JP2018192761A - インクジェット印刷方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光硬化型インクを用いたマルチパス往復印刷方法において、往復印刷に起因する色味の品位劣化を抑制し得るインクジェット印刷方法を提供すること。
【解決手段】被印刷対象物５の印刷される全ての印刷領域１Ｅ、２Ｅ、３Ｅ、４Ｅで、主走査方向の向きと順番が同じとなるように印刷を行う。この結果、印刷領域１Ｅ、２Ｅ、３Ｅ、４Ｅ全てにおいて往復の組合せが同じとなり、印刷領域１Ｅ、２Ｅ、３Ｅ、４Ｅ間で、往路と復路とでの照射・硬化される時間間隔の違いに起因する色味の違いが生じなくなる。この結果、往復印刷に起因する色味の品位劣化を抑制できる。
【選択図】図３

Description

本開示は、例えば光硬化型インクを用いて紙以外の被印刷対象物への印刷を行うインクジェット印刷方法に関する。

紙以外の被印刷対象物（例えば樹脂、ガラス、金属など）へ印刷をする場合、インクジェットヘッドより吐出されるインクは被印刷対象物へ吸収されないため、一般的には光硬化型インクを使用し、ＵＶ光により被印刷対象物上で光硬化型インクを硬化、定着させる方法が用いられている。

また、インクジェットヘッドが有する複数のノズルから吐出されるインクの吐出量バラツキを緩和するために、インクジェットヘッドを複数の領域に分割し、複数回に分けて印刷するマルチパス方法があり、さらに印刷時間短縮を目的にインクジェットを主走査方向の双方向に移動させながら印刷する方法（以下これを「往復印刷方法」と記す）がある。このような、マルチパス方法および往復印刷方法を用いたインクジェット印刷装置は、例えば特許文献１に記載されている。

従来のマルチパス印刷方法を図１に示す。被印刷対象物５の印刷されるある１つの領域を４回の主走査方向印刷で完了する４パス往復印刷方法の例で説明する。インクジョットヘッド１の印刷領域を４分割し、各々の領域をＨ１〜Ｈ４とする。マルチパス印刷方法は、インクジェットヘッド１が主走査方向１Ａ、２Ｂ、３Ａ、４Ｂと移動するごとに、被印刷対象物５を一定の副走査方向５Ａに送ることで、被印刷対象物５へ印刷する方法である。

１パス目は図１（ａ）に示したように、被対象物５が副走査方向５Ａ方向に移動し、その後インクジェットヘッド１が主走査方向１Ａの方向に移動しながらインクジェットヘッド１の領域Ｈ１で印刷する。

２パス目は図１（ｂ）に示したように、被印刷対象物５がさらに副走査方向５Ａ方向に移動し、その後インクジェットヘッド１が主走査方向２Ｂの方向に移動しながらインクジェットヘッド１の領域Ｈ１、Ｈ２で印刷する。

３パス目は図１（ｃ）に示したように、被印刷対象物５がさらに副走査方向５Ａ方向に移動し、その後インクジェットヘッド１が主走査方向３Ａの方向に移動しながらインクジェットヘッド１の領域Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３で印刷する。

４パス目は図１（ｄ）に示したように、被印刷対象物５がさらに副走査方向５Ａ方向に移動し、その後インクジェットヘッド１が主走査方向４Ｂの方向に移動しながらインクジェットヘッド１の領域Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４で印刷する。

このように、マルチパス印刷方法とは、被印刷対象物を副走査方向５Ａに一定に送りながら、副走査方向に分割されたインクジェットヘッド１の各領域Ｈ１〜Ｈ４で印刷する方法である。

特開２０１５−１４５０７３号公報

ところで、マルチパス方法と往復印刷方法とを組み合わせた印刷方法（以下これを「マルチパス往復印刷方法」と記す）では、パスごとに光硬化型インクを被印刷対象物上で硬化、定着させるために２台のＵＶ光発生源（つまりＵＶランプ）を有する装置構成を採用している。

図２にマルチパス往復印刷方法におけるインクジェットヘッドとＵＶランプの相対位置関係を示す。

一般的なカラー印刷においては、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のインクジェットヘッドを使用するため、シアンのインクジェットヘッドを２１Ｃ、マゼンタのインクジェットヘッドを２１Ｍ、イエローのインクジェットヘッドを２１Ｙ、ブラックのインクジェットヘッド２１Ｋが設けられる。なお実際上、マルチパス印刷方法を実現するためには、各インクジェットヘッド２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙ、２１Ｋは、副走査方向（図の縦方向）に例えば４分割されている。

