CN106891631B - 图像形成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供一种图像形成方法,通过从喷墨头的喷嘴吐出巨大液滴,能够稳定地生产具备具有目测以及触感优良的凹凸的装饰效果的印刷品,该课题通过如下图像形成方法来解决:从喷墨头(1)所具备的与多个墨室对应的多个喷嘴分别吐出液滴而打印到印刷介质(M)上,形成印刷品,其中,从喷墨头(1)的喷嘴吐出70pl以上的液滴,在印刷介质(M)上以一次通过方式进行打印,形成打印后的印刷品表面的算术平均粗糙度(Ra)为3μm以上的凹凸的印刷品。

Description

图像形成方法
技术领域
本发明涉及图像形成方法,详细而言涉及如下的图像形成方法:能够通过从喷墨头的喷嘴吐出巨大液滴,稳定地生产在印刷介质上设置具有目测以及触感优良的凹凸的装饰效果的印刷品。
背景技术
以往,作为获取被赋予装饰效果的凹凸的印刷品的方法,有例如使用制版在印刷介质上将图案等印刷成凹凸状的方法、将另外形成好的图案等粘合或者转印到印刷介质上的方法。但是,不论哪种方法都需要专用的制版或粘合、转印作业,在成本花费方面生产率也恶化。
另一方面,作为印刷技术之一周知有喷墨法。喷墨法能够在各种印刷介质上以非接触的方式形成任意的图像,所以近年来被广泛利用于各种领域。
专利文献1中关于形成稳定的图像的技术公开了如下内容:从具有口径30μm以下的喷嘴的喷墨头,以15kHz以上的驱动频率吐出包含色材、水以及水溶性有机溶剂且25℃时的粘度是5mPa·s以上的墨。
另外,专利文献2中关于用于稳定吐出液滴的技术公开了如下内容:将喷嘴内的弯液面(Meniscus)的引进量设定成预定的条件,稳定吐出1pl以下的微小液滴。
进而,专利文献3中关于使液滴附着到平均表面粗糙度Ra为3μm以上的印刷介质而进行图像记录的技术公开了如下内容:吐出含有金属颜料和透明的球状粒子的墨组合物的液滴,形成具有回归反射性的图像。
但是,专利文献1~专利文献3都不是获取被赋予装饰效果的凹凸的印刷品的技术。
此外,本发明中的装饰效果不仅是本来介质的表面就具有的“粗糙感”,还意味着能够通过触感来识别印刷部以及图像的效果。
专利文献1:日本特开2002-264333号公报
专利文献2:日本特开2003-165220号公报
专利文献3:日本特开2010-158849号公报
发明内容
本发明人研究了使用喷墨法在印刷介质表面形成基于新的凹凸的图像,从而形成被赋予装饰效果的凹凸的印刷品。期待这样的被赋予装饰效果的印刷品作为陶器或瓷器的砖、壁纸等表面被装饰了的建造物的外装材料、内装材料,而被利用于建材、室内装修的领域。另外,还期待被利用于家电产品、家具、文具、洗涤剂等日用品、食品的包装等外装材料的涂饰。
本发明人通过实验得到确认,得知为了通过装饰效果呈现印刷品的商品价值,通过着落到印刷介质的液滴进行打印后的该印刷介质的印刷部表面的算术平均粗糙度(Ra)需要为3μm以上。为了得到具有这样的表面粗糙度的凹凸的印刷品,需要从喷墨头的喷嘴吐出巨大液滴。
但是,本发明人进一步进行了研究,得知仅仅使巨大液滴着落到印刷介质而形成图像的话,还是难以形成被赋予目测、触感良好的装饰效果的印刷品。另外,在从喷墨头的喷嘴吐出巨大液滴的情况下,还存在喷嘴内的弯液面易于破裂,从而难以稳定地生产印刷品这样的问题。
因此,本发明的课题在于提供一种图像形成方法,通过从喷墨头的喷嘴吐出巨大液滴,能够稳定地生产具备具有目测以及触感优良的凹凸的装饰效果的印刷品。
本发明的其它课题通过以下的记载将更加明确。
上述课题通过以下的各发明来解决。
1.一种图像形成方法,从喷墨头所具备的与多个墨室对应的多个喷嘴分别吐出液滴并打印到印刷介质上,形成印刷品,该图像形成方法的特征在于,
从所述喷墨头的所述喷嘴吐出70pl以上的所述液滴,在所述印刷介质上以一次通过方式进行打印,形成打印后的所述印刷品表面的算术平均粗糙度(Ra)为3μm以上的凹凸的印刷品。
