JP2007083629A - 紫外線硬化型インク使用のプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】被プリントメディア表面の紫外線硬化型インクを用いてプリントされた画像に紫外線を満遍なくむらなく照射できる、紫外線硬化型インク使用のプリンタを提供する。
【解決手段】紫外線発光アレイの平面５４上のＸ方向に等ピッチＰで並ぶ隣り合う点光源５２のそれぞれからその下方の、距離Ｇ離隔した、支持手段２０に支持された、被プリントメディア１０表面にほぼ垂直円錐状を描くように照射される紫外線の照度がほぼ５０％に半減する紫外線照射範囲の一部を、互いに重ね合わせた状態とする。そして、その紫外線発光アレイの平面５４上のＸ方向に等ピッチＰで並ぶ複数の各点光源５２により、その下方の被プリントメディア１０表面のＸ方向に、その被プリントメディア１０表面にプリントされた画像を構成する紫外線硬化型インクを硬化させるのに十分な照度を持つ紫外線をむらなく連続して照射する。
【選択図】図１

Description

本発明は、紫外線硬化型インクを使用して、被プリントメディア（被記録媒体）表面に文字、記号等を含む又は含まない画像（以下、単に画像という）をプリントする、インクジェットプリンタ等のプリンタに関する。

上記紫外線硬化型インク使用のプリンタは、通常では画像をダイレクトにプリントしにくい、プラスチックシート、皮革類、ガラス板、布地等の各種の被プリントメディア表面に、プリント用のアンダーコート層を介さずに、画像を直接ダイレクトに鮮明に定着プリントできる。
また、紫外線硬化型インクは、耐候性、耐水性に優れていて、屋外広告用のポスターなどをプリントするのに、最適である。

この紫外線硬化型インク使用のプリンタにおいては、その被プリントメディア表面に紫外線硬化型インクを用いて画像をプリントした後に、その被プリントメディア表面にプリントされた画像を構成する紫外線硬化型インクに紫外線を照射して硬化させる必要がある。
この被プリントメディア表面のプリントされた画像を構成する紫外線硬化型インクに紫外線を照射する紫外線発光体には、従来一般に、メタルハライドランプや高圧水銀灯が用いられる。
しかしながら、メタルハライドランプや高圧水銀灯は、大量の電力を消費するため、近年の省エネ化には、逆行するものである。また、メタルハライドランプや高圧水銀灯は、点灯までのウォームアップ時間や消灯までのクールダウン時間が必要なため、それらのメタルハライドランプや高圧水銀灯を紫外線発光体に用いた場合には、その被プリントメディアに紫外線硬化型インクを用いて画像を定着プリントするのに時間を要する難点がある。さらに、メタルハライドランプや高圧水銀灯は、紫外線発光の際に、大量の熱を発生させるため、大掛かりな冷却手段を備える必要があると共に、大型電源を備える必要があって、プリンタの小型化を図るのに妨げとなる。

そのため、最近は、消費電力が少ない、小型軽量の、ＵＶ−ＬＥＤ（Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅの略であって、紫外線発光ダイオード）が開発されて、そのＵＶ−ＬＥＤが紫外線発光源に用いられた、紫外線硬化型インク使用のプリンタが提案されている。
このプリンタによれば、そのＵＶ−ＬＥＤからなる紫外線発光源の消費電力を大幅に低減できる。また、ＵＶ−ＬＥＤは、瞬時に点灯及び消灯が可能であるため、そのＵＶ−ＬＥＤからなる紫外線発光源のウォームアップ時間やクールダウン時間が不要となる。さらに、そのＵＶ−ＬＥＤからなる紫外線発光源を小型軽量化して、その紫外線発光源が発する熱量を少なく抑えることができる。そして、その紫外線発光源の冷却手段を小型化して、プリンタを大幅に小型軽量化できる。

