JP2014040100A - 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 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷速度から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る印刷中断時に、前記中断の終了後にインクドロップの噴出の障害となる、印刷ヘッドのノズル内のインクの粘性の変化を確実に回避する方法を提供すること。
【解決手段】印刷動作中断中に印刷タイミングパルス（Ｔ_Ｄ）が生じると、印刷機制御部（２）は、前記印刷タイミングパルス（Ｔ_Ｄ）に対応する印刷データ（ＤＡ）を少なくとも１つの印刷ヘッド（５）にロードして当該印刷ヘッド（５）へ印刷開始信号（ＳＡ）を送信する前に、振動をトリガするため、少なくとも１つの振動パルス（Ｖ）を前記少なくとも１つの印刷ヘッド（５）へ送信する。
【選択図】図２

Description

本発明は、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に関する。

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ク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。この作動装置は、圧電方式でインク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、インクチャネル内のインクが最適に動けなくなり、これにより、インク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、インクチャネル内のインクは完全に乾燥してインク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。

印刷休止中にある印刷ヘッドのノズル内のインク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、たとえばインクまたは洗浄液等を、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、ノズル内のインクの粘性の変化に起因して生じる、インクドロップの噴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、インクドロップが噴出されないように、かつ、ノズル内のインク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（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クと、圧電作動装置内部にあるインクとが混合し、印刷動作時にインク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の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、完全に停止するまで被印刷材の送り速度を減速し、たとえば３分の待機時間経過後に再び開始することができる。印刷動作をこのように中断すると、一部印刷された印刷画像が印刷ヘッドの下に留まり、中断を終了した後、この印刷画像の印刷を継続しなければならない。

ＥＰ０７８８８８２Ｂ１ ＤＥ６９７３６９９１Ｔ２ ＤＥ６９７３６９９１Ｔ２（ＥＰ０７８８８８２Ｂ１）

本発明の解決すべき課題は、印刷速度からたとえば静止するまで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る印刷中断時に、前記中断の終了後にインクドロップの噴出の障害となる、印刷ヘッドのノズル内のインクの粘性の変化、とりわけノズル開口のインク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。

インク印刷機（従来技術）の印刷ユニットの基本的構成を示す図である。 印刷動作中および印刷中断中の印刷タイミングパルス列を表す基本的なパルスチャートである。 本発明を使用しない場合と使用した場合の、印刷ヘッドの駆動制御の基本的な流れを示す図である。

以下、印刷ヘッドの印刷動作の中断とは、印刷ヘッドが目下、被印刷材上に印刷記号を印刷中であり、この印刷が未だ完了していないのに被印刷材を停止させることを意味する。印刷中断後には、被印刷材を再び印刷速度まで加速させ、印刷ヘッドは印刷ジョブを完了させる。

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。１つまたは複数の印刷ヘッドに対する印刷データが存在する場合、この印刷ヘッドに印刷開始信号が供給され、これにより、印刷ヘッドはインクドロップを被印刷物の方向に噴出する。

印刷中断中にも、被印刷材が動くと、前記センサによって印刷タイミングパルスを生成できることが明らかとなった。このことは、印刷中断中に被印刷材の膨張状態が変化すると、たとえば、被印刷材が湿気にさらされてふやけると生じる。しかし、印刷中断中に印刷タイミングパルスが生じると、印刷を中断していた印刷ヘッドが再び印刷を継続することとなる。しかし、印刷ヘッドが印刷を再開する前に、印刷機制御部は振動パルスを印刷ヘッドへ送信し、この振動パルスによって、印刷ヘッドは公知のように振動を行う。その次に初めて、印刷機制御部は印刷データを印刷ヘッドへロードし、この印刷ヘッドへ印刷開始信号を送信する。このようにして、ノズル内のインクの粘性が不所望に上昇するのを防止することができる。

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：
・印刷中断時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。
・乾燥しやすいインクによる印刷が可能になること。
・本発明を低コストで実施できること。

