(57)【要約】インクジェット印刷装置（１０）は、ドラムと、ドラム上の基板（１８）に向かって放射線硬化性インクを指向するためのプリントヘッド（２０）と、基板上に受けられたインクに向かって放射線を指向するための硬化装置（２２）と、を備える。インクの一部分が少なくとも３６０°の弧を通って基板およびドラムと共に移動した後に限り、硬化装置は、基板上に受けられたインクの一部分に向かって放射線を指向するように選択的に動作可能である。このように、インクには基板上で拡散して均すのに十分な時間があり、結果として生じる画像が高品質である。
2004516961.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持するためのドラムであって、中心基準軸を有するドラムと、
前記中心軸を中心にした弧において前記基板と共に前記ドラムを移動させるためのモータと、
放射線硬化性インクを前記基板に向けて導出するためのプリントヘッドと、
前記基板上に受けられた前記インクに向けて放射線を導出するための硬化装置とを備え、
前記硬化装置は、前記中心軸を中心にした少なくとも３６０°の弧に沿って前記基板と共に前記インクの一部分が移動された後に限り、該基板上に受けられた該インクの一部分に向けて放射線を導出するように選択的に動作可能である、
インクジェット印刷装置。
【請求項２】
前記インクの前記一部分が前記基板上に受けられる時と前記硬化装置からの放射線が前記基板上の該インクの該一部分によって受けられる時との間の時間間隔を変更するように動作可能な制御装置をさらに備える、請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項３】
前記硬化装置および前記プリントヘッドは、該プリントヘッドが前記基板の第２部分に向けて前記インクを導出している間に、前記基板の第１部分の上に位置する前記インクの前記一部分に向けて放射線が導出されるように、選択的に動作可能である、請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項４】
前記硬化装置は、前記基板に向けて導出される放射線を制御するために、開位置と閉位置との間で移動可能なシャッタを備える、請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項５】
前記硬化装置は、瞬時オンオフランプを備える、請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項６】
前記プリントヘッドは前記中心軸に略平行な方向へ移動可能であり、前記硬化装置は、セグメント化された放射線源を放射し、それらセグメントは前記プリントヘッドと同時に移動する、請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項７】
前記セグメントは、放射線を前記基板に向けて導出するための、前記プリントヘッドから離隔した開口部を有するマスクによって形成され、該プリントヘッドおよび該マスクの同時移動は、互いにオフセットした類似の経路に沿って、該プリントヘッドと該マスクの該開口部とを移動する、請求項６に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項８】
前記基板が前記ドラム上に支持されるときに、前記硬化装置は前記基板上の前記インクを硬化するために位置決めされる、請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項９】
放射線は、前記ドラムに向けて導出される、請求項８に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１０】
前記ドラムは、前記インクが前記基板に受けられる時と同インクが前記硬化装置からの放射線を受ける時との間で、少なくとも２回転する、請求項８に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１１】
前記ドラムから離隔された硬化ベッドを備え、前記基板が該ベッドに受けられるときに、前記硬化装置は該基板上のインクを硬化するように位置決めされる、請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１２】
前記硬化装置は、前記インクの前記一部分が３６０°の弧を中心にして前記基板と共に移動する前に、該インクの該一部分を部分的に硬化するように動作可能である、請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１３】
前記硬化装置は、前記インクの前記一部分が少なくとも３６０°の弧を中心にして前記基板と共に移動した後に、該インクの該一部分を部分的に硬化するように動作可能であり、前記印刷装置は、前記ドラムから離隔した位置で硬化を実質的に完了するために、前記第１の硬化装置から離隔した第２の硬化装置を備える、請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１４】
