JP2004136672A - 光硬化型インクの定着装置、定着方法、及び印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】　光硬化型インクを用いた印刷処理において、光硬化型インクの硬化・定着に要する光硬化エネルギーを低減する。
【解決手段】　光硬化型インクで印刷された記録媒体の記録面に定着用の光を照射する光源と、印刷された前記記録媒体の搬送路に配置され、円柱状に形成され、前記定着用の光を透過可能な定着体と、前記搬送路を挟んで前記定着体と対向して配置された搬送体と、前記定着体と前記搬送体とをニップする加圧手段を有し、前記加圧手段によりニップされた前記定着体と前記搬送体との間に前記記録媒体を搬送して、前記定着体と前記記録媒体の記録面とを密着させ、前記定着体を透過した前記定着用の光を前記定着体と前記記録媒体の記録面との密着部に照射して、前記記録媒体の記録面に印刷された前記光硬化型インクを硬化・定着させる。
【選択図】　　　図１

Description

　本発明は、光硬化型インクを用いて印刷を行うための、光硬化型インクの定着装置、定着方法、及び印刷装置に関する。

　従来、孔版印刷装置やインクジェット印刷装置などの印刷装置において、光硬化型インクを用いた印刷が行われており、光の照射によりインクを硬化させる印刷装置が開示されている。光硬化型インクを用いた印刷装置では、印刷用紙に印刷された直後の光硬化型インクを、光照射により比較的短時間で硬化・定着させることができ、例えば、連続印刷時のいわゆる「裏写り」などを防止することができる（例えば、特許文献１参照）。

　光硬化型インクには、紫外光（以下「ＵＶ（Ultra Violet）光」）の照射により硬化する紫外線硬化型インク（以下「ＵＶインク」）がある。一般に、ＵＶインクを用いた印刷装置では、ＵＶ光を照射する定着装置を印刷部の後段に設置し、ＵＶインクで印刷され印刷部から排出された印刷用紙を定着装置に搬送し、印刷用紙の印刷面に対してＵＶ光を照射して、ＵＶインクを硬化・定着させる。
特開２００１−１７１２２１号公報

　しかしながら、このような定着装置は、ＵＶランプから発生される熱を強制冷却するための空冷ファンや排気ダクト、必要に応じて定着装置を開閉するためのシャッター機構、ＵＶ光の定着装置外部への漏れを防止するための遮断板など、多くの構成要素を必要とするため、一般に照射面のサイズに対して数倍の大きさとなっている。

　加えて、ＵＶランプや冷却手段用の電源装置も、照射面のサイズが大きくなるにつれて、例えば、200Vの電源が必要となるなど、定着装置の設置場所や販売先等が限定される要因となる。

　また、黒色など光透過性の悪い色のインクは、黄色や青色など光透過性の良い色のインクに比べて、大きな硬化エネルギーを必要とする。従って、定着装置としては、黒色など光透過性の悪い色のインクを硬化・定着させるのに十分な硬化エネルギーを標準として照射する必要があり、電源装置や冷却手段等のコスト高や規模の増大化を招いている。

　本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、光硬化型インクを用いた印刷処理において、光硬化型インクの硬化・定着に要する光硬化エネルギーを低減できる、光硬化型インクの定着装置、定着方法、及び印刷装置を提供することを目的とする。

　本発明に係る光硬化型インクの定着装置は、光硬化型インクで印刷された記録媒体の記録面に定着用の光を照射する光源と、印刷された前記記録媒体の搬送路に配置され、円柱状に形成され前記定着用の光を透過可能な定着体と、前記搬送路を挟んで前記定着体と対向して配置された搬送体と、前記定着体と前記搬送体とをニップする加圧手段を有し、前記加圧手段によりニップされた前記定着体と前記搬送体との間に前記記録媒体を搬送して、前記定着体と前記記録媒体の記録面とを密着させ、前記定着体を透過した前記定着用の光を前記定着体と前記記録媒体の記録面との密着部に照射して、前記記録媒体の記録面に印刷された前記光硬化型インクを硬化・定着させることを特徴とする。

　また、本発明に係る光硬化型インクの定着方法は、印刷された記録媒体の搬送路に配置され円柱状に形成され、光源から照射される定着用の光を透過可能な定着体と、前記搬送路を挟んで前記定着体に対向して配置された搬送体とを加圧手段によりニップしつつ光硬化型インクで印刷された記録媒体を前記搬送路に搬送して、前記定着体と前記記録媒体の記録面とを密着させ、前記定着体を透過した前記定着用の光を、前記定着体と前記記録媒体の記録面との密着部に照射して、前記記録媒体の記録面に印刷された前記光硬化型インクを硬化・定着させることを特徴とする。

　また、本発明に係る印刷装置は、記録媒体の記録面に光硬化型インクで印刷する印刷部と、前記印刷部で印刷された前記記録媒体の記録面に定着用の光を照射する光源と、印刷された前記記録媒体の搬送路に配置され、円柱状に形成され前記定着用の光を透過可能な定着体と、前記定着体を挟んで前記定着体と対向して配置された搬送体と、前記定着体と前記搬送体とをニップする加圧手段とを有し、前記加圧手段によりニップされた前記定着体と前記搬送体との間に前記記録媒体を搬送して、前記定着体と前記記録媒体の記録面とを密着させ、前記定着体を透過した前記定着用の光を前記定着体と前記記録媒体の記録面との密着部に照射して、前記記録媒体の記録面に印刷された前記光硬化型インクを硬化・定着させることを特徴とする。

　光硬化反応は酸素によって阻害され、そのため光硬化型インクの硬化が妨げられることが一般に知られているが、上記のような本発明の構成によれば、光硬化型インクで印刷された記録媒体を加圧手段によりニップされた定着体と搬送体との間に搬送して、定着体と記録媒体の記録面とを密着させている。従って、定着体と記録媒体の記録面との密着部では、定着体を透過した定着用の光は光硬化型インクに直接照射される。即ち、空気（酸素）が遮断されて記録面の光硬化型インクが硬化・定着されるため、空気中で光硬化反応させる場合に比べて、硬化・定着に要する光硬化エネルギーを低減できる。

