(57)【要約】【課題】ヘッドリフレッシュ装置に付着したインクを硬化させることのない、紫外線硬化型インクを用いたインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】記録ヘッド２８は紫外線硬化型のインクを吐出孔から吐出させる。ヘッドリフレッシュ装置２６，２７，３１は、記録ヘッド２８をリフレッシュする。紫外線照射装置４０，４０′は、被記録媒体Ｐ上に吐出されたインクに紫外線を照射する。また、吐出孔から吐出したインクが付着する、ヘッドリフレッシュ装置２６，２７，３１の部分に対して、紫外線照射装置４０，４０′からの紫外線が照射されないようにされる。その際、光遮蔽部材４１が、ヘッドリフレッシュ装置２６，２７，３１と紫外線照射装置４０の間を遮蔽する。また、紫外線照射装置４０，４０′は紫外線の出力を下げる。【選択図】　　　図１
2004090245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線硬化型のインクを吐出孔から吐出させる記録ヘッドと、前記記録ヘッドをリフレッシュするためのヘッドリフレッシュ装置と、被記録媒体上に吐出された前記インクに紫外線を照射する紫外線照射装置を備えたインクジェット記録装置において、
前記吐出孔から吐出したインクが付着する、前記ヘッドリフレッシュ装置の部分に対して、前記紫外線照射装置からの紫外線が照射されるのを防止するようにしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記ヘッドリフレッシュ装置と前記紫外線照射装置の間を光遮蔽部材により遮蔽することにより、前記ヘッドリフレッシュ装置の前記部分に紫外線が照射されるのを防止することを特徴とする、請求項１記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記紫外線照射装置が紫外線の出力を下げることにより、前記ヘッドリフレッシュ装置の前記部分に紫外線が照射されるのを防止することを特徴とする、請求項１または２記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記紫外線照射装置が紫外線を下げるとき、前記ヘッドリフレッシュ装置の前記部分に付着したインクが硬化しない程度まで出力を下げることを特徴とする、請求項３記載のインクジェット記録装置。
【請求項５】
前記紫外線照射装置は、画像形成時に前記被記録媒体上を前記記録ヘッドが走査するのと同期して走査し、前記被記録媒体上のインクに紫外線を照射するように設けられており、前記被記録媒体幅を走査した後に出力を下げることを特徴とする、請求項３または４記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記紫外線照射装置は、画像形成時に前記被記録媒体上を前記記録ヘッドが走査するのと同期して走査し、前記被記録媒体上のインクに紫外線を照射するように設けられており、前記被記録媒体の記録可能領域を走査した後に出力を下げることを特徴とする、請求項３または４記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記紫外線照射装置は、画像形成時に前記被記録媒体上を前記記録ヘッドが走査するのと同期して走査し、前記被記録媒体上のインクに紫外線を照射するように設けられており、走査の途中でも、該走査においてそれ以降に記録すべき画像データがなければ、出力を下げることを特徴とする、請求項３または４記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記紫外線照射装置が前記吐出孔の両側に設けられており、各前記紫外線照射装置毎に出力を制御する、請求項５〜７のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項９】
紫外線硬化型のインクを吐出孔から吐出させる記録ヘッドと、被記録媒体上に吐出された前記インクに紫外線を照射する紫外線照射装置を備えたインクジェット記録装置において、
非画像領域には紫外線が照射されない、もしくは前記インクが実質的に硬化反応を開始する強さ以下の紫外線しか照射されないようにしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線硬化型インクを用いるインクジェット記録装置に関し、特に、インクを吐出する記録ヘッドの回復（もしくはインクリフレッシュ）に用いる回復装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から様々なインクジェット記録装置が提案されている。インクジェット記録装置では、吐出孔の目詰まりなく、液体インクを容易に吐出するために、インクの粘度を低めに設定するのが通常である。
【０００３】
そのため、記録紙上におけるインクのにじみの問題や、インクの定着に関する問題が生じやすい。その対応策として、従来、記録速度を落としたり、被記録媒体のインク受容層を工夫したり、インクの被記録媒体への浸透性を向上させるなどが行われてきた。
【０００４】
一方、これらの対応策とは別の発想による方法も提案されている。例えば、固体インクを加熱昇華して粘度を下げ、被記録媒体に吐出した後に冷却固化する方法が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、この方法では固体インクをいったん液化させる必要があるため、インクジェット記録装置の立ち上げに時間がかかるという欠点があった。立ち上げにかかる時間を短縮するために余熱などを用いる方法があるが、スタンバイ状態でも電力が消費されてしまうため、オンデマンドプリントがそのメリットの１つとされるインクジェット記録装置に適さない。
【０００５】
また、他の対応策として、紫外線硬化型のインクを用いてインクジェット記録装置が提案されている（特許文献２参照）。紫外線硬化型のインクとは、紫外線硬化樹脂が混入されており、紫外線を照射されることにより硬化する性質を持ったインクである。
【０００６】
