JP5602103B2 - 活性エネルギー線照射装置及び方法、並びに画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、紫外線や電子線に代表されるエネルギー線の照射によって硬化する性質を持つ活性エネルギー線硬化型組成物を含んだ液体或いは液状体（以下、「活性エネルギー線硬化型液」という。）にエネルギー線を照射する装置、並びにこれを適用した硬化システムに関する。

活性エネルギー線照射システムの一形態として、紫外線発光ダイオード（ＵＶＬＥＤ：Ultra Violet Light Emitting Diode）を光源とする紫外線（ＵＶ）照射システムが知られている。かかる紫外線照射システムは、例えば、印刷物などの照射対象物に塗布された紫外線硬化型インク（いわゆるＵＶインクやＵＶニス）の硬化工程に使用されている。他にも、ＵＶインクを使ったインクジェットプリンタにおけるインク滴の硬化に使用され、或いはＵＶ硬化型樹脂を使った自動車、携帯電話などの筐体への塗装膜の硬化などにも使用されている。

これら各種用途にＵＶ照射システムを用いる場合、ラジカル重合を利用する材料においては、硬化膜表面での酸素による硬化阻害が起こることが知られている。また別の材料、例えばカチオン重合を利用する材料においては、水分による硬化阻害が起こることが知られている。

かかる硬化阻害を改善するために、インクジェットプリンタに使われるＵＶ照射システムにおいては、例えば雰囲気中の残存酸素濃度を抑える方法として、チャンバー形式の窒素置換などが採用されている（特許文献１）。この方法は酸素による硬化阻害を防ぐためにチャンバーを設け、窒素ガスとの置換を実施しているが、ヘッドとＵＶ光源を搭載したキャリッジをチャンバー内に配置する構造が採用され、プリントメディア（媒体）表面に着弾させたＵＶ硬化型のインク滴周辺までをもチャンバーで覆うため、チャンバーを設ける部分が大型化するという問題点がある。

こうした問題点を解決する方法として、特許文献２に記載のインクジェットプリンタが提案されている。特許文献２においては、紫外線の照射手段としてＵＶＬＥＤを光源とし、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インクジェットプリンタが提案されている。

特開２００３−２８５４２４号公報 特開２００７−１８５８５２号公報

特許文献２に記載された構成では、ガス室に設けられたスリットを通して窒素ガスを送り込むことによって、紫外線照射手段の下面とプリントメディア表面との間の空間全体に窒素ガスを滞留させた状態としている。この場合のスキャン速度は最高で２０ｍ／分程度であり、２０リットル／分の窒素ガス流量を使用して、被照射領域での残存酸素濃度は１４．５％となっている。この構成によれば、チャンバーを設けていないので装置の大型化は回避しているが、紫外線照射手段の下面とプリントメディア表面との間の空間全体を窒素ガスで満たして同空間に窒素ガスを滞留させているため、使用した窒素ガス流量に対して充分に低い残存酸素濃度が得られるかという点では問題を残している。

また、ＵＶＬＥＤ光源は、複数個の発光素子を並べることによって線状（帯状）の照射領域を形成することができ、かつその光強度を大きくできるという特徴がある。しかし一方で、ＵＶインク硬化の指標となる光強度と時間の積で得られる積算光量を充分得るために、高出力のＵＶＬＥＤ素子が採用されており、現状では高出力のＵＶＬＥＤ素子が高額であることから、ＵＶ照射システムの価格が高額になるという問題がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、装置の小型化を達成するとともに、低流量の不活性ガスによってエネルギー線照射位置での局所的な残存酸素濃度を低減し、間接的に活性エネルギー線の積算エネルギー量を補完できる活性エネルギー線照射装置及び方法、並びにこれを適用した画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は前記目的を達成するために、活性エネルギー線の照射によって硬化する性質を持つ材料を媒体上に付与する活性エネルギー線硬化型材料付与手段とともにキャリッジに搭載され、前記媒体に対する前記キャリッジの相対移動に伴い前記活性エネルギー線硬化型材料付与手段により前記材料が付与された前記媒体の前記材料の付与面に活性エネルギー線を照射する活性エネルギー線照射装置であって、前記相対移動により前記媒体の前記材料の付与面と対面し、当該媒体の表面の気体境界層を剥離する気体吸引口を有する境界層剥離部と、前記活性エネルギー線硬化型材料付与手段による前記媒体への前記材料の付与時における前記キャリッジの移動方向に対して前記境界層剥離部の後方に配置され、前記気体境界層を剥離した後の前記媒体の表面に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、前記相対移動に伴い前記媒体の表面に前記不活性ガスの層流を確保する層流確保部と、前記不活性ガスの層流を介して前記媒体の前記材料の付与面に向けて前記活性エネルギー線を照射するエネルギー線照射部と、を備え、前記材料の付与時における前記相対移動の際に前記材料の付与面と対面する前記活性エネルギー線照射装置の底面である媒体対向面と前記媒体との隙間のクリアランスが１．５ｍｍ以下に設定され、前記相対移動により前記境界層剥離部に対して前記媒体が進入する前記境界層剥離部の媒体入り口部の端から前記気体吸引口までの前記相対移動の方向の距離が２０ｍｍ以上であり、前記境界層剥離部は、前記媒体対向面に開口する前記気体吸引口に連通し、コアンダ効果を利用した気体排出用流路と、当該気体排出用流路を介して前記気体吸引口から気体の吸い込みを行う排気用圧力を発生させる排気圧力付与手段と、を備える、ことを特徴とする活性エネルギー線照射装置を提供する。

本発明の他の態様については、本明細書及び図面の記載により明らかにする。

本発明によれば、チャンバーを用いずに、比較的少量の不活性ガスによって、媒体上のエネルギー線照射位置において局所的に酸素濃度を低減することができる。これにより、活性エネルギー線硬化型材料を硬化させるために必要な積算エネルギー量を間接的に低減することが可能であり、低エネルギー化及び低コスト化を達成できる。

また、チャンバーを設けずに、省スペースの不活性ガス置換が可能となり、不活性ガスの使用量を低く抑えることが可能であり、ランニングコストも低く抑えることが可能である。さらに、本発明によれば、チャンバーを使わない小型のシステムが可能となるため、移動式の活性エネルギー線照射装置として用いることができる。

