(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の記録面の温度を測定する温度測定器７を設け、温度測定器７よりも搬送方向Ｘの上流側に記録媒体Ｐを加熱するヒータ１１を設けるとともに、記録媒体Ｐの表面温度がインク硬化に適した温度以上となるように温度測定器７によって測定された温度に応じてヒータ１１を制御する制御部１５を設けた。【選択図】      図１
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【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の記録面の温度を測定する温度測定器を設け、前記温度測定器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加熱する加熱機構を設けるとともに、前記記録媒体の表面温度がインク硬化に適した温度以上となるように前記温度測定器によって測定された温度に応じて前記加熱機構を制御する制御部を設けたことを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
前記温度測定器を、前記記録媒体の搬送方向に直交する方向に移動可能に設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
【請求項３】
前記温度測定器は、非接触式の温度測定器であることを特徴とする請求項１又は２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及び温度によってインクの硬化反応が影響を受けやすく、高湿度また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温度が伝わらないことがある。このため、ヒートプレートや温風の吹きつけによって一定温度での加熱を行うのみではインクが着弾した記録媒体の表面温度が実際にはインク硬化に適した温度になっていないことがあり、必ずしも高画質な画像記録を実現することができないという問題があった。
【０００７】
そこで、記録媒体の表面をインク硬化に適した温度に保ち、常に高精細な画像記録を行うためには、インクが吐出される記録媒体の表面温度を正確に把握することが必要となる。しかし、接触式の温度測定器を用いた場合には記録媒体の表面を傷つけるおそれがある。他方で、記録媒体の表面を傷つけないように記録媒体から離して温度測定器を設置すると、記録媒体の周囲の温度を測定することはできても表面温度を正確に測定することはできないという問題があった。
【０００８】
また、加熱機構は記録媒体全体を均一に加熱できるとは限らないため、記録媒体の表面温度は不均一である場合もある。このため、温度測定器によって一箇所の温度を測るのみでは、記録媒体の表面にインク硬化に適した温度以下の部分があっても検知できない可能性があるという問題もあった。
【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、記録媒体の表面温度を正確に把握して記録媒体をインク硬化に適した温度に保つことにより安定的に高画質の画像形成を行う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の記録面の温度を測定する温度測定器を設け、前記温度測定器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加熱する加熱機構を設けるとともに、前記記録媒体の表面温度がインク硬化に適した温度以上となるように前記温度測定器によって測定された温度に応じて前記加熱機構を制御する制御部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、記録媒体の表面温度を測定しつつ記録媒体の加熱を行うので、記録媒体の種類や厚さに関わりなく記録媒体の表面温度を常にインクの硬化に適した温度となるように保つことができる。
【００１２】
また、請求項１に記載の発明は、温度や湿度等の条件によってインクの硬化反応に差異が生じるという特性を有するカチオン重合系の紫外線硬化インクを用いて画像記録を行うものであるが、この場合においても、記録媒体の表面をインクの硬化に適した温度に保つことによってインクを確実に硬化させ安定的に高精細な画像記録を行うことができる。
【００１３】
次に、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、前記温度測定器を、前記記録媒体の搬送方向に直交する方向に移動可能に設けたことを特徴としている。
【００１４】
このように、請求項２に記載の発明は、温度測定器は記録媒体上の特定の一点のみの温度を測定するのではなく、記録媒体の上を走査しながら温度を測定することができる。
【００１５】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の画像記録装置において、前記温度測定器は、非接触式の温度測定器であることを特徴としている。
【００１６】
このように、請求項３に記載の発明は、測定対象物に接触することなく対象物の温度を測定することができる非接触型の温度測定器を用いるので、記録媒体の表面を傷つけることなく記録媒体の温度がインクの硬化に適した温度になっているか否かを正確に把握することができる。
【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。また、本体２の上部であってプラテン３の設置位置より記録媒体の搬送方向Ｘの上流側及び下流側にはそれぞれ元巻きローラ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６ａ，６ｂが回転自在に配設されている。
【００１９】
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、ガイドローラ６ａ，６ｂ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。
【００２０】
プラテン３の上方には、搬送方向Ｘに直交する方向に延在する棒状のキャリッジレール（図示せず）が設けられており、このキャリッジ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１２（図３参照）によって搬送方向Ｘに直交する方向にキャリッジレールに沿って往復移動するようになっている。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
また、キャリッジレールよりも搬送方向Ｘの上流側には、搬送方向Ｘに直交する方向に延在するガイドレール（図示せず）がキャリッジレールと並行して設けられており、ガイドレールには記録媒体Ｐの表面温度を測定する温度測定器７が支持されている。温度測定器７は測定器駆動機構１４（図２参照）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可能となっている。
【００２４】
本実施形態で用いられる温度測定器７は、測定対象物に直接接することなく対象物の表面温度を測定することのできる非接触型の温度測定器７であり、例えば、赤外線温度測定器等が用いられる。非接触型の温度測定器７を用いることにより、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の記録面側の表面温度を正確に測定することが可能である。
【００２５】
さらに、ガイドローラ６ｂよりも搬送方向Ｘの上流側には、加熱機構としてのヒータ１１が、記録媒体Ｐの非記録面に接するように設けられている。ヒータ１１は、例えばシート状に形成され記録媒体Ｐに熱を直接伝導させて加熱するヒートプレート等であり、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。