図３は、従来の紫外線硬化型インクを用いたインクジェット記録装置の一構成例を示す図である。図３を参照すると、２本のガイド軸１，２が支持板３に固定されている。キャリア４はガイド軸１，２によって摺動自在に受けられている。記録ヘッド５はキャリア４に搭載されている。記録ヘッド５は管７によってインク容器６と接続されている。また、キャリア４上には、記録ヘッド５の両側に光源ボックス８が取り付けられている。光源ボックス８の中には紫外線照射装置９が設置されている。紫外線照射装置９は紫外線ランプを有し、紫外線を照射する装置である。記録ヘッド５のノズル（不図示）前方には、プラテン１０が回転自在に支持板３に支持されている。プラテン１０の回転により記録紙１１が間欠的に搬送される。
【０００７】
図３のインクジェット記録装置では、記録ヘッド５の両側に紫外線照射装置が設けられている。そのため、記録ヘッド５の図中左右方向の往復移動により記録紙１１に吐出されたインクに対して、吐出の直後に紫外線を照射することができる。これにより、吐出直後にインクを硬化させることができるので、インクのにじみのない良好な画像を定着させることができる。なお、図３に示したように記録ヘッドと紫外線照射装置とが同期して移動する構成を「オンキャリッジ」と呼ぶ。
【０００８】
その他にも、紫外線硬化型インクを用いたインクジェット記録装置に関して過去に多くの提案なされている。
【０００９】
例えば、紫外線の照射機構に関しては、光ファイバや反射ミラーを用いて、オンキャリッジで紫外線を照射するというものがある（特許文献３，４参照）。
【００１０】
また、オンキャリッジでない構成のインクジェット記録装置についても提案がなされている。例えば、被記録媒体の幅分の長さを有する紫外線照射装置が被記録媒体の排出される付近に設けられたものがある。この種のインクジェット記録装置は、紫外線硬化型インクを吐出して画像を記録した被記録媒体を排出するとき、紫外線照射装置から被記録媒体に紫外線を照射する（例えば、特許文献５，６参照）。
【００１１】
また、記録ヘッドから吐出されたインクが被記録媒体に到達する前、飛翔しているインクに紫外線を照射して硬化させるインクジェット記録装置についても提案がされている（特許文献７，８参照）。この種のインクジェット記録装置は、その特性上、オンキャリッジの構成をとっている。
【００１２】
また最近では、紫外線にてインクを半固化状態に増粘した後、そのインクに対して固化液を供給して、最終的に被記録媒体上にインクを定着させるインクジェット記録装置が提案されている（特許文献９参照）。
【００１３】
【特許文献１】
特開昭６０−２８８０４８号公報
【特許文献２】
特開昭６０−１３２７６７号公報
【特許文献３】
特開昭５７−１２９７７０号公報
【特許文献４】
特開昭６３−６２７３８号公報
【特許文献５】
特開平６−３２８６６６号公報
【特許文献６】
特開平１１−２７４３３５号公報
【特許文献７】
特開平３−６５３４５号公報
【特許文献８】
特開平７−２１４７６３号公報
【特許文献９】
特開２０００−１０８４９４号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したものの他にも、紫外線硬化型インクを用いたインクジェット記録装置に関して従来から多数の提案がなされている。しかし、これらの提案において、記録ヘッドの回復（リフレッシュ）に関する知見は少ない。その中で特開平２−２８３４５２号公報の記載によれば、紫外線照射装置から照射された紫外線の一部が被記録媒体面で反射して記録ヘッドのノズルに到達するが、その紫外線の量は僅かなので悪影響を及ぼさないため、取り扱いにそれ程神経を使う必要がないとされている。
【００１５】
一般に、インクジェット記録装置は、しばらく放置されると、インクに含まれている溶媒がノズルから蒸発する。そのため、しばらく放置した後に印字を開始すると、インクジェット記録装置は最初の数発はインクを吐出しなかったり、吐出されたインクの液滴が不安定であったりする。これを解決するために、しばらく放置した後に印字を行うときには、記録ヘッドを吸引また加圧することによりインクを排出したり、画像の記録に関与しない部位またはタイミングで空吐出をするなどのリフレッシュが行われる。インクジェット記録装置には、放置時に記録ヘッドをキャッピングするためのキャップを有しており、リフレッシュの際のインク排出をキャップの中に設けられた吸収体を介して行うものがある。また、小型化のために他の構成をとるインクジェット記録装置もある。
【００１６】
図４は、小型化を考慮したヘッドリフレッシュ装置を有する従来の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。図４を参照すると、記録ヘッド２８は複数色の記録ヘッドが一体となったユニットである。ヘッドリフレッシュ装置は、ヘッドをリフレッシュするために設けられた部分であり、キャップユニット２６、空吐箱２７、チューブポンプ２９およびワイパー３１を含む。
【００１７】
キャップユニット２６は記録ヘッド２８における色数分（ここでは４つ）のキャップを有している。そして、キャップユニット２６の隣りに空吐箱（吸引キャップともいう）２７が設けられている。この空吐箱２７内には吸収体（不図示）が収容されている。図４の例では空吐箱２７には吸引用のチューブポンプ２９が接続されている。さらに空吐箱２７の隣りにはワイパー３１が設けられている。
【００１８】
記録ヘッド２８が空吐箱２７上に移動して停止する。記録ヘッド２８が停止すると、空吐箱２７が上昇して記録ヘッド２８に含まれる１つの記録ヘッドに密着する。次に、チューブポンプ２９が吸収体を介して記録ヘッド内のインクを吸引する。これにより、記録ヘッド２８に含まれる１つの記録ヘッドのインクが吸収体に排出される。インクジェット記録装置は、この動作を各色の記録ヘッドについて順次行う。
【００１９】
また、吸引し、また加圧してノズルのインクの状態を回復させた後、ノズルの形成されたフェイス面に残留したインクを完全に除去するため、さらに印字中や印字後にフェイス面に飛び散ったインクミストを除去するために、インクジェット記録装置はワイパー３１によってフェイス面をワイピングする。図４では、小型化のために１つのワイパー３１で全色の記録ヘッドをワイピングするので、ワイパー３１を介して他の色がノズルに混入することがある。混入したインクを除去するために、上述したと同じように空吐箱２７内の吸収体へのインク排出動作が行われる。
【００２０】
