JP5597323B2 - インクジェットプリンタおよびその印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、印刷媒体にインクを吐出して印刷を行うインクジェットプリンタおよびその印刷方法に関する。

従来、プラテン上に載置させた印刷媒体に対してプラテンと対向して配設された印刷ヘッドを、左右に往復移動させながらインクを吐出させて、印刷媒体に印刷を施すインクジェットプリンタが知られている。このようなインクジェットプリンタには、紫外線が照射されることにより硬化する性質を有した紫外線硬化型インク（以下、ＵＶインクと称する）を、印刷ヘッドから吐出させて印刷媒体に印刷を施すものがある。このＵＶインクは、耐候性および耐水性に優れているため、印刷が施された印刷物を例えば屋外広告宣伝ビラ等に用いることが可能となり、水溶性インクを用いた場合と比較して印刷物の使用用途が格段に広がるという利点がある。

ところで、ＵＶインクを吐出させて印刷を行うインクジェットプリンタには、印刷媒体に付着したＵＶインクを硬化させるための紫外線照射装置が設けられている。この紫外線照射装置における紫外線を発射させる紫外線光源として、例えば水銀ランプ、メタルハライドランプ等を紫外線照射装置に対して脱着可能に設けた構成が知られている。また近年においては、紫外線発光ダイオード（以下、ＵＶＬＥＤと称する）を紫外線光源として用いたものもある。ここでＵＶＬＥＤとは、Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｒｅｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅの略である。

上記例示した紫外線光源は、一般的に稼働時間に応じて出力される紫外線の強度が徐々に低下していく。そのため、長期間稼動して寿命に達した紫外線光源を用いてＵＶインクを硬化させると、印刷媒体に照射される紫外線光量が不足してＵＶインクが十分に硬化されないという不具合が発生する場合がある。このような不具合の発生を回避するための手法として、例えば特許文献１には、紫外線光源が寿命に達する稼働時間を予め設定しておき、紫外線光源の稼働時間が予め設定された稼働時間に達したか否かを判断し、寿命に達したと判断された場合にはオペレータに紫外線光源の交換を促す手法が開示されている。

特開２００５−１３８４７６号公報

ところで、上記の特許文献１のようにして紫外線光源の寿命を判断する場合、寿命と判断される間際の紫外線の強度は、印刷媒体に付着したＵＶインクを硬化可能な下限出力強度付近まで低下していることが多い。そのため、紫外線照射開始時と寿命間際とで、紫外線の強度が異なることによってＵＶインクの硬化状態にばらつきが発生することがあり、印刷品質を低下させる虞があった。

以上のような課題に鑑みて、紫外線光源から出力される紫外線の強度が一定となるように補正して印刷品質を向上させるインクジェットプリンタおよびその印刷方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係るインクジェットプリンタは、印刷ヘッドを媒体支持手段（例えば、実施形態におけるバキュームテーブル１２ａ）に支持された印刷媒体に対向させた状態で前記印刷媒体に対して相対移動させながら、前記印刷ヘッドからインクを吐出させて前記印刷媒体の表面に所望の印刷を施すインクジェットプリンタにおいて、印刷媒体に紫外線を照射して前記印刷媒体に付着したインクを硬化させる紫外線光源（例えば、実施形態におけるＵＶＬＥＤ７２）を備えた紫外線照射手段（例えば、実施形態における右ＵＶＬＥＤユニット７０Ｒおよび左ＵＶＬＥＤユニット７０Ｌ）と、前記紫外線光源からの出力紫外線強度を制御する出力制御手段（例えば、実施形態におけるコントローラ２３）とを備えて構成される。前記出力制御手段は、前記紫外線光源の出力紫外線強度と稼動時間との関係を示した参照用出力特性データ（例えば、実施形態における出力特性データ７９）を備え、前記参照用出力特性データを参照して前記紫外線光源からの出力紫外線強度を高める強度補正を行うように構成されている。

上述の本発明に係るインクジェットプリンタにおいて、前記紫外線光源は、紫外線の出力開始から初期稼動時間を経過するまでは略一定の強度の紫外線を出力するような出力特性を有しており、前記出力制御手段は、前記初期稼動時間を経過した後に前記強度補正を行う構成が好ましい。

また、前記出力制御手段は、前記紫外線光源からの出力紫外線強度が前記印刷媒体に付着したインクを硬化可能な下限出力強度まで低下したか否かの判断を前記参照用出力特性データに基づいて行う下限判断手段（例えば、実施形態における下限判断部７８）をさらに備えた構成が好ましく、前記下限判断手段において前記紫外線光源からの出力紫外線強度が前記下限出力強度まで低下したと判断されたとき、前記出力制御手段は前記強度補正を行うことが好ましい。

なお、前記インクジェットプリンタは、前記紫外線光源からの出力紫外線強度を測定する強度測定手段（例えば、実施形態における強度測定部８０）を備え、前記出力制御手段は、前記強度測定手段において前記印刷媒体に付着したインクを硬化可能な下限出力強度が検出されたときに前記紫外線光源からの出力紫外線強度を高める強度補正を行う構成でも良い。

さらに、上述のように構成されたインクジェットプリンタにおいて、前記紫外線光源は、紫外線を出力可能な発光ダイオードを用いた構成が好ましい。

前記課題を解決するために本発明に係る印刷方法は、上述のように構成されたインクジェットプリンタを用いて行う印刷方法であって、前記印刷ヘッドおよび前記紫外線照射手段を前記媒体支持手段に支持された前記印刷媒体に対して相対移動させながら、前記印刷ヘッドからインクを吐出して前記印刷媒体に付着させるとともに前記紫外線照射手段の前記紫外線光源から出力された紫外線を前記印刷媒体に照射し付着したインクを硬化させるステップを備えている。前記印刷媒体に紫外線を照射するときに、前記出力制御手段が前記参照用出力特性データを参照して前記紫外線光源からの出力紫外線強度を補正する制御を行う。

