KR20090017406A

KR20090017406A - 프린터

Info

Publication number: KR20090017406A
Application number: KR1020080053677A
Authority: KR
Inventors: 마사히토 나마이; 시게노리 나카타; 고지 에노모토
Original assignee: 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2007-08-13
Filing date: 2008-06-09
Publication date: 2009-02-18
Also published as: TW200906639A; JP2009045742A; CN101367293A; US20090046135A1

Abstract

광원으로서 300nm 이하 파장의 광이 거의 방사되지 않는 램프를 이용하여, 램프의 전력을 크게 해도 기재(基材)가 가열되어 변형이 발생하지 않도록 하는 것이다.

방전 램프(11)는 방전 용기 내에 한쌍의 전극이 대향하게 배치되고, 방전 용기에 0.08∼0.30mg/mm³의 수은과, 희가스와, 할로겐을 봉입하고, 전극간 거리가 0.5∼2.0mm인 쇼트 아크형의 초고압 수은 램프이고, 파장 300∼400nm의 광 성분이 많이 포함되지만, 300nm 이하 파장의 광이 거의 포함되지 않는다. 방전 램프(11)는, 그 한쌍의 전극을 연결하는 직선이 회전 포물면형상의 반사면을 갖는 리플렉터(12)의 광축을 따라 신장되도록 배치되고, 램프(11)로부터 방사된 광은, 리플렉터(12)에 의해 평행광이 되어, 일부는 광 출사구(14a)로부터 직접 출사하고, 다른 일부는 미러(13)에서 반사하여 광 출사구(14a)로부터 출사한다. 기재(5) 상에는 가늘고 긴 광 조사 영역(IA)이 형성된다.

Description

프린터{PRINTER}

본 발명은, 기록 매체에 광 경화형의 잉크를 토출하고, 잉크에 광을 조사하여 당해 기록 매체에 화상을 기록하는 프린터에 관한 것이다.

그라비어 인쇄 방식보다 간편하고 염가로 화상을 작성할 수 있다는 이유로부터, 최근에는 잉크젯이라고 불리는 기록 방식이 사진·각종 인쇄·마킹·컬러 필터와 같은 특수 인쇄 등의 다양한 인쇄 분야에 응용되어 오고 있다.

특히 잉크젯 기록 방식에서는, 미세한 도트를 토출·제어하는 프린터와, 색 재현역·내구성·토출 적성 등을 개선한 잉크와, 잉크 흡수성·색재 발색성·표면 광택 등을 비약적으로 향상시킨 전용지를 조합함으로써 높은 화질을 얻을 수 있도록 되어 있다.

상기 프린터는 잉크의 종류로 분류할 수 있지만, 그 중에 자외선 등의 광 조사에 의해 경화하는 광 경화형 잉크를 이용하는 광 경화형 잉크젯 방식이 있다. 광 경화형 잉크젯 방식은, 비교적 저악취이고, 전용지 이외에도 속건성을 기대할 수 있으며, 또, 잉크 흡수성이 없는 기록 매체에도 기록할 수 있는 점에서 주목받고 있다.

이러한 광 경화형 잉크젯 방식의 프린터(이하 잉크젯 프린터라고 부른다)에서는, 잉크를 미소한 물방울로서 기록 매체에 토출하는 기록 헤드(잉크젯이라고도 한다) 외에, 광을 방사하는 광원이 캐리지에 탑재되어 있고, 기록 매체 상에서 광원을 점등시킨 채로 캐리지를 이동시켜, 기록 매체에 착탄한 직후의 잉크에 광을 조사하여 당해 잉크를 경화시키고 있다(예를 들면 특허 문헌 1, 2, 3, 비특허 문헌 1 참조).

또한, 잉크젯 프린터는, 최근, 상기와 같은 화상의 기록 인쇄뿐만 아니라, 전자 전기 회로의 패턴을 형성하기 위해서도 사용하는 것이 시도되고 있다. 이 경우, 잉크젯 헤드로부터 토출하는 액체형상 재료는, 광 경화형의 레지스트 잉크 등의 회로 기판 형성용 재료이고, 인쇄(즉 패턴의 형성)가 행해지는 기재는 예를 들면 프린트 기판이다.

레지스트 잉크에 의한 회로 패턴의 형성도, 화상의 기록 인쇄와 동일하게, 자외선 등의 광에 의한 건조 경화 반응을 이용하고 있고, 잉크젯 헤드로부터 토출하는 재료가, 레지스트인지 잉크인지의 차이는 있지만, 잉크젯 프린터의 장치 구성은 동일하다.

이하에서는, 잉크젯 프린터를 예로 하여, 광 경화형의 잉크를 이용해 기재에 화상을 기록하는 장치를 예로 설명을 행한다.

도 8의 (a)는, 잉크젯 프린터의 헤드부의 개략 구성을 도시한 사시도, 도 8의 b)는 상기 도면 (a)에 나타낸 광 조사기(6, 7)를 램프의 광축에 수직인 평면으로 절단한 단면도이다. 또한, 상기 도면 (a)는 후술하는 설명이 용이해지도록 광 조사기의 내부가 보이도록 나타내고 있다.

