JP5754149B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体に付着した液滴に電磁波を照射する照射器を備える画像形成装置に関する。

光硬化性のインクに対して少なくとも１回だけフラッシュを照射するようにフラッシュ光源を制御する記録装置が提案されている（特許文献１、参照）。インクに対して少なくとも１回だけフラッシュが照射されることが保証されるため、確実にインクを硬化させることができる。

特開２００６−１４２６１３号公報

特許文献１においては、確実にインクを硬化させることができても、インク滴の表面光沢度を調整できないという問題があった。すなわち、インクの種類に適したインク滴の表面光沢度が実現できないという問題があった。例えば、印刷物の表面の光沢度を高めるためのインクと、印刷物の下地を構成するインクとでは、インク滴に求められる表面光沢度が異なる。
本発明は、前記課題にかんがみてなされたもので、液滴の種類に適した表面光沢度を実現する技術の提供を目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置において、液滴付着手段は、記録媒体に第１種の液滴と、第１種の液滴とは異なる第２種の液滴とを付着させる。照射器は、記録媒体に付着した第１種の液滴および第２種の液滴に対して個別に電磁波を照射する。照射制御手段は、照射器に電磁波を周期的に照射させる。周波数設定手段は、第１種の液滴の表面光沢度が所定の閾値以上となるように照射器に電磁波を照射させる周期である照射周期の周波数を第１周波数に設定する。一方、第２種の液滴の表面光沢度が閾値未満となるように照射周期の周波数を第１周波数と異なる第２周波数に設定する。これにより、第１種の液滴については表面光沢度を閾値よりも高くし、第２種の液滴については表面光沢度を閾値以下とすることができる。すなわち、液滴の種類に適した表面光沢度を実現できる。

また、液滴付着手段は、第２種の液滴を第１種の液滴よりも先に記録媒体に付着させてもよい。この場合、印刷物において第１種の液滴の方が第２種の液滴よりも表面に近い位置に付着されることとなり、第１種の液滴の方が第２種の液滴よりも印刷物の表面光沢度に大きく寄与することとなる。従って、第１種の液滴の表面光沢度を閾値よりも高くすることにより、印刷物の高い表面光沢度を実現できる。また、第２種の液滴は、第１種の液滴が付着される下地をなす。従って、第２種の液滴の表面光沢度を閾値以下とし、表面粗さをある程度確保することにより、第２種の液滴の表面と、第２種の液滴の後に付着される液滴（第１種の液滴も含む）との接合強度を高くすることができる。

さらに、液滴付着手段は、白色の色材を含む第２種の液滴を記録媒体に最初に付着させてもよい。白色の色材を含む第２種の液滴を記録媒体に最初に付着させることにより、白色の下地を形成することができ、当該下地の上に他の液滴（第２種の液滴を含む）を付着させることにより、白色の記録媒体上に印刷した場合と同様に多様な色を再現できる。このように第２種の液滴によって白色の下地を形成する場合、第２種の液滴の印刷物の表面光沢度に寄与度は低くなるため、印刷物の表面光沢度を高くするために、第２種の液滴の表面光沢度を閾値よりも高くする必要性は低い。従って、第２種の液滴の表面光沢度を閾値未満とすることにより、表面における乱反射を促進して下地の白色感を高めることができる。さらに、第２種の液滴の表面光沢度を閾値未満とすることにより、下地の上に付着される液滴との接合強度を確保することができる。

また、液滴付着手段は、透明な第１種の液滴を記録媒体に最後に付着させてもよい。透明な第１種の液滴を最後に付着させることにより、印刷物の色を変化させることなく、最も表面に付着される第１種の液滴によって印刷物の表面光沢度を調整できる。すなわち、最も表面に付着される第１種の液滴の表面光沢度を閾値よりも高くすることにより、印刷物の表面光沢度を効果的に高めることができる。

さらに、液滴付着手段は、第２種の液滴よりも後において、第１種の液滴と第２種の液滴のいずれとも異なる第３種の液滴を記録媒体に付着させてもよい。ここで、透明な第１種の液滴を最後に付着させる場合、第１種の液滴によって印刷物の高い表面光沢度が実現できるため、印刷物の表面光沢度を高くするために第３種の液滴の表面光沢度を高くする必要性は低い。また、透明な第１種の液滴を最後に付着させる場合、第３種の液滴の表面と第１種の液滴との接合強度を高くする必要がある。従って、周波数設定手段は、第１種の液滴を記録媒体に付着させる場合には、第３種の液滴の表面光沢度が閾値未満となるように照射周期の周波数を第２周波数に設定するのが望ましい。
一方、透明な第１種の液滴を最後に付着させない場合、第３種の液滴が印刷物の表面光沢度に対する寄与度が大きくなるため、印刷物の表面光沢度を高くするために第３種の液滴の表面光沢度を高くする必要性がある。従って、第１種の液滴を記録媒体に付着させない場合には、第３種の液滴の表面光沢度が閾値以上となるように照射周期の周波数を第１周波数に設定するのが望ましい。