本発明の実施形態に係る紫外線照射システムを搭載したマルチパス描画方式の画像形成装置の要部構成を示す平面図 図１中のＡ矢視図 媒体搬送速度（線速）と、クリアランスδと、コアンダ排気流量と、窒素（Ｎ_２）置換流量と、残存酸素濃度の相関を示す図表 コアンダ長さαと、コアンダ排気流量と、残存酸素濃度の相関を示す図表 図１及び図２の装置構成による評価実験の結果をまとめた図表 図１及び図２の構成において搬送速度Ｖ＝１００ｍ／分としたときの、窒素供給量（流量）Ｑｎ、大気境界層の排気流量（コアンダ大気排出量）Ｑａ、残存酸素濃度（平均％）の関係を調べたシミュレーション結果を示す図表 図６のシミュレーションによる測定結果を示すグラフとそのグラフから抽出したデータの図表 図１及び図２の構成において搬送速度Ｖ＝２００ｍ／分としたときの、窒素供給量（流量）Ｑｎ、大気境界層の排気流量（コアンダ大気排出量）Ｑａ、残存酸素濃度（平均％）の関係を調べたシミュレーション結果を示す図表 図８シミュレーションによる測定結果を示すグラフとそのグラフから抽出したデータの図表 図８のシミュレーションによる測定結果を示すグラフとそのグラフから抽出したデータの図表 図８のシミュレーションによる測定結果を示すグラフとそのグラフから抽出したデータの図表

以下、添付図面に従って本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態に係る紫外線照射システムを搭載したマルチパス描画方式の画像形成装置の要部構成を示す平面図である。この画像形成装置１０は、大型ポスターや商業用壁面広告など、広い描画範囲を記録するのに好適なワイドフォーマットプリンタである。なお、ここでは、Ａ３ノビ以上の記録媒体サイズに対応するものを「ワイドフォーマット」とよぶ。

記録媒体１２は、図示せぬ搬送機構（例えば、搬送ローラなど）により、図１の上から下へと搬送される。この記録媒体１２（「媒体」に相当）の搬送方向を「媒体搬送方向」或いは「副走査方向」という。

画像形成装置１０は、プラテン１４、ガイドレール１５、キャリッジ１６、インクジェットヘッド１８及び紫外線照射システム２０を備えている。ガイドレール１５は、プラテン１４の上方において、記録媒体１２の幅方向（媒体搬送方向に直交する図１の横方向、「主走査方向」という。）に沿って延在するように配置されている。キャリッジ１６は、ガイドレール１５に沿って主走査方向に移動可能に支持されている。

キャリッジ１６には、インクジェットヘッド１８と紫外線照射システム２０とが搭載されている。ここでは、図１の左から右にキャリッジ１６が移動するときにインクジェットヘッド１８からインク滴の吐出が行われ、記録媒体１２上に印字（プリント）が行われる。

このプリント時におけるキャリッジ移動方向のキャリッジ１６の先頭（前）側から複数色のインクジェットヘッド１８が配置され、その後方側に、大気境界層剥離部２２、不活性ガス供給部２４、層流確保部２６、紫外線照射部２８が順に配置される。紫外線照射システム２０は、キャリッジ１６の移動によってインクジェットヘッド１８と一緒に（一体的に）移動可能とされている。

本例では、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）の４色の各インクに対応した色別のヘッド１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ、１８Ｙをキャリッジ１６上に並べたヘッドユニットの構成を例示しているが、インク色（種類）や色数の組み合わせについては本実施形態に限定されない。例えば、ライトシアン、ライトマゼンタなどのライト系インクや特別色インクを吐出するインクジェットヘッドを追加する構成も可能であり、各色ヘッドの配置順序も特に限定はない。

各ヘッド１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ、１８Ｙは、複数のノズル（インク吐出口）を有している。ノズル配列形態は、特に限定されず、１列のノズル列でもよいし、２列の千鳥配列、或いは、さらに多列のマトリクス配列その他の２次元配列でもよい。吐出エネルギー発生素子として、圧電素子（ピエゾアクチュエータ）、静電アクチュエータ、発熱素子などを用いることができる。

図には示されていないが、本例の画像形成装置１０には、紫外線硬化型インク（ＵＶインク）を貯留する交換自在なカートリッジ（インクタンク）が設けられている。色別に設けられた各カートリッジは、それぞれ独立に形成された不図示のインク供給経路によって各ヘッド１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋ、１８Ｙに接続される。使用されるＵＶ硬化型インクは、常温（室温）での粘度が約２０ｃｐである。ヘッドを温調し（例えば、４０度程度に温調し）、約１０ｃｐ程度に低粘度化してからノズルよりインクを吐出する。

記録媒体１２としては、シート状の媒体が好適である。シート材料は、特に限定されず、本紙（印刷用紙）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）など、各種材料を用いることができる。

記録媒体１２の搬送は、キャリッジ１６の手前（媒体搬送方向の上流側）に配置された不図示の搬送ローラにより行われる。マルチパス印字方式の描画を行うキャリッジ移動に従い、記録媒体１２は間欠送りされる。プラテン１４上に搬送された記録媒体１２に対して、キャリッジ１６のプリント方向移動に伴い、インクジェットヘッド１８からインク滴が吐出される。記録媒体１２上に付着させたインク滴に対して紫外線照射部２８から紫外線が照射される。

なお、本例では、キャリッジ１６が図１の右方向から左方向へと移動するリターン動作時には、インクジェットヘッド１８による描画は行わないものとする。ただし、キャリッジ１６上においてインクジェットヘッド１８を挟んで左右対称に、大気境界層剥離部、不活性ガス供給部、層流確保部、紫外線照射部（ＵＶ光源）を配置する構成を採用することにより、双方向（往復走行）でプリント可能とする構成も可能である。

図２は、図１のキャリッジ１６を媒体搬送方向の下流側の側面から見た構成図（図１のＡ矢視図）である。記録媒体１２は、プラテン１４（図２中図示せず）に保持され、図２の紙面垂直方向に（例えば、奥から手前に向かって）搬送される。プリント時には、キャリッジ１６の移動とともにインクジェットヘッド１８からインク打滴が行われ、吐出されたＵＶインクは記録媒体１２上に付着する。その後、キャリッジ１６の移動に伴い、紫外線照射システム２０は、当該記録媒体１２のＵＶインク塗布面（図１において記録媒体１２の上面、以下、「塗布面１２Ａ」と記載する）に接触することなく、塗布面１２Ａの上を通過する。この時、塗布面１２Ａ上のＵＶインクに紫外線が照射される。

本実施形態では、キャリッジ移動中のインクジェットヘッド１８による描画プロセスと、紫外線照射による硬化プロセスの間に、記録媒体表面の大気境界層を剥離する工程と、不活性ガスの境界層を形成する不活性ガス置換工程とを有する。

キャリッジ移動に伴う紫外線照射システム２０と記録媒体１２との相対移動により、記録媒体１２の塗布面１２Ａと紫外線照射システム２０の媒体対向面２０Ａとの間の空間４４には、キャリッジ１６の移動方向と逆向きの気流（図２において、右から左へ向かう流れ）が生じる。

キャリッジ１６上でプリント時のキャリッジ移動方向に対してインクジェットヘッド１８の後方に配置される大気境界層剥離部２２は、インクジェットヘッド１８によってＵＶインクを付着させた記録媒体１２の表面近傍の大気境界層を剥離する機能を果たす。

