JP2023175564A - 液体吐出装置、液体吐出方法、及び液体吐出ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】塗膜の割れのない、光沢感のある印刷方法を提供すること。【解決手段】液体吐出装置は、ヘッドユニットと照射部と駆動部とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、複数の吐出部のうち副走査方向の上流に位置する第１吐出部から吐出される第１光沢剤に対し、第１吐出部の下流に位置する前記照射部の第１ブロックを消灯することにより活性エネルギー線を照射しない第１制御と、前記第１ブロックより下流の第２ブロックを点灯することにより前記活性エネルギー線を照射する第２制御と、を実行することにより第１膜を形成し、前記複数の吐出部のうち前記第１吐出部より下流に位置する第２吐出部から前記第１膜上に吐出される第２光沢剤に対し、前記第１制御および前記第２制御を実行することにより第２膜を形成する。【選択図】図４

Description

本発明は、液体吐出装置、液体吐出方法、及び液体吐出ユニットに関する。

従来、活性エネルギー線硬化型インク（例えば、ＵＶ硬化型インク）に対して、活性エネルギー線（例えば、ＵＶ光）を照射し、活性エネルギー線硬化型インクを硬化させる活性エネルギー線硬化型インクジェット方式が広く知られている。活性エネルギー線硬化型インクジェット方式では積層印刷が可能であるため、立体感のある印字物の提供が可能になる。そのため、積層印刷の新しい作像方式として、インクジェットプリンターに印刷モードを搭載することも今では少なくない。

また、活性エネルギー線硬化型インクのうち、特色インクを用いた印刷方法、特に着色剤を含まないクリアインクについては、着色剤を含む着色インクの上層にクリアインクのコーティングを施すことで、印字物に平滑性、透明感、光沢感等を付与できることが知られている。

そこで、平滑性、透明感、及び光沢感を付与する目的で、積層印刷の上層にクリアインクのコーティングを施す手法が採用されてきた。しかしながら、１層目を積層印刷で２層目をコーティングにする場合、塗膜内で凹凸が生じるために光の乱反射が発生し、塗膜が濁って見え、透明感が得られない。

このため、従来技術では、塗膜内での光の乱反射を低減するため、クリアインクの種類や、クリアインクの重ね順を制御する技術が提案されてきた。

ところで、クリアインクのコーティング膜厚を厚くするほど印字物の光沢感が得られやすい。しかしながら、クリアインクの膜厚を厚くすると、クリアインクの硬化収縮の影響により塗膜が割れやすくなる。塗膜の割れを抑制するためには、クリアインクの吐出量を制御して割れが発生しない薄膜にする、あるいは、インク自体を柔軟性のある処方配合に変更する等の必要がある。即ち、塗膜の割れ抑制を優先すると、光沢感、及び透明感が制限されることになる。

このように、従来技術のみで、立体感のある印字物に、平滑性、透明感、及び光沢感を付与することは困難であった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、塗膜の割れのない、光沢感のある印刷方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、液体吐出装置であって、活性エネルギー線硬化型の液体を吐出するヘッドユニットと、前記液体に活性エネルギー線を照射して前記液体を硬化させる照射部と、前記ヘッドユニットと前記照射部とを固定するキャリッジの主走査方向への移動と、前記主走査方向に直交する副走査方向へ吐出対象を前記キャリッジに対して相対的に移動させる副走査方向への移動と、を交互に実行する駆動部と、前記ヘッドユニットと前記駆動部とを制御する制御部と、を備え、前記ヘッドユニットは、前記液体として光沢剤の吐出が可能であって、前記副走査方向に沿って前記照射部と対向して配置される複数の吐出部、を備え、前記照射部は、前記副走査方向に沿って複数のブロックに分割され、前記複数のブロックのそれぞれが点灯または消灯することにより前記ブロックごとの前記活性エネルギー線の照射が可能であり、前記制御部は、前記複数の吐出部のうち前記副走査方向の上流に位置する第１吐出部から吐出される第１光沢剤に対し、前記第１吐出部の下流に位置する第１ブロックを消灯することにより前記活性エネルギー線を照射しない第１制御と、前記第１ブロックより下流の第２ブロックを点灯することにより前記活性エネルギー線を照射する第２制御と、を実行することにより第１膜を形成し、前記複数の吐出部のうち前記第１吐出部より下流に位置する第２吐出部から前記第１膜上に吐出される第２光沢剤に対し、前記第１制御および前記第２制御を実行することにより第２膜を形成する、ことを特徴とする。

本発明によれば、塗膜の割れのない、光沢感のある印刷方法を提供することが可能となるという効果を奏する。

図１は、実施の形態にかかる液体吐出装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 図２は、実施の形態にかかる液体吐出装置を模式的に示す正面図である。 図３は、実施の形態にかかる液体吐出装置を模式的に示す平面図である。 図４は、実施の形態にかかるヘッドユニット及び照射ユニットの構成の詳細を示す図である。 図５は、実施の形態にかかる液体吐出装置のコントローラユニットが発揮する機能的構成例を示すブロック図である。 図６は、実施形態にかかる層形成処理の一例を示すフローチャートである。 図７－１は、実施の形態にかかる層形成処理が実行される際のヘッドユニット及び照射ユニットの動作の一例、及び形成されるクリアインク層の一例を示す模式図である。 図７－２は、実施の形態にかかる層形成処理が実行される際のヘッドユニット及び照射ユニットの動作の一例、及び形成されるクリアインク層の一例を示す模式図である。 図７－３は、実施の形態にかかる層形成処理が実行される際のヘッドユニット及び照射ユニットの動作の一例、及び形成されるクリアインク層の一例を示す模式図である。 図８－１は、実施の形態にかかる印字物の形成処理の一例について模式的に示す図である。 図８－２は、実施の形態にかかる印字物の形成処理の際に実行されるプロセスについて説明する図である。 図９は、従来の画像形成方法の一例を模式的に示す図である。 図１０は、従来の画像形成方法の一例を模式的に示す図である。 図１１は、従来の画像形成方法の一例を模式的に示す図である。

