(57)【要約】【課題】インクジェット方式によって画像記録を行う際に、記録媒体の種類やインク硬化の行われる環境条件に関わらず高画質の画像を得ることのできる画像記録装置を提供する。【解決手段】記録媒体Ｐ上にカチオン重合系の紫外線硬化インクを吐出する記録ヘッド８，８…を備え、記録媒体Ｐを一定方向に搬送しながら画像記録を行う画像記録装置１において、記録ヘッド８，８…よりも記録媒体Ｐの搬送方向Ｘの上流側に記録媒体Ｐをインクが着弾する側から一定の距離をおいて加熱する非接触型のヒータ１１を設けた。【選択図】      図１
2004338112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線を照射することによって硬化するカチオン重合系の紫外線硬化インクを記録媒体上に吐出する記録ヘッドと、紫外線硬化インクに紫外線を照射する紫外線照射装置とを備え、前記記録媒体を一定方向に搬送しながら画像記録を行う画像記録装置において、
前記記録ヘッドよりも前記記録媒体の搬送方向の上流側に前記記録媒体を前記インクが着弾する側から一定の距離をおいて加熱する非接触型の加熱機構を設けたことを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
前記加熱機構を、前記記録媒体の搬送経路に沿って配置したことを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像記録装置に係り、特に、インクジェット方式により画像記録を行なう画像記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、少量多品種の需要に対して臨機応変に対応できる画像記録装置として、従来よりインクジェット方式の画像記録装置が知られている。インクジェット方式の画像記録装置は、記録ヘッドの記録媒体に対向する面に設けられたノズルからインクを吐出して記録媒体上に着弾、定着させることにより記録媒体に画像を記録するものであり、従来のグラビア印刷方式やフレキソ印刷方式による画像記録手段と異なって製版工程を必要としないため少量の需要にも簡易かつ迅速に対応することができるという特徴を有している。また、騒音が少なく多色のインクを用いることによってカラーでの画像記録も容易に行うことができるという長所がある。
【０００３】
さらに近時は、様々な記録媒体に対応可能な画像記録装置として、紫外線硬化インクを用いたインクジェット画像記録装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。これは、紫外線に対して所定の感度を有する光開始剤が含有された紫外線硬化インクを用い、記録媒体上に着弾したインクに紫外線を照射することで、インクを硬化させ記録媒体上に定着させるものである。このような紫外線硬化インクを用いたインクジェット画像記録装置は、インク着弾後、紫外線を照射することによりインクが瞬時に硬化するため、記録媒体へのインクの浸透や滲みが少なく、普通紙はもとより、インク吸収性の全くないプラスチックや金属等の記録媒体に対しても画像記録を行うことが可能である。
【０００４】
しかし、紫外線硬化インクは、種々の環境条件によってインク硬化の度合いが変化するという性質がある。特にカチオン重合系の紫外線硬化インクの場合には、重合反応の性質上外気の湿度や温度によってインクの硬化反応が影響を受けやすく、高湿度又は低温の条件下では硬化し難いという特徴を有する。そこで、従来は、外気の環境条件に左右されずに安定した画像記録動作を行うために、インクが記録媒体上に吐出された後にヒートプレート等により記録媒体を加熱したり、記録媒体上に吐出されたインクに温風を吹きかける等の方法によってインクが硬化に適した温度になるようにインクの温度を上昇させる画像記録装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１３１４５２号公報
【特許文献２】
