JP2017193113A - インクジェット記録装置及びインクジェット記録装置の画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
記録媒体に対してインクを吐出する記録手段と、
前記記録手段と記録媒体とを相対移動させる移動手段と、
前記記録手段及び前記移動手段の動作を第1の制御モード及び前記第1の制御モードとは異なる第2の制御モードで制御する記録制御手段と、
を備え、
前記記録制御手段は、
前記第1の制御モードにおいて、前記移動手段により前記記録手段と記録媒体とを所定時間当たりに第1の距離相対移動させながら前記記録手段により前記記録媒体に対してインクを吐出させる第1の走査を行わせ、当該第1の走査において前記記録手段により前記記録媒体上の所定面積当たりに最大で第1最大吐出量のインクを吐出させて前記記録媒体の表面に平面画像を形成させ、
前記第2の制御モードにおいて、前記移動手段により前記記録手段と記録媒体とを前記所定時間当たりに前記第1の距離よりも小さい第2の距離相対移動させながら前記記録手段により前記記録媒体に対してインクを吐出させる第2の走査を行わせ、当該第2の走査において前記記録手段により前記記録媒体上の前記所定面積当たりに最大で前記第1最大吐出量よりも大きい第2最大吐出量のインクを吐出させて、当該記録媒体上に、立体形状をなすインクからなる立体画像を形成させる
ことを特徴としている。
前記記録手段により前記記録媒体上に吐出されたインクに対し当該インクを硬化させるエネルギー線を照射して前記インクを前記記録媒体上に定着させる定着手段を備え、
前記記録制御手段は、前記第2の制御モードにおいて、前記第2の走査における前記記録手段による前記記録媒体に対するインクの吐出と、当該第2の走査において吐出されたインクの前記定着手段による定着とを交互に複数回行わせて、前記記録媒体上に、定着されたインクからなる層を複数積み重ねることにより前記立体画像を形成させる
ことを特徴としている。
前記記録手段においてインクが吐出されるインク吐出口と、当該インク吐出口に対向している記録媒体の前記記録手段によるインク吐出方向についての配置位置との前記インク吐出方向の相対距離を変更する相対距離変更手段と、
前記第2の制御モードで前記記録媒体上に前記定着手段により定着されたインクの前記記録媒体上の高さの最大値が大きくなるほど、前記第2の走査における前記相対距離が大きくなるように前記相対距離変更手段により前記相対距離を変更させる相対距離調整手段と、
を備えることを特徴としている。
前記記録制御手段は、前記第2の制御モードにおいて前記記録手段から吐出されるインクの液滴の最大液量が、前記第1の制御モードにおいて前記記録手段から吐出されるインクの液滴の最大液量よりも大きくなるように前記記録手段によりインクを吐出させることを特徴としている。
前記記録手段は、吐出可能なインクの液滴の最大液量が第1最大液量である第1のインク吐出部と、吐出可能なインクの液滴の最大液量が前記第1最大液量よりも大きい第2最大液量である第2のインク吐出部とを有し、
前記記録制御手段は、前記第1の制御モードでは前記第1のインク吐出部により前記記録媒体に対してインクを吐出させ、前記第2の制御モードでは前記第2のインク吐出部により前記記録媒体に対してインクを吐出させる
ことを特徴としている。
前記記録制御手段は、前記第2の制御モードにおいて、前記記録媒体の表面に前記第1の制御モードで前記記録手段により形成された前記平面画像に重ねて前記記録手段により前記立体画像を形成させることを特徴としている。
前記記録制御手段は、前記第2の制御モードにおいて、入射光の一部を透過させるインクを前記記録手段により記録媒体に対して吐出させることを特徴としている。
前記記録制御手段は、前記第2の制御モードにおいて、透明なインクを前記記録手段により記録媒体に対して吐出させることを特徴としている。
記録媒体に対してインクを吐出する記録手段と、前記記録手段と記録媒体とを相対移動させる移動手段と、を備えたインクジェット記録装置の画像形成方法であって、
