JP2018051791A - 硬化型インクジェットを用いた印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】硬化型インクを吐出して画像形成を実施する硬化型インクジェットを用いた印刷方法において、印画物の光沢を任意に設定することが可能な印刷方法を提供する。【解決手段】硬化型インクをインクジェットヘッド１から吐出した後、吐出された硬化型インクを硬化するまでの猶予時間を可変に設定することが可能な硬化工程を有する硬化型インクジェットを用いることにより、印画物の光沢を任意に設定する印刷方法。【選択図】図１

Description

本発明は、硬化型インクを用いたインクジェット印刷方法に関する。

従来、汎用の画像形成装置として、インクジェットヘッドからカラーインクを吐出させて、記録媒体上に所望の画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。

インクジェットによる印刷法は、もともと紙などの浸透性を有する記録媒体上にインクを吐出手法が取られていたことから、印画紙のような光沢のある印画物を得るためには、特許文献１のような専用の受像紙を用いる必要があった。

近年、これに対し、樹脂フィルムなどの非浸透性（あるいは難浸透性）の記録媒体が用いられるようになり、浸透によって乾燥するインクではなく、媒体上に着弾したインクに対し、活性エネルギー線として紫外線などを照射することにより乾燥することが可能な特許文献２に記載のような硬化型インクも広く使用されるようになってきた。

この様な硬化型インクを用いたインクジェットによる印刷方式の例として、特許文献３では、着色インクによる印刷を実施した後に、透明インクを吐出させてから、一定の時間経過後に光照射装置により光照射させることにより、印画物の光沢ムラを低減する方法が提案されている。

特開平０４−２１６９９０号公報 特開２００１−２０７０９８号公報 特許第４０２６６５２号公報

しかしながら、上述の印刷方法では、一定の光沢を有する印画物を提供することはできるが、印画物に対応して光沢を任意に設定することは困難であった。

本発明は、このような状況に鑑み、硬化型インクジェットを用いた印刷法において、印画物の光沢を任意に設定し、美粧性の高い印画物を作製可能な印刷方法を提供しようとするものである。

本発明はこれらの課題を解決すべくなされたものである。
すなわち、請求項１に記載の発明は、記録媒体上に１種または２種以上の硬化型インクをそれぞれ吐出して画像形成を行う硬化型インクジェットを用いた、美粧性を有する印画物の印刷方法であって、吐出された硬化型インクが着弾してから硬化するまでの猶予時間を制御する硬化工程を有し、前記猶予時間を制御することにより、印画物の光沢を変化させることを特徴とする硬化型インクジェットを用いた印刷方法である。

請求項２に記載の発明は、２種以上の前記硬化型インクを吐出する際に、先に吐出された硬化型インクに対する前記硬化工程のオンまたはオフを任意に選定する工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の硬化型インクジェットを用いた印刷方法である。

請求項３に記載の発明は、前記記録媒体上に１種または２種以上の硬化型インクをそれぞれ吐出して一つの画像を形成する際に、少なくとも１種の硬化型インクによって形成される画像部内において、前記猶予時間の異なる領域を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の硬化型インクジェットを用いた印刷方法である。

本発明によれば、硬化型インクジェットを用いて印刷することにより、印画物の光沢を任意に設定することが可能となり、極めて美粧性の高い印画物を提供することができる。

本発明の実施形態に係わる硬化手段の例を示す概念図である。 本発明の実施形態に係わる硬化工程の一例を示す概念図である。 本発明の実施形態に係わる硬化工程の別の一例を示す概念図である。 本発明の実施形態に係わる光沢度の変化例を示す断面図である。（Ａ）マット面（Ｂ）淡マット面（Ｃ）光沢面 本発明の実施形態に係わるＵＶ露光光源の一例を示す平面図である。（Ａ）直線状配列光源（Ｂ）面状配列光源 本発明の実施形態に係わるＵＶ露光光源の別の一例を示す概念図である。 本発明の実施形態に係わる熱硬化手段の一例を示す概念図である。 本発明の実施形態に係わるＥＢ硬化手段の一例を示す概念図である。 本発明の実施形態に係わる記録媒体の一例を示す平面図である。 本発明の実施形態に係わる記録媒体の他の一例を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。尚、図中共通する項目については、同一の番号を附している。

図１に本発明の実施形態に係わる硬化手段の例を示す概念図である。

インクジェットヘッド１により、記録媒体３上に硬化型インクを吐出し、硬化手段２ａ、２ｂ、２ｃのいずれかあるいは、これらの組合せによって、硬化型インクを硬化させる。

これによって、硬化型インクがインクジェットヘッド１から吐出され、着弾したとの同時あるいは直後での硬化工程から、一定時間経過後の硬化工程まで、硬化工程実施の猶予時間を制御することが可能となる。

