JP2016129957A - 印加電圧設定方法、およびプログラム並びにインクジェットプリンター - Google Patents

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Abstract

【課題】印加された電圧に応じてインクを吐出するヘッドを備えたインクジェットプリンターにおいて、ヘッドの個体差、経時変化によるインクの吐出重量のばらつきを抑制する。【解決手段】印加された電圧に応じてインクを吐出するヘッドを備えたインクジェットプリンターにおいて、ヘッドに印加される電圧を設定する方法であって、ヘッドから吐出されるインクによって媒体上にテストパターンを形成する工程と、テストパターンの膜厚を測定する工程と、測定した膜厚に基づいて、ヘッドから吐出されるインク重量が、予め定められた目標インク重量になるようにヘッドに印加する電圧を設定する工程と、を備える。【選択図】図4

Description

本発明は、インクジェットプリンターに関する。
ピエゾ方式のインクジェットプリンターでは、インクを吐出させる際にヘッドに印加される電圧の大きさを調整することにより、ヘッドから吐出されるインク重量を調整する。
例えば、インクジェット方式を利用したナノインプリントリソグラフィにおいて、ヘッドに印加される電圧を機能性インクのロットに応じて変更して、レジストに転写されたパターンの残渣膜厚の基板毎のばらつきを抑制する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2013−65624号公報
複数のヘッドを備えるインクジェットプリンターでは、同一のインク色のインクを吐出する各ヘッドに同一の電圧を印加しても、ヘッド毎にインク吐出重量の違いが生じる。ヘッド毎にインクの吐出重量が異なると、印刷物において濃度むら等が生じるという課題があった。また、単一のヘッドについても、同一の印加電圧によってインクを吐出させても、例えば、ピエゾの経時変化等により、同一のインク吐出重量にならないという課題があった。そのため、ヘッドの個体差、経時変化によるインクの吐出重量のばらつきを抑制する技術が望まれていた。
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
(1)本発明の一形態によれば、ヘッドを備えたインクジェットプリンターにおいて、前記ヘッドに印加する電圧を設定する方法が提供される。この印加電圧設定方法は、前記ヘッドから吐出されるインクによって媒体上にテストパターンを形成する工程と、前記テストパターンの膜厚を測定する工程と、前記測定した膜厚に基づいて、前記ヘッドから吐出されるインク重量が、予め定められた目標インク重量になるように前記ヘッドに印加する電圧を設定する工程と、を備える。
この形態の印加電圧設定方法によれば、実際に印刷して形成したテストパターンの膜厚に基づいて、ヘッドに印加する電圧を設定するため、ヘッドの製造誤差等によるインク吐出重量のばらつきを修正することができる。そのため、例えば、複数のヘッド間のインク吐出重量のばらつきを抑制することができる。また、ヘッドのピエゾの経時変化におけるインク吐出重量のばらつきを修正することができる。
(2)上記形態の印加電圧設定方法において、前記テストパターンを形成する工程において、所定の膜厚で同一領域内に複数回印刷することにより、前記テストパターンを形成してもよい。このようにすると、テストパターンを膜厚の測定に適した膜厚で形成することができる。また、所定の膜厚で同一領域内に複数回印刷するため、1回の印刷で形成される膜厚をインクの硬化ムラ、凝固が生じない膜厚に設定することにより、テストパターンの硬化ムラ、凝固を抑制して、テストパターンの表面の凸凹を抑制することができる。その結果、テストパターンの膜厚をより正確に測定することができ、印加電圧をより適切に設定することができる。
(3)上記形態の印加電圧設定方法において、前記インクジェットプリンターは、前記ヘッドおよび前記媒体の少なくともいずれか一方を搬送する搬送機構を備え、前記テストパターンを形成する工程において、前記ヘッドが吐出するインクの種類に応じた搬送速度で前記テストパターンを形成してもよい。インクジェットプリンターのヘッドから吐出されるインク重量が同じでも、搬送速度によって膜厚が異なる。そのため、インクの硬化しやすさ、凝固しやすさ等に応じて、搬送速度を変えることにより、テストパターンの表面の凸凹を抑制しつつ、膜厚測定に適した膜厚のテストパターンを作成することができる。
(4)上記形態の印加電圧設定方法において、前記インクジェットプリンターは、前記ヘッドから前記媒体に吐出された前記インクを硬化させるインク硬化部を備え、前記テストパターンを形成する工程において、前記ヘッドが吐出するインクの種類に応じた前記インク硬化部の強度で前記インクを硬化させてもよい。インクの種類(硬化しやすさ、凝固しやすさ等)に適した強度でインクを硬化させることにより、テストパターンの表面の凸凹を抑制することができる。
