JP4818814B2 - 印刷装置、及び印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、印刷装置、及び印刷方法に関する。

従来、ＵＶ硬化型のインクを使用する印刷装置において、ＵＶランプの寿命を確認するために、ＵＶランプの照度測定を行う構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、従来、温度センサ及び湿度センサの検出結果に基づき光源の光の照度を制御する構成が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００５−３０５７４２号公報 特開２００４−２３７７２４号公報

しかし、ＵＶランプの光量は、寿命内であっても、徐々に低下する場合がある。そのため、単に寿命のみを確認していては、インクに照射される紫外線の光量のばらつきが生じるおそれがある。この場合、インクの硬化がばらつくため、例えば、インクの密着強度にばらつきが生じるおそれがある。また、ＵＶランプの光量は、個体差によってばらつく場合もある。そのため、温度センサ及び湿度センサの検出結果を利用したとしても、ＵＶランプの光量のばらつきを抑えることは困難である。

そこで、本発明は、上記の課題を解決できる印刷装置、及び印刷方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を有する。
（構成１）ＵＶ硬化型のインクを使用する印刷装置であって、媒体上にインクを吐出する記録ヘッドと、インクを硬化させるために照射すべき紫外線の光量の設定量を決定する光量決定部と、媒体上に吐出されたインクに紫外線を照射する紫外線照射部と、紫外線照射部が照射する紫外線の光量を測定する光量測定部と、紫外線照射部が照射する紫外線の光量が設定量となるように、光量測定部が測定する紫外線の光量に基づき、紫外線照射部の出力を補正する光量制御部とを備え、印刷装置は、媒体に、第１の前記インクで形成された第１のインク層の印刷と、第２の前記インクで形成された第２のインク層の印刷とを重ねて行い、第２のインク層の印刷において、記録ヘッドは、第１のインク層の上に第２のインクを吐出し、第１のインク層は、媒体上に直接形成されるインク層であり、光量決定部は、第１のインク層及び第２のインク層のそれぞれの印刷データと印刷条件に応じて、それぞれの紫外線の光量の設定量を変更し、かつ、第１のインク層に対する光量の設定量を、第２のインク層に対する光量の設定量よりも小さく設定する。このように構成すれば、照射される紫外線の光量を適切に補正できる。そのため、インクに照射される紫外線の光量のばらつきを適切に抑えることができる。また、これにより、例えば、適切な密着強度で媒体にインクを付着させることができる。また、このように構成すれば、複数のインク層の印刷を適切に行うことができる。

この印刷装置は、例えば、コンピュータ等の外部の制御装置から、印刷されるべき絵図及び／又は文字を示す印刷データの他に、光量の設定量を決定するために用いるＵＶ光量情報を受け取る。光量決定部は、例えば、ＵＶ光量情報に基づき、紫外線の光量の設定量を決定する。ＵＶ光量情報は、直接に光量を示す情報であってもよく、光量の算出基準となる情報であってもよい。光量の算出基準となる情報としては、例えば、インクの量、印刷の解像度、印刷速度、印刷パスの本数、紫外線照射部と媒体との間の距離（ギャップ）、又は基材情報等が考えられる。基材情報とは、例えば、基材となる媒体へのインクの付着強度等である。外部からＵＶ光量情報が送られなかった場合、光量決定部は、例えば、予め設定されたＵＶ光量情報の基本値（デフォルト値）を利用して、紫外線の光量の設定量を決定する。

（構成２）光量決定部は、印刷に使用されるインクの量がより多い場合に光量の設定量がより大きくなるように、光量の設定量を決定する。インクの量（インクボリューム）が大きい場合、インクは、より硬化しにくくなる。これに対し、このように構成すれば、インクボリュームに応じて、紫外線の光量を適切に設定できる。

（構成３）光量決定部は、印刷の解像度がより高い場合に光量の設定量がより大きくなるように、光量の設定量を決定する。解像度が高い場合、単位面積あたりのインク吐出量が増え、インク量も増える傾向にある。そのため、インクは、より硬化しにくくなりやすい。これに対し、このように構成すれば、解像度に応じて、紫外線の光量を適切に設定できる。

