(57)【要約】【課題】  光照射装置で発生した熱がキャリッジに伝導するのを低減することを可能にする画像記録装置を提供する。【解決手段】  記録媒体を支持、搬送する搬送機構と、前記搬送機構に支持された前記記録媒体に向けて光硬化性インクを吐出するノズルが形成された複数の記録ヘッド１１１を備えたキャリッジ１３０と、キャリッジ１３０の近傍に配置され、前記記録媒体に着弾したインクに対して光を照射して前記インクを硬化させる光照射装置１１２と、キャリッジ１３０および光照射装置１１２を、前記搬送機構による搬送方向に対して垂直な主走査方向Ｘに走査させる走査手段とを備える。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体を支持、搬送する搬送機構と、
前記搬送機構に支持された前記記録媒体に向けて光硬化性インクを吐出するノズルが形成された複数の記録ヘッドを備えたキャリッジと、
前記キャリッジの近傍に配置され、前記記録媒体に着弾したインクに対して光を照射して前記インクを硬化させる光照射装置と、
前記キャリッジおよび前記光照射装置を、前記搬送機構による搬送方向に対して垂直な主走査方向に走査させる走査手段とを備え、
前記キャリッジには、前記記録ヘッドに近接して前記主走査方向に垂直な一対の境界板が設けられ、
前記境界板と前記光照射装置との間に間隙を設けて、主走査方向への当該キャリッジおよび当該光照射装置の移動により、前記間隙に空気が導入されることを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
前記キャリッジの境界板の前記間隙に沿った縁端付近の前記間隙の空気導入部分で、当該キャリッジの前記主走査方向に対して垂直な方向に、前記間隙に空気を案内するためのフィンが設けられ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】
前記間隙において、前記キャリッジおよび前記光照射装置の両方に接触する箇所が断熱材で構成される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４】
前記光照射装置が、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ブラックライト、冷陰極管、発光ダイオードのいずれかである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５】
前記記録ヘッドより吐出されるインクがカチオン硬化型インクである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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像記録装置に関し、シリアル型のインクジェット方式の記録ヘッドを備えた画像記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、グラビア印刷方式やフレキソ印刷方式などの製版を必要とする方式に比較して、簡便にかつ安価に画像を形成することができるという理由から、インクジェット記録方式による画像記録装置が多く用いられるようになってきている。
【０００３】
また、このようなインクジェット方式による画像記録装置を用いて商品や商品の包装に画像記録を行う分野では、商品や商品の包装に、樹脂や金属などのインク吸収性のない材料を用いることが多い。そして、このようなインク吸収性のない材料を記録媒体として用い、この記録媒体に対してインクを定着させるために、光硬化性インクを用い、このインクを記録媒体に吐出した後、例えば、紫外線などの光を照射してインクを硬化定着させる光硬化式の画像記録装置が知られている。
【０００４】
この光照射に際して、記録媒体に着弾したインクは時間が経つとドット径、滲みなどの問題が顕著となるため、インク射出から光照射までの時間を極力短くすることが望まれている。
【０００５】
特許文献１，２には、インクジェットヘッドのすぐ横に光照射装置を配置することが記載されている。
【特許文献１】特開昭６０−１３２７６７号公報
【特許文献２】米国特許第６１４５９７９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、インクの硬化効率を考慮してインクジェットヘッドのすぐ隣に光照射装置を配置しているところ、この光照射装置の光源より発生する熱がインクジェットヘッドを備えたキャリッジに伝導する。この熱伝導により、キャリッジ内部の温度は、キャリッジの内部構造や材質にもよるが、光源のランプ出力により変化し、６０〜７０℃くらいまで上昇することが知られている。この温度上昇が、インクジェットヘッドの駆動条件に影響を与えたり、キャリッジの熱変形をきたす虞がある。
