(57)【要約】【課題】効率良くべた塗りを行うことができるインクジェット記録装置を提供する。【解決手段】インクの種別に対応して、横並びに３列以上のノズル列３６ａ〜３６ｆを有すると共に、ノズル列３６ａ〜３６ｆを成す複数の吐出ノズル３５に連なりインクを吐出するための圧電素子３３ｃが、駆動に伴って発熱するインクジェットヘッド２２に、温度上昇に伴い粘度が低下すると共に、ワークＷに対し、すきまなくインク滴を吐出着弾させるべた塗り用のインクを含む複数種のインクを導入して、記録を行うインクジェット記録装置１において、３列以上のノズル列３６ａ〜３６ｆのうち、べた塗り用のインクが導入されるノズル列３６ｃ，３６ｄは、横並びの方向の両外端部以外の位置に配置されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクの種別に対応して、横並びに３列以上のノズル列を有すると共に、前記ノズル列を成す複数の吐出ノズルに連なりインクを吐出するための素子部が、駆動に伴って発熱するインクジェットヘッドに、
温度上昇に伴い粘度が低下すると共に、記録媒体に対し、すきまなくインク滴を吐出着弾させるべた塗り用のインクを含む複数種のインクを導入して、記録を行うインクジェット記録装置において、
前記３列以上のノズル列のうち、前記べた塗り用のインクが導入される前記ノズル列は、前記横並びの方向の両外端部以外の位置に配置されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
前記記録媒体は、前記複数種のインクに対し非浸透性を有していることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録装置。
【請求項３】
前記複数種のインクは、紫外線硬化型のインクであることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】
前記べた塗り用のインクが、白色インクまたは透明インクであることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種のインクにそれぞれ対応した、少なくとも３列以上のノズル列を有するインクジェットヘッドにより記録を行うインクジェット記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数種のインクに対応した複数（３列以上）のノズル列を有するインクジェットヘッドにおいて、中央に位置するノズル列に最も粘度の高いインクを導入して、記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置が知られている（特許文献１参照）。
中央のノズル列は、両端に熱源となる他のノズル列を有するため、両端のノズル列に比べて熱が逃げにくい。そこで、このインクジェット記録装置では、粘度の高いインクを吐出するためのノズル列を中央に配設することにより、インクの温度を高くして粘度を低下させ、吐出不良を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１２５５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のインクジェット記録装置において、温度を上昇させ高粘度のインクの粘度を低下させるということは、吐出量を増加させるということでもある。すなわち、従来のインクジェット記録装置では、中央のノズル列と両端のノズル列とで温度が異なることを利用して、各ノズル列に対応するインクの粘度を均一化することで、各ノズル列から吐出されるインクの吐出量を均一化している。
【０００５】
ここで、記録媒体上に、すきまなくインク滴を吐出着弾させる所謂「べた塗り」をする場合、吐出されるインク滴の吐出量が多い方が効率的に記録を行うことができる。
しかし、従来のインクジェット記録装置では、いずれのノズル列に対応したインクを用いても「べた塗り」を効率良く行うことができなかった。
【０００６】
