JP2007168226A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

【課題】搬送ムラに起因する印字ズレを防止したインクジェットプリンタを提供する。
【解決手段】印刷対象となる基材を搬送する搬送装置と、基材に対してインクを吐出するヘッドと、ヘッドにインクの吐出タイミングに関する信号を出力する吐出タイミング生成部とを備えるインクジェットプリンタにおいて、ヘッドは、搬送装置におけるコンベアベルトの速度ムラ等に起因する基材の搬送速度の変動に応じて吐出タイミングが変更される構成とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、インクジェットプリンタに関するものである。

インクジェットプリンタは、印刷対象となる基材をベルトコンベア等の搬送装置によって搬送し、基材と対向して配置されたヘッドから、ミスト状のインクを吐出することによって印刷するものである。
しかし、ベルトコンベアは、駆動ローラに対するベルトのスリップや、他の部分とは伸びが異なる継目部分がローラを通過する際の影響によって、搬送速度にムラが発生する場合がある。搬送速度にムラがあると、ヘッドから吐出されたインクが本来付着すべき位置とは異なった位置に付着して印字ズレが発生し、印刷品質が低下する。インクジェットプリンタは、このような印字ズレを防止するため、印字ズレが発生する特定箇所を避けて印刷する運転方法が知られているが、この場合印刷工程が煩雑となって印刷物の生産効率が低下する。

従来、プリンタは、印字率変化、紙とピンチローラ間の摩擦力変化、熱膨張に起因する色ズレを、紙の搬送量を微調整することによって補正するサーマルプリンタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかし、このように搬送量の制御を行う技術をインクジェットプリンタに適用したとしても、ベルトのスリップ等に起因する搬送ムラが生じた場合には、印字ズレを防止することはできない。
特開平９−８５５２２号公報

本発明の課題は、搬送ムラに起因する印字ズレを防止したインクジェットプリンタを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、印刷対象となる基材を搬送する搬送装置と、前記基材に対してインクを吐出するヘッドと、前記ヘッドに前記インクの吐出タイミングに関する信号を出力する吐出タイミング生成部とを備えるインクジェットプリンタにおいて、前記ヘッドは、前記搬送装置における前記基材の搬送速度の変動に応じて前記吐出タイミングが変更されることを特徴とするインクジェットプリンタである。

請求項２の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記吐出タイミング生成部が出力した前記吐出タイミングに関する信号を、前記搬送速度の変動に応じて補正する信号補正部を備えることを特徴とするインクジェットプリンタである。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記搬送速度の変動に関する情報が予め蓄積された記憶部を備え、前記ヘッドは、前記記憶部の出力に応じて前記吐出タイミングが変更されることを特徴とするインクジェットプリンタである。
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記搬送装置を駆動する駆動部の駆動速度を検出する駆動速度検出部と、前記搬送装置の前記搬送速度を検出する搬送速度検出部と、前記駆動速度検出部の出力と前記搬送速度検出部の出力とを比較して前記搬送速度の変動を検出する速度変動検出部とを備え、前記ヘッドは、前記速度変動検出部の出力に応じて前記吐出タイミングが変更されることを特徴とするインクジェットプリンタである。
請求項５の発明は、請求項４に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記駆動速度検出部、前記搬送速度検出部の少なくとも一方は、周期的にＺ相信号を出力するエンコーダを備え、前記ヘッドは、前記速度変動検出部の出力、及び、前記エンコーダが出力する前記Ｚ相信号に応じて前記吐出タイミングが変更されることを特徴とするインクジェットプリンタである。

本発明によれば、搬送装置における基材の搬送速度の変動に応じてヘッドの吐出タイミングを変更しているから、吐出タイミングを、例えば搬送速度が増加した場合は早め、減少した場合は遅らせることによって、搬送ムラが生じた場合であっても、印字ズレを防止することができる。

本発明は、搬送ムラに起因する印字ズレを防止したインクジェットプリンタを提供するという課題を、印刷対象物を搬送するベルトコンベアの搬送速度ムラに応じて、ヘッドからのインクの吐出タイミングを補正することによって解決した。

以下、本発明を適用したインクジェットプリンタの実施例１について説明する。
図１は、実施例１のインクジェットプリンタの構成を示すブロック図である。
インクジェットプリンタは、ヘッド１、インクジェット制御部２、ベルトコンベア３、モータ４、ドライバ５、シーケンサ６、吐出位置検出部７、駆動エンコーダ８、搬送エンコーダ９、速度変動検出部１０、信号補正部１１を備えている。

