JP2016060091A - 表面平坦化方法、及び、表面平坦化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エネルギーの注入によって膨張し立体化した膨張性シートから高品質な印刷物を得る技術を提供する。【解決手段】立体化した記録媒体の凹凸を吸収する吸収層となるインク層６２を形成するステップＳ３。その後、インク層６２を形成してから、カラー画像を構成するインク層６１の形成から硬化までの時間である第２の時間よりも長い時間である第１の時間経過後に、インク層６２を硬化させるステップＳ４。【選択図】図８

Description

本発明は、熱や光などのエネルギーの注入によって所定の領域が膨張し立体化した膨張性シートに印刷を行う表面平坦化方法、及び、表面平坦化装置に関する。

立体的な印刷物を形成する立体形成技術の一種として、加熱により発泡してその体積を増加させる熱膨張性シートに黒いインク又はトナーを所望のパターンとなるように印刷し、その後、熱膨張性シートの全面に一様に光を照射する技術が知られている。この技術は、熱膨張性シートは黒いインク又はトナーを印刷された領域が印刷されていない領域に比べて熱吸収率が高くなりより高温に加熱されることを利用したものであり、黒いインク又はトナーを印刷された熱膨張性シートの領域が発泡して膨張するというものである。特許文献１には、この技術を用いた立体印刷装置が記載されている。

特開２０１２−１７１３１７号公報

ところで、上記の技術により立体化した熱膨張性シートの表面には、熱膨張性シート内の熱膨張性マイクロカプセルが凝縮することによって生じた意図しない微小な凹凸が形成される。このため、立体化した熱膨張性シートを印刷媒体として用いて画像を印刷した場合には、印刷物（印刷結果物）の表面にも凹凸が形成されてしまう。特に、熱膨張性シートに顔写真などを印刷した場合には、この凹凸の存在が印刷物の品質（画質）に与える影響は無視できない。

このような課題は、熱膨張性シートに限られるものではない。熱膨張性シートは、熱によって発泡する熱膨張性マイクロカプセル（熱発泡性マイクロカプセルともいう）を有しているが、例えば、光によって発泡する光膨張性マイクロカプセルを有するシート（以降、光膨張性シートと記す。）など、任意の膨張性シートでも同様の課題が生じうる。

以上のような実情を踏まえ、本発明は、エネルギーの注入によって膨張し立体化した膨張性シートから高品質な印刷物を得る技術を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、表面が膨張して立体化した膨張性シートの前記表面側にインクを吐出して第１のインク層を形成し、前記第１のインク層の形成から第１の時間経過後に前記第１のインク層を硬化させ、前記第１のインク層が形成された前記膨張性シートの前記表面側にインクを吐出して第２のインク層を形成し、前記第２のインク層の形成から前記第１の時間とは異なる第２の時間経過後に前記第２のインク層を硬化させる表面平坦化方法を提供する。

上記の表面平坦化方法では、前記第２のインク層は、前記膨張性シートを着色するカラーインクからなり、前記第１の時間は、前記第２の時間よりも長くてもよい。さらに、前記第１のインク層の形成前に、前記膨張性シートの前記表面にインクを直接吐出することによって第３のインク層を形成し、前記第３のインク層を硬化させてもよい。さらに、前記第１のインク層と前記第３のインク層の少なくとも一方は、前記第２のインク層の発色を補助する単色のインクからなってもよい。

また、上記の表面平坦化方法では、前記第２のインク層は、前記膨張性シートを着色するカラーインクからなり、前記第１の時間は、前記第２の時間よりも長くてもよい。さらに、前記第２のインク層の直下に形成されたインク層は、前記第２のインク層の発色を補助する単色のインクからなってもよい。

また、上記の表面平坦化方法では、前記第１のインク層は、前記膨張性シートの前記表面に前記インクを直接吐出することによって形成され、前記第２の時間は、前記第１の時間よりも長くてもよい。

本発明の別の態様は、表面が膨張して立体化した膨張性シートの前記表面側に第１のインクを吐出して第１のインク層を形成し、前記第１のインク層の形成から予め定めた時間経過後に前記第１のインク層を硬化させ、前記第１のインク層が形成された前記膨張性シートの前記表面側に、前記第１のインクとは粘性が異なる第２のインクを吐出して第２のインク層を形成し、前記第２のインク層の形成から前記予め定めた時間と同じ時間経過後に前記第２のインク層を硬化させる表面平坦化方法を提供してもよい。

本発明の更に別の態様は、表面が膨張して立体化した膨張性シートにインクを吐出してインク層を形成する層形成手段と、前記インク層に光を照射して前記インク層を硬化させる層硬化手段と、前記層形成手段により前記膨張性シートの前記表面側に形成された前記インク層である第１のインク層と、前記層形成手段により前記膨張性シートの前記表面側に形成された前記インク層である第２のインク層とで、前記インク層の形成から硬化までの時間が異なるように、前記層硬化手段を制御する制御手段と、を備える表面平坦化装置を提供してもよい。

