本發(fā)明涉及圖像形成方法，詳細(xì)而言涉及如下的圖像形成方法：能夠通過從噴墨頭的噴嘴吐出巨大液滴，穩(wěn)定地生產(chǎn)在印刷介質(zhì)上設(shè)置具有目測(cè)以及觸感優(yōu)良的凹凸的裝飾效果的印刷品。

背景技術(shù)：

以往，作為獲取被賦予裝飾效果的凹凸的印刷品的方法，有例如使用制版在印刷介質(zhì)上將圖案等印刷成凹凸?fàn)畹姆椒?、將另外形成好的圖案等粘合或者轉(zhuǎn)印到印刷介質(zhì)上的方法。但是，不論哪種方法都需要專用的制版或粘合、轉(zhuǎn)印作業(yè)，在成本花費(fèi)方面生產(chǎn)率也惡化。

另一方面，作為印刷技術(shù)之一周知有噴墨法。噴墨法能夠在各種印刷介質(zhì)上以非接觸的方式形成任意的圖像，所以近年來被廣泛利用于各種領(lǐng)域。

專利文獻(xiàn)1中關(guān)于形成穩(wěn)定的圖像的技術(shù)公開了如下內(nèi)容：從具有口徑30μm以下的噴嘴的噴墨頭，以15kHz以上的驅(qū)動(dòng)頻率吐出包含色材、水以及水溶性有機(jī)溶劑且25℃時(shí)的粘度是5mPa·s以上的墨。

另外，專利文獻(xiàn)2中關(guān)于用于穩(wěn)定吐出液滴的技術(shù)公開了如下內(nèi)容：將噴嘴內(nèi)的彎液面(Meniscus)的引進(jìn)量設(shè)定成預(yù)定的條件，穩(wěn)定吐出1pl以下的微小液滴。

進(jìn)而，專利文獻(xiàn)3中關(guān)于使液滴附著到平均表面粗糙度Ra為3μm以上的印刷介質(zhì)而進(jìn)行圖像記錄的技術(shù)公開了如下內(nèi)容：吐出含有金屬顏料和透明的球狀粒子的墨組合物的液滴，形成具有回歸反射性的圖像。

但是，專利文獻(xiàn)1～專利文獻(xiàn)3都不是獲取被賦予裝飾效果的凹凸的印刷品的技術(shù)。

此外，本發(fā)明中的裝飾效果不僅是本來介質(zhì)的表面就具有的“粗糙感”，還意味著能夠通過觸感來識(shí)別印刷部以及圖像的效果。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2002-264333號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2003-165220號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2010-158849號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明人研究了使用噴墨法在印刷介質(zhì)表面形成基于新的凹凸的圖像，從而形成被賦予裝飾效果的凹凸的印刷品。期待這樣的被賦予裝飾效果的印刷品作為陶器或瓷器的磚、壁紙等表面被裝飾了的建造物的外裝材料、內(nèi)裝材料，而被利用于建材、室內(nèi)裝修的領(lǐng)域。另外，還期待被利用于家電產(chǎn)品、家具、文具、洗滌劑等日用品、食品的包裝等外裝材料的涂飾。

本發(fā)明人通過實(shí)驗(yàn)得到確認(rèn)，得知為了通過裝飾效果呈現(xiàn)印刷品的商品價(jià)值，通過著落到印刷介質(zhì)的液滴進(jìn)行打印后的該印刷介質(zhì)的印刷部表面的算術(shù)平均粗糙度(Ra)需要為3μm以上。為了得到具有這樣的表面粗糙度的凹凸的印刷品，需要從噴墨頭的噴嘴吐出巨大液滴。

但是，本發(fā)明人進(jìn)一步進(jìn)行了研究，得知僅僅使巨大液滴著落到印刷介質(zhì)而形成圖像的話，還是難以形成被賦予目測(cè)、觸感良好的裝飾效果的印刷品。另外，在從噴墨頭的噴嘴吐出巨大液滴的情況下，還存在噴嘴內(nèi)的彎液面易于破裂，從而難以穩(wěn)定地生產(chǎn)印刷品這樣的問題。

因此，本發(fā)明的課題在于提供一種圖像形成方法，通過從噴墨頭的噴嘴吐出巨大液滴，能夠穩(wěn)定地生產(chǎn)具備具有目測(cè)以及觸感優(yōu)良的凹凸的裝飾效果的印刷品。

本發(fā)明的其它課題通過以下的記載將更加明確。

上述課題通過以下的各發(fā)明來解決。

1.一種圖像形成方法，從噴墨頭所具備的與多個(gè)墨室對(duì)應(yīng)的多個(gè)噴嘴分別吐出液滴并打印到印刷介質(zhì)上，形成印刷品，該圖像形成方法的特征在于，

從所述噴墨頭的所述噴嘴吐出70pl以上的所述液滴，在所述印刷介質(zhì)上以一次通過方式進(jìn)行打印，形成打印后的所述印刷品表面的算術(shù)平均粗糙度(Ra)為3μm以上的凹凸的印刷品。

2.根據(jù)上述1記載的圖像形成方法，其特征在于，所述印刷介質(zhì)的打印前的算術(shù)平均粗糙度Ra為從所述噴嘴吐出的所述液滴的半徑的1/4以下。

3.根據(jù)上述1或者2記載的圖像形成方法，其特征在于，使從所述噴嘴溢出的墨的彎液面的最大突出量為該噴嘴的半徑的2/3以下。

4.根據(jù)上述3記載的圖像形成方法，其特征在于，所述噴墨頭在所述墨室的入口具有對(duì)墨流路進(jìn)行節(jié)流的節(jié)流部。

5.根據(jù)上述1至4中的任意一項(xiàng)記載的圖像形成方法，其特征在于，所述噴墨頭使用粘度為5cp以上的墨并將所述液滴吐出到所述印刷介質(zhì)上。

