JP3834547B2 - Building board printer - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建築板を搬送させながら化粧印刷を施す建築板印刷技術に係り、詳しくは、インクジェット技術を利用することで印刷のための版を不要にし、小ロット多品種生産に対応できるようにした建築板印刷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本出願人は、特願２００２−１３２１８２号で、４列のノズルアレイを備え４色のインクを噴射できるようにした印刷ヘッドを横方向（建築板の進行方向と直交する方向）に千鳥状に互い違いに配置することで、建築板を搬送させながらカラー印刷を行えるようにした建築板印刷装置を提案している。この建築板印刷装置は、１個のノズルから噴射される１滴のインクが１画点（ドット）となり、１画素を複数のドットで形成することにより階調表現を行わせることができる。
【０００３】
窯業系建築板、例えばセメント板の意匠面に対して、印刷を施そうとする場合、被印刷面である意匠面は、防水性を付与するために塗装が施されている。かかる防水性の付与は、外壁材として使用される場合の雨水の浸透防止に不可欠のものである。セメント板の塗装においては、下塗り（シーラー塗装）や、中塗りによって、その意匠面に防水性が付与されている。
【０００４】
したがって、インクジェットフルカラー工業印刷では、下塗り層（シーラー塗装のみを施している状態）や中塗り層（下塗り層の上面に溝部色として全面塗装が施されている状態）の表面における所定の被印刷面に対して印刷を施すことになる。場合によっては、ロールコータによる上塗り層の表面に対して印刷を施すこともある。この上塗り層の色は、インクジェット印刷部分の発色模様との関係から決められる。これに伴って、それらの塗装面の表面が、印刷の下地面になる。
【０００５】
ところで、インクジェット印刷では、ＣＭＹＫのカラーインクドットの集合によって画素を構成し、その画素の集合によって被印刷面上に画像を形成発現させようとするものであるが、その場合に、画素の濃淡表現は、カラーインクドットの面積密度を変化させることによって表現するようになっている。そして、かかるカラーインクドットの面積密度を段階的に変化させることで階調表現が可能となる。
【０００６】
ここで問題となるのは、淡色表現の場合である。淡色表現の場合、カラーインクドットの面積密度を粗くするため、当然に、下地の色が目立つようになってきてしまうのである。これが紙に対する印刷の場合には、多くの場合、紙の色が白であるから、下地の色の影響はほとんどない。
【０００７】
しかしながら、セメント板の場合、下塗りや中塗りにおいて、たとえ顔料を含まない無色の塗装を行ったとしても、セメント板自体の自然色（多くはグレー色である。）がどうしても下地色として発現され、影響することは避けられない。
【０００８】
下地を白色に塗装する方法なども考えられるが、その分、製造上の制約を受けることになってしまう。下地色の影響も考慮に入れて印刷色を計算して決定することも考えられなくもないが、かなりの困難性を伴うカラー計算作業となる。
【０００９】
上述したように、下塗り層表面に対して直接にインクジェット印刷を行えば、セメント基板のグレー色が下地色となってしまうために、最終印刷仕上りはその下地色であるグレーの影響を大きく受けてしまう。また、中塗り層表面に対して直接にインクジェット印刷を行う場合についても、同様に、中塗り色（溝部色）が下地色となるために、それが最終印刷仕上りに大きく影響を及ぼしてしまう。
【００１０】
このように、ドット密度制御法の場合には、淡色表現に対して、ドット密度を低くする方法をとることから、当然に下地色が発現されてしまうことになり、その影響が避けられない。
【００１１】
そこで、本出願人は、下地色が見えないように印刷する技術の１つとして、特願２００２−２０８９７０号で、カラードットで被印刷面を埋め尽くすとともに、濃中淡色の濃度の異なるインクドットを使用することによって豊かな階調表現を行うことを提案した。ここで提案したものは、１画素を複数ドットで構成するものである。
【００１２】
また、本出願人は、１画素を１ドットで形成し且つ下地色が見えないように印刷する技術の１つとして、特願２００２−３１６８９５号及び特願２００２−３４６８１２号で、同一画素に例えば４滴のインク滴を着弾させて混ぜ合わせ、同一画素に着弾させるインク滴の色及び濃度の組合せによって各画素毎に印刷色を制御することを提案した。具体的には、ＣＭＹＫの各色インクを混ぜ合わせることによって、固有の色調濃度を有する画素を発現させるものである。
【００１３】
【特許文献１】
特願２００２−１３２１８２号
【特許文献２】
特願２００２−２０８９７０号
【特許文献３】
特願２００２−３１６８９５号
【特許文献４】
特願２００２−３４６８１２号
【特許文献５】
特開平３−１３３４７号公報
【特許文献６】
特開平１０−１５７２７３号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
着弾点で各色インクを混ぜ合わせる場合には、混ぜ合わせるインクは共に乾燥していてはならない。このため、４滴のインクを限られた時間内に噴射する必要があり、１つの印刷ヘッド内にインク色及びインク濃度が異なる多数のインクジェットノズルを整然と配列する必要がある。したがって、印刷ヘッドの構成が複雑となる。
【００１５】
そこで、図１に示すように、Ｃ色インク供給用印刷ヘッドと、Ｍ色インク供給用印刷ヘッドと、Ｙ色インク供給用印刷ヘッドと、Ｋ色インク供給用印刷ヘッドとを、それぞれ、建築板の搬送ライン上、その進行方向に順番に配置することで、印刷ヘッドの構成を簡略化することが考えられる。
【００１６】
なお、特開平３−１３３４７号公報の図１には、印刷ヘッドの詳細構成は全く明らかではないものの、各色印刷ヘッド分離配列方式のインクジェット装置の例が開示されてはいるが、建築板（セメント板）に対する高生産性を実現可能にするインクジェットフルカラー工業印刷システムは未だ確立されていない。
