(57)【要約】【課題】  光照射装置で発生する熱を効果的に冷却し、かつ、キャリッジおよび光照射装置の小型化を実現することを可能にする。【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１
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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、
前記光照射装置には、光源を冷却するための空気流を生じさせるために空気を導入する吸入口および導入した空気を排出する排出口が設けられたことを特徴とする画像記録装置。
【請求項２】
前記排出口に、ファンを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】
前記吸入口に、ファンを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４】
前記走査手段による前記キャリッジの走査速度を検出する速度検出手段と、当該速度検出手段にて検出された速度に基づいて前記ファンの風量を制御する制御部とを設けたことを特徴とする請求項２または３に記載の画像記録装置。
【請求項５】
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６】
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では熱が発生し、６００〜９００℃になるといわれている。
【０００７】
この熱から光源を保護するために、光源を冷却するための大型の冷却ファンまたは光照射装置内を強制吸引するダクトが設けられていた。特に、シリアル型のインクジェットプリンタにあってはキャリッジおよび光照射装置を移動させながらインク吐出を行うため、小型化が望まれる。
【０００８】
しかしながら、冷却ファンまたはダクトは大型であるため、キャリッジおよび光照射装置の小型化が困難であった。
【０００９】
本発明は、上述した実情に鑑みてなされたものであり、光照射装置で発生する熱を効果的に冷却し、かつ、キャリッジおよび光照射装置の小型化を実現することが可能であ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】
【００１０】
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、
前記光照射装置には、光源を冷却するための空気流を生じさせるために空気を導入する吸入口および導入した空気を排出する排出口が設けられたことを特徴としている。
【００１１】
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。
【００１２】
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、吸入口から光照射装置内に空気が導入され、排出口から排出される。このとき、光源の回りには空気流が生じるため、当該光源を冷却することができる。光照射装置で発生する熱を効果的に冷却し、かつ、冷却のために大型の装置を必要としないため、キャリッジおよび光照射装置の小型化を実現することが可能になる。
【００１３】
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、前記排出口に、ファンを設けたことを特徴としている。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、排出口に取り付けたファンが、光照射装置内を強制排気するため、光照射装置内部の冷却を効率よく行うことができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記吸入口に、ファンを設けたことを特徴としている。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、吸入口に取り付けたファンが、光照射装置内に空気を導入するため、光照射装置内部の冷却を効率よく行うことができる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の発明において、前記走査手段による前記キャリッジの走査速度を検出する速度検出手段と、当該速度検出手段にて検出された速度に基づいて前記ファンの風量を制御する制御部とを設けたことを特徴としている。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、速度検出手段にてキャリッジの走査速度が検出され、この検出結果に基づいて制御部にて前記ファンの出力がされる。これにより、キャリッジの走査速度により変動する光照射装置への空気の導入量を考慮したファンの出力の制御を行うことができるようになり、光照射装置内部の冷却をより効率よく行うことができる。
【００１９】
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。
【００２０】
請求項５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。
【００２１】
請求項６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。
【００２２】
請求項６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】
【００２３】
請求項１に記載の発明によれば、光照射装置で発生する熱を効果的に冷却し、かつ、冷却のために大型の装置を必要としないため、キャリッジおよび光照射装置の小型化を実現することが可能になる。
【００２４】
請求項２に記載の発明によれば、排出口に取り付けたファンが、光照射装置内を強制排気するため、光照射装置内部の冷却を効率よく行うことができる。
【００２５】
請求項３に記載の発明によれば、吸入口に取り付けたファンが、光照射装置内に空気を導入するため、光照射装置内部の冷却を効率よく行うことができる。
【００２６】
請求項４に記載の発明によれば、キャリッジの走査速度により変動する光照射装置への空気の導入量を考慮したファンの出力の制御を行うことができるようになり、光照射装置内部の冷却をより効率よく行うことができる。
【００２７】
請求項５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。
【００２８】
請求項６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】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を、図１から図５を参照して説明する。
【００３０】
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、紫外線を発する光源を有する光照射装置１１２、およびキャリッジ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１４（図５参照）とを備えて構成されている。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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を模式的に示した図である。
【００３４】
画像記録部１１０には、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。
【００３５】
