特開 2024-71565 液体吐出装置およびそれを備える画像記録装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024071565

(43)【公開日】2024-05-24

(54)【発明の名称】液体吐出装置およびそれを備える画像記録装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/01 20060101AFI20240517BHJP

【ＦＩ】

B41J2/01 129

B41J2/01 303

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024049312

(22)【出願日】2024-03-26

(62)【分割の表示】P 2020049387の分割

【原出願日】2020-03-19

(71)【出願人】

【識別番号】000005267

【氏名又は名称】ブラザー工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】野田 真裕

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 敦

(57)【要約】

【課題】ノズル列端部における酸素阻害を抑制することができる液体吐出装置およびそれを備える画像記録装置を提供する。
【解決手段】液体吐出装置は、副走査方向に並設された複数のノズルを含むノズル列を主走査方向に少なくとも１列有し、主走査方向に移動する吐出ヘッドと、副走査方向に並設された複数の発光ダイオードチップを含むチップ列を主走査方向に少なくとも１列有し、主走査方向に移動する紫外線照射装置とを備え、少なくとも１つのチップ列において、副走査方向の端部における副走査方向の単位長さあたりの発光ダイオードチップの数であるチップ密度が、副走査方向の中央部におけるチップ密度よりも高く、端部の照度が中央部における照度よりも高く、且つ、ノズル列の端部であるノズル端に位置するノズルよりも副走査方向の外側に位置する少なくとも１つの発光ダイオードチップが含まれる。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被印刷物に吐出した紫外線硬化型のインクを紫外線により硬化させる液体吐出装置であって、
副走査方向に並設された複数のノズルを含むノズル列を前記副走査方向に直交する方向である主走査方向に少なくとも１列有し、前記主走査方向に移動する吐出ヘッドと、
前記副走査方向に並設された複数の発光ダイオードチップを含むチップ列を前記主走査方向に少なくとも１列有し、前記主走査方向に移動する紫外線照射装置と、を備え、
少なくとも１つの前記チップ列において、
前記端部の照度が前記中央部における照度よりも高く、且つ、
前記ノズル列の端部であるノズル端に位置する前記ノズルよりも前記副走査方向の外側に位置する少なくとも１つの前記発光ダイオードチップが含まれ、
前記副走査方向において前記ノズル端に最も近い前記発光ダイオードチップである端部発光ダイオードチップと、当該端部発光ダイオードチップに対して前記副走査方向の外側および内側のうち少なくとも一つの側に隣り合う前記発光ダイオードチップとの配置ピッチである端部配置ピッチは、前記端部発光ダイオードチップの前記内側に位置する前記発光ダイオードチップと当該発光ダイオードチップのさらに前記内側に位置する前記発光ダイオードチップとの配列ピッチである隣接配置ピッチよりも小さく、
前記端部発光ダイオードチップを基準に前記副走査方向の外側に２つの前記発光ダイオードチップが配置されており、当該２つの発光ダイオードチップのうちの一方の前記発光ダイオードチップと他方の前記発光ダイオードチップとの配列ピッチは前記端部配置ピッチと同じである、液体吐出装置。

【請求項2】

前記チップ列は、前記副走査方向において前記ノズル端の位置と同じ位置に配置された前記発光ダイオードチップを含む、請求項１に記載の液体吐出装置。

【請求項3】

被印刷物に吐出した紫外線硬化型のインクを紫外線により硬化させる液体吐出装置であって、
副走査方向に並設された複数のノズルを含むノズル列を前記副走査方向に直交する方向である主走査方向に少なくとも１列有し、前記主走査方向に移動する吐出ヘッドと、
前記副走査方向に並設された複数の発光ダイオードチップを含むチップ列を前記主走査方向に少なくとも１列有し、前記主走査方向に移動する紫外線照射装置と、を備え、
少なくとも１つの前記チップ列において、
前記端部の照度が前記中央部における照度よりも高く、且つ、
前記ノズル列の端部であるノズル端に位置する前記ノズルよりも前記副走査方向の外側に位置する少なくとも１つの前記発光ダイオードチップが含まれ、
前記副走査方向の端部における照度と前記副走査方向の中央部における照度との差が０．１ｗ／ｃｍ２以上である、液体吐出装置。

【請求項4】

前記副走査方向の端部における照度は最高照度を含む、請求項１乃至３の何れか１項に記載の液体吐出装置。

【請求項5】

前記副走査方向の端部とは、前記ノズル端よりも前記副走査方向の外側の領域である、請求項４に記載の液体吐出装置。

【請求項6】

請求項１乃至５の何れか１項に記載の液体吐出装置および前記液体吐出装置が設けられたキャリッジを備える、画像記録装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、紫外線硬化型のインクを硬化させる紫外線を照射する紫外線照射装置およびそれを備えるインクジェットプリンタ等の画像記録装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、例えば特許文献１に示されるように、インクジェットプリンタ等の画像記録装置に用いられ、紫外線により硬化する紫外線硬化型のインクに対して紫外線を照射する装置（特許文献１では液体吐出装置と記載）が知られている。この文献に開示される液体吐出装置は、被印刷物に着弾されたインク液滴に向けて紫外線を照射することで、当該インクを硬化させて被印刷物に定着させる。このように紫外線硬化型のインクを用いれば、例えば用紙以外の樹脂や金属等にも印刷を行うことが可能となると共に光沢感のある被印刷物が得られる。

