JP2021137967A - インクジェット印刷装置及びインクジェット印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】長尺ウェブに対して高画質の印刷を実施するインクジェット印刷装置及びインクジェット印刷方法を提供する。【解決手段】被記録媒体を搬送する搬送手段１５と、被記録媒体に対して、複数の異なる色のインクを被記録媒体表面に付与して所定の画像を反転させた鏡像画像に形成されたインクの層であるインク画像層を形成するための、インクジェットヘッド１３を有するインク画像層形成ユニット１２と、インク画像層形成ユニットにより形成されたインク画像層を硬化させるための第１インク硬化ユニット１７と、第１インク硬化ユニットにより硬化されたインク画像層表面に対して、インクを付与してインク画像層表面の一部又は全部を隠蔽するための画像隠蔽層を形成するための、インクジェットヘッドを有する画像隠蔽層形成ユニット２１と、画像隠蔽層形成ユニットにより形成された画像隠蔽層を硬化させるための第２硬化ユニット２３とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、インクジェット印刷装置及びインクジェット印刷方法に関する。

従来、インクジェット方式で印刷するインクジェット印刷装置が広く使用されている（例えば、特許文献１を参照）。

インクジェット印刷装置では、主にシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックなどの、複数の色のインク液滴を被記録媒体に付与し、インクのドットを形成して画像形成を実施する。

ところで、近年、インクジェット印刷において、シート状の薄い長尺ウェブ、特に、ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロンなどの樹脂により形成された合成樹脂フィルムに対する高画質印刷を実施する需要が増加している。

このような合成樹脂フィルムは、透明や半透明など、光を透過する性質を有することが多い。そこで、合成樹脂フィルムに対する印刷を実施する場合、印刷した画像を視認しやすくし、かつ、光を透過しにくくして合成樹脂フィルムの裏面を視認しにくくするために、印刷する画像の表か裏に、白色インクなどの背景用のインクを隙間なく印刷するベタ印刷を付与して、印刷画像を隠蔽する手法が行われている。

かかる印刷手法の中には、所定の画像の印刷を実施したのちに、印刷された画像の上から画像の背景用のインクのベタ印刷を実施し、完成された印刷物は、被記録媒体のインクが付与されていない側から、被記録媒体自体を透過させて印刷画像をさせるという印刷方法（いわゆる裏刷り方式）が存在する。

特開昭６０−１３２７６７号公報

しかし、このような印刷を実施する場合、画像を構成するインクドットと、ベタ印刷により付与されたインクとが、混色してしまい、画像劣化してしまう問題が生じていた。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、上記の問題を解決し、長尺ウェブに対して高画質の印刷を実施するインクジェット印刷装置及びこれを実現するインクジェット印刷方法を提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明の発明者は、鋭意工夫の結果、以下の構成を見出した。

すなわち、本発明では、インクジェットヘッドからインクを吐出して被記録媒体にインクを付与するインクジェット印刷装置において、
前記被記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記被記録媒体に対して、複数の異なる色のインクを被記録媒体表面に付与して所定の画像を反転させた鏡像画像に形成されたインクの層であるインク画像層を形成するための、インクジェットヘッドを有するインク画像層形成ユニットと、
前記インク画像層形成ユニットにより形成された前記インク画像層の硬化を促進させて硬化させるための第１インク硬化ユニットと、
前記第１インク硬化ユニットにより硬化された前記インク画像層表面に対して、インクを付与して、前記インク画像層表面の一部又は全部を隠蔽するための画像隠蔽層を形成するための、インクジェットヘッドを有する画像隠蔽層形成ユニットと、
前記画像隠蔽層形成ユニットにより形成された前記画像隠蔽層の硬化を促進させて硬化させるための第２硬化ユニットとを有することを特徴とする。

また、本発明では、インクジェットヘッドからインクを吐出して被記録媒体にインクを付与するインクジェット印刷方法において、
前記被記録媒体の表面に対して複数の異なる色のインクを付与して所定の画像を反転させた鏡像画像を表現したインクの層であるインク画像層を形成するインク画像層形成ステップと、
前記インク画像層を硬化させる第１インク硬化ステップと、
前記第１インク硬化ステップにより硬化された前記インク画像層表面に対して、インクを付与して、前記インク画像層表面の一部又は全部を隠蔽するための画像隠蔽層を形成する画像隠蔽層形成ステップと、
前記画像隠蔽層を硬化させる第２インク硬化ステップとを有する、インクジェット印刷方法と構成することもできる。

本発明では、上記の構成とすることで、上記の問題を解決し、長尺ウェブに対して高画質の印刷を実施するインクジェット印刷装置及びこれを実現するインクジェット印刷方法を提供することができた。

本発明の一実施形態であるインクジェット印刷装置の構成を示す全体図である。 本発明の一実施形態であるインクジェット印刷装置の他の構成を示す全体図である。 本発明の一実施形態であるインクジェット印刷装置にて実施される印刷シーケンスを示すフローチャートである。 本発明の一実施形態であるインクジェット印刷装置における、画像隠蔽層形成ユニットおよびマーカー認識センサー周辺の電気的構成を示すブロック図である。 図３におけるフロー３が終了した時点における、インク画像層と測定マーカーの形成状況を示す模式図である。 図３におけるフロー６が終了した時点における、インク画像層、測定マーカー及び画像隠蔽層の形成状況を示す模式図である。 図６のＡ−Ａ断面図である。 図７を反転させて観賞した際の模式図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

まず、本発明の第１の実施形態であるインクジェット印刷装置の構成例を説明する。図１は、本発明の一実施形態であるインクジェット印刷装置の構成を示す全体図である。

同構成は、溶媒に水を用いている水性インク、溶媒に水が用いられておりかつ顔料とともに樹脂が分散されている水性ラテックスインク、溶媒に溶剤が使用されているソルベントインクなど、溶媒が気化することで乾燥硬化するインクを用いるインクジェット印刷を実施する場合に好適な構成である。中でも、溶媒に水を使用しており環境や人体への影響が低い水性インクや水性ラテックスインクが特に好適となる。