ここで、第１周波数は５Ｈｚ以上かつ１０００Ｈｚ未満であることが望ましい。これにより、第１種の液滴の表面光沢度を閾値よりも高くすることができる。電磁波が照射される期間において液滴の表面が偏って硬化することとなる。電磁波は液滴が深さ方向に進行するにつれて減衰するため、表面に偏って硬化に必要な電磁波のエネルギーが付与されるからである。従って、電磁波が照射される期間において液滴の表面の硬化を促進できる。その一方で、液滴の表面は酸素にさらされるため、液滴の表面の硬化が酸素阻害により抑制される。特に、電磁波が照射されない期間においては、酸素によって硬化が酸素阻害により抑制されにくい液滴の内部が偏って硬化することとなる。すなわち、電磁波を照射させる期間と、電磁波を照射させない期間とを設けることにより、液滴の表面と内部とにおける硬化をバランスよく進行させることができる。液滴の表面と内部とにおける硬化をバランスよく進行させることにより、表面と内部とにおいて液滴の硬化にともなう収縮を均一にすることができる。従って、液滴が歪むことにより表面に凹凸が形成され、表面光沢度が低下することが防止でき、高い表面光沢度を実現できる。第１種についての照射周期の周波数を５Ｈｚ以上かつ１０００Ｈｚ未満に設定することにより、第１種の液滴の表面の硬化を促進させる期間の長さと、第１種の液滴の内部の硬化を促進させる期間の長さとが適度の長さとなり、第１種の高い表面光沢度が実現できる。さらに、第１周波数を５０Ｈｚ以上かつ４００Ｈｚ未満と設定してもよい。これにより、第１種の液滴の表面が偏って硬化する期間の長さと、第１種の液滴の内部が偏って硬化する期間の長さとをより好適な長さとすることができ、第１種の液滴の表面光沢度をより高めることができる。

一方、第２周波数は５Ｈｚ未満または１０００Ｈｚ以上であることが望ましい。これにより、第２種の液滴の表面光沢度を閾値以下とすることができる。照射周期の周波数が５Ｈｚ未満となると、紫外線を照射させない期間が酸素の拡散速度に対して長くなり過ぎ、液滴の内部においても酸素阻害が生じるものと推測される。一方、照射周期の周波数が１０００Ｈｚ以上となると、紫外線を照射させない期間が酸素の拡散速度に対して短くなり過ぎ、酸素阻害により表面の偏った硬化を抑制できなくなるものと推測される。従って、第２周波数を５Ｈｚ未満または１０００Ｈｚ以上と設定することにより、第２種の液滴の深さ方向に偏った収縮を生じさせることができる。すなわち、第２周波数を５Ｈｚ未満または１０００Ｈｚ以上と設定することにより、第２種の液滴の表面に歪みを生じさせ第２種の液滴の表面光沢度の低くできる。

なお、以上説明したように照射周期の周波数の設定を行うことにより所望の表面光沢度を実現するために、記録媒体上における液滴の厚みが５μｍ以上かつ１０μｍ以下であるのが望ましい。
なお、本発明の効果は画像形成装置単独でも実現できるし、画像形成装置を他の装置に組み込んだ場合でも実現できる。

（１Ａ）は画像形成装置のブロック図、（１Ｂ）は印刷ヘッドの底面図である。 （２Ａ）は駆動信号を示すグラフ、（２Ｂ）は照射条件テーブルを示す表である。 （３Ａ）は表面粗さを示すグラフ、（３Ｂ）〜（３Ｇ）は印刷物を示す模式図である。 ラジカル濃度を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら以下の順に説明する。なお、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
（１）画像形成装置の構成：
（２）印刷結果：
（３）変形例：

（１）画像形成装置の構成：
図１Ａは本発明の一実施形態にかかる画像形成装置１のブロック図である。画像形成装置１は、紫外線硬化型インクにより記録媒体上に印刷画像を形成するライン型インクジェットプリンターである。画像形成装置１は、コントローラー１０と印刷ユニット２０と照射ユニット３０と搬送ユニット４０とＵＩ（User Interface）部５０とを備える。コントローラー１０は、図示しないＡＳＩＣとＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとを備える。ＡＳＩＣと、ＲＯＭに記録されたプログラムを実行するＣＰＵとは、後述する印刷制御処理のための各種演算処理を実行する。本実施形態において記録媒体は透明な樹脂フィルムであることとする。

