JP2016032927A - 印刷装置および印刷方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】加熱された記録媒体であっても印刷ずれを低減させることが可能な印刷装置を提供することを目的とする。【解決手段】搬送される連続紙WPに対して印刷を行う印刷ユニット2を備えたインクジェット印刷装置1であって、連続紙WPを搬送する駆動ローラ15と、連続紙WPの搬送速度を検出する搬送速度検出部32と、連続紙WPの搬送に基づいて、印刷ユニット2が行う印刷のタイミング基準信号を生成する、搬送ローラ10に設置されたエンコーダ8と、搬送速度およびタイミング基準信号を基にエンコーダ8が設置された搬送ローラ10の経時的変化に対応して印刷補正データを生成する印刷補正データ生成部33と、印刷補正データに基づいて連続紙WPに対するインクジェット印刷部2の印刷補正処理を行うオフセット補正部52と、を備えるインクジェット印刷装置1である。【選択図】図2

Description

本発明は、記録媒体の搬送方向における印刷の色ずれを補正する印刷装置及び印刷方法に関する。
従来、記録媒体(例えば連続紙)の搬送方向に沿って複数個の印刷ヘッドを配置して1つの印刷部が構成されているインクジェット印刷装置がある(例えば特許文献1)。特許文献1の印刷装置では、ブラック(Bk)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の各色の印刷ヘッドが順に搬送方向に沿って配置されている。
このような構成の印刷部では、搬送方向に前後した印刷ヘッドにおいて印刷タイミングをそれぞれ変えることにより、画像データに合った位置で各色を印刷することができる。この印刷のタイミングは、記録媒体の搬送速度や印刷ヘッドの間隔などに基づいて決められる。
特開2014−24266号公報
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、インクジェット印刷装置において、印刷タイミングは、記録媒体に接触するローラに備えられたエンコーダが検出する信号を基に制御されている。記録媒体の中には、印刷ヘッドにより印刷される前に、既にコーティング印刷または片面が印刷されて乾燥されているものもある。この場合、記録媒体は乾燥により加熱されている。この加熱された記録媒体が搬送されると、記録媒体によりローラが加熱され、ローラに熱膨張が発生する。これにより、エンコーダの検出信号に遅延が発生し、各印刷ヘッドから吐出されるインクのタイミングにずれが発生する。この結果、印刷された記録媒体に色ずれが発生する。
図11および図12を参照して説明する。図11はエンコーダが備えられたローラに熱膨張が発生していない場合の印刷の流れを説明する説明図であり、図12はローラに熱膨張が発生した場合の印刷の流れを説明する説明図である。
図11において、ローラ81の周長はLとし、紙82が速度Vで搬送されているとする。ローラ81の周長Lと搬送速度VとはV=L/tの関係がある。各色のインクジェットヘッド83が距離Lの間隔で配置されているとし、ローラ81から下流側に距離L分離れた地点に最初のインクジェットヘッド83が配置されているとする。すなわち、ローラ81からブラック(Bk)のインクジェットヘッド83までの距離はLであり、イエロー(Y)のインクジェットヘッド83までの距離は4Lである。ローラ81の回転に合わせてエンコーダからタイミング基準信号が出力され、これを基に各インクジェットヘッド83からインクが吐出される。
異なる色のインク滴を紙82の搬送方向に対して同じライン上に印刷する場合を説明する。図11(b)が示すように、紙82がローラ81を通過後、時間tの時点でブラックのインクジェットヘッド83に吐出信号が入力され、ブラックのドット84が印刷される。また、時間4tの時点で吐出信号が入力され、イエローのドット85が印刷される。これにより、図11の(c)が示すように、紙82の搬送方向に対して同じライン上にブラックのドット84とイエローのドット85を印刷することができる。
しかしながら、図12の(a)が示すように、エンコーダが設置されたローラ81が熱膨張により、周長がL+aに変化したとする。この場合でも、紙82の搬送速度Vは一定に制御されているので、V=L/tである。したがって、ローラ81の角速度が遅くなり、エンコーダから出力されるタイミング基準信号の時間間隔が長くなる。これにより、各インクジェットヘッドから吐出されるタイミングにずれが発生する。
図12(b)に示すように、ブラックのインクジェットヘッド83には紙82がローラ81を通過後、t+t’のタイミングで吐出信号が入力されるので、t’の間に紙82が進む分だけドット84の位置が搬送方向の後方にずれる。また、イエローのインクジェットヘッド83には、4(t+t’)のタイミングで吐出信号が入力されるので、4t’の間に紙82が進む分だけドット85の位置が搬送方向の後方にずれる。この結果、図12(c)に示すように、同じライン上に印刷されるべきブラックのドット84とイエローのドット85に位置ずれが発生する。t’はt’=a/L・tの関係があるので、それぞれ、画像データ上の印刷されるべき位置から後方へaおよび4aずれて印刷される。このように、エンコーダに最も近いブラックのインクジェットヘッド83とエンコーダから最も距離が離れているイエローのインクジェットヘッド83とのずれが3aとなり、色ずれが大きくなる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、加熱された記録媒体であっても印刷時の色ずれを低減させることが可能な印刷装置および印刷方法を提供することを目的とする。
