JP2002274003A - 印刷方法と印刷装置及び測定器用表示盤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐水性に優れ、印刷品質を良好に保持できる
印刷方法と、このような印刷方法を実現する印刷装置を
提供すること。 【解決手段】 被印刷面Ｐに対して、硬化後において水
分が侵入するための微細な侵入経路を形成しない合成樹
脂材料を適用する下地適用手段１１と、被印刷面に適用
された前記下地材料を前加熱するプリベーク手段１２
と、前加熱された下地材料の上に印刷用インクを噴射す
るインクジェット方式による印刷ヘッド１３と、印刷用
インクを噴射した被印刷面を加熱するためのアフターベ
ーク手段１４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、印刷後に印刷品質
を高く保持できる耐久性を備えた印刷を行うための印刷
方法と、印刷装置ならびに測定器用表示盤に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、印刷対象物である紙等の
表面に、印刷用のインクを適切に馴染ませるために、所
定の下地層を形成し、この下地層の上に印刷用のインク
を適用する方法が広く行われている。このような下地層
は、受理層と呼ばれており、例えば、以下の理由により
設けられる。

【０００３】図５において、被印刷物である例えば紙１
の表面を被印刷面２として印刷を行う場合、この被印刷
面２に印刷用インク３，３が適用される。この印刷用イ
ンク３，３を適用する場合には、印刷の画質を決定する
インクの適用密度が決まっており、例えば、１４４０ｄ
ｐｉの場合には、適用される印刷用インク３，３の間隔
Ｌが１３μｍ程度である。

【０００４】この適用される印刷用インク３，３の間隔
Ｌが小さいと、図示するように、印刷用インク３が紙１
に染みて、広がった場合には、印刷用インク３，３の間
隔Ｌがインクで埋まってしまい、画質を損なうことにな
る。

【０００５】そこで、例えば、図６に示すように、被印
刷物１の上に下地としての受理層４を形成し、その上に
印刷用インク３を適用するようにしている。

【０００６】この受理層４は、例えば、酸化ケイ素等に
より形成されたすりガラス状のアンダーコートであり、
表面には、多数のマイクロクラック４ａが形成されてい
る。

【０００７】これにより、受理層４の上に適用された印
刷用インク３は、このマイクロクラック４ａに入り込む
ことにより、被印刷物１の表面に保持されるとともに、
被印刷物１にしみ込んで、必要以上に広がることがない
ようにされている。

【０００８】図７は、被印刷物として、例えば金属等が
使用される場合に、その表面に形成される受理層５を示
している。

【０００９】この受理層５は、例えば、炭酸カルシウム
やアルミナ等のセラミック成分を塗料に混入して形成し
たもので、多孔質下地層を形成している。このため、受
理層５の表面及び内部には、ポーラスと呼ばれる多数の
微細な孔５ａが形成されている。

【００１０】これにより、受理層５の上に適用された印
刷用インク３は、この多数の微細な孔５ａに入り込むこ
とにより、被印刷物１の表面に保持されるとともに、被
印刷物１にしみ込んで、必要以上に広がることがないよ
うにされている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図６や図７
に示すような受理層４，５のような構造は、マイクロク
ラック４ａや微細な孔５ａにより、印刷用インク３を保
持しようとする、いわば機械的構造の受理層である。そ
して、印刷の際にはマイクロクラック４ａや微細な孔５
ａから液体としての印刷用インク３がしみ込むようにさ
れた構成であることから、印刷の後においても、水分が
侵入しやすいため、耐水性が悪く、印刷品質が損なわれ
るという問題があった。

【００１２】そこで本発明は、上記課題を解消し、耐水
性に優れ、印刷品質を良好に保持できる印刷方法と、こ
のような印刷方法を実現する印刷装置を提供することを
目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的は、請求項１の
発明によれば、被印刷面にインクを噴射して印刷を行う
印刷方法であって、前記被印刷面に硬化後において水分
が侵入するための微細な侵入経路を形成しない合成樹脂
材料を適用して透明なインク受理層を形成し、このイン
ク受理層が未硬化の状態においてこのインク受理層に対
して顔料を含む印刷用インクを噴射し、前記印刷用イン
クを前記インク受理層中に取り込んだ状態で硬化させ
る、印刷方法により、達成される。