大気境界層剥離部２２には、コアンダ効果（物体の表面に沿って流体が移動する性質）を利用した排気流路３２が設けられている。排気流路３２の一端（図２において上端、符号３４）は、図示せぬ排気ポンプ又は排気ファンなどの強制排気手段（排気圧力付与手段）に接続される。排気流路３２の他端は、記録媒体１２の塗布面１２Ａに対面して開口したエアー吸い込み口３６（「気体吸引口」に相当）につながっている。エアー吸い込み口３６は、記録媒体１２の搬送方向（図２において紙面垂直方向）に沿って、インクジェットヘッド１８のノズル列の長さと同等又はこれを超える長さで開口したスリット（長孔）形状を有する。好ましくは、インクジェットヘッド１８のノズル列領域に相当する範囲以上をカバーする開口幅を有するエアー吸い込み口３６とする。なお、説明の便宜上、以後、インクジェットヘッド１８における媒体搬送方向のノズル列領域の長さ寸法を「ノズル列幅」と記載する。このノズル列幅は、キャリッジ１６の移動による１パスで当該インクジェットヘッド１８が記録媒体１２上にＵＶインクを付与可能なインク付与幅に相当しており、「材料付与幅」に相当する。

本例の紫外線照射システム２０において媒体１２と対面する面（図２において符号２０Ａで示す底面、以下「媒体対向面」という。）のうち、キャリッジ移動に伴う記録媒体１２の相対移動により記録媒体１２が進入する入り口部分の先端（符号３８）からエアー吸い込み口３６までの所定距離αの区間は、キャリッジ移動に伴う大気境界層（同伴エアー）の流れを整えて、その気流を安定させるとともに、エアー吸い込み口３６から吸い込む大気の量を規制する機能を有する。当該距離αの区間は、ノズル列幅にわたって記録媒体１２表面と平行な平滑面２２Ａを有する。

図２では、エアー吸い込み口３６から斜め方向に延びる排気流路３２の傾斜線（媒体搬送方向の上流側の流路境界線）と平滑面２２Ａとの交点（すなわち、エアー吸い込み口３６の媒体搬送方向上流側の縁）から、媒体１２の入り口部の先端（符号３８）までの距離を「α」とした。このαを「コアンダ長さ」という。

紫外線照射システム２０における媒体対向面２０Ａのうちエアー吸い込み口３６から、媒体搬送方向の下流側についてもノズル列幅にわたって記録媒体１２表面と概ね平行な面となっており、媒体対向面２０Ａと記録媒体１２面との間に所定のギャップ（クリアランスδ）が形成される。

不活性ガス供給部２４は、大気境界層剥離後の記録媒体１２上に不活性ガス（ここでは、窒素ガスを例示）を供給する手段である。不活性ガス供給部２４は、ノズル列幅以上の領域に対して均一な膜状（帯状）の不活性ガスを噴射する、いわゆる「エアーナイフタイプ」の噴射口（ノズル、或いはスリット）４０を備えたものが採用されている。すなわち、噴射口４０は、ノズル列幅に相当する範囲以上をカバーする噴射幅を有する。不活性ガス供給部２４には、図示せぬ配管路並びに圧力調整器を介して不活性ガスの供給源となる窒素発生器が接続されている。窒素源として安価な窒素発生器を使用することで、ボンベを使用する形態と比較してランニングコストを大幅に低減できる。

層流確保部２６は、キャリッジ１６の移動に伴い、不活性ガスの層流を形成する機能を果たす。層流確保部２６は、ノズル列幅以上の領域にわたって記録媒体１２の塗布面１２Ａと平行な平滑面４２を有する。噴射口４０から記録媒体１２の塗布面１２Ａに向けて吹き出された不活性ガスは、キャリッジ移動に伴って塗布面１２Ａ付近に広がり、平滑面４２を上部境界、記録媒体１２表面を下部境界とするギャップ空間４４の中に不活性ガスの層流が形成される。

紫外線照射部２８は、複数個のＵＶＬＥＤが配列されたＬＥＤ列によって構成され、ノズル列幅以上の領域にわたって一度に紫外線を照射できる帯状の紫外線照射領域が得られる。キャリッジ移動に伴い層流状態で流れる不活性ガス境界層の上方から塗布面１２Ａに向けて紫外線が照射される。

紫外線照射部２８における不活性ガスの層流を安定させるために、紫外線照射部２８の後段にも層流確保部２９を備えることが好ましい。紫外線照射部２８を挟んで前後に層流確保部２６、２９が設けられることにより、これらの区間にわたって層流状態を維持することができ。紫外線照射部２８の紫外線照射範囲において安定した不活性ガス層が得られる。

かかる構成からなる紫外線照射システム２０によれば、プリント時のキャリッジ移動方向に向かってキャリッジ１６の先頭側から、大気境界層剥離部２２、不活性ガス供給部２４、層流確保部２６、紫外線照射部２８の順に配置され、これら各部が連なった構成により、インクジェットヘッド１８のノズル列幅以上の幅寸法を有する媒体対向面２０Ａが形成される。プリント時のキャリッジ移動に伴って、紫外線照射システム２０の下に記録媒体１２が相対的に進入し、境界層剥離工程→不活性ガス置換工程→層流形成工程→紫外線照射工程の各工程が実施される。

本実施形態に係る紫外線照射システム２０の媒体対向面２０Ａと媒体１２との間のギャップ（クリアランスδ）は１．５ｍｍ以下の範囲で設定される。なお、δの下限値は、媒体対向面２０Ａが媒体１２に接触しなければよいため、０よりも大きい値である。すなわち、δは、０＜δ≦１．５ｍｍの範囲で設定される。なお、実際の装置において妥当なδの値として、好ましくは、０．５≦δ≦１．５とする。

媒体１２の厚み（用紙厚）が事前に把握される場合、媒体１２を支持搬送する媒体支持部材（不図示）の表面と紫外線照射システム２０の媒体対向面２０Ａとの間の距離（媒体対向面２０Ａと通紙搬送路との隙間の距離）を、媒体１２の厚みを考慮して調整すればよい。

＜記録媒体について＞
記録媒体１２の形態は特に限定されない。樹脂フィルム、紙、繊維などのシート材料の他、ウエブ材料でもよく、各種の形態が可能である。記録媒体１２は、ＵＶ硬化型液を塗布した面の付近に不活性ガスの層流を形成できる程度に平面性を有する材料であればよい。

＜記録媒体の搬送系について＞
媒体搬送機構として、本例では搬送ローラを用いるローラ搬送方式を例示するが、ベルト搬送方式、ドラム搬送方式、ウエブ搬送方式なども可能である。

ただし、大気境界層剥離部２２によるエアー排出作用の影響により、インクジェット描画工程、大気境界層剥離工程、不活性ガス置換工程、ＵＶ硬化工程は負圧環境となるため、キャリッジ１６と対面する記録媒体１２を保持する媒体保持部（プラテン１４）には、記録媒体１２を吸着保持する吸着手段を備える形態が好ましい。図１及び図２に示した本例の構成では、吸着穴（不図示）を有するプラテン１４の背面から負圧を付与しプラテン１４表面に記録媒体１２を吸着させる構成が採用されている。

