CN102459480A - 墨、喷墨打印机及打印方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供墨、喷墨打印机及打印方法。该墨能够在喷墨打印机中打印具有光泽的高精细的图像。本发明的墨由单体及低聚物、光聚合引发剂、敏化剂、着色剂及添加剂构成且粘度为30mPa·sec以上(25℃时)的UV固化型墨中以在墨整体中的含量成为75重量％的方式添加正己烷而成为粘度为8mPa·sec的墨。

Description

墨、喷墨打印机及打印方法
技术领域
本发明涉及在从喷墨头喷射墨滴而打印由多个墨滴的排列构成的图像的喷墨打印机中所使用的墨、喷墨打印机及打印方法。
背景技术
作为喷墨打印机所使用的墨，能够列举溶剂墨和UV(紫外线)固化型墨。溶剂墨是主要将颜料及粘结剂树脂分散在挥发性溶剂中而成的墨，通过将墨从喷墨头喷射到介质(打印介质)表面并利用位于介质下部的加热器使挥发性溶剂挥发，从而使墨固定在介质表面上而打印图像。
另一方面，UV(紫外线)固化型墨是由颜料、紫外线固化树脂(单体或/和低聚物)及聚合引发剂等构成的墨，将UV墨从喷墨头喷射到介质上后，利用紫外线照射部件照射紫外线而使树脂固化，使墨固定在介质表面上而打印图像。
专利文献1：国际公开第2004/094150号公报
对于使用溶剂墨进行打印的图像，由于喷射的墨的粘度较低，因此涂布的墨的厚度较薄，表面也平坦，因此有具有光泽感而较好这样的优点。但是，由于挥发性有机溶剂的含量超过80wt％(重量百分比)而较高，因此在着落在介质上时出现墨的渗开，因此存在有图像的精细度较差这样的问题。另外，作为介质需要使用氯乙烯、橡胶或专用的纸，存在有介质的材料的选择性较窄这样的缺点。
本申请人在专利文献1中公开了如下内容，即，利用具有用于对支承体进行预加热的预加热器和用于对着落在支承体上的台板(记录介质)上的墨提前进行加热的加热器的喷墨打印机来防止墨的渗开。
另一方面，由于UV固化型墨不含VOC(挥发性有机化合物)，因此环保特性较好，而且由于墨的粘度较高，因此喷射的墨不扩散，能够获得高精细的图像。但是，由于粘度较高，因此存在有在喷墨头上产生堵塞这样的问题，为了从喷墨头稳定地喷出墨，实施有例如对喷墨头进行加热而降低喷射的墨的粘度的对策。但是，对于着落在介质表面上的墨，由于温度下降而使粘度立即上升，因此喷射的墨难以扩散而在表面产生凹凸。而且，由于利用与喷墨头一体地设置的UV灯立即进行UV照射而使墨固化，因此存在有凹凸被照原样固定而使画质容易成为粗糙状、且容易在喷射头的扫描方向上产生固化条纹这样的缺点。因此，考虑在UV固化型墨中添加有机溶剂而降低UV固化型墨的粘度，从而减少墨滴表面的凹凸，但是担心墨滴的厚度变薄、UV感光度降低的情况。
发明内容
本发明是鉴于上述的问题而做成的，其目的在于提供能够在喷墨打印机中打印没有凹凸、平坦度较高、具有光泽感的高精细的图像的墨、喷墨打印机及打印方法。
为了解决上述问题，本发明具有以下技术方案。
技术方案1
在至少由颜料、利用紫外线进行固化的紫外线固化树脂及光聚合引发剂构成且粘度为20mPa·sec以上(室温25℃)的UV固化型墨中添加挥发性有机溶剂而具有3mPa·sec～18mPa·sec(室温25℃)的粘度。
技术方案2
根据技术方案1所述的墨，其特征在于，上述挥发性有机溶剂的含有率是30重量％～90重量％。
技术方案3
根据技术方案1或2所述的墨，其特征在于，上述挥发性有机溶剂是正己烷。
技术方案4
