JP5738131B2 - インクの部分硬化および接触による平坦化を用いて基板上で画像の光沢を調整する方法および基板上に画像を形成するのに役立つ装置 - Google Patents

Description

印刷プロセスでは、マーキング部材が基板へ付着されて、画像を形成する。これらのプロセスでは、接触表面を用いて圧力が基板およびマーキング部材へ加えられて、マーキング部材を基板上で平坦にすることができる。マーキング部材は、接触表面へオフセットする可能性があり、結果として定着画像は不満足なものとなる。

インクを用いて、調整可能な光沢を有する画像を形成することができる、印刷の際に基板上に画像を形成する方法および基板上に画像を形成する装置を提供することが望ましいことになる。

印刷の際に基板上に画像を形成する装置および方法が提供される。本装置の典型的な実施形態は、第１カラーを有する第１インクを、基板の表面に付着する第１マーキングステーションと、第１マーキングステーションから下流にあり、基板の表面上の第１インクに、第１放射を照射するための、少なくとも１つの第１発光体エネルギー源を含み、第１インクを部分硬化させて、第１インクの光沢を調整する、第１部分硬化ステーションと、第１部分硬化ステーションから下流にあり、第２カラーを有する第２インクを、基板の表面に付着する第２マーキングステーションと、第２マーキングステーションから下流にあり、基板の表面上の第１インクおよび第２インクに、第２放射を照射するための、少なくとも１つの第２発光体エネルギー源を含み、第１インクをさらに部分硬化させるとともに第２インクを部分硬化させて、第１インクおよび第２インクの光沢を調整する、第２部分硬化ステーションと、第１部材、第２部材、ならびに第１部材および第２部材によって形成されたニップを含み、第１部材および第２部材は、基板が、ニップにおいて受けられると、部分硬化した第１インクおよび第２インクに圧力を加えるように構成されて、第１インクおよび第２インクを基板の表面上で平坦にする、平坦化デバイスと、基板の表面上の平坦にされた状態の第１インクおよび第２インクに照射して、第１インクおよび第２インクを実質的に完全に硬化させる、平坦化後硬化デバイスとを含む。

画像に関するインクの部分硬化および接触による平坦化を用いて、基板上に画像を形成する印刷装置の典型的な実施形態を示す図である。 図１の印刷装置のマーキング／部分硬化デバイスの典型的な実施形態を示す図である。 マーキング／部分硬化デバイスに属する典型的なマーキングステーションおよび部分硬化ステーションを示す図である。 図２のマーキング／部分硬化デバイスに属する部分硬化ステーションの発光体エネルギー源によって放出することができる、発光体エネルギーの典型的なスペクトラムを示す図である。 平坦化デバイスのニップに入る前に、インクが配置されるための正表面を含む基板を示し、挟持部を通過した後の基板も示す図である。

本開示された実施形態は、印刷の際に基板上に画像を形成する装置を含む。本装置の典型的な実施形態は、第１カラーを有する第１インクを、基板の表面に付着する第１マーキングステーションと、第１マーキングステーションから下流にあり、基板の表面上の第１インクに、第１放射を照射するための、少なくとも１つの第１発光体エネルギー源を含み、第１インクを部分硬化させて、第１インクの光沢を調整する、第１部分硬化ステーションと、第１部分硬化ステーションから下流にあり、第２カラーを有する第２インクを、基板の表面に付着する第２マーキングステーションと、第２マーキングステーションから下流にあり、基板の表面上の第１インクおよび第２インクに、第２放射を照射するための、少なくとも１つの第２発光体エネルギー源を含み、第１インクをさらに部分硬化させるとともに第２インクを部分硬化させて、第１インクおよび第２インクの光沢を調整する、第２部分硬化ステーションと、第１部材、第２部材、ならびに第１部材および第２部材によって形成された挟持部を含み、第１部材および第２部材は、基板が、ニップにおいて受けられると部分硬化した第１インクおよび第２インクに圧力を加えるように構成されて、第１インクおよび第２インクを基板の表面上で平坦にする、平坦化デバイスと、基板の表面上の平坦にされた状態の第１インクおよび第２インクに照射して、第１インクおよび第２インクを実質的に完全に硬化させる、平坦化後硬化デバイスとを含む。

