JPH0860054A - インクジェット記録用インク、それを用いたレリーフ画像形成方法及びレリーフ画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 インクの特性上インクジェット方式、特に
バブルジェット方式に適し、環境に対して問題がなく、
且つ様々な被記録材にレリーフ画像を形成することが出
来るインクジェット記録用インク、それを用いたレリー
フ画像形成方法及びレリーフ画像形成装置を提供するこ
と。 【構成】 紫外線により分解して気体を発生する感光
性化合物、それを溶解する溶剤及び被膜形成性樹脂を少
なくとも含有することを特徴とするインクジェット記録
用インク、該インクを使用するレリーフ画像形成方法及
びレリーフ画像形成装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インクジェット記録用
インク、それを用いたレリーフ画像形成方法及びレリー
フ画像形成装置に関し、特に電気熱交換体によって泡を
発生させることによりインクを吐出させるインクジェッ
ト方式に有用なインク、それを用いたレリーフ画像形成
方法及びレリーフ画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、熱エネルギー等の付与によってイ
ンクが発泡し、その後固化することによりレリーフ画像
を形成するインクとしては、トレーナーやＴシャツ等を
被記録材とするスクリーン印刷用インクや文具用イン
ク、或は気泡写真に使用されているベースフイルムがあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記の如き従来のレリーフ画像形成用インクをインクジェ
ット方式、特にバブルジェット方式に応用する場合に
は、次の様な問題点がある。 （１）高粘度である為、インクの特性上インクジェット
方式には適さない。 （２）有機溶剤を含む為、溶剤臭を発散させ、環境に対
して問題がある。 （３）水性インクでない為、インクの特性上インクジェ
ット方式、特にバブルジェット方式には適さない。 （４）文具用インクに関しては、画像が形成された被記
録材を加熱する必要があり、対象となる被記録材に制約
がある。

【０００４】従って、本発明の目的は、インクの特性上
インクジェット方式、特にバブルジェット方式に適し、
環境に対して問題がなく、且つ様々な被記録材にレリー
フ画像を形成することが出来るインクジェット記録用イ
ンク、それを用いたレリーフ画像形成方法及びレリーフ
画像形成装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】上記目的は以下の本発明に
よって達成される。即ち、本発明は、紫外線により分解
して気体を発生する感光性化合物、それを溶解する溶剤
及び被膜形成性樹脂を少なくとも含有することを特徴と
するインクジェット記録用インク、該インクを使用する
レリーフ画像形成方法及びレリーフ画像形成装置であ
る。

【０００６】

【作用】本発明によれば、感光性化合物、それを溶解す
る溶剤及び被膜形成性樹脂を含有するインクを使用し、
非吸液性の被記録材に対して、インクジェット記録装置
を用いて任意の画像を記録し、該記録画像に紫外線を照
射することにより、発生する気体と該気体を気泡状に保
持する被膜形成性樹脂との作用により、優れたレリーフ
画像を形成することが出来る。

【０００７】

【好ましい実施態様】次に、好ましい実施態様を挙げて
本発明を更に詳しく説明する。本発明のインクに使用す
る感光性化合物は、紫外線により分解して気体を発生す
るものである。特に発生する気体が、環境に対して害の
ない窒素であることが好ましく、窒素を発生する感光性
化合物としては、例えば、ｐ−ジメチルベンゼンジアゾ
ニウム塩、ｐ−ジエチルアミノベンゼンジアゾニウム
塩、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノベンゼンジアゾニウム塩等
のジアゾ化合物、塩化ビニリデンとアクリロニトリルコ
ポリマーやポリメチルメタクリレート等のポリマーに
Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノベンゼンジアゾニウム塩等の基
を含有させた感光性ポリマー、これらのジアゾニウム塩
と塩化亜鉛やホウフッ化塩との複塩等が挙げられる。

【０００８】上記感光性化合物を溶解する好ましい溶剤
は、水溶性有機溶剤であり、例えば、イソプロピルアル
コール（ＩＰＡ）、チオジグリコール、エチレングリコ
ール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ポリエチレングリ
コール及びエタノール等が挙げられ、これらのなかでは
ＩＰＡ、エタノール及びエチレングリコールは前記感光
性化合物の分解及び気体発生を促進する作用も有してお
り、従って本発明においては、上記感光性化合物を溶解
させる溶剤と共に上記分解及び気体発生促進効果を有す
る溶剤との併用が好ましい。これらの水溶性有機溶剤は
単独でも複数の混合物でも使用することが出来、又、水
と混合して使用することも好ましい。水と混合して使用
する場合には、混合溶媒中において水が約１〜４０重量
％を占めることが好ましい。

