JP3334769B2 - インクジェット印写法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット染色に
関し、更に詳しくは、走行するノズルから染料インクを
噴射して布帛面を印写するインクジェット染色法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より布帛の工業的捺染の方法として
スクリーン捺染、ローラ捺染、転写捺染等が行なわれて
いた。これらは、デザインパターンの企画、彫刻もしく
は製版、捺染糊の制作、生地の準備等の一連の工程が総
合して有機的の結合し、始めて完成する染色技術であ
る。このような染色技術は、熟練した技術を必要とし、
四つの準備工程を要するため多大な手数がかかり、コス
トと時間の面で負担の大きいものであった。従って、今
日のような多様化が進み更に又高度にファッション化し
た時代における多品種少量生産の要求には、迅速な対応
がつかず適応し難くなりつつあるのが現状といえる。

【０００３】このような問題点を解決する為に、色彩処
理とインクジェットを組み合わせた新しい技術が注目さ
れている。もっとも、このインクジェット印写の技術
は、本来紙を対象とする技術であり、幸いにも印写の対
象とする紙は、表面が平滑なものであることから、印写
する際、特段問題となるところはない。しかし、布帛の
染色に適用しようとすると、布帛は紙と異なり素材の種
類も広範囲にわたり、且つ編織された組織の粗さ状態も
極めて多様であり、その上、方向性が顕著であること等
から多くの技術的問題が発生した。

【０００４】それは、紙では想定できない様な欠点、即
ち、複雑なニジミ現象が現出し鮮明な図柄が、得られな
いことである。そこで、その対策法として例えば特開昭
６１−５５２７７号公報に見られるような布帛に前処理
を施し、水溶性高分子、水溶性塩類、水不溶性無機物か
ら選ばれた物質よりなるインク保持層を形成せしめ、ニ
ジミを防止する方法が提案されている。この方法によれ
ば、ニジミ防止については、それなりに効果を生ずるも
のである。

【０００５】しかしながら、消費者のニーズが多様化し
紡績糸の見直しが行われ、天然繊維だけでなく、それと
合成繊維との混紡による各種の毛羽を有する紡績糸が布
帛に好んで使用されてくると、上記のようなニジミの防
止だけでは解決できない更に新しい問題が、発生し、そ
れが目立ってきたのである。

【０００６】つまり紡績糸の有する毛羽がインクジェッ
ト印写する際、次のような問題を生ずるのである。 １．紡績糸自体が有している無数の長短の毛羽が、イン
クジェット印写の際ノズルに付着し、ノズルの目詰まり
を生じる。 ２，着色された毛羽によりノズル周辺が汚染され、この
染色により、更にこのノズルに接触した別の毛羽が汚染
する。

【０００７】そこで、その対策として、次のようなこと
が行われている。 ａ．インク保持剤に貼付剤を添加し毛羽を出来るだけ糸
本体に横倒しにして付着させる。 ｂ．ペーパカレンダー等により前もって立ち毛の毛羽を
倒状に曲げておく。

【０００８】しかし、このような解決策では、布帛の場
合は、毛羽そのものがいわゆる“風合い”として生きて
くるため、毛羽をこのように横倒しにしたり、曲げたり
したのでは、毛羽を有する布帛の本来の良さを発揮でき
ないことになる。このような背景から出てきたのが、イ
ンクジェット印写の際、プリンターヘッドのノズルを布
帛面より可能な限り引き離し、毛羽を回避する方法であ
る。ところが、布帛に対してできるだけ距離を設けて印
写しようとすると、画像にボケ現象が生じるという新た
な問題が生じてきた。

【０００９】ボケ現象とは、例えば模様にノズルの進行
方向に流れるような例えば、サテライトの発生により模
様の図柄部分において、ヘッドの移動方向に柄のぼける
現象や、又布帛の経方向の細いシャープな線がニジミの
如くぼける現象である。即ち、模様線の区切りのところ
では非常に目立ってくることから、細かい模様をインク
ジェット染色する場合には、製品の品位の低下につなが
るのである。従って、このような現象は極力回避しなけ
ればならない。

【００１０】

【発明が解決しょうとする課題】本発明は上記の問題を
解決を意図してなされたものである。即ち本発明の目的
は、インクジェット印写する際に画像のボケ現象を防止
するための方法及びその装置を提供するものである。

