JP2005280245A - 画像形成装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギー付与硬化型インク又は相変化型インクを用い、インク表面の割れや剥がれを回避しつつ記録媒体上のインクの平滑化を行い、光沢感のある画像定着を実現することができる画像形成装置及び方法を提供する。
【解決手段】吐出ヘッド（１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２ＣＬ）から記録媒体（２０）にインクを吐出して作像し、半固溶化硬化手段（１６Ａ〜１６Ｅ）によってインクを他色インクと接液状態でも混色を起こさない程度の粘度の半固溶状態に硬化させる。この完全に硬化していない柔軟なインク状態において平滑化手段（１７）でインクを加圧し平坦化する。その後、本硬化手段（１８）によって半固溶状態のインクを搬送ハンドリングにおいてもインクこすれ等による画質劣化を起こさない程度に硬化定着させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は画像形成装置及び方法に係り、特にインクジェットヘッドからインクを吐出して記録媒体上に画像を形成する画像形成装置及びその画像形成方法に関する。

特許文献１には、シート状のペーパ（被印刷物）にインクを吐出する画像形成部と、この画像形成部によって画像形成された被印刷物を加圧する加圧部とを備えたインクジェットプリンタが開示されている。このプリンタは、画像形成部によって被印刷物上に形成した画像のインクの表面凹凸を加圧して平坦化することにより、画像に光沢を与えるように構成されている。
特開２００１−１５１２号公報

しかしながら、特許文献１は描画インクとして顔料インク或いは染料インクを用いることを想定した技術である。一方、インクジェット方式の画像形成装置において紫外線硬化型のインクを使用する技術が知られている。紫外線硬化型インクを使用すると、多様な記録媒体に画像形成が可能であり、記録媒体を広く選択できる等のメリットが生れる。ところが、特許文献１に開示された技術内容の範囲で紫外線硬化型インクを用いた場合、加圧平坦化の際にインク表面の割れや剥がれが発生するなどの不具合が生じる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、紫外線硬化型インクに代表されるエネルギー付与硬化型インク又はソリッドインクに代表される相変化型インクを用い、インク表面の割れや剥がれを回避しつつ、光沢感のある画像定着を実現するとともに、カラー画像形成時における異色インク間の混色による画質劣化を防止することができる画像形成装置及び方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る画像形成装置は、インクを吐出するノズルを有する吐出ヘッドと、前記吐出ヘッド及び記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記吐出ヘッドと前記記録媒体を相対移動させる搬送手段と、前記吐出ヘッドに対する前記記録媒体の相対的搬送方向における前記吐出ヘッドの下流側に配置され、その上流側にある吐出ヘッドから吐出されたインクを他色インクと接液状態でも混色を起こさない程度の粘度の半固溶状態に硬化させる半固溶化硬化手段と、前記半固溶化硬化手段の下流側に配置され、前記記録媒体上のインクを平滑化する平滑化手段と、前記平滑化手段の下流側に配置され、前記記録媒体上のインクを搬送ハンドリングにおいてもインクこすれ等による画質劣化を起こさない程度に硬化定着させる本硬化手段と、を備えたことを特徴とする。

本発明によれば、吐出ヘッドから吐出させたインクを硬化させる手段として半固溶化硬化手段と本硬化手段とを設け、これら二つの硬化手段によってインクを段階的に硬化させ、硬化の進行を制御している。吐出ヘッドによるインク吐出直後は、当該吐出ヘッド下流の半固溶化硬化手段によってインクを半固溶状態（完全に硬化しない半硬化状態、或いは高粘度状態）に硬化させる。半固溶状態のインクは比較的柔軟で変形し易いため、この半固溶状態において平滑化手段を作用させ、インク面の凹凸を平坦にする。平滑化処理を終えた後に、本硬化手段によってインクを搬送ハンドリングにおいてもインクこすれ等による画質劣化を起こさない程度に硬化定着させる。これにより、確実にインク面を平滑化することができ、インクの重なり量の違いによって生じる表面の不均一感を解消することができる。また、本硬化していない柔軟なインク状態で平滑化（表面均一化）が可能なため、加圧平坦化の際にインク表面の剥がれや割れを防止できる。

なお、本発明における「ハンドリング」とは、[1] 本硬化手段の下流側搬送工程におけるローラや搬送ガイド等と画像面との擦れ、[2] プリント集積部におけるプリント同士の擦れ、[3] 仕上がったプリントを実際に取り扱うときに種々の物体による擦れ、などを意味し、「本硬化」とは、上記ハンドリングを行っても画像劣化しない程度に硬化液滴が硬化しているレベルを意味する。したがって、「本硬化」とは必ずしも硬化反応が完了していることを意味するものではない。

また、カラー画像を形成する場合には、複数色のインクを用いて色別にインク吐出と半固溶化硬化処理とを繰り返し、最終色の半固溶化処理の後段において平滑化処理を行う態様が好ましい。かかる態様によれば、先行して吐出された色のインクが半固溶状態のときに次色のインクが吐出されるため、これら異色インク同士を重ねたときに混色せず、色間ブリーディングによる画質劣化を防止することができる。また、記録媒体上に吐出されたインクは半固溶化硬化手段によって短時間で半固溶化状態となるため、浸透性の高い記録媒体についても滲みを防止する効果もある。

本発明において、描画インクには、紫外線硬化型インクに代表されるエネルギー付与硬化型インク又はソリッドインクに代表される相変化型インクを好適に用いることができる。エネルギー付与硬化型インクは、可視光や紫外線を含む電磁波、Ｘ線、電子線などの輻射線等によるエネルギーを付与することで硬化する性質を有するインクであり、半固溶化硬化手段及び本硬化手段を用いて段階的にエネルギーを付与することにより硬化の進行が制御される。

ソリッドインクは、常温で固体であり、加熱によって低粘度化する性質を有している。したがって、ソリッドインクを用いる場合には、半固溶化硬化手段として加熱手段を用い、本硬化手段として冷却手段を用いる。

吐出ヘッドの構成例として、記録媒体の全幅に対応する長さにわたってインク吐出用の複数のノズルを配列させたノズル列を有するフルライン型のインクジェットヘッドを用いることができる。カラー画像を形成する場合は、複数色のインクの色別にかかるフルライン型インクジェットヘッドを配置する構成がある。

フルライン型のインクジェットヘッドは、通常、記録媒体の相対的な送り方向（相対的搬送方向）と直交する方向に沿って配置されるが、搬送方向と直交する方向に対して、ある所定の角度を持たせた斜め方向に沿ってインクジェットを配置する態様もあり得る。更には、記録媒体の全幅に対応する長さに満たないノズル列を有する短尺の記録ヘッドユニットを複数個組み合わせることによって、これらユニット全体として記録媒体の全幅に対応するノズル列を構成する形態もあり得る。

