JP6296753B2

JP6296753B2 - 少なくとも１つの印刷機を有するインキ印刷システムの印刷動作時に印刷中断を実行する方法

Info

Publication number: JP6296753B2
Application number: JP2013221366A
Authority: JP
Inventors: ブシュマンシュテファン
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2013-10-24
Publication date: 2018-03-20
Anticipated expiration: 2033-10-24
Also published as: JP2014083851A; US9120306B2; US20140176629A1; DE102012110187A1

Description

たとえば紙等である種々の材料から成る枚葉紙または巻取形の記録担体等である被印刷材に単色印刷または多色印刷をするために、インキ印刷機を使用することができる。このインキ印刷機の構成は公知である。たとえばＥＰ０７８８８８２Ｂ１を参照されたい。ドロップオンデマンド（ＤｏＤ）方式で動作するインキ印刷機は、インキチャネルを含むノズルを有する１つまたは複数の印刷ヘッドを有し、これらの作動装置は印刷機制御部によって制御されて被印刷材の方向にインキドロップを引き起こし、印刷画像の印刷画素を塗布するようにこのインキドロップは被印刷材の方向に向けられる。この印刷画像は、ラスタ形に配置された複数の画素であるいわゆるピクセルから構成することができる。以下では、インキドロップが付着した画素（インキ有り画素）を、インキ有りピクセルまたはインキ有り印刷画素と称し、インキが付着していない画素（インキ無し画素）をインキ無しピクセルと称する。ノズルの作動装置は、たとえば圧電方式でインキドロップを生成することができる（ＤＥ６９７３６９９１Ｔ２）。

インキ印刷機では、使用されるインキの物理的‐化学的組成が、たとえばインキの粘性が、印刷ヘッドに適合される。印刷稼働率が小さい場合、印刷実行中には印刷ヘッドのすべてのノズルが作動されるわけではなく、多くのノズルが静止時間になるので、その結果、これらのノズルのインキチャネル内のインキが動かなくなる。ノズル開口から蒸発する作用により、インキの粘性が変化するおそれがある。このことにより、インキチャネル内のインキが最適に動けなくなり、これにより、インキがノズルから最適に出てこられなくなる。極端な場合には、インキチャネル内のインキは完全に乾燥してインキチャネルを詰まらせてしまい、このノズルによる印刷が不可能になってしまう。

印刷休止状態にある印刷ヘッドのノズル内のインキが乾燥することは問題となり、所定のサイクル中に洗浄剤を、たとえばインキまたは洗浄液等を、各印刷ヘッドのすべてのノズルに流し込むことにより、この問題を防止することができる。この洗浄サイクルは、印刷稼働状況に応じて調整することができる。

さらに、ＤＥ６９７３６９９１Ｔ２（ＥＰ０７８８８８２Ｂ１）から、ノズル内のインキの粘性の変化に起因して生じる、インキドロップの吐出時の問題を解消するために、印刷プロセス前または印刷プロセス後に、インキドロップが吐出されないように、かつ、ノズル内のインキが完全に混合するように、ノズルの各圧電作動装置を振動させることが公知である（プリファイヤ（prefire）またはメニスカス振動とも称する）。このことにより、ノズル開口に存在するインキと、圧電作動装置内部にあるインキとが混合し、印刷動作時にインキドロップが再び通常条件で生成できるようになる。

被印刷材に印刷する際には、時々、印刷ジョブの印刷後のレジストレーション品質を監視するため、または、被印刷材の後処理時の問題を解消するために、印刷動作を短時間（たとえば３分間）中断する必要がある。その際には、減速ランプにおいて完全に停止するまで被印刷材の送り速度を減速させ、たとえば３分の待機時間の経過後に、加速ランプにおいて当該被印刷材を再び加速させることができる。印刷中断前に被印刷材を減速させる時間の間、および、印刷中断後に被印刷材を加速させる時間の間にも、印刷を継続することができる。その場合、上記ランプ中には、印刷タイミングパルス間の時間間隔、ひいては、インキドロップを吐出させる合間の時間間隔を延長ないしは短縮させる。このようにすると、前記ランプの期間中には、印刷ヘッドのノズル内のインキの乾燥の問題が深刻になり、その結果、十分に良好に印刷を行うことができなくなる。

