(57)【要約】【課題】インクジェット方式の印刷装置において、複数の吐出口近傍の温度の均一性を向上するとともにヘッドから回収されたインクを当該ヘッドへと再供給する循環ラインにおけるインクの温度を低くする。【解決手段】印刷装置では、各第１吐出口３３１ａ近傍に設けられた圧電素子である第１駆動部に吐出信号または非吐出信号が付与され、非吐出信号が付与された第１駆動部は、対応する第１吐出口３３１ａからインクの微小液滴を吐出することなく振動する。これにより、インクの吐出が行われない第１吐出口３３１ａ近傍においても第１駆動部を発熱させ、複数の第１吐出口３３１ａ近傍の温度の均一性を向上することができる。また、全ての第１吐出流路３３２ａにおけるインクの温度が均一に上昇するため、インクジェットヘッド３２に供給されるインクの温度を吐出適温よりも低い温度とし、インク循環機構の循環ラインにおけるインクの温度を低くすることができる。【選択図】図８．Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット方式の印刷装置であって、
所定の配列方向に配列された複数の吐出口からインクの微小液滴を吐出するヘッドと、
前記ヘッドから回収されたインクを前記ヘッドへと循環させて再供給する循環ラインと、
印刷媒体を前記配列方向に交差する走査方向に前記ヘッドに対して相対的に移動する走査機構と、
を備え、
前記ヘッドが、
前記複数の吐出口に向かってインクを導く複数の吐出流路と、
前記複数の吐出流路の前記複数の吐出口近傍にそれぞれ設けられる複数の圧電素子と、
前記複数の圧電素子を制御する描画制御部と、
を備え、
前記描画制御部の制御により、前記印刷媒体に印刷される画像のデータに基づいて前記複数の圧電素子のそれぞれに吐出信号または非吐出信号が付与され、
前記吐出信号が付与された圧電素子が所定の吐出振幅にて振動することにより、前記圧電素子に対応する吐出口近傍のインクに圧力が加えられて前記吐出口からインクの微小液滴が吐出され、
前記非吐出信号が付与された圧電素子が、前記圧電素子に対応する吐出口からインクの微小液滴を吐出することなく前記吐出振幅よりも小さい非吐出振幅にて振動することを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
請求項１に記載の印刷装置であって、
前記ヘッドが、
前記複数の吐出口の前記配列方向に平行にインクを導くとともに前記複数の吐出流路に接続されるヘッド端部流路と、
前記ヘッド端部流路から流入したインクを前記複数の圧電素子を駆動する駆動回路近傍を通過させることにより前記駆動回路を冷却するとともに前記循環ラインへと導く回路冷却流路と、
を有することを特徴とする印刷装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の印刷装置であって、
前記印刷媒体上のインクに紫外線を照射する紫外線照射部をさらに備え、
前記インクが紫外線硬化性インクであることを特徴とする印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェット方式の印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、インクの微小な液滴を吐出する複数の吐出口が配列されたヘッドを印刷媒体に沿って走査することにより、印刷媒体に印刷を行うインクジェット方式の印刷装置が用いられている。例えば、特許文献１のインクジェット式記録装置では、各吐出口近傍に圧電素子（ピエゾ素子）が設けられ、圧電素子が振動することにより当該圧電素子に対応する吐出口近傍のインクに圧力が加えられて吐出口からインクの液滴が吐出される。特許文献１の記録装置では、印刷開始前や各ページの印刷終了後に圧電素子により吐出口近傍のインクを微振動させることにより、吐出口近傍のインクを攪拌して吐出口の目詰まりを防止することが行われている。
【０００３】
一方、特許文献２ないし特許文献５のインクジェット記録装置では、各吐出口近傍に電気熱変換体が設けられ、電気熱変換体にパルス信号を印加することにより、当該電気熱変換体に対応する吐出口近傍にてインクを加熱して膜気泡を生じさせ、膜気泡の圧力により吐出口からインクの液滴が吐出される。
【０００４】
特許文献２ないし特許文献５のインクジェット記録装置では、印刷される画像のデータに基づいて各吐出口からのインクの吐出および非吐出が切り換えられる。そして、非吐出とされた吐出口に対応する電気熱変換体に対して、インクの吐出が生じない程度のパルス信号を印加することにより、非吐出とされた吐出口近傍のインクを加熱し、インクの吐出が行われた吐出口近傍のインクと非吐出とされた吐出口近傍のインクとの温度差を小さくすることが行われている。これにより、インクジェット記録ヘッド内の温度分布の偏りが抑制され、インクの吐出量の偏りによる印刷濃度のムラの発生が抑制される。
【０００５】
特許文献６のインクジェットプリンタペンでも、特許文献２ないし５と同様に、吐出口近傍のインクを加熱することにより吐出口からのインクの液滴の吐出が行われる。特許文献６では、プリントヘッドから回収されたインクをインク循環通路により循環させつつプリントヘッドに再供給するインク循環システムが開示されており、インクを循環させることにより複数のプリントヘッドの温度の均一性向上が図られている。
【特許文献１】特開２００１−２１２９８８号公報
【特許文献２】特開平８−１８３１８１号公報
【特許文献３】特開２００３−１１２４２８号公報
【特許文献４】特開２００５−４１１３６号公報
【特許文献５】特開２００７−２１９４４号公報
