(57)【要約】【課題】  媒体上の適切な位置に流体を着弾させること。【解決手段】  媒体を外周部に保持し回転するドラムと、前記ドラムに保持された前記媒体に対して流体を噴射するためのヘッドと、前記ヘッドにより噴射された前記媒体上の流体を定着させる定着部と、前記ドラムの外径を測定するための外径測定部と、前記ドラムと前記ヘッドとの距離を調整する調整部と、前記外径測定部によって測定されたドラムの外径の変動に応じて、前記ヘッドと前記媒体との距離を前記調整部に調整させるコントローラと、を備える流体噴射装置。【選択図】    図１２
2010005860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体を外周部に保持し回転するドラムと、
前記ドラムに保持された前記媒体に対して流体を噴射するためのヘッドと、
前記ヘッドにより噴射された前記媒体上の流体を定着させる定着部と、
前記ドラムの外径を測定するための外径測定部と、
前記ドラムと前記ヘッドとの距離を調整する調整部と、
前記外径測定部によって測定されたドラムの外径の変動に応じて、前記ヘッドと前記媒体との距離を前記調整部に調整させるコントローラと、
を備える流体噴射装置。
【請求項２】
前記定着部は光照射装置である、請求項１に記載の流体噴射装置。
【請求項３】
前記定着部は紫外線照射装置である、請求項１又は２に記載の流体噴射装置。
【請求項４】
媒体を外周部に保持し回転するドラムと、
前記ドラムに保持された前記媒体に対して流体を噴射するためのヘッドと、
前記ヘッドにより噴射された前記媒体上の流体を定着させる定着部と、
前記ドラムの外径における周速を測定するための周速測定部と、
前記ドラムと前記ヘッドとの距離を調整する調整部と、
前記周速測定部によって測定された前記周速の変動に応じて、前記ヘッドと前記媒体との距離を前記調整部に調整させるコントローラと、
を備える流体噴射装置。
【請求項５】
媒体をドラムの外周部に保持させ回転させるステップと、
前記ドラムに保持された前記媒体に対してヘッドから流体を噴射するステップと、
前記ヘッドにより噴射された前記媒体上の流体を定着させるステップと、
前記ドラムの外径を測定するステップと、
前記ドラムの外径の変動に応じて、前記ヘッドと前記媒体との距離を調整するステップと、
を含む流体噴射方法。
【請求項６】
媒体をドラムの外周部に保持させ回転させるステップと、
前記ドラムに保持された前記媒体に対してヘッドから流体を噴射するステップと、
前記ヘッドにより噴射された前記媒体上の流体を定着させるステップと、
前記ドラムの外径における周速を測定するステップと、
測定された前記ドラムの外径における周速の変動に応じて、前記ヘッドと前記媒体との距離を調整するステップと、
を含む流体噴射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体噴射装置及び流体噴射方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
媒体を外周部に保持するドラムを回転させ、その媒体にヘッドからインクなどの流体を噴射する。そして、媒体上に画像を形成するインクジェット式のプリンタが使用されている。このような流体噴射装置において、ヘッドから噴射される流体に紫外線硬化型のインクなどを使用した場合、媒体上に着弾した流体の定着を促進するために紫外線などがドラム上の媒体に対して照射される。
【特許文献１】特開２００７−３２０２３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このように紫外線がドラムに照射されると、その影響からドラムが熱せされる。そうすると、その熱の影響によりドラムが膨張し、その外径が変動する場合がある。ドラムの外径が変動すると、ドラム表面とヘッドとの距離も変動する。ドラム表面とヘッドとの距離が変動すると、媒体上に着弾する流体の位置も変動することとなる。このように媒体上に着弾する流体の位置が変動すると、想定した画像とは異なる変形した画像が媒体上に形成されるという不具合を生ずる。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ドラムの外径が変動する場合であっても、媒体上の適切な位置に流体を着弾させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するための主たる発明は、
媒体を外周部に保持し回転するドラムと、
前記ドラムに保持された前記媒体に対して流体を噴射するためのヘッドと、
前記ヘッドにより噴射された前記媒体上の流体を定着させる定着部と、
前記ドラムの外径を測定するための外径測定部と、
前記ドラムと前記ヘッドとの距離を調整する調整部と、
前記外径測定部によって測定されたドラムの外径の変動に応じて、前記ヘッドと前記媒体との距離を前記調整部に調整させるコントローラと、
を備える流体噴射装置である。
【０００６】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
【０００８】
媒体を外周部に保持し回転するドラムと、
前記ドラムに保持された前記媒体に対して流体を噴射するためのヘッドと、
前記ヘッドにより噴射された前記媒体上の流体を定着させる定着部と、
