(57)【要約】【課題】ドラムに対して紫外線を照射する光源であって、多様な照射条件に対応できる。【解決手段】ドラム１１０の支持面１１２に向かって紫外線を照射する紫外線照射部２００であって、ドラム１１０の支持面１１２に沿って配置された、個別に紫外線を発生する複数の光源ユニット３０１、３０２、３０３と、光源ユニット３０１、３０２、３０３を個別に保持する複数のユニットホルダ３０５と、ドラム１１０の径方向について異なる複数の位置でユニットホルダ３０５を固定して支持する支持部２２０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】
ドラムの周面に向かって紫外線を照射する紫外線光源であって、
前記ドラムの周面に沿って配置された、個別に紫外線を発生する複数の光源ユニットと、
前記光源ユニットを個別に保持する複数のユニットホルダと、
前記ドラムの径方向について変位可能であり、異なる複数の位置で前記ユニットホルダを固定して支持する支持部と
を備える紫外線光源。
【請求項２】
前記支持部は、前記ドラムの軸に平行な屈曲軸について屈曲する関節部を含み、
前記光源ユニットは、前記ドラムの周方向について屈曲軸を挟んで配置される請求項１に記載の紫外線光源。
【請求項３】
前記ドラムは、前記ドラムの径に対して相関がある径を有して前記ドラムに対して、前記ドラムの径方向について外側に前記ドラムと同軸に装着されたガイドリングを備え、
前記支持部は、その一部を前記ガイドリングに接することにより、前記ドラムの周面に倣って屈曲する請求項１に記載の紫外線光源。
【請求項４】
前記複数の光源ユニットの各々は、前記ユニットホルダに対して着脱自在であって、互いに異なる光学特性を有する請求項１に記載の紫外線光源。
【請求項５】
前記支持部は、前記複数の光源ユニットの雰囲気を、前記複数の光源ユニットに沿って流し、且つ、前記雰囲気の気流が前記光源ユニットから剥離することを阻止する整流部を更に備える請求項１に記載の紫外線光源。
【請求項６】
前記複数の光源ユニットは、前記複数のユニットホルダのうちの一部を封鎖し、且つ、紫外線を発生しないダミーユニットを含む請求項１に記載の紫外線光源。
【請求項７】
前記複数の光源ユニットは、当該光源ユニットに沿って流れる気流を生じる冷却ファンを有する光源ユニットを含む請求項１に記載の紫外線光源。
【請求項８】
前記支持部は、前記気流が前記ドラムに向かって流れることを阻止する制流部を備える請求項７に記載の紫外線光源。
【請求項９】
周面に被記録媒体を支持しつつ回転するドラムと、
前記周面に沿って、前記ドラムの軸と平行に延在する案内軸と、
前記案内軸に案内されて前記周面に沿って往復移動するキャリッジと、
前記キャリッジに搭載され、前記被記録媒体に向かって紫外線硬化型インクを吐出する記録ヘッドと、
前記ドラムの回転方向について前記キャリッジの下流側に配置され、前記記録ヘッドから吐出されて前記被記録媒体に付着した紫外線硬化型インクに紫外線を照射する紫外線照射部と
を備え、前記ドラムが少なくとも１回転する毎に前記キャリッジが前記案内軸に沿って移動することにより、前記ドラムに支持された被記録媒体の表面全体に紫外線硬化型インクにより画像を形成する記録装置であって、
前記紫外線照射部は、
前記ドラムの周面に沿って配置された、個別に紫外線を発生する複数の光源ユニットと、
前記光源ユニットを個別に保持するユニットホルダと、
前記ドラムの径方向について異なる複数の位置において前記ユニットホルダを固定して支持しつつ、前記周面に沿って前記キャリッジと同期して往復移動する支持部と
を備える記録装置。
【請求項１０】
前記複数の光源ユニットは、当該光源ユニットに沿って、前記記録ヘッドから遠ざかる方向に流れる気流を生じる冷却ファンを有する光源ユニットを含む請求項９に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線光源および記録装置に関する。より詳細には、紫外線硬化型インクを用いる記録装置および液体噴射装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
紫外線を照射することにより光重合を生じて硬化する紫外線硬化性樹脂は、媒体への付着性が高いこと、硬化速度が速いこと、硬化後の化学的、機械的な安定性が高いこと等の利点を有する。このような紫外線硬化性樹脂の応用分野のひとつとして、塗料またはインクの基材としての使用がある。
【０００３】
紫外線硬化型のインクは、媒体への付着性の高さにより、金属箔、樹脂フィルム等のように吸収性の低い媒体に対しても画像を形成できる。また、硬化速度が速いので、印刷物の生産性を向上させることができる。更に、硬化後の化学的安定性が高いので、屋外環境に曝される印刷物、食品の包装材等において有利に利用される。
