JP2011136271A - 記録方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】記録媒体に下地塗料を塗布することによって、前記記録媒体に前記下地塗料で下地層を形成する下地層形成工程S21と、画像を構成する塗料である画像塗料を前記下地層に塗布することによって、前記下地層に前記画像塗料で前記画像を重ねて描画する描画工程S22と、を含み、前記下地層形成工程では、前記画像の凹凸に応じて、前記画像の凹凸を反転させた凹凸を、前記下地層に形成する、ことを特徴とする記録方法。
【選択図】図7
Description
従来、インクジェット装置などの液滴吐出装置を用いて記録した画像にクリアインクを重畳させる記録方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。
ところで、液滴吐出装置では、記録を行う対象である記録媒体は、紙に限られない。記録媒体としては、液滴として吐出された液状体が付着することによって画像を形成することができれば、布や不織布などの繊維シート、プラスチックや樹脂、ガラスなどの基板等の種々の材質及び形態が適用され得る。
つまり、従来の記録方法では、画像の品位を向上させることが困難であるという課題がある。
下地層形成工程では、記録媒体に下地塗料を塗布することによって、記録媒体に下地塗料で下地層を形成する。
描画工程では、画像塗料を下地層に塗布することによって、下地層に画像塗料で画像を重ねて描画する。画像塗料は、画像を構成する塗料である。
この記録方法では、下地層形成工程において、画像の凹凸に応じて、画像の凹凸を反転させた凹凸を、下地層に形成する。
上記により、下地層によって画像塗料の凹凸を緩和しやすくすることができる。これにより、画像塗料の凹凸による画像品位の低下を抑えやすくすることができる。この結果、画像品位を向上させやすくすることができる。
キャリッジ7には、ヘッドユニット13と、2個の照射装置15と、が設けられている。
液滴吐出装置1では、ヘッドユニット13と基板などのワークWとの平面視での相対位置を変化させつつ、ヘッドユニット13から液状体を液滴として吐出させることによって、ワークWに液状体で所望のパターンを描画することができる。なお、図中のY方向はワークWの移動方向を示し、X方向は平面視でY方向とは直交する方向を示している。また、X方向及びY方向によって規定されるXY平面と直交する方向は、Z方向として規定される。
赤、緑及び青の3色のフィルターエレメントを有するカラーフィルターの場合、液滴吐出装置1は、例えば、基板に赤、緑及び青の各着色層を形成する工程で好適に使用され得る。この場合、ヘッドユニット13から各着色層に対応する各液状体を、ワークWに液滴として吐出させることによって、ワークWに赤、緑及び青のそれぞれのフィルターエレメントのパターンが描画される。
また、有機EL装置の製造では、例えば、赤、緑及び青の画素ごとに、各色に対応する機能層(有機層)を形成する工程で好適に使用され得る。この場合、ヘッドユニット13から各色の機能層に対応する各液状体を、ワークWに液滴として吐出させることによって、ワークWに赤、緑及び青のそれぞれの機能層のパターンが描画される。
ワーク搬送装置3は、図1に示すように、定盤21と、ガイドレール23aと、ガイドレール23bと、ワークテーブル25と、テーブル位置検出装置27と、を有している。
定盤21は、例えば石などの熱膨張係数が小さい材料で構成されており、Y方向に沿って延びるように据えられている。ガイドレール23a及びガイドレール23bは、定盤21の上面21a上に配設されている。ガイドレール23a及びガイドレール23bは、それぞれ、Y方向に沿って延在している。ガイドレール23aとガイドレール23bとは、互いにX方向に隙間をあけた状態で並んでいる。
テーブル位置検出装置27は、定盤21の上面21aに設けられており、Y方向に延在している。テーブル位置検出装置27は、ガイドレール23aとガイドレール23bとの間に設けられている。テーブル位置検出装置27は、ワークテーブル25のY方向における位置を検出する。
ワーク搬送モーターからの動力は、移動機構を介してワークテーブル25に伝達される。これにより、ワークテーブル25は、ガイドレール23a及びガイドレール23bに沿って、すなわちY方向に沿って往復移動することができる。つまり、ワーク搬送装置3は、ワークテーブル25の載置面25aに載置されたワークWを、Y方向に沿って往復移動させることができる。
