JP2010241119A - 電磁波硬化インク印刷用インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】被印刷物（被塗布体）上に吐出された流体を、付着後迅速に硬化させること。
【解決手段】印刷装置は、ガス源、対応するポンプチャンバに流体接続された複数のノズル１３０を有するノズルプレートを備えるプリントヘッド１１０、前記ノズルプレートに隣接して配置されたガス流出口１５５を備える。前記ガス流出口１５５は、前記ガス源と流体接続されている。前記ガス流出口１５５は、ガス流が前記ノズルプレートの表面と略並行になるように、前記ノズルプレートの露出した表面にガスを供給するように構成される。前記複数のノズル１３０から吐出される流体は、ＵＶ硬化成分を有する。前記流体がノズル１３０から被印刷物上に吐出された後、前記流体は照射され硬化される。
【選択図】図３

Description

本発明は、電磁波硬化インク印刷に関する。

高い不透明性、耐水性、柔軟性、化学的抵抗性、非多孔質基板への良好な接着性等の多くの利点があるため、紫外線硬化性インク（以下、ＵＶインクと称す）は、しばしば印刷に用いられる。ＵＶインクは、溶液状で被印刷物（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）に塗布され、その後、固体状に硬化させるために紫外線が照射される。ＵＶインクの中には、モノマー、オリゴマー及び紫外線照射を併用するとインクを硬化させる光開始剤を含むタイプもある。光開始剤は、紫外線エネルギーを吸収し、ＵＶインク中の成分を重合又は架橋を開始させることができる反応物質になる。フリーラジカル型の光開始剤とカチオン型の光開始剤の両方とも、ＵＶインクに用いられているが、フリーラジカル型の方が一般的である。フリーラジカル型光開始剤では、紫外線エネルギー源がなくなると、反応は継続しない。

ＵＶインクは、スクリーン印刷処理やインクジェット印刷処理のようないくつかの印刷処理を用いて、所望の被印刷物に塗布可能である。インクジェットプリンタは、一般的に連続流型プリンタ又はドロップオンデマンド型プリンタに分類可能である。また、インクジェットプリンタは、限られた数のノズルを有するプリントヘッドを具備可能であり、このようなプリントヘッドは、印刷中に被印刷物の幅方向にスキャンしたり、例えばページ幅の印刷装置において固定されている。ページ幅のプリントヘッド又はプリントバーを備えるドロップオンデマンド型プリンタは、複数のノズルを有し、それらのノズルのうちには、他のノズルよりも印刷中の使用頻度が低いノズルもある。

なお、特許文献１は、ＵＶインクをノズルから吐出するのに好適なポンプチャンバを備えるプリントヘッドを開示する。

米国特許出願公開第２００５／００９９４６７号

本発明は、被印刷物（被塗布体）上に吐出された流体を、被印刷物に付着後迅速に硬化させることを目的とする。

本開示内容の一態様によれば、ガス源（ｇａｓ ｓｏｕｒｃｅ）、プリントヘッド及びガス流出口を備える印刷装置が開示される。前記プリントヘッドは、対応する複数のポンプチャンバに流体接続された複数のノズルを有するノズルプレートを備える。前記ガス流出口は、前記ノズルプレートに隣接して配置されている。前記ガス流出口は前記ガス源に流体接続されており、且つ、ガス流が前記ノズルプレートの表面に略並行になるように、前記ノズルプレートの露出した表面にガスを供給するように前記ガス流出口は構成される。

他の態様によれば、真空源と、ガス源と、プリントヘッドと、ガス流出口と、流入口を備える印刷装置を開示する。前記プリントヘッドは、複数のノズルが対応する複数のポンプチャンバに流体接続されたノズルプレートを有する。前記ガス流出口は、前記ノズルプレートに隣接して配置される。前記流入口は、前記ガス流出口と反対側に前記ノズルプレートに隣接して配置される。また、前記流入口は、前記真空源と流体接続されている。

他の態様によれば、ガス源と、プリントヘッドと、ガス流出口を備える印刷装置を開示する。前記プリントヘッドは、その表面に複数のノズルを有するノズルプレートを備える。前記複数のノズルは、対応する複数のポンプチャンバに流体接続され、且つ、その表面は露出している。前記ガス流出口はノズルプレートに配設されている。また、前記ガス流出口は、前記ガス源と流体接続しており、且つ、前記複数のノズルと分けられている。

