(57)【要約】インクジェット印刷の方法および装置は、印刷パラメータを選択および／または調整する自動化技術を含む。本技術は、特定の基材（１８）に対する特定インクの接着等、一定の特性を評価するために基材（１８）上に受取られたテストパターン画像を変更する方法を含む。コンピュータは、変更されたテストパターン画像の評価に基づいて一定の印刷パラメータを選択する。
2004516959.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェット印刷装置であって、
基材を受ける支持体と、
該支持体に受けられた基材に、画像を提供するためにインクを向けるインクジェットプリントヘッドと、
該プリントヘッドに接続され、該プリントヘッドを起動することにより該基材に少なくとも２つのテストパターン画像を印刷し、異なる印刷パラメータを使用して少なくとも２つのテストパターン画像が印刷されるようにする、コントローラと、
該基材上の該テストパターン画像のうちの少なくとも１つを変更する装置と、
該テストパターン画像の１つまたは複数の特性を検出する検出器と、
を具備し、
該検出器が該コントローラに接続され、該コントローラが、所望の最終製品をもたらすために該検出器によって検出された１つまたは複数の特性に応じて該印刷パラメータのうちの少なくとも１つを変更するように選択的に動作可能であるインクジェット印刷装置。
【請求項２】
前記変更装置が、摩耗抵抗を試験するために前記テストパターン画像に接して位置する請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項３】
前記変更装置が、前記テストパターン画像と接触する少なくとも１つのスタイラスを有する請求項２に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項４】
前記変更装置が、前記スタイラスを前記画像を横切って移動させる機構を有する請求項３に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項５】
前記機構が、前記コントローラに接続されるモータを有する請求項４に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項６】
前記変更装置が、前記テストパターン画像と接触する研磨材料の部分を有する請求項２に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項７】
前記変更装置が、前記研磨材料の部分を前記テストパターン画像を横切って移動させる機構を有する請求項６に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項８】
前記機構が、前記コントローラに接続されるモータを有する請求項７に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項９】
前記検出器が、前記テストパターン画像が摩耗したか否かを判断するように動作可能である請求項２に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１０】
前記検出器が分光光度計である請求項９に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１１】
前記検出器が、前記テストパターン画像の鏡面反射を検出するように動作可能である請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１２】
ＵＶ線硬化装置を具備する請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１３】
前記コントローラが、前記テストパターン画像の摩耗抵抗力に関連して当該印刷装置の１つまたは複数の印刷パラメータを変更するように動作可能である請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１４】
インクジェット印刷装置であって、
基材を受ける支持体と、
該支持体に受けられた基材に、画像を提供するためにインクを向けるインクジェットプリントヘッドと、
該基材上の該画像の少なくとも一部と接触する装置と、
該接触された画像の１つまたは複数の特性を検出する検出器と、
を具備するインクジェット印刷装置。
【請求項１５】
ＵＶ線硬化装置を具備する請求項１４に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１６】
前記接触装置が、前記画像に対する任意の圧力を使用して該画像の少なくとも一部を摩耗させ、前記検出器が、該画像の一部が少なくとも部分的に除去されたか否かを判断する請求項１４に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１７】
前記接触装置が、前記テストパターン画像に接触している間に該テストパターンを横切って移動するための機構を有する請求項１６に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１８】
前記接触装置が、前記テストパターン画像と接触する少なくとも１つのスタイラスを有する請求項１４に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項１９】
前記接触装置が、前記スタイラスを前記画像を横切って移動させる機構を有する請求項１８に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項２０】
前記接触装置が、前記テストパターン画像に接触する研磨材料の部分を有する請求項１４に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項２１】
前記接触装置が、前記研磨材料の部分を前記テストパターン画像を横切って移動させる機構を有する請求項２０に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項２２】
前記検出器が分光光度計である請求項１４に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項２３】
キャリッジを具備し、前記分光光度計が該キャリッジに取付けられ、該キャリッジが、該分光光度計が前記テストパターン画像に隣接して移動するような経路に沿って移動可能である請求項２２に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項２４】