主走査方向の往路となる図２（ａ）および図２（ｂ）において被印刷対象物２５上に着弾した光硬化型インク２４を硬化できるようにＵＶランプ２２が設置され、主走査方向の復路となる図２（ｃ）および図２（ｄ）において被印刷対象物２５上に着弾した光硬化型インク２６を硬化できるにようにＵＶランプ２３が設置されている。

ところが、往路となる図２（ａ）の印刷方向２７Ａで着弾した光硬化型インク２４が図２（ｂ）でＵＶランプ２２により照射・硬化される時間間隔と、復路となる図２（ｃ）の印刷方向２７Ｂで着弾した光硬化型インク２６が図２（ｄ）でＵＶランプ２３により照射・硬化される時間間隔とは、異なる。

これは、図２（ａ）および（ｂ）におけるインクジェットヘッド２１ＭとＵＶランプ２２の距離と、図２（ｃ）および（ｄ）におけるインクジェット２１ＭとＵＶランプ２３の距離とが、異なるためである。なお、インクジェットヘッド２１Ｍの場合について述べたが、インクジェットヘッド２１Ｋ、２１Ｃ、２１Ｙに関しても同様に、往路、復路でインクジェットヘッドとＵＶランプの距離が異なる。

往路と復路とでの照射・硬化される時間間隔の違いが、被印刷対象物２５上で光硬化後の光硬化型インクの直径、高さの違いを発生させる。従来のマルチパス往復印刷方法では図１（ｅ）のように被印刷対象物５の主走査側の印刷方向の組み合わせは、奇数パス領域１Ｅおよび３Ｅ領域と、偶数パス領域２Ｅおよび４Ｅとで、異なる。

被印刷対象物５における奇数パス領域１Ｅおよび３Ｅの印刷断面構造を図１（ｆ）に、偶数パス領域２Ｅおよび４Ｅの印刷断面構造を図１（ｇ）に示す。

なお、図１（ｅ）、図１（ｆ）、図１（ｇ）では、図１（ａ）で印刷された層を１Ａ、図１（ｂ）で印刷された層を２Ｂ、図１（ｃ）で印刷された層を３Ａ、図１（ｄ）で印刷された層を４Ｂとして示してある。また、往路および復路の印刷方向を矢印で示してある。
図１（ｅ）、図１（ｆ）、図１（ｇ）からも分かるように、往復の組合せが奇数パスと偶数パスとで異なるため、これが原因となって色味の違いとして印刷品質の見た目を劣化させてしまう。

因みに、特許文献１によれば、往路と復路のＵＶ照射量を変化させることにより、被印刷対象物上の光硬化型インクの液滴直径などの状態をほぼ等価にし、これにより、奇数パス領域１Ｅおよび３Ｅ（図１（ｆ））と、偶数パス領域２Ｅおよび４Ｅ（図１（ｇ））とで、往路および復路の印刷方向の組み合わせが異なる場合でも見た目の劣化を抑制する対策がとられている。

しかしながら、カラー印刷用のインクジェット装置では、図２に示すように、４色の異なるインクジェットヘッド２１Ｋ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙを有しており、これら４色のインクジェットヘッド２１Ｋ、２１Ｃ、２１Ｍ、２１Ｙの吐出量とＵＶランプ２２、２３の照射量とを制御して、往路の光硬化型インク２４（図２（ｂ）参照）の形状と復路の光硬化型インク２６（図２（ｄ））の形状とを等価にすることは困難である。

また、光硬化型インクの材質、被印刷対象物の材質、外乱条件である温度、湿度などの複数の要因を、ＵＶ照射量のみで制御することは困難である。

本発明の目的は、光硬化型インクを用いたマルチパス往復印刷方法において、往復印刷に起因する色味の品位劣化を抑制し得るインクジェット印刷方法を提供することである。

本開示のインクジェット印刷方法の一つの態様は、
被印刷対象物に対し、複数の領域を持つインクジェットヘッドの１つの前記領域を用いて主走査方向に往復印刷を行うことにより画像を形成する主走査工程と、
前記主走査工程後、前記主走査方向と異なる副走査方向へ、前記インクジェットヘッドと前記被印刷対象物を相対移動させる副走査工程と、
を含み、前記主走査工程と前記副走査工程とを繰り返すインクジェット印刷方法であり、
１回目の副走査工程の副走査方向と、第２回目以降の副走査工程の副走査方向とが異なる。

本開示によれば、印刷領域間で、往路と復路とでの照射・硬化される時間間隔の違いに起因する色味の違いが生じなくなる。この結果、往復印刷に起因する色味の品位劣化を抑制できる。