　ここで、「記録媒体」とは、光硬化型インクにより画像が印刷される印刷媒体をいい、印刷用紙に限らず、例えば、布、プラスチック・フィルム・シート、金属板、陶磁器、ガラス、木材等の様々な素材が含まれる。

　また、前記定着体と前記搬送体は、その回転軸廻りに回転可能に支持され、前記回転軸が印刷された前記記録媒体の搬送方向に対して直交する方向に配置され、前記回転軸方向の全長が前記記録媒体の搬送方向と直交する方向の幅以上としても良い。このように構成することで、定着体と記録媒体は、記録媒体の記録面の幅方向に沿って線接触する。そして、加圧体により記録媒体を定着体に押圧しつつ搬送させながら、定着用の光を記録面の線接触部分に照射させることで、光硬化反応を阻害する酸素を遮断して、効率よく光硬化型インクの硬化・定着を行うことができる。

　また、前記定着体と前記搬送体は、その周速度が印刷された前記記録媒体の搬送速度と同等とする。

　また、前記光源は、前記定着体の外部に配置され、前記定着体に前記定着用の光を前記定着体と前記搬送体とのニップ部の反対側から入射して前記定着体に透過させて、前記定着体と前記記録媒体の記録面との密着部に照射させるようにしても良い。

　また、前記光硬化型インクの定着装置は、定着用の光を集光する集光手段を有し、前記集光手段は、前記光源と前記定着体との間に配置され、前記光源から照射される定着用の光を集光して前記定着体に入射させるようにしても良い。

　また、前記定着体は、円筒状に形成され、前記光源は、前記定着体の内部に配置され、前記定着用の光を前記定着体の内部から透過させて前記定着体と前記記録媒体の記録面との密着部に照射させるようにしても良い。

　また、前記定着体を、紫外線域、可視光線域、赤外線域の各波長帯において高透過性を有する石英ガラスで形成することで、光源からの定着用の光を効率よく透過し、記録媒体の記録面に照射できる。

　また、前記光硬化型インクの定着装置は、前記定着体を回転駆動させる駆動手段を有し、
　前記定着体は、前記駆動手段により回転駆動されることで前記記録媒体を搬送するようにしても良い。

　前記光硬化型インクは、例えば、紫外線硬化型ラジカル重合インク（ＵＶインク）であり、その場合、前記定着用の光は紫外光である。

　本発明によれば、光硬化型インクを用いた印刷処理において、光硬化型インクの硬化や定着に要する光照射エネルギーを低減できる。

　以下、図１〜図２３を適宜参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の参照符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。

　　［第１の実施形態］
　第１の実施形態に係る光硬化型インクの定着装置７０ａは、例えば、図３に示すように孔版印刷装置の印刷部３の後段に配置される。尚、図１は図３に示す孔版印刷装置のうち、定着装置７０ａと印刷部３の一部とを示す概略側面図であり、図２は定着装置７０ａの概略斜視図である。

　　　〔孔版印刷装置の構成〕
　図３に示すように、第１の実施形態における孔版印刷装置は、主な構成要素として、原稿読み取り部１、製版部２、印刷部３、給紙部４、排紙部５、排版部６などを備え、印刷部３の後段に定着装置７０ａが配置されている。

　原稿読み取り部１は、印刷すべき原稿が載置される原稿セット台１０、原稿セット台１０上の原稿の有無を検出する反射型の原稿センサ１１，１２、原稿セット台１０上の原稿を搬送する一対の原稿搬送ロール１３，１４、一対の原稿搬送ロール１３，１４を回転駆動するステッピングモータ１５、一対の原稿搬送ロール１３，１４によって搬送される原稿の画像を光学的に読み取り、読み取った画像データを電気信号に変換する密着型のイメージセンサ１６、及び原稿セット台１０より排出される原稿を載置する原稿排出トレイ１７を有する。そして、原稿セット台１０に載置された原稿は、一対の原稿搬送ロール１３，１４によって搬送され、搬送される原稿の画像をイメージセンサ１６が読み取る。

　製版部２は、ロールされた長尺状の孔版原紙１８を収容する原稿収納部１９、原稿収納部１９の搬送下流方向に配置されたサーマルヘッド２０、サーマルヘッド２０の対向位置に配置されたプラテンロール２１、サーマルヘッド２０及びプラテンロール２１の搬送下流方向に配置された一対の原稿送りロール２２、プラテンロール２１及び原稿送りロール２２を回転駆動するライトパルスモータ２３、及び一対の原稿送りロール２２の搬送下流方向に配置された原紙カッタ２４を有する。そして、プラテンロール２１と原稿送りロール２２の回転により長尺状の孔版原紙１８を搬送し、イメージセンサ１６で読み取った画像データに基づいてサーマルヘッド２０の各点状発熱体が選択的に発熱動作することにより孔版原紙１８を加熱穿孔して製版し、この製版された孔版原紙１８を原紙カッタ２４で切断して所定長さの孔版原紙１８を作製する。

　印刷部３は、外周部分が多孔構造によるインク通過性の部材で構成され、メインモータ２５の駆動力によって図３のＡ矢印方向に回転する版胴２６、版胴２６の外周面に設けられ、孔版原紙１８の先端をクランプする原紙クランプ部２７、版胴２６の検出片２８ａを検出することにより版胴２６の外周面に孔版原紙１８が巻装されているか否かを検出する原紙確認センサ２８、版胴２６の検出片２９を検出することにより版胴２６の基準位置を検出する基準位置検出センサ３０、メインモータ２５の回転を検出するロータリエンコーダ３１を有する。そして、基準位置検出センサ３０の検出出力に基づいてロータリエンコーダ３１の出力パルスを検出することにより版胴２６の回転位置を検出する。

