KR20090093755A - 잉크젯 프린터 및 인쇄방법 - Google Patents

잉크젯 프린터 및 인쇄방법

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KR20090093755A KR1020080068987A KR20080068987A KR20090093755A KR 20090093755 A KR20090093755 A KR 20090093755A KR 1020080068987 A KR1020080068987 A KR 1020080068987A KR 20080068987 A KR20080068987 A KR 20080068987A KR 20090093755 A KR20090093755 A KR 20090093755A
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Abstract

본 발명은, 인쇄매체의 표면에 UV잉크를 평활화된 상태로 번지지 않도록 겹쳐 부착시킴으로써 인쇄품질을 향상시키고, 인쇄대상에 따라 인쇄품질보다 인쇄속도를 향상시키는 것을 선택할 수 있는 잉크젯 프린터를 제공하는 것으로, 지지테이블(12)에 의해 지지된 인쇄매체(2)를 향하여 자외선을 조사하여, 인쇄매체(2)에 부착한 UV잉크를 경화시키는 UVLED 유닛과, UVLED 유닛에 의해 인쇄매체(2)에 부착한 UV잉크에 조사하는 자외선의 광량을, UV잉크를 임시경화시키는 광량으로부터 본경화시키는 광량까지 조절하는 컨트롤러(23)와, UVLED 유닛 및 컨트롤러(23)에 의해 인쇄매체(2)에 부착한 UV잉크를 임시경화시킨 후 본경화시키는 2단계 경화모드와 UV잉크를 한번의 자외선 조사에 의해 본경화시키는 1단계 경화모드를 전환할 수 있는 컨트롤 유닛(20)을 구비하여 구성된다.

Description

잉크젯 프린터 및 인쇄방법{Inkjet printer and printing method}
본 발명은 인쇄매체에 잉크를 토출하여 인쇄를 하는 잉크젯 프린터에 관한 것이다.
종래, 플래튼(platen) 위에 놓인 인쇄매체에 대하여, 플래튼과 대향하여 설치된 인쇄헤드를 좌우로 왕복이동시키면서 인쇄헤드로부터 잉크를 토출시켜 인쇄매체에 인쇄를 하는 잉크젯 프린터가 알려져 있다. 이와 같은 잉크젯 프린터에는, 자외선이 조사됨으로써 경화하는 성질을 가진 자외선 경화형 잉크(이하, 'UV잉크'라고 함)를 인쇄헤드로부터 토출시켜 인쇄매체에 인쇄하는 것이 있다. 이 UV잉크는 내후성 및 내수성이 뛰어나기 때문에, 인쇄물을 예를 들어, 옥외 광고선전전단 등에 사용할 수 있게 되어, 수용성 잉크를 이용한 경우와 비교하여 인쇄물의 사용용도가 현격이 확대된다는 이점이 있다.
그런데, UV잉크를 토출하여 인쇄하는 잉크젯 프린터에는, 인쇄매체에 부착한 UV잉크에 자외선을 조사하여 경화시키기 위한 자외선 조사장치가 설치되어 있다. 근래, 이 자외선 조사장치에서 자외선을 발광시키는 광원으로서, 자외선 발광 다이오드(이하, 'UVLED'라고 함)를 이용한 잉크젯 프린터가 개발되고 있다(예를 들어, 일본특허공개 2004-188920 참조).
종래의 인쇄유닛(500)은 도 11의 (a)에 나타내는 바와 같이, 내부에 UVLED가 설치되어 아래쪽에 위치한 인쇄매체(501)를 향하여 자외선을 조사할 수 있게 구성된 우측 자외선 조사장치(520R) 및 좌측 자외선 조사장치(520L)가, 인쇄헤드(510)의 좌우에 한쌍으로 고정설치되어 있다. 설명의 편의상, 도 11의 (a)에 나타내는 화살표 방향을 전후 및 좌우로 정의하여 설명한다. 인쇄헤드(510)는 예를 들어, 방울모양의 마젠타 UV잉크를 아랫면에 설치된 복수개의 노즐(도시하지 않음)로부터 인쇄매체(501)를 향하여 토출하는 마젠타 인쇄헤드(510M), 마찬가지로 옐로우 UV잉크를 토출하는 옐로우 인쇄헤드(510Y), 시안 UV잉크를 토출하는 시안 인쇄헤드(510C) 및 블랙 UV잉크를 토출하는 블랙 인쇄헤드(510K)로 구성된다.
인쇄매체(501)의 인쇄라인(508)에 인쇄할 때, 인쇄유닛(500)을 인쇄라인(508) 위쪽에서 소정의 패스횟수만큼 좌우로 왕복이동시키면서 인쇄헤드(510)의 각 노즐로부터 UV잉크를 토출시켜, 원하는 패턴으로 인쇄라인(508)에 겹쳐 부착시킨다. 이 때, 우측 자외선 조사장치(520R) 및 좌측 자외선 조사장치(520L)로부터는 UV잉크를 완전히 경화시킬 수 있는 조사강도의 자외선이 발사되고 있으며, 이 자외선이 인쇄라인(508)에 조사됨으로써, 인쇄라인(508)에 부착한 UV잉크가 경화되어 인쇄가 실시된다.
상기와 같이 하여 인쇄라인(508)에 인쇄를 하는 도중단계에서의 노즐로부터 토출된 UV잉크가 인쇄라인(508)에 부착한 상태의 단면도를, 도 11의 (b), (c)에 나타낸다. 도 11의 (b)에 지난 번 패스에서 인쇄라인(508)에 부착하고 자외선이 조사되어 완전히 경화된 완전경화 UV잉크(511) 위에, 이번 패스에서 경화되지 않은 미경화 UV잉크(512)가 토출되어 부착한 상태를 나타내고 있다. 이 때, 완전경화 UV잉크(511)는 완전히 경화되어 있어, 미경화 UV잉크(512)와 완전경화 UV잉크(511)의 친화성이 나쁘기 때문에, 미경화 UV잉크(512)가 표면장력에 의해 입자형상으로 부푼 상태로 부착된다. 또한, 미경화 UV잉크(512)가 입자형상으로 부착한 뒤, 친화성이 나쁘기 때문에 자외선이 조사될 때까지 거의 퍼지지 않은 상태에서 자외선이 조사되어 완전히 경화된다.
한편, 지난 번 패스에서 인쇄라인(508)에 부착하여 경화되지 않은(또는, 거의 경화되지 않은) 이전의 미경화 UV잉크(513) 위에, 이번 패스에서 경화되지 않은 다음의 미경화 UV잉크(514)가 토출되어 부착한 상태를, 도 11의 (c)에 나타낸다. 이 때, 다음의 미경화 UV잉크(514)와 이전의 미경화 UV잉크(513)의 친화성이 좋기 때문에, 다음의 미경화 UV잉크(514)가 입자형상으로 부착한 후, 이전의 미경화 UV잉크(513)와 섞여 번진다. 그리고, 다음의 미경화 UV잉크(514)와 이전의 미경화 UV잉크(513)가 섞여 혼합 UV잉크(515)가 된 상태에서 자외선이 조사되어 완전히 경화된다.
그런데, 인쇄유닛(500)에 의해 인쇄매체(501)에 인쇄를 하는 경우, 인쇄매체(501)의 표면에 겹쳐져 부착한 각각의 UV잉크가 섞여 번지지 않고, 퍼져 평활화된 상태에서 경화됨으로써, 원하는 인쇄가 실시된 인쇄매체(501)(원하는 인쇄물)를 얻을 수 있다. 하지만, 도 11의 (b)에 나타내는 바와 같이, 완전히 경화된 완전경화 UV잉크(511) 위에, 경화되지 않은 미경화 UV잉크(512)가 겹쳐져 부착하면, 완전경화 UV잉크(511)와 미경화 UV잉크(512)가 섞여 번지지 않는 반면, 완전경화 UV잉크(511)가 미경화 UV잉크(512)를 튕기기 때문에, 미경화 UV잉크(512)가 완전경화 UV잉크(511)의 표면에서 입자형상으로 부푼 상태 그대로 자외선이 조사되어 경화되는 경우가 있다. 이와 같이, UV잉크가 입자형상 그대로 경화되어 인쇄된 인쇄물을 원하는 인쇄물과 비교하면, 인쇄물로부터의 광의 반사가 다르기 때문에 외관이 다르고(광줄무늬 등이 발생), 인쇄품질을 떨어뜨릴 우려가 있었다.
