JP2015054515A - 被処理物改質装置、印刷装置、印刷システムおよび印刷物の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コスト上昇を抑えつつ高画質な印刷物を製造すること。
【解決手段】被処理物改質装置は、被処理物に前処理を実施する前処理部と、前記前処理部から搬送経路に沿って前記被処理物を搬送する搬送部と、前記前処理部の後段の前記搬送経路上に配置され、前記被処理物の一部を一時蓄えるバッファ部と、前記バッファ部に一時蓄えられた被処理物が前記前処理部側へ前記搬送経路に沿って戻るように前記搬送部を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１２

Description

本発明は、被処理物改質装置、印刷装置、印刷システムおよび印刷物の製造方法に関する。

従来のインクジェット記録装置では、ヘッドが紙やフィルムに代表される記録媒体の幅方向に往復するシャトル方式が中心であるため、高速印刷によるスループットの向上が困難であった。そこで近年では、高速印刷に対応するために、記録媒体の幅全体を網羅するように複数のヘッドを並べて、一度に記録する１パス方式が提案されている。

しかし、１パス方式は高速化には有利ではあるが、隣接ドットを打滴する時間的間隔が短く、先に打滴されたインクが記録媒体に浸透する前に隣接ドットが打滴されるため、隣接ドットの合一（以下、打滴干渉と呼ぶ）が起こり、画質が低下してしまうという、ビーディングやブリードなどの問題が存在した。

また、インクジェット方式の印刷装置にて、フィルムやコート紙などの非浸透メディア・緩浸透メディアに印刷する場合、隣接するインクドットが流動・合一し、ビーディングやブリードという画像不良をもたらすという問題も存在する。これを解決する従来技術としては、上記メディアに予め先塗り剤を塗布し、インクの凝集性と定着性を高めることで対策する方法や、ＵＶ硬化型インクを使用する方法が既に知られている。

しかしながら、上述した印刷メディアに予め先塗り剤を塗布する方法では、インクの水分以外に先塗り剤の水分も蒸発・乾燥させる必要があり、より多くの乾燥時間や大型の乾燥装置が必要になる。また、サプライ品である先塗り剤や比較的高価なＵＶ硬化型インクを使用する方法では、印刷コストを引き上げるという問題が存在した。

そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、コスト上昇を抑えつつ高画質な印刷物を製造することが可能な被処理物改質装置、印刷装置、印刷システムおよび印刷物の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる被処理物改質装置は、被処理物に前処理を実施する前処理部と、前記前処理部から搬送経路に沿って前記被処理物を搬送する搬送部と、前記前処理部の後段の前記搬送経路上に配置され、前記被処理物の一部を一時蓄えるバッファ部と、前記バッファ部に一時蓄えられた被処理物が前記前処理部側へ前記搬送経路に沿って戻るように前記搬送部を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかる印刷装置は、上述した被処理物改質装置を有する印刷装置であって、前記被処理物改質装置の後段に、前記前処理部により前処理された前記被処理物表面にインクジェット記録を実行する記録部を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかる印刷システムは、少なくとも被処理物に前処理を実施する前処理装置と、前記前処理装置により前処理された前記被処理物表面にインクジェット記録を実行する記録装置と、を有する印刷システムであって、前記前処理装置から前記記録装置へ搬送経路に沿って前記被処理物を搬送する搬送部と、前記前処理装置と前記記録装置との間の前記搬送経路上に配置され、前記被処理物の一部を一時蓄えるバッファ部と、前記バッファ部に一時蓄えられた被処理物が前記前処理装置側へ前記搬送経路に沿って戻るように前記搬送部を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

また、本発明にかかる印刷物の製造方法は、被処理物に前処理を実施する前処理部と、前記前処理部により前処理された前記被処理物表面にインクジェット記録を実行する記録部と、前記前処理部から前記記録部へ搬送経路に沿って前記被処理物を搬送する搬送部と、前記前処理部と前記記録部との間の前記搬送経路上に配置され、前記被処理物の一部を一時蓄えるバッファ部とを用いた印刷物の製造方法であって、前記前処理部が被処理物に前処理を実施する第１前処理工程と、前記搬送部が前記前処理部から前記バッファ部へ搬送経路に沿って前記被処理物を搬送する順搬送工程と、前記搬送部が前記バッファ部に一時蓄えられた被処理物を前記前処理部側へ前記搬送経路に沿って戻す逆搬送工程と、前記前処理部が、前記前処理部側へ戻された前記被処理物が前記前処理部を通過する過程、または、前記被処理物が前記前処理部側へ戻される過程で、前記被処理物に再度前処理を実施する第２前処理工程と、前記第２前処理工程により前処理された前記被処理物表面にインクジェット記録を実行する記録工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、コスト上昇を抑えつつ高画質な印刷物を製造することが可能な被処理物改質装置、印刷装置、印刷システムおよび印刷物の製造方法を実現することができる。

図１は、本発明の実施形態にかかるプラズマ処理の一例を説明するための図である。 図２は、実施形態におけるインクのｐＨ値とインクの粘度との関係の一例を示す図である。 図３に、実施形態にかかるプラズマ処理装置の一例を示す概略図である。 図４は、実施形態にかかるプラズマ処理を施していない被処理物に対してインクジェット記録処理を行うことで得られた印刷物の画像形成面を撮像して得られた画像の拡大図である。 図５は、図４に示す印刷物における画像形成面に形成されたドットの例を示す模式図である。 図６は、実施形態にかかるプラズマ処理を施した被処理物に対してインクジェット記録処理を行うことで得られた印刷物の画像形成面を撮像して得られた画像の拡大図である。 図７は、図６に示す印刷物における画像形成面に形成されたドットの例を示す模式図である。 図８は、実施形態にかかるプラズマエネルギーと被処理物表面の濡れ性、ビーディング、ｐＨ値および浸透性との関係を示すグラフである。 図９は、メディアごとのプラズマエネルギーと被処理物表面のｐＨ値との関係の例を示す図である。 図１０は、実施形態にかかる印刷装置（システム）の概略構成を示す模式図である。 図１１は、実施形態にかかる印刷装置（システム）におけるプラズマ処理装置からインクジェット記録装置までの構成を抜粋して示す模式図である。 図１２は、実施形態にかかるバッファ部の概略構成を示す模式図である。 図１３は、シャトル方式のインクジェットヘッドの概略構成例を示す俯瞰図である。 図１４は、ラインヘッド方式のインクジェットヘッドの概略構成例を示す俯瞰図である。 図１５は、実施形態にかかる制御部の一例を示す機能ブロック図である。 図１６は、実施形態にかかる印刷動作例を示すフローチャートである。 図１７は、実施形態にかかる前処理動作例を示すフローチャートである。 図１８は、先塗り処理を施した被処理物とプラズマ処理を施した被処理物とのインク付着量に対する画像（ドット）濃度の測定結果を示すグラフである。 図１９は、プラズマ処理と先塗り処理とを併用したときの浸透し難い被処理物の粒状度を示すグラフである。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な実施形態であるので、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明によって不当に限定されるものではなく、また、本実施の形態で説明される構成の全てが本発明の必須の構成要件ではない。

以下の実施形態では、被処理物（記録媒体または印刷メディアともいう）にインクが着弾した直後にインク顔料の分散を防止しつつ顔料を凝集させるために、被処理物表面を酸性化させる。酸性化する手段としては、プラズマ処理を例示する。

また、以下の実施形態では、プラズマ処理された被処理物表面の濡れ性、ｐＨ値の低下によるインク顔料の凝集性や浸透性をコントロールすることで、インクドット（以下、単にドットという）の真円度を向上させるとともに、ドットの合一を防止してドットの鮮鋭度や色域を拡げる。これにより、ビーディングやブリードといった画像不良を解決して、高品質な画像が形成された印刷物を得ることができる。また、被処理物上の顔料の凝集厚みを薄く均一にすることにより、インク液滴量を削減して、インク乾燥エネルギーの低減および印刷コストの低減を図ることも可能にする。

酸性化処理手段（工程）としてのプラズマ処理では、被処理物に大気中のプラズマ照射を行うことによって、被処理物表面の高分子を反応させ、親水性の官能基を形成する。詳細には、図１に示すように、放電電極から放出された電子ｅが電界中で加速されて、大気中の原子や分子を励起・イオン化する。イオン化された原子や分子からも電子が放出され、高エネルギーの電子が増加し、その結果、ストリーマ放電（プラズマ）が発生する。このストリーマ放電による高エネルギーの電子によって、被処理物２０（たとえばコート紙）表面の高分子結合（コート紙のコート層２１は炭酸カルシウムとバインダとして澱粉で固められているが、その澱粉が高分子構造を有している）が切断され、気相中の酸素ラジカルＯ^＊やオゾンＯ_３と再結合する。これにより、被処理物２０の表面に水酸基やカルボキシル基等の極性官能基が形成される。その結果、被処理物２０の表面に親水性や酸性化が付与される。

