(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-13
(45)【発行日】2022-10-21
(54)【発明の名称】粒子加飾プリンタ
(51)【国際特許分類】
B41J 2/01 20060101AFI20221014BHJP
B41M 5/00 20060101ALI20221014BHJP
B41J 3/407 20060101ALI20221014BHJP
B41J 2/21 20060101ALI20221014BHJP
B05D 1/26 20060101ALI20221014BHJP
B05D 3/06 20060101ALI20221014BHJP
B05D 7/24 20060101ALI20221014BHJP
【ＦＩ】
B41J2/01 129
B41M5/00 100
B41J3/407
B41J2/21
B05D1/26 Z
B05D3/06 Z
B05D7/24 301M
B05D7/24 301T
B41M5/00 120
B41J2/01 501
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2018243303
(22)【出願日】2018-12-26
(65)【公開番号】P2020104334
(43)【公開日】2020-07-09
【審査請求日】2021-11-01
(73)【特許権者】
【識別番号】000116057
【氏名又は名称】ローランドディー．ジー．株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100121500
【弁理士】
【氏名又は名称】後藤 高志
(74)【代理人】
【識別番号】100121186
【弁理士】
【氏名又は名称】山根 広昭
(74)【代理人】
【識別番号】100189887
【弁理士】
【氏名又は名称】古市 昭博
(72)【発明者】
【氏名】田渕 新二
【審査官】牧島 元
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－１８７５５４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－０３３３３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０５８１８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１３１３９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１８７４８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０７９３９６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－２１７８０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－０２０３９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／００５２２９８（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ４１Ｊ ２／０１－２／２１５
Ｂ４１Ｍ ５／００
Ｂ４１Ｊ ３／４０７
Ｂ０５Ｄ １／２６
Ｂ０５Ｄ ３／０６
Ｂ０５Ｄ ７／２４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被加工物が載置される載置台と、非ニュートン流体のインクを収容するディスペンサと、
エネルギー線発生装置と、
前記ディスペンサと前記載置台とを相対的に移動させる移動装置と、
前記ディスペンサおよび前記移動装置の駆動を制御する制御装置と、を備え、
前記インクは、
平均粒子径が１μｍ以上１００μｍ以下の加飾粒子と、
重合性化合物と、
重合開始剤と、
を含み、
前記制御装置は、出力データに基づき、前記移動装置によって前記ディスペンサおよび前記載置台の少なくとも一方を他方に対して相対的に移動させるとともに、前記ディスペンサから前記インクを前記被加工物に供給するように構成されている、粒子加飾プリンタ。
【請求項2】
前記インクの総質量に占める前記加飾粒子の割合は、１質量％以上２０質量％以下である、請求項１に記載の粒子加飾プリンタ。
【請求項3】
前記加飾粒子は、メタリック顔料、パール顔料、ホログラムグリッター、および、金属酸化物粒子の少なくとも１種を含む、請求項１または２に記載の粒子加飾プリンタ。
【請求項4】
前記ディスペンサは、前記インクを吐出する吐出口を備え、前記吐出口の口径は、５０μｍ以上６００μｍ以下である、請求項１～３のいずれか１項に記載の粒子加飾プリンタ。
【請求項5】
第二インクを吐出可能な吐出ヘッドをさらに備え、前記制御装置は、前記出力データに基いて前記移動装置によって前記吐出ヘッドを前記載置台に対して相対的に移動させるとともに、前記出力データに基づく所定の位置において前記吐出ヘッドから前記第二インクを吐出するように構成されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の粒子加飾プリンタ。
【請求項6】
前記出力データは、前記被加工物を加工するための位置基準となるクロップマークに関する情報を含み、前記クロップマークを検出する検出装置をさらに備え、
前記制御装置は、前記載置台に載置された前記被加工物に備えられた前記クロップマークを前記検出装置によって検出するとともに、前記クロップマークを位置基準として、前記ディスペンサおよび前記吐出ヘッドの少なくとも一方を前記載置台に対して相対的に移動させるように構成されている、請求項５に記載の粒子加飾プリンタ。
【請求項7】
載置台と、非ニュートン流体のインクを収容するディスペンサと、エネルギー線発生装置と、前記ディスペンサと前記載置台とを相対的に移動させる移動装置と、前記ディスペンサおよび前記移動装置の駆動を制御する制御装置と、を備える粒子加飾プリンタを用いる加飾方法であって、前記インクは、平均粒子径が１μｍ以上１００μｍ以下の加飾粒子と、重合性化合物と、重合開始剤と、を含み、
上記載置台に被加工物を載置すること、
出力データに基づき、前記移動装置によって前記ディスペンサおよび前記載置台の少なくとも一方を他方に対して相対的に移動させること、
前記出力データに基づき、前記ディスペンサから前記インクを前記被加工物に供給すること、
前記インクが供給された前記被加工物に対し、エネルギー線を照射して前記インクを硬化させること、
を含む、粒子加飾方法。
【請求項8】
前記粒子加飾プリンタは、第二インクを吐出可能な吐出ヘッドをさらに備え、当該粒子加飾方法は、前記出力データに基づき、前記移動装置によって前記吐出ヘッドおよび前記載置台の少なくとも一方を他方に対して相対的に移動させるとともに、前記吐出ヘッドから前記第二インクを前記被加工物に供給すること、を含み、
前記被加工物に対する前記インクの供給工程は、前記第二インクの供給工程の後に実施する、請求項７に記載の粒子加飾方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、粒子加飾プリンタに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、屋内外のサインディスプレイ用の樹脂シートや、電子機器、日用品等の外装材等に対して、光沢やラメ等を含む特殊な意匠を付与するという需要がある。このような特殊な意匠は、一般に、例えば、メタリック顔料やラメ等を含むインクを用いて、スクリーン印刷等の有版印刷により実施されている。有版印刷では、インクを選ばずに繰り返し同一の絵柄を大量に印刷できるという利点があるが、版を用意しなければならないというデメリットが大きい。
【0003】
その一方で、たとえ少量であっても利用者の多様な嗜好を満足させる意匠を、要求（Demand）に応じた必要数だけ手軽に印刷する技術も求められている。そこで近年、インクジェット方式による無版のデジタル印刷が注目されている。このインクジェット印刷では、一般的に、ＣＭＹＫと呼ばれる４つの基本色を用い、デジタルデータに基いて、基材に任意のカラー画像を描画するものである。インクジェット印刷は、このように無版で印刷できるという特徴の他に、小ロットで多品種の印刷や、短納期での印刷が可能になるという利点があり、その利用が拡大されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第６０５６９３３号公報
【文献】特許第６０４９５０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、インクジェット印刷では、インクを微小な液滴状に精密に制御して吐出することから、使用できるインクが制限されるという課題が潜在している。例えば、インクジェットヘッドのノズル径は一般的に２５～３０μｍ程度であるが、インクに含むことができるメタリック顔料等の寸法は、平均粒子径として例えば２００ｎｍ以下に限定され得る。したがって、インクジェット印刷においてＣＭＹＫ基本色以外のメタリックインクを用いる場合には、メタリック顔料の寸法が微細なものに制限され、人の視覚に映える光沢やラメ等の加飾を行うことは不可能であった。なお、特許文献１には、平均粒子径が５００ｎｍ以上２．０μｍ以下の金属粉を含む紫外線硬化型インク組成物をインクジェット方式で印刷できることが開示されている。しかしながら、特許文献１の紫外線硬化型インク組成物を用いる場合は、インクジェットヘッドのノズルの目詰まりを防ぐために、インク組成物をヘッドから定期的に廃棄したり、インク組成物をインク供給経路で循環させたりする必要があった。そのため、このようなインクジェットプリンタは、構造および制御が複雑になるとともに、安定して稼働させることが現実的に困難になるという問題があった。
【0006】
本発明は上記の従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、意匠性の高いメタリック顔料等の加飾粒子を含むインクを用いた特殊な加飾を、オンデマンドで手軽に実施することができる粒子加飾プリンタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
ここに開示される粒子加飾プリンタは、被加工物が載置される載置台と、非ニュートン流体のインクを収容するディスペンサと、エネルギー線発生装置と、上記ディスペンサと上記載置台とを相対的に移動させる移動装置と、上記ディスペンサおよび上記移動装置の駆動を制御する制御装置と、を備える。ここで上記インクは、平均粒子径が１μｍ以上１００μｍ以下の加飾粒子と、重合性化合物と、重合開始剤と、を含む。そして制御装置は、出力データに基づき、上記移動装置によって上記ディスペンサおよび上記載置台の少なくとも一方を他方に対して相対的に移動させるとともに、上記ディスペンサから上記インクを上記被加工物に供給するように構成されている。
【0008】
また、ここに開示される粒子加飾方法は、載置台と、非ニュートン流体のインクを収容するディスペンサと、エネルギー線発生装置と、上記ディスペンサと上記載置台とを相対的に移動させる移動装置と、上記ディスペンサおよび上記移動装置の駆動を制御する制御装置と、を備える粒子加飾プリンタを用いる加飾方法である。ここで上記インクは、平均粒子径が１μｍ以上１００μｍ以下の加飾粒子と、重合性化合物と、重合開始剤と、を含む。この粒子加飾方法は、上記載置台に被加工物を載置すること、出力データに基づき、上記移動装置によって上記ディスペンサおよび上記載置台の少なくとも一方を他方に対して相対的に移動させること、上記出力データに基づき、上記ディスペンサから上記インクを上記被加工物に供給すること、および、上記インクが供給された上記被加工物に対し、エネルギー線を照射して上記インクを硬化させること、を含む。
