(57)【要約】【課題】製造工場等の現場や、物流倉庫など商品を保管、出荷する現場あるいは、段ボールのライナー紙の印刷現場において信頼性が高く、段ボールあるいは段ボールのライナー紙上に堅牢性に優れた印刷濃度の良好な印刷物を提供する【解決手段】色材としての顔料を含有する液体組成物を含むインクを被記録媒体上にインクジェット記録方式で付与する第１の工程と前記インクを付与すべき画像形成領域または、被記録媒体全体に処理液を付与する第２の工程とを少なくとも含み、前記第１の工程の後に前記第２工程を行う記録方法であって、ステキヒトサイズ度が40〜100secの被記録媒体を使用したときのブリストウ法における浸透係数が5ml/m2・s1/2以上である液体組成物を用いることを特徴とする【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
色材としての顔料を含有する液体組成物を含むインクを被記録媒体上にインクジェット記録方式で付与するインク付与工程と前記インクを付与すべき画像形成領域または、被記録媒体全体に処理液を付与する処理液付与工程とを少なくとも含み、前記インク付与工程を行った後に前記処理液工程を行う記録方法であって、ステキヒトサイズ度が40〜100secの被記録媒体を使用したときのブリストウ法における浸透係数が5ml/ｍ2×s1/2以上である液体組成物を用いることを特徴とする記録方法。
【請求項２】
前記インク付与工程または処理液付与工程を複数回行うことを特徴とする請求項1記載の記録方法。
【請求項３】
前記インク付与工程若しくは処理液付与工程の終了後、乾燥手段による乾燥を行うことを特徴とする請求項１〜２のいずれか1項に記載の記録方法。
【請求項４】
前記処理液付与工程における前記液体の前記被記録媒体上への付与は、インクジェット記録方式、スプレーまたはロールコートによる塗布により行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の記録方法。
【請求項５】
前記インク付与工程及び前記処理液付与工程を実行する付与手段は、前記インク若しくは前記処理液を吐出する吐出部を含み、吐出するための熱エネルギーを発生するための熱エネルギー発生手段を備えることを特徴とする請求項１〜４に記載のインクジェット記録方法。
【請求項６】
フルマルチ型記録ヘッドを用いた請求項５に記載のインクジェット記録方法。
【請求項７】
複数の吐出口を有するインクジェット記録ヘッドを用いて被記録媒体に印刷を行うインクジェット記録方法において、前記被記録媒体に取り付けられたデータ記憶機能及び非接触通信機能を有する非接触集積回路と通信し、前記非接触集積回路にあらかじめ格納されている固有情報を読み込む第一のステップと、前記読み込んだ固有情報に基づいて印刷データを作成する第二のステップと、前記印刷データに基づいて印刷を行う第三のステップを具えることを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項８】
被記録媒体に取り付けられたデータ記憶機能及び非接触通信機能を有する非接触集積回路と通信し、前記非接触集積回路にあらかじめ格納されている制御情報を読み込む第一のステップと、前記読み込んだ制御情報に基づいて印刷方式を制御する第二のステップを具えることを特徴とするインクジェット記録方法。
【請求項９】
前記制御情報は、前記被記録媒体の種類又は、色指定情報又は、印字開始位置、インク付与工程の回数、及び処理液付与工程の回数を含み、前記制御手段は前記制御情報に基づいて記録を実行するように記録手段を制御することを特徴とする請求項９記載のインクジェット記録方法。
【請求項１０】
前記インク付与工程で使用される顔料は高分子樹脂により分散されることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の記録方法。
【請求項１１】
前記処理液付与工程で使用される処理液に少なくともシリコン系アクリル樹脂、メチルフェニル系アクリル樹脂、1、2-ポリブタジエン系エラストマー、ポリイソブチレンゴム、芳香族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキサイド、アクリル酸共重合体系のいずれかから選択された物質を含有する事を特徴とする請求項１〜１０のいずれか1項に記載の記録方法。
【請求項１２】
前記処理液付与工程で使用される処理液は、高分子樹脂により分散された顔料を色材として含有する液体組成物であることを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載の記録方法。
【請求項１３】
前記被記録媒体が段ボールのライナー紙であることを特徴とする請求項１〜12いずれか1項に記載の記録方法。
【請求項１４】
請求項１〜13のいずれかに記載のインクジェット記録方法を用いて記録されたことを特徴とする記録物。
【請求項１５】
請求項１〜14のいずれかに記載のインクジェット記録方法を用いた記録装置。
【請求項１６】
メモリに格納されている制御情報に基づいて、色材としての顔料を含有する液体組成物を含むインクを被記録媒体上にインクジェット記録方式で付与するインク付与工程と前記インクを付与すべき画像形成領域又は被記録媒体全体に処理液を付与する処理液付与工程とを実行する記録制御手段を制御することを特徴とする記録装置。  
【請求項１７】
メモリに格納されている制御情報に基づいて、色材としての顔料を含有する液体組成物を含むインクを被記録媒体上にインクジェット記録方式で付与するインク付与工程の他に前記インクを付与すべき画像形成領域又は被記録媒体全体に処理液を付与する処理液付与工程を実行すべきか否かを判断する制御手段とを備えたことを特徴とする記録装置。  
【請求項１８】