被処理物上で隣接したドットが、親水性が上がることにより濡れ拡がって合一することで、ドット間の混色が発生するのを防ぐためには、着色剤（例えば顔料や染料）をドット内で凝集させることや、ビヒクルが濡れ拡がるよりも早くビヒクルを乾燥させたり被処理物内へ浸透させたりすることが重要であることも分かった。そこで、実施形態では、インクジェット記録処理の前処理として、被処理物表面を酸性化する酸性化処理を実行する。

本説明における酸性化とは、インクに含まれる顔料が凝集するｐＨ値まで印刷媒体表面のｐＨ値を下げることを意味する。ｐＨ値を下げるとは、物体中の水素イオンＨ^＋濃度を上昇させることである。被処理物表面に触れる前のインク中の顔料はマイナスに帯電し、ビヒクル中で顔料が分散している。図２に、インクのｐＨ値とインクの粘度との関係の一例を示す。図２に示すように、インクは、そのｐＨ値が低いほど、その粘度が上昇する。これは、インクの酸性度が高くなるほど、インクのビヒクル中でマイナスに帯電している顔料が電気的に中和され、その結果、顔料同士が凝集するためである。したがって、たとえば図２に示すグラフにおいてインクのｐＨ値が必要な粘度と対応する値となるように印刷媒体表面のｐＨ値を下げることで、インクの粘度を上昇させることが可能である。これは、インクが酸性である印刷媒体表面に付着した際、顔料が印刷媒体表面の水素イオンＨ＋によって電気的に中和された結果、顔料同士が凝集するためである。それにより、隣接したドット間の混色を防止するとともに、顔料が印刷媒体の奥深く（さらには裏面まで）浸透するのを防止することが可能となる。ただし、必要な粘度と対応するｐＨ値となるようにインクのｐＨ値を下げるためには、印刷媒体表面のｐＨ値を必要な粘度と対応するインクのｐＨ値よりも低くしておく必要がある。

また、インクを必要な粘度とするためのｐＨ値は、インクの特性によって異なる。すなわち、図２のインクＡに示すように、比較的中性に近いｐＨ値で顔料が凝集して粘度が上がるインクもあれば、インクＡとは異なる特性を持つインクＢに示すように、顔料を凝集させるためにインクＡよりも低いｐＨ値が必要なインクも存在する。

着色剤がドット内で凝集する挙動や、ビヒクルの乾燥速度や被処理物内への浸透速度は、ドットの大きさ（小滴、中滴、大滴）によって変わる液滴量や、被処理物の種類などによって異なる。そこで以下の実施形態では、プラズマ処理におけるプラズマエネルギーを、被処理物の種類や印刷モード（液滴量）などに応じて最適な値に制御してもよい。

図３は、実施形態で採用される酸性化処理の概略を説明するための模式図である。図３に示すように、実施形態で採用される酸性化処理には、放電電極１１と、カウンター電極１４と、誘電体１２と、高周波高圧電源１５とを備えたプラズマ処理装置１０が用いられる。プラズマ処理装置１０において、誘電体１２は、放電電極１１とカウンター電極１４との間に配置される。高周波高圧電源１５は、放電電極１１とカウンター電極１４との間に高周波・高電圧のパルス電圧を印加する。このパルス電圧の電圧値は、たとえば約１０ｋＶ（キロボルト）程度である。また、その周波数は、たとえば約２０ｋＨｚ（キロヘルツ）とすることができる。このような高周波・高電圧のパルス電圧を２つの電極間に供給することで、放電電極１１と誘電体１２との間に大気圧非平衡プラズマ１３が発生する。被処理物２０は、大気圧非平衡プラズマ１３の発生中に放電電極１１と誘電体１２との間を通過する。これにより、被処理物２０の放電電極１１側の表面がプラズマ処理される。

なお、図３に例示したプラズマ処理装置１０では、回転型の放電電極１１とベルトコンベア型の誘電体１２とが採用されている。被処理物２０は、回転する放電電極１１と誘電体１２との間で挟持搬送されることで、大気圧非平衡プラズマ１３中を通過する。これにより、被処理物２０の表面が大気圧非平衡プラズマ１３に接触し、これに一様なプラズマ処理が施される。

ここで、図４〜図７を用いて、実施形態にかかるプラズマ処理を施した場合と施していない場合との印刷物の違いを説明する。図４は、実施形態にかかるプラズマ処理を施していない被処理物に対してインクジェット記録処理を行うことで得られた印刷物の画像形成面を撮像して得られた画像の拡大図であり、図５は、図４に示す印刷物における画像形成面に形成されたドットの例を示す模式図である。図６は、実施形態にかかるプラズマ処理を施した被処理物に対してインクジェット記録処理を行うことで得られた印刷物の画像形成面を撮像して得られた画像の拡大図であり、図７は、図６に示す印刷物における画像形成面に形成されたドットの例を示す模式図である。なお、図４および図６に示す印刷物を得るにあたり、デスクトップ型のインクジェット記録装置を用いた。また、被処理物２０には、コート層２１（図１参照）を備える一般的なコート紙を用いた。

実施形態にかかるプラズマ処理を施していないコート紙は、コート紙表面にあるコート層２１の濡れ性が悪い。そのため、プラズマ処理を施していないコート紙に対してインクジェット記録処理にて形成した画像では、たとえば図４および図５に示すように、ドットの着弾時にコート紙の表面に付着したドットの形状（ビヒクルＣＴ１の形状）が歪になる。また、表面の濡れ性が悪い場合、ビヒクルＣＴ１の表面張力によってドットが高さのある形状となり、その乾燥に比較的長い時間を要してしまう。ドットの乾燥が十分でない状態で近接ドットを形成すると、図４および図５に示すように、コート紙への近接ドットの着弾時にビヒクルＣＴ１およびＣＴ２同士が合一し、これによりドット間で顔料Ｐ１およびＰ２の移動（混色）が起き、その結果、ビーディング等による濃度ムラが生じてしまう場合がある。

一方、実施形態にかかるプラズマ処理を施したコート紙は、コート紙表面にあるコート層２１の濡れ性が改善されている。そのため、プラズマ処理を施したコート紙に対してインクジェット記録処理にて形成した画像では、たとえば図６に示すように、ビヒクルＣＴ１がコート紙の表面に比較的平坦な真円状に広がる。これにより、図７のように、ドットが平坦な形状となる。そのため、ドットは真円を保ったまま比較的短時間で乾燥することができる。また、プラズマ処理で形成された極性官能基によってコート紙表面が酸性になるため、インク顔料が電気的に中和され、顔料Ｐ１が凝集してインクの粘性が上がる。これにより、図７のように、ビヒクルＣＴ１およびＣＴ２が合一した場合にも、ドット間の顔料Ｐ１およびＰ２の移動（混色）が抑制される。さらに、コート層２１内部にも極性官能基が生成されるため、ビヒクルＣＴ１の浸透性が上がる。これによりビヒクルが被処理物２０内部へ浸透し、比較的短時間で乾燥することができる。濡れ性向上により真円状に広がったドットが浸透しながら凝集することにより、顔料Ｐ１が高さ方向に均等に凝集され、ビーディング等による濃度ムラの発生を抑えることが可能となる。なお、図５および図７は模式図であり、実際には図７の場合にも顔料は層になって凝集している。

このように、実施形態にかかるプラズマ処理を施した被処理物２０では、プラズマ処理によって極性官能基が形成された結果、表面が酸性になる。それにより、マイナスに帯電した顔料が被処理物２０表面で中和されることにより、顔料が凝集して粘性が上がり、結果的にドットが合一したとしても顔料の移動を抑制することが可能となる。また、被処理物２０表面に形成されたコート層２１内部にも極性官能基が生成されることで、ビヒクルが速やかに被処理物２０内部に浸透し、これにより、乾燥時間を短縮することができる。つまり、濡れ性が上がることで真円状に広がったドットは、凝集によって顔料の移動が抑えられた状態で浸透することで、真円に近い形状を保つことが可能となる。