【特許文献６】特願平７−１４４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１のような圧電素子によりインクを吐出する印刷装置では、吐出口からインクの液滴が吐出される際に、当該吐出口に対応する圧電素子の発熱により吐出口近傍のインクの温度が上昇する。特許文献６のようにインクの循環が行われる印刷装置では、ヘッドに供給されるインクの温度が吐出適温となるように温度調整が行われているが、上述のように、連続的にインクの吐出が行われる吐出口近傍ではインクの温度が上昇するため、インクの温度が吐出適温よりも高くなってしまい、吐出される液滴の量が増加して印刷濃度のムラが発生するおそれがある。また、印刷装置内を循環するインクの温度も高くなるため、インクの特性劣化や粘性上昇による循環不良等が生じる可能性もある。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、インクジェット方式の印刷装置において、複数の吐出口近傍の温度の均一性を向上するとともにヘッドから回収されたインクを当該ヘッドへと循環させて再供給する循環ラインにおけるインクの温度を低く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】
請求項１に記載の発明は、インクジェット方式の印刷装置であって、所定の配列方向に配列された複数の吐出口からインクの微小液滴を吐出するヘッドと、前記ヘッドから回収されたインクを前記ヘッドへと循環させて再供給する循環ラインと、印刷媒体を前記配列方向に交差する走査方向に前記ヘッドに対して相対的に移動する走査機構とを備え、前記ヘッドが、前記複数の吐出口に向かってインクを導く複数の吐出流路と、前記複数の吐出流路の前記複数の吐出口近傍にそれぞれ設けられる複数の圧電素子と、前記複数の圧電素子を制御する描画制御部とを備え、前記描画制御部の制御により、前記印刷媒体に印刷される画像のデータに基づいて前記複数の圧電素子のそれぞれに吐出信号または非吐出信号が付与され、前記吐出信号が付与された圧電素子が所定の吐出振幅にて振動することにより、前記圧電素子に対応する吐出口近傍のインクに圧力が加えられて前記吐出口からインクの微小液滴が吐出され、前記非吐出信号が付与された圧電素子が、前記圧電素子に対応する吐出口からインクの微小液滴を吐出することなく前記吐出振幅よりも小さい非吐出振幅にて振動する。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の印刷装置であって、前記ヘッドが、前記複数の吐出口の前記配列方向に平行にインクを導くとともに前記複数の吐出流路に接続されるヘッド端部流路と、前記ヘッド端部流路から流入したインクを前記複数の圧電素子を駆動する駆動回路近傍を通過させることにより前記駆動回路を冷却するとともに前記循環ラインへと導く回路冷却流路とを有する。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の印刷装置であって、前記印刷媒体上のインクに紫外線を照射する紫外線照射部をさらに備え、前記インクが紫外線硬化性インクである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、複数の吐出口近傍の温度の均一性を向上するとともに循環ラインにおけるインクの温度を低くすることができる。また、請求項２の発明では、駆動回路を効率良く冷却することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は本発明の一の実施の形態に係る印刷装置１の外観を示す斜視図である。印刷装置１は、例えば、フィルム等の撥液性を有するシート状の印刷媒体である基材９上に、インクジェット方式にてカラー印刷を行う装置である。
【００１３】
図１に示す印刷装置１は、シート状の基材９を図１中のＹ方向（以下、「走査方向」ともいう。）に移動する走査機構である搬送部２７、搬送部２７による移動途上の基材９に向けてインクの微小液滴を吐出するヘッドである吐出機構３、および、これらの構成を制御する制御ユニット４を備える。なお、図１では、図示の都合上、後述するインク循環機構５の図示を省略している。
【００１４】
搬送部２７では、それぞれが図１中のＸ方向に長い複数のローラ２７１がＹ方向に配列されており、複数のローラ２７１の（＋Ｙ）側にはロール状の基材９（供給ロール）を保持する供給部２７２が設けられ、複数のローラ２７１の（−Ｙ）側にはロール状の基材９（巻取ロール）を保持する巻取部２７３が設けられる。実際には、基材９は供給部２７２および巻取部２７３のそれぞれにてロール状とされる。以下の説明では、単に基材９という場合は搬送途上の基材９（すなわち、複数のローラ２７１上の基材９）を意味するものとする。
【００１５】
搬送部２７の一のローラ２７１ａには基材９の走査方向の移動速度を検出するエンコーダ２９が設けられ、後述の移動制御部４２（図１１参照）がエンコーダ２９の出力に基づいて巻取部２７３のモータの回転を制御することにより、基材９が（−Ｙ）方向に一定速度にて移動する。このとき、供給部２７２が有するモータにて基材９に対して移動方向とは逆向き（すなわち、（＋Ｙ）方向）の負荷（テンション）を付与することにより、複数のローラ２７１上の基材９が波打つことなく滑らかに移動する。なお、基材９の移動速度を検出するエンコーダ２９は、搬送途上の基材９上の一の部位の走査方向の位置の変化を検出していると捉えることができる。
【００１６】
複数のローラ２７１の上方には吐出機構３が配置され、吐出機構３は複数のローラ２７１を跨ぐようにして基台２０に設けられるフレーム２５に固定される。フレーム２５上には紫外線を出射する光源３９が設けられ、複数の光ファイバ（実際には、複数の光ファイバは束状となっており、図１では符号３９１を付して１本の太線にて示している。）を介して光源３９からの光が吐出機構３の内部へと導入される。
【００１７】
