JP2014040099A - 少なくとも１つの印刷装置を有するインク印刷システムの印刷動作において印刷中断を実行する方法および印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インク印刷システムの印刷動作における印刷中断を実行する方法を提供して、印刷中断の終了後にインク滴の吐出を妨害する、ノズル開口部におけるインクの粘度の変化が発生しないようにすること。
【解決手段】印刷中断のトリガに伴い、減速ランプにおいて印刷動作時の速度から、あらかじめ設定した速度に被印刷物の押し出し速度を低減し、印刷中断の後、加速ランプにおいて再び印刷速度に加速し、センサを用いて被印刷物の押し出しに依存して印刷クロックパルスを形成して、この印刷クロックパルスを印刷機制御部に供給し、ランプ中に、印刷クロックパルスの相互の時間間隔があらかじめ設定した値に達した場合、印刷機制御部によって少なくとも１つの印刷ヘッドに少なくとも１つの振動パルスを送信して、印刷ヘッドにおいて複数の振動振幅からなる少なくとも１つのサイクルが実施されるようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は、インク印刷システムの印刷動作において印刷中断を実行する方法に関する。

例えば紙などの種々異なる材料からなる例えばロール状の記録担体またはカットシートのような被印刷物に単色または多色で印刷するためにはインク印刷装置を使用可能である。このようなインク印刷装置の構造は公知であり、これについては、例えばEP 0 788 882 Blを参照されたい。ＤｏＤ（Drop on Demand）原理にしたがって動作するインク印刷装置は、インクチャネルを含む複数のノズルを備えた１つまたは複数の印刷ヘッドを有しており、それらのアクチベータは、印刷機制御部によって制御されて、インク滴を被印刷物の方向に励振し、インク滴は被印刷物に向けられ、そこに印刷画像用の印刷点を被着する。これらのアクチベータは、インク滴を圧電によって形成することができる。

インク印刷装置では、使用されるインクの物理的化学的組成は印刷ヘッドに適合され、例えばインクの粘度が適合されるのである。印刷負荷が小さい場合には、印刷ヘッドのすべてのノズルは印刷過程時にアクティブ化されず、多くのノズルは停止時間を有しているのであり、その結果、インクは、これらのノズルのインクチャネル内で運動しないことになるのである。ノズル開口部からの蒸発の作用により、インクの粘度が変化してしまうという危険性がある。これにより、インクはインクチャネルにおいて最適に運動できず、ノズルから出ることができなくなり得るのである。極端なケースでは、インクがこのインクチャネル内で完全に乾燥してしまい、このインクチャネルを詰まらせてしまうため、このノズルを用いた印刷がもはやできなくなってしまうのである。

印刷休止時に印刷ヘッドのノズル内でインクが乾燥固着するという問題は、あらかじめ設定したサイクル内で洗浄剤、例えばインクまたは洗浄液をすべてのノズルを通して流すことによって阻止することできる。この洗浄サイクルは、印刷負荷に対応して調整することが可能である。

さらにDE 697 36 991 T2 (EP 0 788 882 B1)から公知であるのは、ノズル内のインクの粘度の変化によって発生するインク滴の吐出時の障害をつぎのようにして取り除くことである。すなわち、印刷過程の前または後に、インク滴が吐出されないがノズル内でインクが混ぜ合わされるように、ノズルの圧電アクチベータをそれぞれ振動（プレファイアまたはメニスカス振動とも称される）させて取り除くことが公知である。これにより、ノズル開口部にあるインクは、圧電アクチベータの内部にあるインクと混ぜ合わされて、印刷動作時には元通りにインク滴を正常の条件下で形成できるようにすることが可能である。

被印刷物を印刷する際に時として必要になるのは、例えば、印刷ジョブの印刷の後、見当品質を制御するため、または被印刷物の後処理時の問題を取り除くために、上記の印刷動作を短時間（例えば３分間）中断することである。この際には、完全に停止するまで被印刷物の押し出し速度を減速ランプにおいて低減させ、例えば３分の待ち時間の後、加速ランプにおいて再度加速させることできる。印刷中断前に被印刷物を減速させている期間中および印刷中断後に被印刷物を加速させている期間中には、引き続いて印刷することができ、ここで印刷クロックパルス間の時間間隔ひいてはインク滴の送出間の時間間隔は、上記のランプの間、増大ないしは減少する。この場合にこれらのランプの持続時間中、上記の印刷ヘッドのノズルにおけるインクの乾燥固着の問題が大きくなり、この結果、もはや十分に良好な印刷を行うことはできないようになってしまうのである。

EP 0 788 882 Bl DE 697 36 991 T2 (EP 0 788 882 B1)

