JP2009292138A - インクジェット印字方法及び印字物 - Google Patents

Abstract

【課題】特殊な印字ヘッドを用いることなくともインクの滲みを発生させることなく厚盛り印字を行えるインクジェット印字方法及び厚盛り印字層を備えた印字物を提供する。
【解決手段】印字媒体１へインク滴を噴射して印字するインクジェット印字方法であって、粘度の異なる少なくとも２種類のインクを用いて、印字領域に２層以上の印字層を形成し、印字媒体１の表面に接する印字層２ａを形成する際に、最も粘度を低いインクを用いる。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクジェット方式で厚盛り印字する方法及び、厚盛り印字がなされたインクジェット印字物に関する。

印字媒体に印字を施す印字方法の一つとして、微小なインクの液滴を印字媒体へ噴射し、印字媒体上に文字や画像を形成する「インクジェット方式」の印字方法（インクジェット印字方法）がある。

インクジェット方式の印字方法は、いわゆる「版」が不要であるため、１回又は少数回ごとに内容を変更する（可変印字する）場合に広く用いられている。例えば、製品のシリアルナンバーを印字する場合には、重複しないように個々の番号を変える必要があるため、インクジェット印字方法が広く用いられている。このような作業は、印刷では困難である。

近年、機能性成分をインクに含有させ、インクジェット方式で機能性印字を施すことも行われている。例えば、蛍光成分や赤外線吸収成分をインクに含有させ、それを印字媒体へ噴射することにより、印字媒体上に蛍光特性や赤外線吸収特性を備えた印字層を形成できる。このような印刷層は、特に、商品券の偽造防止や証券類の機械読み取りを目的として適用が可能である。

このようにして形成した機能性印字層が示す特性は、印字層に含まれる機能性成分の量に依存する。このため、１回の印字では、機械的に検出するのに十分な量の機能性成分を含有した機能性印字層を形成できない場合がある。このような場合には、印字を複数回重ねて行い、いわゆる「厚盛り」とすることで、機械的に検出するのに十分な量の機能性成分を含有した機能性印字層を形成する必要がある。

しかし、上記のようにインクジェット方式では微小なインクの液滴を印字媒体へ噴射するため、インクを噴射する際に、それ以前に噴射したインクが乾いていないと、インクの滲みや乾燥不良が生じる可能性がある。

インクジェット方式における重ね印字に関する技術として、特許文献１に開示される発明がある。特許文献１に開示される発明は、インクの噴射ヘッドをずらして配置することにより、インクの滲みなどを防止するものである。
特開平５−３８８２０号公報

しかし、特許文献１に開示される発明は、印字ヘッドの構造そのものに関する発明である。すなわち、インクの滲みが発生しないようにするためには、専用の装置を用いる必要がある。

インクの性質を改良することでインクの滲みを防止することも試みられてはいるが、インクジェット方式ではインクの物性に制約がある。このため、インクの滲みを防止するのに有効であっても、添加できない成分も存在する。例えば、インクの粘度が２０ｍＰａ・ｓよりも高くなると液滴として飛翔させることが困難となるため、このような成分をインクに添加することはできない。また、印字ヘッドの金属部分を腐食してしまうような成分は、インクに添加することができない。さらに、インクジェット印字用のインクは水性インクであるため、水溶性の無い成分はインクに添加できない。このように、インクの性質を改良してインクの滲みを防止するのには限界がある。

このように、特殊な印字ヘッドを用いなくともインクの滲みを発生させることなく厚盛り印字を行えるインクジェット印字方法は提供されていなかった。

本発明は係る問題に鑑みてなされたものであり、特殊な印字ヘッドを用いることなくともインクの滲みを発生させることなく厚盛り印字を行えるインクジェット印字方法及び厚盛り印字層を備えた印字物を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、印字媒体へインクを噴射して印字するインクジェット印字方法であって、粘度の異なる少なくとも２種類のインクを用いて、印字領域に２層以上の印字層を形成し、前記印字媒体の表面に接する印字層を形成する際に、最も粘度の低いインクを用いることを特徴とするインクジェット印字方法を提供するものである。

また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、印字媒体上の印字領域に少なくとも２層の印字層が形成されたインクジェット印字物であって、前記印字層は、前記印字媒体の表面に接する層が最も粘度の低いインクを用いて形成された層であることを特徴とするインクジェット印字物を提供するものである。

