JP2013230600A - 印刷装置及び印刷方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、媒体を搬送方向に搬送する搬送ユニットと、マゼンタヘッドと、マゼンタ用光源と、シアンヘッドと、シアン用光源と、ブラックヘッドと、ブラック用光源と、前記マゼンタヘッド、前記マゼンタ用光源、前記シアンヘッド、前記シアン用光源、前記ブラックヘッド及び前記ブラック用光源よりも前記搬送方向の下流側に設けられたイエローヘッドと、前記イエローヘッドよりも前記搬送方向の下流側に設けられ、前記マゼンタ用光源、前記シアン用光源及び前記ブラック用光源の照射エネルギーよりも強い照射エネルギーで光を照射するイエロー用光源と、を備える印刷装置である。
【選択図】図1
Description
このような印刷装置によれば、イエローインクのしわの発生を抑制できる。
このような印刷方法によれば、イエローインクのしわの発生を抑制できる。
<印刷装置の概要>
図1は、第1実施形態の印刷装置1の概略側面図である。図2は、印刷装置1のブロック図である。
減色法の3原色であるマゼンタのヘッドユニットを最上流側に配置させた場合、通常であれば、次に残りの2つの原色のヘッドユニット(シアンヘッドユニット41C及びイエローヘッドユニット41Y)を配置し、最後に3原色ではないブラックヘッドユニット41Kを配置する。但し、本実施形態では、マゼンタヘッドユニット41Mを最上流側に配置しているにも関わらず、ブラックヘッドユニット41Kよりも搬送方向下流側にイエローヘッドユニット41Yを配置している。この理由は、後述する比較例の説明で明らかになる。
図3Aは、ブラックヘッドユニット41Kの構成の説明図である。ここでは、ブラックヘッドユニット41Kについて説明するが、他の色のヘッドユニットの構成も同様である。
印刷装置1は、搬送ユニット10に媒体を搬送させ、媒体を搬送させながら、マゼンタヘッドユニット41Mからマゼンタインクを吐出して、マゼンタドットを媒体に形成し、そのマゼンタドットにマゼンタ用光源81Mから紫外光を照射して、マゼンタドットを仮硬化させる。
図4は、比較例の印刷装置1の説明図である。比較例では、イエローヘッドユニット41Yがブラックヘッドユニット41Kよりも搬送方向上流側に設けられ、イエロードットを仮硬化させるためのイエロー用光源81Yが設けられている点で第1実施形態と異なっている。
図5は、第2実施形態の印刷装置1の概略側面図である。第2実施形態では、イエロー用光源81Yと、クリアヘッドユニット41CLとが設けられている点で第1実施形態と異なっている。
図6は、第3実施形態の印刷装置1の概略側面図である。第3実施形態では、イエロー用光源81Yと、第1ホワイトインクヘッド41Wと、第2ホワイトインクヘッド42Wが設けられている点で第1実施形態と異なっている。
図8は、第4実施形態の印刷装置1の概略側面図である。第4実施形態では、前述のイエローインク(以下、第1イエローインク)よりも光透過率の高いイエローインク(以下、第2イエローインク)を吐出する第2イエローヘッドユニット42Yと、第2イエロー用光源82Yとが設けられている点で第3実施形態と異なっている。
ラベルLを金属光沢面に密着させると、淡黄画像のすぐ下に金属光沢面が位置することになる。アルミニウム缶やスチール缶にラベルLを巻き付けると、銀色の金属光沢面にラベルLが密着し、淡黄画像が銀色の金属光沢を帯びて視認され、金色領域は金色に見えるようになる。
<印刷装置1の構成>
図10A及び図10Bは、第5実施形態の印刷装置1の概略側面図である。
本実施形態では、強仮硬化用のイエロー用光源81Yの照射エネルギーをP1(=200mJ/cm2)、本硬化用光源92の照射エネルギーをP2(=300mJ/cm2)とすると、カラーインクの本硬化に必要な照射エネルギーPc(=500mJ/cm2)は、P1<Pc≦P1+P2の関係になっている。
P1<Pcの関係であるため、カラードット(特に、最後に形成されるイエロードット)は、強仮硬化用のイエロー用光源81Yから紫外光を照射された段階では、本硬化しない。このため、カラードットが本硬化する前にクリアインクが塗布されるので、クリアインクがカラードットに弾かれることが抑制される。
