JP2005319642A - Inkjet image forming method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、紙以外の樹脂、ガラス、金属等の被印刷物に対しても付着性が良好な紫外線硬化型インク(以下、UVインクという)を用いたインクジェットによる画像形成方法に関する。 The present invention relates to an image forming method by ink jet using ultraviolet curable ink (hereinafter referred to as UV ink) having good adhesion to printed materials such as resin, glass, and metal other than paper.
近年、簡便、安価に画像を形成できる画像形成方法として、インクジェットプリンタを用いた画像形成方法が数多く用いられている。 In recent years, many image forming methods using an ink jet printer have been used as image forming methods capable of forming images easily and inexpensively.
インクジェットプリンタを用いて滲みの無い鮮明な画像を形成するには、被印刷面にインクヘッド(プリンタヘッド)のノズルから吐出された微粒インクを正確に受理するための下塗層(受理層、受像層)を設けておく必要がある。また、被印刷面が白くない被印刷物上に鮮明な印刷を行う場合(特にカラー印刷する場合)にも白色又は淡い単色の下塗層を設ける必要がある。 In order to form a clear image without blur using an ink jet printer, an undercoat layer (receiving layer, image receiving layer) for accurately receiving fine ink ejected from the nozzles of the ink head (printer head) on the printing surface Layer) must be provided. Further, when clear printing is performed on a printed material whose printing surface is not white (especially when color printing is performed), it is necessary to provide a white or light single color undercoat layer.
インクジェットプリンタに使用するインクの種類としては、水性染料インク、水性顔料インク、溶剤インク、油性インク、UVインクが知られており、水性染料インク、水性顔料インク、油性インクを用いる場合にはインクジェットプリンタから吐出される微粒インクを正確に受理するための下塗層は必須である。 Water-based dye inks, water-based pigment inks, solvent inks, oil-based inks, and UV inks are known as ink types used in ink-jet printers. When water-based dye inks, water-based pigment inks, and oil-based inks are used, ink jet printers are used. An undercoat layer is essential for accurately receiving fine ink ejected from the ink.
一方、UVインクは紙以外の樹脂、金属、ガラス等の被印刷物に対しても良好に付着し、印刷画像の耐久性が良好な特長があり、紙以外の各種工業製品(光ディスク等の樹脂製品、ガラス製品、金属製品)に対する印刷にも有効であり、単に付着性を確保するための下塗層は必須ではないが、被印刷面が白くない被印刷物上に鮮明なカラー印刷を行う場合には白色又は淡い単色の下塗層を設ける必要がある。 On the other hand, UV ink adheres well to printed materials such as resin other than paper, metal, glass, etc., and has the feature of good durability of printed images. Various industrial products other than paper (resin products such as optical disks) It is also effective for printing on glass products and metal products). An undercoat layer is not essential to ensure adhesion, but it is necessary to perform clear color printing on printed materials whose printed surface is not white. It is necessary to provide a white or light single color undercoat layer.
インクジェットプリンタでの画質の良し悪しはインクヘッドから吐出された微粒インクが被印刷面に如何に正確に固定(受理)されるかによって決まる。現在一般に使用されているインクジェットプリンタは、吐出された微粒インクを正確に受理する層を施している専用紙にプリントしているので鮮明なプリントが可能である。紙以外の被印刷物に対して、UVインクのインクジェットでカラー画像形成する場合には、UVインクの下塗層を設けることが望ましいが、露光、硬化後のUVインクにはインクジェットプリンタから吐出された微粒UVインクを正確に受理する機能は持っていない問題がある。すなわち、下塗層としてのUVインクを印刷、塗装等の方法で被印刷物の被印刷面に設けた後、紫外線硬化させると表面は硬化する。硬化したUVインク上にインクジェットプリンタでUVインクをプリントすると吐出された微粒UVインクは流動性があるため図2(B)のように面積が広くなったり(互いに滲んで重なり合い)、あるいは、図2(C)のように微粒インクが移動して他の色の微粒インクと重なり合ったりして、微細な画像は形成できない。その原因の1つに、下塗層表面の表面張力(表面エネルギ)と吐出された微粒UVインクの表面張力の差が挙げられる。つまり、下記条件
被印刷面の表面張力(表面エネルギ)>インクジェットによる微粒インクの表面張力
が満足されるときに印刷品質が良くなるが、UVインクの下塗層を硬化させた場合には、その条件を満足できなくなると考えることができる。
The quality of the image quality in the ink jet printer is determined by how accurately the fine ink ejected from the ink head is fixed (received) to the printing surface. Ink jet printers that are generally used at present are capable of clear printing because they are printed on special paper having a layer that accurately receives the ejected fine ink. When a color image is formed by UV ink inkjet on a printed material other than paper, it is desirable to provide a UV ink primer layer, but the UV ink after exposure and curing was ejected from an inkjet printer. There is a problem that it does not have a function of accurately receiving fine UV ink. That is, after UV ink as an undercoat layer is provided on a surface to be printed by a method such as printing or painting, the surface is cured by UV curing. When UV ink is printed on the cured UV ink by an ink jet printer, the discharged fine UV ink has fluidity, so the area becomes wider as shown in FIG. As shown in (C), the fine ink moves and overlaps with the fine inks of other colors, so that a fine image cannot be formed. One of the causes is a difference between the surface tension (surface energy) of the surface of the undercoat layer and the surface tension of the discharged fine UV ink. In other words, the following conditions: surface tension of surface to be printed (surface energy)> printing quality is improved when the surface tension of fine ink by ink jet is satisfied, but when UV ink primer layer is cured, It can be considered that the condition cannot be satisfied.
