JP2012148419A - 印刷方法、印刷装置及び成形印刷物製造方法並びに成形印刷物製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像の質感低下を抑制できる印刷方法を提供する。
【解決手段】後工程で支持部材に貼設される記録媒体Ｐに対して相対移動する吐出ヘッド９により有色部形成材料を含む液体の液滴ＬＹを吐出して、複数の有色領域ＣＡ１〜ＣＡ７に各有色領域に対応する厚さで複数の有色部Ｃ１〜Ｃ７を形成する有色部形成工程を有する。有色部形成工程の前に、複数の有色領域の少なくとも一つに透光性液体の液滴ＬＷを吐出して、有色部形成工程で形成される複数の有色部の表面位置を面一に調整する表面位置調整部Ｃ２１、Ｃ２３〜Ｃ２５、Ｃ２７を形成する表面位置調整工程を含む。
【選択図】図７

Description

本発明は、印刷方法、印刷装置及び成形印刷物製造方法並びに成形印刷物製造装置に関するものである。

従来、様々な記録媒体に対して印刷可能な印刷装置として、インクジェット記録装置が知られている。インクジェット記録装置は、液滴吐出ヘッドと記録媒体とを相対移動させながら、液滴吐出ヘッドの記録媒体に対向する面に設けられた吐出口（以下、ノズル）から色材であるインク（液滴）を直接記録媒体に対して吐出して、記録媒体上に着弾させることで記録媒体上に画像を印刷する記録装置であり、工程の単純さ、印刷時における静粛性及び印字、印画品質の点で非常に優れた特徴がある。

また、近年では、上記の印刷装置を用いて、樹脂や金属等のインク吸収性を有さない種々の材料を記録媒体として画像記録を行う場合があり、このような記録媒体に対してインクを定着させるために、光硬化型インクが用いられていることがある。この種の光硬化型インクは、紫外線などの放射線の照射によりインク成分の大部分が硬化するため、溶剤系インクと比べて乾燥性にすぐれ、また、画像がにじみにくいことから、種々の基材に印字できる点で優れた方式である。

一方、上記の印刷装置を用いて印刷したフィルム等の樹脂シートに対して、真空成形等によって絞り加工を施し、所望の形状に成形した後に、射出成形機によってプラスチック樹脂と樹脂シートとが一体化された成形品を作製する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−８７２４８号公報

しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
溶媒の多くが蒸発するグラビアやオフセット印刷とは異なり、インクジェット記録装置により光硬化型インクを用いて樹脂シートに印刷処理を施した場合、硬化重合したポリマーが残存するため、印刷層に数μｍ以上の厚さが生じるが、画像に応じて一定ではない膜厚、すなわち複数の膜厚で印刷層を形成した場合には、印刷層の表面に段差が生じる。そのため、印刷層を当接面としてバッカーと称される支持部材に貼り付ける場合には、印刷層の表面における段差に倣って樹脂シートに凹凸が生じる可能性がある。
印刷層に形成された画像は樹脂シートを介して視認されるため、樹脂シートの凹凸によって画像の質感が著しく低下するという問題がある。

そこで、印刷層の上に、例えば透明のインクを塗布して段差を埋めることにより、印刷層の表面を平坦化した後にバッカーに貼り付けることが考えられるが、この場合、バッカー表面と印刷層における有色部との距離が有色部の膜厚（すなわち平坦化した透明インクの膜厚）に応じて異なることになるため、色相ずれが生じ画像品質を低下させかねない。

本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、画像の質感低下を抑制できる印刷方法、印刷装置及び成形印刷物製造方法並びに成形印刷物製造装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の印刷方法は、後工程で支持部材に貼設される記録媒体に対して相対移動する吐出ヘッドにより有色部形成材料を含む液体の液滴を吐出して、複数の有色領域に各有色領域に対応する厚さで複数の有色部を形成する有色部形成工程を有する印刷方法であって、前記有色部形成工程の前に、前記複数の有色領域の少なくとも一つに透光性液体の液滴を吐出して、前記有色部形成工程で形成される前記複数の有色部の表面位置を面一に調整する表面位置調整部を形成する表面位置調整工程を含むことを特徴とするものである。

従って、本発明の印刷方法では、記録媒体に表面位置調整部を形成した後に、有色部を形成することにより、全ての有色部の表面位置を面一に調整することができる。そのため、後工程で記録媒体を支持部材に貼設した場合、全ての有色部の表面が支持部材に当接する（有色部の表面と支持部材との距離がゼロになる）ことになる。従って、有色部における色相ずれが生じることを防止でき、画像の質感低下を抑制できる。

また、本発明では、前記複数の有色領域のうち、最も厚い有色部を形成する有色領域以外の有色領域に前記表面位置調整部を形成する手順を好適に採用できる。
これにより、本発明では、最も厚い有色部が形成される有色領域には、表面位置調整部が形成されない状態で有色の表面位置を面一とすることができる。そのため、本発明では、透光性液体の消費量を減らしてコスト低減に寄与できるとともに、記録媒体に形成される印刷層を薄くすることが可能になる。

また、本発明における前記表面位置調整工程では、前記有色領域外に位置する非有色領域に、前記透光性液体の液滴を吐出して、前記有色部の表面位置と面一となる高さで非有色部を形成する手順を好適に採用できる。
これにより、本発明では、有色部及び非有色部の双方を面一とすることができ、これら印刷層を有する記録媒体を円滑に支持部材に貼設することが可能になる。

