(57)【要約】  本発明は、紫外線硬化性相変化インクを用いて受容媒体上に画像を塗布する方法に関する。方法は、紫外線硬化インクを前硬化させるステップと、紫外線硬化インクを後硬化させるステップと、を備える。  本発明はさらに、上述の方法を実行するように構成されたインクジェット装置に関する。
2016533929.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受容媒体上に画像を塗布する方法であって、
ａ）高温のインクジェットプリントヘッドから受容媒体上へ紫外線硬化性相変化インクの液滴を噴射するステップであって、高温は相転移温度Ｔ１より高い温度であり、相転移温度Ｔ１は、それ以下になるとインクが固定化状態になる温度である、ステップと、
ｂ）堆積したインクの液滴をＴ１より低い温度まで冷却するステップであって、インクの液滴はこれにより液体状態から固定化状態に変化する、ステップと、
ｃ）第一紫外線ビームをインクの液滴に照射することによって堆積したインクの液滴を前硬化させるステップであって、第一ビームは第一強度を有する、ステップと、
ｄ）第二紫外線ビームをインクの液滴に照射することによって堆積したインクを後硬化させるステップであって、第二ビームは第二強度を有する、ステップと、
を備え、
前硬化は後硬化の前に行われ、
第一ビームの強度は、少なくとも前硬化ステップにおいて、インクの温度がＴ１を超過しないように制御される、方法。
【請求項２】
第一ビームが、第一主波長を有し、第二ビームは第二主波長を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第一主波長が、第二主波長よりも長い、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
インクが、ゲル化物質を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
インクが、結晶成分を備えＴ１は結晶成分の溶融温度である、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ステップａ）において、プリントヘッドが、主走査方向に往復移動し、主走査方向は用紙搬送の方向に対して略直角である、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
ステップｃ）において、第一紫外線ビームが、第一紫外線源によって提供され、第二紫外線ビームが、第二紫外線源によって提供され、第一紫外線源および第二紫外線源はいずれも同期して主走査方向に移動させられる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
受容媒体上に画像を塗布するためのインクジェットプリンタであって、
紫外線硬化性相変化インクの液滴を噴射するように構成されたインクジェットプリントヘッドと、
動作中に第一紫外線ビームを提供するように適応された、第一紫外線源と、
動作中に第二紫外線ビームを提供するように適応された、第二紫外線源と、
インクジェットプリントヘッドならびに第一および第二紫外線源に対して記録媒体を用紙搬送方向に移動させるための搬送手段と、
を備え、
第二紫外線源は、インクジェットプリントヘッドおよび第一紫外線源に対して下流に位置決めされている、インクジェットプリンタ。
【請求項９】
インクジェットプリンタが、受容媒体の温度を調整するための温度調整手段を備える、請求項８に記載のインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＵＶ硬化性相変化インクを用いて画像を塗布する方法、およびこのような方法を実行するのに適したインクジェットプリンタに関する。具体的には、本発明は、２つのステップすなわち前硬化ステップおよび後硬化ステップを備える画像塗布方法に関し、２つの硬化ステップは、それぞれ第一紫外線ビームおよび第二紫外線ビームを用いて実行される。
【背景技術】
【０００２】
ＵＶ硬化インクを用いて記録媒体上に画像を塗布する方法は、当該技術分野において周知である。一般的に、このような方法は、たとえばインクジェットプリンタを用いてインクの液滴を噴射することによって、記録媒体上にＵＶ硬化インクを塗布するステップを備える。
【０００３】
インクが受容媒体上に塗布された後、インクは、適切な放射線源、好ましくは紫外線をインクに照射することによって、固化される。受容媒体上に塗布されたＵＶ硬化インクの層が比較的厚いときには、ＵＶ硬化インクをワンステップで適切に硬化させることが可能ではないことは、当該技術分野において周知である。たとえば、受容媒体に近いインク層の部分は完全には硬化しない可能性がある。この問題は、たとえば米国特許出願公開第２００８／０１７４６４８号明細書で説明されるように、２段階手順でインクを硬化させることによって解決されるだろう。したがって、インクを適切に硬化させるためにＵＶ硬化インクに紫外線を照射することが、知られている。
【０００４】
しかしながら、１つ以上の放射線源を用いて受容媒体上に塗布されるインクの層を照射することは、たとえば印刷プロセスにおいてＵＶ硬化性相変化インクが使用される場合に、望ましくない副作用を引き起こす可能性がある。ＵＶ硬化性相変化インクは、高温では流体であり、より低温では固体または半固体であってもよい。このタイプのインクは、高温では流体として噴射され、これが受容媒体に塗布された後に冷却されて、これにより固体または半固体に変化してもよい。記録上に塗布されたＵＶ硬化性相変化インクの温度が上昇しすぎると、受容媒体上のインクは（部分的に）流体化する可能性がある。これは印刷アーチファクトを引き起こす可能性がある。たとえば、硬化後の結果的な印刷の光沢レベルが、悪影響を受けるかも知れない。加えて、十分に硬化する前にインクが流体化した場合、インクの癒着が生じる可能性がある。ゆえに、印刷アーチファクトを得ることなくインクが完全に硬化するようにＵＶ硬化性相変化インクの層を硬化させることは、困難である。
【０００５】
したがって、上述の問題を緩和する、ＵＶ硬化性相変化インクを用いて画像を塗布する必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０１７４６４８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、このような方法を提供することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、このような方法を実行するのに適したインクジェットプリンタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、受容媒体上に画像を塗布する方法において達成され、方法は、
ａ）高温のインクジェットプリントヘッドから受容媒体上へ紫外線硬化性相変化インクの液滴を噴射するステップであって、高温は相転移温度Ｔ１より高い温度であり、相転移温度Ｔ１は、それ以下になるとインクが固定化状態になる温度である、ステップと、
ｂ）堆積したインクの液滴をＴ１より低い温度まで冷却するステップであって、インクの液滴はこれにより液体状態から固定化状態に変化する、ステップと、
ｃ）第一紫外線ビームをインクの液滴に照射することによって堆積したインクの液滴を前硬化させるステップであって、第一ビームは第一強度を有する、ステップと、
ｄ）第二紫外線ビームをインクの液滴に照射することによって堆積したインクを後硬化させるステップであって、第二ビームは第二強度を有する、ステップと、
を備え、
前硬化は後硬化の前に行われ、
第一ビームの強度は、少なくとも前硬化ステップにおいて、インクの温度がＴ１を超過しないように制御される。
【００１０】
