JP6375643B2 - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents
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Description
本発明は画像形成装置及び画像形成方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method.
画像形成装置として、例えば液滴を吐出する液体吐出ヘッド(液滴吐出ヘッド)からなる記録ヘッドを用いた液体吐出記録方式の画像形成装置としてのインクジェット記録装置が知られている。 As an image forming apparatus, for example, an ink jet recording apparatus is known as an image forming apparatus of a liquid discharge recording method using a recording head composed of a liquid discharge head (droplet discharge head) for discharging droplets.
このような画像形成装置として、紫外線硬化型インクなどの活性エネルギー線硬化型液体を使用して画像を形成するものがある。 As such an image forming apparatus, there is an apparatus that forms an image using an active energy ray curable liquid such as an ultraviolet curable ink.
従来、活性光線を照射する照射部と、活性光線により硬化するインクをヘッドにより吐出し画像を形成する画像形成部とをキャリッジを備え、照射部は、キャリッジの走査方向における画像形成部の両側に設けられた仮硬化照射手段と、記録媒体の搬送方向の下流側に設けられた硬化照射手段を有し、キャリッジの走査方向の進行方向に対して、前側の仮硬化照射手段を点灯し、後側の仮硬化照射手段を消灯して液滴を吐出するようにしたものがある(特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an irradiation unit that irradiates actinic rays and an image forming unit that forms an image by ejecting ink cured by actinic rays with a head are provided on both sides of the image forming unit in the scanning direction of the carriage. A provisional curing irradiation means provided and a curing irradiation means provided on the downstream side in the conveyance direction of the recording medium. There is one in which the temporary curing irradiation means on the side is extinguished and droplets are ejected (Patent Document 1).
ところで、一般に、液体吐出方式で画像を形成する場合、媒体上でドットの滲みが出ても問題ない部分(例えばベタ部分)と、そうでない部分(例えば文字や細線など)がある。 By the way, in general, when an image is formed by the liquid ejection method, there are a portion (for example, a solid portion) where there is no problem even if dots are blurred on the medium, and a portion (for example, a character or a fine line) that is not.
ここで、例えば、紫外線硬化型インクを使用して画像を形成する場合、全体を同一レベルで硬化すると、輪郭部分のように滲むと画像品質が低下する箇所で硬化せずに広がってしまうことがある。逆に、輪郭部分で硬化するように特性を合わせると、ベタ画像などで滲みが足りずに十分な濃度を得られなくなることがある。 Here, for example, in the case of forming an image using ultraviolet curable ink, if the whole is cured at the same level, it may spread without being cured at a portion where the image quality is deteriorated when it blurs like a contour portion. is there. On the contrary, if the characteristics are adjusted so as to be cured at the contour portion, the solid image may not be sufficiently blurred and a sufficient density may not be obtained.
しかしながら、上述した特許文献1に開示されている構成にあっては、キャリッジ両側に設けられた活性光線照射部はあくまで仮硬化照射手段であり、媒体の搬送方向の下流側に本硬化照射手段を有する必要があり、同一画像内のインクすべてに同一条件の活性光線照射が行われてしまうことになる。 However, in the configuration disclosed in Patent Document 1 described above, the actinic ray irradiation units provided on both sides of the carriage are merely temporary curing irradiation units, and the main curing irradiation unit is provided on the downstream side in the medium transport direction. Therefore, actinic ray irradiation under the same conditions is performed on all the inks in the same image.
その結果、輪郭部分のように高画質化のために綺麗なドットを形成したい部分と、ベタを埋めるためにレベリングさせたい部分等、本来の画像品質全体として得たい機能の違いを得ることができなので、高画質画像を得ることができないという課題がある。 As a result, it is possible to obtain the difference in functions that the original image quality as a whole, such as the part that wants to form beautiful dots for high image quality like the outline part, and the part that you want to level to fill the solid image. Therefore, there is a problem that a high-quality image cannot be obtained.
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、画像品質を向上することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to improve image quality.
上記の課題を解決するため、本発明の請求項1に係る画像形成装置は、
異なる硬化特性を有する少なくとも第1、第2の活性エネルギー線硬化型液体の液滴を吐出する1又は複数の液体吐出手段と、
前記液体吐出手段で吐出された媒体上の前記第1、第2の活性エネルギー線硬化型液体の液滴に対し、各液滴の前記硬化特性にそれぞれ対応する前記活性エネルギー線を照射する1又は複数の活性エネルギー線照射手段と、
前記液体吐出手段及び前記活性エネルギー線照射手段を搭載して往復移動されるキャリッジと、を備え、
前記活性エネルギー線照射手段は、前記第1の活性エネルギー線硬化型液体を硬化させた後に、前記第2の活性エネルギー線硬化型液体を硬化させ、
前記第1の活性エネルギー線硬化型液体は、単一波長に硬化反応ピークを有する重合開始剤を含有し、
前記第2の活性エネルギー線硬化型液体は、複数種の波長領域に硬化反応ピークを有する重合開始剤を含有する
構成とした。
In order to solve the above problems, an image forming apparatus according to claim 1 of the present invention provides:
One or a plurality of liquid ejection means for ejecting at least first and second active energy ray-curable liquid droplets having different curing characteristics;
The first on the medium ejected by said liquid ejecting means, that for the second droplet of the active energy ray curable liquid refers to the active energy rays respectively corresponding to the curing characteristics of each droplet irradiation 1 Or a plurality of active energy ray irradiation means,
A carriage that is reciprocated and mounted with the liquid ejection means and the active energy ray irradiation means,
The active energy ray irradiating means hardens the second active energy ray curable liquid after curing the first active energy ray curable liquid,
The first active energy ray-curable liquid contains a polymerization initiator having a curing reaction peak at a single wavelength,
The second active energy ray curable liquid contains a polymerization initiator having a curing reaction peak in a plurality of types of wavelength regions .
