JP2013043364A - インクジェット装置およびインクジェット方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無機微粒子の分散状態を長期間にわたり維持可能な分散剤が含まれた塗布液を用いることなく、所望の光沢を有する印刷物を一般的な印刷用紙を使用して長期間にわたり安定して印刷する。
【解決手段】インクジェット装置は、光反射性を有する無機微粒子が分散された分散液を貯留する第１貯留部と、バインダー水溶液を貯留する第２貯留部と、分散液とバインダー水溶液とを混合して塗布液を得る混合部と、分散液とバインダー水溶液とを混合部にそれぞれ供給する供給部と、塗布液を基材に塗布する塗布部と、塗布液が塗布された基材にインクを吐出するインクジェットヘッドとを備え、混合部における塗布液の調製後、塗布液中における無機微粒子の凝集時間に応じて定まる予め設定された時間内に、塗布部が塗布液を基材に塗布する。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクを吐出して印刷するインクジェット技術に関する。

近年、水性染料インク、水性顔料インク等の水性インクを印刷媒体に吐出して印刷するインクジェット装置の普及に伴い、インクジェット装置によって印刷された印刷物についても、美観を高める観点などから光沢を有するものが求められている。油性インクを用いるオフセット印刷用のコート紙は、光沢があり安価であるものの、水性インクの定着性および乾燥性などが低いためにインクジェット装置向けの印刷媒体としては適していない。このため、光沢を有するとともに水性インクの定着性および乾燥性などが高められた各種のインクジェット専用紙が市販されている。インクジェット専用紙は、例えば、一般的な印刷用紙上に、水性インクの定着性などを高めるとともに光沢を生じるコート層が形成されることなどによって製造される。該コート層は、例えば、シリカなどの無機微粒子、ポリビニルアルコールなどの親水性バインダー、および無機微粒子の分散を維持するための分散剤などを含んだコート剤（「塗布液」とも称される）が印刷用紙上に塗布されることなどによって形成される。形成されたコート層においては、印刷用紙に付着した無機微粒子間の空隙に水性インクが吸着されることなどによって水性インクの定着性などが高められるとともに、無機微粒子の表面での正反射などによって印刷用紙の光沢度が高められる。しかし、このようなインクジェット専用紙は、一般的なオフセット印刷用のコート紙などに比べて高価になる。

そこで、例えば、特許文献１のインクジェットプリンタでは、一般的な印刷用紙の表面状態を水性インク向けに改質するコート剤を予め有するとともに、該コート剤を印刷用紙に塗布する表面処理機構を備えている。そして、該インクジェットプリンタは、印刷に先立って該コート剤を塗布することによって、一般的な印刷用紙の表面状態をインクジェット印刷に適した表面状態に改質した後に印刷を行なう。従って、該インクジェットプリンタによれば、一般的な印刷用紙を使用して光沢のある印刷物を印刷できるので、高価なインクジェット専用紙を使用する場合に比べて印刷コストの低減を図ることが可能となる。

特開平５−２６１９１２号公報

ところで、該コート剤においては、時間の経過とともにコート剤に含まれる無機微粒子が凝集する現象が生ずる。凝集した無機微粒子は、凝集する前の無機微粒子に比べて粒径が大きな微粒子と同様の特性を有するため、無機微粒子が凝集したコート剤が塗布された印刷用紙は、光沢感が損なわれる。

このため、特許文献１のインクジェットプリンタが所望の光沢感を有する印刷物を長期間にわたって安定して印刷するためには、該プリンタは、無機微粒子の分散状態を長期間にわたり維持可能な高価な分散剤を含有するコート剤を用いる必要があるといった問題がある。

本発明は、こうした問題を解決するためになされたもので、一般的な基材（光沢用として予め特殊な処理をしていない印刷用紙）などを使用するインクジェット装置によって、無機微粒子の分散状態を長期間にわたり維持可能な分散剤が含まれたコート剤（塗布液）を用いることなく、所望の光沢を有する印刷物を長期間にわたり安定して印刷可能な技術を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、第１の態様に係るインクジェット装置は、光反射性を有する無機微粒子が分散された分散液を貯留する第１貯留部と、バインダー水溶液を貯留する第２貯留部と、前記分散液と前記バインダー水溶液とを混合して塗布液を調製する混合部と、前記分散液と前記バインダー水溶液とを前記混合部にそれぞれ供給する供給部と、前記塗布液を基材に塗布する塗布部と、前記塗布液が塗布された前記基材にインクを吐出するインクジェットヘッドとを備え、前記混合部における前記塗布液の調製後、前記塗布液中における前記無機微粒子の凝集時間に応じて定まる予め設定された時間内に、前記塗布部が前記塗布液を前記基材に塗布することを特徴とする。

第２の態様に係るインクジェット装置は、第１の態様に係るインクジェット装置であって、前記第１貯留部は、分散された無機微粒子の平均粒径が相互に異なる複数の分散液をそれぞれ貯留する複数のタンクを備え、前記供給部は、前記複数の分散液のうち１以上の分散液を前記混合部に供給することを特徴とする。

第３の態様に係るインクジェット装置は、第１または第２の態様に係るインクジェット装置であって、予め設定された処理ラインに沿って前記基材を搬送する搬送機構をさらに備え、前記塗布部と前記インクジェットヘッドとが、前記処理ラインの上流側と下流側とにそれぞれ配置されているとともに、前記基材が前記処理ラインに沿って搬送されるに従って、前記基材についての、前記塗布液の塗布と前記インクの吐出とが時間順次に行われることを特徴とする。

第４の態様に係るインクジェット装置は、第１から第３の何れか１つの態様に係るインクジェット装置であって、前記塗布液の生成から前記基材への塗布までの時間を前記予め設定された時間内とすべく、前記供給部による前記分散液と前記バインダー水溶液との供給量をそれぞれ時間的に調整する調整部をさらに備えたことを特徴とする。

第５の態様に係るインクジェット装置は、第４の態様に係るインクジェット装置であって、前記調整部は、指定された条件に基づいて、前記基材への塗布による前記塗布液の消費速度を特定する消費速度特定部と、前記塗布液の消費速度に応じた供給速度で、前記分散液と前記バインダー水溶液とを前記混合部に供給する供給制御部とをさらに備えることを特徴とする。