6.根據(jù)上述1至5中的任意一項(xiàng)記載的圖像形成方法，其特征在于，所述噴墨頭使用含有數(shù)均粒子徑為3μm以上的無機(jī)顏料的墨并將所述液滴吐出到所述印刷介質(zhì)上。

7.根據(jù)上述6記載的圖像形成方法，其特征在于，所述噴墨頭的所述噴嘴的直徑為50μm以上。

8.根據(jù)上述6或者7記載的圖像形成方法，其特征在于，所述噴墨頭是從內(nèi)部不具有過濾器的共同墨室對(duì)多個(gè)所述墨室共同地供給墨的構(gòu)造。

9.根據(jù)上述1至8中的任意一項(xiàng)記載的圖像形成方法，其特征在于，所述噴墨頭是構(gòu)成所述墨室的至少一個(gè)壁面由以剪力模式驅(qū)動(dòng)的壓電元件形成的剪力模式型的噴墨頭。

10.根據(jù)上述9記載的圖像形成方法，其特征在于，所述噴墨頭的所述墨室的縱橫比(深度/寬度)為7以下。

11.根據(jù)權(quán)利要求上述9或者10記載的圖像形成方法，其特征在于，在所述噴墨頭中，相鄰的所述墨室之間的隔壁通過所述壓電元件構(gòu)成，該噴墨頭具有所述墨室從墨的入口朝向出口形成為直線狀的六面體形狀的頭芯片。

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種通過從噴墨頭的噴嘴吐出巨大液滴，能夠穩(wěn)定地生產(chǎn)具備具有目測(cè)以及觸感優(yōu)良的凹凸的裝飾效果的印刷品的圖像形成方法。

附圖說明

圖1是示出通過著落到印刷介質(zhì)表面的液滴形成有凹凸的印刷品的概念的剖面圖。

圖2是示出在實(shí)施本發(fā)明的圖像形成方法時(shí)所使用的圖像形成裝置的一例的側(cè)視圖。

圖3是圖2所示的圖像形成裝置的俯視圖。

圖4是示出在圖像形成裝置中所優(yōu)選使用的噴墨頭的一個(gè)例子的分解立體圖。

圖5的(a)～(c)是說明圖4所示的噴墨頭的液滴吐出時(shí)的動(dòng)作的說明圖。

圖6是示出圖4所示的噴墨頭所使用的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的一例的圖。

圖7是說明噴嘴內(nèi)的彎液面溢出的樣子的圖。

圖8是示出無機(jī)顏料的粒子數(shù)相對(duì)于數(shù)均粒子徑的分布的圖形。

(符號(hào)說明)

1：噴墨頭；11：頭芯片；11a：前端面；11b：后端面；111：墨室；111a：墨入口；111b：墨出口；112：隔壁；113：驅(qū)動(dòng)電極；114：連接電極；12：噴嘴板；121：噴嘴；13：布線基板；13a：端部；131：墨流路孔；132：布線；14：墨歧管；141：共同墨室；15：FPC；2：輸送帶；2a：輸送面；21：旋轉(zhuǎn)輥；3：照射部；100：圖像形成裝置；200：驅(qū)動(dòng)電路；300：驅(qū)動(dòng)信號(hào)；301：第1膨脹脈沖；302：收縮脈沖；303：第2膨脹脈沖；400：彎液面；500：液滴；M：印刷介質(zhì)；PW1：第1膨脹脈沖的維持時(shí)間；PW2：收縮脈沖的維持時(shí)間。

具體實(shí)施方式

以下，詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。

本發(fā)明是從噴墨頭具備的與多個(gè)墨室對(duì)應(yīng)的多個(gè)噴嘴分別吐出液滴并打印到印刷介質(zhì)上，形成印刷品的圖像形成方法，其中，從噴墨頭的噴嘴吐出70pl以上的液滴，在印刷介質(zhì)上以一次通過方式進(jìn)行打印，形成通過所著落的液滴進(jìn)行打印之后的算術(shù)平均粗糙度(Ra)為3μm以上的凹凸的印刷品。目前為止的利用噴墨得到的印刷品由于墨中未包含足夠量的大粒子徑的顏料的墨，所以墨層自身小于2μm而無法實(shí)現(xiàn)基于凹凸的表面粗糙度，無法得到本發(fā)明的裝飾效果。

由此，通過著落下70pl以上的巨大液滴，形成由著落到印刷介質(zhì)上的液滴構(gòu)成的大的凸部，其干燥或者固化，從而能夠得到具有凹凸的印刷品。如圖1所示，該印刷品的凹凸并非印刷介質(zhì)M自身具有的表面的凹凸，而是通過著落到其表面的液滴500固化而新形成的凹凸。

在本發(fā)明中，根據(jù)所獲得的印刷品的裝飾效果優(yōu)良的觀點(diǎn)，使液滴為70pl以上，優(yōu)選的是70pl以上300pl以下。

70pl以上的液滴也可以由從噴墨頭的噴嘴通過1次吐出動(dòng)作吐出的1滴液滴形成，但從噴嘴吐出的1滴液滴的大小是有限度的。在該情況下，也可以通過多次吐出動(dòng)作而從噴嘴吐出多個(gè)液滴并使多個(gè)液滴在飛翔中合體，從而形成合計(jì)為70pl以上的液滴。另外，也可以使通過多次吐出動(dòng)作從噴嘴吐出的多個(gè)液滴著落到印刷介質(zhì)上的大致同一位置，從而得到著落有合計(jì)為70pl以上的液滴的印刷介質(zhì)。進(jìn)而，還能夠例如從噴嘴連續(xù)吐出3滴100pl的液滴，并在飛翔中使3滴100pl的液滴合體、或者使其著落到印刷介質(zhì)上的大致同一位置，從而得到著落有合計(jì)為300pl的液滴的印刷介質(zhì)。