吐出ヘッド33は、底面図である図3に示すように、ノズル面35を有している。ノズル面35には、複数のノズル37が形成されている。なお、図3では、ノズル37をわかりやすく示すため、ノズル37が誇張され、且つノズル37の個数が減じられている。
ヘッドユニット13では、2個の吐出ヘッド33のうちの一方におけるノズル列39と、他方の吐出ヘッド33におけるノズル列39とが、互いにY方向にP/4の距離だけずれている。これにより、本実施形態では、Y方向におけるノズル37の密度が高められている。
照射装置15aは、X方向において、吐出ヘッド33aの吐出ヘッド33b側とは反対側に位置している。また、照射装置15bは、X方向において、吐出ヘッド33bの吐出ヘッド33a側とは反対側に位置している。
照射装置15a及び照射装置15bは、それぞれ、紫外光41を発する光源43を有している。光源43からの紫外光41は、吐出ヘッド33から吐出された液状体45の硬化を促進させる。液状体45は、紫外光41の照射を受けると、硬化が促進する。
光源43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43が採用され得る。
ノズルプレート46は、ノズル面35を有している。複数のノズル37は、ノズルプレート46に設けられている。
キャビティープレート47は、ノズルプレート46のノズル面35とは反対側の面に設けられている。キャビティープレート47には、複数のキャビティー51が形成されている。各キャビティー51は、各ノズル37に対応して設けられており、対応する各ノズル37に連通している。各キャビティー51には、図示しないタンクから機能液53が供給される。
複数の圧電素子49は、それぞれ、振動板48のキャビティープレート47側とは反対側の面に設けられている。各圧電素子49は、各キャビティー51に対応して設けられており、振動板48を挟んで各キャビティー51に対向している。各圧電素子49は、駆動信号に基づいて、伸張する。これにより、振動板48がキャビティー51内の容積を縮小する。このとき、キャビティー51内の機能液53に圧力が付与される。その結果、ノズル37から、機能液53が液滴55として吐出される。吐出ヘッド33による液滴55の吐出法は、インクジェット法の1つである。インクジェット法は、塗布法の1つである。
キャリッジ7は、図2に示すように、ヘッドユニット13を支持している。ここで、ヘッドユニット13は、ノズル面35がZ方向の下方に向けられた状態でキャリッジ7に支持されている。
なお、本実施形態では、縦振動型の圧電素子49が採用されているが、機能液53に圧力を付与するための加圧手段は、これに限定されず、例えば、下電極と圧電体層と上電極とを積層形成した撓み変形型の圧電素子も採用され得る。また、加圧手段としては、振動板と電極との間に静電気を発生させて、静電気力によって振動板を変形させてノズルから液滴を吐出させるいわゆる静電式アクチュエーターなども採用され得る。さらに、発熱体を用いてノズル内に泡を発生させ、その泡によって機能液に圧力を付与する構成も採用され得る。
液状体45は、樹脂材料、光重合開始剤及び溶媒を、成分として含んでいる。これらの成分に、顔料や染料等の色素や、親液性や撥液性等の表面改質材料などの機能性材料を添加することによって固有の機能を有する液状体45を生成することができる。顔料や染料等の色素を含有する液状体45は、例えば、ワークWに描画する画像を形成するための機能液53として採用され得る。以下において、ワークWに描画する画像を形成するための機能液53としての液状体45は、画像塗料と呼ばれる。
クリアインクの用途としては、例えば、画像を被覆するオーバーコート層としての用途や、画像を形成する前の下地層としての用途などが考えられる。以下において、下地層として適用される機能液53は、下地塗料と呼ばれる。
下地塗料としては、透光塗料だけでなく、透光塗料に種々の顔料を添加した機能液53を採用することもできる。
液状体45における樹脂材料は、樹脂膜を形成する材料である。このような樹脂材料としては、常温で液状であり、重合させることによってポリマーとなる材料であれば特に限定されない。樹脂材料としては、粘性が小さいものが好ましく、オリゴマーの形態であるのが好ましい。さらに、樹脂材料としては、モノマーの形態であることが一層好ましい。