図８は、実施形態にかかるプラズマエネルギーと被処理物表面の濡れ性、ビーディング、ｐＨ値および浸透性との関係を示すグラフである。図８では、被処理物２０としてコート紙へ印刷した場合の表面特性（濡れ性、ビーディング、ｐＨ値、浸透性（吸液特性））がプラズマエネルギーに依存してどのように変化するかが示されている。なお、図８に示す評価を得るにあたり、インクには、顔料が酸により凝集する特性の水性顔料インク（マイナスに帯電した顔料が分散されているアルカリ性インク）を使用した。

図８に示すように、コート紙表面の濡れ性は、プラズマエネルギーが低い値（たとえば０．２Ｊ／ｃｍ^２程度以下）で急激に良くなり、それ以上エネルギーを増加させてもあまり改善はしない。一方、コート紙表面のｐＨ値は、ある程度まではプラズマエネルギーを高めることにより低下していく。ただし、プラズマエネルギーがある値（たとえば４Ｊ／ｃｍ^２程度）を超えたところで飽和状態になる。また、浸透性（吸液特性）は、ｐＨの低下が飽和したあたり（たとえば４Ｊ／ｃｍ^２程度）から急激に良くなっている。ただし、この現象は、インクに含まれている高分子成分に依存して異なる。

この結果として、浸透性（吸液特性）がよくなり始めて（例えば４Ｊ／ｃｍ２程度）からビーディング（粒状度）の値が非常に良い状態となっている。ここでのビーディング（粒状度）とは、画像のざらつき感を数値で表したものであり、濃度のばらつきを平均濃度の標準偏差で表したものである。図８では、２色以上のドットからなる色のベタ画像の濃度を複数サンプリングし、その濃度の標準偏差をビーディング（粒状度）として表している。このように実施形態にかかるプラズマ処理を施したコート紙に吐出されたインクが真円上に広がりかつ凝集しながら浸透するため、画像のビーディング（粒状度）が改善される。

上述したように、被処理物２０表面の特性と画像品質との関係では、表面の濡れ性が向上することにより、ドットの真円度が向上している。この理由としては、プラズマ処理により生成された親水性の極性官能基によって被処理物２０表面の濡れ性が向上するとともにこれが均一化したことに加え、ゴミや油分や炭酸カルシウムなどの撥水要因がプラズマ処理によって除外されたことによると考えられる。被処理物２０表面の濡れ性が向上した結果、液滴が円周方向に均等に拡がり、ドットの真円度が向上する。

また、被処理物２０表面を酸性化（ｐＨの低下）させることにより、インク顔料の凝集、浸透性の向上、ビヒクルのコート層内部への浸透などが生じる。これらにより、被処理物２０表面の顔料濃度が上昇するため、ドットが合一したとしても、顔料の移動を抑えることが可能となり、その結果、顔料の混濁が抑制し、顔料を均一に被処理物表面に沈降凝集させることが可能となる。ただし、顔料混濁の抑制効果は、インクの成分やインクの滴量に依存して異なる。たとえばインクの適量が小滴の場合、大滴の場合に比べて、ドットの合一による顔料の混濁は発生し難い。それは、ビヒクル量が小滴の場合の方が、ビヒクルがより早く乾燥・浸透するためであり、少しのｐＨ反応で顔料を凝集することができるためである。なお、プラズマ処理の効果は、被処理物２０の種類や環境（湿度など）によって変動する。そこで、プラズマ処理の際のプラズマエネルギーを最適な値とすることで、被処理物２０の表面改質効率が向上するため、さらなる省エネを達成することが可能となる。

また、図９は、実施形態にかかるプラズマエネルギーとｐＨとの関係を示すグラフである。通常、ｐＨは溶液中で測定するのが一般的であるが、近年では、固体表面のｐＨの測定が可能である。その測定器としては、たとえば堀場製作所製のｐＨメーターＢ−２１１等が存在する。

図９において、実線はコート紙のｐＨ値のプラズマエネルギー依存性を示し、点線はＰＥＴフィルムのｐＨ値のプラズマエネルギー依存性を示す。図９に示すように、コート紙と比べてＰＥＴフィルムは、少ないプラズマエネルギーで酸性化する。ただし、コート紙においても、酸性化する際のプラズマエネルギーは３Ｊ／ｃｍ^２程度以下であった。そして、ｐＨ値が５以下となった被処理物２０にアルカリ性の水性顔料インクを吐出するインクジェット処理装置で画像記録した場合、形成された画像のドットは真円に近い形状となった。また、ドットの合一による顔料の混濁もなく、にじみのない良好な画像が得られた（図６参照）。

つぎに、本発明の実施形態にかかる被処理物改質装置、印刷装置、印刷システムおよび印刷物の製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。

なお、本実施形態では、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の４色の吐出ヘッド（記録ヘッド、インクヘッド）を有する画像形成装置を説明するが、これらの吐出ヘッドに限定されない。すなわち、グリーン（Ｇ）、レッド（Ｒ）及びその他の色に対応する吐出ヘッドを更に有してもよいし、ブラック（Ｋ）のみの吐出ヘッドを有していてもよい。ここで、以後の説明において、Ｋ、Ｃ、Ｍ及びＹは、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの夫々に対応するものとする。

また、本実施形態では、被処理物として、ロール状に巻かれた連続紙（以下、ロール紙という）を用いるが、これに限定されものではなく、たとえばカット紙など、画像を形成できる記録媒体であればよい。そして、紙の場合その種類としては例えば、普通紙、上質紙、再生紙、薄紙、厚紙、コート紙等を用いることができる。また、ＯＨＰシート、合成樹脂フィルム、金属薄膜及びその他表面にインク等で画像を形成することができるものも被処理物として用いることができる。紙がコート紙のような非浸透、緩浸透紙の場合、本発明はより効果を発する。ここで、ロール紙は、切断可能なミシン目が所定間隔で形成された連続紙（連帳紙、連続帳票）であってよい。その場合、ロール紙におけるページ（頁）とは、例えば所定間隔のミシン目で挟まれる領域とする。

図１０は、本実施形態にかかる印刷装置（システム）の概略構成を示す模式図である。図１０に示すように、印刷装置（システム１）は、被処理物２０（ロール紙）を搬送経路Ｄ１に沿って搬入（搬送）する搬入部３０と、搬入された被処理物２０に対して前処理としてのプラズマ処理を施すプラズマ処理装置１００と、プラズマ処理された被処理物２０の表面に画像を形成する画像形成部４０とを有する。プラズマ処理装置１００とインクジェット記録装置１７０との間には、プラズマ処理などの前処理済の被処理物２０のインクジェット記録装置１７０への送り量を調節するためのバッファ部８０が設けられている。また、画像形成部４０は、プラズマ処理された被処理物２０にインクジェット処理により画像を形成するインクジェット記録装置１７０を含む。画像形成部４０は、画像が形成された被処理物２０を後処理する後処理部７０をさらに含んでもよい。

なお、印刷装置（システム１）は、後処理された被処理物２０を乾燥する乾燥部５０と、画像形成された（場合によってはさらに後処理された）被処理物２０を搬出する搬出部６０とを有してもよい。また、印刷装置（システム１）は、被処理物２０に対して前処理を施す前処理部として、プラズマ処理装置１００の他に、被処理物２０表面に高分子材料を含む先塗り剤と呼ばれる処理液を塗布する先塗り処理部（不図示）をさらに備えてもよい。さらに、プラズマ処理装置１００と画像形成部４０との間には、プラズマ処理装置１００による前処理後の被処理物２０表面のｐＨ値を検出するためのｐＨ検出部１８０が設けられてもよい。

さらにまた、印刷装置（システム１）は、各部の動作を制御する制御部（不図示）を有する。この制御部は、たとえば印刷対象の画像データからラスタデータを生成する印刷制御装置に接続されてもよい。印刷制御装置は、印刷装置（システム）１の内部に設けられても、インターネットやＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などのネットワークを介した外部に設けられてもよい。

実施形態では、図１０に示す印刷装置（システム）１において、上述したように、インクジェット記録処理の前に、被処理物の表面を酸性化する酸性化処理が実行される。この酸性化処理には、たとえば誘電体バリア放電を利用した大気圧非平衡プラズマ処理を採用することができる。大気圧非平衡プラズマによる酸性化処理は、電子温度が極めて高く、ガス温度が常温付近であるため、記録媒体などの被処理物に対するプラズマ処理方法として好ましい方法の１つである。