＜実験結果＞
図３に示した表は、記録媒体に対するキャリッジの相対速度（線速）と、クリアランスδと、コアンダ排気流量と、窒素（Ｎ_２）置換流量と、残存酸素濃度の相関を示すものである。図３では、図１及び図２で説明した構成のモデルに対し、有限体積法を使ったシミュレーションの結果と、実際の装置による評価実験の結果が示されている。シミュレーション（評価）条件は、次の通りである。

・コアンダ長さα＝５０ｍｍ、有効部幅（通紙幅）１０ｃｍ
図３の表によれば、クリアランスδが１．５ｍｍ以下において、残存酸素濃度６％以下という結果が得られている。なお、別の実験により、残存酸素濃度が３％以下になると、硬化感度が約３倍になるという知見が得られている。一例としてこれを目安とし、３％以下の残存酸素量に設定するためには、相対速度（線速）が１００ｍ／分以下の場合はδを１．５ｍｍ以下とすることが好ましく、相対速度（線速）が２００ｍ／分以上の場合はδを１．０ｍｍ以下とすることが好ましい。

また、同表におけるクリアランスδ＝１．０ｍｍのデータに注目すると、線速が１００ｍ／分、２００ｍ／分、３００ｍ／分、３５０ｍ／分と増加するにつれて、コアンダ排気流量（シミュレーションによるもの）は、１３リットル／分、２８リットル／分、４５リットル／分、４７リットル／分とおよそ比例関係で増加する。キャリッジ移動速度（相対速度）とコアンダ排気流量は比例関係で増減する設定とすることによって、一定の残存酸素量を得ることができる。例えば、ある目標の残存酸素濃度を実現するために、キャリッジ移動速度（相対速度）とコアンダ排気流量は比例関係で増減調整される。

相対速度とコアンダ排気流量、並びに窒素ガス供給流量の関係を予め実験的に調べたテーブルデータを用意しておき、相対速度に応じてコアンダ排気流量と窒素ガス供給流量を自動的に制御する制御回路（制御手段）を搭載する形態も可能である。

図４に示した表は、コアンダ長さαと、コアンダ排気流量と、残存酸素濃度の相関を表すものである。図４は、図１及び図２で説明した構成のモデルに対し、有限体積法を使ったシミュレーションの結果である。

図４におけるシミュレーション（評価）条件は、次の通りである。

・クリアランスδ＝１．５ｍｍ、窒素（Ｎ_２）噴射量３リットル／分、相対速度Ｖ＝１００ｍ／分、有効部幅（通紙幅）１０ｃｍ
図４のシミュレーション結果から次の事項が把握される。

（１）αの値が小さい（αの短い）方が、ギャップδによる抵抗が小さくなって外部の空気を多く吸い込むため排気流量が多くなる。

（２）αの値が小さいほど、到達する酸素濃度は低くなる傾向がみられる。しかしその程度は小さい。

（３）αの値が２０ｍｍよりも小さい場合に、残存酸素量を抑えるには、コアンダ排気量（大気境界層の排気流量）を大きくしていく。

以上の観点から、現実的なコアンダ排気量に設定するためには、αは２０ｍｍ以上であることが好ましい。

＜実際の装置による検証・確認実験＞
上記のシミュレーション結果について、実際の装置を用い、インク（インキ）膜厚一定の条件下で、コアンダ排気量、窒素ガス流量、ＵＶ照射パワー、線速度の各条件を変えて、それぞれの場合のＵＶ硬化レベルの判定を行い、シミュレーション結果の検証を行った。その確認結果を図５に示す。

実際の装置を用いた評価実験条件の詳細は下記のとおりである。なお、装置の概要は図１及び図２で説明したとおりである。

・ＵＶインク；英国FUJIFILM Sericol社製のＫＩ シアンインク（市販品）
・紫外線照射部の光源：中心波長３８５ｎｍ、パナソニック電工株式会社製、ＬＥＤ方式ライン型ＵＶ光源、ＵＤ８０（商品名）
・窒素ガス：工業用窒素ガス（大陽日酸株式会社製、濃度９９．９９％）
上記のＵＶインクを媒体上に一定の膜厚で塗布し、各サンプルについてＵＶ照射を行い、照射後にＵＶ硬化度を評価した。ＵＶ硬化度の評価は、塗布面に他の媒体を重ねたときのインクの転写性（硬化判定［１］）、塗布面に粘着テープを貼ってこれを剥がしたときのインクの剥離性並びに塗布面を引っ掻いたときの堅牢性（硬化判定［２］）の観点により行った。

また、評価の結果、良好な範囲で同等硬化レベルが得られたものについて積算光量（概算値）を比較した。図５中の「概算光量」とは、LEDの電流値と、照射光量とがリニアの
関係にあることを前提とし、5000ｍＷ／ｃｍ^２、線速度６０ｍ／分の場合に75ｍＪ／ｃｍ^２であるとして、比例計算した計算値である。

図５中、線速度５ｍ／分のものは、窒素置換を行わない比較例である。線速度３０ｍ／分と１００ｍ／分のデータは、クリアランスδ＝１．０ｍｍで実施したものである。線速度６０ｍ／分のデータは、クリアランスδ＝１．５ｍｍで実施したものである。

シミュレーション結果と、図５の実験結果におけるコアンダ排気量、窒素ガス流量の絶対値が異なる結果となった理由は、以下の点にあると考えられる。すなわち、実際の装置では、媒体の両サイドが開放になっているのに対し、シミュレーションでは両サイドを閉じた系で計算している。この条件の相違が数値の差異に影響していると思われる。

＜シミュレーションの確認実験＞
図５の結果から、被照射物の硬化度から比較した概算光量は、窒素ガス置換を実施しない、５ｍ／分の結果の概算光量２００ｍＪ/ｃｍ^２の構成に対して、窒素ガス置換を実施した３０ｍ／分、６０ｍ／分、１００ｍ／分の結果はそれぞれ３２ｍＪ／ｃｍ^２、７５ｍＪ／ｃｍ^２、４５ｍＪ／ｃｍ^２となっている。

また、図５の結果から、１００ｍ／分でのコアンダ排気量１７リットル／分、１５リットル／分、１２リットル／分に対する、被照射物の硬化度からの結果によれば、一定の窒素ガス流量に対するコアンダ排気量の最適値があることが確認できた。