「記録媒体」は、吐出ヘッドの作用によって画像の記録を受ける媒体（印字媒体、被画像形成媒体、被記録媒体、受像媒体など呼ばれ得るもの）であり、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フイルム、布、吐出ヘッドによって配線パターン等が形成されるプリント基板、その他材質や形状を問わず、様々な媒体を含む。

記録媒体と吐出ヘッドを相対的に移動させる搬送手段は、停止した（固定された）吐出ヘッドに対して記録媒体を搬送する態様、停止した記録媒体に対して吐出ヘッドを移動させる態様、或いは、吐出ヘッドと記録媒体の両方を移動させる態様の何れをも含む。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の画像形成装置の一態様に係り、前記平滑化手段は、前記記録媒体上のインクを加圧する加圧手段を含んで構成されることを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の画像形成装置の一態様に係り、前記平滑化手段は、更に前記記録媒体上のインクを加熱する加熱手段を含んで構成されることを特徴とする。

請求項２に示すように、加熱手段を用いずに、インクを加圧する加圧手段のみによっても平滑化は可能である。また、請求項３に示すように、加熱手段と加圧手段とを組み合わせる構成によれば、インクと記録媒体の種類によっては、より効率的に平滑化することができる。例えば、加熱によってインクの硬化が進行する種類のインクを用いる場合は、平坦化を進めながら硬化反応を促進することができ、本硬化手段の付与エネルギーを小さくすることができる。

請求項４記載の発明は、請求項１、２又は３記載の画像形成装置の一態様に係り、前記吐出ヘッドにエネルギー付与硬化型インクを供給するインク供給手段を備えたことを特徴とする。

描画インクにエネルギー付与硬化型インクを用いる場合には、半固溶化硬化手段によって本硬化に必要なエネルギーに満たない比較的低エネルギーの付与を行い、インクを他色インクと接液した状態でも混色を起こさない程度の粘度に保たれるレベルの半固溶状態に硬化させる。そして、平滑化処理後の本硬化手段によって本硬化に足る比較的高エネルギーの付与を行い、インクを硬化定着させる。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の画像形成装置の一態様に係り、前記吐出ヘッドは、複数色のインクの色ごとに設けられるとともに、これら色別の複数の吐出ヘッドはエネルギー付与による硬化感度の鈍いインク色の順番に上流側から配置され、各吐出ヘッドの下流側にそれぞれ前記半固溶化硬化手段が配置されていることを特徴とする。

複数色のインクを用いてカラー画像を形成する装置構成において、色別に吐出ヘッドを設ける態様がある。エネルギーの吸収効率の違い等のため、インクの色によって硬化感度が異なる現象がある。したがって、請求項５に記載のとおり、硬化感度の鈍い色の順番に上流側から順に吐出ヘッドを並べ、各吐出ヘッドの下流にそれぞれ半固溶化硬化手段を配置する構成にすることで、硬化感度の鈍いインク程、半固溶化硬化手段の処理領域を通過する回数が多くなる。

このため、色別の吐出ヘッドによる作像工程が順次進むにつれて、半固溶化硬化手段の処理領域の通過回数に応じてインクの硬化が促進され、最終の半固溶化硬化手段の後段に配置された前記平滑化手段による平滑処理時の色間の液状態差（半固溶化状態）を平準化できる。

請求項６記載の発明は、請求項１乃至５の何れか１項記載の画像形成装置の一態様に係り、前記記録媒体の種類、インクの種類及びインク着弾量のうち少なくとも１つの条件に応じて前記平滑化手段の平滑化条件及び前記半固溶化硬化手段により付与するエネルギーのうち少なくとも一方を制御する制御手段を備えたことを特徴とする。

「記録媒体の種類」は、材質、サイズ、厚さ、反射率、密着性、浸透性などの観点から識別することができる。記録媒体の種類を把握する手段は、実際に記録媒体の厚さや反射率を測定する手段（検出手段）に限らず、使用される記録媒体の種類を自動判別するなどして、種類毎に整理されたデータテーブル等を参照して各記録媒体の特性を把握する構成でもよい。また、使用する記録媒体の紙種や厚さ等をユーザが所定の入力装置等を操作して入力する構成も可能である。

「インクの種類」を示す情報を取得する手段としては、例えば、インクタンクのカートリッジの形状（インク種を識別可能な特定の形状）、或いはカートリッジに組み込まれたバーコードやＩＣチップなどからインクの物性情報を読み取る手段を用いることができる。その他、所定の入力装置（ユーザインターフェース）を利用してオペレータが必要な情報を入力する構成も可能である。

「インク着弾量」は、プリント対象の画像データに基づいて、インク吐出量情報から把握することができる。これらプリントに関する条件に基づいて、適切な平滑化処理及び／又は半固溶化硬化処理を行うように諸条件を制御することで、過度な平滑化処理で発生するインクの剥離や割れを防止でき、一層良好な画像定着が可能になる。

請求項７記載の発明は、請求項１、２又３記載の画像形成装置の一態様に係り、請求項１記載の画像形成装置において更に、相変化型インクを前記吐出ヘッドに供給する相変化型インク供給手段を備え、前記吐出ヘッドは、前記相変化型インクを高温溶融状態で吐出し、前記本硬化手段は、冷却により前記相変化型インクを本硬化することを特徴とする。

相変化型インクを使用する場合、吐出ヘッド内では高温溶融状態で保持され、ノズルから液として吐出される。半固溶化硬化手段は、吐出ヘッドから吐出された相変化型インクを半固溶状態に保持する程度の熱をインクに与える。本硬化手段は、当該半固溶状態のインクを搬送ハンドリングにおいてもインクこすれ等による画質劣化を起こさない程度に硬化定着させるべく、記録媒体上のインクを冷却する。

請求項８記載の発明は、請求項１乃至７の何れか１項記載の画像形成装置の一態様に係り、有色インクを吐出する吐出ヘッドの後段にクリアインクを吐出するための吐出ヘッドが設けられていることを特徴とする。

カラー画像の描画に必要な有色のインクを吐出する吐出ヘッドの後段に表面平準化のためのクリアインクを吐出する吐出ヘッドを設け、有色インクが打滴されていない記録媒体上エリア若しくは有色インクの打滴量が他の領域と比べて少ないエリアなどにクリアインクを打滴して、各描画点のインク打滴量を概ね均一化し、その後平滑化手段による平滑化処理を行う態様が好ましい。

請求項９記載の発明は、請求項１乃至８の何れか１項記載の画像形成装置の一態様に係り、前記平滑化手段を所定の平滑化処理位置から所定の退避位置へと移動させる退避駆動機構を備えていることを特徴とする。