前記ドラムの外径を測定するための外径測定部と、
前記ドラムと前記ヘッドとの距離を調整する調整部と、
前記外径測定部によって測定されたドラムの外径の変動に応じて、前記ヘッドと前記媒体との距離を前記調整部に調整させるコントローラと、
を備える流体噴射装置。  
このようにすることで、ドラムの外径が変動する場合であっても、媒体上の適切な位置に流体を着弾させることができる。
【０００９】
かかる流体噴射装置であって、前記定着部は光照射装置であることが望ましい。また、前記定着部は紫外線照射装置であることが望ましい。  
このようにすることで、ドラムの外径が変動する場合であっても、媒体上の適切な位置に流体を着弾させることができる。
【００１０】
媒体を外周部に保持し回転するドラムと、
前記ドラムに保持された前記媒体に対して流体を噴射するためのヘッドと、
前記ヘッドにより噴射された前記媒体上の流体を定着させる定着部と、
前記ドラムの外径における周速を測定するための周速測定部と、
前記ドラムと前記ヘッドとの距離を調整する調整部と、
前記周速測定部によって測定された前記周速の変動に応じて、前記ヘッドと前記媒体との距離を前記調整部に調整させるコントローラと、
を備える流体噴射装置。  
このようにすることで、ドラムの外径が変動する場合であっても、媒体上の適切な位置に流体を着弾させることができる。
【００１１】
媒体をドラムの外周部に保持させ回転させるステップと、
前記ドラムに保持された前記媒体に対してヘッドから流体を噴射するステップと、
前記ヘッドにより噴射された前記媒体上の流体を定着させるステップと、
前記ドラムの外径を測定するステップと、
前記ドラムの外径の変動に応じて、前記ヘッドと前記媒体との距離を調整するステップと、
を含む流体噴射方法。  
このようにすることで、ドラムの外径が変動する場合であっても、媒体上の適切な位置に流体を着弾させることができる。
【００１２】
媒体をドラムの外周部に保持させ回転させるステップと、
前記ドラムに保持された前記媒体に対してヘッドから流体を噴射するステップと、
前記ヘッドにより噴射された前記媒体上の流体を定着させるステップと、
前記ドラムの外径における周速を測定するステップと、
測定された前記ドラムの外径における周速の変動に応じて、前記ヘッドと前記媒体との距離を調整するステップと、
を含む流体噴射方法。  
このようにすることで、ドラムの外径が変動する場合であっても、媒体上の適切な位置に流体を着弾させることができる。
【００１３】
＝＝＝実施形態＝＝＝
＜プリンタ１の構成について＞
図１は、プリンタ１の構成の概略図である。また、図２は、プリンタ１の全体構成のブロック図である。以下、これらの図を参照しつつ、プリンタ１の構成について説明を行う。
【００１４】
プリンタ１は、ドラム回転機構１０と、ヘッド移動機構３０と、ヘッドユニット４０と、検出器群５０と、コントローラ６０と、インタフェース６３と、駆動信号生成回路７０と、照射ユニット移動機構８０と、紫外線照射ユニット９０とを備える。
【００１５】
ドラム回転機構１０は、ドラム１１をコントローラ６０の制御により所望の速度で回転させるための機構である。ドラム回転機構１０は、ドラム１１と不図示のモータを含んでいる。モータの出力軸はドラム１１の回転軸１２に連結されており、コントローラ６０の制御によりモータが制御されることにより、ドラム１１の回転角速度が制御される。
【００１６】
ドラム１１は、その外周部に用紙Ｓなどの媒体を保持する。媒体の保持は、例えば、媒体の端部を保持装置１３とドラム外周部との間に挟み込むことによって行われる。また、媒体の保持は、ドラム外周部に小さな孔を形成し、そこから媒体を吸引するようなバキューム吸引機構を用いるようにして行うこととしてもよい。
【００１７】
尚、本実施形態では説明の容易のため、媒体の厚みは極めて薄いものとし、ドラムの外径は媒体の厚みを含んだものとする。
【００１８】
高さ調整機構２０は、ガイド３３を図に示すようなヘッド高さ方向に移動させることによって、ヘッドユニット４０のドラム１０に対する距離を調整するためのものである。ヘッド高さ方向は、ドラム１０の中心軸に向かう方向である。高さ調整機構２０には、不図示のモータ、モータに取り付けられたウォームギヤ、ウォームホイール、及び、ラックアンドピニオン機構が備えられている。ウォームホイールの出力軸は、ラックアンドピニオン機構のピニオンギヤの軸に接続されている。そして、モータが回転させられることによりラックがヘッド高さ方向に移動できるようになっている。ラックには、ガイド３３が取り付けられている。また、このモータは、コントローラ６０からの制御により回転を制御されるので、コントローラ６０の制御により、ガイド３３の位置はヘッド高さ方向に調整可能となっている。
【００１９】
尚、ガイド３３がヘッド高さ方向に移動することに伴い同時にベルト３２もヘッド高さ方向に移動できるように、ベルト３２をヘッド高さ方向に移動できるようにする機構も高さ調整機構２０内に設けられている。
【００２０】