　また、印刷部３は、版胴２６の内部に配置されたスキージロール３２と、このスキージロール３２に近接配置されたドクターロール３３を有し、スキージロール３２とドクターロール３３とで囲まれた外周スペースに、紫外光の照射による化学的変化によって硬化する紫外光硬化型ラジカル重合インク（以下、ＵＶインクと称す）３４が溜められている。回転するスキージロール３２の外周に付着するＵＶインク３４がドクターロール３３との隙間を通ることによりスキージロール３２には所定膜厚のＵＶインク３４のみが付着し、この所定膜厚のＵＶインク３４が版胴２６の内周面に供給される。また、スキージロール３２の対向位置で、且つ、版胴２６の外周位置にはプレスロール３５が設けられ、このプレスロール３５はソレノイド装置３６の駆動力により版胴２６の外周面を押圧する押圧位置と、版胴２６の外周面から離間する待機位置との間で変位可能に構成されている。プレスロール３５は、給紙部４からの給紙動作に同期して待機位置から押圧位置に変位し、印刷用紙３７が版胴２６の下部を通過する際のみ押圧位置に位置し、それ以外の時には待機位置に位置する。

　そして、製版部２から搬送される孔版原紙１８の先端を原紙クランプ部２７でクランプし、このクランプした状態で版胴２６が回転されて孔版原紙１８が版胴２６の外周面に巻装され、版胴２６の回転に同期して給紙部４より搬送されてくる印刷用紙３７をプレスロール３５で版胴２６の孔版原紙１８に押圧することにより印刷用紙３７に孔版原紙１８の穿孔からＵＶインク３４が転写されて画像が印刷される。

　給紙部４は、印刷用紙３７が積載される給紙台３８、給紙台３８から最上位置の印刷用紙３７のみを搬送させる１次給紙ロール３９，４０、１次給紙ロール３９，４０によって搬送された印刷用紙３７を版胴２６の回転に同期して版胴２６とプレスロール３５間に搬送する一対の２次給紙ロール４１、この一対の２次給紙ロール４１間に印刷用紙３７が搬送されたか否かを検出する給紙センサ４２を有する。１次給紙ロール３９，４０には、給紙クラッチ４３を介してメインモータ２５の回転が選択的に伝達されるように構成されている。

　印刷部３にて印刷処理された印刷用紙３７は、用紙分離爪４４により版胴２６から離間され、一対の搬送ロール７８により定着装置７０ａに搬送される。そして、印刷用紙３７に印刷されたＵＶインク３４は、定着装置７０ａにて硬化・定着される。尚、定着装置７０ａの詳細な構成は、後述する。

　定着装置７０ａにて印刷面のＵＶインク３４が硬化・定着された印刷用紙３７は、搬送通路４５から排紙部５の排紙台４６に排紙される。排紙台４６上には、排紙フェンスである、一対のサイドフェンス５９，６０、及びエンドフェンス６１が設けられている。

　排版部６は、版胴２６より使用済みの孔版原紙１８を引き剥がしながら搬送する一対の排版ロール４７、排版ロール４７を回転駆動する排版モータ４８、排版ロール４７から搬送された孔版原紙１８を収納する排版ボックス４９、排版ロール４７により孔版原紙１８が排版ボックス４９に搬送されたか否かを検出する排版センサ５０を有する。

　　　〔定着装置の構成〕
　図１〜図３に示すように、第１の実施形態による定着装置７０ａは、印刷部３の後段に配置され、ＵＶインク（光硬化型インク）３４で画像が印刷された印刷用紙（記録媒体）３７の印刷面（記録面）にＵＶ光（定着用の光）を照射させるＵＶランプ（光源）７１と、印刷用紙３７の搬送路の上方に配置されたＵＶランプ７１と印刷用紙３７の間に配置されたＵＶ光を透過可能な定着体７４ａと、定着体７４ａを回転駆動するモータ７７と、印刷用紙３７の搬送路を挟んで定着体７４ａに対向して配置され搬送路上を搬送される印刷用紙３７をソレノイド装置７６（加圧手段）の駆動力により定着体７４ａとニップするプレスローラ（搬送体）７５とを有し、印刷用紙３７をソレノイド装置７６の駆動力によりプレスローラ７５で定着体７４ａとニップしつつ搬送路上を搬送させながら、ＵＶ光を定着体７４ａ内に透過させて定着体７４ａと印刷用紙３７の印刷面との密着部に照射させることで、印刷用紙３７の印刷面に印刷されたＵＶインク３４を硬化・定着させる。

　ＵＶランプ７１は、ＵＶ光を発光するランプであり、例えば、キセノンフラッシュランプ、メタルハライドランプ、水銀ランプなどが用いられる。また、ＵＶランプ７１は、管状ランプでも良いし、球状ランプでも、その他の形状のランプでも良い。リフレクター７３は、ＵＶランプ７１が発光するＵＶ光を、印刷用紙３７の印刷面に向けて効率よく反射させるため、設けることが望ましい。ＵＶランプ７１は、定着体７４ａの外部に配置され、定着体７４ａとプレスローラ７５のニップ部と反対側から、ＵＶ光を定着体７４ａに入射して、定着体７４ａ内に透過させて、定着体７４ａと印刷用紙３７の印刷面との密着部に照射させる。

　定着体７４ａとプレスローラ７５は、図２に示すように、円柱形状を有しており、その回転軸方向が、印刷用紙３７の搬送方向に対して直交する方向に沿って配置され、印刷用紙３７の搬送方向の幅と同一、もしくはそれ以上の全長を有する。これにより、定着体７４ａと印刷用紙３７の印刷面は、その全幅方向で線接触で密着する。

　また、定着体７４ａは、紫外線域、可視光線域、赤外線域の各波長帯、すなわち 200nmないし1300nmの周波数帯域の光を透過可能な素材により形成される。より好ましくは、定着体７４ａは、200nmないし500nmの紫外線域を含む周波数帯域の光を透過可能な、例えば、石英ガラスなどで形成される。