特開２００２−１３７３７５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、インクジェット方式による画像記録装置の利点は、前述した通り多種多様な記録媒体に対して画像記録が可能である点にある。そして、記録媒体の中には熱伝導率の低いものもあり、また、厚みのある記録媒体の場合には加熱しても表面まで十分に熱が伝わらず、温度が上がらないことがある。特に、ヒートプレートを用いた加熱の場合には記録媒体の非記録面側から加熱を行うため、熱伝導率の低い記録媒体や厚みのある記録媒体の場合にはインクが吐出される記録媒体の記録面の温度が上昇し難いという問題がある。
【０００７】
また、インクジェット方式で画像記録を行う場合には記録ヘッドから小液滴化したインクを吐出させるため、記録媒体に着弾したインクに温風を吹きかけて加熱する場合には吹きかけられる風の影響によりインクの着弾誤差が悪化したり、インクが霧状になって飛散することによって記録画像の劣化が生ずるという問題がある。
【０００８】
そのため、ヒートプレートや温風の吹き付け等の加熱手段を用いてインクが吐出された後に加熱する方式では、画質を維持しつつインクを硬化に必要な温度まで十分加熱することができず、安定した画像記録を行うことができないという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は以上のような課題を解決すべくなされたものであり、インクジェット方式によって画像記録を行う際に、記録媒体の種類やインク硬化の行われる環境条件に関わらず高画質の画像を得ることのできる画像記録装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、紫外線を照射することによって硬化するカチオン重合系の紫外線硬化インクを記録媒体上に吐出する記録ヘッドと、紫外線硬化インクに紫外線を照射する紫外線照射装置とを備え、前記記録媒体を一定方向に搬送しながら画像記録を行う画像記録装置において、
前記記録ヘッドよりも前記記録媒体の搬送方向の上流側に前記記録媒体を前記インクが着弾する側から一定の距離をおいて加熱する非接触型の加熱機構を設けたことを特徴としている。
【００１１】
このような構成を有する請求項１に記載の発明においては、記録媒体上にインクが吐出される前に予め記録媒体を加熱しておくので、高湿度又は低温の条件下においてもインクは記録媒体に着弾した後速やかに硬化する。したがって、滲みのない高画質な記録画像を得ることができる。
【００１２】
また、記録媒体のインク着弾面側から加熱するので、熱伝導率の低い記録媒体や厚みのある記録媒体などのように記録媒体の裏面から加熱したのでは表面まで十分に加熱されない記録媒体についてもインクの硬化に適した温度まで十分に加熱することができる点で優れている。
【００１３】
また、加熱対象物に接触することなく加熱を行うことが可能な非接触型のヒータを用いて記録媒体の加熱を行うので、記録媒体のインク着弾面側から加熱を行っても記録媒体の搬送が阻害されることがなく、効果的に記録媒体の加熱を行うことができる点で優れている。
【００１４】
さらに、請求項１に記載の発明は、温度や湿度によって硬化反応に差異があるカチオン重合系の紫外線硬化インクを用いた場合に、記録媒体の温度をインク硬化に適した温度に加熱することによって、安定してインクを硬化させることができる。
【００１５】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像記録装置において、前記加熱機構を、前記記録媒体の搬送経路に沿って配置したことを特徴としている。
【００１６】
このように、請求項２に記載の発明は、加熱機構が記録媒体の搬送経路に沿って配置されるので、広範囲にわたって均一的に記録媒体を加熱することができる。このため、安定してインクを硬化させることができ、高精細な画像記録を行うことが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
まず、図１に示すように、本実施の形態において、画像記録装置１は、シリアルプリント方式の画像記録装置１であり、箱型の本体２を有している。
【００１８】
