(57)【要約】【課題】汎用の被印刷体の表面に、定着性に優れた立体形状を形成できると共に、前記立体形状と、立体でない印字とを、ずれを生じることなく印刷したり、立体形状を、ずれを生じることなく着色したりできる立体印刷方法と、前記立体印刷方法を実施するのに適したインクジェット印刷装置とを提供する。【解決手段】吐出されるインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ1、Ｖ2が、式(1)：  Ｖ1≧Ｖ2×１０      (1)を満足し、かつＶ2が３〜２０ｐｌである第１および第２のインクジェットヘッド１１、１２を備えたインクジェット印刷装置１を用いて、前記第１のインクジェットヘッド１１から、硬化性のインクをインク滴として吐出させて、被印刷体の表面に立体形状を形成すると共に、第２のインクジェットヘッドから、着色されたインクをインク滴として吐出させて、前記表面に印字や着色をする。【選択図】図２
2008188826.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化性のインクをインク滴として吐出させて、平面状の被印刷体の表面に到達させるための第１のインクジェットヘッドと、着色されたインクをインク滴として吐出させて、前記表面に到達させるための第２のインクジェットヘッドと、前記表面に到達させた硬化性のインクを硬化または予備硬化させるための硬化手段とを有し、かつ、前記第１のインクジェットヘッドから吐出されるインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ1[ｐｌ]と、第２のインクジェットヘッドから吐出されるインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ2[ｐｌ]とが、式(1)：
Ｖ1≧Ｖ2×１０      (1)
を満足すると共に、Ｖ2が３〜２０ｐｌであるインクジェット印刷装置を用いて、前記第１のインクジェットヘッドから、硬化性のインクをインク滴として吐出させて、平面状の被印刷体の表面に到達させると共に、硬化手段によって硬化または予備硬化させて、前記表面に立体形状またはその前駆体を形成する工程と、前記第２のインクジェットヘッドから、着色されたインクをインク滴として吐出させて、前記表面への印字、および着色のうちの少なくとも一方を行う工程とを経て、前記表面に立体印刷をすることを特徴とする立体印刷方法。
【請求項２】
硬化性のインクを、第１のインクジェットヘッドからインク滴として吐出させて、平面状の被印刷体の表面に到達させると共に、硬化手段によって硬化させて、前記表面に立体形状を形成し、次いで、第２のインクジェットヘッドから、着色されたインクをインク滴として吐出させて、前記表面への印字、および着色のうちの少なくとも一方を行う請求項１に記載の立体印刷方法。
【請求項３】
硬化性のインクとして、加熱によって発泡する熱発泡性粒子を含むインクを用い、前記インクを、第１のインクジェットヘッドからインク滴として吐出させて、平面状の被印刷体の表面に到達させ、硬化手段によって予備硬化させて、前記表面に立体形状の前駆体を形成し、次いで、第２のインクジェットヘッドから、着色されたインクをインク滴として吐出させて、前記表面への印字、および着色のうちの少なくとも一方を行った後、被印刷体を加熱して熱発泡性粒子を発泡させると共に、インクを硬化させて、立体形状を形成する請求項１に記載の立体印刷方法。
【請求項４】
熱発泡性粒子を含む硬化性のインクとして、光硬化性のインクを用いると共に、硬化手段としての光照射手段からの光照射によって、平面状の被印刷体の表面に到達させた前記インクを予備硬化させる請求項３に記載の立体印刷方法。
【請求項５】
平面状の被印刷体の表面に、硬化性のインクを用いて点字を形成すると共に、着色されたインクを用いて印字を形成する請求項１〜４のいずれかに記載の立体印刷方法。
【請求項６】
平面状の被印刷体の表面に、硬化性を有する透明インクを用いて立体形状を形成し、次いで、白色インクを用いて、前記立体形状の表面を被覆した後、着色されたインクを用いて、形成した立体形状を着色して、立体絵画を形成する請求項１〜４のいずれかに記載の立体印刷方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の立体印刷方法を実施するためのインクジェット印刷装置であって、硬化性のインクをインク滴として吐出させて、平面状の被印刷体の表面に到達させるための第１のインクジェットヘッドと、着色されたインクをインク滴として吐出させて、前記表面に到達させるための第２のインクジェットヘッドと、前記表面に到達させた硬化性のインクを硬化または予備硬化させるための硬化手段とを有し、かつ、前記第１のインクジェットヘッドから吐出されるインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ1[ｐｌ]と、第２のインクジェットヘッドから吐出されるインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ2[ｐｌ]とが、式(1)：
Ｖ1≧Ｖ2×１０      (1)
を満足すると共に、Ｖ2が３〜２０ｐｌであることを特徴とするインクジェット印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙や樹脂フィルム等の、平面状の被印刷体の表面に立体印刷をするための立体印刷方法と、前記立体印刷方法を実施するために用いるインクジェット印刷装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットヘッドから微細なインク滴を吐出させて、紙や樹脂フィルム等の被印刷体の表面に到達させて、前記表面に、任意の文字や図形等を印刷するインクジェット印刷方法は、例えばスクリーン印刷方法、グラビア印刷方法等の他の印刷方法と異なり、あらかじめ製版等を行うことなく、電子的に作製した画像データを、前記表面に直接に印刷することができる上、多色印刷も可能であるため、簡易な印刷方法として広く普及している。また、近時、前記の利点を生かして、インクジェット印刷方法を、様々な分野に利用するために、種々の検討がされている。そのうちの一つとして、被印刷体の表面に、インクジェット印刷方法によって立体印刷をする、すなわち、点字等の立体形状を形成する立体印刷方法がある。
【０００３】