【０００４】
一方、シート状の被記録媒体にインク、トナー等を付着させて画像を形成する記録装置には、円筒形の支持面に被記録媒体を支持させた状態でインクを付着させる構造がある。このような構造を有する記録装置は、記録動作をする場合の被記録媒体の位置決めが確実で、高い記録精度を有することが知られる。
【０００５】
下記の特許文献１には、ドラムにより被記録媒体を支持させつつ記録動作を実行するインクジェット式記録装置において、被記録媒体の副走査方向に対してドラムを傾斜させた構造が記載される。このような構造により、インクジェットヘッドの主走査時間を短縮できることが記載される。また、ノズルの配列方向を被記録媒体の副走査方向に一致させることにより、各ノズルに転送する画像データの補正を省略できることも記載される。
【０００６】
下記の特許文献２には、ドラムにより被記録媒体を支持する構造のインクジェット式の記録装置において、インクによるノズルの目詰まりを解決する機構を設けることが記載される。これにより、紫外線硬化型インクを用いたインクジェット式の記録装置の保守に要する時間を短縮して、実効的な稼働時間を長くすることができる。
【特許文献１】特開平０７−１５６３８０号公報
【特許文献２】特開平０７−２６６５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ドラムにより被記録媒体を支持する構造のインクジェット式記録装置においては、ドラムを交換することは配慮されていない。しかしながら、被記録媒体の仕様によっては、ドラムを変更することにより記録効率を向上させることができる場合がある。
【０００８】
また、紫外線硬化型インクを効率よく硬化させる紫外線は、基材としての紫外線硬化性樹脂の種類、色材の光学特性、濃度等により異なる。一方、照射する紫外線の特性は用いる光源の種類により決まるので、インクの変更等に応じて変化させることは難しい。
【０００９】
このように、ドラム型のインクジェット式記録装置では、効率よく記録できる被記録媒体およびインクの仕様が装置毎に限られており、利用効率を向上させることが難しかった。このため、紫外線硬化性インクによる画像の形成は、高コストになりがちであった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで、上記課題を解決すべく、本発明の第１の形態として、ドラムの周面に向かって紫外線を照射する紫外線光源であって、ドラムの周面に沿って配置された、個別に紫外線を発生する複数の光源ユニットと、光源ユニットを個別に保持する複数のユニットホルダと、ドラムの径方向について変位可能であり、異なる複数の位置でユニットホルダを固定して支持する支持部とを備える紫外線光源が提供される。これにより、照射される紫外線の強度、波長等を任意に選択することができる。また、種々の波長の紫外線を同時に照射することもできる。更に、波長毎に強度を変化させて照射することもできる。
【００１１】
また、上記紫外線光源において、支持部は、ドラムの軸に平行な屈曲軸について屈曲する関節部を含み、光源ユニットは、ドラムの周方向について屈曲軸を挟んで配置されてもよい。これにより、ドラムに対する光源ユニットの間隔を任意に変化させることができる。また、ドラムの寸法、形状等に応じて、光源ユニットの配置を調整することができる。従って、任意の紫外線照射条件を設定できる。
【００１２】
更に、上記紫外線光源において、ドラムは、ドラムの径に対して相関がある径を有してドラムに対して、ドラムの径方向について外側にドラムと同軸に装着されたガイドリングを備え、支持部は、その一部をガイドリングに接することにより、ドラムの周面に倣って屈曲してもよい。これにより、ドラムをその径が異なるものと交換した場合に、光源ユニットの各々が、ドラムの周面に沿って自動的に配列される。
【００１３】
また更に、上記紫外線光源において、複数の光源ユニットの各々は、ユニットホルダに対して着脱自在であって、互いに異なる光学特性を有してもよい。これにより、照射する紫外線の強度、波長等に応じて、適切な光源ユニットを装着して紫外線を照射できる。
【００１４】
また更に、上記紫外線光源において、支持部は、複数の光源ユニットの雰囲気を、複数の光源ユニットに沿って流し、且つ、雰囲気の気流が光源ユニットから剥離することを阻止してもよい。これにより、紫外線を照射される対象物の表面における気流を安定させることができる。従って、紫外線を照射される前の未硬化インク等の表面性状等が気流により乱されることが防止される。