잉크젯 프린터(1)는, 막대형상의 가이드 레일(2)을 갖고 있고, 이 가이드 레일(2)에는, 캐리지(3)가 지지되어 있다. 캐리지(3)는, 캐리지 구동 기구(도시 생략)에 의해, 기재(기록 매체)(5) 상을 가이드 레일(2)을 따라 왕복 이동한다. 이하 이 방향을 X방향이라고 부른다.

캐리지(3)에는, 컬러 인쇄를 위한 각 색의 잉크를 토출하는 노즐(도시 생략)이 설치된 잉크젯 헤드(4)가 탑재되어 있다. 잉크젯 헤드(4)의, 캐리지(3)의 이동 방향을 따른 양측에는 광 조사기(6, 7)가 설치되고, 광 조사기(6, 7)는, 잉크젯 헤드(4)의 노즐로부터 기록 매체(5)에 토출된 액체 재료인 잉크에 대해 자외선을 조사한다. 또한, 상기 잉크젯 헤드(4), 광 조사부(6, 7)로 구성되는 부분을 이하 헤드부(1a)라고 부른다.

도 8에 있어서, 캐리지(3)가 상기 도면 X방향 앞으로 이동하면서 기록 매체(5)에 인쇄가 행해지고 있을 때는, 헤드부(1a)의 잉크젯 헤드(4)로부터의 잉크는, 광 조사기(6)로부터의 광에 의해 경화된다. 또, 캐리지(3)가 상기 도면 X방향 안쪽으로 이동하면서 기록 매체(5)에 인쇄가 행해지고 있을 때는, 잉크젯 헤드(4)로부터의 잉크는, 광 조사기(7)로부터의 광에 의해 경화된다.

잉크를 경화시키는데 필요한 파장의 광(자외선)을 방사하는 광원으로서, 예를 들면 롱 아크형의 방전 램프인, 고압 수은 램프나 메탈 핼라이드 램프 등이 알려져 있다.

광 조사기(6, 7)는, 기록 매체(5)측을 향해 개구(20)를 갖는 박스형상의 커 버 부재(8)를 갖고 있고, 이 커버 부재(8)의 내부에는, 캐리지(3)의 이동 방향(X방향)과 직교하는 방향(이하 이 방향을 Y방향이라고 부른다)을 따라 롱 아크형의 방전 램프(90)가 배치되어 있다. 방전 램프(90)는 선형상의 광원이고, 발광부의 길이는, 잉크젯 헤드(4)의 Y방향에 있어서의 길이와 대체로 동일하다.

램프(90)에 대해, 개구(20)의 반대측에는, 램프(90)로부터 방사되는 광(자외선)을 반사하는 홈통형상의 리플렉터(110)가 설치된다. 도 8의 (b)에 나타낸 바와 같이, 리플렉터(110)의 단면은 타원형상이고, 방전 램프(90)는, 이 리플렉터(110)의 제1 초점에 배치되고, 램프(90)로부터 방사된 광(자외선)은, 리플렉터(110)의 제2 초점에 선형상으로 집광되지만, 램프(90)로부터의 직사광도 더해져 조사된다.

기록 매체(5)는, 리플렉터(110)의 제2 초점 위치, 또는 그 부근을 통과하도록 배치되고, 잉크가 착탄된 기록 매체(5)에는, 리플렉터(110)에 의해 집광된 광이 조사된다.

[특허 문헌 1] 일본국 특허공개 2005-246955호 공보

[특허 문헌 2] 일본국 특허공개 2005-103852호 공보

[특허 문헌 3] 일본국 특허공개 2005-305742호 공보

[비특허 문헌 1] 아베 요이치 「도료용 에너지선 경화 수지 기술의 현재 상태와 최신 토픽」, DIC Technical Review, 다이니폰 잉키 가가쿠 고교(주), NO. 11/2005, P1∼P20

잉크젯 프린터에 이용되는 광 경화형 잉크로서, 상기한 바와 같이, 이른바 자외선에 의해 경화하는 자외선 경화형의 것이 사용된다. 그리고, 그 자외선을 방사하는 광원으로서, 상기한 바와 같이, 고압 수은 램프나, 수은에 더하여 중금속을 봉입한 메탈 핼라이드 램프가 사용된다.

자외선 경화형 잉크는, 잉크 중에 포함되는 중합 개시제의 반응이, 자외선 조사에 의해 시작되어 경화한다. 이 중합 개시제에는 주로 라디컬 경화계의 것이 많이 사용되고, 흡수하는(즉 중합이 개시되는) 광의 파장은 250nm∼400nm인 것이 알려져 있다(예를 들면 비특허 문헌 1의 1페이지 2칼럼 12행∼2페이지 1칼럼 5행 참조).

따라서, 잉크젯 프린터의 광원으로서는, 방사되는 광 중에, 파장 250∼400nm의 광 성분이 많이 포함되는 것이 바람직하다.