本発明は、効率良くべた塗りを行うことができるインクジェット記録装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のインクジェット記録装置は、インクの種別に対応して、横並びに３列以上のノズル列を有すると共に、ノズル列を成す複数の吐出ノズルに連なりインクを吐出するための素子部が、駆動に伴って発熱するインクジェットヘッドに、温度上昇に伴い粘度が低下すると共に、記録媒体に対し、すきまなくインク滴を吐出着弾させるべた塗り用のインクを含む複数種のインクを導入して、記録を行うインクジェット記録装置において、３列以上のノズル列のうち、べた塗り用のインクが導入されるノズル列は、横並びの方向の両外端部以外の位置に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、中央領域に配設された１以上のノズル列は、自身の各吐出ノズルの素子部の発熱と、両端に配設されたノズル列を構成する各吐出ノズルの素子部の発熱とにより、両端に配設されたノズル列よりも高温になる。このため、所謂「べた塗り」に使用されるインクが対応したノズル列が中央領域に配設されることにより、そのインクの粘度は低下する。したがって、中央領域に配設されたノズル列を構成する各吐出ノズルから吐出されるインク滴の吐出量（体積）は増加するため、記録媒体上に着弾したインクのドット径も大きくなる。これにより、短時間で効率良くべた塗りを行うことができる。
【０００９】
この場合、記録媒体は、複数種のインクに対し非浸透性を有していることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、記録媒体上に着弾したインクは、記録媒体に染み込まないため、そのドット径が広がって行く。これにより、さらに効率良くべた塗りを行うことができる。
【００１１】
また、この場合、複数種のインクは、紫外線硬化型のインクであることが好ましい。
【００１２】
一般的に、記録媒体上に着弾した紫外線硬化型インクは、時間を置かずに紫外線が照射され硬化される。
しかし、この構成によれば、記録媒体上に着弾するインクのドット径を大きく形成することができるため、着弾直後に光硬化が実施されても、記録媒体上に適切なべた塗りを実施することができる。
【００１３】
この場合、べた塗り用のインクが、白色インクまたは透明インクであることが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、べた塗りとして、所定のパターンの描画を行う前の下地層や、描画した該パターンを覆うようにオーバーコート層（保護層）を、簡単に形成することができる。この場合、下地層としては、白色または透明のインクを用い、オーバーコート層としては、透明インクを用いることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】インクジェット記録装置を模式的に示した平面図である。
【図２】キャリッジユニットを模式的に示した側面図である。
【図３】（ａ）は、インクジェットヘッドを模式的に示した斜視図であり、（ｂ）は、ポンプ部の部分分解斜視図である。
【図４】（ａ）は、ノズルプレートの平面図であり、（ｂ）は、ノズルプレート上におけるノズル列ごとの温度を示した図であり、（ｃ）は、各ノズル列ごとの吐出量を示した図である。
【図５】ノズル列に対応するインクのドット径について示した説明図である。
【図６】ワークに対する描画（べた塗り）について示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付した図面を参照して、本発明の一実施形態に係るインクジェット記録装置について説明する。このインクジェット記録装置は、薄いフィルム状のワークに対して、紫外線硬化インク（ＵＶインク）をインクジェットヘッドにより吐出することで、所望の画像等を印刷するものである。なお、以下の説明では、各図に示す通り、Ｘ軸方向およびＹ軸方向を規定する。
【００１７】