ところで、上記ＵＶ−ＬＥＤは、その紫外線を発生させる発光源が、点光源であって、その指向性が高く、その紫外線の照射範囲が狭いことから、そのＵＶ−ＬＥＤからその下方に配置された被プリントメディア表面に照射される紫外線の照射面積が、一部の狭い範囲となってしまう。そのため、１個のＵＶ−ＬＥＤだけでは、被プリントメディア表面に広くプリントされた画像全体に亙って紫外線をむらなく万遍に照射することは、困難である。
このような課題を解消する方法としては、特開２００５−１５３１９３号公報等に記載されたように、同一平面上に複数のＵＶ−ＬＥＤが縦横に並べて配置された紫外線発光アレイを設けて、その紫外線発光アレイからその下方の被プリントメディア表面の紫外線硬化型インクを用いてプリントされた画像に紫外線を広範囲に照射する方法が提案されている。
特開２００５−１５３１９３号公報

しかしながら、上記紫外線発光アレイからその下方の被プリントメディア表面の紫外線硬化型インクを用いてプリントされた画像に紫外線を照射した場合には、その紫外線発光アレイを構成するＵＶ−ＬＥＤ直下の被プリントメディア表面部分には、紫外線が強く照射されて、その被プリントメディア表面部分にプリントされた画像は、確実に硬化するが、その紫外線発光アレイに並ぶ隣り合うＵＶ−ＬＥＤの中間部分直下の被プリントメディア表面部分には、紫外線が弱くしか照射されずに、その被プリントメディア表面部分にプリントされた画像は、十分に硬化させることができなかった。そして、その被プリントメディア表面にプリントされた画像中に、インク硬化不良箇所が発生して、いわゆる画像のプリントむらが生じてしまった。

本発明は、このような課題を解消しようとするもので、その被プリントメディア表面の紫外線硬化型インクを用いてプリントされた画像に紫外線を満遍なくむらなく照射して、その被プリントメディア表面に、インク硬化不良箇所のない、鮮明な画像を安定して確実に定着プリントできる、紫外線硬化型インク使用のプリンタ（以下、単にプリンタという）を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明のプリンタは、紫外線を発する複数の点光源が同一平面上に並べて配置されてなる紫外線発光アレイと、該アレイ下方に配置された被プリントメディアを前記平面と平行に支持する支持手段とを有し、前記紫外線発光アレイをそのスキャン方向に当たるＹ方向に移動させながら、その紫外線発光アレイから紫外線を照射して、前記支持手段に支持された被プリントメディア表面に紫外線硬化型インクを用いてプリントされた画像を硬化させるプリンタにおいて、
前記点光源からその直下に照射される紫外線の照度を１００％として、それよりも照度の弱い紫外線が照射される前記点光源からその下方にほぼ垂直円錐を描くように照射される紫外線照射範囲の頂角のθを指向角度と定義した場合に、
前記紫外線発光アレイの平面上のＹ方向に垂直なＸ方向に複数の点光源が等ピッチＰで並べて設けられて、その複数の各点光源からその下方にほぼ垂直円錐を描くように照射される紫外線の照度がほぼ５０％に半減する紫外線照射範囲の指向角度をθとし、その複数の各点光源からその下方の前記被プリントメディア表面までの離隔距離をＧとすると、次式
１／２Ｐ＜ｔａｎ（１／２θ）×Ｇ
の関係が成り立つように、その複数の点光源が並ぶ紫外線発光アレイの下方に前記被プリントメディアを支持する支持手段が備えられてなることを特徴としている。
ここで定義した指向角度を詳しく説明すると、指向角度とは、点光源からその下方にほぼ垂直円錐を描くように照射される紫外線照射範囲であって、その照度が点光源直下に照射される紫外線の照度を１００％とした場合に、それよりも照度の弱い紫外線が照射されるほぼ垂直円錐体状をした紫外線照射範囲を、その頂点を通る垂直平面で縦断した場合に、その垂直平面上で交差するほぼ垂直円錐体状をした紫外線照射範囲の母線間の内角のθをいう。

