JP6492742B2

JP6492742B2 - 画像形成装置、画像形成方法およびプログラム

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Publication number: JP6492742B2
Application number: JP2015031856A
Authority: JP
Inventors: 矢仲　厚志; 厚志矢仲; 雄貴土屋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2015-02-20
Filing date: 2015-02-20
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2035-02-20
Also published as: US20160243820A1; US9630421B2; JP2016153196A

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成方法およびプログラムに関する。

従来より、自動車等の車両に装備される内装部品や、電気製品の外装部品等に使用される装飾されたプレートがある。一般に車両の内装部品や電気製品の外装部品は、樹脂製の基材と、その基材上にインク等を用いて印刷される印刷層とを備えて構成されている。車両の内装部品や電気製品の外装部品の印刷層は、光が透過しない遮光層として構成されるものがある。

上記車両の内装部品や電気製品の外装部品は、例えば、ポリカーボネート等の樹脂製基板の表面に遮光層（ベタ隠蔽画像部）がスクリーン印刷によって印刷されることで製造される。スクリーン印刷は、印刷データから印刷画像が描かれたスクリーン（版）を制作し、このスクリーンを通して例えば、溶剤乾燥型又は加熱硬化型インク等を基板に印刷する方法であり、遮光層を一度に印刷することができる。遮光層は、光を透過させない透過濃度が求められ、通常、一度の印刷で厚膜の皮膜を形成させる必要があるが、スクリーン印刷では、２０〜３０μｍ程度の膜厚までしか得ることができない。また、スクリーン印刷は、単色印刷で行われるため、装飾等の意匠を形成するためには、色の異なるインキを用いて多層印刷しなければならないため、加工工数や加工時間がかかり生産性が低下してしまう。

一方、印刷技術として、スクリーン印刷以外にレーザプリンタ電子写真方式、熱転写方式、インクジェット方式等のデジタル印刷技術がある。デジタル印刷技術は、印刷データからスクリーンを製作することなく樹脂基板に直接描画することが可能であるため、少ロット品種においては、スクリーン印刷よりも適している。デジタル印刷技術の中でも、インクジェット方式は、電子制御された記録ヘッドノズルからインク滴を吐出することで印刷を行う方法であり、印刷を繰り返して多層構成の厚膜を形成することでスクリーン印刷に比べて低コストで高い解像度の画像（高画質の画像）を印刷することが可能である。

特許文献１には、インクジェット方式で遮光層が形成された印刷物（車両の内装部品や電気製品の外装部品）の製造方法が開示されている。特許文献１に記載の印刷物の製造方法は、遮光層形成用の放射線硬化性インクの液滴を樹脂基板に吐出する工程と、放射線を照射して放射線硬化性インクの液滴を硬化させる工程とを繰り返し行うことにより遮光層および遮光補正層を形成するものである。

しかしながら、特許文献１に記載の印刷物（車両の内装部品や電気製品の外装部品）の製造方法では、精細な画質（高画質）の意匠皮膜を多層重ねて印刷するので、多層構成の皮膜を形成するのに時間がかかり生産性が低下してしまう、という問題がある。

また、従来のインクジェット方式で、画像品質を向上させるためには、片方向印刷を行う必要があるため、片方向印刷を繰り返して多層構成の厚膜を形成した場合には、厚膜形成に時間がかかり生産性が低下してしまう、という問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、精細な画質を維持しながら多層で構成する画像を形成する時間を短縮させることができる画像形成装置、画像形成方法およびプログラムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、活性エネルギー線により硬化するインク滴を記録媒体上に吐出して画像を形成する吐出ヘッドと、前記記録媒体上に着弾した前記インク滴を硬化させる前記活性エネルギー線を照射する照射部とを搭載して前記記録媒体の搬送方向に対して直交する方向に走査するキャリッジと、前記吐出ヘッドからの前記インク滴の吐出と、前記キャリッジの走査とを制御する画像形成制御部と、を備え、前記画像形成制御部は、多層のインク滴の膜で構成する画像の最上層のインク滴の膜を、前記最上層を除く下層のインク滴の膜よりも精細な画質で形成し、前記最上層を除く前記下層のインク滴の膜を、前記最上層よりも粗い画質で、かつ前記最上層のインク滴の膜を形成する時間よりも短い時間で形成して、多層で構成する前記画像を形成し、前記照射部は、前記記録媒体と接する最下層のインク滴の膜を形成する場合、前記記録媒体上に前記インク滴が着弾してから前記活性エネルギー線を照射するまでの時間を、前記最下層を除く上層のインク滴の膜を形成する場合よりも長く設定し、前記最上層のインク滴の膜を形成する場合、直前に形成された下層のインク滴の膜に前記インク滴が着弾してから前記活性エネルギー線を照射するまでの時間を、前記下層のインク滴の膜を形成する場合と同等又は短く設定する、ことを特徴とする。

本発明によれば、精細な画質を維持しながら多層で構成する画像を形成する時間を短縮させることができる、という有利な効果を奏する。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を模式的に示す図である。図２は、キャリッジの構成の一例を示す図である。図３は、キャリッジを双方向走査して形成した画像の一例を示す図である。図４は、キャリッジを片方向走査して形成した画像の一例を示す図である。図５は、画像形成装置の機能構成の一例を示す図である。図６は、複数のインク滴の膜で形成される形成層の概略断面図の一例を示す図である。図７は、片方向印字で形成されたインク滴の膜の概略断面の一例を示す図である。図８は、双方向印字で形成されたインク滴の膜の概略断面の一例を示す図である。図９は、通常打ち順マスクの一例を説明する図である。図１０は、ランダム打ち順マスクの一例を説明する図である。図１１は、１６スキャン印字した場合の使用ノズル列の一例について説明する図である。図１２は、１６スキャン印字した場合の使用ノズル列の一例について説明する図である。図１３は、吐出ヘッドから吐出するインク滴量の一例について説明する図である。図１４は、画像を２層の膜で形成するときの概略層断面の一例を示す図である。図１５は、画像を２層の膜で形成するときの概略層断面の一例を示す図である。図１６は、画像を３層の膜で形成するときの概略層断面の一例を示す図である。図１７は、画像形成装置の処理動作の一例について説明するフローチャート図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明に係る画像形成装置、画像形成方法およびプログラムの一実施形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態では、画像形成装置の一例として、インクジェット記録装置を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではなく、画像形成装置であればいずれにも適用することができる。さらに、本発明は、インクジェット記録装置に限らず、記録媒体上にインク滴を吐出させて画像形成する画像形成装置に対して広く適用可能である。

本実施形態に係る画像形成装置の一例であるインクジェット記録装置は、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃｙ）、マゼンタ（Ｍａ）、イエロー（Ｙｅ）、クリアー（Ｃｌ）、ホワイト（Ｗｈ）の６色のインクを吐出するヘッドユニットを有し、これらのヘッドユニットを記録媒体の搬送方向と直交する方向に往復動作させて画像形成を行う。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置の一例を模式的に示す図である。図１に示すように、画像形成装置１００は、往路方向２１及び復路方向２２に往復移動（双方向走査）するキャリッジ１１と、記録媒体１０を搬送する搬送ステージ１５とを備えている。キャリッジ１１には、インク滴を吐出する複数の吐出ヘッドを有するヘッドユニット１２と、活性エネルギー線を照射する照射ユニット１３Ａ，１３Ｂとを搭載している。また、キャリッジ１１は、記録媒体１０の搬送方向に対して直交する方向に走査して画像を形成する。以下では、照射ユニット１３Ａ，１３Ｂを区別する必要がない場合には単に「照射ユニット１３」と表記する。また、照射ユニット１３は請求項の「照射部」に対応する。

ヘッドユニット１２は、活性エネルギー線により硬化するインク滴を記録媒体１０上に吐出して画像を形成する１又は複数の吐出ヘッドを備えている。ヘッドユニット１２は、活性エネルギー線として例えば、紫外線を照射することで硬化する紫外線硬化型液体であるインク滴を吐出する複数の吐出ヘッドを備えている。なお、１つの吐出ヘッドの複数のノズル列からインク滴を吐出させるようにすることもできる。ヘッドユニット１２を構成する吐出ヘッドは、インク滴を吐出するための圧力を発生する圧力発生手段を備えたものが使用できる。圧力発生手段は、例えば、圧電素子などの圧電アクチュエータ、発熱抵抗体などのサーマルアクチュエータ、温度変化による金属相変化を用いる形状記憶合金アクチュエータ、静電力を用いる静電アクチュエータなどである。また、ヘッドユニット１２は、色毎に独立したヘッド構成に限るものではなく、複数の色のインク滴を吐出する複数のノズルで構成されるノズル列を有する１又は複数の吐出ヘッドを有する構成でもよい。