【００１５】
また更に、上記紫外線光源において、複数の光源ユニットは、複数のユニットホルダのうちの一部を封鎖し、且つ、紫外線を発生しないダミーユニットを含んでもよい。これにより、一部のユニットホルダに光源ユニットを装着しないという選択をした場合でも、紫外線光源全体の実効的な形状が変化しないので、紫外線光源付近の気流に与える影響が低減される。
【００１６】
また更に、上記紫外線光源において、複数の光源ユニットは、当該光源ユニットに沿って流れる気流を生じる冷却ファンを有する光源ユニットを含んでもよい。これにより、光源ユニットを個別に冷却して、照射条件を安定させることができると共に、光源ユニットを長寿命化できる。また、光源ユニットから発生した熱が照射対象に与える影響も低減できる。
【００１７】
また更に、上記紫外線光源において、支持部は、気流がドラムに向かって流れることを阻止する制流部を備えてもよい。これにより、冷却ファンが発生した気流が紫外線照射対象に影響を与えることを防止できる。
【００１８】
また、本発明の第２の形態として、周面に被記録媒体を支持しつつ回転するドラムと、周面に沿って、ドラムの軸と平行に延在する案内軸と、案内軸に案内されて周面に沿って往復移動するキャリッジと、キャリッジに搭載され、被記録媒体に向かって紫外線硬化型インクを吐出する記録ヘッドと、ドラムの回転方向についてキャリッジの下流側に配置され、記録ヘッドから吐出されて被記録媒体に付着した紫外線硬化型インクに紫外線を照射する紫外線照射部とを備え、ドラムが少なくとも１回転する毎にキャリッジが案内軸に沿って移動することにより、ドラムに支持された被記録媒体の表面全体に紫外線硬化型インクにより画像を形成する記録装置であって、紫外線照射部は、ドラムの周面に沿って配置された、個別に紫外線を発生する複数の光源ユニットと、光源ユニットを個別に保持する複数のユニットホルダと、ドラムの径方向について変位可能であり、異なる複数の位置でユニットホルダを固定して支持しつつ、ドラムの周面に沿ってキャリッジと同期して往復移動する紫外線光源支持部とを備える記録装置が提供される。これにより、記録装置において上記の効果を享受できる。
【００１９】
更に、上記記録装置において、複数の光源ユニットは、当該光源ユニットに沿って、記録ヘッドから遠ざかる方向に流れる気流を生じる冷却ファンを有する光源ユニットを含んでもよい。これにより、冷却ファンが生じる気流により、記録ヘッドから吐出されたインクの軌道が乱されることが防止される。
【００２０】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションも発明となり得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、発明の実施の形態を通じて発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決に必須であるとは限らない。
【実施例１】
【００２２】
図１は、紫外線光源のひとつの実施形態に係る紫外線照射部２００を備えたインクジェット式記録装置１００の全体的な構造を模式的に示す図である。同図に示すように、このインクジェット式記録装置１００は、記録用紙１５０を支持するドラム１１０と、ドラム１１０の支持面１１２に沿って配置された記録ヘッド１２０および紫外線照射部２００とを備える。
【００２３】
ドラム１１０は、軸が水平になるように配置された円筒形の形状を有して、その周面を、支持面１１２としている。また、両端面の中心から水平に延在する一対の回転軸１１４を有する。更に、回転軸１１４の先端は、それぞれ支持脚１１６により軸支される。このような構造により、ドラム１１０は、水平な回転軸１１４について回転して、支持した記録用紙１５０を、後述する記録ヘッド１２０および紫外線照射部２００に対して一定の間隔を保ちつつ移動させることができる。
【００２４】
記録ヘッド１２０は、ドラム１１０の全幅にわたって延在するガイド軸１３０に支持される。ガイド軸１３０は、支持脚２１０によりドラムの回転軸１１４と平行に配置される。このような構造により、ドラム１１０の支持面１１２に対して一定の間隔を保ちつつ、記録ヘッド１２０を水平に移動させることができる。
【００２５】
また、記録ヘッド１２０は、一対のプーリ１４２、１４４の間に張り渡されたタイミングベルトに結合されて、プーリ１４２、１４４の回転に応じて移動する。これにより、プーリ１４２、１４４を回転させるモータ（不図示）を電気的に制御することにより、記録ヘッド１２０を往復移動させることができる。
【００２６】
