(57)【要約】【課題】段ボールの外層などのあまり平坦でない表面に紫外線硬化性インクで印刷する【解決手段】印刷装置は、ニップに位置する記録媒体Ｓのインク担持面と当接するように配設されたコンフォーマブル層１４であって、紫外線を実質的に透過させるとともに、ショアＡ硬さで約２０〜１０の形状適合性を有するシリコーン樹脂ベースのエラストマーを実質的に含むコンフォーマブル層１４と、前記ニップに位置する前記記録媒体Ｓの前記インク担持面に対して、前記記録媒体Ｓ上のインクＩを硬化させるのに適した紫外線を照射するように配設された第１の放射源３０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体上に印刷するための装置であって、
ニップに位置する記録媒体のインク担持面と当接するように配設された形状適合性部材であって、紫外線を実質的に透過させるとともに、ショアＡ硬さで約２０〜１０の形状適合性を有するシリコーン樹脂ベースのエラストマーを実質的に含む形状適合性部材と、
前記ニップに位置する前記記録媒体の前記インク担持面に対して、前記記録媒体上のインクを硬化させるのに適した紫外線を照射するように配設された第１の放射源と、
を備える装置。
【請求項２】
前記形状適合性部材が１ｍｍ〜５ｍｍの厚みを持つことを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記形状適合性部材が回転可能であり、前記第１の放射源が当該形状適合性部材の中に配設されていることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記形状適合性部材に対してアクリル層が付加されていることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記回転可能な形状適合性部材の中に内側ドラムを更に備え、前記第１の放射源は実質的に前記内側ドラムの中に配設されていることを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項６】
記録媒体上に印刷する方法であって、
紫外線を実質的に透過させるとともに、ショアＡ硬さで約２０〜１０の形状適合性を有するシリコーン樹脂ベースのエラストマーを実質的に含む形状適合性部材を、ニップに位置する記録媒体のインク担持面に当接させるステップと、
前記ニップに位置する前記記録媒体の前記インク担持面に対して、前記記録媒体上のインクを硬化させるのに適した紫外線を、前記形状適合部材を通して照射するステップと、
を含む方法。
【請求項７】
前記形状適合性部材が１ｍｍ〜５ｍｍの厚みを持つことを特徴とする請求項６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、放射硬化性インクを用いた印刷に関連する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット印刷への利用に適した紫外線（ＵＶ）硬化性インクのための組成物は、１又は複数のコモノマーとゲル化剤とを含む。あらかじめ定められた周波数の放射に曝されると、これらのコモノマーは重合し、その結果多くの種類の表面と結合する。実用用途では、そのようなインクは室温で粘性を有するが、画像を形成するに際して記録媒体上へと噴射するために温められるとより液体的になる。
【０００３】
放射硬化性インクと共に使用するのに適したある印刷装置は、「移入」(トランスフューズ：“transfuse”)システムを用いる。このシステムでは、所望の画像を形成するインクが、まず帯の形で画像受容体上に噴射され、その後その画像受容体から印刷シート等の記録媒体上に転写される。帯の経路に沿った様々な位置に紫外線源が配設され、それら紫外線源によりその帯上のインクが、印刷シートに転写される前に部分的に硬化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７−０１２０９３０号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８−０１２２９１４号明細書
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ACRYLITE（登録商標） OP-4 Acrylic Sheet, Technical Data, "Ultraviolet-Transmitting Acrylic Sheet," 1-4頁, CYRO Industries, Parsippany, New Jersey
