專利名稱：印刷裝置及印刷方法
技術領域：
本發明涉及采用因照射光而固化的墨液的印刷裝置。并且，也涉及用于防止以該印刷裝置印刷出的圖像中的光澤度不勻的方法。
背景技術：
在印刷裝置中，存在將墨液排出到介質而形成圖像的噴墨打印機。而且，在該噴墨打印機中，也存在采用照射紫外線等光而固化的光固化型墨液對圖像進行印刷的噴墨打印機(例如，參照專利文獻I)。在采用該光固化型墨液的 噴墨式打印機中，通過使排出到介質上的墨液的液滴因光而固化，能夠對產生于墨液的液滴彼此間的融滲(blend)的發生進行抑制。專利文獻I :特許4321050號公報。在采用光固化型墨液的噴墨打印機中，存在相應于介質上的每單位面積的墨液的量而在光澤度方面產生不勻的問題。例如，光澤度在肌膚的顏色等墨液量少的部分變低。反之，在如瞳孔等進行滿涂的部分，墨液的量多，光澤度高。因此，在以人的面部為印刷圖像的情況下，光澤度因面部的部位而異，成為不自然的圖像。
發明內容
而且本發明的目的在于提供即使墨液量在介質上并不均勻也能夠印刷出在光澤度方面并無不勻的圖像的印刷裝置。還有，關于其他的目的在以下的記載中變得清楚明了。用于達到上述目的的主要的發明為印刷裝置，其特征在于作為使墨液的液滴附著于介質的表面而形成圖像的印刷裝置，包括介質輸送部、噴嘴、光照射部、介質變形部和對這些部分進行控制的控制部，介質輸送部對介質進行輸送，將從上游側供給的介質輸送到下游側，前述噴嘴將通過接受光照射而固化的墨液的液滴朝向介質排出， 前述光照射部相對于前述介質照射光，前述介質變形部配置于前述噴嘴的上游側，對前述介質從表里進行夾持而使之變形為，該介質的剖面成為凹凸形狀；前述控制部實行介質變形步驟、圖像形成步驟和光照射步驟，在前述介質變形步驟中，在通過前述介質變形部使前述介質變了形的基礎上通過前述介質輸送部使該介質朝向下游輸送，在前述圖像形成步驟中，通過前述噴嘴，使前述墨液的液滴排出而使圖像形成于前述介質表面，在前述光照射步驟中，通過前述光照射部，使排出到前述介質上的墨液的液滴受光照射而使該液滴固化。還有，關于本發明的其他特征，通過本說明書及附圖的記載變得清楚明了。
圖I是表示采用光固化型墨液的噴墨打印機的印刷圖像中的光澤度不勻的產生原理的圖。圖2是表示介質上的每單位面積的墨液的量與光澤度的關系的圖。圖3是本發明的一個實施方式涉及的打印機的框圖。圖4是上述實施方式的打印機的部分剖截立體圖。圖5是表不上述實施方式的打印機中的介質輸送機構的概要結構的圖。圖6是表示上述實施方式的打印機中的噴液頭的噴嘴排列的圖。
圖7是表示上述實施方式的打印機中的印刷工作的圖。圖8是表示用于通過上述實施方式的打印機防止光澤度不勻的原理的圖。圖9是表示上述實施方式的打印機中的光澤度不勻防止功能的工作的圖。符號的說明I UV打印機，10控制器，11CPU，12存儲器，14接□部，13單元控制部，20輸送單元，22輸送輥，24臺板(platen), 25排紙輥，23、26、62從動輥，30噴液頭單元，31噴液頭，40UV照射単元，41UV光源，50檢測器組，60介質變形単元，61介質變形輥，100電子計算機，d、dl、d2墨液滴，I墨液，N噴嘴，S介質