(5)上記形態の印加電圧設定方法において、前記インクジェットプリンターは、第1の色のインクを吐出する前記ヘッドを複数備える第1のヘッドユニットと、第2の色のインクを吐出する前記ヘッドを複数備える第2のヘッドユニットと、を少なくとも備え、前記目標インク重量は、前記ヘッドユニット毎に定められてもよい。このようにすると、各色毎に、複数のヘッド間のインク吐出重量のばらつきを抑制することができる。その結果、印刷画像の濃度むらを抑制することができ、印刷画像の画質を向上させることができる。
(6)上記形態の印加電圧設定方法において、前記膜厚を測定する工程において、前記媒体の前記テストパターンが形成された面と反対側から前記膜厚を測定してもよい。このようにすると、テストパターンの表面に凹凸があっても、膜厚の測定が凹凸の影響を受けにくいため、測定誤差を抑制することができる。
(7)本発明の他の形態によれば、上記の形態の印可電圧設定方法をインクジェットプリンターに実現させるプログラムが提供される。
(8)本発明の他の形態によれば、インクジェットプリンターが提供される。このインクジェットプリンターは、インクジェットプリンターであって、インクを吐出するヘッドと、テストパターンを表すテストパターンデータと、前記ヘッドから吐出されるインクの目標インク重量に対応する前記テストパターンの膜厚である基準膜厚と、が記憶される記憶部と、前記ヘッドを制御して、前記テストパターンデータに基づいて、媒体上に前記テストパターンを形成させるテストパターン形成部と、前記テストパターンの膜厚を測定する膜厚測定部と、前記テストパターンを形成する際に前記ヘッドに印加された電圧と前記膜厚測定部において測定された前記テストパターンの膜厚とに基づいて電圧と膜厚との関係を表す電圧−膜厚テーブルを作成する電圧−膜厚テーブル生成部と、前記電圧−膜厚テーブルと前記基準膜厚とに基づいて、前記ヘッドから吐出されるインク重量が、前記目標インク重量になるように前記ヘッドに印加する電圧を設定する印加電圧設定部と、を備える。このインクジェットプリンターによれば、インクジェットプリンターにおいて、自動的に印加電圧の設定を行うことができる。
上述した本発明の各形態の有する複数の構成要素はすべてが必須のものではなく、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、適宜、前記複数の構成要素の一部の構成要素について、その変更、削除、新たな他の構成要素との差し替え、限定内容の一部削除を行うことが可能である。また、上述の課題の一部又は全部を解決するため、あるいは、本明細書に記載された効果の一部又は全部を達成するために、上述した本発明の一形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部を上述した本発明の他の形態に含まれる技術的特徴の一部又は全部と組み合わせて、本発明の独立した一形態とすることも可能である。
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、印加電圧設定方法を実現するためのコンピュータプログラム、インクジェットプリンターを構築するためのコンピュータプログラム、また、それらのプログラムを記憶した記憶媒体等の形態で実現することができる。記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスクやHDD(Hard Disk Drive)、CD−ROM(Compact Disk Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disk)、Blu−ray(登録商標)Disc、光磁気ディスク、不揮発性メモリーカード、画像表示装置の内部記憶装置(RAMやROM等の半導体メモリー)、および外部記憶装置(USB(Universal Serial Bus)メモリー等)等、コンピューターが読み取り可能な種々の媒体とすることができる。
本発明の第1実施形態としてのインクジェットプリンターの概略構成を示す説明図である。 白インクユニットの平面構成を概略的に示す説明図である。 インクジェットプリンターの構成を示すブロック図である。 印加電圧設定処理を示す工程図である。 電圧設定用パラメータテーブルを示す図である。 印加電圧設定処理において使用される第1テストパターンを模式的に示す模式図である。 印加電圧設定処理において行われる膜厚測定について説明するための説明図である。 第1白インクヘッドにおける電圧−膜厚テーブルを示すグラフである。 第2実施形態のテストパターン形成方法を説明するための説明図である。 第3実施形態のテストパターンの形成方法を説明するための説明図である。 第4実施形態のテストパターンの形成方法を説明するための説明図である。 第5実施形態のテストパターンの形成方法を説明するための説明図である。
A.第1実施形態:
A1.インクジェットプリンターの構成:
図1は、本発明の第1実施形態としてのインクジェットプリンター100の概略構成を示す説明図である。本実施形態のインクジェットプリンター100は、ピエゾ方式でインク滴を吐出して画像を形成するインクジェット方式のラインプリンターであり、帯状の記録媒体である印刷基材11を長手方向に搬送しつつ連続印刷を実行する。印刷基材11としては、例えば、光沢紙や、コート紙、ラベル紙、OHPフィルムなどが用いられる。印刷基材11としては、その他に、普通紙や、和紙、インクジェット用紙、布地などが用いられても良い。