図４に示した構成は一例であるが、一般に、インクジェット記録装置は、吸引または加圧による回復機構、ワイピング機構およびキャッピング機構を有している。そして、図４に示したように、一般のインクジェット記録装置は、キャップ、吸収体を収容している空吐箱、ワイパー等が露出した構成である。
【００２１】
図５は、従来の一般的なインクジェット記録装置において紫外線硬化型インクを用いた構成を示す図である。図５を参照すると、
紫外線照射装置４０，４０′がヘッドキャリッジ２３の両側に設けられている。図５の構成では、記録ヘッド２８の走査中に、紫外線照射装置４０がワイパー３１や空吐箱２７さらにはキャップユニット２６に紫外線を照射してしまう可能性があった。また、例えば印字中に記録ヘッド２８が所定回数の吐出を行った後にフェイス面に付着したミストを除去するために、いわゆるドットカウントワイプを行うとき、紫外線照射装置４０′がワイパー３１に紫外線を照射してしまう可能性があった。
【００２２】
もちろん、このときの紫外線の照射強度は、画像を被記録媒体に記録するときに照射される紫外線と同程度であるためワイパー３１に付着したインクを固化させるのに十分である。したがって、特開平２−２８３４５２号公報を参照して上述した被記録媒体面からの反射光とは異なり、悪影響を及ぼす可能性がある。
【００２３】
キャップユニット２６やワイパー３１に付着した微量の紫外線硬化型インクに対して紫外線が照射されると、硬化したインクによって、キャッピング時やワイピング時に、フェイス面に傷をつける可能性がある。また、チューブポンプで吸引しきれずに空吐箱２７内の吸収体に残ったインクに対して紫外線が照射されると、硬化したインクにより、チューブポンプ２９からの負圧が記録ヘッド２８に達しないためにインクを吸引できない可能性がある。
【００２４】
すなわち、この構成では、紫外線照射装置４０，４０′がヘッドリフレッシュ装置に紫外線を照射してインクを硬化させ、それによりインクジェット記録装置の機能に悪影響を及ぼす可能性があるといえる。
【００２５】
本発明の目的は、ヘッドリフレッシュ装置に付着したインクを硬化させることのない、紫外線硬化型インクを用いたインクジェット記録装置を提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のインクジェット記録装置は、紫外線硬化型のインクを吐出孔から吐出させる記録ヘッドと、記録ヘッドをリフレッシュするためのヘッドリフレッシュ装置と、被記録媒体上に吐出されたインクに紫外線を照射する紫外線照射装置を備えたインクジェット記録装置において、
吐出孔から吐出したインクが付着する、ヘッドリフレッシュ装置の部分に対して、紫外線照射装置からの紫外線が照射されるのを防止するようにしたものである。
【００２７】
したがって、本発明のよれば、ヘッドリフレッシュ装置に付着したインクが紫外線照射装置からの紫外線で硬化されることが防止されるので、ヘッドリフレッシュ装置に付着して硬化したインクがインクジェット記録装置の機能に悪影響を及ぼす可能性が低減される。
【００２８】
また、ヘッドリフレッシュ装置と紫外線照射装置の間を光遮蔽部材により遮蔽することにより、ヘッドリフレッシュ装置の前記部分に紫外線が照射されるのを防止することとしてもよい。
【００２９】
また、紫外線照射装置が紫外線の出力を下げることにより、ヘッドリフレッシュ装置の前記部分に紫外線が照射されるのを防止することとしてもよい。
【００３０】
したがって、紫外線照射装置からの紫外線の出力が下がり、紫外線照射装置からの紫外線がヘッドリフレッシュ装置に到達した場合でも悪影響を及ぼさない程度まで、確実に紫外線の照射を防止できるので、ヘッドリフレッシュ装置に付着して硬化したインクがインクジェット記録装置の機能に悪影響を及ぼす可能性がさらに低減される。
【００３１】
また、紫外線照射装置が紫外線を下げるとき、ヘッドリフレッシュ装置の前記部分に付着したインクが硬化しない程度まで出力を下げることとしてもよい。
【００３２】
したがって、紫外線照射装置からの紫外線の出力が必要最小限しか下がらないので、その後に被記録媒体への紫外線の照射を開始するときの立ち上がり時間を短縮することができる。
【００３３】
また、紫外線照射装置は、画像形成時に被記録媒体上を記録ヘッドが走査するのと同期して走査し、被記録媒体上のインクに紫外線を照射するように設けられており、被記録媒体幅を走査した後に出力を下げることとしてもよい。
【００３４】
したがって、被記録媒体幅だけ紫外線を照射して、それ以降は紫外線の出力を下げるので、必要な部分だけに紫外線が照射される。
【００３５】
また、紫外線照射装置は、画像形成時に被記録媒体上を記録ヘッドが走査するのと同期して走査し、被記録媒体上のインクに紫外線を照射するように設けられており、被記録媒体の記録可能領域を走査した後に出力を下げることとしてもよい。
【００３６】
したがって、記録可能領域だけ紫外線を照射して、それ以降は紫外線の出力を下げるので、必要な部分だけに紫外線が照射される。
【００３７】
また、紫外線照射装置は、画像形成時に被記録媒体上を記録ヘッドが走査するのと同期して走査し、被記録媒体上のインクに紫外線を照射するように設けられており、走査の途中でも、その走査においてそれ以降に記録すべき画像データがなければ、出力を下げることとしてもよい。
【００３８】
したがって、画像データがある間だけ紫外線を照射して、それ以降は紫外線の出力を下げるので、必要な部分だけに紫外線が照射される。
【００３９】
また、紫外線照射装置が吐出孔の両側に設けられており、各紫外線照射装置毎に出力を制御することとしてもよい。
【００４０】
本発明の他のインクジェット記録装置は、紫外線硬化型のインクを吐出孔から吐出させる記録ヘッドと、被記録媒体上に吐出されたインクに紫外線を照射する紫外線照射装置を備えたインクジェット記録装置において、非画像領域に紫外線が照射されない、もしくはインクが実質的に硬化反応を開始する強さ以下の紫外線しか照射されないようにしたものである。
【００４１】
したがって、インクを硬化させる程度の紫外線が非画像領域に照射されないので、意図しない箇所に付着したインクに紫外線を照射して硬化させてしまうことがない。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４３】