具體實施例方式關于光澤度印刷出的圖像的光澤度通過來自介質的相對于外光的反射光的狀態所左右。例如，如果反射光為散射狀態，則光澤度低，成為所謂的“無光澤感”。反之，如果接近鏡面反射則可得到高的光澤度，成為所謂的“亮光感”。而且，如上述地，在采用光固化型墨液的噴墨打印機中，在印刷圖像的光澤度方面產生不勻。概略性地，通過介質上的每單位面積的墨液量、即墨液的液滴(墨液滴)的附著量而左右光澤度。在圖I關于通過采用光固化型墨液的噴墨打印機所印刷出的圖像中的光澤度不勻示出其示意圖。例如，在以人物的面部作為圖像進行印刷的情況下，臉頰等部位為肌膚的淺淡色。而且，在該淺淡色的印刷區域中，墨液的液滴(墨液滴)d的附著量少。而且,如示于圖I(A)地，因為各墨液滴d通過紫外線(UV)等光而固化，所以介質S上的各墨液滴d不融滲地，成為具有近似于半球的形狀的獨立的島狀。即，墨液滴d的密度為“疏”。因此，入射到介質S的表面的光(圖中涂白箭頭)在島狀的墨液滴d的表面向各個方向反射(圖中，實線箭頭)。即，成為漫反射。另ー方面，如示于圖I(B)地，瞳孔等深濃色部分通過對該圖像區域進行滿涂而表現。即，在該圖像區域中相鄰的墨液滴d彼此間配置得密，即使每個墨液滴d都為半球狀，也成為與膜狀的墨液覆蓋介質S上同樣的狀態。因此，入射光在該膜狀的墨液表面基本鏡面反射，且光澤度變高。從而，在人物的面部等，臉頰等的肌膚的部分為無光澤感，瞳孔的部分為亮光感，在光澤度方面不存在統ー性，成為不自然的圖像。以上為光澤度不勻的產生原因的概況。但是，示意性示于圖I的光澤度不勻的產生機理為某種程度簡單化的模型，實際上，光澤度不勻并非單純地僅依賴于墨液滴d的密度。在圖2，示出介質S上的墨液的密度與光澤度的關系。在該圖中，示出介質S上的每單位面積的墨液量(體積)和采用公知的光澤計(光澤度檢測器)測定出的光澤度的關系。在墨液量極少的情況下反映介質S的光澤度，若墨液量増加，則通過稀疏地配置的墨液滴d產生的漫反射分量增多，光澤度下降。若每單位面積的墨液量超過預定量則鏡面反射分量相對地增多且光澤度轉而增加。并且，因為介質S自身也相應于其種類而光澤度不同，所以在如分開使用不同的種類的介質S的用途中，墨液量與光澤度的關系變得更加復雜。
關于本發明的實施方式如上述地，在采用光固化型墨液的打印機中，由于介質上的墨液滴的密度而產生光澤度不勻。而且，因為墨液滴的密度與光澤度并非單純的比例關系，所以即使采用光澤紙和/或無光澤紙等表面處理過的介質，僅通過光澤度在圖像的整體的范圍內變得統一，也無法消除關于在同一介質上的光澤度不勻。雖然也可考慮使墨液改性，但是必需不損害能夠對融滲進行抑制化的光固化型墨液本來的特征地，使關于該墨液自身的光澤度的物理特性最佳化。而且，適合于該物理特性的墨液的排出方法等也必需最佳化。因此，在墨液自身及排出控制等周邊技術的開發和/或研究方面要花費太多的時間與成本。于是，謀求并非墨液的改性和/或介質的表面處理，而是通過使介質的剖面形狀自身物理性地變形，統ー為無光澤感的光澤度的技術思想的轉變。其結果，想到了本發明的實施方式涉及的印刷裝置。而且，該實施方式涉及的印刷裝置除了對應于上述主要的發明的實施方式具備的特征之外，還可以具備以下的特征。前述介質變形部包括正交于前述介質的輸送方向且對該介質進行夾持的輥，在該輥的表面形成有凹凸。該情況下，也可以為以前述介質的附著墨液的液滴的面作為外表面，前述形成有凹凸的輥配置于該介質的內里面側，在外表面側配置表面具有弾性并以不存在凹凸的原材料形成的輥。并且，也能夠特征為配置于噴液頭部的下游側的前述光照射部進ー步包括上游側的暫時固化照射部和下游側的最終固化照射部，前述控制部實行暫時固化步驟和最終固化步驟；前述暫時固化照射部使防止前述墨液的液滴的流動的光進行照射，前述最終固化照射部使比前述暫時固化照射部所照射的光相對地高能量的光進行照射，在前述暫時固化步驟中，通過前述暫時固化照射部，使光照射于通過前述噴嘴附著于前述介質的前述墨液的液滴，在前述最終固化步驟中，相對于通過暫時固化步驟被照射過光的前述墨液的液滴而使光進行照射，使該液滴固化而固定附著于該介質上。