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KR20090093750A - 잉크젯 프린터 및 인쇄방법 - Google Patents

잉크젯 프린터 및 인쇄방법

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KR20090093750A
KR20090093750A KR1020080063945A KR20080063945A KR20090093750A KR 20090093750 A KR20090093750 A KR 20090093750A KR 1020080063945 A KR1020080063945 A KR 1020080063945A KR 20080063945 A KR20080063945 A KR 20080063945A KR 20090093750 A KR20090093750 A KR 20090093750A
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ink
light
uvled
unit
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KR1020080063945A
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마사루 오니시
히로노리 하시즈메
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가부시키가이샤 미마키 엔지니어링
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Abstract

본 발명은 비용을 절감하고 효율적으로 자외선 경화형 잉크를 경화시키기 위한 것으로, 잉크젯 프린터(1)에는, UV 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드를 가지는 잉크젯 헤드 유닛(6)과, 자외선을 조사하는 UVLED을 가지는 UVLED 유닛(7)과, 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)을 제어하는 제어부(8)가 설치되어 있다. 그리고, 제어부(8)는, 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)을 주사방향(A)으로 이동시켜, 잉크젯 헤드로부터 UV 잉크를 토출시키는 동시에, UVLED로부터 제1 광량의 자외선을 조사시킨다. 그 후, 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)을 주사방향(A)의 반대방향으로 이동시켜 UVLED로부터 제2 광량의 자외선을 조사시킨다.

Description

잉크젯 프린터 및 인쇄방법{Inkjet printer and printing method}
본 발명은 자외선 경화형 잉크를 토출하는 잉크젯 프린터 및 자외선 경화형 잉크에 의해 인쇄를 하는 인쇄방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자외선 경화형 잉크(UV 잉크: Ultra Violet ink)를 토출하는 잉크젯 프린터는, UV 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드를 구비한 잉크젯 헤드 유닛과, 잉크젯 헤드로부터 미디어에 착탄(着彈)한 UV 잉크에 자외선을 조사하는 자외선 조사장치를 구비하고 있다. 이 UV 잉크는 미디어 라디컬 중합형이나 카티온 중합반응형 등의 잉크로 구성되어 있다. 그리고, 이 UV 잉크는, 자외선이 조사되면 중합화함으로써 경화하는 특성을 가지고 있다.
그런데, 일본특허공개 2004-188920호 공보에는, UV 잉크를 경화시키기 위해서는 대형 자외선 조사장치가 필요하기 때문에, UV 잉크가 번지지 않을 정도의 자외선을 조사하는 자외선 조사장치를 구비한 잉크젯 프린터가 기재되어 있다. 그리고, 이 자외선 조사장치로부터 소정 횟수 UV 잉크에 자외선을 조사함으로써, UV 잉크의 번짐을 방지하고 자외선 조사장치의 소형화를 도모하고 있다.
하지만, 일본특허공개 2004-188920호 공보에 기재된 잉크젯 프린터에서는, 자외선 조사장치로부터 조사되는 자외선의 광량이 약하고 일정하기 때문에, 자외선 조사장치로부터 여러번 자외선을 조사하여야 한다. 그 때문에, 효과적으로 UV 잉크를 경화시킬 수 없다는 문제가 있었다.
그런데, 잉크젯 프린터에, UV 잉크가 임시경화할 정도의 광량으로 자외선을 조사하는 자외선 조사장치와, UV 잉크가 본(本)경화할 정도의 광량으로 자외선을 조사하는 자외선 조사장치를 설치하는 것도 생각할 수 있다. 하지만, 이러한 잉크젯 프린터는 자외선 조사장치를 2대 구비하여야 하기 때문에, 비용이 늘어난다는 문제가 있다.
그래서, 본 발명은 비용을 절감하고 효율적으로 자외선 경화형 잉크를 경화시킬 수 있는 잉크젯 프린터 및 인쇄방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 잉크젯 프린터는, 자외선 경화형 잉크를 토출하는 잉크젯 프린터에 있어서, 기록매체에 자외선 경화형 잉크를 토출하는 토출수단과, 토출수단으로부터 토출되어 기록매체에 착탄한 자외선 경화형 잉크에 자외선을 조사하는 자외선 조사수단과, 자외선 조사수단으로부터 자외선 경화형 잉크에 조사되는 자외선의 광량을 변경하는 광량변경수단을 구비하고, 광량변경수단은, 자외선 조사수단이 자외선 경화형 잉크를 임시경화시키는 제1 광량의 자외선을 조사하게 하고, 그 후 자외선 조사수단이 자외선 경화형 잉크를 본경화시키는 제2 광량의 자외선을 조사하게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 잉크젯 프린터에 따르면, 토출수단으로부터 자외선 경화형 잉크가 토출되면, 기록매체에 자외선 경화형 잉크가 착탄한다. 그리고, 자외선 조사수단으로부터 제1 광량의 자외선이 조사되면, 기록매체에 착탄한 자외선 경화형 잉크가 임시경화한다. 그 후, 자외선 조사수단으로부터 제2 광량의 자외선이 조사되면, 임시경화한 자외선 경화형 잉크가 본경화한다. 이와 같이, 자외선 경화형 잉크를 본경화시키기 전에 임시경화시킴으로써, 자외선 경화형 잉크의 번짐을 억제하고, 자외선 경화형 잉크를 레벨링할 수 있다. 그 결과, 경화한 자외선 경화형 잉크의 요철(凹凸)이 작아지고 자외선 경화형 잉크에 의한 광 줄무늬가 줄어들기 때문에, 인쇄화질을 향상시킬 수 있다. 게다가 본 발명에 따르면, 자외선 조사수단으로부터 조사되는 자외선의 광량을 변경함으로써, 자외선 경화형 잉크를 임시경화시키는 동시에, 자외선 경화형 잉크를 본경화시킬 수 있기 때문에, 자외선 조사수단을 자외선 경화형 잉크의 임시경화용과 자외선 경화형 잉크의 본경화용에 공용시킬 수 있어, 비용을 절감하고 효율적으로 자외선 경화형 잉크를 경화시킬 수 있다.