2.根据上述1记载的图像形成方法,其特征在于,所述印刷介质的打印前的算术平均粗糙度Ra为从所述喷嘴吐出的所述液滴的半径的1/4以下。
3.根据上述1或者2记载的图像形成方法,其特征在于,使从所述喷嘴溢出的墨的弯液面的最大突出量为该喷嘴的半径的2/3以下。
4.根据上述3记载的图像形成方法,其特征在于,所述喷墨头在所述墨室的入口具有对墨流路进行节流的节流部。
5.根据上述1至4中的任意一项记载的图像形成方法,其特征在于,所述喷墨头使用粘度为5cp以上的墨并将所述液滴吐出到所述印刷介质上。
6.根据上述1至5中的任意一项记载的图像形成方法,其特征在于,所述喷墨头使用含有数均粒子径为3μm以上的无机颜料的墨并将所述液滴吐出到所述印刷介质上。
7.根据上述6记载的图像形成方法,其特征在于,所述喷墨头的所述喷嘴的直径为50μm以上。
8.根据上述6或者7记载的图像形成方法,其特征在于,所述喷墨头是从内部不具有过滤器的共同墨室对多个所述墨室共同地供给墨的构造。
9.根据上述1至8中的任意一项记载的图像形成方法,其特征在于,所述喷墨头是构成所述墨室的至少一个壁面由以剪力模式驱动的压电元件形成的剪力模式型的喷墨头。
10.根据上述9记载的图像形成方法,其特征在于,所述喷墨头的所述墨室的纵横比(深度/宽度)为7以下。
11.根据权利要求上述9或者10记载的图像形成方法,其特征在于,在所述喷墨头中,相邻的所述墨室之间的隔壁通过所述压电元件构成,该喷墨头具有所述墨室从墨的入口朝向出口形成为直线状的六面体形状的头芯片。
根据本发明,能够提供一种通过从喷墨头的喷嘴吐出巨大液滴,能够稳定地生产具备具有目测以及触感优良的凹凸的装饰效果的印刷品的图像形成方法。
附图说明
图1是示出通过着落到印刷介质表面的液滴形成有凹凸的印刷品的概念的剖面图。
图2是示出在实施本发明的图像形成方法时所使用的图像形成装置的一例的侧视图。
图3是图2所示的图像形成装置的俯视图。
图4是示出在图像形成装置中所优选使用的喷墨头的一个例子的分解立体图。
图5的(a)~(c)是说明图4所示的喷墨头的液滴吐出时的动作的说明图。
图6是示出图4所示的喷墨头所使用的驱动信号的一例的图。
图7是说明喷嘴内的弯液面溢出的样子的图。
图8是示出无机颜料的粒子数相对于数均粒子径的分布的图形。
(符号说明)
1:喷墨头;11:头芯片;11a:前端面;11b:后端面;111:墨室;111a:墨入口;111b:墨出口;112:隔壁;113:驱动电极;114:连接电极;12:喷嘴板;121:喷嘴;13:布线基板;13a:端部;131:墨流路孔;132:布线;14:墨歧管;141:共同墨室;15:FPC;2:输送带;2a:输送面;21:旋转辊;3:照射部;100:图像形成装置;200:驱动电路;300:驱动信号;301:第1膨胀脉冲;302:收缩脉冲;303:第2膨胀脉冲;400:弯液面;500:液滴;M:印刷介质;PW1:第1膨胀脉冲的维持时间;PW2:收缩脉冲的维持时间。
具体实施方式
以下,详细说明本发明的实施方式。
本发明是从喷墨头具备的与多个墨室对应的多个喷嘴分别吐出液滴并打印到印刷介质上,形成印刷品的图像形成方法,其中,从喷墨头的喷嘴吐出70pl以上的液滴,在印刷介质上以一次通过方式进行打印,形成通过所着落的液滴进行打印之后的算术平均粗糙度(Ra)为3μm以上的凹凸的印刷品。目前为止的利用喷墨得到的印刷品由于墨中未包含足够量的大粒子径的颜料的墨,所以墨层自身小于2μm而无法实现基于凹凸的表面粗糙度,无法得到本发明的装饰效果。
由此,通过着落下70pl以上的巨大液滴,形成由着落到印刷介质上的液滴构成的大的凸部,其干燥或者固化,从而能够得到具有凹凸的印刷品。如图1所示,该印刷品的凹凸并非印刷介质M自身具有的表面的凹凸,而是通过着落到其表面的液滴500固化而新形成的凹凸。
在本发明中,根据所获得的印刷品的装饰效果优良的观点,使液滴为70pl以上,优选的是70pl以上300pl以下。