本発明によれば、特殊な印字ヘッドを用いることなくともインクの滲みを発生させることなく厚盛り印字を行えるインクジェット印字方法及び厚盛り印字層を備えた印字物を提供できる。

本発明の好適な実施の形態について説明する。図１に示すように、本実施形態に係るインクジェット印字方法は、印字媒体の印字領域内に印字層を形成する工程を、インクの粘度を順次高めながら繰り返す（ステップＳ１〜Ｓｎ）。

印字に用いるインクは、インクジェット用の水性インクであり、一例を挙げると、顔料としてのイエロー顔料を５０ｇ／ｌ、機能性成分としての蛍光顔料を２５ｇ／ｌ、添加剤として界面活性剤を１ｇ／ｌ含んでいる。インクの粘度は、界面活性剤の種類を適宜選択することによって、２ｍＰａ・ｓ程度から段階的に１５ｍＰａ・ｓ程度まで高めていく。

図２に、本実施形態に係るインクジェット印字方法で印字がなされた印字物の断面の一例を示す。
印字媒体１は、基材層１１と受容層１２とを備えた一般的なインクジェット印字用の印字媒体である。一般的には、基材層１１はパルプ、受容層１２はシリカなどの無機微粒子を用いて形成されるがこれに限定されることはない。図２（ａ）に示すように、印字媒体１上には、少なくとも一つの印字領域が設けられている。

図２（ｂ）に印字領域を拡大して示す。印字領域には、受容層１２上に印字層２ａが形成されており、その上には印字層２ｂ、・・・、印字層２ｎが順に形成されている。各印字層２ａ〜２ｎは、巨視的には同一形状である（換言すると、巨視的には同じ画像を重ねて印字する）ことが好ましい。

本実施形態に係るインクジェット印字方法の流れについて説明する。ここでは印字層を３層設ける場合（すなわち、図１においてｎ＝３）を例とする。
まず、図３（ａ）に示すように、印字媒体１の受容層１２の上に粘度の低いインクを用いて印字層２ａを形成する（ステップＳ１）。受容層１２上に粘度の低いインクを噴射した場合、インクの表面張力が小さいため、図４（ａ）に示すように、着弾後のインクは均一な厚さで広がる。
インクが低粘度であることに加えて、着弾後のインクの厚さが均一であるため、インクは受容層１２に吸収されやすく、乾きやすい。

これに対し、本実施形態に反して受像層１２上に粘度の高いインクを噴射した場合、インクの表面張力が大きいため、図４（ｂ）に示すように、着弾後のインクは均一な厚さでは広がらない。しかも、インクの粘度が高いことにより、インクは受容層１２に吸収されにくい。このため、特に、インクが多く載っている部分では、インクが乾きにくくなってしまう。

次に、図３（ｂ）に示すように、印字層２ａ上にインクジェット方式で印字層２ｂを形成する（ステップＳ２）。この際に噴射するインクの粘度は、印字層２ａを形成する際に噴射したインクの粘度よりも高いが、印字層２ａによって目止めがなされているため、インクが均一に広がる。すなわち、図５に示すように、印字層２ａが形成されていることによって、印字領域の表面は、印字層２ａが存在しない場合よりも（換言すると、受像層１２の表面よりも）滑らかになっており、粘度が高いインクであっても、着弾後のインクは均一な厚さで広がる。これにより、印字層２ａが存在しない場合よりも、インクは速く乾燥する。

次に、図３（ｃ）に示すように、印字層２ｂ上にインクジェット方式で印字層２ｃを形成する（ステップＳ３）。上記同様に、印字層２ｂが形成されていることによって、印字領域の表面は、印字層２ｂが存在しない場合よりも滑らかになっており、粘度が高いインクであっても、着弾後のインクは均一な厚さで広がる。これにより、印字層２ｂが存在しない場合よりも、インクは速く乾燥する。

図６に、印字領域が文字“Ｋ”である場合を例として、インクジェット印字方法の具体例を示す。ここで、まず、粘度の低いインクを用いて印字層２ａをインクジェット印字で形成する。その後、印字層２ａを形成した際に用いたインクよりも粘度の高いインクを用いて印字層２ｂをインクジェット印字で形成する。その後、インクの粘度を高めながら印字層２ｎまで順次形成する。印字層２ａ〜２ｎが積層されることにより、厚盛り印字が実現する。なお、印字層２ａ〜２ｎは、図６に示すように同一形状とすることで、効率良くインクを厚盛りできる。

