JP2019206688A - 印刷用インク、印刷装置、及び印刷物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥性に優れた印刷用インクを提供する。【解決手段】印刷用インクは、溶媒と、光を吸収して発熱する金属ナノ粒子と、を含有し、金属ナノ粒子は、遷移金属窒化物のナノ粒子である。【選択図】なし

Description

本発明は、印刷用インク、印刷装置、及び印刷物の製造方法に関する。

従来、水性インク、ラテックスインク、ソルベントインクなどのインクは、インク中に含まれる溶媒を除去するために、インクをメディア上に印刷した後に、乾熱器などにより、印刷したインクを乾燥させる。乾熱器としては、赤外線ヒーターなどが用いられてきた。

一方、近年、蒸留の分野では、特許文献１に示されるように、窒化チタンのナノ粒子を水中に配合することにより、太陽光の照射のみで効率よく蒸留を行うことができる系が確立されている。

特開２０１６−１２５６７９号公報

水性インクの場合、乾燥しづらく、乾燥させている間にインクが滲んでしまうし、また、乾燥に時間を取られるため、インクジェットプリンタなどの高速印刷が可能なプリンタを用いても、仕上がりまでに掛かる時間が長くなってしまう。

また、その他のインクの場合も、乾燥性の高い溶媒を採用することが望まれていた。

以上を鑑み、発明者等は、鋭意検討を重ねた結果、特許文献１の系が印刷用インクにも転用できることを見出し、これにより、乾燥性が優れたものとなることを見出した。

本発明は、乾燥性に優れた印刷用インク並びに当該印刷用インクを用いた印刷装置及び印刷物の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の観点に係る印刷用インクは、
溶媒と、
光を吸収して発熱する金属ナノ粒子と、
を含有し、
前記金属ナノ粒子は、遷移金属窒化物のナノ粒子である。

以上の構成によれば、光の照射により（特に、光の照射のみにより）、金属ナノ粒子を加熱し、その周囲に存在する溶媒を蒸発させることができる。

第１の観点に係る印刷用インクにおいて、
前記金属ナノ粒子は、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム、窒化タンタル、窒化チタンからなる群より選択される少なくとも１種のナノ粒子である、
ことが好ましい。

以上の構成によれば、光の照射により（特に、光の照射のみにより）、金属ナノ粒子を加熱し、その周囲に存在する溶媒を蒸発させることができる。

本発明の第２の観点に係る印刷用インクは、
溶媒と、
光を吸収して発熱する金属ナノ粒子と、
を含有し、
前記金属ナノ粒子は、遷移金属窒化物、遷移金属ホウ化物、又は遷移金属炭化物のナノ粒子であり、
前記金属ナノ粒子の複素誘電率の実部は、−２０以上０以下であり、
前記金属ナノ粒子の複素誘電率の虚部は、０以上２０以下である。

以上の構成によれば、光の照射により（特に、光の照射のみにより）、金属ナノ粒子を加熱し、その周囲に存在する溶媒を蒸発させることができる。

第２の観点に係る印刷用インクにおいて、
前記金属ナノ粒子は、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム、窒化タンタル、窒化チタン、炭化タングステン、炭化チタン、ホウ化ランタン、ホウ化チタンからなる群より選択される少なくとも１種のナノ粒子である、
ことが好ましい。

以上の構成によれば、光の照射により（特に、光の照射のみにより）、金属ナノ粒子を加熱し、その周囲に存在する溶媒を蒸発させることができる。

第１及び第２の観点に係る印刷用インクにおいて、
前記金属ナノ粒子の平均粒径は、２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下である、
ことが好ましい。

以上の構成によれば、光の照射により（特に、光の照射のみにより）、金属ナノ粒子を加熱し、その周囲に存在する溶媒を蒸発させることができる。

第１及び第２の観点に係る印刷用インクにおいて、
前記印刷用インク中での前記金属ナノ粒子の含量は、前記印刷用インクの全重量を基準に、０．１重量％以上である、
ことが好ましい。

以上の構成によれば、光の照射により（特に、光の照射のみにより）、金属ナノ粒子を加熱し、その周囲に存在する溶媒を蒸発させることができる。

第１及び第２の観点に係る印刷用インクにおいて、
前記溶媒は、水又は有機溶剤である、
ことが好ましい。

以上の構成によれば、光の照射により（特に、光の照射のみにより）、金属ナノ粒子を加熱し、その周囲に存在する溶媒を蒸発させることができる。また、揮発性の高い有機溶剤は通常毒性も高いが、以上の構成では、水や、無毒性であるものの揮発性が低いために従来は採用されなかった有機溶媒を溶媒として使用できるので、安全性にも優れている。

第１及び第２の観点に係る印刷用インクにおいて、
前記光は、３５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長帯のエネルギーが他の波長帯のエネルギーの合計よりも大きい、
ことが好ましい。