70pl以上的液滴也可以由从喷墨头的喷嘴通过1次吐出动作吐出的1滴液滴形成,但从喷嘴吐出的1滴液滴的大小是有限度的。在该情况下,也可以通过多次吐出动作而从喷嘴吐出多个液滴并使多个液滴在飞翔中合体,从而形成合计为70pl以上的液滴。另外,也可以使通过多次吐出动作从喷嘴吐出的多个液滴着落到印刷介质上的大致同一位置,从而得到着落有合计为70pl以上的液滴的印刷介质。进而,还能够例如从喷嘴连续吐出3滴100pl的液滴,并在飞翔中使3滴100pl的液滴合体、或者使其着落到印刷介质上的大致同一位置,从而得到着落有合计为300pl的液滴的印刷介质。
着落的液滴固化之后是指,着落到印刷介质上的液滴从液体相变为固体之后。例如,作为在本发明中优选的能够使用的墨,可以举出如UV墨等那样的活性能量射线固化型墨、陶瓷墨,在活性能量射线固化型墨的情况下,是指着落了的液滴通过照射活性能量射线而固化之后的状态。另外,在陶瓷墨的情况下,是指着落了的液滴通过加热而固化之后的状态。
另外,液滴所着落的印刷部位表面以及印刷介质的算术平均粗糙度(Ra)是JISB0601-2001中的算术平均粗糙度(Ra)。
此外,本发明中的算术平均粗糙度(Ra)能够通过一般的表面粗糙度计来测量。作为具体的表面粗糙度计,优选为奥林巴斯株式会社制的OLS4100、株式会社三丰制的表面粗糙度/轮廓形状测量仪Formtracer SV-C4500等。
但是,根据本发明人的知识,为了有效地显现装饰效果,重要的是将吐出的液滴的大小和接受侧的印刷介质的表面粗糙度密切地结合,还要考虑它们的关系。其原因为,例如,在使用如瓷砖那样表面具有微细的凹凸的印刷介质的情况下,有可能由于液滴的一部分被印刷介质表面的凹部吸收,而导致通过打印的液滴获得的凹凸效果减退。
因此,关于印刷介质,优选打印前的状态下的算术平均粗糙度(Ra)为从喷墨头的喷嘴吐出的液滴的半径的1/4以下。由此,着落到印刷介质上的液滴不易被凹部吸收,能够通过利用液滴得到的新的凸部良好地形成凹凸,能够有效地对印刷品赋予装饰效果。
作为具有这样的算术平均粗糙度(Ra)的印刷介质,并无特别限定,能够从举出的如下介质中适当选择:纸、瓷砖、墙壁所使用的加工木材或者被表面加工过的木材、壁纸等所使用的复层材料、棉麻网(无纺布)等;或者建筑的墙壁等所使用的混凝土、砖、瓦、陶瓷器质瓷砖、纤维强化水泥板、钢铁、铝、金属板、玻璃、砂浆、灰浆、石头、石膏板、水泥刨花板等;地面等所使用的木质地板、软木、地毯、地板革、瓷砖等多种多样的材料等;天花板等所使用的布(乙烯布料、纸布、布制布)、木质类(实木、复层材料、纤维板)、无机质类(玻璃质纤维板、石膏板)等。
此外,吐出的液滴的半径是指从喷嘴吐出后且着落前的状态下的液滴的半径。该液滴的半径通过如下方法求出:使用显微镜和闪光灯光源对从喷嘴面离开500μm的位置处的液滴进行摄像,根据所得到的液滴图像计算将该液滴视为球的情况下的直径。
在本发明中,在印刷介质上以一次通过方式进行打印是指,使喷墨头相对于印刷介质上的预定的打印区域仅通过1次,在该过程中进行打印而形成期望的图像。
一般而言,在喷墨方式中,除了这样的一次通过方式以外,有通过使喷墨头相对于印刷介质在主扫描方向上多次往返移动而用液滴填写预定的打印区域的扫描方式。在该扫描方式中,使喷墨头相对于预定的打印区域多次通过,所以在喷墨头的扫描移动时以及反转时,频繁地对喷嘴内的弯液面作用强的惯性力。因此,在从喷嘴吐出70pl以上的巨大液滴的情况下,有可能在吐出前的阶段喷嘴内的弯液面破损,发生不吐出液滴的喷嘴缺陷。另外,在为了避免对弯液面作用这样的强的惯性力而降低喷墨头的扫描速度时,打印速度显著降低。在使喷墨头在同一区域多次通过的扫描方式中,每1个印刷介质的通过次数多,光这点就花费了产品输出时间,所以在降低扫描速度时,导致生产率将进一步降低。
但是,根据本发明,通过在印刷介质上以一次通过方式进行打印,能够降低由于这样的弯液面破损而导致的喷嘴缺陷的发生。而且,每1个印刷介质的通过次数仅为1次,所以与扫描方式相比能够大幅提高生产率。因此,能够通过喷墨法,稳定地生产在印刷介质上设置具有目测以及触感优良的凹凸的装饰效果的印刷品。