インクジェットプリンター100は、制御部10と、複数の搬送ローラー13と、基材繰出部20と、印刷部30と、膜厚測定部40と、基材巻取部50と、を主に備えている。制御部10は、CPU(Central Processing Unit:中央処理装置)とメモリ(主記憶装置)とを備えるマイクロコンピューターによって構成されており、インクジェットプリンター100の各構成部を制御可能である。具体的には、制御部10は、インクジェットプリンター100における印刷基材11の搬送や、印刷部30における印刷画像の形成、インク吐出重量の調整(印加電圧の設定)、膜厚測定部40による膜厚測定を制御可能である。
複数の搬送ローラー13は、インクジェットプリンター100において印刷基材11の搬送路を構成する。各搬送ローラー13は、基材繰出部20と印刷部30と膜厚測定部40と基材巻取部50とに適宜配置されている。図1には、印刷画像が形成されるときの印刷基材11の搬送方向を示す矢印PDが図示されている。本明細書において、「上流」または「下流」と呼ぶときは、印刷画像が形成されるときの印刷基材11の搬送方向を基準としている。
基材繰出部20は、印刷基材11がロール状に巻かれている基材ローラー21を備えている。基材ローラー21は制御部10によって制御されているモーター(図示は省略)によって回転し、印刷基材11を印刷部30に繰り出す。
印刷部30は、回転ドラム31と、複数のインクヘッドユニットと、複数のUV(ultraviolet:紫外線)ランプを備える。インクヘッドユニットには、UVを照射することによって硬化する光硬化型インク(いわゆる、UVインク)が充填される。印刷基材11の印刷面にインクヘッドから吐出されたインク滴が、UVランプによって硬化されて印刷画像が形成される。回転ドラム31は、制御部10によって制御されているモーター(図示は省略)によって回転し、その円周側面において印刷基材11を支持しつつ印刷基材11を搬送する。
印刷部30は、白インクを吐出する白インクヘッドユニット32W,シアンインクを吐出するシアンインクヘッドユニット32C,マゼンタインクを吐出するマゼンタインクヘッドユニット32M,黄インクを吐出する黄インクヘッドユニット32Y,黒インクを吐出する黒インクヘッドユニット32K,および透明インクを吐出する透明インクヘッドユニット32Vの6種類のインクヘッドを備える。以下、これらのインクヘッドを区別しない場合は、単にインクヘッドユニット32とも称する。
図2は、白インクユニットの平面構成を概略的に示す説明図である。図2では、印刷基材11に対向する面を図示している。図示するように、白インクヘッドユニット32Wは、第1〜7白インクヘッド321W〜327Wを備え、各白インクヘッドが千鳥状(市松状)に2列に配列されている、いわゆるラインヘッドユニットである。図示するように、第1白インクヘッド321Wは、複数のノズルNzを備える。本実施形態において、第1白インクヘッド321Wは、600個のノズルNzを備えるが、ノズルを明確に図示するために、図2では、ノズルの個数を減らし、ノズルのサイズを大きくして、簡略化して図示している。また、1個のノズルNzにのみ符号を付し、他のノズルNzについては、符号の図示を省略した。第2〜7白インクヘッド322W〜327Wも、第1白インクヘッド321Wと同様の構成を有する。以下、第1〜7白インクヘッド321W〜327Wを区別しないときには、単に白インクヘッド320Wとも称する。本実施形態のインクジェットプリンター100において、白インクヘッドユニット32Wは、印刷基材11の搬送方向(図2において、矢印PDで示す)に直交する方向の長さが、印刷基材11の幅と略一致する。シアンインクヘッドユニット32C,マゼンタインクヘッドユニット32M,黄インクヘッドユニット32Y,黒インクヘッドユニット32K,および透明インクヘッドユニット32Vも、白インクヘッドユニット32Wと同様の構成を有する。以下、各インクヘッドユニット32を区別しない場合には、インクヘッドユニット32が備えるインクヘッドを、単にインクヘッド320とも称する。
各ノズルNzには電歪素子の一つであって応答性に優れたピエゾ素子が配置されている。ピエゾ素子は、ノズルNzまでインクを導くインク通路に接する位置に設置されている。ピエゾ素子は、周知のように、電圧の印加により結晶構造が歪み、電気―機械エネルギーの変換を極めて高速に行う素子である。本実施形態では、ピエゾ素子の両端に設けられた電極間に所定の電圧を印加することにより、インク通路の一側壁を変形させて所定重量のインク滴を、ノズルNzの先端から吐出させる。本実施形態のインクジェットプリンター100では、インクヘッドユニット32が複数のインクヘッド320を備える。インクジェットプリンター100では、設計段階において、予め、各色毎に、一つのインクヘッド320から吐出されるインク重量の目標値(以下、「目標インク重量」と称する。)