JP2005212445A - Liquid ejection apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は液吐出装置及び画像形成装置に係り、特に被吐出媒体上に吐出される液滴を素早く定着させ、被吐出媒体上での滲み等を防止する液滴定着技術に関する。 The present invention relates to a liquid ejecting apparatus and an image forming apparatus, and more particularly to a droplet fixing technique for quickly fixing droplets ejected on a medium to be ejected and preventing bleeding or the like on the medium to be ejected.
近年、画像やドキュメント等のデータ出力装置としてインクジェットプリンターが普及している。インクジェットプリンターは記録ヘッドに備えられたノズル等の記録素子をデータに応じて駆動させ、該ノズルから吐出されるインクによって記録紙などの被記録媒体上にデータを形成することができる。 In recent years, inkjet printers have become widespread as data output devices for images and documents. An ink jet printer can drive recording elements such as nozzles provided in a recording head according to data, and can form data on a recording medium such as recording paper by ink ejected from the nozzles.
インクジェットプリンターには多数のノズルを有する記録ヘッドと被記録媒体とを相対的に移動させ、該ノズルからインク滴を吐出させることによって記録紙上に画像を形成する。 In an inkjet printer, a recording head having a large number of nozzles and a recording medium are relatively moved, and ink droplets are ejected from the nozzles to form an image on recording paper.
高画質印字を実現するために画素 (ドット）高密度化及び微小化が進み、高画質印字では隣接するドットが重なり合うようにして形成されるようになっている。このようにドットが重なり合うように形成されると、それぞれのドットを形成するインクが被記録媒体上で混合されることがあり、滲みや混色など印字品質の劣化につながる恐れがある。前述したインクの混合を防止するために、先に着弾したインクの定着を待って次のインクを吐出させるように吐出を制御したり、ヒータ等の加熱手段を用いて被記録媒体を加熱して被記録媒体へのインクの定着（乾燥）を促進したりしている。 In order to realize high-quality printing, pixel (dot) density increases and miniaturization advances, and in high-quality printing, adjacent dots are formed so as to overlap each other. When dots are formed so as to overlap with each other in this way, the ink forming each dot may be mixed on the recording medium, which may lead to deterioration in print quality such as bleeding or color mixing. In order to prevent the mixing of the inks described above, the ejection is controlled so that the next ink is ejected after the ink that has landed first is fixed, or the recording medium is heated using a heating means such as a heater. It promotes the fixing (drying) of ink onto the recording medium.
また、紫外線硬化型インクを用いて、被記録媒体着弾後のインクに紫外線を照射して、インクの硬化 (定着）を促進させる方法もある。 There is also a method of accelerating the curing (fixing) of the ink by irradiating the ink after landing on the recording medium with an ultraviolet ray using an ultraviolet curable ink.
特許文献１に記載されたインクジェットプリンター及びインクでは、紫外線硬化型インクを用い、インクが射出されてから被印刷物に到達する前に紫外線ランプから紫外線を照射し、インクを硬化させつつ被印刷物に到達するように構成されている。
しかしながら、ヒータなどを用いてインクの定着を促進する方法では、ヒータなどの発熱手段を備えなければならず、気温、湿度などの印字環境によってインクが定着するまでの時間が変わるので、印字制御への負担が大きくなり、また、先に着弾したインクの定着を待って次のインクを吐出させると、吐出インターバルを短くすることができず、高速印字に対応することができない。 However, in the method of promoting the fixing of ink using a heater or the like, a heating means such as a heater must be provided, and the time until the ink is fixed varies depending on the printing environment such as temperature and humidity. In addition, if the next ink is ejected after the landing of the previously landed ink, the ejection interval cannot be shortened, and high-speed printing cannot be supported.
紫外線硬化型インクを用い、被記録媒体着弾後のインクに紫外線を照射させる方法では、被記録媒体から反射される紫外線などによって記録ヘッド部（ノズル内）のインクを硬化させてしまう恐れがある。 In the method of using ultraviolet curable ink and irradiating the ink after landing on the recording medium with ultraviolet light, the ink in the recording head (in the nozzle) may be cured by ultraviolet light reflected from the recording medium.
特許文献１に開示されたインクジェットプリンター及びインクでは、飛翔中のインクに紫外線を照射できる時間は極めて短く、その代わりに紫外線の密度を上げる必要があるが、この点については具体的に開示されていない。 In the ink jet printer and ink disclosed in Patent Document 1, the time during which the flying ink can be irradiated with ultraviolet rays is extremely short. Instead, it is necessary to increase the density of the ultraviolet rays, but this point is specifically disclosed. Absent.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ヘッドから吐出されたインクなどの液を素早くメディアに定着させる液吐出装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a liquid ejecting apparatus and an image forming apparatus that quickly fix a liquid such as ink ejected from a head onto a medium.
前記目的を達成するために請求項１に係る発明は、光硬化型液を供給する液供給手段と、前記液供給手段から供給された前記光硬化型液を被吐出媒体上に吐出させる吐出孔を有する吐出ヘッドと、前記吐出孔から吐出される前記光硬化型液を硬化させる光を放出する光源と、前記光源から放出された光を集光させて所定の光径よりも小さな光径を有するビーム状に成形するビーム光成形手段と、前記ビーム光成形手段によって成形されたビーム光を走査させる走査型光学手段と、少なくとも前記吐出ヘッドから吐出された飛翔中の液に前記ビーム光を照射させるように前記走査型光学手段による前記ビーム光の走査を制御する走査制御手段と、を備えたことを特徴としている。 In order to achieve the object, the invention according to claim 1 includes a liquid supply means for supplying a photocurable liquid, and a discharge hole for discharging the photocurable liquid supplied from the liquid supply means onto a discharge medium. A light source that emits light that cures the photocurable liquid that is ejected from the ejection holes, and a light diameter that is smaller than a predetermined light diameter by condensing the light emitted from the light source. Beam light shaping means for shaping into a beam shape, scanning optical means for scanning the beam light shaped by the beam light shaping means, and irradiating at least the liquid in flight ejected from the ejection head Scanning control means for controlling the scanning of the light beam by the scanning optical means.
即ち、光源から出された光を集光させてビーム状に成形し、吐出ヘッドから吐出された飛翔中の液に照射するように構成したので、光源から出される光を効率よく液に照射させることができると共に光源のパワーを抑えることが可能になる。また、被吐出媒体上で短時間のうちに液を硬化させることが可能になり、被吐出媒体上での液の滲みを防止することができる。 That is, the light emitted from the light source is condensed and shaped into a beam shape, and the flying liquid discharged from the discharge head is irradiated, so that the light emitted from the light source is efficiently irradiated to the liquid. And the power of the light source can be suppressed. In addition, the liquid can be cured in a short time on the medium to be discharged, and bleeding of the liquid on the medium to be discharged can be prevented.
液滴に照射させる光は周波数領域を問わず様々な光が適用可能である。当該光は光径（ビーム径）が所定の値以下になるように絞ることができればよい。 Various types of light can be applied to the light irradiating the droplet regardless of the frequency domain. It is only necessary that the light can be narrowed so that the light diameter (beam diameter) is a predetermined value or less.
ビーム状の光には、２次元的な広がりをある範囲内に制限し、光線の断面形状が略円形状のものや、２次元的な広がりを有し、光線の断面形状が略だ円（長だ円）形状のものなどがあり、光源から放射状に放出された光の進行方向を制限しているもの等が含まれる。言い換えると、所定の領域内にある構造物に干渉することなく通過できれば、ある方向には光径に幅を持っている光を含んでもよい。 The beam-like light has a two-dimensional extent limited within a certain range, and the cross-sectional shape of the light beam is a substantially circular shape, or has a two-dimensional expanse and the cross-sectional shape of the light ray is a substantially circular shape ( Long oval) and the like that limit the traveling direction of the light emitted radially from the light source. In other words, light having a width in the light diameter may be included in a certain direction as long as it can pass without interfering with a structure in a predetermined region.
光源から放出される光をビーム状に成形すること（即ち、ビーム径を絞ること）によって指向性を高めると共に光源から放出されたときに比べてエネルギー密度を高めることができる。 By directing light emitted from the light source into a beam shape (that is, by narrowing the beam diameter), the directivity can be improved and the energy density can be increased as compared to when emitted from the light source.
液滴に照射される光のビーム径は複数の液滴に同時に照射させるようにしてもよいし、１滴だけに照射されるようにしてもよい。ビーム径を絞ることで液滴に与えるエネルギー密度を上げることができる。 The beam diameter of the light applied to the droplets may be applied to a plurality of droplets simultaneously, or only one droplet may be applied. The energy density given to the droplets can be increased by narrowing the beam diameter.
