(57)【要約】【課題】形成した立体イメージの高さが高くなった場合にも、十分な密着力を有し、形成した立体イメージを強固に保持することが可能な立体イメージの作成方法および装置を提供すること。【解決手段】インクおよび／または固形粒子ジェット方式を用いて形成される、支持体上への固形粒子による立体イメージの作成方法であって、前記インクにより略均一高さのイメージを形成する平滑イメージ形成工程と、前記インクにより形成された平滑イメージを、このイメージ側から前記支持体に加圧定着する加圧定着工程と、前記固形粒子により立体イメージを形成する立体イメージ形成工程と、前記固形粒子により形成された立体イメージを、このイメージに接触することなく前記支持体に定着する非接触定着工程とを含むことを特徴とする方法並びにこれを具体化した装置。【選択図】図１
2004255660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともインクおよび／または固形粒子ジェット方式を用いて形成される、支持体上への固形粒子による立体イメージの作成方法であって、
前記インクにより略均一高さのイメージを形成する平滑イメージ形成工程と、前記インクにより形成された平滑イメージを、このイメージ側から前記支持体に加圧定着する加圧定着工程と、
前記固形粒子により立体イメージを形成する立体イメージ形成工程と、
前記固形粒子により形成された立体イメージを、このイメージに接触することなく前記支持体に定着する非接触定着工程と
を含むことを特徴とする立体イメージの作成方法。
【請求項２】
前記加圧定着工程には、加熱を組み合わせることを特徴とする請求項１に記載の立体イメージの作成方法。
【請求項３】
前記非接触定着工程は、前記支持体裏面からの加熱によることを特徴とする請求項１または２に記載の立体イメージの作成方法。
【請求項４】
少なくともインクおよび／または固形粒子ジェット方式を用いて形成される、支持体上への固形粒子による立体イメージの作成装置であって、
前記インクにより略均一高さのイメージを形成する平滑イメージ形成手段と、前記インクにより形成された平滑イメージを、この平滑イメージ側から前記支持体に加圧定着する加圧定着手段と、
前記固形粒子により立体イメージを形成する立体イメージ形成手段と、
前記固形粒子により形成された立体イメージを、この立体イメージに接触することなく前記支持体に定着する非接触定着手段と
を有することを特徴とする立体イメージの作成装置。
【請求項５】
前記加圧定着手段は、加熱機能を併用するものであることを特徴とする請求項４に記載の立体イメージの作成装置。
【請求項６】
前記非接触定着手段は、前記支持体の裏面からの加熱を行うものであることを特徴とする請求項４または５に記載の立体イメージの作成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は立体イメージの作成方法および装置に関し、より詳細には、支持体上に少なくともインクジェット方式を用いて作成した立体イメージを、その支持体上に固定するために有効な定着方法および装置に特徴を有するイメージの作成方法および装置に関する。なお、本明細書中で、イメージという言葉は、いわゆる画像情報の他に文字等のテキスト情報を含むものとする。
【０００２】
【従来の技術】
周知の通り、インクジェット方式は、カラー画像を出力するための、構造が簡単で、装置の小型化，低価格化が可能な方式として広く用いられている。
【０００３】
通常、インクジェット方式によるプリンタ（インクジェット・プリンタ）には、サーマルヘッド方式あるいは電気機械変換素子（ピエゾ素子）方式が用いられている。そして、このインクジェット・プリンタに使用される記録体としては、一般に、染料系インクが使用され、これらの印刷方式上、記録用紙等の被記録体にインクを染み込ませることで、印刷が行われる。
【０００４】
また、これとは別に、例えば特許文献１に開示されているような、インクジェット方式とトナー飛翔方式とを併用したプリンタが知られている。このプリンタは、上述の両方式を併用することで、被記録体表面に凹凸のある印刷（エンボス印刷といわれる）を可能とするものであり、より具体的には、以下のように構成されるものである。