前記移動手段により前記記録手段と記録媒体とを所定時間当たりに第1の距離相対移動させながら前記記録手段により前記記録媒体に対してインクを吐出させる第1の走査を行わせ、当該第1の走査において前記記録手段により前記記録媒体上の所定面積当たりに最大で第1最大吐出量のインクを吐出させて前記記録媒体の表面に平面画像を形成させる平面画像形成ステップ、
前記移動手段により前記記録手段と記録媒体とを前記所定時間当たりに前記第1の距離よりも小さい第2の距離相対移動させながら前記記録手段により前記記録媒体に対してインクを吐出させる第2の走査を行わせ、当該第2の走査において前記記録手段により前記所定面積当たりに最大で前記第1最大吐出量よりも大きい第2最大吐出量のインクを吐出させて、当該記録媒体上に、立体形状をなすインクからなる立体画像を形成させる立体画像形成ステップ、
を含むことを特徴としている。
インクジェット記録装置1は、給紙部10と、画像形成部20と、排紙部30と、制御部40(図2)とを備える。インクジェット記録装置1は、制御部40による制御下で、給紙部10に格納された記録媒体Pを画像形成部20に搬送し、画像形成部20で記録媒体Pに画像を記録し、画像が記録された記録媒体Pを排紙部30に搬送する。記録媒体Pとしては、普通紙や塗工紙といった紙のほか、布帛又はシート状の樹脂等、表面に着弾したインクを定着させることが可能な種々の媒体を用いることができる。
ヘッドユニット群HUを構成するヘッドユニット24のうち、ヘッドユニット24Y,24M,24C,24K(第1のインク吐出部)は、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)のカラーインクを吐出する。本実施形態では、このカラーインクにより記録媒体Pの表面に平坦な平面画像が形成される。
また、ヘッドユニット24T(第2のインク吐出部)は、無色透明(T)のクリアインクを吐出する。本実施形態では、このクリアインクを記録媒体P上に積層させて立体形状を有した状態で定着させることにより記録媒体P上に立体画像が形成される。立体画像の形成方法については後述する。なお、クリアインクを記録媒体P上の画像形成領域全体に吐出して硬化させることにより、記録媒体P上に無色透明のオーバーコートを形成することもできる。また、クリアインクは、必ずしも無色透明でなくても良く、クリアインクとして、透過光の一部を透過させるインクを用いても良い。
各ヘッドユニット24は、インク吐出面と搬送面211aとが所定の距離だけ離隔されるように配置される。本実施形態のインクジェット記録装置1では、記録媒体Pの搬送方向上流側からY,M,C,K,Tの色に対応するヘッドユニット24がこの順に所定の間隔で並ぶように配列されている。
記録ヘッド242に設けられた記録素子の各々は、インクを貯留する圧力室と、圧力室の壁面に設けられた圧電素子と、ノズルとを含む。この記録素子は、圧電素子を変形動作させる駆動信号が入力されると、圧電素子の変形により圧力室が変形して圧力室内の圧力が変化し、圧力室に連通するノズルからインクを吐出する。
また、ヘッドユニット24Tの記録ヘッド242に設けられた記録素子は、ヘッドユニット24Y,24M,24C,24Kの記録ヘッド242に設けられた記録素子よりもインク吐出口の開口面積が大きくなっている。また、ヘッドユニット24Tの記録ヘッド駆動部241は、ヘッドユニット24Y,24M,24C,24Kの記録ヘッド駆動部よりも大きな電圧振幅の駆動信号を記録ヘッド242の記録素子に供給する。これにより、ヘッドユニット24Tにより吐出可能なクリアインクの液滴の最大液量(第2最大液量)は、ヘッドユニット24Y,24M,24C,24Kにより吐出可能なカラーインクの液滴の最大液量(第1最大液量)よりも大きくなっている。
また、本実施形態では、常温でゲル状であり加熱されることによりゾル状となるインクが用いられる。ヘッドユニット24は、ヘッドユニット24内に貯留されるインクを加熱する図示略のインク加熱部を備え、当該インク加熱部は、CPU41による制御下で動作し、ゾル状となる温度にインクを加熱する。記録ヘッド242は、加熱されてゾル状となったインクを吐出する。このゾル状のインクが記録媒体Pに吐出されると、インク滴が記録媒体Pに着弾した後、自然冷却されることで速やかにインクがゲル状となって記録媒体P上で凝固する。