本発明の更に別の態様は、表面が膨張して立体化した膨張性シートにインクを吐出してインク層を形成する層形成手段と、前記インク層に光を照射して前記インク層を硬化させる層硬化手段と、前記層形成手段により前記膨張性シートの前記表面側に形成された前記インク層である第１のインク層と、前記層形成手段により前記膨張性シートの前記表面側に形成された前記インク層である第２のインク層とで、前記インク層の形成から硬化までの時間が同じになるように、前記層硬化手段を制御する制御手段と、を備え、前記第１のインク層の粘性と、前記第２のインク層の粘性が異なる表面平坦化装置を提供する。

本発明によれば、エネルギーの注入によって膨張し立体化した膨張性シートから高品質な印刷物を得る技術を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る立体画像形成装置の構成を例示した図である。 本発明の一実施形態に係る立体画像形成装置のインクジェットプリンタ部の構成を例示した図であり、インクジェットプリンタ部の構成を側方から見た図である。 本発明の一実施形態に係る立体画像形成装置のインクジェットプリンタ部の構成を例示した図であり、インクジェットプリンタ部の構成を上方から見た図である。 本発明の一実施形態に係る立体画像形成装置の制御装置を含む回路ブロック図である。 立体化した記録媒体の表面形状について説明するための図である。 従来の印刷方法について説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る印刷方法について説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る印刷方法のフローチャートである。 従来の印刷方法で印刷された画像と本発明の一実施形態に係る印刷方法で印刷された画像とを比較した図である。 本発明の実施例１から実施例５までのインク層の積層構成とその効果について示した図である。 本発明の変形例に係る印刷方法のフローチャートである。

図１は、本発明の一実施形態に係る立体画像形成装置１（表面平坦化装置）の構成を例示した図である。図１に示すように、立体画像形成装置１は、最下部に設けられた黒トナー印刷部２と、その上に設けられた熱膨張加工部３と、最上部に設けられたインクジェットプリンタ部４とを備えている。

黒トナー印刷部２は、装置筐体５の内部中央において、水平方向に延在する無端状の転写ベルト６を備えている。転写ベルト６は、不図示の張設機構によって張設され、駆動ローラ７と従動ローラ８に掛け渡されている。転写ベルト６は、駆動ローラ７により駆動されて、図の矢印ａで示す反時計回り方向に循環移動する。

転写ベルト６の上の循環移動面に接して画像形成ユニット９の感光体ドラム１１が配設されている。感光体ドラム１１には、その周面を取り巻くように近接して、図示を省略したクリーナ、初期化帯電器、光書込ヘッドに続いて、現像ローラ１２等が配置されている。

現像ローラ１２は、トナー容器１３の側部開口部に配置されている。トナー容器１３の中には黒色トナーＫが収容されている。黒色トナーＫは非磁性一成分トナーから成っている。現像ローラ１２は、トナー容器１３に収容されていた黒色トナーＫの薄層を表面に担持して、光書込ヘッドによって感光体ドラム１１の周面上に形成されている静電潜像を黒色トナーＫで現像する。

感光体ドラム１１の下部には、転写ベルト６を介して一次転写ローラ１４が圧接して、これにより一次転写部を形成している。一次転写ローラ１４には、不図示のバイアス電源からバイアス電圧を供給される。一次転写ローラ１４は、バイアス電源から供給されるバイアス電圧を転写ベルト６に印加して、感光体ドラム１１の周面上に黒色トナーＫで現像されている画像を転写ベルト６に転写する。

転写ベルト６の図１に示す右端部が掛け渡されている従動ローラ８には、転写ベルト６を介して二次転写ローラ１５が圧接し、これにより二次転写部を形成している。二次転写ローラ１５には、不図示のバイアス電源からバイアス電圧が供給される。二次転写ローラ１５は、バイアス電源から供給されるバイアス電圧を転写ベルト６に印加し、転写ベルト６に一次転写されている黒色トナーＫの画像を、画像形成搬送路１６に沿って矢印で示すように図１の下方から搬送されてくる記録媒体１７に転写する。

尚、本例の記録媒体１７（印刷媒体とも言う）には熱膨張性シートが使用される。熱膨張性シートは、基材と、この基材上にコーティングされた発泡層と、からなる。基材は、紙、キャンバス地などの布、プラスチックなどのパネル材などからなり、材質は特に限定されるものではない。発泡層は、加熱により発泡してその体積を増加させるといった性質を有する層であり、熱膨張性マイクロカプセルが含まれる樹脂からなる。

記録媒体１７は、給紙カセット等から成る記録媒体収容部１８に積載されて収容され、不図示の給紙ローラ等により最上部の一枚が取り出され、画像形成搬送路１６に送出される。その後、画像形成搬送路１６を搬送されて、上記の二次転写部を通過時に黒色トナーＫの画像が転写される。

黒色トナーＫの画像が転写された記録媒体１７は、定着搬送路１９に沿って定着部２１へと搬送される。定着部２１の加熱ローラ２２と押圧ローラ２３は、記録媒体１７を挟持し、熱と圧力を加えながら搬送する。これにより、記録媒体１７には、二次転写されている黒色トナーＫの画像が紙面に定着される。その後、記録媒体１７は、加熱ローラ２２と押圧ローラ２３により更に搬送され、定着部排出ローラ対２４により黒トナー印刷部２の上方の熱膨張加工部３に排出される。尚、定着部２１における記録媒体１７（熱膨張性シート）の搬送速度は比較的速い。このため、加熱ローラ２２による加熱で、熱膨張性シートの黒色トナーＫの画像が印刷された部分（以降、黒色トナー印刷部分）が膨張することはない。