図１は、本発明のインクジェット記録装置の一例を示す概略斜視図である。このインクジェット記録装置は、インクタンク３０が交換可能な、インクタンク分離型の記録ヘッドを色数分、ここでは黒（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の４色分有するフルカラータイプのプリンターである。このインクジェット記録装置は解像度６００ｄｐｉ、駆動周波数６ｋＨｚであり、各色の記録ヘッドはそれぞれ２５６個のノズルを有している。そして、このインクジェット記録装置はパーソナルコンピューターやワークステーション等の出力装置として用いられる。
【００４４】
図１において、記録ヘッド２８はＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの各インクに対応した４個の記録ヘッドを持つ４色一体のユニットである。記録ヘッド２８と、これにインクを供給するインクを貯蔵したインクタンク３０とが別体に形成されている。各記録ヘッド２８およびインクタンク３０はキャリッジ２３に対して、不図示の構成によって取り外し可能に装着される。キャリッジ２３は、ガイド軸２２に沿って摺動可能に係合し、また主走査モーター２５によって移動する駆動ベルト２４の一部と接続する。これにより記録ヘッド２８はガイド軸２２に沿った走査のための移動が可能となる。
【００４５】
搬送ローラ−２１は、記録ヘッド２８の走査による記録領域の図中奥側においてガイド軸２２にほぼ平行に存在する搬送ローラーである。搬送ローラー２１は、不図示の副走査モーターによって駆動され被記録媒体Ｐを搬送する。この搬送される被記録媒体Ｐは記録ヘッド２８と対向する面が記録面となる。
【００４６】
記録ヘッド２８による記録領域に隣接し、記録ヘッド２８の移動可能な領域にのぞんで、キャップユニット２６、吸引キャップ２７およびブレード３１を含む回復（リフレッシュ）系ユニットが設けられる。
【００４７】
キャップユニット２６は、記録ヘッド２８に含まれる複数の記録ヘッドにそれぞれ対応して設けたキャップからなる。キャップユニット２６は、記録ヘッド２８のキャッピングのために上下方向に昇降可能である。キャリッジ２３がホームポジションにあるとき、キャップユニット２６の各キャップは記録ヘッド２８の各記録ヘッドと接合してこれらをキャッピングする。
【００４８】
また、ブレード３１は、ワイピングを行うブレードであり、キャップユニット２６と同様に、上下方向に昇降可能である。ブレード３１は、ワイピング時には図中の上方向に移動し、記録ヘッド２３の移動によってワイピングを行う。
【００４９】
また、ポンプ２９は、上述したインクを吸引して排出する処理を行うためのポンプである。吸引キャップ２７と記録ヘッド２３を密着させた後、ポンプ２９が吸引キャップ２７内に負圧を発生させてインクを吸引する。
【００５０】
また、吸引キャップ２７は、空吐出によるインク排出時には廃インク受けとして利用されるので空吐箱とも呼ばれる。本実施形態においては、図１に示したように１つの吸引キャップ２７によって記録ヘッド２８に含まれる４つの記録ヘッドを順次、吸引回復する。この形態は、コストダウンおよび省スペースの観点から非常に有利である。なお、本実施形態では、記録ヘッド２８に含まれる４つの記録ヘッドに対して１つの吸引キャップ２７を設けた構成について例示しているが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、例えば、吸引回復手段を４つの記録ヘッドにそれぞれ設けた構成にも適用可能であり、同様の効果が得られる。
【００５１】
紫外線照射装置４０は、ヘッドキャリッジ２３の図中左側に設けられている。紫外線照射装置４０′はヘッドキャリッジ２３の図中右側に設けられているが不図示である。紫外線照射装置４０，４０′からは、通常、紫外線が照射されている。しかし、記録ヘッド２８の走査により、紫外線照射装置４０，４０′が、キャップユニット２６、吸引キャップ２７およびブレード３１を含む回復系ユニットに紫外線を照射するような位置にくると、紫外線照射装置４０，４０′からの紫外線が回復系ユニットに照射されないようにする手段が設けられている。
【００５２】
本実施形態におけるインクとして紫外線硬化型の顔料インクを用いた。紫外線硬化型のインクジェットプリンタ用インクとしては、特開平５−１８６７２５号公報に記載されているような水溶性染料を使用したものもある。これは、普通紙・再生紙への定着を向上させ、印字を容易にしたものであるが、染料インクであるため耐光性に劣る。そのため、本実施形態では、被記録媒体の材質を選ばず、耐光性に優れ、印字品位の良好な記録を可能とするインクとして紫外線硬化型の顔料インクを用いた。
【００５３】
以下に、本発明に好ましいインクについて説明する。
【００５４】
エネルギーの付与により固体化するモノマーとしては紫外線重合モノマーが挙げられ、ラジカル重合性のアクリルモノマー類、カチオン重合システムに適合するエポキシモノマー類が本発明において好適に使用できる。
【００５５】
ラジカル重合性のアクリルモノマー類としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレート、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリレート、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＯ−ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノアクリルアミド、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＮ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノメタアクリルアミド、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＮ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＮＨＣ２Ｈ４Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタアクリルアミド、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＮＨＣ２Ｈ４Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、ＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯＮＨ−Ｃ３Ｈ６Ｎ（ＣＨ３）２：Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルメタアクリルアミド、ＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯＮＨ−Ｃ３Ｈ６Ｎ（ＣＨ３）２、およびこれらの４級化された物質などが色材染着性に優れており特に好ましい。