(57)【要約】【課題】光照射装置の光照射エネルギーを均一化させてインクに対して安定して光を照射させることにより、常に高画質な画像記録を行うことのできる画像記録装置を提供する。【解決手段】紫外線を照射することによって硬化する紫外線硬化インクを記録媒体Ｐ上に吐出する記録ヘッド７，７…と、インクに紫外線を照射する低圧水銀ランプ１４，１４を備える紫外線照射装置１２，１２とを備え、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、少なくとも記録ヘッド７，７…と紫外線照射装置１２，１２とを覆うカバー１７を設けるともに、カバー１７にカバー１７内部の空気と外気とを循環させる空調機構として吸引ファン１８と排気ファン１９とを設けた。【選択図】図１
2005119267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を照射することによって硬化する光硬化型インクを記録媒体上に吐出する記録ヘッドと、前記インクに光を照射する光源を備える光照射装置とを備え、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、
少なくとも前記記録ヘッドと前記光照射装置とを覆うカバーを設けると共に、前記カバーに前記カバー内部の空気と外気とを循環させる空調機構を設けたことを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
前記空調機構は、前記カバーに設けられた吸引ファンと排気ファンとによって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３】
前記光源は、低圧水銀ランプ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。
【請求項４】
前記光照射装置によって照射される光は紫外線であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像記録装置。
【請求項５】
前記インクはカチオン重合性化合物を含むカチオン重合系インクであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項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、画像記録装置に係り、特に、光を照射することによって硬化する光硬化型インクを用いて画像記録を行う画像記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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る。
【０００３】
また近時は、様々な記録媒体に対応可能な画像記録装置として、光硬化型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。これは、光に対して所定の感度を有する光開始剤が含有された光硬化型インクを用い、記録媒体上に着弾したインクに光を照射することで、インクを硬化させ記録媒体上に定着させるものである。このような光硬化型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、光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】
このような光硬化型インクを用いた画像記録装置においては、記録媒体に吐出されたインクに対して光を照射する光照射装置を備える必要があるが、従来、この光照射装置は記録ヘッドとは別個に設けられていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかし、光照射装置を記録ヘッドと離れた位置に別途設けることとすると、記録ヘッドから吐出されたインクを硬化させるために光照射装置から照射された光を記録ヘッドの近傍まで導く必要がある。このため、装置構成が複雑化するとともに装置が大型化することとなり、オフィス等の室内で使用するものとしては不向きである。そこで、インクを効率的に硬化させるとともに装置構成を簡素化して装置の小型化を実現するために光照射装置を記録ヘッドの近傍に配置することが考えられる。
【特許文献１】特開２００１−３１０４５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、光照射装置から照射される紫外線等の光は人体に悪影響を及ぼす場合もあるため、このような光を照射する光照射装置を備える画像記録装置をオフィス等の室内で安全に使用できるようにするためには光照射装置から照射された光が外部に漏れることのないようにカバーを設ける必要がある。しかし、カバーによって密閉された空間に光照射装置が置かれることとなると光源等から発生した熱が放熱されないために、光源付近の温度が上昇してしまう。
【０００７】
この点、特に低圧水銀ランプは、発光管に接続される口金部の温度が４０度以上になると光発生エネルギーが安定しないという特性がある。そのため、光源として低圧水銀ランプを用いる場合には、密閉された空間に光照射装置が置かれることにより口金部の温度が上昇すると、光発生エネルギーが安定せず均一な光を照射することができなくなってインクを安定して硬化させ高精細な画像を形成することができないという問題があった。
【０００８】
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、常に均一な光を