熱膨張加工部３には、上部に媒体搬送経路２５が形成され、この媒体搬送経路２５に沿って４組の搬送ローラ対２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ）が配置されている。そして、媒体搬送経路２５のほぼ中央部の下方に、熱光線放射部２７が配置されている。熱光線放射部２７は、ハロゲンランプ２７ａと、このハロゲンランプ２７ａの下方向半分を取り囲む断面がほぼ半円状の反射鏡２７ｂとで構成されている。本例では、ハロゲンランプ２７ａには、９００Ｗのものが使用され、媒体搬送経路２５を搬送される記録媒体１７の表面から４ｃｍ離れた位置に配置される。記録媒体１７を搬送する搬送ローラ対２６の搬送速度は２０ｍｍ／秒である。この条件で記録媒体１７は１００℃〜１１０℃に熱せられ、記録媒体１７の黒色トナー印刷部分が熱膨張する。

尚、黒トナー印刷部２の記録媒体１７の搬送速度は速く、熱膨張加工部３の記録媒体１７の搬送速度は遅いが、記録媒体１７は記録媒体収容部１８から一枚ごとに搬送され、熱膨張加工部３での搬送が終了するまでは連続搬送は行われない。したがって、熱膨張加工部３に搬送された記録媒体１７は、黒トナー印刷部２の定着部排出ローラ対２４と熱膨張加工部３の最初の搬送ローラ対２６ａとの間の搬送経路ｂで撓んだ状態で、少しの時間滞留するだけで、全体として搬送に不都合は生じない。搬送ローラ対２６は、搬送方向に直交する記録媒体１７の幅方向に延在する長尺のローラ対で構成してもよく、又は、記録媒体１７の両側端部のみを挟持して搬送する短尺のローラ対で構成することもできる。
熱膨張加工部３で黒色トナー印刷部分が熱膨張して立体化した記録媒体１７は、搬送経路ｃに沿ってインクジェットプリンタ部４に搬入される。

図２及び図３は、本発明の一実施形態に係る立体画像形成装置１のインクジェットプリンタ部４の構成を例示した図である。図２は、インクジェットプリンタ部４の構成を側方から見た図であり、図３は、インクジェットプリンタ部４の構成を上方から見た図である。

インクジェットプリンタ部４は、例えば、紫外線硬化樹脂を含むインク（以降、ＵＶインクと記す）を用いるインクジェット式の印刷装置である。インクジェットプリンタ部４は、図２に示すように、所定の領域が膨張して立体化した記録媒体１７を搬送する搬送ユニット３０と、記録媒体１７にＵＶインクを吐出するヘッドユニット（プリンタヘッド３４ａ、プリンタヘッド３４ｂ）と、紫外線を照射する光源ユニット（光源３５ａ、光源３５ｂ）を備えている。

搬送ユニット３０は、駆動ローラ３１と、従動ローラ３２と、駆動ローラ３１及び従動ローラ３２に掛け渡された搬送ベルト３３と、を備えている。搬送ユニット３０は、搬送ベルト３３が駆動ローラ３１の回転により駆動されて、図２の矢印で示す時計回り方向に循環移動することにより、熱膨張性シートである記録媒体１７を搬送方向に搬送する。

ヘッドユニットは、ＵＶインクを吐出するプリンタヘッド３４ａ、プリンタヘッド３４ｂを搬送方向の異なる位置に備えている。プリンタヘッド３４ａは、カラー（シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ）のＵＶインクを吐出し、プリンタヘッド３４ｂは、ホワイトＷのＵＶインクを吐出するように構成されている。なお、プリンタヘッド３４ａ及びプリンタヘッド３４ｂは、立体化した記録媒体１７にＵＶインクを吐出してインク層を形成する層形成手段である。

図２では、プリンタヘッドが２つ設けられている例が示されているが、３つ以上のプリンタヘッドが設けられていてもよい。また、プリンタヘッドから吐出されるＵＶインクはカラーとホワイトＷのＵＶインクに限られず、例えばクリアのＵＶインクなど他のＵＶインクが吐出されてもよい。

光源ユニットは、ＵＶインクを硬化させるために紫外線を照射する光源３５ａ、光源３５ｂを搬送方向の異なる位置に備えている。光源３５ａは、プリンタヘッド３４ａから吐出されたカラーのＵＶインクに紫外線を照射し、光源３５ｂは、プリンタヘッド３４ｂから吐出されたホワイトＷのＵＶインクに紫外線を照射するように構成されている。なお、光源３５ａ及び光源３５ｂは、プリンタヘッド３４ａ及びプリンタヘッド３４ｂにより記録媒体１７に形成されたインク層に紫外線を照射してインク層を硬化させる層硬化手段である。

