JP2019217771A

JP2019217771A - インクジェット印刷によって物体に印刷を行う方法

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Publication number: JP2019217771A
Application number: JP2019114313A
Authority: JP
Inventors: ファルターズィラス; Falter Silas
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2018-06-21
Filing date: 2019-06-20
Publication date: 2019-12-26
Anticipated expiration: 2039-06-20
Also published as: CN110626089A; US10611175B2; DE102018210113B3; CN110626089B; US20190389228A1; JP6599038B1

Abstract

【課題】同色の大きな面が物体に印刷された場合に、一様に見える印刷像を得る。【解決手段】少なくとも１つのインクジェット印刷ヘッドを用いて物体に印刷像を印刷する方法は、印刷像が少なくとも２つのレーン１、２から構成され、各レーンは、内側に位置する１つのコア領域３と外側に位置する２つの縁領域４とを有し、少なくとも２つのレーンは、隣り合う縁領域が相互に接し合うまたは部分的に重なり合うように配置されるステップ１）と、２つのレーンにＵＶ放射源を用いてＵＶ放射を照射するステップ２）とを有し、ステップ２）では、ＵＶ放射の強度を、レーンの内側に位置するコア領域から外側に位置する縁領域の外縁へ向けて低下させることにより、一様な印刷像を印刷することができる。【選択図】図３

Description

本発明は、物体上に一様に見える印刷像が得られる、インクジェット印刷によって物体に印刷を行う方法に関する。

インクジェット印刷によって、物体、特に球面の物体、たとえばサッカーボール、オートバイ用ヘルメットなどに印刷を行うとき、物体上に印刷されるべき印刷像が、比較的小さいサイズの従来慣用のインクジェット印刷ヘッドを考慮して、単一の工程では印刷されず、所望される印刷像は、個々のレーンに分割され、個々のレーンが順次インクジェット印刷ヘッドによって物体上に印刷され、順次放射によって、たいていはＵＶ放射によって硬化させられるという既知の方式が存在する。そのために適した印刷機は、たとえば独国特許出願公開第１０２０１５２０３７９８号明細書（DE 10 2015 203 798 A1）に記載されている。

この種の物体の印刷における特別な試みは、結果として、複数のレーンから構成された、肉眼では判断されない一様な印刷像を物体上に得ることである。この課題は、同色の大きな面が物体に印刷される場合に特に顕著である。

従来技術において、これらの試みに対処する様々なアプローチが記載されている。

欧州特許出願公開第３０２３２５３号明細書（EP 3 023 253 A1）には、容器に対するインクジェット印刷用の方法および装置が記載されている。容器上に割合大きな印刷像を形成するために、接続領域で櫛形に重なり合う部分印刷が用いられる。

国際公開第２０１３／１６５３９４号（WO 2013/165394 A1）には、印刷後にＵＶ出力が変化する、たとえば線形に増加されるインクジェット印刷法が記載されている。このインクジェット印刷法では、ＵＶ出力の変化は、印刷されたレーンの全幅にわたって一様に行われる。

従来技術による方法は、実質的に、隣り合う印刷レーンの境界領域を幾何学的に最適化すること、またはレーン接続部の目立ちやすさを低減するために、印刷レーンの全幅にわたってＵＶ放射出力を最適化することに限定されている。従来技術に記載された方法は、視覚的な結果から満足できるものではない。

本発明の課題は、レーン接続部の目立ちやすさをさらに低減し、印刷像の視覚的な均一性をさらに高めることができる、改善された、物体に対するインクジェット印刷法を提供することである。

予想を超えて、各レーンに対するピニング出力、つまり使用されるＵＶ放射の強度が、レーンの縁領域で低下するように調整されると、極めて均一の印刷像が得られることが判った。

ゆえに本発明は、インクジェット印刷によって物体に印刷を行う方法に関し、以下のステップ：
ｉ）物体を用意し、少なくとも１つのインクジェット印刷ヘッドを用いて物体に印刷像を印刷し、その際、印刷像は、少なくとも２つのレーンから構成されており、各レーンは、内側に位置する１つのコア領域と外側に位置する２つの縁領域とを有し、少なくとも２つのレーンは、隣り合うレーンの、外側に位置する縁領域が相互に接し合うまたは部分的に重なり合うように配置されている、ステップと、
ｉｉ）ステップｉ）において形成されたレーンにＵＶ放射源を用いてＵＶ放射を照射する、ステップと、
を含む、インクジェット印刷によって物体に印刷を行う方法において、
ステップｉｉ）における照射時に使用されるＵＶ放射の強度を、ステップｉ）において形成されたレーンの、内側に位置するコア領域から外側に位置する縁領域の外縁へ向けて低下させることを特徴とする。