大気圧非平衡プラズマを広範囲に安定して発生させるには、ストリーマ絶縁破壊形式の誘電体バリア放電を採用した大気圧非平衡プラズマ処理を実行するとよい。ストリーマ絶縁破壊形式の誘電体バリア放電は、たとえば誘電体で被覆された電極間に交番する高電圧が印加することで得ることが可能である。

なお、大気圧非平衡プラズマを発生させる方法としては、上述したストリーマ絶縁破壊形式の誘電体バリア放電以外にも、種々の方法を用いることができる。たとえば、電極間に誘電体等の絶縁物を挿入する誘電体バリア放電、細い金属ワイヤ等に著しい不平等電界を形成するコロナ放電、短パルス電圧を印加するパルス放電などを適用することが可能である。また、これらの方法を２つ以上組み合わせることも可能である。

つづいて、図１０に示す印刷装置（システム）１におけるプラズマ処理装置１００からインクジェット記録装置１７０までの構成を、図１１に抜粋して示す。図１１に示すように、印刷装置（システム）１は、被処理物２０の表面をプラズマ処理するプラズマ処理装置１００と、被処理物２０表面のｐＨ値を測定するｐＨ検出部１８０と、被処理物２０にインクジェット記録にて画像を形成するインクジェット記録装置１７０と、印刷装置（システム）１全体を制御する制御部１６０とを含む。また、印刷装置（システム）１は、被処理物２０を搬送経路Ｄ１に沿って搬送するための搬送ローラ１９０を備える。搬送ローラ１９０は、たとえば制御部１６０からの制御にしたがって回転駆動することで、被処理物２０を搬送経路Ｄ１に沿って搬送する。

プラズマ処理装置１００は、図３に示す大気圧非平衡プラズマ処理装置１０と同様に、放電電極１１０と、カウンター電極１４１と、高周波高圧電源１５０と、電極間に挟まれた誘電体ベルト１２１とを備える。ただし、図１１では、放電電極１１０が５つの放電電極１１１〜１１５で構成され、これらの放電電極１１１〜１１５と誘電体ベルト１２１を挟んで対向する範囲全体にカウンター電極１４１が設けられている。また、高周波高圧電源１５０は、放電電極１１１〜１１５の数に応じて５つの高周波高圧電源１５１〜１５５より構成されている。

誘電体ベルト１２１には、被処理物２０を搬送する用途を兼ねるために、無端のベルトが用いられるとよい。そこで、プラズマ処理装置１００は、誘電体ベルト１２１を巡回させて被処理物２０を搬送するための回転ローラ１２２をさらに備える。回転ローラ１２２は、制御部１６０からの指示に基づいて回転駆動することで、誘電体ベルト１２１を巡回させる。これにより、被処理物２０が搬送経路Ｄ１にそって搬送される。

制御部１６０は、高周波高圧電源１５１〜１５５を個別にオン／オフすることが可能である。また、制御部１６０は、各高周波高圧電源１５１〜１５５が各放電電極１１１〜１１５へ供給する高周波・高電圧パルスのパルス強度を調整することもできる。

ｐＨ検出部１８０は、プラズマ処理装置１００および先塗り装置（不図示）よりも下流に配置され、プラズマ処理装置１００および／または先塗り装置による前処理（酸性化処理）が施された被処理物２０表面のｐＨ値を検出して制御部１６０に入力してもよい。これに対し、制御部１６０は、ｐＨ検出部１８０から入力されたｐＨ値に基づいてプラズマ処理装置１００および／または先塗り装置（不図示）をフィードバック制御することで、前処理後の被処理物２０表面のｐＨ値を調整してもよい。

なお、プラズマ処理に要したプラズマエネルギーは、たとえば各高周波高圧電源１５１〜１５５から各放電電極１１１〜１１５へ供給した高周波・高電圧パルスの電圧値および印加時間と、その際に被処理物２０に流れた電流とから求めることができる。なお、プラズマ処理に要したプラズマエネルギーは、放電電極１１１〜１１５ごとではなく、放電電極１１０全体でのエネルギー量として制御されてよい。

被処理物２０は、プラズマ処理装置１００においてプラズマが発生している最中に放電電極１１０と誘電体ベルト１２１との間を通過することでプラズマ処理が施される。それにより、被処理物２０表面のバインダ樹脂の鎖が破壊され、さらに気相中の酸素ラジカルやオゾンが高分子と再結合することで、被処理物２０表面に極性官能基が生成される。その結果、被処理物２０表面に親水性および酸性化が付与される。なお、本例ではプラズマ処理を大気中で行っているが、窒素や希ガス等のガス雰囲気中で実施してもよい。

また、複数の放電電極１１１〜１１５を備えることは、被処理物２０の表面を均一に酸性化する点においても有効である。すなわち、たとえば同じ搬送速度（または印刷速度）とした場合、１つの放電電極で酸性化処理を行う場合よりも複数の放電電極で酸性化処理を行う場合の方が被処理物２０がプラズマの空間を通過する時間を長くすることが可能となる。その結果、より均一に被処理物２０の表面に酸性化処理を施すことが可能となる。

インクジェット記録装置１７０は、インクジェットヘッドを備える。インクジェットヘッドは、たとえば印刷速度の高速化のために、複数の同色ヘッド（たとえば４色×４ヘッド）を備えている。また、高速で高解像度（たとえば１２００ｄｐｉ）の画像形成を達成するために、各色のヘッドのインク吐出ノズルは、間隔を補正するようにずらして固定されている。さらに、インクジェットヘッドは、各ノズルから吐出されるインクのドット（液滴）が大／中／小滴と呼ばれる３種類の容量に対応するように、複数の駆動周波数で駆動可能となっている。

インクジェットヘッド１７１は、被処理物２０の搬送経路上においてプラズマ処理装置１００よりも下流に配置される。インクジェット記録装置１７０は、制御部１６０からの制御のもと、プラズマ処理装置１００による前処理（酸性化処理）が施された被処理物２０に対してインクを吐出することで画像形成を行う。

図１１に示すように、インクジェット記録装置１７０のインクジェットヘッドとしては、複数の同色ヘッド（４色×４ヘッド）を備えてもよい。これにより、インクジェット記録処理の高速化が可能になる。その際、たとえば高速で１２００ｄｐｉの解像度を達成するためには、インクジェットヘッドにおける各色のヘッドは、インクを吐出するノズルとノズルとの間隔を補正するようにずらして固定されている。さらに、各色のヘッドには、そのノズルから吐出されるインクのドットが大／中／小滴と呼ばれる３種類の容量に対応するように、いくつかのバリエーションを持った駆動周波数の駆動パルスが入力される。

また、複数の放電電極１１１〜１１５を備えることは、被処理物２０の表面を均一にプラズマ処理する点においても有効である。すなわち、たとえば同じ搬送速度（または印刷速度）とした場合、１つの放電電極でプラズマ処理を行う場合よりも複数の放電電極でプラズマ処理を行う場合の方が被処理物２０がプラズマの空間を通過する時間を長くすることが可能となる。その結果、より均一に被処理物２０の表面にプラズマ処理を施すことが可能となる。

つづいて、図１０におけるバッファ部８０について、図面を用いて詳細に説明する。プラズマ処理装置１００における処理速度、すなわち被処理物２０の搬送速度は、インクジェット記録装置１７０での印刷速度に応じて変化させることで、プラズマ処理装置１００とインクジェット記録装置１７０との間の被処理物２０の量（長さ）を調整することが可能である。ただし、プラズマ処理装置１００における処理速度とインクジェット記録装置１７０での印刷速度とを完全に一致させることは困難である。

そこで上述したように、プラズマ処理装置１００とインクジェット記録装置１７０との間には、プラズマ処理などの前処理済の被処理物２０のインクジェット記録装置１７０への送り量を調節するためのバッファ部８０が設けられる。

また、インクジェット記録装置１７０の印刷速度が速い場合、プラズマ処理装置１００における表面処理の速度を上げる必要がある。そのため、短時間で表面処理を終えるにはプラズマエネルギーを大きくしなければならず、その結果、印刷装置（システム１）が搭載する高周波高圧電源１５０の大型化などが発生する場合がある。

そこで実施形態では、バッファ部８０で蓄えられた前処理済の被処理物２０を搬入部３０側に巻き戻しし、再度、プラズマ処理装置１００にてプラズマ処理できる構成とすることで、高出力の高周波高圧電圧を用いることなく、必要なプラズマエネルギーでのプラズマ処理を可能にする。このような構成によれば、搭載する高周波高圧電源の大型化を回避するだけでなく、インク付着量（使用量）の低減や印刷後の乾燥エネルギーの低減などの効果も得られる。