また、本発明では、前記有色部形成材料を含む液体及び前記透光性液体が、活性光線で硬化する液体である構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、乾燥性にすぐれ、また、画像がにじみにくいことから、高い生産性で表示品質に優れた印刷物を製造することができる。

また、本発明では、前記吐出ヘッドの前記相対移動方向の両側に、前記活性光線を照射する照射部を設ける構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、相対移動方向の一方側及び他方側の双方で、記録媒体に吐出した有色部形成材料を含む液体及び透光性液体に活性光線を照射して硬化させることができ、印刷効率を向上させることができる。

また、本発明では、前記有色部及び前記表面位置調整部を前記記録媒体の厚さよりも薄く形成する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、有色部を有する記録媒体が支持部材に貼設された成形印刷物の薄型化を図ることができる。

また、本発明では、前記表面位置調整部を形成するための前記透光性液体の吐出に関する情報を、前記有色部を形成するための前記有色部形成材料を含む液体の吐出に関する情報に基づいて形成する手順を好適に採用できる。
これにより、本発明では、前記透光性液体の吐出に関する情報（吐出位置、吐出量等）を容易、且つ正確に形成することが可能になる。

上記構成における前記透光性液体における顔料の濃度としては、１％以下である構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、透光性液体に顔料が含まれている場合も含めて、非有色部が有色部に対して画像の質感に悪影響を及ぼすことを抑制できる。

上記構成における前記透光性液体における顔料の粒径としては、１００ｎｍ以下である構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、透光性液体に顔料が含まれている場合でも顔料が光の透過に与える影響が小さいことから、非有色部が有色部に対して画像の質感に悪影響を及ぼすことを抑制できる。また、透光性液体が合成樹脂材料のみの場合には、吐出した透光性液体の硬化に伴う収縮が大きいが、顔料が含まれているため、透光性液体の収縮量を小さくすることができる。

そして、本発明の印刷装置は、後工程で支持部材に貼設される記録媒体に対して相対移動する吐出ヘッドにより有色部形成材料を含む液体の液滴を吐出して、複数の有色領域に各有色領域に対応する厚さで複数の有色部を形成する印刷装置であって、前記有色部を形成する前に、前記複数の有色領域の少なくとも一つに透光性液体の液滴を吐出させて、前記複数の有色部の表面位置を面一に調整する表面位置調整部を形成する制御部を備えることを特徴とするものである。

従って、本発明の印刷装置では、記録媒体に表面位置調整部を形成した後に、有色部を形成することにより、全ての有色部の表面位置を面一に調整することができる。そのため、後工程で記録媒体を支持部材に貼設した場合、全ての有色部の表面が支持部材に当接する（有色部の表面と支持部材との距離がゼロになる）ことになる。従って、有色部における色相ずれが生じることを防止でき、画像の質感低下を抑制できる。

上記構成においては、前記制御部が、前記複数の有色領域のうち、最も厚い有色部を形成する有色領域以外の有色領域に前記表面位置調整部を形成する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、最も厚い有色部が形成される有色領域には、表面位置調整部が形成されない状態で有色の表面位置を面一とすることができる。そのため、本発明では、透光性液体の消費量を減らしてコスト低減に寄与できるとともに、記録媒体に形成される印刷層を薄くすることが可能になる。

上記構成においては、前記制御部が、前記有色領域外に位置する非有色領域に、前記透光性液体の液滴を吐出させて、前記有色部の表面位置と面一となる高さで非有色部を形成する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、有色部及び非有色部の双方を面一とすることができ、これら印刷層を有する記録媒体を円滑に支持部材に貼設することが可能になる。

また、本発明では、前記有色部形成材料を含む液体及び前記透光性液体が、活性光線で硬化する液体である構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、乾燥性にすぐれ、また、画像がにじみにくいことから、高い生産性で表示品質に優れた印刷物を製造することができる。

また、本発明では、前記吐出ヘッドの前記相対移動方向の両側に、前記活性光線を照射する照射部が設けられる構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、相対移動方向の一方側及び他方側の双方で、記録媒体に吐出した有色部形成材料を含む液体及び透光性液体に活性光線を照射して硬化させることができ、印刷効率を向上させることができる。

また、本発明では、前記有色部及び前記表面位置調整部を前記記録媒体の厚さよりも薄く形成する手順も好適に採用できる。
これにより、本発明では、有色部を有する記録媒体が支持部材に貼設された成形印刷物の薄型化を図ることができる。

また、本発明では、前記制御部が、前記表面位置調整部を形成するための前記透光性液体の吐出に関する情報を、前記有色部を形成するための前記有色部形成材料を含む液体の吐出に関する情報に基づいて形成する構成を好適に採用できる。
これにより、本発明では、前記透光性液体の吐出に関する情報（吐出位置、吐出量等）を容易、且つ正確に形成することが可能になる。

一方、本発明の成形印刷物製造方法は、記録媒体に有色部形成材料を含む液滴を吐出して有色部を形成する印刷工程と、前記有色部が形成された前記記録媒体を支持部材に貼り付けて成形する成形工程とを備える成形印刷物製造方法であって、前記印刷工程では、先に記載の印刷方法を用いることを特徴とするものである。