　また、定着体７４ａは、その回転軸を中心に回転自在に構成されており、モータ７７により印刷用紙３７の搬送速度と同等の周速度で回転駆動されて印刷用紙３７を搬送する。

　以上のように構成された定着装置７０ａは、ソレノイド装置７６による駆動力により定着体７４ａとプレスローラ７５とで印刷用紙３７をニップしつつ、印刷用紙３７を搬送させながらＵＶ光を定着体７４ａ内に透過させて、定着体７４ａと印刷用紙３７の印刷面との密着部に照射させる。これにより、プレスローラ７５と定着体７４ａによりニップされている部分の印刷用紙３７のＵＶインク３４は定着体７４ａと密着するため、密着部分の空気（酸素）が遮断されてＵＶインク３４にＵＶ光が直接照射されるので、空気（酸素）中で硬化・定着する場合に比べて、硬化・定着に要するＵＶランプ７１のＵＶ光照射エネルギーを低減できる。

　さらに、図５に示すように、定着体７４ａが集光効果を生じる円柱形状のため、ＵＶランプ７１から照射され、定着体７４ａに入射されたＵＶ光は、入射された側と反対側の定着体７４ａと印刷用紙３７との接触部付近に集光され、プレスローラ７５と定着体７４ａによる酸素の遮断効果と相乗して、より効率的にＵＶインク３４の硬化・定着が促進される。従って、照射時間を同じにすれば、より照射エネルギーの小さいＵＶランプ７１を用いても、ＵＶインク３４の硬化・定着が可能となり、従来と同じ照射エネルギーの高いメタルハイドランプなどのＵＶランプ７１を用いた場合には、従来よりも短時間でＵＶインク３４の硬化・定着が可能となる。よって、発光や冷却などに費やしていたコストを従来よりも軽減できる。

　さらにまた、図４に示すように、従来は、印刷用紙３７の搬送路の上方に設置されたＵＶランプ７１からＵＶ光を直接、及びリフレクター７３により反射させて照射することにより、印刷用紙３７の印刷面に印刷されたＵＶインク３４を硬化・定着させていたが、ＵＶインク３４の印刷面上での硬化・定着状態は、ＵＶインク３４の印刷面への転移状況や印刷面の平滑度などに左右され、凹凸等のバラツキが生じる場合があった。

　それに対して、本実施の形態による定着装置７０ａによれば、図５に示すように、定着体７４ａとプレスローラ７５とで印刷用紙３７をニップしつつ搬送して、定着体７４ａの外部に配置されたＵＶランプ７１からＵＶ光を定着体７４ａ内に透過させて、定着体７４ａと印刷用紙３７の印刷面との密着部に照射することにより、印刷用紙３７の印刷面に印刷されたＵＶインク３４を硬化・定着させているため、ＵＶインク３４の印刷面への転移状況や印刷面の平滑度などに左右されず、ＵＶインク３４を平滑に硬化・定着することができる。そのため、印刷物としての視覚的な品質も向上する。

　　［第２の実施形態］
　図６に示すように、第２の実施形態による定着装置７０ｂは、印刷部３の後段に配置され、ＵＶインク（光硬化型インク）３４で画像が印刷された印刷用紙（記録媒体）３７の印刷面（記録面）にＵＶ光（定着用の光）を照射させるＵＶランプ（光源）７１と、印刷用紙３７の搬送路上に配置されたＵＶ光を透過可能な定着体７４ｂと、定着体７４ｂを回転駆動するモータ７７と、印刷用紙３７の搬送路を挟んで定着体７４ｂに対向して配置され、搬送路上を搬送される印刷用紙３７をソレノイド装置７６（加圧手段）の駆動力により定着体７４ｂとニップするプレスローラ（搬送体）７５とを有する。更に、ＵＶインク３４の硬化・定着前にＵＶ光が印刷用紙３７に洩れることを防止する遮蔽板９２が設けられている。

　定着体７４ｂは、ＵＶ光を透過可能な、例えば石英ガラスなどにより円筒状に形成され、円筒内部にＵＶランプ７１を配置するように構成されている。そして、ソレノイド装置７６の駆動力によりプレスローラ７５で印刷用紙３７を定着体７４ｂとニップしつつ搬送路上を搬送させながら、ＵＶランプ７１からＵＶ光を定着体７４ｂに透過させて、定着体７４ｂと印刷用紙３７の印刷面との密着部に照射させることで、印刷用紙３７の印刷面に印刷されたＵＶインク３４を硬化・定着させる。

　これにより、プレスローラ７５と定着体７４ｂによりニップされている部分の印刷用紙３７のＵＶインク３４は定着体７４ｂと密着するため、密着部分の空気（酸素）を遮断してＵＶ光がＵＶインク３４に直接照射されるので、空気（酸素）中で硬化・定着する場合に比べて、硬化・定着に要するＵＶ光照射エネルギーを低減できる。さらに、ＵＶランプ７１を、定着体７４ｂ内部に配置してＵＶランプ７１と印刷用紙３７との照射距離を小さくできるので、ＵＶランプ７１の照射エネルギーを小さくできる。

　　［第３の実施形態］
　第３の実施形態は、第１の実施形態をより効率的にするためになされたものであり、定着体７４ａに入射されるＵＶ光を、定着体７４ａの受光面積、即ち直径の範囲以上に拡大し、定着体７４ａに入射するＵＶ光の入射角度を大きくして、集光点を定着体７４ａのより外周に近い方向に移動させて、定着体７４ａと印刷用紙３７の印刷面との密着部に照射されるＵＶ光を増大させるものである。

　つまり、第３の実施形態における定着装置７０ｃは、図７に示すように第１の実施形態による定着装置７０ａに集光手段８０を付加したものである。他は第１の実施形態による定着装置７０ａと同一であり、詳細な説明は省略する。

　集光手段８０は、ＵＶランプ７１と定着体７４ａとの間に設置され、ＵＶランプ７１から放射状に照射されるＵＶ光を屈折させて集光して、定着体７４ａに第１の実施形態より大きな角度でＵＶ光を入射させる。このように構成することで集光手段８０は、定着体７４ａに入射されるＵＶ光を増加させると共に、定着体７４ａに入射するＵＶ光の入射角を大きな角度に変化させるので、集光点（焦点）が定着体７４ａのより外周に近い方向に移動して、定着体７４ａと印刷用紙３７の印刷面との密着部に照射されるＵＶ光は増大する。