と、インクヘッド320から目標インク重量のインク滴を吐出させるために各ピエゾ素子に印加する電圧(以下、「初期印加電圧」と称する。)とが、設定される。例えば、白インクヘッドユニット32Wが備える第1〜7白インクヘッド321W〜327Wには、初期印加電圧として、同一の値(V0w)が設定されている。しかしながら、第1〜7白インクヘッド321W〜327Wのそれぞれに初期印加電圧VOwを印加した場合に、製造誤差等により、第1〜7白インクヘッド321W〜327Wそれぞれから吐出されるインク重量は、目標インク重量I0wとならない場合がある。本実施形態のインクジェットプリンター100では、第1〜7白インクヘッド321W〜327Wそれぞれから吐出されるインク重量が目標インク重量I0wとなるように、第1〜7白インクヘッド321W〜327Wそれぞれに印加される電圧を補正することができる。第1〜7白インクヘッド321W〜327Wについて、補正後の印加電圧を、それぞれ、第1白インクヘッド補正印加電圧Vhw1,第2白インクヘッド補正印加電圧Vhw2,第3白インクヘッド補正印加電圧Vhw3,第4白インクヘッド補正印加電圧Vhw4,第5白インクヘッド補正印加電圧Vhw5,第6白インクヘッド補正印加電圧Vhw6,第7白インクヘッド補正印加電圧Vhw7と称する。第1〜7白インクヘッド321W〜327Wを区別しない場合には、白インクヘッド補正印加電圧Vhwと称する。他のインクヘッドユニット32についても、同様である。インク色を区別しない場合には、補正印加電圧Vhと称する。後に詳述するように、各インクヘッド320には、それぞれ、独立した補正印加電圧Vhが付与される。本実施形態における補正印加電圧Vhが、請求項において設定される電圧(ヘッドに印加される電圧)に相当する。
印刷部30は、各インクヘッドユニット32の下流に一つずつUVランプを備える。具体的には、白インクヘッドユニット32Wの下流に第1本硬化ランプ331,シアンインクヘッドユニット32Cの下流に第1ピニングランプ332,マゼンタインクヘッドユニット32Mの下流に第2ピニングランプ333,黄インクヘッドユニット32Yの下流に第3ピニングランプ334,黒インクヘッドユニット32Kの下流に第2本硬化ランプ335,透明インクヘッドユニット32Vの下流に第3本硬化ランプ336が配置されている。ピニングランプは、本硬化ランプに比較して照射強度が弱いUVランプであって、インクのにじみを抑えて着弾干渉を抑制する。以下、これらのランプを区別しない場合には、単にUVランプ33とも称する。UVランプ33は、制御部10によって制御され、ON/OFFや照射強度を切替える。本実施形態におけるUVランプ33が、請求項におけるインク硬化部に相当する。
膜厚測定部40は、膜厚計41と、素地42とを備える。本実施形態において、膜厚計41は、電磁式の膜厚計であって、印刷基材11の搬送方向(矢印PD)に対して、略直交する方向に走査可能である。素地42は、鉄製の平板であって、後述するテストパターンの膜厚を測定可能な大きさに形成されている。膜厚計41は、本実施形態に限定されず、渦電流式、電磁誘導式、超音波式等、種々の膜厚計を用いることができる。また、素地42は、鉄製に限定されず、膜厚計41の測定原理に応じて適宜選択することができる。本実施形態において、膜厚計41は、印刷基材11のインクドットが形成される面(以下、インク面とも称する。)の裏側に配置されている。本実施形態において、膜厚測定部40は、後述する印加電圧設定処理において、テストパターンの膜厚を測定し、その他の通常印刷の際には、膜厚を測定しない。
基材巻取部50は、制御部10によって制御されているモーター(図示は省略)によって回転駆動する巻取ローラー51を備える。巻取ローラー51は、膜厚測定部40から繰り出された印刷基材11を巻き取る。本実施形態における搬送ローラー13が、請求項における搬送機構に相当する。
図3は、インクジェットプリンター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ー100は、制御部10と、基材繰出部20と、印刷部30と、膜厚測定部40と、基材巻取部50と、画像処理部60と、外部I/F部70と、操作パネル80と、を備える。これら各要素は、バスによって接続されている。
制御部10は、CPU120と、メモリ140と、を備える。メモリ140は、後述する印加電圧設定処理において形成されるテストパターンを表す画像データであるテストパターンデータ142と、印加電圧設定処理において用いられるパラメータが記載された電圧設定用パラメータテーブル146が、予め記憶されている。また、印加電圧設定処理において作成される電圧−膜厚テーブル144が記憶される。CPU120は、メモリ140に記憶されたプログラムに従って、印加電圧設定部122、テストパターン形成部124、電圧−膜厚テーブル生成部126として機能する。
操作パネル80は、メニューや画像を表示するためのLCD等で構成される表示パネル、メニューを操作するための十字ボタン、印刷指示ボタン等(図示しない)を備える。外部I/F部70は、デジタルカメラ、コンピュータ、USB機器等の外部機器と通信するためのI/Fである。画像処理部106は、外部I/F部70を介して取得された画像データに基づいて、印刷に適した印刷画像データを生成するための、画像処理専用のプロセッサである。