そして、本発明の成形印刷物製造装置は、記録媒体に有色部形成材料を含む液滴を吐出して有色部を形成する印刷装置と、前記有色部が形成された前記記録媒体を支持部材に貼り付けて成形する成形装置とを備える成形印刷物製造装置であって、前記印刷装置として、先に記載の印刷装置が用いられることを特徴とするものである。

従って、本発明の成形印刷物製造方法及び成形印刷物製造装置では、画像の質感低下が抑制された記録媒体を用いることにより、高品質の成形印刷物を製造することが可能になる。

本発明の実施の形態を示す図であって、印刷装置の概略構成図である。 キャリッジの概略構成を示す側面図である。 キャリッジの概略構成を示す底面図である。 液滴吐出ヘッドの概略構成図である。 光照射手段の説明図である。 本発明に係る印刷装置を用いて製造される印刷物の断面図である。 同印刷物の製造工程を示す図である。

以下、本発明の印刷方法、印刷装置及び成形印刷物製造方法並びに成形印刷物製造装置の実施の形
態を、図１乃至図７を参照して説明する。
なお、以下の実施の実施形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせている。

まず、本発明に係る成形印刷物を製造する際に用いられる印刷物製造装置について説明する。この印刷物製造装置は、プラスチック樹脂シート等の記録媒体に対して着色剤を含む液滴を吐出して加飾シートを作製する、図１に示す印刷装置１、作製された加飾シートを負圧吸引により、後述するバッカー（支持部材）ＢＫ（図６参照）に貼り付けて成形する成形装置（図示せず）を主体に構成されている。

図１は、本発明の印刷装置の概略構成図である。印刷装置１は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリカーボネート（ＰＣ）等のフィルムからなる記録媒体Ｐ上に光硬化型インクを吐出した上で、吐出した光硬化型インクに紫外線等の活性光線による光照射を行って該光硬化型インクを硬化させ、記録媒体Ｐ上に文字・数字や各種の絵柄などを描画するものである。

この印刷装置１は、記録媒体Ｐを載置する基台２と、基台２上の記録媒体Ｐを図１中のＸ方向に搬送する搬送装置３と、光硬化型インクを吐出する液滴吐出ヘッド（図示せず）と、該液滴吐出ヘッドを複数備えてなるキャリッジ４と、このキャリッジ４を、Ｘ方向と直交するＹ方向（相対移動方向）に移動させる送り装置５と、を具備して構成されている。なお、本実施形態では、搬送装置３及び送り装置５により、記録媒体Ｐとキャリッジ４とを、Ｘ方向及びＹ方向にそれぞれ相対移動させる移動装置が構成されている。

搬送装置３は、基台２上に設けられたワークステージ６及びステージ移動装置７を備えて構成されたものである。ワークステージ６は、ステージ移動装置７によって基台２上をＸ方向に移動可能に設けられたもので、製造工程において印刷装置１の上流側に配置された搬送装置（図示せず）から搬送される記録媒体Ｐを、例えば真空吸着機構によってＸＹ平面上に保持するものである。ステージ移動装置７は、ボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備えたもので、制御装置（制御部）８から入力される、ワークステージ６のＸ座標を示すステージ位置制御信号に基づいて、ワークステージ６をＸ方向に移動させるよう構成されたものである。

図２及び図３は、キャリッジ４の説明図であり、図２は側断面図、図３は底面図である。図に示すように、キャリッジ４は、送り装置５に移動可能に取り付けられた矩形板状のもので、底面４ａ側に複数（本実施形態では４つ）の液滴吐出ヘッド（吐出ヘッド）９を、Ｙ方向に沿って配列させた状態で保持したものである。

これら複数の液滴吐出ヘッド９（９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋ、９Ｗ）は、後述するように多数（複数）のノズルを備えたもので、制御装置８から入力される描画データや駆動制御信号に基づいて、光硬化型インクの液滴を吐出するものである。また、これら液滴吐出ヘッド９（９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋ、９Ｗ）は、Ｙ（イエロー）、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｋ（黒）に対応した有色部形成材料を含む光硬化型インク（第１液体）、および透明色または白色（Ｗ）の透光性液体材料を含む光硬化型インク（第２液体）をそれぞれ吐出するものであり、それぞれの液滴吐出ヘッド９には、図１に示すようにキャリッジ４を介してチューブ（配管）１０が連結されている。

Ｙ（イエロー）に対応する液滴吐出ヘッド９Ｙには、チューブ１０を介してＹ（イエロー）用の光硬化型インクを充填・貯蔵した第１タンク１１Ｙが接続されており、これによって液滴吐出ヘッド９Ｙには、この第１タンク１１ＹからＹ（イエロー）用の光硬化型インクが供給されるようになっている。

同様に、Ｃ（シアン）に対応する液滴吐出ヘッド９ＣにはＣ（シアン）用の光硬化型インクを充填した第２タンク１１Ｃ、Ｍ（マゼンタ）に対応する液滴吐出ヘッド９ＭにはＭ（マゼンタ）用の光硬化型インクを充填した第３タンク１１Ｍ、Ｋ（黒）に対応する液滴吐出ヘッド９ＫにはＫ（黒）用の光硬化型インクを充填した第４タンク１１Ｋ、Ｗ（透明または白、ここでは透明とする）に対応する液滴吐出ヘッド９ＷにはＷ（透明）用の光硬化型インクを充填した第５タンク１１Ｗ、がそれぞれ接続されている。このような構成によって各液滴吐出ヘッド９には、対応する光硬化型インクが供給されるようになっている。