第６の態様に係るインクジェット装置は、第５の態様に係るインクジェット装置であって、前記供給制御部が、前記塗布液の前記消費速度よりも前記供給速度が大きいときには、指定された条件に基づいて、前記混合部への前記分散液と前記バインダー水溶液との供給を一時的に中止させる一時中止制御部を備えることを特徴とする。

第７の態様に係るインクジェット方法は、光反射性を有する無機微粒子が分散された分散液とバインダー水溶液とを、インクジェット装置の内部で混合して塗布液を生成する塗布液生成工程と、前記塗布液の生成後、前記塗布液中における前記無機微粒子の凝集時間に応じて定まる予め設定された時間内に、前記インクジェット装置の内部で前記塗布液を前記基材に塗布する塗布工程と、前記塗布液が塗布された前記基材に、前記インクジェット装置の内部でインクを吐出する吐出工程とを備えることを特徴とする。

第８の態様に係るインクジェット方法は、第７の態様に係るインクジェット方法であって、前記基材が搬送される予め設定された処理ラインの上流側で前記塗布工程が行われるとともに、前記処理ラインの下流側で前記吐出工程が行われ、前記処理ラインにおける前記塗布工程と前記吐出工程との間で、前記基材上に塗布された前記塗布液を乾燥させる乾燥工程をさらに備えることを特徴とする。

第１から第８の何れの態様に係る発明によっても、光反射性を有する無機微粒子の分散液と、バインダー水溶液とがインクジェット装置内部において混合されて塗布液が調製される。そして、調製された塗布液は、無機微粒子の凝集時間に応じて定まる予め設定された時間内に基材に塗布される。そして、該装置内部において該基材にインクが吐出される。従って、塗布液における無機微粒子の分散状態を長期間にわたり維持可能な分散剤が用いられないとしても、所望の光沢を有する印刷物が長期間にわたり安定して印刷され得る。

実施形態に係るインクジェット装置の概略構成の一例を示す図である。 図１に示された塗布装置の概略構成の一例を示す図である。 図１に示された塗布装置の概略構成の一例を示す図である。 図２、図３に示された塗布部の概略構成の他の一例を示す図である。 変形例に係るインクジェット装置の概略構成の一例を示す図である。 実施形態に係るインクジェット装置の動作フローの一例を示す図である。 実施形態に係るインクジェット装置の動作フローの一例を示す図である。 実施形態に係るインクジェット装置の動作フローの一例を示す図である。 実施形態に係るインクジェット装置の動作フローの一例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図面では同様な構成および機能を有する部分に同じ符号が付され、下記説明では重複説明が省略される。また、各図面は模式的に示されたものであり、例えば、各図面における表示物のサイズおよび位置関係等は必ずしも正確に図示されたものではない。なお、図１から図５には方向の説明のために、直交するＸＹＺの３軸が付されている。

＜実施形態について＞
＜インクジェット装置１００Ａの構成について＞
図１は、実施形態に係るインクジェット装置１００Ａの概略構成の一例を示す図である。このインクジェット装置１００Ａは、塗布液２が塗布された基材１に対してインクジェット方式によりインク９を塗布する装置である。基材１としては、例えば、オフセット印刷用の印刷用紙、樹脂コート紙、またはフィルムなどが想定される。また、塗布液２は、基材１上にインク受容層（「コート層」とも称される）を形成する液体であり、例えば、シリコンまたはアルミナなどの光反射性を有する無機微粒子、およびポリビニルアルコールなどの親水性バインダーなどを含有している。該インク受容層においては、無機微粒子間の空隙に水性インクが吸着されることなどによって水性インクの定着性などが高められるとともに、無機微粒子の表面での正反射などによって該インク受容層は光沢を有する。

このインクジェット装置１００Ａは、例えば、印刷装置４１、乾燥装置４２、塗布装置４３Ａ（４３Ｂ）、搬送系駆動装置４４、搬送ローラ５１、５２、制御部９０、および操作部８８などを主に備えて構成されている。

印刷装置４１は、インクジェットヘッド１７などを主に備えて構成されている。インクジェットヘッド１７は、Ｚ軸方向に移動可能に構成されており、制御部９０からの制御に応じて、基材１に対してＺ軸方向に相対的に移動しつつインクジェット方式によってインク９を吐出することにより塗布液２が塗布された基材１に印刷を行なう。インク９は、例えば、水性染料インク、水性顔料インク等の水性インクである。

乾燥装置４２は、例えば、不図示の送風装置およびヒータなどを主に備えて構成されている。乾燥装置４２は、制御部９０からの制御に応じて、基材１上に塗布された塗布液２に温風を吹き付けることなどによって、塗布液２を乾燥させる。乾燥された塗布液２は、光沢を有するインク受容層を基材１上に形成する。

塗布装置４３Ａ（４３Ｂ）は、塗布液２を基材１に塗布する塗布部などを備えて構成されている。なお、インクジェット装置１００Ａの塗布装置として、例えば、塗布装置４３Ａ（図２）と塗布装置４３Ｂ（図３）とのうち何れが採用されたとしても本発明の有用性を損なうものではない。塗布装置４３Ａ（４３Ｂ）は、該塗布部が基材１に対して相対的にＸ軸方向に移動しつつ制御部９０からの制御に応じて基材１上に塗布液２を塗布することにより、基材１上に塗布液２の塗布膜を形成する。該塗布部は、例えば、塗布ノズル１５および支持ローラ１６などを主に備えて構成された塗布部３５Ａ（図２、図３）などによって実現される。塗布装置４３Ａ（４３Ｂ）については、後述する。