光源３５ａは、図３に示すように、プリンタヘッド３４ａに対して、搬送方向と直交するプリンタヘッド３４ａの走査方向の両側に一つずつ設けられていて、プリンタヘッド３４ａに連動して移動するように構成されている。光源３５ｂも、プリンタヘッド３４ｂに対して、プリンタヘッド３４ｂの走査方向の両側に一つずつ設けられていて、プリンタヘッド３４ｂに連動して移動するように構成されている。

図４は、図１に示す立体画像形成装置１の制御装置を含む回路ブロック図である。図４に示すように回路ブロックには、ＣＰＵ（central processing unit)４５に、それぞれデータバスを介して、Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ（インターフェイスコントローラ）４６、ＰＲ＿ＣＯＮＴ（プリンタコントローラ）４７、及び画像切取り部４８が接続されている。

ＰＲ＿ＣＯＮＴ４７には、プリンタ印字部４９が接続されている。また、画像切取り部４８は、Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ４６にも接続されている。画像切取り部４８には、画像処理アプリケーションが搭載されている。

ＣＰＵ４５には、ＲＯＭ（read only memory）５１、ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable ROM）５２、操作パネル５３、及び各部に配置されたセンサからの出力が入力されるセンサ部５４が接続されている。ＲＯＭ５１には、システムプログラムが格納されている。操作パネル５３は、タッチ式の表示画面を備えている。
ＣＰＵ４５は、ＲＯＭ５１に格納されているシステムプログラムを読出して、その読出したシステムプログラムに従って各部を制御する。

Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ４６は、例えばパーソナルコンピュータ等のホスト機器から供給される印字データをビットマップデータに変換し、フレームメモリ５５に展開する。

フレームメモリ５５には、黒トナーＫの印字データ、ホワイトＷ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹのカラーインクそれぞれの印字データに対応する記憶エリアが設定されている。この記憶エリアに上記各色の画像の印字データがビットマップデータに変換されて展開される。展開されたデータ（画像データと記す）はＰＲ＿ＣＯＮＴ４７に出力され、ＰＲ＿ＣＯＮＴ４７からプリンタ印字部４９に出力される。

プリンタ印字部４９は、エンジン部であり、ＰＲ＿ＣＯＮＴ４７の制御の下で、図１に示した黒トナー印刷部２、熱膨張加工部３、インクジェットプリンタ部４の各部の動作を制御する。即ち、立体画像形成装置１において、プリンタ印字部４９は各部の動作を制御する制御手段である。

そして、ＰＲ＿ＣＯＮＴ４７から出力された黒トナーＫの画像データは、プリンタ印字部４９から図１に示した黒トナー印刷部２の画像形成ユニット９の図示を省略した光書込ヘッドに供給される。

また、ＰＲ＿ＣＯＮＴ４７から出力されたホワイトＷ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹのカラーインクそれぞれの画像データは、図２及び図３に示すプリンタヘッド３４ａ及びプリンタヘッド３４ｂに供給される。

図５は、立体化した記録媒体１７の表面形状について説明するための図である。図６は、従来の印刷方法について説明するための図である。図７は、本発明の一実施形態に係る印刷方法について説明するための図である。図８は、本発明の一実施形態に係る印刷方法のフローチャートである。図９は、従来の印刷方法で印刷された画像と本発明の一実施形態に係る印刷方法で印刷された画像とを比較した図である。

図５を参照しながら、立体化した記録媒体１７について説明する。
インクジェットプリンタ部４へ搬送された記録媒体１７は、黒トナー印刷部２及び熱膨張加工部３で一定の高さに立体化されるように印刷及び加工された場合であっても、厳密には一定の高さに立体化されない。図５に示すように、微小な凹凸が、例えば、０．３ｍｍから１．０ｍｍ程度の周期で形成されてしまう。これは、記録媒体１７を加熱することにより流動性が高まった樹脂１７ａ内において、熱膨張性マイクロカプセル１７ｂが発泡するとともに凝集し、凝集した部分が他の部分よりも盛り上がってしまうことが一要因として考えられる。

図６を参照しながら、立体化した記録媒体１７に画像を印刷する従来の印刷方法について説明する。
従来の印刷方法でカラー画像を印刷する場合、まず、プリンタ印字部４９の制御下で、プリンタヘッド３４ｂが記録媒体１７上にホワイトＷのＵＶインクを吐出する。これにより、カラー画像の下地となるホワイトＷのインク層６０が形成される。その後、プリンタ印字部４９の制御下で、光源３５ｂがインク層６０に紫外線を照射してインク層６０を硬化させる。さらに、プリンタヘッド３４ａがインク層６０上にカラーのＵＶインクを吐出して、カラーのインク層６１（つまり、カラー画像）を形成する。最後に、カラー画像が滲むのを防止するために、光源３５ａがインク層６１に直ぐに紫外線を照射してインク層６１を硬化させる。

なお、従来の印刷方法では、印刷時間を短縮するために、プリンタ印字部４９は、インク層６０にもインク層６１と同様に層形成後直ぐに紫外線が照射されるように、光源３５ｂを制御するのが通常である。その結果、図６に示すように、立体化した記録媒体１７が有する凹凸の振幅の大きさ（記録媒体１７の基材のうち発泡層が形成された表面に直交する方向における発泡層の高さが高い部分と低い部分との差）がインク層６０及びインク層６１にも引き継がれてしまう。