【0009】
ここに開示される技術によれば、被加工物に対して意匠性の高い加飾粒子を含むインクを用いた特殊な加飾を、加飾粒子による目詰まり等の不都合を被ることなく実施することができる。ここで、インクは、非ニュートン流動性を示す非ニュートン流体であることから、上記のとおり平均粒子径の大きな加飾粒子を、長期に亘って分散性よく安定して含むことができる。そしてこの加飾粒子は、平均粒子径の大きな、金属メタリック顔料、パール顔料、ホログラムグリッター、金属酸化物粒子などであり得る。このような意匠性の高い加飾粒子を含むインクを用いた印刷は、従来の有版印刷機によると、たとえ１つの被加工物に印刷するのみであっても、目的の意匠に応じた版（例えば、スクリーン製版）を作製する必要があった。しかしながら、この粒子加飾プリンタによると、目的の加飾意匠に対応した出力データ（デジタルデータ）を用意することで、版を用意する必要なく出力データに基いて加飾を実施することができる。また、従来のインクジェットプリンタでは、ニュートン流動性を示すインクしか吐出することができなかったため、このような大きな加飾粒子を含むインクを安定的に印刷することは困難である。これに対し、この粒子加飾プリンタではディスペンサを用いることで、寸法の大きな加飾粒子を含む加飾インクによる特殊印刷を可能としている。これにより、金属メタリック顔料、パール顔料、ホログラムグリッター、金属酸化物粒子等を含む意匠性の高いインクによる加飾を可能とする粒子加飾プリンタが提供される。
【0010】
なお、最近では、紫外線硬化型インクを糊材として基材の表面にインクジェットプリンタで印刷し、紫外線を照射してインクを半硬化させた状態で転写箔を貼り付けるようにした加飾方法が提案されている（特許文献２参照）。この手法は、エネルギー線硬化性のインクを用いて、加飾のための転写箔を基材に固定する点において本技術に類似しているともいえる。しかしながら、寸法の大きな加飾粒子を含む非ニュートン性の加飾インクを用いた印刷を行わない点において、本技術と本質的に異なる。加えて、特許文献２の技術では、例えば、実現できる意匠が金属箔によるものに制限され、被加工物の表面形態は平坦であることが求められるというデメリットがある。したがって、本技術によると、上記の加飾インクを用いた特殊な加飾を、自由度を高めて簡便に実現できる点において、これまでにない加飾方法が提案される。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、意匠性の高いメタリック顔料等の加飾粒子を含むインクを用いた特殊な加飾を、オンデマンドで手軽に実施することができる粒子加飾プリンタが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】一実施形態に係る粒子加飾プリンタの斜視図である。
【図2】一実施形態に係る粒子加飾プリンタの平面図である。
【図3】一実施形態に係る粒子加飾プリンタの正面図である。
【図4】一実施形態に係る粒子加飾プリンタの要部斜視図である。
【図5】一実施形態に係るディスペンサユニットの側面図である。
【図6】テーブルに載置された被加工物に、画像およびクロップマークが印刷された様子を示す平面図である。
【図7A】一実施形態に係るディスペンサユニットおよび印刷ヘッドユニットが連結された状態を示す正面図である。
【図7B】一実施形態に係るディスペンサユニットおよび印刷ヘッドユニットが分離された状態を示す正面図である。
【図8】一実施形態に係る制御装置の接続関係を説明する図である。
【図9】一実施形態に係る制御装置のブロック図である。
【図10】一実施形態に係る粒子加飾方法のフローチャートである。
【図11】他の実施形態に係る粒子加飾方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る粒子加飾プリンタについて説明する。本実施形態に係る粒子加飾プリンタは、加飾対象である被加工物に、加飾インクによる印刷と、付加的にインクジェット印刷と、を実施することができるプリンタである。なお、ここで説明される実施形態は、当然ながら特に本発明を限定することを意図したものではない。また、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付し、重複する説明は適宜省略または簡略化する。なお、明細書中の数値範囲を示す「Ａ～Ｂ」との表記は、「Ａ以上Ｂ以下」を意味する。
【0014】
＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態に係る粒子加飾プリンタ１０を示す斜視図である。図１に示すように、粒子加飾プリンタ１０は、被加工物５に印刷を行う。図面中の符号Ｕ、Ｄ、Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒは、それぞれ垂直方向の上、下、水平方向における前、後、左、右を示している。ただし、左、右とは、粒子加飾プリンタ１０の正面にいる作業者から見た左、右をそれぞれ意味し、また、前、後とは、粒子加飾プリンタ１０から作業者に向かう方向を前、遠ざかる方向を後とする。図面中の符号Ｙは主走査方向を表す。本実施形態において、主走査方向Ｙは、左右方向である。図面中の符号Ｘは副走査方向を表す。副走査方向Ｘは主走査方向Ｙと交差する方向であり、本実施形態では水平面において主走査方向Ｙと直角に交わる方向である。本実施形態では、副走査方向Ｘは前後方向である。図面中の符号Ｚは高さ方向を表す。高さ方向は主走査方向Ｙおよび副走査方向Ｘと交差する方向であり、本実施形態で高さ方向Ｚは上下方向である。すなわち、本実施形態では方向Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する空間座標系となり得る。ただし、上記方向は便宜的に定めたものに過ぎず、限定的に解釈すべきものではない。
図１は、本実施形態に係る粒子加飾プリンタ１０を示す斜視図である。図１に示すように、粒子加飾プリンタ１０は、被加工物５に印刷を行う。図面中の符号Ｕ、Ｄ、Ｆ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒは、それぞれ垂直方向の上、下、水平方向における前、後、左、右を示している。ただし、左、右とは、粒子加飾プリンタ１０の正面にいる作業者から見た左、右をそれぞれ意味し、また、前、後とは、粒子加飾プリンタ１０から作業者に向かう方向を前、遠ざかる方向を後とする。図面中の符号Ｙは主走査方向を表す。本実施形態において、主走査方向Ｙは、左右方向である。図面中の符号Ｘは副走査方向を表す。副走査方向Ｘは主走査方向Ｙと交差する方向であり、本実施形態では水平面において主走査方向Ｙと直角に交わる方向である。本実施形態では、副走査方向Ｘは前後方向である。図面中の符号Ｚは高さ方向を表す。高さ方向は主走査方向Ｙおよび副走査方向Ｘと交差する方向であり、本実施形態で高さ方向Ｚは上下方向である。すなわち、本実施形態では方向Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する空間座標系となり得る。ただし、上記方向は便宜的に定めたものに過ぎず、限定的に解釈すべきものではない。
【0015】
本実施形態の被加工物５の素材は特に限定されず、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アクリル樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）共重合体などの樹脂材料、金、銀、銅、プラチナ、真鍮、アルミ、鉄、チタン、ステンレス等の金属材料はもちろんのこと、陶器、セラミック、ガラス、ゴム、皮革、木材板、カーボン、紙類、布帛などであってもよい。また被加工物５の形状も特に制限されず、シート状や、携帯電話ケースや電子タバコの外装材、アクセサリやフォトフレーム等の立体形状であってもよい。なお、本技術では、エネルギー線硬化性の重合性化合物を含むインクを用いることから、被加工物５は、インクとの相溶性の高い樹脂材料によって構成されていることが好ましい。
【0016】
図１に示すように、粒子加飾プリンタ１０は、箱状に形成されている。粒子加飾プリンタ１０は、ケース１２と、操作パネル１９とを備えている。ケース１２は、ベース部１２Ｂと、フロントカバー１２Ｆと、背面カバー１２Ｒｒと、左サイドカバー１２Ｌと、右サイドカバー１２Ｒと、上カバー１２Ｕと、蓋部材１３とを備えている。ベース部１２Ｂは、粒子加飾プリンタ１０の全体を支持する。フロントカバー１２Ｆは、ベース部１２Ｂの右部の前端に接続され、上方に向かって延びている。背面カバー１２Ｒｒは、ベース部１２Ｂの後端に接続され、上方に向かって延びている。左サイドカバー１２Ｌは、ベース部１２Ｂの左端に接続され、上方に向かって延びている。左サイドカバー１２Ｌの後端は、背面カバー１２Ｒｒの左端に接続されている。右サイドカバー１２Ｒは、ベース部１２Ｂの右端に接続され、上方に向かって延びている。右サイドカバー１２Ｒの前端は、フロントカバー１２Ｆの右端に接続され、右サイドカバー１２Ｒの後端は、背面カバー１２Ｒｒの右端に接続されている。上カバー１２Ｕは、Ｌ字形状であって、フロントカバー１２Ｆの上端、背面カバー１２Ｒｒの上端、左サイドカバー１２Ｌの後部上端、および、右サイドカバー１２Ｒの上端にそれぞれ接続されている。そして、ケース１２には、フロントカバー１２Ｆ、上カバー１２Ｕ、左サイドカバー１２Ｌ、およびベース部１２Ｂに囲まれるように開口１３Ｂが形成されている。蓋部材１３は、この開口１３Ｂを開閉自在に覆うように、上カバー１２Ｕの左部の前端に回動自在に支持されている。蓋部材１３は、後端を軸にして上方に開かれることにより、ケース１２の内部空間と外部空間とを連通する。この内部空間が、加飾空間１３Ａとなる。加飾空間１３Ａには、テーブル２０が備えられている。このテーブル２０において、被加工物５に対する粒子加飾と、付加的な印刷とが行われる。蓋部材１３には、可視光に透明で紫外線を遮断する窓部１３Ｗが設けられている。作業者は、蓋部材１３を閉じた状態であっても窓部１３Ｗを通じてケース１２内の加飾空間１３Ａを確認することができる。
【0017】
図２は、粒子加飾プリンタ１０の平面図である。図３は、粒子加飾プリンタ１０の正面図である。図４は、粒子加飾プリンタ１０の要部斜視図である。図２および図４では、フロントカバー１２Ｆ、背面カバー１２Ｒｒ、左サイドカバー１２Ｌ、右サイドカバー１２Ｒ、上カバー１２Ｕおよび蓋部材１３の図示は便宜上省略している。加飾空間１３Ａの左端部には、左サイドフレーム１５Ｌが配置されている。加飾空間１３Ａの右端部には、右サイドフレーム１５Ｒが配置されている。ベース部１２Ｂと上カバー１２Ｕとの間には、主走査方向Ｙに延びる支持壁１４が設けられている。支持壁１４は、左サイドフレーム１５Ｌと右サイドフレーム１５Ｒとに連結されている。支持壁１４は、後述の第一移動装置を設置するために、高さ方向に幅のある板状である。支持壁１４には、テーブル２０を上方から撮像することができる撮像装置７６が備えられている。撮像装置７６は、テーブル２０の平面視を撮像することができる。撮像装置７６は、例えばＣＣＤカメラである。撮像装置７６は、後述する制御装置１００に電気的に接続されて、その駆動が制御される。