ヘッド１は、印刷対象の基材である枚葉状の用紙に対して対向して配置され、ノズルからミスト状のインクを吐出することによって印刷を行うものである。ヘッド１は、用紙の搬送方向に対して直交する方向に沿って配列された複数のノズルを有するノズル列を、用紙の搬送方向に沿って複数列配列して構成されている。
インクジェット制御部２は、ヘッド１に対して制御信号を出力し、インクの吐出タイミングを制御するものである。

ベルトコンベア３は、用紙を搬送し、ヘッド１に対して相対移動させる搬送部である。
モータ４は、ベルトコンベア３を駆動するものである。
ドライバ５は、モータ４に駆動電力を供給することによって、このモータ４を制御するものである。

シーケンサ６は、ヘッド１及びモータ４を同期させて制御するものであって、ドライバ５に対してモータ４の制御に関する信号を出力するとともに、インクジェット制御部２に対して吐出タイミング信号を出力する吐出タイミング生成部である。
吐出位置検出部７は、用紙上におけるインクを吐出すべき位置に関する情報を、シーケンサ６に提供するものである。

駆動エンコーダ８は、モータ４に備えられ、モータ４の出力軸部の位置情報を検出するものであって、モータ４の回転に応じて周期的なパルス信号を出力する駆動速度検出部である。
搬送エンコーダ９は、ベルトコンベア３のベルトと当接して設けられたローラエンコーダを備え、ベルトの位置情報を検出するものであって、ベルトの走行に応じて周期的なパルス信号を出力する搬送速度検出部である。

速度変動検出部１０は、駆動エンコーダ８及び搬送エンコーダ９の出力に基づいて、ベルトコンベア３における搬送速度の変動（搬送ムラ）を検出するものである。
速度変動検出部１０は、モータ４が正常速度において駆動される際に駆動エンコーダ８が出力するパルス信号の周期Ｔと、このときに搬送エンコーダ９が出力するパルス信号の周期Ｔ’との差分ΔＴを演算し、この差分ΔＴに基づいて搬送速度の変動を検出する。搬送ムラが発生していない場合は、周期Ｔと周期Ｔ’とは実質的に等しく、差分ΔＴは略０となるが、例えばベルトのスリップが生じた場合、モータ４の駆動速度に対してベルトコンベア３の搬送速度は一時的に遅くなり、このとき周期Ｔ’は、周期Ｔよりも長くなって差分ΔＴの絶対値は大きくなる。

ここで、搬送ムラの原因が例えばベルトの継目に起因している場合、搬送速度の変動は、ベルトの１周を周期とする略一定のパターンとなる。
速度変動検出部１０は、このような搬送速度変動のパターンを蓄積したメモリ１０ａを備えている。メモリ１０ａは、速度変動検出部１０に対して固定されたものや、例えばカード型等のパッケージに内蔵され、速度変動検出部１０に対して着脱可能に装着されるフラッシュメモリ等であってもよい。

信号補正部１１は、速度変動検出部１０がメモリ１０ａから読み出して出力する差分ΔＴに関する情報を補正値として、シーケンサ６が出力する吐出タイミング信号を、そのタイミングが前後するように補正してインクジェット制御部２に伝達するものである。
図２は、信号補正部１１における吐出タイミング信号の補正の一例を示すグラフであって、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ駆動エンコーダ８の出力パルス信号、搬送エンコーダ９の出力パルス信号、信号補正部１１による補正後の吐出タイミング信号を示している。

図２（ａ）に示すように、駆動エンコーダ８の出力パルス信号が一定の周期Ｔを有する場合、仮に搬送ムラが発生しないとすると、搬送エンコーダ９の出力パルス信号もまた一定の周期Ｔを有する同様の波形となる。このとき、シーケンサ６が出力する吐出タイミング信号は、周期Ｔを有するパルス状の波形であり、信号補正部１１はこの吐出タイミング信号を加工することなくインクジェット制御部２に伝達する。

しかし、搬送ムラが生じてベルトコンベア３の搬送速度が遅くなると、搬送エンコーダ９の出力パルス信号は、図２（ｂ）に示すように、周期Ｔよりも長い周期Ｔ’を有する波形となり、周期Ｔと周期Ｔ’との差分ΔＴが発生する。
このとき、信号補正部１１は、吐出タイミング信号の周期Ｔを、Ｔ＋ΔＴ（＝Ｔ’）となるように補正してからインクジェット制御部２に伝達する。

次に、実施例１の効果を以下説明する比較例と対比して説明する。なお、以下説明する各実施例及び比較例において、上述した実施例１と同様の部分については同じ符号を付して説明を省略し、主に相違点について説明する。
図３は、比較例のインクジェットプリンタの構成を示すブロック図である。
比較例のインクジェットプリンタは、実施例１における搬送エンコーダ９、速度変動検出部１０、信号補正部１１を備えていない点で実施例１のインクジェットプリンタと相違する。