이 경우, 광량변경수단은, 자외선 조사수단이 주사방향으로 이동할 때, 자외선 조사수단이 제1 광량의 자외선을 조사하게 하고, 자외선 조사수단이 주사방향의 반대방향으로 이동할 때, 자외선 조사수단이 제2 광량의 자외선을 조사하게 하는 것이 바람직하다.
이 잉크젯 프린터에 따르면, 자외선 조사수단이 주사방향으로 이동하면, 토출수단으로부터 토출된 자외선 경화형 잉크에, 자외선 조사수단으로부터 제1 광량의 자외선이 조사된다. 이에 의해, 기록매체에 착탄된 자외선 경화형 잉크가 임시경화한다. 그 후, 자외선 조사수단이 주사방향의 반대방향으로 이동하면, 임시경화한 자외선 경화형 잉크에, 자외선 조사수단으로부터 제2 광량의 자외선이 조사된다. 이에 의해, 임시경화한 자외선 경화형 잉크가 본경화한다. 이와 같이, 자외선 조사수단 또는 기록매체를 주사방향으로 왕복이동시킴으로써, 자외선 경화형 잉크의 임시경화와 본경화가 모두 가능하여, 보다 효율적으로 자외선 경화형 잉크를 경화시킬 수 있다.
또한, 광량변경수단은 자외선 조사수단으로부터 조사되는 자외선의 광강도를 변경시킴으로써, 자외선 경화형 잉크에 조사되는 자외선의 광량을 변경하는 것이 바람직하다. 이 잉크젯 프린터에 따르면, 광량은 광강도에 비례하기 때문에, 자외선 조사수단으로부터 조사되는 자외선의 광강도를 변경함으로써, 자외선 조사수단으로부터 조사되는 자외선의 광량을 쉽게 변경할 수 있다.
또한, 광량변경수단은 자외선 조사수단의 이동속도를 변경함으로써, 자외선 경화형 잉크에 조사되는 자외선의 광량을 변경하는 것이 바람직하다. 이 잉크젯 프린터에 따르면, 자외선 조사수단의 이동속도를 변경함으로써, 기록매체에 착탄된 자외선 경화형 잉크에 대한 자외선의 조사시간을 변경할 수 있다. 결국, 광량은 조사시간에 비례하기 때문에, 자외선 조사수단의 이동속도를 변경함으로써, 자외선 조사수단으로부터 조사되는 자외선의 광량을 쉽게 변경할 수 있다.
본 발명에 따른 인쇄방법은, 자외선 경화형 잉크에 의해 인쇄하는 인쇄방법에 있어서, 기록매체에 자외선 경화형 잉크를 토출하는 토출스텝과, 자외선 조사수단으로부터 조사되는 자외선의 광량을, 자외선 경화형 잉크를 임시경화시키는 제1 광량으로 설정하고, 토출스텝에서 토출되어 기록매체에 착탄한 자외선 경화형 잉크에 자외선을 조사하는 제1 자외선 조사스텝과, 제1 자외선 조사스텝후, 자외선 조사수단으로부터 조사되는 자외선의 광량을, 자외선 경화형 잉크를 본경화시키는 제2 광량으로 설정하고, 제1 자외선 조사스텝에서 임시경화된 자외선 경화형 잉크에 자외선을 조사하는 제2 자외선 조사스텝을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 인쇄방법에 따르면, 자외선 경화형 잉크가 토출되면, 기록매체에 자외선 경화형 잉크가 착탄한다. 그리고, 자외선 조사수단으로부터 제1 광량의 자외선이 조사되면, 기록매체에 착탄한 자외선 경화형 잉크가 임시경화한다. 그 후, 자외선 조사수단으로부터 제2 광량의 자외선이 조사되면, 임시경화한 자외선 경화형 잉크가 본경화한다. 이와 같이, 자외선 경화형 잉크를 본경화시키기 전에 임시경화시킴으로써, 자외선 경화형 잉크의 번짐을 억제하고 자외선 경화형 잉크를 레벨링할 수 있다. 그 결과, 경화한 자외선 경화형 잉크의 요철이 작아지고 자외선 경화형 잉크에 의한 광 줄무늬가 줄어들기 때문에, 인쇄화질을 향상시킬 수 있다. 게다가, 본 발명에 따르면, 자외선 조사수단으로부터 조사되는 자외선의 광량을 변경함으로써, 자외선 경화형 잉크를 임시경화시키는 동시에, 자외선 경화형 잉크를 본경화시킬 수 있기 때문에, 자외선 조사수단을 자외선 경화형 잉크의 임시경화용과 자외선 경화형 잉크의 본경화용에 공용시킬 수 있어, 비용을 절감하고 효율적으로 자외선 경화형 잉크를 경화시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 비용을 절감하고 효율적으로 자외선 경화형 잉크를 경화시킬 수 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 잉크젯 프린터의 평면도이다.
도 2는 도 1의 잉크젯 프린터의 정면도이다.
도 3은 제1 실시예에서의 제어부의 기능구성예를 나타낸 도면이다.
도 4는 UVLED에 흘리는 전류의 예를 나타낸 도면으로 (a)는 직류전류를 나타내고, (b)는 펄스전류를 나타낸다.
도 5는 제1 실시예에서의 제어부의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 6은 제2 실시예에서의 제어부의 기능구성예를 나타낸 도면이다.
도 7은 주사속도와 적산광량의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 8은 도 7의 조건에서 임시경화와 본경화에 필요한 광량과 스캔속도의 관계를 나타낸 도면이다.
도 9는 제2 실시예에서의 제어부의 동작을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 잉크젯 헤드 유닛과 UVLED 유닛의 위치관계를 예시한 도면이다.
도 11은 잉크젯 헤드 유닛과 UVLED 유닛의 위치관계를 예시한 도면이다.