또한, 도 11의 (c)에 나타내는 바와 같이, 경화되지 않은 이전의 미경화 UV잉크(513) 위에 경화되지 않은 다음의 UV잉크(514)가 겹쳐 부착되면, 다음의 미경화 UV잉크(514)는 이전의 미경화 UV잉크(513)와 섞여 번진 상태가 되고, 이 상태에서 자외선이 조사되어 경화되는 경우가 있다. 이와 같이, UV잉크끼리 섞여 번진 상태로 경화되어 인쇄된 인쇄물을 원하는 인쇄매체와 비교하면, 인쇄물에 있어서 섞여 번진 부분의 색채가 다르게 보이기 때문에, 인쇄품질을 떨어뜨릴 우려가 있었다.
또한, UV잉크에는 자외선이 조사되어 경화될 때 잉크 자체의 부피가 수축하는 경화수축을 동반하는 것이 있다. 이와 같이 경화수축을 동반하는 UV잉크에서는, 경화수축에 의해 경화부분의 잉크가 그 주위의 미경화 부분의 잉크를 끌어들이는 현상이 일어나, 이러한 현상 때문에 인쇄물의 표면에 요철(경화 줄무늬)이 발생하고, 이것이 광줄무늬의 하나의 원인이 되었다.
또한, 상술한 바와 같이, UV잉크가 입자형상 그대로 경화되기 때문에, 또는 UV잉크끼리 섞여 번진 상태로 경화되기 때문에, 인쇄품질을 떨어뜨린다는 문제가 있는 반면, 인쇄대상에 따라서는 인쇄품질보다 인쇄속도가 요구되는 경우도 있다.
본 발명은 이와 같은 과제에 감안하여 이루어진 것으로, 인쇄매체의 표면에 UV잉크를 평활화한 상태로 번지지 않도록 겹쳐 부착시킴으로써 인쇄품질을 향상시키고, 인쇄대상에 따라 인쇄품질보다 인쇄속도를 향상시키는 것을 선택할 수 있는 잉크젯 프린터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 인쇄헤드를 매체지지수단(예를 들어, 실시예에서의 지지테이블(12))에 의해 지지된 인쇄매체에 대향시킨 상태로 상기 인쇄매체에 대하여 상대이동시키면서 상기 인쇄헤드로부터 잉크를 토출하여 상기 인쇄매체의 표면에 원하는 프린트를 하는 잉크젯 프린터로서, 상기 매체지지수단에 의해 지지된 인쇄매체를 향하여 자외선을 조사하여 상기 인쇄매체에 부착한 잉크를 경화시키는 자외선 조사수단(예를 들어, 실시예에서의 좌측 UVLED 유닛(70L) 및 우측 UVLED 유닛(70R))과, 상기 자외선 조사수단에 의해 상기 인쇄매체에 부착한 잉크에 조사하는 자외선의 광량을, 상기 잉크를 임시경화시키는 광량으로부터 본경화시키는 광량까지 조절하는 조사광량 제어수단(예를 들어, 실시예에서의 컨트롤러(23))과, 상기 자외선 조사수단 및 상기 조사광량 제어수단에 의해 상기 인쇄매체에 부착한 잉크를 임시경화시킨 후 본경화시키는 2단계 경화모드와 상기 잉크를 한번의 자외선 조사에 의해 본경화시키는 1단계 경화모드를 전환할 수 있는 모드전환수단(예를 들어, 실시예에서의 컨트롤 유닛(20))을 구비하여 구성된다.
상기 잉크젯 프린터에 있어서, 상기 자외선 조사수단을 상기 인쇄매체에 따라 상대이동시키는 광원이동수단(예를 들어, 실시예에서의 기부(基部; 51), 캐리지(63) 및 좌우구동기구(69))을 구비하고, 상기 조사광량 제어수단은, 상기 자외선 조사수단에 의한 조사강도 및 상기 광원이동수단에 의한 상기 자외선 조사수단의 이동속도 중 적어도 한쪽을 조절함으로써, 상기 인쇄매체에 부착한 잉크에 조사하는 자외선의 광량을, 상기 잉크를 임시경화시키는 광량으로부터 본경화시키는 광량까지 조절할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다.
상기 잉크젯 프린터에 있어서, 상기 자외선 조사수단은, 상기 인쇄매체를 향하여 자외선을 조사하는 발광 다이오드(예를 들어, 실시예에서의 UVLED(72))를 구비하여 구성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 잉크젯 프린터에 따르면, 인쇄매체에 부착한 잉크를 임시경화시킨 후 본경화시키는 2단계 경화모드와, 잉크를 한번의 자외선 조사에 의해 본경화시키는 1단계 경화모드를 전환할 수 있게 구성된다. 이러한 구성에 의해, 2단계 경화모드에 의해 인쇄하는 경우, 미경화상태의 잉크에 대하여 이 잉크를 임시경화시키는 광량의 자외선을 조사하여, 이 잉크를 인쇄매체 혹은 다른 잉크 위에서 시간의 경과에 따라 퍼져 평활화될 수 있는 친화성을 확보하면서, 접해 있는 다른 잉크와 섞여 번지지 않는 겔형상의 임시경화상태로 할 수 있다. 이 때문에, 인쇄매체에 부착하여 겔형상 임시경화상태인 임시경화잉크는, 인쇄매체 위에서 시간의 경과에 따라 퍼져 평활화되는 동시에, 다른 임시경화잉크와 섞여 번지지 않는다. 또한, 임시경화잉크 위에 미경화상태의 미경화잉크를 겹쳐 부착시키면, 미경화잉크가 임시경화잉크 위에서 튕겨지지 않고 시간의 경과에 따라 평활화되는 동시에, 잉크끼리 섞여 번지지 않는다. 따라서, 인쇄매체에 임시경화잉크를 평활화한 상태로 번지지 않도록 겹쳐 부착시키고, 이 잉크를 본경화시키는 광량의 자외선을 조사함으로써, 임시경화잉크를 완전히 경화시켜 인쇄매체에 잉크를 고정시킬 수 있으며, 인쇄품질을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 상기와 같이 잉크를 단계적으로 경화시키기 때문에, 경화수축을 동반한 잉크를 사용한 경우에도, 잉크를 한번의 자외선 조사에 의해 완전히 경화시킬 때와 비교하여, 경화수축에 의한 영향을 줄일 수 있고, 인쇄품질을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 1단계 경화모드에 의해 인쇄하는 경우에는, 인쇄매체에 부착한 미경화상태의 잉크에 대하여 이 잉크를 본경화시키는 광량의 자외선을 조사하여 인쇄매체에 잉크를 고정시킨다. 이 때문에, 2단계 경화모드에 의한 인쇄와 비교하여, 미경화상태의 잉크를 임시경화시키는 작동 만큼의 패스횟수를 줄일 수 있기 때문에, 인쇄대상에 따라 인쇄품질보다 인쇄속도의 향상을 도모할 수 있다.
상기 잉크젯 프린터에 있어서, 자외선 조사수단을 인쇄매체에 따라 상대이동시키는 광원이동수단을 구비하고, 조사광량 제어수단은, 자외선 조사수단에 의한 조사강도 및 광원이동수단에 의한 자외선 조사수단의 이동속도 중 적어도 한쪽을 조절함으로써, 인쇄매체에 부착한 잉크에 조사하는 자외선의 광량을, 잉크를 임시경화시키는 광량으로부터 본경화시키는 광량까지 조절할 수 있게 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하였을 경우, 잉크에 자외선을 조사할 때, 자외선 조사수단에 의해 조사강도만을 제어하는 경우와 비교하여, 자외선의 광량을 보다 세밀하게 조절할 수 있기 때문에, 잉크를 원하는 경화정도로 경화시킬 수 있게 된다. 또한, 잉크를 임시경화시킨 후에 본경화시키기(단계적으로 경화시키기) 위하여 예를 들어, 임시경화용 및 본경화용의 2개의 자외선 조사수단을 설치한 잉크젯 프린터와 비교하여, 1개의 자외선 조사수단으로도 잉크를 단계적으로 경화시킬 수 있기 때문에, 장치 자체를 소형화할 수 있다.