【００１４】請求項１の構成によれば、被印刷面に形成
された透明受理層が未だ硬化しない状態において、印刷
用インクを噴射するようにしているので、この透明受理
層が未硬化の状態で、印刷用インクが透明受理層内に侵
入するプロセスを設けることができる。また、この発明
の受理層は、硬化後において、微細な水分の侵入経路を
形成しないものが選定されている。

【００１５】したがって、この方法によれば、透明受理
層を硬化させて、表面にマイクロクラックやポーラス等
の形成して印刷用インクを保持させる機械的受理層と異
なり、印刷用インクを侵入させて保持できる化学的受理
層を形成することができる。このため、印刷後におい
て、表面のマイクロクラック等の水分を侵入させる構造
を有しないため、印刷面の耐水性が向上する。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１の構成におい
て、前記被印刷面に前記合成樹脂材料を適用し、加熱し
て硬化工程を開始させ、前記インク受理層の硬化工程が
終了する前にインクジェット方式により顔料を含んだ前
記印刷用インクを噴射し、その後、加熱することにより
完全に硬化させることを特徴とする。

【００１７】請求項２の構成によれば、適用した合成樹
脂材料をプリベークして、被印刷面に保持できる程度と
することで、印刷用インクが受理層の上に配置されやす
いようにし、保持されたインク受理層の硬化工程が終了
する前に、すなわち、合成樹脂の架橋反応が終了する前
に、印刷用インクを適用する。

【００１８】また、上記目的は、請求項３の発明によれ
ば、被印刷面に対して、硬化後において水分が侵入する
ための微細な侵入経路を形成しない合成樹脂材料を適用
する下地適用手段と、被印刷面に適用された前記下地材
料を前加熱するプリベーク手段と、前加熱された下地材
料の上に印刷用インクを噴射するインクジェット方式に
よる印刷ヘッドと、印刷用インクを噴射した被印刷面を
加熱するためのアフターベーク手段とを備える、印刷装
置により、達成される。

【００１９】請求項３の構成によれば、請求項１及び請
求項２の作用と同様な方法と実現する印刷装置を得るこ
とができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳細に説明する。

【００２１】図１は、本発明の実施形態に係る印刷装置
の概略構成を示す図である。

【００２２】図において、印刷装置１０は、合成樹脂材
料を適用する下地適用手段１１と、この下地材料を前加
熱するプリベーク手段１２と、前加熱された下地材料の
上に印刷用インクを噴射するインクジェット方式による
印刷ヘッド１３と、印刷用インクを噴射した被印刷面を
加熱するためのアフターベーク手段１４とを備えてい
る。そして、印刷装置１０は、被印刷物１６を図示のよ
うな工程順に搬送するためのコンベヤのような搬送手段
１５を備えている。

【００２３】上記下地適用手段１１は、後述する下地材
としての合成樹脂材料を、被印刷物１６の被印刷面Ｐに
適用する手段であり、例えば、液体状の合成樹脂材料
を、被印刷面Ｐに均一に噴射させて適用または塗布する
スプレー手段が適している。

【００２４】この場合、スプレー手段は、合成樹脂材料
の粘度を適切に、例えば、２１ないし２５ｍＰａ・ｓ程
度に設定し、被印刷面Ｐ上に３ないし１０μｍ程度の塗
布厚となるように形成されている。

【００２５】プリベーク手段１２は、所定の加熱手段を
用いて形成されており、例えば、ヒータや電気的加熱手
段を利用したリフロー炉等が適していて、例えば、摂氏
１４０度で２０分程度加熱できるようにされている。こ
の加熱温度は、下地材料に合わせて加熱温度と時間を設
定することができるのが好ましく、例えば摂氏７０度程
度から、摂氏２５０度程度の加熱性能と、これに対応し
た加熱時間調整が可能となっている。