此外,作为一次通过方式,有将喷墨头固定为位置不动并相对于该喷墨头仅朝一个方向输送移动印刷介质来进行打印的方式、相对于位置不动的印刷介质使喷墨头仅朝一个方向扫描移动来进行打印的方式和使印刷介质和喷墨头一起分别朝相反的方向移动来进行打印的方式。不论在哪种情况下,与扫描方式相比都不会降低生产率,不过根据更有效地防止喷嘴内的弯液面的破损来提高生产率的观点,优选将喷墨头固定为位置不动并相对于该喷墨头仅朝一个方向输送移动印刷介质来进行打印的方式。
本发明中使用的墨优选粘度为5cp以上的墨。能够抑制着落到印刷介质上的液滴的晕染,所以能够表现更优良的凹凸,能够进一步提高装饰效果。关于墨的粘度,在过高时将难以从喷嘴吐出,所以50cp以下是适当的。
另外,本发明中使用的墨优选包含具有3μm以上的数均粒子径的无机颜料的墨。含有这样的无机颜料的墨作为装饰效果而对印刷介质的表面赋予摩擦的变化,能够进一步提高得到的印刷品的质感。
无机颜料的粒子径是数均粒子径。粒子径通常取如图8所示的与粒子径对应的粒子数的分布。在该分布曲线成线对称的情况下,粒子数的峰值的粒子径与数均粒子径近似。
作为本发明中使用的无机颜料,能够按照目的适当使用公知的无机颜料。并无特别限定,如果举出一例,有炭黑、氧化铁、硫化汞、碳酸钙、高岭土、云母、氧化钛、氧化锌、氧化铬、铝酸钴、铝粉、陶瓷粉等。
接下来,参照附图,说明在实施本发明的图像形成方法时可优选使用的图像形成装置的一例,进一步说明本发明的图像形成方法。
图2是示出图像形成装置的一例的侧视图,图3是图2所示的图像形成装置的俯视图,图4是示出在图3所示的图像形成装置中可优选使用的喷墨头的一例的分解立体图,图5的(a)~(c)是说明图4所示的喷墨头的液滴吐出时的动作的说明图,图6是示出图4所示的喷墨头所使用的驱动信号的一例的图。
在图2、图3中,100是图像形成装置,1是设置于图像形成装置100的喷墨头,2是设置于图像形成装置100的输送带,M是印刷介质。
在图像形成装置100中,在输送带2的输送面2a上间隔地载置有多个印刷介质M。在图2、图3所示的本实施方式中,作为印刷介质M例示了瓷砖。输送带2被架设于一对旋转辊21、旋转辊21,任意的旋转辊21利用未图示的驱动源而转动,从而输送带2旋转移动,将搬送面2a上的印刷介质M以恒定速度朝向图中的Y方向输送。
以使得喷嘴面成为面对输送面2a的垂直向下的朝向的方式将喷墨头1配置在输送带2的输送面2a的上方。在喷嘴面中,沿着X方向排列设置有图2、图3中未示出的多个喷嘴。该喷墨头1是沿着X方向的喷嘴列具有沿着印刷介质M的X方向的打印区域宽度以上的长度的线型的喷墨头,被配置成在打印中位置不动。而且,在通过输送带2输送印刷介质M的过程中,根据打印数据,从各喷嘴吐出70pl以上的液滴,从而对印刷介质M的预定的打印区域以一次通过方式进行打印。
关于该线型的喷墨头1,例示了仅由喷嘴列具有印刷介质M的打印区域宽度以上的长度的1个头构成的例子,但绝对不限于此。线型的喷墨头也可以是例如通过将多个头沿着该打印区域宽度交错状配置而构成为长条状的喷墨头,所述头具有比印刷介质M的打印区域宽度小的长度的喷嘴列。
关于本实施方式所示的喷墨头1,例示了作为活性能量射线固化型墨而使用UV墨的情况。因此,将照射紫外光的照射部3配置于喷墨头1的下游侧附近,所述紫外光用于使通过喷墨头1打印到印刷介质M上的图像固化。
另外,在本实施方式所示的图像形成装置100中,沿着印刷介质M的输送方向(Y方向)配置有多组喷墨头1和照射部3的组。由此,利用下游侧的喷墨头1以及照射部3的组向利用上游侧的喷墨头1以及照射部3的组形成的图像,以积累叠合的方式进行打印,从而能够进一步形成图像,所以能够得到具有更富有凹凸表现的、装饰效果优良的图像的印刷品,这是本发明中优选的方案。组数不限于图示的2组,也可以为3组以上。
在这样沿着输送方向设置多个喷墨头1的情况下,还优选设为通过使每个喷墨头1的墨颜色不同而能够在印刷介质M上形成多个颜色的图像。