また、同構成は、所定の画像の鏡像印刷が実施された後に、印刷された画像の上から前述のベタ印刷が実施される、いわゆる裏刷り方式の印刷の際の構成となる。裏刷り印刷により印刷された印刷物は、印刷を実施されておらずインクが付与されていない側から、被記録媒体を透過させて印刷画像を視認観賞される。

また、以下の構成で使用される被記録媒体には、長尺のロール状のシート部材が用いられる。当該シート部材の素材はコート紙などの紙も想定しうるが、ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロンなどの樹脂により形成された透明または透光性を有する合成樹脂フィルムが好適である。

まず、ロール状になっている被記録媒体１０を供給する巻き出し部１１から、被記録媒体１０が搬送供給される。

供給された被記録媒体１０は、搬送加温ベルト１５まで搬送され、その外周面に載置される。搬送加温ベルト１５にはヒーターが内蔵されており、外周面における被記録媒体１０が載置される所定の部分を加温する機能を備えている。被記録媒体１０は、搬送加温ベルト１５に載置されることで、後述のインク画像層形成ユニット１２による印刷の実施前に、熱伝導により所定の温度になるように事前加温（プレヒート）される。なお、搬送加温ベルト１５は、本実施形態では、被記録媒体１９の加温と搬送とを兼ねる加温機能を有するベルトとして示してあるが、後述の構成のように、搬送ベルトと別に加温装置を搭載することもできるし、必要に応じて複数搭載してもよい。

プレヒートされた被記録媒体１０は、インク画像層形成ユニット１２の下部まで搬送される。

インク画像層形成ユニット１２は、通常は、インクの数に対応した、シアン（C）、マゼンタ（M）、イエロー（Y）、ブラック（K）の４色分のインクを吐出するためのインクジェットヘッド１３が第１キャリッジ１４に複数搭載される構成になっている。また、第１キャリッジ１４には、必要に応じて、画像表現のために必要とされる特色インクなどを吐出するためのインクジェットヘッド１３を適宜搭載することもできるし、複数色を必要としない場合は省略することもできる。

なお、インクジェットヘッド１３はインクを吐出するための複数のノズルが所定の列に配置されているノズル面を備えている。

そして、被記録媒体１０がインク画像層形成ユニット１２下部のノズル面に対向する位置を通過するときに、インクジェットヘッド１３のノズル面に配置されるノズルから、インクが吐出される。吐出されたインクが被記録媒体１０の表面に着弾し付与されることで、被記録媒体１０の表面にインク画像層５１が形成される。

また、インク画像層形成ユニットによって、後述のマーカー認識センサー１９に認識させるための測定マーカー５３を、被記録媒体１０の表面に印刷して形成することができる。もちろん、別途測定マーカー５３を形成するためのユニットを別途搭載してもよい。

インク画像層形成ユニット１２により、被記録媒体１０の表面に、インク画像層５１が形成されたのち、被記録媒体１０は、第１乾燥ドラム１７に搬送され、第１乾燥ドラム１７外周面に巻回される。

第１乾燥ドラム１７には、これを回動させて被記録媒体１０を巻回搬送する駆動モーターが接続されていると共に、外周面を所定の目標温度に加熱して、巻回される被記録媒体を加熱するためのヒーターが内蔵されている。

被記録媒体１０が第１乾燥ドラム１７に巻回されて搬送されながら熱伝導により所定の温度に加熱されてインク画像層５１の乾燥が実施される。

被記録媒体１０は、第１乾燥ドラムを経由したのち、マーカー認識センサー１９が配置されている場所まで搬送される。

マーカー認識センサー１９は、被記録媒体１０に付与された前述の測定マーカー５３を読み取る機能を有するものである必要があり、レーザーセンサーやカメラなどが適宜適用される。マーカー認識センサー１９が被記録媒体１０に付与された測定マーカー５３を読み取ることにより、被記録媒体１０上におけるインク画像層５１の形成位置を測定して、画像隠蔽層形成ユニット２１を作動させるための信号を発信することができる。

また、マーカー認識センサー１９には、被記録媒体１０の搬送方向に対して交差する方向に移動させることができる移動手段を設けることもできる。すなわち、測定マーカー５３の付与される位置は、印刷すべき画像に関して、搬送方向に対して交差する方向に、適宜移動させることが必要な場合がある。さらに、測定マーカー５３の位置や形状は印刷すべき画像や印刷物の最終的な使用形状により制限がある場合がある。そこで、このような移動手段を設けることで、どのような画像であっても、どのような測定マーカー５３の形状であっても、測定マーカー５３の配置位置に応じて、測定マーカー５３がマーカー認識センサー１９を経由して搬送され、マーカー認識センサー１９が測定マーカー５３を認識できるようにすることができる。

そして、被記録媒体１０は、マーカー認識センサー１９を経由したのち、画像隠蔽層形成ユニット２１まで搬送される。

画像隠蔽層形成ユニット２１は、ホワイト（W）などの隠蔽性が高い色のインクを被記録媒体１０の表面に対して吐出して、被記録媒体１０の表面に形成されているインク画像層５１の全部または一部を隠蔽するような画像隠蔽層５５を形成するためのインクジェットヘッド１３が、第２キャリッジ２２に搭載される構成になっている。

本実施形態では、画像隠蔽層形成ユニット２１は、マーカー認識センサー１９が測定マーカー５３を認識した旨の信号を発信することで作動するよう制御されている。そして、画像形成層形成ユニット２１は、被記録媒体１０表面に形成されたインク画像層５１の上から、インク画像層５１の全部または一部を隠蔽するようにインクを吐出して、画像隠蔽層５５を形成する。

画像隠蔽層形成ユニット２１により、被記録媒体１０の表面に、画像隠蔽層５５が形成されたのち、被記録媒体１０は、第２乾燥ドラム２３に搬送され、第２乾燥ドラム２３外周面に巻回される。

第２乾燥ドラム２３には、第１乾燥ドラム１７と同様に、これを回動させて被記録媒体１０を巻回搬送する駆動モーターが接続されていると共に、外周面を所定の温度に加熱して、巻回される被記録媒体を加熱するための、ヒーターが内蔵されている。