【０００７】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、光照射装置で発生した熱がキャリッジに伝導するのを低減することを可能にする画像記録装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明に係る画像記録装置は、記録媒体を支持、搬送する搬送機構と、
前記搬送機構に支持された前記記録媒体に向けて光硬化性インクを吐出するノズルが形成された複数の記録ヘッドを備えたキャリッジと、
前記キャリッジの近傍に配置され、前記記録媒体に着弾したインクに対して光を照射して前記インクを硬化させる光照射装置と、
前記キャリッジおよび前記光照射装置を、前記搬送機構による搬送方向に対して垂直な主走査方向に走査させる走査手段とを備え、
前記キャリッジには、前記記録ヘッドに近接して前記主走査方向に垂直な一対の境界板が設けられ、
前記境界板と前記光照射装置との間に間隙を設けて、主走査方向への当該キャリッジおよび当該光照射装置の移動により、前記間隙に空気が導入されることを特徴としている。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、キャリッジを走査手段により記録媒体上で主走査方向に走査させる一方で、搬送手段により当該記録媒体を主走査方向とは垂直な方向（以下「副走査方向」という）に搬送させながら、記録ヘッドから記録媒体にインクを吐出して、着弾したインクに光照射装置から所定の波長の光を照射させることで硬化させて画像記録が行われる。
【００１０】
この画像記録の際に、キャリッジおよび光照射装置の主走査方向への移動に伴って、両者の間に設けられた間隙に空気が導入され、光照射装置からキャリッジへの熱伝導を抑えるようになっている。これにより、光照射装置で発生する熱に基づく、キャリッジ内での温度上昇を防ぐことができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記キャリッジの境界板の前記間隙に沿った縁端付近の前記間隙の空気導入部分で、当該キャリッジの前記主走査方向に対して垂直な方向に、前記間隙に空気を案内するためのフィンが設けられたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、キャリッジおよび光照射装置の主走査方向への移動にともなって、フィンの存在により、キャリッジおよび光照射装置の間の間隙に空気が案内されるため、光照射装置からキャリッジへの熱伝導をより効率よく抑えることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記間隙において、前記キャリッジおよび前記光照射装置の両方に接触する箇所が断熱材で構成されることを特徴としている。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、キャリッジおよび光照射装置の両方に接する箇所を熱伝導性の低いまたは示さない断熱材で構成することで、光照射装置からキャリッジへの熱伝導をより効率よく抑えることができる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記光照射装置が、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ブラックライト、冷陰極管、発光ダイオードのいずれかであることを特徴としている。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、光照射装置として高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ブラックライト、冷陰極管、発光ダイオードのいずれかを用いることで、記録媒体に着弾したインクを硬化させることができるだけの紫外線出力を発揮することができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記記録ヘッドより吐出されるインクがカチオン硬化型インクであることを特徴としている。