상기 잉크젯 프린터에 있어서, 자외선 조사수단은, 인쇄매체를 향하여 자외선을 조사하는 발광 다이오드를 구비하여 구성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성하였을 경우, 발광 다이오드는 공급전량(供給電量)의 전류값이 변하는 동시에, 자외선의 조사강도가 따라서 변한다. 그 때문에, 온오프 제어를 포함한 조사강도제어에 대하여 시간지연(time lag)을 거의 발생시키지 않고, 원하는 조사강도의 자외선을 잉크에 조사할 수 있게 된다. 또한, 발광 다이오드는 소형 및 경량이기 때문에, 인쇄헤드와 일체로 이동하는 구성의 경우에 인쇄헤드의 이동정밀도 및 이동속도에 대한 영향을 억제할 수 있어, 그 결과 인쇄품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 잉크젯 프린터를 나타낸 사시도이다.
도 2는 인쇄유닛의 내부를 나타낸 사시도(일부생략)이다.
도 3은 UVLED 유닛의 구성을 나타낸 단면도로서, (a)는 도 2에서의 III-III 부분을 나타낸 단면도이고, (b)는 (a)에서의 b-b 부분을 나타낸 단면도이다.
도 4는 2단계 경화모드에 있어서, 인쇄매체의 표면에 UV잉크를 부착시킬 때의 잉크 토출제어 및 자외선 조사제어를 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 2단계 경화모드에 있어서, 임시경화상태의 UV잉크 위에 UV잉크를 겹쳐 부착시킬 때의 잉크 토출제어 및 자외선 조사제어를 설명하기 위한 설명도이다.
도 6은 2단계 경화모드에 있어서, 임시경화상태의 UV잉크를 본경화시킬 때의 자외선 조사제어를 설명하기 위한 설명도이다.
도 7의 (a)는 인쇄매체에 부착하여 임시경화된 직후의 잉크방울을 나타낸 단면도이고, (b)는 (a)에 나타낸 잉크방울이 시간의 경과와 함께 평활화된 상태를 나타낸 단면도이며, (c)는 임시경화상태의 잉크방울 위에 부착하여 임시경화된 직후의 잉크방울을 나타내는 단면도이고, (d)는 (c)에 나타낸 잉크방울이 시간의 경과와 함께 평활화된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 8은 UVLED 유닛의 스캔속도와 인쇄매체에 부착한 UV잉크가 조사되는 자외선량의 관계를 나타낸 도면이다.
도 9는 1단계 경화모드에 있어서, 인쇄매체의 표면에 UV잉크를 부착하여, 이전의 인쇄라인을 형성할 때의 잉크 토출제어 및 자외선 조사제어를 설명하기 위한 설명도이다.
도 10은 1단계 경화모드에 있어서, 이전의 인쇄라인에 인접하여 UV잉크를 부착하여, 다음의 인쇄라인을 형성할 때의 잉크 토출제어 및 자외선 조사제어를 설명하기 위한 설명도이다.
도 11의 (a)는 종래의 인쇄유닛을 나타낸 평면도이고, (b)는 완전히 경화된 잉크방울 위에 다른 잉크방울이 부착한 상태를 나타낸 단면도이며, (c)는 미경화 잉크방울 위에 다른 잉크방울이 부착한 상태를 나타낸 단면도이다.
**부호의 설명**
1: 잉크젯 프린터 2: 인쇄매체
12: 지지테이블(매체지지수단) 23: 컨트롤러(조사광량 제어수단)
51: 기부(광원이동수단) 62: 인쇄헤드
63: 캐리지(광원이동수단) 69: 좌우구동기구(광원이동수단)
70L: 좌측 UVLED 유닛(자외선 조사수단)
70R: 우측 UVLED 유닛(자외선 조사수단)
72: UVLED(발광 다이오드)
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 본 발명을 적용한 잉크젯 프린터의 일례로서, 테이블 위에 고정보유된 인쇄매체에 대하여 인쇄유닛을 수평면 내의 직교2축(X축-Y축) 방향으로 이동시켜 인쇄매체에 대하여 원하는 인쇄를 하는 잉크젯 프린터(1)를 비스듬히 전방에서 본 사시도를 도 1에 나타낸다. 한편, 설명의 편의상, 도면에 나타내는 화살표 방향을 각각 전후, 좌우 및 상하라고 하여 설명한다.
잉크젯 프린터(1)는, 하부에서 토대 부분을 구성하는 지지부(10), 및 지지부(10) 위쪽에 이동가능하게 설치된 인쇄부(50)로 구성되어 있다. 지지부(10)는, 본체 프레임(11), 지지테이블(12), 진공 블로어(blower)(13) 및 컨트롤 유닛(20)을 주체로 구성된다. 본체 프레임(11)은, 그 위쪽에 놓여 고정된 지지테이블(12)을 수평으로 지지하는 동시에, 각 기구의 설치 베이스가 된다. 지지테이블(12)은 평면에서 보아 직사각형 형상으로 형성되어 있으며, 그 중앙부분에는 평판형상의 인쇄매체(2)를 놓고 고정보유하는 진공테이블(12a)이 형성되어 있다. 진공테이블(12a)의 표면에는 상하로 관통하는 미세한 공기구멍이 다수 형성되어 있고, 이 공기구멍들은 진공테이블(12a)의 아랫면쪽에 설치된 감압실(도시하지 않음)과 연결되어 있다. 또한, 지지테이블(12)의 좌우측 단면에는 앞뒤로 뻗은 가이드홈(12b, 12b)이 형성되며, 후술하는 인쇄부(50)의 좌우에 형성된 전후가이드(51a, 51a)와 맞물려 있다.
진공 블로어(13)는 감압실과 연결되어 있으며, 감압실 안의 공기를 배기하여 부압(負壓)으로 설정하거나, 또는 감압실에 공기를 불어넣어 공기구멍으로부터 토출시킨다. 인쇄매체(2)를 진공테이블(12a) 위의 원점위치에 놓고, 진공 블로어(13)에 의해 감압실이 부압으로 설정되어, 인쇄매체(2)가 진공테이블(12a) 표면에 진공흡착되어 고정보유된다. 또한, 인쇄매체(2)에 대한 원하는 인쇄가 종료하여 진공 테이블(12a)로부터 인쇄매체(2)를 치울 때에는, 공기를 감압실에 불어넣는 동시에 공기구멍으로부터 토출시킴으로써 인쇄매체(2)를 띄워 간단히 치울 수 있다.
인쇄부(50)는, 기부(51), 가이드레일(52) 및 인쇄유닛(60)을 주체로 구성된다. 기부(51)는 좌우로 뻗은 대략 직육면체로 되어 있고, 좌우단부 근방에 형성된 전후가이드(51a, 51a)가 가이드홈(12b, 12b)과 맞물려, 지지테이블(12) 위쪽에서 걸쳐친 상태로 전후로 슬라이드 이동가능하게 지지되어, 전후구동기구(59)에 의해 전후방향(X축방향)으로 이동된다. 가이드레일(52)은 상하한쌍으로 좌우로 뻗는 동시에 기부(51)의 앞면에 형성되어 있고, 후술하는 캐리지(63)의 뒷면에 형성된 좌우가이드(65)가 맞물려 인쇄헤드(60)를 좌우로 슬라이드 이동가능하게 지지한다.
전후구동기구(59)는 공지되어 있는 여러가지 구동기구를 이용할 수 있기 때문에, 본 명세서에서는 상세한 도시를 생략하는데, 예를 들어, 지지테이블(12)의 아랫면측에 가이드홈(12b)과 평행하게 전후로 뻗어 설치된 볼나사 및 이 볼나사를 회전구동시키는 서보모터와, 볼나사에 맞물려 지지되며 기부(51)에 고정된 볼너트에 의해 구성할 수 있다. 전후구동기구(59)는 후술하는 컨트롤러(23)로부터 출력되는 작동신호에 따른 이동량(이송량)으로 기부(51)를 전후방향으로 이동시킨다.
인쇄유닛(60)은 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 인쇄헤드(62), 캐리지(63), 그리고 좌우한쌍의 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L)을 주체로 구성되며, 외주부가 커버(61)에 의해 덮여 있다. 인쇄헤드(62)는 예를 들어, 마젠타(M), 옐로우(Y), 시안(C), 블랙(K) 및 클리어(T)의 각색의 UV잉크에 대응한 인쇄헤드(62M, 62Y, 62C, 62K, 62T)로 구성된다. 각 인쇄헤드(62M, 62Y, 62C, 62K, 62T)의 아랫면에는, UV잉크를 아래쪽을 향하여 토출할 수 있는 다수의 노즐(도시하지 않음)이 형성되어 있고, 이 노즐이 형성된 면이 인쇄매체(2)와 소정의 갭을 가지도록 캐리지(63)에 고정지지된다. 기부(51)의 좌단부 윗면에는 각색의 UV잉크의 잉크저장탱크(53M, 53Y, 53C, 53K, 53T)가 고정되어 있다. 그리고, 색마다 잉크저장탱크(53)와 인쇄유닛(62)이 파이프(도시하지 않음)를 통하여 연결되어 있고, 적절히 잉크저장탱크(53)로부터 인쇄헤드(62)로 UV잉크가 보내진다.