本発明者は、下塗層としてUVインクを用いる場合に、未硬化状態であれば適度のウエット面となって、インクジェットによる微粒UVインクとの間で表面張力の差が発生し、上述した条件、つまり
被印刷面の表面張力(表面エネルギ)>インクジェットによる微粒インクの表面張力
を十分満足できるようになり、インクジェット画像形成のための微粒UVインクを周辺に広がらせずに吐出形状を保って保持できることを見いだした。
When the present inventors use UV ink as an undercoat layer, if it is in an uncured state, it becomes an appropriate wet surface, and a difference in surface tension occurs between the fine UV ink by inkjet and the above-mentioned conditions In other words, the surface tension of the printing surface (surface energy)> the surface tension of the fine ink by the ink jet can be sufficiently satisfied, and the fine UV ink for forming the ink jet image is held while maintaining the ejection shape without spreading to the periphery. I found what I could do.
そこで、本発明は、上記の点に鑑み、UVインクの下塗層上にUVインクのインクジェットで画像を形成する場合において、未硬化状態のUVインクの下塗層を利用することで、微細で鮮明な画像形成が可能なインクジェットによる画像形成方法を提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above points, the present invention uses an uncured UV ink primer layer to form a fine image when an image is formed on the UV ink primer layer by inkjet ink. An object of the present invention is to provide an ink jet image forming method capable of forming a clear image.
本発明のその他の目的や新規な特徴は後述の実施の形態において明らかにする。 Other objects and novel features of the present invention will be clarified in embodiments described later.
上記目的を達成するために、本発明に係るインクジェットによる画像形成方法は、被印刷面にUVインクを下塗層として設ける下塗工程と、未硬化状態の前記下塗層上にUVインクでインクジェット画像を形成する画像形成工程と、前記インクジェット画像及び下塗層に対して紫外線を同時照射する露光工程とを備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, an inkjet image forming method according to the present invention includes an undercoating step in which UV ink is provided as an undercoat layer on a printing surface, and an inkjet image with UV ink on the uncured undercoat layer. And an exposure step of simultaneously irradiating the inkjet image and the undercoat layer with ultraviolet rays.
前記下塗工程において、白色、淡い単色又は透明の紫外線硬化型インクを下塗層として塗布するとよい。 In the undercoating step, white, light monochromatic or transparent ultraviolet curable ink may be applied as an undercoat layer.
前記画像形成工程では、少なくとも3原色インク及び黒色インクを用いたカラー画像又は特色インクによる画像を形成することができる。 In the image forming step, a color image using at least three primary color inks and a black ink or an image using a special color ink can be formed.
前記露光工程では、前記画像形成工程においてUVインクの微粒が被印刷面に吐出されるのに並行して紫外線の照射を行うとよい。 In the exposure step, it is preferable to irradiate ultraviolet rays in parallel with the UV ink particles being ejected onto the printing surface in the image forming step.