平滑化手段を移動可能な構成とし、インクの平坦化（光沢付与）が不要な場合は、平滑化手段を退避位置に移動させ、平滑化処理を省略する。これにより、インク面の凹凸を残したまま本硬化手段にて硬化定着が行われる。このように、必要に応じて平滑化手段の使用／不使用を選択できる構成が好ましい。

請求項１０記載の発明は前記目的を達成する方法発明を提供する。すなわち、請求項１０に係る発明は、インク吐出用のノズルを有する吐出ヘッドから記録媒体に向けてインクを吐出するとともに、前記吐出ヘッド及び前記記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記吐出ヘッドと前記記録媒体を相対移動させ、前記記録媒体上に画像を形成する画像形成方法であって、前記吐出ヘッドによって前記記録媒体上にエネルギー付与硬化型インク又は相変化型インクを吐出させる吐出工程と、前記吐出工程で吐出されたインクを他色インクと接液状態でも混色を起こさない程度の粘度の半固溶状態に硬化させる半固溶化硬化処理工程と、前記記録媒体上で半固溶化状態にあるインクを加圧してインクを平滑化する平滑化処理工程と、前記平滑化処理工程の後に前記記録媒体上のインクを搬送ハンドリングにおいてもインクこすれ等による画質劣化を起こさない程度に硬化定着させる本硬化処理工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、吐出ヘッドの下流に配置した半固溶化硬化手段によってインクを半固溶状態に硬化させ、この半固溶状態でインクの凹凸を平滑化する処理を行ってから、本硬化手段により本硬化させる構成にしたので、インクの重なり量の違いによって生じる表面の不均一感を解消することができる。また、本硬化していない柔軟なインク状態で平滑化（表面均一化）が可能なため、加圧平坦化の際にインクの剥離や割れを防止できる。

更に、本発明において複数色のインクを用いてカラー画像を形成する際に、先行して吐出された色のインクが半固溶状態のときに次色のインクを順次重ねて描画することにより、色間ブリーディングによる画質劣化を防止することができる。

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。

〔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画像形成装置の全体構成図である。同図に示したように、この画像形成装置１０は、黒（Ｋ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），クリア（透明；ＣＬ）の各インクに対応して設けられた複数のインクジェットヘッド（以下、ヘッドという。）１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２ＣＬと、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ、１２ＣＬに供給する紫外線硬化型インク（いわゆるＵＶインク）を貯蔵しておくインク貯蔵／装填部１４と、各ヘッドの下流側にそれぞれ配置された半固溶化光源１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ、１６Ｄ，１６Ｅと、最終ヘッド（クリアヘッド１２ＣＬ）後段の半固溶化光源１６Ｅの下流に配置された加圧定着部１７と、該加圧定着部１７の後段に配置された本硬化光源１８と、記録媒体たる記録紙２０を供給する給紙部２２と、記録紙２０のカールを除去するデカール処理部２４と、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２ＣＬのノズル面（インク吐出面）及び各半固溶化光源１６Ａ〜Ｅの光出射面に対向して配置され、記録紙２０の平面性を保持しながら記録紙２０を搬送する吸着ベルト搬送部２６と、記録済みの記録紙（プリント物）を外部に排紙する排紙部２８と、を備えている。

紫外線硬化型インクは、紫外線エネルギーの付与によって硬化（重合化）する成分（モノマー、オリゴマー、又は低分子量ホモポリマー、コポリマーなどの紫外線硬化性成分）と重合開始剤とを含むインクであり、紫外線を受光すると重合を開始し、重合の進行とともに増粘し、やがて硬化する性質を有する。

インク貯蔵／装填部１４は、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２ＣＬに対応する色（透明色を含む）のインクを貯蔵するインクタンク１４Ｋ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙ，１４ＣＬを有し、各タンクは所要の管路３０を介してヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２ＣＬ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。なお、クリアヘッド１２ＣＬは、カラー画像の作像において着色点を付与するものではなく、他の有色インク（Ｋ，Ｍ，Ｃ，Ｙ）によるインク打滴量を考慮して、各描画点のインク打滴量を概ね均一化するように透明インクを付与するものである。

図１において、給紙部２２の一例としてロール紙（連続用紙）のマガジン３２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。

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。

給紙部２２から送り出される記録紙２０はマガジン３２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２４においてマガジン３２の巻きクセ方向と逆方向に加熱ドラム３４で記録紙２０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。

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３８が設けられており、該カッター３８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３８は、記録紙２０の搬送路幅以上の長さを有する固定刃３８Ａと、該固定刃３８Ａに沿って移動する丸刃３８Ｂとから構成されており、印字裏面側に固定刃３８Ａが設けられ、搬送路を挟んで印字面側に丸刃３８Ｂ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３８は不要である。

デカール処理後、カットされた記録紙２０は、吸着ベルト搬送部２６へと送られる。吸着ベルト搬送部２６は、ローラ４１，４２間に無端状のベルト４３が巻き掛けられた構造を有し、少なくとも各ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２ＣＬ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。

ベルト４３は、記録紙２０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穴（不図示）が形成されている。ローラ４１，４２間に掛け渡されたベルト４３の内側には、不図示の吸着チャンバが設けられており、この吸着チャンバをファンで吸引して負圧にすることによって記録紙２０がベルト４３上に吸着保持される。

ベルト４３が巻かれているローラ４１，４２の少なくとも一方にモータ（図１中不図示，図９中符号１３４として記載）の動力が伝達されることにより、ベルト４３は図１上で反時計回り方向に駆動され、ベルト４３上に保持された記録紙２０は図１の右から左へと搬送される。

各ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２ＣＬは、当該画像形成装置１０が対象とする記録紙２０の最大紙幅に対応する長さを有し、そのノズル面には最大サイズの記録紙２０の少なくとも一辺を超える長さ（描画可能範囲の全幅）にわたりインク吐出用のノズルが複数配列されたフルライン型のヘッドとなっている。

ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２ＣＬは、記録紙２０の送り方向に沿って上流側から黒（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ），クリア（ＣＬ）の色順に配置され、それぞれのヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２ＣＬが記録紙２０の搬送方向と略直交する方向に沿って延在するように固定設置される。このヘッド配列順序は、硬化感度の鈍い色順に上流側から並べたものである。

吸着ベルト搬送部２６により記録紙２０を搬送しつつ各ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２ＣＬからそれぞれ異色のインクを吐出することにより記録紙２０上にカラー画像を形成し得る。なお、クリアインクは、インク表面の平滑性を保つため、有色インクが着弾していない領域、又は有色インクの打滴量が少ない領域に吐出される。