本発明によれば、画像品質を向上することができる。 According to the present invention, image quality can be improved.
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。まず、本発明に係る画像形成装置の一例について図1を参照して説明する。図1は同画像形成装置の模式的説明図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, an example of an image forming apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic explanatory view of the image forming apparatus.
この画像形成装置1は、往路方向及び復路方向に往復移動するキャリッジ11を備えている。キャリッジ11には、複数の液体吐出ヘッドを有する液体吐出手段であるヘッドユニット12と、活性エネルギー線照射手段である第1、第2の紫外線照射ユニット13A、13Bとを搭載している。
The image forming apparatus 1 includes a carriage 11 that reciprocates in the forward direction and the backward direction. The carriage 11 is mounted with a
ヘッドユニット12は、異なる硬化特性を有する活性エネルギー線硬化型液体の液滴を吐出する1又は複数の液体吐出ヘッドを備えている。例えば、紫外線を照射することで硬化し、硬化する紫外線波長が異なる第1、第2の活性エネルギー線硬化型液体である第1、第2の紫外線硬化型インクの液滴を吐出する複数の液体吐出ヘッドを備えている。なお、1つの液体吐出ヘッドの複数のノズル列から硬化特性の異なる活性エネルギー線硬化型液体を吐出させるようにすることもできる。
The
紫外線照射ユニット13Aは、第1の活性エネルギー線照射手段であり、ヘッドユニット12から吐出される第1の紫外線硬化型インクを硬化させる波長の紫外線光を照射し、往路方向でヘッドユニット12に対して後方側に配置されている。
The
紫外線照射ユニット13Bは、第2の活性エネルギー線照射手段であり、ヘッドユニット12から吐出される第2の紫外線硬化型インクを硬化させる波長の紫外線光を照射し、復路方向でヘッドユニット12に対して後方側に配置されている。
The ultraviolet irradiation unit 13B is a second active energy ray irradiation unit that irradiates the
キャリッジ11の移動領域の下方には、搬送ステージ15が配置されている。この搬送ステージ15上に媒体10が載せられる。
A
そこで、キャリッジ11を移動させてヘッドユニット12から紫外線硬化型インクの液滴を媒体10に吐出することにより、媒体10に所望の画像を形成することができる。
Therefore, a desired image can be formed on the
ここで、活性エネルギー線硬化型インクで媒体上に画像形成する場合、通常の水系インク等と比較して媒体の材質等を選ばず、プラスチック材(ポリプロピレン、ポリエチレン等)などの非浸透性媒体への画像形成も可能である。そこで、以下の説明では、媒体10が非浸透性媒体であることを前提とする。
Here, when an image is formed on a medium with an active energy ray curable ink, the material of the medium is not selected as compared with a normal water-based ink, and the non-permeable medium such as a plastic material (polypropylene, polyethylene, etc.) is used. It is also possible to form images. Therefore, in the following description, it is assumed that the
次に、ヘッドユニット12の一例について図2を参照して説明する。図2はキャリッジ部の模式的平面図である。
Next, an example of the
ヘッドユニット12は、液体吐出ヘッド(以下、単に「ヘッド」という。)101ないし112を備えている。なお、「ヘッドユニット」とは、単にヘッド101〜112の全体を総称するものであり、ユニットとして独立していることまで意味しない。
The
ここで、第1ヘッド群100Aに属するヘッド101〜106は、第1硬化特性を有する第1の紫外線硬化型インクの液滴を吐出する。
Here, the
第2ヘッド群100Bに属するヘッド107〜112は、第1硬化特性とは異なる第2硬化特性を有する第2の紫外線硬化型インクの液滴を吐出する。
The
第1ヘッド群100Aの各ヘッド101〜106によって、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、クリアー、ホワイトの計6色のインク滴を吐出する。
For example, black, cyan, magenta, yellow, clear, and white ink droplets of a total of six colors are ejected by the
同様に、第2ヘッド群100Bの各ヘッド107〜112によって、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、クリアー、ホワイトの計6色のインク滴を吐出する。
Similarly, a total of six ink droplets, for example, black, cyan, magenta, yellow, clear, and white are ejected by the
なお、色の数は6色に限定されるものではなく、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの4色であってもよいし、これ以外の数であってもよい。 Note that the number of colors is not limited to six. For example, four colors of black, cyan, magenta, and yellow may be used, or other numbers may be used.
この場合、第1ヘッド群100Aと第2ヘッド群100Bとは同じ色で硬化特性が異なるインクを吐出する。また、各ヘッド101〜112のノズル列は2列1組で300dpiの解像度(=1列あたり150dpi)を得ており、本実施形態では1ヘッド2色構成としている。
In this case, the
例えば、ブラックインクは、第1ヘッド群100Aのヘッド101、102の各2列のノズル列から第1の紫外線硬化型インクが吐出され、第2ヘッド群100Bのヘッド107、108の各2列のノズル列から第2の紫外線硬化型インクが吐出される。
For example, as the black ink, the first ultraviolet curable ink is ejected from the two nozzle rows of the
これにより、キャリッジ11の1スキャンでキャリッジ移動方向と交差する方向では2ヘッド分(2ノズル列分)の印字幅を確保することができる。 As a result, a print width of two heads (two nozzle rows) can be secured in a direction intersecting the carriage movement direction in one scan of the carriage 11.
なお、その他の色についても同様である。 The same applies to other colors.
