JP5361842B2 - インクジェット記録装置及び画像形成方法 - Google Patents

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Description

本発明はインクジェット記録装置及び画像形成方法に係り、特に紫外線硬化型インクを用いた画像形成技術に関する。
従来、汎用の画像形成装置として、インクジェットヘッドからカラーインクを吐出させて、記録媒体上に所望の画像を形成するインクジェット記録装置が知られている。近年、紙などの浸透性を有する媒体だけでなく、樹脂フィルムなどの非浸透性(難浸透性)媒体が使用されるようになり、媒体上に着弾したインクに活性光線として紫外線を照射して硬化させる装置が提案されている。かかる装置に適用される紫外線硬化型インクは、紫外線に対して所定の感度を有する開始剤が含有されている。
紫外線硬化型インクが適用されるインクジェット記録装置では、インクジェットヘッドが搭載されるキャリッジに紫外線照射用の光源を搭載し、紫外線光源をインクジェットヘッドに追従して走査させ、媒体に着弾した直後のインク液滴に紫外線を照射して、インク液滴の位置ずれや着弾干渉を回避している。
特許文献1は、インクジェットヘッドの主走査方向の両側に配置された硬化用光源が記録媒体の搬送方向下流側に移動可能に構成された、紫外線硬化型のプリントシステムを開示している。特許文献1に記載されたプリントシステムは、インク打滴の直後に低光量の紫外線を照射してインク液滴を半硬化させ、一定時間が経過した後に硬化用光源をインクジェットヘッドの記録媒体の搬送方向下流側に移動させ、高光量の紫外線を照射してインク液滴を本硬化させている。
米国特許第7600867号明細書
しかしながら、記録媒体上にカラーインクの層とホワイトインクの層やクリア(透明)インクの層とを積層させる画像形成では、インクの違いにより活性化エネルギーの吸収特性(インクの硬化特性)が異なるために、活性化エネルギーの不足による硬化不良や、活性化エネルギーの過多による画像の不良が起こり得る。
特許文献1に記載されたプリントシステムは、仮硬化と本硬化の光量を変えているものの、すべてのインクに照射される光量は同一である。すなわち、カラーインクの層とホワイトインクやクリアインクの層を積層させる画像形成では、インクごとの紫外線の吸収特性の違いに起因する上記課題を解決することは困難である。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、インクの違いによる活性化エネルギーの吸収特性の違いに起因するインクの硬化不良が回避され、好ましい硬化処理が実現されるインクジェット記録装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係るインクジェット記録装置は、活性光線の照射によって硬化するインクを吐出させる複数のノズルが並べられたノズル列を具備し、硬化特性が異なる複数のインクに対応して複数のノズル列を具備する画像形成手段と、前記ノズルから吐出されたインクを付着させる記録媒体と前記ノズル列とを相対的に移動させる相対移動手段と、前記ノズル列が複数の単位に分割された分割単位ごとにインク吐出を制御して、前記分割単位ごとに吐出されたインクによって前記記録媒体上に層を形成するとともに、異なる分割単位から吐出されたインクによって形成される複数の層を積層させるように前記画像形成手段のインク吐出を制御する吐出制御手段と、前記記録媒体に吐出させたインクに対して前記活性光線を照射する活性光線照射手段と、前記記録媒体上の層ごとのインクの硬化特性に合わせて、前記活性光線照射手段からの照射光量を可変させる照射光量可変手段と、を備え、前記照射光量可変手段は、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクの吐出位置に前記活性光線照射手段の照射範囲が対応するように、前記活性光線照射手段を移動させることを特徴とする。
本発明によれば、インクごとの硬化特性(活性光線の吸収特性)の違いに応じて、インクごとに活性光線の照射光量を可変させるので、インクごとに好ましい硬化状態を得ることができ、相対的に前記活性光線に対する感度が高く硬化が速いインクによって形成された層と、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクによって形成された層とを重ねることが可能となる。また、活性光線照射手段を適宜移動させることで、インクの硬化特性に対応した好ましい活性光線の照射が可能となる。
本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録装置の外観斜視図 図1に示すインクジェット記録装置の用紙搬送路を模式的に示す説明図 図1に示すインクジェットヘッド及び紫外線照射部の配置構成を示す平面透視図 図3に示す紫外線照射部を移動させる光源移動部の構成例を示す斜視図 第1具体例に係る画像の層構造を模式的に図示した説明図 図5に示す画像を形成するためのインクジェットヘッド及び紫外線照射部の構成例を示す説明図 第2具体例に係る画像の層構造を模式的に図示した説明図 図7に示す画像を形成するためのインクジェットヘッド及び紫外線照射部の構成例を示す説明図 第3具体例に係る画像の層構造を模式的に図示した説明図 図9に示す画像を形成するための紫外線照射部の構成例を示す説明図 第4具体例に係る画像の層構造を模式的に図示した説明図 図11に示す画像を形成するための紫外線照射部の構成例を示す説明図 第5具体例に係る画像の層構造を模式的に図示した説明図 図13に示す画像を形成するための紫外線照射部の構成例を示す説明図 図4に示す光源移動機構の他の構成例を示す斜視図 図15に示す光源移動機構のロック解除状態を示す斜視図 図15に示す光源移動機構の配置を示す平面図 本硬化光源の変形例を模式的に図示した説明図 図1に示すインクジェットヘッドのインク供給系の概略構成を示すブロック図 図1に示すインクジェットヘッドの制御系の概略構成を示すブロック図 本発明の第2実施形態に係る紫外線照射部の構成例を示す平面透視図 紫外線照射部のLED素子の発光制御を模式的に示す説明図 図21に示す紫外線照射部の他の構成例を示す説明図 本発明の第3実施形態に係るインクジェットヘッドの構成、紫外線照射部の構成例を示す透視斜視図 本発明の第4実施形態に係る紫外線照射部の構成例を示す透視斜視図 光拡散板のMie散乱特性を示すグラフ 仮硬化光源から照射される紫外線の照度分布(X方向)を示すグラフ 仮硬化光源から照射される紫外線の照度分布(Y方向)を示すグラフ 仮硬化光源の他の構成例を示す斜視図 図29で説明した仮硬化光源の照度分布(X方向)を示したグラフ 図29で説明した仮硬化光源の照度分布(Y方向)を示したグラフ
以下、添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について詳説する。
(第1実施形態)
〔インクジェット記録装置の全体構成〕
図1は本発明の第1実施形態に係るインクジェット記録装置の外観斜視図である。このインクジェット記録装置10は、紫外線硬化型インク(UV硬化インク)を用いて記録媒体12上にカラー画像を形成するワイドフォーマットプリンタである。ワイドフォーマットプリンタは、大型ポスターや商業用壁面広告など、広い描画範囲を記録するのに好適な装置である。ここでは、A3ノビ以上に対応するものを「ワイドフォーマット」と呼ぶ。
インクジェット記録装置10は、装置本体20と、この装置本体20を支持する支持脚22とを備えている。装置本体20には、記録媒体(メディア)12に向けてインクを吐出するドロップオンデマンド型のインクジェットヘッド24と、記録媒体12を支持するプラテン26と、ヘッド移動手段(走査手段)としてのガイド機構28及びキャリッジ30が設けられている。
ガイド機構28は、プラテン26の上方において、記録媒体12の搬送方向(X方向)に直交し且つプラテン26の媒体支持面と平行な走査方向(Y方向)に沿って延在するように配置されている。キャリッジ30は、ガイド機構28に沿ってY方向に往復移動可能に支持されている。キャリッジ30には、インクジェットヘッド24が搭載されるとともに、記録媒体12上のインクに紫外線を照射する仮硬化光源(ピニング光源)32A,32Bと、本硬化光源(キュアリング光源)34A,34Bとが搭載されている。
仮硬化光源32A,32Bは、インクジェットヘッド24から吐出されたインク滴が記録媒体12に着弾した後に、隣接液滴同士が合一化しない程度にインクを仮硬化させるための紫外線を照射する光源である。本硬化光源34A,34Bは、仮硬化後に追加露光を行い、最終的にインクを完全に硬化(本硬化)させるための紫外線を照射する光源である。詳細は後述するが、本硬化光源34A,34Bのいずれか一方は、インクジェットヘッド24及び仮硬化光源32A,32BとY方向について並ぶように、X方向へ移動可能に構成されている。
キャリッジ30上に配置されたインクジェットヘッド24、仮硬化光源32A,32B及び本硬化光源34A,34Bは、ガイド機構28に沿ってキャリッジ30とともに一体的に(一緒に)移動する。キャリッジ30の往復移動方向(Y方向)を「主走査方向」、記録媒体12の搬送方向(X方向)を「副走査方向」と呼ぶ場合がある。
記録媒体12には、紙、不織布、塩化ビニル、合成化学繊維、ポリエチレン、ポリエステル、ターポリンなど、材質を問わず、また、浸透性媒体、非浸透性媒体を問わず、様々な媒体を用いることができる。記録媒体12は、装置の背面側からロール紙状態(図2参照)で給紙され、印字後は装置正面側の巻き取りローラ(図1中不図示、図2の符号44)で巻き取られる。プラテン26上に搬送された記録媒体12に対して、インクジェットヘッド24からインク滴が吐出され、記録媒体12上に付着したインク滴に対して仮硬化光源32A,32B、本硬化光源34A,34Bから紫外線が照射される。
図1において、装置本体20の正面に向かって左側の前面に、インクカートリッジ36の取り付け部38が設けられている。インクカートリッジ36は、紫外線硬化型インクを貯留する交換自在なインク供給源(インクタンク)である。インクカートリッジ36は、本例のインクジェット記録装置10で使用される各色インクに対応して設けられている。色別の各インクカートリッジ36は、それぞれ独立に形成された不図示のインク供給経路によってインクジェットヘッド24に接続される。各色のインク残量が少なくなった場合にインクカートリッジ36の交換が行われる。
また、図示を省略するが、装置本体20の正面に向かって右側には、インクジェットヘッド24のメンテナンス部が設けられている。該メンテナンス部は、非印字時におけるインクジェットヘッド24を保湿するためのキャップと、インクジェットヘッド24のノズル面(インク吐出面)を清掃するための払拭部材(ブレード、ウエブ等)が設けられている。インクジェットヘッド24のノズル面をキャッピングするキャップは、メンテナンスのためにノズルから吐出されたインク滴を受けるためのインク受けが設けられている。
〔記録媒体搬送路の説明〕
図2は、インクジェット記録装置10における記録媒体搬送路を模式的に示す説明図である。図2に示すように、プラテン26は逆樋状に形成され、その上面が記録媒体12の支持面(媒体支持面)となる。プラテン26の近傍における記録媒体搬送方向(X方向)の上流側には、記録媒体12を間欠搬送するための記録媒体搬送手段である一対のニップローラ40が配設される。このニップローラ40は記録媒体12をプラテン26上で記録媒体搬送方向へ移動させる。
ロール・ツー・ロール方式の媒体搬送手段を構成する供給側のロール(送り出し供給ロール)42から送り出された記録媒体12は、印字部の入り口(プラテン26の記録媒体搬送方向の上流側)に設けられた一対のニップローラ40によって、記録媒体搬送方向に間欠搬送される。インクジェットヘッド24の直下の印字部に到達した記録媒体12は、インクジェットヘッド24により印字が実行され、印字後に巻き取りロール44に巻き取られる。印字部の記録媒体搬送方向の下流側には、記録媒体12のガイド46が設けられている。
印字部においてインクジェットヘッド24と対向する位置にあるプラテン26の裏面(記録媒体12を支持する面と反対側の面)には、印字中の記録媒体12の温度を調整するための温調部50が設けられている。印字時の記録媒体12が所定の温度となるように調整されると、記録媒体12に着弾したインク液滴の粘度や、表面張力等の物性値が所望の値になり、所望のドット径を得ることが可能となる。なお、必要に応じて、温調部50の上流側にプレ温調部52を設けてもよいし、温調部50の下流側にアフター温調部54を設けてもよい。
〔インクジェットヘッドの説明〕
図3は、キャリッジ30上に配置されるインクジェットヘッド24と仮硬化光源32A,32B及び本硬化光源34A,34Bの配置形態の例を示す平面透視図である。
インクジェットヘッド24には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)、ライトシアン(LC)、ライトマゼンタ(LM)、クリア(透明)インク(CL)、ホワイト(白)インク(W)の各色のインクごとに、それぞれ色のインクを吐出するためのノズル列61Y、61M、61C、61K、61LC、61LM、61CL、61Wが設けられている。図3ではノズル列を点線により図示し、ノズルの個別の図示は省略されている。また、以下の説明では、ノズル列61Y、61M、61C、61K、61LC、61LM、61CL、61Wを総称して符号61を付してノズル列を表すことがある。
インク色の種類(色数)や色の組合せについては本実施形態に限定されない。例えば、LC、LMのノズル列を省略する形態、CLやWのノズル列を省略する形態、メタルインクのノズル列を追加する形態、Wのノズル列に代わりメタルインクのノズル列を具備する形態、特別色のインクを吐出するノズル列を追加する形態などが可能である。また、色別のノズル列の配置順序も特に限定はない。
色別のノズル列61ごとにヘッドモジュールを構成し、これらを並べることによって、カラー描画が可能なインクジェットヘッド24を構成することができる。例えば、イエローインクを吐出するノズル列61Yを有するヘッドモジュール24Yと、マゼンタインクを吐出するノズル列61Mを有するヘッドモジュール24Mと、シアンインクを吐出するノズル列61Cを有するヘッドモジュール24Cと、黒インクを吐出するノズル列61Kを有するヘッドモジュール24Kと、LC、LM、CL、Wの各色のインクを吐出するノズル列61LC、61LM、61CL、61Wをそれぞれ有する各ヘッドモジュール24LC、24LM、24CL、24Wとをキャリッジ30の往復移動方向(主走査方向、X方向)に沿って並ぶように等間隔に配置する態様も可能である。色別のヘッドモジュール24Y、24M、24C、24K、24LC、24LMを、それぞれ「インクジェットヘッド」と解釈することも可能である。或いはまた、1つのインクジェットヘッド24の内部で色別にインク流路を分けて形成し、1ヘッドで複数色のインクを吐出するノズル列を備える構成も可能である。
各ノズル列61は、複数個のノズルが一定の間隔で記録媒体搬送方向(副走査方向、Y方向)に沿って1列に(直線的に)並んだものとなっている。本例のインクジェットヘッド24は、各ノズル列61を構成するノズルの配置ピッチ(ノズルピッチ)が254μm(100dpi)、1列のノズル列61を構成するノズルの数は256ノズル、ノズル列61の全長L(ノズル列の全長)は約65mm(254μm×255=64.8mm)である。また、吐出周波数は15kHzであり、駆動波形の変更によって10pl、20pl、30plの3種類の吐出液滴量を打ち分けることができる。