　また、第１の実施形態と同様に、プレスローラ７５と定着体７４ａによりニップされている部分の印刷用紙３７のＵＶインク３４は定着体７４ａと密着するため、密着部分の空気（酸素）が遮断され、さらに第１の実施形態に比べエネルギー密度の高いＵＶ光が照射されるので、硬化・定着に要するＵＶランプ７１のＵＶ光照射エネルギーをさらに低減できる。

　　［第４の実施形態］
　図８は、本発明に係る印刷装置の一実施形態の概略を示す図である。図８に示す印刷装置は、ＵＶインク３４を吐出するインクジェットヘッド８６を有する印刷部３と定着装置７０ｄを備えている。

　定着装置７０ｄはインクジェットヘッド８６の後段に配置され、ＵＶインク（光硬化型インク）３４で画像が外周面に形成される定着体７４ｄと定着体７４ｄの外周面に形成された画像が転写される印刷用紙（記録媒体）３７の印刷面（記録面）との密着部にＵＶ光（定着用の光）を照射させるＵＶランプ（光源）７１と、印刷用紙３７の搬送路を挟んで定着体７４ｄと対向して配置され、搬送路を搬送される印刷用紙３７をソレノイド装置（加圧手段）７６の駆動力により定着体７４ｄとニップするプレスローラ（搬送体）７５とを有する。また、ＵＶランプ７１が発光するＵＶ光を効率よく反射するリフレクター７３と、ＵＶランプ７１から発光されたＵＶ光が不要な空間に漏れ出さないように制限するための遮蔽板９４を有する。

　定着体７４ｄとプレスローラ７５は円柱形状を有しており、その回転軸方向は、印刷用紙３７の搬送方向に対して直交する方向に沿って配置され、印刷用紙３７の搬送方向の幅と同一、もしくはそれ以上の全長を有し、その回転軸を中心に回転可能に支持されている。

　さらに、定着体７４ｄは、ＵＶ光を透過可能な、例えば、石英ガラスなどにより円柱状に形成され、プレスローラ７５とのニップ部上流側の定着体７４ｄの外周面とインクジェットヘッド８６の吐出口は対向する位置に配置されている。

　印刷動作を行う際には、定着体７４ｄはモータ９３により図８に示す矢印方向（反時計回り方向）に回転駆動され、インクジェットヘッド８６からＵＶインク３４が定着体７４ｄの外周面に吐出され、プレスローラ７５のニップ部上流側の定着体７４ｄの外周面に画像（裏表逆転画像）が形成される。この場合、インクジェットヘッド８６とモータ９３は図示しない制御部に制御され、インクジェットヘッド８６の動作に合わせて定着体７４ｄは回転駆動される。また、インクジェットヘッド８６はシリアルヘッドタイプ、ラインヘッドタイプの何れでも良く、技術的には公知であるので説明は省略する。

　そして、ソレノイド装置７６に駆動されるプレスローラ７５と定着体７４ｄで印刷用紙３７をニップし、定着体７４ｄと印刷用紙３７を密着させることで、定着体７４ｄの外周面に形成された画像が印刷用紙３７に転写される。

　またこの時、定着体７４ｄとプレスローラ７５とで印刷用紙３７をニップしつつモータ９３で定着体７４ｄを回転駆動して搬送させながら、定着体７４ｄとプレスローラ７５のニップ部と反対側からＵＶ光を定着体７４ｄに入射して定着体７４ｄに透過させて、定着体７４ｄと印刷用紙３７の印刷面との密着部に照射させることで、印刷用紙３７の印刷面に転写されたＵＶインク３４を硬化・定着させる。

　尚、定着体７４ｄの外周面に吐出されたＵＶインク３４のうち、印刷用紙３７の印刷面に転写されなかったＵＶインク３４は、定着体７４ｄの外周面に摺接するクリーニング部９０によって除去され、図示しない廃インク排出部に排出される。また、ＵＶインク３４の転写や除去を助長するため、定着体７４ｄの外周面に、ＵＶ光透過性の防着膜加工を施しても良い。

　　［実験用定着装置］
　ここで、上記各実施の形態による光硬化型インクの定着装置、定着方法、及び印刷装置についての理解をさらに深めるために、本発明者により行われた実験結果を例示する。

　図９〜図１１は、実験用に試作した定着装置７０ｅの構成を示す概略図である。定着装置７０ｅは、紫外線発生部と光ファイバーで構成され、紫外線発生部で発生したＵＶ光を光ファイバーの先端から照射するＵＶ発生装置７２と、ＵＶ光を透過可能な定着体７４ｅと、定着体７４ｅを回転駆動させるモータ９６と、定着体７４ｅに対向して配置され、搬送路上を搬送される印刷用紙をソレノイド装置９８の駆動力により定着体７４ｅとニップするプレスローラ９７とを有する。さらに定着装置７０ｅは、電源装置８２、受光器と本体とからなるＵＶセンサ装置（ＵＶ光量計）８１などを有する。

　尚、ＵＶセンサ装置８１は、「紫外線積算光量計UIT-150」（ウシオ電機（株））を使用した。また、ＵＶ発生装置７２は、「ACTICURE MODEL A4000」（EFOS Inc.）を使用した。定着体７４ｅは、直径30mmの石英ガラス棒を用い、プレスローラ９７の材質はＰＯＭ（Polyoxymethylene；ポリアセタール）である。

　　　〔実験例１〕
　定着体７４ｅによるプレスローラ９７との接触部でのＵＶ光の集光の程度を調べるために、先ず、定着装置７０ｅからプレスローラ９７を除去し、図１２（ａ）に示すように、受光器を、定着体７４ｅとプレスローラ９７のニップ位置に設置した場合、すなわちＵＶ発生装置７２の光ファイバーの先端から照射され定着体７４ｅを透過して定着体７４ｅと印刷用紙３７の印刷面との密着部に集光されるＵＶ光の照射エネルギーを測定した。

