JP4633808B2 - インクジェットプリンタ及び印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェットプリンタ及び印刷方法に関する。

従来、ソルベントインク（溶剤インク）を用いて印刷を行うインクジェットプリンタが知られている（例えば、特許文献１参照。）。ソルベントインクを用いるインクジェットプリンタは、例えば、インクの吐出後に媒体を加熱することにより、インクを定着させる。

また、従来、媒体を加熱する手段として、発熱体により加熱を行うヒータが用いられている。例えば、特許文献１に開示されているインクジェットプリンタは、プラテンに設けた導電層を発熱体として用い、導電層に渦電流を発生させることにより、導電層を発熱させて、媒体を加熱する。
特開２００７−１６０５４６号公報

近年、インクジェットプリンタの媒体としては、様々な素材の媒体が用いられている。そのため、例えば従来の方法のようにヒータにより媒体を加熱した場合、例えば媒体の素材によっては、媒体の耐熱温度以上に媒体が加熱され、媒体に影響が生じてしまうおそれがある。しかし、ヒータの温度を小さくすると、長時間の加熱が必要となり、印刷のスループットが低下してしまう。そのため、従来、例えば、ソルベントインクを適切に定着させることが困難な場合があった。

また、近年、例えば繊維状の媒体に対して捺染を行う場合に、ソルベントインクを用いるインクジェットプリンタが利用されている。しかし、従来のように、ヒータにより媒体を加熱してソルベントインクを定着させる場合、例えばインクを発色させるために、通常、ヒータによる加熱の他に、蒸気による加熱（スチーミング）等の後処理を行うことが必要となる。そのため、従来、繊維状の媒体に対する捺染をインクジェットプリンタで行おうとすると、インクの吐出後に行うべき処理が多くなり、コストが増大してしまうこととなっていた。

また、蒸気による加熱を行う装置は、排水の処理機構等を備える大型の装置である。そのため、蒸気による加熱を行う必要がある場合、装置自体のコストも非常に大きくなる。また、インクジェットプリンタを設置可能な場所も、制限される場合がある。そのため、繊維状の媒体に対して捺染を行う場合においては、蒸気による加熱等の後処理が不要になる方法でソルベントインクを媒体に定着させることが強く求められていた。

このように、従来、より適切な方法でソルベントインクを媒体に定着させる方法が求められていた。そこで、本発明は、上記の課題を解決できるインクジェットプリンタ及び印刷方法を提供することを目的とする。

本願の発明者は、鋭意研究により、マイクロ波を照射することにより、溶剤として有機溶剤を用いたソルベントインク（溶剤インク）を媒体に定着させ得ることを見出した。上記の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。

（構成１）有機溶剤と着色剤とを含むソルベントインクを用いるインクジェットプリンタであって、媒体に対してソルベントインクを吐出するインクジェットヘッドと、ソルベントインクが吐出された媒体に対してマイクロ波を照射するマイクロ波照射部とを備える。マイクロ波照射部は、マイクロ波を照射することにより、例えば、ソルベントインクを媒体に定着させる。

発熱体により加熱を行うヒータを用いてインクを乾燥させる場合、媒体の全体を加熱することによって間接的にインクを加熱することとなるため、加熱によって媒体が受ける影響は大きくなる。これに対し、このように構成した場合、ソルベントインクに含まれる物質は、直接に、マイクロ波の影響を受けることとなる。そのため、このように構成すれば、例えば、媒体に与える影響を抑えつつ、ソルベントインクを適切に定着させることができる。

（構成２）媒体は、繊維状の媒体である。繊維状の媒体とは、例えば、布等である。この繊維状の媒体は、例えばポリエステルの繊維等で構成される。

本願の発明者は、鋭意研究により、ソルベントインクに対してマイクロ波の照射を行うことにより、例えば蒸気による加熱を行わなくても、適切に捺染を行うことができることを見出した。例えば、加熱により発色する着色剤を含むソルベントインクを用いる場合でも、蒸気による加熱を行うことなく、着色剤を適切に発色させることができる。また、この場合、例えば、蒸気による加熱を行う装置が不要になるため、インクジェットプリンタを設置可能な場所の自由度も高くなる。そのため、このように構成すれば、例えば、繊維状に媒体に対する捺染を、低いコストで適切に行うことができる。

（構成３）ソルベントインクは、加熱により発色する着色剤を含み、マイクロ波照射部は、媒体に対してマイクロ波を照射することにより、着色剤を発色させる。このソルベントインクは、例えば昇華型インクである。