インクジェットヘッド24のインク吐出方式としては、圧電素子(ピエゾアクチュエータ)の変形によってインク滴を飛ばす方式(ピエゾジェット方式)が採用されている。吐出エネルギー発生素子として、静電アクチュエータを用いる形態(静電アクチュエータ方式)の他、ヒータなどの発熱体(加熱素子)を用いてインクを加熱して気泡を発生させ、その圧力でインク滴を飛ばす形態(サーマルジェット方式)を採用することも可能である。ただし、紫外線硬化型インクは、一般に溶剤インクと比べて高粘度であるため、紫外線硬化型インクを使用する場合には、吐出力が比較的大きなピエゾジェット方式を採用することが好ましい。
〔作画モードについて〕
本例に示すインクジェット記録装置10は、マルチパス方式の描画制御が適用され、印字パス数の変更によって印字解像度を変更することが可能である。例えば、高生産モード、標準モード、高画質モードの3種類の作画モードが用意され、各モードでそれぞれ印字解像度が異なる。印刷目的や用途に応じて作画モードを選択することができる。
高生産モードでは、600dpi(主走査方向)×400dpi(副走査方向)の解像度で印字が実行される。高生産モードの場合、主走査方向は2パス(2回の走査)によって600dpiの解像度が実現される。一回目の走査(キャリッジ30の往路)では300dpiの解像度でドットが形成される。2回目の走査(復路)では一回目の走査(往路)で形成されたドットの中間を300dpiで補間するようにドットが形成され、主走査方向について600dpiの解像度が得られる。
一方、副走査方向については、ノズルピッチが100dpiであり、一回の主走査(1パス)により副走査方向に100dpiの解像度でドットが形成される。したがって、4パス印字(4回の走査)により補間印字を行うことで400dpiの解像度が実現される。
標準モードでは、600dpi×800dpiの解像度で印字が実行され、主走査方向は2パス印字、副走査は8パス印字により600dpi×800dpiの解像度を得ている。
高画質モードでは、1200×1200dpiの解像度で印字が実行され、主走査方向は4パス、副走査方向が12パスにより1200dpi×1200dpiの解像度を得ている。なお、高生産モードのキャリッジ30の主走査速度は、1270mm/secである。
〔画像形成プロセスの説明〕
本例に示すインクジェット記録装置10は、カラーインク(Y、M、C、K、LC、LMなど)により形成されるカラー画像層(図5に符号82を付して図示)と、クリアインクにより形成される透明層(図9に符号84を付して図示)、又はホワイトインクにより形成される白地層(図5に符号80を付して図示)と、を積層させ、層構造の画像を形成するように構成されている。また、層形成の順番とインクの紫外線吸収特性(インクの硬化特性)に応じて、紫外線照射量が制御される。
例えば、ホワイトインクは顔料として酸化チタンを含有しているために、カラーインクやクリアインクに比べて紫外線の透過性が劣り、カラーインクやクリアインクと単位体積あたり同量の紫外線を照射したときには硬化時間が長くなる。ホワイトインクとカラーインク及びクリアインクとの紫外線透過特性に起因する硬化特性の違いを解消するために、カラーインクやクリアインクよりもホワイトインクに対する単位時間あたりの紫外線照射量が多くなるように紫外線照射が制御される。かかる画像形成の具体例を後述する。
なお、Kインクは、紫外線透過性の観点によれば硬化時間が長くなるインクに分類されるが、仮硬化させて打滴干渉を防止し、ドットを広げる必要があることからカラーインクに分類される(詳細後述)。
〔紫外線照射部の配置〕
図3に示すように、インクジェットヘッド24のキャリッジ移動方向(Y方向)の左右両脇に、仮硬化光源32A,32Bが配置される。さらに、インクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向(X方向)の下流側に本硬化光源34A,34Bが配置されている。本硬化光源34A,34Bは、記録媒体搬送方向と反対方向へ移動可能に構成されており、キャリッジ移動方向に沿って、仮硬化光源32A,32B及びインクジェットヘッド24と並ぶように配置を変更することができる。
インクジェットヘッド24のカラーインク用のノズル(ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMに含まれるノズル)、及びクリアインク用のノズル(ノズル列61CLに含まれるノズル)から吐出されて記録媒体12上に着弾したカラーインク滴及びクリアインク滴は、その直後にその上を通過する仮硬化光源32A(又は32B)によって仮硬化のための紫外線が照射される。
また、記録媒体12の間欠搬送に伴ってインクジェットヘッド24の印字領域を通過した記録媒体12上のインク滴は、本硬化光源34A,34Bにより本硬化のための紫外線が照射される。このようにして、インク液滴を一旦仮硬化状態にすることで、着弾干渉を防止しつつ、ドットの展開時間(ドットが所定のサイズに広がる時間)を取ることができ、さらにパイルハイト化(ドットの高さの均一化)される。
一方、ホワイトインク用のノズル(ノズル列61Wに含まれるノズル)から吐出されて記録媒体に着弾したホワイトインクは、ホワイトインクの吐出位置に対応して紫外線照射が可能な位置に移動させた本硬化光源34Aによって、本硬化処理時とほぼ同量の紫外線が照射される。
ホワイトインクにより形成される白地層は、カラー画像層の下地となるので、カラー画像層ほどのドット解像度は要求されない。したがって、着弾干渉を防止するためやドット展開時間を確保するために仮硬化状態とする必要がない。また、ホワイトインクにより形成される白地層の紫外線透過率が低いことに起因して、ホワイトインクの膜厚が小さい段階で(ホワイトインクの記録媒体への着弾直後から)、本硬化処理時とほぼ同量の活性化エネルギーが付与され、硬化処理が実行される。
〔本硬化光源の移動の説明〕
図4は、本硬化光源34Aの移動機構(光源移動部)35の構成例を示す斜視図である。同図に示す光源移動部35は、ラックアンドピニオン方式の直線移動機構が適用される。すなわち、光源移動部35は、本硬化光源34Aの移動方向である記録媒体搬送方向に沿って固定配置されるシャフト35Aと、本硬化光源34Aのケースに取り付けられ、シャフト35Aに沿って歯状の凹凸が形成されたラック35Bと、回転軸にピニオンギア35Cが取り付けられた駆動モータ35Dと、ラックの端部に形成された検出片35Eを検出するための光学式のポジションセンサ35Fと、を備えている。
駆動モータ35Dの回転軸を回転させるとピニオンギア35Cが回転し、ピニオンギア35Cとラック35Bの歯のかみ合いによってラック35Bがシャフト35Aに沿って移動し、ラック35Bとともに本硬化光源34Aがシャフト35Aに沿って移動する。ラック35Bの先端に設けられた検出片35Eがポジションセンサ35Fの検出範囲に入り込むと、駆動モータ35Dの回転が停止され、本硬化光源34Aが所定位置に停止する。
なお、インクジェットヘッド24をはさんで本硬化光源34Aの反対側に位置する本硬化光源34Bにも同様の構成を有する移動機構を備えて、移動可能に構成してもよい。また、ポジションセンサ35Fを複数備えて、本硬化光源34Aを複数の位置に移動させるように構成してもよい。
〔画像形成プロセスの詳細な説明〕
本例に示すインクジェット記録装置10に適用される画像形成プロセス(画像形成方法)は、各ノズル列61が記録媒体搬送方向について複数の領域に分割され、分割されたいずれかの領域を用いてカラーインク、クリアインク又はホワイトインクのそれぞれが吐出され、カラー画像層、透明層、白地層が形成される。ノズル列61の分割数は像形成層数Nである。
また、記録媒体12はノズル列61の分割された領域の記録媒体搬送方向の長さをマルチパス数で除算した単位((ノズル列の全長L/像形成層数N)/マルチパス数で求められる単位)で一方向へ間欠送りされ、ノズル列61の記録媒体搬送方向上流側の領域から吐出されたインクの層の上に、同方向下流側の領域から吐出されたインクの層が積層されるように構成されている。ここで、「マルチパス数」とは、キャリッジ走査方向のパス数と記録媒体搬送方向のパス数の積で定義される。
さらに、他のインクよりも硬化するまでに時間を要するホワイトインクは、ホワイトインクの吐出位置に移動させた本硬化光源34A,34Bのいずれか一方によって、着弾直後から本硬化処理時とほぼ同じ光量の紫外線が照射される。ホワイトインクの着弾エリアのみに本硬化処理時と同光量の紫外線が照射されるように、本硬化光源34A,34Bの記録媒体搬送方向における照射エリアの長さは、(ノズル列の全長L/像形成層数N)以下とされる。
なお、以下の説明では、本硬化光源34A,34Bの照射エリアの記録媒体搬送方向の長さと本硬化光源34A,34Bの記録媒体搬送方向の長さとは同一であるものとして説明する。実際の本硬化光源34A,34Bの記録媒体搬送方向の長さは、照射エリアの広がりが考慮され、所定の照射エリアが得られるように決められている。また、「像形成層数N」は「分割数」と記載することがある。
<第1具体例>
図5は、第1具体例に係る画像形成プロセスにより形成された画像の層構造を模式的に図示した説明図である。同図に示す画像は、記録媒体12に白地層80が形成され、白地層80の上にカラー画像層82が形成(積層)された層構造を有し、像形成層数は2である。
図6は、図5に示す層構造を有する画像を形成するためのインクジェットヘッド24の構成、及び本硬化光源34A,34Bの配置を模式的に図示した説明図である。なお、記録媒体搬送方向(X方向)は同図に下向き矢印線で図示した上から下向きであり、キャリッジ30の往復移動方向(Y方向)は左右方向である。
図6に示すように、各ノズル列61は上流側領域61‐1と下流側領域61‐2に二分割され、ホワイトインクはノズル列61Wの上流側領域61‐1のみから吐出され、カラーインクはノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの下流側領域61−2のみから吐出される。そして、上流側領域61‐1から吐出されたホワイトインクによる白地層80(図5参照)が形成されると、記録媒体12を記録媒体搬送方向に距離((L/2)/マルチパス数)だけ移動させて、先に形成された白地層80の上に下流側領域61‐2から吐出させたカラーインクによるカラー画像層82が形成される。
白地層80の上にカラー画像層82が形成される間、当該カラーインクの吐出位置に隣接する記録媒体搬送方向上流側のホワイトインクの吐出位置には、ノズル列61Wの上流側領域61‐1のみからホワイトインクが吐出される。すなわち、カラー画像層82の形成と同時に、次のカラー画像の形成領域となる白地層80の形成が進行する。また、白地層80を形成するホワイトインクの吐出、及びカラー画像層82を形成するカラーインクの吐出には、先に説明したマルチパス方式が適用される。
符号34A‐1を付して破線により図示した、ホワイトインクの吐出位置(ホワイトインクを吐出させるノズル列61Wの上流側領域61‐1とキャリッジ移動方向に並ぶ位置)に本硬化光源34Aを移動させて(移動方向を上向き矢印線により図示)、ホワイトインクが記録媒体12に着弾した直後から本硬化光源34Aによって本硬化処理とほぼ同量の紫外線が照射される。一方、カラーインクは、仮硬化光源32A,32Bによる仮硬化処理の後に、本硬化光源34Bによる本硬化処理が施される。
すなわち、ステップ1は白地層80の形成工程であり、図6における左側の本硬化光源34Aを、ホワイトインクの吐出位置に対応して移動させ、キャリッジ30(図3参照)をキャリッジ移動方向へ走査させる。そして、ノズル列61Wの上流側領域61‐1のみからホワイトインクを吐出させ、ノズル列61Wに後続して(図3中右から左方向への走査ではノズル列61Wに先行して)、キャリッジ移動方向に走査する本硬化光源34Aから、記録媒体12に着弾した直後のホワイトインクに対して、一回のキャリッジの走査で本硬化処理と同量(一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm以上)の紫外線が照射されて、ホワイトインクがほぼ硬化した白地層80(図5参照)が形成される。
ここで、ホワイトインクは、硬化膜の黄変が顕著に目立ってしまうので、この黄変を防止するためにカラーインクなどよりも反応開始剤の含有量が少なくなっている。また、顔料として酸化チタンを含有しているために、カラーインクやクリアインクと比べて紫外線を吸収しにくい(硬化しにくい)性質を有している。
仮硬化光源32A,32B及び本硬化光源34A,34Bとして紫外LED素子が適用された場合を考えると、紫外LED素子が有する発光波長帯は365nm〜405nmの長波帯のみであり、インクに含有する開始剤の長波化対応が必須となる。一方、開始剤の長波化のためにインクの硬化膜が黄変してしまうことがあるので、黄変が顕著に目立つホワイトインク、クリアインクは、開始剤の含有量が制限されている。
また、白地層80は、いわゆるべた画像なのでカラー画像に比べて大きいサイズのドット(液滴)を使用することができ、着弾干渉防止やドット展開時間確保のために仮硬化させなくてもよい。また、上述したように、ホワイトインク(白地層80)の紫外線透過率がカラーインクなどよりも低いため、ホワイトインクの膜厚が小さい段階で本硬化処理時とほぼ同量の活性化エネルギーが付与され、ホワイトインクの硬化処理が実行される。したがって、ホワイトインクは、記録媒体12に着弾した直後から本硬化処理と同等の活性化エネルギーを付与して完全に硬化させる。
ステップ2はカラー画像層82の形成工程であり、記録媒体12のホワイトインクの吐出位置から記録媒体搬送方向へ距離(L/2)だけ下流側のカラーインクの吐出位置(すでに形成された白地層80上)では、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させて、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの下流側領域61‐2からカラーインクを吐出させる。
また、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMに後続する仮硬化光源32A,32Bから、記録媒体12に着弾した直後のカラーインクに対して、一回のキャリッジの走査で低光量(一回のキャリッジの走査あたり1〜5mJ/cm)の紫外線を照射して仮硬化させ、ゲル状態にする。そうすることでカラーインクの着弾干渉が防止される。
本例に示す画像形成に適用される仮硬化のための低光量は、本硬化又はホワイトインクの硬化のための高光量に対して1/10から1/2程度となっている。
ステップ3はカラー画像層82の形成工程から本硬化処理工程までの期間であり、記録媒体12のカラーインクの吐出位置からさらに記録媒体搬送方向へ(L/2)だけ下流側の白地層80にカラー画像層82が積層された部分は、ノズル列61の吐出位置から抜け出し、本硬化光源34Bによる紫外線照射エリアに位置している。仮硬化処理工程から本硬化処理工程までの間に所定時間を取ることで、白地層80とカラー画像層82との密着親和性が高くなり、ドットの広がりが促進されるとともにパイルハイトの低減化が促進され、さらに、カラー画像の光沢性が向上する。