【０００９】本発明のインクにおいて好ましく使用され
る被膜形成性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコ
ール、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ヒドロキシプ
ロピルメチルセルロース、ポリアクリルアミド、水性ビ
ニルウレタン、ポリエチレンオキサイド、アクリル系共
重合体、ポリビニルエーテル、ポリアクリル酸、メチル
セルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセル
ロース、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリ
コール及びカルボキシメチルセルロース等の水溶性熱可
塑性樹脂が挙げられる。これらの被膜形成性樹脂として
は、軟化点が４０〜８５℃である熱可塑性樹脂を用いる
ことが好ましい。軟化点が低過ぎると、形成されるレリ
ーフ画像の強度が不十分であり、軟化点が高過ぎると発
生気体による発泡が不十分となり、いずれにしても良好
なレリーフ画像が得られない。

【００１０】レリーフ画像を形成する上でインクに要求
される性能としては、感光性化合物の分解で生成した気
体によるレリーフ画像が安定して形成され、且つ形成さ
れたレリーフ画像が最適な強度と凹凸を備えていること
が挙げられる。そこで本発明者らは、これらの性能を満
足させる為に鋭意研究した結果、インク中に溶解してい
る感光性化合物の量をインク全重量に対して０．９〜７
０重量％の範囲、好ましくは４０〜６０重量％の範囲に
することで、安定したレリーフ画像が形成されることを
見出した。

【００１１】感光性化合物の量が、インク全重量に対し
て０．９重量％より少ない場合には、感光性化合物の分
解で生成する気体量が少な過ぎ、逆に７０重量％を超え
る場合には、過剰の気体の発生により被膜形成性樹脂に
よって形成されたレリーフ画像が破壊され、安定したレ
リーフ画像及び最適な強度のレリーフ画像が得られない
ので好ましくない。

【００１２】又、インク中に溶解している感光性化合物
と被膜形成性樹脂との使用比率は、重量比で１：４〜
７：１、好ましくは２：１〜６：１の範囲にすること
で、最適な強度と凹凸を備えるレリーフ画像が形成され
ることを見出した。その理由としては、前述の気体の発
生量と被膜形成性樹脂が形成するレリーフ画像の強度と
の関係によるものである。

【００１３】更に気体の発生を促進させる為の水溶性有
機溶剤の量をインク全重量に対して１０〜８５．５重量
％の範囲、好ましくは４０〜６０重量％の範囲にするこ
とで安定したレリーフ画像が形成されることを見出し
た。上記の水溶性有機溶剤の量が、インク全重量に対し
て１０重量％より少ない場合には、気体の発生が不充分
で満足なレリーフ画像が得られず、一方、８５．５重量
％より多い場合には、過剰に発生した気体が、形成され
るレリーフ画像を破壊する原因となる為に好ましくな
い。

【００１４】本発明のインクには、上記成分に加えて、
例えば、直接染料、酸性染料、塩基性染料、反応性染料
等の種々の色相の色材を併用することが出来る。又、二
色以上のカラーのレリーフ画像を形成したい場合には、
二色以上の色材を用いて夫々インクを作製及び使用すれ
ばよい。これらの複数色のインクを用いて複数の吐出孔
を持つ記録ヘッドを有するインクジェット記録装置によ
り、カラーのレリーフ画像を容易に作製することが出来
る。

【００１５】本発明のインクを利用したレリーフ画像形
成方法は、（１）非吸液性の被記録材の表面を必要に応
じて清浄化処理する第１の工程と、（２）インクジェッ
ト記録方式により、記録ヘッドの１個又は複数個の吐出
孔より画像記録信号に応じて、前記インクのインク滴を
飛翔させ、前記被記録材の所定位置にインク滴を付与し
て記録画像を形成する第２の工程と、（３）被記録材上
に付与されたインク画像中の溶剤を熱風或いは放置等に
より除去した後に、紫外線照射によりインク画像を発泡
及び固化させてレリーフ画像を形成させる第３の工程と
を有することを特徴とする。

【００１６】又、本発明のレリーフ画像形成方法の第２
の工程では、インクジェット記録方式はバブルジェット
記録方式であることが好ましい。尚、本発明のレリーフ
画像形成方法においては、被記録材の表面を清浄化処理
する第１の工程は、その手法としてＵＶ／Ｏ₃洗浄及び
アルコール洗浄等の方法が挙げられるが、被記録材の表
面状態によっては省略しても構わない。本発明で使用す
る被記録材は、インクに対して非吸液性であることが必
要である。被記録材が、例えば、普通紙や織布等の如き
吸液性材料である場合には、付与されたインクがこれら
の被記録材中に吸収されるのでレリーフ画像の形成は困
難である。好ましい被記録材としては、例えば、プラス
チックフイルム、プラスチックシート、プラスチック成
形物、金属シート、ガラス、樹脂含浸紙等が挙げられ
る。