（構成４）光量決定部は、印刷が行われる印刷速度がより速い場合に光量の設定量がより大きくなるように、光量の設定量を決定する。印刷速度が速い場合、インクに紫外線が照射される時間が短くなる。そのため、インクは、より硬化しにくくなる。これに対し、このように構成すれば、印刷速度に応じて、紫外線の光量を適切に設定できる。

（構成５）光量決定部は、印刷パスの本数がより少ない場合に光量の設定量がより大きくなるように、光量の設定量を決定する。印刷パスの本数が少ない場合、インクボリュームが大きくなるため、インクはより硬化しにくくなる。これに対し、このように構成すれば、印刷パスの本数に応じて、紫外線の光量を適切に設定できる。

（構成６）印刷装置は、媒体に、第１のインクで形成された第１のインク層の印刷と、第２のインクで形成された第２のインク層の印刷とを重ねて行い、第２のインク層の印刷において、記録ヘッドは、第１のインク層の上に第２のインクを吐出し、光量決定部は、第１のインク層を硬化させるために照射された紫外線の量に基づき、第２のインク層を硬化させるための光量の設定量を決定する。このように構成すれば、複数のインク層の印刷を適切に行うことができる。

（構成７）ＵＶ硬化型のインクを使用する印刷方法であって、媒体上にインクを吐出し、インクを硬化させるために照射すべき紫外線の光量の設定量を決定し、媒体上に吐出されたインクに紫外線を照射し、照射される紫外線の光量を測定し、照射される紫外線の光量が設定量となるように、測定した紫外線の光量に基づき、紫外線を照射する出力を補正する。このようにすれば、構成１と同様の効果を得ることができる。

本発明によれば、ＵＶ硬化型のインクを使用する印刷装置において、インクに照射される紫外線の光量のばらつきを抑えることができる。

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る印刷装置１０の構成の一例を示す。印刷装置１０は、ＵＶ硬化型のインクを使用するインクジェット式プリンタであり、例えばコンピュータ等の外部の制御装置から受け取る印刷データに基づき、紙又はフィルム等の媒体３０（メディア）に印刷を行う。ＵＶ硬化型のインクとは、紫外線の照射によって硬化するインクである。また、印刷装置１０及び制御装置には、印刷データ毎に制御装置から印刷装置１０へＵＶ光量情報を通知するコマンドが追加されている。ＵＶ光量情報は、紫外線の光量の設定量を決定するために用いられるデータである。このコマンドを用いて、印刷装置１０は、例えば、新たな印刷データが送られる毎に、その印刷データに対応するＵＶ光量情報を受け取る。これにより、印刷の版毎に、紫外線の光量の設定量を適切に変更できる。また、インクの硬化を高い精度で制御できる。

印刷装置１０は、インクジェットヘッド１０２、紫外線照射部１０４、光量決定部１０６、光量測定部１０８、及び光量制御部１１０を備える。インクジェットヘッド１０２は、記録ヘッドの一例であり、媒体３０上にインクを吐出する。紫外線照射部１０４は、媒体３０上に吐出されたインクに紫外線を照射する。紫外線照射部１０４は、出力を多段階に制御可能であり、光量制御部１１０の指示に応じて、出力を変更する。

また、紫外線照射部１０４は、光源として、例えば、半導体のＵＶ−ＬＥＤ（紫外線発光ダイオード）等を有する。ＵＶ−ＬＥＤは、例えばメタルハライドランプ等に比べて、熱量も少なく高寿命である。また、例えば、電流量の制御により、光量を多段階に適切に変更することができる。更には、複数のＵＶ−ＬＥＤのアレイを組み合わせることにより、所要のサイズ、及び光量を確保することが容易になる。また、入力電圧、指令パルス幅等を変更することにより、光量を細かく制御することが容易になる。尚、ＵＶ−ＬＥＤは、発光の帯域が狭い。そのため、光源としてＵＶ−ＬＥＤを用いる場合には、その発光帯域の紫外線で硬化する専用のインクを使用することが好ましい。紫外線照射部１０４は、光源として、ＵＶランプを有してもよい。ＵＶランプとは、例えば、放電発光により紫外線を出力するメタルハライドランプ等である。

