JP2022061190A - 画像形成方法 - Google Patents

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正宏 高杉
Masahiro Takasugi
隆康 宮田
Takayasu Miyata
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Abstract

【課題】立体感および光沢を備えた箔転写画像を短時間で形成できる方法を提供する。【解決手段】画像形成方法は、形成する画像のデータに基づいてインクを吐出し着弾したインクに光を照射することを繰り返すことにより、形成する画像のデータに対応した複数のインク層31~33を記録媒体5の上に形成する工程と、複数のインク層31~33のうちの最上層33に接触するように熱転写箔を記録媒体5に重ねる工程と、重ねられた記録媒体5および熱転写箔を加熱する工程と、を含む。最上層33は、インクが吐出されてから第1時間が経過した後にインクに光を照射することによって形成される。最上層33を除く複数のインク層31、32のうちの少なくとも1層は、インクが吐出されてから第1時間よりも短い第2時間が経過した後にインクに光を照射することによって形成される。【選択図】図2

Description

本発明は、箔転写による画像形成を含む画像形成方法に関する。
従来から、箔転写による画像形成の方法が知られている。そのうち、版を使用する典型的な方法では、記録媒体、熱転写箔、および版をこの順に重ね、版を加熱するとともに、版によって記録媒体および熱転写箔を押圧する。版には形成する画像に対応した凹凸が形成されており、版の凸部に接した熱転写箔の接着層が溶融する。この接着層の溶融により、熱転写箔の装飾層が画像に対応する形で記録媒体に接着される。
上記した典型的な方法とは異なる箔転写の方法も知られている。例えば特許文献1には、記録媒体に紫外線硬化インクを吐出して硬化させるインク層形成工程と、インク層を形成した記録媒体と熱転写箔とを積層する積層工程と、インク層を加熱して溶融させインクの接着力によって熱転写箔の箔体を接着する接着工程とを含む箔転写の方法が開示されている。特許文献1に開示されたインク層形成工程の一実施形態では、複数のインク層が重ねて形成されている。特許文献1によれば、複数のインク層を重ねて形成することにより盛り上がったインク層を形成してもよい、とされている。
特開2017-190442号公報
特許文献1に記載されている方法によれば、版を使わずに箔転写が可能であり、また、立体感のある画像形成が可能である。しかし、盛り上がったインク層を紫外線硬化インクによって短時間で形成しようとすれば、インク層の表面は粗くなり、画像の光沢が得られない。一方で、インク層の表面を平滑にして画像の光沢を得ようとすると、インク層の形成に要する時間が長くなってしまう。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、箔転写による画像形成を含む画像形成方法であって、立体感および光沢を備えた箔転写画像をより短時間で形成できる方法を提供することである。
ここに開示される画像形成方法は、形成する画像のデータに基づいてインクを吐出し着弾した前記インクに光を照射することを繰り返すことにより、形成する画像のデータに対応した複数のインク層を記録媒体の上に形成する工程と、前記複数のインク層のうち最も上層に形成された最上層に接触するように、装飾層を有する熱転写箔を前記記録媒体に重ねる工程と、前記最上層に前記装飾層が接着されるように、前記重ねられた前記記録媒体および前記熱転写箔を加熱する工程と、を含む。前記最上層は、前記インクが吐出されてから第1時間が経過した後に前記インクに光を照射することによって形成される。前記最上層を除く前記複数のインク層のうちの少なくとも1層は、前記インクが吐出されてから前記第1時間よりも短い第2時間が経過した後に前記インクに光を照射することによって形成される。
上記画像形成方法によれば、最上層以外のインク層のうちの少なくとも1層は、インクの吐出から比較的短い第2時間の経過後に硬化される。そのため、少なくともこのように形成されたインク層は厚く形成される。また、複数のインク層のうちの最上層は少なくとも、インクの吐出から比較的長い第1時間の経過後に硬化される。そのため、少なくとも最上層の表面は平滑に形成される。上記画像形成方法によれば、このように、下層の厚いインク層と、表面が平滑な最上層とを組み合わせることにより、厚く、かつ、表面が平滑なインク層をより短時間で形成することができる。このようなインク層の上に熱転写箔の装飾層を接着することにより、立体感と光沢とをともに備えた箔転写画像を形成できる。すなわち、上記画像形成方法によれば、立体感および光沢を備えた箔転写画像をより短時間で形成することができる。