本開示された実施形態は、さらに印刷の際に基板上に画像を形成する方法を含む。本方法の典型的な実施形態は、第１マーキングステーションを用いて、第１カラーを有する第１インクを、基板の表面に付着するステップと、第１マーキングステーションから下流の第１部分硬化ステーションに属する少なくとも１つの第１発光体エネルギー源によって放出される第１放射を、基板の表面上の第１インクに照射して、第１インクを部分硬化させて、第１インクの光沢を調整するステップと、第１部分硬化ステーションから下流の第２マーキングステーションを用いて、第２カラーを有する第２インクを基板の表面に付着するステップと、第２マーキングステーションから下流の第２部分硬化ステーションに属する少なくとも１つの第２発光体エネルギー源によって放出される第２放射を、基板の表面上の第２インクに照射して、第１インクをさらに部分硬化させるとともに第２インクを部分硬化させて、第１インクおよび第２インクの光沢を調整するステップと、ニップを形成する、第１部材および第２部材を備える平坦化デバイスのニップにおいて、基板ならびに部分硬化した第１インクおよび第２インクに圧力を加えて、第１インクおよび第２インクを基板の表面上で平坦にするステップと、基板の表面上の平坦にされた状態の第１インクおよび第２インクに照射して、第１インクおよび第２インクを実質的に完全に硬化させるステップとを含む。

紫外線（ＵＶ）硬化性インクは、印刷の際に基板上に画像を形成するのに用いることができる。基板へ付着されたＵＶ硬化性インクは、ＵＶ放射へ暴露されて、このインクを硬化させる。この暴露の間に、インク内に含有される光開始剤物質がＵＶ放射を照射されて、この入射エネルギー束はインク内のモノマーを架橋ポリマーマトリックスへと変換し、結果として基板上に硬いかつ耐久性のあるマークをもたらす。しかしながら種々の用途にとっては、このＵＶ硬化の前にインクが平坦にされることが望ましい。さらに、包装などの一部の印刷用途は、印刷物に関して比較的一定の厚さの薄膜インク層を有することから、利益を享受することができる。

ＵＶ硬化性相変化インクは、周囲温度において、ゲル状の粘度を有することができる。これらのインクは、約周囲温度から高温まで加熱されると、低粘度の液体への相変化を受ける。これらのインクは、液体へ変化するまで加熱され、次いで基板へ付着することができる。いったんインクが基板に接触すると、インクは冷たくなり、液相からさらに粘性のあるゲル粘度へ相を戻す。

ＵＶ硬化性ゲルインクは、周囲温度では、硬化される前には粘着力をほとんど有しない。さらにその上、これらのインクは、多くのタイプの部材に対して良好な親和性有するように調製することができる。したがって、電子写真法で使用されることがある従来の定着ロールなどの、他のインク形式の層を平坦にするのに用いられる、従来の方法およびデバイスは、ゲルインクが、平坦にしようとするのに用いられるデバイス上へ、分かれるとともにオフセットする傾向があるので、硬化の前にゲルインクを平坦にすることには適していない。

基板へ付着される、ＵＶ硬化性ゲルインクなどの放射硬化性インクは、放射へ暴露されて、接触により平坦化される前にインクを部分硬化させることができ、それによって平坦化デバイスの接触表面へのインクのオフセット現象がゼロまたは実質的に皆無の状態で、インクを平坦にすることを可能にすると判断されていた。用語「硬化性」は、例えばフリーラジカル経路を含む重合を経由して硬化することができる、および／または放射感受性の光開始剤を用いて、重合が光開始することができる部材を例えば説明する。

用語「放射硬化性」は、例えば放射源への暴露時に硬化させるすべての形態を指し、光源および熱源を含めて、ならびに開始剤の有無を含めて指す。典型的な放射硬化技術は、紫外線（ＵＶ）光を用いた硬化であって、例えば２００〜４００ｎｍの波長またはさらにまれに可視光を有するとともに、任意選択で光開始剤および／または増感剤の存在下において行われる光硬化、熱硬化を用いた硬化であって、高温熱開始剤（吐出温度において大部分が不活性でもよい）の有無を含む熱硬化、ならびにこれらの適切な組み合わせを含むが、これらに限定されない。

本明細書では、用語「部分硬化させる」は、インク上へ向けられた発光体エネルギーが、インクの部分的な重合だけが生じるように、インク内に含有されるいくらかの光開始剤を活性化するのに効果的であることを意味する。インクは、２つ以上の光開始剤を含有することができ、部分硬化の間に用いられる放射によって、この光開始剤の一部は部分的に活性化され、一部はまったく活性化されない。この部分重合の結果として、インクの粘度は、照射された状態のインクがニップを通過し、実質的にニップ内のインクのオフセット現象なしに圧力を受けることを可能にするのに十分に増加する。基板がニップに入ると、インクのオフセット現象がゼロまたは実質的に皆無の状態で、インクを基板上で所望のように平坦にするのに十分な圧力がインクに加えられるときに、部分硬化したインクは、基板上で流れるまたは広がることを可能にするのに十分な粘度を有する。

