JP2017001288A - 画像形成装置および画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】双方向印字において、光沢バンディングの発生を抑えた画像を形成する。【解決手段】光の照射により硬化するインクを吐出するとともに、光を照射してインクを硬化させて被画像形成物に画像を形成する画像形成装置であって、カラー画像１７ｃの形成とともに、形成後の画像高さが略均一となるように、クリアインクによる画像１７ｈの形成を制御する高さ調節用クリア画像制御手段と、カラー画像１７ｃと、高さ調節用クリア画像制御手段によるクリア画像１７ｈの形成後に、形成後の画像表面形状が略均一となるように、クリアインクによる画像１７ｓの形成を制御する表面形状調節用クリア画像制御手段と、を備える。【選択図】図１２

Description

本発明は、画像形成装置および画像形成方法に関する。

インクジェット方式を用いてインクを吐出させ、乾燥あるいは硬化させて層を形成し、これを積層させることによって立体的な画像や立体物を形成する画像形成方法（立体物形成方法）が知られている。以下、「画像」には、立体的な画像や立体物を含むものとする。

この方式は、例えば、ノズルから媒体（被画像形成物）上に紫外線（ＵＶ）などの光を照射することによって硬化する光硬化型インク（例えば、ＵＶインク）を吐出し、媒体に形成されたＵＶインクドットに光を照射して硬化させることにより、ＵＶインクドットを媒体に定着させるものである。

シリアル方式のインクジェット記録装置（画像形成装置）では、記録ヘッドの走査による主走査と、媒体の搬送による副走査とを組み合わせて画像の記録が行われる。このようなインクジェット記録装置の画像形成において、改行幅毎の印字表面形状の差に起因して、光沢バンディングと呼ばれる帯状の光沢ムラが発生する場合がある。図２２は、光沢バンディングの説明図であって、（Ａ）は黒のベタ画像で光沢バンディングが発生している例、（Ｂ）は（Ａ）の画素位置と光沢度の関係を示している。

この光沢バンディングに対し、画像を形成するために吐出するカラーインクの上に、無色透明なクリアインクをコーティングする方法が知られている。

特許文献１には、マルチパス方式で画像を記録する場合において、記録媒体上に打滴されたカラーインクの上に重ねてクリアインクを打滴する際に、カラーインクがクリアインクによって被覆されるように、カラーインクの打滴サイズよりも大きい打滴サイズのクリアインクを打滴して、カラーインクを打滴することによって生じる画像の凹凸をよりなだらかにし、光沢バンディングの発生を防止できるインクジェット記録装置が開示されている。

特許文献１に記載の技術では、クリアインクを用いて印字表面の均一化を図ることで、光沢バンディングを低減するようにしている。

しかしながら、記録ヘッドを主走査方向における往路方向に走査する際と、復路方向に走査する際の双方で画像を形成する双方向印字の場合は、光の照射タイミングが往路と復路とで異なるため、光沢バンディングが残ってしまうという課題があった。

双方向印字の場合の光沢バンディングについて説明する。光硬化型インクは、媒体として非浸透メディア（フィルム、樹脂など）を用い、３次元形状を保持したまま画像を形成するものであるが、媒体に着弾してから光が照射されるまでの時間により、着弾したドットの形状が異なる。また、光硬化型インクを吐出するヘッドとしては、ヘッドのキャリッジの両端に光の照射部（ＵＶランプ）が搭載されている構造が多く用いられる。このため、ヘッド搭載位置が両端の照射部の真ん中で無い限り、往路と復路とで光の照射タイミングが異なることとなる。

上記特許文献１に記載の技術では、双方向印字の際に発生する印字表面高さの差を埋めることができないため、光沢バンディングを解消することができなかった。

そこで本発明は、双方向印字において、光沢バンディングの発生を抑えた画像を形成することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、光の照射により硬化するインクを吐出するとともに、光を照射してインクを硬化させて被画像形成物に画像を形成する画像形成装置であって、記録ヘッドを主走査方向における往路方向に走査する際と、復路方向に走査する際の双方でインクを吐出するとともに、画像が形成される画像形成領域において、少なくとも複数回走査させることで画像を形成するマルチスキャン印字手段と、前記記録ヘッドが備えるカラーインクを吐出するカラーインクヘッドからの画像形成を制御するカラー画像制御手段と、前記記録ヘッドが備えるクリアインクを吐出するクリアインクヘッドからの画像形成を制御するクリア画像制御手段と、を備え、前記クリア画像制御手段は、前記カラー画像制御手段によるカラー画像の形成とともに、形成後の画像高さが略均一となるように、前記クリアインクによる画像形成を制御する高さ調節用クリア画像制御手段と、前記カラー画像制御手段によるカラー画像と、前記高さ調節用クリア画像制御手段によるクリア画像の形成後に、形成後の画像表面形状が略均一となるように、前記クリアインクによる画像形成を制御する表面形状調節用クリア画像制御手段と、を備えるものである。

本発明によれば、双方向印字において、光沢バンディングの発生を抑えた画像を形成することができる。

画像処理システムの概略構成図である。 画像処理システムの機能ブロック図である。 画像処理装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 画像形成装置の記録部の一例を示す模式図である。 ２スキャン印字の際のノズル分配の説明図である。 ５スキャン印字の際のノズル分配の説明図である。 ＵＶランプを両端に備えた記録部のヘッドからインクを吐出するとともに、ＵＶ照射をする様子を示す模式図である。 インクが支持体に着弾してからのインクの変化を示す説明図である。 光沢バンディングの発生例を示す模式図である。 光沢バンディングが発生する他の例を示す模式図である。 カラーインク画像上にクリアインク画像を形成した例を示す説明図である。 本実施形態に係る画像形成装置による画像形成例を示す模式図である。 本実施形態に係る画像形成方法のフローチャートである。 画像形成装置が備える記録部の一例である。 画像形成装置が備える記録部の他の例である。 画像形成装置が備える記録部の他の例である。 画像形成装置が備える記録部の他の例である。 クリアインクを吐出するヘッドのノズル面を示す説明図である。 光沢評価チャートの一例である。 光沢評価チャートを用いたクリアインク打ち込み量決定処理のフローチャートである。 カラーインク打ち込み量と光沢度との関係を示すグラフである。 光沢バンディングの説明図である。