一実施形態に係る箔転写の方式を示す模式図である。 インク層の模式的な断面図である。 熱転写箔の模式的な断面図である。 箔転写のプロセスの一例を示すフローチャートである。 第1インク層の形成方法を示す模式図である。 第3インク層の形成方法を示す模式図である。
以下、適宜図面を参照しながら、本発明の一実施形態について説明する。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。
図1は、一実施形態に係る箔転写の方式を示す模式図である。図1に示すように、本実施形態では、箔転写は、記録媒体5と、熱転写箔10と、箔転写装置としてのホットラミネータ20とを使用して行われる。ホットラミネータ20は、一般的には、例えば印刷物に保護用のプラスチックフィルム等を貼付する装置であるが、箔転写装置として使用可能である。
説明の便宜上、図1のF方向を前方、Rr方向を後方、L方向を左方、R方向を右方、U方向を上方、D方向を下方と呼ぶこととすると、図1に示すように、ここでは、記録媒体5の上に熱転写箔10が重ねられている。熱転写箔10のさらに上方には、ホットラミネータ20のローラ21が設けられている。ローラ21は、ここでは、表面にゴムが貼られたゴムローラである。ローラ21の軸線は前後方向に延びており、ローラ21は前方から見て反時計回りに回転する。ローラ21の内部には、ヒータ22が設けられている。ヒータ22は、ローラ21を加熱している。記録媒体5は、ホットラミネータ20の図示しない従動ローラ上に載置されている。ローラ21は、記録媒体5と熱転写箔10とが重ねられたものを上方から押圧するように構成されている。ローラ21が記録媒体5および熱転写箔10を押圧すると、記録媒体5および熱転写箔10は、ローラ21と従動ローラとに挟まれて上下方向に加圧される。かつ、記録媒体5および熱転写箔10は、ヒータ22により加熱されたローラ21によって加熱される。ローラ21が回転することにより、記録媒体5と熱転写箔10とが重ねられたものは、ここでは右方に向かって送られる。これにより、記録媒体5と熱転写箔10とが重ねられたもの全体が加熱および加圧される。好ましくは、ホットラミネータ20は、ローラ21と従動ローラとの間のギャップ、ローラ21の押圧力、ローラ21の温度、ローラ21の回転速度などを調整可能に構成されているとよい。
ただし、上記したものは箔転写の方式の一例に過ぎず、箔転写の方式を限定するものではない。例えば、記録媒体5および熱転写箔10は、ローラ21ではなくプレスにより加圧されてもよい。また、記録媒体5と熱転写箔10とは、上下方向の位置が逆でもよく、上下方向以外の方向に並んでいてもよい。
記録媒体5を構成する材料や形状は、特に限定されない。記録媒体5は、例えば、アクリル、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)等の樹脂類であってもよいし、普通紙、画用紙、和紙等の紙類、ゴム類等であってもよい。
図1に示すように、記録媒体5上には、インク層30が形成されている。インク層30は、形成する画像のデータに基づき、画像に対応する形状に形成されている。インク層30は記録媒体5から盛り上がっており、記録媒体5に熱転写箔10が重ねられると、熱転写箔10に接触する。ホットラミネータ20の加熱により、熱転写箔10の装飾層12(図3参照)は、インク層30に接着される。インク層30に接着される装飾層12により、所望の形状を有し立体的に構成された画像が得られる。なお、理由は後述するが、形成される画像のデータは、好適には、ベクター形式のデータであるとよい。ただし、形成される画像のデータは、ラスター形式のデータであってもよい。
図2は、インク層30の模式的な断面図である。図2に示すように、インク層30は、記録媒体5上に形成された最下層としての第1インク層31と、第1インク層31上に形成された第2インク層32と、第2インク層32上に形成された最上層としての第3インク層33と、を含んでいる。第1インク層31、第2インク層32、および第3インク層33は、いずれも光硬化性のインクを吐出、硬化させて形成されたものである。