【０００５】
すなわち、まず、インクジェット方式によりインクを飛翔させて印刷を実行し、次いで、上記インクによる印刷部分に対しトナー飛翔方式によりトナー粒子を噴射し、最後に熱源により定着を行って、上記インクの乾燥およびトナー粒子の溶融・乾燥を行うことで、上記被記録体表面に上記インクおよびトナー粒子が立体物として固着した、凹凸のある立体的な画像を得るというものである。
【０００６】
ここで、上述の定着工程で用いられる装置としては、熱または光を利用して上記トナー粒子を一時溶融状態とし上記被記録体表面に定着させる方式、もしくもは、内部に熱を発生するヒータ等を配した定着ローラを、上記被記録体の記録面とは反対側の面から接触させて定着させる方式が挙げられている。
【０００７】
また、特許文献２には、熱溶融性インクを用いるインクジェット記録システムにおいて、上記熱溶融性インクからなるインク滴を記録媒体上へ押圧して画像を形成した後、このインク画像を、加圧手段の持つ熱容量により冷却して定着する装置が開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特許第３０２７９６９号公報
【特許文献２】
特許第３２２１４５０号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、インクジェット方式の単独使用で、もしくは前述のようなインクジェット方式とトナー飛翔方式とを併用して、より高度な立体イメージ（高さ分布を持つ文字・画像）を形成することが考えられるが、このような立体イメージを形成しようとする場合、形成した立体イメージを定着する方法には注意が必要である。
【００１０】
すなわち、形成した立体イメージの高さが高くなると、特にその断面積が小さいものの場合には、支持体との間の密着力が不足してきて、立体イメージが剥がれ落ちるというような事態が生ずる場合があるからである。
これに対しては、前述のような従来の定着方式のいずれかを用いるだけでは、十分な密着力が得られない。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、従来の技術における問題を解消し、形成した立体イメージの高さが高くなった場合にも、十分な密着力を有し、形成した立体イメージを強固に保持することが可能な立体イメージの作成方法および装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る立体イメージの作成方法は、少なくともインクおよび／または固形粒子ジェット方式を用いて形成される、支持体上への固形粒子による立体イメージの作成方法であって、前記インクにより略均一高さのイメージを形成する平滑イメージ形成工程と、前記インクにより形成された平滑イメージを、このイメージ側から前記支持体に加圧定着する加圧定着工程と、前記固形粒子により立体イメージを形成する立体イメージ形成工程と、前記固形粒子により形成された立体イメージを、このイメージに接触することなく前記支持体に定着する非接触定着工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】
ここで、前記加圧定着工程には、加熱を組み合わせることが好ましい。また、前記非接触定着工程は、前記支持体裏面からの加熱によることが好ましい。
【００１４】
また、本発明に係る立体イメージの作成装置は、少なくともインクおよび／または固形粒子ジェット方式を用いて形成される、支持体上への固形粒子による立体イメージの作成装置であって、前記インクにより略均一高さのイメージを形成する平滑イメージ形成手段と、前記インクにより形成された平滑イメージを、このイメージ側から前記支持体に加圧定着する加圧定着手段と、前記固形粒子により立体イメージを形成する立体イメージ形成手段と、前記固形粒子により形成された立体イメージを、この立体イメージに接触することなく前記支持体に定着する非接触定着手段とを有することを特徴とする。
【００１５】