図１に示すように、インクジェット記録装置１は、機台２上に広く配置され、ワークＷ（記録媒体）上に所定の描画処理を行う描画装置３と、機台２上で描画装置３に添設されたメンテナンス装置４と、描画装置３およびメンテナンス装置４を統括制御する制御装置（図示省略）と、を備えている。インクジェット記録装置１は、メンテナンス装置４によりインクジェットヘッド２２の機能維持・回復を行うと共に、描画装置３によりワークＷ上にインクを吐出させて描画を行う。
【００１８】
描画装置３は、インクジェットヘッド２２を搭載したキャリッジユニット１１と、ワークＷをＸ軸方向に移動させるＸ軸テーブル１２と、Ｘ軸テーブル１２に直交し、キャリッジユニット１１をＹ軸方向に移動させるＹ軸テーブル１３と、インクジェットヘッド２２に複数種のインクをそれぞれ供給するインク供給装置（図示省略）と、を有している。
【００１９】
Ｘ軸テーブル１２は、モーター駆動のＸ軸スライダー１４と、Ｘ軸スライダー１４上に搭載されたθテーブル１５および吸着テーブル１６と、を有している。吸着テーブル１６上には、ワークＷが位置決めされた状態で吸着固定される。
【００２０】
描画処理が行われるワークＷは、枚葉のポリスチレン系延伸フィルムやＰＥＴフィルム等からなり、各インクに対して非浸透性を有している。なお、ワークＷは、枚葉のものに限定されるものではなく、連続的に供給可能なロール状のワークＷを用いてもよい。
【００２１】
同様に、Ｙ軸テーブル１３は、キャリッジユニット１１をＹ軸方向に移動させるモーター駆動のＹ軸スライダー１７を有している。そして、Ｙ軸テーブル１３は、キャリッジユニット１１を、Ｘ軸テーブル１２の直上部に位置する描画エリアと、メンテナンス装置４の直上部に位置するメンテナンスエリアと、の間を適宜移動させる。
【００２２】
描画装置３は、制御装置による制御を受けながら、ワークＷをＸ軸テーブル１２によりＸ軸方向に間欠的に送り（副走査）、これに同期してＹ軸テーブル１３によりキャリッジユニット１１をＹ軸方向に往復動させる（主走査）。そして、インクジェットヘッド２２の複数の吐出ノズル３５から選択的にインク（複数種）を吐出して、ワークＷに描画を行う。
【００２３】
図１および図２に示すように、キャリッジユニット１１は、キャリッジプレート２１に搭載されたインクジェットヘッド２２と、インクジェットヘッド２２のＹ軸方向両端部に配設された一対の紫外線照射装置２３と、インクジェットヘッド２２を加温する加熱装置２４と、を有している。なお、本実施形態では、キャリッジプレート２１に単一のインクジェットヘッド２２を搭載しているが、その個数は任意である。
【００２４】
図２および図３に示すように、インクジェットヘッド２２は、図外のインク供給装置に連なるインクチューブ４４が接続されるヘッド本体３１と、ヘッド本体３１の先端に連なりフレキシブルケーブル３２ａを介して駆動基板３２ｂが接続されたヘッド基板３２と、ヘッド基板３２の先端に連なりインクを吐出するポンプ部３３と、ポンプ部３３の先端に連なり複数の吐出ノズル３５が形成されたノズルプレート３４と、を有している。
【００２５】
図３（ｂ）に示すように、ポンプ部３３は、吐出ノズル３５を囲むようにノズルプレート３４上に配設されたシリコンキャビティ３３ａと、シリコンキャビティ３３ａ上に接合された接着フィルム３３ｂ上において各吐出ノズル３５に対応するように配設された圧電素子３３ｃ（請求項に言う「素子部」）と、を有している。そして、ノズルプレート３４、シリコンキャビティ３３ａおよび接着フィルム３３ｂで囲まれた空間が、圧力室３３ｄを構成している。また、接着フィルム３３ｂには、ヘッド本体３１からインクが流入してくる流入口３３ｅが形成されている。
【００２６】
圧電素子３３ｃは、制御装置から駆動基板３２ｂおよびフレキシブルケーブル３２ａを介して、所定電圧の駆動波形が印加されることにより変形する（ポンプ作用）。これにより、各吐出ノズル３５からインクが吐出される。
【００２７】
図３（ａ）および図４（ａ）に示すように、ノズルプレート３４には、各々が、等ピッチで並べた複数の吐出ノズル３５で構成された６列のノズル列３６ａ〜３６ｆがＸ軸方向に延設されている。このインクジェットヘッド２２では、ノズル列３６ａ〜３６ｆごとに、異なる種類（色）の紫外線硬化型のインクが吐出されるようになっている。なお、インクは、紫外線硬化型のものに限られず、赤外線硬化型や可視光硬化型等のインクでもよい。