本発明に係るインクジェットプリンタにおいて、出力制御手段は、紫外線光源の出力紫外線強度と稼動時間との関係を示した参照用出力特性データを備えおり、参照用出力特性データを参照して紫外線光源からの出力紫外線強度を高める強度補正を行う構成となっている。このように構成することにより、出力制御手段は、例えば紫外線光源の稼動時間を計測して参照用出力特性データを参照することにより、目標とする出力紫外線強度に維持するために、どのタイミング（稼動時間）において、どれだけ出力紫外線強度を高める強度補正すれば良いのかが求められる。よって、求められたタイミングにおいて強度補正することにより、紫外線光源からほぼ一定の強度の紫外線を出力させることができ、印刷品質を向上させることが可能となる。

上述の本発明に係るインクジェットプリンタにおいて、出力制御手段は、紫外線光源の出力が低下し始める初期稼動時間を経過した後に強度補正を行う構成が好ましい。このように構成された場合、出力紫外線強度が十分に確保されている初期稼動時間を経過するまでは強度補正は行わないため、出力制御手段の制御負担を軽減することができる。また、この初期稼動時間は、参照用出力特性データを参照することにより把握できるので、出力制御手段の制御構成を複雑化することなくシンプルに構成できる。

また、上述の本発明に係るインクジェットプリンタにおいて、出力制御手段は、印刷媒体に付着したインクを硬化可能な下限出力強度まで低下したか否かの判断を、参照用出力特性データに基づいて行う下限判断手段を備えた構成が好ましい。このように構成された場合、出力制御手段は、例えば紫外線光源の稼動時間を計測しながら参照用出力特性データを参照することにより、計測した稼動時間における紫外線光源の出力強度を検出できるとともに、下限出力強度まで低下したか否かを判断可能である。よって、出力制御手段をシンプルな構成としながら、強度補正のタイミングおよびそのときの補正量を把握することが可能となる。

なお、出力制御手段は、紫外線光源からの出力紫外線強度を測定する強度測定手段において下限出力強度が検出されたときに、強度補正を行う構成も好ましい。このように構成した場合、例えば紫外線光源の製造誤差等により、稼動時間と照射強度との関係に若干の誤差が生じる場合もあるが、このような場合においても、強度測定手段により直接出力紫外線強度が測定されるので、下限出力強度を下回る前に適切なタイミングで強度補正を行うことが可能となる。

上述の本発明に係るインクジェットプリンタにおいて、紫外線光源は、紫外線を出力可能な発光ダイオードを用いた構成が好ましい。このように発光ダイオードを用いて構成すると、発光ダイオードに対する例えば供給電流値を変化させると同時に出力紫外線強度が追従して変化する。そのため、出力紫外線強度の制御に対してタイムラグをほとんど生じることなく、所望の出力紫外線強度の紫外線を出力して印刷媒体に照射することが可能となり、印刷媒体に付着したＵＶインクをムラなく硬化させることが可能となる。

本発明に係る印刷方法において、出力制御手段が、紫外線光源の出力紫外線強度と稼動時間との関係を示した参照用出力特性データを参照して、紫外線光源からの出力紫外線強度を補正する制御を行う構成となっている。この構成から、参照用出力特性データを参照することにより、紫外線光源の稼動時間に応じて、目標とする出力紫外線強度に維持するために、強度補正を行うタイミングおよび強度補正量が求まる。よって、求められたタイミングにおいて強度を補正する制御を行うことにより、紫外線光源からほぼ一定の強度の紫外線を出力可能となる。

本発明を適用したインクジェットプリンタを示した斜視図である。 実施例１に係る印刷ユニットの内部（一部省略）を示した斜視図である。 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ部分を示した断面図である。 実施例１に係るＵＶＬＥＤからの紫外線の相対出力と稼動時間との関係を表したグラフである。 実施例１に係るインクジェットプリンタの制御系統を示した図である。 実施例１に係るＵＶＬＥＤの出力特性を表したグラフである。 実施例２に係る印刷ユニット近傍を示した斜視図である。 実施例２に係るインクジェットプリンタの制御系統を示した図である。 実施例２に係るＵＶＬＥＤの出力特性を表したグラフである。 実施例２に係るＵＶＬＥＤからの紫外線の相対出力と稼動時間との関係を表したグラフである。

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態である実施例１および２ついて説明する。なお、説明の便宜上、各図に示す矢印の方向を、それぞれ前後、左右および上下と称して説明する。

まず、図１〜６を参照して実施例１について説明する。図１に、本発明を適用したインクジェットプリンタの一例としての、テーブル上に固定保持された印刷媒体に対して印刷ユニットを水平面内の直交二軸（Ｘ軸−Ｙ軸）方向に移動させて、印刷媒体に対して所望の印刷を行うインクジェットプリンタ１を斜め前方から見た斜視図を示す。

インクジェットプリンタ１は、下部において土台部分を構成する支持部１０、および支持部１０の上方に移動自在となって配設された印刷部５０から構成されている。支持部１０は、本体フレーム１１、支持テーブル１２、真空ブロア１３およびコントロールユニット２０を主体に構成される。本体フレーム１１は、その上方に載置されて固定された支持テーブル１２を水平に支持するとともに、各機構の取り付けベースとなっている。支持テーブル１２の左右側端面には、前後に延びるガイド溝１２ｂ，１２ｂが形成され、後述する印刷部５０の左右に形成された前後ガイド５１ａ，５１ａと嵌合している。

支持テーブル１２の中央部分には、平板状の印刷媒体２を載置して固定保持するバキュームテーブル１２ａが形成されている。バキュームテーブル１２ａの表面には、上下に貫通する微細な空気孔が多数形成されており、これらの空気孔はバキュームテーブル１２ａの下面側に設けられた減圧室（図示せず）と連通している。真空ブロア１３は、減圧室と連通しており減圧室内の空気を排気して負圧に設定し、または減圧室に空気を送り込み空気孔から吐出させる。印刷媒体２をバキュームテーブル１２ａ上の原点位置に載置して、真空ブロア１３により減圧室が負圧に設定され、印刷媒体２がバキュームテーブル１２ａ表面に真空吸着されて固定保持される。