このように、紙幅の全域をカバーするノズル列を有するフルライン型のヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２ＣＬを色別に設ける構成によれば、紙送り方向（副走査方向）について記録紙２０をヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙに対して相対移動させる動作を１回行うだけで（すなわち１回の副走査で）、記録紙２０の全面に画像を記録することができる。このようなシングルパス方式の画像形成装置１０は、記録ヘッドを主走査方向に往復動作させながら描画を行うシャトルスキャン方式に比べて高速印字が可能であり、プリント生産性を向上させることができる。

本例では、ＫＭＣＹの標準色（４色）とクリア（ＣＬ）インクの組み合わせによる構成を例示したが、インク色や色数の組み合わせ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インクジェットヘッドを追加する構成も可能である。

各ヘッドの下流に配置されている半固溶化光源１６Ａ〜１６Ｅは、ヘッドと同様に記録紙２０の最大紙幅に対応する長さを有し、記録紙２０の搬送方向と略直交する方向に延在するように固定されている。半固溶化光源１６Ａ〜１６Ｅには、本硬化光源１８と比べて発光波長領域の狭いＬＥＤ素子、或いはＬＤ素子が好適に用いられる。ただし、半固溶化光源１６Ａ〜１６Ｅや本硬化光源１８の中心波長や発光波長領域は使用されるインクの設計に応じて選択される。

各半固溶化光源１６Ａ〜１６Ｅは、隣接配置されている上流側のヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２ＣＬによる着弾インクを半固溶化状態（他色インクと接液状態でも混色を起こさない程度の粘度）にする程度のエネルギーの紫外線を照射する。

すなわち、半固溶化光源１６Ａ〜１６Ｅは、先行するヘッド１２Ｋ，１２Ｍ、１２Ｃ，１２Ｙ又は１２ＣＬによって記録紙２０上に打滴されたインクを本硬化していない柔軟な（変形容易な）インク状態にする機能を果たすとともに、後続のヘッド１２Ｍ，１２Ｃ、１２Ｙ，１２ＣＬから吐出される他色インクとが記録紙２０上で混合して色滲みを起こすことがないように、その混合を防止し得る程度に記録紙２０上のインクを半硬化させる機能を果たす。

記録紙２０が上流のヘッドを通過して、次のヘッド下に入る前に、半固溶化光源１６Ａ〜１６Ｅから光を照射して、記録紙２０上のインクを半硬化状態にし、次段の異色ヘッドによる打滴を行うようになっている。

図１の例では、黒ヘッド１２Ｋによる打滴後に、半固溶化光源１６Ａによる光照射を経て黒インクを半固溶化させてから、マゼンタヘッド１２Ｍによる打滴を行う。同様に、マゼンタヘッド１２Ｍによる打滴後は、半固溶化光源１６Ｂによる光照射を経てシアンヘッド１２Ｃによる打滴を行い、その後半固溶化光源１６Ｃによる光照射を経てイエローヘッド１２Ｙによる打滴を行う。イエローヘッド１２Ｙによる打滴後は半固溶化光源１６Ｄによる光照射を経て、クリアヘッド１２ＣＬによる打滴を行い、半固溶化光源１６Ｅによって光照射を行う。

記録紙２０の搬送方向に沿って上流側に存在するヘッドから吐出されたインク程、半固溶化領域を通過する回数が多くなるが、既述のとおり、硬化感度の鈍い色順にヘッドが配置されているため、最終の半固溶化光源１６Ｅを通過した段階で記録紙２０上のインクは色間の硬化の進行差が小さく平準化された半固溶状態となっている。

最終の半固溶化光源１６Ｅの後段に設けられた加圧定着部１７（平滑化手段）は、表面を剥離性の高い樹脂でコーティングしたローラ４５を含んで構成される。該ローラ４５は中空構造とし、中心部にハロゲンランプなどのヒータ４６を配設し、熱を加えながら記録紙２０の画像面を加圧する構造とする。加圧定着部１７によってインク表面を加熱加圧することにより、インク表面の凹凸が平坦化される。また、熱を加えず加圧だけで平滑化可能な場合は、加熱しなくてもよい。なお、多孔質のペーパに染料系インクで印字した場合などでは、加圧によりペーパの孔を塞ぐことでオゾンなど、染料分子を壊す原因となるものと接触することを防ぐことで画像の耐候性がアップする効果がある。

加圧定着部１７は、加圧圧力を調整できる機構（例えば、バネ負荷によってローラ４５の押しつけ力を与える可変する構造）を有し、記録紙２０の厚みやインク量に応じて適切な加圧圧力に制御される。

加圧定着部１７の後段には本硬化光源１８が設けられている。本硬化光源１８は、半固溶化光源１６Ａ〜１６Ｅよりも発光波長域が広く、照射光量が大きいメタルハライドランプや水銀ランプなどを用いる。

加圧定着部１７によって平滑化処理が行われた記録紙２０は、本硬化光源１８によってインクを完全に硬化させるに足る光照射が行われ、本定着が行われる。

また、加圧定着部１７のローラ４５は、不図示の移動機構によって記録紙２０と接触しない所定の退避位置へ移動させることができるように構成されている。インク面の平滑化処理を行う場合には、ローラ４５を記録紙２０と接触させる所定の位置（平滑化処理位置）に位置させて加圧を行う。一方、インク面の平坦化処理が不要な場合は、ローラ４５を退避位置に退避させ、圧力を加えずに本硬化光源１８にて硬化定着させる。これにより、インク表面の凹凸が残ったままの作画も可能である。

なお、加圧定着部１７について加圧／非加圧を切り換える手段として、上記した退避機構に代えて、加圧定着部１７を取外し（離脱）可能な構造としてもよい。すなわち、平滑化処理が不要な場合には、当該画像形成装置１０から加圧定着部１７（又はその一部）を離脱させ、平滑化処理を省略するという態様も可能である。

こうして、本硬化光源１８による本硬化処理（搬送ハンドリングにおいてもインクこすれ等による画質劣化を起こさない程度に硬化定着させる処理）を経て生成されたプリント物は排紙部２８から排出される。なお、図１には示さないが、排紙部２８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。

〔ヘッドの構造〕
次に、ヘッドの構造について説明する。色別の各ヘッド１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ，１２ＣＬ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によってヘッドを示すものとする。

図２(a) はヘッド５０の構造例を示す平面透視図であり、図２(b) はその一部の拡大図である。また、図３はヘッド５０の他の構造例を示す平面透視図、図４は１つの液滴吐出素子（１つのノズル５１に対応したインク室ユニット）の立体的構成を示す断面図（図２中の４−４線に沿う断面図）である。