図１２は、実施形態にかかるバッファ部の概略構成を示す模式図である。図１２に示すように、バッファ部８０は、被処理物２０を保持する複数のコロ８１と、各コロ８１を位置変位および回転可能に保持するスプリング８２と、複数のコロ８１の少なくとも１つの位置を検出するためのセンサ８３とを備える。

また、バッファ部８０のプラズマ処理装置１００側には、プラズマ処理装置１００からの被処理物２０の搬入／搬出位置を安定化させるための導入／導出部８４が設けられている。導入／導出部８４は、たとえば被処理物２０を２つのコロで挟持する構成を備えている。この導入／導出部８４は、たとえば２つのコロのうち少なくとも１つが自転することで、被処理物２０をバッファ部８０内に引き込む、または、被処理物２０をプラズマ処理装置１００へ送り出すように動作してもよい。

また、バッファ部８０のインクジェット記録装置１７０側には、インクジェット記録装置１７０への被処理物２０の搬出位置を安定化させるための導出部８５が設けられている。導出部８５は、導入／導出部８４と同様に、たとえば被処理物２０を２つのコロで挟持する構成を備えており、たとえば２つのコロのうち少なくとも１つが自転することで被処理物２０をインクジェット記録装置１７０へ送り出すように動作してもよい。

各スプリング８２は、たとえば複数のコロ８１が互い違いの方向へ交互に引っ張られるように、各コロ８１を保持する。バッファ部８０に搬入された被処理物２０は、互い違いの方向へ交互に引っ張られる複数のコロ８１によってその張力が保たれるように、複数のコロ８１に互い違いに掛架される。

センサ８３は、複数のコロ８１の少なくとも１つの位置を検出する。制御部１６０は、センサ８３の検出結果に基づいて、スプリング８２が有効範囲内にあるか否かを判定する。なお、有効移動範囲とは、複数のコロ８１によって保持された被処理物２０に適切な張力を与えることができる各コロ８１の位置範囲である。したがって、少なくとも１つのコロ８１が有効範囲を外れている場合、被処理物２０にたわみが生じているか、もしくは、被処理物２０が破れる可能性がある程度に引っ張られていることになる。

バッファ部８０内の被処理物２０のたわみは、結果物として出力される印刷物のシワや印刷位置ずれなどの原因となる。そこで制御部１６０は、被処理物２０にたわみが生じないように、センサ８３の検出結果と有効範囲とに基づいて、搬入部３０による被処理物２０の送り出し量、および、プラズマ処理装置１００における処理速度のうち少なくとも１つを制御する。同様に、制御部１６０は、被処理物２０が破れないように、センサ８３の検出結果と有効範囲とに基づいて、搬入部３０による被処理物２０の送り出し量、および、プラズマ処理装置１００における処理速度のうち少なくとも１つを制御する。

搬入部３０は、ロール状に巻かれた被処理物２０を正回転および逆回転自在な構成を備える。ロール状に巻かれた被処理物２０を正回転させた場合、被処理物２０は搬送経路Ｄ１に沿って順方向Ｒ１に搬送される。その結果、被処理物２０がプラズマ処理装置１００を介してバッファ部８０に供給される。

一方、ロール状に巻かれた被処理物２０を逆回転させた場合、被処理物２０は搬送経路Ｄ１に沿って逆方向Ｒ２に搬送される。その結果、被処理物２０が巻き取られる。その際、バッファ部８０に保持された被処理物２０がスプリング８２を伸張し、それにより引き出された被処理物２０がバッファ部８０からプラズマ処理装置１００側へ巻き戻される。プラズマ処理装置１００は、被処理物２０が順方向Ｒ１に移動する際、被処理物２０が逆方向Ｒ２に移動する際、および、被処理物２０が再度順方向Ｒ１に移動する際のうち少なくとも１つで、被処理物２０に対する前処理としてのプラズマ処理を実施する。

つづいて、実施形態にかかるインクジェット記録装置１７０のインクジェットヘッドについて、図面を用いて詳細に説明する。インクジェットヘッドとしては、図１３に示すようなシャトル方式や、図１４に示すようなラインヘッド方式などが存在する。

図１３に示すように、シャトル方式のインクジェットヘッド１７０Ａは、被処理物２０の搬送経路Ｄ１に対して垂直な方向Ｄ３に延在する軸部１７２と、方向Ｄ３に軸部１７２をスライド可能なヘッド部１７１Ａとを備える。ヘッド部１７１Ａには、上述したように、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）などの複数種類の吐出ヘッド（記録ヘッド、インクヘッド）が設けられる。このようなシャトル方式のインクジェットヘッド１７０Ａでは、被処理物２０を搬送経路Ｄ１に沿って所定距離移動して停止すると、ヘッド部１７１Ａが軸部１７２に沿って方向Ｄ３に移動しつつ吐出ヘッドからインクを吐出する。このような動作を繰り返すことで、被処理物２０に画像が形成される。

また、図１４に示すように、ラインヘッド方式のインクジェットヘッド１７０Ｂは、搬送経路Ｄ１に対して垂直な方向Ｄ３に複数の吐出ヘッド１７３ａ〜１７３ｊが配列したヘッド部１７１Ｂを備える。このようなラインヘッド方式のインクジェットヘッド１７０Ｂでは、被処理物２０の搬送経路Ｄ１に沿った搬送と、吐出ヘッドからのインクの吐出とを同時に行うことができる。

つづいて、実施形態にかかる制御部１６０を、図面を用いてより詳細に説明する。図１５は、実施形態にかかる制御部の一例を示す機能ブロック図である。図１５に示すように、制御部１６０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１６１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１６２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１６３、ホストインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１６６などを備えたパーソナルコンピュータなどの一般的な情報処理装置であってよい。また、制御部１６０は、特定の処理を実行するためのＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）１６５を備えてもよい。

さらに、制御部１６０は、インクジェットヘッド１７１を駆動するためのヘッドドライバ１０４およびインクジェットヘッド１７１のインク吐出動作をヘッドドライバ１０４を介して制御するためのヘッド駆動制御部１０３と、搬送モータ１９１を駆動・制御する搬送ベルト駆動制御部１０５と、前処理手段であるプラズマ処理装置１００を駆動・制御する前処理駆動制御部１０６とを備える。なお、インクジェットヘッド１７１は、たとえば図１３または図１４に示したインクジェットヘッド１７１Ａまたは１７１Ｂに相当する。搬送モータ１９１は、たとえば図１１に示す搬送ローラ１９０や誘電体ベルト１２１が掛架された回転ローラ１２２を順回転または逆回転させるための動力源である。インバータ１４２は、放電電極１１０およびカウンター電極１４１間に高周波・高電圧パルスを印加するための高周波高圧電源１５０のインバータである。

また、制御部１６０は、印刷モードやカラー／白黒モードなどの画像モードを設定する画像モード設定部１０１と、被処理物２０の種類を設定する用紙種類設定部１０２と、これらを情報処理装置へ接続する入出力（Ｉ／Ｏ）ポート１６４とを備えてもよい。Ｉ／Ｏポート１６４には、その他の各種センサを接続することもできる。

以上のような構成において、制御部１６０は、上位装置であるホストから印刷指示を受け付けると、前処理実行の有無を判断する。なお、本説明では、前処理とはプラズマ処理である。前処理実行が指示されている場合、印刷条件として画像モード設定部１０１から指示される画像モードおよび用紙種類設定部１０２から指示される用紙種類に応じて前処理駆動制御部１０６及び搬送ベルト制御部１０５が動作することにより、被処理物２０の搬送と前処理であるプラズマ処理とが行なわれる。画像モードおよび用紙種類に応じたプラズマ処理に必要なプラズマエネルギー（以下、必要エネルギーという）は、あらかじめ設計時に条件テーブルとしてＲＯＭ１６２に保存され、プラズマ処理実行時にその条件テーブルを読み出されてもよい。前処理駆動制御部１０６及び搬送ベルト制御部１０５は、読み出した必要エネルギーに応じてインバータ１４２および搬送モータ１９１を駆動することで、必要なエネルギーのプラズマ処理を被処理物２０に実施する。なお、読み出した必要エネルギーに応じて実施されるプラズマ処理の回数は、１回でなくてもよい。すなわち、２回またはそれ以上の回数に分割してプラズマ処理が実施されることで、必要エネルギーが満足されてもよい。または、プラズマ処理の繰返し回数または往復回数が必要エネルギーとともに条件テーブルに登録されており、プラズマ処理回数または往復回数に基づいて被処理物２０が往復搬送されてもよい。