ここで、第1ヘッド群100A、第2ヘッド群100Bから吐出する第1、第2の紫外線硬化型インクの第1硬化特性及び第2硬化特性としての硬化反応波長の一例について図3を参照して説明する。
Here, referring to FIG. 3, an example of the curing reaction wavelength as the first curing characteristic and the second curing characteristic of the first and second ultraviolet curable inks ejected from the
図3において、インクA、インクBは、200nm〜350nmの範囲内の波長の紫外線光に対して反応して硬化するインク(これを「広域波長領域反応インク」という。)である。インクCは、395nmの波長の紫外線光に対して反応して硬化するインク(これを「395nm波長領域反応インク」という。)である。 In FIG. 3, ink A and ink B are inks that are cured by reacting with ultraviolet light having a wavelength in the range of 200 nm to 350 nm (this is referred to as “broad wavelength region reactive ink”). Ink C is an ink that cures in response to ultraviolet light having a wavelength of 395 nm (this is referred to as “395 nm wavelength region reactive ink”).
そこで、例えば、第1ヘッド群100Aの各ヘッド101〜106から吐出する(以下、単に「第1ヘッド群100Aから吐出する」というように言う。)インクは、395nm波長領域反応インクとしている。一方、第2ヘッド群から吐出するインクは、広域波長領域反応インクとしている。
Therefore, for example, the ink ejected from each of the
次に、図1に戻って第1、第2の紫外線照射ユニット13A、13Bについて説明する。
Next, returning to FIG. 1, the first and second
往路方向でヘッドユニット12より後方側に位置する第1の紫外線照射ユニット13Aは、第1ヘッド群100Aから吐出される395nm波長領域反応インクを硬化させる395nm近傍をピーク照度とする波長の紫外線光を照射する。
The first
これにより、第1ヘッド群100Aから吐出された液滴に第1の紫外線照射ユニット13Aによって紫外線光を照射することで硬化させることができるが、第2ヘッド群100Bから吐出された液滴は硬化しない。
Accordingly, the liquid droplets ejected from the
復路方向でヘッドユニット12より後方側に位置する第2の紫外線照射ユニット13Bは、第2ヘッド群100Bから吐出される広域波長領域反応インクを硬化させる波長領域をピーク照度とする波長の紫外線光を照射する。
The second ultraviolet irradiation unit 13B, which is located behind the
これにより、第2ヘッド群100Bから吐出された液滴に第2の紫外線照射ユニット13Bによって紫外線光を照射することで硬化させることができる。 Accordingly, the liquid droplets ejected from the second head group 100B can be cured by irradiating the ultraviolet light with the second ultraviolet irradiation unit 13B.
ここで、一般的な紫外線照射装置における発光波長ついて図4も参照して説明する。 Here, the emission wavelength in a general ultraviolet irradiation apparatus will be described with reference to FIG.
紫外線照射部の光源例としては、UV−A、UV−B、UV−Cなどの各紫外線領域が発光スペクトルとして出力され、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、無電極UVランプ、UVレーザー、キセノンランプ、LEDランプ、殺菌ランプ等を挙げることができる。 As an example of the light source of the ultraviolet irradiation unit, each ultraviolet region such as UV-A, UV-B, and UV-C is output as an emission spectrum, and a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, an electrodeless UV lamp, a UV laser, a xenon lamp, An LED lamp, a sterilization lamp, etc. can be mentioned.
また、特定の狭い波長領域に発光波長を絞り込み、更にはピーク波長の発光効率が良く高照度を得ることができ、低消費電力、長寿命であることを利点とするLED型紫外線照射装置がある。 In addition, there is an LED type ultraviolet irradiation device that narrows the emission wavelength to a specific narrow wavelength region, and further has high luminous efficiency with high peak wavelength emission efficiency, low power consumption and long life. .
ここで、有電極ランプ(メタルハライドランプ)及び各種LEDランプの発光波長と照度分布の関係を図4に示すようなものがある。 Here, the relationship between the emission wavelength and the illuminance distribution of an electroded lamp (metal halide lamp) and various LED lamps is as shown in FIG.
代表的な有電極ランプの365nmのピーク照度は数W/cm2であるのに対し、395nmLED型照射装置、405nmLED型照射装置のピーク照度は十数W/cm2と通常の有電極ランプの数倍の強度が得られる。 The number of typical 365nm of peak irradiance of electroded lamp whereas the number W / cm 2, 395nmLED irradiation device, peak irradiance of 405nmLED irradiation device is ten W / cm 2 and normal electroded lamp Double strength is obtained.
これら紫外線照射装置に使用するランプは、インク組成物内の光重合開始剤により選択され、光重合開始剤の吸収特性に発光ピーク波長がマッチングしたものが好ましい。 The lamp used in these ultraviolet irradiation devices is preferably selected by the photopolymerization initiator in the ink composition and having an emission peak wavelength matched with the absorption characteristics of the photopolymerization initiator.
例えば、通常の有電極ランプを使用するときには、インク組成物内の光重合開始剤の反応ピーク波長が365nmであれば、300〜450nmの波長領域が強いランプ、具体的にはメタルハライドランプを使用する。また、インク組成物内の光重合開始剤の反応ピーク波長が240nmであれば、高圧水銀ランプを使用する。 For example, when a normal electroded lamp is used, if the reaction peak wavelength of the photopolymerization initiator in the ink composition is 365 nm, a lamp having a strong wavelength region of 300 to 450 nm, specifically a metal halide lamp is used. . If the reaction peak wavelength of the photopolymerization initiator in the ink composition is 240 nm, a high pressure mercury lamp is used.