立体化した記録媒体１７に画像を印刷する本発明の一実施形態に係る印刷方法（表面平坦化方法）について説明する。
本発明の一実施形態に係る印刷方法は、立体化した記録媒体１７が有する凹凸をインク層に吸収させる（凹凸の振幅の大きさをインク層によって低減させる）点が、従来の印刷方法とは異なっている。凹凸の吸収は、記録媒体１７にインクを吐出してインク層を形成した後、そのインク層の上面がおよそ平坦になるまで時間が経過してからそのインク層を硬化させることによって、実現される。上面がおよそ平坦になるまでの時間は、インクの粘性や凹凸の程度などの諸条件によって変動するが、少なくともインク層形成後、従来よりも長い時間経過してからインク層を硬化させることで、従来と比較して凹凸を抑制する効果が得られる。なお、平坦になるまでの時間を短縮する上では、インクの粘性は低い方が望ましい。

図７及び図８を参照しながら、上述した本発明の一実施形態に係る印刷方法についてより具体的に説明する。
本発明の一実施形態に係る印刷方法でカラー画像を印刷する場合、まず、プリンタ印字部４９の制御下で、プリンタヘッド３４ｂが記録媒体１７の表面上にホワイトＷのＵＶインクを直接吐出することによって、カラー画像の下地となるホワイトＷのインク層６０を、当該インク層６０が記録媒体１７の表面に接触するように形成する（ステップＳ１）。その後、プリンタ印字部４９の制御下で、インク層６０の形成から第２の時間経過後、光源３５ｂがインク層６０に紫外線を照射してインク層６０を硬化させる（ステップＳ２）。なお、ステップＳ１及びステップＳ２の処理は、従来の印刷方法と同様である。

次に、プリンタ印字部４９の制御下で、プリンタヘッド３４ｂがインク層６０上にホワイトＷのＵＶインクを吐出して、凹凸を吸収する吸収層として機能するホワイトＷのインク層６２を形成する（ステップＳ３）。光源３５ｂは、インク層６２に直ぐには紫外線を照射しない。光源３５ｂは、インク層６２の形成から第２の時間とは異なる第１の時間経過後に、インク層６２に紫外線を照射してインク層６２を硬化させる（ステップＳ４）。ここで、第１の時間は、第２の時間よりも長い時間であり、例えば、５分から１０分である。一方、第２の時間は、例えば、数秒程度である。このような発光制御がプリンタ印字部４９で行われることにより、インク層６２の上面がインク層６０の上面よりも平坦になり、記録媒体１７の凹凸が吸収される。なお、第１の時間は、第２の時間よりも長い時間であれば良く、５分から１０分というのはあくまでも例である。インク層６２の形成に用いられるインクの粘性等の各種条件によっては、例えば、数十秒〜２、３分程度であっても、第１の時間を第２の時間と同じに設定した場合に比べて、立体化した記録媒体１７が有する凹凸をインク層に吸収させる効果が得られる。

最後に、プリンタ印字部４９の制御下で、プリンタヘッド３４ａが平坦な上面を有するインク層６２上に記録媒体１７を着色するカラーのＵＶインクを吐出して、カラーのインク層６１を形成する（ステップＳ５）。その後、光源３５ａがインク層６１の形成から第２の時間経過後、インク層６１に紫外線を照射してインク層６１を硬化させる（ステップＳ６）。

以上の印刷方法によれば、インク層６２で記録媒体１７の凹凸が吸収されてインク層６２の上面に生じる凹凸が抑制される（凹凸の振幅の大きさが低減される）。このため、インク層６２上に形成されるカラー画像（インク層６１）の上面に生じる凹凸も抑制される。従って、図９の右半分に示すように、滑らかな肌の質感が適切に表現された高品質な印刷物を、立体化した記録媒体１７から得ることができる。なお、図９の左半分は従来の印刷方法による印刷結果であり、右半分は上述した印刷方法による印刷結果を示している。

図７及び図８では、吸収層であるインク層６２を下地となるインク層６０上に形成する例を示したが、吸収層は記録媒体１７上に直接形成してもよい。即ち、図８のステップＳ１及びステップＳ２は省略されてもよい。これにより、インク層の層数を減らして印刷に要する時間を短縮することができる。ただし、記録媒体１７の凹凸の影響を排除して高品質な画像を得るという観点では、吸収層は、記録媒体１７上に直接形成せずに、図７及び図８に示すように別のインク層６０上に形成されることが望ましい。吸収層を別のインク層上に形成することで、吸収層を記録媒体１７の表面上に直接形成する場合よりも、吸収層の上面をより平坦にすることができるからである。なお、この作用については、例えば、吸収層と記録媒体１７との間に形成されたインク層がいわゆる目止め層として機能することにより、吸収層を構成するインクが記録媒体１７に染み込んでしまうことが防止されることなどが要因として考えられる。