ここで、硬化手段２ａ、２ｂ、２ｃは、後述するように硬化型インクの種類によって、それぞれ異なる装置を用いることができる。

また、硬化手段２ａ、２ｂ、２ｃは、必ずしも図１に示すように多数の硬化手段を設置する必要はなく、硬化型インクの着弾と同時あるいは着弾直後のいずれかの位置（２ａ）と、印画後に一定の時間を経過した後に硬化する位置（２ｃ）の２箇所に設置する方法や、２ａの位置から２ｃの位置まで移動可能に硬化手段を設ける方法など、任意の方法を用いることができる。

更には、インクジェットヘッド１によって、記録媒体３上に硬化型インクを吐出した後
、オフラインで硬化手段が設けられてあっても良い。

また、何れかの硬化型インク層に対しして、これらの硬化工程を実施する（オン）か、あるいは実施しないか（オフ）ということについても、任意に設定することが可能である。

但し、出力する印画物に対して、少なくとも最終的に吐出される硬化型インクに対しては、いずれかの硬化手段を用いて、硬化工程を実施することが望ましい。

これにより、硬化工程がオフ（ＯＦＦ）とされていた下層に対しても、硬化を実施することが可能となる。

また、上述の各硬化手段は、添加されている色素等の異なる硬化型インクを吐出するインクジェットヘッドごとに設けられていても良く、各インクジェットヘッドに対して共通の硬化手段として設けられていても良い。

各インクジェットヘッドに対して、共通の硬化手段として設ける場合には、各インクジェットヘッドによる印画を実施する毎に、随時記録媒体を印画スタート位置に戻しても良く、あるいは複数色のインクジェットヘッドから並列に硬化型インクを吐出し、一括して硬化手段を実施する方法が取られても良い。

また、本発明の印刷方法で用いられるインクジェットヘッド１は、コンティニュアス型やドロップオンデマンド型などの公知のインクジェットヘッドであればいずれのインクジェットヘッドでも使用することが可能であり、またラインヘッド、シリアルヘッドのいずれであっても良く、特に限定されるものではない。

図２は、本発明の実施形態に係わる硬化工程の一例を示す概念図である。

図２では、記録媒体３上にインクジェットヘッド１から硬化型インクを吐出して吐出インク層４を形成する際に、既に下層５として硬化型インク層が設けられており、下層５は未硬化のままである場合が例示されている。

すなわち、未硬化下層５の形成時には、インクジェットヘッドから硬化型インクを吐出した際に、前述のような硬化工程がオフ（ＯＦＦ）状態となっており、未硬化のまま下層５が設けられた上からインクジェットヘッド１から硬化型インクを吐出し、インクの着弾と同時に硬化工程を実施している。

従って、未硬化下層５は、着弾したインク滴がレベリングしており、比較的平坦な層を形成した上から、新たな硬化型インクがインクジェットヘッド１から吐出され、吐出された硬化型インクの着弾と同時に、未硬化下層５も含めて硬化工程が実施される。

従って、新たに吐出された硬化型インクのインク滴は、レベリングが生じる前に硬化工程が実施されるため、比較的平坦な硬化済下層６上に微細な凹凸形状を有する吐出インク層６が形成され、マット感が付与される。

ここで、下層とは既に別の硬化型インクがインクジェットヘッドによって吐出されている層を示しており、必ずしも１層とは限らず、複数の硬化型インクが吐出された層であっても良い。

図３は、記録媒体３上にインクジェットヘッド１から硬化型インクを吐出して吐出イン
ク層４を形成する際に、既に硬化済下層６が比較的平坦な面として形成されており、この硬化済下層６上に硬化インクを吐出した後、一定時間経過してからの硬化工程が実施される例が示されている。

すなわち、硬化済下層６用の硬化型インクがインクジェットヘッドから吐出された際には、硬化型インクが吐出された後、一定時間経過してから硬化するという硬化工程がオン（ＯＮ）状態となっており、比較的平坦な硬化済下層６が形成されている。

このように形成された硬化済下層６の上に、硬化型インクを吐出し、一定時間経過してからの硬化工程を実施することにより、光沢度の高い印画物を提供することが可能となる。

図４は、上述のような下層６の硬化工程の処理方法ならびに吐出インク層４の硬化工程の処理方法の組合せによって、マット面（Ａ）を有するものから淡マット面（Ｂ）、光沢面（Ｃ）と変化する様子を例示している。

すなわち、マット面（Ａ）では、硬化済下層６と、吐出インク層４とが、それぞれ、インクジェットヘッドからインクを吐出すると同時あるいは吐出直後に硬化工程を実施したものであり、淡マット面（Ｂ）は、硬化済下層６がインクジェットヘッドからインクを吐出した後、一定時間経過後に、硬化工程を実施し、その上から吐出インク層４の吐出と同時あるいは吐出直後に硬化工程を実施したものである。

