JP7320077B2 - 印刷装置及び方法並びに印刷物製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態に係る印刷装置10の構成を概略的に示す図である。印刷装置10は、ウェブ状の基材12にシングルパス方式で画像を印刷するロールツーロール方式のインクジェット印刷装置である。基材12は非浸透媒体であり、例えば、軟包装に用いられる透明のフィルム基材である。ここで、非浸透とは、後述する水性プライマー及び水性インクに対して非浸透性を有することをいう。軟包装とは、包装される物品の形状により変形する材料による包装をいう。透明とは、可視光の透過率が30%以上100%以下であることをいい、好ましくは70%以上100%以下であることをいう。基材12は、例えばONY(Oriented Nylon)、OPP(Oriented Poly Propylene)、又はPET(Polyethylene Terephthalate)などであってよい。
軟包装においては印刷物の色味の変化に非常に敏感であることが市場調査等から把握されている。したがって、印刷物の色味の変化を、要求される許容範囲内に抑えることが求められる。具体的に、色味の変化量ΔEがΔE≦2を満たしていれば、市場の要求に応えることができると考えられる。ΔEは国際照明委員会(CIE:Commission internationale de l'eclairage)が定めるCIE L*a*b*(CIELAB)色空間における色差である。
図2から図4は、基材温度と色味の変化量との関係を調べた実験結果を示すグラフである。実験では、基材温度を25℃から40℃まで振り、各温度での印刷濃度を変更したチャートを印刷して、温度による色味の変化量から温度に対する色味の変化率(傾き)を求めた。実験にて使用した基材、下塗り液、インク、インク温度、及び基材標準温度の条件は下記のとおりである。
・基材:Carta Integra 265gsm
・下塗り液:富士フイルム社製 プレコンディショニング液 C-FJ-CP3
・インク:富士フイルム社製 インクジェット用水性顔料インク
・インク温度:30℃
・基材標準温度:30℃
図2は、最低温度(ここでは25℃)での色味と各温度での色味との色味の変化量を示すデータとその近似曲線を示すグラフである。横軸は温度を表し、縦軸は色差ΔEを表す。図3は、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色での色味の基材温度による変化を示すグラフである。図4は、レッド、グリーン、及びブルーの各色での色味の基材温度による変化を示すグラフである。図3及び図4において横軸は印刷濃度を表し、縦軸は単位温度あたりの色味変化量(ΔE/ΔT)を表す。ΔE/ΔTを「温度に対する色味の傾き」という。なお、横軸の印刷濃度は、網点面積率によって表されている。
図5は、基材温度と結露起因の単発スジとの関係を調べた実験結果を示すグラフである。単発スジとは、ノズルの吐出不良によって印刷物に発生するスジ状の画像欠陥である。結露起因の単発スジとは、プリントヘッドのノズル面が結露することによって発生するノズルの吐出不良に起因する単発スジをいう。
図6は、無接触搬送部の構成例を概略的に示す斜視図である。ここでは基材搬送経路をU字型に180度方向変換する180度ターンバーの例を示すが、90度ターンバーなど他の角度に方向変換するターンバーについても基本的な構造は同様である。第1無接触搬送部40及び第2無接触搬送部80のそれぞれは、概ね同様の構成を採用し得る。ここでは第1無接触搬送部40について説明する。
図8は、浮上搬送風の制御方法の例を示すフローチャートである。図8に示すフローチャートのステップは、コントローラ448によって実行される。
図9は、印刷装置10の電気的構成を示すブロック図である。印刷装置10は、通信部202と、ユーザインターフェース204と、記憶部206と、統括制御部210と、巻出制御部220と、搬送制御部222と、プレコート制御部230と、プレコート乾燥制御部234と、ジェッティング制御部260と、巻取制御部290と、を備えている。
図11は、本発明の実施形態に係る印刷物製造方法の例を示すフローチャートである。なお、図11のフローチャートは、印刷装置10を用いて実施される印刷方法の例と理解してもよい。印刷装置10を用いてロールツーロール方式のインクジェット印刷を実行することにより、印刷物を製造することができる。
インクジェットヘッドのイジェクタは、液体を吐出するノズルと、ノズルに通じる圧力室と、圧力室内の液体に吐出エネルギーを与える吐出エネルギー発生素子と、を含んで構成される。イジェクタのノズルから液滴を吐出させる吐出方式に関して、吐出エネルギーを発生させる手段は、圧電素子に限らず、発熱素子や静電アクチュエータなど、様々な吐出エネルギー発生素子を適用し得る。例えば、発熱素子による液体の加熱による膜沸騰の圧力を利用して液滴を吐出させる方式を採用することができる。インクジェットヘッドの吐出方式に応じて、相応の吐出エネルギー発生素子が流路構造体に設けられる。
