JP2013071441A - 画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも基材と、この基材の片面上に配置された複数の突起と、前記複数の突起上に被膜されたインク層を備えた画像形成方法であって、複数のノズルを備えたインクジェットヘッドを前記突起に対して相対的に走査し、前記基材の複数の突起に対し、インクを吐出して供給し、インク層を形成する工程、を含むことを特徴とする画像形成方法。
【選択図】図2
Description
また、凹部の線を利用し、潜像画像を出現させる技術としては、基材の表面に、文字や数字などの潜像パターン及び/またはそのパターンの周囲部が、ピッチ幅0.2〜1mmの圧印加工による万線状凹凸で形成されていて、その潜像パターンの周囲部に潜像パターンを形成する万線状凹凸と略直角の万線状凹凸が施されている有価証券類が開示されている(特許文献2)。
(請求項1)
少なくとも基材と、この基材の片面上に配置された複数の突起と、前記複数の突起上に被膜されたインク層を備えた画像形成方法であって、複数のノズルを備えたインクジェットヘッドを前記突起に対して相対的に走査し、前記基材の複数の突起に対し、インクを吐出して供給し、インク層を形成する工程、を含むことを特徴とする画像形成方法。
(請求項2)
少なくとも基材と、この基材の片面上に配置された複数の突起と、前記複数の突起上に皮膜されたインク層を備えた画像形成方法であって、複数のノズルを備えたインクジェットヘッドを前記突起に対して相対的に走査し、前記基材の1つの突起に対して2箇所以上にインクを吐出して供給し、インク層を形成する工程、を含むことを特徴とする請求項1記載の画像形成方法。
(請求項3)
少なくとも基材と、この基材の片面上の配置された2種以上の高さを持つ複数の突起と、前記複数の突起上に皮膜されたインク層を備えた画像形成方法であって、複数のノズルを備えたインクジェットヘッドを前記突起に対して相対的に走査し、前記基材の複数の突起に対し、インクを吐出して供給し、インク層を形成する工程、を含むことを特徴とする請求項1及び2のいずれかに記載の画像形成方法。
(請求項4)
前記インクジェットヘッドの隣り合うノズルの距離のうちインクジェットヘッドを突起に対して相対的に走査する際の走査方向に垂直な成分を、前記基材の隣り合う突起の距離のうちインクジェットヘッドの主走査方向に垂直な成分の整数分の1となるように、インクジェットヘッドの向きを前記走査方向に対してインクジェットヘッドを傾けて配置し、前記突起にインクを吐出して供給することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成方法。
(請求項5)
前記インクジェットヘッドは多相分割駆動であり、前記複数のノズルは周期性を有する複数の相を割り当てられており、前記ノズルからインクを吐出して供給する工程は、前記複数の相のうちの一部の特定相に限定しておこなうことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成方法。
(請求項6)
前記基材上の複数の複数の突起に対しインクを吐出して供給した後、前記突起上のインクを乾燥および/または固化しインク層を形成することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成方法。
(請求項7)
前記突起上に供給されたインクを乾燥および/または固化させる工程を、加熱、送風、減圧、光照射、電子線照射のいずれか1又は2以上の組合せによっておこなうことを特徴とする請求項6に記載の画像形成方法。
(請求項8)
前記インクジェットヘッドのノズルによるインクの吐出工程と、前記突起上に供給されたインクを乾燥および/または固化させる工程とを1つの突起に対して交互に複数回行ってインク層を形成し、インクを乾燥および/または固化させることを特徴とする請求項6または7のいずれかに記載の画像形成方法。
(請求項9)
前記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給経路において、インクが少なくともインク循環ポンプとインクジェットヘッド内を循環しており、かつ、インクの循環経路において均熱部によりインクの温度が一定に保たれていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の画像形成方法。
(請求項10)
複数のインクジェットヘッドのインクとして、2以上の種類のインクを供給し、前記突起に対し該2種類以上のインクを吐出し供給することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の画像形成方法。