これら液滴吐出ヘッド９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋ、９Ｗ、チューブ（配管）１０、タンク１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋ、１１Ｗには、各色（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ、Ｗ）の系それぞれに、ヒーター等の加熱手段（図示せず）が設けられている。すなわち、それぞれの色の系では、液滴吐出ヘッド９、チューブ１０、タンク１１のうちの少なくとも一つに、光硬化型インクの粘度を低下させてその流動性を高める加熱手段が設けられており、これによって光硬化型インクは、液滴吐出ヘッド９からの吐出性が良好になるように調整されている。

ここで、光硬化型インクは、例えば紫外線硬化型のインクなど、所定波長の光を受けて硬化するタイプのもので、モノマーと光重合開始剤と各色に対応する顔料とを含有し、さらに必要に応じて、界面活性剤や熱ラジカル重合禁止剤などの各種添加剤が配合されたものである。なお、このような光硬化型インクは、通常はその成分（配合）等によって吸収する光（紫外線）の波長域等が異なることから、硬化する波長の最適値、すなわち最適硬化波長も、インク毎に異なっている。

図４は、液滴吐出ヘッド９の概略構成図である。図４（ａ）は液滴吐出ヘッド９をワークステージ６側から見た平面図、図４（ｂ）は液滴吐出ヘッド９の部分斜視図、図４（ｃ）は液滴吐出ヘッド９の１ノズル分の部分断面図である。

図４（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッド９は、複数（例えば１８０個）のノズルＮをＹ方向と交差する方向、本実施形態ではＸ方向に配列しており、これら複数のノズルＮによってノズル列ＮＡを形成している。なお、図では１列分のノズルを示したが、液滴吐出ヘッド９に設けるノズル数及びノズル列数は任意に変更可能であり、例えばＸ方向に配列したノズル列ＮＡをＹ方向に複数列設けてもよい。

本実施形態では、液滴吐出ヘッド９Ｗのノズル数が液滴吐出ヘッド９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋのノズル数の総数よりも同数以上に設けられている。

また、図４（ｂ）に示すように、チューブ１０と連結される材料供給孔２０ａが設けられた振動板２０と、ノズルＮが設けられたノズルプレート２１と、振動板２０とノズルプレート２１との間に設けられたリザーバー（液溜まり）２２と、複数の隔壁２３と、複数のキャビティー（液室）２４とを備えて構成されている。ノズルプレート２１の表面（底面）は、複数のノズルＮを形成したノズル面２１ａとなっている。振動板２０上には、各ノズルＮに対応して圧電素子（駆動素子）ＰＺが配置されている。圧電素子ＰＺは、例えばピエゾ素子からなっている。

リザーバー２２には、材料供給孔２０ａを介して供給される光硬化型インクが充填されるようになっている。キャビティー２４は、振動板２０と、ノズルプレート２１と、１対の隔壁２３とによって囲まれるようにして形成されおり、各ノズルＮに対して１対１に対応して設けられている。また、各キャビティー２４には、一対の隔壁２３の間に設けられた供給口２４ａを介して、リザーバー２２から光硬化型インクが導入されるようになっている。

また、図４（ｃ）に示すように、圧電素子ＰＺは、圧電材料２５を一対の電極２６で挟持したもので、一対の電極２６に駆動信号が印加されることにより、圧電材料２５が収縮するように構成されたものである。したがって、このような圧電素子ＰＺが配置されている振動板２０は、圧電素子ＰＺと一体になって同時に外側（キャビティー２４の反対側）へ撓曲するようになっており、これによってキャビティー２４の容積が増大するようになっている。

よって、キャビティー２４内に増大した容積分に相当する光硬化型インクが、液溜まり２２から供給口２４ａを介して流入する。また、このような状態から圧電素子ＰＺへの駆動信号の印加が停止すると、圧電素子ＰＺと振動板２０とは共に元の形状に戻り、キャビティー２４も元の容積に戻る。これにより、キャビティー２４内の光硬化型インクの圧力が上昇し、ノズルＮから記録媒体Ｐに向けて光硬化型インクの液滴Ｌが吐出されるようになっている。

なお、このような構成からなる液滴吐出ヘッド９は、そのノズルプレート２１の底面、すなわちノズルＮの形成面（ノズル面）ＮＳが、図２に示すようにキャリッジ４の底面４ａより下側となるように、該底面４ａから突出して配置されている。

また、キャリッジ４には、図２及び図３に示すように、配列する複数（図では５つ）の液滴吐出ヘッド９を挟んだＹ方向の両側に光照射手段（照射部）１２が隣り合って配置されている。すなわち、光照射手段１２は、Ｙ方向に配列された液滴吐出ヘッド９の配列方向に沿って、その両側にそれぞれ配置されている。

これら光照射手段１２は、光硬化型インクを硬化させるためのもので、本実施形態では多数のＬＥＤ（発光ダイオード）からなっている。ただし、本発明では、光照射手段１２は、光硬化型インクの重合を促進する波長の光を射出可能であればＬＥＤに限定されることなく、これ以外にも例えばレーザーダイオード（ＬＤ）や、さらには水銀灯ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ等を光照射手段１２として用いることができる。例えば、光硬化型インクとして紫外線硬化型のインクを用いる場合には、紫外線を射出する各種光源を用いることができる。