下塗り液は、プレコンディショニング液、プレコート液、前処理液、あるいは処理液などと呼ばれる場合がある。下塗り液は、例えば、インクのインク組成物中の成分を凝集させる凝集剤を少なくとも含み、必要に応じて、さらに他の成分を用いて構成することができる。凝集剤としては、インク組成物のpHを変化させることができる化合物であってもよいし、多価金属塩であってもよく、ポリアリルアミン類であってもよい。例えば、凝集剤としては、水溶性の高い酸性物質を用いることができ、凝集性を高め、インク全体を固定化させる点で、有機酸が好ましく、2価以上の有機酸がより好ましく、2価以上3価以下の酸性物質が特に好ましい。具体的には、リン酸、シュウ酸、マロン酸、クエン酸などが好適に挙げられる。凝集剤は、1種単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
図9及び図10で説明した通信部202、統括制御部210、巻出制御部220、搬送制御部222、第1無接触搬送制御部224、サクションドラム制御部225、第2無接触搬送制御部228、プレコート制御部230、プレコート乾燥制御部234、ジェッティング制御部260、及び巻取制御部290などの各種の処理を実行する処理部(processing unit)のハードウェア的な構造は、次に示すような各種のプロセッサ(processor)である。
(1)本実施形態によれば、ジェッティング部60にてインクジェット印刷を行う前の浮上搬送にて基材12に当てる風の温度のばらつきを±4℃以内に抑えたことにより、インクジェット印刷における色味の変化が抑制され、ΔE≦2を満たす安定した色味の画像を得ることができる。
図1で説明した印刷装置10の構成については、様々な変形が可能である。例えば、巻出部20とプレコート部30との間の基材搬送経路においてコロナ処理などの表面改質を行う表面改質部を備える形態も可能である。
また、印刷装置10は、ジェッティング部60と巻取部90との間にインク乾燥部及び画像検査部を備えてもよい。この場合、印刷装置10は、インク乾燥部を制御する不図示のインク乾燥制御部と、画像検査部を制御する不図示の画像検査制御部と、を備える。インク乾燥部は、基材12の印刷面に付与されたインクを乾燥させる温風ヒータを含む。インク乾燥制御部は、温風ヒータの温度及び風量を制御し、基材12上のインクを乾燥させる。
図1では下塗り液を用いる2液構成の印刷装置10の例を説明したが、下塗り液を使用しない形態も可能であり、図1の印刷装置10からプレコート部30を省略した構成も可能である。
上述の実施形態では浮上搬送風としてエアー(空気)を用いる例を説明したが、浮上搬送の際に基材12に対して吹き出す気体の種類は特に限定されない。エアーに代えて、窒素などの不活性ガスを用いてもよい。
浮上搬送風の温度のばらつきを±4℃よりもさらに狭い範囲に抑えることにより、例えば、±3℃以内に抑えることにより、より一層色味の変化を抑制することができる。
上述の実施形態では軟包装用の透明基材に対する裏刷り印刷の例を説明したが、基材は不透明なフィルム基材であってもよく、また、裏刷り印刷に限らず、印刷面側から印刷画像を観察する印刷物を製造する印刷装置であってもよい。
上述の実施形態では基材12の片面を印刷面とし、他方の面を非印刷面として説明したが、本発明は両面印刷を行う印刷装置に対しても適用することができる。例えば、基材の第1面に画像を印刷した後に、反対側の第2面に画像を印刷する場合において、第2面の印刷時においては、第2面が「印刷面」として理解される。
上述の実施形態では非浸透性の基材12を例に説明したが、塗工紙などの低浸透性の媒体についても本開示の技術を適用することが可能である。
上述の実施形態では、シングルパス方式のインクジェット印刷装置を説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、シリアル型(シャトルスキャン型)ヘッドなど、短尺のプリントヘッドを移動させながら、複数回のヘッド走査により画像記録を行う印刷装置についても本発明を適用可能である。この場合、基材搬送機構は基材を間欠搬送する構成を採用してよい。
「印刷装置」という用語は、印刷機、プリンタ、印字装置、画像記録装置、画像形成装置、画像出力装置、或いは、描画装置などの用語と同義である。「画像」は広義に解釈するものとし、カラー画像、白黒画像、単一色画像、グラデーション画像、均一濃度(ベタ)画像なども含まれる。「画像」は、写真画像に限らず、図柄、文字、記号、線画、モザイクパターン、色の塗り分け模様、その他の各種パターン、若しくはこれらの適宜の組み合わせを含む包括的な用語として用いる。
上述の実施形態で説明した構成や変形例で説明した事項は、適宜組み合わせて用いることができ、また、一部の事項を置き換えることもできる。
12 基材
20 巻出部
22 巻出ロール
23 コア
30 プレコート部
32 塗布ローラ
33 プレコート層
34 プレコート乾燥部
40 第1無接触搬送部
42 ターンバー
44 搬送板
44A 曲面部
44B 平面部
45 側板
46 後背板
48 吹出口
50 第1サクションドラム
60 ジェッティング部