以下、本発明に係る構成を図１から図２１に示す実施の形態に基づいて詳細に説明する。

本実施形態に係る画像形成装置（画像形成装置３０）は、光の照射により硬化するインク（液滴３２）を吐出するとともに、光を照射してインクを硬化させて被画像形成物（支持体Ｐ）に画像（画像１７）を形成する画像形成装置であって、記録ヘッド（記録部１４）を主走査方向における往路方向に走査する際と、復路方向に走査する際の双方でインクを吐出するとともに、画像が形成される画像形成領域において、少なくとも複数回走査させることで画像を形成するマルチスキャン印字手段（マルチスキャン制御部２８Ａ）と、記録ヘッドが備えるカラーインクを吐出するカラーインクヘッド（ヘッド１８Ｋ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｙ，１８Ｗ）からの画像形成を制御するカラー画像制御手段（カラーインク画像制御部２８Ｂ）と、記録ヘッドが備えるクリアインクを吐出するクリアインクヘッド（ヘッド１８Ｔ）からの画像形成を制御するクリア画像制御手段と、を備え、クリア画像制御手段は、カラー画像制御手段によるカラー画像の形成とともに、形成後の画像高さが略均一となるように、クリアインクによる画像形成を制御する高さ調節用クリア画像制御手段（高さ調節用クリアインク画像制御部２８Ｃ）と、カラー画像制御手段によるカラー画像と、高さ調節用クリア画像制御手段によるクリア画像の形成後に、形成後の画像表面形状が略均一となるように、クリアインクによる画像形成を制御する表面形状調節用クリア画像制御手段（表面形状調節用クリアインク画像制御部２８Ｄ）と、を備えるものである。なお、括弧内は実施形態での符号、適用例を示す。

＜画像処理システム＞
図１は、画像処理システム１０の一例を示す概略構成図である。画像処理システム１０は、画像処理装置１２と、画像形成装置３０と、を備える。画像処理装置１２と画像形成装置３０とは、通信可能に接続されている。

画像形成装置３０は、記録部１４と、稼働ステージ１６と、駆動部２５と、を備えるシリアル方式のインクジェット記録装置である。記録部１４は、複数のノズルが設けられた複数のヘッド１８（記録ヘッド）を備えたインクジェット方式のキャリッジであり、液滴をヘッド１８のノズルから吐出することによってドットを記録する。ノズルは、記録部１４における、稼働ステージ１６との対向面に設けられている。

液滴は、インク滴および追加液滴である。インク滴は、画像形成に用いる色材を含むインクの液滴（カラーインク）である。

追加液滴は、画像に影響を与えない色の液滴である。追加液滴は、例えば、透明（クリアインクという）である。また、追加液滴は、被画像形成物である支持体Ｐと同系色であってもよい。支持体Ｐは、インク滴による画像の被画像形成物である。支持体Ｐは、例えば、フィルム、樹脂などの非浸透の媒体である。また、インクジェット方式等を用いて液滴を吐出することにより、稼働ステージ１６上に支持体Ｐそのものを形成してもよい。

インク滴および追加液滴は、刺激硬化性を有する。刺激は、例えば、光（紫外線、赤外線など）、熱、電気などである。本実施形態では、インク滴および追加液滴は、一例として、紫外線硬化性を有する場合を説明する。なお、インク滴および追加液滴は、紫外線硬化性を有する形態に限定されない。

記録部１４における、稼働ステージ１６との対向面であって、記録部１４の主走査方向Ｘの両端側に照射部２２が設けられている。照射部２２は、ノズルから吐出されたインク滴や追加液滴を硬化させる波長の光を支持体Ｐに照射する。照射部２２は、例えば、紫外線を照射する。また、ＵＶランプの場合、メタルハライド系とＬＥＤ系のランプがあり、光硬化型インクの硬化性に応じて適切なランプが選択される。

稼働ステージ１６は、支持体Ｐを保持する。駆動部２５は、記録部１４および稼働ステージ１６を、鉛直方向（図１中、矢印Ｚ方向）、鉛直方向Ｚに垂直な主走査方向Ｘ、および鉛直方向Ｚおよび主走査方向Ｘに垂直な副走査方向Ｙに、相対的に移動させる。本実施形態では、主走査方向Ｘおよび副走査方向Ｙからなる平面は、稼働ステージ１６における記録部１４との対向面に沿ったＸＹ平面に相当する。

駆動部２５は、第１駆動部２３および第２駆動部２４を含む。第１駆動部２３は、記録部１４を、鉛直方向Ｚ、主走査方向Ｘ、および副走査方向Ｙに移動させる。第２駆動部２４は、稼働ステージ１６を、鉛直方向Ｚ、主走査方向Ｘ、および副走査方向Ｙに移動させる。なお、記録部１４と稼働ステージ１６は相対的に鉛直方向Ｚ、主走査方向Ｘ、および副走査方向Ｙに移動するものであればよく、画像形成装置３０は、第１駆動部２３および第２駆動部２４のいずれか一方を備えた構成であってもよい。

図２は、画像処理システム１０の機能ブロック図である。

画像処理装置１２は、主制御部１３を含む。主制御部１３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを含んで構成されるコンピュータであり、画像処理装置１２全体を制御する。なお、主制御部１３は、汎用のＣＰＵ以外で構成してもよい。例えば、主制御部１３は、回路などで構成してもよい。