このように、通常の有電極ランプは広い波長域の発光スペクトルを示すが、一方LED照射装置は、上述したように、それぞれの中心波長の周りに狭い発光スペクトルを示すことが特徴である。 Thus, while an ordinary electroded lamp exhibits an emission spectrum in a wide wavelength range, an LED irradiation device is characterized in that it exhibits a narrow emission spectrum around each central wavelength as described above.
そこで、これらの発光波長の異なる2種以上の紫外線照射ランプと、各ランプの発光波長に反応する重合開始剤を含んだインクを用いた画像形成を行う。また、これに加えて、照射条件(発光波長、レベリング時間、照射強度等)を制御するようにすれば、部分的に任意の画像品質を確保することが可能となる。 Therefore, image formation is performed using two or more kinds of ultraviolet irradiation lamps having different emission wavelengths and an ink containing a polymerization initiator that reacts to the emission wavelength of each lamp. In addition to this, if the irradiation conditions (emission wavelength, leveling time, irradiation intensity, etc.) are controlled, it is possible to partially secure arbitrary image quality.
本実施形態では、第1の紫外線照射ユニット13Aには、LED型紫外線照射装置を使用している。LEDランプを使用することで、単一波長発光(ここでは、395nm)によってその波長のみに反応する重合開始剤を用いたインクのみの硬化が可能になる。
In the present embodiment, an LED type ultraviolet irradiation device is used for the first
また、第2の紫外線照射ユニット13Bにはメタルハライドランプ型紫外線照射装置を使用している。メタルハライドランプを使用することで、広領域波長発光(200〜400nm)によって数種の波長領域に反応ピークを有する重合開始剤を用いたインクの硬化が可能になる。 Further, a metal halide lamp type ultraviolet irradiation device is used for the second ultraviolet irradiation unit 13B. By using a metal halide lamp, it is possible to cure ink using a polymerization initiator having reaction peaks in several wavelength regions by wide-range wavelength light emission (200 to 400 nm).
以上のように構成した本実施形態の作用について説明する。 The operation of the present embodiment configured as described above will be described.
例えばブラックインク(他の色でもよい。)で画像を形成する場合、キャリッジ11を往路方向に移動しながら(往路移動中)、第1ヘッド群100Aのヘッド101、102と、第2ヘッド群100Bのヘッド107,108からそれぞれ第1、第2の紫外線硬化型インクの液滴を吐出して画像を形成する。つまり、キャリッジ11の往路方向への移動によってすべての画像を形成する。
For example, when an image is formed with black ink (other colors may be used), the
このとき、画像の輪郭部分は第1ヘッド群100Aから吐出する第1の紫外線硬化型インクで形成し、画像の輪郭部分より内側の部分は第2ヘッド群100Bから吐出する第2の紫外線硬化型インクで形成する。
At this time, the contour portion of the image is formed by the first ultraviolet curable ink ejected from the
つまり、画像データから、第1の紫外線硬化型インクで形成する第1の領域と、第2の紫外線硬化型インクで形成する第2の領域に分けて、それぞれが異なる硬化特性の液体で画像を形成する。 In other words, the image data is divided into a first region formed with the first ultraviolet curable ink and a second region formed with the second ultraviolet curable ink, and the images are formed with liquids having different curing characteristics. Form.
そして、キャリッジ11を往路方向へ移動しているときには、画像を形成しながら、第1の紫外線照射ユニット13Aから第1の紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線光を照射する。
When the carriage 11 is moving in the forward direction, ultraviolet light that cures the first ultraviolet curable ink is irradiated from the first
これによって、画像の輪郭部分は非浸透性の媒体10上で液滴が立ったような状態で硬化され、輪郭部分の滲みなどがなく、画像品質が向上する。 As a result, the contour portion of the image is hardened in a state where droplets are standing on the non-permeable medium 10, and there is no bleeding of the contour portion, thereby improving the image quality.
このとき、画像の内側部分を形成している第2の紫外線硬化型インクは硬化しないので非浸透性の媒体10上で広がる(レベリングされる。)。これにより、ベタ部分では十分に液体が広がって抜け部分がなくなり、濃度を確保することができる。
At this time, since the second ultraviolet curable ink forming the inner portion of the image is not cured, it spreads (levels) on the
そこで、往路終了後、キャリッジ11を復路方向に移動するとき(復路移動中)、第2の紫外線照射ユニット13Bが第2の紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線光を照射する。 Therefore, when the carriage 11 is moved in the backward direction after the forward path is completed (during the backward movement), the second ultraviolet irradiation unit 13B irradiates ultraviolet light that cures the second ultraviolet curable ink.
これによって、画像の内側部分で広がっている第2の紫外線硬化型インクが硬化されるので、画像品質が向上する。 As a result, the second ultraviolet curable ink spreading in the inner portion of the image is cured, so that the image quality is improved.
つまり、ベタ部分を形成するレベリングが必要な部分には硬化までの時間を稼ぎ、レベリングを行うと滲みなどで品質が低下するエッジ部分(輪郭部分)は着弾後に速やかに硬化させることで、高画質化を図れる。 In other words, it takes time to harden the part that needs to be leveled to form a solid part, and the edge part (contour part) whose quality deteriorates due to bleeding etc. when leveling is done, is hardened quickly after landing, resulting in high image quality. Can be realized.
このように、異なる硬化特性の紫外線硬化型インクによって同時プロセスにて画像を形成しながら、硬化プロセスを変更することにより、仕上がりの画像品質を任意に変更することができる。 In this way, the finished image quality can be arbitrarily changed by changing the curing process while forming an image in a simultaneous process with ultraviolet curable inks having different curing characteristics.