走査型光学手段には多面回転体ミラーを回転させて各面に照射される光を略扇状に走査させる態様がある。また、ｆθレンズなどの偏向手段を備え、光を略直線状に走査させてもよい。 The scanning optical means has a mode in which a multi-sided rotating mirror is rotated to scan light irradiated on each surface in a substantially fan shape. Further, deflecting means such as an fθ lens may be provided to scan light in a substantially linear shape.
被吐出媒体は、吐出ヘッドから液滴を吐出される媒体（メディア）であり、具体的には連続用紙やカット紙、シール用紙などの紙類、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。 The medium to be ejected is a medium (medium) from which liquid droplets are ejected from the ejection head. Specifically, paper such as continuous paper, cut paper, and seal paper, resin sheets such as OHP sheets, film, cloth, etc. Regardless of material and shape, various media are included.
吐出ヘッドには、被吐出媒体の全幅に対応した長さの吐出孔列を有するフルライン型のヘッド、被吐出媒体の全幅より短い長さの短尺ヘッドを被吐出媒体の幅方向に走査させて被吐出媒体の幅方向の１ラインの吐出を行うシリアル型ヘッド（シャトルスキャン型ヘッド）がある。本発明は上述した何れのヘッドにも適用可能である。 For the ejection head, a full-line type head having an ejection hole array having a length corresponding to the entire width of the ejection medium, or a short head having a length shorter than the entire width of the ejection medium is scanned in the width direction of the ejection medium. There is a serial type head (shuttle scan type head) that discharges one line in the width direction of the target medium. The present invention is applicable to any of the heads described above.
あるタイミングで同時に行われる液の吐出をビーム光の走査に合わせてタイミングをずらして順次行うように制御する吐出制御手段を備える態様が好ましい。 It is preferable that the apparatus includes an ejection control unit that performs control so that liquid ejection performed simultaneously at a certain timing is sequentially performed with the timing shifted according to the scanning of the beam light.
走査型光学手段には多角形（円形を含む）回転体を回転させて、該回転体が有する反射面の反射角度に応じて光を走査させるものを含んでもよい。 The scanning optical means may include a device that rotates a polygonal (including circular) rotating body and scans light according to the reflection angle of the reflecting surface of the rotating body.
請求項２に示すように、請求項１に記載された発明は、前記走査型光学手段は前記ビーム光を前記吐出ヘッドの液吐出面側に走査させ、前記走査制御手段は前記吐出ヘッドの液吐出タイミングに同期して前記ビーム光を走査させるように制御することを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the invention described in the first aspect, the scanning optical unit scans the beam light on the liquid discharge surface side of the discharge head, and the scan control unit sets the liquid of the discharge head. Control is performed so that the light beam is scanned in synchronization with the ejection timing.
即ち、液滴に与える光のパワーを１滴に集中させることで、液をより効率よく硬化させることができる。また、光源から出される光が迷光して吐出孔へ回り込み、吐出孔内の液を硬化させてしまうことを防止することができる。 That is, the liquid can be cured more efficiently by concentrating the power of light applied to the droplets on one droplet. Further, it is possible to prevent the light emitted from the light source from straying and wrapping around the discharge hole and curing the liquid in the discharge hole.
吐出ヘッドの吐出面と被吐出媒体との空間を通過させるために、該ビーム光のビーム径は液の吐出方向と略同一方向には吐出ヘッドの吐出面と被吐出媒体とのクリアランスの１／２以下であることが好ましい。更に好ましくは、該ビーム光のビーム径は該クリアランスの１／１０以下である。 In order to pass through the space between the ejection surface of the ejection head and the medium to be ejected, the beam diameter of the light beam is approximately the same direction as the liquid ejection direction and is 1 / of the clearance between the ejection surface of the ejection head and the medium to be ejected. It is preferable that it is 2 or less. More preferably, the beam diameter of the light beam is 1/10 or less of the clearance.
ビームの形状は、その断面形状が一様な、被吐出媒体の吐出面と略平行な面に幅をもつ面ビーム形状でもよい。 The shape of the beam may be a surface beam shape having a uniform cross-sectional shape and having a width on a surface substantially parallel to the ejection surface of the ejection target medium.
また、請求項３に示すように、請求項１又は２に記載された発明は、前記吐出ヘッドは複数の吐出孔を有し、前記複数ノズルの配置及び前記走査光学手段の走査速度に応じて各ノズルの吐出タイミングを変える吐出制御手段を備えたことを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the ejection head has a plurality of ejection holes, and is arranged according to the arrangement of the plurality of nozzles and the scanning speed of the scanning optical means. It is characterized by having a discharge control means for changing the discharge timing of each nozzle.
即ち、各ノズルの位置には製造時や装置組み立て時に発生する誤差があり、また、液に照射されるビーム光の走査速度にも吐出ヘッドの場所によって誤差が生じることがあるので、ビーム光の走査タイミングと液滴の吐出タイミングを一致させて確実にビーム光を液滴に照射させることができる。 That is, there is an error that occurs at the time of manufacturing or assembling the apparatus at the position of each nozzle, and the error may occur in the scanning speed of the beam light that is applied to the liquid depending on the location of the ejection head. It is possible to reliably irradiate the droplets with the beam light by matching the scanning timing with the droplet discharge timing.
本発明は、被吐出媒体の幅方向全幅に対応した長さの吐出孔列を有するフルライン型の吐出ヘッドにおいて特に有効な構成であり、吐出孔数より少ない数の光源を用いて吐出ヘッド内の全ノズルをカバーできる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is particularly effective in a full-line type discharge head having a discharge hole array having a length corresponding to the entire width in the width direction of the discharge target medium, and uses a smaller number of light sources than the number of discharge holes. Can cover all nozzles.
また、請求項４に示すように、請求項１、２又は３に記載された発明は、前記光硬化型液には、紫外線硬化型液を含むことを特徴としている。 Moreover, as shown in claim 4, the invention described in claim 1, 2, or 3 is characterized in that the photocurable liquid contains an ultraviolet curable liquid.
また、請求項５に示すように、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載された発明は、前記ビーム光を照射させる液を吐出させる吐出ヘッドの該ビーム光進行方向下流側に当該吐出ヘッドから吐出された液に照射されずに当該吐出ヘッドを通過したビーム光を折り返して被吐出媒体上へ照射させる屈折手段或いは反射手段のうち少なくとも何れか一方を含んだ光学手段を備えたことを特徴としている。 Further, according to a fifth aspect of the present invention, the invention described in any one of the first to fourth aspects is provided on the downstream side in the traveling direction of the light beam of a discharge head that discharges the liquid that irradiates the light beam. Provided with optical means including at least one of refracting means and reflecting means for turning back the light beam that has passed through the discharge head without being irradiated to the liquid discharged from the discharge head and irradiating it onto the medium to be discharged. It is characterized by.
即ち、液滴に照射されずに吐出ヘッドの位置を通過した光を被吐出媒体上に導くことで、光源から出される光を有効に使うことができる。 That is, the light emitted from the light source can be effectively used by guiding the light that has passed through the position of the ejection head without being irradiated to the liquid droplets onto the medium to be ejected.
屈折手段にはプリズム等を適用でき、反射手段にはミラー等を適用可能である。これ以外にも様々な光学部材を適用できる。 A prism or the like can be applied to the refraction means, and a mirror or the like can be applied to the reflection means. Various optical members other than this can be applied.
また、請求項６に示すように、請求項１乃至５のうち何れか１項に記載された発明は、前記吐出ヘッドは複数の吐出ヘッドを含み、前記光源及び前記ビーム光成形手段を吐出ヘッド毎に備え、前記走査制御手段は各吐出ヘッドから吐出される液に略同一タイミングで前記ビーム光を照射させるように前記光学走査手段による前記ビーム光の走査を制御することを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the invention described in any one of the first to fifth aspects, the ejection head includes a plurality of ejection heads, and the light source and the beam light shaping unit are disposed in the ejection head. The scanning control unit controls scanning of the light beam by the optical scanning unit so that the liquid light discharged from each discharge head is irradiated with the light beam at substantially the same timing.
複数の吐出ヘッドに対応して光源及びビーム光成形手段を備えたので、同一タイミングで吐出ヘッド毎に当該吐出ヘッドから吐出された飛翔中の液に前記ビーム光を照射させることができる。 Since the light source and the beam light shaping means are provided corresponding to the plurality of ejection heads, the beam light can be irradiated to the flying liquid ejected from the ejection head for each ejection head at the same timing.