一方、Pc≦P1+P2の関係になっているため、カラードットは、本硬化用光源92から紫外光を照射されると本硬化する。このため、カラードットが本硬化しない状態で印刷を完了することは無い。
Pcl<P2の関係であるため、クリアドットは、本硬化用光源92から紫外光を照射されると本硬化する。このため、クリアドットが本硬化しない状態で印刷を完了することは無い。
一方、P2<Pcの関係であるため、本硬化用光源92を照射エネルギーの弱い光源で構成することができる。このため、本実施形態の本硬化用光源92は、前述の本硬化用光源91とは異なり、ドラム11の表面に沿って設けることができる(図10参照)。なお、カラードットは、本硬化用光源92から紫外光を照射される前に、強仮硬化用のイエロー用光源81Yから紫外光を照射されているので、P2<Pcの関係でも、カラードットは本硬化用光源92から紫外光を照射されると本硬化する。
図12は、強仮硬化用のイエロー用光源81Y及び本硬化用光源92をドラム11側から見た図である。イエローの仮硬化用光源81Yの搬送方向上流側には、イエローヘッドユニット41Yがある。強仮硬化用のイエロー用光源81Yと本硬化用光源92の間には、オプション装備のクリアヘッドユニット41CLが点線で記載されている。
L1<Lcの関係であるため、カラードット(特に、最後に形成されるイエロードット)は、強仮硬化用のイエロー用光源81Yから紫外光を照射された段階では、本硬化しない。このため、カラードットが本硬化する前にクリアインクが塗布されるので、クリアインクがカラードットに弾かれることが抑制される。
一方、Lc≦L1+L2の関係になっているため、カラードットは、本硬化用光源92から紫外光を照射されると本硬化する。このため、カラードットが本硬化しない状態で印刷を完了することは無い。
Lcl<L2の関係であるため、クリアドットは、本硬化用光源92から紫外光を照射されると本硬化する。このため、クリアドットが本硬化しない状態で印刷を完了することは無い。
一方、L2<Lcの関係であるため、本硬化用光源92の搬送方向の長さを短く構成することができる。なお、カラードットは、本硬化用光源92から紫外光を照射される前に、強仮硬化用のイエロー用光源81Yから紫外光を照射されているので、L2<Lcの関係でも、カラードットは本硬化用光源92から紫外光を照射されると本硬化する。
<インク組成物>
以下、上記の実施形態のUVインクの組成物(以下、単に「インク組成物」ともいう。)に含まれるか、又は含まれ得る添加剤(成分)を説明する。
本実施形態のインク組成物に含まれる重合性化合物は、後述する光重合開始剤の作用により紫外光照射時に重合し、印刷されたインクを硬化させることができる。
本実施形態において必須の重合性化合物であるモノマーAは、ビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル類であり、下記一般式(I)で示される。
CH2=CR1−COOR2−O−CH=CH−R3 ・・・(I)
(式中、R1は水素原子又はメチル基であり、R2は炭素数2〜20の2価の有機残基であり、R3は水素原子又は炭素数1〜11の1価の有機残基である。)
インク組成物がモノマーAを含有することにより、インクの硬化性を良好なものとすることができる。
また、上記のビニルエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル(モノマーA)以外に、従来公知の、単官能、2官能、及び3官能以上の多官能といった種々のモノマー及びオリゴマーも使用可能である(以下、「その他の重合性化合物」という。)。上記モノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸及びマレイン酸等の不飽和カルボン酸やそれらの塩又はエステル、ウレタン、アミド及びその無水物、アクリロニトリル、スチレン、種々の不飽和ポリエステル、不飽和ポリエーテル、不飽和ポリアミド、並びに不飽和ウレタンが挙げられる。また、上記オリゴマーとしては、例えば、直鎖アクリルオリゴマー等の上記のモノマーから形成されるオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレート、オキセタン(メタ)アクリレート、脂肪族ウレタン(メタ)アクリレート、芳香族ウレタン(メタ)アクリレート及びポリエステル(メタ)アクリレートが挙げられる。