前記検出器に接続されたコントローラを具備し、該コントローラが、該検出器から受取った信号に応じて当該印刷装置の１つまたは複数の印刷パラメータを変更するように動作可能である請求項１４に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項２５】
前記印刷パラメータのうちの１つが、前記基材に対する硬化装置の位置を含む請求項２４に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項２６】
硬化装置を具備し、前記印刷パラメータのうちの１つが、該硬化装置に対して移動する際の前記基材の速度である請求項２４に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項２７】
前記基材を加熱するヒータを具備し、前記印刷パラメータのうちの１つが該ヒータの温度である請求項２４に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項２８】
印刷された画像を乾燥させる熱源を具備し、前記印刷パラメータのうちの１つが該熱源の強度である請求項２４に記載のインクジェット印刷装置。
【請求項２９】
インクジェット印刷方法であって、
インクと、基材と、該基材上に該インクを印刷するプリンタとを選択することと、
該プリンタを用いて該基材上に複数のテストパターン画像で該インクをインクジェット印刷することであって、該テストパターン画像のうちの少なくとも１つを、別のテストパターン画像を印刷するために使用された印刷パラメータとは異なる１つまたは複数の印刷パラメータを使用して印刷することと、
該テストパターン画像のうちの少なくとも１つを変更することと、
少なくとも１つの変更されたテストパターン画像の１つまたは複数の特性を検出することと、
少なくとも１つの変更されたテストパターン画像の該検出された特性を、１つまたは複数の印刷パラメータと相関させることと、
該相関に基づいて該選択されたインクと該選択された基材とに対する１つまたは複数の任意の印刷パラメータを選択することと、
該選択された印刷パラメータを使用して該プリンタにより最終製品を印刷することと、
を含むインクジェット印刷方法。
【請求項３０】
少なくとも１つの変更されたテストパターン画像の１つまたは複数の特性を確定する前記行為が、少なくとも１つの変更されたテストパターン画像の一部が除去されたか否かを判断する行為を含む請求項２９に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項３１】
前記テストパターン画像のうちの少なくとも１つを変更する前記行為が、器具を、該テストパターン画像に接触している間に該テストパターン画像のうちの少なくとも１つを横切って移動させる行為を含む請求項３０に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項３２】
前記器具を移動させる前記行為が、スタイラスを移動させる行為を含む請求項３１に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項３３】
前記器具を移動させる前記行為が、研磨材料の部分を前記テストパターン画像に接して移動させるステップを含む請求項３１に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項３４】
前記プリンタがＵＶ線硬化プリンタである請求項２９に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項３５】
前記インクが水性インクである請求項２９に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項３６】
前記インクが溶剤系インクである請求項２９に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項３７】
前記印刷パラメータのうちの１つが、該基材に対する硬化装置の位置を含む請求項２９に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項３８】
前記印刷パラメータのうちの１つが、インクを硬化させる硬化装置に対して移動する際の前記基材の速度である請求項２９に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項３９】
前記印刷パラメータのうちの１つが、前記基材を加熱するヒータの温度である請求項２９に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項４０】
前記印刷パラメータのうちの１つが、印刷された画像を乾燥させる熱源の強度である請求項２９に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項４１】
少なくとも１つのテストパターン画像の１つまたは複数の特性を検出する前記行為が、少なくとも１つの変更されたテストパターン画像の鏡面反射を検出する行為を含む請求項２９に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項４２】
前記テストパターン画像のうちの少なくとも１つを変更する前記行為が、少なくとも１つの画像を摩耗させる行為を含み、少なくとも１つの変更されたテストパターン画像の１つまたは複数の特性を検出する前記行為が、画像をスキャンする行為を含む請求項２９に記載のインクジェット印刷方法。
【請求項４３】
画像をスキャンする前記行為が、分光光度計を使用して実行される請求項４２に記載のインクジェット印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、インクジェット印刷装置およびインクジェット印刷の方法に関する。より詳細には、本発明は、インクジェット印刷に使用されるプロセスパラメータを選択し選択したプロセスを実行する方法および装置を対象とする。
【０００２】
２．関連技術の説明
インクジェット印刷は、近年、比較的高速であり画像解像度が優れていることにより人気が上昇してきた。さらに、コンピュータとともに使用されるインクジェット印刷装置は、最終画像のデザインおよびレイアウトに顕著な柔軟性を提供する。インクジェット印刷の人気が上昇し使用の効率が高いことにより、インクジェット印刷は以前に周知の印刷の方法に対する手頃な代替物となった。