図２は吐出機構３を示す底面図である。図２に示すように、吐出機構３はそれぞれが互いに異なる色のインクを吐出する複数（本実施の形態では、４個）のヘッドユニットであるインクジェットヘッドユニット３１を備え、これらのインクジェットヘッドユニット３１は同様の構造を有する。複数のインクジェットヘッドユニット３１はＹ方向（すなわち、走査方向）に配列されて吐出機構３のヘッドユニット取付部３０に取り付けられる。図２中の最も（＋Ｙ）側のインクジェットヘッドユニット３１はＫ（ブラック）の色のインクを吐出し、Ｋのインクジェットヘッドユニット３１の（−Ｙ）側のインクジェットヘッドユニット３１はＣ（シアン）の色のインクを吐出し、Ｃのインクジェットヘッドユニット３１の（−Ｙ）側のインクジェットヘッドユニット３１はＭ（マゼンタ）の色のインクを吐出し、最も（−Ｙ）側のインクジェットヘッドユニット３１はＹ（イエロー）の色のインクを吐出する。各色のインクは紫外線硬化剤を含む紫外線硬化性インクである。
【００１８】
また、吐出機構３では、光源３９（図１参照）に接続されるヘッドユニットであるランプヘッドユニット３８が、４個のインクジェットヘッドユニット３１の（−Ｙ）側において、これらのインクジェットヘッドユニット３１と共にＹ方向（すなわち、走査方向）に配列されてヘッドユニット取付部３０に取り付けられる。ここで、ヘッドユニット取付部３０に取り付けられる複数のヘッドユニットをまとめてヘッドユニット群と呼ぶと、ヘッドユニット群には、上述のＫ，Ｃ，ＭおよびＹの各色のインクジェットヘッドユニット３１、並びに、ランプヘッドユニット３８以外にも、例えば、ライトシアン、ライトマゼンタ、ホワイト等の他の色用のインクジェットヘッドユニットが含まれてもよい。
【００１９】
ランプヘッドユニット３８では、複数の光ファイバがＸ方向に沿って配列されており、ランプヘッドユニット３８により、基材９上においてＸ方向（すなわち、走査方向に垂直な方向）に伸びる線状の照射領域に紫外線が照射される。印刷装置１では、複数のインクジェットヘッドユニット３１から基材９上に吐出された紫外線硬化性を有するインクに対し、ランプヘッドユニット３８から紫外線が照射されることにより、当該インクが基材９上において硬化される。すなわち、ランプヘッドユニット３８は、基材９上に吐出されたインクに紫外線を照射する紫外線照射部であり、当該インクを硬化する硬化ヘッドユニットでもある。
【００２０】
印刷装置１では、走査方向に垂直なＸ方向に関し、各インクジェットヘッドユニット３１およびランプヘッドユニット３８が基材９上の印刷領域の全体に亘って（ここでは、基材９のＸ方向の全体に亘って）設けられており、基材９が吐出機構３の下方を一回通過するのみで基材９への画像の印刷が完了する（いわゆる、ワンパス印刷が行われる）。
【００２１】
図３および図４はそれぞれ、一のインクジェットヘッドユニット３１を示す底面図および正面図である。図３に示すように、インクジェットヘッドユニット３１は、複数（本実施の形態では、６個）のインクジェットヘッド３２を備え、これらのインクジェットヘッド３２は同様の構造を有する。各インクジェットヘッド３２は、図３中のＸ方向におよそ平行な所定の配列方向に２列に配列された複数の吐出口３３１を下面（すなわち、（−Ｚ）側の面）に有し、これら複数の吐出口３３１からインクの微小液滴を基材９に向けて吐出する。図３では、図示の都合上、各吐出口３３１の大きさ、および、隣接する吐出口３３１間の配列方向の距離を実際よりも大きく描いている。なお、実際のインクジェットヘッドユニット３１では、図３に示すよりも多数の吐出口３３１が設けられる。
【００２２】
また、インクジェットヘッドユニット３１は、図３および図４に示すように、複数のインクジェットヘッド３２が取り付けられる取付部材であるセンターリブ３１１をさらに備える。センターリブ３１１は、Ｘ方向に沿って見た場合の外形がＴ字状となっており、Ｚ方向に略垂直な主面を有する板状のリブ上部３１１１、および、Ｙ方向に略垂直な主面を有する板状のリブ下部３１１２を有する。
【００２３】
インクジェットヘッドユニット３１は、図４に示すように、複数のインクジェットヘッド３２の上方（すなわち、（＋Ｚ）側）に配置されるとともに複数のインクジェットヘッド３２から排出されたインクが流入するインク回収部３１２、および、インク回収部３１２の上方に配置されるとともに複数のインクジェットヘッド３２に供給されるインクが貯溜されるインク供給タンク３１３も備える。図４では、図の理解を容易にするために、インクジェットヘッドユニット３１の６個のインクジェットヘッド３２のうち、センターリブ３１１のリブ下部３１１２の（＋Ｙ）側に取り付けられる３個のインクジェットヘッド３２のみを図示し、センターリブ３１１のリブ下部３１１２の（−Ｙ）側に取り付けられる３個のインクジェットヘッド３２の図示を省略している。
【００２４】
図３に示すように、複数のインクジェットヘッド３２は、センターリブ３１１のリブ下部３１１２の（−Ｙ）側および（＋Ｙ）側に交互に位置するようにＸ方向に配列されており（いわゆる千鳥状に配列されており）、各インクジェットヘッド３２は、Ｘ方向に関して隣接するインクジェットヘッド３２とＹ方向において少なくとも一部が重なるように配置される。例えば、リブ下部３１１２の（−Ｙ）側において最も（−Ｘ）側に位置するインクジェットヘッド３２は、リブ下部３１１２の（＋Ｙ）側において最も（−Ｘ）側に位置するインクジェットヘッド３２とＸ方向（すなわち、吐出口３３１の配列方向）に関して隣接しており、これら２個のインクジェットヘッド３２のうち前者の（＋Ｘ）側の端部と後者の（−Ｘ）側の端部とはＹ方向において重なっている。
【００２５】
