(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低い毛管力を有し、該低い毛管力によりインクが内部に浸透し難く、かつ留まり難い第１の領域と該第１の領域より高い毛管力を有し、該高い毛管力により前記インクが前記第１の領域より内部に浸透し易い、または留まり易い第２の領域とを有し、前記第１の領域と前記第２の領域とが隣接する被印字物にインクジェット法により印字を行う印字方法であって、
凝集によりゲル化する被凝集体の凝集反応を促進させる凝集剤と被凝集体との凝集反応を失活させる失活剤を前記被印字物の前記第２の領域に供給し、
その後、前記凝集剤を前記被印字物に供給して、前記被印字物の前記第２の領域において供給された前記凝集剤と前記被凝集体との凝集反応を、前記失活剤によって予め失活させた状態としておくと共に、前記被印字物の前記第１の領域のみに凝集反応を生じさせることができる状態で前記凝集剤を付着させ、
前記インクジェット法で前記被凝集体を含むインクを前記被印字物に向けて打滴し、前記被印字物の前記第１の領域において前記凝集体と前記インクの前記被凝集体との凝集反応により前記インクをゲル化させ、
前記被凝集体と前記凝集剤との凝集反応によりゲル化した前記インクを前記被印字物の前記第１の領域に定着させると共に、前記被印字物の前記第２の領域に打滴された前記インクを定着させることを特徴とする印字方法。
【請求項２】
前記凝集剤は、前記被印字物の前記第１の領域に液滴として供給されるものであり、供給されたそれぞれの前記液滴が前記第１の領域において移動しないように、前記凝集剤の大きさ及び量を調整して供給されることを特徴とする請求項１に記載の印字方法。
【請求項３】
前記凝集剤は、霧化することにより前記大きさ及び前記量を調整して供給されることを特徴とする請求項２に記載の印字方法。
【請求項４】
供給される前記凝集剤の前記液滴の大きさは、前記被凝集体を含む前記インクの表面張力および比重と、重力加速度との関数として与えられる毛管力長未満および前記被印字物の前記第１の領域の曲率半径以下であることを特徴とする請求項３に記載の印字方法。
【請求項５】
前記被凝集体を含む前記インクは、前記被印字物の前記第１の領域に供給された前記凝集剤が前記被印字物の前記第１の領域において移動しないうちにゲル化するように供給されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の印字方法。
【請求項６】
前記被印字物は、第１面および第２面を持つ平面状の物体であり、前記第１の領域は、前記第１面に部分的に形成された領域であり、前記第２の領域は、前記第１の領域を除く前記第１面の領域および前記第２面の領域で、前記インクが浸透する領域であり、
前記失活剤を前記被印字物の前記第２の面に供給し、
供給された前記失活剤を、前記第２の領域の高い毛管力により前記第２の面から前記被印字物の内部に浸透させて、前記被印字物の前記第１の面の前記第２の領域に留まらせ、前記第１の領域の低い毛管力により前記被印字物の前記第１の面に部分的に形成された前記第１の領域には浸透させず、
前記被印字物の前記第２の領域において、その後に供給された前記凝集剤と前記被凝集体との凝集反応を前記失活剤によって予め失活させておくと共に、前記被印字物の前記第１の領域のみに、凝集反応を生じさせることができる状態で前記凝集剤を付着させることを特徴とする請求項１に記載の印字方法。
【請求項７】
前記凝集剤は、前記被印字物の前記第１の領域にのみ供給されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の印字方法。
【請求項８】
前記被凝集体を含む第１のインクを前記被印字物に打滴すると共に、前記被凝集体を含まない第２のインクを前記被印字物の前記第２の領域に向けて打滴することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の印字方法。
【請求項９】
前記被印字物は、第１面および第２面を持つ平面状の物体であり、前記第１の領域は、前記第１面に部分的に形成された領域であり、前記第２の領域は、前記第１の領域を除く前記第１面の領域および前記第２面の領域で、前記インクが浸透する領域であり、
前記第１のインクを前記被印字物の前記第１面に打滴すると共に、前記第２のインクを前記被印字物の前記第２の面に向けて打滴することを特徴とする請求項８に記載の印字方法。
【請求項１０】
前記被凝集体は、被凝集体分散液に分散させた水性ポリマーを含み、前記凝集剤により凝集し粘度が上昇してゲル化することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の印字方法。
【請求項１１】
前記被凝集体は、被凝集体分散液に分散させたアニオン性界面活性剤を含むと共に前記凝集剤として酸を用いることで凝集反応を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の印字方法。
【請求項１２】
前記被凝集体は、被凝集体分散液に分散させた有機カチオン性高分子を含むと共に前記凝集剤としてアニオン界面活性剤を用いて、または、前記被凝集体は、被凝集体分散液に分散させた有機アニオン性高分子を含むと共に前記凝集剤としてカチオン界面活性剤を用いて凝集反応を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の印字方法。
【請求項１３】
前記被凝集体は、被凝集体分散液に分散させた疎水コロイドまたは親水コロイドを含むものを用いると共に前記凝集剤として前記疎水コロイドまたは前記親水コロイドの中和剤を用いることで凝集反応を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の印字方法。
【請求項１４】
前記被凝集体は、被凝集体分散液に分散させた架橋性ポリマーを含むものを用いると共に前記凝集剤として前記架橋性ポリマーの架橋開始剤を用いることで凝集反応を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の印字方法。
【請求項１５】
前記被印字物において、前記第１の領域は、ポリエステル構造物からなり、前記第２の領域は、ポリエステル繊維質の地組織からなることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の印字方法。
【請求項１６】
前記ポリエステル構造物は、ポリエステルからなるファスナースナップおよびボタンの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１５に記載の印字方法。
【請求項１７】
前記被印字物は、前記第１の領域が起毛組織からなり、前記第２の領域が前記起毛組織の地組織からなる起毛織物であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の印字方法。
【請求項１８】
前記被印字物は、樹脂繊維が平面状に多数ランダムに配置された不織布からなり、前記第１の領域は、前記樹脂繊維の密度の高い領域からなり、前記第２の領域は、前記第１の領域より前記樹脂繊維の密度の低い領域からなることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の印字方法。
【請求項１９】
前記被印字物は、一部に凹部が形成された平滑な樹脂材からなり、前記凹部が前記第２の領域となると共に、前記凹部に隣接する前記樹脂材の平滑な表面が前記第１の領域となることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の印字方法。
【請求項２０】
前記被印字物は、一部に濡れ性の異なる領域が形成された平滑な樹脂材からなり、前記濡れ性の大きい領域が前記第１の領域となり、前記濡れ性の小さい領域が前記第２の領域となることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の印字方法。
【請求項２１】