搬送系駆動装置４４は、モータなどの不図示のアクチュエータおよび動力伝達系などを主に備えて構成されている。搬送系駆動装置４４は、制御部９０からの制御に応じて搬送ローラ５１（５２）を駆動して矢印Ｒ１（Ｒ２）の方向に回転させることにより、基材１を印刷装置４１、乾燥装置４２、および塗布装置４３Ａ（４３Ｂ）に対して−Ｘ方向に相対的に移動させる。なお、基材１は、その一端が搬送ローラ５１に巻き付けられて固定されるとともに、他端が搬送ローラ５２に巻き付けられて固定されることにより、搬送ローラ５１から搬送ローラ５２に渡って張架されている。基材１は、搬送ローラ５１が矢印Ｒ１方向に回転することにより搬送ローラ５１から送り出されたのち、搬送ローラ５２の矢印Ｒ２方向への回転によって搬送ローラ５２に巻き取られる。すなわち、搬送系駆動装置４４は、予め設定された処理ラインに沿って基材１を搬送する搬送機構である。また、塗布装置４３Ａ（４３Ｂ）と、インクジェットヘッド１７すなわち印刷装置４１とは、該処理ラインの上流側と下流側とにそれぞれ配置されている。そして、乾燥装置４２は、該処理ラインにおいて、上流側の塗布装置４３Ａ（４３Ｂ）と、下流側のインクジェットヘッド１７との間に位置している。すなわち、乾燥装置４２による塗布液２の乾燥工程は、該処理ラインにおける塗布装置４３Ａ（４３Ｂ）による塗布液２の塗布工程と、該処理ラインにおけるインクジェットヘッド１７によるインク９の吐出工程との間で行なわれる工程である。

操作部８８は、操作ボタン、タッチパネル式の表示部などを備えて構成され、操作者が操作部８８を操作することにより、インクジェット装置１００Ａに関する各種の動作の指示、および動作に関する各種パラメータの設定などが行なわれる。

制御部９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を備える一般的なマイクロコンピュータによって構成されており、印刷装置４１、乾燥装置４２、塗布装置４３Ａ（４３Ｂ）、搬送系駆動装置４４等のそれぞれと電気的に接続されている。そして、制御部９０は、予め格納されたソフトウェアプログラムに従ってインクジェット装置１００Ａの各部を所定のタイミングで制御することによりインクジェット装置１００Ａ全体の動作制御を司る。該全体制御については、後述する。

＜塗布装置の構成について＞
図２は、図１に示された塗布装置４３Ａの概略構成の一例を示す図である。また、図３は、図１に示された塗布装置４３Ｂの概略構成の一例を示す図である。

図２に示されるように、塗布装置４３Ａは、第１貯留部３１、第２貯留部３２、原液供給部３３、混合器１３、バッファタンク１４、および塗布部３５Ａなどを主に備えて構成されている。また、図３に示されるように、塗布装置４３Ｂは、第１貯留部３１、第２貯留部３２、原液供給部３３、混合器１３、バッファタンク１４、塗布液供給部３４、および塗布部３５Ａなどを主に備えて構成されている。なお、後述するように、塗布装置４３Ａにおける原液供給部３３は、塗布液供給部としても動作する。

○第１貯留部３１について：
第１貯留部３１（図２、図３）は、例えば、光反射性を有するシリコンまたはアルミナなどの無機微粒子が分散された分散液を貯留する貯留部である。なお、該無機微粒子は、該光反射性によって観察者に光沢感を覚えさせるなどの所定の視覚的作用を与える。また、該分散液は、例えば、コロイダルシリカ等の市販品として容易に入手され得る。分散液中の無機微粒子としては、平均粒径が、例えば、３０ｎｍ〜７０ｎｍ程度のものが採用されるが、より平均粒径の小さいもの、またはより平均粒径が大きなものが採用されても良い。塗布液２（図２、図３）に含まれる無機微粒子の平均粒径が小さければ小さいほど、塗布液２の塗布により基材１上に形成されたインク受容層の光沢が増加する。

具体的には、第１貯留部３１（図２、図３）は、分散液５を貯留するタンク２１ａと、分散液６を貯留するタンク２１ｂとを主に備えて構成されており、分散液５と分散液６とは、分散された無機微粒子の平均粒径が互いに異なっている。すなわち、分散液５と分散液６とのそれぞれに関する平均粒径は、大小２つの粒径値を取る。分散液５と分散液６との混合比が変更されることにより、分散された無機微粒子の平均粒径が該大小２つの粒径値の間の任意の値を取る塗布液２が調製され得る。従って、インクジェット装置１００Ａに貯留される分散液の数を増やすことなく、該大小２つの粒径値の間の任意の値を取る塗布液２が調製され得る。

また、インクジェット装置１００Ａが、無機微粒子の平均粒径が該大小２つの粒径値の間の値となる分散液を更に１以上備えても良い。この場合、目標とする平均粒径の塗布液２を得るために用いられる１対の分散液のそれぞれ関する平均粒径の差が、２つの分散液５および６のみが用いられる場合に比べて小さくなる。従って、所望の平均粒径を有する塗布液が調製される精度をより高めることができる。

なお、第１貯留部３１が、１つの分散液のみを貯留したとしても、また、平均粒径が相互に異なる３以上の分散液をそれぞれ貯留したとしても、本発明の有用性を損なうものではない。

○第２貯留部３２について：
第２貯留部３２（図２、図３）は、バインダー水溶液７を貯留するタンク２１ｃを主に備えて構成された貯留部である。バインダー水溶液７は、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、またはポリエチレンオキサイドなどの親水性バインダーの水溶液である。該親水性バインダーは、分散液中の無機微粒子を基材１上に付着させるとともに、無機微粒子同士をも相互に付着させる。

第１貯留部３１に貯留された分散液と、第２貯留部３２に貯留されたバインダー水溶液とは、混合器１３において混合され撹拌されることにより塗布液２として調製される。すなわち、該分散液と、該バインダー水溶液とは、塗布液２を構成する原液である。なお、バインダー水溶液７と分散液との少なくとも一方に、塗布液２における無機微粒子の凝集を抑制するための分散剤が含まれたとしても本発明の有用性を損なうものではない。また、塗布液２の原液として、該分散液および該バインダー水溶液に加えて、さらに他の添加剤が用いられても良い。

○原液供給部３３について：
原液供給部３３（図２、図３）は、第１貯留部３１に貯留された分散液と、第２貯留部３２に貯留されたバインダー水溶液とを混合器１３に供給する供給部である。具体的には、該原液供給部３３は、例えば、ポンプ１１ａとマスフローコントローラ（Mass Flow Controller）１２ａとの対、ポンプ１１ｂとマスフローコントローラ１２ｂとの対、およびポンプ１１ｃとマスフローコントローラ１２ｃとの対（それぞれ図２、図３）を主に備えて構成される。そして、ポンプ１１ａ（１１ｂ、１１ｃ）とマスフローコントローラ１２ａ（１２ｂ、１２ｃ）との対は、制御部９０からの制御に応じてタンク２１ａ（２１ｂ、２１ｃ）中の分散液５（分散液６、バインダー水溶液７）を、原液供給配管８３ａ（８３ｂ、８３ｃ）を介して混合器１３に供給する。