さらに、個々のインクカラー内に含有される顔料は、放射を相異なるように吸収および反射するので、別々のインクカラーの硬化レートは異なっていると判断されていた。例えばブラックインクは、シアン、マゼンタまたはイエローインクよりもゆっくりと硬化する。したがって、同一の照射条件を用いて硬化するとき、ブラックインクは、マゼンタまたはイエローインクよりも、著しく光沢が劣ることになる。結果として、これらのすべてのインクがＵＶ硬化性であり、同時に置かれ、次いで画像がＵＶ放射へ暴露される場合、インクは、別々の粘度レベルを達成するとともに、別々の光沢特性を有することになる。それゆえに、基板上に多重層のインクが置かれ、次いで平坦化の前に事前に硬化する場合、別々のインクカラーが異なる光沢を有することになる。さらに加えて、シート内部の光沢は、カラーごとに変化することになる。シート上のグラフィックスにとって、このように非一様な光沢のように見えることは望ましくない。いくつかの用途にとっては、シート上のすべてのインクカラーに対する光沢レベルは、同一であることが望ましい。その上に、個々のインクカラーの光沢レベルが同一であっても、全体にわたる光沢は、基板上で所望のものよりも依然として高いまたは低いことがある。

これらの観察を考慮して、印刷の際に基板上に画像を形成する方法および印刷の際に基板上に画像を形成する装置であって、別々のインクカラーの光沢差を低減するとともに画像全体にわたる光沢レベルの修正を可能にすることができる、方法および装置が提供される。実施形態では、基板へ付着された別々のインクカラーを部分硬化させるのに用いられる照射条件は、個々のカラーの光沢を、一定の平坦化条件を用いて変化させることを可能にするように選択することができる。調整することができる照射条件は、発光体エネルギーの強度、および放射へのインクの暴露時間、すなわち滞留時間を含む。例えば、第１インクの光沢は、第２インク用と比べて異なる第１インク用の照射条件を用いることによって、第２インクの光沢に一致することができる。この結果は、個々のインクカラー内に含有される顔料の存在下で、部分硬化の間に用いられる放射の有効性に起因する。

本方法および装置では、２つ以上のインクが基板へ付着され、次いで部分硬化して、インクの光沢を調整することができる。個々のインクカラーに用いられる部分硬化条件は、各カラーに所望の光沢をもたらすように選択することができる。部分硬化させることによって、一致する光沢を有する別々のインクカラーで構成される多色画像をもたらすことができる。

図１は、インクを用いて基板上に所望の光沢を有する画像を形成するのに役立つ印刷装置１００の典型的な実施形態を示す。装置１００は、マーキング／部分硬化デバイス１２０、平坦化デバイス１６０、および平坦化後硬化デバイス２００を含み、プロセス方向Ｐに沿って配置される。正表面１１２および反対側の背表面１１４を含む基板１１０が示される。マーキング／部分硬化デバイス１２０は、基板１１０の正表面１１２上へインク１１６を堆積させ、さらに、付着された状態のインク１１６に発光体エネルギーを照射して、インク１１６を部分硬化させる。平坦化デバイス１６０は、インク１１６に圧力を加えることによって、部分硬化したインク１１６を基板１１０の正表面１１２上で平坦にする。平坦化後硬化デバイス２００は、平坦にされた状態のインク１１６に発光体エネルギーを照射して、インク１１６をさらに硬化させる。平坦化後硬化デバイス２００は、インク１１６を実質的に完全に硬化させることができる。

描写された基板１１０は、シートである。例えば基板１１０は、普通紙、ポリマーフィルム、金属箔、包装部材、または同類のものなどの、一枚のシートとすることができる。別の実施形態では、基板は、普通紙、ポリマーフィルム、金属箔、包装部材、または同類のものなどの部材の途切れのないウェブとすることができる。実施形態では、マーキング／部分硬化デバイス１２０および平坦化後硬化デバイス２００は静止して、基板１１０がこれらのデバイスのそばを通り過ぎ、それによって基板１１０上へインクを堆積させ、次いでインク１１６に照射する。

マーキング／部分硬化デバイス１２０の実施形態は、少なくとも２つのマーキングステーションおよび少なくとも２つの部分硬化ステーションを含む。各マーキングステーションは、異なるカラーのインクを基板１１０に付着することができる。図２は、マーキング／部分硬化デバイス１２０の典型的な実施形態を示す。マーキング／部分硬化デバイス１２０は、第１マーキングステーション１２２、第２マーキングステーション１２４、第３マーキングステーション１２６、および第４マーキングステーション１２８を含み、この順序でプロセス方向Ｐに沿って配置される。

第１マーキングステーション１２２、第２マーキングステーション１２４、第３マーキングステーション１２６および第４マーキングステーション１２８のそれぞれは、「基板に向かう」配置に配置された印刷ヘッドを含み、プロセス方向Ｐに前進する基板１１０の正表面１１２上に、インクの小滴を堆積させることができる。例えば、印刷ヘッドは、加熱された圧電印刷ヘッド、ＭＥＭＳ（微小電気機械システム＝ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）印刷ヘッド、または同類のものとすることができる。