本発明は、このような目的を達成するために、次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る印刷装置は、搬送される記録媒体に対して印刷を行う印刷部を備えた印刷装置であって、前記記録媒体を搬送する搬送部と、前記記録媒体の搬送速度を検出する搬送速度検出部と、前記記録媒体の搬送に基づいて、前記印刷部が行う印刷のタイミング基準信号を生成するタイミング基準信号生成部と、前記搬送速度および前記タイミング基準信号を基に前記タイミング基準信号生成部の経時的変化に対応して印刷補正データを生成する印刷補正データ生成部と、前記印刷補正データに基づいて前記記録媒体に対する前記印刷部の印刷補正処理を行う印刷補正部と、を備えることを特徴とするものである。
本発明に係る印刷装置によれば、印刷のタイミング制御において、印刷のタイミングの基準となるタイミング基準信号生成部が記録媒体との接触により加熱され経時的変化をする。これに対して、タイミング基準信号生成部とは別に設けられた搬送速度検出部により検出される記録媒体の搬送速度とタイミング基準信号とから、タイミング基準信号生成部の経時的変化に対応する補正データを生成する。さらにこの補正データに基づいて印刷補正処理を行うことで、タイミング基準信号生成部の経時的変化に伴う印刷のタイミングのずれを抑制し、印刷時の色ずれを低減することができる。
また、本発明に係る印刷装置において、前記タイミング基準信号生成部は、前記記録媒体と接触するローラと前記ローラに接続されるエンコーダとを備え、前記タイミング基準信号はエンコーダの検出信号であることが好ましい。記録媒体に接触するローラにエンコーダを接続し、エンコーダの検出信号をタイミング基準信号として用いることで、印刷のタイミング制御を適切に行うことができる。また、エンコーダの検出信号を用いることで、温度センサを用いるよりも高精度にローラの熱膨張を検出することができる。
また、本発明に係る印刷装置において、前記印刷補正データ生成部は、前記エンコーダが接続される前記ローラの周長の変化を基に印刷補正データを生成することが好ましい。エンコーダが接続されるローラの周長の変化を基に印刷補正データを作成することで、高精度にローラの熱膨張の変化を検出することができ、印刷時の色ずれを高精度に低減することができる。
また、本発明に係る印刷装置において、前記搬送部は、前記記録媒体を搬送する搬送ローラと、前記搬送ローラを駆動するモータとを備え、前記搬送速度検出部は、前記モータへの駆動指令信号を基に前記搬送速度を検出することが好ましい。搬送ローラを駆動するモータの駆動指令信号を基に検出することで、速度センサを設けなくても記録媒体の搬送速度を簡易で高精度に測定することができる。
また、本発明に係る印刷装置において、前記印刷補正データ生成部は、前記搬送ローラの周長の変化も基に印刷補正データを生成することが好ましい。搬送ローラの周長の変化も基に印刷補正データを作成することで、搬送ローラが熱膨張により周長が変化しても、搬送速度を正確に検出することができ、搬送ローラの熱膨張による印刷時の色ずれを低減することができる。
また、本発明に係る印刷装置において、前記印刷補正データ生成部は、印刷の終了時における前記印刷補正データを記憶し、中断時間を挟んで前後する2つの印刷のうち、前の印刷の終了時における前記印刷補正データおよび前記中断時間を基に後の印刷の開始時における印刷補正データを推定することが好ましい。中断時間後の印刷の開始時における印刷補正データを精度良く推定できる。その結果、印刷の初期における色ずれを効果的に低減できる。
また、本発明に係る印刷装置において、前記印刷補正データ生成部は、印刷の開始時からの前記記録媒体の搬送距離、および、印刷の開始時からの経過時間の少なくともいずれかに基づいて、印刷補正部に出力する前記印刷補正データを、推定した前記印刷補正データから、前記搬送速度および前記タイミング基準信号を基に生成した前記印刷補正データに切り替えることが好ましい。これによれば、前記搬送速度および前記タイミング基準信号に基づいて印刷補正データを適切に生成可能になるタイミングで、印刷補正部に出力する前記印刷補正データを切り替えることができる。その結果、切り替える前においても切り替えた後においても、色ずれを効果的に低減できる。
また、本発明に係る印刷装置において、前記印刷補正部は、前記印刷補正データに基づいて画像データの搬送方向についてのオフセットを補正することが好ましい。印刷補正データに基づいて画像データのオフセットを補正するので、印刷時の色ずれを低減することができる。
また、本発明に係る印刷装置において、前記印刷部はインク滴を吐出するインクジェットヘッドを備え、前記印刷補正部は、前記印刷補正データに基づいて前記記録媒体に対する前記インク滴の吐出タイミングを補正することが好ましい。印刷補正データに基づいてインク滴の吐出タイミングを補正するので、印刷時の色ずれを低減することができる。
また、本発明に係る印刷方法は、搬送される記録媒体に対して印刷を行う印刷方法であって、前記記録媒体の搬送速度を検出する搬送速度検出ステップと、タイミング基準信号生成部により前記記録媒体に基づいて生成された印刷のタイミング基準信号を生成するタイミング基準信号生成ステップと、前記タイミング基準信号生成部の経時的変化に対応して、前記搬送速度および前記タイミング基準信号を基に印刷補正データを生成する印刷補正データ生成ステップと、前記印刷補正データを基に前記記録媒体に対する前記印刷部の印刷補正処理を行う印刷補正ステップと、を備えることを特徴とするものである。
本発明に係る印刷方法によれば、搬送速度検出ステップにより検出される記録媒体の搬送速度とタイミング基準信号生成ステップにより生成されるタイミング基準信号とから、タイミング基準信号生成部の経時的変化に対応する補正データを生成する。さらにこの補正データに基づいて印刷補正処理を行うことで、タイミング基準信号生成部の経時的変化に伴う印刷のタイミングのずれを抑制し、印刷時の色ずれを低減することができる。
なお、本明細書は、次のような印刷装置に係る発明も開示している。
(1)本発明に係る印刷装置において、前記印刷補正データ生成部は、印刷の終了時における前記ローラの周長の変化を記憶し、中断時間を挟んで前後する2つの印刷のうち、前の印刷の終了時における前記ローラの周長および前記中断時間を基に後の印刷の開始時における印刷補正データを推定することを特徴とする印刷装置。