つまり本開示によれば、往路と復路でＵＶ照射量などの条件を変えることなく、かつ人目で色目の違和感を与えることなく、光硬化型インクを用いて往復印刷を実現できるため、タクトと品位を両立できるインクジェット印刷方法を実現できる。

従来のマルチパス往復印刷方法の説明に供する図であり、図１（ａ）は１パス目の印刷を示す図、図１（ｂ）は２パス目の印刷を示す図、図１（ｃ）は３パス目の印刷を示す図、図１（ｄ）は４パス目の印刷を示す図、図１（ｅ）は被印刷対象物の主走査側の印刷方向の組み合わせを示す図、図１（ｆ）は奇数パス領域の印刷断面構造を示す図、図１（ｇ）は偶数パス領域の印刷断面構造を示す図 従来のインクジェトヘッドとＵＶランプの配置を示す図であり、図２（ａ）および図２（ｂ）は往路におけるＵＶ硬化の説明に供する図、図２（ｃ）および図２（ｄ）は復路におけるＵＶ硬化の説明に供する図 実施の形態によるインクジェット印刷方法による印刷過程を示す図であり、図３（ａ）は１パス目の印刷を示す図、図３（ｂ）は２パス目の印刷を示す図、図３（ｃ）は３パス目の印刷を示す図、図３（ｄ）は４パス目の印刷を示す図、図３（ｅ）は被印刷対象物の主走査側の印刷方向の組み合わせを示す図、図３（ｆ）は印刷断面構造を示す図 被印刷対象物を全面印刷する様子を示す模式図

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１との対応部分に同一符号を付して示す図３は、本実施の形態によるインクジェット印刷方法による印刷過程を示す図である。具体的には、図３では、往復印刷過程におけるインクジェットヘッド１と被印刷対象物５の相対関係が示されている。ここで、往復印刷過程は、換言すれば、インクジェットヘッドを複数の領域に分割し、被印刷対象物に対し、インクジェットヘッドの分割された１つの領域を用いて主走査方向に往復印刷を行うことにより画像を形成する主走査工程と言うことができる。

因みに、本実施の形態のインクジェット印刷方法は、複数のインク吐出用ノズルが配列されてなるインクジェットヘッドと、このインクジェットヘッドとインクを塗布する被印刷対象物とを相対的に移動させる移動部と、インクジェットヘッドからのインクの吐出と移動部の移動とを制御する制御部と、を有するインクジェット印刷装置によって実行されるが、そのハードウェア構成は既知の構成を用いることができるので、本実施の形態ではハードウェア構成の説明は省略する。

本実施の形態のインクジェット印刷方法は、上述したようなマルチパス往復印刷方法を行うことを前提とする。つまり、第１に、インクジェットヘッド１の印刷領域を副走査方向に複数の領域Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４に分割し、被印刷対象物５の同一印刷領域に対し、インクジェットヘッド１の分割された異なる領域Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４を用いて複数回の主走査を行うことにより印刷領域の画像を完成させるマルチパス印刷方法を行うことを前提としている。そして、第２に、往復印刷方法を行うことを前提としている。換言すれば、本実施の形態のインクジェット印刷方法は、インクジェットヘッドを複数の領域に分割し、被印刷対象物に対し、インクジェットヘッドの分割された１つの領域を用いて主走査方向に往復印刷を行うことにより画像を形成する主走査工程と、主走査工程後、主走査方向と異なる副走査方向へ、インクジェットヘッドと被印刷対象物を相対移動させる副走査工程と、を含み、主走査工程と副走査工程とを繰り返すインクジェット印刷方法を行うことを前提としている。

本実施の形態のインクジェット印刷方法では、１パス目は図３（ａ）に示したように、被対象物５が副走査方向５Ａ方向に移動し、その後インクジェットヘッド１が主走査方向１Ａ方向に移動しながらインクジェットヘッド１の領域Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４で印刷する。つまり、１パス目は、副走査方向に分割した全ての領域Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４で印刷する。

２パス目は図３（ｂ）に示したように、被印刷対象物５が１パス目とは逆となる副走査方向５Ｂ方向にインクジェットヘッド１の１分割分だけ移動し、その後インクジェットヘッド１が主走査方向２Ｂの方向に移動しながらインクジェットヘッド１の領域Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３で印刷する。このように、本実施の形態のインクジェット印刷方法は、１回目の副走査工程の副走査方向と、第２回目以降の副走査工程の副走査方向とが異なる。