また、図７及び図８では、カラー画像を構成するインク層６１を形成する例を示したが、着色が不要であれば、カラーインクからなるインク層６１の形成は省略されてもよい。即ち、図８のステップＳ５及びステップＳ６は省略されてもよい。

また、図７及び図８では、インク層６０とインク層６２の両方がホワイトＷのインクからなる例を示したが、インク層６０とインク層６２の少なくとも一方をインク層６１の発色を補助するホワイトＷのインクで形成すれば良い。ただし、立体化のために黒トナー印刷部２で付着された黒色トナーＫの影響を排除して所望の色合いの画像を得るという観点では、図７及び図８に示すようにインク層６０とインク層６２の両方をホワイトＷのインクで形成することが望ましい。なお、色合いをより適切なものとするために、ホワイトＷのインク層を３層以上形成しても良い。

さらに、インク層６０とインク層６２の一方をホワイトＷのインクで印刷し、他方を例えば透明なクリアインクで印刷する場合には、インク層６１の直下に該インク層６１に接触するように形成されたインク層６２をホワイトＷのインクで形成することが望ましい。これは、印刷装置の中には、カラー画像のうちホワイトＷの部分にはインクを吐出しないものがあり、そのような印刷装置では、カラー画像のホワイトＷの部分にはインク層６１が形成されず、その直下の層のインク層６２が表面に露出することになるからである。インク層６２がクリアインクで形成された場合には、カラー画像のホワイトＷの部分でクリアインクが露出してしまい、他の部分に比較して、てかりの強い仕上がりになってしまうのに対して、インク層６２がホワイトＷのインクで形成されることで、そのような事態を防止することができる。

また、図７及び図８では、吸収層を１層のみ形成する例を示したが、吸収層を２層以上形成してもよい。これにより、記録媒体１７の凹凸の影響をより確実に排除することができる。

図１０は、記録媒体１７に形成されるインク層の積層構成とその効果について示した図である。以下、図１０を参照しながら、インク層の積層構成が異なる実施例１から実施例５について説明する。

図１０に示す実施例１は、記録媒体１７に３層のインク層を形成した例であり、記録媒体１７側から順に、ホワイトＷのインク層、ホワイトＷのインク層（吸収層）、カラーのインク層が積層された構成を有している。この構成は、図７に示す構成と同様である。

図１０に示す実施例２は、記録媒体１７に３層のインク層を形成した例であり、記録媒体１７側から順に、ホワイトＷのインク層、クリアのインク層（吸収層）、カラーのインク層が積層された構成を有している。

図１０に示す実施例３は、記録媒体１７に４層のインク層を形成した例であり、記録媒体１７側から順に、ホワイトＷのインク層、クリアのインク層（吸収層）、ホワイトＷのインク層、カラーのインク層が積層された構成を有している。

図１０に示す実施例４は、記録媒体１７に３層のインク層を形成した例であり、記録媒体１７側から順に、ホワイトＷのインク層（吸収層）、ホワイトＷのインク層、カラーのインク層が積層された構成を有している。

図１０に示す実施例５は、記録媒体１７に３層のインク層を形成した例であり、記録媒体１７側から順に、クリアのインク層（吸収層）、ホワイトＷのインク層、カラーのインク層が積層された構成を有している。

実施例１から実施例５のいずれの構成も、カラーのインク層よりも下層に吸収層を有しているため、カラー画像に表れる凹凸を抑制することができる。特に、実施例１から実施例３の構成では、吸収層が記録媒体１７上に直接形成されておらず、別のインク層上に形成されているため、より高い凹凸抑制効果を得ることができる。

また、実施例１から実施例５のいずれの構成も、カラーのインク層よりも下層にホワイトＷのインク層が形成されているため、色合いのよいカラー画像を得ることができる。特に、実施例１、実施例３、実施例４の構成では、ホワイトＷのインク層が複数形成されているため、カラー画像の色合いが更に改善され得る。

また、実施例１及び実施例３から実施例５の構成は、カラーのインク層の直下にホワイトＷのインク層が形成されている。このため、カラー印刷においてホワイトＷを印刷しない印刷装置で印刷が行われた場合であっても、画像のホワイトＷの部分が他の部分とは異なる仕上がりになってしまうことを防止することができる。

なお、形成するインク層の数がより少ない方が、印刷に要する時間を短縮することができ、かつ、印刷に要するインクの消費量も抑制できるので、印刷コストを抑制する効果がある。一方で、図１０に示したような効果を考慮した上で、各インク層を適正に組み合わせれば、形成するインク層の数がより多い方がより高品質な画像を得ることができる。

また、上述の各実施例では、吸収層となるインク層６２の形成から紫外線を照射してインク層６２を硬化させるまでの時間を、吸収層以外の層となるインク層６０の形成から紫外線を照射してインク層６０を硬化させるまでの時間よりも長くすることで、凹凸を吸収する吸収層を形成したが、吸収層を形成する方法はこれに限らない。例えば、吸収層となるインク層６２の形成から紫外線を照射してインク層６２を硬化させるまでの時間と、吸収層以外の層となるインク層６０の形成から紫外線を照射してインク層６０を硬化させるまでの時間とを同じにして、且つ、吸収層以外の層となるインク層６０の材料よりも粘性が小さい材料を吸収層となるインク層６２の材料としても良い。インク層６０、６２の形成からそれらを硬化させるまでの時間が同じである場合には、インク層６０、６２の材料の粘性が小さいほど、その材料は拡がりやすいので、結果的に凹凸を抑制する効果が高いためである。