図４は、インクジェットプリンタにおける印字ズレの発生例を示す図であって、図４（ａ）は、印字ズレが発生していない状態、図４（ｂ）は、印字ズレが発生した状態をそれぞれ示している。
比較例のインクジェットプリンタにおいて、用紙上にその搬送方向と直交する方向の直線を印字しようとした場合、搬送ムラの発生がなく、モータ４における駆動速度とベルトコンベア３における搬送速度とが同じ速度Ｖであれば、図４（ａ）に示すように、ラインＬ１は搬送方向と直交した直線として正常に印字される。
これに対し、例えばベルトコンベア３のベルトの継目等に起因して、搬送速度が駆動速度Ｖよりも大きい速度Ｖ＋ΔＶとなった場合、図４（ｂ）に示すように、ラインＬ２は、搬送方向と直交する方向に対して傾斜し、ジグザグ状に印字される印字ズレが発生する。

図５は、上述した印字ズレが発生する原理を示す模式図であって、図５（ａ）は、印字ズレが発生していない状態、図５（ｂ）は、印字ズレが発生した状態をそれぞれ示している。
ヘッド１は、上述したように、用紙の搬送方向と直交する方向に等間隔に配列された複数のノズルを有するノズル列（用紙搬送方向に沿った順にＮ１０，Ｎ２０，Ｎ３０・・）を、用紙の搬送方向に等間隔に配列して構成されている。なお、各ノズル群に含まれる個々のノズルには、上二桁がそのノズル群を示す符号と同じでありかつ下一桁を用紙の一方の端部側から順にナンバリングした符号を付して説明する。

上述したラインを印字する場合、インクジェットプリンタは、用紙を搬送方向に連続的に送りながら、ノズルＮ１１、Ｎ２２、Ｎ３３・・の順に逐次インクを吐出させる。このとき、ノズルＮ１１を吐出後、ノズルＮ２２を吐出させるまでの時間は、搬送速度Ｖにおいて用紙の印字対象箇所がノズル列Ｎ１０からノズル列Ｎ２０へ移動する時間と同じに設定され、これによって図５（ａ）に示すように、ラインＬ１が正常に印字される。
しかし、搬送ムラが発生して搬送速度がＶ＋ΔＶとなった場合、上述したタイミングで各ノズルを吐出させると、後段のノズルは本来印字すべき位置が通り過ぎた後に吐出され、その結果、ラインＬ２は傾いて印字される。

これに対し、実施例１のインクジェットプリンタの場合には、搬送速度の変動に応じて、上述した吐出タイミングの補正を行うことによって、例えば、前段側のノズル吐出後、後段側のノズルを吐出するまでの時間を、搬送速度が増加した場合は短縮し、搬送速度が減少した場合は延長することによって、搬送ムラが発生した場合であっても正常な印字を行うことができる。
また、搬送速度の周期的な変動パターンをメモリ１０ａに蓄積し、これを吐出タイミングの補正に用いることによって、ベルトコンベア３のベルトの継目等に起因する周期的な搬送ムラに対して良好な補正を行うことができる。

図６は、本発明を適用したインクジェットプリンタの実施例２の構成を示すブロック図である。
実施例２のインクジェットプリンタは、実施例１の速度変動検出部１０に代えて、速度変動検出部１１０を備えたものである。

速度変動検出部１１０は、駆動エンコーダ８の出力パルス信号の周期Ｔと、搬送エンコーダ９の出力パルス信号の周期Ｔ’との差分ΔＴに関する情報を、リアルタイムかつ連続的に信号補正部１１に対して出力するものである。信号補正部１１は、この差分ΔＴに関する情報を補正値として吐出タイミング信号の補正を行う。
実施例２によれば、上述した実施例１と同様の効果に加え、ベルトの走行周期とは無関係に発生する搬送ムラが発生した場合であっても印字ズレを防止することができる。

図７は、本発明を適用したインクジェットプリンタの実施例３の構成を示すブロック図である。
実施例３のインクジェットプリンタは、駆動エンコーダ８及び搬送エンコーダ９がそれぞれ出力するＺ相信号を信号補正部１１に入力し、信号補正部１１は、速度変動検出部１０の出力及びこれらのＺ相信号に基づいて吐出タイミング信号の補正を行うようにしたものである。Ｚ相信号とは、各エンコーダにおける原点を検出する信号である。
実施例３によれば、駆動エンコーダ８及び搬送エンコーダ９のＺ相信号を用いることによって、ベルトコンベア３及びモータ４の位置をより正確に検出することができ、より確実に印字ズレを防止することができる。

