(57)【要約】【課題】プリントメディア表面に着弾させたインク滴を、紫外線照射手段から照射した紫外線により、重合阻害物質に影響されずに、速やかに十分に硬化させることのできるインクジェットプリンタを提供する。【解決手段】ガス供給手段７０を用いて、紫外線を照射するプリントメディア１０表面のインク滴着弾箇所周辺領域に、重合阻害物質排除用のガスを送り込む。そして、そのガスにより、そのプリントメディア１０表面のインク滴着弾箇所周辺領域に存在する、そのプリントメディア１０表面に着弾したＵＶ硬化型のインク滴４０の重合阻害物質を排除する。そして、そのプリントメディア表面に着弾させたインク滴４０を、紫外線照射手段５０から照射される紫外線により硬化させる。【選択図】図１
2007185852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドから噴射させてプリントメディア表面に着弾させたインク滴に紫外線を照射して硬化させるＵＶ硬化型のインク使用のインクジェットプリンタであって、
前記紫外線を照射する手段に、ＵＶＬＥＤが用いられると共に、
前記紫外線を照射するプリントメディア表面のインク滴着弾箇所周辺領域から、そのプリントメディア表面に着弾したＵＶ硬化型のインク滴の重合阻害物質を排除するガスを送り込むガス供給手段が備えられたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記ＵＶ硬化型のインクが、ラジカル重合反応型のインクであることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記ガス供給手段によりインク滴着弾箇所周辺領域に送り込むガスが、窒素を主成分とするガスであることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
前記紫外線を照射する手段がインクジェットヘッドに一体に備えられて、その紫外線を照射する手段がインクジェットヘッドと一体に移動する構造をしたことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記紫外線を照射する手段がインクジェットヘッドと別体に備えられて、その紫外線を照射する手段がインクジェットヘッドと同期して、インクジェットヘッドと同一速度で同一方向に移動する構造をしたことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
前記プリントメディア表面に着弾したインク滴に前記ＵＶＬＥＤから紫外線が照射される前に、そのインク滴着弾箇所周辺領域に前記ガス供給手段によりガスが送り込まれて、そのインク滴着弾箇所周辺領域から前記重合阻害物質が排除される構造をしたことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項７】
前記インクジェットヘッドからインク滴が噴射されない、プリント停止時に、前記ガス供給手段からガスを前記インク滴着弾箇所周辺領域に送り込むのを停止する停止手段が備えられたことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項８】
前記ＵＶＬＥＤが用いられた紫外線照射手段が、紫外線を断続的に発光させる構造のものであることを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【請求項９】
前記インクジェットヘッドから噴射させたインク滴を着弾させるプリントメディア表面部分を予備加熱する予備加熱手段又は／及びそのインクジェットヘッドから噴射させたインク滴を着弾させたプリントメディア表面部分を加熱する加熱手段が備えられたことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＶ（Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ  の略であって、紫外線を意味する）硬化型のインク使用のインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
シート等のプリントメディア（記録媒体）上方でＸ−Ｙ方向に相対的に移動させるインクジェットヘッドから噴射させてプリントメディア表面に着弾させたＵＶ硬化型のインク滴に紫外線を照射して、そのインク滴をプリントメディア表面で硬化させるタイプのインクジェットプリンタがある。このプリンタによれば、そのプリントメディア表面に、耐水性、耐候性のあるＵＶ硬化型の複数のインクのドットの配列からなる、絵図又は／及び文字等の画像をプリントできる。このＵＶ硬化型のインク使用のプリンタは、耐水性、耐候性が要求される屋外広告等をプリントするのに適する。
【０００３】
このタイプのプリンタに用いられる、ＵＶ硬化型のインクには、大別して、ラジカル重合反応型のものと、カチオン重合反応型のものとがある。ラジカル重合反応型のインクは、そのインクに含まれるラジカル重合性モノマーをＵＶ照射によりラジカル重合させて、そのラジカル重合性モノマーを含むインクを硬化させるタイプのものである。他方、カチオン重合反応型のインクは、そのインクに含まれるカチオン重合性モノマーをＵＶ照射によりカチオン重合させて、そのカチオン重合性モノマーを含むインクを硬化させるタイプのものである。