本実施形態のＬＥＤからなる光照射手段１２は、照射する光が、液滴吐出ヘッド９が吐出する光硬化型インクの、最適硬化波長を含む波長帯域を有する光となっている。つまり、前述したように各光硬化型インクは、その成分（配合）等によって最適硬化波長が異なることが想定されるが、上述のような光を照射することにより、各光硬化型インクの最適硬化波長を有した光を照射するようになっている。

図５は、光照射手段１２の説明図である。光照射手段１２にあっては、例えば図５（ａ）に示すような市販のＬＥＤを光源１３ａが用いられるが、図５（ｂ）に示すように、素子胴体側面を長方形や正方形などの多角形に加工した光源１３ｂがより好適に用いられる。すなわち、この光源１３ｂは、図５（ｃ）に示すように縦横に整列させられて、矩形状の大きな一つの光照射源（光照射手段１２）としてキャリッジ４に取り付けられ、用いられる。その際、各光源１３ｂが図５（ｂ）に示したように平面視長方形または正方形などに形成されていることにより、これを縦横に整列させた際に高密度で配置されるようになっている。したがって、形成した光照射源（光照射手段１２）は、その光量が十分に多くなっている。

また、光照射手段１２は、図５（ｃ）に示したように、対応する液滴吐出ヘッド９のノズル列ＮＡの長さに対応して、これとほぼ同じ長さとなるように光源１３ｂを配列して形成されている。そして、これら光源１３ｂは、隣り合う一対の光源１３ｂ間１５が、複数のノズルＮの、隣り合う一対のノズルＮ間１６に対応するようにして、配置されている。
このような構成によって光照射手段１２は、ノズルＮから吐出された光硬化型インクに対して、光源１３ｂからの光を確実に照射できるようになっている。すなわち、光源１３ｂ間１５と対応する位置にノズルＮがある場合に、このノズルＮから吐出されたインクに対して光源１３ｂからの光が十分に照射されない、といった不都合が回避されている。

なお、図５（ｃ）では、ノズルＮと光源１３ｂとが１：１で配置されているように記載しているが、実際にはノズルＮは光源１３ｂに比べて格段に小さく、したがって複数のノズルに対して１つの光源１３ｂが対応するようになっている。その場合にも、前述したように、隣り合う一対の光源１３ｂ間１５が、隣り合う一対のノズルＮ間１６に対応するように構成される。

また、図５（ｃ）では、ノズル列ＮＡに沿う光源１３ｂの列を２列形成しているが、１列でもよく、３列以上でもよいのはもちろんである。さらに、図５（ｃ）では光照射手段１２を単一の光源群として示したが、例えば図３に示したように、複数の光源群によって一つの光照射手段１２を構成するようにしてもよい。

そして、このような光源１３ｂからなる光照射手段１２は、図５（ｂ）に示した光源１３ｂの発光面１４が、図２に示したようにキャリッジ４の底面４ａとほぼ面一になるようにキャリッジ４に取り付けられている。これにより、光照射手段１２はその発光面が、対応する液滴吐出ヘッド９のノズル面より高い位置となっている。したがって、液滴吐出ヘッド９では、光照射手段１２から照射された光がノズルＮに照射され、ノズルＮ内のインクが硬化させられてノズル詰まりを生じる、といった不都合が確実に防止されている。

また、キャリッジ４には、光照射手段１２の近傍に、冷却手段（図示せず）が設けられている。冷却手段は、冷却水を循環させる方式のものや、ペルティエ素子（ペルチェ素子）からなるものなど、公知のものが用いられる。このような冷却手段が光照射手段１２の近傍に配置されることにより、ＬＥＤからなる光源１３ｂ（１３ａ）が自身や周辺の熱によって劣化し、寿命が低下するといったことが抑制され、光照射手段１２の長寿命化が図られる。

図１に戻って、キャリッジ４を移動させる送り装置５は、例えば基台２を跨ぐ橋梁構造をしたもので、Ｙ方向及びＸＹ平面に直交するＺ方向に対して、ボールネジまたはリニアガイド等の軸受け機構を備えたものである。このような構成のもとに送り装置５は、制御装置８から入力される、キャリッジ４のＹ座標及びＺ座標を示すキャリッジ位置制御信号に基づいて、キャリッジ４をＹ方向に移動させるとともに、Ｚ方向にも移動させるようになっている。

制御装置８は、ステージ移動装置７にステージ位置制御信号を出力し、送り装置５にキャリッジ位置制御信号を出力し、さらには液滴吐出ヘッド９の駆動回路基板（図示せず）に描画データ及び駆動制御信号を出力するものである。これによって制御装置８は、記録媒体Ｐとキャリッジ４とを相対移動させるべく、ワークステージ６の移動による記録媒体Ｐの位置決め動作、及びキャリッジ４の移動による液滴吐出ヘッド９の位置決め動作の同期制御を行い、さらに液滴吐出ヘッド９に液滴吐出動作を行わせることにより、記録媒体Ｐ上の所定の位置に光硬化型インクの液滴を配するようになっている。また、この制御装置８は、液滴吐出ヘッド９に液滴吐出動作を行わせるのとは別に、光照射手段１２に光照射動作を行わせるようにもなっている。
印刷装置１は、以上のような構成となっている。