该喷墨打印机具有：
支承体，其用于支承介质；
喷墨头，其将权利要求1～3中任一项所述的墨从多个排出口喷射而使墨滴着落在上述介质表面上；
加热部件，其位于上述介质的背面侧及正面侧的至少一侧，对着落在上述介质表面上的上述墨滴进行加热，使该墨滴中含有的上述挥发性有机溶剂挥发而去除该挥发性有机溶剂；
UV照射部件，其对上述介质表面上的使上述挥发性有机溶剂挥发而去除了该挥发性有机溶剂的上述墨滴照射紫外线，使该墨滴固化。
技术方案5
将权利要求1～3中任一项所述的墨从喷墨头的多个排出口喷射而使墨滴着落在介质表面上，
利用位于上述介质的背面侧及正面侧的至少一侧的加热部件对着落在上述介质表面上的墨滴进行加热，使该墨滴中含有的挥发性有机溶剂挥发而除去该挥发性有机溶剂，之后，
利用UV照射部件对上述墨滴照射紫外线，使该墨滴固化而固定在上述介质表面上，
在上述介质表面上打印由多个墨滴的排列构成的图像。
采用本发明的墨，在用于喷墨打印机的情况下，由于粘度是3mPa·sec～18mPa·sec，因此能够不会堵塞喷墨头地从喷墨头良好地喷射墨。另外，着落在介质(打印介质)上的多个墨滴的表面成为平滑的凹凸，而且，通过挥发而去除挥发性有机溶剂而使表面变得平坦，通过利用紫外线进行固化及固定，能够获得高光泽并且高品质的图像。另外，由于使用20mPa·sec以上的高粘度的紫外线固化树脂，因此通过利用加热部件使挥发性有机溶剂挥发而去除该挥发性有机溶剂，能够防止墨的渗开并能够获得高精细的图像，另外，由于着落的墨滴的厚度较厚，因此具有紫外线固化感光度优异这样的优点。
在含有与本发明相同的粘度和有机溶剂的溶剂墨中，能够使用的介质限定为氯乙烯、橡胶或溶剂墨专用的纸，但是采用本发明的墨，能够在PET、PP、PC、丙烯酸类等塑料、金属或玻璃等上进行打印，扩展了介质的选择性。
采用本发明的喷墨打印机，由于具有配置在介质的背面侧及正面侧的至少一侧的加热部件，因此使用如上所述的本发明的墨，能够立即使喷射在介质上的墨滴中含有的挥发性有机溶剂挥发而去除该挥发性有机溶剂，从而阻止墨滴的渗开，另外，由于能够消除表面的凹凸，因此能够使表面平坦。而且，由于能够利用UV照射部件使该平坦化后的墨滴固化及固定该墨滴，因此能够获得具有光泽的高精细图像。
采用本发明的打印方法，利用加热部件对墨滴进行加热，使墨滴中含有的挥发性有机溶剂而去除该挥发性有机溶剂，之后利用UV部件照射紫外线，使墨滴固化而固定在介质表面上，因此能够使墨滴的表面平坦，能够获得具有光泽感的高精细的图像。
附图说明
图1是表示作为本发明的一实施方式的喷墨打印机的主要部分示意俯视图。
图2是表示作为本发明的一实施方式的喷墨打印机的示意侧视图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的墨、喷墨打印机及打印方法。
首先，说明本发明的墨。
墨
本发明的墨的特征在于，由单体(55重量％～88重量％)及低聚物(0重量％～15重量％)、光聚合引发剂(6重量％～13重量％)、敏化剂(3重量％～30重量％)、着色剂(颜料)(3重量％～6重量％)及添加剂(1重量％～8重量％；分散剂、调平剂、阻聚剂)构成，在粘度(25℃)是30mPa·sec～300mPa·sec的高粘度的UV固化型墨中，添加60重量％～85重量％的粘度0.32(20℃)、沸点69℃的正己烷，从而使25℃时的粘度为10mPa·sec。