【００２８】
図１に示すように、各紫外線照射装置２３は、インクジェットヘッド２２のＹ軸方向両側にそれぞれ配設され、紫外線を照射するＬＥＤ光源である。本実施形態に係るインクジェット記録装置１では、Ｙ軸方向に移動しながら、インクジェットヘッド２２からワークＷ上に吐出着弾させたインクに対し、移動方向下流側に位置する紫外線照射装置２３が紫外線を照射する。これにより、インクが光硬化し、ワークＷ上に光硬化した下地層Ｌ３、オーバーコート層Ｌ２および画像記録層Ｌ１（いずれも後述する。）が形成される。各紫外線照射装置２３から照射する紫外線は、使用する各インクに応じて、その中心波長を変更することが好ましい。
【００２９】
図２に示すように、加熱装置２４は、インクジェットヘッド２２を内包するようにキャリッジプレート２１の上側空間を覆うチャンバー４１と、チャンバー４１内に配設したファン４２およびヒーター４３と、を有している。ファン４２およびヒーター４３が駆動されると、チャンバー４１内で温風が循環し、チャンバー４１内の雰囲気が一定の温度に維持される。したがって、インクジェットヘッド２２およびこれに接続されたインクチューブ４４（色別で６本）が加熱され、インクジェットヘッド２２およびインクチューブ４４に導入されたインクが所定の温度に加熱（加温）される。そして、高粘度のインクは、その粘度を低下させた状態でインクジェットヘッド２２に供給され、吐出ノズル３５から吐出される。なお、この加熱装置２４は、図外の温度センサーの検出結果に基づいて、ヒーター４３がＯＮ−ＯＦＦ制御される。
【００３０】
ところで、本実施形態のインクジェットヘッド２２では、インクの吐出するために、各圧電素子３３ｃを駆動（波形を印加）させると各圧電素子３３ｃが発熱する。上述のように、加熱装置２４により、インクジェットヘッド２２を均一に加熱しているが、各圧電素子３３ｃが発熱すると、ノズルプレート３４が加熱される。このとき、ノズルプレート３４において、放熱し易いＹ軸方向両外側に位置するノズル列３６ａ，３６ｆの周辺に対し、放熱し難い中央領域に位置するノズル列３６ｃ，３６ｄの周辺の温度が高くなる（図４（ｂ）参照）。なお、ノズルプレート３４の熱は、主にＸ軸テーブル１２に吸熱される。
【００３１】
このため、ノズル列３６ａ，３６ｆに対応したインクの粘度よりも、ノズル列３６ｃ，３６ｄに対応したインクの粘度が低下する。したがって、ノズルプレート３４の中央領域に位置するノズル列３６ｃ，３６ｄを構成する吐出ノズル３５から吐出されるインクの吐出量（体積）は、外側に位置するノズル列３６ａ，３６ｆのそれと比較して、大きくなる（図４（ｃ）参照）。
そこで、本実施形態に係るインクジェット記録装置１では、ワークＷに対し、すきまなくインク滴を吐出着弾させる、所謂べた塗り用のインクが導入されるノズル列３６ｃ，３６ｄをＹ軸方向の中央領域に配置している。
【００３２】
各ノズル列３６ａ〜３６ｆに対応したインクは、図４（ａ）において左から、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）、ホワイト（Ｗ）、クリアー（ＣＬ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に配設されている。つまり、べた塗り用のインクは、ホワイトインクおよびクリアインクである。なお、ノズル列数は、３列以上で任意に設定してよい。また、インクの種類（色）、色数およびホワイト（Ｗ）およびクリアー（ＣＬ）以外の各色の配列（ホワイト（Ｗ）とクリアー（ＣＬ）との相互の入替えを除く）は、その用途により任意に設定してよい。
【００３３】
ここで、ワークＷ上におけるインク滴の着弾径（ドット径）は、インク滴の体積（吐出量）の増加に比例して大きくなる。このため、図５に示すように、ホワイトインクおよびクリアインクのドット径は、他の種類のインク（シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ））のドット径と比較して、大きくなる。これにより、短時間で効率良くワークＷ上にべた塗りを行うことができる。