欧州特許公報第０７８８８８２号（ＤＥ６９７３６９９１Ｔ１）

本発明の解決すべき課題は、印刷速度から静止するまでランプを成すようにして被印刷材を制動させ、その後に再び印刷速度まで加速させ、このランプ中に印刷を継続する印刷中断の前後に、前記中断の終了後にインキドロップの吐出の障害となる、印刷ヘッドのノズル内のインキの粘性の変化、とりわけノズル開口のインキの粘性の変化を確実に回避する方法を提供することである。

上記課題は、請求項１に記載の特徴を有する方法によって解決される。

インキ印刷機（従来技術）の印刷ユニットの基本的構成を示す図である。印刷中断前後の被印刷材巻取ウェブの送り速度を示す図である。インキ有りピクセルとインキ無しピクセルとから成る印刷画像ラスタの基本的構成を示す図である。インキ無しピクセルが振動サイクルに置き換えられた、図３の印刷画像ラスタの基本的構成を示す図である。インキ無しピクセルが振動サイクルに置き換えられた、図３の印刷画像ラスタの基本的構成を示す図である。インキ無しピクセルが振動サイクルに置き換えられた、図３の印刷画像ラスタの基本的構成を示す図である。

本発明の方法では、印刷中断の前後に、被印刷材の送り速度を印刷動作時の速度（印刷速度）から所定の速度または静止状態になるまで制動し、当該印刷中断の終了後に送り速度を加速して前記印刷速度まで戻す。たとえば、被印刷材によって駆動されるエンコーダローラ等であるセンサにより、被印刷材の送りに依存して印刷タイミングパルスを生成し、これを印刷機制御部へ供給する。印刷タイミングパルスが生じると、印刷機制御部はたとえば、当該印刷機制御部に記憶されたアルゴリズムに従い、予め定められた時点で少なくとも１つの振動パルスを印刷ヘッドへ送信し、この振動パルスに基づいて印刷ヘッドは、複数回の振動から成る振動サイクルを実行する。たとえば、被印刷材の速度を印刷速度の９０％まで落とす場合には、前記ランプの一部の期間にわたってのみ前記振動サイクルをトリガすることも可能である。前記アルゴリズムはたとえば、印刷画像の構成に依存して振動サイクルのトリガを選択的に引き起こすことができ、たとえば、印刷画像内におけるインキ無し画素の分布に依存して、または、前記ランプ中の被印刷材の速度に依存して、選択的にトリガを引き起こすことができる。

このようにして、減速期間中ないしは加速期間中にインキの粘性が変化する危険性がある場合に、印刷機のプリファイヤ機能を活用することが可能となる。こうするためには、複数の画素から構成される印刷画像ラスタの場合、インキ無しピクセル（インキドロップが吐出されない画素）の領域において、所定の前記アルゴリズムに従って少なくとも１つの振動サイクルをトリガすることができる。前記アルゴリズムはたとえば、ラスタの各列において、または２番目の列ごとにインキ無し画素が生じるときに、振動サイクルをトリガさせるように構成することができる。こうすることにより、振動サイクルに置き換えられるインキ無し画素の数を増減して、振動のトリガを印刷速度に合わせることができる。この場合、印刷速度が低下するほど、印刷タイミングパルス間の時間が長くなり、ひいては乾燥作用が大きくなるので、たとえば、印刷速度の低下とともに振動サイクルの頻度を増加させることができる。極端な場合には、すべてのインキ無し画素を振動サイクルに置き換えることが可能である。

従属請求項から、本発明の実施形態を導き出すことができる。

本発明の方法は以下の利点を奏する：
・前記ランプ中、すなわち減速期間中および加速期間中の印刷の信頼性が向上し、データ損失が生じなくなること。
・前記ランプ中に、乾燥しやすいインキを用いて印刷を行うことが可能であること。
・本発明を低コストで実施できること。

概略的な図１〜６に基づいて、本発明を詳細に説明する。

図３〜６では、図示をより簡単にするために、印刷画像の画素を正方形で示しているが、画素やピクセルの形状はこれに限定されない。さらに、図３〜６では印刷方向をＰＦ１によって示している。