前記メモリに記憶されている情報として被記録媒体の種類を含み、前記記録制御手段は前記制御情報に基づいて記録を実行することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の記録装置。
【請求項１９】
前記メモリに記憶されている情報として色指定情報又は、印字開始位置、工程の回数、及び工程の回数を含み、前記記録制御手段は前記制御情報に基づいて記録を実行することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の記録装置。
【請求項２０】
前記メモリに記憶されている情報として印字開始位置を含み、前記記録制御手段は前記制御情報に基づいて記録を実行することを特徴とする請求項19記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、青果品、水産品、機械部品などの物流用ダンボール印刷の記録方法に関し記録物の堅牢性と印刷品位、及び装置の信頼性を両立させたインクジェット記録方法、記録物及び記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジエツト記録方法では、インクとして各種の水溶性染料を水、有機溶剤、添加剤等の混合液に溶解させたものが主流である。水溶性染料を用いた場合には、記録画像の耐光性、耐水性がかならずしも十分でないため、近年では記録物の保存性・耐候性の点で優れている顔料インクが注目されている。  顔料インクは水に不溶であるため分散樹脂などを用いて微粒子状に水に分散させた顔料インクが知られている。特開平３−２３４７７２号公報や、特開平５−２０２３２４号公報には水性高分子分散剤により顔料を分散し、この水性顔料分散体の物性を一定の範囲内に規定した水性顔料インクが記載されている。インクジェット記録方法に使用される記録媒体としては、普通紙（コピー用紙、レター用紙等）、コート紙、ＯＨＰ用シート、光沢紙、光沢フイルム等が知られている。  こうした記録媒体は染料インクあるいは、顔料インクを使用し濃度が高く、品位の良好な写真画像を形成することが可能になってきている。  一方、ダンボール箱などの外層面に内容物の情報やデザインを印刷する方法としては、特開平５−９２５５４号報に記載されているようにダンボールシートの状態でフレキソ印刷法等により所定の印刷を行うことが知られている。  印刷されたダンボールシートはカッティングされ、ダンボール製函機により箱に加工され使用される。
【０００３】
【特許文献１】特開平3-234772号公報    （第2頁）
【０００４】
【特許文献２】特開平5-202324号公報    （第2頁）
【特許文献３】特開平5-92554号公報    （第2頁−第3頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、物流用ダンボールシートに内容物の印刷を行う場合、内容物の説明を示すデザイン、名称、製造者名などの共通部分をあらかじめフレキソ印刷などによってプレ印刷しておき、シリアル番号、製品仕向け地、ロット番号などの内容物に固有な情報はダンボールを組み立てた後にスタンプ、プリンタ等で印字するかあるいは情報を印刷したラベルを貼るなどの手段がとられている。
しかし、ダンボール箱に収納される内容物が多品種になるとプレ印刷しストックしておくダンボールの種類が多くなるため、保管しておくための広いスペースが必要になったり、デザインの変更などに迅速に対応できない等の不具合が生じていた。
一方、固有の情報を印刷する場合でも、直接、箱にナンバリングする場合にはスタンプ等の装置コストは安価である。しかし人手によるため作業コストがかかる。また、印刷に著しくムラが出るため不良品がでるなど製品コストの上昇を招いていた。
【０００６】
さらに、ラベルに固有の可変情報を印刷しダンボールなどに貼り付ける場合は、ラベルに印刷するための出力機や、こうしたラベルのライナーを剥し、箱に貼り付けるためのシステムを別途用意しなくてならないばかりでなく、ラベル自体のコストもかかる。また、ライナーなどのゴミが大量にでるため省資源化の面で好ましくない。
【０００７】
そこでインクジェット記録方法を利用し、ダンボールの外層面に直接、内容物の説明を示すデザイン、名称、製造者名などの共通部分とシリアル番号、製品仕向け地、ロット番号などの内容物に固有な情報を同時に印刷を行うことにより、上記の問題を解決することが考えられる。
【０００８】
しかしながら、ダンボールのライナー紙に、コンシューマー用プリンタに使用されるインクを用いて記録を行った場合、耐擦過性、水が付着した後の耐擦性など印刷物の堅牢性に十分な性能が得られない場合がある。  また記録紙表面の構成成分の不均一な分布による画像の乱れが発生したりした。こうした性能を高める手段としては、インクの色材に顔料を用いることに加え、インクの浸透性をあげ、被記録媒体の表面に色材を残さないことが考えられる。
【０００９】
しかし、この方法では色材が、記録紙の奥深くまで浸透してしまい、画像濃度が低下するなどの不具合が発生するほか、インクの横方向に対する広がりも発生し、バーコードなどの読取り精度が低下するなどの問題も発生した。  特に、ダンボールのライナーとして使用される紙は漂白処理をしていないものを使用することが多い。  もともとの地色が濃いため、色材に顔料を用いた顔料インクでは色材を紙の表面に保持しておくことが、良好な印刷物を得るためには重要である。
【００１０】
一方、そこで、本発明は、上記のような実情を鑑み、製造工場等の現場や、物流倉庫など商品を保管、出荷する現場あるいは、ダンボールのライナー紙の印刷現場において信頼性が高く、ダンボールあるいはダンボールのライナー紙上に堅牢性に優れた印刷濃度の良好な印刷物を提供するインクジェット記録方法、及び記録装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的は、以下の本発明によって達成される。