このような構成のプリンタによれば、その紫外線発光アレイの平面上のＸ方向に等ピッチＰで並ぶ隣り合う点光源のそれぞれからその下方の、距離Ｇ離隔した、支持手段に支持された、被プリントメディア表面にほぼ垂直円錐状を描くように照射される紫外線の照度がほぼ５０％に半減する紫外線照射範囲の一部を、互いに重ね合わせた状態とすることができる。そして、その紫外線発光アレイの平面上のＸ方向に等ピッチＰで並ぶ複数の各点光源により、その下方の被プリントメディア表面のＸ方向に、その複数の各点光源直下の各被プリントメディア表面に照射される紫外線の照度のほぼ半分以上の照度を持つ紫外線であって、被プリントメディア表面にプリントされた画像を構成する紫外線硬化型インクを硬化させるのに十分な照度を持つ紫外線をむらなく連続して照射できる。その結果、その複数の点光源をＸ方向に等ピッチＰで並べて持つ紫外線発光アレイを、そのスキャン方向に当たるＹ方向に被プリントメディア上方を移動させることにより、その支持手段に支持された、被プリントメディア表面の紫外線硬化型インクを用いてプリントされた画像を構成する紫外線硬化型インクを満遍なくむらなく硬化させることが可能となる。

本発明のプリンタにおいては、前記紫外線発光アレイの平面上に並ぶ複数の点光源の間に、その複数の点光源の間の隙間を埋めるようにして、紫外線を紫外線発光アレイ下方の被プリントメディア方向に反射させる反射層が形成されてなるものが、好ましい。
このような構成のプリンタによれば、その紫外線発光アレイの平面上に並ぶ複数の点光源から発せられて、その下方の被プリントメディア表面で紫外線発光アレイ方向に反射する紫外線を、紫外線発光アレイの平面上に並ぶ複数の点光源の間に形成された反射層表面で、被プリントメディア方向に反射させることができる。そして、その紫外線を、その下方の被プリントメディア表面に再び照射させることができる。そして、その反射層表面で反射した紫外線を、被プリントメディア表面にプリントされた画像を構成する紫外線硬化型インクを硬化させるために有効利用できる。

本発明の紫外線発光アレイの平面上に並ぶ複数の点光源の間に反射層が形成されたプリンタにおいては、その反射層が、白色顔料からなるものが好ましい。
そうした場合には、その白色顔料からなる反射層により、被プリントメディア表面で紫外線発光アレイ方向に反射する紫外線の多くを、反射層に吸収させずに、その白色顔料からなる反射層表面で効率よく反射させることができる。そして、その紫外線を、その下方の被プリントメディア表面に効率よく照射させることができる。
この白色顔料としては、ＵＶ−ＬＥＤの紫外線発光波長領域の光反射率が高い材料が好ましい。具体的には、紫外線反射率が高く、紫外線に対しての耐久性のある、酸化チタン、アルミナ、シリカ等が好ましく、特に、酸化チタンが好適である。

本発明のプリンタにおいては、前記紫外線発光アレイを構成する複数の点光源が、ＵＶ−ＬＥＤからなるものが好ましい。
このＵＶ−ＬＥＤには、市販されている様々のメーカーのものが使用可能である。中でも、紫外線発光パワーが大きく、紫外線発光波長が紫外線硬化型インクの紫外線吸収波長に適合しているＵＶ−ＬＥＤが好ましい。
また、本発明のプリンタにおいては、前記紫外線発光アレイを構成する複数のＵＶ−ＬＥＤを冷却する冷却手段が備えられてなるものが好ましい。
この冷却手段としては、冷却フィン、冷却ファン、ペルチェ素子、水冷ヒートシンクなどが利用可能である。また、この冷却手段には、ＵＶ−ＬＥＤが発する熱を効率よく逃がすことができるように、熱伝導率の大きい材料からなるヒートシンク等を用いることが好ましい。
そうした場合には、前述のように、ＵＶ−ＬＥＤは、消費電力が少なく、小型軽量であって、そのＵＶ−ＬＥＤを冷却する冷却手段も小型化できるため、その複数のＵＶ−ＬＥＤが平面上に並べて形成される紫外線発光アレイを、消費電力が少なく、小型軽量のものに形成できる。また、その紫外線発光アレイに並ぶ複数のＵＶ−ＬＥＤを冷却する冷却手段も、小型化できる。そのため、その紫外線発光アレイが備えられたプリンタを、消費電力が少なく、小型軽量のものに形成できる。
また、その冷却手段により、紫外線発光アレイの平面上に並ぶ複数のＵＶ−ＬＥＤを冷却できる。そのため、その紫外線発光アレイの紫外線を発光中のＵＶ−ＬＥＤが高温となって、その寿命が短縮したり、その性能が劣化したりするのを防ぐことができる。