該ビーム光の進行方向下流側の吐出ヘッドから吐出された飛翔中の液へ確実にビーム光が照射されるように、走査光学手段の走査タイミングと各ヘッドの吐出タイミングを合わせるように制御されることが好ましい。 Control is performed so that the scanning timing of the scanning optical means and the ejection timing of each head are matched so that the beam light is reliably irradiated to the flying liquid ejected from the ejection head downstream in the traveling direction of the beam light. It is preferable.
また、前記目的を達成するために請求項７に記載された発明は、光硬化型インクを供給するインク供給手段と、前記インク供給手段から供給された前記光硬化型インクを被吐出媒体上に吐出させる吐出孔を有する吐出ヘッドと、前記吐出孔から吐出される前記光硬化型インクを硬化させる光を放出する光源と、前記光源から出された光をビーム状に成形するビーム光成形手段と、前記ビーム光成形手段によって成形されたビーム光を走査させる走査型光学手段と、少なくとも前記記録ヘッドから吐出されて飛翔中のインクに前記ビーム光を照射させるように前記走査型光学手段による前記ビーム光の走査を制御する走査制御手段と、を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention described in
即ち、被吐出媒体 (メディア）へインクを素早く定着させることができるので、インクの滲みを防止することができる。 In other words, since ink can be quickly fixed to the medium to be ejected (medium), ink bleeding can be prevented.
被吐出媒体には、被記録媒体、画像形成媒体、印字媒体、受像媒体などと呼ばれるものもある。 Some of the ejection target media are called recording media, image forming media, printing media, image receiving media, and the like.
本発明によれば、光源から出される光をビーム状に形成し、光学走査手段によって走査させて、吐出ヘッドから吐出された飛翔中の光硬化型液に該ビーム光を照射させるように構成したので、ビーム光を成形することで光源から出される光を液滴に効率よく照射させることができ、また、飛翔中の液に該ビーム光を照射させることで、被吐出媒体上に着弾する前にある程度液を硬化させ、被吐出媒体への液の定着を促進させることができ、吐出ヘッドから吐出される液滴を短時間で硬化させて被吐出媒体上での液の滲みが防止できる。 According to the present invention, the light emitted from the light source is formed in a beam shape, scanned by the optical scanning unit, and configured to irradiate the light curable liquid ejected from the ejection head with the beam light. Therefore, by shaping the beam light, the light emitted from the light source can be efficiently irradiated onto the droplet, and by irradiating the liquid light in flight with the beam light before landing on the target medium In addition, the liquid can be cured to some extent to promote the fixing of the liquid onto the medium to be discharged, and the liquid droplets discharged from the discharge head can be cured in a short time to prevent the liquid from bleeding on the medium to be discharged.
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図１は本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置の全体構成図である。同図に示したように、このインクジェット記録装置１０は、インクの色ごとに設けられた複数の印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙを有する印字部１２と、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに供給するインクを貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、記録紙１６を供給する給紙部１８と、記録紙１６のカールを除去するデカール処理部２０と、前記印字部１２のノズル面（インク吐出面）に対向して配置され、記録紙１６の平面性を保持しながら記録紙１６を搬送する吸着ベルト搬送部２２と、印画済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２６と、を備えている。
[Overall configuration of inkjet recording apparatus]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the
図１では、給紙部１８の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジンが示されているが、紙幅や紙質等が異なる複数のマガジンを併設してもよい。また、ロール紙のマガジンに代えて、又はこれと併用して、カット紙が積層装填されたカセットによって用紙を供給してもよい。
In FIG. 1, a magazine for rolled paper (continuous paper) is shown as an example of the
複数種類の記録紙を利用可能な構成にした場合、紙の種類情報を記録したバーコード或いは無線タグなどの情報記録体をマガジンに取り付け、その情報記録体の情報を所定の読取装置によって読み取ることで、使用される用紙の種類を自動的に判別し、用紙の種類に応じて適切なインク吐出を実現するようにインク吐出制御を行うことが好ましい。 When multiple types of recording paper are used, an information recording body such as a barcode or wireless tag that records paper type information is attached to the magazine, and the information on the information recording body is read by a predetermined reader. Therefore, it is preferable to automatically determine the type of paper to be used and perform ink ejection control so as to realize appropriate ink ejection according to the type of paper.
本例では、インクを受けて画像が形成される印字媒体に記録紙１６（紙類）を適用したが、これ以外にも金属、樹脂、皮、など、吸着ベルト搬送部２２を用いて搬送可能であり、表面にインクによって画像を形成し得る様々な材質のメディアを適用可能である。
In this example, the recording paper 16 (paper) is applied to the print medium on which an image is formed by receiving ink. However, other than this, it is possible to convey metal, resin, leather, etc. using the suction
給紙部１８から送り出される記録紙１６はマガジンに装填されていたことによる巻きクセが残り、カールする。このカールを除去するために、デカール処理部２０においてマガジンの巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３０で記録紙１６に熱を与える。このとき、多少印字面が外側に弱いカールとなるように加熱温度を制御するとより好ましい。
The
ロール紙を使用する装置構成の場合、図１のように、裁断用のカッター（第１のカッター）２８が設けられており、該カッター２８によってロール紙は所望のサイズにカットされる。カッター２８は、記録紙１６の搬送路幅以上の長さを有する固定刃２８Ａと、該固定刃２８Ａに沿って移動する丸刃２８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃２８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃２８Ｂが配置される。なお、カット紙を使用する場合には、カッター２８は不要である。
In the case of an apparatus configuration that uses roll paper, a cutter (first cutter) 28 is provided as shown in FIG. 1, and the roll paper is cut into a desired size by the
デカール処理後、カットされた記録紙１６は、吸着ベルト搬送部２２へと送られる。吸着ベルト搬送部２２は、ローラ３１、３２間に無端状のベルト３３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも印字部１２のノズル面に対向する部分が水平面（フラット面）をなすように構成されている。
After the decurling process, the
ベルト３３は、記録紙１６の幅よりも広い幅寸法を有しており、ベルト面には多数の吸引孔（不図示）が形成されている。図１に示したとおり、ローラ３１、３２間に掛け渡されたベルト３３の内側において印字部１２のノズル面に対向する位置には吸着チャンバ３４が設けられており、この吸着チャンバ３４をファン３５で吸引して負圧にすることによってベルト３３上の記録紙１６が吸着保持される。
The
ベルト３３が巻かれているローラ３１、３２の少なくとも一方にモータ（図１中不図示，図５中符号８８として記載）の動力が伝達されることにより、ベルト３３は図１上の時計回り方向に駆動され、ベルト３３上に保持された記録紙１６は図１の左から右へと搬送される。
When the power of a motor (not shown in FIG. 1, not shown in FIG. 5) is transmitted to at least one of the
縁無しプリント等を印字するとベルト３３上にもインクが付着するので、ベルト３３の外側の所定位置（印字領域以外の適当な位置）にベルト清掃部３６が設けられている。ベルト清掃部３６の構成について詳細は図示しないが、例えば、ブラシ・ロール、吸水ロール等をニップする方式、清浄エアーを吹き掛けるエアーブロー方式、或いはこれらの組み合わせなどがある。清掃用ロールをニップする方式の場合、ベルト線速度とローラ線速度を変えると清掃効果が大きい。
Since ink adheres to the
なお、吸着ベルト搬送部２２に代えて、ローラ・ニップ搬送機構を用いる態様も考えられるが、印字領域をローラ・ニップ搬送すると、印字直後に用紙の印字面をローラが接触するので画像が滲み易いという問題がある。したがって、本例のように、印字領域では画像面を接触させない吸着ベルト搬送が好ましい。
Although a mode using a roller / nip conveyance mechanism instead of the suction
印字部１２は、最大紙幅に対応する長さを有するライン型ヘッドを紙送り方向と直交方向（主走査方向）に配置した、いわゆるフルライン型のヘッドとなっている（図２参照）。詳細な構造例は後述するが、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙは、図２に示したように、本インクジェット記録装置１０が対象とする最大サイズの記録紙１６の少なくとも一辺を超える長さにわたってインク吐出孔（ノズル）が複数配列されたライン型ヘッドで構成されている。
The
記録紙１６の送り方向（以下、記録紙搬送方向と記載）に沿って上流側から黒（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の順に各色インクに対応した印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙが配置されている。記録紙１６を搬送しつつ各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙからそれぞれ色インクを吐出することにより記録紙１６上にカラー画像を形成し得る。
A print head corresponding to each color ink in the order of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) from the upstream side along the feeding direction of the recording paper 16 (hereinafter referred to as the recording paper transport direction). 12K, 12C, 12M, and 12Y are arranged. A color image can be formed on the
このように、紙幅の全域をカバーするフルラインヘッドがインク色ごとに設けられてなる印字部１２によれば、副走査方向について記録紙１６と印字部１２を相対的に移動させる動作を一回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙１６の全面に画像を記録することができる。これにより、印字ヘッドが主走査方向に往復動作するシャトル型ヘッドに比べて高速印字が可能であり、生産性を向上させることができる。
Thus, according to the
なお、本例では、ＫＣＭＹの標準色（４色）の構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されず、必要に応じて淡インク、濃インクを追加してもよい。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクを吐出する印字ヘッドを追加する構成も可能である。 In this example, the configuration of KCMY standard colors (four colors) is illustrated, but the combination of ink colors and the number of colors is not limited to this embodiment, and light ink and dark ink are added as necessary. May be. For example, it is possible to add a print head that discharges light ink such as light cyan and light magenta.