本体２の上面であってほぼ中央部には、記録媒体Ｐを非記録面から支持するプラテン３が本体２の上面に沿ってほぼ水平に配置されている。本体２の内部一方には、所定幅を有する長尺な記録媒体Ｐが巻回された元巻きローラ４が回転自在に配設されており、本体２の内部他方側には、記録媒体Ｐを巻き取るための巻き取りローラ５が配設されている。
【００１９】
プラテン３よりも記録媒体搬送方向Ｘの上流側には、元巻きローラ４から送られる記録媒体Ｐを案内するための一対の搬送ローラ６，６が記録媒体Ｐを上面及び下面から挟持するように配設されている。また、プラテン３よりも搬送方向Ｘの下流側には元巻きローラ４から送られる記録媒体Ｐを一定の張力を付与しつつ案内するためのガイドローラ７が配設されている。搬送ローラ６，６及びガイドローラ７は、回転自在に設けられており、記録媒体Ｐは搬送ローラ６，６及びガイドローラ７によってプラテン３とほぼ同一の高さに水平に支持されつつ搬送方向Ｘに沿って搬送されるようになっている。
【００２０】
元巻きローラ４及び巻き取りローラ５は、ローラ駆動機構１３（図２参照）によって回転駆動自在となっており、記録媒体Ｐは、ローラ駆動機構１３によって元巻きローラ４及び巻き取りローラ５が回転することにより、搬送ローラ６，６及びガイドローラ７に案内されてプラテン３とほぼ同じ高さを維持しつつプラテン３の上面に沿って搬送方向Ｘに搬送され、巻き取りローラ５に巻き取られるようになっている。
【００２１】
プラテン３の上方には、記録媒体搬送方向Ｘに直交する方向に延在する棒状のガイドレール（図示せず）が設けられており、このガイドレールには複数の記録ヘッド８，８…を搭載したキャリッジ（図示せず）が支持されている。キャリッジは、キャリッジ駆動機構１９（図３参照）によって搬送方向Ｘに直交する方向にガイドレールに沿って往復移動するようになっている。
【００２２】
記録ヘッド８，８…は、本実施形態において使用される各色（例えば、ブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ））ごとに設けられており、各々の記録ヘッド８はこれら各色のインクを吐出するようになっている。
【００２３】
また、キャリッジには、紫外線照射装置１０，１０が、記録ヘッド８，８…のうち両側に配置された記録ヘッド８，８の側面に接するように搭載されている。紫外線照射装置１０，１０は、記録媒体Ｐの上に吐出され着弾したインクを硬化定着させる紫外線を照射する紫外線光源９，９を有している。この紫外線光源９，９としては、例えば高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、熱陰極管、冷陰極管、ＬＥＤ等のいずれかが用いられる。
【００２４】
さらに、インクの吐出される位置と搬送ローラ６，６の設けられた位置との間には、加熱機構としてのヒータ１１が、記録媒体Ｐの上方に記録媒体Ｐのインク着弾面に対向するように設けられている。ヒータ１１は平板状に形成されており、記録媒体Ｐの幅方向に延在し記録媒体Ｐの幅寸法とほぼ等しい長さ寸法を有している。
【００２５】
本実施形態で用いられるヒータ１１は非接触型のヒータ１１であり、例えばコイルヒータ、ハロゲンヒータ等の輻射型ヒータが用いられる。また、この輻射型ヒータとしては記録媒体Ｐのインク着弾面側の上方に金属板を配置して、電磁誘導加熱により金属板を加熱することで発熱させるような構成のものを用いてもよい。これらの非接触型のヒータ１１は、離れた位置から対象物を加熱することが可能である。したがって、記録媒体Ｐを加熱する機構として輻射型ヒータ等の非接触型のヒータ１１を用いた場合には、記録媒体Ｐの表面を傷つけたり記録媒体Ｐの搬送を阻害したりすることなく記録媒体Ｐのインク着弾面側から記録媒体Ｐを加熱することができる。
【００２６】
本実施形態に用いられるインクは、光としての紫外線が照射されることにより硬化する性質を具備する光硬化型インクであり、主成分として、少なくとも重合性化合物（公知の重合性化合物を含む。）と、光開始剤と、色材とを含むものである。上記光硬化型インクは、重合性化合物としてラジカル重合性化合物を含むラジカル重合系インクとカチオン重合性化合物を含むカチオン重合系インクとに大別されるが、本実施形態においては、特に湿度及び温度によって硬化反応に差異を生じるカチオン重合系の紫外線硬化インクが用いられる。本実施形態に用いられるカチオン重合系インクは、少なくともオキセタン化合物，エポキシ化合物，ビニルエーテル化合物等のカチオン重合性化合物と、光カチオン開始剤と、色材とを含む混合物である。