한편, 잉크젯 프린터의 인쇄 대상은, 자동차의 외장 디스플레이, 옥내외의 장식 디스플레이와 같은 넓은 지면의 그래픽 인쇄가 중심이다. 그 때문에, 인쇄되는 기록 매체 즉 기재로서는, 자동차나 옥외의 외장 디스플레이용으로는, 내후성이 우수한 아크릴 필름이 많이 사용된다. 또, 옥내 장식 디스플레이용으로는, 투명성, 내열성, 전기 절연성, 내약품성이 우수한 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 필름이 많이 사용된다. 또, 그 외에도 폴리카보네이트(디지털 비디오 디스크에 사용된다)나, ABS 수지, 폴리스티렌(PS) 등도 기재로서 이용된다.

이들 기재, 예를 들면 PET, 폴리카보네이트, ABS 수지, PS와 같은 π 공유 결합을 갖는 고분자(π 공역 폴리머)는, 200nm∼300nm 부근에 흡수대를 갖는다. 또, 아크릴은 π 공역 폴리머는 아니지만, 자외 영역의 투과 한계 파장은 280nm이고, 그 이하의 파장의 광은 흡수된다.

그 때문에, 이들 기재는 300nm 이하의 파장의 광을 흡수하고, 흡수된 광 에너지가 열로 변환됨으로써, 기재는 온도가 올라가며, 그 결과 변형을 발생하는 일이 있다. 따라서, 광원으로부터 방사되는 광에는, 기재가 흡수하는 300nm 이하의 파장의 광이 포함되지 않는 것이 바람직하다.

그러나, 종래 사용되고 있었던 고압 수은 램프나 메탈 핼라이드 램프로부터 방사되는 광에는, 파장 300∼400nm의 광도 포함되지만 300nm 이하의 파장의 광도 포함된다. 그 때문에, 잉크의 경화 시간을 단축하기 위해, 램프의 전력을 크게 하고 300∼400nm의 파장의 광의 조도를 크게 하면, 그 만큼 300nnm 이하의 파장의 광의 조도도 커지고, 그 때문에 기재가 가열되어, 변형이 발생하기 쉬워진다는 문제가 있었다.

여기에서, 램프로부터 방사되는 광으로부터, 어떤 파장대의 광을 제거하는 방법으로서, 파장 커트 필터를 삽입하는 것이 알려져 있다. 짧은 파장을 커트하는 필터로서는 다층막 증착 필터가 알려져 있다. 다층막 증착 필터는, 커트하고 싶은 파장에 맞추어 두께를 조정한 무기막을 다층으로 겹쳐 형성된다.

그러나, 광원으로서 종래 사용되고 있는 고압 수은 램프나 메탈 핼라이드 램프는 롱 아크형의 램프이고, 롱 아크형의 램프로부터는 발산광이 방사된다. 그 때 문에, 램프와 기재의 사이에 짧은 파장을 커트하는 다층막 증착 필터를 배치하였다고 해도, 필터에는 여러 가지 각도의 광이 입사하여, 필터에 형성되어 있는 다층막의 막두께는, 입사하는 광의 각도에 따라 외관상 변화한다. 따라서, 300nm 이하의 파장의 광을 모두 커트할 수는 없다.

본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 그 목적은, 기록 헤드로부터 광 경화형의 잉크를 기록 매체를 향해 토출하고, 당해 기록 매체 상에 착탄한 잉크에 광 조사기로부터 광을 조사함으로써 잉크를 경화시켜 화상을 기록하는 프린터에 있어서, 광원으로서 파장 300∼400nm의 광 성분이 많이 포함되지만 300nm 이하의 파장의 광이 거의 포함되지 않는 램프를 이용하여, 램프의 전력을 크게 해도 기재가 가열되어, 변형이 발생하는 일이 없는 프린터를 제공하는 것이다.

전술한 바와 같이, 광 경화형의 잉크를 사용하는 잉크젯 프린터에 있어서는, 광원으로부터 방사되는 광에 기재가 흡수하는 300nm 이하의 파장의 광이 포함되지 않는 것이 바람직하다. 그래서, 여러 가지 검토한 결과, 광원에 사용하는 방전 램프로서, 방전 용기 내에 한쌍의 전극이 대향 배치되고, 방전 용기에 0.08∼0.30mg/mm³의 수은과, 희가스와, 할로겐을 봉입하고, 전극간 거리가 0.5∼2.0mm인 쇼트 아크형의 초고압 수은 램프를 사용하는 것이 적합한 것을 알아내었다.

종래 잉크젯 프린터용의 광원으로서 사용하고 있었던 고압 수은 램프나 메탈 핼라이드 램프의 경우, 램프로부터 방사되는 광에는, 파장 범위 300∼400nm의 성분이 포함되지만, 300nm 이하의 성분도 포함된다. 한편, 본 발명의 초고압 수은 램프로부터 방사되는 광에는, 파장 범위 300∼400nm의 성분은 포함되지만, 300nm 이하의 성분은 거의 포함되지 않는다.

또한, 상기 초고압 수은 램프는, 프로젝터 용도로 사용되는 램프로서 알려져 있지만, 300nm 이하의 파장 범위의 분광 분포에 대해서는 주목하고 있지 않으며, 잉크젯 프린터용의 광원으로서 사용하는데 적합하다는 인식은 없었다.