印刷ユニット２０は、インクタンク２１と印刷ヘッド２２とピエゾドライバー２３とを備える。インクタンク２１は、印刷ヘッド２２に供給するためのインクを貯留する。本実施形態のインクタンク２１は、Ｗ（ホワイト）とＣ（シアン）とＭ（マゼンタ）とＹ（イエロー）とＫ（ブラック）とＣＬ（クリアー（透明））のインクをそれぞれ貯留する。インクは紫外線硬化型インクであり、電磁波としての紫外線のエネルギーを受け重合が進行する紫外線重合樹脂と重合開始剤と色材（ＣＬを除く）等を含む。例えば特開２００９−５７５４８号公報に記載された紫外線硬化型インクをインクタンク２１が貯留する。

図１Ｂは、印刷ヘッド２２を記録媒体側から見て示す底面図である。印刷ヘッド２２は、インクの種類ごとに設けられ、記録媒体（破線）の搬送方向の上流側からＷ→Ｃ→Ｍ→Ｙ→Ｋ→ＣＬの順に配列されている。印刷ヘッド２２は、それぞれが記録媒体に対面するノズル面を有し、当該ノズル面において複数配列するノズル２２ａを備える。印刷ヘッド２２においてノズル２２ａは線状に配列され、ノズル２２ａの配列方向は記録媒体の幅方向（搬送方向の直交方向）とされる。また、ノズル２２ａは記録媒体の幅よりも広い範囲に配列される。各ノズル２２ａは図示しないインク室と連通しており、インク室にはインクタンク２１から供給されたインクが満たされる。インク室にはノズル２２ａごとに図示しないピエゾ素子が備えられており、ピエゾドライバー２３はコントローラー１０からの制御信号に基づいてピエゾ素子に駆動電圧パルスを印加する。ピエゾ素子は、駆動電圧パルスが印加されると機械的に変形し、インク室に満たされたインクを加減圧する。これにより、ノズル２２ａからインク滴が記録媒体に向かって吐出される。ノズル２２ａは記録媒体の幅よりも広い範囲に配列されるため、記録媒体の幅方向の全域にインク滴を付着させることができる。本実施形態において、記録媒体上に形成されるインク滴の平均厚みが５μｍ以上かつ１０μｍ未満となるように、１ショットあたり重量ｃ（例えばｃ＝１０ｎｇ）でインク滴を吐出させることとする。なお、印刷ヘッド２２は液滴付着手段に相当する。

照射ユニット３０は、駆動信号生成回路３１とＬＥＤ光源３２とを備える。なお、ＬＥＤ光源３２は照射器に相当する。図１Ｂに示すように、照射ユニット３０はインクの種類ごとに設けられており、ＬＥＤ光源３２は印刷ヘッド２２から所定距離ｄ（例えばｄ＝５０ｍｍ）だけ記録媒体の搬送方向下流側へ離れた位置に設けられている。ＬＥＤ光源３２は、ＬＥＤ発光素子を記録媒体の幅方向の複数配列することにより形成され、記録媒体の幅方向の全域においてほぼ均等に電磁波としての紫外光を照射する。ＬＥＤ光源３２から記録媒体上に紫外光が照射される照射範囲Ａは、搬送方向に所定幅ｗ（例えばｗ＝８０ｍｍ）を有する。記録媒体を搬送方向へ搬送することにより、印刷ヘッド２２から吐出されたインク滴を、当該印刷ヘッド２２から所定距離ｄだけ下流側に備えられたＬＥＤ光源３２の照射範囲Ａ内に位置させることができる。これより、ＬＥＤ光源３２が照射した紫外光のエネルギーによって、記録媒体上に付着したインク滴における重合が開始し、進行する。すなわち、各印刷ヘッド２２から吐出されたインク滴は、各印刷ヘッド２２の下流側に備えられたＬＥＤ光源３２によって硬化させられる。

駆動信号生成回路３１は、コントローラー１０からの制御信号に基づいてＬＥＤ光源３２に供給する駆動信号を生成する。駆動信号生成回路３１はＬＥＤ光源３２ごとに備えられており、ＬＥＤ光源３２ごとに異なる駆動信号を生成する。従って、各印刷ヘッド２２に対応するインクの種類ごとに異なる紫外光の照射条件によりインク滴を硬化させることができる。コントローラー１０は、図示しないＲＯＭに照射条件テーブル１０ａを記録しており、当該照射条件テーブル１０ａを参照することにより、駆動信号生成回路３１に出力させる駆動信号を特定する。