以下に添付図面を参照して、液体吐出装置、液体吐出方法、及び液体吐出ユニットの実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態においては、ヘッドからＵＶ硬化型インク（液体）を吐出し、媒体に画像形成する画像形成装置を液体吐出装置として適用するが、これに限るものではなく、ヘッドからＵＶ硬化型インクを吐出し、媒体に造形する立体造形装置にも適用可能であることはいうまでもない。

（実施の形態）
図１は本実施形態にかかる液体吐出装置１のハードウェア構成を示すブロック図、図２は液体吐出装置１を模式的に示す正面図、図３は液体吐出装置１を模式的に示す平面図である。

図１に示すように、本実施形態の液体吐出装置１は、コントローラユニット３と、検知群４と、搬送部である搬送ユニット１００と、キャリッジ２００と、ヘッドユニット３００と、照射ユニット４００と、メンテナンスユニット５００と、を備える。

コントローラユニット３は、コンピュータ構成であって、ユニット制御回路３１と、各種データを記憶するメモリ３２と、制御主体であるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）３３と、インタフェース（Ｉ／Ｆ）３４と、を備える。

ユニット制御回路３１は、ＣＰＵ３３からの指示に従い、液体吐出装置１の各ユニット（搬送ユニット１００、キャリッジ２００、ヘッドユニット３００、照射ユニット４００、メンテナンスユニット５００）の動作を制御する。

Ｉ／Ｆ３４は、液体吐出装置１を外部のＰＣ（ＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｐｕｔｅｒ）２と接続するためのインタフェースである。液体吐出装置１とＰＣ２との接続形態はどのようなものであってもよく、例えば、ネットワークを介した接続や通信ケーブルで両者を直接接続する形態などが挙げられる。

検知群４は、例えば、図２、及び図３に示す高さセンサ４１などの液体吐出装置１に備えられている各種センサである。

メモリ３２は、ＣＰＵ３３が実行可能な各種プログラムやデータを格納する。なお、メモリ３２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、ＣＰＵ３３が読み取り可能なデータ形態でメモリ３２に格納されている。

また、本実施形態の液体吐出装置１で実行される各種プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（ＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｋ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

また、本実施形態の液体吐出装置１で実行される各種プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の液体吐出装置１で実行される各種プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

コントローラユニット３のＣＰＵ３３は、メモリ３２を作業領域に用いて、液体吐出装置１の各ユニット（搬送ユニット１００、キャリッジ２００、ヘッドユニット３００、照射ユニット４００、メンテナンスユニット５００）の動作を、ユニット制御回路３１を介して制御する。

具体的には、ＣＰＵ３３は、ＰＣ２から受信する記録データ及び検知群４により検知されたデータに基づいて、各ユニット（搬送ユニット１００、キャリッジ２００、ヘッドユニット３００、照射ユニット４００、メンテナンスユニット５００）の動作を制御し、図２に示すように、吐出対象となる基材１０１上に液体塗布面１０２を形成する。

なお、ＰＣ２には、プリンタドライバがインストールされており、このプリンタドライバにより画像データから、液体吐出装置１に送信される記録データが生成される。記録データは、液体吐出装置１の搬送ユニット１００などを動作させるコマンドデータと、画像（液体塗布面１０２）に関する画素データと、を含む。画素データは、画素ごとに２ビットのデータで構成されており、４階調で表現される。

搬送ユニット１００は、図２に示すように、ステージ１３０及び吸着機構１２０を有する。吸着機構１２０は、ファン１１０及びステージ１３０に設けられた複数の吸着孔１００ａを有する。吸着機構１２０は、ファン１１０を駆動して吸着孔１００ａから基材１０１を吸着することにより、基材１０１を搬送ユニット１００に一時的に固定する。なお、吸着機構１２０は、静電吸着を用いて用紙を吸着してもよい。

搬送ユニット１００は、ユニット制御回路３１を介したＣＰＵ３３からの駆動信号に基づく制御によって、Ｙ軸方向（副走査方向Ｙ）への移動が制御される。

搬送ユニット１００は、図３に示すように、搬送制御部２１０、ローラ１０５、及びモータ１０４を有する。搬送制御部２１０は、モータ１０４を駆動してローラ１０５を回転することで、基材１０１をＹ軸方向（副走査方向Ｙ）に移動する。より具体的には、搬送制御部２１０は、キャリッジ２００と基材１０１とのいずれか一方が主走査方向に移動されたのちに、基材１０１をＹ軸方向（副走査方向Ｙ）に移動するよう制御する。

なお、搬送ユニット１００は、基材１０１ではなく、キャリッジ２００をＹ軸方向（副走査方向Ｙ）に移動してもよい。すなわち、搬送ユニット１００は、基材１０１とキャリッジ２００とをＹ軸方向（副走査方向Ｙ）に相対的に移動してもよい。