また、光沢面（Ｃ）では、硬化下層６用のインクをインクジェットヘッドから吐出して、一定時間経過後に硬化工程を実施し、その上から吐出インク層４のインクを吐出し、一定時間経過後に硬化工程を実施したものである。

ここで、各印画物３０は、必ずしも２種類の硬化型インクによって形成されている必要はなく、フルカラー印画物であれば、イエロー、シアン、マゼンタの各色に加え、黒、ライトシアン、ライトマゼンタ、更にはクリアインク等が用いられていても良く、これらの各インク層に対して、前述の硬化工程を組み合わせることにより、印画物３０に対して所望の光沢度を付与することが可能となる。

次に、硬化型インクのタイプ例毎に説明する。

（活性光線硬化型インク）
ここで、活性光線とは、硬化型インクに照射することによって、硬化反応を引き起こすことができる光線の事で、代表的には紫外線を挙げることができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。

例えば、紫外線硬化型のインクジェット用インクに用いられる硬化型樹脂の例として、その分子構造中に重合可能な不飽和二重結合を有する比較的低分子量のポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル酸エステルやメタクリル酸エステル等のオリゴマーまたはプレポリマーなどや、ビニル基を有するモノマー類などを挙げることができるが、これらに限定されるものではない。

また、紫外線硬化型の場合には、光重合開始剤として、ベンゾフェノンあるいはその誘導体やアルキルフェノン系、チオキサントン系、アシルフォスフィンオキサイド系、オキシムエステル系などの各種材料から任意に選定することができる。

更に活性光線硬化型インクには、各種色素や分散剤、溶剤、熱可塑性樹脂、光促進剤な
ど、公知材料が添加されてあって良い。

上述のような活性光線硬化型インクに対して用いる硬化手段としては、例えば紫外線を照射する光源を例示することができる。

硬化手段である紫外線照射光源の例としては、ロングアーク型あるいは無電極型の超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ、あるいはレーザなどを用いても良いが、図５に示すように、紫外線を発光するＬＥＤ２１１を直線状に配列した光源（Ａ）や、面状に配列した光源（Ｂ）を用いて紫外線照射光源２１０としても良い。

上述のような光源を図１で説明したように、複数個を配置あるいは移動可能に設けることにより、吐出インク層４に対して紫外線を照射するタイミングを変動させることが可能となる。

また、ＬＥＤ２１１を配列した光源（Ａ、Ｂ）は、各ＬＥＤを同時に発光させて用いてもよいが、個々のＬＥＤを制御して部分的に発光する手段が用いられても良い。

各ＬＥＤを個々に制御して発光させることにより、例えば記録媒体の流れ方向だけではなく、幅方向に対しても硬化型インクを硬化させるタイミングを変動させることが可能となる。

更には、図６に示すように、紫外線を発光するＵＶ光源２１２に対して、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）２１３などを設け、記録媒体３に吐出された吐出インク層４にパターン露光する手法が用いられても良い。

このような手法を用いることにより、単一光源でありながら光源の移動が無くても、記録媒体３の流れ方向ならびに幅方向に対して、任意のタイミングで紫外線を照射することが可能となる。

（熱硬化型インク）
熱硬化型インクに用いられる熱硬化型材料としては、例えばヒドロキシル基を有する樹脂類と低温解離性ブロック型イソシアネートとの組合せや、エポキシ基を有する樹脂類と各種硬化剤との組合せなどが考えられるが、これらに限定されるものではない。

ヒドロキシル基を有する樹脂の具体的な例としては、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ロジン系樹脂、塩化ビニル酢酸ビニル共重合体などの各種共重合体等を挙げることができる。

このような樹脂類との組合せが考えられる低温解離性ブロック型イソシアネートの例としては、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）などのイソシアネート化合物と、マロン酸ジエチル、アセト酢酸エチルなどの活性メチレン化合物、メチルエチルケトオキシム、ε−カプロラクタムなどのブロック剤と、からなる化合物を用いることができる。

また、エポキシ基を有する樹脂（エポキシ樹脂）の例としては、ノボラック型エポキシ樹脂やビスフェノール型エポキシ樹脂などを挙げることができる。

エポキシ化合物と組合せられる硬化剤としては、例えば、有機酸、アミン化合物、アミ
ド化合物、ヒドラジド化合物、イミダゾール化合物、イミダゾリン化合物、フェノール化合物、ユリア化合物、ポリスルフィド化合物、酸無水物などを挙げることができる。

