(57)【要約】      （修正有）【課題】印刷処理において過凝集の発生を抑制する。【解決手段】媒体製造装置１は、基材Ｐを供給する供給ユニットと、アニオン性の第１処理液を基材Ｐに塗布する第１塗布ユニット６０と、基材Ｐに塗布された第１処理液を乾燥させる第１乾燥ユニット８２と、第１乾燥ユニット８２が第１処理液を乾燥させた後に、カチオン性の第２処理液を基材Ｐに塗布する第２塗布ユニット７０と、基材Ｐに塗布された第２処理液を乾燥させて、基材Ｐにアンカー層が形成された媒体ＰＰを生成する第２乾燥ユニット８３と、媒体ＰＰを受領する受領ユニット４０と、を備え、第２乾燥ユニット８３において乾燥にかかる時間は、第１乾燥ユニット８２において乾燥にかかる時間よりも長い。【選択図】図２
2020100008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材を供給する供給ユニットと、
アニオン性の第１処理液を前記基材に塗布する第１塗布ユニットと、
前記基材に塗布された前記第１処理液を乾燥させる第１乾燥ユニットと、
前記第１乾燥ユニットが前記第１処理液を乾燥させた後に、
カチオン性の第２処理液を前記基材に塗布する第２塗布ユニットと、
前記基材に塗布された前記第２処理液を乾燥させて、
前記基材にアンカー層が形成された媒体を生成する第２乾燥ユニットと、
前記媒体を受領する受領ユニットと、
を備え、
前記第２乾燥ユニットにおいて乾燥にかかる時間は、
前記第１乾燥ユニットにおいて乾燥にかかる時間よりも長い、
ことを特徴とする媒体製造装置。
【請求項２】
前記第２乾燥ユニットにおける、前記基材に塗布された前記第２処理液に接する気体の速度は、
前記第１乾燥ユニットにおける、前記基材に塗布された前記第１処理液に接する気体の速度よりも遅い、
ことを特徴とする、請求項１に記載の媒体製造装置。
【請求項３】
前記第２乾燥ユニットは、無風状態の空間において前記第２処理液を乾燥させる、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の媒体製造装置。
【請求項４】
前記第２乾燥ユニットにおける、前記基材に塗布された前記第２処理液の表面温度は、
前記第１乾燥ユニットにおける、前記基材に塗布された前記第１処理液の表面温度よりも低い、
ことを特徴とする、請求項１乃至３のうち何れか１項に記載の媒体製造装置。
【請求項５】
前記第１処理液は、水溶性の樹脂、水、及び、有機溶剤を含む、
ことを特徴とする、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の媒体製造装置。
【請求項６】
前記第２処理液は、多価金属塩、水、及び、有機溶剤を含む、
ことを特徴とする、請求項５に記載の媒体製造装置。
【請求項７】
前記多価金属塩は、塩化カルシウムである、
ことを特徴とする、請求項６に記載の媒体製造装置。
【請求項８】
前記多価金属塩は、酢酸カルシウムである、
ことを特徴とする、請求項６に記載の媒体製造装置。
【請求項９】
前記アンカー層は、
前記基材上に設けられ、前記樹脂を含む定着層と、
前記定着層上に設けられ、前記樹脂及び前記多価金属塩が反応した凝集層と、
前記凝集層上に設けられ、前記多価金属塩を含む析出層と、
を含む、
ことを特徴とする、請求項６乃至８のうち何れか１項に記載の媒体製造装置。
【請求項１０】
基材を供給する供給ユニットと、
アニオン性の第１処理液を前記基材に塗布する第１塗布ユニットと、
前記基材に塗布された前記第１処理液を乾燥させる第１乾燥ユニットと、
前記第１乾燥ユニットが前記第１処理液を乾燥させた後に、
カチオン性の第２処理液を前記基材に塗布する第２塗布ユニットと、
前記基材に塗布された前記第２処理液を乾燥させて、
前記基材にアンカー層が形成された媒体を生成する第２乾燥ユニットと、
前記媒体を受領する受領ユニットと、
を備え、
前記第２乾燥ユニットにおいて乾燥にかかる時間は、
前記第１乾燥ユニットにおいて乾燥にかかる時間よりも長い、
ことを特徴とする媒体製造装置により製造された媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、媒体製造装置、及び、媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクを基材に付着させて基材に画像を形成する印刷処理において、インクが基材に付着した後、インク中の水分が乾燥するまでの間に、インク中の色材が拡散することによるインクの滲みが発生し、印刷画質が低下することがある。このようなインクの滲みによる印刷画質の低下を防止するために、インクを基材に付着させる前に、インク中の色材を収縮させるための定着液を基材に塗布することで、滲みの発生を防止する技術が知られている。例えば、特許文献１には、アニオン性のインクを基材に付着させる前に、カチオン性の定着液を基材に塗布することで、インクの滲みの発生を防止させる技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００４−５１２９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の技術では、定着液が塗布された基材にインクが付着した後、インク中の水分が乾燥するまでの間に、インク中の色材及び樹脂が定着液と反応して収縮することに起因して、基材に形成すべき画像も収縮してしまう、過凝集と呼ばれる現象が発生する場合が存在した。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するために、本発明に係る媒体製造装置は、基材を供給する供給ユニットと、アニオン性の第１処理液を前記基材に塗布する第１塗布ユニットと、前記基材に塗布された前記第１処理液を乾燥させる第１乾燥ユニットと、前記第１乾燥ユニットが前記第１処理液を乾燥させた後に、カチオン性の第２処理液を前記基材に塗布する第２塗布ユニットと、前記基材に塗布された前記第２処理液を乾燥させて、前記基材にアンカー層が形成された媒体を生成する第２乾燥ユニットと、前記媒体を受領する受領ユニットと、を備え、前記第２乾燥ユニットにおいて乾燥にかかる時間は、前記第１乾燥ユニットにおいて乾燥にかかる時間よりも長い、ことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の実施形態に係る印刷システムＳYSの構成の一例を示す機能ブロック図である。
【図２】媒体製造装置１の概略的な断面構造の一例を示す説明図である。
【図３】インクジェットプリンター９の概略的な断面構造の一例を示す説明図である。
【図４】前処理液塗布処理の一例を説明するための説明図である。
【図５】前処理液乾燥処理の一例を説明するための説明図である。
【図６】反応液塗布処理の一例を説明するための説明図である。
【図７】反応液乾燥処理の一例を説明するための説明図である。
【図８】反応液乾燥処理の一例を説明するための説明図である。
【図９】印刷処理の一例を説明するための説明図である。
【図１０】印刷処理の一例を説明するための説明図である。
【図１１】印刷処理の一例を説明するための説明図である。
【図１２】従来例に係る媒体生成処理の一例を説明するための説明図である。
【図１３】従来例に係る画像形成処理の一例を説明するための説明図である。
【図１４】従来例に係る画像形成処理の一例を説明するための説明図である。
【図１５】従来例に係る画像形成処理の一例を説明するための説明図である。
【図１６】参考例に係る媒体生成処理の一例を説明するための説明図である。
【図１７】参考例に係る画像形成処理の一例を説明するための説明図である。
【図１８】参考例に係る画像形成処理の一例を説明するための説明図である。
【図１９】参考例に係る画像形成処理の一例を説明するための説明図である。
【図２０】実施例に係る実験において記録媒体ＰPに形成された画像を示す図である。
【図２１】従来例に係る実験において基材Ｐに形成された画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【０００８】