現状では、上記インクジェットプリンタには、ラジカル重合反応型のＵＶ硬化型インクが多く用いられる。その理由は、ラジカル重合反応型のインクの方が、そのラジカル重合性モノマーや重合開始剤の選択幅が広く、コスト的にも、ラジカル重合反応型のインクの方が、カチオン重合反応型のインクよりも有利なためである。
【０００４】
ところで、上記ラジカル重合反応型のＵＶ硬化型インクは、そのインクに大気中で紫外線を照射して、そのインクに含まれる光重合開始剤により、そのインクにラジカルを発生させ、そのインクを硬化させようとした場合に、その光重合開始剤により発生させたラジカルが、大気中に含まれる酸素と反応して失活してしまう。そして、そのインクに含まれるラジカル重合性モノマーが硬化しにくくなる。
そのため、上記のようなプリンタのインクジェットヘッドから噴射させてプリントメディア表面に着弾させたラジカル重合反応型のインク滴が酸素を含む大気中に晒された状態にあると、そのインク滴に紫外線を照射しても、そのインク滴が十分に硬化せずに、そのインク滴が、その着弾箇所周辺のプリントメディア部分に広く浸透してしまう。そして、そのプリントメディア表面にインクの小径ドットを形成できなくなって、そのプリントメディア表面に複数のインクの小径ドットの配列からなるシャープで鮮明な画像をプリントできなくなる。
他方、上記カチオン重合反応型のＵＶ硬化型インクは、水（水蒸気）の影響による重合阻害を受けやすく、そのインクに湿気の多い雰囲気中で紫外線を照射して、そのインクを硬化させようとした場合には、そのインク周辺の大気中に存在する水に阻害されて、そのインクが十分に硬化しにくくなる。
そのため、上記のようなプリンタのインクジェットヘッドから噴射させてプリントメディア表面に着弾させたカチオン重合反応型のインク滴が湿気の多い雰囲気中に晒された状態にあると、そのインク滴に紫外線を照射しても、そのインク滴が十分に硬化せずに、そのインク滴が、その着弾箇所周辺のプリントメディア部分に広く浸透してしまう。そして、そのプリントメディア表面に複数のインクの小径ドットを形成できなくなって、そのプリントメディア表面に複数のインクの小径ドットの配列からなるシャープで鮮明な画像をプリントできない。
【０００５】
このような課題を解消可能なプリンタとしては、特開２００３−２８５４２４号公報記載のインクジェットプリンタがある。
このプリンタでは、ラジカル重合反応型のインク滴に紫外線を照射して硬化させる箇所周辺をチャンバー内に置いて、そのチャンバー内に窒素ガスを強制的に送り込む構造をしている。そして、そのチャンバー内から酸素をチャンバー外部に追い出している。そして、その窒素ガスを送り込んで酸素を追い出したチャンバー内に置かれたプリントメディア表面に着弾させたインク滴に紫外線を照射する構造をしている。
このプリンタによれば、その窒素ガスを送り込んで酸素を排除したチャンバー内に置かれたプリントメディア表面に着弾させたインク滴に紫外線を照射した場合に、そのインク滴が、酸素で阻害されることなく、十分な硬化特性が得られる。そして、そのプリントメディア表面に複数のインクの小径ドットの配列からなるシャープで鮮明な画像をプリント可能となる。
【特許文献１】特開２００３−２８５４２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記公報記載のプリンタにおいては、その紫外線を照射する紫外線照射手段に、紫外線発生時の発熱量が大きいメタルハライドランプや高圧水銀灯が用いられていた。そのため、その高熱を発生させるメタルハライドランプや高圧水銀灯を冷却する冷却手段として、冷却ファン等を備える必要があった。そして、その冷却ファン等により、メタルハライドランプや高圧水銀灯周辺に冷却用の空気を大量に送り込む必要があった。
このメタルハライドランプや高圧水銀灯周辺に送り込まれる空気には、ラジカル重合反応型のインク滴の重合阻害物質の酸素が含まれている。
したがって、上記公報記載のプリンタにおいては、そのメタルハライドランプや高圧水銀灯周辺に送り込む冷却用の空気が、そのプリントメディア表面に着弾させた紫外線を照射するインク滴周辺まで侵入し得ないように、上記のように、その紫外線を照射するプリントメディア表面に着弾させるインク滴周辺までをも、大型のチャンバーで広く覆って保護する必要があった。
その結果、上記公報記載のプリンタは、そのチャンバーが設けられた部分が、大型化してしまった。
加えて、メタルハライドランプや高圧水銀灯が用いられた紫外線照射手段は、大型で複雑な構造をしており、その紫外線照射手段部分も、大型化してしまった。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、ラジカル重合反応型やカチオン重合反応型のＵＶ硬化型のインク使用のインクジェットプリンタであって、そのインクジェットヘッドから噴射させてプリントメディア表面に着弾させたインク滴を、紫外線照射手段から照射した紫外線により、酸素等の重合阻害物質の影響を受けることなく、速やかに十分に硬化させることのできるインクジェットプリンタを提供することを、第１の目的としている。
