(57)【要約】【課題】光源を１つにすることで、キャリッジの重量を軽くし、光源の交換頻度を減らし、シャッター装置を簡易化できる光照射装置を具備するインクジェットプリンターを提供する。【解決手段】記録媒体に光定着インクを吐出するインクジェットヘッドを搭載したキャリッジに、インクジェットヘッドから吐出された光定着インクを定着させるための光を照射する光照射装置を搭載する。この光照射装置は、光を発する光源と、光源から発した光を集光する集光手段と、集光された光を任意の方向に光路を変更する光路選択手段と、光路選択手段を制御する光路制御手段と、キャリッジの走査方向両側に光路を変更された光を照射する照射手段と、を有する。記録媒体に吐出された光定着インクを照射手段から照射される光によって定着させる。【選択図】図１
2011126269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に光定着インクを吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドから吐出された前記光定着インクを定着させるための光を照射する光照射装置とを搭載するキャリッジを有し、前記キャリッジを前記記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に走査し、前記記録媒体に画像形成するインクジェットプリンターにおいて、前記光を発する光源と、前記光源から発した前記光を集光する集光手段と、集光された前記光を任意の方向に光路を変更する光路選択手段と、前記光路選択手段を制御する光路制御手段と、前記インクジェットヘッドを挟み前記キャリッジの走査方向両側にそれぞれ配置されて前記光路選択手段からくる前記光の光路を曲げ、前記記録媒体上に前記光を照射する照射手段と、を有し、前記キャリッジに少なくとも前記光源と前記集光手段と前記光路選択手段と前記照射手段とを搭載し、前記記録媒体に吐出された前記光定着インクに前記光路制御手段によって制御された光路による前記光を照射して定着させることを特徴とするインクジェットプリンター。
【請求項２】
前記光路選択手段と前記照射手段との間に、光ファイバーケーブルを有し、前記光源から発した前記光は、前記光路選択手段から前記光ファイバーケーブルを通して前記照射手段へと入射される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ー。
【請求項３】
前記光ファイバーケーブルを複数の系統に分けることによって、前記キャリッジの前記走査方向両側に配置された複数の前記照射手段から前記光を照射することを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリンター。
【請求項４】
前記光定着インクに紫外線硬化インクを用いて、前記光源に紫外線を含む光を照射する光源を使用することで、前記紫外線を照射して前記紫外線硬化インクを定着させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のインクジェットプリンター。
【請求項５】
前記光定着インクに赤外光により定着するインクを用いて、前記光源に赤外光を含む光を照射する光源を使用することで、前記赤外光を照射してインクを定着させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか1項に記載のインクジェットプリンター。
【請求項６】
前記光源にＬＥＤを用いて、前記光定着インクを定着させることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか1項に記載のインクジェットプリンター。
【請求項７】
前記光路選択手段に赤外光を透過するミラーを用いることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のインクジェットプリンター。
【請求項８】
前記光路選択手段に紫外光以外の光を透過するミラーを用いることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のインクジェットプリンター。
【請求項９】
前記光路選択手段に赤外光以外の光を透過するミラーを用いることを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３または請求項５のいずれか１項に記載のインクジェットプリンター。
【請求項１０】
前記インクジェットヘッドの上方に前記光源が配置され、前記インクジェットと前記光源の間に前記光路選択手段が配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載のインクジェットプリンター。