　そして、図１２（ｂ）に示すように、受光器をそのままの状態に保ち、定着体７４ｅを除去した場合、すなわちＵＶ発生装置７２の光ファイバーの先端から照射され直接照射されるＵＶ光の照射エネルギーを測定した。

　図１３に測定結果を示すように、定着体７４ｅを透過して受光器で受光されるＵＶ光の照射エネルギーは 175.0Ｊ （図１２（ａ）の場合）であるのに対し、定着体７４ｅを除去して直接受光器で受光されるＵＶ光の照射エネルギーは 25.5Ｊ （図１２（ｂ）の場合）であった。

　従って、図５に示したように、円柱形状を有する定着体７４ｅによる集光効果によって、ＵＶ発生装置７２の光ファイバーの先端から照射されたＵＶ光が、定着体７４ｅとプレスローラ９７のニップ部に集光されて、照射エネルギーが一桁違うことが解る。

　　　〔実験例２〕
　集光手段８０の効果を調べるために、実験例１と同一の定着装置７０ｅを使用して、プレスローラ９７を除去し、図１４（ａ）に示すように集光手段８０を設置し、受光器を定着体７４ｅとプレスローラ９７のニップ位置に設置した場合、即ち、ＵＶ発生装置７２の光ファイバーの先端から照射され集光手段８０により集光されて、集光手段８０が設置されない場合に定着体７４ｅに入射される入射角度よりも大きな角度で入射されたＵＶ光が、定着体７４ｅを透過して定着体７４ｅと印刷用紙３７の印刷面との密着部に集光されるＵＶ光の照射エネルギーを測定した。

　そして、図１４（ｂ）に示すように、定着装置７０ｅや受光器をそのままの状態に保ち、集光手段８０を除去した場合、即ちＵＶ発生装置７２の光ファイバーの先端から照射されるＵＶ光が直接定着体７４ｅに入射されて、定着体７４ｅを透過して、定着体７４ｅと印刷用紙３７の印刷面との密着部に集光されるＵＶ光の照射エネルギーを測定した。

　尚、集光手段８０は石英ガラスで形成された凸レンズで、焦点距離は 770mm、口径は 47.5mm、長さは 210mm である。

　図１３に測定結果を示すように、集光手段８０を設置した場合の受光器で受光されるＵＶ光の照射エネルギーは 35.0Ｊ （図１４（ａ）の場合）であるのに対し、集光手段８０を除去した場合の受光器で受光されるＵＶ光の照射エネルギーは 10.2Ｊ （図１２（ｂ）の場合）であった。

　従って、集光手段８０による集光効果によって、ＵＶ発生装置７２の光ファイバーの先端から照射されるＵＶ光が集光手段８０により集光されて、定着体７４ｅとプレスローラ９７のニップ部に集光されて、照射エネルギーが増大していることが解る。

　　　〔実験例３〕
　先ず、はがき用紙３７ａ，３７ｂ，３７ｃに、図１７〜図１９に示すような印刷画像をＵＶインク３４を用いて印刷した。印刷に用いた印刷装置として、「RISO MEISTER CP150」（理想科学工業（株））を使用した。

　そして、図１６に示すように、定着装置７０ｅを用いて、印刷直後のはがき用紙３７ａ，３７ｂ，３７ｃを、表１に示す条件でそれぞれ、定着体７４ｅとプレスローラ９７との間を搬送させながら、ＵＶ光を照射して、はがき用紙３７ａ，３７ｂ，３７ｃの印刷面のＵＶインク３４を硬化・定着させた。尚、ＵＶ発生装置７２の光ファイバーの先端から定着体７４ｅとプレスローラ７５の接触部までの距離を 200mm とした（ＵＶ発生装置７２の光ファイバーの先端から照射されたＵＶ光が、定着体７４ｅの全長を照射するための距離）。
　尚、表１において、「搬送速度」は、モータ９６により回転駆動される定着体７４ｅが、はがき用紙３７ａ，３７ｂ，３７ｃを搬送する速度であり、「ＵＶ光の照射エネルギー」は、定着体７４ｅとプレスローラ９７の接触部近傍（図１２（ａ）に示す受光器を水平方向に 60mm 移動した位置）における、ＵＶ発生装置７２の光ファイバーの先端から照射され直接受光器で受光されるＵＶ光の照射エネルギーである。また、「プレスローラの押圧力」は、プレスローラ９７がはがき用紙３７ａ，３７ｂ，３７ｃを定着体７４ｅとニップする力である。

　そして、ＵＶインク３４の硬化・定着直後の各はがき用紙３７ａ，３７ｂ，３７ｃの印刷面を、図示しないクロックメータにて３往復摩擦し、ＵＶインク３４の転移や剥離の状況を観察した。尚、クロックメータは、「CROCK METER MODEL CM-1」（ATLAS ELECTRIC DEVICE CO.）を使用した。

　図２０〜図２２は、各はがき用紙３７ａ，３７ｂ，３７ｃのクロックメータにて摩擦を加えた部分を拡大した写真画像である。

　図２０は、ケース１の拡大写真画像であり、クロックメータの摩擦によって、硬化・定着していないＵＶインク３４が、はがき用紙３７ａの印刷部の繊維から剥離し、他の繊維部の両端に転移している様子がわかる。

　図２１は、ケース２の拡大写真画像であり、クロックメータの摩擦による、はがき用紙３７ｂの印刷部の繊維からのＵＶインク３４の剥離や他の繊維部への転移が殆ど見られず、確実に硬化・定着している。

　図２２は、ケース３の拡大写真画像であり、ケース２に比べて、はがき用紙３７ｃの印刷部の繊維から剥離や他の繊維部へ転移しているＵＶインク３４が若干見られるものの、ケース１に比べて剥離・転移が少ない。