并且，本發明的實施例為采用印刷裝置的印刷方法，特征為所述印刷裝置使光固化型的墨液從噴嘴排出成為液滴而附著于介質，并將光照射于該附著的液滴使之固化，在前述介質上形成包括微細的點的圖像；前述印刷裝置在形成前述圖像的步驟之前，實行使前述介質變形為剖面成為凹凸形狀的步驟。打印機的基本性的構成與工作作為本發明的進ー步具體性的實施方式，對采用接受紫外線照射而固化的UV墨液的類型的噴墨打印機(以下，UV打印機)進行例示。在圖3，將該實施方式涉及的UV打印機I的整體構成示為框圖。并且，在圖4，將該UV打印機I的概要結構示為從前上方看該UV打印機I時的部分剖截立體圖。在此，首先，基于圖3與圖4及示于以下的適當的圖，關于本發明的實施方式涉及的UV打印機I的基本性的構成與工作進行說明。控制器10為用于進行UV打印機I的控制的控制單元，包括作為運算處理裝置的CPU11、確保通過CPUll實行的程序的存儲區域和/或該程序的工作區域的存儲器12、用于對各單元(20 60)的工作進行控制的單元控制部13和用于進行作為外部裝置的電子計算機100與CPUll之間的數據通信的接ロ部(IF) 14等。輸送單元20包括用于使紙張等介質S輸送于預定的方向的機構和/或電路。在該例中，以UV打印機I的后方為上游，以前方為下游，介質S以從上游側供給且從下游側排出的方式被輸送。在圖5不出該輸送單兀20中的介質S的輸送機構的概要結構。根據該輸送機構，將插入于介質S的插入口的介質S通過供紙輥(未圖示)供紙于UV打印機I內，通過輸送電機21旋轉驅動的輸送棍22與從動棍23 —起夾入該介質S,并且將介質S輸送 到可以進行印刷的區域。并且，正在印刷中的介質S通過臺板24被支持，并朝向下游被輸送。而且，與輸送輥22同步地旋轉的排紙輥25與從動輥26 —起夾入印刷后的介質S，并將該介質S向下游側排出。檢測器組50包括用于對UV打印機I內的各種狀態進行檢測的各種傳感器，包括于檢測器組50的各傳感器將其檢測結果(檢測數據)朝向控制器10進行輸出，控制器10基于該檢測數據對各單元進行反饋控制。還有，在檢測器組50，例如包括用于對輸送輥23的旋轉量進行檢測的旋轉式編碼器等。噴液頭単元30構成為，用于使墨液朝向介質S排出，除了具備有噴嘴的噴液頭31之外，還包括墨盒和用于將墨液從墨盒供給于噴液頭31的泵等。還有，在此示出的UV打印機I為以下述方式配置的行式打印機，在底面32具備有墨液的排出噴嘴的噴液頭31在與介質S的輸送方向相正交的寬度方向(以下，行方向)進行延伸。而且，用于進行多色印刷的多種顏色的墨液填充于各個墨盒。在圖6對該噴液頭31的噴嘴配置進行了例示。在噴液頭31的底面32，多個噴嘴N在行方向以一定間隔排列而開ロ，形成噴嘴列(33C、33M、33Y、33K)。噴嘴列(33C、33M、33Y、33K)沿輸送方向以一定間隔排列，各噴嘴列(33C、33M、33Y、33K)分別對應于顏色不同的墨液。在該例中，形成藍綠色墨液噴嘴列33C、品紅色墨液噴嘴列33M、黃色墨液噴嘴列33Y及黒色墨液噴嘴列33K。在各噴嘴N，分別設置有墨液腔(未圖示)和壓電元件。若通過壓電元件的驅動而墨液腔伸縮、膨脹，則從噴嘴N排出墨液滴。而且，若通過控制器10的控制而噴液頭31在介質S的輸送過程中斷續地排出墨液滴，則在介質S形成包括墨液滴的點2維地配置于介質S上而成的圖像。UV照射單元40包括金屬鹵化物燈等用于照射使UV墨液光固化的紫外線的UV光源和/或用于使該UV光源點亮的驅動電路等。