本発明の枠内では、印刷とは、印刷された少なくとも２つのレーンから構成される上位の像モチーフと解される。

好適には、本発明に係る方法では、物体に印刷を行うとき、ＵＶ放射により硬化させることが可能であるインクが使用される。インクの選択は、特に制限されない。原則として、当業者に知られた、印刷機において印刷およびＵＶ硬化に使用可能な全てのインクを利用することができる。インクは、有色であっても無色であってもよいが、有色のインクが有利である。

本発明によれば、少なくとも２つのレーンが、物体上に、少なくとも１つのインクジェット印刷ヘッドを用いて形成され、その際、少なくとも２つのレーンは、続いてＵＶ放射源を用いて硬化させられる。好ましい形態では、少なくとも１つのインクジェット印刷ヘッドは、物体上に少なくとも２つのレーンを形成するために、所定の区間を進み、ＵＶ放射源は、この区間に追従し、これにより物体上にインクを塗布した後、時間的な間隔を置いて、物体上のインクの硬化が実現される。特に好適な形態では、物体は、少なくとも１つのインクジェット印刷ヘッドを用いて少なくとも２つのレーンが形成されるとき、少なくとも１つのインクジェット印刷ヘッドの下方で所定の区間を進み、ＵＶ放射源は、この区間に追従する。

本発明に係る方法の好適な形態では、ステップｉｉ）において行われた照射時のＵＶ放射の強度は、ＵＶ放射がステップｉ）において形成されたレーンの中間硬化だけをもたらすように調整される。続いて、ステップｉｉ）に続くステップｉｉｉ）において、中間硬化させられたレーンは、より大きな強度のＵＶ放射による照射によって完全に硬化させられる。

本発明によれば、ステップｉｉ）における照射時に使用されるＵＶ放射の強度は、ステップｉ）において形成されたレーンの、内側に位置するコア領域から外側に位置する縁領域の外縁へ向けて低下させられる。好適には、ＵＶ放射の強度は、レーンの、内側に位置するコア領域の全幅にわたってほぼ一定であり、この場合、各々の外側に位置する縁領域の内縁から、各々の外側に位置する縁領域の外縁へ向けて低下させられる。

好適な形態では、ステップｉｉ）における照射時に使用されるＵＶ放射の強度は、ステップｉ）において形成されたレーンの、内側に位置するコア領域から、外側に位置する縁領域の外縁へ向けて、ゼロの強度まで低下させられる。

内側に位置するコア領域から各々の外側に位置する縁領域の外縁へ向けたＵＶ放射の強度の低下は、線形、指数関数的または他の経過をたどってよい。内側に位置するコア領域から各々の外側に位置する縁領域の外縁へ向けたＵＶ放射の強度のほぼ指数関数的な低下が有利である。レーンの、外側に位置する縁領域の外縁におけるゼロの強度への、ＵＶ放射の強度のほぼ指数関数的な低下が有利である。

本発明によれば、ステップｉｉ）においては、ステップｉ）において形成されたレーンにＵＶ放射が照射される。好適な形態では、内側に位置するコア領域におけるＵＶ放射の強度は、最大５０００ｍＷ／ｃｍ²、好適には最大３０００ｍＷ／ｃｍ²、特に好適には最大２０００ｍＷ／ｃｍ²である。好適な形態では、ステップｉｉ）における照射時に使用されるＵＶ放射の強度は、レーンの全幅にわたって、０〜５０００ｍＷ／ｃｍ²の範囲、好適には０〜３０００ｍＷ／ｃｍ²の範囲、特に好適には０〜２０００ｍＷ／ｃｍ²の範囲にある。

本発明によれば、印刷像は、少なくとも２つのレーンから構成されており、この場合、少なくとも２つのレーンは、隣り合うレーンの、外側に位置する縁領域が相互に接し合うまたは部分的に重なり合うように配置されている。隣り合うレーンは、相互に平行にまたは他の形で、たとえば相互に斜めに配置されてよい。隣り合うレーンが相互に平行に配置されているとき、レーンは、相互に接し合ってよい、つまり中間スペースなくかつ重なり合うことなく相並んで配置されよい、または部分的に重なり合ってよい。隣り合うレーンが相互に斜めに配置されているとき、レーンは、少なくとも部分的に重なり合う。好適な形態では、少なくとも２つのレーンは、相互に平行に配置されている。特に好適な形態では、少なくとも２つのレーンは、相互に平行に配置されていて、部分的に重なり合う。