【請求項１１】
前記インクジェットヘッドと前記光路選択手段の間に、前記光のうち散乱した光を反射する反射手段を備えることを特徴とする請求項１０に記載のインクジェットプリンター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光定着インクを吐出し、光照射装置によって定着させるインクジェットプリンターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光照射装置による光定着インクを用いたインクジェットプリンターはキャリッジの走査方向両側に光照射装置を搭載していた。また、それぞれの光照射装置には光源が搭載され、照射有無の制御はシャッター装置を開閉して行うものが、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３３８１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術において、光照射装置による光定着インクを用いたインクジェットプリンターは２つの光照射装置を搭載するため、キャリッジ重量が増加し、キャリッジを駆動するアクチュエーターを高出力化する必要がある。また、消耗品である光源も２つあり、それぞれが寿命となったときに交換する必要があるため、交換頻度が多くなる。点灯と消灯を繰り返すことで光源の寿命が損なわれないように光照射装置それぞれにシャッター装置を搭載する場合は、製造工程やコストも多くかかる。
【０００５】
本発明は、光源を１つにすることで、キャリッジの重量を軽くし、光源の交換頻度を減らし、シャッター装置を簡易化できる光照射装置を具備するインクジェットプリンターを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述課題を解決するための本発明の第一の態様は、記録媒体に光定着インクを吐出するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドから吐出された前記光定着インクを定着させるための光を照射する光照射装置とを搭載するキャリッジを有し、前記キャリッジを前記記録媒体の搬送方向に対して交差する方向に走査し、前記記録媒体に画像形成するインクジェットプリンターにおいて、前記光を発する光源と、前記光源から発した前記光を集光する集光手段と、集光された前記光を任意の方向に光路を変更する光路選択手段と、前記光路選択手段を制御する光路制御手段と、前記インクジェットヘッドを挟み前記キャリッジの走査方向両側にそれぞれ配置されて前記光路選択手段からくる前記光の光路を曲げ、前記記録媒体上に前記光を照射する照射手段と、を有し、前記キャリッジに少なくとも前記光源と前記集光手段と前記光路選択手段と前記照射手段とを搭載し、前記記録媒体に吐出された前記光定着インクに前記光路制御手段によって制御された光路による前記光を照射して定着させることを特徴とするインクジェットプリンターである。
【０００７】
また、本発明の第二の態様は、前記光路選択手段と前記照射手段との間に、光ファイバーケーブルを有し、前記光源から発した前記光は、前記光路選択手段から前記光ファイバーケーブルを通して前記照射手段へと入射されることを特徴とする第一の態様に記載のインクジェットプリンターである。
【０００８】
また、本発明の第三の態様は、前記光ファイバーケーブルを複数系統に分けることによって、前記キャリッジの前記走査方向両側に配置された複数の前記照射手段から前記光を照射することを特徴とする第二の態様に記載のインクジェットプリンターである。
【０００９】
また、本発明の第四の態様は、前記光定着インクに紫外線硬化インクを用いて、前記光源に紫外線を含む光を照射する光源を使用することで、前記紫外線を照射して前記紫外線硬化インクを定着させることを特徴とする第一の態様から第三の態様のいずれか一に記載のインクジェットプリンターである。
【００１０】
また、本発明の第五の態様は、前記光定着インクに赤外光により定着するインクを用いて、前記光源に赤外光を含む光を照射する光源を使用することで、前記赤外光を照射してインクを定着させることを特徴とする第一の態様から第三の態様のいずれか一に記載のインクジェットプリンターである。
【００１１】
また、本発明の第六の態様は、前記光源にＬＥＤを用いて、前記光定着インクを定着させることを特徴とする第一の態様から第五の態様のいずれか一に記載のインクジェットプリンターである。
【００１２】
また、本発明の第七の態様は、前記光路選択手段に赤外光を透過するミラーを用いることを特徴とする第一の態様から第六の態様のいずれか一に記載のインクジェットプリンターである。
【００１３】
