JP6443034B2 - 印刷装置、印刷物および印刷物の製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、光硬化型インクを塗布して形成されるインク層を複数層、印刷媒体上に積層して画像を形成する印刷技術に関するものである。

光硬化型インクを用いて印刷媒体上に画像を形成する印刷装置としては、例えば特許文献１に記載の装置（以下「従来装置」という）がある。この従来装置は、主走査方向に移動自在なキャリッジに対して記録ヘッド（本発明の「印刷ヘッド」に相当）と紫外線光源（本発明の「光照射部」に相当）とを搭載している。この従来装置では、キャリッジが主走査方向に移動しながら記録ヘッドから印刷媒体上に光硬化型インクを吐出して画像を形成するとともに、当該画像に対して紫外線光源から光を照射して硬化させて画像を印刷媒体に定着させる。

また、上記印刷媒体として透明性の熱可塑性樹脂シートを用い、上記従来装置などの印刷装置により加飾印刷を施した後で、例えば飲料商品容器の半割の形にまで深絞り加工した印刷物を製造する技術が従来より提案されている（特許文献２参照）。

特開２００６−１５０７８８号公報 特開２００８−８７２４６号公報

従来装置では、紫外線光源は主走査方向において記録ヘッドに隣接して配置されており、記録ヘッドと一体的に主走査方向に移動する。このため、記録ヘッドから吐出されたインクが印刷媒体に着弾してインクドットを形成した後、当該インクドットは遅くとも１秒程度、早ければ０．１秒で紫外線光源からの紫外線の照射を受けて硬化する。このようにインク硬化までの時間が早いため、特に印刷媒体としてポリカーボネート等の耐薬品性が比較的高い媒体を用いる場合、インクと印刷媒体とが溶け合う相溶層が十分に形成されず、印刷媒体に対するインクの密着力が弱いという課題があった。

また、上記密着力が弱い状態で加飾印刷された印刷媒体に対して種々の加工を施すと、加工により印刷媒体が延伸する際に、当該延伸にインクが追従できなくなり、インク層が破断することがあった。

この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、印刷媒体に対する光硬化型インクの密着力を高めることができる印刷技術、当該印刷技術を用いて印刷物を良好に製造する製造方法ならびにインク層の破断のない印刷物を提供することを目的とする。

この発明の第１態様は、光硬化型インクを塗布して形成される複数のインク層を積層した積層構造を有するとともに複数のインク層のうちの少なくとも一部が画像層である、積層体を印刷媒体上に形成して画像を印刷する印刷装置であって、複数のインク層のうち最下層を構成する第１光硬化型インクを印刷媒体上に塗布して最下層を形成し、少なくとも３秒以上経過した後で最下層に光を照射して硬化させる第１インク層形成部と、第１光硬化型インクが硬化された後に最下層以外のインク層を塗布する第２インク層形成部と、備えることを特徴としている。

また、この発明の第２態様は、印刷物の製造方法であって、光硬化型インクを塗布して形成される複数のインク層を積層した積層構造を有するとともに複数のインク層のうちの少なくとも一部が画像層である、積層体を印刷媒体上に形成して画像を印刷する第１工程と、画像が印刷された印刷媒体を成形加工する第２工程とを備え、第１工程は、複数のインク層のうち最下層を構成する第１光硬化型インクを印刷媒体上に塗布して最下層を形成し、少なくとも３秒以上経過した後で最下層に光を照射して硬化させる工程と、第１光硬化型インクが硬化された後に最下層以外のインク層を塗布する工程と、最下層以外のインク層を硬化させる工程とを有することを特徴としている。

また、この発明の第３態様は、印刷物であって、上記印刷物の製造方法によって製造されたことを特徴としている。

このように構成された発明では、印刷媒体への最下層の形成から３秒以上経過する間に当該最下層を構成するインク、つまり第１光硬化型インクと印刷媒体が溶け合い、最下層と印刷媒体とを密着させるのに十分な相溶層が形成される。そして、当該相溶層の形成後において光が最下層に照射されて最下層が硬化される。さらに、硬化した最下層上に別のインク層がさらに積層され、これによって画像層を含む積層体が印刷媒体上に形成される。このように、印刷媒体に対するインクの密着力が高められ、印刷媒体上に画像を安定して担持させることができる。

ここで、最下層の形成から最下層への光の照射開始まで待機させる待機時間を３秒以上としているが、これは後で詳述するように第１光硬化型インクが印刷媒体を溶かすのに要する時間に相当している。その一方で、待機時間を長くすると、相溶層の凝固が難しくなり、逆に印刷媒体と最下層との密着力が低下することがある。そのため、印刷媒体上への第１光硬化型インクの塗布から４５秒を過ぎるまでの間に最下層を硬化させるのが望ましい。

また、最下層以外のインク層についても光を照射して硬化させることで各インク層を安定化させることができ、印刷媒体上で画像を安定させることができる。

また、本発明にかかる印刷装置の他の態様としては、例えば光硬化型インクを印刷媒体に塗布してインク層を形成する印刷ヘッドと、印刷ヘッドにより塗布された光硬化型インクに光を照射して硬化させる光照射部と、印刷ヘッドと光照射部を保持するキャリッジと、キャリッジを主走査方向に移動させる移動部と、光照射部による光の照射と照射停止とを制御する照明制御部とを備え、照明制御部が、主走査方向に移動する印刷ヘッドにより複数のインク層のうち最下層を構成する第１光硬化型インクを印刷媒体上に塗布している間、光照射部からの光の照射を停止させ、印刷媒体への第１光硬化型インクの塗布後に、主走査方向に移動する光照射部から光を照射させて最下層を硬化させるように構成してもよい。

このように構成された印刷装置では、キャリッジを主走査方向に移動させることで印刷ヘッドと光照射部は一体的に主走査方向に移動する。このため、主走査方向に移動する印刷ヘッドによる第１光硬化型インクの塗布と並行して光照射部から光を照射させると、従来装置と同様に、比較的短時間で最下層の硬化が開始される。そこで、本発明では、第１光硬化型インクを印刷媒体上に塗布している間、光照射部からの光の照射が停止される。そして、印刷媒体への第１光硬化型インクの塗布後に、主走査方向に移動する光照射部から光が照射されて最下層の硬化が行われる。このように最下層への光の照射と照射停止が制御されることで、第１光硬化型インクと印刷媒体が溶け合い、最下層と印刷媒体とを密着させるのに十分な相溶層が形成される。その結果、本発明の第１態様にかかる印刷装置と同様に、印刷媒体に対するインクの密着力が高められ、印刷媒体上に画像を安定して担持させることができる。

また、最下層に照射される光の照度については、最下層以外のインク層に照射される光の照度以下に設定するのが望ましい。というのも、最下層に対して比較的高い照度の光を照射すると、最下層にインク皮膜が形成され、硬化収縮により皺が発生する可能性があるためである。

また、待機時間の好適な値は、印刷媒体の種類により異なることがある。そのため、予め待機時間を印刷媒体の種類毎に関連付けた待機時間情報を求めておくのが望ましい。そして、実際に印刷処理を受ける印刷媒体の種類に対応する待機時間を上記待機時間情報に基づいて導出し、当該待機時間だけ待機させた後で最下層への光照射を開始するのが好適である。これによって、相溶層を適切に形成することができ、印刷媒体に対する光硬化型インクの密着力を最適化することができる。

また、積層体の積層構造については任意であり、例えば下地層上に画像層を積層した構造や複数の画像層のみを積層した構造であってもよい。これらのうち下地層を有する場合には下地層が上記「最下層」に相当し、複数の画像層のみを有する場合にはそのうちの最下層が上記「最下層」に相当する。

さらに、インクとしては、印刷媒体の印刷領域に吐出されてインクドットを形成し、硬化する材料を用いることができ、例えば紫外線が照射されると硬化する液体を用いるのが好適である。

本発明にかかる印刷装置の第１実施形態を装備する印刷物の製造システムを示す図。 印刷装置の第１実施形態であるインクジェット印刷装置を示す図。 図２に示す印刷装置のヘッドユニットおよび電気的構成を示す模式図。 図１の製造システムによる印刷物の製造方法を示すフローチャート。 下地層の形成スケジュールの一例を示す図。 下地層の形成動作を模式的に示す図。 下地層の形成動作を模式的に示す図。 図２に示す印刷装置を用いた印刷処理の一例を示す図。 図２に示す印刷装置による印刷動作を模式的に示す図。 図２に示す印刷装置による印刷動作を模式的に示す図。 図２に示す印刷装置により形成される印刷物の一例を示す図。 相溶時間が印刷物の密着性に与える影響の試験結果を示す図。 本発明の第２実施形態における印刷物の製造方法を示すフローチャート。 第２実施形態での最下層の形成処理および硬化処理を模式的に示す図。