記録紙２０上に印字されるドットピッチを高密度化するためには、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。本例のヘッド５０は、図２(a),(b) に示したように、インク滴の吐出口であるノズル５１と、各ノズル５１に対応する圧力室５２等からなる複数のインク室ユニット（液滴吐出素子）５３を千鳥でマトリクス状に（２次元的に）配置させた構造を有し、これにより、ヘッド長手方向（紙送り方向と直交する方向）に沿って並ぶように投影される実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。

記録紙２０の送り方向と略直交する方向に記録紙２０の全幅に対応する長さにわたり１列以上のノズル列を構成する形態は本例に限定されない。例えば、図２(a) の構成に代えて、図３に示すように、複数のノズル５１が２次元に配列された短尺のヘッドユニット５０’を千鳥状に配列して繋ぎ合わせることで記録紙２０の全幅に対応する長さのノズル列を有するラインヘッドを構成してもよい。

各ノズル５１に対応して設けられている圧力室５２は、その平面形状が概略正方形となっており（図２(a),(b) 参照）、対角線上の両隅部にノズル５１への流出口と供給インクの流入口（供給口）５４が設けられている。

図４に示したように、各圧力室５２は供給口５４を介して共通流路５５と連通されている。共通流路５５はインク供給源たるインクタンク（図４中不図示、図６中符号６０として記載）と連通しており、インクタンク６０から供給されるインクは図４の共通流路５５を介して各圧力室５２に分配供給される。

圧力室５２の天面を構成している加圧板（振動板）５６には個別電極５７を備えたアクチュエータ５８が接合されている。個別電極５７に駆動電圧を印加することによってアクチュエータ５８が変形して圧力室５２の容積が変化し、これに伴う圧力変化によりノズル５１からインクが吐出される。なお、アクチュエータ５８には、ピエゾ素子などの圧電体が好適に用いられる。インク吐出後、共通流路５５から供給口５４を通って新しいインクが圧力室５２に供給される。

かかる構造を有する多数のインク室ユニット５３を図５に示す如く、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と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の方向に沿ってインク室ユニット５３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_N はｄ× cosθとなる。

すなわち、主走査方向については、各ノズル５１が一定のピッチＰ_N 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。

なお、印字可能幅の全幅に対応した長さのノズル列を有するフルラインヘッドで、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（用紙の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。

特に、図５に示すようなマトリクス状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。すなわち、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２０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２０の幅方向に１ラインを印字する。

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。

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。

〔インク供給系の構成〕
図６は画像形成装置１０におけるインク供給系の構成を示した概要図である。インクタンク６０はヘッド５０にインクを供給する基タンクであり、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。

図６に示したように、インクタンク６０とヘッド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。図６には示さないが、ヘッド５０の近傍又はヘッド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。

また、画像形成装置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５０Ａ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。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ヘッド５０下方のメンテナンス位置に移動される。

キャップ６４は、図示せぬ昇降機構によってヘッド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、ヘッド５０に密着させることにより、ノズル面５０Ａをキャップ６４で覆う。

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によりヘッド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。

印字中又は待機中において、特定のノズルの使用頻度が低くなり、ノズル近傍のインク粘度が上昇した場合、その劣化インクを排出すべくキャップ６４に向かって予備吐出が行われる。

また、ヘッド５０内のインク（圧力室内）に気泡が混入した場合、ヘッド５０にキャップ６４を当て、吸引ポンプ６７で圧力室内のインク（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。この吸引動作は、初期のインクのヘッド５０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。

ヘッド５０は、ある時間以上吐出しない状態が続くと、ノズル近傍のインク溶媒が蒸発してノズル近傍のインクの粘度が高くなってしまい、吐出駆動用のアクチュエータ５８が動作してもノズル５１からインクが吐出しなくなる。したがって、この様な状態になる手前で（アクチュエータ５８の動作によってインク吐出が可能な粘度の範囲内で）、インク受けに向かってアクチュエータ５８を動作させ、粘度が上昇したノズル近傍のインクを吐出させる「予備吐出」が行われる。また、ノズル面５０Ａの清掃手段として設けられているクリーニングブレード６６等のワイパーによってノズル板表面の汚れを清掃した後に、このワイパー摺擦動作によってノズル５１内に異物が混入するのを防止するためにも予備吐出が行われる。なお、予備吐出は、「空吐出」、「パージ」、「唾吐き」などと呼ばれる場合もある。

また、ノズル５１や圧力室５２に気泡が混入したり、ノズル５１内のインクの粘度上昇があるレベルを超えたりすると、上記予備吐出ではインクを吐出できなくなるため、以下に述べる吸引動作を行う。

すなわち、ノズル５１や圧力室５２のインク内に気泡が混入した場合、或いはノズル５１内のインク粘度があるレベル以上に上昇した場合には、アクチュエータ５８を動作させてもノズル５１からインクを吐出できなくなる。このような場合、ヘッド５０のノズル面に、圧力室５２内のインクをポンプ等で吸い込む吸引手段を当接させて、気泡が混入したインク又は増粘インクを吸引する動作が行われる。

ただし、上記の吸引動作は、圧力室５２内のインク全体に対して行われるためインク消費量が大きい。したがって、粘度上昇が少ない場合はなるべく予備吐出を行うことが好ましい。

〔半固溶化硬化部の構造例〕
ここで半固溶化硬化部の構造例について説明する。なお、各半固溶化光源１６Ａ〜１６Ｅの構造は共通しているので、これらを代表して符号１６で表す。図７は半固溶化光源１６の詳細な構造例を示した部分断面図であり、図８は図７中の８Ａ矢視断面図である。

これらの図面に示したように、半固溶化光源１６は、遮光囲い７０の内側においてヘッド５０の長手方向に沿って複数の紫外線ＬＥＤ素子７２がライン状に並べられて配置され、これら紫外線ＬＥＤ素子７２列の下方に集光用のシリンドリカルレンズ８４が配置された構造を有している。なお、符号７８は、紫外線ＬＥＤ素子７２が支持されている基板である。

遮光囲い７０の底部には光出射口となるスリット状の開口部７６が形成されるとともに、該開口部７６の周囲には光出射方向に凸の遮光くちばし８６が設けられている。また、記録紙２０と対向する遮光囲い７０の底面には、紫外線吸収コーディング８８が施されている。

紫外線ＬＥＤ素子７２群から発せられる発散光は、シリンドリカルレンズ８４の作用によって紙送り方向に略直交する方向に沿って線状に集光され、記録紙２０上に照射される。シリンドリカルレンズ８４に代えて、これと同様の集光パワーをもつ、光屈折面形状の非球面を１面以上有するレンズ群を用いることも可能である。