本実施形態のインク組成物に含まれる光重合開始剤は、紫外光の照射による光重合によって、被記録媒体の表面に存在するインクを硬化させて印字を形成するために用いられる。放射線の中でも紫外光(UV)を用いることにより、安全性に優れ、且つ光源ランプのコストを抑えることができる。
これに加えて、アシルフォスフィン系光重合開始剤及びチオキサントン系光重合開始剤の合計の含有量は、上記のとおり、インク組成物の総質量(100質量%)に対し、9〜14質量%であり、好ましくは10〜13質量%であり、より好ましくは11〜13質量%である。これらのインク中における総含有量が上記範囲内である場合、インクの硬化性及び吐出安定性に極めて優れる。特に、含有量が9質量%以上であると、粘度が比較的高くなり、画像の汚れの原因であるミストの増加を防止できるため、インクの吐出安定性に優れる。
本実施形態における光重合開始剤は、アシルフォスフィン系光重合開始剤、すなわちアシルフォスフィンオキサイド系光重合開始剤(以下、単に「アシルフォスフィンオキサイド」ともいう。)を含む。これにより、特にインクの硬化性に優れ、かつ、印刷後初期の硬化膜の着色、及び硬化膜の計時後の着色を防止できる(硬化膜の初期着色度が小さくなる。)。
本実施形態における光重合開始剤は、チオキサントン系光重合開始剤(以下、単に「チオキサントン」ともいう。)を含む。これにより、インクの硬化性に優れ、かつ、特に硬化膜の初期着色度が小さくなる。
本実施形態のインク組成物は、色材をさらに含んでもよい。色材は、顔料及び染料のうち少なくとも一方を用いることができる。
本実施形態において、色材として顔料を用いることにより、インク組成物の耐光性を向上させることができる。顔料は、無機顔料及び有機顔料のいずれも使用することができる。
本実施形態において、色材として染料を用いることができる。染料としては、特に限定されることなく、酸性染料、直接染料、反応性染料、及び塩基性染料が使用可能である。前記染料として、例えば、C.I.アシッドイエロー 17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド 52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー 9,45,249、C.I.アシッドブラック 1,2,24,94、C.I.フードブラック 1,2、C.I.ダイレクトイエロー 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド 1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー 1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック 19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド 14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック 3,4,35が挙げられる。
本実施形態のインク組成物が顔料を含む場合、顔料分散性をより良好なものとするため、分散剤をさらに含んでもよい。分散剤として、特に限定されないが、例えば、高分子分散剤などの顔料分散液を調製するのに慣用されている分散剤が挙げられる。その具体例として、ポリオキシアルキレンポリアルキレンポリアミン、ビニル系ポリマー及びコポリマー、アクリル系ポリマー及びコポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、アミン系ポリマー、含珪素ポリマー、含硫黄ポリマー、含フッ素ポリマー、及びエポキシ樹脂のうち一種以上を主成分とするものが挙げられる。