搬送ユニット１００は、図３の右側に示すように、キャリッジ２００をＸ軸方向（主走査方向Ｘ）に案内する二本のガイド２０１を支持する側板４０７ｂと、側板４０７ｂを支持する台４０６と、台４０６に固定されたベルト４０４と、ベルト４０４が掛け回された駆動プーリ４０３及び従動プーリ４０２と、駆動プーリ４０３を回転駆動するモータ４０５とを有する。

更に、搬送ユニット１００は、図３の左側に示すように、キャリッジ２００をＸ軸方向（主走査方向Ｘ）に案内する二本のガイド２０１を支持する側板４０７ａと、側板４０７ａをスライド移動可能に支持する台４０８と、台４０８に形成され、側板４０７ａを副走査方向Ｙに案内する溝４０９と、を有する。

搬送ユニット１００は、搬送制御部２１０でモータ４０５を駆動することにより、駆動プーリ４０３を回転させ、ベルト４０４をＹ軸方向（副走査方向Ｙ）に移動する。キャリッジ２００が支持された台４０６がベルト４０４の移動と共にＹ軸方向（副走査方向Ｙ）に移動することで、キャリッジ２００をＹ軸方向（副走査方向Ｙ）に移動することができる。側板４０７ａは、台４０６のＹ軸方向（副走査方向Ｙ）への移動に伴い、台４０８の溝４０９に沿ってＹ軸方向（副走査方向Ｙ）に移動する。

キャリッジ２００は、ユニット制御回路３１を介したＣＰＵ３３からの駆動信号に基づく制御によって、Ｚ軸方向（高さ方向Ｚ）及びＸ軸方向（主走査方向Ｘ）の移動が制御される。

キャリッジ２００は、ヘッドユニット３００と照射ユニット４００とを固定する。また、キャリッジ２００は、ガイド２０１に沿って主走査方向Ｘ（Ｘ軸方向）に走査移動する。走査部２０６は、駆動プーリ２０３、従動プーリ２０４、駆動ベルト２０２、及びモータ２０５を有する。キャリッジ２００は、駆動プーリ２０３及び従動プーリ２０４の間に掛け回された駆動ベルト２０２に固定されている。モータ２０５で駆動ベルト２０２を駆動することにより、キャリッジ２００は主走査方向Ｘに左右に走査移動する。ガイド２０１は、装置本体の側板２１１Ａ及び２１１Ｂに支持されている。高さ調整部２０７はモータ２０９及びスライダ２０８を有する。高さ調整部２０７は、モータ２０９を駆動してスライダ２０８を上下動させることで、ガイド２０１を上下させる。ガイド２０１が上下移動することによりキャリッジ２００が上下動し、キャリッジ２００の基材１０１に対する高さを調整することができる。

ヘッドユニット３００は、キャリッジ２００の下面に備えられている。ヘッドユニット３００は、ＵＶ硬化型インクを吐出する。詳細は後述するが、ヘッドユニット３００は、例えば、ホワイトＷ、ブラックＫ、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、透明であるクリアＣＬ、プライマＰｒのＵＶ硬化型インクをそれぞれ吐出するヘッドにより構成されている。

ヘッドユニット３００の各ヘッドは、ピエゾ素子（圧電素子）を備えている。ピエゾ素子（圧電素子）は、ＣＰＵ３３（ユニット制御回路３１）により駆動信号が印加されると、収縮運動を起こし、収縮運動による圧力変化が生じることにより、ＵＶ硬化型インクを基材１０１上に吐出する。これにより、基材１０１上には、液体塗布面１０２が形成される。

照射ユニット４００は、キャリッジ２００の側面（Ｘ軸方向（主走査方向Ｘ）の面）に備えられている。詳細は後述するが、照射ユニット４００は、ＣＰＵ３３の駆動信号に基づく制御によって、ＵＶ光（活性エネルギー線）を照射する。これにより、基材１０１上に吐出されたＵＶ硬化型インクが硬化される。

図４は、ヘッドユニット３００、及び照射ユニット４００の構成の詳細を示す図である。

ヘッドユニット３００は、千鳥格子状に配置された１２個のヘッドから構成される。

図４において、最も右側には、後述する照射部４１０、及び４２０と対向して、副走査方向Ｙに沿って連なるように３個のヘッドが配置される。３個のヘッドのうち、ヘッド３００ＣＬ１、３００ＣＬ２のそれぞれは光沢剤であるクリアＣＬ用のヘッドであり、ヘッド３００ＰｒはプライマＰｒ用のヘッドである。

ヘッド３００ＣＬ１は、副走査方向Ｙの上流側に設けられ、ヘッド３００ＣＬ２は、副走査方向Ｙの上流側から見てヘッド３００ＣＬ１の斜め後方（下流側）に連なるように設けられる。これによりヘッド３００ＣＬ１による処理が完了した後でも、ヘッド３００ＣＬ２を用いて継続してクリアＣＬインクを吐出することができる。なお、本実施形態において、ヘッド３００ＣＬ１は、第１吐出部に相当し、ヘッド３００ＣＬ２は、第２吐出部に相当する。また、ヘッド３００ＣＬ１から吐出されるクリアＣＬインクを、第１光沢剤に相当するクリアＣＬ１と称し、ヘッド３００ＣＬ２から吐出されるクリアＣＬインクを、第２光沢剤に相当するクリアＣＬ２と称する。また、クリアＣＬ１、及びクリアＣＬ２をそれぞれ区別しない場合は、クリアＣＬインクと称する。