主制御部１３は、データ受理部１２Ａと、データ作成部１２Ｂと、データ出力部１２Ｃと、を含む。データ受理部１２Ａ、データ作成部１２Ｂ、およびデータ出力部１２Ｃの一部または全ては、例えば、ＣＰＵなどの処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（Integrated Circuit）などのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。

データ受理部１２Ａは、画像データを受理する。画像データは、形成する画像の形状や色などの情報である。データ受理部１２Ａは、通信部を介して、外部装置から画像データを取得してもよいし、画像処理装置１２に設けられた記憶手段から画像データを取得してもよい。

データ作成部１２Ｂは、データ受理部１２Ａで受理した画像データについて、マスク処理などの所定のデータ処理を行う。本実施形態では、画像データ（例えば、JPEG画像データ）と、所望の光沢度に基づいて、カラーインク画像データと、高さ調節用クリアインク画像データと、表面形状調節用クリアインク画像データと、を作成する。各画像の詳細については後述する。

データ出力部１２Ｃは、データ作成部１２Ｂにて作成された画像データを画像形成装置３０に出力する。

画像形成装置３０は、記録部１４と、記録制御部２８と、駆動部２５と、照射部２２と、を備える。

記録制御部２８は、画像処理装置１２から印刷データを受け付ける。記録制御部２８は、受け付けた印刷データに応じて、ヘッド１８から各画素に対応する液滴３２を吐出するように、記録部１４、駆動部２５、および照射部２２を制御する。

記録制御部２８は、例えば、インクの吐出から光の照射までの時間の算出や、インクの吐出量と光の照射までの時間から支持体Ｐに形成される画像の光沢度の算出や、光沢度を均一にするためのクリアインクの吐出量を決定する演算等を行う。

記録制御部２８は、マルチスキャン制御部２８Ａ（マルチスキャン印字手段）と、カラーインク画像制御部２８Ｂ（カラー画像制御手段）と、高さ調節用クリアインク画像制御部２８Ｃ（高さ調節用クリア画像制御手段）と、表面形状調節用クリアインク画像制御部２８Ｄ（表面形状調節用クリア画像制御手段）と、光沢評価チャート形成部２８Ｅ（光沢評価チャート形成手段）を備えている。

マルチスキャン制御部２８Ａは、画像が形成される画像形成領域において、記録部１４を主走査方向における往路方向に走査する際と、復路方向に走査する際の双方で画像を形成するとともに（双方向印字）、かつ、同一の画像形成領域では、少なくとも複数回走査させて画像を形成する制御を行う。

カラーインク画像制御部２８Ｂは、カラーインク画像データに基づいたカラーインク画像の画像形成を制御する。すなわち、インク色ごとの形成順序や、各インクの打ち込み量や、打ち込み位置（ドットの配置位置）を制御する。

高さ調節用クリアインク画像制御部２８Ｃは、高さ調節用クリアインク画像データに基づいた高さ調節用クリアインク画像の画像形成を制御する。高さ調節用クリアインク画像の形成順序や、クリアインクの打ち込み量、打ち込み位置を制御する。

表面形状調節用クリアインク画像制御部２８Ｄは、表面形状調節用クリアインク画像データに基づいた表面形状調節用クリアインク画像の画像形成を制御する。表面形状調節用クリアインク画像の形成順序や、クリアインクの打ち込み量、打ち込み位置を制御する。

光沢評価チャート形成部２８Ｅは、光沢評価チャート（後述する、図１９）を形成する。

次に、画像処理装置１２のハードウェア構成について説明する。図３に、画像処理装置１２のハードウェア構成を示すブロック図の一例を示す。画像処理装置１２は、データを入力するための入力部１３０と、ディスプレイなどの表示部１３１と、データ通信を行うための通信部１３２と、装置全体の制御を司る制御手段としてのＣＰＵ１３３と、ＣＰＵ１３３のワークエリアとして使用されるＲＡＭ１３４と、ＣＰＵ１３３を動作させるための各種プログラム等を記憶した記録部１３５とから構成されている。

入力部１３０は、カーソルキー、数字入力キーおよび各種機能キー等を備えたキーボード等が挙げられ、表示部１３１の表示画面上でキーの選択等を行うためのマウスやスライスパット等が挙げられ、ユーザがＣＰＵ１３３に操作指示を与えるためや、データを入力するためのユーザインターフェースである。

表示部１３１は、ＣＲＴやＬＣＤ等が挙げられ、ＣＰＵ１３３から入力される表示データに応じた表示が行われる。通信部１３２は、外部とデータ通信するためのものであり、所定の通信インタフェースにて画像形成装置３０とデータ通信を行うためのものである。

ＣＰＵ１３３は、記録部１３５に格納されているプログラムに従って、装置全体を制御する中央制御ユニットであり、このＣＰＵ１３３には、入力部１３０、表示部１３１、通信部１３２、ＲＡＭ１３４、記録部１３５が接続されており、データ通信、メモリへのアクセスによるアプリケーションプログラムの読み出しや各種データのリード／ライト、データ／コマンド入力、表示等を制御する。

また、ＣＰＵ１３３は、入力部１３０から入力された画像データや記録部１３５に記憶された画像データに基づいて、画像を形成するための画像データを、通信部１３２を介して画像形成装置３０に送出する。

ＲＡＭ１３４は、指定されたプログラム、入力指示、入力データおよび処理結果等を格納するワークメモリと、表示部１３１の表示画面に表示する表示データを一時的に格納する表示メモリとを備えている。

記録部１３５は、ＣＰＵ１３３が実行可能なＯＳプログラム（例えば、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ社のオペレーティングシステムＷｉｎｄｏｗｓ（登録商標）等）、画像形成装置３０に対応したプリンタドライバ等の各種プログラムやデータを格納する。なお、記録部１３５としては、例えば、ハードディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等の光学的、磁気的、電気的な記録媒体を用いることができる。