本発明に係るインクジェットによる画像形成方法は、未硬化状態のUVインクの下塗層を利用するものであり、その下塗層の表面はウエットであり、適度の柔軟性を有している。そして、前記下塗層とインクジェットによる微粒UVインクとの間で表面張力の差が発生し、下記条件、
被印刷面の表面張力(表面エネルギ)>インクジェットによる微粒インクの表面張力
を十分満足できるようになり、インクジェットにより吐出されたインクジェット画像を構成する微粒インクは周辺に広がらないため吐出された形状を保たせることが出来る。未硬化の下塗層のUVインクとインクジェットでプリントされた画像形成用のUVインクは強い紫外線を照射することにより同時に硬化出来る。
The image forming method by ink jet according to the present invention uses an uncured UV ink primer layer, and the surface of the primer layer is wet and has appropriate flexibility. Then, a difference in surface tension occurs between the undercoat layer and the fine-grain UV ink by inkjet, the following conditions:
The surface tension of the printing surface (surface energy)> The surface tension of the fine ink by ink jet can be sufficiently satisfied, and the fine ink constituting the ink jet image discharged by the ink jet does not spread to the periphery, so that the discharged shape is maintained. Can be added. The UV ink of the uncured undercoat layer and the UV ink for image formation printed by inkjet can be cured simultaneously by irradiating with strong ultraviolet rays.
本発明のインクジェットによる画像形成方法を使えば、光ディスク等の樹脂製品やガラス製品、金属製品等の紙以外の被印刷物の面に対しても鮮明で耐久性のあるプリントが出来る。更に、下塗層とその上の画像とを同時に紫外線照射で硬化させればよく、露光工程数の削減ができ、紫外線硬化に必要なランプも少なくてよく、装置の設置面積の節約と電力使用量の節約になる効果もある。 By using the inkjet image forming method of the present invention, a clear and durable print can be made on the surface of a printed material other than paper such as resin products such as optical disks, glass products, and metal products. Furthermore, the primer layer and the image on it need only be cured simultaneously by UV irradiation, the number of exposure processes can be reduced, fewer lamps are required for UV curing, and the equipment installation area can be saved and power consumption can be reduced. There is also an effect of saving the amount.
以下、本発明を実施するための最良の形態として、インクジェットによる画像形成方法の実施の形態を図面に従って説明する。 Hereinafter, as the best mode for carrying out the present invention, an embodiment of an image forming method using ink jet will be described with reference to the drawings.
図1は本発明に係るインクジェットによる画像形成方法の実施の形態であり、光ディスクへの画像形成を例にとって説明する。 FIG. 1 shows an embodiment of an image forming method by ink jet according to the present invention, and an image forming on an optical disk will be described as an example.
光ディスク(CD,DVD,CD−R,DVD−R等)は、光ディスクの機能に必要な金属膜加工(蒸着又はスパッタリング)層の影響でレーベル面(被印刷面)の外見は高輝度になっている。従来は、光ディスクのレーベル印刷にオフセット印刷又はスクリーン印刷が使用されいたが、レーベル面を未処理のまま写真のような画像をカラー印刷しても白いメディアの上にプリントしたような鮮明なイメージにはならない。このため通常はカラー印刷をする前にスクリーン印刷法により白インクを印刷している。インクジェットプリンタによるレーベル面のカラー印刷の場合も同様であり、白インクを下塗層として印刷する必要がある。 Optical discs (CD, DVD, CD-R, DVD-R, etc.) have a high appearance on the label surface (printed surface) due to the influence of the metal film processing (evaporation or sputtering) layer necessary for the function of the optical disc. Yes. Conventionally, offset printing or screen printing has been used for label printing of optical discs. However, even if an image such as a photograph is printed in color with the label surface left unprocessed, the image can be printed clearly on white media. Must not. For this reason, normally, white ink is printed by screen printing before color printing. The same applies to color printing on the label surface by an inkjet printer, and it is necessary to print white ink as an undercoat layer.