コントロールユニット２０は、支持テーブル１２の前端部に設置されており、操作パネル２１、停止ボタン２２およびコントローラ２３を主体に構成される。操作パネル２１には、インクジェットプリンタ１の作動を操作する操作ボタン（図示せず）、および稼動状況を表示する表示パネル（図示せず）等が設けられている。停止ボタン２２は、インクジェットプリンタ１の作動を停止させるボタンである。なお、コントローラ２３は、インクジェットプリンタ１が所望の稼動状況となるように、後述する各構成部分に作動信号を出力可能となっており、その詳細については後述する。

印刷部５０は、基部５１、ガイドレール５２および印刷ユニット６０を主体に構成される。基部５１は、左右に延びた略直方体となっており、左右端部近傍に形成された前後ガイド５１ａ，５１ａがガイド溝１２ｂ，１２ｂと嵌合し、支持テーブル１２の上方を跨いで前後にスライド移動自在に支持される。ガイドレール５２は、基部５１の前面に左右に延びて形成されている。また、後述するキャリッジ６３の後面に形成された左右ガイド６５がガイドレール５２と嵌合しており、印刷ユニット６０は左右にスライド移動自在に支持される。なお、基部５１を前後にスライド移動させる前後駆動機構５９、および印刷ユニット６０を左右にスライド移動させる左右駆動機構６９については、種々の周知技術を用いることが可能であり、本明細書ではその説明を省略する。

印刷ユニット６０は、図１および図２に示すように、印刷ヘッド６２、キャリッジ６３、右ＵＶＬＥＤユニット７０Ｒおよび左ＵＶＬＥＤユニット７０Ｌを主体に構成され、外周部がカバー６１によって覆われている。キャリッジ６３は、印刷ヘッド６２、右ＵＶＬＥＤユニット７０Ｒおよび左ＵＶＬＥＤユニット７０Ｌの取付ベースとなっている。キャリッジ６３の前端部近傍に印刷ヘッド６２が搭載されて固定され、印刷ヘッド６２の右方に右ＵＶＬＥＤユニット７０Ｒ、印刷ヘッド６２の左方に左ＵＶＬＥＤユニット７０Ｌが配設されている。このように構成された印刷ユニット６０は、左右駆動機構６９によって印刷媒体２の上方を左右に往復移動されるとともに、前後駆動機構５９によって前後にスライド移動される。

印刷ヘッド６２は、例えばマゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ），透明なクリア（Ｔ）の各色のＵＶインクに対応した色別印刷ヘッド６２Ｍ，６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｋ，６２Ｔから構成される。そして、この色別印刷ヘッド６２Ｍ，６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｋ，６２Ｔの下面には、各色のＵＶインクを下方に向けて吐出可能な複数のノズル（図示せず）が、前後左右方向に延びる平面に配設されている。

また、基部５１の左端部上面には、各色のＵＶインクを貯えた貯蔵タンク５３が配置されている。この貯蔵タンク５３は、例えば、マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｋ），クリア（Ｔ）の各色に対応した色別貯蔵タンク５３Ｍ，５３Ｙ，５３Ｃ，５３Ｋ，５３Ｔから構成されている。そして、色ごとに貯蔵タンクと印刷ヘッドとが管路（図示せず）を介して連通しており、適宜貯蔵タンクから色別印刷ヘッドにＵＶインクが送られる。なお、色別印刷ヘッド６２Ｔから吐出される透明なクリア（Ｔ）のＵＶインクを、印刷媒体２の表面に付着させることによって、光沢のある印刷を施すことが可能となる。

右ＵＶＬＥＤユニット７０Ｒと左ＵＶＬＥＤユニット７０Ｌとは同一構成となっており、以下において右ＵＶＬＥＤユニット７０Ｒを例に挙げて説明する。ここで、図２および右ＵＶＬＥＤユニット７０Ｒの断面図を示した図３を参照しながら説明する。右ＵＶＬＥＤユニット７０Ｒは、カバー７１、ＵＶＬＥＤ７２および取付部材７３を主体に構成され、前後側面、左右側面および上面が平板状のカバー７１によって覆われ下方に向けて開口している。また、カバー７１によって覆われた内部に取付部材７３が固定されており、取付部材７３に対して複数（６つ）のＵＶＬＥＤ７２が取り付けられている。なお、ＵＶＬＥＤ７２は、取付部材７３に対して脱着可能となっている。

ＵＶＬＥＤ７２は、本体部７２ａおよび集光レンズ７２ｂを主体に構成され、本体部７２ａが取付部材７３に取り付けられている。また、ＵＶＬＥＤ７２は、本体部７２ａの内部に組み込まれたＬＥＤチップ（図示せず）から発光された紫外線を、集光レンズ７２ｂによって集光させて一定の照射角度で下方に照射する。ＬＥＤチップは、コントローラ２３によって、例えば供給される電流の電流値が制御されることにより電流値に応じた強度の紫外線を出力可能となっている。なお、この実施例１においては、後述するように、稼動開始からしばらくは一定強度の紫外線を出力し、その後徐々に出力強度が低下していく特性を有したＵＶＬＥＤ７２を用いた場合を例示している。