図７及び図８で説明した紫外線ＬＥＤ素子７２群を選択的に発光させたり、各素子の発光量を制御することより、紫外線の照射エリアについて所望の照射範囲及び光量（強度）分布を実現することができる。

記録紙２０のサイズやヘッド５０による打滴範囲及びインク量に応じて紫外線ＬＥＤ素子７２の発光位置及び発光量を適切に制御して必要最小限の発光を行うことにより、ヘッド５０への悪影響（ノズル５１内インクの硬化など）を極力抑制する。

なお、半固溶化光源１６の構成は、図７及び図８のような砲弾型の紫外線ＬＥＤ素子７２を用いる構成に限定されず、基板上にＬＥＤ素子を一次元的に並べたものであってもよい。また、ＬＥＤに代えて、ＬＤ（レーザダイオード）を用いる構成も可能である。

〔制御系の説明〕
次に、画像形成装置１０の制御系について説明する。

図９は画像形成装置１０のシステム構成を示す要部ブロック図である。画像形成装置１０は、通信インターフェース１１０、システムコントローラ１１２、画像メモリ１１４、モータドライバ１１６、ヒータドライバ１１８、加圧駆動部１１９、プリント制御部１２０、画像バッファメモリ１２２、ヘッドドライバ１２４、メディア検出部１２６、光源制御部１２８等を備えている。

通信インターフェース１１０は、ホストコンピュータ１３０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１１０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１３０から送出された画像データは通信インターフェース１１０を介して画像形成装置１０に取り込まれ、一旦画像メモリ１１４に記憶される。画像メモリ１１４は、通信インターフェース１１０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１１２を通じてデータの読み書きが行われる。画像メモリ１１４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。

システムコントローラ１１２は、通信インターフェース１１０、画像メモリ１１４、モータドライバ１１６、ヒータドライバ１１８、加圧駆動部１１９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１１２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１３０との間の通信制御、画像メモリ１１４の読み書き制御等を行うとともに、搬送系のモータ１３４やヒータ４６、加圧定着部１７の加圧機構１３８等を制御する制御信号を生成する。

モータドライバ１１６は、システムコントローラ１１２からの指示に従ってモータ１３４を駆動するドライバ（駆動回路）である。ヒータドライバ１１８は、システムコントローラ１１２からの指示に従って加熱ドラム３４や加圧定着部１７のローラ４５内のヒータ４６その他各部のヒータを駆動するドライバである。

加圧駆動部１１９は、システムコントローラ１１２からの指示に従って加圧機構１３８を駆動して加圧圧力を可変するとともに、加圧機構１３８を退避位置及び平滑化処理位置の間で移動させる手段である。

プリント制御部１２０は、システムコントローラ１１２の制御に従い、画像メモリ１１４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（ドットデータ）をヘッドドライバ１２４に供給する制御部である。プリント制御部１２０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１２４を介して色別のヘッド５０のインク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。

プリント制御部１２０には画像バッファメモリ１２２が備えられており、プリント制御部１２０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１２２に一時的に格納される。なお、図９において画像バッファメモリ１２２はプリント制御部１２０に付随する態様で示されているが、画像メモリ１１４と兼用することも可能である。また、プリント制御部１２０とシステムコントローラ１１２とを統合して１つのプロセッサで構成する態様も可能である。

ヘッドドライバ１２４はプリント制御部１２０から与えられるドットデータに基づいて各ヘッド５０の吐出駆動用アクチュエータ５８を駆動する。ヘッドドライバ１２４にはヘッド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。

印刷すべき画像のデータは、通信インターフェース１１０を介して外部から入力され、画像メモリ１１４に蓄えられる。この段階では、例えば、ＲＧＢの画像データが画像メモリ１１４に記憶される。画像メモリ１１４に蓄えられた画像データは、システムコントローラ１１２を介してプリント制御部１２０に送られ、該プリント制御部１２０において既知のディザ法、誤差拡散法などの手法によりインク色ごとのドットデータに変換される。

こうして、プリント制御部１２０で生成されたドットデータに基づいてヘッド５０が駆動制御され、ヘッド５０からインクが吐出される。記録紙２０の搬送速度に同期してヘッド５０からのインク吐出を制御することにより、記録紙２０上に画像が形成される。

メディア検出部１２６は、記録紙２０の紙種やサイズを検出する手段である。例えば、給紙部２２のマガジン３２に付されたバーコード等の情報を読み込む手段、用紙搬送路中の適当な場所に配置されたセンサ（用紙幅検出センサ、用紙の厚みを検出するセンサ、用紙の反射率を検出するセンサなど）が用いられ、これらの適宜の組み合わせも可能である。また、これら自動検出の手段に代えて、若しくはこれと併用して、所定のユーザインターフェースからの入力によって紙種やサイズ等の情報を指定する構成も可能である。

メディア検出部１２６により取得された情報はシステムコントローラ１１２及び／又はプリント制御部１２０に通知され、インク吐出制御及び半固溶化光源１６の制御、加圧機構１３８の制御等に利用される。

光源制御部１２８は、半固溶化光源１６の点灯（ＯＮ）／消灯（ＯＦＦ）並びに点灯位置、点灯時の発光量等を制御する半固溶化光源制御回路と、本硬化光源１８の点灯（ＯＮ）／消灯（ＯＦＦ）並びに点灯時の発光量等を制御する本硬化光源制御回路と、を含んで構成される。光源制御部１２８は、プリント制御部１２０からの指令に従って各光源（１６，１８）の発光を制御する。

〔画像形成装置１０の制御例〕
次に、上記の如く構成された画像形成装置１０の制御例について説明する。図１０は画像形成装置１０の制御アルゴリズム例を示したフローチャートである。ここでは、用紙（メディア）の種類やインクの着弾量等の情報を基に半固溶化条件及び加圧加熱条件を制御する例を示す。

同図に示すとおり、まず、メディア種の判定処理（ステップＳ１０）において、使用する記録媒体の種類を判定する。この判定方式には、例えば、記録紙２０の光学反射率検出等による自動検出、マガジン検出、ユーザインターフェースによるメニュー指定等が用いられる。

ステップＳ１０のメディア種判定結果に基づき、使用されるメディア種に対応した判定値＝Ａを確定する（ステップＳ１２）。画像形成装置１０は、メディア種と判定値とを対応付けたメディア種テーブルのデータを格納した情報記憶手段（内部メモリ又は外部メモリ）を備えており、このメディア種テーブルを参照して判定値が決定される。

上記のメディア種判定の処理（ステップＳ１０）と並行して、又はこれに続いて、用紙厚の判定処理（ステップＳ２０）を行う。判定方式には、例えば、記録紙２０の厚み検出等による自動検出やマガジン検出などが用いられる。ステップＳ２０の用紙厚判定の結果に基づき、用紙厚に対応した判定値＝Ｂを確定する（ステップＳ２２）。