被記録媒体１０が第２乾燥ドラム２３に巻回されて搬送されながら熱伝導により所定の温度に加熱されて画像隠蔽層５５の乾燥が完了する。

そして、第２乾燥ドラム２３による画像隠蔽層５５の乾燥が完了したのち、被記録媒体１０は、回収するための巻き取り部２４に巻き取られ、印刷が完了する。必要に応じて、印刷が完了した被記録媒体１０を巻き取り部２４で巻き取るのではなく、カットする手段を設けることも可能である。

なお、必要に応じて被記録媒体１０の搬送経路制御のために、本実施例にかかるインクジェット描画装置の搬送経路上に適宜搬送ローラーを配置してもよい。また、搬送経路上の適宜の位置に被記録媒体１０の表面密着性改善装置（コロナ放電機等）を配置することで、事前に密着性改善手段を施されていない被記録媒体表面１０であっても、密着性改善手段を効率よく施すことができる。さらに、第１乾燥ドラム１７及び第２乾燥ドラム２３は、それぞれ第１インク硬化ユニットおよび第２インク硬化ユニットの一実施形態であり、必要に応じて構成形式を変更してもよい。

ここで、本実施形態における、上記の各ユニットの配置構成について説明する。

本実施形態におけるインクジェット印刷装置では、図１に示す通り、搬送加温ベルト１５、インク画像層形成ユニット１２及び画像隠蔽層形成ユニット２１が配置される位置は、いずれも、巻き出し部１１、第１乾燥ドラム１７、第２乾燥ドラム２３及び巻き取り部２４が配置される位置よりも、鉛直方向に対して上方に配置されている。

これは、本実施形態に係るインクジェット印刷装置を使用運用する場合、使用者は、巻き出し部１１にロール状長尺ウェブである被記録媒体１０を設置し、印刷終了後には巻き取り部２４に巻き取られた印刷後の被記録媒体１０を取り出す作業が必要なためである。そこで、各ユニットを上記のような構成にすることで、インクジェット印刷装置の使用者は、重量のあるロール状の被記録媒体１０の設置取り出しを高所まで持ち上げることなく容易に実施できる。

また、第１乾燥ドラム１７は、被記録媒体１０におけるインク画像層５１の形成される面に対して反対の面が接触するようにかつ、第１乾燥ドラム１７の外周面の鉛直方向最上点は、インク画像層形成ユニット１２を構成するインクジェットヘッド１３のノズル面に対向する被記録媒体１０の通過位置よりも鉛直方向下方に配置されている。

さらに、第２乾燥ドラム２３は、被記録媒体１０における画像隠蔽層５５の形成される面に対して反対の面が接触するようにかつ、第２乾燥ドラム２３の外周面の鉛直方向最上点は、画像隠蔽層形成ユニット２１を構成するインクジェットヘッド１３のノズル面に対向する被記録媒体１０の通過位置よりも鉛直方向下方に配置されている。

第１乾燥ドラム１７と、第２乾燥ドラム２３を以上のように配置することで、インク画像層５１又は画像隠蔽層５５が付与された面と反対側を接触させることができ、第１乾燥ドラム１７又は第２乾燥ドラム２３の外周面と被記録媒体１０の印刷面が接触してしまうことで、付与されたインク画像層５１又は画像隠蔽層５５が破損することを防ぐことができる。

さらに、以上のような配置関係にすることで、搬送加温ベルト１５、インク画像層形成ユニット１２及び画像隠蔽層形成ユニット２１の下部のスペースを活用して、巻き出し部１１、第１乾燥ドラム１７、第２乾燥ドラム２３及び巻き取り部２４を配置することができ、もって、装置の小型化を図りつつ実用性の高いインクジェット印刷装置とすることができる。インクジェット印刷装置の小型化により、設置面積の節約を図ることができ、使用者の運用コストを抑えることができる。

以下、図１に示す第１の実施形態のインクジェット印刷のシーケンスについて説明する。

図３は、第１の実施形態に係るインクジェット印刷のフローチャートである。以下、図３に係るフローチャートを適宜参照しつつ説明する。

なお、以下の説明では、主に、溶媒に水を用いている水性インク、溶媒に水が用いられておりかつ顔料とともに樹脂が分散されている水性ラテックスインク、溶媒に溶剤が使用されているソルベントインクなど、溶媒が気化することで乾燥硬化するインクを用いるインクジェット印刷を実施する場合を想定する。

まず、巻き出し部１１から搬送供給される被記録媒体１０が、搬送加温ベルト１５外周面まで搬送載置され、フロー１の事前加温ステップが開始される。

この時、搬送加温ベルト１５外周面は、所定の目標温度になるよう加温制御されており、載置される被記録媒体１０は、加温されたベルトの熱伝導により、所定の温度に加温される。

ここで、被記録媒体１０を事前加温ステップにより加温する趣旨を説明する。インクは、インクジェットヘッドから吐出されて被記録媒体表面に着弾すると、インクの界面張力の特性により、インクが被記録媒体表面上でぬれ広がる現象が発生する。インクジェット印刷は、インク液滴により被記録媒体表面上に極小のインクドットを複数形成し、これらを組み合わせて画像形成を実施する。よって、印刷画質の確保のためには被記録媒体表面に付与されたインクのぬれ広がりを適切に制御して、インクドットの形状を維持することが有効となる。

そこで、溶媒の気化により乾燥硬化するインクの場合、被記録媒体を印刷前に加温しておくことで、被記録媒体表面に着弾したインクは、被記録媒体の熱により加温されて溶媒の気化が促進される。これにより、インクは、被記録媒体表面に着弾して即座に完全硬化に至らないものの、インクが界面張力によりぬれ広がらない程度には硬化して、インクドットの形状を維持することができる。

本実施形態においては、被記録媒体１０を載置搬送するためのベルト内部に加温ヒーターを組み込んだ、搬送加温ベルト１５として構成することで、載置される被記録媒体１０を加温されたベルトからの熱伝導により加温すると同時に、印刷時に被記録媒体１０を固定できるプラテンの役割も果たせるよう構成した。