본 발명에 있어서는, 상기 초고압 수은 램프를 광원으로서 이용하여, 이 램프를 둘러싸도록 배치한 오목면형상의 리플렉터를 설치하고, 이 램프의 한쌍의 전극을 연결하는 직선이 이 리플렉터의 광축을 따라 신장되도록 배치한다.

이러한 구조로 함으로써, 램프로부터의 광 중, 리플렉터에 의해 반사한 광만이 출사하고, 램프로부터의 직접광은 거의 출사하지 않는다.

이 때문에, 리플렉터로서 자외선만 반사하는 다층막 증착 미러를 사용하면, 램프로부터 방사되는 광에 가시광선 영역으로부터 적외선 영역에 걸친 광이 포함되어 있어도, 이들 광이 기재(기록 매체)에 직접적으로 조사되지 않으며, 또, 방전 램프의 점등에 따른 복사열이 직접적으로 기재(기록 매체)에 조사되는 것을 방지할 수 있고, 기재(기록 매체)에 대한 열의 영향 정도를 저감할 수 있다.

이상에 의거하여, 본 발명에 있어서는, 이하와 같이 하여 상기 과제를 해결한다.

(1) 기록 헤드로부터 광 경화형의 잉크를 기록 매체를 향해 토출하고, 당해 기록 매체 상에 착탄한 잉크에 광 조사기로부터 광을 조사함으로써 잉크를 경화시켜 화상을 기록하는 프린터에 있어서, 광 조사기의 광원에 사용하는 방전 램프로서, 방전 용기 내에 한쌍의 전극이 대향 배치되고, 방전 용기에, 0.08∼0.30mg/mm³의 수은과, 희가스와, 할로겐을 봉입하고, 전극간 거리가 0.5∼2.0mm인 쇼트 아크형의 초고압 수은 램프를 이용한다.

그리고, 당해 방전 램프로부터의 광을 반사하는, 이 방전 램프를 둘러싸도록 배치한 오목면형상의 리플렉터를 설치하고, 이 램프의 한쌍의 전극을 연결하는 직선이 이 리플렉터의 광축을 따라 신장되도록 배치한다.

(2) 상기 (1)에 있어서, 방전 램프의 한쌍의 전극을 연결하는 직선이, 상기 기록 매체에 대해 대략 수직이 되도록 배치하고, 상기 광 조사기에, 상기 리플렉터에 의해 반사된 광을 선형상으로 정형하는 미러를 설치한다.

(3) 상기 (1)에 있어서, 방전 램프의 한쌍의 전극을 연결하는 직선이 상기 기록 매체에 대해 대략 평행이 되도록 배치하고, 상기 광 조사기에, 리플렉터에 의해 반사된 광을 되돌려보내는 제1 미러와, 이 제1 미러에 의해 반사된 광을 선형상으로 정형하는 제2 미러를 설치한다.

본 발명에 있어서는, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 잉크젯 프린터용의 광원으로서, 방전 용기에 0.08∼0.30mg/mm³의 수은과, 희가스와, 할로겐을 봉입하고, 전극간 거리가 0.5∼2.0mm인 쇼트 아크형의 초 고압 수은 램프를 사용하고 있으므로, 300nm 이하의 파장의 광이 거의 방사되지 않고, 기재의 가열에 의한 변형을 방지할 수 있다.

(2) 방전 램프로부터의 광을 반사하는, 이 방전 램프를 둘러싸도록 배치한 오목면형상의 리플렉터를 설치하고, 이 램프의 한쌍의 전극을 연결하는 직선이 이 리플렉터의 광축을 따라 신장되도록 배치하고 있으므로, 광 조사기로부터는 방전 램프로부터의 광 중, 리플렉터에 의해 반사한 광만이 출사하고, 램프로부터의 직접광은 거의 출사하지 않는다. 이 때문에, 상기 리플렉터로서, 자외선만 반사하는 미러를 사용함으로써, 램프로부터 가시광선 영역으로부터 적외선 영역에 걸친 광이나 복사열이 방사되고 있어도, 직접적으로 기재(기록 매체)에 조사되는 것을 방지할 수 있고, 기재(기록 매체)에 대한 열의 영향 정도를 한층 저감화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타낸 도면이고, 본 발명의 초고압 수은 램프를 구비한 광 조사기를 잉크젯 프린터의 헤드부에 적용한 경우의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.

또한, 이하에서는, 잉크젯 프린터를 화상 인쇄에 이용하는 경우를 예로서 설명하지만, 회로 등의 패턴을 형성하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.

본 실시예의 잉크젯 프린터는, 광 조사기의 구성이 상이한 점을 제외하고, 도 8에 나타낸 것과 동일한 구성을 갖는다.

즉, 잉크젯 프린터(1)는, 광 경화형의 잉크, 예를 들면 자외선 경화형의 잉크 등의 액체형상 재료를 미소한 물방울로서 기재(5)에 토출하는 노즐(도시 생략) 이 설치된 잉크젯 헤드(4)와, 이 잉크젯 헤드(4)의 양측에 설치된, 기재(5)에 착탄한 잉크에 대해 소정의 파장영역의 광, 예를 들면 자외선을 조사함으로써, 이것을 경화시키는 2개의 광 조사기(6, 7)가, 캐리지(3)에 탑재되어 이루어지는 헤드부(1a)를 구비하고 있다.