光量決定部１０６は、制御装置から受け取るＵＶ光量情報に基づき、インクを硬化させるために照射すべき紫外線の光量の設定量（標準光量）を決定する。本例において、光量決定部１０６は、ＵＶ光量情報として、直接に光量を示す情報（光量の数値等）を受け取る。光量決定部１０６は、例えば、受け取った情報が示す数値のとおりに、紫外線の光量の設定量を決定する。これにより、紫外線の光量の設定量を適切に決定できる。尚、制御装置からＵＶ光量情報が送られなかった場合、光量決定部１０６は、例えば、ＵＶ光量情報の基本値（デフォルト値）を利用して、紫外線の光量の設定量を決定する。

光量測定部１０８は、例えば照度計であり、印刷時に媒体３０が設置される位置又はその近傍に設けられる。そして、光量測定部１０８は、例えば、インクの硬化が行われる前に、紫外線照射部１０４が照射する紫外線の光量を測定する。この測定時において、紫外線照射部１０４は、例えば、紫外線を照射した状態で、印刷装置１０の本体の機能により、光量測定部１０８上を複数回往復する。

光量制御部１１０は、紫外線照射部１０４が照射する紫外線の光量を制御する。本例において、光量制御部１１０は、紫外線の光量の設定量を光量決定部１０６から受け取り、実際に照射される紫外線の光量の測定値を光量測定部１０８から受け取る。そして、これらに基づき、紫外線の光量が設定量となるように、紫外線照射部１０４の出力を補正する。

例えば、紫外線の光量の測定値が設定量よりも高い場合、光量制御部１１０は、紫外線照射部１０４の出力を下げる。また、測定値が設定量よりも低い場合、光量制御部１１０は、紫外線照射部１０４の出力を上げる。これにより、紫外線の光量の測定結果をフィードバックして、紫外線照射部１０４の出力を適切に制御できる。尚、光量測定部１０８の光量が補正できないほど低下している場合、光量制御部１１０は、例えば、表示手段等により操作者に通知する。これにより、ランプ交換又は印刷続行の判断を操作者に行わせることができる。

以上のように、本例によれば、照射される紫外線の光量を測定／補正して印刷に反映することにより、最適のＵＶ硬化条件を制御することができる。これにより、例えば、常に一定の光量の保障が可能となり、安定的にＵＶ硬化を行うことができる。

また、例えば、紫外線照射部１０４の光源に経年変化が生じた場合にも、経年変化による光量低下を適切に補正できる。そのため、例えば累積照射時間や個体差等の光源の差を考慮することなく、インクの密着強度を一定に保つことが可能となる。更には、紫外線の光量が特定できるので、例えば、硬化条件等のデータベースを持つことにより、更に安定した品質でインクを硬化できる。

ここで、ＵＶ光量情報について更に詳しく説明する。印刷装置１０は、ＵＶ光量情報として、直接に光量を示す情報以外の、光量の算出基準となる情報を受け取ってもよい。光量の算出基準となる情報とは、例えば、インクの量、印刷の解像度、印刷速度、印刷パスの本数、紫外線照射部と媒体との間の距離（ギャップ）、又は基材情報等である。基材情報とは、例えば、基材となる媒体へのインクの付着強度等である。

光量決定部１０６は、例えば、これらの一又は複数のパラメータを含むＵＶ光量情報に基づき、紫外線の光量の設定量を算出する。例えば、光量決定部１０６は、インクの量がより多い場合、解像度がより高い場合、印刷速度がより速い場合、又は印刷パスの本数がより少ない場合に光量の設定量がより大きくなるように、光量の設定量を決定する。これにより、印刷条件に応じて光量の設定量を自動設定できる。

尚、インクボリュームがより多い場合に光量の設定量がより大きくなるとは、必ずしもインクボリュームに対して光量の設定量が単調増加する場合に限らない。例えば、一定のインクボリューム範囲毎に、光量の設定量が対応付けされていてもよい。この場合、例えば、より大きなインクボリュームの範囲に対して、より大きな光量の設定量が対応付けされる。光量の設定量は、インクボリュームに対して、例えば階段状に大きくなってもよい。他のパラメータについても同様である。