照射ユニット１３は、記録媒体１０上に着弾したインク滴を硬化させる活性エネルギー線を照射する。活性エネルギー線としては、可視光、紫外線、赤外線、Ｘ線、α線、β線、γ線などを例示することができるが、反応速度が速く、エネルギー線発生装置が比較的安価であるという点から、紫外線が最も好ましい。照射エネルギー量は、１００ｍＪ／ｃｍ^２以上が好ましく、より好ましくは２００ｍＪ／ｃｍ^２以上である。以下では、活性エネルギー線を、例えば紫外線を一例として説明する。

照射ユニット１３Ａは、活性エネルギー線照射手段であり、ヘッドユニット１２から吐出されるインク滴を硬化させる波長の例えば、紫外線を照射し、往路方向２１でヘッドユニット１２に対して後方側に配置されている。

照射ユニット１３Ｂは、活性エネルギー線照射手段であり、ヘッドユニット１２から吐出されるインク滴を硬化させる波長の例えば、紫外線を照射し、復路方向２２でヘッドユニット１２に対して後方側に配置されている。

なお、図１の例において、照射ユニット１３Ａ，１３Ｂは、ヘッドユニット１２の両端部に配置されているが、これに限ることはなく、キャリッジ１１の構成は任意である。

照射ユニット１３の光源としては、例えば、ＵＶ（ultraviolet）−Ａ、ＵＶ（ultraviolet）−Ｂ、ＵＶ（ultraviolet）−Ｃなどの各紫外線領域が発光スペクトルとして出力される、例えば、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、無電極ＵＶ（ultraviolet）ランプ、ＵＶ（ultraviolet）レーザー、キセノンランプ、ＬＥＤランプ、殺菌ランプ等を用いることができる。また、特定の狭い波長領域に発光波長を絞り込んでピーク波長の発光効率が良く高照度が得られ、低消費電力、長寿命であるＬＥＤ型照射装置を用いることもできる。また、代表的な有電極ランプの３６５ｎｍのピーク照度は、数Ｗ／ｃｍ^２であるが、ＬＥＤ型照射装置（３９５ｎｍＬＥＤや４０５ｎｍＬＥＤ）のピーク照度は、十数Ｗ／ｃｍ^２と通常の有電極ランプの数倍の強度を有する。このように、有電極ランプは、広い波長域の発光スペクトルを有するが、ＬＥＤ型照射装置は、それぞれの中心波長のまわりに狭い発光スペクトルを有する。

なお、照射ユニット１３の光源に使用するランプは、インク組成物内の光重合開始剤により選択され、発光ピーク波長が光重合開始剤の吸収特性にマッチングしたものが好ましい。例えば、インク組成物内の光重合開始剤の反応ピーク波長が３６５ｎｍであれば、３００〜４５０ｎｍの波長領域が強い、例えば、メタルハライドランプを選定することが好ましい。また、インク組成物内の光重合開始剤の反応ピーク波長が２４０ｎｍであれば、例えば、高圧水銀ランプ等を選択することが好ましい。

なお、照射ユニット１３の照射条件（発光波長、レベリング時間、照射強度等）を制御することで、部分的に任意の画像品質を確保することが可能である。

キャリッジ１１の移動領域の下方には、搬送ステージ１５が配置されている。この搬送ステージ１５上に記録媒体１０が載せられる。搬送ステージ１５上にセットされた記録媒体１０が搬送ステージ１５上を搬送され、画像形成部であるヘッドユニット１２下にて画像形成される。すなわち、キャリッジ１１を移動させてヘッドユニット１２から紫外線により硬化するインク滴を記録媒体１０上に吐出することにより、記録媒体１０上に所望の画像を形成することができる。

ここで、活性エネルギー線硬化型インクで記録媒体１０上に画像形成する場合、通常の水系インク等と比較して記録媒体１０の材質等を選ばず、プラスチック材（ポリプロピレン、ポリエチレン等）などの非浸透性の記録媒体への画像形成も可能である。つまり、記録媒体１０の選択肢が広がる利点を有する。以下の説明では、記録媒体１０が非浸透性の記録媒体１０であることを前提とする。以下では、記録媒体を「基材」とも表記する。

次に、図２を用いて、キャリッジ１１に搭載されるヘッドユニット１２の構成について説明する。図２は、キャリッジの構成の一例を示す図である。

図２に示すように、ヘッドユニット１２は、インク滴を吐出する吐出ヘッド（以下、単に「ヘッド」ともいう。）１０１〜１１２を備えている。なお、「ヘッドユニット」とは、単にヘッド１０１〜１１２の全体を総称するものであり、ユニットとして独立していることまで意味しない。

吐出ヘッド１０１〜１１２は、例えば、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃｙ）、マゼンタ（Ｍａ）、イエロー（Ｙｅ）、クリアー（Ｃｌ）、ホワイト（Ｗｈ）の６色のインク滴を吐出する。図２の例では、各色ヘッドが２個ずつ繋がって構成されていることを示している。例えば、ブラック（Ｂｋ）のヘッド１０１，１０２、シアン（Ｃｙ）のヘッド１０３，１０４、マゼンタ（Ｍａ）のヘッド１０５，１０６、イエロー（Ｙｅ）のヘッド１０７，１０８、クリアー（Ｃｌ）のヘッド１０９，１１０、ホワイト（Ｗｈ）のヘッド１１１，１１２で構成されている。以下では、吐出ヘッド１０１〜１１２を区別する必要がない場合、単に「吐出ヘッド」または「ヘッド」と表記する。

また、各ヘッド１０１〜１１２のノズル列は４列１組で６００ｄｐｉの解像度（＝１列あたり１５０ｄｐｉ）である。例えば、ブラックインクは、ヘッド１０１，１０２の各４列のノズル列から吐出される。これにより、キャリッジ１１の１スキャンでキャリッジ移動方向と交差する方向では２ヘッド分（４ノズル列）の印字幅を確保することができる。なお、その他の色についても同様である。

なお、色の数は６色に限定されるものではなく、例えば、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色であってもよいし、これ以外の数であってもよい。

次に、図３及び図４を用いて、キャリッジ１１の走査方向と画像について説明する。図３は、キャリッジを双方向走査して形成した画像の一例を示す図である。図４は、キャリッジを片方向走査して形成した画像の一例を示す図である。

図３に示すように、双方向印字を行った場合、各ヘッド１０１〜１１２の吐出ノズルそのものが持つ特性である吐出曲がりや、搬送ステージ１５の繰り返し精度などの理由によって、インク滴（ｄｏｔ）の着弾位置の精度に起因して形成された仕上がり画像の画質が大きく左右される。また、図３に示したように、双方向印字を行った場合、同色、例えばブラック（Ｂｋ）色の印字の場合、ノズルから吐出されたインク滴が記録媒体１０上に着弾してから、紫外線を照射するまでの時間が往路方向２１と復路方向２２で異なる。すなわち、往路方向２１ではブラック（Ｂｋ）色のヘッド１０１，１０２から吐出したインク滴は照射ユニット１３Ａで照射した紫外線により硬化し、復路方向２２ではブラック（Ｂｋ）色のヘッド１０１，１０２から吐出したインク滴は照射ユニット１３Ｂで照射した紫外線により硬化することになる。

つまり、ブラック（Ｂｋ）色のヘッド１０１，１０２と照射ユニット１３Ａとの配置距離は長く、ブラック（Ｂｋ）色のヘッド１０１，１０２と照射ユニット１３Ｂとの配置距離は短い。そのため、キャリッジ１１の走査速度が往路方向２１と復路方向２２で同じ場合では、ヘッド１０１，１０２のノズルから吐出したインク滴が記録媒体１０上に着弾してから、紫外線を照射するまでの時間が往路方向２１では長くなり、復路方向２２では短くなる。