ステップ4は本硬化処理工程であり、インクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向下流側に配置された本硬化光源34Bを用い、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させて、本硬化光源34Bによる紫外線照射位置に移動したカラー画像層82に本硬化処理が施される。カラー画像層82の本硬化処理における紫外線光量は、一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm以上である。カラー画像層82を本硬化させることで、カラー画像層82の光沢性がより向上し、白地層80とカラー画像層82との密着性の改善とカラー画像層82の膜質硬化とが両立される。
<第2具体例>
図7は、第2具体例に係る画像形成プロセスにより形成された画像の層構造を模式的に図示した説明図であり、図8は、図7に示す層構造を有する画像を形成するためのインクジェットヘッド24の構成、及び本硬化光源34A,34Bの配置を模式的に図示した説明図である。以下の説明では、先に説明した部分と同一又は類似する部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図7に示す画像は、像形成層数が2であり、透明の記録媒体12にカラー画像層82が形成され、カラー画像層82上に白地層80が形成される。かかる構造を有する画像は、記録媒体12の裏面(画像が形成される面の反対側面)から見たときに白地層80を背景としてカラー画像層82を視認することができる。
ステップ1はカラー画像層82の形成工程であり、符号34A−2を付して破線により図示した、ホワイトインクの吐出位置(ノズル列61Wの下流側領域61‐2とキャリッジ移動方向に並ぶ位置)に、図8における左側の本硬化光源34Aを移動させる(移動方向を上向き矢印線により図示)。そして、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させて、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの上流側領域61‐1から記録媒体12上にカラーインクを吐出させる。また、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMに後続する仮硬化光源32A,32Bから、記録媒体12に着弾した直後のカラーインクに対して、一回のキャリッジの走査で低光量(一回のキャリッジの走査あたり1〜5mJ/cm)の紫外線を照射して仮硬化させ、ゲル状態にする。そうすることでカラーインクの着弾干渉が防止される。
ステップ2はカラー画像層82の形成工程から白地層80の形成工程までの期間であり、仮硬化状態が所定時間維持されることで記録媒体12とカラー画像層82との密着親和性が高くなり、ドットの広がりが促進されるとともにパイルハイトの低減化が促進され、さらに、カラー画像の光沢性が向上する。
ステップ3は白地層80の形成工程であり、記録媒体12のカラーインクの吐出位置から記録媒体搬送方向へ(L/2)だけ下流側のホワイトインクの吐出位置(すでに形成されたカラー画像層82上)では、キャリッジ30(図3参照)をキャリッジ移動方向へ走査させ、ノズル列61Wの下流側領域61‐2のみから仮硬化状態のカラー画像層82の上にホワイトインクを吐出させる。そして、ノズル列61Wに後続して(図3中右から左方向への走査では先行して)キャリッジ移動方向に走査する本硬化光源34Aから記録媒体12に着弾した直後のホワイトインク、及びホワイトインクの下の仮硬化状態のカラー画像層82に対して、一回のキャリッジの走査で本硬化処理と同等の高い光量(一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm)以上の紫外線が照射され、白地層80(図5参照)が形成されるとともに、カラー画像層82の硬化が促進される。
ステップ4は本硬化処理工程であり、インクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向下流側に配置された本硬化光源34Bを用いて、白地層80及びカラー画像層82に本硬化処理が施される。かかる本硬化処理における紫外線光量は一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cmである。白地層80及びカラー画像層82を本硬化させることで、カラー画像層82の光沢性がより向上し、白地層80とカラー画像層82との密着性の改善とカラー画像層82の膜質硬化とが両立される。
<第3具体例>
図9は、第3具体例に係る画像形成プロセスにより形成された画像の層構造を模式的に図示した説明図であり、図10は、図9に示す層構造を有する画像を形成するためのインクジェットヘッド24の構成、及び本硬化光源34A,34Bの配置を模式的に図示した説明図である。図9に示す画像は、像形成層数が2であり、記録媒体12にカラー画像層82が形成され、カラー画像層82上に透明層84が形成されている。
ステップ1はカラー画像層82の形成工程であり、本硬化光源34Aを移動させずにインクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向下流側に配置したまま(符号34A−0を付して図示)、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させて、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの上流側領域61‐1から記録媒体12上にカラーインクを吐出させる。また、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMに後続する仮硬化光源32A,32Bから、記録媒体12に着弾した直後のカラーインクに対して一回のキャリッジの走査で低光量(一回のキャリッジの走査あたり1〜5mJ/cm)の紫外線を照射して仮硬化させ、ゲル状態にする。そうすることでカラーインクの着弾干渉が防止される。
ステップ2は透明層84の形成工程であり、記録媒体12のカラーインクの吐出位置から記録媒体搬送方向へ(L/2)だけ下流側のクリアインクの吐出位置(すでに形成されたカラー画像層82上)では、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させて、ノズル列61CLの下流側領域61‐2から仮硬化状態のカラー画像層82にクリアインクを吐出させる。また、ノズル列61CLに後続する仮硬化光源32A,32Bから、カラー画像層82上に着弾した直後のクリアインクに対して一回のキャリッジの走査で低光量(一回のキャリッジの走査あたり1〜5mJ/cm)の紫外線を照射して仮硬化させてゲル状態にし、着弾干渉を防止する。クリアインクは紫外線の透過率が高いために硬化しやすい性質を有している。
ステップ3はカラー画像層82の形成工程から本硬化処理工程までの期間であり、記録媒体12のカラーインクの吐出位置からさらに記録媒体搬送方向へ(L/2)だけ下流側のカラー画像層82の上に透明層84が積層された部分はノズル列61の吐出位置から抜け出し、本硬化光源34Bによる紫外線照射エリアに位置する。クリアインクの仮硬化状態を所定時間維持することで、カラー画像層82への浸透、ドットの広がり及びパイルハイトの低減化が促進さる。また、カラー画像層82の光沢性がより向上するとともに、記録媒体12とカラー画像層82との密着性、及びカラー画像層82と透明層84との密着性も改善される。
ステップ4は本硬化処理工程であり、インクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向下流側に配置された本硬化光源34A,34Bを用い、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させて、カラー画像層82及び透明層84に本硬化処理が施される。かかる本硬化処理における紫外線光量は、一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm以上である。カラー画像層82及び透明層84を本硬化させることで、記録媒体12とカラー画像層82の密着性がより改善され、カラー画像層82の膜質硬化が両立される。
<第4具体例>
図11は、第4具体例に係る画像形成プロセスにより形成された画像の層構造を模式的に図示した説明図であり、図12は、図11に示す層構造を有する画像を形成するためのインクジェットヘッド24の構成、及び本硬化光源34Aの配置を模式的に図示した説明図である。図11に示す画像は、像形成層数が3であり、透明の記録媒体12にカラー画像層82‐1、白地層80、カラー画像層82‐2の順に各層が積層された構造を有している。
すなわち、白地層80が上下のカラー画像層82‐1,82‐2にはさまれた構造を有している。かかる構造を有する画像は、記録媒体12の両面から白地層80を背景としたカラー画像層82が視認される。
図12に示すように、各ノズル列61は上流側領域61‐11と、中央領域61‐12と、下流側領域61‐13に三分割され、カラーインクはノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの上流側領域61‐11及び下流側領域61‐13のみから吐出され、ホワイトインクはノズル列61Wの中央領域61‐12のみから吐出される。
すなわち、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの上流側領域61‐11から吐出させたカラーインクにより、カラー画像層82‐1が形成されると、記録媒体12の記録媒体搬送方向に距離(L/3)だけ下流側のホワイトインクの吐出位置では、カラー画像層82‐1の上にノズル列61Wの中央領域61‐12から吐出させたホワイトインクによる白地層80が形成(積層)され、さらに、記録媒体12の記録媒体搬送方向に距離(L/3)だけ下流側のカラーインクの吐出位置では、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの下流側領域61‐13から吐出させたカラーインクによりカラー画像層82‐2が形成(積層)される。
また、符号34A‐12を付して破線により図示した、ホワイトインクの吐出位置(ホワイトインクを吐出させるノズル列61Wの中央領域61‐12とキャリッジ移動方向に並ぶ位置)に本硬化光源34Aを移動させて(移動方向を上向き矢印線により図示)、記録媒体12に着弾した直後のホワイトインクに対して、一回のキャリッジの走査で本硬化処理と同等の高光量(一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm)以上の紫外線が照射される。一方、カラーインクに対して、仮硬化光源32A,32Bから一回のキャリッジの走査あたり1〜5mJ/cmの紫外線照射による仮硬化処理の後に、本硬化光源34B(又は、本硬化光源34A)から一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm以上の紫外線照射による本硬化処理が施される。
ステップ1はカラー画像層82‐1の形成工程であり、カラーインクの吐出位置に本硬化光源34Aを移動させ、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させて、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの上流側領域61‐11から記録媒体12上にカラーインクを吐出させる。また、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMに後続する仮硬化光源32A,32Bから、記録媒体12に着弾した直後のカラーインクに対して、一回のキャリッジの走査で低光量(一回のキャリッジの走査あたり1〜5mJ/cm)の紫外線を照射して仮硬化させ、ゲル状態にする。そうすることでカラーインクの着弾干渉が防止される。
ステップ2はカラー画像層82‐1の形成工程から白地層80の形成工程までの期間であり、カラー画像層82が形成された部分は、仮硬化状態が一定時間維持されることで、カラー画像層82‐1と記録媒体12との密着性が向上し、ドットの広がり及びパイルハイトの低減化が促進される。
ステップ3は白地層80の形成工程であり、記録媒体12のカラーインクの吐出位置から記録媒体搬送方向へ(L/3)だけ下流側のホワイトインク吐出位置では、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させ、ノズル列61Wの中央領域61‐12のみから仮硬化状態のカラー画像層82‐1の上にホワイトインクを吐出させる。そして、ノズル列61Wに後続して走査する本硬化光源34Aから記録媒体12に着弾した直後のホワイトインク、及びホワイトインクの下の仮硬化状態のカラー画像層82‐1に対して、一回のキャリッジの走査で本硬化処理と同等の高光量(一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm以上)の紫外線が照射されて、ホワイトインクがほぼ硬化した白地層80が形成される。
ステップ4はカラー画像層82‐2の形成工程であり、記録媒体12のホワイトインク吐出位置からさらに記録媒体搬送方向へ(L/3)だけ下流側のカラーインク吐出位置では、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させて、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの下流側領域61‐13から白地層80の上にカラーインクを吐出させる。また、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMに後続する仮硬化光源32A,32Bから、記録媒体12に着弾した直後のカラーインクに対して、一回のキャリッジの走査で低光量(一回のキャリッジの走査あたり1〜5mJ/cm)の紫外線を照射して仮硬化させ、ゲル状態にする。
そうすると、白地層80の上に着弾したカラーインクの着弾干渉が防止されるとともに、仮硬化状態が一定時間維持されることで、ドットの広がり及びパイルハイトの低減化が促進される。
ステップ5はカラー画像層82の形成工程から本硬化処理工程までの期間であり、インクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向下流側に配置された本硬化光源34Bを用いて、カラー画像層82‐1,82‐2、及びカラー画像層82‐1,82‐2にはさまれた白地層80に本硬化処理が施される。かかる本硬化処理における紫外線光量は、一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm以上である。カラー画像層82‐1,82‐2及び白地層80を本硬化させることで、カラー画像層82‐1,82‐2の光沢性がより向上し、記録媒体12とカラー画像層82‐1の密着性、カラー画像層82‐1,82‐2と白地層80との密着性の改善と、カラー画像層82‐1,82‐2の膜質硬化とが両立される。
<第5具体例>
図13は、第5具体例に係る画像形成プロセスにより形成された画像の層構造を模式的に図示した説明図であり、図14は、図13に示す層構造を有する画像を形成するためのインクジェットヘッド24の構成、及び本硬化光源34A,34Bの配置を模式的に図示した説明図である。図11に示す画像は、像形成層数が1であり、記録媒体12にカラー画像層82のみが形成される。