【００１７】
ところで、インクジェット方式で一般的に採用されているドット密度制御法を各色印刷ヘッド分離配列方式に適用しようとする場合、被印刷物である建築板の走行位置精度が大きく影響してくる。すなわち、建築板の走行位置精度はそれほど高くないという現実があることを十分に考えておかなければならない。具体的には、建築板の裁断精度の影響と、コンベアの搬送精度の影響が相乗されてくるため、建築板の走行位置精度はそれ程期待できるものではない。
【００１８】
そのために、印刷されるインクドット間の距離が正確に再現されないという不具合の発生を招き、結果的に面積階調表現が困難になってしまうのである。このように、各色印刷ヘッド分離配列方式に対して、ドット密度制御法を使用することは困難である。なお、ドット密度制御法では、淡色表現において下地色が露出することになるため、その影響をもろに受けてしまうという問題もある。
【００１９】
そこで、グラビア印刷の場合のように、ＣＭＹＫ各色インクの重ね合わせによる画素発現方式が、各色印刷ヘッド分離配列方式に対して利用できるかどうかについて検討してみた。
【００２０】
グラビア印刷の場合には、グラビアロール表面に形成された色柄模様を発現するためのインク供給セルに深度の変化を持たせて、セル容積の大小により供給インク量の調整を行っている。そして、Ｃ版、Ｍ版、Ｙ版、Ｋ版の各版ごとに供給されるインク量によって形成される色柄模様のインク薄膜を順次重ねていくことで、混色効果が得られるようになっている。
【００２１】
ところで、一般的なグラビア版のセルは、図８（ａ）に示すようなものであり、印刷されるインクドット径は、図８（ｂ）に示すように、大中小の径差がある（特開平１０−１５７２７３号公報参照）。このようにインクドット径に差がある場合には、どうしても下地を隠しきれない。
【００２２】
本発明はこのような課題を解決するためなされたもので、各印刷ドットに豊富な色相を発現させつつ印刷ドットの径が不揃いにならないようにして下地色の影響を受けないように印刷することのできる建築板印刷装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明に係る建築板印刷装置は、複数のインクジェットノズルが所定ピッチで建築板の進行方向と直交する横方向に一列に配設されているノズルアレイが建築板の進行方向である縦方向に所定間隔で複数列平行に配設され各ノズルアレイ毎の同一色で異なる濃度のインクの中から１つの濃度のインクが選択されて噴射されるように構成されている印刷ヘッドが、複数色分縦方向に建築板の長手方向長さよりも長い配置間隔で配設されている印刷ヘッド群を備え、建築板化粧印刷面の印刷領域のすべてをインクドットで埋め尽くす印刷を施すことを特徴とする。
【００２４】
また、前記インクジェットノズルは、複数滴のインクを連続して噴射することで、インクジェットノズルとして実用的な範囲の小さな口径のノズルでありながら外壁板等に使用される建築板の印刷ドットとしてパンチ力のある大きな印刷ドットを形成することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施の形態による建築板印刷装置の印刷ヘッド群の配置を示す図である。本実施の形態による建築板印刷装置では、図１に示すように、シアン色用印刷ヘッドＨＣと、マゼンタ色用印刷ヘッドＨＭと、イエロー色用印刷ヘッドＨＹと、クロ色用印刷ヘッドＨＫとを、建築板の搬送コンベア上、その進行方向に、この順番で独立して配置している。
【００２９】
各印刷ヘッドの配置間隔は、１つの印刷ヘッドによる１枚の板の印刷が完全に終わった後に、次の印刷ヘッドの印刷が行われるという形態の加工が実施されるに適した間隔である。したがって、シアン色用印刷ヘッドＨＣ直下を、板の後端部が通過した時点においては、板はシアン色インクドットによる濃淡印刷画像が形成されている。その他の印刷ヘッドについても同様に、先の印刷ヘッドによって形成されたインクドットによる濃淡印刷画像の上から、次のインクドットを塗り重ねていくことで、最終の印刷画像が形成される。これは、グラビア印刷と同様な発色画像形成方法である。
【００３０】
なお、板の搬送コンベアについては、全印刷区間において、建築板の幅を有する一直線状態の搬送ライン上を、板が等速走行するように精度よく搬送制御されるようになっている。
【００３１】
図２は、本実施の形態による印刷ヘッドのノズル配列を示す図である。図２は、図１に示した印刷ヘッドの下面に設けられたインク噴射ノズルの配列を示している。板の進行方向（縦方向）と直交する方向（横方向）に、板の印刷幅（板の横方向幅に相当する）の印刷を確保できるよう、複数のノズルが等間隔（横ノズルピッチｑ）で並列配置されている（横ノズルライン）。
【００３２】
また、板の進行方向（縦方向）に、同一口径のＨ（濃色インク供給ノズル）、Ｍ（中色インク供給ノズル）、Ｌ（淡色インク供給ノズル）と、Ｅ（空ノズル）とが、順に等間隔（縦ノズルピッチＰ）で並列されている（縦ノズルライン）。Ｅノズル（空ノズル）は、インクを全く噴射せずに、インク滴が着弾するであろう被印刷領域に該当する被印刷領域がただ移動するだけである。
【００３３】
各印刷ヘッドの直下を等速走行していく板は、その各横方向被印刷ライン（板の短手方向に並列するインクドットによって形成される印刷ライン）を、縦ノズルラインの３つのノズルＨ，Ｍ，Ｌ（Ｅ）の内から選択された１つのノズルから噴射されるインク滴によって印刷ドットが、意匠面に形成されるようになっている。
【００３４】
図３は、本実施の形態による建築板印刷装置のインクドットによる印刷画像が形成されていく様子を示す図である。印刷動作の時間経過を（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）→（ｅ）→（ｆ）→（ｇ）→（ｈ）→（ｉ）→……として示す。各升目は、１印刷ドットが形成される単位被印刷領域である。