62K インクジェットヘッド
62C インクジェットヘッド
62M インクジェットヘッド
62Y インクジェットヘッド
62W インクジェットヘッド
70 第2サクションドラム
80 第2無接触搬送部
90 巻取部
92 巻取ロール
100 基材搬送機構
202 通信部
204 ユーザインターフェース
206 記憶部
210 統括制御部
220 巻出制御部
222 搬送制御部
224 第1無接触搬送制御部
225 サクションドラム制御部
228 第2無接触搬送制御部
230 プレコート制御部
234 プレコート乾燥制御部
260 ジェッティング制御部
290 巻取制御部
410 仕切板
412A,412B,412C 部屋
414,414A,414B,414C エアー供給管
440 温度調節装置
442 温度センサ
444 ヒータ
446 ペルチェ素子
448 コントローラ
449 温度測定器
S11~S24 浮上搬送風の制御方法のステップ
S110~S121 印刷物製造方法のステップ
Claims (15)
- ウェブ状の基材を巻き出す巻出部と、
前記巻出部から巻き出された前記基材に対して気体を吹き出すことにより前記基材を浮上させて搬送する無接触搬送部と、
前記無接触搬送部を通過した前記基材にインクを吐出して画像を印刷するインクジェット印刷部と、
前記インクジェット印刷部によって印刷が行われた前記基材を巻き取る巻取部と、
前記無接触搬送部から吹き出す前記気体の温度のばらつきを±4℃以内の範囲に収める温度制御を行う温度調節装置と、
を備え、
前記無接触搬送部は、前記基材の搬送経路を前記基材の印刷面側の方向に方向変換させる印刷装置。 - 前記無接触搬送部から吹き出される前記気体の温度は、前記インクジェット印刷部から吐出される前記インクの温度以下である、請求項1に記載の印刷装置。
- 前記基材に下塗り液を付与するプレコート部をさらに備え、
前記プレコート部は、前記基材の搬送経路における前記インクジェット印刷部の位置よりも上流側の位置に配置される、請求項1または2に記載の印刷装置。 - 前記プレコート部は、前記基材の搬送経路における前記無接触搬送部の位置よりも上流側の位置に配置される、請求項3に記載の印刷装置。
- 前記基材に付与された前記下塗り液を乾燥されるプレコート乾燥部をさらに備え、
前記プレコート乾燥部は、前記基材の搬送経路における前記プレコート部と前記無接触搬送部との間の位置に配置される、請求項4に記載の印刷装置。 - 前記下塗り液は、前記インクと反応することにより、前記インクの色材成分を凝集、若しくは不溶化、又は前記インクを増粘させる成分を含有する、請求項3から5のいずれか一項に記載の印刷装置。
- 前記温度調節装置は、
前記気体の温度を検出する温度センサと、
前記気体を加熱するヒータと、
前記気体を冷却する冷却装置と、
前記温度センサから信号を基に前記ヒータ及び前記冷却装置を制御するコントローラと、
を含む請求項1から6のいずれか一項に記載の印刷装置。 - 前記無接触搬送部に前記気体を供給する気体供給管をさらに備え、
前記ヒータ及び前記冷却装置は、前記気体供給管に配置される、請求項7に記載の印刷装置。 - 前記気体は空気である、請求項1から8のいずれか一項に記載の印刷装置。
- 前記基材は、非浸透性を有するフィルム基材である、請求項1から9のいずれか一項に記載の印刷装置。
- 前記インクジェット印刷部は、複数色のインクのそれぞれを吐出する複数のインクジェットヘッドを備える、請求項1から10のいずれか一項に記載の印刷装置。
- 前記インクジェット印刷部は、ホワイトインクを吐出するインクジェットヘッドを含む請求項11に記載の印刷装置。
- ウェブ状の基材を巻出ロールから巻き出すことと、
前記巻出ロールから巻き出された前記基材に対して気体を吹き出すことにより前記基材を浮上させて無接触搬送を行うことと、
前記基材の搬送経路における前記無接触搬送の部分を通過した前記基材にインクジェットヘッドからインクを吐出して印刷を行うことと、
前記インクジェットヘッドによって印刷が行われた前記基材を巻取ロールに巻き取ることと、
前記無接触搬送の際に前記基材に当てる前記気体の温度のばらつきを±4℃以内の範囲に収める温度制御を行うことと、
を含み、
前記無接触搬送は、前記基材の搬送経路を前記基材の印刷面側の方向に方向変換させる印刷方法。 - ロールツーロール方式によって基材を搬送することと、
前記基材の搬送経路の一部において前記基材に対して気体を吹き出すことにより前記基材を浮上させて無接触搬送を行うことと、
前記基材の前記搬送経路における前記無接触搬送の部分を通過した前記基材にインクジェットヘッドからインクを吐出して印刷を行うことと、
前記無接触搬送の際に前記基材に当てる前記気体の温度のばらつきを±4℃以内の範囲に収める温度制御を行うことと、
を含み、
前記無接触搬送は、前記基材の搬送経路を前記基材の印刷面側の方向に方向変換させる印刷物製造方法。 - 前記基材は、軟包装に用いられる透明のフィルム基材である、請求項14に記載の印刷物製造方法。
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