前記基板を加熱するためのヒータを備える、請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１５】
前記ヒータが前記ドラムに接続される、請求項１４に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１６】
前記ヒータが前記ドラムの内側に位置する、請求項１４に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１７】
前記硬化装置が、前記基板の第２部分に受けられるインクを硬化する間に、前記制御装置は、前記基板の第１部分に前記インクを導出するために前記プリントヘッドを励起するように動作可能である、請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１８】
前記硬化装置は、前記中心軸に略平行な経路に沿って移動可能である少なくとも１つの開口部を有するマスクを備える、請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１９】
前記プリントヘッドは、前記マスクの少なくとも１つの開口部の移動の経路に略平行な経路に沿って移動可能である、請求項１８に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項２０】
前記プリントヘッドは、少なくとも１つの開口部の速度と略同一の速度で移動する、請求項１９に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項２１】
ドラム上に基板を支持することと、
その中心軸を中心にした弧において前記ドラムを移動させることと、
放射線硬化性インクを前記基板上に導出することと、
前記インクが前記基板上に受けられる時と該インクが硬化される時との間の所望の時間間隔を決定することと、
前記基板上の前記インクに向けて放射線を導出することと、
を含み、
前記放射線を前記基板に向けて導出する行為は、前記インクが前記基板上に受けられる時と前記放射線が該基板上の該インクによって受けられる時との間の時間間隔を選択的に調整して、前記インクの少なくとも一部分が、該インク部分を有する前記基板が少なくとも３６０°の弧に沿って前記ドラムと共に移動されるまで、放射線を受けないようにする行為を含むインクジェット印刷方法。
【請求項２２】
前記基板の第２部分に向けてインクが導出される間に、該基板の第１部分の上に位置するインクの一部分に向けて放射線を導出する行為を含む、請求項２１に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項２３】
時間間隔を調整する前記行為は、シャッタを開閉する行為を含む、請求項２１に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項２４】
時間間隔を調整する前記行為は、瞬時オンオフランプを用いて実行される、請求項２１に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項２５】
時間間隔を調整する前記行為は、放射源と前記基板との間でマスクの開口部を移動させる行為を含む、請求項２１に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項２６】
放射線硬化性インクを前記基板上に導出する前記行為は、可動プリントヘッドを用いて実行され、該プリントヘッドおよび前記マスクの前記開口部は、互いに略平行な経路に沿って移動する、請求項２５に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項２７】
前記基板が前記ドラム上に支持されている間に、放射線を前記基板上の前記インクに向けて導出する前記行為が実行される、請求項２１に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項２８】
前記基板が前記ドラムから少なくとも部分的に離脱した後に、放射線を前記基板上の前記インクに向けて導出する前記行為が実行される、請求項２１に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項２９】
放射線を前記基板上の前記インクに向けて導出する前記行為は、該インクが少なくとも３６０°の弧において前記ドラムと共に移動される時の前に、該基板上の該インクに向けて放射線の一部を導出する行為を含む、請求項２１に記載のインクジェット印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、放射線硬化性インクのためのインクジェット印刷装置に関する。本装置は、印刷中に基板を支持するための回転ドラムを備える。
