JP2017128040A - Printing device and printing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、印刷装置及び印刷方法に関する。 The present invention relates to a printing apparatus and a printing method.
従来、インクジェット方式で印刷を行うインクジェットプリンタが広く用いられている(例えば、非特許文献1参照。)。また、インクジェットプリンタで使用するインクとして、水性顔料インク、ラテックスインク、顔料内包樹脂分散インク等の水性インク(水性系のインク)のような、蒸発乾燥型のインクが広く用いられている。この場合、蒸発乾燥型のインクとは、インク中の溶媒を蒸発させることでインクを媒体(メディア)に定着させるインクのことである。 Conventionally, ink jet printers that perform printing by an ink jet method have been widely used (see, for example, Non-Patent Document 1). Further, as inks used in ink jet printers, evaporative drying inks such as water-based inks (water-based inks) such as water-based pigment inks, latex inks, and pigment-containing resin-dispersed inks are widely used. In this case, the evaporation-drying type ink is an ink that fixes the ink to a medium (media) by evaporating the solvent in the ink.
また、水性インク等の蒸発乾燥型のインクを用いるインクジェットプリンタでは、ヒータによる加熱でインクを乾燥させることで、インクの滲み止めと、乾燥定着とを行う。また、この場合のより具体的な方法として、媒体をヒータ(プリントヒータ)で加熱して滲みを止め、その後更に各種ヒータや赤外線ランプ等の加熱手段(アフター加熱手段)でインクを乾燥定着させる方法等も知られている。また、インクの滲みを止めるための方法として、従来、印刷対象の媒体(被プリントメディア)にインクの受像層を形成する方法等も知られている。 In addition, in an ink jet printer using an evaporation drying type ink such as a water-based ink, the ink is dried by heating with a heater, thereby preventing ink bleeding and drying and fixing. As a more specific method in this case, the medium is heated with a heater (print heater) to stop bleeding, and then the ink is further dried and fixed with heating means (after-heating means) such as various heaters and infrared lamps. Etc. are also known. As a method for stopping ink bleeding, a method of forming an ink image-receiving layer on a medium to be printed (printed medium) has been conventionally known.
しかし、媒体に受像層を形成する方法を用いる場合、受像層を予め形成した特定の媒体に対してのみしか印刷ができないことになる。また、この場合、受像層中にインクの溶媒が残留し、問題が生じるおそれもある。例えば、印刷後に媒体を巻き取る構成の場合、巻き取り時に裏写りが発生しやすくなる問題が生じる。また、受像層の下の層であるベース層として紙等を用いる場合、例えばカラー画像の印刷(カラープリント)等のようにインク量が多い印刷を行うと、滲みや媒体のカール等が発生しやすくなるおそれもある。 However, when a method for forming an image receiving layer on a medium is used, printing can be performed only on a specific medium on which the image receiving layer is formed in advance. In this case, the ink solvent remains in the image receiving layer, which may cause a problem. For example, in the case of a configuration in which the medium is wound after printing, there is a problem that show-through tends to occur during winding. In addition, when paper or the like is used as the base layer, which is a layer below the image receiving layer, for example, when printing with a large amount of ink such as printing of a color image (color printing) is performed, bleeding or curling of the medium occurs. There is also a risk of becoming easier.
また、例えば布地の媒体を用いる場合、滲み防止機能や発色を助ける機能を有する前処理剤(糊剤等)を受像層としてコートした布地等を準備する必要がある。そのため、この場合、前処理を専門業者に依頼する必要があり、時間の損失(ロス)とコスト上昇の問題が生じることになる。 For example, when a fabric medium is used, it is necessary to prepare a fabric coated with a pretreatment agent (glue or the like) having a function of preventing bleeding or assisting color development as an image receiving layer. Therefore, in this case, it is necessary to request a specialist for preprocessing, which causes problems of time loss and cost increase.
また、プリントヒータで媒体を加熱することで滲みを止める場合、例えば印刷速度の高速化をするためには、インクジェットヘッドと対向するプラテンの位置での加熱温度を高めることが必要になる。しかし、この場合、加熱温度を高めると、インクジェットヘッドのノズル面も加熱されて、ノズル詰まりが発生しやすくなる問題が生じる。 Further, when bleeding is stopped by heating the medium with a print heater, for example, in order to increase the printing speed, it is necessary to increase the heating temperature at the position of the platen facing the inkjet head. However, in this case, when the heating temperature is increased, the nozzle surface of the ink jet head is also heated, resulting in a problem that nozzle clogging is likely to occur.
また、この場合、例えばインクの溶媒として沸点の低い溶剤等を用い、インクを蒸発しやすくすることで滲みの発生を抑えることも考えられる。しかし、この場合、ノズルでのインクの蒸発も早くなり、ノズル詰まりが頻発するおそれがある。そのため、従来、蒸発乾燥型のインクを用いる場合、インクの滲みを防ぐことが難しい場合があった。 In this case, for example, it is also conceivable to suppress the occurrence of bleeding by using a solvent having a low boiling point as the solvent of the ink and facilitating evaporation of the ink. However, in this case, the ink is quickly evaporated at the nozzles, and nozzle clogging may occur frequently. Therefore, conventionally, when evaporating and drying ink is used, it may be difficult to prevent ink bleeding.
また、インクジェットプリンタにおいて用いるインクとして、従来、蒸発乾燥型のインク以外に、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化型インク(UVインク)も広く用いられている。そして、紫外線硬化型インクを用いる場合、例えば媒体へのインク滴の着弾直後に紫外線を照射することにより、媒体上のインクの滲みを瞬時に止めることが可能になる。また、この場合、媒体を加熱する必要がないため、ノズル詰まりの問題等も生じにくい。しかし、この場合、インクのドットが十分に平坦化する前にインクが硬化するため、インクの表面がマット化しやすくなる。また、インクの厚さが厚くなりすぎる場合もある。そのため、印刷の用途によっては、所望の印刷品質を得られない場合もある。 In addition, as an ink used in an ink jet printer, conventionally, an ultraviolet curable ink (UV ink) that is cured by irradiation of ultraviolet rays is widely used in addition to an evaporation drying type ink. When ultraviolet curable ink is used, for example, by irradiating ultraviolet rays immediately after the ink droplets land on the medium, it is possible to instantaneously stop ink bleeding on the medium. Further, in this case, since there is no need to heat the medium, the problem of nozzle clogging or the like hardly occurs. However, in this case, since the ink is cured before the ink dots are sufficiently flattened, the ink surface is easily matted. In some cases, the ink is too thick. Therefore, depending on the printing application, the desired print quality may not be obtained.
また、近年、紫外線硬化型インクを用いる場合の上記の欠点をなくし得るインクとして、紫外線硬化型インクを溶媒(有機溶剤等)で希釈したソルベントUVインク(SUVインク)が注目されている。ソルベントUVインクを用いることにより、インクのマット化や厚膜化を防ぎ、例えば、印刷面について、光沢性が高く凹凸の少ない状態を実現することができる。 In recent years, a solvent UV ink (SUV ink) obtained by diluting an ultraviolet curable ink with a solvent (such as an organic solvent) has attracted attention as an ink that can eliminate the above-described drawbacks when using an ultraviolet curable ink. By using the solvent UV ink, it is possible to prevent the ink from being matted or thickened, and for example, it is possible to realize a state where the printed surface has high glossiness and little unevenness.
しかし、ソルベントUVインクを用いる場合、通常、媒体へのインク滴の直後にインク中の溶媒(溶剤等)を蒸発させることで、インクの粘度を高め、滲みを抑制する。そのため、この場合、蒸発乾燥型のインクを用いる場合と同様の問題が発生するおそれがある。 However, when the solvent UV ink is used, the viscosity of the ink is usually increased and the bleeding is suppressed by evaporating the solvent (solvent or the like) in the ink immediately after the ink droplet on the medium. Therefore, in this case, there is a possibility that the same problem as in the case of using evaporative drying ink may occur.
より具体的に、ソルベントUVインクを用いる場合も、インクジェットプリンタにおいて、印刷速度を高速化する場合や、濃い色のカラー印刷を行う場合や、両面印刷を行う場合等には、単位面積に対して単位時間に着弾するインクの量が増加することになる。また、その結果、インクの滲み等が発生しやすくなる。また、例えば紙等の媒体を用いる場合には、カールやコックリング等の問題が発生しやすくなる。 More specifically, even when solvent UV ink is used, in an inkjet printer, when the printing speed is increased, when performing dark color printing, when performing duplex printing, etc. The amount of ink that will land per unit time will increase. As a result, ink bleeding or the like is likely to occur. Further, when a medium such as paper is used, problems such as curling and cockling tend to occur.
また、滲みを抑えるために加熱温度を高めた場合にノズル詰まり等が発生しやすくなる問題等も、ソルベントUVインクを用いる場合でも同様である。そのため、ソルベントUVインクを用いる場合にも、インク滴の着弾位置付近を高い温度で加熱することは難しい。また、この場合、インク滴の着弾位置付近を高い温度で加熱することができない場合、溶媒成分がほぼ蒸発するまでの時間は長くなる。また、ソルベントUVインクを用いる場合において、インクのドットを十分に平坦化し、光沢性が高く凹凸の少ない印刷面を得るためには、紫外線を照射するまでの時間を長くすることが必要になる。そして、この場合、インクの溶媒を蒸発させるまでの時間も長くなると、滲みが発生しやすい状態が長く継続することになる。また、特に、単位面積に対して単位時間に着弾するインクの量が多くなる高速プリンタにおいては、滲みの問題が発生しやすくなる。 Further, the problem that nozzle clogging is likely to occur when the heating temperature is increased in order to suppress bleeding is the same even when solvent UV ink is used. For this reason, even when solvent UV ink is used, it is difficult to heat the vicinity of the ink droplet landing position at a high temperature. Further, in this case, when the vicinity of the ink droplet landing position cannot be heated at a high temperature, the time until the solvent component substantially evaporates becomes long. Further, in the case of using the solvent UV ink, it is necessary to lengthen the time until the ultraviolet rays are irradiated in order to sufficiently flatten the ink dots and obtain a printed surface with high glossiness and less unevenness. In this case, if the time until the solvent of the ink is evaporated becomes longer, a state in which bleeding tends to occur continues for a long time. In particular, in a high-speed printer in which the amount of ink that is landed per unit time with respect to a unit area is large, the problem of bleeding tends to occur.
そのため、従来、インクの滲みをより適切に抑え得る方法が望まれていた。そこで、本発明は、上記の課題を解決できる印刷装置及び印刷方法を提供することを目的とする。 Therefore, conventionally, a method that can more appropriately suppress ink bleeding has been desired. Accordingly, an object of the present invention is to provide a printing apparatus and a printing method that can solve the above-described problems.
本願の発明者は、ソルベントUVインクのように紫外線硬化型樹脂と溶媒とを含むインクを用いる場合について、インクの滲みをより適切に抑え得る方法に関し、鋭意研究を行った。そして、この場合に行う着弾直後の加熱について、単にヒータで加熱する方法ではなく、インク中に赤外線吸収剤を含ませ、赤外線を照射することで加熱を行うことを考えた。このように構成すれば、例えば、インクを効率的に加熱し、インク中の溶媒をより適切に蒸発させることができる。また、これにより、加熱の影響でノズル詰まり等が発生することを防ぎつつ、より適切に滲みの発生を抑えることができる。 The inventor of the present application has conducted intensive research on a method capable of more appropriately suppressing ink bleeding when using an ink containing an ultraviolet curable resin and a solvent such as a solvent UV ink. In this case, the heating immediately after landing is not a method of simply heating with a heater, but an infrared absorber is included in the ink and heating is performed by irradiating infrared rays. If constituted in this way, for example, ink can be heated efficiently and the solvent in ink can be evaporated more appropriately. Further, it is possible to more appropriately suppress the occurrence of bleeding while preventing nozzle clogging and the like from occurring due to heating.
すなわち、上記の課題を解決するために、本発明は、媒体に対してインクジェット方式で印刷を行う印刷装置であって、インク滴をインクジェット方式で吐出するインクジェットヘッドと、赤外線を照射する赤外線光源と、紫外線を照射する紫外線光源とを備え、前記インクジェットヘッドは、紫外線の照射に応じて硬化する樹脂である紫外線硬化型樹脂と、赤外線を吸収する赤外線吸収剤と、前記紫外線硬化型樹脂及び前記赤外線吸収剤を溶解又は分散させる溶媒とを含むインクのインク滴を吐出することにより、前記媒体上に前記インクを付着させ、前記赤外線光源は、前記媒体上に付着した前記インクに赤外線を照射することにより、前記インクに含まれる前記溶媒の少なくとも一部を揮発除去し、前記紫外線光源は、前記赤外線光源により前記溶媒の少なくとも一部が揮発除去された後の前記インクに紫外線を照射することにより、前記インクに含まれる前記紫外線硬化型樹脂を硬化させることを特徴とする。 That is, in order to solve the above problems, the present invention is a printing apparatus that performs printing on a medium by an inkjet method, an inkjet head that ejects ink droplets by an inkjet method, an infrared light source that irradiates infrared rays, And an ultraviolet light source that irradiates ultraviolet rays, and the inkjet head includes an ultraviolet curable resin that is a resin that cures in response to ultraviolet irradiation, an infrared absorber that absorbs infrared rays, the ultraviolet curable resin, and the infrared rays. The ink is deposited on the medium by ejecting ink droplets containing a solvent that dissolves or disperses the absorbent, and the infrared light source irradiates the ink deposited on the medium with infrared light. The at least part of the solvent contained in the ink is volatilized and removed, and the ultraviolet light source is the infrared light source. By irradiating ultraviolet rays more the ink after at least part of which is volatilized and removed of the solvent, and wherein the curing the ultraviolet curable resin contained in the ink.
このように構成した場合、インク中に赤外線吸収剤を含ませることにより、赤外線の照射でインクを効率的に加熱することができる。また、これにより、例えば、インク滴の着弾直後において、インクを効率的に加熱し、インクジェットヘッドのノズル面への影響等を抑えつつ、インク中の溶媒を適切に揮発除去することができる。 When comprised in this way, an ink can be efficiently heated by infrared irradiation by including an infrared absorber in ink. Accordingly, for example, immediately after the ink droplets have landed, the ink can be efficiently heated and the solvent in the ink can be appropriately volatilized and removed while suppressing the influence on the nozzle surface of the inkjet head.
また、このように構成した場合、赤外線の照射後に紫外線を照射することにより、媒体にインクを適切に定着させることができる。また、この場合、赤外線の照射によりインクの粘度を適切に高めることができるため、その後に紫外線を照射するまでの時間が長くなっても、インクの滲みの発生を適切に防ぐことができる。また、これにより、光沢性が高く凹凸の少ない印刷面をより適切に得ることができる。そのため、このように構成すれば、例えば、インクの滲みを適切に抑えることができる。また、これにより、例えば、高い品質の印刷を適切に行うことができる。 Moreover, when comprised in this way, an ink can be appropriately fixed to a medium by irradiating an ultraviolet-ray after infrared irradiation. Further, in this case, since the viscosity of the ink can be appropriately increased by irradiation with infrared rays, it is possible to appropriately prevent the occurrence of ink bleeding even if the time until the subsequent irradiation with ultraviolet rays becomes longer. In addition, this makes it possible to more appropriately obtain a printed surface with high gloss and less unevenness. Therefore, with this configuration, for example, it is possible to appropriately suppress ink bleeding. Thereby, for example, high quality printing can be appropriately performed.