例えば、特許文献１には、加熱によって発泡する熱発泡性粒子を含むインクを、インクジェット印刷方法によって被印刷体の表面に印刷した後、加熱して、前記熱発泡性粒子を発泡させることで、点字等の立体形状を形成する立体印刷方法が記載されている。また、特許文献２には、通常のインクを、インクジェット印刷方法によって被印刷体の表面に印刷し、次いでインクが乾く前に、前記熱発泡性粒子を吹き付けて、印刷部分に選択的に固着させた後、加熱して、前記熱発泡性粒子を発泡させることで、点字等の立体形状を形成する立体印刷方法が記載されている。しかし、特許文献１、２に記載の立体印刷方法では、いずれも、熱発泡性粒子の発泡体からなる立体形状の、被印刷体の表面に対する定着性が不十分であり、前記立体形状が、前記表面から脱落しやすいという問題がある。
【０００４】
特許文献３には、水分吸収によって膨張するスポンジ状組織体の圧縮シートからなる印刷シートを被印刷体として使用して、水性のインクを、インクジェット印刷方法によって印刷することで、前記被印刷体を、印刷部分でのみ選択的に膨張させて立体形状を形成する立体印刷方法が記載されている。また、特許文献４には、加熱によって膨張する熱膨張性を有するロール紙を被印刷体として使用し、サーマルヘッドによって、前記被印刷体の表面を極部的に加熱して選択的に膨張させて立体形状を形成すると共に、インクジェット印刷方法によって、前記表面に文字等を印刷する立体印刷方法が記載されている。しかし、特許文献３、４に記載の立体印刷方法は、いずれも、先に説明した特殊な被印刷体を必要とするため、汎用性が低いという問題がある。
【０００５】
特許文献５、６には、紫外線等の光の照射によって硬化する光硬化性を有すると共に、被印刷体の表面に対する濡れ性が低いインクを、インクジェット印刷方法によって、前記被印刷体の表面に印刷後、光照射によって硬化させて、点字等の立体形状を形成する立体印刷方法が記載されている。前記立体印刷方法によれば、使用するインクの、被印刷体の表面に対する濡れ性を低く設定することによって、インクジェットヘッドから吐出させて、前記被印刷体の表面に到達させたインク滴を、前記表面で濡れ拡がらせずに、液滴状を維持させたまま、複数滴のインク滴の供給によって、厚み方向および面方向に成長させることができる。そのため、成長した液滴に光照射してインクを硬化させることで、十分な厚みを有する上、被印刷体の表面に対する定着性に優れた立体形状を形成することができる。
【０００６】
しかし、特許文献５、６に記載の立体印刷方法では、形成される立体形状が、被印刷体の表面状態に応じて変化し、被印刷体の表面状態が違えば、同じインクを使用しても、同じ立体形状を形成できないという問題がある。すなわち、インクの、被印刷体の表面に対する濡れ性が低いほど、液滴は、面方向に濡れ拡がって、厚み方向には潰れた形状となる傾向があるため、例えば被印刷体の表面を形成する材料の違いや、同じ材料からなる表面でも、その表面形状（マット面かグロス面か）等の違いによって、形成できる立体形状に違いが生じるのである。
【０００７】
さらに、特許文献１〜３、特許文献５、６に記載の立体印刷方法では、被印刷体の表面に、先に説明した立体形状と、文字等の、立体でない印字とを、ずれを生じることなく印刷したり、形成した立体形状を、ずれを生じることなく着色したりできないという問題もある。
【特許文献１】特開平７−６１０４７号公報
【特許文献２】特開２００１−３５３９０７号公報
【特許文献３】特開平１０−２５８５０６号公報
【特許文献４】特開２００３−１８２１５８号公報
【特許文献５】特開２０００−３７９４３号公報
【特許文献６】特開２０００−３８５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、紙や樹脂フィルム等の汎用の被印刷体の表面に、定着性に優れた立体形状を形成することができると共に、前記立体形状と、立体でない印字とを、ずれを生じることなく印刷したり、形成した立体形状を、ずれを生じることなく着色したりすることもできる立体印刷方法と、前記立体印刷方法を実施するのに適したインクジェット印刷装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の立体印刷方法は、硬化性のインクをインク滴として吐出させて、平面状の被印刷体の表面に到達させるための第１のインクジェットヘッドと、着色されたインクをインク滴として吐出させて、前記表面に到達させるための第２のインクジェットヘッドと、前記表面に到達させた硬化性のインクを硬化または予備硬化させるための硬化手段とを有し、かつ、前記第１のインクジェットヘッドから吐出されるインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ1[ｐｌ]と、第２のインクジェットヘッドから吐出されるインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ2[ｐｌ]とが、式(1)：
Ｖ1≧Ｖ2×１０      (1)
を満足すると共に、Ｖ2が３〜２０ｐｌであるインクジェット印刷装置を用いて、前記第１のインクジェットヘッドから、硬化性のインクをインク滴として吐出させて、平面状の被印刷体の表面に到達させると共に、硬化手段によって硬化または予備硬化させて、前記表面に立体形状またはその前駆体を形成する工程と、前記第２のインクジェットヘッドから、着色されたインクをインク滴として吐出させて、前記表面への印字、および着色のうちの少なくとも一方を行う工程とを経て、前記表面に立体印刷をすることを特徴とするものである。
【００１０】
前記本発明の立体印刷方法によれば、第１のインクジェットヘッドから吐出させて、紙や樹脂フィルム等の汎用の被印刷体の表面に到達させた、硬化性のインクを、硬化手段によって硬化させることで、前記被印刷体の表面に、定着性に優れた立体形状、またはその前駆体を形成することができる。また、前記第１のインクジェットヘッドと連動させで動作させることができる第２のインクジェットヘッドから吐出させる、着色されたインクによって、前記被印刷体の表面に、立体でない印字を、立体形状とずれを生じることなく印刷したり、立体形状を、ずれを生じることなく着色したりすることもできる。
【００１１】