図１〜３に基づいて、本発明を詳細に説明する。

図１では、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３として被印刷材巻取ウェブを使用するが、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。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３は引出ローラ９によってプリントバー４の側を通るように移動し、この引出ローラ９はガイドローラ８を有するサドル上にある。印刷ユニット１の入力側にセンサが配置されている。このセンサは、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、印刷のための印刷データが印刷機制御部２にすでに存在する場合に各個々の印刷ヘッド５のノズルにおけるインク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３ａ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を生成する（ステップＳ１）。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。このことにより、各印刷タイミングパルスＴ_Ｄの後に各印刷ヘッド５へ印刷データＤＡが供給され（ステップＳ２）、印刷開始信号ＳＡによってインクドロップの噴出がトリガされる（ステップＳ３）。印刷ヘッド２は公知のように、インク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クドロップを生成することができ、印刷画素を生成するために、このインク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。

図１の印刷機ＤＲはさらに、巻取ウェブ引張センサ１０も有することができる。この巻取ウェブ引張センサ１０は、たとえば駆動ローラ７とエンコーダローラ６との間にある被印刷材巻取ウェブ３に隣接して配置される。前記巻取ウェブ引張センサ１０によって求められた、前記被印刷材巻取ウェブ３の巻取ウェブ引張力の瞬時値は、印刷動作時と印刷中断中とにおいて巻取ウェブの予め定められた目標値と比較され、当該瞬時値が当該目標値から偏差する場合には、たとえば引出ローラ９の回転数を変化させることにより、前記被印刷材巻取ウェブ３の巻取ウェブ引張力が前記目標値に再びなるように制御することができる。そのために必要な制御回路は、印刷機制御部２に配置することができる。

印刷動作を中断すると、冒頭に述べた問題が生じる。たとえば、被印刷材巻取ウェブ３は印刷中断中に湿気にさらされると膨張することがある。その際には、被印刷材巻取ウェブ３は巻取ウェブ引張力制御により、矢印ＰＦ１の方向に動かされる。

しかし、被印刷材巻取ウェブ３が印刷中断中に幾らか動くと、エンコーダローラ６は印刷タイミングパルスＴ_Ｄを出力する。その後、存在する印刷データＤＡが対応する印刷ヘッド５に、印刷開始信号ＳＡが供給され、この印刷開始信号ＳＡは後続の印刷において、被印刷材巻取ウェブ３に向かってインクドロップを噴出する。しかし、印刷中断中の印刷タイミングパルスＴ_Ｄ相互間の時間間隔は、印刷動作時と比較して大きいので、ノズル開口内のインクの粘性が変化することにより、圧電作動装置によって障害なくインクドロップを噴出できなくなるか、または全く噴出できなくなるという危険性がある。

このことを回避するためには、インクドロップを噴出させる前に予め、振動を引き起こすための少なくとも１つの振動パルスＶがノズルの作動装置へ送信され、この作動装置によってノズル開口のインクが混合されるように、個々のノズルの各駆動制御時点を印刷開始信号ＳＡによって時間的にずらす。

図２のパルスチャートに、印刷中断中の上述の状況を示している。ここでは、印刷中断中に被印刷材巻取ウェブ３を静止させようとしていることを前提としている。図２ａのパルスチャートでは、印刷速度が定格速度である場合の印刷タイミングパルスＴ_Ｄの列を時間ｔに依存して示している。印刷ヘッドＤＡに対して印刷データＤＡが存在する場合には、各印刷タイミングパルスＴ_Ｄごとに各印刷ヘッド５のノズルからインクドロップを生成することができ、このインクドロップは、被印刷材巻取ウェブ３に向けられる。

印刷中断中に被印刷材巻取ウェブ３を静止させる場合でも、被印刷材巻取ウェブ３に及ぼされる上述の周辺影響により、被印刷材巻取ウェブ３は長手方向に一時的に非常に緩慢に動き、それにより、エンコーダローラ６は印刷タイミングパルスＴ_Ｄを生成し、印刷タイミングパルスＴ_Ｄが発生すると、印刷が中断されていた印刷ヘッド５は再び印刷を行う。図２ｂに、印刷中断中の印刷タイミングパルスＴ_Ｄの列の基本形を示す。図２ｂでは、印刷タイミングパルスＴ_Ｄの相互間の時間間隔は等しくなっている。しかし、実際には印刷タイミングパルスＴ_Ｄの時間間隔は、被印刷材巻取ウェブ３の膨張状態の変化に依存して変化する。しかし、各印刷タイミングパルスＴ_Ｄ相互間の時間間隔は、図２ａの印刷動作と比較して大きいので、すでに述べたように、ノズル開口のインクの粘性の変化によってインクドロップの噴出が不十分となるおそれがある。

