JP2006110746A - インクジェット印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＵＶインクを使用した、樹脂製の被印刷物表面の印刷において、印刷斑が発生せず、高速かつ高精度な印刷が可能なインクジェット印刷方法を提供する。
【解決手段】 樹脂等の吸水性の低い材質よりなる被印刷物１０の表面にインク吐出部２からインクを吐出して付着させ、ＵＶ照射により付着したインクを硬化して印刷するインクジェット印刷方法において、被印刷物又はインク吐出部のいずれか一方の送り方向と送りピッチ、又は送りピッチのみを変化させるようにする。この場合、吐出部からのインクの吐出が、被印刷物表面の液体状態のインク位置に行かないように、送りピッチを変化させてやる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、樹脂成形品のような被印刷物の表面に紫外線硬化型のインク（ＵＶインク）を使用して高精度な画像を印刷するインクジェット印刷方法に関する。

従来のＵＶインクを使用したインクジェット印刷は、所定の色のインク粒子を被印刷物表面に付着させて、付着したインクに紫外線（ＵＶ）を照射して硬化させることによって印刷していた。この場合、紙等のインクの吸収性の良い材質よりなる被印刷物においては、インク吐出部から吐出されたインクが被印刷物表面に付着して、即被印刷物内に染み込むので、被印刷物を高精度に移動させ、高精度なタイミングでインクを吐出させれば、高精度な印刷が可能であった。

しかしながら、樹脂成形品、樹脂基板等のように表面の平滑性が高く、吸水性の低い材質よりなる被印刷物においては、図３（ｂ）及び図４に示すように、被印刷物を同一方向に同一ピッチで移動させた場合、被印刷物は付着したインクを吸収せず、インク同士が表面張力により吸引され、凝集するため印刷斑が発生し、印刷画像が乱れるという問題があった。

このため、ＵＶを照射し、水滴を硬化させ、インクの硬化速度を向上させる方法として、従来より種々提案されていた（特許文献１〜４）。

特開平８−３３６９７９号公報 特開２００３−１７２８１４号公報 特開２００４−９４８３号公報 特開平６−１０７９８８号公報

即ち、特許文献１に示されるカラーインクジェット記録装置においては、異なる色インクによってその定着性が異なることから、各色に応じてインクを吐出する記録ヘッドのノズル数を変えたものである。
また特許文献２に示されるパターン製造装置においては、形成すべきパターンに着弾させる単位面積当たりの液滴量を均一化するように、各ヘッドの液滴の吐出を予め定められた規則に従って間引いたものである。
また特許文献３に示されるインクジェット記録装置においては、記録媒体や記録モードの違いに応じて紫外線の照射条件を変更したものである。
更に特許文献４に示されるインクジェットプリンタ用インク組成物においては、硬化速度を速めるためにインク組成物に改良を施したものである。

しかしながら、特に高速に印刷する場合には、ＵＶを照射してもインクの硬化速度が間に合わず、水滴インクが集まって同様に印刷斑が発生するため、高精度な印刷ができないという問題があった。
このため高精度な印刷を行うため従来は、インクの重ね塗りを行い、微細なインク濃度差を低減する方法がとられているが、この場合は、生産性が低下する、及び所定膜厚以上の膜厚となる問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、紫外線硬化型のインク（ＵＶインク）を使用した、樹脂よりなる被印刷物表面の印刷において、印刷斑が発生せず、高速かつ高精度な印刷が可能なインクジェット印刷方法を提供することである。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載のインクジェット印刷方法を提供する。
請求項１に記載のインクジェット印刷方法は、樹脂等の吸水性の低い材質よりなる被印刷物表面にインク吐出部からインクを吐出して付着させ、ＵＶ照射により付着したインクを硬化して印刷する印刷方法であって、被印刷物及びインク吐出部のいずれか一方の送り方向と送りピッチ又は送りピッチのみを変化させるようにしたものであり、これにより、インクが被印刷物に付着した後、前に付着した液体状のインクにより引っ張られることなく、既に固体化されたインクの所定の位置に移動し、インクを付着硬化させることができるようになる。したがって、印刷斑が発生せず、高速かつ高精度な印刷が可能となる。