図７及び図１１を参照しながら、上述した本発明の変形例に係る印刷方法についてより具体的に説明する。なお、上述の実施形態と同様の処理については適宜説明を省略する。
下地となるインク層６０を形成する工程（ステップＳ１１）及びインク層６０を硬化させる工程（ステップＳ１２）は、それぞれ上述のステップＳ１及びステップＳ２と同様である。

次に、上述の実施形態と同様、凹凸を吸収する吸収層として機能するホワイトＷのインク層６２を形成するのであるが、このインク層６２を形成するＵＶインクは、カラー画像の下地となるホワイトＷのインク層６０を形成するＵＶインクよりも粘性が小さいものを使用する（ステップＳ１３）。その後、プリンタ印字部４９の制御下で、インク層６２の形成から第２の時間経過後、光源３５ｂがインク層６２に紫外線を照射してインク層６２を硬化させる（ステップＳ１４）。

最後に、カラーのインク層６１を形成する工程（ステップＳ１５）及びインク層６１に紫外線を照射してインク層６１を硬化させる工程（ステップＳ１６）は、それぞれ上述のステップＳ５及びステップＳ６と同様である。

以上の印刷方法によれば、インク層６２で記録媒体１７の凹凸が吸収されてインク層６２の上面に生じる凹凸が抑制される。このため、インク層６２上に形成されるカラー画像（インク層６１）の上面に生じる凹凸も抑制される。

上述した各実施例及び変形例は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。表面平坦化方法及び表面平坦化装置は、特許請求の範囲により規定される本発明の思想を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。

以下、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［付記１］
表面が膨張して立体化した膨張性シートの前記表面側にインクを吐出して第１のインク層を形成し、
前記第１のインク層の形成から第１の時間経過後に前記第１のインク層を硬化させ、
前記第１のインク層が形成された前記膨張性シートの前記表面側にインクを吐出して第２のインク層を形成し、
前記第２のインク層の形成から前記第１の時間とは異なる第２の時間経過後に前記第２のインク層を硬化させる
ことを特徴とする表面平坦化方法。

［付記２］
付記１に記載の表面平坦化方法において、
前記第２のインク層は、前記膨張性シートを着色するカラーインクからなり、
前記第１の時間は、前記第２の時間よりも長い
ことを特徴とする表面平坦化方法。

［付記３］
付記２に記載の表面平坦化方法において、さらに、前記第１のインク層の形成前に、
前記膨張性シートの前記表面にインクを直接吐出することによって第３のインク層を形成し、
前記第３のインク層を硬化する
ことを特徴とする表面平坦化方法。

［付記４］
付記３に記載の表面平坦化方法において、
前記第１のインク層と前記第３のインク層の少なくとも一方は、前記第２のインク層の発色を補助する単色のインクからなる
ことを特徴とする表面平坦化方法。

［付記５］
付記２に記載の表面平坦化方法において、
前記第２のインク層の直下に形成されたインク層は、前記第２のインク層の発色を補助する単色のインクからなる
ことを特徴とする表面平坦化方法。

［付記６］
付記１に記載の表面平坦化方法において、
前記第１のインク層は、前記膨張性シートの前記表面に前記インクを直接吐出することによって形成され、
前記第２の時間は、前記第１の時間よりも長い
ことを特徴とする表面平坦化方法。

［付記７］
表面が膨張して立体化した膨張性シートの前記表面側に第１のインクを吐出して第１のインク層を形成し、
前記第１のインク層の形成から予め定めた時間経過後に前記第１のインク層を硬化させ、
前記第１のインク層が形成された前記膨張性シートの前記表面側に、前記第１のインクとは粘性が異なる第２のインクを吐出して第２のインク層を形成し、
前記第２のインク層の形成から前記予め定めた時間と同じ時間経過後に前記第２のインク層を硬化させる
ことを特徴とする表面平坦化方法。

［付記８］
表面が膨張して立体化した膨張性シートにインクを吐出してインク層を形成する層形成手段と、
前記インク層に光を照射して前記インク層を硬化させる層硬化手段と、
前記層形成手段により前記膨張性シートの前記表面側に形成された前記インク層である第１のインク層と、前記層形成手段により前記膨張性シートの前記表面側に形成された前記インク層である第２のインク層とで、層形成から硬化までの時間が異なるように、前記層硬化手段を制御する制御手段と、を備える
ことを特徴とする表面平坦化装置。

［付記９］
表面が膨張して立体化した膨張性シートにインクを吐出してインク層を形成する層形成手段と、
前記インク層に光を照射して前記インク層を硬化させる層硬化手段と、
前記層形成手段により前記膨張性シートの前記表面側に形成された前記インク層である第１のインク層と、前記層形成手段により前記膨張性シートの前記表面側に形成された前記インク層である第２のインク層とで、前記インク層の形成から硬化までの時間が同じになるように、前記層硬化手段を制御する制御手段と、を備え、
前記第１のインク層の粘性と、前記第２のインク層の粘性が異なる
ことを特徴とする表面平坦化装置。