図１に示したように、インク貯蔵／装填部１４は、各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙに対応する色のインクを貯蔵するタンクを有し、各タンクは不図示の管路を介して各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙと連通されている。また、インク貯蔵／装填部１４は、インク残量が少なくなるとその旨を報知する報知手段（表示手段、警告音発生手段）を備えるとともに、色間の誤装填を防止するための機構を有している。
As shown in FIG. 1, the ink storage /
印字部１２の後段には、加熱・加圧部４４が設けられている。加熱・加圧部４４は、画像表面の光沢度を制御するための手段であり、画像面を加熱しながら所定の表面凹凸形状を有する加圧ローラ４５で加圧し、画像面に凹凸形状を転写する。
A heating /
こうして生成されたプリント物は排紙部２６から排出される。本来プリントすべき本画像（目的の画像を印刷したもの）とテスト印字とは分けて排出することが好ましい。このインクジェット記録装置１０では、本画像のプリント物と、テスト印字のプリント物とを選別してそれぞれの排出部２６Ａ、２６Ｂへと送るために排紙経路を切り替える不図示の選別手段が設けられている。なお、大きめの用紙に本画像とテスト印字とを同時に並列に形成する場合は、カッター（第２のカッター）４８によってテスト印字の部分を切り離す。カッター４８は、排紙部２６の直前に設けられており、画像余白部にテスト印字を行った場合に本画像とテスト印字部を切断するためのものである。カッター４８の構造は前述した第１のカッター２８と同様であり、固定刃４８Ａと丸刃４８Ｂとから構成される。
The printed matter generated in this manner is outputted from the
また、図１には示さないが、本画像の排出部２６Ａには、オーダー別に画像を集積するソーターが設けられる。
Although not shown in FIG. 1, the
インクジェット記録装置１０には、紫外線硬化型インク（ＵＶ硬化型インク）が用いられ、印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙから吐出された飛翔中のインク滴に紫外線を照射し、インク滴をある程度硬化させてから記録紙１６上へ着弾させて、記録紙１６上でのインクの定着時間を短縮させるように構成されている。
The ink
図１及び図２には図示しないが、インクジェット記録装置１０には紫外線ランプを有する光源 (図５等の符号１００）、該光源から出される紫外線のビーム光を成形する集光レンズなどのビーム光成形手段（図５等の符号１０４）、該ビーム光を印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙのインク吐出面側へ導くポリゴンミラー（図５等の符号１０６）などの光学走査手段を備えている。なお、本インク定着時間短縮機能の詳細は後述する。
Although not shown in FIGS. 1 and 2, the
次に、印字ヘッドの構造について説明する。インク色ごとに設けられている各印字ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙの構造は共通しているので、以下、これらを代表して符号５０によって印字ヘッドを示すものとする。
Next, the structure of the print head will be described. Since the structures of the print heads 12K, 12C, 12M, and 12Y provided for the respective ink colors are common, the print heads are represented by
図３(a) は印字ヘッド５０の構造例を示す平面透視図である。記録紙面上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、印字ヘッド５０におけるノズルピッチを高密度化する必要がある。本例の印字ヘッド５０は、図３(a) に示したように、インク滴が吐出するノズル５１と、各ノズル５１に対応する不図示の圧力室等からなる複数のインク室ユニット不図示）を千鳥でマトリックス状に配置させた構造を有し、これにより見かけ上のノズルピッチの高密度化を達成している。
FIG. 3A is a perspective plan view showing a structural example of the
即ち、本実施形態における印字ヘッド５０は、図３(a) に示すように、インクを吐出する複数のノズル５１が記録紙搬送方向と略直交する方向（図３にＫと図示）に記録紙１６の全幅に対応する長さにわたって配列された１列以上のノズル列を有するフルラインヘッドである。
That is, in the
また、図３(b) に示すように、短尺の２次元に配列されたヘッド５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせて、記録紙１６の全幅に対応する長さとしてもよい。
Further, as shown in FIG. 3B, short two-dimensionally arranged heads 50 ′ may be arranged in a staggered manner and connected to form a length corresponding to the entire width of the
なお、図３(a) 、(b) に示した印字ヘッド５０（印字ヘッド５０’）は、インクに吐出力を付与させるPZT （ピエゾ）型アクチュエータをインク室ユニット５３の天面に備え、該アクチュエータの駆動によってノズル５１からインク滴を吐出させるピエゾジェット方式が適用される。
The print head 50 (
また図３(a) 、(b) に示すように、ノズル５１の配列は、主走査方向に沿う行方向及び主走査方向に対して直交しない一定の角度θを有する斜めの列方向に沿って一定の配列パターンで格子状に配列させた構造になっている。主走査方向に対してある角度θの方向に沿ってノズル５１を一定のピッチｄで複数配列する構造により、主走査方向に並ぶように投影されたノズルのピッチＰはｄ× cosθとなる。
Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, the arrangement of the
即ち、主走査方向については、各ノズル５１が一定のピッチＰで直線状に配列されたものと等価的に取り扱うことができる。このような構成により、主走査方向に並ぶように投影されるノズル列が１インチ当たり2400個（2400ノズル／インチ）におよぶ高密度のノズル構成を実現することが可能になる。以下、説明の便宜上、ヘッドの長手方向（主走査方向）に沿って各ノズル５１が一定の間隔（ピッチＰ）で直線状に配列されているものとして説明する。
That is, in the main scanning direction, each
なお、用紙の全幅に対応したノズル列を有するフルライン型の印字ヘッドでノズルを駆動する時には、（１）全ノズルを同時に駆動する、（２）ノズルを片方から他方に向かって順次駆動する、（３）ノズルをブロックに分割して、ブロックごとに片方から他方に向かって順次駆動する等が行われ、用紙の幅方向（記録紙搬送方向と直交する方向）に１ライン又は１個の帯状を印字するようなノズルの駆動を主走査と定義する。 When the nozzles are driven by a full line type print head having a nozzle row corresponding to the full width of the paper, (1) all the nozzles are driven simultaneously, (2) the nozzles are sequentially driven from one side to the other, (3) The nozzle is divided into blocks, each block is sequentially driven from one side to the other, and the like, and one line or one band in the width direction of the paper (direction perpendicular to the recording paper conveyance direction) The nozzle drive for printing is defined as main scanning.
特に、図３(a) 、(b) に示すようなマトリクスに配置されたノズル５１を駆動する場合は、上記（３）のような主走査が好ましい。即ち、ノズル５１-11 、５１-12 、５１-13 、５１-14 、５１-15 、５１-16 を１つのブロックとし（他にはノズル５１-21 、…、５１-26 を１つのブロック、ノズル５１-31 、…、５１-36 を１つのブロック、…として）記録紙１６の搬送速度に応じてノズル５１-11 、５１-12 、…、５１-16 を順次駆動することで記録紙１６の幅方向に１ラインを印字する。
In particular, when driving the
一方、上述したフルラインヘッドと用紙とを相対移動することによって、上述した主走査で形成された１ライン又は１個の帯状の印字を繰り返し行うことを副走査と定義する。 On the other hand, repetitively moving the above-described full line head and the paper to repeatedly perform one line or one band-like printing formed by the above-described main scanning is defined as sub-scanning.