＜＜Ａ．実施形態＞＞
＜＜１．インクジェットプリンターの概要＞＞
本実施形態では、基材Ｐを加工して記録媒体ＰPを生成する媒体製造装置１と、インクを吐出して記録媒体ＰPに画像を形成するインクジェットプリンター９とを含む、印刷システムＳYSについて説明する。なお、本実施形態において、記録媒体ＰPとは「媒体」の一例である。
【０００９】
以下、図１乃至図３を参照しつつ、本実施形態に係る印刷システムＳYSの構成について説明する。図１は、印刷システムＳYSの機能構成の一例を示す機能ブロック図である。図２は、媒体製造装置１の断面構造の概要の一例を示す説明図である。図３は、インクジェットプリンター９の断面構造の概要の一例を示す説明図である。
【００１０】
上述のとおり、印刷システムＳYSは、媒体製造装置１とインクジェットプリンター９とを含む。
図１に例示するように、媒体製造装置１は、媒体製造装置１の各部を制御する制御ユニット１０と、基材Ｐに対してアニオン性の前処理液Ｑqを塗布する前処理液塗布処理を実行する前処理液塗布ユニット６０と、前処理液塗布処理において基材Ｐに塗布された前処理液Ｑqを乾燥させる前処理液乾燥処理を実行する前処理液乾燥ユニット８２と、基材Ｐに対してカチオン性の反応液Ｑrを塗布する反応液塗布処理を実行する反応液塗布ユニット７０と、反応液塗布処理において基材Ｐに塗布された反応液Ｑrを乾燥させる反応液乾燥処理を実行する反応液乾燥ユニット８３と、を備える。ここで、アニオン性の前処理液Ｑqは「第１処理液」の一例であり、前処理液Ｑqを基材Ｐに塗布する前処理液塗布ユニット６０は「第１塗布ユニット」の一例であり、基材Ｐに塗布された前処理液Ｑqを乾燥させる前処理液乾燥ユニット８２は、「第１乾燥ユニット」の一例であり、カチオン性の反応液Ｑrは「第２処理液」の一例であり、反応液Ｑrを基材Ｐに塗布する反応液塗布ユニット７０は「第２塗布ユニット」の一例であり、基材Ｐに塗布された反応液Ｑrを乾燥させる反応液乾燥ユニット８３は「第２乾燥ユニット」の一例である。なお、以下では、前処理液塗布処理、前処理液乾燥処理、反応液塗布処理、及び、反応液乾燥処理を含む処理を、媒体生成処理と称する場合がある。
また、媒体製造装置１は、図１に例示するように、媒体生成処理が実行される際に、基材Ｐを、前処理液塗布ユニット６０、前処理液乾燥ユニット８２、及び、反応液塗布ユニット７０を介して、反応液乾燥ユニット８３に搬送する基材搬送ユニット３０と、媒体生成処理が実行される際に基材Ｐを基材搬送ユニット３０に供給する基材供給ユニット２０と、基材Ｐに対して媒体生成処理が施された結果として得られる記録媒体ＰPを受領する媒体受領ユニット４０と、を備える。ここで、基材Ｐを供給する基材供給ユニット２０は「供給ユニット」の一例であり、記録媒体ＰPを受領する媒体受領ユニット４０は「受領ユニット」の一例である。
【００１１】
図１に例示するように、インクジェットプリンター９には、パーソナルコンピューターまたはデジタルカメラ等のホストコンピューターから、インクジェットプリンター９が形成すべき画像を示す印刷データＩmgが供給される。インクジェットプリンター９は、ホストコンピューターから供給される印刷データＩmgの示す画像を記録媒体ＰPに形成する印刷処理を実行する。
【００１２】
図１に例示するように、インクジェットプリンター９は、インクジェットプリンター９の各部を制御する印刷制御ユニット９０と、記録媒体ＰPにインクを付着させて記録媒体ＰPに画像を形成する印刷処理を実行する印刷ユニット５０と、印刷処理において記録媒体ＰPに付着したインクを乾燥させるインク乾燥処理を実行するインク乾燥ユニット８１と、を備える。なお、以下では、印刷処理及びインク乾燥処理を含む処理を、画像形成処理と称する場合がある。
また、インクジェットプリンター９は、図１に例示するように、画像形成処理が実行される際に記録媒体ＰPを印刷ユニット５０に搬送する媒体搬送ユニット９２と、画像形成処理が実行される際に記録媒体ＰPを媒体搬送ユニット９２に供給する媒体供給ユニット９１と、画像形成処理が実行されて画像が形成された記録媒体ＰPを受領する印刷物受領ユニット９３と、を備える。
【００１３】
本実施形態では、図２に示すように、媒体製造装置１が、基材Ｐを＋Ｙ方向に搬送しつつ、媒体生成処理を実行する場合を、一例として想定する。以下では、媒体製造装置１が媒体生成処理を実行する際に、媒体製造装置１が基材Ｐを搬送する経路を、基材搬送経路と称する。なお、本実施形態では、基材搬送経路が、＋Ｙ方向に進む直線状の経路である場合を一例として想定するが、基材搬送経路は、曲線状の経路であってもよいし、折線状の経路であってもよい。
また、本実施形態では、図２に示すように、基材Ｐが、長尺状の巻取り可能なシートである場合を、一例として想定する。より具体的には、本実施形態では、基材搬送経路の進行方向における基材Ｐの長さが、基材搬送経路の経路長よりも長い場合を想定する。但し、基材Ｐは、例えば、板紙のような長方形状のシートでもよいし、または、プラスチックの基板、セラミックの基板、若しくは、ガラスの基板でもよい。
【００１４】
制御ユニット１０は、例えば、ＣＰＵを含んで構成され、媒体製造装置１の各部を制御する。なお、制御ユニット１０は、ＣＰＵの代わりに、または、ＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイス、または、アナログ回路等を備えていてもよい。
【００１５】
基材搬送ユニット３０は、基材Ｐを加工して記録媒体ＰPを生成する媒体生成処理が実行される場合に、基材Ｐを速度Ｍvで＋Ｙ方向に搬送する。具体的には、基材搬送ユニット３０は、制御ユニット１０による制御に基づいて回転駆動する、搬送ローラー３１及び３２を備える。そして、制御ユニット１０は、基材Ｐを加工する媒体生成処理が実行される場合に、基材Ｐが速度Ｍvで＋Ｙ方向に移動するように、搬送ローラー３１及び３２を回転駆動する。なお、本実施形態において、速度Ｍvは、３０ｍ／分以上３００ｍ／分以下であることが好ましく、５０ｍ／分以上２００ｍ／分以下であることがより好ましい。
【００１６】
基材供給ユニット２０は、基材Ｐをロール状に巻き取った状態で収納する。そして、基材供給ユニット２０は、基材Ｐを加工する媒体生成処理が実行される場合に、基材Ｐを基材搬送ユニット３０に供給する。具体的には、基材供給ユニット２０は、基材Ｐを加工する媒体生成処理が実行される場合に、制御ユニット１０による制御に基づいて回転駆動し、基材Ｐを基材搬送ユニット３０に供給する。但し、基材供給ユニット２０は、本実施形態のような態様に限定されるものではない。例えば、基材供給ユニット２０は、＋Ｙ方向に交差する＋Ｘ方向に延在するＸ軸周りに回転自在であって、搬送ローラー３１及び３２の回転駆動に応じて、ロール状に巻き取った状態で収納している基材Ｐが引き出される構成であってもよい。また、基材供給ユニット２０は、基材Ｐが板紙の場合において、基材Ｐを１枚ずつ基材搬送ユニット３０に供給する形態であってもよい。また、基材供給ユニット２０は、基材Ｐから静電気を除去するための静電気除去ユニットを備えてもよいし、基材Ｐの濡れ性を制御するためにコロナ処理ユニットを備えてもよい。
【００１７】
媒体受領ユニット４０は、媒体生成処理が施されて加工された基材Ｐである記録媒体ＰPを、基材搬送ユニット３０から受領した場合に、当該受領した記録媒体ＰPを、ロール状に巻き取った状態で収納する。具体的には、媒体受領ユニット４０は、基材Ｐに対する媒体生成処理が実行される場合に、制御ユニット１０による制御に基づいて回転駆動し、基材Ｐに対して媒体生成処理が施された記録媒体ＰPを、基材搬送ユニット３０から受領する。
なお、媒体受領ユニット４０において、ロール状に巻き取られた記録媒体ＰP同士が張り付く「ブロッキング」等の不都合の発生を防止するため、媒体製造装置１には、媒体受領ユニット４０の周辺の湿度を制御する湿度制御手段が設けられていてもよい。具体的には、媒体製造装置１は、例えば、媒体受領ユニット４０を覆う外装と、当該外装の内部の湿度を制御する湿度制御手段と、を備えてもよい。