図１を参照して、印刷中断時の上述の問題を詳細に説明する。ここでは被印刷材として被印刷材巻取ウェブ３を使用するが、本発明で使用される被印刷材は巻取ウェブに限定されない。さらにこの実施例では、印刷ユニットが複数の印刷ヘッドを有することを前提とする。しかし、印刷ユニットが備えている印刷ヘッドが１つだけである場合にも、本発明を実施することができる。

図中、印刷器ＤＲのうち印刷ユニット１と印刷機制御部２とが示されている。被印刷材巻取ウェブ３に沿って印刷ユニット１が配置されており、この印刷ユニット１は、被印刷材巻取ウェブ３の搬送方向ＰＦ０に並んだ複数の印刷ヘッド５を有するプリントバー４を備えている。これら複数の各印刷ヘッド５はそれぞれ、インキドロップを吐出するための複数のノズルを有する。カラー印刷の場合には、たとえば一印刷色あたり１つのプリントバー４を設けることができる。被印刷材巻取ウェブ３は、ガイドローラ８を有するサドル上に載せられて、引出ローラ９によってプリントバー４の側を通るように移動する。印刷ユニット１のインレットにセンサ６が配置されている。このセンサ６は、被印刷材巻取ウェブ３の送り移動に依存して印刷タイミングパルスＴ_Ｄを生成し、これは印刷機制御部２へ供給され、たとえば印刷機制御部２が、各個々の印刷ヘッド５のノズルにおけるインキドロップの噴出時点を決定するために、前記印刷タイミングパルスＴ_Ｄを使用する。前記センサはたとえば、被印刷材巻取ウェブ３によって駆動される回転信号発生ローラまたはエンコーダローラ６として構成することができる。

図１を参照すると、被印刷材巻取ウェブ３の送りに同期して、エンコーダローラ６によって印刷タイミングパルスＴ_Ｄが生成される。すなわち例えば、印刷すべき記号の画素ごとに１つの印刷タイミングパルスＴ_Ｄを、エンコーダローラ６から印刷機制御部２へ出力する。印刷機制御部２は印刷タイミングパルスＴ_Ｄごとに、対応する印刷ヘッド５へ印刷データを供給し、その後にインキドロップの吐出をトリガすることができる。印刷ヘッド５は公知のように、インキチャネルを有するノズルを備えている。これは、たとえばＤｏＤ方式で圧電作動装置によりインキドロップを生成することができ、被印刷材巻取ウェブ３上にてインキ有り画素またはインキ有りピクセルを形成するために、このインキドロップは被印刷材巻取ウェブ３の方向に向けられる。被印刷材巻取ウェブ３は、エンコーダローラ６より上流に配置された駆動ローラ７により、当該エンコーダローラ６へ供給される。

印刷動作を中断する場合には、減速期間中と加速期間中とにおいて、冒頭にて述べた問題が生じる。いずれの場合においても、この期間中には被印刷材巻取ウェブ３が動き、この動きによって、エンコーダローラ６が印刷タイミングパルスＴ_Ｄを出力する。そうすると、対応する印刷ヘッド５に印刷開始信号が供給され、印刷画像中のインキ有り画素を被印刷材巻取ウェブ３上に形成すべき場合には、この印刷開始信号により、印刷継続時に印刷ヘッド５のノズルがインキドロップを被印刷材巻取ウェブ３に向けて吐出し、印刷画像のインキ無し画素では、これに対応する、印刷ヘッド５のノズルを作動させない。しかし、被印刷材巻取ウェブ３の減速期間中、印刷タイミングパルスＴ_Ｄ間の時間間隔は、印刷動作時の時間間隔と比較して一層大きくなるので、圧電作動装置によって障害無くインキドロップを形成できなくなるほど、ノズル開口内のインキの粘性が徐々に変化するおそれが生じる。このために、加速期間中には印刷タイミングパルスＴ_Ｄ間の時間間隔が短くなるので、印刷中断後の加速開始時には、印刷ヘッド５のノズルからインキドロップが吐出されるのが阻害されるほど、インキの粘度が変化してしまっていることがある。