このようなソルベントインクを用いる場合、着色剤を発色させるための加熱が必要になる。そのため、従来のようなヒータで媒体を加熱することにより着色剤を発色させようとすれば、媒体が受ける熱の影響がより大きくなる。これに対し、このように構成すれば、例えば、媒体に与える影響を抑えつつソルベントインクの加熱を行い、ソルベントインクに含まれる着色剤を適切に発色させることができる。

（構成４）有機溶剤は、水に対して非相溶性であり、ソルベントインクは、有機溶剤と混和する範囲内で、かつ、０．１〜２０％の水を含む。このように構成すれば、マイクロ波の照射により、ソルベントインクを媒体に適切に定着させることができる。

（構成５）有機溶剤と着色剤とを含むソルベントインクを用いる印刷方法であって、インクジェット方式により媒体に対してソルベントインクを吐出する吐出段階と、ソルベントインクが吐出された媒体に対してマイクロ波を照射するマイクロ波照射段階とを備える。このようにすれば、例えば、構成１と同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、例えば、ソルベントインクを用いてインクジェット方針で印刷を行う場合に、ソルベントインクを媒体に適切に定着させることができる。

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタ１０の構成の一例を示す。インクジェットプリンタ１０は、有機溶剤と着色剤とを含むソルベントインクを用いるインクジェットプリンタであり、インクジェットヘッド１２、プラテン１４、複数のローラ１６ａ〜１６ｄ、及びマイクロ波照射部１８を備える。

インクジェットヘッド１２は、媒体５０に対してソルベントインクを吐出する印刷ヘッドである。インクジェットヘッド１２は、所定の主走査方向及び副走査方向へ媒体５０に対して相対的に移動することにより、媒体５０上の各位置へソルベントインクを吐出する。

プラテン１４は、インクジェットヘッド１２によりソルベントインクが吐出される媒体５０を上面に保持する台である。複数のローラ１６ａ〜１６ｄは、媒体５０を搬送するローラである。複数のローラ１６ａ〜１６ｄは、媒体５０を搬送することにより、インクジェットヘッド１２を、副走査方向へ、媒体５０に対して相対的に移動させる。

マイクロ波照射部１８は、媒体５０の搬送方向においてインクジェットヘッド１２の下流側に設けられており、ソルベントインクが吐出された媒体５０に対してマイクロ波を照射する。本例において、マイクロ波照射部１８は、例えば、金網で被われた筐体の内部を媒体５０に通過させつつ、媒体５０にマイクロ波を照射する。これにより、マイクロ波照射部１８は、インクジェットヘッド１２により吐出されたソルベントインクを、媒体５０に定着させる。

本例によれば、例えば、ソルベントインクをマイクロ波により直接に加熱することができる。また、これにより、媒体５０に与える影響を抑えつつ、ソルベントインクを乾燥させ、媒体５０にソルベントインクを適切に定着させることができる。

ここで、マイクロ波とは、例えば、周波数で３００ＭＨｚ〜３０ＧＨｚ（波長で１ｃｍ〜１ｍ）の電波である。マイクロ波照射部は、例えば周波数で１〜４ＧＨｚ、より好ましくは２〜４ＧＨｚのマイクロ波を照射する。また、マイクロ波照射部１８は、例えば家庭用の電子レンジと同程度の強度のマイクロ波を照射する。

また、マイクロ波照射部１８は、例えば、媒体５０に対して送風を行いつつ、マイクロ波を照射してもよい。このように構成すれば、例えば、より速くソルベントインクを定着させることができる。

以下、ソルベントインク及び媒体５０について更に詳しく説明する。本例において、ソルベントインクは、水に対して非相溶性の有機溶剤を含む。水に対して非相溶性であるとは、例えば、一定量以上のその有機溶剤を水に加えた場合に２層に分かれる性質を有することである。また、この有機溶剤の沸点は、例えば８０℃以上である。このような有機溶剤としては、例えば、グリコールエーテル系又はグリコールエステル系化合物から選ばれる有機溶剤を使用できる。

また、本例のソルベントインクは、有機溶剤と混和する範囲内で、かつ、０．１〜２０％の水を含む。本例によれば、例えば、マイクロ波の照射により、ソルベントインクを適切に乾燥させることができる。

また、本例のソルベントインクは、例えば昇華型インクであり、加熱により発色する着色剤を含む。この場合、マイクロ波照射部１８は、媒体５０に対してマイクロ波を照射することにより、着色剤を発色させる。本例によれば、媒体５０に与える影響を抑えつつソルベントインクの加熱を行い、ソルベントインクに含まれる着色剤を適切に発色させることができる。これは、例えば、マイクロ波の照射により、媒体５０の素材に非晶領域が増え、その非晶領域に着色剤が浸透するためであると考えられる。