以上の構成によれば、光の照射により（特に、光の照射のみにより）、金属ナノ粒子を加熱し、その周囲に存在する溶媒を蒸発させることができる。

本発明の第３の観点に係る印刷装置は、
本発明の第１又は第２の観点に係る印刷用インクをメディアに塗布するインク塗布装置と、
前記溶媒を蒸発させて前記メディア上に塗布された前記印刷用インクを乾燥させるために、前記メディア上に塗布された前記印刷用インクに光を照射して、前記金属ナノ粒子を発熱させる光照射装置と、
を備える。

以上の構成によれば、光の照射により（特に、光の照射のみにより）、金属ナノ粒子を加熱し、その周囲に存在する溶媒を蒸発させることができる。

本発明の第３の観点に係る印刷装置は、
前記溶媒を蒸発させて前記メディア上に塗布された前記印刷用インクを乾燥させるために前記メディアを加熱するプラテンヒータをさらに備える、
ことが好ましい。

以上の構成によれば、光の照射により（特に、光の照射のみにより）、金属ナノ粒子を加熱し、その周囲に存在する溶媒を蒸発させることができる。さらに、プラテンヒータによりインクをさらに乾燥させることで、滲みを抑制するなど、好適にインクを乾燥させることができる。

本発明の第４の観点に係る印刷物の製造方法は、
本発明の第１又は第２の観点に係る印刷用インクを、メディア上に吐出する塗布工程と、
前記溶媒を蒸発させて前記メディア上に塗布された前記印刷用インクを乾燥させるために、前記メディア上に塗布された前記印刷用インクに光を照射して、前記金属ナノ粒子を発熱させる光照射工程と、
を備える。

以上の構成によれば、光の照射により（特に、光の照射のみにより）、金属ナノ粒子を加熱し、その周囲に存在する溶媒を蒸発させることができる。

本発明によれば、乾燥性に優れた印刷用インク並びに当該印刷用インクを用いた印刷装置及び印刷物の製造方法を提供できる。

第１の実施形態に係る印刷物の製造方法の流れ図。 （ａ）窒化チタンナノ粒子（平均粒径１２０ｎｍ）の複素誘電率を示す図。（ｂ）この窒化チタンナノ粒子の吸光度（実線）及び太陽光スペクトル（灰色）を示す図。両図とも特許文献１より複製。 第２の実施形態に係るインクジェットプリンタの電気的な概略構成を示すブロック図。 第２の実施形態に係るインクジェットプリンタの模式図。 （ａ）第２の実施形態に係るインクジェットプリンタのキャリッジを示す下面図。（ｂ）印刷中の第２の実施形態に係るインクジェットプリンタのキャリッジを示す側面図。 （ａ）変形例７に係るインクジェットプリンタのキャリッジを示す下面図。（ｂ）往路で印刷中の変形例７に係るインクジェットプリンタのキャリッジを示す側面図。（ｃ）復路で印刷中の変形例７に係るインクジェットプリンタのキャリッジを示す側面図。 変形例８に係るインクジェットプリンタの模式図。 （ａ）変形例９に係るインクジェットプリンタのキャリッジを示す下面図。（ｂ）印刷中の変形例９に係るインクジェットプリンタのキャリッジを示す側面図。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る印刷物の製造方法について説明する。本製造方法では、図１に示すように、塗布工程Ｓ１及び乾燥（光照射）工程Ｓ２を主に行う。

（塗布工程Ｓ１）
塗布工程Ｓ１では、インクジェットプリンタでメディア上にインクを吐出することで、メディアにインク組成物を塗布する。

（メディア）
印刷対象であるメディアは、任意であり、例えば、メディアの材料としては、ポリエチレンテレフタレート、塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アクリル、ナイロン、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂、紙、ガラス、鉄、アルミニウム、ステンレス等の金属材料等が挙げられる。また、メディアの形状は、平面状に限らず、従来の三次元インクジェットプリンタで印刷できる形状であれば任意の三次元形状でもよい。

（インクジェットプリンタ）
塗布工程Ｓ１では、後述のインクを吐出できるプリントヘッドを有し、上述のメディアに適合しているのであれば、任意のインクジェットプリンタを用いることができる。特に、塗布工程Ｓ１及び乾燥工程Ｓ２を連続して効率的に行えるため、後述する本発明の第２の実施形態に係るインクジェットプリンタを用いることが好ましい。

（インクジェット印刷用インク）
塗布工程Ｓ１で用いるインクは、後述する特定の金属ナノ粒子を含む水性インクである。

金属ナノ粒子は、窒化チタンからなる。金属ナノ粒子の平均粒径は、２０ｎｍ以上、４００ｎｍ以下である。なお、本明細書において、平均粒径は、レーザ回折・散乱式の粒子径分布測定装置を用いて測定される。より好ましくは、平均粒径は、動的光散乱法により求めた体積平均粒子径であり、動的光散乱式ナノトラック粒度分析計（Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ社製、Ｎａｎｏｔｒａｃ ＵＰＡ−ＥＸ１５０）を用いて測定できる。なお、こうして測定された平均粒径は、複数の粒子が凝集した二次粒子（最小分散単位）の粒径に基づいている。