また、プリントすべき画像のデータに基づいてインクの液滴量の判定を行い（ステップＳ３０）、使用するインクの種類等も考慮して、その液滴量に対応した判定値＝Ｃを確定する（ステップＳ３２）。

こうして求めた判定値Ａ，Ｂ，Ｃを用いて加圧圧力を決定する。例えば、加圧圧力を適値に定めるには、液滴量と用紙厚に所定の重み付けをし、また液滴量に対しては、メディア種により浸透状況等の差があるため、メディア種の項を係数としてかけた条件式である次式 [数１] のような加圧圧力判定式を用いて計算する（ステップＳ４０）。

[数１] （α1 ×Ａ）×（γ1 ×Ｃ）＋β1 ×Ｂ
ただし、係数α1 ，γ1 ，β1 はそれぞれ所定の定数値である。

上記加圧圧力判定式 [数１] の結果を求め、その結果に対応した加圧圧力調整値Ｐを確定する（ステップＳ４２）。

加圧定着時の加圧圧力の制御方法については、既述のとおり、例えば、ニップローラ（４５）のバネ負荷で加圧圧力が加わる構成とし、上記ステップＳ４２で求めた加圧圧力調整値Ｐの値に応じてバネを伸縮させて圧力を調整可能な構成とする。こうして、インクにかかる圧力条件を大きく変えない（圧力条件の変動範囲を一定以内に制御する）ことにより、インクの剥がれや割れを防ぐことができる。

また、ステップＳ１２，Ｓ２２，Ｓ３２で求めた判定値Ａ，Ｂ，Ｃを用いて加熱温度を決定する。例えば、加熱温度を適値に定めるには、メディア種と用紙厚と液滴量がある重み付けを持ち、概略独立的に関係し合うことから、次式 [数２] のような加熱温度判定式を用いて計算する（ステップＳ５０）。

[数２] α2 ×Ａ＋β2 ×Ｂ＋γ2 ×Ｃ
ただし、係数α2 ，γ2 ，β2 はそれぞれ所定の定数値である。

上記加熱温度判定式 [数２] の結果を求め、その結果に対応した加熱温度調整値Ｔを確定する（ステップＳ５２）。

加圧定着時の加熱温度の制御方法については、既述のとおり、加圧定着のローラ４５の中心部にハロゲンランプなどのヒータ４６を配置し、上記ステップＳ５２で求めた加温温度調整値Ｔの値に応じてヒータ４６の温調温度を調整可能な構成とする。

また、ステップＳ１２，Ｓ２２，Ｓ３２で求めた判定値Ａ，Ｂ，Ｃを用いて付加エネルギーを決定する。例えば、付加エネルギーを適値に定めるには、用紙厚の影響はほぼ関与しないため、メディア種と液滴量がある重み付けをもって概略独立的に関係するため、次式 [数３] のような付加エネルギー判定式を用いて計算する（ステップＳ６０）。

[数３] α3 ×Ａ＋γ3 ×Ｃ
ただし、係数α3 ，γ3 はそれぞれ所定の定数値である。

上記付加エネルギー判定式 [数３] の結果を求め、その結果に対応した付加エネルギー調整値Ｅを確定する（ステップＳ６２）。

この付加エネルギー調整値Ｅの値に応じて、半固溶化光源１６の照射量を調整可能な構成とする。

このように、メディアの特性やインク着弾量の情報を基に加圧定着部１７の加圧加熱条件、半固溶化光源１６の照射エネルギー条件を最適とすることにより、安定した定着処理が可能となり、インクの剥離や割れを防止することができる。

上述の説明では、紫外線硬化型インクを使用する例を述べたが、本発明の実施に際しては、光硬化型インクに限らず、電子線、Ｘ線などの輻射線の照射や加熱などよって硬化する他のエネルギー付与硬化型インクを用いることが可能であり、使用されるインクに応じてその硬化剤を活性化させる（重合を活性化させる）のに適した半固溶化硬化部及び本硬化部が設けられる。

また、本発明の実施に際しては、重合によって硬化する性質のインクに限らず、ソリッドインクに代表される相変化型インクを用いることもできる。ソリッドインクは、常温で固体であり、加熱すると低粘度となる性質を有しているので、記録紙２０上に着弾したインクが完全に硬化しない程度に搬送系を加熱し、記録紙２０上に吐出されたインクを高粘度液状態に維持して加圧定着部１７へと搬送する。そして、かかる柔軟な液状態で平滑化処理を行った後に、本硬化部（本定着部）へと送る。この場合、本硬化部には、冷却手段を含む定着手段が設置される。冷却手段は、例えば、記録媒体に冷風をかけて強制的に記録媒体上のインクを冷やす空冷方式や、搬送系など記録媒体周辺に冷却水を循環させて記録媒体表面を冷却する水冷方式などがある。もちろん、これ以外にも様々な冷却方法を適用可能である。

図１１に相変化型インクを用いる場合の画像形成装置の構成例を示す。図１１中図１と同一又は類似する部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。図１１に示した画像形成装置１０’は、ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２ＣＬのノズル面と対向する搬送部に加熱部１６０が配設され、加圧定着部１７の後段（下流）には本硬化手段としての冷却部１８０が配置されていている。また、図示されていないが、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２ＣＬ及びそれぞれのインク供給部（１４Ｋ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｙ，１４ＣＬ）は、相変化型インクを液化させるためのヒータ（加熱手段）を有している。

相変化型インクは、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２ＣＬ内において高温溶融状態で保持され、アクチュエータ５８の駆動によってヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２ＣＬから液滴として吐出される。

加熱部１６０は、温度制御可能なヒータを含み、各ヘッド１２Ｋ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｙ，１２ＣＬから吐出されたインクを他色インクと混色を起こさない程度の粘度の半固溶状態に保持するために必要な熱を記録紙２０上のインクに与える。

すなわち、記録紙２０上に着弾したインクは、加熱部１６０からの熱によって半固溶化し、その半固溶状態が保たれた状態で加圧定着部１７によって平滑化される。

本例の冷却部１８０は、記録紙２０を挟んで上下に対向配置されたファン１８１，１８２を含んで構成されている。これらファン１８１，１８２によって記録紙２０の印字面側及び裏面側から冷風をかけて冷却することにより、記録紙２０上のインクは相変化によって固化定着する。

図１２は、図１１に示した画像形成装置１０’のシステム構成を示す要部ブロック図である。図１２中図９と同一又は類似の部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図９の光源制御部１２８、半固溶化光源１６及び本硬化光源１８に代えて、図１２の例では、それぞれ搬送温度制御部１２９、加熱部１６０及び冷却部１８０を備えている。