【００２６】印刷ヘッド１３は、特に、印刷用インクを
噴射するインクジェット方式の印刷ヘッドが適してい
る。この印刷ヘッド１３は、複数組，例えば３組のヘッ
ド部とインクを収容する液室及び、各ヘッド部に駆動手
段、例えばピエゾ素子を備えている（図示せず）。各液
室は、インクを吐出するノズル部に接続されており、ノ
ズル部は印刷ヘッド１３の図１において下面に開口され
ている。各組の液室には、異なる色のインク、たとえば
イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、クロマ（Ｃ）の印刷
用インクが収容されている。

【００２７】各液室のピエゾ素子は、図示しないヘッド
駆動部からの指令信号に基づいて、動作することによ
り、液室内のインクを、上記ノズル部から、図１に示す
被印刷物１６の被印刷面Ｐに向けて発射して、インクを
着弾させることができるようになっている。

【００２８】アフターベーク手段１４は、例えば、プリ
ベーク手段１２と同様にヒータ等で構成した加熱手段で
あり、塗布した下地材料を完全に硬化させ、架橋反応を
終了させ、定着させるものである。したがって、このよ
うな機能を備えたものであれば、例えば、レーザ光を照
射して加熱するものや電磁波を利用した加熱手段を用い
てもよい。

【００２９】このアフターベーク手段１４では、例え
ば、下地材料を摂氏１２０度程度で、２０分程度加熱で
きるようになっている。

【００３０】次に、印刷装置１０を使用して行う印刷方
法について説明する。

【００３１】先ず、この実施形態で使用する下地材料で
ある合成樹脂材料について説明する。

【００３２】上記下地適用手段１１で適用される下地材
料としては、２つの機能が必要とされる。

【００３３】第１に、印刷用インクを付着させやすいこ
とであり、印刷用インク塗布後の外観の上で、品質を損
なうことがないものであること。そして、第２に硬化し
た場合に、表面にマイクロクラックやポーラス等の水分
が侵入するための微細な侵入経路を形成しないことであ
る。

【００３４】このため、本実施形態では、下地材料とし
て、透明な下地材を用い、塗布の際には、液体であり、
加熱による架橋反応により硬化させることができる合成
樹脂材料であって、少なくとも分子中にシラノール基を
含む非水溶性のポリウレタンを含有するものが好適であ
る。

【００３５】ここで、シラノール基を含むことを条件と
したのは、インクジェットの印刷用インクの顔料との接
着性を良好にするためである。

【００３６】非水溶性のポリウレタンとしては、無黄変
タイプのものが適している。これは、印刷下地として黄
変タイプを用いると、黄変により発色性が損なわれるか
らである。

【００３７】さらに具体的に説明すると、無黄変タイプ
のポリウレタンとしては、例えば、ポリオールと無黄変
タイプの脂肪酸ポリイソシアネートとの反応物を使用す
ることができる。

【００３８】ここで、ポリオールとしては、例えば、エ
ーテル，エステル，ポリカーボネート系ポリオール等を
使用することができる。さらに具体的には、例えば、ポ
リエステルポリオール，ポリエーテルポリオール，ポリ
エーテルエステルポリオール，ポリエーテルアミドポリ
オール，アクリルポリオール，ポリカーボネートポリオ
ール，ポリヒドロキシアルカン，ひまし油，ポリウレタ
ンポリオール等を単独にもしくは、これらを二種類以上
同時に用いてもよい。

【００３９】無黄変タイプの脂肪酸ポリイソシアネート
としては、例えば、イソホロンジイソシアネート（ＩＰ
ＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、
水素化トリレンジイソシアネート（Ｈ−ＴＤＩ）、水素
化４，４‘−ジフェニルメタンジイソシアネート（Ｈ−
ＭＤＩ）、リジンジイソシアネート、イソプロピリデン
ビス（４−シクロヘキシイソシアネート）等を単独にも
しくは、これらを二種類以上同時に用いることができ
る。