本発明による方法では、ステップａ）において、紫外線（ＵＶ）硬化性相変化インクの液滴が受容媒体に塗布される。たとえば、液滴は、インクジェット装置を用いてインクの液滴を噴射することによって、受容媒体上に塗布されてもよい。インクジェット装置は、プリントヘッドを備えてもよい。プリントヘッドはオリフィスを備えてもよく、これを通じてＵＶ硬化性相変化インクの液滴が塗布される。プリントヘッドは、大量のインクを備える圧力チャンバをさらに備えてもよい。プリントヘッドは、圧力チャンバ内の流体中に圧力を発生させるための作動手段を、さらに備えてもよい。圧力チャンバ内で発生した圧力により、インクの液滴が噴射されてもよい。インクジェットは、インクリザーバをさらに備えてもよい。
【００１１】
本発明による方法で使用されるインクは、相変化インクである。相変化インクは、高温では液体であってより低温では固定化状態のインクである。たとえば、相変化インクは、相変化温度Ｔ１より高い温度では液相であってもよい。Ｔ１は、たとえば４０℃、６０℃、７５℃、または９５℃であってもよい。Ｔ１より低い温度など、より低い温度では、相変化インクは液相とは異なる相、すなわち固定化状態となることができる。流体状態とも称される液相において、インク組成物は流動することができる。たとえば、流体状態のインクは、インクジェットプリントヘッドを用いて噴射されてもよい。加えて、液体状態のインクの液滴が記録媒体上に塗布されるとき、インクは記録媒体の表面上を流動してもよい。このようにして、インクの液滴は拡散することができる。
【００１２】
本発明による方法では、ステップｂ）において、堆積したインクの液滴はＴ１より低い温度まで冷却させられ、インクの液滴はこれにより、液体状態から固定化状態に変化する。相転移温度Ｔ１未満では、インクは固定化状態にあってもよい。固定化状態は、インクが流動できない状態である。固定化状態において、液滴の位置および形状は実質的に固定されていてもよい。その結果、液滴は表面上に拡散することができない。固定化状態の例は、固相および半固相である。半固相の例は、ゲル化相である。インクリザーバ内および圧力チャンバ内において、インクは流体状態であってもよく、したがって少なくともＴ１の温度である。インクを少なくともＴ１の温度にするため、および所望の温度を維持するために、インクジェット装置には、インクを加熱するための加熱手段が設けられてもよい。たとえば、インクリザーバには、相変化インクを加熱するための加熱手段が設けられてもよい。代わりにまたはこれに加えて、圧力チャンバには、圧力チャンバおよび圧力チャンバ内のインクを加熱するための加熱手段が設けられてもよい。
【００１３】
本発明によるインクは、ＵＶ硬化インクである。ＵＶ硬化インクは、当該技術分野において周知である。ＵＶ硬化インクは、少なくとも１つのＵＶ硬化成分を備えるインクである。ＵＶ硬化成分は、紫外線によるインクの照射時に硬化可能である。インクの硬化はまた、インクの固化としても知られている。ＵＶ硬化成分は、たとえばＵＶ硬化性モノマーおよび／またはオリゴマーであってもよい。ＵＶ硬化性モノマーの非限定例は、アクリレートモノマー、メタクリレートモノマー、およびエポキシモノマーである。モノマーは単官能モノマー（すなわち、１つの放射線硬化部分を備えるモノマー）であってもよく、あるいはモノマーは多官能モノマー（すなわち、２つ以上の放射線硬化部分を備えるモノマー）であってもよい。
【００１４】
ＵＶ硬化インク組成物は付加的に、インク組成物の硬化時に硬化を開始する（たとえば重合反応を開始する）ための、少なくとも１つの光開始剤を備えてもよい。ＵＶ硬化インク組成物は付加的に、インクの硬化成分の重合を防止するための少なくとも１つの抑制剤を備えてもよく、これによりインクの貯蔵寿命を延長する。
【００１５】
ＵＶ硬化インク組成物は、着色剤をさらに備えてもよい。着色剤は、顔料、顔料の混合物、染料、染料の混合物、染料と顔料との混合物、または２つ以上の染料と２つ以上の顔料との混合物であってもよい。染料よりも優れた色の定着性のため、顔料の方が好ましい。
【００１６】
ＵＶ硬化性相変化インク組成物は、インク組成物に相変化特性を提供する少なくとも１つの成分を備えてもよい。たとえば、インク組成物は、Ｔ１よりも低い温度で凝固する成分を備えてもよい。たとえば、インクは溶融性ワックスを備えてもよい。溶融性ワックスは、Ｔ１より高い温度では液体であってもよく、Ｔ１で凝固してもよい。溶融性ワックスは放射線硬化ワックスなどの反応性ワックスであってもよく、あるいは非反応性ワックスであってもよい。放射線硬化ワックスは、放射線への曝露時に重合反応を受けることが可能な官能化学基を備えるワックスであってもよい。放射線硬化ワックスはたとえば、アクリレート系官能基またはメタクリレート系官能基を備えてもよい。
【００１７】
凝固する可能性のある成分を組み込んだ結果、凝固性インク、すなわちホットメルトインクが形成される。ホットメルトインクは、相変化インクの一例である。インクの液滴が凝固すると、インクの液滴は固定化状態になり、このため液滴はもはや流動せず、したがって液滴の拡散および液滴間のスミアリングが防止される。
【００１８】
加えて、または代わりに、インク組成物はゲル化剤を備えてもよい。ゲル化剤を備えるインクは、ゲル化剤のゲル化温度より上では液相であってもよく、ゲル化剤のゲル化温度より下ではゲル化状態であってもよい。ゲル化剤のゲル化温度は、Ｔ１であってもよい。ゲル化相は、固体ゲル化物質と流体との間の動的平衡としてゲルが存在する相である。ゲル相は、非共有相互作用によって結合状態で保持された分子成分の動的ネットワーク状アセンブリである。ゲル化相の形成時に、インク組成物の粘度が上昇してもよい。粘度が高い方がより高い粘度は液滴の流動を防止し、これにより液滴を固定化することができる。このため、インクの液滴のゲル化もまた、液滴の拡散および液滴間のスミアリングを防止することができる。
【００１９】
このためゲル化および凝固はいずれも、インクを固定化して液滴の拡散および液滴間のスミアリングを防止するのに適した相変化であり、いずれの相変化も、放射線硬化インクなどのインクに適切に適用されてよい。一般的に、インクの冷却時のインク液滴の流動性を弱めるいずれの相変化も、適切に適用されてよい。
【００２０】
放射線硬化インクの相変化特性は、硬化される前に受容媒体上に塗布された液滴の安定化を可能にする。たとえば、受容媒体上に画像を塗布するために相変化放射線硬化インクが使用されるとき、液滴が受容媒体上に着地した直後に硬化する必要はない。液滴スミアリングを生じることなく、受容媒体上への液滴の塗布と硬化との間に時間間隔があってもよい。
【００２１】
放射線硬化インクは、インクを照射することによって硬化させられてもよい。インクは、たとえば紫外線など、適切な放射線で放射される。放射線は、インク組成物中の化学反応を誘発する。たとえば、放射線はインクの重合反応を開始することができ、これはインク組成物の固化を招き、これによってインク組成物を固定する。
【００２２】
本発明による方法において、インクの硬化は少なくとも２つのステップで実行される。方法では、ステップｃ）において、堆積したインクの液滴は第一紫外線ビームでインクの液滴を照射することによって前硬化させられ、第一ビームは第一強度を有する。前硬化ステップにおいて、紫外線などの放射線は、たとえばＵＶランプなどのランプのような適切な放射線源によって提供されてもよい。紫外線源は、第一紫外線ビームを生成することができる。この第一ビームは第一強度を有してもよい。ビームの強度は、放射照度、すなわち単位面積当たりの受容媒体上に局所的に受容された放射線の総量を指す。
【００２３】
方法では、ステップｄ）において、堆積されたインクは第二紫外線ビームでインクの液滴を照射することによって後硬化させられ、第二ビームは第二強度を有する。後硬化ステップにおいて、紫外線などの放射線は、たとえばＵＶランプなどのランプのような適切な放射線源によって提供されてもよい。紫外線源は、第二紫外線ビームを生成することができる。この第二ビームは第二強度を有してもよい。ビームの強度は、単位面積当たりの受容媒体上にビームによって印加されるエネルギーの量を指す。
【００２４】