３パス目は図３（ｃ）に示したように、被印刷対象物５がさらに副走査方向５Ｂの方向に移動し、その後インクジェットヘッド１が主走査方向３Ａの方向に移動しながらインクジェットヘッド１の領域Ｈ１、Ｈ２領域で印刷する。

４パス目は図３（ｄ）に示したように、被印刷対象物５がさらに副走査方向５Ｂ方向に移動し、その後インクジェットヘッド１が主走査方向４Ｂの方向に移動しながらインクジェットヘッド１の領域Ｈ１で印刷する。

このように１パス目で２〜４パスで印刷される領域を先行して印刷し、２〜４パスでは１パスとは副走査方向５Ａと逆方向となる副走査方向５Ｂに印刷位置をずらしながら印刷することで、図３（ｅ）のように、被印刷対象物５の主走査側の印刷方向の組み合わせを、奇数パス１Ｅ領域および３Ｅ領域と、偶数パス２Ｅおよび４Ｅ領域とのすべての領域で一致させることが可能となる。

被印刷対象物５におけるパス領域１Ｅの印刷断面構造を図３（ｆ）に示す。２Ｅ以降のすべての印刷パスにおいても印刷方向の向き（領域１Ｅの例では１Ａ、２Ｂ、３Ａ、４Ｂ）が同じになり、この結果、印刷品質の見た目を劣化させずに済む。

被印刷対象物５を全面印刷するためには、上述した本実施の形態のインクジェット印刷方法を繰り返す必要がある。その様子を図４に模式的に示す。図３（ａ）〜（ｄ）に示した印刷工程によって図４の領域Ｇ１を印刷し、さらに同様の印刷工程を繰り返すことで図４の領域Ｇ２、Ｇ３を印刷する。

つまり、本実施の形態のインクジェット印刷方法では、最初に、インクジェットヘッド１と被印刷対象物５との相対位置を第１の副走査方向に一気に全パス数移動させて全パスで印刷を行い、次に第１の副走査方向とは逆方向である第２の副走査方向に１パスずつ移動させながら印刷を行い、次に再帰的に、再度インクジェットヘッド１と被印刷対象物５との相対位置を第１の副走査方向に一気に全パス数移動させて全パスで印刷を行い、次に第１の副走査方向とは逆方向である第２の副走査方向に１パスずつ移動させながら印刷を行うといった処理を繰り返す。

本実施の形態のインクジェット印刷方法では、１回目の主走査送りと副走査送りの相対関係と、２回目以降の主走査送りと副走査送りの相対関係が異なる。つまり、１回目の主走査送りと副走査送りの相対関係は、インクジェットヘッド１と被印刷対象物５との相対位置を第１の副走査方向５Ａの方向に一気に全パス数（換言すればインクジェットヘッド１の全分割領域Ｈ１〜Ｈ４分）移動させて全パス（換言すればインクジェットヘッド１の全領域）で印刷を行う関係なのに対して、２回目以降の主走査送りと副走査送りの相対関係は、第１の副走査方向５Ａとは逆方向である第２の副走査方向５Ｂに１パスずつ（換言すればインクジェットヘッド１の１分割領域ずつ）移動させながら印刷を行う関係である。

換言すると、本実施の形態のインクジェット印刷方法では、１回目の副走査工程の副走査方向と、第２回目以降の副走査工程の副走査方向とが異なる。また、本実施の形態のインクジェット印刷方法では、１回目の主走査工程の主走査方向と、第２回目の主副走査工程の主走査方向とが異なる。また、本実施の形態のインクジェット印刷方法では、１回目の副走査工程の時には、インクジェットヘッドと被印刷対象物とを相対に第１移動量分を移動させ、２回目以降の副走査工程の時には、インクジェットヘッドと被印刷対象物とを、第１回目の副走査工程とは逆方向に、第１移動量より小さい第２移動量分移動させる。また、本実施の形態のインクジェット印刷方法では、前記第１移動量は、前記第２移動量を、前記インクジェットヘッドを複数の領域に分割した寸法の整数倍した移動量であればよい。

以上説明したように、本実施の形態のインクジェット印刷方法によれば、被印刷対象物５の印刷される全ての印刷領域１Ｅ、２Ｅ、３Ｅ、４Ｅで、主走査方向の向きと順番が同じとなる。この結果、印刷領域１Ｅ、２Ｅ、３Ｅ、４Ｅ全てにおいて往復の組合せが同じとなり、印刷領域１Ｅ、２Ｅ、３Ｅ、４Ｅ間で、往路と復路とでの照射・硬化される時間間隔の違いに起因する色味の違いが生じなくなる。この結果、往復印刷に起因する色味の品位劣化を抑制できる。