【００３５】
ここでは、具体的に、（ｉ）に示す状態の印刷画像を形成するために、等速走行する板に対して、固定ノズルアレイの中のいずれのノズルが選択されて噴射制御されるかを示している。
【００３６】
１番目の（最初に印刷される）横方向被印刷ラインを構成する単位被印刷領域（升目）の中心点（対角線の交点）に対しては、最初に、横ノズルラインのＨノズルラインが対向する。そして（ｉ）に示す状態の印刷画像を形成するためには、（ａ）に丸印で示すＨノズルが選択されて濃色インク滴が噴射される。
【００３７】
続いてΔｔ＝Ｐ／ｖ（ただしｖは板の走行速度）時間経過したとき、板の１番目の横方向被印刷ラインを構成する単位被印刷領域の中心点に対して、Ｍノズルラインが対向する。そして、（ｂ）に丸印で示すＭノズルが選択されて、中色インク滴が噴射される。更にΔｔ時間経過したとき、（ｃ）に丸印で示すＬノズルが選択されて淡色インク滴が噴射される。更にΔｔ時間経過したとき、（ｄ）に丸印で示すＥノズルが選択されて、インク滴が噴射されずに、該当被印刷領域が移動する。
【００３８】
続いて、板の２番目の横方向被印刷ラインを構成する単位被印刷領域（升目）の中心点に対して、固定ノズルアレイのＨノズルラインが対向するのは、ΔＴ＝（Ｓ−３Ｐ）／ｖ時間経過したときである。ただしＳは、升目の縦方向の配列ピッチであり、縦方向の印刷ドットピッチとなる。以降、同様にして各升目に対して、各色インク滴によるインクドットが形成されていく。
【００３９】
ここで考えなければならないのは、ピエゾ方式によるインク滴噴射を安定に行うためには、ノズル径を必要以上に大きくすることができないということである。具体的には、「インクのぼた落ち」といった不具合を招くおそれが大となってしまう。しかしながら、液滴径の小さなインク滴１滴で１印刷ドットを形成しても、外壁板等に使用される建築板の印刷ドットとしては、はなはだパンチ力に欠けたものとなってしまう。
【００４０】
そこで、本実施の形態では、可能な範囲でノズル口径を大きくすることに加えて、ＨＭＬの各ノズルから噴射するインク滴を、連続して数滴噴射するように制御することで、十分に多くのインク量で１印刷ドットを形成してパンチ力を高めるものとした。
【００４１】
図４は、インク滴の噴射タイミングを示す図である。図４は、３回のインク滴の噴射で１印刷ドットを形成する例を示している。具体的には、図３（ｉ）に示す各縦方向被印刷ライン１，２，３，４に対して、固定ノズルアレイの中から選択された各ノズルの噴射動作を制御するためのインク滴噴射パルスを示している。
【００４２】
基準制御パルス列（周波数ｆ１）と、個別ノズル制御パルス列（周波数ｆ２）とを用意する。なお、周波数ｆ２は、周波数ｆ１の周期を分割して作成して同期させる。
【００４３】
図５は、図４に示す噴射タイミングでインク滴を噴射したときの印刷ドットの形成状態を示す図である。各ノズルの連続する３回のインク滴噴射動作を、板の走行に伴うノズル位置の移動として、水平方向に並ぶ３個の黒丸で示す。左の黒丸の位置で噴射されたインク滴によって形成された印刷ドットを「１」の円で示す。中央の黒丸の位置で噴射されたインク滴によって形成された印刷ドットを「２」の円で示す。右の黒丸の位置で噴射されたインク滴によって形成された印刷ドットを「３」の円で示す。
【００４４】
これら「１」、「２」、「３」の各印刷ドットは、中心位置をわずかｖ×ΔＣ（ただし、ΔＣは噴射間隔時間（図４参照））だけずらした状態で重なり合うことになるため、３滴のインクが融合して、「２」の円の中心点をそのまま中心点とし、「１」の円の左端円弧部並びに「３」の円の右端円弧部に外接する円にほぼ等しい大きさの円となった印刷ドットが形成されることになる。
【００４５】
一方、板は進行しており、１番目の横方向に並ぶ被印刷領域の板進行方向先端部（升目の先端部）は、図中の上段部に示す右矢印連結ラインの各矢印指示点（→ａ→ｂ→ｃ→ｄ→ｅ→ｆ→ｇ→ｈ→……）を移動していくことになる。
【００４６】
これらの各指示点は、ノズルからの噴射開始時期の指標となるものであり、周波数ｆ２のパルス列をパルスカウントすることで各ノズルごとの噴射時期の制御を行う。また、被印刷体における形状誤差に基づく、板の進行方向における被印刷領域のズレについては、上記各矢印指示点位置を調整することによって行うものとする。実際には板厚が厚い場合には遅めに噴射を開始し、板厚が薄い場合には早めに噴射を開始するように上記各矢印指示点位置を調整する。
【００４７】
図６は、建築板の走行に伴って形成される印刷ドットの相互位置関係を示す図である。ここで、図の縦方向に並ぶ円の右端円弧部ラインが建築板の横方向に並ぶ升目の先端移動ラインとなっている。
【００４８】
（１）の段階では、１番目の横方向被印刷ラインに対して、Ｈの印刷ドットが１個形成される。更に、（２）の段階では、すでに形成されたＨの印刷ドットに加えて、Ｍの印刷ドットが形成される。更に、（３）の段階では、すでに形成されたＨ及びＭの各印刷ドットに加えて、Ｌの印刷ドットの合計３個の印刷ドットが形成される。更に、（４）の段階では、すでに形成されたＨ、Ｍ、Ｌの各印刷ドットに加えてＥの印刷ドットの合計４個の印刷ドットが形成される。図に示すように、この段階において、横方向に並ぶ印刷ドットは、隣接するドット間において一部重なり部を形成しており、地色の露出部分が目立ちにくくなっている。なお、各印刷ドットの色相は全て同じであるので、かかる重なり部分はさほど目立つものとはならない。そして、地色が露出しているのは、わずかＥノズルによる非印刷領域だけとなっている。
【００４９】
（５）〜（８）の段階では、２番目の横方向被印刷ラインに対する印刷が行われる。このようにして、１枚の板の被印刷面が、まずシアン色の濃中淡インクドットによって埋め尽くされる。この段階において、通常の場合、地色が見える部分はそれ程多くない。続いて、マゼンタ色の濃中淡インクドットによって、シアン色の濃中淡画像にマゼンタ色の加色が行われる。引き続いて、順に、イエロー色、クロ色の加色が行われて、最終印刷画像が１枚の板に対して形成される。この最終段階では、ほとんど、地色の影響は無くなっている。すなわち、被印刷面が、ほぼ印刷ドットで埋め尽くされる。
