(57)【要約】      （修正有）【課題】装置内外の温度環境による着弾位置のずれを抑制し、高画質な印刷を行うことが可能な印刷装置および印刷方法を提供する。【解決手段】印刷装置１は、記録媒体を搬送する搬送部１２と、搬送部１２によって搬送されている記録媒体上に印刷を施す印刷部１３と、印刷中に印刷部１３を記録媒体の搬送方向と交差する方向に往復動させる移動部１４と、を備え、印刷部１３は、インクを吐出する複数のヘッドと、ヘッド内の温度を検出する温度検出手段６と、を有し、予め測定されたヘッド内の温度によるインクの着弾位置のずれのデータと、温度検出手段６によって検出されたヘッド内の温度とによって、印刷部１３の往路の移動および復路の移動における、ヘッドからのインクの吐出のタイミングを調整する調整手段を有する。【選択図】図２
2017087430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体を搬送する搬送部と、
前記搬送部によって搬送されている前記記録媒体上に印刷を施す印刷部と、
前記印刷中に前記印刷部を前記記録媒体の搬送方向と交差する方向に往復動させる移動部と、を備え、
前記印刷部は、インクを吐出する複数のヘッドと、当該ヘッド内の温度を検出する温度検出手段と、を有し、
予め測定された前記ヘッド内の温度による前記インクの着弾位置のずれのデータと、前記温度検出手段によって検出された前記ヘッド内の温度とによって、前記印刷部の往路の移動および復路の移動における、前記ヘッドからの前記インクの吐出のタイミングを調整する調整手段を有することを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
複数色の前記インクを吐出する複数の前記ヘッドを備え、
各色の前記インクに対応した複数の前記データを備える請求項１に記載の印刷装置。
【請求項３】
前記ヘッドと前記記録媒体との距離は、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である請求項１または２に記載の印刷装置。
【請求項４】
前記搬送部は、前記記録媒体に対して粘着性を有するベルトを備える請求項１ないし３のいずれか１項に記載の印刷装置。
【請求項５】
前記移動部は、前記ｘ方向が前記ｙ方向に対して直交するように前記印刷部を移動させるよう構成されている請求項１ないし４のいずれか１項に記載の印刷装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の印刷装置を用いて記録媒体上に印刷を施すことを特徴とする印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷装置および印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シート状の記録媒体にインクジェット方式により印刷を施す印刷装置が知られている。この印刷装置は、インクを吐出するヘッドを複数備え、記録媒体を搬送させるとともに、ヘッドを記録媒体の搬送方向（副走査方向）と直交する方向（主走査方向）に往復移動させつつインクを吐出するよう構成されている。
【０００３】
一般に、ヘッドがインクを吐出する位置と実際にインクがメディア上に着弾する位置は、インク滴がインクジェットヘッドとメディアの間の空間をインク滴の鉛直方向の速度成分とインクジェットヘッドのスキャン方向の速度成分の合成ベクトルで飛行するため異なる。このため、この位置ズレを考慮し、往路印刷での吐出タイミングと復路印刷での吐出タイミングを補正することにより、往路印刷でも復路印刷でもインク滴が同じ位置に着弾するようにしている。
【０００４】
一方で、印刷装置周辺の環境温度が変化すると、インク自体の温度も変化する。一般にインクの温度が高くなるほど粘度が低下し、一滴当たりのインク重量が増える。このため、ヘッド温度に応じてヘッド駆動波形を変更し、ヘッド温度に依らずインク吐出量が一定となるようにしている。
【０００５】
通常、コンシューマー向けの印刷装置では着弾精度を確保するためにインクジェットヘッドと記録媒体間の距離（プラテンギャップ）を極力小さくしているため、ヘッド駆動波形の変更によるインク飛行速度変化の影響は無視できるものであった。しかし、産業用途の印刷装置では、記録媒体の形状によりプラテンギャップを大きくせざるを得ないことがある。この場合、インク飛行速度変化の影響が無視できないため、ある温度では往路と復路の着弾位置が合っていても、他の温度ではズレるということが発生する。