上記の理由により、ヘッド１０１，１０２のノズルから吐出したインク滴が記録媒体１０上に着弾してから、紫外線を照射するまでの時間差が発生し、往路方向２１と復路方向２２でのインク滴のレベリング状態が変化するため仕上がり画像の画質にムラ（バンディング）が発生してしまう。なお、他の色のヘッドでも同様である。

図４に示すように、片方向印字を行った場合、上述したインク滴が記録媒体１０上に着弾してから、紫外線を照射するまでの時間差は発生しないので、仕上がり画像の画質を良好なものにすることができる。

このことから、本実施形態においては、下層の印字プロセスにかかわらず、最上層の印字プロセスでは片方向印字を行って、最終的な印字画像として良好な画像を得ることができるものである。なお、図３に示したように、下層で双方向印字を行って画像の画質にムラ（バンディング）が発生した場合でも、その上の層（最上層）を片方向印字で行うことにより、図４に示したように、最終的な画像の画質は良好なものを得ることができる。

次に、図５を用いて、本実施形態に係る画像形成装置１００の機能構成について説明する。図５は、画像形成装置の機能構成の一例を示す図である。

図５に示すように、画像形成装置１００は、ＣＰＵ１２１と、ＲＯＭ１２２と、ＲＡＭ１２３と、記録ヘッドドライバ１２４と、主走査ドライバ１２５と、副走査ドライバ１２６と、制御用ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）１３０と、ヘッドユニット１２と、照射ユニット１３と、エンコーダセンサ１４と、主走査モータ１６と、および副走査モータ１７とを備える。

ＣＰＵ１２１と、ＲＯＭ１２２と、ＲＡＭ１２３と、記録ヘッドドライバ１２４と、主走査ドライバ１２５と、副走査ドライバ１２６と、制御用ＦＰＧＡ１３０とは、メイン制御基板１２０に搭載されている。ヘッドユニット１２と、照射ユニット１３と、エンコーダセンサ１４とは、キャリッジ１１に搭載されている。

ＣＰＵ１２１は、画像形成装置１００の全体の制御を司る。例えば、ＣＰＵ１２１は、ＲＡＭ１２３を作業領域として利用して、ＲＯＭ１２２に格納された各種の制御プログラムを実行し、画像形成装置１００における各種動作を制御するための制御指令を出力する。

記録ヘッドドライバ１２４、主走査ドライバ１２５、副走査ドライバ１２６は、それぞれ、ヘッドユニット１２、主走査モータ１６、副走査モータ１７を駆動するためのドライバである。

制御用ＦＰＧＡ１３０は、ＣＰＵ１２１と連携して画像形成装置１００における各種動作を制御する。制御用ＦＰＧＡ１３０は、機能的な構成要素として、例えば、ＣＰＵ制御部１３１と、メモリ制御部１３２と、画像形成制御部１３３と、センサ制御部１３４とを備える。

ＣＰＵ制御部１３１は、ＣＰＵ１２１と通信を行って、制御用ＦＰＧＡ１３０が取得した各種情報をＣＰＵ１２１に伝えるとともに、ＣＰＵ１２１から出力された制御指令を入力する。

メモリ制御部１３２は、ＣＰＵ１２１がＲＯＭ１２２やＲＡＭ１２３にアクセスするためのメモリ制御を行う。

画像形成制御部１３３は、インク吐出制御部１４１と、モータ制御部１４２と、照射制御部１４３とを備える。

まず、画像形成制御部１３３について説明する。画像形成制御部１３３は、吐出ヘッドからのインク滴の吐出と、キャリッジ１１の走査とを制御する。

また、画像形成制御部１３３は、多層のインク滴の膜で構成する画像の最上層３３のインク滴の膜を、最上層３３を除く下層のインク滴の膜よりも精細な画質で形成し、最上層３３を除く下層のインク滴の膜を、最上層３３よりも粗い画質で、かつ最上層３３のインク滴の膜を形成する時間よりも短い時間で形成して、多層で構成する画像を形成する。

また、画像形成制御部１３３は、最上層３３のインク滴の膜を、キャリッジ１１の片方向走査で形成する制御と、最上層３３を除く下層のインク滴の膜よりスキャン数を増加させて形成する制御と、最上層３３を除く下層のインク滴の膜より画像の解像度を上げて形成する制御と、吐出ヘッドから吐出するインク滴の着弾順を変えて形成する制御と、最上層３３を除く下層のインク滴の膜より吐出ヘッドから吐出するインク滴量を少なくして形成する制御と、の少なくとも何れか１つを制御して形成する。なお、画像形成制御部１３３が行うインク滴の着弾順を変えて形成する制御は、吐出するインク滴の置き順をキャリッジ１１の走査方向に対してランダムに変える制御である。

また、画像形成制御部１３３は、最上層３３を除く下層のインク滴の膜を、キャリッジ１１の双方向走査で形成する制御を行う。

また、画像形成制御部１３３は、最上層３３を除く下層のインク滴の膜を、吐出ヘッドから吐出するインク滴の着弾順を変えて形成する制御、又はインク滴の着弾順をキャリッジ１１の走査方向に順に行って形成する制御を行う。

また、画像形成制御部１３３は、最上層３３のインク滴の膜を形成する場合の吐出ヘッドから吐出するインク滴のサイズを、最上層３３を除く下層のインク滴の膜を形成する場合のインク滴のサイズよりも小さくする制御を行う。

また、画像形成制御部１３３は、画像を構成するインク滴の膜の層の数が異なる場合でも、全ての層を形成するために吐出するインク滴の合計滴量を同一にする制御を行う。

また、画像は、最下層３１と、１以上の中間層３２と、最上層３３とを含む多層のインク滴の膜で形成され、画像形成制御部１３３は、記録媒体１０と接する最下層３１のインク滴の膜を形成する場合、吐出ヘッドから吐出するインク滴のサイズを第１のサイズに設定し、１以上の中間層３２を形成する場合、インク滴のサイズを第１のサイズと同等又は第１のサイズよりも小さい第２のサイズに設定し、最上層３３を形成する場合、インク滴のサイズを第２のサイズよりも小さい第３のサイズに設定する。

インク吐出制御部１４１は、ＣＰＵ１２１からの制御指令に応じて記録ヘッドドライバ１２４の動作を制御することにより、記録ヘッドドライバ１２４により駆動されるヘッドユニット１２からのインク滴の吐出タイミング、インク滴の吐出量などを制御する。

モータ制御部１４２は、ＣＰＵ１２１からの制御指令に応じて主走査ドライバ１２５の動作を制御することにより、主走査ドライバ１２５により駆動される主走査モータ１６を制御して、キャリッジ１１の主走査方向への移動を制御する。また、モータ制御部１４２は、ＣＰＵ１２１からの制御指令に応じて副走査ドライバ１２６の動作を制御することにより、副走査ドライバ１２６により駆動される副走査モータ１７を制御して、搬送ステージ１５上の記録媒体１０の副走査方向への移動を制御する。

照射制御部１４３は、ＣＰＵ１２１からの制御指令に応じて照射ユニット１３の動作を制御することにより、照射ユニット１３の照射条件（発光波長、レベリング時間、照射強度等）を制御して、記録媒体１０上に着弾したインク滴を硬化させる活性エネルギー線の照射を制御する。

また、照射制御部１４３は、照射ユニット１３の動作を制御することにより、記録媒体１０と接する最下層３１のインク滴の膜を形成する場合、記録媒体１０上にインク滴が着弾してから活性エネルギー線を照射するまでの時間を、最下層３１を除く上層のインク滴の膜を形成する場合よりも長く設定し、最上層３３のインク滴の膜を形成する場合、直前に形成された下層のインク滴の膜にインク滴が着弾してから活性エネルギー線を照射するまでの時間を、下層のインク滴の膜を形成する場合と同等又は短く設定して、照射ユニット（照射部）１３から活性エネルギー線を照射させる制御を行う。

また、照射制御部１４３は、記録媒体１０と接する最下層３１のインク滴の膜を形成する場合、記録媒体１０上にインク滴が着弾してから活性エネルギー線を照射するまでの時間を、１以上の中間層３２のインク滴の膜を形成する場合よりも長く設定し、最上層３３のインク滴の膜を形成する場合、直前に形成された下層の中間層３２のインク滴の膜にインク滴が着弾してから活性エネルギー線を照射するまでの時間を、中間層３２のインク滴の膜を形成する場合と同等又は短く設定して、照射ユニット（照射部）１３から活性エネルギー線を照射させる制御を行う。