ステップｉ）において形成されるレーンの幅は、特に制限されておらず、実質的に、使用されるインクジェット印刷ヘッドの印刷幅にのみ依存している。好適な形態では、ステップｉ）で形成されるレーンの幅は、０．５ｃｍ〜１０ｃｍ、好適には１ｃｍ〜８ｃｍの範囲にある。

物体上に形成される各レーンは、内側に位置する１つのコア領域と、外側に位置する２つの縁領域とを有し、これらが一緒になって各々のレーンの全幅が形成される。好適には、レーンの、外側に位置する２つの縁領域は、同一の幅を有する。レーンの、好適には、内側に位置するコア領域の幅と、外側に位置する縁領域の幅との比は、１：５０００〜５０００：１の範囲、特に好適には１：１０００〜１０００：１の範囲、その上特に好適には１：５００〜５００：１の範囲、特別には１：１００〜１００：１の範囲にある。

本発明に係る方法では、ＵＶ放射は、照射されたレーンの、内側に位置するコア領域から外側に位置する縁領域の外縁へ向けて低下させられる。好適には、これは、以下の手段のうちの少なくとも１つ：
ａ）特に遮蔽体を用いてＵＶ放射源を部分的に遮蔽する；
ｂ）特に遮蔽体を用いて物体を部分的に遮蔽する；
ｃ）物体の位置とＵＶ放射源の位置とを相互に変更する、特に相互に成される角度を変化させる；
ｄ）ＵＶ放射源（５）の局所的な出力を制御する；
ことによって達成される。

好適な場合ｄ）において、ＵＶ放射源は、ＬＥＤストリップであってよく、ＬＥＤストリップでは、ＵＶ放射を放出するＬＥＤ放射器が相並んで整列されている。縁部へ向けたＵＶ放射強度の低下を達成するために、そのようなＬＥＤストリップでは、たとえば外側に位置するＬＥＤ放射器の放射出力は、内側に位置するＬＥＤ放射器と比べて低下させられていてよい。

本発明に係る方法において、印刷が行われる物体として、少なくとも部分的に湾曲した構造を有し、特に球面の、すなわち楕円形またはボール状の形状を有する物体が有利である。印刷されるべき物体に適した例は、ボール、たとえばサッカーボール、ハンドボールまたはバスケットボール、ヘルメット、たとえばオートバイ用ヘルメット、レーシング用ヘルメットまたは自転車用ヘルメット、瓶、缶などである。

原則として、本発明に係る方法では、ＵＶ放射源として、当業者に知られた全てのＵＶ放射源、たとえばＵＶ発光ダイオード（ＬＥＤ）、ＵＶ冷陰極管、ＵＶレーザ、石英ランプまたは水銀蒸気ランプを使用してよい。

相並んで位置する平行な２つのレーンを概略的に示す図である。空間方向ｘおよびｙにとともに、図１に示された、相並んで位置する平行な２つのレーンを示していて、さらに両方のレーンに対する、ＵＶ出力と称されてもよい、加えられたＵＶ放射強度の局所的な分布を概略的に示す図である。図２と同様の原理を示す。

図１は、相並んで位置する平行な２つのレーン（１，２）を略示している。レーン（１，２）は、相互に直に接していて、それぞれ内側に位置する１つのコア領域（３）と外側に位置する２つの縁領域（４）とを有する。ＵＶ放射源（５）も図示されており、このＵＶ放射源（５）は、たとえば相並んで配置されたＵＶ−ＬＥＤ（図示されていない）を有してよい。第１のステップにおいて、第１のレーン（１）は、物体が定位置のインクジェット印刷ヘッド（図示されていない）の下方で上から下へ（ｙ軸に沿って）移動させられることによって形成され、次いで、このようにして形成されたレーンは、第２ステップで、ＵＶ放射源（５）を用いたＵＶ放射によって硬化させられる（ピニング）。その際、ＵＶ放射源（５）は、レーンの経過に追従し、つまり同様に上から下へ（ｙ軸に沿って、ＵＶ放射源において矢印により記号化して示された）移動する。続いて、第２のレーン（２）が同様に形成され、ＵＶ放射源（５）を用いた照射によって硬化させられる。

図２は、空間方向ｘおよびｙにとともに、図１に示された、相並んで位置する平行な２つのレーン（１，２）を示していて、さらに両方のレーン（１，２）に対する、ＵＶ出力と称されてもよい、加えられたＵＶ放射強度の局所的な分布を略示している（点付きの実線、ｙ方向で増加するＵＶ放射強度）。レーン（１，２）の、内側に位置するコア領域（３）では、ＵＶ放射強度は、内側に位置する各々のコア領域の全幅にわたってほぼ一定であり、最大のレベルにある。外側に位置する縁領域（４）では、ＵＶ放射強度を、内側に位置するコア領域（３）の高いレベルから、外縁に位置する縁領域（４）の外縁でのゼロのＵＶ放射強度まで低下させる。内側に位置するコア領域（３）から外側に位置する縁領域（４）へ向けたＵＶ放射強度の低下は、エッジ（６）とも呼ばれる。