また、そのプリントメディア表面に着弾させた紫外線を照射するインク滴周辺を大型のチャンバーで囲む必要がなく、かつ、その紫外線照射手段が複雑で大掛かりな構造とならない、構造が簡単で、小型化されたインクジェットプリンタを提供することを、第２の目的としている。
そして、プリントメディア表面に複数のインクの小径ドットの配列からなるシャープで鮮明な画像をプリント可能な、簡便な小型のインクジェットプリンタを提供することを、目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明のラジカル重合反応型やカチオン重合反応型のＵＶ硬化型のインク使用のインクジェットプリンタは、前記紫外線を照射する手段に、ＵＶＬＥＤ（Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ  の略であって、紫外線発光素子）が用いられると共に、前記紫外線を照射するプリントメディア表面のインク滴着弾箇所周辺領域から、そのプリントメディア表面に着弾したＵＶ硬化型のインク滴の重合阻害物質を排除するガスを送り込むガス供給手段が備えられたことを特徴としている。
【０００９】
ＵＶＬＥＤは、その点灯時の電力消費量が、前記のメタルハライドランプや高圧水銀灯に比べて、極めて少なく、その発熱量が極めて小さい。従って、そのＵＶＬＥＤ周辺に、冷却ファン等を用いて、冷却用の空気を強制循環させる必要がない。また、ＵＶＬＥＤは、メタルハライドランプや高圧水銀灯に比べて、大幅に小型、軽量である。さらに、メタルハライドランプや高圧水銀灯は、その点灯時に、オゾンを発生させるが、ＵＶＬＥＤは、その点灯時にも、オゾンを発生させることがない。加えて、ＵＶＬＥＤは、それに投入する電流量を増減制御することにより、待ち時間なく即時に繰り返し点灯させたり消灯させたりできる。ここで、点灯とは、そのＵＶＬＥＤやメタルハライドランプや高圧水銀灯から紫外線を発生させることをいい、消灯とは、そのＵＶＬＥＤやメタルハライドランプや高圧水銀灯からの紫外線の発生を停止させることをいう。
本発明のインクジェットプリンタにおいては、紫外線照射手段に、ＵＶＬＥＤを用いている。そのために、その紫外線照射手段のＵＶＬＥＤの点灯時の発熱量を大幅に低減できる。そして、その紫外線照射手段のＵＶＬＥＤ周辺に冷却用の空気を強制循環させる冷却ファン等の冷却手段を備える必要をなくすことができる。また、そのＵＶＬＥＤ使用の紫外線照射手段を、大幅に小型化、簡易化できる。さらに、オゾンを発生させない、無公害化されたプリンタを提供できる。
また、本発明のインクジェットプリンタにおいては、ガス供給手段を用いて、その紫外線を照射するプリントメディア表面のインク滴着弾箇所周辺領域に、重合阻害物質排除用のガスを送り込むことができる。そして、そのガスにより、そのプリントメディア表面のインク滴着弾箇所周辺領域に存在する、そのプリントメディア表面に着弾したＵＶ硬化型のインク滴のラジカル重合反応やカチオン重合反応を妨害する重合阻害物質の酸素や水を排除できる。そして、そのプリントメディア表面に着弾させたインク滴を、紫外線照射手段から照射される紫外線により、速やかに十分に硬化させることができる。そして、そのプリントメディア表面にインクの小径ドットを的確に形成できる。
加えて、ＵＶＬＥＤが用いられた紫外線照射手段は、高温になりにくいため、その紫外線照射手段に冷却用の空気を送り込む必要がなくなるか、又はその紫外線照射手段に送り込む空気量を少なく抑えられる。従って、その紫外線照射手段から紫外線が照射されるインク滴着弾領域周辺に送り込まれる窒素ガス等による、そのインク滴着弾領域周辺における重合阻害物質の置換作用が、効果的に進むという利点がある。
【００１０】
本発明のインクジェットプリンタは、ラジカル重合反応型のインク使用のプリンタであることが好適であるが、カチオン重合反応型のＵＶ硬化型のインク使用のプリンタにも、利用可能である。
【００１１】
本発明のインクジェットプリンタにおいては、前記ガス供給手段によりインク滴着弾箇所周辺領域に送り込むガスが、引火等の恐れのない、安全で無公害の窒素を主成分とするガスであることが好ましい。
ただし、場合によっては、そのインク滴着弾箇所周辺領域に送り込むガスは、安定した安全性の高い不活性ガスの、アルゴン、ヘリウム等であっても良い。
【００１２】
本発明のインクジェットプリンタにおいては、そのプリントメディア表面に着弾したインク滴に前記ＵＶＬＥＤから紫外線が照射される前に、そのインク滴着弾箇所周辺領域に前記ガス供給手段によりガスが送り込まれて、そのインク滴着弾箇所周辺領域から前記重合阻害物質が排除される構造をしていることが好ましい。
その理由は、そのプリントメディア表面に着弾したインク滴に前記ＵＶＬＥＤから紫外線が照射される際には、そのインク滴の着弾箇所周辺領域から重合阻害物質が排除されていることが好ましいからである。そして、そのプリントメディア表面に着弾したインク滴にＵＶＬＥＤから紫外線が照射された際に、そのインク滴着弾箇所周辺領域に、重合阻害物質の酸素や水が存在しない状態として、その重合阻害物質の酸素や水の悪影響を受けさせずに、そのプリントメディア表面に着弾したインク滴を、ＵＶＬＥＤから照射された紫外線により、速やかに十分に硬化可能とするためである。そして、そのプリントメディア表面にインクの小径ドットを的確に形成可能とするためである。