金属ナノ粒子の含量は、水性インクの全重量に基づいて、０．１重量％以上、５．０重量％以下である。

水性インクは、溶媒として、水、又は、水を除く親水性溶媒を含み、特に、水を含むことが好ましい。

溶媒の含量は、水性インクの全重量に基づいて、４０重量％〜９５重量％であることが好ましく、５０重量％〜９０重量％であることがさらに好ましく、５０重量％〜８０重量％であることが特に好ましい。

水を除く親水性溶媒としては、水と水溶性有機溶媒との混合物が挙げられる。こうした水溶性有機溶媒としては、例えば、多価アルコール類、多価アルコールアルキルエーテル類、多価アルコールアリールエーテル類、多価アルコールアルキルエステル類、多価アルコールアリールエステル類、含窒素複素環化合物、アミド類、アミン類、含硫黄化合物類、プロピレンカーボネート、炭酸エチレン、トリメチロールプロパン、テトラメチル尿素及び尿素等が挙げられる。

また、水性インクは、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂から選ばれる少なくとも１種の樹脂を含む。この樹脂は、水性インク中に、溶解しているか、又は、分散している。

樹脂の含量は、水性インクの全重量に基づいて、１重量％以上又は２重量％以上であることが好ましく、２０重量％以下又は１０重量％以下であることが好ましい。

樹脂の種類としては、例えば、水溶性又は水分散性の、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、アルキッド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、シリコン系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノキシ系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ナイロン（登録商標）、ビニロン、アセテート、ポリ乳酸等、及びこれらの変性樹脂等が挙げられる。

なお、水溶性樹脂が配合された水性インクは、水溶性樹脂インクと呼ばれる。また、水分散性樹脂が配合された水性インクは、水分散性樹脂インクと呼ばれる。また、水分散性樹脂インクは、ラテックスインクとも呼ばれる。

上述の樹脂として、水分散性樹脂を用いる場合、この水分散性樹脂は、分散剤又は乳化剤により溶媒中に分散されていてもよい。また、この水分散性樹脂は、自己分散性又は自己乳化性の樹脂でもよい。

水性インクは、他の成分、例えば、着色剤（顔料、染料等）、希釈剤、粘度調整剤、表面張力調整剤、保湿剤、ｐＨ調整剤、防腐剤等を含んでもよい。

（乾燥工程Ｓ２）
乾燥工程Ｓ２では、塗布工程Ｓ１で水性インクが塗布されたメディアに、光照射装置で光を照射することで、メディア上に塗布された水性インクを乾燥させる。これにより、メディア上に、水性インクの樹脂成分が定着する、即ち、メディア上に樹脂の膜が形成される。

乾燥工程Ｓ２でインクに照射される光は、可視光から近赤外光にわたる光、例えば、３５０ｎｍから１０００ｎｍの波長の光を主成分とする（即ち、照射光におけるこの波長帯のエネルギーが照射光における他の波長帯のエネルギーの合計より大きい）光であることが好ましい。

乾燥工程Ｓ２でインクに照射される光の放射照度は、インクの乾燥が所望の時間内で完了するのであれば任意であり、例えば、１０００Ｗ／ｍ^２より大きく、さらには、２０００Ｗ／ｍ^２以上であることが好ましい。また、乾燥工程Ｓ２でインクに照射される光の放射照度は、インクやメディアが望まぬ変性（焦げ付きなど）を起こさぬ程度、例えば、５００００Ｗ／ｍ^２以下であることが好ましい。

（光照射装置）
乾燥工程Ｓ２では、上述の金属ナノ粒子に吸収され発熱に寄与する光を照射する任意の光照射装置を用いることができる。例えば、こうした光照射装置として、ソーラーシミュレータ、可視光レーザー装置、水銀灯、赤外線ランプ、蛍光灯、ハロゲンラプン、キセノンランプなどが挙げられる。

光照射装置は、前述のインクジェットプリンタに組み込まれていてもよいし、インクジェットプリンタとは独立していてもよい。独立している場合、前述のインクジェットプリンタと光照射装置とは、インクジェットプリンタで印刷されたメディアを随時に光照射装置に送る搬送装置により接続されていることが好ましい。

（第１の実施形態の効果）
特許文献１にも記載されているように、上述の窒化チタンの金属ナノ粒子は、可視光及び近赤外光を良く吸収し、それが分散されている水の蒸発速度を加速する。そのため、上述の構成を備える水性インクは、上述の乾燥工程Ｓ２で、可視光から近赤外光にわたる光を照射するのみで、迅速に乾燥する。このため、インクの乾燥時間、ひいては、印刷物の製造時間を短縮できる。また、インクの乾燥に時間がかかる従来の製造方法では、インクの液滴がメディアに塗布されてから乾燥が完了するまでの間に、インクの液滴が着弾点以外の部分に広がり滲みを形成するおそれがある。しかし、本製造方法によれば、インクの液滴が着弾点以外の部分に広がり滲みを形成する前に、インクの液滴を乾燥させることができるので、滲みの発生を防ぐことができる。