更なる別の態様によれば、真空源と、ガス源と、プリントヘッドと、ガス流出口と流入口を備える印刷装置を開示する。前記プリントヘッドは、複数のノズルが対応する複数のポンプチャンバに流体接続されたノズルプレートを備える。前記ガス流出口はノズルプレートに配設される。前記ガス流出口は、前記ガス源と流体接続している。前記流入口は、前記ノズルプレートに隣接して配置される。また、前記流入口は、前記真空源と流体接続される。

前記プリントヘッドを用いた方法は、印刷装置の前記プリントヘッドのノズルから軌道に沿って流体を被印刷物上に吐出するステップと、前記ノズルから前記流体を吐出しながら、前記流体の吐出の前記軌道を変えないように十分に低速な流量で前記ノズルプレート全域に酸素含有ガスを流すステップと、を含んでもよい。

ここで説明する上記システムの実施形態及び技術は、以下の特徴のうち１以上を含みうる。前記ガス源は２ｍ／ｓより低い流量で前記ガスを供給するよう構成されてもよい。ガスが前記ガス源から供給される場合、前記ガス流出口は層状のガス流を供給するよう構成されてもよい。前記ノズルプレートの一端は、前記ガス流出口の一部を形成することとしてもよい。前記表面に沿った前記ノズルプレートの少なくとも一端は、丸みを帯びているか、又は面取りされてもよい。前記印刷装置は、ドロップオンデマンド型印刷装置でもよい。ＵＶ光源はプリントヘッドから、例えば、１０センチメートル以内又は５センチメートル以内に隣接していてもよい。前記流体を吐出するステップは、ＵＶ硬化インクを吐出することを含んでもよい。前記ノズルから前記被印刷物上に吐出された前記ＵＶ硬化インクは、照射されてもよい。酸素含有ガスを流すステップは、前記酸素含有ガスを前記ガス流出口から噴出するステップと、前記酸素含有ガスを流入口から吸引するステップとを含んでもよい。酸素含有ガスを流すステップは、前記プリントヘッド全域に、２１％を超える酸素を含有するガスを流すことを含んでもよい。

ここで説明する装置及び技術によって１以上の効果を得られる。被印刷物（被塗布体）上に流体（ＵＶインク）を吐出し、付着後迅速に硬化させることが可能となる。ＵＶインクが塗布された位置から拡散する前にＵＶインクを硬化することができる。迅速に硬化することにより、被印刷物にインクを塗布してから硬化までの時間が長い場合と比べて、画像の印刷をより鮮明にすることが可能となる。吐出されたＵＶインクの表面上に空気のような酸素含有ガスが存在するとＵＶインクの硬化を遅らせるため、窒素ガスのような不活性ガス又は酸素を含まないガスを、ＵＶインクを硬化するためのＵＶ光源の下に配置された被印刷物（ｓｕｂｓｔｒａｔｅ）に塗布されたＵＶインク上に供給することとしてもよい。しかし、酸素を含まないガスは、拡散してプリントヘッドの表面を覆う可能性があり、この場合、プリントヘッドの表面上のインクの硬化を促進してしまうことがある。プリントヘッドの表面上に酸素含有ガスを供給することにより、インクがプリントヘッドの表面上で硬化することを防ぐことが可能となる。ひいては、硬化したインクがプリントヘッドに存在しない状態を保つことができ、プリントヘッドが硬化したインクによって塞がれることを防止することできる。プリントヘッドのノズル内及びその周辺でインクが硬化することを防ぐことにより、ノズルを開いた状態に保つことが可能となる。プリントヘッド全域のノズルが不均一に開いていると、プリントヘッド中のノズル間での液滴の大きさ及び液滴の方向性（ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）の両方の観点で印刷が不均一になりうる。さらに、印刷後のメンテナンスにおいて、硬化したインクをこすり取ったり化学処理したりしてプリントヘッドから除去することが不要となったり、ノズル内や表面上で硬化したインクのためにプリントヘッドを交換する必要が無くなる。