한편, UV잉크는 자외선을 받아 경화하는 타입의 잉크이고, 자외선량의 크기에 따라 경화 정도가 다르며, 소량의 자외선을 조사함으로써 임시경화하여 겔형상이 되고(이하, '임시경화'라고 함), 또한 자외선의 조사량을 늘리면 완전히 경화된다(이하, '본경화'라고 함).
캐리지(63)는, 인쇄헤드(62), 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L)의 설치베이스로 되어 있으며, 뒷면에 형성된 좌우가이드(65)가 가이드레일(52)과 맞물려 좌우로 슬라이드 이동가능하게 지지되고, 좌우구동기구(69)에 의해 인쇄헤드(62), 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L)을 탑재한 상태로 좌우방향(Y축방향)으로 이동된다. 좌우구동기구(69)는 전후구동기구(59)와 마찬가지로 여러가지 구동기구를 사용할 수 있는데, 예를 들어, 기부(51)의 좌단측와 우단측에 각각 회전가능하게 설치한 구동 도르래 및 종동 도르래(타이밍 도르래)와, 구동 도르래를 회전구동하는 서보모터와, 구동 도르래와 종동 도르래에 걸쳐져 감긴 무단(無端) 벨트(타이밍 벨트)로 이루어지고, 구동벨트의 중간부에 캐리지(63)를 고정하여 구성할 수 있다. 좌우구동기구(69)는 후술하는 컨트롤러(23)로부터 출력되는 작동신호에 따른 이동방향 및 이동속도로 캐리지(63)를 좌우방향으로 이동시킨다.
우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L)은, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 케이스(71) 및 복수의 UVLED(72)를 주체로 좌우한쌍으로 구성되며, 아래쪽으로 개구한 직사각형 상자형상의 케이스(71) 안에 UVLED 유닛(72)이 복수개 나열되어 아래쪽으로 자외선을 조사할 수 있게 수용되며, 인쇄헤드(62)의 좌우양쪽에서 한쌍으로 캐리지(63)에 고정지지된다. UVLED(72)의 배치구성으로는 여러가지 구성형태가 있으며 적절한 구성을 이용할 수 있는데, 본 실시예에서는 6개의 UVLED(72)를 전후방향으로 직선형상으로 나열하여 케이스(71) 안에 수용된 유닛구성을 예시하고 있다.
UVLED(72)는 자외선을 발광하는 UVLED 칩(72a) 및 집광렌즈(72b)를 주체로 구성되고, UVLED 칩(72a)에 의해 발광된 자외선이 집광렌즈(72b)에 의해 집광되어 일정한 조사각도가 되어, 케이스(71)의 아래쪽 개구로부터 아래쪽을 향하여 조사된다. UVLED 칩(72a)은 후술하는 컨트롤러(23)에 의해 공급전류의 전류값이 제어되며, 온오프 상태의 전환이 순시에 가능한 동시에, 전류값에 따른 조사강도를 가지는 자외선을 조사할 수 있게 되어 있다.
컨트롤 유닛(20)은 지지테이블(12)의 전단부에 설치되어 있으며, 조작패널(21), 정지버튼(22), 컨트롤러(23)를 주체로 구성된다. 조작패널(21)에는 인쇄매체(2)의 종류, UV잉크의 종류, 인쇄패턴 및 경화모드 등의 각종 정보를 입력/선택하는 숫자키나 선택키(도시하지 않음), 및 각종 정보를 입력/선택 또는 확인하기 위한 윈도우(window) 등을 표시하는 표시패널(도시하지 않음) 등이 설치되어 있다. 정지버튼(22)은, 누르는 조작을 함으로써 그 신호가 컨트롤러(23)에 입력되어 잉크젯 프린터(1)의 작동을 정지시키는 버튼이다.
한편, '인쇄패턴'이란, 예를 들어, dpi값으로 표시된 해상도, 패스횟수(인쇄매체(2) 상의 동일점을 인쇄헤드(62)가 통과하는 횟수) 등을 조합하여 이루어지며, 조작자가 요구하는 인쇄품질을 나타내는 것이다. 일반적으로, 해상도 및 패스횟수가 커지면 인쇄품질이 향상되는 반면, 인쇄에 필요한 시간이 길어진다. 또한, '경화모드'란, 미경화의 UV잉크를 임시경화시킨 후 본경화시키는 2단계 경화모드와, 미경화의 UV잉크를 한번의 자외선 조사에 의해 임시경화를 거치지 않고 본경화시키는 1단계 경화모드로 이루어지며, 조작자가 요구하는 인쇄품질 및 인쇄속도에 따라 선택된다. 예를 들어, 해상도 및 패스횟수 등을 늘려 인쇄속도보다 인쇄품질이 요구되는 경우에는 2단계 경화모드가 선택되며, 반대로 패스횟수를 줄여 인쇄품질보다 인쇄속도가 요구되는 경우에는 1단계 경화모드가 선택된다.
컨트롤러(23)는 잉크젯 프린터(1)의 각 기구를 포함하는 장치 전체의 작동을 제어하는 제어장치로서, 진공 블로어(13)에 의한 감압실의 압력제어, 전후구동기구(59)에 의한 기부(51)의 전후이동제어, 좌우구동기구(69)에 의한 캐리지(63)의 좌우이동제어, 인쇄헤드(62)로부터의 잉크토출제어, 그리고 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L)(UVLED(72))으로부터 조사되는 자외선의 조사강도제어 등을 하여, 지지테이블(12)에 고정보유된 인쇄매체(2)에 대한 인쇄를 제어하도록 구성된다. 또한, 컨트롤러(23)에는 조작패널(21) 등을 통하여 인쇄매체(2)의 종류, UV잉크의 종류, 인쇄패턴 및 경화모드 등의 각종정보가 입력된다.
이와 같이 구성되는 잉크젯 프린터(1)를 이용하여 백색의 인쇄매체(2)에 인쇄를 실시하는 방법 특히, 컨트롤러(23)에 의한 제어순서에 대하여 아래에 설명한다. 한편, 인쇄개시전에 인쇄유닛(60)은 도 4의 (a) 및 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이, 인쇄매체(2)의 좌단부보다 왼쪽 위치(이하, '홈 포지션'이라고 함)에 위치되어 있고, 인쇄매체(2)의 표면에서 좌우 단부까지(여백없이) UV잉크를 부착시켜 인쇄를 실시하는 경우를 예시하고 있다.
먼저, 2단계 경화모드에 의한 인쇄에 대하여 도 4 내지 도 8을 이용하여 설명한다. 단계 S1에서, 인쇄매체(2)는 진공테이블(12a) 위의 원점위치에 놓여 진공흡착됨으로써 진공테이블(12a)에 고정보유된다. 그리고, 조작자에 의해, 인쇄되는 인쇄매체(2)의 종류, 인쇄에 사용하는 UV잉크의 종류, 인쇄패턴 및 경화모드의 각 정보가 조작패널(21) 등을 통하여 컨트롤러(23)에 입력된다. 이 때, 컨트롤러(23)에서는, 입력된 인쇄매체(2)의 종류, UV잉크의 종류 및 인쇄패턴의 각 정보에 근거하여, 앞으로 인쇄할 화상 데이터에 따른 인쇄유닛(60)(캐리지(63)에 탑재된 인쇄헤드(62), 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L))의 좌우방향으로의 이동속도(이하, '제1 스캔속도(V1)라고 함), 인쇄유닛(60)의 좌우방향으로의 이동시에 인쇄헤드(62)로부터 토출되는 UV잉크의 토출패턴이 결정된다. 또한, 조작자에 의해 경화모드에서의 2단계 경화모드가 선택된다.