【００１１】

【発明が解決するための手段】かくして、本発明者等
は、このような技術的な課題に対して、鋭意研究を続け
た結果、次のような知見を得た。布帛面から一定の距離
のところにあるノズルからインクが噴射される際、噴射
される液滴に注目すると、運動エネルギーを与えられた
インク液は微粒子化し、細かい液滴となって印写面（即
ち布帛面）方向に飛翔するのであるが、微粒子化された
インク液滴は、オリフィスを離れる瞬間に球形とはなら
ず、流星形（おたまじゃくし状）のものとなることがわ
かった。

【００１２】流星形（おたまじゃくし状）とは、頭の部
分とその後方に続く尾状部を有するもので、頭部と尾状
部とが一体のものと、頭部と尾状部が別れ、その尾状部
は２、３個に分離し第二、第三の尾状部となっているも
のとがあることもわかった。そしてノズルが走行して布
面に達するとき尾状部が頭部より外れて着地しそれが前
述のサテライトとなることを発見したのである。

【００１３】更に、この現象を追求究明している際、た
またま通常のように布帛面に対して垂直に噴射すべきと
ころ、進行方向に向かって無意識に誤ってノズルを傾斜
させたところが、布帛に印写された模様はボケが全くな
く、今までにない極めて鮮明な画像を表現していること
を偶然見つけたのである。

【００１４】このことから発明者らは、ノズルが走行し
て布面に達するとき尾状部が頭部に対してどのように着
地するかが、画像ボケが出たり出なかったりすることの
原因であると考えた。本発明は以上の知見に基づいてな
されたもので前述の問題点を一挙に解決できるものであ
る。

【００１５】即ち、本発明は、走行するノズルから染料
インクを噴射して布帛面を印写するインクジェット印写
法において、ノズルから進行方向に染料インクを傾斜さ
せて噴射するインクジェット印写法に存する。そして、
走行するノズルから染料インクを噴射して布帛面を印写
するインクジェット印写法において、進行方向にノズル
を傾斜させ噴射するインクジェット印写法に存する。そ
して、走行するノズルから染料インクを噴射して布帛面
を印写するインクジェット印写装置おいて、進行方向に
ノズルを傾斜して設けたインクジェット印写法に存す
る。

【００１６】

【作用】今、ヘッドのノズルを、進行方向に傾斜させて
該ノズルから染料インクを噴射させる際、進行方向にノ
ズルを傾斜させて行なうと、染料インクは、頭部とそれ
に続く尾状部を有する流星形の液滴となって、対向する
布帛面に向かって飛翔する。その場合、インク液滴は、
尾状部の後端がノズルを離脱した時の状態がそのまま保
持されて飛翔され、またそのままの状態で布帛面に達す
るのである。

【００１７】ノズルから噴射した方向速度をＹとすると
ノズルの走行速度はＸであるので、実際のインク液滴の
飛翔方向速度は、ＹとＸとを合成したベクトル方向のＺ
となる。そして布帛面に着地する時は、まずインク液滴
の頭部が着地した後、その頭部の上に重なるように尾状
部が着地する。即ち、尾状部の部分は頭部のインク液滴
に追突し、該頭部に吸収される。その結果、画像ボケの
ない鮮明な画像を得る。

【００１８】

【実施例】図１（イ）はヘッド側から進行方向に向かっ
てノズルを傾斜させてインクを噴射させた場合の飛翔す
るインク液滴の軌跡を概念的に示したモデル図である。
また図１（ロ）は、布帛面にインク液滴が到達した後の
着地状態を概念的に示したモデル図である。なお、ここ
でインク液滴は、先述したようにおたまじゃくし状の尾
状部Ａが一体となったものと、これが幾つかに分離して
複数の尾状部Ａとなった場合の２通りがあることが分か
っているが、どちらも同様な効果を生ずることから、以
下説明していく場合は、前者の尾状部Ａが一体となった
場合で説明する。

【００１９】ヘッドにはノズル備わっており、矢印方向
に走行しているが、該ノズルをその走行方向（進行方
向）へある傾斜角度θだけ傾斜させたものである。つま
り、図１（イ）に示すように、傾斜角度θとは布帛面に
垂直な面となす角度をいう。今ノズルから噴射した方向
速度をＹ１とするとノズルの走行速度はＸ１であるの
で、実際のインク液滴の飛翔方向速度は、Ｙ１とＸ１と
を合成したベクトル方向のＺとなる。

