JP2013086513A - インクジェット印刷機における印刷動作中の休止機能の実施方法 - Google Patents

Abstract

【課題】休止機能の開始後における温度および環境空気の印刷材料ウェブへの不所望の影響が最小になる方法を提供することである。
【解決手段】印刷ヘッドを有する印刷横バーを備えた印刷ユニットにより印刷材料ウェブを印刷し、ウェブ張力センサによって前記印刷材料ウェブのウェブ張力の実際値を測定し、印刷動作時に、前記ウェブ張力の実際値を前記印刷材料ウェブの動作張力の所定の動作目標値に制御し、休止機能の開始とともに前記印刷材料ウェブのウェブ張力をさらに制御して、前記印刷材料ウェブのウェブ張力の目標値を、前記印刷材料ウェブが休止後に当該休止の開始前に取っていた前記印刷ヘッドに対する位置を取るように変化し、休止の終了後、前記印刷材料ウェブのウェブ張力の実際値を前記印刷材料ウェブのウェブ張力の動作目標値に再び制御する。
【選択図】図１

Description

種々の材料、たとえば紙からなるベルト状の記録担体である印刷材料ウェブを１つまたは複数の色で印刷するためにインクジェット印刷機が使用される。

このようなインクジェット印刷機の構造はたとえば特許文献１から公知である。ドロップオンデマンド方式（ＤｏＤ）で動作するインクジェット印刷機は、インクチャネルを含むノズルを備えた１つまたは複数の印刷ヘッドを有し、ノズルのアクチュエータが印刷制御部により制御され、インキ滴が印刷材料ウェブの方向に励振され、インキ滴が印刷材料ウェブの方向に向けられ、そこで印刷画像に対して圧点を加える。アクチュエータはインキ滴を熱的に（バブルジェット）または圧電的に形成することができる。

印刷材料ウェブを印刷する際には、印刷動作中に印刷材料ウェブを休止機能で保持することがしばしば必要である。これはたとえば印刷ジョブの校正後に見当品質をコントロールするため、または印刷材料ウェブの後処理後に問題を除去するためである。印刷材料ウェブの再始動後に、休止機能のスイッチオン後に印刷ヘッドの直下にあったウェブ区間に印刷画像障害が発生することがある。インクジェット印刷機、たとえばインクジェットシステムでは転写ゾーンが比較的大きいため、とくにカラー印刷では休止により発生した印刷画像障害が多数の刷り損じの原因となる。発生した印刷画像欠陥は、印刷画像歪みまたは色見当誤差である。その原因は、印刷材料ウェブの膨張または収縮が休止中に生じ、およびこれと結び付いた印刷材料ウェブの位置変化が印刷ヘッドの下に生じることである。

図１に基づいてこれらの問題を説明する。図示されているのは印刷機ＤＲのうち印刷ユニット１と印刷制御部２である。印刷材料ウェブ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は印刷材料ウェブ３の搬送方向に順次並んだ印刷ヘッド５を備える印刷横バー４を有する。カラー印刷の場合には、たとえば印刷すべき色ごとにそれぞれ１つの印刷横バー４を設けることができる。印刷材料ウェブ３はアウトレットドラム９によって印刷横バー４を通過し、このとき印刷材料ウェブはサドル上で案内ドラム８と当接する。印刷ユニット１の入力端には回転数検出ドラム６が配置されており、この回転数検出ドラム６は印刷材料ウェブ３により駆動され、印刷材料ウェブ３の送り運動に依存して回転数パルスを形成する。この回転数パルスは印刷機制御部２に供給され、個々の印刷ヘッド５において印刷過程を開始する時点を設定するために印刷機制御部２によって使用される。印刷材料ウェブ３は、回転数検出ドラム６の前に配置された駆動ドラム７によって回転数検出ドラム６に供給される。