ここで、この構成において、赤外線光源は、例えば、溶媒の少なくとも一部を揮発除去することにより、媒体上のインクの粘度について、少なくとも媒体上で滲みが発生しない粘度に高める。この場合、滲みが発生しないとは、例えば、求められる印刷の精度に応じた許容範囲内で実質的に滲みが発生しないことであってよい。 Here, in this configuration, the infrared light source, for example, volatilizes and removes at least a part of the solvent, thereby increasing the viscosity of the ink on the medium to at least a viscosity at which bleeding does not occur on the medium. In this case, the fact that bleeding does not occur may mean that bleeding does not substantially occur within an allowable range corresponding to the required printing accuracy.
また、この構成において、赤外線とは、近赤外〜遠赤外の範囲の光の総称である。赤外線としては、特定の波長に限らず、近赤外〜遠赤外の範囲の中で、赤外線吸収剤の吸収波長と赤外線光源の発光波長とが重なる範囲の全ての波長の赤外線を好適に用いることができる。また、赤外線吸収剤とは、例えば、赤外線を吸収することで熱を発生する物質である。赤外線吸収剤としては、赤外領域に吸光のピーク波長を有する物質を用いることが好ましい。また、赤外線吸収剤としては、インクの色への影響が少ない無色又は薄い色の物質を用いることが好ましい。この場合、ピーク波長における光の吸収率が、可視光領域における吸収率の最大値の2倍以上である赤外線吸収剤を用いることが好ましい。また、ピーク波長における光の吸収率は、可視光領域における吸収率の最大値に対し、好ましくは5倍以上、より好ましくは10倍以上、更に好ましくは20倍である。 Moreover, in this structure, infrared rays is a general term for light in the range of near infrared to far infrared. Infrared rays are not limited to a specific wavelength, and infrared rays having all wavelengths in the range where the absorption wavelength of the infrared absorbent and the emission wavelength of the infrared light source overlap in the near infrared to far infrared range are preferably used. be able to. Moreover, an infrared absorber is a substance which generate | occur | produces heat by absorbing infrared rays, for example. As the infrared absorber, it is preferable to use a substance having a peak wavelength of absorption in the infrared region. In addition, as the infrared absorber, it is preferable to use a colorless or light-colored substance that has little influence on the color of the ink. In this case, it is preferable to use an infrared absorbent having a light absorptance at a peak wavelength that is twice or more the maximum value of the absorptance in the visible light region. Moreover, the light absorptance at the peak wavelength is preferably 5 times or more, more preferably 10 times or more, and still more preferably 20 times the maximum value of the absorptance in the visible light region.
また、この構成において、赤外線光源としては、例えば赤外線LEDや赤外線LD(レーザダイオード)等の半導体光源を好適に用いることができる。また、赤外線光源は、例えば媒体の放熱の熱時定数よりも連続照射時間が短くなるように赤外線を照射して、インクを短時間で一気に加熱することが好ましい。また、赤外線の照射は、媒体においてインクジェットヘッドと対向する領域の外にあるインクに対して行うことが好ましい。また、滲みを抑えるための加熱は、赤外線光源のみを用いるのではなく、ヒータを併用して行ってもよい。 In this configuration, as the infrared light source, for example, a semiconductor light source such as an infrared LED or an infrared LD (laser diode) can be suitably used. The infrared light source preferably irradiates infrared rays so that the continuous irradiation time is shorter than the thermal time constant of heat dissipation of the medium, for example, and heats the ink at once in a short time. In addition, it is preferable that the infrared irradiation is performed on the ink outside the region facing the inkjet head in the medium. Further, the heating for suppressing bleeding may be performed using a heater in combination instead of using only the infrared light source.
また、この構成において、印刷装置は、例えばマルチパス方式で印刷を行ってもよい。この場合、印刷のパス数は、8パス以下であってよい。また、パス数は、8パス未満(例えば4パス以下)であってもよい。このように構成すれば、例えば、マルチパス方式で印刷を行う場合において、パス数を適切に低減し、高速な印刷をより適切に行うことができる。また、この場合、赤外線の照射によりインク中の溶媒を揮発除去することにより、パス数を少なくすることで単位面積に対して単位時間に着弾するインクの量が多くなったとしても、滲みの発生を適切に抑えることができる。 In this configuration, the printing apparatus may perform printing by a multi-pass method, for example. In this case, the number of printing passes may be 8 passes or less. Further, the number of passes may be less than 8 passes (for example, 4 passes or less). According to this configuration, for example, when printing is performed using the multi-pass method, it is possible to appropriately reduce the number of passes and perform high-speed printing more appropriately. Also, in this case, even if the amount of ink that lands in a unit time per unit area is increased by reducing the number of passes by removing the solvent in the ink by volatilization and removal by infrared irradiation, the bleeding occurs. Can be suppressed appropriately.
また、この構成において、媒体は、例えば印刷対象の媒体である。この場合、印刷対象の媒体とは、印刷後の状態が印刷の成果物になる媒体のことである。また、媒体として、転写媒体を用いること等も考えられる。この場合、転写媒体とは、例えば、印刷された画像が他の媒体に転写される媒体のことである。この場合、紫外線光源は、例えば、転写媒体ではなく、画像が転写された側の媒体に紫外線を照射する。 In this configuration, the medium is a medium to be printed, for example. In this case, the medium to be printed is a medium whose printed state is a printed product. Further, it is conceivable to use a transfer medium as the medium. In this case, the transfer medium is, for example, a medium on which a printed image is transferred to another medium. In this case, for example, the ultraviolet light source irradiates ultraviolet light not on the transfer medium but on the medium on which the image is transferred.
また、本発明の構成として、上記と同様の特徴を有する印刷方法等を用いることも考えられる。この場合も、例えば、上記と同様の効果を得ることができる。 In addition, as a configuration of the present invention, it is conceivable to use a printing method having the same characteristics as described above. In this case, for example, the same effect as described above can be obtained.
本発明によれば、インクの滲みをより適切に抑えることができる。また、これにより、例えば、高い品質の印刷をより適切に行うことができる。 According to the present invention, it is possible to more appropriately suppress ink bleeding. Thereby, for example, high quality printing can be performed more appropriately.
以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る印刷装置10の構成の一例を示す。図1(a)、(b)は、印刷装置10の要部の構成の一例を示す上面図及び断面図である。本例において、印刷装置10は、印刷対象の媒体(メディア)50に対してインクジェット方式で印刷を行うインクジェットプリンタであり、ヘッド部12、ガイドレール14、走査駆動部16、プラテン18、プリヒータ20、プリントヒータ22、アフターヒータ24、及び制御部26を備える。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of the configuration of a
尚、以下に説明をする点を除き、印刷装置10は、公知のインクジェットプリンタと同一又は同様の特徴を有してよい。例えば、以下に説明をする構成に加え、印刷装置10は、印刷の動作等に必要な公知の構成等を更に有してよい。
Except as described below, the
ヘッド部12は、媒体50に対してインク滴を吐出する部分(IJヘッドユニット)であり、キャリッジ100、複数のインクジェットヘッド102、複数の赤外線光源104、及び紫外線光源106を有する。キャリッジ100は、ヘッド部12における他の構成を保持する保持部材である。
The
複数のインクジェットヘッド102は、インクジェット方式でインク滴を吐出する吐出ヘッドである。複数のインクジェットヘッド102のそれぞれは、例えば、互いに異なる色のインク滴を吐出して、各色のインクを媒体50上に付着させる。また、それぞれのインクジェットヘッド102は、紫外線硬化型樹脂、赤外線吸収剤、及び溶媒を少なくとも含むインクのインク滴を吐出する。この場合、紫外線硬化型樹脂とは、紫外線の照射に応じて硬化する樹脂のことである。また、より具体的に、紫外線硬化型樹脂とは、例えば、紫外線硬化型のモノマー又はオリゴマー等である。赤外線吸収剤とは、赤外線を吸収する物質であり、例えば、赤外線を吸収することで熱を発生する。また、溶媒は、紫外線硬化型樹脂及び赤外線吸収剤を溶解又は分散させる液体である。また、このインクは、公知のインクと同一又は同様の成分を更に含んでよい。例えば、本例において、それぞれのインクジェットヘッド102で用いる各色のインクは、各色の色材(顔料又は染料等)を更に含む。
The plurality of inkjet heads 102 are ejection heads that eject ink droplets by an inkjet method. Each of the plurality of inkjet heads 102, for example, ejects ink droplets of different colors and deposits the ink of each color on the medium 50. In addition, each
また、複数のインクジェットヘッド102のそれぞれは、例えば、互いに異なる色のインクのインク滴を吐出する。より具体的に、複数のインクジェットヘッド102のそれぞれは、カラー印刷用のプロセスカラーの各色のインク滴を吐出する。プロセスカラーの各色とは、例えば、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色である。 Each of the plurality of inkjet heads 102 ejects ink droplets of different colors, for example. More specifically, each of the plurality of inkjet heads 102 ejects ink droplets of each color of process colors for color printing. The process colors are, for example, yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K).
また、複数のインクジェットヘッド102は、所定の主走査方向(図中のY方向)に並べて配設されており、主走査方向へ移動しつつインク滴を吐出する主走査動作を行うことにより、媒体50にインクを付着させる。また、本例において、複数のインクジェットヘッド102は、主走査方向における一方及び他方の向きの双方向(両方向)の主走査動作を行う。 The plurality of inkjet heads 102 are arranged in a predetermined main scanning direction (Y direction in the figure), and perform a main scanning operation of ejecting ink droplets while moving in the main scanning direction, thereby Ink is attached to 50. In this example, the plurality of inkjet heads 102 perform bidirectional (both directions) main scanning operations in one direction and the other direction in the main scanning direction.
ここで、本例において用いるインクは、例えば、溶媒として有機溶剤を用いたインクである。この有機溶剤は、例えば、疎水性の有機溶剤であってよい。疎水性の有機溶剤とは、例えば、水に対して非相溶性の有機溶剤のことである。この場合、溶媒は、インク中において、例えば、紫外線硬化樹脂及び赤外線吸収剤を溶解させる。また、この有機溶剤は、揮発性有機溶剤であってよい。また、溶媒として用いる有機溶剤の沸点は、例えば200℃以下であることが好ましい。また、この場合、例えば、水よりも沸点が低い有機溶剤を用いることも考えられる。有機溶剤の沸点は、例えば80℃以下であってよい。 Here, the ink used in this example is an ink using an organic solvent as a solvent, for example. This organic solvent may be, for example, a hydrophobic organic solvent. The hydrophobic organic solvent is, for example, an organic solvent that is incompatible with water. In this case, the solvent dissolves, for example, an ultraviolet curable resin and an infrared absorbent in the ink. The organic solvent may be a volatile organic solvent. Moreover, it is preferable that the boiling point of the organic solvent used as a solvent is 200 degrees C or less, for example. In this case, for example, it is conceivable to use an organic solvent having a boiling point lower than that of water. The boiling point of the organic solvent may be 80 ° C. or less, for example.
また、より具体的に、本例で用いるインクは、例えば、ソルベントUVインクに赤外線吸収剤を添加したインク等であってよい。また、ソルベントUVインクとは、例えば、紫外線硬化型インクと溶剤(有機溶剤等)とを含むインクである。また、ソルベントUVインクについて、例えば紫外線硬化型インク(UVインク)を有機溶剤で希釈したインクであると考えることもできる。また、インクとしては、ソルベントUVインク以外のインクを用いてもよい。例えば、インクの溶媒として、水等の水性溶媒を用いてもよい。 More specifically, the ink used in this example may be, for example, ink obtained by adding an infrared absorber to solvent UV ink. The solvent UV ink is an ink containing, for example, an ultraviolet curable ink and a solvent (such as an organic solvent). Further, the solvent UV ink can be considered as an ink obtained by diluting, for example, an ultraviolet curable ink (UV ink) with an organic solvent. Further, as the ink, an ink other than the solvent UV ink may be used. For example, an aqueous solvent such as water may be used as the ink solvent.
また、赤外線吸収剤としては、赤外領域に吸光のピーク波長を有する物質を用いることが好ましい。また、赤外線吸収剤としては、インクの色への影響が少ない無色又は薄い色の物質を用いることが好ましい。この場合、ピーク波長における光の吸収率が、可視光領域における吸収率の最大値の2倍以上である赤外線吸収剤を用いることが好ましい。また、ピーク波長における光の吸収率は、可視光領域における吸収率の最大値に対し、好ましくは5倍以上、より好ましくは10倍以上、更に好ましくは20倍である。 In addition, as the infrared absorber, it is preferable to use a substance having a peak wavelength of absorption in the infrared region. In addition, as the infrared absorber, it is preferable to use a colorless or light-colored substance that has little influence on the color of the ink. In this case, it is preferable to use an infrared absorbent having a light absorptance at a peak wavelength that is twice or more the maximum value of the absorptance in the visible light region. Moreover, the light absorptance at the peak wavelength is preferably 5 times or more, more preferably 10 times or more, and still more preferably 20 times the maximum value of the absorptance in the visible light region.
また、本例において、インクは、全重量に対して0.1〜10重量%(wt%)となる量の赤外線吸収剤を含むことが好ましい。また、赤外線吸収剤の含有量は、インクの全重量に対し、1.0〜3.0重量%とすることがより好ましい。また、本例のように、複数色のインクを用いる場合、赤外線吸収剤の好ましい含有量は、色毎に異なる場合もある。そのため、赤外線吸収剤の含有量は、色毎に異なってもよい。この場合、赤外線に対する各色のインクの感度の差が±50%程度以内となるように、各色のインクにおける赤外線吸収剤の含有量を調整することが好ましい。赤外線に対するインクの感度とは、例えば、赤外線を照射することで生じるインクの乾燥速度や昇温速度に対応する感度であってよい。また、本例において用いるインクについては、後に更に詳しく説明をする。 Moreover, in this example, it is preferable that an ink contains the infrared absorber of the quantity used as 0.1-10 weight% (wt%) with respect to the total weight. The content of the infrared absorber is more preferably 1.0 to 3.0% by weight with respect to the total weight of the ink. Moreover, when using multiple colors of ink as in this example, the preferred content of the infrared absorber may differ from color to color. Therefore, the content of the infrared absorber may be different for each color. In this case, it is preferable to adjust the content of the infrared absorbent in the ink of each color so that the difference in sensitivity of the ink of each color with respect to the infrared is within about ± 50%. The sensitivity of the ink with respect to infrared rays may be, for example, the sensitivity corresponding to the drying rate or temperature increase rate of the ink caused by irradiating infrared rays. The ink used in this example will be described in more detail later.