前硬化および後硬化を実行することにより、受容媒体上に塗布された画像は適切に硬化させられることが可能である。放射線硬化相変化インクが硬化した後には、インクの中にネットワークが形成されており、放射線硬化インクはもはや流体ではなくなっている。硬化後、インク組成物はもはや温度Ｔ１で流体になることはできない。さらに、インク組成物を固定することにより、インク層は受容媒体にしっかりと定着し、もはや受容媒体から容易に除去されない。硬化画像は硬化後に光沢外観、マット光沢外観、または半光沢外観を有してもよい。
【００２５】
本発明による方法において、前硬化は後硬化の前に行われる。ゆえに、インクが記録媒体上に塗布された後、インクはまず前硬化させられ、その後後硬化させられる。
【００２６】
本発明による方法において、第一ビームの強度は、少なくとも前硬化ステップにおいて、インクの温度がＴ１を超過しないように制御される。第一紫外線ビームは、複数の波長の紫外線を備えてもよい。放射線の総量は、インクが第一ビームで照射されたときに、インクの加熱を生じる。インクが加熱されると、インクの温度が上昇する。たとえば放射線の第一ビームによってインクに供給される熱の量に応じて、インクの温度は、相変化温度Ｔ１よりも高い温度まで上昇する可能性がある。前硬化ステップにおいて、インクは多くても部分的にのみ硬化させられる。インク中に存在する重合性成分の間のネットワーク形成はまだ完了しておらず、未反応の重合性化合物がまだ存在している可能性がある。したがって、前硬化ステップにおいてインクの温度がＴ１より高い温度まで上昇する場合には、インク（の一部）は相変化を受けて流体状態に戻る可能性がある。このような相変化は、画像の光沢に影響を及ぼす可能性がある。したがって、第一ビームの強度は、少なくとも前硬化ステップにおいて、インクの温度がＴ１を超過しないように制御される。当業者は、ビームの強度がどのようにして適切に制御可能であるかを理解するだろう。たとえば、放射線源によって放射された放射線の量が制御されてもよい。あるいは、線源のタイプが適切に選択されてもよい。代わりにまたは付加的に、記録媒体上に堆積されたインクと放射線源との間の距離が適切に選択されてもよい。さらに、所定の要因を用いて線源によって放射された放射線の強度を低下させるために、適切なフィルタが適用されてもよい。
【００２７】
後硬化ステップにおいてインクが硬化すると、インクは完全に硬化する。インクが完全に硬化すると、すなわち基本的にすべての重合性化合物が重合してインク層が固化すると、インク層の加熱はもはや部分的相変化を生じなくなる。このため、第二強度、すなわち後硬化ステップで使用される第二ビームの強度は、第一ビームの第一強度よりも高くてもよい。
【００２８】
一実施形態において、第一ビームは第一主波長を有し、第二ビームは第二主波長を有する。第一放射線源によって放射された放射線の第一ビームは、放射線の第一スペクトルを放射してもよく、スペクトルは特定の幅を有する。第一スペクトルは最大値、すなわち他の波長よりも高い強度のビーム内に存在する波長を有することができる。この最大値は第一主波長と称される。第一主波長は、第一ビームの放射線のスペクトル内に存在する別の波長と比較してより高い強度で放射されるので、第一主波長は、別の波長と比較して、硬化プロセスに対して最も強い影響を及ぼすことができる。第一主波長は、たとえばＵＶ−Ａ域（４１０ｎｍ〜３１５ｎｍ）、ＵＶ−Ｂ域（３１５ｎｍ〜２８０ｎｍ）、またはＵＶ−Ｃ域（２８０ｎｍ〜１００ｎｍ）など、ＵＶ域内であってもよい。第二放射線源によって放射された放射線の第二ビームは放射線の第二スペクトルを応射してもよく、スペクトルは特定の幅を有する。第二スペクトルは最大値、すなわち他の波長よりも高い強度のビーム内に存在する波長を揺することができる。この最大値は第二主波長と称される。第二主波長は、第二ビームの放射線のスペクトル内に存在する別の波長と比較してより高い強度で放射されるので、第二主波長は、第二放射線源によって放射された別の波長と比較して、硬化プロセスに対して最も影響を及ぼすことができる。第二主波長は、たとえばＵＶ−Ａ域（４１０ｎｍ〜３１５ｎｍ）、ＵＶ−Ｂ域（３１５ｎｍ〜２８０ｎｍ）、またはＵＶ−Ｃ域（２８０ｎｍ〜１００ｎｍ）など、ＵＶ域内であってもよい。
【００２９】
さらに、実施形態において、第一主波長は第二主波長とは異なっている。第一ビームの放射線は、第二紫外線ビームの主波長とは異なる主波長を有してもよい。インク組成物は多数の成分を備えてもよく、その一部は、第一主波長の放射線および／または第二主波長の放射線などの紫外線を吸収することができる。紫外線がＵＶ硬化性モノマーまたはオリゴマーによってあるいはインク組成物中に存在する光開始剤によって吸収されると、これは硬化性ポリマーおよび／またはオリゴマーの重合を生じ、ゆえにインクの硬化を生じることができる。しかしながら、たとえば顔料など、インク中のその他の成分もまた、紫外線を吸収することができる。顔料によるＵＶ吸収は、インクの硬化を生じることができない。放射線の第一ビームによって放射された紫外線を吸収するインク組成物の中にたとえば顔料などの成分が存在した場合には、硬化は、受容媒体に近いインク層の部分（インク層の下部）では遅くインク層の上部では早いかも知れない。ゆえに、インク層は適切に硬化させられないかも知れない。したがって、本発明による方法において、前硬化ステップは第一紫外線ビームを用いて実行される。第一主波長は、インクの層の中に深く貫入し、インク層の内部も硬化させることができる。第一硬化ステップは、インク層の緩慢な硬化を誘発することができる。言い換えると、インク中の重合性の部分の一部が、前硬化ステップの間に重合してもよい。しかしながら、インク層は、前硬化ステップの間には完全に硬化することはできない。部分的硬化は、インクをさらに固定化することができる。前硬化ステップの後、インクは第二波長を有するＵＶ光を用いて、後硬化ステップにおいて硬化させられるが、第二波長は第一波長とは異なっている。この第二紫外線は、インク層を貫通しなくてもよく、インク層の上部を硬化させるだけでよい。しかしながら、第二硬化ステップは第一硬化ステップよりも速い硬化を誘発することができる。加えて、層の上部は空気中の酸素と接触することができる。酸素の存在は硬化プロセスを妨害する可能性があり、このため後硬化は、プリントの上層を適切に硬化させるために、少なくとも前記上層に追加放射を提供してもよい。
【００３０】
第一主波長および第二主波長は、たとえば光開始剤、（１つまたは複数の）重合性化合物、および顔料などのインク中に存在するその他の成分の吸収スペクトルに基づいて、適切に選択されてもよい。
【００３１】
前硬化および後硬化テップを適用することにより、インク層は十分に硬化し、このためインクの厚い層が２段階硬化プロセスで硬化させられることが可能である。
【００３２】
さらなる実施形態において、第一主波長は第二主波長よりも長い。より長い波長を有する放射線は、顔料など、硬化時に重合しないインク中の成分によってあまり効果的に吸収されない。ゆえに、波長が長い方がインク層の中に深く貫入し、したがってインクの層の前硬化に適切に適用されることが可能である。
【００３３】
一実施形態において、インクはゲル化物質を備える。放射線硬化性ゲル化インク組成物は、Ｔ１より高い温度では流体であってもよい。温度Ｔ１以下では、ゲル化剤はゲルを形成し、ゲルを形成することによって、ゲル化剤はインクをゲル化することができる。するとインクはいわゆるゲル化相となる。ゆえに、ゲル化剤は、インク組成物をＴ１より低い温度まで冷却する際に、インクに相変化を提供する。
【００３４】
上記で説明されたように、ゲル化相は、固体ゲル化物質と流体との間に動的平衡が存在する相と見なされてもよい。ゲル相は、非共有相互作用によって結合状態で保持された分子成分の動的ネットワーク状アセンブリである。分子成分のネットワーク状アセンブリは、ゲル化剤によって形成されることが可能である。ゲル化剤によって形成されたネットワーク状アセンブリ中に存在する流体は、放射線硬化成分を備えてもよい。加えて流体は、光開始剤、抑制剤、および／または着色剤などの、付加的なインク成分を備えてもよい。このため、液滴が流体からゲルに変換されて結果的に液滴の拡散が防止されたとき、放射線硬化成分はまだ流体相であってもよい。いかなる論理にも縛られたくはないが、放射線硬化成分を重合するために重合反応を誘発することによって実現されることが可能なインクの硬化は、放射線硬化成分が固体状態にある状況と比較して、放射線硬化成分が流体状態にある場合の方がより速く行われると信じられている。