（変形例１）
金属ナノ粒子の組成及び粒径は、乾燥工程Ｓ２で光を照射されたときに十分に発熱し、溶媒を蒸発させることができるのであれば任意である。

例えば、金属ナノ粒子は、遷移金属窒化物、遷移金属ホウ化物、遷移金属炭化物、遷移金属酸化物、又は典型金属酸化物のナノ粒子であってもよい。こうした金属ナノ粒子としては、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム、窒化タンタル、窒化チタン、炭化タングステン、炭化チタン、ホウ化ランタン、ホウ化チタン、酸化チタン、酸化タングステン、酸化インジウム、酸化錫からなる群より選択される少なくとも１種のナノ粒子が挙げられる。こうした金属ナノ粒子の材料として、より具体的には、六ホウ化ランタン、セシウム酸化タングステン、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）、フッ素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）などが挙げられる。

また、これらの金属ナノ粒子は、乾燥工程Ｓ２で照射される光の波長域の一部で、例えば、３５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の所定範囲で、その複素誘電率の実部が、−２０以上０以下であり、虚部が、０以上２０以下であることが好ましい。金属ナノ粒子が、ある波長で、この複素誘電率の条件を満たせば、その波長の吸収が比較的に高いといえる。例えば、平均粒径が１２０ｎｍの窒化チタン粒子を水に分散させた場合、この粒子は、図２（ａ）に示すように、５００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長域で上述の複素誘電率の条件を満たすといえ、また、３５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長域の大部分で上述の複素誘電率の条件を満たすといえ、そして、図２（ｂ）に示すように、この波長域で比較的に高い吸光率を示す。

特に、金属ナノ粒子は、３５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長帯のうち、少なくとも７０％、８０％、９０％、又は９５％の波長で、上述の複素誘電率の条件を満たすことが好ましい。この場合、この金属ナノ粒子は、可視光域の大部分の波長を良く吸収できるので、乾燥工程Ｓ２で照射された可視光が効率よく熱に変換される。

（変形例２）
乾燥工程Ｓ２でインクに照射される光の波長は、インク中に配合されている金属ナノ粒子（第１の実施形態に記載の窒化チタンナノ粒子又は変形例１に記載の金属ナノ粒子）に吸収されその発熱をもたらすのであれば任意であり、例えば、照射光は、可視光（約０．４〜約０．８μｍの範囲にある波長を有する光）、近赤外光（約０．８〜約４μｍの範囲にある波長を有する光）、又は紫外光（約０．２〜約０．４μｍの範囲にある波長を有する光）でもよい。

特に、照射光は、金属ナノ粒子が変形例１に記載の複素誘電率の条件を満たす複数の波長の光を含むことが好ましく、特に、エネルギー効率の観点から、この複数の波長の光のエネルギーの合計が、照射光に含まれる他の波長の光のエネルギーの合計よりも大きいことが好ましい。例えば、図２（ａ）から明らかなように、変形例１に記載の窒化チタンナノ粒子は、３５０ｎｍ以上８００ｎｍの波長帯（特に、５００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長帯）の大部分で変形例１に記載の複素誘電率の条件を満たす。また、図２（ｂ）から明らかなように、太陽光スペクトルと同等のスペクトルを有する模倣太陽光は、３５０ｎｍ以上８００ｎｍ以下の波長帯の光のエネルギーの合計が、他の波長帯の光のエネルギーの合計よりも大きい。従って、こうした模倣太陽光をこの窒化チタンナノ粒子に照射すると、模倣太陽光のエネルギーの過半数が窒化チタンナノ粒子に効率よく吸収されることになる。

（変形例３）
塗布工程Ｓ１で用いるインクとして、上述の水性インクの代わりに、上述の金属ナノ粒子と任意の溶媒（例えば、有機溶媒）とを含むインクジェット印刷可能な他種のインク、例えば、ソルベントインクなどを採用してもよい。これらのインクは、上述の金属ナノ粒子が配合されている点以外は、従来のインクジェット印刷用インクと同様の組成を有していればよい。こうしたインクでは、溶媒として、水分を含まない又は水分含有量が低い有機溶剤が用いられることもあるが、こうした溶媒の乾燥も、第１の実施形態に記載の窒化チタンナノ粒子又は変形例１に記載の金属ナノ粒子により加速されると期待される。

（変形例４）
第１の実施形態で用いるインクに、上述の金属ナノ粒子（第１の実施形態に記載の窒化チタンナノ粒子又は変形例１に記載の金属ナノ粒子）に代えて又は加えて、光を吸収して発熱する材料、例えば、紫外線吸収剤、赤外線吸収剤などを配合してもよい。また、この場合、当該材料が吸収する光を印刷したインクに照射して乾燥させる追加乾燥工程Ｓ３を、乾燥工程Ｓ２の前に、乾燥工程Ｓ２の後に、及び／又は、乾燥工程Ｓ２と並行して、行ってもよい。

こうした紫外線吸収剤としては、例えば、酸化チタンなどが挙げられる。また、赤外線吸収剤としては、例えば、ホウ化ランタン（六ホウ化ランタンなど）、酸化タングステン（セシウム酸化タングステンなど）、酸化インジウム（錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）など）、酸化錫〈アンチモンドープ酸化錫（ＡＴＯ）、フッ素ドープ酸化錫（ＦＴＯ）など）などが挙げられる。