前記(1)に記載の発明によれば、中断時間後の印刷の開始時における印刷補正データを精度良く推定できる。その結果、印刷の初期における色ずれを効果的に低減できる。
本発明に係る印刷装置および印刷方法によれば、加熱された記録媒体であっても印刷時の色ずれを低減させることが可能な印刷装置および印刷方法を提供することができる。
実施例に係るインクジェット印刷装置の概略構成図である。 印刷ユニットの機能ブロック図である。 従来のインクジェット印刷装置における画像データを説明する説明図である。 実施例1のインクジェット印刷装置における画像補正を説明する説明図である。 実施例1の色間ずれを補正するフローチャート図である。 従来のインクジェット印刷装置におけるエンコーダローラの温度を示すグラフである。 従来のインクジェット印刷装置における印刷の色ずれを説明する説明図である。 実施例1のインクジェット印刷装置におけるエンコーダローラの温度を示すグラフである。 実施例1のインクジェット印刷装置における印刷の色ずれを説明する説明図である。 実施例2におけるエンコーダローラの周長測定を説明する説明図である。 従来のインクジェット印刷装置における印刷を説明する説明図である。 従来のインクジェット印刷装置における搬送方向における色ずれを説明する説明図である。 印刷時間および中断時間と、搬送ローラの周長との関係を示すグラフである。 中断時間と搬送ローラの周長の差分との関係を示すグラフである。 実施例3の色間ずれを補正するフローチャート図である。 中断時間と搬送ローラの周長の差分との関係を示すグラフである。
以下、図面を参照して本発明の実施例1を説明する。図1は、実施例に係るインクジェット印刷装置の概略構成図である。
インクジェット印刷装置1は、シート状の連続紙WPに印刷を行う印刷ユニット2と、印刷された連続紙WPを乾燥する乾燥ユニット3と、印刷された連続紙WPを検査する検査ユニット4と、印刷ユニット2に連続紙WPを供給する給紙部5と、印刷を終えた連続紙WPをロール状に巻き取る排紙部6とを備えている。
給紙部5は、連続紙WPのロールを水平軸周りに回転可能に保持し、印刷ユニット2に対して連続紙WPのロールから連続紙WPを巻き出して供給する。また、排紙部6は、検査ユニット4で検査された連続紙WPを水平軸周りに巻き取る。連続紙WPの供給側を上流とし、連続紙WPの排紙側を下流とすると、給紙部5は印刷ユニット2の上流側に配置されており、排紙部6は印刷ユニット2の下流側に配置されている。
印刷ユニット2は、給紙部5からの連続紙WPを取り込むための駆動ローラ7を上流側に備えている。駆動ローラ7によって給紙部5から巻き出された連続紙WPは、駆動機構を有さない回転可能な搬送ローラ8、9に沿って下流側の排紙部6に向かって搬送される。後述する検査部21と排紙部6との間には、駆動ローラ11が配置されている。この駆動ローラ11は、後述する検査部21を通過した連続紙WPを排紙部6に向かって送り出すようになっている。
印刷ユニット2には、駆動ローラ7、エッジ位置制御部13、駆動ローラ15、インクジェット印刷部17が設けられている。また、乾燥ユニット3には、連続紙WPの裏面から接触し、連続紙WPに付着したインク滴を加熱して乾燥させるヒートドラム19が設けられている。そして、検査ユニット4には、検査部21、駆動ローラ11が設けられている。
連続紙WPは、駆動ローラ7、エッジ位置制御部13、駆動ローラ15、搬送ローラ8、インクジェット印刷部17、ヒートドラム19、検査部21、駆動ローラ11の順番に搬送されるようになっている。なお、符号203は、連続紙WPの搬送経路を示す。エッジ位置制御部13は、連続紙WPが蛇行すると自動で調整し、連続紙WPが正しい位置に流れるようにする。駆動ローラ15は、搬送制御部31から指令される速度で回転し、他の駆動ローラ7,11およびヒートドラム19の回転数の基準となる基準ローラである。
なお、駆動ローラ7,11,15には、個別にニップローラ23が回転可能に設けられている。ニップローラ23は、連続紙WPを挟んで反対側から駆動ローラ7,11,15を押圧することで、連続紙WPの搬送力を与えている。押圧力は、例えばエアシリンダで与えられる。また、ニップローラ23は、例えばゴム等の弾性体で構成される。また、駆動ローラ7は、モータ16により回転駆動されている。駆動ローラ7、11にもそれぞれ図示しないモータに回転駆動されている。駆動ローラ15およびモータ16は本発明における搬送部に相当する。
駆動ローラ15とインクジェット印刷部17との間に設けられた搬送ローラ8には、エンコーダ10が設けられている。エンコーダ10は、インクリメンタル型のロータリエンコーダである。エンコーダ10のZ相のパルス信号はエンコーダ10が1回転につき1回だけ発生する信号である。この信号はインクジェット印刷部17が行うインク吐出のタイミング基準信号となる。本発明で使用するエンコーダの信号はZ相のパルス信号を使用することが好ましい。これにより、搬送ローラ8に関わる熱膨張の計算精度を向上させることができる。搬送ローラ8およびエンコーダ10は本発明におけるタイミング基準信号生成部に相当する。
インクジェット印刷部17は、各色ごとにインク滴を吐出するインクジェットヘッド17a,17b、17c,17dを有する。具体的には、インクジェットヘッド17aは、ブラック(K)のインク滴を吐出し、インクジェットヘッド17bは、シアン(C)のインク滴を吐出する。また、インクジェットヘッド17cは、マゼンタ(M)のインク滴を吐出し、インクジェットヘッド17dは、イエロー(Y)のインク滴を吐出する。インクジェットヘッド17a〜17dは、上流側から順にブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の順で搬送経路203に沿って配置されている。インクジェットヘッド17a〜17dは、それぞれ、図示しないインク供給部が接続されており、必要に応じてインク滴が供給される。