このような自動設定を行う場合、制御装置及び印刷装置１０は、例えば、自動設定を行うための定義を転送（ダウンロード／アップロード）可能に構成される。光量決定部１０６は、例えば、予め制御装置からダウンロードした定義に従って、自動設定を行う。これにより、例えば、基材として新しい媒体３０を用いる場合や、新しいインクを用いる場合にも、適切に対応できる。更には、ユーザーにより個別の定義を作ることが可能になるため、独自の硬化条件での印刷が可能となる。そのため、硬化条件を柔軟に変更できる。

光量決定部１０６は、ＵＶ光量情報に含まれる各パラメータについて、それぞれ少なくとも一つの基本値を記憶していることが好ましい。また、基本値は、例えば印刷装置１０本体での手動操作等によって変更可能であることが好ましい。そして、制御装置からＵＶ光量情報を受け取らなかった場合や、受け取ったＵＶ光量情報に一部のパラメータが含まれていない場合、光量決定部１０６は、記憶している基本値を利用して、紫外線の光量の設定量を決定する。

図２は、印刷後の媒体３０の一例を示す。本例において、印刷装置１０は、媒体３０に、白色インクで形成された白色インク層３２の印刷と、カラーインクで形成されたカラーインク層３４の印刷とを重ねて行う。また、印刷装置１０は、例えば白色インク層３２の形成前に、白色インク層３２及びカラーインク層３４のそれぞれについて、ＵＶ光量情報を受け取る。印刷装置１０は、ＵＶ光量情報として、直接に光量を示す情報を受け取ってもよく、光量の算出基準となる情報を受け取ってもよい。

印刷時において、印刷装置１０は、最初に、白色インク層３２を形成する。この工程においては、先ず、インクジェットヘッド１０２が、媒体３０上に白色インクを吐出する。そして、光量決定部１０６が、白色インク層３２についてのＵＶ光量情報に基づき、紫外線の光量の設定量を決定する。そして、この設定量、及び光量測定部１０８の測定結果に基づき、光量制御部１１０は、紫外線照射部１０４に、設定量の紫外線を照射させる。これにより、白色インクが硬化されて、白色インク層３２が形成される。

続いて、印刷装置１０は、カラーインク層３４を形成する。この工程においては、先ず、インクジェットヘッド１０２が、紫外線により硬化された白色インク層３２の上に、カラーインクを吐出する。そして、光量決定部１０６が、カラーインク層３４についてのＵＶ光量情報に基づき、紫外線の光量の設定量を決定する。そして、この設定量、及び光量測定部１０８の測定結果に基づき、光量制御部１１０は、紫外線照射部１０４に、設定量の紫外線を照射させる。これにより、カラーインクが硬化されて、カラーインク層３４が形成される。また、紫外線によりカラーインクが硬化された後、印刷装置１０は、例えば、白色インク層３２及びカラーインク層３４が形成された媒体３０を後加熱処理（キュア）する。

ここで、紫外線の光量の設定量を決定する方法について更に詳しく説明する。光量決定部１０６は、白色インク層３２を硬化させるために照射された紫外線の量に基づき、カラーインク層３４を硬化させるための光量の設定量を決定してもよい。この場合、光量決定部１０６は、例えば、カラーインク層３４に対する紫外線の光量の設定量を決定するために、白色インク層３２を硬化させるために照射された紫外線の量を示す情報を含むＵＶ光量情報を受け取る。これにより、基材である媒体３０と最初のインク層である白色インク層３２との間、及び、複数のインク層における下層の白色インク層３２と上層のカラーインク層３４との間のそれぞれにおいて、密着制御を適切に制御できる。そのため、複数のインク層の印刷を適切に行うことができる。

尚、光量決定部１０６は、複数のインク層の全体で照射される紫外線の量を考慮して、光量の設定量を決定してもよい。この場合、光量決定部１０６は、例えば、複数のインク層の全体で照射されるべき紫外線の量を示す情報を含むＵＶ光量情報を受け取る。また、光量決定部１０６は、硬化させるインク層が何層目であるかを示す情報を含むＵＶ光量情報を受け取ってもよい。この場合、光量決定部１０６は、例えば、硬化させるインク層が何層目であるかに応じて、光量の設定量を決定する。