なお、本実施形態では往路方向で画像を形成する例で説明しているが、本発明は、双方向印刷も行う場合にも適用できる。 In this embodiment, an example in which an image is formed in the forward direction has been described. However, the present invention can also be applied to a case where bidirectional printing is performed.
この場合には、キャリッジ11のヘッドユニット12の両側に、それぞれ活性エネルギー線を照射する活性エネルギー線照射手段を備え、いずれの活性エネルギー線照射手段も第1、第2の活性エネルギー線硬化型液体を硬化させる活性エネルギー線を照射可能とし、照射するタイミングを制御するようにすればよい。これにより、生産性を向上することができる。
In this case, active energy ray irradiating means for irradiating active energy rays is provided on both sides of the
また、上記実施形態においては復路方向で硬化を行うための活性エネルギー線照射手段は、復路方向においてヘッドユニットの前方側に配置することもできる。例えば、上記実施形態の第2の紫外線照射ユニット13Bも第1の紫外線照射ユニット13Aと同じ側に配置することもできる。
Further, in the above embodiment, the active energy ray irradiating means for curing in the return path direction can also be arranged on the front side of the head unit in the return path direction. For example, the second ultraviolet irradiation unit 13B of the above embodiment can also be arranged on the same side as the first
また、本実施形態では、2種類の硬化特性が異なるインクを使用しているが、3種類以上の硬化特性が異なるインクを使用することもできる。 In this embodiment, two types of inks having different curing characteristics are used. However, three or more types of inks having different curing characteristics can be used.
また、上記実施形態では、画像の輪郭部と輪郭部以外とで分けているが、これに限らるものではない。要するに、第1の活性エネルギー線硬化型液体で画像の内のドット形状を維持する状態で形成する部分を形成し、第2の活性エネルギー線硬化型液体で画像の内の前記ドット形状を維持する状態で形成する部分以外の部分を形成すればよい。
Moreover, in the said embodiment, although it has divided by the outline part of an image, and other than an outline part, it is not restricted to this. In short, the first active energy ray-curable liquid is used to form a portion to be formed while maintaining the dot shape in the image, and the second active energy ray-curable liquid is used to maintain the dot shape in the image. What is necessary is just to form parts other than the part formed in a state.
次に、上述した第1実施形態の構成及び作用効果について図5ないし図8も参照して具体的に説明する。 Next, the configuration and operational effects of the above-described first embodiment will be specifically described with reference to FIGS.
インクの硬化に用いる紫外線の発光波長[nm]、照射強度(ピーク照度)〔mW/cm2〕、積算光量〔mJ/cm2〕は、基材との密着性、あるいは、インク層間の密着性に大きな影響を与え、形成される膜の特性にも大きな影響を及ぼす。 The emission wavelength [nm] of ultraviolet rays used for curing the ink, the irradiation intensity (peak illuminance) [mW / cm 2 ], and the integrated light quantity [mJ / cm 2 ] are the adhesion to the substrate or the adhesion between the ink layers. This greatly affects the characteristics of the formed film.
具体的には、膜強度やグロス感、膜表面状態は、各照射条件を変化させることにより制御することができる。 Specifically, film strength, glossiness, and film surface state can be controlled by changing each irradiation condition.
前述した第1、第2の紫外線照射ユニット13A、13Bには、出力される各領域の発光スペクトルの総出力のパワー変更制御機能を有し、0%出力から100%出力まで、インク硬化に必要且つ狙いの膜特性を得るために必要な照射強度(ピーク照度)〔mW/cm2〕、積算光量〔mJ/cm2〕を任意に変更可能としている。
The first and second
膜厚が薄い場合、或いは、多層膜構成において最下層の膜硬化と膜厚が大きい場合、或いは、多層構成において最上層の膜硬化では、当然に同じ制御出力での硬化では、インクの組成が同じ場合は、仕上がりの膜特性には差異を生じる。 When the film thickness is small, or when the film thickness of the lowermost layer and the film thickness are large in the multilayer structure, or when the film thickness of the uppermost layer in the multilayer structure is cured with the same control output, the composition of the ink is naturally If they are the same, there will be a difference in the finished film properties.
以上のようなメカ的、エレキ的な照射制御に加え、液体吐出ヘッドから吐出されたインクにて画像形成を行った後の紫外線照射タイミング等の制御も画像品質を決める上で重要なパラメータとなる。 In addition to the mechanical and electrical irradiation control as described above, the control of the ultraviolet irradiation timing after image formation with the ink discharged from the liquid discharge head is also an important parameter in determining the image quality. .
各印字毎に、それぞれの目的に合った照射条件で、ピーク照度〔mW/cm2〕、積算光量〔mJ/cm2〕を任意に変更することで、最適照射を行うことが可能となる。 Optimum irradiation can be performed by arbitrarily changing the peak illuminance [mW / cm 2 ] and the integrated light quantity [mJ / cm 2 ] under irradiation conditions suitable for each purpose for each printing.
この場合、積算光量〔mJ/cm2〕を一定にしたいときには、強い光〔mW/cm2〕を短時間照射する手段と、弱い光〔mW/cm2〕を長時間照射する手段の両者が考えられる。しかし、積算光量を確保したい場合、搬送速度変更が必要になるなど、生産性に影響を与えるため、これらの対応のみでは狙いの膜特性の確保は難しい。 In this case, when it is desired to keep the integrated light quantity [mJ / cm 2 ] constant, both means for irradiating strong light [mW / cm 2 ] for a short time and means for irradiating weak light [mW / cm 2 ] for a long time include Conceivable. However, when it is desired to secure the integrated light quantity, it is necessary to change the transport speed, which affects the productivity. Therefore, it is difficult to secure the target film characteristics only by these measures.