図２Ａは駆動信号を示すタイミングチャートである。図２Ａの縦軸は駆動信号の電流値およびＬＥＤ光源３２の照度を示し、横軸は時刻を示す。本実施形態の駆動信号は、０または所定値ｉ（約０．７５Ｗ／ｃｍ²の照度相当値）のいずれかの電流値Ｉを有する矩形パルス電流であり、電流値Ｉが所定値ｉとなる照射期間ｔ₁においてＬＥＤ光源３２が紫外光を照射し、電流値が０となる停止期間ｔ₂においてＬＥＤ光源３２が紫外光を照射しない。本実施形態において、照射期間ｔ₁の長さと停止期間ｔ₂の長さとの比は１：１であり、照射期間ｔ₁の長さと停止期間ｔ₂の長さとの和は照射周期Ｐに相当する。なお、照射周期Ｐは、照射期間ｔ₁においてＬＥＤ光源３２に紫外光を照射させる周期に相当する。また、駆動信号は理想的に矩形パルス電流であるが、図２Ａにおいて破線で示すようにＬＥＤ光源３２が実際に照射する紫外光の照度波形は、なまった形状となり、照射期間ｔ₁におけるピーク照度が約０．７５Ｗ／ｃｍ²となるように所定値ｉが決められる。

図２Ｂに示す照射条件テーブル１０ａにおいては、インクの種類（Ｗ，Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ，ＣＬ）ごとに備えられたＬＥＤ光源３２のそれぞれに対して出力する駆動信号の照射周期Ｐの周波数Ｆが規定されている。また、照射周期Ｐの周波数Ｆは、印刷物の質感モードとＣＬの使用可否との組み合わせごとに規定されている。なお、印刷物とは個々のインク滴を指すのではなく、複数のインク滴が記録媒体上にて重なった印刷結果全体を指す。本実施形態において、質感モードとして光沢モードと半光沢モードとマットモードとが用意される。Ｗについてはいずれの質感モードにおいてＣＬの使用可否に拘わらず照射周期Ｐの周波数Ｆが０Ｈｚと規定されている。なお、照射周期Ｐの周波数Ｆが０Ｈｚである場合、駆動信号の電流値Ｉが常に所定値ｉとなり、紫外光が連続照射されることとする。ＣＬが使用可の場合にのみＣＬについての照射周期Ｐの周波数Ｆが規定されており、ＣＬが使用否の場合にはＬＥＤ光源３２に紫外光の照射をさせない。ＣＬについて、光沢モードについて照射周期Ｐの周波数Ｆが２００Ｈｚと規定され、半光沢モードについて照射周期Ｐの周波数Ｆが１０Ｈｚと規定され、マットモードについて照射周期Ｐの周波数Ｆが０Ｈｚと規定されている。また、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋについては、ＣＬが使用否の場合において質感モードに拘わらず照射周期Ｐの周波数Ｆが０Ｈｚと規定されている。ＣＬが使用否の場合におけるＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋについての照射周期Ｐの周波数Ｆは、光沢モードで２００Ｈｚと規定され、半光沢モードで１０Ｈｚと規定され、マットモードで０Ｈｚと規定されている。

コントローラー１０は、印刷物の質感モードとＣＬの使用可否との組み合わせを取得すると、照射条件テーブル１０ａにて当該組み合わせに対応づけられた照射周期Ｐの周波数Ｆを各種類のインクについて特定する。そして、各種類のインクに対応する駆動信号生成回路３１に対して、各種類のインクについて特定した照射周期Ｐの周波数Ｆの駆動信号を生成させる制御信号を出力する。これにより、各種類のインクに対応する駆動信号生成回路３１は駆動信号を生成し、ＬＥＤ光源３２に出力する。なお、印刷物の質感モードとＣＬの使用可否との組み合わせは、単一の印刷ジョブの印刷において変化することなく、単一の印刷ジョブの印刷期間内においては照射周期Ｐの周波数Ｆは変化しない。また、図示しないが駆動信号生成回路３１は、電流値Ｉが所定値ｉの直流電流を供給する直流電源回路と、各周波数Ｆのパルス波を生成する可変周期発振回路と、前記直流電流を前記パルス波に基づいてスイッチングするスイッチング回路等を含む。コントローラー１０は、照射制御手段および周波数設定手段に相当する。なお、固体発光素子であるＬＥＤ光源３２を用いることにより、紫外光の周期的な照射を電流パルスによって容易に制御できる。

搬送ユニット４０は、図示しない搬送モーターと搬送ローラーとモータードライバー等を備え、コントローラー１０からの制御信号に基づいて搬送方向に記録媒体を搬送する。これにより、記録媒体上における搬送方向および幅方向の各位置にインク滴を着弾させることができ、二次元の印刷画像を形成することができる。また、記録媒体の各位置を各種類のインクに対応する印刷ヘッド２２の直下に順に移動させることができ、Ｗ→Ｃ→Ｍ→Ｙ→Ｋ→ＣＬの順に下からインク滴を重ねて付着させていくことができる。すなわち、記録媒体に対して白色の色材を含むＷのインク滴が最初に付着され、その後、記録媒体に対してＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋのインク滴が順次に付着され、最後に透明なＣＬのインク滴が記録媒体に対して付着される。本実施形態において、ＣＬのインク滴は第１種の液滴であり、Ｗのインク滴は第２種の液滴であり、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋのインク滴は第３種の液滴である。