【００２７】
次に、図２を参照しつつ、本実施形態における画像記録装置１の制御構成について説明する。
画像記録装置１は、使用者が記録媒体Ｐの種類や画像記録条件等を入力する入力部１４を有しており、入力部１４から入力された情報は、制御部１５に送られるようになっている。入力部１４は、例えばキーボードや操作パネルであり、画像記録に使用される記録媒体Ｐの種類や解像度等を選択できるようになっている。
【００２８】
また、制御部１５はヒータ１１を制御してヒータ１１のＯＮ、ＯＦＦの切替えを行わせるようになっている。
【００２９】
さらに、制御部１５は、キャリッジ駆動機構１２を制御してキャリッジを記録媒体搬送方向Ｘに直交する方向に往復移動させるとともに、キャリッジの動作に合わせて記録媒体Ｐの搬送と停止とを繰り返し、記録媒体Ｐを間欠的に搬送方向Ｘに搬送させるように、ローラ駆動機構１３の動作を制御するようになっている。
【００３０】
また、制御部１５は、紫外線光源９，９から紫外線を照射させるように紫外線照射装置１０，１０を制御するようになっている。
【００３１】
さらに、制御部１５は、入力部１４から入力された画像情報についての信号に基づき記録ヘッド８，８…を動作させて記録媒体Ｐ上にインクを吐出させ、所定の画像を形成させるようになっている。
【００３２】
次に、本実施形態の作用について説明する。
入力部１４から画像記録を開始する信号、記録媒体Ｐの種類及び画像記録条件等が入力されると、制御部１５は、紫外線照射装置１０，１０及び記録ヘッド８，８…に信号を送り、画像記録動作の準備が開始される。これと同時に制御部１５はヒータ１１をＯＮとして記録媒体Ｐの加熱を行う。
【００３３】
記録媒体Ｐが十分に加熱され画像記録条件が整備されると、制御部１５は、紫外線照射装置１０，１０の紫外線光源９，９を点灯させる。また、制御部１５は、ローラ駆動機構１３を制御することにより、元巻きローラ４及び巻き取りローラ５を回転させて、記録媒体Ｐをガイドローラ７及び搬送ローラ６，６に支持させながら、搬送方向Ｘの上流側から下流側に搬送させる。なお、記録媒体Ｐの搬送が開始された後もヒータ１１による記録媒体Ｐの加熱は継続して行われ、記録媒体Ｐは加熱された状態で記録ヘッド８，８…から吐出されるインクの着弾位置まで順次搬送される。
【００３４】
記録媒体Ｐの搬送が開始されると、制御部１５は、記録ヘッド８，８…を動作させて、所定の記録ヘッド８，８…からインクを記録媒体Ｐの上に吐出させる。そして、記録媒体Ｐの上に着弾したインクに対して紫外線光源９，９から紫外線が照射されることによりインクが硬化定着して記録媒体Ｐに画像が記録される。
【００３５】
なお、本実施形態において、ヒータ１１は、インクの吐出される位置と搬送ローラ６，６の設けられた位置との間に設けられるとしたが、ヒータ１１の設置位置はこれに限られず、例えば、図３に示すように、記録媒体Ｐの上方であって搬送ローラ６，６の設けられている位置よりも記録媒体搬送方向Ｘの上流に設けるようにしてもよい。
【００３６】
また、本実施形態においてヒータ１１は平板状に形成されるものとしたが、ヒータ１１の形状はこれに限られない。ヒータ１１は記録媒体Ｐの搬送経路に沿って設けられており、例えば、図４に示すように、記録媒体Ｐの搬送経路が曲折している箇所にヒータ１１を設ける場合には、ヒータ１１は搬送経路の曲折面に沿った形状に形成され、搬送経路に沿うように配置される。
【００３７】
また、本実施形態においては、画像記録装置１は、記録媒体Ｐを搬送方向Ｘに搬送させるとともに、キャリッジに搭載された記録ヘッド８，８…を記録媒体Ｐの搬送方向Ｘに直交する方向に往復移動させながら、記録ヘッド８，８…からインクを吐出させて、画像を形成するシリアルプリント方式の画像記録装置１としたが、画像記録装置１はこの方式に限定されるものではなく、図５に示すように、画像記録装置の本体に固定された記録ヘッド８，８…からインクを吐出させるとともに、記録媒体Ｐを搬送させて、画像を形成するラインプリント方式の画像記録装置としてもよい。
