床上でのUV硬化処理においては、妥協は許されません。基板が必要とするエネルギー密度を供給できなければ、結果として不良品が生じます。例えば、接着力の低下や、廃棄される材料の増加などです。この性能を決定づけるのが水銀UVランプであり、基準となるのは石英の純度です。
技術的に重要なのは何か？ 水銀ランプというのは単なる「UV光源」ではありません。240～450nmの範囲で制御されたスペクトル特性を持ち、特に365nm付近で強い出力が得られます。また、313nmや405nm付近のエネルギーも重要で、多くの光開始剤がこれらの波長を利用しています。石英製のケースがそのスペクトルを通過させ、実際に反射器に到達するUV量を決定します。そして最終的には、印刷物全体に均一なUVが照射されます。
99.99％の電子グレードの石英を使用すれば、吸収率は低く安定します。その結果、ランプの温度が下がり、ケースの形状も保たれ、使用寿命中の出力の変動も最小限に抑えられます。このような安定性こそが、再現性のあるmJ/cm²の値を得るために必要不可欠です。
なぜプリンター上でこのようになるのか？ 高純度の石英を使用することで、スペクトル出力が安定し、それが直接硬化効率につながります。同じ出力でも、より迅速な架橋反応が起こり、色素入りインクでも良好に硬化し、基板全体にわたってホットスポットが少なくなります。その結果、ラインの停止回数が減り、廃棄物も少なくなります。また、ランプの使用寿命も安定します。
省略できない実用的な詳細 99.99％の石英を使用しても、依然としてランプを硬化モジュールに合わせる必要があります。つまり、出力密度、アークの長さ、接続部品などを適切に調整し、スペクトラム放射計を使って反射器の位置を確認する必要があります。定格出力以上にランプを動作させると、寿命が短くなります。一方、出力が不足すると、ピーク照射強度が低下します。
また、短波長域ではオゾンが発生する可能性があります。そのため、オゾンフリーの構成を採用するか、適切な排気システムを確保する必要があります。ランプを単なる消耗品としてではなく、システムの一部として扱うべきです。