図14に示すように、カラーインクが吐出されるノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMは分割されず、すべてのノズルがカラー画像の形成に用いられる。一方、クリアインクのノズル列61CL及びホワイトインクのノズル列61Wは使用されない。
ステップ1はカラー画像層82の形成工程であり、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMから記録媒体12にカラーインクを吐出させる。また、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMに後続する仮硬化光源32A,32Bから、記録媒体12に着弾した直後のカラーインクに対して、一回のキャリッジの走査で低光量(一回のキャリッジの走査あたり1〜5mJ/cm)の紫外線を照射して仮硬化させ、ゲル状態にする。そうすることでカラーインクの着弾干渉が防止される。
ステップ2はカラー画像層82の形成工程から本硬化処理工程までの期間であり、仮硬化状態が一定時間維持されることで、カラー画像層82と記録媒体12との密着性が向上し、ドットの広がり及びパイルハイトの低減化が促進される。
ステップ3は本硬化処理工程であり、インクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向下流側に配置された本硬化光源34A(符号34A−0を付して図示),34Bを用いて、カラー画像層82に本硬化処理が施される。かかる本硬化処理における紫外線光量は一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm以上である。カラー画像層82を本硬化させることで、カラー画像層82の光沢性が向上し、記録媒体12とカラー画像層82との密着性の改善とカラー画像層82の膜質硬化とが両立される。
上述した第1〜第5具体例において、形成される画像の形態(各層を形成するインクの種類、層数等)が決められる層形成モードが切り換えられると、本硬化光源34Aを自動的にホワイトインクの吐出位置に移動させるように構成する態様が好ましい。層形成モードの切り換えは、後述する入力装置(図20に符号122を付して図示)による入力信号に応じて行うことができる。
かかる層形成モードの切り換えにより、本硬化光源34Aを自動的に移動させる構成例として、キャリッジ移動方向の画像形成領域外で本硬化光源34Aを押圧するカム機構と、本硬化光源34Aを所定位置にロックさせるロック機構(ストッパー)と、を含む形態の光源移動部が挙げられる。
図15は、上述したカム機構(カム35A’)及びロック機構(ストッパー35B’,35C’等)を含む光源移動部35’の構成を示す斜視図である。同図に示すように、キャリッジ30(図3参照)を同図中左方向に走査させて、画像形成領域外に設けられたカム35A’の配設位置まで移動させると、図15に示すように、硬化光源34Aの底面に設けられたカムローラ35D’がカム35A’に形成されたカム曲線に沿って移動し、硬化光源34Aはスライドシャフト35E’,35F’に沿って副走査方向X(図17に白抜き矢印線により図示)へスライドする。
なお、硬化光源34Aは、押圧スプリング35G’,35H’により、インクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向下流側(図17に図示した白抜き矢印線と反対方向)へ付勢され、スライドシャフト35E’,35F’の端にはストッパー35I’,35Jが設けられている。
硬化光源34Aの底面に設けられた爪部35K’が、硬化光源34Aの停止位置に対応してキャリッジ30に設けられ、下側からバネ(弾性変形部材)35L’,35M’により上方向に付勢されるロック機構35B’,35C’の位置に到達すると、爪部35K’とロック機構35B’(35C’)が係合され、硬化光源34Aが所定位置に固定される。
例えば、ストッパー35B’は、図6に符号34A‐1を付した硬化光源34Aの固定位置に対応し、ストッパー35C’は、図17(図8)に符号34A‐2を付した硬化光源34Aの固定位置に対応している。
図16は、図15に示す光源移動機構のロック解除状態を示す斜視図である。キャリッジ30を図3における右側に移動させて、画像形成領域外のロック解除カム35N’,35O’の配設位置に達すると、ロック解除カム35N’,35O’によってロック機構35B’,35C’の爪部35K’に係合される端と反対側の端が押し上げられ、ロック機構35B’,35C’の爪部35K’と係合される端が下方向へ押し下げられ、ロック機構35B’(35C’)と爪部35K’との係合が解除される。
そうすると、押圧スプリング35G’,35H’の弾性力(復元力)によって、仮硬化光源34Aをインクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向下流側へ移動させ、スライドシャフト35E’,35F’の端に設けられたストッパー35I’,35Jに突き当たり、この位置に停止する。
図17は、図15に示す光源移動機構の配置を示す平面図である。同図に示すように、カム35A’及びロック解除カム35N’,35O’は、画像形成領域の外に設けられ、他の構造は、キャリッジ30に搭載されている。かかる構成によれば、キャリッジ30を画像形成領域外に設けられカム機構(ロック機構、ロック解除機構)の位置に移動させることで、本硬化光源34Aを自動的にホワイトインクの吐出位置に移動させることが可能となる。
なお、他の実施形態として、本硬化光源34Aのポジション(現在位置)をセンサにより検出し、層形成モードに対応する所望の位置に本硬化光源34Aが位置していない場合は、表示パネルにその旨を表示させることも好ましい。かかる態様では、表示パネルに表示された情報を操作者が視認して、手動で本硬化光源34Aの位置を変更する形態も考えられる。
本実施形態では、具体例の説明は省略したが、ホワイトインクをメタルインクに置き換えてメタルインクによる層が形成される場合にも、上述した第1〜第5具体例と同様の画像形成が可能である。すなわち、カラーインクやクリアインクと比較して、紫外線の吸収特性が低く、相対的に紫外線に対する感度が低く硬化が遅いインクを用いて背景や下地となる層が形成される場合には、当該背景層(下地層)を形成するインクは、仮硬化処理をせずに本硬化処理が施される。
本発明における活性化光線に対する感度(硬化の速さ)は、以下のように定義される。まず、一定膜厚のインク膜を生成した後に、露光量を増やしながら段階的に露光し、その膜にインクジェット紙を擦り付け、擦り付けたインクジェット紙に転写物が付着するか否かを目視で確認する。擦り付けたインクジェット紙に付着するインクが無くなるまでに必要な露光量が多いものを、相対的に紫外線に対する感度が低く硬化の遅いインクと定義する。
具体的に、紫外線に対する感度が低く硬化が遅いインクとして、ブラックインク、ホワイトインク、メタリックインクが挙げられる。これらのインクは紫外線領域から可視光領域にかけて光透過性が悪く、イエロー、シアン、マゼンタインクなどのカラーインクより硬化に時間がかかることがある。
つまり、ブラックインク、ホワイトインク、メタリックインク等の相対的に紫外線に対する感度が低く硬化が遅いインクは、イエロー、シアン、マゼンタインクなどのカラーインクと異なり、紫外線領域から可視光領域(200nm〜700nm)にかけてブロードの(広範囲の周波数帯域に対応する)吸収特性を有しているので、短波光、長波光とも透過が困難である。例えば、現在市場で望まれている画像の色濃度を実現しようとしたときに、多くの光源における主たるピーク波長である365nmの上記のカラーインクの光透過率は、ホワイトインク等に比べて1.5倍から10倍程度である。
また、先に述べたように、長波発光波長(365nm〜405nm)しか有さない紫外線発光ダイオードを硬化光源に適用すると、開始剤の長波化が必須であり、それにより硬化膜が黄変してしまうことがある。そのため黄変が顕著に目立つクリアインクなどでは開始剤量が制限され、紫外線に対して感度が低く硬化が遅くなってしまう。
<変形例>
図18は、本硬化光源34Aの変形例を模式的に図示した説明図である。同図に示す本硬化光源34Aのユニットモジュールがカセット化され、キャリッジ30(図3参照)に本硬化光源ユニットモジュールが取り付けられるカセット(本硬化光源ユニットモジュール)挿入部160,162,164が設けられている。図18に示す例では、ノズル列61が三分割される場合(第4具体例)に対応して、記録媒体搬送方向上流側から、カセット挿入部160,162,164が設けられている。
すなわち、最大像形成層数Nmaxと同じ数のカセット挿入部を備え、ホワイトインクの吐出位置に対応するカセット挿入部に本硬化光源ユニットモジュールを挿入するように構成する態様が好ましい。この場合に、本硬化光源ユニットモジュールの紫外線照射エリアの記録媒体搬送方向の長さは、(ノズル列の全長L/最大像形成層数Nmax)となる。
〔インク供給系の説明〕
図19は、インクジェット記録装置10のインク供給系の構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクカートリッジ36に収容されているインクは、供給ポンプ70によって吸引され、サブタンク72を介してインクジェットヘッド24に送られる。サブタンク72には、内部のインクの圧力を調整するための圧力調整部74が設けられている。
圧力調整部74は、バルブ76を介してサブタンク72と連通される加減圧用ポンプ77と、バルブ76と加減圧用ポンプ77との間に設けられる圧力計78と、を具備している。
通常の印字時は、加減圧用ポンプ77がサブタンク72内のインクを吸引する方向に動作し、サブタンク72の内部圧力及びインクジェットヘッド24の内部圧力が負圧に維持される。一方、インクジェットヘッド24のメンテナンス時は、加減圧用ポンプ77がサブタンク72内のインクを加圧する方向に動作し、サブタンク72の内部及びインクジェットヘッド24の内部が強制的に加圧され、インクジェットヘッド24内のインクがノズルを介して排出される。インクジェットヘッド24から強制的に排出されたインクは、上述したキャップ(図示せず)のインク受けに収容される。
〔インクジェット記録装置の制御系の説明〕
図20はインクジェット記録装置10の構成を示すブロック図である。同図に示すように、インクジェット記録装置10は、制御手段としての制御装置102が設けられている。制御装置102としては、例えば、中央演算処理装置(CPU)を備えたコンピュータ等を用いることができる。制御装置102は、所定のプログラムに従ってインクジェット記録装置10の全体を制御する制御装置として機能するとともに、各種演算を行う演算装置として機能する。制御装置102には、記録媒体搬送制御部104、キャリッジ駆動制御部106、光源制御部108、画像処理部110、吐出制御部112が含まれる。これらの各部は、ハードウエア回路又はソフトウエア、若しくはこれらの組合せによって実現される。
記録媒体搬送制御部104は、記録媒体12(図1参照)の搬送を行うための搬送駆動部114を制御する。搬送駆動部114は、図2に示すニップローラ40駆動する駆動用モータ、及びその駆動回路が含まれる。プラテン26(図1参照)上に搬送された記録媒体12は、インクジェットヘッド24による主走査方向の往復走査(印刷パスの動き)に合わせて、スワス幅単位で副走査方向へ間欠送りされる。
図20に示すキャリッジ駆動制御部106は、キャリッジ30(図1参照)を主走査方向に移動させるための主走査駆動部116を制御する。主走査駆動部116は、キャリッジ30の移動機構に連結される駆動用モータ、及びその制御回路が含まれる。光源制御部108は、光源駆動回路118を介して仮硬化光源32A,32Bの発光を制御するとともに、光源駆動回路119を介して本硬化光源34A,34Bの発光を制御する制御手段である。仮硬化光源32A,32B及び本硬化光源34A,34Bとして、UV‐LED素子(紫外LED素子)やメタルハライドランプなどのUVランプが適用される。
制御装置102は、操作パネル等の入力装置120、表示装置122が接続されている。入力装置120は、手動による外部操作信号を制御装置102へ入力する手段であり、例えば、キーボード、マウス、タッチパネル、操作ボタンなど各種形態を採用しうる。表示装置122には、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、CRTなど、各種形態を採用し得る。オペレータは、入力装置120を操作することにより、作画モードの選択、印刷条件の入力や付属情報の入力・編集などを行うことができ、入力内容や検索結果等の各種情報は、表示装置122の表示を通じて確認することができる。
また、インクジェット記録装置10には、各種情報を格納しておく情報記憶部124と、印刷用の画像データを取り込むための画像入力インターフェース126が設けられている。画像入力インターフェースには、シリアルインターフェースを適用してもよいし、パラレルインターフェースを適用してもよい。この部分には、通信を高速化するためのバッファメモリ(不図示)を搭載してもよい。
画像入力インターフェース126を介して入力された画像データは、画像処理部110にて印刷用のデータ(ドットデータ)に変換される。ドットデータは、一般に、多階調の画像データに対して色変換処理、ハーフトーン処理を行って生成される。色変換処理は、sRGBなどで表現された画像データ(例えば、RGB各色について8ビットの画像データ)をインクジェット記録装置100で使用するインク各色の色データに変換する処理である。
ハーフトーン処理は、色変換処理により生成された各色の色データに対して、誤差拡散法や閾値マトリクス等の処理で各色のドットデータに変換する処理である。ハーフトーン処理の手段としては、誤差拡散法、ディザ法、閾値マトリクス法、濃度パターン法など、各種公知の手段を適用できる。ハーフトーン処理は、一般に3以上の階調値を有する階調画像データを元の階調値未満の階調値を有する階調画像データに変換する。最も簡単な例では、2値(ドットのオンオフ)のドット画像データに変換するが、ハーフトーン処理において、ドットサイズの種類(例えば、大ドット、中ドット、小ドットなどの3種類)に対応した多値の量子化を行うことも可能である。
こうして得られた2値又は多値の画像データ(ドットデータ)は、各ノズルの駆動(オン)/非駆動(オフ)、さらに、多値の場合には液滴量(ドットサイズ)を制御するインク吐出データ(打滴制御データ)として利用される。
吐出制御部112は、画像処理部110において生成されたドットデータに基づいて、ヘッド駆動回路128に対して吐出制御信号を生成する。また、吐出制御部112は、不図示の駆動波形生成部を備えている。駆動波形生成部は、インクジェットヘッド24の各ノズルに対応した吐出エネルギー発生素子(本例では、ピエゾ素子)を駆動するための駆動電圧信号を生成する手段である。駆動電圧信号の波形データは、予め情報記憶部124に格納されており、必要に応じて使用する波形データが出力される。駆動波形生成部から出力された信号(駆動波形)は、ヘッド駆動回路128に供給される。なお、駆動波形生成部から出力される信号はデジタル波形データであってもよいし、アナログ電圧信号であってもよい。