カラーインクとしては、例えば光重合性化合物、光重合開始剤、ゲル化剤、及び着色剤を含むものが用いられる。このうち、着色剤は、当該カラーインクに係る色の顔料又は染料を含む。また、クリアインクとしては、例えば上記カラーインクの構成要素のうち着色剤を除いた構成要素、即ち光重合性化合物、光重合開始剤、及びゲル化剤を含むものが用いられる。
インクジェット記録装置1は、加熱部23と、記録ヘッド駆動部241及び記録ヘッド242を有するヘッドユニット24と、定着部25と、ヘッドユニット昇降部27(相対距離変更手段)と、制御部40と、搬送駆動部51と、操作表示部52と、入出力インターフェース53と、バス54などを備える。
なお、搬送駆動部51による搬送ドラム211の回転は、例えばヘッドユニット24によるインクの吐出が行われるときに停止するように間欠的に行われても良い。この場合には、搬送駆動部51は、搬送ドラム211を第1の回転速度で間欠的に回転動作させることにより、ヘッドユニット24に対して記録媒体Pを所定時間当たりに搬送方向に第1の距離相対移動させ、搬送ドラム211を第2の回転速度で間欠的に回転動作させることにより、ヘッドユニット24に対して記録媒体Pを所定時間当たりに搬送方向に第2の距離よりも小さい第2の距離相対移動させる。
また、搬送駆動部51は、CPU41から供給される制御信号に基づいて媒体供給部12、受け渡しユニット22、及びデリバリー部26を動作させるためのモーターに駆動信号を供給して、記録媒体Pの搬送部21への供給及び搬送部21からの排出を行わせる。
本実施形態のインクジェット記録装置1では、ヘッドユニット24Y,24M,24C,24Kから記録媒体P上にカラーインクを吐出し、当該カラーインクを定着部25により定着させることで記録媒体Pの表面に平面画像を形成させることができる。また、ヘッドユニット24Tによる記録媒体Pに対するクリアインクの吐出と、当該吐出されたクリアインクの定着部25による定着とを交互に複数回行って記録媒体P上にクリアインクの層を複数積み重ねることにより、記録媒体Pの表面に立体形状をなすクリアインクからなる立体画像を形成させることができる。
図4に示される記録媒体Pには、「ABCDE」及び「KLMNO」の文字をそれぞれ含む2つの平面画像61と、当該2つの平面画像61の搬送方向下流側に各々形成され、「ABCDE」及び「KLMNO」を表す点字をそれぞれ含む2つの立体画像62とが形成されている。
立体画像62は、ヘッドユニット24Tにより吐出されたクリアインクにより形成されたドット62aから構成されている。立体画像62における点字は、搬送方向及び幅方向について3×2のマトリクス状の6つのドット形成可能位置のうち所定の一以上の位置にドット62aが配置されることにより、当該配置に応じた一の文字を表す。各ドット62aは、記録媒体Pの表面に垂直な方向から見た形状が直径1.4mm〜1.5mmの円形であり、当該円形の中央における記録媒体P上の高さが0.3mm〜0.5mmである略ドーム形状の立体である。また、ドット62aは、一の文字を表すドット62aのうち、搬送方向に隣り合うドット62aの間隔が約2.4mm、幅方向に隣り合うドット62aの間隔が約2.1mmとなるように形成されている。
以下では、第1の制御モードにおける平面画像61の形成動作と、第2の制御モードにおける立体画像62の形成動作について説明する。
また、第2の制御モードでは、搬送ドラム211により第2の搬送速度で記録媒体Pが搬送されることによりヘッドユニット群HUと記録媒体Pとが第1の制御モードよりも遅い速度で相対移動し、当該相対移動するヘッドユニット群HUのヘッドユニット24Tにより記録媒体Pに対してクリアインクを吐出する第2の走査が行われる。当該第2の走査では、当該第2の走査において記録媒体Pに対してヘッドユニット24Tの記録素子により第1の制御モードと同一の時間間隔で上記インク吐出動作が行われる。
図5(a)の左側では、第1の制御モードにおいてカラーインクのインク吐出動作が行われる記録媒体P上のインク吐出位置p1が示され、また、当該インク吐出位置p1に吐出されたカラーインクが濡れ広がる範囲が破線の円により示されている。ここで、当該範囲は、一のインク吐出位置p1に吐出され得る最大液量のカラーインクのインク滴が着弾した場合の範囲を示す。