上述のような、熱硬化型インクには、各種色素や分散剤、溶剤、触媒や硬化促進剤など、公知の各種材料が添加されてあって良い。

上述のような熱硬化型インクに対して用いる硬化手段としては、例えば図７に示すような硬化手段を例示することができる。

図７では、吐出インク層４に対して、赤外線光源２２１が示されているこれは、キセノン光源、セラミックヒーターなどの公知赤外線光源であれば何れも使用することができる。

更には、場合によっては赤外線レーザなどが用いられてあっても良いが、記録媒体の損傷や吐出インク層４の発泡、変色などが生じないことが望ましい。

また、これらの赤外線光源２２１は、必ずしも吐出インク層４側にのみ設ける必要は、無く、記録媒体３側に設けられてあっても良い。

記録媒体３を加熱する手段としては、上述の赤外線光源２２１を記録媒体３側に設ける他に、図７に示すように、加熱ローラ２２２が設けられてあってもよい。

また、全体を加熱するオーブン２２３が設置されてあっても良い。オーブン２２３を設置する場合には、熱硬化型インクが吐出された後、一定時間経過後の硬化手段とすることが望ましい。

（電子線硬化型インク）
電子線硬化型インクに用いられる電子線硬化型材料としては、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー、オリゴマー、プレポリマーであれば、いずれでも使用することができる。

エチレン性不飽和二重結合を有する材料としては、単官能の材料や多官能の材料などいずれも使用することができ、これらを単独あるいは混合物として用いることができる。

更に電子線硬化型インクには、各種色素や分散剤、溶剤、熱可塑性樹脂など、公知の添加材料が添加されてあって良い。

電子線硬化型インクに対する硬化手段としては、図８に示すように電子線（ＥＢ）照射装置２３０を設置することで、対応することができる。

この時、ＥＢ照射装置２３０によって、電子線を照射するタイミングを可変とするためには、インクジェットヘッド１に対するＥＢ照射装置２３０の設置位置を移動可能とする必要がある。

ＥＢ照射装置２３０を稼動させるためには、電子を発生するフィラメント部等を減圧環境とする必要があるため、真空ポンプの接続などが必要となり、また吐出インク４に電子線を照射する環境を窒素やアルゴンなどの不活性ガス環境とすることが望ましく、ＥＢ照射装置２３０を移動可能とすることが困難である場合には、インクジェットヘッド１を移動可能とし、電子線硬化型インクを吐出した後の電子線照射タイミングを変動させる方法が取られてあっても良い。

上述のように、硬化型インクの種類に応じて任意の硬化手段を設け、硬化型インクが吐出されてから硬化させるまでの猶予時間を制御することにより、任意の光沢を有する美粧性の高い印画物を提供することが可能となる。

また、本発明の硬化型インクジェットを用いた印刷方法を用いることにより、図９ならびに図１０に示す様に、単に印画物３０の全面の光沢を任意の光沢に設定できるだけでなく、単一の印画物の中で、部分的に光沢を変化させることも可能となる。

すなわち、印刷に用いられた硬化型インクの色毎に硬化する猶予時間を変動させる方法や、ある硬化型インクによる画像形成中に硬化させるまでの猶予時間を変動させる方法、更には記録媒体の流れ方向だけでなく、幅方向での硬化する猶予時間を変動させる方法などを用いることにより、全体的にマット部３１となる印画物３０の一部分を光沢部３２とするなどの極めて美粧性の高い印画物を提供することが可能となる。

１ … インクジェットヘッド
２ａ、２ｂ、２ｃ … 硬化手段
３ … 記録媒体
４ … 吐出インク層
５ … 未硬化下層
６ … 硬化済下層
２１０ … 紫外線照射光源
２１１ … ＬＥＤ
２１２ … ＵＶ光源
２１３ … ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）
２１４ … レンズ
２２１ … 赤外線光源
２２２ … 加熱ローラ
２２３ … オーブン
２３０ … ＥＢ照射装置
３０ … 印画物
３１ … マット部
３２ … 光沢部

Claims (3)

1. 記録媒体上に１種または２種以上の硬化型インクをそれぞれ吐出して画像形成を行う硬化型インクジェットを用いた、美粧性を有する印画物の印刷方法であって、
   吐出された硬化型インクが着弾してから硬化するまでの猶予時間を制御する硬化工程を有し、前記猶予時間を制御することにより、印画物の光沢を変化させることを特徴とする硬化型インクジェットを用いた印刷方法。
2. ２種以上の前記硬化型インクを吐出する際に、先に吐出された硬化型インクに対する前記硬化工程のオンまたはオフを任意に選定する工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の硬化型インクジェットを用いた印刷方法。
3. 前記記録媒体上に１種または２種以上の硬化型インクをそれぞれ吐出して一つの画像を形成する際に、少なくとも１種の硬化型インクによって形成される画像部内において、
   前記猶予時間の異なる領域を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の硬化型インクジェットを用いた印刷方法。

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