ヘッド駆動回路128を介してインクジェットヘッド24の各吐出エネルギー発生素子に対して、共通の駆動電圧信号が印加され、各ノズルの吐出タイミングに応じて各エネルギー発生素子の個別電極に接続されたスイッチ素子(不図示)のオンオフを切り換えることで、対応するノズルからインクが吐出される。
情報記憶部124は、制御装置102のCPUが実行するプログラム、及び制御に必要な各種データなどが格納されている。情報記憶部124は、作画モードに応じた解像度の設定情報、パス数(スキャンの繰り返し数)、仮硬化光源32A,32B及び本硬化光源34A,34Bの制御情報などが格納されている。
エンコーダ130は、主走査駆動部116の駆動用モータ、及び搬送駆動部114の駆動用モータに取り付けられており、該駆動モータの回転量及び回転速度に応じたパルス信号を出力し、該パルス信号は制御装置102に送られる。エンコーダ130から出力されたパルス信号に基づいて、キャリッジ30の位置、及び記録媒体12の位置が把握される。
センサ132は、キャリッジ30に取り付けられており、センサ132から得られたセンサ信号に基づいて記録媒体12の幅が把握される。
制御装置102は、本硬化光源34A,34Bの光源移動部35の動作を制御する。例えば、入力装置120から画像形成プロセスの選択情報や本硬化光源34A,34Bの位置情報が入力されると、画像形成プロセスに対応する位置に本硬化光源34A(34B)を移動させる。
上記の如く構成されたインクジェット記録装置及び画像形成方法によれば、紫外線の透過特性がよく、紫外線に対する感度が高く硬化が速いインク(カラーインク、クリアインク)に対して、吐出直後に仮硬化光源32A,32Bから低光量の紫外線を照射して仮硬化状態とし、本硬化光源34A,34Bのいずれか一方を、紫外線の透過特性が劣り(紫外線に対する感度が低く)、硬化が遅いインク(ホワイトインク)の吐出位置に移動させ、紫外線に対する感度が低く、硬化の遅いインクに対して吐出直後に本硬化光源34A(34B)から高光量の紫外線を照射して硬化させるので、作画する画像に使用されるインクによって紫外線光量(照射エネルギー量)が最適化され、感度の異なる二種類以上のインクを層として重ねる画像形成が可能となる。
具体的には、カラーインク、クリアインクは、打滴(記録媒体への着弾)直後に仮硬化光源32A,32Bから低光量の紫外線が照射され仮硬化状態とされ、ドット展開時間経過後、かつ、パイルハイトの均一化後に、本硬化光源34B(34A)から高光量の紫外線が照射され本硬化状態とされる。したがって、仮硬化から本硬化までの間にドット展開時間が取られることでドットのゲインをより大きく取ることが可能となり、さらに、パイルハイトの均一化の時間が取られることで画像の粒状性が向上する。
また、本硬化光源34A,34Bの少なくともいずれ一方を、記録媒体搬送方向に平行移動可能に構成するとともに、紫外線に対する感度が低く硬化の遅いインクの吐出位置に選択的に配置することができ、さらに、紫外線に対する感度が低く硬化の遅いインクの吐出範囲(ノズル列の全長L/像形成層数(分割数)N)に対応して本硬化光源34A,34Bの照射エリアが決められるので、紫外線に対する感度が低く硬化の遅いインクのみに選択的に高光量の紫外線が照射され、インク間の硬化時間の差に起因する不具合を回避しうる。
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態について説明する。以下に説明する第2実施形態において、先に説明した第1実施形態と同一又は類似する部分には同一の符号を付して、その説明は省略する。
〔画像形成プロセスの説明〕
図21は、第2実施形態に係る仮硬化光源232A,232B及び本硬化光源234A,234Bの構成、配置を示す説明図である。同図に示す仮硬化光源232A,232Bは、最大像形成層数Nmaxに対応する数のUV‐LED素子233が記録媒体搬送方向に並べられたUV‐LED素子列を一列以上有している。
図21に示す例では、図中左側の仮硬化光源232Aは、8個のUV‐LED素子233により構成されたUV‐LED素子列が走査方向に沿って二列並べられた構造を有し、図中右側の仮硬化光源232Bは、8個のUV‐LED素子233により構成されたLED素子列を一列有している。
UV‐LED素子233は、オンオフ、発光量が個別に制御されるので、インクの硬化特性に合わせて、選択的にUV‐LED素子233をオンオフさせるとともに、個別に発光量が調整される。インクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向下流側に設けられる本硬化光源234A,234Bは、走査方向及び記録媒体搬送方向に沿って複数のUV‐LED素子235が並べられた構造を有している。本硬化光源234A,234Bに具備されるUV‐LED素子235のオンオフ及び照射光量は個別に制御することが可能である。
図22は、透明の記録媒体12にカラー画像層82‐1、白地層80、カラー画像層82‐2が順に積層された構造を有する画像を形成する場合の(像形成層数3の場合、図11参照)、仮硬化光源232A,232B及び本硬化光源234A,234Bの照射制御を模式的に図示した説明図である。同図中、最大発光量で発光させるUV‐LED素子233を「H」とし、中間発光量で発光させるUV‐LED素子233を「L」とし、発光させないUV‐LED素子233を「OFF」とする。
ステップ1はカラー画像層82‐1形成工程であり、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させて、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの上流側領域61‐11から記録媒体12上にカラーインクを吐出させる。また、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの上流側領域61‐11に後続する仮硬化光源32AのUV‐LED素子233(右側列の上から1番目、2番目、3番目)、及び仮硬化光源32BのUV‐LED素子233(上から1番目、2番目、3番目)を中間発光量で発光させ、記録媒体12に着弾した直後のカラーインクに低光量(一回の走査あたり1〜5mJ/cm)の紫外線を照射して仮硬化させ、ゲル状態にする。そうすることでカラーインクの着弾干渉が防止される。
ステップ2はカラー画像層82‐1の形成工程から白地層80の形成工程までの期間であり、仮硬化状態が一定時間維持されることで、カラー画像層82‐1(図11参照)と記録媒体12との密着性が向上し、ドットの広がり及びパイルハイトの低減化が促進される。
ステップ3は白地層80の形成工程であり、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させ、ノズル列61Wの中央領域61‐12のみから仮硬化状態のカラー画像層82‐1の上にホワイトインクを吐出させる。そして、ノズル列61Wの中央領域61‐12に後続する仮硬化光源32AのUV‐LED素子233(左右両列の上から4番目、5番目)、及び仮硬化光源32BのUV‐LED素子233(上から4番目、5番目)を最大発光量で発光させ、記録媒体12に着弾した直後のホワイトインク、及びホワイトインクの下の仮硬化状態のカラー画像層82‐1に対して、高光量(一回の走査あたり10mJ/cm以上)の紫外線が照射され、ほぼ硬化した状態の白地層80(図11参照)が形成される。
ステップ4はカラー画像層82‐2の形成工程であり、記録媒体12のホワイトインク吐出位置からさらに記録媒体搬送方向へ(L/3)だけ下流側のカラーインク吐出位置では、キャリッジ30をキャリッジ移動方向へ走査させて、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの下流側領域61‐13から白地層80の上にカラーインクを吐出させる。また、ノズル列61Y,61M,61C,61K,61LC,61LMの下流側領域61‐13に後続する仮硬化光源32AのUV‐LED素子233(右側列の上から6番目〜8番目)、及び仮硬化光源32BのUV‐LED素子233(上から6番目〜8番目)を中間発光量で発光させ、記録媒体12に着弾した直後のカラーインクに低光量(一回のキャリッジの走査あたり1〜5mJ/cm)の紫外線を照射して仮硬化させ、ゲル状態にする。そうすることでカラーインクの着弾干渉が防止される。仮硬化状態が一定時間維持されることでドットの広がり及びパイルハイトの低減化が促進される。
ステップ5はカラー画像層82の形成工程から本硬化処理工程までの期間であり、インクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向下流側に配置された本硬化光源34A,34BのUV‐LED素子235を最大発光量で発光させ、高光量(一回のキャリッジの走査あたり10mJ/cm以上)の紫外線を照射して、カラー画像層82‐1,82‐2、及び二層のカラー画像層82‐1,82‐2にはさまれた白地層80に本硬化処理が施される。カラー画像層82‐1,82‐2及び白地層80を本硬化させることで、カラー画像層82‐1,82‐2の光沢性が向上し、記録媒体12とカラー画像層82‐1の密着性、カラー画像層82‐1,82‐2と白地層80との密着性が改善と、カラー画像層82の膜質硬化とが両立される。
UV‐LED素子ごとに発光光量を変える方法としては、UV‐LED素子の駆動波形をPWM制御して、点灯駆動波形のデューティ(Duty)を制御する方法、動作電流を低減する方法、オンオフ制御などが考えられる。このようなUV‐LED素子ごとの発光光量の制御は、図20の光源駆動回路118,119により実現される。
上述した第2実施形態において、形成される画像の形態(層形成モード)が決められると、本硬化光源34AのUV‐LED素子235の発光量(UV‐LED素子に供給される電流値)が自動的に制御される態様が好ましい。
本実施形態に示した、仮硬化光源232Aと仮硬化光源232BのUV‐LED素子233の数及び配置はあくまでも例示であり、適宜変更が可能である。例えば、仮硬化光源232Aの232BのUV‐LED素子233の数及び配置と、仮硬化光源232BのUV‐LED素子233の数及び配置とを共通化することも可能である。
〔変形例〕
図23は、第2実施形態にかかる変形例の説明図である。同図に示す変形例は、本硬化光源234Aと仮硬化光源232Aが兼用されている。すなわち、図21に示す仮硬化光源232Aが省略され、本硬化光源234Aを記録媒体搬送方向へ移動させるとともに、ノズルが形成される面(ノズル面)と平行な面内で回転させて、仮硬化光源232Aの位置(符号234’を付して破線により図示)に配置し、かつ、UV‐LED素子233の配置が同じになるように回転させている。
かかる変形例によれば、キャリッジ30に搭載されるUV‐LED素子の総数を減らすことができるとともに、UV‐LED素子の駆動回路(光源駆動回路118,119)を小型化することができ、さらに、キャリッジ30の小型化が可能となる。
(第3実施形態)
〔インクジェットヘッド及び仮硬化光源、本硬化光源の配置〕
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図24は、第3実施形態に係るインクジェットヘッド324の構成、配置及び仮硬化光源332A,332B、本硬化光源334の構成、配置を示す説明図である。
同図に示すインクジェットヘッド324は、記録媒体搬送方向最上流側にホワイトインクを吐出させるノズル列361W‐1を有するWヘッド324W‐1が配置され、Wヘッド324W‐1の記録媒体搬送方向の下流側の隣接位置に、シアンインクを吐出させるノズル列361Cを有するCヘッド324C、マゼンタインクを吐出させるノズル列361Mを有するMヘッド324M、イエローインクを吐出させるノズル列361Yを有するYヘッド324Y、黒インクを吐出させるノズル列361Kを有するKヘッド324Kが配置されている。
Cヘッド324C、Mヘッド324M、Yヘッド324Y、Kヘッド324Kは、キャリッジ移動方向に沿って並ぶように配置され、Wヘッド324W‐1のキャリッジ移動方向の位置に対応してCヘッド324Cが配置されている。
さらに、Cヘッド324C、Mヘッド324M、Yヘッド324Y、Kヘッド324Kの記録媒体搬送方向下流側の隣接位置に、ホワイトインクを吐出させるノズル列316W‐2を有するWヘッド324W‐2、クリアインクを吐出させるノズル列361CLを有するCLヘッド324CLが配置されるとともに、Wヘッド324W‐2及びCLヘッド324CLがキャリッジ移動方向に沿って配置されている。Cヘッド324Cのキャリッジ移動方向の位置に対応してWヘッド324W‐2が配置されている。すなわち、Wヘッド324W‐1と、Cヘッド324Cと、Wヘッド324W‐2と、は記録媒体搬送方向に沿って並ぶように配置されている。
また、インクジェットヘッド324のキャリッジ移動方向の両側には、仮硬化光源332A,332Bが配置されるとともに、仮硬化光源332A,332Bは、インクジェットヘッド324(ノズル列361)の配置に対応して複数のUV‐LED素子333が並べられた構造を有している。さらに、インクジェットヘッド324の記録媒体搬送方向下流側には、複数のUV‐LED素子335が二次元状に配列された本硬化光源334が具備されている。かかる配置を有するインクジェットヘッド324及び仮硬化光源332A,332B、本硬化光源334は一体となってキャリッジ330に搭載されている。
〔画像形成プロセス〕
図24に図示した構成を用いた画像形成プロセスは、第1実施形態の第1具体例から第5具体例に示した画像形成プロセスと、第2実施形態に示した仮硬化光源及び本硬化光源の発光制御が適用される。例えば、図5に図示した二層から成る画像を形成する場合は、ノズル列361W‐1を用いてホワイトインクを吐出させ、記録媒体12(図1参照)に着弾した直後のホワイトインクに高光量の紫外線が照射されるように仮硬化光源332AのUV‐LED素子333を制御して白地層80を形成し、ノズル列361C,361M,361Y,361Kを用いて白地層80の上にカラーインクを吐出させ、記録媒体12に着弾した直後のカラーインクに低光量の紫外線が照射されるように仮硬化光源332AのUV‐LED素子333を制御してカラー画像層82を形成する。
図7,9,11,13に図示した画像についても、ノズル列361W‐1,361W‐2、361CLと、ノズル列361C,361M,361Y,361Kと、を適宜用い、インクの種類に合わせて仮硬化光源332AのUV‐LED素子333及び本硬化光源334のUV‐LED素子335の発光を適宜制御すればよい。
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
〔仮硬化光源の構成例1〕
図25は仮硬化光源410の構成例を示す斜視図である。同図に示すように、本例の仮硬化光源410は、略直方体の箱形状を成す。仮硬化光源410は、アルミ製のハウジング(囲い)412の中に、紫外線発光ダイオード(UV‐LED)素子414が納められ、該ハウジング412の底面部に透過型の光拡散板416が配置された構造を有する。UV‐LED素子414が実装された配線基板420は、LED実装面を光拡散板416の方に向けた状態でハウジング412の上部に配置される。