各種プログラムは、ＣＰＵ１３３が読み取り可能なデータ形態で記録部１３５に格納されている。また、各種プログラムは、あらかじめ記録部１３５に記録されている場合やインターネット等の通信回線を介してダウンロードされて記録部１３５に格納される場合等がある。

＜画像形成装置＞
次に、画像形成装置３０の詳細を説明する。画像形成装置３０は、光硬化性樹脂によるインク（光硬化型インク）を吐出し、光を照射して光硬化性樹脂を硬化させる光造形法により画像を形成する。

（記録部）
図４に示すように、画像形成装置３０における記録部１４は、所定方向に複数のノズル１９を配列させたキャリッジである。各ノズル１９は、液滴３２として、インク滴、追加液滴、またはインク滴と追加液滴との混合液を吐出する。ノズル１９および液滴を吐出する構成は、公知のインクジェット方式と同様である。

本実施形態では、ヘッド１８Ｋ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｙ，１８Ｗ，１８Ｔ（区別しないときはヘッド１８とする）が所定方向に配列されている。なお、ヘッド１８Ｔをクリアインクヘッド、ヘッド１８Ｋ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｙ，１８Ｗをカラーインクヘッドともいう。

各ヘッド１８は、インク滴を吐出するノズル１９Ｋ，１９Ｃ，１９Ｍ，１９Ｙ，１９Ｗ，１９Ｔ（区別しないときはノズル１９とする）を有している。ノズル１９Ｋはブラックのインク滴、ノズル１９Ｃはシアンのインク滴、ノズル１９Ｍはマゼンタのインク滴、ノズル１９Ｙはイエローのインク滴、ノズル１９Ｗは白色のインク滴、ノズル１９Ｔは透明な追加液滴（クリアインク）を吐出する。

ここで、クリアインクを吐出するヘッド１８Ｔは、記録部１４の最も端部側とする。このような配置とすることで、印字方向の制御により、クリアインクがカラーインクより下、または上に形成されるようにすることができる（詳細は後述する）。

ノズル１９から液滴３２が吐出されることで、液滴３２に応じたドット３４が支持体Ｐ上に形成され、画像１７が形成される。また、液滴３２を積層させて吐出することで、ドット３４を積層させ、立体の画像１７を形成する。

本実施形態では、ヘッド１８Ｋ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｙ，１８Ｗ，１８Ｔの配列方向の両端部に、照射部２２が設けられている。各ノズル１９から吐出された液滴３２に、照射部２２から光が照射されることで、液滴３２が硬化する。

照射部２２は、主走査方向の両端側に設けられている。照射部２２は、ノズル１９の近傍に配置することが好ましい。照射部２２をノズル１９の近傍に配置することで、ノズル１９から吐出された液滴３２が支持体Ｐ側に付着してから硬化するまでの硬化時間の短縮を図ることができる。このため、より高精細な画像を形成することができる。

なお、図４には、各ヘッド１８の各々が１色（１種類）の液滴３２を吐出する場合を示したが、これに限られるものではなく、例えば、各ヘッド１８が２以上のノズル１９を備えていてもよい。また、ノズル１９は、複数種類の液滴３２の混合液滴を吐出してもよい。また、記録部１４から吐出するインクの色は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、白色に限定されない。また、記録部１４から吐出する液滴３２の種類は、６種類（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、白色、透明）に限定されない。

また、図１に示されるように、画像形成装置３０では、記録部１４のノズル１９から液滴３２を吐出しながら、記録部１４および支持体Ｐを相対的に移動させることで、支持体Ｐ上に液滴３２によるドット３４を形成したり、ドット３４を積層させたりすることができる。なお、支持体Ｐは、平面状であってもよいし、凹凸などを備えた立体状であってもよい。

（マルチスキャン方式）
次に、マルチスキャン方式による画像形成ついて説明する。インクジェット方式の画像形成装置の画像形成方法として、支持体Ｐの同一の領域（画像形成領域）に対して同一の、または異なるノズル群によって複数回の主走査（スキャン）を行うことで画像を形成するマルチスキャン印字（マルチパス印字）が知られている。支持体Ｐの同一領域に対して複数回の主走査を行うことで、解像度の高い画像形成が可能となる。以下、支持体Ｐの同一領域に対してｎ回の主走査で印字することをｎスキャン印字という。なお、本実施形態のマルチスキャン印字では、記録部１４の主走査方向の往路走査の際と復路走査の際の双方で、インクを吐出して画像形成を行う（双方向印字）。

マルチスキャン印字では、スキャン数分にノズル１９を等分配するマスク処理がなされる。図５および図６は、１２ノズルを有するヘッド１８の模式図である。なお、ノズル数は、例えば、１２８０ノズルなど１０００ノズル以上とすることが一般的であるが、ここでは、説明を簡易するため１２ノズルである例について説明する。

図５に示すように、１２のノズル１９を有するヘッド１８を用いて、２スキャン印字にて画像を形成する場合、ノズル数１２／スキャン数２＝６より、１回のスキャンでは、６ノズルを使用することとなる。したがって、例えば、１スキャン目では、ノズル群２０ａの６つのノズル１９、２スキャン目では、ノズル群２０ｂの６つのノズル１９を用いて画像が形成するようマスク処理がされる。