　以上のことから、プレスローラ９７と定着体７４ｅによりはがき用紙３７ａ，３７ｂ，３７ｃをニップする力（プレスローラ９７の押圧力）が強いほど、ＵＶインク３４の硬化・定着が促進されることがわかる。

　以上、第１の実施形態〜第４の実施形態、及び実験例について詳細に説明したが、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の色々な形で実施することができる。

　例えば、上述の各実施の形態においては、定着装置を印刷装置に組み込んだ構成を示したが、定着装置と印刷装置はそれぞれ独立した構成としても良い。

　また、上述の実施形態において、定着体７４ａ，７４ｂ，７４ｃと印刷用紙３７の印刷面を密着させる加圧手段としてプレスローラ７５を駆動するソレノイド装置７６で説明したが、逆に、プレスローラ７５を固定して、定着体７４ａ，７４ｂ，７４ｃを駆動する加圧手段により定着体７４ａ，７４ｂ，７４ｃと印刷用紙３７の印刷面を密着させても良い。

　また、定着体７４ａ，７４ｂ，７４ｃと記録媒体の搬送路を挟んで対向する位置に設けられる搬送体としてプレスローラ７５の例で説明したが、図２３に示すようなプーリー６６、ベルト６７、支持部６８等から構成されるベルト搬送手段６５でも良い。

　また、印刷用紙３７の印刷面にＵＶインク３４で印刷する印刷部３として、孔版印刷装置とインクジェットヘッド式の印刷装置を例示したが、ＵＶインクで印刷できる印刷装置または印刷方式なら良く、例えば、凹版、凸版、平版などの各印刷装置または印刷方式に適用することができる。

　従って、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

図３に示した孔版印刷装置における印刷部の一部と定着装置の概略側面図である。 図３に示した孔版印刷装置における定着装置の概略斜視図である。 第１の実施形態における孔版印刷装置を例示する概略側面図である。 一般的な定着装置によるＵＶインクの硬化・定着の様子を例示する説明図である。 図１〜図３に示した定着装置における定着体の集光及びＵＶインクの硬化・定着の様子を例示する説明図である。 第２の実施形態における印刷装置の印刷部の一部と定着装置とを例示する概略側面図である。 第３の実施形態における印刷装置の印刷部の一部と定着装置とを例示する概略側面図である。 第４の実施形態における印刷装置の印刷部の一部と定着装置とを例示する概略側面図である。 実験例における定着装置を示した概略斜視図である。 図９に示した定着装置の概略側面図である。 図９に示した定着装置を背面側から示した概略斜視図である。 実験例１において、定着体の集光効果を測定する位置関係を模式的に示した概略側面図であり、（ａ）は受光器を定着体の直下に設置した場合を示しており、（ｂ）は受光器を定着体の直下に設置した状態で、定着体を除去した場合を示している。 実験例１において、定着体による集光効果の測定結果を示す図である。 実験例２において、集光手段の集光効果を測定する位置関係を模式的に示した概略側面図であり、（ａ）は集光手段を設置した場合を示しており、（ｂ）は集光手段を除去した場合を示している。 実験例２において、集光手段による集光効果の測定結果を示す図である。 実験例３において、印刷直後のはがき用紙を、定着体とプレスローラとの間を搬送させながらＵＶ光を照射して、印刷面のＵＶインクを硬化・定着させている様子を示した概略斜視図である。 実験例３において、ケース１のクロックメータによる摩擦実験後の、はがき用紙の印刷面の写真画像である。 実験例３において、ケース２のクロックメータによる摩擦実験後の、はがき用紙の印刷面の写真画像である。 実験例３において、ケース３のクロックメータによる摩擦実験後の、はがき用紙の印刷面の写真画像である。 実験例３において、図１７に示したケース１の摩擦を加えた部分の拡大写真画像である。 実験例３において、図１８に示したケース２の摩擦を加えた部分の拡大写真画像である。 実験例３において、図１９に示したケース３の摩擦を加えた部分の拡大写真画像である。 ベルト搬送手段を例示する概略側面図である。

符号の説明

　　１…原稿読取部
　　２…製版部
　　３…印刷部
　　４…給紙部
　　５…排紙部
　　６…排版部
　１０…原稿セット台
　１１，１２…原稿センサ
　１３，１４…原稿搬送ロール
　１５…ステッピングモータ
　１６…イメージセンサ
　１７…原稿排出トレイ
　１８…孔版原紙
　１９…原稿収納部
　２０…サーマルヘッド
　２１…プラテンロール
　２２…原稿送りロール
　２３…ライトパルスモータ
　２４…原紙カッタ
　２５…メインモータ
　２６…版胴
　２７…原紙クランプ部
　２８…原紙確認センサ
　２８ａ…検出片
　２９…検出片
　３０…基準位置検出センサ
　３１…ロータリエンコーダ
　３２…スキージロール
　３３…ドクターロール
　３４…ＵＶインク
　３５…プレスロール
　３６…ソレノイド装置
　３７…印刷用紙
　３７ａ，３７ｂ，３７ｃ…はがき用紙
　３８…給紙台
　３９，４０…１次給紙ロール
　４１…２次給紙ロール
　４２…給紙センサ
　４３…給紙クラッチ
　４４…用紙分離爪
　４５…搬送通路
　４６…排紙台
　４７…排版ロール
　４８…排版モータ
　４９…排版ボックス
　５０…排版センサ
　５９，６０…サイドフェンス
　６１…エンドフェンス
　６５…ベルト搬送手段
　６６…プーリー
　６７…ベルト
　６８…支持部
　７０ａ，７０ｂ，７０ｃ，７０ｄ…定着装置
　７０ｅ…定着装置
　７１…ＵＶランプ
　７２…ＵＶ発生装置
　７３…リフレクター
　７４ａ，７４ｂ，７４ｄ…定着体
　７４ｅ…定着体
　７５…プレスローラ
　７６…ソレノイド装置
　７７…モータ
　７８…搬送ロール
　８０…集光手段
　８１…ＵＶセンサ装置（ＵＶ光量計）
　８２…電源装置
　８６…インクジェットヘッド
　９０…クリーニング部
　９２…遮蔽板
　９３…モータ
　９４…遮蔽板
　９６…モータ
　９７…プレスローラ
　９８…ソレノイド装置