複数の赤外線光源104は、赤外線を照射する光源であり、媒体50上に付着したインクに赤外線を照射することにより、インクを加熱する。また、これにより、赤外線光源104は、インクに含まれる溶媒の少なくとも一部を揮発除去する。
The plurality of infrared
また、本例において、赤外線光源104は、プリントヒータ22等のヒータと共にインクを加熱することにより、インク中の溶媒を揮発除去する。また、複数の赤外線光源104のそれぞれは、複数のインクジェットヘッド102に並びに対して主走査方向における一方側及び他方側のそれぞれに配設され、主走査動作時においてインクジェットヘッド102と共に移動する。そのため、主走査動作時において、複数の赤外線光源104の一方はインクジェットヘッド102に対して移動方向の後方側に、他方は移動方向の前方側に位置することになる。そして、双方向の主走査動作においては、インクジェットヘッド102の移動の向きに応じて、インクジェットヘッド102よりも後方側になる赤外線光源104により、媒体50上のインクへ赤外線を照射する。これにより、赤外線光源104は、例えば、媒体50への着弾直後に媒体50上へのインクへ赤外線を照射する。そして、媒体50上で滲みが発生する前にインクの粘度を高め、滲みの発生を抑える。
Moreover, in this example, the infrared
赤外線光源104としては、オン・オフ制御が可能であり、赤外線(赤外、近赤外、中赤外、又は遠赤外の光)を照射可能な光源を用いることが好ましい。また、このような光源としては、例えば赤外線LED(赤外線LED照射器)や赤外線LD(レーザダイオード、レーザ赤外線照射器)等の、赤外線を発生する半導体を用いた光源(半導体光源)を好適に用いることができる。このように構成すれば、例えば、所望のタイミングで高い精度で赤外線を照射できる。また、より具体的に、本例において、赤外線光源104は、赤外線LEDを用いた光源である。この場合、赤外線光源104として、集光機能を有する集光性赤外線LED照射器を用いることがより好ましい。
As the infrared
また、本例において、赤外線光源104は、複数のインクジェットヘッド102と位置をずらして配設されることにより、媒体50においてインクジェットヘッド102と対向する領域の外にあるインクへ赤外線を照射する。より具体的に、図示した構成において、赤外線光源104は、主走査方向における位置をインクジェットヘッド102とずらして配設されることにより、インクジェットヘッド102と対向する領域の外にあるインクへ赤外線を照射する。この場合、例えばインクジェットヘッド102と赤外線光源104との間の距離を変化させることにより、媒体50への着弾後、赤外線が照射されるまでの時間を適切に調整することができる。また、主走査方向における赤外線光源104の幅を調整することにより、赤外線光源104により赤外線を照射する時間(連続照射時間)についても適切に調整することができる。
Further, in this example, the infrared
また、主走査方向と直交する副走査方向(図中のX方向)における赤外線光源104の幅は、インクジェットヘッド102によるプリント幅と同じか、プリント幅よりも大きな幅にすることが好ましい。この場合、インクジェットヘッド102によるプリント幅とは、例えば、1回の主走査動作でインクジェットヘッド102がインク滴を吐出する領域の副走査方向における幅のことである。また、本例において、副走査方向は、媒体50を搬送する搬送方向(紙送り方向)と平行な方向である。
In addition, the width of the infrared
また、本例において、赤外線光源104は、図1(a)に図示したように、副走査方向における幅がプリント幅よりも大きくなっており、副走査方向においてインクジェットヘッド102とずれた部分に対しても赤外線を照射する。また、これにより、赤外線光源104は、媒体50の搬送方向において、インクジェットヘッド102と重なる部分に加え、インクジェットヘッド102よりも下流側の部分に対しても、赤外線を照射する。このように構成すれば、例えば、赤外線光源104による加熱を終了するタイミング(加熱後の完全蒸発乾燥時間)をより適切に調整することができる。
In this example, as shown in FIG. 1A, the infrared
また、本例において、赤外線光源104は、例えば、溶媒の少なくとも一部を揮発除去することにより、媒体50上のインクの粘度について、少なくとも媒体50上で滲みが発生しない粘度に高める。この場合、滲みとは、例えば、異なる色のインクが混じり合うことで生じる色間滲み等である。また、滲みが発生しない粘度とは、例えば、その後に紫外線を照射するまでの間に滲みが発生しない粘度のことである。滲みが発生しないとは、例えば、求められる印刷の精度に応じた許容範囲内で実質的に滲みが発生しないことである。
Further, in this example, the infrared
より具体的に、赤外線光源104は、赤外線の照射により、媒体50上のインクの粘度を、例えば50mPa・s以上、好ましくは100mPa・s以上、更に好ましくは200mPa・s以上に高める。また、この場合、インクの粘度について、紫外線が照射されるまでにインクのドットが適切に平坦化する粘度の範囲で、粘度を高めることが好ましい。
More specifically, the infrared
また、赤外線光源104が照射する赤外線の指向性については、インクジェットヘッド102のノズル面に赤外線が到達しないように設定することが好ましい。このように構成すれば、赤外線光源104により行う加熱の影響をインクジェットヘッド102が受けることを適切に防ぐことができる。また、赤外線光源104による赤外線の照射の仕方については、後に更に詳しく説明をする。
In addition, the directivity of infrared rays emitted from the infrared
紫外線光源106は、紫外線を照射する光源であり、赤外線光源104により溶媒の少なくとも一部が揮発除去された後のインクに紫外線を照射することにより、インクに含まれる紫外線硬化型樹脂を硬化させる。また、本例において、紫外線光源106は、UVLEDを用いた光源(UVLED照射器)であり、副走査方向において複数のインクジェットヘッド102と位置をずらして配設され、媒体50の各位置に対し、主走査動作が完了した後に紫外線を照射する。
The ultraviolet
より具体的に、紫外線光源106は、例えば、主走査動作時にインクジェットヘッド102と共に主走査方向へ移動するように配設される。また、紫外線光源106は、媒体50の搬送方向においてインクジェットヘッド102及び赤外線光源104よりも下流側に配設されることにより、媒体50への着弾後、一定の時間が経過したインクに対し、紫外線を照射する。また、これにより、媒体50上で十分に平坦化したインクのドットに紫外線を照射して、インクを硬化させる。副走査方向におけるインクジェットヘッド102と紫外線光源106との間の距離は、例えば印刷の速度や、溶媒が揮発除去された後のインクの粘度等に応じて設定することが好ましい。
More specifically, the ultraviolet
ガイドレール14は、主走査方向へ延伸するレール部材であり、主走査動作時にキャリッジ100の移動をガイドする。走査駆動部16は、インクジェットヘッド102に主走査動作及び副走査動作を行わせる駆動部である。
The
より具体的に、本例において、走査駆動部16は、ガイドレール14に沿ってキャリッジ100を移動させることにより、キャリッジ100に保持されたインクジェットヘッド102等を主走査方向へ移動させる。そして、印刷すべき画像を示す印刷データに基づいて移動中のインクジェットヘッド102にインク滴を吐出させることにより、インクジェットヘッド102に主走査動作を行わせる。
More specifically, in this example, the
また、インクジェットヘッド102に副走査動作を行わせるとは、例えば、媒体50に対して相対的に副走査方向へインクジェットヘッド102を移動させることである。より具体的に、本例において、走査駆動部16は、副走査方向と平行な搬送方向へ媒体50を搬送することにより、インクジェットヘッド102に副走査動作を行わせる。また、走査駆動部16は、主走査動作の合間に媒体50を搬送することにより、次の回の主走査動作においてインクジェットヘッド102と対向する媒体50の領域を変更する。これにより、走査駆動部16は、媒体50の各位置に対し、インクジェットヘッド102にインク滴を吐出させる。また、本例において、走査駆動部16は、更に、主走査動作時にインクジェットヘッド102と共に赤外線光源104及び紫外線光源106を移動させることにより、インクジェットヘッド102によるインク滴の吐出位置に合わせ、赤外線光源104及び紫外線光源106に赤外線及び紫外線を照射させる。
Further, to cause the
プラテン18は、ヘッド部12と対向する位置に配設される台状部材であり、上面に媒体50を載置することにより、ヘッド部12と対向させて媒体50を支持する。また、本例において、プラテン18は、媒体50を加熱するヒータ(加熱ヒータ)であるプリヒータ20、プリントヒータ22、及びアフターヒータ24を内部に収容している。
The
プリヒータ20、プリントヒータ22、及びアフターヒータ24は、媒体50を加熱する加熱手段であり、媒体50を介して媒体50上のインクを加熱することにより、インク中の溶媒を揮発除去して、インクを乾燥させる。赤外線光源104に加えてこれらの加熱手段を用いることにより、インク中の溶媒をより適切に揮発除去できる。また、この場合、プリントヒータ22等は、例えば従来の構成におけるヒータと同一又は同様にして、インク中の溶媒を蒸発させてインクを高粘度化する。また、これにより、プリントヒータ22等は、赤外線光源104と共に、インクの滲みを防止する。
The pre-heater 20, the
また、より具体的に、プリヒータ20は、媒体50を予備加熱するヒータであり、媒体50の搬送方向においてインクジェットヘッド102よりも上流側に配設されることにより、媒体50においてインク滴が着弾する前の領域を加熱する。プリントヒータ22は、インクジェットヘッド102と対向する位置において媒体50を加熱するヒータである。この場合、赤外線光源104は、プリントヒータ22により加熱される媒体50上のインクに赤外線を照射することにより、プリントヒータ22と共に、インクに含まれる溶媒の少なくとも一部を揮発除去する。このように構成すれば、例えば、媒体50への着弾直後のインクから、インク中の溶媒をより適切に揮発除去できる。また、これにより、媒体50上で滲みが発生する前にインクの粘度をより適切に高めることができる。
More specifically, the
アフターヒータ24は、搬送方向においてインクジェットヘッド102よりも下流側に配設されるヒータであり、プリントヒータ22及び赤外線光源104の位置を通過後の媒体50を更に加熱することにより、赤外線光源104及びプリントヒータ22では除去しきれなかった溶媒を除去する。また、本例において、アフターヒータ24は、更に、紫外線光源106により紫外線が照射された後の位置で媒体50を加熱することにより、媒体50へのインクの定着後に残る溶媒を除去する。
The after
尚、図1においては、アフターヒータ24として、プラテン18内からの熱伝導により媒体50を加熱する伝熱式のヒータを図示している。しかし、熱が伝わりにくい媒体50を用いる場合には、アフターヒータ24として、伝熱式以外の構成のヒータを用いてもよい。この場合、アフターヒータ24として、例えば、温風ヒータ、赤外線ヒータ等の乾燥機を用いてもよい。また、伝熱式のアフターヒータ24に加えて、これらの構成を更に用いてもよい。
In FIG. 1, a heat transfer heater that heats the medium 50 by heat conduction from the inside of the
制御部26は、例えば印刷装置10のCPUであり、印刷装置10の各部を制御する。本例によれば、例えば、媒体50に対する印刷を適切に行うことができる。
The
また、本例においては、インク中に赤外線吸収剤を含ませることにより、例えばインク滴の着弾直後において、赤外線の照射でインクを効率的に加熱することができる。また、これにより、本例のようにインクジェットヘッド102と対向する位置で媒体50を加熱するプリントヒータ22等を用いる場合にも、プリントヒータ22等による加熱温度を適切に抑えることができる。そのため、本例によれば、例えば、インクジェットヘッド102のノズル面への影響等を抑えつつ、インク中の溶媒を適切に揮発除去することができる。
Further, in this example, by including an infrared absorbent in the ink, the ink can be efficiently heated by irradiation with infrared rays, for example, immediately after landing of the ink droplet. Accordingly, even when the
また、本例においては、更に、赤外線の照射後に紫外線を照射することにより、媒体50にインクを適切に定着させることができる。また、この場合、赤外線の照射によりインクの粘度を適切に高めることができるため、その後に紫外線を照射するまでの時間が長くなっても、インクの滲みの発生を適切に防ぐことができる。また、これにより、インクのドットを適切かつ十分に平坦化させ、光沢性が高く凹凸の少ない印刷面をより適切に得ることができる。このように、本例によれば、例えば、インクの滲みを適切に抑えることができる。また、これにより、例えば、高い品質の印刷を適切に行うことができる。 Further, in this example, the ink can be appropriately fixed on the medium 50 by irradiating the ultraviolet ray after the infrared ray irradiation. Further, in this case, since the viscosity of the ink can be appropriately increased by irradiation with infrared rays, it is possible to appropriately prevent the occurrence of ink bleeding even if the time until the subsequent irradiation with ultraviolet rays becomes longer. This also makes it possible to appropriately and sufficiently flatten the ink dots and more appropriately obtain a printed surface with high glossiness and less unevenness. Thus, according to this example, it is possible to appropriately suppress ink bleeding, for example. Thereby, for example, high quality printing can be appropriately performed.
尚、赤外線によりインクを加熱することのみを考えた場合、赤外線吸収剤を用いなくても、ある程度、インクを加熱できるようにも思われる。しかし、この場合、インクの色によって加熱のされ方に差が生じることになる。より具体的には、例えば、通常の顔料インクを用いた場合、黒色(K)のカーボンブラック顔料のみが赤外線を良く吸収する。そのため、YMC等の他の色のインクを適切に乾燥できるように赤外線の強度を設定すると、黒色のインクに焦げが発生することになる。また、逆に、黒色のインクに合わせて赤外線の強度を設定すると、色によって乾燥のレベルの違いが発生することになる。そのため、赤外線吸収剤を含まないインクを用いた場合、本例のように適切にインクを加熱することは困難である。 When only considering heating the ink with infrared rays, it seems that the ink can be heated to some extent without using an infrared absorber. However, in this case, a difference occurs in the heating method depending on the color of the ink. More specifically, for example, when a normal pigment ink is used, only the black (K) carbon black pigment absorbs infrared rays well. Therefore, if the intensity of infrared rays is set so that other color inks such as YMC can be appropriately dried, the black ink will be burnt. Conversely, when the intensity of infrared rays is set in accordance with the black ink, the level of drying varies depending on the color. Therefore, when ink that does not contain an infrared absorber is used, it is difficult to appropriately heat the ink as in this example.