ヒートドラム19はヒータを内蔵し、回転駆動するようになっている。なお、ヒートドラム19は、図示しないモータやギア等の駆動機構により回転駆動する。検査部21は、印刷された部分に汚れや抜け等がないか検査する。検査後の連続紙WPは、排紙部6にロール状に巻き取られる。
また、インクジェット印刷装置1は、主制御部25、操作部27とを備えている。主制御部25は、インクジェット印刷装置1の各構成を統括的に制御し、中央演算処理装置(CPU)等で構成される。操作部27は、インクジェット印刷装置1を操作するものであり、例えば、タッチパネルや各種スイッチで構成される。また、操作部27は、パーソナルコンピュータで構成され、マウスやキーボード等で操作を入力するものであってもよい。
また、印刷ユニット2は、搬送制御部31、搬送速度検出部32、印刷補正データ生成部33、画像処理部35および印刷タイミング制御部37を備える。搬送制御部31、搬送速度検出部32、印刷補正データ生成部33、画像処理部35および印刷タイミング制御部37は、FPGAやマイクロプロセッサとメモリ等で構成される。
搬送制御部31は、主制御部25から指示される速度で連続紙WPを搬送するために、駆動ローラ15を回転駆動するモータ16へ指令信号パルスを出力する。搬送速度検出部32は、搬送制御部31からモータ16へ出力される駆動指令信号パルスを入力し、この信号を基に連続紙WPの搬送速度Vを検出する。なお、駆動指令信号パルスの平均値から搬送速度を算出する方がノイズ成分を除去できるので好ましい。
印刷補正データ生成部33は、搬送ローラ8の熱膨張に応じて印刷補正データを生成する。画像処理部35は印刷される画像データを基に各色ごとの画像データを生成する。印刷タイミング制御部37は、エンコーダ10から送られる信号を基に、インクジェットヘッド17a〜17dから吐出されるインク滴の吐出タイミングを制御する。
次に図2を参照する。図2は、印刷ユニットの主要部についての機能ブロック図である。印刷補正データ生成部33は、周長測定部41と、膨張測定部43と、補正データ生成部45とを備える。周長測定部41はエンコーダ10が設けられている搬送ローラ8の周長Lを測定する。周長測定部41には、エンコーダ10のパルス信号と搬送速度検出部32で検出された搬送速度Vが入力される。
周長測定部41はエンコーダ10のZ相のパルス信号周期tと連続紙WPの搬送速度Vとから搬送ローラ8の周長Lを算出する。実施例1では、演算を簡易にするために、駆動ローラ15は熱変形しないという前提に基づいて搬送ローラ8の周長Lを算出する。また、モータ16への指令信号に基づいて算出された搬送速度Vと駆動ローラ15の実際の周速度は一致しているとする。パルス信号周期tはエンコーダ10の1回転の周期でもよいし、所定のパルスの時間間隔でもよい。
搬送ローラ8の周速度Vと駆動ローラ15の周速度Vとが等しい(V=V)とすると、搬送ローラ8の周長Lは次の関係式が成り立つ。
=t・V=t・V ・・・(1)
このように、搬送ローラ8の周長Lは、エンコーダ10のZ相のパルス信号周期tと連続紙WPの搬送速度Vとから算出することができる。なお、パルス信号周期tはカウント数Countと印刷補正データ作成部33を構成するFPGA等の1クロック時間clkを用いることで次の関係式により求めることができる。
=Count・clk ・・・(2)
このようにして測定された搬送ローラ8の周長Lは膨張測定部43へ出力される。
膨張測定部43は予め記憶されている搬送ローラ8の基準周長Loと入力された周長Lとの差分を算出する。
ΔL=L−Lo ・・・(3)
算出された差分ΔLは補正データ生成部45へ出力される。
補正データ生成部45は、周長において熱膨張した長さΔLを基に印刷画像の搬送方向についてのオフセット位置のずらし量Sを算出する。
S=ΔL・k/(Inch/解像度) ・・・(4)
このずらし量Sは画像データのドット単位の量である。算出されたずらし量Sは画像処理部35へ出力される。また、kはスケールファクターであり、各インクジェットヘッド17a〜17dにおける色ずれに関わる数値が入る。例えば、図12(a)の位置関係において、ブラックのインクジェットヘッド83を基準にした場合、イエローのずらし量Sを算出するのにk=3となる。
画像処理部35は、色別画像データ生成部51とオフセット補正部52とを備える。色別画像データ生成部51は、主制御部25から送られる画像データからインクの色ごとの画像データを生成する。すなわち、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの4種類の画像データが作成される。
オフセット補正部52は、図3および図4に示すように、補正データ生成部45から入力されるずらし量Sを基に、各画像データのオフセット位置を搬送方向に移動する補正を実施する。図3は基準となるブラック(Bk)およびイエロー(Y)の基準となるオフセット位置を示す図である。図4は、イエロー(Y)の画像データについてオフセット位置を移動した例を示す図である。各色の画像データの移動量は異なる。オフセット位置が補正された画像データが印刷タイミング制御部37へ出力される。オフセット補正部52は本発明における印刷補正部に相当する。
印刷タイミング制御部37は、各色ごとに補正された画像データと、エンコーダ10から入力されるタイミング基準信号とを基に、各インクジェットヘッド17a〜17dへ吐出信号を出力し、インク滴を吐出するタイミングを制御する。
次に、図5を参照して印刷補正処理を説明する。図5は実施例1の色間ずれを補正するフローチャート図である。
連続紙WPの搬送速度Vをモータ16への駆動信号を用いて検出する(ステップS01)。搬送ローラ8に取り付けられたエンコーダ10は、搬送ローラ8の回転に応じてタイミング基準信号となるパルス信号を生成する(ステップS02)。搬送ローラ8は連続紙WPを搬送すると、時間が経過するにつれて加熱されて膨張する。そこで、検出された搬送速度およびタイミング基準信号を基に搬送ローラ8の周長を測定する(ステップS03)。測定された搬送ローラ8の周長と予め基準となる周長との差分を算出することで、搬送ローラ8の周長における膨張量を算出する(ステップS04)。算出された膨張量を基に、画像データの補正データを生成する(ステップS05)。生成された補正データを基に画像データのオフセットを補正する(ステップS06)。オフセットが補正された画像データを基にインクジェット印刷部17がインクを吐出する(ステップS07)ことで色間ずれを抑制して印刷することができる。