著落的液滴固化之后是指，著落到印刷介質(zhì)上的液滴從液體相變?yōu)楣腆w之后。例如，作為在本發(fā)明中優(yōu)選的能夠使用的墨，可以舉出如UV墨等那樣的活性能量射線固化型墨、陶瓷墨，在活性能量射線固化型墨的情況下，是指著落了的液滴通過照射活性能量射線而固化之后的狀態(tài)。另外，在陶瓷墨的情況下，是指著落了的液滴通過加熱而固化之后的狀態(tài)。

另外，液滴所著落的印刷部位表面以及印刷介質(zhì)的算術(shù)平均粗糙度(Ra)是JIS B0601-2001中的算術(shù)平均粗糙度(Ra)。

此外，本發(fā)明中的算術(shù)平均粗糙度(Ra)能夠通過一般的表面粗糙度計(jì)來測(cè)量。作為具體的表面粗糙度計(jì)，優(yōu)選為奧林巴斯株式會(huì)社制的OLS4100、株式會(huì)社三豐制的表面粗糙度/輪廓形狀測(cè)量?jī)xFormtracer SV-C4500等。

但是，根據(jù)本發(fā)明人的知識(shí)，為了有效地顯現(xiàn)裝飾效果，重要的是將吐出的液滴的大小和接受側(cè)的印刷介質(zhì)的表面粗糙度密切地結(jié)合，還要考慮它們的關(guān)系。其原因?yàn)?，例如，在使用如瓷磚那樣表面具有微細(xì)的凹凸的印刷介質(zhì)的情況下，有可能由于液滴的一部分被印刷介質(zhì)表面的凹部吸收，而導(dǎo)致通過打印的液滴獲得的凹凸效果減退。

因此，關(guān)于印刷介質(zhì)，優(yōu)選打印前的狀態(tài)下的算術(shù)平均粗糙度(Ra)為從噴墨頭的噴嘴吐出的液滴的半徑的1/4以下。由此，著落到印刷介質(zhì)上的液滴不易被凹部吸收，能夠通過利用液滴得到的新的凸部良好地形成凹凸，能夠有效地對(duì)印刷品賦予裝飾效果。

作為具有這樣的算術(shù)平均粗糙度(Ra)的印刷介質(zhì)，并無特別限定，能夠從舉出的如下介質(zhì)中適當(dāng)選擇：紙、瓷磚、墻壁所使用的加工木材或者被表面加工過的木材、壁紙等所使用的復(fù)層材料、棉麻網(wǎng)(無紡布)等；或者建筑的墻壁等所使用的混凝土、磚、瓦、陶瓷器質(zhì)瓷磚、纖維強(qiáng)化水泥板、鋼鐵、鋁、金屬板、玻璃、砂漿、灰漿、石頭、石膏板、水泥刨花板等；地面等所使用的木質(zhì)地板、軟木、地毯、地板革、瓷磚等多種多樣的材料等；天花板等所使用的布(乙烯布料、紙布、布制布)、木質(zhì)類(實(shí)木、復(fù)層材料、纖維板)、無機(jī)質(zhì)類(玻璃質(zhì)纖維板、石膏板)等。

此外，吐出的液滴的半徑是指從噴嘴吐出后且著落前的狀態(tài)下的液滴的半徑。該液滴的半徑通過如下方法求出：使用顯微鏡和閃光燈光源對(duì)從噴嘴面離開500μm的位置處的液滴進(jìn)行攝像，根據(jù)所得到的液滴圖像計(jì)算將該液滴視為球的情況下的直徑。

在本發(fā)明中，在印刷介質(zhì)上以一次通過方式進(jìn)行打印是指，使噴墨頭相對(duì)于印刷介質(zhì)上的預(yù)定的打印區(qū)域僅通過1次，在該過程中進(jìn)行打印而形成期望的圖像。

一般而言，在噴墨方式中，除了這樣的一次通過方式以外，有通過使噴墨頭相對(duì)于印刷介質(zhì)在主掃描方向上多次往返移動(dòng)而用液滴填寫預(yù)定的打印區(qū)域的掃描方式。在該掃描方式中，使噴墨頭相對(duì)于預(yù)定的打印區(qū)域多次通過，所以在噴墨頭的掃描移動(dòng)時(shí)以及反轉(zhuǎn)時(shí)，頻繁地對(duì)噴嘴內(nèi)的彎液面作用強(qiáng)的慣性力。因此，在從噴嘴吐出70pl以上的巨大液滴的情況下，有可能在吐出前的階段噴嘴內(nèi)的彎液面破損，發(fā)生不吐出液滴的噴嘴缺陷。另外，在為了避免對(duì)彎液面作用這樣的強(qiáng)的慣性力而降低噴墨頭的掃描速度時(shí)，打印速度顯著降低。在使噴墨頭在同一區(qū)域多次通過的掃描方式中，每1個(gè)印刷介質(zhì)的通過次數(shù)多，光這點(diǎn)就花費(fèi)了產(chǎn)品輸出時(shí)間，所以在降低掃描速度時(shí)，導(dǎo)致生產(chǎn)率將進(jìn)一步降低。