また、印刷装置10の構成の変形例においては、例えばプリントヒータ22等のヒータを用いずに、赤外線光源104のみでインクを加熱してもよい。また、赤外線光源104及びプリントヒータ22等に加え、更に別の加熱手段を用いてもよい。例えば、図中に破線で示したように、印刷装置10において、赤外線光源32及びガイドレール34等を更に用いること等も考えられる。赤外線光源32は、アフターヒータ24と対向する位置で媒体50へ向けて赤外線を照射する光源(後加熱赤外線照射器部)であり、搬送方向においてインクジェットヘッド102よりも下流側に配設されることにより、アフターヒータ24と共に、媒体50へのインクの定着後の加熱を行う。赤外線光源32としては、赤外線LEDを用いた光源を好適に用いることができる。また、赤外線光源32等の加熱手段を用いる場合、アフターヒータ24と省略することも考えられる。
Further, in a modified example of the configuration of the
また、図示した構成においては、インクジェットヘッド102等を保持するキャリッジ100とは独立して移動可能に赤外線光源32を配設している。赤外線光源32は、ガイドレール34に沿って主走査方向へ移動可能に構成されており、主走査方向へ移動しつつ赤外線を照射することにより、媒体50上の各位置へ赤外線を照射する。ガイドレール34は、ガイドレール14と平行に主走査方向へ延伸するレール部材であり、主走査方向への赤外線光源32の移動をガイドする。このように構成すれば、例えば、媒体50上のインク中に残る溶媒をより確実に除去できる。
In the illustrated configuration, the infrared
また、印刷装置10の構成の更なる変形例においては、赤外線光源32に変えて、紫外線を照射する紫外線光源を用いることも考えられる。この場合、この紫外線光源は、紫外線光源106により紫外線が照射された領域に対し、更に紫外線を照射する。このように構成すれば、例えば、媒体50にインクをより確実に定着させることができる。また、この場合、2段階で紫外線を照射する構成を用いることにより、インクジェットヘッド102の近傍で用いる紫外線の強度を抑えること等も考えられる。そのため、このように構成すれば、例えば、インクジェットヘッド102の近傍で照射した紫外線が媒体50等で反射してインクジェットヘッド102のノズル面のインク等に影響を与えること等を防ぐこともできる。
Further, in a further modification of the configuration of the
続いて、本例において媒体50に印刷を行う動作(印刷動作)について、更に詳しく説明をする。先ず、説明の便宜上、従来の印刷装置での印刷動作の例について、説明をする。 Next, the operation (printing operation) for printing on the medium 50 in this example will be described in more detail. First, for convenience of explanation, an example of a printing operation in a conventional printing apparatus will be described.
図2は、従来の印刷装置での印刷動作の一例を簡略化(モデル化)して示す図であり、赤外線吸収剤を含まないインクを用いる場合(赤外線吸収剤を含むインクを用いない場合)について、プラテン18内に設けたヒータ(プリントヒータ22等)のみを用いてインクを乾燥させる場合の印刷動作の例を示す。
FIG. 2 is a diagram showing an example of printing operation in a conventional printing apparatus in a simplified manner (modeling), where ink that does not include an infrared absorbent is used (case that ink that includes an infrared absorbent is not used). An example of a printing operation when ink is dried using only a heater (
尚、図2に示した印刷の動作では、例えば、図1に示した印刷装置10から赤外線光源104を省略した構成と同一又は同様の構成の印刷装置を用いる。この場合、プリントヒータ22の加熱温度等については、図1の構成との違いに応じて、適宜調整することが好ましい。
In the printing operation shown in FIG. 2, for example, a printing device having the same or similar configuration as the configuration in which the infrared
図2(a)は、媒体50に対してインク滴を吐出する動作の一例を示す。図2(b)は、紫外線の照射により媒体50にインクを定着させる動作の一例を示す。図2(c)は、印刷動作の完了後の媒体50の一例を示す断面図である。 FIG. 2A shows an example of an operation for ejecting ink droplets onto the medium 50. FIG. 2B shows an example of an operation for fixing ink onto the medium 50 by irradiation with ultraviolet rays. FIG. 2C is a cross-sectional view illustrating an example of the medium 50 after the printing operation is completed.
また、図2に示した構成において用いるインクは、例えば、赤外線吸収剤を含まない点以外は図1に示した印刷装置10で用いるインクと同一又は同様のインクであってよい。より具体的に、図2に示した構成では、公知のソルベントUVインクを用いる。また、図2で用いるインクは、水等の水性の溶媒を含むインクであってもよい。また、図2においては、溶媒を揮発除去する前のインクを吸収する性質の媒体50(浸透性メディア)を用いる場合について、図示をしている。このような媒体50は、より具体的に、紙や布(布帛)等である。
Further, the ink used in the configuration shown in FIG. 2 may be the same or similar to the ink used in the
ソルベントUVインク等を用いる構成の従来の印刷装置で印刷を行う場合、プリントヒータ22等のヒータで加熱を行うことにより、媒体50上でのインクの滲みを抑える。そして、この場合、例えば図2(a)に示すように、プリントヒータ22で加熱を行いつつ、インクジェットヘッド102により媒体50へインク滴を吐出する。
When printing is performed with a conventional printing apparatus configured to use solvent UV ink or the like, the ink is prevented from bleeding on the medium 50 by heating with a heater such as the
また、より具体的に、この場合、プラテン18内においてインクジェットヘッド102と対向する位置に配設されたプリントヒータ22により、媒体50においてインク滴が着弾する領域の全体を、例えば50〜60℃程度の温度に加熱する。また、これにより、媒体50の表面に形成されたインクの層を加熱し、インクを高粘度化することで、インクの滲みの発生を抑える。
More specifically, in this case, the entire area where ink droplets land on the medium 50 is about 50 to 60 ° C., for example, by the
ここで、プリントヒータ22により媒体50を加熱する場合、媒体50を挟んでプリントヒータ22と対向する位置にあるインクジェットヘッド102も、熱輻射の影響を受けることになる。そのため、プリントヒータ22による加熱温度について、上記の温度よりも高い高温にすると、インクジェットヘッド102への熱輻射の影響が大きくなる。また、その結果、例えば、インクジェットヘッド102におけるノズル付近のインクが乾燥して、ノズル詰まり等が生じやすくなる。そのため、加熱温度を上記の範囲より高めることは難しい。また、加熱温度を高め、溶媒の蒸発速度を速めた場合、例えば、蒸発した溶媒が相対的に低温であるインクジェットヘッド102に凝集付着し、インクの安定吐出を妨げることになる。そのため、この点でも、プリントヒータ22による加熱温度を高めることは難しい。
Here, when the medium 50 is heated by the
また、反対に、加熱温度を上記の温度よりも低い低温にすると、インクの乾燥に多くの時間がかかることになる。また、その結果、例えば、滲みの問題が大きくなる。また、また、乾燥するまでに媒体50へ浸透するインクの量が多くなりすぎるおそれもある。そのため、加熱温度を上記の範囲よりも低くすることも難しい。従って、プリントヒータ22等でインクを乾燥させる場合には、媒体50の加熱温度を上記のような温度(中温)にすることが好ましい。すなわち、プリントヒータ22によりこのような中温で媒体50を加熱することにより、熱輻射の影響を抑えつつ、インク中の溶媒を揮発除去できる。
On the other hand, if the heating temperature is lower than the above temperature, it takes a long time to dry the ink. As a result, for example, the problem of bleeding increases. In addition, there is a possibility that the amount of ink penetrating into the medium 50 before drying becomes too large. Therefore, it is difficult to make the heating temperature lower than the above range. Therefore, when the ink is dried by the
しかし、この場合も、例えば印刷の速度を高速化すると、印刷速度と比べてインクの乾燥速度が低速になり、滲みの発生等の問題が生じることになる。また、印刷の速度を高速化する場合、例えば印刷のパス数を減らすことになる。そして、この場合、単位面積に対して単位時間に着弾するインクの量が多くなるため、乾燥速度が間に合わなくなる場合もある。また、この場合、例えば図において媒体50中に網掛け模様で示すように、着弾後の時間の経過によって媒体50の奥までインクが浸透して、媒体50の表面に残るインクの量が減少することになる。また、その結果、印刷される色が薄くなる。 However, in this case as well, for example, if the printing speed is increased, the ink drying speed becomes lower than the printing speed, and problems such as bleeding occur. Further, when the printing speed is increased, for example, the number of printing passes is reduced. In this case, since the amount of ink that lands on a unit area per unit time increases, the drying speed may not be in time. In this case, for example, as shown by a shaded pattern in the medium 50 in the figure, the ink penetrates deep into the medium 50 with the passage of time after landing, and the amount of ink remaining on the surface of the medium 50 decreases. It will be. As a result, the printed color becomes lighter.
より具体的に、例えば、図2(b)に示すように、UVLED等の紫外線光源106で紫外線を照射して、インクを媒体50に定着させる場合において、インクを完全に硬化させる前にインクが媒体50の内部に深く浸透することになる。また、その結果、例えば図2(c)に示す印刷後の媒体50において、媒体50の表面のインクが薄くなる。
More specifically, for example, as shown in FIG. 2B, when the ink is fixed to the medium 50 by irradiating the ultraviolet light with an ultraviolet
また、この場合、インクの溶媒が十分に蒸発するまでの時間が長くなるため、例えば、インクのドットの平坦化後に紫外線を照射しようとすると、媒体50の表面において、媒体50の厚み方向にも滲みが発生しやすくなる。そのため、従来の印刷装置で印刷を行う場合、印刷速度を高速化すると、印刷結果の色が薄くなることや、滲みの問題が発生しやすくなる。 In this case, since the time until the ink solvent sufficiently evaporates becomes long, for example, when the ultraviolet rays are radiated after the ink dots are flattened, the surface of the medium 50 also has a thickness direction of the medium 50. Bleeding is likely to occur. For this reason, when printing is performed with a conventional printing apparatus, if the printing speed is increased, the color of the printing result becomes lighter and the problem of bleeding tends to occur.
これに対し、インクの滲み等の問題を抑えるためには、プリントヒータ22の温度を上昇させればよいようにも思われる。このように構成すれば、溶媒の蒸発速度が速くなるため、滲み等の問題を改善することができる。しかし、上記のように、プリントヒータ22による加熱温度を高温にした場合、ノズル詰まり等の問題が生じやすくなる。そのため、プリントヒータ22による加熱温度については、インク滴の吐出を安定に保つための上限温度が存在するといえる。また、その結果、印刷速度を高速化すると単位面積に対して単位時間に着弾するインクの量が多くなる構成の印刷装置では、高速化に限界が生じることになる。
On the other hand, in order to suppress problems such as ink bleeding, it seems that the temperature of the
そのため、従来の印刷装置で印刷を行う場合、プリントヒータ22による加熱温度は、上記のように、通常、50〜60℃に範囲に選ばれることが多かった。しかし、この程度の温度で加熱を行う場合、印刷速度を高速化すると、上記において説明をしたように、インクの滲みや、媒体50の中まで多くのインクが浸透する問題が生じる。また、その結果、媒体50の表面や表面近くのインクが少なくなり、印刷の濃度が低下して、印刷結果(プリント物)がぼけて見える問題が生じる場合があった。また、このような問題は、プリントヒータ22の加熱温度をより低く(例えば40℃程度)にすると、更に顕著になる。
For this reason, when printing is performed by a conventional printing apparatus, the heating temperature by the
また、より具体的に、印刷速度の高速化のために、例えば印刷のパス数を8以下(1〜8パス)程度に減らした場合、単位面積に対して単位時間に着弾するインクの量が増加し、吐出不良を回避できる条件の温度範囲では、プリントヒータ22のみを用いて滲みを防止することがより困難になる。そのため、従来の印刷装置で印刷を行う場合、滲み等の問題を抑えつつ、高速に印刷を行うことが困難であった。
More specifically, in order to increase the printing speed, for example, when the number of printing passes is reduced to about 8 or less (1 to 8 passes), the amount of ink landed per unit time with respect to the unit area is reduced. In the temperature range that increases and can avoid ejection failure, it becomes more difficult to prevent bleeding using only the
尚、インクの蒸発速度を高めるためには、インク中の溶媒の沸点を低く選ぶ方法も考えられる。しかし、この場合、インクジェットヘッド102でのインクの蒸発もしやすくなるため、プリントヒータ22の加熱温度を高めた場合と同様に、ノズル詰まりや吐出不良等が生じやすくなる。そのため、このような方法でも、上記の問題を解決することは難しい。
In order to increase the ink evaporation rate, a method of selecting a low boiling point of the solvent in the ink is also conceivable. However, in this case, since the ink is easily evaporated in the
これに対し、図1を用いて説明をした本例の印刷装置10においては、赤外線吸収剤を含むインクを用いることにより、これらの問題を適切に解決している。図3は、本例の印刷装置10による印刷動作の一例を簡略化(モデル化)して示す図である。図3(a)は、媒体50に対してインク滴を吐出する動作の一例を示す。図3(b)は、紫外線の照射により媒体50にインクを定着させる動作の一例を示す。
On the other hand, in the
上記においても説明をしたように、本例の印刷装置10で印刷を行う場合、赤外線光源104とプリントヒータ22とを用いて、インク中の溶媒を揮発除去する。また、これにより、媒体50への着弾直後のインクを乾燥させ、滲みの発生しない粘度にまでインクの粘度を高める。そして、この場合、例えばプリントヒータ22のみでインクを乾燥させる場合等と比べ、プリントヒータ22による加熱の温度を低く設定することができる。プリントヒータ22による加熱温度とは、例えば、インクジェットヘッド102と対向する領域に対するプリントヒータ22の加熱温度のことである。
As described above, when printing is performed by the
そして、この場合、プリントヒータ22の加熱により生じる輻射熱も小さくなるため、インクジェットヘッド102のノズル面でのインクの乾燥や、ノズル詰まり等は生じにくくなる。また、図3(a)にも図示したように、本例において、赤外線光源104は、媒体50においてインクジェットヘッド102と対向する領域の外にあるインクへ赤外線を照射する。そして、この場合、媒体50においてインクジェットヘッド102と対向する位置において、インクの溶媒は、プリントヒータ22の加熱のみにより、比較的ゆっくり蒸発する。そのため、蒸発した溶媒がインクジェットヘッド102に凝集付着する問題等を適切に防ぐこともできる。また、これにより、吐出の安定性をより適切に高めることができる。
In this case, since the radiant heat generated by the heating of the
より具体的に、この場合、インクジェットヘッド102により吐出されて媒体50に着弾したインクは、赤外線光源104により赤外線が照射される前に、インクジェットヘッド102と対向する領域において、プリントヒータ22により、例えば30〜50℃程度以下の比較的低い温度に予備加熱される。プリントヒータ22による加熱温度は、30〜45℃程度の温度に設定することがより好ましい。また、プリントヒータ22による加熱温度は、例えば、高速な印刷を行わない公知の低速プリンタにおけるプリントヒータの加熱温度程度であってよい。
More specifically, in this case, the ink ejected by the
また、本例においては、更に、インクジェットヘッド102と対向する領域の近傍へ赤外線光源104により赤外線を照射することにより、その領域のインクの溶媒を急速に蒸発させ、インクを高粘度化させる。このように構成すれば、例えば、滲みが発生する前にインクの粘度を高め、インクの滲みを適切に防止できる。また、この場合、例えば、多くのインクが媒体50に吸収される前にインクの粘度を高めることができるため、媒体50の表面においてインクの層が薄くなることもない。また、この場合、インクジェットヘッド102と対向する領域を避けて赤外線を照射することにより、赤外線光源104の照射により生じる輻射熱や溶媒の蒸発の影響がインクジェットヘッド102に及ぶことも適切に防ぐことができる。そのため、本例によれば、例えば、インクの安定吐出を妨げることなく、着弾後に速やかにインクの粘度を高めることが可能になる。
Further, in this example, the infrared
また、より具体的に、図1及び図3に図示した構成において、赤外線光源104は、主走査動作時にインクジェットヘッド102と共に主走査方向へ移動する。そして、インクジェットヘッド102の移動方向において後方側になる赤外線光源104で媒体50上のインクへ向けて赤外線を照射する。このように構成すれば、例えば、媒体50の各位置に対し、インクジェットヘッド102の通過直後に赤外線光源104で赤外線を照射し、着弾したインクのみに選択的に赤外線を吸収させることができる。また、これにより、媒体50上のインクの層のみを選択的に急速加熱できる。また、この加熱でインク中の溶媒を揮発除去して、インクの粘度を高めることにより、インクの滲みを適切に防ぐことができる。
More specifically, in the configuration shown in FIGS. 1 and 3, the infrared
また、赤外線光源104による赤外線の照射等によりインクの粘度を高めた後には、インクのドットが十分に平坦化するのを待って、例えば図3(b)に示すように、紫外線光源106により紫外線を照射する。また、これにより、インクを硬化(完全硬化)させて、媒体50にインクを定着させる。
Further, after the ink viscosity is increased by infrared irradiation or the like by the infrared
図3(c)は、印刷動作の完了後の媒体50の一例を示す断面図である。上記のように、本例においては、媒体50として浸透性メディアを用いた場合も、多くのインクが媒体50に吸収される前にインクの粘度を高め、表面のインクの厚さを十分に厚くすることができる。また、これにより、印刷される色が薄くなること等を適切に防ぐことができる。そのため、本例によれば、滲みの発生等を抑えつつ、媒体50への印刷を適切に行うことができる。また、赤外線光源104等を用いることにより、例えば浸透性メディアである媒体50中に残る溶媒の残存率及び残存時間を減少させることもできる。また、これにより、例えば紙等の媒体50を用いた場合に発生するコックリングや、カール等の発生を適切に防ぐこともできる。
FIG. 3C is a cross-sectional view illustrating an example of the medium 50 after the printing operation is completed. As described above, in this example, even when a permeable medium is used as the medium 50, the viscosity of the ink is increased before a large amount of ink is absorbed by the medium 50, and the thickness of the ink on the surface is sufficiently increased. can do. In addition, this makes it possible to appropriately prevent the printed color from becoming light. Therefore, according to this example, it is possible to appropriately perform printing on the medium 50 while suppressing the occurrence of bleeding and the like. Further, by using the infrared