ヘッド移動機構３０は、ヘッドユニット４０を保持するためのキャリッジ３１を備える。キャリッジ３１にはベルト３２が取り付けられている。また、キャリッジ３１は、ガイド３３を摺動可能に保持しており、これによりキャリッジ３１はガイド３３が延びる方向（主走査方向）に移動できるようになっている。ベルト３２は、不図示のモータの出力により主走査方向に移動できるようになっており、ベルト３２が主走査方向に移動することによりキャリッジ３１も主走査方向に移動する。ベルト３２は、コントローラ６０によって、その動作を制御されるので、コントローラ６０の制御によりヘッドユニット４０も主走査方向に移動することとなる。
【００２１】
ヘッドユニット４０は、後述するような６つのヘッド４１〜４６からなる。そして、各ヘッドからインクを噴射して媒体に画像を形成する。ヘッドユニット４０は、不図示のケーブルによってコントローラ６０及び駆動信号生成回路７０に接続されている。そして、駆動信号ＣＯＭ、及び、インクの噴射を制御するための信号が送られる。本実施形態におけるヘッドユニット４０からは、ＵＶインク（紫外線硬化型インク）が噴射される。
【００２２】
検出器群５０は、ロータリーエンコーダ５１、外径測定装置５２、及び、周速測定装置５３などの検出器を含む。
【００２３】
図３は、ロータリーエンコーダ５１を説明するための図である。ロータリーエンコーダ５１は、所定の間隔毎に設けられた多数のスリットを有する回転円板５１１と、検出部５１２とを有する。回転円板５１１は、ドラム１１の回転軸１２に固定されており、ドラム１１の回転に応じて回転する。検出部５１２は、プリンタ１に固定されている。ロータリーエンコーダ５１は、回転円板５１１に設けられたスリットが検出部５１２を通過する毎に、パルス信号ＥＮＣをコントローラ６０に出力する。コントローラ６０は、このパルス信号ＥＮＣに基づいて、プリンタ１の様々な制御を行うことができるようになっている。
【００２４】
図４は、レーザフォーカス方式の外径測定装置５２を説明するための図である。外径測定装置５２は、半導体レーザ５２１とハーフミラー５２２とピンホール５２３と受光素子５２８と受光信号を増幅するためのアンプを備える。また、外径測定装置５２は、コリメートレンズ５２４と、対物レンズ５２５と音叉５２６と音叉位置検出センサ５２７と、位置信号を増幅するためのアンプを備える。
【００２５】
半導体レーザ５２１は、距離を測る対象物に対してレーザを照射する。照射されたレーザ光は、音叉５２６によって高速で上下運動する対物レンズ５２５を通り、対象物上において焦点を結ぶ。レーザ光は対象物により反射し、ハーブミラー５２２及びピンホール５２３を通過して受光素子５２８に到達する。このとき、レーザ光が対象物において焦点を結んだときに、その反射光はピンホール５２３の位置で一点に集光され、受光素子５２８に入光する。このときの音叉５２６の位置を音叉位置検出センサ５２７によって測定することによって、対象物までの距離を測定することができるようになっている。各位置において対象物までの距離が測定されると、これに基づいて各位置におけるドラム半径（外径）が求められる。そして、ドラム半径はコントローラ６０に送られる。
【００２６】
外径測定装置５２は、キャリッジ３１に取り付けられており、キャリッジ３１の移動と共に主走査方向に移動する。そして、ヘッドユニット４０の各位置におけるドラム１１の外径を取得できるようになっている。そして、ドラム１１は回転するため、ドラム１１の外周部の各位置における外径を取得できるようになっている。
【００２７】
尚、外径測定装置５２は、外径表面に接触する部分を有する接触式の機械的な測定装置であってもよい。
【００２８】
周速測定装置５３は、ドラム１１の外周部の周速を測定するための装置である。ここで、外周部の周速とは、ドラム外周部の回転方向における線速度である。周速測定装置５３は、ドラム１１の外周部に設けられた複数の周速測定用マーカー５３１と、マーカー検出部５３２とを有する。周速測定用マーカー５３１は、ドラム１１の外周部に所定間隔で設けられている。マーカー検出部５３２は、ドラム１１が回転しているときにおける周速測定用マーカー５３１を検出し、ある周速測定用マーカー５３１を検出してから次の周速測定用マーカー５３１を検出するまでの時間を測定する。そして、周速測定用マーカー５３１間の距離（間隔）と測定した時間とから、ドラム１１の周速を求める。求められたドラム１１の周速は、コントローラ６０に送られる。
【００２９】
コントローラ６０は、プリンタ１の各部を制御するためのものであって、ＣＰＵ６１及びメモリ６２を備える。メモリ６２には、プリンタ１を動作させるためのプログラム及びデータが記憶されている。ＣＰＵ６１は、メモリ６２に記憶されているプログラムを実行することにより、プリンタ１の各部を制御し印刷を行うことができるようになっている。
【００３０】
また、本実施形態では、ドラム１１の外径及びドラム１１の周速が取得できるようになっているが、コントローラ６０は、これらの検出値に応じてヘッド高さ方向についてヘッドユニット４０の位置を調整することができるようになっている。
【００３１】
インタフェース６３は、プリンタ１のコントローラ６０とコンピュータ１１０を接続するために設けられたインタフェースである。
【００３２】
コンピュータ１１０は、印刷を行う画像に応じた印刷データをプリンタドライバを介してプリンタ１に送る。印刷データには、媒体の各画素についてインク色毎に噴射するインク滴のサイズを示す画素データが含まれている。
【００３３】