また、図４において、ヘッドユニット３００の左側から中央部に配置された９個のヘッドのうち、３００Ｗｈ１、３００Ｗｈ２、３００Ｗｈ３はホワイトＷのヘッドであり、３００ＣＭ１、３００ＣＭ２、３００ＣＭ３はシアンＣとマゼンタＭのヘッドであり、３００ＹＫ１、３００ＹＫ２、３００ＹＫ３はイエローＹとブラックＫのヘッドである。ヘッドユニット３００は、このような各種ヘッドを駆使し、プライマＰｒを含む２種類以上のＵＶ硬化型インクを吐出する。

照射ユニット４００は、ＵＶ光を照射するＵＶ照射ランプにより構成されている二つの照射部４１０、４２０を備える。図４に示すように、照射部４１０、４２０のそれぞれは、副走査方向Ｙに沿って１８個の照射ブロックＲ－１～Ｒ－１８（副走査方向Ｙに９列）に分割される。これらの照射ブロックＲ－１～Ｒ－１８のそれぞれは、ヘッドユニット３００に備わる１２個のヘッドと主走査方向Ｘに対応するように配置される。照射ブロックＲ－１～Ｒ－１８のそれぞれは、ＣＰＵ３３（ユニット制御回路３１）からの駆動信号に基づいて点灯または消灯できるため、ブロックごとのＵＶ光の照射、及び照射の中断が可能である。なお、照射ブロックＲ－１～Ｒ－１８をそれぞれ区別しない場合は、照射ブロックＲと称する。

次に、液体吐出装置１のコントローラユニット３のＣＰＵ３３がメモリ３２に格納されたプログラムを実行することによって、液体吐出装置１が発揮する機能について説明する。なお、液体吐出装置１のコントローラユニット３が発揮する機能の一部または全部をＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃＲｉｔ）などの専用の処理回路を用いて構成してもよい。

図５は、液体吐出装置１のコントローラユニット３が発揮する機能的構成例を示すブロック図である。

図５に示すように、液体吐出装置１のコントローラユニット３は、ＣＰＵ３３がメモリ３２に格納されたプログラムを実行することにより、制御部３５として機能する。

制御部３５は、液体吐出装置１の各部を制御することにより、層形成処理を実行する。本実施形態おける層形成処理とは、カラー印刷等の基材１０１上にクリアインク層を形成する処理をいう。

制御部３５は、搬送ユニット１００、キャリッジ２００、ヘッドユニット３００、及び照射ユニット４００等を制御することにより、層形成処理を実行する。即ち、制御部３５は、搬送ユニット１００、及びキャリッジ２００を制御して、キャリッジ２００を主走査方向Ｘに往復移動させる処理、及び主走査方向Ｘに直交する副走査方向Ｙに１走査分移動させる処理を実行する。具体的には、キャリッジ２００は、照射ユニット４００の照射ブロックＲのブロック１つ分の距離を１走査として、副走査方向Ｙに移動する。また、制御部３５は、キャリッジ２００の主走査方向Ｘへの往復移動に際し、ヘッドユニット３００を制御して、クリアＣＬインクを吐出する処理を実行する。また、制御部３５は、照射ユニット４００を制御して、照射ブロックＲを点灯または消灯し、ＵＶ光を照射する処理を実行する。

具体的には、制御部３５は、ヘッドユニット３００のうち、副走査方向Ｙの上流に位置するヘッド３００ＣＬ１からクリアＣＬ１が吐出されると、ヘッド３００ＣＬ１の下流に位置する第１ブロックを消灯して、ＵＶ光の照射を中断する制御を実行する。当該制御を第１制御と称する場合がある。ここで、本実施形態における第１ブロックに相当する照射ブロックＲの一例が図４に示されている。即ち、制御部３５は、ヘッド３００ＣＬ１からクリアＣＬ１が吐出されると、ヘッド３００ＣＬ１の下流に位置する照射ブロックＲ９～１２を消灯する。これにより、基材１０１上に吐出されたクリアＣＬ１は、基材１０１上で濡れ広がり、平滑化（レベリング）される。

次いで、制御部３５は、第１ブロックより下流に位置する第２ブロックを点灯して、ＵＶ光を照射する制御を実行する。当該制御を第２制御と称する場合がある。即ち、制御部３５は、図４に示すように、第１ブロックとしての照射ブロックＲ９～１２より下流に位置する照射ブロックＲ７～８を、第２ブロックとして点灯する。これにより、クリアＣＬ１が硬化され、基材１０１上に第１膜としてのクリアインク層が形成される。

また、制御部３５は、ヘッド３００ＣＬ１の下流に位置するヘッド３００ＣＬ２から第１膜上に吐出されるクリアＣＬ２に対しても、上述の第１制御及び第２制御を実行することにより第２膜を形成する。即ち、制御部３５は、ヘッド３００ＣＬ２からクリアＣＬ２が吐出されると、ヘッド３００ＣＬ２の下流に位置する第１ブロックとして、照射ブロックＲ３～６を消灯する（すなわち第１制御を行う）。そして、制御部３５は、第１ブロックより下流に位置する照射ブロックＲ１～２を、第２ブロックとして点灯する（すなわち第２制御を行う）。これにより、クリアＣＬ２が硬化され、第２膜としてのクリアインク層が形成される。