また、ノズル数がスキャン数で割り切れない場合は、不使用ノズルを設け、割り切れる数のノズルを使用すればよい。この時、不使用ノズルは最小の数になるようにする。したがって、例えば、図６に示すように、１２のノズル１９を有するヘッド１８を用いて、５スキャン印字にて画像を形成する場合は、ノズル数１２／スキャン数５＝２あまり２より、１回のスキャンで２ノズルを使用し、２ノズルが不使用ノズル１９ｎとなる。例えば、１スキャン目では、ノズル群２０ａの２つのノズル１９、２スキャン目では、ノズル群２０ｂの２つのノズル１９、３スキャン目では、ノズル群２０ｃの２つのノズル１９、４スキャン目では、ノズル群２０ｄの２つのノズル１９、５スキャン目では、ノズル群２０ｅの２つのノズル１９を用いて画像が形成される。

（光沢バンディング）
次に、光沢バンディングについて説明する。図７は、照射部２２としてＵＶランプ２２ａ，２２ｂを主走査方向の両端に備えた記録部１４であって、ヘッド１８Ｋからインク（液滴３２）を吐出するとともに、ＵＶランプ２２ａ，２２ｂからのＵＶ照射をする様子を示す模式図である。

光沢バンディングは、往路と復路でのＵＶ照射タイミングの差異に起因する。なお、往路走査時の印字を往路印字、復路走査時の印字を復路印字という。

図７の場合、往路印字では、ヘッド１８Ｋから往路印字の際の照射に用いるＵＶランプ２２ｂまでの距離は距離Ｂであり、復路印字では、ヘッド１８Ｋから復路印字の際の照射に用いるＵＶランプ２２ａまでの距離は距離Ａであり、距離ＡとＢは大きく異なる。

距離Ａと距離Ｂとの違いは、インクの着弾位置からＵＶランプによる照射位置までの距離の違いを意味しており、図７の例では、往路印字ではインクの着弾からＵＶ照射までの時間が復路印字より長くなり、復路印字ではインクの着弾からＵＶ照射までの時間が往路印字より短くなる。

また、図８（Ａ）〜（Ｃ）は、インク（ドット３４）が支持体Ｐに着弾してからのインクの変化を示す説明図である。（Ａ）は着弾時のインクの様子、（Ｂ）は着弾から所定時間後のインクの様子、（Ｃ）は（Ｂ）に示す状態からさらに時間が経過した際のインクの様子を示している。

図８に示すように、インクは、時間の経過とともに濡れ広がり、平滑になる（レベリング）。なお、光沢度は、印字表面の高さと形状に影響され、一般に、表面形状が平滑であれば光沢度は高くなる。

したがって、図７に示したように、インクの着弾からＵＶ照射までの時間が異なると、支持体Ｐに着弾したインクが異なる状態で照射されることになる。具体的には、照射タイミングが遅れるほど、ドット径が大きく、ドット高さは低くなった状態（図８（Ｃ）のような状態）で照射される。

このため、例えば、図９に示すように、画像１７は、双方向印字では改行幅に応じ２種類の印字表面形状が形成され、印字表面高さと形状の双方が異なってしまい、光沢バンディングが発生することとなる。なお、図１０（Ａ）に示すように、表面形状は異なるが表面高さが均一の場合や、図１０（Ｂ）に示すように、表面形状は均一だが表面高さが異なる場合も、光沢バンディングは発生する。

したがって、光沢バンディングの解消のためには、印字表面高さおよび印字表面形状を均一化することが必要となる。

このとき、例えば、図１１に示すように、図９に示した印字表面高さと形状の双方が異なったカラーインク画像１７ｃに、カラーインクがクリアインクによって被覆されるように、カラーインクの打滴サイズよりも大きい打滴サイズのクリアインクを打滴してクリアインク画像１７ｔを形成したとしても、表面形状はある程度一定になるものの印字表面高さを揃えることまではできず、光沢バンディングを解消することはできない。

（クリアインク制御）
そこで、本実施形態に係る画像形成装置３０では、高さ調節用クリアインク画像と表面形状調節用クリアインク画像により、印字表面高さと印字表面形状の両方を略均一にするようにするものである。

図１２は、本実施形態に係る画像形成装置３０による画像形成例を示す模式図である。図９と同様に、カラーインク画像１７ｃは印字表面高さと形状の双方が異なる状態であるが、カラーインク画像１７ｃの形成の際、高さ調節用のクリアインクを印字表面高さが低くなる低濃度領域やレベリング領域などに打ち込んで、高さ調節用クリアインク画像１７ｈを形成して、印字表面高さを揃えている。

そして、さらに表面形状調節用のクリアインクを、カラーインク（カラーインク画像１７ｃ）およびクリアインク（高さ調節用クリアインク画像１７ｈ）の上にかぶせるように打ち込んで、表面形状調節用クリアインク画像１７ｓを形成して、表面形状についても均一化するようにしている。

すなわち、本実施形態に係る画像形成方法は、カラー画像を形成するカラー画像形成処理と、該カラー画像形成処理と並列して、形成後の画像高さが略均一となるように、クリア画像を形成する高さ調節用クリア画像形成処理と、カラー画像形成処理および高さ調節用クリア画像形成処理後に、形成後の画像表面形状が略均一となるように、クリア画像を形成する表面形状調節用クリア画像形成処理と、行うものである。

図１３は、本実施形態に係る画像形成装置３０が実行する画像形成処理の概要を示すフローチャートである。

画像形成処理では、先ず、カラーインク画像制御部２８Ｂによるカラーインク画像１７ｃの形成と、高さ調節用クリアインク画像制御部２８Ｃによる高さ調節用クリアインク画像１７ｈが同時並行で形成される（Ｓ１０１）。

ある画像形成領域についてのカラーインク画像１７ｃと、高さ調節用クリアインク画像１７ｈの形成後、表面形状調節用クリアインク画像制御部２８Ｄにより、表面形状調節用クリアインク画像１７ｓが形成される（Ｓ１０２）。

例えば、１回の双方向印字（２スキャン印字）で１の画像形成領域への画像形成を行う場合であれば、カラーインク画像１７ｃおよび高さ調節用クリアインク画像１７ｈの形成（Ｓ１０１）を往路走査時、表面形状調節用クリアインク画像１７ｓの形成（Ｓ１０２）を復路走査時で実行するものである。