センサ制御部１３４は、エンコーダセンサ１４から出力されるエンコーダ値などのセンサ信号に対する処理を行う。

なお、以上の各部は、制御用ＦＰＧＡ１３０により実現する制御機能の一例であり、これら以外にも様々な制御機能を制御用ＦＰＧＡ１３０により実現する構成としてもよい。また、上記の制御機能の全部または一部を、ＣＰＵ１２１または他の汎用のＣＰＵにより実行されるプログラムによって実現する構成であってもよい。また、上記の制御機能の一部を、制御用ＦＰＧＡ１３０とは異なる他のＦＰＧＡやＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などの専用のハードウェアにより実現する構成であってもよい。

ヘッドユニット１２は、ＣＰＵ１２１および制御用ＦＰＧＡ１３０により動作制御される記録ヘッドドライバ１２４により駆動され、搬送ステージ１５上の記録媒体１０にインク滴を吐出して画像を形成する。

照射ユニット（照射部）１３は、照射制御部１４３から出力される制御信号に基づいて、光源を発光させて、記録媒体１０上に着弾したインク滴を硬化させる活性エネルギー線を照射してインク滴を硬化させて画像を形成する。

また、照射ユニット（照射部）１３は、照射制御部１４３の制御により、記録媒体１０と接する最下層３１のインク滴の膜を形成する場合、記録媒体１０上にインク滴が着弾してから活性エネルギー線を照射するまでの時間を、最下層３１を除く上層のインク滴の膜を形成する場合よりも長く設定し、最上層３３のインク滴の膜を形成する場合、直前に形成された下層のインク滴の膜にインク滴が着弾してから活性エネルギー線を照射するまでの時間を、下層のインク滴の膜を形成する場合と同等又は短く設定する。

また、照射ユニット（照射部）１３は、照射制御部１４３の制御により、記録媒体１０と接する最下層３１のインク滴の膜を形成する場合、記録媒体１０上にインク滴が着弾してから活性エネルギー線を照射するまでの時間を、１以上の中間層３２のインク滴の膜を形成する場合よりも長く設定し、最上層３３のインク滴の膜を形成する場合、直前に形成された下層の中間層３２のインク滴の膜にインク滴が着弾してから活性エネルギー線を照射するまでの時間を、中間層３２のインク滴の膜を形成する場合と同等又は短く設定する。

エンコーダセンサ１４は、図示しないエンコーダシートのマークを検知して得られるエンコーダ値を制御用ＦＰＧＡ１３０に出力する。このエンコーダ値は制御用ＦＰＧＡ１３０からＣＰＵ１２１へと送られて、例えば、キャリッジ１１の位置や速度を計算するために用いられる。ＣＰＵ１２１は、このエンコーダ値から計算したキャリッジ１１の位置や速度に基づき、主走査モータ１６を制御するための制御指令を生成して出力する。

次に、図６を用いて、本実施形態の画像形成装置１００で形成する多層のインク滴の膜で構成する画像について説明する。図６は、複数のインク滴の膜で形成される形成層の概略断面図の一例を示す図である。

図６に示すように、画像は、記録媒体１０上に、例えば、最下層３１と、１以上の中間層３２と、最上層３３とを含む多層のインク滴の膜で形成されている。なお、図６では、インク滴の膜を３層積層した厚膜を一例にして説明するが、３層に限ることはなく、積層する層の数は任意である。

図６の例では、多層で構成される画像の作像プロセスは、ヘッド１０１〜１１２（ヘッドユニット１２）を搭載するキャリッジ１１が、記録媒体１０を搬送する搬送ステージ１５の走査方向に対し垂直方向に移動走査して画像形成を行っている。以下では、図１及び図２も参照しながら、本実施形態の作像プロセスについて説明する。

最下層３１のインク滴の膜を、例えば、ブラックインク（Ｂｋ）で形成する場合、キャリッジ１１を往路方向２１に移動しながら（往路移動中）、ヘッド１０１，１０２から、それぞれ紫外線硬化型インクを記録媒体１０上に吐出して画像を形成する。そして、キャリッジ１１を往路方向２１へ移動しているときには、画像を形成しながら、照射ユニット１３Ａから紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線を照射する。なお、復路方向２２も同様であるが、照射ユニット１３Ｂから紫外線を照射する。最下層３１のインク滴の膜は記録媒体１０と直接的に接する層なので、インク滴の膜が剥がれないよう記録媒体１０と接着させる必要がある。そのため、記録媒体１０上にインク滴が着弾してから紫外線（活性エネルギー線）を照射するまでの時間を長くすることにより、インク滴のレベリングを進行させてから、硬化させるよう制御する。すなわち、上記で説明したように、ヘッド１０１，１０２と照射ユニット１３Ａ，１３Ｂとの配置距離が異なるので、往路方向２１と復路方向２２では、記録媒体１０上にインク滴が着弾してから紫外線（活性エネルギー線）を照射するまでの時間を、それぞれ異なる制御を行う。また、最下層３１は、ヘッド１０１，１０２から吐出するインク滴量を多くすることにより、インク滴のサイズを大きくするように制御する。また、最下層３１は、双方向印字によって形成するように制御する。つまり、インク滴を大きくし、かつ双方向印字とする制御で印字速度を速くして生産性を向上させるようにしている。

中間層３２のインク滴の膜を形成する場合、接着させる対象が最下層３１のインク滴の膜なので、インク滴のレベリングを進行させる必要はない。そのため、中間層３２では、最下層３１のインク滴の膜上にインク滴が着弾してから紫外線（活性エネルギー線）を照射するまでの時間を、最下層３１よりも短くすることにより、インク滴のレベリングが進行しないうちに照射ユニット１３から紫外線を照射する。つまり、中間層３２は、インク滴が立った状態のうちに、照射ユニット１３から紫外線を照射するように制御する。また、上記の最下層３１と同様に、往路方向２１と復路方向２２では、記録媒体１０上にインク滴が着弾してから紫外線（活性エネルギー線）を照射するまでの時間を、それぞれ異なる制御を行う。また、ヘッド１０１，１０２から吐出するインク滴量を多くすることにより、インク滴のサイズを大きくするように制御する。つまり、インク滴量を最下層３１と同等になるように制御する。また、中間層３２は双方向印字によって形成するように制御する。つまり、インク滴を大きくし、かつ双方向印字とする制御で印字速度を速くして生産性を向上させるようにしている。

最上層３３を形成する場合、仕上がり画像の画質が良好である必要がある。そのため、最上層３３の作像プロセスは、片方向印字で行うように制御する。また、最上層３３のインク滴の膜を形成する場合、接着させる対象が中間層３２のインク滴の膜なので、インク滴のレベリングを進行させる必要はない。そのため、最上層３３では、中間層３２のインク滴の膜上にインク滴が着弾してから紫外線（活性エネルギー線）を照射するまでの時間を、中間層３２と同等又は短くすることにより、インク滴のレベリングが進行しないうちに照射ユニット１３から紫外線を照射する。つまり、最上層３３は、インク滴が立った状態のうちに、照射ユニット１３から紫外線を照射するように制御する。また、ヘッド１０１，１０２から吐出するインク滴量を少なくすることにより、インク滴のサイズを小さくするように制御する。つまり、インク滴量を最下層３１及び中間層３２よりも少なくするように制御する。図６の例では、最上層３３のインク滴のサイズ（直径）は、中間層３２のインク滴のサイズ（直径）の略半分となるように制御したものである。すなわち、最上層３３のインク滴を２個並べると、中間層３２のインク滴の径と略同等となるように、ヘッド１０１，１０２から吐出するインク滴量、及びインク滴を硬化させる紫外線（活性エネルギー線）を照射するまでの時間を制御したものである。上記のように最上層３３のインク滴の膜の作像プロセスを制御することで、最下層３１、中間層３２の作像プロセスに関わらず最上層３３の作像プロセスでは片方向印字を行って、最終的な印字画像として良好な画像を得ることができる。

図６を用いて説明したように、画像が多層のインク滴の膜で構成される場合、各層ごとに求められる機能、仕様が異なるため、画像形成時には、各層ごとに作像プロセスを制御することが重要である。なお、図６を用いて説明した作像プロセスは一例であり、本実施形態における作像プロセスの制御の詳細について以下に説明する。