**부호의 설명**
1, 21: 잉크젯 프린터 3: 미디어(기록매체)
6: 잉크젯 헤드 유닛(토출수단)
7, 17, 27: UVLED 유닛(자외선 조사수단)
8: 제어부(광량변경수단) 11: 잉크젯 헤드(토출수단)
12: UVLED(자외선 조사수단) A: 주사방향
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 잉크젯 프린터의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 한편, 모든 도면에서 동일 또는 상당하는 부분에는 같은 부호를 사용한다.
[제1 실시예]
도 1은 본 실시예에 따른 잉크젯 프린터의 평면도, 도 2는 도 1의 잉크젯 프린터의 정면도를 나타내고 있다. 도면에 나타내는 바와 같이, 본 실시예의 잉크젯 프린터(1)는 플래튼(2; platen) 위로 반송된 미디어(3)에 UV 잉크(자외선 경화형 잉크)를 토출함으로써, 화상이나 문자 등을 미디어(3)에 인쇄하는 것이다.
잉크젯 프린터(1)에는 플래튼(2) 위에 놓인 미디어(3)를 반송방향(B)으로 반송하는 반송롤러(4)가 설치되어 있다. 또한, 잉크젯 프린터(1)에는 플래튼(2)의 위쪽(도 2에서 위쪽)에 미디어(3)의 반송방향(B)과 직교하는 방향으로 걸쳐진 가이드 레일(5)이 설치되어 있다. 그리고, 가이드 레일(5)에는, UV 잉크를 토출하는 잉크젯 헤드 유닛(6)과, 자외선을 조사하는 UVLED(Ultra Voilet Light Emitting Diode) 유닛(7)이, 가이드 레일(5)의 연재방향에서 이동가능하게 보유되어 있다.
잉크젯 헤드 유닛(6)에는 옐로우(Y), 마젠타(M), 시안(C) 및 블랙(K)의 UV 잉크를 플래튼(2) 측을 향하여 토출하는 잉크젯 헤드(11a, 11b, 11c, 11d)가 설치되어 있다. 각 잉크젯 헤드(11a, 11b, 11c, 11d)에는 각색의 UV 잉크를 저장하는 잉크탱크(도시하지 않음)가 연결되어 있다. 그리고, 이 잉크탱크로부터 각색의 UV 잉크가 공급됨으로써, 잉크젯 헤드(11a, 11b, 11c, 11d)로부터 각색의 UV 잉크를 토출할 수 있게 된다. 즉, 잉크젯 헤드(11a)로부터 옐로우(Y)의 UV 잉크가 토출되고, 잉크젯 헤드(11b)로부터 마젠타(M)의 UV 잉크가 토출되며, 잉크젯 헤드(11c)로부터 시안(C)의 UV 잉크가 토출되고, 잉크젯 헤드(11d)로부터 블랙(K)의 UV 잉크가 토출된다.
또한, 잉크젯 헤드(11a, 11b, 11c, 11d)는 주사방향(A)을 따라 직선형상으로 배열되어 있으며, 잉크젯 헤드 유닛(6)은 도시하지 않은 구동부에 의해, 주사방향(A)(도 1, 도 2에서 왼쪽 방향) 및 주사방향(A)의 반대방향(도 1, 도 2에서 오른쪽 방향)으로 이동가능하게 되어 있다. 이 때문에, 잉크젯 헤드 유닛(6)이 주사방향(A)으로 이동함으로써, 1 라인 위에 4가지 색의 UV 잉크를 토출시킬 수 있다. 잉크젯 헤드 유닛(6)의 이동은 예를 들어, 잉크젯 헤드 유닛(6)에 연결된 반송벨트를 모터 등으로 회전시킴으로써 실현된다. 한편, 가이드 레일(5)의 주사방향(A)의 뒤쪽 단부(도 1, 도 2에서 오른쪽 끝부분)가 잉크젯 헤드 유닛(6)의 대기위치가 된다.
UVLED 유닛(7)은, 잉크젯 헤드 유닛(6)의 주사방향(A) 뒤쪽에 배치되어 있다. 그리고, UVLED 유닛(7)은 잉크젯 헤드 유닛(6)과 동기(同期)하도록, 도시하지 않은 구동부에 의해 주사방향(A) 및 주사방향(A)의 반대방향으로 이동할 수 있게 되어 있다. 즉, UVLED 유닛(7)은, 주사방향(A)으로 이동하는 경우에는 잉크젯 헤드 유닛(6)의 진행방향 뒤쪽에서 이동하고, 주사방향(A)의 반대방향으로 이동하는 경우에는 잉크젯 헤드 유닛(6)의 진행방향 앞쪽에서 이동한다. 또한, UVLED 유닛(7)의 이동은 예를 들어, 잉크젯 헤드 유닛(6)과 마찬가지로, UVLED 유닛(7)에 연결된 반송벨트를 모터 등으로 회전시킴으로써 실현할 수 있다.
UVLED 유닛(7)에는, 자외선을 조사하는 UVLED(12)와, 집광렌즈(13)가 설치되어 있다. 집광렌즈(13)는 UVLED(12)로부터 조사된 자외선을 집광하는 렌즈이다. 즉, 집광렌즈(13)는 UVLED(12)로부터 조사된 자외선을 미디어(3)에 착탄된 UV 잉크에 집광하도록 배치되어 있다.
그리고, 잉크젯 프린터(1)에는 반송롤러(4), 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)을 제어하는 제어부(8)가 설치되어 있다.
제어부(8)는 반송롤러(4), 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7) 등에 전기신호를 송신함으로써, 반송롤러(4), 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)을 제어하는 것이다. 이 때문에, 도 3에 나타내는 바와 같이, 제어부(8)는 미디어 반송제어부(81), 잉크젯 헤드 유닛 이동제어부(82), UVLED 유닛 이동제어부(83), 토출제어부(84) 및 자외선 조사제어부(85)로서 기능한다. 한편, 제어부(8)는 예를 들어, CPU, ROM, RAM을 포함하는 컴퓨터를 주체로 하여 구성되어 있다.