UV光源41設置為，相對于噴液頭31位于輸送方向下游側，且在行方向進行延伸。而且，紫外線的照射范圍為比成為印刷對象的介質S的寬度要長的區域。UV照射単元40通過控制器10的控制，當介質S在輸送方向上移動時使UV光源41朝向介質S點亮。由此，介質S上的UV墨液滴固化。在圖7(A) (D)，示出UV打印機I中的印刷順序。在該圖中，示出介質S的輸送路徑r的一部分。通過控制器10的控制，輸送單元20通過輸送輥22與從動輥23而將介質S輸送到印刷區域(A)，噴液頭単元30從噴液頭31的噴嘴N朝向該介質S排出墨液I，并使墨液滴dl附著于介質S上(B)。然后，UV光源41將紫外線照射于該墨液滴dl，并使介質S上的UV墨液滴dl固化(C)。由此，形成通過固化后的UV墨液滴d2產生的圖像。而且，輸送單元20通過排紙輥25與其從動輥26，將介質S排出到打印機I外⑶。光澤度不勻防止功能如上述地，在UV打印機中，起因于介質上的每單位面積的墨液量而產生光澤度不勻。本實施方式涉及的UV打印機I具備介質變形單元60，其成為擔負用于防止該光澤度不勻的功能的構成。在以下，作為本發明的一個實施例，關于上述實施方式的UV打印機I中的光澤度不勻防止功能的工作進行說明。在圖8示出UV打印機I中的光澤度不勻的防止原理。在該圖中，示出介質S的剖面和附著于介質S的墨液滴d。本實施例中的光澤度不勻的防止原理如圖示地為，在介質S被輸送到印刷區域之前，使該介質S變形為，剖面物理性地成為凹凸形狀。由此，即使在附著于該凹凸面的墨液滴d密度高而成為亮光感的區域SI中，也與密度低而成為無光澤感的 區域S2同樣地，入射光(圖中涂白箭頭)被漫反射(圖中實線箭頭)，亮光感的圖像區域Si也成為無光澤感。并且，因為即使在墨液滴d并不存在而介質S的表面露出的區域S3也同樣地形成物理性的凹凸，所以來自介質S自身的表面的反射光也被漫射。其結果，圖像整體統ー為不存在光澤度不勻的無光澤感。還有，該圖8用于對光澤度不勻的防止原理簡單地進行說明，墨液滴d與介質S中的凹凸的相対性尺寸與實際尺寸大不相同。在圖9，示出UV打印機I中的介質變形單元60的工作。在圖示的例中，在介質S的輸送路徑!■中，在輸送輥22的上游側，設置有從上下夾入介質S的兩個ー組的輥出1、62)。而且，該一方的輥61在表面形成有物理性的凹凸。介質變形単元60包括存在該凹凸的輥(介質變形輥)61、與該介質變形輥61 —起對介質S進行夾持的從動輥62及通過控制器10的控制對介質變形輥61進行旋轉驅動的電機等。還有，在圖9中，用于使說明變得容易，夸張地表現介質變形輥61中的凹凸的尺寸。首先，如示于圖9(A) (C)地，介質S在被輸送到與噴液頭31的底面32和/或UV光源41相對面的印刷區域之前，通過介質變形輥61與其從動輥62之間。此時，被擠壓于介質變形輥61的表面，介質S的剖面變形為存在物理性的凹凸的形狀。接著,朝向該變形的介質S的上側的面(外表面)Ss排出墨液I,且墨液滴dl附著于介質S上(D)。接下來，紫外線L照射到介質S上的墨液滴dl，該墨液滴dl固化，并在最后排出介質S。作為介質變形輥61，既可以是通過切削加工而在表面形成了凹凸的金屬制輥，也可以是塑料成型品。在本實施例中，采用如下的輥為了使介質的凹凸形狀變得更加不規則，對金屬制的棍表面實施蝕刻，將微細的凹凸形成于該棍表面。另ー方面，與介質變形輥61 —起對介質S進行夾持的從動輥62雖然也可以與介質變形輥61相同，但是例如更加優選對金屬輥的表面以硅酮橡膠等柔軟的原材料進行覆蓋，以便能夠邊仿照介質變形輥61的凹凸形狀邊擠壓介質S。