如图4所示,喷墨头1具有头芯片11、喷嘴板12、布线基板13、墨歧管14以及FPC15。图4所示的喷墨头1示出了在头芯片11与布线基板13之间左右展开的状态。
头芯片11是六面体形状,沿着图中的X方向排列设置有多个墨室111(还称为通道)。在图4中,用虚线示出其中的仅1个墨室111。墨室111从头芯片11的前端面11a到后端面11b直线状延伸,在前端面11a配置有墨出口111a,在后端面11b配置有墨入口111b。在该头芯片11中形成为多个墨室111呈1列,但也可以朝图2、图3中的Y方向排列设置多个沿着X方向的墨室111的列。
喷嘴板12被粘合于头芯片11的前端面11a。在喷嘴板12中,在与头芯片11的各墨室111对应的位置处,分别形成有喷嘴121。
布线基板13由例如玻璃基板等绝缘性的基板构成,被粘合于头芯片11的后端面11b。布线基板13具有比头芯片11的后端面11b的面积大的面积,在被粘合到头芯片11时,布线基板13的端部向头芯片11的侧方伸出。在布线基板13中,在与头芯片11的各墨室111对应的位置处,分别形成有墨流路孔131。
墨歧管14是存积经由布线基板13的墨流路孔131对各墨室111共同供给的墨的构件,被粘合于布线基板13的背面侧。墨被存积于在墨歧管14内形成的共同墨室141,并从该共同墨室141经由布线基板13的墨流路孔131被供给到头芯片11的各墨室111。
在本发明中,关于头芯片11,如图5所示,位于相邻的墨室111、墨室111之间的形成壁面的隔壁112由PZT等压电元件构成。各隔壁112通过在高度方向(图5的上下方向)上接合具有相反的极化方向的压电元件而形成。在面对墨室111内的隔壁112的表面形成有驱动电极113。
具有这样的头芯片11的喷墨头1是剪力模式(shear mode)型的喷墨头。即,在从驱动电路200对进行液滴吐出的墨室111内的驱动电极113施加例如图6所示那样的驱动信号300,并将其两邻的墨室111、墨室111内的驱动电极113、驱动电极113接地时,头芯片11以两隔壁112、隔壁112弯曲变形的方式进行剪力模式驱动。剪力模式型的喷墨头1能够高效地对墨室111内的墨赋予吐出压力,易于对液滴体积进行加工,所以在实施吐出70pl以上的液滴的本发明的图像形成方法的情况下可优选使用剪力模式型的喷墨头1。
另外,如本实施方式所示的喷墨头1那样具有六面体形状的头芯片11的喷墨头具有制造简单且还能够抑制生产成本的优点,在该头芯片11中,压电元件构成相邻的墨室111、墨室111之间的隔壁112,且各墨室111从墨入口111b朝向墨出口111a形成为直线状。
在头芯片11的后端面11b形成有与各墨室111内的驱动电极113电连接的连接电极114。另外,布线基板13形成有与该连接电极114对应的布线132。头芯片11和布线基板13被粘合成这些连接电极114与布线132电连接。布线132延伸至布线基板13的端部13a,在该布线基板13的端部13a电连接有FPC15。因此,驱动信号300从驱动电路200经由FPC15、布线132以及连接电极114被施加到各驱动电极113。
图6所示的驱动信号300由具有第1膨胀脉冲301、收缩脉冲302和第2膨胀脉冲303的矩形波构成,其中,第1膨胀脉冲301从基准电位上升而使墨室111的容积膨胀,收缩脉冲302在将该第1膨胀脉冲301维持固定时间之后使墨室111的容积收缩,第2膨胀脉冲303在将该收缩脉冲302维持固定时间之后使墨室111的容积膨胀而返回到基准电位。
此外,图6中的纵轴是电压、横轴是时间。另外,PW1是第1膨胀脉冲301的维持时间,PW2是收缩脉冲302的维持时间。在将墨室111中的压力波的声学共振周期的1/2设为AL时,在PW1设定为1AL附近时能够高效地吐出液滴,因而优选。在PW2设定为2AL附近时能够消除液滴吐出后的墨室111内的余音压力波,因而优选。