【０００６】
このような問題を解決するため、環境温度に基づいて、往路あるいは復路の吐出タイミングを調整する試みがなされている（例えば、特許文献１〜４参照）。
しかしながら、特許文献１〜４の印刷装置では、往路と復路における着弾位置を合わせるように補正するものであり、記録媒体に対する絶対的な着弾位置のずれは補正されない。特に、印刷の切れ目がなく連続的に印刷しなければならないテキスタイル用途の場合、補正前後での絶対位置のズレが顕著に視認されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１３８３２３号公報
【特許文献２】特開２００１−９６７３３号公報
【特許文献３】特開平１１−７７９９１号公報
【特許文献４】特開２０１１−１５６６７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、装置内外の温度環境による着弾位置のずれを抑制し、高画質な印刷を行うことが可能な印刷装置および印刷方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の印刷装置は、記録媒体を搬送する搬送部と、
前記搬送部によって搬送されている前記記録媒体上に印刷を施す印刷部と、
前記印刷中に前記印刷部を前記記録媒体の搬送方向と交差する方向に往復動させる移動部と、を備え、
前記印刷部は、インクを吐出する複数のヘッドと、当該ヘッド内の温度を検出する温度検出手段と、を有し、
予め測定された前記ヘッド内の温度による前記インクの着弾位置のずれのデータと、前記温度検出手段によって検出された前記ヘッド内の温度とによって、前記印刷部の往路の移動および復路の移動における、前記ヘッドからの前記インクの吐出のタイミングを調整する調整手段を有することを特徴とする。
【００１０】
これにより、装置内外の温度環境による着弾位置のずれを抑制し、高画質な印刷を行うことができる。
【００１１】
本発明の印刷装置では、複数色の前記インクを吐出する複数の前記ヘッドを備え、
各色の前記インクに対応した複数の前記データを備えるのが好ましい。
【００１２】
これにより、装置内外の温度環境による着弾位置のずれをより効果的に抑制し、より高画質な印刷を行うことができる。
【００１３】
本発明の印刷装置では、前記ヘッドと前記記録媒体との距離は、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００１４】
ヘッドと記録媒体との距離がこのような範囲であっても、装置内外の温度環境による着弾位置のずれをより確実に抑制することができる。
【００１５】
本発明の印刷装置では、前記搬送部は、前記記録媒体に対して粘着性を有するベルトを備えるのが好ましい。
【００１６】
これにより、記録媒体に印刷を施すときに当該記録媒体を粘着固定することができ、よって、その印刷を安定して行なうことができる。
【００１７】
本発明の印刷装置では、前記移動部は、前記ｘ方向が前記ｙ方向に対して直交するように前記印刷部を移動させるよう構成されているのが好ましい。
これにより、記録媒体に対するインクの吐出タイミングの制御が容易となる。
【００１８】
本発明の印刷方法は、本発明の印刷装置を用いて記録媒体上に印刷を施すことを特徴とする。
【００１９】
これにより、装置内外の温度環境による着弾位置のずれを抑制し、高画質な印刷を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の印刷装置の好適な実施形態を示す側面図である。
【図２】図１に示す印刷装置の主要部のブロック図である。
【図３】往路の着弾位置に対する復路の着弾位置のずれとヘッド温度との関係の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の印刷装置および印刷方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の印刷装置の好適な実施形態を示す側面図である。図２は、図１に示す印刷装置の主要部のブロック図である。図３は、往路の着弾位置に対する復路の着弾位置のずれとヘッド温度との関係の一例を示すグラフである。なお、以下では、説明の都合上、図１中の紙面奥行き方向を「ｘ方向」、左右方向を「ｙ方向」、上下方向を「ｚ方向」と言う。