當然，也可以在從動輥的柔軟的表面也存在凹凸。還有，介質變形輥61相對于介質S雖然也可以配置于外表面Ss、內里面Sb的任一，但是在本實施例中，考慮到對墨液滴d附著而形成圖像的介質S的外表面Ss側實施表面處理(亮光處理、無光澤處理等)的情況，將從動輥62配置于介質S的外表面Ss側。由此，不會直接以介質變形輥61擠壓形成圖像的介質S的外表面Ss而損傷通過表面處理形成的覆膜等。還有，介質S中的實際的凹凸的深度如果為墨液滴d的大小(直徑)程度，則即使在滿涂等光澤度高的區域墨液滴成為膜狀，該膜的表面也會成為凹凸形狀，光澤度下降，成為無光澤感。在本實施例中，墨液滴d的高度為Iym程度，在介質S產生的凹凸的深度也為I μ m程度。當然，形成于介質S的凹凸的深度和/或間距可相應于墨液滴d的大小和/或有助于墨液滴d的形狀的粘度等墨液滴和/或墨液自身的特性而適當地設定。其他的實施方式在采用光固化型墨液的打印機中，也存在為了防止附著于介質上的墨液滴在通過高能量的光照射而固定附著為止前流動，而將低能量的光照射到剛附著后的墨液滴而使墨液滴的表面固化的進行所謂的“暫時固化”的類型。該暫時固化對于防止融滲的目的極其有效，相反上述的光澤度不勻有可能變得更加顯著。
具體地，在上述實施方式的UV打印機I中，如先前示于圖7地，將高能量的紫外線照射到附著于介質S上的墨液滴dl使墨液滴dl固化而固定附著于介質S上。另ー方面，因為若包括來自介質S的反射光、來自UV光源41的紫外線照射到噴液頭31的底面32則噴嘴N有可能發生堵塞，所以在UV打印機I中，必需使噴液頭31與UV光源41之間某種程度地離開。即使在噴液頭31與UV光源41之間介有遮光結構的情況下，也需要用于對該遮光結構進行配置的間隙。從而，剛附著后的墨液滴dl在介質S被輸送而照射紫外線為止前某種程度地流動，并且墨液滴dl的高度變得比剛附著后低。即，若與剛附著后相比較則成為平坦的形狀。另ー方面，在進行暫時固化的類型的打印機中，因為介質上的墨液滴維持剛附著后的形狀，所以在墨液滴的密度低的區域產生更強的光漫射。從而，使介質變形為剖面成為凹凸形狀，在進行暫時固化類型的打印機中，光澤度不勻的防止效果進一歩變大。上述實施方式涉及的UV打印機I雖然為行式打印機，但是也可以為連續型打印機。即，也可以構成為，不將噴液頭在介質的寬度范圍配置于行方向，而是噴液頭在相對于輸送方向相交叉的方向上進行移動。雖然在上述實施方式涉及的UV打印機I中，對通過在驅動元件(壓電元件)施加電壓使墨液室膨脹、收縮而噴射流體的壓電方式的噴墨打印機進行了例示，但是液體的排出方式并不限于此，也可以為采用發熱元件使氣泡產生于噴嘴內通過該氣泡使液體噴射的熱控方式。并且，以上述實施方式涉及的UV打印機I為代表，在本發明的各種實施方式涉及的打印機中，并不限于紙，只要是塑料薄膜等能夠維持在印刷前產生的凹凸形狀則無論是哪種方式的介質都能夠成為印刷対象。當然，介質既可以為如卷筒紙那樣連續地輸送的方式，也可以為如單張紙地個別地輸送的方式。還有，介質的輸送方向雖然以供給介質側為上游、以排出側為下游，但是并不限于從其上游朝向下游的方向為一定方向。例如，在圖4中，也存在從前面側供給介質，并在印刷后從相同的前面排出介質的情況。在如此的情況下，介質變形輥61與其從動輥62成為能夠自如地進行介質S的夾持與松開的結構，只要控制器10對該夾持與松開的工作進行控制即可。而且，只要如下進行控制即可在介質S的供給時對該介質S進行夾持，并在圖像形成后排出介質S的過程中不對該介質S進行夾持。總之，只要在介質S上形成圖像之后，使該介質變形為剖面成為凹凸形狀即可。總之，只要在介質輸被送到印刷區域之前該介質的剖面成為凹凸形狀即可。 本發明例如可以應用于在墨液難以浸透的介質(0ΗΡ片、涂層紙等)采用光固化型墨液而形成圖像的噴墨打印機。