【0003】

上記文献の液体吐出装置においては、複数の発光ダイオードチップがアレイ上に設けられている。この発光ダイオードチップは、アレイの短手方向（主走査方向）と長手方向（副走査方向）とに沿ってマトリクス状に配置される。各発光ダイオードチップは主走査方向に一定ピッチで配置されると共に副走査方向にも一定ピッチで配置されている。一方、このように複数の発光ダイオードチップを単に規則的に配置するだけでは所望の照度分布が得られないので、上記液体吐出装置では副走査方向における端部での紫外線の照度が中央部での照度よりも大きくなるように複数の発光ダイオードチップが駆動される。この場合、各発光ダイオードチップに供給する電流が調整されることにより各発光ダイオードチップの照度が制御される。このような構成により、副走査方向において紫外線を均一に照射することができ、照射光量のむらが抑制されるとのことである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－２０９４９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ノズル列端部においては、紫外線硬化型インクのモノマーが酸素に捕捉される現象である酸素阻害が発生し、当該酸素阻害に起因してインクが硬化し難くなる。特に、クリアインク等のベタ印刷を行う場合には、被印刷物上に着弾した液体の表面積がノズル列の中央部に対応する位置よりもノズル列端部に対応する位置のほうが大きくなるため、ノズル列端部に対応する位置における酸素阻害の影響が他の部分よりも大きくなってしまう。しかしながら、上記従来の液体吐出装置においてはノズル列端部における酸素阻害をさらに抑制すべき余地がある。

【0006】

そこで、本発明は、ノズル列端部における酸素阻害を抑制することができる液体吐出装置およびそれを備える画像記録装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の液体吐出装置は、被印刷物に吐出した紫外線硬化型のインクを紫外線により硬化させる液体吐出装置であって、副走査方向に並設された複数のノズルを含むノズル列を前記副走査方向に直交する方向である主走査方向に少なくとも１列有し、前記主走査方向に移動する吐出ヘッドと、前記副走査方向に並設された複数の発光ダイオードチップを含むチップ列を前記主走査方向に少なくとも１列有し、前記主走査方向に移動する紫外線照射装置と、を備え、少なくとも１つの前記チップ列において、前記副走査方向の端部における前記副走査方向の単位長さあたりの前記発光ダイオードチップの数であるチップ密度が、前記副走査方向の中央部における前記チップ密度よりも高く、前記端部の照度が前記中央部における照度よりも高く、且つ、前記ノズル列の端部であるノズル端に位置する前記ノズルよりも前記副走査方向の外側に位置する少なくとも１つの前記発光ダイオードチップが含まれるものである。

【0008】

本発明に従えば、副走査方向の端部のチップ密度がその中央部におけるチップ密度よりも高く、副走査方向の端部の照度がその中央部における照度よりも高いことによって、ノズル列端部における酸素阻害を抑制することができる。特に本発明では、ノズル端に位置するノズルよりも副走査方向の外側に少なくとも１つの発光ダイオードチップが配置されるので、副走査方向の端部の照度をその中央部における照度よりも確実に高くすることができる。これによって、ノズル列端部における酸素阻害を従来よりも大きく抑制することができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、ノズル列端部における酸素阻害を抑制することができる液体吐出装置およびそれを備える画像記録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１実施形態に係る画像記録装置を示す斜視図である。

【図2】図１のキャリッジに搭載された吐出ヘッドおよび紫外線照射装置の配置例を示す平面図である。

【図3】図１の画像記録装置の構成を示すブロック図である。

【図4】図１の吐出ヘッドにおけるノズル列および紫外線照射装置における発光ダイオードチップの配置例を示す底面図である。

【図5】紫外線照射装置の内部構成を概略的に示す図である。

【図6】ハイギャップおよびローギャップを示す図である。

【図7】（ａ）は端部配置ピッチおよび隣接配置ピッチの一例を説明するための図であり、（ｂ）は端部配置ピッチおよび隣接配置ピッチの別の例を説明するための図である。

【図8】比較例１および実施例１～５における端部配置ピッチおよび隣接配置ピッチで配置した発光ダイオードチップを示す図である。

【図9】シミュレーションにより得た、図８の比較例１および実施例１～５に対応する、ノズル列における副走査方向の位置と照度との関係を示すグラフである。

【図10】比較例２および実施例６～実施例１２における端部配置ピッチおよび隣接配置ピッチで配置した発光ダイオードチップを示す図である。

【図11】シミュレーションにより得た、図１０の比較例２および実施例６～実施例１２に対応する、ノズル列における副走査方向の位置と照度との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態に係る液体吐出装置およびそれを備える画像記録装置について図面を参照して説明する。以下に説明する液体吐出装置および画像記録装置は本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除および変更が可能である。

【0012】

図１は本発明の一実施形態に係る画像記録装置１を示す斜視図である。図１において、互いに直交する方向を、上下方向、左右方向、および前後方向とする。なお、左右方向が後述の主走査方向Ｄｓであり、前後方向が後述の副走査方向Ｄｆである。この画像記録装置１は、印刷用紙等の被印刷物Ｗへの印刷のみならず、例えば各種グッズに印刷するグッズ等の樹脂等の被印刷物Ｗ（図６）に印刷するグッズプリントをも行うものである。

【0013】

図１に示すように、本実施形態の画像記録装置１は、筐体２と、キャリッジ３と、操作キー４と、表示部５と、プラテン６と、上部カバー７とを備える。また、画像記録装置１は図３の制御ユニット１９を備える。

【0014】

筐体２は箱状に形成されている。筐体２は前面に開口部２ａを有すると共に背面に図略の開口部を有している。筐体２の右側前方の位置には操作キー４が設けられている。また、操作キー４の後方の位置には表示部５が設けられている。操作キー４はユーザによる操作入力を受け付ける。表示部５は例えばタッチパネルで構成され、所定情報を表示する。
表示部５の一部は所定のタイミングで操作キーとしても機能する。制御ユニット１９は、操作キー４からの入力又は図略の通信インタフェースを介する外部入力に基づき印刷機能を実現すると共に表示部５の表示を制御する。