また、本発明の第八の態様は、前記光路選択手段に紫外光以外の光を透過するミラーを用いることを特徴とする第一の態様、第二の態様、第三の態様または第四の態様のいずれか一に記載のインクジェットプリンターである。
【００１４】
また、本発明の第九の態様は、前記光路選択手段に赤外光以外の光を透過するミラーを用いることを特徴とする第一の態様、第二の態様、第三の態様または第五の態様のいずれか一に記載のインクジェットプリンターである。
【００１５】
また、本発明の第十の態様は、前記インクジェットヘッドの上方に前記光源が配置され、前記インクジェットと前記光源の間に前記光路選択手段が配置されていることを特徴とする第一の態様から第六の態様の何れか一に記載のインクジェットプリンターである。
【００１６】
また、本発明の第十一の態様は、前記インクジェットヘッドと前記光路選択手段の間に、前記光のうち散乱した光を反射する反射手段を備えることを特徴とする第十の態様に記載のインクジェットプリンターである。
【発明の効果】
【００１７】
光源を１つにすることで、キャリッジの重量を軽くすることができる。また、消耗品である光源を１つにすることで、交換頻度を少なくして交換費用を抑えることもできる。また、光照射のＯＮ／ＯＦＦを簡易な構造にできるため、軽量化と小型化、低コスト化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明であるインクジェットプリンターのキャリッジと光照射装置の一例の構成図である。
【図２】図２は、光ファイバーケーブルを使用した光照射装置の一例の構成図である。
【図３】図３は、光照射装置の制御部分のブロック図である。
【図４】図４は、光照射装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明であるインクジェットプリンターのキャリッジと光照射装置の構成図の一例である。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態のインクジェットプリンターは、キャリッジ１にメディア３上に光定着インクを吐出するインクジェットヘッド４とメディア３上に着弾した光定着インクを定着させるための光照射装置５とが搭載されている。光照射装置５は、キャリッジの上方中央に光源６を配置し、光源６の上方に光源６からの光を効率的に反射して集光する集光手段７を配置している。キャリッジ１はＹレール２に沿ってメディア３の上を走査方向に移動しながら、インクジェットヘッド４の下面から光定着インクを吐出する。
【００２１】
集光手段７は例えばリフレクタであり、好ましくは楕円リフレクタである。また集光手段は複数のミラーを用いて集光することもできる。光源６はランプやＬＥＤなどを用いることができる。ＬＥＤを用いる場合、集光手段７を用いることもできるが、不用とする構造にすることもでき、不要の場合はさらに構造の簡素化が可能となる。
【００２２】
また光源６に紫外線照射光源を用いることで、紫外線硬化インクを用いたインクジェットプリンターに使用することができる。また光源６に赤外線照射光源を用いることで、赤外線または熱による水分の蒸発によって定着するインクを用いたインクジェットプリンターに使用することができる。
【００２３】
光源６からの光と集光手段７に反射された光は光源６の下方に位置する凹レンズ８を通りさらに下方のフライアイレンズ９に入射する。フライアイレンズ９は照度むらを無くすために使用している。照度むらを無くす為に他の例として、ミラー１０、曲面ミラー１１または光源６を微振動させ、光を一定の位置だけでなく所定の範囲に満遍なく照射してもよい。しかしこのように微振動させるには別途振動装置を備える必要がある。容積、重量に余裕があればこのような構成をキャリッジ１に載せることができる。小さくしたいのであれば、凹レンズ８とフライアイレンズ９を用いて照射される光を制御するのが好ましい。
【００２４】
フライアイレンズ９を通過した光は角度制御が可能なミラー１０で反射させる。このミラー１０にはダイクロイックミラーを用い、メディア３への熱を除外したい場合には赤外線透過タイプ、可視光を除外したい場合には可視光を透過するタイプ、人体に有害な紫外光を除外したい場合には紫外線透過タイプ等、透過する光以外を反射することができるミラーを使用し、用途に応じてミラー１０の選択をする。また別の態様として、所望の波長に光を反射するミラーの代わりに、光を選択する手段として、光路の途中に所望の波長の光のみを透過あるいは遮断するフィルタを配置してもよい。さらに、所望の波長の光を選択するこれらの手段が加熱される場合があるが、この熱をフィンやファンなどの放熱手段によって外部に放熱してもよい。
【００２５】