なお、本発明の実施に際してノズルの配置構造は図示の例に限定されない。また、本実施形態では、ピエゾ素子（圧電素子）に代表されるアクチュエータ５８の変形によってインク滴を飛ばす方式が採用されているが、本発明の実施に際して、インクを吐出させる方式は特に限定されず、ピエゾジェット方式に代えて、ヒータなどの発熱体によってインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばすサーマルジェット方式など、各種方式を適用できる。 In the implementation of the present invention, the nozzle arrangement structure is not limited to the illustrated example. In the present embodiment, a method of ejecting ink droplets by deformation of an actuator 58 typified by a piezo element (piezoelectric element) is adopted. However, in the practice of the present invention, the method of ejecting ink is not particularly limited. Instead of the piezo jet method, various methods such as a thermal jet method in which ink is heated by a heating element such as a heater to generate bubbles and ink droplets are ejected by the pressure can be applied.
図４は、インクジェット記録装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the ink supply system in the
インク供給タンク６０はインクを供給するための基タンクであり、図１で説明したインク貯蔵／装填部１４に設置される。インク供給タンク６０の形態には、インク残量が少なくなった場合に、不図示の補充口からインクを補充する方式と、タンクごと交換するカートリッジ方式とがある。使用用途に応じてインク種類を変える場合には、カートリッジ方式が適している。この場合、インクの種類情報をバーコード等で識別して、インク種類に応じた吐出制御を行うことが好ましい。なお、図６のインク供給タンク６０は、先に記載した図１のインク貯蔵／装填部１４と等価のものである。
The
図４に示したように、インク供給タンク６０と印字ヘッド５０の中間には、異物や気泡を除去するためにフィルタ６２が設けられている。フィルタ・メッシュサイズは、ノズル径と同等若しくはノズル径以下（一般的には、２０μｍ程度）とすることが好ましい。
As shown in FIG. 4, a
なお、図４には示さないが、印字ヘッド５０の近傍又は印字ヘッド５０と一体にサブタンクを設ける構成も好ましい。サブタンクは、ヘッドの内圧変動を防止するダンパー効果及びリフィルを改善する機能を有する。
Although not shown in FIG. 4, a configuration in which a sub tank is provided in the vicinity of the
また、インクジェット記録装置１０には、ノズル５１の乾燥防止又はノズル近傍のインク粘度上昇を防止するための手段としてのキャップ６４と、ノズル面の清掃手段としてのクリーニングブレード６６とが設けられている。
Further, the
これらキャップ６４及びクリーニングブレード６６を含むメンテナンスユニットは、不図示の移動機構によって印字ヘッド５０に対して相対移動可能であり、必要に応じて所定の退避位置から印字ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。
The maintenance unit including the
キャップ６４は、図示せぬ昇降機構によって印字ヘッド５０に対して相対的に昇降変位される。電源ＯＦＦ時や印刷待機時にキャップ６４を所定の上昇位置まで上昇させ、印字ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面をキャップ６４で覆う。
The
印字中又は待機中において、特定のノズル５１の使用頻度が低くなり、ある時間以上インクが吐出されない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してインク粘度が高くなってしまう。このような状態になると、アクチュエータ５８が動作してもノズル５１からインクを吐出できなくなってしまう。
During printing or standby, if the frequency of use of a
このような状態になる前に（アクチュエータ５８の動作により吐出が可能な粘度の範囲内で）アクチュエータ５８を動作させ、その劣化インク（粘度が上昇したノズル近傍のインク）を排出すべくキャップ６４（インク受け）に向かって予備吐出（パージ、空吐出、つば吐き、ダミー吐出）が行われる。 Before such a state is reached (within the range of the viscosity that can be discharged by the operation of the actuator 58), the actuator 58 is operated, and the cap 64 (ink near the nozzle whose viscosity has increased) is discharged. Preliminary ejection (purging, idle ejection, collar ejection, dummy ejection) is performed toward the ink receiver.
また、印字ヘッド５０内のインク（圧力室５２内）に気泡が混入した場合、アクチュエータ５８が動作してもノズルからインクを吐出させることができなくなる。このような場合には印字ヘッド５０にキャップ６４を当て、吸引ポンプ６７で圧力室５２内のインク（気泡が混入したインク）を吸引により除去し、吸引除去したインクを回収タンク６８へ送液する。
Further, when air bubbles are mixed into the ink in the print head 50 (in the pressure chamber 52), the ink cannot be ejected from the nozzle even if the actuator 58 is operated. In such a case, the
この吸引動作は、初期のインクのヘッドへの装填時、或いは長時間の停止後の使用開始時にも粘度上昇（固化）した劣化インクの吸い出しが行われる。なお、吸引動作は圧力室５２内のインク全体に対して行われるので、インク消費量が大きくなる。したがって、インクの粘度上昇が小さい場合には予備吐出を行う態様が好ましい。 In this suction operation, the deteriorated ink with increased viscosity (solidified) is sucked out when the ink is initially loaded into the head or when the ink is used after being stopped for a long time. Since the suction operation is performed on the entire ink in the pressure chamber 52, the amount of ink consumption increases. Therefore, it is preferable to perform preliminary ejection when the increase in ink viscosity is small.
クリーニングブレード６６は、ゴムなどの弾性部材で構成されており、図示せぬブレード移動機構（ワイパー）により印字ヘッド５０のインク吐出面（ノズル板表面）に摺動可能である。ノズル板にインク液滴又は異物が付着した場合、クリーニングブレード６６をノズル板に摺動させることでノズル板表面を拭き取り、ノズル板表面を清浄する。なお、該ブレード機構によりインク吐出面の汚れを清掃した際に、該ブレードによってノズル５１内に異物が混入することを防止するために予備吐出が行われる。
The
図５はインクジェット記録装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。インクジェット記録装置１０は、通信インターフェース７０、システムコントローラ７２、メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８、プリント制御部８０、画像バッファメモリ８２、ヘッドドライバ８４等を備えている。
FIG. 5 is a principal block diagram showing the system configuration of the
通信インターフェース７０は、ホストコンピュータ８６から送られてくる画像データを受信するインターフェース部である。通信インターフェース７０にはＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、イーサネット、無線ネットワークなどのシリアルインターフェースやセントロニクスなどのパラレルインターフェースを適用することができる。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ（不図示）を搭載してもよい。ホストコンピュータ８６から送出された画像データは通信インターフェース７０を介してインクジェット記録装置１０に取り込まれ、一旦メモリ７４に記憶される。メモリ７４は、通信インターフェース７０を介して入力された画像を一旦格納する記憶手段であり、システムコントローラ７２を通じてデータの読み書きが行われる。メモリ７４は、半導体素子からなるメモリに限らず、ハードディスクなど磁気媒体を用いてもよい。
The
システムコントローラ７２は、通信インターフェース７０、メモリ７４、モータドライバ７６、ヒータドライバ７８等の各部を制御する制御部である。システムコントローラ７２は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びその周辺回路等から構成され、ホストコンピュータ８６との間の通信制御、メモリ７４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ８８やヒータ８９を制御する制御信号を生成する。
The
モータドライバ７６は、システムコントローラ７２からの指示にしたがってモータ８８を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ７８は、システムコントローラ７２からの指示にしたがって後乾燥部４２等のヒータ８９を駆動するドライバである。
The
プリント制御部８０は、システムコントローラ７２の制御に従い、メモリ７４内の画像データから印字制御用の信号を生成するための各種加工、補正などの処理を行う信号処理機能を有し、生成した印字制御信号（印字データ）をヘッドドライバ８４に供給する制御部である。プリント制御部８０において所要の信号処理が施され、該画像データに基づいてヘッドドライバ８４を介して印字ヘッド５０のインク液滴の吐出量や吐出タイミングの制御が行われる。これにより、所望のドットサイズやドット配置が実現される。
The
プリント制御部８０には画像バッファメモリ８２が備えられており、プリント制御部８０における画像データ処理時に画像データやパラメータなどのデータが画像バッファメモリ８２に一時的に格納される。なお、図５において画像バッファメモリ８２はプリント制御部８０に付随する態様で示されているが、メモリ７４と兼用することも可能である。また、プリント制御部８０とシステムコントローラ７２とを統合して一つのプロセッサで構成する態様も可能である。
The
ヘッドドライバ８４はプリント制御部８０から与えられる印字データに基づいて各色の印字ヘッド５０のアクチュエータを駆動する。ヘッドドライバ８４には印字ヘッド５０の駆動条件を一定に保つためのフィードバック制御系を含んでいてもよい。
The