例如，能够列举出如上所述那样的墨，即，在添加正己烷前的粘度是大致30mPa·sec(25℃)的UV固化型墨中，以在墨整体中的含量为75重量％的方式添加正己烷，从而成为粘度为8mPa·sec的墨。
另外，单体及低聚物是利用紫外线进行固化的紫外线固化树脂。
在本发明的墨中，由单体和/或低聚物、光聚合引发剂、敏化剂、着色剂及添加剂构成的UV固化型墨使用粘度为20mPa·sec以上(室温25℃)的墨，适当调整挥发性有机溶剂的含有率，将墨的粘度调整到3mPa·sec～18mPa·sec。UV固化型墨的粘度期望是20mPa·sec以上(室温25℃)，更加优选50mPa·sec(室温25℃)以上。在不足20mPa·sec(室温25℃)时，渗开剧烈，其速度也较快。在20mPa·sec(室温25℃)以上不足50mPa·sec(室温25℃)时，能够看到渗开，但是渗开速度较小，没有到被紫外线照射而固化为止影响图像的精细度的程度，能够通过控制照射紫外线为止的时间来获得高精细的图像。在50mPa·sec(室温25℃)以上时，渗开不明显，在100mPa·sec(室温25℃)以上时，几乎没有渗开，在1000mPa·sec(室温25℃)以上时，完全没有渗开。
挥发性有机溶剂的含有率期望是30重量％～90重量％，进而期望是50重量％～70重量％。
另外，代替正己烷也可以是其他的挥发性有机溶剂，能够从接触角小于UV固化型的接触角、粘度为5mPa·sec以下、优选2mPa·sec以下、并且沸点为200℃以下优选160℃以下的、挥发性有机溶剂中进行适当选择。例如，能够列举异链烷烃系烃(出光兴产IP溶剂1016、IP溶剂1620等)、环己酮等酮类、甲苯、二甲苯等芳香烃类、二缩丙二醇、单甲醚醋酸酯等酯类等。另外，并不限于一个种类，也可以混合使用多种挥发性有机溶剂。
作为颜料、单体和/或低聚物及光聚合引发剂，任一个都不是特别限定的材料，能够适当选择使用各种以往公知的材料。另外，敏化剂、分散剂、流平剂、阻聚剂等、各种添加剂等也能够适当选择使用公知的材料。
本发明的墨含有挥发性有机溶剂，从而能够降低在室温中的墨粘度。而且，通过在UV固化前迅速地使挥发性有机溶剂挥发而去除该挥发性有机溶剂，能够打印墨滴的表面的平坦度较高、具有光泽感的高精细的图像。
接着，说明本发明的喷墨打印机及打印方法。图1是表示本发明的一实施方式的喷墨打印机的主要部分示意俯视图，图2是其侧视图。
喷墨打印机
本发明的喷墨打印机10具有：台板(支承体)12，其用于支承介质(记录介质)11；喷墨头13，其一边在X方向(纸面左右方向)移动一边将墨从多个排出口喷射而使墨滴着落在介质11表面上；打印加热器(加热部件)17，其位于介质11的背面侧，对着落在介质11正面上的墨滴进行加热，使墨滴中含有的挥发性有机溶剂挥发而去除该挥发性有机溶剂；UV照射部件16，其配置在介质11的移动方向(Y方向)前方，对介质11表面上的使挥发性有机溶剂挥发而去除了该挥发性有机溶剂的墨滴照射紫外线，使该墨滴固化。
喷墨头13具有利用压电(piezo)方式等从并列配置在喷墨头13的下表面的喷嘴(未图示)喷射墨滴的构造，喷墨头13固定在单元架台14上，能够利用移动部件(未图示)在导轨15上沿X方向移动。移动部件由电动马达及用于控制该马达的电子电路等构成。
使用的墨的特征在于，是在上述本发明的实施方式所示出的、由颜料、利用紫外线进行固化的紫外线固化树脂及光聚合引发剂构成且粘度为20mPa·sec以上(室温25℃)的UV硬化型墨中添加挥发性有机溶剂而具有3mPa·sec～18mPa·sec的粘度的墨。