赤外線透過タイプのミラー１０を用いることで、赤外光を含まない光がメディア３上に照射される。そのため、赤外光による熱の影響を無くし、例えばメディア３の熱による変形を防止することができる。可視光を透過タイプのミラー１０を用いることで、光照射装置５から可視光を含まない光を照射し、光源６からの強い可視光からプリンター周辺の作業者の目を保護することができ、インクジェットプリンターとしての安全性が向上する。紫外線透過タイプのミラー１０を用いることで、光照射装置５から紫外光を含まない光を照射するため、紫外光による人体への悪影響を無くすことができる。
【００２６】
キャリッジ１の走査方向の片側に、ミラー１０からの光を反射して、メディア３上に照射できるような向きで曲面ミラー１１を配置する。曲面ミラー１１には凹面鏡を用いて、曲面ミラー１１で反射した光が平行に所望の位置と範囲でメディア３に照射できるように曲面ミラー１１の形状と角度を決める。ミラー１０の角度を変えることで、キャリッジ３の走査方向の反対側にも同様に配置されたもう一つの曲面ミラー１１に反射させて光を照射することができる。この方法を用いることで、従来キャリッジの走査方向両側に光源を含む照射器を配置して交互に照射していたが、光源を一つにして交互に照射することができる。ミラー１１は走査方向の少なくとも両側に配置し、さらに夫々の側のミラーを複数に分割して配置してもよい。各々側で複数のミラーにすることで照射する位置を細かく設定することができる。
【００２７】
ミラー１０の角度はステッピングモーターを用いて制御する。ステッピングモーターの他に、ＤＣモータを使用できるが、その場合に、回転数を制御するフィードバック制御が必要である。ミラー１０の角度を、ミラー１０に反射した光がどちらの曲面ミラー１１にも入射しないような向きにすることで、メディア３に光を照射しないこともできる。これによって従来キャリッジの走査方向両側の照射器がそれぞれ持っていたシャッター機構が不要となる。
【００２８】
光源６とミラー１０の配置については、光源６はキャリッジ３の中央でなるべくＹレール２に近い位置に配置することで、左右の照射範囲を同等にすることが容易になり、キャリッジの重量バランス上も最適である。光路の途中に光ファイバーケーブルを用いた場合も、光ファイバーケーブルの光エネルギーの損失を同等にして左右の照射光エネルギーを同等にするため、光源は同様の配置が好ましい。また、光ファイバーケーブルは最短距離で配置することでコストを抑えることが望ましい。同様に、角度制御されるミラー１０も左右の曲面ミラー１１の中央、つまりキャリッジ３の中央に配置することで、左右の光エネルギーの損失と、左右の照射範囲を同等にし、キャリッジの重量バランスの均衡にも効果がある。
【００２９】
また、光源６は光を発生すると共に熱を発生させる。インクジェットヘッド４によって吐出されるインクは温度によって粘度等の特性が変わり、温度が高くなり過ぎると吐出不良の原因となる。そこで、インクジェットヘッド４と光源６は離れた位置に配置する。例えば、インクジェットヘッド４の上方にミラー１０を配置し、更に上方に光源６を配置し、ミラー１０と光源６の間に凹レンズ８とフライアイレンズ９を配置する。さらに、散乱した光を反射させるために、インクジェットヘッド４とミラー１０との間に光を反射する鏡あるいは鏡面仕上げした金属板などの反射手段を配置することが望ましい。さらに、反射手段とインクジェットヘッド４の間に断熱材を配置し、伝熱しにくくすることが好ましい。光源６で発生した熱がインクジェットヘッド４に伝わり、インク温度が上昇しないようにすることで、画質への影響を防ぐことができる。
【００３０】
図２は、光ファイバーケーブルを使用した光照射装置の構成図の一例である。光源６と集光手段７の位置関係は図１と同じとする。光源６から発した光と集光手段７によって集光された光は、集光レンズ１２を通り、光ファイバーケーブル１３の片側の端部である入口部に入射する。光ファイバーケーブル１３は柔軟なケーブルのため、光源６と集光手段７は任意の場所に配置することができる。ただし、光ファイバーケーブル１３は高価なので、できる限り短く構成する必要があり、光源６と集光手段７はキャリッジの中央上部に配置することが望ましい。光ファイバーケーブル１３の出口側は、ケーブルの途中でファイバーケーブルを少なくとも２つに分割する。分割した光ファイバーケーブル１３は複数のファイバーの束から成っており、出口側のファイバーはそれぞれ２つの平凸シリンドリカルレンズ１４の平側の長手方向に等間隔で接続する。こうすることで、少なくとも２つに分けられた光ファイバーケーブル１３の出口部から照射された光は、キャリッジの走査方向両側に配置された２つのシリンドリカルレンズ１４を通して所望の照射範囲に照射することができる。
【００３１】