以下、本発明の第１実施形態および第２実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、各ライン像や各部材を認識可能な程度の大きさにするため、各ライン像や各部材の尺度を実際とは異ならせて示している。

図１は本発明にかかる印刷装置の第１実施形態を装備する印刷物の製造システムを示す図である。この製造システム１は、インクジェット印刷装置１Ａ、保護膜形成装置１Ｂ、成形加工装置１Ｃ、射出成形装置１Ｄを有しており、図示を省略する搬送装置によって装置１Ａ〜１Ｄの間で印刷媒体や印刷物が搬送される。これらの装置のうち印刷装置１Ａは、互いに異なる７色の紫外線硬化型インクを含むインクセットと、当該インクセットのインクを液滴として吐出する印刷ヘッドと、紫外線を照射する紫外線照射部を含む装置である。そして、制御ユニットが各種部材を駆動制御することで印刷媒体に画像を印刷して印刷物を製造する。

一方、残りの装置１Ｂ〜１Ｄは、インクジェット印刷装置１Ａにより印刷された印刷媒体に対して種々の後処理を施す、いわゆる印刷後処理装置である。これらのうち保護膜形成装置１Ｂは、所望画像が印刷された印刷媒体、つまり印刷物の表面に対してコーティング加工やラミネート加工などの表面加工処理を施して印刷された画像を保護する。また、成形加工装置１Ｃは表面加工された印刷物を所望形状に成形する。さらに、射出成形装置１Ｄは成形加工された印刷物に樹脂を射出する。なお、こうして樹脂の射出成形を受けた印刷物を本明細書では「成形物」と称する。これらの印刷後処理装置１Ｂ〜１Ｄとしては、従来より多用されている装置で用いることができる。

以下においては、インクジェット印刷装置１Ａの構成ならびに製造システム１の動作を中心に説明し、従来から周知の印刷後処理装置１Ｂ〜１Ｄの構成および動作に関する詳細な説明は省略する。

図２は印刷装置の第１実施形態であるインクジェット印刷装置を示す図である。また、図３は図２に示すインクジェット印刷装置のヘッドユニットおよび電気的構成を示す模式図である。図２に示すように、インクジェット印刷装置１Ａには、直方体形状に形成される基台２が備えられている。本実施形態では、この基台２の長手方向をＹ軸方向とし、同Ｙ軸方向と直交する方向をＸ軸方向とする。

基台２の上面２ａには、Ｙ軸方向に延びる一対の案内レール３ａ、３ｂが同Ｙ軸方向全幅にわたり設けられている。その基台２の上側には、一対の案内レール３ａ、３ｂによりステージ４がＹ軸方向に往復移動自在に設けられている。このステージ４には、ステージ移動機構４０が連結されている。ステージ移動機構４０としては、例えば案内レール３ａ、３ｂに沿ってＹ軸方向に延びるネジ軸（駆動軸）と、ネジ軸を回転させるＹ軸モーター（図示省略）と、ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構を用いることができる。そして、所定のステップ数に相対する駆動信号が制御ユニット５からＹ軸モーターに入力されると、Ｙ軸モーターが正転又は逆転して、ステージ４が同ステップ数に相当する分だけ、Ｙ軸方向に沿って所定の速度で往動又は、復動する（Ｙ軸方向に走査する）。

そのステージ４の上面には、印刷媒体ＰＭを載置する載置面４ａが形成されている。また、載置面４ａには、例えば、吸引式のワークチャック機構が設けられ、印刷媒体ＰＭが所定の位置に固定されるように構成されている。なお、印刷媒体ＰＭの材質は特に限定されるものではないが、上記したように成形加工処理および射出成形処理を受けることを考慮した材料、例えばアクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの共重合合成樹脂材で構成されたシートを印刷媒体ＰＭとして用いるのが好適である。

基台２のＸ軸方向両側には、一対の支持台８ａ、８ｂが立設されている。そして、その一対の支持台８ａ、８ｂには、Ｘ軸方向に延びる案内部材９が架設されている。案内部材９は、ステージ４のＸ軸方向における幅よりも長く形成されている。その案内部材９の下側には、Ｘ軸方向に延びる案内レール１０がＸ軸方向全幅にわたり凸設されている。

そして、案内レール１０に沿って移動可能とするキャリッジ１２を含むヘッドユニット２０が配置されている。そのヘッドユニット２０（キャリッジ１２）には、ヘッド移動機構２１が連結されている。ヘッド移動機構２１としては、ステージ移動機構４０と同様の構成を用いることができる。すなわち、案内レール１０に沿ってＸ軸方向に延びるネジ軸（駆動軸）と、ネジ軸を回転させるＸ軸モーター（図示省略）と、ネジ軸と螺合するボールナットを備えたネジ式直動機構を用いることができる。そして、所定のステップ数に相対する駆動信号が制御ユニット５からＸ軸モーターに入力されると、Ｘ軸モーターが正転又は逆転して、ヘッドユニット２０のキャリッジ１２が同ステップ数に相当する分だけ、Ｘ軸方向に沿って所定の速度で往動又は、復動する（Ｘ軸方向に走査する）。なお、本明細書では、（＋Ｘ）軸方向をヘッドユニット２０の「往動方向」とし、後述するようにヘッドユニット２０の往動により印刷する動作を「往動印刷」と称する一方、（−Ｘ）軸方向をヘッドユニット２０の「復動方向」とし、後述するようにヘッドユニット２０の復動により印刷する動作を「復動印刷」と称する。

このようにＸ軸方向に移動されるキャリッジ１２には、印刷ヘッド１４が搭載されている。また、印刷ヘッド１４は、配管６０を介してインクセット６と接続されており、インク供給を受ける。このインクセット６は、紫外線の照射によって硬化が促進される液体、つまり紫外線硬化型インクの供給源である。ここでは、紫外線硬化型インクとして、色剤としての顔料及び紫外線硬化型の樹脂成分を含むカラーインクと、色剤を含まないクリアインクとが用意されている。これらのインクはそれぞれインク容器６１に貯留される。そして、複数のインク容器６１は、収納ホルダー６２に格納されている。また、各インク容器６１と各インク容器６１に対応する印刷ヘッド１４とは配管６０によって接続され、インク容器６１内のインクを印刷ヘッド１４に供給可能に構成されている。なお、本実施形態では、カラーインクとしてシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、第１ブラック（Ｋ１）、第２ブラック（Ｋ２）およびホワイト（Ｗ）の合計５色のインクをそれぞれ収容したインク容器６１と、クリアインク（ＣＬ）を収容したインク容器６１とが用いられる。ただし、インクの色数や、色の種類は、種々変形可能である。

次に、ヘッドユニット２０の構成について説明する。図２および図３に示すように、ヘッドユニット２０は、インクセット６に搭載された各種インクを液滴として吐出する印刷ヘッド１４と、紫外線を照射する紫外線照射部１１を備えている。本実施形態では、Ｘ軸方向における印刷ヘッド１４（キャリッジ１２）の両側にそれぞれ紫外線照射部１１ａ、１１ｂが配置されている。紫外線照射部１１ａ，１１ｂは紫外線を発する光源を有している。この光源としては、例えば、ＬＥＤ、ＬＤ、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ等の種々の光源を適用することができる。そして、制御ユニット５の照明制御部５１から紫外線照射部１１ａに点灯指令が与えられると、紫外線照射部１１ａの光源が点灯し、ステージ４の載置面４ａ（印刷媒体ＰＭ）に向けて紫外線を照射する。一方、照明制御部５１からの点灯指令が紫外線照射部１１ｂに与えられると、紫外線照射部１１ｂの光源が点灯し、ステージ４の載置面４ａ（印刷媒体ＰＭ）に向けて紫外線を照射する。このように、本実施形態では、２つの紫外線照射部１１ａ，１１ｂから選択的または同時に紫外線を発生させ、当該紫外線により印刷媒体ＰＭ上に塗布された紫外線硬化型インクの硬化を促進させることができる。