マーキング／部分硬化デバイス１２０は、さらに、第１マーキングステーション１２２と第２マーキングステーション１２４との間に位置付けられた第１部分硬化ステーション１３０、第１部分硬化ステーション１３０から下流にかつ第２マーキングステーション１２４と第３マーキングステーション１２６との間に位置付けられた第２部分硬化ステーション１３２、第２部分硬化ステーション１３２から下流にかつ第３マーキングステーション１２６と第４マーキングステーション１２８との間に位置付けられた第３部分硬化ステーション１３４、および第４マーキングステーション１２８から下流に位置付けられた第４部分硬化ステーション１３６を含む。第１部分硬化ステーション１３０、第２部分硬化ステーション１３２、第３部分硬化ステーション１３４および第４部分硬化ステーション１３６は、印刷の際にこれらのステーションの動作をそれぞれ制御するように構成されるコントローラー１３８へ、従来のやり方で接続される。

第１マーキングステーション１２２、第２マーキングステーション１２４、第３マーキングステーション１２６および第４マーキングステーション１２８のそれぞれは、異なる原色のインクを基板１１０の正表面１１２に付着することができる。例えば、これらのマーキングステーションは、減法混色の原色シアン、マゼンタおよびイエローのインクをブラックインクとともに用いることができる。印刷ヘッドは、正表面１１２上へ別々の色分解を配置して、入力デジタルデータに従って所望のフルカラー画像を組み立てることができる。硬化の困難性の点では、ブラックインクが硬化させるのにもっとも困難であり、続いてシアンインク、次いでマゼンタインク、および次いでイエローインクである。マーキング／部分硬化デバイス１２０では、別々のインクカラーが基板へ付着されて多色画像を形成する順序は、付着される別々のインクカラーのうち、インクカラーを硬化させる困難性がもっとも高いものから、インクカラーを硬化させる困難性がもっとも低いものまでとすることができる。例えば、第１マーキングステーション１２２はブラックインクを基板１１０に付着することができ、第２マーキングステーション１２４はシアンインクを基板１１０に付着することができ、第３マーキングステーション１２６はマゼンタインクを基板１１０に付着することができ、第４マーキングステーション１２８はイエローインクを基板１１０に付着することができ、それによってフルカラー画像を形成することができる。マーキングステーションのこの配置では、基板１１０がプロセス方向Ｐに沿って前進しながら、平坦化デバイス１６０において平坦にされる前に、堆積した状態のブラックインクは、第１部分硬化ステーション１３０、第２部分硬化ステーション１３２、第３部分硬化ステーション１３４および第４部分硬化ステーション１３６のそれぞれによって照射される。ブラックインクは、基板１１０が前進しながら、発光体エネルギーによって、徐々にさらに部分硬化される。堆積した状態のシアンインクは、第２部分硬化ステーション１３２、第３部分硬化ステーション１３４および第４部分硬化ステーション１３６において、放射へ暴露され、マゼンタインクは、第３部分硬化ステーション１３４および第４部分硬化ステーション１３６において、放射へ暴露され、イエローインクは、第４部分硬化ステーション１３６においてだけ、放射へ暴露される。マーキング／部分硬化デバイス１２０に属するマーキングステーションおよび部分硬化ステーションをこの順序で配置することによって、基板へ付着されたブラックインクは、最大の部分硬化を受けてその粘度を増加させ、シアンインクは２番目に大きな部分硬化を受け、マゼンタインクは３番目に大きな部分硬化を受け、イエローインクは部分硬化をもっとも受けないようにして、これらのインクの光沢を修正する。

基板１１０上に堆積した各インクカラーへ加えられる発光体エネルギーの適用量は、放射の強度および／または滞留時間を調整することによって制御することができる。第１部分硬化ステーション１３０、第２部分硬化ステーション１３２、第３部分硬化ステーション１３４および第４部分硬化ステーション１３６のそれぞれによって放出される放射の強度、これらの部分硬化ステーションのそばを通り過ぎる基板１１０の搬送速度、およびこれらの部分硬化ステーションのそれぞれに属する発光体エネルギー源の数は、光沢差を低減するように選択され、画像内の各インクカラーの光沢を同一に、または実質的に同一にすることができる。ブラックインクは、その光沢（および粘度）がイエローインクの光沢（および粘度）に一致するまたは実質的に一致するのに十分な、発光体エネルギーへの暴露を与えることができる。同様に、シアンおよびマゼンタインクは、それぞれの光沢（および粘度）もイエローインクの光沢（および粘度）に一致するまたは実質的に一致するのに十分な、放射への暴露を与えることができる。