図１には、たとえば印刷装置ＤＲの静止状態で印刷材料ウェブ３が印刷装置ＤＲを通過する際に個々のウェブ区間ＢＡにおいて、印刷ユニット１または環境空気によってどのように影響を受け得るかが原則的に示されている。駆動ドラム７と回転数検出ドラム６との間のウェブ区間ＢＡ１では印刷材料ウェブ３が環境空気に曝され、その結果、ここでは印刷材料ウェブ３の膨張が環境空気の湿気により発生し得る。しかしこれによる印刷材料ウェブ３の長さ変化は、回転数検出ドラム６によっては補償されない。回転数検出ドラム６の後方、印刷ユニット１までのウェブ区間ＢＡ２では環境空気により印刷材料ウェブ３の膨張が発生することがある。しかしこの膨張は回転数検出ドラム６によって考慮されないままである。このことは印刷ユニット１の印刷ヘッド５の下方のウェブ区間ＢＡ３に対しても当てはまる。そこでは印刷材料ウェブ３が印刷ヘッド５の動作温度のため収縮することがある。しかし印刷材料ウェブ３も環境空気に曝され、そのためとりわけ印刷横バー４間の間隔が大きいとウェブ区間３が環境空気の湿気のため膨張することがある。両方の影響は重なり合う。これにより印刷材料ウェブ３は駆動ドラムからアウトレットドラム９までに種々の環境の影響に曝され、これらは印刷ウェブ３の収縮または膨張を引き起こし得る。このことは上記に述べた印刷画像エラーを引き起こし得る。とりわけ印刷動作中の休止後、印刷過程が再びスタートされるときに引き起こし得る。

したがって休止機能の開始時には、印刷材料ウェブ３への以下の影響に注意すべきである。
・印刷材料ウェブ３と環境空気との温度差および湿度差、これには印刷材料ウェブ３の膨張または収縮が随伴する。
・印刷ヘッド５と印刷材料ウェブ３との温度差、これには印刷材料ウェブ３の収縮が随伴する。

欧州特許第０７８８８８２号

本発明の基礎とする課題は、休止機能の開始後における温度および環境空気の印刷材料ウェブ３への不所望の影響、およびとりわけ印刷休止終了後の印刷画像への不所望の影響が最小になる方法を提供することである。

この課題は、請求項１の特徴によって解決される。

本発明によればウェブ張力センサにより印刷材料ウェブのウェブ張力の実際値が測定され、ウェブ張力の実際値がウェブ張力の所定の目標値（以下、動作目標値とする）に制御される。印刷材料ウェブのウェブ張力のこの制御は、印刷休止中も行われる。休止機能を開始すると印刷材料ウェブのウェブ張力の目標値が、印刷材料ウェブが休止後に休止の開始前に取っていた印刷ヘッドに対する位置を取るように動作目標値から変化される。休止の終了後、印刷材料ウェブのウェブ張力の実際値がウェブ張力の動作目標値に再び制御される。

本願発明の有利な改善形態は従属請求項から明らかとなる。

印刷休止中に印刷材料ウェブの膨張が発生すると、ウェブ張力の目標値が休止機能の開始後に低下される。反対に、印刷休止中に印刷材料ウェブの収縮が発生すると、ウェブ張力の目標値が休止機能の開始後に上昇される。

本発明の方法の利点は、休止の終了後に印刷ユニット下には休止前に印刷ヘッドの下にあった印刷材料ウェブのウェブ区間が印刷ユニットの下にあることである。この結果は、印刷材料ウェブのウェブ張力を制御するために使用される印刷機制御部によって単独で達成され、付加的なコンポーネントを必要としない。

図面に示された実施例に基づき、本発明をさらに詳しく説明する。

インクジェット印刷機の印刷ユニットの基本図である。 印刷機制御部内に配置された制御回路の基本図であり、この制御回路は印刷機内での印刷材料ウェブの搬送を制御する。 印刷材料ウェブの送り速度Ｖと印刷材料ウェブのウェブ張力Ｓを時間ｔについて示す線図である。 印刷材料ウェブの送り速度Ｖと印刷材料ウェブのウェブ張力Ｓを時間ｔについて示す線図である。

本発明を図１に関連してさらに説明する。

図１の印刷機ＤＲはさらにウェブ張力センサ１０を有し、これは印刷材料ウェブ３に隣接して、たとえば駆動ドラム７と回転数検出ドラム６との間に配置されている。ウェブ張力センサ１０により検出された印刷材料ウェブのウェブ張力の実際値は、印刷動作中にウェブ張力の所定の目標値、すなわち動作目標値と比較され、実際値が目標値から偏差する場合には、たとえばアウトレットドラム９の回転数を調整することにより印刷材料ウェブ３のウェブ張力を再び動作目標値に制御することができる。このために必要な制御回路ＲＳは印刷機制御部２内に配置することができる。制御回路ＲＳの実施例がブロック回路図で図２に示されている。ここには印刷ユニット１を通る印刷材料ウェブ３の経過と制御回路ＲＳだけが示されている。印刷材料ウェブ３は備蓄ローラ１１から駆動ドラム７によって引き出される。そのために駆動ドラム７８は、制御回路ＲＳにある第１のサーボ増幅器ＳＶ１によって制御される。アウトレットドラム９も同様に制御回路ＲＳにある第２のサーボ増幅器ＳＶ２によって駆動される。このサーボ増幅器はたとえば電子的シャフト１２を介して第１のサーボ増幅器ＳＶ１と結合されており、これによりアウトレットドラム９は駆動ドラム７と同期している。ウェブ張力センサ１０により測定されたウェブ張力の実際値は、この実施例では第２のサーボ増幅器ＳＶ２に供給され、このサーボ増幅器にはウェブ張力の目標値も供給される。第２のサーボ増幅器ＳＶ２に含まれる制御器１３はウェブ張力の実際値を目標値に制御する。目標値は、印刷動作に整合された所定の動作目標値である。たとえばウェブ張力の実際値が過度に小さいと、印刷材料ウェブ３のウェブ張力の目標値に達するまでアウトレットドラム９が加速される。同じことがウェブ張力の実際値が過度に大きい場合にも当てはまる。この場合、ウェブ張力の目標値に達するまでアウトレットドラム９の回転数が低減される。