また、多価アルコールの（メタ）アクリル酸エステル、多価アルコールのグリシジルエーテルの（メタ）アクリル酸エステル、ポリエチレングリコールの（メタ）アクリル酸エステル、多価アルコールのエチレンオキシド付加化合物の（メタ）アクリル酸エステル、多塩基酸無水物と水酸基含有（メタ）アクリル酸エステルとの反応物など、それ自体公知の紫外線硬化型モノマー、オリゴマーが用いられる。これらの物質の中でインクとの相溶性、親水性の高い物質が選択されて用いられる。
【００５６】
カチオン重合システムに適合するエポキシモノマー類としては、多価アルコールのグリシジルエーテル、グリシジルエステル、脂肪族環状のエポキシドなどが用いられる。
【００５７】
本発明においては色材として顔料を用いているため、モノマーの硬化速度は遅くなる傾向にある。したがって、紫外線重合のモノマーの重合システムとして、ビニルエーテル類とアクリロイル類とを併用したハイブリット重合システムのモノマーが望ましく、次いで、カチオン重合システム、フリーラジカル重合システムの順に選定していく。多官能基を有するモノマーを使用する場合は、その使用量はインク全重量に対して１〜１０％の範囲が好ましい。
【００５８】
光重合開始剤の使用法としては、光開始剤を一種類使用しても、二種類以上使用しても、光開始剤と増感剤とを使用しても構わない。主な光開始剤と増感剤の選定、組合わせおよび配合比に関しては、使用する紫外線硬化モノマー、使用装置によって適宜選定して行けばよい。
【００５９】
光開始剤と増感剤の主なものとして、例えば、光開始剤に関しては、アセトフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ｐ−ジメチルアミノアセトフェン、ｐ−ジメチルアミノプロピオフェノン、ベンゾフェノン、２−クロロベンゾフェノン、ｐｐ′−ジクロロベンゾフェン、ｐｐ′−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインｎ−プロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインｎ−ブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサンソン、２−クロロチオキサンソン、２−メチルチオキサンソン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾインパーオキサイド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルパーオキサイド、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−オン、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、メチルベンゾイルフォーメートが挙げられる。その使用量は、通常紫外線硬化性樹脂の総量に対して０．１〜１０重量％である。また、カチオン重合型では、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族ハロニウム塩、芳香族スルホニウム塩、メタロセン化合物等の光開始剤が用いられる。その具体例として、トリフェニルスルフォニュウムヘキサフルオロフォスフェート、ジフェニルヨードニュウムヘキサフルオロアンチモネート等が挙げられる。
【００６０】
増感剤としては、
１アミン系：脂肪族アミン、芳香族基を含むアミン、ピペリジン
２尿素：アリル系、ｏ−トリルチオ尿素
３イオウ化合物：ナトリウムジエチルジチオホスフェート、芳香族スルフィン酸の可溶性塩
４ニトリル系化合物：Ｎ、Ｎ、ジ置換ｐアミノベンゾニトリル、Ｒ１Ｒ１はメチル基、エチル基、Ｂシアノエチル基またはＢクロロエチル基
５リン化合物：トリｎブチルホスフィン、ネトリウムジエチルジチオホスフィード
６窒素化合物：ミヒラーケトン、Ｎニトリソヒドロキシルアミン誘導体、オキサゾリジン化合物、テトラヒドロ１、３オキサジン化合物、ホルムアルデヒドまたはアセトアルデヒドとジアミンの縮合物
７塩素化合物：四塩化炭素、ヘキサクロロエタン
８エポキシ樹脂とアミンの反応生成物の高分子化アミン、トリエタノールアミントリアクリレート
が挙げられる。
【００６１】
本発明で使用する顔料としては、従来から公知の有機および無機顔料が全て使用可能である。例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料およびキレートアゾ顔料などのアゾ顔料やフタロシアニン顔料、ペリレンおよびペリレン顔料、アントセキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、チオイシジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロニ顔料などの多環式顔料や、塩基性染料型レーキおよび酸性染料型レーキ等の染料レーキや、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料などの有機顔料、酸化チタン、酸化鉄系およびカーボンブラック系などの無機顔料が挙げられる。また、カラーインデックスに記載されていない顔料であっても水性に分散可能なら、いずれのものも使用できる。
【００６２】
本実施形態のインクは顔料インクとするが、本発明を染料に適応することも可能である。従来から当該技術分野において周知の各種染料を用いることができる。
【００６３】