本実施形態において、各層それぞれの作像プロセスの制御は、以下に示す（１）〜（５）の制御の少なくとも何れか１つを行う。
（１）スキャン方向の制御（キャリッジの片方向印字、又は双方向印字の制御）
（２）スキャン数の制御（ノズル列の分割数の制御）
（３）画像の解像度の制御（画像の低解像度化、高解像度化の制御）
（４）吐出ヘッドから吐出するインク滴の着弾順の制御（吐出するインク滴の置き順の制御）
（５）吐出ヘッドから吐出するインク滴量の制御（着弾インク滴のサイズの制御）

また、吐出するインク滴として活性エネルギー線（紫外線）硬化型インクを適用した場合には、さらに以下に示す（６）、（７）の制御の少なくとも何れか１つを行う。
（６）活性エネルギー線（紫外線）照射のタイミングの制御
（７）プロセス線速の制御（作像プロセスの線速の制御）

本実施形態では、上記の（１）〜（５）に示した制御の少なくとも何れか１つを行い、さらに（６）、（７）の少なくとも何れか１つを行うことで、最終的に得られる画像の塗膜特性を自由に変更することが可能となる。なお、（１）〜（７）に示した制御のそれぞれの組合せ方は任意である。

スキャン方向（キャリッジ１１の走査方向）の制御は、例えば、印字時に設定するソフトウェア上でユーザにより選択することができ、任意に片方向印字あるいは双方向印字を選択することが可能である。例えば、同一解像度の画像を作成する場合、双方向印字にすることで印字速度を上げる（＝生産性を上げる）ことができるが、双方向印字ではインク滴の着弾位置の精度による双方向色差等が発生し、インク滴が広がり画像の画質が劣化することがある。ただし、最上層３３のインク滴の膜を除いた下層で画像の画質の劣化が生じた場合は、次工程で上層にインク滴の膜を作像することになるので、最終的な画像の画質に影響を与えることはない。よって、多層膜を形成する場合は、最上層３３を除く下層を双方向印字で形成し、最上層３３を片方向印字で形成することにより、精細な画質を維持しながら多層で構成する画像を形成する時間を短縮させることができる。すなわち、精細な画質を維持しながら生産性を向上させることができる。

図７は、片方向印字で形成されたインク滴の膜の概略断面の一例を示す図である。図８は、双方向印字で形成されたインク滴の膜の概略断面の一例を示す図である。図７に示すように、片方向印字では、インク滴４１の着弾位置の精度が良いため、隣り合ったインク滴とドット合一も少なく、インク滴が立った状態で硬化できる。そのため、インクジェット方式特有の高画質での画像形成ができる。一方、図８に示すように、双方向印字では、インク滴４２の着弾位置の精度が悪いため、隣り合ったインク滴とドット合一が多くなり、インク滴のレベリングが進んでしまい、例えば、画像のエッジ部では滲みが生じて画像の画質が劣化してしまう。

吐出ヘッドから吐出するインク滴の着弾順（置き順）の制御は、例えば、使用する打ち順マスクを各層の機能により変更することで行う。図９及び図１０を用いて、本実施形態において使用する打ち順マスクと、各打ち順マスクで作像した着弾インク滴の画像について説明する。

図９は、通常打ち順マスクの一例を説明する図である。図９に示す、通常打ち順マスクは、吐出ヘッドから吐出するインク滴の着弾順（置き順）をキャリッジ１１の走査方向に順に行うものである。通常打ち順マスクでは、複雑な画像処理を行わないので、ヘッドそれぞれの解像度を有効に活かして最低限必要な解像度の画像形成を行って、印字速度を向上させることができる。また、通常打ち順マスクを使用して画像形成した場合、各ヘッドの各ノズルの特性（吐出曲がり、速度変動等）が、仕上がり画像に影響し、例えば、図３を用いて説明したようなバンディングが発生して画質が劣化することがある。図９の例では、往路方向２１と復路方向２２の間で画質のムラが発生し縦筋のように見えている。

図１０は、ランダム打ち順マスクの一例を説明する図である。図１０に示す、ランダム打ち順マスクは、吐出ヘッドから吐出するインク滴の着弾順（置き順）をランダムに変えて行うものである。すなわち、ランダム打ち順マスクでは、画像を形成する所定領域にインク滴を置いていく順番において、ドット合一をさせないように吐出するインク滴の置き順をランダムに変えて行う。ランダム打ち順マスクを使用することで、良好な画質の画像を形成することが可能である。図１０の例では、ドット（インク滴）がランダムに置かれているので、図９に示したようなバンディングは無く、均一な画質の画像となっている。また、同じランダム打ち順マスクを使用し、例えば、双方向印字、片方向印字、スキャン数（ノズル列の分割数）の変更などを制御することで画像品質を変更することが可能である。例えば、ランダム打ち順マスクを使用して片方向印字を組み合わせた方が、ランダム打ち順マスクを使用して双方向印字を組み合わせたものよりも画像の画質を向上できる。また、例えば、ランダム打ち順マスクを使用してスキャン数を多くした組み合わせの方が、スキャン数を少なくした組み合わせよりも画像の画質を向上できる。なお、上記で説明した、それぞれの制御の組合せは、要求される画質、生産速度などの諸条件により任意に組み合わせることができる。

スキャン数の制御は、例えば、ヘッドユニット１２のノズル列を分割して印字することで行う。図１１及び図１２を用いて、本実施形態におけるスキャン数の制御について説明する。図１１及び図１２は、１６スキャン印字した場合の使用ノズル列の一例について説明する図である。なお、片方向の１６スキャン印字を一例にして説明する。図１１において、一番上は１スキャン目のマスクであり、二番目は２スキャン目のマスクであり、以下、最後が１６スキャン目のマスクである。図１２においては、下図のヘッドユニット１２では単色のヘッドが２個つながっていて、ヘッド幅Ａは２ヘッド分である。また、ヘッド幅Ａは図１１で示したように、ヘッド幅Ａを１／１６のノズル列に分割して印字することを示している。なお、「Ａ／１６」の記載は、ヘッド幅Ａを１６分割することを表し、１／１６のノズル列を示す。記録媒体１０は、記録媒体送り方向の矢印に示す方向に搬送され、下図のヘッドユニット１２の１／１６のノズル列で描画開始位置から、図１１に示すように１スキャン目のマスク〜１６スキャン目のマスクまで順次印字され、上図の描画終了位置に到達することを示している。なお、キャリッジ１１走査方向は、生産性を向上させるために双方向走査を示しているが、画像の画質を向上させる場合には片方向走査の方が好ましい。

図１１に示すように、１６スキャン印字設定の場合、ヘッドの全ノズル列を長手方向に１６分割して印字を行う。図１２に示す、ヘッド分割図の右側１／１６（Ａ／１６）ノズル列群を使用して、図１１に示すように、１スキャン目のマスクを実施し、以降ヘッド分割図の右側２／１６ノズル列群を使用して２スキャン目のマスクを実施し、・・・、１６スキャン目のマスクを順次実施する。図１１の例では、ランダム打ち順マスクを用いたマルチパス印字を示している。図１２は、それらの経時印字を概略図で示したものである。ランダム打ち順マスクは、通常打ち順マスクと比較して、使用するノズルをパスごとに変更することで、各ノズル特有の個別の吐出曲がり等の吐出特性の影響を受けにくくなり、各ノズルの特性を画像全体に分散させることができる。また、スキャン数を変更することで、このヘッド列（ノズル列）の分割数を変更することになる。スキャン数を多くすれば吐出曲がりの影響を受けにくくなるが印字速度は低下する。

よって、仕上がり画像の画質に直接影響を与える最上層３３のインク滴の膜は、スキャン数を多くし、最上層３３を除く下層のインク滴の膜はスキャン数を少なくするなど、各層を同一解像度で形成する場合でも、層ごとに作像プロセスを制御することにより、層ごとに必要な機能を得ることができる。

吐出ヘッドから吐出するインク滴量の制御（着弾インク滴のサイズの制御）は、例えば、最上層３３のインク滴の膜を形成する場合の吐出ヘッドから吐出するインク滴のサイズを、最上層３３を除く下層のインク滴の膜を形成する場合のインク滴のサイズよりも小さくする制御を行う。すなわち、最上層３３のインク滴の膜を形成する場合の吐出ヘッドから吐出するインク滴量を、最上層３３を除く下層のインク滴の膜を形成する場合のインク滴量よりも少なくする制御を行う。