しかも、本発明の立体印刷方法によれば、第２のインクジェットヘッドから吐出させる、着色されたインクからなるインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ2を３〜２０ｐｌの範囲内としているため、前記印字や、立体形状の着色の画質を、高いレベルに維持することができると共に、第１のインクジェットヘッドから吐出させる、硬化性のインクからなるインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ1を、前記体積Ｖ2の１０倍以上としているため、被印刷体の表面に、十分な厚みを有する立体形状を、より短時間で形成することもできる。
【００１２】
前記本発明の立体印刷方法においては、硬化性のインクを、第１のインクジェットヘッドからインク滴として吐出させて、平面状の被印刷体の表面に到達させると共に、硬化手段によって硬化させて、前記表面に立体形状を形成し、次いで、第２のインクジェットヘッドから、着色されたインクをインク滴として吐出させて、前記表面への印字、および着色のうちの少なくとも一方を行うのが好ましく、その場合には、インクジェット印刷装置内での処理のみによって立体印刷を形成できるという利点がある。
【００１３】
また、本発明の立体印刷方法においては、硬化性のインクとして、加熱によって発泡する熱発泡性粒子を含むインクを用い、前記インクを、第１のインクジェットヘッドからインク滴として吐出させて、平面状の被印刷体の表面に到達させ、硬化手段によって予備硬化させて、前記表面に立体形状の前駆体を形成し、次いで、第２のインクジェットヘッドから、着色されたインクをインク滴として吐出させて、前記表面への印字、および着色のうちの少なくとも一方を行った後、被印刷体を加熱して熱発泡性粒子を発泡させると共に、インクを硬化させて、立体形状を形成してもよい。
【００１４】
その場合には、前駆体中の熱発泡性粒子を発泡させる前の、略平面状の被印刷体の表面に、着色されたインクによって印字や着色を行った後、前記熱発泡性粒子を発泡させて立体形状を形成できるため、前記被印刷体の表面に、立体でない印字を、立体形状とずれを生じることなく印刷したり、立体形状を、ずれを生じることなく着色したりする効果を、さらに向上することができる。また、熱発泡性粒子を発泡させることで、前記表面に形成される立体形状を、十分な厚みを有するものとすることができるため、硬化性のインクの消費量を低減すると共に、前記硬化性のインクの印刷によって立体形状を形成するのに要する時間を、さらに短縮することができる。
【００１５】
また、熱発泡性粒子を含む硬化性のインクとして、光硬化性のインクを用いると共に、硬化手段としての光照射手段からの光照射によって、平面状の被印刷体の表面に到達させた前記インクを予備硬化させるようにすると、予備硬化時に熱発泡性粒子が発泡するのを防ぐと共に、前記予備硬化によって、被印刷体の表面に、熱発泡性粒子を定着させた状態で、次工程において、前記熱発泡性粒子を発泡させることができるため、前記熱発泡性粒子の発泡体からなる立体形状を、より強固に、前記表面に定着させることも可能となる。
【００１６】
本発明の立体印刷方法によれば、平面状の被印刷体の表面に、硬化性のインクを用いて点字を形成すると共に、着色されたインクを用いて印字を形成することができる。また、平面状の被印刷体の表面に、硬化性を有する透明インクを用いて立体形状を形成し、次いで、白色インクを用いて、前記立体形状の表面を被覆した後、着色されたインクを用いて、形成した立体形状を着色して、例えば油絵風の立体絵画を形成することもできる。
【００１７】
本発明のインクジェット印刷装置は、硬化性のインクをインク滴として吐出させて、平面状の被印刷体の表面に到達させるための第１のインクジェットヘッドと、着色されたインクをインク滴として吐出させて、前記表面に到達させるための第２のインクジェットヘッドと、前記表面に到達させた硬化性のインクを硬化または予備硬化させるための硬化手段とを有し、かつ、前記第１のインクジェットヘッドから吐出されるインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ1[ｐｌ]と、第２のインクジェットヘッドから吐出されるインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ2[ｐｌ]とが、式(1)：
Ｖ1≧Ｖ2×１０      (1)
を満足すると共に、Ｖ2が３〜２０ｐｌであることを特徴とするものである。
【００１８】
前記本発明のインクジェット印刷装置によれば、本発明の立体印刷方法を実施して、紙や樹脂フィルム等の被印刷体の表面に、定着性に優れた立体形状を形成することができると共に、前記立体形状と、立体でない印字とを、ずれを生じることなく印刷したり、形成した立体形状を、ずれを生じることなく着色したりすることが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、紙や樹脂フィルム等の汎用の被印刷体の表面に、定着性に優れた立体形状を形成することができると共に、前記立体形状と、立体でない印字とを、ずれを生じることなく印刷したり、形成した立体形状を、ずれを生じることなく着色したりすることもできる立体印刷方法と、前記立体印刷方法を実施するのに適したインクジェット印刷装置とを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
《インクジェット印刷装置》
図１は、本発明の立体印刷方法を実施するために用いられる、本発明のインクジェット印刷装置の、実施の形態の一例の内部構造を示す、紙送り方向の概略断面図である。図２は、前記例のインクジェット印刷装置の内部構造を示す、紙送り方向と直交する方向の概略断面図である。
【００２１】
両図を参照して、この例のインクジェット印刷装置１は、筐体２と、前記筐体２の、図１において左面（インクジェット印刷装置１の背面）に、前記左面から斜め上方に突出するように取り付けられた、紙や樹脂フィルム等の被印刷体（図示せず）を供給するためのトレイ３と、前記筐体２の、図１において右面（インクジェット印刷装置１の正面）に、前記右面から略水平に突出するように取り付けられた、印刷が終了して排出された被印刷体（図示せず）を受けるためのトレイ４とを備えている。
【００２２】