なお、記録ヘッド１２０は、複数のヘッドユニットＸ、Ｙ、Ｚを含む。ヘッドユニットＸ、Ｙ、Ｚは、それぞれ複数のノズルおよびアクチュエータを備え、図示していないインクカートリッジから供給されたインクをドラム１１０に支持された記録用紙１５０に向かって吐出する。
【００２７】
ヘッドユニットＸ、Ｙ、Ｚには、互いに異なる種類のインクが供給される。これにより、記録用紙１５０の表面に、例えばカラー画像等形成できる。なお、ヘッドユニットＸ、Ｙ、Ｚが吐出するインクには、三原色等の色材を含むインクの他、色材を全く含まない透明なトップコート材、隠蔽性が高く色味のない白、黒等の色材を含み、画像の下地を形成するアンダーコート材等も含まれる。
【００２８】
紫外線照射部２００は、ドラム１１０の回転方向について、記録ヘッド１２０の下流側に、ドラム１１０の支持面１１２に沿って配置される。ここで、紫外線照射部２００は、記録ヘッド１２０のガイド軸１３０と平行な、複数のガイド軸２３０を含む。ガイド軸１３０の各々は、記録ヘッド１２０のガイド軸１３０と略同じ長さを有して、支持脚２１０から起立する一対の支持部２２０にその両端を支持される。
【００２９】
支持部２２０の各々は、ガイド軸２３０の各々を軸とする関節部２２３により回転自在に連結された複数の支持部材２２１により形成される。支持部材２２１の各々には、関節部２２３の各々を中心とする円弧上の長穴を有する。このような構造により、支持部材２２１の各々は、長穴に挿通された固定ボルト２２５に螺着された固定ナット２２４を締結して、隣接する支持部材２２１に対する角度を固定できる。従って、後述する光源ユニット３０１、３０２、３０３がドラム１１０の支持面１１２に対して適切な間隔をとるように調整できると共に、それを固定して維持できる。
【００３０】
ガイド軸２３０は、ユニットホルダ３０５を回転自在に連結するヒンジ部３０７に挿通される。これにより、ユニットホルダ３０５は、関節部２２３の調整により形成された支持部２２０の形状に従って配置される。また、ユニットホルダ３０５は、ドラム１１０の回転方向に複数配列されると共に、ガイド軸２３０の延在方向についても、ヘッドユニットＸ、Ｙ、Ｚの下流側に位置するように、複数配列される。
【００３１】
更に、ヒンジ部３０７は、ガイド軸２３０に対して摺動自在に装着される。また、ユニットホルダ３０５は相互に結合されている。従って、ユニットホルダ３０５は、ガイド軸２３０に沿って、ドラム１１０と平行に移動する。また更に、相互に結合されたユニットホルダ３０５は、記録ヘッド１２０に対しても連結される。従って、タイミングベルト１４０により駆動されて移動する記録ヘッド１２０に従って、ユニットホルダ３０５も往復移動する。
【００３２】
上記のようなユニットホルダ３０５の各々には、光源ユニット３０１、３０２、３０３が装着される。また、ユニットホルダ３０５の一部には、紫外線を発生しないダミーユニット３０４も装着される。
【００３３】
上記のような構造を有するインクジェット式記録装置１００における記録動作は、以下のように実行される。回転するドラム１１０の支持面１１２に支持された記録用紙１５０に対して、記録ヘッド１２０から紫外線硬化型インクが吐出されて付着される。紫外線硬化型インクが付着した記録用紙１５０は、ドラム１１０の回転に従って紫外線照射部２００に対面して、紫外線を照射される。これにより、記録用紙１５０の表面に付着した紫外線硬化型インクが硬化して、形成された画像が固定される。
【００３４】
ドラム１１０が１回転以上して、ドラム１１０長手方向の一部領域において、記録用紙１５０の全長に画像が記録されると、記録ヘッド１２０は、ガイド軸１３０に沿って隣接した領域に移動する。これに伴い、紫外線照射部２００も移動する。こうして、移動した記録ヘッド１２０および紫外線照射部２００は、移動後の領域において記録動作を実行する。以下、記録動作と移動を繰り返すことにより、記録用紙１５０の表面全体に、紫外線硬化型インクによる画像が形成される。
【００３５】
換言すれば、このインクジェット式記録装置１００においては、ドラム１１０の回転方向が主走査方向であり、記録ヘッド１２０および紫外線照射部２００の移動方向が副走査方向となる。これは、記録ヘッド１２０の移動方向が主走査方向となり、記録用紙１５０の搬送方向が副走査方向となる多くの記録装置と異なる。
【００３６】
なお、前記したように、一部のユニットホルダ３０５に装着されるダミーユニット３０４は、紫外線を発生しない。このようなダミーユニット３０４は、記録用紙１５０に付着した紫外線硬化型インクに対する紫外線照射を開始するタイミングを遅らせる場合、紫外線照射量を低減させる場合等に用いることができる。
【００３７】