【００２０】ここで、インク液滴の尾状部Ａの後端がノ
ズルを離脱する時点を考察すると、この時のインク液滴
の頭部Ｂは、Ｑ１の位置にあり、ヘッドの移動距離（即
ち、ノズルの移動距離）はＯ１−Ｐ１となる。つまり、
尾状部Ａの後端もＯ１−Ｐ１距離だけ移動してＰ１の位
置にあるのである。即ち、インク液滴は、尾状部Ａの後
端がノズルを離脱した時の状態が、そのまま保持されて
Ｚ方向に飛翔され、また、そのままの状態で布帛面に達
するわけである。

【００２１】そして対面側の布帛面に着地する時は、先
ずインク液滴の頭部Ｂが着地した後、その頭部Ｂの上に
重なるように尾状部Ａが着地する。即ち、現象的にいえ
ば、尾状部Ａの部分は頭部Ｂのインク液滴に追突し、該
頭部Ｂに吸収されるのである。

【００２２】図１（ロ）から、理解できるように、布帛
面にインク液滴が到達して着地した後の状態は、インク
液滴の頭部Ｂに尾状部Ａの後端部が吸収され、従来のよ
うに尾状部Ａの着地によるブレ部Ｈ１が生じていない。
故にこのようにノズルを走行方向（進行方向）にθだけ
傾斜させた場合、尾状部Ａによる着地ドットのズレがほ
とんど発生せず、正確なドットを付与でき、よって、正
確なマトリックスを、被印写物である布帛面に形成せし
めることが可能となったのである。

【００２３】次に本願発明の理解を深める意味で、従来
のインクジェット印写方法ではとのようなインク液滴の
軌跡になるかを説明する。図２（イ）は、従来のよう
に、ヘッドのノズルから布帛面に対して垂直にインクを
噴射させた場合の飛翔するインク液滴の軌跡を、概念的
に示したモデル図である。また図２（ロ）は、布帛面に
インク液滴が到達した後の着地状態を概念的に示したモ
デル図である。

【００２４】今ノズルから噴射した方向速度をＹ２とす
るとノズルの走行速度はＸ２であるので、実際のインク
液滴の飛翔方向速度は、Ｙ２とＸ２とを合成したベクト
ル方向のＺ２となる。ここで、前述のように、インク液
滴の尾状部Ａの後端がノズルを離脱する時点を考察する
と、この時のインク液滴の頭部Ｂは、Ｑ２の位置にあ
り、ヘッドの移動距離（即ち、ノズルの移動距離）は、
Ｏ２−Ｐ２となる。

【００２５】つまり、尾状部Ａの後端もＯ２−Ｐ２距離
だけ移動してＰ２の位置にあるのである。即ち、インク
液滴は、尾状部Ａの後端がノズルを離脱した時の状態が
そのまま保持されてＺ２方向に飛翔され、また、そのま
まの状態で布帛面に達するのである。

【００２６】ところが、本願発明の場合と異なって、そ
して対面側の布帛面に着地する時は、まずインク液滴の
頭部Ｂが着地した後その頭部Ｂとはズレで尾状部Ａが着
地するである。即ち、本願発明のように尾状部Ａの部分
が頭部Ｂのインク液滴に追突し、該頭部Ｂに吸収される
のではなく、頭部Ｂからはみ出て着地するのである。

【００２７】図２（ロ）から、理解できるように、布帛
面にインク液滴が到達して着地した後の状態は、インク
液滴の頭部Ｂに尾状部Ａの後端部がズレてはみ出て、ブ
レ部Ｈ２が生じる。これが、いわゆる画像ボケになる原
因である。

【００２８】ところで、ノズルから布帛面に対して垂直
にインクを噴射させたた場合の、実際のインク液滴の飛
翔方向速度Ｚ２の進行方向への角度αは、噴射速度Ｙと
ノズルの走行速度Ｘとによって決定される。そしてＴａ
ｎα＝Ｘ／Ｙとなることから、噴射速度Ｙが一定（通常
は噴射速度は一定にしておき、走行速度を変えることが
多い。）の場合、走行速度Ｘが大きければ大きいほど、
αが大きくなり、尾状部Ａによるブレ部ｈ２は拡大す
る。