【００５０】
また、各色ごとに、別個に印刷が行われるため（別色のインク同士が液体状態で混ざり合うことはない）、重ねる別色インクの数によらず、印刷ドットの径としては、最終印刷画像においても、不揃いになることはない。
【００５１】
図７は、本実施の形態による建築板印刷装置の全体システム構成を示す図である。各印刷ヘッドＨＣ，ＫＭ，ＨＹ，ＨＫ毎にヘッド専用のコントローラ１０とパターンメモリ（ＰＭ）１１とノズル開閉制御用ピエゾ素子駆動回路（ＤＣ）１２とを設け、各印刷ヘッド毎に個々に印刷制御動作を実行させる。各コントローラ１０は、メインコントローラ１３によって分散管理される。
【００５２】
建築板に印刷すべき柄模様等の印刷データ（ノズル開閉制御パターンデータ）は、ノズル開閉制御パターン記録メモリ１４に格納されている。メインコントローラ１３は、ノズル開閉制御パターン記録メモリ１４に格納されている印刷データ（ノズル開閉制御パターンデータ）を各印刷ヘッド毎に区分し、各コントローラ１０を介して各パターンメモリ（ＰＭ）１１へそれぞれ記録させる。
【００５３】
なお、メインコントローラ１３は、到来する１枚１枚の建築板に対して、異なる印刷パターンを用意しておき、どのパターンをどの順で使用するかを指示するようにしてもかまわない。これにより、建築板の１枚毎に異なる柄模様等を印刷することができる。
【００５４】
メインコントローラ１３には、印刷条件等の設定を行うための入力装置としてのキーボード１５、及び、本建築板印刷装置の設定状態や動作状態等を表示するためのディスプレイ１６が接続されている。
【００５５】
印刷開始位置検出センサ１７は、光電スイッチ等を用いて構成されており、建築板が所定位置に搬送されてきたことを検出する。印刷開始位置検出センサ１７の検出出力は各コントローラ１０へそれぞれ供給される。
【００５６】
パルスエンコーダ１８は、建築板を搬送するコンベア装置等に設けられており、建築板が所定の距離だけ搬送されるたびにパルス信号を出力する。パルスエンコーダ１８から出力されたパルス信号は各コントローラ１０へそれぞれ供給される。
【００５７】
各コントローラ１０は、印刷開始位置検出センサ１７の検出出力を基準にしてパルスエンコーダ１８からのパルス信号をカウントすることで、各ノズルＨ，Ｍ，Ｌからのインク噴射のタイミングを制御する。
【００５８】
このように、本実施の形態においては重ねる別色インクの数として１〜４の４とおりの選択が可能であり、これによって印刷されるインクの厚みは４種類存在することになるが、印刷ドットの径に不揃いはなく、過不足なく地色を覆い隠す印刷が可能である。そして、別色インク数の選択の幅が広がるため、建築板意匠として発現させる色相範囲も広いものとすることができる。
【００５９】
なお、各色インク滴の噴射回数を変えることで、印刷ドット径を任意に変えることも可能であり、その場合には、隣接する印刷ドットの互いの重なり面積が変化するため、混色により、一段と変化に富む発色効果を得ることも可能である。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、建築板の意匠面において、下塗り、中塗りになどによる下地色の影響を出さないように印刷ドットの径を揃えつつ、異なる数の色のインクドットが塗り重ねられる印刷を実現して、各印刷ドットに豊富な色相を発現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による建築板印刷装置の印刷ヘッド群の配置を示す図である。
【図２】本実施の形態による建築板印刷装置の印刷ヘッドのノズル配列を示す図である。
【図３】本実施の形態による建築板印刷装置のインクドットによる印刷画像が形成されていく様子を示す図である。
【図４】本実施の形態による建築板印刷装置のインク滴の噴射タイミングを示す図である。
【図５】図４に示す噴射タイミングでインク滴を噴射したときの印刷ドットの形成状態を示す図である。
【図６】図４に示す噴射タイミングでインク滴を噴射したとき建築板の走行に伴って形成される印刷ドットの相互位置関係を示す図である。
【図７】本実施の形態による建築板印刷装置の全体システム構成を示す図である。
【図８】従来のグラビア印刷で用いられるグラビア版のセル構造及び印刷ドットの形状例を示す図である。
【符号の説明】
１０ コントローラ
１０Ａ ヘッド管理部
１０Ｋ，１０Ｃ，１０Ｍ，１０Ｙ コントロール部
１１ パターンメモリ（ＰＭ）
１２ ノズル開閉制御用ピエゾ素子駆動回路（ＤＣ）
１３ メインコントローラ
１４ ノズル開閉制御パターン記録メモリ
１５ キーボード
１６ ディスプレイ
１７ 印刷開始位置検出センサ
１８ パルスエンコーダ
ＨＣ，ＨＭ，ＨＹ，ＨＫ 印刷ヘッド
Ｈ 濃色インク供給ノズル
Ｍ 中色インク供給ノズル
Ｌ 淡色インク供給ノズル
Ｅ 空ノズル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a building board printing technique for performing decorative printing while conveying a building board, and more specifically, by using an ink jet technology, a printing plate is not required and it is possible to cope with a small lot and a variety of production. The present invention relates to a building board printer .