このような場合、単に光源ユニット３０１、３０２、３０３を装着しないで、ユニットホルダ３０５を空けておくこともできる。しかしながら、紫外線照射部２００において、ドラム１１０に対向する面に空隙があると、回転するドラム１１０の表面に形成される層流が乱れる場合がある。乱れた層流は、記録ヘッド１２０から吐出されて記録用紙１５０まで飛翔する紫外線硬化型インクの軌道を乱して、形成される画像の品質を劣化させる場合がある。従って、上記のようなダミーユニット３０４を装着して、紫外線照射部２００の表面形状を平坦にすることが好ましい。
【００３８】
上記のようなインクジェット式記録装置１００において用いることができる紫外線硬化型インクは、ビヒクル、光重合開始剤および顔料の混合物に、消泡剤、重合禁止剤等の補助剤を添加して調合される。ビヒクルは、光重合硬化性を有するオリゴマー、モノマー等を、反応性希釈剤により粘度調整して調合される。従って、インクを硬化させ目的で溶媒を揮発させることはない。
【００３９】
ビヒクルとしては、単官能あるいは多官能の重合性化合物が使用できる。より具体的には、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート等のオリゴマー（プレポリマー）を例示でき、インクとしての粘度を調整する反応性希釈剤もこれらの材料を用いることができる。
【００４０】
光重合開始剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾイン系、アセトフェノン系、チオキサントン系が広く用いられる。より具体的には、４−ｂｅｎｚｏｙｌ−Ｎ，Ｎ，Ｎ−ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ  ｂｅｎｚｅｎｅ  ｍｅｔｈａｎｅａｎｎｍｏｎｉｕｍ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ、２−ｈｙｄｒｏｘｙ  ３−（４−ｂｅｎｚｏｙｌ−ｐｈｅｎｏｘｙ）−Ｎ，Ｎ，Ｎ−  ｔｒｉｍｅｔｈｙｌ  １−ｐｒｏｐａｎｅ  ａｎｎｍｏｎｉｕｍ  ｃｈｌｏｒｉｄｅ、４−ｂｅｎｚｏｙｌ−Ｎ，Ｎ−ｄｉｍｅｔｈｙｌ  Ｎ−［２−  （１−ｏｘｏ−２−ｐｒｏｐｅｎｙｌｏｘｙ）  ｅｔｈｙｌ］  ｂｅｎｚｅｎｅ  ｍｅｔｈａｍｍｏｎｉｕｍ  ｂｒｏｍｉｄｅ等、第４級アンモニウム塩型の水溶性有機物等を用いることができる。この種の光重合開始剤は、その組成に応じて、紫外線吸収特性、反応開始効率、黄変性等が異なるので、インクとしての色等に応じて使い分けられる。
【００４１】
重合禁止剤としては、ラジカル捕捉能力を有してラジカル重合を阻害する化合物であれば何れも使用できる。ただし、インクジェット式記録装置における吐出適性等を配慮すると、ハイドロキノン類、カテコール類、ヒンダードアミン類、フェノール類、フェノチアジン類、縮合芳香族環のキノン類から選択された少なくとも１種類以上の化合物が好ましい。
【００４２】
ハイドロキノン類としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、１−ｏ−２，３，５−トリメチルハイドロキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルハイドロキノン等を例示できる。カテコール類としては、カテコール、４−メチルカテコール、４−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール等を例示できる。ヒンダードアミン類としては、テトラメチルピペリジニル基を有する化合物等を例示できる。
【００４３】
また、フェノール類としては、フェノール、ブチルヒドロキシトルエン、ブチルヒドロキシアニソール、ピロガロール、没食子酸、没食子酸アルキルエステル等を例示できる。フェノチアジン類としては、フェノチアジン等を例示できる。前記縮合芳香族環のキノン類としては、ナフトキノン等を例示できる。
【００４４】
更に、重合禁止剤は、カーボンブラックまたは表面に重合防止官能基を導入した無機・有機微粒子であってもよい。重合防止官能基としては、例えば、ヒドロキシフェニル基、ジヒドロキシフェニル基、テトラメチルピペリジニル基、縮合芳香族環等を例示できる。
【００４５】
なお、上記のような高分子化合物は、雰囲気中の酸素等と反応して、硬化特性が変化する場合がある。従って、記録ヘッド１２０から紫外線照射部２００まで移動する間の記録用紙１５０の表面を、窒素等の不活性ガスにより覆うことも好ましい。
【００４６】