【０００２】
２．関連技術の説明
インクジェット印刷は、比較的高速かつ優れた画像分解能のために、最近、人気が高まっている。さらに、コンピュータと共に用いられるインクジェット印刷装置は、設計および最終的な画像のレイアウトに大きな自由度を提供する。インクジェット印刷の高まる人気および使用時の効率により、インクジェット印刷は既に知られている印刷方法に対する経済的な代替法となった。
【０００３】
インクジェットプリンタで一般に用いられるインクは、水性インクおよび溶剤型インクである。水性インクは、水を吸収するために特殊な受容体コーティングを有する多孔性基板と共に用いられる。一般に、未コーティングの無孔性フィルム上の印刷用に用いられる場合には、水性インクは十分ではない。
【０００４】
インクジェットプリンタに用いられる溶剤型インクは、無孔性フィルム上の印刷に適しており、水性インクに関する上記の問題を克服している。残念なことに、多くの溶剤型インクは、約９０重量％の有機溶剤を含む。溶剤型インクが乾燥すると、溶剤が蒸発し、環境危険を生じる恐れがある。環境システムは大気への溶剤の放出を削減するために有用である可能性があるが、そのようなシステムは特に小さな印刷所の所有者にとっては、一般に高価であると考えられる。
【０００５】
さらに、溶剤型インクまたは水性インクのいずれかを用いるインクジェットプリンタは、工程が終了したと考えられ、結果として生じる印刷製品を都合よく処理することができる前に、比較的大量の溶剤または水を乾かさなければならない。蒸発による溶剤または水の乾燥工程は、比較的時間がかかり、印刷工程全体に関する速度限定工程である恐れがある。
【０００６】
上述の問題に鑑みて、近年、放射線硬化性インクは、多種多様な未コーティングの無孔性基板における印刷用に選択されるインクとして広く考えられるようになってきている。放射線硬化の使用によって、大量の水または溶剤を追い出す必要もなく、インクを「迅速な」方法で急速に乾燥させることができる。その結果、１０００ｆｔ２／時（９３ｍ２／時）を超える生産速度を実現することができる高速のインクジェットプリンタで放射線硬化性インクを用いることができる。
【０００７】
しかし、当業界では、放射線硬化性インクを用いたインクジェット印刷の特定の態様を改善することが必要である。具体的に言えば、印刷される画像の品質に悪影響を及ぼすことなく、インクジェット印刷の速度を増大させるという絶え間ない要求がある。そのような改善が達成できたとすれば、オペレータにとって著しい時間の節約になるほか、環境によっては、企業の要求に対応するために追加のプリンタを購入する必要を削減することになり得る。
【０００８】
発明の概要
本発明は、最終的な印刷画像の解像度を最適化するのに役立つような方法で、基板上のインクに紫外「ＵＶ」放射線などの放射線を指向するようになされた硬化装置を有するインクジェットプリンタに関する。本発明のインクジェットプリンタは、印刷中に基板を支持するための回転ドラムを備える。硬化装置により、インクが基板およびドラムと共に少なくとも３６０°の弧を描くように移動した後に限り、オペレータは、オペレータの選択で放射線を基板上のインクに指向することができる。このように、結果として生じる画像が高品質となるように、インクには基板上で拡散して均すのに十分な時間がある。
【０００９】
さらに詳細には、本発明は、一態様において、基板を支持するためのドラムを備えるインクジェット印刷装置に関する。ドラムは、中心基準軸を有する。この装置はまた、中心軸を中心して弧を描くように、基板と共にドラムを移動させるためのモータも備える。装置は、放射線硬化性インクを基板に向かって指向するためのプリントヘッドと、基板に受けられるインクに対して放射線を指向するための硬化装置と、をさらに備える。インクの一部分が中心軸を中心にした少なくとも３６０°の弧に沿って基板と共に移動した後に限り、硬化装置は、基板上に受けられたインクの一部分に放射線を指向するように選択的に動作可能である。
【００１０】
本発明は、別の態様において、インクジェット印刷方法に関する。本発明の方法は、基板をドラム上に支持する行為およびその中心軸を中心にした弧を描くようにドラムを移動させる行為を含む。本発明の方法はまた、放射線硬化性インクを基板上に指向する行為と、インクが基板に受けられる時間とインクが硬化される時間との間の所望の時間間隔を決定する行為も含む。本発明の方法は、放射線を基板上のインクに向かって指向する行為をさらに含む。放射線を基板に向かって指向する行為は、インクの一部を有する基板が少なくとも３６０°の弧に沿ってドラムと共に移動されるまで、インクの少なくとも一部が放射線を受けないように、インクが基板に受けられる時間と放射線が基板上のインクに受けられる時間との時間間隔を選択的に調整する行為を含む。
【００１１】
本発明のさらなる詳細は、特許請求の範囲の特徴部分で定義される。
【００１２】
好適な実施形態の詳細な説明