また、本例においては、赤外線の照射により溶媒を揮発除去することにより、紫外線を照射する前に、インク中の溶媒をより確実に除去することもできる。また、これにより、紫外線の照射時において、インクをより確実かつ適切に硬化させることができる。また、硬化後のインクの光沢をより適切に高めること等も可能になる。より具体的に、本願の発明者は、実験等により、赤外線光源104により赤外線を照射することで、インク中の溶媒の80%程度を除去できることを確認した。そのため、本例の構成においては、例えば赤外線を照射するのみでも、インク中の溶媒の大部分を除去して、インクを適切に平坦化することが可能である。
Further, in this example, the solvent in the ink can be more reliably removed before being irradiated with ultraviolet rays by volatilizing and removing the solvent by irradiation with infrared rays. This also makes it possible to cure the ink more reliably and appropriately at the time of ultraviolet irradiation. In addition, the gloss of the ink after curing can be increased more appropriately. More specifically, the inventors of the present application have confirmed through experiments and the like that about 80% of the solvent in the ink can be removed by irradiating infrared light from the infrared
また、本例においては、赤外線の照射によりインク中の溶媒を揮発除去することにより、短時間でインクをより確実に乾燥させることも可能になる。また、これにより、印刷後の媒体50を速やかに後工程に移行すること等も可能になる。また、例えば印刷後に媒体50を巻き取る構成の印刷装置10を用いる場合等において、印刷速度を高めた高速機等でも、巻き取り後に生じる裏写りの問題等を適切に防ぐことができる。
In this example, the solvent in the ink is volatilized and removed by infrared irradiation, so that the ink can be dried more reliably in a short time. This also makes it possible to quickly transfer the printed
尚、浸透性メディアを用いる場合、本例のように赤外線光源104を用いたとしても、例えば図3(c)に示すように、インクは、媒体50の内部にわずかに浸透する。これに対し、本例の印刷装置10において、インクが内部に全く浸透しない性質の媒体50(非浸透性メディア、非吸収性メディア)を用いることも考えられる。
In the case where the permeable medium is used, even if the infrared
図3(d)は、非浸透性メディアを用いた場合について、印刷動作の完了後の媒体50の一例を示す断面図である。非浸透性メディアを用いる場合、プリントヒータ22による加熱や赤外線の照射等によりインクの粘度を高める前にも、媒体50はインクを吸収しない。そのため、この場合、印刷後の状態において、媒体50の表面は厚く残る。また、この場合も、赤外線光源104によりインクの粘度を高めることにより、滲みの発生等を適切に防ぐことができる。また、これにより、滲みの発生等を抑えつつ、媒体50への印刷を適切に行うことができる。
FIG. 3D is a cross-sectional view illustrating an example of the medium 50 after completion of the printing operation in the case where the non-permeable medium is used. When a non-permeable medium is used, the medium 50 does not absorb ink before the viscosity of the ink is increased by heating with the
また、この場合、媒体50へのインクの浸透が生じないため、浸透性の媒体50を用いる場合と比べ、媒体50に付着させるインクの量を減らすこと等もできる。このように構成すれば、例えば、媒体50の表面方向におけるインクの滲み等をより適切に抑え、より少ないインクの量で濃い色の印刷を適切に行うことができる。
In this case, since the ink does not penetrate into the medium 50, the amount of ink attached to the medium 50 can be reduced as compared with the case where the
続いて、本例の構成に関する様々な特徴について、更に詳しく説明をする。先ず、本例の構成によって実現可能になる印刷速度の高速化について、説明をする。 Next, various features related to the configuration of this example will be described in more detail. First, the increase in printing speed that can be realized by the configuration of this example will be described.
上記においても説明をしたように、本例においては、赤外線光源104から赤外線を照射することにより、媒体50への着弾後、滲みが発生する前にインクの粘度を適切に高めることができる。また、これにより、例えば、単位面積に対して単位時間に着弾するインクの量を増加させて、印刷速度を高速化することができる。
As described above, in this example, by irradiating infrared rays from the infrared
より具体的に、本例の印刷装置10のように、インクジェット方式で印刷を行う場合、媒体50の各位置に対して複数回の主走査動作を行うマルチパス方式での印刷が広く行われている。そして、この場合、例えば公知のソルベントUVインク等を用いて従来の構成で印刷を行うのであれば、滲みを防止するため、一回の主走査動作(パス)で吐出するインクの量を少なくすることが必要になる。
More specifically, when printing is performed by an inkjet method as in the
例えば、カラー印刷用のインクとして広く用いられているような、YMCKの4色のインクを用いて印刷を行う場合、仮に、マルチパス方式ではなく、媒体50の各位置に対して一回の主走査動作のみを行う1パスでの印刷を行うとすると、1色あたりのインクの量が最大で100%であるため、4色の合計で400%に達する。しかし、従来の構成でこのような大量のインクを一回の主走査動作で吐出すると、通常、滲みが発生し、適切に印刷を行うことは難しい。 For example, when printing is performed using four colors of YMCK ink, which is widely used as color printing ink, it is not a multi-pass method, and is performed once for each position of the medium 50. If printing is performed in one pass in which only the scanning operation is performed, the maximum amount of ink per color is 100%, so the total of four colors reaches 400%. However, when such a large amount of ink is ejected by one main scanning operation in the conventional configuration, blurring usually occurs and it is difficult to perform printing appropriately.
そのため、従来の印刷装置においては、通常、少なくとも8パス以上のマルチパス方式で印刷を行う。この場合、一回の主走査動作でのインクの吐出量は、1色あたり最大で12.5%、4色の合計で50%になる。また、より高い精度で印刷を行うためには、より多くのパス数(例えば、16パス、32パス等)を用いる必要がある。 For this reason, in a conventional printing apparatus, printing is usually performed by a multipass method of at least 8 passes. In this case, the ink discharge amount in one main scanning operation is 12.5% at maximum per color and 50% in total for four colors. Further, in order to perform printing with higher accuracy, it is necessary to use a larger number of passes (for example, 16 passes, 32 passes, etc.).
このように、従来の構成では、滲みを防ぐためにある程度以上のパス数で印刷する必要がある。しかし、印刷のパス数を多くすると、印刷速度は大きく低下することになる。従って、従来の構成においては、インクの溶媒を乾燥させる過程で生じる滲みの問題により、印刷速度の高速化が難しくなっていたといえる。 As described above, in the conventional configuration, it is necessary to print with a certain number of passes in order to prevent bleeding. However, if the number of printing passes is increased, the printing speed is greatly reduced. Therefore, in the conventional configuration, it can be said that it is difficult to increase the printing speed due to the problem of bleeding that occurs in the process of drying the ink solvent.
これに対し、本例においては、赤外線の照射によりインク中の溶媒を揮発除去することにより、例えばパス数を少なくすることで単位面積に対して単位時間に着弾するインクの量が多くなったとしても、滲みの発生を適切に抑えることができる。そのため、本例によれば、例えば、マルチパス方式で印刷を行う場合において、パス数を適切に低減し、高速な印刷をより適切に行うことができる。 On the other hand, in this example, it is assumed that the amount of ink landed per unit time with respect to the unit area is increased by reducing the number of passes, for example, by volatilizing and removing the solvent in the ink by infrared irradiation. However, the occurrence of bleeding can be appropriately suppressed. Therefore, according to this example, for example, when printing is performed in the multi-pass method, it is possible to appropriately reduce the number of passes and perform high-speed printing more appropriately.
より具体的に、本例においては、例えば印刷のパス数を8パス以下にした場合にも、従来と比べて高い品質の印刷をより適切に行うことができる。すなわち、本例によれば、例えば、印刷のパス数を8パス以下にした高速な印刷装置(高速プリンタ)を適切に実現できる。また、パス数については、8パス未満(例えば4パス以下)にすることも可能である。また、例えば、マルチパス方式での印刷を行わず、1パスでの印刷を行うことも可能になる。 More specifically, in this example, even when, for example, the number of printing passes is 8 or less, high quality printing can be performed more appropriately than in the past. That is, according to this example, for example, a high-speed printing apparatus (high-speed printer) in which the number of printing passes is 8 or less can be appropriately realized. Also, the number of paths can be less than 8 paths (for example, 4 paths or less). Further, for example, it is possible to perform printing in one pass without performing printing in the multi-pass method.
また、本例においては、例えば、隣接するインクのドットについて、混じり合う前に粘度を十分に高めることができる。そのため、例えば、インクのドットが繋がってスジ等が発生すること等も防ぐこともできる。また、これにより、例えば、インクのドットがより平坦化しやすい状態もより適切に実現できる。そのため、本例によれば、例えば、高速に印刷を行う場合においても、光沢感のある高い品質の印刷をより適切に行うことができる。 In this example, for example, the viscosity of adjacent ink dots can be sufficiently increased before mixing. Therefore, for example, it is possible to prevent streaks and the like from being formed by connecting ink dots. Thereby, for example, it is possible to more appropriately realize a state where ink dots are more easily flattened. Therefore, according to this example, for example, even when printing is performed at high speed, high-quality printing with a glossy feeling can be performed more appropriately.
続いて、本例において用いるインクの特徴について、更に詳しく説明をする。上記においても説明をしたように、本例において用いるインクは、紫外線硬化型樹脂、赤外線吸収剤、溶媒、及び色材等を含む。また、より具体的に、この構成において、紫外線硬化型樹脂としては、紫外線(UV光)により硬化するモノマーやオリゴマー等を用いる。また、インクは、紫外線に反応する材料(UV硬化材料)として、重合開始剤や増感剤等を更に含んでよい。 Subsequently, the characteristics of the ink used in this example will be described in more detail. As described above, the ink used in this example includes an ultraviolet curable resin, an infrared absorbent, a solvent, a color material, and the like. More specifically, in this configuration, a monomer, an oligomer, or the like that is cured by ultraviolet rays (UV light) is used as the ultraviolet curable resin. The ink may further contain a polymerization initiator, a sensitizer, and the like as a material that reacts to ultraviolet rays (UV curable material).
また、赤外線吸収剤としては、赤外線光源104が発生する赤外線の波長に合わせた吸収特性を有する物質を用いることが好ましい。また、この関係については、例えば、使用する赤外線吸収剤が吸収する波長範囲内の赤外線を照射する赤外線光源104を選ぶことが好ましいともいえる。また、この場合、赤外線光源104の発光波長について、インクが含む赤外線吸収剤の赤外吸収帯と略一致していることが好ましいともいえる。
In addition, as the infrared absorbent, it is preferable to use a substance having an absorption characteristic that matches the wavelength of infrared rays generated by the infrared
また、この場合、例えば波長が遠赤外側により過ぎると、溶媒として有機溶剤等を用いる場合において、適切に加熱を行いにくくなる場合がある。また、赤外線光源104の光源としては、広く普及している赤外線LED等を用いることが好ましい。そのため、赤外線光源104としては、例えば、800〜900nm(例えば850nm程度)の範囲に発光中心波長を有する近赤外線用のLED等を好適に用いることができる。
In this case, for example, if the wavelength is too far from the far infrared side, it may be difficult to perform heating appropriately when an organic solvent or the like is used as the solvent. As the light source of the infrared
また、赤外線吸収剤としては、例えば、このような赤外線LEDの波長を選択的に吸収し、かつ、可視光領域には顕著な吸収特性を有さない物質を用いることが好ましい。また、このような物質としては、例えば、公知の機能性有機色材等を用いることができる。このような赤外線吸収剤を用いることにより、媒体50上のインクを直接的かつ選択的に加熱できる。 Moreover, as an infrared absorber, for example, it is preferable to use a substance that selectively absorbs the wavelength of such an infrared LED and does not have significant absorption characteristics in the visible light region. Moreover, as such a substance, a well-known functional organic color material etc. can be used, for example. By using such an infrared absorber, the ink on the medium 50 can be directly and selectively heated.
また、機能性有機色材としては、例えば、赤外線の所定の波長域にのみ強い吸収特性を有するような、近年大きく進歩した機能性有機色材を好適に用いることができる。このような機能性有機色材は、例えば、赤外線を吸収し、かつ、可視光に対して透光性の物質等である。より具体的に、赤外線吸収剤としては、例えば、アントラキノン系、フタロシアニン系、ジイオニューム塩系、アントラキノン系、ポリメタン系、オクタチオフェニールフタロシアニン誘導体、ペリミジン系スクアリリウム、ナフタロシアニン系、又はスクアリリウム系の物質から選ばれる少なくともいずれかを用いることが考えられる。このように構成すれば、例えば、可視光領域には大きな吸収特性を有さず、かつ、赤外線光源104として使用する赤外線LEDの発光波長に相当する赤外波長に選択的に大きな吸収特性を有する赤外線吸収剤を適切に用いることができる。
Moreover, as the functional organic color material, for example, a functional organic color material that has greatly advanced in recent years and that has a strong absorption characteristic only in a predetermined wavelength range of infrared rays can be suitably used. Such a functional organic color material is, for example, a substance that absorbs infrared rays and is transparent to visible light. More specifically, the infrared absorber is selected from, for example, anthraquinone, phthalocyanine, diionium salt, anthraquinone, polymethane, octathiophenyl phthalocyanine derivatives, perimidine-based squarylium, naphthalocyanine-based, or squarylium-based materials. It is conceivable to use at least one of the above. With this configuration, for example, the visible light region does not have a large absorption characteristic, and selectively has a large absorption characteristic at an infrared wavelength corresponding to the emission wavelength of an infrared LED used as the infrared
また、可視光領域の光に対する赤外線吸収剤の透過率は、60%以上であることが好ましい。このように構成すれば、可視光に対して赤外線吸収剤をほぼ透明にして、赤外線吸収剤を含ませることによるインクの色の変化を適切に抑えることができる。可視光領域の光に対する赤外線吸収剤の透過率は、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、更に好ましくは90%以上である。 Moreover, it is preferable that the transmittance | permeability of the infrared absorber with respect to the light of visible region is 60% or more. If comprised in this way, the infrared absorber can be made substantially transparent with respect to visible light, and the change of the color of the ink by including an infrared absorber can be suppressed appropriately. The transmittance of the infrared absorber with respect to light in the visible light region is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and still more preferably 90% or more.