【0015】

キャリッジ３は主走査方向Ｄｓに沿って往復動可能に構成されている。図２に示すように、キャリッジ３には液体吐出装置５０が搭載される。この液体吐出装置５０は、２つの吐出ヘッド１０（１０Ａ，１０Ｂ）および２つの紫外線照射装置４０（４０Ａ，４０Ｂ）を備える。吐出ヘッド１０としては、例えば紫外線硬化型のインクを吐出するインクジェットヘッドを用いることができる。また、紫外線照射装置４０は、紫外線を発光する複数の発光ダイオードチップＤＴ（図４）を有し、吐出ヘッド１０により吐出された上記インクを硬化させるための紫外線を照射する。吐出ヘッド１０Ａおよび吐出ヘッド１０Ｂは副走査方向Ｄｆに沿って並んで配置されている。吐出ヘッドＢは吐出ヘッドＡの前方に配置されている。また、紫外線照射装置４０Ａおよび紫外線照射装置４０Ｂは副走査方向Ｄｆに沿って並んで配置されている。紫外線照射装置４０Ｂは紫外線照射装置４０Ａの前方に配置されている。さらに、吐出ヘッド１０Ａおよび紫外線照射装置４０Ａは主走査方向Ｄｓに沿って並んで配置されている。紫外線照射装置４０Ａは吐出ヘッド１０Ａの右方に配置されている。また、吐出ヘッド１０Ｂおよび紫外線照射装置４０Ｂは主走査方向Ｄｓに沿って並んで配置されている。紫外線照射装置４０Ｂは吐出ヘッド１０Ｂの右方に配置されている。

【0016】

ここで、図２において、印刷処理における１パス時にはキャリッジ３は主走査方向Ｄｓの左方に移動する。これにより、印刷処理時において吐出ヘッド１０および紫外線照射装置４０は左方に移動する。この場合、吐出ヘッド１０は主走査方向Ｄｓの左方に移動しつつ被印刷物Ｗにインクを吐出し、紫外線照射装置４０は主走査方向Ｄｓの左方に移動しつつ被印刷物Ｗに着弾したインクに紫外線を照射する。これによって、印刷処理時のキャリッジ３の移動方向において吐出ヘッド１０よりも後方側に紫外線照射装置４０が位置されるので、被印刷物Ｗに着弾した直後のインクに対して紫外線を照射することができる。

【0017】

また、印刷処理の１パスが終了すると、キャリッジ３は主走査方向Ｄｓの右方に移動して主走査方向Ｄｓの所定位置に戻る。これにより、吐出ヘッド１０および紫外線照射装置４０は主走査方向Ｄｓの右方に移動する。この場合、吐出ヘッド１０はインクを吐出することなく主走査方向Ｄｓの右方に移動し、紫外線照射装置４０は主走査方向Ｄｓの右方に移動しつつ、印刷処理時に吐出されたインクに対して紫外線を照射する。これによって、インクに対して紫外線を十分に照射することができ、当該インクの硬化性を向上することができる。

【0018】

本実施形態において、吐出ヘッド１０Ａは、カラーインクと総称されることがあるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）の各色のインクを吐出する。吐出ヘッド１０Ａにはこれらの各インクを吐出するノズル列ＮＬが副走査方向Ｄｆに沿ってそれぞれ延在して設けられる。各ノズル列ＮＬは主走査方向Ｄｓに沿って一定間隔で設けられる。なお、各ノズル列ＮＬの主走査方向Ｄｓにおける配置順序は、図２に示すような左側からイエロー（Ｙ）色のインクを吐出するノズル列ＮＬ、マゼンタ（Ｍ）色のインクを吐出するノズル列ＮＬ、シアン（Ｃ）色のインクを吐出するノズル列ＮＬ、およびブラック（Ｋ）色のインクを吐出するノズル列ＮＬの順に限定されるものではなく、適宜設定することができる。

【0019】

一方、吐出ヘッド１０Ｂは、ホワイト（Ｗ）のインクおよびクリア（Ｃｒ）のインクを吐出する。吐出ヘッド１０Ｂにはこれらの各インクを吐出するノズル列ＮＬが副走査方向Ｄｆに沿ってそれぞれ延在して設けられる。各ノズル列ＮＬは主走査方向Ｄｓに沿って一定間隔で設けられる。吐出ヘッド１０Ｂにおける各ノズル列ＮＬの主走査方向Ｄｓにおける間隔は、吐出ヘッド１０Ａにおける各ノズル列ＮＬの主走査方向Ｄｓにおける間隔と異なってもよいし（図２の例）、同じにしてもよい。なお、各ノズル列ＮＬの主走査方向Ｄｓにおける配置順序は、図２に示すような左側からホワイト（Ｗ）色のインクを吐出するノズル列ＮＬ、およびクリア（Ｋ）色のインクを吐出するノズル列ＮＬの順に限定されるものではなく、逆に配置することもできる。以上の６色のインクが被印刷物Ｗに吐出されることで当該被印刷物Ｗにカラー画像が印刷される。具体的に、被印刷物Ｗとしての布帛にカラー画像を印刷する際には、当該布帛の色や布帛の材質への影響を低減するために、下地インクとして白インクが先に吐出され、当該白インクの上にカラーインクが吐出される。なお、クリアインクは光沢を付与する場合や印刷部分の保護を行う場合に吐出される。

【0020】

プラテン６は被印刷物Ｗを載置可能に構成されている。プラテン６は所定の厚みを有し、例えば副走査方向Ｄｆを長手方向とする矩形状の板材により構成される。プラテン６は図略のプラテン支持台により、取り外し可能に支持されている。上記のプラテン支持台は被印刷物Ｗへの印刷を実行する印刷位置と被印刷物Ｗをプラテン６から取り外す着脱位置との間で移動可能に構成されている。印刷位置とはプラテン６が吐出ヘッド１０に対向する位置であり、着脱位置とは上記のプラテン支持台が筐体２の外側に配置される位置であって被印刷物Ｗをプラテン６上に載置可能な位置である。印刷時には、プラテン６が副走査方向Ｄｆに移動するので、プラテン６上に載置された被印刷物Ｗは副走査方向Ｄｆに搬送される。

【0021】

上部カバー７は、その前部を持ち上げると、回動可能に構成された基端を支点として上方へ回動するように構成されている。これにより、筐体２の内部が露出するようになっている。