但是，根據(jù)本發(fā)明，通過在印刷介質(zhì)上以一次通過方式進(jìn)行打印，能夠降低由于這樣的彎液面破損而導(dǎo)致的噴嘴缺陷的發(fā)生。而且，每1個(gè)印刷介質(zhì)的通過次數(shù)僅為1次，所以與掃描方式相比能夠大幅提高生產(chǎn)率。因此，能夠通過噴墨法，穩(wěn)定地生產(chǎn)在印刷介質(zhì)上設(shè)置具有目測(cè)以及觸感優(yōu)良的凹凸的裝飾效果的印刷品。

此外，作為一次通過方式，有將噴墨頭固定為位置不動(dòng)并相對(duì)于該噴墨頭僅朝一個(gè)方向輸送移動(dòng)印刷介質(zhì)來進(jìn)行打印的方式、相對(duì)于位置不動(dòng)的印刷介質(zhì)使噴墨頭僅朝一個(gè)方向掃描移動(dòng)來進(jìn)行打印的方式和使印刷介質(zhì)和噴墨頭一起分別朝相反的方向移動(dòng)來進(jìn)行打印的方式。不論在哪種情況下，與掃描方式相比都不會(huì)降低生產(chǎn)率，不過根據(jù)更有效地防止噴嘴內(nèi)的彎液面的破損來提高生產(chǎn)率的觀點(diǎn)，優(yōu)選將噴墨頭固定為位置不動(dòng)并相對(duì)于該噴墨頭僅朝一個(gè)方向輸送移動(dòng)印刷介質(zhì)來進(jìn)行打印的方式。

本發(fā)明中使用的墨優(yōu)選粘度為5cp以上的墨。能夠抑制著落到印刷介質(zhì)上的液滴的暈染，所以能夠表現(xiàn)更優(yōu)良的凹凸，能夠進(jìn)一步提高裝飾效果。關(guān)于墨的粘度，在過高時(shí)將難以從噴嘴吐出，所以50cp以下是適當(dāng)?shù)摹?/p>

另外，本發(fā)明中使用的墨優(yōu)選包含具有3μm以上的數(shù)均粒子徑的無機(jī)顏料的墨。含有這樣的無機(jī)顏料的墨作為裝飾效果而對(duì)印刷介質(zhì)的表面賦予摩擦的變化，能夠進(jìn)一步提高得到的印刷品的質(zhì)感。

無機(jī)顏料的粒子徑是數(shù)均粒子徑。粒子徑通常取如圖8所示的與粒子徑對(duì)應(yīng)的粒子數(shù)的分布。在該分布曲線成線對(duì)稱的情況下，粒子數(shù)的峰值的粒子徑與數(shù)均粒子徑近似。

作為本發(fā)明中使用的無機(jī)顏料，能夠按照目的適當(dāng)使用公知的無機(jī)顏料。并無特別限定，如果舉出一例，有炭黑、氧化鐵、硫化汞、碳酸鈣、高嶺土、云母、氧化鈦、氧化鋅、氧化鉻、鋁酸鈷、鋁粉、陶瓷粉等。

接下來，參照附圖，說明在實(shí)施本發(fā)明的圖像形成方法時(shí)可優(yōu)選使用的圖像形成裝置的一例，進(jìn)一步說明本發(fā)明的圖像形成方法。

圖2是示出圖像形成裝置的一例的側(cè)視圖，圖3是圖2所示的圖像形成裝置的俯視圖，圖4是示出在圖3所示的圖像形成裝置中可優(yōu)選使用的噴墨頭的一例的分解立體圖，圖5的(a)～(c)是說明圖4所示的噴墨頭的液滴吐出時(shí)的動(dòng)作的說明圖，圖6是示出圖4所示的噴墨頭所使用的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的一例的圖。

在圖2、圖3中，100是圖像形成裝置，1是設(shè)置于圖像形成裝置100的噴墨頭，2是設(shè)置于圖像形成裝置100的輸送帶，M是印刷介質(zhì)。

在圖像形成裝置100中，在輸送帶2的輸送面2a上間隔地載置有多個(gè)印刷介質(zhì)M。在圖2、圖3所示的本實(shí)施方式中，作為印刷介質(zhì)M例示了瓷磚。輸送帶2被架設(shè)于一對(duì)旋轉(zhuǎn)輥21、旋轉(zhuǎn)輥21，任意的旋轉(zhuǎn)輥21利用未圖示的驅(qū)動(dòng)源而轉(zhuǎn)動(dòng)，從而輸送帶2旋轉(zhuǎn)移動(dòng)，將搬送面2a上的印刷介質(zhì)M以恒定速度朝向圖中的Y方向輸送。

以使得噴嘴面成為面對(duì)輸送面2a的垂直向下的朝向的方式將噴墨頭1配置在輸送帶2的輸送面2a的上方。在噴嘴面中，沿著X方向排列設(shè)置有圖2、圖3中未示出的多個(gè)噴嘴。該噴墨頭1是沿著X方向的噴嘴列具有沿著印刷介質(zhì)M的X方向的打印區(qū)域?qū)挾纫陨系拈L(zhǎng)度的線型的噴墨頭，被配置成在打印中位置不動(dòng)。而且，在通過輸送帶2輸送印刷介質(zhì)M的過程中，根據(jù)打印數(shù)據(jù)，從各噴嘴吐出70pl以上的液滴，從而對(duì)印刷介質(zhì)M的預(yù)定的打印區(qū)域以一次通過方式進(jìn)行打印。

關(guān)于該線型的噴墨頭1，例示了僅由噴嘴列具有印刷介質(zhì)M的打印區(qū)域?qū)挾纫陨系拈L(zhǎng)度的1個(gè)頭構(gòu)成的例子，但絕對(duì)不限于此。線型的噴墨頭也可以是例如通過將多個(gè)頭沿著該打印區(qū)域?qū)挾冉诲e(cuò)狀配置而構(gòu)成為長(zhǎng)條狀的噴墨頭，所述頭具有比印刷介質(zhì)M的打印區(qū)域?qū)挾刃〉拈L(zhǎng)度的噴嘴列。