A2.印加電圧設定処理:
インクヘッド320に印加される電圧の設定方法について、図4〜8に基づいて説明する。図4は、印加電圧設定処理を示す工程図である。図5は、電圧設定用パラメータテーブルを示す図である。図5に示すように、電圧設定用パラメータテーブル146は、各色毎にインクヘッドに対して予め設定された目標インク重量、基準電圧、基準膜厚、第1テスト電圧、第2テスト電圧を備える。目標インク重量、基準印加電圧、基準膜厚は、インクヘッド320と同一の構成のインクヘッド(以下、基準インクヘッドとも称する)を用いて、後述のテストパターンを印刷し、秤量、膜厚測定をして、予め設計段階において、設定されている。例えば、白インクについて説明する。白インクの目標インク重量I0wは、予め定められている。白インクヘッド320Wと同一の構成の基準インクヘッドを用いて、印加電圧を複数の値に変更して白インクを吐出させ、それぞれの吐出重量を秤量して、目標インク重量I0wを吐出した際の印加電圧を基準電圧V0wとする。また、基準インクヘッドを用いて後述するテストパターンを印刷して、その膜厚を測定し、基準膜厚t0wとする。各色毎のインクヘッド320についての各値は、図5に示す通りである。例えば、第1〜7白インクヘッド321W〜327Wに対して、同一の値(目標インク重量,基準電圧,基準膜厚)が設定されている。
インクジェットプリンター100のユーザーが、インクジェットプリンター100の操作パネル80を介して、印加電圧の補正(設定)を指示すると、制御部10が、印加電圧設定処理を開始する。テストパターン形成部124は、各インクヘッドユニット32に対して、各色毎に第1テスト電圧V1を印加させて、テストパターンデータ142に基づいて第1テストパターンを印刷させる(図4におけるステップS102)。本実施形態において、第1テスト電圧V1=基準電圧V0−X(Xは予め定められている)[V]である。具体的には、図5に示すように、白インクヘッド320Wに対して第1テスト電圧V1w,シアンインクヘッド320Cに対して第1テスト電圧V1c,マゼンタインクヘッド320Mに対して第1テスト電圧V1m,黄インクヘッド320Yに対して第1テスト電圧V1y,黒インクヘッド320Kに対して第1テスト電圧V1k,透明インクヘッド320Vに対して第1テスト電圧V1vが、それぞれ、印加される。
図6は、印加電圧設定処理において使用される第1テストパターンを模式的に示す模式図である。各インクヘッド320に対して、図5に示す第1テスト電圧V1をそれぞれ印加しつつ、印刷基材11を搬送すると、図6に示すような第1テストパターンTPが形成される。第1テストパターンTPは、各インクヘッド320に対応してインクが吐出されたインク領域(以下、パッチとも称する。)を備える。具体的には、第1テストパターンTPは、第1白インクヘッド321Wによって形成された第1白パッチW1,第2白インクヘッド322Wによって形成された第2白パッチ,・・・,第7白インクヘッド327Wによって形成された第7白パッチW7を備える。第1〜7白パッチW1〜7それぞれの間は、間隔を空けて形成されている。図2に示すように、白インクヘッドユニット32Wにおいて、各白インクヘッド320Wは、印刷基材11の搬送方向に略直交する方向に重複する重複領域OAを有して配置されている。第1テストパターンTPを形成する際は、各インクヘッド320において重複領域OAからは白インクが吐出されないように制御される。これにより、第1テストパターンTPにおける各パッチ間の間隔が形成される。なお、白インクヘッドユニット32Wの搬送方向PDと略直交する方向の端に配置される第1白インクヘッド321Wと第7白インクヘッド327Wにおいて、重複領域OAと同一面積の領域EAからも、第1テストパターンTP形成時には白インクが吐出されないように制御される。これにより、第1〜7白パッチW1〜7の面積を均一化することができる。
第1テストパターンTPは、同様に、第1〜7シアンインクヘッド321C〜327Cによって形成された第1〜7シアンパッチC1〜7,第1〜7マゼンタインクヘッド321M〜327Mによって形成された第1〜7マゼンタパッチM1〜7,第1〜7黄インクヘッド321Y〜327Yによって形成された第1〜7黄パッチY1〜7,第1〜7黒インクヘッド321K〜327Kによって形成された第1〜7黒パッチK1〜7,第1〜7透明インクヘッド321V〜327Vによって形成された第1〜7透明パッチV1〜7を備える。
制御部10は、第1テストパターンTPが膜厚測定部40に搬送されると、膜厚計41を搬送方向PDと略直交する方向に走査させて、第1テストパターンTPの各パッチの膜厚を測定する(図4におけるステップS104)。本実施形態において、膜厚計41は、1つのパッチに対して複数箇所の膜厚を測定する。膜厚計41による膜厚測定結果は、メモリ140に記憶される。