例えば、直接染料としてのアゾ染料、フタロシアニン染料、酸性染料としてのアゾ染料、アントラキノン系染料などが挙げられる。
【００６４】
また、本発明において、顔料と染料とを併用するときには、一般に、顔料：染料（重量比）が８：２〜２：８の範囲であるのが望ましい。より好ましくは、７：３〜３：７（顔料：染料）の範囲である。
【００６５】
本発明のインク顔料を分散させるために含有される水溶性樹脂（分散樹脂）は、アミンあるいは塩基を溶解させた水溶液に可溶で、かつ重量平均分子量が３０００〜３００００の範囲が好ましい。さらに、好ましくは５０００〜１５０００の範囲であるものがよく、例えば、スチレン−アクリル酸共重合体、スチレン−アクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸共重合体、スチレン−マレイン酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−メタクリル酸共重合体、スチレン−メタクリル酸−アクリル酸アルキルエステル共重合体、スチレン−マレイン酸ハーフエステル共重合体、ビニルナフタレン−アクリル酸共重合体、ビニルナフタレン−マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸−マレイン酸ハーフエステル共重合体、あるいはこれらの塩などを使用することができる。
【００６６】
上述したような水溶性樹脂の重量平均分子量の測定方法として種々の方法が挙げられるが、ＧＰＣ（ゲルバーミエーションクロマトグラフィー）等で測定するのが一般的である。
【００６７】
さらに、本発明のインクは、好ましくは、インク全体が中性またはアルカリ性に調整されていることが、上述した水溶性樹脂の溶解性を向上させ、一層の長期保存安定性に優れたインクとすることができるので望ましい。インクのｐＨは、インクジェット記録装置に使われている種々の部材の腐食の原因となる場合があるので、７〜１０のｐＨの範囲が望ましい。
【００６８】
また、本発明の水性媒体において用いられるｐＨ調整剤としては、例えば、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の各種有機アミンや、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸物などの無機アルカリ剤、有機酸や、鉱酸が挙げられる。
【００６９】
以上のようにして、顔料および水溶性樹脂は、水溶性媒体中に分散または溶解される。
【００７０】
本発明のインクにおいて好適な水性媒体は、水および水溶性有機溶剤の混合溶媒であり、水は種々のイオンを含有する一般の水ではなく、イオン交換水（脱イオン水）が好ましい。
【００７１】
水と混合して使用される水溶性有機溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｓｅｃ−ブチルアルコール、ｔｅｒｔ−ブチルアルコール、イソ−ブチルアルコール等の炭化数１〜４のアルキルアルコール類；ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；アセトン、ジアセトンアルコール類のケトアルコール類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルコレングリコール類；エチレングリコール、プロピレングリコール、ブチレングリコール、トリエチレングリコール、１，２，６−ヘキサントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコール、ジエチレングリコール等のアルキレン基が２〜６個の炭素原子を含むアルキレングリコール類；グリセリン：エチレングリコールモノメチル（またはエチル）エーテル、ジエチレングリコールメチル（またはエチル）エーテル、トリエチレングリコールモノメチル（またはエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテル類；Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン等が挙げられる。
【００７２】
また、これらの多くの水溶性有機溶剤の中で、有機アミンは分散剤を中和し、インクのｐＨを中性〜塩基性の領域に調節するために本発明のインク中に、好ましくはインク全体の０．００１〜１０重量％含有させる。
【００７３】
また、有機アミン以外の上記水溶性有機溶剤については、所望に応じて適宜選択され、適量が含有されるが、中でもジエチレングリコール等の多価アルコール、トリエチレングリコールモノメチル（又はエチル）エーテル等の多価アルコールの低級アルキルエーテルが好ましい。
【００７４】
さらに、吐出の安定性を得るためには、脂肪族一価アルコール、例えば、エタノールあるいはイソプロピルアルコールを３％以上添加することが効果的である。これら溶剤を添加することによって、インクの薄膜の発熱抵抗体上での発泡をより安定に行うことができるからと考えられる。
【００７５】
さらに、これらの溶剤の効果としては、分散液にこれら溶剤を添加することにより、分散時における泡の発生が抑えられ、効率的な分散が行えることを挙げることができる。
【００７６】
また、本発明のインクは、上述した成分のほか、必要に応じて所望の物性値を有するインクとするために、界面活性剤、消泡剤、防腐剤などをさらに添加することができる。さらに、市販の水溶性染料なども添加することができる。
【００７７】
例えば、界面活性剤としては、脂肪酸塩類、高級アルコール硫酸エステル塩類、液体脂肪油硫酸エステル塩類、アルキルアリルスルホン酸塩類等の陰イオン界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルエステル類、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル類などの非イオン性界面活性剤があり、これらの１種または２種以上を適宜選択して使用することができる。その使用量は分散剤により異なるが、インク全量に対して０．０１〜５重量％が望ましい。
【００７８】
この際、インクの表面張力は３０ｄｙｎｅ／ｃｍ前後になるように界面活性剤の添加量を決定することが好ましい。なぜなら、インクの表面張力が小さすぎると、本発明のような記録方式においては、ノズル先端の濡れによる印字よれ（インク滴の着弾点のズレ）等の好ましくない事態を引き起こすからである。