關(guān)于本實(shí)施方式所示的噴墨頭1，例示了作為活性能量射線固化型墨而使用UV墨的情況。因此，將照射紫外光的照射部3配置于噴墨頭1的下游側(cè)附近，所述紫外光用于使通過噴墨頭1打印到印刷介質(zhì)M上的圖像固化。

另外，在本實(shí)施方式所示的圖像形成裝置100中，沿著印刷介質(zhì)M的輸送方向(Y方向)配置有多組噴墨頭1和照射部3的組。由此，利用下游側(cè)的噴墨頭1以及照射部3的組向利用上游側(cè)的噴墨頭1以及照射部3的組形成的圖像，以積累疊合的方式進(jìn)行打印，從而能夠進(jìn)一步形成圖像，所以能夠得到具有更富有凹凸表現(xiàn)的、裝飾效果優(yōu)良的圖像的印刷品，這是本發(fā)明中優(yōu)選的方案。組數(shù)不限于圖示的2組，也可以為3組以上。

在這樣沿著輸送方向設(shè)置多個(gè)噴墨頭1的情況下，還優(yōu)選設(shè)為通過使每個(gè)噴墨頭1的墨顏色不同而能夠在印刷介質(zhì)M上形成多個(gè)顏色的圖像。

如圖4所示，噴墨頭1具有頭芯片11、噴嘴板12、布線基板13、墨歧管14以及FPC15。圖4所示的噴墨頭1示出了在頭芯片11與布線基板13之間左右展開的狀態(tài)。

頭芯片11是六面體形狀，沿著圖中的X方向排列設(shè)置有多個(gè)墨室111(還稱為通道)。在圖4中，用虛線示出其中的僅1個(gè)墨室111。墨室111從頭芯片11的前端面11a到后端面11b直線狀延伸，在前端面11a配置有墨出口111a，在后端面11b配置有墨入口111b。在該頭芯片11中形成為多個(gè)墨室111呈1列，但也可以朝圖2、圖3中的Y方向排列設(shè)置多個(gè)沿著X方向的墨室111的列。

噴嘴板12被粘合于頭芯片11的前端面11a。在噴嘴板12中，在與頭芯片11的各墨室111對(duì)應(yīng)的位置處，分別形成有噴嘴121。

布線基板13由例如玻璃基板等絕緣性的基板構(gòu)成，被粘合于頭芯片11的后端面11b。布線基板13具有比頭芯片11的后端面11b的面積大的面積，在被粘合到頭芯片11時(shí)，布線基板13的端部向頭芯片11的側(cè)方伸出。在布線基板13中，在與頭芯片11的各墨室111對(duì)應(yīng)的位置處，分別形成有墨流路孔131。

墨歧管14是存積經(jīng)由布線基板13的墨流路孔131對(duì)各墨室111共同供給的墨的構(gòu)件，被粘合于布線基板13的背面?zhèn)?。墨被存積于在墨歧管14內(nèi)形成的共同墨室141，并從該共同墨室141經(jīng)由布線基板13的墨流路孔131被供給到頭芯片11的各墨室111。

在本發(fā)明中，關(guān)于頭芯片11，如圖5所示，位于相鄰的墨室111、墨室111之間的形成壁面的隔壁112由PZT等壓電元件構(gòu)成。各隔壁112通過在高度方向(圖5的上下方向)上接合具有相反的極化方向的壓電元件而形成。在面對(duì)墨室111內(nèi)的隔壁112的表面形成有驅(qū)動(dòng)電極113。

具有這樣的頭芯片11的噴墨頭1是剪力模式(shear mode)型的噴墨頭。即，在從驅(qū)動(dòng)電路200對(duì)進(jìn)行液滴吐出的墨室111內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電極113施加例如圖6所示那樣的驅(qū)動(dòng)信號(hào)300，并將其兩鄰的墨室111、墨室111內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電極113、驅(qū)動(dòng)電極113接地時(shí)，頭芯片11以兩隔壁112、隔壁112彎曲變形的方式進(jìn)行剪力模式驅(qū)動(dòng)。剪力模式型的噴墨頭1能夠高效地對(duì)墨室111內(nèi)的墨賦予吐出壓力，易于對(duì)液滴體積進(jìn)行加工，所以在實(shí)施吐出70pl以上的液滴的本發(fā)明的圖像形成方法的情況下可優(yōu)選使用剪力模式型的噴墨頭1。

另外，如本實(shí)施方式所示的噴墨頭1那樣具有六面體形狀的頭芯片11的噴墨頭具有制造簡(jiǎn)單且還能夠抑制生產(chǎn)成本的優(yōu)點(diǎn)，在該頭芯片11中，壓電元件構(gòu)成相鄰的墨室111、墨室111之間的隔壁112，且各墨室111從墨入口111b朝向墨出口111a形成為直線狀。

在頭芯片11的后端面11b形成有與各墨室111內(nèi)的驅(qū)動(dòng)電極113電連接的連接電極114。另外，布線基板13形成有與該連接電極114對(duì)應(yīng)的布線132。頭芯片11和布線基板13被粘合成這些連接電極114與布線132電連接。布線132延伸至布線基板13的端部13a，在該布線基板13的端部13a電連接有FPC15。因此，驅(qū)動(dòng)信號(hào)300從驅(qū)動(dòng)電路200經(jīng)由FPC15、布線132以及連接電極114被施加到各驅(qū)動(dòng)電極113。