次に図6から図9を参照して実施例1の効果を説明する。図6は従来のインクジェット印刷装置におけるエンコーダが取付けられたローラの温度を示すグラフである。図7は、従来のインクジェット印刷装置における印刷の色ずれを説明する説明図である。すなわち、CCDカメラを用いて計測したブラックとイエローとの実際の色ずれ量のグラフである。図8は実施例1のインクジェット印刷装置におけるエンコーダが設置されたローラの温度を示すグラフである。図9は実施例1のインクジェット印刷装置における印刷の色ずれを説明する説明図である。すなわち、実施例1のインクジェット印刷装置において、CCDカメラを用いて計測したブラックとイエローとの実際の色ずれ量のグラフである。
図6および図8を参照すると、従来の印刷装置においても、実施例1の印刷装置1においても、印刷媒体が搬送され始めると、時間が経過するにつれて、エンコーダが取付けられたローラの温度が上昇している。図7を参照すると、従来の印刷装置においては、ローラの温度上昇に対応するように、色ずれ量も増加している。約1300秒の印字でローラの温度が約5℃上昇し、ローラの熱膨張の結果、ブラックとイエローとの間で0.14mmのずれが発生している。
しかしながら、図9を参照すると、実施例1の印刷装置1においては、エンコーダが取付けられたローラの温度が上昇して色ずれ量が増加する度に色ずれが補正される。この結果、色ずれ量の最大量が1画素程度(1200dpiにおいて約21μm)となり、色ずれ量が抑制されている。このように、実施例1の印刷装置1によれば、エンコーダ10が設けられている搬送ローラ8の経時的変化に伴う印刷のタイミングのずれを抑制し、印刷時の色ずれを低減することができる。
また、実施例1によれば、エンコーダ10が取付けられている搬送ローラ8の熱膨張に対して、温度を測定するのではなく搬送ローラ8の周長の熱膨張量を測定することで検出するので、温度を測定して熱膨張量を測定するよりも精度良く測定することができる。さらには、特別なハードウェアを追加しなくても実施例1の構成を実現することができるので、現存の印刷装置においても容易に実施することができる。
次に、図10を参照して本発明の実施例2を説明する。図10は、実施例2に係る搬送ローラの周長の測定方法を説明する説明図である。実施例1と実施例2とは、搬送ローラ8の周長の測定方法が異なる構成である。すなわち、実施例2において、周長測定部41における処理が実施例1のものと異なっている。以下に記載した以外の印刷装置の構成は実施例1と同様の構成であるのでここでの説明は省略する。
実施例2の特徴は、駆動ローラ15と搬送ローラ8とでそれぞれ異なる材質のものを用いて、駆動ローラ15の熱膨張の影響も補正することで、色ずれ補正の精度をより向上させる構成である。すなわち、実施例2におけるエンコーダ10と接続された搬送ローラ8の周長の測定方法において、モータ16と接続される駆動ローラ15の熱膨張の影響も補正する。以下に、実施例2における搬送ローラ8の周長の測定方法を説明する。
搬送ローラ8の温度Tが駆動ローラ15の温度Tと等しい(T=T)とする。さらに、搬送ローラ8の周速度Vと駆動ローラの周速度Vとが等しい(V=V)とする。また、搬送ローラ8の直径をDとし、駆動ローラ15の直径をDとする。また、搬送ローラ8の材質熱膨張係数をγとし、駆動ローラ15の材質熱膨張係数をγとする。また、モータ16の負荷軸の1回転時間をtとする。
温度変化が無い場合の駆動ローラの周速度VM0は以下の式となる。
M0=π・D/t=π・D/t ・・・(5)
温度がΔT変化した場合の駆動ローラの周速度Vは以下の式で表わされる。
=π・D(1+ΔT・γ)/t=π・D(1+ΔT・γ)/t ・・・(6)
ここで、モータの回転時間tは熱では変化しないので次式が成り立つ。
=VM0・(1+ΔT・γ) ・・・(7)
=Vであるので、
=(1+ΔT・γ)・D・π ・・・(8)
=T・V=T・V・(1+ΔT・γ) ・・・(9)
(8)式より
ΔT=1/γ・{L/(D・π)−1} ・・・(10)
(10)式を(9)式へ代入することにより、
=T・V・{1+(γ/γ)・(L/D・π−1)} ・・・(11)
以上より、
Figure 2016032927

ここで、α=γ/γである。
このように、駆動ローラ15の熱膨張による影響も補正した搬送ローラ8の周長を算出することができ、色ずれの補正の精度をより向上することができる。
なお、実施例2においてさらに精度を上げるために、駆動ローラ15と搬送ローラ8との温度差をパラメータにいれてもよい。搬送ローラ8と駆動ローラ15との温度勾配をξとして、各上式において、T=ξTとして計算すればよい。温度勾配ξは種々の条件で測定することで予め求めておく必要がある。
まず、図13を参照して、実施例3の目的を説明する。図13は、複数の印刷J1乃至J3を行ったときの時間と搬送ローラ8の周長Lとの関係を示すグラフである。
時刻t0−t1、時刻t2−t4および時刻t5以降の各期間は、印刷J1、J2、J3が行われている印刷時間である。他方、印刷J1の終了時刻t1から印刷J2の開始時刻t2までの期間、および、印刷J2の終了時刻t4から印刷J3の開始時刻t5までの期間は、印刷が行われていない(すなわち、インクジェット印刷部17が休止している)中断時間tiである。
中断時間ti後に行われる印刷J2、J3の初期においては、タイミング基準信号および搬送速度Vのサンプリング数が少ないので、周長測定部41がタイミング基準信号および搬送速度Vに基づいて搬送ローラ8の周長Lを精度良く算出できない場合がある。図13に示す時刻t2−t3の期間は、周長測定部41が搬送ローラ8の周長Lを精度良く算出できない期間を例示する。その場合、印刷J2、J3の開始時における印刷補正データの精度が低下し、色ずれを効果的に低減することが困難となる。実施例3の目的は、印刷の開始時における印刷補正データを精度よく取得することによって、印刷時の色ずれを一層低減することである。