搬送温度制御部１２９は、加熱部１６０のＯＮ／ＯＦＦ並びに発熱量（加熱温度）等を制御する温度制御回路と、冷却部１８０のファン１８１，１８２のＯＮ／ＯＦＦや回転数（風量）等を制御する冷却制御回路と、を含んで構成され、プリント制御部１２０からの指令に従って加熱部１６０及び冷却部１８０を制御する。

図１３は、図１１及び図１２で説明した画像形成装置１０’の制御アルゴリズム例を示したフローチャートである。図１３中図１０のフローチャートと同一又は類似の工程には同一のステップ番号を付し、その説明は省略する。

図１０のステップＳ６０及びＳ６２に代えて、図１３のフローチャートでは、それぞれステップＳ６０’及びＳ６２’の工程を含んだ構成になっている。

すなわち、ステップＳ６０’では、ステップＳ１２，Ｓ２２，Ｓ３２で求めた判定値Ａ，Ｂ，Ｃを用いて次式 [数４] の搬送温度判定式を計算する。

[数４] α3 ×Ａ＋γ3 ×Ｃ
ただし、係数α3 ，γ3 はそれぞれ所定の定数値である。

上記搬送温度判定式 [数４] の結果を求め、その結果に対応した搬送温度調整値Ｅ’を確定する（ステップＳ６２’）。そして、この搬送温度調整値Ｅ’の値に応じて、加熱部１６０の加熱温度を調整する。

上記実施形態では、色別に複数のフルライン型ヘッドを配置した構成を述べたが、本発明の実施に際しては、多色一体型のヘッドにおいて色別にノズル列が形成されているというヘッド構成も可能である。また、フルライン型ヘッドに代えて、短尺ヘッドを主走査方向に往復動作させるシャトルスキャン方式のヘッドを用いることもできる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成図 フルライン型インクジェットヘッドの構造例を示す平面透視図 フルライン型インクジェットヘッドの他の構成例を示す平面透視図 図２中の４−４線に沿う断面図 図２に示したヘッドのノズル配列を示す拡大図 画像形成装置におけるインク供給系の構成を示した概要図 半固溶化光源の詳細な構造例を示した部分断面図 図７中の矢印８Ａ方向から見た部分断面図 本例の画像形成装置のシステム構成を示す要部ブロック図 本例の画像形成装置の制御例を示すフローチャート 相変化型インクを用いる場合の画像形成装置の構成例を示す図 図１１に示した画像形成装置のシステム構成を示す要部ブロック図 図１１に示した画像形成装置の制御例を示すフローチャート

符号の説明

１０…画像形成装置、１２Ｋ，１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ，１２ＣＬ…ヘッド、１４…インク貯蔵／装填部、１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄ，１６Ｅ…半固溶化光源、１７…加圧定着部、１８…本硬化光源、２０…記録紙、２２…給紙部、２６…吸着ベルト搬送部、３２…マガジン、４５…ローラ、４６…ヒータ、５０…ヘッド、５１…ノズル、５２…圧力室、５８…アクチュエータ、１１２…システムコントローラ、１１９…加圧駆動部、１２０…プリント制御部、１２６…メディア検出部、１３８…加圧機構、１６０…加熱部、１８０…冷却部

Claims (10)

1. インクを吐出するノズルを有する吐出ヘッドと、
   前記吐出ヘッド及び記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記吐出ヘッドと前記記録媒体を相対移動させる搬送手段と、
   前記吐出ヘッドに対する前記記録媒体の相対的搬送方向における前記吐出ヘッドの下流側に配置され、その上流側にある吐出ヘッドから吐出されたインクを他色インクと接液状態でも混色を起こさない程度の粘度の半固溶状態に硬化させる半固溶化硬化手段と、
   前記半固溶化硬化手段の下流側に配置され、前記記録媒体上のインクを平滑化する平滑化手段と、
   前記平滑化手段の下流側に配置され、前記記録媒体上のインクを搬送ハンドリングにおいてもインクこすれ等による画質劣化を起こさない程度に硬化定着させる本硬化手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記平滑化手段は、前記記録媒体上のインクを加圧する加圧手段を含んで構成されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記平滑化手段は、更に前記記録媒体上のインクを加熱する加熱手段を含んで構成されることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記吐出ヘッドにエネルギー付与硬化型インクを供給するインク供給手段を備えたことを特徴とする請求項１、２又は３記載の画像形成装置。
5. 前記吐出ヘッドは、複数色のインクの色ごとに設けられるとともに、これら色別の複数の吐出ヘッドはエネルギー付与による硬化感度の鈍いインク色の順番に上流側から配置され、
   各吐出ヘッドの下流側にそれぞれ前記半固溶化硬化手段が配置されていることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記記録媒体の種類、インクの種類及びインク着弾量のうち少なくとも１つの条件に応じて前記平滑化手段の平滑化条件及び前記半固溶化硬化手段により付与するエネルギーのうち少なくとも一方を制御する制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の画像形成装置。
7. 相変化型インクを前記吐出ヘッドに供給する相変化型インク供給手段を備え、
   前記吐出ヘッドは、前記相変化型インクを高温溶融状態で吐出し、
   前記本硬化手段は、冷却により前記相変化型インクを本硬化することを特徴とする請求項１、２又は３記載の画像形成装置。
8. 有色インクを吐出する吐出ヘッドの後段にクリアインクを吐出するための吐出ヘッドが設けられていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の画像形成装置。
9. 前記平滑化手段を所定の平滑化処理位置から所定の退避位置へと移動させる退避駆動機構を備えていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項記載の画像形成装置。
10. インク吐出用のノズルを有する吐出ヘッドから記録媒体に向けてインクを吐出するとともに、前記吐出ヘッド及び前記記録媒体のうち少なくとも一方を搬送して前記吐出ヘッドと前記記録媒体を相対移動させ、前記記録媒体上に画像を形成する画像形成方法であって、
    前記吐出ヘッドによって前記記録媒体上にエネルギー付与硬化型インク又は相変化型インクを吐出させる吐出工程と、
    前記吐出工程で吐出されたインクを他色インクと接液状態でも混色を起こさない程度の粘度の半固溶状態に硬化させる半固溶化硬化処理工程と、
    前記記録媒体上で半固溶化状態にあるインクを加圧してインクを平滑化する平滑化処理工程と、
    前記平滑化処理工程の後に前記記録媒体上のインクを搬送ハンドリングにおいてもインクこすれ等による画質劣化を起こさない程度に硬化定着させる本硬化処理工程と、
    を含むことを特徴とする画像形成方法。
    

Images