光重合開始剤は、ポリマーの架橋性基に作用して架橋反応を進行させる添加剤である。光重合開始剤としては、例えば、ベンジルジメチルケタールなどが採用され得る。
溶媒は、樹脂材料の粘度を調整するためのものである。
架台61は、X方向に延在しており、ワーク搬送装置3及びメンテナンス装置11をX方向にまたいでいる。架台61は、ワークテーブル25の定盤21側とは反対側で、ワーク搬送装置3及びメンテナンス装置11のそれぞれに対向している。架台61は、支柱67aと支柱67bとによって支持されている。支柱67a及び支柱67bは、定盤21を挟んでX方向に互いに対峙する位置に設けられている。支柱67a及び支柱67bは、それぞれ、ワークテーブル25よりもZ方向の上方に突出している。これにより、架台61とワークテーブル25との間、及び架台61とメンテナンス装置11との間には、それぞれ隙間が保たれている。
前述したキャリッジ7は、ガイドレール63に支持されている。キャリッジ7がガイドレール63に支持された状態において、吐出ヘッド33のノズル面35は、Z方向においてワークテーブル25側に向いている。キャリッジ7は、ガイドレール63によってX方向に沿って案内され、X方向に往復動可能な状態でガイドレール63に支持されている。なお、平面視で、キャリッジ7がワークテーブル25に重なっている状態において、ノズル面35とワークテーブル25の載置面25aとは、互いに隙間を保った状態で対向する。
キャリッジ位置検出装置65は、架台61とキャリッジ7との間に設けられており、X方向に延在している。キャリッジ位置検出装置65は、キャリッジ7のX方向における位置を検出する。
キャリッジ搬送モーターからの動力は、移動機構を介してキャリッジ7に伝達される。これにより、キャリッジ7は、ガイドレール63に沿って、すなわちX方向に沿って往復移動することができる。つまり、キャリッジ搬送装置9は、キャリッジ7に支持されたヘッドユニット13を、X方向に沿って往復移動させることができる。
定盤71は、例えば石などの熱膨張係数が小さい材料で構成されており、X方向に支柱67aを挟んで定盤21と対峙する位置に設けられている。
ガイドレール73a及びガイドレール73bは、定盤71の上面71a上に配設されている。ガイドレール73a及びガイドレール73bは、それぞれ、Y方向に沿って延在している。ガイドレール73aとガイドレール73bとは、互いにX方向に隙間をあけた状態で並んでいる。
保守テーブル75は、ガイドレール73a及びガイドレール73bを挟んで定盤71の上面71aに対向した状態で設けられている。保守テーブル75は、定盤71から浮いた状態でガイドレール73a及びガイドレール73b上に載置されている。
保守テーブル75は、ガイドレール73a及びガイドレール73bによってY方向に沿って案内され、定盤71上をY方向に沿って往復移動可能に構成されている。
フラッシングユニット77は、保守テーブル75の定盤71側とは反対側に設けられている。
ここで、ワークWへのパターンの描画とは無関係に、吐出ヘッド33から液状体を吐出させる動作は、フラッシング動作と呼ばれる。フラッシング動作には、例えば、ノズル37内に滞留する液状体がノズル37内で固化してしまうことを予防する効果がある。フラッシングユニット77は、フラッシング動作のときに、吐出ヘッド33から吐出される液状体を受ける装置である。
ワイピングユニット79は、吐出ヘッド33のノズル面35を拭く装置である。液滴吐出装置1では、ノズル面35に液状体が付着することがある。ノズル面35に液状体が付着すると、吐出ヘッド33における吐出性能が低下することがある。ワイピングユニット79は、ノズル面35を拭くことによって、ノズル面35に付着している液状体を払拭する。これにより、吐出ヘッド33における吐出性能を維持しやすくすることができる。なお、ワイピングユニット79でノズル面35を拭く動作は、ワイピング動作と呼ばれる。
テーブル搬送モーターからの動力は、移動機構を介して保守テーブル75に伝達される。これにより、保守テーブル75は、ガイドレール73a及びガイドレール73bに沿って、すなわちY方向に沿って往復移動することができる。
つまり、メンテナンス装置11は、キャッピングユニット76や、フラッシングユニット77、ワイピングユニット79などの保守ユニットを、Y方向に沿って往復移動させることができる。これにより、平面視で吐出ヘッド33がメンテナンス装置11に重なっている状態において、吐出ヘッド33をキャッピングユニット76、フラッシングユニット77及びワイピングユニット79のそれぞれに対向させることができる。