（変形例５）
塗布工程Ｓ１を、インクジェットプリンタの代わりに、任意の印刷装置（インク塗布装置）を用いて行ってもよい。例えば、こうした印刷装置として、スクリーン印刷装置、ディスペンサ印刷装置などが挙げられる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るインクジェットプリンタ１０について、図３〜５を参照しつつ、説明する。インクジェットプリンタ１０によれば、第１の実施形態に係る製造方法を好適に行い、メディア２上に画像３を印刷できる。

（インクジェットプリンタ１０の構成）
インクジェットプリンタ１０は、図３及び４に示すように、搬送機構１１と、インクタンク１２と、インク供給機構１３と、プリントヘッド１４と、駆動機構１５と、光照射部１６と、制御部（コントローラ）１７と、を備える。

搬送機構１１は、メディア２を、前後方向に沿って搬送する。搬送機構１１は、ベルトコンベアから構成される。搬送機構１１は、メディア２が置かれるテーブル及びテーブルを駆動する駆動機構を備えるものであってもよい。

インクタンク１２は、第１の実施形態で説明したのと同様な水性インクを貯蔵するインクカートリッジであり、インクジェットプリンタ１０に取り付けられる。

インク供給機構１３は、インクタンク１２内の水性インクをプリントヘッド１４に供給する機構である。インク供給機構１３は、水性インクを貯留するサブタンクと、インクタンク１２内の水性インクをサブタンクに供給する供給管と、サブタンクに貯留した水性インクを、プリントヘッド１４を介して循環させる循環路を形成する循環管と、循環路における水性インクの循環を制御する弁と、当該弁を駆動する駆動装置と、を備える。

プリントヘッド１４は、インク供給機構１３から供給される水性インクをインクジェット方式で吐出し、メディア２に塗布する。プリントヘッド１４は、インク供給機構１３の前記循環路を循環するインクを貯留する貯留室と、貯留室に貯留されている水性インクを押し出す圧電素子又はヒータと、押し出された水性インクを吐出するノズルと、を備える。なお、複数組の貯留室と、圧電素子又はヒータと、ノズルと、を後述の副走査方向に沿って並べて配置してもよい。これにより、副走査方向に沿って並ぶ複数の画素について同時に水性インクを吐出できる。

駆動機構１５は、プリントヘッド１４をメディア２の搬送方向（副走査方向）に直交する方向（主走査方向）に移動させる。駆動機構１５は、図４及び５に示すように、プリントヘッド１４を搭載するキャリッジ１５ａと、キャリッジ１５ａを主走査方向に移動させる移動機構１５ｂと、を備える。前記移動機構１５ｂは、キャリッジ１５ａを主走査方向に移動可能に支持するガイドレール、キャリッジ１５ａを牽引する牽引索及び牽引索を巻き取る巻き取り機構（ガイドレールの両端部それぞれに一組ずつ配置される）を含んで構成される。

光照射部１６は、図５に示すように、メディア２に塗布された水性インクに光を照射する光照射装置１６ａを含む。光照射装置１６ａは、上述のキャリッジ１５ａ上に搭載されている。光照射装置１６ａは、第１の実施形態に記載の、任意の光照射装置を用いることができる。特に、光照射装置１６ａとして、ハロゲンランプ、キセノンランプ、又は赤外線ランプを用いることが好ましい。

制御部１７は、図３に示すように、搬送機構１１（例えば、上記ベルトコンベア又は駆動機構）と、インク供給機構１３（例えば、上記駆動装置）と、プリントヘッド１４（例えば、上記圧電素子又はヒータ）と、駆動機構１５（例えば、上記巻き取り機構）と、光照射部１６と、を制御し、メディア２に水性インクを塗布し、乾燥させる印刷処理を行う。

当該処理を行うため、制御部１７は、プログラム、各種データを記憶する記憶装置（ハードディスク、フラッシュメモリ等）と、記憶装置に記憶されたプログラムを実行し、各種データを用いることで前記印刷処理を実際に実行するプロセッサ（ＣＰＵ（Central Processing Unit）等）と、当該プロセッサのメインメモリと、各種インターフェースと、を含んで構成される。制御部１７は、例えば、パーソナルコンピュータであってもよい。

（印刷処理）
印刷処理は、外部のホストコンピュータ等から画像データが供給されたことを契機として開始される。前記画像データは、各画素毎の水性インクの吐出の有無のデータを含んでいる。

制御部１７は、まず、搬送機構１１を制御してメディア２を印刷開始位置まで移動させる。

次に、制御部１７は、駆動機構１５を制御し、プリントヘッド１４をメディア２に対して相対的に一定の搬送速度で主走査方向に沿って一方から他方に（図５中では紙面の右から左に）移動させる（図５参照）。この移動中、制御部１７は、プリントヘッド１４が備えるノズルが水性インクを吐出する画素の位置（画像データにより指定される）に到達したタイミングで、当該プリントヘッド１４を制御し当該ノズルから水性インクを液滴の形（図５（ｂ）の液滴Ｌ）で吐出させる。この間、光照射装置１６ａは、プリントヘッド１４に追従して移動し、メディア２に塗布された水性インクに光を照射して、乾燥させる。