このように、本実施形態においては、粘度の低いインクを用いて１層目の印字層を形成するため、着弾後のインクの厚さが均一になり、速やかに受容層１２に吸収されて乾燥する。また、２層目以降の印字層を形成する際には、最初の印字工程で形成した印字層によって目 止めがなされているため、着弾後のインクの厚さが均一になる。このため、インクが滲んだり、乾燥不良を起こしたりしにくい。

そして、印字層２ｂ、２ｃが形成されている分、印字層２ａのみを設ける場合よりも、印字領域上に存在する機能性成分の量は多くなる。このため、機械的に検出するのに十分な量の機能性成分を含有した機能性印字層を形成できる。

このように、本実施形態に係るインクジェット印字方法によれば、特殊な印字ヘッドを用いなくともインクの滲みを発生させることなく厚盛り印字を行える。これにより、特殊な印字ヘッドを用いなくとも厚盛り印字部を有するインクジェット印字物を形成できる。

なお、ここでは印字層２ａ、２ｂ、２ｃを形成する際に、インクの粘度を順次高くする場合を例としたが、これと異なるパターンでインクの粘度を変化させても良い。例えば、１回の印字では十分な目止め効果が得られない場合には、低粘度のインクを用いて２回以上の印字を行って目止め効果を得た後に、粘度の高いインクを用いて印字を行っても良い。逆に、１回目の印字で十分な目止め効果が得られる場合には、それ以降の印字には粘度の高いインクを用いても良い。

なお、上記実施形態は本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることなく様々な変形が可能である。

本発明の好適な実施の形態に係るインクジェット印字方法の流れを示す図である。 本発明の好適な実施の形態に係るインクジェット印字方法によって印字がなされた印字物の構成の一例を示す図である。 本発明の好適な実施の形態に係るインクジェット印字方法の工程を示すである。 受像層上に噴射したインクの粘度による厚さの違いを示す図である。 直前に形成された印字層の目止め効果によって着弾後のインクの表面積が拡大された状態を示す図である。 本発明の好適な実施の形態に係るインクジェット印字方法の工程の一例を示す図である。

符号の説明

１ 印字媒体
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｎ 印字層
１１ 基材層
１２ 受容層

Claims (8)

1. 印字媒体へインクを噴射して印字するインクジェット印字方法であって、
   粘度の異なる少なくとも２種類のインクを用いて、印字領域に２層以上の印字層を形成し、
   前記印字媒体の表面に接する印字層を形成する際に、最も粘度を低いインクを用いることを特徴とするインクジェット印字方法。
2. 少なくとも前記印字媒体の表面に接する印字層を含む印字層によって、前記印字媒体上の印字領域を目止めし、
   前記目止めがされた印字領域上に、より粘度の高いインクを用いて少なくとも１層の印字層を形成することを特徴とする請求項１記載のインクジェット印字方法。
3. 隣接する印字層同士でのインクの粘度の差が、表層側において大きくなるように前記インクの粘度を変化させて、３層以上の印字層を形成することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット印字方法。
4. 隣接する印字層同士でのインクの粘度の差が均一となるように前記インクの粘度を変化させて、３層以上の印字層を形成することを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット印字方法。
5. 前記各印字層を形成する際に噴射するインクには、任意の共通する機能成分が含まれることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載のインクジェット印字方法。
6. 印字媒体上の印字領域に少なくとも２層の印字層が形成されたインクジェット印字物であって、
   前記印字層は、前記印字媒体の表面に接する層が最も粘度の低いインクを用いて形成された層であることを特徴とするインクジェット印字物。
7. 前記印字媒体上の印字領域は、少なくとも前記印字媒体の表面に接する印字層を含む印字層によって目止めされており、
   前記目止めがされた印字領域上に、より粘度の高いインクを用いて少なくとも１層の印字層が形成されていることを特徴とする請求項６記載のインクジェット印字物。
8. 前記各印字層には共通する機能性成分が含まれることを特徴とする請求項６又は７記載のインクジェット印字物。

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