印刷ヘッド１４は、図３に示すように、ステージ４の載置面４ａ（印刷媒体ＰＭ）に対向する面に、複数のノズル１４１を有している。複数のノズル１４１は、印刷媒体ＰＭの搬送方向Ｙと略平行に並んだノズル列１４２（クリア用第１ノズル列（ＣＬ）、クリア用第２ノズル列、イエロー用ノズル列、マゼンタ用ノズル列、シアン用ノズル列、第１ブラック用ノズル列、ホワイト用ノズル列、第２ブラック用ノズル列）を構成している。なお、各ノズル列のノズル密度は１８０［ｄｐｉ］であり、隣接するノズル列同士はノズルピッチの半ピッチの距離だけＹ軸方向にずれて千鳥配置されている。このため、クリア用第１ノズル列およびクリア用第２ノズル列を用いてクリアインクを塗布する時には３６０［ｄｐｉ］の解像度でインクドットを形成し、クリア以外のインクを塗布する時には１８０［ｄｐｉ］の解像度でインクドットを形成することが可能となっている。本実施形態では、往動方向（＋Ｘ）へのヘッドユニット２０の移動に伴って印刷ヘッド１４が往動印刷を行う一方、復動方向（−Ｘ）へのヘッドユニット２０の移動に伴って印刷ヘッド１４が復動印刷を行う。

制御ユニット５は、図示しないＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭがバスで相互に接続されて構成されている。制御ユニット５は、ＲＯＭやＥＥＰＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭに展開して実行することにより、インクジェット印刷装置１Ａの各部（例えば、ステージ移動機構４０や印刷ヘッド１４など）の動作を制御する制御部として機能する。また、制御ユニット５は、上記したように紫外線照射部１１を制御する照明制御部５１としての機能以外に、画像取得部５２、ラスタライズ部５３、データ処理部５４、待機時間導出部５５としても機能する。これらの各機能部が行う処理については後述する。なお、ＣＰＵが実現する機能の少なくとも一部は、制御ユニット５が備える電気回路がその回路構成に基づいて動作することによって実現されてもよい。なお、図３中の符号７は印刷媒体ＰＭに印刷すべき画像に関連する印刷元データ（例えばベクトルデータ）を記憶するメモリーカードである。

次に、図１に示す製造システム１を用いて印刷物（成形物）を製造する製造方法について説明する。図４は図１の製造システムによる印刷物の製造方法を示すフローチャートである。この製造システム１では、装置１Ａ〜１Ｄはシステム全体を制御するホストコンピュータ（図示省略）からの制御指令にしたがって各装置１Ａ〜１Ｄが動作し、以下に説明するように、インクジェット印刷装置１Ａによる印刷処理、保護膜形成装置１Ｂによる表面加工処理、成形加工装置１Ｃによる成形加工処理、射出成形装置１Ｄによる射出成形処理が実行される。

この製造システム１において、メモリーカード７に記憶された画像（＝下地層＋印刷画像）を印刷した印刷物を製造する旨の製造指令がインクジェット印刷装置１Ａに与えられると、インクジェット印刷装置１Ａの制御ユニット５は装置各部を以下のように制御して印刷処理を行う。印刷前の印刷媒体ＰＭが搬送装置（図示省略）によりインクジェット印刷装置１Ａに搬入され、ステージ４の載置面４ａ上に載置される（ステップＳ１）。そして、印刷媒体ＰＭの搬入動作と同時あるいは前後して制御ユニット５はメモリーカード７に記憶されている下地層および印刷画像の印刷元データ（ベクトルデータ）を画像取得部５２により読み込む（ステップＳ２）。そして、印刷元データをラスタライズ部５３によりラスタライズしてラスタデータを生成する。また、データ処理部５４によりＲＧＢ形式のラスタデータをＥＥＰＲＯＭに備えられた色変換ルックアップテーブル（不図示）を用いてインク量データに変換する。また、印刷動作を実行するために、印刷ヘッド１４によってインクドットが形成される順序を考慮した印刷データに並び替えるインターレース処理を行う。こうして、下地層および印刷画像を形成するための印刷データを作成する（ステップＳ３）。

また、上記製造指令に含まれる各種情報に基づいて待機時間を設定する（ステップＳ４）。この待機時間とは、下地層を印刷媒体ＰＭに塗布してから下地層への紫外線照射を開始するまでの時間と意味しており、本実施形態では次のようにして決定している。制御ユニット５は、待機時間を印刷媒体ＰＭの種類毎に関連付けた待機時間情報を予め求め、それらをテーブル形式でメモリー（図示省略）に記憶している。そして、制御ユニット５の待機時間導出部５５は製造指令に含まれる印刷媒体ＰＭの種類に関する媒体情報を取得すると、当該媒体情報に対応する待機時間を待機時間情報のテーブルから読み出し、印刷媒体ＰＭに適合する待機時間を設定する。なお、待機時間が製造指令に含まれている場合には、それを読み出して待機時間を設定してもよい。

こうして待機時間および下地層の印刷データが準備されると、データ処理部５４は、下地層の印刷データに基づいてＸ軸モーター、Ｙ軸モーター、印刷ヘッド１４等を駆動させ、例えば図５ないし図７に示すように合計６個のスキャン動作が実行される。これによって、次に説明するように、印刷媒体ＰＭの印刷領域ＰＲ全体にクリアインクが塗布されて下地層が形成される。なお、本実施形態では、Ｙ軸方向（副走査方向）において印刷領域ＰＲはノズル列１４２の列長の約２倍の幅を有している。

図５は下地層の形成スケジュールの一例を示す図であり、同図に示すように、待機時間は「１２秒」に設定されている。また、図６および図７はそれぞれ図５に示す形成スケジュールにしたがって行われる下地層の形成動作および硬化動作を模式的に示す図である。図６および図７（および後で説明する図９など）において、白抜き矢印はヘッド移動機構２１によるヘッドユニット２０のＸ軸方向移動を示し、黒塗矢印はステージ移動機構４０による印刷媒体ＰＭのＹ軸方向移動を示している。第１実施形態では、印刷媒体ＰＭの印刷領域ＰＲをＹ軸方向に３つの領域Ｒ１〜Ｒ３に区分けし、図５および図６に示すように４回のパス（スキャン動作）によるクリアインクの塗布処理（図４中のステップＳ５）と、塗布処理から待機時間だけ待機する待機処理（図４中のステップＳ６）と、図５および図７に示すように２回のパス（スキャン動作）によるクリアインクの硬化処理（図４中のステップＳ７）とを行うことで下地層ＧＬ（図７）を形成する。

この下地層の形成動作を開始する前においては、図２に示すようにヘッドユニット２０はステージ４から（−Ｘ）軸方向側に離れた待機位置に位置している。そして、制御ユニット５によりＹ軸モーターが駆動されることで、ステージ４が（−Ｙ）軸方向に移動し、印刷媒体ＰＭの第１領域Ｒ１のみがヘッドユニット２０の往復移動経路の鉛直下方に位置するように、ステージ４が位置決めされる。これにより、下地層の形成処理における第１番目のスキャン動作の実行準備が完了する。すると、ヘッドユニット２０が往動方向、つまり（＋Ｘ）軸方向に３秒間移動しながら制御ユニット５から与えられる下地層の印刷データに基づいて印刷ヘッド１４のクリア用ノズル１４１からクリアインクが液滴状で第１領域Ｒ１に直接塗布される。これによって、第１領域Ｒ１においてインクドットが主走査方向Ｘにおいて７２０[ｄｐｉ]、搬送方向（副走査方向）Ｙにおいて３６０[ｄｐｉ]で形成される。このとき、２つの紫外線照射部１１ａ，１１ｂはいずれも消灯されており、各インクドットへの紫外線照射は停止されている。このため、第１領域Ｒ１に着弾したクリアインクによる印刷媒体ＰＭの溶解が開始され、後で説明する硬化動作が実行されるまで、上記溶解は進行する。なお、紫外線照射の停止は下地層の形成処理における第２番目〜第４番目のスキャン動作においても同様である。また、図５に示すように下地層の形成処理および硬化処理におけるヘッドユニット２０の一回のスキャンに要する時間および待機時間も同一である。

第１番目のスキャン動作の完了に続いて、制御ユニット５によりＹ軸モーターが駆動されることで、ステージ４が（＋Ｙ）軸方向に移動し、印刷媒体ＰＭの第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２がヘッドユニット２０の往復移動経路の鉛直下方に位置するように、ステージ４が位置決めされる。これにより、第２番目のスキャン動作の実行準備が完了する。すると、ヘッドユニット２０が復動方向、つまり（−Ｘ）軸方向に移動しながら制御ユニット５から与えられる下地層の印刷データに基づいて印刷ヘッド１４のクリア用ノズル１４１からクリアインクが液滴状で第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の表面に向けて吐出される。これによって、第１領域Ｒ１では、第１番目のスキャン動作により形成されたインクドットから１／３６０[ｉｎｃｈ］だけＹ軸方向にずれて７２０[ｄｐｉ]×３６０[ｄｐｉ]でインクドットが形成され、その結果、７２０[ｄｐｉ]×７２０[ｄｐｉ]の解像度で下地層が形成される。また、これと同時に、第２領域Ｒ２では、７２０[ｄｐｉ]×３６０[ｄｐｉ]でインクドットが形成される。