図１は、表面に硬化したインクが付着したプリントヘッドを概略的に示す図である。 図２は、表面上に硬化したインクが付着したプリントヘッドを概略的に示す断面図である。 図３は、複数のプリントヘッド及び複数の紫外光源を有するプリンタの概略的な断面図である。 図４は、プリントヘッドの概略的な斜視図である。 図５は、複数のプリントヘッド及び１つの紫外光源を有するプリンタの概略的な断面図である。 図６は、角部が丸められたプリントヘッドの概略的な断面図である。 図７は、プリントヘッドの表面の下側まで達する筐体を有するプリントヘッドの概略的な断面図（その１）である。 図８は、プリントヘッドの表面の下側まで達する筐体を有するプリントヘッドの概略的な断面図（その２）である。 図９は、プリントヘッド中に広がるガス導管を有するプリントヘッドの断面図（その１）である。 図１０は、プリントヘッド中に広がるガス導管を有するプリントヘッドの断面図（その２）である。 図１１は、プリントヘッド中に広がるガス導管を有するプリントヘッドの底面図である。 図１２は、ガス流を伴うプリントヘッドの概略図（その１）である。 図１３は、プリントヘッドと被印刷物の間でのガス速度を示すグラフ（その１）である。 図１４は、ガス流を伴うプリントヘッドの概略図（その２）である。 図１５は、プリントヘッドと被印刷物の間でのガス速度を示すグラフ（その２）である。

本発明の１以上の実施例の詳細は、添付の図面と以下の記載によって説明される。本発明の他の特徴、目的及び利点は、明細書、図面及び特許請求の範囲から明らかである。図において、同様な要素を示す場合には同じ参照符号を用いる。

ノズル内や周辺でインクが硬化することを防ぐために、印刷中又は装置スタンバイ中にドロップオンデマンド型インクジェットプリンタのノズル上に酸素含有ガスを流すと、閉塞を防止し、印刷品質を維持することができる。ＵＶインクの硬化を防ぐために、空気（ａｉｒ）、酸素量を増やした空気又は純粋な酸素のような十分な酸素ガスを、その流体は含有する。プリントヘッドは、流体を通して案内する流路、及びこれらの流路と流体連結する複数のノズルを備えることができる。流体はノズルから被印刷物(レシーバー)上に吐出される。ドロップオンデマンド型プリンタでは、１つのプリントヘッド中に他のノズルより吐出頻度の少ないノズルが存在する場合があるため、ドロップオンデマンド型プリンタのプリントヘッド内のノズル上に酸素含有ガスを流すと、使用頻度の低いノズルの目詰まりを防止することができる。このようなプリンタは、１以上のプリントヘッドを有するプリントバーであって、印刷媒体となる被印刷物（例えば、紙、ガラス、プラスチック板等）の幅全体にわたってインクを付着させることができるように複数のノズルがプリントヘッドに形成されたプリントバーを備えることができる。プリントヘッドが複数のプリントヘッドを含む場合、それらプリントヘッドは、互いにほぼ端と端を接続するように配置することができる。

図１に示すように、プリントヘッド１０内の複数のノズル３０から吐出されたインクの液滴は、プリントヘッドプレート上に跳ね返ることがある。これらインクの液滴は、ノズルから吐出されておらず噴射を待機してノズルに留まっている他のインクの液滴とともに、ノズル内とその周辺に蓄積され、例えば被印刷物から反射した反射放射線（ＵＶ線）によって硬化される傾向がある。図２に示すように、これは、部分的又は全体的にノズル３０を塞ぐ硬化したインク４５を形成する原因となる。図２では、印刷後にプリントヘッドからインクが除去され、硬化したインクや硬化して詰まったインクのみが残っている。閉塞したノズルは、液滴の方向性に影響を与えたり、ノズル内の液滴を完全に遮ってしまったりするため、印刷品質を劣化させうるものである。

図３のプリンタの断面図に、複数のプリントヘッド１１０、１１２、及び各プリントヘッド１１０、１１２の後に（つまり、被印刷物が移動する方向に）位置する紫外線照射１２０の線源を示す。プリンタが対応している印刷のタイプ、例えば単色タイプ、４色タイプ、６色タイプ、或いはその他の印刷のタイプに応じて、プリンタは、互いに平行な（例えば、被印刷物の移動方向に全て垂直）１以上のプリントバー又はプリントヘッドを備えることができる。１つのプリントヘッド１１０は、例えばマゼンダなどの１色のインクを吐出し、他のプリントヘッド１１２は、例えば黒のような他の色のインクを吐出することができる。インクが被印刷物上に吐出された後、紫外光源１２０がインクを硬化する。液滴が被印刷物に塗布された位置に紫外光源１２０が近いほど、ＵＶインクは速く硬化し、印刷される画像は鮮明になる。しかし、紫外光源１２０がプリントヘッド１１０に近いほど、被印刷物から跳ね返ってプリントヘッド上に飛び散ったインクの液滴がプリントヘッドの表面上で硬化される可能性が高くなる。