以上説明したように、本発明のプリンタによれば、その紫外線発光アレイの平面上のＸ方向に等ピッチＰで並ぶ複数の各点光源により、その下方の支持手段に支持された被プリントメディア表面のＸ方向に、被プリントメディア表面にプリントされた画像を構成する紫外線硬化型インクをを硬化させるのに十分な照度を持つ紫外線をむらなく連続して照射できる。その結果、その複数の点光源をＸ方向に等ピッチＰで並べて持つ紫外線発光アレイを、そのスキャン方向に当たるＹ方向に被プリントメディア上方を移動させることにより、その被プリントメディア表面に紫外線硬化型インクを用いてプリントされた画像全体を満遍なくむらなく硬化させることが可能となる。

図１ないし図４は本発明のプリンタの好適な実施の形態を示し、図１はその紫外線発光アレイ周辺の構造説明図、図２はその指向角度の説明図、図３はその紫外線発光アレイの斜視図、図４はそのプリンタの概略構造説明図である。以下に、このプリンタを説明する。

このプリンタは、図４に示したような、紫外線インク硬化型インク使用のインクジェットプリンタであって、被プリントメディア１０を搭載して支持するプラテンと呼ばれる平板状の支持手段２０を備えている。そして、その支持手段２０上に支持された被プリントメディア１０上方を、インクジェットヘッド３０をそのスキャン方向に当たる被プリントメディア１０表面と平行なＹ方向（左右方向）に移動させる構造をしている。被プリントメディア１０は、支持手段２０上をＸ方向（前後方向）に移動させる構造をしている。そして、インクジェットヘッド３０を、被プリントメディア１０上方を、被プリントメディア１０表面とほぼ平行に、Ｘ−Ｙ方向に相対的に移動させる構造をしている。そして、その被プリントメディア１０上方をＸ−Ｙ方向に相対的に移動させるインクジェットヘッド３０の下面に並ぶインク吐出口（図示せず）から噴射される紫外線インク硬化型のインク液滴により、被プリントメディア１０表面に複数のインクのドットの配列からなる画像をプリントする構造をしている。
支持手段２０上に支持された被プリントメディア１０上方には、図４に示したように、そのインクジェットヘッド３０から噴射されて、被プリントメディア１０表面にドット状に着弾させた紫外線インク硬化型のインク液滴によりプリントされた複数のインクのドットの配列からなる画像に紫外線を照射して、その画像を構成する紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線発光アレイ５０が備えられている。紫外線発光アレイ５０は、例えば図４に示したように、インクジェットヘッド３０の脇部に備えられていて、インクジェットヘッド３０に追従してインクジェットヘッド３０と一体に被プリントメディア１０上方をＸ−Ｙ方向に相対的に移動する構造をしている。
紫外線発光アレイ５０は、図１と図３に示したように、紫外線を発する複数の点光源５２が同一平面５４上に並べて配置された構造をしている。そして、その紫外線発光アレイ５０を、インクジェットヘッド３０と共に、そのスキャン方向に当たるＹ方向に移動させながら、その紫外線発光アレイ５０から、その下方の平面５４と平行に配置された支持手段２０上に支持された被プリントメディア１０表面の紫外線硬化型インクを用いてプリントされた画像に紫外線を照射する構造をしている。