実施形態では、基板へ付着された別々のインクカラーの光沢レベルは、ガードナー（Ｇａｒｄｎｅｒ）光沢装置によって測定し、数値化することができる。光沢測定用に、例えば７５°ガードナー光沢装置（すなわち、７５°の照射角度）を用いて、基板上の任意の２つのインクカラー間の光沢の差が、４未満、３未満、２未満、または１未満ガードナー・グロス・ユニットなどの、０から約５ガードナー・グロス・ユニットまでの範囲に制限することができる。

実施形態では、基板へ付着された各インクカラーに用いられる部分硬化条件は、画像全体にわたる光沢を、所与の用途、すなわち基板合わせの要望通りに、上下のいずれかにシフトするように調整することもできる。画像全体にわたる光沢は、部分硬化させることによって、互いに実質的に同一となる、個々のインクカラーの光沢と実質的に同一である。これらの実施形態では、第１部分硬化ステーション１３０、第２部分硬化ステーション１３２、第３部分硬化ステーション１３４および第４部分硬化ステーション１３６のそれぞれに属する発光体エネルギー源によって放出される放射の強度、これらの部分硬化ステーションのそれぞれに属する発光体エネルギー源の数、および／または滞留時間は、全体にわたる光沢を変化させるように調整することができる。

インクは、適切な発光体エネルギーを用いて硬化することを可能にする組成物であって、基板上へ堅牢な画像を定着する組成物を含む。インクは、１つ以上の光開始剤部材を含有する紫外線光（ＵＶ）硬化性インクを含むことができる。ＵＶ硬化性インクは、高温まで加熱されて、低粘度の状態の間に吐出することができる。これらのインクが、周囲温度状態の用紙などのより冷たい基板上に衝突すると、インクは、基板温度まで冷たくなる。冷却される間に、インクはますます粘性を有するようになる。ＵＶ硬化性インクが、ＵＶ放射へ暴露されると、インク内に重合および架橋結合が生じ、これによってインクの粘度はさらに増加する。

実施形態において用いられるＵＶ硬化性インクは、硬化性ゲル化剤および／または硬化性ワックス成分を含むことができる。

開示された方法および装置の実施形態において、基板上に画像を形成するのに用いることができる典型的なインクは、着色剤、開始剤、およびインク展色剤（ビヒクル）を含む相変化インクと、着色剤、開始剤、および相変化インク担体を含む相変化インクと、放射硬化性インクをいっしょに形成する、２５°Ｃで液体状態の硬化性モノマー、硬化性ワックスおよび着色剤を含む放射硬化性インクとを含むことができる。

マーキング／部分硬化デバイス１２０に属する印刷ヘッドは、例えば、相変化インクの粘度を低減して基板１１０上へ小滴として吐出するために十分に高い温度まで、相変化インクを加熱するのに用いることができる。相変化インクが基板１１０上に衝突すると、インクは急速に冷たくなり、基板１１０上にゲル粘度を発現する。この急速冷却が原因で、相変化インクは、ゲル粘度を発現する前に基板１１０の正表面１１２上で平坦になるのに十分な時間を有していない。

印刷装置１００の実施形態では、基板１１０の正表面１１２上に堆積した状態のインク１１６の層の各インクカラーは、インクを部分硬化させるのに効果的な発光体エネルギーを有するマーキング／部分硬化デバイス１２０によって照射される。この部分重合の結果として、インクの粘度および凝集力は、照射された状態のインクがニップを通過し、ニップにおいてニップ内のインクのオフセット現象なしにインクに圧力を加えることを可能にするのに十分に増加する。基板１１０がニップに入ると、インクを正表面１１２上で所望のように平坦にするのに十分な圧力が加えられるときに、部分硬化したインク１１６は、基板１１０の正表面１１２上で流れるまたは広がることを可能にする粘度および硬度特性を有している。

実施形態では、第１部分硬化ステーション１３０、第２部分硬化ステーション１３２、第３部分硬化ステーション１３４および第４部分硬化ステーション１３６のそれぞれは、１つ以上の発光体エネルギー源を含む。図３は、第４マーキングステーション１２８および第４部分硬化ステーション１３６の典型的な実施形態を示す。図示されるように、第４マーキングステーション１２８は、印刷ヘッド１２８Ａ、１２８Ｂ、１２８Ｃ、１２８Ｄおよび１２８Ｅを含む。第４部分硬化ステーション１３６は、発光体エネルギー源１３６Ａ、１３６Ｂおよび１３６Ｃを含む。印刷ヘッド１２８Ａ、１２８Ｂ、１２８Ｃ、１２８Ｄおよび１２８Ｅならびに発光体エネルギー源１３６Ａ、１３６Ｂおよび１３６Ｃは、ともにスタガー状の配置を有する。第１マーキングステーション１２２、第２マーキングステーション１２４および第３マーキングステーション１２６は、第４マーキングステーション１２８と同数、同タイプおよび同配置の印刷ヘッドを含むことができる。第１部分硬化ステーション１３０、第２部分硬化ステーション１３２および第３部分硬化ステーション１３４は、第４部分硬化ステーション１３６と同数、同タイプおよび同配置の発光体エネルギー源を含むことができる。