【００７９】
なお、インクの粘度は２〜５ｃｐ程度が好ましく、高すぎるとインクの吐出が不安定になりがちである。
【００８０】
本発明で用いる記録ヘッドとしてはピエゾ方式のものを用いることも可能であるが、ここではインクジェット記録方式の中でも熱エネルギーを利用する方式の記録ヘッドとした。
【００８１】
その代表的な構成や原理としては、例えば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好ましい。この方式は、いわゆるオンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギーを発生させ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆動信号に１対１で対応した液体（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行なわれるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが適している。なお、熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【００８２】
記録ヘッドの構成としては、上述した各明細書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号明細書を用いた構成の記録ヘッドでもよい。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応せる構成を開示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成の記録ヘッドとしてもよい。
【００８３】
次に、紫外線ランプとしては、通常、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、キセノン−水銀ランプ等のランプが使用される。紫外線ランプの形態や出力は、反応に必要なエネルギー量および波長などに応じて適宜に設定される。また効率的に紫外線を照射できるように紫外線反射手段として各種の形態の反射板（リフレクター）を使用することもできる。さらに、空冷などで冷却可能な機構を有するのが好ましい。
【００８４】
上述したようなインクジェット記録装置、インクおよび記録ヘッドを用いて構成された、より具体的な実施例について説明する。
【００８５】
（第１の実施例）
第１の実施例では、図１に示すようにインクジェット記録装置に光遮蔽部材４１が設けられている。光遮蔽部材４１は、図示しない駆動装置によって矢印Ａおよび矢印Ｂの両方向に移動可能である。以下、印字開始後の光遮蔽部材の動作について説明する。
【００８６】
まず、インクジェット記録装置が印字開始の信号を受けると、キャップユニット２６が下降して記録ヘッド２８から離接する。その後、必要に応じて、インク排出やワイピングなど記録ヘッド２８の回復動作が行われる。回復動作終了後には、回復にて吸引を行ったのであれば、吸引キャップの役割も果たす空吐箱２７が下降し、ワイピングを行ったのであればワイパー３１も下降し、まさに記録ヘッド２８が印字可能状態となり、記録媒体Ｐが給紙される。
【００８７】
このとき光遮蔽部材４１が矢印Ａ方向に移動してキャップユニット２６、空吐箱２７およびワイパー３１の上部を遮蔽する。光遮蔽部材４１は、図２に示すように、下降したキャップユニット２６〜ワイパー３１までの回復系ユニットの全体を覆うように、回復系ユニットと記録ヘッド２８の隙間に移動する。その後、インクジェット記録装置は、紫外線ランプ４０，４０′に電圧を印可し、必要であれば紫外線の光量を不図示のセンサーにてモニターするなどして、所望の光量に到達したことを確認する。次に、インクジェット記録装置は、キャリッジ２３を往復走査することにより印字を行う。
【００８８】
このように、第１の実施例では、回復系ユニットを覆うような光遮蔽部材４１が設けられているので、回復系ユニットにわずかに付着した紫外線硬化型インクに対してキャリッジ２３の走査に伴って紫外線が照射されるのを防ぎ、回復系ユニット上にインクが固化するのを防止できる。
【００８９】
また、上述した光遮蔽部材は、回復系ユニットに限らずモーターユニットの付近にも設けてよく、その場合、飛散インクがモーターや駆動ギア等に付着し、そのインクに対して紫外線が照射されることにより生じるギアの駆動ムラや固着など、長期使用時における耐久性などに関する懸念も解消される。同様に、例えば、本来画像を記録すべき被記録媒体の範囲外の領域（非画像領域）に対して紫外線が照射されるのを防止するように、光遮蔽部材が設けられても良い。そうすれば、意図しない箇所に付着したインクに紫外線を照射して硬化させてしまうことがない。
【００９０】
なお、紫外線ランプ４０，４０′にシャッターを設けた紫外線照射装置が特開平５−３３００１８号公報や特開平６−１９８８４６号公報などに記載されているが、これらのシャッターは回復系ユニットとの関係で設けられたものではないため、本発明とは目的が異なる。
【００９１】
（第２の実施例）
第２の実施例では、図１に示した第１の実施例と同じ構成であるが、さらに紫外線照射装置４０，４１の紫外線照射タイミングが制御される。
【００９２】
図１および２に示したように光遮蔽部材４１があっても、その隙間から回復系ユニットに紫外線が照射される可能性は残る。そこで、本実施例では、キャリッジ２３の１走査中の印字終了後、紫外線照射装置の紫外線照射をオフするように制御する。
【００９３】
ただし、もちろん、記録ヘッド２８と紫外線照射ランプの相対位置分の走査時間だけ、ディレイを設ける必要がある。そうすることにより、キャリッジ２３が図２に示した位置に来た場合でも、回復系ユニットを確実に紫外線から保護することができる。
【００９４】