【００２９】次に、同じく本願発明の理解を深めるため
にノズルをノズルの走行方向と逆方向に傾斜させた場合
を示す。図３（イ）はヘッド側から進行方向と反対方向
に向かってノズルを傾斜させてインクを噴射させた場合
の飛翔するインク液滴の軌跡を概念的に示すモデル図で
ある。また図３（ロ）は、布帛面にインク液滴が到達し
た後の着地状態を概念的に示すモデル図である。

【００３０】今ノズルから噴射した方向速度をＹ３とす
るとノズルの走行速度はＸ３であるので、実際のインク
液滴の飛翔方向速度は、Ｙ３とＸ３とを合成したベクト
ル方向のＺ３となる。ここで、前述のように、インク液
滴の尾状部Ａの後端がノズルを離脱する時点を考察する
と、この時のインク液滴の球状部は、Ｑ３の位置にあ
り、ヘッドの移動距離（即ち、ノズルの移動距離）はＯ
３−Ｐ３となる。

【００３１】つまり、尾状部Ａの後端もＯ３−Ｐ３距離
だけ移動してＰ３の位置にあるのである。即ち、インク
液滴は、尾状部Ａの後端がノズルを離脱した時の状態が
そのまま保持されてＺ３方向に飛翔され、また、そのま
まの状態で布帛面に達するのである。

【００３２】ところが、本願発明の場合と異なって、そ
して対面側の布帛面に着地する時は、まずインク液滴の
頭部Ｂが着地した後その頭部Ｂとはズレで尾状部Ａが着
地するである。即ち、本願発明のように尾状部Ａの部分
が頭部Ｂのインク液滴に追突し、該頭部Ｂに吸収される
のではなく、頭部Ｂからはみ出て着地するのである。

【００３３】図３（ロ）から、理解できるように、布帛
面にインク液滴が到達して着地した後の状態は、インク
液滴の頭部Ｂに尾状部Ａの後端部がズレてはみ出て、ブ
レ部Ｈ３が生じる。これが、いわゆる画像ボケになる原
因である。

【００３４】以上、布帛面にノズルから噴射させる際、
その噴射をヘッドの走行方向に傾斜させた場合、布帛面
に垂直に噴射させた場合、及びヘッドの走行方向と逆方
向に傾斜させた場合とについて説明したが、本願発明の
ように、ノズルの走行方向に向かって、傾斜させること
が、画像ボケの防止対策になることが理解できよう。も
っとも、傾斜角度θはヘッドスピード即ちノズルの走行
速度とインク液滴の噴射速度によって変わるものであ
る。

【００３５】必要なことは、ノズルから噴射され飛翔し
たインク液滴が、対向する布帛面に到達した時、インク
液滴の頭部Ｂに尾状部Ａの後端部が吸収されることが条
件である。このような条件を満たす傾斜角度でノズルか
らインクを噴射させれば良い。例えば、現在のインクジ
ェット染色における印写速度（印写速度はノズルの走行
速度及びインクの噴射速度によるが、通常は噴射速度を
変えずに走行速度を変化させる場合が多い。）であれ
ば、ノズルの傾斜角度も５°〜３０°程度の範囲のもの
が採用される。

【００３６】以下実験例として、傾斜角度θとして１０
°と１５°の場合でインクジェット印写を行った結果を
示す。対象となる布帛、インク、及び印写方式は次のと
おりである。 １．テスト用布帛 経糸、緯糸共、ポリエステル／綿混４０Ｓ^, のポプリン
の精練布を アルギン酸ソーダ ３０ｇ／Ｌ 重そう ２０ｇ／Ｌ の溶液でパッドし、後に乾燥してテスト布とした。

【００３７】 ２．インク調整（尚、粘度は、３．５ ＣＰＳ） ＣＩ Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｒｅｄ１２７ ５部 ＣＩ Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｒｅｄ２４ １部 グリセリン １部 ニトロベンゼンスルホン酸ソーダ １部 イオン交換水（アルギン酸ソーダを0.01部を含む） ９２部 計 １００部

【００３８】３．印写方式 オンデマンド方式シリアル走査型印写装置を使用してノ
ズル径６０μ、駆動電圧１０７Ｖ、周波数５ＫＨＺ、解
像度１８０ドット／吋、図４のような４×４マトリック
スで打点（噴射点：×印）して、５ｃｍ×５ｃｍ区域内
に経方向に細線（細線のピッチ＝１．８本／ｍｍ）を印
写した。