コントローラ２３は、コントロールユニット２０の内部に構成されており、図５に示すように、前後駆動機構５９、左右駆動機構６９、右ＵＶＬＥＤユニット７０Ｒ（ＵＶＬＥＤ７２）、左ＵＶＬＥＤユニット７０Ｌ（ＵＶＬＥＤ７２）および色別印刷ヘッド６２Ｍ，６２Ｙ，６２Ｃ，６２Ｋ，６２Ｔ等に対して作動信号を出力可能に接続されている。コントローラ２３の内部のメモリー（図示せず）には、ＵＶＬＥＤ７２が紫外線を出力して稼動した（累積）稼動時間と、各稼動時間における紫外線の出力強度との関係を示した出力特性データ７９が、データベースとして記憶されている。また、コントローラ２３の内部には下限判断部７８が構成されており、後述するように、コントローラ２３はこの下限判断部７８の判断結果に基づいて、ＵＶＬＥＤ７２への供給電流値を制御して紫外線の出力強度を制御する構成となっている。

下限判断部７８は、ＵＶＬＥＤ７２（ＬＥＤチップ）に電流が供給されてＵＶＬＥＤ７２が紫外線を発光した（累積）稼働時間を計測可能となっている。さらに、下限判断部７８は、出力特性データ７９を参照することにより、計測された稼動時間におけるＵＶＬＥＤ７２からの紫外線の出力強度を読み出し、その読み出された出力強度が、印刷媒体２に付着したＵＶインクを硬化可能な下限出力強度（例えば、後述する相対出力７０％の強度）まで低下したか否かを判断可能となっている。また、出力特性データ７９を参照することにより、ＵＶＬＥＤ７２がどれだけ稼動したとき、後述するように相対出力が低下し始めるのかが把握可能である。そのため、下限判断部７８は、出力初期状態から継続して稼働時間を計測する一方で、下限出力強度まで低下したか否かの判断は、相対出力の低下が始まった後から開始する構成となっている。このように構成することにより、下限判断部７８における制御負担が軽減される。また、下限出力強度まで低下したか否かの判断は、一定時間間隔でまたは連続的に行う。なお、出力特性データ７９は、例えば後述する図６に示すような、実測して得られた紫外線の相対出力と稼動時間との関係を基にして作成されるが、ここで、平均寿命６ａ、最大寿命６ｂおよび最小寿命６ｃのうち、平均寿命６ａを基にして作成されることが好ましい。

以上ここまでは、インクジェットプリンタ１の各構成部材について説明したが、以下にインクジェットプリンタ１を用いて印刷媒体２に印刷を施す印刷方法について説明する。

まず、バキュームテーブル１２ａ上に印刷媒体２を載置して固定保持し、印刷ユニット６０を印刷媒体２の後端（または前端）に移動させる。左右駆動機構６９により印刷ユニット６０を左右に往復移動させながら、印刷ヘッド６２から印刷媒体２に向けてＵＶインクを吐出して所望のパターンで付着させる。印刷ユニット６０が右方へ移動しているとき、例えば左ＵＶＬＥＤユニット７０Ｌを稼動させて紫外線を照射させ、印刷媒体２に付着したＵＶインクを硬化させる。一方、印刷ユニット６０が左方へ移動しているとき、例えば右ＵＶＬＥＤユニット７０Ｒを稼動させて紫外線を照射させ、印刷媒体２に付着したＵＶインクを硬化させる。このように、印刷ユニット６０が左右に往復移動されながらＵＶインクの吐出および紫外線の照射を行うとともに、前後駆動機構５９により前後に移動されることによって、印刷媒体２に所望の印刷が行われる。

以上ここまでは、インクジェットプリンタ１による印刷方法について説明したが、以下に、図６を参照しながらＵＶＬＥＤ７２から出力される紫外線の強度特性について説明する。

図６に、実施例１に係るＵＶＬＥＤ７２と同様の特性を有したＵＶＬＥＤを用いた場合、紫外線を出力する出力初期状態において、そのＵＶＬＥＤが出力可能な最大の強度（相対出力１００％）の紫外線を出力させるように例えば供給電流値を設定したときの、紫外線の相対出力と稼動時間との関係を示している。この図６は、同一仕様となった複数のＵＶＬＥＤについて、稼動時間ごとに各ＵＶＬＥＤの相対出力を計測して作成したものである。ＵＶＬＥＤごとに相対出力に多少のばらつきがあり、そのばらつきの最大値同士を結ぶようにして作成されたものが最大寿命６ｂであり、一方、ばらつきの最小値同士を結ぶようにして作成されたものが最小寿命６ｃである。また、ばらつきの平均値同士を結ぶようにして作成されたものが平均寿命６ａである。

図６に示す例えば平均寿命６ａから見て取れるように、ＵＶＬＥＤは、稼動開始当初からしばらくの間は相対出力１００％の強度の紫外線を出力しているが、その後、稼動時間とともに徐々に相対出力が低下していく。ＵＶＬＥＤ７２も同様に稼動時間とともに徐々に相対出力が低下するため、ある時点において印刷媒体２に照射される紫外線光量が不足して、ＵＶインクが十分に硬化されず硬化不良が発生することがある。このような硬化不良の発生を回避するために、以下のようにしてＵＶＬＥＤ７２からの出力される紫外線の強度制御を行う。なお、以下の説明において、ＵＶＬＥＤ７２が出力可能な最大の強度に対して７０％の強度（相対出力７０％）を、ＵＶインクを硬化可能な下限出力強度と仮定する。よって、相対出力７０％よりも高い強度の紫外線が出力される場合には、印刷媒体２に付着したＵＶインクは硬化され、一方、相対出力７０％に満たない強度の紫外線が出力される場合には、硬化不良を発生することがあるものとして説明する。

以上、ＵＶＬＥＤ７２から出力される紫外線の強度特性について説明したが、以下に、コントローラ２３による右ＵＶＬＥＤユニット７０Ｒ（ＵＶＬＥＤ７２）および左ＵＶＬＥＤユニット７０Ｌ（ＵＶＬＥＤ７２）から出力される紫外線の強度制御について、図４に示すグラフ４ｂ，グラフ４ｃ，グラフ４ｄおよび図５を参照しながら説明する。なお、図４に２点鎖線で示したグラフ４ａは、図６の平均寿命６ａに相当するものであって、本実施例における制御とは直接関係しないが参照用として記載している。グラフ４ａから分かるように、仮に、ＵＶＬＥＤ７２から紫外線を出力させる出力初期状態において、相対出力１００％となるようにコントローラ２３がＵＶＬＥＤ７２への供給電流値を例えばａ１に設定した場合、稼動時間ｔ１だけ経過したときに相対出力が７０％まで低下する。