また、筐体２内には、複数のローラ５〜８と、ガイド部材９とによって、前記トレイ３から供給される被印刷体を、図１中に実線の矢印で示す紙送り方向に搬送して、トレイ４に排出させるための、被印刷体の搬送路１０が構成されていると共に、前記搬送路１０の途中に、硬化性のインクを吐出させて、前記搬送路１０を搬送途中の被印刷体の表面に立体形状またはその前駆体を形成するための第１のインクジェットヘッド１１と、着色されたインクを吐出させて、前記表面に印字したり着色したりするための第２のインクジェットヘッド１２と、前記表面に到達させた硬化性のインクを硬化または予備硬化させるための硬化手段１３とが配設されている。
【００２３】
また、第１のインクジェットヘッド１１には、前記第１のインクジェットヘッド１１に硬化性のインクを供給するためのインクカートリッジ１４が接続されており、第２のインクジェットヘッド１２には、前記第２のインクジェットヘッド１２に着色されたインクを供給するためのインクカートリッジ１５が接続されている。
ローラ５、６は、トレイ３に重ねて収容される被印刷体を、一枚ずつ、搬送路１０に送り出すためのレジストローラである。また、ローラ７、８は、トレイ３から送り出された被印刷体の表面に、前記第１および第２のインクジェットヘッド１１、１２から、それぞれインクを吐出させて立体印刷を行う際に、あらかじめ設定された所定の印刷ピッチに合わせて、前記被印刷体を、前記実線の矢印で示す紙送り方向に、所定のピッチで搬送するための紙送りローラである。
【００２４】
第１および第２のインクジェットヘッド１１、１２と、それぞれのインクジェットヘッド１１、１２に接続されたインクカートリッジ１４、１５と、硬化手段１３とは、図示しないキャリヤ上に一体的に搭載された状態で、図２中に白抜きの矢印で示すように、前記紙送り方向と交差する、被印刷体の幅方向に往復動可能に配設されている。前記各部は、立体印刷を行わない待機時には、図２に示す待機位置で待機している。そして、搬送路１０上を、紙送りローラ７、８によって、所定のピッチで、被印刷体を搬送すると共に、前記搬送に合わせて、キャリヤを、前記幅方向に往復動させながら、立体印刷が行われる。
【００２５】
すなわち、第１のインクジェットヘッド１１から硬化性のインクを吐出させて、被印刷体の表面に到達させると共に、硬化手段１３によって硬化させて立体形状を形成する工程と、第２のインクジェットヘッド１２から、着色されたインクを吐出させて印字や着色を行う工程とを、キャリヤの往復動に合わせて連続的に行うことで、前記表面に立体印刷をすることができる。具体的には、例えば、紙送りローラ７、８による紙送りを停止させた状態でキャリヤを往復動させて、被印刷体の表面の、一定幅の領域に立体形状を形成した後、前記停止状態を維持しながらキャリヤを往復動させて、前記表面の、前記立体形状を形成した一定幅の領域に印字したり着色したりする作業を、紙送りと交互に行うことで、前記被印刷体の表面の全面に立体印刷をすることができる。
【００２６】
第１および第２のインクジェットヘッド１１、１２は、先に説明したように、前記第１のインクジェットヘッド１１から吐出される硬化性のインクインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ1[ｐｌ]と、第２のインクジェットヘッド１２から吐出される着色されたインクのインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ2[ｐｌ]とが、式(1)：
Ｖ1≧Ｖ2×１０      (1)
を満足すると共に、Ｖ2が３〜２０ｐｌに設定されている必要がある。
【００２７】
第２のインクジェットヘッド１２から吐出される、着色されたインクのインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ2が前記範囲を超える場合には、前記インク滴によって、被印刷体の表面に形成される印字や着色の画質を、高いレベルに維持することができないためである。また体積Ｖ2が前記範囲未満では、十分な濃度を有する印字や着色をするために、第２のインクジェットヘッド１２から、より多数のインク滴を吐出させる必要があり、被印刷体の表面に印字や着色をするのに要する時間が長くなってしまうためである。なお、これらの問題を、共に、良好に解決して、被印刷体の表面に形成される印字や着色の画質を、高いレベルに維持しながら、被印刷体の表面に印字や着色をするのに要する時間をできるだけ短縮することを考慮すると、第２のインクジェットヘッド１２から吐出される、着色されたインクのインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ2は、前記範囲内でも３〜１０ｐｌであるのが好ましい。
【００２８】
また、第１のインクジェットヘッド１１から吐出される、硬化性のインクのインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ1が、前記体積Ｖ2の１０倍未満では、被印刷体の表面に、十分な厚みを有する立体形状を、短時間で形成できないためである。なお、第１のインクジェットヘッド１１から吐出される、硬化性のインクのインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ1は、立体形状の精細さや再現性等を向上することを考慮すると、前記範囲内でも５００ｐｌ以下であるのが好ましく、前記効果と、立体形状を、より短時間で形成する効果とを両立することを考慮すると３０〜１００ｐｌであるのがさらに好ましい。
【００２９】
前記第１および第２のインクジェットヘッド１１、１２は、それぞれ、インク滴を吐出するためのノズルと、個々のノズルからインク滴を吐出させるためのメカニズムとを複数個ずつ備えた、いわゆるマルチノズルタイプとするのが好ましい。これにより、第１のインクジェットヘッド１１では、被印刷体の表面に形成される立体形状の精細さや再現性等を向上しながら、前記立体形状を、より短時間で形成することが可能となる。また、第２のインクジェットヘッド１２では、被印刷体の表面に形成される印字や着色の画質を、高いレベルに維持しながら、被印刷体の表面に印字や着色をするのに要する時間を短縮することができる。
【００３０】
また、第２のインクジェットヘッド１２は、多色印刷に対応するために、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックの４色、またはそれ以上の多色の、着色されたインクを、個別にインク滴として吐出できるようにしておくのが好ましい。一方、第１のインクジェットヘッド１１から吐出させる硬化性のインクは、１種のみでよい。