本発明は、色材としての顔料含有し、ステキヒトサイズ度が40〜100secの被記録媒体を使用したときのブリストウ法における浸透係数が5ml／ｍ2・ｓ1/2以上である液体組成物を含むインクを被記録媒体上にインクジェット記録方法で付与するインク付与インク付与工程と、前記インクを付与すべき画像形成領域または、被記録媒体全体に処理液を付与する処理液付与処理液付与工程とを少なくとも含む記録方法であって、前記インク付与工程を行った後前記処理液付与工程を行い、前記インク付与工程で使用される顔料は高分子樹脂により分散されることを特徴とする。
さらに本発明は、前記インク付与工程または、処理液付与工程を複数回行うことを特徴とする記録方法である。
さらに本発明は、前記各工程の終了後、乾燥手段により、印刷物の乾燥を行なう事を特徴とする。
また、本発明において、前記処理液付与工程における前記液体の前記被記録媒体上への付与をインクジェット記録方法、スプレーまたはロールコートによる塗布により行うことが好ましい。
また、本発明はフルマルチ型記録ヘッドを用いることが好適である。
さらに本発明は、前記処理液付与工程で使用される液体に少なくともシリコン系アクリル樹脂、メチルフェニル系アクリル樹脂、1、2-ポリブタジエン系エラストマー、ポリイソブチレンゴム、芳香族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキサイド、アクリル酸共重合体系から選択された物質を含有する事が好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、インクジェット記録方法により、水性顔料インクをもちいてダンボール箱或はダンボールの内層、外層用ライナー紙上に印刷を行う際の技術的課題であった印字濃度と擦過性を両立するインクジェット記録方法を提供している。これにより、多品種のダンボールが必要な場合でもあらかじめプレ印刷したダンボール箱の在庫を持つ必要がなくなり、倉庫や工場おいてはスペースの削減になるばかりでなく、デザインの変更などにも迅速に対応できる。
また、印刷現場においては、版の作成・交換などを必要としないため洗浄工程の削減、インクの効率仕様が可能である。また、あらかじめダンボール箱に記憶素子をもたせ記録制御情報、印刷データなどを記憶させておくことにより、ダンボールのライナーの種類によって最適な印刷条件で印刷を行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明を実施するための最良の形態について、図を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
インク付与工程
被記録媒体は情報を記録するためにインクジェット記録部に搬送される。インクジェット記録部は、荷電量制御型、スプレイ方式を利用したコンティニュアス型、或いは熱エネルギーを利用したサーマルインクジェット方式、ピエゾ振動板を利用したピエゾ方式等を使用したオンデマンド型であってもよいが、処理速度の点でフルマルチ型ヘッドを利用したインクジェット記録装置で１パス記録することが好ましい。この際、記録ヘッドは記録幅を有するフルマルチヘッドを用いても、いくつかのヘッドを記録幅方向に並べてもよいが、固定式の記録ヘッドを用いることが工程上好ましい。記録後、拍車等搬送系部品に接触して記録部が汚れてしまうのを防止するために、インク付与工程後、乾燥工程を設けてもよい。
【００１５】
本発明に用いられる液体組成物は色材、水によって構成されるが、インクジェット適性を得るために水溶性有機溶剤、界面活性剤等を添加しても良い。さらにインク付与工程に使用される液体組成物は、ステキヒトサイズ度が40〜100secの被記録媒体を使用したときのブリストウ法における浸透係数が5ml／m2・S1/2以上であることが好ましい。ブリストウ法については、日本紙パルプ技術協会（Ｊ’ＴＡＰＰＩ）の定める試験方法であり、Ｊ’ＴＡＰＰＩ  Ｎｏ51、紙、板紙の液体吸収性試験方法にその詳細が述べられている。ブリストウ法は、液体の紙への接触時間の１／２乗（sec1/2）に対する、液体の浸透深さ（ml／m2）を求めたものである。ステキヒトサイズ度が100sec以上で浸透係数が5ml／m2・s1/2以下の場合、液体組成物中の色材が被記録媒体表面に残存してしまう。画像濃度は向上するが摩擦等により表面上の色材が被記録部を汚してしまう。また、ステキヒトサイズ度が40sec以下で浸透係数が5ml／ｍ２・Ｓ1/2以下の場合、色材が被記録媒体内部に浸透するため、摩擦等には良好であるが画像濃度が低下するため画像品位が低下してしまう。またインク付与工程は複数回行ってもよい。
液体組成物に使用される色材としては、プリント物の信頼性の点で顔料を用いることが好ましい。本発明で使用する記録液に含有される色材の量は重量比で１〜２０％、好ましくは、２〜１２％の範囲で用いる事が好ましい。黒インクに使用されるカーボンブラックとしては、ファーネス法、チャネル法、或は、石油コークスを多量のアルカリを用いて賦活化して製造される高比表面積カーボン、そして以上の様なカーボンブラック素材に対して気相からの弗素処理、親水性を有する重合性モノマーのプラズマ処理、親水性を有するモノマーの液相からのグラフト重合等の処理が為されたカーボンブラックであっても良い。
以上の様なカーボンブラックは、一次粒径が１５から４０ｍμ、ＢＥＴ法による比表面積が、５０から３０００ｍ2／g、ＤＢＰ吸油量が、４０から１５０ｍｌ／１００g、揮発分が、０．５から１０％、ｐＨ値が、２から９を有するものである。
それらのカーボンブラック顔料（C.I.Pigment Black ７）としては以下のものがある。