第２番目のスキャン動作の完了に続いて、制御ユニット５によりＹ軸モーターが駆動されることで、ステージ４がさらに（＋Ｙ）軸方向に移動し、印刷媒体ＰＭの第２領域Ｒ２および第３領域Ｒ３がヘッドユニット２０の往復移動経路の鉛直下方に位置するように、ステージ４が位置決めされる。これにより、第３番目のスキャン動作の実行準備が完了する。すると、ヘッドユニット２０が往動方向（＋Ｘ）に移動しながら制御ユニット５から与えられる下地層の印刷データに基づいて印刷ヘッド１４のクリア用ノズル１４１からクリアインクが液滴状で第２領域Ｒ２および第３領域Ｒ３の表面に向けて吐出される。これにより、第１領域Ｒ１に続いて第２領域Ｒ２に７２０[ｄｐｉ]×７２０[ｄｐｉ]の解像度で下地層が形成されるとともに、第３領域Ｒ３では、７２０[ｄｐｉ]×３６０[ｄｐｉ]でインクドットが形成される。

さらに、第３番目のスキャン動作の完了に続いて、制御ユニット５によりＹ軸モーターが駆動されることで、ステージ４がさらに（＋Ｙ）軸方向に移動し、印刷媒体ＰＭの第３領域Ｒ３のみがヘッドユニット２０の往復移動経路の鉛直下方に位置するように、ステージ４が位置決めされる。これにより、第４番目のスキャン動作の実行準備が完了する。すると、ヘッドユニット２０が復動方向、つまり（−Ｘ）軸方向に移動しながら制御ユニット５から与えられる下地層の印刷データに基づいて印刷ヘッド１４のクリア用ノズル１４１からクリアインクが液滴状で第３領域Ｒ３の表面に向けて吐出される。これによって、第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２に続いて第３領域Ｒ３にも７２０[ｄｐｉ]×７２０[ｄｐｉ]の解像度で下地層が形成される。

こうして、４回のスキャン動作（４パス）によって印刷領域ＰＲ全体に未硬化状態の下地層が形成され、クリアインクと印刷媒体ＰＭとの間で相溶層の形成が進行する。そして、待機時間だけヘッドユニット２０を待機位置に待機させる。待機時間が経過する（ステップＳ６で「ＹＥＳ」と判定される）と、硬化処理（ステップＳ７）が実行される。

硬化処理では、図７に示すように、制御ユニット５によりＹ軸モーターが駆動されることで、ステージ４が（−Ｙ）軸方向に移動し、印刷媒体ＰＭの第１領域Ｒ１のみがヘッドユニット２０の往復移動経路の鉛直下方に位置するように、ステージ４が位置決めされる。これにより、第５番目のスキャン動作の実行準備が完了する。すると、２つの紫外線照射部１１ａ，１１ｂを点灯した状態でヘッドユニット２０が往動方向（＋Ｘ）に移動して第１領域Ｒ１に塗布された下地層を硬化させて相溶層の形成を停止させる。なお、このとき、インク吐出は停止されており、紫外線照射のみが実行される。この点については、次の第６番目のスキャン動作においても同様である。

第５番目のスキャン動作の完了に続いて、制御ユニット５によりＹ軸モーターが駆動されることで、ステージ４が（＋Ｙ）軸方向に移動し、印刷媒体ＰＭの第２領域Ｒ２および第３領域Ｒ３がヘッドユニット２０の往復移動経路の鉛直下方に位置するように、ステージ４が位置決めされる。これにより、第６番目のスキャン動作の実行準備が完了する。すると、２つの紫外線照射部１１ａ，１１ｂを点灯した状態でヘッドユニット２０が復動方向（−Ｘ）に移動して第２領域Ｒ２および第３領域Ｒ３に塗布された下地層を硬化させて相溶層の形成を停止させる。こうして、印刷領域ＰＲに対して下地層ＧＬがしっかりと密着した状態で印刷領域ＰＲ全体に形成される。

図４に戻って説明を続ける。次のステップＳ８では、データ処理部５４が、下地層の印刷データに基づいてＸ軸モーター、Ｙ軸モーター、印刷ヘッド１４等を駆動させ、下地層ＧＬ上に印刷画像を印刷する。印刷画像を印刷する方法は特に限定されるものではないが、本実施形態では、光沢ムラを抑制するという観点から、例えば図８に示すように合計１６個のスキャン動作が実行される。これによって、印刷画像を下地層ＧＬ上に形成する印刷処理を実行する。

本実施形態では、印刷媒体ＰＭを搬送方向Ｙに間欠移動させながら印刷媒体ＰＭの印刷領域ＰＲに対して往動印刷および復動印刷を行ってライン画像を順次形成することで、下地層ＧＬ上に印刷画像を印刷するが、次の２つの技術的特徴を有する点で従来装置と大きく相違している。

第１つ目の技術的特徴は、印刷媒体ＰＭの印刷領域ＰＲを、ノズル列１４２の列長に対応した幅を搬送方向Ｙに持った２つのエリアＡＲ１、ＡＲ２（図９参照）に区分けし、ヘッドユニット２０の印刷ヘッド１４によるライン像を形成するエリアをエリアＡＲ１、ＡＲ２の間で交互に切り替える点である。ここで、本実施形態では、印刷ヘッド１４の印刷画像用、つまりクリア用以外のノズル解像度は１８０［ｄｐｉ］であり、当該印刷ヘッド１４を用いて印刷解像度が主走査方向（Ｘ軸方向）１４４０［ｄｐｉ］、副走査方向（Ｙ軸方向）７２０［ｄｐｉ］の印刷画像を印刷する。そのために、各エリアＡＲ１、ＡＲ２で副走査方向に７２０［ｄｐｉ］の画像を形成するために、往動印刷または復動印刷を４回行う、つまり４スキャンが必要となる。

また、第２つ目の技術的特徴は、ヘッドユニット２０により形成される複数のライン像を搬送方向Ｙに配列して所望の画像を印刷しているが、第１エリアＡＲ１に形成される第１エリアライン像および第２エリアＡＲ２に形成される第２エリアライン像のいずれもが２回のスキャンで形成される点である。つまり、各エリアライン像は、１回のスキャンで形成されるのではなく、１回目のスキャンで比較的高い吐出Ｄｕｔｙで形成されるライン像の上に、２回目のスキャンで比較的低い吐出Ｄｕｔｙでライン像を積層して形成してなる。ここで、「吐出Ｄｕｔｙ」とは、エリアライン像を形成するために必要なインクドット数に対してノズル１４１から実際に吐出されて印刷領域ＰＲに形成されるインクドット数の割合をパーセントで示したものである。また、本実施形態では、１回目の吐出Ｄｕｔｙと、２回目の吐出Ｄｕｔｙとの和が１００［％］となるように印刷ヘッド１４からのインク吐出を制御している。つまり、ヘッドユニット２０は、特許文献１に記載の装置で行われている、いわゆる間引きを行うことなく、印刷元データにしたがって画像を印刷する。

このような高解像度の画像を得るために４スキャン、吐出Ｄｕｔｙ（吐出比率）を分けてエリアライン像を形成するために２スキャン、さらに２つのエリアＡＲ１、ＡＲ２に区分けしたことで２スキャンがそれぞれ必要となる。そのため、本実施形態の画像印刷は、１６スキャン（＝４×２×２）で印刷媒体ＰＭへの画像の印刷が行われる。これによって、次に説明するように、第１エリアＡＲ１に対して各第１エリアライン像が第１エリア側の画像に対応する個数のインクドットで形成され、第２エリアＡＲ２に対して各第２エリアライン像が第２エリア側の画像に対応する個数のインクドットで形成成され、画像が印刷される。

図８は図２に示すインクジェット印刷装置を用いた印刷処理の一例を示す図である。同図中の「エリア」はヘッドユニット２０によりライン像を形成するエリアを示し、「ライン像」は各スキャン動作により形成されるライン像を示している。以下、１６個のスキャン動作により画像を印刷する動作を図９ないし図１１を参照しつつ説明する。