低い毛管力を有し、該低い毛管力によりインクが内部に浸透し難く、かつ留まり難い第１の領域と該第１の領域より高い毛管力を有し、該高い毛管力により前記インクが前記第１の領域より内部に浸透し易い、または留まり易い第２の領域とを有し、前記第１の領域と前記第２の領域とが隣接する被印字物にインクジェット法により印字を行う印字装置であって、
凝集によりゲル化する被凝集体の凝集反応を促進させる凝集剤と被凝集体との凝集反応を失活させる失活剤を前記被印字物の前記第２の領域に供給する失活剤供給装置と、
前記凝集剤を前記被印字物に供給して、前記被印字物の前記第２の領域において供給された前記凝集剤と前記被凝集体との凝集反応を、前記失活剤によって予め失活させた状態としておくと共に、前記被印字物の前記第１の領域のみに凝集反応を生じさせることができる状態で前記凝集剤を付着させるための凝集剤供給装置と、
前記インクジェット法で前記被凝集体を含むインクを前記被印字物に向けて打滴して、前記被印字物の前記第１の領域において前記凝集体と前記インクの前記被凝集体との凝集反応により前記インクをゲル化させるためのインク供給装置と、
前記被凝集体と前記凝集剤との凝集反応によりゲル化した前記インクを前記被印字物の前記第１の領域に定着させると共に、前記被印字物の前記第２の領域に打滴された前記インクを定着させる定着装置と、を有することを特徴とする印字装置。
【請求項２２】
前記凝集剤供給装置は、前記被印字物の前記第１の領域にのみ前記凝集剤を供給することを特徴とする請求項２１に記載の印字装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、印字方法および印字装置に係り、特に、互いに異なる毛管力を有する複数の領域からなる被印字物をインクジェット方式で印字を行う方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェット方式は、簡便な機構で高速に印字できることから広く普及し、紙だけでなく、布、織物、平滑樹脂表面などの様々な被印字物に対する印字が試みられている。近年では、これら被印字物の形態や素材も多様化しており、また同じ被印字物の中に異なる被印字特性を持つ複合材料への印字も求められてきた。このような被印字物についてどの領域についても思い通りの染色をすることが求められている。
被印字物の思い通りの発色を実現させるためには、着弾したインク滴が着弾位置に留まり制御可能なことが求められる。
被印字物に印字されたインク滴の性質は表面張力に基づく毛管力、毛管力長で特徴付けられる。液滴が表面張力で留まるサイズの指標を与える毛管力長１／κ（式２参照）に比べ十分小さい(たとえば１／１０)サイズのインク滴であれば平滑面上の着弾位置に留まることが可能であるが、印字密度が高くなり、インク滴が合一し毛管力長同等のサイズになる場合には、重力等の影響が大となり予測できない液滴の移動が生ずる。着弾位置が凸平面の場合、面の曲率が大きくなるとさらに移動しやすくなり、液滴の半径が曲率半径以下であることが望ましい。
毛管力ｐは、式（１）で示すように、表面張力に基づく液滴に働く力であり、細孔、糸内部、凹部等はインク保持の物質間距離（インクが保持される領域を構成する壁物質の間の平均的距離）ｒが小さくなるため毛管力が大となる。また濡れ性がよく接触角が小さな領域も毛管力が大となる。
ｐ＝ａγｃｏｓθ／ｒ    ・・・（１）
なお、ｐは単位面積あたりの毛管力（圧力）、ａは比例定数、γはインク液体の表面張力、θはインクと対象物質の間の濡れ性を示す接触角、ｒはインクを保持する物質間の距離である。
毛管力長１／κは以下の式（２）で表される。通常数1mm程度である。
１／κ＝（γ／ρ・ｇ）１／２    ・・・（２）
なお、１／κは毛管力長、γは表面張力、ρは比重、ｇは重力加速度を示す。
毛管力長より十分小さい液滴は、重力等外力の影響を受けることなく表面張力で着弾位置に留まることが出来る。液滴が合一し毛管力長同等あるいはそれ以上のサイズになると不安定になり予測不能な移動が始まる。特に近傍に地組織が存在する場合、地組織に対して低い毛管力しか働かないため着弾したインク滴は、高い毛管力を持つ地組織に移動してしまう。
織物からなる被印字物としては、例えば、織物の地組織にポリエステルからなるファスナー、ボタンを取り付けた織物、または、地組織の表面を毛羽立てた起毛織物などが存在する、ファスナーのスナップ、ボタン、起毛部分は打滴されたインク滴にとって平滑な凸形状をしており、インク滴は留まりにくい。また、平面形状の樹脂としては、例えば、プラスティックカード、樹脂成型品等がある。平面形状の樹脂板に凹凸が形成されたもの、または、樹脂板の一部にマット処理、親水処理を施したものなどが存在する。平面形状の樹脂が部分的に異なる毛管力を持つことになる。具体的には、樹脂板に形成された凹部やマット処理領域は高い毛管力を有する。
これらの被印字物の場合、低い毛管力によりインクが留まり難い領域（織物のスナップや起毛部分、樹脂板の表面）への印字が求められかつ、高い毛管力によりインクが留まり易い領域（織物の地組織、樹脂板の凹部やマット処理領域）が隣接して配置されている。このため、低い毛管力を有する領域に打滴したインクは高い毛管力を有する領域に移動し易く、所定のインク量を低い毛管力の領域に留めて目標とする色に染色することは困難であった。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、起毛織物において一様に染色し難い起毛部分の根元と先端でノズル口径を変えて異色に着色することで、その全体を目標とする色に染色することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平３−６９６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ノズル口径の変更やインクの調整などに多大な労力を要する。
【０００６】
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、互いに異なる毛管力を有する複数の領域からなる被印字物全体にわたり目標とするインク着弾を実現し染色・着色の場合には目標の発色を容易に実現することができる印字方法および印字装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る印字方法は、低い毛管力によりインクが留まり難い領域を含む被印字物にインクジェット法により印字を行う印字方法であって凝集によりゲル化（コロイド粒子、水性分散ポリマー、水溶性ポリマー、界面活性剤、モノマー等の被凝集体が構造化し粘度があがること）する被凝集体の凝集反応を促進させる凝集剤を被印字物の少なくとも低い毛管力を有する領域に供給し、インクジェット法で前記被凝集体を含むインクを被印字物の少なくとも低い毛管力を有する領域に向けて打滴し、前記被凝集体と前記凝集剤との凝集反応によりゲル化したインクを被印字物に定着させるものである。
【０００８】
ここで、前記凝集剤は、被印字物の低い毛管力を有する領域に供給されたそれぞれの液滴が合一して供給位置から移動しないように、大きさ及び量を調整して毛管力長に比べ十分小さいサイズで供給されることが好ましい。また、前記凝集剤は液滴が合一しないような間隔で規則的に印字する、あるいはエアースプレー、霧化器等を使用し、毛管力長に比べ十分小さなサイズの液滴を生成し供給することができる。
また、前記被凝集体を含むインクは、被印字物の低い毛管力を有する領域に供給された前記凝集剤が被印字物の高い毛管力を有する領域に移動しないうちにゲル化するように供給することができる。
【０００９】
また、前記凝集剤を供給する前に、前記凝集剤と前記被凝集体との凝集反応を失活させる失活剤を被印字物の高い毛管力を有する領域に供給することが可能である。
また、前記凝集剤は、被印字物の低い毛管力を有する領域にのみ供給することができる。
【００１０】
また、前記被凝集体は、酢酸ビニル系、アクリル系、ポリエステル系あるいはウレタン系等の水性ポリマー分散液、ＰＶＡあるいはアルギンサン等の水性ポリマー溶液、あるいは界面活性剤により微粒子を分散させたものを含むことが好ましい。