No.2300,No.900, MCF-88, No.33, No.40, No.45, No.52, MA7, MA8, MA100, No.2200B （以上三菱化学製）；Raven 700, Raven 5750,  Raven 5250,  Raven 5000,  Raven 3500, Raven 1255（以上コロンビア製）；Regal 400R, Regal 330R, Regal 660R, Mogul L, Monarch 700,  Monarch 800,  Monarch 880,  Monarch 900, Monarch 1000,   Monarch 1100,   Monarch 1300,   Monarch 1400,（以上キャボット製）；ColorBlack FW1, ColorBlack FW2, ColorBlack FW2V,  ColorBlack FW18,  ColorBlack FW200, ColorBlack S150,  ColorBlack S160,  ColorBlack S170, Printex 35,   Printex U,  Printex V,  Printex 140U,  Printex140V,  SpecialBlack 6,  Special Black 5,  Special Black 4A, Special Black 4,（以上デグッサ製）；マックスソーブ  G-40, マックスソーブ  G-15, マックスソーブ  G-08, （以上関西熱化学株製）等を使用することが出来る。
イエロー顔料としては、ピグメントイエロー１，２，３，１２、ピグメントイエロー１３、ピグメントイエロー１４、ピグメントイエロー１６、ピグメントイエロー１７、ピグメントイエロー５５、ピグメントイエロー７３、ピグメントイエロー７４、ピグメントイエロー７５、ピグメントイエロー８３、ピグメントイエロー９３、ピグメントイエロ−９５、ピグメントイエロー９７、ピグメントイエロー９８、ピグメントイエロー１０９、ピグメントイエロー１１０、ピグメントイエロー１１４、ピグメントイエロー１２８、ピグメントイエロー１３８、ピグメントイエロー１３９、ピグメントイエロー１５０、ピグメントイエロー１５１、ピグメントイエロー１５４、ピグメントイエロー１８０などである。
マゼンタ顔料としては、ピグメントレッド５、ピグメントレッド７、ピグメント１２、ピグメント４８（Ｃａ）、ピグメントレッド４８（Ｍｎ）、ピグメントレッド５７：１、ピグメントレッド５７（Ｓｒ），ピグメントレンド５７：２、ピグメントレッド１２２、ピグメントレッド１２３、ピグメントレッド１６８、ピグメント１８４、ピグメントレッド２０２、ピグメントレッド２３８などが適用される。
シアン顔料としては、ピグメントブルー１、ピグメントブルー２、ピグメントブルー３、ピグメントブルー１６、ピグメントブルー２２、ピグメントブルー６０、ピグメントブルー１５：２、ピグメント１５：３、パットブルー１、パットブルー６０、などが適用される。こうした顔料は、水溶性高分子樹脂をもちいて分散して記録液に使用される。  水溶性高分子樹脂は、アルカリ可溶型の水溶性樹脂が好ましく、重量平均分子量は500から6000でる。重量平均分子量が6000を越える樹脂では分散体の粘度が大きくなってしまい、インクジェット記録方法に使用した場合、吐出特性が劣る。また、重量平均分子量が500より小さいと立体障害による十分な分散効果が得られないため、分散安定性に劣る。具体的には、スチレン、スチレン誘導体、ビニルナフタレン、ビニルナフタレン誘導体、アルリル酸のアルキルエステル、メタクリル酸のアルキルエステル等の疎水性モノマーと、α，β−エチレン性不飽和カルボン酸及びその脂肪族アルコールエステル、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フマール酸、及びそれらの誘導体、等の親水性モノマーからなる共重合体及びそれらの塩等である。共重合体はランダム、ブロック、グラフト等のいずれの構造を有していてもよく、酸価は、８０から４３０、好ましくは１００から３００の範囲である。本発明に使用される水溶性高分子樹脂としては、さらにポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース等の水溶性ポリマー、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド縮合物、ポリスチレンスルホン酸等の水溶性樹脂も使用することが可能である。これらの水溶性高分子分散樹脂の使用量は、顔料の重量；分散剤の重量＝5：10〜2：1の範囲である。
上記アルカリ可溶型樹脂を水に可溶化させる塩基性物質としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチルモノエタノールアミン、エチルジエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン等のアルカノールアミンやアンモニア等の有機アミン、あるいは水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等の無機塩基類を用いることが可能である。本発明の記録液は水を主体とし、水溶性溶媒を必要に応じて混合して用いる。水溶性溶媒の総量はおおむね記録液全体に対して３０重量％以下で使用することが望ましい。記録液を調製する上で、保存安定性とノズル先端部での保湿性を調節するために、溶媒系の選択は重要である。