図１３を用いて、本実施形態における吐出ヘッドから吐出するインク滴量の制御について説明する。図１３は、吐出ヘッドから吐出するインク滴量の一例について説明する図である。図１３に示すように、記録媒体１０上に形成される下層３４のインク滴（ドット）の量は、例えば、１４ｐｌであり、最上層３３のインク滴（ドット）の量は、例えば、７ｐｌである。つまり、下層３４のインク滴量と比較して最上層３３のインク滴量は半分（１／２）に制御している。インク滴量を制御することは、インク滴のサイズを制御することにもなる。図１３の例では、最上層３３のインク滴量が少ないため、インク滴のサイズも小さくなり、画像を構成するドット径が細かくなっている。これにより、最上層３３のインク滴の膜で形成される画像の画質は向上するので、高画質化することができる。なお、図１３の例では、下層３４のインク滴量（１４ｐｌ）が多い（インク滴のサイズが大きい）ためスキャン数は、例えば、８スキャンで行い、最上層３３のインク滴量（７ｐｌ）が少ない（インク滴のサイズが小さい）ためスキャン数は、例えば、１６スキャンで行っている。さらに、下層３４は、双方向印字を行い、最上層３３は片方向印字を行っている。上述したように、インク滴量（インク滴のサイズ）の制御、スキャン方向の制御、スキャン数の制御、さらに解像度の制御などを組み合わせることで各層に必要な膜特性を持った多層の厚膜を得ることができる。

ここで、図１４〜図１６を用いて、上記で説明した以外の他のインク滴量の制御について説明する。図１４及び図１５は、画像を２層の膜で形成するときの概略層断面の一例を示す図である。図１６は、画像を３層の膜で形成するときの概略層断面の一例を示す図である。

図１４〜図１６においては、画像を多層のインク滴の膜で形成するに際し、画像を構成するインク滴の膜の層の数が異なる場合でも、全ての層を形成するために吐出するインク滴の合計滴量を同一にする制御を行う。全ての層を形成するインク滴の合計滴量（総インク滴量）を同一にすることで、画像を構成する多層の膜厚を一定とすることができる。これにより、画像を構成するインク滴の膜の層の数が異なる場合でも、膜厚を同じくすることができるため、透過濃度を一定とすることができる。特に車両用表示装置（車両用計器）の表示板の不透過部では、光を透過させない透過濃度が求められ、厚膜の皮膜を形成させる必要がある。そこで、本実施形態では、厚膜を構成する層の数が異なる場合でも膜の厚さを一定に保ちつつ、画像の画質を向上させる。

図１４及び図１５では、記録媒体１０上に２層のインク滴の膜、下層３４と最上層３３とを形成している。図１４の例では、記録媒体１０上に接着する下層３４のインク滴量は１０．５ｐｌであり、最上層３３のインク滴量は１０．５ｐｌであるので、インク滴の合計滴量（総インク滴量）は２１ｐｌである。図１５の例では、記録媒体１０上に接着する下層３４のインク滴量は１４ｐｌであり、最上層３３のインク滴量は７ｐｌであるので、インク滴の合計滴量（総インク滴量）は２１ｐｌである。図１４の作像プロセスは、下層３４を双方向印字で形成し、最上層３３を片方向印字で形成する。この場合、下層３４と最上層３３のインク滴量は同一であるが最上層３３を片方向印字とすることで最終的な画像の画質を向上させることができる。図１５の作像プロセスは、下層３４を双方向印字で形成し、最上層３３を片方向印字で形成する。この場合、図１４と比較して、下層３４のインク滴量が多いのでレベリングが進行し、記録媒体１０との接着性が向上すると共に最上層３３のインク滴量は少ないので画像の画質をさらに向上させることができる。

図１６では、記録媒体１０上に３層のインク滴の膜、最下層３１と中間層３２と最上層３３とを形成している。図１６の例では、記録媒体１０上に接着する最下層３１のインク滴量は７ｐｌであり、中間層３２のインク滴量は７ｐｌであり、最上層３３のインク滴量は７ｐｌであるので、インク滴の合計滴量（総インク滴量）は２１ｐｌである。図１６の作像プロセスは、最下層３１を双方向印字で形成し、中間層３２を双方向印字で形成し、最上層３３を片方向印字で形成する。この場合、図１４及び図１５と比較して、層の数が多いので画像を構成する全層を形成する時間は長くなるが、最下層３１から画像の画質の良いインク滴の膜を積層できるため、最終的な画像の画質を最良にすることができる。

以上のように、全ての層を形成するインク滴の合計滴量（総インク滴量）を同一にして多層で同じ膜厚の画像を形成するに際し、層の数が同じ場合には、インク滴量の組合せを制御することで各層のインク滴の膜の機能と生産性を制御することができる。また、層の数が異なる場合には、インク滴量の組合せと、スキャン方向の組合せを制御することで各層のインク滴の膜の機能と生産性を制御することができる。なお、図１４〜図１６を用いて説明した層の数と、各層のインク滴量の組合せは一例であり、それぞれ任意に設定できる。

活性エネルギー線（紫外線）照射のタイミングの制御は、例えば、記録媒体１０と接する最下層３１のインク滴の膜を形成する場合、記録媒体１０上にインク滴が着弾してから活性エネルギー線（紫外線）を照射するまでの時間を、最下層３１を除く上層のインク滴の膜を形成する場合よりも長く設定し、最上層３３のインク滴の膜を形成する場合、直前に形成された下層（最下層３１または中間層３２）のインク滴の膜にインク滴が着弾してから活性エネルギー線（紫外線）を照射するまでの時間を、下層のインク滴の膜を形成する場合と同等又は短く設定する制御を行う。

すなわち、本実施形態においては、記録媒体１０と直接接着する最下層３１を形成する際に、記録媒体１０上に着弾したインク滴のレベリングを進行させて記録媒体（基材）１０との接着性を向上させている。着弾インク滴のレベリングの制御は、例えば、紫外線硬化型インクを使用した画像形成装置１００の場合には、記録媒体（基材）１０上にインク滴が着弾してから紫外線（活性エネルギー線）を照射するまでの時間パラメータを制御する。記録媒体（基材）１０上へのインク滴着弾から紫外線照射までの時間を短くすれば、着弾したインク滴は立ったまま（レベリングが小さい）硬化し、時間を長くすれば着弾したインク滴は横に広がり（レベリングが大きい）レベリングを進行させた後に硬化する。本実施形態では、最下層３１のインク滴の膜を形成する場合は、レベリング時間を長く設けて、記録媒体（基材）１０との接着性を向上させる。なお、レベリング時間を長く設けた場合、着弾したインク滴の濡れ広がりにより画像の画質としては劣化するので、精細な画質を要求される最上層３３のインク滴の膜を形成する場合は、レベリング時間を短く制御する。

上記のような活性エネルギー線（紫外線）照射のタイミングの制御が求められるのは、例えば、最下層３１のインク滴の膜を形成する記録媒体１０がプラスチック材料（ポリプロピレン、ポリエチレン等）の場合である。プラスチック材料の表面には官能基が存在しない。つまり、プラスチック材料上に画像形成を行う場合には、インク滴の膜との密着性を高める必要がある。一般的に、多くのプラスチック材料は接着作用を促進する為の物質を含むが、場合によっては製品由来の触媒が含まれており、これらの触媒が基材（プラスチック材料）１０とインク滴の膜との境界面に拡散することで、接着力が弱まる場合がある。この場合、従来はプラスチック材料の表面を溶剤で洗浄する等の対応を行っているが、画像形成をオンライン化することが極めて困難である。そのため、上述したように、活性エネルギー線（紫外線）照射のタイミングの制御により基材１０上に着弾したインク滴のレベリングを進行させて基材１０との接着性を向上させている。