不図示のプログラム格納部には各種制御プログラムが格納されており、システムコントローラ７２の指令に応じて、制御プログラムが読み出され、該制御プログラムが実行される。プログラム格納部はＲＯＭやＥＥＰＲＯＭなどの半導体メモリを用いてもよいし、磁気ディスクなどを用いてもよい。外部インターフェースを備え、メモリカードやＰＣカードを用いてもよい。もちろん、これらの記録媒体のうち、複数の記録媒体を備えてもよい。なお、プログラム格納部は動作パラメータ等の記録手段（不図示）と兼用させてもよい。
Various control programs are stored in a program storage unit (not shown), and the control program is read and executed according to a command from the
また、システムコントローラ７２から送られる制御信号に応じて光源１００はオンオフされる。更に、システムコントローラ７２は走査制御手段１０４を介してポリゴンミラー１０６を走査させる走査光学手段の制御を行う。即ち、システムコントローラ７２は、プリント制御部８０を介して行われる印字制御と同期させて、光源１００のオンオフを制御すると共にポリゴンミラー１０６を用いて光源１００から出されビーム状に成形されたビーム光を走査させ、印字ヘッド５０から吐出されるインクに該ビーム光を照射させる制御を実行する。
Further, the
〔インク定着時間短縮機能〕
次に、本発明の実施形態に係るインクジェット記録装置１０のインク定着時間短縮機能について詳説する。
[Ink fixing time reduction function]
Next, the ink fixing time shortening function of the
図６は、インクジェット記録装置１０のインク定着時間短縮機能の概略を示す図である。なお、図６中、図１と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
FIG. 6 is a diagram showing an outline of the ink fixing time shortening function of the
本インクジェット記録装置１０では、ＵＶ硬化型インクが使用され、記録紙搬送方向と略直交する主走査方向に複数のノズルが配置された長尺の印字ヘッド５０を備え、印字ヘッド５０から吐出されたインクが記録紙１６に着弾する前の飛翔中のインク滴１１０にビーム状のＵＶ光（以下、ビーム光と記載）１１２が照射される。
The ink
その際に、光源１００から出されたＵＶ光１１４は、集光レンズなどのビーム光成形手段１１６（１１６Ａ，１１６Ｂ，１１６Ｃ，１１６Ｄ）を用いてビーム光１１２に形成され、ポリゴンミラー１０６などによって構成される走査光学手段に導かれる。
At that time, the
該ポリゴンミラー１０６によって走査されたＵＶ光が、ｆθレンズ１１８によって印字ヘッド５０の幅方向（即ち、記録紙搬送方向と略直交する方向）と略平行になるように偏向され、印字ヘッド５０の下部をスキャンするような配置とし、印字ヘッド５０からのインク吐出とＵＶ光スキャンを同期させるように印字ヘッド５０のインク吐出タイミングが制御されると共に、ポリゴンミラー１０６の回転周波数が設定される。
The UV light scanned by the
言い換えると、ビーム状に成形されたビーム光１１２は、ポリゴンミラー１０６を回転させることで、印字ヘッド５０のインク吐出面側を記録紙搬送方向と略平行な方向に印字ヘッド５０の幅方向に全幅にわたって走査される。
In other words, the
なお、光源１００に集光レンズなどの集光手段を含んだ光学系が備えられていてもよいし、光源１００とビーム成形手段１１６とを一体型に構成してもよい。
The
また、ビーム光１１２を偏向させなくてもよい場合にはｆθレンズ１１８は省略可能である。
Further, the
図６に示した構成によって、光源から出されるＵＶ光のパワーをインク１滴に集中させることができ、インクを効率的に硬化させることができる。また、光源１００を走査させるより走査型光学手段を用いて光源から放出される光を走査させる方が、ＵＶ光の走査速度を上げることができる。
With the configuration shown in FIG. 6, the power of the UV light emitted from the light source can be concentrated on one drop of ink, and the ink can be cured efficiently. In addition, the scanning speed of the UV light can be increased by scanning the light emitted from the light source using the scanning optical means rather than scanning the
図６に示した態様では、印字ヘッド５０は４色に対応した印字ヘッド１２Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙを備えており、ＵＶ光進行方向の下流側に位置する印字ヘッドに照射されるＵＶはＵＶ光進行方向の上流側に位置する印字ヘッドの下部（吐出面側）を通過するように構成されている。
In the embodiment shown in FIG. 6, the
したがって、ＵＶ光進行方向の下流側に位置する印字ヘッドに照射されるＵＶ光がＵＶ光進行方向上流側の印字ヘッドから吐出されるインクと干渉しないように、各印字ヘッドのインク吐出タイミングが制御される。 Therefore, the ink ejection timing of each print head is controlled so that the UV light applied to the print head located downstream in the UV light traveling direction does not interfere with the ink ejected from the print head upstream in the UV light traveling direction. Is done.
即ち、印字ヘッド１２Ｍから吐出されるインクにＵＶ光を照射させる場合、光源１００Ｃから照射されるＵＶ光を走査させている間は、印字ヘッド１２Ｙではインクを吐出させないように制御するとよい。同様に、印字ヘッド１２Ｃから吐出されるインク滴に光源１００Ｂから出されるＵＶ光を照射させる場合には、光源１００Ｂから出されたＵＶ光を走査させている間は印字ヘッド１２Ｙ及び印字ヘッド１２Ｍからインク吐出させないように制御するとよい。
That is, when the ink ejected from the
ＵＶ光のビーム径がインク滴に比べて十分小さく、各印字ヘッドから吐出されるインク滴の間を通過することができる場合（即ち、ＵＶ光進行方向上流側の印字ヘッドからインク吐出中に、該印字ヘッドから吐出されるインクと該ＵＶ光が干渉せずに、該印字ヘッドの下部を該ＵＶ光が通過できる場合）には、ＵＶ光進行方向下流側の印字ヘッドから吐出されるインクにＵＶ光を照射させる際にＵＶ光進行方向上流側の吐出制御を行わなくてもよい。 When the beam diameter of the UV light is sufficiently smaller than the ink droplets and can pass between the ink droplets ejected from each print head (that is, during the ink ejection from the print head on the upstream side in the UV light traveling direction, When the UV light can pass through the lower part of the print head without causing the UV light to interfere with the ink discharged from the print head), the ink discharged from the print head downstream in the UV light traveling direction When irradiating UV light, it is not necessary to perform discharge control on the upstream side in the UV light traveling direction.
図６には、印字ヘッド５０の記録紙搬送方向下流側からＵＶ光線を照射させる態様を例示したが、印字ヘッド５０の記録紙搬送方向上流側からＵＶ光を照射させてもよい。また、記録紙搬送方向とある角度をなす方向からＵＶ光を入射させ、ミラーなどの光学手段によって各印字ヘッド下部へ該ＵＶ光を導いてもよい。
Although FIG. 6 illustrates an example in which UV light is irradiated from the downstream side of the
図６に示す態様のように、印字ヘッド５０と少なくとも同数の光源を備え、各光源と各印字ヘッドを１対１（或いは複数対１）で対応させてもよいし、複数の光源を共通化して１つの光源を複数の印字ヘッドに対応させてもよい。
As shown in FIG. 6, at least the same number of light sources as the
また、図７に示すように、印字ヘッド５０を１つだけ備える態様では、該印字ヘッド５０のＵＶ光進行方向下流側に折り返しミラー１３０を設け、印字ヘッド５０の下部を通過したＵＶ光を記録紙１６の印字面に照射されるように構成すると、記録紙１６上に着弾したインク滴にＵＶ光を照射させることができ、光源１００から出されたＵＶ光を有効に使用することができる。
Further, as shown in FIG. 7, in an aspect in which only one
なお、図７に示す態様では、印字ヘッド５０の記録紙搬送方向下流側の印字ヘッド５０近傍に折り返しミラー１３０を備え、記録紙１６着弾後のインク滴にＵＶ光を照射させるために、ＵＶ光を入射させる方向は記録紙搬送方向と同一となるように構成される。
In the embodiment shown in FIG. 7, a
なお、複数の印字ヘッドを備える場合において、ＵＶ光進行方向の最下流（図６中印字ヘッド１２ＫのＵＶ光進行方向下流側）にミラーを備えてもよい。もちろん、各印字ヘッドのＵＶ光進行方向下流側にミラーを備えてもよいが、ＵＶ光が迷光してノズルに照射されないようにしなければならない。
In the case where a plurality of print heads are provided, a mirror may be provided on the most downstream side in the UV light traveling direction (downstream side in the UV light traveling direction of the
図８及び図９にはポリゴンミラー１０６の設置例を示す。図８に示すように、ポリゴンミラー１０６によって導かれるＵＶ光を記録紙１６の印字面に垂直な方向から入射させ、ミラー等の変更手段１４０によって偏向させて印字ヘッド５０の下部へ導いてもよい。
8 and 9 show examples of installing the
また、図９に示すように、ポリゴンミラー１０６によって導かれるＵＶ光を記録紙１６の印字面に平行な方向から入射させて、印字ヘッド５０から吐出されるインク滴に照射させるように構成してもよい。
Further, as shown in FIG. 9, the UV light guided by the
図８及び図９に示した態様はあくまでも一例であり、ポリゴンミラー１０６はこれ以外の位置に配置されてもよい。
The aspects shown in FIGS. 8 and 9 are merely examples, and the
また、ＵＶ光のビーム径を絞ることでＵＶ光のエネルギーを集中させることができると共に、ＵＶ光が迷光してノズル内のインクに照射され、ノズル内のインクを硬化させることを防止できる。 Further, by narrowing the beam diameter of the UV light, it is possible to concentrate the energy of the UV light, and it is possible to prevent the UV light from being strayed and applied to the ink in the nozzle and curing the ink in the nozzle.