ここで、図5にバーコード画像の仕上がり状態を示し、各バーの構成ドットの違いを図6に模式的に示している。 Here, FIG. 5 shows the finished state of the barcode image, and FIG. 6 schematically shows the difference between the constituent dots of each bar.
上述したように、画像自体はキャリッジ11の往路方向への移動中にすべて形成する。そして、図5に示すバーの縁取り部分(太線箇所:画像縁部分(輪郭部分))21を往路における紫外線照射にて硬化させ、縁取り内部(ハッチング箇所:内側部分)22を復路における紫外線照射にて硬化させる。 As described above, all the images themselves are formed during the movement of the carriage 11 in the forward direction. Then, the edge portion (thick line portion: image edge portion (contour portion)) 21 of the bar shown in FIG. 5 is cured by ultraviolet irradiation in the forward path, and the inner portion (hatched portion: inner portion) 22 of the edge portion is irradiated by ultraviolet irradiation in the return path. Harden.
この場合、前述したように、輪郭部分21、内側部分22のそれぞれの部分の画像形成に使用するインクは、それぞれの紫外線照射ユニット13A、13Bから照射される波長領域に反応するインクである。
In this case, as described above, the ink used for image formation of each of the
その結果、輪郭部分(画像縁部分)21については画像形成後の瞬間的な硬化作用により、図7(a)に示すように、インクジェット特有の滴の立った高画質での画像形成が実現できる。 As a result, the contour portion (image edge portion) 21 can realize image formation with high image quality with ink droplets peculiar to inkjet, as shown in FIG. 7A, by an instantaneous curing action after image formation. .
一方、画像としてはベタ濃度が必要となる内側部分(縁内部)22については、復路での紫外線照射によって硬化させるため、滴吐出後硬化までの間にレベリングが進み、図7(b)に示すように、ドットの合一が促進された後の隙間のないベタ画像が形成されることになる。 On the other hand, since the inner portion (inside the edge) 22 where the solid density is required as an image is cured by the ultraviolet irradiation in the return path, the leveling proceeds until the curing after the droplet discharge, as shown in FIG. 7B. As described above, a solid image having no gap after the dot coalescence is promoted is formed.
なお、本発明によって形成する画像として、バーコード以外の画像パターンとしては、例えば図8(a)に示すリング形状、図8(b)に示す星型形状の画像などがある。勿論も、本発明によって形成する画像は、このようなバーコードや図形パターンに限るものではない。 As an image formed by the present invention, examples of the image pattern other than the barcode include a ring shape shown in FIG. 8A and a star-shaped image shown in FIG. 8B. Of course, the image formed by the present invention is not limited to such a bar code or graphic pattern.
前述したように第2の紫外線照射ユニット13Bは、復路方向においてヘッドユニット12の後方側に搭載され、少なくとも1つの紫外線照射ランプはメタルハライド型ランプを使用している。
As described above, the second ultraviolet irradiation unit 13B is mounted on the rear side of the
これにより、広領域波長発光(200〜400nm)によって、数種の波長領域に反応ピークを有する重合開始剤を用いたインクの硬化が可能になる。 Thereby, it is possible to cure the ink using the polymerization initiator having reaction peaks in several kinds of wavelength regions by wide-range wavelength light emission (200 to 400 nm).
そして、前述したように、復路方向において後方側になる第2の紫外線照射ユニット13Bで、吐出後媒体上でレベリングが進行した状態でインクを硬化することができ、インク滴のドットの合一によって隙間を埋めるなど特にベタ画像を形成することができて、高透過濃度画像を得ることができる。また、コーティング用途にも有効である。 As described above, the second ultraviolet irradiation unit 13B located on the rear side in the backward direction can cure the ink in a state where the leveling has progressed on the medium after ejection, and by combining the dots of the ink droplets In particular, a solid image can be formed, such as filling a gap, and a high transmission density image can be obtained. It is also effective for coating applications.
次に、本発明の第2実施形態について図9も参照して説明する。図9は同実施形態で形成する画像のドット形成パターンを説明する説明図である。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a dot formation pattern of an image formed in the embodiment.
本実施形態は、多層膜を形成して画像を形成する例である。この場合、ドットを積み重ねて膜厚を厚くする必要があるため、同一画像を仕上がり画像の上に積層する必要がある。 This embodiment is an example of forming an image by forming a multilayer film. In this case, since it is necessary to stack dots to increase the film thickness, it is necessary to stack the same image on the finished image.
したがって、図9に示すように、最下層の基材は媒体10の表面となるが、それより上の形成層の基材はインク層そのものとなる。つまり、媒体10上に1層目31を形成し、この1層目31上に2層目32を形成する。この場合、それぞれの層を同じ作像プロセスで画像形成すると品質が低下することになる。
Therefore, as shown in FIG. 9, the base material in the lowermost layer is the surface of the medium 10, but the base material of the formation layer above it is the ink layer itself. That is, the
例えば、図示しないが、3層構成の場合は、各層に求められる仕様例としては、
1層目:基材との密着性
2層目:下層インク層(1層目)との密着性
3層目:高画質化のための理想ドットの形成
となる。
For example, although not shown, in the case of a three-layer configuration, as a specification example required for each layer,
1st layer: Adhesiveness with substrate 2nd layer: Adhesiveness with lower ink layer (1st layer) 3rd layer: Formation of ideal dots for high image quality.
そこで、1層目については、第1実施形態で説明したと同様に、前処理+レベリングでの基材との密着性を向上する。2層目については、レベリングによるインク層との密着性を向上する。3層目は往路動作で画像形成直後の紫外線照射による高画質のためのドット滴を形成する。 Therefore, the first layer improves the adhesion with the base material in the pretreatment + leveling as described in the first embodiment. About the 2nd layer, the adhesiveness with the ink layer by leveling is improved. The third layer forms dot droplets for high image quality by ultraviolet irradiation immediately after image formation in the forward path operation.