また、紫外線硬化型インクを硬化させる紫外線の発光波長（ｎｍ）、照射強度（ピーク照度：ｍＷ／ｃｍ^２）、積算光量（ｍＪ／ｃｍ^２）は、基材１０との密着性、あるいはインク層間の密着性、及び形成される膜の特性に影響を与える。具体的には、膜強度やグロス感、膜表面状態は、紫外線の照射条件を変えることで制御することが可能である。この照射条件の決定は、最終製品の画像品質を決めるため慎重に精密な照射条件を検討する必要がある。そこで、図１に示した、本実施形態の照射ユニット１３には、照射ユニット１３から出力される各領域の発光スペクトルの総出力のパワー変更制御機能を備え、０％出力から１００％出力まで、インク硬化と、想定した膜特性を得るための照射強度（ピーク照度：ｍＷ／ｃｍ^２）、積算光量（ｍＪ／ｃｍ^２）を任意に変更可能となっている。

インク滴の硬化において、インク滴の組成が同じ場合は、出力の制御で仕上がりの膜特性が異なる。従って、照射ユニット１３の機械的、電気的制御に加え、吐出ヘッドから吐出されたインク滴で画像形成を行った後の紫外線照射タイミングの制御も画像品質を決める上で重要なパラメータとなる。各層の印字毎にそれぞれの目的に合った照射条件、例えば、ピーク照度（ｍＷ／ｃｍ^２）、積算光量（ｍＪ／ｃｍ^２）を任意に変更することで、最適な紫外線照射を行うことが可能である。例えば、積算光量（ｍＪ／ｃｍ^２）を一定にしたい場合に、強い光（ｍＷ／ｃｍ^２）を短時間照射する制御と、弱い光（ｍＷ／ｃｍ^２）を長時間照射する制御があるが、積算光量を確保したい場合には、記録媒体１０の搬送速度の変更が必要であるなど、生産性を考慮しなければならない。

画像の形成が１層の場合は単純な作像プロセスで対応できるが、更に上へ２層、３層と層を積み重ねる作像プロセスの場合、例えば、膜の透過濃度を画像品質として要求された場合、インクジェット方式ではｄｏｔ（インク滴）で厚膜を形成する必要があるため、同一画像を、下層の仕上がり画像の上に積層しなければならない。その場合、最下層３１の接着対象は記録媒体１０表面で、最下層３１より上の形成層の接着対象はインク層である。よって、各層の接着対象が異なるので、それぞれの層を同じ作像プロセスで画像形成しても、インク滴の膜の特性は異なってしまう。例えば、３層構成の膜を形成する場合は各層に求められる仕様としては、例えば、以下に示す仕様が挙げられる。

１層目：基材（記録媒体）１０との密着性が必要である。
２層目：下層のインク滴の膜（１層目）との密着性が必要である。
３層目：高画質の画像にする必要がある。
よって、各層において、上記の仕様を満たすことが要求される。

上述したスキャン方向の制御、スキャン数の制御、吐出ヘッドから吐出するインク滴の着弾順の制御（打ち順マスクの制御）、吐出ヘッドの駆動波形制御による吐出するインク滴量の制御（着弾インク滴のサイズの制御）、活性エネルギー線（紫外線）のタイミングの制御の他に、画像の解像度の制御、プロセス線速の制御を組み合わせて、層ごとに作像プロセスを制御することで、最終的に得られる画像の塗膜特性を自由に制御することが可能である。

上記の作像プロセスの制御において、制御の指針として以下のことが挙げられる。
（１）スキャン方向の制御では、双方向印字は生産性が向上する。片方向印字は画像の画質が向上する。
（２）スキャン数の制御では、スキャン数が少ない方が生産性が向上する。多い方が画像の画質が向上する。
（３）画像の解像度の制御では、低解像度は生産性が向上する。高解像度は画像の画質が向上する。
（４）吐出ヘッドから吐出するインク滴の着弾順の制御では、通常打ち順（インク滴の置き順を順にする）の方が生産性が向上する。ランダム打ち順（インク滴の置き順をランダムに変える）の方が画像の画質が向上する。
（５）吐出ヘッドから吐出するインク滴量の制御（着弾インク滴のサイズの制御）では、同一解像度の場合、インク滴量が多い（インク滴サイズが大きい）方が生産性が向上する。インク滴量が少ない（インク滴サイズが小さい）方が画像の画質が向上する。
（６）活性エネルギー線（紫外線）照射のタイミングの制御では、照射タイミングが速いと生産性が向上、画像の画質が向上する。照射タイミングが遅いとレベリングが進行し接着性が向上する。
（７）プロセス線速（作像プロセスの線速）の制御では、プロセス線速を速くすると生産性が向上する。プロセス線速を遅くすると画像の画質が向上する。なお、プロセス線速としては、例えば、作像プロセスにおけるキャリッジ１１の走査速度、記録媒体１０の搬送速度などが挙げられる。

次に、本実施形態の画像形成装置１００の処理動作について説明する。図１７は、画像形成装置の処理動作の一例について説明するフローチャート図である。

画像形成制御部１３３は、画像を構成する膜の厚さと、膜を構成する層の数を設定する（ステップＳ１）。次に、画像形成制御部１３３は、画像形成プロセスにおける制御条件を設定する（ステップＳ２）。画像形成制御部１３３は、制御条件として、最上層３３のインク滴の膜を、キャリッジ１１の片方向走査で形成する制御と、最上層３３を除く下層のインク滴の膜よりスキャン数を増加させて形成する制御と、最上層３３を除く下層のインク滴の膜より画像の解像度を上げて形成する制御と、吐出ヘッドから吐出するインク滴の着弾順を変えて形成する制御と、最上層３３を除く下層のインク滴の膜より吐出ヘッドから吐出するインク滴量を少なくして形成する制御と、の少なくとも何れか１つを制御条件に設定する。そして、設定した制御条件に対して、詳細な作像プロセスを設定する（ステップＳ３）。次に、画像形成制御部１３３は、設定した作像プロセスに基づいて、インク吐出制御部１４１、モータ制御部１４２、照射制御部１４３を制御して、各層のインク滴の膜を形成して画像を形成する（ステップＳ４）。

以上の処理動作を行うことによって、画像形成装置１００は、多層のインク滴の膜で構成する画像を形成するに際し、精細な画質を維持しながら多層で構成する画像を形成する時間を短縮させることができる。

このように、本実施形態の画像形成装置１００は、最上層３３のインク滴の膜を、キャリッジ１１の片方向走査で形成する制御と、最上層３３を除く下層のインク滴の膜よりスキャン数を増加させて形成する制御と、最上層３３を除く下層のインク滴の膜より画像の解像度を上げて形成する制御と、吐出ヘッドから吐出するインク滴の着弾順を変えて形成する制御と、最上層３３を除く下層のインク滴の膜より吐出ヘッドから吐出するインク滴量を少なくして形成する制御と、の少なくとも何れか１つを制御して形成し、最上層３３を除く下層のインク滴の膜を、キャリッジ１１の双方向走査で形成する制御を行うことで、精細な画質を維持しながら多層で構成する画像を形成する時間を短縮させることができる、という有利な効果を達成できる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。本発明は、上述の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述の実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。また、以上の実施形態および変形例は任意に組み合わせることも可能である。

また、上述した実施形態の画像形成装置１００で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよいし、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、各種プログラムを、ＲＯＭ等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。

なお、本実施形態の画像形成装置１００の構成は一例であり、用途や目的に応じて様々な構成例があることは言うまでもない。

１０記録媒体
１１キャリッジ
１２ヘッドユニット
１３，１３Ａ，１３Ｂ照射ユニット（照射部）
１４エンコーダセンサ
１５搬送ステージ
１６主走査モータ
１７副走査モータ
２１往路方向
２２復路方向
３１最下層
３２中間層
３３最上層
３４下層
４１，４２インク滴
１００画像形成装置
１０１〜１１２吐出ヘッド（ヘッド）
１２１ＣＰＵ
１２２ＲＯＭ
１２３ＲＡＭ
１２４記録ヘッドドライバ
１２５主走査ドライバ
１２６副走査ドライバ
１３０制御用ＦＰＧＡ
１３１ＣＰＵ制御部
１３２メモリ制御部
１３３画像形成制御部
１３４センサ制御部
１４１インク吐出制御部
１４２モータ制御部
１４３照射制御部