なお、各原液（分散液５、分散液６、およびバインダー水溶液７）の単位時間当りの供給量は、制御部９０が、各マスフローコントローラによる各原液の単位時間当りの供給量を各マスフローコントローラにそれぞれ設定することによって調整可能である。制御部９０は、塗布液２が調製された後、該塗布液２中における無機微粒子の凝集時間に応じて定まる予め設定された時間内に塗布液２が塗布部３５Ａによって基材１に塗布されるように原液供給部３３の制御を行なう。そして、制御部９０は、塗布部３５Ａの塗布動作に応じて、原液供給部３３による分散液５および６とバインダー水溶液７との混合器１３への供給量をそれぞれ時間的に調整することによって該制御を行なう。すなわち、インクジェット装置１００Ａにおいては、制御部９０が各原液の供給量を時間的に調整する調整部としても動作するが、例えば、専用のハードウェア装置によって該調整部が実現されたとしても本発明の有用性を損なうものではない。

なお、ポンプ１１ａ（１１ｂ、１１ｃ）の代わりに、例えば、窒素ガスや空気をタンク２１ａ（２１ｂ、２１ｃ）内に送り込んでタンク２１ａ（２１ｂ、２１ｃ）内の圧力を高めることにより各原液を混合器１３へと圧送する構成が採用されても良い。また、マスフローコントローラ１２ａ（１２ｂ、１２ｃ）の代わりに、例えば、制御部９０からの制御により弁の開度が調節可能な電動弁などが採用されても良い。

また、第１貯留部３１に１つの分散液のみが貯留される場合には、原液供給部３３は、該１つの分散液と、バインダー水溶液７とを混合器１３に供給する。分散された無機微粒子の平均粒径が相互に異なる複数の分散液が第１貯留部３１に貯留されている場合には、原液供給部３３は、該複数の分散液のうち１以上の分散液を混合器１３に供給する。

○混合器１３について：
混合器１３（図２、図３）は、例えば、スターラーバー、または撹拌用プロペラなどの不図示の攪拌機を備えて構成されている。混合器１３は、第１貯留部３１から供給された分散液と、第２貯留部３２から供給されたバインダー水溶液とを混合することにより塗布液２を調製する。得られた塗布液２は、主配管８４を介してバッファタンク１４に供給される。混合器１３に設けられた攪拌機は、混合器１３に供給されて混合された分散液とバインダー水溶液とを撹拌することによって、塗布液２に含まれる無機微粒子が分散された状態を実現する初期撹拌用の攪拌機である。

○塗布液２について：
混合器１３において調製された塗布液２（図２、図３）は、基材１上に塗布されて乾燥されることにより基材１上にインク受容層を形成するための塗布液である。塗布液２における無機微粒子等の固形分の重量百分率は、例えば、２０％程度に設定される。分散液中においては無機微粒子の分散状態は維持されるが、分散液とバインダー水溶液と混合されて塗布液２として調製された後は、時間の経過に応じて、塗布液２中の無機微粒子が凝集する。凝集した無機微粒子は、凝集する前の無機微粒子に比べて粒径が大きな微粒子と同様の特性を有する。このため、無機微粒子が凝集した塗布液２が塗布された基材１は、無機微粒子が凝集していない塗布液２が塗布された基材１に比べて光沢感が損なわれることとなる。基材１に所望の光沢感を与えるように塗布液２が調製された後、該所望の光沢感が損なわれる程度にまで塗布液２中の無機微粒子の凝集が進行するまでの時間は、塗布液２中における無機微粒子の凝集時間に応じて定まる予め設定された時間であり、塗布液２の「使用可能時間」とも称される。調製された塗布液２は、使用可能時間以内に基材１上に塗布される必要がある。なお、塗布液２の使用可能時間は、平均粒径の所望サイズに関わらず、通常、ほぼ一定の時間となる。インクジェット装置１００Ａのように長期間にわたって無機微粒子の分散を維持可能な高価な分散剤を用いない場合には、使用可能時間は、例えば、５分程度となる場合もある。しかしながら、使用可能時間としては少なくとも６０分程度確保されるような分散液およびバインダー水溶液の組み合わせが採用されることが望ましい。なお、例えば、大量の広告が印刷される場合などでは、印刷時間が塗布液２の使用可能時間よりも長くなる場合もある。この場合において、塗布液２が、使用可能時間以内に基材１上に塗布されるためには、印刷処理の進行中に、塗布部による塗布動作に応じて、混合器１３への各原液の供給が、連続的、または間欠的に調整される必要がある。

また、バインダー水溶液７の種類によっても塗布液２の使用可能時間、すなわち塗布液２における無機微粒子の分散状態は変動する。このため、バインダーの種類を変更すると、主配管８４、８５などの洗浄が必要となる場合がある。従って、図２（図３）に示されるように、バインダー水溶液７としては、一種類のバインダーをインクジェット装置１００Ａに貯留するとともに、無機微粒子の平均粒径が異なる複数の分散液を貯留することが望ましい。一種類のバインダーと複数の分散液との組み合わせが採用されれば、印刷物の光沢度が変更される際、すなわち塗布液２中の無機微粒子の平均粒径が変更される際に配管等の洗浄を行なう必要がない。従って、光沢度の変更頻度をより上げることが可能となる。

○バッファタンク１４について：
バッファタンク１４（図２、図３）は、混合器１３において調製された塗布液２を一旦貯留するタンクである。バッファタンク１４は、バッファタンク１４に供給される塗布液２の量と、バッファタンク１４から塗布部３５Ａに供給されて塗布される塗布液２の量との差異に起因して塗布される塗布液２の不足が生ずることなどを防止するために設置されている。バッファタンク１４に貯留された塗布液２は、主配管８５を介して塗布部３５Ａへと供給される。