紫外線発光アレイの平面５４上に並ぶ複数の点光源５２には、ＵＶ−ＬＥＤ５６が用いられていて、その複数のＵＶ−ＬＥＤ５６が、平面５４を構成する平板状をした基板５８表面に並べて備えられている。基板５８の裏面側には、基板５８表面に並ぶ複数のＵＶ−ＬＥＤを冷却する冷却手段４０が備えられている。
そして、その紫外線発光アレイ５０が、消費電力が少なく、小型軽量のものに形成されている。また、その紫外線発光アレイ５０に並ぶ複数のＵＶ−ＬＥＤ５６を冷却する冷却手段４０の小型化が図られている。冷却手段４０には、放熱フィンを備えたヒートシンクが用いられている。ヒートシンクは、小型送風ファンにより冷却される構造をしている。そして、そのヒートシンクにより、基板５８表面に並ぶ複数のＵＶ−ＬＥＤ５６を冷却して、そのＵＶ−ＬＥＤ５６の寿命が短縮したり、そのＵＶ−ＬＥＤ５６の性能が劣化したりするのを、防いでいる。

紫外線発光アレイ５０の平面５４を構成する基板５８表面のＹ方向に対して垂直なＸ方向には、点光源５２を持つ複数のＵＶ−ＬＥＤ５６が、等ピッチＰで並べて設けられている。また、図１に示したように、その複数のＵＶ−ＬＥＤの点光源５２からその下方にほぼ垂直円錐を描くように照射される紫外線の照度がほぼ５０％に半減する紫外線照射範囲の指向角度をθとし、その複数の各ＵＶ−ＬＥＤの点光源５２からその下方の支持手段２０上に支持された被プリントメディア１０表面までの離隔距離をＧとすると、次式 １／２Ｐ＜ｔａｎ（１／２θ）×Ｇ の関係が成り立つように、紫外線発光アレイ５０の下方に被プリントメディア１０を紫外線発光アレイ（正確には、紫外線発光アレイを構成する基板５８表面である平面５４）５０とほぼ平行に支持するための、支持手段２０が備えられている。そして、その支持手段２０上に、被プリントメディア１０が、紫外線発光アレイ５０とほぼ平行に支持されている。
ここで、紫外線の照度がほぼ５０％に半減する紫外線照射範囲の指向角度θとは、図２に示したように、ＵＶ−ＬＥＤの点光源５２からその下方にほぼ垂直円錐を描くように照射される紫外線照射範囲５５であって、その照度が点光源５２直下に照射される紫外線の照度を１００％とした場合に、その照度がほぼ５０％以上に達するほぼ垂直円錐体状をした紫外線照射範囲５５を、その頂点５２を通る垂直平面５７で縦断した場合に、その垂直平面５７上で交差するほぼ垂直円錐体状をした紫外線照射範囲の母線５１、５３間の内角のθをいう。
そして、その紫外線発光アレイの平面５４上のＸ方向に等ピッチＰで並ぶ隣合うＵＶ−ＬＥＤの点光源５２のそれぞれからその下方の、距離Ｇ離隔した、支持手段２０上に支持された、被プリントメディア１０表面にほぼ垂直円錐状を描くようにして照射される紫外線の照度がほぼ５０％に半減する紫外線照射範囲５５の一部を、図１に破線で示したように、互いに重ね合わせた状態としている。そして、その紫外線発光アレイ５０の基板５８表面のＸ方向に等ピッチＰで並ぶ複数の各ＵＶ−ＬＥＤの点光源５２により、その下方の被プリントメディア１０表面のＸ方向に、その複数の各ＵＶ−ＬＥＤの点光源５２直下の各被プリントメディア１０表面に照射される紫外線の照度のほぼ半分以上の照度を持つ紫外線であって、被プリントメディア１０表面にプリントされた画像を構成する紫外線硬化型インクを硬化させるのに十分な照度を持つ紫外線をむらなく連続して照射できる構造をしている。そして、その複数のＵＶ−ＬＥＤの点光源５２をＸ方向に等ピッチＰで並べて持つ紫外線発光アレイ５０を、そのスキャン方向に当たるＹ方向に被プリントメディア１０上方を被プリントメディア１０表面とほぼ平行に移動させることにより、その支持手段２０に支持された被プリントメディア１０表面の紫外線硬化型インクを用いてプリントされた画像を満遍なくむらなく硬化させることができる構造をしている。