本発明の問題は、方法を提供して、この方法により、被印刷物がランプにおいて印刷速度から停止状態まで制動され、引き続いて再び印刷速度まで加速される印刷中断の前後、および、これらのランプ中に引き続いて印刷を行い、印刷ヘッドのノズルにおけるインクの粘度の変化が、殊に上記の中断の終了後にインク滴の吐出を妨害するノズル開口部におけるインクの粘度の変化が回避されるように保証することである。

上記の課題は、本願発明の請求項１により、少なくとも１つの印刷装置を有するインク印刷システムの印刷動作における印刷中断を実行する方法において、少なくとも１つの印刷ヘッドを有する印刷ユニットによって被印刷物を印刷し、上記の印刷中断のトリガに伴い、減速ランプにおいて印刷動作時の速度から、あらかじめ設定した速度に被印刷物の押し出し速度を低減し、印刷中断の後、加速ランプにおいて再び印刷速度に加速し、センサを用いて被印刷物の押し出しに依存して印刷クロックパルスを形成して、この印刷クロックパルスを印刷機制御部に供給し、ランプ中に、印刷クロックパルスの相互の時間間隔があらかじめ設定した値に達した場合、印刷機制御部によって少なくとも１つの印刷ヘッドに少なくとも１つの振動パルスを送信して、印刷ヘッドにおいて複数の振動振幅からなる少なくとも１つのサイクルが実施されるようにすることによって解決される。

インク印刷装置の印刷ユニット（従来技術）を示す図である。 印刷ヘッドを駆動制御するための流れ図である。 印刷中断前後の被印刷物レーンの押し出し速度を示す線図である。 振動サイクルが挿入されたおよびこれが挿入されていない、印刷動作中および印刷中断前の印刷クロックパルスの列を示すパルス線図である。 振動サイクルが挿入されたおよびこれが挿入されていない、印刷中断前の印刷クロックパルスの列を示すパルス線図である。

この方法では、印刷中断の前後に被印刷物の押し出し速度を、印刷動作時の速度（印刷速度）から、あらかじめ設定した速度または停止状態まで制動し、印刷中断の終了後に再び印刷速度まで加速する。センサにより、例えば被印刷物によって駆動されるエンコーダローラにより、被印刷物の押し出しに依存する印刷クロックパルスが形成され、この印刷クロックパルスが印刷機制御部に供給される。印刷クロックパルスの発生時、上記の印刷機制御部は、印刷データがある印刷ヘッド用の印刷スタート信号の前に、少なくとも１つの振動パルスをこれらの印刷ヘッドに送信し、この振動パルスにより、印刷ヘッドは、複数の振動振幅からなる振動サイクルを行うのである。これらの振動パルスは、上記の複数のランプの時間的な一部分の間だけトリガすることも可能であり、例えば、被印刷物の速度が、印刷速度の半分よりも短い場合だけにトリガすることも可能である。上記の印刷クロックパルスの時間間隔に依存して、１つまたは複数の振動サイクルをトリガすることができる。

本発明の発展形態は、従属請求項に記載されている。

本発明による方法はつぎのような利点を有する。すなわち、
− 上記の複数のランプの間、すなわち上記の減速フェーズおよび加速フェーズの間の印刷の信頼性が高められ、データ損失は生じない。

− 上記の複数のランプの間、迅速に乾燥固着するインクによる印刷が可能である。

− 本発明は、わずかなコストで実現することができる。

図１〜５に基づいて本発明をさらに説明する。

図１に基づき、印刷中断時における上記の問題をさらに説明する。ここでは被印刷物として被印刷物レーン３を使用するが、これによって本発明は被印刷物レーンに制限されるものではない。さらにこの実施例では、上記の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。しかしながらこれらの実施例は、印刷ユニットがただ１つの印刷ヘッドしか有しない場合にも有効である。