ここで、前記加圧定着手段は、加熱機能を併用するものであることが好ましく、また、前記非接触定着手段は、前記支持体の裏面からの加熱を行うものであることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る立体イメージの作成装置の要部構成を模式的に示す側面図である。本実施形態に係る立体イメージの作成装置１０は、立体画像形成ユニット２０と、非接触定着ユニット３０から構成されている。
【００１８】
上記立体画像形成ユニット２０は、支持体としての印刷用紙を巻き付けて保持することが可能なドラム型の印刷用紙ホルダ２２と、固体吐出型インクジェットヘッド２４と、加熱定着ユニット２６と、圧力定着ユニット２８から構成されている。
【００１９】
印刷用紙ホルダ２２は、印刷用紙の前端および後端を保持するチャック部材２２ａを有し、この印刷用紙ホルダ２２の表面上に上記チャックにより保持される印刷用紙を保持し、後述する固体吐出型インクジェットヘッド２４による描画に供するとともに、描画の終了した印刷用紙を次工程である非接触定着ユニット３０に受け渡す機能を有するものである。
【００２０】
固体吐出型インクジェットヘッド２４は、ここでは、インク注入経路を切替えることにより、固体粒子を含まないインクのみを吐出するインクジェットヘッドとしても利用可能なものであり、後述するように、例えば、当初、平坦イメージを形成する際には、固体粒子を含まないインクのみを吐出するインクジェットヘッドとして機能し、この画像の定着後に行われる立体イメージの形成の際には、固体吐出型インクジェットヘッドとして機能するように用いられる。
【００２１】
また、後述するように、カラーイメージを形成する場合には、その色数だけのインクジェットヘッドを用意することが好ましく、さらに、上述の、インクのみを吐出するインクジェットヘッドと、固体粒子を含むインクを吐出するインクジェットヘッドの双方を備えることも好ましい。
【００２２】
圧力定着ユニット２８は、例えば、当初、上記固体吐出型インクジェットヘッド２４により形成された平坦イメージを加圧定着して、インクを乾燥するとともに、支持体中に染み込ませて、インクと支持体間の強固な結合を実現する機能を有するものである。なお、この圧力定着ユニット２６は、印刷用紙ホルダ２２に対して加圧，加圧解除の両状態に設定可能に構成されている。
【００２３】
また、加熱定着ユニット２６は、上述の圧力定着ユニット２８による加圧定着を行う前に、印刷用紙上に形成されたインクによるイメージを余熱して、加圧定着の作用をより確実にするための機能を有するものであるが、この手段は、必ずしも必須なものではない。
【００２４】
一方、非接触定着ユニット３０は、光または熱等の放射エネルギを用いて、上述の立体画像形成ユニット２０により立体画像が形成されて送り出されてくる被処理材料を、非接触加熱することにより定着する機能を有するものであり、例えば、本出願人が先に特願平１１−１６１９９５号（特開２０００−８１６９４号公報参照）により提案した「加熱装置」を応用することが可能である。
【００２５】
この加熱装置は、被処理材料を、この被処理材料の両端部を巻き掛ける巻き掛けリング３２に巻き掛けて、その中心部に熱線放射ヒータ３４を配したものであり、被処理材料を、処理対象部分には接触しない状態で、熱定着しながら搬送する機能を有するものである。
【００２６】
上述のように構成される本実施形態に係る立体イメージの作成装置１０の動作を、図２に示した動作フロー図に基づいて説明する。なお、図３〜図７は、図２中の各ステップに対応する、動作状態を示す模式図であり、動作節明示に、適宜引用する。
【００２７】
ステップ４２：（図３を参照）第１のステップは、印刷用紙ホルダ２２の表面上に前記チャック２２ａにより保持される印刷用紙Ｐ上に、ここでは、インクジェットヘッド２４による、インクで形成されるいわば平滑な（立体的でない）イメージを形成するステップである。
ここでは、１色以上のインクを順次用いて、モノクロまたはカラーイメージを形成する。２色以上のインクを用いる場合には、インクジェットヘッド２４を、その数に相当する数だけ用意することが好ましい。
【００２８】