【００１３】
本発明のインクジェットプリンタにおいては、前記インクジェットヘッドからインク滴が噴射されない、プリント停止時に、前記ガス供給手段からガスを前記インク滴着弾箇所周辺領域に送り込むのを停止する停止手段が備えられた構造とすることが好ましい。
そうした場合は、そのインクジェットヘッドからインク滴が噴射されない、プリント停止時に、即ち、プリントメディア表面にインク滴を着弾させて、そのインク滴を紫外線により硬化させる必要のないプリント停止時に、その停止手段により、ガス供給手段から不必要なガスをインク滴着弾箇所周辺領域に送り込むのを停止できる。そして、そのガス供給手段からインク滴着弾箇所周辺領域に送り込むガスの使用量を節約できる。
【００１４】
本発明のインクジェットプリンタにおいては、前記ＵＶＬＥＤが用いられた紫外線照射手段が、紫外線を断続的に発光させる構造のものであることが好ましい。
そうした場合は、紫外線照射手段のＵＶＬＥＤに電力を断続的に投入して、そのＵＶＬＥＤから紫外線を断続的に発光させるため、そのＵＶＬＥＤに電力を継続して投入して、そのＵＶＬＥＤから紫外線を継続して発光させた場合と比べて、そのＵＶＬＥＤに投入される電力消費総量を、節約できる。また、そのＵＶＬＥＤの消灯時には、それ以前に点灯状態にあって高温となったＵＶＬＥＤがその周辺の大気により冷却されるために、そのＵＶＬＥＤが継続して高温状態となって、そのＵＶＬＥＤの寿命が短縮化されるのを、防ぐことができる。
【００１５】
本発明のインクジェットプリンタにおいては、前記インクジェットヘッドから噴射させたインク滴を着弾させるプリントメディア表面部分を予備加熱する予備加熱手段又は／及びそのインク滴を着弾させたプリントメディア表面部分を加熱する加熱手段が備えられた構造とすることが好ましい。
そうした場合は、その予備加熱手段により、インクジェットヘッドから噴射させたインク滴を着弾させるプリントメディア表面部分を予備加熱できる。
又は／及び、その加熱手段により、インクジェットヘッドから噴射させたインク滴を着弾させたプリントメディア表面部分を加熱できる。
そして、そのプリントメディア表面部分に着弾させたインク滴を加熱して、そのインク滴に含まれる溶剤等を速やかにその周辺の大気中に蒸散させたり、そのラジカル重合反応型やカチオン重合反応型のＵＶ硬化型のインク滴に含まれる前記のラジカル重合モノマーやカチオン重合モノマーの重合反応を促進させたりできる。そして、そのプリントメディア表面に着弾させたインク滴を、プリントメディア表面でインクの小径ドットに速やかに確実に形成できる。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明のインクジェットプリンタによれば、そのインクジェットヘッドから噴射させてプリントメディア表面に着弾させたラジカル重合反応型やカチオン重合反応型のＵＶ硬化型のインク滴を、紫外線照射手段から照射した紫外線により、そのインク滴着弾箇所周辺領域に存在する重合阻害物質の酸素や水に妨害されずに、速やかに十分に硬化させることができる。そして、そのインク滴を着弾させたプリントメディア表面にインクの小径ドットを的確に形成できる。
また、その紫外線照射手段にＵＶＬＥＤを用いて、構造が簡単で、小型化された、省エネタイプのインクジェットプリンタを提供できる。
そして、プリントメディア表面に複数のインクの小径ドットの配列からなるシャープで鮮明な画像をプリント可能な、簡便な小型のインクジェットプリンタを提供可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１ないし図４は本発明のインクジェットプリンタの好適な実施の形態を示し、図１はそのインクジェットヘッド周辺の正面図、図２はそのインクジェットヘッド周辺の平面図、図３はそのインクジェットヘッドの裏面図、図４はその概略構造説明図である。以下に、このインクジェットプリンタを説明する。
【００１８】
このインクジェットプリンタは、図４に示されたような、プラテン２０上に搭載されたプリントメディア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から噴射させて、プリントメディア１０表面にドット状に着弾させるインク滴４０により、そのプリントメディア１０表面に絵図又は／及び文字等の画像をプリントする、縦型と呼ばれるインクジェットプリンタである。
この縦型のプリンタでは、プラテン２０上に搭載されたプリントメディア１０の一部を、送りローラ３２とピンチローラ３４との間に挟み込んで、送りローラ３２をＸ方向（図４の矢印方向）に回転させることにより、プリントメディア１０をプラテン２０上でＸ方向（図４の右方向）に搬送している。また、インクジェットヘッド３０をプラテン２０上に搭載されたプリントメディア１０上方でＹ方向（図４の表裏面方向）に走行させている。そしてインクジェットヘッド３０を、プラテン２０上に搭載されたプリントメディア１０上方でＸ−Ｙ方向に相対的に移動させている。