また、制御部３５は、クリアＣＬインクを吐出後、第１制御の実行前に、第１ブロックより上流の第３ブロックを点灯させることによりＵＶ光を照射する制御を実行する。当該制御を第３制御と称する場合がある。即ち、制御部３５は、クリアＣＬ１、及びクリアＣＬ２のそれぞれの吐出後、図４に示すように、第１ブロックとしての照射ブロックＲ９～１２、及びＲ３～６より上流に位置する照射ブロックＲ１３～１４、及びＲ７～８を、それぞれ第３ブロックとして点灯する（すなわち第３制御を行う）。具体的には例えば、制御部３５は、ヘッド３００ＣＬ２からクリアＣＬ２が吐出されると、照射ブロックＲ７～８を点灯する。これにより、クリアＣＬ２は、第１制御の実行前に、仮硬化される。ここで仮硬化（「ピニング」とも称する）とは、一般に、ＵＶ硬化型インクに微弱なＵＶ光を照射し、密着性を改善させる目的等で用いられる。本実施形態では、クリアＣＬインクの吐出後、仮硬化（ピニング）することで、上層に吐出するクリアインク層との密着性を改善させることができる。

次に、本実施形態にかかる層形成処理の流れについて説明する。図６は、実施形態にかかる層形成処理の一例を示すフローチャートである。また、図７－１～７－３は、層形成処理が実行される際のヘッドユニット３００、及び照射ユニット４００の１走査ごとの動作の一例、及び形成されるクリアインク層の一例を示す図である。

以下、図７－１～７－３を参照して、図６のフローチャートを説明する。また、説明の便宜上、図７－１～７－３には、ヘッドユニット３００のうち、ヘッド３００ＣＬ１、ヘッド３００ＣＬ２のみ、また照射ユニット４００のうち、照射部４１０及び４２０のみを抽出して記載するものとする。

なお、１走査あたり吐出されるクリアＣＬインクの量は一定であり、吐出量は、１走査あたり「吐出量ａ」とする。

図７－１（ａ－１）に示すように、１走査目において、制御部３５は、クリアＣＬ１を吐出させる。そして、制御部３５は、照射ブロックＲ１３～Ｒ１４を点灯させる（すなわち第３制御を行う）（ステップＳ１０１）。これにより、図７－１（ａ－２）に示すように、領域Ｐに仮硬化（ピニング）されたクリアインク層６０１が形成される。

図７－１（ｂ－１）に示すように、２走査目において、制御部３５は、クリアＣＬ１を吐出する。そして、制御部３５は、照射ブロックＲ１１～Ｒ１２を消灯し、クリアＣＬ１の硬化を中断する（すなわち、第１制御を行う）（ステップＳ１０２）。これにより、図７（ｂ－２）に示すように、平滑化（「レベリング」とも称する）されたクリアインク層６０２が形成される。

図７－１（ｃ－１）に示すように、３走査目において、制御部３５は、クリアＣＬ１を吐出する。そして、制御部３５は、照射ブロックＲ９～Ｒ１０を消灯し、クリアＣＬ１の硬化を中断させる（すなわち、第１制御を行う）（ステップＳ１０２）。これにより、図７－１（ｃ－２）に示すように、平滑化（レベリング）されたクリアインク層６０３が形成される。

図７－２（ｄ－１）に示すように、４走査目において、制御部３５は、クリアＣＬ２を吐出する。そして、制御部３５は、照射ブロックＲ７～Ｒ８を点灯する（すなわち第２制御を行う）（ステップＳ１０３）。これにより、図７－２（ｄ－２）に示すように、クリアインク層６０１～６０３が本硬化され、第１膜としてのクリアインク層６１０が形成される。また照射ブロックＲ７～Ｒ８の点灯により、クリアインク層６１０の形成と同時に、クリアＣＬ２が仮硬化（ピニング）される。これによりクリアインク層７０１が形成される。

ここで、ステップＳ１０２における、第１制御の実行がなされる間に吐出されるクリアＣＬ１の吐出量Ａと、ステップＳ１０３に、第２制御の実行がなされる際に吐出されるクリアＣＬ２の吐出量Ｂとは異なる。具体的には、ステップＳ１０２の第１制御の間に吐出されるクリアＣＬ１の吐出量Ａは、クリアインク層６０２及び６０３に相当する吐出量ａの２倍量であるのに対し、ステップＳ１０３の第２制御の間に吐出されるクリアＣＬ２の吐出量Ｂは、クリアインク層７０１に相当するａのみである。このように、吐出量Ａ＞吐出量Ｂである場合、仮硬化（ピニング）の対象となるクリアＣＬインクよりも、平滑化（レベリング）の対象となるクリアＣＬインクの量が多くなるため、クリアインク層全体の平滑性が改善されるようになる。結果として、本実施形態においては、クリアインク層の最表面における表面粗さが６μｍ以内といった平滑性の高い印字物を得ることができる。

図７－２（ｅ－１）に示すように、５走査目において、制御部３５は、クリアＣＬ２を吐出する。そして、制御部３５は、照射ブロックＲ５～Ｒ６を消灯し、クリアＣＬ２の硬化を中断する（すなわち第１制御を行う）（ステップＳ１０４）。これにより、図７－２（ｅ－２）に示すような、平滑化（レベリング）されたクリアインク層７０２が形成される。

図７－２（ｆ－１）に示すように、６走査目において、制御部３５は、クリアＣＬ２を吐出する。そして、制御部３５は、照射ブロックＲ５～Ｒ６を消灯し、クリアＣＬ２の硬化を中断する（すなわち第１制御を行う）（ステップＳ１０４）。これにより、図７－２（ｆ－２）に示すような、平滑化（レベリング）されたクリアインク層７０３が形成される。