【００３５】
ゲル化剤は、適切に選択されてもよい。ゲル化剤は、（超）分子ネットワークを形成することが可能な成分であってもよい。
【００３６】
多数のゲル化剤の非限定例は：ラウロン、ステアロン、ジ−ｎ−ドデシルケトン、ピリストン、１５−ノナコサノン、ベヘノン、パルミトン、ジ−ｎ−ヘキサデシルケトンなどのケトン；オリゴエステル化合物であって、オリゴエステル化合物は、ペンタエリトリトールまたはグリセロールなどのポリヒドロキシ成分と、ステアリン酸−、パルミチン酸、アラキン酸、リノール酸、またはミリスチン酸エステルなどのアルキル鎖を備えるカルボン酸との反応生成物である、オリゴエステル化合物；Ｃ２０−Ｃ２５長鎖末端アルコールなど、たとえばＣ１５−Ｃ３０長鎖末端アルコールなどのＣ１０−Ｃ４０長鎖末端アルコールなど、長鎖末端アルコール、である。市販の長鎖末端アルコールの例は、Ｂａｋｅｒ  Ｈｕｇｈｅｓ  Ｉｎｃ．より入手可能なＵｎｉｌｉｎ（Ｒ）ワックスである。ゲル化剤のさらなる非限定例は、Ｂａｋｅｒ  Ｈｕｇｈｅｓ  Ｉｎｃ．より市販されているＵｎｉｃｉｄ（Ｒ）ワックスなどの長鎖末端カルボン酸ワックス；カナダ、ケベック州Ｂａｉｅ  Ｄ’のＵｒｆｅ  Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｄｙｅ  Ｓｏｕｒｃｅ  Ｉｎｃ．より市販されているＡＤＳ０４３またはＡＤＳ０３９などのウレタンワックス；キャンデリラワックス、セリラワックス、モンタンワックスなど、天然由来のワックス；Ｋｏｓｔｅｒ  Ｋｅｕｎｅｎより市販されているＫｅｓｔｅｒ  Ｗａｘ  Ｋ−ＡＥ−８０などのアルキルエステルワックス；たとえばオクタデカンアミドワックス、ステアリン酸ステアリル、エルカミドなど、一次アミドワックスまたは二次アミドワックスのようなアミドワックス；または反応性ワックスである。反応性ワックスの非限定例は、アクリル酸アルキルワックスなどのアクリレートワックス、ビニルエーテルワックス、およびオレイルアラキダートなどのアルケンワックスである。市販の反応性ワックスの例は、Ｃｌａｒｉａｎｔ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｌｔｄ．より入手可能な、反応性Ｌｉｃｏｍｏｎｔ（Ｒ）ワックスおよび反応性Ｃｅｒｉｄｕｓｔ（Ｒ）ワックスである。
【００３７】
一実施形態において、インクは結晶成分を備え、Ｔ１は結晶成分の溶融温度である。
【００３８】
インクが吐出されるとき、インクは流体状態にあり、したがってインクの温度はＴ１より高い温度である。このような温度において、Ｔ１の溶融温度を有する結晶成分は流体状態にある。インクが記録媒体上に吐出されるとき、インクの液滴はＴ１より低い温度まで冷却される。冷却されると、結晶成分は固化および結晶化する。結晶化の速度はインクの冷却速度による影響を受けるが、これはたとえば媒体の温度を制御することによって制御されることが可能である。インク組成物中に存在する結晶成分が結晶化するとき、結晶が形成される。結晶は、受容媒体上に塗布される画像の光沢に影響を及ぼす。
【００３９】
前硬化ステップの間、インクの層は多くても部分的にのみ硬化されてもよい。受容媒体に近いインク層の部分およびインク層の上部（すなわち受容媒体から遠いインク層の部分）はいずれも、多くても部分的に硬化されるのみである。インク層が最大限部分的に硬化されたとき、インクの硬化成分の間のネットワーク形成はまだ完了していない。前硬化ステップの間、インクは、放射線の第一ビームを用いてインクを照射することによって、部分的に硬化させられる。このビームは第一強度を有し、ゆえに第一ビームの照射により、インクが加熱される。前硬化ステップにおいて、第一ビームの強度は、インクの温度がＴ１を超過しないように制御される。その結果、溶融温度Ｔ１を有する結晶成分は溶融せず、結晶形態のままである。いかなる論理にも縛られたくはないが、まだ完全に硬化していないインク層の中の結晶物質の溶融は、プリントの光沢特性を不可逆的に変化させることができると信じられている。ゆえに、インクの温度がＴ１を超過しないように第一ビームの強度を制御することによって、プリントの光沢特性が保持されることが可能である。
【００４０】
後硬化ステップにおいて、インク層はさらに硬化させられてもよい。ゆえにインクは、硬化したインク成分のネットワークを備える堅牢な層が形成される程度まで、硬化させられてもよい。後硬化は、放射線の第二ビームを用いてインクを照射することによって実行されてもよく、第二ビームは第二強度を有する。いかなる論理にも縛られたくはないが、堅牢な層が形成されてしまうと、インク層の中のインク成分の流動性は非常に低くなると信じられている。硬化された層の温度がＴ１を超過すると、これはプリントの光沢に対して全くまたはほとんど影響を及ぼすことができない。
【００４１】
選択的に、結晶成分はゲル化物質であってもよい。ゲル化物質が結晶成分であるとき、ゲル化物質は、に対する相変化特性、およびプリントの光沢に対する影響の、両方を提供することができる。あるいは、結晶成分は、たとえば結合剤など、インク組成物の別の成分であってもよい。
【００４２】
結晶性ゲル化剤の非限定例は、ラウロン、ステアロン、ジ−ｎ−ドデシルケトン、ピリストン、１５−ノナコサノン、パルミトン、ジ−ｎ−ヘキサデシルケトンなどのケトン；Ｃ２０−Ｃ２５長鎖末端アルコールなど、たとえばＣ１５−Ｃ３０長鎖末端アルコールなどのＣ１０−Ｃ４０長鎖末端アルコールなど、長鎖末端アルコール；またはＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈより入手可能な市販のＶｅｃｔｏｍｅｒ（Ｒ）モノマーなどの、ウレタンワックスまたはビニルエーテルワックスである。
【００４３】
選択的に、２つ以上の結晶性ゲル化剤がインク組成物中で使用されてもよい。選択的に、シアン、マジェンタ、イエロー、およびブラックインクを備えるインクセットなど、複数のインク組成物を備えるインクセットにおいて、インクセット内のそれぞれのインク組成物の各々に含まれる結晶性ゲル化剤のタイプおよび量は、異なってもよい。
【００４４】
一実施形態で、ステップａ）において、プリントヘッドは主走査方向に往復移動するが、主走査方向は用紙搬送の方向に対して略直角である。
【００４５】
インクジェットの走査において、液滴を吐出するプリントヘッドおよび受容媒体は、互いに対して主走査方向に移動してもよい。これは、インクの液滴を受容媒体に塗布するときに、キャリッジに実装されたプリントヘッドを受容媒体の上で主走査方向に移動させることによって、行われてもよい。
【００４６】
現在のスワスにおいて、プリントヘッドを担持するキャリジおよび受容媒体は互いに対して移動し、液滴のパターンが受容媒体上に印刷され、これにより画像（の一部）を形成することができる。現在のスワスが完了した後、キャリッジおよび受容媒体は互いに対して、副走査方向としても知られる用紙搬送方向に移動させられてもよい。スワス間での互いに対するキャリッジおよび受容媒体の相対移動は、ペーパーステップとして知られている。受容媒体は、受容媒体のまだ画像が提供されていない部分が、キャリッジが主走査方向に移動するときに受容媒体のその部分にプリントヘッドがインクの液滴を噴射するように位置決めされるよう、移動させられる。好ましくは、副走査方向への移動は、ペーパーステップが印刷画像内に見えないようになっている。
【００４７】
ペーパーステップが実行された後、キャリッジおよび受容媒体は互いに対して、次のスワスにおいて主走査方向に再び移動させられる。
【００４８】
さらなる実施形態において、ステップｃ）では第一紫外線源によって第一紫外線ビームが提供され、ステップｄ）では第二紫外線源によって第二紫外線ビームが提供され、第一紫外線源および第二紫外線源はいずれも同期して主走査方向に移動させられる。