【0018】
図１に示すように、ガイドレール１６は、支持壁１４に設けられている。ガイドレール１６は、テーブル２０の上方に配置されている。ガイドレール１６は、テーブル２０と平行に配置されている。ガイドレール１６は、主走査方向Ｙに延びている。ガイドレール１６には、ディスペンサユニット３０のキャリッジ３１と、印刷ヘッドユニット４０のキャリッジ４１とが係合している。
【0019】
図２に示すように、ベルト１７は、支持壁１４の壁面に平行して配置されている。ベルト１７は、主走査方向Ｙに延びている。ベルト１７は、無端状のベルトである。ベルト１７の右端および左端には、それぞれプーリ（図示せず）が設置されている。ベルト１７は、これら一対のプーリの周囲に巻き掛けられている。ベルト１７には、ディスペンサユニット３０のキャリッジ３１が固定されている。そして一方のプーリには、当該プーリを回転駆動するキャリッジモータ１８（図８参照）が接続されている。キャリッジモータ１８は、制御装置１００に電気的に接続されて、その駆動が制御される。キャリッジモータ１８が駆動すると上記プーリが回転し、ベルト１７が主走査方向Ｙに走行する。ガイドレール１６、ベルト１７、プーリおよびキャリッジモータ１８は、ディスペンサユニット３０および印刷ヘッドユニット４０を主走査方向Ｙに移動させる第一移動装置の一例である。
【0020】
粒子加飾プリンタ１０は、テーブル２０を備えている。テーブル２０は、ガイドレール１６より下方に配置されている。テーブル２０は、ディスペンサユニット３０および印刷ヘッドユニット４０より下方に配置されている。テーブル２０は、ベース部１２Ｂより上方に配置されている。テーブル２０上には、被加工物５が配置される。テーブル２０は、載置台の一例である。テーブル２０に配置された被加工物５には、ディスペンサユニット３０によって加飾インクが供給される。テーブル２０は、後述するテーブル移動装置５０によって副走査方向Ｘおよび高さ方向Ｚに移動可能に設けられている。
【0021】
図２に示すように、本実施形態のテーブル２０は、前後方向の長さが左右方向の長さよりも短い矩形である。テーブル２０は、内部に空間を有している。テーブル２０の上面には、複数の吸引孔２２が形成されている。吸引孔２２は、テーブル２０内部の空間と連通している。複数の吸引孔２２は、例えば主走査方向Ｙおよび副走査方向Ｘに配列されている。テーブル２０の下面には、排気孔２４が形成されている。排気孔２４は、テーブル２０内部の空間と連通している。排気孔２４は、テーブル２０の主走査方向Ｙの中心２０Ｘより左方に位置する。排気孔２４の直径は、吸引孔２２の直径より大きい。排気孔２４は、減圧室２６を介して排出口２８に接続されている。減圧室２６は、図示しない減圧ポンプを備えている。減圧ポンプは、制御装置１００に電気的に接続されて、その駆動が制御される。減圧ポンプが駆動することで、減圧室２６は、テーブル２０の空間内の空気を排気孔２４から吸引する。減圧室２６に吸引された空気は排出口２８から外部に排出される。テーブル２０の空間には負圧が発生する。これにより、テーブル２０の上面に被加工物５を配置したとき、被加工物５は吸引孔２２に吸いつけられて、テーブル２０上の位置が固定される。
【0022】
図３に示すように、粒子加飾プリンタ１０は、テーブル移動装置５０を備えている。テーブル移動装置５０は、テーブル２０の下方に配置されている。テーブル移動装置５０は、第二移動装置５２と、第三移動装置６２とを備えている。第二移動装置５２は、テーブル２０の下方に配置され、テーブル２０を支持している。第二移動装置５２は、テーブル２０を上下方向に移動させる。第三移動装置６２は、第二移動装置５２の下方に配置され、第二移動装置５２を支持している。第二移動装置５２は、第三移動装置６２の上に設けられている。第三移動装置６２は、ベース部１２Ｂに配置されている。第三移動装置６２は、第二移動装置５２およびテーブル２０を副走査方向Ｘに移動させる。
【0023】
図３および図４に示すように、第二移動装置５２は、昇降部５３と、無端状の駆動ベルト５４と、上下方向に延びる複数のボールねじ５５とを備えている。昇降部５３は、下面が開口された箱状である。昇降部５３上には、テーブル２０が固定されている。昇降部５３は、正面視で、主走査方向Ｙに延びる板状の本体部５３Ａと、本体部５３Ａの左端から下方に延びる左脚部５３Ｂと、本体部５３Ａの右端から下方に延びる右脚部５３Ｃと、を備えるコの字状である。昇降部５３の左下端と右下端とには、昇降部５３よりも左方と右方とにそれぞれ延出するフランジ（図３参照）が設けられている。昇降部５３は、後述する支持台６４の開口６４Ｘ内を上下方向に出没可能に移動する。複数のボールねじ５５は、支持台６４の内部に立設されている。４つのボールねじ５５は、箱状の昇降部５３の四隅であって、昇降部５３よりも左方と右方とにそれぞれ配置されている。ボールねじ５５は、上下方向に延びる軸部５５Ａと、軸部５５Ａの上端に固定されたプーリ（図示せず）と、軸部５５Ａに螺合され上下方向に移動可能なボルトねじ部５５Ｂと、を有している。駆動ベルト５４は、複数のボールねじ５５のプーリに巻き掛けられている。また、駆動ベルト５４は、図示しない第二モータの回転軸にも巻き掛けられている。第二モータは、制御装置１００に電気的に接続されて、その駆動が制御される。ボルトねじ部５５Ｂは、昇降部５３のフランジに固定されている。フランジには、ボルトねじ部５５Ｂのネジ穴と連続するネジ穴が形成されている。ボールねじ５５の軸部５５Ａは、支持台６４に固定されている。第二モータが駆動することで、駆動ベルト５４は複数のボールねじ５５の周りを回転走行するとともに、軸部５５Ａを回転させる。軸部５５Ａが回転することによってねじ部５５Ｂが軸部５５Ａに沿って上下方向に移動する。このとき、第二モータが駆動して駆動ベルト５４が一の方向に移動すると、ボールねじ５５のねじ部５５Ｂが回転し、昇降部５３は上方に移動する。一方で、第二モータが駆動して駆動ベルト５４が一の方向と逆方向に移動すると、ボールねじ５５のねじ部５５Ｂが逆回転し、昇降部５３は下方に移動する。このように、第二モータを駆動することによって、昇降部５３は支持台６４に対して上下方向に移動する。その結果、テーブル２０も上下方向に移動する。
【0024】
図４に示すように、第三移動装置６２は、ベース部１２Ｂに設けられている。第三移動装置６２は、ベース部１２Ｂに形成された開口１２Ｘ内に設けられている。第三移動装置６２は、移動ベース６３と、支持台６４と、第１シャフト６５と、第２シャフト６６と、固定ベース６７とを備えている。
【0025】
図４に示すように、第１シャフト６５および第２シャフト６６は、副走査方向Ｘに延びている。第１シャフト６５は、第２シャフト６６の左方に配置されている。第１シャフト６５と第２シャフト６６とは平行に配置されている。第１シャフト６５および第２シャフト６６は、前後をベース部１２Ｂに支持されている。
【0026】
図４に示すように、移動ベース６３は、第１シャフト６５から第２シャフト６６まで延びている。移動ベース６３は、第１シャフト６５および第２シャフト６６に摺動自在に係合している。移動ベース６３は、副走査方向Ｘに延びる第１筒状部６３Ａと第２筒状部６３Ｂとを備えている。第１シャフト６５は、第１筒状部６３Ａに挿入されている。第２シャフト６６は、第２筒状部６３Ｂに挿入されている。移動ベース６３は、第１シャフト６５および第２シャフト６６に沿って副走査方向Ｘにスライド移動可能に構成されている。
【0027】
図４に示すように、支持台６４は、移動ベース６３上に設けられている。複数のボールねじ５５の軸部５５Ａは、移動ベース６３に支持されている。支持台６４の上には第二移動装置５２が配置されている。支持台６４は、正面視で、主走査方向Ｙに延びる板状の本体部６４Ａと、本体部６４Ａの左端から下方に延びる左脚部６４Ｂと、本体部６４Ａの右端から下方に延びる右脚部６４Ｃとを備えている。図３に示すように、支持台６４は、正面視において、下向きに開放されたコ字状（Ｕ字状）に形成されている。図４に示すように、本体部６４Ａには、上下方向に開口する矩形状の開口６４Ｘが貫通形成されている。昇降部５３は、前述のように、開口６４Ｘから出没可能に構成されている。左脚部６４Ｂおよび右脚部６４Ｃは、移動ベース６３に固定されている。左脚部６４Ｂは、第１シャフト６５より右方に配置されている。右脚部６４Ｃは、第２シャフト６６より左方に配置されている。支持台６４には、左脚部６４Ｂおよび右脚部６４Ｃの下端から内側に向けて突出する板状のフランジ（図示せず）が形成されており、該フランジと本体部６４Ａとにボールねじ５５の軸部５５Ａの下端が固定されている。
【0028】
図４に示すように、固定ベース６７は、副走査方向Ｘに延びている。固定ベース６７は、第１シャフト６５より右方かつ第２シャフト６６より左方に配置されている。固定ベース６７は、ベース部１２Ｂに支持されている。固定ベース６７は、移動ベース６３より上方に配置されている。固定ベース６７は、支持台６４の本体部６４Ａより下方に配置されている。固定ベース６７は、左脚部６４Ｂより右方かつ右脚部６４Ｃより左方に配置されている。固定ベース６７には、前部に第１プーリ６７Ａが、後部に第２プーリ（図示せず）が設けられている。第１プーリ６７Ａおよび第２プーリには、無端状のベルト６７Ｂが巻き掛けられている。ベルト６７Ｂには、移動ベース６３が固定されている。第１プーリ６７Ａは、第１プーリ６７Ａを駆動する第三モータ（図示せず）に接続されている。第三モータは、制御装置１００に電気的に接続されて、その駆動が制御される。第三モータを駆動することによって、ベルト６７Ｂが回転駆動する。これにより、支持台６４および移動ベース６３は、第１シャフト６５および第２シャフト６６に沿って副走査方向Ｘにスライド移動する。即ち、第三モータを駆動することによって、テーブル２０は、副走査方向Ｘに移動する。
【0029】
図５に示すように、ディスペンサユニット３０は、キャリッジ３１と、ディスペンサ３２と、２つの紫外線ランプ３８とを備えている。ディスペンサ３２は、キャリッジ３１に着脱可能に固定されている。紫外線ランプ３８は、ディスペンサ３２の左右に一つずつ配置するように、キャリッジ３１に固定されている。キャリッジ３１は、ガイドレール１６に係合している。キャリッジ３１は、ベルト１７に固定されている。ベルト１７が走行すると、キャリッジ３１は、ガイドレール１６に沿って主走査方向Ｙに移動する。このキャリッジ３１によって、ディスペンサ３２と紫外線ランプ３８とは一体的に移動される。
【0030】
ディスペンサ３２は、テーブル２０より上方に配置されている。ディスペンサ３２は、非接触の流体供給装置である。本実施形態のディスペンサ３２は、シリンジ３３、ディスペンサバルブ３４、ニードル３５、エア圧送部３６およびディスペンサ制御装置３７を備えている。ディスペンサ３２は、ニードル３５の下端がテーブル２０に載置される被加工物５に接触しないように、その上下方向の位置を調整可能に構成されていてもよい。ディスペンサ３２は、テーブル２０に向けて加飾インクを供給することで、テーブル２０に載置された被加工物５を加飾するための加飾インクを印刷する。加飾部の形状は、例えば図６に示すように、所望の画像８０に対応する形状であってよい。なお、「画像」とは、被加工物５上に形成される像のことであり、その内容は特に限定されない。画像には、文字、記号、図形、グラフ、絵柄等が含まれる。また、図６の上、下、左、右は、それぞれテーブル２０の後部、前部、左部、右部の方向を表している。
【0031】