단계 S2에서, 컨트롤러(23)에서는 또한, 단계 S1에서 입력된 UV잉크의 종류정보에 근거하여, UV잉크의 임시경화에 필요한 제1 자외선량(L1) 및 본경화에 필요한 제2 자외선량(L2)이 결정된다. 그리고, 이 제1 자외선량(L1)에 근거하여, 인쇄유닛(60)(우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L))이 제1 스캔속도(V1)로 이동할 때, 인쇄헤드(62)로부터 토출되어 인쇄매체(2)에 부착한 UV잉크를 임시경화시키기 위하여 필요한 좌측 UVLED 유닛(70L)(우측 UVLED 유닛(70R))의 제1 조사강도(I1)가 결정된다.
단계 S3에서는, 좌측 UVLED 유닛(70L)을 제1 조사강도(I1)로 설정하고, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, 인쇄유닛(60)(캐리지(63))을 제1 스캔속도(V1)로 오른쪽으로 이동시킨다. 이 때, 인쇄헤드(62)로부터 상기 토출패턴으로 UV잉크를 토출시켜 인쇄매체(2)에 부착시키는 동시에, 좌측 UVLED 유닛(70L)으로부터의 자외선 조사에 의해 인쇄매체(2)에 부착한 UV잉크를 임시경화시킨다. 이와 같이, 인쇄유닛(60)이 홈 포지션으로부터 인쇄매체(2)의 우단부보다 오른쪽 위치(이하, '반대 포지션'이라고 함)까지 이동하면, UV잉크가 임시경화된 상태로 인쇄매체(2)의 표면에 좌우로 뻗어 부착한 제1 인쇄라인(2a)이 형성되어, 첫번째 패스 작동이 종료된다(도 4의 (c) 참조).
한편, 단계 S3에서, 우측 UVLED 유닛(70R)은 인쇄유닛(60)의 오른쪽으로의 이동에 있어서 인쇄헤드(62)의 오른쪽에 위치하고 있기 때문에, UV잉크가 부착하기 전의 인쇄매체(2)에 자외선을 조사하게 되므로, 예를 들어 오프상태(조사강도를 제로)로 하여 자외선을 조사하지 않도록 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 인쇄매체(2)와 우측 UVLED 유닛(70R)(UVLED(72)) 사이에 셔터(shutter) 기구를 설치하여, 이 셔터기구를 제어하여 자외선을 조사하지 않도록 하여도 된다.
이 때, 제1 인쇄라인(2a)을 형성하는 UV잉크는 임시경화되어 겔형상으로 되어 있기 때문에, 인쇄헤드(62)로부터 토출되어 인쇄매체(2)의 표면에 부착하여 임시경화된 직후의 잉크방울(A)(도 7의 (a) 참조)보다, 후술하는 본경화용 자외선이 조사될 때까지의 시간의 경과에 따라 평활화한 상태의 잉크방울(B)이 되어, 인접하는 잉크방울이 서로 겹쳐져도 서로 섞여 번지지 않는다(도 7의 (b) 참조).
단계 S4에서는, 단계 S3에서 첫번째 패스 작동이 종료하여 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이 인쇄유닛(60)이 반대 포지션에 위치하는 상태에서, 우측 UVLED 유닛(70R)을 제1 조사강도(I1)로 설정한다. 또한, 좌측 UVLED 유닛(70L)은 후술하는 인쇄유닛(60)의 왼쪽으로의 이동에 있어서 인쇄헤드(62)의 왼쪽에 위치하고 있기 때문에, 제1 인쇄라인(2a)에 대하여 자외선을 조사하여 더욱 경화를 진행시켜 버리게 되므로, 예를 들어 오프상태(조사강도를 제로)로 하여 자외선을 조사하지 않도록 제어하는 것이 바람직하다. 또는, 상술한 우측 UVLED 유닛(70R)과 마찬가지로, 인쇄매체(2)와 좌측 UVLED 유닛(70L)(UVLED(72))의 사이에 셔터기구를 설치하고, 이 셔터기구를 제어하여 자외선을 조사하지 않도록 하여도 된다.
단계 S5에서는, 단계 S4에서 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L)의 조사강도를 설정한 후, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 인쇄유닛(60)(캐리지(63))을 제1 스캔속도(V1)로 왼쪽으로 이동시킨다. 이 때, 인쇄헤드(62)로부터 상기 토출패턴으로 UV잉크를 토출시켜 제1 인쇄라인(2a)(인쇄매체(2)에 부착하여 임시경화되어 겔형상인 UV잉크) 위에 부착시키는 동시에, 우측 UVLED 유닛(70R)으로부터의 자외선 조사에 의해 제1 인쇄라인(2a) 위에 부착한 UV잉크를 임시경화시킨다. 이와 같이 인쇄유닛(60)이 반대 포지션으로부터 홈 포지션까지 이동되면, 제1 인쇄라인(2a)을 형성하는 임시경화된 상태의 이전의 UV잉크 위에 임시경화된 상태의 다음의 UV잉크가 부착한 제2 인쇄라인(2b)이 형성되어, 두번째 패스 작동이 종료된다(도 5의 (c) 참조).
이 때, 제1 인쇄라인(2a) 위에 부착한 UV잉크(다음의 UV잉크)는, 임시경화되어 겔형상이며 평활화된 상태 이전의 UV잉크 위에 부착하여 임시경화되기 때문에, 인접하고 겹쳐진 잉크방울이 서로 섞여 번지지 않고, 혹은 이전의 UV잉크 위에서 튕겨지지도 않아, 이전의 UV잉크 위에 부착하여 임시경화된 직후의 잉크방울(C)(도 7의 (c) 참조)보다, 후술하는 본경화용 자외선이 조사될 때까지의 시간의 경과에 따라 평활화한 상태의 잉크방울(D)이 된다(도 7의 (d) 참조).
단계 S6에서는, 단계 S1에서 입력된 인쇄패턴에서의 패스횟수에 따라 단계 S3~ 단계 S5를 반복하고, 임시경화된 상태의 각 UV잉크가 패스횟수에 따른 층형상으로(각 UV잉크가 겹쳐진 상태로) 인쇄매체(2)의 표면에 좌우로 뻗어 부착한 제3 인쇄라인(2c)이 형성된다(도 6의 (a) 참조). 한편, 제3 인쇄라인(2c)을 형성할 때의 마지막 작동에 있어서, 인쇄헤드(62T)로부터 투명한 클리어 UV잉크가 토출되어 부착되는 동시에, 부착한 클리어 UV잉크를 우측 UVLED 유닛(70R) 또는 좌측 UVLED 유닛(70L)으로부터의 자외선 조사에 의해 임시경화하여, 제3 인쇄라인(2c)의 표면에 임시경화된 상태의 클리어 코트층이 형성된다. 인쇄매체(2)의 표면에 제3 인쇄라인(2c)이 형성된 후, 인쇄유닛(60)은 상기 패스횟수에 의해 홈 포지션 혹은 반대 포지션에 위치하게 되는데, 여기서는 인쇄유닛(60)이 홈 포지션에 위치하는 경우를 예시하여 설명한다.
단계 S7에서는, 단계 S2에서 결정된 UV잉크의 본경화에 필요한 제2 자외선량(L2)에 근거하여, 인쇄라인(2c)(임시경화된 상태의 UV잉크)을 본경화시키기 위하여 필요한 인쇄유닛(60)(UVLED 유닛(70R, 70L))의 제2 스캔속도(V2) 및 우측 UVLED 유닛(70R)(좌측 UVLED 유닛(70L))의 제2 조사강도(I2)가 결정된다. 이 때, 컨트롤러(23)에서는, 우측 UVLED 유닛(70R)(좌측 UVLED 유닛(70L))을 제1 조사강도(I1)로 유지하고 인쇄유닛(60)의 제1 스캔속도(V1)를 조절함으로써, 또는 인쇄유닛(60)을 제1 스캔속도(V1)로 유지하고 우측 UVLED 유닛(70R)(좌측 UVLED 유닛(70L))의 제1 조사강도(I1)를 조절함으로써(제1 조사강도(I1) 및 제1 스캔속도(V1) 중 어느 한쪽을 조절함으로써), 상기 제2 스캔속도(V2) 및 제2 조사강도(I2)가 결정된다. 한편, 우측 UVLED 유닛(70R)(좌측 UVLED 유닛(70L))의 제1 조사강도(I1) 및 인쇄유닛(60)의 제1 스캔속도(V1)를 모두 조절함으로써, 상기 제2 스캔속도(V2) 및 제2 조사강도(I2)를 결정하여도 된다.