本発明に使用できる水溶性有機溶剤として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、ジメチルスルホキシド、ジアセトンアルコール、グリセリンモノアリルエーテル、プロピレングリコール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール３００、チオジグリコール、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、スルフォラン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ネオペンチルグリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソブロピルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、β−ジヒドロキシエチルウレア、ウレア、アセトニルアセトン、ペンタエリスリトール、１，４−シクロヘキサンジオール、ヘキシレングリコール、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジジエチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、グリセリンモノアセテート、グリセンリンジアセテート、グリセンリントリアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノール、１，２−シクロヘキサンジオール、１−ブタノール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、３−ヘキ��ン−２，５−ジオール、２，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオール、２，５−ヘキサンジオール、エタノール、ｎ−プロパノール、２−プロパノール、１−メトキシ−２−プロパノール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール等である。
本発明の記録液には、前記の各材料に加えて、界面活性剤、防腐剤、酸化防止剤、その他物性調節の為の補助材料を添加することが出来る。界面活性剤としては、ノニオン界面活性剤、両性界面活性、カチオン界面活性剤などが使用できる。
これらの界面活性剤は、紙への浸透性アップ、吐出デバイス部材とのぬれ性、流動特性、分散安定に対する補助剤として等、添加の目的は多様である。また、乾燥手段は一般的な電熱器やドライヤー等を何ら問題なく使用でき、温度は40℃以上、乾燥時間は1秒〜120秒が、作業性の上から見て適切である。
処理液工程
インク付与工程で画像を形成された被記録媒体は液体を付与する工程に搬送され、処理液によって画像濃度、擦過性、耐擦性等を向上させる。インク付与工程で被記録媒体上に形成された画像への液体の付与は、インクジェット記録方法、スプレーまたはロールコートによる塗布が使用できるが熱エネルギーを利用してインクを吐出する吐出部を含み、インクに与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー発生手段を備えるインクジェット記録方法が好ましい。
さらに処理速度の点でフルマルチ型ヘッドを利用したインクジェット記録装置で１パス記録することが好ましい。この際、記録ヘッドは記録幅を有するフルマルチヘッドを用いても、いくつかのヘッドを記録幅方向に並べてもよいが、固定式の記録ヘッドを用いることが工程上好ましい。(B)工程で使用される処理液は、シリコン系アクリル樹脂、メチルフェニル系アクリル樹脂、1,2-ポリブタジエン系エラストマー、ポリイソブチレンゴム、芳香族系石油樹脂、脂環族系石油樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル酸、ポリエチレンオキサイド、アクリル酸共重合体系、シリコンオイルのいずれかよって構成されるが、付与手段に適した物性を確保するために、有機溶剤、界面活性剤等を添加してもよい。(A)工程で色材が被記録媒体内部に浸透し、被記録媒体上の凹凸により画像濃度が低下してしまうため、処理液により被記録媒体表面を平滑にし、乱反射を防止することにより画像濃度が向上し、さらに処理液により被記録媒体表面付近の色材が保護されるため擦過性、耐擦性が向上する。
【実施例２】
【００１６】
以下実施例により本発明をさらに詳細に説明する。但し、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。図1において記録媒体のダンボール11は、矢印の方向に移動する間にインクジェット記録装置部1のダンボールの幅に対応する幅を備えた長尺ヘッド5からインクにより記録画像が形成され、次いでインク乾燥部2の加熱装置6より前記インクの水分を蒸発させる。そして、処理液付与装置部3のインクジェット処理液付与ヘッド7から処理液が塗布される。なお処理液の付与については、１度または複数回付与しても良い。処理液乾燥部4の加熱装置8により処理液中の水分、溶剤を蒸発させ、完了となる。
インクジェット記録装置の斜視図を図２に示す。同図に示す様に、高速塗付を行うためにふるマルチ型ヘッド１２、１２‘を利用したインクジェット記録装置で１パスで記録することが好ましい。同図には、搬送装置１３上をダンボール１１（図１の１１に対応する。）が搬送され、記録ヘッド1２、１２’より記録される。
【実施例３】
【００１７】
図３には、本発明を利用した別のインクジェット記録装置を示す。本装置では記録ヘッド３２が被記録媒体の搬送方向に対して直角に複数配置されている。これらの記録ヘッドはキャリッジに搭載され、軸２６上を移動することによりシリアルスキャン方式で印刷を行う。本装置では記録ヘッドが４セット搭載されているが、もっとも上流側の記録ヘッド３２−１で処理インク付与工程で使用される液組成物（処理液）を噴射させ、32−2，3，4でインクを噴射させることにより本発明を実施する。なお液組成物を１度、または複数の回付与しても良い。さらに、本記録装置には、ＲＦ-ＩＤ通信用アンテナを含む非接触通信部２９を具備し、あらかじめダンボールに取り付けられたデータ記憶機能及び非接触通信機能を有する非接触集積回路（RFタグなど）27との間で通信を実行し取得した情報に基づいてダンボールに所定の印刷を実行する事も可能である。ダンボールに取り付けられた非接触集積回路に格納される制御情報としては、被記録媒体の材質、印刷方法、カラーの指定等が挙げられる。特にダンボール箱は用途に応じて表面のコート層の種類が異なるため、種類によってインク付与工程処理液付与工程の回数、乾燥の有無などを指定することも可能である。更に、21はコントローラ２１に送り、ダンボールに印刷データを印刷する。