シリンジ３３は、加飾インクを収容する円筒型の容器である。シリンジ３３は、上端が開口されるとともに、下端がディスペンサバルブ３４を介してニードル３５に接続されている。ニードル３５は、シリンジ３３に供給された加飾インクを排出する排出部である。ニードル３５に設けられた針穴の直径は、例えば、５０～６００μｍ程度である。ディスペンサバルブ３４は、シリンジ３３とニードル３５との間の流路を提供するとともに、この流路を連通したり遮断したりすることができる。ディスペンサバルブ３４が開状態となることで、シリンジ３３とニードル３５とが連通される。ディスペンサバルブ３４が閉状態となることで、シリンジ３３とニードル３５とが遮断される。
【0032】
エア圧送部３６は、シリンジ３３およびディスペンサバルブ３４に接続されている。エア圧送部３６は、シリンジ３３の上端の開口を密閉する。エア圧送部３６は、シリンジ３３内に高圧のエアを圧送する。エア圧送部３６は、シリンジ３３内に、例えば２５℃で、０．２５ＭＰａ以上、好ましくは０．３ＭＰａ以上、より好ましくは０．４ＭＰａ以上、特に好ましくは０．５ＭＰａ以上程度のエアを送ることができる。エア圧送部３６の送るエア圧力の上限は特に制限されず、一例として、０．７５ＭＰａ以下程度とすることができる。これにより、シリンジ内に収容された加飾インクを一定の圧力で圧送することができる。また、エア圧送部３６は、ディスペンサバルブ３４にエアを送る。ディスペンサバルブ３４は、エア圧送部３６から高圧のエアが圧送されることで、流路の開状態と閉状態とを切り替える。このことにより、ディスペンサ３２は、例えば、１パルスあたり２５～２５０ｎｌの流量の流体を、１００～１０００Ｈｚのレートで吐出することができるように構成されている。エア圧送部３６は、ディスペンサ制御装置３７によってその作動が制御される。換言すると、ディスペンサ制御装置３７は、ディスペンサ３２からの加飾インクの吐出条件およびディスペンサバルブ３４の作動を制御する。ディスペンサ制御装置３７は、制御装置１００に電気的に接続されて、その駆動が制御される。
【0033】
紫外線ランプ３８は、加飾インクを硬化させるための紫外線を発生させるための装置である。紫外線ランプ３８は、ディスペンサ３２の左右両端にそれぞれ１つずつ配置されている。紫外線ランプ３８は、主走査方向Ｙに沿ってディスペンサ３２と並んでいる。紫外線ランプ３８は、インクを硬化可能な波長の紫外線を発生することができるＬＥＤランプである。紫外線の波長は、例えば、２５４ｎｍや３６５ｎｍ、３８５ｎｍ、３９５ｎｍ等であってよい。本実施形態における紫外線ランプ３８は、例えば、波長３６５ｎｍの紫外線を出射する。これにより、２５４ｎｍの紫外線と比較してエネルギーは小さいものの、被加工物５上に供給された加飾インクの比較的内部にまでエネルギーを供給することができる。その結果、加飾インクが嵩高く供給された場合でも、当該インクを好適に硬化させることができる。紫外線ランプ３８は、制御装置１００に電気的に接続されて、その動作が制御される。紫外線ランプ３８は、ここでは２つであるが、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。紫外線ランプ３８は、エネルギー線発生装置の一例である。エネルギー線としては、紫外線（ＵＶ）の他に、可視光線、赤外線のような光や、α線、β線、γ線、電子線、中性子線、Ｘ線のような放射線であってよい。
【0034】
ここで、加飾インクは、平均粒子径が１μｍ以上１００μｍ以下の加飾粒子と、重合性化合物と、重合開始剤と、を含む。また、加飾インクは、非ニュートン流体のインクである。この加飾インクは、非ニュートン流動性を示すようにその配合が調整されている。より安定した非ニュートン流動性を実現するために、加飾インクは、溶剤を含まない態様であることが好ましい。
【0035】
ここで、非ニュートン流体とは、ニュートン流体に当てはまらない流体の総称をいい、流れのせん断応力（接線応力）と流れの速度勾配（ずり速度、せん断速度）との関係が線形ではない粘性を有する流体を意味する。なお加飾インクは、より好ましくは、擬塑性流体である。加飾インクが擬塑性流体であることで、力を加えることにより粘度が低下し、力を加えるまでは高い粘度を示す。このことにより、静止状態においても、インク中の加飾粒子の分散状態を安定して維持することができる。また、加飾インクが被加工物５に供給されたときに、インクが滲みにくくかつダレにくいために、印刷精度の高い加飾を行うことができる。また、ディスペンサからの加飾インクの供給に際して、例えば供給圧を加えることで、加飾インクの供給性（流動性）が向上するために好ましい。
【0036】
加飾粒子は、被加工物５を装飾する目的で、加飾インクに添加される加飾材である。加飾粒子は、被加工物５を装飾し得る限りにおいて各種の材料を特に制限なく用いることができる。加飾粒子は、平均粒子径が１μｍ以上１００μｍ以下である。加飾粒子がこのような大きな寸法を有することで、当該加飾粒子が有する機能や性状を発揮して被加工物５を効果的に加飾することができる。なお、インクジェットプリンタに用いられるインクに含まれる一般的な顔料の平均粒子径は２００ｎｍ以下であり、大きくても１μｍに満たないのが通常である。ここに開示される技術では、１μｍ以上という大きな加飾粒子を含むインクによって、被加工物５を装飾することができる。
【0037】
加飾粒子は、必ずしもこれに限定されないが、例えば、その寸法が大きいことから加飾効果が向上される加飾材であることが好ましい。そのような加飾材としては、例えば、金属光沢を発現するメタリック顔料や、メタリック顔料よりも柔らかなパール調の光沢を発するパール顔料、立体的なホログラムパターンが備えられたホログラムグリッター、様々な光学的特性を発現し得る金属酸化物粒子等が好適例として挙げられる。より具体的には、メタリック顔料としては、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、ブロンズ、ステンレス、ニッケル等の金属粉を薄く延展した鱗片状の金属顔料が好適例として挙げられる。パール顔料としては、光の多重層反射を実現する構成であれば特に制限されず、例えば、天然または人工の層状粒子であるマイカ（雲母）をコアとし、その表面を二酸化チタン、酸化鉄、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、二酸化ケイ素、酸化セリウム、フッ素化合物等の高屈折材料で被覆した被覆雲母や、薄片アルミニウムをコアとしてその表面を上記と同様の高屈折材料で被覆した干渉色アルミ顔料、タルクをコアとしてその表面を上記と同様の高屈折材料で被覆したタルク質パール顔料等が挙げられる。ホログラムグリッターとしては、例えば、アルミニウム蒸着したポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、二軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）等の樹脂フィルムに、超微細なホログラムエンボス加工を施すことによって、プリズム効果を発現させたホログラムフィルムの粉末である、ホログラムラメパウダーが好適例として挙げられる。金属酸化物粒子としては、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化鉄等の紫外線散乱剤、タルク、カオリン、マイカ、金属石鹸等の体質顔料等が挙げられる。加飾インクは、これらの加飾粒子のいずれか１種を単独で含んでもよいし、２種以上を組み合わせて含んでもよい。このような加飾材を含むインクを用いることで、被加工物５に、メタリック調、パール調、ホログラムラメ調、光沢質の画像等を印刷することができる。
【0038】
加飾粒子の粒径は特に制限されず、所望の加飾効果を発現し得る寸法のものを適宜用いることができる。例えば、中でも、平均粒子径が凡そ３μｍ以上が好ましく、５μｍ以上がより好ましく、１０μｍ以上であってよい。また、平均粒子径の上限は、凡そ２００μｍ程度であってよいが、典型的には１００μｍ以下であり、品質が良好なものが入手しやすいとの観点から、例えば５０μｍ以下であってよい。なお、本明細書で言う平均粒子径は、レーザ回折散乱法によって得られる体積基準の粒度分布における累積５０％粒子径（Ｄ５０）である。ただし、薄片状の加飾粒子については、平面視における二軸平均径を採用してもよい。
【0039】
加飾インクに占める加飾粒子の割合は、例えば、１～２０質量％程度とすることができる。加飾粒子の割合が１質量％よりも少なすぎると、十分な加飾効果が得られにくく、同じ箇所に加飾インクを複数回重ねて印刷する必要が生じ得るために好ましくない。加飾粒子の割合は、２質量％以上が好ましく、５質量％以上がより好ましく、例えば１０質量％以上であってよい。しかしながら、加飾粒子の割合が２０質量％よりも多すぎると、ディスペンサ３２のニードル３５等の吐出口が詰まる可能性が生じるために好ましくない。加飾粒子の割合は、例えば、１８質量％以下がより好ましく、１５質量％以下としてもよい。
【0040】
重合性化合物は、エネルギー線の作用によって液体（粘性体を含む。）から固体に変化する有機材料を広く一般に使用することができる。エネルギー線としては、上述のように、各種の光、放射線であってよく、ここでは紫外線である。この重合性化合物は、例えば、紫外線硬化性化合物である。この重合性化合物は、典型的には、モノマー、オリゴマー、および、プレポリマーのいずれか１種以上を含む。オリゴマーは、分子量が１万以下の低重合体であってよく、好ましくはダイマーまたはトリマーである。プレポリマーは、モノマーの重合または縮合反応を適当な所で止めた中間生成物であり、例えば、分子量が１万を越えて重合度が１０００以下程度のもの（ポリマーに至らないもの）をいう。ここに開示される加飾インクにおいて、重合性化合物は、少なくともオリゴマー成分を含むことが好ましく、モノマーとオリゴマーとを含むことがより好ましい。オリゴマーは、モノマー成分等に比べて一般に高粘度であるため、非ニュートン流体の加飾インクを調製するために適した成分であり得る。
【0041】
重合性化合物は、これに制限されるものではないが、（メタ）アクリル系モノマーに対応するモノマー単位を含むモノマー、オリゴマーを含むことが好ましい。これにより、硬化したときに透明性に優れるために加飾粒子の加飾効果を引き立てる機能を発現する。換言すれば、また、適度な硬度を備えて耐久性および耐候性にも優れるために好ましい。このようなモノマー単位としては、例えば、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ－ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｓ－ブチル（メタ）アクリレート、ペンチル（メタ）アクリレート、イソペンチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、ヘプチル（メタ）アクリレート、２－エチルヘキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、イソオクチル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、イソノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、イソデシル（メタ）アクリレート、ウンデシル（メタ）アクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、トリデシル（メタ）アクリレート、テトラデシル（メタ）アクリレート、ペンタデシル（メタ）アクリレート、ヘキサデシル（メタ）アクリレート、ヘプタデシル（メタ）アクリレート、オクタデシル（メタ）アクリレート、ノナデシル（メタ）アクリレート、エイコシル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレートが挙げられる。また重合性化合物は、一分子中に少なくともひとつの（メタ）アクリロイル基を有するモノマー単位を含んでいてもよい。なお、本明細書において「（メタ）アクリレート」とは、アクリレートおよび／またはメタクリレートを包含し、「（メタ）アクリロイル基」とは、アクリロイル基および／またはメタクリロイル基を包含する。