インクジェットヘッド３０から噴射させるインクには、前述のラジカル重合反応型又はカチオン重合反応型のＵＶ硬化型インクを使用している。そして、プリントメディア１０表面に、耐候性、耐水性のある画像をプリント可能としている。
インクジェットヘッド３０の脇部には、図１と図２に示されたように、紫外線照射手段５０が、インクジェットヘッド３０と一体にＹ方向に走行可能に備えられている。そして、Ｙ方向（図１や図２の右方向）に走行させるインクジェットヘッド３０から噴射させてプリントメディア１０表面に着弾させたインク滴４０に、そのインクジェットヘッド３０と共にＹ方向に走行するインクジェットヘッド３０の脇部に備えられた紫外線照射手段５０から紫外線を照射して、そのインク滴４０をプリントメディア１０表面で硬化させることができる構造をしている。
【００１９】
以上の構成は、ＵＶ硬化型のインク使用の従来汎用の縦型のインクジェットプリンタと同様であるが、このプリンタでは、紫外線照射手段５０に、ＵＶＬＥＤ（図示せず）が用いられている。ＵＶＬＥＤには、例えば日亜化学工業株式会社製の紫外線発光素子が用いられている。紫外線照射手段５０には、ＵＶＬＥＤが例えば複数個アレイ状に並べて備えられている。そして、その紫外線照射手段５０から紫外線を広範囲に照射できる構造をしている。
それと共に、そのＵＶＬＥＤが用いられた紫外線照射手段５０を用いて紫外線を照射するプリントメディア１０表面のインク滴着弾箇所周辺領域から、そのプリントメディア１０表面に着弾したＵＶ硬化型のインク滴４０の重合阻害物質を排除するガスを送り込む、ガス供給手段７０が備えられている。
ガス供給手段７０には、例えば引火する恐れのない安全な窒素ガスを発生させる、ＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｗｉｎｇ  Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）方式の窒素ガス発生装置７２が用いられている。
窒素ガス発生装置７２から発生させた窒素ガスは、図１に示したように、インクジェットヘッド３０の左側及び右側脇部に備えられたガス室７４内と、そのガス室内側壁下端の長手方向に長く設けられたスリット（図示せず）とを通して、インクジェットヘッド３０下面とそれに対向するプラテン２０上に搭載されたプリントメディア１０部分表面との間に、インクジェットヘッド３０のＸ方向の幅分、帯状に幅広く噴出させることができる構造をしている。
【００２０】
図１ないし図４に示されたインクジェットプリンタは、以上のように構成されていて、このプリンタの使用に際しては、窒素ガス発生装置７２から発生させた窒素ガスを、図１に示したように、インクジェットヘッド３０の左側及び右側脇部のガス室７４内と、そのガス室内側壁下端のスリットとを通して、インクジェットヘッド３０下面とそれに対向するプラテン２０上に搭載されたプリントメディア１０部分表面との間に、帯状に幅広く噴出させている。
そして、そのインクジェットヘッド３０下面とそれに対向するプリントメディア１０部分表面との間に噴出させた窒素ガスを、インクジェットヘッド３０及びそのヘッドと一体にＹ方向（図１や図２の右方向）に走行する紫外線照射手段５０が、プラテン２０上に搭載されたプリントメディア１０上方を、Ｙ方向に走行するのに伴って、紫外線照射手段５０下面とそれに対向するプリントメディア１０部分表面との間に送り込んでいる。そして、その紫外線照射手段５０下面とプリントメディア１０部分表面との間から、酸素や水分を排除して、その紫外線照射手段５０下面とプリントメディア１０部分表面との間に窒素ガスを滞留させた状態としている。
そして、その紫外線照射手段５０を用いて紫外線を照射するプリントメディア１０部分表面に着弾させたインク滴着弾箇所周辺領域に存在する、ＵＶ硬化型のインク滴４０のラジカル重合反応やカチオン重合反応を阻害する重合阻害物質の酸素や水を排除している。そして、そのプリントメディア１０部分表面に着弾させたインク滴４０を、紫外線照射手段５０から照射される紫外線により、速やかに十分に硬化させている。そして、そのプリントメディア１０部分表面にインクの小径ドットを的確に形成可能としている。
【００２１】
図５ないし図７は本発明のインクジェットプリンタの他の好適な実施の形態を示し、図５はそのインクジェットヘッド周辺の正面図、図６はそのインクジェットヘッド周辺の平面図、図７はそのインクジェットヘッドの裏面図である。以下に、このインクジェットプリンタを説明する。
【００２２】
このプリンタでは、窒素ガス発生装置７２から発生させた窒素ガスを、図５に示したように、インクジェットヘッド３０の左側脇部に備えられた紫外線照射手段５０とインクジェットヘッド３０との間分及びそれに続く紫外線照射手段５０の前後にコの字状に連続して備えられたガス室７４内と、そのガス室内側壁下端の長手方向にコの字状に連続して長く設けられたスリット（図示せず）とを通して、紫外線照射手段５０下面とそれに対向するプラテン２０上に搭載されたプリントメディア１０部分表面との間に、Ｙ方向及びＸ方向に帯状に幅広く連続して噴出させることができる構造をしている。