○塗布液供給部３４について:
塗布装置４３Ｂにおける塗布液供給部３４（図３）は、例えば、ポンプ１１ｄとマスフローコントローラ１２ｄとの対を主に備えて構成される。塗布液供給部３４は、バッファタンク１４に一旦貯留された塗布液２が塗布部３５Ａの塗布ノズル１５（図３）から塗布されるように、塗布液２を主配管８５を介してバッファタンク１４から塗布ノズル１５に供給する。マスフローコントローラ１２ｄによる塗布液２の単位時間当りの供給量は、制御部９０からの該供給量の設定によって制御される。

なお、塗布液供給部３４は、塗布装置４３Ａには設けられておらず、既述したように、塗布装置４３Ａにおいては、原液供給部３３が塗布液供給部としても動作している。そして、塗布液供給部３４の有無が、塗布装置４３Ａと塗布装置４３Ｂとの構成上の差異となっている。塗布装置４３Ａにおいては、原液供給部３３から混合器１３に供給される各原液の単位時間当りの供給量の総和は、塗布ノズル１５から塗布される塗布液２の単位時間当りの塗布量と等しくなる。すなわち、制御部９０は、塗布ノズル１５による塗布液２の塗布動作に応じて、塗布ノズル１５によって塗布される量と同量の塗布液２が混合器１３において調製されるように、原液供給部３３による各原液の混合器１３への供給量を、調整する。従って、混合器１３において調製された塗布液２は、その使用可能時間内に塗布部３５Ａによって基材１に塗布され得る。

一方、塗布装置４３Ｂにおいては、原液供給部３３による各原液の単位時間当りの供給量の総和は、塗布装置４３Ａと同様に、塗布ノズル１５による塗布液２の単位時間当りの塗布量に等しい量に設定されるか、または該塗布量よりも多い量に設定される。該供給量の総和が、該塗布量よりも多くなるように設定された場合には、バッファタンク１４に貯留される塗布液２の量は、両者の差異に応じて時間の経過とともに増加する。従って、制御部９０は、バッファタンク１４に貯留される塗布液２の量が多くなり過ぎて、使用可能時間以内に塗布されない塗布液２が発生することを防止するために、塗布ノズル１５による塗布液２の塗布動作に応じて、各原液の混合器１３への供給量を調整する。また、制御部９０は、貯留された塗布液２の量がバッファタンク１４の容量を超えることを防止するためにも各原液の混合器１３への供給量を調整する。該調整は、例えば、各原液の混合器１３への供給が間欠的に行なわれることなどによって行なわれる。そして、制御部９０は、混合器１３への各原液の供給を一時的に停止した場合には、バッファタンク１４に貯留された塗布液２が塗布されることにより塗布液２の量が減少して不足しないように、塗布ノズル１５による塗布液２の塗布動作に応じて混合器１３への各原液の供給を再開する。従って、塗布装置４３Ｂにおいても塗布装置４３Ａと同様に、混合器１３において調製された塗布液２は、その使用可能時間内に塗布部３５Ａによって基材１に塗布され得る。従って、インクジェット装置１００Ａにおける塗布装置として、例えば、塗布装置４３Ａおよび４３Ｂの何れが採用されたとしても、本発明の有用性を損なうものではない。

○塗布部３５Ａ（３５Ｂ）について：
塗布部３５Ａ（図２、図３）は、塗布ノズル１５と支持ローラ１６とを主に備えて構成されており、塗布液２を基材１に塗布する。搬送ローラ５１および５２（図１）によって搬送される基材１は、矢印Ｒ３方向に回転可能に構成された支持ローラ１６によって支持されつつ塗布部３５Ａに対して−Ｘ方向へと搬送される。塗布ノズル１５としては、例えば、大日本スクリーン製造社製のリニアコータ（登録商標）におけるノズル機構が採用される。塗布ノズル１５は、基材１のＺ軸方向の幅に応じて塗布液２をＺ軸方向に沿ってカーテン状に吐出しつつ基材１の上面を、基材１に対して＋Ｘ方向に相対的に走査する。該走査によって基材１上に塗布液２が塗布されて塗布膜が形成される。

塗布された該塗布膜の乾燥前の膜厚は、例えば、約１０ｕｍ程度であり、１平方メートル当りの塗布液の重量は約１０ｇ程度となる。なお、基材１に塗布される塗布液２に関する望ましい膜厚は、通常、操作者が設定する光沢度、すなわち、無機微粒子の平均粒径に応じて変動する。具体的には、無機微粒子の平均粒径が３０ｎｍと６０ｎｍとである場合には、望ましい膜厚は、例えば、約１０％程度変動する。

図４は、図２および図３に示された塗布部３５Ａの他の一例として塗布部３５Ｂの概略構成を示す図である。塗布部３５Ｂは、グラビアローラ１８と押えローラ１９と、バッファタンク１４から供給される塗布液２を溜める塗布液パン３７とを主に備えて構成される。

塗布部３５Ｂにおいて、グラビアローラ１８は、その表面に多数の孔を有しており、該孔の大きさや深さを変えることにより表面に保持する塗布液２の液量を変えることができる。グラビアローラ１８は、矢印Ｙ１方向への基材１の搬送速度と、グラビアローラ１８表面の回転移動速度とが等しくなるように、制御部９０から制御される不図示の駆動機構により矢印Ｒ４方向に回転される。そして、グラビアローラ１８は、該回転に伴って、塗布液パン３７に溜められた塗布液２をその表面に保持し、保持した塗布液２をグラビアローラ１８に接触した基材１に塗布する。また、押えローラ１９は、その表面速度が、グラビアローラ１８の表面速度と等しくなるように矢印Ｒ５方向に回転される。押えローラ１９は、グラビアローラ１８上に保持された塗布液２が基材１に付与されるように基材１をグラビアローラ１８へと押し当てて支持するように構成されている。

従って、塗布部３５Ａに代えて、例えば塗布部３５Ｂが採用されたとしても本発明の有用性を損なうものではない。なお、塗布部３５Ｂが塗布装置４３Ｂ（図３）における塗布部３５Ａに代えて採用される場合には、バッファタンク１４と塗布液パン３７との間に塗布液供給部３４（図３）が設けられる。