また、液滴吐出装置1は、キャリッジ搬送モーター121と、ワーク搬送モーター123と、テーブル搬送モーター125と、入力装置129と、表示装置131と、を有している。
キャリッジ搬送モーター121、ワーク搬送モーター123、及びテーブル搬送モーター125は、それぞれ、入出力インターフェース133とバス119とを介して制御部111に接続されている。また、入力装置129及び表示装置131も、それぞれ、入出力インターフェース133とバス119とを介して制御部111に接続されている。
なお、キャリッジ位置検出装置65、テーブル位置検出装置27及び2個の吐出ヘッド33も、それぞれ、入出力インターフェース133とバス119とを介して制御部111に接続されている。また、2個の照射装置15、及びメンテナンス装置11も、それぞれ、入出力インターフェース133とバス119とを介して制御部111に接続されている。
駆動制御部115は、モーター制御部141と、位置検出制御部143と、吐出制御部145と、照射制御部147と、保守制御部149と、表示制御部151と、を有している。
位置検出制御部143は、CPU113からの指令に基づいて、キャリッジ位置検出装置65と、テーブル位置検出装置27とを、個別に制御する。
位置検出制御部143は、CPU113からの指令に基づいて、キャリッジ位置検出装置65にキャリッジ7のX方向における位置を検出させ、且つ検出結果をCPU113に出力する。
また、位置検出制御部143は、CPU113からの指令に基づいて、テーブル位置検出装置27にワークテーブル25のY方向における位置を検出させ、且つ検出結果をCPU113に出力する。
照射制御部147は、CPU113からの指令に基づいて、照射装置15a及び照射装置15bのそれぞれにおける光源43の発光状態を個別に制御する。
保守制御部149は、CPU113からの指令に基づいて、メンテナンス装置11におけるキャッピングユニット76や、フラッシングユニット77、ワイピングユニット79などの保守ユニットの駆動を個別に制御する。
表示制御部151は、CPU113からの指令に基づいて、表示装置131の駆動を制御する。
液滴吐出装置1では、制御部111が入力装置129から入出力インターフェース133及びバス119を介して描画データを受け取ると、CPU113によって図6に示す描画処理が開始される。
ここで、描画データは、機能液53(液状体)でワークWに描画すべきパターンを指示するものであり、描画すべきパターンがビットマップ状に表現されている。ワークWへのパターンの描画は、吐出ヘッド33をワークWに対向させた状態で、吐出ヘッド33とワークWとを相対的に往復移動させながら、吐出ヘッド33から液滴55を所定周期で吐出させることによって行われる。
次いで、ステップS2において、CPU113は、ワーク搬送指令をモーター制御部141(図5)に出力する。このとき、モーター制御部141は、ワーク搬送モーター123の駆動を制御して、ワークWを描画エリアに移動させる。
ここで、キャリッジ7の往復移動では、キャリッジ7は、上述した往路開始位置と復路開始位置との間を往復移動する。つまり、往路開始位置から復路開始位置で折り返して往路開始位置に戻る経路がキャリッジ7の1往復である。このため、本実施形態では、往路開始位置から復路開始位置に向かう経路がキャリッジ7の往路である。他方で、復路開始位置から往路開始位置に向かう経路がキャリッジ7の復路である。
なお、復路開始位置は、X方向にワークテーブル25(図1)を挟んで往路開始位置に対峙する位置である。復路開始位置は、平面視で、ワークテーブル25の外側に位置している。このため、往路開始位置と復路開始位置とは、平面視で、ワークテーブル25をX方向に挟んで互いに対峙している。
次いで、ステップS4において、CPU113は、照射装置15aに対する照射指令を照射制御部147(図5)に出力する。このとき、照射制御部147は、照射装置15aの光源43の駆動を制御して、照射装置15aの光源43を点灯させる。
次いで、ステップS6において、CPU113は、キャリッジ7の位置が復路開始位置に到達したか否かを判定する。このとき、キャリッジ7の位置が復路開始位置に到達した(Yes)と判定されると、処理がステップS7に移行する。他方で、キャリッジ7の位置が復路開始位置に到達していない(No)と判定されると、キャリッジ7の位置が復路開始位置に到達するまで処理が待機される。