以下の実施例は、本発明による回転ドラム式インクジェットプリンタに関するさまざまな種類のインクジェット印刷装置および印刷方法について記載している。添付図面は、本発明の一定の態様を強調するために選択された概略図である。実際には、以下に記載する概念は、Ｓｃｉｔｅｘ（Ｒｉｓｈｏｎ  Ｌｅ  Ｚｉｏｎ，Ｉｓｒａｅｌ）の「ＰｒｅｓｓＪｅｔ」ブランドプリンタ、Ｄａｎｔｅｘ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｌｔｄ．（Ｗｅｓｔ  Ｙｏｒｋｓｈｉｒｅ，ＵＫ）の「ＤｒｙＪｅｔ」ブランドのＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｌｏｒ  Ｐｒｏｏｆｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍなどの市販されている回転ドラム式インクジェットプリンタで用いるのに適していると考えられる。
【００１３】
図１および図２は、本発明の一実施形態によるインクジェット印刷装置１０を示している。装置１０は、印刷対象の基板を支持するための円筒ドラム１２を備える。ドラム１２は、図１では参照符号１４によって示されている中心基準軸を備える。
【００１４】
装置１０はまた、中心軸１４を中心にしてドラム１２を回転可能に移動させるためのモータ１６を備える。モータ１６は、チェーンドライブシステム、ベルトドライブシステム、歯車機構などの任意の適切な手段によって、ドラム１２に接続されてもよい。モータ１６は、所望であれば、ドラム１２の回転移動の始動または停止を行うためのコントローラ（図示せず）に接続されている。
【００１５】
印刷対象である基板１８は、ドラム１２の外面に受け止められている。基板１８は、選択されたインクと互換性があり、一旦、使用時に所望の位置に配置されると、申し分のない特性を呈する任意の適切な材料から構成されてもよい。適切な基板１８の例としては、ガラス、木、金属、紙、織布材料、不織布材料およびポリマーフィルムなどの多孔性材料および無孔性材料の両方が挙げられる。このようなフィルムの限定されない例としては、アクリル含有フィルム、ポリ（塩化ビニル）含有フィルム（たとえば、ビニル、可塑化ビニル、強化ビニル、ビニル／アクリルブレンド）、ウレタン含有フィルム、メラミン含有フィルム、ポリビニルブチラール含有フィルム、米国特許第５，７２１，０８６号（Ｅｍｓｌａｎｄｅｒら）に開示された酸または酸／アクリレート改質エチレンビニルアセテート樹脂を含む画像受容層または少なくとも２個のモノエチレン不飽和モノマー単位を含むポリマーを含み、１個のモノマー単位は、各枝が０〜約８個の炭素原子を含む置換アルケンを含み、もう１個のモノマー単位は、アルキル基が１〜約１２個の炭素原子を含み、アルキル鎖にヘテロ原子を含むことができ、アルコールが自然状態では直鎖、分枝または環状であってもよい非第３アルコールからなる（メタ）アクリル酸エステルを含む画像受容層を有する多層フィルムからなる単層構造物および多層構造物が挙げられる。
【００１６】
任意に、印刷される側に対向するフィルムの一方の側面は、感圧性接着剤の領域を含む。一般に、１つの主面上の接着剤の領域は、剥離ライナによって保護される。さらに、フィルムは、透明、半透明または不透明であってもよい。フィルムは、無色、無地、または色パターンであってもよい。フィルムは、透過性、反射性または再帰反射性であってもよい。当業者には公知の市販のフィルムとしては、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから商品名ＰＡＮＡＦＬＥＸ、ＮＯＭＡＤ、ＳＣＯＴＣＨＣＡＬ、ＳＣＯＴＣＨＬＩＴＥ、ＣＯＮＴＲＯＬＴＡＣおよびＣＯＮＴＲＯＬＴＡＣ−ＰＬＵＳで入手可能な多数のフィルムが挙げられる。
【００１７】
任意に、プリントヘッド１４は、色のついていない透明インクまたは他の材料の源と連通している別の組のノズルを含む。任意の色のインクが塗布される前に、透明インクを基板１２に印刷することができる。または画像全体にわたって透明インクを印刷することができる。持続性、光沢の制御、落書きなどに対する耐久性などによって、最終的な製品の性能を向上させるために、画像全体にわたる透明インクの印刷を用いることができる。
【００１８】
印刷装置１０はまた、紫外放射線硬化性インクなどの放射線を基板１８に向かって指向するためのプリントヘッド２０を備える。この実施形態において、プリントヘッド２０は、実質的にドラム１２の軸の全体長さにわたって延在するプリントヘッドのバンクを備える。プリントヘッド２０は、紫外放射線硬化性インクの源（図示せず）に接続されている。さらに、プリントヘッド２０は、所望であれば選択的に作動するために、上述したコントローラに電気的に連結されている。装置１０で用いることができる紫外硬化可能線インクジェットインクの例としては、米国特許第５，２７５，６４６号、同第５，９８１，１１３号、ＰＣＴ出願ＷＯ９７／３１０７１、ＷＯ９９／２９７８８に記載されているような組成を含む。