図７－３（ｇ－１）に示すように、７走査目において、制御部３５は、照射ブロックＲ１～Ｒ２を点灯する（すなわち第２制御を行う）（ステップＳ１０５）。これにより、図７－３（ｇ－２）に示すように、クリアインク層７０１～７０３が本硬化され、第２膜としてのクリアインク層７１０が形成される。

本実施形態において形成されるクリアインク層６１０、及びクリアインク層７１０の膜厚ｔ１、及びｔ２は、それぞれ１５μｍ程度であり、積層によって少なくとも２０μｍ以上の膜厚の印字物を得ることができる。一般に、印字物の光沢度は、クリアインク層の膜厚が２０～３５μｍの範囲である場合に高いといわれている。このような本実施形態における液体吐出装置１によれば、最表面において、測定角６０度における光沢値が９０度以上となるような高い光沢感のある印字物を得ることができる。

次に、上述の層形成処理によって形成される印字物について説明する。図８－１は、印字物の形成方法の一例を模式的に示す図である。また、図８－２は、印字物の形成において実行されるプロセスの概要について説明する図である。

なお、本実施形態において、印字物とは、カラー印刷等の基材１０１上にクリアインク層が形成された印刷物をいう。

本実施形態においては、印字物の形成方法として、説明の便宜上、１ジョブのモードを想定するが、これに限定されるものではなく、２ジョブで行われてもよい。その場合は、１ジョブ目でカラー印刷５０１を作成し、２ジョブ目でクリアインク用のヘッド３００ＣＬ１とクリアインク用のヘッド３００ＣＬ２を用いてクリアインク層を形成すればよい。

図８－１に示すように、まず、基材１０１としてのカラー印刷５０１が形成される（ステップＳＴ１）。

次に、ヘッド３００ＣＬ１によって、カラー印刷５０１上にクリアＣＬ１が吐出される。そして、照射部４１０及び４２０によりＵＶ光が照射され、クリアＣＬ１が仮硬化（ピニング）される。次いで、ＵＶ光の照射が中断され、クリアＣＬ１は、カラー印刷５０１上で平滑化（レベリング）される（ステップＳＴ２）。

次いで、平滑化（レベリング）されたクリアＣＬ１の上に、クリアＣＬ２が吐出される。そして、照射部４１０及び４２０によってＵＶ照射がされると、クリアＣＬ１の本硬化、及びクリアＣＬ２の仮硬化（ピニング）が同時に実行される。その後、ＵＶ光の照射が中断され、吐出されたクリアＣＬ２は、クリアインク層５０２の上で平滑化（レベリング）される（ステップＳＴ３）。

最後に、照射部４１０及び４２０によりＵＶ光が照射されると、クリアインク層５０３が本硬化され（ステップＳＴ４）、印字物Ｑが形成される（ステップＳＴ５）。

ここで、図８－２の枠Ｃに示すように、クリアＣＬ１、及びクリアＣＬ２から成るクリアインク層のそれぞれは、「吐出→ピニング→本硬化」といった同一のプロセスを経て形成される。このような同一のプロセスで処理されることにより、膜質の等しいクリアインク層が形成される。

また、図８－２の枠Ｄに示すように、ステップＳＴ３において、クリアＣＬ１の上にクリアＣＬ２が吐出されるが、このとき、クリアＣＬ１は、未硬化である。即ち、未硬化のクリアＣＬ１上にクリアＣＬ２が吐出される。これによりクリアＣＬ１とクリアＣＬ２とが層間でミキシングされ、クリアＣＬ１とクリアＣＬ２の層間の境界が曖昧になる。結果として、膜の層間で生じやすい光の乱反射を抑制することができる。

このように、クリアインク層のそれぞれを同一プロセスで形成し、そして下層のクリアインク層の本硬化前に上層のクリアＣＬインクを吐出して上層のクリアインク層の仮硬化と下層のクリアインク層の本硬化とを同時に実行するよう制御することで、クリアインク層内の光の乱反射を抑制し、透明感のある印字物Ｑを形成することができる。

次に図９～図１１を用いて従来の画像形成方法について説明する。図９は、従来の画像形成方法のうち、積層印刷の一例を模式的に示す図である。また、図１０、１１は、従来の画像形成方法のうち、コーティングの一例を模式的に示す図である。

図９に示すように、従来、積層印刷では、ホワイトＷまたはクリアＣＬインクを用いて下地８００を形成し、形成された下地８００に着色インク（図９の例ではシアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ、ブラックＫ）を印刷し、加飾する方法が採用されてきた。このような印刷方法によれば、凹凸感のある画像に仕上げることができ、制限なく積層（マシンの限界値まで）することができるという利点がある。コーティングが施されていないため、透明感、及び光沢感はないが、硬化収縮の影響が小さく、層の割れのリスクがないという利点がある。

一方で、従来、コーティング技術は、印字物に平滑性や光沢感等を付与するために用いられてきた。図１０に示すように、カラー印刷５０１の上層に、クリアＣＬインクのコーティングでクリアインク層５０２を形成すると、平滑性、及び光沢感のある、また高級感のある印字物Ｑを提供することが可能となる。また、コーティング技術は、均一な単膜を形成することができ、膜の屈折率が均一で乱反射しないため、平滑性及び光沢感だけでなく、透明感を得られると期待されていた。