このため、まず図1(A)の下塗工程において、光ディスク1の被印刷面であるレーベル面2の画像形成領域に、下塗層3として白色UVインクをスクリーン印刷、オフセット印刷、インクジェットプリンタによる印刷等で一様厚さで設ける(印刷、塗布する)。
For this reason, first, in the undercoating step of FIG. 1A, white UV ink is screen-printed, offset printed, and printed by an inkjet printer as an
次に、図1(B)の画像形成工程において、下塗層3としての白色UVインクに紫外線を照射しない未硬化状態のままで、下塗層3の表面にインクジェットプリンタのインクヘッドからカラー画像形成のための微粒UVインクを吐出する。未硬化状態のUVインクの下塗層3の表面は適度の柔軟性を有するウエットな面であり、インクジェットにより吐出されたインクジェット画像4を構成する微粒UVインクは図2(A)のように周辺に広がらないため吐出された形状を保たせることが出来る。例えば、インクヘッドからイエロー(黄色)、マゼンタ(赤色)、シアン(青色)の3原色インク及び黒色インクを吐出してインクジェットによるカラー画像を形成する場合、図2(A)のように各色の微粒インクが滲んで混ざり合うことを防止できるため、鮮明なカラー画像形成が可能である。なお、画像品質を上げるため、上記3原色インク及び黒色インクに加えて淡藍インク、淡赤インクを使用する場合もある。
Next, in the image forming step of FIG. 1B, a color image is formed on the surface of the
図1(B)のインクジェット画像形成に引き続き、図1(C)の露光工程で紫外線ランプにより前記インクジェット画像4及び下塗層3に対して紫外線を同時照射する。その際、インクジェット画像4及び下塗層3を同時に硬化させるためにやや強めの紫外線を照射する。この露光工程は、図1(B)のレーベル面2の画像形成領域へのインクジェットによるカラー画像形成が完了してから行ってもよいが、インクジェットプリンタのインクヘッドに隣接して紫外線照射ランプを設けておき、インクヘッドによる微粒UVインクの吐出直後に(インクヘッドによる画像形成動作と並行して)紫外線照射を行うようにしてもよい。
Following the inkjet image formation in FIG. 1B, the
本実施の形態で使用できるUVインクは、例えば、次のような組成で調合製造されている。主材料(普通の溶剤型インクのビヒクルに相当する〉は以下の通りである。 The UV ink that can be used in the present embodiment is, for example, prepared and manufactured with the following composition. The main materials (corresponding to ordinary solvent-based ink vehicles) are as follows.
a.アクリルモノマー
アクリル化合物であって、重合していないもの。粘度は低い。
b.アクリルオリゴマー
分子中にアクリロイル基を有する分子量1万程度までのオリゴマー。粘度は高い。
(a,bを混合して、目的に合った粘度に調整される。総て透明である。UVインクのほぼ50重量%以上を占める。)
c.顔料
インクの場合、塗料の場合それぞれ適当な顔料(黒、白等の無機顔料)又は赤、青、緑等の有機顔料を用い、希望色調を得るために、普通数種類の顔料が混合される。約3〜30重量%を占める。白インクの場合には50重量%前後を占める場合もある。
d.光重合開始剤
UV光線のエネルギー、又は、熱エネルギーを受けると、分子が切れて周用の物質(インク、塗料の場合は上記のアクリルモノマー、オリゴマー)と結合して、架橋結合する。これによってキュアー(硬化)する。
e.光重合開始剤の肋剤・増感剤
上記開始剤は一般に高価な化学薬品であり、その作用を補助し、且効果をあげる目的の物質である。d、eは合わせても重量にして数%以下の混合量である。
f.安定剤
UVインク、UV塗料は一般に溶剤型インク、塗料に比較して高価であるから、輸送中、貯蔵中にグル化を生じないよう、安定剤が加えられる。
g.添加剤
インク又は塗料としての物性(被印刷物、被塗装物への付着力、凝集性、粘性等)を改善するための諸物質。
a. Acrylic monomer
Acrylic compound that is not polymerized. The viscosity is low.
b. Acrylic oligomer An oligomer having an acryloyl group in the molecule and a molecular weight of up to about 10,000. Viscosity is high.
(A and b are mixed and adjusted to a viscosity suitable for the purpose. All are transparent. Occupies almost 50% by weight or more of UV ink.)
c. In the case of pigment ink, in the case of paint, an appropriate pigment (inorganic pigment such as black or white) or an organic pigment such as red, blue or green is used, and several kinds of pigments are usually mixed in order to obtain a desired color tone. It accounts for about 3 to 30% by weight. In the case of white ink, it may occupy around 50% by weight.
d. Photopolymerization initiator Upon receiving the energy of UV light or thermal energy, the molecule breaks and binds to a peripheral substance (in the case of ink or paint, the above-mentioned acrylic monomer or oligomer) and crosslinks. This cures (hardens).
e. Photopolymerization initiator glazes / sensitizers The above initiators are generally expensive chemicals, and are substances intended to assist and enhance the action of the chemicals. d and e are mixed amounts of several percent or less by weight.
f. Stabilizers Since UV inks and UV paints are generally more expensive than solvent-based inks and paints, stabilizers are added so as not to cause gluing during transportation and storage.
g. Additives Various substances that improve the physical properties of ink or paint (adhesiveness, cohesiveness, viscosity, etc. on printed materials and coated materials).