尚、ソルベントインクに含まれる着色剤とは、例えば、顔料又は染料である。ソルベントインクは、有機溶剤及び着色剤の他に、例えば樹脂を更に含んでもよい。この樹脂としては、例えば、塩化酢酸ビニル、アクリル、ポリエステル、ポリウレタン等の樹脂を用いることができる。

媒体５０は、印刷対象となるシート状の基体である。媒体５０は、非金属のシート状であることが好ましい。本例において、媒体５０は、布等の繊維状の媒体であり、例えばポリエステルの繊維等で構成される。本例によれば、例えば、蒸気による加熱等の後処理を行うことなく、繊維状の媒体５０に対する捺染を適切に行うことができる。また、これにより、蒸気による加熱等を行う装置が不要になり、例えば、繊維状に媒体に対する捺染を低いコストで行うことができる。

媒体５０は、例えば塩化ビニル又はポリオレフィン等のシートであってもよい。このような素材の媒体５０は、加熱による変形が生じやすい。例えば、塩化ビニルの媒体５０を用いる場合、ソルベントインクを乾燥させるために媒体５０を加熱すると、媒体５０に、カール状の変形が生じやすい。これに対し、本例のインクジェットプリンタ１０を用いた場合、マイクロ波の照射でソルベントインクを乾燥させることにより、媒体５０の温度上昇を抑えることができる。また、これにより、媒体５０の変形を適切に抑えることができる。

以下、インクジェットプリンタ１０による印刷の実施例及び比較例により、本発明について更に詳しく説明する。
（実施例１〜３）
インクジェットプリンタ１０として、ミマキエンジニアリング社製のインクジェットプリンタを用いて、実施例１〜３に係る印刷を行った。実施例１、２で用いたインクジェットプリンタの型番はＪＶ３３である。また、実施例３で用いたインクジェットプリンタの型番はＪＶ５である。但し、マイクロ波照射部１８としては、インクジェットプリンタ１０の本体に設けるマイクロ波発生装置に代えて、家庭用の電子レンジを用いた。

また、実施例１〜３のそれぞれにおいて、ミマキエンジニアリング社製のソルベントインクを用いた。各実施例で用いたソルベントインクの型番は、ＥＳ３（実施例１）、ＳＳ２１（実施例２）、及びＨＳ（実施例３）である。媒体５０としては、剥離紙付きの白色塩化ビニル光沢紙を用いた。

以上の各構成において、実施例１〜３に係る印刷を行った。この印刷では、インクジェットプリンタ１０により、４００％の印字濃度でソルベントインクの吐出を行った後、電子レンジを用いて、媒体５０に対するマイクロ波の照射を、２分間行った。電子レンジの出力は、６００Ｗとした。

（比較例１〜３）
マイクロ波照射部１８として用いる電子レンジに代えてホットプレートを用いてソルベントインクを乾燥させる以外は実施例１〜３と同様にして、比較例１〜３に係る印刷を行った。ホットプレートによる加熱は、５５℃で２分間行った。

（評価）
最初に、各実施例及び比較例に係る印刷を行った媒体５０に対して、インクジェットプリンタ用のインクの評価において行われている公知の方法と同様の方法により、インクの蒸発速度の測定を行った。各実施例において、蒸発速度は、３．８５７５ｍｇ／ｓ（実施例１）、３．４１９２ｍｇ／ｓ（実施例２）、３．６４５８ｍｇ／ｓ（実施例３）であった。また、各比較例において、蒸発速度は、０．５７６１ｍｇ／ｓ（比較例１）、０．７２４４ｍｇ／ｓ（比較例２）、０．６２０６ｍｇ／ｓ（比較例３）であった。これにより、実施例１〜３において、インクの蒸発速度が比較例１〜３と比べて格段に大きくなり、ソルベントインクの乾燥を効率よく行えていることが確認できた。これは、実施例１〜３においては、媒体５０の内部を、マイクロ波により直接加熱できているためであると考えられる。

尚、実施例１〜３においては、剥離紙を付けていない媒体５０における蒸発速度も測定した。この場合、各実施例において、蒸発速度は、３．７３６４ｍｇ／ｓ（実施例１）、３．３９８６ｍｇ／ｓ（実施例２）、３．６１８３ｍｇ／ｓ（実施例３）であった。これにより、各実施例における蒸発速度は、剥離紙の有無により大きく変わらないことが確認できた。また、各実施例におけるソルベントインクの蒸発が、剥離紙の発熱により加熱されるためではなく、マイクロ波の照射によるものであることがわかる。