また、前記被凝集体分散液としてアニオン性界面活性剤を含む分散液を用いると共に前記凝集剤として有機酸を用いることで凝集反応を行うことができる。また、前記被凝集体分散液として有機カチオン性高分子を含む分散液を用いると共に前記凝集剤としてアニオン界面活性剤を用いて、または、前記被凝集体分散液として有機アニオン性高分子を含む分散液を用いると共に前記凝集剤としてカチオン界面活性剤を用いて凝集反応を行ってもよい。また、前記被凝集体分散液として疎水コロイドまたは親水コロイドを分散させたものを用いると共に前記凝集剤として前記疎水コロイドまたは前記親水コロイドの中和剤を用いることで凝集反応を行ってもよい。また、前記被凝集体分散液として架橋性ポリマーを含むものを用いると共に前記凝集剤として前記架橋性ポリマーの架橋開始剤を用いることで凝集反応を行ってもよい。
【００１１】
また、被印字物において低い毛管力を有する領域は、繊維織物基材から起毛された起毛組織からなることができる。また、被印字物において低い毛管力を有する領域は、繊維織物基材に取り付けられた、毛管力長サイズ以上のポリエステル等の樹脂からなる構造物からなることもできる。また、被印字物は不織布からなり、高い毛管力を有する領域は繊維の密度の高い領域からなることもできる。また、樹脂材からなる被印字物において凹部が形成され、前記凹部が高い毛管力を有する領域となると共に前記凹部に隣接する被印字物の表面が低い毛管力を有する領域となることもできる。また、樹脂材からなる被印字物において濡れ性の異なる領域が形成され、濡れ性の大きい領域が低い毛管力を有する領域となることもできる。
【００１２】
また、本発明に係る印字装置は、低い毛管力によりインクが留まり難い領域を含む被印字物にインクジェット法により印字を行う印字装置であって、凝集によりゲル化する被凝集体の凝集反応を促進させる凝集剤を被印字物の少なくとも低い毛管力を有する領域に供給する凝集剤供給装置と、インクジェット法で前記被凝集体を含むインクを被印字物の少なくとも低い毛管力を有する領域に向けて打滴するインク供給装置と、前記被凝集体と前記凝集剤との凝集反応によりゲル化した前記インクを被印字物に定着させる定着装置とを有するものである。
【００１３】
ここで、前記印字装置は、前記凝集剤供給装置により前記凝集剤を供給する前に、前記凝集剤と前記被凝集体との凝集反応を失活させる失活剤を被印字物の高い毛管力を有する領域に供給する失活剤供給装置をさらに有することが可能である。失活剤としては凝集反応が起こりにくいＰｈ領域にシフトさせる、酸、アルカリ等が使用できる。たとえば凝集剤として有機酸を用い酸性領域で凝集を起こさせるアニオン性活性剤を主成分とする被凝集体分散液の場合、アルカリ剤が失活剤として使用できる。
また、前記凝集剤供給装置は、被印字物の低い毛管力を有する領域にのみ前記凝集剤を供給することが可能である。
【００１４】
また、本発明に係る印字方法は、表面から裏面にかけて高い毛管力によりインクが浸透し易い領域が延びる被印字物にインクジェット法により印字を行う印字方法であって、凝集によりゲル化する被凝集体の凝集反応を促進させる凝集剤を被印字物の表面領域および裏面領域のうち少なくとも一方の所定の領域に供給し、インクジェット法で被凝集体を含むインクを被印字物の前記所定の領域に向けて打滴し、前記被凝集体と前記凝集剤との凝集反応によりゲル化したインクを被印字物の前記所定の領域に定着させるものである。
【００１５】
ここで、凝集剤の供給が被印字物の表面領域および裏面領域に対してそれぞれ行われた後に、被凝集体を含むインクの打滴が被印字物の表面領域および裏面領域に対してそれぞれ行うことができる。また、被印字物の表面領域および裏面領域のうち一方の領域に対して凝集剤の供給および被凝集体を含むインクの打滴が行われた後に、被印字物の他方の領域に対して凝集剤の供給および被凝集体を含むインクの打滴が行うこともできる。
また、インクジェット法で被印字物に打滴される被凝集体を含むインクは、さらに被印字物の物性を変換する処理剤を含み、異なる種類の前記処理剤が被印字物の表面領域および裏面領域にそれぞれ供給されることにより、被印字物の表面領域および裏面領域を異なる物性に変換することが好ましい。また、前記処理剤としては、撥水剤を用いることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、毛管力の低い領域を含む被印字物、互いに異なる毛管力を有する複数の領域からなる被印字物についても各領域を目標とする色で容易に染色することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施形態１に係る印字装置の構成を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、実施形態１において用いられた被印字物を示す図である。
【図３】実施形態１の変形例で用いられた凝集剤供給装置の構成を示す図である。
【図４】実施形態１の他の変形例に係る印字装置で印字された被印字物を示す図である。
【図５】実施形態２において用いられた被印字物を印字する様子を示す図である。
【図６】実施形態２の変形例で用いられた被印字物を印字する様子を示す図である。
【図７】実施形態２の他の変形例で用いられた被印字物を印字する様子を示す図である。
【図８】実施形態３に係る印字装置の構成を示すブロック図である。
【図９】（Ａ）および（Ｂ）は、他の実施形態において用いられた凝集剤供給装置で被印字物に供給された液滴の様子を示す図である。
【図１０】さらに他の実施形態で用いられたインクジェット装置の構成を示す図である。
【図１１】実施形態６で用いられた印字部の構成を示すブロック図である。
【図１２】実施形態４で用いられた被印字物を示す図である。
【図１３】実施形態４に係る印字装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】実施形態５で用いられた被印字物を示す図である。
【図１５】実施形態５に係る印字装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】実施形態５の変形例に係る印字装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】実施形態５の他の変形例に係る印字装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、添付の図面に示す好適な実施形態に基づいて、この発明を詳細に説明する。
【００１９】
実施形態１
図１に、本発明の実施形態１に係る印字装置の構成を示す。印字装置は、被印字物Ｐの前処理を行う前処理部１と被印字物Ｐに印字を行う印字部２とを有する。
ここで、被印字物Ｐは、例えば、高い毛管力を有してインクが留まり易いポリエステル繊維質の地組織と、この地組織より低い毛管力を有して地組織よりもインクが留まり難いポリエステルからなるファスナースナップ（以下、スナップという）とから構成されるものとする。なお、毛管力とは、被印字物Ｐの各領域におけるインクを留める能力を示すものとし、高い毛管力を有する領域は、相対的に低い毛管力を有する周辺の領域から毛管力によりインクを集めることができ、低い毛管力を有する領域は、相対的に毛管力の強い周辺の領域からの引力でインクを保持することができない。
【００２０】
前処理部１は、被印字物Ｐに失活剤を供給する失活剤供給装置３と、被印字物Ｐに凝集剤を供給する凝集剤供給装置４とを有する。なお、失活剤とは凝集剤を失活させて凝集剤と被凝集体との凝集反応を生じさせないためのものであり、凝集剤と被凝集体とは互いに接触することで反応し凝集することで粘度が上昇する(ゲル化)ものである。
【００２１】
失活剤供給装置３は、被印字物Ｐのスナップがない裏面側に配置され、例えばインクジェット法により被印字物Ｐの地組織に失活剤を供給する。
凝集剤供給装置４は、被印字物Ｐのスナップがある表面側に配置され、被印字物Ｐの表面側に凝集剤を供給する。
凝集剤供給装置４により供給される凝集剤は、スナップの表面においてそれぞれの液滴が十分前述の式（２）で示される毛管力長及びスナップ表面の曲率半径以下のサイズであるという関係を保つよう凝集剤の供給密度、サイズとなる供給条件が選ばれる。その結果凝集剤は供給位置に留まり、被印字物Ｐの地組織に移動しないようにすることが出来る。
【００２２】