【００４９】
（１つまたは複数の）プリントヘッドおよび紫外線源は、主走査方向に往復移動させられてもよい。（１つまたは複数の）プリントヘッドは、紫外線源に対して用紙搬送方向に一定距離を置いて位置決めされる。本発明の文脈において、プリントヘッドおよび紫外線源の同期運動とは、プリントヘッドおよび紫外線源が主走査方向への移動を同時に開始および停止することを、意味する。プリントヘッドおよび紫外線源の主走査方向への移動速度は、好ましくは同じである。好ましくは、プリントヘッドによって印刷されるスワスの幅は、第一紫外線源によって照射される画像の幅に対応する。
【００５０】
プリントヘッドおよび紫外線源は、同期的に同じ方向へ移動してもよい。あるいは、プリントヘッドおよび紫外線源は、同期的に反対方向へ移動してもよい。プリントヘッドおよび紫外線源を同期して移動させることによって、受容媒体上へのインクの吐出とインクの硬化との間の時間が一定となる。その結果、インクが冷却される程度は一定となる。ゆえに、インク液滴の特性は一定であり、硬化後のインクの外観も一定である。
【００５１】
インクが溶融温度Ｔ１を有する結晶成分を備える場合、結晶成分が結晶を形成する程度は一定である。これは、硬化後の印刷画像全体にわたる不均一な光沢を防止することができる。
【００５２】
本発明の態様において、受容媒体上に画像を塗布するためのインクジェットプリンタが提供され、インクジェットプリンタは、
紫外線硬化性相変化インクの液滴を噴射するように構成されたインクジェットプリントヘッドと、
動作中に第一紫外線ビームを提供するように適応された、第一紫外線源と、
動作中に第二紫外線ビームを提供するように適応された、第二紫外線源と、
インクジェットプリントヘッドならびに第一および第二紫外線源に対して記録媒体を用紙搬送方向に移動させるための搬送手段と、
を備え、
第二紫外線源は、インクジェットプリントヘッドおよび第一紫外線源に対して下流に位置決めされている。
【００５３】
本発明によるインクジェット装置はこのように、本発明による方法を実行するように構成されている。
【００５４】
第一紫外線源は、水銀ランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプ、タングステン電球、発光ダイオード（ＬＥＤ）、およびレーザーなどのランプであってもよい。第一紫外線源は、第一強度を有する第一ビームを放射する。ビームの強度は、第一紫外線源に供給されるエネルギーの量を制御することによって、適切な放射線源を選択することによって、第一ビームの強度を所定の強度まで低下させるフィルタを有する第一放射線源を提供することによって、制御されてもよい。加えて、受容媒体上に塗布されたインクを照射するビームの強度は、受容媒体と放射線源との間の距離を制御することによって、適切に制御されてもよい。一実施形態において、第一線源は、第一主波長を有する第一スペクトルを放射することができる。
【００５５】
第二放射線源は、水銀ランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプ、タングステン電球、発光ダイオード（ＬＥＤ）、およびレーザーなどのランプであってもよい。第二紫外線源は、第二強度を有する第二ビームを放射する。ビームの強度は、第一紫外線源に関して説明されたように制御されてもよい。一実施形態において、第二線源は、第二主波長を有する第二スペクトルを放射することができる。
【００５６】
放射線の第一ビームおよび放射線の第二ビームは、２つの異なるランプによって提供されてもよい。あるいは、放射線源はランプおよびフィルタのアセンブリであってもよく、ランプは第一および第二主波長を放射し、ランプには２つの異なるフィルタが提供される；１つのフィルタは第一強度の放射線を透過させ、第二フィルタは第二強度の放射線を透過させる。一実施形態において、１つのフィルタは第一主波長を有する紫外線の第一スペクトルを透過させ、第二フィルタは第二主波長を有する第二スペクトルを透過させることができる。
【００５７】
好ましくは、第一主波長および第二主波長はいずれもＵＶ−Ａ域の範囲内にあり、これは３２０ｎｍから４１０ｎｍの範囲の波長を有する放射線を備える。
【００５８】
好ましくは、第一主波長は、４１０ｎｍ〜２５０ｎｍ、好ましくは４０８ｎｍ〜３２０ｎｍ、たとえば４０５ｎｍ〜３６０ｎｍなど、たとえば４００ｎｍ〜３８０ｎｍである。好ましくは、第二主波長は、４０５ｎｍ〜２１０ｎｍ、好ましくは４０３ｎｍ〜３００ｎｍ、たとえば４００ｎｍ〜３５０ｎｍなど、たとえば３９５ｎｍ〜３７５ｎｍである。
【００５９】
第一強度は、０．１Ｗ／ｃｍ２〜３０Ｗ／ｃｍ２、たとえば０．３Ｗ／ｃｍ２〜２０Ｗ／ｃｍ２、０．５Ｗ／ｃｍ２〜１０Ｗ／ｃｍ２などの範囲内であってもよい。
【００６０】
第二強度は、０．５Ｗ／ｃｍ２〜４０Ｗ／ｃｍ２、たとえば１．０Ｗ／ｃｍ２〜２５Ｗ／ｃｍ２、５Ｗ／ｃｍ２〜１５Ｗ／ｃｍ２などの範囲内であってもよい。
【００６１】
第二強度は、第一強度の１．２〜１０倍の高さであってもよい。好ましくは、第二強度は第一強度の１．５〜７倍の高さであってもよい。たとえば、第二強度は、第一強度の３〜４倍など、２〜５倍の高さであってもよい。
【００６２】
一実施形態において、インクジェットプリンタは、受容媒体の温度を調整するための、温度調整手段を備えてもよい。
【００６３】
本発明による方法のステップｂ）において、受容媒体上に堆積されたインクは冷却される。冷却速度は、インクの噴射温度、受容媒体上に塗布されるインクの量、周囲の温度、および／または受容媒体の温度など、複数のパラメータに依存してもよい。インクが前硬化される瞬間のインクの温度は、たとえばステップｂ）のインクの冷却速度に依存してもよい。受容媒体上に塗布されるインクの温度は、その上にインクの液滴が塗布される受容媒体の温度を制御することによって、適切に制御されてもよい。受容媒体の温度は、適切な温度調整手段によって制御されてもよい。温度調整手段は、受容媒体を冷却するように、および／または受容媒体を加熱するように、構成されてもよい。いずれの適切なタイプの温度調整手段が使用されてもよい。たとえば、電気加熱または冷却が使用されてもよい。選択的に、水などの冷却流体が使用されてもよい。
【００６４】
本発明のこれらおよびその他の特徴および利点は、非限定的な実施形態を示す添付図面を参照して、以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１Ａ】インクジェット印刷システムの概略図である。
【図１Ｂ】インクジェットプリントヘッドの概略図である。
【図２】本発明による方法の第一の実施例を概略的に示す図である。
【図３】本発明による方法の第二の実施例を概略的に示す図である。
【図４】本発明による方法の第三の実施例を概略的に示す図である。
【図５Ａ】本発明による方法の第四の実施例を概略的に示す図である。
【図５Ｂ】本発明による方法の第四の実施例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６６】
図中、同じ参照番号は同じ要素を指す。
【００６７】
図１Ａは、インクジェット印刷アセンブリ３を示す。インクジェット印刷アセンブリ３は、画像受容媒体２を支持するための支持手段を備える。支持手段は図１Ａにおいて平面１として示されているが、しかし代わりに支持手段は、たとえば軸の周りで回転可能な回転ドラムなど、プラテンであってもよい。支持手段には、支持手段に対して固定位置に画像受容媒体を保持するための吸引孔が、選択的に設けられてもよい。インクジェット印刷アセンブリ３は、走査プリントキャリッジ５に実装された、プリントヘッド４ａ〜４ｄを備える。走査プリントキャリッジ５は、主走査方向Ｘに往復移動するように、適切な案内手段６によって案内される。各プリントヘッド４ａ〜４ｄはオリフィス表面９を備え、このオリフィス表面９には、図１Ｂに示されるように、少なくとも１つのオリフィス８が設けられている。プリントヘッド４ａ〜４ｄは、画像受容媒体２上にマーキング材料の液滴を吐出するように構成されている。
【００６８】