１ 立体画像形成装置
２ 黒トナー印刷部
３ 熱膨張加工部
４ インクジェットプリンタ部
５ 装置筐体
６ 転写ベルト
７、３１ 駆動ローラ
８、３２ 従動ローラ
９ 画像形成ユニット
１１ 感光体ドラム
１２ 現像ローラ
１３ トナー容器
１４ 一次転写ローラ
１５ 二次転写ローラ
１６ 画像形成搬送路
１７ 記録媒体
１７ａ 樹脂
１７ｂ 熱膨張性マイクロカプセル
１８ 記録媒体収容部
１９ 定着搬送路
２１ 定着部
２２ 加熱ローラ
２３ 押圧ローラ
２４ 定着部排出ローラ対
２５ 媒体搬送経路
２６、２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ 搬送ローラ対
２７ 熱光線放射部
２７ａ ハロゲンランプ
２７ｂ 反射鏡
３０ 搬送ユニット
３３ 搬送ベルト
３４ａ、３４ｂ プリンタヘッド
３５ａ、３５ｂ 光源
４５ ＣＰＵ
４６ Ｉ／Ｆ＿ＣＯＮＴ
４７ ＰＲ＿ＣＯＮＴ
４８ 画像切取り部
４９ プリンタ印字部
５１ ＲＯＭ
５２ ＥＥＰＲＯＭ
５３ 操作パネル
５４ センサ部
５５ フレームメモリ
６０、６１、６２ インク層

Claims (9)

1. 表面が膨張して立体化した膨張性シートの前記表面側にインクを吐出して第１のインク層を形成し、
   前記第１のインク層の形成から第１の時間経過後に前記第１のインク層を硬化させ、
   前記第１のインク層が形成された前記膨張性シートの前記表面側にインクを吐出して第２のインク層を形成し、
   前記第２のインク層の形成から前記第１の時間とは異なる第２の時間経過後に前記第２のインク層を硬化させる
   ことを特徴とする表面平坦化方法。
2. 請求項１に記載の表面平坦化方法において、
   前記第２のインク層は、前記膨張性シートを着色するカラーインクからなり、
   前記第１の時間は、前記第２の時間よりも長い
   ことを特徴とする表面平坦化方法。
3. 請求項２に記載の表面平坦化方法において、さらに、前記第１のインク層の形成前に、
   前記膨張性シートの前記表面にインクを直接吐出することによって第３のインク層を形成し、
   前記第３のインク層を硬化させる
   ことを特徴とする表面平坦化方法。
4. 請求項３に記載の表面平坦化方法において、
   前記第１のインク層と前記第３のインク層の少なくとも一方は、前記第２のインク層の発色を補助する単色のインクからなる
   ことを特徴とする表面平坦化方法。
5. 請求項２に記載の表面平坦化方法において、
   前記第２のインク層の直下に形成されたインク層は、前記第２のインク層の発色を補助する単色のインクからなる
   ことを特徴とする表面平坦化方法。
6. 請求項１に記載の表面平坦化方法において、
   前記第１のインク層は、前記膨張性シートの前記表面に前記インクを直接吐出することによって形成され、
   前記第２の時間は、前記第１の時間よりも長い
   ことを特徴とする表面平坦化方法。
7. 表面が膨張して立体化した膨張性シートの前記表面側に第１のインクを吐出して第１のインク層を形成し、
   前記第１のインク層の形成から予め定めた時間経過後に前記第１のインク層を硬化させ、
   前記第１のインク層が形成された前記膨張性シートの前記表面側に、前記第１のインクとは粘性が異なる第２のインクを吐出して第２のインク層を形成し、
   前記第２のインク層の形成から前記予め定めた時間と同じ時間経過後に前記第２のインク層を硬化させる
   ことを特徴とする表面平坦化方法。
8. 表面が膨張して立体化した膨張性シートにインクを吐出してインク層を形成する層形成手段と、
   前記インク層に光を照射して前記インク層を硬化させる層硬化手段と、
   前記層形成手段により前記膨張性シートの前記表面側に形成された前記インク層である第１のインク層と、前記層形成手段により前記膨張性シートの前記表面側に形成された前記インク層である第２のインク層とで、前記インク層の形成から硬化までの時間が異なるように、前記層硬化手段を制御する制御手段と、を備える
   ことを特徴とする表面平坦化装置。
9. 表面が膨張して立体化した膨張性シートにインクを吐出してインク層を形成する層形成手段と、
   前記インク層に光を照射して前記インク層を硬化させる層硬化手段と、
   前記層形成手段により前記膨張性シートの前記表面側に形成された前記インク層である第１のインク層と、前記層形成手段により前記膨張性シートの前記表面側に形成された前記インク層である第２のインク層とで、前記インク層の形成から硬化までの時間が同じになるように、前記層硬化手段を制御する制御手段と、を備え、
   前記第１のインク層の粘性と、前記第２のインク層の粘性が異なる
   ことを特徴とする表面平坦化装置。