【００３８】
本実施形態によれば、ヒータ１１は記録媒体Ｐの搬送経路の形状に沿った形状に形成され、ヒータ１１が記録媒体Ｐの搬送経路に沿って配設される。このため、ヒータ１１は広範囲にわたって均一的に記録媒体Ｐを加熱することができ、記録媒体Ｐの温度を一定に保つことができるため、安定的にインクを硬化させて高精細な画像記録を行うことが可能となる。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載された発明によれば、加熱機構は記録ヘッドよりも記録媒体搬送方向の上流側に設けられるので、記録媒体上にインクが吐出される前に予め十分に記録媒体を加熱しておくことができる。このため、高湿度又は低温のインクの硬化し難い条件下で画像記録動作を行う場合であってもインクは記録媒体に着弾した後速やかに硬化し、滲みのない高画質な記録画像を得ることができるという効果を奏する。
【００４０】
また、加熱機構は記録媒体のインク着弾面側に設けられ、インク着弾面側から加熱が行われるので、熱伝導率の低い記録媒体や厚みのある記録媒体などのように記録媒体の裏面から加熱したのでは表面まで十分に加熱されない記録媒体についてもインクの硬化に適した温度まで十分に加熱することができるという効果を奏する。
【００４１】
また、請求項１に記載された発明によれば、記録媒体を加熱する機構として非接触型のヒータを用いるので、加熱対象物に直接接触することがない。このため、記録媒体の表面を傷つけることなく記録媒体のインク着弾面側から加熱を行うことができる。また、温風を吹きかけて加熱する場合等と異なりインクの着弾に影響を与えることもない。したがって、画像記録動作を阻害することなく、確実に記録媒体のインク着弾面側を加熱することができ、インクを速やかに硬化させて高精細な画像形成を行うことができるという効果を奏する。
【００４２】
また、紫外線を照射することによって硬化するカチオン重合系の紫外線硬化インクはインクの硬化について高湿度又は低温の条件下ではインクが硬化し難いという湿度依存性、温度依存性を有するが、請求項１に記載された発明によれば、インクが吐出される前に予め記録媒体の加熱を行うので、このようなカチオン重合系の紫外線硬化型インクを画像記録に用いた場合にも適切にインクを硬化させることができる。
【００４３】
なお、紫外線硬化インクを用いて画像記録を行った場合には、インク吐出後に紫外線を照射することによりインクが硬化するので、長期間にわたって記録画像の画質を維持することができる。
さらに、紫外線硬化インクを画像記録に用いることにより、記録媒体が紙などのインク吸収性のよい記録媒体である場合のみならず、インク吸収性の低い記録媒体、あるいはインク吸収性のない記録媒体であっても高精細な画像記録を行うことができるという効果を奏する。
【００４４】
次に、請求項２に記載の発明は、加熱機構が記録媒体の搬送経路に沿って配置され記録媒体の加熱を行うので、広範囲にわたって均一的に記録媒体を加熱することができる。このため、安定してインクを硬化させることができ、高精細な画像記録を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る画像記録装置を模式的に示す側面図である。
【図２】本実施の形態に係る制御装置の概略を示した要部ブロック図である。
【図３】本実施の形態に係る画像記録装置の一変形例を模式的に示す側面図である。
【図４】本実施の形態に係る画像記録装置の一変形例を模式的に示す側面図である。
【図５】本実施の形態に係る画像記録装置の一変形例を模式的に示す側面図である。
【符号の説明】
１  画像記録装置
４  元巻きローラ
５  巻き取りローラ
６  搬送ローラ
８  記録ヘッド
１１  ヒータ
１５  制御部
【図１】
2004338112.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004338112.tif 000005
【図４】
2004338112.tif 000006
【図５】
2004338112.tif 000007