介质11被台板12支承，并且利用夹紧辊(未图示)及供给辊(未图示)夹持，在喷墨头13一边喷射墨滴一边从介质11的X方向的一端移动至另一端并完成该动作的同时，利用辊的旋转来将介质11向Y方向输送。另外，介质11能够使用由PET、PP、PC及丙烯酸类等塑料材质、金属、玻璃、氯乙烯、橡胶材质或溶剂墨专用纸等几乎全部材质构成的介质。
打印加热器(加热部件)17配置在台板的内部，并配置在介质11的背面侧，对着落在介质11表面的墨滴进行加热，使墨滴中含有的挥发性有机溶剂挥发而去除该挥发性有机溶剂。作为打印加热器17，能够使用电热式加热器、红外线加热器、电磁感应(IH)加热器，为了在墨被喷射而着落在介质表面上的同时使墨中含有的挥发性有机溶剂挥发而去除该挥发性有机溶剂，恒定地保持台板的温度。对于打印加热器的加热温度的下限，期望是能够在介质11被输送到UV照射部件位置为止的期间里使挥发性有机溶剂充分地挥发而去除该挥发性有机溶剂的温度，下限例如为35℃左右。上限期望根据介质的耐热温度和加热器的高温化对人体的安全性的影响来决定，上限例如为80℃左右。
另外，加热部件的位置并不限于介质背面侧，也可以位于介质的正面侧或两侧。在介质的正面侧设置加热部件的情况下，加热部件能够与喷墨头相同地设在导轨15上，或以与导轨15分离独立的状态固定设置在导轨15的Y方向(台板输送方向)前方的位置。另外，在将加热部件与喷墨头相同地设在导轨上的情况下，在单向打印的情况下，在喷墨头的移动方向后方设置加热部件。详细地说，在使喷墨头一边向X方向右侧移动一边喷射墨的情况下，将加热部件设置在喷墨头的纸面左侧，在使喷墨头一边向X方向左侧移动一边喷射墨的情况下，将加热部件设置在喷墨头的纸面右侧。另外，在双向打印的情况下，将加热部件设置在喷墨头的移动方向前方及后方，即喷墨头的纸面左右两侧。
UV照射部件16中内置有UVLED(Ultra Violet LightEmitting Diode的缩写；紫外线发光二极管)，UV照射部件16与喷墨头13一起配置在在单元架台14上，UV照射部件16配置在该喷墨头13的介质11的移动方向(Y方向)前方侧，利用移动部件(未图示)能够在X方向上移动。在墨滴从喷墨头13着落后，UV照射部件16对利用输送辊输送来的介质11的表面照射紫外线，使介质表面的墨滴固化而固定墨。
作为UV照射部件16，没有特别限定，但是最适合使用能够通过改变电流、发光脉冲幅度来自由地调整照射光量、控制ON/OFF且电力消耗较小的UVLED灯。但是，由于通过设置快门能够改变UV光量，从而也能够使用金属卤化物灯、氙气灯、高压汞等其他的灯。
如上所述，本发明的喷墨打印机10如下所述，即，将上述本发明的墨从喷墨头13喷射在被支承在台板(支承体)12上的介质11表面上，对于着落在介质11表面上的UV墨滴，利用位于介质的背面侧的打印加热器使墨滴中含有的挥发性有机溶剂挥发而去除该挥发性有机溶剂，接着，利用UV照射部件16照射紫外线，使该UV墨滴固化而固定在介质11表面，在介质11表面上制作由多个UV墨滴的排列构成的图像。采用本发明的喷墨打印机，由于墨滴的表面能够平坦，因此具有光泽感，另外，由于使用本发明的墨，因此没有墨滴的渗开，能够获得高精细的图像。
在上述实施方式中的喷墨打印机中，举例说明了喷墨头13及UV照射部件16一起固定在单元架台上的情况，但是本发明并不限定于此，UV照射部件也可以构成为以相对于喷墨头分离并独立的状态固定在位于Y方向前方的其他导轨上而能够沿X方向移动，或者，UV照射部件也可以为固定设置位于Y方向前方并横跨台板的X方向全宽的UV灯的结构。作为UV灯，能够列举黑光灯、杀菌灯等放电管。