発生させてインクを安定的に硬化させ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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような問題を解決するため、請求項１に記載されている発明は、光を照射することによって硬化する光硬化型インクを記録媒体上に吐出する記録ヘッドと、前記インクに光を照射する光源を備える光照射装置とを備え、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、
少なくとも前記記録ヘッドと前記光照射装置とを覆うカバーを設けると共に、前記カバーに前記カバー内部の空気と外気とを循環させる空調機構を設けたことを特徴としている。
【００１０】
このような構成を有する請求項１に記載の発明は、記録ヘッドと光照射装置とを覆うカバーを設けることにより光照射装置から照射される光が外部に漏れることがないとともに、カバーに空調機構を設けることによりカバー内の温度が上昇しすぎることを防止できるようになっている。
【００１１】
請求項２に記載されている発明は、請求項１に記載の発明において、前記空調機構は、前記カバーに設けられた吸引ファンと排気ファンとによって構成されることを特徴としている。
【００１２】
このような構成を有する請求項２に記載の発明は、吸引ファンによってカバー内に外気を取り入れるとともに排気ファンによってカバー内の空気を排出させるようになっている。
【００１３】
請求項３に記載されている発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記光源は、低圧水銀ランプであることを特徴としている。
【００１４】
このような構成を有する請求項３に記載の発明は、低圧水銀ランプを光源として用いてインクを硬化定着させるようになっている。
【００１５】
請求項４に記載されている発明は、請求項１から３のいずれか一項に記載の発明において、前記光照射装置によって照射される光は紫外線であることを特徴としている。
【００１６】
このような構成を有する請求項４に記載の発明は、記録媒体上に着弾したインクに対して紫外線が照射されることによりインクが硬化定着し、所定の画像が形成されるようになっている。
【００１７】
請求項５に記載されている発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記インクはカチオン重合性化合物を含むカチオン重合系インクであることを特徴としている。
【００１８】
このような構成を有する請求項５に記載の発明は、カチオン重合系の紫外線硬化インクを画像記録に用いる場合にも、安定した光照射を行い、効果的にインクを効果させることができるようになっている。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載された発明によれば、記録ヘッドと光照射装置とをカバーによって覆うので光照射装置から照射される光が外部に漏れることがなく、使用者の身体に悪影響を及ぼすおそれのある光が照射される危険を防止することができる。このため、オフィス内等
の室内でも安全に使用することができるという効果を奏する。
【００２０】
また、カバーに空調機構を設けているので、記録ヘッドと光照射装置とをカバーによって覆ってもカバー内の温度が上昇しすぎることがなく、温度の上昇により光照射装置の光発生エネルギーが低下することがない。このため、常に光照射装置からインクを硬化させるのに十分な光を安定して照射することができ、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。
【００２１】
さらに、光硬化型インクを用いて画像記録を行った場合には、インク吐出後に所定の光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、光硬化インクを画像記録に用いることにより、紙などのインク吸収性のよい記録媒体のみならず、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に対し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。
【００２２】
請求項２に記載された発明によれば、吸引ファンによってカバー内に外気を取り入れるので、カバー内部の温度が上昇しすぎることがなく、また、排気ファンによってカバー内の空気を排出させるようになっているため、吸引ファンによって取り込まれた外気がカバー内に循環し、カバー内の温度を外気の温度とほぼ同じに保つことができる。このため、温度の上昇により光照射装置の光発生エネルギーが低下することがなく、常に光照射装置からインクを硬化させるのに十分な光を照射することができるという効果を奏する。
【００２３】
請求項３に記載された発明によれば、低い電圧でインクを硬化させるのに必要な光を発生させることができるので、消費電力を押えて効率よくインクの硬化定着を行うことができるという効果を奏する。
【００２４】
請求項４に記載された発明によれば、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定着するので、記録媒体が紙などのインク吸収性のよい記録媒体のみならず、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に対し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。