なお、本実施例では、紫外線の照射をオフすることとしたが、本発明はそれに限定されない。回復系ユニットに付着した紫外線硬化型インクが硬化しなければよく、例えば、紫外線硬化型インク中に含まれる光重合開始剤が光重合を開始しない程度の光量になるように、紫外線ランプへの印可電圧を下げてもよい。これは、走査開始時の紫外線ランプからの光量の立ち上がり時間を短縮するためである。そうすることによって、図２に示した位置から再び次の走査を開始するまでに、若干ではあるが必要となる紫外線の光量の立ち上がり時間を短くすることができる。紫外線光量の立ち上がり時間は、例えば無電極ランプを用いた紫外線照射装置においては、通常０．２ｓｅｃ程度であるが、上述したように光量を制御することで、さらに立ち上がり時間を短くすることができ、紫外線光量の立ち上がり時間によってプリント出力のスループットが大きく低下することがない。もちろん、印字が終了して再び記録ヘッド２８をキャッピングするときなどは、光遮蔽部材４１が矢印Ｂ方向に戻るので、紫外線ランプをオフする必要がある。
【００９５】
（第３の実施例）
第３の実施例では、インクジェット記録装置は実施例２と同じように紫外線照射装置４０，４０′による紫外線の照射タイミングを制御するが、被記録媒体Ｐの印字幅などに応じて制御することに特徴がある。
【００９６】
紫外線照射装置４０，４０′は、一般に、紫外線ランプ点灯時に高温となるため冷却装置を必要とする。この冷却装置に関しては、例えば特開平５−３３００１７号公報や特開平６−２１５６１５号公報などに開示されている。これら公報に示されているように、冷却ファンを用いたものが一般的である。ただし紫外線ランプが非常に高温となるため、第３の実施例のインクジェット記録装置は、被記録媒体Ｐの幅分だけ記録ヘッド２８の走査が終了すると、直ちに、紫外線ランプをオフする。ただし、記録ヘッド２８と紫外線ランプの相対位置分の走査時間だけ、ディレイを設ける必要があるのは第２の実施例と同じである。そうすることにより、さらに確実に紫外線の漏れを減らすことができると共に昇温を防止することもできる。
【００９７】
図１中、紫外線照射装置４０の紫外線ランプはキャリッジ２３が右向きに走査するときに点灯する。キャリッジ２３は右向きに走査して被記録媒体Ｐに所望の印字を行った後、即停止するわけではない。減速時間が必要なため、キャリッジ２３は被記録媒体Ｐの幅よりも長く走査する。そこで、紫外線ランプは被記録媒体Ｐの幅分だけ走査したらオフすることにより、紫外線の漏れを減らすと共に僅かであっても昇温を防止できる。
【００９８】
次の図１中右向きの走査時には、紫外線照射装置４０の紫外線ランプはオフされ、その代わりに紫外線照射装置４０′の紫外線ランプがオンされる。このときの走査についても右向きの走査と同様である。
【００９９】
また、ここでは被記録媒体Ｐの幅分だけ紫外線ランプが走査したら、紫外線ランプをオフすることとしたが、本発明はそれに限定されない。さらに好ましくは、被記録媒体Ｐの印字可能領域を走査したら紫外線ランプをすればよい。
【０１００】
また、画像データに応じて、紫外線ランプのオン／オフを制御してもよい。例えば、１走査中に走査方向にもはや画像データが存在しない場合、たとえ印字可能領域中であっても紫外線ランプをオフすれば、さらに紫外線の漏れを減らすと共に昇温を防止できる。
【０１０１】
逆に、走査開始時には、上述したように紫外線の光量を光量センサー等でモニターし、所望の光量に達したら走査を開始すればよい。
【０１０２】
なお、以上は双方向印字の場合を例に説明したが、画像品位を向上させることのできる片方向印字の場合、印字後のバックスキャン中は紫外線ランプをオフすることで昇温を防止できることは言うまでもない。
【０１０３】
【発明の効果】
本発明のよれば、ヘッドリフレッシュ装置に付着したインクが紫外線照射装置からの紫外線で硬化されることが防止されるので、ヘッドリフレッシュ装置に付着して硬化したインクがインクジェット記録装置の機能に悪影響を及ぼす可能性が低減され、良好な画像の記録動作が維持される。
【０１０４】
また、紫外線照射装置からの紫外線の出力が下がり、紫外線照射装置からの紫外線がヘッドリフレッシュ装置に到達した場合でも悪影響を及ぼさない程度まで、確実に紫外線の照射を防止できるので、ヘッドリフレッシュ装置に付着して硬化したインクがインクジェット記録装置の機能に悪影響を及ぼす可能性がさらに低減され、良好な画像の記録動作が維持される。
【０１０５】
また、紫外線照射装置からの紫外線の出力が必要最小限しか下がらないので、その後に被記録媒体への紫外線の照射を開始するときの立ち上がり時間を短縮することができ、高速動作が可能となる。
【０１０６】
また、被記録媒体幅、記録可能領域、または画像データがある間だけ紫外線を照射して、それ以降は紫外線の出力を下げるので、必要な部分だけに紫外線が照射され、ヘッドリフレッシュ装置への紫外線の照射が防止され、インクジェット記録装置の機能への悪影響が防止されるとともに、紫外線ランプの昇温が緩和される。
【０１０７】
また、インクを硬化させる程度の紫外線が非画像領域に照射されないので、意図しない箇所に付着したインクに紫外線を照射して硬化させてしまうことがなく、例えば、飛散インクがモーターや駆動ギア等に付着し、そのインクに対して紫外線が照射されることにより生じるギアの駆動ムラや固着など、長期使用時における耐久性などに関する懸念も解消される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェット記録装置の一例を示す概略斜視図である。
【図２】光遮蔽部材について説明するための図である。
【図３】従来の紫外線硬化型インクを用いたインクジェット記録装置の一構成例を示す図である。
【図４】小型化を考慮したヘッドリフレッシュ装置を有する従来の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。
【図５】従来の一般的なインクジェット記録装置において紫外線硬化型インクを用いた構成を示す図である。
【符号の説明】
２１　　搬送ローラー
２２　　ガイド軸
２３　　キャリッジ
２４　　駆動ベルト
２５　　主走査モーター
２６　　キャップユニット
２７　　吸引キャップ
２８　　記録ヘッド
２９　　ポンプ
３０　　インクタンク
３１　　ブレード
４０，４０′　　紫外線照射装置
４１　　光遮蔽部材
Ｐ　　被記録媒体
【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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