インクは、ここでは、紫外線を照射することにより硬化する紫外線硬化インクである。さらに詳しくは、本実施形態では、インクは紫外線硬化型の透明インクである。透明インクは、主として印刷のトップコートとして用いられるグロスインクであってもよく、インクを記録媒体に定着しやすくするためのバインダであるプライマインクであってもよい。ただし、インクの種類は特に限定されるわけではない。
図2に模式的に示すように、第1インク層31は、比較的厚さが厚く、表面が粗く形成されている。第1インク層31は、いわゆるマット調印刷によって形成されたものである。第2インク層32も、比較的厚さが厚く、表面が粗く形成されている。第2インク層32も、いわゆるマット調印刷によって形成されたものである。第3インク層33は、比較的厚さが薄く、表面が平滑に形成されている。第3インク層33は、いわゆるグロス調印刷によって形成されたものである。第1インク層31、第2インク層32、および第3インク層33の形成方法の詳細は、プロセスの説明にて説明する。
なお、図2に示したインク層30の構成は一例に過ぎず、インク層30を構成するインク層の数は、2層以上であれば特に限定されない。また、インク層30は、複数のインク層のうちの最上層がグロス調印刷によって形成されており、他のインク層のうちの少なくとも1層がマット調印刷によって形成されていればよく、それ以上限定されない。
熱転写箔10は、接着対象物に密着された状態で加熱されることにより、接着対象物の表面に画像を転写する箔である。図3は、熱転写箔10の模式的な断面図である。図3に示すように、熱転写箔10は、基材11と、装飾層12と、接着層13とを含んでいる。基材11は、例えば、樹脂フィルムによって形成されている。装飾層12は、記録媒体5上のインク層30に接着されることによりインク層30に画像を形成する層である。装飾層12は、例えば、金箔、銀箔等のメタリック箔や、ハーフメタリック箔、顔料箔、多色印刷箔、ホログラム箔、静電気破壊対策箔等を包含する。接着層13は熱可塑性であり、熱で溶融することにより、装飾層12を接着対象物に接着する。熱転写箔10では、基材11、装飾層12、接着層13がこの順に積層されている。熱転写箔10としては、公知の熱転写箔を特に限定なく使用することができる。
図4は、本実施形態に係る箔転写のプロセスの一例を示すフローチャートである。図4に示すように、本実施形態に係る箔転写のプロセスは、記録媒体5にインク層30を形成する工程S10と、箔転写工程S20と、を含んでいる。工程S10では、形成する画像のデータに基づいてインクを吐出し、着弾したインクに光を照射することを繰り返すことにより、形成する画像のデータに対応した複数のインク層31、32、33を記録媒体5の上に形成する。図4に示すように、工程S10は、第1インク層31を形成する工程S11と、第2インク層32を形成する工程S12と、第3インク層33を形成する工程S13と、を含んでいる。工程S11は、さらに、吐出工程S11Aと硬化工程S11Bとを含んでいる。
図5は、第1インク層31の形成方法を示す模式図である。図5に示すように、第1インク層31を含むインク層30(図2参照)は、例えば、記録媒体5を支持するフラットベッド41と、所定の方向(以下、主走査方向)Yに往復移動するキャリッジ42と、キャリッジ42に設けられたインクヘッド43と、キャリッジ42に設けられた2つの光照射装置44Lおよび44Rと、を備えたインクジェットプリンタ(以下、プリンタ)40によって形成される。キャリッジ42は、フラットベッド41よりも上方に設けられている。インクヘッド43は、フラットベッド41に対向するようにキャリッジ42に設けられ、フラットベッド41上の記録媒体5に向かって光硬化性の透明インクIkを吐出する。2つの光照射装置44Lおよび44Rは、インクIkを硬化させる光をフラットベッド41上の記録媒体5に向かって照射する。光照射装置44Lは、インクヘッド43よりも主走査方向Yの一方であるY1方向に設けられている。光照射装置44Rは、インクヘッド43よりも主走査方向Yの他方であるY2方向に設けられている。ただし、プリンタ40の構成は特に限定されない。