図３に示されるように、基板１１０は、プロセス方向Ｐに直角のプロセス直交方向ＣＰに、幅Ｗを有する。図示された実施形態では、印刷ヘッド１２８Ａ、１２８Ｂ、１２８Ｃ、１２８Ｄおよび１２８Ｅならびに発光体エネルギー源１３６Ａ、１３６Ｂおよび１３６Ｃは、ともに、プロセス直交方向ＣＰに基板１１０の幅Ｗを越えるように全長を広げる。幅Ｗは、印刷装置１００に用いられる基板の最大幅でもよい。

第１部分硬化ステーション１３０、第２部分硬化ステーション１３２、第３部分硬化ステーション１３４および第４部分硬化ステーション１３６に属する発光体エネルギー源は、少なくとも１つの発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイ、または同類のものを含むことができる。例えば、図３に示される発光体エネルギー源１３６Ａ、１３６Ｂおよび１３６Ｃのそれぞれは、プロセス直交方向ＣＰに沿って位置付けられた多数のＬＥＤを含む、少なくとも１つのＬＥＤアレイを含むことができる。

部分硬化ステーションに属する発光体エネルギー源は、インク１１６に最適化された部分硬化を生み出すために、印刷の際に用いられるインク組成物に最適化されたスペクトラムを有する発光体エネルギーを放出するように選択することができる。発光体エネルギーのスペクトラムは、一般に遠ＵＶ（遠紫外、約１００ｎｍ波長）から近ＵＶ（近紫外、約４００ｎｍ波長）まで広がる波長範囲において、発光体エネルギーの強度を与えるグラフによって提供される。図４は、部分硬化デバイス１２０によって放出される発光体エネルギーの典型的なスペクトラムを示す。

部分硬化の間に、基板１１０およびインク１１６の層の温度は、温度制御されたプラテン１５０を用いて制御することができる。プラテン１５０は、典型的には、約１５°Ｃから約２０°Ｃまでなどの、約１０°Ｃから約３０°Ｃまでの温度で動作して、基板１１０およびインク１１６の温度を所望の温度に制御することができる。部分硬化の間に、インク１１６の温度は、周囲温度を下回る、周囲温度、または周囲温度を上回るように制御することができる。

マーキング／部分硬化デバイス１２０の一部の実施形態では、マーキング／部分硬化デバイス１２０に属する第１部分硬化ステーション１３０、第２部分硬化ステーション１３２、第３部分硬化ステーション１３４および第４部分硬化ステーション１３６の発光体エネルギー源は、基板１１０が、これらのデバイスのそばを連続的に通り過ぎながら、部分硬化の全体を通してオンすることができる。これらの実施形態では、第１部分硬化ステーション１３０、第２部分硬化ステーション１３２、第３部分硬化ステーション１３４および第４部分硬化ステーション１３６のそれぞれに属する発光体エネルギー源は、同一の放射スペクトラムを有することができる。第１部分硬化ステーション１３０、第２部分硬化ステーション１３２、第３部分硬化ステーション１３４および第４部分硬化ステーション１３６のそれぞれに属する発光体エネルギー源によって放出される放射の強度は、別々のインクカラーに対して変化することができる。例えば、第１部分硬化ステーション１３０に属する発光体エネルギー源によって放出される放射の強度は、第２部分硬化ステーション１３２、第３部分硬化ステーション１３４および第４部分硬化ステーション１３６に属する発光体エネルギー源によって放出される放射の強度よりも高くすることができる。これらの実施形態では、基板１１０の画像描写領域は、同一の、またはおおよそ同一の光沢を有することができる。

第１部分硬化ステーション１３０、第２部分硬化ステーション１３２、第３部分硬化ステーション１３４および第４部分硬化ステーション１３６のそれぞれが、１つ以上のＬＥＤアレイを含む、マーキング／部分硬化デバイス１２０の実施形態では、アレイに属する複数ＬＥＤは、基板１１０が、これらのデバイスのそばを連続的に通り過ぎながら、部分硬化の全体を通してオンすることができる。

部分硬化したインク１１６は、平坦化デバイス１６０を用いて正表面１１２上でインクを広げるように平坦にされて、インク１１６の線の太さを増加させることを可能にする、粘度および凝集力特性を有している。平坦化デバイス１６０は、基板１１０上のインク１１６に圧力を加えるための対向する表面を有する部材を含む。部材は、２つのロール、１つのロールおよび１つのベルトまたは２つのベルトを含むことができ、この１つのロールおよび１つのベルトは、第１ロール、および第２ロール上に設けられた１つのベルトである。