図９および図１０は図２に示すインクジェット印刷装置による印刷動作を模式的に示す図である。図１１は図２に示すインクジェット印刷装置により形成される印刷物の一例を示す図である。印刷画像の印刷動作を開始する前においては、ヘッドユニット２０はステージ４から（−Ｘ）軸方向側に離れた待機位置に位置している。当該印刷動作の開始時には、まず制御ユニット５によりＹ軸モーターが駆動されることで、ステージ４が（−Ｙ）軸方向に移動し、印刷媒体ＰＭの第１エリアＡＲ１がヘッドユニット２０の往復移動経路の鉛直下方に位置するように、ステージ４が位置決めされる。これにより、図８中のスキャン番号「１」で示される第１番目のスキャン動作の実行準備が完了する。すると、ヘッドユニット２０が往動方向（＋Ｘ）に移動しながら制御ユニット５から与えられる印刷データに基づいて印刷ヘッド１４の印刷画像用ノズル（クリア用ノズル以外のノズル）１４１からインクが液滴状で第１エリアＡＲ１の下地層ＧＬに向けて吐出される。これによって、図９に示すように、第１エリアＡＲ１の下地層ＧＬ上にインクドットが形成される。また、ヘッドユニット２０の（＋Ｘ）軸方向への移動に連動して紫外線照射部１１ａが往動方向への移動の間だけ点灯され、各インクドットに紫外線を照射する。これにより、各インクドットが硬化してＸ軸方向のライン像Ａ１１が１層目として形成される（往動印刷）。なお、第１番目のスキャン動作では、図８に示すように「吐出Ｄｕｔｙ」が６０％に設定されているため、４０％分のインクドットについては、この段階で形成されていないが、これらのインクドットにより構成されるライン像（図１０中の符号Ａ１２）は後で説明するように第９番目のスキャン動作によりライン像Ａ１１に積層して形成される。

第１番目のスキャン動作の完了時点では、第２エリアＡＲ２の下地層ＧＬには、いずれのライン像も形成されておらず、図８中のスキャン番号「２」で示される第２番目のスキャン動作の実行によって初めてライン像が形成される。すなわち、制御ユニット５によりＹ軸モーターが駆動されることで、ステージ４が（＋Ｙ）軸方向に移動し、印刷媒体ＰＭの第２エリアＡＲ２がヘッドユニット２０の往復移動経路の鉛直下方に位置するように、ステージ４が位置決めされる。これにより、第２番目のスキャン動作の実行準備が完了する。すると、ヘッドユニット２０が復動方向（−Ｘ）に移動しながら制御ユニット５から与えられる印刷データに基づいて印刷ヘッド１４のノズル１４１からインクが液滴状で第２エリアＡＲ２の下地層ＧＬに向けて吐出される。また、ヘッドユニット２０の（−Ｘ）軸方向への移動に連動して紫外線照射部１１ｂが復動方向への移動の間だけ点灯され、各インクドットに紫外線を照射する。これにより、各インクドットが硬化してＸ軸方向のライン像Ａ２１が、既に第１エリアＡＲ１に形成されているライン像Ａ１１とともに１層目として形成され、これらライン像Ａ１１、Ａ２１で第１層目のライン層ＬＬ１（図１１）が構成される。なお、第２番目のスキャン動作においても、第１番目のスキャン動作と同様に、４０％分のインクドットについては、この段階で形成せず、これらのインクドットにより構成されるライン像（図１０の符号Ａ２２）は後で説明するように第１０番目のスキャン動作によりライン像Ａ２１に積層して形成される。

こうして第２番目のスキャン動作が完了すると、制御ユニット５によりＹ軸モーターが逆方向に駆動されることで、図９に示すように、ステージ４が（−Ｙ）軸方向に移動し、印刷媒体ＰＭの第１エリアＡＲ１がヘッドユニット２０の往復移動経路の鉛直下方で、かつ第１番目のスキャン動作時よりも１ドット分だけ（＋Ｙ）軸方向にずれて位置するように、ステージ４が位置決めされる。こうして、図８中のスキャン番号「３」で示される第３番目のスキャン動作の実行準備が完了する。すると、ヘッドユニット２０が往動方向（＋Ｘ）に移動しながら制御ユニット５から与えられる印刷画像の印刷データに基づいて印刷ヘッド１４の印刷画像用ノズル１４１からインクが第１エリアＡＲ１の表面に向けて吐出される。これによって、第１エリアＡＲ１の下地層ＧＬにおいて、ライン像Ａ１１と一部重なるようにインクドットが形成される。また、ヘッドユニット２０の（＋Ｘ）軸方向への移動に連動して紫外線照射部１１ａが往動方向への移動の間だけ点灯され、各インクドットに紫外線を照射する。これにより、各インクドットが硬化してＸ軸方向のライン像Ｂ１１が２層目として形成される（往動印刷）。なお、第３番目のスキャン動作では、図８に示すように「吐出Ｄｕｔｙ」が７０％に設定されているため、３０％分のインクドットについては、この段階で形成されていないが、これらのインクドットにより構成されるライン像は第１１番目のスキャン動作によりライン像Ｂ１１に積層して形成される。

また、第３番目のスキャン動作に続いて、制御ユニット５によりＹ軸モーターが駆動されることで、図９に示すようにステージ４が（＋Ｙ）軸方向に移動し、印刷媒体ＰＭの第２エリアＡＲ２がヘッドユニット２０の往復移動経路の鉛直下方で、かつ第２番目のスキャン動作時よりも１ドット分だけ（＋Ｙ）軸方向にずれて位置するように、ステージ４が位置決めされる。こうして、図８中のスキャン番号「４」で示される第４番目のスキャン動作の実行準備が完了する。すると、ヘッドユニット２０が復動方向（−Ｘ）に移動しながら制御ユニット５から与えられる印刷画像の印刷データに基づいて印刷ヘッド１４の印刷画像用ノズル１４１からインクが第２エリアＡＲ２の下地層ＧＬに向けて吐出される。これによって、第２エリアＡＲ２において、ライン像Ａ２１と一部重なるようにインクドットが形成される。また、ヘッドユニット２０の（＋Ｘ）軸方向への移動に連動して紫外線照射部１１ｂが復動方向への移動の間だけ点灯され、各インクドットに紫外線を照射する。これにより、各インクドットが硬化してＸ軸方向のライン像Ｂ２１が、既に第１エリアＡＲ１に形成されているライン像Ｂ１１とともに２層目として形成される（復動印刷）。これらライン像Ｂ１１、Ｂ２１で第２層目のライン層ＬＬ２（図１１）が第１層目のライン層ＬＬ１に積層して構成される。なお、第４番目のスキャン動作においても、第３番目のスキャン動作と同様に、３０％分のインクドットについては、この段階で形成せず、これらのインクドットにより構成されるライン像は第１２番目のスキャン動作によりライン像Ｂ２１に積層して形成される。

このような印刷媒体ＰＭの搬送および図８中のスキャン番号「５」〜「８」で示されるスキャン動作が繰り返されることで、「吐出Ｄｕｔｙ」が８０％で３層目のライン像Ｃ１１、Ｃ２１ならびに「吐出Ｄｕｔｙ」が９０％で４層目のライン像Ｄ１１、Ｄ２１が形成される。本実施形態では、こうして比較的高い、つまり「吐出Ｄｕｔｙ」が６０％以上で印刷領域ＰＲ全体にライン像を形成して印刷するのに続いて、さらに搬送方向Ｙにおける印刷媒体ＰＭの往復搬送に対応して図８中のスキャン番号「９」〜「１６」で示されるスキャン動作、つまり第９番目から第１６番目までのスキャン動作を実行する。

制御ユニット５によりＹ軸モーターが駆動されることで、図１０に示すように、ステージ４が（−Ｙ）軸方向に移動し、印刷媒体ＰＭの第１エリアＡＲ１がヘッドユニット２０の往復移動経路の鉛直下方で、かつＹ軸方向において第１番目のスキャン動作時と同じ位置に位置するように、ステージ４が位置決めされる。これに続いて、ヘッドユニット２０が往動方向（＋Ｘ）に移動しながら制御ユニット５から与えられる印刷画像の印刷データに基づいて印刷ヘッド１４の印刷画像用ノズル１４１からインクが第１エリアＡＲ１の表面に向けて吐出される。これによって、第１エリアＡＲ１において、ライン像Ａ１１上にインクドットが形成される。また、ヘッドユニット２０の（＋Ｘ）軸方向への移動に連動して紫外線照射部１１ａが往動方向への移動の間だけ点灯され、各インクドットに紫外線を照射する。これにより、各インクドットが硬化してＸ軸方向のライン像Ａ１２が５層目として形成される（往動印刷）。ここでは、上記したように第１番目のスキャン動作で形成されなかった４０％分のインクドットを形成し、ライン像Ａ１１、Ａ１２を積層してなる第１エリアライン像Ａ１が形成される。