(請求項11)
前記突起及び突起上に形成されたインク層に対し、表面に保護層を形成させる事を特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の画像形成方法。
この発明によれば、前記突起に対して、インクジェットによりインク皮膜を形成させる位置を精密に制御することにより、複雑な形状の基材に対して精密な画像形成が可能であり、偽造防止・改ざん防止効果が高い。
(請求項2乃至3の発明の効果)
この発明によれば、前記突起に対して、インクジェットによりインク皮膜を形成させる位置を精密に制御する事により、観察する方向によって異なる画像や色を出現させる事が可能となる。また、再現したい画像によって、基材の突起パターンを変更する必要はない。
(請求項4の発明の効果)
この発明によれば、例えば前記基材に配置される隣り合う突起の距離などが異なるワークがあった場合に、前記ワークに併せて、インクジェットヘッドに備えられた複数のノズル間の距離そのものを変更させたインクジェットヘッドを用いることなく、高精度なインク皮膜位置制御を行う事が可能となる。つまり、低コストで汎用性の高い画像形成方法である。
(請求項5の発明の効果)
この発明によれば、インクジェットヘッドのノズルにおいて、周期性を有する複数の相が、その相毎に分割されて駆動する多相分割駆動のインクジェットヘッドを用いており、ノズルの位置に応じて、前記ノズルからインクを吐出して供給する工程を、その内の1相以上の特定相を割り当てて用いて行うこととしている。
このように、多相分割方式を用いてインクジェットヘッドからのインクの吐出のコントロールを行い、さらに使用する相を複数層の一部の特定相に限定することによって、隣接ノズルの圧力や電気的な干渉を時間差でずらすことが出来るため吐出が安定し、吐出タイミングの制御を容易にすることができ、より精度よく塗布できる。
また、ノズル詰りなどが原因で、ある特定の相における吐出が不可能になった場合に、別の相を吐出に割り当てることでリカバリーをすることができる。例えば、2相分割駆動や3相分割駆動といった多相分割で駆動している各吐出相に対して、使用している吐出相での各ノズルにおいて不吐出(ミスファイヤ)や吐出飛行曲がり(ミスディレクション)、吐出ドロップの形状不良(スプラッシュ)等の吐出不良が生じた場合、吐出する駆動相を他の相にシフトするので、例えば、3相分割で各層をA相、B相、C相とわけてA相のみ使用しているケースでは、A相ノズルで圧電素子の劣化やノズル穴近傍への堆積物による不吐出等起きた場合、B相にインクの吐出を移して、B相基準でノズル位置と突起を位置あわせして塗布出来るので、インクジェットヘッドを交換する等せず瞬時に塗布を再開出来るので、フェールセーフ性の高い画像形成方法が構築できる。
(請求項6及び7の発明の効果)
この発明によれば、インクジェットヘッドにより供給したインクを塗布後に乾燥および/または固化しインク層を形成する工程をさらに含むため、基材にインク層を迅速に形成することができる。乾燥工程を含まない場合は、複数インク種を吐出する際の混色や、突起の形状、インク層形成位置によってはインク層形成面積や位置ズレ等の問題が発生しうるが、乾燥工程を含むことによりこのような問題を解消する事が可能となる。
(請求項8の発明の効果)
この発明によれば、前記インクジェットヘッドによるインクの塗布工程と、前記乾燥および/または固化工程を交互に複数回行ってインク層を形成し、突起に塗布されたインクを乾燥および/または固化させることでより短時間で形成することができる。塗布工程の後には乾燥工程または固化工程の一方のみ設けてもよいし、乾燥工程および固化工程の両方を設けてもよい。突起に対し複数回インクを吐出しインク層を形成する場合には、1回もしくは複数回の吐出毎に乾燥および/または固化工程を設けることにより、乾燥が無い場合や自然乾燥に比べ、多量のインクを塗布する事が容易となる。
(請求項9の発明の効果)
この発明によれば、前記微少ドロップを吐出するインクジェットヘッドが、インクを吐出するノズルのインクを循環させているので、インク充填が簡単であるばかりでなく、不使用時にインクを抜いて回収することが出来るので、インクの変質を防止できる。
さらに、塗布時にノズル近傍に空気や異物といったパーティクルの発生や、通過することで不吐出等の吐出不良が発生してしまうケースでも、即時、循環しているインクで押し流されるので、吐出不良が発生しにくいばかりでなく、発生しても復活することができる。