여기서, 우측 UVLED 유닛(70R)(좌측 UVLED 유닛(70L))을 제1 조사강도(I1)로 유지하고 인쇄유닛(60)의 제1 스캔속도(V1)을 조절함으로써, 제3 인쇄라인(2c)을 본경화시키기 위한 인쇄유닛(60)의 제2 스캔속도(V2) 및 우측 UVLED 유닛(70R)(좌측 UVLED 유닛(70L))의 제2 조사강도(I2)(I2=I1)를 결정하는 방법을, 도 8을 이용하여 설명한다.
도 8은, 우측 UVLED 유닛(70R)(좌측 UVLED 유닛(70L))이 제1 조사강도(I1)일 때, 인쇄유닛(60)(우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L))의 스캔속도(V)와, 인쇄매체(2)에 부착한 UV잉크에 조사되는 자외선량(L)의 관계를 나타내고 있으며, 스캔속도(V)가 커짐에 따라 자외선량(L)이 감소하고 있다(스캔속도(V)와 자외선량(L)이 반비례 관계이다). 단계 S2에서 결정된 UV잉크의 본경화에 필요한 제2 자외선량(L2)에 있어서, 제3 인쇄라인(2c)은 단계 S6까지의 공정에서 적어도 제1 자외선량(L1)의 자외선이 조사되어 임시경화한 상태이기 때문에, 제3 인쇄라인(2c)의 본경화에 필요한 제3 자외선량(L2')은 L2'=(L2-L1)이 된다. 따라서, 우측 UVLED 유닛(70R)(좌측 UVLED 유닛(70L))의 제2 조사강도(I2)가 I2=I1일 때, 제3 인쇄라인(2c)을 본경화시키기 위하여 필요한 인쇄유닛(60)(우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L))의 제2 스캔속도(V2)는 V2=V2'로 결정된다.
한편, 인쇄라인(2c)을 본경화시킬 때에는, 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L)을 모두 점등시킬 수 있다. 따라서, 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L)을 모두 제1 조사강도(I1)로 설정하였을 경우, 제3 인쇄라인(2c)을 본경화시키기 위해서는, 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L)이 각각 제3 자외선량(L2')의 절반(제4 자외선량(L2"))의 자외선을 조사하면 된다. 따라서, 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L)을 모두 제1 조사강도(I1)로 설정하였을 때, 제3 인쇄라인(2c)을 본경화시키기 위하여 필요한 인쇄유닛(60)(우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L))의 제2 스캔속도(V2)는 V2=V2"로 결정된다.
단계 S8에서는, 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L)을 모두 제1 조사강도(I1)(우측 UVLED 유닛(70R)(좌측 UVLED 유닛(70L))을 제2 조사강도(I2))로 설정하고, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 인쇄유닛(60)(우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L))을 제2 스캔속도(V2)(V2=V2")로 오른쪽으로 이동시킨다. 이 때, 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L)으로부터의 자외선 조사에 의해 제3 인쇄라인(2c)을 본경화시킨다. 이와 같이 인쇄유닛(60)이 홈 포지션으로부터 반대 포지션까지 이동하면, 제3 인쇄라인(2c)이 평활화된 상태로 본경화되어 인쇄매체(2)의 표면에 정착한 제4 인쇄라인(2d)이 형성된다(도 6의 (c) 참조).
단계 S9에서는, 인쇄유닛(60)이 제4 인쇄라인(2d)의 전후 폭만큼 전후방향으로 이동한다. 그 후, 제4 인쇄라인(2d)에 인접한 인쇄라인에 있어서, 상기 단계 S3~ 단계 S8과 마찬가지로, 인쇄헤드(62)로부터 상기 토출패턴으로 UV잉크를 토출시켜 인쇄매체(2)에 부착시키는 동시에, 좌측 UVLED 유닛(70L) 및 우측 UVLED 유닛(70R)에 의해 인쇄매체(2)에 부착한 UV잉크를 임시경화시켜 제1 인쇄라인(2a)이 형성된다. 그리고, 임시경화된 상태의 각 UV잉크가 인쇄매체(2)의 표면에 인쇄패턴의 패스횟수에 따른 층형상으로 부착한 제3 인쇄라인(2c)이 형성되며, 이 제3 인쇄라인(2c)이 평활화된 상태로 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L)에 의해 본경화되어 인쇄매체(2)의 표면에 정착한 제4 인쇄라인(2d)이 형성된다. 이와 같이 UV잉크의 부착, 임시경화 및 본경화를 인쇄매체(2)의 표면에서 화상 데이터에 따른 인쇄라인 만큼 반복하여, 2단계 경화모드에 의한 인쇄가 종료된다.
이어서, 1단계 경화모드에 의한 인쇄에 대하여, 도 9 및 도 10을 이용하여 설명한다. 한편, 1단계 경화모드는 상술한 2단계 경화모드와 비교하여 인쇄품질보다 인쇄속도가 요구될 때 선택된다. 여기서는, 1단계 경화모드에 의한 인쇄의 보다 바람직한 경우인 예를 들어, 단색이며 농담(濃淡)이 적은 화상 데이터(문자 등)의 인쇄와 같이, 1회의 패스로 인쇄하는 경우를 예시하여 설명한다.
단계 S1'에서는, 상술한 2단계 경화모드와 마찬가지로, 인쇄매체(2)가 진공테이블(12a) 위의 원점위치에 놓이고, 진공흡착됨으로써 진공테이블(12a)에 고정보유된다. 그리고, 조작자에 의해, 인쇄가 실시되는 인쇄매체(2)의 종류, 인쇄에 사용하는 UV잉크의 종류, 인쇄패턴 및 경화모드의 각 정보가 조작패널(21) 등을 통하여 컨트롤러(23)에 입력된다. 이 때, 컨트롤러(23)에서는, 입력된 인쇄매체(2)의 종류, UV잉크의 종류 및 인쇄패턴의 각 정보에 근거하여, 앞으로 인쇄할 화상 데이터에 따른 인쇄유닛(60)(캐리지(63)에 탑재된 인쇄헤드(62), 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L))의 제3 스캔속도(V3)(좌우방향으로의 이동속도), 인쇄유닛(60)의 좌우방향으로의 이동시에 인쇄헤드(62)로부터 토출되는 UV잉크의 토출패턴이 결정된다. 또한, 조작자에 의해 경화모드에서의 1단계 경화모드가 선택된다.
단계 S2'에서, 컨트롤러(23)에서는 또한, 단계 S1'에서 입력된 UV잉크의 종류정보에 근거하여, UV잉크의 본경화에 필요한 제3 자외선량(L3)이 결정된다. 그리고, 이 제3 자외선량(L3)에 근거하여, 인쇄유닛(60)(우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L))이 제3 스캔속도(V3)로 이동할 때, 인쇄헤드(62)로부터 토출되어 인쇄매체(2)에 부착한 UV잉크를 본경화시키기 위하여 필요한 좌측 UVLED 유닛(70L)(우측 UVLED 유닛(70R))의 제3 조사강도(I3)가 결정된다.
단계 S3'에서는, 좌측 UVLED 유닛(70L)을 제3 조사강도(I3)로 설정하고, 도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 인쇄유닛(60)(캐리지(63))을 제3 스캔속도(V3)로 오른쪽으로 이동시킨다. 이 때, 인쇄헤드(62)로부터 상기 토출패턴으로 UV잉크를 토출시켜 인쇄매체(2)에 부착시키는 동시에, 좌측 UVLED 유닛(70L)으로부터의 자외선 조사에 의해 인쇄매체(2)에 부착한 UV잉크를 본경화시킨다. 이와 같이, 인쇄유닛(60)이 홈 포지션으로부터 반대 포지션까지 이동하면, UV잉크가 본경화된 상태로 인쇄헤드(2)의 표면에 좌우로 뻗어 부착한 제5 인쇄라인(2e)이 형성된다(도 9의 (c) 참조).
한편, 단계 S3'에서, 우측 UVLED 유닛(70R)은 인쇄유닛(60)의 오른쪽으로의 이동에 있어서 인쇄헤드(62)의 오른쪽에 위치하고 있기 때문에, UV잉크가 부착하기 전의 인쇄매체(2)에 자외선을 조사하게 되므로, 상술한 2단계 경화모드에 의한 인쇄시(상기 단계 S3)와 마찬가지로, 예를 들어, 오프상태(조사강도를 제로) 또는 셔터기구를 설치하여 자외선을 조사하지 않도록 제어하는 것이 바람직하다.