図４に示すように、インクジェットヘッドユニット３１は、センターリブ３１１のリブ上部３１１１を貫通してインク供給タンク３１３と複数のインクジェットヘッド３２とをそれぞれ接続するとともにインク供給タンク３１３から複数のインクジェットヘッド３２へとインクを導入する複数のインク導入管３１３１を備え、また、リブ上部３１１１を貫通してインク回収部３１２と複数のインクジェットヘッド３２とをそれぞれ接続するとともに複数のインクジェットヘッド３２からインク回収部３１２へとインクを導出する複数のインク導出管３１２１を備える。
【００２６】
本実施の形態では、６本の直線状のインク導入管３１３１、および、６本の直線状のインク導出管３１２１がインクジェットヘッドユニット３１に設けられており、６本のインク導入管３１３１の長さおよび内径（すなわち、６本のインク導入管３１３１による流路長および流路径）は互いに等しくされる。また、６本のインク導出管３１２１の長さおよび内径（すなわち、６本のインク導出管３１２１による流路長および流路径）も互いに等しくされる。換言すれば、６個のインクジェットヘッド３２の後述するインク供給口３４３１（図９参照）とインク供給タンク３１３とが同じ流路長および流路径にて直線状に接続され、また、６個のインクジェットヘッド３２の後述するインク排出口３４５１（図９参照）とインク回収部３１２とが同じ流路長および流路径にて直線状に接続される。
【００２７】
図５は、一のインクジェットヘッドユニット３１に接続されて当該インクジェットヘッドユニット３１にインクを循環させつつ供給するインク循環機構５をインクジェットヘッドユニット３１と共に示す図である。印刷装置１では、図２に示す複数のインクジェットヘッドユニット３１のそれぞれに１個のインク循環機構５が接続されている。図５に示すように、インク循環機構５は、インクジェットヘッドユニット３１の複数のインクジェットヘッド３２へのインクの供給に利用される循環ライン５１を備え、循環ライン５１の両端部はインクジェットヘッドユニット３１のインク供給タンク３１３およびインク回収部３１２に接続される。インク循環機構５では、循環ライン５１により、複数のインクジェットヘッド３２からインク回収部３１２へと流入したインクをインク供給タンク３１３へと導き、インク供給タンク３１３を介して複数のインクジェットヘッド３２へと循環させて再供給する。
【００２８】
循環ライン５１上には、流量調整部である流量調整バルブ５２、インクジェットヘッドユニット３１の外部に設けられるインクタンクである外部インクタンク５３、ポンプ５４およびフィルタ５５が設けられており、外部インクタンク５３には、ポンプや圧力調整バルブ、圧力計等を有する減圧機構５６が接続されている。また、外部インクタンク５３には、外部インクタンク５３の内部のインクを必要に応じて加熱するヒータ５３１が設けられている。
【００２９】
インク循環機構５では、減圧機構５６により外部インクタンク５３内（の気体）が大気圧より数百ミリバール（ｍｂａｒ）（例えば、５００ｍｂａｒ。ただし、１ｂａｒは１０５パスカル（Ｐａ）である。）だけ低い圧力とされることにより、インクジェットヘッドユニット３１のインク供給タンク３１３から外部インクタンク５３に至る流路（すなわち、インク供給タンク３１３から複数のインクジェットヘッド３２、インク回収部３１２および循環ライン５１の一部を経由して外部インクタンク５３に至る経路）をインクにて満たした状態でインク供給タンク３１３から外部インクタンク５３へとインクが送られる。そして、ポンプ５４により外部インクタンク５３内のインクが送出され、フィルタ５５により不要物が除去された後、インク供給タンク３１３に供給されて貯溜される。
【００３０】
このように、ポンプ５４を駆動して外部インクタンク５３内のインクをインク供給タンク３１３に供給しつつ、外部インクタンク５３内を負圧にしてインク供給タンク３１３から外部インクタンク５３へとインクを戻すことにより、外部インクタンク５３の負圧を利用して外部インクタンク５３内のインクを脱気しつつインクが適切に循環される。インク循環機構５では、インク回収部３１２と外部インクタンク５３との間の循環ライン５１上に設けられた流量調整バルブ５２により、インク供給タンク３１３と外部インクタンク５３との圧力差に応じて流路開口（すなわち、流量調整バルブ５２の内部の流路の開口）の面積が調整されることにより、インク供給タンク３１３から外部インクタンク５３へのインクの流量がほぼ一定に調整される。
【００３１】
図４に示すインクジェットヘッドユニット３１では、上述のように、複数のインクジェットヘッド３２が、同じ流路長および同じ流路径にてインク供給タンク３１３に直線状に接続されるとともに同じ流路長および同じ流路径にてインク回収部３１２に直線状に接続される。これにより、複数のインクジェットヘッド３２において、インク供給タンク３１３からインク導入管３１３１、インクジェットヘッド３２およびインク導出管３１２１を介してインク回収部３１２に至る流路の圧力損失が互いに等しくなり、その結果、複数のインクジェットヘッド３２にてインクの流量が均一となる。
【００３２】
図６および図７．Ａはそれぞれ、一のインクジェットヘッド３２を拡大して示す正面図および側面図であり、図７．Ｂは、インクジェットヘッド３２の構成を分解して示す分解側面図である。図７．Ａおよび図７．Ｂに示すように、インクジェットヘッド３２は、Ｙ方向に並ぶ２個のプリントヘッド（以下、（＋Ｙ）側のプリントヘッドを「第１プリントヘッド３３ａ」と呼び、（−Ｙ）側のプリントヘッドを「第２プリントヘッド３３ｂ」と呼ぶ。）、並びに、第１プリントヘッド３３ａと第２プリントヘッド３３ｂとの間に配置されて第１プリントヘッド３３ａおよび第２プリントヘッド３３ｂが取り付けられる板状の中間支持部材３４を備える。第２プリントヘッド３３ｂは、第１プリントヘッド３３ａとほぼ同様の構造を有し、Ｙ方向に関して第１プリントヘッド３３ａとは反対向きとされる。図６では、第１プリントヘッド３３ａおよび中間支持部材３４のみを描いている。図７．Ｂでは、第１プリントヘッド３３ａ、中間支持部材３４および第２プリントヘッド３３ｂをＹ方向において離間させて描いている。