【0022】

次に、本実施形態の画像記録装置１の各構成の機能についてブロック図を参照しつつ説明する。図３に示すように、本実施形態の画像記録装置１は、上述の構成要素の他、モータドライバＩＣ３０，３１、ヘッドドライバＩＣ３２，３６、搬送モータ３３、キャリッジモータ３４、照射装置ドライバＩＣ３７，３８、内部電源１５、および受電部１６を備えている。なお、画像記録装置１は吐出ヘッド１０に供給するためのインクを貯留する図略のインクタンクを備える。

【0023】

制御ユニット１９は、ＣＰＵ２０、記憶部（ＲＯＭ２１、ＲＡＭ２２、ＥＥＰＲＯＭ２３、ＨＤＤ２４）およびＡＳＩＣ２５を有している。ＣＰＵ２０は、画像記録装置１の制御部であり、上記記憶部に接続されていると共に各ドライバＩＣ３０～３２，３６～３８および表示部５を制御する。

【0024】

ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ２１に記憶された所定のプログラムを実行することにより、種々の機能を実行する。ＣＰＵ２０は、制御ユニット１９に１つのプロセッサとして実装されていてもよいし、互いに協働する複数のプロセッサとして実装されていてもよい。

【0025】

ＲＯＭ２１には、ＣＰＵ２０が印刷処理を実行させるための印刷制御プログラムが記憶されている。ＲＡＭ２２にはＣＰＵ２０の演算結果が記憶される。ＥＥＰＲＯＭ２３にはユーザが入力した各種の初期設定情報が格納されている。ＨＤＤ２４には特定情報などが記憶される。この特定情報は、外部漏洩が好ましくない機密性の高い情報であり、例えばユーザに関する情報、画像記録装置１が外部から受信し且つ送信元を特定するユーザＩＤを含むジョブデータ、ジョブデータ中のユーザＩＤを含むユーザ使用履歴情報、パスワードとセキュアジョブに関するデータとを含むセキュアジョブデータ、印刷履歴、およびクラウド設定データ等が含まれる。ユーザに関する情報には、例えば、電話帳情報、Ｅメールアドレス情報、画像記録装置１の管理者（セキュリティ管理者）情報、およびネットワーク設定情報等が含まれる。ＣＰＵ２０は、画像記録装置１がジョブデータを受信した場合、当該ジョブデータ中のユーザＩＤを含むユーザ使用履歴情報をＨＤＤ２４に記憶させる。

【0026】

ＡＳＩＣ２５には、モータドライバＩＣ３０，３１と、ヘッドドライバＩＣ３２，３６と、照射装置ドライバＩＣ３７，３８とが接続されている。ＣＰＵ２０は、ユーザから印刷ジョブを受け付けると、印刷制御プログラムに基づいて、印刷指令をＡＳＩＣ２５へ出力する。ＡＳＩＣ２５は、印刷指令に基づいて各ドライバＩＣ３０～３２，３６～３８を駆動する。ＣＰＵ２０は、モータドライバＩＣ３０により搬送モータ３３を駆動することでプラテン６が副走査方向Ｄｆに移動し、被印刷物Ｗが搬送される。また、ＣＰＵ２０は、モータドライバＩＣ３１によりキャリッジモータ３４を駆動してキャリッジ３を移動させる。また、ＣＰＵ２０は、ヘッドドライバＩＣ３２，３６により移動するキャリッジ３に搭載された吐出ヘッド１０からインクを吐出させ、搬送される被印刷物Ｗに画像データを印刷させる。さらに、ＣＰＵ２０は、照射装置ドライバＩＣ３７，３８により紫外線照射装置４０Ａ，４０Ｂからインクを硬化させるための紫外線を照射させる。このような流れで印刷処理が行われる。

【0027】

内部電源１５は筐体２内の所定位置に設けられている。内部電源１５は画像記録装置１の本体電源がＯＦＦ状態にあるときに制御ユニット１９を動作可能にする。内部電源１５は、例えば二次電池である。また、受電部１６は筐体２から外部に露出するように設けられ、外部電源から電力の供給を受ける。本体電源がＯＮ状態にあるときには、外部からの電力が受電部１６を介して画像記録装置１の各部へ供給される。本体電源の状態によらずに内部電源１５には外部からの電力が受電部１６を介して供給され、内部電源１５はこの電力により充電される。

【0028】

続いて、本実施形態の紫外線照射装置４０における複数の発光ダイオードチップＤＴの配置について説明する。本実施形態において、発光ダイオードチップＤＴは紫外線を発生させる半導体素子である。なお、以下では紫外線照射装置４０Ａおよび吐出ヘッド１０Ａについて代表的に説明するが、紫外線照射装置４０Ｂおよび吐出ヘッド１０Ｂについても紫外線照射装置４０Ａおよび吐出ヘッド１０Ａと同様に構成することができる。

【0029】

図４に示すように、紫外線照射装置４０Ａは平面視において例えば矩形状に形成された支持基板４１を備えている。支持基板４１は例えばアルミ基板である。なお、支持基板４１を例えば銅等の他の金属で形成してもよい。各発光ダイオードチップＤＴは支持基板４１上に配置される。

【0030】

各発光ダイオードチップＤＴは、インクに紫外線を照射することにより、当該インクに含まれる光重合開始剤が反応し、当該インクに含まれるモノマーが重合し、当該インクを被印刷物Ｗに定着させる。各発光ダイオードチップＤＴはマトリクス状に配置される。各発光ダイオードチップＤＴは、例えば、支持基板４１の長手方向および短手方向に沿った辺を有する矩形状の単位格子の中心を基準として配置される。これにより、各発光ダイオードチップＤＴは、主走査方向Ｄｓに沿って一定間隔で配置されると共に、副走査方向Ｄｆに沿って一定間隔で配置されている。したがって、各発光ダイオードチップＤＴは、主走査方向Ｄｓと平行な行方向および副走査方向Ｄｆと平行な列方向に沿って配置される。
図４においては、左右方向に並ぶ発光ダイオードチップＤＴが１１行あり、前後方向に並ぶ発光ダイオードチップＤＴが５列ある例が示されている。副走査方向Ｄｆに沿って一定間隔で並んで配置された複数の発光ダイオードチップＤＴの群をチップ列ＤＬとする。したがって、図４には５つのチップ列ＤＬが配置された例が示されている。なお、支持基板４１に配置される発光ダイオードチップＤＴの数は上記に限定されるものではなく、１パス時の積算光量や消費電力等に基づいて決定される。