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、カチオン硬化型インクを用いることにより、光照射装置の光照射による硬化が効率よく行われる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、光照射装置からキャリッジへの熱伝導を抑えるようになっており、これにより、光照射装置で発生する熱に基づく、キャリッジ内での温度上昇を防ぐことができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、キャリッジおよび光照射装置の主走査方向への移動にともなって、フィンの存在により、キャリッジおよび光照射装置の間の間隙に空気が案内されるため、光照射装置からキャリッジへの熱伝導をより効率よく抑えることができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、キャリッジおよび光照射装置の両方に接する箇所を熱伝導性の低いまたは示さない断熱材で構成することで、光照射装置からキャリッジへの熱伝導をより効率よく抑えることができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、光照射装置として高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ブラックライト、冷陰極管、発光ダイオードのいずれかを用いることで、記録媒体に着弾したインクを硬化させることができるだけの紫外線出力を発揮することができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、カチオン硬化型インクを用いることにより、光照射装置の光照射による硬化が効率よく行われる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を、図１から図７を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明の実施の一形態であるインクジェットプリンタを示したもので、インクジェットプリンタ１００は、プリンタ本体１００Ａと、プリンタ本体１００Ａを支持する支持台１００Ｂとを備えており、プリンタ本体１００Ａは、複数のインク吐出口が配設されたインクジェット方式の記録ヘッド１１１を備えるキャリッジ１３０と、紫外線を発する光源を有する光照射装置１１２と、キャリッジ１３０およびこのキャリッジ１３０を挟むようにして二つの光照射装置１１２を載置してキャリッジレール１３１により本体の長手方向に移動自在に支持される画像記録部１１０と、記録領域を提供するプラテン１６０と、記録媒体をプラテン１６０にて搬送させる搬送機構１９（図５参照）とを備えて構成されている。
【００２６】
ここで、インクジェットプリンタ１００は、記録ヘッド１１１が画像記録部１１０の走査により移動する方向（すなわち、前記長手方向）である主走査方向Ｘと直交する方向（以下、「副走査方向Ｙ」という。）への搬送が停止された記録媒体Ｐに対して、記録ヘッド１１１を主走査方向Ｘに往復移動させつつ記録ヘッド１１１からインクを吐出して、光照射装置１１２からの紫外線を当てることによりインクを硬化させて記録（印刷）を行うシリアル方式にて画像記録を行うものである。
【００２７】
搬送機構は、例えば、図示しない搬送モータ及び搬送ローラ等を備えており、搬送モータの駆動により搬送ローラを回転させることで記録媒体Ｐを副走査方向Ｙに搬送するようになっている。また、搬送機構は、画像記録時において、画像記録部１１０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を間欠的に搬送するようになっている。
【００２８】
次に、インクジェットプリンタ１００の要部である画像記録部１１０について説明する。図２は画像記録部１１０の斜視図であり、図３は画像記録部１１０を横から見た図である。
【００２９】
画像記録部１１０には、主走査方向Ｘに垂直な一対の境界板２と、走査の際に記録媒体と対向する底板１０と、境界板２および底板１０の両方に対して垂直であって記録ヘッド１１１の背面に位置する背面板１１とから構成されるキャリッジ１３０が設けられている。また、このこのキャリッジ１３０には複数色に対応したブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色のインクを記録媒体Ｐに対して吐出するノズル（図示しない）が設けられた記録ヘッド１１１が設けられている。
【００３０】
なお、本実施の形態で使用するインクは、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化型のインクである。紫外線硬化型のインクは、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、その両系のインクが本実施形態に用いられるインクとしてそれぞれ適用可能であり、ラジカル重合系インクとカチオン重合系インクとを複合させたハイブリッド型インクを本実施形態に用いられるインクとして適用してもよい。しかしながら、酸素による重合反応の阻害作用が少ない又は無いカチオン重合系インクのほうが機能性、汎用性に優れるため、特に、カチオン重合系インクを用いることが好ましい。
【００３１】