工程S11の吐出工程S11Aでは、図5に示すように、キャリッジ42を主走査方向Yのうちの一方であるY2方向に移動させながら、インクヘッド43からインクIkを吐出させる。このとき、キャリッジ42の移動方向後方の光照射装置44Lは点灯し、キャリッジ42の移動方向前方の光照射装置44Rは消灯している。そのため、インクヘッド43から吐出され記録媒体5に着弾したインクIkには、直ちに光照射装置44Lからの光L1が照射される(工程S11B)。工程S11Bにおいてインクヘッド43からインクIkが吐出されてからインクIkに光L1が照射されるまでの時間(以下、「硬化待ち時間」と言う)は、非常に短い時間である。後述するが、工程S11Bにおける硬化待ち時間は、最上層である第3インク層33の形成における硬化待ち時間よりも短い。第1インク層31は、インクIkが吐出されてから比較的短い硬化待ち時間が経過した後にインクIkに光を照射することによって形成される。
記録媒体5に着弾したインクIkに直ちに光が照射されると、着弾したインクIkは、濡れ広がって平坦化する前に硬化される。そのため、第1インク層31は厚く形成される。また、インクIkの液滴の粒状感が残るため、第1インク層31の表面状態は粗くなる。本実施形態では、フラットベッド41は主走査方向Yと直交する副走査方向に移動可能に構成されおり、プリンタ40は、フラットベッド41およびキャリッジ42を移動させながら、形成すべき画像に対応した記録媒体5上の位置にインクIkを着弾させ、硬化させる。これにより、形成すべき画像に対応した形状を有するとともに、厚さの厚い第1インク層31を形成することができる。かかる第1インク層31の形成方法は、マット調印刷と呼ばれる方法である。
本実施形態では、形成する画像のデータは、ベクター形式で作成されている。ベクター形式のデータでは、複数の点の座標や、それらを繋ぐ線の方向などが記憶されている。そのため、インク層30の輪郭をシャープに形成することができる。特に、小さい画像を拡大して形成すべき画像のデータを作成する場合にはラスター形式ではデータの描線がギザギザとなってぼやけるが、ベクター形式では、画像が拡大されても画像の形状が維持される。
第2インク層32および第3インク層33も形成する画像のデータに対応している。工程S12では、第1インク層31に重ねて第2インク層32が形成される。工程S12における第2インク層32の形成方法は、ここでは、記録媒体5上ではなく第1インク層31上に形成されることを除き、工程S11と同じである。よって、詳細な説明および図示は省略する。
工程S13では、第3インク層33が形成される。図6は、第3インク層33の形成方法を示す模式図である。工程S13の吐出工程S13A(図4参照)では、図6に示すように、キャリッジ42を主走査方向Yのうちの一方であるY2方向に移動させながら、インクヘッド43からインクIkを吐出させる。このとき、キャリッジ42の移動方向後方の光照射装置44Lは消灯し、キャリッジ42の移動方向前方の光照射装置44Rは点灯している。そのため、インクヘッド43から吐出され記録媒体5に着弾したインクIkには、キャリッジ42がY1方向に戻ってくるタイミングで光照射装置44Lからの光L2が照射される(工程S13B)。工程S13Bにおける硬化待ち時間は、工程S11Bにおける硬化待ち時間よりも長い時間である。最上層である第3インク層33は、インクIkが吐出されてから比較的長い硬化待ち時間が経過した後にインクIkに光を照射することによって形成される。なお、第3インク層33の形成時の硬化待ち時間を第1インク層31および第2インク層32の形成時の硬化待ち時間よりも長くする方法は、上記に限定されない。第3インク層33の形成時の硬化待ち時間を長くするためには、例えば、光照射装置44L、44Rの動作が制御されてもよい。
比較的長い時間が経過してから記録媒体5に着弾したインクIkに光が照射されると、着弾したインクIkは、濡れ広がって平坦化した後に硬化される。そのため、第3インク層33は薄く形成される。ただし、インクIkが平坦化するため、第3インク層33の表面は平滑になる。かかる第3インク層33の形成方法は、グロス調印刷と呼ばれる方法である。第3インク層33は、ここでは、インク層30の最上層である。よって、複数のインク層31~33の積層体としてのインク層30も平滑な表面を得る。これにより、インク層30は、厚さが厚く、かつ、表面が平滑に形成されたものとなる。