【0031】

吐出ヘッド１０Ａには、上述の通り４つのノズル列ＮＬが設けられている。各ノズル列ＮＬは、副走査方向Ｄｆに沿って一定間隔で並んで配置された複数のノズルＮｚを含む。
インクはノズルＮｚから吐出される。各ノズル列ＮＬにおいて副走査方向Ｄｆの前端に位置するノズルＮｚから副走査方向Ｄｆの後端に位置するノズルＮｚまでの距離をノズル長Ｌｈとする。なお、図４にはブラック（Ｋ）インクを吐出するノズル列ＮＬのみ図示しており、その他の３つのノズル列については省略されている。

【0032】

紫外線照射装置４０Ａの各発光ダイオードチップＤＴは、当該発光ダイオードチップＤＴによる紫外線の発光領域が副走査方向Ｄｆにおいてノズル列ＮＬよりも大きくなるように配置される。これによって、各チップ列ＤＬの副走査方向Ｄｆにおける長さ、すなわち、各チップ列ＤＬにおいて副走査方向Ｄｆの前端に位置する発光ダイオードチップＤＴから副走査方向Ｄｆの後端に位置する発光ダイオードチップＤＴまでの距離を発光長Ｌｄとするとき、この発光長Ｌｄをノズル長Ｌｈよりも大きくすることができる。したがって、ノズル列ＮＬの前端および後端に位置するノズルＮｚから吐出されたインク滴に対しても紫外線を良好に照射することができる。

【0033】

各発光ダイオードチップＤＴは、主走査方向Ｄｓに所定ピッチで並んで配置されている。なお、副走査方向Ｄｆにおける各発光ダイオードチップＤＴの配列ピッチについては、後で述べる。

【0034】

次いで、紫外線照射装置４０の放熱構造について説明する。図５は紫外線照射装置４０の内部構成を概略的に示す図である。図５に示すように、紫外線照射装置４０は、複数の発光ダイオードチップＤＴを支持する上述の支持基板４１と、支持基板４１の面のうち複数の発光ダイオードチップＤＴが設けられた面（下面）と反対側の面（上面）に設けられた板状のヒートシンク４２とを備える。このヒートシンク４２は、支持基板４１上に配置された元部４２ａと、当該元部４２ａ上において上方向に延在する複数の放熱板（フィン）４２ｂとを備えている。各放熱板４２ｂは等間隔で配置されている。また、支持基板４１の下面には図略の電子部品が設けられており、これらの電子部品には各発光ダイオードチップＤＴに対応して複数の電極４５が設けられる。各電極４５には各発光ダイオードチップＤＴが電気的に接続される。各電極４５の一部を露出させた状態で支持基板４１の下面は絶縁膜４４で覆われている。このような構成において、各発光ダイオードチップＤＴにより生じた熱がヒートシンク４２を介して上方に放熱されるようになっている。

【0035】

本実施形態の画像記録装置１は、ローギャップおよびハイギャップにおいて被印刷物に印刷を行うことができる。図６に示すように、被印刷物Ｗは、例えば、発光ダイオードチップＤＴの紫外線照射面ＴＳとの距離がハイギャップＧＨとなる低部Ｔ１、および紫外線照射面ＴＳとの距離がハイギャップＧＨよりも小さいローギャップＧＬとなる高部Ｔ２を含む。ハイギャップＧＨは、例えば１８ｍｍである。また、ローギャップＧＬは、例えば２ｍｍである。

【0036】

続いて、副走査方向Ｄｆにおける各発光ダイオードチップＤＴの配列ピッチについて、図面を参照しながら説明する。

【0037】

本実施形態では、少なくとも１つのチップ列ＤＬ（例えば全てのチップ列ＤＬ）において、副走査方向Ｄｆの端部における当該副走査方向Ｄｆの単位長さあたりの発光ダイオードチップＤＴの数であるチップ密度は、副走査方向Ｄｆの中央部におけるチップ密度よりも高い。上記の副走査方向Ｄｆの端部とはノズル端よりも副走査方向Ｄｆの外側の領域である。また、少なくとも１つのチップ列ＤＬ（例えば全てのチップ列ＤＬ）において、副走査方向Ｄｆの端部の照度が中央部における照度よりも高い。さらに、少なくとも１つのチップ列ＤＬ、例えば全てのチップ列ＤＬには、ノズル列ＮＬの端部であるノズル端に位置するノズルＮｚよりも副走査方向Ｄｆの外側に位置する少なくとも１つの発光ダイオードチップＤＴがそれぞれ含まれる。以下、詳細に説明する。