權利要求
1.ー種印刷裝置，其特征在干 作為使墨液的液滴附著于介質的表面而形成圖像的印刷裝置，包括介質輸送部、噴嘴、光照射部、介質變形部和對這些各部分進行控制的控制部， 介質輸送部對介質進行輸送，將從上游側供給的介質輸送到下游側， 前述噴嘴將通過接受光照射而固化的墨液的液滴朝向介質排出， 前述光照射部相對于前述介質照射光， 前述介質變形部配置于前述噴嘴的上游側，對前述介質從表里進行夾持而使之變形為，該介質的剖面成為凹凸形狀； 前述控制部實行介質變形步驟、圖像形成步驟和光照射步驟， 在前述介質變形步驟中，在通過前述介質變形部使前述介質變了形的基礎上通過前述介質輸送部使該介質朝向下游輸送， 在前述圖像形成步驟中，通過前述噴嘴，使前述墨液的液滴排出而使圖像形成于前述介質表面， 在前述光照射步驟中，通過前述光照射部，使排出到前述介質上的墨液的液滴受光照射而使該液滴固化。
2.根據權利要求I所述的印刷裝置，其特征在干 前述介質變形部包括正交于前述介質的輸送方向且對該介質進行夾持的輥，在該輥的表面形成有凹凸。
3.根據權利要求2所述的印刷裝置，其特征在于 以前述介質的附著墨液的液滴的面為外表面，前述形成有凹凸的輥配置于該介質的內里面側，在外表面側配置有表面具有弾性并以不存在凹凸的原材料形成的輥。
4.根據權利要求I 3中任一項所述的印刷裝置，其特征在于 配置于噴液頭部的下游側的前述光照射部進ー步包括上游側的暫時固化照射部和下游側的最終固化照射部，前述控制部實行暫時固化步驟和最終固化步驟； 前述暫時固化照射部使防止前述墨液的液滴的流動的光進行照射， 前述最終固化照射部使比前述暫時固化照射部所照射的光相對地高能量的光進行照射， 在前述暫時固化步驟中，通過前述暫時固化照射部，使光照射于通過前述噴嘴附著于前述介質的前述墨液的液滴， 在前述最終固化步驟中，相對于通過暫時固化步驟被照射過光的前述墨液的液滴而使光進行照射，使該液滴固化而固定附著于該介質上。
5.—種印刷方法,其特征在于 作為采用印刷裝置的印刷方法，所述印刷裝置使光固化型的墨液從噴嘴排出成為液滴而附著于介質，并將光照射于該附著的液滴使之固化，在前述介質上形成包括微細的點的圖像； 前述印刷裝置在形成前述圖像的步驟之前，實行使前述介質變形為剖面成為凹凸形狀的步驟。
全文摘要
本發明涉及印刷裝置及印刷方法。在采光固化型的墨液的印刷裝置中，防止印刷圖像的光澤度不勻。作為印刷裝置(1)，控制部(10)控制對介質進行輸送而將從上游側供給的介質(S)輸送到下游側的介質輸送部(22、23、25、26)；將通過接受光照射而固化的墨液的液滴朝向介質排出的噴嘴(N)；相對于介質照射光的光照射部(41)；和介質變形部(61、62)，其配置于噴嘴的上游側并對介質從表里進行夾持而使之變形為該介質的剖面成為凹凸形狀，在由介質變形部使介質變了形的基礎上由介質輸送部使該介質朝向下游輸送，使噴嘴排出墨液的液滴而使圖像形成于介質表面，由光照射部使光照射排出到介質上的墨液的液滴而使該液滴固化。
文檔編號B41J2/01GK102689506SQ2012100744
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月20日 優先權日2011年3月23日
發明者和田啟志, 棚瀬和義, 近藤隆光, 高橋透 申請人:精工愛普生株式會社