特開２０１２−１９２７２１号公報

Claims

活性エネルギー線により硬化するインク滴を記録媒体上に吐出して画像を形成する吐出ヘッドと、前記記録媒体上に着弾した前記インク滴を硬化させる前記活性エネルギー線を照射する照射部とを搭載して前記記録媒体の搬送方向に対して直交する方向に走査するキャリッジと、
前記吐出ヘッドからの前記インク滴の吐出と、前記キャリッジの走査とを制御する画像形成制御部と、
を備え、
前記画像形成制御部は、多層のインク滴の膜で構成する画像の最上層のインク滴の膜を、前記最上層を除く下層のインク滴の膜よりも精細な画質で形成し、
前記最上層を除く前記下層のインク滴の膜を、前記最上層よりも粗い画質で、かつ前記最上層のインク滴の膜を形成する時間よりも短い時間で形成して、多層で構成する前記画像を形成し、
前記照射部は、
前記記録媒体と接する最下層のインク滴の膜を形成する場合、前記記録媒体上に前記インク滴が着弾してから前記活性エネルギー線を照射するまでの時間を、前記最下層を除く上層のインク滴の膜を形成する場合よりも長く設定し、
前記最上層のインク滴の膜を形成する場合、直前に形成された下層のインク滴の膜に前記インク滴が着弾してから前記活性エネルギー線を照射するまでの時間を、前記下層のインク滴の膜を形成する場合と同等又は短く設定する、
ことを特徴とする画像形成装置。
活性エネルギー線により硬化するインク滴を記録媒体上に吐出して画像を形成する吐出ヘッドと、前記記録媒体上に着弾した前記インク滴を硬化させる前記活性エネルギー線を照射する照射部とを搭載して前記記録媒体の搬送方向に対して直交する方向に走査するキャリッジと、
前記吐出ヘッドからの前記インク滴の吐出と、前記キャリッジの走査とを制御する画像形成制御部と、
を備え、
前記画像形成制御部は、
多層のインク滴の膜で構成する画像の最上層のインク滴の膜を、前記最上層を除く下層のインク滴の膜よりも精細な画質で形成し、
前記最上層を除く前記下層のインク滴の膜を、前記最上層よりも粗い画質で、かつ前記最上層のインク滴の膜を形成する時間よりも短い時間で形成して、多層で構成する前記画像を形成し、
前記画像を構成する前記インク滴の膜の層の数が異なる場合でも、全ての層を形成するために吐出する前記インク滴の合計滴量を同一にする制御を行う、
ことを特徴とする画像形成装置。
前記画像形成制御部は、
前記最上層のインク滴の膜を、前記キャリッジの片方向走査で形成する制御と、前記最上層を除く下層のインク滴の膜よりスキャン数を増加させて形成する制御と、前記最上層を除く下層のインク滴の膜より前記画像の解像度を上げて形成する制御と、前記吐出ヘッドから吐出する前記インク滴の着弾順を変えて形成する制御と、前記最上層を除く下層のインク滴の膜より前記吐出ヘッドから吐出するインク滴量を少なくして形成する制御と、の少なくとも何れか１つを制御して形成する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記画像形成制御部は、
前記最上層を除く下層のインク滴の膜を、前記キャリッジの双方向走査で形成する制御を行う、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記画像形成制御部は、前記最上層を除く前記下層のインク滴の膜を、前記吐出ヘッドから吐出する前記インク滴の着弾順を変えて形成する制御、又は前記インク滴の着弾順を前記キャリッジの走査方向に順に行って形成する制御を行う、
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
前記画像形成制御部は、前記最上層のインク滴の膜を形成する場合の前記吐出ヘッドから吐出する前記インク滴のサイズを、前記最上層を除く下層のインク滴の膜を形成する場合の前記インク滴のサイズよりも小さくする制御を行う、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
前記画像は、最下層と、１以上の中間層と、最上層とを含む多層のインク滴の膜で形成され、
前記画像形成制御部は、前記記録媒体と接する前記最下層のインク滴の膜を形成する場合、前記吐出ヘッドから吐出する前記インク滴のサイズを第１のサイズに設定し、
前記１以上の中間層を形成する場合、前記インク滴のサイズを前記第１のサイズと同等又は前記第１のサイズよりも小さい第２のサイズに設定し、
前記最上層を形成する場合、前記インク滴のサイズを前記第２のサイズよりも小さい第３のサイズに設定する、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
前記照射部は、前記記録媒体と接する前記最下層のインク滴の膜を形成する場合、前記記録媒体上に前記インク滴が着弾してから前記活性エネルギー線を照射するまでの時間を、前記１以上の中間層のインク滴の膜を形成する場合よりも長く設定し、
前記最上層のインク滴の膜を形成する場合、直前に形成された下層の前記中間層のインク滴の膜に前記インク滴が着弾してから前記活性エネルギー線を照射するまでの時間を、前記中間層のインク滴の膜を形成する場合と同等又は短く設定する、
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
前記画像形成制御部が行う前記インク滴の着弾順を変えて形成する制御は、吐出する前記インク滴の置き順を前記キャリッジの走査方向に対してランダムに変える制御である、
ことを特徴とする請求項３又は５に記載の画像形成装置。
活性エネルギー線により硬化するインク滴を記録媒体上に吐出して画像を形成する吐出ヘッドと、前記記録媒体上に着弾した前記インク滴を硬化させる前記活性エネルギー線を照射する照射部とを搭載して前記記録媒体の搬送方向に対して直交する方向に走査するキャリッジと、前記吐出ヘッドからの前記インク滴の吐出と、前記キャリッジの走査とを制御する画像形成制御部と、を備え、
前記照射部は、
前記記録媒体と接する最下層のインク滴の膜を形成する場合、前記記録媒体上に前記インク滴が着弾してから前記活性エネルギー線を照射するまでの時間を、前記最下層を除く上層のインク滴の膜を形成する場合よりも長く設定し、
最上層のインク滴の膜を形成する場合、直前に形成された下層のインク滴の膜に前記インク滴が着弾してから前記活性エネルギー線を照射するまでの時間を、前記下層のインク滴の膜を形成する場合と同等又は短く設定する、
画像形成装置の画像形成方法であって、
多層のインク滴の膜で構成する画像の最上層のインク滴の膜を、
前記キャリッジの片方向走査で形成する制御ステップと、前記最上層を除く下層のインク滴の膜よりスキャン数を増加させて形成する制御ステップと、前記最上層を除く下層のインク滴の膜より前記画像の解像度を上げて形成する制御ステップと、前記吐出ヘッドから吐出する前記インク滴の着弾順を変えて形成する制御ステップと、前記最上層を除く下層のインク滴の膜より前記吐出ヘッドから吐出するインク滴量を少なくして形成する制御ステップと、の少なくとも何れか１つの制御ステップを行って形成し、
前記最上層を除く下層のインク滴の膜を、前記キャリッジの双方向走査で形成する制御ステップを行って形成する、
ことを特徴とする画像形成方法。
活性エネルギー線により硬化するインク滴を記録媒体上に吐出して画像を形成する吐出ヘッドと、前記記録媒体上に着弾した前記インク滴を硬化させる前記活性エネルギー線を照射する照射部とを搭載して前記記録媒体の搬送方向に対して直交する方向に走査するキャリッジと、前記吐出ヘッドからの前記インク滴の吐出と、前記キャリッジの走査とを制御する画像形成制御部と、を備え、
前記照射部は、
前記記録媒体と接する最下層のインク滴の膜を形成する場合、前記記録媒体上に前記インク滴が着弾してから前記活性エネルギー線を照射するまでの時間を、前記最下層を除く上層のインク滴の膜を形成する場合よりも長く設定し、
最上層のインク滴の膜を形成する場合、直前に形成された下層のインク滴の膜に前記インク滴が着弾してから前記活性エネルギー線を照射するまでの時間を、前記下層のインク滴の膜を形成する場合と同等又は短く設定する、
画像形成装置に、
多層のインク滴の膜で構成する画像の最上層のインク滴の膜を、
前記キャリッジの片方向走査で形成する制御ステップと、前記最上層を除く下層のインク滴の膜よりスキャン数を増加させて形成する制御ステップと、前記最上層を除く下層のインク滴の膜より前記画像の解像度を上げて形成する制御ステップと、前記吐出ヘッドから吐出する前記インク滴の着弾順を変えて形成する制御ステップと、前記最上層を除く下層のインク滴の膜より前記吐出ヘッドから吐出するインク滴量を少なくして形成する制御ステップと、の少なくとも何れか１つの制御ステップを実行させて形成させ、
前記最上層を除く下層のインク滴の膜を、前記キャリッジの双方向走査で形成する制御ステップを実行させて形成させるためのプログラム。