＜インクジェット装置１００Ａの動作について＞
図６〜図９は、実施形態に係るインクジェット装置１００Ａの動作フローの一例を示す図である。より詳細には、図６には、インクジェット装置１００Ａによる印刷の開始に関する動作フローＳ１００が例示されており、図７には、印刷の終了に関する動作フローＳ２００が例示されている。また、図８および図９には、印刷開始から印刷終了までの塗布装置４３Ａ（４３Ｂ）の動作に関する動作フローＳ３００が例示されている。以下では、図６〜図９を適宜参照しつつ、インクジェット装置１００Ａの動作について説明する。

○印刷の開始に関するインクジェット装置１００Ａの動作について：
インクジェット装置１００Ａ（図１）の制御部９０は、電源が投入された状態において、操作部８８から入力される各種指示信号を待ち受けており（図６のステップＳ１１０）、印刷開始を指示する印刷指示信号を受け付けると、処理をステップＳ１２０へと移す。次に、制御部９０が搬送系駆動装置４４を制御することにより、搬送系駆動装置４４が搬送ローラ５１および５２を回転させて基材１の搬送を開始する（図６のステップＳ１２０）。

次に制御部９０は、塗布装置４３Ａ（４３Ｂ）の原液供給部３３を制御することにより、塗布液２の調製処理を開始する（図６のステップＳ１３０）。塗布液２の調製処理が開始されると、塗布部３５Ａによる基材１に対する塗布液２の塗布処理が開始される（図６のステップＳ１４０）。次に、制御部９０は、乾燥装置４２を制御して、塗布液２が塗布された基材１の乾燥処理を開始する（図６のステップＳ１５０）。該乾燥によって、基材１上には塗布液２が塗布された塗布膜が乾燥されたインク受容層が形成される。次に、制御部９０は、印刷装置４１を制御することによりインク受容層が形成された基材１上にインク９の吐出を開始することにより印刷処理を開始して（図６のステップＳ１６０）、インクジェット装置１００Ａにおける印刷開始処理を終了する。なお、動作フローＳ１００の各ステップにおいて開始されたインクジェット装置１００Ａの各部の動作は、図７に示される動作フローＳ２００の各ステップにおいて制御部９０によって処理の終了がされるまで、連続的に行なわれる。該動作によって、塗布液２の調製処理、基材１への塗布液２の塗布処理、基材１の乾燥処理、および基材１上へのインク９の吐出による印刷処理が連続的に行なわれる。特に、塗布液２の調製後、塗布液２の使用可能時間内に基材１への塗布液２の塗布処理が完了されることにより、インク受容層が形成された基材１における光沢感の維持が可能となる。

○印刷の終了に関するインクジェット装置１００Ａの動作について：
制御部９０は、動作フローＳ１００（図６）によって基材１への印刷処理が開始された後、開始時に設定された所定部数の印刷物の印刷が完了するタイミングを、例えば、印刷部数のカウントを行なうことなどによって待ち受ける（図７のステップＳ２１０）。そして、印刷の終了条件が満たされると、制御部９０は、先ず、原液供給部３３を制御して塗布液２の調製処理を終了させる（図７のステップＳ２２０）。次に、制御部９０は、原液供給部３３（塗布液供給部３４）を制御して、塗布部３５Ａによる基材１への塗布液２の塗布処理を終了させる（図７のステップＳ２３０）。さらに、制御部９０は、乾燥装置４２を制御して、乾燥装置４２による基材１の乾燥処理を終了させ（図７のステップＳ２４０）、印刷装置４１を制御して印刷装置４１による基材１への印刷処理を終了させる（図７のステップＳ２５０）。

印刷処理が終了されると、制御部９０は、搬送系駆動装置４４を制御することにより搬送ローラ５１および５２を停止させて基材１の搬送を終了させ（図７のステップＳ２６０）、インクジェット装置１００Ａの印刷終了処理を終了させる。該印刷終了処理の終了によって、それぞれ連続的に行なわれていた塗布液２の調製処理、基材１への塗布液２の塗布処理、基材１の乾燥処理、および基材１上への印刷処理は、それぞれ終了される。図６、図７を参照して上述したように、インクジェット装置１００Ａにおいては、印刷装置４１の印刷動作、すなわちインクジェットヘッド１７の印刷動作に応じて塗布部３５Ａ（３５Ｂ）が塗布液２の基材１への塗布を行なう。従って、インク受容層が形成された基材１を格納するスペースをインクジェット装置１００Ａ内部に有する必要がないので、インクジェット装置１００Ａの省スペース化が可能となる。

また、インクジェット装置１００Ａにおいては、基材１が予め設定された処理ラインに沿って搬送されるに従って、基材１についての、塗布液２の塗布と、インク９の吐出とが時間順次に行なわれている。

○塗布装置４３Ａ（塗布装置４３Ｂ）の動作について：
インクジェット装置１００Ａ（図１）の制御部９０は、電源が投入された状態において、操作部８８から入力される各種指示信号を待ち受けており（図８のステップＳ３１０）、印刷開始を指示する印刷指示信号を受け付けると、処理をステップＳ３２０へと移す。次に、制御部９０は、操作者が操作部８８から設定した印刷物の光沢に関する設定情報を取得する（図８のステップＳ３２０）。

光沢に関する設定情報が取得されると、制御部９０は、該設定情報に基づいて各原液（分散液５、分散液６、およびバインダー水溶液７）の単位時間当りの供給量の設定に用いられる各パラメータを取得する（図８のステップＳ３３０）。該各パラメータは、例えば、基材１に塗布される塗布液２の膜厚、分散液５と分散液６とバインダー水溶液７とのそれぞれの混合比、図１に示される基材１のＺ軸方向の幅（該幅よりも印刷領域のＺ軸方向の幅が小さい場合には該Ｚ軸方向の幅）、基材１の搬送速度、塗布液２の使用可能時間などである。これらの各パラメータは、例えば、光沢と、各パラメータとの対応関係を規定したルックアップテーブルや関数などによって取得される。該ルックアップテーブル等は、制御部９０のＲＯＭ等に予め保持されている。また、目標となる平均粒径の表示確認などのために、平均粒径も適宜取得される。また、塗布液２の塗布により基材１上に形成されるインク受容層に含まれる無機微粒子の粒径の変更によって、例えば、光沢写真調、マット調など、基材１の光沢は、光沢度の異なる各種の光沢に設定され得る。