圖6所示的驅(qū)動(dòng)信號(hào)300由具有第1膨脹脈沖301、收縮脈沖302和第2膨脹脈沖303的矩形波構(gòu)成，其中，第1膨脹脈沖301從基準(zhǔn)電位上升而使墨室111的容積膨脹，收縮脈沖302在將該第1膨脹脈沖301維持固定時(shí)間之后使墨室111的容積收縮，第2膨脹脈沖303在將該收縮脈沖302維持固定時(shí)間之后使墨室111的容積膨脹而返回到基準(zhǔn)電位。

此外，圖6中的縱軸是電壓、橫軸是時(shí)間。另外，PW1是第1膨脹脈沖301的維持時(shí)間，PW2是收縮脈沖302的維持時(shí)間。在將墨室111中的壓力波的聲學(xué)共振周期的1/2設(shè)為AL時(shí)，在PW1設(shè)定為1AL附近時(shí)能夠高效地吐出液滴，因而優(yōu)選。在PW2設(shè)定為2AL附近時(shí)能夠消除液滴吐出后的墨室111內(nèi)的余音壓力波，因而優(yōu)選。

如圖5(a)所示，關(guān)于隔壁112處于中立狀態(tài)的墨室111，在對(duì)驅(qū)動(dòng)電極113施加第1膨脹脈沖301時(shí)，如圖5(b)所示兩隔壁112、隔壁112朝向外側(cè)彎曲變形而容積膨脹。由此，墨從共同墨室141流入到墨室111內(nèi)。接下來，在對(duì)驅(qū)動(dòng)電極113施加收縮脈沖302時(shí)，膨脹狀態(tài)的兩隔壁112、隔壁112如圖5(c)所示朝向內(nèi)側(cè)彎曲變形，墨室111一下子收縮。通過該收縮，對(duì)墨室111內(nèi)的墨賦予壓力。在該壓力增大到從噴嘴121吐出墨的程度時(shí)，從噴嘴121吐出液滴。之后，當(dāng)在預(yù)定的定時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)電極113施加第2膨脹脈沖303時(shí)，收縮狀態(tài)的兩隔壁112、隔壁112如圖5(a)所示恢復(fù)到中立狀態(tài)。

該驅(qū)動(dòng)信號(hào)300僅為一例，在本發(fā)明中沒有任何限定。為了從噴墨頭1的噴嘴121吐出70pl以上的液滴，一般能夠通過適當(dāng)設(shè)定驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電壓值、各脈沖的維持時(shí)間來進(jìn)行。

但是，一般而言，在連續(xù)吐出液滴時(shí)，有時(shí)如圖7所示噴嘴121內(nèi)的彎液面400突出而變得易于溢出。該溢出現(xiàn)象是由于液滴吐出后的墨的再填充時(shí)墨返回到墨室內(nèi)而引起的。特別是在本實(shí)施方式所示的剪力模式型的噴墨頭1的情況下，墨室111細(xì)長(zhǎng)，所以再填充時(shí)的墨的返回的勢(shì)頭強(qiáng)，彎液面400的溢出易于變大。

在該彎液面400的溢出變大時(shí)，不僅使吐出的液滴的速度發(fā)生變動(dòng)，彎液面400也變得不穩(wěn)定，有可能影響到穩(wěn)定吐出。該彎液面400的溢出量(最大突出量L)優(yōu)選為噴嘴121的半徑的2/3以下。由此，在吐出70pl以上的液滴時(shí)，也能夠?qū)膰娮?21吐出的液滴的速度變動(dòng)抑制得較小而穩(wěn)定吐出。其結(jié)果是能夠使液滴著落到所瞄準(zhǔn)的目標(biāo)位置，能夠進(jìn)行高精細(xì)的打印。

噴嘴121的半徑如圖7所示，為噴嘴121的吐出側(cè)端部的開口直徑D的1/2。在噴嘴121的吐出側(cè)端部的開口形狀不是圓形的情況下，為在被置換成相同的面積的圓的情況下的該圓的直徑的1/2。

另外，彎液面400的溢出量能夠通過使用顯微鏡和閃光燈光源對(duì)噴嘴面的彎液面400進(jìn)行攝像，并根據(jù)所得到的圖像測(cè)量彎液面400的最大突出量L而求出。

作為使從噴嘴121溢出的彎液面400的最大突出量L為噴嘴121的半徑的2/3以下的方法，可以舉出例如適當(dāng)設(shè)定噴墨頭1的驅(qū)動(dòng)頻率(驅(qū)動(dòng)周期)。其原因?yàn)椋瑥澮好娴囊绯雠c液滴的連續(xù)吐出關(guān)系緊密。具體的驅(qū)動(dòng)頻率根據(jù)墨室111、噴嘴121的尺寸、墨粘度等而不同，一般優(yōu)選設(shè)為5kHz以上100kHz以下。5kHz以上20kHz以下能夠容易穩(wěn)定地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，所以更優(yōu)選。

另外，在如本實(shí)施方式所例示的噴墨頭1那樣對(duì)各墨室111的墨入口111b側(cè)配置各自的墨流路孔131的情況下，還優(yōu)選將該墨流路孔131的開口面積形成得小于墨入口111b，使墨流路孔131作為節(jié)流部發(fā)揮功能。來自共同墨室141的流路被墨流路孔131節(jié)流，所以能夠降低流入到墨室111的墨的流速。因此，再填充時(shí)的墨的返回的勢(shì)頭受到抑制，光這點(diǎn)就能夠抑制彎液面400的溢出。