[0002]
[Prior art]
In the Japanese Patent Application No. 2002-132182, the present applicant staggered print heads that are provided with four rows of nozzle arrays and capable of ejecting four colors of ink in the horizontal direction (direction perpendicular to the traveling direction of the building board). We have proposed a building board printing device that can perform color printing while transporting building boards by arranging them alternately. In this building board printing apparatus, one drop of ink ejected from one nozzle becomes one dot (dot), and gradation can be expressed by forming one pixel with a plurality of dots.
[0003]
When printing is to be performed on a design surface of a ceramic building board, for example, a cement plate, the design surface, which is a printing surface, is painted to provide waterproofness. Such waterproofing is indispensable for preventing rainwater from penetrating when used as an outer wall material. In the coating of cement boards, waterproofness is imparted to the design surface by undercoating (sealer coating) or intermediate coating.
[0004]
Therefore, in inkjet full-color industrial printing, a predetermined printing surface on the surface of an undercoat layer (in a state where only a sealer coating is applied) or an intermediate coating layer (in a state where the entire surface is applied as a groove color on the upper surface of the undercoat layer) Will be printed. In some cases, printing may be performed on the surface of the topcoat layer by a roll coater. The color of this overcoat layer is determined from the relationship with the color development pattern of the ink jet printing portion. Along with this, the surfaces of these painted surfaces become the ground for printing.
[0005]
By the way, in inkjet printing, a pixel is constituted by a set of CMYK color ink dots, and an image is formed and developed on the printing surface by the set of pixels. Is expressed by changing the area density of the color ink dots. Then, gradation expression is possible by changing the area density of the color ink dots stepwise.
[0006]
The problem here is the case of light color expression. In the case of light color expression, the color density of the color ink dots is coarsened, so that the background color naturally becomes conspicuous. In the case of printing on paper, in many cases, the color of the paper is white, so there is almost no influence of the background color.
[0007]
However, in the case of a cement board, even if a colorless coating that does not include a pigment is applied in the undercoat or the intermediate coat, the natural color of the cement board itself (many of which is gray) is inevitably expressed as a base color. Influencing is inevitable.
[0008]
Although a method of painting the base in white is also conceivable, it is subject to manufacturing restrictions. Although it is unthinkable to calculate the printing color in consideration of the influence of the background color, it is a color calculation task with considerable difficulty.
[0009]
As described above, when ink jet printing is performed directly on the surface of the undercoat layer, the gray color of the cement substrate becomes the ground color, so the final print finish is greatly affected by the gray color of the ground color. End up. Similarly, when ink jet printing is performed directly on the surface of the intermediate coating layer, the intermediate coating color (groove color) is the base color, which greatly affects the final printing finish.
[0010]
Thus, in the case of the dot density control method, since the method of lowering the dot density is used for the light color expression, the background color is naturally expressed, and its influence is unavoidable.
[0011]
Accordingly, the applicant of the present invention, as one of the technologies for printing so that the background color is not visible, is disclosed in Japanese Patent Application No. 2002-208970, in which the print surface is filled with color dots and ink dots having different densities of dark, medium and light colors. Proposed to express rich gradation by using. In this proposal, one pixel is composed of a plurality of dots.
[0012]
In addition, as one of the technologies for forming one pixel with one dot and printing so that the background color cannot be seen, the present applicant has disclosed in Japanese Patent Application Nos. 2002-316895 and 2002-346812, for example, It has been proposed that four ink droplets are landed and mixed, and the print color is controlled for each pixel by a combination of the color and density of the ink droplets landed on the same pixel. Specifically, by mixing CMYK color inks, a pixel having a specific tone density is developed.
[0013]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application No. 2002-132182 [Patent Document 2]
Japanese Patent Application No. 2002-208970 [Patent Document 3]
Japanese Patent Application No. 2002-316895 [Patent Document 4]
Japanese Patent Application No. 2002-346812 [Patent Document 5]
JP-A-3-13347 [Patent Document 6]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-157273 [0014]
[Problems to be solved by the invention]
When inks of different colors are mixed at the landing point, the inks to be mixed must not be dried together. For this reason, it is necessary to eject four drops of ink within a limited time, and it is necessary to orderly arrange a large number of inkjet nozzles having different ink colors and ink densities in one print head. Therefore, the configuration of the print head is complicated.