続いて、上記の印刷装置１を用いて製造される印刷物について、図６を参照して説明する。図６（ａ）に示すように、印刷物（成形印刷物）１００は、上述した記録媒体Ｐに印刷層４０が形成されてなる加飾シートＤＳが接着層４１を介してバッカーＢＫに貼り付けられて成形されたものである。バッカーＢＫは、ＡＢＳ等の樹脂材で例えば白色に形成されている。そして、印刷装置１を用いて形成した加飾シートＤＳを、図６（ｂ）に示すように、接着層４１を有するバッカーＢＫに対して貼り付けることにより印刷物１００が形成される。

本実施形態では、液滴吐出ヘッド９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９Ｋから有色材料を含む第１液体を記録媒体Ｐに吐出して、図６（ａ）に示すように、記録媒体Ｐ上の所定の有色領域ＣＡ１〜ＣＡ７に各有色領域ＣＡ１〜ＣＡ７に対応する厚さで、且つバッカーＢＫと対向する側の表面を面一にして有色部Ｃ１〜Ｃ７が形成され、有色部Ｃ１〜Ｃ７のうち、最も厚さが大きい有色部Ｃ２、Ｃ６を除く有色部Ｃ１、Ｃ３〜Ｃ５、Ｃ７と記録媒体Ｐとの間に透光性材料（透明材料）によって表面位置調整部としての土台部Ｃ２１、Ｃ２３〜Ｃ２５、Ｃ２７が形成されている。土台部Ｃ２１、Ｃ２３〜Ｃ２５、Ｃ２７は、有色部Ｃ１〜Ｃ７が形成される前に、記録媒体Ｐ上に透光性液体（第２液体）の液滴を吐出することにより、後工程で形成される有色部Ｃ１、Ｃ３〜Ｃ５、Ｃ７の表面が有色部Ｃ２、Ｃ６の表面と面一となる厚さで成膜される。

また、有色領域ＣＡ１〜ＣＡ７外に位置する非有色領域ＣＮには、土台部Ｃ２１、Ｃ２３〜Ｃ２５、Ｃ２７と同一材料によって非有色部Ｃ３０が形成されている。これら有色部Ｃ１〜Ｃ７、土台部Ｃ２１、Ｃ２３〜Ｃ２５、Ｃ２７、非有色部Ｃ３０によって、記録媒体Ｐ上の印刷層４０が構成される。

次に、加飾シートＤＳを形成する手順にについて、図７を参照して説明する。
制御装置８は、予め設定されている有色部Ｃ１〜Ｃ７の位置、膜厚のデータ（ラスターデータ）を用いて、土台部Ｃ２１、Ｃ２３〜Ｃ２５、Ｃ２７及び非有色部Ｃ３０を形成する位置及び各土台部Ｃ２１、Ｃ２３〜Ｃ２５、Ｃ２７及び非有色部Ｃ３０に吐出する第２液体の量の印刷データを作成する。

そして、制御装置８は、図７（ａ）に示すように、印刷装置１の液滴吐出ヘッド９を記録媒体Ｐに対して相対移動させつつ、作成した印刷データに基づいて、例えば、液滴吐出ヘッド９Ｗから第２液体の液滴ＬＷを有色領域ＣＡ１、ＣＡ３〜ＣＡ５、ＣＡ７及び非有色領域ＣＮに吐出させるとともに、相対移動方向の後方側に位置する光照射手段１２により有色領域ＣＡ１、ＣＡ３〜ＣＡ５、ＣＡ７及び非有色領域ＣＮの第２液体に対して光を照射して硬化させる。これにより、有色部Ｃ１、Ｃ３〜Ｃ５、Ｃ７の厚さに応じた高さの土台部Ｃ２１、Ｃ２３〜Ｃ２５、Ｃ２７及び有色部Ｃ２、Ｃ６と同じ厚さの非有色部Ｃ３０が形成される。

続いて、制御装置８は、図７（ｂ）に示すように、例えば液滴吐出ヘッド９Ｙを記録媒体Ｐに対して相対移動させつつ、有色領域ＣＡ１〜ＣＡ７に第１液体の液滴ＬＹを吐出させるとともに、相対移動方向の後方側に位置する光照射手段１２により有色領域ＣＡ１〜ＣＡ７の第１液体に対して光を照射して硬化させる。これにより、有色部Ｃ１〜Ｃ７が形成される（図７（ｂ）では有色部Ｃ１は図示せず）。

このとき、有色部Ｃ１、Ｃ３〜Ｃ５、Ｃ７は、土台部Ｃ２１、Ｃ２３〜Ｃ２５、Ｃ２７上に形成され表面が有色部Ｃ２、Ｃ６と同じ高さに調整されるため、有色部Ｃ１〜Ｃ７は、表面が面一に形成される。
これにより、有色部Ｃ１〜Ｃ７及び非有色部Ｃ３０の表面が面一で平坦化された印刷層４０を有する加飾シートＤＳが形成される。

このように形成された加飾シートＤＳは、接着層４１が形成されたバッカーＢＫに対して印刷層４０を対向させた状態で真空吸着により貼り付ける。
このとき、印刷層４０は有色部Ｃ１〜７及び非有色部Ｃ３０の表面が平坦化されており、記録媒体ＰとバッカーＢＫとの間に隙間が形成されないため、加飾シートＤＳを真空吸着した場合でも、図６（ａ）に示したように、記録媒体Ｐは凹凸が生じることなく表面を露出させることになる。