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。
【００３６】
キャリッジ１３０の主走査方向Ｘ側の両側面に隣接して、光照射装置１１２が設けられており、キャリッジ１３０の走査手段としての走査機構１５（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。光照射装置１１２には所定の波長の光を発生させる光源１を備え、この光源１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。
【００３７】
また、主走査方向Ｘにキャリッジ１３０の移動幅にわたって、例えば図１のキャリッジレール１３１に沿ってリニアスケール１１が設けられており、画像記録部１１０側にはこのリニアスケール１１の情報を読み取るセンサ１２が設けられている。このリニアスケール１１およびセンサ１２によりエンコーダ１６が構成され、キャリッジ１３０の移動速度および存在位置が検出されるようになっている。
【００３８】
図３は光照射装置１１２を詳細に示す図であり、この光照射装置１１２のキャリッジ側とは反対側には、外部から空気を吸入して導入するための吸入口３が設けられている。一方で、光照射装置１１２の上面には光照射装置１１２内の空気を強制排気するためのファン２が設けられており、このファン２が排気口を構成している。また、図示しないが、強制排気の排気口のほかに、通常の排気口も設けられており、ファン２を動作させなくても一定の流量の空気流が生じるようになっている。このようにすることで、吸入口３より流入して生じた空気流４は、ファン２による強制排気流５により陰圧となった光源１の上面へと向きを変えて光源１の周囲を流れる際に光源１は冷却されるようになっている。
【００３９】
図４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１３を有している。
【００４０】
この制御部１３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１４、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１５の動作状況、および記録ヘッド１１１のインク吐出動作状況、および光照射装置１１２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。
【００４１】
また、制御部１３は、エンコーダ１６で検出されたキャリッジ１３０の移動速度に基づいて、ファン２の出力を制御するようになっている。これは、図５に示したようにキャリッジ１３０の移動速度が大きいほど吸入口３より導入される空気の流量は高くなることに基づくものである。
【００４２】
図５はキャリッジ１３０の移動速度と空気の吸入量との関係を示しており、吸入曲線１０は、ファン２を停止した状態でキャリッジ１３０を移動させたときに得られる移動速度に対する吸入量を示している。例えば、キャリッジ移動速度がＳ1のとき、ファン２を駆動させない場合には、吸入量がＦ1となることが示される。このとき、光源１の冷却に必要な空気の流量をＦ0とすると、キャリッジ移動速度がＳ1のときには、（Ｆ0−Ｆ1）の流量の空気が必要となる。そこで、制御部１３は、ファン２の出力を（Ｆ0−Ｆ1）の流量を生じさせるように制御して、キャリッジ移動により生じる空気の流量とファン２の作用により生じる空気の流量との合計がＦ0になるようになっている。
【００４３】
このように制御部１３は、キャリッジ移動速度が大きい場合に、ファン２の出力を下げて、またキャリッジ移動速度が小さい場合に、ファン２の出力を上げて、一定の空気流量を保つようにファン２の出力を制御するようになっている。
【００４４】
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１３に送られると、制御部１３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１４および走査機構１５に制御信号が送られる。
【００４５】
搬送機構１４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１５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に走査させるながら、エンコーダ１６ではこのキャリッジ１３０の移動速度が検出される。
【００４６】
記録ヘッド１１１では、制御部１３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。
【００４７】
この画像記録の際に、光照射装置１１２では、キャリッジ１３０の主走査方向への移動に伴って、吸入口３から空気が導入され、導入された空気は図示されない排気口およびファン２より排気され、これにより生じる空気流により光源１が冷却される。制御部１３では、エンコーダ１６で検出されたキャリッジ移動速度に基づいてファン２の出力制御が行われ、キャリッジ１３０の移動が速いときはファン２の出力が上げられ、この移動が遅いときはファン２の出力が下げられる。このようにして、光照射装置１１２では光源１の冷却に必要な流量の空気が常に導入される。
【００４８】
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。
【００４９】
以上より、本実施形態によれば、光照射装置１１２で発生する熱を効果的に冷却し、かつ、冷却のために大型の装置を必要としないため、キャリッジ１３０および光照射装置１１２の小型化を実現することが可能になる。
【００５０】
また、排出口に取り付けたファン２が、光照射装置１１２内を強制排気するため、光照射装置１１２内部の冷却を効率よく行うことができる。
【００５１】
また、制御部１３にてキャリッジ１３０の走査速度により変動する光照射装置１１２への空気の導入量を考慮したファン２の出力の制御を行うことができるようになり、光照射装置１１２内部の冷却をより効率よく行うことができる。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
本実施形態では、ファンを排気口として設けた例を示したが、これに限らず、吸入口に設けてもよく、この場合、光照射装置内に空気を導入するため、光照射装置内部の冷却を効率よく行うことができる。また、吸入口および排気口の両方にファンを設けてもよいことはいうまでもない。
【００５６】
また、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】
【００５７】
【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】前記要部における光照射装置の詳細を示す図である。
【図４】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５】キャリッジ移動速度と光照射装置内への導入される空気流量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１  光源
２  ファン
３  吸入口
１１  リニアスケール
１２  センサ
１３  制御部
１４  搬送機構
１５  走査機構
１６  エンコーダ
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】
2005103845.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2005103845.tif 000006
【図５】
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