画像受容媒体２は、ウェブまたはシート状の媒体であってもよく、たとえば紙、ボール紙、ラベル素材、コート紙、プラスチック、または布から成ってもよい。あるいは、画像受容媒体２はまた、無端であってもなくてもよい、中間部材であってもよい。循環的に移動できる無端部材の例は、ベルトまたはドラムである。画像受容媒体２は、流体マーキング材料が提供された４つのプリントヘッド４ａ〜４ｄに沿って、平面１の上を副走査方向Ｙに移動させられる。
【００６９】
図１Ａに示されるような画像受容媒体２は、温度制御領域２ａ内で局所的に加熱または冷却される。温度制御領域２ａ内で、受容媒体２の温度を制御するために、加熱および／または冷却手段などの温度制御手段（図示せず）が提供されてもよい。選択的に、温度制御手段は、画像受容媒体２を支持するための支持手段に組み込まれてもよい。温度制御手段は、電気的温度制御手段であってもよい。温度制御手段は、画像受容媒体２の温度を制御するために、冷却液および／または加熱液を使用してもよい。温度制御手段は、画像受容媒体２の温度を監視するためのセンサ（図示せず）をさらに備えてもよい。
【００７０】
走査プリントキャリッジ５は、４つのプリントヘッド４ａ〜４ｄを担持し、たとえば主走査方向Ｘへの画像受容媒体２の操作を可能にするために、プラテン１と平行な主走査方向Ｘに往復移動させられてもよい。本発明を実証するために、４つのプリントヘッド４ａ〜４ｄのみが示されている。実際には、任意の数のプリントヘッドが採用されてよい。いずれの場合も、マーキング材料の色ごとに少なくとも１つのプリントヘッド４ａ〜４ｄが、走査プリントキャリッジ５上に配置される。たとえば白黒プリンタでは、通常は黒色マーキング材料を包含する少なくとも１つのプリントヘッド４ａ〜４ｄが存在する。あるいは白黒プリンタは、黒い画像受容媒体２上に塗布される、白色マーキング材料を備えてもよい。多くの色を包含するカラープリンタでは、通常はブラック、シアン、マジェンタ、およびイエローの各色に、少なくとも１つのプリントヘッド４ａ〜４ｄが存在する。しばしばカラープリンタにおいて、異なる色のマーキング材料と比較して、黒色マーキング材料の方がより頻繁に使用される。したがって、その他いずれかの色のマーキング材料を包含するプリントヘッド４ａ〜４ｄと比較して、黒色マーキング材料を包含するプリントヘッド４ａ〜４ｄの方が多く、走査プリントキャリッジ５上に設けられてもよい。あるいは、黒色マーキング材料を包含するプリントヘッド４ａ〜４ｄは、異なる色のマーキング材料を包含するプリントヘッド４ａ〜４ｄのどれよりも大きくてもよい。
【００７１】
キャリッジ５は、案内手段６によって案内される。これらの案内手段６は、図１Ａに示されるように、ロッドであってもよい。図１Ａには１つのロッド６しか示されていないものの、プリントヘッド４を担持するキャリッジ５を案内するために、複数のロッドが使用されてもよい。ロッドは、適切な駆動手段（図示せず）によって駆動されてもよい。あるいは、キャリッジ５は、キャリッジ５を移動させることが可能なアームなど、別の案内手段によって案内されてもよい。その他の代替案は、画像受容材料２を主走査方向Ｘに移動させることである。
【００７２】
各プリントヘッド４ａ〜４ｄは、プリントヘッド４ａ〜４ｄに設けられた流体マーキング材料を包含する圧力チャンバと流体連通している、少なくとも１つのオリフィス８を有するオリフィス表面９を備える。オリフィス表面９上には、図１Ｂに示されるように、多数のオリフィス８が、副走査方向Ｙと平行な単一線形直線配列で配置されている。あるいは、主走査方向Ｘにノズルが配置されてもよい。プリントヘッド４ａ〜４ｄごとに８つのオリフィス８が図１Ｂに示されているが、しかし実際の実施形態において明らかなように、プリントヘッド４ａ〜４ｄごとに数百個のオリフィス８が、選択的に複数配列で配置されて、設けられてもよい。
【００７３】
図１Ａに示されるように、それぞれのプリントヘッド４ａ〜４ｄは、互いに対して平行に配置されている。プリントヘッド４ａ〜４ｄは、それぞれのプリントヘッド４ａ〜４ｄの対応するオリフィス８が主走査方向Ｘに一直線に位置決めされるように、配置されてもよい。これは、主走査方向Ｘの画像ドットの列が最大４つのオリフィス８を選択的に活性化することによって形成されることを意味し、その各々は異なるプリントヘッド４ａ〜４ｄの一部である。オリフィス８の対応する直線配置を伴うプリントヘッド４ａ〜４ｄのこの並列配置は、生産性を向上するため、および／またはプリント品質を改善するために、有利である。あるいは、それぞれのプリントヘッド４ａ〜４ｄのオリフィス８が一直線ではなくジグザグ構成で位置決めされるように、複数のプリントヘッド４ａ〜４ｄが互いに隣接してプリントキャリッジ上に配置されてもよい。たとえばこれは、プリント解像度を増加させるため、または有効プリント領域を拡大するために行われてもよく、これは主走査方向Ｘへの一回の走査で対応される。画像ドットは、オリフィス８からマーキング材料の液滴を吐出することによって形成される。
【００７４】
インクジェット印刷アセンブリ３は、硬化手段１１ａ、１１ｂをさらに備えてもよい。図１Ａに示されるように、走査プリントキャリッジ１２は、２つの硬化手段１１ａ、１１ｂを担持しており、主走査方向Ｘへの画像受容媒体２の走査を可能にするなどのため、プラテン１と平行な主走査方向Ｘに往復移動させられてもよい。あるいは、３つ以上の硬化手段が適用されてもよい。ページ幅硬化手段を適用することもまた可能であるページ幅硬化手段が提供される場合には、主走査方向Ｘに硬化手段を往復移動させる必要がなくなる。第一硬化手段１１ａは第一紫外線ビームを放射してもよく、第一ビームは第一強度を有する。第一硬化手段１１ａは、前硬化ステップのための放射線を提供するように構成されている。第二硬化手段１１ｂは放射線の第二ビームを放射してもよく、放射線の第二ビームは第二強度を有する。第二硬化手段１１ｂは、後硬化ステップのための放射線を提供するように構成されている。
【００７５】
キャリッジ１２は案内手段７によって案内される。これらの案内手段７は、図１Ａに示されるように、ロッドであってもよい。図１Ａには１つのロッド７しか示されていないものの、プリントヘッド１１を担持するキャリッジ１２を案内するために、複数のロッドが使用されてもよい。ロッド７は、適切な駆動手段（図示せず）によって駆動されてもよい。あるいは、キャリッジ１２は、キャリッジ１２を移動させることが可能なアームなど、別の案内手段によって案内されてもよい。
【００７６】
硬化手段は、化学線源、加速粒子源、またはヒーターなどのエネルギー源であってもよい。化学線源の例は、紫外線源または可視光線源である。ＵＶ硬化インク中で重合反応を誘発することによってこのようなインクを硬化させるのに特に適しているので、紫外線源が好ましい。このような放射線の適切な線源の例は、水銀ランプ、キセノンランプ、カーボンアークランプ、タングステン電球、発光ダイオード（ＬＥＤ）、およびレーザーなどのランプである。図１Ａに示される実施形態において、第一硬化手段１１ａおよび第二硬化手段１１ｂは、副走査方向Ｙに互いに平行に位置決めされる。第一硬化手段１１ａおよび第二硬化手段１１ｂは、同じタイプのエネルギー源であってもよく、あるいは異なるタイプのエネルギー源であってもよい。たとえば、第一および第二硬化手段１１ａ、１１ｂがそれぞれ両方とも化学線を放射するとき、２つそれぞれの硬化手段１１ａ、１１ｂによって放射される放射線の波長は異なってもよく、あるいは同じであってもよい。第一および第二硬化手段は、個別の装置として描写されている。しかしながらそうではなく、少なくとも２つの異なるフィルタとともに、放射線のスペクトルを放射する１つの紫外線源のみが使用されてもよい。各フィルタはスペクトルの一部を吸収し、これにより放射線の２つのビームを提供するが、その各々は互いに異なる強度を有する。
【００７７】
平面１、温度制御手段、キャリッジ５、プリントヘッド４ａ〜４ｄ、キャリッジ１２、ならびに第一および第二硬化手段１１ａ、１１ｂは、適切な制御手段１０によって制御される。
【００７８】