在噴墨頭1所使用的墨是含有直徑3μm以上的無機(jī)顏料的墨的情況下，圖7所示的噴墨頭1的噴嘴121的直徑D優(yōu)選設(shè)為50μm以上。無機(jī)顏料不易堵塞，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的液滴吐出。噴嘴121的直徑D是噴嘴121的吐出側(cè)端部的直徑，在其開口形狀不是圓形的情況下，為在被置換成相同的面積的圓的情況下的該圓的直徑。

此外，在噴墨頭1的共同墨室141中，為了避免墨中包含的夾雜物被供給到墨室111，一般設(shè)有過濾器。但是，在使用含有這樣的無機(jī)顏料的墨的情況下，共同墨室141優(yōu)選不具有這樣的過濾器。過濾器對(duì)墨的流動(dòng)來說成為大的壓力損失要素，所以特別是在過濾器的下游側(cè)配置的墨室111內(nèi)，墨中的無機(jī)顏料易于沉淀，易于發(fā)生噴嘴缺陷。因此，通過在共同墨室141的內(nèi)部不設(shè)置這樣的過濾器，能夠抑制無機(jī)顏料的沉淀，抑制噴嘴缺陷的發(fā)生。

兩隔壁112進(jìn)行剪力模式驅(qū)動(dòng)的剪力模式型的噴墨頭1的墨室111優(yōu)選縱橫比為7以下。由此，能夠減小串?dāng)_，能夠抑制速度變動(dòng)而進(jìn)行穩(wěn)定的液滴吐出。如圖5(a)所示，縱橫比通過墨室111的深度H/寬度W來求出。

實(shí)施例

以下，通過實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的效果進(jìn)行例證。

(實(shí)施例1)

使用圖2、圖3所示的圖像形成裝置100，在瓷磚的表面作為樣品圖像打印了磚(茶色的大理石石紋)表面。此外，對(duì)瓷磚進(jìn)行打印前的算術(shù)平均粗糙度(Ra)是3μm。

噴墨頭使用具有圖4所示的構(gòu)造的剪力模式型的頭芯片(分辨率：360dpi)的以下規(guī)格的噴墨頭，從噴嘴以1滴液滴為70pl的方式進(jìn)行液滴吐出。在共同墨室內(nèi)，設(shè)有用于去除墨中的夾雜物的過濾器(孔徑：10μm)。

墨室的縱橫比(H：600μm/W：120μm)：5

墨室的聲學(xué)共振周期(AL)：9μsec

噴嘴直徑：60μm

驅(qū)動(dòng)信號(hào)：圖6所示的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(PW1＝1AL，PW2＝2AL)

驅(qū)動(dòng)周期：7AL周期

在墨中，作為無機(jī)顏料使用了含有合成氧化鐵紅、鎘黃、鎳鈦黃、鍶黃、含水氧化鉻、氧化鉻、鋁酸鈷(數(shù)均粒子徑：3μm)等的UV墨(粘度：5cp)的各顏色。使噴墨頭位置不動(dòng)，在以恒定速度輸送的瓷磚的表面以一次通過方式打印樣品圖像，通過照射部照射UV光來使之固化。

<測(cè)量方法>

·表面粗糙度

使用市面銷售的表面粗糙度計(jì)(株式會(huì)社三豐制表面粗糙度/輪廓形狀測(cè)量?jī)xFormtracer SV-C4500)，以非接觸的方式測(cè)量瓷磚的打印前以及吐出液滴的打印后的各自的算術(shù)平均粗糙度(Ra)。

·噴嘴內(nèi)的彎液面的溢出、液滴速度以及液滴的半徑

使用顯微鏡以及閃光燈光源進(jìn)行照相攝影，根據(jù)得到的圖像求出。

·無機(jī)顏料的數(shù)均粒子徑

對(duì)分散了的無機(jī)顏料進(jìn)行照相攝影來計(jì)算其直徑，如圖8所示根據(jù)分布求出粒子徑。

·液滴量

用電子天平秤量從同一噴嘴吐出一定時(shí)間時(shí)的總液滴量，根據(jù)預(yù)先求出的比重進(jìn)行逆運(yùn)算來計(jì)算液滴量。

·墨室的縱橫比

通過對(duì)頭芯片的墨室的剖面進(jìn)行顯微鏡觀察來測(cè)量。

·著落狀況

關(guān)于液滴的著落狀況，對(duì)瓷磚表面進(jìn)行顯微鏡觀察，測(cè)量針對(duì)目標(biāo)位置的著落偏移量。

<裝飾效果的評(píng)價(jià)方法>

針對(duì)被檢者100人，對(duì)打印后的瓷磚進(jìn)行目測(cè)、觸感和畫質(zhì)的感官評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)總的印刷性能。表1示出其結(jié)果。

對(duì)打印后的瓷磚以觀察距離50cm進(jìn)行目測(cè)評(píng)價(jià)，并按照以下的基準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。1無法作為商品。2還好，3是優(yōu)選。

1：看起來是目前為止的平坦的普通的印刷品。

2：無意中看到表面的質(zhì)感為凹凸?fàn)睢?/p>

3：明顯與目前為止的質(zhì)感不同，想不到是印刷品。

通過直接用手觸摸打印后的瓷磚來進(jìn)行觸感評(píng)價(jià)，按照以下的基準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。1無法作為商品。2還好，3是優(yōu)選。

1：感覺不到與目前為止的平坦的普通的印刷品的差異。

2：在移動(dòng)手時(shí)無意中用手感覺到表面的質(zhì)感。

3：即使在靜止的狀態(tài)用手拿著就明顯與此前的質(zhì)感不同，想不到是印刷品。

關(guān)于畫質(zhì)，對(duì)瓷磚表面的液滴進(jìn)行顯微鏡觀察，對(duì)著落的液滴的著落偏移量按照以下的基準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。1無法作為商品。2還好，3是優(yōu)選。