【００２３】
その他は、図１ないし図４に示した前述のインクジェットプリンタと同様に構成されていて、このプリンタの使用に際しては、窒素ガス発生装置７２から発生させた窒素ガスを、インクジェットヘッド３０の左側及び右側脇部に備えられたガス室７４内と、そのガス室の内側壁下端の長手方向に長く設けられたスリット（図示せず）とを通して、インクジェットヘッド３０下面とそれに対向するプラテン２０上に搭載されたプリントメディア１０部分表面との間に、インクジェットヘッド３０のＸ方向の幅分、帯状に幅広く噴出させている。
そして、そのインクジェットヘッド３０下面とそれに対向するプリントメディア１０部分表面との間に噴出させた窒素ガスを、インクジェットヘッド３０及びそのヘッドと一体にＹ方向（図１や図２の右方向）に走行する紫外線照射手段５０が、プラテン２０上に搭載されたプリントメディア１０上方を、Ｙ方向に走行するのに伴って、紫外線照射手段５０下面とそれに対向するプリントメディア１０部分表面との間に送り込んでいる。そして、その紫外線照射手段５０下面とプリントメディア１０部分表面との間から、酸素や水分を排除して、その紫外線照射手段５０下面とプリントメディア１０部分表面との間に窒素ガスを滞留させた状態としている。
それと共に、窒素ガス発生装置７２から発生させた窒素ガスを、図５と図７に示したように、インクジェットヘッド３０の左側脇部にコの字状に備えられたガス室７４内と、そのガス室内側壁下端の長手方向に連続して長く設けられたスリットとを通して、紫外線照射手段５０下面とそれに対向するプラテン２０上に搭載されたプリントメディア１０部分表面との間に、直接に幅広く噴出させている。
そして、その窒素ガスを、紫外線照射手段５０下面とそれに対向するプリントメディア１０部分表面との間に直接に送り込んでいる。そして、その紫外線照射手段５０下面とプリントメディア１０部分表面との間から、酸素や水分を排除して、その紫外線照射手段５０下面とプリントメディア１０部分表面との間に窒素ガスを滞留させた状態としている。
そして、その紫外線照射手段５０を用いて紫外線を照射するプリントメディア１０部分表面に着弾させたインク滴着弾箇所周辺領域に存在する、ＵＶ硬化型のインク滴４０のラジカル重合反応やカチオン重合反応を阻害する重合阻害物質の酸素や水を排除している。そして、そのプリントメディア１０部分表面に着弾させたインク滴４０を、紫外線照射手段５０から照射される紫外線により、速やかに十分に硬化させている。そして、そのプリントメディア１０部分表面にインクの小径ドットを的確に形成可能としている。
【００２４】
この図１ないし図４に示されたり、又は図５ないし図７に示されたりした、インクジェットプリンタにおいて、ガス供給手段７０によりインク滴着弾箇所周辺領域に送り込むガスは、引火等の恐れのない、安全で無公害の窒素を主成分とするガスであることが好ましいが、安定した安全性の高い不活性ガスの、アルゴン、ヘリウム等であっても良い。
【００２５】
この図１ないし図４に示されたり、又は図５ないし図７に示されたりした、インクジェットプリンタにおいては、そのプリントメディア１０表面に着弾したインク滴４０に紫外線照射手段５０のＵＶＬＥＤから紫外線が照射される前に、そのインク滴着弾箇所周辺領域にガス供給手段７０によりガスが送り込まれて、そのインク滴着弾箇所周辺領域から前記重合阻害物質が排除される構造をしていることが好ましい。
そして、そのプリントメディア１０表面に着弾したインク滴４０に紫外線照射手段５０のＵＶＬＥＤから紫外線が照射される際には、そのインク滴４０の着弾箇所周辺領域から重合阻害物質が排除されていることが好ましい。そして、そのプリントメディア１０表面に着弾したインク滴４０に紫外線照射手段５０のＵＶＬＥＤから紫外線が照射された際に、そのインク滴着弾箇所周辺領域に、重合阻害物質の酸素や水が存在しない状態となることが好ましい。そして、そのプリントメディア１０表面に着弾したＵＶ硬化型のインク滴４０を、紫外線照射手段５０のＵＶＬＥＤから照射された紫外線により、速やかに十分に硬化可能とすることが好ましい。
そのためには、図５や図７に示したように、紫外線照射手段５０下方にインク滴４０が着弾したプリントメディア１０表面部分が搬入される前に、その紫外線照射手段５０下面とそれに対向するプラテン２０上に搭載されたプリントメディア１０部分表面との間に、窒素ガスを直接に送り込んで、その紫外線照射手段５０下面とそれに対向するプリントメディア１０部分表面との間から、ラジカル重合反応やカチオン重合反応の重合阻害物質である酸素や水を予め排除しておくことが好ましい。
【００２６】
この図１ないし図４に示されたり、又は図５ないし図７に示されたりした、インクジェットプリンタにおいては、図１と図５に示したように、そのインクジェットヘッド３０からインク滴４０が噴射されない、プリント停止時に、即ち、プリントメディア１０表面にインク滴４０を着弾させて、そのインク滴４０を紫外線により硬化させる必要のないプリント停止時に、ガス供給手段７０から窒素ガスをインク滴着弾箇所周辺領域に送り込むのを停止する停止手段８０が備えられた構造とすることが好ましい。