図5(b)の左側では、第2の制御モードにおいてクリアインクのインク吐出動作が行われる記録媒体P上のインク吐出位置p2が示され、また、当該インク吐出位置p2に吐出されたクリアインクが濡れ広がる範囲が破線の円により示されている。ここで、当該範囲は、一のインク吐出位置p2に吐出され得る最大液量のクリアインクのインク滴が着弾した場合の範囲を示す。
なお、本実施形態では、クリアインクのインク滴の最大液量がカラーインクのインク滴の最大液量よりも大きくされているが、これに限られず、クリアインク及びカラーインクのインク滴の最大液量は、互いに等しくても良い。この場合においても、第2の制御モードにおける第2の走査の速度が第1の制御モードにおける第1の走査の速度よりも小さいことにより、第2の制御モードにおいて記録媒体P上の所定面積当たりに吐出されるクリアインクの最大量を、第1の制御モードにおいて所定面積当たりに吐出されるカラーインクの最大量よりも大きくすることができる。
記録媒体P上に平面画像61及び立体画像62を形成する場合には、まず、記録媒体Pを第1の搬送送度で搬送させながら、図6(a)に示されるようにヘッドユニット24Y,24M,24C,24K(ここでは、ヘッドユニット24K)により記録媒体P上にカラーインクI1を吐出し、吐出されたカラーインクI1を定着部25により定着させる。これにより、記録媒体P上に平面画像61が形成される。ここでは、ヘッドユニット24Y,24M,24C,24Kのインク吐出口と搬送面211aとの相対距離は、記録媒体Pの厚さに応じて予め設定された相対距離D1とされる。
これにより、3層のクリアインクI2のインク層からなるドット62aが記録媒体P上に形成され、複数のドット62aからなる立体画像62が形成される。
なお、上記では、クリアインクI2のインク層を3層積み重ねる例を用いて説明したが、これに限定されず、クリアインクI2の層は4層以上や2層でも良い。また単一の層により必要な高さのドット62aが形成できる場合には単一の層であっても良い。クリアインクI2の層が少ないほど、インクの吐出と定着部25によるインクの定着とを繰り返す回数を低減できるため、より短時間で立体画像62を形成することができる。
この画像形成処理は、入出力インターフェース53を介して外部装置2からプリントジョブ及び平面画像及び立体画像の画像データが制御部40に入力された場合に実行される。
立体画像62が完成したと判別された場合には(ステップS108で“YES”)、CPU41は、搬送駆動部51に制御信号を出力して、平面画像61及び立体画像62が形成された記録媒体Pを排紙トレー31に排出させ(ステップS110)、画像形成処理を終了させる。
なお、記録媒体P上に立体画像62のみを形成する場合には、ステップS101からステップS104までの処理を省略しても良い。
次に、上記実施形態の平面画像61及び立体画像62の変形例について説明する。
図8は、本変形例に係る平面画像61及び立体画像62を示す図である。
なお、図8(a)とは逆に、立体画像62に重ねて平面画像61を形成しても良い。即ち、立体画像62の形成後に、各ヘッドユニット24のインク吐出口と搬送面211aとの相対距離を、平面画像61の形成が可能な相対距離に設定できる場合(即ち、当該相対距離に設定したときにヘッドユニット24と立体画像62が接触しない場合)には、立体画像62の形成後に平面画像61を形成することにより、立体画像62の表面に平面画像61を形成することができる。
ここで、立体画像62の形成に用いられるカラーインクを吐出するヘッドユニットは、平面画像61の形成に用いられるヘッドユニット24Y,24M,24C,24Kとは別個に設けられていても良い。この場合、立体画像62の形成に用いられるヘッドユニットは、吐出可能なインク滴の最大液量が、平面画像61の形成に用いられるヘッドユニット24Y,24M,24C,24Kにより吐出されるインク滴の最大液量よりも大きいものとすることができる。