【００２６】
なお、ヒータ１１を記録媒体Ｐの非記録面側ではなく、記録面側に設けて記録媒体Ｐを記録面側から加熱するようにしてもよい。この場合、例えばコイルヒータ、ハロゲンヒータ等の輻射型のヒータを用いることができる。記録媒体Ｐを加熱する機構として輻射型のヒータを用いた場合には、加熱対象物である記録媒体Ｐに直接接触することなく加熱を行うことができるので、記録媒体Ｐの表面を傷つけたり搬送を阻害したりすることなく記録媒体Ｐの記録面を加熱することが可能である。ただし、この場合には、温度測定器７がヒータからの熱を直接検知することによって記録媒体Ｐの表面温度の測定に誤差を生じることがないように温度測定器７とヒータとの間に十分な距離を設けることが必要である。さらに、ヒータを記録媒体Ｐの記録面側及び非記録面側の両方にそれぞれ設けるようにしてもよい。この場合にはより効率的に記録媒体Ｐを加熱することが可能となる。なお、この場合にも、温度測定器７が記録媒体Ｐの記録面側に配置されたヒータからの熱の影響を受けることのないように記録媒体Ｐの記録面側に設けられた温度測定器７とヒータとの距離を十分に確保する必要がある点は前記の場合と同様である。
【００２７】
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。
【００２８】
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１６を有しており、入力部１６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１６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。
【００２９】
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。
【００３０】
さらに、制御部１５は、測定器駆動機構１４を制御して温度測定器７をガイドレールに沿って搬送方向Ｘに直交する方向に走査させるようになっている。また、制御部１５は、温度測定器７を制御して走査に伴って連続的に記録媒体Ｐの表面温度を測定させるようになっている。そして、温度測定器７によって測定された温度検出信号が制御部１５に送られるようになっており、温度測定器７から信号が送られると、制御部１５は、温度測定器７によって測定された温度のうちで最も温度の低い箇所の温度がインク硬化に適した温度以下であるか否かを判断するようになっている。そして、制御部１５は、この最も温度の低かった箇所の温度がインク硬化に適した温度以下であると判断する場合には、ヒータ１１の加熱温度を上げてインク硬化に適した温度以上となるように加熱を行わせるようになっている。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
さらに、制御部１５は、入力部１６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。
【００３４】
次に、本実施形態の作用について説明する。
入力部１６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。
【００３５】
さらに、制御部１５は、温度測定器７をガイドレールに沿って搬送方向Ｘに直交する方向に走査させながら、記録媒体Ｐの表面温度を連続的に測定させる。制御部１５は、温度測定器７が測定した測定結果から記録媒体Ｐの表面のうち最も温度の低い箇所の温度がインク硬化に適した温度以下であるか否かを判断し、記録媒体Ｐ上にインク硬化に適した温度以下の箇所がある場合には、当該箇所の温度をインク硬化に適した温度以上とするため、ヒータ１１の加熱温度を上げるように制御して必要な加熱を行わせる。
【００３６】
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６ａ，６ｂ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。また、温度測定器７による記録媒体Ｐの表面温度の測定も継続して行われており、この測定結果に応じてヒータ１１による加熱温度が調節され、記録媒体Ｐのいずれの箇所においても常に表面温度がインク硬化に適した温度以上となるように記録媒体Ｐの加熱が行われる。
【００３７】
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。
【００３８】
なお、本実施形態においては、キャリッジレールとは別に温度測定器７をガイドするためのガイドレールを設けて、温度測定器７はこのガイドレールに沿って移動可能な構成としたが、温度測定器７をキャリッジレール上に設けて、キャリッジレールに沿って移動可能としてもよい。また、温度測定器７をキャリッジの外側一端部であって搬送方向Ｘの上流側に設け、温度測定器７はキャリッジの移動に伴って記録媒体Ｐの上を走査するようにしてもよい。この場合には、温度測定器７の移動のための機構を別途設ける必要がないため、装置構成の簡素化を図ることができる。
【００３９】
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３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。
【００４０】
本実施形態によれば、温度測定器７が記録媒体Ｐ上を走査しながら記録媒体の表面温度を連続的に測定するので、記録媒体Ｐの記録媒体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。
【００４１】
【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、記録媒体の表面温度を測定し、この測定結果に基づいて記録媒体の加熱を行うので、記録媒体の種類や厚さに関わりなく記録媒体の表面温度を常にインクの硬化に適した温度となるように保つことができる。このため、インクを安定して硬化させることができ、高精細な画像記録を実現する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】
また、請求項２に記載の発明は、温度測定器は記録媒体上の特定の一点のみの温度を測定するのではなく、記録媒体の上を走査しながら温度を測定するので、記録媒体の表面の温度分布が不均一である場合にも温度を正確に把握することができる。このため、記録媒体の表面にインク硬化に適した温度以下の部分がないように記録媒体の加熱を行うことができるので、インクは記録媒体上のどこに着弾しても着弾後速やかに硬化し、常に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。
【００４５】
また、請求項３に記載の発明は、測定対象物に接触することなく対象物の温度を測定することができる非接触型の温度測定器を用いるので、記録媒体の表面を傷つけることなく記録媒体の記録面の温度を測定することができる。このため、記録媒体の種類や厚さに関わりなく記録媒体の記録面の温度を正確に把握することができ、記録媒体の加熱を適切に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。
【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
７  温度測定器
８  記録ヘッド
１１  ヒータ
１５  制御部
【図１】
2004338111.tif 000003
【図２】
2004338111.tif 000004
【図３】
2004338111.tif 000005