即ち、印字ヘッド５０と記録紙１６とのクリアランスは略１mm程度であり、ＵＶ光がノズルへ迷光しないためにＵＶ光のビーム径は０．５mm以下（即ち、印字ヘッド５０と記録紙１６とのクリアランスの半分以下）である必要がある。また、確実に迷光を防止するためには、ＵＶ光のビーム径はこの１／１０程度（即ち、略５０μｍ以下）であることが好ましい。
That is, the clearance between the
なお、ＵＶ光のビーム形状は、例えば、記録紙１６の印字面に略平行な面ではある広がりを持つようなビーム形状でもよい。つまり、ＵＶ光の断面形状は略円形状でもよいし、略だ円形状や略長だ円形状でもよい。
The beam shape of the UV light may be, for example, a beam shape having a certain spread on a surface substantially parallel to the printing surface of the
本インクジェット記録装置１０では、ポリゴンミラー１０６は、６面ポリゴンミラー、回転数１２０００rpm 、走査速度１走査あたり１．２kHz を適用し、ＵＶ硬化型インクの吸収波長４００nm、硬化エネルギー１mJ/cm 2 、ノズル数１００００、インク滴量２pl、照射効率２５% として１００mWの光源を用いる。このときにインク１滴あたりに照射されるエネルギーは２×１０-6mJである。このインクに照射されるエネルギーはインクを予備硬化させることが可能なレベルのエネルギーである。
In the
本実施形態では、ＵＶ硬化型インクを適用したが、ＵＶ光以外の光に反応して硬化される光硬化型インクでもよく、光源１００もそのインクの吸収波長に応じた波長であり、所定の値以下にビーム径を絞ることができるものを用いればよい。
In this embodiment, the UV curable ink is applied. However, a light curable ink that is cured in response to light other than UV light may be used. The
次に、本インクジェット記録装置１０の吐出タイミング制御について説明する。本インクジェット記録装置１０では、インク滴の吐出位置（即ち、ノズル位置）に対応してポリゴンミラー１０６を走査させる制御を行うだけでなく、ポリゴンミラー１０６の走査タイミングと各ノズルの吐出タイミングとを同期させるように制御される。
Next, the discharge timing control of the
即ち、隣り合うノズルの吐出タイミングの時間差Δｔは、ポリゴンミラー１０６の走査速度及びノズル間隔（ノズル間の距離）などの印字ヘッド５０の設計値及び生産時 (検査時）の調整値から決められる。言い換えると、印字ヘッド５０内の位置による走査速度の違いや各ノズル間隔の誤差などから、Δｔは各ノズル固有の値を持つことになる。
That is, the time difference Δt between the ejection timings of adjacent nozzles is determined from the design value of the
また、各ノズルの配置が印字ヘッド５０の長手方向に一直線ではなく、印字ヘッド５０の短手方向に位置を変えながら斜めに配列されるマトリクス型のヘッドにおいても、ＵＶ光の走査タイミングと印字ヘッド５０の吐出タイミングが一致するように、各ノズルは固有のΔｔを持っている。
In addition, the scanning timing of the UV light and the print head are also arranged in a matrix type head in which the nozzles are not arranged in a straight line in the longitudinal direction of the
図１０は、図３(a) ，(b) に示すようなマトリクス配列されたノズル５１を備えた印字ヘッド５０の吐出タイミングの制御を説明する図である。なお、図１０は、１００００個のノズルが印字ヘッド５０の幅方向に配列されてものとして表されており、ＵＶ光は記録紙搬送方向上流側から照射されるものとする。
FIG. 10 is a diagram for explaining the control of the ejection timing of the
図１０の符号２００（数字１，２…、ｎ、…１００００と記載された実線で描かれた丸）は、記録紙搬送方向最上流側でインク滴の吐出を行うタイミングｔ１でインクの吐出を行うノズル列を示し、実線丸内に示された数字はタイミングｔ１におけるＵＶ光の走査順（即ち、ｔ１におけるインク滴の吐出順）を示している。
また、符号２０２で示した、破線で描かれた丸はタイミングｔ１から１／ｆ秒後のタイミングｔ２でインクの吐出を行うノズル列を示している。２列目のインク滴内に表示される１’、２’、３’、４’…はタイミングｔ２におけるＵＶ光の走査順を示している。
A circle indicated by a broken line indicated by a
ここで、図１０では、印字ヘッド５０の吐出周波数をｆHz、ノズル数をｎ個、ＵＶ光（ポリゴンミラー）の走査速度をｖとしている。なお、吐出周波数ｆは１／（ｔ２−ｔ１）で表される。
In FIG. 10, the ejection frequency of the
一般に、フルライン型の印字ヘッドを用いた印字では、記録紙１６上に記録紙搬送方向と略直交する方向に１ラインを形成する場合には、図１０に示したノズル１、２、…、ｍ、…１００００から同一タイミングで同時に吐出が行われる。
In general, in printing using a full-line type print head, when one line is formed on the
一方、本インクジェット記録装置１０では、ポリゴンミラー１０６の走査速度に同期して、１、２、…、ｍ、…１００００の順に順次吐出が行われるように吐出制御が行われる。
On the other hand, in the
同様に、記録紙搬送方向と略直交する方向の次ライン印字では、１’、２’、…、ｍ’、…１００００’の順に順次吐出が行われる。このように記録紙１６上に順次印字を行うことで、記録紙１６上に所望の画像を形成することができる。
Similarly, in the next line printing in a direction substantially orthogonal to the recording paper conveyance direction, ejection is sequentially performed in the order of 1 ', 2', ..., m ', ... 10000'. By sequentially printing on the
上述したインクジェット記録装置１０の吐出制御の具体例は、次のようになる。
A specific example of the ejection control of the
タイミングｔ１において、ｍ番目に吐出されるノズル２１０の吐出タイミングΔｔｍは次式〔数１〕表される。
At the timing t1, the ejection timing Δtm of the m-
〔数１〕
Δｔｍ＝ｍ／（ｆ×ｎ）
また、ｍ番目のノズル位置で吐出された液滴の吐出位置ずれ量をΔｄｍ、その位置での光源の走査速度ずれをΔｖｍとすると、これらの誤差に応じた調整値αｍ（Δｄｍ，Δｖｍ）を考慮したｍ番目の吐出タイミングΔｔ’ｍは次式〔数２〕で表される。
[Equation 1]
Δtm = m / (f × n)
Further, if the discharge position deviation amount of the droplet discharged at the m-th nozzle position is Δdm and the scanning speed deviation of the light source at that position is Δvm, adjustment values αm (Δdm, Δvm) corresponding to these errors are obtained. The m-th ejection timing Δt′m considered is expressed by the following equation [Equation 2].
〔数２〕
Δｔ’ｍ＝Δｔｍ×αｍ
即ち、記録紙搬送方向の各吐出タイミングｔ１、ｔ２、…において、〔数２〕によって求められる吐出タイミングで吐出が行われるとポリゴンミラーの走査速度の誤差及び印字ヘッド５０におけるノズル位置の誤差を吸収した好ましい吐出タイミングでインク滴の吐出が行われ、飛翔中のインクへ確実にＵＶ光を照射させることができる。
[Equation 2]
Δt′m = Δtm × αm
That is, at each ejection timing t1, t2,... In the recording paper transport direction, if ejection is performed at the ejection timing obtained by [Equation 2], the polygon mirror scanning speed error and the
また、図１１には、１走査（１つのビーム光１１２）を同一タイミングで複数のインク滴に照射させる態様を示している。 FIG. 11 shows a mode in which a single scan (one beam 112) is applied to a plurality of ink droplets at the same timing.
