JP2019014067A - 産業用インクジェット描画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば容器等の側面へ加飾する場合において、とりわけ円筒形など曲面を持つ容器に対しては精度よく行うことができない問題があった。また立体感を出すためにインクを何層にも重ねて印刷する場合、印刷に時間がかかりすぎるという問題があった。
【解決手段】上記の問題点を解決するために下記のような手段を提案する。本発明では、円筒形状の透明容器に回転駆動するマンドレルを装着し、周方向に回転するマンドレルの中心軸に対してノズル面が平行となるよう配置された少なくとも１つ以上のインクジェットヘッドから、マンドレルと共に回転する容器表面に対して紫外線硬化インクを吐出し、所望の位置に所望の画像を印刷する方法を採用する。
【選択図】図１

Description

本発明は産業用のインクジェット描画装置で、液体などを収容する円筒形の容器外面へインクジェット多色印刷により複雑かつ高精細な装飾を施す方法及び装置に関する。

従来、液体などを収容する円筒形容器への加飾方法は、ラベルを貼付するもの・シュリンクラベルによるもの・スクリーン印刷・ホットスタンプによる方法が一般的である。

近年インクジェット技術をいろいろな分野の加飾や描画用途に応用する事例が多くみられる。いわゆる産業用インクジェットという分野である。近年ではエレクトロニクス、バイオロジー分野、建材、捺染用途などに広く展開され、一部は実用化されている。産業用インクジェット技術の利点は必要とされる場所に必要な量だけ塗布出来ることである。このため従来プロセスと比較すると材料の無駄が少なく、工程短縮などのメリットがある。

例えば容器等の側面へ加飾する場合において、基材の表面に僅かでも凸凹がある場合、ラベルを均一に貼付することが難しく、印刷により加飾するにしても、とりわけ円筒形など曲面を持つ容器に対しては精度よく行うことができない問題があった。またラベルそのものが平たい形状であるため、加飾後も立体感のない装飾となることが一般的であった。立体感を出すためにインクを何層にも重ねて印刷する場合、印刷に時間がかかりすぎるという問題があった。そもそも刷版を必要とする工法においては、多品種小量生産のニーズにおいて価格的にも合わないという問題があった。

本発明は上記の課題に着目し、円筒形の容器外面にインクジェット多色印刷で複雑かつ高精細な印刷を施すものである。

従来技術の課題を解消するために、本発明では、回転駆動するマンドレルに円筒形状の透明容器を装着し、周方向に回転するマンドレルの中心軸に対してノズル面が平行となるよう配置された少なくとも１つ以上のインクジェットヘッドから、マンドレルと共に回転する容器表面に対して紫外線硬化インクを吐出し、所望の位置に所望の画像を印刷する方法を採用する。この場合、容器表面に着弾したインクを回転する容器上で着弾直後に安定させるため、ノズル面に対し向かい合う方向でマンドレルを挟んだ位置に紫外線照射装置を配置し、紫外線照射により容器上のインクを硬化させることで所望の位置にインクを留め、画質を安定させる。

前記容器に対して第１層目となる内側着色層を多色インクによりインクジェット印刷する工程と、該内側着色層と全く同じ位置に内側着色層と全く同じ形状の第２層目となる下地層を白色インクによりインクジェット印刷する工程と、該１層目・２層目と全く同じ位置に全く同じ形状の第３層目となる外側着色層を多色インクによりインクジェット印刷する工程により装飾を完成させる。

前記容器に対して透明インクまたは白インクによるインクジェット印刷を同じ位置に重ね、表面に多色インクによる着色を施すことにより、立体装飾を可能とする。

本発明によれば、自転するマンドレルに装着された容器外面に対し、紫外線硬化インクを用いてインクジェット印刷を施し、インクが容器表面の所望の位置に配置された直後に紫外線照射装置により容器上のインクが硬化するため、画質を損なうことなく所望の位置に印刷を行うことができる。また、上記方法で印刷層を内側着色層、下地白色層、外側着色層の３層構造とすることで、透明容器の場合に容器のどの角度から眺めても装飾性の高い複雑かつ高精細な加飾が可能である。更に透明インクまたは白インクによる盛り上げのための印刷重ね回数をより多くすることで立体感のある装飾を施すことができる。

本発明の実施を行うために必要な装置構成を側面から見た模式図である。 本発明の実施例でキャリッジが移動しながら印刷する場合における装置構成を正面から見た模式図である。 本発明の実施例でマンドレルが移動しながら印刷する場合における装置構成を正面から見た模式図である。 容器の表面に印刷されたインク層の概略図である。 本発明における内側着色層を印刷したイメージ図である。 本発明における下地白色層を印刷したイメージ図である。 本発明における外側着色層を印刷したイメージ図である。 本発明における盛り上げ印刷を行ったイメージ図である。

図１は、発明の実施を行うために必要な装置構成を側面から見た図で、１０．のインクジェットヘッドのノズル面より１００．の方向に回転する容器２１．に対して紫外線硬化インクを吐出させ、印刷直後に３０．の紫外線照射装置より発せられる紫外線により、容器上に吐出されたインクを硬化させるものである。印刷範囲がヘッド幅より広い場合、１スキャン目の印刷が終了した後にマンドレルは１０１．方向に移動し、印刷対象箇所を変えて再度印刷を実施する。また高精細の画質を再現するために印刷解像度を上げる場合も同様の形態で印刷を行う。