駆動信号生成回路７０は、後述する駆動信号ＣＯＭを生成する。駆動信号生成回路７０は、コントローラ６０から、駆動信号ＣＯＭの波形に関するデータを取得する。そして、この波形に関するデータに基づいて電圧信号を生成し、これを電力増幅することにより駆動信号ＣＯＭを生成する。駆動信号ＣＯＭの波形の一例については、後述する。
【００３４】
照射ユニット移動機構８０は、紫外線照射ユニット９０を保持するためのキャリッジ８１を備える。キャリッジ８１には、ベルト８２が取り付けられている。また、キャリッジ８１は、ガイド８３を摺動可能に保持しており、これによりキャリッジ８１はガイド８３が延びる方向（主走査方向）に移動できるようになっている。ベルト８２は、不図示のモータの出力により主走査方向に移動できるようになっており、ベルト８２が主走査方向に移動することにより、キャリッジ８１も主走査方向に移動する。ベルト８２も、コントローラ６０によって、その動作を制御されるので、コントローラ６０の制御により紫外線照射ユニット９０も主走査方向に移動することとなる。尚、紫外線照射ユニット９０は、照射ユニット移動機構８０によって、主走査方向についての位置がヘッド４１の位置と同じになるように移動される。そして、ヘッド４１〜４６から噴射され媒体に着弾したＵＶインクを紫外線により硬化させることができるようになっている。
【００３５】
紫外線照射ユニット９０は、媒体に噴射されたＵＶインクに対して紫外線を照射してＵＶインクを硬化させるための装置である。紫外線照射ユニット９０は、例えば、メタルハライドランプやＬＥＤなどによって構成される。そして、コントローラ６０からの制御により紫外線の照射率が制御できるようになっている。このようにすることで、媒体の各位置おいて紫外線を照射する量を変化させることもできるようになっている。尚、この紫外線照射ユニット９０は、定着部に相当する。
【００３６】
＜ヘッドの配置について＞
図５Ａは、ヘッドユニット４０について説明するための図である。ヘッドユニット４０は、第１ヘッド４１〜第６ヘッド４６を含む。図では、ヘッドユニット４０を上部から見た図となっている。本来であれば、ヘッドユニット４０における各ヘッドは、他の要素に阻まれて視認することができないが、ここでは、説明の容易のために、第１ヘッド４１〜第６ヘッド４６が見えるように示している。
【００３７】
各ヘッドは、第１ヘッド４１から第６ヘッド４６まで主走査方向に並ぶように配置される。但し、主走査方向について、第１ヘッド４１の端部から第６ヘッド４６の端部にかけてのノズル間隔が常に一定になるようにするために、奇数番号のヘッドと偶数番号のヘッドとは、副走査方向についてずれるようにして配置されている。
【００３８】
図５Ｂは、第１ヘッド４１のノズル配列について説明するための図である。ここでも、第１ヘッド４１を上部から見た図となっている。本来であれば、第１ヘッド４１におけるノズルは上部の要素に阻まれて視認することができないが、ここでは説明のためにノズル配列が見えるように示されている。
【００３９】
第１ヘッド４１は、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、及び、ブラックＫのそれぞれのノズル列を含む。第１ヘッド４１は、各インク色について２列のノズル列を有し、各ノズル列のノズルピッチＰは３６０ｄｐｉとなっている。また、第１ヘッド４１の各インク色について、一方のノズル列のノズルが他方のノズル列のノズル間に配置されるようにして、主走査方向についてＰ／２のノズルピッチを実現する。このようにすることで、本実施形態では、主走査方向について７２０ｄｐｉのノズルピッチを実現している。
【００４０】
第２ヘッド４２〜第６ヘッド４６の構成も第１ヘッド４１と同様である。そして、第１ヘッド４１のノズル＃３６０のノズルと、第２ヘッド４１のノズル＃１のノズルとのノズルピッチがＰとなるように、第１ヘッド４１と第２ヘッド４２は配置される。第２ヘッド４２〜第６ヘッド４６の各ヘッドの配置もこれと同様の配置にすることによって、第１ヘッド４１の端部のノズルから第６ヘッド４６の端部のノズルまでにおいて、主走査方向について７２０ｄｐｉのノズルピッチを実現する。
【００４１】
＜ヘッドの構造について＞
図６は、ノズル列の周辺の断面図である。ここでは、この図を参照しつつ、第１ヘッド４１における個々のノズルからインクを噴射するための駆動ユニットの構造について説明する。
【００４２】
駆動ユニットは、複数のピエゾ素子４２１と、このピエゾ素子群４２１が固定される固定板４２３と、各ピエゾ素子４２１に給電するためのフレキシブルケーブル４２４と、から構成される。各ピエゾ素子４２１は、所謂片持ち梁の状態で固定板４２３に取り付けられている。固定板４２３は、ピエゾ素子４２１からの反力を受け止め得る剛性を備えた板状部材である。フレキシブルケーブル４２４は、可撓性を有するシート状の配線基板であり、固定板４２３とは反対側となる固定端部の側面でピエゾ素子４２１と電気的に接続されている。そして、このフレキシブルケーブル４２４の表面には、ピエゾ素子４２１の駆動等を制御するための制御用ＩＣであるヘッド制御部（不図示）が実装されている。ヘッド制御部は、各ヘッドのノズル群毎にそれぞれ設けられる。
【００４３】
流路ユニット４１４は、流路形成基板４１５と、ノズルプレート４１６と、弾性板４１７とを有し、流路形成基板４１５がノズルプレート４１６と弾性板４１７に挟まれるようにそれぞれを積層して一体的に構成される。ノズルプレート４１６は、ノズルが形成されたステンレス鋼製の薄いプレートである。