図１１はＵＶ光の進行方向から見たＵＶ光（ビーム光）１１２及び、印字ヘッド５０から吐出されたインク滴１１０を示している。即ち、図１１に示したビーム光１１２及びインク滴１１０はＵＶ光進行方向から見た断面形状を示している。なお、図１１に示したインク滴１１０内に記載された数字は、記録紙搬送方向の同一吐出タイミングにおける吐出順を表している。
FIG. 11 shows the UV light (beam light) 112 viewed from the traveling direction of the UV light and the
図１１に示すように、ビーム光１１２のビーム径をＲ、インク滴の液滴径をｒとすると、液滴径ｒとビーム径Ｒとの比Ｒ／ｒがｈ倍（但し、ｈは２以上の整数）の場合、図１１に示したｍ番目の吐出タイミングΔｔ’ｍはｈ以内の範囲で同じ値を設定してもよい。
As shown in FIG. 11, when the beam diameter of the
具体的には、ｒ＝２０μｍ、Ｒ＝１００μｍの場合、ｈ＝５となるので、１から５までの整数単位でΔｔ’ｍを同じ値に設定することができる。 Specifically, when r = 20 μm and R = 100 μm, h = 5, so Δt′m can be set to the same value in integer units from 1 to 5.
即ち、図１１に示すようにΔｔ’1 ＝Δｔ’2 ＝Δｔ’3 、Δｔ’4 ＝Δｔ’5 ＝Δｔ’6 のように３ノズル単位で同じ値を用いてもよい。このようにΔｔ’ｍを設定すると、１ビーム光を同時に３滴のインクに照射させることができ、これに合わせて３滴単位で同じタイミングで吐出させることができる。 That is, as shown in FIG. 11, the same value may be used in units of three nozzles such as Δt ′ 1 = Δt ′ 2 = Δt ′ 3 and Δt ′ 4 = Δt ′ 5 = Δt ′ 6 . When Δt′m is set in this way, it is possible to irradiate three drops of ink simultaneously with one beam of light, and in accordance with this, it is possible to discharge at the same timing in units of three drops.
上記の如く構成されたインクジェット記録装置１０では、印字ヘッド５０にはＵＶ硬化型インクが供給され、印字ヘッド５０から吐出された飛翔中のインク滴１１０には、光源１００から出されたＵＶ光をビーム状に形成したビーム光が照射され、インク滴をある程度硬化させてから記録紙１６上へ着弾させるので、記録紙１６上でのインク滴の定着時間を短縮させることができる。
In the
ＵＶ光を効率よくインク滴に照射させるために、ＵＶ光は光径が絞られたビーム状に形成される。 In order to efficiently irradiate ink droplets with UV light, the UV light is formed in a beam shape with a narrowed light diameter.
また、印字ヘッド５０が記録紙１６の印字可能幅全幅に対応した長さのノズル列を有するフルライン型の印字ヘッドの場合、ポリゴンミラー１０６などの走査光学手段を用いて、ノズル列の幅方向にビーム光を走査させるように構成されている。走査光学手段によるビーム光の走査タイミングと印字ヘッド５０の吐出タイミングが一致するように制御される。
In the case where the
本実施形態では紫外線硬化型インクを適用したが、レーザ光など紫外線以外の波長を有する光に反応して硬化する光硬化型インクを適用可能である。使用されるインクに対応して光源１００の光源種を決めればよい。
In this embodiment, ultraviolet curable ink is applied, but photocurable ink that cures in response to light having a wavelength other than ultraviolet light such as laser light can be applied. The light source type of the
光源には紫外線ランプを例示したが、ランプ以外にもＬＥＤなどの発光部材を広く適用可能である。 An ultraviolet lamp is exemplified as the light source, but light emitting members such as LEDs can be widely applied besides the lamp.
また、本実施形態では印字ヘッド５０から吐出されるインク滴１１０によって記録紙１６上に画像を形成させるインクジェット記録装置を例示したが、本発明はインク滴によって記録紙１６上に立体インクジェット記録装置形状を形成する液吐出装置にも適用可能である。
Further, in the present embodiment, an ink jet recording apparatus that forms an image on the
なお、本明細書において「印字」という用語は、文字の形成のみならず、文字を含む広い意味での画像を形成する概念を表すものとする。 In this specification, the term “printing” represents not only the formation of characters but also the concept of forming an image in a broad sense including characters.
１０…インクジェット記録装置、５０…印字ヘッド、５１…ノズル、６０…インク供給タンク、１００…光源、１０４…走査制御手段、１０６…ポリゴンミラー、１１０…インク滴、１１２…ビーム光、１１４…ＵＶ光、１３０…折り返しミラー
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記液供給手段から供給された前記光硬化型液を被吐出媒体上に吐出させる吐出孔を有する吐出ヘッドと、
前記吐出孔から吐出される前記光硬化型液を硬化させる光を放出する光源と、
前記光源から放出された光を集光させて所定の光径よりも小さな光径を有するビーム状に成形するビーム光成形手段と、
前記ビーム光成形手段によって成形されたビーム光を走査させる走査型光学手段と、
少なくとも前記吐出ヘッドから吐出された飛翔中の液に前記ビーム光を照射させるように前記走査型光学手段による前記ビーム光の走査を制御する走査制御手段と、
を備えたことを特徴とする液吐出装置。 A liquid supply means for supplying a photocurable liquid;
An ejection head having ejection holes for ejecting the photocurable liquid supplied from the liquid supply means onto an ejection medium;
A light source that emits light for curing the photocurable liquid discharged from the discharge holes;
Beam light shaping means for condensing the light emitted from the light source and shaping it into a beam having a light diameter smaller than a predetermined light diameter;
Scanning optical means for scanning the light beam shaped by the light beam shaping means;
Scanning control means for controlling scanning of the beam light by the scanning optical means so that at least the liquid in flight discharged from the discharge head is irradiated with the beam light;
A liquid ejection apparatus comprising:
前記複数ノズルの配置及び前記走査光学手段の走査速度に応じて各ノズルの吐出タイミングを変える吐出制御手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の液吐出装置。 The discharge head has a plurality of discharge holes,
3. The liquid ejection apparatus according to claim 1, further comprising ejection control means for changing ejection timing of each nozzle in accordance with the arrangement of the plurality of nozzles and the scanning speed of the scanning optical means.
前記光源及び前記ビーム光成形手段を吐出ヘッド毎に備え、前記走査制御手段は各吐出ヘッドから吐出される液に略同一タイミングで前記ビーム光を照射させるように前記光学走査手段による前記ビーム光の走査を制御することを特徴とする請求項１乃至５のうち何れか１項に記載の液吐出装置。 The ejection head includes a plurality of ejection heads,
The light source and the beam light shaping unit are provided for each ejection head, and the scanning control unit irradiates the beam light to the liquid ejected from each ejection head at substantially the same timing. The liquid ejection apparatus according to claim 1, wherein scanning is controlled.
前記インク供給手段から供給された前記光硬化型インクを被吐出媒体上に吐出させる吐出孔を有する吐出ヘッドと、
前記吐出孔から吐出される前記光硬化型インクを硬化させる光を放出する光源と、
前記光源から出された光をビーム状に成形するビーム光成形手段と、
前記ビーム光成形手段によって成形されたビーム光を走査させる走査型光学手段と、
少なくとも前記記録ヘッドから吐出されて飛翔中のインクに前記ビーム光を照射させるように前記走査型光学手段をによる前記ビーム光の走査を制御する走査制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 Ink supply means for supplying photocurable ink;
An ejection head having ejection holes for ejecting the photocurable ink supplied from the ink supply means onto an ejection medium;
A light source that emits light that cures the photocurable ink ejected from the ejection holes;
Beam light shaping means for shaping the light emitted from the light source into a beam,
Scanning optical means for scanning the light beam shaped by the light beam shaping means;
Scanning control means for controlling scanning of the light beam by the scanning optical means so that at least the ink ejected from the recording head and flying is irradiated with the light beam;
An image forming apparatus comprising:
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2004
- 2004-02-02 JP JP2004025585A patent/JP2005212445A/en active Pending
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