本実施例における制御では、グラフ４ａのような強度特性を有したＵＶＬＥＤ７２を用いて、ＵＶＬＥＤ７２への供給電流値を、まず出力初期状態において例えば相対出力８０％となるようａ２に制御し、その後ａ２からａ３、さらにａ３からａ１へと上げる場合を例示する。上記制御において、ＵＶＬＥＤ７２への供給電流値を、設定可能な最大の供給電流値であるａ１へ最終的に上げるように制御を行うことが好ましい。このように制御を行った場合、ＵＶＬＥＤ７２が有する紫外線の出力性能を十分に活用して、より長期間にわたって所望の強度の紫外線を出力可能となる。なお、本実施例では、ＵＶＬＥＤ７２への供給電流値を２回上げる（ａ２からａ３およびａ３からａ１）場合の制御について説明するが、１回または３回以上上げるように制御を行っても良い。

本実施例において、出力初期状態において例えばＵＶＬＥＤ７２への供給電流値をａ２に制御した場合、稼動時間ｔ２だけ経過したとき相対出力が７０％まで低下すると仮定する。ここで、上記の稼動時間と相対出力との関係が、出力特性データ７９としてコントローラ２３内のメモリーに記憶されている。そのため、下限判断部７８は、稼動時間ｔ２を計測して出力特性データ７９を参照することにより、稼動時間ｔ２において相対出力が７０％に低下していることを検出できる。また、その後例えばＵＶＬＥＤ７２への供給電流値をａ２からａ３に上げる制御を行った場合、稼動時間ｔ３だけ経過したとき相対出力が７０％まで低下することも出力特性データ７９として記憶されている。さらに、その後例えばＵＶＬＥＤ７２への供給電流値をａ３からａ１に上げる制御を行った場合、稼動時間ｔ４だけ経過したとき相対出力が７０％まで低下するということも出力特性データ７９として記憶されている。なお、ＵＶＬＥＤ７２への供給電流値の大小関係は、ａ２＜ａ３＜ａ１となっているものとする。

本実施例における制御では、まず出力初期状態において、図４のグラフ４ｂに示すように、例えば相対出力が８０％となるように供給電流値をａ２に設定する。このように設定することにより、稼動開始から稼動時間ｔ０だけ経過するまでは相対出力がほとんど低下することなく、ＵＶＬＥＤ７２から相対出力が８０％の強度の紫外線が出力される。このとき、下限判断部７８は、稼動開始から稼動時間ｔ０だけ経過するまでの間において、継続して稼働時間を計測しているが、下限出力強度まで低下したか否かを判断は行っておらず、稼動時間ｔ０だけ経過した後から開始する。ここで、グラフ４ａの場合と比較してＵＶＬＥＤ７２への供給電流値が低く、ＵＶＬＥＤ７２（ＬＥＤチップ）に対する電気的負担が軽減されているため、稼動時間ｔ１を経過した時点において相対出力は７０％よりも高い紫外線を出力可能となっている。

そして、例えば稼動時間ｔ２（＞稼働時間ｔ１）だけ経過したときに相対出力が７０％まで低下する。下限判断部７８は、出力特性データ７９を参照して、計測した稼動時間ｔ２におけるＵＶＬＥＤ７２からの紫外線の出力強度を読み出し、その読み出された出力強度が相対出力７０％であることが検出されることにより、下限出力強度まで低下したと判断する。下限判断部７８において、相対出力が７０％まで低下したと判断されると、コントローラ２３は、例えば相対出力が再び８０％となるように供給電流値をａ２からａ３へと上げる制御を行う。このように、供給電流値をａ３に上げる制御を行うことによって、グラフ４ｃに示すようにＵＶＬＥＤ７２は再び相対出力８０％の紫外線を出力可能となる。

供給電流値をａ３に上げる制御を行った後、ＵＶＬＥＤ７２から出力される紫外線の相対出力は稼動時間とともに低下して、例えば稼動時間ｔ３だけ経過したとき相対出力が再び７０％まで低下する。下限判断部７８は、出力特性データ７９を参照して、計測した稼動時間ｔ３におけるＵＶＬＥＤ７２からの紫外線の出力強度を読み出すことにより、下限出力強度まで低下したと判断する。このとき、コントローラ２３は、例えば相対出力が再び８０％となるように供給電流値をａ３からａ１へと上げる制御を行う。このように、供給電流値をａ１に上げる制御を行うことによって、グラフ４ｄに示すようにＵＶＬＥＤ７２は再び相対出力８０％の紫外線を出力可能となる。

上記制御の後、ＵＶＬＥＤ７２から出力される紫外線の相対出力は稼動時間とともに低下して、例えば稼動時間ｔ４だけ経過したときに相対出力が再び７０％まで低下する。下限判断部７８は、出力特性データ７９を参照して、計測した稼動時間ｔ４におけるＵＶＬＥＤ７２からの紫外線の出力強度を読み出すことにより、下限出力強度まで低下したと判断する。ここで、相対出力を上げる制御を行うことなく稼動時間ｔ４を超えてこのＵＶＬＥＤ７２を継続使用すると、相対出力が７０％に満たない強度の紫外線が出力されることにより硬化不良が発生し得る。ところで、供給電流値ａ１はＵＶＬＥＤ７２に対して設定可能な最大の供給電流値であり、これ以上供給電流値を上げる制御を行って、相対出力を高めることはできない。よって、稼動時間ｔ４だけ経過した時点において、このＵＶＬＥＤ７２は寿命に達したと判断されて交換される。