【００２３】
本発明の印刷装置１は、記録媒体としてのワークＷを搬送しつつ、当該ワークＷ上に印刷を施す装置であり、本発明の印刷方法を実行することができる。
【００２４】
図１、図２に示すように、印刷装置１は、機台１１と、ワークＷを搬送する搬送部１２と、ワークＷ上にインクを付与して印刷を施す印刷部１３と、印刷部１３を移動させる移動部１４と、ワークＷ上のインクを乾燥する乾燥部１６と、印刷時の各種諸条件の入力、設定が行われる入力操作部１８と、これら各部の作動をそれぞれ制御する制御部１５とを備えている。また、印刷装置１は、制御部１５が外部電力供給源２００と電気的に接続されている。
【００２５】
本実施形態では、ワークＷを搬送する搬送方向と直交する方向（主走査方向）がｘ方向、搬送方向と平行な方向（副走査方向）がｙ方向、ｘ方向およびｙ方向と直交する方向がｚ方向となっている。
【００２６】
搬送部１２は、ロール状に巻回された長尺のワークＷを繰り出す繰出装置３と、印刷済みのワークＷを巻き取る巻取装置４と、機台１１上に配設され、印刷時のワークＷを支持する支持装置５とを備えている。
【００２７】
繰出装置３は、機台１１よりワークＷの送り方向（ｙ軸方向）上流側に配設されている。繰出装置３は、ワークＷがロール状に巻回され、当該ワークＷを送り出す送出しローラー（繰出リール）３１と、送出しローラー３１と支持装置５との間でワークＷにテンションを掛けるテンショナー３２とを有している。送出しローラー３１は、モーター（図示せず）が接続されており、当該モーターの作動により回転することができる。
【００２８】
なお、ワークＷには、インク吸収性を有し、薄いフィルム状のものと、インク非吸収性を有し、薄いフィルム状のものとを用いることができる。前者の場合は、例えば、普通紙、上質紙、及び光沢紙などのインクジェット記録用専用紙、その他、織布等が挙げられる。後者の場合は、例えば、インクジェット印刷用に表面処理をしていない（すなわち、インク吸収層を形成していない）プラスチックフィルム、並びに紙等の基材上にプラスチックがコーティングされているもの及びプラスチックフィルムが接着されているものが挙げられる。当該プラスチックとしては、特に限定されないが、例えば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、及びポリプロピレンが挙げられる。
【００２９】
巻取装置４は、繰出装置３に対して、機台１１よりもワークＷの送り方向（ｙ方向）下流側に配設されている。巻取装置４は、ワークＷをロール状に巻き取る巻取りローラー（巻取リール）４１と、巻取りローラー４１と支持装置５との間でワークＷにテンションを掛けるテンショナー４２、４３、４４とを有している。巻取りローラー４１は、モーター（図示せず）が接続されており、当該モーターの作動により回転することができる。テンショナー４２〜４４は、それぞれ、巻取りローラー４１から遠ざかる方向にこの順に間隔をおいて配置されている。
【００３０】
支持装置５は、繰出装置３と巻取装置４との間に配置されている。支持装置５は、ｙ方向に互いに離間して配置された主動ローラー５１および従動ローラー５２と、主動ローラー５１と従動ローラー５２とに掛け渡された無端ベルト（ベルト）５３と、主動ローラー５１と従動ローラー５２との間でワークＷにテンションを掛けるテンショナー５４、５５とを有している。
【００３１】
主動ローラー５１は、モーター（図示せず）が接続されており、当該モーターの作動により回転することができる。また、従動ローラー５２は、無端ベルト５３を介して主動ローラー５１の回転力が伝達され、当該主動ローラー５１と連動して回転することができる。
【００３２】
無端ベルト５３は、その表側の面に粘着性を有する粘着層が形成されたグルーベルトである。この粘着層にワークＷの一部が粘着固定されて、ｙ方向に搬送される。そして、この搬送の間に、ワークＷには印刷が安定して施されることとなる。また、印刷が施された後は、ワークＷは無端ベルト５３から剥離する。
【００３３】
テンショナー５４、５５も、主動ローラー５１および従動ローラー５２と同様に、ｙ方向に互いに離間して配置されている。
【００３４】