図２は、本発明による方法の第一の実施例を概略的に示す。受容媒体２上にインクの液滴１５を噴射するように構成されたプリントヘッド４が、提供される。図２には１つのプリントヘッド４のみが示されているが、しかし実際には複数のプリントヘッドが提供されてもよく、選択的に異なる色のインクを噴射する。液滴１５の各々は、プリントヘッドによって噴射されるとき、流体状態にある。インクを流体状態にして維持するために、プリントヘッドには加熱手段（図示せず）が提供されてもよい。インクは、ノズル（図示せず）を通じてプリントヘッド４から吐出された後に、冷却し始めてもよい。インクの冷却のため、インクは相変化を受けてもよい。その上にインクの液滴１５が塗布される受容媒体２は、用紙搬送方向である方向Ｙに移動させられる。たとえば図１に示されるものなど、走査インクジェットプロセスが使用される場合には、用紙搬送方向はしばしば主走査方向と称される。インクの液滴が塗布された後、液滴は冷却し続けてもよく、相変化が発生する可能性があり、これは結果的に固定化液滴１６の形成をもたらす。固定化液滴１６は、受容媒体とともに用紙搬送方向Ｙに搬送される。これにより、固定化液滴１６は第一紫外線源１１ａの下を移動させられる。第一紫外線源１１ａは、放射線の光線２１として概略的に示される、放射線の第一ビームを放射する。第一線源１１ａによって放射された放射線は、第一強度を有してもよい。固定化液滴は、第一放射線源１１ａによって放射された放射線の光線２１によって、前硬化させられる。放射線の強度は、液滴１６の温度がＴ１を超過しないように選択される。したがって、液滴は固定化状態のままである。液滴を前硬化することにより、固定化液滴１６は部分的に硬化し、これによってさらに固定化されることが可能である。後硬化を受けた後、液滴が後硬化するまでに特定の時間間隔があってもよい。液滴１６は固定化されるので、これは形成される画像の品質に悪影響を及ぼすことはない。
【００７９】
固定化液滴１６が前硬化した後、液滴は第二紫外線源１１ｂの下を移動させられる。この第二紫外線源１１ｂは、放射線の光線２２として概略的に示される、放射線の第二ビームを放射する。第二線源１１ｂによって放射された放射線は、第二強度を有してもよい。固定化液滴は、第二放射線源１１ｂによって放射された放射線の光線２２によって、後硬化させられる。液滴１６が後硬化すると、液滴は受容媒体上に固定され、たとえＴ１より高い温度まで加熱されても、もはや形状を変化させることはない。
【００８０】
第一放射線源１１ａおよび第二放射線源１１ｂのタイプは適切に選択されることが可能である。
【００８１】
図３は、本発明による方法の第二の実施例を概略的に示す。第二の実施例は、第一および第二放射線源１１ａ、１１ｂの相対的位置決めにおいて、それぞれ第一の実施例とは異なっている。
【００８２】
第一放射線源１１ａと受容媒体２との間の距離は、第二放射線源１１ｂと受容媒体２との間の距離よりも長い。図２に示される実施形態のように、第一放射線源１１ａは第一スペクトルを有する第一のタイプの放射線を放射するが、第一スペクトルは第一主波長を有する。第一放射線源１１ａによって放射された放射線は、第一強度を有する。第二放射線源１１ｂは第二のタイプの放射線を放射するが、第二のタイプの放射線は第二スペクトルを有し、前記第二スペクトルは第二主波長を有する。第二放射線源１１ｂによって放射された放射線は、第二強度を有する。
【００８３】
第一放射線の光線２１として概略的に示される、第一放射線源１１ａによって放射された放射線のビームは、発散している。その結果、第一線源１１ａによって放射されたビームの直径は、第一線源１１ａからの距離の増加とともに、拡大する。ゆえに、液滴１６を局所的に照射するビームの強度は、液滴と放射線源１１ａとの間の距離の増加とともに低下する。その結果、固定化された液滴１６を照射し、これにより受容媒体２上に塗布された固定化された液滴を前硬化させるビームの強度は、受容媒体２と第一放射線源１１ａとの間の距離を制御することによって、制御されることが可能である。
【００８４】
図４は、本発明による方法の第三の実施例を概略的に示す。第三の実施例は、第一および第二放射線源の性質において、第一および第二の実施例とは異なっている。第三の実施例による放射線源は、紫外線の一般線源１１およびフィルタのアセンブリである。第一フィルタ１１ｃおよび第二フィルタ１１ｄが提供されている。第一および第二フィルタ１１ｃ、１１ｄは、たとえば光学フィルタであってもよい。フィルタ１１ｃ、１１ｄの各々は、紫外線の一般線源１１によって放射された放射線の一部を吸収し、紫外線の一般線源１１によって放射された紫外線の一部を透過させる。紫外線の一般線源１１によって放射された、放射線の光線２０として概略的に示される放射線のビームの一部は、第一フィルタ１１ｃを透過し、ビームの別の部分は第二フィルタ１１ｄを透過する。第一フィルタ１１ｃを透過するビームの一部は、放射線の光線２１として概略的に示される、放射線の第一ビームを提供する。放射線の第一ビーム中の放射線は第一スペクトルを有し、第一スペクトルは第一主波長を有する。第一ビームの第一スペクトルに含まれない一般放射線源１１によって放射された放射線は、第一フィルタ１１ｃによって吸収されてもよい。
【００８５】
第一フィルタ１１ｃの隣には、第二フィルタ１１ｄが設けられている。第二フィルタ１１ｄを透過する一般放射線源１１によって放射されたビームの一部は、放射線の光線２２として概略的に示される、放射線の第二ビームを提供する。放射線の第二ビーム中の放射線は第二スペクトルを有し、第二スペクトルは第二主波長を有する。
【００８６】
このため、第一フィルタ１１ｃおよび第二フィルタ１１ｄは、一般放射線源１１によって放射された放射線の一部を各々吸収し、各ビームが主波長を有する、２つの異なる放射線のビームを生成してもよい。第一フィルタ１１ｃは、第二フィルタ１１ｄと比較して、用紙搬送方向で上流に設けられる。ゆえに、受容媒体２上に塗布されて固定化されたインクの液滴は、まず第一フィルタ１１ｃの下を通り、これにより放射線の第一ビームによって照射される。放射線の第一ビームは、固定化液滴１６の前硬化を誘発する。その後、前硬化した液滴は、第二フィルタ１１ｄの下を通り、その後放射線の第二ビームによって照射される。放射線の第二ビームは、インクの液滴１６の後硬化を誘発することができる。
【００８７】
ゆえに、本実施形態において、第一放射線源および第二放射線源は、一般放射線源１１ならびに第一および第二フィルタ１１ｃ、１１ｄを提供することによって、適切に実現される。
【００８８】
図５Ａは、本発明による方法の第四の実施例を概略的に示す。第一放射線源１１ａ、ならびに第二放射線源１１ｂも、提供される。第一放射線源１１ａによって放射された放射線の第一ビーム２１ａは発散しており、すなわちビームの直径は、放射線源１１ａからの距離の増加とともに拡大する。第二放射線源によって放射された第二ビーム２２ａもまた発散している。第一ビーム２１ａおよび第二ビーム２２ａは、受容媒体およびその上に堆積された固定化液滴１６を照射する。固定化液滴１６が用紙搬送方向に移動させられるとき、これらはまず、ポイントＡにおいて第一ビーム２１ａによって照射される。ゆえに、ポイントＡにおいて、固定化液滴１６の前硬化が開始できる。受容媒体上に塗布された液滴１６が用紙搬送方向にさらに移動させられると、これらはまずポイントＢにおいて、放射線の第二ビーム２２ａによって照射される。ゆえに、インクの液滴１６がポイントＢを通過すると、液滴の後硬化が開始できる。インクの液滴１６は、ポイントＣを通過するまで第二ビーム２２ａによって照射される。
【００８９】
明確さのため、放射線の第一および第二ビーム２１ａ、２２ａは、受容媒体から離して描写されている。しかしながら実際には、第一および第二ビーム２１ａ、２２ａは、受容媒体２およびその上に堆積された液滴１６を照射する。
【００９０】