凝集剤は、例えば１０μｍ以下の大きさに調整される。凝集剤供給装置４には、凝集剤を数μｍ〜数十μｍほどのミスト状にして供給する超音波霧化器またはエアースプレー等が利用できる。あるいはインクジェットにより凝集剤が合一しないように間隔をあけて印字することも可能である。
【００２３】
被印字物Ｐの移動方向に対して前処理部１の下流側には、印字部２が配置されている。印字部２には、被印字物Ｐの移動方向に向かって、印字ヘッド５および６と、加熱装置７と、還元洗浄装置８と、乾燥装置９が順次配置されている。
印字ヘッド５は、被印字物Ｐの裏面側に配置され、地組織に対してインクジェット法によりインクを打滴するものである。一方、印字ヘッド６は、被印字物Ｐの表面側に配置され、被凝集体を含むインクを被印字物Ｐに打滴するものである。本実施例ではポリエステル繊維等の染色のため染色色材に分散染料を用い被凝集体と共にインクジェット用インクとして調整されたものを使用する。印字ヘッド６からスナップに供給された被凝集体を含むインクは、被凝集体と凝集剤が凝集反応することでゲル化してスナップの表面に留められる。また、印字ヘッド６から地組織に供給された被凝集体を含むインクは、失活剤により予め凝集剤が失活されているため被凝集体と凝集剤が凝集反応せず、ゲル化することなく地組織に浸透される。このため地組織に印字されたインクは浸透により裏面まで到達するので表裏均一な印字が可能である。裏面へのインクの浸透を助けるため、色材を含まない分散液からなる浸透液を必要量印字することも可能である。
加熱装置７は、被印字物Ｐを加熱処理することで、地組織に浸透したインクと共にスナップにゲル状で留まるインク中の分散染料を気化（昇華）して被印字物Ｐを染色するものである。還元洗浄装置８は、染色された被印字物Ｐを洗浄するものである。乾燥装置９は、洗浄された被印字物Ｐを乾燥して仕上げるためのものである。
【００２４】
次に、図１に示した印字装置の動作を説明する。
まず、図１に示されるように、被印字物Ｐが、図示しない移動装置により一定方向に移動される。被印字物Ｐには、例えば図２（Ａ）および（Ｂ）に示されるような、高い毛管力を有する地組織１０に低い毛管力を有するスナップ１１を取り付けたものが用いられる。このように、被印字物Ｐは、地組織１０とスナップ１１が隣接して存在するため、そのままの状態でスナップ１１にインクを打滴すると毛管力の差によりインクが地組織１０に移動し、スナップ１１を所定のインク量で染色させることが困難なものである。
被印字物Ｐが移動されて前処理部１に設置された失活剤供給装置３に到達すると、失活剤供給装置３は被印字物Ｐの裏面側から地組織１０に対して失活剤を供給する。供給された失活剤は、地組織１０の表面側まで浸透するが、毛管力の低いスナップ部には達しない。
【００２５】
失活剤が供給された被印字物Ｐが失活剤供給装置３から凝集剤供給装置４に到達すると、被印字物Ｐの表面側から凝集剤供給装置４によりミスト状の凝集剤が供給される。この時、凝集剤供給装置４は、凝集剤の大きさ及び量を調整して供給するため、スナップ１１に供給された凝集剤はそれぞれの液滴が合一せず、毛管力の大きな地組織１０に移動することなくスナップ１１に留まることが出来る。
【００２６】
続いて、被印字物Ｐは印字部２に移動し、印字ヘッド５および６からインクを打滴される。印字ヘッド５から打滴されたインクは、被印字物Ｐの裏面側から地組織１０に供給されるとそのまま地組織１０に浸透される。一方、印字ヘッド６から打滴された被凝集体を含むインクは、被印字物Ｐの表面側からスナップ１１および地組織１０に供給される。スナップ１１に供給された被凝集体を含むインクは、被凝集体とスナップ１１の表面上に存在する凝集剤との凝集反応によりゲル化する。このようにゲル状となることで、インクがスナップ１１の表面に留められる。また、地組織１０に供給された被凝集体を含むインクは、失活剤供給装置３から地組織１０に供給された失活剤が被凝集体と凝集剤との凝集反応を未然に回避するため、地組織１０にゲル化して留まらずにそのまま地組織に浸透される。
【００２７】
このように、インクをゲル状にすることにより、スナップ１１に供給された所定量のインクを地組織１０に移動させることなく留めることができる。
【００２８】
被印字物Ｐは、スナップ１１にインクをゲル化して留めた状態で加熱装置７により加熱処理される。地組織１０に供給されたインクは、加熱処理により気化されてインクの色素が地組織に染色される。また、スナップ１１に供給されてゲル化されたインクも同様に、加熱処理により気化されてインクの色素がスナップ１１に染色される。インクの色素が加熱定着された被印字物Ｐは還元洗浄装置８により洗浄されると共に乾燥装置９により乾燥されて、被印字物Ｐの染色が仕上げられる。
例えば、スナップ１１がポリエステルからなる場合には、加熱装置７により１８０〜２００℃で色素が被印字物Ｐに加熱定着された後、還元洗浄装置８により被印字物Ｐを加熱アルカリ水で洗浄し、乾燥装置９で被印字物Ｐを乾燥させて仕上げることができる。
【００２９】
本実施形態の印字装置によれば、低い毛管力を有する領域に対し所定量のインクをゲル化して留めるだけで、低い毛管力を有する領域を備えた被印字物Ｐを目標とする色に容易に染色することができる。
【００３０】
なお、凝集剤供給装置４は凝集剤を被印字物Ｐのスナップ１１のみに供給してもよい。例えば、図３に示すように、凝集剤供給装置４はスナップ１１の外周を覆ってスナップ１１にのみミスト状の凝集剤を供給するためのカバー１２を有する構成とすることができる。また、凝集剤供給装置４が凝集剤を供給する方向を調整してスナップ１１のみに凝集剤を供給してもよい。また、印字ヘッド６は、被凝集体を含むインクを被印字物Ｐのスナップ１１のみに供給する構成とすることもできる。これにより、被印字物Ｐの地組織１０に失活剤を供給しなくてもスナップ１１のみにゲル化したインクを留めることができる。
【００３１】
また、被印字物Ｐの地組織１０において被凝集体と凝集剤とを凝集反応させてゲル化したインクを留めても被印字物Ｐの染色に影響がなければ、失活剤供給装置３により被印字物Ｐの地組織１０に失活剤を供給しなくてもよい。被印字物Ｐの表側から凝集剤と被凝集体を含むインクとが供給され、ゲル状となったインクが地組織１０とスナップ１１に留められる。その後、加熱装置７で加熱処理され、ゲル化したインクが気化して地組織１０およびスナップ１１のそれぞれにインクの色素が染色される。
また、印字ヘッド６から供給されたインクにより被印字物Ｐの地組織１０を目標とする色に染色することができれば印字ヘッド５からインクを供給しなくてもよい。
【００３２】
また、失活剤供給装置３は、被印字物Ｐの裏面側で且つ凝集剤供給装置４と印字ヘッド６の間に配置してもよい。失活剤は、被印字物Ｐに凝集剤が供給された後で地組織１０に供給され、凝集剤を失活させる。
また、失活剤供給装置３は、供給した失活剤により地組織１０に供給された凝集剤を失活させることができれば被印字物Ｐの表面側に配置することができる。
【００３３】
本実施形態では地組織及びスナップ部全体に渡り均一な染色を実現する場合を説明した。そのため表裏均一に染色するため浸透現象を利用している。一方、図４に示すように、地組織部Ｇ及びスナップ部Ｓにわたり連続的なデザイン印字Ｄを行う場合、スナップ部Ｓに目標の着色を行うだけでなく、地組織Ｇに対してもインクのにじみ(浸透)を防止し印字位置にインクを留めることが求められる。この場合失活剤は使用せず、凝集剤を全面に供給することが有効である。地組織Ｇに印字されたインク滴も凝集剤と反応するため着弾後に凝集してゲル化するので、浸透によるにじみ無く着弾位置に留まる。
本発明により、スナップ部Ｓ、地組織Ｇからなる印字特性の異なる複合素材に連続的なデザイン印字Ｄが実現できる。
また、凝集剤を裏面にも供給することで印字ヘッド５による裏面印字時のインクの浸透を防止できるので表裏異なるデザイン印字を実現することも可能である。この場合、インク滴サイズを、織物の厚みに比べ十分小さくすることで、インクが浸透により裏面に到達する前に凝集させることが可能となる。
このように失活剤の供給の有無を制御することにより地組織のインクのにじみ、裏面への浸透を制御でき異なる発色を実現できる。
【００３４】
実施形態２