本実施形態のインク組成物は、印刷基材への濡れ性が良好となるため、レベリング剤(界面活性剤)をさらに含んでもよい。レベリング剤としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン系界面活性剤として、ポリエステル変性シリコーンやポリエーテル変性シリコーンを用いることができ、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン又はポリエステル変性ポリジメチルシロキサンを用いることが特に好ましい。具体例としては、BYK−347、BYK−348、BYK−UV3500、3510、3530、3570(ビックケミー・ジャパン社(BYK Japan KK)製商品名)を挙げることができる。
本実施形態のインク組成物は、インク組成物の保存安定性を良好なものとするため、重合禁止剤をさらに含んでもよい。重合禁止剤としては、特に限定されないが、例えば、IRGASTAB UV10及びUV22(BASF社製商品名)、ハイドロキノンモノメチルエーテル(MEHQ、関東化学社(KANTO CHEMICAL CO., INC)製商品名)を用いることができる。
本実施形態のインク組成物は、上記に挙げた添加剤以外の添加剤(成分)を含んでもよい。このような成分としては、特に制限されないが、例えば従来公知の、重合促進剤、浸透促進剤、及び湿潤剤(保湿剤)、並びにその他の添加剤があり得る。上記のその他の添加剤として、例えば従来公知の、定着剤、防黴剤、防腐剤、酸化防止剤、紫外光吸収剤、キレート剤、pH調整剤、及び増粘剤が挙げられる。
本実施形態のインク組成物は、20℃での粘度が15mPa・s以下であることが好ましく、9〜14mPa・sであることがより好ましい。粘度が上記範囲内であると、光重合開始剤その他の添加剤の溶解性に優れ、かつ、吐出安定性が得られやすい。なお、本明細書における粘度は、DKSHジャパン社(DKSH Japan K.K.)製のレオメーターMCR300を用いて測定した値である。
また、本実施形態のインク組成物は、発光ピーク波長が365〜405nmの範囲にある紫外光を照射することにより硬化可能であることが好ましい。
[使用成分]
UVインクに使用する成分は、以下の通りである。
・FASTOGEN BLUE(カラーインデックス名:ピグメント ブルー 15:4、DIC社製商品名、図13ではシアンと略記した。)
・CROMOPHTAL PinkPT(SA) GLVO(カラーインデックス名:C.I.ピグメント レッド 122、BASF社製商品名、図13ではマゼンタと略記した。)
・カラーインデックス名:C.I.ピグメント イエロー 180、(DIC社製、商品名:SYMULER FAST YELLOW 、図13ではイエロー1と略記した。)
・カラーインデックス名:C.I.ピグメント イエロー 150、(図13ではイエロー2と略記した。)
・カラーインデックス名:C.I.ピグメント イエロー 155、(図13ではイエロー3と略記した。)
・カラーインデックス名:C.I.ピグメント イエロー 74、(図13ではイエロー4と略記した。)
・MICROLITH−WA Black C−WA(カラーインデックス名:C.I.ピグメントブラック 7、BASF社製商品名、図13ではブラックと略記した。)
・Pigment White 06(二酸化チタン、御国色素社製商品名、図13ではホワイトと略記した。)
・SOLSPERSE 36000(アミン系、ルーブリゾール社製商品名、図13ではアミン系分散剤Aと略記した。)
・VEEA(アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル、日本触媒社(Nippon Shokubai Co., Ltd.)製商品名、図13ではVEEAと略記した。)
・3-オキサ-5-ヘキセン-1-オール、図13では、EGMEと略記した。
・4−HBA(4−ヒドロキシブチルアクリレート、大阪有機化学社製商品名、図13では4−HBAと略記した。)
・KAYARAD R−684(トリシクロデカンジメチロールジアクリレート、日本化薬社製商品名、図13ではR−684と略記した。)
・A−DPH(ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、新中村化学社(SHIN-NAKAMURA CHEMICAL CO.、LTD.)製商品名、図13ではA−DPHと略記した。)
・NKエステル A−9300(エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレート、新中村化学工業社製商品名、図13ではA−9300と略記した。)