図7は、印加電圧設定処理において行われる膜厚測定について説明するための説明図である。図7(A)は、本実施形態における膜厚測定を示し、図7(B)は、比較例における膜厚測定を示す。上述の通り、本実施形態において、膜厚計41は、印刷基材11のインク面の裏側に配置されている。これに対し、比較例では、膜厚計41が印刷基材11のインク面側に配置されている。図7(B)に示すように、印刷基材11のインク面に凹凸がある場合、比較例の場合には、膜厚計41が図面左側の位置で測定した膜厚t21と、図面右側で測定した膜厚t22との差が大きい。すなわち、膜厚計41が膜厚を測定する箇所によって測定される膜厚が異なるため、測定誤差が大きくなる。一方、本実施形態では、膜厚計41は、印刷基材11のインク面の裏側に配置されている。そのため、図7(A)に示すように、膜厚計41が図面左側の位置で測定した膜厚t11と、図面右側で測定した膜厚t12との差が小さい。すなわち、本実施形態のインクジェットプリンター100では、膜厚計41は、印刷基材11のインク面の裏側に配置されているため、印刷基材11のインク面に凹凸があっても、測定される膜厚が凹凸の影響を受けにくく、測定誤差を抑制することができる。
膜厚計41が印刷基材11の搬送方向に対して略直交に走査して、第1〜7白パッチW1〜W7それぞれの膜厚を測定し、続いて、印刷基材11を搬送して、パッチの測定箇所をずらして、再度、膜厚計41が走査して第1〜7白パッチW1〜W7それぞれの膜厚を測定する。このように、膜厚計41の走査、測定と、印刷基材11の搬送とを繰り返し、第1テストパターンTPの全パッチの膜厚を測定する。本実施形態では、1つのパッチについて、6点ずつ測定している。
次に、テストパターン形成部124は、各インクヘッドユニット32に対して、各色毎に第2テスト電圧V2を印加させて、第2テストパターンを印刷させる(ステップS106)。図5に示すように、第2テスト電圧V2=基準電圧V0+Y(Yは予め定められており、X=YでもよいしX≠Yでもよい)[V]である。これにより、図6に示した第1テストパターンTPと同様のテストパターンが印刷される。
制御部10は、第2テストパターンが膜厚測定部40に搬送されると、上述の第1テストパターンTPの膜厚測定と同様に、膜厚計41によって、第2テストパターンの各パッチの膜厚を測定させる。膜厚計41による膜厚測定結果は、メモリ140に記憶される。
電圧−膜厚テーブル生成部126は、ステップS104,S108において記憶された膜厚に基づいて、印加電圧と膜厚との関係を示す電圧−膜厚テーブル144を生成し、メモリ140に記憶させる(ステップS110)。電圧−膜厚テーブル144は電圧と膜厚の関係式として記憶される。ここで、膜厚として、1つのパッチに対して測定された6点の膜厚測定値の平均値から印刷基材11の膜厚(予め測定され、メモリ140に記憶されている)を減じた値を、用いる。図8は、第1白インクヘッドにおける電圧−膜厚テーブルを示すグラフである。第1白インクヘッド321に第1テスト電圧V1w1を印加した際の第1白パッチの膜厚はt1w1,第1白インクヘッド321に第2テスト電圧V2w1を印加した際の第1白パッチの膜厚はt2w1である。印加電圧の増加に伴い膜厚が線形に増加することは周知であるため、印加電圧と膜厚との関係は線形近似できる(図8)。同様に、各インクヘッドにおける電圧−膜厚テーブル144を、それぞれ、生成する。
印加電圧設定部122は、予め定められた基準膜厚t0と、電圧−膜厚テーブル144とに基づいて、各インクヘッドに印加する電圧を導出して、設定する(ステップS112)。例えば、第1白インクヘッド321については、基準膜厚がt0w(図5)であるため、図8に示す電圧−膜厚テーブル144を用いて、基準膜厚t0wに対応する補正印加電圧Vhw1を求める。同様に、他のインクヘッドについても補正印加電圧を求める。なお、基準膜厚t0wは、第1〜7白インクヘッド321W〜327Wにおいて共通である。すなわち、基準膜厚t0は、インク色毎に定められている。以下、インクヘッドを区別しない場合には、補正印加電圧Vhと称する。印加電圧と膜厚との関係は、インクヘッド毎に異なる場合があるため、補正印加電圧Vhは、インクヘッド毎に異なる場合がある。印加電圧設定部122は、導出された補正印加電圧Vhをメモリ140に記憶させる(設定する)。制御部10は、通常の印刷を行う際、上記印加電圧設定処理において設定したヘッド毎の補正印加電圧Vhになるように、各ヘッドに印加される電圧を調整することにより、各ヘッドから吐出されるインクの重量を目標インク重量に調整する。
A3.実施形態の効果:
本実施形態のインクジェットプリンター100では、インクヘッド毎に、予め定められた目標インク重量を吐出するように、印加電圧を設定する。そのため、インクヘッドの製造誤差等によるインクヘッド毎のインク吐出重量のばらつきを抑制することができる。その結果、印刷画像の濃度ムラを抑制することができ、印刷画像の質を向上させることができる。また、ピエゾの経時変化によるインクの吐出重量のばらつきを抑制することもできる。