キャリッジ１３０の主走査方向Ｘ側の両側面に隣接して、すなわち境界板２の外側に光照射装置１１２が設けられており、走査機構２０（図５参照）によりキャリッジ１３０を主走査方向に走査させながら記録ヘッド１１１から吐出され記録媒体Ｐに着弾したインクに光照射を行って固化させるようになっている。この光照射装置に用いられる光源としては、記録媒体Ｐに着弾したインクを硬化させることができるものであれば、どのような光源を用いても差し支えないが、例えば、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、冷陰極管、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の紫外線を発生させるものが好ましい。
【００３２】
また、キャリッジ１３０の境界板２と、光照射装置１１２との間には、空気を導入するための間隙５が設けられている。また、この間隙５には光照射装置１１２の下端に合わせて、断熱材で構成され、キャリッジ１３０の奥行きの長さを有するスペーサ３がキャリッジ１３０の境界板２および光照射装置１１２の間に、挿入されている。この断熱材としては、例えばフェノール樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）樹脂などが用いられる。
【００３３】
図４は、キャリッジ１３０と光照射装置１１２との接続部分を示す図である。
キャリッジ１３０の境界板２には、光照射装置１１２と接続するための位置決め突片６が設けられており、この突片６は位置決めスペーサ８の位置決め穴４を貫通して、光照射装置１１２に設けられた嵌合孔７に嵌合するようになっている。このようにして、キャリッジ１３０と光照射装置１１２とは接続されようになっている。また、位置決めスペーサ８も、スペーサ３と同様に前述したような断熱材で構成されている。
【００３４】
このように間隙を設けることで、キャリッジ１３０および光照射装置１１２の主走査方向への移動により、間隙５に外部より空気が導入されて、当該間隙５内部では空気流が生じるようになっている。このような間隙５を設けて空気流を起こすことで、光照射装置１１２からキャリッジ１３０への熱伝導を抑えることが可能になる。
【００３５】
また、間隙５の空間内であって、キャリッジ１３０および光照射装置１１２の両方と接する位置に断熱材で構成されたスペーサ３，８を設けることで、光照射装置１１２からキャリッジ１３０への熱伝導をさらに有効に抑えることができるようになる。また、スペーサ３を、キャリッジ１３０の奥行き長さにすることで、間隙５で生じた空気流が記録ヘッド１１１のノズルに回りにくくなるため、当該空気流がインク吐出に悪影響を及ぼす虞が低減される。
【００３６】
また、図２〜図４に示したように、光照射装置１１２の上面には、光源を冷却するための冷却ファン１が設けられている。
【００３７】
図５は本実施形態におけるインクジェットプリンタ１００を制御するための制御装置を示したものであり、この制御装置は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ（いずれも図示せず）からなり、ＲＯＭに記録された処理プログラムをＲＡＭに展開してＣＰＵによりこの処理プログラムを実行する制御部１８を有している。
【００３８】
この制御部１８は、前述の処理プログラムに従い、前記各搬送ローラを動作させる搬送機構１９、キャリッジ１３０の主走査方向Ｘへの移動を制御する走査機構２０の動作状況、および記録ヘッド１１１のインク吐出動作状況、光照射装置１１２および冷却ファン１の動作状況等のステータスに基づいて各構成の動作を制御する。
【００３９】
次に、本実施形態の作用について説明する。
記録される画像データが制御部１８に送られると、制御部１８からこの画像データに基づいて、記録ヘッドにインク吐出にかかる制御信号が記録ヘッド１１１に送られるとともに、記録媒体Ｐの搬送およびキャリッジ１３０の走査が、この記録に際して最適になるように行われるよう搬送機構１９および走査機構２０に制御信号が送られる。
【００４０】
搬送機構１９は、この制御信号にしたがって記録媒体Ｐをプラテン１６０上で副走査方向Ｙに搬送させるよう搬送ローラなどを動作させる。一方で、走査機構２０は、この制御信号にしたがってキャリッジ１３０を主走査方向Ｘに走査させる。
【００４１】
記録ヘッド１１１では、制御部１８よりインク吐出にかかる制御信号が送られると、この制御信号に基づいて対応するノズルより記録媒体Ｐに向けてインク吐出がなされ、着弾したインクに光照射装置１１２から光が照射されて固化が行われて、画像記録が行われる。
【００４２】
画像記録時には、キャリッジ１３０および光照射装置１１２は主走査方向への移動が行われており、その際に間隙５に周囲の空気が導入されて空気流が生じる。この空気流により、光照射装置１１２から発生する熱を冷却することができ、キャリッジ１３０の境界板２に熱が伝わることを防止することができる。
【００４３】