단계 S4'에서는, 단계 S3'에서 제5 인쇄라인(2e)이 형성된 후, 도 10의 (a)에 나타내는 바와 같이, 인쇄유닛(60)이 제5 인쇄라인(2e)의 전후폭 만큼 전후방향으로 이동되어(도 10에서는 인쇄유닛(60)이 앞쪽으로 이동된 경우를 예시하고 있음), 반대 포지션에 위치하는 상태에서, 우측 UVLED 유닛(70R)을 제3 조사강도(I3)로 설정한다. 또한, 좌측 UVLED 유닛(70L)은 후술하는 인쇄유닛(60)의 왼쪽으로의 이동에 있어서 인쇄헤드(62)의 왼쪽에 위치하고 있기 때문에, UV잉크가 부착하기 전의 인쇄매체(2)에 자외선을 조사하게 되므로, 상술한 우측 UVLED 유닛(70R)과 마찬가지로, 예를 들어 오프상태(조사강도를 제로) 또는 셔터기구를 설치하여 자외선을 조사하지 않도록 제어하는 것이 바람직하다.
단계 S5'에서는, 단계 S4'에서 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L)의 제3 조사강도를 설정한 후, 도 10의 (b)에 나타내는 바와 같이, 인쇄유닛(60)(캐리지(63))을 제3 스캔속도(V3)로 왼쪽으로 이동시킨다. 이 때, 인쇄헤드(62)로부터 상기 토출패턴으로 UV잉크를 토출시켜 제5 인쇄라인(2e)에 인접하는 인쇄라인 위에 부착시키는 동시에, 우측 UVLED 유닛(70R)으로부터의 자외선 조사에 의해 제5 인쇄라인(2e)에 인접하는 인쇄라인 위에 부착한 UV잉크를 본경화시킨다. 이와 같이 인쇄유닛(60)이 반대 포지션으로부터 홈 포지션까지 이동되면, UV잉크가 본경화한 상태에서 제5 인쇄라인(2e)에 인접하는 인쇄라인 위에 부착한 제6 인쇄라인(2f)이 형성된다(도 10의 (c) 참조).
단계 S6'에서는, 상기 단계 S3'~ 단계 S5' 와 마찬가지로, 인쇄헤드(62)로부터 상기 토출패턴으로 UV잉크를 토출시켜 인쇄매체(2)에 부착시키는 동시에, 좌측 UVLED 유닛(70L) 또는 우측 UVLED 유닛(70R)에 의해 인쇄매체(2)에 부착한 UV잉크를 본경화시켜 제5 인쇄라인(2e) 및 제6 인쇄라인(2f)이 형성된다. 이와 같이 UV잉크의 부착, 임시경화 및 본경화를, 인쇄매체(2)의 표면에서 화상데이터에 따른 인쇄라인만큼 반복하여, 1단계 경화모드에 의한 인쇄가 종료한다.
여기서, 잉크젯 프린터(1)에 의한 주된 효과에 대하여 정리하면, 아래와 같다. 첫번째로, 2단계 경화모드에 의해 인쇄하는 경우, 인쇄매체(2)에 부착한 UV잉크는 임시경화되고, 인쇄매체(2)의 표면위에 겹쳐져 부착된 UV잉크끼리는 친화성이 확보되어 있기 때문에 서서히 퍼져 평활화될 수 있다. 또한 이 때, UV잉크끼리는 서로 섞여 번지지 않는다. 따라서, 인쇄매체(2)의 표면에 임시경화된 UV잉크를 평활화한 상태에서 번지지 않도록 겹쳐 부착시키고, 본경화용 자외선을 조사함으로써 임시경화상태의 UV잉크를 완전히 경화시켜 인쇄매체(2)에 UV잉크를 정착시킬 수 있으며, 인쇄품질을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, UV잉크는 임시경화된 후 시간의 경과와 함께 서서히 퍼져 평활화된 상태가 되어, 더 이상 퍼지지 않고 평활화된 상태를 유지하고 있다. 이 때문에, 본경화용 자외선은 UV잉크가 평활화된 후에 조사되면 되어, 본경화용 자외선의 조사시간 제어가 쉬워진다.
두번째로, 2단계 경화모드에 의해 인쇄하는 경우, 인쇄매체(2)에 부착한 UV잉크에 대하여 임시경화용 자외선을 조사하여 겔형상의 임시경화상태로 한 후, 본경화용 자외선을 조사함으로써 UV잉크를 완전히 경화시켜 인쇄매체(2)에 정착시킨다. 이와 같이 정착시킴으로써, 경화수축을 동반한 UV잉크를 이용한 경우에도, UV잉크를 단계적으로 경화시켜, UV잉크를 한번의 자외선 조사에 의해 완전히 경화시킬 때와 비교하여 경화수축에 의한 영향을 줄일 수 있기 때문에, 인쇄품질을 향상시킬 수 있게 된다.
세번째로, 1단계 경화모드에 의해 인쇄하는 경우, 인쇄매체(2)에 부착한 미경화 UV잉크에 대하여 본경화용 자외선을 조사함으로써 UV잉크를 완전히 경화시켜 인쇄매체(2)에 정착시킨다. 그 때문에, 2단계 경화모드에 의한 인쇄와 비교하여 미경화 UV잉크를 임시경화시키는 작동만큼의 패스횟수를 줄일 수 있기 때문에, 인쇄대상에 따라 인쇄품질보다 인쇄속도의 향상을 꾀할 수 있다.
네번째로, 인쇄매체(2)에 부착한 UV잉크에 대하여 패스마다 임시경화용 자외선을 조사하여 임시경화시키도록, 또는 임시경화된 UV잉크에 대하여 본경화용 자외선을 조사하여 인쇄매체(2)에 정착시키도록, 인쇄유닛(60)(우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L))의 스캔속도 및 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L)의 조사강도가 제어된다. 이와 같이 제어함으로써, UV잉크에 자외선을 조사할 때, 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L)의 조사강도만을 제어하는 경우와 비교하여 자외선의 광량을 보다 미세하게 조절할 수 있기 때문에, UV잉크를 원하는 경화정도로 경화시킬 수 있게 된다. 또한, UV잉크를 임시경화시킨 후에 본경화시키기(단계적으로 경화시키기) 위하여 예를 들어, 임시경화용 및 본경화용의 2개의 자외선 조사수단을 설치한 잉크젯 프린터와 비교하여, 1개의 자외선 조사수단(우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L) 중 어느 하나)으로도 UV잉크를 단계적으로 경화시킬 수 있기 때문에, 장치 자체를 소형화할 수 있다.
다섯번째로, 컨트롤러(23)에서는, 미경화상태의 UV잉크를 임시경화시킬 때의 인쇄유닛(60)의 제1 스캔속도(V1) 및 우측 UVLED 유닛(70R)(좌측 UVLED 유닛(70L))의 제1 조사강도(I1)에 있어서, 제1 조사강도(I1)를 유지하고 제1 스캔속도(V1)를 조절함으로써, 또는 제1 스캔속도(V1)를 유지하고 제1 조사강도(I1)를 조절함으로써, 임시경화상태의 UV잉크를 본경화시킬 때의 인쇄유닛(60)의 제2 스캔속도(V2) 및 우측 UVLED 유닛(70R)(좌측 UVLED 유닛(70L))의 제2 조사강도(I2)가 결정된다. 그 때문에, 임시경화상태의 UV잉크를 본경화시킬 때, 인쇄유닛(60)의 스캔속도 및 우측 UVLED 유닛(70R)(좌측 UVLED 유닛(70L))의 조사강도를 모두 조절하는 경우와 비교하여, UV잉크에 조사하는 자외선의 광량제어를 보다 간단하게 할 수 있다.
여섯번째로, 우측 UVLED 유닛(70R)(좌측 UVLED 유닛(70L))은 UVLED(72)를 가지고 구성되어 있으며, UVLED(72)는 공급전량의 전류값이 변하는 동시에, 자외선의 조사강도가 따라서 변한다. 그 때문에, 온오프 제어를 포함하는 조사강도 제어에 대하여 시간지연을 거의 발생시키지 않고, 원하는 조사강도의 자외선을 UV잉크에 조사할 수 있게 된다. 또한, UVLED(72)는 소형 및 경량이기 때문에, 인쇄유닛(60)(인쇄헤드(62))의 이동정밀도 및 이동속도에 대한 영향을 억제할 수 있어, 인쇄품질 및 인쇄속도를 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 상술한 실시예에서 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L)은 인쇄헤드(62)의 좌우양측에 한쌍으로 캐리지(63)에 고정지지되어 구성되어 있는데, 이러한 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 기부(51)에 맞물려 지지된 새로운 캐리지 등을 설치함으로써, 인쇄헤드(62)와 별개로 이동하도록 구성할 수도 있다.