ここに示されているのは、印刷装置ＤＲの１つの印刷ユニット１および１つの印刷機制御部２である。被印刷物レーン３に沿って印刷ユニット１が配置されており、この印刷ユニットは、被印刷物レーン３の搬送方向ＰＦＯで見て相前後して、複数の印刷ヘッド５を備えた印刷バー（Druckriegel）４を有する。カラー印刷の場合、例えば印刷色当たり１つずつの印刷バー４を設けることができる。被印刷物レーン３は、排出ローラ９により、印刷バー４の横を通り過ぎて移動する。被印刷物レーンは、ガイドローラ８を有するサドルの上に載置している。印刷ユニット１の入口部にはセンサが配置されており、このセンサは、被印刷物レーン３の押し出し運動に依存して印刷クロックパルスＴ_Dを形成し、この印刷クロックパルスは、印刷機制御部２に供給され、また例えば、印刷のための印刷データがすでに印刷機制御部２に存在する場合に個々の印刷ヘッド５のノズルにおけるインク滴の吐出時点を決定するため、印刷機制御部２によって使用される。このセンサは、例えば、被印刷物レーン３によって駆動制御される回転センサ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２によれば、被印刷物レーン３の押し出しに同期してエンコーダローラ６によって印刷クロックパルスＴ_D（ステップＳ１）が形成される。すなわち、例えば、印刷すべき記号のピクセル毎に１つの印刷クロックパルスＴ_Dがエンコーダローラ６から印刷機制御部２に出力されるのである。印刷機制御部は、各印刷クロックパルスＴ_Dの後、各印刷ヘッド５に印刷データＤＡを供給し（図２のステップＳ２）、つぎに印刷スタート信号ＳＡによって、インク滴の送出を印刷スタート信号ＳＡによってトリガする（図２のステップＳ３）。印刷ヘッド５は、公知のようにインクチャネルを備えたノズルを有しており、これらのノズルは、例えば、ＤｏＤ原理にしたがい、圧電アクチベータによってインク滴を形成することができ、これらのインク滴は、被印刷物レーン３に向けられて、そこに印刷点を形成する。被印刷物レーン３は、エンコーダローラ６の前に配置されている駆動ローラ７によってエンコーダローラ６に供給される。

印刷動作が中断される場合、減速フェーズおよび加速フェーズ中には冒頭に説明した問題が発生する。

上記の２つのケースにおいて、上記のフェーズ中に被印刷物レーン３が運動し、その結果、エンコーダローラ６は印刷クロックパルスＴ_Dを出力する。つぎに印刷データＤＡのある印刷ヘッド５に印刷スタート信号ＳＡが供給されて、これらの印刷ヘッドは、後続の印刷において被印刷物レーン３にインク滴を吐出する。しかしながら被印刷物レーン３の減速フェーズにおいて印刷クロックパルスＴ_D間の時間間隔は、印刷動作に比べて長くなり続けるため、ノズル開口部におけるインクの粘度は次第に変化して、圧電アクチベータによってインク滴を問題なく形成することはできなくなるおそれがある。これに相応して、上記の加速フェーズ中に印刷クロックパルスＴ_Dの時間間隔は短くなるため、印刷中断後の加速の開始時には、印刷ヘッドからのインク滴の吐出が妨げられるほどインクの粘度が変化している可能性がある。

図３により、印刷中断時における被印刷物レーン３の速度Ｇの経過が、時間ｔについて示されている。被印刷物レーン３は、印刷中断をトリガするまで、印刷速度Ｇ_Dで搬送される（部分Ａ１）。引き続いて被印刷物レーン３は制動され、減速ランプＲ_Vにおいてほぼ停止状態にさせられる（部分Ａ２）。印刷中断（部分Ａ３）の後、被印刷物レーン３は、加速ランプＲ_Bにおいて停止状態から再び印刷速度Ｇ_Dに加速される（部分Ａ４）。

図４ａには、印刷速度Ｇ_Dにおける印刷クロックパルスＴ_Dの列が時間ｔについてプロットされている（図３の部分Ａ１）。各印刷クロックパルスＴ_Dにおいて、印刷データＤＡが存在する場合には、印刷ヘッド５のノズルから被印刷物レーン３に向かってインク滴を吐出することができる。図４ｂには、減速ランプＲ_V（図３の部分Ａ２）中の印刷クロックパルスＴ_Dの列が示されている。印刷クロックパルスＴ_Dの時間間隔は長くなる。図４ｃからわかるのは、印刷クロックパルスＴ_D間に（破線で示した）振動パルスＶをどのように形成でき、これらを印刷ヘッド５に供給できるかがである。振動パルスＶにより、印刷ヘッド５において公知のように、あらかじめ設定した数の振動振幅を有する振動サイクルをトリガすることができる。印刷中断の前後の印刷クロックパルスの時間間隔Ｔ_Dがそれを許容する場合（例えば図５ａ）、印刷クロックパルスＴ_D間に複数の振動サイクル、例えば２つまたは３つの振動サイクルをトリガすることも可能である（図５ｂ）。

図４には減速ランプＲ_V中の状況と、加速ランプＲ_B中の状況とが示されており、両者は互いに逆になっている。ここでは印刷クロックパルスＴ_D間の時間間隔は、被印刷物レーン３の速度Ｇに依存して短くなり続けている。