図２に、印刷中断時の被印刷材巻取ウェブ３の速度Ｇの推移を時間ｔ軸上に示す。印刷中断がトリガされるまで、被印刷材巻取ウェブ３は印刷速度Ｇ_Ｄで搬送される（期間Ａ１）。次に、被印刷材巻取ウェブ３が制動され、減速ランプＲ_Ｖを成して静止状態になる（期間Ａ２）。印刷中断後（期間Ａ３）、被印刷材巻取ウェブ３は静止状態から加速ランプＲ_Ｂを成して加速されて、前記印刷速度Ｇ_Ｄまで戻される（期間Ａ４）。

印刷ヘッド５によって形成される印刷画像は、たとえば図３のような構成とすることができる。図３は、複数の画素（ピクセルＰ）から成るラスタの基本的構成を示しており、印刷ジョブに応じて印刷ヘッド５の複数のノズルによって、これらの画素にインキドロップを埋めることができる。図３は、印刷速度の場合の印刷画像を示しており、ここでは、ラスタ形に配置された複数の画素にインキドロップが付着したり（インキ有りピクセルＰ１）または付着しなかったりする（インキ無しピクセルＰ２）。図３を見ると、印刷画像の形成時には印刷ヘッド５の複数のノズルのうち一部が作動され、つまり、一部のノズルがインキ有りピクセルＰ１を形成するためにインキドロップを吐出し、それに対して、当該印刷画像上にて残りのノズルに対応する画素にはインキを付着させないことにより、この画素をインキ無しピクセルＰ２として表現するので、前記残りのノズルは非作動状態にされるのが分かる。この非作動状態のノズル内のインキが乾燥してしまう作用に対応するためには、予め定められたアルゴリズムに従い、印刷画像中のインキ無しピクセルＰ２の時間範囲内で、非作動状態のノズルにおいて後置のように振動サイクルを引き起こすことができる。前記アルゴリズムはたとえば、印刷機制御部２に記憶されている。

１振動サイクル中には複数回の振動を行うので、インキ無しピクセルＰ２に対して設けられた時間範囲が、振動サイクルを行える程度である場合にのみ、振動サイクルを実施することができる。振動サイクルが許容されるか否かは、被印刷材巻取ウェブ３の速度Ｇに依存する。それゆえ、たとえば速度Ｇが高速であるときに、被印刷材巻取ウェブ３の速度Ｇが既に部分的に低下しており、かつ、印刷タイミングパルスＴ_Ｄ間の時間間隔が所定の値に達した場合、たとえば、被印刷材巻取ウェブ３の速度Ｇが印刷速度Ｇ_Ｄの９０％まで落ちた場合（図２の期間ＰＨ１）、または、被印刷材巻取ウェブ３が加速ランプＲ_Ｂ中に未だ印刷速度Ｇ_Ｄのたとえば９０％に達していない場合（図２の期間ＰＨ２）に初めて、振動サイクルのトリガを行うのが有利である。

図４〜６には、インキ無しピクセルＰ２が存在する、図３に示された印刷画像ラスタにおいて、振動サイクルＶを引き起こす実施例を示す。これに対応する、印刷画像ラスタ中のピクセルＰ２は、インキ無しで表現される。図４には、２番目の画素列ごとのインキ無しピクセルＰ２が振動サイクルＶに用いられる例を示す。図５では、印刷画像ラスタのインキ無しピクセルＰ２のうち、５０％の各ピクセルが、振動サイクルＶに利用される。最後に図６は、印刷画像ラスタのすべてのインキ無しピクセルＰ２をそれぞれ、振動サイクルＶに使用する例を示す。

図４〜６の各図には、印刷画像中にインキ無しピクセルＰ２が生じる期間中に、振動サイクルＶを使用する例を示している。これらの例では、１振動サイクルＶに含まれる振動数を調整可能とすることができ、この振動数はたとえば、減速期間Ｒ_Ｖ中ないしは加速期間Ｒ_Ｂ中の被印刷材巻取ウェブ３の送り速度Ｇに依存することができる。被印刷材巻取ウェブ３の送り速度Ｇは、たとえばエンコーダローラ６を用いて測定することができる。これに対応して、被印刷材巻取ウェブ３の速度Ｇに依存して、または印刷画像中のインキ無しピクセルＰ２の分布に依存して、印刷ヘッド５のノズルが振動サイクルＶをトリガするように、ノズルを駆動制御するためのソフトウェアとしてアルゴリズムを印刷機制御部２内に実装することが可能である。