配線基板420に実装されるUV‐LED素子414の個数については、必要なUV照射幅とコストの観点から、なるべく少ない数とすることが好ましい。本例では、配線基板420上に2個のUV‐LED素子414が配置されている。図3で説明したインクジェットヘッド24の記録媒体搬送方向(X方向)に沿ったノズル列61の全長Lwに対して一度にUV照射を行うことができるUV照射幅を得るために、2個のUV‐LED素子414は、記録媒体搬送方向に並んで配置されている。
これら複数個(ここでは2個)のUV‐LED素子414がX方向に並んだLED素子列の長さ(LED素子列の幅)Lは、インクジェットヘッド24のノズル列61の全長Lよりも短いものとなっている(L<L)。
配線基板420には放熱性・耐熱性が強化されたメタル基板が用いられている。メタル基板の詳細な構造は図示しないが、アルミや銅などのメタル板の上に絶縁層が形成され、該絶縁層の上にUV‐LED素子414及びLED駆動用の配線回路(アノード配線、カソード配線)等が形成されている。なお、ベースメタル上に回路が形成されたメタルベース基板を用いてもよいし、基板内部にメタル板が埋め込まれたメタルコア基板を用いてもよい。
また、配線基板420におけるLED実装面のUV‐LED素子414の周囲には、UV耐性のある高反射率の白色レジスト処理が施されている。この白色レジスト層(不図示)により、配線基板420の表面で紫外線を反射・散乱させることができ、UV‐LED素子414が発生する光を効率良く仮硬化用のUV照射に利用することができる。
光拡散板416は、UV‐LED素子414から発せられた光を透過しつつ拡散させる光学材料で形成された乳白色板である。例えば、光拡散板416は、白色顔料(光拡散性物質)を分散した白色アクリル板が用いられる。白色アクリル板に限らず、ガラスなど透明な材料中に光拡散用の微粒子を分散混入させて形成した光学部材を使用することもできる。光拡散物質(白色顔料等)の含有量を変えることによって透過率や拡散特性が異なる光拡散板が得られる。
なお、透過型の光拡散板として、光を拡散させる手段は、このアクリル樹脂にシリカ粉体を分散させる手段に限らず、溶融石英からなる基板の表面をフロスト処理、曇りガラス処理、スリガラス処理することによっても容易に実現することができる。
図26のような拡散特性を持つ光拡散板416は、配線基板420のLED実装面に対向して、ハウジング412の下部に配置される。図25において光拡散板416の下面は、記録媒体に対面する光出射面417である。光拡散板416で拡散させた光は、光出射面417から記録媒体の上にインクジェットヘッド24のノズル列幅Lw以上の光照射幅で照射される。
光拡散板416の上面、すなわち、光拡散板416の光出射面417と反対側の面(UV‐LED素子414に対面する側の面)は、当該光拡散板416への光入射面418となっている。光拡散板416の光入射面418には、UV‐LED素子414と対向する位置に、UV‐LED素子414の直射光を反射散乱させるためのミラー432(反射部)がコートされている。UV‐LED素子414とミラー432は、ハウジング412内で互いに向かい合うように、対応する位置関係で配置される。
仮硬化光源410のハウジング412は、アルミの板金(処理無し)で構成されており、当該ハウジング412の内周面は、側面反射板として機能する。なお、ハウジング412の内周面に反射率を高める研磨処理や白色塗装などを施してもよい。
このような構成からなる仮硬化光源410によれば、UV‐LED素子414から発せられた光は、光拡散板416のミラー432で反射・散乱し、ミラー432及びハウジング412の内周面(側面反射板)並びに配線基板420の白色レジスト層等で反射・散乱しながら、光拡散板416に進入する。光拡散板416の光入射面418から進入した光は、光拡散板416を通って拡散され、光出射面417から記録媒体に向けて照射される。
図27及び図28は、仮硬化光源410から照射される紫外線の照度分布を示すグラフである。図27は記録媒体上におけるY方向の照度分布を示し、図28は記録媒体上におけるX方向の照度分布を示す。
本実施形態に係る仮硬化光源410の光出射面417は、X方向の幅が約70mm、Y方向の幅が約12mmである。図27、図28に示したように、光拡散板416を通過した光は概ね一様な照度分布に拡散されて照射される。本例の仮硬化光源410によれば、少ない個数(ここでは2個)のUV‐LED素子414を用いた構成(L<L)でありながら、ノズル列61の全長Lw以上の長さの光照射幅が実現されている。
本実施形態によれば、少ない個数のUV‐LED素子を用いて、仮硬化に好適なノズル列幅以上の光照射幅を持つ照度分布を効率良く生成することができる。
〔シングリング走査によるスワス幅について〕
ワイドフォーマット機の作画モードでは、解像度設定ごとに、それぞれシングリング(インターレス)する作画条件が決定されている。具体的には、インクジェットヘッドの吐出ノズル列の幅Lをパス数(スキャン繰り返し回数)だけ分割してシングリング作画するので、インクジェットヘッドのノズル列幅、並びに、主走査方向及び副走査方向のパス数(インターレースする分割数)によってスワス幅が異なる。なお、マルチパス方式によるシングリング作画の詳細については、例えば、特開2004−306617号公報に説明されている。
一例として、FUJIFILM Dimatix社製のQS-10ヘッドを用いた場合のシングリング作画によるパス数とスワス幅の関係は下表(表1)の様になる。作画によって想定されるスワス幅は使用するノズル列幅を主走査方向パス数と副走査方向パス数の積で分割した値となる。
〔仮硬化光源の構成例2〕
既に説明したとおり、シングリング走査でノズル列から打滴しながら、紫外線露光する印字方式の場合、1スワス内に積算露光回数の多いインク滴と少ないインク滴とが存在する。露光回数の違いによる総露光量のばらつきを改善する観点から、仮硬化光源の照度分布を改良し、メディア搬送方向に対して、ノズル列の下流側ほど照度が高くなるような照度分布を付けることが好ましい。図29は、そのような照度分布を実現する仮硬化光源450の構成例である。図29において、先に説明した仮硬化光源410の構成と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。
図29に示した仮硬化光源450は、光拡散板416の光出射面417に、帯状の反射部(反射ミラー)452がミラーコートにより形成されている。反射ミラー452の帯は、メディア搬送方向の下流側ほど、照度が高まるような分布で配置されている。
反射ミラー452の帯は、メディア搬送方向の上流側ほど幅(X方向幅)が広く、下流側に行くにつれて次第に細くなっている。反射ミラー452の部分は光が透過せず、反射ミラー452の無い部分(符号454)から光が照射される。
すなわち、光拡散板416の光出射面417に到達した光のうち、反射ミラー452の部分に到達した光は、当該反射ミラー452によって反射され光拡散板416の中に戻る。一方、光拡散板416の光出射面417に到達した光のうち、反射ミラー452が無い部分(反射ミラー452の帯と帯の間の光通過部454)に到達した光は、その光通過部454から光拡散板416の外へ抜けてくる。光拡散板416の光出射面417における反射ミラー452の帯は、目的の照度分布が得られるように、ある多項式に基づいて、帯幅の変化のさせ方が設計される。反射ミラー452がコートされていない光通過部454の幅(X方向幅)は、メディア搬送方向の下流側ほど広くなっており、下流側ほど照度が増す照度分布が実現される。
図30は、図29で説明した仮硬化光源450のメディア搬送方向(X方向)についての照度分布を示したグラフであり、図14は、Y方向についての照射分布断面を示す。これらは、メディア面上の照射領域の中心線(Y方向中心線、X方向中心線)上での分布を示すものである。図30に示すように、メディア搬送方向の下流側ほど照度が増す分布となっている。本例では、この原理を用いてホワイトインクの照射領域に照度のピークが対応する分布とされる。
このような仮硬化光源の光量調整、照度分布調整を可能にするため、仮硬化光源の光拡散板416を交換可能な構成とする。拡散透過率や光出射面417における反射ミラー452の分布を異ならせた複数種類の光拡散板416を予め準備しておき、使用する記録媒体や作画モードに応じて、光拡散板416を差し替える。
例えば、使用する記録媒体の表面反射率が高いものほど、透過率の低い光拡散板が用いられる。また、作画モードごとに、適切な照度分布を実現する反射ミラー452の分布が設けられた光拡散板が予め用意されており、印刷時の作画モードに応じてオペレータ(プリンタ操作者)が、対応する光拡散板に差し替える作業を行う。
光拡散板416の付け替え作業を容易にするために、ハウジング412の下部に光拡散板416を着脱自在に取り付ける取付構造が設けられる。具体的には、例えば、ハウジング412の光拡散板取付部に、光拡散板416の縁部を支持する溝を形成しておき、その溝に沿って光拡散板416を挿入して光拡散板416をセットする。光拡散板416を交換する場合には、セットされている光拡散板416を引き抜いて、別の光拡散板を再挿入する。このような抜き差し式の取付構造に限らず、爪の係合を利用して着脱する構造や、凹凸の嵌合を利用して着脱する構造など、様々な取付構造を採用し得る。
また、光拡散板のみを差し替える構成に代えて、光拡散板を含む仮硬化光源ごと付け替える構成も可能である。この場合、使用する記録媒体や作画モードに応じた複数種類の仮硬化光源が予め用意されており、使用する記録媒体の種類や印刷時の作画モードに応じてオペレータ(プリンタ操作者)が、対応する仮硬化光源に付け替える作業を行う。
光拡散板、又はこれを含んだ仮硬化光源を取り替えることによって、仮硬化の光量分布を調整して、紫外線に対する感度が低く硬化の遅いインクの吐出領域のみに、高光量の紫外線を照射することが可能となる。
本例では、インクを硬化させる活性光線として紫外線を例示したが、紫外線以外の波長帯域を有する光線を活性光線として用いることも可能である。すなわち、インクを硬化させる活性光線は、インクを硬化させるために必要なエネルギーを照射させることができる波長帯域の光線を適用可能である。また、本硬化光源と仮硬化光源とは異なる波長帯域の光線の活性光線として用いることができる。例えば、仮硬化光源はインクの移動を抑制させる程度にインクを硬化させるエネルギー量を照射できればよく、本硬化光源よりも低い活性化エネルギーを発生させる光線を適用することができる。一方、本硬化光源は、仮硬化光源よりも高い活性化エネルギーを発生させる光線が適用される。
以上、本発明に適用されるインクジェット記録装置及び画像形成方法について詳細に説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、適宜変更が可能である。
〔付記〕
上記に詳述した実施形態についての記載から把握されるとおり、本明細書では以下に示す発明を含む多様な技術思想の開示を含んでいる。
(発明1):活性光線の照射によって硬化するインクを吐出させる複数のノズルが並べられたノズル列を具備し、硬化特性が異なる複数のインクに対応して複数のノズル列を具備する画像形成手段と、前記ノズルから吐出されたインクを付着させる記録媒体と前記ノズル列とを相対的に移動させる相対移動手段と、前記ノズル列が複数の単位に分割された分割単位ごとにインク吐出を制御して、前記分割単位ごとに吐出されたインクによって前記記録媒体上に層を形成するとともに、異なる分割単位から吐出されたインクによって形成される複数の層を積層させるように前記画像形成手段のインク吐出を制御する吐出制御手段と、前記記録媒体に吐出させたインクに対して前記活性光線を照射する活性光線照射手段と、前記記録媒体上の層ごとのインクの硬化特性に合わせて、前記活性光線照射手段からの照射光量を可変させる照射光量可変手段と、を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
本発明によれば、インクごとの硬化特性(活性光線の吸収特性)の違いに応じて、インクごとに活性光線の照射光量を可変させるので、インクごとに好ましい硬化状態を得ることができ、相対的に前記活性光線に対する感度が高く硬化が速いインクによって形成された層と、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクによって形成された層とを重ねることが可能となる。
本発明において、最も活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクに対してより相対的に大きな光量の活性光線が照射される態様がありうる。
(発明2):発明1に記載のインクジェット記録装置において、前記相対移動手段は、前記画像形成手段と前記記録媒体とを前記複数のノズル列の配置方向に沿う第1の方向に相対移動させる第1の相対移動手段と、前記画像形成手段と前記記録媒体とを前記第1の方向と直交する第2の方向に相対移動させる第2の相対移動手段と、を含み、前記照射光量可変手段は、前記複数のインクの硬化特性に応じて、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクの吐出位置に前記活性光線照射手段の照射範囲が対応するように、前記ノズル列の前記第1の方向の外側において、前記第2の方向に沿って移動させること特徴とする。
かかる態様によれば、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクの吐出位置に活性光線の照射範囲が対応するように、活性光線照射手段を移動させるので、インク間の硬化感度の違いによる異常を回避しうる。
かかる態様における第1の方向を主走査方向、第2の方向を副走査方向と呼ぶことがある。
(発明3):発明1又は2に記載のインクジェット記録装置において、前記照射光量可変手段は、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクの吐出位置に前記活性光線照射手段の照射範囲が対応するように、前記活性光線照射手段を移動させること特徴とする。
かかる態様によれば、活性光線照射手段を適宜移動させることで、インクの硬化特性に対応した好ましい活性光線の照射が可能となる。
(発明4):発明3に記載のインクジェット記録装置において、前記照射光量可変手段は、前記画像を構成する層に用いられるインク及び前記層の数が決められる層形成モードが切り換えられると、層形成モードに応じて前記活性光線照射手段を自動的に移動させること特徴とする。
かかる態様によれば、層形成モードに対応した好ましい活性光線の照射が実現されうる。
(発明5):発明1又は2に記載のインクジェット記録装置において、前記活性光線照射手段は、カートリッジ形態に構成された活性光線を発する光源を含み、前記照射光量可変手段は、前記ノズル列の前記第1の方向の外側における前記ノズル列の分割単位に対応する位置に前記光源を収納可能に構成された光源収納部を含むことを特徴とする。
かかる態様によれば、インクの硬化特性に対応して、カートリッジ形態の光源を配置することができ、好ましい活性光線の照射が可能となる。
かかる態様において、光源の位置を検出し、検出結果に基づきカートリッジ(光源)を移動させるように報知する報知手段を備える態様もありうる。
(発明6):発明1に記載のインクジェット記録装置において、前記照射光量可変手段は、前記複数のインクの硬化特性に応じて、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクの吐出位置に対して、前記活性光線照射手段から照射される活性光線の照射光量が他のインクに対して相対的に大きくなるように、前記活性光線の照射量を制御すること特徴とする。
