(57)【要約】【課題】インクジェットプリンタを用いた、ロールｔｏロールによる基材への印字において、被印字基材の搬送速度が、低速から高速まで変化しても、インクジェットプリンタのヘッドの回転角度を被印字基材の搬送速度に同期するように制御できる印字形状補正方法を提供することにある。【解決手段】インクジェットプリンタの印字形状の補正方法であって、前記インクジェットプリンタヘッド１が、外部制御によって印字面に対して回転可能な構造となっており、インクジェットプリンタのヘッドの回転角度を被印字基材３の搬送速度に同期するように、駆動モータによって制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリンタの印字形状補正方法であって、
前記インクジェットプリンタのヘッドが、外部制御によって印字面に対して回転可能な構造となっており、
インクジェットプリンタのヘッドの回転角度を被印字基材の搬送速度に同期するように、駆動モータによって制御することを特徴とするインクジェットプリンタの印字形状補正方法。
【請求項２】
被印字基材の搬送速度を検出し、前記搬送速度に合わせて、前記インクジェットプリンタのヘッドの、印字面に対する回転角度を制御することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタの印字形状補正方法。
【請求項３】
被印字基材の搬送速度による印字形状の歪み具合と、前記印字形状の歪みを解消するためのインクジェットプリンタのヘッドの印字面に対する回転角度との関係を記憶し、
印字基材の搬送速度に合わせて、前記インクジェットプリンタのヘッドの印字面に対する回転角度を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンタの印字形状補正方法。
【請求項４】
前記被印字基材の搬送速度の検出に、駆動ロールにエンコーダを設置したことを特徴とする請求項２または請求項３のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタの印字形状補正方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタの印字形状補正方法をとるために、
インクジェットプリンタのヘッドを、印字面に対して所望の角度に回転する機能と、
駆動ロールにエンコーダを設置し、被印字基材の搬送速度を検出する機能と、
被印字基材の搬送速度による印字形状の歪み具合と、前記印字形状の歪みを解消するためのヘッドの印字面に対する回転角度との関係を記憶する機能と、
インクジェットプリンタのヘッドの回転角度を被印字基材の搬送速度に同期するように、駆動モータによって制御する機能を具備したことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はロールｔｏロールによる生産方式などでフィルム製造を高速に行う際、インクジェットプリンタを用いてＩＤ番号やコード印字を行う際の、印字形状の補正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ロールｔｏロールによる生産方式は、紙やプラスチックフィルムの印刷や各種包材のコンバートなどを高速かつ大量に行うことが可能な製造方法であり、商業的に広く用いられている。現在ではその良好な生産性からエレクトロニクス分野においてプリンティングデバイスとして回路形成への適用も行われており、さらにはナノインプリントといった超微細パターンの転写など、先端技術への展開も進んでいる。
【０００３】
このような背景の中で、ロールｔｏロールによる生産方式に対しては、高速化への要望の他、得意先への品質の保証や、製造中の製品への体管理が要望されている。
【０００４】
フィルム製造において製品の個別管理を行う方法としては製造中にフィルムの端部などにＩＤ番号やコードを特に連番で印字しておき、製品となった後にコードリーダで認識する方法がある。
【０００５】
そのためロールｔｏロールの生産方式で数１００ｍ／ｍｉｎから数１０００ｍ／ｍｉｎといった高速ラインでフィルム製造を行う際にも、ＩＤ番号やコードで個別管理の連番が必要な場合にはインクジェットプリンタを用い、製品１つ１つの流れに同期するように印字することがなされている。
【０００６】
ところでインクジェットプリンタのインキ粒を射出するノズルの種類としては連続的に射出と回収を繰り返す単一ノズルの方式と、１ライン射出する毎にインキ粒充填が繰り返される多孔のラインノズルの方式があり、いずれも印字対象が一定の速度で移動していることを前提にしているが、高速対応の場合は前者の単一ノズルが用いられる。