미디어 반송제어부(81)는 반송롤러(4)의 구동을 제어하여, 플래튼(2) 위의 미디어(3)를 반송방향(B)으로 반송시킨다. 잉크젯 헤드 유닛 이동제어부(82)는 잉크젯 헤드 유닛(6)의 구동을 제어하여, 잉크젯 헤드 유닛(6)을 주사방향(A) 또는 주사방향(A)의 반대방향으로 이동시킨다. 토출제어부(84)는 각 잉크젯 헤드(11a, 11b, 11c, 11d)의 토출을 제어하여, 각 잉크젯 헤드(11a, 11b, 11c, 11d)로부터 각색의 UV 잉크를 토출시킨다. UVLED 유닛 이동제어부(83)는 잉크젯 헤드 유닛(6)과 동기하도록 UVLED 유닛(7)의 구동을 제어하여, UVLED 유닛(7)을 주사방향(A) 및 주사방향의 반대방향으로 이동시킨다.
자외선 조사제어부(85)는 UVLED(12)의 자외선 조사제어를 하여, UVLED(12)로부터 자외선을 조사시킨다. 또한, 자외선 조사제어부(85)는 UVLED(12)로부터 조사되는 자외선의 광량을 조정함으로써 UV 잉크를 임시경화시키고, 그 후 임시경화한 UV 잉크를 본경화시킨다. 그리고, 자외선 조사제어부(85)는 UVLED(12)로부터 조사되는 자외선의 광강도를 변화시킴으로써 자외선의 광량을 조정한다. 자외선의 광강도는 UVLED(12)에 흘리는 전류를 조정함으로써 변화시킬 수 있다. 도 4는 UVLED에 흘리는 전류의 예를 나타낸 도면으로, 도 4의 (a)는 직류전류를 흘리는 경우를 나타내고, 도 4의 (b)는 펄스전류를 흘리는 경우를 나타낸다. 도 4의 (a)에 나타내는 바와 같이, UVLED(12)에 직류전류를 흘리는 경우에는, 전류값의 크기에 따라 광강도를 변화시킬 수 있고, 도 4의 (b)에 나타내는 바와 같이, UVLED(12)에 펄스전류를 흘리는 경우에는, 펄스의 폭이나 펄스의 수를 변화시킴으로써 광강도를 변화시킬 수 있다.
구체적으로 설명하면, UV 잉크(모노머; monomer)는 자외선이 조사되면 중합화함으로써 경화하는 특성을 가지고 있다. 자외선이 조사되기 전의 UV 잉크(미디어(3)에 착탄한 직후의 UV 잉크)는 분자량이 작고 점도가 낮은 액체이다. 그리고, 이 UV 잉크에 약 20mJ/cm2 광량의 자외선이 조사되면, 분자량이 커지고 점도가 높아져서 겔 형상이 된다. 이 상태가 임시경화한 상태이다. 한편, 임시경화한 상태란, 예를 들어, 액체 성질보다 고체 성질이 큰 상태이다. 그리고, 이 UV 잉크에 약 200mJ/cm2 광량의 자외선이 조사되면, 분자량이 더 커진다. 이 상태가 본경화한 상태이다.
그리고, UV 잉크가 본경화하면, 본경화했을 때의 형상이 그대로 유지된다. 그런데, UV 잉크가 임시경화한 상태에서는 UV 잉크의 형상이 변하지만, 그 변형속도가 완만해진다. 그 때문에, UV 잉크가 임시경화한 상태에서는, UV 잉크가 퍼지는 속도가 줄어들고 UV 잉크의 두께가 얇아진다. 즉, 자외선 잉크의 번짐이 억제되어 UV 잉크에 의한 요철이 작아지고 레벨링된다.
이어서, 도 5를 참조하면서, 본 실시예에 따른 잉크젯 프린터(1)의 동작에 대하여 설명한다. 도 5는 잉크젯 프린터의 동작을 나타내는 흐름도이다. 한편, 아래에 설명하는 잉크젯 프린터(1)의 동작은 제어부(8)의 제어에 의해 이루어진다. 즉, 제어부(8)에서 CPU 등으로 구성되는 처리부(도시하지 않음)가 미디어 반송제어부(81), 잉크젯 헤드 유닛 이동제어부(82), UVLED 유닛 이동제어부(83), 토출제어부(84), 자외선 조사제어부(85) 등의 각 기능을 총괄관리함으로써 아래의 처리가 이루어진다.
먼저, 인쇄가 시작되면, 제어부(8)는 반송롤러(4)의 구동을 제어하여 플래튼 위(2)에 놓인 미디어(3)를 반송방향(B)으로 반송하는 지령을 내보낸다(스텝 S1). 그러면, 반송롤러(4)가 미디어(3)를 반송하여 인쇄초기위치(펄스마다 이동하는 경우의 인쇄개시위치)에 미디어(3)가 세트된다.
이어서, 제어부(8)는 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)이 주사방향(A)으로 소정 속도로 이동하도록 지령을 내보낸다(스텝 S2). 즉, 스텝 S2에서 제어부(8)는 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)의 구동을 제어하여, 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)이 동기하여 이동하도록 지령을 내보낸다. 그러면, 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)은 동기하여 주사방향(A)으로 소정 속도로 이동한다.