この問題を回避するため、本発明では、印刷中断中に印刷タイミングパルスＴ_Ｄが生じると（図２ｂ）、各印刷ヘッド５に対して印刷開始信号ＳＡを生成して各印刷ヘッドのインクドロップを作動装置によって噴出させる前に、インクチャネル内においてとりわけノズル開口にあるインクが完全に混合するように、当該インクチャネル内において振動を発生させる（図２ｃの破線）。このようにして、各印刷点ごとのインクドロップの出力は時間的に遅延され、このことにより、作動装置において振動を生じさせることができるようになる。図２ｃと図２ｂとを比較すると、このプロセスが良く分かる。エンコーダローラ６が印刷タイミングパルスＴ_Ｄを生成すると必ず、印刷ヘッド５の印刷可能状態にある作動装置へ少なくとも１つの振動パルスＶが供給され、この振動パルスＶにより、インクを完全に混合させるようにノズルにおいて振動を生じさせる。このようにして、生成すべき印刷点に対応するこのインクドロップは時間的にずらされて噴出されるようになる。

図３ａ，３ｂには、上述の目的を実現するために、印刷機制御部２において印刷フローをどのように変更すべきかを示す。本発明を用いない場合（図３ａ）、印刷タイミングパルスＴ_Ｄが生じると（ステップＳ１）、印刷ヘッド５に印刷データＤＡがロードされ（ステップＳ２）、その後、印刷が実行される（図３ａのステップＳ３）。本発明を用いる場合には（図３ｂ）、印刷タイミングパルスＴ_Ｄが生じると（ステップＳ１）、印刷ヘッド５において振動サイクルを作動させるためのデータＤ_ｖがロードされ（ステップＳ２ａ）、その後、当該印刷ヘッド５へ振動パルスＶが供給され（ステップＳ２ｂ）、これにより圧電作動装置は振動を行うが、インクドロップは噴出されず、その次に初めて印刷データＤＡが印刷ヘッド５へロードされ（ステップＳ３）、印刷が開始される（ステップＳ４）。

印刷動作の印刷中断時には、被印刷材巻取ウェブ３の表面における印刷点の生成の時間遅延は、この時間遅延により生じる相対的な誤差が障害にならない程度に小さい。

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 エンコーダローラ
７ 駆動ローラ
９ 引出ローラ
１０ 巻取ウェブ引張センサ
ＰＦ０ 被印刷材巻取ウェブ３の搬送方向
Ｔ_Ｄ 印刷タイミングパルス
ＤＡ 印刷データ

Claims (3)

1. 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）に印刷する少なくとも１つの印刷機（ＤＲ）を備えたインク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、
   前記印刷機（ＤＫ）の前記印刷ユニット（１）より上流に配置されたセンサ（６）によって、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、前記印刷タイミングパルス（Ｔ_Ｄ）を印刷機制御部（２）へ供給し、
   被印刷材巻取ウェブ（３）の送り速度を印刷動作時の速度から静止状態にする印刷動作中断中に、印刷タイミングパルス（Ｔ_Ｄ）が生じると、前記印刷機制御部（２）は、前記印刷タイミングパルス（Ｔ_Ｄ）に対応する印刷データ（ＤＡ）を前記少なくとも１つの印刷ヘッド（５）にロードして当該印刷ヘッド（５）へ印刷開始信号（ＳＡ）を送信する前に、振動をトリガするため、少なくとも１つの振動パルス（Ｖ）を前記少なくとも１つの印刷ヘッド（５）へ送信する
   ことを特徴とする方法。
2. 前記印刷中断のトリガにより前記被印刷材巻取ウェブ（３）の送り速度を印刷動作時の速度から静止状態にし、前記印刷動作の開始時に前記送り速度を再び加速させる、
   請求項１記載の方法。
3. 前記印刷ユニット（１）は複数の印刷ヘッド（５）を有し、
   対応する印刷データ（ＤＡ）が存在する印刷ヘッド（５）にだけ、振動パルス（Ｖ）を供給する、
   請求項１または２記載の方法。

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