しかし、例えば光硬化性のインクを用いて、油絵風の立体絵画のもとになる立体形状を形成する場合には、顔料を含有しない透明の、光硬化性のインクが、最も硬化反応しやすいため、前記透明インクで立体形状を形成した上に、隠蔽性を付与すると共に地色を整える目的で、光硬化性の白色インクで被覆するのが好ましく、前記積層構造を有する立体形状を形成する場合には、第１のインクジェットヘッド１１が、前記２種のインクを、個別に、インク滴として吐出できるものであるのが好ましい。
【００３１】
第１および第２のインクジェットヘッド１１、１２において、ノズルからインク滴を吐出させるためのメカニズムとしては、例えば、サーマル方式〔サーマルジェット（登録商標）方式、バブルジェット（登録商標）方式〕、ピエゾ方式等の、従来公知の種々の、いわゆるオンデマンド型のメカニズムが、いずれも採用可能である。硬化手段１３としては、硬化性のインクの硬化機構に応じた、種々の手段を採用することができる。例えば、硬化性のインクが熱硬化性のインクである場合、前記硬化手段１３としてはヒータ等が挙げられる。また、硬化性のインクが、紫外線等の光の照射によって硬化反応する光硬化性のインクである場合は、硬化手段１３として、紫外線等の光を被印刷体の表面に照射することができるランプや半導体レーザ、ＬＥＤ等の光源が挙げられる。例えば、紫外線光源としては、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、冷陰極管、半導体紫外線レーザ、紫外線ＬＥＤ等が挙げられる。
【００３２】
前記インクジェット印刷装置１を用いた、本発明の立体印刷方法の好適な例としては、下記いずれかの方法が挙げられる。
《立体印刷方法(I)》
硬化性のインクを、前記第１のインクジェットヘッド１１から、インク滴として吐出させて、平面状の被印刷体の表面に到達させると共に、硬化手段１３によって硬化させて、前記表面に立体形状を形成し、次いで、第２のインクジェットヘッド１２から、着色されたインクをインク滴として吐出させて、前記表面への印字、および着色のうちの少なくとも一方を行う立体印刷方法。
【００３３】
《立体印刷方法(II)》
硬化性のインクとして、加熱によって発泡する熱発泡性粒子を含むインクを用い、前記インクを、第１のインクジェットヘッド１１から、インク滴として吐出させて、平面状の被印刷体の表面に到達させ、硬化手段１３によって予備硬化させて、前記表面に立体形状の前駆体を形成し、次いで、第２のインクジェットヘッド１２から、着色されたインクをインク滴として吐出させて、前記表面への印字、および着色のうちの少なくとも一方を行った後、被印刷体を加熱して熱発泡性粒子を発泡させると共に、インクを硬化させて、立体形状を形成する立体印刷方法。
【００３４】
前記立体印刷方法(I)によれば、インクジェット印刷装置１内での処理のみによって立体印刷を形成できるという利点がある。なお、前記立体印刷方法(I)において、インクジェット印刷装置１から排出された、印刷済みの被印刷体を加熱する等して、硬化反応を完結させるようにしてもよい。
また、立体印刷方法(II)によれば、前駆体中の熱発泡性粒子を発泡させる前の、略平面状の被印刷体の表面に、着色されたインクによって印字や着色を行った後、前記熱発泡性粒子を発泡させて立体形状を形成できるため、前記被印刷体の表面に、立体でない印字を、立体形状とずれを生じることなく印刷したり、立体形状を、ずれを生じることなく着色したりする効果を、さらに向上することができる。また、インクジェット印刷装置１から排出された、印刷済みの被印刷体を加熱する等して、熱発泡性粒子を発泡させることで、前記表面に形成される立体形状を、十分な厚みを有するものとすることができるため、硬化性のインクの消費量を低減すると共に、前記硬化性のインクの印刷によって立体形状を形成するのに要する時間を、さらに短縮することができる。
【００３５】
また、熱発泡性粒子を含む硬化性のインクとして、光硬化性のインクを用いると共に、硬化手段１３としての光照射手段からの光照射によって、平面状の被印刷体の表面に到達させた前記インクを予備硬化させるようにすると、予備硬化時に熱発泡性粒子が発泡するのを防ぐと共に、前記予備硬化によって、被印刷体の表面に、熱発泡性粒子を定着させた状態で、次工程において、前記熱発泡性粒子を発泡させることができるため、前記熱発泡性粒子の発泡体からなる立体形状を、より強固に、前記表面に定着させることも可能となる。
【００３６】
《硬化性のインク》
第１のインクジェットヘッド１１から吐出させる硬化性のインクとしては、熱硬化性、光硬化性等を有し、かつ、インクジェット印刷による印刷が可能な、種々のインクが、いずれも使用可能である。前記硬化性のインクとしては、例えば、ラジカル重合性、カチオン重合性等を有する、モノマー、オリゴマー、プレポリマー等の樹脂前駆体と、前記樹脂前駆体の重合反応等を開始させて、被印刷体の表面に到達したインクを、硬化手段１３からの熱や光によって硬化させるための重合開始剤（熱重合開始剤、光重合開始剤）等とを含有するものが挙げられる。
【００３７】
先に説明したように、第１のインクジェットヘッド１１から吐出されて立体形状を形成するための硬化性のインクは、顔料等を含有せず、硬化反応しやすい透明インクであるのが好ましい。前記透明インクは、被印刷体の表面に、十分な厚みを有する立体形状を、より短時間で形成することと、第１のインクジェットヘッド１１のノズルから良好に吐出させることを考慮すると、２５℃における粘度が０．０２〜０．０３Ｐａ・ｓであるのが好ましい。
【００３８】
透明インクには、加熱によって発泡する熱発泡性粒子を含有させてもよい。前記熱発泡性粒子としては、例えば、塩化ビニリデンとアクリロニトリルとの共重合体等からなり、熱軟化性を有する殻体中に、低沸点炭化水素等が封入されたもの等が挙げられ、第１のインクジェットヘッド１１のノズルから良好に吐出させることを考慮すると、その粒径が３０μｍ以下であるのが好ましい。また、熱発泡性粒子は、例えば光硬化性のインクの、光照射等による予備硬化時に、みだりに発泡せず、かつ、被印刷体等に影響を及ぼさない温度範囲で発泡させることを考慮すると、その発泡開始温度を規定する、殻体の軟化温度が７０〜１５０℃であるのが好ましい。
【００３９】