【0038】

図７（ａ）において、副走査方向Ｄｆにおいて上記ノズル端に最も近い発光ダイオードチップＤＴを端部発光ダイオードチップＤＴｔとする。図７（ａ）の例では、端部発光ダイオードチップＤＴｔの副走査方向Ｄｆにおける位置はノズル端の副走査方向Ｄｆにおける位置と同じとなっている。このような端部発光ダイオードチップＤＴｔに対して副走査方向Ｄｆの外側および内側のうち少なくとも一つの側（図７（ａ）の例では両側）に隣り合う発光ダイオードチップＤＴとの配置ピッチを端部配置ピッチＰｔとする。また、端部発光ダイオードチップＤＴｔの内側に位置する発光ダイオードチップＤＴと当該発光ダイオードチップＤＴのさらに内側に位置する発光ダイオードチップＤＴとの配列ピッチを隣接配置ピッチＰｒとする。このとき、端部配置ピッチＰｔは隣接配置ピッチＰｒよりも小さい。このように端部配置ピッチＰｔが隣接配置ピッチＰｒよりも小さくなるチップ列ＤＬが少なくとも１つ設けられる。このような構成によって、副走査方向Ｄｆの端部における発光ダイオードチップＤＴのチップ密度がその中央部におけるチップ密度よりも高くなる。また、同図に示すように、少なくとも１つのチップ列ＤＬにはノズル列ＮＬの端部であるノズル端に位置するノズルＮｚよりも副走査方向Ｄｆの外側に位置する少なくとも１つの発光ダイオードチップＤＴが含まれる。図７（ａ）の例では、上記外側に位置する発光ダイオードチップＤＴは１つである。以上の構成によって、少なくとも１つのチップ列ＤＬにおいて、副走査方向Ｄｆの端部の照度が中央部における照度よりも高い。

【0039】

また、図７（ｂ）に示すように、端部発光ダイオードチップＤＴｔとして、ノズル端の副走査方向Ｄｆにおける位置と同じでなくても、当該ノズル端に最も近い発光ダイオードチップＤＴを採用してもよい。図７（ｂ）の例においても、上記外側に位置する発光ダイオードチップＤＴは１つである。

【0040】

以上説明した図７（ａ）および図７（ｂ）の構成を基本として、本実施形態における発光ダイオードチップＤＴの配置の具体例について説明する。

【0041】

図８には比較例１および５つの実施例（実施例１～実施例５）における発光ダイオードチップＤＴの配置が示されている。なお、図８においてはノズル列ＮＬにおいて一方のノズル端から中心までの領域における発光ダイオードチップＤＴの配置（上側配置）のみが図示されており、他方のノズル端から中心までの領域における発光ダイオードチップＤＴの配置は上述の上側配置と同じであるため省略している。

【0042】

比較例１は、ノズル端よりも副走査方向Ｄｆの外側に位置する発光ダイオードチップＤＴが存在しない態様である。比較例１では、隣り合う発光ダイオードチップＤＴ間における配列ピッチを全て４．５ｍｍとしている。

【0043】

これに対して、実施例１および実施例２は、ノズル端よりも副走査方向Ｄｆの外側に位置する発光ダイオードチップＤＴが１つ存在する態様である。実施例１では、隣り合う発光ダイオードチップＤＴ間における配列ピッチを全て４．５ｍｍとしている。すなわち、端部配置ピッチＰｔと隣接配置ピッチＰｒとは同じである。一方、実施例２では、後方側の端部配置ピッチＰｔのみを４ｍｍとし、前方側の端部配置ピッチＰｔおよび隣接配置ピッチＰｒを４．５ｍｍとしている。

【0044】

また、実施例３～実施例５は、ノズル端よりも副走査方向Ｄｆの外側に位置する発光ダイオードチップＤＴが２つ存在する態様である。実施例３では、隣り合う発光ダイオードチップＤＴ間における配列ピッチを全て４．５ｍｍとしている。すなわち、端部配置ピッチＰｔと隣接配置ピッチＰｒとは同じである。また、実施例４では、後方側の端部配置ピッチＰｔ、前方側の端部配置ピッチＰｔ、および隣接配置ピッチＰｒを４．５ｍｍとすると共に、端部発光ダイオードチップＤＴｔの後方側に位置する発光ダイオードチップＤＴとこれに隣り合う発光ダイオードチップＤＴとの配列ピッチを４ｍｍとする。一方、実施例５では、前方側の端部配置ピッチＰｔおよび隣接配置ピッチＰｒを４．５ｍｍとすると共に、後方側の端部配置ピッチＰｔと、端部発光ダイオードチップＤＴｔの後方側に位置する発光ダイオードチップＤＴとこれに隣り合う発光ダイオードチップＤＴとの配列ピッチとを４ｍｍとする。

【0045】

このような比較例１および実施例１～５の各態様を用いて、ノズル列ＮＬにおける副走査方向Ｄｆの位置と照度との関係をシミュレーションにより得た。図９は図８の比較例１および実施例１～５に対応する、ノズル列ＮＬにおける副走査方向Ｄｆの位置と照度との関係を示すグラフである。図９に示すように、比較例１においてはノズル端における照度が中央部における照度よりも明らかに低い結果となった。これに対して、実施例１～５においてはノズル端における照度が中央部における照度と同等又は高くなった。特に、実施例５ではノズル端における照度が中央部における照度よりも大きく高くなった。そして、実施例５ではノズル端よりも副走査方向Ｄｆの外側（図９ではノズル端よりも左側）の領域に最高照度（ピーク照度）が出現した。本実施形態において、ノズル端における照度と中央部における照度との差は例えば０．１ｗ／ｃｍ^２以上である。

【0046】

次いで、本実施形態における発光ダイオードチップＤＴの配置の他の具体例について説明する。

【0047】

図１０には比較例２および７つの実施例（実施例６～実施例１２）における発光ダイオードチップＤＴの配置が示されている。なお、図１０においては、図８と同様に、ノズル列ＮＬにおいて一方のノズル端から中心までの領域における発光ダイオードチップＤＴの配置（上側配置）のみが図示されており、他方のノズル端から中心までの領域における発光ダイオードチップＤＴの配置は上述の上側配置と同じであるため省略している。

【0048】

比較例２は、ノズル端よりも副走査方向Ｄｆの外側に位置する発光ダイオードチップＤＴが存在しない態様である。比較例２では、隣り合う発光ダイオードチップＤＴ間における配列ピッチを全て６．０ｍｍとしている。