[0015]
Therefore, as shown in FIG. 1, a C color ink supply print head, an M color ink supply print head, a Y color ink supply print head, and a K color ink supply print head are respectively provided on a building board. It is conceivable to simplify the configuration of the print head by arranging them in order in the traveling direction on the transport line.
[0016]
In FIG. 1 of Japanese Patent Laid-Open No. 3-13347, although the detailed configuration of the print head is not clear at all, an example of each color print head separation arrangement type inkjet device is disclosed. Inkjet full-color industrial printing systems that can realize high productivity for the board have not yet been established.
[0017]
By the way, when trying to apply the dot density control method generally employed in the ink jet method to each color print head separation arrangement method, the traveling position accuracy of the building board, which is the printed material, greatly affects. In other words, it must be fully considered that there is a reality that the traveling position accuracy of the building board is not so high. Specifically, since the influence of the cutting accuracy of the building board and the influence of the conveying accuracy of the conveyor are combined, the traveling position accuracy of the building board is not so much expected.
[0018]
For this reason, there arises a problem that the distance between the printed ink dots is not accurately reproduced, and as a result, the area gradation expression becomes difficult. Thus, it is difficult to use the dot density control method for each color print head separation arrangement method. In the dot density control method, since the background color is exposed in the light color expression, there is a problem that it is affected by the influence.
[0019]
Therefore, as in the case of gravure printing, an examination was made as to whether or not the pixel expression method by superimposing CMYK color inks can be used for each color print head separation arrangement method.
[0020]
In the case of gravure printing, the ink supply cell for expressing the color pattern formed on the surface of the gravure roll is given a change in depth, and the amount of supplied ink is adjusted according to the size of the cell volume. A color mixing effect can be obtained by sequentially stacking ink thin films having a color pattern formed according to the amount of ink supplied for each of the C, M, Y, and K plates. Yes.
[0021]
By the way, a general gravure plate cell is as shown in FIG. 8A, and the ink dot diameter to be printed has a large-medium-small diameter difference as shown in FIG. 8B ( JP, 10-157273, A). Thus, when there is a difference in the ink dot diameter, the background cannot be completely hidden.
[0022]
The present invention has been made to solve such a problem, and printing is performed so as not to be affected by the background color so that the diameters of the printing dots are not uneven while causing abundant hues to appear in each printing dot. An object of the present invention is to provide a building board printing apparatus capable of performing the above.
[0023]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the building board printing apparatus according to the present invention includes a nozzle array in which a plurality of ink jet nozzles are arranged in a row in a horizontal direction orthogonal to the advancing direction of the building board at a predetermined pitch. A print head which is arranged in parallel in a plurality of columns at predetermined intervals in the vertical direction and is configured to select and eject one density ink from the same color and different density ink for each nozzle array. Has a print head group arranged in the vertical direction for a plurality of colors at an arrangement interval longer than the length of the building board in the longitudinal direction, and performs printing in which the entire printing area of the building board decorative printing surface is filled with ink dots. It is characterized by that.
[0024]
In addition, the inkjet nozzle continuously ejects a plurality of drops of ink, so that the punching force can be used as a printing dot on a building board used for an outer wall board or the like while being a nozzle having a small diameter in a practical range as an inkjet nozzle. Large printed dots can be formed.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0028]
FIG. 1 is a diagram showing an arrangement of print head groups of a building board printing apparatus according to an embodiment of the present invention. In the building board printing apparatus according to this embodiment, as shown in FIG. 1, a cyan print head HC, a magenta print head HM, a yellow print head HY, and a black print head HK are provided. These are arranged independently in this order in the traveling direction on the conveyor of the building board.
[0029]
The arrangement interval of each print head is an interval suitable for performing processing in a form in which printing of the next print head is performed after printing of one plate by one print head is completed. Therefore, when the rear end portion of the plate passes directly below the cyan print head HC, a light and dark print image is formed on the plate using cyan ink dots. Similarly, with respect to the other print heads, a final print image is formed by applying the next ink dot over the gray-scale print image formed by the ink dots formed by the previous print head. This is a color image forming method similar to gravure printing.
[0030]
In addition, about the conveyance conveyor of a board, conveyance control is carried out with sufficient precision so that a board may drive | work at a constant speed on the conveyance line of the straight line state which has the width | variety of a building board in all the printing sections.
[0031]
FIG. 2 is a diagram showing the nozzle arrangement of the print head according to the present embodiment. FIG. 2 shows an arrangement of ink ejection nozzles provided on the lower surface of the print head shown in FIG. A plurality of nozzles are equally spaced (horizontal nozzle pitch q) so that printing of the printing width of the board (corresponding to the horizontal width of the board) can be ensured in the direction (lateral direction) orthogonal to the traveling direction (vertical direction) of the board. ) In parallel (lateral nozzle line).
[0032]
Further, H (dark color ink supply nozzle), M (medium color ink supply nozzle), L (light color ink supply nozzle), and E (empty nozzle) having the same diameter in the traveling direction (vertical direction) of the plate, They are arranged in parallel at equal intervals (vertical nozzle pitch P) (vertical nozzle lines). The E nozzle (empty nozzle) does not eject ink at all, and the printing area corresponding to the printing area where the ink droplet will land is merely moved.
[0033]
A plate that travels directly under each print head at a constant speed has its horizontal print lines (print lines formed by ink dots juxtaposed in the short direction of the plate) and three nozzles H in the vertical nozzle line. , M, and L (E), a print dot is formed on the design surface by an ink droplet ejected from one nozzle selected from the nozzles.