【0042】
またこれらのモノマー単位は、アルキル（メタ）アクリレートと共重合可能な他のモノマーを含んでいてもよい。このような他のモノマー（共重合性モノマー）としては、カルボキシ基、水酸基、窒素原子含有環等の極性基、ケイ素含有基、スルホン酸基、リン酸基、エポキシ基、アミド基、ウレタン基、ポリエステル基等の官能基を含むモノマーが挙げられる。例えば、これらのモノマー単位は、エポキシ骨格、ポリエステル骨格、ウレタン骨格を主鎖とし、その両末端に（メタ）アクリロイル基を備えるアクリル変性モノマーであってよい。重合性化合物は、透明性や耐久性の観点から、これらのアクリル系モノマー単位を主成分（モノマー単位の総量の５０質量％以上）として含有するものが好ましい。また、重合性化合物は、高粘性を備えるとの観点から、アクリル変性モノマー単位を主成分（モノマー単位の総量の５０質量％以上）として含有するものがより好ましい。
【0043】
重合開始剤は、エネルギー線を吸収して活性化（励起）し、重合性化合物の重合反応を開始する物質（例えば、ラジカル分子や水素イオン）を生成して、重合性化合物の三次元的な重合や架橋を引き起こす役割を担う。重合開始剤としては、光ラジカル重合開始剤、光カチオン重合開始剤、光アニオン重合開始剤等の、この種の公知の各種の化合物を用いることができる。一例として、光ラジカル重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン系光重合開始剤、ベンゾインエーテル系光重合開始剤、ｐ－アニシル系光重合開始剤、ベンジル系光重合開始剤、ベンゾイン系光重合開始剤、ベンゾフェノン系光重合開始剤、α－ケトール系光重合開始剤、ケタール系光重合開始剤、芳香族スルホニルクロリド系光重合開始剤等が挙げられる。重合開始剤の使用量は、特に制限されないが、例えば、重合性化合物におけるモノマー成分１００質量部に対して０．０１質量部～５質量部程度とすることができる。
【0044】
加飾インクは、ここに開示される技術の本質を損ねない範囲において、加飾粒子、重合性化合物および重合開始剤のほかに、必要に応じて添加剤を含むことができる。このような添加剤としては、レベリング剤、可塑剤、分散剤、レオロジー調整剤、酸化防止剤、光安定剤、防カビ剤等のうちの１種または２種以上が挙げられる。これらの添加剤は、合計の添加量が加飾インクの総量の１０質量％以下が好ましく、５質量％以下がより好ましく、３質量％以下が特に好ましい。
【0045】
加飾インクの粘度はこれに限定されるものではないが、加飾粒子の沈降を抑制して、ディスペンサ３２による印刷を好適に実施するとの観点から、例えば２０℃における粘度（以下同じ。）が、１Ｐａ・ｓ以上が好ましく、５Ｐａ・ｓ以上がより好ましく、１０Ｐａ・ｓ以上が特に好ましく、例えば５０Ｐａ・ｓ以上であってよい。このように加飾インクが適度に高い粘性を備えることで、被加工物５に供給された加飾インクにおける加飾粒子の沈降も抑制されて、表面形態が均一な印刷膜を形成することができる。しかしながら、加飾インクの粘度が高すぎると、インクの供給性が悪化したりインクがかすれたりしやすく、高精細な印刷が困難となるために好ましくない。かかる観点から、加飾インクの粘度は４００Ｐａ・ｓ以下程度が適切であり、３００Ｐａ・ｓ以下程度であってよく、例えば２００Ｐａ・ｓ以下程度や、１００Ｐａ・ｓ以下程度等であってよい。
【0046】
図２に示すように、印刷ヘッドユニット４０は、ディスペンサユニット３０の右方Ｒに配置されている。なお、印刷ヘッドユニット４０は、ディスペンサユニット３０の左方Ｌに配置されていてもよい。印刷ヘッドユニット４０は、キャリッジ４１と、インクヘッド４２と、２つの紫外線ランプ４８と、を備えている。インクヘッド４２は、インクジェット方式でインクを吐出する装置である。インクヘッド４２は、印刷ヘッドの一例である。インクヘッド４２は、キャリッジ４１に搭載されている。インクヘッド４２は、テーブル２０より上方に配置されている。紫外線ランプ４８は、インクヘッド４２の左右に一つずつ配置するように、キャリッジ４１に固定されている。キャリッジ４１が移動することで、インクヘッド４２と紫外線ランプ４８とは一体的に移動される。インクヘッド４２は、カラーインクを吐出するノズル４３を備えている。インクヘッド４２は、カラーインクを液滴状に吐出するインクジェット方式の印刷ヘッドである。インクジェット方式は、例えば、二値偏向方式あるいは連続偏向方式などの連続方式や、サーマル方式、あるいは圧電素子方式などの各種のオンデマンド方式のいずれであってもよい。ただし、印刷ヘッドユニット４０の構成はこれに限定されず、例えば、トナー方式により印刷を実行する印刷ヘッドであってもよい。カラーインクは、上記の加飾インクとは異なり、色彩を付与するためのインクである。カラーインクは、第二インクの一例である。
【0047】
インクヘッド４２は、テーブル２０に向けてカラーインクを吐出することで、テーブル２０に載置された被加工物５に、図６に示すような画像８０やクロップマーク８２Ａ～８２Ｄを印刷することができる。クロップマークは、印刷の位置ズレを防ぐための見当合わせのために使用する印であり、例えば被加工物５を仕上がりサイズに裁断するための位置を示す役割をも示す。図６においてマーク８２Ａ～８２Ｄは「＋」印であるが、マーク８２Ａ～８２Ｄの形状はこれに限定されない。マーク８２Ａ～８２Ｄは、例えば、円形や多角形などの幾何学模様や、各種意匠、任意の不定形模様等であってもよい。
【0048】
ここでは、５つのインクヘッド４２がキャリッジ４１に搭載されている。インクヘッド４２は、主走査方向Ｙに並んでいる。インクヘッド４２は、キャリッジ４１を介してガイドレール１６に沿って主走査方向Ｙに移動可能である。インクヘッド４２は、被加工物５に印刷をしていないときには、ガイドレール１６の右端側に位置するホームポジションＨＰに待機するように構成されている。ホームポジションＨＰは、テーブル２０よりも右方に位置する。５つのインクヘッド４２は、互いに異なる５つの色のを吐出する。５色のインクは、例えば、イエローインク、マゼンタインク、シアンインク、ブラックインク、ホワイトインクである。インクヘッド４２の数は５個に限定されない。また、インクヘッド４２が吐出するカラーインクの色も何ら限定されない。
【0049】
ただし、インクヘッド４２により吐出される上記カラーインクは、ニュートン流動性を示す。例えば、カラーインクがニュートン流動性を示すことで、インクジェット方式のインクヘッド４２から所望のサイズおよび量のインク滴を適切な速度で好適に吐出できる。ニュートン流動性とは、流れのせん断応力（接線応力）と流れの速度勾配（ずり速度、せん断速度）とが比例した粘性の性質をいう。なお、一般的なインクジェット用の水系インクの粘度は、３０ｍＰａ・ｓ以下、例えば２～２０ｍＰａ・ｓ程度に調整されている。このようなインクは、例えば、ソルベント系インク（溶剤系インク）や水系インクであってもよいし、あるいは、紫外線（ＵＶ）等のエネルギーを受けて硬化するエネルギー硬化型インク（典型的には、ＵＶ硬化性インク）等であってもよい。本実施形態では、カラーインクは、紫外線硬化型のインクである。紫外線硬化型のインクは、典型的には、色材と、重合性化合物と、重合開始剤とを含んでいる。このカラーインクは、ニュートン流動性を示し得るように、重合性化合物としてモノマーを多く含んでいる。例えば、カラーインクを構成する重合性化合物のうち、５０質量％以上がモノマーである。インクヘッド４２は、例えば、このような紫外線硬化型インクを好ましく吐出するように、吐出機構が調整されている。
【0050】
紫外線ランプ４８は、インクを硬化させるための紫外線を被加工物５上に照射するためのものである。紫外線ランプ４８は、インクを硬化可能な波長の紫外線を発生することができるＬＥＤランプであり、例えば上述のディスペンサユニット３０の紫外線ランプ３８と同様の構成とすることができる。紫外線ランプ４８は、インクヘッド４２の左右両端にそれぞれ１つずつ配置されている。紫外線ランプ４８は、左右方向Ｘにインクヘッド４２と並んでいる。紫外線ランプ４８はここでは２つであるが、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。紫外線ランプ４８は、制御装置１００に電気的に接続されて、その動作が制御される。紫外線ランプ４８は、ここでは２つであるが、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。
【0051】
図１に示すように、粒子加飾プリンタ１０は、複数のインクカートリッジ４４を備えている。複数のインクカートリッジ４４には、上述の通り、それぞれ異なる色の紫外線硬化型のインクが収容されている。インクカートリッジ４４は、インクチューブ（図示せず）を介してインクヘッド４２に接続している。インクカートリッジ４４は、インクカートリッジ収容部４に収容されている。インクカートリッジ収容部４５は、ケース１２の内部かつベース部１２Ｂの左後部に設けられている。
【0052】
図７Ａに示すように、印刷ヘッドユニット４０のキャリッジ４１の左側部分には、連結部材９０が設けられている。この連結部材９０は、ディスペンサユニット３０のキャリッジ３１に設けられた連結部材９１に対し、着脱自在に連結する。本実施形態では、連結部材９０、９１は磁石によって構成されており、連結に際して磁力を利用する。ただし、連結部材９０、９１は磁力を利用するものに限られず、係合部材等の他の構成を備えたものであってもよい。印刷ヘッドユニット４０のキャリッジ４１の右側部分には、Ｌ字状に形成された受け金具９２が設けられている。
【0053】
ここで、図７Ａに示すように、右サイドフレーム１５Ｒには、印刷ヘッドユニット４０を待機位置にロックするためのロック装置９３が設けられている。ロック装置９３は、受け金具９２に引っ掛けられる受け金具９４と、受け金具９４をロック位置（図７Ｂ参照）と非ロック位置（図７Ａ参照）との間で移動させるロック用ソレノイド９５（図８参照）とを備えている。ロック用ソレノイド９５は、後述する制御装置１００（図８参照）に電気的に接続され、その駆動が制御される。
【0054】
図７Ａに示すように、印刷ヘッドユニット４０による印刷を行う際には、受け金具９４が非ロック位置に設定される。ディスペンサユニット３０のキャリッジ３１が右方に移動し、連結部材９０と連結部材９１とが接触すると、キャリッジ４１とキャリッジ３１とが連結される。その結果、印刷ヘッドユニット４０は、ディスペンサユニット３０とともに主走査方向Ｙに移動可能となる。一方、ディスペンサユニット３０による印刷の際には、図７Ｂに示すように、印刷ヘッドユニット４０が待機位置（ホームポジションＨＰ）に位置づけられ、ロック装置９３の受け金具９４がロック位置に設定される。これにより、印刷ヘッドユニット４０の移動が阻止される。キャリッジ３１が左方へ移動すると、連結部材９０と連結部材９１とが離反し、キャリッジ３１とキャリッジ４１との連結が解除される。その結果、印刷ヘッドユニット４０が待機位置に待機した状態で、ディスペンサユニット３０が主走査方向Ｙに移動可能となる。