制御部９０は、該各パラメータを取得すると、単位時間当りに基材１に塗布される塗布液２の塗布量、すなわち塗布液２の消費速度を、例えば、基材１のＺ軸方向の幅、塗布液２の膜厚、および基材１の搬送速度の積算を行なうことなどによって取得する（図８のステップＳ３４０）。すなわち、制御部９０は、指定された条件に基づいて塗布液２の消費速度を特定する消費速度特定部としても動作する。

次に、制御部９０は、第１貯留部３１に貯留された各分散液と、第２貯留部３２に貯留されたバインダー水溶液とのそれぞれの単位時間当りの供給量を取得する（図８のステップＳ３５０）。該供給量の取得は、例えば、単位時間当りに基材１に塗布される塗布液の塗布量と、各原液の混合比などに基づいて行なわれる。すなわち、制御部９０は、原液供給部３３が、塗布液２の消費速度に応じた供給速度で、分散液５および６と、バインダー水溶液７とを混合器１３にそれぞれ供給する供給処理を制御する供給制御部として動作する。

なお、既述したように、塗布液２の膜厚は、インク受容層についての光沢度の設定、すなわち塗布液２中における無機微粒子の平均粒径に応じて変更されてもよい。従って、制御部９０が、更に、インク受容層の光沢度（塗布液２中における無機微粒子の平均粒径）に応じて、第１貯留部３１に貯留された各分散液と、第２貯留部３２に貯留されたバインダー水溶液とのそれぞれの単位時間当りの供給量を調整したとしても本発明の有用性を損なうものではない。制御部９０が塗布液２中における無機微粒子の平均粒径に応じて該供給量を調整すれば、制御部９０は、該供給量の調整をより精度良く行なうことができる。

また、塗布装置４３Ｂの構成が採用される場合には、既述したように、塗布部３５Ａから塗布される塗布液２の単位時間当りの塗布量よりも、原液供給部３３から混合器１３に供給される各原液の単位時間当りの供給量の総和の方が大きくなるように設定され得る。従って、該設定がされる場合には、制御部９０は、各原液の単位時間当りの供給量の取得に際して、該塗布量に対する該供給量の総和の比などもさらに用いる。塗布液供給部３４におけるマスフローコントローラ１２ｄの供給量としては、ステップＳ３４０において取得された塗布量が採用される。

各原液の単位時間当りの供給量がそれぞれ取得されると、制御部９０は、原液供給部３３における各マスフローコントローラに対して取得した各供給量に応じた流量設定信号をそれぞれ供給することにより、該各供給量の原液供給部３３への設定を行なう（図８のステップＳ３６０）。また、塗布装置４３Ｂが採用された場合には、制御部９０は、塗布液供給部３４のマスフローコントローラ１２ｄに対する供給量の設定も行なう。

原液供給部３３の各マスフローコントローラへの供給量の設定が終了すると、制御部９０は、ポンプ１１ａ（１１ｂ、１１ｃ）を駆動する（図９のステップＳ３７０）。また、塗布装置４３Ｂが採用されている場合には、制御部９０は、ポンプ１１ｄの駆動も行なう。ステップＳ３７０における各ポンプの駆動によって、混合器１３に各原液が供給されて塗布液２が調製されるとともに、塗布液２が塗布ノズル１５へと供給されて塗布ノズル１５から基材１に塗布される。

次に、制御部９０は、原液供給部３３における塗布液２の調製処理の中止イベント（信号）が発生したか否かを確認する（図９のステップＳ３８０）。該中止イベントは、塗布液供給部３４の説明欄において既述したように、例えば、塗布装置４３Ｂが採用されており、塗布液の単位時間当りの塗布量よりも、各原液の単位時間当りの供給量が大きい値に設定されている場合などに発生する。

ステップＳ３８０での確認の結果、塗布処理の中止イベントが発生している場合には、制御部９０は、原液供給部３３における各ポンプを停止する（図９のステップＳ３９０）。そして、制御部９０は、該塗布処理の中止イベントが解消したか否かを待ち受けて確認する（図９のステップＳ４００）。該解消は、バッファタンク１４に貯留された塗布液２の減少などにより発生する。該中止イベントが解消すれば、制御部９０は、原液供給部３３における各ポンプを再び駆動させ、塗布液２の調製処理を再開する（図９のステップＳ４１０）。すなわち、制御部９０は、塗布液２の消費速度よりも各原液の供給速度が大きい場合には、指定された条件に基づいて混合器１３への分散液と、バインダー水溶液との供給を一時的に中止させる一時中止制御部としても動作する。

塗布液２の調製処理を再開すると、制御部９０は、印刷処理、より正確には印刷処理に係る基材１への塗布液２の塗布処理が終了したか否かを確認する（図９のステップＳ４２０）。なお、ステップＳ３８０における確認の結果、原液供給部３３における塗布液２の調製処理の中止イベント（信号）が発生していない場合にも、ステップＳ４２０における確認処理が行なわれる。

ステップＳ４２０での確認の結果、印刷処理（基材１への塗布処理）が終了していなければ、制御部９０は、処理をステップＳ３８０に戻す。該各認の結果、印刷処理（基材１への塗布処理）が終了していれば、制御部９０は、原液供給部３３および塗布液供給部３４の各ポンプを停止し（図９のステップＳ４３０）、塗布装置４３Ａ（４３Ｂ）による塗布液２の調製処理および塗布処理を終了する。

上述したように、インクジェット装置１００Ａによれば、光反射性を有する無機微粒子の分散液と、バインダー水溶液とがインクジェット装置１００Ａ内部において混合されて塗布液が調製される。そして、調製された塗布液は、塗布液２中における無機微粒子の凝集時間に応じて定まる予め設定された時間内に基材に塗布される。そして、該装置内部において該基材にインクが吐出される。従って、塗布液における無機微粒子の分散状態を長期間にわたり維持可能な分散剤が用いられないとしても、所望の光沢を有する印刷物が長期間にわたり安定して印刷され得る。