ところで、図13に示すように、印刷時間が長くなるほど搬送ローラ8の周長Lは増大し、中断時間tiが長くなるほど搬送ローラ8の周長Lは減少し、搬送ローラ8の基準周長Loに近づく。
これらの事情を鑑みて、実施例3は、印刷を開始するとき、その印刷中にリアルタイムに得られるタイミング基準信号および搬送速度Vを使用せずに、印刷補正データを予測する。具体的には、中断時間tiを挟んで時間的に相前後して行われる印刷J1、J2のうち、前の印刷J1の終了時t1における印刷補正データおよび中断時間tiを基に後の印刷J2の開始時t2における印刷補正データを推定する。そして、印刷J2の初期(例えば、印刷J2の開始時t2から時刻t3までの期間)においては、推定された印刷補正データに基づいて印刷補正処理を行う。
以下の説明では、「前の印刷」を適宜に「前回の印刷」または「直近の印刷」と呼び、「後の印刷」を「今回の印刷」と適宜に呼ぶ。また、「前の印刷J1の終了時t1における印刷補正データ」として、ずらし量Sを使用してもよいが、ずらし量Sの代わりに周長Lまたは差分ΔLを使用してもよい。実施例3においても実施例1で説明した数式(3)、(4)の関係が成立するので、周長Lおよび差分ΔLのいずれを使用しても、ずらし量Sを一意に特定できるからである。
実施例3の詳細について説明する。実施例3の印刷装置の構成は実施例1と同様である。実施例3では、印刷補正データ生成部33(特に膨張測定部43)の機能が、実施例1に比べて追加されている。よって、以下では、印刷補正データ33の追加機能について説明し、その他の構成については説明を省略する。
膨張測定部43は、1つの印刷が終了する度に、その印刷の終了時刻と、その印刷の終了時における差分Lendを記憶する。
膨張測定部43は、連続紙WPの搬送距離を監視する。搬送距離は、例えば、搬送速度検出部32が検出した搬送速度Vと印刷の開始時からの経過時間とに基づいて算出される。
膨張測定部43は、印刷の開始時以降における連続紙WPの搬送距離が基準距離以上であるか否かによって、差分ΔLを取得する処理を切り替える。基準距離は例えば50[m]である。搬送距離が基準距離以上である場合には、実施例1で説明した手法によって差分ΔLを算出する。搬送距離が基準距離未満である場合には、印刷の開始時における差分ΔLstを推定する。以下、差分Lstを推定する手法を説明する。
膨張測定部43は、今回の印刷と前回の印刷との間の中断時間tiを所定値と比較する。中断時間tiは、既に記憶されている印刷の終了時刻を参照することによって得られる。所定値は、例えば、60[min]である。
中断時間tiが所定値未満である場合には、膨張測定部43は、前回の印刷の終了時における差分ΔLendおよび中断時間tiに基づいて差分ΔLstを推定する。具体的には、数式(13)に差分ΔLendおよび中断時間tiを代入して差分ΔLstを得る。
ΔLst=ΔLend・exp(−b・ti) ・・・(13)
ここで、bは、予め実験等によって求められた係数である。中断時間の単位が[min]であるとき、bは例えば0.032331である。
図14は、数式(13)によって規定される中断時間tiと差分ΔLstとの関係を示すグラフである。
他方、中断時間tiが所定値以上である場合には、差分ΔLstを予め設定されている定数Cと推定する。例えば、中断時間tiが所定値以上であるならば、搬送ローラ8の周長Lが基準周長Loと等しいと推定できるときには、定数Cには零が設定される。ただし、定数Cとして設定される値は、零に限られない。例えば、零以外の低い値を定数Cとして設定可能である。
ΔLst=C ・・・(14)
膨張測定部43は、算出された差分ΔL、または、推定された差分ΔLstを、補正データ生成部45に出力する。
推定された差分ΔLstが補正データ生成部45に与えられた場合、補正データ生成部45は、式(4)におけるΔLに差分ΔLstを代入し、ずらし量Sを推定する。
次に、図15を参照して1つの印刷に関する印刷補正処理の動作例を説明する。なお、実施例1と同じステップSについては同符号を付すことで詳細な説明を省略する。
膨張測定部43は、印刷の開始時からの連続紙WPの搬送距離が基準距離以上か否かを判定する(ステップS08)。搬送距離が基準距離以上の場合、印刷補正データ生成部33は、ステップS01乃至ステップS05の処理を行い、印刷補正データ(ずらし量S)を生成する。搬送距離が基準距離未満の場合、膨張測定部43は中断時間tiが所定値未満か否かを判定する(ステップS09)。中断時間tiが所定値未満の場合、膨張測定部43は、差分ΔLendおよび中断時間tiに基づいて差分Lstを推定する。すなわち、搬送ローラ8の周長Lの膨張量を推定する(ステップS10)。補正データ生成部45は、推定された差分Lstを基にずらし量Sを推定する。すなわち、印刷補正データを推定する(ステップS11)。中断時間tiが所定値以上のとき、膨張測定部43は差分Lstを定数Cと推定する(ステップS12)。補正データ生成部45は、推定された差分Lstを基にずらし量Sを推定する(ステップS13)。オフセット補正部52は、印刷補正データに基づいてオフセット補正された画像データを生成する。具体的には、印刷を開始時から、連続紙WPの搬送距離が基準距離に達する時まで、推定されたずらし量Sに基づいて印刷補正処理を行い、連続紙WPの搬送距離が基準距離に達した時以降、生成されたずらし量Sに基づいて印刷補正処理を行う(ステップS14)。インクジェット印刷部17がオフセット補正された画像データに基づいてインクを吐出する(ステップS15)。