【０００３】
一般に、広く使用されているインクジェットプリンタには３つのタイプがある。すなわち、フラットベッドプリンタと、ロール・ツー・ロールプリンタと、ドラムプリンタと、である。フラットベッドプリンタでは、印刷画像を受取る媒体または基材は、水平に延在するフラットテーブルまたはベッド上に載る。インクジェットプリントヘッドは、プリントヘッドがベッドを横切る２つの相互に垂直な経路に沿って移動することができるようにする、移動可能キャリッジまたは他のタイプの機構に取付けられる。プリントヘッドは、プリントヘッドが基材を横切る際に、任意に異なる色のインクを使用して、そのプリントヘッドのいくつかのノズルにエネルギを印加するようにプログラムされるコンピュータに接続される。そして、基材上のインクが必要に応じて硬化されることにより、所望の最終画像が提供される。
【０００４】
ロール・ツー・ロールプリンタでは、印刷画像を受取る基材は、一般に、細長いウェブまたはシートの形態で提供され、供給ロールから巻取りロールまで前進する。供給ロールと巻取りロールとの間の位置において、プリントヘッドは、基材の前進の方向に対して垂直な方向に基材を横切ってプリントヘッドをシフトさせるように移動可能なキャリッジに取付けられる。周知のロール・ツー・ロールインクジェットプリンタには、基材がプリントヘッドを通過して上方向に移動する垂直プリンタと、基材がプリントヘッドを通過して水平方向に移動する水平プリンタと、がある。
【０００５】
ドラムインクジェットプリンタは、典型的には、水平軸を中心に回転移動するように取付けられる円筒状ドラムを有する。基材は、ドラムの周縁部に亙って配置され、インクジェットプリントヘッドは、ドラム上の基材に向ってインクのドットまたは液滴を向けるように動作可能である。場合によっては、プリントヘッドは固定されており、ドラムの実質的に全長に沿って水平方向に延在する。一方、プリントヘッドの長さがドラムの長さより幾分か短く、それが基材に亙って水平方向に移動するキャリッジに取付けられる場合もある。
【０００６】
インクジェットプリンタにおいて一般に使用されるインクには、水性インクと、溶剤系インクと、放射線硬化インクと、がある。水性インクは、しばしば、多孔性基材かまたは水を吸収する特別なレセプタコーティングを有する基材とともに使用される。プリンタはしばしば、プリントヘッドによって基材に塗布する前のインクを硬化させるべく、インクの水を蒸発させるために内部的に加熱されたベッドまたは赤外線ヒータ等の熱源を有する。
【０００７】
インクジェットプリンタに使用される溶剤系インクは、無孔フィルムに印刷するために適している。しばしば、溶剤系インクを使用するインクジェットプリンタは、ヒータも含む硬化装置を有する。ヒータは、溶剤の蒸発と故に基材に塗布された後のインクの硬化との速度を加速する。かかるインクジェットプリンタはまた、しばしば、操作者に対する健康上のリスクを低減するために溶剤ガスを収集する環境システムも有する。
【０００８】
放射線硬化インクを使用するインクジェットプリンタは、無孔基材に印刷するために近年人気が上昇してきた。紫外（「ＵＶ」）線等の放射線硬化を使用することにより、大量の水または溶剤を乾燥させる必要無しにインクを比較的迅速に硬化させることができる。一般に、かかるプリンタの硬化装置は、塗布されるインクの硬化を促進するために十分な距離、基材から間隔が空けられた、ランプ等の放射線源を備える。
【０００９】
最近のインクジェットプリンタでは、印刷される画像の伝達の速度は、最も重要であると考えられる。それでもなお、インクおよび基材の組合せを選択する場合、画像を印刷するのに使用するプリンタのタイプを考慮して、用心しなければならない。しかしながら、比較的大型の基材に印刷することができるインクジェットプリンタは、高価であると考えられる。同じプリンタを使用して、可能な限り多種多様のインク組成物を使用して多種多様の基材に画像を付すことが望ましい。
【００１０】
たとえば、選択された基材の表面化学的性質は、基材の選択されたインクに対する受容性に実質的に影響を与える可能性がある。この基材のインクに対する受容性の変化は、材料間だけでなく、同じ種類の材料のロット間でも異なる可能性がある。さらに、基材上でのインクの挙動は、使用されるインクジェットプリンタの印刷パラメータの選択によって大きく影響を受ける可能性がある。
【００１１】
プリンタ操作者には、しばしば、インクおよび基材のいかなる組合せに対しても最良の画質を提供するプロセスパラメータの選択に関し、ほとんど案内が与えられない。今日、多くの操作者は、印刷プロセスのパラメータを最適化しようとして手作業による試行錯誤方法を使用する。たとえば、操作者は、複数の画像を印刷する場合があり、硬化装置の硬化時間または温度を変更する場合がある。画像が硬化すると、操作者は、最適な温度および／または硬化時間の選択を助けるために画質に関して各画像を視覚的に検討する。
【００１２】
認めることができるように、上述したような印刷パラメータを選択する手作業による方法は、幾分か時間がかかりかつうんざりするものである。また、この選択プロセスでは、人間の誤りが生じ易い。さらに、最適な画像の選択基準は、幾分か主観的であり、操作者によって画質の実質的な差をもたらす可能性がある。
【００１３】
米国特許第５，５０８，８２６号および同第６，０３９，４２６号は、印刷パラメータを選択する自動化された方法を述べている。これらの特許では、基材にテストパターン画像が与えられ、光検出器がその印刷画像を検査する。検出器はコンピュータに接続され、コンピュータは、場合によっては、部分的に光検出器によって検知される一定の特性に基づいて印刷パラメータを選択する。
【００１４】
しかしながら、本技術分野では、最終印刷画像が一貫して満足のいく品質のものであるようにインクジェットプリンタを改良する必要がある。たとえば、上述したような自動化画質検出技術は、必ずしも、印刷画像がその意図された使用中に長期間に亙って満足のいく状態を維持するか否かを正確に確定するために必要である可能性のある、最終印刷画像の特性のすべてを評価しない。画質の寿命は、広告に使用される屋外の標識またはバナーで使用するため等、画像が外の状態で表示される場合に特に重要である。
【００１５】
発明の要約