図２は、ひとつの光源ユニット３０１の形態と構造を示す斜視図である。同図に示すように、この光源ユニット３０１は、ユニットホルダ３０５に装着できる形状を有するユニットケース３１０に対して、側面に開口した冷却ファン３２０と、下面に配置された発光素子３３０とを装着して形成される。
【００４７】
ユニットケース３１０は、発光素子３３０の発生する熱に対する耐熱性を有する樹脂によっても形成できるが、耐久性および放熱性を考慮して、アルミニウム等の金属により形成することが好ましい。また、冷却ファン３２０に換えて、あるいは、冷却ファン３２０と併用して、ユニットケース３１０に放熱フィンを形成することも好ましい。
【００４８】
発光素子３３０としては、紫外帯域で発光するＬＥＤ等の半導体素子を用いることができる。特に、近年開発の進んだ高輝度ダイオードは、高い出力を有するので、紫外線硬化型インクを高効率に硬化できる。ただし、半導体レーザ等の素子は、材料に応じて発光波長が定まっている。また、発光帯域が限られているので、使用する紫外線硬化型インクの硬化特性を勘案して選択することが好ましい。
【００４９】
図３は、他の光源ユニット３０２の形態と構造を示す斜視図である。同図に示すように、この光源ユニット３０２も、ユニットケース３１０自体の形状は変化していない。従って、図２に示した光源ユニット３０１に換えてユニットホルダ３０５に装着できる。また、ユニットケース３１０に装着された冷却ファン３２０も、図２に示した光源ユニット３０２と変わらない。
【００５０】
一方、この光源ユニット３０２は、紫外線発光源として紫外線ランプ３４０を備える。また、紫外線ランプ３４０が発生した紫外線を、記録用紙１５０に向かって効率よく照射する目的で、反射板３５０を備える。
【００５１】
紫外線ランプ３４０としては、メタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ等をいずれも選択できる。より具体的には、Ｆｕｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ社製のＨランプ、Ｄランプ、Ｖランプ等の市販されているものを用いることができる。この種の紫外線ランプ３４０は、高出力の紫外線を照射できる。
【００５２】
図４は、更に他の光源ユニット３０３の形態と構造を示す斜視図である。同図に示すように、この光源ユニット３０３も、他の光源ユニット３０１、３０２と共通のユニットケース３１０および冷却ファン３２０を備える。また、この光源ユニット３０３も、複数の発光素子３６０を有する。
【００５３】
ただし、この光源ユニット３０３の備える発光素子３６０は、各々が小型である替わりに、装着個数が非常に多い。このような構造により、廉価な小型素子を用いて光源ユニット３０３を形成できる。小型素子のひとつひとつは出力が小さいが、個数を増加させることによりそれを補うことができる。また、発光波長の異なる素子を混在させることにより、後述するように、発光波長帯域の広い光源を形成することができる。
【００５４】
上記のような構造の異なる光源ユニット３０１、３０２、３０３は、いずれも、紫外線照射部２００のユニットホルダ３０５に装着することができる。従って、記録ヘッド１２０が吐出する紫外線硬化型インクの組成に応じて、適切な光源ユニット３０１、３０２、３０３を装着して、効率よく画像を硬化させることができる。
【００５５】
また、色材を含むインクに対して硬化速度を高くすることが好ましいアンダーコート材を記録ヘッド１２０が吐出する場合は、一部の光源ユニット３０１、３０２、３０３をそれに合わせた使用にして照射量を増加させることができる。また、色材を含むインクに対して硬化速度を遅くすることが好ましいトップコート材を記録ヘッド１２０が吐出する場合は、一部の光源ユニット３０１、３０２、３０３をダミーユニット３０４に換えて、紫外線照射量を低下させることができる。
【００５６】
なお、紫外線照射部２００においては、各々が冷却ファン３２０を有する光源ユニット３０１、３０２、３０３を多数配列させるので、冷却ファン３２０が相互に同じ方向を向くように光源ユニット３０１、３０２、３０３を装着することが好ましい。これにより、冷却ファン３２０の送風効率を向上させることができる。
【００５７】
また、冷却ファン３２０が発生する気流が、記録ヘッド１２０の吐出したインクの軌道を乱すことがないように、気流が記録ヘッド１２０から遠ざかる方向にながれるように光源ユニット３０１、３０２、３０３を装着することが好ましい。更に、同じ理由で、冷却ファン３２０が発生する気流が、ドラム１１０に支持された記録用紙１５０から遠ざかる方向に流れるように、光源ユニット３０１、３０２、３０３を装着することが好ましい。
【００５８】