【００４４】
流路形成基板４１５には、圧力室４５１及びインク供給口４５２となる空部が各ノズルに対応して複数形成される。リザーバ４５３は、インクカートリッジに貯留されたインクを各圧力室４５１に供給するための液体貯留室であり、インク供給口４５２を通じて対応する圧力室４５１の他端と連通している。そして、インクカートリッジからのインクは、インク供給管（不図示）を通って、リザーバ４５３内に導入される。弾性板４１７は、島部４７３を備えている。そして、この島部４７３にピエゾ素子４２１の自由端部の先端が接着される。
【００４５】
フレキシブルケーブル４２４を介してピエゾ素子４２１に駆動信号を供給すると、ピエゾ素子４２１は伸縮して圧力室４５１の容積を膨張・収縮させる。このような圧力室４５１の容積変化により、圧力室４５１内のインクには圧力変動が生じる。そして、このインク圧力の変動を利用することでノズルからインクを噴射させることができる。
【００４６】
本実施形態では、各ヘッドに対してインクは若干の圧力がかけられて供給されている。このようにすることで、本実施形態のようにヘッドユニット４０が横置きにされても、確実にインクが供給され各ヘッドからインクを噴射することができるようになっている。
【００４７】
＜駆動信号について＞
図７は、駆動信号生成回路７０によって生成される駆動信号ＣＯＭの例を説明する図である。図に示されるように、駆動信号ＣＯＭは、繰り返し周期ＴDPごとに繰り返し生成される。
【００４８】
繰り返し周期である期間ＴDPは、ノズルが１画素分移動する間の期間に対応する。例えば、印刷解像度が７２０ｄｐｉの場合、期間ＴDPは、ノズルが用紙Ｓに対して１／７２０インチ移動するための期間に相当する。そして、印刷データに含まれる画素データに基づいて、期間ＴDPに含まれる各区間の駆動パルスＰＳ１〜ＰＳ４をピエゾ素子４２１に印加することによって、１つの画素内に大きさの異なるインク滴が噴射され、複数階調を表現可能としている。
【００４９】
駆動信号ＣＯＭは、繰り返し周期における区間Ｔ１で生成される駆動パルスＰＳ１と、区間Ｔ２で生成される駆動パルスＰＳ２と、区間Ｔ３で生成される駆動パルスＰＳ３と、区間Ｔ４で生成される駆動パルスＰＳ４とを有する。
【００５０】
図には、駆動パルスＰＳ１の振幅がＶｈｍであることが示されている。また、図には、駆動パルスＰＳ３の振幅がＶｈｌであることが示されており、駆動パルスＰＳ４の振幅がＶｈｓであることが示されている。駆動パルスの振幅が大きいほどピエゾ素子４２１の変化量が大きいため大きなサイズのインク滴が噴射される。よって、インク滴はそれぞれの駆動パルスの振幅に応じた大きさのものが噴射される。図において、駆動パルスＰＳ３の振幅Ｖｈｌが最も大きく、次に、駆動パルスＰＳ４の振幅Ｖｈｍが大きい。そして、駆動パルスＰＳ１の振幅Ｖｈｓがその次に大きいものとなっている。
【００５１】
このため、小ドットの形成時には駆動パルスＰＳ４がピエゾ素子４２１へ印加される。また、中ドットの形成時には、駆動パルスＰＳ１がピエゾ素子４２１へ印加され、大ドットの形成時には、駆動パルスＰＳ３がピエゾ素子４２１へ印加される。駆動パルスＰＳ２は、メニスカスを微振動させるための微振動パルスであり、ドット無しの場合にピエゾ素子４２１へ印加される。このようにすることで、駆動パルスＰＳ４は小ドットのインク滴を噴射するための駆動パルスとなり、駆動パルスＰＳ１は中ドットのインク滴を噴射するための駆動パルスとなり、駆動パルスＰＳ３は大ドットのインク滴を噴射するための駆動パルスとなる。
【００５２】
駆動信号ＣＯＭは、ラッチ信号ＬＡＴの発生タイミングを基準として生成される。
【００５３】
＜印刷方法について＞
図８は、印刷時におけるヘッドユニット４０の用紙Ｓに対する相対的な位置を説明するための図である。ドラム１１に保持された用紙Ｓに対する印刷方法は、様々な方法があるが、ここでは画像形成方法の一例について説明する。
【００５４】
まず、用紙Ｓがドラム１１にセットし印刷が開始させられると、ドラム１１の回転を開始する。そして、ドラム１１の回転が定速になると、ヘッドユニット４０は図に示す位置Ａに移動する。そして、位置Ａにとどまりインク滴を噴射する。用紙Ｓがドラム１１に保持され回転させられることによって、位置Ａを含む副走査方向についての印刷が行われる。このとき、ドラム１１は、数回転〜数百回転させられ、その間のインクの噴射により、位置Ａを含む副走査方向についての印刷を完了させる。位置Ａを含む副走査方向についての印刷が完了すると、ヘッドユニット４０は位置Ｂへと移動させられる。そして、位置Ａのときと同様にして、位置Ｂを含む副走査方向についての印刷を完了させる。このような動作を、位置Ｆまで行うことによって、用紙Ｓ全体に対する印刷を行う。
【００５５】
尚、ここでは、ヘッドユニット４０が位置Ａから位置Ｆまで順番に各位置に移動しながら印刷を行うこととしたが、位置Ａから位置Ｆまで順番に移動させるのではなく、主走査方向について分散させるような移動を行って印刷を行うこととしてもよい。
【００５６】