ここで、実施例１に係るインクジェットプリンタ１の主な効果についてまとめると以下のようになる。第１に、コントローラ２３は、ＵＶＬＥＤ７２から出力される紫外線の強度が、例えば相対出力７０％から相対出力８０％の範囲となるように強度制御を行う構成となっている。この強度制御は、ＵＶインクを硬化させるために少なくとも必要とされる下限出力強度を確保しつつ、ＵＶインクを硬化させることに対して過剰に相対出力の高い紫外線をＵＶＬＥＤ７２から出力させないような強度制御をとなっている。このように強度制御されることにより、ＵＶインクはほぼ一定の相対出力となった紫外線が照射されるのでムラなく硬化され、印刷品質を向上させることが可能となる。

第２に、稼動時間とともに相対出力が低下して、例えば下限出力強度まで低下したとき、ＵＶＬＥＤ７２への供給電流値を上げる制御を行って、相対出力を高める強度制御が可能となっている。このような強度制御ができることにより、一度紫外線の強度が下限出力強度まで低下したＵＶＬＥＤ７２を、再び下限出力強度より高い強度の紫外線を出力させることが可能となり、ＵＶＬＥＤ７２を継続して使用することができる。よって、ＵＶＬＥＤ７２の稼動開始から寿命と判断されるまでの稼動時間を長く延ばすことができる。図４を用いて具体的に説明すると、従来ＵＶＬＥＤ７２は稼動時間ｔ１だけ経過したときに寿命と判断されて交換されていたが、実施例１の構成によれば稼動時間ｔ４まで交換時期を延ばすことが可能となる。

第３に、下限出力強度が相対出力に換算して例えば７０％のとき、出力初期状態において上限出力強度に満たない相対出力８０％となるように、ＵＶＬＥＤ７２への供給電流値を制御している。そのため、従来のように出力初期状態において相対出力１の紫外線を出力させる場合と比較して、ＵＶＬＥＤ７２への供給電流値は低くなるので、ＵＶＬＥＤ７２に対する電気的負担が軽減される。よって、相対出力が下限出力強度に低下するまでの稼動時間を延ばすことが可能となって、ＵＶＬＥＤ７２の交換時期を遅らせることができる。

以下に、図７〜１０を参照しながら実施例２について説明する。図７は印刷ユニット６０近傍の斜視図を、図８は制御系統を、図９は実施例２に係るＵＶＬＥＤ７２の出力特性を、図１０は実施例２に係るＵＶＬＥＤ７２からの紫外線の相対出力と稼動時間との関係をそれぞれ示している。なお、実施例２に係るインクジェットプリンタ１'は、その構成の大部分が上記実施例１で述べたインクジェットプリンタ１と共通であり、同一部分には同一番号を付してその説明を省略する一方、インクジェットプリンタ１と異なる構成を中心に説明する。

図７に示すように、右ＵＶＬＥＤユニット７７Ｒおよび左ＵＶＬＥＤユニット７７Ｌの上部にはそれぞれ、ＵＶＬＥＤ７２に対する供給電流値を制御する右制御基板７５Ｒおよび左制御基板７５Ｌが搭載されている。コントローラ２３から右制御基板７５Ｒおよび左制御基板７５Ｌに作動信号が出力され、これら制御基板７５Ｒ，７５Ｌを介して、各ＵＶＬＥＤユニット７７Ｒ，７７ＬにおけるＵＶＬＥＤ７２の相対出力が制御可能となっている（図８参照）。なお、この実施例２においては、稼動時間の経過とともに徐々に相対出力が低下していく特性を有したＵＶＬＥＤ７２を用いた場合を例示している（図９参照）。

図７において、基部５１の左端内部には、強度測定部８０が搭載されている。この強度測定部８０は、各ＵＶＬＥＤユニット７７Ｒ，７７ＬにおけるＵＶＬＥＤ７２から下方に向けて照射される紫外線の強度を測定可能に構成され、測定された強度はコントローラ２３に出力されるようになっている。なお、強度測定部８０の搭載位置は、基部５１の左端内部に限られず、例えばキャリッジ６３に搭載した構成でも良い。

コントローラ２３は、図８に示すように、内部にＵＶＬＥＤ７２の出力特性データ７９'を備えている。図９にこの出力特性データ７９'の一例を示しており、実施例２におけるＵＶＬＥＤ７２は、供給電流値の大小により光量の低下割合が異なる特性を有しており、グラフ９ａは電流値が大、グラフ９ｃは小、グラフ９ｂはこれらの中間値に設定された場合を示している。上記グラフ９ａ〜９ｃから分かるように、例えば所定相対出力Ｋ１に低下するまでの稼動時間を比較すると、電流値が大のグラフ９ａは稼動時間Ｄ１、電流値が小のグラフ９ｃは稼動時間Ｄ３（＞Ｄ１）、グラフ９ｂは稼動時間Ｄ２（Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３）となっている。

さらに詳細には、ある相対出力に低下するまでの稼動時間は、供給電流値の大きさの２乗に反比例して短くなるような特性を有している。具体的に説明すると、ある供給電流値Ｂ１に設定された場合と、その供給電流値Ｂ１に対して２倍の供給電流値Ｂ２に設定された場合とを考えた場合、供給電流値Ｂ２に設定された場合の稼動時間は、供給電流値Ｂ１の場合の１／４になる。このことから分かるように、過大な供給電流値に設定されると短期間のうちに急激に出力が低下して、必要な相対出力が得られなくなってしまう(寿命に達してしまう)ため、必要とされる相対出力を確保しつつ、なるべく小さな供給電流値に設定することが、ＵＶＬＥＤ７２の寿命を延ばすために重要となる。