＜コアンダ排気量と残存酸素濃度の関係に関するシミュレーション結果＞
図６に示した表は、図１及び図２で説明した構成において、窒素供給量（流量）Ｑｎ［リットル／分］、大気境界層の排気流量（コアンダ排気量）Ｑａ［リットル／分］、残存酸素濃度（平均％）の関係を調べたシミュレーション結果である。シミュレーション条件として、記録媒体１２（ワーク）に対するキャリッジ１６の相対速度（キャリッジ速度）Ｖ＝１００ｍ／分、クリアランスδ＝１．０ｍｍ、コアンダ長さα＝５０ｍｍとした。

図７（ａ）は当該シミュレーションによる測定結果を示すグラフ、図７（ｂ）は図７（ａ）中の評価範囲（ＬＥＤ位置５０〜６０ｍ）における数値をまとめたものである。図７（ａ）のグラフの横軸はエアナイフ位置からキャリッジ移動方向の後方に向かう位置（エアナイフ位置からのＬＥＤ位置）を示し、縦軸は酸素濃度（％）を表す。ＬＥＤによる照射位置は、窒素ガス噴射のエアナイフ位置から下流に５０ｍｍ〜６０ｍｍの位置とし、この１０ｍｍ区間を酸素濃度の評価範囲として設定した。

図６の表から明らかなように、大気排気量を最適化（ここでは、１４〜１５リットル／分）とすることで到達酸素濃度の最小値０．１％とすることができる。大気排気量を１２〜１６Ｌ／ｍｉｎとすることによって、到達酸素濃度を３％以下とすることができる。すなわち、残存酸素濃度を低減するためには、適切なコアンダ排気量があることを示している。

図８に示した表は、図６の表に対して、キャリッジ速度（相対速度）Ｖの条件を変えた場合の残存酸素濃度の結果である。すなわち、相対速度Ｖ＝２００ｍ／分、クリアランスδ＝１．０ｍｍ、コアンダ長さα＝５０ｍｍとしたときのシミュレーション結果をまとめたものである。図９〜図１１は、シミュレーション結果を示すグラフとそのグラフから抽出したデータ表である。

図８によれば、窒素噴射量Ｑｎ＝４．０リットル／分の場合、到達酸素濃度の最小値は０．３％となる。酸素濃度３％以下となる排気量（Ｑａ）は２３〜３０リットル／分である。また、窒素噴射量Ｑｎ＝９．０リットル／分の場合、到達酸素濃度の最小値は０％となる。酸素濃度３％以下となる排気量（Ｑａ）は１５〜３７リットル／分である。すなわち、残存酸素濃度を低減するためには、適切なコアンダ排気量があることを示している点で図６と同様の結果である。

＜本実施形態による利点＞
上述した本発明の実施形態によれば、ＵＶ照射位置での局所的な残存酸素濃度を低減することができるＵＶ照射システムが提供される。すなわち、本実施形態によれば、比較的少量の不活性ガスによって媒体表面の残存酸素量を低減することができるとともに、高速のＵＶ硬化及び描画が可能になる。また、残存酸素量低減効果として、硬化工程におけるＵＶ照射光量の低減が可能であり、ＵＶＬＥＤなどの光源コストを安価に構成できる。

実験から得た知見によれば、残存酸素濃度が数％になると、材料の硬化感度がアップする。例えば、残存酸素濃度が３％になると、材料の硬化感度は実質的に３倍となる。このような観点から、実際の装置設計においては、残存酸素濃度を３％以下とすることを目安に各種条件を定めることが好ましい。

本実施形態では、エアナイフ構造の不活性ガス供給部２４をノズル列幅と同等以上に設け、当該被照射物に対して不活性ガスを噴射することで、被照射物の照射表面位置において局所的な不活性ガスの層流を発生させ、残存酸素濃度を数％以下にすることを実現した。局所的に不活性ガスの層流を発生させる領域は、少なくとも紫外線照射部２８による光照射範囲のうち、ある閾値以上の強度を有する照射面積部分を含むものとする。

特に、被照射物との相対移動速度（キャリッジ速度）が速い場合（例えば、６０ｍ／分以上の場合）、被照射物の大気境界層の影響が大きくなるため、コアンダ効果を使った大気境界層剥離部２２を不活性ガス供給部２４の前段に設けることで、被照射物上における効率の良い不活性ガス置換が可能となり、残存酸素濃度の低減が実現される。もちろん、被照射物の相対移動速度が６０ｍ／分未満の領域においても、大気境界層剥離部２２の効果は得られる。

本実施形態によれば、高速に相対移動（例えば、６０ｍ／分以上）される記録媒体１２の表面との間に小さなギャップδを保つエアシールドと、コアンダ効果により、媒体表面近傍の大気境界層の剥離が行われる。この大気境界層剥離後に発生する境界層は、新たに記録媒体１２表面側から供給される不活性ガス層で形成される。これにより、硬化性材料の酸素による硬化阻害を低減することができる。硬化阻害の低減により、実質的に材料の感度を向上させることができ、間接的にＵＶＬＥＤ光源の積算光量を補うことができる。つまり、ＵＶＬＥＤ光源の照射光量を少なくすることができ、ＬＥＤ素子数の削減や省エネルギー化が可能である。

特に、紫外線照射部２８に採用するＵＶＬＥＤ光源は、ＵＶランプ等に比べて照射位置における光照射面積（照射範囲）を小さくすることができるという特徴を有する。ＵＶＬＥＤ光源による線状（帯状）の小照射面積、高強度という特徴を活かし、チャンバー無し構造により、不活性ガスの使用量を低く抑えた小流量での不活性ガス置換が可能である。

また、本実施形態によれば、チャンバーを使わない小型のシステムが可能となるため、固定式のみならず、移動式の紫外線照射システムを提供することができる。そのため、従来のチャンバー方式では考慮できなかった屋外での使用、大照射面積への対応、複雑形状の被照射物への利用など、多様な使い方が可能となる。

また、ＵＶＬＥＤ光源の特徴である、瞬時点灯、ＬＥＤ列における点灯領域の可変制御などの機能に合わせて、不活性ガスの置換を実施するタイミングや、不活性ガスの置換領域を制御する態様も可能である。例えば、ＵＶＬＥＤ光源の点灯時に限り照射位置での不活性ガスの置換を行う態様、ＬＥＤの点灯領域（光照射幅）に限り不活性ガスの置換を行う態様などが可能である。

このように光照射タイミングや光照射幅に合わせて、不活性ガスの供給タイミングや供給量を制御することにより、不活性ガスの消費量を一層減少させることが可能であり、システムのランニングコストを大幅に低減でき、効率的なシステムの構築が可能となる。

このような画像形成装置１０の応用例として、例えば、液晶フィルムの製造工程におけるフィルム上のＵＶ硬化樹脂の塗布工程に採用できる。その他、各種の塗布装置、印刷装置などに適用できる。

図１及び図２で説明した実施形態の装置によれば、少量の不活性ガスで記録媒体表面の残存酸素量（硬化阻害物質の量）を低減することができ、高速のＵＶ硬化及び描画が可能である。