如图5(a)所示,关于隔壁112处于中立状态的墨室111,在对驱动电极113施加第1膨胀脉冲301时,如图5(b)所示两隔壁112、隔壁112朝向外侧弯曲变形而容积膨胀。由此,墨从共同墨室141流入到墨室111内。接下来,在对驱动电极113施加收缩脉冲302时,膨胀状态的两隔壁112、隔壁112如图5(c)所示朝向内侧弯曲变形,墨室111一下子收缩。通过该收缩,对墨室111内的墨赋予压力。在该压力增大到从喷嘴121吐出墨的程度时,从喷嘴121吐出液滴。之后,当在预定的定时对驱动电极113施加第2膨胀脉冲303时,收缩状态的两隔壁112、隔壁112如图5(a)所示恢复到中立状态。
该驱动信号300仅为一例,在本发明中没有任何限定。为了从喷墨头1的喷嘴121吐出70pl以上的液滴,一般能够通过适当设定驱动信号的电压值、各脉冲的维持时间来进行。
但是,一般而言,在连续吐出液滴时,有时如图7所示喷嘴121内的弯液面400突出而变得易于溢出。该溢出现象是由于液滴吐出后的墨的再填充时墨返回到墨室内而引起的。特别是在本实施方式所示的剪力模式型的喷墨头1的情况下,墨室111细长,所以再填充时的墨的返回的势头强,弯液面400的溢出易于变大。
在该弯液面400的溢出变大时,不仅使吐出的液滴的速度发生变动,弯液面400也变得不稳定,有可能影响到稳定吐出。该弯液面400的溢出量(最大突出量L)优选为喷嘴121的半径的2/3以下。由此,在吐出70pl以上的液滴时,也能够将从喷嘴121吐出的液滴的速度变动抑制得较小而稳定吐出。其结果是能够使液滴着落到所瞄准的目标位置,能够进行高精细的打印。
喷嘴121的半径如图7所示,为喷嘴121的吐出侧端部的开口直径D的1/2。在喷嘴121的吐出侧端部的开口形状不是圆形的情况下,为在被置换成相同的面积的圆的情况下的该圆的直径的1/2。
另外,弯液面400的溢出量能够通过使用显微镜和闪光灯光源对喷嘴面的弯液面400进行摄像,并根据所得到的图像测量弯液面400的最大突出量L而求出。
作为使从喷嘴121溢出的弯液面400的最大突出量L为喷嘴121的半径的2/3以下的方法,可以举出例如适当设定喷墨头1的驱动频率(驱动周期)。其原因为,弯液面的溢出与液滴的连续吐出关系紧密。具体的驱动频率根据墨室111、喷嘴121的尺寸、墨粘度等而不同,一般优选设为5kHz以上100kHz以下。5kHz以上20kHz以下能够容易稳定地进行驱动,所以更优选。
另外,在如本实施方式所例示的喷墨头1那样对各墨室111的墨入口111b侧配置各自的墨流路孔131的情况下,还优选将该墨流路孔131的开口面积形成得小于墨入口111b,使墨流路孔131作为节流部发挥功能。来自共同墨室141的流路被墨流路孔131节流,所以能够降低流入到墨室111的墨的流速。因此,再填充时的墨的返回的势头受到抑制,光这点就能够抑制弯液面400的溢出。
在喷墨头1所使用的墨是含有直径3μm以上的无机颜料的墨的情况下,图7所示的喷墨头1的喷嘴121的直径D优选设为50μm以上。无机颜料不易堵塞,能够实现良好的液滴吐出。喷嘴121的直径D是喷嘴121的吐出侧端部的直径,在其开口形状不是圆形的情况下,为在被置换成相同的面积的圆的情况下的该圆的直径。
此外,在喷墨头1的共同墨室141中,为了避免墨中包含的夹杂物被供给到墨室111,一般设有过滤器。但是,在使用含有这样的无机颜料的墨的情况下,共同墨室141优选不具有这样的过滤器。过滤器对墨的流动来说成为大的压力损失要素,所以特别是在过滤器的下游侧配置的墨室111内,墨中的无机颜料易于沉淀,易于发生喷嘴缺陷。因此,通过在共同墨室141的内部不设置这样的过滤器,能够抑制无机颜料的沉淀,抑制喷嘴缺陷的发生。
两隔壁112进行剪力模式驱动的剪力模式型的喷墨头1的墨室111优选纵横比为7以下。由此,能够减小串扰,能够抑制速度变动而进行稳定的液滴吐出。如图5(a)所示,纵横比通过墨室111的深度H/宽度W来求出。
实施例
以下,通过实施例,对本发明的效果进行例证。
(实施例1)
使用图2、图3所示的图像形成装置100,在瓷砖的表面作为样品图像打印了砖(茶色的大理石石纹)表面。此外,对瓷砖进行打印前的算术平均粗糙度(Ra)是3μm。