【００１８】
図４は、記録装置の全体構成を概略示すブロック図である。主な電気回路はメインPCB（Printed  Circuit  Board）と電源ユニットDUから構成されており、メインPCBは、図３に示すコントローラ２１に対応して、記録ヘッド３２とケーブル２４、駆動ボックス２８を介して結合され印刷データ、制御データ、インク残量検知データの授受を実行する。ここで、前記電源ユニットDUは、プリント基板ユニットPCBと接続され、各種駆動電源を供給するものとなっている。
さらに、プリント基板ユニットPCBはこの実施形態におけるインクジェット記録装置の各部の駆動制御を実行するものであり、メインコントローラMCが設けられ、そこには、制御メモリROMに記憶されているプログラムを読み込み、各部を制御・処理する処理部CPUと、制御データ・タイマ値などが記憶されているメモリRAMとが設けられている。更にホストコンピュータHCと通信を行う通信ユニットTUがメインコントローラMCに接続されている。またメインコントローラMCは記録すべき画像データを記憶するメモリRAM（R）、RAM(K)、RAM（C）、RAM（M）、RAM（Y）、後述する図５および図６に示す制御手順に対応するプログラムが記憶されている制御メモリROM、RF-IDタグと通信するRF-IDリーダ・ライタRW、RF-IDタグ27と通信するアンテナANT及びヘッド駆動回路HDCがメインコントローラMCに接続されている。
【００１９】
更に被記録媒体のダンボール30と記録ヘッド32の距離測定部DM、XYZの３軸駆動用モータMと記録ヘッド32にインクの供給を行うインク収容部のインクの残量を検知する残量検知部RD、電源ユニットDUとメインコントローラMCは接続されている。残量検知部RDはキャリヤ部25に取り付けられたインク収納部の内部に取り付けられ、インク残量が一定以下になった場合にプリント基板ユニットPCBに信号を出し、キャリヤ部25をインク補充部に移動させ、インク補充部の結合部(不図示)と結合した後、前述のインク残量検知部を利用して所定量のインクを補充する。
インク残量検知部RDとしては、インク収納部の内部に数本の電極を配し、この電極間の遊動性を計測してインク残量を検出する方式が安価で信頼性が高い。導電性のないインクを使用する際には、光学的にインクの有無を検知する方法、圧力センサ等をインクタンク内に設けインクタンク内のインク残量に応じて変化しうる圧力を検知する方法、印刷ドットをカウントする方法を用いることも可能であるが、インク補充時のインク満タンと併用できない方式では、インク収容部内に満タン検知手段を設ける必要がある。インクの補充は少なくとも１色についてもインク残量によっては同時に補充を実行することによりインク補充にかかる時間を短縮することが可能になる。
また、インク補充部にも残量検知部を設けても良い。本発明では図柄や２次元バーコードのような高品位の印刷物を得るために記録ヘッドと３次元構造体の所定の被記録面との距離を一定に保持することが重要である。
【００２０】
なぜなら、記録ヘッド製造工程差に生じるわずかなノズル単位のばらつきが、各ノズルのインクの吐出量や吐出方向の向きに影響を及ぼし、最終的には印字画像の濃度ムラとして画像品位を劣化させる原因となる。特にこれらのばらつきは吐出したインク滴の吐出方向のばらつきによるものが大きいため、記録ヘッドと被記録面の距離が大きくなると印字品位に大きな影響を与えることになる。一方、記録ヘッドと被記録面と距離を小さくしすぎると記録ヘッドが被記録面に摺られ、被記録面を汚染するだけでなく記録ヘッドを破損するという弊害も発生する。そこで記録ヘッドと被記録面の距離を測定する距離測定部DMを設けることにより記録ヘッドを被記録媒体に接触させることなく３次元構造体の任意の位置に高品位な画像を形成することが可能である。
本発明に用いられる測距方式は超音波を用いた方式などを用いることも可能である。また、前記距離測定部DMを用いて３次元構造体の端面を検知することにより端面からの所定の位置でコンベアを停止させ印刷を実行することができる。また前記距離測定部DMはキャリヤー部２５に一体的に形成されているためにキャリヤー部２５をXYZ軸部２６に沿ってスライドすることによりコンベアの搬送方向と直交した端面も検出することが可能であり、３次元構造体の所望の位置に印刷を実行することが可能になる。
【００２１】
本発明のインクジェット記録装置に用いられる非接触通信部２９は図４の制御部概要で示されるRF−ID通信用アンテナANTに対応して、あらかじめ３次元構造体に取り付けられたデータ記憶機能及び非接触通信機能を有する非接触集積回路（RFタグなど）との間で通信を可能にするもので、RF-IDタグ２７から取得すべき情報を通信用アンテナ２９およびRF-IDリーダ／ライタRWを介してメインコントローラMCに取り込む。メインコントローラMCおよびヘッド駆動回路HDCは取得した印刷データ、制御データを制御信号、画像情報に変換し、各記録ヘッド、各軸部の駆動部に送り、３次元構造体上のダンボール箱に所定の印刷を実行する。
本発明の記録装置に取り付けられるアンテナ２９は、３次元構造体のダンボール箱３０に取り付けられたRF-IDタグ２７のアンテナと平行な平面上にあることがもっとも良好な通信状態を可能にするため、キャリヤ部２５の底面にアンテナ２９が取り付けてある。また、その際、必要に応じて制御部から非接触集積回路に情報を書き込むことも可能である。