以上説明したように、本実施形態では、有色領域ＣＡ１〜ＣＡ７に対して有色部Ｃ１〜Ｃ７を形成する前に、土台部Ｃ２１、Ｃ２３〜Ｃ２５、Ｃ２７を形成して有色部Ｃ１、Ｃ３〜Ｃ５、Ｃ７の表面位置を調整しているため、有色部Ｃ１〜Ｃ７の表面を面一とすることができる。そのため、本実施形態では、印刷層４０をバッカーＢＫに貼り付けた際にも、全ての有色部Ｃ１〜Ｃ７の表面がバッカーＢＫに当接する（有色部Ｃ１〜Ｃ７の表面とバッカーＢＫとの距離がゼロになる）ことになり、有色部Ｃ１〜Ｃ７とバッカーＢＫとの距離の差に起因して色相ずれが生じることを防止でき、画像の質感低下を抑制できる。

また、本実施形態では、全ての有色領域ＣＡ１〜ＣＡ７について土台部を形成するのではなく、最も厚い有色部Ｃ２、Ｃ６を基準として、これら有色部Ｃ２、Ｃ６の表面と面一になるように、他の有色領域ＣＡ１、ＣＡ３〜ＣＡ５、ＣＡ７に土台部Ｃ２１、Ｃ２３〜Ｃ２５、Ｃ２７を形成して高さ調整するため、印刷層４０の厚さを最小とすることができ、加飾シートＤＳ及び印刷物１００の薄型化を図ることができる。

さらに、本実施形態では、非有色領域ＣＮについても有色部Ｃ１〜Ｃ７と表面が面一となる非有色部Ｃ３０を形成しているため、加飾シートＤＳをバッカーＢＫに貼り合わせた際にも記録媒体Ｐに凹凸が形成されることを回避できる。そのため、本実施形態では、記録媒体Ｐの露出面側から印刷層４０を視認する場合でも、記録媒体Ｐの凹凸に起因する画像の質感低下を抑制できる。加えて、本実施形態では、記録媒体Ｐの厚さよりも薄い厚さで印刷層４０を形成しているため、加飾シートＤＳの薄型化を実現でき、結果として印刷物１００の薄型化を図ることができる。

また、本実施形態では、有色領域ＣＡ１、ＣＡ３〜ＣＡ５、ＣＡ７に土台部Ｃ２１、Ｃ２３〜Ｃ２５、Ｃ２７を形成する際の第２液体の吐出に関する情報（吐出位置、吐出量）、及び非有色領域ＣＮに非有色部Ｃ３０を形成する際の第２液体の吐出に関する情報（吐出位置、吐出量）を有色部Ｃ１〜Ｃ７を形成する際の第１液体の吐出に関する情報に基づいて形成しているため、第２液体の吐出に関する情報を別途入力する必要がなくなり、土台部Ｃ２１、Ｃ２３〜Ｃ２５、Ｃ２７及び非有色部Ｃ３０の形成に要する作業時間を低減できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

例えば、上記実施形態では、有色領域ＣＡ１、ＣＡ３〜ＣＡ５、ＣＡ７のみに土台部Ｃ２１、Ｃ２３〜Ｃ２５、Ｃ２７を形成する構成としたが、これに限定されるものではなく、全ての有色領域ＣＡ１〜ＣＡ７に対して土台部を形成する構成としてもよい。

また、上記実施形態では、光硬化性材料で有色部Ｃ１〜Ｃ７、土台部Ｃ２１、Ｃ２３〜Ｃ２５、Ｃ２７、非有色部Ｃ３０を形成する構成としたが、これに限られず、熱硬化性材料で形成する構成であってもよい。

また、上記実施形態では、透光性液体として透明材料を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば顔料等を含有する液体材料を用いる場合であっても、顔料の濃度が１％以下である構成や顔料の粒径が１００ｎｍ以下である材料を用いることができる。
このような構成では、顔料による発色性が極めて低いため、非有色部Ｃ２が有色部Ｃ１に対して画像の質感に悪影響を及ぼすことを抑制できる。
第２液体に顔料が含まれておらず合成樹脂材料のみで土台部及び非有色部を形成した場合には、吐出した第２液体の硬化に伴う収縮が大きくなり、有色部の表面との平坦性が損なわれる可能性があるため、顔料を含有させて収縮量を低減させる構成も採ることができる。

また、上記実施形態では、ＵＶインクとして紫外線硬化型インクを用いたが、本発明はこれに限定されず、可視光線、赤外線を硬化光として使用することができる種々の活性光線硬化型インクを用いることができる。
また、光源も同様に、可視光等の活性光を射出する種々の活性光光源を用いること、つまり活性光線照射部を用いることができる。

ここで、本発明において「活性光線」とは、その照射によりインク中において開始種を発生させうるエネルギーを付与することができるものであれば、特に制限はなく、広く、α線、γ線、Ｘ線、紫外線、可視光線、電子線などを包含するものである。中でも、硬化感度及び装置の入手容易性の観点からは、紫外線及び電子線が好ましく、特に紫外線が好ましい。従って、活性光線硬化型インクとしては、本実施形態のように、紫外線を照射することにより硬化可能な紫外線硬化型インクを用いることが好ましい。