【００３３】
図８．Ａは、第１プリントヘッド３３ａを（＋Ｙ）側から（−Ｙ）方向を向いて見る正面図であり、図８．Ｂは、第２プリントヘッド３３ｂを（＋Ｙ）側から（−Ｙ）方向を向いて見る示す背面図である。また、図９は、中間支持部材３４を示す正面図であり、図１０．Ａ、図１０．Ｂ、図１０．Ｃ、図１０．Ｄおよび図１０．Ｅはそれぞれ、インクジェットヘッド３２を図６中のＡ−Ａ、Ｂ−Ｂ、Ｃ−Ｃ、Ｄ−ＤおよびＥ−Ｅの位置にて切断した縦断面図である。
【００３４】
第１プリントヘッド３３ａは、図８．Ａに示すように、図８．Ａ中のＸ方向におよそ平行な所定の配列方向に所定のピッチにて配列された複数の第１吐出口３３１ａ、複数の第１吐出口３３１ａに向かってそれぞれ（−Ｚ）方向にインクを導く複数の第１吐出流路３３２ａ、および、複数の第１吐出口３３１ａの配列方向に平行にインクを導くとともに複数の第１吐出流路３３２ａに接続される第１ヘッド端部流路３３３ａを備える。なお、図８．Ａでは、それぞれ８個の第１吐出口３３１ａおよび第１吐出流路３３２ａを描いているが、実際に第１プリントヘッド３３ａに設けられる第１吐出口３３１ａおよび第１吐出流路３３２ａの個数は図８．Ａに示すものよりも多い（図８．Ｂに示す第２プリントヘッド３３ｂにおいても同様）。
【００３５】
また、第１プリントヘッド３３ａは、複数の第１吐出流路３３２ａの複数の第１吐出口３３１ａ近傍に設けられて複数の第１吐出口３３１ａからインクの微小液滴をそれぞれ吐出する複数の第１駆動部３３４ａ（図１０．Ｃ参照）、および、複数の第１駆動部３３４ａを制御する（すなわち、駆動する）第１駆動回路３３５ａを備える。
【００３６】
図１１は、図１に示す制御ユニット４の機能を示すブロック図であり、図１１では、制御ユニット４に接続される印刷装置１の構成を併せて示す。制御ユニット４は、４個のインクジェットヘッドユニット３１（図２参照）の各インクジェットヘッド３２からのインクの吐出に係る制御を行う描画制御部４１、および、搬送部２７に対する移動制御を行う移動制御部４２を有する。描画制御部４１は、各インクジェットヘッド３２の第１プリントヘッド３３ａの第１駆動回路３３５ａに接続されており、第１駆動回路３３５ａを介して複数の第１駆動部３３４ａを制御する。図１１では、図示の都合上、一の第１プリントヘッド３３ａに設けられる第１駆動回路３３５ａおよび第１駆動部３３４ａのみを示す（後述する第２プリントヘッド３３ｂの第２駆動回路３３５ｂおよび第２駆動部３３４ｂにおいても同様）。
【００３７】
複数の第１駆動部３３４ａ（図１０．Ｃ参照）のそれぞれは圧電素子（ピエゾ素子）であり、第１駆動回路３３５ａを介する描画制御部４１による制御により各第１駆動部３３４ａが変形し、図１０．Ｃに示す各第１駆動部３３４ａに対応する第１吐出口３３１ａ近傍において第１吐出流路３３２ａの容積（より具体的には、第１吐出流路３３２ａの第１吐出口３３１ａ近傍に設けられたチャンバの容積）が減少する。これにより、各第１駆動部３３４ａに対応する第１吐出口３３１ａ近傍のインク（すなわち、第１吐出口３３１ａにインクを導く第１吐出流路３３２ａのチャンバ内のインク）に圧力が加えられて当該第１吐出口３３１ａからインクの微小液滴が吐出される。そして、第１駆動部３３４ａの形状が元に戻ることにより、第１駆動部３３４ａに対応する第１吐出口３３１ａ近傍において第１吐出流路３３２ａの容積が元に戻り、吐出されたインクの微小液滴と等しい量のインクが第１ヘッド端部流路３３３ａから第１吐出流路３３２ａに供給される。
【００３８】
第１プリントヘッド３３ａでは、第１駆動部３３４ａの所定量の変形によるインクの微小液滴の吐出、および、第１駆動部３３４ａの変形解除による第１吐出流路３３２ａへのインクの供給が僅かな時間の間に行われる。換言すれば、第１駆動部３３４ａが所定の振幅（以下、「吐出振幅」という。）にて振動することにより、第１駆動部３３４ａに対応する第１吐出口３３１ａからのインクの微小液滴の吐出が行われる。
【００３９】
図７．Ａおよび図７．Ｂに示すように、第１プリントヘッド３３ａに対して複数の第１吐出口３３１ａ（図８．Ａ参照）の配列方向に略垂直な（−Ｙ）方向に配置された第２プリントヘッド３３ｂの構造は、第１プリントヘッド３３ａの構造とほぼ同様である。図８．Ｂに示すように、第２プリントヘッド３３ｂは、上記配列方向に第１吐出口３３１ａと同一のピッチにて配列された複数の第２吐出口３３１ｂ、複数の第２吐出口３３１ｂに向かってそれぞれ（−Ｚ）方向にインクを導く複数の第２吐出流路３３２ｂ、および、複数の第２吐出口３３１ｂの配列方向に平行にインクを導くとともに複数の第２吐出口３３１ｂに接続される第２ヘッド端部流路３３３ｂを備える。図８．Ａおよび図８．Ｂに示すように、第１プリントヘッド３３ａの複数の第１吐出口３３１ａは、第２プリントヘッド３３ｂの複数の第２吐出口３３１ｂに対して、これら吐出口のピッチの半分だけ（−Ｘ）方向にずれた位置に配置されている。
【００４０】
また、図８．Ｂに示すように、第２プリントヘッド３３ｂは、複数の第２吐出流路３３２ｂの複数の第２吐出口３３１ｂ近傍に設けられて複数の第２吐出口３３１ｂからインクの微小液滴を吐出する複数の圧電素子である第２駆動部３３４ｂ（図１０．Ｂ参照）、および、複数の第２駆動部３３４ｂを制御する（すなわち、駆動する）第２駆動回路３３５ｂを備える。実際には、第２プリントヘッド３３ｂの複数の第２駆動部３３４ｂは、図１１に示すように、第２駆動回路３３５ｂを介して制御ユニット４の描画制御部４１により制御される。
【００４１】