これによって、要求されるすべての機能、仕様を満たした良好な印刷物を得ることができる。 As a result, it is possible to obtain a good printed matter satisfying all required functions and specifications.
次に、本発明の第3実施形態について図10も参照して説明する。図10は同実施形態で形成するカラーフィルタのパターン例を説明する説明図である。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a pattern example of the color filter formed in the embodiment.
前記第1実施形態で説明したと同様に、画像自体はキャリッジの往路方向への移動中にすべて形成する。 As described in the first embodiment, the entire image itself is formed during the movement of the carriage in the forward direction.
そして、図10の縦線壁画像部分(ブラックマトリックス部)41は往路方向への移動中に紫外線を照射して硬化させ、内部(RGB各ライン)42は復路方向への移動中に紫外線を照射して硬化させる。 The vertical line wall image portion (black matrix portion) 41 in FIG. 10 is cured by irradiating with ultraviolet rays while moving in the forward direction, and the inside (RGB lines) 42 is irradiated with ultraviolet rays while moving in the backward direction. And let it harden.
このとき、それぞれの部分は、それぞれの紫外線照射ユニットから照射される波長領域に反応するインクでの画像形成を実施する。 At this time, each portion performs image formation with ink that reacts with the wavelength region irradiated from each ultraviolet irradiation unit.
これにより、ブラックマトリックス部41については画像形成後の瞬間的な硬化作用により、インクジェット特有の滴の立った高画質での画像が形成される。一方、画像としてはベタ濃度が必要となるRGBライン部42については、復路方向での紫外線照射による硬化をさせるため、レベリングが進みドットの合一が促進された後の隙間のないベタ画像が形成され、同一工程で製品を完成させることができる。
As a result, the
次に、本発明の第4実施形態について図11及び図12も参照して説明する。図11は通常マスクでのドット形成パターンの例を示し、図12はランダムマスクでのドット形成パターンの例を示している。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 11 shows an example of a dot formation pattern with a normal mask, and FIG. 12 shows an example of a dot formation pattern with a random mask.
本実施形態では、紫外線硬化型インクに界面活性剤を含有したものを使用している。ここでは、前記第1実施形態の少なくとも一方のヘッドから吐出させる紫外線硬化型インクに界面活性剤を含有していればよい。 In the present embodiment, an ultraviolet curable ink containing a surfactant is used. Here, a surfactant may be contained in the ultraviolet curable ink ejected from at least one head of the first embodiment.
界面活性剤を含有することで、多層膜で画像を形成するときに、上の層の滴が締まり、綺麗なドット滴にて画像を形成することができて、マット感を持つ高画質画像を得ることができる。 By containing a surfactant, when forming an image with a multilayer film, the drops on the upper layer are tightened, and an image can be formed with beautiful dot droplets, resulting in a high-quality image with a matte feeling. Can be obtained.
また、一層目など基材に直接画像を形成する場合には、界面活性剤を含有することで濡れ広がりが良好になり、基材への濡れ性、レベリング性、または塗布性が向上する。 In addition, when an image is directly formed on a substrate such as the first layer, inclusion of a surfactant improves the wetting and spreading, and improves the wettability, leveling property, or coating property to the substrate.
つまり、媒体上に形成されるドット形状は、媒体の表面処理、紫外線照射条件を含む作像プロセスによって大きく変化し、使用するインクの組成によっても大きく変化する。紫外線硬化型インクを使用した場合に、照射する紫外線によって硬化を促進するための重合開始剤、各色インクの色を出すための顔料などの他、着弾滴自体の締まり具合等を調整するために界面活性剤が用いられる。 That is, the dot shape formed on the medium varies greatly depending on the image forming process including the surface treatment of the medium and the ultraviolet irradiation conditions, and also varies greatly depending on the composition of the ink used. In the case of using UV curable ink, in addition to a polymerization initiator for accelerating curing by irradiating UV light, a pigment for producing the color of each color ink, an interface for adjusting the tightness of the landing droplet itself, etc. An activator is used.
この界面活性材を用いることにより、媒体上に着弾したインク滴に関して滴が濡れ広がり、インク層上に着弾したインク滴に関しては綺麗な立った状態にてドット滴を形成することができるようになる。 By using this surface active material, the ink droplets that have landed on the medium are wet and spread, and the ink droplets that have landed on the ink layer can be formed in a clean standing state. .
このインクに含まれる界面活性材と、作像プロセスに用いる画像形成(ドット着弾順序)を決めるマスク、画像処理を組み合わせて用いることにより、同じ画像形成装置を用いた場合でも全く異なる仕上がり画像となる。 By using a combination of the surfactant contained in the ink, a mask for determining image formation (dot landing order) used in the image forming process, and image processing, a completely different finished image can be obtained even when the same image forming apparatus is used. .
すなわち、前記第1実施形態で説明したように、縁取り部などの形成画像の高画質化が求められる部分については、図11に示すような通常マスクでのドット形成パターンが好ましい。 That is, as described in the first embodiment, a dot formation pattern with a normal mask as shown in FIG. 11 is preferable for a portion where a high image quality of a formed image such as a border portion is required.
一方、ベタ形成などドット合一を引き起こし、隙間を埋める必要がある画像パターンについては、図12に示すようなランダムマスクでのドット形成パターンが好ましい。 On the other hand, a dot formation pattern with a random mask as shown in FIG. 12 is preferable for an image pattern that causes dot coalescence such as solid formation and needs to fill a gap.