【００１８】
前処理液塗布ユニット６０は、基材搬送経路に沿って設けられたプラテン６２と、プラテン６２上を搬送されている基材Ｐに対して前処理液Ｑqを吐出する前処理液吐出ヘッド６１と、を備える。前処理液吐出ヘッド６１は、前処理液Ｑqを吐出する複数の前処理液吐出部Ｄ-Qが＋Ｘ方向に並ぶように配置された前処理液ノズル列ＮL-Qを備える。前処理液吐出ヘッド６１は、基材Ｐに対する媒体生成処理が実行される場合、制御ユニット１０による制御に基づいて、基材Ｐに対して、前処理液Ｑqが塗布されるように、各前処理液吐出部Ｄ-Qから前処理液Ｑqを吐出する。
【００１９】
図２に示すように、前処理液塗布ユニット６０の＋Ｙ側には、前処理液乾燥ユニット８２が設けられる。
前処理液乾燥ユニット８２は、基材搬送経路に沿って搬送される基材Ｐを支える支持部８２２と、支持部８２２上を搬送されている基材Ｐに対して風Ｗbを当てる送風部８２１と、を備える。送風部８２１は、前処理液乾燥処理において、制御ユニット１０による制御に基づいて、支持部８２２上を搬送されている基材Ｐに対して、温度Ｔbで風速Ｖbの風Ｗbを吹き付けることで、基材Ｐに付着した前処理液Ｑqを乾燥させる。
なお、本実施形態では、前処理液乾燥ユニット８２は、温度Ｔbの風Ｗbを基材Ｐに吹きかけることで、基材Ｐに付着した前処理液Ｑqを乾燥させているが、前処理液乾燥ユニット８２は、このような態様に限定されるものではない。例えば、前処理液乾燥ユニット８２は、赤外線ヒーターによる輻射熱、または、マイクロ波照射器から照射されるマイクロ波により、基材Ｐの表面の温度を温度Ｔbとすることで、基材Ｐに付着した前処理液Ｑqを乾燥させてもよい。また、これらの方式を組み合わせて用いてもよい。
【００２０】
図２に示すように、前処理液乾燥ユニット８２の＋Ｙ側には、反応液塗布ユニット７０が設けられる。
反応液塗布ユニット７０は、基材搬送経路に沿って設けられたプラテン７２と、プラテン７２上を搬送されている基材Ｐに対して反応液Ｑrを吐出する反応液吐出ヘッド７１と、を備える。反応液吐出ヘッド７１は、反応液Ｑrを吐出する複数の反応液吐出部Ｄ-Rが＋Ｘ方向に並ぶように配置された反応液ノズル列ＮL-Rを備える。反応液吐出ヘッド７１は、基材Ｐに対する反応液塗布処理が実行される場合、制御ユニット１０による制御に基づいて、基材Ｐに対して、反応液Ｑrが塗布されるように、反応液吐出部Ｄ-Rから反応液Ｑrを吐出する。
【００２１】
図２に示すように、反応液塗布ユニット７０の＋Ｙ側であって、媒体受領ユニット４０の−Ｙ側には、反応液乾燥ユニット８３が設けられる。
反応液乾燥ユニット８３は、基材搬送経路に沿って搬送される基材Ｐを支える支持部８３２と、支持部８３２上を搬送されている基材Ｐに対して風Ｗcを当てる送風部８３１と、を備える。送風部８３１は、反応液乾燥処理において、制御ユニット１０による制御に基づいて、支持部８３２上を搬送されている基材Ｐに対して、温度Ｔcで風速Ｖcの風Ｗcを吹き付けることで、基材Ｐに付着した反応液Ｑrを乾燥させる。
なお、本実施形態では、反応液乾燥ユニット８３は、温度Ｔcの風Ｗcを基材Ｐに吹きかけることで、基材Ｐに付着した反応液Ｑrを乾燥させているが、反応液乾燥ユニット８３は、このような態様に限定されるものではない。例えば、反応液乾燥ユニット８３は、赤外線ヒーターによる輻射熱、または、マイクロ波照射器から照射されるマイクロ波により、基材Ｐの表面の温度を温度Ｔcとすることで、基材Ｐに付着した反応液Ｑrを乾燥させてもよい。また、これらの方式を組み合わせて用いてもよい。
【００２２】
以下では、前処理液吐出部Ｄ-Q及び反応液吐出部Ｄ-Rを、処理液吐出部Ｄ-SHと総称する場合がある。本実施形態において、処理液吐出部Ｄ-SHは、インクジェット方式により前処理液Ｑqまたは反応液Ｑrを吐出する。
また、以下では、前処理液ノズル列ＮL-Q及び反応液ノズル列ＮL-Rを、処理液ノズル列ＮL-SHと総称する場合がある。上述のとおり、本実施形態では、処理液ノズル列ＮL-SHが＋Ｘ方向に延在する場合を想定している。但し、本実施形態に係る態様は一例であり、処理液ノズル列ＮL-SHは、基材搬送経路に交差する方向において、基材Ｐよりも広い範囲に延在していればよい。すなわち、本実施形態において、前処理液吐出ヘッド６１及び反応液吐出ヘッド７１は、所謂、ライン型のインクジェットヘッドである。前処理液吐出ヘッド６１及び反応液吐出ヘッド７１に、ライン型のインクジェットヘッドを採用することで、基材Ｐの搬送速度が５０ｍ／分〜３００ｍ／分といった、高速での媒体生成処理が可能となる。なお、高速での媒体生成処理が要求されない場合には、前処理液吐出ヘッド６１及び反応液吐出ヘッド７１を、基材Ｐが搬送される基材搬送経路と直行または交差する方向、例えば、図２における＋Ｘ方向と、＋Ｘ方向とは反対の−Ｘ方向とに往復動させながら、前処理液Ｑq及び反応液Ｑrを塗布する、いわゆるシリアル型あるいはマルチパス型の構成としてもよい。
【００２３】
なお、本実施形態において、媒体製造装置１は、以下の蒸発速度要件が充足されるように、媒体生成処理を実行する。ここで、蒸発速度要件とは、以下に示す条件α1が成立することである。
＜条件α1＞
反応液塗布処理における反応液Ｑrの溶媒の蒸発速度が、前処理液乾燥処理における前処理液Ｑqの溶媒の蒸発速度よりも遅い。
【００２４】
具体的には、本実施形態において、媒体製造装置１は、蒸発速度要件を充足するために、以下に示す条件β1〜β３が充足されるように、媒体生成処理を実行する。
＜条件β1＞
反応液乾燥処理の処理時間が、前処理液乾燥処理の処理時間よりも長い。
＜条件β2＞
反応液乾燥処理における風Ｗcの風速Ｖcが、前処理液乾燥処理における風Ｗbの風速Ｖbよりも遅い。
＜条件β3＞
反応液乾燥処理における風Ｗcの温度Ｔcが、前処理液乾燥処理における風Ｗbの温度Ｔbよりも低い。
【００２５】
なお、本実施形態では、基材Ｐが＋Ｙ方向に速度Ｍvで搬送されるため、条件β1は、以下の条件β1aと表現することができる。
＜条件β1a＞
反応液乾燥ユニット８３の＋Ｙ方向の長さＬcが、前処理液乾燥ユニット８２の＋Ｙ方向の長さＬbよりも長い。
【００２６】
本実施形態では、図３に示すように、インクジェットプリンター９が、媒体製造装置１により形成された記録媒体ＰPを＋Ｙ方向に搬送しつつ、画像形成処理を実行する場合を、一例として想定する。以下では、インクジェットプリンター９が画像形成処理を実行する際に、インクジェットプリンター９が記録媒体ＰPを搬送する経路を、媒体搬送経路と称する。なお、本実施形態では、媒体搬送経路が、＋Ｙ方向に進む直線状の経路である場合を一例として想定するが、媒体搬送経路は、曲線状の経路であってもよいし、折線状の経路であってもよい。
また、本実施形態では、図３に示すように、記録媒体ＰPが、長尺状の巻取り可能なシートである場合を、一例として想定する。より具体的には、本実施形態では、媒体搬送経路の進行方向における記録媒体ＰPの長さが、媒体搬送経路の経路長よりも長い場合を想定する。但し、記録媒体ＰPは、例えば、板紙のような長方形状のシートでもよいし、または、プラスチックの基板、セラミックの基板、若しくは、ガラスの基板でもよい。
なお、媒体製造装置１とインクジェットプリンター９は同じ建物内に並置してもよいし、別の建物にあってもよい。媒体製造装置１で形成された記録媒体PPは媒体受領ユニット４０から取り外されてすぐにインクジェットプリンター９の媒体供給ユニット９１にセットして画像形成処理を実施してもよいし、媒体製造装置１で形成された記録媒体PPを倉庫等に備蓄し、必要になったときに取り出してインクジェットプリンター９の媒体供給ユニット９１にセットしてもよい。記録媒体PPを倉庫等で備蓄する場合は、備蓄する環境の温度及び湿度等を適切に管理し、記録媒体ＰPが変質または吸湿などしないようにすることが望ましい。
【００２７】