このようなヘッドユニット４０の移動に伴い、主走査方向について同じ位置になるように、紫外線照射ユニット９０も照射ユニット移動機構８０によって主走査方向に移動される。そして、紫外線照射ユニット９０は、用紙Ｓに着弾したＵＶインクを硬化させるように、紫外線を照射する。このとき、紫外線の照射率は０％から１００％まで任意に変更することができる。このようにすることで、用紙Ｓに形成する画像に応じた量の紫外線を用紙Ｓに照射することができるようになる。
【００５７】
このようにして、主走査方向についてドラム１１の主走査方向にヘッドユニット４０が移動しつつ印刷を行うこととすると、紫外線照射ユニット９０もドラム１１の主走査方向に移動しつつ紫外線を照射することとなる。また、形成する絵柄に応じて紫外線の照射率を変更できることとすると、ドラムの一部の領域について温度が高くなったりするなどの温度差を生じる。温度が高い場合にはドラム半径は膨張し、低い場合には収縮するので、温度差を生ずることとなるとドラム半径の大きさが場所によって異なることとなる。
【００５８】
図９は、ドラム１１の温度ごとの外径について説明するための図である。図には温度が２０℃のときにおけるドラムの外径１１を基準半径として実線で示している。また、部分的に温度が１０℃になったときにおいて、ドラムの外径が温度２０℃のときよりも小さくなることが破線で示されている。また、部分的に温度が３０℃になったときにおいて、ドラムの外径が温度２０℃のときよりも大きくなることも破線で示されている。このように紫外線の照射率がドラムの場所によって異なることにより、ドラムの場所によって温度に差が生ずることとなる。
【００５９】
図１０は、ドラム１１の表面に対するヘッドユニット４０における第１ヘッド４１からの距離を説明するための図である。図には、ドラム１１の半径が基準半径のときの第１ヘッド４１とドラム表面との距離Ｄ０が示されている。これに対して、温度の上昇に伴いドラム半径が大きくなったときの第１ヘッド４１とドラム表面との距離Ｄ１が示されている。また、温度の低下に伴いドラム半径が小さくなったときの第１ヘッド４１とドラム表面との距離Ｄ２が示されている。このように、ドラムの半径が温度によって変化することにより、第１ヘッド４１とドラム表面との距離が異なることとなる。そうすると、ヘッドから噴射されたインクの用紙における着弾位置が温度により異なることとなる。このとき、ドラム１１の表面の各場所によってドラムの温度が異なることとなると、各場所によってインクの着弾位置が一定しないこととなり、所望の画像とは異なる変形した画像が印刷されることとなる。
【００６０】
図１１は、ドラム１１の外径が変化したときにおいて、画像の形成に与える影響を説明するための図である。図には、ドラム１１に保持された用紙Ｓが展開されたときの様子が示されている。用紙Ｓにおいて、斜線が付された部分ＥＸ（以下、領域ＥＸ）は、ドラムの一部が膨張することによって、半径が基準半径よりも大きくなった部分の領域である。一方、斜線が付されていない部分は、ドラム１１の半径が基準半径となっている。
【００６１】
ドラム１１の半径が主走査方向にわたって基準半径である場合には、回転方向（副走査方向）においてドットの位置がずれることはない。これは、主走査方向について図１０に示すようにヘッドとドラム表面間距離が常にＤ０となっているためである。よって、このような領域において、主走査方向に延びるラインＬ１を形成した場合には、副走査方向についてずれの生じない直線が形成されることとなる。
【００６２】
一方、領域ＥＸのように、他の領域に比してドラム１１の半径が異なっているような場合がある。このようなとき、ドラム１１の半径が基準半径のときのヘッドとドラム１１の表面との距離がＤ０（図１０）であるのに対して、領域ＥＸにおけるヘッドとドラム１１の表面との距離はＤ１（図１０）となっている。そうすると、領域ＥＸでは、インクが基準半径の領域よりも早く着弾することとなるため、前述のラインＬ１と同様のラインを形成しようとした場合であっても、他の領域に比して、領域ＥＸにおけるラインが副走査方向についてずれて形成されることとなる。
【００６３】
このように、ドラムの外周部の場所によって半径が異なることとなると、ドットがずれて形成されるため、形成される画像が所望の画像とは異なったものとなる。よって、本実施形態では、外径測定装置５２によってドラムの外径が測定される。また、周速測定装置５３によってドラム１１の外周における周速（ドラムの外径における線速度）も測定される。そして、コントローラ６０は、測定されたこれらの値に応じてヘッドユニット４０の高さを調整することとしている。
【００６４】
＜ヘッドの高さの調整量について＞
図１２は、ヘッドの高さの調整量を説明するための図である。図には、ドラム１１の基準半径ｒのときのドラム表面が実線で示されている。また、このときのドラム表面に対する第１ヘッド４１からの距離Ｌが示されている。さらに、ドラム１１が膨張したときにおけるドラム１１の基準半径ｒに対する膨張分の微少量Δｒが示され、このときのドラム表面に対する第１ヘッド４１からの距離Δｇが示されている。
【００６５】
ドラムの半径が基準半径ｒであるときにおいて、第１ヘッド４１からのインクの噴射初速度をＶ０とし、ドラム表面に到達したときのインクの速度をＶ０とする。このときのインクの加速度をａとし、インクの飛翔時間をｔ１とすると、これらの関係は以下の式を満たす。  
Ｖ１２−Ｖ０２＝２ａ・Ｌ          （式１．１）