以上、インクジェットプリンタ１'の構成について説明したが、以下に、コントローラ２３によるＵＶＬＥＤ７２から出力される紫外線の強度制御について、図１０を参照しながら説明する。以下の説明においては、稼動初期の供給電流値を設定可能な最大電流値に対して７０％に設定し、７０％から１０％ずつ（７０％から７７％、７７％から８５％、８５％から９３％へと順に）上昇させる制御を例示して説明する。なお、供給電流値および上昇させる回数は上記の場合に限定されず、ＵＶインクの種類等に応じて種々に設定可能である。また、以下において、稼動時間に関して具体的な数値を示しているが、インクジェットプリンタ１'の特徴を分かり易く説明するための例示であって、この数値に限定して解釈されるものではない。

図１０中に１点鎖線で示したグラフ１０ａは、本発明には関係しないが比較用として記載しており、最大の供給電流値に設定して稼動させた場合を示している。この場合、稼動初期において相対出力は７０％を大きく上回っており、その後徐々に低下していき、約２０５０時間稼動したときに、インクを硬化させるために必要とされる例えば相対出力７０％の強度に低下する。このように、従来の強度補正を行わない構成においては、最大の供給電流値、またはそれを若干下回る比較的高い供給電流値で稼動させ、約２０５０時間を経過した時点で寿命と判断してＵＶＬＥＤ７２を交換することで、相対出力７０％を確保して硬化不良の発生を防止していた。

上記従来の構成に対して、実施例２に係るインクジェットプリンタ１'においては、コントローラ２３は、出力特性データ７９'を参照することで、相対出力７０％を若干上回る出力（例えば、相対出力８０％）となる供給電流値（例えば、最大の供給電流値の７０％）に設定して稼動を開始させる（グラフ１０ｂ参照）。このとき、強度測定部８０は、ＵＶＬＥＤ７２からの紫外線の強度を連続的に測定するとともに、その測定結果はコントローラ２３に出力される。例えば稼動開始から約１６００時間経過したときに、相対出力が７０％に低下するとともに、この出力が強度測定部８０で測定される。コントローラ２３は、制御基板７５Ｒ，７５Ｌを介してＵＶＬＥＤ７２への供給電流値を７０％から７７％へと上げる制御を行うことで、再びＵＶＬＥＤ７２から相対出力７０％を若干上回る紫外線を出力させることが可能となる（グラフ１０ｃ参照）。このように、ＵＶＬＥＤ７２から出力される紫外線の強度が、実際に強度測定部８０で測定されるので、例えばＵＶＬＥＤ７２が製造誤差により平均的な強度の低下割合とは異なる場合においても、相対出力が７０％に低下した時点を正確に検出することが可能である。

上記のように、供給電流値を７７％に上げた後、約１０００時間稼動した時点で再び相対出力が７０％に低下するとともに、この出力が強度測定部８０で測定される。このときも上述のように、コントローラ２３は、ＵＶＬＥＤ７２への供給電流値を７７％から８５％へと上げる制御を行うことで、相対出力７０％を若干上回る紫外線を出力させることができる（グラフ１０ｄ参照）。この制御の後、約８００時間経過した時点で再び相対出力が７０％に低下するが、このときさらに、供給電流値を８５％から９３％へと上げる制御を行う（グラフ１０ｅ参照）。そうすることで、相対出力７０％を若干上回る紫外線を出力させることが可能で、この供給電流値を９３％に設定した後、約６５０時間経過後に相対出力が７０％に低下し、この時点でＵＶＬＥＤ７２は寿命と判断されて交換される。また、さらに供給電流値を７％上げて最大値に設定することにより、再び相対出力７０％を若干上回る紫外線を出力させることが可能で、こうすれば一層稼動時間（寿命）を延ばすことができる。

上述のように強度制御を行わない従来の構成においては、約２０５０時間稼動した時点で寿命と判断されて交換されていた。一方、実施例２に係るインクジェットプリンタ１'においては、強度測定部８０において相対出力が７０％であることが検出される毎に、ＵＶＬＥＤ７２への供給電流値を上げる制御を行うことで、合計約４０５０時間にわたって稼動させることが可能となり、従来の構成と比較すると、約２倍稼動時間を延ばすことができるようになる。

上述の実施例１において、下限判断部７８は、稼動時間ｔ０だけ経過した後から相対出力が下限出力強度まで低下したか否かの判断を開始する構成となっているが、ここでの下限判断部７８におけるＵＶＬＥＤ７２の稼動時間の計測は、例えば以下のようにして行うこともできる。まず、下限判断部７８は、インクジェットプリンタ１の電源がオフ操作されたとき、前回までの稼動時間に、今回インクジェットプリンタ１の電源がオン操作されてからオフ操作されるまでのＵＶＬＥＤ７２の稼動時間を加えて求められた稼動時間を記憶する。そして、下限判断部７８は、その次にインクジェットプリンタ１の電源がオン操作されたとき、記憶されている前回までの稼動時間と出力特性データ７９とを比較し、前回までの稼動時間が稼動時間ｔ０に達したか否かを判断することができる。

また、上述の実施例１において、下限判断部７８によるＵＶＬＥＤ７２の稼動時間は、印刷媒体２の印刷枚数を基にして、以下の第１から第４のいずれかに示すようにして求めることも可能である。第１に、下限判断部７８は、印刷された印刷媒体２ごとにＵＶＬＥＤ７２の稼動時間を求めることが可能である。第２に、下限判断部７８に、予め印刷枚数と稼動時間との対応関係を示したデータベースを記憶させておき、その都度印刷媒体２の印刷枚数と上記データベースとを比較参照し、稼動時間を求めることが可能である。第３に、下限判断部７８に、予め印刷枚数に対応する稼動時間を算出する近似式を記憶させておき、その都度印刷媒体２の印刷枚数を上記近似式にあてはめ、稼動時間を求めることが可能である。第４に、下限判断部７８は、印刷枚数から稼動時間を求めるのではなく、稼動時間に対応する基準印刷枚数を予め記憶しておく。そして、下限判断部７８は、印刷枚数と基準印刷枚数とを比較参照することにより、稼動時間を求めることが可能である。この場合、下限判断部７８は、印刷媒体２の印刷枚数のみを取り扱う構成でありながら、稼動時間を求めることが可能となる。