このような構成によれば、第2の制御モードでは、ヘッドユニット群HU及び記録媒体Pの所定時間当たりの相対移動距離が第1の制御モードよりも小さいことにより、インクの吐出頻度の変更といったインク吐出動作に係る複雑な制御を行わなくても、所定面積当たりに吐出されるインクの最大量を第1の制御モードよりも大きくすることができる。よって、第2の制御モードの第2の走査において記録媒体P上に形成されるインクの層の高さを第1の制御モードの第1の走査において形成されるインクの層の高さよりも容易に高くすることができる。この結果、インクジェット記録装置1において容易に平面画像及び立体画像の形成を両立させることができる。
例えば、上記実施形態及び変形例では、立体画像の形成に用いられるインク(クリアインク)及び平面画像の形成に用いられるインク(カラーインク)として、着色剤を除いて同等の構成要素からなるインクを用いる例を挙げて説明したが、これに限定する趣旨ではなく、例えば、立体画像の形成に用いられるインクの粘度を平面画像の形成に用いられるインクの粘度よりも大きくしても良い。これにより、立体画像の形成において、ヘッドユニット24Tから吐出された硬化前のインクからなるインク層の厚さをより大きくすることができるため、より容易に立体画像を形成することができる。
また、定着部25は、エネルギー線を照射させるものに代えて、例えば送風を行うことでインクの溶媒を気化させて当該インクを記録媒体P上に定着させるものであっても良い。
また、上記実施形態及び変形例では、常温でゲル状であり加熱されることによりゾル状となるインクをゾル状に加熱して吐出するインクジェット記録装置1を例に説明したが、これに限定する趣旨ではなく、常温でゾル状又は液体であるインクを含む種々の公知のインクを用いてもよい。また、定着部による定着を行うことなく記録媒体P上に定着するインクが使用されるインクジェット記録装置に対して本発明を適用しても良い。
2 外部装置
10 給紙部
11 給紙トレー
12 媒体供給部
20 画像形成部
21 搬送部
211 搬送ドラム
211a 搬送面
22 受け渡しユニット
23 加熱部
24,24Y,24M,24C,24K,24T ヘッドユニット
241 記録ヘッド駆動部
242 記録ヘッド
243 インク吐出口
25 定着部
26 デリバリー部
27 ヘッドユニット昇降部
30 排紙部
31 排紙トレー
40 制御部
41 CPU
42 RAM
43 ROM
44 記憶部
51 搬送駆動部
52 操作表示部
53 入出力インターフェース
54 バス
61 平面画像
62 立体画像
62a ドット
HU ヘッドユニット群
I1 カラーインク
I2 クリアインク
P 記録媒体
Claims (9)
- 記録媒体に対してインクを吐出する記録手段と、
前記記録手段と記録媒体とを相対移動させる移動手段と、
前記記録手段及び前記移動手段の動作を第1の制御モード及び前記第1の制御モードとは異なる第2の制御モードで制御する記録制御手段と、
を備え、
前記記録制御手段は、
前記第1の制御モードにおいて、前記移動手段により前記記録手段と記録媒体とを所定時間当たりに第1の距離相対移動させながら前記記録手段により前記記録媒体に対してインクを吐出させる第1の走査を行わせ、当該第1の走査において前記記録手段により前記記録媒体上の所定面積当たりに最大で第1最大吐出量のインクを吐出させて前記記録媒体の表面に平面画像を形成させ、
前記第2の制御モードにおいて、前記移動手段により前記記録手段と記録媒体とを前記所定時間当たりに前記第1の距離よりも小さい第2の距離相対移動させながら前記記録手段により前記記録媒体に対してインクを吐出させる第2の走査を行わせ、当該第2の走査において前記記録手段により前記記録媒体上の前記所定面積当たりに最大で前記第1最大吐出量よりも大きい第2最大吐出量のインクを吐出させて、当該記録媒体上に、立体形状をなすインクからなる立体画像を形成させる
ことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 前記記録手段により前記記録媒体上に吐出されたインクに対し当該インクを硬化させるエネルギー線を照射して前記インクを前記記録媒体上に定着させる定着手段を備え、