・MEHQ(関東化学社製商品名、図13ではMEHQと略記した。)
・シリコーン系表面調整剤 BYK−UV3500(BYK社製商品名、図13ではUV3500と略記した。)
・IRGACURE 819(BASF社製商品名、図13では819と略記した。)
・DAROCUR TPO(BASF社製商品名、図13ではTPOと略記した。)
・KAYACURE DETX−S(日本化薬社製商品名、図13ではDETX−Sと略記した。)
[しわの評価方法]
第1〜5実施形態及び比較例の印刷装置にインクセット1〜17をそれぞれ用いて、光記録媒体の被記録面に、イエローインクをデューティー10%〜100%まで10%刻みで振ったカラーパッチをそれぞれ印刷した。こうして作製された印刷物を室温23℃、湿度50%RHの環境下で、各カラーパッチの印刷状態(しわの有無)を目視で観察し、下記評価基準により評価した。
A:デューティー10%〜100%の全てのカラーパッチでしわの発生が確認できない。
B:デューティー70%以上のカラーパッチではしわの発生が確認できるが、デューティー60%以下のカラーパッチではブロンズ現象の発生が確認できない。
C:デューティー10%〜100%の全てのカラーパッチでカラーパッチでしわの発生が確認できる。
第1〜5実施形態及び比較例の印刷装置にインクセット1〜17をそれぞれ用いて、光記録媒体の被記録面に、マゼンタインク、シアンインク、イエローインク、ブラックインクをデューティー10%〜100%まで10%刻みで振ったカラーパッチをそれぞれ印刷した。こうして作製された印刷物を室温23℃、湿度50%RHの環境下で、各カラーパッチの光沢度を、JIS−P8142に基づき、変角光沢計GM−3D型(村上色彩技術研究所社製)を用いて光記録媒体の被記録面の60度光沢度を測定した。この測定値(60度光沢度)が大きいほど表面光沢性に優れること(しわの影響が小さいこと)を示す。
同じデューティーにおける、シアンインク、マゼンタインク、ブラックインクの光沢度の平均値と、イエローインクの光沢度の差の絶対値|ΔR|を求め、下記評価基準により評価した。
A:デューティー10%〜100%の全てのカラーパッチにおいて、|ΔR|=1未満
B:デューティー70%以上のカラーパッチは、|ΔR|=1以上〜5未満
デューティー60%以下のカラーパッチは、|ΔR|=1未満
C:デューティー10%〜100%の全てのカラーパッチにおいて、|ΔR|=1以上〜5未満
D:デューティー10%〜100%の全てのカラーパッチにおいて、|ΔR|=5以上
第1〜5実施形態及び比較例の印刷装置にインクセット1〜17をそれぞれ用いて、PETからなる媒体をセットし、ISO12640:付属書Aの高精細カラーディジタル標準画像データを印刷した。こうして作製された印刷物の印刷面。無作為に抽出した100人に、画質の良否を回答してもらった。評価環境は、3波長型昼白色の蛍光灯が天井に備え付けら得たオフィス環境である。2つの印刷画像を、事務用デスクに同時に並べ、目視で観察し、ブリード(異色の境界部分で色が滲んだり不均一に混ざり合う現象)が全く見られないものを10点(画質良好)、ブリードがわずかに見られるものを5点、ブリードが目立つものを0点とし、判断してもらった。
A:800点以上
B:800未満〜500点以上
C:500点以下
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。
10 搬送ユニット、11 ドラム、
12 第1ローラー、13 第2ローラー、14 第3ローラー、
40 ヘッドユニット、
41M マゼンタヘッドユニット、
41C シアンヘッドユニット、
41K ブラックヘッドユニット、
41Y イエローヘッドユニット(第1イエローヘッドユニット)、
41W 第1ホワイトヘッドユニット、
42W 第2ホワイトヘッドユニット、
42Y 第2イエローヘッドユニット、
50 検出器群、60 コントローラー、
61 CPU、62 メモリ、63 インターフェース部、
70 駆動信号生成回路、
80 仮硬化ユニット、
81M マゼンタ用光源、
81C シアン用光源、
81K ブラック用光源、
81Y イエロー用光源(第1イエロー用光源)、
81W 第1ホワイト用光源、