そして、そのインクジェットヘッド３０からインク滴４０が噴射されない、プリント停止時に、その停止手段８０により、ガス供給手段７０から不必要なガスがインク滴着弾箇所周辺領域に送り込まれるのを停止することが好ましい。そして、そのガス供給手段７０からインク滴着弾箇所周辺領域に送り込むガスの使用量の節約を図ることが好ましい。
【００２７】
この図１ないし図４に示されたり、又は図５ないし図７に示されたりした、インクジェットプリンタにおいては、ＵＶＬＥＤが用いられた紫外線照射手段５０が、紫外線を断続的に発光させる構造のものであることが好ましい。
そして、紫外線照射手段５０のＵＶＬＥＤに投入される電力消費総量の節約を図ることが好ましい。また、紫外線照射手段５０のＵＶＬＥＤが継続して高温状態となって、そのＵＶＬＥＤの寿命が短縮化されるのを、防ぐことが好ましい。
【００２８】
この図１ないし図４に示されたり、又は図５ないし図７に示されたりした、インクジェットプリンタにおいては、図４に示されたように、そのインクジェットヘッド３０から噴射させたインク滴４０を着弾させるプリントメディア１０表面部分を予備加熱する予備加熱手段１００又は／及びそのインク滴４０を着弾させたプリントメディア１０表面部分を加熱する加熱手段１１０が備えられた構造とすることが好ましい。予備加熱手段１００や加熱手段１１０には、電熱ヒータ等を用いて、そのヒータをプラテン２０裏面側に内蔵させておくことが好ましい。そして、その電熱ヒータにより、プラテン２０を通して、プラテン２０上に搭載されるプリントメディア１０部分を予備加熱したり加熱したりすることが好ましい。
そして、その予備加熱手段１００又は／及びその加熱手段１１０により、インクジェットヘッド３０から噴射させたインク滴４０を着弾させるプリントメディア１０表面部分を、そのメディア表面部分に着弾させたインク滴４０と共に、加熱するのが好ましい。そして、そのプリントメディア１０表面部分に着弾させたインク滴４０に含まれる溶剤等を速やかにその周辺の大気中に蒸散させたり、そのプリントメディア１０表面部分に着弾させたラジカル重合反応型やカチオン重合反応型のＵＶ硬化型のインク滴４０に含まれるラジカル重合モノマーやカチオン重合モノマーの重合反応を促進させたりすることが好ましい。そして、プリントメディア１０表面でインクの小径ドットに速やかに確実に形成可能とすることが好ましい。
【００２９】
本発明のインクジェットプリンタは、図８に示したような、紫外線照射手段５０が備えられたインクジェットヘッド３０を縦横に幅広いベッド状をしたプラテン２０上に搭載されたプリントメディア１０上方でＸ−Ｙ方向に移動させる、いわゆる横型と呼ばれるフラットベッドタイプのインクジェットプリンタにも、利用可能である。
【００３０】
次に、本発明のラジカル重合反応型のＵＶ硬化型インク使用のインクジェットプリンタを用いてプリントメディア表面に画像をプリントした場合と、インク滴着弾箇所周辺領域からラジカル重合モノマーの重合を阻害する酸素を排除しない形態の、ラジカル重合反応型のＵＶ硬化型インク使用のインクジェットプリンタを用いて同じプリントメディア表面に画像をプリントした場合との、比較実験例を説明する。
実験機には、株式会社ミマキエンジニアリング製のフラットベッドタイプのＵＶ硬化型のインク使用のインクジェットプリンタ(ＵＦＪ６０５Ｃ)の紫外線ランプユニットを取り除き、代わりに紫外線照射手段としてＵＶＬＥＤアレイを搭載したプリンタを用いた。
印刷条件は、表１の上欄記載の通り、６条件に変更した。表１において、１２００ｄｐｉ，１６ｐａｓｓＨｉにおける、インクジェットヘッドのプリントメディアに対してのＹ方向のスキャン（走行）速度は、３３９ｍｍ／ｓｅｃ．であり、インクジェットヘッドのプリントメディアに対してのＸ方向の送り量は、３．４ｍｍ／ｓｃａｎである。
ＵＶ硬化型のインクには、３６５ｎｍの波長の紫外線に感度を有するインクを用いた。
紫外線照射手段のＵＶＬＥＤアレイを構成するＵＶＬＥＤには、３６５ｎｍに発光ピーク値を有する日亜化学工業株式会社製のＮＣＣＵ０３３を用いた。そして、ＵＶＬＥＤアレイを、その隣り合うＵＶＬＥＤのピッチ間隔が７．６ｍｍとなるように、縦方向(送り方向)に５列、横方向(スキャン方向)に１０列の計５０個並べて形成した。ＵＶＬＥＤアレイは、熱伝導率が高い純度９０％以上の銅基板にＵＶＬＥＤを実装して形成した。さらに、ＵＶＬＥＤが実装された銅基板の実装面とは反対側の基板裏面には、基板冷却のためのアルミニウム製の冷却フィンを取り付けた。ＵＶＬＥＤアレイには、メタルハライド光源で一般に用いられている冷却ファンは取り付けずに、ＵＶＬＥＤアレイ周辺に冷却用の空気を循環させない構造とした。
ＵＶＬＥＤアレイとその下方のプラテン上に搭載されたプリントメディア表面との離隔距離に当たる紫外線の照射ギャップは、５ｍｍに調整した。
ＵＶＬＥＤアレイを構成する各ＵＶＬＥＤには、発光Ｄｕｔｙが２０％で、周波数が１０Ｈｚのパルス電流であって、そのピーク電流値が２Ａのパルス電流を供給した。そして、その各ＵＶＬＥＤの発光Ｄｕｔｙに対しての消灯Ｄｕｔｙを大きくすることで、その各ＵＶＬＥＤの冷却時間を十分に確保すると共に、その各ＵＶＬＥＤを断続的に発光させることで、その各ＵＶＬＥＤに供給するピーク電流値を大きくして、その各ＵＶＬＥＤの紫外線照射照度を高めるようにした。