헤드부(1a)는, 기재(5)를 따라 신장되도록 설치된 막대형상의 가이드 레일(2)에 지지되어 있고, 도시하지 않은 구동 기구(도시 생략)에 의해, 기재(5)의 위쪽 위치를 가이드 레일(2)을 따라 도면 중 좌우 방향으로 왕복 이동 가능하게 되어 있다.

사용되는 자외선 경화형 잉크로서는, 예를 들면 라디컬 중합성 화합물을 중합성 화합물로서 포함하는 라디컬 중합계 잉크, 양이온 중합성 화합물을 중합성 화합물로서 포함하는 양이온 중합계 잉크 등을 예시할 수 있다. 또한, 잉크젯 프린터를 회로 등의 패턴 형성에 이용하는 경우는, 잉크젯 헤드로부터 토출하는 액체형상 재료로서, 광량 합성 화합물을 포함하는 레지스트 잉크 등을 사용한다.

기재(5)로서는, 예를 들면, 종이, 수지, 필름, 프린트 기판 등을 이용할 수 있다. 수지로서는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), ABS, 아크릴 수지 등이 있다.

다음에, 광 조사기(6, 7)의 구조에 대해 설명한다.

광 조사기는, 쇼트 아크형의 방전 램프인 초고압 수은 램프(11) 및 이 방전 램프로부터의 광을 반사하는 리플렉터(12)로 이루어지는 광원부(10)를 구비하고, 방전 램프(11)로부터의 광을 광 조사면에 있어서 선형상으로 신장되는 광 조사 영역을 형성하도록 조사하는 것이다.

이 광 조사기(6, 7)는, 도 1에 있어서 아래쪽(기재(5)측)으로 개구하는 광 출사구(14a)를 갖는 예를 들면 전체가 박스형 형상인 외장 커버(14)를 구비하고 있다. 외장 커버(14) 내에는, 초고압 수은 램프(11)와, 램프(11)를 둘러싸도록 설치되어, 램프(11)로부터 출사하는 광을 반사하는 리플렉터(12)를 구비하여 이루어지는 광원부(10)가 배치된다. 또, 광원부(10)로부터의 광을, 선형상으로 신장되는 광 조사 영역에 정형하여 광 출사구(14a)를 통해 외부로 출사하기 위한 반사 미러(13)가 배치되어 있다.

광원부(10)를 구성하는 리플렉터(12)는, 그 광축(C)을 중심으로 하는 회전 포물면형상의 반사면(12b)을 갖는 파라볼라 미러에 의해 구성되어 있고, 리플렉터(12)의 광 조사구(12a)가 광 조사기(10)의 광 출사구(14a)와 대향하고, 도 1에 있어서 아래방향(기재(5)측)으로 개구하도록, 광축(C)이 광 조사면(기재면)과 직교하는 자세로 배치되어 있다.

광원부(10)를 구성하는 초고압 수은 램프(11)는, 방전 용기 내에, 한쌍의 전극이, 전극간 거리가 예를 들면 0.5∼2.0mm가 되는 상태로 대향 배치됨과 더불어, 발광 물질인 수은 및 시동 보조용의 버퍼 가스인 희가스 및 할로겐이 각각 소정의 봉입량으로 봉입되어 구성되어 있다. 또한, 수은의 봉입량은 0.08∼0.30mg/mm³이다.

이 램프(12)는, 발광부(아크의 휘점)가 리플렉터(12)의 초점(Fr)에 위치하는 상태로, 한쌍의 전극을 연결하는 직선이 리플렉터(13)의 광축(C)을 따라 신장되도 록 배치되어 있다.

미러(13)는 가늘고 긴 평면형상의 미러이고, 그 길이방향이 도 1에 있어서 지면 앞 안쪽 방향으로 신장되도록 배치된다. 미러(13)는, 2장 마주보고 배치되고, 도 1의 지면 앞 안쪽 방향으로 가늘고 긴 광 출사구(14a)를 형성한다.

램프(11)로부터의 광은, 회전 포물면형상의 반사면(12b)을 갖는 리플렉터(12)에 의해 반사됨으로써, 광축(C)을 따른 평행광이 되어, 일부는 광 출사구(14a)로부터 직접 출사한다. 다른 일부는 미러(13)에서 반사하여 광 출사구(14a)로부터 출사한다. 기재(5) 상에는, 도 1의 앞 안쪽 방향으로 신장되는 가늘고 긴 광 조사 영역(IA)이 형성된다.

여기에서, 방전 램프(11)는, 한쌍의 전극을 연결하는 직선이 리플렉터(12)의 광축(C)을 따라 배치되어 있고, 방전 램프(11)의 리플렉터(12)의 개구에 대향하는 부분에는 전극이 설치되어 있다. 이 때문에, 방전 램프(11)로부터 방사되는 광이 직접 광 조사면(기재면)에 조사되지는 않고, 방전 램프(11)로부터 방사되는 광의 대부분은, 리플렉터(12)에서 반사되어 평행광이 된다.