第２プリントヘッド３３ｂにおいても、第１プリントヘッド３３ａと同様に、図１０．Ｂに示す各第２駆動部３３４ｂが変形することにより、各第２駆動部３３４ｂに対応する第２吐出流路３３２ｂにおいて第２吐出口３３１ｂ近傍のインクに圧力が加えられて当該第２吐出口３３１ｂからインクの微小液滴が吐出される。すなわち、各第２駆動部３３４ｂが吐出振幅にて振動することにより、各第２駆動部３３４ｂに対応する第２吐出口３３１ｂからのインクの微小液滴の吐出が行われる。
【００４２】
図７．Ａおよび図７．Ｂに示すように、中間支持部材３４は、第１プリントヘッド３３ａが取り付けられる（＋Ｙ）側の面である第１取付面３４１、および、第２プリントヘッド３３ｂが取り付けられる（−Ｙ）側の面である第２取付面３４２を備える。第１プリントヘッド３３ａでは、薄い配線基板上に固定された第１駆動回路３３５ａが、図７．Ａに示すように、当該配線基板を介して中間支持部材３４に間接的に接触しており、中間支持部材３４との間で熱伝導が可能な状態とされる。また、第２プリントヘッド３３ｂの第２駆動回路３３５ｂも、第１駆動回路３３５ａと同様に、配線基板を介して中間支持部材３４に間接的に接触しており、中間支持部材３４との間で熱伝導が可能な状態とされる。
【００４３】
インクジェットヘッド３２では、第１駆動回路３３５ａおよび第２駆動回路３３５ｂはそれぞれ、中間支持部材３４との間で熱伝導が可能な状態で中間支持部材３４に接触していればよく（すなわち、中間支持部材３４と実質的に接触していればよく）、例えば、中間支持部材３４に直接接触してもよい。
【００４４】
図９に示すように、中間支持部材３４は、第１取付面３４１と第２取付面３４２との間に、共通供給流路３４３、共通回収流路３４４および回路冷却流路３４５を備える。共通供給流路３４３は、中間支持部材３４の（＋Ｚ）側において第１取付面３４１と第２取付面３４２との間に設けられたインク供給口３４３１を介してインク導入管３１３１に接続される。回路冷却流路３４５は、中間支持部材３４の（＋Ｚ）側において第１取付面３４１と第２取付面３４２との間に設けられたインク排出口３４５１を介してインク導出管３１２１に接続される。
【００４５】
共通供給流路３４３は、図１０．Ａに示すように、第１プリントヘッド３３ａの第１ヘッド端部流路３３３ａおよび第２プリントヘッド３３ｂの第２ヘッド端部流路３３３ｂのそれぞれの（＋Ｘ）側の端部に接続される。インク供給タンク３１３（図４参照）から（すなわち、インクジェットヘッド３２の外部から）図９に示すインク導入管３１３１およびインク供給口３４３１を介して共通供給流路３４３に導入されたインクは、図１０．Ａに示すように、第１ヘッド端部流路３３３ａおよび第２ヘッド端部流路３３３ｂへと導かれ、図１０．Ａないし図１０．Ｄに示す第１ヘッド端部流路３３３ａおよび第２ヘッド端部流路３３３ｂによりインクジェットヘッド３２の（＋Ｘ）側から（−Ｘ）側へと導かれる。
【００４６】
共通回収流路３４４は、図１０．Ｄに示すように、第１ヘッド端部流路３３３ａおよび第２ヘッド端部流路３３３ｂのそれぞれの（−Ｘ）側の端部に接続される。第１ヘッド端部流路３３３ａおよび第２ヘッド端部流路３３３ｂからのインクは共通回収流路３４４へと導かれ、図１０．Ａないし図１０．Ｄに示す共通回収流路３４４によりインクジェットヘッド３２の（−Ｘ）側から（＋Ｘ）側へと導かれる。
【００４７】
中間支持部材３４では、図９、並びに、図１０．Ａないし図１０．Ｄに示すように、回路冷却流路３４５は共通回収流路３４４の（＋Ｚ）側に設けられ、図１０．Ａに示すように、回路冷却流路３４５は共通回収流路３４４の（＋Ｘ）側の端部に接続される。第１ヘッド端部流路３３３ａおよび第２ヘッド端部流路３３３ｂから共通回収流路３４４を介して回路冷却流路３４５へと流入したインクは、図１０．Ａないし図１０．Ｅに示す回路冷却流路３４５によりインクジェットヘッド３２の（＋Ｘ）側から（−Ｘ）側へと導かれる。
【００４８】
図１０．Ｂおよび図１０．Ｃに示すように、回路冷却流路３４５は、第１駆動回路３３５ａと第２駆動回路３３５ｂとの間において、第１駆動回路３３５ａおよび第２駆動回路３３５ｂの近傍に配置されており、回路冷却流路３４５を流れるインクと第１駆動回路３３５ａおよび第２駆動回路３３５ｂとの間に熱伝導が生じることにより、第１駆動回路３３５ａおよび第２駆動回路３３５ｂが冷却される。換言すれば、インクジェットヘッド３２では、回路冷却流路３４５を流れるインクを、第１駆動回路３３５ａ近傍および第２駆動回路３３５ｂ近傍を通過させることにより、第１駆動回路３３５ａおよび第２駆動回路３３５ｂが冷却される。
【００４９】
第１駆動回路３３５ａおよび第２駆動回路３３５ｂの冷却に利用されたインクは、回路冷却流路３４５によりインクジェットヘッド３２の（−Ｘ）側へと導かれ、図１０．Ｅに示すインク排出口３４５１およびインク導出管３１２１を介して図４に示すインク回収部３１２へと（すなわち、インクジェットヘッド３２の外部へと）排出され、インク回収部３１２を介して循環ライン５１（図５参照）へと導かれる。
【００５０】
図１に示す印刷装置１により印刷が行われる際には、制御ユニット４の移動制御部４２（図１１参照）により搬送部２７が制御されることにより、基材９が走査方向（すなわち、図１中のＹ方向であり、各インクジェットヘッド３２の複数の第１吐出口３３１ａおよび複数の第２吐出口３３１ｂの配列方向に略垂直に交差する方向）に移動される。また、描画制御部４１（図１１参照）により、基材９の移動と並行して、基材９に印刷される予定の画像のデータに基づいて各インクジェットヘッド３２の第１駆動回路３３５ａおよび第２駆動回路３３５ｂ（図８．Ａおよび図８．Ｂ参照）が制御されることにより、基材９が走査方向に所定距離だけ移動する毎に、複数の第１駆動部３３４ａおよび複数の第２駆動部３３４ｂのそれぞれに吐出信号または非吐出信号のいずれか一方が付与される。
【００５１】