実施形態１で使用される被印字物Ｐとして、異なる毛管力の領域を有する板状の樹脂材を用いてもよい。
例えば、図５に示すような、樹脂板に凹部２１が形成された被印字物Ｐを用いることができる。樹脂板に凹部２１が形成されると、これに隣接する凸部２２との間で毛管力に差が生じ、凸部２２に供給されたインクは隣接する凹部２１に移動し易くなる。すなわち、被印字物Ｐは、高い毛管力を有する凹部２１と低い毛管力を有する凸部２２とからなる。また凹部２１の内部を見ると底面の両サイドのエッジ部分は凹部中央部に比べ毛管力が大きくエッジ部分にインク滴は集まりやすい。まず、凝集剤供給装置４から被印字物Ｐに凝集剤が供給される。凝集剤は液滴サイズが、毛管力長より十分小さいサイズで提供するため超音波霧化器等が使用できる。その後、印字ヘッド６から被凝集体を含むインクが被印字物Ｐの凹部２１とこれに隣接する凸部２２とに供給される。凸部２２では、凝集剤とインクに含まれる被凝集体とが凝集反応してゲル化する。このようにゲル状となることで、インクが凸部２２に留められる。凹部２１の中央部に印字されたインクも凝集反応により印字位置に留まり、エッジ部に移動することなく均一な印字が実現できる。被印字物Ｐは、加熱装置７により加熱処理され、被印字物Ｐの凹部２１および凸部２２に留まるインクが気化されてそれぞれ染色される。
【００３５】
また、例えば、樹脂板に濡れ性の異なる領域を形成し、濡れ性の大きい領域が低い毛管力を有する被印字物Ｐを用いてもよい。このような被印字物Ｐとしては、図６に示すような、樹脂板の一部をマット化処理することで濡れ性を小さくし、高い毛管力を有するマット化領域２３と低い毛管力を有する樹脂板の表面２４からなるものを用いることができる。凝集剤供給装置４から被印字物Ｐに凝集剤が供給される。その後、印字ヘッド６から被凝集体を含むインクが被印字物Ｐのマット化領域２３とこれに隣接する表面２４に供給される。表面２４では、凝集剤とインクに含まれる被凝集体とが凝集反応してゲル化する。このようにゲル状となることで、インクが表面２４に留められる。被印字物Ｐは、加熱装置７により加熱処理され、被印字物Ｐのマット化領域２３および表面２２に留まるインクが気化されて色素でそれぞれ染色される。
【００３６】
また、例えば、図７に示すような、広い平坦な表面２５を有する樹脂材を被印字物Ｐに用いてもよい。広い表面２５を有する樹脂材はインクが移動し易く、樹脂材の表面２５の毛管力が少し異なるだけでインクが移動して一部分に集まってしまい、表面２５全体を均一に染色することが困難である。このような、被印字物Ｐの表面２５全体に凝集剤と被凝集体を含むインクとを供給してゲル化させる。続いて、インクをゲル化して留めた被印字物Ｐを加熱処理することで、被印字物Ｐの表面２５全体を均一に染色することができる。
【００３７】
本実施形態の印字装置によれば、互いに異なる毛管力を有する領域からなる樹脂材についてもインクをゲル化して留めるだけで目標とする色に容易に染色することができる。
【００３８】
なお、印字ヘッド５および６から打滴されるインクは、加熱装置７で加熱処理して被印字物Ｐに昇華転写されるものを用いたがこれに限られない。
例えば、分散媒が蒸発することでインク中に含まれていた、ポリマー成分が皮膜を形成するインクを用いることが出来る。ポリマー成分としてアクリル系、ポリエステル系等の水性ポリマーが色材と共に分散しているインクを利用できる。また熱、光等のエネルギー照射などにより硬化して皮膜形成する成分を含むことで色材を被印字物Ｐに付着させるインクを用いることができる。皮膜形成する成分としてウレタンアクリレートやエポキシアクリレートを用いたインクを被印字物Ｐに供給後、加熱処理すると共に紫外線などのエネルギー照射によって皮膜形成成分にラジカル重合を起こさせて皮膜形成し、被印字物Ｐに色材を付着させることができる。また、皮膜形成成分としてエポキシ樹脂プレポリマーやウレタンプレポリマー等を用いたインクを被印字物Ｐに供給後、加熱処理すると共に皮膜形成成分を反応させて皮膜形成し、被印字物Ｐに色材を付着させることもできる。
また、加熱処理により皮膜化するナノ金属粒子を含むインクを用いることもできる。被印字物Ｐにインクを供給後、加熱処理することでインクに含まれるナノ金属粒子が被印字物Ｐに皮膜化され、その表面に金属層を形成することができる。
【００３９】
実施形態３
図８に示すように、実施形態１で使用される被印字物Ｐとして、高い毛管力を有する地組織と低い毛管力を有する起毛組織からなる起毛織物を用いてもよい。失活剤供給装置３により被印字物Ｐの裏面側から失活剤が地組織に供給される。供給された失活剤は、地組織の表面側まで浸透する。次に、被印字物Ｐの表側から凝集剤供給装置４によりミスト状の凝集剤が供給される。この時、凝集剤供給装置４は凝集剤の大きさ及び量を調整して供給するため、起毛織物に供給された凝集剤はそれぞれの液滴が合一しないサイズ・間隔で供給される。
続いて、印字ヘッド５および６が被印字物Ｐにインクを打滴する。印字ヘッド５から打滴されたインクは、被印字物Ｐの裏面側から地組織に供給されるとそのまま地組織に浸透される。一方、印字ヘッド６から打滴された被凝集体を含むインクは、被印字物Ｐの表面側に供給される。被凝集体を含むインクが供給されると、被凝集体が起毛織物の表面上に存在する凝集剤と凝集反応することによりゲル化する。このようにゲル状となることで、インクが起毛織物の起毛部に留められる。なお、インクと凝集剤が起毛織物から地組織に移動した場合は、失活剤供給装置３から地組織に供給された失活剤が両者の凝集反応を未然に回避するため、地組織にインクがゲル化して留まることはない。
実施形態１で使用した分散染料を色材とした場合は、印字物Ｐは、実施形態１と同様に加熱装置７により加熱処理され、地組織に供給されたインクが気化されてインクの色素が地組織に染色されると共に起毛織物に供給されてゲル化されたインクが気化されてインクの色素が起毛織物に染色される。また、色材に分散染料の代わりに酸性染料を用い、被印字物としてナイロン、羊毛等を、あるいは反応染料を用い、被印字物として綿を染色することも出来る。この場合加熱処理に換えスチィーム処理が望ましい。
このような色材を用いて、起毛部の先端に近い側は、印字ヘッド６による表側から印字されたインクの色材により着色し、地組織に近い側は印字ヘッド５による裏側からの色材により着色することもできる。表裏の印字色材を制御することで起毛部の先端部と根元部の着色度合いを変えることが可能である。
【００４０】
本実施形態の印字装置によれば、互いに異なる毛管力を有する領域からなる起毛織物についてもインクをゲル化して留めるだけで目標とする色に容易に染色することができる。
【００４１】
実施形態４
実施形態１で使用される被印字物Ｐとして、ポリプロピレンのような樹脂繊維が平面状に多数ランダムに配置された不織布を用いてもよい。
一般的に、不織布には、図１２に示すように、繊維の密度が高く配置された領域Ａと、繊維の密度が低い領域Ｂが混在し、繊維密度の揺らぎが存在する。繊維密度の高い領域Ａは、繊維密度の低い領域Ｂに比べ繊維の表面張力の影響を多く受けるため毛管力が高くなる。このような被印字物Ｐにインクジェット印字を行った場合、図１２に示すように、繊維密度の低い領域Ｂに着弾したインク滴は繊維密度の高い領域Ａに移動する。また、単独繊維の上に着弾した液滴は着弾位置に留まらずに近傍の繊維交差位置、すなわち単独繊維に比べ毛管力の高い位置に移動し濃度ムラとなりやすい。
【００４２】
図１３に実施形態４に係る印字装置の構成を示す。実施形態４に係る印字装置は、図１に示した実施形態１における印字装置において、凝集剤供給装置４に代えて被印字物Ｐの表面側に凝集剤供給装置４ａを備えると共に、失活剤供給装置３、色材インク印字ヘッド６、加熱装置７および還元洗浄装置８が除かれている。まず、前処理部１の凝集剤供給装置４ａから凝集剤が被印字物Ｐの繊維上に供給される。凝集剤としては、例えばカチオン高分子が用いられる。また、被印字物Ｐに供給される凝集剤が繊維に均一に供給されるように、毛管力長より小さく、さらに繊維の直径以下の滴にして供給するのが望ましく、例えば、超音波霧化器、エアースプレー装置等がこの目的で使用できる。
【００４３】