また、第９番目のスキャン動作に続いて、制御ユニット５によりＹ軸モーターが駆動されることで、図１０に示すように、ステージ４が（＋Ｙ）軸方向に移動し、印刷媒体ＰＭの第２エリアＡＲ２がヘッドユニット２０の往復移動経路の鉛直下方で、かつ第２番目のスキャン動作時と同じ位置に位置するように、ステージ４が位置決めされる。これに続いて、ヘッドユニット２０が復動方向（−Ｘ）に移動しながら制御ユニット５から与えられる印刷データに基づいて印刷ヘッド１４のブラック用ノズル１４１からインクが第２エリアＡＲ２の表面に向けて吐出される。この第１０番目のスキャン動作によって、第２エリアＡＲ２において、ライン像Ａ２１上にインクドットが形成される。また、ヘッドユニット２０の（＋Ｘ）軸方向への移動に連動して紫外線照射部１１ｂが復動方向への移動の間だけ点灯され、各インクドットに紫外線を照射する。これにより、各インクドットが硬化してＸ軸方向のライン像Ａ２２が、既に第１エリアＡＲ１に形成されているライン像Ａ２１とともに５層目として形成される（復動印刷）。ここでも、上記したように第２番目のスキャン動作で形成されなかった４０％分のインクドットを形成し、ライン像Ａ２１、Ａ２２を積層してなる第２エリアライン像Ａ２が形成される。

そして、このような印刷媒体ＰＭの搬送および残りの第１１ないし第１６番目のスキャン動作が繰り返されることで、第６層目ないし第８層目のライン層ＬＬ６〜ＬＬ８が形成されるとともに第１エリアライン像および第２エリアライン像がそれぞれ３本ずつ形成される。すなわち、「吐出Ｄｕｔｙ」が３０％で６層目のライン層ＬＬ６を構成するライン像Ｂ１２、Ｂ２２がそれぞれライン像Ｂ１１、Ｂ２１上に積層して形成され、第１エリアライン像（＝Ｂ１１＋Ｂ１２）および第２エリアライン像（＝Ｂ２１＋Ｂ２２）が得られる。また、「吐出Ｄｕｔｙ」が２０％で７層目のライン層ＬＬ７を構成するライン像Ｃ１２、Ｃ２２がそれぞれライン像Ｃ１１、Ｃ２１上に積層して形成され、第１エリアライン像（＝Ｃ１１＋Ｃ１２）および第２エリアライン像（＝Ｃ２１＋Ｃ２２）が得られる。さらに、「吐出Ｄｕｔｙ」が１０％で８層目のライン層ＬＬ８を構成するライン像Ｄ１２、Ｄ２２がそれぞれライン像Ｄ１１、Ｄ２１上に積層して形成され、第１エリアライン像（＝Ｄ１１＋Ｄ１２）および第２エリアライン像（＝Ｄ２１＋Ｄ２２）が得られる。

このように印刷媒体ＰＭの印刷領域ＰＲをノズル列１４２の列長に対応した幅を搬送方向Ｙに持った２つのエリアＡＲ１、ＡＲ２に区分けしている。そして、ヘッドユニット２０の印刷ヘッド１４によるライン像を形成するエリアをエリアＡＲ１、ＡＲ２の間で交互に切り替えながらライン像Ａ１１、Ａ２１、…、Ｄ１２、Ｄ２２の順に形成している。このため、次のような作用効果が得られる。従来装置と同様にエリアＡＲ１に対して全ライン像を形成した後でエリアＡＲ２に対して全ライン像を形成すると、エリアＡＲ１、ＡＲ２の間での光沢ムラが大きくなってしまう。また、各エリア内でも硬化タイミングの差に起因して光沢ムラが発生する。これらの要因から画質低下を招いてしまう。これに対し、本実施形態では、エリア間で交互にライン像を形成しているため、エリア間での光沢ムラを大幅に抑制することができる。また、印刷領域ＰＲの全域が同じラスター順に形成され、インクの硬化タイミングの差に起因する光沢ムラを印刷領域ＰＲの全域に分散させることができ、光沢ムラを軽減させることができる。その結果、高品質な画像を印刷することができる。

再び図４に戻って説明を続ける。印刷媒体ＰＭに対する下地層ＧＬ、ライン層ＬＬ１〜ＬＬ８の積層により、図１１に示すように、複数のインク層を積層した積層構造を有する印刷物１００が形成されると、下地層ＧＬの形成処理および硬化処理と同様にして、クリアインクを塗布するとともに当該クリアインク層を硬化させて印刷画像を保護するクリア保護膜を形成する（ステップＳ９）。

上記のようにしてインクジェット印刷装置１Ａによる印刷媒体ＰＭへの印刷が完了すると、図示を省略する搬送装置によって印刷物がインクジェット印刷装置１Ａから保護膜形成装置１Ｂに搬送される（ステップＳ１０）。そして、保護膜形成装置１Ｂにより印刷物の最上層、つまり硬化されたクリアインク層上に保護膜が形成される（ステップＳ１１）。すなわち、保護膜形成装置１Ｂにおいて行われるコーティング加工やラミネート加工などによって保護膜が形成される。

保護膜形成装置１Ｂにより保護層が形成された印刷物、つまり保護層付印刷物は、搬送装置（図示省略）によって保護膜形成装置１Ｂから成形加工装置１Ｃに搬送される（ステップＳ１２）。そして、成形加工装置１Ｃにより保護層付印刷物に対して真空成形加工や圧空成形加工が施されて保護層付印刷物が所望形状、例えば飲料商品容器の半割形状や自動車のインストルメント・パネル（インパネ）の形状に加工される（ステップＳ１３）。

成形加工装置１Ｃにより成形加工された印刷物は搬送装置（図示省略）によって成形加工装置１Ｃから射出成形装置１Ｄに搬送される（ステップＳ１４）。そして、印刷物の両主面のうち印刷面と反対側、つまり下地層ＧＬおよびライン層ＬＬ１〜ＬＬ８が印刷されていない面（図１１中の符号ＳＦ）に樹脂材料が射出されて成形される（ステップＳ１５）。ここで、射出成形で使用する材料は任意であり、例えばアクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの共重合合成樹脂材を用いることができる。また、印刷媒体ＰＭが樹脂材料で構成されているときには、これと同じ樹脂材料を用いて射出成形を行うのが望ましい。特に、印刷媒体ＰＭの構成材料および射出成形材料がともにアクリロニトリル、ブタジエン、スチレンの共重合合成樹脂であるのが好適である。

最後に、射出成形装置１Ｄによる射出成形加工を受けた印刷物（成形物）は搬送装置（図示省略）によって射出成形装置１Ｄから搬出される（ステップＳ１６）。

以上のように、本実施形態によれば、下地層ＧＬを形成するためにクリアインクを印刷媒体ＰＭに塗布している間、２つの紫外線照射部１１ａ，１１ｂをいずれも消灯している。そして、待機時間（実施形態では図５に示すように１２秒）の経過後に紫外線照射部１１ａ，１１ｂを点灯しながらヘッドユニット２０を主走査方向Ｘに移動させて下地層ＧＬを硬化させている。このように待機時間を設けたことにより待機時間中にクリアインクにより印刷媒体ＰＭの表面が溶解されて相溶層が形成され、その後で下地層ＧＬが硬化される。このように下地層への紫外線の照射と照射停止を制御することで下地層ＧＬと印刷媒体ＰＭとを密着させるのに十分な相溶層を形成することができる。したがって、印刷媒体ＰＭに対するインクの密着力が高められ、印刷媒体ＰＭ上に印刷画像を安定して担持させることができる。その結果、成形加工によって印刷物をフラットなシート形状から複雑な形状に成形したとしても、印刷媒体ＰＭの変形に対して印刷画像が追従して印刷画像が破断するなどの問題が発生するのを防止することができる。

また、上記したように本実施形態では、待機時間を「１２秒」に設定しているが、これは待機時間、つまりクリアインクと印刷媒体ＰＭとが互いに溶け合う相溶時間に応じて印刷媒体ＰＭに対するクリアインクの密着力が変化することを考慮したものである。相溶時間を０．５[秒]から６５[秒]の間で変化させながら印刷媒体ＰＭ上に下地層および印刷画像を形成した印刷物の密着性を調べる試験として、ＪＩＳＫ５４００に準拠してクロスカット試験を行った。その試験結果をまとめたものが図１２である。