【００１９】
１つのオプションとして、プリントヘッド２０の長さは、ドラム１２の軸長さに実質的に等しくてもよい。別のオプションとして、プリントヘッド２０の長さは、ドラム１２の長さより短くてもよい。後者の実施形態では、プリントヘッド２０は、その長手軸に沿った移動のためにキャリッジに取付けられる。キャリッジは、（ラックアンドピニオンアセンブリに連結されるステッピングモータなどの）駆動手段に接続され、駆動手段は選択的移動のためにコントローラに接続される。プリントヘッド２０の移動によって、所望であれば、基板１８にその幅全体にわたって印刷することができる。
【００２０】
任意に、プリントヘッド２０は、異なる色のインクを同時に印刷するように動作可能である。このために、プリントヘッド２０は、一定の色の第１のインク源と連通している第１の組のノズルと、異なる色のインクの第２の源と連通している第２の組のノズルと、を含むことができる。プリントヘッド２０は、少なくとも４つの対応するインク源と連通している少なくとも４組のノズルを有することが好ましい。その結果、プリントヘッド２０は、異なる色の少なくとも４色のインクを同時に印刷するように作動することが可能であるため、最終的な印刷画像では広範囲の色スペクトルを実現することができる。
【００２１】
装置１０はまた、基板１８に受けられるインクに向かって放射線を指向するための硬化装置２２も備える。硬化装置は、１つ以上の放射源を含んでもよく、それぞれの源が紫外スペクトル、赤外スペクトルおよび／または可視スペクトルの光を放射するように動作可能である。適切な紫外放射源としては、水銀ランプ、キセノンランプ、炭素アークランプ、タングステンフィラメントランプ、レーザなどが挙げられる。任意に、放射線源は、「瞬時オン、瞬時オフ」ランプとして一般に知られている種類のランプであるため、放射線が基板１８に達する時間を正確に制御することができる。
【００２２】
硬化装置２２は、放射源の付勢および消勢のために、上述のコントローラに電気的に接続される。インクが中心軸１４を中心にした少なくとも３６０°の弧によって基板１８と共に移動した後に限り、紫外放射線が基板１８上に受けられるインクに達するように、コントローラは硬化装置を選択的に付勢するように動作可能である。その結果、基板１８上のインクは、動作のこのモードでは硬化装置２２の下の１回目の通過中には、硬化装置２２からの紫外放射線を受けず、代わりに、硬化装置２２の下の少なくとも１周期が終わった後に限り、放射線を受ける。
【００２３】
図１および図２に示された装置１０を用いて、本発明を実現するためのさまざまな方法が利用可能である。たとえば、プリントヘッド２０が基板１８上のインクの第１の部分を堆積し、基板１８が少なくとも３６０°の弧を移動する機会があった後に限り、硬化装置２２は、コントローラによって付勢されてもよい。この実施例では、インクの第１の部分には、硬化または部分硬化の前に、拡散して均すのに十分な時間がある。次に、硬化装置２２はコントローラによって消勢され、コントローラは、インクの第２の部分を基板１８上に指向するために、プリントヘッド２０を再度付勢する。
【００２４】
別の例として、硬化装置２２は、基準軸１４に平行な軸に沿って離隔された多数の個別のランプを具備していてもよい。各ランプから放射される放射線は、軸１４の長さに沿って一定の位置にある基板１８の一部分に向かってのみ指向される放射線の部分を提供するように遮蔽される。同様に、プリントヘッド２０は、多数の個別のノズルを具備していてもよく、１つ以上のノズルは硬化装置２２の一定のランプに対して同一の軸位置に位置している。したがって、コントローラが一定のノズルを基板１８に向かってインクを指向するようにプリントヘッド２０を動作させる場合には、プリントヘッド２０のそのようなノズルと同一の軸位置に位置している硬化装置２２のランプは、基板１８と共にドラム１２が少なくとも３６０°の弧に沿って移動される時間まで作動しない。
【００２５】
さらなる例として、硬化装置２２は、列に配置された一連のＬＥＤランプを具備していてもよく、必要に応じてさまざまなランプが作動する。あるいは、ランプに接続された光ファイバが、ドラム１２にわたって移動する可動キャリッジに取付けられることも考えられる。
【００２６】
任意に、プリントヘッド２０の多数のノズルは、軸１４の長さに沿って一定の個々に離隔された位置の基板１８に向かってインクを指向するための同時に付勢されてもよい。基板と共にドラム１２が少なくとも３６０°の弧を通過した後、軸１４の長さに沿った同一の相対位置にある硬化装置２２の対応するランプが作動される。その間は、第２の組のノズルがコントローラによって作動され、既に印刷された部分の間にある基板１８の一部分にインクを指向する。このように、印刷は交互に行われ、基板の他の部分がインクを受けている間、基板の一部分に受けられるインクの硬化が行われてもよい。
【００２７】