1：著落偏移量超過2像素。

2：著落偏移量在2像素以內(nèi)。

3：著落偏移量在1像素以內(nèi)。

關(guān)于印刷性能，通過目測(cè)、觸感和畫質(zhì)的合計(jì)分，按照以下的基準(zhǔn)來評(píng)價(jià)?！翢o法作為商品?！鬟€好，○是優(yōu)選。

○：合計(jì)分為8點(diǎn)～9點(diǎn)

△：合計(jì)分為6點(diǎn)～7點(diǎn)

×：合計(jì)分是5點(diǎn)以下，或者只要其中有一項(xiàng)1分的評(píng)價(jià)。

(實(shí)施例2)

除了對(duì)瓷磚打印前的算術(shù)平均粗糙度(Ra)是5μm以外，設(shè)為與實(shí)施例1相同。表1示出其結(jié)果。

(實(shí)施例3)

除了對(duì)瓷磚打印前的算術(shù)平均粗糙度(Ra)是6μm以外，設(shè)為與實(shí)施例1相同。表1示出其結(jié)果。

(比較例1)

除了對(duì)瓷磚的打印前的算術(shù)平均粗糙度(Ra)是8μm以外，設(shè)為與實(shí)施例1相同。表1示出其結(jié)果。

(比較例2)

除了對(duì)瓷磚的打印前的算術(shù)平均粗糙度(Ra)是6μm、液滴量是65pl以外，設(shè)為與實(shí)施例1相同。表1示出其結(jié)果。

(比較例3)

除了作為噴墨頭使用將與實(shí)施例1同一規(guī)格的噴墨頭相對(duì)于瓷磚的表面沿主掃描方向(圖3中的X方向)往返移動(dòng)的掃描方式的噴墨頭來進(jìn)行打印以外，設(shè)為與實(shí)施例1相同。表1示出其結(jié)果。

表1

根據(jù)表1所示的結(jié)果，在瓷磚的打印前的算術(shù)平均粗糙度(Ra)為所吐出的液滴的半徑的1/4以下的情況下，能夠得到打印后的印刷部的瓷磚的表面的算術(shù)平均粗糙度(Ra)為3μm以上的凹凸的印刷品。在實(shí)施例1～實(shí)施例3中，目測(cè)、觸感和畫質(zhì)中的任意的項(xiàng)目都為2以上，綜合評(píng)價(jià)也為○或者△。

此外，在實(shí)施例1～實(shí)施例3以及比較例1～比較例3中的任意例子中，噴嘴內(nèi)的彎液面的溢出(最大突出量L)是20μm，相對(duì)于噴嘴徑60μm為1/3。

(實(shí)施例4)

除了使噴墨頭的驅(qū)動(dòng)周期為5AL以外，設(shè)為與實(shí)施例1相同。表2示出其結(jié)果。

(實(shí)施例5)

除了使噴墨頭的驅(qū)動(dòng)周期為10AL以外，設(shè)為與實(shí)施例1相同。表2示出其結(jié)果。

表2

在實(shí)施例5中，噴嘴內(nèi)的彎液面的溢出(最大突出量L)是32μm，相對(duì)于噴嘴徑60μm為2/3以下，沒有問題。與此相對(duì)，在實(shí)施例6中，是45μm，超過2/3。得到雖然作為綜合評(píng)價(jià)沒有特別問題，但作為觸感得到感覺粗澀的評(píng)價(jià)?？赏茰y(cè)為這是發(fā)生了液滴量的偏差的緣故。

(實(shí)施例6)

除了使噴墨頭所使用的墨中的無機(jī)顏料的數(shù)均粒子徑為2μm以外，設(shè)為與實(shí)施例1相同。表3其結(jié)果。

表3

在實(shí)施例6中，雖然作為綜合評(píng)價(jià)沒有特別的問題，但由于無機(jī)顏料的數(shù)均粒子徑小于3μm，所以目測(cè)、觸感和畫質(zhì)中的任意的項(xiàng)目都稍遜些。

(實(shí)施例7)

使噴墨頭的噴嘴直徑為45μm，使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第1膨脹脈沖的維持時(shí)間PW1為1AL至1.2AL，將液滴量維持為大致70pl，除此以外，設(shè)為與實(shí)施例1相同。表4示出其結(jié)果。

(實(shí)施例8)

使噴墨頭的噴嘴直徑為45μm，使驅(qū)動(dòng)信號(hào)的第1膨脹脈沖的維持時(shí)間PW1為1AL至1.2AL，將液滴量維持為大致70pl。另外，去掉噴墨頭的共同墨室內(nèi)的過濾器。除此以外，設(shè)為與實(shí)施例1相同。表4示出其結(jié)果。

表4

在實(shí)施例7中，確認(rèn)了雖然作為綜合評(píng)價(jià)沒有問題，但液滴速度的變動(dòng)變大。可推測(cè)為這是無機(jī)顏料的大小相對(duì)于噴嘴相對(duì)變大而難以吐出液滴的緣故。與此相對(duì)，在實(shí)施例8中，確認(rèn)了液滴速度的變動(dòng)被改良?？赏茰y(cè)為這是通過在共同墨室中去掉過濾器而壓力損失變少的緣故。

(實(shí)施例9)

除了將所使用的UV墨的粘度設(shè)為4cp以外，設(shè)為與實(shí)施例1相同。表5示出其結(jié)果。

表5

在實(shí)施例9中，雖然作為綜合評(píng)價(jià)沒有特別的問題，但由于墨的粘度變低，導(dǎo)致在目測(cè)、觸感和畫質(zhì)的各項(xiàng)目中評(píng)價(jià)稍遜些。