図８は、本発明を適用したインクジェットプリンタの実施例４の構成を示すブロック図である。
実施例４のインクジェットプリンタは、実施例１における速度変動検出部１０及び信号補正部１１を設けず、また、インクジェット制御部２に代えてインクジェット制御部１０２を設けたものである。

インクジェット制御部１０２は、搬送エンコーダ９の出力パルス信号が直接入力され、この信号を吐出タイミング信号としてヘッド１の制御を行うものである。つまり、実施例４においては、搬送エンコーダ９が吐出タイミング生成部として機能する。
図９は、吐出タイミングの変更の一例を示す図であって、図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ駆動エンコーダ８の出力パルス信号、搬送エンコーダ９の出力パルス信号、インクジェット制御部１０２における吐出タイミング信号を示している。
図９は、上述した図２と同様に搬送速度が一時的に遅くなった状態を示す図であるが、駆動エンコーダ９の出力パルス信号をそのまま吐出タイミング信号として用いることによって、吐出タイミング信号の周期はＴ’（＝Ｔ＋ΔＴ）となり、実施例１のような補正を行った場合と同様の効果が得られることがわかる。
以上のように、実施例４によれば、実施例１と同様の効果に加えて、装置の構成を簡素化できる効果がある。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲である。
例えば、実施例は、搬送速度の変動を接触式のローラエンコーダによって検出しているが、これに限らず、他の方法によって検出してもよく、例えば、非接触式のレーザドップラ振動計等を用いてもよい。
また、実施例は、印刷対象の基材として枚葉状の紙媒体を用いるものであったが、これに限らず、ロール状の媒体を用いてもよい、またその材質も特に限定されず、例えば樹脂製のフィルム等であってもよい。

本発明を適用したインクジェットプリンタの実施例１の構成を示すブロック図である。 図１のインクジェットプリンタにおける吐出タイミング信号の補正の一例を示すグラフである。 本発明の比較例のインクジェットプリンタの構成を示すブロック図である。 インクジェットプリンタにおける印字ズレの発生例を示す図である。 インクジェットプリンタにおける印字ズレが発生する原理を示す模式図である。 本発明を適用したインクジェットプリンタの実施例２の構成を示すブロック図である。 本発明を適用したインクジェットプリンタの実施例３の構成を示すブロック図である。 本発明を適用したインクジェットプリンタの実施例４の構成を示すブロック図である。 図８のインクジェットプリンタにおける吐出タイミング信号変更の一例を示すグラフである。

符号の説明

１ ヘッド
２ インクジェット制御部
３ ベルトコンベア
４ モータ
５ ドライバ
６ シーケンサ
７ 吐出位置検出部
８ 駆動エンコーダ
９ 搬送エンコーダ
１０ 速度変動検出部
１１ 信号補正部

Claims (5)

1. 印刷対象となる基材を搬送する搬送装置と、
   前記基材に対してインクを吐出するヘッドと、
   前記ヘッドに前記インクの吐出タイミングに関する信号を出力する吐出タイミング生成部と
   を備えるインクジェットプリンタにおいて、
   前記ヘッドは、前記搬送装置における前記基材の搬送速度の変動に応じて前記吐出タイミングが変更されること
   を特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 請求項１に記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記吐出タイミング生成部が出力した前記吐出タイミングに関する信号を、前記搬送速度の変動に応じて補正する信号補正部を備えること
   を特徴とするインクジェットプリンタ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記搬送速度の変動に関する情報が予め蓄積された記憶部を備え、
   前記ヘッドは、前記記憶部の出力に応じて前記吐出タイミングが変更されること
   を特徴とするインクジェットプリンタ。
4. 請求項１又は請求項２に記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記搬送装置を駆動する駆動部の駆動速度を検出する駆動速度検出部と、
   前記搬送装置の前記搬送速度を検出する搬送速度検出部と、
   前記駆動速度検出部の出力と前記搬送速度検出部の出力とを比較して前記搬送速度の変動を検出する速度変動検出部と
   を備え、
   前記ヘッドは、前記速度変動検出部の出力に応じて前記吐出タイミングが変更されること
   を特徴とするインクジェットプリンタ。
5. 請求項４に記載のインクジェットプリンタにおいて、
   前記駆動速度検出部、前記搬送速度検出部の少なくとも一方は、周期的にＺ相信号を出力するエンコーダを備え、
   前記ヘッドは、前記速度変動検出部の出力、及び、前記エンコーダが出力する前記Ｚ相信号に応じて前記吐出タイミングが変更されること
   を特徴とするインクジェットプリンタ。

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