이어서, 제어부(8)는 각 잉크젯 헤드(11a, 11b, 11c, 11d)가 각색의 UV 잉크를 토출하도록 지령을 내보낸다(스텝 S3). 즉, 스텝 S3에서 제어부(8)는 잉크젯 헤드(11a, 11b, 11c, 11d)의 토출을 제어하여, 잉크젯 헤드 유닛(6)이 UV 잉크를 토출할 위치에 오면, 잉크젯 헤드(11a, 11b, 11c, 11d)가 UV 잉크를 토출하도록 지령을 내보낸다. 그러면, 잉크젯 헤드(11a, 11b, 11c, 11d)는 각각 UV 잉크를 토출할 위치에서 각색의 UV 잉크를 토출한다. 한편, 잉크젯 헤드(11a, 11b, 11c, 11d)의 위치는 엔코더(encoder)에 의해 정확히 검출되고 있다. 그리고, 엔코더의 검출 데이터가 주사방향(A)에서의 인쇄위치를 나타내면, 제어부(8)는 그 검출 데이터의 수신을 계기로 UV 잉크의 토출지령을 출력한다.
이어서, 제어부(8)는 UVLED(12)가 제1 광강도의 자외선을 조사하도록 지령을 내보낸다(스텝 S4). 즉, 스텝 S4에서 제어부(8)는 UV 잉크를 임시경화시키기 위하여, UVLED(12)로부터 조사되는 자외선의 광강도를 제1 광강도로 설정하고, UVLED(12)가 자외선을 조사하도록 지령을 내보낸다. 그러면, UVLED(12)는 제1 광강도의 자외선을 조사한다. 광량은 '광량=광강도×조사시간'으로 나타내는 바와 같이, 광강도와 조사시간의 곱셈값이 된다. 이 때문에, 제1 광강도는 UVLED 유닛(7)이 소정 속도로 이동하는 경우, UV 잉크에 조사되는 자외선의 적산광량이 20mJ/cm2가 되는 광강도가 된다.
한편, UVLED(12)는 점등(자외선 조사)하고 나서 필요출력(제1 광강도)에 도달할 때까지 소정의 오프셋 시간이 걸린다. 그 때문에, 제어부(8)에 의한 지령은, UVLED(12)의 오프셋 시간분을 고려하여 미디어(3)의 인쇄가능 범위에만 자외선이 조사되도록 이루어지는 것이 바람직하다.
이 스텝 S4에서 UV 잉크(모노머)에 적산광량 20mJ/cm2의 자외선이 조사되면, 이 UV 잉크는 분자량이 커지고 점도가 높아져서 임시경화한다. 즉, UV 잉크가 임시경화하면 UV 잉크의 형상이 변하지만, 그 변형속도가 완만해진다. 그 때문에, 본경화될 때까지 UV 잉크의 퍼짐이 완만해지고, UV 잉크가 서서히 레벨링되어 간다.
이어서, 제어부(8)는, 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)이 주사방향(A)의 반대방향으로 소정 속도로 이동하여 대기위치로 돌아가도록 지령을 내보낸다(스텝 S5). 즉, 스텝 S5에서 제어부(8)는 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)의 구동을 제어하여, 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)이 대기위치로 되돌아 갈때까지 주사방향(A)의 반대방향으로 이동하도록 지령을 내보낸다. 즉, 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)은 주사방향(A)의 반대방향으로 이동하여 대기위치로 되돌아간다.
이어서, 제어부(8)는 UVLED(12)가 제2 광강도의 자외선을 조사하도록 지령을 내보낸다(스텝 S6). 즉, 스텝 S6에서 제어부(8)는 UV 잉크를 본경화시키기 위하여, UVLED(12)로부터 조사되는 자외선의 광강도를 제2 광강도로 설정하여 UVLED(12)가 자외선을 조사하도록 지령을 내보낸다. 그러면, UVLED(12)는 제2 강도의 자외선을 조사한다. 한편, 제2 광강도는 UVLED 유닛(7)이 소정의 속도로 이동하는 경우, UV 잉크에 조사되는 자외선의 적산광량이 200mJ/cm2가 되는 광강도가 된다.
이 스텝 S6에서 UV 잉크에 적산광량 200mJ/cm2의 자외선이 조사되면, 스텝 S4에서 임시경화한 UV 잉크는 분자량이 더욱 커져 본경화한다.
이어서, 제어부(8)는 인쇄가 완료하였는지 여부를 판정한다(스텝 S7). 스텝 S7에서 인쇄가 완료하지 않았다고 판정되면(스텝 S7에서 '아니오'), 제어부(8)는 스텝 S1로 되돌아가 다시 상기 처리를 반복한다. 한편, 스텝 S7에서 인쇄가 완료하였다고 판정되면(스텝 S7에서 '예'), 제어부(8)는 인쇄처리를 종료한다.
이와 같이, 제1 실시예에 의한 잉크젯 프린터(1)에 따르면, 잉크젯 헤드 유닛(6)(잉크젯 헤드(11a, 11b, 11c, 11d))으로부터 UV 잉크가 토출되면, 미디어(3)에 UV 잉크가 착탄한다. 그리고, UVLED 유닛(7)(UVLED(12))으로부터 제1 광량의 자외선이 조사되면, 미디어(3)에 착탄한 UV 잉크(모노머)가 임시경화한다. 그 후, UVLED(12)로부터 제2 광량의 자외선이 조사되면, 임시경화한 UV 잉크가 본경화한다. 이와 같이 UV 잉크를 본경화시키기 전에 임시경화시킴으로써, UV 잉크의 번짐을 억제하고 UV 잉크를 레벨링할 수 있다. 그 결과, 경화한 UV 잉크의 요철이 적어지고 UV 잉크에 의한 광 줄무늬가 줄어들기 때문에, 인쇄화질을 향상시킬 수 있다. 또한, UV 잉크가 레벨링되고 UV 잉크의 두께가 얇아지기 때문에, UV 잉크를 겹쳐 인쇄하는 경우, 뒤에서부터 겹쳐지는 UV 잉크의 단부 각도를 줄일 수 있다. 그 때문에, 겹쳐지는 UV 잉크가 미디어(3)측(아래쪽)의 UV 잉크에 튀어 벗겨지는 것을 억제할 수 있다.
