JP4673549B2 - インクジェットによる曲面印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット装置と紫外線硬化インクを用いて曲面印刷媒体へ印刷を行うプリンター装置に関する物である。

従来、刷版を用いて凹凸曲面を有する印刷媒体の印刷手法として、フレキソ印刷、タンポ印刷等の手法がある。フレキソ印刷は段ボール印刷等に適しており、高速印刷を実現できる。段ボール面の凹凸以上の印刷媒体の深い凹凸に対しては限界を持つ。深い凹凸の有るものとして、例えば外装建材などがある。近年、低硬度のエラストマーゴム状材料を用いて、これをローラー形状として、曲面の凹凸に倣って印刷できる装置が出現している。一方、あまり深い凹凸がないコップ表面のような曲面にはタンポ印刷手法があり、高速印刷には向いていないが曲面印刷性能はフレキソに勝る。一方、無版化をねらって、プリンター技術を用い、直接印刷媒体へプリントする技術としてはインクジェット方式が用いられており、インクジェットを用いて曲面部材媒体へ印刷する手法として、特許出願平０９ー９８８７がある。本特許はまず平面原板にインクジェットで直接印刷を行い、次に形成された原板上のインクを加熱増粘度化処理して、次に軟質パッドへ転写し、曲面媒体に転写印刷、乾燥するタンポ印刷に対して実現している。

近年、さらにタンポ印刷では不可能な急斜面の溝など５ｍｍ程度以上の深い凹凸曲面印刷の需要が生じ、生産性改善のための高速性、無版化の要求が高まっている。このためにインクジェット技術の適応が考えられている。

インクジェット技術は印刷媒体とノズルとの距離が一般的に２ｍｍ以内で高画質が得られるが、２ｍｍ以上ではインク滴の飛翔方向が定まらず、画像が崩れ曲面印刷の画像は媒体一枚ごと画像の色や画質が変化してしまい、均一な同じ画質を持つ画像を得にくく、特にカラー画像になると色味や画像が変化、ぼけてしまう問題点があり、凹凸曲面への応用が限られている。
特許平０９−００９８８７

解決しようとする問題点は、曲面媒体上に高画質の印刷画像をインクジェット技術で得るために、曲面媒体に印刷ロール上に形成されたインクが転写されること、すなわち転写されるインクは高粘性であることが必要である。インクジェットは基本的にインクを吐出できるインク粘度としては１ｍＰａ・ｓから２０ｍＰａ・ｓ程度の低粘度に限定されるということがあり、増粘の手法として、前記、特許出願平９−９８８７ではインクジェットインク自体を界面活性剤を含んだ架橋処理材を利用して平面平板上に画像描画し、その後、加熱硬化処理などによって行うもので、増粘後、タンポ印刷により平板から軟質パッドへ粘性転写する手法が実現している。

本発明はタンポ印刷では不可能な大型媒体や長尺の媒体、さらに溝などの形状をもち、５ｍｍ程度以上の深い凹凸印刷媒体へ、高速化を目的とした連続印刷手法を提供することにあることで、凹凸曲面の印刷媒体に対して、インクジェットで吐出したインク量だけではインクの粘度とインク量が充分制御できないために曲面形状や使う媒体に制限が生じる問題点を解決することにある。

本発明は、インクジェット技術を用いて、高速で連続的に曲面印刷媒体へ無版印刷を実現させるために、印刷ロール上でのインクを高粘度状態に作り出すために、紫外線硬化型の高粘性材料を転写ロールあるいは印刷ロールへあらかじめ塗布して膜を形成した後、紫外線硬化インクを用いて、直接形成塗布された該塗布膜へ描画することを主な特徴とする。大型、長尺の曲面印刷媒体にたいして連続高速運転を可能とするために、転写ロールを用意して高粘性材料膜上にインクジェットにより画像描画し、印刷ロールへ高粘性状態で転写できるようにする、あるいは、印刷ロールへ高粘度材料を塗布しそれにインクジェット画像を描画する。

本発明の効果として転写ロール上に、紫外線硬化型の透明な高粘性インクを塗布してインク膜を形成した後、紫外線硬化インクを用いて、直接、概インク膜へ描画することで、印刷媒体の種類によって、概高粘性インクの厚みを制御し、適正化を図ることができること。さらに、インクジェットで描画されたインクは、概高粘性インク表面で混合されているので、印刷ロールへ転写されたときには高粘性インク面側が表面となり、印刷媒体への粘性転写が容易となる効果がある。さらに重要な効果としてインクジェット用の紫外線硬化インクを概特許平０９−００９８８７に有るような直接、熱硬化あるいは紫外線硬化でゲル化する場合のインクに対する使用材料の制限を解除でき、粘度を固定した低粘度の紫外線硬化カラーインクが使用できることがある。