本実施形態のインクジェットプリンター100では、インクヘッド毎に印加電圧と膜厚との関係を表す電圧−膜厚テーブル144を生成し、電圧−膜厚テーブル144に基づいて、目標インク重量になるように、ヘッド毎に印加電圧を設定している。膜厚の測定はインク重量の測定と比較して容易であるため、容易に適切な印加電圧を設定することができる。
以下、テストパターンの形成方法が異なる例について、第2〜5実施形態に示す。第2〜5実施形態において、インクジェットプリンターの構成は第1実施形態と同一であるため、同一の符号を付して、構成の説明は省略する。
B.第2実施形態:
図9は、第2実施形態のテストパターン形成方法を説明するための説明図である。第2実施形態では、一つのパッチを形成する際に、4回印刷(インクの吐出+UV照射)を繰り返している。例えば、第1白インクヘッド321Wから吐出される白インクによって形成される第1白パッチW1について、図9に基づいて説明する。まず、第1白インクヘッド321Wに第1テスト電圧V1wが印加され、印刷基材11が搬送方向PDに搬送されると共に、第1本硬化ランプ331によってUVが照射され、第1白パッチ第1層W11が形成される(図9(A))。次に、印刷基材11が矢印RD方向に巻き戻しされる(図9(B))。再度、第1白インクヘッド321Wに第1テスト電圧V1wが印加され、印刷基材11が搬送方向PDに搬送されると共に、第1本硬化ランプ331によってUVが照射され、第1白パッチ第2層W12が形成される(図9(C))。その後、印刷基材11の巻き戻し、第1白パッチ第3層W13の形成、印刷基材11の巻き戻し、第1白パッチ第4層W14が形成され、図9(D)に示す4層構成の第1白パッチW1が形成される。第2〜7白パッチW2〜7は、同様の工程で、第1白パッチW1と同時に形成される。シアンパッチC,マゼンタパッチM,黄パッチY,黒パッチ,透明パッチも、同様に4層構成で形成される。
本実施形態では、テストパターンを形成する際に、インクの吐出、UV照射を1セットとして4回繰り返し、4層構成のパッチを形成している。膜厚を測定する際に、各パッチの膜厚が小さいと、測定値が測定誤差の範囲内に入ってしまい、膜厚を正確に測定することができない。これに対して、1回の印刷によって膜厚を大きくしようとすると、インクの表面と内部とで硬化ムラが生じ、表面に凹凸が生じるおそれがある。これに対し、本実施形態では、1回の印刷によって形成される膜厚は、硬化ムラが生じない程度に小さくし、同じ領域(パッチが形成される領域)に4回印刷を繰り返すことにより、膜厚の小さい層を4層重ねて一つのパッチを形成しているため、硬化ムラが抑制されて、パッチ表面の凹凸が抑制されるため、正確に膜厚を測定することができる。その結果、各インクヘッド320に印加される電圧を適切に設定することができる。
C.第3実施形態:
図10は、第3実施形態のテストパターンの形成方法を説明するための説明図である。第3実施形態では、第1実施形態におけるテストパターン形成時の印刷基材11の搬送速度に比較して遅い搬送速度で印刷基材11を搬送して、テストパターンを形成する。図10(A)は、第1実施形態におけるテストパターンの形成方法で形成した第1白パッチW1を示し、図10(B)は、第3実施形態におけるテストパターンの形成方法で形成した第1白パッチW1Lを示す。第3実施形態において、第1白インクヘッド321Wには、第1実施形態と同様の第1テスト電圧V1wを、第1実施形態と同時間付与した。一方、印刷基材11の搬送速度を、第1実施形態の1/3程度に遅くした。第3実施形態において第1白インクヘッド321Wに付与される電圧と時間が第1実施形態と同一であるため、第1白インクヘッド321Wから吐出されるインク重量は第1実施形態と同様であるが、印刷基材11の搬送速度が遅いため、第3実施形態の第1白パッチW1Lは、第1実施形態の第1白パッチW1に比較して、印刷範囲(面積)が小さく、膜厚が大きくなった。そのため、第1実施形態と比較して、膜厚を正確に測定することができる。
D.第4実施形態:
図11は、第4実施形態のテストパターンの形成方法を説明するための説明図である。第4実施形態では、インクの色毎に印刷基材11の搬送速度を変えて、テストパターンを形成する。図11では、第1シアンインクヘッド321C,第1マゼンタインクヘッド321M,第1黄インクヘッド321Y,第1黒インクヘッド321Bを例示しており、その他のインクヘッドおよびUVランプは図示を省略している。また、図11では、各インクヘッド320と、各パッチとの対応関係を明瞭に示すために、対応するインクヘッドとパッチとに同一のハッチングを付して示している。本実施形態において、印刷基材11の搬送速度は、第1搬送速度S1,第2搬送速度S2,第3搬送速度S3(S1<S2<S3)の間で切り替え可能である。
テストパターンの形成において、第1シアンインクヘッド321Cに第1テスト電圧V1cを印加しつつ、印刷基材11を第1搬送速度S1で搬送して、第1シアンパッチC1を形成する(図11(A))。第1マゼンタインクヘッド321Mに第1テスト電圧V1mを印加しつつ、印刷基材11を第3搬送速度S3で搬送して、第1マゼンタパッチM1を形成する(図11(B))。第1黄インクヘッド321Yに第1テスト電圧V1yを印加しつつ、印刷基材11を第2搬送速度S2で搬送して、第1黄パッチY1を形成する(図11(C))。第1黒インクヘッド321Kに第1テスト電圧V1kを印加しつつ、印刷基材11を第1搬送速度S1で搬送して、第1黒パッチK1を形成する(図11(D))。