図５は、平坦化ロール１６２および圧力ロール１６４を含む平坦化デバイス１６０の典型的な実施形態を示す。ＬＥＤアレイ１３７を含む第４部分硬化ステーション１３６も示される。平坦化ロール１６２および圧力ロール１６４は、ニップ１６６を形成し、基板１１０およびインク１１６は、ニップ１６６において、部分硬化したインク１１６を平坦にするのに十分な圧力を受けて、平坦にされたインク１１６’の層を生み出す。典型的には、ニップ１６６において加えられる圧力は、インク１１６を十分に平坦にするために、約３０ｐｓｉから約１２０ｐｓｉまでなどの、約１０ｐｓｉから約８００ｐｓｉまでの範囲内とすることができる。

平坦化ロール１６２は、種々の部材から形成することができる。例えば、図示された平坦化ロール１６２は、コア１６８、およびコア１６８上を覆う外側表面１７２を含む外側層１７０を含む。コア１６８は、アルミニウム、アルミニウム合金、または同類のものなどの、適切な金属を含むことができる。実施形態では、外側層１７０は、耐久性のある親水性部材で構成することができる。外側層１７０は、例えばコア１６８の全面にわたるコーティングのように、塗布することができる。実施形態では、外側層１７０は、フッ素化ポリマー、または同類のものなどの適切な特性を有するポリマーで構成することができる。

圧力ロール１６４は、種々の部材から形成することができる。図示された圧力ロール１６４は、コア１７４、およびコア１７４上を覆う外側表面１７８を含む外側層１７６を含む。実施形態では、コア１７４は、比較的硬い部材で構成される。例えば、コア１６８は、鋼、ステンレス鋼、または同類のものなどの、適切な金属で構成することができる。外側層１７６は、ニップ１６６を形成する平坦化ロール１６２との接触によって、弾性的に変形する部材で構成することができる。例えば外側層１７６は、シリコンゴム、または同類のもので構成することができる。

実施形態では、放出液体が、平坦化ロール１６２の外側表面１７２に付着され、外側表面１７２をぬらして、平坦化の間の画像のオフセット現象を低減するのに役立つことができる。例えば放出液体は、有効な量の洗浄剤を付加した水で実質的に構成されて、表面張力を低減することができる。

装置１００において、平坦化後硬化デバイス２００は、少なくとも１つの発光体エネルギー源を含み、この発光体エネルギー源は、平坦化デバイス１６０によるインク１１６の平坦化に引き続いて、インク１１６を実質的に完全に硬化させるのに効果的なスペクトラムを有する発光体エネルギーを放出する。平坦化後硬化デバイス２００に属する発光体エネルギー源のスペクトラムは、マーキング／部分硬化デバイス１２０に属する発光体エネルギー源によって放出される発光体エネルギーのスペクトラムと同じまたは異なるとすることができる。例えば平坦化後硬化デバイス２００は、マーキング／部分硬化デバイス１２０に属する発光体エネルギー源とは異なるピーク波長および強度のエネルギーを放出するＵＶ−ＬＥＤアレイを含むことができる。

Claims (4)