制御部１６０は、印刷動作時に、Ｉ／Ｆ１６６に含まれる受信バッファ内の印刷データをＣＰＵ１６１で読み出して解析し、ＡＳＩＣ１６５で印刷データの並び替え処理や画像処理の一部の処理を行った後、処理後の画像データをヘッド駆動制御部１０３へ転送する。画像出力するための印刷データの１つであるビットマップデータ（印刷ラスタデータ）への変換は、ホスト側のプリンタドライバで画像データをビットマップデータに展開することで作成される。制御部１６０へは、この作成された印刷ラスタデータがホストから転送される。

ヘッド駆動制御部１０３は、Ｉ／Ｆ１６６が印刷ラスタデータを受け取ると、このドットパターンデータ（印刷ラスタデータ）をクロック信号に同期してヘッドドライバ１０４にシリアル送信するとともに、所定のタイミングでラッチ信号をヘッドドライバ１０４に送出する。ヘッド駆動制御部１０３は、駆動波形（駆動信号）のパターンデータを格納したＲＯＭと、このＲＯＭ１６２から読出される駆動波形のデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器を含む波形生成回路及びアンプ等で構成される駆動波形発生回路を含む。また、ヘッドドライバ１０４は、ヘッド駆動制御部１０３からのクロック信号及び画像データであるシリアルデータを入力するシフトレジスタと、シフトレジスタのレジスト値をヘッド駆動制御部１０３からのラッチ信号でラッチするラッチ回路と、ラッチ回路の出力値をレベル変化するレベル変換回路（レベルシフタ）と、このレベルシフタでオン／オフが制御されるアナログスイッチアレイ（スイッチ部）等を含む。

ヘッドドライバ１０４は、アナログスイッチアレイのオン／オフを制御することで駆動波形に含まれる所要の駆動波形を選択的に各インクジェットヘッド１７１のアクチュエータに印加して吐出ヘッドを駆動する。これにより、画像データのドットパターンが形成される。

搬送ベルト駆動部制御部１０５は、前処理及び印刷時に、搬送モータ１９１を作動する。インクジェットヘッド１７１は不図示の搬送ベルトや誘電体ベルト１２１によって搬送される被処理物２０に対し、図示しない用紙先端検知センサからの検知信号とタイミングに基づいてインクを吐出することで、画像データのドットパターンを形成する。

つぎに、実施形態にかかる制御部１６０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。図１６は、実施形態にかかる制御部１６０の印刷動作例を示すフローチャートである。図１６に示すように、制御部１６０は、まず、ホストからの印刷指示を待機し（ステップＳ１０１；ＮＯ）、印刷指示を受信すると（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）、画像モード設定部１０１から画像モードの指示を受け付ける（ステップＳ１０２）とともに、用紙種類設定部１０２から用紙種類の指示を受け付ける（ステップＳ１０３）。なお、画像モードと用紙種類とは、印刷指示とともにホストから指示され、ＲＡＭ１６３に記録される。

つぎに、制御部１６０は、たとえば搬送ベルト駆動制御部１０５を介して搬送モータ１９１を駆動することで、搬入部３０（図１０参照）から搬送経路Ｄ１上への被処理物２０の搬入を開始する（ステップＳ１０４）。つぎに、制御部１６０は、前処理としてのプラズマ処理を実施する指示があったか否かを判定する（ステップＳ１０５）。この指示は、たとえばホストから受信した印刷指示に含まれていてもよいし、ユーザが不図示の入力手段から設定入力してもよい。

前処理実施の指示がない場合（ステップＳ１０５；ＮＯ）、制御部１６０は、ステップＳ１０７へ移行して、印刷処理を開始する。一方、前処理実施の指示がある場合（ステップＳ１０５；ＹＥＳ）、制御部１６０は、搬送ベルト駆動制御部１０５および前処理駆動制御部１０６を介したプラズマ処理装置１００の駆動を開始することで、被処理物２０に対するプラズマ処理を開始し（ステップＳ１０６）、つづいて、ステップＳ１０７において印刷処理を開始する。なお、ステップＳ１０６によって開始されるプラズマ処理の動作については、図１７に示す。

ステップＳ１０７において印刷処理された被処理物２０は、順次搬出部から搬出される（ステップＳ１０８）。その後、制御部１６０は、印刷処理を終了するか否かを判定し（ステップＳ１０９）、終了しない場合（ステップＳ１０９；ＮＯ）、ステップＳ１０１へリターンして、以降の動作を実行する。

また、図１７に示すように、図１６のステップＳ１０６においてプラズマ処理を開始すると、制御部１６０は、まず、ＲＯＭ１６２等から条件テーブルを読み出す（ステップＳ１１１）。具体的には、制御部１６０は、画像モードと用紙種類との組み合わせに応じたプラズマ処理条件をあらかじめＲＯＭ１６２に記録された条件テーブルから選択する。

つぎに、制御部１６０は、読み出した条件テーブルに含まれる必要エネルギーに基づき、プラズマ処理を繰り返す回数Ｎを設定する（ステップＳ１１２）。つづいて、制御部１６０は、不図示のカウンタの値Ｋをリセット（Ｋ＝０）する（ステップＳ１１３）。なお、プラズマ処理の繰返し回数Ｎは、上述したように、条件テーブルに含まれていてもよいし、条件テーブルより特定される必要エネルギーまたは往復回数から求められてもよい。

つぎに、制御部１６０は、搬送ベルト駆動制御部１０５を介した搬送モータ１９１の駆動を開始することで、搬入部３０のロール紙から所定量（長さ）の被処理物２０の搬送経路Ｄ１上への搬入を開始する（ステップＳ１１４）。なお、搬入された被処理物２０は、プラズマ処理装置１００を介してバッファ部８０に一時蓄えられる。また、制御部１６０は、被処理物２０の所定量の搬送中にインバータ１４２を駆動してプラズマ処理装置１００を動作させることで、被処理物２０に対するプラズマ処理を１回実行する（ステップＳ１１５）。

つぎに、制御部１６０は、カウンタ値Ｋに１加算し（ステップＳ１１６）、加算後のカウンタ値Ｋが繰返し回数Ｎ以上となったか否かを判定する（ステップＳ１１７）。カウンタ値Ｋが繰返し回数Ｎ未満である場合（ステップＳ１１７；ＮＯ）、制御部１６０は、搬送ベルト駆動制御部１０５を介して搬送モータ１９１を駆動してプラズマ処理装置１００より上流（搬入部３０側）の搬送ローラおよび搬入部３０を逆回転に駆動することで、被処理物２０を搬入部３０のロール紙に巻き戻す（ステップＳ１１８）。この際、バッファ部８０の導出部８５（図１２参照）から上流（搬出部６０側）の搬送ローラは停止または順回転しているため、バッファ部８０に蓄えられている被処理物２０が搬送経路Ｄ１を逆方向Ｒ２に搬送される。その後、制御部１６０は、ステップＳ１１４にリターンし、以降の動作を再度実行することで、２回目以降のプラズマ処理を実行する。なお、制御部１６０は、被処理物２０を搬入部３０のロール紙に巻き戻している最中にインバータ１４２を駆動してプラズマ処理装置１００を動作させることで、被処理物２０に対してプラズマ処理を実行してもよい。

一方、カウンタ値Ｋが繰返し回数Ｎ以上である場合（ステップＳ１１７；ＹＥＳ）、制御部１６０は、前処理としてのプラズマ処理を終了するか否かを判定し（ステップＳ１１９）、終了する場合（ステップＳ１１９；ＹＥＳ）、本動作を終了する。一方、前処理を継続する場合（ステップＳ１１９；ＮＯ）、制御部１６０は、ステップＳ１１４へリターンし、以降の動作を実行する。

ここで、上述した説明における画像モードとは、たとえば文字優先（文字）、文字写真混在（文字／写真）、写真優先（写真）等のモード等であり、印刷品質に応じたディザパターンの種類や誤差拡散方式の選択など、印刷品質に関わる画像ドット配置の方式選択の指示である。

写真優先の画像モードの場合、ドットの滲みや意図しないドットの合一などが発生すると階調表現の悪化につながるため、たとえば文字優先の画像モードと比べてプラズマ処理の繰返し回数を増加させるとよい。これに対し、文字優先の画像モードの場合、文字が判読できる程度の品質であればよいため、プラズマ処理の繰返し回数は、細かい４ｐ等の文字の滲みが悪化して判読不可にならない程度の回数でよい。また、文字／写真の画像モードでは、文字と写真とが混在するため、上述した写真優先と文字優先との間の範囲でプラズマ処理を行なうとよい。