このプリンタにおいては、さらに、同じ図１に示したように、その紫外線発光アレイの平面５４上に並ぶ点光源５２を持つ複数のＵＶ−ＬＥＤ５６の間に当たる基板５８表面部分に、その複数のＵＶ−ＬＥＤ５６の間の隙間を塞ぐようにして、紫外線を紫外線発光アレイ５０下方の被プリントメディア１０方向に反射させる反射層６０が形成されている。
そして、その紫外線発光アレイの平面５４上に並ぶ複数のＵＶ−ＬＥＤの点光源５２から発せられて、その下方の被プリントメディア１０表面で紫外線発光アレイ５０方向に反射する紫外線を、紫外線発光アレイの基板５８表面に並ぶ複数のＵＶ−ＬＥＤ５６の間の基板５８表面部分に形成された反射層６０表面で、被プリントメディア１０方向に反射させる構造をしている。そして、その紫外線を、その下方の被プリントメディア１０表面に再び照射させる構造をしている。そして、その反射層６０表面で反射した紫外線を、被プリントメディア１０表面にプリントされた画像を構成する紫外線硬化型インクを硬化させるための紫外線に無駄なく有効利用できる構造をしている。

反射層６０は、白色顔料から形成されている。そして、その白色顔料からなる反射層６０により、被プリントメディア１０表面で紫外線発光アレイ５０方向に反射する紫外線の多くを、反射層６０に吸収させずに、その白色顔料からなる反射層６０表面で効率よく反射させる構造をしている。そして、その紫外線を、その下方の被プリントメディア１０表面に効率よく照射できる構造をしている。
白色顔料には、紫外線に対して耐性のある、無機白色顔料の酸化チタン、アルミナ、シリカ等が用いられている。