次いで、ステップS8において、CPU113は、改行指令をモーター制御部141(図5)に出力する。このとき、モーター制御部141は、ワーク搬送モーター123の駆動を制御して、ワークWをY方向に移動(改行)させ、ワークWにおいてパターンを描画すべき新たな領域を描画エリアに移動させる。
次いで、ステップS9において、CPU113は、照射装置15bに対する照射指令を照射制御部147(図5)に出力する。このとき、照射制御部147は、照射装置15bの光源43の駆動を制御して、照射装置15bの光源43を点灯させる。
次いで、ステップS11において、CPU113は、キャリッジ7の位置が往路開始位置に到達したか否かを判定する。このとき、キャリッジ7の位置が往路開始位置に到達した(Yes)と判定されると、処理がステップS12に移行する。他方で、キャリッジ7の位置が往路開始位置に到達していない(No)と判定されると、キャリッジ7の位置が往路開始位置に到達するまで処理が待機される。
次いで、ステップS13において、CPU113は、描画データが終了したか否かを判定する。このとき、描画データが終了した(Yes)と判定されると、処理が終了する。他方で、描画データが終了していない(No)と判定されると、処理がステップS14に移行する。
ステップS14において、CPU113は、改行指令をモーター制御部141(図5)に出力してから、処理をステップS4に移行させる。このとき、モーター制御部141は、ワーク搬送モーター123の駆動を制御して、ワークWをY方向に移動(改行)させ、ワークWにおいてパターンを描画すべき新たな領域を描画エリアに移動させる。
上述した液滴吐出装置1を用いて、下地塗料及び画像塗料で画像を作成した結果について説明する。
ここで、本実施例における記録方法について説明する。
本実施例における記録方法は、図7に示すように、下地層形成工程S21と、描画工程S22と、を有している。
下地層形成工程S21では、液滴吐出装置1を用いて、ワークWに下地塗料で下地層を形成する。
描画工程S22では、前述した描画処理(図6)に基づいて、ワークWにパターンを描画する。描画工程S22では、下地層に重ねてパターンを描画する。
描画データ生成工程S2101では、下地層のパターン(以下、下地パターンと呼ぶ)を描画するための描画データを生成する。
描画工程S2102では、下地パターンの描画データに基づいて、図6に示す描画処理を実施する。描画工程S2102での描画処理では、機能液53として、下地塗料が適用される。なお、本実施例では、下地塗料として透光塗料を採用した。
下地パターンの描画データは、画像塗料で描画すべき画像の描画データに基づいて生成される。
ここで、画像塗料で描画すべき画像には、階調(濃淡)が表現される。画像において、階調が高い(濃い)部分には、階調が低い(淡い)部分に比較して画像塗料が厚く塗布される。本実施形態では、画像塗料の厚い部分と薄い部分との対照によって、画像における階調が表現される。このため、図8に示すように、本実施形態における画像161には、階調に起因する凹凸が発生する。そして、下地層165には、画像の凹凸を反転させた凹凸が設けられる。これにより、図9に示すように、画像161の凹凸をキャンセルしやすくすることができる。
つまり、本実施形態では、1層分のビットマップデータに基づく描画処理(図6)を複数回反復して実施することによって、画像塗料163を複数層に重ねた階調が表現され得る。
これにより、図5に示すCPU113は、画像161の描画データに基づいて、下地パターンの描画データを生成することができる。
下地パターンの描画データの生成では、CPU113は、まず、画像161の描画データに基づいて、画像161における凹凸の分布を演算する。次いで、CPU113は、画像161における凹凸の分布を演算した結果に基づいて、下地パターンにおける凹凸の分布を演算する。このとき、下地パターンにおける凹凸の分布は、図9に示すように、画像161における凹凸を反転させた分布にされる。これにより、下地層165に画像161を重ねて描画したときに、画像161の凹凸がキャンセルされ得る。つまり、下地層165によって画像161の凹凸が緩和され得る。
このようにして、下地パターンの描画データが生成され得る。