また、インクにおいて、赤外線吸収剤は、例えば、溶媒中に溶解又は分散するように添加される。また、赤外線吸収剤について、紫外線硬化樹脂等のUV硬化材料中に添加すること等も考えられる。この場合も、UV硬化材料を溶媒中に溶解又は分散させることにより、赤外線吸収剤を溶媒中に溶解又は分散させることができる。また、赤外線吸収剤について、バインダ樹脂中に溶解又は分散させること等も考えられる。この場合も、バインダ樹脂等を溶媒中に溶解又は分散させることにより、赤外線吸収剤を溶媒中に溶解又は分散させることができる。 In the ink, the infrared absorber is added so as to be dissolved or dispersed in a solvent, for example. It is also conceivable to add an infrared absorber to a UV curable material such as an ultraviolet curable resin. Also in this case, the infrared absorber can be dissolved or dispersed in the solvent by dissolving or dispersing the UV curable material in the solvent. In addition, the infrared absorber may be dissolved or dispersed in the binder resin. Also in this case, the infrared absorbent can be dissolved or dispersed in the solvent by dissolving or dispersing the binder resin or the like in the solvent.
尚、本例で使用するのに好ましい赤外線吸収剤(機能性有機色材等)には、水に溶解しにくい物質も多い。そのため、インクの溶媒の主成分が水である場合、赤外線吸収剤をUV硬化材料の中に溶解又は分散させた構成や、赤外線吸収剤を水中に分散させた構成のインクを用いることが考えられる。また、この場合、赤外線吸収剤を、固形物の状態で溶媒中に分散させてもよい。 Note that there are many substances that are difficult to dissolve in water among the preferred infrared absorbers (functional organic color materials and the like) for use in this example. Therefore, when the main component of the solvent of the ink is water, it is conceivable to use an ink having a configuration in which an infrared absorber is dissolved or dispersed in a UV curable material or a configuration in which an infrared absorber is dispersed in water. . In this case, the infrared absorber may be dispersed in a solvent in a solid state.
また、本例において、インクは、上記のように、各色の色材を含んでいる。そのため、インクの色は特に限定されない。例えば、本例においては、YMCKの各色のインクについて、上記の構成のインクを用いる。また、印刷装置10において、他の色のインクを更に用いる場合、他の色のインクについても、上記の構成のインクを用いることが好ましい。他の色のインクとしては、例えば、白色、クリア色、赤(R)、緑(G)、青(B)、オレンジ(Org)等の色のインクを用いることが考えられる。
Moreover, in this example, the ink contains the color material of each color as described above. For this reason, the color of the ink is not particularly limited. For example, in this example, the ink having the above-described configuration is used for each color of YMCK. In the
また、インクが含む色材の色(地色)によっては、赤外線吸収剤にある程度の色がついていても、目立たない場合もある。そして、この場合、可視光領域の光も吸収する赤外線吸収剤を用いることも考えられる。より具体的に、濃色のインクの場合には、例えば、可視光領域の光も吸収するアンチモンドープ酸化錫等の無機系の赤外線吸収色剤を用いることも考えられる。この場合、一部の色のインクで他の色のインクと異なる赤外線吸収色剤を用いてもよい。より具体的には、例えば、一部の濃色のインクの赤外線吸収剤として無機系の赤外線吸収色剤を用い、他の色のインクの赤外線吸収剤として、可視光領域の吸収が少ない機能性有機色材等を用いてもよい。 Further, depending on the color of the color material (background color) included in the ink, even if the infrared absorber has a certain color, it may not be noticeable. In this case, it is also conceivable to use an infrared absorbent that also absorbs light in the visible light region. More specifically, in the case of dark ink, it is conceivable to use an inorganic infrared absorbing colorant such as antimony-doped tin oxide that also absorbs light in the visible light region. In this case, an infrared-absorbing colorant that is different from other colors of ink in some colors may be used. More specifically, for example, an inorganic infrared absorbing colorant is used as an infrared absorber for some dark inks, and an infrared absorber for other color inks has low absorption in the visible light region. An organic color material or the like may be used.
また、本例のインクにおいて、溶媒は、インクの主成分である。この場合、主成分とは、例えば、重量比で最も多く含まれる成分のことである。また、本例のインクにおいて、溶媒は、例えば、インクの全体重量の50重量%以上を占める成分であることが好ましい。このように構成すれば、例えば、インクジェットヘッド102からの吐出前のインクの粘度について、インクジェット方式での吐出に適した低い粘度に適切に調整できる。
In the ink of this example, the solvent is the main component of the ink. In this case, a main component is a component contained most by weight ratio, for example. In the ink of this example, the solvent is preferably a component that occupies 50% by weight or more of the total weight of the ink, for example. If comprised in this way, the viscosity of the ink before discharge from the
また、インクの溶媒としては、例えば、主成分の沸点が200℃以下の溶剤(有機溶剤)や水等を用いることが考えられる。より具体的に、本例においては、上記においても説明をしたように、例えば、ソルベントUVインク(例えば、公知のソルベントUVインク)に赤外線吸収剤を添加したインク等を好適に用いることができる。また、ソルベントUVインクとしては、公知の紫外線硬化型インク(UVインク)を溶媒(有機溶剤等)で希釈したインクを好適に用いることができる。すなわち、本例のインクとしては、例えば、ソルベントUVインクに対し、例えば機能性有機色材等の赤外線吸収剤を溶解、又は固形物として分散させて添加したインク(赤外線吸収SUVインク)を好適に用いることができる。 As the solvent for the ink, for example, it is conceivable to use a solvent (organic solvent) having a boiling point of 200 ° C. or less as the main component, water, or the like. More specifically, in this example, as described above, for example, an ink obtained by adding an infrared absorber to a solvent UV ink (for example, a known solvent UV ink) can be suitably used. As the solvent UV ink, an ink obtained by diluting a known ultraviolet curable ink (UV ink) with a solvent (such as an organic solvent) can be suitably used. That is, as the ink of this example, for example, an ink (infrared absorbing SUV ink) in which an infrared absorbent such as a functional organic color material is dissolved or dispersed as a solid is added to the solvent UV ink, for example. Can be used.
このようなインクを用いることにより、例えば、媒体50への着弾後において、赤外線の照射等によって主成分である溶媒を蒸発させ、インクが滲むことを適切に防ぐことができる。また、その後に紫外線を照射することにより、媒体50にインクを適切に定着させることができる。 By using such ink, for example, after landing on the medium 50, it is possible to appropriately prevent the ink from bleeding by evaporating the solvent as the main component by infrared irradiation or the like. Further, the ink can be appropriately fixed on the medium 50 by irradiating ultraviolet rays thereafter.
続いて、赤外線光源104による赤外線の照射の仕方について、更に詳しく説明をする。赤外線を照射する光源としては、赤外線LEDや赤外線LD等の半導体光源以外に、赤外線ランプ等も知られている。また、例えば印刷装置10において、アフターヒータ24(図1参照)のように媒体50を追加加熱する加熱手段として、赤外線ランプを使用する構成等も知られている。そして、これらの構成を参考にした場合、原理的には、本例における赤外線光源104として、半導体光源ではなく、赤外線ランプ等を使用すること等も考えられる。
Next, the method of irradiating infrared rays by the infrared
しかし、赤外線ランプは、通常、半導体光源と異なり、高速でのオン・オフの切り替えを行うことはできない。また、赤外線ランプは、通常、赤外線LED等と比べ、広い範囲を同時に加熱する。そのため、赤外線光源104として赤外線ランプを用いた場合、例えば溶媒を短時間で揮発除去できる高温乾燥の条件にすると、耐熱性の低い媒体50を使用できなくなる。また、この場合、媒体50やインクに焦げや変色が発生するおそれもある。
However, unlike a semiconductor light source, an infrared lamp usually cannot be switched on and off at high speed. Moreover, an infrared lamp normally heats a wide range simultaneously compared with infrared LED etc. Therefore, when an infrared lamp is used as the infrared
更に、赤外線ランプは、通常、感熱に有効な赤外線への変換効率が低く、加熱に有効性の低い可視光等を多く含んだ光を発生する。そして、この場合、インクのみを選択的に加熱することが難しくなり、インクと同時に、媒体50や周辺の部材も加熱することになる。また、赤外線ランプへ投入するエネルギーの多くは熱となり、媒体50を通して放熱され、損失(ロス)となる。また、その結果、インクの乾燥のために使用するエネルギー利用効率が低くなる欠点もある。 Furthermore, the infrared lamp usually generates light containing a large amount of visible light or the like that has low conversion efficiency into infrared rays effective for heat sensitivity and low effectiveness for heating. In this case, it becomes difficult to selectively heat only the ink, and the medium 50 and surrounding members are also heated simultaneously with the ink. In addition, much of the energy input to the infrared lamp becomes heat and is dissipated through the medium 50, resulting in loss. In addition, as a result, there is a disadvantage that the energy utilization efficiency used for drying the ink is lowered.
そのため、赤外線光源104としては、上記においても説明をしたように、赤外線LED等の半導体光源を用いることが好ましい。このように構成すれば、特定の波長範囲の赤外線を効率的に照射することができる。また、使用する赤外線の波長範囲に合わせた赤外線吸収剤を含むインクを用いることにより、媒体50等への影響を抑えつつ、インクを適切に加熱することができる。また、これにより、インクの粘度を高め、滲みの発生を適切に防ぐことができる。
Therefore, it is preferable to use a semiconductor light source such as an infrared LED as the infrared
また、半導体光源を用いて赤外線を照射する場合、赤外線ランプを用いる場合と異なり、高速でのオン・オフを切り替えること等も可能になる。そのため、このように構成すれば、例えば、必要に応じて赤外線光源104のオン・オフを適切に切り替えることもできる。
Also, when irradiating infrared light using a semiconductor light source, it is possible to switch on / off at high speed, etc., unlike using an infrared lamp. Therefore, if comprised in this way, on-off of the infrared
また、赤外線光源104によるインクの加熱の仕方については、媒体50上のインクを短時間で一気に加熱することが好ましい。この場合、赤外線光源104により、例えば、媒体50上の同じ位置に対する赤外線の連続照射時間が媒体50の放熱の熱時定数よりも短くなるように赤外線を照射することが好ましい。また、この場合、このような連続照射時間での赤外線の照射により、赤外線が照射された位置において、インクの溶媒の温度を沸点以上の温度に上昇させることが好ましい。インクの溶媒の沸点とは、例えば、インクの主成分となる溶媒の沸点のことである。
As for the method of heating the ink by the infrared
インクの溶媒の温度を沸点以上の温度に上昇させることにより、例えば、インク中の溶媒成分を一気に蒸発させ、滲みを適切に防ぐことができる。また、この場合、例えば、媒体50の表面と平行な表面方向の滲みのみに限らず、媒体50の厚み方向の滲み等も適切に防ぐことができる。また、この場合、上記においても説明をしたように、多くのインクが媒体50に吸収される前にインクの粘度を高めることにより、媒体50の表面に多くのインクを残すことができる。そのため、例えば媒体50として浸透性メディアを用いる場合にも、濃いカラー画像やモノクロ画像等をより適切に印刷できる。また、これにより、鮮明な印刷をより適切に行うことができる。更には、この場合、赤外線の照射によりインクの溶媒を揮発除去することにより、インクの体積について溶媒の体積分相当だけ減少させ、印刷面に生じる凹凸を大幅に低減することもできる。 By raising the temperature of the solvent of the ink to a temperature equal to or higher than the boiling point, for example, the solvent component in the ink can be evaporated at once and bleeding can be appropriately prevented. In this case, for example, not only the bleeding in the surface direction parallel to the surface of the medium 50 but also the bleeding in the thickness direction of the medium 50 can be appropriately prevented. In this case, as described above, by increasing the viscosity of the ink before the large amount of ink is absorbed by the medium 50, a large amount of ink can be left on the surface of the medium 50. Therefore, for example, even when a permeable medium is used as the medium 50, a dark color image, a monochrome image, or the like can be printed more appropriately. Thereby, clear printing can be performed more appropriately. Furthermore, in this case, by volatilizing and removing the solvent of the ink by infrared irradiation, the volume of the ink can be reduced by an amount corresponding to the volume of the solvent, and the unevenness generated on the printing surface can be greatly reduced.
ここで、赤外線の照射によりインクを加熱する場合、媒体50を通して放熱される熱の量や、熱エネルギーの損失等についても考慮する必要がある。より具体的に、例えば、赤外線光源104の照射強度が小さい場合、媒体50を通して熱が逃げることにより、温度を十分に上昇させることが難しくなる。また、その結果、インクの滲みを適切に防ぐことが難しくなる。
Here, when the ink is heated by infrared irradiation, it is necessary to consider the amount of heat radiated through the medium 50, the loss of heat energy, and the like. More specifically, for example, when the irradiation intensity of the infrared
また、媒体50を通して放熱される熱の量の影響(温度の低下等)や、熱エネルギーの損失等の影響を小さくするには、例えば、媒体50やインクに焦げが発生しない範囲で十分に強い赤外線を照射し、かつ、上記のように、赤外線の連続照射時間を媒体50の放熱の熱時定数よりも十分に短くすることが好ましい。このように構成すれば、例えば、インクの溶媒の沸点前後近くの温度まで短時間に適切に昇温することができる。より具体的に、赤外線光源104としては、少なくともは0.3W/cm2以上の強度の光源(赤外線LED照射器等)を用いることが好ましい。
Further, in order to reduce the influence of the amount of heat radiated through the medium 50 (temperature decrease, etc.) and the influence of loss of thermal energy, for example, it is sufficiently strong as long as the medium 50 and the ink are not burned. It is preferable to irradiate infrared rays and to make the continuous irradiation time of infrared rays sufficiently shorter than the thermal time constant of heat radiation of the medium 50 as described above. With this configuration, for example, the temperature can be appropriately raised in a short time to a temperature close to the boiling point of the solvent of the ink. More specifically, as the infrared
尚、媒体50を通して逃げる熱の伝達速度は、次の式で示される熱時定数τで決まる。
τ(熱時定数)=熱容量×熱抵抗=熱容量×厚み÷熱伝導率
Note that the transfer rate of heat escaping through the medium 50 is determined by a thermal time constant τ expressed by the following equation.