【００１７】本発明のレリーフ画像形成装置は、図４に
示す様に、従来公知のインクジェット記録装置の排紙部
に図５に示すものと同様の適当な紫外線照射装置を設け
たものである。本発明のレリーフ画像形成装置の一例に
ついて説明する。

【００１８】図４Ｂは本発明のレリーフ画像形成装置の
一例を示す模式的概略図である。図中７１０は３６０ｄ
ｐｉ、６４ノズルのインクジェット記録ヘッドである。
７０１は被記録材である。ストッカー７１１に複数枚の
被記録材７０１がセットされており、搬送機７１２によ
りベルトコンベアーに送られ、印字用の搬送用トレー７
１５に送り出される。７１４は送りローラーである。印
字用の搬送トレー７１５に送られた被記録材７０１はポ
ンプ７１６での吸引によりトレー上にしっかりと吸着固
定される。搬送トレー７１５上の被記録材７０１が第１
の処理工程が行われる領域７０２に送り込まれる。７０
４はＵＶ／Ｏ₃ランプである。被記録材により表面の濡
れ性の低い場合は、この表面処理を行い、インクの濡れ
性及び密着性を向上させる。この処理工程は、パスして
も構わない。

【００１９】７１７の送りモーターで第１の工程の領域
から被記録材が搬出されると、直ちに記録ヘッド７１０
によるインクジェット記録が行われる。この第２の工程
であるインクジェット記録には、ピエゾ方式や静電方式
等種々のインクジェット記録方式が利用できるが、高速
記録を安定して行うことのできるバブルジェット方式が
好適である。又、記録方法としても、１パス印字の場合
にニジミ等の問題が発生する様であれば、２パス或は４
パス印字が採用される。

【００２０】画像が記録された被記録材は、第３の工程
の処理が行われる領域７０３に直ちに搬送される。ここ
で、７０５はＵＶ照射ランプである。ＵＶ照射ランプ７
０５による紫外線の照射によって熱が発生し、被記録物
の変形を起こす可能性がある為、コールドミラー、コー
ルドフィルター、ワーク空冷（以上、図中不図示）等の
加熱防止機構を有することが好ましい。

【００２１】以上の３つの処理工程を経た被記録材（記
録画像を有する記録物）は、ベルトコンベアー７２０と
送りローラー７２１を介してストッカー７１９に搬送さ
れ、ハンドラー７１８によって所定位置に収納される。
図示した例においては、被記録材７１０は板状の形状の
ものであるが、これを搬送するトレー７１５は被記録材
の形状に対応できるように適宜調節される。例えば、図
６に示す様なスぺーサー８１１等を用いることで、円盤
状の被記録材への記録にも対応可能となる。又、この装
置は、被記録材の厚みに応じて記録ヘッドと被記録材の
画像形成面との距離を調整する手段を有していることが
望ましい。

【００２２】又、第１の工程や第３の工程における加熱
効果を促進する為には、搬送トレー７１５にヒーター等
の加熱手段を補助的に設けて、例えば被記録材を各処理
前に加熱しておくことで、熱容量の大きな比較的大型の
被記録材に対しても、加熱効率を高めて効果的な処理を
行うことが可能となる。

【００２３】尚、加熱処理を行った際に、熱膨張によっ
て寸法に狂いが生じ、記録の幅方向及び送り方向のずれ
が生じ、記録画像での白スジの発生や印字サイズのずれ
等の問題が起こる場合には、例えば、図７に示す様に被
記録材９０１の画像形成面の表面温度を温度センサー９
０２で検知し、増幅器（Ａｍｐ）で増幅し、これをＡ／
Ｄコンバーター（Ａ／Ｄ）でデジタル化してからコンパ
レーターで予め設定された値と比較して、クロックの信
号に対する最適ディレー信号で記録ヘッド９１０と送り
モーター９０３へ信号を送り、正しい位置にセットでき
る様に調整するシステムを用いるのが好ましい。