前記熱発泡性粒子としては、例えば、松本油脂製薬(株)製のマツモト  マイクロスフェアー（登録商標）Ｆ−３０〔粒径：１０〜２０μｍ、真比重：１．１３、細孔膨張倍率：約７０倍、殻体軟化温度：８０〜８５℃〕、Ｆ−５０〔粒径：１０〜２０μｍ、真比重：１．０２、細孔膨張倍率：約２０倍、殻体軟化温度：１００〜１０５℃〕、Ｆ−８０Ｓ〔粒径：２０〜３０μｍ、真比重：１．０５、細孔膨張倍率：約６０倍、殻体軟化温度：１３５〜１４０℃〕、Ｆ−８５〔粒径：２０〜３０μｍ、真比重：１．０５、細孔膨張倍率：約６０倍、殻体軟化温度：１４０〜１４５℃〕等が挙げられる。
【００４０】
熱発泡性粒子の含有量は、インク中の、硬化後に固形分となって立体形状を形成する成分の総量の１〜１０質量％であるのが好ましい。含有量が、前記範囲未満では、インク中に熱発泡性粒子を含有させることによる、先に説明した、少量のインクによって、十分な厚みを有する立体形状を形成する効果が、十分に得られないおそれがあり、逆に、前記範囲を超える場合には、相対的に、熱発泡性粒子の発泡体を、被印刷体の表面に定着させるためのインクの量が不足して、前記発泡体からなる立体形状を、前記表面に、良好に定着させることができないおそれがある。
【００４１】
また、含有量が前記範囲を超える場合には、多量の熱発泡性粒子が、第１のインクジェットヘッド１１のノズルにおいて詰まりを生じたり、インクの粘度が、先に説明した好適な範囲を超えてしまったりしやすいため、インクを、前記ノズルから、安定して、良好に吐出させることができないおそれもある。なお、透明インクに熱発泡性粒子を含有させる場合には、前記熱発泡性粒子の、透明インク中での分散性を高めて、凝集等を防止するため、前記透明インクに、所定量の分散剤を含有させるのが好ましい。
【００４２】
立体形状の表面を被覆するための白色インクとしては、前記硬化性の透明インクに、例えば酸化チタン等の白色顔料を含有させたものが挙げられる。前記白色インクは、立体形状の表面に印刷された際に良好に濡れ拡がって、立体形状の表面を、できるだけ均一に被覆することを考慮すると、透明インクより低粘度であるのが好ましく、２５℃における粘度が０．０１５〜０．０２５Ｐａ・ｓであるのが好ましい。粘度を調整するためには、例えば、使用する樹脂前駆体の組成を調整したり、白色顔料の含有量を調整したり、樹脂前駆体と反応しうる反応性希釈剤を添加したりすればよい。
【００４３】
白色顔料の含有量は、インク中の、硬化後に固形分となって立体形状の表面を被覆する被膜を形成する成分の総量の５〜２０質量％であるのが好ましい。含有量が、前記範囲未満では、白色顔料を含有させることによる、被覆に隠蔽性を付与したり、地色を整えたりする効果が十分に得られないおそれがあり、逆に、前記範囲を超える場合には、多量の白色顔料が、第１のインクジェットヘッド１１のノズルにおいて詰まりを生じたり、インクの粘度が、先に説明した好適な範囲を超えてしまったりしやすいため、インクを、前記ノズルから、安定して、良好に吐出させることができないおそれもある。なお、白色インクには、白色顔料の、前記白色インク中での分散性を高めて、凝集等を防止するため、所定量の分散剤を含有させるのが好ましい。
【００４４】
《着色されたインク》
第２のインクジェットヘッド１２から吐出させる着色されたインクとしては、通常のインクジェット印刷に使用される水性インク等が、使用可能であるが、特に、立体形状の上に、重ねて印字をしたり、立体形状を着色したりすることを考慮すると、前記立体形状の表面、あるいは、前記表面を被覆する白色インクの被覆の表面に対する濡れ性、および定着性に優れていることが好ましく、かかる濡れ性、定着性に優れたインクとしては、先に説明したものと同様の硬化性のインクに、顔料等を含有させて着色されたインクを用いるのが好ましい。
【００４５】
すなわち、前記硬化性のインクに、着色剤として、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等の、各色の顔料または染料を、所定の割合で含有させたものが、着色インクとして好適に使用される。なお、着色剤として顔料を使用する場合は、前記顔料の、インク中での分散性を高めて、凝集等を防止するため、所定量の分散剤を含有させるのが好ましい。着色されたインクは、前記第２のインクジェットヘッド１２から、先に説明したように３〜２０ｐｌという微小な液滴として良好に吐出させて、精細な描写を再現することを考慮すると、２５℃における粘度が０．００８〜０．０１２Ｐａ・ｓであるのが好ましい。
【００４６】
着色されたインクとして、前記硬化性のインクを使用する場合には、先に説明したインクジェット印刷装置１を用いた立体印刷方法において、第１のインクジェットヘッド１１から硬化性のインクを吐出させて、被印刷体の表面に立体形状を形成し、次いで、第２のインクジェットヘッド１２から、着色された硬化性のインクを吐出させて印字や着色を行った後に、硬化手段１３を作動させながらキャリヤを往復動させることで、前記印字や着色を形成する前記インクを硬化させればよい。
【００４７】
前記透明インク、白色インク、および着色されたインクの各インクは、例えば、被印刷体として、ポリプロピレンフィルム等の樹脂フィルムの表面に立体印刷を行う場合、前記表面に対する濡れ性や、硬化後の定着性を向上するために、２５℃における表面張力が２５〜３２ｍＮ／ｍであるのが好ましい。インクの表面張力を調整するためには、例えば、使用する樹脂前駆体の組成を調整したり、界面活性剤を添加したりすればよい。
【００４８】
本発明の立体印刷方法によれば、平面状の被印刷体の表面に、硬化性のインクを用いて点字を形成すると共に、着色されたインクを用いて印字を形成することで、紙や樹脂フィルム等の、汎用の被印刷体の表面に、前記点字と印字とが、ずれを生じることなく立体印刷された印刷物を、インクジェット印刷法の特性として、先に説明したように、従来の印刷方法に比べて、極めて容易に製造することが可能となる。
【００４９】
また、本発明の立体印刷方法によれば、平面状の被印刷体の表面に、硬化性を有する透明インクを用いて立体形状を形成し、次いで、白色インクを用いて、前記立体形状の表面を被覆した後、着色されたインクを用いて、形成した立体形状を着色することで、前記汎用の被印刷体の表面に、前記立体形状と着色とが、ずれを生じることなく立体印刷された、例えば油絵風の立体絵画を、やはりインクジェット印刷法の特性として、従来の印刷方法に比べて、極めて容易に製造することも可能となる。
【実施例】
【００５０】
《硬化性のインク》
被印刷体の表面に立体形状を形成するための硬化性のインクとしては、いずれも紫外線硬化性を有する、下記の透明インク(i)(ii)と白色インクとを用意した。