さらに別のオプションとして、ドラム１２は、基板１８を加熱するための内部ヒータを含んでいてもよい。インクジェット印刷装置用のドラムヒータは、当業界では公知である。ヒータは、所望であればヒータの電圧印加を制御するため、あるいはインクを受けたか、またはまもなくインクを受ける基板１８の部分に対応するドラムの一定の特定位置でヒータの電圧印加を制御するために、コントローラに接続されることが好ましい。
【００２８】
装置１０はまた、コントローラに接続されるコンピュータを具備していてもよい。コンピュータは、インクに関する好ましい滞留時間、すなわちインクが基板１８に受けられる時間とインクが硬化装置２２からの放射線を受ける時間との間の時間間隔を決定するために、プログラミングされる。次に、コンピュータによって提供された命令によって、滞留時間が設定される。この態様に関するさらなる詳細は、２００１年１１月１５日に出願の「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＩＮＫＪＥＴ  ＰＲＩＮＴＩＮＧ  ＵＳＩＮＧ  ＵＶ  ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ  ＣＵＲＡＢＬＥ  ＩＮＫ」という名称の本出願人の同時係属出願中の米国特許出願第＿＿号（代理人整理番号５６２８１ＵＳ００３）に記載されている。
【００２９】
さらに、装置１０は、特定の基板への特定のインクの付着などの一定の特性を評価するために、基板１８に受けられたテストパターン画像を改変するための自動化方法も備える。次に、改変されたテストパターン画像の評価に基づいて、一定の印刷変数がコンピュータによって選択される。この態様に関するさらなる詳細は、２００１年１１月１５日出願の「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＳＥＬＥＣＴＩＯＮ  ＯＦ  ＩＮＫＪＥＴ  ＰＲＩＮＴＩＮＧ  ＰＡＲＡＭＥＴＥＲＳ」という名称の本出願人の係属出願中の米国特許出願第＿＿号（代理人整理番号５６２８２ＵＳ００３）に記載されている。
【００３０】
本発明の別の実施形態による装置１０ａが、図３および図４に示されている。装置１０ａは、ドラム１２と類似の円筒ドラム１２ａを備える。ドラム１２ａは、中心軸１４ａを有する。モータ１６ａがドラム１２ａの選択的回転のためにドラム１２ａに接続される。
【００３１】
基板１８ａは、ドラム１２ａに受け止められ、最終的な印刷画像のためのキャリアとして作用する。プリントヘッド２０ａは、放射線硬化性インクを基板１８ａに指向するために、ドラム１２ａの隣接位置にある。任意に、プリントヘッド２０ａは、上述したプリントヘッド２０と同一である。
【００３２】
装置１０ａはまた、硬化装置２２ａも備える。硬化装置は、選択されたインクを硬化するのに適した波長を有する１つ以上の紫外放射線源（ランプなど）を備える。硬化装置２２ａは、中心基準軸１４ａに略平行である方向に延在している。
【００３３】
硬化装置２２ａはまた、１つ以上の開口部２６ａを有する細長い可動マスク２４ａも備える。マスク２４ａは、今度はコントローラ３０ａに電気的に連結されているドライブ２８ａに接続されている。ドライブ２８ａは、中心基準軸１４ａに平行であることが好ましい経路に沿ったいずれかの方向に、マスク２４ａを選択的に移動するように動作可能である。
【００３４】
プリントヘッド２０ａおよび硬化装置２２ａのランプもまた、コントローラ３０ａに接続されている。コントローラ３０ａは、各インク滴が基板１８ａに接触する時間と硬化装置２２ａからの放射線が同インク滴によって受けられる時間との間の多数の異なる時間間隔のうちの任意の１つを提供するためにプログラミングされてもよい。インク滴には、優れた画質を提供するのに必要であると考えられるような拡散して均す時間が十分あるようにするために、そのような時間間隔は、ドラム１２ａに関して少なくとも３６０°の弧を回転するために必要な時間より長いことが好ましい。
【００３５】
使用例として、コントローラ３０ａは、図３に３２ａで示されている２つのノズルが基板１８ａに向かってインク滴を同時に指向するような態様で、プリントヘッド２０ａを作動させるようにプログラミングされてもよい。コントローラ３０ａはまた、マスク２４ａを移動するために、ドライブ２８ａを作動する。インク滴が基板１８ａと最初に接触する時間によって決定されるように、ドラム１２ａの最初の３６０°の回転に続く時間で、開口部２６ａが紫外放射線源とインク滴との間に直接位置するようにマスク２４ａは移動される。その結果、ドラム１２ａが少なくとも３６０°の弧を回転するまで、インク滴の硬化は実質的に始まらない。
【００３６】
マスク２４ａの移動に呼応して、プリントヘッド２０ａのノズルが交互に作動されることが好ましい。したがって、プリントヘッド２０ａがインク滴を基板の第２の部分に指向している間に、硬化装置２２ａは基板の第１の部分で受けられたインク滴を硬化することができる。このような動作により、インク滴が早めに硬化しないように保証するのに役立ち、比較的短時間で印刷を終了するようにさらに促進する。