[0034]
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a printed image is formed by ink dots of the building board printing apparatus according to the present embodiment. The elapsed time of the printing operation is shown as (a) → (b) → (c) → (d) → (e) → (f) → (g) → (h) → (i) →. Each cell is a unit printing area where one printing dot is formed.
[0035]
Specifically, in order to form a print image in the state shown in (i), which nozzle in the fixed nozzle array is selected and controlled to be ejected with respect to a plate traveling at a constant speed. Show.
[0036]
The H nozzle line of the horizontal nozzle line is first opposed to the center point (intersection of diagonal lines) of the unit printing area (grid) constituting the first (first printed) horizontal printing line. To do. In order to form the print image in the state shown in (i), the H nozzle indicated by a circle in (a) is selected and dark ink droplets are ejected.
[0037]
Subsequently, when Δt = P / v (where v is the travel speed of the plate), the M nozzle line is opposed to the center point of the unit print area constituting the first horizontal print line of the plate. To do. Then, an M nozzle indicated by a circle in (b) is selected, and a medium color ink droplet is ejected. Further, when Δt time elapses, the L nozzle indicated by a circle in (c) is selected and a light color ink droplet is ejected. When Δt time further elapses, the E nozzle indicated by a circle in (d) is selected, and the corresponding print area moves without ejecting ink droplets.
[0038]
Subsequently, the H nozzle line of the fixed nozzle array is opposed to the center point of the unit printing region (mesh) constituting the second horizontal printing line of the plate. ΔT = (S−3P) / V time has elapsed. However, S is the vertical arrangement pitch of the mesh, and is the vertical printing dot pitch. Thereafter, ink dots are formed by ink droplets of each color in the same manner.
[0039]
What must be considered here is that the nozzle diameter cannot be increased more than necessary in order to stably perform ink droplet ejection by the piezo method. Specifically, there is a high risk of causing a problem such as “dropping of ink”. However, even if one printing dot is formed by one ink droplet having a small droplet diameter, the printing dot of a building board used for an outer wall board or the like lacks a punching force.
[0040]
Therefore, in the present embodiment, in addition to increasing the nozzle diameter as much as possible, the number of ink droplets ejected from each nozzle of the HML is controlled so as to be ejected by several droplets in succession. One printing dot was formed with the amount of ink to increase the punching power.
[0041]
FIG. 4 is a diagram illustrating ink droplet ejection timing. FIG. 4 shows an example in which one printing dot is formed by ejecting ink droplets three times. Specifically, the ink droplets for controlling the ejection operation of each nozzle selected from the fixed nozzle array with respect to each longitudinally printed line 1, 2, 3, 4 shown in FIG. An injection pulse is shown.
[0042]
A reference control pulse train (frequency f1) and an individual nozzle control pulse train (frequency f2) are prepared. Note that the frequency f2 is generated by dividing the period of the frequency f1 and synchronized.
[0043]
FIG. 5 is a diagram illustrating a formation state of print dots when ink droplets are ejected at the ejection timing illustrated in FIG. 4. Three consecutive ink droplet ejection operations of each nozzle are indicated by three black circles arranged in the horizontal direction as the movement of the nozzle position as the plate travels. A print dot formed by an ink droplet ejected at the position of the left black circle is indicated by a circle of “1”. A print dot formed by an ink droplet ejected at the position of the central black circle is indicated by a circle of “2”. A print dot formed by an ink droplet ejected at the position of the right black circle is indicated by a circle of “3”.
[0044]
Each of these “1”, “2”, and “3” print dots overlaps with the center position shifted by only v × ΔC (where ΔC is the ejection interval time (see FIG. 4)). Three drops of ink are fused, and the center point of the circle of “2” is used as the center point, and the size is almost equal to the circle circumscribing the left end arc portion of the circle of “1” and the right end arc portion of the circle of “3”. A printed dot that is a circle is formed.
[0045]
On the other hand, the plate is moving, and the leading end portion (the leading end portion of the mesh) of the printed region arranged in the first horizontal direction is the arrow indicating point ( → a → b → c → d → e → f → g → h →...
[0046]
Each of these indication points serves as an index of the timing for starting the injection from the nozzle, and the injection timing for each nozzle is controlled by counting the pulse train of the frequency f2. Further, the deviation of the printing area in the traveling direction of the plate based on the shape error in the printing medium is performed by adjusting the position of each arrow indicated point. Actually, when the plate thickness is thick, the injection is started later, and when the plate thickness is thin, the position of each arrow indicated point is adjusted so that the injection is started earlier.
[0047]
FIG. 6 is a diagram showing the mutual positional relationship of printed dots formed as the building board travels. Here, the right-end arc portion line of the circle arranged in the vertical direction in the figure is the tip movement line of the mesh arranged in the horizontal direction of the building board.
[0048]
In the stage (1), one H print dot is formed for the first horizontal printed line. Further, in the stage (2), in addition to the already formed H print dots, M print dots are formed. Further, in the stage (3), in addition to the already formed H and M print dots, a total of three print dots of L print dots are formed. Further, in the step (4), a total of four printing dots of E printing dots in addition to the already formed printing dots of H, M, and L are formed. As shown in the figure, at this stage, the print dots arranged in the horizontal direction partially overlap each other between adjacent dots, and the exposed portion of the ground color is less noticeable. In addition, since the hue of each printing dot is the same, such an overlapping part does not become so conspicuous. The ground color is exposed only in the non-printing region by the E nozzle.
[0049]
In the steps (5) to (8), printing is performed on the second horizontal printing line. In this way, the printing surface of one plate is first filled with cyan dark, medium and light ink dots. At this stage, there are usually not so many parts where the ground color is visible. Subsequently, a magenta color is added to the cyan color medium image by using magenta color medium ink dots. Subsequently, yellow and black are added in order, and a final printed image is formed on one plate. At this final stage, the influence of the ground color has almost disappeared. That is, the printing surface is almost completely filled with printing dots.