三次元構造体に取り付けられたＲＦ−ＩＤタグ27の非接触集積回路に格納される制御情報としては、被記録媒体の材質、印刷方法、カラーの指定、ダンボール箱のサイズ情報及び被記録面のサイズ情報、処理液付与の有無およびその回数等が挙げられる。特にダンボール箱は用途に応じて表面のコート層の種類が異なるため、種類に応じた印刷制御、例えば、滲み易い媒体の場合は、ドットを間引いて印刷するなどの処理が重要となる。そこで、あらかじめダンボール箱30の種類や,印刷方式をＲＦ−ＩＤタグ27の非接触集積回路に記憶させておき、印刷段階で読み出すことにより最適な印刷制御を自動的に設定することが可能になる。
その結果、多種類のダンボール箱をひとつのベルトコンベアにランダムに搬送してもオペレータがいちいち入力することなく最適な印刷を行うことができる。
図５は図３で示された記録装置の印刷フローチャートの一例を説明するもので、かかるフローチャートを参照して、実施例の作動説明をする。
ベルトコンベア31が移動し、ベルトコンベア31上に載せられた三次元構造体のダンボール箱30の端面が距離測定部ＤＭによって検出される（501）と記録装置のメインコントローラＭＣ内のメモリＲＡＭに定義されたタイマ領域にタイマー値がセットされ所定時間経過後にベルトコンベア31を止めるようにメインコントローラーＭＣがホストコンピュータ22に指示を出す（502〜503）。
ベルトコンベア31が停止すると距離測定部ＤＭが記録ヘッド32と三次元構造体のダンボール箱30の被記録面との距離を測定し、あらかじめ印刷情報に設定されている設定値の範囲になるようにキャリヤー部25を軸部26に沿ってキャリヤ部25が印刷情報に設定されている印字開始位置に移動する。（508）
次のステップではキャリヤ部25が軸部26に沿って移動し、ホストコンピュータ22若しくはこのローラ21に記憶されている印字情報から印字すべき情報を読み出し、1行分の印刷を実行する。1行分の印刷が終了後、キャリヤ部25は軸部26に沿って移動し同様に次の行の印刷を実行する。（509〜510）
ステップ510で印刷情報が無ければ、次のステップに移り、キャリヤ25を印刷開始位置に移動させ、ステップ513で処理液を付与して、次にメモリＲＡＭを見て、印刷情報があれば、再び、キャリヤ25を1行分移動して、メモリＲＡＭに印刷情報が無くなるまで、処理液を付与する処理を続ける。
なお処理液の付与の対象エリアとして、印刷領域若しくはダンボールの三冊面全体に付与する様にしても良い。
尚、上述の例では、印刷情報を印刷して、処理液を付与する様にしたが、印刷情報を1行印刷しては、1行分の処理液を付与するようにしてもよい。
【００２２】
なお1回の移動でノズル幅分の印刷を実行することも可能であるが、高精細画像を印刷する場合や、吸収性の悪いダンボール箱に印刷する場合にはマルチスキャン方式で印刷することも好適である。
こうした印刷方式の設定は前述したＲＦタグ27などにあらかじめ記憶させておき、印刷前に読み出すことによってオペレータが設定値を入力しなくてもダンボール箱３０を印刷する印刷方式を変更することが可能である。メモリＲＡＭに印刷データがなくなると、メインコントローラＭＣは接続されているコンピュータ22にベルトコンベア31をスタートさせるよう指示をだし、印刷は終了する。
次に図６にはダンボール箱にあらかじめ印刷情報を格納したＲＦ−ＩＤタグを貼り付けた場合の印刷フローの一例を参照して、実施例の動作説明をする。
記録装置は非接触通信部29を介してダンボール箱30に貼り付けられたＲＦ−ＩＤタグ２７から印刷方式、印刷データなどの格納情報を読み込み,メインコントローラＭＣ内のメモリＲＡＭの所定エリアに印刷方式、印刷データ等を記憶して設定する。（604＾605）
また、印刷方式、印刷データだけでなく使用するアプリケーションを自動的に立ち上げられるような情報をＲＦ−ＩＤタグ２７に格納しておくことによりプリンタ内或いは、コンピュータ22から引き出す情報を個別のアプリケーションで印刷を実行することも可能である。また、記録装置側から必要に応じて情報を発信し、ＲＦタグ27のデータ格納部に書き込むようにしても良い。図３の軸部に対してスライドさせる構成にすれば、ノズル配列方向と搬送方向が直交するため、ノズル列の幅より小さい幅の印刷は、ベルトコンベア31を止めないで実行でき、高速印刷が可能になる。
【実施例４】
【００２３】
<インク付与工程>
(分散液の作成)
顔料分散液の作成
スチレン/アクリル酸/エチルアクリレート共重合体(ガラス転移温度87℃、酸価200、重量平均分子量5000)の水酸化カリウム溶液(中和率110％、樹脂固形分2部)を80部、エチレングリコールを5部、この溶液にカーボンブラック（MA-7三菱化学製）15部を添加後、サンドミルを用いて分散し、水性分散体を作成した。この分散体の固形分は約16％、平均粒径は100nmであった。
(2)インクの作成
上記分散液                                            40部
エチレングリコールモノブチルエーテル                  15部
グリセリン                                             5部
ジエチレングリコールモノブチルエーテル               0.5部
アセチレノールEH(川研ファインケミカル（株）製)         1部
イオン交換水                                          残部