またコーティング技術に対し、昨今では、立体感というニーズも生まれている。例えば、スポットでコーティングを行い、局所的に立体感を表現することで、視覚と触覚の変化を生み出すというものである。しかしながら、コーティング技術に積層印刷を取り入れた場合、立体感と、平滑性及び透明感の両立は困難となる。なぜならば、１層目を積層印刷、２層目をコーティングにすると、層の凹凸が生じ、乱反射することでクリアインク層が濁って見えてしまうからである。

そこで例えば、図１１（Ａ）に示すように、クリアインク層の凹凸を減らすため、吐出量を増やして厚膜のクリアインク層５０３を形成すると、硬化収縮の影響が大きくなり、クリアインク層の割れのリスクが大きくなる。またこの場合、均一な単膜が形成できているかも不明であり、十分な透明感を得られない可能性が高い。

また例えば、図１１（Ｂ）に示すように、クリアインク層の割れのリスクを低減するため、薄膜のクリアインク層５０４及び５０５を積層して厚みを持たせる場合、クリアインク層５０４とクリアインク層５０５との膜質の差によって層間で光が乱反射し、透明感を得ることができない。

このように従来の画像形成方法では、立体感、平滑性、光沢感、及び透明感を両立させることは困難であった。

これに対して、本実施形態にかかる液体吐出装置１は、副走査方向Ｙの上流に位置するヘッド３００ＣＬ１から吐出されるクリアＣＬ１に対し、ヘッド３００ＣＬ１の下流に位置する照射ブロックＲを消灯してＵＶ光の照射を中断する第１制御と、下流の照射ブロックＲを点灯する第２制御とを実行して第１膜を形成する。そして、ヘッド３００ＣＬ１の下流に位置するヘッド３００ＣＬ２によって第１膜の上に吐出されたクリアＣＬ２に対しても同様の制御を実行することにより第２膜を形成する。

これにより、平滑化（レベリング）された塗膜の割れのリスクのないクリアインク層を積層して厚塗りのクリアインク層を形成できるため、割れのない光沢感のある印字物を得ることができる。

また、本実施形態にかかる液体吐出装置１で形成される第１膜及び第２膜から構成される印字物の膜厚は２０μｍ以上である。また、本実施形態にかかる液体吐出装置１で形成される印字物の最表面の光沢は、測定角６０度における光沢値が９０度以上である。
る。

割れのリスクが少ないといわれる１５μｍのクリアインク層を積層することで、２０μｍ以上の厚みのある高光沢性のあるクリアインク層を形成できる。本実施形態では、測定角６０度における光沢値が９０度以上の印字物を得ることができる。このように、インクの処方を変更等しなくても、割れのない印字物を得ることができるため、カラー印刷等の画像等に制限を与えず、高光沢の印字物を提供できる。

また、本実施形態にかかる液体吐出装置１によれば、ヘッドユニット３００に備わるヘッドは、液体としてプライマーインクを含む２種類以上の吐出が可能である。

これにより、１ジョブでカラー印刷と層形成処理とが実行できるため、短時間で容易に割れのない高光沢の印字物を得ることができる。

また、本実施形態にかかる液体吐出装置１において、第１制御の実行がなされる間に吐出されるクリアＣＬインクの吐出量と、第２制御の実行がなされる間に吐出されるクリアＣＬの吐出量とが異なる。

例えば、平滑化（レベリング）対象のクリアＣＬの量を、硬化対象のクリアＣＬインクの量よりも多めにすることで、クリアインク層全体としての平滑性を向上させることができる。

また、本実施形態にかかる液体吐出装置１によれば、印字物の表面粗さは６μｍ以内である。

吐出されたクリアＣＬインクが十分に平滑化（レベリング）されるため、平滑性の高い印字物を得ることができる。

また、本実施形態にかかる液体吐出装置１によれば、制御部３５は、第１制御の実行前に、第１ブロックより上流、即ち、第３ブロックを点灯することにより、クリアＣＬインクにＵＶ光を照射する第３制御を実行する。

これにより、下層のクリアインク層の本硬化と、吐出したクリアＣＬインクの仮硬化（ピニング）を同時に実行することができる。即ち、未硬化のクリアインク層の上に、クリアＣＬインクが吐出されることになるため、上下のクリアインク層の境界をわかりにくくすることができる。これにより、層間の屈折率の変化を抑制し、透明感を向上させることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

例えば、本実施形態において、ヘッドユニット３００には、クリアＣＬ用のヘッドとして、ヘッド３００ＣＬ１、３００ＣＬ２が備わると説明したが、ヘッドの数はこれに限定されない。即ち、クリアＣＬ用のヘッドが副走査方向Ｙに沿って３個連なるように配置されていてもよい。

また、本実施形態においては、第１制御の実行がなされる間に吐出されるクリアＣＬインクの吐出量と、第２制御の実行がなされる間に吐出されるクリアＣＬの吐出量は、２：１の割合であるが、これに限定されない。制御部３５によって照射ブロックＲの消灯範囲が変更されることにより、上述の割合は任意に変更される。

また、図５に示す機能ブロックは、例示に過ぎず特に限定されない。即ち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能が液体吐出装置に備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能ブロックを用いるのかは、特に図５の例に限定されない。また、機能ブロックの存在場所も、図５に限定されず、任意でよい。また、１つの機能ブロックは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。

３５ 制御部
１００ 搬送ユニット
２００ キャリッジ
３００ ヘッドユニット
４００ 照射ユニット
４１０、４２０ 照射部

特許第５６３２６８１号公報

Claims (9)