搬送加温ベルト１５の目標温度は、インクの性能や要求される印刷搬送速度などによって適宜制御されるが、摂氏２０度から摂氏７０度程度に制御されることが想定される。

被記録媒体１０が、搬送加温ベルト１５に載置されて搬送されながら、所定の温度に加温されることで、フロー１の事前加温ステップが完了する。

次に、フロー１の事前加温シーケンスにより、所定の温度に加温された被記録媒体１０に対して、フロー２の画像形成シーケンスを実施する。

フロー２では、前述のように、インク画像層形成ユニット１２から、意図する所定の画像を形成するように、複数のインクジェットヘッド１３から、CMYKその他特色インク等を適宜吐出し、被記録媒体１０に着弾させて複数のインクドットを形成する。これにより、被記録媒体１０に観賞用の所定の画像を表現したインクジェット印刷によるインクドットの集合体たるインク画像層５１が形成される。

この時、本実施形態では、インク画像層５１は、観賞時に意図する画像を反転させた鏡像画像として、被記録媒体１０の表面に形成される。本実施形態では、印刷物を被記録媒体のインクが付与されていない側から被記録媒体自体を透過させて観賞する裏刷り方式を実施する。そこで、インク画像層５１を鏡面画像として形成することで、被記録媒体１０を反転させたときに、インク画像層５１を正常な画像として認識することができる。

また、この時、前述の通り、被記録媒体１０の表面に着弾したインクが、加温された被記録媒体１０の熱により加温され、ぬれ広がらない程度に乾燥硬化される。
このようにして、被記録媒体に付与されたインクのぬれ広がりが抑制され、高画質の印刷を実現することができる。

なお、本実施形態で用いるインクジェット印刷方式の種類としては、適宜のものを選択できるが、被記録媒体１０の効率的な搬送と印刷による生産タクト短縮の関係から、インクジェットヘッドのノズル面の下を被記録媒体が一回通過するときに、画像形成に必要なすべてのインクの付与を実施して印刷を完了させるいわゆるワンパス方式が好適である。

また、フロー２によるインク画像層５１の形成の前後または同時に、後述のマーカー認識センサー１９で読み取るための測定マーカー５３の付与を実施する。

付与の方法は、適宜の方法が想定できるが、例えばインク画像層形成ユニット１２に搭載されているインクジェットヘッド１３を用いてインクを被記録媒体１０の表面に吐出して測定マーカー５３を印刷して付与することもできる。

測定マーカー５３の形状、色などは、マーカー認識センサー１９が認識しやすいものを適宜選択することが望ましいが、色、形状などは特に限定されるものではない。本実施形態では、測定マーカー５３を黒色の略正方形状の画像と設定している。

また、測定マーカー５３の配置位置について、インク画像層５１よりも被記録媒体１０の搬送方向に対して下流に配置することが望ましい。

測定マーカー５３を、インク画像層５１よりも搬送方向上流に配置することも可能である。しかし、本実施形態では、後述のように、被記録媒体１０の搬送経路上にマーカー認識センサー１９を配置して、マーカー認識センサー１９が測定マーカー５３を認識したことに応じて、画像隠蔽層形成ユニット２１を作動させるという構成をとる。よって、印刷すべき画像の搬送方向の長さが、マーカー認識センサー１９と画像隠蔽層形成ユニット２１との搬送方向に対する配置距離よりも長くなると、測定マーカー５３がマーカー認識センサー１９に到達するより前に、インク画像層５１が画像隠蔽層形成ユニット２１まで搬送されてしまう。こうなると、マーカー認識センサー１９が測定マーカー５３を認識することに応じて画像隠蔽層形成ユニット２１を作動させて画像隠蔽層５５を形成することができなくなってしまう。

よって、測定マーカー５３の配置位置は、インク画像層５１よりも、搬送方向に対して下流に配置されることが望ましい。

本実施形態では、測定マーカー５３を、インク画像層形成ユニット１２を動作させることで、被記録媒体１０の表面のインク画像層５１よりも搬送方向下流となる位置であり、かつ後述のマーカー認識センサー１９を通過する位置に配置する。

図５はフロー２が終了した時点における、インク画像層５１と測定マーカー５３の印刷状況を示す模式図である。

図５では、被記録媒体１０が透明の基材であることを斜線にて示している。
被記録媒体１０表面にインクを付与されることで、インク画像層５１が形成されている。
また、黒色略正方形の測定マーカー５３が搬送方向上流に付与されている。
なお、先に説明した通り、インク画像層５１を構成する文字「Ｔｒｉｔｅｋ」と「ＴｒｉＪｅｔ」の文字が反転して鏡像画像として形成されている。これにより、すべての印刷シーケンス完了後に被記録媒体１０を反転させて観賞した際に、正常な画像として観賞することができる。

フロー２のインク画像層形成ステップと測定マーカー５３の付与完了後、フロー３の第１インク硬化ステップを実施する。

本実施形態では、被記録媒体１０が第１乾燥ドラム１７に巻回されて搬送されることで、被記録媒体１０が、熱伝導により、所定の温度に加熱され、この熱によりインク画像層５１のインクに含有される溶媒である水などが気化し、乾燥硬化が促進され、被記録媒体１０が第１乾燥ドラム１７を通過完了することで、インク画像層５１の乾燥が完了する。

乾燥ドラム１７は、被記録媒体１０を破損させず、かつインク画像層５１を完全乾燥させることができる温度に適宜設定される。インクの性質や印刷速度なども鑑みて設定されるが、本実施形態では、摂氏８０度以上摂氏１６０度以下程度になるよう設定されている。

ここで、後述のフロー５の画像隠蔽層形成ステップを実施する前に、フロー３によりインク画像層５１を完全乾燥させる趣旨について説明する。

インク画像層５１は、フロー２により形成された時点では、完全に乾燥硬化していない状態である。インク画像層５１が完全乾燥していない状態で、フロー６の画像隠蔽層形成ステップを実施し、インク画像層５１の上に、隠蔽用のインクをベタ印刷により大量に付与すると、インク画像層５１を構成するインクと、隠蔽用のインクとが接触混在して発生する混色が顕著に発生する。この混色が画質劣化につながる。特に、インクに分散される顔料の比重が比較的重いホワイト（W）インクを隠蔽用に用いる場合、Wインクはインク画像層５１の上に付与されるため、Ｗの顔料がインク画像層５１を構成するインクに沈降しやすく、混色は特に顕著に発生する。