その後、制御部１７は、搬送機構１１を制御してメディア２を副走査方向に１画素分だけ送る。その後、制御部１７は、プリントヘッド１４を一方（図５中では紙面の右）に戻してから、前記と同様に主走査方向に沿ってプリントヘッド１４を再び一方から他方に移動させながらインクを吐出させ、２行目を印刷する。制御部１７は、このようなことを繰り返し、各行を印刷する。各行の印刷により、画像３全体が印刷される。このようにして、制御部１７は、プリントヘッド１４のメディア２に対する相対的な移動（メディア２側を移動させてもよい）を制御し、画像３を印刷する。

プリントヘッド１４に複数のノズルを設けてもよく、その場合には、制御部１７は、当該ノズルの数の画素分だけメディア２を副走査方向に送る。

（第２の実施形態の効果）
従来の水性インクは乾燥時間が遅いので、ドットの印刷に掛かる時間に対する印刷したドットの乾燥に掛かる時間の割合が大きすぎるため、乾燥装置をプリントヘッドと同じキャリッジに搭載して、通常の印刷速度で移動させると、十分な乾燥時間が得られないおそれがあった。また、上述の割合だけ乾燥装置を副走査方向に長く設ければ十分な乾燥時間を確保できるかもしれないが、キャリッジ上に極めて長い乾燥装置を設ける必要があり、その結果、印刷装置全体を巨大化せざるをえない。

一方、第１の実施形態に掛かる水性インクを用いれば、ドットの印刷に掛かる時間に対する印刷したドットの乾燥に掛かる時間の割合を抑えることができるので、乾燥装置として光照射部をプリントヘッドと同じキャリッジに搭載して、通常の印刷速度で移動させても、十分な乾燥時間が得られる。

また、可視光や赤外線を照射する光照射装置は、ソルベントＵＶインクなどの乾燥に用いられる紫外線照射装置に比べ、比較的に安価なので、第２の実施形態に係るインクジェットプリンタ１０の製造及び補修も経済的に行える。また、紫外線は、皮膚がんの誘発や視力の低下などの人体への悪影響が懸念されるが、可視光や赤外線は、こうした悪影響を人体にもたらさないので、第２の実施形態に係るインクジェットプリンタ１０は、紫外線照射装置を備える従来のインクジェットプリンタと比較して、安全性にも優れているといえる。

（変形例６）
インクジェットプリンタ１０で、複数の異なる色のインクを印刷できるように構成されてもよい。例えば、インクタンク１２、インク供給機構１３、プリントヘッド１４を、各色毎に設け、全てのプリントヘッド１４を同一のキャリッジ１５ａ上に搭載するなどしてもよい。

（変形例７）
第２の実施形態では、プリントヘッド１４を主走査方向に沿って一方から他方に移動させる過程（往路）で水性インクの吐出を行い、プリントヘッド１４を主走査方向に沿って他方から一方に移動させる過程（復路）では水性インクの吐出を行わないが、インクジェットプリンタ１０（特に、制御部１７）は、復路でもインクを吐出するように構成されてもよい。

このとき、図６（ａ）に示すように、キャリッジ１５ａ上に、プリントヘッド１４を挟んで、２つの光照射部１６Ｒ、１６Ｌを設けることが好ましい。この構成によれば、往路では、図６（ｂ）に示すように、紙面右側の光照射部１６Ｒを用いて、印刷した水性インクを乾燥させ、復路では、図６（ｃ）に示すように、紙面左側の光照射部１６Ｌを用いて、印刷した水性インクを乾燥させることができる。このため、当該構成によれば、往路及び復路の両方で水性インクの印刷及び乾燥を並行して行えるため、印刷物の製造時間を短縮できる。

（変形例８）
ロール状のメディア２に印刷する場合など、搬送機構１１の代わりに、図７に示すように、プラテン１１Ｐ及びローラー１１Ｒを用いてもよい。この場合、メディア２は、その印刷中、前方のローラー１１Ｒから後方のローラー１１Ｒに向けて連続して搬送されている。

また、プラテン１１Ｐ内に、１つ以上のヒータ（プラテンヒータ）を設けてもよい。プラテンヒータとしては、図７に示すように、インク滴が着弾する前の位置でメディア２を加熱するプリヒータ１８Ａ、インクジェットプリンタ１０のプリントヘッド１４と対向する位置で（即ち、インク敵が着弾する位置で）メディア２を加熱するプリントヒータ１８Ｂ、さらに下流でメディア２を加熱するアフターヒータ１８Ｃが挙げられる。これらのプラテンヒータを１種類のみ（即ち、プリヒータ１８Ａ、プリントヒータ１８Ｂ、又はアフターヒータ１８Ｃのいずれかのみ）をプラテン１１Ｐに設けてもよいし、２種以上をプラテン１１Ｐに設けてもよい。これらのプラテンヒータは、それぞれ独立して、伝熱式でもよいし、また、温風ヒータ、赤外線ヒータなどの乾燥機でもよい。プラテンヒータとして赤外線ヒータを採用する場合、これらのヒータによる溶媒乾燥の効率を高めるために、水性インクに赤外線吸収剤をさらに配合してもよい。