前記記録制御手段は、前記第2の制御モードにおいて、前記第2の走査における前記記録手段による前記記録媒体に対するインクの吐出と、当該第2の走査において吐出されたインクの前記定着手段による定着とを交互に複数回行わせて、前記記録媒体上に、定着されたインクからなる層を複数積み重ねることにより前記立体画像を形成させる
ことを特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。 - 前記記録手段においてインクが吐出されるインク吐出口と、当該インク吐出口に対向している記録媒体の前記記録手段によるインク吐出方向についての配置位置との前記インク吐出方向の相対距離を変更する相対距離変更手段と、
前記第2の制御モードで前記記録媒体上に前記定着手段により定着されたインクの前記記録媒体上の高さの最大値が大きくなるほど、前記第2の走査における前記相対距離が大きくなるように前記相対距離変更手段により前記相対距離を変更させる相対距離調整手段と、
を備えることを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録装置。 - 前記記録制御手段は、前記第2の制御モードにおいて前記記録手段から吐出されるインクの液滴の最大液量が、前記第1の制御モードにおいて前記記録手段から吐出されるインクの液滴の最大液量よりも大きくなるように前記記録手段によりインクを吐出させることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記記録手段は、吐出可能なインクの液滴の最大液量が第1最大液量である第1のインク吐出部と、吐出可能なインクの液滴の最大液量が前記第1最大液量よりも大きい第2最大液量である第2のインク吐出部とを有し、
前記記録制御手段は、前記第1の制御モードでは前記第1のインク吐出部により前記記録媒体に対してインクを吐出させ、前記第2の制御モードでは前記第2のインク吐出部により前記記録媒体に対してインクを吐出させる
ことを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。 - 前記記録制御手段は、前記第2の制御モードにおいて、前記記録媒体の表面に前記第1の制御モードで前記記録手段により形成された前記平面画像に重ねて前記記録手段により前記立体画像を形成させることを特徴とする請求項1〜5の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記記録制御手段は、前記第2の制御モードにおいて、入射光の一部を透過させるインクを前記記録手段により記録媒体に対して吐出させることを特徴とする請求項1〜6の何れか一項に記載のインクジェット記録装置。
- 前記記録制御手段は、前記第2の制御モードにおいて、透明なインクを前記記録手段により記録媒体に対して吐出させることを特徴とする請求項7に記載のインクジェット記録装置。
- 記録媒体に対してインクを吐出する記録手段と、前記記録手段と記録媒体とを相対移動させる移動手段と、を備えたインクジェット記録装置の画像形成方法であって、
前記移動手段により前記記録手段と記録媒体とを所定時間当たりに第1の距離相対移動させながら前記記録手段により前記記録媒体に対してインクを吐出させる第1の走査を行わせ、当該第1の走査において前記記録手段により前記記録媒体上の所定面積当たりに最大で第1最大吐出量のインクを吐出させて前記記録媒体の表面に平面画像を形成させる平面画像形成ステップ、
前記移動手段により前記記録手段と記録媒体とを前記所定時間当たりに前記第1の距離よりも小さい第2の距離相対移動させながら前記記録手段により前記記録媒体に対してインクを吐出させる第2の走査を行わせ、当該第2の走査において前記記録手段により前記所定面積当たりに最大で前記第1最大吐出量よりも大きい第2最大吐出量のインクを吐出させて、当該記録媒体上に、立体形状をなすインクからなる立体画像を形成させる立体画像形成ステップ、
を含むことを特徴とするインクジェット記録装置の画像形成方法。
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