なお、第3インク層33をマット調の第2インク層32の上に形成することにより、第3インク層33の輪郭をよりシャープにすることができる。グロス調印刷を記録媒体5に行うと、形成されるインク層は、着弾したインクが濡れ広がることにより、輪郭のシャープさをやや失ってしまいがちである。しかし、グロス調印刷をマット調印刷によるインク層の上に行えば、インク滴がマット調印刷の凹凸に捕らわれるため、インク層の輪郭が崩れにくい。そのため、第3インク層33をマット調の第2インク層32の上に形成することにより、第3インク層33の輪郭をよりシャープにすることができる。
工程S10において記録媒体5上にインク層30が形成された後には、工程S20において箔転写が行われる。図4に示すように、工程S20は、積層工程S21と、加熱工程S22と、剥離工程S23とを含んでいる。
積層工程S21では、熱転写箔10がインク層30の最上層である第3インク層33に接触するように、熱転写箔10を記録媒体5に重ねる。これにより記録媒体5および熱転写箔10は、図1に示したような状態となる。加熱工程S22では、インク層30の最上層である第3インク層33に熱転写箔10の装飾層12が接着されるように、重ねられた記録媒体5および熱転写箔10が加熱される。前述したように、かかる加熱は、ヒータ22がローラ21を加熱することにより実現される。このとき、ローラ21は、記録媒体5に形成されたインク層30と熱転写箔10とが密着するように、熱転写箔10を記録媒体5の方に向かって押圧する。ただし、ローラ21による押圧は、記録媒体5に形成されたインク層30と熱転写箔10との密着性を高めるためのものであり、必ずしも必要であるわけではない。加熱工程S22では、熱転写箔10の接着層13が溶融し、溶融した接着層13により、装飾層12がインク層30に接着される。
続く剥離工程S23は、加熱終了後に接着層13の温度が下がり、接着層13が硬化した後に行われる。剥離工程S23では、熱転写箔10の基材11を記録媒体5から剥がす。そのとき、装飾層12のうち接着層13を介してインク層30に接していた部分は、インク層30に接着されているため、基材11から剥離する。装飾層12のこれらの部分は、インク層30に残る。装飾層12の他の部分は、基材11とともに記録媒体5から離反する。これにより、箔転写による画像が完成する。
本実施形態に係る方法によれば、立体感および光沢を備えた箔転写画像を短時間で形成することができる。上記したように、本実施形態では、記録媒体5上に立体的に盛られたインク層30に箔転写を行うため、立体感のある画像を得ることができる。また、インク層30の表面は、最上層である第3インク層33の表面が平滑に形成されているために、平滑である。そのため、インク層30に転写された装飾層12も平滑となり、光沢のある画像が得られる。さらに、本実施形態では、第3インク層33の下層の第1インク層31および第2インク層32をマット調で形成することにより厚さを厚くしている。そのため、少ない層数でインク層30の厚さを所望の厚さにすることができる。そのため、インク層30をより短い時間で形成することができる。その結果、箔転写のプロセスの時間が短縮される。言い換えると、本実施形態に係る方法によれば、下層の厚いインク層(ここでは、第1インク層31および第2インク層32)と、表面が平滑な最上層(ここでは、第3インク層33)とを組み合わせることにより、厚く、かつ、表面が平滑なインク層30をより短時間で形成することができる。その結果、立体感および光沢を備えた箔転写画像をより短時間で形成することができる。
また、前述したように、インク層30の形成において、マット調の下層(ここでは、第1インク層31および第2インク層32)に重ねてグロス調の最上層(ここでは、第3インク層33)形成することにより、最上層の輪郭をシャープにすることができる。その結果、箔転写画像の輪郭もシャープになり、画像の品質が向上する。インク層30のエッジがシャープになることにより、インク層30のエッジ部分において装飾層12が剥離することも抑制できる。
本実施形態では、インク層30を形成するインクとして透明インクが使用されている。これにより、インクの色が箔転写画像の仕上がりに影響することを抑制している。
なお、マット調のインク層とグロス調のインク層との比率を変更することにより、インク層の表面の性情を変更することが可能である。例えば、グロス調のインク層の比率を増やすことにより、インク層の表面をより平滑に仕上げることができる。これにより、箔転写後の画像の光沢感も向上し、高級感を向上させることができる。逆に、あえてインク層の表面の平滑さを抑えて、箔転写後の画像に他の質感を付与することも可能である。