【０００７】
このようなインクジェットプリンタを用い、そのヘッドの設置方法としては基本的にフィルムの流れ方向に対して印字の向きが直角になるようにセッティングされる。
【０００８】
インクジェットプリンタによる印字のメカニズムとして、単一ノズルの場合はノズルからインキ粒が常時連続して射出され、例えばその周波数は数１０ｋＨｚで順次変化するＩＤ番号やコードの内容によりドットの有無がＯＮ／ＯＦＦ信号に変換されインキ粒の射出を制御している。
【０００９】
連続して射出されるインキ粒を静電気の力で文字の高さ方向に一定の速さで掃引すればドット間隔が等しく一直線上に並ぶようになり、さらに印字対象は一定速度で移動しているため、掃引を繰り返すとインキ粒が格子間にドットとして配置され、製品上ではＩＤ番号やコード印字として認識される。
【００１０】
ロールｔｏロールによる生産方式おいて、フィルム製造を行う際には、得意先への品質保証や製造中の製品の個別管理のために、ＩＤ番号やコードを連番にして印字する必要が生じるが、このような場合にインクジェットプリンタを用い、製品１つ１つの流れに同期するようにＩＤ番号やコードの内容を順次変えて印字することがなされている。
【００１１】
また、ロールｔｏロールの生産方式にて、ライン速度を高速化する場合には、インクジェットプリンタとして、インキ粒を射出する周波数が高いものが設置される。
【００１２】
インクジェットプリンタヘッドの射出ノズルとしては、連続的に射出と回収を繰り返す単一ノズルと多孔式のラインノズルがあるが、後者は１ライン分のインキ粒を射出する毎にインキの装填を繰り返すため、現状では高速対応は不向きである。
【００１３】
そのため高速ラインでは単一ノズル方式のインクジェットプリンタを選定するのが適当だが、実際に印字を行う際にはノズルからインキ粒が繰り返し射出される間もフィルムが流れ方向に移動しているため、印字の際の１ラインに並ぶインキ粒の最初と最後では一定量の位置ズレが発生し、ＩＤ番号やコード印字の形状としては斜めに歪んだ状態となってしまう。
【００１４】
このような印字形状では、製品上でコードリーダーや画像処理による自動認識ができないといった問題が発生していた。
【００１５】
また、生産中は、被印字基材の搬送速度（ライン速度）が低速から高速まで様々に変化するが、その場合にはズレ量は一定でないため、ＩＤ番号やコード印字の斜めの歪み具合も速度に伴って変化し、補正する方法が無かった。
【００１６】
ＩＤ番号やコードが自動認識可能なよう印字の斜めの歪みを抑えて一定形状の品質を保つには、フィルムの流れ方向の速度に対して射出周波数を十分高いものを選べば良いが、現状では１００ｋＨｚ程度が限界で印字形状としては明らかに斜めに歪んでしまい高速ラインへ対応させるには限界があった。
【００１７】
インクジェットプリンタのヘッドを回転可能なように設置する提案がなされているが、高速ラインで生じる印字形状の斜めの歪みを定量的に補正することはできなかった（特許文献１）。
【００１８】
また低速から高速まで、被印字基材の搬送速度を変化させると、ＩＤ番号やコードの印字形状としては斜めの歪み具合も変化してしまう。これを補正するには、インクジェットプリンタのヘッドの回転角度を被印字基材の搬送速度に同期するように制御する必要があり、任意で回転可能にしても適応はできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００５−８８２４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
インクジェットプリンタを用いた、ロールｔｏロールによる基材への印字において、被印字基材の搬送速度が、低速から高速まで変化しても、インクジェットプリンタのヘッドの回転角度を被印字基材の搬送速度に同期するように制御できる印字形状補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、インクジェットプリンタの印字形状補正方法であって、
前記インクジェットプリンタのヘッドが、外部制御によって印字面に対して回転可能な構
造となっており、
インクジェットプリンタのヘッドの回転角度を被印字基材の搬送速度に同期するように、駆動モータによって制御することを特徴とするインクジェットプリンタの印字形状補正方法である。
【００２２】