かかる態様によれば、ノズル列の分割単位に合わせて活性光線の照射領域が分割され、分割単位ごとに照射光量を可変させることができるので、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクの吐出位置と相対的に前記活性光線に対する感度が高く硬化が速いインクの吐出位置に最適な活性光線の照射が可能となる。
(発明7):発明6に記載のインクジェット記録装置において、前記照射光量可変手段は、電流値制御、パルス幅変調制御、オンオフ制御のいずれかにより前記活性光線照射手段から照射される活性光線の照射光量を可変させることを特徴とする。
かかる態様において、電流値を制御する電流制御手段、パルス幅変調制御を行うパルス幅変調制御手段、オンオフ制御を行うオンオフ制御手段のいずれかを備える形態がありうる。
(発明8):発明7に記載のインクジェット記録装置において、前記活性光線照射手段は、前記ノズル列の分割単位に対応して前記第2の方向に複数の紫外LED素子を並べた構造を有し、前記照射光量可変手段は、前記ノズル列の分割単位から吐出されるインクの前記活性光線に対する感度に違いに応じて、前記紫外LED素子の発光を制御することを特徴とする。
かかる態様によれば、紫外LED素子は個別に発光制御が可能であり、インクの硬化特性に応じて、各インクの吐出位置に最適な活性光線の照射が可能となる。
(発明9):発明8に記載のインクジェット記録装置において、前記照射光量可変手段は、前記画像を構成する層に用いられるインク及び前記層の数が決められる層形成モードが切り換えられると、層形成モードに応じて相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクの吐出位置に前記活性光線照射手段の照射範囲が対応するように、前記紫外LED素子の照射光量を自動的に可変させること特徴とする。
かかる態様によれば、層形成モードに応じた好ましい画像形成が実行される。
(発明10):発明1から9のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置において、前記活性光線照射手段の前記第2の方向における照射範囲の長さは、前記ノズル列の前記第2の方向における全長を前記ノズル列の分割単位の数で除算した値以下であることを特徴とする。
かかる態様によれば、不要な領域への活性光線の照射が防止される。
かかる態様において、ノズル列の第2の方向における全長をL、ノズル列の分割数をNとすると、活性光線照射手段の第2の方向における照射範囲は、L/N以下となる。
(発明11):発明1から10のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置において、前記ノズル列の分割単位の数は、記録媒体上に形成された画像の層の数と等しいことを特徴とする。
かかる態様において、二層からなる画像が形成される場合は、ノズル列は第2の方向の上流側領域と下流側領域に分割される。例えば、第1のノズル列の上流側領域から相対的に前記活性光線に対する感度が高く硬化が速いインクが吐出され、第2のノズル列の下流側領域から相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクが吐出される場合は、活性光線照射手段の照射領域が第2のノズル列の下流側領域に対応するように活性光線照射手段を移動させ、相対的に前記活性光線に対する感度が高く硬化が速いインクからなる層の上に相対的に硬化が前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクからなる層が積層される。
(発明12):請求項2から11のいずれかに記載のインクジェット記録装置において、前記第2の相対移動手段は、前記ノズル列の分割単位の前記第2の方向における長さを、前記第1の方向の前記複数のノズル列の配置ピッチを前記第1の方向における最小ドット間隔で除算した値と、前記第2の方向の前記ノズルの配置ピッチを前記第2の方向の最小ドット間隔で除算した値とを乗算した値として定義されるマルチパス数で除算した長さを一回の搬送における搬送量として、前記画像形成手段と前記記録媒体とを間欠的に一方向に相対搬送することを特徴とする。
かかる態様によれば、記録媒体と画像形成手段とを往復移動させることなく、複数の層を積層させた画像を形成しうる。
(発明13):発明2から12のいずれかに記載のインクジェット記録装置において、前記活性光線照射手段は、前記複数のノズル列の前記第1の方向における外側に設けられ、前記第2の方向について前記ノズル列の前記第2の方向における全長に対応する長さの照射範囲を有し、前記記録媒体に着弾したインクを仮硬化させる仮硬化手段を含むことを特徴とする。
かかる態様によれば、インクを仮硬化させることで、隣接位置に着弾したインク液滴同士の着弾干渉が防止される。また、仮硬化状態が所定期間維持されることで、インク液滴が所定サイズに広がることが可能となり、インク液滴の高さ(厚み)が均一化される。さらに、記録媒体又は他の層との間で所定の密着性を確保しうる。
かかる態様における「仮硬化」とは、記録媒体上におけるインク液滴の移動が起きない程度にインク液滴を硬化させた状態である。仮硬化手段による照射エネルギーは、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクに照射されるエネルギーの1/250程度が好ましい。
(発明14):発明13に記載のインクジェット記録装置において、前記活性光線照射手段は、前記第2の方向における前記ノズル列の下流側であり、前記第1の方向の前記ノズル列の両側に設けられ、前記仮硬化手段によって仮硬化させたインクを本硬化させる本硬化手段を含み、前記ノズル列の両側に設けられた前記本硬化手段のいずれか一方は、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクの吐出位置に対して活性光線を照射することを特徴とする。
かかる態様によれば、インク液滴を本硬化させる本硬化手段と、前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクに活性光線を照射する手段とを兼用することで、画像形成手段の構成の簡素化、小型化に寄与する。
かかる態様における「本硬化」とは、記録媒体上のインク液滴を完全に硬化させた状態である。
かかる態様における本硬化手段から照射される第1の方向への一回の移動あたりの活性光線のエネルギーは、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクに照射される第1の方向への一回の移動あたりのエネルギーと同一とすることが可能である。
(発明15):発明14に記載のインクジェット記録装置において、前記本硬化光源は、前記第1の方向に所定の長さの照射範囲を有するとともに、当該照射範囲を前記ノズル列の分割単位の前記第2の方向における長さに対応して分割可能に構成され、前記照射光量可変手段は、前記本硬化光源を第1の方向に沿って移動させるとともに前記ノズルが形成される面と平行な面内で回転させて、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクの吐出位置に対して活性光線を照射することを特徴とする。
(発明16):発明1から15のいずれかに記載のインクジェット記録装置において、前記画像形成手段は、カラー画像を形成するカラーインクが吐出されるカラーインクノズル列と、カラーインクに比べて相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いホワイトインクが吐出されるホワイトインクノズル列と、を含み、前記照射光量可変手段は、ホワイトインクの吐出位置への照射光量をカラーインクの吐出位置への照射光量よりも大きくするように前記活性光線照射手段による前記活性光線の照射を制御することを特徴とする。
かかる態様における「ホワイトインク」は、顔料として酸化チタンを含有しているものや、開始剤の含有量が低減化されているものなど、カラーインクに対して前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクが含まれる。
また、カラーインクとは、シアン、マゼンタ、イエローなどの色インクや、これらのライトインク、ダークインクが含まれる。
(発明17):発明16に記載のインクジェット記録装置において、前記照射光量可変手段は、前記第1の方向への一回の移動あたりのホワイトインクの吐出位置への照射エネルギーが、カラーインクを仮硬化させるときの前記第1の方向への一回の移動あたりのカラーインクの吐出位置への照射エネルギーの2倍以上とするように前記活性光線照射手段による前記活性光線の照射を制御することを特徴とする。
かかる態様において、第1の方向への一回の移動あたりのホワイトインクの吐出位置への照射エネルギーが、カラーインクを仮硬化させるときの第1の方向への一回の移動あたりのカラーインクの吐出位置への照射エネルギーの10倍以上とする態様が好ましい。
かかる態様の具体例として、カラーインクを仮硬化させるときの第1の方向への一回の移動あたりのエネルギーを1から5mJ/cmとし、ホワイトインクに照射される第1の方向への一回の移動あたりのエネルギーを10mJ/cm以上とする態様が挙げられる。
(発明18):発明16又は17に記載のインクジェット記録装置において、前記照射光量可変手段は、前記第1の方向への一回の移動あたりのホワイトインクの吐出位置への照射エネルギーがカラーインクを本硬化させるときの前記第1の方向への一回の移動あたりのカラーインクの吐出位置への照射エネルギーと略同一になるように前記活性光線照射手段による前記活性光線の照射光量を可変させることを特徴とする。
かかる態様の具体例として、カラーインクを本硬化させるときにエネルギー及びホワイトインクに照射される第1の方向への一回の移動あたりのエネルギーを10mJ/cm以上とする態様が挙げられる。
(発明19):発明16から18のいずれかに記載のインクジェット記録装置において、吐出制御手段は、記録媒体上にホワイトインクによる白地層を形成し、前記白地層の上にカラーインクによるカラー画像層を形成するように前記画像形成手段によるインク吐出を制御することを特徴とする。
白地層(カラー画像層の下地となる像)を形成するホワイトインクは、いわゆるべた画像であって、着弾干渉防止、インク液滴が広がる時間の確保、インク液滴の高さを均一化させるための時間の確保をすることなく完全硬化させてもよい。
一方、カラー画像層を形成する際に、カラーインクを一旦仮硬化させ、所定時間経過後にカラーインクを本硬化させる態様が好ましい。
(発明20):発明16から18のいずれかに記載のインクジェット記録装置において、吐出制御手段は、透明又は半透明の記録媒体上にカラーインクによるカラー画像層を形成し、前記カラー画像層の上にホワイトインクによる白地層を形成するように前記画像形成手段によるインク吐出を制御することを特徴とする。
かかる態様において、カラー画像層を形成する際に、カラーインクを一旦仮硬化させ、所定時間経過後に、仮硬化状のカラーインクに対してホワイトインクを吐出させ、カラーインク及びホワイトインクを一斉に本硬化させる態様が好ましい。
(発明21):発明16から18のいずれかに記載のインクジェット記録装置において、吐出制御手段は、記録媒体上にホワイトインクによる白地層を形成し、前記白地層の上にカラーインクによるカラー画像層を形成し、前記カラー画像層の上にホワイトインクによる白地層を形成するように前記画像形成手段によるインク吐出を制御することを特徴とする。
かかる態様において、カラー画像層を形成する際に、カラーインクを一旦仮硬化させ、所定時間経過後に、仮硬化状のカラーインクに対してホワイトインクを吐出させ、カラーインク及びホワイトインクを一斉に本硬化させ、その後、白地層の上にカラーインクを吐出させ、カラーインクを一旦仮硬化させ、所定時間経過後にカラーインクを本硬化させる態様が好ましい。
(発明22):発明2から20のいずれかに記載のインクジェット記録装置において、前記画像形成手段は、クリアインクを吐出させるクリアノズル列を含み、前記照射光量可変手段は、前記第1の方向への一回の移動あたりのクリアインクの吐出位置への照射エネルギーが、前記第1の方向への一回の移動あたりのカラーインクの吐出位置への照射エネルギーと略同一となるように前記活性光線照射手段による前記活性光線の照射光量を可変させることを特徴とする。
照射エネルギーの具体例として、カラーインク及びクリアインクを仮硬化させるときの第1の方向への一回の移動あたりのエネルギーを1から5mJ/cmとし、本硬化させるときの第1の方向への一回の移動あたりのエネルギーを10mJ/cm以上とする態様が挙げられる。
(発明23):発明22に記載のインクジェット記録装置において、吐出制御手段は、記録媒体上にカラーインクによるカラー画像層を形成し、前記カラー画像層の上にクリアインクによる透明層を形成するように前記画像形成手段によるインク吐出を制御することを特徴とする。
かかる態様において、カラーインク、クリアインクとも、一旦仮硬化させ、所定時間経過後に本硬化させる態様が好ましい。
(発明24):発明1から23のいずれかに記載のインクジェット記録装置において、前記画像形成手段は、硬化特性が異なるインクに対応して複数のノズル列を具備するインクジェットヘッドを備えたことを特徴とする。
(発明25):発明1から23のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置において、前記画像形成手段は、硬化特性が異なるインクに対応するノズル列を具備するインクジェットヘッドをインクごとに備えたことを特徴とする。
(発明26):記録媒体と複数のノズルが並べられたノズル列とを相対的に移動させながら、活性光線の照射によって硬化するインクを、前記ノズル列が複数の単位に分割された単位ごとに吐出させるとともに、硬化特性が異なるインクを異なるノズル列から吐出させて、前記ノズル列の分割単位ごとに吐出されたインクによって記録媒体上に層を形成するとともに、異なる分割単位から吐出されたインクによって形成される複数の層を積層させるインク吐出工程と、前記記録媒体に形成される層を構成するインクの硬化特性に合わせて、前記活性光線照射手段からの照射光量を可変させる活性光線照射工程と、を含むことを特徴とする画像形成方法。
10…インクジェット記録装置、12…記録媒体、24,24C,24M,24Y,24K,24CL,24W…インクジェットヘッド、32A,32B,232A,232B,332A,332B、410…仮硬化光源、34A,34,234A,234B,334…本硬化光源、35…光源移動部(移動機構)、61,61C,61M,61Y,61K,61CL,61W…ノズル列、61‐1,61‐2,61‐11,61‐12,61‐13…分割単位、80…白地層、82,82‐1,82‐2…カラー画像層、84…透明層、102…制御装置、108…光源制御部、114…搬送駆動部、116…主走査駆動部、118,119…光源駆動回路,128…吐出制御部、223,235,333,335,414…UV‐LED素子

Claims (26)

  1. 活性光線の照射によって硬化するインクを吐出させる複数のノズルが並べられたノズル列を具備し、硬化特性が異なる複数のインクに対応して複数のノズル列を具備する画像形成手段と、
    前記ノズルから吐出されたインクを付着させる記録媒体と前記ノズル列とを相対的に移動させる相対移動手段と、