Ｖ１＝Ｖ０＋ａ・ｔ１            （式１．２）
すると、（式１．１）及び（式１．２）により、
（Ｖ０＋ａ・ｔ１）２−Ｖ０２＝２ａ・Ｌ      （式１．３）
が成立し、展開すると、
２Ｖ０・ｔ１＋ａ・ｔ１２＝２・Ｌ            （式１．４）
となる。
【００６６】
尚、加速度ａは、様々な要因の影響から導き出される値である。例えば、加速度ａは、初速度Ｖ０にも影響される値となっている。初速度Ｖ０は、ピエゾ素子に印加する電圧によって変化するものであるので、加速度ａは、駆動信号ＣＯＭの波形によっても影響を受ける値であると考えられる。また、噴射されるインクは飛翔時の空気抵抗の影響を受けるため、加速度ａの値は、インク滴の大きさや形状からも影響を受ける値であると考えられる。また、加速度ａの値は、プリンタの内部温度及び湿度にも影響を受ける。また、インクはノズル面から離れる瞬間の粘性力の影響も受けるため、加速度ａの値は、インクの粘性の影響も受ける。
【００６７】
次に、ドラムが膨張したときにおけるドラム表面のインク速度をＶ２とし、飛翔時間をｔ２とすると、各値は次の関係を満たす。  
Ｖ２２−Ｖ０２＝２ａ・（Ｌ−Δｒ）      （式２．１）
Ｖ２＝Ｖ０＋ａ・ｔ２                    （式２．２）
すると、（式２．１）及び（式２．２）より、
（Ｖ０＋ａ・ｔ２）２−Ｖ０２＝２ａ・（Ｌ−Δｒ）    （式２．３）
が成立し、展開すると、
２Ｖ０・ｔ２＋ａ・ｔ２２＝２・（Ｌ−Δｒ）            （式２．４）
となる。
【００６８】
尚、このときの加速度ａも、上述のものと同様に様々な要因の影響から導き出される値である。
【００６９】
また、ドラム半径が基準半径ｒのときの飛翔時間ｔ１と、ドラム半径が（ｒ＋Δｒ）のときの飛翔時間ｔ２には、ｔ１＞ｔ２の関係がある。これは、ドラムが基準半径ｒのときよりも、基準半径ｒよりも膨張したときのほうがヘッドとドラム表面との距離が近くなるためである。
【００７０】
次に、ドラムの角速度をωとしたとき、ドラムの外周速度は、ドラム半径が基準半径ｒのときには、
Ｖａ＝ｒ・ω                （式３．１）
となる。また、ドラム半径が（ｒ＋Δｒ）のときには、
Ｖｂ＝（ｒ＋Δｒ）・ω      （式３．２）
となる。
【００７１】
よって、インク噴射時を基準としてインクが到達する位置（ドラム回転方向のインクの着弾位置）は、ドラム半径ｒのときの着弾位置をＬ１とし、ドラム半径が（ｒ＋Δｒ）のときの着弾位置をＬ２とすると、
Ｌ１＝Ｖａ・ｔ１＝（ｒ・ω）・ｔ１                （式４．１）
Ｌ２＝Ｖｂ・ｔ２＝［（ｒ＋Δｒ）・ω］・ｔ２      （式４．２）
となる。よって、Ｌ１≠Ｌ２となる場合が生ずる。
【００７２】
すると、Ｌ１≠Ｌ２となる場合のドラム膨張時の位置ずれの比（Ｌ２／Ｌ１）は、
Ｌ２／Ｌ１＝［（ｒ＋Δｒ）・ω］・ｔ２／（ｒ・ω）・ｔ１  （式５．１）
となる。  
一方、Δｒ＝Ｌ−Δｇの関係にあるから、（式５．１）及び（式５．２）から、
Ｌ２／Ｌ１＝［ｒ＋（Ｌ−Δｇ）］・ω・ｔ２／（ｒ・ω）・ｔ１
＝［ｒ＋（Ｌ−Δｇ）］・ｔ２／ｒ・ｔ１          （式５．３）
となる。
【００７３】
ここで、Ｌ２／Ｌ１＝１のとき、位置のずれを生ずることなくインクを着弾させることができる。よって、
Ｌ２／Ｌ１＝［ｒ＋（Ｌ−Δｇ）］・ｔ２／ｒ・ｔ１＝１
として、
Δｇ＝［（ｔ１／ｔ２）−１］・ｒ＋Ｌ            （式６．１）
となる。よって、本実施形態では、（式６．１）を満たすΔｇとなるようにヘッドユニット４０の高さがヘッド高さ調整機構２０によって調整されることとなる。
【００７４】
ドラム１１の外径は外径測定装置５２によって、ドラムの所定の場所毎に取得することができる。また、ドラム１１の周速は、周速測定装置５３によって所定の時間毎に取得することができる。コントローラ６０は、取得されたこれらの測定値に応じて、ヘッドユニット４０の高さを調整し、インクを噴射させて印刷を行う。このようにすることで、位置ずれを生ずることなくインクを媒体に着弾させることができる。
【００７５】
尚、前述の実施形態では、外径測定装置５２はキャリッジ３１に取り付けられていたが、２つの外径測定部５２’をドラム１１の軸方向における両端部に取り付けることとしてもよい（図１）。そして、これらは両端部におけるドラム１１の外径をそれぞれ取得する。そして、２つの外径測定装置５２’の間における主走査方向についての外径については、両者の測定値から補間するようにして求めることとしてもよい。
【００７６】
ヘッドユニット４０と紫外線照射ユニット９０を主走査方向に移動させることとしたが、これらのヘッドユニット４０と紫外線照射ユニット９０を複数設けることとしてもよい。その場合、これらを主走査方向に並べるように配置することができる。このようにした場合であっても、紫外線照射率が各領域において異なる場合には、上述と同様にドラムの外径が各領域において異なることとなるのであるが、測定したドラム１１の外径及び外周の線速度に基づいてヘッドユニット４０の高さを変化させることができるので、適正な画像を形成することができるようになる。
【００７７】