また、各種類のインクのインク滴が付着される間には、直前に付着されたインク滴のインクの種類に対応したＬＥＤ光源３２の照射範囲Ａに当該インク滴が移動し、当該インク滴が紫外光により硬化させられる。そして、照射範囲Ａを移動する間にインク滴が硬化し、その後、さらに記録媒体が搬送されることにより、次の種類のインク滴が重ねて付着される。すなわち、各種類のインクのインク滴は、インクの種類に対応するＬＥＤ光源３２によって個別に紫外線が照射される。むろん、後に付着されるインク滴のインクの種類に対応するＬＥＤ光源３２によっても、先に付着されたインク滴に紫外線が照射されることとなる。しかし、先に付着されたインク滴の硬化がすでにある程度完了しているため、後に付着されるインク滴のインクの種類に対応するＬＥＤ光源３２が、先に付着されたインク滴の表面光沢度に与える影響は無視できる。

なお、Ｗのインク滴を最下層（最も記録媒体側）に形成しておくことにより、記録媒体が白色でない場合でも、記録媒体が白色であると同様にフラットな分光反射特性を有する下地を形成できる。当該下地の上にそれぞれ分光吸光特性の異なるＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各色材を含むインク滴を重ねて行くことにより、多様な色を再現できる。さらに、ＣＬのインク滴を重ねれば、ＣＬのインク滴により印刷物の表面の質感を調整できる。本実施形態において、定速印刷時における記録媒体の搬送速度はｖ₁〜ｖ₂（例えばｖ₁＝２００，ｖ₂＝１０００ｍｍ／秒）であり、記録媒体に付着してからインク滴がＬＥＤ光源３２の照射範囲Ａ内に移動するまでの期間の長さは、ｄ／ｖ₂〜ｄ／ｖ₁秒となる。さらに、照射範囲Ａ内にてインク滴に紫外光が照射される期間の長さは、ｗ／ｖ₂〜ｗ／ｖ₁秒となる。

ＵＩ部５０は、画像を表示させる表示部と操作を受け付ける操作部とを備える。ＵＩ部５０は、印刷物の質感モードの選択指示と、ＣＬの使用可否の指定とを受け付けるための印刷条件設定画像を、コントローラー１０からの制御信号に基づいて表示部に表示させる。そして、ＵＩ部５０は操作部により質感モードの選択指示と、ＣＬの使用可否の指定とを印刷ジョブごとに受け付け、これらの組み合わせを示す操作信号をコントローラー１０に出力する。従って、コントローラー１０は、印刷ジョブごとに印刷物の質感モードとＣＬの使用可否との組み合わせを取得し、当該組み合わせに対応する照射周期Ｐの周波数Ｆを特定できる。
次に、以上説明した画像形成装置１によって記録媒体上に印刷される印刷物の印刷結果について説明する。

（２）印刷結果：
図３Ａは表面粗さ（表面光沢度）を示すグラフであり、図３Ｂ〜３Ｇは印刷物を示す模式図である。図３Ａの縦軸は表面粗さＲｑを示し、横軸は照射周期Ｐの周波数Ｆ（対数）を示している。表面粗さＲｑは、以下の手順により計測される。まず、重量ｃのインク滴を記録媒体上に付着させ、周波数Ｆの紫外光によりインク滴を硬化させることにより、計測用サンプルを形成する。なお、本実施形態では最も表面側に重ねられ、表面光沢に対する寄与度の大きいＣＬのインク滴により計測用サンプルを形成することとする。そして、計測用サンプルの各位置ｘにおける表面の高さｈ（ｘ）を長さｌの区間（ｘ＝０〜ｌ）にわたって、例えば焦点深度法等の光学的手法により計測する。なお、高さｈ（ｘ）がインク滴そのものの曲面形状に影響されないように、長さｌは、記録媒体に平行な方向におけるインク滴の大きさよりも十分に小さくすることが望ましい。また、高さｈ（ｘ）は、計測用サンプルの表面に接触するプローブの変位を計測することにより得られてもよい。次に、高さｈ（ｘ）を下記の（１）式に代入することにより、表面粗さＲｑを得る。

（１）式が示すように表面粗さＲｑは、高さｈ（ｘ）の平均値に対する偏差ｆ（ｘ）の二乗平均平方根(Root Mean Square)に相当する。ここで、表面粗さＲｑが小さいほど計測用サンプルの表面が鏡面に近くなるため、表面粗さＲｑが小さいほど表面光沢度が高くなる。