プリントヘッド１１０又はそのプリントヘッドを含む筐体１１５は、酸素含有ガスをプリントヘッドの表面にわたって流す流出口（ｏｕｔｌｅｔ）１５５を備えることができる。オプションで、筐体１１５に流入口１６０を備えてもよい。ガスは、プリントヘッドの側壁に沿って導管を通過し、流出口１５５に運ばれ、プリントヘッドの表面に沿って流れることができる。筐体が流入口１６０を備える場合、ガスは流入口１６０に流れ込み、その後プリントヘッドの反対側の壁面に沿って押し上げられる。ガスは、エア（ａｉｒ）源によって押し出されてもよいし、真空室（ｖａｃｕｕｍ）によって引きだされてもよい（不図示）。エア源及び真空室はプリンタの一体部分であってもよいし、プリンタに接続された外部装置であってもよい。１つの筐体が１つのプリントヘッドを保持することとしてもよい。プリントヘッドは、インク又は他の流体が通過する本体を備える。真空室は、プリンタ内部又は外部の真空ポンプのような真空源によって得られる。また、エア源は、ポンプ又は加圧されたガス源によって得られる。例えば、高圧ガスシリンダ又はガスボンベのようなプリンタの外から圧力調整器を介してガスを供給してもよい。エアが酸素含有ガスである場合、エアポンプでガスを供給してもよい。酸素含有ガスは、空気、酸素（Ｏ_２）又は酸素と他のガスの組み合わせでもよく、例えば、２１％を超える酸素を含むガスや、３０％から８０％、４０％から６０％、もしくは６０％から７０％の範囲で酸素を含むガスが挙げられる。例えば不活性ガス中等で酸素濃度が下がると、インクの硬化を促進することができる。そのため、インクと接する酸素を増やすと、インクの硬化が起こる可能性が減る。

ある実施形態では、プリントヘッドの表面上に流される酸素含有ガスが、印刷中、被印刷物が移動する方向と同じ方向に流される。つまり、被印刷物上の定点がノズルプレートの後端１７０に隣接し、且つ、次の瞬間にはノズルプレートの前端１７５に隣接するように、被印刷物が移動している場合、酸素含有ガスは、プリントヘッドのフェイス(面)にわたって流れる。そのガスは、層状（ｌａｍｉｎａｒ ｍａｎｎｅｒ）にプリントヘッドを横切って流れるが、ガスはプリントヘッドの表面上を覆うだけで十分である。図４に示すように、本実施形態における流れ（ｆｌｏｗ）１５０は、プリントヘッド１１０の一方の側から流れ下り、ノズル上のプリントヘッド１１０のフェイス（面）１６２を横切り、プリントヘッドの反対側に戻って流れ上がる。ガスがフェイス１６２を横切る際、その流れは、プリントヘッドから液滴の吐出される方向に対して垂直である。ＵＶインクをノズルの外に吐出するための対応する複数のポンプチャンバを有する好適なプリントヘッドは、２００５年５月１２日に公開された米国特許出願公開第２００５／００９９４６７号（ＵＳ−２００５−００９９４６７−Ａ１）に記載されており、その内容は、参照により本願に組み入れられて含まれる。

図５に示すように、プリンタの中には、複数のプリントヘッドの各列又は各プリントバーに関連づけられた複数の紫外光源１２０の代わりに、１つの紫外光源１２０を備えるプリンタもある。紫外光源１２０を１つだけ備える場合、エネルギー消費量が少ない小型なプリンタを実現できる。紫外線のエネルギーや放射照度が十分に強い場合、被印刷物上に付着するインクの全てを硬化するのに、１つの紫外光源で十分である。しかし、次の色が付着する前にインクを硬化することができるほど光が強くない場合、１つの紫外光源では、硬化する前にインク液滴が互いに混じるか又は流れ出してしまうことがある。プリントヘッド又はプリントバーは各色毎に、自己の光源及び酸素含有ガス用の真空室（若しくは流入口１５５及び流出口１６０）を備えてもよい。また、光源及び真空室を１つずつ、各プリントバーに対して設けることとしてもよい。