続いて、ソルベントインクを乾燥させる際に生じる媒体５０の変形を評価した。図２は、各実施例及び比較例においてソルベントインクを乾燥させ、剥離紙を剥がした後の媒体５０の状態を示す。実施例１〜３では、媒体５０に変形はほとんど生じなかった。一方、比較例１〜３においては、剥離紙を剥がすと、直ちに収縮が生じ、カール状に変形した。これは、ホットプレートから受けた熱の影響であると考えられる。これにより、実施例１〜３においては、比較例１〜３と比べ、媒体５０に与える影響を抑えつつ、ソルベントインクを乾燥させ得ることが確認できた。

続いて、各実施例の印刷結果に対して、測色機を用いた評価を行った。この評価においては、実施例１〜３のそれぞれにおいて、１色のインクによるＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各色の印刷と、２色のインクによるＹ＋Ｍ、Ｍ＋Ｃ、Ｃ＋Ｙの各色の印刷とを行った。そして、印刷後には、上記のように、マイクロ波の照射により、インクを乾燥させた。また、比較例１〜３のそれぞれにおいても、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｙ＋Ｍ、Ｍ＋Ｃ、Ｃ＋Ｙの各色の印刷を行い、ホットプレートを用いて、インクを乾燥させた。

印刷を行った後、測色機により、各色の印刷結果のＬａｂ値を取得した。実施例１〜３、比較例１〜３のそれぞれにおいて、印刷された各色のＬａｂ値は適切なものであった。また、同じインクを用いる実施例と比較例との間で、各色について、色差ΔＥを算出した。例えば、実施例１に対しては、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｙ＋Ｍ、Ｍ＋Ｃ、Ｃ＋Ｙの各色について、比較例１におけるＬａｂ値から実施例１におけるＬａｂ値を減じた値をΔＥとすることにより、比較例１の印刷結果とのΔＥを算出した。また、同様にして、実施例２に対しては、比較例２とのΔＥを算出した。実施例３に対しては、比較例３とのΔＥを算出した。尚、測色機としては、Ｘ−Ｒｉｔｅ社（米国）製の分光測色濃度計Ｘ−ＲＩＴＥ５３０ＬＰ（型式：５３０ＬＰ）を用いた。

表１は、ΔＥの算出結果を示す。この結果から、実施例１〜３と、比較例１〜３との間のΔＥは十分に小さいことがわかる。また、これにより、実施例１〜３においては、インクの乾燥時に媒体に与える影響を抑えつつ、比較例１〜３と比べて遜色のない印刷が行えていることがわかる。

以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明は、例えばインクジェットプリンタに好適に利用できる。

本発明の一実施形態に係るインクジェットプリンタ１０の構成の一例を示す図である。 各実施例及び比較例においてソルベントインクを乾燥させ、剥離紙を剥がした後の媒体５０の状態を示す図である。

符号の説明

１０・・・インクジェットプリンタ、１２・・・インクジェットヘッド、１４・・・プラテン、１６・・・ローラ、１８・・・マイクロ波照射部、５０・・・媒体

Claims (2)

1. 沸点８０℃以上のグリコールエーテル系化合物又はグリコールエステル系化合物を主たる構成成分とし、着色剤を含むソルベントインクを用いるインクジェットプリンタであって、
   剥離紙付き塩化ビニル系樹脂フィルムの媒体に対して前記ソルベントインクを吐出するインクジェットヘッドと、
   前記ソルベントインクが吐出された前記媒体に対してマイクロ波を照射し加熱乾燥するマイクロ波照射部とを備え、
   該加熱後に前記剥離紙を剥がした場合、塩化ビニル系樹脂フィルムの媒体が実質的にカール状に変形しない加熱乾燥処理条件とされていることを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 沸点８０℃以上のグリコールエーテル系化合物又はグリコールエステル系化合物を主たる構成成分とし、着色剤を含むソルベントインクを用いる印刷方法であって、
   インクジェット方式により、剥離紙付き塩化ビニル系樹脂フィルムの媒体に対して前記ソルベントインクを吐出することにより、前記媒体に前記ソルベントインクを定着させる吐出段階と、
   前記ソルベントインクが吐出された前記媒体に対してマイクロ波を照射するマイクロ波照射段階とを備え、
   該加熱後に前記剥離紙を剥がした場合、塩化ビニル系樹脂フィルムの媒体が実質的にカール状に変形しない加熱乾燥処理条件とされていることを特徴とする印刷方法。