そこで、本実施形態では、インク画像層５１を、第１インク硬化ステップを実施することで、あらかじめ乾燥硬化させる。これにより、インク画像層５１上に画像隠蔽層用のインクが付与されても、インクの混色が発生することはなく、上記の問題を回避することができる。

次に、フロー４のマーカー認識ステップについて説明する。

まず、本実施形態では、インク画像層５１の形成と画像隠蔽層５５の形成とを同時に実施せず、被記録媒体１０の表面にインク画像層５１を形成して完全乾燥させたのちに、画像隠蔽層５５の形成を実施するというシーケンスを採用する。そこで、意図する画像の印刷を実現するには、インク画像層５１と画像隠蔽層５５の位置合わせを実施して、インク画像層５１と、画像隠蔽層５５との、被記録媒体１０の表面上の位置関係を、意図的に制御する必要がある。

ところが、前述の通り、被記録媒体１０に使用される合成樹脂フィルムは、薄く比較的伸縮しやすい性質を有するため、搬送中にかかる張力や熱などの影響をうけて、伸縮して変形することがある。これにより、被記録媒体１０は、表面にインク画像層形成ユニット１２によってインク画像層５１が形成されてから、後述の画像隠蔽層形成ユニット２１まで搬送されるまでの間に若干伸縮して変形してしまう。伸縮の程度は、被記録媒体１０の性質や搬送継続距離にも左右されるが、数ミリメートルから数センチ程度の伸縮は想定しうる。

しかし、例えば、画像隠蔽層形成ユニット２１の作動開始時期を、被記録媒体１０が、インク画像層形成ユニット１２を通過してから、画像隠蔽層形成ユニット２１まで搬送されて到達するまでの理論的な距離に応じて制御するような手法によっては、被記録媒体１０の伸縮を、画像隠蔽層形成ユニット２１の作動開始時期に反映させることができない。

特に、図６で示すように、画像隠蔽層５５の一部をくりぬいて窓のように形成し、かかる窓の中に文字や画像（図６では「Ｔｒｉｔｅｋ」）を印刷するような表現も想定できるが、この場合は、画像隠蔽層５５とインク画像層５１との位置合わせが特に重要になる。

そこで、フロー４のマーカー認識ステップによって、画像隠蔽層形成ユニット２１による画像隠蔽層５５形成開始の直前に、マーカー認識センサー１９によって測定マーカー５３の位置を確認する工程を実施する。

本実施形態のように、被記録媒体１０が長尺ウェブであり、被記録媒体１０表面に連続して複数の画像を印刷し続けるような形態の場合、画像ごとに、測定マーカー５３を読み取る工程を実施する。

本実施形態では、被記録媒体１０が搬送されて、被記録媒体１０表面に付与された測定マーカー５３が、マーカー認識センサー１９を通過したときに、マーカー認識センサー１９の作用により、測定マーカー５３が通過して、画像隠蔽層形成ユニット２１の搬送経路直前に到達したことを認識することができる。

前述の通り、測定マーカー５３は、形成されるインク画像層５１ごとにそれぞれ配置されているため、フロー４を実施することで、実際のインク画像層５１の位置を把握して、画像隠蔽層５５の形成を開始することができる。これにより、上記の被記録媒体１０の伸縮に関わらず、インク画像層５１と画像隠蔽層５５との位置合わせを実現し、位置ずれを回避することができる。

そして、フロー５の完了をトリガーとして、フロー６の画像隠蔽層形成ステップを実施する。

すなわち、フロー５の測定マーカー認識ステップにより、被記録媒体１０上のインク画像層５１の形成位置を確認し、これに合わせて、意図する形状の画像隠蔽層５５を形成するために、画像隠蔽層形成ユニット２１を構成するインクジェットヘッド１３からのインクの吐出を開始する。これにより、インク画像層５１の一部または全部を隠蔽するように、かつインク画像層５１との位置関係を合わせて画像隠蔽層５５を形成することができる。

なお、要求される印刷画像のデザインによっては、画像隠蔽層５５の形成を、インク画像層５１よりも、被記録媒体１０表面の搬送方向の下流側から形成を開始し、また、画像隠蔽層５５の形成の終了を、インク画像層５１よりも搬送方向上流まで実施することもできる。このようにすることで、被記録媒体１０表面上において、インク画像層５１よりも画像隠蔽層５５を、搬送方向に対して広い範囲に付与することで、より確実にインク画像層５１が画像隠蔽層５５にすべて覆われているように印刷することができる。

ここで、画像隠蔽層形成ユニットおよびマーカー認識センサー周辺の電気的構成を、図４のブロック図を用いて説明する。

本実施形態にかかるインクジェット印刷装置は、制御コンピューター４１を備えている。制御コンピューター４１は、例えば、CPUや、メモリーなどを備える。メモリーは例えばRAM及びROMにより構成され、RAMにはCPUの演算結果や印刷画像データが一時的に記録されたりする。また、ROMには、本実施形態にかかるインクジェット印刷シーケンスの実行プログラムのほか、インクジェットヘッド１３や、その他各種構成ユニットを駆動制御する制御プログラムなどが格納されている。

制御コンピューター４１は、LAN等のインターフェースを介して、コントローラー４３に接続され通信されている。コントローラー４３には例えばプログラマブルコントローラー（PLC）などが使用され、接続される各種ドライバ類を、図示されないものも含め制御する。

本実施形態では、マーカー認識センサー１９は、その作用により、測定マーカー５３の通過を監視している。そして、マーカー認識センサー１９は被記録媒体１０に形成された測定マーカー５３を認識することで、その旨の信号を、コントローラー４３に通信する。この信号をトリガーとして、コントローラー４３は、ドライバ４５を介してインクジェットヘッド１３を作動させてインクを吐出させることで、画像隠蔽層５５の形成を開始する。
被記録媒体１０に形成する画像が複数ある場合は、各画像ごとに、マーカー認識センサー１９により測定マーカー５３を認識し、その信号をコントローラー４３に通信して、ドライバ４５を作動させてインクジェットヘッド１３からインクを吐出させて画像隠蔽層５５の形成を開始するというシーケンスを繰り返すことになる。