続いて、被印字物Ｐは印字部２に移動され、印字ヘッド５から被印字物Ｐにインクが打滴される。インクとしては、例えばアニオン系界面活性剤を含む水系分散媒に顔料および水性ポリマーが分散しているものが用いられる。顔料および水性ポリマー粒子は、アニオン系界面活性剤によりマイナスに帯電した安定な状態で水系分散媒に分散されている。また、インク用水性ポリマーとしては、例えばポリオレフィン、ポリウレタン、アクリル、ポリエステル、等を含むポリマーが使用できる。
このようにして、被印字物Ｐの繊維密度の高い領域Ａまたは繊維領域の低い領域Ｂに着弾したインク滴は、インク中の水性ポリマー粒子が被印字物Ｐの繊維上に存在するカチオン高分子と凝集反応してゲル化し、各領域内にそれぞれ留められる。また、被印字物Ｐの印字面に多くインクが留まるようにすることも出来る。
【００４４】
印字後は、乾燥装置９により被印字物Ｐの繊維上に凝集されたインクを乾燥させることでインク中の水性ポリマーが皮膜化し、顔料を取り込んだ着色ポリマーの被膜が被印字物Ｐの繊維上に形成される。このように、被印字物Ｐの繊維上にインクを被膜化した場合には、その後に洗浄処理を施すことなく、乾燥装置９による乾燥処理のみで被印字物Ｐに印字画像を形成することができる。
なお、不織布の多くの素材であるポリプロピレンと水性ポリマーとの密着力を高めるために、凝集剤供給装置４ａから凝集剤を供給する前に、被印字物Ｐをコロナ処理またはプラズマ処理等により活性化しておくことが望ましい。
【００４５】
実施形態５
図１４に示すように、被印字物Ｐとして、織物または編み物のような繊維束から構成され、表面から裏面にかけて高い毛管力を有する領域が貫通しているものを用いることもできる。例えば、直径１０〜２０μｍのポリエステル繊維、ナイロン繊維、セルロース繊維等が複数本寄り集まった繊維束で糸を構成し、これら糸により構成された織物、あるいは編み物が被印字物Ｐとして用いられる。
【００４６】
このような繊維束からなる糸は、繊維間の数〜数十ミクロンの間隙が強い毛管力を持つようになる。このため、被印字物に着弾したインク滴は、繊維束に沿って浸透・移動し、留まることなく裏面まで到達されるため、図１４に示すように、所定の表面領域Ｆのみにインクジェット印字することは困難であった。
また、テキスタイル分野等で使用される織物や編み物においては、肌に近い内側（被印字物の裏面領域）と外部に面している外側（被印字物の表面領域）で異なる機能が求められることもある。例えば、内側は汗の水分を吸収し、さらにその水分と反応して熱を放出する機能等が求められるのに対し、外側は雨等を防ぐような防水機能、あるいは内部の水分がシミとして見えないような撥水機能等が求められる。このように被印字物の表面領域と裏面領域を異なる物性にするためには、それぞれの領域について、被印字物の帯電を防止するための帯電防止剤、繊維の水分吸着能を高める浸水化処理剤、あるいは繊維の撥水性を高めるため撥水剤等の処理剤を繊維束内部に十分浸透させて各領域に含まれる繊維に付着させる必要がある。
【００４７】
図１５に実施形態５に係る印字装置の構成を示す。実施形態５に係る印字装置は、図１に示した実施形態１における印字装置において、凝集剤供給装置４に代えて被印字物Ｐの表面側に凝集剤供給装置４ａを備えると共に、失活剤供給装置３および色材インク印字ヘッド６が除かれている。
まず、前処理部１の凝集剤供給装置４ａから凝集剤が被印字物Ｐの表面に供給される。続いて、被印字物Ｐは印字部２に移動され、色材インク印字ヘッド５から被凝集剤および被印字物Ｐの物性を変換するための処理剤を含むインクが被印字物Ｐの表面にインクジェット法で打滴される。なお、処理剤は、被印字物重量の１０〜１５０％の量、望ましくは被印字物重量の数十％の量が供給されるように調整されている。また、処理剤には被印字物Ｐの物性を変換すると共に被凝集剤として機能するものもあり、被凝集剤の機能を備えた処理剤を用いる場合には処理剤のみを含むインクを打滴することができる。
印字ヘッド５から打滴されたインク滴は、被印字物Ｐに着弾後、印字面の表面領域Ｆの繊維束内に浸透し、インク内の被凝集剤が予め被印字物Ｐに供給された凝集剤と凝集反応してゲル化することで、処理剤を含むインクが裏面まで浸透することなく表面領域Ｆ内に留められる。なお、凝集剤または被凝集剤の濃度等を変えることで凝集反応の速度を制御し、被印字物Ｐの表面から適切な深さにまで処理剤を含むインクを浸透させることができる。このようにして、処理剤を含むインクの浸透を被印字物Ｐの位置および深さに関して制御することで、処理剤を含むインクを所定の表面領域Ｆに付着させることが可能となる。
続いて、被印字物Ｐは、加熱装置７による加熱処理、還元洗浄装置８による洗浄処理、および乾燥装置９による乾燥処理が施される。これにより、被印字物Ｐの表面領域Ｆが染色されると共に処理剤の作用により所望の機能を付与することができる。
【００４８】
被印字物Ｐの繊維束に機能を付与するための処理剤には、例えば、帯電防止剤として、ポリビニルアルコール、水性ポリエステル、水性アクリル等の水性ポリマー水溶液に界面活性剤等を加えたものが使用でき、撥水剤として、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ワックス等の撥水性粒子の水分散液が使用できる。撥水処理剤は、被印字物Ｐに付着後、乾燥・加熱処理で皮膜化し、さらに架橋剤等を含む場合は架橋反応により強固に繊維表面に付着し長期間にわたり撥水機能を発現することが出来る。撥水性粒子分散液自身が被凝集剤として機能しない場合、被凝集剤として水性ポリエステル、水性アクリル等を加え被凝集機能を付与することも出来る。
【００４９】
なお、本実施形態において、被印字物Ｐの表面に向かって凝集剤供給装置４ａから凝集剤を供給すると共に印字ヘッド５からインクを打適したが、これに限られず、被印字物Ｐの裏面側に凝集剤供給装置および印字ヘッドを備えることで被印字物Ｐの裏面に凝集剤を供給すると共に被凝集剤および処理剤を含むインクを打滴してもよい。同様にして、凝集剤または被凝集剤の濃度等を変えることで被印字物Ｐの裏面から表面に浸透するインクの浸透領域を制御し、被印字物Ｐの所定の裏面領域について、染色すると共に所望の機能を付与することができる。
また、被印字物Ｐの表面領域と裏面領域にそれぞれ異なる種類の処理剤および顔料等を含むインクを供給することもできる。例えば、図１６に示すように、被印字物Ｐの表面側と裏面側にそれぞれ凝集剤供給装置４ａおよび４ｂを備えると共に被印字物Ｐの表面側と裏面側にそれぞれ印字ヘッド５および６を備えることで、被印字物Ｐの表面および裏面にそれぞれ凝集剤を供給した後に、被印字物Ｐの表面および裏面にそれぞれ被凝集剤および処理剤を含むインクを打滴することができる。これにより、被印字物Ｐの表面領域と裏面領域がそれぞれ異なる色材で染色されると共にそれぞれ異なる機能を付与することができる。また、図１７に示すように、被印字物Ｐの進行方向に対して、被印字物Ｐの表面側に凝集剤供給装置４ａおよび印字ヘッド５を備え、その後方で且つ被印字物Ｐの裏面側に凝集剤供給装置４ｂおよび印字ヘッド６を備えることもできる。これにより、被印字物Ｐの表面に対して凝集剤の供給およびインクの打滴が行われた後に、被印字物Ｐの裏面に対して凝集剤の供給およびインクの打滴が行われる。なお、被印字物Ｐの進行方向に対して、被印字物Ｐの裏面側に凝集剤供給装置４ｂおよび印字ヘッド６を備え、その後方で且つ被印字物Ｐの表面側に凝集剤供給装置４ａおよび印字ヘッド５を備える構成としてもよい。
【００５０】
また、実施形態１〜５における凝集反応には、被凝集体が分散された分散液（被凝集体分散液）としてアニオン性界面活性剤を含む分散液を用いると共に凝集剤として酸を用いることで凝集反応を行うことができる。アニオン性界面活性剤は、中性あるいはアルカリ性に調整された状態で分散しているが、凝集剤として有機酸が加えられて酸性となるとその解離度が低くなって凝集する。これに伴い、凝集剤に含まれる水性ポリマーが凝集してゲル化される。なお、アニオン性界面活性剤としては脂肪酸ナトリウム、モノアルキル硫酸塩、アルキルポリオキシエチレン硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、モノアルキルリン酸塩などが利用でき、酸としては、マロン酸、クエン酸、酢酸等の有機酸、希塩酸などの無機酸が利用できる。また、失活剤としては有機酸による酸性化を抑制する炭酸ソーダ、炭酸水素ソーダ、または苛性ソーダなどのようなアルカリ剤が利用できる。