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＵＶ硬化性インクのある応用では、包装用途での段ボールの外層などの、あまり平坦でない表面に印刷することが求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの態様では、記録媒体上に画像を印刷及び／又は定着するのに適した装置が提供される。なお、この明細書では、「Ａ及び／又はＢ」という記載は、Ａのみの場合、Ｂのみの場合、ＡとＢの両方の場合、のうちのいずれであってもよいことを表す。形状適合性部材が、ニップの位置にて、前記記録媒体の画像担持面に接するように配置されている。前記形状適合性部材は、紫外線を実質的に透過させると共に、ショアＡ硬さで約２０〜１０の形状適合性（conformability)を有するシリコーン樹脂ベースのエラストマーを実質的に含んでいる。第１の放射源が、前記ニップで前記記録媒体のインクを担持する面に対して紫外線などの放射（光）を照射するように配設されている。この紫外線は前記記録媒体上のインクを硬化させるのに適している。
【０００８】
他の態様では、記録媒体上に画像を印刷及び／又は定着するのに適した方法が提供される。形状適合性部材が、前記記録媒体のインク担持面に接する。前記コンフォーマブル部材は、紫外線を実質的に透過させると共に、ショアＡ硬さで約２０〜１０の形状適合性を有するシリコーン樹脂ベースのエラストマーを実質的に含んでいる。前記記録媒体上のインクを硬化させるのに適した紫外線が、前記コンフォーマブル部材を通して、前記記録媒体のインク担持面に対して照射される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例えば比較的大型の印刷装置に適用可能な、第１実施形態に係る印刷及び又は定着のための装置の正面図である。
【図２】第２実施形態に係る印刷及び又は定着のための装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、例えば比較的大型の印刷装置に適用可能な、第１実施形態に係る印刷及び又は定着のための装置の、簡略化した正面図である。未定着の画像Ｉを担持したシートすなわち記録媒体Ｓ（適切な材料であればどのような材料でできていてもよい）が、処理方向Ｐに沿って近づいてくる。定着装置は、この例ではインク面(ink-side)平坦化ローラー１０の形を取っている回転部材と、（記録媒体Ｓの背面を支持する）裏当て（バッキング）部材２０とを備える（他の例では、裏当て部材はローラーの形であってもよい）。実際の例では、インク画像Ｉはこの時点では未硬化状態であり、粘り気のある液体はまだ記録媒体Ｓには顕著には浸透していない。ローラー１０と裏当て部材２０との間に形成されるニップの位置で、未定着のインク画像Ｉが、そのニップの圧力により機械的に「平坦化」され、この平坦化作用により、複数の色のインクが形成する複数の層が記録媒体Ｓの表面に対して均一な合計高さを持つようになる。
【００１１】
ニップで加えられる機械的な圧力と同時に、インク画像Ｉに対して放射エネルギーが加えられる。この放射エネルギーは、例えばＵＶ（紫外線）のように、記録媒体Ｓがニップを通過するにつれて記録媒体Ｓ上のインク画像Ｉを化学的に硬化させるのに適した波長のエネルギーを含んでいる。この目的のために、平坦化ローラー１０の中に放射源３０が配設されている。放射源３０は、この実施形態のために例えば１つ又は複数のＵＶランプ、又はＵＶ放射ＬＥＤアレイを含んでいてもよく、記録媒体Ｓがニップを通過するにつれて、ニップ内にあるインク画像Ｉに放射（例えば紫外線）を照射する。単一又は複数の放射源３０の出力は、インク画像Ｉがあらかじめ定められた速さでニップから離れていくまでの時間にインク画像Ｉを完全に硬化させるのに十分なパワーである。このような例では、平坦化ローラー１０の側壁は、その硬化用の放射を十分に透過させるものであり、これによりその放射がニップの位置にあるインクＩに十分に到達する。
【００１２】
平坦化ローラー１０の構造に関しては、この実施形態では、平坦化ローラー１０は、実質的に剛体である内側ドラム１２と、外側のコンフォーマブル層１４と、を備える。コンフォーマブル層１４は、記録媒体Ｓに対して形状適合性を持つ表面を供する（すなわちコンフォーマブル層１４の表面は、記録媒体Ｓの表面に形状を適合させることが可能）「コンフォーマブル（形状適合性）部材」を形成するものであり、平坦でない記録媒体Ｓ上のインクＩを定着するのに適している。いくつかの例では、内側層１２は約３ｍｍ〜約１３ｍｍの厚みを持つ石英を含んでいる。コンフォーマブル層１４はショアＡ硬さで約２０〜１０の形状適合性を有するシリコーン樹脂ベースのエラストマーを実質的に含んでいる。この材料は、約１ｍｍ〜約５ｍｍの厚みなら、ＵＶ放射を効率的に透過させるのに適している。この材料によれば、記録媒体Ｓに当接するのに適した低摩擦の表面が得られる。
【００１３】