プリヒータ１８Ａによれば、例えば、光照射部１６で加熱されるメディア２の温度を予め所定の温度とすることができるので、光照射部１６による乾燥での乾燥条件を一定とすることができる。

また、プリントヒータ１８Ｂによれば、光照射部１６による加熱に加えて、メディア２に着弾したインクをプリントヒータ１８Ｂによりさらに加熱することで、インクの滲みをより一層抑えることができる。

さらに、アフターヒータ１８Ｃによれば、例えば、メディア２上に印刷されたインクを完全に乾燥させることで、メディア２へのインクの定着をより一層確実なものにできる。

（変形例９）
インクジェットプリンタ１０で、水性インクの代わりに、変化例１〜５に記載のインクを使用してもよい。また、用いたインクの印刷に必要な後処理や前処理を行うための従来既知の装置をインクジェットプリンタ１０に設けてもよい。

例えば、変形例４に記載のように紫外線吸収剤を追加で配合したインクを用いる場合、場合、図８に示すように、キャリッジ１５ａ上で、光照射部１６の下流に、紫外線照射装置１９ａからなる紫外線照射部１９を設けてもよい。この場合、プリントヘッド１４から当該インクをメディア２上に吐出すると、まず、光照射装置１６ａから印刷されたインクに光が照射され、続いて、紫外線照射装置１９ａから印刷されたインクに紫外線が照射される。これにより、インクの乾燥をより一層迅速に行うことができる。

同様に、その他の光吸収材料を追加で配合したインクを用いる場合、紫外線照射部１９の代わりに、当該光吸収材料に吸収され発熱に寄与する任意の光を照射する追加の光照射部を設けることが好ましい。

（変形例１０）
第１の実施形態に記載の窒化チタンナノ粒子及び変形例１に記載の金属ナノ粒子自体を着色剤として用いることもできる。この場合、インクに別の着色剤を配合しなくてもよい。

（変形例１１）
第１の実施形態に記載の窒化チタンナノ粒子及び変形例１に記載の金属ナノ粒子は、インクに照射される光によりインク中で表面プラズモン共鳴を示し、これにより、発熱効率が高くなるものが好ましい。

（付記）
本明細書が開示する構成（上記実施の形態及び変形例により開示される構成）を下記に付記する。
［付記のリスト１］
［付記１］
溶媒と、
光を吸収して発熱する金属ナノ粒子と、
を含有し、
前記金属ナノ粒子は、遷移金属窒化物のナノ粒子である、
印刷用インク。

［付記２］
前記金属ナノ粒子は、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム、窒化タンタル、窒化チタンからなる群より選択される少なくとも１種のナノ粒子である、
付記１に記載の印刷用インク。

［付記３］
溶媒と、
光を吸収して発熱する金属ナノ粒子と、
を含有し、
前記金属ナノ粒子は、遷移金属窒化物、遷移金属ホウ化物、又は遷移金属炭化物のナノ粒子であり、
前記金属ナノ粒子の複素誘電率の実部は、−２０以上０以下であり、
前記金属ナノ粒子の複素誘電率の虚部は、０以上２０以下である、
印刷用インク。

［付記４］
前記金属ナノ粒子は、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム、窒化タンタル、窒化チタン、炭化タングステン、炭化チタン、ホウ化ランタン、ホウ化チタンからなる群より選択される少なくとも１種のナノ粒子である、
付記３に記載の印刷用インク。

［付記５］
前記金属ナノ粒子の平均粒径は、２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下である、
付記１から４のいずれか１つに記載の印刷用インク。

［付記６］
前記印刷用インク中での前記金属ナノ粒子の含量は、前記印刷用インクの全重量を基準に、０．１重量％以上である、
付記１から５のいずれか１つに記載の印刷用インク。

［付記７］
前記溶媒は、水又は有機溶剤である、
付記１から６のいずれか１つに記載の印刷用インク。

［付記８］
前記光は、３５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長帯のエネルギーが他の波長帯のエネルギーの合計よりも大きい、
付記１から７のいずれか１つに記載の印刷用インク。

［付記９］
付記１から８のいずれか１つに記載の印刷用インクをメディアに塗布するインク塗布装置と、
前記溶媒を蒸発させて前記メディア上に塗布された前記印刷用インクを乾燥させるために、前記メディア上に塗布された前記印刷用インクに光を照射して、前記金属ナノ粒子を発熱させる光照射装置と、
を備える、
印刷装置。

［付記１０］
前記溶媒を蒸発させて前記メディア上に塗布された前記印刷用インクを乾燥させるために前記メディアを加熱するプラテンヒータをさらに備える、
付記９に記載の印刷装置。

［付記１１］
付記１から８のいずれか１つに記載の印刷用インクを、メディア上に吐出する塗布工程と、
前記溶媒を蒸発させて前記メディア上に塗布された前記印刷用インクを乾燥させるために、前記メディア上に塗布された前記印刷用インクに光を照射して、前記金属ナノ粒子を発熱させる光照射工程と、
を備える、
印刷物の製造方法。