この実施例１では、以下に示したプリンタ、紫外線発光アレイ、紫外線硬化型インク、被プリントメディアを用いた試験例を説明する。当該実施例１は、本発明の一実施例を示すものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
プリンタ
プリンタには、フラットベットタイプの紫外線硬化型インク使用のＵＶインクジェットプリンタＵＪＦ６０５Ｃ（ミマキエンジニアリング製）の改造機を用いた。改造は、プリンタのＵＶ（紫外線）照射光源ユニットを取り除き、代わりに下記の紫外線発光アレイを取り付けた。さらに、インクジェットヘッド及び該ヘッドと一体に走行させる紫外線発光アレイのＹ方向のスキャン速度を２７０ｍｍ/ｓに変更し、インクジェットヘッド及び紫外線発光アレイのＸ方向の送り量を３〜１５ｍｍの範囲で変更できるように設定した。
紫外線発光アレイ
紫外線発光アレイには、高純度銅基板５８上に、紫外線を発光させる点光源５２を持つＵＶ−ＬＥＤ５６を、Ｘ方向に７．８ｍｍの等ピッチで５列、Ｙ方向に１０列の合計５０個取り付けたものを用いた。ＵＶ−ＬＥＤ素子には、日亜化学工業株式会社製のＮＣＣＵ００３を用いた。また、ＵＶ−ＬＥＤ素子を冷却する目的で、高純度銅基板５８のＵＶ−ＬＥＤ取り付け面とは反対面に、アルミ製の冷却フィンを取り付けた。さらに、高純度銅基板５８の被プリントメディア対向面には、着色剤に酸化チタンを用いたインクで白色に塗装し、ＵＶ−ＬＥＤ素子の間に反射層６０を形成した。
紫外線発光アレイの基板５８表面に並ぶ５０個の各ＵＶ−ＬＥＤの点光源５２とその下方の支持手段２０上に支持された被プリントメディア１０表面との離隔距離Ｇは、５．０ｍｍとなるように調整した。このように設定した場合には、 １／２Ｐ＝１／２×７．８＝３．９＜ｔａｎ（１／２θ）×Ｇ＝ｔａｎ（１／２×１００）×５．０＝５．９６ となり、前述式の条件が満たされることになる。
紫外線硬化型インク
紫外線硬化型インクには、３６５ｎｍに反応感度を有する黒色ＵＶ硬化型インク(試作品)を用いた。
被プリントメディア
被プリントメディア１０には、白色ＰＥＴ樹脂シート、テトロンＵ２９８Ｗ（帝人デュポン製）を用いた。
プリント試験
これらのプリンタ、紫外線発光アレイ、紫外線硬化型インク、被プリントメディアを用いたプリント試験においては、その被プリントメディア１０表面に、インクジェットヘッド３０から吐出した紫外線硬化型インクを用いて、付着量が１．２〜１．３ｇ/ｃｍ^２の均一な紫外線硬化型インクからなるベタインク層を形成した。
その後、そのベタインク層に、直ちに紫外線発光アレイ５０から紫外線を照射した。なお、ＵＶ−ＬＥＤ５６には、周波数＝１０Ｈｚ、発光Ｄｕｔｙ＝１０％で、ピーク電流値が２Ａのパルス電流を印加し、紫外線を非連続的に発生させた。そして、その紫外線を被プリントメディア１０表面に照射した。その際には、ＵＶ−ＬＥＤ５６にパルス電流を印加して、そのＵＶ−ＬＥＤ５６から紫外線を非連続的に発光させることにより、紫外線光の照度アップとＵＶ−ＬＥＤ素子の過剰な発熱を抑制した。
また、その際の、紫外線発光アレイ５０のＹ方向スキャン速度は２７０ｍｍ／ｓとし、紫外線発光アレイ５０を１往復させる度毎に、紫外線発光アレイ５０を被プリントメディア１０表面のＸ方向に３〜１５ｍｍの送り量で相対的に順送り移動させた。
擦過試験
上記のようにしてプリント実験された、被プリントメディア１０表面のベタインク層のインク硬化性を調査するため、次の２種の試験を実施した。なお、擦過試験は、プリント実験後、１２時間以上経過したサンプルを用いて実施した。
消しゴム擦過試験：被プリントメディア１０表面のベタインク層を消しゴムで１０往復擦過し、そのベタインク層の擦れレベルを目視により主観評価した。
タック感調査：被プリントメディア１０表面のベタインク層を指で擦り、そのベタインク層表面のタック感（ゴムに似た接触感、摩擦抵抗感）を主観評価した。
すると、次の表１に示されたような、実験結果が得られた。この表１によれば、そのベタインク層の硬化の度合いはいずれも良好であったことが、判る。また、そのベタインク層には、紫外線硬化型インクの未硬化部分を発見できなかったことが、判る。

比較例１

この比較例１では、上記実施例１と同じ、基板５８表面のＸ方向に７．８ｍｍの等ピッチで合計５個、基板５８表面のＹ方向に合計１０個のＵＶ−ＬＥＤ５６が並ぶ紫外線発光アレイ５０を用いた。紫外線発光アレイの基板５８表面に並ぶ５０個の各ＵＶ−ＬＥＤの点光源５２とその下方の支持手段２０上に支持された被プリントメディア１０表面との離隔距離Ｇは、１．５ｍｍになるように短く調整した。このようにした場合には、 １／２Ｐ＝１／２×７．８＝３．９＞ｔａｎ（１／２θ）×Ｇ＝ｔａｎ（１／２×１００）×１．５＝１．７９ となり、前述式の条件が満たされないことになる。
他方、被プリントメディア１０表面には、上記実施例１と同様にして、付着量が１．２〜１．３ｇ／ｃｍ^２の均一な紫外線硬化型インクからなるベタインク層を形成して、そのベタインク層に紫外線発光アレイ５０から紫外線を照射した。そして、その被プリントメディア１０表面に形成された紫外線硬化インクからなるベタインク層のインクの擦れ具合から、その硬化の度合いを判定した。
その結果は、その被プリントメディア１０表面に形成された紫外線硬化インクからなるベタインク層に、紫外線発光アレイ５０のスキャン方向に当たるＹ方向を向く複数の筋状の硬化不良箇所が、Ｘ方向に平行に並んで発生した。このベタインク層のＸ方向に並ぶＹ方向を向く複数の筋状の硬化不良箇所のピッチＰ１を計測したところ、そのピッチＰ１が紫外線発光アレイ５０のＸ方向に並ぶＵＶ−ＬＥＤ５６のピッチＰに一致した。従って、この紫外線硬化インクからなるベタインク層のＸ方向に平行に並ぶＹ方向を向く複数の筋状の硬化不良箇所の発生原因は、その紫外線発光アレイ５０のＸ方向に並ぶ隣り合うＵＶ−ＬＥＤ５６の中間部分直下における紫外線発光アレイ５０からのベタインク層への紫外線の照射量が低過ぎて、その隣り合うＵＶ−ＬＥＤ５６の中間部分直下のベタインク層部分が十分に硬化しきれなかったためであると、推測される。