喷墨头使用具有图4所示的构造的剪力模式型的头芯片(分辨率:360dpi)的以下规格的喷墨头,从喷嘴以1滴液滴为70pl的方式进行液滴吐出。在共同墨室内,设有用于去除墨中的夹杂物的过滤器(孔径:10μm)。
墨室的纵横比(H:600μm/W:120μm):5
墨室的声学共振周期(AL):9μsec
喷嘴直径:60μm
驱动信号:图6所示的驱动信号(PW1=1AL,PW2=2AL)
驱动周期:7AL周期
在墨中,作为无机颜料使用了含有合成氧化铁红、镉黄、镍钛黄、锶黄、含水氧化铬、氧化铬、铝酸钴(数均粒子径:3μm)等的UV墨(粘度:5cp)的各颜色。使喷墨头位置不动,在以恒定速度输送的瓷砖的表面以一次通过方式打印样品图像,通过照射部照射UV光来使之固化。
<测量方法>
·表面粗糙度
使用市面销售的表面粗糙度计(株式会社三丰制表面粗糙度/轮廓形状测量仪Formtracer SV-C4500),以非接触的方式测量瓷砖的打印前以及吐出液滴的打印后的各自的算术平均粗糙度(Ra)。
·喷嘴内的弯液面的溢出、液滴速度以及液滴的半径
使用显微镜以及闪光灯光源进行照相摄影,根据得到的图像求出。
·无机颜料的数均粒子径
对分散了的无机颜料进行照相摄影来计算其直径,如图8所示根据分布求出粒子径。
·液滴量
用电子天平秤量从同一喷嘴吐出一定时间时的总液滴量,根据预先求出的比重进行逆运算来计算液滴量。
·墨室的纵横比
通过对头芯片的墨室的剖面进行显微镜观察来测量。
·着落状况
关于液滴的着落状况,对瓷砖表面进行显微镜观察,测量针对目标位置的着落偏移量。
<装饰效果的评价方法>
针对被检者100人,对打印后的瓷砖进行目测、触感和画质的感官评价,评价总的印刷性能。表1示出其结果。
对打印后的瓷砖以观察距离50cm进行目测评价,并按照以下的基准进行评价。1无法作为商品。2还好,3是优选。
1:看起来是目前为止的平坦的普通的印刷品。
2:无意中看到表面的质感为凹凸状。
3:明显与目前为止的质感不同,想不到是印刷品。
通过直接用手触摸打印后的瓷砖来进行触感评价,按照以下的基准进行评价。1无法作为商品。2还好,3是优选。
1:感觉不到与目前为止的平坦的普通的印刷品的差异。
2:在移动手时无意中用手感觉到表面的质感。
3:即使在静止的状态用手拿着就明显与此前的质感不同,想不到是印刷品。
关于画质,对瓷砖表面的液滴进行显微镜观察,对着落的液滴的着落偏移量按照以下的基准进行评价。1无法作为商品。2还好,3是优选。
1:着落偏移量超过2像素。
2:着落偏移量在2像素以内。
3:着落偏移量在1像素以内。
关于印刷性能,通过目测、触感和画质的合计分,按照以下的基准来评价。×无法作为商品。△还好,○是优选。
○:合计分为8点~9点
△:合计分为6点~7点
×:合计分是5点以下,或者只要其中有一项1分的评价。
(实施例2)
除了对瓷砖打印前的算术平均粗糙度(Ra)是5μm以外,设为与实施例1相同。表1示出其结果。
(实施例3)
除了对瓷砖打印前的算术平均粗糙度(Ra)是6μm以外,设为与实施例1相同。表1示出其结果。
(比较例1)
除了对瓷砖的打印前的算术平均粗糙度(Ra)是8μm以外,设为与实施例1相同。表1示出其结果。
(比较例2)
除了对瓷砖的打印前的算术平均粗糙度(Ra)是6μm、液滴量是65pl以外,设为与实施例1相同。表1示出其结果。
(比较例3)
除了作为喷墨头使用将与实施例1同一规格的喷墨头相对于瓷砖的表面沿主扫描方向(图3中的X方向)往返移动的扫描方式的喷墨头来进行打印以外,设为与实施例1相同。表1示出其结果。
表1
根据表1所示的结果,在瓷砖的打印前的算术平均粗糙度(Ra)为所吐出的液滴的半径的1/4以下的情况下,能够得到打印后的印刷部的瓷砖的表面的算术平均粗糙度(Ra)为3μm以上的凹凸的印刷品。在实施例1~实施例3中,目测、触感和画质中的任意的项目都为2以上,综合评价也为○或者△。
此外,在实施例1~实施例3以及比较例1~比较例3中的任意例子中,喷嘴内的弯液面的溢出(最大突出量L)是20μm,相对于喷嘴径60μm为1/3。