このように、フロー４を形成すべき画像ごとに実施して、インク画像層５１の位置をリアルタイムに監視しながら、フロー５実施するという工程をとることで、前記の被記録媒体１０の搬送や加熱による変形の有無にかかわらず、インク画像層５１と画像隠蔽層５５の印刷位置のずれを回避することができる。

以上の工程により、フロー５の画像隠蔽層形成ステップが完了する。

図６はフロー５の画像隠蔽層形成ステップ完了時の印刷面の状況を示す模式図であり、図７は、図６のA―A断面図である。

上記工程完了することで、画像隠蔽層５５を、インク画像層５１との位置ずれを回避しつつ印刷することができた。さらに、図７に示すように、インク画像層５１は、一部が画像隠蔽層５５により隠蔽され、一部は隠蔽されないという表現になっていることが分かる。上記の通り、インク画像層５１は硬化完了しているため、画像隠蔽層５５のインクと混色することはないしインク画像層５１と画像隠蔽層５５との位置ずれも発生していない。

そして、フロー５の画像隠蔽層形成ステップの完了後、フロー６の第２硬化ユニットによる、第２インク硬化ステップを実行する。

本実施形態では、第１硬化ステップと同様に、被記録媒体１０が第２乾燥ドラム２３に巻回されて搬送されることで、被記録媒体１０が熱伝導により所定の温度に加熱され、この熱により画像隠蔽層５５のインクに含有される溶媒である水などが気化し、乾燥硬化が促進され、被記録媒体１０が第２乾燥ドラム２３を通過完了することで、画像隠蔽層５５の乾燥が完了する。

本実施形態の中でも、特に溶媒に水を用いている水性インク、溶媒に水が用いられておりかつ顔料とともに樹脂が分散されている水性ラテックスインクは、溶剤インクなどとは異なり、溶媒の気化乾燥が遅いため、インクを第２インク硬化ステップで適切に乾燥させることが重要となる。

フロー６により、画像隠蔽層５５の乾燥硬化を促進させて、充分に乾燥させることで、印刷が完了した被記録媒体１０の搬送中の擦過などによる印刷面の損壊を防ぐとともに、印刷シーケンスの実施時間を短縮して、生産性向上を図ることができるため、フロー６を適切に実施して、画像隠蔽層５５の完全硬化を図ることで、安定して被記録媒体１０への印刷を継続することができる。

以上のフローを経過することで、本実施形態に係る印刷シーケンスがすべて完了する。

なお、インク画像層５１の印刷解像度と、画像隠蔽層５５の印刷解像度との関係について説明する。

まず、印刷解像度とは、インクジェットヘッドから吐出されて付与される、単位面積当たりのインクドットの数を示す。

上記の印刷シーケンスを実施する際に、インク画像層５１の印刷解像度と、画像隠蔽層５５の印刷解像度とが一致しない場合、単位面積あたりに付与されるインクドットの径に差が生じる。このようなインクドット径の差により、インク画像層５１と、画像隠蔽層５５との接触面に、微細な凹凸が生じる場合がある。この微細な凹凸が印刷品質に現れ、印刷品質が劣化する場合がある。

そこで、インク画像層５１の印刷解像度と、画像隠蔽層５５の印刷解像度とを一致するように、インク画像層形成ユニット１２と画像隠蔽層形成ユニット２１とを制御することで、インク画像層５１と、画像隠蔽層５５とのインクドット径を合わせて、このような現象を回避することができる場合がある。

そして、図８に例示するように被記録媒体１０を裏返して視認することで、被記録媒体１０を透過させて印刷画像を視認することができる。

また、本発明の第２の実施形態として、インクジェット印刷装置の他の構成例を説明する。

図２は、本発明の一実施形態であるインクジェット印刷装置の構成を示す全体図である。

同構成は、図１に示す構成と同様に、溶媒に水を用いている水性インク、溶媒に水が用いられておりかつ顔料とともに樹脂が分散されている水性ラテックスインク、溶媒に溶剤が使用されているソルベントインクなど、溶媒が気化することで乾燥硬化するインクを用いるインクジェット印刷を実施する場合にも適用できる。

また、同構成は、活性光線の照射により重合する重合性物質を含有しており、活性光線の照射により硬化する活性光線硬化型インクにも適用可能な構成である。
活性光線硬化型インクとしては、例えば紫外線（UV）照射により硬化するUV硬化型インクや、電子線（EB）の照射により硬化するEB硬化型インクなどが想定される。

また、以下の構成で使用される被記録媒体も、図１の構成と同様に、長尺のロール状のシート部材が用いられる。当該シート部材の素材はコート紙などの紙も想定されるが、ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロンなどの樹脂により形成された合成樹脂フィルムが好適である。

まず、ロール状になっている被記録媒体１０を供給する巻き出し部１１から、被記録媒体１０が搬送供給される。

供給された被記録媒体１０は、加温ユニット２５に到達し、後述のインク画像層形成ユニット１２による印刷を実施する前に、被記録媒体１０を所定の温度になるように事前加温（プレヒート）する。ここで、上記のフロー１を実施する。加温ユニット２５としては、例えば温風発生装置や、赤外線（IR）照射装置などが想定されるが、その他の構成でもよく、必要に応じて複数搭載してもよい。また、UV硬化型インクやEB硬化型インクのように、乾燥硬化のために加熱することが不要な性質のインクを用いる場合は、加温ユニット２５の搭載を省略することも想定される。

その後、被記録媒体１０は、第１キャリッジ１４に搭載される複数のインクジェットヘッド１３により構成されるインク画像層形成ユニット１２の下部まで搬送される。構成の詳細は、図１におけるインク画像層形成ユニット１２の説明と同様である。ここで、上記のフロー２を実施する。

被記録媒体１０がインク画像層形成ユニット１２の下部を通過するときに、インクジェットヘッド１３のノズル面側からインクが吐出されて被記録媒体１０の表面に付与されることで、インク画像層５１が形成される。また、同時に、後述のマーカー認識センサー１９に認識させるための、測定マーカー５３を被記録媒体１０表面に併せて印刷して付与することができることも、図１における説明と同様である。