さらに、上述の実施例１において、下限判断部７８によるＵＶＬＥＤ７２の稼動時間の求め方は、例えば貯蔵タンク５３の交換回数を稼動時間に対応させて求めても良い。このように構成した場合、最も使用頻度の高い色の色別貯蔵タンクの交換回数を基準とすることが好ましい。

また、上述の実施例１において、紫外線の強度が下限出力強度である相対出力７０％に低下したとき、制御目標である相対出力８０％となるように紫外線の強度制御を行っている。しかし、ここでの相対出力７０％および相対出力８０％は例示であって、この制御方法に限定されない。例えば、印刷媒体２の種類、ＵＶインクの種類および印刷ユニット６０の往復移動速度等の各印刷条件によって、最適な下限出力強度および制御目標とする相対出力を設定することが好ましい。

さらに、上述の実施例１において、下限判断部７８に記憶されているデータベースは、
図６に示す最小寿命６ｃを基にして作成されても良い。このようにしてデータベースが作成されると、ＵＶＬＥＤ７２ごとに相対出力の低下にばらつきがある場合においても、紫外線の強度が下限出力強度である相対出力７０％を下回る前に、下限判断部７８において相対出力が７０％まで低下したと判断可能となる。よって、下限出力強度よりも低い強度の紫外線が出力されることによる硬化不良の発生を確実に防止できる。

上述の実施例１および２において、供給電流値を制御して出力される紫外線の強度制御を行っているが、このような強度制御方法に限定されない。例えば、ＵＶＬＥＤ７２に印加される電圧値を制御することによって紫外線の強度制御を行う方法でも良い。

また、上述の実施例１および２において、バキュームテーブル１２ａ上に固定保持された印刷媒体２に印刷を行う構成（いわゆるフラットベッド）となっているが、この構成に限定されない。例えば、送り出し機構および巻き取り機構を追加して設けることにより、本発明をシート状の印刷媒体を搬送させながら印刷を行うインクジェットプリンタにも適用可能である。

１ インクジェットプリンタ
２ 印刷媒体
１２ａ バキュームテーブル（媒体支持手段）
２３ コントローラ（出力制御手段）
６２ 印刷ヘッド
７０Ｒ 右ＵＶＬＥＤユニット（紫外線照射手段）
７０Ｌ 左ＵＶＬＥＤユニット（紫外線照射手段）
７２ ＵＶＬＥＤ（紫外線光源）
７８ 下限判断部（下限判断手段）
７９ 出力特性データ（参照用出力特性データ）
８０ 強度測定部（強度測定手段）

Claims (5)

1. 印刷ヘッドを媒体支持手段に支持された印刷媒体に対向させた状態で前記印刷媒体に対して相対移動させながら、前記印刷ヘッドからインクを吐出させて前記印刷媒体の表面に所望の印刷を施すインクジェットプリンタにおいて、
   印刷媒体に紫外線を照射して前記印刷媒体に付着したインクを硬化させる紫外線光源を備えた紫外線照射手段と、
   前記紫外線光源からの出力紫外線強度を制御する出力制御手段とを備えて構成され、
   前記出力制御手段は、前記紫外線光源の出力紫外線強度と稼動時間との関係を示した参照用出力特性データを備え、前記参照用出力特性データを参照して前記紫外線光源への供給電流値を上げることによって前記紫外線光源からの出力紫外線強度を高める強度補正を行い、
   前記出力制御手段は、前記紫外線光源からの出力紫外線強度が前記印刷媒体に付着したインクを硬化可能な下限出力強度まで低下したか否かの判断を、前記参照用出力特性データと、前記稼動時間とに基づいて行う下限判断手段をさらに備え、
   前記出力制御手段は、前記下限判断手段において前記紫外線光源からの出力紫外線強度が前記下限出力強度まで低下したと判断されたとき前記強度補正を行う動作を繰り返して行うとともに、前記動作を行う場合に、後に行う前記動作における前記供給電流値が、前に行った前記動作における前記供給電流値より大きくなるように前記動作を行い、
   前記出力制御手段は、前記印刷媒体に付着したインクを硬化させることに対して過剰に相対出力の高い紫外線を前記紫外線光源から出力させないように、出力初期状態において前記紫外線光源からの出力紫外線強度を上限出力強度未満に制御することを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 前記紫外線光源は、紫外線の出力開始から初期稼動時間を経過するまでは略一定の強度の紫外線を出力するような出力特性を有しており、
   前記出力制御手段は、前記初期稼動時間を経過した後に前記強度補正を行うことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
3. 前記インクジェットプリンタは、前記紫外線光源からの出力紫外線強度を測定する強度測定手段を備え、
   前記出力制御手段は、前記強度測定手段において前記印刷媒体に付着したインクを硬化可能な下限出力強度が検出されたときに前記紫外線光源からの出力紫外線強度を高める強度補正を行うことを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタ。
4. 前記紫外線光源は、紫外線を出力可能な発光ダイオードを用いて構成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタを用いて行う印刷方法であって、
   前記印刷ヘッドおよび前記紫外線照射手段を前記媒体支持手段に支持された前記印刷媒体に対して相対移動させながら、前記印刷ヘッドからインクを吐出して前記印刷媒体に付着させるとともに前記紫外線照射手段の前記紫外線光源から出力された紫外線を前記印刷媒体に照射し付着したインクを硬化させるステップを備え、
   前記印刷媒体に紫外線を照射するときに、前記出力制御手段が前記参照用出力特性データを参照して前記紫外線光源からの出力紫外線強度を補正する制御を行うことを特徴とする印刷方法。

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