打印方法
接着，参照附图1及附图2说明使用本发明的墨及喷墨打印机10的打印方法。
本发明的打印方法的特征在于，是使用如上述的本发明的墨和喷墨打印机而进行的方法，将墨从喷墨头13的多个排出口喷射而使墨滴着落在介质11表面上，利用位于介质的背面侧的加热部件对着落在介质11表面上的墨滴进行加热，使该墨滴中含有的挥发性有机溶剂挥发而去除该挥发性有机溶剂，之后利用UV照射部件16对墨滴照射紫外线，使该墨滴固化而固定在介质11表面上，在介质11表面上打印由多个墨滴的排列构成的图像。
在喷墨头单元中填充本发明的粘度是大致4mPa·sec的墨，使喷墨头沿X方向移动而将墨滴喷射在介质上。在该情况下，由于不用担心本发明的墨会堵塞喷墨头，因此不需要特意在喷墨头上设置加热器等加热部件，能够以温水加热喷墨头、墨而降低喷射时的粘度。
接着，利用位于介质的背面侧并将介质表面保持在40℃～80℃的打印加热器立即对喷射在介质11上的墨滴进行加热，蒸发挥发性有机溶剂而去除该挥发性有机溶剂。由此，由于成为由粘度为30mPa·sec的高粘度的UV固化型墨构成的墨滴，因此能够防止渗开。
接着，利用台板12向Y方向输送介质11。利用位于介质的Y方向前方的UV照射部件16对使挥发性有机溶剂挥发而去除了该挥发性有机溶剂的介质表面的墨滴照射紫外线，使墨滴固化而固定在介质11表面上。由此，在介质11表面上形成由多个墨滴的排列构成的图像。
以上，说明了本发明的墨、喷墨打印机及打印方法，但是本发明并不限定于上述例子，在不脱离发明的主旨的范围内，能够根据需要适当改变。
附图标记说明
10、喷墨打印机；11、介质；12、台板；13、喷墨头；14、单元台架；15、导轨；16、UV照射部件；17、打印加热器。

Claims (5)

1.一种墨，其特征在于，
在至少由颜料、利用紫外线进行固化的紫外线固化树脂及光聚合引发剂构成且粘度为20mPa·sec以上(室温25℃)的UV固化型墨中添加挥发性有机溶剂而具有3mPa·sec～18mPa·sec(室温25℃)的粘度。
2.根据权利要求1所述的墨，其特征在于，
上述挥发性有机溶剂的含有率是30重量％～90重量％。
3.根据权利要求1或2所述的墨，其特征在于，
上述挥发性有机溶剂是正己烷。
4.一种喷墨打印机，其特征在于，
该喷墨打印机具有：
支承体，其用于支承介质；
喷墨头，其将权利要求1～3中任一项所述的墨从多个排出口喷射而使墨滴着落在上述介质表面上；
加热部件，其位于上述介质的背面侧及正面侧的至少一侧，对着落在上述介质表面上的上述墨滴进行加热，使该墨滴中含有的上述挥发性有机溶剂挥发而去除该挥发性有机溶剂；
UV照射部件，其对上述介质表面上的使上述挥发性有机溶剂挥发而去除了该挥发性有机溶剂的上述墨滴照射紫外线，使该墨滴固化。
5.一种打印方法，其特征在于，
将权利要求1～3中任一项所述的墨从喷墨头的多个排出口喷射而使墨滴着落在介质表面上，
利用位于上述介质的背面侧及正面侧的至少一侧的加热部件对着落在上述介质表面上的墨滴进行加热，使该墨滴中含有的挥发性有机溶剂挥发而除去该挥发性有机溶剂，之后，
利用UV照射部件对上述墨滴照射紫外线，使该墨滴固化而固定在上述介质表面上，
在上述介质表面上打印由多个墨滴的排列构成的图像。
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