また、光量決定部１０６は、白色インク層３２のように、媒体３０上に直接形成されるインク層に対する光量の設定量を、カラーインク層３４のような上層のインク層に対する光量の設定量よりも小さく設定することが好ましい。媒体３０上に直接形成されるインク層に対する光量の設定量は、例えば、上層のインク層に対する光量の設定量の７０％以下であってよい。これにより、インク層間での密着強度を適切に高めることができる。インクの種類によっては、例えば、媒体３０上に直接形成されるインク層に対する光量の設定量を０としてもよい。この場合、このインク層は、例えば、上層のインク層に対する紫外線の照射により、上層のインク層と同時に硬化される。

以上、本発明を実施形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明は、例えば印刷装置等に好適に利用できる。

本発明の一実施形態に係る印刷装置１０の構成の一例を示す図である。 印刷後の媒体３０の一例を示す図である。

符号の説明

１０・・・印刷装置、３０・・・媒体、３２・・・白色インク層、３４・・・カラーインク層、１０２・・・インクジェットヘッド（記録ヘッド）、１０４・・・紫外線照射部、１０６・・・光量決定部、１０８・・・光量測定部、１１０・・・光量制御部

Claims (4)

1. ＵＶ硬化型のインクを使用する印刷装置であって、
   媒体上に前記インクを吐出する記録ヘッドと、
   前記インクを硬化させるために照射すべき紫外線の光量の設定量を決定する光量決定部と、
   前記媒体上に吐出された前記インクに紫外線を照射する紫外線照射部と、
   前記紫外線照射部が照射する紫外線の光量を測定する光量測定部と、
   前記紫外線照射部が照射する紫外線の光量が前記設定量となるように、前記光量測定部が測定する紫外線の光量に基づき、前記紫外線照射部の出力を補正する光量制御部と
   を備え、
   前記印刷装置は、前記媒体に、第１の前記インクで形成された第１のインク層の印刷と、第２の前記インクで形成された第２のインク層の印刷とを重ねて行い、
   前記第２のインク層の印刷において、前記記録ヘッドは、前記第１のインク層の上に前記第２のインクを吐出し、
   前記第１のインク層は、前記媒体上に直接形成されるインク層であり、
   前記光量決定部は、前記第１のインク層及び前記第２のインク層のそれぞれの印刷データと印刷条件に応じて、それぞれの紫外線の光量の設定量を変更し、前記第１のインク層に対する光量の設定量を、前記第２のインク層に対する光量の設定量よりも小さく設定する
   ことを特徴とする印刷装置。
2. 前記光量決定部は、前記第１のインク層に対する光量の設定量を、前記第２のインク層に対する光量の設定量の７０％以下に設定することを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
3. 前記光量設定部は、
   前記印刷データに応じて行う紫外線の光量の設定として、前記印刷データに対応して決まる解像度、又は、前記印刷データに対応して印刷に使用されるインクの量に応じた紫外線の光量の設定を行い、
   前記印刷条件に応じて行う紫外線の光量の設定として、印刷速度、又は、印刷パスの本数に応じた紫外線の光量の設定を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の印刷装置。
4. ＵＶ硬化型のインクを使用する印刷方法であって、
   媒体上に前記インクを吐出し、
   前記インクを硬化させるために照射すべき紫外線の光量の設定量を決定し、
   前記媒体上に吐出された前記インクに紫外線を照射し、
   照射される紫外線の光量を測定し、
   照射される紫外線の光量が前記設定量となるように、測定した紫外線の光量に基づき、前記紫外線を照射する出力を補正し、
   かつ、前記媒体に、第１の前記インクで形成された第１のインク層の印刷と、第２の前記インクで形成された第２のインク層の印刷とを重ねて行い、
   前記第２のインク層の印刷において、記録ヘッドにより、前記第１のインク層の上に前記第２のインクを吐出し、
   前記第１のインク層は、前記媒体上に直接形成されるインク層であり、
   前記紫外線の光量の設定量の決定において、前記第１のインク層及び前記第２のインク層のそれぞれの印刷データと印刷条件に応じて、それぞれの紫外線の光量の設定量を変更し、前記第１のインク層に対する光量の設定量を、前記第２のインク層に対する光量の設定量よりも小さく設定する
   ことを特徴とする印刷方法。
   

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