ＤＲ印刷機
１印刷ユニット
２印刷機制御部
３被印刷材巻取ウェブ
４プリントバー
５印刷ヘッド
６センサ‐エンコーダローラ
７駆動ローラ
８ガイドサドル
９引出ローラ
ＰＦ被印刷材巻取ウェブの移動方向
Ｔ_Ｄ印刷タイミングパルス
Ｖ振動サイクル
Ｇ被印刷材巻取ウェブの速度
Ｇ_Ｄ印刷速度
Ａ期間
Ｒランプ
Ｒ_Ｖ減速ランプ
Ｒ_Ｂ加速ランプ
ｔ時間
Ｐ１インキ有りピクセル
Ｐ２インキ無しピクセル

Claims

少なくとも１つの印刷ヘッド（５）を有する印刷ユニット（１）によって被印刷材（３）に印刷が行われる、少なくとも１つの印刷機（ＤＲ）を有するインキ印刷システムの印刷動作中に、印刷中断を実行する方法であって、
ラスタ形に配置された複数の画素から成る各印刷画像を、前記印刷ヘッド（５）の複数のノズルによって生成し、
前記印刷中断のトリガを以て、前記被印刷材（３）の送り速度を前記印刷動作時の速度（Ｇ_Ｄ）から減速ランプ（Ｒ_Ｖ）を成すように所定の速度まで減速させ、前記印刷中断後には、加速ランプ（Ｒ_Ｂ）を成すように前記送り速度を上昇させて前記印刷動作時の速度（Ｇ_Ｄ）に戻し、
センサ（６）を用いて、前記被印刷材（３）の送りに依存して印刷タイミングパルス（Ｔ_Ｄ）を生成し、当該印刷タイミングパルス（Ｔ_Ｄ）を印刷機制御部（２）へ供給し、
前記減速ランプ（Ｒ _Ｖ）及び加速ランプ（Ｒ _Ｂ）中に印刷タイミングパルス（Ｔ_Ｄ）が生じた場合、前記印刷機制御部（２）は、所定のアルゴリズムに従って選択される、インキドロップを吐出しない印刷ヘッド（５）のノズルに対して、１サイクルごとの振動数が複数である振動サイクル（Ｖ）を引き起こし、
前記印刷タイミングパルス（Ｔ _Ｄ）相互間の時間間隔が所定の値に達した場合に初めて、前記振動サイクル（Ｖ）を引き起こす
ことを特徴とする方法。
前記減速ランプ（Ｒ _Ｖ）及び加速ランプ（Ｒ _Ｂ）中に、前記被印刷材（３）の送り速度（Ｇ）が前記印刷動作時の速度（Ｇ_Ｄ）の９０％未満のときに初めて、前記振動サイクル（Ｖ）を引き起こす、
請求項１記載の方法。
前記アルゴリズムは、印刷画像の２番目の画素列ごとの各インキ無し画素（Ｐ２）を、それぞれ１つの振動サイクル（Ｖ）に置き換えるように設定されている、
請求項２記載の方法。
前記アルゴリズムは、印刷画像のインキ無し画素（Ｐ２）のうち５０％の各インキ無し画素を、それぞれ１つの振動サイクル（Ｖ）に置き換えるように設定されている、
請求項２記載の方法。
前記アルゴリズムは、印刷画像のすべての各インキ無し画素（Ｐ２）を、それぞれ１つの振動サイクル（Ｖ）に置き換えるように設定されている、
請求項２記載の方法。
前記印刷ユニット（１）は複数の前記印刷ヘッド（５）を有し、
前記減速ランプ（Ｒ _Ｖ）及び加速ランプ（Ｒ _Ｂ）中、前記印刷タイミングパルス（Ｔ_Ｄ）が生じた場合、前記印刷ヘッド（５）へ印刷開始信号を供給し、
前記印刷開始信号により、インキ有り画素を生成すべき、前記印刷ヘッド（５）のノズルは、インキドロップを吐出し、
インキ有り画素を生成すべきでないノズルにおいて、選択的に前記振動サイクル（Ｖ）をトリガする、
請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
画素にインキを吐出しないノズルが選択的に振動サイクル（Ｖ）を行うように、前記印刷ヘッド（５）のノズルを駆動制御するための前記アルゴリズムが、前記印刷機制御部（２）に記憶され、