【0055】
図７Ａおよび図７Ｂに示すように、粒子加飾プリンタ１０は、センサ３９を備えている。センサ３９は、検出装置の一例である。センサ３９は、被加工物５に設けられたマーク８２Ａ～８２Ｄ（図６参照）を検出する。センサ３９は、例えばキャリッジ３１に設けられている。センサ３９は、ディスペンサユニット３０のうちテーブル２０と対向する位置に配置されている。センサ３９は、キャリッジ３１の左側下端に設置されている。センサ３９は、図示しない本体部と、発光素子と、受光素子とを備えている。発光素子および受光素子は、本体部に設けられている。発光素子は、例えば、ＬＥＤ（つまり発光ダイオード）等で構成されている。発光素子は、被加工物５に設けられたマーク８２Ａ～８２Ｄとその周辺領域８３に向けて光を照射する。受光素子は、例えばフォトダイオード等で構成されている。受光素子は、発光素子の高さ位置と同じ高さ位置に設けられている。受光素子は、マーク８２Ａ～８２Ｄとその周辺領域８３において反射された反射光を受光する。センサ３９は、マーク８２Ａ～８２Ｄにおいて反射された反射光の第１受光量と、周辺領域８３において反射された反射光の第２受光量との差である光量差が所定の値以上の場合に、被加工物５に設けられたマーク８２Ａ～８２Ｄを検出するように構成されている。なお、センサ３９の種類は特に限定されず、光学式センサ等の従来から用いられている各種のセンサを好適に利用することができる。
【0056】
図１に示すように、右サイドカバー１２Ｒの前部には、操作パネル１９が設けられている。操作パネル１９には、印刷状態等を表示する表示部と、作業者によって操作される入力キー等が設けられている。操作パネル１９は、粒子加飾プリンタ１０の各種の動作を制御する制御装置１００に接続されている。作業者は、操作パネル１９から制御装置１００に指示・命令を入力することで、粒子加飾プリンタ１０を所望のとおり動作させることができる。
【0057】
図１に示すように、制御装置１００は、粒子加飾プリンタ１０の内部に設けられている。制御装置１００は、被加工物５への加飾インクによる印刷や、被加工物５へのカラーインクによる印刷を制御する装置である。制御装置１００の構成は特に限定されない。制御装置１００は、例えばマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータのハードウェアの構成は特に限定されず、例えば、ホストコンピュータなどの外部機器から印刷データ等の各種情報を送受信するインターフェイス（Ｉ／Ｆ）と、制御プログラムの命令を実行する中央演算処理装置（central processing unit：ＣＰＵ）と、ＣＰＵが実行するプログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）と、プログラムを展開するワーキングエリアとして使用されるＲＡＭ（random access memory）と、プログラムや各種データを格納するメモリなどの記憶装置と、を備えている。また、制御装置１００は、例えばＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等の書き換え可能なプログラマブルロジックデバイスによって構成されていてもよい。ＦＰＧＡは、例えば、集積回路によって構成されるＣＰＵコアや、乗算器、ＲＡＭ、および関連する周辺回路等を含むことができる。
【0058】
記憶装置は、印刷データを記憶する。印刷データは、出力データの一例である。印刷データは、被加工物５の表面に印刷すべき画像８０に対応するデータを含む。印刷データは、例えば画像８０についての色情報、位置情報、加飾情報等を含む。印刷データは、さらに、位置合わせのためのマーク８２Ａ～８２Ｄに対応する情報を含むことができる。この場合、画像８０についての位置情報は、マーク８２Ａ～８２Ｄのいずれか１以上に対する相対的な位置として表されていてもよい。印刷データは、例えば、画像８０のうち、加飾インクで印刷するべき第１部分に関する情報を含む第１印刷データと、画像８０のうちカラーインクで印刷するべき第２部分に関する第２印刷データと、を含む。第１印刷データは、例えば、ビットマップ形式であってもよいし、ラスタ形式のデータであってもよい。第１印刷データは、例えば、二値化表現されたラスタ形式のデータである。第２印刷データは、例えばビットマップ形式のデータである。第１印刷データは、例えば第２印刷データを基にして、加飾部に対応する情報を抽出したり、変換したりして作製されてもよい。第１印刷データと第２印刷データとは、共通して、マーク８２Ａ～８２Ｄに対応する情報を含む。これらのデータは、例えば、全部または一部が外部のコンピュータ７０から送信されたものであってよいし、または外部のコンピュータ７０から受信したものであってよい。あるいは、これらのデータは、全部または一部が外部のコンピュータ７０から受け取ったデータに基いて制御装置１００が加工および／または変換して用意したものであってよい。
【0059】
図８に示すように、制御装置１００は、インターフェイスを介して、外部のコンピュータ７０に有線または無線による通信が可能に接続されている。コンピュータ７０には、加飾のための印刷データが保存されている。制御装置１００は、コンピュータ７０から印刷データを受けとり、この印刷データに基いて、キャリッジモータ１８、第二モータ、第三モータ、ディスペンサ制御装置３７、紫外線ランプ３８、インクヘッド４２、紫外線ランプ４８、およびロック用ソレノイド９５を制御する。コンピュータ７０には、液晶ディスプレイ等からなる表示装置７２と、キーボードやマウス、タッチパネル等からなる入力装置７４と、が接続されている。表示装置７２は、例えば、撮像装置７６によって撮像したテーブル２０の平面視像を表示することができる。入力装置７４は、例えば、タッチパネルに代わって、キーボードや、携帯端末などであってよい。
【0060】
図９に示すように、制御装置１００は、第一印刷制御部１０１と、第二印刷制御部１０２と、マーク検出部１０３と、を備えている。上述した制御装置１００の各部の機能は、プログラムによって実現されている。このプログラムは、例えば記憶装置に記憶することができる。プログラムは、ＣＤやＤＶＤなどの記録媒体から読み込むことができ、インターネットを通じてダウンロードされるものであってもよい。また、制御装置１００の各部は、マイクロプロセッサおよび／または回路などによって物理的に実現されていてもよい。
【0061】
第一印刷制御部１０１は、ディスペンサユニット３０の挙動制御を実行する。第一印刷制御部１０１は、ディスペンサユニット３０に、被加工物５の表面に所望の加飾を施すための加飾インクの印刷を実行させる。本実施形態では、第一印刷制御部１０１は、第１印刷データに基いて、キャリッジモータ１８を駆動することによりキャリッジ３１を介してディスペンサ３２を主走査方向Ｙの左方Ｌに移動させる。これと並行して、第一印刷制御部１０１は、ディスペンサ制御装置３７を駆動させることにより、所定の位置においてディスペンサ３２のニードル３５から加飾インクを供給する。さらに、第一印刷制御部１０１は、ニードル３５から被加工物５の表面に加飾インクを供給したとき、被加工物５上の加飾インクに紫外線を照射するよう紫外線ランプ３８を起動させる。第一印刷制御部１０１は、加飾インクの供給を停止すると、例えば紫外線ランプ３８を停止させる。これにより、一走査ラインの印刷が行われる。ディスペンサ３２の主走査方向Ｙの移動が完了すると、第三モータを駆動することにより、次の走査ラインの位置まで被加工物５を副走査方向Ｘの前方Ｆに移動する。被加工物５の副走査方向Ｘの移動が済むと、再びキャリッジモータ１８を駆動するとともに、ディスペンサ３２および紫外線ランプ３８を駆動し、第１印刷データに基いて、次の走査ラインの印刷を行う。
【0062】
このとき、加飾インクの吐出は、ディスペンサ３２を主走査方向Ｙの右方Ｒに移動させつつ行ってもよいし（双方向印刷）、ディスペンサ３２を主走査方向Ｙの右方Ｒに移動させた後に再び左方Ｌに移動させる際に行ってもよい（片方向印刷）。以下、印刷の終了まで同様の動作を繰り返す。またあるいは、第一印刷制御部１０１は、第１印刷データに基いて、キャリッジモータ１８および第三モータの両方を駆動することにより、ディスペンサ３２を主走査方向Ｙと副走査方向ＸとによるＸＹ平面を所定の軌跡（印刷ライン）に沿って二次元的に相対移動させてもよい。そして第一印刷制御部１０１は、ディスペンサ３２を二次元的に相対移動させつつ、ディスペンサ制御装置３７を駆動させることにより、所定の位置においてディスペンサ３２のニードル３５から加飾インクを吐出させてもよい。このようにして、粒子加飾プリンタ１０は、加飾インクを用いた印刷を実行することができる。なお、第一印刷制御部１０１は、加飾情報を基に、加飾インクの供給位置のみならず、供給量をも適切に制御することができる。加飾インクの供給量は、例えば、エア圧力、ディスペンサ３２の走査速度、ディスペンサ３２からのインク吐出量等を制御することで調整することができる。また、第一印刷制御部１０１は、加飾インクの供給量が多いとき、紫外線ランプ３８から発射する紫外線量を増大させることができる。
【0063】
第二印刷制御部１０２は、印刷ヘッドユニット４０の挙動制御を実行する。第二印刷制御部１０２は、印刷ヘッドユニット４０に、被加工物５の表面に所望の画像を印刷するためのカラーインクによる印刷を実行させる。本実施形態では、第二印刷制御部１０２は、まずキャリッジモータ１８を駆動することにより、キャリッジ３１とキャリッジ４１を連結させ、ロック装置９３を解除する。次いで、第二印刷制御部１０２は、第２印刷データに基いて、インクヘッド４２を主走査方向Ｙの左方Ｌに移動させつつ、インクヘッド４２を制御することで各ノズル４３からカラーインクを吐出させる。さらに、第二印刷制御部１０２は、ノズル４３から被加工物５の表面にカラーインクを吐出したとき、被加工物５上のカラーインクに対して紫外線を照射するよう紫外線ランプ４８を起動させる。第二印刷制御部１０２は、カラーインクの吐出を停止すると、紫外線ランプ４８を停止させる。これにより、一走査ラインの印刷が行われる。インクヘッド４２の主走査方向Ｙの左方Ｌへの移動が完了すると、第三モータを駆動することにより、次の走査ラインの位置まで被加工物５を副走査方向Ｘの前方Ｆに移動する。被加工物５の副走査方向Ｘの前方Ｆへの移動が済むと、再びキャリッジモータ１８を駆動するとともに、インクヘッド４２および紫外線ランプ４８を駆動し、第２印刷データに基いて、次の走査ラインの印刷を行う。このとき、カラーインクの吐出は、インクヘッド４２を主走査方向Ｙの右方Ｒに移動させつつ行ってもよいし（双方向印刷）、インクヘッド４２を主走査方向Ｙの右方Ｒに移動させた後に再び左方Ｌに移動させる際に行ってもよい（片方向印刷）。以下、印刷の終了まで同様の動作を繰り返す。このようにして、粒子加飾プリンタ１０は、カラーインクを用いた印刷を実行することができる。
【0064】