説明したような印刷すなわち定着ステーションは、包装材料としてなじみのある段ボールの外表面上に画像を印刷するのに便利である。このような外表面は基本的には滑らかであるが、その下の段ボールの構造の核にある波形の層が、外表面に「波状のうねり(waviness)」をもたらす傾向がある。商業上入手可能な種類の段ボールの種類において、最もよく用いられるフルート（中芯の山の密度）は、Ｂフルート、Ｃフルート、及びＥフルートと呼ばれる。これに関する寸法は以下の通りである。すなわち、Ｂフルートの場合、波長は公称１／４インチ（約６．４ｍｍ）、外表面のうねりの振幅の測定値は約０．０６０ｍｍであり、結果として生じる外表面の山から谷までの高低差は約０．１２０ｍｍである。また、Ｃフルートの場合、波長は公称５／１６インチ（約７．９ｍｍ）、外表面のうねりの振幅の測定値は約０．０４９ｍｍであり、結果として生じる外表面の山から谷までの高低差は約０．０９８ｍｍである。また、Ｅフルートの場合、波長は公称１／８インチ（約３．２ｍｍ）、外表面のうねりの振幅の測定値は約０．０３７ｍｍであり、結果として生じる外表面の山から谷までの高低差は約０．０７４ｍｍである。平坦化ローラー１０は、波形又はその他の平坦でない表面の形状に適合するので、印刷されたインク層が段ボールの波打つ外表面を多い、その平坦でない外表面の窪みの中にインク層のボイド（空隙）ができることはない。
【００１４】
図１に示すように、印刷のためのインクは、１つの例では、例えば図示するようにプリントヘッド５０によりローラー１０の上流の記録媒体Ｓ上にインクＩを噴射するなどの方法で、記録媒体Ｓ上に直接的に付けられる。また、この代わりに、インクＩを、例えばプリントヘッド５２により、ローラー１０上に直接的に付けてもよい。プリントヘッド５２を用いるシステムは、ローラー１０が数回転する間に画像が完成し、記録媒体Ｓに転写されるプリンタ構成に有益である。このようなシステムは、プリントヘッド５２によりドラム上にインクが噴射された後、そのインクが直ちに記録媒体Ｓに転写されるような、シングルパス方式（１色ずつシートに画像を形成する方式ではなく、複数の色の画像を一度にシートに形成する方式）のプリンタ構成にも適している。この構成では、コンフォーマブル（形状適合性のある）材料の滑らかな表面をプリントヘッドから一定の距離に保つ制御を行うことで、高画質の画像を印刷することができる。そして、この画像が、そのコンフォーマブル材料により、平坦でない波打つ表面上に、画像を波打つ表面上に直接噴射することにより得られるであろう画質よりもはるかに高い画質で、転写される。公知の種類の温度センサ５４を用いて、ニップのすぐ上流の位置の平坦化ローラー１０の表面温度を測定してもよく、測定した温度は制御システムで利用することができる。
【００１５】
更に、図１にはＩＲ（赤外線）ランプ４０、又はこれに似た放射エネルギーを発するデバイスが示されている。このＩＲランプ４０等は、例えば、所与の特定の材料の組（すなわちインクと記録媒体の材料の組）に必要な温度まで記録媒体Ｓを予備加熱するのに用いられる。このようなランプは、設計上の事情に応じて、プリントヘッド５０の上流又は下流のどちらに配設してもよく、「タッキング」(tacking：仮硬化)、すなわち印刷プロセスにおける部分的な硬化のためのステップの一部としてＵＶ光を発するようにしてもよい。
【００１６】
この実施形態では、インクIの硬化が、ローラー１０と裏当て部材２０とにより形成されたニップ（それら両者が互いに当接した部分）における機械的な圧力の印加と同時に行われることで、まだ平坦化が進みつつある条件下でも、インク内のモノマーが十分に架橋結合を開始し、これによりインク画像Ｉがそのニップを離れる時までに重合化がほぼ完了する。重合化のプロセスにより、幾分収縮した硬い耐久性のある物質ができる。この収縮と硬さとがローラー１０上の低表面エネルギー層と組み合わさることで、画像がローラー１０から自然に剥がれるような状態となる。
【００１７】
図２は、別の実施形態のいくつかの要素を示す正面図である。図１と図２では、同様な要素には同様の符号を付した。図２の実施形態では、コンフォーマブル層１４が剛性のある（硬い）内側ドラム１２から分離され、その一部が第２ローラー１６に巻きかけられている。内側ドラム１２の中にはＵＶランプ３０が設けられている。設計の仕方に応じて、内側ドラム１２は回転可能としても固定としてもよく、固定の場合はコンフォーマブル層１４は第２ローラー１６により駆動され、ドラム１２に対しては滑る。この実施形態では、コンフォーマブル層１４の内側表面には、例えばACRYLITE（商標）OP-4のような耐久性のある裏打ち層１８が付加されている。ACRYLITE（商標）OP-4はCYROインダストリーズ社により製造される、紫外線を透過するアクリルシート材料である。この実施形態では、インク又は記録媒体に必要な熱を加えるための別のシステムとして、（図示しない熱を発生させる部分を含んだ）加熱ロール３２を利用するなどの方式を用いることができ、この加熱ロール３２は必要に応じて内側ドラム１２又はコンフォーマブル層１４のどちらに接するように配設されてもよい。
【００１８】
特許請求の範囲は、出願当初に記載したものでも補正したものでも、この明細書に開示した実施形態及び説明内容についての、出願人／特許権利者又は他者によりもたらされる変形例、代替例、修正例、改良例、等価物、及び実質的な等価物（しかも現時点では予想できないものや価値が認められていないものも含む）を含む。
【符号の説明】
【００１９】
１０  平坦化ローラー、１２  内側ドラム、１４  コンフォーマブル層、２０  裏当て部材、３０  放射源、Ｉ  インク画像、Ｓ  記録媒体。
【図１】
2010162894.tif 000003
【図２】
2010162894.tif 000004