【００３４】
なお、正確には、図４（ｂ）に示すように、ノズルプレート３４の温度は、Ｙ軸方向中央領域から、Ｙ軸方向両端に向って徐々に低くなっている。このため、図４（ｃ）に示すように、両端のノズル列３６ａ，３６ｆを構成する各吐出ノズル３５からのインクの吐出量も徐々に少なくなっている。したがって、最も吐出量の少ない（ドット径の小さい）外側のノズル列３６ａ，３６ｆには、暖色（飽和色）系のマゼンタ（Ｍ）やイエロー（Ｙ）を対応させることが好ましい。これにより、見た目上のドット径を均一化することができ、美しい描画結果を得ることができる。
【００３５】
また、本実施形態に係るインクジェット記録装置１では、描画処理と同一の走査（移動）時に、紫外線照射装置２３により紫外線が照射される。すなわち、ワークＷ上のインクは、着弾してから時間を置かずに光硬化される。
しかし、本実施形態に係るインクジェット記録装置１では、ノズル列３６ｃ，３６ｄに対応するホワイトインクおよびクリアインクの吐出量を増加させることで、ワークＷ上に着弾するインクのドット径を大きく形成することができる。このため、着弾直後に光硬化が実施されても、ワークＷ上に適切なべた塗りを実施することができる。
【００３６】
さらに、非浸透性を有するワークＷ上に着弾したインクは、ワークＷに染み込まないため、光硬化されるまで間に、そのドット径が広がって行く。これにより、さらに効率良くべた塗りを行うことができる。
【００３７】
次に、図６を参照して、べた塗りの例について説明する。クリアインクは、所定のパターンを描画した後に、描画した該パターンを覆うようにオーバーコート層Ｌ２（保護層）を形成するために用いられる（図６（ａ）参照）。すなわち、オーバーコート層Ｌ２は、ワークＷ上に各種インクを吐出着弾させて形成された画像記録層Ｌ１の上に形成される。この場合、描画結果の視認面は、オーバーコート層Ｌ２側となる。
【００３８】
また、ホワイトインクは、所定のパターンの描画を行う前の下地層Ｌ３を形成するために用いられる（図６（ｂ）参照）。したがって、下地層Ｌ３の上に画像記録層Ｌ１およびオーバーコート層Ｌ２が形成される。この場合、描画結果の視認面は、オーバーコート層Ｌ２側となる。なお、下地層Ｌ３は、ホワイトインクに代えて、クリアインクを用いて形成してもよいし、べた塗り用のインクを含むインクの濡れ性を調整するための下地用インクを別途使用してもよい。
【００３９】
ワークＷを透明なものとした場合、ワークＷ上に形成した画像記録層Ｌ１の上にホワイトインクを用いて、オーバーコート層Ｌ２としての役割を有する下地層Ｌ３を形成する（図６（ｃ）参照）。この場合、下地層Ｌ３の形成面を平滑にするために、ワークＷ上において画像記録層Ｌ１が形成されていない部分に、膜厚補助層Ｌ４を形成する。また、この場合、描画結果の視認面は、ワークＷ側となる。
【００４０】
以上の構成によれば、ノズルプレート３４において、中央領域に配設されたノズル列３６ｃ，３６ｄの周辺は、自身の各吐出ノズル３５の圧電素子３３ｃの発熱と、両端に配設されたノズル列３６ａ，３６ｂ，３６ｅ，３６ｆを構成する各吐出ノズル３５の圧電素子３３ｃの発熱とにより、他のノズル列３６ａ，３６ｂ，３６ｅ，３６ｆの周辺よりも高温になる。したがって、ノズル列３６ｃ，３６ｄに対応したホワイトインクおよびクリアインクの温度が上昇し、その粘度が低下することでインク滴の吐出量（体積）が増加する。これにより、ワークＷ上に着弾したインクのドット径を大きくなり、短時間で効率良くべた塗りを行うことができる。
【符号の説明】
【００４１】
１：インクジェット記録装置、２２：インクジェットヘッド、３３ｃ：圧電素子、３５：吐出ノズル、３６ａ〜３６ｆ：ノズル列、Ｗ：ワーク
【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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