請求項２のインクジェット印刷方法は、インク吐出部からのインクの吐出が、被印刷物表面の液体状態のインク位置に行かないように送りピッチを変化させたものであり、これにより、吐出されたインクが前に付着した液体状態のインクの表面張力により引っ張られるのを確実に防止することができ、印刷斑の発生を抑制することが可能となる。

以下、図に従って本発明の実施の形態のインクジェット印刷方法について説明する。図１は、本発明のインクジェット印刷方法を実施するのに使用するインクジェット印刷装置の概略の全体構成を示す斜視図であり、図２は本発明の実施の形態のインクジェット印刷方法を説明する図である。インクジェット印刷装置１は、基本的に、インクを吐出する多数の吐出口を有するインク吐出部２、被印刷物１０を保持する保持部３、被印刷物１０表面に紫外線（ＵＶ）を照射する紫外線（ＵＶ）照射部４、インクの吐出部２をＸ方向に直線往復駆動する第１の駆動部５及び保持部３をＹ方向に直線往復駆動する第２の駆動部６等より構成されている。なお、第１の駆動部５及び第２の駆動部６は、図示されない制御部によってそれぞれの駆動が制御されるものである。

インク吐出部２は、それぞれ異なる色インクを吐出する複数の吐出口を有する各色の吐出体２１〜２４を含んでいる。吐出口から吐出される複数のインク色としては、例えば複数の基本色としてのマゼンタ（赤）Ｍ、シアン（青）Ｃ、イエロー（黄）Ｙ、およびブラック（黒）Ｂの４色あるいはそれらから選ばれた複数色とすることができる。さらに、上記基本色に加えて、あるいはいずれかに代えて、他の特別に用意された別色を採用することもできる。各色の吐出体２１〜２４には、それぞれ直線状に並んだ複数の吐出口が形成されていて、これらの吐出体２１〜２４は、インク吐出部２の移動方向（Ｘ方向）に沿って並んで密接して配設されている。この状態でインク吐出部２は、キャリッジ５１に固定して取り付けられている。
なお、これらの色インクは、紫外線硬化型のインク（ＵＶインク）が使用される。

ＵＶ照射部４は、インク吐出部２に隣接して設けられていて、インク吐出部２と同様にキャリッジ５１に固定して取り付けられている。ＵＶ照射部４には、例えばＵＶランプが設けられている。ＵＶランプは、ＵＶに対して透明な石英ガラス等でできた内部が真空で少量の水銀の入った管であり、ＵＶランプに照射するマイクロ電磁波の強度を可変にすることで発光するＵＶの出力（強度）を可変にすることができる。ＵＶランプの外に、キセノン管やブラックライトのような蛍光塗料を使用しない蛍光灯や、紫外線発光ダイオード（ＵＶＥＤ）を用いてもよい。
したがって、インク吐出部２から吐出され、被印刷物１０に付着したインクは、ＵＶ照射部４からのＵＶ照射によって硬化されることになる。

インク吐出部２及びＵＶ照射部４が取り付けられたキャリッジ５１は、第１の駆動部５によって、図１に示されるＸ方向に直線的に往復移動できるように構成されている。従って、インク吐出部２及びＵＶ照射部４は、Ｘ方向に直線往復移動することができる。

保持部３は、一種のテーブルであり、被印刷物１０をこの上に載置して固定する。この保持部３は、第２の駆動部５によって図１に示されるようにＸ方向に直交するＹ方向に直線的に往復移動するように構成されている。従って、被印刷物１０は、Ｙ方向に直線往復移動することができる。なお、本発明においては、被印刷物１０として表面の平滑性が高く、インクの吸水性が低い樹脂等の材質からなる樹脂加工品、樹脂基板の印刷に好適である。

第１の駆動部５及び第２の駆動部６に使用される直線往復移動機構としては、ボールネジ式、ピストン−シリンダ式等の公知の直線移動機構を適宜使用することができる。また、これらの駆動部５，６は、図示しない制御部からの指令によって制御されるものである。