따라서, 리플렉터(12)를, 파장이 짧은 광은 반사하지만, 잉크의 경화에 기여하지 않는 가시광선 영역으로부터 적외선 영역에 걸친 파장이 긴 광을 투과하는 증착 미러에 의해 형성하면, 초고압 수은 램프(11)로부터 파장 300nm 이하의 광이 방사되고 있어도, 기재(5)에 대해, 잉크의 경화에 불필요한 광이 조사되는 것을 방지할 수 있고, 기재(5)의 가열을 방지할 수 있다.

또한, 광원부(10)의 광 출사측에, 파장 300nm 이하의 광을 커트하는 필터를 삽입하면, 파장 300nm 이하의 광이 기재(5)에 조사되는 것을 더욱 방지할 수 있다.

이 잉크젯 프린터에 있어서는, 잉크젯 헤드(4)와 광 조사기(6, 7)를 구비한 헤드부(1a)가, 기재(5)의 위쪽 위치를, 초고압 수은 램프(11)를 점등한 채로의 상태로 이동함으로써, 램프(11)로부터의 광이, 기재(5)에 대해, 헤드부(1a)의 이동 방향에 직교하는 방향(도 1의 지면에 수직 방향)으로 선형상의 광 조사 영역을 형성하고, 이에 의해, 기재(5)에 착탄된 직후의 자외선 경화형 잉크가 경화된다.

자외선 경화형 잉크의 경화 처리에 대해 구체적으로 설명하면, 도 1에 있어서, 헤드부(1a)가 오른쪽 방향으로 이동되면서 기재(5)에 인쇄가 행해지고 있을 때에는, 기재(5)에 착탄한 자외선 경화형 잉크는, 헤드부(6)의 이동 방향 뒤쪽에 위치되는 하나의 광 조사기(6)로부터의 조사광에 의해 경화된다. 한편, 헤드부(1a)가 상기 도 1에 있어서 왼쪽 방향으로 이동되면서 기재(5)에 인쇄가 행해지고 있을 때에는, 기재(5)에 착탄한 자외선 경화형 잉크는, 헤드부(6)의 이동 방향 뒤쪽에 위치되는 광 조사기(7)로부터의 조사광에 의해 경화된다.

여기에서, 본 발명에서 사용되는 초고압 수은 램프와, 종래 사용되고 있었던 고압 수은 램프 및 메탈 핼라이드 램프의 특성을 비교한다.

도 4, 도 5, 도 6에, 본 발명의 초고압 수은 램프, 종래의 고압 수은 램프 및 메탈 핼라이드 램프의 파장 250nm∼450nm 범위의 분광 분포를 나타낸다. 각각, 가로축이 파장(nm), 세로축은 발광 강도(상대치)이다.

도 5, 도 6에 나타낸 바와 같이, 종래 잉크젯 프린터용의 광원으로서 사용하고 있었던 고압 수은 램프나 메탈 핼라이드 램프의 경우, 램프로부터 방사되는 광 에는, 파장 범위 300∼400nm의 성분이 포함되지만, 300nm 이하의 성분도 포함된다.

그러나, 도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 초고압 수은 램프로부터 방사되는 광에는, 파장 범위 300∼400nm의 성분은 포함되지만, 300nm 이하의 성분은 거의 포함되지 않는다.

도 2에, 본 발명의 초고압 수은 램프와, 종래의 고압 수은 램프 및 메탈 핼라이드 램프의 각 파장 대역의 방사 효율을 나타낸다.

상기 도면은, 도 4, 도 5, 도 6에 나타낸 분광 분포에 의거하여, 각 램프에 동일 입력 전력일 때, 램프로부터 방사되는 광의 전체 파장 영역에 대해, 파장 220nm∼300nm 범위의 광 성분과 파장 300nm∼450nm 범위의 광 성분이, 몇 %를 차지하는지를 나타낸 것이다. 또한, 상기 고압 수은 램프의 수은량은 0.03mg/mm³, 상기 메탈 핼라이드 램프의 수은량은 1.7×10^-4mg/mm³이다.

상기 도면에 나타낸 바와 같이, 파장 300nm∼450nm 범위의 광이 가장 큰 것은, 메탈 핼라이드 램프이지만, 파장 220nm∼300nm 범위의 광도 방사되어 있다. 이에 대해, 본 발명의 초고압 수은 램프는, 파장 220nm∼300nm 범위의 광이 거의 방사되어 있지 않음에도 불구하고, 파장 300nm∼450nm 범위의 광은, 고압 수은 램프보다 많이 방사되어 있다.

도 3은, 도 1에 있어서, 파장 220nm∼300nm의 값을 파장 300nm∼450nm의 값으로 나눈 결과(DUV 비율)를 나타낸다. 이 값은, 비교한 각 램프에 있어서, 파장 300nm∼450nm의 광의 양이 동일한 경우의, 파장 220nm∼300nm의 광의 양을 나타낸 것이다.