【００３９】そして、インク印写に際し、ヘッド（ヘッ
ドにノズルが備わっている）の走行速度７０ｃｍ／ｓｅ
ｃに於いて、インク噴射速度とヘッドの走行速度を１
０：１とし、ノズルの噴射方向をヘッドの走行方向に対
して垂直な方向より１０°進行方向（θ＝１０°）に傾
斜させて噴射した（実験例１）。

【００４０】また同様に、ヘッドの走行速度７０ｃｍ／
ｓｅｃに於いて、インク噴射速度とヘッドの走行速度を
１０：１とし、布帛面に対して垂直の方向から噴射した
（実験例２）。

【００４１】そして、インク印写に際し、印写方式の周
波数を５．５ＫＨＺとした以外は実験例１と同じとし、
ヘッドの走行速度が７８ｃｍ／ｓｅｃに於いて、インク
噴射速度とヘッドの走行速度を９：１とし、ノズルの噴
射方向を、ヘッドの走行方向に対して垂直な方向より１
５°進行方向（θ＝１５°）に傾斜させて噴射した（実
験例３）。

【００４２】また同様に、７８ｃｍ／ｓｅｃに於いて、
インク噴射速度とヘッドの走行速度を９：１とし、布帛
面に対して垂直の方向から噴射した（実験例４）。

【００４３】以下表１にその結果を示す。

【００４４】

【表１】

【００４５】以上本発明を説明してきたが、本発明は実
施例にのみ限定されることなく、その本質から逸脱しな
い範囲で、他のいろいろな変形例が可能である。例え
ば、必要とする傾斜角度は、インクの噴射速度及びヘッ
ドの走行速度により決定するものであるから、今後のイ
ンクジェット印写装置の技術的改良により前記両速度が
向上して、傾斜角度の範囲が拡大することも十分あり得
ることである。

【００４６】

【効果】画像ボケのない鮮明な画像を表現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（イ）は、ノズルから進行方向に染料イン
クを傾斜させて噴射させた場合の飛翔するインク液滴の
軌跡を概念的に示すモデル図である。図１（ロ）は、布
帛面にインク液滴が到達し後の着地状態を概念的に示す
モデル図である。

【図２】図２（イ）は、従来のようにノズルから布帛面
に対して垂直にインクを噴射させた場合の飛翔するイン
ク液滴の軌跡を概念的に示すモデル図である。図２
（ロ）は、布帛面にインク液滴が到達し後の着地状態を
概念的に示すモデルである。

【図３】図３（イ）は、ノズル側から進行方向と反対方
向に向かってノズルを傾斜させてインクを噴射させた場
合の飛翔するインク液滴の軌跡を概念的に示すモデル図
である。図３（ロ）は、布帛面にインク液滴が到達し後
の着地状態を概念的に示すモデル図である。

【図４】図４は、４×４マトリックスでの打点を示す図
である。

【符号の説明】

Ａ 尾状部 Ｂ 頭部 Ｆ 布帛 Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３ 着地頭部液滴 ｈ１，ｈ２，ｈ３，ブレ部 Ｉ 着地液滴 Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３ ノズル地点（最初） Ｐ１，Ｐ１，Ｐ１ ノズル地点（移動後） Ｑ１，Ｑ１，Ｑ１ 中心部 Ｘ１，Ｘ１，Ｘ１ ヘッド走行速度（ノズル走行速度） Ｙ１，Ｙ１，Ｙ１ 噴射速度 Ｚ１，Ｚ１，Ｚ１ 実際噴射速度

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−169633（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−211954（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−519（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−26456（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−268657（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−123873（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) D06P 5/00 B41J 2/01 D06P 7/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行するノズルから染料インクを噴射して
   布帛面を印写するインクジェット印写法において、ノズ
   ルから進行方向に染料インクを傾斜させて噴射すること
   を特徴とするインクジェット印写法。
2. 【請求項２】走行するノズルから染料インクを噴射して
   布帛面を印写するインクジェット印写法において、進行
   方向にノズルを傾斜させ噴射することを特徴とするイン
   クジェット印写法。
3. 【請求項３】走行するノズルから染料インクを噴射して
   布帛面を印写するインクジェット印写装置おいて、進行
   方向にノズルを傾斜して設けたことを特徴とするインク
   ジェット印写装置。