図３Ａに示すように、表面粗さＲｑは、照射周期Ｐの周波数Ｆが１５０〜２００Ｈｚである場合に極小値（約１．５μｍ）となり、計測用サンプルの表面光沢度は極大値となる。照射周期Ｐの周波数Ｆが５０Ｈｚ以上かつ４００Ｈｚ未満の光沢帯域Ｂ１に属する場合に、表面粗さＲｑは第１閾値（５μｍ）未満となり、計測用サンプルの表面光沢度は表面粗さＲｑの第１閾値に対応する表面光沢度よりも高くなる。また、照射周期Ｐの周波数Ｆが５Ｈｚ以上かつ５０Ｈｚ未満、または、４００Ｈｚ以上かつ１０００Ｈｚ未満の半光沢帯域Ｂ２に属する場合に、表面粗さＲｑは第１閾値以上かつ第２閾値（約１５μｍ）未満となり、計測用サンプルの表面光沢度は表面粗さＲｑの第２閾値に対応する表面光沢度よりも高いが、第１閾値に対応する表面光沢度以下となる。一方、照射周期Ｐの周波数Ｆが５Ｈｚ未満または１０００Ｈｚ以上のマット帯域Ｂ３に属する場合に、表面粗さＲｑは第
２閾値以上となり、計測用サンプルの表面光沢度は表面粗さＲｑの第２閾値に対応する表面光沢度以下となる。

図４は、インク滴中のラジカル濃度を示すグラフである。ここでは、以下の条件でインク滴の表面と最深部とにおけるラジカル濃度をモデル化することとする。まず、紫外線が照射される照射期間ｔ₁（図２Ａ）においては、最深部のラジカル濃度は、表面のラジカル濃度の増分の５０％だけ、単位時間あたりに増加することとする。紫外線はインク滴が深さ方向に進行するにつれて減衰するため、表面に偏ってラジカルの発生に必要な紫外線のエネルギーが付与されるからである。また、表面の近くで生じたラジカルの連鎖は表面の近くで停止する可能性が高く、インク滴の最深部ではラジカル濃度が増加しにくいからである。一方、紫外線が照射されない停止期間ｔ₂（図２Ａ）において、表面のラジカル濃度は、紫外線が照射される照射期間ｔ₁におけるラジカル濃度の増分の４０％だけ、単位時間あたりに減少することとする。また、インク滴の最深部まで酸素が拡散せず、照射期間ｔ₁と停止期間ｔ₂のいずれにおいても、最深部のラジカル濃度は酸素阻害の影響を受けないこととする。

図４に示すように、照射期間ｔ₁においては表面のラジカル濃度の増分が最深部に対して大きくなるため、表面のラジカル濃度が最深部よりも大きくなっていく。一方、停止期間ｔ₂においては表面のみ酸素阻害の影響を受けてラジカル濃度が減少するため、照射期間ｔ₁に生じたラジカル濃度の差は停止期間ｔ₂において抑制される。従って、照射期間ｔ₁と停止期間ｔ₂とを繰り返して到来させることにより、表面と最深部とにおけるラジカル濃度の差を抑制しつつ、ラジカル濃度を増大させていくことができる。すなわち、表面と最深部とにおけるインク滴の硬化をバランスよく進めていくことができ、表面と最深部とにおいてインク滴の硬化にともなう収縮を均一にすることができる。従って、インク滴が歪むことにより表面に凹凸が形成され、表面光沢度が低下することが防止でき、高い表面光沢度を実現できる。表面と最深部とにおけるラジカル濃度の差が小さければ小さいほど、高い表面光沢度を実現することができる。

また、図３Ａが示すように、インク滴の表面光沢度は、各照射期間ｔ₁が開始する照射周期Ｐの周波数Ｆに依存することが確認された。これは、周波数Ｆが変化すると、照射周期Ｐ（照射期間ｔ₁，停止期間ｔ₂）の長さと、ラジカル重合反応の反応速度と、インク滴における酸素の拡散速度との相対的なバランスが変化するからであると推測される。図３Ａに示すように、照射周期Ｐの周波数Ｆがマット帯域Ｂ３に属する場合、図４に示したモデルが成り立たなくなる。照射周期Ｐの周波数Ｆがマット帯域Ｂ３に属する５Ｈｚ未満となると、酸素の拡散速度に対して停止期間ｔ₂が長くなり過ぎ、インク滴の最深部においても酸素阻害が生じるものと推測される。この場合、インク滴全体が未硬化となる可能性が高くなる。一方、照射周期Ｐの周波数Ｆがマット帯域Ｂ３に属する１０００Ｈｚ以上となると、酸素の拡散速度に対して停止期間ｔ₂が短くなり過ぎ、酸素阻害により表面の偏った硬化を抑制できなくなるものと推測される。なお、計測用サンプルにおけるインク滴の厚みを５〜１０μｍに変化させた場合、および、計測用サンプルの形成に使用するインクの種類を変えた場合でも、図３Ａとほぼ同様の表面粗さＲｑが得られた。