図３は、図２と同様の原理を示している。図３では、相並んで位置する平行な２つのレーン（１，２）の各々のそれぞれの外側に位置する縁領域（４）が部分的に重なり合う（４ａ）。ゆえにＵＶ放射源（図示されていない）を用いた照射も、ＵＶ放射が照射された面が、レーンの、外側に位置する縁領域で部分的に重なり合う（点付きの実線）ように行われる。

１第１のレーン
２第２のレーン
３内側に位置するコア領域
４外側に位置する縁領域
４ａ重なり合う、外側に位置する縁領域
５ＵＶ放射源
６ＵＶ放射強度の曲線のエッジ
ｘ空間方向ｘ
ｙ空間方向ｙ

Claims

インクジェット印刷によって物体に印刷を行う方法であって、
以下のステップ：
ｉ）物体を用意し、少なくとも１つのインクジェット印刷ヘッドを用いて物体に印刷像を印刷し、その際、前記印刷像は、少なくとも２つのレーン（１，２）から構成されており、各前記レーン（１，２）は、内側に位置する１つのコア領域（３）と外側に位置する２つの縁領域（４）とを有し、少なくとも２つの前記レーン（１，２）は、隣り合う前記レーンの外側に位置する前記縁領域（４）が相互に接し合うまたは部分的に重なり合うように配置されている、ステップと、
ｉｉ）ステップｉ）において形成された前記レーン（１，２）にＵＶ放射源（５）を用いてＵＶ放射を照射する、ステップと、
を含む、インクジェット印刷によって物体に印刷を行う方法において、
ステップｉｉ）の照射時に使用されるＵＶ放射の強度を、ステップｉ）で形成された前記レーン（１，２）の、内側に位置する前記コア領域（３）から外側に位置する前記縁領域（４）の外縁へ向けて低下させることを特徴とする、インクジェット印刷によって物体に印刷を行う方法。
インクジェット印刷による前記物体の印刷時、ＵＶ放射によって硬化させることが可能であるインクを使用する、請求項１記載の方法。
少なくとも１つの前記インクジェット印刷ヘッドを用いて少なくとも２つの前記レーン（１，２）を形成するとき、前記物体を、少なくとも１つの前記インクジェット印刷ヘッドの下方で所定の区間を進み、前記ＵＶ放射源（５）は、該区間に追従する、請求項１または２記載の方法。
ステップｉｉ）で行われた照射は、ステップｉ）において形成された前記レーン（１，２）を中間硬化させるだけであり、ステップｉｉ）に続くステップｉｉｉ）において、中間硬化させられた前記レーン（１，２）を、ＵＶ放射による照射により完全に硬化させる、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
ステップｉｉ）における照射時に使用されるＵＶ放射の強度を、ステップｉ）において形成された前記レーン（１，２）の、内側に位置する前記コア領域（３）から、外側に位置する前記縁領域（４）の外縁へ向けて、ゼロの強度まで低下させる、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
ステップｉｉ）における照射時に使用されるＵＶ線の強度は、前記レーン（１，２）の全幅にわたって、０〜５０００ｍＷ／ｃｍ²の範囲内にある、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
ステップｉ）において形成される少なくとも２つの前記レーン（１，２）は、相互に平行に配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
ステップｉ）において形成される個々の前記レーン（１，２）の幅は、０．５ｃｍ〜１０ｃｍの範囲にある、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
１つの前記レーン（１，２）の、内側に位置する前記コア領域（３）の幅と、外側に位置する前記縁領域（４）の幅との比は、１：５００〜５００：１の範囲にある、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
照射された前記レーン（１，２）の、内側に位置する前記コア領域（３）から外側に位置する前記縁領域（４）の外縁へ向けたＵＶ放射の強度の低下を、
ａ）特に遮蔽体を用いて前記ＵＶ放射源（５）を部分的に遮蔽する；
ｂ）特に遮蔽体を用いて前記物体を部分的に遮蔽する；
ｃ）前記物体の位置と前記ＵＶ放射源（５）の位置とを相互に変更する、特に相互に成された角度を変化させる；
ｄ）前記ＵＶ放射源（５）の局所的な出力を制御する；
の少なくとも１つの手段によって達成する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。