なお、往路印字と復路印字は、必ずしも往路印字から開始される必要はなく、復路印字から開始されるものであってもよい。また、例えば、８スキャン印字であれば、１〜７スキャン目でカラーインク画像１７ｃおよび高さ調節用クリアインク画像１７ｈを、８スキャン目で表面形状調節用クリアインク画像１７ｓを形成するようにすればよい。また、表面形状調節用クリアインク画像１７ｓを複数回のスキャンで形成してもよいのは勿論である。

また、本実施形態では、説明を簡単にするために、画像形成処理において、先ず、カラーインク画像１７ｃと、高さ調節用クリアインク画像１７ｈを形成し（Ｓ１０１）、次いで、表面形状調節用クリアインク画像１７ｓを形成する（Ｓ１０２）ことを説明したが、表面形状調節用クリアインク画像１７ｓの形成中に、カラーインクが吐出される形態を除くものではなく、例えば、少量のカラーインクの吐出を行うものであってもよい。

次に、高さ調節用クリアインク画像１７ｈと表面形状調節用クリアインク画像１７ｓの印字方法、画像の割り当て方法について説明する。

（第１のクリアインク画像形成方法）
先ず、往路印字と復路印字とで印字するクリアインク画像を切り替える画像形成方法について説明する。

図１４は、画像形成装置３０が備える記録部１４の一例である。図１４に示す記録部１４は、往路印字の際の進行方向の先頭側にクリアインクを吐出するヘッド１８Ｔを備えている。この構成では、往路印字の際に、クリアインクがはじめに吐出されることから、往路印字では高さ調節用クリアインク画像を形成する。そして、復路印字の際に表面形状調節用クリアインク画像を形成する。

なお、カラーインク画像は、原則として、高さ調節用クリアインク画像の形成と同スキャンにて形成される。進行方向の先頭側にクリアインクを吐出するヘッド１８Ｔを備えるため、支持体Ｐ上に原則はクリアインク（往路印字）、カラーインク（往路印字）、クリアインク（復路印字）の順に着弾する。以下に説明する他のケースも同様である。

図１５は、画像形成装置３０が備える記録部１４の他の例である。図１５に示す記録部１４は、往路印字の際の進行方向の後尾側にクリアインクを吐出するヘッド１８Ｔを備えている。この構成では、復路印字の際に、クリアインクがはじめに吐出されることから、復路印字では高さ調節用クリアインク画像を形成する。そして、往路印字の際に表面形状調節用クリアインク画像を形成する。なお、図１５の構成の場合、１スキャン目の往路印字では、クリアインクを吐出しない。このため、復路印字から印字を開始することが好ましい。

（第２のクリアインク画像形成方法）
次に、クリアインクを吐出するクリアインクヘッドを２つ設け、それぞれのヘッドに高さ調節用クリアインク画像と表面形状調節用クリアインク画像を割り当てる画像形成方法について説明する。

図１６は、画像形成装置３０が備える記録部１４の他の例である。図１６に示す記録部１４は、往路印字の際の進行方向の先頭側に、クリアインクを吐出する２つのヘッド１８Ｔ_１，１８Ｔ_２を備えている。

クリアインクを吐出する２つのヘッド１８Ｔ_１，１８Ｔ_２には、高さ調節用クリアインク画像と表面形状調節用クリアインク画像が割り当てられており、一方のヘッド（例えば、ヘッド１８Ｔ_１）が高さ調節用クリアインク画像を形成するためのヘッド、他方のヘッド（例えば、ヘッド１８Ｔ_２）が表面形状調節用クリアインク画像を形成するためのヘッドとなっている。高さ調節用クリアインク画像を形成するためのヘッドと表面形状調節用クリアインク画像を形成するためのヘッドの配置位置関係は問わない。

この構成では、往路印字の際に、クリアインクがはじめに吐出されることから、往路印字ではヘッド１８Ｔ_１を駆動させて高さ調節用クリアインク画像を形成する。そして、復路印字の際には、ヘッド１８Ｔ_２を駆動させて表面形状調節用クリアインク画像を形成する。

２つのクリアインクヘッドを備える構成では、同一のヘッドを往路印字と復路印字で印字する画像を切り替える必要がなく、制御が容易となる。

図１７は、画像形成装置３０が備える記録部１４の他の例である。図１７に示す記録部１４は、往路印字の際の進行方向の後尾側に、クリアインクを吐出する２つのヘッド１８Ｔ_１，１８Ｔ_２を備えている。

図１６と同様に、一方のヘッド１８Ｔ_１が高さ調節用クリアインク画像を形成するためのヘッド、他方のヘッド１８Ｔ_２が表面形状調節用クリアインク画像を形成するためのヘッドとなっている。

この構成では、復路印字の際に、クリアインクがはじめに吐出されることから、復路印字ではヘッド１８Ｔ_１を駆動させて高さ調節用クリアインク画像を形成する。そして、往路印字の際には、ヘッド１８Ｔ_２を駆動させて表面形状調節用クリアインク画像を形成すればよい。なお、図１７の構成の場合、１スキャン目の往路印字では、クリアインクを吐出しない。このため、復路印字から印字を開始することが好ましい。

（第３のクリアインク画像形成方法）
次に、記録部１４の各ヘッド１８が２列のノズル列を有する構成において、クリアインクのヘッド１８Ｔの各ノズル列に高さ調節用クリアインク画像と表面形状調節用クリアインク画像を割り当てる画像形成方法について説明する。本構成では、ヘッド１８Ｔは１つである（図１４、図１５等）。

なお、ここでは２列のノズル列を有する例について説明するが、ノズル列が複数であって、ノズル単位で高さ調節用クリアインク画像と表面形状調節用クリアインク画像を割り当てるものであればよい。ノズル列の割り当て数が異なっていてもよい。