以上の基本構成を用い、概転写ローラーへロールコーターやブレードでコーティングした１００００ｍＰａＳ以上の粘度の高粘性インクを塗布して、紫外線硬化カラーインクで画像を描画、これを印刷ロールへ転写して画質を損なわず曲面印刷媒体の転写を実現した。

図１は、概低硬度の印刷ロールと凹凸曲面を有する印刷媒体との接触変形の倣い状態を示す図で、印刷媒体８の移動に倣って印刷ロール１は回転する。図２は、本発明の方法の１実施例を示す装置断面図であって、印刷ロール１は転写ローラー６及び印刷媒体８に接触し回転する。画像形成は転写ローラー６上へ行う。転写ローラーは一般的にニトリルラバー系のゴム材を使用し、塗布する高粘性材料は紫外線で硬化する透明材料でインクジェットインクと相溶性を有する材料、例えばアクリル系の材料で構成され、オフセット印刷機のインク供給多本ローラーと同様な構成で、薄膜を形成し、転写ローラー６へ高粘性インク塗布ローラー７から塗布される。粘着膜の厚みは１μｍから数１０μｍまで粘度とローラー間のギャップで決めることができる。

高粘性インクが塗布された後、インクジェットヘッド２，３，４，５のシアン、マジェンダ、イエロー、クロで４色フルカラー画像が描画される。図３はインクの描画の構成を示す断面図で、転写ロール基材１２の上に、高粘性インク１４の液中にカラーインク１３が塗布された状態を示している。高粘性インク１４の厚みでインクの混ざりがコントロールできる。例えば数μｍ以上の厚い場合は表面付近に存在することになり、印刷ロールへ転写しやすい。描画された画像は印刷ロール１に転写される。転写ローラー６上の残留インクは、クリーニングユニットでの掻き取りブレード１０などでクリーニング後、再度、高粘性インク塗布ローラー７から高粘性インク１４が塗布されることで、連続プリントを可能とする。印刷ロール上に形成され性インク画像は曲面印刷媒体８上で媒体の移動に対して倣い回転して、インクは最終的に転写される。インクの固化定着は紫外線ランプを画像転写後の曲面印刷媒体８へ照射することで、概２種類のインクが同時に定着される。

本実施例で示す転写ローラー６と印刷ロール１の組み合わせは、転写ローラー６の直径、形状、ゴム材料を選択することで、インクの表面での濡れを安定した状態として確保できたこと。これにより、印刷ロール１の直径や形状も印刷媒体に合わせて設定できる。

図４は印刷ロール１へ直接描画した別の実施例で高粘性インク１４の塗布は図１と同様、高粘性塗布ローラー７で行った後、インクジェットヘッド２，３，４，５で画像描画して印刷媒体へ転写される。

本実施例では限定された画質や印刷媒体へ転写可能である。低価格で簡易に実現できる方式となった実施例である。

凹凸の材料媒体、すなわち外壁建材、タイル、曲面を有する装置カバーや操作パネル類、内装パネルなど各種の産業用途に適用できる。

低硬度の印刷ローラーと印刷媒体との倣い接触状態を示す説明図である。 本プリンター装置を説明する原理の断面図（実施例１） 高粘性インクとインクジェットインクの相溶を示す断面図 本プリンター装置の印刷ロールへ直接描画を示した説明図である。（実施例２）

符号の説明

１ 印刷ロール
２ インクジェットヘッド
３ インクジェットヘッド
４ インクジェットヘッド
５ インクジェットヘッド
６ 転写ローラー
７ 高粘性インク塗布ローラー
８ 曲面印刷媒体
９ クリーニングローラー
１０ 掻き取りブレード
１１ 高粘性インク塗布ローラー
１２ 曲面印刷媒体
１３ カラーインク
１４ 高粘性インク

Claims (3)

1. 印刷ロールに接触している転写ロールに形成されたインク画像を該印刷ロールへ転写を行い、凹凸曲面を有する印刷媒体に、インク画像が形成された印刷ロールを印刷媒体に接触変形させて倣わして印刷するインク転写印刷方法において、転写ロール上へ紫外線硬化型の透明な１００００ｍＰａ・ｓ以上の粘度の材料をあらかじめ塗布した後、この材料上にインクジェット装置を用いて、紫外線硬化型のインクで画像を形成したことを特徴とする無版曲面印刷方法
2. 凹凸曲面を有する印刷媒体に、インク画像が形成された印刷ロールを印刷媒体に接触変形させて倣わして印刷する方法において、該印刷ロール上へ紫外線硬化型の透明な１００００ｍＰａ・ｓ以上の粘度の材料をあらかじめ塗布した後、この材料上にインクジェット装置を用いて、紫外線硬化型のインクで画像を形成したことを特徴とする無版曲面印刷方法。
3. 請求項１及び請求項２の方法において、前記紫外線硬化型の透明な１００００ｍＰａ・ｓ以上の粘度の材料は、前記紫外線硬化型のインクと相溶性を有する材料であることを特徴とする無版曲面印刷方法。

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