図１０．Ｃおよび図１０．Ｂにそれぞれ示す第１駆動部３３４ａおよび第２駆動部３３４ｂ（以下、第１駆動部３３４ａと第２駆動部３３４ｂとを区別する必要がない場合には、単に「駆動部」ともいう。第１吐出口３３１ａおよび第２吐出口３３１ｂ、並びに、第１吐出流路３３２ａおよび第２吐出流路３３２ｂにおいても同様である。）に吐出信号（例えば、パルス信号）が付与されると、圧電素子である駆動部が吐出振幅にて振動し、これにより、当該駆動部に対応する吐出口からインクの微小液滴が吐出されて基材９上に付与される。また、非吐出信号（例えば、吐出信号よりも短いパルス信号）が付与された駆動部は、当該駆動部に対応する吐出口からインクの微小液滴を吐出することなく、吐出振幅よりも小さい非吐出振幅にて振動する。
【００５２】
吐出信号が付与された駆動部に対応する吐出流路では、振動により駆動部に発生した熱の一部が、吐出口から吐出されるインクの微小液滴と共にインクジェットヘッド３２の外部に放出され、残りの熱により吐出口近傍のインク（特に、チャンバ内のインク）の温度が上昇する。
【００５３】
ここで、印刷時に吐出信号が付与されない駆動部（すなわち、インクの吐出が行われない吐出口に対応する駆動部）を振動させない印刷装置（以下、「比較例の印刷装置」という。）を想定すると、比較例の印刷装置では、連続的に吐出信号が付与される駆動部に対応する吐出口近傍においてインクの温度が上昇し、吐出信号が付与されない駆動部に対応する吐出口近傍のインクとの間に温度差が生じてしまう。この状態で両吐出口からインクが吐出されると、インクの温度差に起因する粘度差等により、両吐出口から吐出されるインクの微小液滴の量に差が生じて印刷濃度のムラが発生してしまう恐れがある。
【００５４】
これに対し、上記実施の形態に係る印刷装置１では、上述のように、吐出信号が付与されない駆動部に対して非吐出信号を付与することにより、当該駆動部を吐出振幅よりも小さい非吐出振幅にて振動させる。これにより、インクの吐出が行われない吐出口近傍においても、駆動部の振動による熱によりインクの温度を上昇させ、インクが吐出される吐出口近傍の温度とインクが吐出されない吐出口近傍の温度との差を小さくすることができる。このように、印刷装置１では、複数の吐出口近傍の温度の均一性を向上することができ、これにより、複数の吐出口間の吐出量の差を抑制することができる。その結果、基材９上に印刷された画像における濃度ムラの発生を抑制（または防止）することができる。
【００５５】
非吐出信号が付与された駆動部における非吐出振幅の大きさは、当該非吐出振幅の振動により駆動部に発生する熱量が、吐出振幅の振動により駆動部に発生する熱量からインクの微小液滴の吐出により外部に放出される熱量を減じたものに等しくなるように予め決定される。
【００５６】
非吐出振幅の具体的な決定方法の一例を以下に示す。まず、インクジェットヘッドユニット３１の全ての吐出口に対応する駆動部をインクの吐出が生じない範囲の最大振幅にて連続的に振動させ、インク循環機構５またはインクジェットヘッドユニット３１の所定位置におけるインクの静定温度を最大非吐出温度として取得する。また、全ての駆動部をインクの吐出が生じない範囲の最小振幅にて連続的に振動させた際の上記所定位置におけるインクの静定温度（すなわち、インクの温度変化が静定した後のインク温度）を最小非吐出温度として取得する。さらに、全ての駆動部を吐出振幅にて連続的に振動させた際の（すなわち、全ての吐出口からのインクの吐出を連続的に行った際の）上記所定位置におけるインクの静定温度を吐出温度として取得する。そして、最大非吐出温度と最小非吐出温度との間の吐出温度の位置に基づいて（例えば、最大非吐出温度と最小非吐出温度との差に対する吐出温度と最小非吐出温度との差の割合に基づいて）、上記最大振幅と上記最小振幅との間にて非吐出振幅が決定される。
【００５７】
ところで、印刷装置１にて利用されるインクは、上述のように紫外線硬化性インクであり、適切な吐出が行われるインクの温度（以下、「吐出適温」という。）は、常温よりも高い温度（例えば、約４０℃から約５０℃の間の温度であり、本実施の形態では、約４０℃であるものとして説明する。）である。
【００５８】
比較例の印刷装置にて当該インクを利用する場合、各インクジェットヘッドに吐出適温である約４０℃のインクが供給され、インクが吐出されない吐出口に対応する吐出流路内のインクの温度は約４０℃となる。そして、上記吐出口に対応する駆動部に吐出信号が付与されると吐出適温のインクの微小液滴が吐出される。しかしながら、インクの吐出が連続的に行われている吐出口に対応する吐出流路内のインクの温度は、駆動部（圧電素子）からの熱により約５〜１０℃上昇するため、当該インクの温度は約４５〜５０℃程度となり、吐出適温よりも大きくなってしまう。その結果、上述のように印刷ムラが発生するおそれがある。また、高温のインクがインク循環機構の循環ラインを循環することとなり、インクの特性劣化が生じたり、インクの粘性上昇による循環不良等が生じる可能性がある。
【００５９】
これに対し、上記実施の形態に係る印刷装置１では、上述のように、インクが吐出されない吐出口に対応する駆動部を非吐出振幅にて振動させることにより、全ての吐出流路におけるインクの温度が均一に（例えば、約５℃だけ）上昇するため、各インクジェットヘッド３２に供給されるインクの温度を吐出適温よりも低い温度（約３５℃）とすることができる。これにより、インク循環機構５の循環ライン５１におけるインクの温度を低くすることができる。その結果、循環ライン５１におけるインクの特性劣化や粘性上昇による循環不良等の発生が抑制される。また、循環ライン５１におけるインクと外気との温度差が小さくなるため、循環ライン５１上に設けられる外部インクタンク５３のヒータ５３１の容量を小さくしたり、循環ライン５１に設けられる断熱部を簡素化することもできる。