図１８は、クリアインクを吐出するヘッド１８Ｔのノズル面を示す図であって、ヘッド１８Ｔは、２列のノズル列１９Ｔ_１，１９Ｔ_２を有している。図１８の例では、ノズル列１９Ｔ_１が高さ調節用クリアインク画像用、ノズル列１９Ｔ_２が表面形状調節用クリアインク画像用に割り当てられている。

図１８の構成の場合、各クリアインクの印字では、他のカラーインクの印字に比べて、ノズル数が１／２で形成することになるため、ノズルピッチが２倍となる。そこで、画像解像度をカラー画像の１／２として、これを調整することが好ましい。この構成では、後述する光沢評価チャートに関しても、画像解像度をカラーインクの１／２で定義する。

（光沢均一性制御）
以下、本実施形態に係る画像処理システム１０を用いて、ユーザの所望の光沢度での画像形成を行うことについて説明する。

本実施形態に係る画像形成装置３０は、光沢評価チャート形成部２８Ｅを備えている（図２）。図１９は、光沢評価チャートの一例である。

光沢評価チャート形成部２８Ｅは、カラーインクの各色について、単位面積当たりのカラーインク打ち込み量と、単位面積当たりのクリアインク打ち込み量との組み合わせを変更しながら形成したパッチが複数形成されたテストチャート（光沢評価チャート、図１９）を印刷する。このとき、往路印字と復路印字では、インクの着弾からＵＶ照射までの時間が異なるため、光沢付与チャートは、往路印字、復路印字毎に作成しておく。

以下、光沢評価チャートを用いてクリアインク打ち込み量を決定する処理を説明する。図２０は、光沢評価チャートを用いたクリアインク打ち込み量決定処理のフローチャートである。

先ず、光沢評価チャート形成部２８Ｅは、図１９に示す光沢評価チャートを、インク色ごと、かつ印字方向ごとに形成する（Ｓ２０１）。

次いで、作成した光沢評価チャートの各パッチについてパッチごとの光沢度を測定する（Ｓ２０２）。光沢度は、例えば６０度光沢度であって、光沢計により測定する。各パッチについての測定結果は、例えば、画像処理装置１２の記録部１３５に記憶され、データ作成部１２Ｂにて以下のように処理される。

図２１は単位面積当たりのカラーインク打ち込み量と光沢度との関係を示すグラフを示す。図２１に示すように単位面積当たりのカラーインク打ち込み量と光沢度には相関があるためこれを把握する（Ｓ２０３）。

また、印字方向ごとにインクの着弾からＵＶ照射までの時間が異なるため印字方向毎の光沢度の変化を把握する（Ｓ２０４）。

次いで、カラーインク打ち込み量と印字方向によらず、最も光沢度の差が最小となる単位面積当たりのカラーインク吐出量と単位面積当たりのクリアインク吐出量の組み合わせを選択し、これに基づいて高さ調節用のクリアインク打ち込み量を決定する（Ｓ２０５）。

Ｓ２０５の処理では、例えば、図１９のパッチのうち、クリアインクが０、カラーインクが１００の割合の画像（図１９の実線で囲むパッチＡ）の光沢度を基準として、光沢度の差が最小となる画像を各行ごとに選択して（図１９の点線で囲む９つのパッチＢ１〜Ｂ９）、選択したパッチのクリアインク打ち込み量に基づいて、高さ調節用のクリアインク打ち込み量を決定する。

なお、このとき、光沢が均一になるパッチが２つある場合は、カラーインク＋クリアインク打ち込み量で、パッチＡのインク打ち込み量（カラーインク打ち込み量）と差の絶対値が少ない方を選択すればよい。また、インク打ち込み量と差の絶対値も同じ場合は、インク打ち込み量が少ない方を選択すればよい。

なお、本実施形態では、光沢付与チャートが１０×１０マスのパッチを有する例を示したが、パッチ数はこれに限られるものではなく、単位面積当たりのカラーインク打ち込み量と、単位面積当たりのクリアインク打ち込み量との組み合わせを、より細かく変更しながらパッチを形成して、パッチ数（光沢付与チャートのマス目）を増やすことで、光沢均一性制御の高精度化を図ることができる。

クリアインク打ち込み量の決定後、高さ調節用クリアインク画像および表面形状調整用クリアインク画像を形成する（Ｓ２０６，Ｓ２０７）。

なお、印字表面の高さはカラーインク量、およびＵＶ照射のタイミングにより決まる。例えば、カラーインクが少なく、ＵＶ照射のタイミングが遅いほど、印字表面高さが低くなる。そのため、高さを調節するために高さ調節用のクリアインクを多く吐出することが必要となる。高さ調節用クリアインク画像は、例えば、カラーインク画像の高さが高い箇所に合わせて、その他の箇所に形成するようにする。

また、すでに述べたように、高さ調節用クリアインクのみでは、印字表面形状が均一にならないことから、光沢バンディングは消えないため、印字表面形状を均一化させるために、表面形状調節用のクリアインク量についても併せて決定する。

なお、光沢付与チャートの形成は、支持体Ｐが変更された場合や、温湿度の変化など、印刷条件に変更が生じた場合に、実行するようにすればよい。

以上の処理によって、ユーザ所望の光沢度に合わせたカラーインク量とクリアインク量を選択することが可能となり、ユーザ所望の光沢度で光沢バンディングのない画像を形成することができる。

以上説明した本実施形態に係る画像形成装置によれば、双方向印字において往路印字と復路印字の光の照射のタイミングの違いによって発生する印字表面の高さおよび形状の差を、クリアインクを用いて均一化して光沢度を均一化し、光沢バンディングのない画像を形成できる。