また、請求項２に記載の発明は、被印字基材の搬送速度を検出し、前記搬送速度に合わせて、前記インクジェットプリンタのヘッドの、印字面に対する回転角度を制御することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタの印字形状補正方法である。
【００２３】
また、請求項３に記載の発明は、被印字基材の搬送速度による印字形状の歪み具合と、前記印字形状の歪みを解消するためのインクジェットプリンタのヘッドの印字面に対する回転角度との関係を記憶し、
印字基材の搬送速度に合わせて、前記インクジェットプリンタのヘッドの印字面に対する回転角度を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインクジェットプリンタの印字形状補正方法である。
【００２４】
また、請求項４に記載の発明は、前記被印字基材の搬送速度の検出に、駆動ロールにエンコーダを設置したことを特徴とする請求項２または請求項３のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタの印字形状補正方法である。
【００２５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のインクジェットプリンタの印字形状補正方法をとるために、
インクジェットプリンタのヘッドを、印字面に対して所望の角度に回転する機能と、
駆動ロールにエンコーダを設置し、被印字基材の搬送速度を検出する機能と、
被印字基材の搬送速度による印字形状の歪み具合と、前記印字形状の歪みを解消するためのヘッドの印字面に対する回転角度との関係を記憶する機能と、
インクジェットプリンタのヘッドの回転角度を被印字基材の搬送速度に同期するように、駆動モータによって制御する機能を具備したことを特徴とするインクジェットプリンタである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、単一ノズルのインクジェットプリンタを用いたロールｔｏロールによる生産方式において、高速でのＩＤ番号やコードの印字が可能で、その印字形状を一定の品質にでき、コードリーダーや画像処理による自動認識が可能な品質に保てることから生産性が向上する。また、製品上へのＩＤ番号やコード印字を連番化できることから、得意先への品質保証や製造中の製品の個体管理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明のインクジェットプリンタの印字形状補正方法における、インクジェットプリンタのヘッドを取り付けた状態を示した概念図である。
【図２】印字基材の搬送速度を高速（３００ｍ／ｍｉｎ）にした時の、印字形状の斜めの歪みを示した概念図である。
【図３】印字基材の搬送速度によるインキ粒の位置の歪を示したグラフである。
【図４】印字基材の搬送速度に合わせ、インクジェットプリンタのヘッドを回転させた時の、インキ粒の位置の歪を示したグラフである。
【図５】印字基材の搬送速度に合わせ、インクジェットプリンタのヘッドを回転させ歪を補正した印字形状を示した概念図である。
【図６】印字基材の搬送速度とインクジェットヘッド回転角度の関係を示した表である。
【図７】インクジェットヘッドのインキ粒の軌道の変更原理を示した概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下本発明を実施するための形態を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の実施形態であるインクジェットヘッドの取付け方法の概念図である。インクジェットヘッド１は装置のフレーム２に取付け、フィルムの幅方向に可動できるようにする。また印字面に対して回転可能な構造となっており、駆動モータによって任意の角度に外部制御によって回転駆動する。
【００２９】
ライン停止中の時に印字の高さ方向が被印字基材３であるフィルムの流れる方向に対して直角となるように設置する。
【００３０】
被印字基材の搬送速度を常時監視できるよう装置の駆動ロールにロータリーエンコーダを設置し、その出力信号から被印字基材の搬送速度を算出して出力可能にしておく。
【００３１】
図２は被印字基材の搬送速度が高速における場合のコード印字の例である。対象物の流れ方向は、フィルムの流れ方向５に対して射出したインク粒の初回と射出した最終では差１０が生じ、印字結果としては斜めに歪んだ形状となっている。この印字形状ではコードリーダーや画像処理による認識は不可能である。