【００５１】
また、凝集反応には、アニオン界面活性剤で分散安定化した被凝集体分散液と有機カチオン性高分子からなる凝集剤による反応、または、カチオン界面活性剤で分散安定化した被凝集体分散液と有機アニオン性高分子からなる凝集剤による反応が利用できる。例えば、アニオン界面活性剤は、マイナスに帯電して分散しているが、凝集剤として有機カチオン性高分子が加えられると電荷を中和し、凝集してゲル化される。
凝集剤としてのカチオンポリマーとして、アンモニアやアルキルアミン等のアミノ基（-NH2）を有する化合物及び窒素を更に多く有するアルギニンやグアニジンあるいはビグアニド誘導体等のグアニジノ基やビグアニド基を持つ化合物を用いることができる。また、側鎖あるいは主鎖にアミノ基あるいはイミノ基をもつ高分子としては、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン等の合成高分子及びポリオルニチン、ポリリジン等のポリアミノ酸を含む水性ポリマーが使用できる。
アクリルアミドとＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタクリレートまたはＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレートモノマーとを共重合したＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート系共重合物や、ポリビニルアミジン系高分子、両性高分子などが利用できる。一方、被凝集体として用いられる安定化したアニオン界面活性剤は、ポリアクリルアミドの部分加水分解したものまたはアクリルアミドとアクリル酸ナトリウムとを共重合したものなどが利用できる。
【００５２】
また、凝集反応には、特許０８７９７８２号に記載されたようなリグニンスルホン酸と無機被凝集体とで処理する方法、特許０９４６８６９号に記載されたようなアルカリ性物質の存在下でフェノール類とアルデヒド類との初期縮合物と無機被凝集体とを併用する方法、特許１１２５３２６号に記載されたようなフェノール性水酸基を有する有機物質と無機又は有機被凝集体とを併用する方法、特開昭５７−０１９０８４号公報に記載されたようなタンニンおよびタンニン酸にて処理する方法、特開昭６０−２３８１９３号公報に記載されたようなリグニンスルホン酸と無機被凝集体およびカチオン性高分子被凝集体とで処理する方法が利用できる。これに伴い、被凝集体に含まれる水溶性ポリマーが凝集してゲル化される。
また、凝集反応には凝析を利用してもよい。被凝集体分散液において電気的に同じ符号を帯びて互いに反発することで拡散する疎水コロイドまたは親水コロイドに対し、これらのコロイド粒子と反対の符号を帯びた中和剤（電解質またはアルコールなど）からなる凝集剤を加えることで電気的中性となり、コロイド粒子間の反発が消滅することで凝集する。これに伴い、コロイド粒子が凝集してゲル化される。なお、疎水コロイドおよび親水コロイドとしては、アルミニウム塩（硫酸アルミニウム、ポリ塩化アルミニウム）や鉄塩（ポリ硫酸第二鉄、塩化第二鉄）が用いられる。また、前記被凝集体は、被凝集体分散液に分散させた疎水コロイドまたは親水コロイドを含むと共に凝集剤として疎水コロイドまたは親水コロイドの中和剤を用いることで凝集反応を行うこともできる。
【００５３】
また、凝集反応には、架橋性ポリマー（モノマー、オリゴマー）を含む被凝集体分散液と架橋開始剤からなる凝集剤による架橋反応を利用してインクの粘度を上昇させてもよい。例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂溶液とホウ酸による架橋反応、末端に水酸基を持つポリオールと末端にイソシアネート基を持つウレタンプレポリマーとポリオールを混合することで化学反応を起こすウレタン樹脂系の反応、またはエポキシ樹脂プレポリマーにアミンなどの硬化剤による反応を起こすエポキシ樹脂系の反応等が利用できる。また、前記被凝集体は、被凝集体分散液に分散させた架橋性ポリマーを含むものを用いると共に凝集剤として架橋性ポリマーの架橋開始剤を用いることで凝集反応を行うこともできる。
【００５４】
また、実施形態１〜５における凝集剤供給装置は、凝集剤を毛管力長及び被印字物の曲率半径以下のサイズで提供できるものが選択できる。超音波霧化器、エアースプレー等微細液滴を発生できる装置により着弾後の液滴が、図９（Ａ）に示すように合一した液滴も含め着弾位置に留まるようなサイズになるよう調整して供給する。また、インクジェット法、グラビアローラ塗布等の方法で、図９（Ｂ）に示すように液滴サイズ及び位置を制御した供給法も採用できる。
また、実施形態１〜５における凝集剤供給装置および印字ヘッドの代わりに、凝集剤が着弾位置に保持されている間に被凝集体を含むインクの着弾が実現できるよう、凝集剤と被凝集体を含むインクとをほぼ同時に印字するインクジェット装置を用いることも出来る。図１０に示すように、凝集剤と色材インクの印字ヘッドを近接して配置あるいは一体化して設けたインクジェット装置３１を用いることで着弾位置・時間を一致させ、液滴の移動時間に比べ短時間でゲル化させることが出来る。凝集剤あるいは被凝集体を含むインクが着弾位置から高い毛管力の領域に移動することなく着弾位置に留まることが出来る。
【００５５】
実施形態６
図１１に示されるように、実施形態１〜５に係る印字装置で用いられた印字部は、入力データに基づいて被印字物Ｐの各領域を印字すると共に被印字物Ｐに印字した結果をフィードバックすることにより補正し目的の発色を実現するような構成にすることができる。
【００５６】
本実施形態の印字部４１は、供給条件演算部４２と、印字特性データベース（ＤＢ）４３と、制御部４４と、印字駆動部４５と、印字ヘッド４６〜４８とを有する。
供給条件演算部４２には、互いに異なる発色特性を有する複数の領域（例えば、地組織の領域および起毛組織の領域）からなる被印字物Ｐの情報および被印字物Ｐに印字しようとする印字画像の再現目標色、の情報が入力データとしてオペレータにより入力される。被印字物Ｐの情報としては、被印字物の領域ごとに素材・厚み、被凝集体と凝集剤の有無、被凝集体と凝集剤の種類・量等の情報が含まれる。再現目標色の情報には、被印字物Ｐの各領域、各画素における再現目標色の色度、色のにじみ（空間周波数）、表裏均一度、などに関する情報が含まれる。
供給条件演算部４２は、印字特性ＤＢ４３と接続されている。供給条件演算部４２は、被印字物Ｐの情報および再現目標色の情報に基づいて印字特性ＤＢ４３を検索し、被印字物Ｐの領域ごとに再現目標色に最も近い発色を示す印字ヘッド４６〜４８のインク種、インク供給パラメータ、浸透液供給パラメータおよび前処理部条件（失活剤、凝集剤）、を抽出する。ここで、インクおよび浸透液の供給パラメータとしては、印字ヘッド４６〜４８に出力する電圧、周波数、波形などが含まれる。印字特性ＤＢ４３には、領域ごとに各色のインクの印字量と発色処理完了後の発色特性の関係が含まれる。このとき被凝集体と凝集剤の付与の有無、あるいは被凝集体および凝集剤の量等に応じた発色特性（印字画像の空間周波数特性、表裏色の均一度）の関係が含まれる。
ここで、「浸透液」は、印字後のインクを適切に被印字物内に浸透させるための浸透を促進するための液でありインクを構成する分散媒であることが好ましい。「浸透液」の印字により少量印字時にもインクが被印字物の裏面にまで到達することが可能となる。
【００５７】
供給条件演算部４２は、制御部４４と接続されている。制御部４４は、供給条件演算部４２で抽出された領域ごとに必要なインク種、インク供給パラメータおよび浸透液供給パラメータを示す電気信号を印字駆動部４５に入力することで、被印字物Ｐへの印字を制御する。
制御部４４は、印字駆動部４５と接続されている。印字駆動部４５は、制御部４４から入力された電気信号に応じて印字ヘッド４６〜４８をそれぞれ駆動する。