テンショナー５４は、主動ローラー５１との間でワークＷを無端ベルト５３ごと挟むことができ、テンショナー５５は、従動ローラー５２との間でワークＷを無端ベルト５３ごと挟むことができる。これにより、テンショナー５４、５５によってテンションが掛けられたワークＷは、そのテンションが掛けられた状態のまま無端ベルト５３に固定されて搬送される。このような状態により、ワークＷは、搬送中に例えばしわ等が寄ったりするのが防止され、よって、印刷を施した場合、その印刷が正確かつ高品質なものとなる。
【００３５】
印刷部１３は、搬送部１２によって搬送されているワークＷ上にインク（インク滴）を吐出して印刷による描画（記録）を行なうものである。印刷部１３は、複数のインクジェットヘッド（インク吐出ヘッド）２と、インクジェットヘッド２内の温度を検出する温度検出手段６とを有するキャリッジユニット１３２を備えている。
【００３６】
なお、インクは、溶媒としての水に着色剤としての染料または顔料を含有したものであり、本実施形態ではブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色が用いられる。
【００３７】
印刷装置１では、繰出装置３により繰出されたワークＷを無端ベルト５３で粘着固定した固定状態でｙ方向に間欠送り（副走査）するとともに、固定状態のワークＷに対しキャリッジユニット１３２を移動部１４によってｘ方向に往復動（主走査）させながらインクジェットヘッド２からインクを吐出する。これを印刷が完了して、ワークＷ上に画像が形成されるまで行なうことができる。なお、得られた画像は、多色印刷（カラー印刷）によるものであってもよいし、単色印刷によるものであってもよい。
【００３８】
移動部１４は、印刷中に印刷部１３をｘ方向に沿って移動可能に支持するものである。これにより、印刷部１３は、ワークＷ上を跨ぐように往復動することができ、その間にインクをワークＷ上に付与することができる。なお、移動部１４の構成としては、例えば、ボールねじとリニアガイドとを有するものとなっているのが好ましい。
【００３９】
なお、インクジェットヘッド２とワークＷとの距離は、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００４０】
乾燥部１６は、印刷部１３よりもワークＷの搬送方向下流側であって、支持装置５と巻取装置４の巻取りローラー４１との間に配置されている。この乾燥部１６は、ヒーターが内蔵されたチャンバー１６１を有している。これにより、ワークＷがチャンバー１６１内を通過する際、当該ワークＷ上にある未乾燥状態のインクを、ヒーターの熱によって乾燥させることできる。
【００４１】
なお、乾燥部１６を介してｙ方向の両側には、テンショナー４２とテンショナー４３とが配置されている。これにより、ワークＷは、テンションが掛けられた状態でチャンバー１６１内を通過することができる。このような状態により、ワークＷは、通過中に例えばしわが寄ったりするのが防止され、よって、インクに対する乾燥を確実に行なうことができる。
【００４２】
入力操作部１８は、例えばタッチパネル等で構成されている。印刷装置１の操作者であるオペレーターは、入力操作部１８を介して印刷時の各種諸条件の入力することができる。諸条件としては、特に限定されず、例えば、印刷プログラムや、ワークＷの搬送速度、厚さ等が挙げられる。なお、入力操作部１８は、印刷装置１での情報を表示する表示部を兼ねる。
【００４３】
制御部１５は、搬送部１２、印刷部１３、移動部１４、乾燥部１６および入力操作部１８と電気的に接続されており、これらの作動をそれぞれ制御する機能を有している。図２に示すように、制御部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１５１と、記憶部１５２とを有している。
ＣＰＵ１５１は、印刷処理等の各種処理用のプログラムを実行する。
【００４４】
記憶部１５２は、例えば不揮発性半導体メモリーの一種であるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等を有し、各種プログラム等を記憶することができる。
【００４５】
制御部１５には、例えば２００Ｖの電圧を印加する外部電力供給源２００が電気的に接続されている。これにより、印刷装置１の各部に電力が供給される。
【００４６】
上述した印刷装置１の記憶部１５２には、印刷部１３が往路を移動する際および復路を移動する際における、インクジェットヘッド２からワークＷに対するインクの吐出のタイミングを調整する調整プログラム（調整手段）が記憶されている。
【００４７】