상기 도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 초고압 수은 램프에 있어서는, 파장 300nm∼450nm의 광량에 대해, 파장 220nm∼300nm의 광량은 거의 없다.

따라서, 잉크의 광 경화를 위한 처리 시간을 짧게 하기 위해, 램프의 전력을 크게 하고, 파장 300nm∼450nm의 조도를 크게 해도, 램프로부터 방사되는 파장 300nm 이하의 광은 적기 때문에, 기재의 300nm 이하의 파장의 광을 흡수하는 것에 의한 가열은 거의 발생하지 않고, 변형 등의 문제를 방지할 수 있다.

도 1에 나타낸 제1 실시예에서는, 방전 램프(11)의 한쌍의 전극을 연결하는 직선이 기재(기록 매체)(5)에 대해 수직이 되도록 배치한 경우를 나타내었지만, 다음에, 방전 램프(11)의 한쌍의 전극을 연결하는 직선이 기재(기록 매체)에 대해 수평이 되도록 배치한 본 발명의 제2 실시예에 대해 설명한다.

도 7은, 본 발명의 제2 실시예를 나타낸 도면이고, 광 조사기를 갖는 잉크젯 프린터의 헤드부의 구성을 개략적으로 도시한 단면도이다.

본 실시예의 잉크젯 프린터는, 광 조사기의 구성이 상이한 점을 제외하고, 도 1에 나타낸 것과 동일한 구성을 갖는다.

즉, 잉크젯 프린터(1)는, 잉크젯 헤드(4)와, 이 잉크젯 헤드(4)의 양측에 설치된, 2개의 광 조사기(6, 7)가, 캐리지(3)에 탑재되어 이루어지는 헤드부(1a)를 구비하고 있다.

광 조사기(6, 7)은, 제1 실시예와 동일하게, 쇼트 아크형의 방전 램프인 초고압 수은 램프(11) 및 이 방전 램프로부터의 광을 반사하는 리플렉터(12)로 이루 어지는 광원부(10)를 구비하고, 방전 램프(11)로부터의 광을 광 조사면에 있어서 선형상으로 신장되는 광 조사 영역을 형성하도록 조사한다.

이 광 조사기(6, 7)의 외장 커버(14) 내에는, 초고압 수은 램프(11)와, 램프(11)를 둘러싸도록 설치되어 램프(11)로부터 출사하는 광을 반사하는 리플렉터(12)를 구비하여 이루어지는 광원부(10)가 배치된다. 리플렉터(12)는, 그 광축(C)을 중심으로 하는 회전 포물면형상의 반사면(12b)을 갖는 파라볼라 미러에 의해 구성된다.

또, 도 7과 같이 방전 램프(11)를 수평으로 배치하는 경우, 리플렉터(12)에 의해 반사된 광을 되돌려보내는 제2 미러(15)가, 광 출사구(14a)를 형성하는 미러(13)의 입사측에 배치된다.

초고압 수은 램프(11)는, 전술한 바와 같이 방전 용기 내에, 한쌍의 전극이, 전극간 거리가 예를 들면 0.5∼2.0mm가 되는 상태로 대향 배치됨과 더불어, 발광 물질인 수은 및 시동 보조용의 버퍼 가스인 희가스 및 할로겐이 각각 소정의 봉입량으로 봉입되고, 수은이 봉입량은 0.08∼0.30mg/mm³이다.

이 램프(12)는, 전술한 바와 같이 발광부(아크의 휘점)가 리플렉터(12)의 초점(Fr)에 위치하는 상태로, 한쌍의 전극을 연결하는 직선이 리플렉터(13)의 광축(C)을 따라 신장되도록 배치되어 있다.

미러(13)는 2장 마주보고 배치되고, 도 7의 지면 앞 안쪽 방향으로 가늘고 긴 광 출사구(14a)를 형성한다.

램프(11)로부터의 광은, 회전 포물면형상의 반사면(12b)을 갖는 리플렉터(12)에 의해 반사됨으로써, 광축(C)을 따른 평행광이 되어, 제2 미러(15)에서 반사하여, 일부는 광 출사구(14a)로부터 직접 출사한다. 다른 일부는 또한 미러(13)에서 반사하여 광 출사구(14a)로부터 출사한다. 기재(5) 상에는, 도 3의 앞 안쪽 방향으로 신장되는 가늘고 긴 광 조사 영역(IA)이 형성된다.

본 실시예에 있어서도, 방전 램프(11)는, 한쌍의 전극을 연결하는 직선이 리플렉터(12)의 광축(C)을 따라 배치되어 있고, 방전 램프(11)의 리플렉터(12)의 개구(12a)에 대향하는 부분에는 전극이 설치되어 있다. 이 때문에, 방전 램프(11)로부터 방사되는 광이 직접 광 조사면(기재면)에 조사되지는 않고, 방전 램프(11)로부터 방사되는 광의 대부분은, 리플렉터(12)에서 반사되어 평행광이 된다.