【0049】

これに対して、実施例６は、ノズル端よりも副走査方向Ｄｆの外側に位置する発光ダイオードチップＤＴが１つ存在する態様である。実施例６では、隣り合う発光ダイオードチップＤＴ間における配列ピッチを全て６．０ｍｍとしている。すなわち、端部配置ピッチＰｔと隣接配置ピッチＰｒとは同じである。

【0050】

また、実施例７～実施例１０は、ノズル端よりも副走査方向Ｄｆの外側に位置する発光ダイオードチップＤＴが２つ存在する態様である。実施例７では、隣り合う発光ダイオードチップＤＴ間における配列ピッチを全て６．０ｍｍとしている。すなわち、端部配置ピッチＰｔと隣接配置ピッチＰｒとは同じである。一方、実施例８では、端部発光ダイオードチップＤＴｔの後方側に位置する発光ダイオードチップＤＴとこれに隣り合う発光ダイオードチップＤＴとの配列ピッチを４ｍｍとする以外は、残余の配列ピッチを全て６．０ｍｍとしている。すなわち、後方側の端部配置ピッチＰｔと、前方側の端部配置ピッチＰｔと、隣接配置ピッチＰｒとは同じである。また、実施例９では、端部発光ダイオードチップＤＴｔの後方側に位置する発光ダイオードチップＤＴとこれに隣り合う発光ダイオードチップＤＴとの配列ピッチ、および後方側の端部配置ピッチＰｔを４ｍｍとする以外は、残余の配列ピッチを全て６．０ｍｍとしている。すなわち、前方側の端部配置ピッチＰｔと、隣接配置ピッチＰｒとは同じである。さらに、実施例１０では、後方側の端部配置ピッチＰｔおよび前方側の端部配置ピッチＰｔを４．０ｍｍとする以外は、隣接配置ピッチＰｒを含む残余の配列ピッチを全て６．０ｍｍとしている。

【0051】

さらに、実施例１１は、ノズル端よりも副走査方向Ｄｆの外側に位置する発光ダイオードチップＤＴが１つ存在する態様である。実施例１１では、後方側の端部配置ピッチＰｔを４．０ｍｍとする以外は、残余の配列ピッチを全て６．０ｍｍとしている。すなわち、前方側の端部配置ピッチＰｔと隣接配置ピッチＰｒとは同じである。また、実施例１２は、ノズル端よりも副走査方向Ｄｆの外側に位置する発光ダイオードチップＤＴが２つ存在する態様である。実施例１２では、端部発光ダイオードチップＤＴｔの後方側に位置する発光ダイオードチップＤＴとこれに隣り合う発光ダイオードチップＤＴとの配列ピッチ、後方側の端部配置ピッチＰｔ、および前方側の端部配置ピッチＰｔを４．０ｍｍとする以外は、隣接配置ピッチＰｒを含む残余の配列ピッチを全て６．０ｍｍとしている。

【0052】

このような比較例２および実施例６～実施例１２の各態様を用いて、ノズル列ＮＬにおける副走査方向Ｄｆの位置と照度との関係をシミュレーションにより得た。図１１は図１０の比較例２および実施例６～実施例１２に対応する、ノズル列ＮＬにおける副走査方向Ｄｆの位置と照度との関係を示すグラフである。図１１に示すように、比較例２においてはノズル端における照度が中央部における照度よりも明らかに低い結果となった。これに対して、実施例６～実施例１２においてはノズル端における照度が中央部における照度と同等又は高くなった。特に、実施例９～実施例１２ではノズル端における照度が中央部における照度よりも大きく高くなった。そして、実施例７，８，９，１１ではノズル端よりも副走査方向Ｄｆの外側（図１１ではノズル端よりも左側）の領域に最高照度が出現した。

【0053】

以上のように、本実施形態の液体吐出装置５０によれば、副走査方向Ｄｆの端部のチップ密度がその中央部におけるチップ密度よりも高く、副走査方向Ｄｆの端部の照度がその中央部における照度よりも高いことによって、ノズル列端部における酸素阻害を抑制することができる。特にノズル端に位置するノズルＮｚよりも副走査方向Ｄｆの外側に少なくとも１つの発光ダイオードチップＤＴが配置されるので、副走査方向Ｄｆの端部の照度をその中央部における照度よりも確実に高くすることができる。これによって、ノズル列端部における酸素阻害を従来よりも大きく抑制することができる。

【0054】

また、本実施形態では、端部配置ピッチＰｔが隣接配置ピッチＰｒよりも小さいことで、副走査方向Ｄｆの端部における発光ダイオードチップＤＴのチップ密度がその中央部におけるチップ密度よりも高くなる。これにより、副走査方向Ｄｆの端部の照度をその中央部における照度よりも高くすることができる。

【0055】

また、本実施形態では、端部発光ダイオードチップＤＴｔを基準に副走査方向Ｄｆの外側に２つの発光ダイオードチップＤＴを配置することができ、当該２つの発光ダイオードチップＤＴのうちの一方の発光ダイオードチップＤＴと他方の発光ダイオードチップＤＴとの配列ピッチを端部配置ピッチＰｔと同じにすることができる。これにより、副走査方向Ｄｆの端部の照度をその中央部における照度よりもより高くすることができる。

【0056】

また、本実施形態では、チップ列ＤＬが副走査方向Ｄｆにおいてノズル端の位置と同じ位置に配置された発光ダイオードチップＤＴを含むことによって、ノズル端における酸素阻害が生じ難くなり、十分なインク硬化性を確保することができる。

【0057】

また、本実施形態では、副走査方向Ｄｆの端部（ノズル端よりも副走査方向Ｄｆの外側の領域）における照度と中央部における照度との差が０．１ｗ／ｃｍ^２以上であることで、ノズル端よりも副走査方向Ｄｆの外側の領域における酸素阻害がより生じ難くなり、十分なインク硬化性をより確保することができる。

【0058】

また、本実施形態では、ノズル端よりも副走査方向Ｄｆの外側の領域に最高照度を出現させることができる。これにより、ノズル端よりも副走査方向Ｄｆの外側の領域における酸素阻害がさらに生じ難くなり、十分なインク硬化性を確実に確保することが可能となる。