印刷制御ユニット９０は、例えば、ＣＰＵを含んで構成され、インクジェットプリンター９の各部を制御する。なお、印刷制御ユニット９０は、ＣＰＵの代わりに、または、ＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ等のプログラマブルロジックデバイス、または、アナログ回路等を備えていてもよい。
【００２８】
媒体搬送ユニット９２は、記録媒体ＰPに対する画像形成処理が実行される場合に、記録媒体ＰPを例えば速度Ｍwで＋Ｙ方向に搬送する。具体的には、媒体搬送ユニット９２は、印刷制御ユニット９０による制御に基づいて回転駆動する搬送ローラー９２１及び９２２を備える。そして、印刷制御ユニット９０は、記録媒体ＰPに対する画像形成処理を実行する場合に、記録媒体ＰPが速度Ｍwで＋Ｙ方向に移動するように、搬送ローラー９２１及び９２２を回転駆動する。なお、本実施形態において、速度Ｍwは、３０ｍ／分以上３００ｍ／分以下であることが好ましく、５０ｍ／分以上２００ｍ／分以下であることがより好ましい。
媒体供給ユニット９１は、例えば、記録媒体ＰPをロール状に巻き取った状態で収納する。そして、媒体供給ユニット９１は、記録媒体ＰPに対する画像形成処理が実行される場合に、記録媒体ＰPを媒体搬送ユニット９２に供給する。
印刷物受領ユニット９３は、媒体搬送ユニット９２から受領した記録媒体ＰPを、例えば、ロール状に巻き取った状態で収納する。具体的には、印刷物受領ユニット９３は、記録媒体ＰPに対する画像形成処理が実行される場合に、印刷制御ユニット９０による制御に基づいて回転駆動し、記録媒体ＰPを媒体搬送ユニット９２から受領する。
【００２９】
印刷ユニット５０は、媒体搬送経路に沿って設けられたプラテン５３と、プラテン５３上を搬送されている記録媒体ＰPに対してカラーインクを吐出するカラーインク吐出ヘッド５１と、プラテン５３上を搬送されている記録媒体ＰPに対してホワイトインクを吐出するホワイトインク吐出ヘッド５２と、を備える。
本実施形態では、カラーインク吐出ヘッド５１から吐出されるカラーインクが、シアンインク、マゼンタインク、イエローインク、及び、ブラックインクの、４色のインクを含む場合を、一例として想定する。そして、本実施形態において、カラーインク吐出ヘッド５１は、シアンインクを吐出する複数のシアン吐出部Ｄ-Cが＋Ｘ方向に並ぶように配置されたシアンノズル列ＮL-Cと、マゼンタインクを吐出する複数のマゼンタ吐出部Ｄ-Mが＋Ｘ方向に並ぶように配置されたマゼンタノズル列ＮL-Mと、イエローインクを吐出する複数のイエロー吐出部Ｄ-Yが＋Ｘ方向に並ぶように配置されたイエローノズル列ＮL-Yと、ブラックインクを吐出する複数のブラック吐出部Ｄ-Kが＋Ｘ方向に並ぶように配置されたブラックノズル列ＮL-Kと、を備える。
また、本実施形態において、ホワイトインク吐出ヘッド５２は、ホワイトインクを吐出する複数のホワイト吐出部Ｄ-W1が＋Ｘ方向に並ぶように配置されたホワイトノズル列ＮL-W1と、ホワイトインクを吐出する複数のホワイト吐出部Ｄ-W2がホワイトノズル列ＮL-W1よりも＋Ｙ側において＋Ｘ方向に並ぶように配置されたホワイトノズル列ＮL-W2と、を備える。このように、本実施形態では、ホワイトインクに対応するノズル列の列数を、各色のカラーインクに対応するノズル列の列数の２倍にすることで、隠蔽性が必要な白の濃度を確保することができる。なお、本実施形態では、記録媒体ＰPに対して、先にカラーインク、後からホワイトインクを印刷し、完成した画像を、記録媒体ＰPの裏面、すなわち、記録媒体ＰPのうちインクが付着する面とは反対側の面より観察することを予定した構成である「裏刷り」を想定する。但し、当該構成は一例であり、記録媒体ＰPに対して、カラーインクよりも前にホワイトインクを印刷する「表刷り」を採用してもよいし、記録媒体ＰPに対して、ホワイトインク無しでカラーインクのみを印刷する態様を採用してもよい。
【００３０】
以下では、シアン吐出部Ｄ-C、マゼンタ吐出部Ｄ-M、イエロー吐出部Ｄ-Y、ブラック吐出部Ｄ-K、ホワイト吐出部Ｄ-W1、及び、ホワイト吐出部Ｄ-W2を、インク吐出部Ｄ-INと総称する場合がある。本実施形態では、一例として、インク吐出部Ｄ-INが、インクジェット方式によりインクを吐出する場合を想定する。
また、以下では、シアンノズル列ＮL-C、マゼンタノズル列ＮL-M、イエローノズル列ＮL-Y、ブラックノズル列ＮL-K、ホワイトノズル列ＮL-W1、及び、ホワイトノズル列ＮL-W2を、インクノズル列ＮL-INと総称する場合がある。本実施形態では、インクノズル列ＮL-INが＋Ｘ方向に延在する場合を想定している。但し、本実施形態に係る態様は一例であり、インクノズル列ＮL-INは、媒体搬送経路に交差する方向において、記録媒体ＰPよりも広い範囲に延在していればよい。このため、本実施形態に係るインクジェットプリンター９は、各色のカラーインクを、＋Ｙ方向に搬送される記録媒体ＰPの全体に吐出することができる。すなわち、本実施形態において、カラーインク吐出ヘッド５１及びホワイトインク吐出ヘッド５２は、所謂、ライン型のインクジェットヘッドである。カラーインク吐出ヘッド５１及びホワイトインク吐出ヘッド５２として、ライン型のインクジェットヘッドを採用することで、印刷速度が５０ｍ／分〜３００ｍ／分といった、高速印刷が可能となる。なお、高速印刷が要求されない用途等では、カラーインク吐出ヘッド５１及びホワイトインク吐出ヘッド５２を、記録媒体ＰPの搬送方向と直行または交差する方向、例えば、図３における＋Ｘ方向と−Ｘ方向とに、往復動させながら画像を形成する、いわゆるシリアル型あるいはマルチパス型の構成としてもよい。
印刷ユニット５０は、記録媒体ＰPに対する印刷処理が実行される場合、印刷制御ユニット９０による制御に基づいて、記録媒体ＰPに対して印刷データＩmgの示す画像が形成されるように、インク吐出部Ｄ-INからインクを吐出させる。
【００３１】
図２に示すように、印刷ユニット５０と印刷物受領ユニット９３の間には、インク乾燥ユニット８１が設けられる。
インク乾燥ユニット８１は、媒体搬送経路に沿って搬送される記録媒体ＰPを支える支持部８１２と、支持部８１２上を搬送されている記録媒体ＰPに対して風Ｗaを当てる送風部８１１と、を備える。送風部８１１は、インク乾燥処理において、印刷制御ユニット９０による制御に基づいて、支持部８１２上を搬送されている記録媒体ＰPに対して、温度Ｔaで風速Ｖaの風Ｗaを吹き付けることで、記録媒体ＰPに付着したインクを乾燥させる。
【００３２】
なお、本実施形態において、媒体製造装置１における蒸発速度要件は、上述した条件α1に加えて、以下に示す条件α2が成立することを含んでもよい。
＜条件α2＞
反応液乾燥処理における反応液Ｑrの溶媒の蒸発速度が、インク乾燥処理におけるインクの溶媒の蒸発速度よりも遅い。
【００３３】
具体的には、本実施形態において、媒体製造装置１は、蒸発速度要件を充足するために、上述した条件β1〜β３に加えて、以下に示す条件β4〜β6が充足されるように、媒体生成処理を実行してもよい。
＜条件β4＞
反応液乾燥処理の処理時間が、インク乾燥処理の処理時間よりも長い。
＜条件β5＞
反応液乾燥処理における風Ｗcの風速Ｖcが、インク乾燥処理における風Ｗaの風速Ｖaよりも遅い。
＜条件β6＞
反応液乾燥処理における風Ｗcの温度Ｔcが、インク乾燥処理における風Ｗaの温度Ｔaよりも低い。
【００３４】
なお、仮に、速度Ｍvと速度Ｍwとが等しい場合には、条件β4は、以下の条件β4aと表現することもできる。
＜条件β4a＞
反応液乾燥ユニット８３の＋Ｙ方向の長さＬcが、インク乾燥ユニット８１の＋Ｙ方向の長さＬaよりも長い。
【００３５】
＜＜２．媒体生成処理及び画像形成処理の概要＞＞
以下、図４乃至図１１を参照しつつ、本実施形態に係る媒体生成処理及び画像形成処理の概要について説明する。
【００３６】
図４は、媒体生成処理のうち前処理液塗布処理が実行される場合における基材Ｐの様子を示す図である。上述のとおり、媒体製造装置１は、媒体生成処理の中で、まず、前処理液塗布ユニット６０により、基材Ｐに対して前処理液Ｑqを塗布する前処理液塗布処理を実行する。
【００３７】