    前記ノズル列が複数の単位に分割された分割単位ごとにインク吐出を制御して、前記分割単位ごとに吐出されたインクによって前記記録媒体上に層を形成するとともに、異なる分割単位から吐出されたインクによって形成される複数の層を積層させるように前記画像形成手段のインク吐出を制御する吐出制御手段と、
    前記記録媒体に吐出させたインクに対して前記活性光線を照射する活性光線照射手段と、
    前記記録媒体上の層ごとのインクの硬化特性に合わせて、前記活性光線照射手段からの照射光量を可変させる照射光量可変手段と、
    を備え、
    前記照射光量可変手段は、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクの吐出位置に前記活性光線照射手段の照射範囲が対応するように、前記活性光線照射手段を移動させることを特徴とするインクジェット記録装置。
  2. 前記照射光量可変手段は、前記層に用いられるインク及び前記層の数が決められる層形成モードが切り換えられると、層形成モードに応じて前記活性光線照射手段を自動的に移動させること特徴とする請求項1に記載のインクジェット記録装置。
  3. 前記相対移動手段は、前記画像形成手段と前記記録媒体とを前記複数のノズル列の配置方向に沿う第1の方向に相対移動させる第1の相対移動手段と、
    前記画像形成手段と前記記録媒体とを前記第1の方向と直交する第2の方向に相対移動させる第2の相対移動手段と、を含み、
    前記照射光量可変手段は、前記活性光線照射手段を前記ノズル列の前記第1の方向の外側において、前記第2の方向に沿って移動させること特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェット記録装置。
  4. 前記活性光線照射手段は、前記複数のノズル列の前記第1の方向における外側に設けられ、前記第2の方向について前記ノズル列の前記第2の方向における全長に対応する長さの照射範囲を有し、前記記録媒体に着弾したインクを仮硬化させる仮硬化手段を含むことを特徴とする請求項3に記載のインクジェット記録装置。
  5. 前記活性光線照射手段は、前記第2の方向における前記ノズル列を基準とした前記記録媒体の相対移動方向の下流側であり、前記第1の方向の前記ノズル列の両側に設けられ、前記仮硬化手段によって仮硬化させたインクを本硬化させる本硬化手段を含み、
    前記ノズル列の両側に設けられた前記本硬化手段のいずれか一方は、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクの吐出位置に照射範囲が対応するように移動されることによって前記吐出位置に対して活性光線を照射することを特徴とする請求項に記載のインクジェット記録装置。
  6. 前記本硬化手段は、前記第1の方向に所定の長さの照射範囲を有するとともに、当該照射範囲を前記ノズル列の分割単位の前記第2の方向における長さに対応して分割可能に構成され、
    前記照射光量可変手段は、前記本硬化手段を第1の方向に沿って移動させるとともに前記ノズルが形成される面と平行な面内で回転させて、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクの吐出位置に対して活性光線を照射することを特徴とする請求項に記載のインクジェット記録装置。
  7. 活性光線の照射によって硬化するインクを吐出させる複数のノズルが並べられたノズル列を具備し、硬化特性が異なる複数のインクに対応して複数のノズル列を具備する画像形成手段と、
    前記ノズルから吐出されたインクを付着させる記録媒体と前記画像形成手段とを前記複数のノズル列の配置方向に沿う第1の方向に相対移動させる第1の相対移動手段、及び前記画像形成手段と前記記録媒体とを前記第1の方向と直交する第2の方向に相対移動させる第2の相対移動手段を含む相対移動手段と、
    前記ノズル列が複数の単位に分割された分割単位ごとにインク吐出を制御して、前記分割単位ごとに吐出されたインクによって前記記録媒体上に層を形成するとともに、異なる分割単位から吐出されたインクによって形成される複数の層を積層させるように前記画像形成手段のインク吐出を制御する吐出制御手段と、
    前記記録媒体に吐出させたインクに対して前記活性光線を照射する活性光線照射手段と、
    前記記録媒体上の層ごとのインクの硬化特性に合わせて、前記活性光線照射手段からの照射光量を可変させる照射光量可変手段と、
    を備え、
    前記活性光線照射手段は、前記複数のノズル列の配列方向に沿う第1の方向における前記複数のノズル列の外側に設けられ、前記第1の方向と直交する第2の方向の前記ノズル列の全長に対応する長さの照射範囲を有し、前記記録媒体に着弾したインクを仮硬化させる仮硬化手段、及び前記第2の方向における前記ノズル列を基準とした前記記録媒体の相対移動方向の下流側であり、前記第1の方向の前記ノズル列の両側に設けられ、前記仮硬化手段によって仮硬化させたインクを本硬化させる本硬化手段を含み、かつ、前記活性光線照射手段を前記ノズル列の前記第1の方向の外側において、前記第2の方向に沿って移動させ、
    前記ノズル列の両側に設けられた前記本硬化手段のいずれか一方は、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクの吐出位置に照射範囲が対応するように移動されることによって前記吐出位置に対して活性光線を照射することを特徴とするインクジェット記録装置。
  8. 前記本硬化手段は、前記第1の方向に所定の長さの照射範囲を有するとともに、当該照射範囲を前記ノズル列の分割単位の前記第2の方向における長さに対応して分割可能に構成され、
    前記照射光量可変手段は、前記本硬化手段を第1の方向に沿って移動させるとともに前記ノズルが形成される面と平行な面内で回転させて、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクの吐出位置に対して活性光線を照射することを特徴とする請求項に記載のインクジェット記録装置。
  9. 前記照射光量可変手段は、電流値制御、パルス幅変調制御、オンオフ制御のいずれかにより前記活性光線照射手段から照射される活性光線の照射光量を可変させることを特徴とする請求項又はに記載のインクジェット記録装置。
  10. 前記活性光線照射手段は、前記ノズル列の分割単位に対応して前記第2の方向に複数の紫外LED素子を並べた構造を有し、
    前記照射光量可変手段は、前記ノズル列の分割単位から吐出されるインクの前記活性光線に対する感度の違いに応じて、前記紫外LED素子の発光を制御することを特徴とする請求項に記載のインクジェット記録装置。
  11. 前記照射光量可変手段は、前記層に用いられるインク及び前記層の数が決められる層形成モードが切り換えられると、層形成モードに応じて相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクの吐出位置に前記活性光線照射手段の照射範囲が対応するように、前記紫外LED素子の照射光量を自動的に可変させること特徴とする請求項10に記載のインクジェット記録装置。
  12. 前記活性光線照射手段の前記第2の方向における照射範囲の長さは、前記ノズル列の前記第2の方向における全長を前記ノズル列の分割単位の数で除算した値以下であることを特徴とする請求項3から11のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  13. 前記ノズル列の分割単位の数は、記録媒体上に形成された画像の層の数と等しいことを
    特徴とする請求項3から12のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  14. 記第2の相対移動手段は、前記ノズル列の分割単位の前記第2の方向における長さを、前記ノズル列を前記第1の方向に1回走査させたときに形成されるドット配置間隔を前記第1の方向における最小ドット間隔で除算した値と、前記第2の方向の前記ノズルの配置ピッチを前記第2の方向の最小ドット間隔で除算した値とを乗算した値として定義されるマルチパス数で除算した長さを一回の搬送における搬送量として、前記画像形成手段と前記記録媒体とを間欠的に一方向に相対搬送することを特徴とする請求項3から13のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  15. 前記画像形成手段は、カラー画像を形成するカラーインクが吐出されるカラーインクノズル列と、カラーインクに比べて相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いホワイトインクが吐出されるホワイトインクノズル列と、を含み、
    前記照射光量可変手段は、ホワイトインクの吐出位置への照射光量をカラーインクの吐出位置への照射光量よりも大きくするように前記活性光線照射手段による前記活性光線の照射を制御することを特徴とする請求項3から14のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  16. 前記照射光量可変手段は、前記第1の方向への一回の移動あたりのホワイトインクの吐出位置への照射エネルギーが、カラーインクを仮硬化させるときの前記第1の方向への一回の移動あたりのカラーインクの吐出位置への照射エネルギーの2倍以上とするように前記活性光線照射手段による前記活性光線の照射を制御することを特徴とする請求項15に記載のインクジェット記録装置。
  17. 前記照射光量可変手段は、前記第1の方向への一回の移動あたりのホワイトインクの吐出位置への照射エネルギーがカラーインクを本硬化させるときの前記第1の方向への一回の移動あたりのカラーインクの吐出位置への照射エネルギーと同一になるように前記活性光線照射手段による前記活性光線の照射光量を可変させることを特徴とする請求項15又は16に記載のインクジェット記録装置。
  18. 吐出制御手段は、記録媒体上にホワイトインクによる白地層を形成し、前記白地層の上にカラーインクによるカラー画像層を形成するように前記画像形成手段によるインク吐出を制御することを特徴とする請求項15から17のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  19. 吐出制御手段は、透明又は半透明の記録媒体上にカラーインクによるカラー画像層を形成し、前記カラー画像層の上にホワイトインクによる白地層を形成するように前記画像形成手段によるインク吐出を制御することを特徴とする請求項15から17のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  20. 前記吐出制御手段は、記録媒体上にカラーインクによるカラー画像層を形成し、前記カラー画像層の上にホワイトインクによる白地層を形成し、前記白地層の上にカラーインクによるカラー画像層を形成するように前記画像形成手段によるインク吐出を制御することを特徴とする請求項15から17のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  21. 前記画像形成手段は、クリアインクを吐出させるクリアノズル列を含み、
    前記照射光量可変手段は、前記第1の方向への一回の移動あたりのクリアインクの吐出位置への照射エネルギーが、前記第1の方向への一回の移動あたりのカラーインクの吐出位置への照射エネルギーと同一となるように前記活性光線照射手段による前記活性光線の照射光量を可変させることを特徴とする請求項3から20のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  22. 吐出制御手段は、記録媒体上にカラーインクによるカラー画像層を形成し、前記カラー画像層の上にクリアインクによる透明層を形成するように前記画像形成手段によるインク吐出を制御することを特徴とする請求項21に記載のインクジェット記録装置。
  23. 前記画像形成手段は、硬化特性が異なるインクに対応して複数のノズル列を具備するインクジェットヘッドを備えたことを特徴とする請求項3から22のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  24. 前記画像形成手段は、硬化特性が異なるインクに対応するノズル列を具備するインクジェットヘッドをインクごとに備えたことを特徴とする請求項3から22のいずれか1項に記載のインクジェット記録装置。
  25. 記録媒体と複数のノズルが並べられたノズル列とを相対的に移動させながら、活性光線の照射によって硬化するインクを、前記ノズル列が複数の単位に分割された単位ごとに吐出させるとともに、硬化特性が異なるインクを異なるノズル列から吐出させて、前記ノズル列の分割単位ごとに吐出されたインクによって記録媒体上に層を形成するとともに、異なる分割単位から吐出されたインクによって形成される複数の層を積層させるインク吐出工程と、
    前記記録媒体に形成される層を構成するインクの硬化特性に合わせて、前記記録媒体に吐出させたインクに対して前記活性光線を照射する活性光線照射手段からの照射光量を可変させる活性光線照射工程と、
    を含み、
    前記活性光線照射工程は、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクの吐出位置に前記活性光線照射手段の照射範囲が対応するように、前記活性光線照射手段を移動させることを特徴とする画像形成方法。
  26. 記録媒体と複数のノズルが並べられたノズル列とを前記複数のノズル列の配置方向に沿う第1の方向に相対的に移動させ、かつ、前記記録媒体と前記複数のノズル列とを第1の方向と直交する第2の方向に相対移動させながら、活性光線の照射によって硬化するインクを、前記ノズル列が複数の単位に分割された単位ごとに吐出させるとともに、硬化特性が異なるインクを異なるノズル列から吐出させて、前記ノズル列の分割単位ごとに吐出されたインクによって記録媒体上に層を形成するとともに、異なる分割単位から吐出されたインクによって形成される複数の層を積層させるインク吐出工程と、
    前記記録媒体に形成される層を構成するインクの硬化特性に合わせて、前記記録媒体に吐出させたインクに対して前記活性光線を照射する活性光線照射手段からの照射光量を可変させる活性光線照射工程と、
    を含み、
    前記活性光線照射手段は、前記複数のノズル列の配列方向に沿う第1の方向における前記複数のノズル列の外側に設けられ、前記第1の方向と直交する第2の方向の前記ノズル列の全長に対応する長さの照射範囲を有し、前記記録媒体に着弾したインクを仮硬化させる仮硬化手段、及び前記第2の方向における前記ノズル列を基準とした前記記録媒体の相対移動方向の下流側であり、前記第1の方向の前記ノズル列の両側に設けられ、前記仮硬化手段によって仮硬化させたインクを本硬化させる本硬化手段を含み、
    前記活性光線照射工程は、前記活性光線照射手段を前記ノズル列の前記第1の方向の外側において、前記第2の方向に沿って移動させ、前記ノズル列の両側に設けられた前記本硬化手段のいずれか一方から、相対的に前記活性光線に対する感度が低く硬化が遅いインクの吐出位置に照射範囲が対応するように移動されることによって前記吐出位置に対して活性光線を照射することを特徴とする画像形成方法。
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