【００６０】
印刷装置１は、上述のように、循環ライン５１におけるインクの温度を低くすることができるため、吐出適温が常温よりも高く、かつ、循環時の温度を低く保つことが好ましい紫外線硬化性インクによる印刷に特に適している。また、印刷装置１では、各インクジェットヘッド３２において回路冷却流路３４５を流れるインクの温度も低くすることができるため、第１プリントヘッド３３ａの第１駆動回路３３５ａおよび第２プリントヘッド３３ｂの第２駆動回路３３５ｂが効率良く冷却される。
【００６１】
印刷装置１では、装置の立ち上げ時に、搬送部２７や光源３９の稼働準備と並行して、インク循環機構５によるインクの循環、および、外部インクタンク５３のヒータ５３１によるインクの加熱が行われる。このとき、複数のインクジェットヘッド３２のそれぞれにおいて、各第１駆動部３３４ａおよび各第２駆動部３３４ｂに非吐出信号が付与されて各第１駆動部３３４ａおよび各第２駆動部３３４ｂが非吐出振幅にて振動することにより、各第１吐出流路３３２ａおよび各第２吐出流路３３２ｂ内のインクの温度が吐出適温まで迅速に上昇するとともに、インク循環機構５により循環されるインクの温度上昇も迅速に完了する。
【００６２】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【００６３】
例えば、駆動部（すなわち、第１駆動部３３４ａおよび第２駆動部３３４ｂ）は、付与される吐出信号が変更されることにより、複数の大きさの吐出振幅のいずれかにて振動可能とされてよい。この場合、駆動部の非吐出振幅の大きさも吐出振幅に合わせて変更可能とされる。
【００６４】
図１の印刷装置１（いわゆる、ロールｔｏロール方式の印刷装置）では、基材９を走査方向に移動する搬送部２７により、複数の吐出口の配列方向に交差する走査方向に基材９が吐出機構３に対して一定速度にて移動するが、印刷装置１では吐出機構３を走査方向に移動する機構が設けられてもよい。また、図１２に示す印刷装置１ａ（いわゆる、枚葉式の印刷装置）のように、矩形の基材９を保持するステージ２１、および、ステージ２１を走査方向（図１２中のＹ方向）に移動するステージ移動機構２２が設けられてもよい。このように、基材９を吐出機構３に対して相対的に走査方向に移動する走査機構は様々な構成にて実現可能である。
【００６５】
上述の印刷装置における印刷媒体は、シート状の基材９以外に、プラスチックにて形成される板状の部材や印刷用紙等であってもよい。また、印刷装置では、紫外線硬化性インク以外のインクが印刷に利用されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】一の実施の形態に係る印刷装置の外観を示す斜視図である。
【図２】吐出機構の底面図である。
【図３】インクジェットヘッドユニットの底面図である。
【図４】インクジェットヘッドユニットの正面図である。
【図５】インクジェットヘッドユニットおよびインク循環機構を示す図である。
【図６】インクジェットヘッドの正面図である。
【図７．Ａ】インクジェットヘッドの側面図である。
【図７．Ｂ】インクジェットヘッドの分解側面図である。
【図８．Ａ】第１プリントヘッドの正面図である。
【図８．Ｂ】第２プリントヘッドの背面図である。
【図９】中間支持部材の正面図である。
【図１０．Ａ】インクジェットヘッドの縦断面図である。
【図１０．Ｂ】インクジェットヘッドの縦断面図である。
【図１０．Ｃ】インクジェットヘッドの縦断面図である。
【図１０．Ｄ】インクジェットヘッドの縦断面図である。
【図１０．Ｅ】インクジェットヘッドの縦断面図である。
【図１１】制御ユニットの機能を示すブロック図である。
【図１２】印刷装置の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６７】
１，１ａ    印刷装置
３    吐出機構
９    基材
２７    搬送部
３８    ランプヘッドユニット
４１    描画制御部
５１    循環ライン
３３１    吐出口
３３１ａ    第１吐出口
３３１ｂ    第２吐出口
３３２ａ    第１吐出流路
３３２ｂ    第２吐出流路
３３３ａ    第１ヘッド端部流路
３３３ｂ    第２ヘッド端部流路
３３４ａ    第１駆動部
３３４ｂ    第２駆動部
３３５ａ    第１駆動回路
３３５ｂ    第２駆動回路
３４５    回路冷却流路
【図１】
2009285839.tif 000003
【図２】
2009285839.tif 000004
【図３】
2009285839.tif 000005
【図４】
2009285839.tif 000006
【図５】
2009285839.tif 000007
【図６】
2009285839.tif 000008
【図７．Ａ】
2009285839.tif 000009
【図７．Ｂ】
2009285839.tif 000010
【図８．Ａ】
2009285839.tif 000011
【図８．Ｂ】
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【図９】
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【図１０．Ａ】
2009285839.tif 000014
【図１０．Ｂ】
2009285839.tif 000015
【図１０．Ｃ】
2009285839.tif 000016
【図１０．Ｄ】
2009285839.tif 000017
【図１０．Ｅ】
2009285839.tif 000018
【図１１】
2009285839.tif 000019
【図１２】
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