マーク検出部１０３は、被加工物５に設けられたマーク８２Ａ～８２Ｄを検出する。マーク検出部１０３は、キャリッジモータ１８を駆動するとともに第三モータを駆動することにより、被加工物５に対しセンサ３９を二次元的に相対移動させる。マーク検出部１０３は、例えば、被加工物５の外接矩形領域の四隅周辺を検出するように、センサ３９の移動を制御する。マーク８２Ａ～８２Ｄの検出は、例えば、右下のマーク８２Ｄ、左下のマーク８２Ｃ、左上のマーク８２Ｂ、右上のマーク８２Ａの順で行われる。マーク検出部１０３は、センサ３９の発光素子から所定の発光量の光を被加工物５に照射させる。このとき、被加工物５の周辺領域８３やマーク８２Ａ～８２Ｄにおいて反射された反射光はセンサ３９の受光素子に受光される。マーク検出部１０３は、センサ３９の受光素子において受光された第１受光量と第２受光量との差である光量差が所定の値以上であるか否かを判定する。マーク検出部１０３は、例えば、第１受光量に対応して検出する第１電圧値と、第２受光量に対応して検出する第２電圧値との差である電圧差が所定の値以上であるか否かを判定する。所定の値は、予め設定されており、記憶装置に記憶されている。所定の値以上の場合には、マーク８２Ａ～８２Ｄの位置が検出される。一方、所定の値未満の場合には、マーク８２Ａ～８２Ｄの位置が検出されない。マーク検出部１０３は、マーク８２Ａ～８２Ｄを検出するまで、被加工物５に対しセンサ３９を二次元的に走査する。
【0065】
マーク検出部１０３によってマーク８２Ａ～８２Ｄの位置が検出されると、このマーク８２Ａ～８２Ｄを位置基準にして、第一印刷制御部１０１は、第１印刷データに基いて印刷を実施する。また、このマーク８２Ａ～８２Ｄを位置基準にして、第二印刷制御部１０２は、第２印刷データに基いて印刷を実施する。ここで、第一印刷制御部１０１および／または第二印刷制御部１０２は、印刷に先立って、ディスペンサ３２および／またはインクヘッド４２の位置決めを行う。位置決めとは、例えば、印刷開始位置の決定や、印刷基準位置の決定であり得る。例えば、ディスペンサ３２の位置決めは、４つのマーク８２Ａ～８２Ｄのうちの３つ以上を利用して行われる。すなわち、第一印刷制御部１０１は、４つのマーク８２Ａ～８２Ｄのうちの３つ以上の位置に基いて、ディスペンサ３２の位置決めを行う。なお、センサ３９を利用してマーク８２Ａ～８２Ｄの位置を検出し、検出されたマーク８２Ａ～８２Ｄを利用してディスペンサ３２の位置決めを行う方法は周知であるため、ここではその具体的な説明は省略する。第一印刷制御部１０１は、ディスペンサ３２の位置が決定された後、加飾インクの印刷を開始する。第二印刷制御部１０２についても、同様である。
【0066】
次に、粒子加飾方法と、この粒子加飾方法における粒子加飾プリンタ１０の動作例について説明する。図１０は、第一実施形態に係る粒子加飾方法のフローチャートである。図１０は、制御装置１００による粒子加飾プリンタ１０の各部の制御例を含む。
【0067】
ステップＳ１０において、作業者は、被加工物５をテーブル２０上に載置する。被加工物５が、例えば塩化ビニルシートである場合、塩化ビニルシートの厚みによって被加工物５の加飾面の高さが異なり得る。また、被加工物５の素材によっては被加工物５がテーブル２０上で滑りやすい可能性がある。そこで、作業者は、被加工物５をテーブル２０の所定の位置に配置したのち、減圧ポンプを作動させて減圧室２６によりテーブル２０内の空間を負圧とする。すると被加工物５はテーブル２０の所定の位置に吸引固定される。これにより、加飾工程においてテーブル２０が副走査方向Ｘや高さ方向Ｚに移動した場合であっても、被加工物５の位置ずれを抑制することができる。また作業者は、被加工物５の上面がディスペンサユニット３０の下端および印刷ヘッドユニット４０の下端と適切な距離となるよう、第二モータを駆動して、テーブル２０の高さ方向の位置を調整することができる。そして作業者は、例えば、外部のコンピュータ７０を操作して、粒子加飾プリンタ１０に対し、被加工物５に加飾インクによって画像８０を印刷するように指示をする。これにより、コンピュータ７０から制御装置１００に第１印刷データを含む印刷データが送信される。送信された各データは、記憶装置に記憶される。
【0068】
ステップＳ２０において、制御装置１００は、第一印刷制御部１０１に加飾インクを用いた印刷を実行させる。第一印刷制御部１０１は、記憶装置に記憶された第１印刷データを参照し、ディスペンサユニット３０を使用して、被加工物５の表面の加飾を施すべき位置に加飾インクを供給する。このとき、加飾インクは非ニュートン流体であることから、たとえ被加工物５が吸水性の低い樹脂シートであっても、加飾インクは被加工物５の表面でダレることなく立体的な供給厚さを維持し得る。また、加飾インクは適度な粘性を有することから、被加工物５の加飾面が平坦でなく凹凸面であっても、その凹凸面に留まることが可能となる。これにより、被加工物５の表面に、加飾インクによる印刷膜が形成される。ディスペンサユニット３０によるインク供給量は、加飾インクにおける加飾粒子の添加量や、ディスペンサからのインク供給量、テーブル２０に対するディスペンサ３２の相対的な走査速度、等によって決定され調整することができる。
【0069】
ステップＳ３０において、制御装置１００は、第一印刷制御部１０１に紫外線ランプ３８を点灯させて、被加工物５の表面に供給された加飾インクに紫外線を照射する。このことにより、加飾インクによる印刷膜は硬化して、加飾粒子を被加工物５に固定することができる。また、例えば、厚みをもって供給された加飾インクを硬化させて、膨らみを持った立体的な加飾を実現することができる。なお、第一印刷制御部１０１は、このステップＳ３０を、ステップＳ２０の後に実施してもよいし、ステップＳ２０と同時に実施してもよいし、あるいはステップＳ２０と並行して実施してもよい。また、第一印刷制御部１０１は、第１印刷データを参照し、加飾面積に対して加飾インクの供給量が多いときは、紫外線ランプ３８の点灯時間を延長して、加飾インクへの紫外線照射時間および紫外線照射量を増大させてもよい。これにより、被加工物５の表面の所望の位置に、加飾粒子による加飾を施すことができる。
【0070】
以上のように、ここに開示される技術によると、平均粒子径が１μｍ以上の大きな加飾粒子を含むインクを使用し、パソコン等で作成したデジタルデータを基に、被加工物に印刷することができる。この技術によると、スクリーン製版等を作製する必要なく、オンデマンドで（必要なときに必要な数だけ）、被加工物に加飾粒子による加飾を施すことができる。その結果、例えば、余分な在庫を抱えることなく、また、コスト割れすることなく、短時間で、所望の数の被加工物５に加飾粒子を用いた加飾を実施することができる。また、加飾インクは非ニュートン流体であることから、例えば、単位面積当たりに少量のインクを供給した場合は平面的な加飾を行うことができ、単位面積当たりに多量にインクを供給した場合は立体的な加飾を行うことができる。これにより、例えばインクジェットプリンタではこれまで表現できなかった多様な加飾を実現することができる。
【0071】
上記構成によると、加飾粒子は、メタリック顔料、パール顔料、ホログラムグリッター、および、金属酸化物粒子の少なくとも１種を含む。これにより、金属メタリック調、パール調、ホログラムラメ調、および金属光沢質の意匠を、オンデマンドで加飾することができる。
【0072】
上記構成によると、粒子加飾プリンタ１０において、ディスペンサ３２が収容する加飾インクの総質量に占める加飾粒子の割合は、１質量％以上２０質量％以下である。粒子加飾プリンタ１０のインク供給手段としてディスペンサ３２を採用したことにより、インクジェットプリンタでは対応できない固形分濃度の高い加飾インクを用いて印刷を実施することができる。その結果、例えば従来よりも加飾粒子による加飾効果の高い意匠を実現することができる。例えば、人の視覚に鮮明に映る加飾を施すことができる。
【0073】
また、本実施形態の粒子加飾プリンタ１０のディスペンサ３２は、インクを吐出する吐出口を備え、吐出口の口径は、５０μｍ以上６００μｍ以下である。一般に、ディスペンサ３２から吐出する流体は、口径の１／１０以下程度の粒子径のものであると、流動性よく吐出管理できるために好ましい。したがって、粒子加飾プリンタ１０は、例えば、１～１００μｍという大粒径の加飾粒子を含む加飾インクであっても、加飾粒子の目詰まり等の問題を気にせず好適に加飾することができる。このことは、例えば、加飾インクが従来よりも寸法の大きいメタリック顔料やホログラムグリッター等を含むことを許容し、かかる加飾による光の散乱効果を高めたり、ホログラム意匠のデザイン性を高めたりすることができる。
【0074】
なお、上記第一実施形態で、作業者は、被加工物５の上面がディスペンサユニット３０の下端および印刷ヘッドユニット４０の下端と適切な距離となるよう、第二モータを駆動して、テーブル２０の高さ方向の位置を調整していた。しかしながら、テーブル２０の高さ方向の位置を調整は、制御装置１００が自動的に実施するように構成されていてもよい。すなわち、センサ３９は、発光素子が被加工物５に対して照射したレーザ光の反射光を、受光素子で受光する。そしてこのとき、制御装置１００は、発光素子がレーザ光を出射してから、受光素子が反射光を受光するまでので時間に基いて、ディスペンサユニット３０の下端と被加工物５の表面との距離を測定できるように構成されていてもよい。そして制御装置１００は、測定されたディスペンサユニット３０の下端と被加工物５の表面との距離が加飾に適した距離となるように、第二モータを作動して、テーブル２０の高さ位置を調整してもよい。
【0075】
＜第二実施形態＞
次に、他の粒子加飾方法と、この粒子加飾方法における粒子加飾プリンタ１０の他の動作例について説明する。図１１は、第二実施形態に係る粒子加飾方法の他のフローチャートである。図１１は、制御装置１００による粒子加飾プリンタ１０の各部の他の制御例を含む。なお、上記第一実施形態では、粒子加飾に際し、ディスペンサユニット３０のみを用いて印刷した。そのため、粒子加飾プリンタ１０は、印刷ヘッドユニット４０、ロック装置９３、ディスペンサユニット３０の連結部材９１、第二印刷制御部１０２等を付加的に備えていたものの、これらは必須の構成ではなく、これらを備えていない構成であってもよかった。そこで、第二実施形態では、ディスペンサユニット３０に加えて、印刷ヘッドユニット４０を使用して印刷を行う方法について説明する。
次に、他の粒子加飾方法と、この粒子加飾方法における粒子加飾プリンタ１０の他の動作例について説明する。図１１は、第二実施形態に係る粒子加飾方法の他のフローチャートである。図１１は、制御装置１００による粒子加飾プリンタ１０の各部の他の制御例を含む。なお、上記第一実施形態では、粒子加飾に際し、ディスペンサユニット３０のみを用いて印刷した。そのため、粒子加飾プリンタ１０は、印刷ヘッドユニット４０、ロック装置９３、ディスペンサユニット３０の連結部材９１、第二印刷制御部１０２等を付加的に備えていたものの、これらは必須の構成ではなく、これらを備えていない構成であってもよかった。そこで、第二実施形態では、ディスペンサユニット３０に加えて、印刷ヘッドユニット４０を使用して印刷を行う方法について説明する。
【0076】
ここに開示される加飾インクは、硬化後も透明な重合性化合物を含むものであった。そのため、加飾インクの印刷体（加飾部）において、加飾粒子が埋設される硬化樹脂は透明であり、印刷体の視認性は下地ともいえる被加工物５の色調に大きく左右される。例えば、被加工物５が色彩を備えていると加飾部にも当該色彩が反映され得る。具体的には、例えば、ピンク色の色彩を備える被加工物５にパール顔料を含む加飾インクで加飾を施すと、形成される加飾部は、ピンクパール調に視認され得る。そこで、加飾インクによる加飾を行う前に、予め被加工物５（下地）の色を調整することで、その視認性を大きく多様化することができる。かかる多様性を持たせる印刷方法について、以下に説明する。
【0077】