【００３２】
図３はコードの印字形状における斜めの歪みを示しており、射出されたインキ粒の位置を計算で算出した結果である。速度を、低速２０ｍ／ｍｉｎ、中速１５０ｍ／ｍｉｎ、高速３００ｍ／ｍｉｎと上昇させるとインク粒が直線の並びから離れることが分かる。条件が同じであれば差１４は図２の差１０と一致する。
【００３３】
図４は、図３の算出結果を基に、インクジェットプリンタのヘッドの回転角度を、被印字基材の搬送速度に同期させ、コードの印字形状の斜めの歪みが無くなるようにインクジェットプリンタのヘッドを一定の角度だけ回転させて最適化した結果である。こうすることで、例えば速度を高速３００ｍ／ｍｉｎに上昇させてもインク粒がほぼ直線に並ぶことが分かる。なお、この時の回転角度は３０°であった。
【００３４】
図５は図４の結果を参考にインクジェットプリンタのヘッドの回転角度を変更し、被印字基材の搬送速度も図１と同じにしたコード印字の例である。対象物の流れ方向５に対して射出したインク粒の初回と射出した最終では差は無く、印字結果としては図４で示したように印字形状の斜めの歪みが矯正されている。この印字形状であればコードリーダーや画像処理による認識は可能である。
【００３５】
図７は、インクジェットプリンタヘッド１内におけるインキ粒の軌道の偏向原理を示しており、ノズルから数１０ｋＨｚの周波数で、順次射出されるインキ粒は荷電電極１６によって電荷が加えられた後、設定した印字高さ数ｍｍになるよう偏向電極１７を通過する際に軌道が曲げられてフィルム面に到達する。
【００３６】
現状フィルムの流れ方向に対して垂直の方向に、インキ粒が曲げられるように設定されているため、インクジェットプリンタヘッド１をフィルムの流れ方向側に回転させると、印字高さ上部のインキ粒到達点は、フィルムの流れ方向手前になるため、結果として被印字基材の搬送速度に同期するように制御できる。
【００３７】
生産ラインにおいて常時インクジェットプリンタによる印字の斜めの歪みを矯正するため、図３と図４の結果から図６に示すように被印字基材の搬送速度とインクジェットプリンタヘッド１の回転角度のテーブル表を作成しておく。
【００３８】
実際のフィルム製造においては被印字基材の搬送速度を刻々検出しながら図６のテーブ
ルに従うようインクジェットヘッドを特定の回転角度に制御し、ＩＤ番号やコード印字を行う。
【００３９】
本発明は生産方式によらず、インクジェットプリンタを用いて印字を行う場面において印字対象が高速で移動する場合に有用な方法であり生産性の拡大に寄与する。
【００４０】
印字対象が高速で移動する際には必ず速度の加減速を伴うが、速度の変化によらず一定の品質で印字を行うことが可能である。従来からあるインクジェットプリンタの導入場面においても利用が可能であり、その生産速度が向上する。
【００４１】
近年では製造物責任や製品のトレーサビリティの重要性が増し、得意先への品質保証をはじめ製造中の製品の個体管理の必要性が増している。インクジェットによれば印字内容を連番で変化させることが可能であり、このような場面においても利用が考えられる。
【００４２】
インクジェットプリンタによる高速印字において印字品質が保たれ、コードリーダーや画像処理による自動認識の可能性を広げることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１・・・インクジェットプリンタヘッド
２・・・インクジェットプリンタヘッド取付け用装置フレーム
３・・・被印字基材（フィルム）
４・・・ガイドロール
５・・・フィルムの流れ方向
６・・・印字高さ
７・・・印字幅
８・・・インキ粒初回
９・・・インキ粒最後
１０・・・差
１１・・・被印字基材の搬送速度低速（２０ｍ／ｍｉｎ）
１２・・・被印字基材の搬送速度中速（１５０ｍ／ｍｉｎ）
１３・・・被印字基材の搬送速度高速（３００ｍ／ｍｉｎ）
１４・・・差
１５・・・ノズル
１６・・・荷電電極
１７・・・偏向電極
【図５】
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【図６】
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【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７】
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