本発明は、印刷パラメータを選択および／または調整する自動化技術を含むインクジェット印刷装置およびインクジェット印刷の方法を対象とする。結果としての印刷画像は、非常に耐久性があり長期間満足のいく画質を示す。本発明は、一定の基材への特定のインクの接着等、一定の特性を評価するために基材に受取られるテストパターン画像を変更する自動化方法を含む。コンピュータを使用して、いずれのテストパターン画像が最適な所望の特性を示すかが判断され、コンピュータはその後、最終の所望の画像を印刷する際に使用されるパラメータのうちの１つまたは複数を調整するために使用される信号を送信する。
【００１６】
本発明の特に好ましい実施形態では、印刷装置は、テストパターン画像の少なくとも一部を摩耗させる器具を有する。その器具は、スタイラスか、研磨材料の部分か、または一定の圧力で印刷テストパターン画像に接して位置する他の構造を含んでよい。そして、分光光度計等の光検出器が、研磨器具と接触したテストパターン画像の部分をスキャンすることにより、いずれのテストパターン画像が研磨器具によって過度に損傷を受けなかったかを確かめる。次いで、かかる画像に使用された印刷パラメータを、最終製品を印刷する際に使用するパラメータを選択するための基礎として使用する。
【００１７】
より詳細には、本発明は、一態様において、基材を受取る支持体と、支持体に受取られた基材に、画像を提供するためにインクを向けるインクジェットプリントヘッドと、を備えたインクジェット印刷装置を対象とする。プリントヘッドには、基材上に少なくとも２つのテストパターン画像を印刷するようにプリントヘッドを起動するコントローラが接続され、そのコントローラにより、異なる印刷パラメータを使用して少なくとも２つのテストパターン画像が印刷される。本装置はまた、基材上のテストパターン画像の少なくとも１つを変更する器具と、テストパターン画像の１つまたは複数の特性を検出する検出器と、も有する。検出器は、コントローラに接続され、コントローラは、所望の最終製品をもたらすために印刷パラメータのうちの少なくとも１つを変更するように選択的に動作可能である。
【００１８】
本発明の他の実施形態もまた、インクジェット印刷装置を対象とする。この実施形態では、装置は、基材を受取る支持体と、支持体に受取られた基材に、画像を提供するためにインクを向けるプリントヘッドと、を有する。本装置は、基材上の画像の少なくとも一部と接触する器具と、接触された画像の１つまたは複数の特性を検出する検出器と、を有する。
【００１９】
本発明のさらなる実施形態は、インクジェット印刷方法を対象とする。本方法は、インクと、基材と、基材上にインクを印刷するプリンタと、を選択するステップを含む。また、本方法は、プリンタを用いて基材上に複数のテストパターン画像でインクをインクジェット印刷するステップも含み、テストパターン画像のうちの少なくとも１つは、他のテストパターン画像を印刷するために使用された印刷パラメータとは異なる１つまたは複数の印刷パラメータを使用して印刷される。また、本方法は、テストパターン画像のうちの少なくとも１つを変更するステップと、少なくとも１つの変更されたテストパターン画像の１つまたは複数の特性を検出するステップと、も含む。本方法はさらに、少なくとも１つの変更されたテストパターン画像の検出された特性を１つまたは複数の印刷パラメータと相関させるステップと、その相関に基づいて選択されたインクと選択された基材とに対する１つまたは複数の一定の印刷パラメータを選択するステップと、を含む。また、本方法は、選択された印刷パラメータを使用して、プリンタを用いて最終製品を印刷するステップも含む。
【００２０】
本発明のさらなる詳細は、特許請求の範囲の特徴において画定される。
【００２１】
好ましい実施形態の詳細な説明
以下の実施例は、本発明によるＵＶ硬化インクと関連する印刷方法とを利用する印刷装置の一タイプを説明する。添付図面は、その実施形態のいくつかの態様を強調するために選択された概略図である。実際には、下に説明する概念は、多くの市販のインクジェットプリンタを含む種々のインクジェットプリンタで使用するために適合されてよい。適当な回転ドラムタイプインクジェットプリンの例には、Ｓｃｉｔｅｘ（イスラエル国、Ｒｉｓｈｏｎ  Ｌｅ  Ｚｉｏｎ）からの「ＰｒｅｓｓＪｅｔ」ブラントプリンタと、Ｄａｎｔｅｘ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｌｔｄ．（英国、Ｗｅｓｔ  Ｙｏｒｋｓｈｉｒｅ）からの「ＤｒｙＪｅｔ」Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｌｏｒ  Ｐｒｏｏｆｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍと、がある。フラットベッドタイプインクジェットプリンタの例には、ＶＵＴＥｋ，Ｉｎｃ．（ニューハンプシャー州、Ｍｅｒｅｄｉｔｈ）からの「ＰｒｅｓｓＶｕ」ブランドプリンタと、Ｓｉａｓｐｒｉｎｔ  Ｇｒｏｕｐ（イタリア国、Ｎｏｖａｒａ）からの「ＳＩＡＳ」ブランドプリンタと、がある。ロール・ツー・ロールインクジェットプリンタの例には、Ｇｒｅｔａｇ  Ｉｍａｇｉｎｇ  ＧｒｏｕｐのＲａｓｔｅｒ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ，Ｉｎｃ．（カリフォルニア州、Ｓａｎ  Ｊｏｓｅ）からの「Ａｒｉｚｏｎａ」ブランドプリンタと、ＶＵＴＥｋ，Ｉｎｃ．からの「ＵｌｔｒａＶｕ」ブランドプリンタと、がある。さらに、本発明を、水性インクおよび溶剤系インク等、ＵＶ硬化インク以外のインクに使用してもよい。
【００２２】
図１〜図３は、本発明の一実施形態により構成され配置されたインクジェット印刷装置１０の構成要素を示す。装置１０は、印刷される基材を支持する円筒状の支持体またはドラム１２を有する。ドラム１２は、図１および図２において数字１４で示す中心基準軸を有する。
【００２３】
また、装置１０は、ドラム１２をその中心軸１４を中心に回転可能に移動させるモータ１６も有する。モータ１６を、チェーン伝動システム、ベルト伝動システム、ギア機構等を含む任意の適当な手段によりドラム１２に接続してよい。モータ１６は、望ましい場合にドラム１２の回転移動を開始または停止させるコントローラ１７に接続される。
【００２４】