ステップ４４：（図４を参照）第２のステップは、ステップ４２で形成された平滑なイメージ（以下、平滑イメージという）を、印刷用紙ホルダ２２表面上に保持される印刷用紙Ｐに固定すべく、加熱定着ユニット２６および加圧定着ユニット２８等の手段により、インクを印刷用紙Ｐ中に染み込ませる処理を行うステップである。
この処理は、前述のように、加圧だけでも可能であるが、加熱を併用することにより、より効率的に行わせることができる場合が多い。
【００２９】
なお、ここでは、前述のように加圧・加圧解除の両状態に設定可能な加圧定着ユニット２８は、いうまでもなく、加圧状態（矢印Ｑで示している）に設定しておくものとする。この状態では、加圧定着ユニット２８は、図示されていないスプリングにより、所定の圧力でインクイメージを印刷用紙に染み込ませるように加圧を行う。
【００３０】
この加圧定着処理が終了した印刷用紙（以下、これをＰ’で示す）は、印刷用紙ホルダ２２にセットされた状態に維持されたまま、印刷用紙ホルダ２２の回転によって、再度、インクジェットヘッド２４の下方に搬送されて、次のステップである、立体イメージの形成ステップに供される。
【００３１】
ステップ４６：（図５を参照）すなわち、第３のステップである立体イメージの形成ステップでは、上述のステップ４４で定着されたインクによる平滑イメージをベースとして、この上に立体イメージを形成する。このステップ４６では、図示されていない位置合わせ機構により、印刷用紙ホルダ２２の回転位置（つまり、印刷開始位置）を当初の平滑イメージの印刷開始位置に合わせて、この位置から、立体イメージの形成を開始する。
【００３２】
ここでは、立体イメージの形成方法として、印刷用紙ホルダ２２の回転位置を制御して、平滑イメージの位置（実際には、印刷用紙ホルダ２２の回転方向に沿った位置）毎に、印刷用紙ホルダ２２の回転を所定時間停止させて、その位置で所定時間、インクジェットヘッド２４を動作させて、固体粒子を含むジェット噴出により、所定の高さ分だけの立体像を形成させることで、立体イメージを形成する方法を採る。
【００３３】
ここでは、上記動作を、まず、インクジェットヘッド２４を、印刷用紙Ｐ’の幅方向に移動させながら、平滑イメージのある位置における全ラインについて行い、次いで、印刷用紙ホルダ２２を順次所定量（角度）だけ回転させながら、印刷用紙Ｐ’全体について行う。これにより、印刷用紙Ｐ上に、所望の立体イメージを形成することができる。
なお、この際には、前述の加圧定着ユニット２８は、印刷用紙（Ｐ’）からは浮上した位置に退去させてある（矢印Ｒで示している）。
【００３４】
上記動作は、カラーイメージの形成時においては、各色について所定の順序で行うことが必要である。
なお、いうまでもなく、上記動作は、インクジェットヘッド２４としてライン状のもの（いわゆる、ラインヘッド）を用いることにより、大幅に効率化することが可能であり、本発明はそのような実施形態をも包含するものである。
【００３５】
ステップ４８：次いで、第４のステップでは、まず、上述のステップ４６により形成された立体イメージを有する印刷用紙（以下、これをＰ”とする）を、これを破損しないように、注意深く扱いつつ、印刷用紙ホルダ２２から取り外して、非接触定着ユニット３０に受け渡す（図６を参照）。この操作は、オペレータに行わせてもよいが、印刷用紙ホルダ２２における立体イメージが終了した時点で、印刷用紙（Ｐ”）を図示されていない搬送手段の搬送用チャックに移すように構成してもよい。
【００３６】
非接触定着ユニット３０では、受け渡された印刷用紙（Ｐ”）を、そのイメージが形成された面側を熱線放射ヒータ３４に向けて一定速度で搬送しつつ、印刷用紙（Ｐ”）上の立体イメージ（固体粒子で形成されている）を加熱溶融等により強固に結合させて定着する（図７を参照）。
ここでは、前述のように、印刷用紙（Ｐ”）をその両端部のみを保持する巻き掛けリング３２に巻き掛けて搬送するので、前ステップで形成された立体イメージを破損するような事態は避けることができる。
【００３７】