実施例では、駆動ドラム７がマスタ駆動部であり、アウトレットドラム９はスレーブモードで駆動ドラム７にしたがう。しかしアウトレットドラム９がマスタ駆動部として使用され、駆動ドラム７がスレーブモードで動作し、ウェブ張力用の制御器が第１のサーボ増幅器ＳＶ１に配置されてもよい。

印刷動作が休止に移行すると、冒頭に述べた問題が発生する。たとえば印刷材料ウェブ３は湿気に曝されると休止中に膨張することがあり、または印刷材料ウェブ３が熱に曝されると収縮することがある。

・第１の場合、印刷休止での印刷材料ウェブ３の膨張はウェブ張力を減少させる。制御回路ＲＳは相変わらず活動しているから、印刷休止中に本発明を適用しなければ印刷材料ウェブ３のウェブ張力が再び動作目標値にもたらされ、印刷材料ウェブ３はアウトレットドラム９により前方に送られる（図１の矢印ＰＦ１）。

・第２の場合、印刷休止での印刷材料ウェブ３の収縮はウェブ張力を増大させる。ここでは本発明を使用しなければ、印刷休止中に制御回路ＲＳによって印刷材料ウェブ３のウェブ張力が、ウェブ張力の動作目標値に達するまで減少され、印刷材料ウェブ３がアウトレットドラム９によって逆方向に移動される（図１では矢印ＰＦ１とは反対の矢印ＰＦ２）。

両方の場合とも休止中に印刷材料ウェブ３が移動され、休止の終了後には印刷ヘッド５に対する印刷材料ウェブ３の位置が、休止前の印刷材料ウェブ３の位置と比較して変化している。結果として、印刷ヘッド５により形成される印刷材料ウェブ３を休止後に印刷する圧点がこの圧点の目標位置に対してずらされ、印刷画像エラーが発生する。

この印刷画像エラーを回避するために本発明では、ウェブ張力を制御する駆動ユニットにおいてウェブ張力の目標値を休止の開始時に動作目標値から出発して変化させ、休止終了後の印刷ヘッド５下の印刷材料ウェブ３の位置が休止前の位置に対応するようにする。

第１の場合（印刷材料ウェブ３の膨張）、ウェブ張力の目標値は休止の開始時に動作目標値から出発して低下され、制御器１３は、休止終了後の印刷材料ウェブ３の位置が休止前に存在していた印刷材料ウェブ３の位置と一致するように調整する。こうして膨張によって形成された印刷材料ウェブ３の延長が、休止終了後の印刷材料ウェブ３の位置のずれを引き起こさない。アウトレットドラム９は印刷材料ウェブ３を、膨張による延長が休止の経過後に補償されるよう引っ張る。これに対する例が図３に示されている。図３には、時間ｔ上に印刷材料ウェブ３の速度Ｖ、印刷材料ウェブ３のウェブ張力Ｓ、および休止クロックＰがプロットされている。休止の開始とともに印刷材料ウェブ３の速度Ｖがゼロに戻る。印刷材料ウェブ３が保持されると、湿気のため印刷材料ウェブ３の膨張が開始する。同時にウェブ張力の目標値が低減され、休止の終了後には印刷材料ウェブ３の位置が休止前に印刷材料ウェブ３が取っていた位置に対応するようウェブ張力が制御される。休止の終了後、印刷材料ウェブの目標値は動作目標値に再び高められる。