印刷される基材１８は、ドラム１２の外面に受取られる。基材１８を、選択されたインクと融和性があり所望の場所で使用するために配置されると満足のいく特性を示す、いかなる適当な材料から作製してもよい。適当な基材１８の例には、ガラス、ウール、金属、紙、織および不織材料ならびに高分子フィルム等の多孔性材料と無孔性材料との両方がある。かかるフィルムの限定されない例には、アクリル酸含有フィルム、ポリ（塩化ビニル）含有フィルム（たとえば、ビニル、可塑化ビニル、強化ビニル、ビニル／アクリル酸混合物）、ウレタン含有フィルム、メラミン含有フィルム、ポリビニルブチラール含有フィルム、ならびに、米国特許第５，７２１，０８６号（Ｅｍｓｌａｎｄｅｒ等）に開示されるような酸または酸／アクリル酸変性エチレンビニルアセテート樹脂を含む画像受容層を有するか、または少なくとも２つのモノエチレン系不飽和単量体単位を含む重合体を含み、１つの単量体単位が、各枝が０〜約８個の炭素原子を含む置換アルケンを含み、他の１つの単量体単位が、アルキル基が１〜約１２個の炭素原子を含みアルキル鎖にヘテロ原子を含むことができ、本質的にアルコールが直線状か、分岐しているかまたは環状であることが可能な、非第三級アルキルアルコールのメタクリル酸エステルを含むものである、画像受容層を有する、多層フィルムの、単層および多層構造がある。
【００２５】
任意に、フィルムの、印刷面と反対側の一面は、感圧接着剤の領域を含む。通常、一主面の接着剤の領域は、リリースライナによって保護される。さらに、フィルムは、透明であっても、半透明であっても、不透明であってもよい。フィルムは、無色であっても、無地であっても、あるパターンの色であってもよい。フィルムは、透過性であっても、反射性であっても、再帰反射性であってもよい。当業者に周知である市販のフィルムには、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから販売名ＰＡＮＡＦＬＥＸ、ＮＯＭＡＤ、ＳＣＯＴＣＨＣＡＬ、ＳＣＯＴＣＨＬＩＴＥ、ＣＯＮＴＲＯＬＴＡＣおよびＣＯＮＴＲＯＬＴＡＣ−ＰＬＵＳで入手可能な多数のフィルムが含まれる。
【００２６】
また、印刷装置１０は、基材１８にＵＶ線硬化インクを向けるプリントヘッド２０も有する。この実施形態では、プリントヘッド２０は、ドラム１２の一部を横切って延在するプリントヘッド列を備える。プリントヘッド２０は、ＵＶ線硬化インク源（図示せず）に接続される。さらに、プリントヘッド２０は、望ましい場合に選択的に起動されるためにコントローラ１７に電気的に連結される。装置１０において使用することができるＵＶ硬化インクジェットインクの例には、米国特許第５，２７５，６４６号および同第５，９８１，１１３号ならびにＰＣＴ出願公開ＷＯ９７／３１０７１号および同ＷＯ９９／２９７８８号において述べられているものなどの組成物がある。
【００２７】
一オプションとして、プリントヘッド２０の長さは、ドラム１２の軸長と実質的に等価であってよい。他のオプションとして、および図面に示すように、プリントヘッド２０の長さは、ドラム１２の長さより短くてよい。後者のオプションでは、プリントヘッド２０は、ドラムの長手軸に対して平行な方向にレール２７に沿って移動するためにキャリッジ２１に取付けられる。キャリッジ２１は、駆動手段（ラック・ピニオンアセンブリに連結されるステッピングモータ１９等）に接続され、駆動手段は、選択的に移動するためにコントローラ１７に接続される。プリントヘッド２０の移動により、基材１８の全幅に亙って望ましいように印刷することができる。
【００２８】
任意に、プリントヘッド２０は、異なる色のインクを同時に印刷するように動作可能である。このために、プリントヘッド２０は、ある色の第１インク源と流体連通する第１ノズルセットと、異なる色の第２インク源と連通する第２ノズルセットと、を有してよい。好ましくは、プリントヘッド２０は、少なくとも４つの対応するインク源と連通する少なくとも４つのノズルのセットを有する。結果として、プリントヘッド２０は、最終印刷画像の広いカラースペクトルをことができるように少なくとも４つの異なる色のインクを同時に印刷するように動作可能である。
【００２９】
任意に、プリントヘッド２０は、透明インクまたは色の無い他の原料源と連通する追加のノズルセットを有する。透明インクを、いかなる着色インクをも塗布する前に基材１８に印刷することができ、または画像全体の上に印刷することができる。画像全体の上の透明インクの印刷を使用して、耐久性、光沢制御、グラフィッティに対する抵抗力等を改良することによる等、完成品の性能を向上させることができる。
【００３０】
また、装置１０は、基材１８に受取られるインクに化学線を向ける硬化装置２２（図２および図３）も有する。硬化装置は、１つまたは複数の放射線源を有してよく、その各々は、紫外および／または可視スペクトルの光を放射するように動作可能である。適当なＵＶ線源には、水銀灯、キセノンランプ、カーボンアーク灯、タングステンフィラメントランプ、レーザ等がある。任意に、放射線源は、放射線が基材１８に達する時間を正確に制御することができるように、「インスタントオン、インスタントオフ」として周知のタイプのランプである。図面に示す本発明の実施形態では、硬化装置２２は、駆動時に基材１８の一定部分にのみに放射線を向けるようにマスクされるＵＶランプ２３（図３）を有する。
【００３１】
硬化装置２２は、ランプ２３の駆動および停止のためにコントローラ１７に電気的に接続される。さらに、硬化装置２２は、好ましくは中心基準軸１４に平行な経路を提供する２つの平行レール２５に沿って移動するためにキャリッジ２４に取付けられる。キャリッジ２４は、経路に沿って両方向に移動するために駆動装置２６に連結される。駆動装置２６は、キャリッジ２４および硬化装置２２を経路に沿って両方向に選択的に時機を合せて移動させるためにコントローラ１７に接続される。
【００３２】
また、装置１０は、基材１８に印刷されるテストパターン画像を変更する装置２８も有する。装置２８は、中心基準軸１４に対して平行に延在するレール３１に沿って移動可能なキャリッジ３０に取付けられる。キャリッジ３０は、駆動装置３２に接続され、駆動装置３２はコントローラ１７に接続される。駆動装置３２は、テストパターン画像が印刷された後に、変更装置２８とともにキャリッジ３０をレール３１に沿って移動させるように動作可能である。
【００３３】
この実施形態では、装置２８は、テストパターン画像を変更するスタイラス３４を有する。また、装置２８は、一定の事前選択された圧力で基材１８に接触するために、スタイラス３４をドラム１２上の基材１８に向ってシフトさせる機構（図示せず）も有する。スタイラス３４がテストパターン画像に対して接して位置する際に、駆動装置３２は装置２８を上述した経路に沿って移動させる。好ましくは、経路は、基準軸１４に対して平行な方向に基材１８を横切る列に配置される一続きの予め印刷されたテストパターン画像に沿って延在する。
【００３４】