上述した処理を1つの印刷が終了するまで繰り返す(ステップS16)。その印刷が終了する場合には、膨張測定部43は印刷の終了時における差分ΔLendを印刷の終了時刻とともに記憶する(ステップS17)。連続紙WPの搬送距離が基準距離以上であった場合、印刷の終了時における差分ΔLendは、印刷終了時におけるタイミング基準信号および搬送速度Vに基づいて生成される。
上述した実施例3によれば、印刷補正データ生成部33は、中断時間ti後の印刷の開始時における印刷補正データを精度良く推定できる。その結果、印刷の初期における色ずれを効果的に低減できる。
さらに、印刷補正データ生成部33は、中断時間tiの長さに応じてずらし量Sを推定する推定手法を変える。具体的には、中断時間tiが所定値未満である場合とそうでない場合の2通りに分けて、前者の場合には数式(13)を用い、後者の場合には数式(14)を用いる。これにより、中断時間tiの長さに関わらず、印刷補正データを精度良く推定できる。
印刷補正データ生成部33は、差分ΔLendおよび中断時間tiを基に印刷補正データを推定する処理(ステップS09乃至S13)と、タイミング基準信号および搬送速度Vを基に印刷補正データを生成する処理(ステップS01乃至S05)とを併用する。これにより、印刷の初期においても、印刷の初期の後の期間においても、印刷補正データを精度良く取得できる。
ここで、印刷補正データ生成部33は、印刷補正データの推定処理から印刷補正データの生成処理に切り替えるタイミングを、印刷の開始時からの連続紙WPの搬送距離に基づいて決定する。これにより、タイミング基準信号および搬送速度Vのサンプリング数が十分に多くなり、これらタイミング基準信号および搬送速度Vに基づいて印刷補正データを精度よく生成可能になるタイミングを、切り替えるタイミングとして好適に選択できる。
そして、印刷補正データ生成部33は、印刷の開始時からの連続紙WPの搬送距離に基づいて、オフセット補正部52に出力する印刷補正データを、推定された印刷補正データから、タイミング基準信号および搬送速度Vを基に生成された印刷補正データに切り替える。これにより、印刷の初期においても、印刷の初期の後の期間においても、色ずれを効果的に低減できる。
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
(1)上述した実施例では、搬送ローラ8の熱膨張に応じて画像データを補正していたがこれに限られない。画像データを補正する代わりに、(3)式で算出された差分ΔLに基づいて、連続紙WPに対するインクジェット印刷部17のインク滴の吐出タイミングを早めて補正する構成でもよい。この構成によっても、印刷時の色ずれを低減することができる。
(2)上述した実施例では、インクジェットヘッド17a〜17dは、4色印刷するものであったが、これに限らず、例えば6色印刷するように構成してもよい。
(3)上述した実施例では、駆動ローラ15とは別の搬送ローラ8にエンコーダ10が設けられていたが、これに限られない。駆動ローラ15にエンコーダ10を設けた構成でもよい。
(4)上述した実施例では、インクジェット印刷装置1を一例に説明したが、他の印刷装置であってもよい。例えば、インクジェット印刷装置であってもブランケットベルトを用いる間接オフセットインクジェット印刷装置でもよいし、無版形成印刷装置でもよい。また、記録媒体として印刷媒体である連続紙WPを一例に説明したが、枚葉紙であってもよい。また、記録媒体は、紙に限定されず、プラスチックシートなどの帯状箔であってもよい。
(5)上述した実施例では、各インクごとに補正画像データを作成していたがこれに限られない。エンコーダ10に最も近いインクジェットヘッドを基準として、他の色のインクジェットヘッドの画像データまたは吐出タイミングを補正してもよい。
(6)上述した実施例では、差分ΔLendおよび中断時間tiに基づいて差分ΔLstを推定したが(数式(13)参照)、これに限られない。搬送ローラ8の周辺における雰囲気の温度(以下、「周辺温度」という)をさらに考慮して、差分ΔLstを推定してもよい。
本変形実施例では、インクジェット印刷装置1は、搬送ローラ8の周辺温度TSを検出する周辺温度検出部(不図示)を備える。
印刷補正データ生成部33(膨張測定部43)は、1つの印刷が終了する度に、その印刷の終了時における周辺温度TSを記憶する。さらに、膨張測定部43は、前回の印刷の終了時における差分ΔLend、前回の印刷の終了時における周辺温度TSend、中断時間tiおよび今回の印刷の開始時における周辺温度TSstに基づいて今回の印刷の開始時における差分ΔLstを推定する。具体的には、数式(15)に差分ΔLend、中断時間ti、周辺温度Tend、Tstを代入して差分ΔLstを得る。
ΔLst=(ΔLend・exp(−b・ti)+(TSend−TSst)・k1)・k2 ・・・(15)
ここで、b、k1、k2は、予め実験等によって求められた係数である。また、周辺温度TSstが検出される時刻は、厳密に印刷の開始時刻である必要はなく、印刷の開始前であってもよい。
図16は、数式(15)によって規定される中断時間tiと差分ΔLstとの関係を示すグラフである。図16に示されるように、周辺温度TSstが周辺温度TSstと同じ場合、数式(15)によって規定される差分ΔLstは、数式(13)によって規定される差分ΔLstと同じである。周辺温度TSstが周辺温度TSstよりも高い場合、数式(15)によって規定される差分ΔLstは、数式(13)によって規定される差分ΔLstより大きい。周辺温度TSstが周辺温度TSstよりも低い場合、数式(15)によって規定される差分ΔLstは、数式(13)によって規定される差分ΔLstより小さい。
本変形実施例によれば、搬送ローラ8の周辺温度TSの変化が差分ΔLstに与える影響を考慮して差分ΔLstを推定するので、印刷の開始時における印刷補正データを一層精度良く推定できる。その結果、印刷の初期における色ずれを一層効果的に低減できる。
