif 000011
【図９】
2011037183.tif 000012
【図１０】
2011037183.tif 000013
【図１１】
2011037183.tif 000014
【図１２】
2011037183.tif 000015
【図１３】
2011037183.tif 000016
【図１４】
2011037183.tif 000017
【図１５】
2011037183.tif 000018