このように調製し、イオン交換樹脂層に通したものを実施例1の液体組成物とした。このインクの吸収係数をステキヒトサイズ度35secのコピー用紙を用いてブリストウ法における浸透係数を測定したところ10ml／ｍ２・s1/2でであった。この液体組成物をインクジェット記録ヘッドより吐出し、被記録媒体としてOFC170g/ｍ２（ダンボールライナー、王子製紙製）を用い記録し、約90℃の熱風で乾燥した。
<処理液付与工程>
(処理液の作成)
スミカゲルNP-10(住友化学製)                           10部
グリセリン                                             5部
ジエチレングリコールモノブチルエーテル               0.5部
アセチレノールEH(川研ファインケミカル（株）製)         1部
イオン交換水                                          残部
上記処理液をインクジェット方式により(A)工程の画像形成領域に付与し、約90℃の熱風で乾燥した。
【実施例５】
【００２４】
<インク付与工程>
実施例1と同様の液体組成物を用い、この液体組成物をインクジェット記録ヘッドより吐出し、被記録媒体としてOFC210g/ｍ２（ダンボールライナー、王子製紙製）に画像を形成した。
<処理液付与工程>
実施例1のインクを処理液として用い、インクジェット方式により(A)工程の画像形成領域に付与した。
【実施例６】
【００２５】
<インク付与工程>
実施例1と同様の液体組成物を用い、この液体組成物をインクジェット記録ヘッドより吐出し、被記録媒体としてOFC170g/ｍ2（ダンボールライナー、王子製紙製）に画像を形成し、これを2回行った。
<処理液工程>
実施例1の処理液を用い、ロールコート方式でライナー全体に付与した。
【比較例１】
【００２６】
<インク付与工程>
実施例1と同様の液体組成物を用い、この液体組成物をインクジェット記録ヘッドより吐出し、被記録媒体としてOFC170g/ｍ2（ダンボールライナー、王子製紙製）に画像を形成し、インク付与工程は行わなかった。
【比較例２】
【００２７】
<インク付与工程>
実施例1と同様の液体組成物を用い、この液体組成物をインクジェット記録ヘッドより吐出し、被記録媒体として、OFK210g/ｍ２（ダンボールライナー、王子製紙製）に画像を形成し、B工程は行わなかった。このインクの吸収係数をステキヒトサイズ度40secのコピー用紙を用いてブリストウ法における浸透係数を測定したところ4ml／ｍ2・s1/2でであった。
【比較例３】
【００２８】
インク付与工程
実施例1と同様の液体組成物を用い、この液体組成物をインクジェット記録ヘッドXより吐出し、被記録媒体としてOFC170g/ｍ2（ダンボールライナー、王子製紙製）に画像を形成した。
処理液付与工程
(処理液の作成)
色材として自己分散型の顔料を用い、下記のように調整した。
CAB-O-JET200(キャボット製)                            30部
エチレングリコールモノブチルエーテル                  15部
グリセリン                                             5部
ジエチレングリコールモノブチルエーテル               0.5部
アセチレノールEH(川研ファインケミカル（株）製)         1部
イオン交換水                                          残部
上記処理液をインクジェット方式により処理液工程の画像形成領域に付与した。
(画像品質評価)
マクベスRD918を用いてBkベタ印字部の画像濃度を測定した。
(バーコード特性)
バーコード記録部を検証機（LASERCHECK２、富士電機冷機製）により検証した。
バーコードを認識できる…○
バーコードを認識できない…×
(擦過性)
Bkベタ印字部を200g/cｍ2の荷重をかけて擦り、非記録部の汚れを目視観察した。
非印字部の汚れは見られない…○
非印字部がわずかに汚れる…△
非印字部が汚れ、基材の色が見える…×
(耐水擦過性)
Bkベタ印字部に水道水を一滴滴下、その上に200g/cｍ2の荷重をかけて擦り、非記録部の汚れを目視観察した。
非印字部の汚れは見られない…○
非印字部がわずかに汚れる…△
非印字部が汚れ、基材の色が見える。…×
【００２９】
【表１】
2007136733.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の記録方法の模式図
【図２】本発明を使用する記録装置の外観斜視図
【図３】本発明を使用するインクジェット記録装置の外観斜視図
【図４】本発明の実施例のブロック図
【図５】本発明の実施例のフローチャート
【図６】本発明の実施例のフローチャート
【符号の説明】
【００３１】
1    記録装置部
2    インク乾燥部
3    処理液付与部
4    処理液乾燥部
5    インクジェット記録ヘッド
6、8    加熱装置
7    インクジェット処理液付与ヘッド
11    ダンボール
12,12    フルマルチ型記録ヘッド
21    コントローラ
22    コンピュータ
27    RFタグ
28    駆動ボックス
29    非接触通信部
【図１】
2007136733.tif 000004
【図２】
2007136733.tif 000005
【図３】
2007136733.tif 000006
【図４】
2007136733.tif 000007
【図５】
2007136733.tif 000008
【図６】
2007136733.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成17年12月2日(2005.12.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2007136733.tif 000010