(7)上述した実施例では、印刷補正データ生成部33は、差分ΔLendを使用してずらし量Sを推定したが(ステップS10乃至S13)、これに限られない。例えば、差分ΔLendの代わりにずらし量Sを使用してずらし量Sを推定してもよい。具体的には、印刷補正データ生成部33は、印刷の終了時におけるずらし量Sendを記憶し、中断時間tiを挟んで時間的に相前後して行われる印刷のうち、前の印刷の終了時におけるずらし量Sendおよび中断時間tiを基に後の印刷の開始時におけるずらし量Sを推定してもよい。補正データ生成部45は、上述したずらし量Sを推定する処理の一部または全部を行ってもよい。本変形実施例によっても、印刷の開始時における印刷補正データを一層精度良く推定できる。その結果、印刷の初期における色ずれを一層効果的に低減できる。
(8)上述した実施例では、印刷補正データ生成部33は、印刷の開始時からの連続紙WPの搬送距離に基づいて、オフセット補正部52に出力するずらし量Sを切り替えたが、これに限られない。例えば、印刷補正データ生成部33は、印刷の開始時からの経過時間に基づいて、オフセット補正部52に出力するずらし量Sを切り替えてもよい。あるいは、印刷補正データ生成部33は、印刷の開始時からの連続紙WPの搬送距離および印刷の開始時からの経過時間に基づいて、オフセット補正部52に出力するずらし量Sを切り替えてもよい。これらの変形実施例によっても、印刷補正データを適切に生成可能になるタイミングを好適に選択できる。その結果、印刷の初期においても、印刷の初期の後の期間においても、色ずれを効果的に低減できる。
(9)上述した実施例では、印刷補正データ生成部33は、中断時間tiの長さに応じてずらし量Sを推定する推定手法を変えたが、これに限られない。すなわち、印刷補正データ生成部33は、中断時間tiの長さに関係なく、1つの推定手法によってずらし量Sを推定してもよい。例えば、図15に示すフローチャートにおいてステップS09、S12、S13を省略してもよい。
1 … インクジェット印刷装置
2 … インクジェット印刷部
2a … 印刷ユニット
8 … 搬送ローラ
10 … エンコーダ
15 … 駆動ローラ
16 … モータ
32 … 搬送速度検出部
33 … 印刷補正データ生成部
52 … オフセット補正部
WP … 連続紙

Claims (10)

  1. 搬送される記録媒体に対して印刷を行う印刷部を備えた印刷装置であって、
    前記記録媒体を搬送する搬送部と、
    前記記録媒体の搬送速度を検出する搬送速度検出部と、
    前記記録媒体の搬送に基づいて、前記印刷部が行う印刷のタイミング基準信号を生成するタイミング基準信号生成部と、
    前記搬送速度および前記タイミング基準信号を基に前記タイミング基準信号生成部の経時的変化に対応して印刷補正データを生成する印刷補正データ生成部と、
    前記印刷補正データに基づいて前記記録媒体に対する前記印刷部の印刷補正処理を行う印刷補正部と、
    を備えることを特徴とする印刷装置。
  2. 請求項1に記載の印刷装置において、
    前記タイミング基準信号生成部は、前記記録媒体と接触するローラと前記ローラに接続されるエンコーダとを備え、
    前記タイミング基準信号はエンコーダの検出信号である
    ことを特徴とする印刷装置。
  3. 請求項2に記載の印刷装置において、
    前記印刷補正データ生成部は、前記エンコーダが接続される前記ローラの周長の変化を基に印刷補正データを生成する
    ことを特徴とする印刷装置。
  4. 請求項1から3のいずれか1つに記載の印刷装置において、
    前記搬送部は、前記記録媒体を搬送する搬送ローラと、前記搬送ローラを駆動するモータとを備え、
    前記搬送速度検出部は、前記モータへの駆動指令信号を基に前記搬送速度を検出する
    ことを特徴とする印刷装置。
  5. 請求項4に記載の印刷装置において、
    前記印刷補正データ生成部は、前記搬送ローラの周長の変化も基に印刷補正データを生成する
    ことを特徴とする印刷装置。
  6. 請求項1から5のいずれか1つに記載の印刷装置において、
    前記印刷補正データ生成部は、印刷の終了時における前記印刷補正データを記憶し、中断時間を挟んで前後する2つの印刷のうち、前の印刷の終了時における前記印刷補正データおよび前記中断時間を基に後の印刷の開始時における印刷補正データを推定する
    ことを特徴とする印刷装置。
  7. 請求項6に記載の印刷装置において、
    前記印刷補正データ生成部は、印刷の開始時からの前記記録媒体の搬送距離、および、印刷の開始時からの経過時間の少なくともいずれかに基づいて、印刷補正部に出力する前記印刷補正データを、推定した前記印刷補正データから、前記搬送速度および前記タイミング基準信号を基に生成した前記印刷補正データに切り替える
    ことを特徴とする印刷装置。
  8. 請求項1から7のいずれか1つに記載の印刷装置において、
    前記印刷補正部は、前記印刷補正データに基づいて画像データの搬送方向についてのオフセットを補正する
    ことを特徴とする印刷装置。
  9. 請求項1から7のいずれか1つに記載の印刷装置において、
    前記印刷部はインク滴を吐出するインクジェットヘッドを備え、
    前記印刷補正部は、前記印刷補正データに基づいて前記記録媒体に対する前記インク滴の吐出タイミングを補正する
    ことを特徴とする印刷装置。
  10. 搬送される記録媒体に対して印刷を行う印刷方法であって、
    前記記録媒体の搬送速度を検出する搬送速度検出ステップと、
    タイミング基準信号生成部により前記記録媒体に基づいて生成された印刷のタイミング基準信号を生成するタイミング基準信号生成ステップと、
    前記タイミング基準信号生成部の経時的変化に対応して、前記搬送速度および前記タイミング基準信号を基に印刷補正データを生成する印刷補正データ生成ステップと、
    前記印刷補正データを基に前記記録媒体に対する印刷部の印刷補正処理を行う印刷補正ステップと、
    を備えることを特徴とする印刷方法。
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