【００２４】又、被記録材を精度よく搬送させる為に、
被記録材の非印字領域にエッチングやプレスによって目
印をマーキングし、その位置を適当な読み取り手段で読
み取り、被記録材の位置を常に確認し、その位置によっ
て搬送手段を制御して、より精度の高い搬送を行うこと
もできる。又、被記録材に反り等がある場合には、その
反り等の補正の為にローラー等に反りを矯正する機能を
付加しておくことも有効である。又、前記の目印が製品
価値を損なうものであれば、印字後にシャーリングプレ
ス等の手段によりこれを取り除けばよい。

【００２５】

【実施例】次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明
する。尚、文中「％」とあるのは特に断りのない限り重
量基準である。実施例１ 下記表１に示す組成のインクを図１に示すプロセスフロ
ーに従って作製し、このインクを用いてＰＥＴ（ポリエ
チレンテレフタレート）フイルム及びアクリル板上にレ
リーフ画像を形成した。

【００２６】表１ ※１；ＤＨ−５７５：４−（４’−メチルフェニルチ
オ）−２，５−ジエトキシベンゼンジアゾニウムテトラ
フルオロボレート。

【００２７】先ず、０．７ｇのＤＨ−５７５にＮ−メチ
ル−２−ピロリドン２．２ｇを加え、約１０分間撹拌を
行った（これを溶液Ａとする）。次にポリビニルピロリ
ドン１ｇにＩＰＡ２０ｇを加え、約２０分間撹拌を行
い、粘度を８ｃｐｓに調整した（これを溶液Ｂとす
る）。溶液Ａ：溶液Ｂの重量比を１：７．２４の割合で
混合し３０分間撹拌を行ってレリーフ画像形成用インク
とした。尚、前記組成に関してポリビニルピロリドンが
多くなると粘度が高くなり、インクの吐出特性が低下す
る傾向にあった。

【００２８】上記インクをインクジェット記録装置で印
字して、印字した後に印字部に紫外線を照射した。この
時の紫外線照射強度は１０Ｊであった。この時点でイン
クは指先で触って、十分強度が感じられる程度に固化し
ており、十分な強度のレリーフ画像が形成された。発泡
によるレリーフ画像の形成は良好であり、触指による凹
凸が認められた。又、レリーフ画像の被記録材に対する
密着性も良好であり、擦っても剥がれることはなかっ
た。

【００２９】実施例２ 実施例１と同様にして、下記表２に示す組成のインクを
作製し、ＰＥＴフイルム及びアクリル板上にレリーフ画
像を形成した。 表２ 発泡によるレリーフ画像の形成は良好であり、触指によ
る凹凸が認められた。又、被記録材との密着性も良好で
あり、擦っても剥がれることはなかった。

【００３０】実施例３ 前記実施例１及び２ではインクに色材を添加せずに、レ
リーフ画像の形成を行い且つ触指による凹凸の確認に重
点を置いた。しかし、インクに更に色材を添加すること
で視覚でもレリーフ画像を楽しむことが出来る。そこ
で、本実施例では、インクに色材を添加した場合につい
て確認を行った。下記表３に示す組成のインクを図２に
示すフローに従って作製し、このインクを用いてＰＥＴ
フイルム及びアクリル板上にレリーフ画像を形成した。

【００３１】表３

【００３２】先ず、０．７ｇのＤＨ−５７５にＮ−メチ
ル−２−ピロリドン２．２ｇを加え、約１０分間撹拌を
行った（これを溶液Ａとする）。次に、ポリビニルピロ
リドン１ｇにＩＰＡ２０ｇを加え、約２０分間撹拌を行
い、粘度を８ｃｐｓに調整した（これを溶液Ｂとす
る）。

【００３３】溶液Ａ：溶液Ｂの重量比を１：７．２４の
割合で混合し、更に、ＤＢＬ−１９９を６ｇを加え、約
３０分間撹拌を行ってレリーフ画像形成用インクとし
た。前記組成に関してポリビニルピロリドンが多くなる
と粘度が高くなり、インクの吐出特性が低下する傾向に
あった。

【００３４】この組成のインクをインクジェット記録装
置を用いて印字して、印字した後に印字部に紫外線を照
射した。この時の紫外線照射強度は１０Ｊであった。こ
の時点でインクは指先で触って、十分強度が感じられる
程度に固化しており、十分な強度のレリーフ画像が形成
された。レリーフ画像の形成及び被記録材との密着性に
ついては前記実施例１及び２と同様の効果を得ることが
出来た。

【００３５】実施例４ 次に、水を混合して使用した場合について確認を行っ
た。下記表４に示す組成のインクを図３に示すフローに
従って作製し、このインクを用いてＰＥＴフィルム及び
アクリル板上にレリーフ画像を形成した。