図３に示すような角ばった形状とは対照的に、図６に示すように、プリントヘッドのある実施形態では、ノズルプレートの前端１７５、ノズルプレートの後端１７０又はそれらの両方は、丸みを帯びている、若しくは面取りされている。角に丸みをつける若しくは面取りすることによって、流体は、プリントヘッドから離れて乱れながら流れるのではなく、スムーズにプリントヘッドの表面上を流れ、酸素含有ガスをプリントヘッドに近接させたままにさせることが可能となる。

図７に示すように、プリントヘッドフェイスに向かうガス流及び流れ去るガス流としてのガス流を収容する複数の壁は、ノズルに隣接する壁（プリントヘッド自身の壁でもよい）１８０、及び、プリントヘッドの壁又はプリントヘッドを保持する筐体の壁のような、ノズルより遠位側の壁１８４を備える。隣接する壁１８０は、流体がそれに沿って流れるプリントヘッドの側壁でもよく、遠位側の壁１８４の端よりも奥まった（ｒｅｃｅｓｓｅｄ）位置で途切れるようにしてもよい。さらに、遠位側の壁１８４は、プリントヘッドのフェイスの端の下及びその周囲まで延在し、プリントヘッドフェイスの部分を覆うことができる。また、遠位側の壁１８４を伸長延在させることにより、プリントヘッドのフェイスの周囲に流れるよう流体を方向付けることもできる。壁１８４は筐体の壁とし、筐体が酸素含有ガスをノズルプレート又はプリントヘッドフェイスに沿って流れさせやすくするように、プリントヘッドを筐体の奥まった位置で保持させる実施形態も可能である。

動作中、酸素含有ガスは、インクのジェット方向に略垂直な方向に流れる。ジェット方向の変化を小さくできるように、流体はきわめて低流量（低流速）で流れる。ある実施形態では、酸素含有ガスは、約１０ｍ／ｓ未満の流量、又は１ｃｍ／ｓ未満の流量で流れる。例えば、約１０ｍ／ｓ未満の流量としては、約５ｍ／ｓ未満、２ｍ／ｓ未満、１ｍ／ｓ未満、１０ｃｍ／ｓ未満の流量が挙げられる。また、１ｃｍ／ｓ未満の流量としては、約１ｍｍ／ｓ未満の流量が挙げられる。酸素含有ガスは、高流速にならずに、プリントヘッドの表面を覆うのに十分な流量で流される。

ある実施形態では、プリントヘッドの表面に供給されるガスの流れは、プリントヘッドの表面に対して略並行な方向である、又は液滴吐出の方向に対して略垂直な方向である。ここで、「略」とは、約５度又は１０度以内を意味する。ある実施形態では、プリントヘッドの表面に供給されるガスの流れは、インクがプリントヘッドから吐出される方向に対して、例えば、０度より大きく且つ１２０度までの角度、例えば、９０度の角度である。酸素含有ガスは、インクのノズルプレート上の硬化を防ぐようにノズルプレートの表面上を覆うことが目的であるため、ガス流の方向は、被印刷物に向かう方向よりはむしろ、ノズルプレートの近傍にガスが残るように選択される。図８に示すように、ガスがインク出口に向かうように、ガス流の出口を変更してもよい。

図９から１１に示すように、更なる実施形態では、酸素含有ガスはプリントヘッドを通って流れる。プリントヘッドのノズルがある面と同じ面、つまりノズルプレート上にある複数の開口部２００からガスが出る。ある実施形態では、インク及びガスはノズルプレートの別々の開口部から出ており、プリントヘッド又は印刷装置には、インクが被印刷物に接触するまでに通る部分は他にない。真空室に連結するオプションの入口（ｏｐｔｉｏｎａｌ ｉｎｌｅｔ）は、プリントヘッドの少なくとも１方の側にあり、ある実施形態では、プリントヘッドの両側にある。プリントヘッドのプリントヘッドフェイスからガスが出る場合、ガス流出口の開口部はプリントヘッドの中心線に沿って配置され、ノズルはその両側にあってもよい。あるいは、ノズルはプリントヘッドの中心線に沿って配置され、ノズルの両側にガス流出口があってもよい。または、ガス流出口は、複数のノズル間に分散して設けられてもよい。この場合も同様に、酸素含有ガスの流れは非常に遅いため、液滴吐出方向に影響を与えない。つまり、プリントヘッドから吐出されたインク液滴の軌道は、ガスが流れている場合と流れていない場合とで略同一である。