図３Ｂ〜３Ｇは、印刷物（記録媒体（ハッチング）の直交断面）を、質感モードとＣＬの使用可否との組み合わせごとに示す模式図である。図３Ｂ，３Ｄ，３ＦはＣＬが使用可の場合の印刷物を示し、図３Ｃ，３Ｅ，３ＧはＣＬが使用否の場合の印刷物を示す。また、図３Ｂ，３Ｃは質感モードが光沢モードの場合の印刷物を示し、図３Ｄ，３Ｅは質感モードが半光沢モードの場合の印刷物を示し、図３Ｆ，３Ｇは質感モードがマットモードの場合の印刷物を示す。

図２Ｂの照射条件テーブル１０ａにおいて、質感モードとＣＬの使用可否に拘わらず、Ｗについての照射周期Ｐの周波数Ｆはマット帯域Ｂ３に属する０Ｈｚとされ、Ｗのインク滴の表面光沢度は低くされる。これにより、表面における乱反射を促進して白色感を高めることができる。また、図３Ｂ〜３Ｇに示すようにＷのインク滴上に他の種類のインク滴が重なって接合することを考慮して、Ｗのインク滴の表面光沢度を低くしている。インク滴の表面光沢度が低いほど、すなわち表面粗さＲｑが大きいほど、厚み方向に重なるインク滴同士の接合面積が増大し、高い接合強度を得ることができる。さらに、Ｗのインク滴は最も表面から遠い記録媒体側に形成され、表面の質感に対する寄与度が低いため、質感モードに拘わらずＷのインク滴の表面光沢度は低くしても問題は生じない。

一方、図３Ｂ，３Ｄ，３Ｆに示すようにＣＬが使用可である場合、ＣＬのインク滴は最表面に形成されるため、印刷物の質感に寄与度は最も大きい。従って、図２Ｂの照射条件テーブル１０ａにおいて、質感モードが光沢モードである場合、ＣＬについての照射周期Ｐの周波数Ｆは光沢帯域Ｂ１に属する２００Ｈｚとされる。また、質感モードが半光沢モードである場合、ＣＬについての照射周期Ｐの周波数Ｆは半光沢帯域Ｂ２に属する１０Ｈｚとされ、質感モードがマットモードである場合、ＣＬについての照射周期Ｐの周波数Ｆはマット帯域Ｂ３に属する０Ｈｚとされる。これにより、ＣＬが使用可である場合に、ユーザーが希望した表面光沢度の印刷物を得ることができる。なお、ＣＬが使用可である場合には、上層のインク滴との接合強度の向上を目的として、Ｗ，Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋについての照射周期Ｐの周波数Ｆはマット帯域Ｂ３に属する０Ｈｚとされる。ＣＬが使用可である場合、Ｗ，Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋのインク滴が表面の質感に与える影響度は小さいため、接合強度を重視しても問題はない。

これに対して、ＣＬが使用否である場合、図３Ｃ，３Ｅ，３Ｇに示すようにＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋのインク滴が表面の質感に与える影響度は大きくなる。従って、図２Ｂの照射条件テーブル１０ａにおいて、ＣＬが使用否である場合、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋについての照射周期Ｐの周波数Ｆとして質感モードに応じた値が規定されている。すなわち、質感モードが光沢モードである場合、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋについての照射周期Ｐの周波数Ｆは光沢帯域Ｂ１に属する２００Ｈｚとされる。また、質感モードが半光沢モードである場合、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋについての照射周期Ｐの周波数Ｆは半光沢帯域Ｂ２に属する１０Ｈｚとされ、質感モードがマットモードである場合、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋについての照射周期Ｐの周波数Ｆはマット帯域Ｂ３に属する０Ｈｚとされる。

以上説明したように、照射周期Ｐの周波数Ｆを光沢帯域Ｂ１や半光沢帯域Ｂ２に属する値に設定することにより、紫外光を連続照射する場合よりもインク滴の高い表面光沢度を得ることができる。また、選択指示された質感モードに応じて照射周期Ｐの周波数Ｆを切り替えることにより、所望の表面光沢度を有する印刷物を得ることができる。また、インクの種類に応じて照射周期Ｐの周波数Ｆを設定することにより、インクの機能、および、インク滴の付着順序に適したインク滴の表面光沢度（表面粗さ）を実現できる。