ガス発生手段には、ＰＳＡ（Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｓｗｉｎｇ  Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ）方式の窒素ガス発生装置の、ポエック株式会社製のＰＮ２−１２２９を用いた。そして、その窒素ガス発生装置から純度９９Ｖｏｌ％以上の窒素ガスを発生させて、そのガスをインクジェットヘッド脇部に備えられたガス室内に供給した。
インクジェットヘッド脇部に備えられたガス室内側下端には、スリットを設けて、そのスリットから前記ガス室内に供給された窒素ガスを、インクジェットヘッド下面とそれに対向するプラテン上に搭載されたプリントメディア部分表面との間や、ＵＶＬＥＤアレイ下面とそれに対向するプラテン上に搭載されたプリントメディア部分表面との間に、帯状に幅広く噴出させた。スリットから噴出させる窒素ガスの流量は、表１の左欄記載のように、２０〜５ｌ／ｍｉｎ．の間で変更した。
表１の左から３つ目の欄記載の酸素濃度は、ＵＶＬＥＤアレイ下方の紫外線照射部位の酸素濃度を示し、理研計器株式会社製の酸素濃度計のＯＸ−０１を用いて計測した。
プリントメディアには、テイジンデュポン社製のＰＥＴフィルムのテトロンＵ２９８Ｗを用いた。そして、そのプリントメディア表面に印字率１００％のベタ画像をプリントし、そのプリント直後にプリントメディア表面を指で擦り、そのプリントメディア表面に形成されたインクのドットの硬化レベルを主観評価した。
表１に示された、インク硬化レベルの０、１、２、３の評価基準は次の通りである。
３：良好(実用レベル)、２：タック感（引っ掛かり感をいう）、ベトつき感がある、１：画像表面に擦った跡が残る、０：未硬化(指にインクが付く)
表１に示す通り、インク滴着弾箇所周辺領域に窒素ガスを送り込んで、その領域から酸素を含む空気を排除した場合には、そのインク滴着弾箇所周辺領域から酸素を排除しなかった場合に比べ、そのプリントメディア表面に形成されたインクのドットの硬化性が確実に向上していることが判る。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
本発明のインクジェットプリンタは、図１ないし図４に示されたり、又は図５ないし図７に示されたりしたように、紫外線照射手段５０がインクジェットヘッド３０に一体に備えられて、その紫外線照射手段５０がインクジェットヘッド３０と一体に移動する構造とすることが好ましいが、場合によっては、紫外線照射手段５０がインクジェットヘッド３０と別体に備えられて、その紫外線照射手段５０がインクジェットヘッド３０と同期して、インクジェットヘッド３０と同一速度で同一方向に移動する構造としても良い。そうした場合も、図１ないし図４に示されたり、又は図５ないし図７に示されたりしたインクジェットプリンタと同様な作用、効果を持つプリンタを提供できる。なお、紫外線照射手段５０をインクジェットヘッド３０と別体に備えた場合には、その紫外線照射手段５０とそれに対向するプラテン２０上に搭載されたプリントメディア１０部分表面との間に、図５ないし図７に示されたような、重合阻害物質を排除する窒素ガス等を直接に送り込むガス供給手段７０を備える必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明のインクジェットプリンタは、ラジカル重合反応型やカチオン重合反応型のＵＶ硬化型インクを使用して、プリントメディア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、縦型及び横型のインクジェットプリンタに、広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のインクジェットプリンタのインクジェットヘッド周辺の正面図である。
【図２】本発明のインクジェットプリンタのインクジェットヘッド周辺の平面図である。
【図３】本発明のインクジェットプリンタのインクジェットヘッドの裏面図である。
【図４】本発明のインクジェットプリンタの概略構造説明図である。
【図５】本発明のインクジェットプリンタのインクジェットヘッド周辺の正面図である。
【図６】本発明のインクジェットプリンタのインクジェットヘッド周辺の平面図である。
【図７】本発明のインクジェットプリンタのインクジェットヘッドの裏面図である。
【図８】フラットベッドタイプ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】
【００３５】
１０ プリントメディア
２０ プラテン
３０ インクジェットヘッド
４０ インク滴
５０ 紫外線照射手段
７０ ガス供給手段
７２ 窒素ガス発生装置
７４ ガス室
８０ 停止手段
１００ 予備加熱手段
１１０ 加熱手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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