本実施形態では、基材Ｐとして、ポリエリレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルム、または、二軸延伸ナイロンフィルム等の、透明性を有する樹脂フィルムを採用する。
また、本実施形態では、上述のとおり、前処理液Ｑqとして、アニオン性の溶液を採用する。具体的には、本実施形態では、例えば、前処理液Ｑqとして、アニオン性の水溶性樹脂と、水と、有機溶剤とを含む溶液を採用する。より具体的には、本実施形態では、アニオン性の水溶性樹脂として、カルボキシル基、または、スルホン基等の、親水性アニオン基を有する樹脂を採用する。例えば、アニオン性の水溶性樹脂として、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、または、ポリエステル系樹脂等を採用してもよい。以下では、アニオン性の水溶性樹脂として、スチレン−アクリル系樹脂を採用する場合を例示して説明する。
なお、前処理液Ｑqに含まれる有機溶剤としては、例えば、グリコールエーテル類溶剤、１,２−アルキルジオール類溶剤、もしくは、直鎖炭化水素ジオール類溶剤、または、これらの一部または全部を混合した溶剤を採用してもよい。また、前処理液Ｑqには、上述した成分の他に、ＰＨ調整剤、界面活性剤、及び、キレート剤の一部または全部を付加してもよい。
【００３８】
図５は、媒体生成処理のうち前処理液乾燥処理が実行される場合における基材Ｐの様子を示す図である。上述のとおり、媒体製造装置１は、媒体生成処理の中で、前処理液塗布処理の次に、前処理液乾燥ユニット８２により、基材Ｐに塗布された前処理液Ｑqを乾燥させる前処理液乾燥処理を実行する。前処理液乾燥処理においては、前処理液Ｑqが乾燥して、前処理液Ｑqに含まれるアニオン性の水溶性樹脂が、基材Ｐに膜化して定着した定着層Ｑ0が形成される。前処理液乾燥処理は、媒体製造装置１のコスト低減、及び、媒体製造装置１のサイズ低減のために、基材Ｐが熱などで変形しない範囲でなるべく速やかに行うことが好ましい。
【００３９】
図６は、媒体生成処理のうち反応液塗布処理が実行される場合における基材Ｐの様子を示す図である。上述のとおり、媒体製造装置１は、媒体生成処理の中で、前処理液乾燥処理の次に、反応液塗布ユニット７０により、基材Ｐに対して反応液Ｑrを塗布する反応液塗布処理を実行する。
【００４０】
本実施形態では、上述のとおり、反応液Ｑrとして、カチオン性の溶液を採用する。具体的には、本実施形態では、例えば、反応液Ｑrとして、多価金属塩と、水と、有機溶剤とを含む溶液を採用する。より具体的には、本実施形態では、例えば、多価金属塩として、カルシウム塩を採用する。例えば、多価金属塩として、塩化カルシウム、または、酢酸カルシウム等を採用してもよい。本実施形態では、多価金属塩としてカルシウム塩を採用するため、例えば、多価金属塩としてマグネシウム塩を採用する態様と比較して、前処理液Ｑq及び反応液Ｑrの反応性を高くすることができ、媒体生成処理の処理速度を高めることができる。また、本実施形態では、多価金属塩としてカルシウム塩を採用するため、例えば、多価金属塩としてバリウム塩を採用する態様と比較して、記録媒体ＰPが、食品包装または衣類等の人体に触れる可能性のある用途に用いられる場合であっても、反応液Ｑrに含まれる成分が人体に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。以下では、多価金属塩として、塩化カルシウムを採用する場合を例示して説明する。塩化カルシウムは例えば乳酸カルシウムなどに比べて水への溶解度が高く、よりカルシウムイオン濃度の高い溶液を作成することができる。なお、塩化カルシウムの潮解性が問題になるような用途においては、やや水溶性は劣るものの潮解性がなく人体への安全性も同等である酢酸カルシウムを用いてもよい。
なお、反応液Ｑrに含まれる有機溶剤としては、例えば、グリコールエーテル類溶剤、１,２−アルキルジオール類溶剤、もしくは、直鎖炭化水素ジオール類溶剤、または、これらの一部または全部を混合した溶剤を採用してもよい。また、反応液Ｑrには、上述した成分の他に、ＰＨ調整剤、界面活性剤、及び、キレート剤の一部または全部を付加してもよい。
【００４１】
図７及び図８は、媒体生成処理のうち、反応液乾燥処理が実行される場合における基材Ｐの様子を示す図である。上述のとおり、媒体製造装置１は、媒体生成処理の中で、反応液塗布処理の次に、反応液乾燥ユニット８３により、基材Ｐに塗布された反応液Ｑrを乾燥させる反応液乾燥処理を実行する。なお、本実施形態では、説明の便宜上、基材Ｐが反応液乾燥ユニット８３に搬送されたタイミングに反応液乾燥処理が開始される場合を想定するが、反応液乾燥処理は、基材Ｐに反応液Ｑrが着弾したタイミングから開始されるものと看做してもよい。
図７に示すように、反応液乾燥処理が開始されると、定着層Ｑ0に含まれる水溶性樹脂のアニオン基が、反応液Ｑrの塩化カルシウムと結合し、水溶性樹脂が凝集した凝集層Ｑ1が形成される。この反応は比較的緩やかに進むため、十分な厚みのある凝集層Ｑ1を得るためには、反応液乾燥処理での乾燥速度を遅くなるように制御することが必要である。また、図８に示すように、反応液乾燥処理が進むと、反応液Ｑrに含まれる塩化カルシウムのうち、定着層Ｑ0に含まれる水溶性樹脂と反応せずに残った余剰な塩化カルシウムが析出した析出層Ｑ2が形成される。すなわち、反応液乾燥処理により、基材Ｐに対して、定着層Ｑ0、凝集層Ｑ1、及び、析出層Ｑ2の３層からなるアンカー層Ｑancが形成された、記録媒体ＰPが生成される。
【００４２】
図９乃至図１１は、画像形成処理のうち印刷処理が実行される場合における記録媒体ＰPの様子を示す図である。上述のとおり、インクジェットプリンター９は、画像形成処理の中で、印刷ユニット５０により、記録媒体ＰPに対してインクを付着させる印刷処理を実行する。
本実施形態では、インクとして、アニオン性のインクを採用する。具体的には、本実施形態では、例えば、インクとして、アニオン性の色材と、アニオン性の水溶性樹脂と、水と、有機溶剤とを含む溶液を採用する。ここで、インクに用いられる水溶性樹脂は、前処理液Ｑq及び反応液Ｑrに用いられる水溶性樹脂と同様のものであってもよい。また、アニオン性の色材は、例えば、染料または顔料等である。また、インクには、上述した成分の他に、ＰＨ調整剤、界面活性剤、及び、キレート剤の一部または全部を付加してもよい。
以下では、説明の便宜上、印刷処理において記録媒体ＰPに付着したインクを、「インクＩK」と表現し、インクＩKに含まれる色材及び水溶性樹脂を、単に「色材ＳK」と表現する。
【００４３】
図９は、記録媒体ＰPにインクＩKが着弾した瞬間における記録媒体ＰPの様子を示す図である。図９に示すように、インクＩK内には、色材ＳKが分散している。
図１０は、図９の後における記録媒体ＰPの様子を示す図である。図１０に示すように、析出層Ｑ2に含まれる塩化カルシウムは、インクＩKに含まれる水分に溶融する。以下では、説明の便宜上、析出層Ｑ2を構成する塩化カルシウムがインクＩKに溶融した溶液を「溶融溶液ＩKq」と表現する場合がある。そして、析出層Ｑ2の塩化カルシウムがインクＩKに溶融して溶融溶液ＩKqが生成された場合、溶融溶液ＩKqに含まれるカルシウムと、溶融溶液ＩKqに含まれる色材ＳKの有するアニオン基とが反応し、溶融溶液ＩKq内において、色材ＳKが凝集する。
図１１は、図１０の後における記録媒体ＰPの様子を示す図である。凝集層Ｑ1に含まれる水溶性樹脂に反応したカルシウムは、溶融溶液ＩKqに含まれる色材ＳKの有するアニオン基と結合する。このため、図１１に示すように、溶融溶液ＩKq内において凝集した色材ＳKは、凝集層Ｑ1に固定される。これにより、本実施形態によれば、溶融溶液ＩKqに含まれる色材ＳKが、図１０に示す状態から更に収縮する現象である「過凝集」の発生を防止することができる。
なお、図１０及び図１１では、説明の便宜上、色材SKの凝集が発生した後、色材ＳKが凝集層Ｑ1に固定されるように説明したが、実際には、色材ＳKの凝集と、色材ＳKの凝集層Ｑ1への固定とは、並行して進む現象であってもよい。