τ (thermal time constant) = heat capacity x thermal resistance = heat capacity x thickness ÷ thermal conductivity
そして、媒体50の熱時定数より短い時間で強い赤外線を照射した場合、断熱加熱条件に近くなり、放熱ロスを低減することができる。また、媒体50の熱時定数は、使用する媒体50の材質や厚みによって変化する。より具体的に、例えば、1mm程度の厚みの通常の塩ビフィルムにおいて、熱時定数は10秒程度である。また、媒体50として他の種類の媒体(例えば、各種のプラスチックメディア等)を用いる場合も、多くの場合、熱時定数は、概ね同程度であると考えられる。
And when intense infrared rays are irradiated in the time shorter than the thermal time constant of the medium 50, it becomes close to adiabatic heating conditions, and a heat dissipation loss can be reduced. Further, the thermal time constant of the medium 50 varies depending on the material and thickness of the medium 50 to be used. More specifically, for example, in a normal PVC film having a thickness of about 1 mm, the thermal time constant is about 10 seconds. Also, when other types of media (for example, various plastic media) are used as the
そして、このような場合、赤外線の連続照射時間について、例えば3秒以下、好ましくは0.2秒以下にすることが考えられる。また、本願の発明者は、実験等により、赤外線の連続照射時間をこのように設定した場合について、媒体50上のインクの層のみを効率的に高温に加熱できることを確認した。更には、連続照射時間について、0.1秒以下にすることで一層加熱の熱効率が高まることも確認した。 In such a case, it can be considered that the continuous irradiation time of infrared rays is, for example, 3 seconds or less, preferably 0.2 seconds or less. Further, the inventors of the present application have confirmed through experiments and the like that only the ink layer on the medium 50 can be efficiently heated to a high temperature when the infrared continuous irradiation time is set in this way. Furthermore, it was confirmed that the thermal efficiency of heating was further increased by setting the continuous irradiation time to 0.1 seconds or less.
また、本例の印刷装置10のような構成を用いる場合、主走査動作時に赤外線光源104をインクジェットヘッド102と同じ移動速度で移動させることになる。そして、この場合、赤外線による加熱時間(連続照射時間)の調整は、例えば、主走査方向における赤外線光源104の幅を調整することで行うことができる。また、より具体的に、主走査動作時のインクジェットヘッド102の移動速度は、通常、500〜1000mm/s程度である。そして、この場合、赤外線光源104の主走査方向における幅を50mm程度にすると、媒体50上の同じ領域への連続照射時間は、50/(500〜1000)=0.1〜0.05秒程度になる。そのため、このように構成すれば、例えば、好ましい連続照射時間を適切に実現することができる。
Further, when the configuration like the
また、この場合、赤外線光源104の照射強度を調整することにより、インクの加熱温度を調整することができる。また、これにより、設定した連続照射時間でインクの溶媒を適切かつ十分に揮発除去することができる。また、この場合、赤外線光源104を移動させつつ加熱を行うことにより、過熱により媒体50やインクが焦げること等を防ぎつつ、媒体50の各位置に対し、強い赤外線による短時間の加熱を実現しているともいえる。
In this case, the heating temperature of the ink can be adjusted by adjusting the irradiation intensity of the infrared
より具体的に、例えば、本例とは異なる構成により、連続照射時間をより長くして赤外線を照射することを考えた場合、強い赤外線を用いると、媒体50等の焦げ等の問題が発生することになる。そのため、この場合、長時間の連続照射をしても焦げ等が生じないような、弱い赤外線を用いる必要がある。しかし、この場合、赤外線の照射で生じる熱のほとんどが媒体50から逃げることになり、インクの温度が上昇しないこととなる。そのため、この場合、赤外線の照射によりインクの溶媒を適切に揮発除去できないことになる。また、その結果、インクの滲みを適切に防ぐことができなくなる。これに対し、本例においては、主走査動作を行う構成を利用して、強い赤外線を短時間に照射できる構成を実現している。また、これにより、媒体50の焦げ等を防ぎつつ、インクを適切に加熱することができる。 More specifically, for example, when it is considered to irradiate infrared rays with a longer continuous irradiation time with a configuration different from this example, problems such as burning of the medium 50 and the like occur when strong infrared rays are used. It will be. Therefore, in this case, it is necessary to use weak infrared rays that do not cause burning or the like even after continuous irradiation for a long time. However, in this case, most of the heat generated by the infrared irradiation escapes from the medium 50, and the ink temperature does not rise. Therefore, in this case, the solvent of the ink cannot be properly volatilized and removed by irradiation with infrared rays. As a result, it is not possible to appropriately prevent ink bleeding. On the other hand, in this example, the structure which can irradiate strong infrared rays in a short time is realized using the structure which performs the main scanning operation. In addition, this makes it possible to appropriately heat the ink while preventing the medium 50 from burning.
また、より具体的に、インクの加熱(インク層の定常加熱)に必要な照射強度(赤外線光源104の必要エネルギー)や、媒体から逃げる熱の量等については、以下のように計算することができる。例えば、インクの加熱に必要な照射強度(エネルギー)に関し、媒体50上におけるインクの厚みをD(cm)、赤外線の吸収率をα、インクの比熱を4.2(Joule/gr)とした場合、1cm2の面積の厚みD(cm)のインクの層を10℃上昇させるために必要な照射エネルギーEiは、
Ei=(10×D×4.2)/α (Joule) 式(1)
である。そして、D(=20μm)=0.002cmの場合、
Ei≒0.083/α (Joule/cm2)
になる。
More specifically, the irradiation intensity (necessary energy of the infrared light source 104) necessary for heating the ink (steady heating of the ink layer), the amount of heat escaping from the medium, and the like can be calculated as follows. it can. For example, regarding the irradiation intensity (energy) necessary for heating the ink, the thickness of the ink on the medium 50 is D (cm), the infrared absorption rate is α, and the specific heat of the ink is 4.2 (Joule / gr). The irradiation energy Ei required to raise the ink layer having an area of 1 cm 2 and a thickness D (cm) by 10 ° C. is:
Ei = (10 × D × 4.2) / α (Joule) Formula (1)
It is. And when D (= 20 μm) = 0.002 cm,
Ei≈0.083 / α (Joule / cm 2 )
become.
また、照射時間を1秒とした場合、赤外線光源104において用いる赤外線LEDからの必要な照射強度は、α=1として、
0.083 (W/cm2) 式(2)
になる。
In addition, when the irradiation time is 1 second, the required irradiation intensity from the infrared LED used in the infrared
0.083 (W / cm 2 ) Formula (2)
become.
また、媒体から逃げる熱の量(放熱ロスエネルギー量)については、概算で、熱伝導率を0.25(W/mK)、媒体50の表裏の温度差を10℃、厚みを1mmとして、1cm2の面積(1cm2あたり)の媒体50を通して1秒間に逃げるエネルギーElは、
El=(0.25×10×0.0001÷0.001)=0.25 (W)(Joule/sec) 式(3)
になる。
In addition, the amount of heat escaping from the medium (heat dissipation loss energy amount) is approximately 1 cm, assuming that the thermal conductivity is 0.25 (W / mK), the temperature difference between the front and back of the medium 50 is 10 ° C., the thickness is 1 mm. The energy El escaping in one second through the medium 50 of area 2 (per cm 2 ) is
El = (0.25 × 10 × 0.0001 ÷ 0.001) = 0.25 (W) (Joule / sec) Equation (3)
become.
また、このエネルギーE1は、媒体50をゆっくり加熱する定常加熱時の熱損失と考えることもできる。そして、この場合、式(2)、(3)の比較から、ゆっくりと加熱する通常の平衡条件での加熱を行う場合について、インクの層を加熱するエネルギーの3倍のエネルギーが媒体50を通じて損失となるのがわかる。 This energy E1 can also be considered as a heat loss during steady heating in which the medium 50 is slowly heated. In this case, the energy of three times the energy for heating the ink layer is lost through the medium 50 when the heating is performed under the normal equilibrium condition where the heating is performed slowly from the comparison of the equations (2) and (3). I understand that
また、これらの式から、このような問題を回避するためには、媒体50の熱時定数(=熱容量×熱抵抗)より短い連続照射時間で赤外線光源104により強い赤外線を照射し、急速加熱することが有効であることがわかる。すなわち、熱の損失が少ない短時間加熱の条件においては、式(1)に近い小さなエネルギーを供給することにより、効率的な加熱を行うことができる。また、この場合、インクが含む溶媒の沸点又はそれ以上の温度にまで溶媒の温度を瞬間的に上昇させることにより、インクの蒸発速度を加速度的に速めることができる。但し、この場合にも、加熱速度には上限があり、使用するインクやインクと接する媒体50に焦げ等が発生しない温度範囲に抑える必要がある。
Further, from these equations, in order to avoid such a problem, the infrared
また、本願の発明者は、具体的な実験において、例えば、最大吸収波長が853nmにある山田化学工業社製の近赤外線吸収材料FDN−003を赤外線吸収剤として含むインクを使用した。また、赤外線光源104として、850nmに発光中心波長を有する近赤外線LEDを使用した。そして、赤外線の照射強度を様々な強度とし、連続照射時間を2〜0.3秒以下にする条件で赤外線を照射することで、インクの滲みを効率的かつ適切に抑え得ることを確認した。また、媒体50やインク等の過熱による焦げ等を避ける条件についても、適切に実現できることを確認した。また、赤外線の照射強度について、0.3W/cm2以上にすることが好ましいことを確認した。赤外線の照射強度は、より好ましくは1W/cm2以上、更に好ましくは5W/cm2以上である。また、また、更なる実験や検討により、これらの点について、特定の赤外線吸収剤や赤外線LEDを用いる場合に限らないことについても確認をした。
In addition, the inventors of the present application used an ink containing, for example, a near-infrared absorbing material FDN-003 manufactured by Yamada Chemical Co., Ltd. having an absorption maximum wavelength of 853 nm as an infrared absorber in a specific experiment. As the infrared
続いて、本例の構成の特徴についての補足説明をする。また、以下においては、説明の便宜上、上記において説明した事項の一部についても、改めて説明をする。 Subsequently, a supplementary explanation of the characteristics of the configuration of this example will be given. In the following, for convenience of explanation, some of the items described above will be described again.
上記においても説明をしたように、本例において、印刷装置10は、媒体50にインクを定着させるための手段(定着手段)として、互いに異なる複数の手段を有している。より具体的に、印刷装置10は、第1の定着手段として、媒体50を介してインクを加熱する手段であるヒータ(プリントヒータ22)を有している。また、第2の定着手段として、赤外線の照射によりインクを加熱する手段(赤外線光源104)を有している。第3の定着手段として、紫外線を照射することでインクを硬化させる手段(紫外線光源106)を有している。
As described above, in this example, the
第1の定着手段であるプリントヒータ22は、インクジェットヘッド102によりインク滴を吐出する位置(プリント位置)で媒体50の裏面側から媒体50を加熱することにより、インク中の溶媒を蒸発させる。このような第1の定着手段を用いることにより、滲みを発生させない所定の時間内にインクの粘度をより適切に高めることができる。尚、印刷装置10の構成の変形例においては、このような第1の定着手段を省略することも考えられる。この場合、第2及び第3の定着手段により、インクを媒体50に定着させる。
The
第2の定着手段である赤外線光源104は、インクに含まれる赤外線吸収剤が吸収する波長領域に合わせた赤外線を発生する光源である。赤外線光源104は、媒体50においてインクジェットヘッド102と対向する領域の外にあるインクへ赤外線を照射することにより、その領域のインクの溶媒を急速に蒸発させ、インクを高粘度化させる。また、この場合、インクジェットヘッド102が通過した後の領域を加熱することにより、インクジェットヘッド102に対する熱輻射の影響や、蒸発した溶媒がインクジェットヘッド102のノズル面に凝集すること等を適切に防ぐことができる。すなわち、このような第2の定着手段を用いることにより、例えば、熱輻射や溶媒の蒸発の影響をインクジェットヘッド102が受けて吐出不良が生じることを防ぎつつ、インクの粘度を高めることができる。また、これにより、インクの滲みを適切に防止することができる。
An infrared
第3の定着手段である紫外線光源106は、インク中の紫外線硬化型樹脂を硬化させる紫外線を発生する光源であり、溶媒の揮発除去により粘度が高まったインクに対して紫外線を照射する。また、これにより、紫外線光源106は、インクを硬化させ、媒体50へのインクの定着を完了させる。また、第3の定着手段によりインクを完全に硬化させることにより、例えば、その後の後加工や媒体50の巻き取り等が可能になる。
The ultraviolet
また、本例においては、第2の定着手段により赤外線を照射することでインクの粘度が高まり、インクが滲まない状態になるため、インクのドットが十分に平坦化するのを待って、紫外線を照射することができる。すなわち、第2の定着手段と併せてこのような第3の定着手段を用いることにより、インクのドットが十分に平坦化した状態でインクの定着を完了させることができる。また、これにより、例えば、高い光沢性を有する印刷を適切に行うことができる。 In this example, the second fixing means irradiates infrared rays to increase the viscosity of the ink so that the ink does not bleed. Therefore, after waiting for the ink dots to be sufficiently flattened, the ultraviolet rays are emitted. Can be irradiated. That is, by using such a third fixing unit in combination with the second fixing unit, the ink fixing can be completed in a state where the ink dots are sufficiently flattened. Thereby, for example, printing with high glossiness can be appropriately performed.