すなわち、先ず、カラーインク画像と、高さ調節用クリアインク画像を形成して、該２つの画像形成時の画像高さを均一化し、次いで、カラーインク画像、および高さ調節用クリアインク画像の上に、表面形状調節用クリアインク画像を形成して、表面形状の均一化を図るものである。

尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施の例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

例えば、照射部２２は、図４に示す形態に限定されない。例えば、記録部１４の主走査方向の往路進行方向の後尾側のみに照射部２２を設けてもよい。この場合、復路走査で印字した画像は、次の往路走査で照射されるため、往路走査と復路走査でのインクの着弾から照射までの時間差が大きくなるが、これを考慮した制御とすることで、片端のみに照射部２２を備える構成でも、双方向印字での光沢バンディングを防止することができる。

１０ 画像処理システム
１２ 画像処理装置
１２Ａ データ受理部
１２Ｂ データ作成部
１２Ｃ データ出力部
１３ 主制御部
１４ 記録部
１６ 稼働ステージ
１７ 画像
１７ｃ カラーインク画像
１７ｔ クリアインク画像
１７ｈ 高さ調節用クリアインク画像
１７ｓ 表面形状調節用クリアインク画像
１８Ｋ，１８Ｃ，１８Ｍ，１８Ｙ，１８Ｗ，１８Ｔ，１８Ｔ_１，１８Ｔ_２ ヘッド
１９Ｋ，１９Ｃ，１９Ｍ，１９Ｙ，１９Ｗ，１９Ｔ ノズル
２０ ノズル群
２２ 照射部
２２ａ，２２ｂ ＵＶランプ
２３ 第１駆動部
２４ 第２駆動部
２５ 駆動部
２８ 記録制御部
２８Ａ マルチスキャン制御部
２８Ｂ カラーインク画像制御部
２８Ｃ 高さ調節用クリアインク画像制御部
２８Ｄ 表面形状調節用クリアインク画像制御部
２８Ｅ 光沢評価チャート形成部
３０ 画像形成装置
３２ 液滴
３４ ドット

特開２０１４− ３７０８６号公報

Claims (9)

1. 光の照射により硬化するインクを吐出するとともに、光を照射してインクを硬化させて被画像形成物に画像を形成する画像形成装置であって、
   記録ヘッドを主走査方向における往路方向に走査する際と、復路方向に走査する際の双方でインクを吐出するとともに、画像が形成される画像形成領域において、少なくとも複数回走査させることで画像を形成するマルチスキャン印字手段と、
   前記記録ヘッドが備えるカラーインクを吐出するカラーインクヘッドからの画像形成を制御するカラー画像制御手段と、
   前記記録ヘッドが備えるクリアインクを吐出するクリアインクヘッドからの画像形成を制御するクリア画像制御手段と、を備え、
   前記クリア画像制御手段は、
   前記カラー画像制御手段によるカラー画像の形成とともに、形成後の画像高さが略均一となるように、クリアインクによる画像形成を制御する高さ調節用クリア画像制御手段と、
   前記カラー画像制御手段によるカラー画像と、前記高さ調節用クリア画像制御手段によるクリア画像の形成後に、形成後の画像表面形状が略均一となるように、クリアインクによる画像形成を制御する表面形状調節用クリア画像制御手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記録ヘッドの往路方向の先頭側に前記クリアインクヘッドを備え、
   往路印字では、前記高さ調節用クリア画像制御手段によりクリア画像を形成し、
   復路印字では、前記表面形状調節用クリア画像制御手段によりクリア画像を形成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記記録ヘッドの往路方向の後尾側に前記クリアインクヘッドを備え、
   往路印字では、前記表面形状調節用クリア画像制御手段によりクリア画像を形成し、
   復路印字では、前記高さ調節用クリア画像制御手段によりクリア画像を形成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記記録ヘッドは、
   前記高さ調節用クリア画像制御手段によるクリア画像を形成するためのクリアインクを吐出する第１のクリアインクヘッドと、
   前記表面形状調節用クリア画像制御手段によるクリア画像を形成するためのクリアインクを吐出する第２のクリアインクヘッドと、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記クリアインクヘッドは、２以上のノズル列を有し、
   ノズル列単位で、
   前記高さ調節用クリア画像制御手段によるクリア画像を形成するためのクリアインクを吐出するノズル列と、
   前記表面形状調節用クリア画像制御手段によるクリア画像を形成するためのクリアインクを吐出するノズル列と、に割り当てられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記高さ調節用クリア画像制御手段によるクリア画像、および前記表面形状調節用クリア画像制御手段によるクリア画像を、前記カラー画像制御手段によるカラー画像よりも低解像度とすることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 往路印字と復路印字毎に、カラーインクの各色について、単位面積当たりのカラーインク打ち込み量と、単位面積当たりのクリアインク打ち込み量との組み合わせを変更しながら形成したパッチが複数形成された光沢評価チャートを形成する光沢評価チャート形成手段を備えることを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記記録ヘッドの主走査方向の両端側に前記光を照射する照射部を備えることを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の画像形成装置。
9. 光の照射により硬化するインクを吐出するとともに、光を照射してインクを硬化させて被画像形成物に画像を形成する画像形成方法であって、
   記録ヘッドを主走査方向における往路方向に走査する際と、復路方向に走査する際の双方でインクを吐出するとともに、画像が形成される画像形成領域において、少なくとも複数回走査させることで画像を形成する処理において、
   カラー画像を形成するカラー画像形成処理と、
   該カラー画像形成処理と並列して、形成後の画像高さが略均一となるように、クリア画像を形成する高さ調節用クリア画像形成処理と、
   前記カラー画像形成処理および前記高さ調節用クリア画像形成処理後に、形成後の画像表面形状が略均一となるように、クリア画像を形成する表面形状調節用クリア画像形成処理と、行うことを特徴とする画像形成方法。