〈透明インク(i)〉
熱発泡性粒子〔松本油脂製薬(株)製のマツモト  マイクロスフェアー（登録商標）Ｆ−３０、粒径：１０〜２０μｍ、真比重：１．１３、細孔膨張倍率：約７０倍、殻体軟化温度：８０〜８５℃〕２０．０質量部と、分散剤〔ザ  リューブリゾル  コーポレーション製のソルスパース（登録商標）３６０００〕０．８質量部と、アクリレートモノマー〔サートマー社製のＳＲ−２３８〕７９．２質量部とを、ペイントシャーカーを用いて１時間、混合して分散液を調製した。
【００５１】
次に、前記分散液２５．０質量部に、アクリレートモノマー〔サートマー社製のＳＲ−２３８〕１９．８質量部と、アクリレートモノマー〔サートマー社製のＳＲ−３５１〕２５．０質量部と、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン〔(株)日本触媒製〕２０．０質量部とを加えてかく拌した。
次に、前記混合物８９．８質量部に、紫外線重合開始剤〔チバ  スペシャルティ  ケミカルズ社製のイルガキュア（登録商標）１７００〕５．０質量部と、紫外線重合開始剤〔チバ  スペシャルティ  ケミカルズ社製のダロキュア（登録商標）１１７３〕５．０質量部と、界面活性剤〔デグサ社製のＴＥＧＯＲＡＤ  ２１００〕０．２質量部とを加えてさらにかく拌した後、メンブレンフィルタを用いてろ過して、熱発泡性粒子を含む透明インク(i)を製造した。前記透明インクの、２５℃における粘度は０．０２５２Ｐａ・ｓ、表面張力は２７．７ｍＮ／ｍであった。
【００５２】
〈透明インク(ii)〉
アクリレートモノマー〔サートマー社製のＳＲ−２３８〕３９．８質量部と、アクリレートモノマー〔サートマー社製のＳＲ−３５１〕３０．０質量部と、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン〔(株)日本触媒製〕２０．０質量部とを加えてかく拌した。
次に、前記混合物８９．８質量部に、紫外線重合開始剤〔チバ  スペシャルティ  ケミカルズ社製のイルガキュア（登録商標）１７００〕５．０質量部と、紫外線重合開始剤〔チバ  スペシャルティ  ケミカルズ社製のダロキュア（登録商標）１１７３〕５．０質量部と、界面活性剤〔デグサ社製のＴＥＧＯＲＡＤ  ２１００〕０．２質量部とを加えてさらにかく拌した後、メンブレンフィルタを用いてろ過して、熱発泡性粒子を含まない透明インク(i)を製造した。前記透明インクの、２５℃における粘度は０．０２４１Ｐａ・ｓ、表面張力は２７．５ｍＮ／ｍであった。
【００５３】
〈白色インク〉
白色顔料としての酸化チタン４０．０質量部と、分散剤〔ザ  リューブリゾル  コーポレーション製のソルスパース（登録商標）３６０００〕２．０質量部と、アクリレートモノマー〔サートマー社製のＳＲ−２３８〕５８．０質量部とを、ペイントシャーカーを用いて１時間、混合して分散液を調製した。
【００５４】
次に、前記分散液２５．０質量部に、アクリレートモノマー〔サートマー社製のＳＲ−２３８〕１９．８質量部と、アクリレートモノマー〔サートマー社製のＳＲ−３５１〕２５．０質量部と、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン〔(株)日本触媒製〕２０．０質量部とを加えてかく拌した。
次に、前記混合物８９．８質量部に、紫外線重合開始剤〔チバ  スペシャルティ  ケミカルズ社製のイルガキュア（登録商標）１７００〕５．０質量部と、紫外線重合開始剤〔チバ  スペシャルティ  ケミカルズ社製のダロキュア（登録商標）１１７３〕５．０質量部と、界面活性剤〔デグサ社製のＴＥＧＯＲＡＤ  ２１００〕０．２質量部とを加えてさらにかく拌した後、メンブレンフィルタを用いてろ過して白色インクを製造した。前記白色インクの、２５℃における粘度は０．０２０３Ｐａ・ｓ、表面張力は２７．４ｍＮ／ｍであった。前記各インクの組成および特性を、表１にまとめた。
【００５５】
【表１】
2008188826.tif 000003
《着色されたインク》
被印刷体の表面に印字したり着色したりするための着色されたインクとしては、いずれも紫外線硬化性を有する４色のインクを用意した。すなわち、着色剤としての、下記いずれか１種の顔料１２．０質量部と、分散剤〔ザ  リューブリゾル  コーポレーション製のソルスパース（登録商標）３６０００〕０．８質量部と、アクリレートモノマー〔サートマー社製のＳＲ−２３８〕８７．２質量部とを、ペイントシャーカーを用いて１時間、混合して分散液を調製した。
【００５６】
（着色剤）
シアン顔料：Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：３
マゼンタ顔料：Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２
イエロー顔料：Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２
ブラック顔料：Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック７
次に、前記分散液２５．０質量部に、アクリレートモノマー〔サートマー社製のＳＲ−２３８〕３４．８質量部と、アクリレートモノマー〔サートマー社製のＳＲ−３５１〕１０．０質量部と、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン〔(株)日本触媒製〕２０．０質量部とを加えてかく拌した。
【００５７】
次に、前記混合物８９．８質量部に、紫外線重合開始剤〔チバ  スペシャルティ  ケミカルズ社製のイルガキュア（登録商標）１７００〕５．０質量部と、紫外線重合開始剤〔チバ  スペシャルティ  ケミカルズ社製のダロキュア（登録商標）１１７３〕５．０質量部と、界面活性剤〔デグサ社製のＴＥＧＯＲＡＤ  ２２００Ｎ〕０．２質量部とを加えてさらにかく拌した後、メンブレンフィルタを用いてろ過して、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックの４色のインクを製造した。各インクの、２５℃における粘度、および表面張力は、表２に示すとおりであった。
【００５８】
【表２】
2008188826.tif 000004
《インクジェット印刷装置》