印字駆動部４５は、印字ヘッド４６〜４８と接続されている。印字ヘッド４６〜４８は、いわゆるインクジェット方式の印字ヘッドであり、４種類のインクＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋまたは浸透液を打滴する。印字ヘッド４６は被印字物Ｐの表側から、印字ヘッド４７は被印字物Ｐの裏側からそれぞれインクを打滴するものである。一方、印字ヘッド４８は、被印字物Ｐの表側から浸透液を打滴するものである。なお、印字ヘッド４７は、被凝集体を含むインクを被印字物Ｐに打滴するものである。
【００５８】
被印字物Ｐの移動方向に対し、印字ヘッド４６〜４８の下流側には、加熱装置４９、還元洗浄装置５０、および乾燥装置５１が配置され、インク中の色材を被印字物Ｐに定着させる。
【００５９】
また、被印字物Ｐの進行方向に対し、乾燥装置５１の下流側には凸領域計測装置５２および地組織計測装置５３が配置され、凸領域計測装置５２に凸領域印字結果計測値入力部５４を地組織計測装置５３に地組織印字結果計測値入力部５５をそれぞれ接続すると共に、凸領域印字結果計測値入力部５４および地組織印字結果計測値入力部５５を供給条件演算部４２に接続する。
凸領域計測装置５２および地組織計測装置５３は、被印字物Ｐの起毛部のような凸領域および地組織からそれぞれ光学特性を計測し、発色量を測定するためのものであり、積分球を有する分光測色器または分光測色器で校正した光学センサーなどから構成される。パターンを印字する場合には、インクのにじみに相当する空間周波数特性を計測する光学センサーが用意されていることが望ましい。凸領域印字結果計測値入力部５４および地組織印字結果計測値入力部５５は、凸領域計測装置５２および地組織計測装置５３において得られた計測値を供給条件演算部４２に入力することで、被印字物Ｐの印字結果をフィードバックするものである。供給条件演算部４２は、印字結果計測値入力部５４から入力された計測値が再現目標色と同様の発色を実現するように補正した打滴すべきインクおよび浸透液の供給条件値を被印字物Ｐの各領域について求めるものである。
【００６０】
次に、図１１に示した印字部４１の動作を説明する。
まず、供給条件演算部４２が、オペレータにより入力された被印字物Ｐの情報および被印字物Ｐに印字しようとする印字画像の再現目標色の情報に基づき、印字特性ＤＢ４３を検索する。供給条件演算部４２は、印字特性ＤＢ４３の被印字物領域種情報から被印字物Ｐにおける各領域（例えば地組織および凝集剤を付与された起毛組織の各領域）と同様の種類を示すものをそれぞれ検索する。
供給条件演算部４２は、印字特性ＤＢ４３のデータを用い、被印字物Ｐの各領域の発色情報が発色情報目標となるような、印字ヘッド４６及び４７の全インク種（YMCK×２＝８種）、印字ヘッド４８の浸透液についての供給パラメータ、および前処理部条件（失活剤、凝集剤）を求める。
なお、供給条件演算部４２は、印字特性ＤＢ４３のデータを用い、印字ヘッド４６及び４７の全インク種および印字ヘッド４８の浸透液についての供給パラメータを与えたときの発色を予測し、発色情報を計算し、発色情報が発色情報目標になるような供給パラメータの組み合わせを最適化手法で求めることも出来る。具体的には下記式（３）および（４）を使用してＫ／Ｓを利用し、印字量と発色情報の関係を求め、シンプレックス法による線形計画法、逐次近似法、遺伝的方法等の最適化手法が使用できる。また、供給条件演算部４２は、印字特性ＤＢ４３の中の発色再現目標に近い供給パラメータの組み合わせを複数求めそれらの補間により最適な供給パラメータを求めることも出来る。
【００６１】
Ｋ／Ｓ＝（１−Ｒｃ）２／２Ｒｃ    ・・・  （３）
（Ｋ／Ｓ）ｍｉｘ
＝Ｊｙ(Ｋ／Ｓ)ｙ＋Ｊｍ(Ｋ／Ｓ)ｍ＋Ｊｃ(Ｋ／Ｓ)ｃ＋Ｊｋ(Ｋ／Ｓ)ｋ  ・・・  （４）
【００６２】
なお、式（３）は各波長において、色材による吸収強度Ｋ、被印字物からの光散乱強度Ｓ、反射率Ｒｃの関係を示す。また、式（４）において、（Ｋ／Ｓ）ｍｉｘは複数の色材が印字され混合された領域のＫ／Ｓを示し、(Ｋ／Ｓ)ｙ、(Ｋ／Ｓ)ｍ、(Ｋ／Ｓ)ｃ、(Ｋ／Ｓ)ｋはそれぞれ４色の色材が単位量付着したときのＫ／Ｓを示し、Ｊｙ、Ｊｍ、Ｊｃ、Ｊｋはそれぞれ４色の色材の被印字物への付着量を示す。
【００６３】
このようにして供給条件演算部４２で抽出された被印字物Ｐの領域ごとのインク種、インク供給パラメータおよび浸透液供給パラメータは、制御部４４に出力される。制御部４４は、印字駆動部４５にインクおよび浸透液の供給パラメータを出力すると、印字駆動部４５は、これら供給パラメータに応じた駆動信号をインク種または浸透液に対応する印字ヘッド４６〜４８のヘッド部にそれぞれ出力し、被印字物Ｐの各領域にインクおよび浸透液を打滴する。
これにより、インクが高い毛管力を持つ地組織、低い毛管力を持つファスナーエレメント部、起毛部等の領域が複合している被印字物に対しても、それぞれの領域に対して再現目標色と同様に発色させることができると共に被印字物Ｐの厚み方向の均一度、空間周波数特性についても目標どおりの発色を実現できる。
【００６４】
被印字物Ｐの移動に連動し、被印字物Ｐの領域ごとに抽出されたインクおよび浸透液の供給パラメータでインクおよび浸透液の打滴が全ての領域について繰り返し行われていく。印字された被印字物Ｐは、加熱装置４９で加熱された後、還元洗浄装置５０で還元洗浄され、乾燥装置５１で乾燥される。乾燥された被印字物Ｐは凸領域計測装置５２および地組織計測装置５３により測色され、その計測値が凸領域印字結果計測値入力部５４および地組織印字結果計測値入力部５５を介して供給条件演算部４２に入力される。
【００６５】
入力された計測値が再現目標色の色度の許容範囲外の場合、供給条件演算部４２は、凸領域印字結果計測値入力部５４および地組織印字結果計測値入力部５５から入力された計測値が再現目標色の色度に一致するように、印字ヘッド４６〜４８の各ヘッド部から打滴すべきインクおよび浸透液の供給パラメータをそれぞれ補正する。供給条件演算部４２により補正されたインクおよび浸透液の供給パラメータは制御部４４に出力され、制御部４４がこれらの供給パラメータに基づいて印字駆動部４５による印字ヘッド４６〜４８の各ヘッド部の駆動を制御し、被印字物Ｐに印字される。なお、１度の補正で再現目標色の色度の許容範囲内に入らない場合には、許容範囲内に入るまで上記の補正を繰り返すことが好ましい。
表裏均一度、空間周波数についても入力された計測値が目標値の許容レベル外の場合、前処理部の供給条件を補正し目標値に合わせることができる。
【００６６】
このように、被印字物Ｐに印字した結果をフィードバックすることにより補正されたインクおよび浸透液の供給パラメータに基づき再び被印字物Ｐに印字するため、初期の計算精度が悪い場合、あるいはインク、被印字物Ｐ等の物性が経時あるいは環境で変化した場合であっても、発色量のズレあるいは変動を効果的に抑制することができる。
【００６７】
なお、供給条件演算部４２は、印字結果のフィードバックにより補正された供給パラメータを、補正の都度、印字特性ＤＢ４３に蓄積する、あるいは、補正された供給パラメータにより印字特性ＤＢ４３に既に格納されている供給パラメータを更新することによって、学習機能を持たせることもできる。このように印字を繰り返すごとに学習させることで印字特性ＤＢ４３に格納されている情報の精度を高めていくことができる。
【符号の説明】
【００６８】
１  前処理部、２，４１  印字部、３  失活剤供給装置、４，４ａ，４ｂ  凝集剤供給装置、５，６，４６〜４８  印字ヘッド、７，４９  加熱装置、８，５０  還元洗浄装置、９，５１  乾燥装置、１０  地組織、１１  スナップ、１２  カバー、２１  凹部、２２  凸部、２３  マット化領域、２４，２５  表面、３１  インクジェット装置、４２  供給条件演算部、４３  印字特性データベース、４４  制御部、４５  印字駆動部、５２  凸領域計測装置、５３  地組織計測装置、５４  凸領域印字結果計測値入力部、５５  地組織印字結果計測値入力部、Ｐ  被印字物、Ｇ  地組織、Ｓ  スナップ部、Ｄ  デザイン印字。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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