そして、図7に示す描画工程S2102では、下地パターンの描画データに基づいて、図6に示す描画処理を実施する。下地パターンの描画処理では、ワークWに下地塗料167(図9)を塗布することにより、下地層165が形成される。
次いで、液滴吐出装置1を用いて、画像161の描画データに基づいて、画像塗料163で下地層165に重ねて画像161を形成した。
実施例の画像161における画像品位の評価と、画像161の表面粗さの測定を行った。結果については、後述する。
液滴吐出装置1を用いて、画像塗料163で画像161を作成した。この比較例では、下地層165が省略されている。
比較例では、液滴吐出装置1を用いて、光透過性を有するワークWに、画像161の描画データに基づいて、画像塗料163で画像161を形成した。なお、画像161の描画データは、実施例と同一の描画データを用いた。
比較例の画像161における画像品位の評価と、画像161の表面粗さの測定を行った。なお、表面粗さの測定器として、KLA−Tencor社製の型式P−10を用いた。
実施例及び比較例の結果を下記表1に示す。
「△」は、画像の一部分において、光沢感が低いことを示している。
「×」は、画像の大部分において、光沢感が低いことを示している。
画像品位の評価では、図9に示す画像161側からの視方向D、及びワークW側からの視方向Eのそれぞれについて、評価を行った。
表1に示す結果から、画像161側からの視方向D及びワークW側からの視方向Eのいずれにいおいても、実施例における画像品位が比較例よりも良好であることが理解される。このことは、表面粗さの測定結果からも理解される。実施例の表面粗さの方が、比較例の表面粗さよりも極めて小さいことが理解される。
従って、記録媒体(ワークW)と画像161との間に、画像161の凹凸に応じて、画像161の凹凸を反転させた凹凸を設けた下地層165を介在させることによって、画像品位を向上させやすくすることができる。
本実施形態では、光透過性を有するワークWに透光塗料で下地層165を形成することによって、ワークWごしに画像161を視認することができる。
なお、本実施形態において、白色を呈する下地塗料167を採用すれば、画像161側から観察したときの画像161における発色性を高めやすくすることができる。
Claims (7)
- 記録媒体に下地塗料を塗布することによって、前記記録媒体に前記下地塗料で下地層を形成する下地層形成工程と、
画像を構成する塗料である画像塗料を前記下地層に塗布することによって、前記下地層に前記画像塗料で前記画像を重ねて描画する描画工程と、を含み、
前記下地層形成工程では、前記画像の凹凸に応じて、前記画像の凹凸を反転させた凹凸を、前記下地層に形成する、
ことを特徴とする記録方法。 - 前記下地塗料は、光の照射を受けて硬化が促進する性質である光硬化性を有しており、
前記下地層形成工程は、前記記録媒体に塗布された前記下地塗料に前記光を照射する工程を含む、
ことを特徴とする請求項1に記載の記録方法。 - 前記下地層形成工程は、インクジェット法で前記下地塗料を前記記録媒体に吐出することによって、前記下地塗料を前記記録媒体に塗布する下地塗料塗布工程を含む、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の記録方法。 - 前記画像塗料は、光の照射を受けて硬化が促進する性質である光硬化性を有しており、
前記描画工程は、前記下地層に塗布された前記画像塗料に前記光を照射する工程を含む、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の記録方法。 - 前記描画工程は、インクジェット法で前記画像塗料を吐出することによって、前記画像塗料を前記下地層に塗布する画像塗料塗布工程を含む、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の記録方法。 - 前記記録媒体及び前記下地塗料が、それぞれ光透過性を有している、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の記録方法。 - 前記下地塗料が白色を呈している、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の記録方法。
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