（３）変形例：
光沢帯域Ｂ１または半光沢帯域Ｂ２に属する照射周期Ｐの周波数Ｆを設定すればよく、前記実施形態の照射条件テーブル１０ａに規定された周波数Ｆ以外の周波数を設定してもよい。また、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋについて一様に照射周期Ｐの周波数Ｆを設定したが、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋについてそれぞれ異なる照射周期Ｐの周波数Ｆを設定してもよい。すなわち、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋのうち後にインク滴が付着されるインクの種類であるほど、インク滴の表面光沢度が増すように照射周期Ｐの周波数Ｆを設定してもよい。さらに、図３Ｂ〜３Ｇのようにインク滴が厚み方向に重なる確率は、後に付着されるインク滴の記録密度が小さいほど低くなる。従って、印刷する画像データが薄いインク色を示すほど、先にインク滴が吐出されるインクの種類についても、高い表面光沢度を実現する照射周期Ｐの周波数Ｆを設定するようにしてもよい。

また、記録媒体の搬送方向に直交する主走査方向にキャリッジ（印刷ヘッド）が移動しながらインク滴が吐出されるシリアルプリンターに本発明を適用してもよい。また、この場合、照射器はキャリッジに備えられてもよいし、キャリッジとは別に備えられてもよい。むろん、複数の種類のインクを使用する画像形成装置に限らず、単一色のインクを使用する画像形成装置においても、照射周期Ｐの周波数Ｆを設定することにより、高い表面光沢度のモノクロ印刷画像を得ることができる。さらに、前記実施形態では、紫外線の照射周期Ｐの周波数Ｆを設定したが、可視光やマイクロ波等の他の電磁波の照射周期Ｐの周波数Ｆを設定してもよい。これにより、他の電磁波により硬化するインク滴によって、高い表面光沢度の印刷物を得ることができる。むろん、電磁波の発生源はＬＥＤに限られず、希ガス光源等であってもよい。

１…画像形成装置、１０…コントローラー、１０ａ…照射条件テーブル、２０…印刷ユニット、２１…インクタンク、２２…印刷ヘッド、２２ａ…ノズル、２３…ピエゾドライバー、３０…照射ユニット、３１…駆動信号生成回路、３２…光源、４０…搬送ユニット、５０…ＵＩ部、Ａ…照射範囲、Ｂ１…光沢帯域、Ｂ２…半光沢帯域、Ｂ３…マット帯域、Ｐ…照射周期、ｔ₁…照射期間、ｔ₂…停止期間。

Claims (4)

1. 記録媒体にクリアーインクの液滴を付着させる第１液適付着手段と、
   前記記録媒体に、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのうちいずれか一つの色材を含むインクの液滴を付着させる第２液滴付着手段と、
   前記記録媒体に付着した前記クリアーインクの液滴に電磁波を照射する第１照射器と、
   前記シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのうちいずれか一つの色材を含むインクの液滴に対して電磁波を照射する第２照射器と、
   前記第１照射器および前記第２照射器に前記電磁波を周期的に照射させる照射制御手段と、
   前記第１照射器に前記電磁波を照射させる周期である第１照射周期の周波数と、前記第２照射器に前記電磁波を照射させる周期である第２照射周期の周波数とを設定する周波数設定手段と、
   を備え、
   前記第２液滴付着手段は、前記クリアーインクの液滴よりも先に前記シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのうちいずれか一つの色材を含むインクの液滴を前記記録媒体に付着させ、
   前記周波数設定手段は、
   前記クリアーインクの液滴を前記記録媒体に付着させない場合には、前記シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのうちいずれか一つの色材を含むインクの液滴の表面光沢度が閾値以上となるように前記第２照射周期の周波数を第１周波数に設定し、
   前記クリアーインクの液滴を前記記録媒体に付着させる場合には、前記シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのうちいずれか一つの色材を含むインクの液滴の表面光沢度が前記閾値未満となるように前記第２照射周期の周波数を前記第１周波数とは異なる第２周波数に設定し、かつ、前記クリアーインクの液適の表面光沢度が前記閾値以上となるように前記第１照射周期の周波数を前記第１周波数に設定する、
   画像形成装置。
2. 前記周波数設定手段は、
   前記第１周波数として、５Ｈｚ以上かつ１０００Ｈｚ未満の周波数を設定し、
   前記第２周波数として、５Ｈｚ未満または１０００Ｈｚ以上の周波数を設定する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記クリアーインクの液滴を前記記録媒体に付着させる場合であって、前記記録媒体上における前記クリアーインクの液滴および前記シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのうちいずれか一つの色材を含むインクの液滴の厚みが５μｍ以上かつ１０μｍ以下である場合において、前記第１照射周期の周波数を前記第１周波数に設定し、前記第２照射周期の周波数を前記第２周波数に設定する、
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記記録媒体に、白色の色材を含むインクの液滴を付着させる第３液滴付着手段をさらに備え、
   前記第３液滴付着手段は、白色の色材を含むインクの液滴を前記記録媒体に最初に付着させる、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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