【００２５】
請求項５に記載された発明によれば、カチオン重合系インクはラジカル重合系インクと違ってその重合反応が空気中の酸素に阻害され難いため、短時間で硬化し、また硬化のために高出力の光源を必要としない。このため、大型の光源を搭載する必要がなく装置の小型化、軽量化を図ることができるとともに、コスト的にも安価になるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
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。
【００２７】
まず、図１に示すように、本実施形態において、画像記録装置１は、シリアルプリント方式による画像記録装置１であり、プリンタ本体２と、プリンタ本体２を下方から支持する支持台３とを備えている。プリンタ本体２の中央部には、記録媒体Ｐを非記録面から支持するプラテン４がプリンタ本体２の長手方向に延在するように配設されており、記録媒体Ｐは図示しない搬送機構によりプラテン４の上を搬送方向Ｘに搬送されるようになっている。
【００２８】
プラテン４の上方であって記録媒体Ｐの搬送方向Ｘの上流にはプリンタ本体２の長手方向に延在する棒状のガイドレール５が設けられている。このガイドレール５には、キャリッジ６が支持されており、キャリッジ６は図示しない駆動機構によりガイドレール５に沿って主走査方向Ｙに往復駆動自在となっている。
【００２９】
また、図１及び図２に示すように、キャリッジ６には、本実施形態における画像記録装置１で使用される各色（イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）。）に対応した４つの記録ヘッド７，７…が一群として搭載されている。各記録ヘッド７，７…は、外形が略直方体状に形成されており、長手方向が互いに平行となるように並んで配置されており、記録ヘッド７，７…の記録媒体Ｐに対向する面にはインク吐出口８，８…が設けられ、各記録ヘッド７，７…はインク吐出口８，８…からそれぞれインクを吐出させるようになっている。なお、画像記録装置で使用されるインクはこれに限定されず、例えば、ライトイエロー（ＬＹ）、ライトマゼンタ（ＬＭ）、ライトシアン（ＬＣ）等の色を使用することもできる。この場合には、各色に対応した記録ヘッドがキャリッジに搭載される。
【００３０】
また、前記キャリッジ６には、インクを貯蔵し記録ヘッド７，７…にインクを供給する中間タンク９，９…が各記録ヘッド７，７…に対応する数備えられ、各記録ヘッド７，７…は、インク供給管１０，１０…を介してこの中間タンク９，９…と連通されている。なお、この中間タンク９，９…は、図示しないインク供給路によって、キャリッジ６の移動範囲の一端であって前記プラテン４の外側に設けられたインクタンク１１，１１…と連通しており、随時インクタンク１１，１１…から中間タンク９，９…を介してインクが記録ヘッド７，７…に供給されるようになっている。
【００３１】
前記キャリッジ６の両側には光照射装置としての紫外線照射装置１２，１２がそれぞれキャリッジ６の側面に接するように設けられている。紫外線照射装置１２，１２は一端面に開口を有する箱型に形成された光源カバー１３を備えており、光源カバー１３の開口が記録媒体Ｐの記録面に対向するように配置されている。また、光源カバー１３の内部には、記録媒体Ｐ上に着弾した紫外線硬化インクを硬化定着させる紫外線を照射する光源として低圧水銀ランプ１４，１４が設けられている。
【００３２】
低圧水銀ランプ１４，１４は、図２（ｂ）に示すように、屈曲した発光管１５と発光管１５の両端に取り付けられた口金部１６，１６からなっており、口金部１６，１６に通電させることにより発光するようになっている。なお、低圧水銀ランプ１４，１４…の発光管１５の形状は図２（ｂ）に示したものに限定されず、例えば、Ｕ字状の発光管の両端部に口金部が取り付けられる構成のものを用いてもよい。
【００３３】
低圧水銀ランプ１４，１４は、口金部１６，１６の温度によって紫外線発生エネルギーに差異が生じるという特性を有しており、口金部１６，１６の温度が４０度以下のときに紫外線発生エネルギーが均一となるようになっている。なお、口金部１６，１６を冷却するために口金部１６，１６の近傍に冷却用のファンを設けるようにしてもよい。
【００３４】
プリンタ本体２は、前記プラテン４及びキャリッジ６の可動範囲全体を外部から遮断するようにカバー１７によって覆われており、紫外線照射装置１２，１２からの光が外部に漏れないようになっている。カバー１７の一端面には外気を吸引してカバー１７内部の冷却を行う冷却用の吸引ファン１８が設けられている。また、カバー１７の他端面にはカバー１７内部の空気をカバー１７の外に排出する排気ファン１９が設けられている。なお、冷却用の吸引ファン１８の近傍に、例えば冷却水を循環させる等の冷却機構を設けるようにしてもよい。この場合には、外気よりも冷却された空気を吸引ファンによってカバー内部に送り込むことができ、より効果的にカバー内を冷却することが可能となる。
【００３５】
また、キャリッジ６の移動範囲の他の一端部であってプラテン４を挟んで前記インクタンク１１，１１…と反対の位置には、記録ヘッド７，７…のメンテナンス作業を行うメンテナンスユニット２０が配設されている。
【００３６】
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。