(实施例4)
除了使喷墨头的驱动周期为5AL以外,设为与实施例1相同。表2示出其结果。
(实施例5)
除了使喷墨头的驱动周期为10AL以外,设为与实施例1相同。表2示出其结果。
表2
在实施例5中,喷嘴内的弯液面的溢出(最大突出量L)是32μm,相对于喷嘴径60μm为2/3以下,没有问题。与此相对,在实施例6中,是45μm,超过2/3。得到虽然作为综合评价没有特别问题,但作为触感得到感觉粗涩的评价。可推测为这是发生了液滴量的偏差的缘故。
(实施例6)
除了使喷墨头所使用的墨中的无机颜料的数均粒子径为2μm以外,设为与实施例1相同。表3其结果。
表3
在实施例6中,虽然作为综合评价没有特别的问题,但由于无机颜料的数均粒子径小于3μm,所以目测、触感和画质中的任意的项目都稍逊些。
(实施例7)
使喷墨头的喷嘴直径为45μm,使驱动信号的第1膨胀脉冲的维持时间PW1为1AL至1.2AL,将液滴量维持为大致70pl,除此以外,设为与实施例1相同。表4示出其结果。
(实施例8)
使喷墨头的喷嘴直径为45μm,使驱动信号的第1膨胀脉冲的维持时间PW1为1AL至1.2AL,将液滴量维持为大致70pl。另外,去掉喷墨头的共同墨室内的过滤器。除此以外,设为与实施例1相同。表4示出其结果。
表4
在实施例7中,确认了虽然作为综合评价没有问题,但液滴速度的变动变大。可推测为这是无机颜料的大小相对于喷嘴相对变大而难以吐出液滴的缘故。与此相对,在实施例8中,确认了液滴速度的变动被改良。可推测为这是通过在共同墨室中去掉过滤器而压力损失变少的缘故。
(实施例9)
除了将所使用的UV墨的粘度设为4cp以外,设为与实施例1相同。表5示出其结果。
表5
在实施例9中,虽然作为综合评价没有特别的问题,但由于墨的粘度变低,导致在目测、触感和画质的各项目中评价稍逊些。

Claims (10)

1.一种图像形成方法,从喷墨头所具备的与多个墨室对应的多个喷嘴分别吐出液滴并打印到印刷介质上,形成印刷品,该图像形成方法的特征在于,
从所述喷墨头的所述喷嘴吐出70pl以上的所述液滴,在所述印刷介质上以一次通过方式进行打印,形成打印后的所述印刷品表面的算术平均粗糙度Ra为3μm以上的凹凸的印刷品,
使从所述喷嘴溢出的墨的弯液面的最大突出量为该喷嘴的半径的2/3以下。
2.根据权利要求1所述的图像形成方法,其特征在于,
所述印刷介质的打印前的算术平均粗糙度Ra为从所述喷嘴吐出的所述液滴的半径的1/4以下。
3.根据权利要求1所述的图像形成方法,其特征在于,
所述喷墨头在所述墨室的入口具有对墨流路进行节流的节流部。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的图像形成方法,其特征在于,
所述喷墨头使用粘度为5cp以上的墨并将所述液滴吐出到所述印刷介质上。
5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的图像形成方法,其特征在于,
所述喷墨头使用含有数均粒子径为3μm以上的无机颜料的墨并将所述液滴吐出到所述印刷介质上。
6.根据权利要求5所述的图像形成方法,其特征在于,
所述喷墨头的所述喷嘴的直径为50μm以上。
7.根据权利要求5所述的图像形成方法,其特征在于,
所述喷墨头是从内部不具有过滤器的共同墨室对多个所述墨室共同地供给墨的构造。
8.根据权利要求1至3中的任意一项所述的图像形成方法,其特征在于,
所述喷墨头是构成所述墨室的至少一个壁面由以剪力模式驱动的压电元件形成的剪力模式型的喷墨头。
9.根据权利要求8所述的图像形成方法,其特征在于,
所述喷墨头的所述墨室的纵横比即深度/宽度为7以下。
10.根据权利要求8所述的图像形成方法,其特征在于,
在所述喷墨头中,相邻的所述墨室之间的隔壁通过所述压电元件构成,该喷墨头具有所述墨室从墨的入口朝向出口形成为直线状的六面体形状的头芯片。
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