また、インクジェットヘッドと本発明による紫外線照射システム（活性エネルギー線照射装置）との組み合わせでは、コアンダ排気によって、ヘッド吐出で発生するミストの回収が可能であるため、解像度・粒状性の画質改善効果がある。

＜変形例１＞
コアンダ効果を利用する大気境界層剥離部２２の排気流路３２は、滑らかな曲面（Ｒ付きの面）で構成することが一層好ましい。気体と接する物体面に段差や角部があると、気体の流れが乱れるため、このような段差や角部ができる限り少ない、滑らかな面形状とする形態が好ましい。

＜変形例２＞
上述の実施形態では、不活性ガスとして窒素ガスを用いたが、窒素ガスに限らず、ヘリウム、アルゴンなど希ガス類などを用いることができる。また、活性エネルギー線硬化型液として、紫外線硬化型液を例示したが、電子線の照射によって硬化する性質を持つ電子線硬化型の材料に対する電子線照射装置などについても、本発明を適用できる。

＜変形例３＞
上述の実施形態では、活性エネルギー線硬化型材料付与手段としてインクジェットヘッドを例示したが、これに限らず、例えば、ローラによってＵＶ硬化型液を媒体上に塗布する構成も可能である。この場合、ローラ幅が「材料付与幅」に相当する。すなわち、活性エネルギー線硬化型材料付与手段としては、インクジェット方式の他、ロールコーター方式、ギーサー方式、オフセット印刷方式、など、各種の方式を採用することが可能である。ＵＶ硬化型液は、工業用のＵＶ硬化樹脂、ＵＶ硬化接着剤、ＵＶ硬化インク（インキ）、ＵＶ硬化ニスなど、各種のＵＶ硬化性の液状体を用いることができる。

＜硬化光源について＞
硬化光源には、ＵＶＬＥＤ（波長３６５ｎｍ〜３９５ｎｍ等）、低圧水銀灯、メタルハライドランプなどを用いることができる。特に、酸素濃度を低くするエリアをなるべく狭くするという観点から、好ましくは、ＵＶＬＥＤを採用する。ＵＶＬＥＤを採用することにより、照射エリアを狭くすることが可能である。

＜記録媒体について＞
「記録媒体」は、活性エネルギー線硬化型液が付着される媒体の総称であり、印字媒体、被記録媒体、被画像形成媒体、受像媒体、被吐出媒体、プリントメディアなど様々な用語で呼ばれるものが含まれる。本発明の実施に際して、記録媒体の材質や形状等は、特に限定されず、連続用紙、カット紙、シール用紙、ＯＨＰシート等の樹脂シート、フィルム、布、不織布、配線パターン等が形成されるプリント基板、ゴムシート、その他材質や形状を問わず、様々な媒体に適用できる。

＜本発明の他の応用例について＞
上記の実施形態では、ドロップオンデマンド型のマルチパスインクジェット画像形成装置への適用を例に説明したが、本発明の適用範囲はこの例に限定されない。例えば、ラベルプリンタ、オフセット印刷装置、オフセット輪転印刷装置における熱乾燥工程をＵＶ乾燥工程に置き換える形態、自動車のボディトップコート、又は樹脂窓のハードコートの塗布装置、木工品やフロア材など不定形対象物に対する樹脂膜の塗布装置、印刷機を使って電子回路や電子デバイスを形成するプリンティドエレクトロニクス分野の製造装置（電子回路の配線パターンを描画する配線記録装置、各種デバイスの製造装置など）、吐出用の機能性液体として樹脂液を用いるレジスト印刷装置、カラーフィルター製造装置、マテリアルデポジション用の材料を用いて微細構造物を形成する微細構造物形成装置など、液状機能性材料を用いて様々な形状やパターンを描画するシステムに広く適用できる。

＜付記＞
上記に詳述した発明の実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書は少なくとも以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。

（発明１）：活性エネルギー線の照射によって硬化する性質を持つ材料を媒体上に付与する活性エネルギー線硬化型材料付与手段とともにキャリッジに搭載され、前記媒体に対する前記キャリッジの相対移動に伴い前記活性エネルギー線硬化型材料付与手段により前記材料が付与された前記媒体の前記材料の付与面に活性エネルギー線を照射する活性エネルギー線照射装置であって、前記相対移動により前記媒体の前記材料の付与面と対面し、当該媒体の表面の気体境界層を剥離する気体吸引口を有する境界層剥離部と、前記活性エネルギー線硬化型材料付与手段による前記媒体への前記材料の付与時における前記キャリッジの移動方向に対して前記境界層剥離部の後方に配置され、前記気体境界層を剥離した後の前記媒体の表面に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、前記相対移動に伴い前記媒体の表面に前記不活性ガスの層流を確保する層流確保部と、前記不活性ガスの層流を介して前記媒体の前記材料の付与面に向けて前記活性エネルギー線を照射するエネルギー線照射部と、を備え、前記材料の付与時における前記相対移動の際に前記材料の付与面と対面する媒体対向面と前記媒体との隙間のクリアランスが１．５ｍｍ以下に設定され、前記相対移動により前記境界層剥離部に対して前記媒体が進入する媒体入り口部の端から前記気体吸引口までの前記相対移動の方向の距離が２０ｍｍ以上であることを特徴とする活性エネルギー線照射装置。

発明１によれば、活性エネルギー線硬化型材料の硬化阻害物質（例えば、酸素）を比較的低流量の不活性ガスで置換することができる。これにより、硬化が促進され、実質的な感度が向上する。このため、活性エネルギー線硬化型材料を硬化させるために必要な積算エネルギー量を間接的に低減することが可能であり、低エネルギー化及び低コスト化を達成できる。また、本発明によれば、チャンバーを用いないため、小型のシステムを提供できる。

（発明２）：請求項１に記載の活性エネルギー線照射装置において、前記相対移動の速度が２００ｍ／分以上の場合には、前記クリアランスが１．０ｍｍ以下に設定されることを特徴とする。

相対移動の速度が高速になるほど、クリアランスを小さい値とすることが好ましい。

（発明３）：発明１又は２に記載の活性エネルギー線照射装置において、前記境界層剥離部は、前記媒体対向面に開口する前記気体吸引口に連通し、コアンダ効果を利用した気体排出用流路と、当該気体排出用流路を介して前記気体吸引口から気体の吸い込みを行う排気用圧力を発生させる排気圧力付与手段と、を備えることを特徴とする。

被照射物たる媒体に対するキャリッジの相対移動速度が比較的速い場合（例えば、６０ｍ／分以上の場合）には、コアンダ効果を使った境界層剥離部を不活性ガス供給部の前段に設けることで、効率のよい不活性ガスの層流形成を実現できる。

（発明４）：発明１から３のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置において、前記気体吸引口は、前記キャリッジの移動による１パスで前記活性エネルギー線硬化型材料付与手段によって前記媒体上に前記材料を付与可能な材料付与幅に相当する範囲以上をカバーする開口幅を有することを特徴とする。