図１２は、相溶時間が印刷物の密着性に与える影響の試験結果を示す図である。同図中の「密着性」は、印刷媒体ＰＭ上に形成された積層体（＝下地層および印刷画像）を格子状にカットしてなるカット片全部を１００としたとき、テープの剥取後に印刷媒体ＰＭに残留しているカット片の割合を示している。つまり、１００／１００に近づくにしたがって密着性は高くなる。また、相溶時間「０．５」とは従来装置と同様にして硬化処理を行った場合を、また相溶時間「１．０」とは従来装置において走査速度を比較的遅く設定した場合を意味している。また、それ以外は本実施形態のように待機時間を設定した場合を意味している。

同図から明らかなように、待機時間を設けて相溶時間を３[秒]以上に設けることで良好な密着性が得られる。これは印刷媒体ＰＭとクリアインクとが溶け合うのに３[秒]以上の時間が必要であることを意味しており、相溶時間が長くなるにしたがって密着性が向上し、優れた密着性が得られる。ただし、一定時間を超えると、密着性の低下が始まり、４５[秒]を過ぎると、その低下は急峻なものとなる。これは、待機時間の長時間化に伴って相溶層が広がり、相溶層が固まり難くなることに起因するものと考察される。このような試験結果に基づくと、良好な密着性を得るためには、少なくとも印刷ヘッド１４を走査させる間において紫外線照射部１１ａ，１１ｂを消灯させて待機時間を３[秒]以上に設けることが重要である。また、紫外線照射により相溶層を硬化させるためには、４５[秒]を過ぎないように待機時間を設定するのが望ましい。さらに優れた密着性を得るためには、６．０[秒]ないし２０[秒]に設定するのが望ましい。

また、相溶時間と密着性の関係は、印刷条件、特に印刷媒体ＰＭの種類やインクの主モノマーの種類などによって変動する。そこで、本実施形態では、待機時間情報を予め記憶しておき、印刷媒体ＰＭの種類に関する媒体情報に基づき待機時間の最適値を導出している。したがって、種々の印刷媒体ＰＭに対して適切な待機時間を設定することができ、いずれの種類の印刷媒体ＰＭに対しても高い密着力で下地層ＧＬを形成することができる。その結果、優れた汎用性が得られる。もちろん、印刷媒体ＰＭの種類のみならず、インクの種類をさらに考慮して待機時間の最適値を導出して下地層ＧＬの硬化タイミングを制御するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、照明制御部５１からの指令により紫外線照射部１１ａ、１１ｂを点灯および消灯制御している。このため、下地層ＧＬを硬化させるときも、印刷画像を構成するライン層ＬＬ１〜ＬＬ８を硬化させるときも紫外線照射部１１ａ、１１ｂから射出される紫外線の照度が同一である。ここで、上記のように下地層ＧＬについては、クリアインクを塗布し、さらに待機時間を経過した後で紫外線を照射して硬化させている。このため、ライン層ＬＬ１〜ＬＬ８を形成する際よりもレベリングが進行する。そのため、レベリングした下地層ＧＬに対して強力な紫外線を照射すると、インク皮膜が形成され、硬化収縮により皺が発生して下地層ＧＬの表面劣化を招く可能性がある。したがって、当該表面劣化が発生しない照度で、上記実施形態のように紫外線の照度を同一に設定するのが望ましい。また、この点を考慮して下地層ＧＬを硬化させる際の紫外線の照度をライン層ＬＬ１〜ＬＬ８を硬化させるときよりも低い値に設定してもよい。

上記したように本実施形態では、下地層ＧＬおよびライン層ＬＬ１〜ＬＬ８が本発明の「インク層」の一例に相当し、図１１に示すように積層構造を有する印刷物１００が本発明の「積層体」の一例に相当する。そして、当該印刷物１００においては、下地層ＧＬが本発明の「最下層」に相当し、ライン層ＬＬ１〜ＬＬ８が本発明の「画像層」に相当している。また、クリアインクが本発明の「第１光硬化型インク」の一例に相当している。また、ヘッドユニット２０が本発明の「第１インク層形成部」および「第２インク層形成部」として機能している。紫外線照射部１１ａ，１１ｂが本発明の「光照射部」の一例に相当している。また、ヘッド移動機構２１が本発明の「移動部」の一例に相当している。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば第１実施形態では、クリアインクで下地層ＧＬを形成しているが、クリアインクの代わりに、例えばホワイトインクを用いてもよい。

また、上記第１実施形態では、下地層ＧＬを形成するにあたって、印刷領域ＰＲを３つの領域Ｒ１〜Ｒ３に区分けてしているが、区分け数についてはこれに限定されるものではなく、ノズル列の列長と印刷領域ＰＲのＹ軸方向長さとを考慮して適当な区分け数を設定することができる。

また、上記第１実施形態では、下地層ＧＬを７２０[ｄｐｉ]×７２０[ｄｐｉ]の解像度で形成しているが、解像度はこれに限定されるものではなく、任意である。この下地層ＧＬは印刷画像と印刷媒体ＰＭとの間に相溶層を形成して密着性を向上させることが主であるため、より少ないパス数（スキャン動作回数）で下地層ＧＬを形成するように構成することで印刷時間の短縮を図ることができる。

また、上記第１実施形態では、下地層ＧＬ上にライン層ＬＬ１〜ＬＬ８を積層して所望の画像を形成しているが、下地層を設けることなく、印刷媒体ＰＭにライン層ＬＬ１〜ＬＬ８を形成してもよい。この場合、ライン層ＬＬ１が最下層となる。そこで、ライン層ＬＬ１については、クリアインク以外のインクを塗布してライン層Ｌ１１を形成し、少なくとも３秒以上経過した後でライン層Ｌ１１に紫外線を照射して硬化させるように構成することで上記実施形態と同様の作用効果が得られる（第２実施形態）。以下、本発明の第２実施形態について、図１３および図１４を参照しつつ説明する。

図１３は本発明の第２実施形態における印刷物の製造方法を示すフローチャートである。また、図１４は第２実施形態における最下層の形成処理および硬化処理を模式的に示す図である。第２実施形態を適用可能な印刷システムの構成は第１実施形態と同一であり、下地層を設けない点と、ライン層ＬＬ１の形成処理および硬化処理が相違している点とを除き、第１実施形態と同一である。そこで、第２実施形態については、相違点を中心に説明し、同一構成および同一動作については説明を省略する。

第２実施形態においては、メモリーカード７に記憶された画像（＝印刷画像）を印刷した印刷物を製造する旨の製造指令がインクジェット印刷装置１Ａに与えられると、インクジェット印刷装置１Ａの制御ユニット５が装置１Ａの各部を以下のように制御して印刷処理を行う。印刷前の印刷媒体ＰＭが搬送装置（図示省略）によりインクジェット印刷装置１Ａに搬入され、ステージ４の載置面４ａ上に載置される（ステップＳ１）。そして、印刷媒体ＰＭの搬入動作と同時あるいは前後して制御ユニット５はメモリーカード７に記憶されている印刷画像の印刷元データ（ベクトルデータ）を画像取得部５２により読み込む（ステップＳ２Ａ）。そして、第１実施形態と同様にして、印刷画像を形成するための印刷データを作成する（ステップＳ３Ａ）。

また、上記製造指令に含まれる各種情報に基づいて待機時間を設定した（ステップＳ４）後で、第１層目のライン像を形成する（ステップＳ５Ａ）。

この第１層目のライン層の形成動作を開始する前においては、ヘッドユニット２０はステージ４から（−Ｘ）軸方向側に離れた待機位置に位置している。当該形成動作の開始時には、まず制御ユニット５によりＹ軸モーターが駆動されることで、ステージ４が（−Ｙ）軸方向に移動し、印刷媒体ＰＭの第１エリアＡＲ１がヘッドユニット２０の往復移動経路の鉛直下方に位置するように、ステージ４が位置決めされる。これにより、印刷画像を形成するための１６個のスキャン動作のうち第１番目のスキャン動作の実行準備が完了する。すると、ヘッドユニット２０が往動方向（＋Ｘ）に移動しながら制御ユニット５から与えられる印刷データに基づいて印刷ヘッド１４の印刷画像用ノズル（クリア用ノズル以外のノズル）１４１からインクが液滴状で第１エリアＡＲ１の表面に向けて吐出される。これによって、図１４に示すように、第１エリアＡＲ１上にライン像Ａ１１が直接形成される。なお、第２実施形態では、ライン像Ａ１１の形成のためにヘッドユニット２０を（＋Ｘ）軸方向に移動させている間も、いずれの紫外線照射部１１ａ，１１ｂも消灯されている。この点については、次の第２番目のスキャン動作においても同様である。