【００４０】また、印刷ヘッド１３で用いる印刷用イン
クは、例えば水溶性の顔料インク、水溶性の染料インク
を用いることができる。

【００４１】図２は、図１の下地適用手段１１の下に配
置される被印刷物１６の様子を示している。被印刷物１
６としては、例えば、通常の印刷用紙等の他、アルミニ
ウム等の金属，特に、インクの付着しにくい鏡面状の被
印刷面Ｐを備えたものでもよい。

【００４２】図３は、下地適用手段１１により、被印刷
面Ｐに下地材料を適用して、受理層１７を塗布した後の
状態を示している。この受理層１７は、上述した合成樹
脂材料を塗布したもので、プリベーク手段１２により、
摂氏１４０度で２０分程度加熱される。これにより、受
理層１７は、架橋反応の途中の段階，すなわち、指で触
っても、手に材料が付着しない接触乾燥の状態となる。

【００４３】この状態の受理層１７の上に、図４に示す
ように、印刷ヘッド１３により印刷用インク１８を噴射
する。これにより、印刷用インク１８の色素は完全に硬
化していないポリマー状態の受理層１７の構造中に取り
込まれて、受理層１７と結合される。

【００４４】すなわち、受理層１７は上述したように、
硬化後において、水分が侵入するための微細な侵入経路
を形成しない材料が選定されており、この実施形態の場
合は、このような経路ではなく、未硬化の状態の受理層
１７の構造中に印刷用インク１８の色素が取り込まれる
ことで結びつく。

【００４５】次いで、アフターベーク手段１４により、
摂氏１２０度程度で、２０分程度加熱されることによ
り、架橋反応を終了させて、完全に硬化させ、インクを
受理層１７とともに被印刷面Ｐに定着させる。

【００４６】尚、時間がかかるのが許容される場合に
は、このアフターベーク手段１４を用いないで、放置し
てもよい。例えば、摂氏４０度の雰囲気中で、２ないし
３時間もしくは、摂氏２０度で３日程度放置しても、印
刷用インク１８を受理層１７とともに被印刷面Ｐに定着
させることができる。

【００４７】これにより、形成される被印刷面Ｐでは、
透明受理層１７には、従来のようなマイクロクラックや
ポーラス等の水分が侵入する経路がない状態で硬化され
るので、印刷終了後においても、空気中の水分等が受理
層１７中に侵入して、印刷品質を損なうことがなく、耐
水性に富んだ、優れた印刷品質を実現することができ
る。

【００４８】しかも、印刷用インク１８は、受理層１７
と科学的に結び付いて、被印刷面Ｐに確実に保持される
ので、紙はもとより、印刷用インクの付着しにくい被印
刷面Ｐにも良好に印刷することができる。

【００４９】また、上述の実施形態で説明した印刷方法
を、時計用の文字板等の測定器用表示盤の各種印刷に適
用すると好ましい。このような測定器用表示盤は、使用
環境に応じて高い耐水性が要求される。本実施形態の印
刷方法を用いることで、表面に印刷が施される測定器用
表示盤であって、前記表面である被印刷面に硬化後にお
いて水分が侵入するための微細な侵入経路を形成するこ
とがない合成樹脂材料により透明なインク受理層を形成
して、このインク受理層が未硬化の状態において、この
インク受理層に対して顔料を含む印刷用インクを噴射す
ることで、前記印刷用インクを前記インク受理層中に取
り込んだ状態で硬化させる構成とした測定器用表示盤を
得ることができる。

【００５０】また、測定器用表示盤の表面である被印刷
面に適用された合成樹脂材料が加熱されることにより硬
化され、この硬化工程が終了する前にインクジェット方
式により顔料を含んだ印刷用インクが噴射された後で加
熱されて完全に硬化される構成とすることができる。