尚、印刷装置10の構成の変形例においては、例えば、インク中の溶媒成分をより完全に蒸発させるための手段を更に用いてもよい。例えば、印刷後の媒体50を巻き取る場合等には、媒体50を巻き取る巻き取り部へ媒体50を移動させるまでの間に、アフターヒータ24等の伝熱ヒータ、温風乾燥手段、赤外線乾燥手段等で媒体50を更に加熱することが好ましい。
In the modified example of the configuration of the
以上のように、本例においては、例えば、ソルベントUVインクに赤外線吸収剤を添加したインク等を用いる構成において、少なくとも上記の第2及び第2の定着手段(赤外線光源104及び紫外線光源106)を組み合わせることにより、従来の構成での限界を超えて、より高速化しても滲みを適切に防止でき、かつ平坦で高濃度の印刷が可能な構成を実現している。また、インクジェットヘッド102により安定吐出が可能であり、かつ、印刷後に短時間で完全に乾燥し、巻き取り等が可能になる構成(乾燥定着方式)も実現している。そのため、本例によれば、例えば高速に印刷を行う場合にも、インクの滲みをより適切に抑えることができる。また、これにより、例えば、高い品質の印刷をより適切に行うことができる。
As described above, in this example, in the configuration using, for example, an ink obtained by adding an infrared absorber to solvent UV ink, at least the second and second fixing units (infrared
続いて、本例の印刷装置10の様々な変形例や好ましい応用例について、説明をする。上記においては、印刷装置10で用いる媒体50について、主に、紙や布(布帛、Tシャツ等)等の浸透性メディアを用いる場合について、説明をした。本例によれば、例えば、滲み発生しやすい浸透性メディアに対して高速に印刷を行う場合について、滲みを防止する顕著な効果を得ることができる。
Next, various modified examples and preferred application examples of the
また、印刷装置10においては、上記において説明をした媒体50に限らず、様々な媒体50を用いることができる。例えば、浸透性メディアを用いる場合に限らず、非浸透性の媒体を用いる場合にも、インクを急速乾燥させる構成により、滲みを防止する効果を適切に得ることができる。より具体的に、印刷装置10においては、例えば、各種多孔性メディアや非浸透性のプラスチックフィルム(PET)や塩化ビニルシート、ポリカーボネイト等の媒体を用いることも考えられる。また、この場合、例えば従来の構成の印刷装置では滲みが生じやすくて適切に印刷ができなかった媒体50に対しても、高精細なカラー印刷等を適切に行うことができる。
Further, in the
また、本例においては、媒体50に特別な加工等を行わなくても滲みを適切に防止できるため、例えば受像層を形成していない紙や、前処理を行っていない布帛やTシャツ等の布製品(縫製品)に対しても、高画質・高精彩であり、かつ濃い色の印刷を適切に行うことができる。また、これにより、例えば印刷のランニングコストを適切に低減できる。すなわち、本例においては、媒体50として、例えば、受像層を形成しない浸透性メディア(紙、布等)や、非浸透性のメディア(例えばノンコートメディア等)等を広く用いることができる。また、これらに限らず、受像層を有する媒体50も好適に用いることができる。 Further, in this example, since it is possible to appropriately prevent bleeding without performing special processing or the like on the medium 50, for example, paper that does not have an image receiving layer, cloth that has not been pretreated, T-shirts, etc. For fabric products (sewn products), it is possible to appropriately print dark colors with high image quality and high definition. Thereby, for example, the running cost of printing can be appropriately reduced. That is, in this example, as the medium 50, for example, permeable media (paper, cloth, etc.) that does not form an image receiving layer, non-permeable media (eg, non-coated media, etc.), and the like can be widely used. In addition, the medium 50 having an image receiving layer is not limited to this, and can be preferably used.
また、図1等においては、印刷装置10の構成として、双方向の主走査動作を行う構成を図示した。しかし、印刷装置10の変形例においては、例えば一方の向きでの主走査動作のみ(片方向印字)を行ってもよい。この場合、赤外線光源104は、主走査動作時にインクジェットヘッド102の後方側になるインクジェットヘッド102の片側のみに配設されてもよい。
Further, in FIG. 1 and the like, a configuration for performing bidirectional main scanning operation is illustrated as a configuration of the
また、印刷装置10の具体的な構成については、上記以外にも、様々に変更可能である。例えば、インクジェットヘッド102において使用するインク(カラーインク)の色は、特定の色に限定されない。そのため、インクジェットヘッド102において、YMC等に限らず、YMCRGBの各色や、白、パール、メタリック等の特色の様々な色を用いてもよい。また、色数についても、特定の色数には限定されず、1色以上の色数であればよい。
In addition to the above, the specific configuration of the
また、印刷装置10の構成について、主走査動作を行うシリアル方式に限らず、例えばラインプリンタ方式の構成に変形してもよい。この場合、例えば、媒体50へのインク滴の着弾後に赤外線と紫外線とをこの順番で照射できるように構成する。より具体的に、この場合、例えば、媒体50の搬送方向におけるインクジェットヘッド102よりも下流側に、赤外線光源104(赤外線LED照射器等)と紫外線光源106(UVLED照射器等)とをこの順番で配置すること等が考えられる。また、ラインプリンタ方式の構成の場合、使用するインクの色毎に、その下流側に個別又は一括して赤外線光源104及び紫外線光源106を配設することが考えられる。
Further, the configuration of the
また、例えばシリアル方式の構成を用いる場合も、赤外線光源104を配設する位置については、主走査方向においてインクジェットヘッド102と隣接する位置(インクジェットヘッド102の両側等)以外であってもよい。例えば、媒体50の搬送方向においてインクジェットヘッド102よりも下流側になる位置に赤外線光源104を配設してもよい。また、この場合、主走査方向においてインクジェットヘッド102と隣接する位置と、搬送方向におけるインクジェットヘッド102の下流側との両方に赤外線光源104を配設してもよい。
For example, even when a serial configuration is used, the position where the infrared
また、上記においても説明をしたように、赤外線光源104により照射する赤外線のエネルギー(照射エネルギーの最大供給エネルギー)は、赤外線光源104の照射強度及び照射時間に応じて決まる。また、この最大供給エネルギーは、媒体50やインクに焦げ等が発生しない範囲内に設定する必要がある。そして、この場合、照射エネルギーの最大供給エネルギーを適正範囲に設定するため、赤外線光源104の照射強度及び照射時間のうちの少なくともいずれかについて、印刷速度(プリント速度)、印刷のパス数、媒体50上に形成されるインクのドットの密度(プリントドット密度)等の少なくともいずれかに基づいて自動的に変更されることが好ましい。また、このような変更について、例えばオペレータによる手動で行ってもよい。
In addition, as described above, the infrared energy (maximum supply energy of irradiation energy) irradiated by the infrared
また、上記においても説明をしたように、本例において、赤外線光源104は、主走査動作時にインクジェットヘッド102と共に移動しつつ、媒体50上のインクの層へ赤外線を照射する。この場合、赤外線光源104からインクの層へ照射する赤外線の照射量について、少なくとも同一時間に吐出される吐出幅の範囲で均一にすることが好ましい。この場合、赤外線の照射量について、少なくとも同一時間に吐出される吐出幅の範囲で均一にするとは、例えば、少なくとも一回の主走査動作で一のインクジェットヘッド102によりインク滴が吐出される幅(同一のパス内での吐出幅)の範囲で均一にすることである。
Further, as described above, in this example, the infrared
また、上記においても説明をしたように、赤外線光源104としては、赤外線LED等に限らず、例えば半導体レーザ(赤外線LD)等のレーザ光源を用いることも考えられる。そして、赤外線の照射源としてレーザ光源を用いる場合、例えばビームエキスパンダーや蒲鉾型レンズ等を用いて、一定面積を均一に照射するように構成することが好ましい。より具体的に、この場合、例えば、インクジェットヘッド102のノズル列方向へビームを拡げ、かつ、インクジェットヘッド102の移動方向(主走査方向)には一方向の一定の領域のみに集光することが考えられる。
Further, as described above, the infrared
また、紫外線光源106としては、上記のように、UVLEDを用いることが最も好ましい。しかし、紫外線光源106として、UVLED以外の光源を用いることも考えられる。例えば、紫外線光源106として、メタルハライドランプ、キセノンランプ、高圧水銀灯、又は殺菌灯等を用いてもよい。
As the ultraviolet
また、これらのようなランプタイプの紫外線光源106を用いる場合、紫外線光源106について、例えばインクジェットヘッド102と共に移動するシリアルタイプの構成にするのではなく、より多くの領域に対して一括して紫外線を照射する構成にしてもよい。例えば、主走査動作時のインクジェットヘッド102の移動幅(プリント幅)に相当する領域に対し、一括して紫外線を照射してもよい。
Further, when such a lamp type
また、赤外線光源104による赤外線の照射の指向性については、インクジェットヘッド102のノズル面やノズル内のインクを加熱することのないように設定することが好ましい。より具体的には、例えば、赤外線光源104による赤外線の照射の指向性について、インクジェットヘッド102の方向へ赤外線を放出することないように設定することが好ましい。また、媒体50から反射してインクジェットヘッド102に到達する赤外線(反射成分)についても、適切に低減し得るように指向性を調整することが好ましい。
Further, the directivity of infrared irradiation by the infrared
また、主走査動作時において、赤外線光源104は、例えば、連続的に赤外線を照射(連続点灯)しつつ、インクジェットヘッド102と共に主走査方向へ移動する。また、赤外線光源104の点灯のさせ方については、連続点灯に限らず、例えばパルス点灯させてもよい。
In the main scanning operation, for example, the infrared
また、上記においては、それぞれ異なる色のインク滴を吐出する複数のインクジェットヘッド102(例えば、YMCKの各色用のインクジェットヘッド102)について、主に、副走査方向における位置を揃えて主走査方向へ一列に並べた構成を説明した。しかし、複数のインクジェットヘッド102の並べ方は、上記に限らず、様々に変更可能である。例えば、複数のインクジェットヘッド102のうちの一部について、他のインクジェットヘッド102と副走査方向における位置をずらして配設してもよい。より具体的には、例えば、YMCKの各1色や、2以上の色用のインクジェットヘッド102を同じY軸上に配置し、X軸方向に1色又は複数色用のインクジェットヘッド102を分散配置してもよい。この場合、Y軸上にインクジェットヘッド102を配置するとは、例えば、主走査方向へ並べて配設することである。また、X軸方向に分散配置するとは、例えば、副走査方向における位置をずらして配設することである。このように構成すれば、例えば、各回の主走査動作において同じ領域へ吐出されるインクの量を低減することができる。また、これにより、例えば、滲みの発生をより適切に防ぐことができる。
In the above, a plurality of inkjet heads 102 (for example, inkjet heads 102 for each color of YMCK) that eject ink droplets of different colors are aligned in the sub-scanning direction and aligned in the main scanning direction. The configuration arranged in the above was explained. However, the arrangement of the plurality of inkjet heads 102 is not limited to the above, and can be variously changed. For example, a part of the plurality of inkjet heads 102 may be disposed with a position in the sub-scanning direction shifted from that of the other inkjet heads 102. More specifically, for example, YMCK ink jet heads 102 for two colors or more are arranged on the same Y axis, and one or more color ink jet heads 102 are distributed in the X axis direction. May be. In this case, disposing the
また、上記においては、主に、印刷対象の媒体50に対して直接インク滴を吐出する場合について、説明をした。この場合、印刷対象の媒体50とは、印刷後の状態が印刷の成果物になる媒体50のことである。また、印刷装置10の変形例においては、媒体として、例えば転写媒体を用いること等も考えられる。この場合、転写媒体とは、例えば、印刷された画像が他の媒体に転写される媒体のことである。この場合、例えば、赤外線光源104により赤外線を照射した後に、画像の転写を行う。また、紫外線光源106は、例えば、転写媒体ではなく、画像が転写された側の媒体に紫外線を照射する。
In the above description, the case where ink droplets are directly ejected to the medium 50 to be printed has been described. In this case, the medium 50 to be printed is a medium 50 in which the state after printing becomes a printed product. Further, in a modified example of the
本発明は、例えば印刷装置に好適に利用できる。 The present invention can be suitably used for a printing apparatus, for example.
10・・・印刷装置、12・・・ヘッド部、14・・・ガイドレール、16・・・走査駆動部、18・・・プラテン、20・・・プリヒータ、22・・・プリントヒータ、24・・・アフターヒータ、26・・・制御部、32・・・赤外線光源、34・・・ガイドレール、50・・・媒体、100・・・キャリッジ、102・・・インクジェットヘッド、104・・・赤外線光源、106・・・紫外線光源
DESCRIPTION OF
Claims (10)
インク滴をインクジェット方式で吐出するインクジェットヘッドと、
赤外線を照射する赤外線光源と、
紫外線を照射する紫外線光源と
を備え、
前記インクジェットヘッドは、紫外線の照射に応じて硬化する樹脂である紫外線硬化型樹脂と、赤外線を吸収する赤外線吸収剤と、前記紫外線硬化型樹脂及び前記赤外線吸収剤を溶解又は分散させる溶媒とを含むインクのインク滴を吐出することにより、前記媒体上に前記インクを付着させ、
前記赤外線光源は、前記媒体上に付着した前記インクに赤外線を照射することにより、前記インクに含まれる前記溶媒の少なくとも一部を揮発除去し、
前記紫外線光源は、前記赤外線光源により前記溶媒の少なくとも一部が揮発除去された後の前記インクに紫外線を照射することにより、前記インクに含まれる前記紫外線硬化型樹脂を硬化させることを特徴とする印刷装置。 A printing apparatus that performs printing on a medium by an inkjet method,
An inkjet head that ejects ink droplets by an inkjet method;
An infrared light source that emits infrared light;
An ultraviolet light source for irradiating ultraviolet rays,
The inkjet head includes an ultraviolet curable resin that is a resin that is cured in response to ultraviolet irradiation, an infrared absorber that absorbs infrared rays, and a solvent that dissolves or disperses the ultraviolet curable resin and the infrared absorber. By ejecting ink droplets of ink, the ink is deposited on the medium;
The infrared light source volatilizes and removes at least a part of the solvent contained in the ink by irradiating the ink attached on the medium with infrared rays,
The ultraviolet light source is characterized in that the ultraviolet curable resin contained in the ink is cured by irradiating the ink after at least a part of the solvent is volatilized and removed by the infrared light source. Printing device.
前記赤外線光源は、前記ヒータにより加熱される前記媒体上の前記インクに赤外線を照射することにより、前記ヒータと共に前記インクに含まれる前記溶媒の少なくとも一部を揮発除去することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の印刷装置。 A heater for heating the medium;
The said infrared light source volatilizes and removes at least a part of the solvent contained in the ink together with the heater by irradiating the ink on the medium heated by the heater with infrared rays. The printing apparatus according to any one of 1 to 3.
インク滴をインクジェット方式で吐出するインクジェットヘッドと、
赤外線を照射する赤外線光源と、
紫外線を照射する紫外線光源と
を用い、
前記インクジェットヘッドにより、紫外線の照射に応じて硬化する樹脂である紫外線硬化型樹脂と、赤外線を吸収する赤外線吸収剤と、前記紫外線硬化型樹脂及び前記赤外線吸収剤を溶解又は分散させる溶媒とを含むインクのインク滴を吐出することにより、前記媒体上に前記インクを付着させ、
前記赤外線光源により、前記媒体上に付着した前記インクに赤外線を照射することにより、前記インクに含まれる前記溶媒の少なくとも一部を揮発除去し、
前記紫外線光源により、前記赤外線光源により前記溶媒の少なくとも一部が揮発除去された後の前記インクに紫外線を照射することにより、前記インクに含まれる前記紫外線硬化型樹脂を硬化させることを特徴とする印刷方法。 A printing method for printing on a medium by an inkjet method,
An inkjet head that ejects ink droplets by an inkjet method;
An infrared light source that emits infrared light;
Using an ultraviolet light source that irradiates ultraviolet rays,
An ultraviolet curable resin that is a resin that is cured by ultraviolet irradiation by the inkjet head, an infrared absorber that absorbs infrared rays, and a solvent that dissolves or disperses the ultraviolet curable resin and the infrared absorber. By ejecting ink droplets of ink, the ink is deposited on the medium;
By irradiating the ink attached on the medium with infrared light by the infrared light source, at least a part of the solvent contained in the ink is volatilized and removed.
The ultraviolet curable resin contained in the ink is cured by irradiating the ink after the at least part of the solvent is volatilized and removed by the infrared light source with the ultraviolet light source. Printing method.
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