温度上昇による印刷材料ウェブ３の収縮の際の関係が図４に示されている。ここでも印刷材料ウェブ３の速度Ｖ、ウェブ張力Ｓおよび休止信号Ｐが時間ｔの上にプロットされている。印刷材料ウェブ３は休止中に温度上昇のため収縮するから、ウェブ張力の目標値が高められ、印刷材料ウェブ３は、制御器１３による印刷材料ウェブ３のウェブ張力の制御を介して印刷過程の再開時に、休止前に存在していた位置を取る。これにより印刷エラーが排除される。

同等の結果が、第１の場合に休止の開始前に印刷材料ウェブ３のウェブ張力の目標値を高め、休止中にウェブ張力の目標値を動作目標値に置くことによっても達成することができる。

対応することが第２の場合にも当てはまる。ここでは休止の開始前に印刷材料ウェブ３のウェブ張力の目標値が低下され、休止中にウェブ張力の目標値が動作目標値に置かれる。

印刷材料ウェブ３の長さ変化と湿気または温度との依存関係は印刷材料ウェブ３の種類ごとに既知である。または使用事例では印刷機ごとおよび印刷材料ウェブの種類ごとに測定により求め、この測定値にウェブ張力の目標値を割り当てることができる。次にこの目標値を制御回路ＲＳに記憶し、印刷動作で使用する印刷材料ウェブ３の種類に応じて、ウェブ張力の目標値として休止機能の開始時にたとえばアウトレットドラム９の制御器１３に供給することができる。

ＤＲ 印刷機
ＳＶ サーボ増幅器
ＲＳ 制御回路
１ 印刷ユニット
２ 印刷機制御部
３ 印刷材料ウェブ
４ 印刷横バー
５ 印刷ヘッド
６ 回転数検出ドラム
７ 駆動ドラム
８ 案内サドル
９ アウトレットドラム
１０ ウェブ張力センサ
１１ 印刷材料ウェブ用の備蓄ロール
１２ 電子的シャフト
１３ 制御器
Ｖ 速度
ｔ 時間
Ｐ 休止

Claims (6)

1. 少なくとも１つの印刷機（ＤＲ）を備えるインクジェット印刷システムの印刷動作で休止機能を実施する方法であって、
   印刷ヘッド（５）を有する印刷横バー（４）を備えた印刷ユニット（１）により印刷材料ウェブ（３）を印刷し、
   ウェブ張力センサ（１０）によって前記印刷材料ウェブ（３）のウェブ張力の実際値を測定し、
   印刷動作時に、前記ウェブ張力の実際値を前記印刷材料ウェブ（３）の動作張力の所定の動作目標値に制御し、
   休止機能の開始とともに前記印刷材料ウェブ（３）のウェブ張力をさらに制御して、前記印刷材料ウェブ（３）が休止後に当該休止の開始前に取っていた前記印刷ヘッド（５）に対する位置を取るように前記印刷材料ウェブ（３）のウェブ張力の目標値を変化させ、
   休止の終了後、前記印刷材料ウェブ（３）のウェブ張力の実際値を前記印刷材料ウェブ（３）のウェブ張力の動作目標値へと再び制御する方法。
2. 休止中に印刷材料ウェブ（３）の膨張が発生する場合、前記印刷材料ウェブ（３）のウェブ張力の目標値を、休止機能の開始後に前記動作目標値よりも低下させる、請求項１に記載の方法。
3. 膨張による前記印刷材料ウェブ（３）の長さ変化を補償するために、前記印刷材料ウェブ（３）のウェブ張力の目標値を、休止機能の開始前に前記動作目標値よりも上昇させ、
   休止の開始後に前記ウェブ張力を再び前記動作目標値に制御する、請求項１に記載の方法。
4. 休止中に前記印刷材料ウェブ（３）の収縮が発生する場合、前記ウェブ張力の目標値を休止の開始後に前記動作目標値よりも高める、請求項１に記載の方法。
5. 収縮による前記印刷材料ウェブ（３）の長さ変化を補償するために、前記印刷材料ウェブ（３）のウェブ張力の目標値を、休止機能の開始前に前記動作目標値よりも低下させ、
   休止の開始後に前記ウェブ張力を再び前記動作目標値に制御する、請求項１に記載の方法。
6. 前記印刷ユニット（１）を通る前記印刷材料ウェブ（３）の搬送を制御回路（ＲＳ）によって制御し、
   前記制御回路（ＲＳ）は、前記印刷ユニット（１）の出口に配置されたアウトレットドラム（９）を、印刷動作中および印刷休止時に前記印刷材料ウェブ（３）のウェブ張力が所定の目標値を取るように制御する、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。

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