この実施の形態によれば、次の通りの効果を得ることができる。 According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) 下塗層3としてUVインクを用いる場合に、未硬化状態であれば適度のウエット面となって、下塗層3とインクジェットによる微粒UVインクとの間で表面張力の差が発生し、下記条件、
被印刷面の表面張力(表面エネルギ)>インクジェットによる微粒インクの表面張力
を十分満足できるようになり、インクジェットにより吐出されたインクジェット画像形成のための微粒UVインクを周辺に広がらせずに吐出形状を保って保持できる。これを利用して未硬化UVインクの下塗層3上にインクジェットプリンタのインクヘッドからイエロー(黄色)、マゼンタ(赤色)、シアン(青色)の3原色インク及び黒色インクを吐出してインクジェットによる鮮明なカラー画像を形成可能である。
(1) When UV ink is used as the
Surface tension of surface to be printed (surface energy)> The surface tension of fine-grain ink by ink jet can be sufficiently satisfied, and the fine UV ink for ink-jet image formation ejected by ink-jet can be formed without spreading to the periphery. You can keep it. Using this, yellow (yellow), magenta (red), and cyan (blue) three primary color inks and black ink are ejected from the ink head of the inkjet printer onto the uncured UV
(2) 露光工程で紫外線ランプによりインクジェット画像4及び下塗層3に対して強めの紫外線を同時照射することで、インクジェット画像4及び下塗層3を同時に硬化させることができ、各層毎に露光硬化させる場合に比べて露光工程数を削減でき、紫外線硬化に必要なランプの削減、装置の設置面積の節約と電力使用量の節約が可能である。
(2) In the exposure process, the
(3) 下塗層3及びインクジェット画像4共にUVインクを使用して形成しており、水、光等に対する耐久性が高い。
(3) Both the
(4) 未硬化状態の下塗層3にインクジェットによる画像形成を行うため、印刷画像表面が平坦であり(インクジェット画像形成に伴う盛り上がりが無く)、オフセット印刷に近い仕上がりとなる。また、できあがった印刷画像の表面のつやも良好であり、ザラザラ感を無くすことができる。
(4) Since the image formation by inkjet is performed on the
なお、下塗層3は通常白色であるが、特殊効果を持たせる場合には白色以外の淡い単色(淡い黄色等)を使用することも可能である。
The
また、本実施の形態では光ディスクを例にとって説明したが、樹脂製品、ガラス製品、金属製品等の多様な被印刷物の印刷面に本発明方法は適用可能であり、多様な材質の印刷面に対して付着性の良好で耐久性のあるインクジェット画像を形成可能である。 In the present embodiment, the optical disk has been described as an example. However, the method of the present invention can be applied to the printing surface of various printed materials such as resin products, glass products, and metal products. In addition, it is possible to form a durable inkjet image with good adhesion.
また、上記実施の形態では、下塗層として白色や白色以外の淡い単色(つまり不透明の下塗層)を使用することができるが、さらにUVインクの透明下塗層を用いることも可能である。例えば、自動車用計器、家電製品、オーディオ製品、携帯電話用キーパッド等には透明樹脂又は透明フィルムの裏刷りが多く使われている。これらの場合、下塗層として透明UVインクを使用すれば、品質の要求が高い上記製品にも効果が発揮できる。また、上記製品の場合、3原色インク及び黒色インク以外の特色インクを使用してインクジェット画像(例えば特色インクの単色画像等)を形成することができる。 In the above embodiment, white or a light single color other than white (that is, an opaque undercoat layer) can be used as the undercoat layer, but it is also possible to use a transparent undercoat layer of UV ink. . For example, a transparent resin or transparent film backprint is often used for automobile meters, home appliances, audio products, mobile phone keypads, and the like. In these cases, if a transparent UV ink is used as the undercoat layer, the effect can be exerted also on the above-mentioned products having high quality requirements. In the case of the above product, an inkjet image (for example, a single color image of the special color ink) can be formed by using special color inks other than the three primary color inks and the black ink.
以上本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当業者には自明であろう。 Although the embodiments of the present invention have been described above, it will be obvious to those skilled in the art that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims.
1 光ディスク
2 レーベル面
3 下塗層
4 インクジェット画像
1
Claims (4)
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