これにより、キャリッジ１３０に備えられた記録ヘッド１１１には熱が伝わりにくくなるため、光照射装置１１２で発生する熱が伝わることによる記録ヘッド１１１の動作制御に悪影響を低減することができるようになる。
【００４４】
以上より、本実施形態によれば、光照射装置１１２からキャリッジ１３０への熱伝導を抑えるようになっており、これにより、光照射装置１１２で発生する熱に基づく、キャリッジ１３０内での温度上昇を防ぐことができる。
【００４５】
また、キャリッジ１３０および光照射装置１１２の両方に接する箇所を熱伝導性の低いまたは示さない断熱材で構成されるスペーサ３，８を挿入することで、光照射装置１１２からキャリッジ１３０への熱伝導をより効率よく抑えることができる。
【００４６】
また、光照射装置１１２として高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、ブラックライト、冷陰極管、発光ダイオードのいずれかを用いることで、記録媒体Ｐに着弾したインクを硬化させることができるだけの紫外線出力を発揮することができる。
【００４７】
また、カチオン硬化型インクを用いることにより、光照射装置１１２の光照射による硬化が効率よく行われる。
【００４８】
また、図６，７は、本発明に係るインクジェットプリンタの要部である画像記録部１１０の第二の実施形態を示しており、キャリッジ１３０の境界板２の間隙５に沿った縁端であって背面板１１とは反対側の間隙５の空気導入部分で、キャリッジ１３０の主走査方向Ｘに対して垂直な方向に、間隙５に空気を案内するためのフィン９が設けられている。
【００４９】
このようなフィン９を設けることにより、キャリッジ１３０および光照射装置１１２の主走査方向Ｘへの移動にともなって、当該フィン９の存在により、キャリッジ１３０および光照射装置１１２の間の間隙５に空気を導入することが容易になり、光照射装置１１２からキャリッジ１３０への熱伝導をより効率よく抑えることができるようになる。
【００５０】
第二の実施形態では、第一の実施形態と同様に、光照射装置１１２からキャリッジ１３０への熱伝導を間隙５で生じる空気流で抑えることができ、さらにフィン９を設けたことで、間の間隙５に空気を導入することが容易になり、この熱伝導をより効率よく抑えることができるようになる。
【００５１】
なお、図５，６では、フィン９をキャリッジ１３０の境界板２に設けたが、これに限らず、キャリッジ１３０の境界板２の間隙５に沿った縁端付近、例えば光照射装置１１２の境界板２に対向する面であって、間隙５に空気を導入する部分に、フィンを設けても差し支えない。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることは言うまでもない。
【００５３】
例えば、本実施形態では紫外線の照射により硬化するインクを用いたが、必ずしもこれには限定されるものではなく、紫外線以外の光の照射により硬化するものであってもよい。ここでいう「光」とは、広義の光であって、紫外線、電子線、Ｘ線、可視光線、赤外線等の電磁波を含むものである。すなわち、インクには、紫外線以外の光で重合して硬化する重合性化合物と、紫外線以外の光で重合性化合物同士の重合反応を開始させる光開始剤とが適用されてもよい。紫外線以外の光で硬化する光硬化型のインクを用いる場合は、紫外線照射装置に代えて、その光を発光する光源を備える光照射装置を用いる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施形態であるインクジェットプリンタを示す図である。
【図２】前記インクジェットプリンタの要部の一例を示す斜視図である。
【図３】前記要部の一例を正面から見た図である。
【図４】前記要部におけるキャリッジ１３０と光照射装置１１２との接続部分を示す図である。
【図５】前記インクジェットプリンタの各構成を制御する制御装置を説明するブロックである。
【図６】前記インクジェットプリンタの要部の一部の他の一例を示す斜視図である。
【図７】前記要部の他の一例を上方から見た図である。
【符号の説明】
【００５５】
３  スペーサ
５  間隙
８  スペーサ
９  フィン
１９  搬送機構
２０  走査機構
１００  インクジェットプリンタ
１１１  記録ヘッド
１１２  光照射装置
１３０  キャリッジ
【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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【図６】
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【図７】
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