さらに、インクジェットヘッドのノズル近傍には循環液、例えば、水や不活性液体(商品名:フロリナート等)を通してノズル近傍温度を一定に保つことで、塗布中の環境変化や吐出アクチュエータである圧電セラミック等の発熱による温度上昇による塗布中のインクの粘度変化と、それに伴う吐出量変動の影響を最小にする事ができる。また、高温におけるインクの劣化も防ぐ事ができる。さらに、対象となる突起を低温に冷やしておいて、塗布後のインク粘度を意図的に上昇させて液だれを防止すること等を実施しても、塗布するノズル近傍のインクは絶えず最適温度を保つことができる。
(請求項10の発明の効果)
この発明によれば、複数種類のインクを用いて、フルカラー画像や観察方向によって色の異なる画像を出現させるなどの意匠性の高いセキュリティ印刷が可能となる。
(請求項11の発明の効果)
この発明によれば、インク層形成済みの前記突起およびインク層の表面に保護層を設ける事により、インク層の剥がれや突起の破壊などの物理的な破壊の防止や、化学的な侵食に対しても耐性を持たせることが可能となる。
本発明は、少なくとも基材とこの基材上に設けられた多数の微細な突起を備えたものである。突起の素材として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、テフロン(登録商標)、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ガラス繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック、生分解性プラスチック等の樹脂。または、銀、銅、鉛、亜鉛、金、ニッケル、クロム、チタンからなる群より1種類若しくは2種類以上の金属を使用しても良い。
図2及び3にインクジェット塗布装置の説明図を示す。塗布装置の装置構成として、基材8を載せ、1方向(Y方向)に精度良く搬送する搬送ステージ9と、基材に塗布する為のインクが供給されたインクジェットヘッド10と、該インクジェットヘッド10を基材から一定高さを保持するインクジェットヘッドユニット11が備えられている。
図3では、インクジェットヘッド10がY方向に2列配置されているが、図2のようにインクジェットヘッド10は1列に配置されていてもよいし、3列以上に配置されてもよい。また、インクジェットヘッド10は1つであってもかまわない。インクジェットヘッド10は複数のノズル12を備える。図3ではノズル12は1列に配置されているが、2列以上であってもかまわない。
図8の上から1番目の図は加熱乾燥の場合であり、ここでは例としてIR(赤外)パネルヒーター25により輻射熱を加えることで加熱乾燥させる。
図8の上から2番目の図は送風乾燥の場合であり、クロスフローファン26を用いてインクジェット側から搬送装置の奥に向かって送風させ、乾燥する。また、ファンの手前部分にヒーターを設置する事で温風を送る事も可能になる。
図8の上から3番目の図は減圧乾燥の場合であり、乾燥手段に設けられたエア配管から真空チャンバー27により減圧を行い奥に行くほど真空状態なる。
図8の上から4番目の図は、UV硬化等の光照射での光硬化の場合であり、ランプハウス28内に例えば蛍光灯、ハロゲンランプ、LED、無電極UVのランプ等の光源29を用いて光を照射させる。
図8の上から5番目の図は電子線照射での硬化場合であり、電子線放出機30を用いて電子線を照射させる。
本発明の画像形成方法にあっては、材料の異なる2種類以上のインクを用いることにより、フルカラー画像や観察方向によって色の異なる画像を出現させるなどの意匠性の高いセキュリティ印刷が可能となる。
インクタンク13より、インクを下流に送り出す。インクタンクには液面センサー若しくは重量計によりインク残量が把握できることが望ましい。インクタンクからインクジェットヘッドユニットに循環ポンプ31によるインク送液をおこなうインク循環経路を持っている。インク循環経路中に異物を除去する為のフィルターがあり、循環中にインクが固まって異物となっても捕捉可能である。インクとして金属含有インクを用いる場合には金属微粒子の粒径は100nm未満が好ましく、フィルターの径は1〜10μmが好ましい。循環経路内には脱気機能をもつ脱気ユニット32と粘度調整機能をもつ粘度調整タンク33が設けられている。
また、循環経路内の配管にインクを均熱化するための均熱部を有することで、温度変化によるインク粘度の変化を抑えることが可能である。
9 …搬送ステージ
10…インクジェットヘッド
11…インクジェットヘッドユニット
12…ノズル
13…インクタンク
14…配管
15…ポンプ
16…インクジェットヘッド制御盤
17…ケーブル
18…基材
19…ガイドレール
20…スケール
21…乾燥手段、固化手段