1. 印刷の際に基板上に画像を形成する装置であって、
   第１カラーを有する第１ゲルインクを、基板の表面に付着する第１マーキングステーションと、
   前記第１マーキングステーションから下流にあり、前記基板の前記表面上の前記第１ゲルインクに、第１放射を照射するための、少なくとも１つの第１発光体エネルギー源を含み、前記第１ゲルインクを部分硬化させて、前記第１ゲルインクの光沢を調整する、第１部分硬化ステーションと、
   前記第１部分硬化ステーションから下流にあり、第２カラーを有する第２ゲルインクを、前記基板の前記表面に付着する第２マーキングステーションと、
   前記第２マーキングステーションから下流にあり、前記基板の前記表面上の前記第１ゲルインクおよび前記第２ゲルインクに、第２放射を照射するための、少なくとも１つの第２発光体エネルギー源を含み、前記第１ゲルインクをさらに部分硬化させるとともに前記第２ゲルインクを部分硬化させて、前記第１ゲルインクおよび第２ゲルインクの光沢を調整する、第２部分硬化ステーションと、
   第１部材、第２部材、ならびに前記第１部材および第２部材によって形成されたニップを含み、前記第１部材および第２部材は、前記基板が、前記ニップにおいて受けられると、前記部分硬化した第１ゲルインクおよび第２ゲルインクに圧力を加えるように構成されて、前記第１ゲルインクおよび第２ゲルインクを前記基板の前記表面上で平坦にする、平坦化デバイスと、
   前記基板の前記表面上の前記平坦にされた状態の第１ゲルインクおよび第２ゲルインクに照射して、前記第１ゲルインクおよび第２ゲルインクを実質的に完全に硬化させる、平坦化後硬化デバイスとを含む、装置。
2. 前記第２部分硬化ステーションから下流にあり、第３カラーを有する第３ゲルインクを、前記基板の前記表面に付着する第３マーキングステーションと、
   前記第３マーキングステーションから下流にあり、前記基板の前記表面上の前記第１ゲルインク、第２ゲルインクおよび第３ゲルインクに、第３放射を照射するための、少なくとも１つの第３発光体エネルギー源を含み、前記第１ゲルインクおよび第２ゲルインクをさらに部分硬化させるとともに前記第３ゲルインクを部分硬化させて、前記第１ゲルインク、第２ゲルインクおよび第３ゲルインクの光沢を調整する、第３部分硬化ステーションと、
   前記第３部分硬化ステーションから下流にあり、第４カラーを有する第４ゲルインクを、前記基板の前記表面に付着する第４マーキングステーションと、
   前記第４マーキングステーションから下流にあり、前記基板の前記表面上の前記第１ゲルインク、第２ゲルインク、第３ゲルインクおよび第４ゲルインクに、第４放射を照射するための、少なくとも１つの第４発光体エネルギー源を含み、前記第１ゲルインク、第２ゲルインクおよび第３ゲルインクをさらに部分硬化させるとともに前記第４ゲルインクを部分硬化させて、前記第１ゲルインク、第２ゲルインク、第３ゲルインクおよび第４ゲルインクの光沢を調整する、第４部分硬化ステーションとをさらに含み、
   前記平坦化デバイスは、前記基板が、前記ニップにおいて受けられると、前記部分硬化した第１ゲルインク、第２ゲルインク、第３ゲルインクおよび第４ゲルインクに圧力を加えて、前記第１ゲルインク、第２ゲルインク、第３ゲルインクおよび第４ゲルインクを前記基板の前記表面上で平坦にし、
   前記平坦化後硬化デバイスは、前記基板の前記表面上の前記平坦にされた状態の第１ゲルインク、第２ゲルインク、第３ゲルインクおよび第４ゲルインクに照射して、前記第１ゲルインク、第２ゲルインク、第３ゲルインクおよび第４ゲルインクを実質的に完全に硬化させ、
   前記第１ゲルインクはブラックインクであり、前記第２ゲルインクはシアンインクであり、前記第３ゲルインクはマゼンタインクであり、前記第４ゲルインクはイエローインクであり、前記実質的に完全に硬化した第１ゲルインク、第２ゲルインク、第３ゲルインクおよび第４ゲルインクはおおよそ同一の光沢を有する、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１マーキングステーション、第２マーキングステーション、第３マーキングステーションおよび第４マーキングステーションは、印刷ヘッドを含み、
   前記第１ゲルインク、第２ゲルインク、第３ゲルインクおよび第４ゲルインクは、紫外線（ＵＶ）硬化性ゲルインクを含み、
   前記第１放射、第２放射、第３放射および第４放射は、ＵＶ放射を含む、請求項２に記載の装置。
4. 印刷の際に基板上に画像を形成する方法であって、
   第１マーキングステーションを用いて、第１カラーを有する第１ゲルインクを、基板の表面に付着するステップと、
   前記第１マーキングステーションから下流の第１部分硬化ステーションに属する少なくとも１つの第１発光体エネルギー源によって放出される第１放射を、前記基板の前記表面上の前記第１ゲルインクに照射して、前記第１ゲルインクを部分硬化させて、前記第１ゲルインクの光沢を調整するステップと、
   前記第１部分硬化ステーションから下流の第２マーキングステーションを用いて、第２カラーを有する第２ゲルインクを前記基板の前記表面に付着するステップと、
   前記第２マーキングステーションから下流の第２部分硬化ステーションに属する少なくとも１つの第２発光体エネルギー源によって放出される第２放射を、前記基板の前記表面上の前記第２ゲルインクに照射して、前記第１ゲルインクをさらに部分硬化させるとともに前記第２ゲルインクを部分硬化させて、前記第１ゲルインクおよび前記第２ゲルインクの光沢を調整するステップと、
   ニップを形成する、第１部材および第２部材を備える平坦化デバイスの前記ニップにおいて、前記基板ならびに前記部分硬化した第１ゲルインクおよび第２ゲルインクに圧力を加えて、前記第１ゲルインクおよび第２ゲルインクを前記基板の前記表面上で平坦にするステップと、
   前記基板の前記表面上の前記平坦にされた状態の第１ゲルインクおよび第２ゲルインクに照射して、前記第１ゲルインクおよび第２ゲルインクを実質的に完全に硬化させるステップとを含む、方法。

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