하지만, 본 실시예에 따르면, UVLED(12)로부터 조사되는 자외선의 광량을 변경함으로써, UV 잉크를 임시경화시키는 동시에, UV 잉크를 본경화시킬 수 있기 때문에, UVLED(12)를 UV 잉크의 임시경화용과 UV 잉크의 본경화용에 공용시킬 수 있어, 비용을 절감하고 효율적으로 UV 잉크를 경화시킬 수 있다.
또한, 잉크젯 프린터(1)에 따르면, UVLED 유닛(7)이 잉크젯 헤드 유닛(6)의 주사방향(A) 뒤쪽에 배치되어 있기 때문에, UVLED 유닛(7)이 주사방향(A)으로 이동하면, 잉크젯 헤드(11a, 11b, 11c, 11d)로부터 토출된 UV 잉크에 UVLED(12)로부터 제1 광량의 자외선이 조사된다. 이에 의해, 미디어(3)에 착탄된 UV 잉크가 임시경화한다. 그 후, UVLED 유닛(7)이 주사방향(A)의 반대방향으로 이동하면, 임시경화한 UV 잉크에 UVLED(12)로부터 제2 광량의 자외선이 조사된다. 이에 의해, 임시경화한 UV 잉크가 본경화한다. 이와 같이 UVLED 유닛(7)을 주사방향(A)으로 왕복이동시킴으로써, UV 잉크의 임시경화와 본경화를 모두 할 수 있어, 보다 효율적으로 UV 잉크를 경화시킬 수 있다.
또한, 잉크젯 프린터(1)에 따르면, UVLED(12)로부터 조사되는 자외선의 광강도를 변경함으로써, 자외선 조사수단으로부터 조사되는 자외선의 광량을 쉽게 변경할 수 있다. 즉, UVLED 유닛(7)은 소정의 속도로 이동하기 때문에, UVLED(12)로부터 제1 광강도의 자외선을 조사시킴으로써 UV 잉크를 임시경화시킬 수 있으며, UVLED(12)로부터 제2 광강도의 자외선을 조사시킴으로써 UV 잉크를 본경화시킬 수 있다.
[제2 실시예]
이어서, 제2 실시예에 대하여 설명한다. 제2 실시예에 따른 잉크젯 프린터(21)는 제1 실시예에 따른 잉크젯 프린터(1)와 기본적으로 같으며, 제어부(8)의 기능만 다르다. 이 때문에, 아래에서는 제1 실시예에 따른 잉크젯 프린터(1)와 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 잉크젯 프린터(21)의 제어부(8)는 미디어 반송제어부(81), 잉크젯 헤드 유닛 이동제어부(82), UVLED 유닛 이동제어부(83), 토출제어부(84) 및 자외선 조사제어부(285)로서 기능한다.
자외선 조사제어부(285)는 UVLED(12)의 자외선 조사제어를 하여, UVLED(12)로부터 자외선을 조사시킨다. 또한, 자외선 조사제어부(285)는 UVLED(12)로부터 조사되는 자외선의 광량을 조정함으로써 UV 잉크를 임시경화시키고, 그 후 임시경화한 UV 잉크를 본경화시킨다. 그리고, 자외선 조사제어부(285)는 UVLED 유닛(7)의 이동속도를 변경시킴으로써 자외선의 광량을 조정한다.
도 7은 주사속도와 적산광량의 관계를 나타낸 그래프이며, 도 8은 도 7의 조건에서 임시경화와 본경화에 필요한 광량과 스캔속도의 관계를 나타낸 도면이다.
도 7에 나타내는 그래프는 UVLED(12)로부터 미디어(3)까지의 거리(갭)가 15mm, UVLED(12)의 출력이 24A인 조건에서 UV 잉크에 UVLED(12)를 1회 통과시켰을 경우의 주사속도와 적산광량의 관계를 나타내고 있다. 도 7에 나타내는 바와 같이, UVLED(12)의 출력(광강도)이 일정한 경우에는, UVLED(12)의 주사(이동)속도가 빠를수록 적산광량이 작아지고, UVLED(12)의 주사(이동)속도가 느릴수록 적산광량이 많아진다. 그리고, 도 8에 나타내는 바와 같이, 도 7의 조건에서 UVLED 유닛(7)을 2300mm/sec로 이동시키면, 미디어(3)에 착탄한 UV 잉크에 적산광량 20mJ/cm2의 자외선이 조사되기 때문에(도 7의 α참조), 이 UV 잉크를 임시경화시킬 수 있다. 한편, 도 7의 조건에서 UVLED 유닛(7)을 220mm/sec로 이동시키면, 미디어(3)에 착탄한 UV 잉크에 적산광량 200mJ/cm2의 자외선이 조사되기 때문에(도 7의 β 참조), 이 UV 잉크를 본경화시킬 수 있다.
한편, 아래의 설명에서는 UVLED(12)로부터 소정 광강도의 자외선이 조사되었을 경우, UV 잉크에 적산광량 20mJ/cm2의 자외선이 조사되는 UVLED 유닛(7)의 이동속도를 제1 속도로 하고, UV 잉크에 적산광량 200mJ/cm2의 자외선이 조사되는 UVLED 유닛(7)의 이동속도를 제2 속도로 한다.
이어서, 도 9를 참조하면서 본 실시예에 따른 잉크젯 프린터(21)의 동작에 대하여 설명한다. 도 9는 잉크젯 프린터의 동작을 나타내는 흐름도이다. 한편, 아래에 설명하는 잉크젯 프린터(21)의 동작은 제어부(8)의 제어에 의해 이루어진다.
먼저, 인쇄가 시작되면, 제어부(8)는 반송롤러(4)의 구동을 제어하여, 플래튼(2) 위에 놓인 미디어(3)를 반송방향(B)으로 반송한다(스텝 S21).
이어서, 제어부(8)는 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)이 주사방향(A)으로 제1 속도로 이동하도록 지령을 내보낸다(스텝 S22). 즉, 스텝 S22에서 제어부(8)는 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)의 구동제어를 하여, 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)이 동기하여 제1 속도로 이동하도록 지령을 내보낸다. 그러면, 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)은 동기하여 제1 속도로 주사방향(A)으로 이동한다.