インクジェット印刷装置１としては、図１に示す構造を有すると共に、ピエゾ方式のメカニズムを有する第１および第２のインクジェットヘッド１１、１２を備え、かつ、前記第１のインクジェットヘッドから吐出されるインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ1が５０ｐｌと、第２のインクジェットヘッドから吐出されるインク滴の、１滴あたりの体積Ｖ2が５ｐｌであるものを用意した。前記第１および第２のインクジェットヘッド１１、１２は、それぞれ、インク滴を吐出するためのノズルと、個々のノズルからインク滴を吐出させるためのメカニズムとを複数個ずつ備えた、いわゆるマルチノズルタイプとすると共に、第１のインクジェットヘッド１１は、透明インクと白色インクとを、個別に、インク滴として吐出できるものとし、第２のインクジェットヘッドは、前記４色のインクを、個別に、インク滴として吐出できるものとした。硬化手段１３としては、メタルハライドランプを用いた。インクカートリッジ１４としては、透明インクを充填する小室と、白色インクを充填する小室とを有すると共に、各小室から、対応するノズルに、個別に、透明インクまたは白色インクを供給できるものを用いた。さらに、インクカートリッジ１５としては、前記４色のインクを充填する４つの小室を有すると共に、各小室から、対応するノズルに、個別に、各色のインクを供給できるものを用いた。
【００５９】
《実施例１》
前記インクジェット印刷装置１の、第１のインクジェットヘッド１１に接続するインクカートリッジ１４の、一方の小室に、先に説明した熱発泡性粒子を含む透明インク(i)を充填すると共に、第２のインクジェットヘッド１２に接続するインクカートリッジ１５の１つの小室に、ブラックインクを充填した状態で、それぞれのインクカートリッジ１４、１５を、第１および第２のインクジェットヘッド１１、１２に接続した。また、前記インクジェット印刷装置１のトレイ３には、被印刷体としてのポリプロピレンフィルムを収容した。また、インクジェット印刷装置１には、電子的に作製した画像データを入力するためのコンピュータを接続した。
【００６０】
そして、前記コンピュータから、電子的に作製した画像データを入力することで、前記インクジェット印刷装置１を作動させて、第１のインクジェットヘッド１１から、透明インクをインク滴として吐出させて、ポリプロピレンフィルムの表面に到達させると共に、硬化手段１３によって紫外線を照射して予備硬化させて、前記表面に、直径１．６ｍｍの円形の、点字の前駆体を形成する工程と、第２のインクジェットヘッド１２から、ブラックインクをインク滴として吐出させて、ポリプロピレンフィルムの表面に到達させると共に、硬化手段１３によって紫外線を照射して硬化させて、前記表面に、８．０ポイントの印字をする工程とを繰り返した後、トレイ４に排出させた。
【００６１】
この後、前記ポリプロピレンフィルムを、１５０℃の恒温槽中で、６０分間、静置して、熱発泡性粒子を発泡させると共に、透明インク、およびブラックインクの硬化を完了させて、点字と印字が立体印刷された印刷物を得た。印字を確認したところ、鮮明で、しかも点字に対してずれを生じていないことが確認された。さらに、前記点字を、０．９８Ｎの荷重をかけながら、綿棒で擦ったところ、ポリプロピレンフィルムの表面から容易に脱落したりせず、十分に実用可能な耐久性を有していることが確認された。
【００６２】
《実施例２》
前記インクジェット印刷装置１の、第１のインクジェットヘッド１１に接続するインクカートリッジ１４の、一方の小室に、先に説明した熱発泡性粒子を含まない透明インク(ii)を充填すると共に、他方の小室に白色インクを充填した状態で、前記インクカートリッジ１４を、前記第１のインクジェットヘッド１１に接続した。また、第２のインクジェットヘッド１２に接続するインクカートリッジ１５の、各小室に、それぞれ、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックの各色のインクを充填し状態で、前記インクカートリッジ１５を、前記第２のインクジェットヘッド１２に接続した。また、前記インクジェット印刷装置１のトレイ３には、被印刷体としてのポリプロピレンフィルムを収容した。また、インクジェット印刷装置１には、電子的に作製した画像データを入力するためのコンピュータを接続した。
【００６３】
そして、前記コンピュータから、電子的に作製した画像データを入力することで、前記インクジェット印刷装置１を作動させて、第１のインクジェットヘッド１１から、透明インクをインク滴として吐出させて、ポリプロピレンフィルムの表面に到達させると共に、硬化手段１３によって紫外線を照射して硬化させて、前記表面に立体形状を形成する工程と、前記第１のインクジェットヘッド１１から、白色インクをインク滴として吐出させて、立体形状の表面に到達させると共に、硬化手段１３によって紫外線を照射して硬化させて、前記立体形状を被覆させる工程と、第２のインクジェットヘッド１２から、４色のインクを吐出させて、立体形状の表面に到達させると共に、硬化手段１３によって紫外線を照射して硬化させて、前記立体形状を着色する工程とを繰り返した後、トレイ４に排出させた。
【００６４】
この後、前記ポリプロピレンフィルムを、１５０℃の恒温槽中で、６０分間、静置して、各インクの硬化を完了させて、油絵風の立体絵画を得た。前記立体絵画の表面を観察したところ、立体形状によって表現された、油絵具の盛り上がり等が、ずれを生じることなく着色されて、本物の油絵のように再現されていることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の立体印刷方法を実施するために用いられる、本発明のインクジェット印刷装置の、実施の形態の一例の内部構造を示す、紙送り方向の概略断面図である。
【図２】前記例のインクジェット印刷装置の内部構造を示す、紙送り方向と直交する方向の概略断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１     インクジェット印刷装置
２     筐体
３     トレイ
４     トレイ
５     ローラ
６     ローラ
７     ローラ
８     ローラ
９     ガイド部材
１０   搬送路
１１   第１のインクジェットヘッド
１２   第２のインクジェットヘッド
１３   硬化手段
１４   インクカートリッジ
１５   インクカートリッジ
【図１】
2008188826.tif 000005
【図２】
2008188826.tif 000006