上記構成よりなる本発明のインクジェット印刷装置の作動（インクジェット印刷方法）について説明する。
まず、被印刷物１０を保持部３上に載置して取り付ける。次に複数のインク吐出部２から同時にインクを吐出し、被印刷物１０に付着させると共に、ＵＶ照射部４からＵＶを照射してインクを硬化させて被印刷物１０に固定しながら、第１の駆動部５の駆動によりインク吐出部２及びＵＶ照射部４をＸ方向に移動し、インクの吐出、付着、ＵＶ照射を繰り返して被印刷物１０の端まで印刷する。

次にインク吐出部２を初期位置に戻し、第２の駆動部６を駆動して保持部３（被印刷物１０）を所定量（１ピッチ）だけＹ方向に移動させる。次いで、上記したように第１の駆動部５によりインク吐出部２及びＵＶ照射部４をＸ方向に移動し、インクの吐出、付着、ＵＶ照射を繰り返して被印刷物１０の端まで印刷する。
このように、上記のインク吐出部２及びＵＶ照射部４のＸ方向の移動と保持部３のＹ方向の移動を繰り返しながら、被印刷物１０表面に印刷を行う。

本実施形態では、図２に示すようにＸ方向のインク吐出部２の送り方向を正方向と逆方向に変化させると共に、その送りピッチも変化させるようにする。この場合、インク吐出部２からのインクの吐出が、被印刷物１０表面の液体状態のインク位置に行かないように、送りピッチを変えることが肝要である。これらの送り制御は、制御部からの指令によって行われる。これにより、インク吐出部２から吐出され被印刷物１０表面に付着したインクが、その前の吐出により付着したインクと接触して吸引され移動することがなくなり、印刷斑の影響が少なく、かつ等ピッチで印刷できるようになる。

なお、上記実施形態では、Ｘ方向のインク吐出部の送り方向及び送りピッチを変化させるようにしているが、インク吐出部側を固定し、Ｙ方向の被印刷物の送り方向及び送りピッチを変化させるようにしても、同様の効果が得られるものである。

図３（ａ）は、別の実施形態のインクジェット印刷方法を示している。この実施形態では、Ｘ方向のインク吐出部の送り方向は同じで、送りピッチを段階的に大きくしている。このように、送り方向一定で、送りピッチ量を段階的に増加させることによってでも、印刷斑の影響を抑制することができる。なお、インク吐出部側を固定し、Ｙ方向の被印刷物の送り方向を一定で、送りピッチを段階的に変える（大きくする、または小さくする）ようにしても、同様の効果が得られる。

以上説明したように、本発明では、インク吐出部又は被印刷物の送り方向、送りピッチを変化させ、液体状態のインク位置にインクを吐出しないようにすることによって、ＵＶインクを使用した、樹脂表面の印刷においても、印刷斑のない、高速かつ高精度な印刷を行うことができる。また、インクの重ね塗りの必要がなくなり、生産性の向上や所定膜厚での印刷ができる。

本発明の実施の形態のインクジェット印刷方法を実施するためのインクジェット印刷装置の概略の全体構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態のインクジェット印刷方法を説明する図である。 本発明と従来との印刷方法の違いを説明する図であり、（ａ）は本発明の別の実施形態のインクジェット印刷方法を、（ｂ）は従来のインクジェット印刷方法を示している。 従来のインクジェット印刷方法を説明する図である。

符号の説明

１ インクジェット印刷装置
２ インク吐出部
２１〜２４ 吐出体
３ 保持部
４ 紫外線（ＵＶ）照射部
５ 第１の駆動部
５１ キャリッジ
６ 第２の駆動部
１０ 被印刷物

Claims (2)

1. 樹脂等の吸水性の低い材質よりなる被印刷物の表面に、インク吐出部からインクを吐出して付着させ、紫外線照射によって付着したインクを硬化することで印刷するインクジェット印刷方法において、
   前記被印刷物及び前記インク吐出部のいずれか一方の送り方向と送りピッチ又は送りピッチのみを変化させることを特徴とするインクジェット印刷方法。
2. 前記インク吐出部からのインクの吐出が、前記被印刷物表面の液体状態のインク位置に行かないように、前記送りピッチを変化させることを特徴とする請求項１に記載のインクジェット印刷方法。

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