かかる態様によれば、活性エネルギー線硬化型材料付与手段による材料付与幅に相当する範囲にわたって気体境界層を効率良く剥離することが可能である。

（発明５）：発明１から４のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置において、前記不活性ガス供給部は、前記キャリッジの移動による１パスで前記活性エネルギー線硬化型材料付与手段によって前記媒体上に前記材料を付与可能な材料付与幅に相当する範囲以上をカバーする不活性ガス噴射幅を有することを特徴とする。

かかる態様によれば、活性エネルギー線硬化型材料付与手段による材料付与幅に相当する範囲にわたって不活性ガスを効率良く供給することが可能である。

（発明６）：発明１から５のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置において、前記エネルギー線照射部は、前記キャリッジの移動による１パスで前記活性エネルギー線硬化型材料付与手段によって前記媒体上に前記材料を付与可能な材料付与幅に相当する範囲以上をカバーする照射領域幅を有することを特徴とする。

かかる態様によれば、活性エネルギー線硬化型材料付与手段による材料付与幅に相当する範囲にわたって一括照射が可能であり、マルチパス方式の画像形成装置に好適である。

（発明７）：発明１から６のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置において、前記活性エネルギー線硬化型材料付与手段は、前記材料である活性エネルギー線硬化型液を吐出する複数のノズルを有する液体吐出ヘッドであることを特徴とする。

（発明８）：発明１から７のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置において、前記境界層剥離部の前記気体吸引口から入って外部に排出される排気流量は、前記相対移動の速度に比例して増減調整されることを特徴とする。

排気流量と相対移動速度は概ね比例関係にあるため、相対速度の増減に合わせて、排気流量を増減調整することが好ましい。このような流量制御を自動的に行う制御回路を設ける態様も好ましい。

（発明９）：請求項１から８のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置において、前記不活性ガス供給部は、前記付与面に対面する側にエアナイフ構造の噴射ノズルを有することを特徴とする。

媒体の材料付与領域を覆う不活性ガスの層流薄膜を形成するには、エアナイフ方式で不活性ガスを噴射する態様が好ましい。

（発明１０）：発明１から９のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置において、前記境界層剥離部による排気流量が前記不活性ガス供給部からの不活性ガスの供給流量よりも大きいことを特徴とする。

境界層剥離部の排気流量よりも少ない不活性ガス供給流量によって、エネルギー線照射位置付近の局所的な酸素濃度を低減することができる。

（発明１１）：発明１から１０のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置において、前記材料は紫外線硬化型液であり、前記エネルギー線照射部は紫外線を照射するものであることを特徴とする。

紫外線硬化型液には、いわゆるＵＶインク（インキ）、ＵＶニス、紫外線硬化型樹脂などが含まれる。

（発明１２）：発明１から１１のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置において、前記エネルギー線照射部には、複数個の紫外線発光ダイオード（ＵＶＬＥＤ）が用いられていることを特徴とする。

ＵＶＬＥＤは、ＵＶランプ等と比較して照射エリアを狭くできるため、局所的な不活性ガス置換を行う本発明の光源として特に、好ましい態様である。

（発明１３）：活性エネルギー線の照射によって硬化する性質を持つ材料を媒体上に付与する活性エネルギー線硬化型材料付与手段と、前記材料が付与された前記媒体の前記材料の付与面に活性エネルギー線を照射する活性エネルギー線照射装置とをキャリッジに搭載し、前記媒体に対して前記キャリッジを相対移動させながら前記媒体上に前記材料を付与する工程と、前記キャリッジの相対移動により、前記媒体の前記材料の付与面に対して前記活性エネルギー線照射装置を対面させ、当該相対移動に伴い前記媒体の表面の気体境界層を剥離する境界層剥離工程と、前記気体境界層を剥離した後の前記媒体の表面に不活性ガスを供給する不活性ガス供給工程と、前記相対移動に伴い前記表面に前記不活性ガスの層流を形成する層流形成工程と、前記不活性ガスの層流を介して前記媒体の前記材料の付与面に向けて前記活性エネルギー線を照射するエネルギー線照射工程と、を有し、前記媒体上に前記材料を付与する時の前記相対移動の際に前記材料の付与面と対面する前記活性エネルギー線照射装置の媒体対向面と前記媒体との隙間のクリアランスを１．５ｍｍ以下に設定し、前記相対移動により前記境界層剥離工程を行う前記活性エネルギー線照射装置の境界層剥離部に対して前記媒体が進入する媒体入り口部の端から気体吸引口までの前記相対移動の方向の距離を２０ｍｍ以上とすることを特徴とする活性エネルギー線照射方法。

（発明１４）：発明１から１２のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置と、前記材料である活性エネルギー線硬化型液を吐出する複数のノズルを有する前記活性エネルギー線硬化型材料付与手段としての液体吐出ヘッドと、前記液体吐出ヘッド及び前記活性エネルギー線照射装置を搭載する前記キャリッジと、前記キャリッジを前記媒体に対して移動させる相対移動手段と、前記キャリッジと対面する前記媒体を保持する媒体保持手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

（発明１５）：発明１４に記載の画像形成装置において、前記媒体保持手段は、前記媒体を吸着する吸着手段を備えることを特徴とする。

なお、発明１４、１５は「塗布装置」の発明として把握することができる。

（発明１６）：活性エネルギー線の照射によって硬化する性質を持つ材料を媒体上に付与する活性エネルギー線硬化型材料付与手段と、前記材料が付与された前記媒体の前記材料の付与面に活性エネルギー線を照射する活性エネルギー線照射装置とをキャリッジに搭載し、前記媒体に対して前記キャリッジを相対移動させながら前記媒体上に前記材料を付与する工程と、前記キャリッジの相対移動により、前記媒体の前記材料の付与面に対して前記活性エネルギー線照射装置を対面させ、当該相対移動に伴い前記媒体の表面の気体境界層を剥離する境界層剥離工程と、前記気体境界層を剥離した後の前記媒体の表面に不活性ガスを供給する不活性ガス供給工程と、前記相対移動に伴い前記媒体の表面に前記不活性ガスの層流を形成する層流形成工程と、前記不活性ガスの層流を介して前記媒体の前記材料の付与面に向けて前記活性エネルギー線を照射するエネルギー線照射工程と、を有し、前記媒体上に前記材料を付与する時の前記相対移動の際に前記材料の付与面と対面する前記活性エネルギー線照射装置の媒体対向面と前記媒体との隙間のクリアランスを１．５ｍｍ以下に設定し、前記相対移動により前記境界層剥離工程を行う前記活性エネルギー線照射装置の境界層剥離部に対して前記媒体が進入する媒体入り口部の端から気体吸引口までの前記相対移動の方向の距離を２０ｍｍ以上とすることを特徴とする画像形成方法。

発明１６の画像形成方法を実施することによって画像形成物（印刷物）を製造することができる。つまり、この画像形成方法の発明は、画像形成物（印刷物）の製造方法として把握することができる。