一旦印刷が完了すると、インクがプリントヘッド表面上に硬化しないように、紫外光源を消したり、プリントヘッドを覆ったりすることができる。この際、酸素含有ガスの流れも停止されてもよい。

図１２を参照し、プリントヘッドの表面に酸素含有ガスが供給される印刷装置３１０の概略を示す。ガス流３１２の方向は、印刷装置３１０に対する被印刷物の移動方向３１５と同じである。図１３のグラフに示すように、プリントヘッドの出口から液滴が離れるにつれて、液滴は異なる速度のガス流を通過する。プリントヘッド表面３２０に最も近い位置でのガス速度３３０は、理論的にはゼロ（零）である。液滴がプリントヘッド表面３２０から離れるにつれて、ガス流速度３３０は増加する。プリントヘッド表面から更に離れると、ガス流速度３３０は遅くなる。印刷装置から出た酸素含有ガスによるガス流の最高速度はプリントヘッドに近く、ある実施形態では、被印刷物よりもプリントヘッドに近い。その後、被印刷物との距離が減少するにつれて、ガス速度３３０は増加する。被印刷物のエア流３２５、つまり、被印刷物の移動によって起こるエア流は、被印刷物の近傍で最高である。ある実施形態では、被印刷物に最も近い位置でのガス速度３３０は、印刷装置３１０から供給される酸素含有ガスからの流れの最高速度よりも高い。ある実施形態では、被印刷物の移動によって起こるエア流れの最高速度は、印刷装置３１０から供給されるエア流れの速度の少なくとも２倍である。被印刷物が移動しているとして説明するが、被印刷物は停止しており、印刷装置が移動するようにしてもよいことに留意されたい。また、印刷装置を動かすことによって、被印刷物との間の相対移動を起こすこととしてもよい。

図１４に、酸素含有ガスをプリントヘッドの表面に供給する印刷装置４１０の概略図を示す。ここで、ガス流４１２の方向は、印刷装置４１０に対する被印刷物の移動方向３１５と反対である。図１５のグラフに示すように、プリントヘッドの出口から液滴が離れるにつれて、液滴は異なる速度のガス流を通過する。プリントヘッド表面３２０に最も近い位置でのガス速度４３０は、理論的にはゼロ（零）である。液滴がプリントヘッド表面３２０から離れるにつれて、ガス流速度４３０は、被印刷物の移動方向と反対方向に増加する。プリントヘッド表面から更に離れると、ガス流速度４３０は遅くなる。印刷装置から出た酸素含有ガスによるガス流の最高速度はプリントヘッドに近い位置であり、ある実施形態では、被印刷物よりもプリントヘッドに近い位置である。その後、被印刷物との距離が減少するにつれて、ガス速度４３０は増加する。しかし、その速度は、印刷装置からの酸素含有ガスの流れと反対方向の、被印刷物の移動の方向に増加する。被印刷物のエア流３２５、つまり、被印刷物の移動によって起こるエア流の速度は、被印刷物近傍で最も高い。ある実施形態では、ガス流の方向を、被印刷物の移動によって起こるエア流れによる方向性の誤差を補償するように用いることも可能である。

ノズル近傍に流れる酸素含有ガスのため、紫外光源をプリントヘッドの近くに配置することが出来る。ある実施形態では、ガスが被印刷物に届かず、プリントヘッドのみにあるように、ガスを流す。これにより、被印刷物に塗布された後の、硬化すべきＵＶ硬化成分の性能を維持することができる。印刷から硬化までの時間が長くなるほど、インクが垂れたり分散したりする可能性が高くなる。このため、印刷装置及びエネルギー源を互いに近い位置に配置することが望ましい。つまり、紫外光源は、プリントヘッドから３０センチメートル（ｃｍ）以内、例えば、２０センチメートル、１５センチメートル、１０センチメートル、５センチメートル又は２センチメートル以内にある。紫外光源をプリントヘッドに近接させて、酸素含有ガスを被印刷物上ではなくノズルの周辺に保つことにより、ノズルプレート上で硬化しないようにしつつ、液滴が付着した直後に被印刷物上で硬化させることが可能となる。紫外光源とプリントヘッドの間の距離を短くすると、付着したインクが硬化前に分散する時間がほとんど無いため、被印刷物上の画像の鮮明さを向上させることが出来る。１つ又は複数の紫外光源を、プリントヘッドを収容する筐体内に格納することとしてもよい。ある実施形態では、印刷中のプリントヘッドと被印刷物の距離は、約０．５ｍｍから５ｍｍの間である。