好ましくは、機構は、望ましい場合にドラム１２に向うかまたはドラム１２から離れるいずれかの方向にスタイラス３４をシフトさせるように動作可能である。機構は、コントローラ１７に電気的に接続される。スタイラス３４がテストパターン画像を横切って移動すると、コントローラ１７は機構を駆動して、スタイラス３４がドラム１２から離れて基材１８に接触しないようにシフトさせる。
【００３５】
また、装置１０は、変更されたテストパターン画像の１つまたは複数の特性を検出する検出器３６も有する。好ましくは、検出器３６は、キャリッジ３０の、装置２８のすぐ後ろ（摩耗試験中に装置２８の移動の方向に対して考慮した場合）の位置に取付けられる。装置２８が基材１８を横切るように前進するにしたがい、検出器３６は、スタイラス３４が事前に移動した画像の位置に沿ってテストパターン画像の特性を検知する。
【００３６】
任意に、検出器３６は、テストパターン画像の鏡面反射を検出するように動作可能である。適当な検出器３６の例は、分光光度計である。分光光度計は、本質的に、基材１８上のインクの存在または不在を検出する。結果として、インクまたはインクの一部が事前にスタイラス３４によって除去された場合、検出器３６は、インクのすべてが基材１８上に残った場合とは異なる信号をコントローラ１７に送信する。
【００３７】
テストパターン画像の印刷中、画像のうちの少なくとも１つは、別のテストパターン画像を印刷するために使用された印刷パラメータとは異なる１つまたは複数の印刷パラメータを使用して印刷される。たとえば、硬化装置２２からのＵＶ線の強度は、テストパターン画像の各々によって異なってよい。硬化装置２２から放射されるＵＶ線の強度を、たとえば、硬化ランプ２３に対する電圧を変化させることによるかまたはドラム１２に向うかドラム１２から離れる方向のいずれかに硬化装置２２を移動させることにより、変化させてよい。
【００３８】
図面に示す実施形態では、ＵＶ線の強度は、ドラム１２に向う方向かまたはドラム１２から離れる方向のいずれかに硬化装置２２を移動させる機構によって変更される。特に、硬化装置２２は、第２キャリッジ３８に取付けられる。キャリッジ３８は、４つの水平案内レール４０に移動可能に結合され、コントローラ１７に電気的に接続される駆動装置４２（図２）に接続される。駆動装置４２の起動により、第２キャリッジ３８が、レール４０に沿って中心基準軸１４に向う方向かまたは中心基準軸１４から離れる方向のいずれかの方向に移動する。
【００３９】
使用時、基材１８はドラム１２に取付けられる。そして、コントローラ１７は、モータ１６を起動して、ドラム１２を適当な回転位置まで回転させることにより、テストパターン画像を受取る基材１８の選択された部分がプリントヘッド２０の移動の経路に隣接して配置されるようにする。たとえば、テストパターン画像を、基材１８の一縁部に沿って与えてよい。その場合、コントローラ１７は、基材１８の縁部がプリントヘッド２０の経路の真下にくるように、モータ１６を起動する。
【００４０】
次に、コントローラ１７は、一続きのテストパターン画像を印刷するようにプリントヘッド２０を起動する。テストパターン画像は、目立たない画像であってよく、あるいは結合されて単一画像を形成してよい。この例では、テストパターン画像のすべてを、同じパラメータを使用してプリントヘッドにより印刷する（すなわち、すべてのテストパターン画像に対し、同じインクおよび同じプリントヘッド動作パラメータを使用する）。
【００４１】
次に、コントローラ１７はモータ１６を起動することにより、テストパターン画像が硬化装置２２に隣接するまで、ドラム１２が軸１４を中心に回転するようにする。そして、モータ１６は停止され、コントローラ１７は硬化装置２２を起動する。
【００４２】
コントローラ１７は、基材１８上のインクによって受取られる放射線の強度がテストパターン画像間で異なるように駆動装置２６、４２を選択的に起動する。たとえば、コントローラ１７は、ランプ２３が、ドラム１２の長さを横切って移動する際に基材１８から着実に離れる方向に移動するように、駆動装置２６、４２を同時に起動してよい。この例では、ランプ２３を、基材１８の一面近くのその移動の経路の始まりではテストパターン画像に近接した位置に配置してよく、キャリッジ２４およびランプ２３が基材１８の反対側に移動するまではテストパターン画像から実質的な距離の間隔を空けてよい。結果として、テストパターン画像に達するＵＶ線の強度は、基材１８の一面から他面に向けて着実に低下する。
【００４３】
次に、コントローラ１７は、モータ１６を起動してドラム１２を再度回転させる。この例では、ドラム１２は、硬化した一連のテストパターン画像を装置２６に隣接する位置に移動させるために十分な距離回転する。そして、コントローラ１７は、モータ１６を停止させることにより、ドラム１２を停止させる。
【００４４】
次に、コントローラ１７は、基材１８の一面から他面にテストパターン画像を横切って装置２８を移動させるために駆動装置３２にエネルギを印加する。コントローラ１７はまた、スタイラス３４がテストパターン画像と接触するように装置２８の機構を起動する。スタイラス３４は、基材１８の一面から他面に移動する際に一定の圧力でテストパターン画像接するように位置する。
【００４５】
同時に移動するために装置２８に接続されている検出器３６は、スタイラス３４に接触したテストパターン画像の部分の色濃度を検知する。たとえば、特定のテストパターン画像の硬化したインクが基材１８に固定されている場合、スタイラス３４は、基材１８を横切って移動する際にその画像のインクを除去しない。一方、テストパターン画像からのインクが基材１８に固定されていない場合、スタイラス３４の圧力は、基材１８からのインクの一部を除去する役割を果たす。
【００４６】
テストパターン画像のインクが下にある基材１８の部分と対照をなす色である場合、検出器３６は対応する信号をコントローラ１７に送信する。そして、コントローラ１７は、いずれのテストパターン画像がスタイラス３４によって実質的に影響を受けていないかと、いずれのテストパターン画像がスタイラス３４によって摩耗されているかと、を判断するように機能する。スタイラス３４によって影響を受けないままであるテストパターン画像は、下にある基材１８に固定されている画像を表す。結果として、その後、それらテストパターン画像を印刷するために使用された印刷パラメータを、メモリから呼び出して、最終印刷製品を印刷するために使用されるパラメータを選択する際に使用するためにコントローラ１７によって選択することができる。
【００４７】