【００４４】
＜＜３．従来例＞＞
以下、本実施形態に係る媒体生成処理が前処理液塗布処理を含むことの意義を明確化するために、図１２乃至図１５を参照しつつ、媒体生成処理が前処理液塗布処理を含まず、基材Ｐに対して前処理液Ｑqが塗布されない態様である「従来例」について説明する。
【００４５】
従来例では、媒体生成処理において、まず、図１２に示すように、基材Ｐに対して、前処理液Ｑqを塗布することなく反応液Ｑrを塗布する。図示しないが、この後、当該反応液Ｑrを乾燥させることで、反応液Ｑr内の塩化カルシウムが析出した析出層Ｑ2が形成される。
次に、従来例では、図１３に示すように、基材Ｐに対してインクＩKを付着させる。
次に、従来例では、図１４に示すように、析出層Ｑ2に含まれる塩化カルシウムがインクＩKに溶融して溶融溶液ＩKqが生成され、溶融溶液ＩKq内において、色材ＳKが凝集する。しかし、従来例に係る画像形成処理では、凝集層Ｑ1が存在しないため、溶融溶液ＩKq内において凝集した色材ＳKは、溶融溶液ＩKq内を自由に移動することができる。
このため、従来例では、その後、図１５に示すように、溶融溶液ＩKq内において凝集した色材ＳKが更に収縮する過凝集が発生する。これにより、従来例では、基材Ｐに形成した画像のパターンが歪み、印刷データＩmgの示す画像を基材Ｐ上に正確に形成することができない。なお、反応液Ｑrに含まれる多価金属塩を反応性の低いマグネシウム塩などに置換するなどすれば、過凝集を抑制することもできるが、凝集速度が低下するため、印刷速度をあげると滲みやコーヒーステイン現象などの過凝集以外の画質課題が顕在化する。
【００４６】
これに対して、本実施形態では、媒体生成処理において、基材Ｐに対して前処理液Ｑqを塗布し、前処理液Ｑqを乾燥させることで生成した定着層Ｑ0と反応液Ｑrとを反応させることで、基材Ｐ上に、定着層Ｑ0、凝集層Ｑ1、及び、析出層Ｑ2からなるアンカー層Ｑancを形成する。このため、本実施形態では、溶融溶液ＩKq内の色材ＳKを、凝集層Ｑ1及び定着層Ｑ0を介して基材Ｐに固定することが可能となる。すなわち、本実施形態では、溶融溶液ＩKq内において凝集した色材ＳKが、溶融溶液ＩKq内を自由に移動することを抑制し、過凝集の発生を防止することが可能となる。これにより、本実施形態によれば、塩化カルシウムなどの高い反応性を持つ多価金属塩を用いる場合において、印刷速度と印刷画質とを両立できる。
【００４７】
＜＜４．参考例＞＞
以下、本実施形態に係る媒体生成処理が蒸発速度要件を充足することの意義を明確化するために、図１６乃至図１９を参照しつつ、媒体生成処理が蒸発速度要件を充足しない態様である「参考例」について説明する。なお、参考例に係る媒体生成処理及び画像形成処理のうち、前処理液塗布処理、前処理液乾燥処理、及び、反応液塗布処理は、図４乃至図６に示す実施形態に係る媒体生成処理と同様であるため、説明を省略する。
【００４８】
参考例では、反応液乾燥処理において、反応液乾燥処理における反応液Ｑrの溶媒の蒸発速度を、実施形態より速くしている。具体的には、参考例では、反応液乾燥処理における反応液Ｑrの溶媒の蒸発速度を、前処理液乾燥処理における前処理液Ｑqの溶媒の蒸発速度と同等またはそれ以上に速くすることで、定着層Ｑ0及び反応液Ｑrが反応する前に、反応液Ｑrを乾燥させる。このため、参考例では、反応液乾燥処理において、図１６に示すように、存在しないと看做す程度しか凝集層Ｑ1は形成されず、定着層Ｑ0上に、直接、析出層Ｑ2が形成される。
その後、参考例では、図１７に示すように、基材Ｐに対してインクＩKを付着させる。
次に、参考例では、図１８に示すように、析出層Ｑ2に含まれる塩化カルシウムがインクＩKに溶融して溶融溶液ＩKqが生成され、溶融溶液ＩKq内において、色材ＳKが凝集する。しかし、参考例では、凝集層Ｑ1が形成されないため、溶融溶液ＩKq内において凝集した色材ＳKは、溶融溶液ＩKq内を自由に移動することができる。
このため、参考例では、その後、図１９に示すように、溶融溶液ＩKq内において凝集した色材ＳKが更に収縮する過凝集が発生する。これにより、参考例では、装置のコスト及びサイズに関しては本実施形態より有利となるものの、基材Ｐに形成した画像のパターンが歪み、印刷データＩmgの示す画像を記録媒体Ｐ上に正確に形成することができない。なお、参考例においても、反応液Ｑrに含まれる多価金属塩を反応性の低いマグネシウム塩などに置換するなどすれば、過凝集を抑制することもできるが、凝集速度が低下するため、高速印刷においては、滲みやコーヒーステイン現象などの過凝集以外の画質課題が顕在化する。
【００４９】
これに対して、本実施形態では、蒸発速度要件を満たすように反応液乾燥処理を実行することで、定着層Ｑ0及び反応液Ｑrを反応させ、定着層Ｑ0上に凝集層Ｑ1を形成させる。このため、本実施形態では、溶融溶液ＩKq内において凝集した色材ＳKが、溶融溶液ＩKq内を自由に移動することを抑制し、過凝集の発生を防止することが可能となる。これにより、本実施形態によれば、塩化カルシウムなどの高い反応性を持つ多価金属塩を用いる場合であっても、印刷速度と印刷画質を両立できる。
【００５０】
＜＜５．実施例＞＞
以下、本実施形態に係る実施例について説明するが、本実施形態は以下に説明する実施例に限定されるものではない。
【００５１】
実施例では、基材Ｐとして、フタムラ化学株式会社製のポリエリレンテレフタレートフィルムであるＦＥ２００１を採用した。
また、実施例では、前処理液Ｑqを、表１に示すように、スチレン−アクリル系樹脂が８質量％となり、直鎖炭化水素ジオール類溶剤が１３質量％となり、１,２−アルキルジオール類溶剤を３質量％となり、界面活性剤が２質量％となるように構成した。また、前処理液Ｑqの全質量が、１００質量％となるように、純水を添加した。そして、前処理液塗布処理において、１平方インチあたり２ｍｇの塗布量となるように、基材Ｐに対して、前処理液Ｑqを塗布した。
また、実施例では、反応液Ｑrを、表１に示すように、直鎖炭化水素ジオール類溶剤が１５質量％となり、１,２−アルキルジオール類溶剤を３質量％となり、界面活性剤が２質量％となり、塩化カルシウムが３質量％となるように構成した。また、反応液Ｑrの全質量が、１００質量％となるように、純水を添加した。そして、反応液塗布処理において、１平方インチあたり３ｍｇの塗布量となるように、基材Ｐに対して、反応液Ｑrを塗布した。
また、実施例では、インクを、表２に示すように、各種顔料と、スチレン−アクリル系樹脂と、直鎖炭化水素ジオール類溶剤と、１,２−アルキルジオール類溶剤と、界面活性剤と、純水とを用いて構成した。
【００５２】
【表１】
2020100008.tif 000003
【表２】
2020100008.tif 000004
【００５３】
また、実施例では、基材搬送ユニット３０による基材Ｐの搬送速度Ｍv、及び、媒体搬送ユニット９２による記録媒体ＰPの速度Ｍwを、５０ｍ／分とした。また、実施例では、インク乾燥処理において、風Ｗaの温度Ｔaを８０℃とし、風Ｗaの風速Ｖaを１０ｍ／秒とし、インク乾燥ユニット８１の長さＬaを２．５ｍとして、記録媒体ＰPに付着したインクを風Ｗaにより３秒乾燥させた。また、実施例では、前処理液乾燥処理において、風Ｗbの温度Ｔbを７５℃とし、風Ｗbの風速Ｖbを１０ｍ／秒とし、前処理液乾燥ユニット８２の長さＬbを２．５ｍとして、基材Ｐに塗布された前処理液Ｑqを風Ｗbにより３秒乾燥させた。また、実施例では、反応液乾燥処理において、風Ｗcの温度Ｔcを６０℃とし、風Ｗcの風速Ｖcを０ｍ／秒とし、反応液乾燥ユニット８３の長さＬcを２５ｍとして、基材Ｐに塗布された反応液Ｑrを無風で３０秒乾燥させた。
【００５４】
実施例では、以上の条件の下で、記録媒体ＰPに対して画像形成処理を実行したところ、過凝集の発生が抑制され、印刷データＩmgの示す画像が正確に形成されることを確認した。例えば、実施例において、印刷データＩmgが白色の背景に黒色の正方形を含む画像を示す場合に、記録媒体ＰPに対して、図２０で示すような、印刷データＩmgの示す画像が正確に形成されることを、実験により確認した。