【００３６】表４

【００３７】先ず、０．７ｇのＤＨ−５７５にＮ−メチ
ル−２−ピロリドン２．２ｇを加え、約１０分間攪拌を
行った（これを溶液Ａとする）。次にポリビニルピロリ
ドン１ｇにＩＰＡ１６．８ｇを加え、約２０分間攪拌を
行う。更に、水３．６ｇを加え約２０分間攪拌を行い、
粘度を８ｃｐｓに調整した（これを溶液Ｂとする）。溶
液Ａ：溶液Ｂの重量比を１：７．２４の割合で混合し、
３０分間攪拌を行って、レリーフ画像形成用インクとし
た。

【００３８】この組成のインクをインクジェット記録装
置を用いて印字して、印字した後に印字部に紫外線を照
射した。この時の紫外線照射強度は１０Ｊであった。イ
ンクに水を添加することで、より活発な発泡が行われ、
更に良好なレリーフ画像が形成された。又、触指による
凹凸が認められた。レリーフ画像の被記録材に対する密
着性も良好であり、擦っても剥れることはなかった。

【００３９】

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、インクジ
ェット方式により、非吸液性の被記録材上に優れたレリ
ーフ画像を形成することが出来る。又、本発明のインク
は水系である為に環境に対して有利である。

【００４０】

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のプロセスフローを示す。

【図２】実施例３のプロセスフローを示す。

【図３】実施例４のプロセスフローを示す。

【図４】本発明のインクを使用したインクジェット記録
装置を示す。

【図５】本発明のレリーフ画像形成装置の一例を示す模
式的概略図である。

【図６】本発明のレリーフ画像形成装置に用いるトレー
の構成例を示す。

【図７】本発明のレリーフ画像形成装置における被記録
材と記録ヘッドの位置合せの際の被記録材の画像形成面
の温度に応じた位置補正システムの一例を示す。

【符号の説明】

１：インクタンク一体型インクジェット記録ヘッド ２：インクジェット記録装置 ７０１：被記録材 ７０２：第１の工程が行われる領域 ７０３：第３の工程が行われる領域 ７０４：ＵＶ／Ｏ₃照射ランプ ７０５：ＵＶ照射ランプ ７１１、７１９：ストッカー ７１２、７１８：ハンドラー ７１３、７２０：ベルトコンベアー ７１４、７２１：送りローラー ７１５：搬送トレー ７１６：吸引ポンプ ７１７、９０３：送りモーター ７１０、９１０：記録ヘッド ８１１：補助シート ９０２：温度センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野口 弘道 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紫外線により分解して気体を発生する感
   光性化合物、それを溶解する溶剤及び被膜形成性樹脂を
   少なくとも含有することを特徴とするインクジェット記
   録用インク。
2. 【請求項２】 感光性化合物が、アゾ化合物である請求
   項１に記載のインクジェット記録用インク。
3. 【請求項３】 溶剤が、水溶性有機溶剤である請求項１
   に記載のインクジェット記録用インク。
4. 【請求項４】 溶剤が、気体の発生を促進する水溶性有
   機溶剤を含む請求項１に記載のインクジェット記録用イ
   ンク。
5. 【請求項５】 溶剤が、水を含有する請求項１に記載の
   インクジェット記録用インク。
6. 【請求項６】 被膜形成性樹脂が、軟化点４０〜８５℃
   の水溶性熱可塑性樹脂である請求項１に記載のインクジ
   ェット記録用インク。
7. 【請求項７】 更に色材を含有する請求項１に記載のイ
   ンクジェット記録用インク。
8. 【請求項８】 非吸液性の被記録材に対して、インクジ
   ェット記録装置を用いて請求項１〜７に記載のインクに
   より記録し、記録後、記録画像に紫外線を照射すること
   を特徴とするレリーフ画像形成方法。
9. 【請求項９】 インクジェット記録装置が、インク吐出
   孔を複数備えた記録ヘッドを有する請求項８に記載のレ
   リーフ画像形成方法。
10. 【請求項１０】 インクジェット記録装置が、バブルジ
    ェット方式である請求項８に記載のレリーフ画像形成方
    法。
11. 【請求項１１】 排紙部に紫外線照射装置を有するイン
    クジェット記録装置からなることを特徴とするレリーフ
    画像形成装置。
12. 【請求項１２】 インクジェット記録装置が、インク吐
    出孔を複数備えた記録ヘッドを有する請求項１１に記載
    のレリーフ画像形成装置。
13. 【請求項１３】 インクジェット記録装置が、バブルジ
    ェット方式である請求項１１に記載のレリーフ画像形成
    装置。