本発明の多くの実施形態について説明したが、当然のことながら、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、様々な変形が可能である。例えば、酸素含有ガスに代えて、硬化を抑制するあらゆるガスを使用しうる。ページ幅のプリントバーを有するインクジェットプリンタのノズル上に酸素含有ガスを流す場合について説明したが、ここで用いられる構成要素は、スキャン型プリンタや連続流式プリンタに用いることもできる。真空源をオプションで備えてもよい。真空源がない場合、酸素含有ガスはプリントヘッドから離れて拡散する可能性がある。ノズルと被印刷物又は被印刷物支持部との間にプリントヘッドの他の部品が介在しないように、ノズルプレートを露出させてもよい。ＵＶ硬化インクが吐出される場合の方法について説明したが、ＵＶ硬化成分を含む他の流体も一緒に、又は代わりに、プリントヘッド又は印刷装置から吐出されてもよい。このように、他の実施形態も特許請求の範囲に記載の発明の範囲内にあるものとしうる。

１０・・・プリントヘッド、１４５・・・流入口、３０・・・ノズル、４５・・・インク、１１０・・・プリントヘッド、１１２・・・プリントヘッド、１１５・・・筐体、１２０・・・紫外光源、１３０・・・ノズル、１５０・・・ガス流の方向、１５５・・・流出口、１６０・・・流入口、１６２・・・フェイス、１７０・・・ノズルプレート後端、１７５・・・ノズルプレート前端、１８０・・・壁、１８４・・・壁、２００・・・開口部、３１０・・・印刷装置、３１２・・・ガス流の方向、３１５・・・被印刷物の移動方向、３２０・・・プリントヘッド表面、３２５・・・エア流、３３０・・・ガス流速度、４１０・・・印刷装置、４１２・・・ガス流、４３０・・・ガス流速度

Claims (31)