まず、作業者は、上記第一実施形態と同様に、ステップＳ１０を実行する。すなわち、作業者は、ステップＳ１０において、被加工物５をテーブル２０上に載置する。そして、例えば、減圧ポンプを駆動させることで、テーブル２０上で被加工物５が移動しないように固定する。また、作業者は、例えば、外部のコンピュータ７０を操作して被加工物５に対し、加飾インクによる印刷と、カラーインクによる印刷とを実行するように指示を送る。これにより、コンピュータ７０から制御装置１００に、第１印刷データと第２印刷データとを含む印刷データが送信される。送信された各データは、記憶装置に記憶される。
【0078】
ステップＳ２０において、制御装置１００は、第二印刷制御部１０２にカラーインクを用いた印刷を実行させる。第二印刷制御部１０２は、キャリッジ３１とキャリッジ４１を連結させ、ロック装置９３を解除する。これにより、印刷ヘッドユニット４０を用いた印刷を実行する。具体的には、第二印刷制御部１０２は、記憶装置に記憶された第２印刷データを参照し、印刷ヘッドユニット４０を使用して、被加工物５の表面の画像を印刷すべき位置に、カラーインクを供給する。これにより、被加工物５の表面に、カラーインクによる印刷膜を形成することができる。
【0079】
ステップＳ３０において、制御装置１００は、第二印刷制御部１０２に紫外線ランプ４８を点灯させて、被加工物５の表面に供給されたカラーインクに紫外線を照射する。このことにより、カラーインクによる印刷膜は硬化して、加飾粒子を被加工物５に固定することができる。これにより、被加工物５の表面を所望の色調に着色することができる。
【0080】
なおここで、第２印刷データは、画像８０に対応する情報と、マーク８２Ａ～８２Ｄに対応する情報を含み得る。第２印刷データがマーク８２Ａ～８２Ｄに対応する情報を含むとき、印刷ヘッドユニット４０は、被加工物５に、画像８０と、マーク８２Ａ～８２Ｄとを印刷してもよい。これにより、被加工物５の表面に、画像８０と、マーク８２Ａ～８２Ｄとに対応する形状のカラーインクによる印刷膜が形成される。
【0081】
ステップＳ４０において、マーク検出部１０３は、被加工物５の画像の印刷領域の四隅周辺を検出するように、センサ３９の移動を制御する。このとき、センサ３９の発光素子からは所定の発光量の光が照射され、受光素子はマーク８２Ａ～８２Ｄおよび周辺領域８３において反射された反射光を受光する。マーク検出部１０３は、センサ３９の受光素子において受光された第１受光量と第２受光量との差である光量差が所定の値以上であるか否かを判定する。光量差が所定の値未満である場合には、センサ３９を被加工物５に対してさらに二次元的に走査させる。マーク検出部１０３は、第１受光量と第２受光量との差である光量差が所定の値以上である場合に、発光素子による光照射部を印刷基準位置として、ステップＳ５０に進む。
【0082】
ステップＳ５０において、制御装置１００は、第一印刷制御部１０１に加飾インクを用いた印刷を実行させる。第一印刷制御部１０１は、記憶装置に記憶された第１印刷データを参照し、ディスペンサユニット３０を使用して、被加工物５の表面の加飾を施すべき位置に加飾インクを供給する。このとき、第一印刷制御部１０１は、マーク検出部１０３によって検出された印刷基準位置を基準として、印刷を実施する。これにより、ステップＳ２０にてカラーインクにより印刷された印刷膜上に、加飾インクによる印刷膜が形成される。
【0083】
ステップＳ６０において、制御装置１００は、第一印刷制御部１０１に紫外線ランプ３８を点灯させて、被加工物５の表面に供給された加飾インクに紫外線を照射する。このことにより、加飾インクによる印刷膜は硬化して、加飾粒子を被加工物５に固定することができる。このことにより、被加工物５の表面を所望の色調に調整してから、加飾インクによる表面の加飾を実施することができる。その結果、加飾インクによる金属メタリック調、パール調、ホログラムラメ調、光沢質の加飾に、様々な色合いを簡単に付与することができる。これにより、従来にない多様な特殊加飾を、簡便かつ手軽に実施することができる。
【0084】
以上のように、本実施形態の粒子加飾プリンタ１０は、ニュートン流動性を示す第二インクを吐出可能な吐出ヘッド（印刷ヘッドユニット４０）をさらに備えている。制御装置１００は、第２印刷データに基いて移動装置によって吐出ヘッドを載置台に対して相対的に移動させるとともに、前記出力データに基づく所定の位置において前記吐出ヘッドから前記第二インクを吐出するように構成されている。これにより、粒子加飾プリンタ１０は、印刷ヘッドユニット４０を移動させる移動装置を新たに備える必要なく、一台の装置で、ディスペンサユニット３０と印刷ヘッドユニット４０とによる印刷を実施することができる。これにより、少ない設置面積で、粒子加飾と、カラー印刷とを実施できる粒子加飾プリンタ１０が実現される。
【0085】
また、ここに開示される技術において、出力データは、被加工物５を加工するための位置基準となるクロップマークに関する情報を含む。そして粒子加飾プリンタ１０は、クロップマークを検出する検出装置をさらに備えている。そして、制御装置１００は、載置台に載置された被加工物５に備えられたクロップマークを検出装置によって検出するとともに、クロップマークを位置基準として、ディスペンサ３２および吐出ヘッドの少なくとも一方を前記載置台に対して相対的に移動させるように構成されている。これにより、粒子加飾プリンタ１０は、ディスペンサユニット３０と印刷ヘッドユニット４０とによる印刷を、印刷ズレを生じることなく実施することができる。
【0086】
以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、上述の各実施形態は例示に過ぎず、本発明は他の種々の形態で実施することができる。
【0087】
例えば、上記第二実施形態において、被加工物５はテーブル２０上に吸引固定されていた。しかしながら、被加工物５の固定方法はこれに限定されない。例えば、テーブル２０は、図示しない固定治具を装着可能に構成されていてもよい。固定治具は、例えば、予め定められた寸法の被加工物５を、挟持したり、嵌め込んだりして固定できるように構成されている。例えば被加工物５が、携帯電話ケースや電子タバコ等であるとき、固定治具には、これらの携帯電話ケースや電子タバコが嵌め込み固定できるように嵌め込み穴が形成されている。このような固定治具を利用することで、例えば、立体形状を有する等して吸引固定ができない被加工物５を、テーブル２０に固定することができる。
【0088】
また例えば、上記第二実施形態で、作業者は、ステップＳ１０にてテーブル２０上に被加工物５を載置したのち、ステップＳ２０にて加飾インクによる印刷を実行していた。ここで、被加工物５の所望の位置に、加飾インクによる印刷を適切に実行するために、被加工物５は予めクロップマーク８２Ａ～８２Ｄを備えていてもよい。そして、ステップＳ１０の後、ステップＳ２０の前に、ステップＳ１５として、クロップマーク８２Ａ～８２Ｄを検出する工程を実施してもよい。ステップＳ１５は、上記ステップＳ３０と同様であるために、重ねての説明は省略する。これにより、粒子加飾プリンタ１０は、検出したクロップマーク８２Ａ～８２Ｄを位置基準として、ステップＳ２０による加飾インクを用いた印刷を実施することができる。
【0089】
また、上述のステップＳ１５においては、マーク検出部１０３が、マーク８２Ａ～８２Ｄを検出できない事態が起こり得る。例えば、クロップマーク８２Ａ～８２Ｄを備えた被加工物５が、粒子加飾プリンタ１０の印刷可能領域に適切に載置されていない場合が生じ得る。例えば、クロップマーク８２Ａ～８２Ｄが、センサ３９の走査可能領域よりも大きく外れた位置に配置されることがあり得る。このような場合、粒子加飾プリンタ１０は、被加工物５に対して適切な印刷を行うことができない。
【0090】
そこで、粒子加飾プリンタ１０は、被加工物５がテーブル２０上の適切な位置に配置されていないことを、作業者に知らせるよう作動することができる。例えば、粒子加飾プリンタ１０は、表示装置７２に被加工物５の載置状態が適切でないことを示す載置エラー警告を表示してもよい。すなわち、粒子加飾プリンタ１０の載置台には、ディスペンサおよび吐出ヘッドの少なくとも一方による印刷可能領域Ｐｙが設定されている。また、粒子加飾プリンタ１０には、載置台の平面視を表示可能な表示装置７２をさらに備えている。そして制御装置１００は、載置台に載置された被加工物５に備えられたクロップマーク８２Ａ～８２Ｄを、検出装置によって検出することにより、クロップマーク８２Ａ～８２Ｄを位置基準とした出力データの出力位置が、印刷可能領域Ｐｙに納まるか否かを判断するように構成されている。制御装置１００は、判断結果を表示装置７２に表示してもよい。これにより、作業者に、被加工物５をテーブル２０上のより適切な位置に載置し直すよう指示することができる。また、制御装置１００は、表示装置７２に、撮像装置７６によって撮像された載置台に対する被加工物５の配置状態と、印刷可能領域Ｐｙとを表示することで、作業者が被加工物５の配置をどのように修正して良いかを視認できるようにしてもよい。このことは、被加工物５が、樹脂シート等の所定の形状を備える材料ではなく、アクセサリ等の不定形の物品等である場合に特に有用となる。これにより、被加工物５のより適切な位置への印刷が可能な粒子加飾プリンタ１０が提供される。
【0091】
また、上記第二実施形態で、粒子加飾プリンタ１０は、ディスペンサユニット３０と印刷ヘッドユニット４０とにそれぞれ、紫外線ランプ３８、４８を備えていた。しかしながら、紫外線ランプ３８、４８は、例えば複数の紫外線ランプが主走査方向Ｙに配列されたライン光源によって構成されていてもよい。ライン光源は、例えば、支持壁１４に支持するとよい。ライン光源は、例えば、主走査方向Ｙにおいて、テーブル２０の長さに対応する長さに延設されているとよい。このようなライン光源によると、制御装置１００が支持壁１４に固定された紫外線ライン光源の下を通過するように、テーブル２０を副走査方向Ｘに移動させることで、テーブル２０に固定された被加工物５ならびに加飾インクおよびカラーインクの印刷体に対して、紫外線を照射することができる。
【0092】
上述した第一実施形態では、粒子加飾プリンタ１０は、印刷ヘッドユニット４０を備えていたが、これに限定されない。粒子加飾プリンタ１０は、ディスペンサユニット３０のみを備えており、印刷ヘッドユニット４０を備えていなくてもよい。この場合、粒子加飾プリンタ１０のセンサ３９は、被加工物５に予め設けられたマーク８２Ａ～８２Ｄを検出するとよい。
【0093】
上述した各実施形態では、マーク８２Ａ～８２Ｄは、予め被加工物５に設けられているか、ディスペンサユニット３０により印刷されていた。しかしながら、マーク８２Ａ～８２Ｄの形成はこれに限定されない。マーク８２Ａ～８２Ｄは、粒子加飾プリンタ１０の印刷ヘッドユニット４０によって印刷することによって形成してもよい。あるいは、マーク８２Ａ～８２Ｄは、被加工物５への直接印刷によって形成するのではなく、例えば、シール等を被加工物５に張り付けることによって設けてもよい。
【符号の説明】
【0094】
１０ 粒子加飾プリンタ
２０ テーブル
３０ ディスペンサユニット
４０ 印刷ヘッドユニット
８０ 画像
１００ 制御装置
１０１ 第一印刷制御部
１０２ 第二印刷制御部
２０ テーブル
３０ ディスペンサユニット
４０ 印刷ヘッドユニット
８０ 画像
１００ 制御装置
１０１ 第一印刷制御部
１０２ 第二印刷制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】