また、記憶部１５２には、予め測定されたインクジェットヘッド２内の温度によるインクの着弾位置のずれのデータＸが記憶されている。
【００４８】
そして、ＣＰＵ１５１が、このデータＸと、温度検出手段６で検出されたインクジェットヘッド２内の温度とを基に、調整プログラムを実行し、印刷部１３の往路の移動および復路の移動における、インクジェットヘッド２からのインクの吐出のタイミングを調整する。
【００４９】
図３は、インクジェットヘッド２内の温度と、往路の着弾位置に対する復路の着弾位置のずれの関係を示すグラフである。グラフからも解るように、往路および復路での着弾位置は、インクジェットヘッド２内の温度に対して線形の相関があることが分かる。
【００５０】
このような相関関係を基に、インクジェットヘッド２内の温度による、往路・復路におけるインクの着弾位置のずれのデータを作製し、記憶部１５２に保存する。
【００５１】
なお、上記線形の相関は、インクの色や種類によっても、その傾きが変化する。このため、データＸは、各色のインク毎に作製し、記憶部１５２に記憶させるのが好ましい。
【００５２】
吐出のタイミングの調整は、例えば、以下のようにして行うことができる。
ヘッド温度がＴ０の時の各色のインクの往路補正値（往路でのズレの補正値）と復路補正値（復路でのズレの補正値）を予め求めておき、それぞれをｕｉ０、ｂｉ０とする。ｕｉ０およびｂｉ０は、最小分解能である１／２４００インチの整数倍の値とする。
【００５３】
ヘッド温度がＴ０の時、これらの補正値を適用して印刷を行うと吐出タイミングが変更され、往路印刷と復路印刷との着弾位置が一致する。
【００５４】
予め測定・評価しておいたインクのインクジェットヘッド２内の温度１℃当たりの往路に対する復路の着弾位置のずれ量をｄｉ［ｍｍ］とした時、ヘッド温度がＴの時のインクの往路補正値ｕｉと復路補正値ｂｉは、それぞれ、
ｕｉ＝  ｕｉ０＋ｒｏｕｎｄ｛（Ｔ−Ｔ０）＊ｄｉ／２５．４＊２４００／２｝（整数）
ｂｉ＝  ｂｉ０−ｒｏｕｎｄ｛（Ｔ−Ｔ０）＊ｄｉ／２５．４＊２４００／２｝（整数）
となる。
【００５５】
各インクジェットヘッド２の温度センサーから取得した温度データを上記の計算式に当てはめ、復路および往路の移動毎にｕｉとｂｉを求め、各色のインクにこれらを適用し印刷を行う。
【００５６】
こうすることにより、インクジェットヘッド２の温度の変化によらず、ワークＷに対する絶対位置のズレがなく、かつ往路印刷と復路印刷の着弾位置が常に一致するようになる。
【００５７】
なお、ｄｉは、インクジェットヘッド２の温度によるインクの飛行速度の変化と、印刷部１３の移動速度から求めることもできる。
【００５８】
以上、本発明の印刷装置および印刷方法を図示の実施形態について説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、印刷装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。また、任意の構成物が付加されていてもよい。
【００５９】
また、前述した実施形態では、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の４色を用いた印刷装置について説明したが、これに限定されず、３色以下であってもよいし、５色以上であってもよい。
【００６０】
また、本発明の印刷装置および印刷方法は、前記各実施形態のうちの、任意の２以上の構成（特徴）を組み合わせたものであってもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１…印刷装置、２…インクジェットヘッド（インク吐出ヘッド）、３…繰出装置、３１…送出しローラー（繰出リール）、３２…テンショナー、４…巻取装置、４１…巻取りローラー（巻取リール）、４２…テンショナー、４３…テンショナー、４４…テンショナー、５…支持装置、５１…主動ローラー、５２…従動ローラー、５３…無端ベルト（ベルト）、５４…テンショナー、５５…テンショナー、６…温度検出手段、１１…機台、１２…搬送部、１３…印刷部、１３２…キャリッジユニット、１４…移動部、１５…制御部、１５１…ＣＰＵ、１５２…記憶部、１６…乾燥部、１６１…チャンバー、１８…入力操作部、２００…外部電力供給源、Ｗ…ワーク、Ｘ…データ
【図１】
2017087430.tif 000003
【図２】
2017087430.tif 000004
【図３】
2017087430.tif 000005