上述した実施例では、硬化装置２８と一続きのテストパターン画像との間の間隔は、硬化装置２８がドラム１２の長さに沿って移動するにしたがって連続しておよび一様に増大する。したがって、コントローラ１７が、実質的にそのまま残っているテストパターン画像とスタイラス３４によって少なくとも部分的に磨耗されたテストパターン画像とからの変化を示す信号を検出器３６から受取ると、研磨装置３２と検出器３６との移動を停止させてよい。望ましい場合、摩耗したテストパターン画像の隣の（または任意に、摩耗したテストパターン画像から幾分か間隔が空けられた）そのままのテストパターン画像を印刷するために使用した印刷パラメータを使用して、最終製品を印刷するための印刷パラメータを設定する。この実施例では、印刷パラメータは、ランプ２３と基材１８との間の間隔である。この実施例の場合、その後、コントローラ１７は、最終製品を印刷するためにランプ２３と基材１８との間の選択された間隔を提供するために必要であるように、硬化装置２２をシフトさせる駆動装置２６を起動する。たとえば、間隔は、摩耗しなかったテストパターン画像を印刷するために使用された間隔と同じであってよく、あるいはその間隔より幾分か小さくてよい。
【００４８】
装置１０の使用の他の実施例では、インクが基材１８の上に堆積される時とかかるインクが硬化される時との間の時間間隔（すなわち「休止」時間）を変更する。休止時間は、場合によっては、上述したようなインクの基材１８への接着に関連する。しかしながら、休止時間はまた、所与のインクと所与の基材１８とに対する最終画像の品質にも関連する。
【００４９】
より詳細には、プリントヘッド２０によって基材１８上に堆積されたインクドットまたは液滴は、最終印刷画像が最大色濃度と優れた塗りつぶし（ｓｏｌｉｄ  ｆｉｌｌ）とを示すことができるように、一定の最大サイズまで横方向に広がる必要がある。優れた塗りつぶしは、インク滴が隣接するインク滴間の空間または間隙無しに基材１８を覆う場合に達成される。優れた塗りつぶしと最大色濃度との特性は、画像の視覚的品質に対して重要であり、インクおよび基材のいかなる所与の組合せに対しても満足のいく製品と不満足な製品との間の差をもたらす可能性がある。
【００５０】
プリントヘッド２０から向けられたインク滴は、基材１８と接触すると、基材１８の表面に亙って広がる。この広がる動きは、界面張力か、または基材１８の表面エネルギとインクの表面張力との間の差によるものと考えられる。しかしながら、ＵＶ硬化インクの場合、インクが基材１８と接触すると、分子拡散が発生する場合があり、それによって、インクの単量体が基材１８に拡散する。拡散の速度は、微々たる速度から実質的な速度までの範囲に亙る可能性がある。
【００５１】
インクの単量体が基板１８内に拡散するにしたがい、基材１８の表面に残っているインクの粘度が増大する。粘度の増大の速度は高速である可能性があり、基材上のインクの広がりの速度を低減させることになる。その結果、部分的に広がったインク滴は、毛管力によって溶け合う傾向のある場合があり、基材１８の表面上にインク滴の塊が形成されることになる。この塊形成または凝集状特性は、インクのさらなる広がりを損なうため最終画像の密度を低減する傾向がある。
【００５２】
実施例として、アクリル酸イソボルニル（「ＩＢＯＡ」）を含有するインクは、ミネソタ州、Ｓｔ．Ｐａｕｌの３Ｍカンパニーからの「ＣＯＮＴＲＯＬＴＡＣ  ＰＬＵＳ」ブランドグラフィックマーキングフィルム、カタログ番号３５４０Ｃ等のオレフィン系フィルムへの著しい分子拡散を示す。一方、ＩＢＯＡ含有インクは、ミネソタ州、Ｓｔ．Ｐａｕｌの３Ｍカンパニーから、販売名「ＳＣＯＴＣＨＬＩＴＥ  ＨＩＧＨ  ＩＮＴＥＮＳＩＴＹ  ＳＨＥＥＴＩＮＧ  ３８７０」で入手可能な高強度（「ＨＩ」）再帰反射フィルム等のアクリル表面を有するフィルムには、それほど著しい程度までは拡散しない。したがって、ＩＢＯＡ含有量の高いインクをオレフィン系フィルムに印刷する場合、インク滴は最初に広がる（そしてそれによって、対応する色濃度が最初に増大する）。しかしながら、インクのフィルムへの拡散は、さらなる広がりをまもなく妨げ、インク滴の凝集をもたらす（これによって、色濃度が低減する）。結果として、この場合の休止時間は、比較的短く、１または２秒程度でなければならない。
【００５３】
しかしながら、ＨＩフィルムに同じインクを印刷する場合、インク滴は優れた塗りつぶしを与えるように広がり均一化する。この場合、休止時間は、画質を最適化するために比較的長くなければならない。この場合の適当な休止時間の例は、１０または２０秒である。しかしながら、休止時間が長すぎる（たとえば、２または３分）である場合、インクは過度に広がることとなる。過度なインクの広がりにより、一様の色濃度が低減しエッジ解像力が不足する結果となる可能性がある。
【００５４】
最適な休止時間を選択するために、上述した方法に幾分類似するステップが続く。特に、基材１８をドラム１２に取付ける。そして、コントローラ１７は、必要に応じてモータ１６を起動してドラム１２を回転させる。次いで、プリントヘッド２０を起動する。この場合、単一テスト画像のみが印刷される。
【００５５】
次に、コントローラ１７は、モータ１６を起動して、テストパターン画像が硬化装置２２に隣接するまでドラム１２が軸１４を中心に回転するようにする。事前選択された時間間隔後、コントローラ１７は、硬化装置２２を起動してテストパターン画像を硬化させる。
【００５６】
次に、コントローラ１７はモータ１６を起動して、第２テストパターン画像を印刷するためにドラム１２をその先の位置まで戻るように回転させる。第２テストパターン画像が印刷された後、コントローラ１７はモータ１６を起動して、ドラム１２を硬化装置２２に隣接する位置まで回転させる。
【００５７】
次に、事前選択された時間間隔後、硬化装置２２がコントローラ１７によって起動される。この時間間隔は、先の時間間隔と異なる。たとえば、第２時間間隔は、第１時間間隔より長くてよい。ここでまた、テストパターン画像を硬化させるために十分な時間、ランプ２３を起動する。
【００５８】
そして、上述したステップを、好ましくは各々異なる休止時間を使用して、所望の数のテストパターン画像が用意され硬化するまで複数回繰返す。次に、コントローラ１７は、モータ１６を起動して、ドラム１２を、硬化した一続きのテストパターン画像が装置２６に隣接する位置にくるために十分な距離回転させる。そして、コントローラ１７は、モータ１６を停止させてドラム１２を停止させる。
【００５９】