なお、実施例において、従来例のように、媒体生成処理において前処理液塗布処理を行わず、その後、記録媒体ＰPに対して同じく搬送速度Ｍwを５０ｍ／分で画像形成処理を実行したところ、過凝集が発生し、印刷データＩmgの示す画像が正確に形成されないことを確認した。例えば、従来例において、印刷データＩmgが白色の背景に黒色の正方形を含む画像を示す場合に、記録媒体ＰPに対して、図２１で示すような、印刷データＩmgの示す画像とは異なる形状の画像が形成されることを、実験により確認した。
【００５５】
＜＜６．実施形態の結論＞＞
以上のように、本実施形態に係る媒体製造装置１は、基材Ｐを供給する基材供給ユニット２０と、アニオン性の前処理液Ｑqを基材Ｐに塗布する前処理液塗布ユニット６０と、基材Ｐに塗布された前処理液Ｑqを乾燥させる前処理液乾燥ユニット８２と、前処理液乾燥ユニット８２が前処理液Ｑqを乾燥させた後に、カチオン性の反応液Ｑrを基材Ｐに塗布する反応液塗布ユニット７０と、基材Ｐに塗布された反応液Ｑrを乾燥させて、基材Ｐにアンカー層Ｑancが形成された記録媒体ＰPを生成する反応液乾燥ユニット８３と、記録媒体ＰPを受領する媒体受領ユニット４０と、を備え、反応液乾燥ユニット８３において乾燥にかかる時間は、前処理液乾燥ユニット８２において乾燥にかかる時間よりも長い、ことを特徴とする。
従来のように、アニオン性の前処理液Ｑqを基材Ｐに塗布せずに、カチオン性の反応液Ｑrを基材Ｐに塗布する場合において、反応液Ｑrが基材Ｐに塗布された後に、アニオン性のインクを基材Ｐに付着させると、インク中の色材及び樹脂が、反応液Ｑr中のカチオン性の成分と反応し、インクが乾燥する前にインク中の色材及び樹脂が収縮する。インク中の色材及び樹脂が収縮する場合、インクにより表される画像が収縮し、印刷画質が低下する、所謂、過凝集と呼ばれる現象が発生することがある。高速印刷のために反応液Ｑrに反応性の高い金属塩を用いる場合に、過凝集の発生は顕著になっていく。
これに対して、本実施形態によれば、アニオン性の前処理液Ｑqを基材Ｐに塗布して乾燥させた後に、カチオン性の反応液Ｑrを基材Ｐに塗布する。このため、本実施形態によれば、例えば、前処理液Ｑqが乾燥して基材Ｐに密着した状態で固定された定着層Ｑ0の一部が、反応液Ｑr中のカチオン性の成分と反応して凝縮し、凝集層Ｑ1が形成される。そして、本実施形態によれば、反応液Ｑrを乾燥させる際に、反応液Ｑr中のカチオン性の成分のうち、定着層Ｑ0と反応せずに残った成分が析出し、析出層Ｑ2が形成される。すなわち、本実施形態によれば、基材Ｐに、定着層Ｑ0と凝集層Ｑ1と析出層Ｑ2とを含むアンカー層Ｑancが形成された、記録媒体ＰPが生成される。このため、本実施形態によれば、反応液乾燥ユニット８３による乾燥の後に、アニオン性のインクを記録媒体ＰPに付着させる場合に、インク中の色材及び樹脂が析出層Ｑ2と反応して収縮すると共に、インク中の色材及び樹脂が凝集層Ｑ1に固定される。これにより、本実施形態によれば、印刷速度を速くするために反応性の高いカルシウム塩などを含んだ反応液Ｑrを用いても、記録媒体ＰP上でのインク中の色材及び樹脂の移動及び拡散が制限され、過凝集の発生を防止することが可能となり、印刷速度の高速化と高品位な画質との両立が可能となる。
更に、本実施形態によれば、反応液乾燥ユニット８３における乾燥時間が前処理液乾燥ユニット８２における乾燥時間よりも長いため、例えば、反応液乾燥ユニット８３における乾燥時間が前処理液乾燥ユニット８２における乾燥時間以下である態様と比較して、前処理液Ｑqが乾燥した定着層Ｑ0と反応液Ｑr中のカチオン性の成分とをより確実に反応させることができる。このため、本実施形態によれば、例えば、反応液乾燥ユニット８３における乾燥時間が前処理液乾燥ユニット８２における乾燥時間以下である態様と比較して、凝集層Ｑ1をより確実に形成させることができる。すなわち、本実施形態によれば、例えば、反応液乾燥ユニット８３による乾燥の後にアニオン性のインクを記録媒体ＰPに付着させる場合に、反応液乾燥ユニット８３における乾燥時間が前処理液乾燥ユニット８２における乾燥時間以下である態様と比較して、インク中の色材及び樹脂を、凝集層Ｑ1及び定着層Ｑ0を介して、より確実に基材Ｐに固定することができる。これにより、本実施形態によれば、例えば、反応液乾燥ユニット８３における乾燥時間が前処理液乾燥ユニット８２における乾燥時間以下である態様と比較して、基材Ｐ上でのインク中の色材及び樹脂の移動及び拡散をより厳格に制限することが可能となり、過凝集の発生をより確実に防止することが可能となる。
なお、本実施形態において、前処理液乾燥ユニット８２において乾燥にかかる時間は、反応液乾燥ユニット８３において乾燥にかかる時間よりも短い。すなわち、本実施形態では、反応液乾燥ユニット８３における乾燥時間が前処理液乾燥ユニット８２における乾燥時間以下である態様と比較して、前処理液乾燥ユニット８２の大きさを小さく抑えることが可能となる。このため、本実施形態においては、過凝集の発生の抑制と、媒体製造装置１のサイズ及びコストの抑制と、の両立が可能となる。
【００５６】
また、本実施形態に係る媒体製造装置１において、反応液乾燥ユニット８３における、基材Ｐに塗布された反応液Ｑrに接する風Ｗcの風速Ｖcは、前処理液乾燥ユニット８２における、基材Ｐに塗布された前処理液Ｑqに接する風Ｗbの風速Ｖbよりも遅い、ことを特徴とする。
すなわち、本実施形態によれば、前処理液乾燥ユニット８２において前処理液Ｑqを乾燥させるための風Ｗbの風速Ｖbと比較して、反応液乾燥ユニット８３において反応液Ｑrを乾燥させるための風Ｗcの風速Ｖcを遅くしている。このため、本実施形態によれば、例えば、風Ｗcの風速Ｖcが風Ｗbの風速Ｖbよりも速い態様と比較して、定着層Ｑ0と反応液Ｑr中のカチオン性の成分との反応時間を、長く確保することができ、定着層Ｑ0と反応液Ｑr中のカチオン性の成分との反応を促進させることができる。このため、本実施形態によれば、例えば、風Ｗcの風速Ｖcが風Ｗbの風速Ｖbよりも速い態様と比較して、凝集層Ｑ1をより確実に形成させることができ、記録媒体ＰP上でのインク中の色材及び樹脂の移動及び拡散をより厳格に制限することが可能となる。
また、本実施形態では、反応液乾燥ユニット８３における乾燥時間が前処理液乾燥ユニット８２における乾燥時間以下である態様と比較して、前処理液乾燥ユニット８２の大きさを小さく抑えることが可能となるため、過凝集の発生の抑制と、媒体製造装置１のサイズ及びコストの抑制と、の両立が可能となる。
【００５７】
また、本実施形態に係る媒体製造装置１において、反応液乾燥ユニット８３は、無風状態の空間において反応液Ｑrを乾燥させる、ことを特徴とする。
すなわち、本実施形態によれば、反応液乾燥ユニット８３が、無風状態の空間で、反応液Ｑrを乾燥させるため、例えば、反応液Ｑrに対して風を当てることで乾燥させる態様と比較して、定着層Ｑ0と反応液Ｑr中のカチオン性の成分との反応時間を、長く確保することができ、定着層Ｑ0と反応液Ｑr中のカチオン性の成分との反応を促進させることができる。このため、本実施形態によれば、例えば、反応液Ｑrに対して風を当てることで乾燥させる態様と比較して、凝集層Ｑ1をより確実に形成させることができ、記録媒体ＰP上でのインク中の色材及び樹脂の移動及び拡散をより厳格に制限することが可能となる。
また、本実施形態では、反応液乾燥ユニット８３における乾燥時間が前処理液乾燥ユニット８２における乾燥時間以下である態様と比較して、前処理液乾燥ユニット８２の大きさを小さく抑えることが可能となるため、過凝集の発生の抑制と、媒体製造装置１のサイズ及びコストの抑制と、の両立が可能となる。
【００５８】
また、本実施形態に係る媒体製造装置１において、反応液乾燥ユニット８３における、基材Ｐに塗布された反応液Ｑrの表面温度は、前処理液乾燥ユニット８２における、基材Ｐに塗布された前処理液Ｑqの表面温度よりも低い、ことを特徴とする。