【００３７】
次に、本実施形態に用いられる記録媒体Ｐにおいては、通常の画像記録装置に適用される普通紙，再生紙，光沢紙等の各種紙，各種布地，各種不織布，樹脂，金属，ガラス等の材質からなる記録媒体が適用可能である。また、記録媒体Ｐの形態としては、ロール状、カットシート状、板状等が適用可能である。
【００３８】
次に、本実施形態における画像記録装置１の作用について説明する。
【００３９】
画像記録動作が開始されると、吸引ファン１８が動作することによりカバー１７の内部に外気が送り込まれ、排気ファン１９が動作することによりカバー１７内部の空気がカバー１７の外に排出される。これにより、カバー１７の内部の空気と外気とが循環し、カバー１７内部は外気とほぼ等しい温度に調整されて、紫外線照射装置１２，１２に設けられた低圧水銀ランプ１４，１４の口金部１６，１６の温度は４０度以下に維持される。
【００４０】
搬送機構によって記録媒体Ｐが搬送方向Ｘに搬送され、プラテン４の所定位置に到達すると、キャリッジ６がガイドレール５に沿って往復移動するとともに記録ヘッド７，７…のインク吐出口８，８…から所定の画像データに基づいて所要のインクが吐出される。これと同時に、紫外線照射装置１２，１２の低圧水銀ランプ１４，１４が点灯し、記録媒体Ｐ上に吐出されたインクに対して紫外線が照射され、これによってインクが硬化定着して記録媒体Ｐの記録面上に画像が記録される。
【００４１】
また、記録ヘッド７，７…のインク吐出口８，８…にインクが付着した場合等には、適宜、メンテナンスユニット２０によりインク吐出口８，８…のメンテナンス作業が行われる。
【００４２】
なお、本実施形態においては、プリンタ本体２の全体を覆うようにカバー１７を設けるものとしたが、カバー１７は外部に紫外線照射装置１２，１２から照射された紫外線が漏れることを防止し得るものであればよく、例えば、紫外線照射装置１２，１２と記録ヘッド７，７…のみを覆うようにカバー１７を設けたり、画像記録装置１の全体をカバーで覆い、密閉された空間で画像記録動作を行うようにしてもよい。
【００４３】
また、本実施形態において、本発明に係る記録ヘッド７，７…を適用した画像記録装置１は、キャリッジ６に搭載された記録ヘッド７，７…を主走査方向Ｙに往復移動させるとともに、記録媒体Ｐを搬送方向Ｘに搬送させながら、記録ヘッド７，７…からインクを吐出させて、画像を形成するシリアルヘッド方式の画像記録装置１としたが、プリンタ本体に固定された記録ヘッドからインクを吐出させるとともに、記録媒体を搬送させて、画像を形成するラインヘッド方式の画像記録装置に適用することも可能である。
【００４４】
また、本実施形態においては、紫外線照射装置１２，１２の光源として低圧水銀ランプ１４，１４を用いるものとしたが、光源はこれに限定されるものではなく、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、エキシマーランプ、紫外線レーザー又はＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）等を適用することが可能である。
【００４５】
また、本実施形態では、紫外線を照射することにより硬化するインクを用いて画像記録を行うものとしたが、インクは必ずしもこれには限定されず、例えば、紫外線、電子線、Ｘ線、可視光線、赤外線等の電磁波といった紫外線以外の光を照射することにより硬化するインクであってもよい。この場合、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る。また、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、紫外線光源に代えて、その光を照射する光源を適用する。
【００４６】
その他、本発明が上記実施の形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。
【００４７】
以上述べたように、本実施形態においては、プリンタ本体２をカバー１７で覆い、紫外線照射装置１２，１２から照射された紫外線が外部に漏れないようにすることにより、オフィス等の室内でも安全に画像記録動作を行うことができる。また、カバー１７に吸引ファン１８と排気ファン１９とを設けてカバー１７内部の空気が外気と循環するようになっているので、カバー１７内部の温度が上昇しすぎることがなく、常に安定的に紫外線を照射することができインクを硬化定着させて高画質な画像記録を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に係る画像記録装置の一実施形態の要部構成を示した斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、図１の画像記録装置に備わるキャリッジ及び紫外線照射装置を示した斜視図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す画像記録装置のキャリッジ及び紫外線照射装置の底面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１  画像記録装置
２  プリンタ本体
６  キャリッジ
７  記録ヘッド
１２  紫外線照射装置
１４  低圧水銀ランプ
１５  発光管
１６  口金部
１７  カバー
１８  吸引ポンプ
１９  排気ポンプ
【図１】
2005119267.tif 000003
【図２】
2005119267.tif 000004