使用するインクが活性光線硬化型インクの場合は、第１キャリッジ１４に、インクジェットヘッド１３と共に、適宜活性光線照射装置を配置して、被記録媒体１０の表面に付与されたインクを仮硬化させ、フロー１の事前加温ステップの代わりとすることも想定される。

インク画像層形成ユニット１２による被記録媒体１０の表面にインク画像層５１形成完了後、被記録媒体１０は、第１硬化ユニット２７に搬送される。第１硬化ユニット２７は、被記録媒体１０の表面に形成されたインク画像層５１を乾燥硬化させる機能を有している。ここで、上記のフロー３を実施する。

水性インク、水性ラテックスインク、ソルベントインクなどを用いる場合は、温風発生装置や、赤外線（IR）照射装置など被記録媒体１０を加熱する機構を適用することが想定される。また、UV硬化型インクやEB硬化型インクなどを用いる場合は、UVランプ等のUV照射装置や、電子線照射装置などを適用することも想定される。
被記録媒体１０が第１硬化ユニット２７を通過することで、インク画像層５１の乾燥硬化が完了する。

その後、被記録媒体１０は、図１の説明と同様に、マーカー認識センサー１９が配置される場所まで搬送される。ここで、フロー４を実施する。

そして、図１の説明と同様に、マーカー認識センサー１９が被記録媒体１０に付与された測定マーカー５３を読み取ることにより、被記録媒体１０上におけるインク画像層５１の形成位置を測定する。

そして、被記録媒体１０が、マーカー認識センサー１９を通過したのち、画像隠蔽層形成ユニット２１に到達する。画像隠蔽層形成ユニット２１の構成に関する説明は、図１の時と同様である。ここで、上記のフロー５を実施する。

そして、図１の説明と同様に、画像隠蔽層形成ユニット２１は、マーカー認識センサー１９により測定マーカー５３を認識することで作動し、被記録媒体１０表面に形成されたインク画像層５１の上から、インク画像層５１の全部または一部を隠蔽するように、インクを吐出して、画像隠蔽層５５を形成する。

画像隠蔽層形成ユニット２１による被記録媒体１０の表面に対する画像隠蔽層５５の形成完了後、被記録媒体１０は、第２硬化ユニット２９に搬送される。ここで、フロー６を実施する。

第２硬化ユニットの構成は、上記の第１硬化ユニットの説明と同様であり、インクの特性に応じて、適宜の手段を選択する。
被記録媒体１０が第２硬化ユニット２９を通過することで、画像隠蔽層５５の乾燥硬化が完了する。

そして、第２硬化ユニット２９による画像隠蔽層５５の乾燥硬化が完了したのちに、被記録媒体１０は巻き取り部２４に巻き取られ、すべての印刷シーケンスが完了する。

なお、図１の説明と同様に、必要に応じて被記録媒体１９の搬送経路制御のために、本実施例にかかるインクジェット描画装置の構成内に適宜搬送ローラーを配置してもよい。

１１ 巻き出し部
１２ インク画像層形成ユニット
１３ インクジェットヘッド
１４ 第１キャリッジ
１５ 搬送加温ベルト
１７ 第１乾燥ドラム
１９ マーカー認識センサー
２１ 画像隠蔽層形成ユニット
２２ 第２キャリッジ
２３ 第２乾燥ドラム
２４ 巻き取り部
２５ 加温ユニット
２７ 第１硬化ユニット
２９ 第２硬化ユニット
４１ 制御コンピューター
４３ コントローラー
４５ ドライバ
５１ インク画像層
５３ 測定マーカー
５５ 画像隠蔽層

Claims (29)