受容媒体２の表面におけるビームの強度は均一ではない。第一放射線源１１ａによって提供された放射線の強度は、放射線源１１ａの直下において最強であり、放射線源１１ａから離れた位置に行くほど低くなる。受容媒体の様々な位置における放射線の第一ビーム２１ａの強度Ｉは、図５Ｂに概略的に示されている。強度が高いほど、より多くのエネルギーがインクに供給される。第一ビーム２１ａによって供給されたエネルギーの一部は熱の形態で適用され、これは結果的にインクの液滴１６の温度上昇を招く。図５Ｂでは、受容媒体２の様々な位置におけるインクの温度も概略的に示されている。ポイントＡにおいて、第一ビーム２１ａはまず受容媒体２に接触する。このポイントにおいて、第一ビーム２１ａの強度Ｉは基本的に０である。ゆえに、第一ビーム２１ａの放射線のため、インクの液滴１６の温度はまだ上昇しない。さらに下流の位置では、第一ビーム２１ａの放射線強度はもっと高い。これは結果的に、前硬化の速度を高める。加えて、インクの液滴１６の温度が上昇する。図５Ｂに示されるように、ポイントＢにおいて、第一放射線源１１ａによって放射された放射線の強度は、液滴の温度がＴ１に到達するようになっていない。ゆえにポイントＢにおいて、液滴１６はまだ固定化状態にあり、前硬化ステップにおいて部分的に硬化させられる。ポイントＢにおいて、第二ビーム２２ａは、受容媒体上に塗布された液滴１６を照射し始める。図５Ａに示されるような第二ビームは、発散ビームである。第二ビーム２２ａは第二放射線源１１ｂによって放射される。第二ビーム２２ａの放射線は、第二主波長および第二強度を有する。放射線の第二ビーム２２ａを用いて液滴を照射することにより、液滴は後硬化させられる。上記で説明されたように、液滴を後硬化させることにより、インクの液滴１６は完全に硬化し、インクの層は固化する。インクが固化すると、温度Ｔ１より高いインク層の加熱は、印刷画像の光沢などの外観に対してもはや影響を及ぼすことができない。ポイントＢより下流の受容媒体２上の位置において、インクは放射線の第一ビーム２１ａおよび第二ビーム２２ａの両方によって照射されてもよい。ゆえに、インクの液滴１６が放射線の第二ビーム２２ａによって照射されると、インクは後硬化させられる。後硬化が実行されるとき、インクは、プリントの外観に悪影響を及ぼすことなく、Ｔ１より高い温度まで加熱されることが可能である。
【００９１】
ポイントＢより下流のポイントにおいて、インクは放射線の第一ビーム２１ａおよび放射線の第二ビーム２２ａの両方によって照射されてもよい。インクの後硬化が開始すると、第一ビーム２１ａの影響は比較的小さくなる。図５Ｂに示されるように、受容媒体２を照射する放射線の第一ビーム２１ａの強度は一定ではなく、受容媒体上の位置に依存する。局所的に、放射線の第一ビーム２１ａの強度は、インクの温度が局所的にＴ１よりも高くなるようになっている。しかしながら、これは位置Ｂの下流、すなわち後硬化プロセスがすでに開始されている位置のみである。ゆえに、放射線の第一ビーム２１ａの局所的な高強度は、放射線の第二ビーム２２ａが放射線の第一ビーム２１ａに対して適切に配置されていれば、プリントの外観に悪影響を及ぼす必要がない。
【００９２】
図５Ａに示されるような第二放射線源１１ｂは、傾斜位置にある。放射線源を傾斜させることにより、放射線源によって放射されたビームで照射される受容媒体２の領域が制御可能となる。当業者は、第二放射線源１１ｂの位置が、受容媒体２の選択領域を照射するように適切に選択可能であることを、理解するだろう。
【００９３】
本発明の詳細な実施形態が、本明細書に開示されている。しかしながら、開示された実施形態は本発明の例示に過ぎず、これらが様々な形態で実現可能であることは、理解されるべきである。したがって、本明細書に開示される特定の構造的および機能的詳細は、限定的にではなく、むしろ請求項の基準として、ならびに事実上適切に詳述された構造で本明細書を多様に採用するために当業者に教示する際の代表的な基準として、解釈されるべきである。具体的には、個々の従属請求項で提示および記載される特徴は組み合わせて適用されてもよく、このような請求項のいずれの組み合わせもこれにより開示される。
【００９４】
さらに、本明細書で使用される用語およびフレーズは、限定することを目的とするものではなく、むしろ本発明の理解しやすい説明を提供することを目的とする。本明細書で使用される際に、用語「ａ」または「ａｎ」は、１つ以上として定義される。本明細書で使用される際に、用語「複数」は、２つ以上として定義される。本明細書で使用される際に、用語「別の」は、少なくとも第二のまたはそれ以上のものとして定義される。本明細書で使用される際に、用語「含む」および／または「有する」は、備える（すなわち、開放語）として定義される。本明細書で使用される際に、用語「結合」は、必ずしも直接的出なくてもよいが、接続として定義される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年4月27日(2016.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受容媒体上に画像を塗布する方法であって、
ａ）高温のインクジェットプリントヘッドから受容媒体上へ紫外線硬化性相変化インクの液滴を噴射するステップであって、高温は相転移温度Ｔ１より高い温度であり、相転移温度Ｔ１は、それ以下になるとインクが固定化状態になる温度である、ステップと、
ｂ）堆積したインクの液滴をＴ１より低い温度まで冷却するステップであって、インクの液滴はこれにより液体状態から固定化状態に変化する、ステップと、
ｃ）第一紫外線ビームをインクの液滴に照射することによって堆積したインクの液滴を前硬化させるステップであって、第一ビームは第一強度を有する、ステップと、
ｄ）第二紫外線ビームをインクの液滴に照射することによって堆積したインクを後硬化させるステップであって、第二ビームは第二強度を有する、ステップと、
を備え、
前硬化は後硬化の前に行われ、
第一ビームの強度は、少なくとも前硬化ステップにおいて、インクの温度がＴ１を超過しないように制御され
第二強度は第一強度より高い、方法。
【請求項２】
第一ビームが、第一主波長を有し、第二ビームは第二主波長を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
第一主波長が、第二主波長よりも長い、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
インクが、ゲル化物質を備える、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
インクが、結晶成分を備えＴ１は結晶成分の溶融温度である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ステップａ）において、プリントヘッドが、主走査方向に往復移動し、主走査方向は用紙搬送の方向に対して略直角である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ステップｃ）において、第一紫外線ビームが、第一紫外線源によって提供され、第二紫外線ビームが、第二紫外線源によって提供され、第一紫外線源および第二紫外線源はいずれも同期して主走査方向に移動させられる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
受容媒体上に画像を塗布するためのインクジェットプリンタであって、
紫外線硬化性相変化インクの液滴を噴射するように構成されたインクジェットプリントヘッドと、
動作中に第一紫外線ビームを提供するように適応された、第一紫外線源と、
動作中に第二紫外線ビームを提供するように適応された、第二紫外線源と、
インクジェットプリントヘッドならびに第一および第二紫外線源に対して記録媒体を用紙搬送方向に移動させるための搬送手段と、
を備え、
第二紫外線源は、インクジェットプリントヘッドおよび第一紫外線源に対して下流に位置決めされている、インクジェットプリンタ。
【請求項９】
インクジェットプリンタが、受容媒体の温度を調整するための温度調整手段を備える、請求項８に記載のインクジェットプリンタ。
【国際調査報告】
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