図８に、上述のような諸工程を経て形成された立体イメージを有する印刷用紙（Ｐ”）の、模式断面図を示す。図中、Ｐはオリジナルの印刷用紙、Ｉはステップ４２，４４で形成された平滑イメージ部分のうちの印刷用紙上にある部分、また、Ｉ’は同じくステップ４２，４４で形成された平滑イメージ部分のうちの印刷用紙中に染み込んだ部分を示している。さらに、図８中のＩ”はステップ４６，４８で形成された立体イメージ部分を示している。
【００３８】
上記実施形態によれば、上述の平滑イメージ部分Ｉと印刷用紙Ｐとは、印刷用紙中に染み込んだイメージ部分Ｉ’を介して強固に結合され、また、上述の平滑イメージ部分Ｉとその上に形成された立体イメージ部分Ｉ”とは、溶融結合部分を介して同じく強固に結合されるので、立体イメージの剥がれ等が生ずることのない、高品質の立体イメージを印刷用紙上に形成することができる。
【００３９】
なお、上記実施形態は本発明の一例を示したものであり、本発明はこれに限定されるべきものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜の変更または改良を行ってもよいことはいうまでもない。
【００４０】
例えば、上記実施形態においては、インクジェットヘッド２４として、インク注入経路を切替えることにより、固体粒子を含まないインクのみを吐出するインクジェットヘッドと、固体粒子を含む混合インクを吐出するインクジェットヘッドとに切替えて使用可能なものを用いたが、これは、それぞ、別のインクジェットヘッドとしても受け、目的に応じて切替えるようにしてもよい。
【００４１】
また、前述のように、カラーイメージを形成する場合には、その色数だけのインクジェットヘッドを用意することが好ましく、これについても、前述の、インクのみを吐出するインクジェットヘッドと、固体粒子を含む混合インクを吐出するインクジェットヘッドの双方を備えることも好ましい。
【００４２】
さらに、加熱定着ユニット２６，加圧定着ユニット２８，非接触定着ユニット３０の具体的構成は、各種のものが採用可能であり、実施形態に示したものに限定されるものではない。
【００４３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、形成した立体イメージの高さが高くなった場合にも、十分な密着力を有し、形成した立体イメージを強固に保持することが可能な立体イメージの作成方法および装置を提供できるという顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る立体イメージの作成装置の要部構成を模式的に示す側面図である。
【図２】一実施形態に係る立体イメージの作成装置の動作概要を示す動作フロー図である。
【図３】図２中の各ステップに対応する、動作状態を示す模式図（その１）である。
【図４】図２中の各ステップに対応する、動作状態を示す模式図（その２）である。
【図５】図２中の各ステップに対応する、動作状態を示す模式図（その３）である。
【図６】図２中の各ステップに対応する、動作状態を示す模式図（その４）である。
【図７】図２中の各ステップに対応する、動作状態を示す模式図（その５）である。
【図８】図２中の各ステップに示す各工程を経て形成された立体イメージを有する印刷用紙（Ｐ”）の模式断面図である。
【符号の説明】
１０  立体イメージの作成装置
２０  立体画像形成ユニット
２２  印刷用紙ホルダ
２２ａ  （印刷用紙ホルダの）チャック
２４  インクジェットヘッド
２６  加熱定着ユニット
２８  圧力定着ユニット
３０  非接触定着ユニット
３２  巻き掛けリング
３４  熱線放射ヒータ
４２、４４，４６，４８  処理ステップ
Ｉ  印刷用紙上にある平滑イメージ部分
Ｉ’  印刷用紙中に染み込んだ平滑イメージ部分
Ｉ”  平滑イメージ部分の上に形成された立体イメージ部分
Ｐ  印刷用紙
Ｐ’  平滑イメージの加圧定着処理が終了した印刷用紙
Ｐ”  立体イメージを有する印刷用紙
【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】
2004255660.tif 000008
【図７】
2004255660.tif 000009
【図８】
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