また、ヘッドユニット４０と紫外線照射ユニット９０が同時に主走査方向に移動しつつ印刷が行われることとして説明を行ったが、ヘッドユニット４０と紫外線照射ユニット９０が同時に移動することには限られない。紫外線照射はインクの噴射された場所に追従するようにして主走査方向に移動することができる。そのため、ヘッドユニット４０の移動に若干遅れるようにして紫外線照射ユニット９０が主走査方向に移動することとしてもよい。
【００７８】
＝＝＝その他の実施の形態＝＝＝
前記実施形態では、流体噴射装置をインクジェット式のプリンタに具体化したが、この限りではなく、インク以外の他の液体（液体以外にも、機能材料の粒子が分散されている液状体、ジェルのような流状体を含む）や液体以外の流体（流体として流して噴射できる固体など）を噴射したり吐出したりする流体噴射装置に具体化することもできる。例えば、液晶ディスプレイ、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイ及び面発光ディスプレイの製造などに用いられる電極材や色材などの材料を分散または溶解のかたちで含む液状体を吐出する液状体噴射装置、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を噴射する液体噴射装置、精密ピペットとして用いられ試料となる液体を噴射する液体噴射装置であってもよい。さらに、時計やカメラ等の精密機械にピンポイントで潤滑油を噴射する液体噴射装置、光通信素子等に用いられる微小半球レンズ（光学レンズ）などを形成するために紫外線硬化樹脂等の透明樹脂液を基板上に噴射する液体噴射装置、基板などをエッチングするために酸又はアルカリ等のエッチング液を噴射する液体噴射装置、ジェルを噴射する流状体噴射装置、トナーなどの粉体を例とする固体を噴射する粉体噴射式記録装置であってもよい。そして、これらのうちいずれか一種の噴射装置に本発明を適用することができる。
【００７９】
また、本実施形態において、インクはＵＶインクに限られない。このとき、紫外線照射ユニット９０は、インクの乾燥を促進するためのヒータなどであってもよい。また、このときのインクは、水性インクも油性インクも含むものとする。
【００８０】
上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】プリンタ１の構成の概略図である。
【図２】プリンタ１の全体構成のブロック図である。
【図３】ロータリーエンコーダ５１を説明するための図である。
【図４】レーザフォーカス方式の外径測定装置５２を説明するための図である。
【図５】図５Ａは、ヘッドユニット４０について説明するための図であり、図５Ｂは、第１ヘッド４１のノズル配列について説明するための図である。
【図６】ノズル列の周辺の断面図である。
【図７】駆動信号生成回路７０によって生成される駆動信号ＣＯＭの例を説明する図である。
【図８】印刷時におけるヘッドユニット４０の用紙Ｓに対する相対的な位置を説明するための図である。
【図９】ドラム１１の温度ごとの外径について説明するための図である。
【図１０】ドラム１１の表面に対するヘッドユニット４０における第１ヘッド４１からの距離を説明するための図である。
【図１１】ドラム１１の外径が変化したときにおいて、画像の形成に与える影響を説明するための図である。
【図１２】ヘッドの高さの調整量を説明するための図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  プリンタ、
１０  ドラム回転機構、１１  ドラム、１２  回転軸、
２０  ヘッド高さ調整機構、３０  ヘッド移動機構、３１  キャリッジ、
３２  ベルト、３３  ガイド、４０  ヘッドユニット、
４１  第１ヘッド、４２  第２ヘッド、４３  第３ヘッド、
４４  第４ヘッド、４５  第５ヘッド、４６  第６ヘッド、
５０  検出器群、５１  ロータリーエンコーダ、
５１１  回転円板、５１２  検出部、
５２  外径測定装置、５２１  半導体レーザ、５２２  ハーフミラー、
５２３  ピンホール、５２４  コリメートレンズ、５２５  対物レンズ、
５２６  音叉、５２７  音叉位置検出センサ、５２８  受光素子、
５３  周速測定装置、５３１  周速測定用マーカー、５３２  マーカー検出部、
６０  コントローラ、６１  ＣＰＵ、６２  メモリ、６３  インタフェース、
７０  駆動信号生成回路、８０  照射ユニット移動機構、
８１  キャリッジ、８２  ベルト、８３  ガイド、９０  紫外線照射ユニット、
１１０  コンピュータ
【図１】
2010005860.tif 000003
【図２】
2010005860.tif 000004
【図３】
2010005860.tif 000005
【図４】
2010005860.tif 000006
【図５】
2010005860.tif 000007
【図６】
2010005860.tif 000008
【図７】
2010005860.tif 000009
【図８】
2010005860.tif 000010
【図９】
2010005860.tif 000011
【図１０】
2010005860.tif 000012
【図１１】
2010005860.tif 000013
【図１２】
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