이어서, 제어부(8)는 각 잉크젯 헤드(11a, 11b, 11c, 11d)가 각색의 UV 잉크를 토출하도록 지령을 내보낸다(스텝 S23). 즉, 스텝 S23에서 제어부(8)는 잉크젯 헤드(11a, 11b, 11c, 11d)의 토출을 제어하고, 잉크젯 헤드 유닛(6)이 UV 잉크를 토출할 위치에 오면, 잉크젯 헤드(11a, 11b, 11c, 11d)가 UV 잉크를 토출하도록 지령을 내보낸다. 그러면, 잉크젯 헤드(11a, 11b, 11c, 11d)는 각각 UV 잉크를 토출할 위치에서 각색의 UV 잉크를 토출한다.
이어서, 제어부(8)는 UVLED(12)가 소정의 광강도의 자외선을 조사하도록 지령을 내보낸다(스텝 S24). 그러면, UVLED(12)는 소정의 광강도의 자외선을 조사한다. 한편, 소정의 광강도란, 스텝 S23에서 UVLED 유닛(7)을 제1 속도로 이동시켰을 경우에 UV 잉크에 20mJ/cm2의 광량이 얻어지는 광강도이다.
이 스텝 S24에서 UV 잉크(모노머)에 적산광량 20mJ/cm2의 자외선이 조사되면, 이 UV 잉크는 분자량이 커지고 점도가 높아져 임시경화한다. 즉, UV 잉크가 임시경화하면 UV 잉크의 형상이 변하지만, 그 변형속도가 느려진다. 이 때문에, 본경화될 때까지 UV 잉크의 퍼짐이 느려지고 UV 잉크가 서서히 레벨링되어 간다.
이어서, 제어부(8)는 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)이 주사방향(A)의 반대방향으로 제2 속도로 이동하여, 대기위치에 되돌아가도록 지령을 내보낸다(스텝 S25). 즉, 스텝 S25에서 제어부(8)는 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)의 구동을 제어하여, 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)이 대기위치로 되돌아갈 때까지 주사방향(A)의 반대방향으로 제2 속도로 이동하도록 지령을 내보낸다. 그러면, 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)은 주사방향(A)의 반대방향으로 제2 속도로 이동하여 대기위치로 되돌아간다.
이어서, 제어부(8)는 UVLED(12)가 소정의 광강도의 자외선을 조사하도록 지령을 내보낸다(스텝 S26). 그러면, UVLED(12)는 소정의 광강도의 자외선을 조사한다. 한편, 스텝 S26에서 UVLED(12)로부터 조사되는 자외선의 광강도는, 스텝 S24에서 UVLED(12)로부터 조사되는 자외선의 광강도와 같다. 하지만, UVLED 유닛(7)이 제2 속도로 이동하고 있기 때문에, UV 잉크에는 적산광량 200mJ/cm2의 자외선이 조사된다.
이 스텝 S26에서 UV 잉크에 적산광량 200mJ/cm2의 자외선이 조사되면, 스텝 S24에서 임시경화한 UV 잉크는 분자량이 더욱 커져 본경화한다.
이어서, 제어부(8)는 인쇄가 완료하였는지 여부를 판정한다(스텝 S27). 스텝 S27에서 인쇄가 완료하지 않았다고 판정되면(스텝 S27에서 '아니오'), 제어부(8)는 스텝 S21로 되돌아가 다시 상기 처리를 반복한다. 한편, 스텝 S27에서 인쇄가 완료하였다고 판정되면(스텝 S27에서 '예'), 제어부(8)는 인쇄처리를 종료한다.
이와 같이, 제2 실시예에 따른 잉크젯 프린터(21)에 따르면, UVLED 유닛(7)의 이동속도를 변경함으로써, 미디어(3)에 착탄된 UV 잉크에 대한 자외선의 조사시간을 변경할 수 있기 때문에, UVLED(12)로부터 조사되는 자외선의 광량을 쉽게 변경할 수 있다. 즉, UVLED(12)로부터 조사되는 자외선의 광강도는 일정하지만, UVLED 유닛(7)을 제1 속도로 이동시킴으로써 UV 잉크를 임시경화시킬 수 있으며, UVLED 유닛(7)을 제2 속도로 이동시킴으로써 UV 잉크를 본경화시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였는데, 본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 예를 들어, 상기 실시예에서 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)은 동기하여 이동하는 것으로 설명하였지만, 비동기로 이동하는 것으로 하여도 된다.
또한, 상기 실시예에서 잉크젯 헤드 유닛(6)과 UVLED 유닛(7)은 별체이며, 개개로 구동제어하는 것으로 설명하였는데, 잉크젯 헤드 유닛(6)과 UVLED 유닛(7)은 어떠한 관계이어도 된다. 예를 들어, 잉크젯 헤드 유닛(6)과 UVLED 유닛(7)은 연결되어 있어도 되고, 또한 일체로 구성되어 있어도 된다. 이 경우, 하나의 구동수단에 의해 잉크젯 헤드 유닛(6)과 UVLED 유닛(7)을 일체로 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 실시예에서 UVLED 유닛(7)은 잉크젯 헤드 유닛(6)의 주사방향(A) 뒤쪽에 배치되는 것으로 설명하였는데, 잉크젯 헤드 유닛(6)과 UVLED 유닛(7)은 어떠한 위치관계이어도 된다. 예를 들어, 도 10에 나타내는 바와 같이, 잉크젯 헤드 유닛(6)의 주사방향(A) 앞쪽에 UVLED 유닛(17a)을 배치하는 동시에, 잉크젯 헤드 유닛(6)의 주사방향(A) 뒤쪽에 UVLED 유닛(17b)을 배치하여도 되고, 도 11에 나타내는 바와 같이, 잉크젯 헤드 유닛(6)의 주사방향(A) 앞쪽에 UVLED 유닛(27)을 배치하여도 된다.