【0059】

さらに、上述した液体吐出装置５０を画像記録装置１に設けることで、画像記録装置１においてノズル列端部における酸素阻害を抑制することができる。

【0060】

（変形例）
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば以下の通りである。

【0061】

上記実施形態では、全てのチップ列ＤＬにおいて、副走査方向Ｄｆの端部における発光ダイオードチップＤＴのチップ密度がその中央部におけるチップ密度よりも高くしたが、これに限定されるものではなく、例えば１列のチップ列ＤＬのみ、又は半数のチップ列ＤＬに上記構成を採用してもよい。

【0062】

また、上記実施形態では、全てのチップ列ＤＬにおいて、副走査方向Ｄｆの端部の照度が中央部における照度よりも高くしたが、これに限定されるものではなく、例えば１列のチップ列ＤＬのみ、又は半数のチップ列ＤＬに上記構成を採用してもよい。

【0063】

また、上記実施形態では、全てのチップ列ＤＬにおいて、ノズル列ＮＬの端部であるノズル端に位置するノズルＮｚよりも副走査方向Ｄｆの外側に位置する発光ダイオードチップＤＴが少なくとも１つ存在するように構成したが、これに限定されるものではなく、例えば１列のチップ列ＤＬのみ、又は半数のチップ列ＤＬに上記構成を採用してもよい。

【0064】

また、上記実施形態では、端部配置ピッチＰｔを隣接配置ピッチＰｒよりも小さくしたが、これに限定されるものではなく、端部配置ピッチＰｔを隣接配置ピッチＰｒと同じ値に設定した状態で、少なくとも一つの発光ダイオードチップＤＴをノズル端に位置するノズルＮｚよりも副走査方向Ｄｆの外側に位置するように構成してもよい。

【0065】

また、上記実施形態では、ハイギャップＧＨを１５ｍｍとし、ローギャップＧＬを２ｍｍとしたが、ハイギャップＧＨおよびローギャップＧＬは上記の値に限定されるものではなく、ローギャップＧＬがハイギャップＧＨよりも小さければよい。例えば、ハイギャップＧＨは７ｍｍ以上であり、ハイギャップＧＨとローギャップＧＬとの差は５ｍｍ以上である。

【0066】

さらに、上記実施形態では、キャリッジ３に２つの吐出ヘッド１０（１０Ａ，１０Ｂ）および２つの紫外線照射装置４０（４０Ａ，４０Ｂ）を搭載することとしたが、これに限らず、吐出ヘッド１０Ａおよび紫外線照射装置４０Ａのみを搭載してもよい。

【符号の説明】

【0067】

１ 画像記録装置
３ キャリッジ
１０，１０Ａ，１０Ｂ 吐出ヘッド
４０，４０Ａ，４０Ｂ 紫外線照射装置
５０ 液体吐出装置
Ｄｆ 副走査方向
ＤＬ チップ列
Ｄｓ 主走査方向
Ｄｓ１ 往路
Ｄｓ２ 復路
ＤＴ 発光ダイオードチップ
ＤＴｔ 端部発光ダイオードチップ
ＮＬ ノズル列
Ｎｚ ノズル
Ｐｒ 隣接配置ピッチ
Ｐｔ 端部配置ピッチ
Ｗ 被印刷物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2024-04-02

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被印刷物に吐出した紫外線硬化型のインクを紫外線により硬化させる液体吐出装置であって、
副走査方向に並設された複数のノズルを含むノズル列を前記副走査方向に直交する方向である主走査方向に少なくとも１列有し、前記主走査方向に移動する吐出ヘッドと、
前記副走査方向に並設された複数の発光ダイオードチップを含むチップ列を前記主走査方向に少なくとも１列有し、前記主走査方向に移動する紫外線照射装置と、を備え、
少なくとも１つの前記チップ列において、
前記ノズル列の端部であるノズル端に位置する前記ノズルよりも前記副走査方向の外側に位置する少なくとも２つの前記発光ダイオードチップが含まれることを特徴とする液体吐出装置。

【請求項2】

前記副走査方向において前記ノズル端に最も近い前記発光ダイオードチップである端部発光ダイオードチップと、当該端部発光ダイオードチップに対して前記副走査方向の外側および内側のうち少なくとも一つの側に隣り合う前記発光ダイオードチップとの配置ピッチである端部配置ピッチは、
前記端部発光ダイオードチップを基準に前記副走査方向の外側にある２つの前記発光ダイオードチップのうちの一方の前記発光ダイオードチップと他方の前記発光ダイオードチップとの配列ピッチより大きいことを特徴とする
請求項１に記載の液体吐出装置。

【請求項3】

前記副走査方向において前記ノズル端に最も近い前記発光ダイオードチップである端部発光ダイオードチップと、当該端部発光ダイオードチップに対して前記副走査方向の外側に隣り合う前記発光ダイオードチップとの配置ピッチである端部配置ピッチは、
前記端部発光ダイオードチップを基準に前記副走査方向の外側にある２つの前記発光ダイオードチップのうちの一方の前記発光ダイオードチップと他方の前記発光ダイオードチップとの配列ピッチより大きいことを特徴とする
請求項２に記載の液体吐出装置。

【請求項4】

前記副走査方向において前記ノズル端に最も近い前記発光ダイオードチップである端部発光ダイオードチップと、当該端部発光ダイオードチップに対して前記副走査方向の外側および内側のうち少なくとも一つの側に隣り合う前記発光ダイオードチップとの配置ピッチである端部配置ピッチは、
前記端部発光ダイオードチップを基準に前記副走査方向の外側にある２つの前記発光ダイオードチップのうちの一方の前記発光ダイオードチップと他方の前記発光ダイオードチップとの配列ピッチより小さいことを特徴とする
請求項１に記載の液体吐出装置。