ところで、紫外線硬化型インクの紫外線に対する感光特性は、ビヒクルの組成により異なるが、更に、ビヒクルの組成以外の要素によっても変化する。即ち、紫外線硬化型インクに含まれる色材の色、表面性状等により、紫外線が色材に吸収または反射されてビヒクルの硬化速度に影響を与える場合がある。
【００５９】
また、色材の濃度が高いと紫外線の透過性を低下させて、ビヒクルの硬化を遅らせる場合がある。一方、紫外線硬化型インクにおける色材の濃度が低い場合に、紫外線が紫外線硬化型インクの中で散乱することなく透過してしまい、硬化を却って遅らせることもある。これらの様々な要素により、紫外線硬化型インクは、照射される紫外線の波長分布に対して複雑な感光特性を有する場合がある。
【００６０】
図５は、ある紫外線硬化型インクの感光特性を示すグラフである。同図に示すように、この紫外線硬化型インクの感光特性には、短波長側と長波長側とに２つのピークがある。
【００６１】
図６は、図２に示した光源ユニット３０１が照射する紫外線の波長特性を示すグラフである。同図に示すように、ＬＥＤ等の発光素子３３０は、特定の波長帯域に大きなピークを有する。このため、図５に示した感光特性を有する紫外線硬化型インクに対して、光源ユニット３０１の発生する紫外線を照射した場合、硬化速度が低くなる。
【００６２】
図７は、図４に示した光源ユニット３０３が照射する紫外線の波長特性を示すグラフである。同図に示すように、ＬＥＤ等の発光素子３６０は、その組成および構造の違いにより、図６に示した光源ユニット３０１とは異なる帯域に大きなピークを有する。
【００６３】
そこで、紫外線照射部２００において、２種類の光源ユニット３０１、３０３を混在させることにより、図５に示した紫外線硬化型インクの感光特性に対応した帯域分布を有する紫外線を照射させることができる。従って、２つのピークを含む感光特性を有する紫外線硬化型インクを、迅速に効率よく硬化させることができる。
【００６４】
図８は、他の紫外線硬化型インクの感光特性を示すグラフである。同図に示すように、この紫外線硬化型インクの感光特性は、互いに高さおよび幅の異なる３つのピークを含む。
【００６５】
一方、図９は、図３に示した紫外線光源ユニット３０２が照射する紫外線の波長特性を示すグラフである。同図に示すように、紫外線ランプ３４０の帯域特性は、比較的広い範囲に多くのピークを含む特性を有する。
【００６６】
そこで、紫外線照射部２００において、２種類の光源ユニット３０１、３０２を混在させることにより、図８に示した紫外線硬化型インクの感光特性に対応した帯域分布を有する紫外線を照射させることができる。従って、２つのピークを含む感光特性を有する紫外線硬化型インクを、迅速に効率よく硬化させることができる。
【００６７】
このように、紫外線照射部２００は、ひとつの記録ヘッド１２０に対応して、任意に選択した複数の光源ユニット３０１、３０２、３０３を装備させることができる。これにより、紫外線の照射対象となる紫外線硬化型インクの複雑な感光特性に応じて、さまざまな帯域特性を有する紫外線を照射させことができる。
【００６８】
図１０は、他の実施形態に係る紫外線照射部２０１を備えたインクジェット式記録装置１０１を示す斜視図である。なお、図１０において、図１と共通の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省く。
【００６９】
同図に示すように、このインクジェット式記録装置１０１においても、タイミングベルト１４０により駆動された記録ヘッド１２０が、ガイド軸１３０に沿って往復移動しつ、ドラム１１０に支持された記録用紙１５０に対して紫外線硬化型インクを吐出する点は変わらない。また、紫外線照射部２０１において、ユニットホルダ３０５に装着された光源ユニット３０１、３０２、３０３およびダミーユニット３０４が、記録ヘッド１２０の移動に従って移動して、記録用紙１５０に付着した紫外線硬化型インクに紫外線を照射する点も変わらない。
【００７０】
一方、ドラム１１０の回転軸１１４の端部には、ドラムと同じ径を有するガイドリング１６０が、スポーク１６２を介してそれぞれ装着される。また、紫外線照射部２０１のガイド軸２３０を両端において支持する支持部２２０は、ガイドリング１６０に沿っている。なお、支持部２２０は、相互にガイドリングに向かって押し付けられるように付勢される。
【００７１】
このような構造により、固定ボルト２２５および固定ナット２２４を操作することなしに、光源ユニット３０１、３０２、３０３はドラム１１０の支持面に沿って配列される。従って、例えば、ドラム１１０を径の異なるものに変更する場合、そのドラム１１０に同じ径のガイドリング１６０が装着されていれば、光源ユニット３０１、３０２、３０３の配置は自動的に調整される。