図２は本発明の実施例でありキャリッジが移動しながら印刷する場合の装置構成を正面から見た図であり、多色印刷を施す場合に１０．のインクジェットヘッドが搭載されたキャリッジは１０３．方向に移動し、回転する容器２１．に対して所定の色順にそれぞれ印刷を行う。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色で順番に印刷を行う場合、例えば最初にイエローの印刷を行うとして、イエローインクを供給するインクジェットヘッドより印刷を行い、次にマゼンタの印刷を行う場合にはマゼンタインクを供給するインクジェットヘッドを所定の印刷位置に移動させて印刷を行う。同様にシアン、ブラックの印刷を続けて行う。

図３は本発明の実施例であり、マンドレルが移動しながら印刷する場合の装置構成を正面から見た図である。印刷を行う１０．のインクジェットヘッドは色毎にそれぞれ決められた位置に固定されており、多色印刷を施す場合には２１．の容器が装着されたマンドレルがそれぞれの色を吐出するインクジェットヘッドの直下へ移動することにより単色ずつ印刷が行われる。

図４は、本発明の実施例で２１．の容器の上に５０ａ．の内側着色層、５０ｂ．の下地白色層・５０ｃ．の外側着色層を生成した際の断面図を示すものである。

図５は、本発明の実施例で２１．の容器の上に５０ａ．の内側着色層を印刷した場合のイメージ図である。

図６は、本発明の実施例で２１．の容器の上に印刷された５０ａ．の内側着色層の表面に該内側着色層と位置及び形状を同じくして５０ｂ．の下地白色層を重ねて印刷した場合のイメージ図である。

図７は、本発明の実施例で２１．の容器の上に重ね印刷された５０ｂ．の下地白色層の表面に該下地白色層と位置及び形状を同じくして５０ｃ．の外側着色層を重ねて印刷した場合のイメージ図である。

図８は、本発明の実施例で２１．の容器の上に重ね印刷された５０ｄ．の盛り上げ用インクによるインクジェット印刷を同じ位置に重ね、表面に多色インクによる５０ｃ．の外側着色層を重ねて印刷した場合のイメージ図である。このとき、５０ｄ．の盛り上げ用インクを吐出するインクジェットヘッドから吐出される１ノズルあたりの液滴量を、５０ｃ．の外側着色層のインクを吐出するインクジェットヘッドから吐出される１ノズルあたり液適量より多くすることで、重ね印刷の積層部分を効率よく作成することができる。多色印刷は意匠性重視のため液的サイズの小さいヘッドで、盛り上げ用のインクは盛り上げ回数削減のため液的サイズの大きいヘッドで印刷を行う。例えば盛り上げ用インクに使用するインクジェットヘッドの液適量を４２ｐｌとし、印刷解像度を３６０×７２０dpiとすることで、1層のインク打ち込み量は液適量１２ｐｌヘッドで印刷解像度７２０×７２０dpiの場合の１．７５倍、印刷スピードはほぼ同じにできる。印刷解像度が異なるため、盛り上げインク用の画像のサイズをエンコーダーの分解能と印刷解像度から計算し自動でサイズ変換を行う。

１０．インクジェットヘッド
２０．マンドレル
２１．容器
３０．紫外線照射装置
５０ａ．内側着色層
５０ｂ．白色着色層
５０ｃ．外側着色層
５０ｄ．盛り上げ用のインク層
１００．マンドレル回転方向
１０１．マンドレル移動方向（Ｙ軸）
１０２．インク吐出方向
１０３．紫外線照射方向
１０４．キャリッジ移動方向（Ｘ軸）
１０５．マンドレル移動方向

Claims (6)

1. 円筒形状の透明な容器において、曲面によって形成される容器外壁面に紫外線硬化インクを用いたインクジェット印刷による装飾部を備え、前記装飾部はインクジェット印刷により施された内側着色層、白色下地層、外側着色層の少なくとも3層から形成されており、前記装飾部の形状が3層とも同じであり且つ容器の同じ位置に重ね印刷が施されていることを特徴とする容器の製造方法。
2. 前記において、白色下地層を挟む着色層のそれぞれが異なる絵柄、文字等の情報を表示していることを特徴とする容器の製造方法。
3. 円筒形状の透明な容器において、曲面によって形成される容器外壁面に紫外線硬化インクを用いたインクジェット印刷による装飾部を備え、前記装飾部はインクジェット印刷により施された内側着色層、白色下地層、外側着色層の少なくとも3層から形成されており、前記装飾部の形状が3層とも同じであり且つ容器の同じ位置に重ね印刷が施されていることを特徴とする容器の印刷装置。
4. 前記において、白色下地層を挟む着色層のそれぞれが異なる絵柄、文字等の情報を表示していることを特徴とする容器の印刷装置。
5. 円筒形状の透明な容器において、曲面によって形成される容器外壁面に紫外線硬化インクを用いたインクジェット印刷による装飾部を備え、前記装飾部はインクジェット印刷による重ね印刷とし、装飾部を盛り上げるための積層部分に紫外線により硬化する透明インク又は白インクを用い、盛り上げ用のインクを吐出させるヘッドと、着色するための多色インクを吐出させるヘッドの1ノズルあたりインク吐出量が異なることを特徴とする印刷が施された円筒形状容器の製造方法。
6. 円筒形状の透明な容器において、曲面によって形成される容器外壁面に紫外線硬化インクを用いたインクジェット印刷による装飾部を備え、前記装飾部はインクジェット印刷による重ね印刷とし、装飾部を盛り上げるための積層部分に紫外線により硬化する透明インクまたは白インクを用い、盛り上げ用のインクを吐出させるヘッドと着色するための多色インクを吐出させるヘッドの1ノズルあたりインク吐出量が異なることを特徴とする円筒形状容器の印刷装置。