次に、ミラーによって光路を変更する場合の動作について、図３、図４を用いて説明する。図３は、光照射装置の制御部分のブロック図である。図４は、光照射装置の動作を示すフローチャートである。
【００３２】
制御回路１００には、ＲＯＭ１０１、ＲＡＭ１０２、ステッピングモーター駆動回路１０３が接続されている。ステッピングモーター駆動回路１０３にステッピングモーター１０４が接続されている。
【００３３】
ＲＯＭ１０１にはプログラムが記憶されていて、制御回路１００はこのプログラムに従って動作する。またＲＯＭ１０１にはプログラム以外に、制御に使用する初期設定値などの各種設定値が記憶されている。ＲＡＭ１０２はデータの一時保存や演算時のワークエリアに使用される。ステッピングモーター１０４にはミラーが接続され、ステッピングモーターの軸の角度に応じてミラーが回転し、光路の変更が可能となる。すなわち光路の変更制御は、このステッピングモーター１０４の回転を制御することで行うことができる。ステッピングモーター駆動回路１０３は、制御回路１００によって指示されたステップ数分の回転をステッピングモーター１０４がするように駆動する。
ミラー角度制御処理がスタート(ステップＳ１）する。
【００３４】
ミラーを予め基準とした位置に対して何度の角度に動かすのかを指示するための、ミラー角度の指示がされる（ステップＳ２）。ミラーの角度の指示は、例えば、キャリッジの進行方向に対して後ろ側の照射器から光を照射するのか前側の照射器から光を照射するのかを決めることで判断する。照射器の位置と光源側の位置が固定されているので、夫々の方向に光路を変更する為に必要なミラーの角度は予め決まり、それぞれの角度はＲＯＭ１０１に予め記憶されている。そのため、どちらの照射器から照射するさえ決めればミラー角度の指示がされたことと同様になる。また、ミラーの角度は２つの値だけでなく複数段階取ることができる。これも同様に角度はＲＯＭに記憶されている。ミラーの角度の指示がされると次にステップＳ３に進む。
現在のミラー角度に対して指示されたミラーの角度の角度差を演算する（ステップＳ３）。
【００３５】
次に、演算された角度差分ミラーを回転させる為のステッピングモーター１０４のステップ数を演算する（ステップＳ４）。これは、ステッピングモーター１０４が１ステップ回転すると何度ミラーが回転するか予め分かっているので、角度差から回転させるステップ数を演算する。
【００３６】
次に、演算したステップ数分のステッピングモーター１０４が駆動するように、ステッピングモーター駆動回路１０３に指令を出力し、ステッピングモーター１０４を駆動する（ステップＳ５）。次に、ミラーを回転させる処理は終了する（ステップＳ６）。
【００３７】
このように、ステッピングモーター１０４を制御することで、ミラー１０の角度をＲＯＭ１０１に格納されたプログラムに従って制御することができる。キャリッジ１の走査方向の一方側の照射手段から紫外線を照射することも、他方側に照射することも、どちらにも照射しないようにすることも、または、ミラー１０の角度によって両方から照射するように制御することもできる。
【００３８】
また、光源にＬＥＤを用いる場合は、ＬＥＤをＯＮ／ＯＦＦ制御することで、どちら側の照射手段からも光を照射しない場合の光の照射のＯＮ／ＯＦＦを制御ができる。光源にランプを用いる場合は、ランプの出力をＯＦＦせず制御範囲で予め決められたレベル以下に、好ましくは最低レベルに、した後に照射手段のどちら側からも光が照射しない位置にミラーを制御する。ランプ出力を低くすることで、熱の発生を抑えることができるからである。またこの場合に、好ましくは光源６からミラー１０までの光路から、光が漏れないようにシールドされ、このシールドに放熱手段を有していることが望まれる。ランプ照射によって発生した熱を外部に放熱する為である。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、光定着インクを用いるインクジェットプリンターに利用できる。
【符号の説明】
【００４０】
１  キャリッジ
２  Ｙレール
３  メディア
４  インクジェットヘッド
５  光照射装置
６  光源
７  集光手段
８  凹レンズ
９  フライアイレンズ
１０  ミラー
１１  曲面ミラー
１２  集光レンズ
１３  光ファイバーケーブル
１４  シリンドリカルレンズ
１００  制御回路
１０１  ＲＯＭ
１０２  ＲＡＭ
１０３  ステッピングモーター駆動回路
１０４  ステッピングモーター
【図１】
2011126269.tif 000003
【図２】
2011126269.tif 000004
【図３】
2011126269.tif 000005
【図４】
2011126269.tif 000006