[他の実施形態]
以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、上記した実施形態は例示に過ぎず、本発明は他の種々の形態で実施することができる。例えば、他の好適な実施形態では、インク層の最上層に接着された装飾層の上にカラーインクを吐出することにより、形成する画像のデータに対応したカラーインク層をインク層の最上層の上に形成してもよい。例えば、シルバーの装飾層の上にイエローインクの層を形成することにより、ゴールドの装飾層のような視覚効果を画像に与えることができる。
また、さらに他の好適な実施形態では、インク層は立体的な模様(テクスチャーパターン)を形成してもよい。テクスチャーパターンを形成したインク層の上に装飾層を重ねることにより、箔転写画像にテクスチャーパターンによる視覚効果を加えることができる。
上記した実施形態では、インク層30は、単純に複数のインク層31、32、33を上下方向に重ねて形成することにより形成された。しかし、インク層は、輪郭をなす部分を先に形成し、その後に輪郭の内部を埋めるような方法によって形成されてもよい。かかる方法によれば、輪郭部分が壁となってインクが流れることが抑制される。そのため、インク層の輪郭をさらにシャープなものとすることができる。
インクの溶融温度は接着層の溶融温度より高くてもよく、加熱工程では、インク層を構成するインクを溶融させなくてもよい。加熱工程において、記録媒体および熱転写箔は、接着層の溶融温度よりも高くインクの溶融温度よりも低い温度に加熱されてもよい。かかるプロセスによれば、インク層が溶融して形状が崩れることが抑制されるため、箔転写画像の輪郭をさらにシャープに仕上げることができる。また、インク層の高さが低くなりにくいため、箔転写画像の立体感も維持される。
ただし、加熱工程において、記録媒体および熱転写箔は、インクの溶融温度よりも高い温度に加熱されてもよい。インクが若干溶融すると、インクがバインダとして機能し、インクの接着力により装飾層の定着性が向上する。なお、インクの接着力を利用したい場合には、プライマインクの方がグロスインクよりも有利である。
その他、特に言及されない限りにおいて、上記した実施形態は本発明を限定しない。
5 記録媒体
10 熱転写箔
12 装飾層
13 接着層
30 インク層
31 第1インク層
32 第2インク層
33 第3インク層(最上層)

Claims (6)

  1. 形成する画像のデータに基づいてインクを吐出し着弾した前記インクに光を照射することを繰り返すことにより、形成する画像のデータに対応した複数のインク層を記録媒体の上に形成する工程と、
    前記複数のインク層のうち最も上層に形成された最上層に接触するように、装飾層を有する熱転写箔を前記記録媒体に重ねる工程と、
    前記最上層に前記装飾層が接着されるように、前記重ねられた前記記録媒体および前記熱転写箔を加熱する工程と、を含み、
    前記最上層は、前記インクが吐出されてから第1時間が経過した後に前記インクに光を照射することによって形成され、
    前記最上層を除く前記複数のインク層のうちの少なくとも1層は、前記インクが吐出されてから前記第1時間よりも短い第2時間が経過した後に前記インクに光を照射することによって形成される、
    画像形成方法。
  2. 前記インクは、透明インクである、
    請求項1に記載の画像形成方法。
  3. 画像のデータは、ベクター形式のデータである、
    請求項1または2に記載の画像形成方法。
  4. 前記最上層に接着された前記装飾層の上にカラーインクを吐出することにより、形成する画像のデータに対応したカラーインク層を前記最上層の上に形成する工程をさらに含む、
    請求項1~3のいずれか一つに記載の画像形成方法。
  5. 前記熱転写箔は、熱可塑性の接着層をさらに含み、
    前記インクの溶融温度は、前記接着層の溶融温度よりも高い、
    請求項1~4のいずれか一つに記載の画像形成方法。
  6. 前記記録媒体および前記熱転写箔は、前記記録媒体および前記熱転写箔を加熱する工程において、前記接着層の溶融温度よりも高く前記インクの溶融温度よりも低い温度に加熱される、
    請求項5に記載の画像形成方法。
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