１…印刷装置、 ８…制御装置（制御部）、 ９…液滴吐出ヘッド（吐出ヘッド）、 １２…光照射手段（照射部）、 １００…印刷物（成形印刷物）、 ＢＫ…バッカー（支持部材）、 Ｃ１〜Ｃ７…有色部、 Ｃ２１、Ｃ２３〜Ｃ２５、Ｃ２７…土台部（表面位置調整部）、 Ｃ３０…非有色部、 ＣＡ１〜ＣＡ７…有色領域、 ＣＮ…非有色領域、 Ｌ…液滴、 Ｎ…ノズル

Claims (18)

1. 後工程で支持部材に貼設される記録媒体に対して相対移動する吐出ヘッドにより有色部形成材料を含む液体の液滴を吐出して、複数の有色領域に各有色領域に対応する厚さで複数の有色部を形成する有色部形成工程を有する印刷方法であって、
   前記有色部形成工程の前に、前記複数の有色領域の少なくとも一つに透光性液体の液滴を吐出して、前記有色部形成工程で形成される前記複数の有色部の表面位置を面一に調整する表面位置調整部を形成する表面位置調整工程を含むことを特徴とする印刷方法。
2. 請求項１記載の印刷方法において、
   前記複数の有色領域のうち、最も厚い有色部を形成する有色領域以外の有色領域に前記表面位置調整部を形成することを特徴とする印刷方法。
3. 請求項１または２記載の印刷方法において、
   前記表面位置調整工程では、前記有色領域外に位置する非有色領域に、前記透光性液体の液滴を吐出して、前記有色部の表面位置と面一となる高さで非有色部を形成することを特徴とする印刷方法。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の印刷方法において、
   前記有色部形成材料を含む液体及び前記透光性液体は、活性光線で硬化する液体であることを特徴とする印刷方法。
5. 請求項４記載の印刷方法において、
   前記吐出ヘッドの前記相対移動方向の両側に、前記活性光線を照射する照射部を設けることを特徴とする印刷方法。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の印刷方法において、
   前記有色部及び前記非有色部を前記記録媒体の厚さよりも薄く形成することを特徴とする印刷方法。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の印刷方法において、
   前記表面位置調整部を形成するための前記透光性液体の吐出に関する情報を、前記有色部を形成するための前記有色部形成材料を含む液体の吐出に関する情報に基づいて形成することを特徴とする印刷方法。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の印刷方法において、
   前記透光性液体における顔料の濃度は、１％以下であることを特徴とする印刷方法。
9. 請求項１から８のいずれか一項に記載の印刷方法において、
   前記透光性液体における顔料の粒径は、１００ｎｍ以下であることを特徴とする印刷方法。
10. 後工程で支持部材に貼設される記録媒体に対して相対移動する吐出ヘッドにより有色部形成材料を含む液体の液滴を吐出して、複数の有色領域に各有色領域に対応する厚さで複数の有色部を形成する印刷装置であって、
    前記有色部を形成する前に、前記複数の有色領域の少なくとも一つに透光性液体の液滴を吐出させて、前記複数の有色部の表面位置を面一に調整する表面位置調整部を形成する制御部を備えることを特徴とする印刷装置。
11. 請求項１０記載の印刷装置において、
    前記制御部は、前記複数の有色領域のうち、最も厚い有色部を形成する有色領域以外の有色領域に前記表面位置調整部を形成することを特徴とする印刷装置。
12. 請求項１０または１１記載の印刷装置において、
    前記制御部は、前記有色領域外に位置する非有色領域に、前記透光性液体の液滴を吐出させて、前記有色部の表面位置と面一となる高さで非有色部を形成することを特徴とする印刷装置。
13. 請求項１０から１２のいずれか一項に記載の印刷装置において、
    前記有色部形成材料を含む液体及び前記透光性液体は、活性光線で硬化する液体であることを特徴とする印刷装置。
14. 請求項１３記載の印刷装置において、
    前記吐出ヘッドの前記相対移動方向の両側に、前記活性光線を照射する照射部が設けられることを特徴とする印刷装置。
15. 請求項１１から１４のいずれか一項に記載の印刷装置において、
    前記制御部は、前記有色部及び前記非有色部を前記記録媒体の厚さよりも薄く形成させることを特徴とする印刷装置。
16. 請求項１１から１５のいずれか一項に記載の印刷装置において、
    前記制御部は、前記表面位置調整部を形成するための前記透光性液体の吐出に関する情報を、前記有色部を形成するための前記有色部形成材料を含む液体の吐出に関する情報に基づいて形成することを特徴とする印刷装置。
17. 記録媒体に有色部形成材料を含む液滴を吐出して有色部を形成する印刷工程と、前記有色部が形成された前記記録媒体を支持部材に貼り付けて成形する成形工程とを備える成形印刷物製造方法であって、
    前記印刷工程では、請求項１から９のいずれか一項に記載の印刷方法を用いることを特徴とする成形印刷物製造方法。
18. 記録媒体に有色部形成材料を含む液滴を吐出して有色部を形成する印刷装置と、前記有色部が形成された前記記録媒体を支持部材に貼り付けて成形する成形装置とを備える成形印刷物製造装置であって、
    前記印刷装置として、請求項１０から１６のいずれか一項に記載の印刷装置が用いられることを特徴とする成形印刷物製造装置。

Images