なお、本願において、「画像」とは平面的なものに限らず、立体的に形成されたものに付与された画像、また立体自体を三次元的に造形して形成された像も含まれる。 In the present application, the “image” is not limited to a planar image, but includes an image given to a three-dimensionally formed image and an image formed by three-dimensionally modeling a solid itself.
また、活性エネルギー線硬化型液体は、紫外線硬化型液体に限るものではなく、その他の活性エネルギー線硬化型液体でもよい。 The active energy ray curable liquid is not limited to the ultraviolet ray curable liquid, and may be other active energy ray curable liquid.
10 媒体
11 キャリッジ
12 ヘッドユニット
13A 第1の紫外線照射ユニット
13B 第2の紫外線照射ユニット
100A 第1のヘッド群
100B 第2のヘッド群
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記液体吐出手段で吐出された媒体上の前記第1、第2の活性エネルギー線硬化型液体の液滴に対し、各液滴の前記硬化特性にそれぞれ対応する前記活性エネルギー線を照射する1又は複数の活性エネルギー線照射手段と、
前記液体吐出手段及び前記活性エネルギー線照射手段を搭載して往復移動されるキャリッジと、を備え、
前記活性エネルギー線照射手段は、前記第1の活性エネルギー線硬化型液体を硬化させた後に、前記第2の活性エネルギー線硬化型液体を硬化させ、
前記第1の活性エネルギー線硬化型液体は、単一波長に硬化反応ピークを有する重合開始剤を含有し、
前記第2の活性エネルギー線硬化型液体は、複数種の波長領域に硬化反応ピークを有する重合開始剤を含有する
ことを特徴とする画像形成装置。 One or a plurality of liquid ejection means for ejecting at least first and second active energy ray-curable liquid droplets having different curing characteristics;
Irradiating the first and second active energy ray-curable liquid droplets on the medium ejected by the liquid ejecting means with the active energy rays corresponding to the curing characteristics of the respective droplets 1 or A plurality of active energy ray irradiation means;
A carriage that is reciprocated and mounted with the liquid ejection means and the active energy ray irradiation means,
The active energy ray irradiating means hardens the second active energy ray curable liquid after curing the first active energy ray curable liquid,
The first active energy ray-curable liquid contains a polymerization initiator having a curing reaction peak at a single wavelength,
The image forming apparatus, wherein the second active energy ray-curable liquid contains a polymerization initiator having a curing reaction peak in a plurality of types of wavelength regions.
ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein the active energy ray-curable liquid is ink.
前記キャリッジの往路移動中に、前記画像を形成する液滴のうちの前記第1の活性エネルギー線硬化型液体を硬化させ、
前記キャリッジの復路移動中に、前記画像を形成する液滴のうちの前記第2の活性エネルギー線硬化型液体を硬化させる
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 All images are formed during the forward movement of the carriage,
During the forward movement of the carriage, the first active energy ray-curable liquid of the droplets forming the image is cured,
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the second active energy ray-curable liquid of the droplets forming the image is cured during the backward movement of the carriage.
前記第2の活性エネルギー線硬化型液体で前記画像の内の前記ドット形状を維持する状態で形成する部分以外の部分を形成する
ことを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 Forming a portion to be formed in a state of maintaining the dot shape in the image with the first active energy ray-curable liquid;
4. The image forming apparatus according to claim 3 , wherein the second active energy ray-curable liquid forms a portion of the image other than a portion formed while maintaining the dot shape. 5.
前記第2の活性エネルギー線硬化型液体の液滴を硬化させる第2の活性エネルギー線照射手段と、を有し、
前記第1の活性エネルギー線照射手段と前記第2の活性エネルギー線照射手段とは互いに離れた位置に配置されている
ことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の画像形成装置。 First active energy ray irradiating means for curing the droplets of the first active energy ray curable liquid;
Second active energy ray irradiating means for curing the droplets of the second active energy ray curable liquid,
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that are arranged at mutually distant position from the first active-energy ray irradiation means and said second active energy ray irradiating means.
前記第2の活性エネルギー線照射手段は、前記キャリッジが復路方向に移動するときに前記キャリッジの後方側となる領域に、それぞれ配置されている
ことを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 The first active energy ray irradiating means is disposed in a region on the rear side of the carriage when the carriage moves in the forward direction.
The image forming apparatus according to claim 5 , wherein the second active energy ray irradiating unit is disposed in a region on the rear side of the carriage when the carriage moves in the backward direction. .
先に前記第1の活性エネルギー線硬化型液体を硬化させる前記活性エネルギー線を照射して前記第1の活性エネルギー線硬化型液体を硬化させる工程と、
後に前記第2の活性エネルギー線硬化型液体を硬化させる前記活性エネルギー線を照射して前記第2の活性エネルギー線硬化型液体を硬化させる工程と、を有し、
前記第1の活性エネルギー線硬化型液体は、単一波長に硬化反応ピークを有する重合開始剤を含有し、
前記第2の活性エネルギー線硬化型液体は、複数種の波長領域に硬化反応ピークを有する重合開始剤を含有する
ことを特徴とする画像形成方法。 Forming at least one first and second active energy ray-curable liquid droplets having different curing characteristics to form an image on a medium; and
Irradiating the active energy ray to cure the first active energy ray-curable liquid first to cure the first active energy ray-curable liquid;
Irradiating the active energy ray to cure the second active energy ray-curable liquid later to cure the second active energy ray-curable liquid, and
The first active energy ray-curable liquid contains a polymerization initiator having a curing reaction peak at a single wavelength,
The second active energy ray-curable liquid contains a polymerization initiator having a curing reaction peak in a plurality of types of wavelength regions.
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