1. インクジェットヘッドからインクを吐出して被記録媒体にインクを付与するインクジェット印刷装置において、
   前記被記録媒体を搬送する搬送手段と、
   前記被記録媒体に対して、複数の異なる色のインクを被記録媒体表面に付与して所定の画像を反転させた鏡像画像に形成されたインクの層であるインク画像層を形成するための、インクジェットヘッドを有するインク画像層形成ユニットと、
   前記インク画像層形成ユニットにより形成された前記インク画像層の硬化を促進させて硬化させるための第１インク硬化ユニットと、
   前記第１インク硬化ユニットにより硬化された前記インク画像層表面に対して、インクを付与して、前記インク画像層表面の一部又は全部を隠蔽するための画像隠蔽層を形成するための、インクジェットヘッドを有する画像隠蔽層形成ユニットと、
   前記画像隠蔽層形成ユニットにより形成された前記画像隠蔽層の硬化を促進させて硬化させるための第２硬化ユニットとを有することを特徴とする、インクジェット印刷装置。
2. 前記被記録媒体表面に前記画像隠蔽層の形成を開始するべき位置を測定するための測定マーカーを付与する手段と、前記測定マーカーを認識するためのマーカー認識手段とを有し、
   前記画像隠蔽層形成ユニットは、前記マーカー認識手段により前記測定マーカーを認識したことに応じて前記画像隠蔽層の形成を開始するよう制御されていることを特徴とする、請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
3. 前記測定マーカーは、前記被記録媒体表面において、前記インク画像形成層が形成される位置よりも前記搬送手段による前記被記録媒体の搬送方向下流の位置に付与されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のインクジェット印刷装置。
4. 前記マーカー認識手段は、前記被記録媒体表面における前記測定マーカーの付与される位置に応じて、前記搬送方向に対して交差する方向に移動させるための移動手段を有することを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のインクジェット印刷装置。
5. 前記画像隠蔽層は、前記被記録媒体表面において、前記インク画像層が形成される位置よりも、前記被記録媒体表面の前記搬送方向下流の位置から形成が開始されることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のインクジェット印刷装置。
6. 前記インク画像層形成ユニットによるインク画像層の形成開始前または同時に、前記被記録媒体を所定の温度に加温するための被記録媒体加温ユニットを有することを特徴とする、請求項から請求項５のいずれか１項に記載のインクジェット印刷装置。
7. 前記第１インク硬化ユニットと、前記第２インク硬化ユニットとは、いずれも被記録媒体に付与されたインクを加熱するための加熱ヒーターを有していることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のインクジェット印刷装置。
8. 前記インクは、溶媒の成分が水である水性インク、溶媒の主成分が有機溶剤である溶剤インク、又は溶媒に樹脂が分散されているラテックスインクであることを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のインクジェット印刷装置。
9. 前記被記録媒体加温ユニットは、前記被記録媒体を吸着固定しながら搬送する無端ベルトを有し、かつ前記無端ベルトの内周面に対向して、加温部材が配置されていることを特徴とする、請求項６から請求項８のいずれか１項に記載のインクジェット印刷装置。
10. 前記第１インク硬化ユニットと前記第２インク硬化ユニットの目標温度は、いずれも、摂氏８０度以上摂氏１６０度以下となるように制御されていることを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のインクジェット印刷装置。
11. 前記被記録媒体加温ユニットの温度は、摂氏３０度以上摂氏８０度以下となるように制御されていることを特徴とする、請求項６から請求項１０のいずれか１項に記載のインクジェット印刷装置。
12. 前記第１インク硬化ユニットと、前記第２インク硬化ユニットとは、いずれも被記録媒体付与されたインクに対して活性光線を照射するための活性光線照射装置を有していることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のインクジェット印刷装置。
13. 前記インクは、活性光線の照射により重合する重合性物質を含有しており、活性光線が照射されることにより硬化をする活性光線硬化型インクであることを特徴とする、請求項１から請求項５又は請求項１２のいずれか１項に記載のインクジェット印刷装置。
14. 前記インク画像層の印刷解像度と前記画像隠蔽層の印刷解像度とが一致することを特徴とする、請求項１から請求項１３に記載のインクジェット印刷装置。
15. 前記被記録媒体は、合成樹脂フィルムであることを特徴とする、請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載のインクジェット印刷装置。
16. 前記被記録媒体を供給するための媒体供給ユニットと、前記インク画像層及び前記画像隠蔽層の形成が完了した前記被記録媒体を回収する媒体回収ユニットとを有し、
    前記媒体供給ユニット、前記第１インク硬化ユニット、前記第２インク硬化ユニット、及び前記媒体回収ユニットは、いずれも、前記インク画像層形成ユニット及び前記画像隠蔽層形成ユニットの配置位置よりも鉛直方向下方に配置されていることを特徴とする、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載のインクジェット印刷装置。
17. インクジェットヘッドからインクを吐出して被記録媒体にインクを付与するインクジェット印刷方法において、
    前記被記録媒体の表面に対して複数の異なる色のインクを付与して所定の画像を反転させた鏡像画像を表現したインクの層であるインク画像層を形成するインク画像層形成ステップと、
    前記インク画像層を硬化させる第１インク硬化ステップと、
    前記第１インク硬化ステップにより硬化された前記インク画像層表面に対して、インクを付与して、前記インク画像層表面の一部又は全部を隠蔽するための画像隠蔽層を形成する画像隠蔽層形成ステップと、
    前記画像隠蔽層を硬化させる第２インク硬化ステップとを有する、インクジェット印刷方法。
18. 前記インク画像層形成ステップを実施する前、後又は同時に、前記被記録媒体表面に前記画像隠蔽層の形成を開始するべき位置を測定するための測定マーカーを付与する工程と、画像隠蔽層形成ステップを実施する前に前記測定マーカーを認識するマーカー認識工程とを有し、
    前記画像隠蔽層形成ステップは前記マーカー認識工程の実施に応じて開始される、請求項１７に記載のインクジェット印刷方法。
19. 前記測定マーカーは、前記被記録媒体表面において、前記インク画像層が形成される位置よりも前記被記録媒体の搬送方向下流の位置に付与されることを特徴とする、請求項１７又は請求項１８に記載のインクジェット印刷方法。
20. 前記画像隠蔽層は、前記被記録媒体表面において、前記インク画像層が形成される位置よりも、前記被記録媒体表面の前記搬送方向下流の位置から形成が開始されることを特徴とする、請求項１７から請求項１９のいずれか１項に記載のインクジェット印刷方法。
21. 前記インク画像層形成ステップを実施する前又は同時に、被記録媒体を所定の温度に加温する被記録媒体加温ステップが実施される、請求項１７から請求項２０のいずれか１項に記載のインクジェット印刷方法。
22. 前記第１インク硬化ステップと、前記第２インク硬化ステップとは、いずれも被記録媒体に付与されたインクを加熱することを内容とする、請求項１７から請求項２１のいずれか１項に記載のインクジェット印刷方法。
23. 前記インクは、溶媒の成分が水である水性インク、溶媒の主成分が有機溶剤である溶剤インク、又は溶媒に樹脂が分散されているラテックスインクであることを特徴とする、請求項１７から請求項２２のいずれか１項に記載のインクジェット印刷方法。
24. 前記第１インク硬化ステップと前記第２インク硬化ステップを実施する際にインクを加熱する目標温度は、いずれも、摂氏８０度以上摂氏１６０度以下となる、請求項１７から請求項２３のいずれか１項に記載のインクジェット印刷方法。
25. 前記被記録媒体加温ステップ際にインクを加温する温度は、摂氏３０度以上摂氏８０度以下となる、請求項１７から請求項２４のいずれか１項に記載のインクジェット印刷方法。
26. 前記第１インク硬化ステップと、前記第２インク硬化ステップとは、いずれも被記録媒体付与されたインクに対して活性光線を照射するための活性光線照射ステップである、請求項１７から請求項２０のいずれか１項に記載のインクジェット印刷方法。
27. 前記インクは、活性光線の照射により重合する重合性物質を含有しており、活性光線が照射されることにより硬化をする活性光線硬化型インクである、請求項１７から請求項２０又は請求項２６のいずれか１項に記載のインクジェット印刷方法。
28. 前記インク画像層の印刷解像度と前記画像隠蔽層の印刷解像度とが一致することを特徴とする、請求項１７から請求項２７に記載のインクジェット印刷方法。
29. 前記被記録媒体は、合成樹脂フィルムであることを特徴とする、請求項１７から請求項２８のいずれか１項に記載のインクジェット印刷方法。

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