すなわち、本実施形態によれば、反応液乾燥ユニット８３における基材Ｐの表面温度を、前処理液乾燥ユニット８２における基材Ｐの表面温度よりも低くしている。このため、本実施形態によれば、例えば、反応液乾燥ユニット８３における基材Ｐの表面温度が前処理液乾燥ユニット８２における基材Ｐの表面温度以上となる態様と比較して、定着層Ｑ0と反応液Ｑr中のカチオン性の成分との反応時間を、長く確保することができ、定着層Ｑ0と反応液Ｑr中のカチオン性の成分との反応を促進させることができる。このため、本実施形態によれば、例えば、反応液乾燥ユニット８３における基材Ｐの表面温度が前処理液乾燥ユニット８２における基材Ｐの表面温度以上となる態様と比較して、凝集層Ｑ1をより確実に形成させることができ、記録媒体ＰP上でのインク中の色材及び樹脂の移動及び拡散をより厳格に制限することが可能となる。
また、本実施形態では、反応液乾燥ユニット８３における乾燥時間が前処理液乾燥ユニット８２における乾燥時間以下である態様と比較して、前処理液乾燥ユニット８２の大きさを小さく抑えることが可能となるため、過凝集の発生の抑制と、媒体製造装置１のサイズ及びコストの抑制と、の両立が可能となる。
【００５９】
また、本実施形態に係る媒体製造装置１において、前処理液Ｑqは、水溶性の樹脂、水、及び、有機溶剤を含む、ことを特徴とする。
すなわち、本実施形態によれば、水溶性の樹脂を含む前処理液Ｑqを基材Ｐに塗布した後に、カチオン性の反応液Ｑrを基材Ｐに塗布するため、前処理液Ｑq中の樹脂が、反応液Ｑr中のカチオン性の成分と反応して凝集層Ｑ1が形成される。このため、本実施形態によれば、反応液乾燥ユニット８３による乾燥の後に、アニオン性のインクを記録媒体ＰPに付着させる場合に、インク中の色材及び樹脂が、凝集層Ｑ1に固定され、過凝集の発生を防止することが可能となる。
【００６０】
また、本実施形態に係る媒体製造装置１において、反応液Ｑrは、多価金属塩、水、及び、有機溶剤を含む、ことを特徴とする。
すなわち、本実施形態によれば、アニオン性の前処理液Ｑqを基材Ｐに塗布した後に、多価金属塩を含む反応液Ｑrを基材Ｐに塗布するため、前処理液Ｑq中のアニオン性の成分が、反応液Ｑr中の多価金属塩と反応して凝集層Ｑ1が形成される。このため、本実施形態によれば、反応液乾燥ユニット８３による乾燥の後に、アニオン性のインクを記録媒体ＰPに付着させる場合に、インク中の色材及び樹脂が、凝集層Ｑ1に固定され、過凝集の発生を防止することが可能となる。
【００６１】
また、本実施形態に係る媒体製造装置１において、多価金属塩は、塩化カルシウムである、ことを特徴とする。
すなわち、本実施形態によれば、多価金属塩として人体への影響が少ない塩化カルシウムを採用するため、記録媒体ＰPが、食品包装または衣類等の人体に触れる可能性のある態様で用いられる場合においても、記録媒体ＰPが人体に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。また、本実施形態によれば、多価金属塩として、水溶性が高く高濃度化が容易な塩化カルシウムを採用するため、カルシウムの反応性の高さとあいまって高い印刷速度と高画質を両立することができる。
【００６２】
また、本実施形態に係る媒体製造装置１において、多価金属塩は、酢酸カルシウムである、ことを特徴とする。
すなわち、本実施形態によれば、多価金属塩として人体への影響が少ない酢酸カルシウムを採用するため、記録媒体ＰPが、食品包装または衣類等の人体に触れる可能性のある態様で用いられる場合においても、記録媒体ＰPが人体に悪影響を及ぼすことを抑制することができる。また、本実施形態によれば、多価金属塩として、乳酸カルシウムと比較して水溶性が高く高濃度化が容易な酢酸カルシウムを採用するため、多価金属塩として、乳酸カルシウムを採用する場合と比較して高い印刷速度と高画質を両立することができる。また、本実施形態によれば、多価金属塩として、潮解性を有さない酢酸カルシウムを採用するため、例えば、多価金属塩が記録媒体ＰP上に残留する場合であっても、多価金属塩が潮解することを防止し、裏移り及びブロッキングなどの不都合の発生を抑止することが可能となる。
【００６３】
また、本実施形態に係る媒体製造装置１において、アンカー層Ｑancは、基材Ｐ上に設けられ、樹脂を含む定着層Ｑ0と、定着層Ｑ0上に設けられ、樹脂及び多価金属塩が反応した凝集層Ｑ1と、凝集層Ｑ1上に設けられ、多価金属塩を含む析出層Ｑ2と、を含む、ことを特徴とする。
すなわち、本実施形態によれば、反応液乾燥ユニット８３において、基材Ｐ上に定着層Ｑ0と凝集層Ｑ1と析出層Ｑ2とが形成されて、記録媒体ＰPが生成されるため、反応液乾燥ユニット８３による乾燥の後に、アニオン性のインクを記録媒体ＰPに付着させる場合に、インク中の色材及び樹脂が析出層Ｑ2と反応して収縮すると共に、インク中の色材及び樹脂が凝集層Ｑ1及び定着層Ｑ0を介して基材Ｐに固定される。これにより、本実施形態によれば、印刷速度を速くするために反応性の高いカルシウム塩などを含んだ反応液Ｑrを用いても、記録媒体ＰP上でのインク中の色材及び樹脂の移動及び拡散が制限され、過凝集の発生を防止することが可能となり、印刷速度の高速化と高品位な画質との両立が可能となる。
【００６４】
＜＜Ｂ．変形例＞＞
以上の各形態は多様に変形され得る。具体的な変形の態様を以下に例示する。以下の例示から任意に選択された２以上の態様は、相互に矛盾しない範囲内で適宜に併合され得る。なお、以下に例示する変形例において作用や機能が実施形態と同等である要素については、以上の説明で参照した符号を流用して各々の詳細な説明を適宜に省略する。
【００６５】
＜＜変形例１＞＞
上述した実施形態では、前処理液吐出ヘッド６１を用いて、インクジェット方式により、前処理液Ｑqを基材Ｐに塗布する態様を例示したが、本発明なこのような態様に限定されるものではない。前処理液吐出ヘッド６１の代わりに、ローラーコーターにより、基材Ｐに対して前処理液Ｑqを塗布してもよいし、スプレーコーター、スリットコーターなど、既知のあらゆる塗布手段を用いても構わない。反応液Ｑrの塗布、及び、インクの付着についても同様であるが、接触式の塗布方法を用いる場合は反応により凝集した樹脂が塗布手段に付着するため、クリーニング機構をあわせて備える必要がある。
【００６６】
＜＜変形例２＞＞
上述した実施形態及び変形例１では、印刷ユニット５０において記録媒体ＰPに対して吐出されるインクが、カラーインク及びホワイトインクを含む場合を例示したが、本発明なこのような態様に限定されるものではない。印刷ユニット５０において記録媒体ＰPに対して吐出されるインクには、例えば、メタリックインクが含まれていてもよい。また、表面の光沢性を制御するためのクリアインクなどを備えていてもよいし、蛍光色などのいわゆる特色インクを備えていてもよい。また逆に、ブラックインクのみを備えて白黒専用の印刷機として構成してもよい。
【００６７】
＜＜変形例３＞＞
上述した実施形態並びに変形例１及び変形例２では、条件α1及び条件α2が成立することを蒸発速度要件とするが、本発明なこのような態様に限定されるものではない。蒸発速度要件は、少なくとも条件α1が成立することであればよい。また、蒸発速度要件は、条件β1〜β３のうち、１以上の条件が成立することであってもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１…媒体製造装置、９…インクジェットプリンター、１０…制御ユニット、２０…基材供給ユニット、３０…基材搬送ユニット、４０…媒体受領ユニット、５０…印刷ユニット、５１…カラーインク吐出ヘッド、５２…ホワイトインク吐出ヘッド、６０…前処理液塗布ユニット、７０…反応液塗布ユニット、８１…インク乾燥ユニット、８２…前処理液乾燥ユニット、８３…反応液乾燥ユニット、９０…印刷制御ユニット、９１…媒体供給ユニット、９２…媒体搬送ユニット、９３…印刷物受領ユニット、ＳYS…印刷システム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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