また、発明１６は「塗布方法」の発明として把握することができる。この塗布方法を実施することによって塗布物を製造することができるため、当該塗布方法の発明は塗布物の製造方法として把握することができる。

１０…画像形成装置、１２…記録媒体、１４…プラテン、１５…ガイドレール、１６…キャリッジ、１８…インクジェットヘッド、２０…紫外線照射システム、２２…大気境界層剥離部、２４…不活性ガス供給部、２６…層流確保部、２８…紫外線照射部、３２…排気流路、３６…エアー吸い込み口、４０…噴射口

Claims (14)

1. 活性エネルギー線の照射によって硬化する性質を持つ材料を媒体上に付与する活性エネルギー線硬化型材料付与手段とともにキャリッジに搭載され、前記媒体に対する前記キャリッジの相対移動に伴い前記活性エネルギー線硬化型材料付与手段により前記材料が付与された前記媒体の前記材料の付与面に活性エネルギー線を照射する活性エネルギー線照射装置であって、
   前記相対移動により前記媒体の前記材料の付与面と対面し、当該媒体の表面の気体境界層を剥離する気体吸引口を有する境界層剥離部と、
   前記活性エネルギー線硬化型材料付与手段による前記媒体への前記材料の付与時における前記キャリッジの移動方向に対して前記境界層剥離部の後方に配置され、前記気体境界層を剥離した後の前記媒体の表面に不活性ガスを供給する不活性ガス供給部と、
   前記相対移動に伴い前記媒体の表面に前記不活性ガスの層流を確保する層流確保部と、
   前記不活性ガスの層流を介して前記媒体の前記材料の付与面に向けて前記活性エネルギー線を照射するエネルギー線照射部と、を備え、
   前記材料の付与時における前記相対移動の際に前記材料の付与面と対面する前記活性エネルギー線照射装置の底面である媒体対向面と前記媒体との隙間のクリアランスが１．５ｍｍ以下に設定され、
   前記相対移動により前記境界層剥離部に対して前記媒体が進入する前記境界層剥離部の媒体入り口部の端から前記気体吸引口までの前記相対移動の方向の距離が２０ｍｍ以上であり、
   前記境界層剥離部は、前記媒体対向面に開口する前記気体吸引口に連通し、コアンダ効果を利用した気体排出用流路と、当該気体排出用流路を介して前記気体吸引口から気体の吸い込みを行う排気用圧力を発生させる排気圧力付与手段と、を備える、
   ことを特徴とする活性エネルギー線照射装置。
2. 前記相対移動の速度が２００ｍ／分以上の場合には、前記クリアランスが１．０ｍｍ以下に設定されることを特徴とする請求項１に記載の活性エネルギー線照射装置。
3. 前記気体吸引口は、前記キャリッジの移動による１パスで前記活性エネルギー線硬化型材料付与手段によって前記媒体上に前記材料を付与可能な材料付与幅に相当する範囲以上をカバーする開口幅を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の活性エネルギー線照射装置。
4. 前記不活性ガス供給部は、前記キャリッジの移動による１パスで前記活性エネルギー線硬化型材料付与手段によって前記媒体上に前記材料を付与可能な材料付与幅に相当する範囲以上をカバーする不活性ガス噴射幅を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置。
5. 前記エネルギー線照射部は、前記キャリッジの移動による１パスで前記活性エネルギー線硬化型材料付与手段によって前記媒体上に前記材料を付与可能な材料付与幅に相当する範囲以上をカバーする照射領域幅を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置。
6. 前記活性エネルギー線硬化型材料付与手段は、前記材料である活性エネルギー線硬化型液を吐出する複数のノズルを有する液体吐出ヘッドであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置。
7. 前記境界層剥離部の前記気体吸引口から入って外部に排出される排気流量は、前記相対移動の速度に比例して増減調整されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置。
8. 前記不活性ガス供給部は、前記付与面に対面する側にエアナイフ構造の噴射ノズルを有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置。
9. 前記境界層剥離部による排気流量が前記不活性ガス供給部からの不活性ガスの供給流量よりも大きいことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置。
10. 前記材料は紫外線硬化型液であり、前記エネルギー線照射部は紫外線を照射するものであることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置。
11. 前記エネルギー線照射部には、複数個の紫外線発光ダイオード（ＵＶＬＥＤ）が用いられていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置。
12. 活性エネルギー線の照射によって硬化する性質を持つ材料を媒体上に付与する活性エネルギー線硬化型材料付与手段と、前記材料が付与された前記媒体の前記材料の付与面に活性エネルギー線を照射する活性エネルギー線照射装置とをキャリッジに搭載し、前記媒体に対して前記キャリッジを相対移動させながら前記媒体上に前記材料を付与する工程と、
    前記キャリッジの相対移動により、前記媒体の前記材料の付与面に対して前記活性エネルギー線照射装置を対面させ、当該相対移動に伴い前記媒体の表面の気体境界層を剥離する境界層剥離工程と、
    前記気体境界層を剥離した後の前記媒体の表面に不活性ガスを供給する不活性ガス供給工程と、
    前記相対移動に伴い前記媒体の表面に前記不活性ガスの層流を形成する層流形成工程と、
    前記不活性ガスの層流を介して前記媒体の前記材料の付与面に向けて前記活性エネルギー線を照射するエネルギー線照射工程と、を有し、
    前記媒体上に前記材料を付与する時の前記相対移動の際に前記材料の付与面と対面する前記活性エネルギー線照射装置の底面である媒体対向面と前記媒体との隙間のクリアランスを１．５ｍｍ以下に設定し、
    前記相対移動により前記境界層剥離工程を行う前記活性エネルギー線照射装置の境界層剥離部に対して前記媒体が進入する前記境界層剥離部の媒体入り口部の端から気体吸引口までの前記相対移動の方向の距離を２０ｍｍ以上とし、
    前記境界層剥離部は、前記媒体対向面に開口する前記気体吸引口に連通し、コアンダ効果を利用した気体排出用流路と、当該気体排出用流路を介して前記気体吸引口から気体の吸い込みを行う排気用圧力を発生させる排気圧力付与手段と、を備える、
    ことを特徴とする活性エネルギー線照射方法。
13. 請求項１から１１のいずれか１項に記載の活性エネルギー線照射装置と、
    前記材料である活性エネルギー線硬化型液を吐出する複数のノズルを有する前記活性エネルギー線硬化型材料付与手段としての液体吐出ヘッドと、
    前記液体吐出ヘッド及び前記活性エネルギー線照射装置を搭載する前記キャリッジと、
    前記キャリッジを前記媒体に対して移動させる相対移動手段と、
    前記キャリッジと対面する前記媒体を保持する媒体保持手段と、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
14. 前記媒体保持手段は、前記媒体を吸着する吸着手段を備えることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。

Images