22…レール
23…メンテナンス装置
24…ケーブルベア
25…IRパネルヒーター
26…クロスフローファン
27…真空チャンバー
28…ランプハウス
29…ランプ
30…電子線放出機
31…循環ポンプ
32…脱気ユニット
33…粘度調整タンク
34…真空ポンプ
35…攪拌板
36…粘度モニター
37…希釈溶液タンク
38…バルブ
39…圧力センサー
40…フィルター
41…固定ユニット
42…転写ローラ
43…巻き出しローラ
44…巻取りローラ
45…保護層転写フィルム
46…保護層
Claims (11)
- 少なくとも基材と、この基材の片面上に配置された複数の突起と、前記複数の突起上に被膜されたインク層を備えた画像形成方法であって、複数のノズルを備えたインクジェットヘッドを前記突起に対して相対的に走査し、前記基材の複数の突起に対し、インクを吐出して供給し、インク層を形成する工程、を含むことを特徴とする画像形成方法。
- 少なくとも基材と、この基材の片面上に配置された複数の突起と、前記複数の突起上に皮膜されたインク層を備えた画像形成方法であって、複数のノズルを備えたインクジェットヘッドを前記突起に対して相対的に走査し、前記基材の1つの突起に対して2箇所以上にインクを吐出して供給し、インク層を形成する工程、を含むことを特徴とする請求項1記載の画像形成方法。
- 少なくとも基材と、この基材の片面上の配置された2種以上の高さを持つ複数の突起と、前記複数の突起上に皮膜されたインク層を備えた画像形成方法であって、複数のノズルを備えたインクジェットヘッドを前記突起に対して相対的に走査し、前記基材の複数の突起に対し、インクを吐出して供給し、インク層を形成する工程、を含むことを特徴とする請求項1及び2のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記インクジェットヘッドの隣り合うノズルの距離のうちインクジェットヘッドを突起に対して相対的に走査する際の走査方向に垂直な成分を、前記基材の隣り合う突起の距離のうちインクジェットヘッドの主走査方向に垂直な成分の整数分の1となるように、インクジェットヘッドの向きを前記走査方向に対してインクジェットヘッドを傾けて配置し、前記突起にインクを吐出して供給することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記インクジェットヘッドは多相分割駆動であり、前記複数のノズルは周期性を有する複数の相を割り当てられており、前記ノズルからインクを吐出して供給する工程は、前記複数の相のうちの一部の特定相に限定しておこなうことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記基材上の複数の複数の突起に対しインクを吐出して供給した後、前記突起上のインクを乾燥および/または固化しインク層を形成することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記突起上に供給されたインクを乾燥および/または固化させる工程を、加熱、送風、減圧、光照射、電子線照射のいずれか1又は2以上の組合せによっておこなうことを特徴とする請求項6に記載の画像形成方法。
- 前記インクジェットヘッドのノズルによるインクの吐出工程と、前記突起上に供給されたインクを乾燥および/または固化させる工程とを1つの突起に対して交互に複数回行ってインク層を形成し、インクを乾燥および/または固化させることを特徴とする請求項6または7のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記インクジェットヘッドにインクを供給するインク供給経路において、インクが少なくともインク循環ポンプとインクジェットヘッド内を循環しており、かつ、インクの循環経路において均熱部によりインクの温度が一定に保たれていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の画像形成方法。
- 複数のインクジェットヘッドのインクとして、2種類以上のインクを供給し、前記突起に対し該2種類以上のインクを吐出し供給することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の画像形成方法。
- 前記突起及び突起上に形成されたインク層に対し、表面に保護層を形成させる事を特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の画像形成方法。
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