次に、コントローラ１７は、装置２８をテストパターン画像を横切って移動させるために、駆動装置３２にエネルギを印加する。また、コントローラ１７は、装置２８の機構を起動することにより、スタイラス３４がテストパターン画像と接触するようにする。スタイラス３４は、一定の圧力でテストパターン画像に接して位置する。キャリッジ３０が移動するにしたがい、装置３６は、スタイラス３４と接触したテストパターン画像の部分の色濃度を検知する。
【００６０】
その後、コントローラ１７は、上述したようにいずれのテストパターン画像がスタイラス３４によって実質的に影響を受けていないかと、いずれのテストパターン画像がスタイラス３４によって摩耗されたかと、を判断するように機能する。また、コントローラ１７は、検出器３６からの受取った信号を利用して、いずれのテストパターン画像が比較的高い色濃度を示すかを判断する。そして、コントローラ１７は、テストパターン画像の接着に関連するデータとテストパターン画像の色濃度に関連するデータとに基づき、最終印刷画像を印刷するために使用する好ましい休止時間を選択する。
【００６１】
任意に、コントローラ１７は、上述した手続き中に装置４２を起動しない。その結果、テストパターン画像によって受取られた放射線の強度は、各場合において同じである。しかしながら、別のオプションとして、強度を、上述したように最終印刷パラメータの選択をさらに最適化するように変更してよい。
【００６２】
休止時間を変更する他の代替態様が可能である。２００１年１１月１５日に出願され、「ＭＥＴＨＯＤ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＩＮＫＪＥＴ  ＰＲＩＮＴＩＮＧ  ＵＳＩＮＧ  ＵＶ  ＲＡＤＩＡＴＩＯＮ  ＣＵＲＡＢＬＥ  ＩＮＫ」と題された、本出願人の同時係属米国特許出願第＿号（代理人整理番号５６２８１ＵＳ００３）は、あらゆる代替態様を述べている。
【００６３】
上述したような装置１０は、ドラムプリンタに関する。しかしながら、本発明の概念は、他のタイプのプリンタでの使用にも有用である。他の適当なプリンタの例には、フラットベッドプリンタとロール・ツー・ロールプリンタとがある。
【００６４】
さらに、プリンタで使用されるインクは、上に詳細に説明した放射線硬化インクの代りに水系であっても溶剤系であってもよい。任意に、硬化装置は、選択されたプリンタとインクのタイプとにしたがって変化してもよい。たとえば、プリンタは、水または溶剤系インクを乾燥させるためのヒータを有してよい。ヒータを、ドラムプリンタ内、フラットベッドプリンタのベッドの下または他のタイプの基材用支持体の後ろに内部的に取付けてよく、および／または支持体の外部に取付けてよい。その場合、変化させてよい好ましい印刷パラメータのうちの１つは、ヒータから印刷画像に伝導された熱の速度および／または熱が印刷画像に伝導される時間の長さを含む。
【００６５】
変化させてよい別の印刷パラメータは、印刷画像が硬化する間の基材と硬化装置との間の相対移動の速度である。上述した実施例では、ドラム１２に接続されたモータ１６の速度は、画像が硬化装置２２を通過して移動するにしたがい変化してよい。代替態様として、基材を、硬化装置がモータによって印刷画像を通過して移動する間に固定の方向に保持してよい。
【００６６】
変化させてよい別の印刷パラメータは、インクの組成である。たとえば、装置１０は、より優れた硬化が望ましい場合にさらなる硬化剤を追加するディスペンサを有することができる。
【００６７】
スタイラス３４を、研磨材料の部分と置換えることができる。たとえば、研磨材料は、コートされた研磨材料または「サンドペーパ」の部分を備えることができる。好ましくは、研磨材料を定期的に取替えまたは洗浄する（たとえば、一吹きの加圧空気により）手段を設ける。
【００６８】
他のオプションもまた可能である。たとえば、装置２８を、テストパターン画像を物理的または化学的に変更するかまたは他の方法で侵襲的に（ｉｎｖａｓｉｖｅｌｙ）変更する他のタイプの装置と置換えることができる。たとえば、装置は、画像に組成物を塗布することにより、組成物を画像との間のいかなる化学反応または化学反応の速度も検出することができるようにする、ディスペンサを含んでよい。反応は、たとえば、著しい大気汚染がある都市環境等、組成物の成分が存在し得る環境で、最終印刷画像の特性（耐久性等）を現してよい。テストパターンを変更する他のタイプの装置には、熱を印加する装置および／または日光からの放射線を模擬する放射線を印加する装置がある。
【００６９】
別のオプションとして、装置は、大量の水（水性インクを含む画像の場合）または溶剤（溶剤系インクを含む画像の場合）を与えることができる。それらの場合、装置は、水または溶剤が与えられる領域の画像に接して位置するプローブを有することができる。プローブは、繊維質の先端かまたは織物、スポンジまたは他の織または不織材料から作製された先端を有してよい。検出器３６は、画像の任意の部分がプローブによって除去されたか否かを判断するように機能する。
【００７０】
他の複数の変更態様も可能である。したがって、本発明は、上に示す特定の実施例および実施形態に限定されるものと考えられてはならず、以下の特許請求の範囲とそれらの等価物との公正な適用範囲によってのみ限定されるものと考えられなければならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施形態によるインクジェット印刷装置の一部を示す概略側立面図であり、この場合装置は、回転可能ドラムインクジェットプリンタである。
【図２】
装置を反対側から示す以外は図１と幾分同様の図である。
【図３】
図１および図２に示すインクジェット印刷装置の概略端立面図である。
【国際公開パンフレット】
2004516959.tif 000003
2004516959.tif 000004
2004516959.tif 000005
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2004516959.tif 000022
2004516959.tif 000023
2004516959.tif 000024
2004516959.tif 000025
2004516959.tif 000026
2004516959.tif 000027
【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2004516959.tif 000028
【国際調査報告】
2004516959.tif 000029
2004516959.tif 000030
2004516959.tif 000031