本発明のプリンタの点光源には、光ファイバ先端から紫外線を放射させる紫外線発光体等を用いることも、可能である。

本発明のプリンタは、インクジェットプリンタは勿論、その他の紫外線硬化型インク使用の様々のプリンタに広く利用可能である。

本発明のプリンタの紫外線発光アレイ周辺の構造説明図である。 指向角度の説明図である。 本発明のプリンタの紫外線発光アレイの斜視図である。 紫外線硬化型インク使用のインクジェットプリンタの概略構造説明図である。

符号の説明

１０ 被プリントメディア
２０ 支持手段
３０ インクジェットヘッド
４０ 冷却手段
５０ 紫外線発光アレイ
５２ 点光源
５４ 平面
５８ 基板
６０ 反射層

Claims (5)

1. 紫外線を発する複数の点光源が同一平面上に並べて配置されてなる紫外線発光アレイと、該アレイ下方に配置された被プリントメディアを前記平面と平行に支持する支持手段とを有し、前記紫外線発光アレイをそのスキャン方向に当たるＹ方向に移動させながら、その紫外線発光アレイから紫外線を照射して、前記支持手段に支持された被プリントメディア表面に紫外線硬化型インクを用いてプリントされた画像を硬化させるプリンタにおいて、
   前記点光源からその直下に照射される紫外線の照度を１００％として、それよりも照度の弱い紫外線が照射される前記点光源からその下方にほぼ垂直円錐を描くように照射される紫外線照射範囲の頂角のθを指向角度と定義した場合に、
   前記紫外線発光アレイの平面上のＹ方向に垂直なＸ方向に複数の点光源が等ピッチＰで並べて設けられて、その複数の各点光源からその下方にほぼ垂直円錐を描くように照射される紫外線の照度がほぼ５０％に半減する紫外線照射範囲の指向角度をθとし、その複数の各点光源からその下方の前記被プリントメディア表面までの離隔距離をＧとすると、次式
   １／２Ｐ＜ｔａｎ（１／２θ）×Ｇ
   の関係が成り立つように、その複数の点光源が並ぶ紫外線発光アレイの下方に前記被プリントメディアを支持する支持手段が備えられてなることを特徴とする紫外線硬化型インク使用のプリンタ。
2. 前記紫外線発光アレイの平面上に並ぶ複数の点光源の間に、その複数の点光源の間の隙間を塞ぐようにして、紫外線を紫外線発光アレイ下方の被プリントメディア方向に反射させる反射層が形成されてなることを特徴とする請求項１記載の紫外線硬化型インク使用のプリンタ。
3. 前記反射層が、白色顔料からなることを特徴とする請求項２記載の紫外線硬化型インク使用のプリンタ。
4. 前記紫外線発光アレイの平面上に並ぶ複数の点光源が、ＵＶ−ＬＥＤからなることを特徴とする請求項１記載の紫外線硬化型インク使用のプリンタ。
5. 前記紫外線発光アレイの平面上に並ぶ複数のＵＶ−ＬＥＤを冷却する冷却手段が備えられてなることを特徴とする請求項４記載の紫外線硬化型インク使用のプリンタ。

Images