1. 液体吐出装置であって、
   活性エネルギー線硬化型の液体を吐出するヘッドユニットと、
   前記液体に活性エネルギー線を照射して前記液体を硬化させる照射部と、
   前記ヘッドユニットと前記照射部とを固定するキャリッジの主走査方向への移動と、前記主走査方向に直交する副走査方向へ吐出対象を前記キャリッジに対して相対的に移動させる前記副走査方向への移動と、を交互に実行する駆動部と、
   前記ヘッドユニットと前記照射部と前記駆動部とを制御する制御部と、を備え、
   前記ヘッドユニットは、前記液体として光沢剤の吐出が可能であって、前記副走査方向に沿って前記照射部と対向して配置される複数の吐出部、を備え、
   前記照射部は、前記副走査方向に沿って複数のブロックに分割され、前記複数のブロックのそれぞれが点灯または消灯することにより前記ブロックごとの前記活性エネルギー線の照射が可能であり、
   前記制御部は、
   前記複数の吐出部のうち前記副走査方向の上流に位置する第１吐出部から吐出される第１光沢剤に対し、前記第１吐出部の下流に位置する第１ブロックを消灯することにより前記活性エネルギー線を照射しない第１制御と、前記第１ブロックより下流の第２ブロックを点灯することにより前記活性エネルギー線を照射する第２制御と、を実行することにより第１膜を形成し、
   前記複数の吐出部のうち前記第１吐出部より下流に位置する第２吐出部から前記第１膜上に吐出される第２光沢剤に対し、前記第１制御および前記第２制御を実行することにより第２膜を形成する、
   液体吐出装置。
2. 前記第１膜及び前記第２膜から形成される印字物の膜厚は２０μｍ以上である、
   請求項１に記載の液体吐出装置。
3. 前記第１膜及び前記第２膜から形成される印字物の最表面の光沢は、測定角６０度における光沢値が９０度以上である、
   請求項１に記載の液体吐出装置。
4. 前記複数の吐出部のそれぞれは、前記液体としてプライマーインクを含む２種類以上の吐出が可能である、
   請求項１に記載の液体吐出装置。
5. 前記第１制御の実行がなされる間に吐出される光沢剤の吐出量と、前記第２制御の実行がなされる間に吐出される光沢剤の吐出量とが異なる、
   請求項１に記載の液体吐出装置。
6. 前記第１膜及び前記第２膜から形成される印字物の表面粗さが６μｍ以内である、
   請求項１に記載の液体吐出装置。
7. 前記制御部は、
   前記第１光沢剤及び前記第２光沢剤を吐出後、前記第１制御の実行前に、前記第１ブロックより上流の第３ブロックを点灯させることにより前記活性エネルギー線を照射する第３制御を実行する、
   請求項１に記載の液体吐出装置。
8. 液体吐出装置で実行される液体吐出方法であって、
   前記液体吐出装置は、
   活性エネルギー線硬化型の液体を吐出するヘッドユニットと、
   前記液体に活性エネルギー線を照射して前記液体を硬化させる照射部と、
   前記ヘッドユニットと前記照射部とを固定するキャリッジの主走査方向への移動と、前記主走査方向に直交する副走査方向へ吐出対象を前記キャリッジに対して相対的に移動させる前記副走査方向への移動と、を交互に実行する駆動部と、
   前記ヘッドユニットと前記駆動部とを制御する制御部と、を備え、
   前記ヘッドユニットは、前記液体として光沢剤の吐出が可能であって、前記副走査方向に沿って前記照射部と対向して配置される複数の吐出部、を備え、
   前記照射部は、前記副走査方向に沿って複数のブロックに分割され、前記複数のブロックのそれぞれが点灯または消灯することにより前記ブロックごとの前記活性エネルギー線の照射が可能であり、
   前記ヘッドユニットと前記駆動部とを制御する制御ステップ、を含み、
   前記制御ステップは、
   前記複数の吐出部のうち前記副走査方向の上流に位置する第１吐出部から吐出される第１光沢剤に対し、前記第１吐出部の下流に位置する第１ブロックを消灯することにより前記活性エネルギー線を照射しない第１制御と、前記第１ブロックより下流の第２ブロックを点灯することにより前記活性エネルギー線を照射する第２制御と、を実行することにより第１膜を形成する第１膜形成ステップと、
   前記複数の吐出部のうち前記第１吐出部より下流に位置する第２吐出部から前記第１膜上に吐出される第２光沢剤に対し、前記第１制御および前記第２制御を実行することにより第２膜を形成する第２膜形成ステップと、
   を含む、
   液体吐出方法。
9. 液体吐出ユニットであって、
   活性エネルギー線硬化型の液体を吐出するヘッドユニットと、
   前記液体に活性エネルギー線を照射して前記液体を硬化させる照射部と、を備え、
   前記ヘッドユニットと前記照射部は、主走査方向への移動と、前記主走査方向に直交する副走査方向へ吐出対象を、前記ヘッドユニットと前記照射部を固定するキャリッジに対して相対的に移動させる前記副走査方向への移動と、が交互に実行され、
   前記ヘッドユニットは、前記液体として光沢剤の吐出が可能であって、前記副走査方向に沿って前記照射部と対向して配置される複数の吐出部、を備え、
   前記複数の吐出部は、
   前記副走査方向の上流に配置され、第１光沢剤を吐出する第１吐出部と、
   前記第１吐出部より下流に配置され、前記第１光沢剤が硬化されることにより形成された第１膜上に第２光沢剤を吐出する第２吐出部と、
   を備える、
   液体吐出ユニット。

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