また、インクジェット装置１００Ａによれば、分散された無機微粒子の平均粒径が相互に異なる複数の分散液をそれぞれ貯留する複数のタンクが該装置に備えられる。そして、原液供給部３３は、所望の光沢度を実現できる平均粒径が得られるように該複数の分散液のうち１以上の分散液を、必要に応じて適宜混合することにより混合器１３に供給する。従って、印刷物についての所望の光沢度の数が、該複数の分散液の個数よりも多い場合であっても、該複数の分散液の混合比を変更することによって、該所望の光沢度のそれぞれを有する印刷物が印刷され得る。

＜変形例について＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。

図５は、変形例に係るインクジェット装置１００Ｂの概略構成の一例を示す図である。インクジェット装置１００Ｂは、塗布液２（図１）が塗布された、いわゆる枚様式の各基材１にインク９（図１）を吐出する装置である。インクジェット装置１００Ｂとインクジェット装置１００Ａ（図１）との差異は、インクジェット装置１００Ｂにおいては、排紙装置４５および給紙装置４６が更に設けられ、基材１の搬送系として搬送ベルト５５が採用されていることである。図５においては、操作部８８および制御部９０の記載は省略されている。給紙装置４６には、複数枚の基材１が備えられており、基材１は、枚様式により給紙装置４６から搬送ベルト５５上に給紙される。また、印刷装置４１により印刷された基材１は、排紙装置４５によって、例えば、吸引されることなどにより搬送ベルト５５から引き離されて排紙装置４５内の排紙トレイに収納される。

インクジェット装置１００Ａに代えて、例えば、インクジェット装置１００Ｂが採用されたとしても本発明の有用性を損なうものではない。また、枚様式で印刷を行なうインクジェット装置が採用される場合には、印刷装置４１と塗布装置４３Ａ（４３Ｂ）とが、互いに異なる搬送系によって搬送された基材１に対してインク９の印刷と、塗布液２の塗布とをそれぞれ行なう構成が採用されても良い。

１００Ａ，１００Ｂ インクジェット装置
１ 基材
２ 塗布液
５，６ 分散液
７ バインダー水溶液
９ インク
１１ａ〜１１ｄ ポンプ
１２ａ〜１２ｄ マスフローコントローラ
１３ 混合器
１４ バッファタンク
１５ 塗布ノズル
１６ 支持ローラ
１７ インクジェットヘッド
１８ グラビアローラ
１９ 押えローラ
２１ａ〜２１ｃ タンク
３１ 第１貯留部
３２ 第２貯留部
３３ 原液供給部
３４ 塗布液供給部
３５Ａ，３５Ｂ 塗布部
３７ 塗布液パン
５１，５２ 搬送ローラ
５５ 搬送ベルト
８３ａ〜８３ｃ 原液供給配管
８４，８５ 主配管

Claims (8)

1. 光反射性を有する無機微粒子が分散された分散液を貯留する第１貯留部と、
   バインダー水溶液を貯留する第２貯留部と、
   前記分散液と前記バインダー水溶液とを混合して塗布液を調製する混合部と、
   前記分散液と前記バインダー水溶液とを前記混合部にそれぞれ供給する供給部と、
   前記塗布液を基材に塗布する塗布部と、
   前記塗布液が塗布された前記基材にインクを吐出するインクジェットヘッドと、
   を備え、
   前記混合部における前記塗布液の調製後、前記塗布液中における前記無機微粒子の凝集時間に応じて定まる予め設定された時間内に、前記塗布部が前記塗布液を前記基材に塗布することを特徴とするインクジェット装置。
2. 請求項１に記載されたインクジェット装置であって、
   前記第１貯留部は、
   分散された無機微粒子の平均粒径が相互に異なる複数の分散液をそれぞれ貯留する複数のタンクを備え、
   前記供給部は、
   前記複数の分散液のうち１以上の分散液を前記混合部に供給することを特徴とするインクジェット装置。
3. 請求項１または請求項２に記載されたインクジェット装置であって、
   予め設定された処理ラインに沿って前記基材を搬送する搬送機構、
   をさらに備え、
   前記塗布部と前記インクジェットヘッドとが、前記処理ラインの上流側と下流側とにそれぞれ配置されているとともに、
   前記基材が前記処理ラインに沿って搬送されるに従って、前記基材についての、前記塗布液の塗布と前記インクの吐出とが時間順次に行われることを特徴とするインクジェット装置。
4. 請求項１から請求項３の何れか１つの請求項に記載されたインクジェット装置であって、
   前記塗布液の生成から前記基材への塗布までの時間を前記予め設定された時間内とすべく、前記供給部による前記分散液と前記バインダー水溶液との供給量をそれぞれ時間的に調整する調整部、
   をさらに備えたことを特徴とするインクジェット装置。
5. 請求項４に記載されたインクジェット装置であって、
   前記調整部は、
   指定された条件に基づいて、前記基材への塗布による前記塗布液の消費速度を特定する消費速度特定部と、
   前記塗布液の消費速度に応じた供給速度で、前記分散液と前記バインダー水溶液とを前記混合部に供給する供給制御部と、
   をさらに備えることを特徴とするインクジェット装置。
6. 請求項５に記載されたインクジェット装置であって、
   前記供給制御部が、
   前記塗布液の前記消費速度よりも前記供給速度が大きいときには、指定された条件に基づいて、前記混合部への前記分散液と前記バインダー水溶液との供給を一時的に中止させる一時中止制御部、
   を備えることを特徴とするインクジェット装置。
7. 光反射性を有する無機微粒子が分散された分散液とバインダー水溶液とを、インクジェット装置の内部で混合して塗布液を生成する塗布液生成工程と、
   前記塗布液の生成後、前記塗布液中における前記無機微粒子の凝集時間に応じて定まる予め設定された時間内に、前記インクジェット装置の内部で前記塗布液を前記基材に塗布する塗布工程と、
   前記塗布液が塗布された前記基材に、前記インクジェット装置の内部でインクを吐出する吐出工程と、
   を備えることを特徴とするインクジェット方法。
8. 請求項７に記載されたインクジェット方法であって、
   前記基材が搬送される予め設定された処理ラインの上流側で前記塗布工程が行われるとともに、
   前記処理ラインの下流側で前記吐出工程が行われ、
   前記処理ラインにおける前記塗布工程と前記吐出工程との間で、前記基材上に塗布された前記塗布液を乾燥させる乾燥工程、
   をさらに備えることを特徴とするインクジェット方法。

Images