第１番目のスキャン動作が完了すると、制御ユニット５によりＹ軸モーターが駆動されることで、ステージ４が（＋Ｙ）軸方向に移動し、印刷媒体ＰＭの第２エリアＡＲ２がヘッドユニット２０の往復移動経路の鉛直下方に位置するように、ステージ４が位置決めされる。これにより、第２番目のスキャン動作の実行準備が完了する。すると、ヘッドユニット２０が復動方向（−Ｘ）に移動しながら制御ユニット５から与えられる印刷データに基づいて印刷ヘッド１４のノズル１４１からインクが液滴状で第２エリアＡＲ２の表面に向けて吐出される。これにより、Ｘ軸方向のライン像Ａ２１が、既に第１エリアＡＲ１に形成されているライン像Ａ１１とともに１層目として形成され、これらライン像Ａ１１、Ａ２１で第１層目のライン層ＬＬ１が構成される。

こうしてライン層ＬＬ１の形成が完了すると、待機時間が経過する（ステップＳ６で「ＹＥＳ」と判定される）のを待って、今度は印刷ヘッド１４からのインク吐出を停止させる一方で紫外線照射部１１ａ，１１ｂを点灯させた状態で、ライン層ＬＬ１の形成と同様にヘッドユニット２０およびステージ４を動作させる。つまり、制御ユニット５によりＹ軸モーターが駆動されることで、ステージ４が（−Ｙ）軸方向に移動し、印刷媒体ＰＭの第１エリアＡＲ１がヘッドユニット２０の往復移動経路の鉛直下方に位置するように、ステージ４が位置決めされる。これに続いて、ヘッドユニット２０が往動方向（＋Ｘ）に移動する。この移動の間、紫外線照射部１１ａ，１１ｂは点灯しており、ライン像Ａ１１が硬化される（第１硬化）。この第１硬化が完了すると、制御ユニット５によりＹ軸モーターが駆動されることで、ステージ４が（＋Ｙ）軸方向に移動し、印刷媒体ＰＭの第２エリアＡＲ２がヘッドユニット２０の往復移動経路の鉛直下方に位置するように、ステージ４が位置決めされる。これに続いて、ヘッドユニット２０が復動方向（−Ｘ）に移動し、この移動の間、紫外線照射部１１ａ，１１ｂは点灯しており、ライン像Ａ２１が硬化される（第２硬化）。こうして、第１層目のライン層ＬＬ１の硬化処理が完了する。

それ以降については、第１実施形態と同様にして、残りのライン層ＬＬ２〜ＬＬ８がライン層ＬＬ１に積層して形成されて印刷画像が形成され（ステップＳ８Ａ）、さらにステップＳ９〜Ｓ１６が実行される。

以上のように、第２実施形態では、第１層目のライン層ＬＬ１が本発明の「最下層」に相当するが、このライン層ＬＬ１は、第１実施形態における下地層ＧＬと同様に、待機時間の経過後に硬化処理される。このため、待機時間中に十分な相溶層が形成されて印刷媒体ＰＭとライン層ＬＬ１とは優れた密着性を有する。そして、当該ライン層ＬＬ１上に残りのライン層ＬＬ２〜ＬＬ８が積層されて所望の画像が印刷される。したがって、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。

なお、上記第２実施形態では、ライン層ＬＬ１を本発明の「最下層」としているが、最初に形成される複数のライン像Ａ１１で形成される層を本発明の「最下層」として用いてもよい。逆に、ライン像Ａ１１、Ａ２１のみならず、それらに続いて形成されるライン像Ｂ１１、Ｂ２１、…などを含めた層を本発明の「最下層」として用いてもよい。すなわち、最初から数スキャン動作により形成されるライン像で構成されるライン層を本発明の「最下層」として用いてもよい。

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、最下層を硬化させる際に紫外線照射部１１ａ，１１ｂの両方を点灯しているが、いずれか一方のみを点灯するように構成してもよい。

また、上記第１実施形態および第２実施形態では、インクジェット印刷装置１Ａにより印刷された印刷物の後処理装置として、保護膜形成装置１Ｂ、成形加工装置１Ｃおよび射出成形装置１Ｄを用いているが、後処理内容についてはこれに限定されるものではなく、例えばせん断加工装置、穴あけ加工装置や打抜き加工装置を後処理装置として用いてもよい。この場合においても、上記のように構成された印刷装置１Ａを用いることでせん断加工、穴あけ加工や打抜き加工時にインク割れなどを防止することができ、優れた加工性が得られる。もちろん、インクジェット印刷装置１Ａを単独で用いてもよいことは言うまでもない。

１Ａ…インクジェット印刷装置、１１，１１ａ，１１ｂ…紫外線照射部（光照射部）、１２…キャリッジ、１４…印刷ヘッド、２０…ヘッドユニット、２１…ヘッド移動機構、５１…照明制御部、５５…待機時間導出部、１００…印刷物、ＧＬ…下地層（最下層）、ＬＬ１…ライン層（インク層）、ＰＭ…印刷媒体、ＰＲ…印刷領域、Ｘ…主走査方向、Ｙ…搬送方向

Claims (6)

1. 光硬化型インクを塗布して形成される複数のインク層を積層した積層構造を有するとともに前記複数のインク層のうちの少なくとも一部が画像層である、積層体を印刷媒体上に形成して画像を印刷する印刷装置であって、
   前記複数のインク層のうち最下層を構成する第１光硬化型インクを前記印刷媒体上に塗布して前記最下層を形成し、少なくとも３秒以上経過した後で前記最下層に光を照射して硬化させる第１インク層形成部と、
   前記第１光硬化型インクが硬化された後に前記最下層以外のインク層を塗布する第２インク層形成部と、
   を備え、
   前記最下層の形成から前記最下層への光の照射開始まで待機させる待機時間を前記印刷媒体の種類毎に関連付けた、待機時間情報に基づいて前記印刷媒体の種類に対応する待機時間を導出する待機時間導出部を備え、
   前記待機時間導出部で導出された待機時間だけ待機させた後で前記最下層への光照射を開始する印刷装置。
2. 光硬化型インクを塗布して形成される複数のインク層を積層した積層構造を有するとともに前記複数のインク層のうちの少なくとも一部が画像層である、積層体を印刷媒体上に形成して画像を印刷する印刷装置であって、
   前記複数のインク層のうち最下層を構成する第１光硬化型インクを前記印刷媒体上に塗布して前記最下層を形成し、少なくとも３秒以上経過した後で前記最下層に光を照射して硬化させる第１インク層形成部と、
   前記第１光硬化型インクが硬化された後に前記最下層以外のインク層を塗布する第２インク層形成部と、
   を備え、
   前記積層体は下地層上に前記画像層を積層して形成され、
   前記最下層は前記下地層である印刷装置。
3. 光硬化型インクを塗布して形成される複数のインク層を積層した積層構造を有するとともに前記複数のインク層のうちの少なくとも一部が画像層である、積層体を印刷媒体上に形成して画像を印刷する印刷装置であって、
   前記複数のインク層のうち最下層を構成する第１光硬化型インクを前記印刷媒体上に塗布して前記最下層を形成し、少なくとも３秒以上経過した後で前記最下層に光を照射して硬化させる第１インク層形成部と、
   前記第１光硬化型インクが硬化された後に前記最下層以外のインク層を塗布する第２インク層形成部と、
   を備え、
   前記積層体は複数の画像層を積層して形成され、
   前記最下層は前記複数の画像層の最下層である印刷装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか一項に記載の印刷装置であって、
   前記インクは、紫外線が照射されると硬化する液体である印刷装置。
5. 光硬化型インクを塗布して形成される複数のインク層を積層した積層構造を有するとともに前記複数のインク層のうちの少なくとも一部が画像層である、積層体を印刷媒体上に形成して画像を印刷する第１工程と、
   前記画像が印刷された前記印刷媒体を成形加工する第２工程とを備え、
   前記第１工程は、
   前記複数のインク層のうち最下層を構成する第１光硬化型インクを前記印刷媒体上に塗布して前記最下層を形成し、少なくとも３秒以上経過した後で前記最下層に光を照射して硬化させる工程と、
   前記第１光硬化型インクが硬化された後に前記最下層以外のインク層を塗布する工程と、
   前記最下層以外のインク層を硬化させる工程と
   を有することを特徴とする印刷物の製造方法。
6. 請求項５に記載の印刷物の製造方法によって製造されたことを特徴とする印刷物。

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