[0050]
In addition, since printing is performed separately for each color (the inks of different colors do not mix in a liquid state), the diameter of the print dot is the final printed image regardless of the number of different color inks to be superimposed. However, there will be no irregularities.
[0051]
FIG. 7 is a diagram showing an overall system configuration of the building board printing apparatus according to the present embodiment. For each print head HC, KM, HY, HK, a head dedicated controller 10, a pattern memory (PM) 11, and a nozzle open / close control piezo element drive circuit (DC) 12 are provided, and printing control is individually performed for each print head. Run the action. Each controller 10 is distributed and managed by the main controller 13.
[0052]
Print data (nozzle opening / closing control pattern data) such as a pattern to be printed on the building board is stored in the nozzle opening / closing control pattern recording memory 14. The main controller 13 classifies the print data (nozzle open / close control pattern data) stored in the nozzle open / close control pattern recording memory 14 for each print head, and sends the print data to each pattern memory (PM) 11 via each controller 10. Let me record.
[0053]
The main controller 13 may prepare different printing patterns for each incoming building board and instruct which pattern to use in which order. Thereby, a different pattern etc. can be printed for every sheet of building boards.
[0054]
Connected to the main controller 13 are a keyboard 15 as an input device for setting printing conditions and the like, and a display 16 for displaying the setting state and operation state of the building board printing apparatus.
[0055]
The print start position detection sensor 17 is configured using a photoelectric switch or the like, and detects that the building board has been conveyed to a predetermined position. The detection output of the print start position detection sensor 17 is supplied to each controller 10.
[0056]
The pulse encoder 18 is provided in a conveyor device or the like that conveys the building board, and outputs a pulse signal each time the building board is conveyed by a predetermined distance. The pulse signal output from the pulse encoder 18 is supplied to each controller 10.
[0057]
Each controller 10 controls the timing of ink ejection from each nozzle H, M, and L by counting the pulse signal from the pulse encoder 18 based on the detection output of the print start position detection sensor 17.
[0058]
As described above, in this embodiment, the number of different color inks to be overlaid can be selected from four types of 1 to 4, and there are four types of ink thicknesses to be printed. There is no irregularity in the diameter of the paper, and printing that covers the ground color without excess or deficiency is possible. And since the range of selection of the number of different color inks is expanded, the hue range expressed as a building board design can be widened.
[0059]
It is also possible to arbitrarily change the print dot diameter by changing the number of ejections of each color ink droplet. In this case, since the overlapping area of adjacent print dots changes, the color change further due to color mixing. It is also possible to obtain a rich coloring effect.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, on the design surface of a building board, ink dots of different numbers of colors are arranged while aligning the diameters of the printed dots so as not to affect the background color due to undercoating, intermediate coating, etc. It is possible to realize overprinting and express abundant hues in each printing dot.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an arrangement of print head groups of a building board printing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a nozzle arrangement of a print head of the building board printing apparatus according to the present embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which a printed image is formed by ink dots of the building board printing apparatus according to the present embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating ink droplet ejection timing of the building board printing apparatus according to the present embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a print dot formation state when ink droplets are ejected at the ejection timing illustrated in FIG. 4;
6 is a diagram showing the mutual positional relationship of printed dots formed as the building board travels when ink droplets are ejected at the ejection timing shown in FIG.
FIG. 7 is a diagram showing an overall system configuration of a building board printing apparatus according to the present embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a cell structure of a gravure plate used in conventional gravure printing and a shape example of printing dots.
[Explanation of symbols]
10 controller 10A head management unit 10K, 10C, 10M, 10Y control unit 11 pattern memory (PM)
12 Piezo element drive circuit (DC) for nozzle opening / closing control
13 Main controller 14 Nozzle opening / closing control pattern recording memory 15 Keyboard 16 Display 17 Print start position detection sensor 18 Pulse encoder HC, HM, HY, HK Print head H Dark ink supply nozzle M Medium color ink supply nozzle L Light color ink supply nozzle E Empty nozzle

Claims (2)

複数のインクジェットノズルが所定ピッチで建築板の進行方向と直交する横方向に一列に配設されているノズルアレイが建築板の進行方向である縦方向に所定間隔で複数列平行に配設され各ノズルアレイ毎の同一色で異なる濃度のインクの中から１つの濃度のインクが選択されて噴射されるように構成されている印刷ヘッドが、複数色分縦方向に建築板の長手方向長さよりも長い配置間隔で配設されている印刷ヘッド群を備え、建築板化粧印刷面の印刷領域のすべてをインクドットで埋め尽くす印刷を施すことを特徴とする建築板印刷装置。A plurality of inkjet nozzles are arranged in a row at a predetermined pitch in a horizontal direction orthogonal to the traveling direction of the building board, and a nozzle array is arranged in parallel in a plurality of rows at predetermined intervals in the vertical direction, which is the traveling direction of the building board. The print head configured to select and eject one density ink from the same color and different density ink for each nozzle array is longer than the longitudinal length of the building board in the vertical direction for a plurality of colors. A building board printing apparatus comprising: a print head group arranged at a long arrangement interval; and printing which fills all the printing areas of the building board decorative printing surface with ink dots. 前記インクジェットノズルは、複数滴のインクを連続して噴射することを特徴とする請求項１記載の建築板印刷装置。  The building board printing apparatus according to claim 1, wherein the inkjet nozzle continuously ejects a plurality of drops of ink.

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