1. ガス源と、
   対応するポンプチャンバに流体接続された複数のノズルを有するノズルプレートを備えるプリントヘッドと、
   前記ノズルプレートに隣接したガス流出口であって、前記ガス源と流体接続され、且つ、ガス流が前記ノズルプレートの表面と略並行になるように前記ノズルプレートの露出した表面にガスを供給するガス流出口と、
   を備える印刷装置。
2. 真空源と、
   前記ノズルプレートに隣接し、前記ガス流出口とは反対側にある流入口と
   を更に備え、
   前記流入口は前記真空源と流体接続している、請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記ガス源は２ｍ／ｓ未満の流量で前記ガスを供給するよう構成されている、請求項１又は２に記載の印刷装置。
4. 前記ガス流出口は、前記ガス源からガスが供給されると、層状のガス流を供給するよう構成されている、請求項１乃至３のいずれかに記載の印刷装置。
5. 前記ノズルプレートの一端は前記ガス流出口の一部を形成する、請求項１乃至４のいずれかに記載の印刷装置。
6. 前記表面に沿った前記ノズルプレートの少なくとも一端は丸みを帯びている、請求項５に記載の印刷装置。
7. 前記表面に沿った前記ノズルプレートの少なくとも一端は面取りされている、請求項５に記載の印刷装置。
8. 前記印刷装置はドロップオンデマンド型印刷装置である、請求項１乃至７のいずれかに記載の印刷装置。
9. 前記プリントヘッドに隣接した紫外光源を更に備える、請求項１乃至８のいずれかに記載の印刷装置。
10. 前記紫外光源は前記プリントヘッドから１０センチメートル以内にある、請求項９に記載の印刷装置。
11. 前記紫外光源は前記プリントヘッドから５センチメートル以内にある、請求項１０に記載の印刷装置。
12. 請求項１の前記プリントヘッドのノズルから軌道に沿って流体を被印刷物上に吐出するステップと、
    前記ノズルから前記流体を吐出しながら、前記流体の吐出の軌道を変えないように十分に低速な流量で酸素含有ガスを前記ノズルプレートにわたって流すステップと、
    を含む印刷方法。
13. 前記流体を吐出するステップはＵＶ硬化インクを吐出することを含み、
    前記ノズルから吐出された前記被印刷物上の前記インクを照射するステップを更に含む、請求項１２に記載の印刷方法。
14. 前記酸素含有ガスを流すステップは、前記酸素含有ガスを前記ガス流出口から噴出し、前記酸素含有ガスを流入口から吸引することを含む、請求項１２又は１３に記載の印刷方法。
15. 前記酸素含有ガスを流すステップは、２１％を超える酸素を含有するガスを前記プリントヘッドにわたって流すことを含む、請求項１２乃至１４のいずれかに記載の印刷方法。
16. 真空源と、
    ガス源と、
    対応するポンプチャンバに流体接続された複数のノズルを有するノズルプレートを備えるプリントヘッドと、
    前記ノズルプレートに隣接して配置されたガス流出口であって、前記ガス源と流体接続されたガス流出口と、
    前記ノズルプレートに隣接し、且つ、前記ガス流出口と反対側に配置された流入口であって、前記真空源と流体接続された流入口と、
    を備える印刷装置。
17. 請求項１６に記載の前記プリントヘッドのノズルから軌道に沿って流体を被印刷物上に吐出するステップと、
    前記ノズルから前記流体を吐出しながら、前記流体の吐出の前記軌道を変えないように十分に低速な流量で酸素含有ガスを前記ノズルプレートにわたって流すステップと、
    を含む、印刷方法。
18. ガス源と、
    表面に複数のノズルを有するノズルプレートを備えるプリントヘッドであって、前記複数のノズルは対応する複数のポンプチャンバに流体接続され、且つ、前記表面が露出しているプリントヘッドと、
    前記ノズルプレートにおけるガス流出口であって、前記ガス源と流体接続され、且つ前記複数のノズルと分けられているガス流出口と、
    を備える印刷装置。
19. 前記ガス源は２ｍ／ｓ未満の流量で前記ガスを供給するよう構成されている、請求項１８に記載の印刷装置。
20. 前記ノズルプレートの一端は前記ガス流出口の一部を形成する、請求項１８又は１９に記載の印刷装置。
21. 前記ノズルプレートの少なくとも一端は丸みを帯びている、請求項２０に記載の印刷装置。
22. 前記ノズルプレートの少なくとも一端は面取りされている、請求項２０に記載の印刷装置。
23. 前記印刷装置はドロップオンデマンド型印刷装置である、請求項１８乃至２２のいずれかに記載の印刷装置。
24. 前記プリントヘッドに隣接した紫外光源を更に備える、請求項１８乃至２３のいずれかに記載の印刷装置。
25. 前記紫外光源は前記プリントヘッドから１０センチメートル以内にある、請求項２４に記載の印刷装置。
26. 前記紫外光源は前記プリントヘッドから５センチメートル以内にある、請求項２５に記載の印刷装置。
27. 請求項１８に記載の前記プリントヘッドのノズルから軌道に沿って流体を被印刷物上に吐出するステップと、
    前記ノズルから前記流体を吐出しながら、前記流体の吐出の前記軌道を変えないように十分に低速な流量で酸素含有ガスを前記ノズルプレートにわたって流すステップと、
    を含む、印刷方法。
28. 前記流体を吐出するステップはＵＶ硬化インクを吐出することを含み、
    前記ノズルから吐出された前記被印刷物上の前記インクを照射するステップを更に含む、請求項２７に記載の印刷方法。
29. 前記酸素含有ガスを流すステップは、前記酸素含有ガスを前記ガス流出口から噴出するステップと、前記酸素含有ガスを流入口から吸引するステップとを含む、請求項２７又は２８に記載の印刷方法。
30. 前記酸素含有ガスを流すステップは、２１％を超える酸素を含有するガスを前記プリントヘッドにわたって流すことを含む、請求項２７乃至２９のいずれかに記載の印刷方法。
31. 真空源と、
    ガス源と、
    対応するポンプチャンバに流体接続された複数のノズルを有するノズルプレートを備えるプリントヘッドと、
    前記ノズルプレートにおけるガス流出口であって、前記ガス源と流体接続されたガス流出口と、
    前記ノズルプレートに隣接する流入口であって、前記真空源と流体接続された流入口と、
    を備える印刷装置。

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