また、用紙種類とは、たとえばアート紙、上質コート紙、軽量コート紙、微塗工紙、普通紙、ＩＪ（インクジェット）専用紙などの用紙設定である。これらの用紙種類は、用紙表面コート層の塗工量に基づいて主に分類されている。たとえば、オフセットコート紙においては、アート紙は約４０ｇ／ｍ^２、上質コートは約２０ｇ／ｍ^２、軽量コート紙は約１５ｇ／ｍ^２、微塗工は約１２ｇ／ｍ^２と、塗工量が定義されている場合がある。一般的に、塗工量が増えるほど水性インクは浸透しにくい傾向となる。そのような場合、プラズマ処理の繰返し回数を増やすことで、水性インクの浸透性を改善することができる。一方で、普通紙やＩＪ専用紙は、たとえばオフセットコート紙と比較して浸透性に優れている。そのため、オフセットコート紙に比べて、プラズマ処理の繰返し回数は少なくてよい。

なお、用紙種類は、ユーザにより様々な用紙が使われる可能性があるため、ユーザモードとして用紙種類を個別登録可能な構成としてもよいし、インターネットにつないで使用用紙をオンラインのデータベース上に登録したり用紙設定をダウンロードできたりする構成としてもよい。

つづいて、用紙種類と画像モードとに基づいてプラズマ処理の繰返し回数Ｎを決定する方法について説明する。以下の表１は、実施形態にかかる条件テーブルの一例を示している。ただし、表１では、必要エネルギー（プラズマエネルギー）の代わりに、プラズマ処理の繰返し回数ｎが用紙種類および画像モードに対応づけて登録されている。したがって、表１から、プラズマ処理の繰返し回数Ｎは、そのまま繰返し回数ｎと特定できる。なお、繰返し回数ｎの代わりに必要エネルギーが登録されている場合には、たとえばプラズマ処理１回分のプラズマエネルギーで必要プラズマエネルギーを除算することで、繰返し回数Ｎを求めることができる。

また、以下の表２は、表１に示した条件テーブルから特定される繰返し回数ｎに被処理物２０の処理前の表面ｐＨ値（以下、メディアｐＨ値という）を加味してプラズマ処理の繰返し回数Ｎを決定する際に表１とともに使用する条件テーブルの一例を示す。表２では、メディアｐＨ値に係数ｐが対応づけて登録されている。メディアｐＨ値を加味した繰返し回数Ｎの決定方法では、以下の式（１）に示すように、表１に示す条件テーブルから特定した繰返し回数ｎに、メディアｐＨ値から特定した係数ｐが乗算される。たとえば、用紙種類がアート紙、画像モードが文字優先、メディアｐＨ値が６.３である場合、表１から繰返し回数ｎが５回、表２から係数ｐが１．２と求まるため、以下の式（１）より、繰返し回数Ｎは、６回と算出される。なお、式（１）から求まる値が少数点を含む場合、１回のプラズマ処理または複数回のプラズマエネルギーを調整してもよいし、式（１）から求まる値の小数点以下を四捨五入してもよい。
Ｎ＝ｎ×ｐ…（１）

さらに、表３は、表１に示した条件テーブルから特定される繰返し回数ｎにインク種類を加味してプラズマ処理の繰返し回数Ｎを決定する際に表１とともに使用する条件テーブルの一例を示す。表３では、インク種類に係数ｑが対応づけて登録されている。インク種類を加味した繰返し回数Ｎの決定方法では、以下の式（２）に示すように、表１に示す条件テーブルから特定した繰返し回数ｎに、インク種類から特定した係数ｑが乗算される。たとえば、用紙種類がアート紙、画像モードが文字優先、ｐＨ反応性が小のインクを用いた場合、表１から繰返し回数ｎが５回、表３から係数ｑが２と求まるため、以下の式（２）より、繰返し回数Ｎは、１０回と算出される。なお、式（２）から求まる値が少数点を含む場合、１回のプラズマ処理または複数回のプラズマエネルギーを調整してもよいし、式（２）から求まる値の小数点以下を四捨五入してもよい。
Ｎ＝ｎ×ｑ…（２）

さらにまた、表１〜表３を用いて繰返し回数Ｎを算出してもよい。すなわち、表１に示した条件テーブルから特定される繰返し回数ｎに、メディアｐＨ値およびインク種類を加味してプラズマ処理の繰返し回数Ｎを決定してもよい。その場合、以下の式（３）に示すように、表１に示す条件テーブルから特定した繰返し回数ｎに、メディアｐＨ値から特定した係数ｐと、インク種類から特定した係数ｑとが乗算される。たとえば、用紙種類がアート紙、画像モードが文字／写真混在、メディアｐＨ値が６.６、ｐＨ反応性が小のインクを用いた場合、表１から繰返し回数ｎが６回、表２から係数ｐが１．５、表３から係数ｑが２と求まるため、以下の式（３）より、繰返し回数Ｎは、１８回と算出される。なお、式（３）から求まる値が少数点を含む場合、１回のプラズマ処理または複数回のプラズマエネルギーを調整してもよいし、式（２）から求まる値の小数点以下を四捨五入してもよい。
Ｎ＝ｎ×ｐ×ｑ…（３）

なお、表１〜表３から特定される繰返し回数ｎ、係数ｐおよびｑは、それぞれプラズマ処理装置１００で発生可能なプラズマエネルギーにより決定される値である。

また、図１８に、先塗り処理を施した被処理物とプラズマ処理を施した被処理物とのインク付着量に対する画像（ドット）濃度の測定結果を示す。なお、図１８では、被処理物２０として普通紙を用い、インクとして黒色のインクを用いた。図１８に示すように、被処理物２０として普通紙を用いた場合、プラズマ処理が施された普通紙のドット濃度は、前処理が何も施されていない普通紙（以下、未処理の普通紙という）に比べて全体的に高めであるものの、先塗り処理が施された普通紙と比較すると、その飽和濃度が低かった。

また、濃度平衡状態になる前のドット濃度（中間調濃度）は、プラズマ処理の方が先塗り処理よりも効率的に上昇している。これは、中間調のドットを形成する場合、同じドット濃度を得るためのインク付着量は、先塗り処理が施された普通紙よりもプラズマ処理が施された普通紙の方が少なくて済むことを示している。具体的には、プラズマ処理が施された普通紙では、未処理の普通紙と比較してインク付着量を１％〜１８％低減でき、また、先塗り処理が施された普通紙と比較して１５％〜２９％低減できた。

プラズマ処理が施された普通紙での飽和濃度が先塗り処理が施された普通紙の飽和濃度よりも低くなる理由としては、先塗り処理が施された普通紙では、セット効果によってドット濃度が高くなるためであると考えられる。すなわち、プラズマ処理を施した普通紙では着弾したドットが広がるため、同じ付着量でも広がった分顔料が分散してピーク濃度が落ちるが、先塗り処理を施した普通紙ではドットが広がり難いため、その分飽和濃度が高くなると考えられる。

以上の結果から、浸透し難い被処理物と浸透し易い被処理物とでは、プラズマ処理と先塗り処理とでそれぞれ異なった効果が得られた。このことから、印刷システムとしてプラズマ処理と先塗り処理とを併用することで、被処理物２０の画像形成に対する対応能力を向上させることが可能であることがわかる。また、プラズマ処理と先塗り処理との併用は、たとえば、プラズマエネルギーをプラズマ処理単体の１／２０程度、塗布量を先塗り処理単体の約３／５程度に減らすことを可能にする。このことは、低消費エネルギーおよび低塗布量で高画質の印刷物を得られることを意味する。さらに、高いドット濃度を得ることが可能であるため、付着させるインク量を減らすことが可能となる。その結果、印刷コストの更なる削減が可能となる。

さらにまた、図１８に示す結果からは、浸透し難い被処理物にはプラズマ処理が効果的に作用し、浸透し易い被処理物には先塗り処理が効果的に作用していることが判る。これは、被処理物の性状に応じてプラズマ処理と先塗り処理との実施条件を適宜調整することで、被処理物に対して最適な前処理を実現することが可能であることを示している。