82W 第2ホワイト用光源、
82Y 第2イエロー用光源、
90 本硬化ユニット、91 本硬化用光源、92 本硬化用光源(LED)、
S 媒体(透明媒体)、
L ラベル
Claims (8)
- 媒体を搬送方向に搬送する搬送ユニットと、
マゼンタヘッドと、
マゼンタ用光源と、
シアンヘッドと、
シアン用光源と、
ブラックヘッドと、
ブラック用光源と、
前記マゼンタヘッド、前記マゼンタ用光源、前記シアンヘッド、前記シアン用光源、前記ブラックヘッド及び前記ブラック用光源よりも前記搬送方向の下流側に設けられたイエローヘッドと、
前記イエローヘッドよりも前記搬送方向の下流側に設けられ、前記マゼンタ用光源、前記シアン用光源及び前記ブラック用光源の照射エネルギーよりも強い照射エネルギーで光を照射するイエロー用光源と、
を備える印刷装置。 - 請求項1に記載の印刷装置であって、
印刷装置は、印刷装置用インクセットを備え、
前記印刷装置用インクセットは、マゼンタインク、シアンインク、イエローインク、ブラックインクを有し、
前記マゼンタインク、前記シアンインク、前記イエローインク、前記ブラックインクは、顔料と、重合性化合物と、光重合開始剤とを含有し、
前記重合性化合物は、アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル、3-オキサ-5-ヘキセン-1-オール、フェノキシエチルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、トリシクロデカンジメチロールジアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、エトキシ化イソシアヌル酸トリアクリレートよりなる群から選択される1種または2種以上を含む
ことを特徴とする印刷装置。 - 請求項1又は2に記載の印刷装置であって、
印刷装置は、印刷装置用インクセットを備え、
前記印刷装置用インクセットは、前記マゼンタインク、前記シアンインク、前記イエローインク、前記ブラックインクを有し、
前記マゼンタインク、前記シアンインク、前記イエローインク、前記ブラックインクは、前記顔料と、前記重合性化合物と、前記光重合開始剤とを含有し、
前記イエローインクの前記顔料は、C.I.ピグメント イエロー 150、155、180よりなる群から選択される1種または2種以上を含む
ことを特徴とする印刷装置。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の印刷装置であって、
前記マゼンタヘッド又は前記シアンヘッドが前記ブラックヘッドよりも前記搬送方向の上流側に配置されている
ことを特徴とする印刷装置。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の印刷装置であって、
前記イエロー用光源は、本硬化用の光源である
ことを特徴とする印刷装置。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の印刷装置であって、
光を照射されると硬化するクリアインクを吐出するクリアヘッドを更に備え、
前記クリアヘッドは、前記イエロー用光源よりも前記搬送方向の下流側に設けられている
ことを特徴とする印刷装置。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の印刷装置であって、
光を照射すると硬化する背景用インクを吐出する背景用ヘッドを更に備え、
前記背景用ヘッドは、前記イエロー用光源よりも前記搬送方向下流側に設けられている
ことを特徴とする印刷装置。 - 請求項1〜4、7のいずれかに記載の印刷装置であって、
前記イエローインクよりも光透過率の高いイエローインクを吐出する第2のイエローヘッドと、
前記第2のイエローヘッドよりも前記搬送方向の下流側に設けられ、前記マゼンタ用光源、前記シアン用光源及び前記ブラック用光源の照射エネルギーよりも強い照射エネルギーで光を照射する第2のイエロー用光源と、
を更に備え、
透明媒体に前記第2イエローインクを塗布して、光透過性のある淡黄画像を形成する
ことを特徴とする印刷装置。
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