【００３７】
本発明の別の実施形態によるインクジェット印刷装置１０ｂが、図５に示されている。装置１０ｂは、中心基準軸１４ｂを中心にして回転可能なドラム１２ｂを備える。モータ１６ｂがドラム１２ｂの選択的回転のためにドラム１２ｂに接続される。
【００３８】
基板１８ｂは、ドラム１２ｂに受けられる。プリントヘッド２０ｂは、ドラム１２ｂに受けられる放射線硬化性インクを基板１８ｂに指向するように動作可能である。プリントヘッド２０ｂは、選択的な時限動作のために、コントローラ３０ｂに電気的に接続される複数のノズル３２ｂを備える。
【００３９】
硬化装置２２ｂは、中心基準軸１４ｂに平行であることが好ましい経路に沿った移動のために、キャリッジ３３ｂに取付けられる。キャリッジ３３ｂは、経路に沿ったいずれかの方向における移動のためにドライブ３４ｂに連結される。ドライブ３４ｂは、経路に沿ったいずれかの方向におけるキャリッジ３３ｂおよび硬化装置２２ｂの選択的な時限自動のために、コントローラ３０ｂに接続される。
【００４０】
この実施形態において、プリントヘッド２０ｂもまた、キャリッジ３５ｂに取付けられる。キャリッジ３５ｂは、コントローラ３０ｂに電気的に接続されるドライブ３６ｂに接続される。ドライブ３６ｂは、中心基準軸１４ｂに平行であることが好ましい経路に沿ったいずれかの方向に、キャリッジ３５ｂおよびプリントヘッド２０ｂを移動するように動作可能である。
【００４１】
装置１０ｂの使用において、コントローラ３０ｂは、少なくとも３６０°の弧に沿ってインクが基板１８ｂと共に回転するまで、硬化装置２２ｂからの放射線が基板１８ｂ上のインクに達しないようにドライブ３４ｂ、３６ｂの動作を制御することが好ましい。たとえば、ドライブ３６ｂは図５の左側へプリントヘッド２０ｂを進めている間に、同期しているが、プリントヘッド２０ｂが軸１４ｂに平行な方向において硬化装置２２ｂから離隔されるように、ドライブ３４ｂは硬化装置２２ｂを同一の方向に進めることができる。任意に、装置１０ｂの動作中、このような間隔は、一定のままである。間隔およびドラム１２ｂの回転速度の適正な選択に関して、少なくとも３６０°の弧に沿ってインクが基板１８ｂおよびドラム１２ｂと共に移動するまで、基板１８ｂに受けられたインクが硬化装置２２ｂからの放射線を受けない。
【００４２】
任意に、ドライブ３４ｂ、３６ｂは、共に機械的に連結され、単独のモータによって作動されることができる。たとえば、ドライブ３４ｂ、３６ｂは、チェーンまたは１組のスプロケットによって同時移動のために共に機械的に連結されてもよい。空気圧または油圧連結もまた、用いることができる。このようなシステムでは、基板１８ｂに堆積されたインクのすべてが最終的に硬化されるように、プリントヘッド２０ｂの移動の経路に対応する経路に沿って、硬化装置２２ｂが移動可能であるように保証することが重要である。
【００４３】
多数の他のオプションもまた可能である。たとえば、図５に示された装置１０ｂはまた、マスク２４ａと類似の可動マスクを具備していてもよい。別のオプションとして、コントローラ３０ｂは、ドラム１２ｂが増加的に回転する前に、プリントヘッド２０ｂがドラム１２ｂの長さにわたって２回以上通過するように、プリントヘッド２０ｂを作動させるようにプログラミングしてもよい。
【００４４】
さらに、装置１０、１０ａ、１０ｂは、上述の硬化装置から離隔された第２の硬化装置（図示せず）を具備していてもよい。第２の硬化装置は、任意に、基板が平坦な姿勢を保持する領域など、ドラムから一定距離だけ離隔された位置にあってもよい。一例として、一旦、印刷が終了すると、基板は、ドラムから第２の硬化装置の下のフラットベッドに指向されてもよい。このように、ドラムは、第２の基板を受けることができ、第１の基板上のインクがフラットベッドで完全に硬化した後、第２の基板上の印刷が開始されてもよい。
【００４５】
実施例
この実施例のプリンタは、ロールツーシート式ドラム構成を有する。ドラムは、最大画像サイズ１６２ｃｍ×３６６ｃｍ（６３．８インチ×１４４インチ）のシート１６５ｃｍ×３８０ｃｍ（６５インチ×１５０インチ）に適応することができる。シートのための締付け機構は、約１５ｃｍ（６インチ）であり、ドラム径は（３８０＋１５）／π＝１２６ｃｍ（５０インチ）である。印刷解像力は、３３６ｄｐｉである。
【００４６】
プリンタは、１色当たり２５個のプリントヘッドを有する。各プリントヘッドは、固有解像力１８．７ｄｐｉで離隔された４８個のノズルを有する。この固有解像力で３３６ｄｐｉの印刷には、印刷を終了するために、３３６／１８．７＝１８の最小解像力が必要である。たとえば、バンディングの欠陥を最小限に抑えるために、マルチパス印刷が用いられる場合には、必要な解像力の数がマルチパスに等しい因子によって増大される。３回のマルチパス印刷の場合には、解像力数は１８×３、すなわち５４である。円周方向の隣接するピクセル間の解像力数は１８であり、このプリンタの場合には１８および３６である。軸方向の隣接するピクセル間の解像力数は、プリントヘッドキャリッジが解像力当たりどれだけシフトするかに左右される。印刷を終了した後のプリントヘッドキャリッジの総シフト（この場合には５４解像度）が、ブリッジシフトである。