図１９は、プラズマ処理と先塗り処理とを併用したときの浸透し難い被処理物の粒状度を示すグラフである。図１９に示すグラフでは、粒状度が低い値ほど良好な画像であることを示している。なお、図１９において、破線は、プラズマエネルギーを０Ｊ／ｃｍ^２とした場合（すなわち、プラズマ処理を施さなかった場合）の先塗り処理における処理液の塗布量に対する結果を示し、実線は、プラズマエネルギーを０．１４Ｊ／ｃｍ^２とした場合（すなわち、プラズマ処理と先塗り処理とを併用した場合）の先塗り処理における処理液の塗布量に対する結果を示している。図１９に示すように、たとえば粒状度０．５以下を達成するためには、先塗り処理のみでは約０．２ｍｇ／ｃｍ^２の塗布量が必要であるのに対し、プラズマ処理との併用では約０．１ｍｇ／ｃｍ^２と、およそ半分の塗布量で済むことがわかる。

なお、図１９から導き出した上記最適化制御は、被処理物に対するものである。画像の最適化を考えると、実際に印刷して得られた印刷物に基づき最適化制御を行うことがより好ましい。たとえば印刷装置（システム）１に反射濃度計を組み込み、被処理物に対してプラズマ処理のエネルギーや先塗り処理の塗布量を連続的に変化させ、基準となる印刷パターンをインクジェット記録装置１７０で印刷し、得られた印刷物の印刷濃度を反射濃度計で測定する。そして、最も高い印刷濃度を得た処理条件を最適条件としてこれを維持するように最適化制御を実行しつつ、インクジェット記録を行う。これにより、短時間で測定や処理条件の変更等が行えるため、印刷処理のスループットを向上することが可能となる。また、反射濃度計から取り込んだ濃度情報に基づき特定された最適条件をデータベースとして蓄積することも可能となる。

ただし、インクの成分や種類、被処理物の種類が変更された場合、最適条件も変化する可能性がある。その場合、最適条件をインクの成分や種類や被処理物の種類に対応づけて蓄積および管理しておくことで、様々な条件に応じた最適化制御を実現することが可能となる。

さらに、プラズマ処理前に例えば被処理物の電気抵抗を測定して被処理物の厚さや性状をある程度特定しておいた上で、上記の検討を行って最適条件を導き出すことも容易に考えられる。

さらにまた、被処理物がカット紙である場合、プラズマ処理装置１００の排出部と先塗り処理装置の排出部とにそれぞれセンサを設けて各処理の状態を把握し、必要に応じて別の搬送経路を経て再処理を行うように構成してもよい。その場合、制御部１６０は、センサからの情報に基づきプラズマ処理装置１００および先塗り処理装置の処理条件をそれぞれフィードバック制御またはフィードフォワード制御してもよい。

以上のように、プラズマ処理と先塗り処理との併用処理は、プラズマ処理にかかるエネルギーを減らしつつ印刷装置（システム１）の小型化が可能になるとともに、先塗り処理による塗布量を減らしつつ処理液やビヒクルの乾燥時間および乾燥エネルギーを減らすことが可能になる。また、インクの使用量を減らすことも可能になる。さらに、プラズマ処理と先塗り処理との併用処理を実施してインクジェット記録した場合、ドットを真円に近い形状とすることができるとともに、ドットが合一しても顔料が混ざることを防止できるため、にじみの発生の少ない、良好な画像を得ることが可能となる。

以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例で説明したものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

１ 印刷装置（システム）
１０ 大気圧非平衡プラズマ処理装置
１１、１１０、１１１〜１１５ 放電電極
１２、１２１ 誘電体ベルト
１３ 大気圧非平衡プラズマ
１４、１４１ 接地電極
１５、１５０、１５１〜１５５ 高周波高圧電源
２０ 被処理物
３０ 搬入部
４０ 画像形成部
５０ 乾燥部
６０ 搬出部
７０ 後処理部
８０ バッファ部
１００ プラズマ処理装置
１２２ 回転ローラ
１６０ 制御部
１７０ インクジェット記録部
１７１ インクジェットヘッド
１８０ ｐＨ検出部
１９０ 搬送ローラ
Ｄ１ 搬送経路
８１ コロ
８２ スプリング
８３ センサ
８４ 導入／導出部
８５ 導出部
１０１ 画像モード設定部
１０２ 用紙種類設定部
１０３ ヘッド駆動制御部
１０４ ヘッドドライバ
１０５ 搬送ベルト駆動制御部
１０６ 前処理駆動制御部

特開２００６−１９６２５５号公報

Claims (9)

1. 被処理物に前処理を実施する前処理部と、
   前記前処理部から搬送経路に沿って前記被処理物を搬送する搬送部と、
   前記前処理部の後段の前記搬送経路上に配置され、前記被処理物の一部を一時蓄えるバッファ部と、
   前記バッファ部に一時蓄えられた被処理物が前記前処理部側へ前記搬送経路に沿って戻るように前記搬送部を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする被処理物改質装置。
2. 前記制御部は、前記前処理部側へ戻された前記被処理物が前記バッファ部へ再度搬送されるように前記搬送部を制御するとともに、前記前処理部側へ戻された前記被処理物が前記前処理部を通過する過程で前記被処理物に再度前処理が実施されるように前記前処理部を制御することを特徴とする請求項１に記載の被処理物改質装置。
3. 前記制御部は、前記前処理部側へ戻された前記被処理物が前記バッファ部へ再度搬送されるように前記搬送部を制御するとともに、前記被処理物が前記前処理部側へ戻される過程で前記被処理物に再度前処理が実施されるように前記前処理部を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の被処理物改質装置。
4. 前記前処理部は、前記被処理物表面を酸性化するプラズマ処理部であることを特徴とする請求項１に記載の被処理物改質装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載の被処理物改質装置を有する印刷装置であって、
   前記被処理物改質装置の後段に、前記前処理部により前処理された前記被処理物表面にインクジェット記録を実行する記録部を備えること、
   を特徴とする印刷装置。
6. 前記制御部は、前記被処理物の種類、前記被処理物にインクジェット記録するモード、前記前処理部による１回の前処理のエネルギー、前記記録部が使用するインクの種類、および、前記前処理部による前処理前の前記被処理物のｐＨ値のうち少なくとも１つに基づいて、前記被処理物の同一領域に対して実施する前処理の繰返し回数を特定し、特定した前記繰返し回数にしたがって前記搬送部を制御することで前記バッファ部に一時蓄えられた前記被処理物を前記前処理部側へ戻すとともに、特定した前記繰返し回数にしたがって前記前処理部を制御することで、前記繰返し回数分、前記被処理物に前処理を実施することを特徴とする請求項５に記載の印刷装置。
7. 前記被処理物の種類、前記被処理物にインクジェット記録するモード、前記前処理部による１回の前処理のエネルギー、前記記録部が使用するインクの種類、および、前記前処理部による前処理前の前記被処理物のｐＨ値のうち少なくとも１つに対応づけて、前記被処理物に対して実施する前処理のトータルのエネルギーまたは前記前処理の繰返し回数を記憶する記憶部をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の印刷装置。
8. 少なくとも被処理物に前処理を実施する前処理装置と、前記前処理装置により前処理された前記被処理物表面にインクジェット記録を実行する記録装置と、を有する印刷システムであって、
   前記前処理装置から前記記録装置へ搬送経路に沿って前記被処理物を搬送する搬送部と、
   前記前処理装置と前記記録装置との間の前記搬送経路上に配置され、前記被処理物の一部を一時蓄えるバッファ部と、
   前記バッファ部に一時蓄えられた被処理物が前記前処理装置側へ前記搬送経路に沿って戻るように前記搬送部を制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする印刷システム。
9. 被処理物に前処理を実施する前処理部と、前記前処理部により前処理された前記被処理物表面にインクジェット記録を実行する記録部と、前記前処理部から前記記録部へ搬送経路に沿って前記被処理物を搬送する搬送部と、前記前処理部と前記記録部との間の前記搬送経路上に配置され、前記被処理物の一部を一時蓄えるバッファ部とを用いた印刷物の製造方法であって、
   前記前処理部が被処理物に前処理を実施する第１前処理工程と、
   前記搬送部が前記前処理部から前記バッファ部へ搬送経路に沿って前記被処理物を搬送する順搬送工程と、
   前記搬送部が前記バッファ部に一時蓄えられた被処理物を前記前処理部側へ前記搬送経路に沿って戻す逆搬送工程と、
   前記前処理部が、前記前処理部側へ戻された前記被処理物が前記前処理部を通過する過程、または、前記被処理物が前記前処理部側へ戻される過程で、前記被処理物に再度前処理を実施する第２前処理工程と、
   前記第２前処理工程により前処理された前記被処理物表面にインクジェット記録を実行する記録工程と、
   を含むことを特徴とする印刷物の製造方法。