또한, 상술한 실시예에서 우측 UVLED 유닛(70R) 및 좌측 UVLED 유닛(70L)은, 인쇄헤드(62)가 오른쪽으로 이동할 때와 왼쪽으로 이동할 때 모두 UV잉크를 토출하는 양방향 인쇄를 하기 때문에, 인쇄헤드(62)의 좌우양측에 한쌍으로 배치되어 구성되어 있는데, 이러한 구성으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 인쇄헤드(62)가 오른쪽으로 이동할 때 또는 왼쪽으로 이동할 때에만 UV잉크를 토출하여 인쇄하는 경우에는, 그 때의 인쇄헤드(62)의 진행방향 뒤쪽에만 UVLED 유닛을 배치하면 된다.
또한, 상술한 실시예에서는 진공테이블(12a) 위에 고정보유된 인쇄매체(2)에 인쇄를 하는 구성(이른바, 플랫헤드)으로 되어 있는데, 이러한 구성으로 한정되지 않고, 예를 들어 송출기구 및 권취(卷取)기구를 추가로 설치함으로써 시트형상의 인쇄매체를 플래튼 위로 반송하면서 인쇄하는 잉크젯 프린터에도 적용할 수 있다.

Claims (5)

  1. 인쇄헤드를 매체지지수단에 의해 지지된 인쇄매체에 대향시킨 상태에서 상기 인쇄매체에 대하여 상대이동시키면서 상기 인쇄헤드로부터 잉크를 토출하여 상기 인쇄매체 표면에 원하는 프린트를 하는 잉크젯 프린터에 있어서,
    상기 매체지지수단에 의해 지지된 인쇄매체를 향하여 자외선을 조사하여 상기 인쇄매체에 부착한 잉크를 경화시키는 자외선 조사수단;
    상기 자외선 조사수단에 의해 상기 인쇄매체에 부착한 잉크에 조사하는 자외선의 광량을, 상기 잉크를 임시경화시키는 광량으로부터 본경화시키는 광량까지 조절하는 조사광량 제어수단; 및
    상기 자외선 조사수단 및 상기 조사광량 제어수단에 의해 상기 인쇄매체에 부착한 잉크를 임시경화시킨 후 본경화시키는 2단계 경화모드와, 상기 잉크를 한번의 자외선 조사에 의해 본경화시키는 1단계 경화모드를 전환할 수 있는 모드전환수단;을 구비하여 구성한 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자외선 조사수단을 상기 인쇄매체에 따라 상대이동시키는 광원이동수단을 구비하고,
    상기 조사광량 제어수단은, 상기 자외선 조사수단에 의한 조사강도 및 상기 광원이동수단에 의한 상기 자외선 조사수단의 이동속도 중 적어도 한쪽을 조절함으로써, 상기 인쇄매체에 부착한 잉크에 조사하는 자외선의 광량을, 상기 잉크를 임시경화시키는 광량으로부터 본경화시키는 광량까지 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 자외선 조사수단은, 상기 인쇄매체를 향하여 자외선을 조사하는 발광 다이오드를 구비하여 구성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  4. 인쇄헤드를 매체지지수단에 의해 지지된 인쇄매체에 대향시킨 상태에서 상기 인쇄매체에 대하여 상대이동시키면서 상기 인쇄헤드로부터 잉크를 토출하여 상기 인쇄매체에 원하는 프린트를 하는 잉크젯 프린터 인쇄방법에 있어서,
    인쇄매체를 매체지지수단에 고정시키고, 인쇄매체의 종류, UV 잉크의 종류, 인쇄패턴 및 경화모드의 정보를 컨트롤러에 입력하며, 상기 입력정보에 근거하여 인쇄유닛의 제1 스캔속도와 UV잉크 토출패턴을 결정하고, 2단계 경화모드를 선택하는 단계(S1);
    상기 컨트롤러가 상기 입력정보에 근거하여 UV 잉크의 임시경화에 필요한 제1 자외선량과 본경화에 필요한 제2 자외선량을 결정하고, 상기 제1 자외선량에 근거하여 좌측 UVLED 유닛의 제1 조사강도를 결정하는 단계(S2);
    상기 좌측 UVLED 유닛을 제1 조사강도로 설정하고, 인쇄유닛을 제1 스캔속도로 우측으로 이동시키며, 이 때 UV 잉크를 토출하고 이를 인쇄매체에 부착하고, 부착된 UV 잉크를 상기 좌측 UVLED 유닛에 의해 임시경화하여 제1 인쇄라인을 형성하는 단계(S3);
    우측 UVLED 유닛을 제1 조사강도로 설정하는 단계(S4);
    상기 인쇄유닛을 제1 스캔속도로 좌측으로 이동시키고, 이 때 UV 잉크를 토출하고 이를 인쇄매체에 부착하며, 부착된 UV 잉크를 상기 우측 UVLED 유닛에 의해 임시경화하여 제2 인쇄라인을 형성하는 단계(S5);
    상기 S1 단계에서 입력된 패스횟수에 따라 상기 S3 내지 S5 단계를 반복하여 제3 인쇄라인을 형성하되, 마지막 작동에서는 클리어 UV 잉크를 토출하는 단계(S6);
    상기 S2 단계에서 결정된 제2 자외선량에 근거하여, 제1 조사강도와 제1 스캔속도 중 적어도 어느 하나를 조절함으로써 제2 조사강도와 제2 스캔속도를 결정하는 단계(S7);
    상기 좌측 및 우측 UVLED 유닛을 제2 조사강도로 설정하고, 인쇄유닛을 제2 스캔속도로 우측으로 이동하며 상기 좌측 및 우측 UVLED 유닛으로부터의 자외선 조사에 의해 상기 제3 인쇄라인을 본경화하여 제4 인쇄라인을 형성하는 단계(S8); 및
    상기 제4 인쇄라인의 전후폭만큼 인쇄유닛을 전후로 이동한 후, S3 내지 S8 단계를 실시하는 단계(S9);를 포함하여 이루어지는 잉크젯 프린터 인쇄방법.
  5. 인쇄헤드를 매체지지수단에 의해 지지된 인쇄매체에 대향시킨 상태에서 상기 인쇄매체에 대하여 상대이동시키면서 상기 인쇄헤드로부터 잉크를 토출하여 상기 인쇄매체에 원하는 프린트를 하는 잉크젯 프린터 인쇄방법에 있어서,
    인쇄매체를 매체지지수단에 고정시키고, 인쇄매체의 종류, UV 잉크의 종류, 인쇄패턴 및 경화모드의 정보를 컨트롤러에 입력하며, 상기 입력정보에 근거하여 인쇄유닛의 제3스캔속도와 UV잉크 토출패턴을 결정하고, 1단계 경화모드를 선택하는 단계(S`1);
    상기 컨트롤러가 상기 입력정보에 근거하여 UV 잉크의 본경화에 필요한 제3 자외선량을 결정하고, 상기 제3 자외선량에 근거하여 좌측 UVLED 유닛의 제3 조사강도를 결정하는 단계(S`2);
    상기 좌측 UVLED 유닛을 제3 조사강도로 설정하고, 인쇄유닛을 제3 스캔속도로 우측으로 이동시키며, 이 때 UV 잉크를 토출하고 이를 인쇄매체에 부착하고, 부착된 UV 잉크를 상기 좌측 UVLED 유닛에 의해 본경화하여 제5 인쇄라인을 형성하는 단계(S`3);
    상기 제5 인쇄라인의 전후폭 만큼 인쇄유닛을 전후로 이동한 후, 우측 UVLED 유닛을 제3 조사강도로 설정하는 단계(S`4);
    상기 좌측 및 우측 UVLED 유닛을 제3 조사강도로 설정하고, 인쇄유닛을 제3 스캔속도로 좌측으로 이동시키고, 이 때 UV 잉크를 토출하고 이를 인쇄매체에 부착하며, 부착된 UV 잉크를 상기 우측 UVLED 유닛에 의해 본경화하여 제6 인쇄라인을 형성하는 단계(S`5); 및
    화상 데이터에 따른 인쇄라인만큼 상기 S`3 내지 S`5 단계를 실시하는 단계(S`6);를 포함하여 이루어지는 잉크젯 프린터 인쇄방법.
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