１振動サイクル（Ｖ）ごとの振動数は調整可能である、
請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
前記ランプ（Ｒ）中、１振動サイクル（Ｖ）ごとの振動数は前記被印刷材（３）の速度（Ｇ）に依存する、
請求項７記載の方法。
少なくとも１つの印刷ヘッド（５）を有する印刷ユニット（１）によって被印刷材（３）に印刷が行われる、少なくとも１つの印刷機（ＤＲ）を有するインキ印刷システムであって、
ラスタ形に配置された複数の画素から成る各印刷画像を、前記印刷ヘッド（５）の複数のノズルによって生成し、
前記印刷中断のトリガを以て、前記被印刷材（３）の送り速度を前記インキ印刷システムの印刷動作時の速度（Ｇ_Ｄ）から減速ランプ（Ｒ_Ｖ）を成すように所定の速度まで減速させ、前記印刷中断後には、加速ランプ（Ｒ_Ｂ）を成すように前記送り速度を上昇させて前記印刷動作時の速度（Ｇ_Ｄ）に戻し、
センサ（６）を用いて、前記被印刷材（３）の送りに依存して印刷タイミングパルス（Ｔ_Ｄ）を生成し、当該印刷タイミングパルス（Ｔ_Ｄ）を印刷機制御部（２）へ供給し、
前記ランプ（Ｒ）中に印刷タイミングパルス（Ｔ_Ｄ）が生じた場合、前記印刷機制御部（２）は、所定のアルゴリズムに従って選択される、インキドロップを吐出しない印刷ヘッド（５）のノズルに対して、１サイクルごとの振動数が複数である振動サイクル（Ｖ）を引き起こし、
前記印刷タイミングパルス（Ｔ _Ｄ）相互間の時間間隔が所定の値に達した場合に初めて、前記振動サイクル（Ｖ）を引き起こす
ことを特徴とするインキ印刷システム。
前記ランプ（Ｒ）中に、前記被印刷材（３）の送り速度（Ｇ）が前記印刷動作時の速度（Ｇ_Ｄ）の９０％未満のときに初めて、前記振動サイクル（Ｖ）を引き起こす、
請求項９記載のインキ印刷システム。
前記アルゴリズムは、印刷画像の２番目の画素列ごとの各インキ無し画素（Ｐ２）を、それぞれ１つの振動サイクル（Ｖ）に置き換えるように設定されている、
請求項１０記載のインキ印刷システム。
前記アルゴリズムは、印刷画像のインキ無し画素（Ｐ２）のうち５０％の各インキ無し画素を、それぞれ１つの振動サイクル（Ｖ）に置き換えるように設定されている、
請求項１０記載のインキ印刷システム。
前記アルゴリズムは、印刷画像のすべての各インキ無し画素（Ｐ２）を、それぞれ１つの振動サイクル（Ｖ）に置き換えるように設定されている、
請求項１１記載のインキ印刷システム。
前記印刷ユニット（１）は複数の前記印刷ヘッド（５）を有し、
前記減速ランプ（Ｒ _Ｖ）及び加速ランプ（Ｒ _Ｂ）中、前記印刷タイミングパルス（Ｔ_Ｄ）が生じた場合、前記印刷ヘッド（５）へ印刷開始信号を供給し、
前記印刷開始信号により、インキ有り画素を生成すべき、前記印刷ヘッド（５）のノズルは、インキドロップを吐出し、
インキ有り画素を生成すべきでないノズルにおいて、選択的に前記振動サイクル（Ｖ）をトリガする、
請求項９から１３までのいずれか１項記載のインキ印刷システム。
画素にインキを吐出しないノズルが選択的に振動サイクル（Ｖ）を行うように、前記印刷ヘッド（５）のノズルを駆動制御するための前記アルゴリズムが、前記印刷機制御部（２）に記憶され、
１振動サイクル（Ｖ）ごとの振動数は調整可能である、
請求項９から１４までのいずれか１項記載のインキ印刷システム。
前記ランプ（Ｒ）中、１振動サイクル（Ｖ）ごとの振動数は前記被印刷材（３）の速度（Ｇ）に依存する、
請求項１５記載のインキ印刷システム。