Claims (16)

1. 光硬化型インクで印刷された記録媒体の記録面に定着用の光を照射する光源と、
   　印刷された前記記録媒体の搬送路に配置され、円柱状に形成され前記定着用の光を透過可能な定着体と、
   　前記搬送路を挟んで前記定着体と対向して配置された搬送体と、
   　前記定着体と前記搬送体とをニップする加圧手段を有し、
   　前記加圧手段によりニップされた前記定着体と前記搬送体との間に前記記録媒体を搬送して、前記定着体と前記記録媒体の記録面とを密着させ、前記定着体を透過した前記定着用の光を前記定着体と前記記録媒体の記録面との密着部に照射して、前記記録媒体の記録面に印刷された前記光硬化型インクを硬化・定着させること
   　を特徴とする光硬化型インクの定着装置。
2. 前記定着体と前記搬送体は、その回転軸廻りに回転可能に支持され、前記回転軸が印刷された前記記録媒体の搬送方向に対して直交する方向に配置され、前記回転軸方向の全長が前記記録媒体の搬送方向と直交する方向の幅以上であること
   　を特徴とする請求項１に記載の光硬化型インクの定着装置。
3. 前記定着体と前記搬送体は、その周速度が印刷された前記記録媒体の搬送速度と同等であること
   　を特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の光硬化型インクの定着装置。
4. 前記光源は、前記定着体の外部に配置され、前記定着体に前記定着用の光を前記定着体と前記搬送体とのニップ部の反対側から入射して、前記定着体に透過させて、前記定着体と前記記録媒体の記録面との密着部に照射させること
   　を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光硬化型インクの定着装置。
5. 前記光硬化型インクの定着装置は、前記定着用の光を集光する集光手段を有し、
   　前記集光手段は、前記光源と前記定着体との間に配置され、前記光源から照射される定着用の光を集光して前記定着体に入射させること
   　を特徴とする請求項１または請求項４のいずれかに記載の光硬化型インクの定着装置。
6. 前記定着体は、円筒形に形成され、前記光源は、前記定着体の内部に配置され、前記定着用の光を前記定着体の内部から透過させて前記定着体と前記記録媒体の記録面との密着部に照射させること
   　を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光硬化型インクの定着装置。
7. 前記定着体は、波長が 200nm ないし 1300nm の光を透過可能な材質で形成されること
   　を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の光硬化型インクの定着装置。
8. 前記定着体は、石英ガラスで形成されること
   　を特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の光硬化型インクの定着装置。
9. 前記光硬化型インクの定着装置は、前記定着体を回転駆動させる駆動手段を有し、
   　前記定着体は、前記駆動手段により回転駆動されることで前記記録媒体を搬送すること
   　を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の光硬化型インクの定着装置。
10. 前記定着用の光は、紫外光であり、
    　前記光硬化型インクは紫外線硬化型ラジカル重合インクであること
    　を特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の光硬化型インクの定着装置。
11. 印刷された記録媒体の搬送路に配置され円柱状に形成され、光源から照射される定着用の光を透過可能な定着体と、前記搬送路を挟んで前記定着体に対向して配置された搬送体とを加圧手段によりニップしつつ光透過型インクで印刷された記録媒体を前記搬送路に搬送して、前記定着体と前記記録媒体の記録面とを密着させ、
    　前記定着体を透過した前記定着用の光を、前記定着体と前記記録媒体の記録面との密着部に照射して、前記記録媒体の記録面に印刷された前記光硬化型インクを硬化・定着させること
    　を特徴とする光硬化型インクの定着方法。
12. 前記光源を、前記定着体の外部に配置し、前記定着体に前記定着用の光を前記定着体と前記搬送体とのニップ部の反対側から入射して、前記定着体に透過させて、前記定着体と前記記録媒体の記録面との密着部に照射させること
    　を特徴とする請求項１１に記載の光硬化型インクの定着方法。
13. 前記定着用の光を集光する集光手段を、前記光源と前記定着体との間に配置し、
    　前記集光手段は、前記光源から照射される定着用の光を集光して前記定着体に入射させること
    　を特徴とする請求項１１または請求項１２のいずれかに記載の光硬化型インクの定着方法。
14. 前記定着用の光を、円筒形状に形成された前記定着体の内部に配置された前記光源から前記定着体に透過させて、前記定着体と前記記録媒体の記録面との密着部に照射させること
    　を特徴とする請求項１１に記載の光硬化型インクの定着方法。
15. 記録媒体の記録面に光硬化型インクで印刷する印刷部と、
    　前記印刷部で印刷された前記記録媒体の記録面に定着用の光を照射する光源と、
    　印刷された前記記録媒体の搬送路に配置され、円柱状に形成され前記定着用の光を透過可能な定着体と、
    　前記定着体を挟んで前記定着体と対向して配置された搬送体と、
    　前記定着体と前記搬送体とをニップする加圧手段とを有し、
    　前記加圧手段によりニップされた前記定着体と前記搬送体との間に前記記録媒体を搬送して、前記定着体と前記記録媒体の記録面とを密着させ、前記定着体を透過した前記定着用の光を前記定着体と前記記録媒体の記録面との密着部に照射して、前記記録媒体の記録面に印刷された前記光硬化型インクを硬化・定着させること
    　を特徴とする印刷装置。
16. 前記印刷部は、前記定着体の外周面に光硬化型インクで画像を形成し、
    　前記加圧手段によりニップされ、外周が光硬化型インクで画像形成された前記定着体と前記搬送体との間に前記記録媒体を搬送して、
    　前記光硬化型インクを前記記録媒体の記録面に転写しつつ、前記記録媒体の記録面に転写された前記光硬化型インクを硬化・定着させること
    　を特徴とする請求項１５に記載の印刷装置。