【００７２】
図１１は、更に他の実施形態に係る紫外線照射部２０２の構造を示す側面図である。図１１においても、図１および図１０と共通の構成要素には同じ参照番号を付して、重複する説明を省く。
【００７３】
同図に示すように、この紫外線照射部２０２において、光源ユニット３０１、３０２、３０３は、個別のサブステー４２０を介して、メインステー４１０から支持される。メインステー４１０は、屈曲することのない剛体であり、その一端は、記録ヘッド１２０に対して固定される。このような構造により、光源ユニット３０１、３０２、３０３は、ガイド軸１３０、１３１に沿って紙面に垂直に移動する記録ヘッド１２０と一体的に往復移動する。
【００７４】
また、サブステー４２０の各々には、ドラム１１０の径方向に延在する長穴４２２が形成される。光源ユニット３０１、３０２、３０３の各々は、長穴４２２に挿通された固定ボルト４５０により、サブステー４２０に対して固定される。換言すれば、固定ボルト４５０を緩めることにより、光源ユニット３０１、３０２、３０３の各々を、長穴４２２の長手方向に沿って個別に移動させることができる。このような構造により、光源ユニット３０１、３０２、３０３とドラム１１０との間隔を変化させて、ドラム１１０に支持された記録用紙１５０に照射される紫外線の強度を調節することができる。
【００７５】
また、固定ボルト４５０を完全に抜けば、光源ユニット３０１、３０２、３０３を個別に取り外して交換することもできる。このような構造により、図１および図１０に示した紫外線照射部２００、２０１と同等の機能を発揮させることができる。
【００７６】
なお、インクジェット式記録装置１００の紫外線照射部２００、２０１、２０２を例に挙げて説明したが、上記のような紫外線照射部２００、２０１の使用は記録装置に限られない。例えば、液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造における色材噴射装置、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の製造における電極形成装置またはバイオチップ製造に使用する試料噴射ヘッド等にも適用できる。
【００７７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】紫外線光源のひとつの実施形態に係る紫外線照射部２００を備えたインクジェット式記録装置１００の全体的な構造を模式的に示す図である。
【図２】ひとつの光源ユニット３０１の形態と構造を示す斜視図である。
【図３】他の光源ユニット３０２の形態と構造を示す斜視図である。
【図４】更に他の光源ユニット３０３の形態と構造を示す斜視図である。
【図５】ある紫外線硬化型インクの被照射特性を示すグラフである。
【図６】ある光源ユニット３０１が照射する紫外線の波長特性を示すグラフである。
【図７】他の紫外線光源ユニット３０３が照射する紫外線の波長特性を示すグラフである。
【図８】他の紫外線硬化型インクの被照射特性を示すグラフである。
【図９】光源ユニット３０２を併せて用いた場合に紫外線照射部２００が照射する紫外線の波長特性を示すグラフである。
【図１０】他の実施形態に係る紫外線照射部２０１を備えたインクジェット式記録装置１０１の全体的な構造を模式的に示す図である。
【図１１】他の構造を有する紫外線照射部２０２の構造を示す側面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１００、１０１  インクジェット式記録装置、１１０  ドラム、１１２  支持面、１１４  回転軸、１１６、２１０  支持脚、１２０  記録ヘッド、１３０、１３１、２３０  ガイド軸、１４０  タイミングベルト、１４２、１４４  プーリ、１５０  記録用紙、１６０  ガイドリング、１６２  スポーク、２００、２０１、２０２  紫外線照射部、２２０  支持部、２２１  支持部材、２２２、４２２  長穴、２２３  関節部、２２４  固定ナット、２２５、４４０、４５０  固定ボルト、３０１、３０２、３０３、４３０  光源ユニット、３０４  ダミーユニット、３０５  ユニットホルダ、３０７  ヒンジ部、３１０  ユニットケース、３２０  冷却ファン、３３０、３６０  発光素子、３４０  紫外線ランプ、３５０  反射板、４１０  メインステー、４２０  サブステー
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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