因みに、上述した本実施の形態のインクジェット印刷方法を行うと、被印刷対象物５の印刷されるすべての印刷領域１Ｅ、２Ｅ、３Ｅ、４Ｅで、１回目の主走査方向印刷で印刷される被印刷対象物５上のインク層（主走査方向１Ａへの走査で印刷されるインク層）は２回目以降の主走査方向印刷で印刷される被印刷対象物５上のインク層（主走査方向２Ｂ、３Ａ、４Ｂへの走査で印刷されるインク層）よりも必ず下層に配置される。

上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。

例えば上述の実施の形態では１パス目の主走査を右側から開始する場合を例示したが、１パス目の主走査方向は左側から開始しても同様の効果が得られる。

また、上述の実施の形態では、インクジェットヘッド１と被印刷対象物５の相対関係を説明したが、実際のインクジェット印刷装置の構成としては、インクジェットヘッド１を副走査方向に可動させるものであってもよく、被印刷対象物５を副走査方向に可動させるものであってもよく、或いは、インクジェットヘッド１および被印刷対象物５の両者を副走査方向に可動させるものであってもよい。

さらに、上述の実施の形態では、４パスのマルチパス印刷を行う場合について説明したが、本開示のインクジェット印刷方法は、勿論、４パス以外のマルチパス印刷を行う場合にも適用可能である。要は、光硬化型インクを用いたマルチパス往復印刷方法を行うインクジェット印刷装置に広く適用可能である。

本開示は、光硬化型インクを用いたマルチパス往復印刷方法を行うインクジェット印刷装置に広く適用可能である。

１、２１ インクジェットヘッド
１Ａ １パス目のインクジェットヘッド主走査方向
１Ｅ、３Ｅ 奇数パスで印刷される領域
２Ｂ ２パス目のインクジェットヘッド主走査方向
２Ｅ、４Ｅ 偶数パスで印刷される領域
３Ａ ３パス目のインクジェットヘッド主走査方向
４Ｂ ４パス目のインクジェットヘッド主走査方向
５、２５ 被印刷対象物
５Ａ、５Ｂ 副走査方向
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４ 分割されたヘッド領域
２２、２３ ＵＶランプ
２４、２６ 光硬化型インク

Claims (9)

1. 被印刷対象物に対し、複数の領域を持つインクジェットヘッドの１つの前記領域を用いて主走査方向に往復印刷を行うことにより画像を形成する主走査工程と、
   前記主走査工程後、前記主走査方向と異なる副走査方向へ、前記インクジェットヘッドと前記被印刷対象物を相対移動させる副走査工程と、
   を含み、前記主走査工程と前記副走査工程とを繰り返すインクジェット印刷方法であり、
   １回目の副走査工程の副走査方向と、第２回目以降の副走査工程の副走査方向とが異なる、
   インクジェット印刷方法。
2. １回目の主走査工程の主走査方向と、第２回目の主副走査工程の主走査方向とが異なる、
   請求項１記載のインクジェット印刷方法。
3. １回目の主走査工程で印刷される被印刷対象物上のインク層は２回目以降の主走査工程で印刷される被印刷対象物上のインク層よりも必ず下層に配置される、
   請求項１または２に記載のインクジェット印刷方法。
4. 前記１回目の副走査工程の時には、前記インクジェットヘッドと前記被印刷対象物とを相対に第１移動量分を移動させ、
   前記２回目以降の副走査工程の時には、前記インクジェットヘッドと前記被印刷対象物とを、前記第１回目の副走査工程とは逆方向に、前記第１移動量より小さい第２移動量分移動させる、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット印刷方法。
5. 前記第１移動量は、前記第２移動量を、前記インクジェットヘッドの前記１つの領域の寸法の整数倍した移動量である、
   請求項４に記載のインクジェット印刷方法。
6. 前記第２移動量は、前記インクジェットヘッドの前記１つの領域の寸法である、
   請求項４または５記載のインクジェット印刷方法。
7. 前記第１移動量は、前記インクジェットヘッドの全領域の寸法である、
   請求項４から６のいずれか１項に記載インクジェット印刷方法。
8. 光硬化型インクを用い、当該光硬化型インクをＵＶ光によって硬化させる、
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のインクジェット印刷方法。
9. 前記光硬化型インクは、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ＵＶ照射装置からのＵＶ光によって硬化される、
   請求項８に記載のインクジェット印刷方法。

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