【００４７】
プリントヘッドは３〜１１ｋＨｚの範囲のさまざまな速度でインク滴を供給することができ、一般的な発射周波数は９ｋＨｚである。９ｋＨｚの周波数で、印刷解像力は３３６ｄｐｉであり、マルチパス印刷モードは３であり、ドラムの外面の速度は９０００／３３６×３＝８０．４インチ／秒＝４０２フィート／分＝２０４ｃｍ／秒であり、回転速度は２０４／（３８０＋１５）＝０．５２解像度／秒である。ドラムの１解像度は１／０．５２＝１．９秒であり、印刷時間（装填および取外しを含まない）は５４／０．５２＝１０５秒である。
【００４８】
プリントヘッドは、（たとえば、「Ｈｉｔａｃｈｉの「Ｇｅｎ２」ブランドプリントヘッドまたはＸＡＡＲの２００ｄｐｉプリントヘッドを用いて分かるように）体積７０ｐＬのインク滴を生成する。解像力３３６ｄｐｉ、インク滴体積７０ｐＬで、完全に塗りつぶしを実現するために必要な最小理論ドットゲインは、２．１である（この実施例では、ドットゲインは媒体（ｄ）に達する前のインク滴の径に対する媒体（Ｄ）上の最終的なドット径の比として定義され、７０ｐＬのインク滴はｄ＝５１ミクロン、Ｄ＝１０７ミクロンであり、最小限の必要なドットゲインは１０７／５１＝２．１となる）。実際には、漏話、不均一なインク滴サイズ、誤った方向へのインク滴などのプリントヘッド性能における不完全さを考慮するために、必要最小ドットゲインは理論ドットゲインの１．２５倍とみなされる。最適な画質を実現するために、このシステムに関して実際に最小限必要なドットゲインは、１．２５×２．１、すなわち２．６２５である。したがって、基板における最終的なドットは、最小径Ｄ＝１３４ミクロンである必要がある。
【００４９】
紫外硬化性インクジェット用インクの単独のインク滴は、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）の「ＣｏｎｔｒｏｌＴａｃ」ブランド１８０シリーズのビニルフィルムなどの１８０−１０キャストビニルフィルム上に印刷される。ドット径の増大は、時間の関数として決定される。以下の表は、その結果を示している。
2004516961.tif 000003
【００５０】
したがって、最小必要ドット径１３４ミクロンを実現するために、インクを硬化する前に、約８秒待機しなければならない。
【００５１】
任意に、基板温度を上昇させるために、印刷中に回転ドラムを加熱することが可能である。基板の加熱によって、（上記の例における最小必要時間が８秒未満となるように）基板上で拡散し均されるインク滴を制御して加速することができる。さらに、基板の加熱は、最終的な印刷製品のカールを最小限に抑えるために、基板における過度の水分を排除する助けとなり得る。
【００５２】
上述の実施形態によれば、他の変形も可能である。したがって、本発明は上述の特定の実施例に限定されると考えるべきではなく、等価物を伴う特許請求の範囲の公正な範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施形態によるインクジェット印刷装置の一部を示した概略斜視図である。
【図２】
図１に示された装置の概略端面図である。
【図３】
本発明の別の実施形態によるインクジェット印刷装置の概略平面図である。
【図４】
図３に示されたインクジェット印刷装置の概略端面図である。
【図５】
本発明のさらに別の実施形態によるインクジェット印刷装置の概略平面図である。
【国際公開パンフレット】
2004516961.tif 000004
2004516961.tif 000005
2004516961.tif 000006
2004516961.tif 000007
2004516961.tif 000008
2004516961.tif 000009
2004516961.tif 000010
2004516961.tif 000011
2004516961.tif 000012
2004516961.tif 000013
2004516961.tif 000014
2004516961.tif 000015
2004516961.tif 000016
2004516961.tif 000017
2004516961.tif 000018
2004516961.tif 000019
2004516961.tif 000020
2004516961.tif 000021
2004516961.tif 000022
2004516961.tif 000023
2004516961.tif 000024
【国際調査報告】
2004516961.tif 000025
2004516961.tif 000026
2004516961.tif 000027