［付記のリスト２］
［付記１］
溶媒と、
光を吸収して発熱する金属ナノ粒子と、
を含有し、
前記金属ナノ粒子は、遷移金属酸化物又は典型金属酸化物のナノ粒子である、
印刷用インク。

［付記２］
前記金属ナノ粒子は、酸化チタン、酸化タングステン、酸化インジウム、酸化錫からなる群より選択される少なくとも１種のナノ粒子である、
付記１に記載の印刷用インク。

［付記３］
前記金属ナノ粒子の平均粒径は、２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下である、
付記１又は２に記載の印刷用インク。

［付記４］
前記印刷用インク中での前記金属ナノ粒子の含量は、前記印刷用インクの全重量を基準に、０．１重量％以上である、
付記１から３のいずれか１つに記載の印刷用インク。

［付記５］
前記溶媒は、水又は有機溶剤である、
付記１から４のいずれか１つに記載の印刷用インク。

［付記６］
付記１から５のいずれか１つに記載の印刷用インクをメディアに塗布するインク塗布装置と、
前記溶媒を蒸発させて前記メディア上に塗布された前記印刷用インクを乾燥させるために、前記メディア上に塗布された前記印刷用インクに光を照射して、前記金属ナノ粒子を発熱させる光照射装置と、
を備える、
印刷装置。

［付記７］
前記溶媒を蒸発させて前記メディア上に塗布された前記印刷用インクを乾燥させるために前記メディアを加熱するプラテンヒータをさらに備える、
付記６に記載の印刷装置。

［付記８］
付記１から５のいずれか１つに記載の印刷用インクを、メディア上に吐出する塗布工程と、
前記溶媒を蒸発させて前記メディア上に塗布された前記印刷用インクを乾燥させるために、前記メディア上に塗布された前記印刷用インクに光を照射して、前記金属ナノ粒子を発熱させる光照射工程と、
を備える、
印刷物の製造方法。

２ メディア
３ 画像
１０ インクジェットプリンタ
１１ 搬送機構
１１Ｐ プラテン
１１Ｒ ローラー
１２ インクタンク
１３ インク供給機構
１４ プリントヘッド
１５ 駆動機構
１５ａ キャリッジ
１５ｂ 移動機構
１６、１６Ｒ、１６Ｌ 光照射部
１６ａ 光照射装置
１７ 制御部
１８Ａ プリヒータ
１８Ｂ プリントヒータ
１８Ｃ アフターヒータ
１９ 紫外線照射部
１９ａ 紫外線照射装置
Ｌ 液滴

Claims (11)

1. 溶媒と、
   光を吸収して発熱する金属ナノ粒子と、
   を含有し、
   前記金属ナノ粒子は、遷移金属窒化物のナノ粒子である、
   印刷用インク。
2. 前記金属ナノ粒子は、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム、窒化タンタル、窒化チタンからなる群より選択される少なくとも１種のナノ粒子である、
   請求項１に記載の印刷用インク。
3. 溶媒と、
   光を吸収して発熱する金属ナノ粒子と、
   を含有し、
   前記金属ナノ粒子は、遷移金属窒化物、遷移金属ホウ化物、又は遷移金属炭化物のナノ粒子であり、
   前記金属ナノ粒子の複素誘電率の実部は、−２０以上０以下であり、
   前記金属ナノ粒子の複素誘電率の虚部は、０以上２０以下である、
   印刷用インク。
4. 前記金属ナノ粒子は、窒化ジルコニウム、窒化ハフニウム、窒化タンタル、窒化チタン、炭化タングステン、炭化チタン、ホウ化ランタン、ホウ化チタンからなる群より選択される少なくとも１種のナノ粒子である、
   請求項３に記載の印刷用インク。
5. 前記金属ナノ粒子の平均粒径は、２０ｎｍ以上４００ｎｍ以下である、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の印刷用インク。
6. 前記印刷用インク中での前記金属ナノ粒子の含量は、前記印刷用インクの全重量を基準に、０．１重量％以上である、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の印刷用インク。
7. 前記溶媒は、水又は有機溶剤である、
   請求項１から６のいずれか１項に記載の印刷用インク。
8. 前記光は、３５０ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長帯のエネルギーが他の波長帯のエネルギーの合計よりも大きい、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の印刷用インク。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の印刷用インクをメディアに塗布するインク塗布装置と、
   前記溶媒を蒸発させて前記メディア上に塗布された前記印刷用インクを乾燥させるために、前記メディア上に塗布された前記印刷用インクに光を照射して、前記金属ナノ粒子を発熱させる光照射装置と、
   を備える、
   印刷装置。
10. 前記溶媒を蒸発させて前記メディア上に塗布された前記印刷用インクを乾燥させるために前記メディアを加熱するプラテンヒータをさらに備える、
    請求項９に記載の印刷装置。
11. 請求項１から８のいずれか１項に記載の印刷用インクを、メディア上に吐出する塗布工程と、
    前記溶媒を蒸発させて前記メディア上に塗布された前記印刷用インクを乾燥させるために、前記メディア上に塗布された前記印刷用インクに光を照射して、前記金属ナノ粒子を発熱させる光照射工程と、
    を備える、
    印刷物の製造方法。