１つの振動サイクルにおいて複数の振動振幅が生じるため、時間間隔が許容すれば、印刷クロックパルスＴ_D間に１つの振動サイクルだけを実行することができる。これが可能である否かは、印刷速度Ｇ_Dに依存する。したがって、例えば印刷速度Ｇ_Dが高い際には、被印刷物レーン３の速度が部分的にすでに低減されておりかつ印刷クロックパルスの時間間隔Ｔ_Dがあらかじめ設定した値に達している値に達している場合に、例えば、被印刷物レーン３の速度が、印刷速度Ｇ_Dの半分まで下がっているか、または被印刷物レーン３が、例えば、加速ランプＲ_Bにおける印刷速度Ｇ_Dの半分にまだ達していない（図３のレベルＥ、フェーズＰＨ）場合にはじめて、上記の振動サイクルのトリガが意味を持ち得るのである。

両ランプＲにおいて被印刷物レーン３が減速または加速される場合、エンコーダローラ６は、印刷クロックパルスＴ_Dを形成し続けるため、印刷ヘッド５は、印刷データＤＡが存在する場合には印刷し続ける。図４ｂには、制動フェーズＲ_B中の印刷クロックパルスＴ_Dの列が原理的に示されている。個々の印刷クロックパルスＴ_D間の時間間隔は、図４ａの印刷動作に比べて長くなっているため、ノズル開口部における粘度の変化に起因してインク滴の吐出が不十分になるという上述した危険性がある。この問題を回避するため、本発明では印刷クロックパルスＴ_D間で、１つの振動パルスＶにより、少なくとも１つの振動サイクルをトリガする。すなわち、各インクチャネルのアクチベータが、ノズルの端部に振動を形成して、これにより、この端部において、つぎの印刷スタート信号ＳＡがトリガされる前にインクが殊にノズル開口部で混合されるようにするのである。エンコーダローラ６が印刷クロックパルスＴ_Dを形成する場合にはつねに、印刷の準備が整った印刷ヘッド５のアクチベータに、またはすべての印刷ヘッド５に、少なくとも１つの振動パルスＶを供給することができ、これに起因して、複数の振動からなる少なくとも１つの振動サイクルを複数のノズルにおいて形成してインクを混合することできる。

ＤＲ 印刷装置、 １ 印刷ユニット、 ２ 印刷機制御部、 ３ 被印刷物レーン、 ４ 印刷バー、 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 排出ローラ、 Ｔ_D 印刷クロックパルス、 Ｖ 振動パルス、 Ｇ 被印刷物レーンの速度、 Ｇ_D 印刷速度、 ＰＨ 振動フェーズ、 Ａ 部分、 Ｒ ランプ、 Ｒ_V 減速ランプ、 Ｒ_B 加速ランプ、 Ｅ レベル、 ｔ 時間

Claims (3)

1. 少なくとも１つの印刷装置（ＤＲ）を有するインク印刷システムの印刷動作における印刷中断を実行する方法において、
   当該方法では、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）によって被印刷物（３）が印刷され、
   前記印刷中断のトリガに伴い、減速ランプ（Ｒ_V）において印刷動作時の速度（Ｇ_D）から、あらかじめ設定した速度に前記被印刷物（３）の押し出し速度が低減され、前記印刷中断の後、加速ランプ（Ｒ_B）において再び印刷速度（Ｇ_D）に加速され、
   センサ（６）を用いて前記被印刷物（３）の押し出しに依存して印刷クロックパルス（Ｔ_D）が形成されて、当該印刷クロックパルスが前記印刷機制御部（２）に供給され、
   前記方法では、前記両ランプ（Ｒ）中、
   前記印刷クロックパルス（Ｔ_D）の相互の時間間隔があらかじめ設定した値に達した場合、前記印刷機制御部（２）によって少なくとも１つの印刷ヘッド（５）に少なくとも１つの振動パルス（Ｖ）を送信して、当該印刷ヘッド（５）において複数の振動振幅からなる少なくとも１つのサイクルが実施されるようにする、
   ことを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   前記被印刷物（３）の前記押し出し速度が前記印刷速度の半分よりも小さい場合に、はじめて第１の振動パルス（Ｖ）を形成する、
   ことを特徴とする方法。
3. 請求項２に記載の方法において、
   前記印刷ユニット（１）は複数の印刷ヘッド（５）を有しており、
   前記両ランプ（Ｒ）中、
   印刷クロックパルス（Ｔ_D）の発生時に、前記印刷機制御部（２）内に印刷データ（ＤＡ）が存在する複数の印刷ヘッド（５）に印刷スタート信号（ＳＡ）を供給し、
   当該スタート信号（ＳＡ）に基づき、駆動制御される前記印刷ヘッド（５）によってインク滴を吐出し、
   その際に印刷クロックパルス（Ｔ_D）の後、つぎの印刷クロックパルス（Ｔ_D）が前記センサ（６）によって形成される前に少なくとも１つの振動パルス（Ｖ）を前記印刷ヘッド（５）に送信する、
   ことを特徴とする方法。

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