따라서, 상기한 바와 같이 리플렉터(12)를, 파장이 짧은 광은 반사하지만, 잉크의 경화에 기여하지 않는 가시광선 영역으로부터 적외선 영역에 걸친 파장이 긴 광을 투과하는 증착 미러에 의해 형성하면, 기재(5)에 대해, 잉크의 경화에 불필요한 광이 조사되는 것을 방지할 수 있고, 또한, 광원부(10)의 광 출사측에, 파장 300nm 이하의 광을 커트하는 필터를 삽입하면, 한층, 파장 300nm 이하의 광이 기재(5)에 조사되는 것을 방지할 수 있다.

이 잉크젯 프린터에 있어서는, 전술한 바와 같이, 잉크젯 헤드(4)와 광 조사기(6, 7)를 구비한 헤드부(1a)가, 기재(5)의 위쪽 위치를, 초고압 수은 램프(11)를 점등한 채로의 상태로 이동함으로써, 램프(11)로부터의 광이, 기재(5)에 대해, 헤드부(1a)의 이동 방향에 직교하는 방향(도 7의 지면에 수직 방향)으로 선형상의 광 조사 영역을 형성하고, 이에 의해, 기재(5)에 착탄된 직후의 자외선 경화형 잉크가 경화된다.

이상과 같이, 초고압 수은 램프로부터 방사되는 광 중에는, 파장 300nm 이하의 광 성분이 거의 포함되지 않으므로, 파장 300nm 이하의 광을 흡수함으로써 가열되어 변형되는 기재여도, 기재의 변형을 방지하면서 인쇄나 회로 패턴의 형성을 행할 수 있다.

또한, 초고압 수은 램프는, 쇼트 아크 방전 램프이기 때문에 휘도가 높고, 피크 조도가 높은 광을, 기재(5)에 착탄된 자외선 경화형 잉크에 조사할 수 있으므로, 기재(5)에 착탄된 후의 자외선 경화형 잉크를 신속하게 경화(광중합)시킬 수 있어 경화에 요하는 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 도트 형상의 경시 변화를 방지할 수 있고, 따라서, 높은 화질의 화상이나 회로 등의 패턴을 확실하게 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예의 잉크젯 프린터의 개략 구성을 도시한 도면(단면도)이다.

도 2는 본 발명의 초고압 수은 램프와 종래의 고압 수은 램프 및 메탈 핼라이드 램프의 각 파장 대역의 방사 효율을 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 초고압 수은 램프와 종래의 고압 수은 램프 및 메탈 핼라이드 램프의 DUV 비율을 도시한 도면이다.

도 4는 본 발명의 초고압 수은 램프의 파장 250nm∼450nm 범위의 분광 분포를 도시한 도면이다.

도 5는 종래의 고압 수은 램프의 파장 250nm∼450nm 범위의 분광 분포를 도시한 도면이다.

도 6은 종래의 메탈 핼라이드 램프의 파장 250nm∼450nm 범위의 분광 분포를 도시한 도면이다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예의 잉크젯 프린터의 개략 구성을 도시한 도면(단면도)이다.

도 8은 종래의 잉크젯 프린터의 헤드부의 개략 구성을 도시한 도면이다.

[부호의 설명]

1 : 잉크젯 프린터 1a : 헤드부

2 : 가이드 레일 3 : 캐리지

4 : 잉크젯 헤드 5 : 기록 매체(기재)

6, 7 : 광 조사기 10 : 광원부

11 : 방전 램프(초고압 수은 램프) 12 : 리플렉터

13 : 미러 14 : 외장 커버

15 : 제2 미러 IA : 광 조사 영역

Claims

기록 헤드로부터 광 경화형의 잉크를 기록 매체를 향해 토출하고, 당해 기록 매체 상에 착탄한 잉크에 광 조사기로부터 광을 조사함으로써, 잉크를 경화시켜 화상을 기록하는 프린터에 있어서,

상기 광 조사기는, 방전 용기 내에 한쌍의 전극이 대향 배치되어 이루어지는 쇼트 아크형의 방전 램프와, 이 방전 램프를 둘러싸도록 배치되어, 당해 방전 램프로부터의 광을 반사하는 오목면형상의 리플렉터를 구비하고, 이 램프의 한쌍의 전극을 연결하는 직선은 이 리플렉터의 광축을 따라 신장되도록 배치되고,

상기 방전 램프는, 방전 용기에, 0.08∼0.30mg/mm³의 수은과, 희가스와, 할로겐을 봉입하고, 전극간 거리가 0.5∼2.0mm인 초고압 수은 램프인 것을 특징으로 하는 프린터.
청구항 1에 있어서,

상기 방전 램프는, 상기 한쌍의 전극을 연결하는 직선이 상기 기록 매체에 대해 수직이 되도록 배치되고,

상기 광 조사기는, 상기 리플렉터에 의해 반사된 광을 선형상으로 정형하는 미러를 구비하는 것을 특징으로 프린터.
청구항 1에 있어서,

상기 방전 램프는, 상기 한쌍의 전극을 연결하는 직선이 상기 기록 매체에 대해 평행이 되도록 배치되고,

상기 광 조사기는, 리플렉터에 의해 반사된 광을 되돌려보내는 제1 미러와, 이 제1 미러에 의해 반사된 광을 선형상으로 정형하는 제2 미러를 구비하는 것을 특징으로 하는 프린터.