【００５１】これにより、高い耐水性を有する測定器用
表示盤を得ることができる。

【００５２】また、この実施形態では、印刷用ヘッドと
してインクジェット方式のヘッド１３を使用することに
より、被印刷面Ｐの形状や材質にかかわらず、しかも、
印刷用の版やスクリーン印刷等におけるマスクスクリー
ンの形成等の面倒な準備を必要とせずに、簡単に所望の
印刷を行うことができる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
耐水性に優れ、印刷品質を良好に保持できる印刷方法
と、このような印刷方法を実現する印刷装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る印刷装置の概略構成を
示す図。

【図２】図１の印刷装置により印刷する被印刷物と被印
刷面を示す概略断面図。

【図３】図１の印刷装置により印刷する被印刷物の被印
刷面に受理層を形成した状態を示す概略断面図。

【図４】図１の印刷装置により印刷する被印刷物の被印
刷面に受理層を形成したあと、印刷用インクを適用した
状態を示す概略断面図。

【図５】従来の印刷方法による被印刷面のインクの様子
を示す概略断面図。

【図６】従来の印刷方法により被印刷面に受理層を形成
してインクを適用した状態を示す概略断面図。

【図７】従来の別の印刷方法により被印刷面に受理層を
形成してインクを適用した状態を示す概略断面図。

【符号の説明】

１０ 印刷装置 １１ 下地適用手段 １２ プリベーク手段 １３ 印刷ヘッド １４ アフターベーク手段 １５ 搬送手段 １６ 被印刷物 １７ 透明受理層 １８ 印刷用インク Ｐ 被印刷面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被印刷面にインクを噴射して印刷を行う
   印刷方法であって、 前記被印刷面に硬化後において水分が侵入するための微
   細な侵入経路を形成しない合成樹脂材料を適用して透明
   なインク受理層を形成し、 このインク受理層が未硬化の状態においてこのインク受
   理層に対して顔料を含む印刷用インクを噴射し、 前記印刷用インクを前記インク受理層中に取り込んだ状
   態で硬化させることを特徴とする、印刷方法。
2. 【請求項２】 前記被印刷面に前記合成樹脂材料を適用
   し、加熱して硬化工程を開始させ、 前記インク受理層の硬化工程が終了する前にインクジェ
   ット方式により顔料を含んだ前記印刷用インクを噴射
   し、 その後、加熱することにより完全に硬化させることを特
   徴とする、請求項１に記載の印刷方法。
3. 【請求項３】 被印刷面に対して、硬化後において水分
   が侵入するための微細な侵入経路を形成しない合成樹脂
   材料を適用する下地適用手段と、 被印刷面に適用された前記下地材料を前加熱するプリベ
   ーク手段と、 前加熱された下地材料の上に印刷用インクを噴射するイ
   ンクジェット方式による印刷ヘッドと、 印刷用インクを噴射した被印刷面を加熱するためのアフ
   ターベーク手段とを備えることを特徴とする、印刷装
   置。
4. 【請求項４】 表面に印刷が施される測定器用表示盤で
   あって、 前記表面である被印刷面に硬化後において水分が侵入す
   るための微細な侵入経路を形成することがない合成樹脂
   材料により透明なインク受理層を形成して、このインク
   受理層が未硬化の状態において、このインク受理層に対
   して顔料を含む印刷用インクを噴射することで、前記印
   刷用インクを前記インク受理層中に取り込んだ状態で硬
   化させる構成とした、 ことを特徴とする、測定器用表示盤。
5. 【請求項５】 前記被印刷面に適用された前記合成樹脂
   材料が加熱されることにより硬化されており、この硬化
   工程が終了する前にインクジェット方式により顔料を含
   んだ前記印刷用インクが噴射された後で加熱されて完全
   に硬化される構成とした、ことを特徴とする、請求項４
   に記載の測定器用表示盤。