한편, 도 10에 나타내는 위치관계인 경우, 잉크젯 헤드 유닛(6), UVLED 유닛(17a) 및 UVLED 유닛(17b)이 주사방향(A)으로 이동할 때, UVLED 유닛(17a)으로부터는 자외선을 조사하지 않고, UVLED 유닛(17b)으로부터 20mJ/cm2 광량의 자외선을 조사시킴으로써, UV 잉크를 임시경화시킬 수 있다. 한편, 잉크젯 헤드 유닛(6), UVLED 유닛(17a) 및 UVLED 유닛(17b)이 주사방향(A)의 반대방향으로 이동할 때, UVLED 유닛(17a) 및 UVLED 유닛(17b)으로부터 각각 100mJ/cm2 광량의 자외선을 조사시킴으로써 임시경화한 UV 잉크를 본경화시킬 수 있다. 이 때, 제2 실시예와 같이 UVLED 유닛(7)의 이동속도를 변화시킴으로써 UV 잉크에 조사되는 적산광량을 변화시키는 경우, 도 7에 나타내는 바와 같이 UVLED 유닛(17a) 및 UVLED 유닛(17b)을 500mm/sec로 이동시킴으로써, UVLED 유닛(17a) 및 UVLED(12a)로부터 합계 200mJ/cm2의 적산광량을 얻을 수 있다(도 7의 γ 참조).
또한, 상기 실시예에서는 20mJ/cm2 광량의 자외선이 조사되면 UV 잉크가 임시경화하고, 200mJ/cm2 광량의 자외선이 조사되면 UV 잉크가 본경화하는 것으로 설명하였는데, 임시경화 및 본경화에 필요한 자외선의 광량은 UV 잉크의 성분 등 여러가지 요인에 의해 변하기 때문에 적절히 설정된다.
또한, 상기 실시예에서 자외선 조사수단은 UVLED를 사용하여 설명하였는데, 예를 들어 UV 램프 등 자외선을 조사할 수 있는 것이면 어느 것이어도 된다. 또한, UVLED 유닛에 설치되는 UVLED는 1개이어도 되고 복수개이어도 된다.
또한, 상기 실시예에서는 미디어(3)를 반송하기 위하여 잉크젯 프린터(1, 21)에 반송롤러(4)를 구비하는 것으로 설명하였는데, 반송롤러(4) 이외의 기구에 의해 미디어(3)를 반송하도록 하여도 된다.
또한, 상기 실시예에서는 미디어(3)를 반송방향(B)으로 반송함으로써 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)과 미디어(3)를 상대적으로 이동시키는 것으로 설명하였는데, 미디어(3), 또는 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7) 중 어느 것을 이동시켜도 되고, 양쪽 모두를 이동시켜도 된다. 예를 들어, 본 발명을, 미디어(3)를 올려놓고 고정하는 플랫 헤드와, 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)을 반송방향(B) 및 반송방향(B)의 반대방향으로 이동시키는 기구를 구비한 플랫 헤드형 잉크젯 프린터에 적용하여도 된다. 이 플랫 헤드형 잉크젯 프린터이어도, 잉크젯 헤드 유닛(6) 및 UVLED 유닛(7)과 미디어(3)를 반송방향(B)으로 상대적으로 이동시킬 수 있기 때문에, 미디어(3)를 반송방향(B)으로 반송하는 상기 잉크젯 프린터(1, 21)와 마찬가지의 작용효과를 얻을 수 있다.

Claims (5)

  1. 자외선 경화형 잉크를 토출하는 잉크젯 프린터에 있어서,
    기록매체에 자외선 경화형 잉크를 토출하는 토출수단과,
    상기 토출수단으로부터 토출되어 상기 기록매체에 착탄한 상기 자외선 경화형 잉크에 자외선을 조사하는 자외선 조사수단과,
    상기 자외선 조사수단으로부터 상기 자외선 경화형 잉크에 조사되는 자외선의 광량을 변경하는 광량변경수단을 구비하고,
    상기 광량변경수단은, 상기 자외선 조사수단이 상기 자외선 경화형 잉크를 임시경화시키는 제1 광량의 자외선을 조사하게 하고, 그 후 상기 자외선 조사수단이 상기 자외선 경화형 잉크를 본경화시키는 제2 광량의 자외선을 조사하게 하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광량변경수단은, 상기 자외선 조사수단이 주사방향으로 이동할 때, 상기 자외선 조사수단이 상기 제1 광량의 자외선을 조사하게 하고, 상기 자외선 조사수단이 주사방향의 반대방향으로 이동할 때, 상기 자외선 조사수단이 상기 제2 광량의 자외선을 조사하게 하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광량변경수단은, 상기 자외선 조사수단으로부터 조사되는 자외선의 광강도를 변경함으로써, 상기 자외선 경화형 잉크에 조사되는 자외선의 광량을 변경하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 광량변경수단은, 상기 자외선 조사수단의 이동속도를 변경함으로써, 상기 자외선 경화형 잉크에 조사되는 자외선의 광량을 변경하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 프린터.
  5. 자외선 경화형 잉크에 의해 인쇄하는 인쇄방법에 있어서,
    기록매체에 자외선 경화형 잉크를 토출하는 토출스텝과,
    자외선 조사수단으로부터 조사되는 자외선의 광량을, 상기 자외선 경화형 잉크를 임시경화시키는 제1 광량으로 설정하고, 상기 토출스텝에서 토출되어 상기 기록매체에 착탄한 상기 자외선 경화형 잉크에 자외선을 조사하는 제1 자외선 조사스텝과,
    상기 제1 자외선 조사스텝후, 상기 자외선 조사수단으로부터 조사되는 자외선의 광량을, 상기 자외선 경화형 잉크를 본경화시키는 제2 광량으로 설정하고, 상기 제1 자외선 조사스텝에서 임시경화된 상기 자외선 경화형 잉크에 자외선을 조사하는 제2 자외선 조사스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 인쇄방법.
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