上述の通り、印刷基材11の搬送速度が異なると、パッチの膜厚が異なる。そのため、図5(D)に示すように、第1シアンパッチC1,第1マゼンタパッチM1,第1黄パッチY1,第1黒パッチK1は、互いに膜厚が異なる。色によって、インクの硬化性や凝固のしやすさが異なる。そのため、色によって印刷基材11の搬送速度を変えてテストパターンを形成することにより、各パッチの膜厚が色毎に適した膜厚に形成される。そのため、膜厚を正確に測定することができる。
E.第5実施形態:
図12は、第5実施形態のテストパターンの形成方法を説明するための説明図である。第5実施形態のインクジェットプリンターでは、インクヘッド320から吐出されるインク滴によって、印刷基材11のインク面に形成されるドットの大きさによって、テストパターンの形成方法が異なる。本実施形態のインクジェットプリンターでは、LサイズのドットとSサイズのドットとを形成可能である。本実施形態では、Lサイズのドットの目標インク重量は20ng,Sサイズのドットの目標インク重量は3〜4ngであるが、目標インク重量は、本実施形態に限定されず、適宜、設定可能である。
本実施形態では、インクの色によってUVランプの照射エネルギーを変更する。ここで、照射エネルギーは、各UVランプのON/OFFの切替えによって変更される。また、本実施形態では、ドットサイズによって、UVランプの照射エネルギーを変更する。図12に示すように、ドットサイズがLの場合、第1本硬化ランプ331,第2本硬化ランプ335,第3本硬化ランプ336はONで、第1〜3ピニングランプ332〜4はOFFである。すなわち、白インク,黒インク,および透明インクは、インクを吐出した後、速やかにUV照射により硬化させ、シアンインク、マゼンタインク、黄インクは、第2本硬化ランプ335,第3本硬化ランプ336により硬化させる。シアンインク、マゼンタインク、黄インクは、比較的硬化しやすいためである。ドットサイズがSの場合、第1本硬化ランプ331,第3本硬化ランプ336はONで、第1〜3ピニングランプ332〜4および第2本硬化ランプ335はOFFである。ドットサイズが小さく、インク重量が小さいため、黒インクヘッドユニット32Kの下流に配置される第2本硬化ランプ335をOFFとしても、第3本硬化ランプ336により、十分に硬化させることができるからである。
F.変形例:
なお、この発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
(1)ヘッドの個数、ノズルの個数、インク色の数、インク色の種類は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、一色のインクに対して複数のヘッドを備えるラインヘッドユニットを、複数備えるインクジェットプリンターを例示したが、一色のインクに対して一つのヘッドを備える構成にしてもよい。このような構成の場合でも、上記実施形態で記載したように印加電圧を設定することにより、ピエゾの経時変化に伴うインク吐出重量のばらつきを修正することができる。また、インク色として、例えば、黒インクのみを備える構成にしてもよいし、白,透明インクを備えない構成にしてもよい。また、ライトシアン,ライトマゼンタを備える構成にしてもよい。
(2)上記実施形態において、インクジェットプリンター100が膜厚測定部40を備える構成を例示したが、膜厚測定部40を備えない構成にしてもよい。膜厚測定部40を備えない場合、例えば、インクジェットプリンター100のユーザーが、インクジェットプリンター100にて印刷された第1テストパターンおよび第2テストパターンそれぞれについて、上記したような膜厚測定を行い、測定された各膜厚を、操作受付け部を介して入力すると、制御部が、入力された膜厚に基づいて、印加電圧を設定する構成にすることができる。また、インクジェットプリンター100と別に、電圧計算・制御用のコンピュータを備え、ユーザーが測定した膜厚を電圧計算・制御用のコンピュータに入力し、このコンピュータにて導出された印加電圧を、インクジェットプリンター100が備える制御部に設定する構成にしてもよい。
(3)膜厚測定部40の構成は、上記実施形態に限定されない。テストパターンが備える一色のパッチの数と同数の膜厚計41を備える構成にしてもよい。例えば、上記実施形態では、テストパターンが各色7つずつパッチを備えるため、膜厚測定部40が、7つの膜厚計41を備え、各パッチに対応して設けられる構成にしてもよい。このようにすると、膜厚計41を走査させずに各パッチの膜厚を測定することができるため、膜厚測定に要する時間を短縮することができる。また、膜厚計41を、印刷基材11のインク面側に設ける構成にしてもよい。
(4)上記実施形態において、インク色毎に印刷基材11の搬送速度を変えたり(第4実施形態)、UVランプの照射強度を変更する(第5実施形態)例を示したが、インクの硬化ムラを抑制して、膜厚測定に適した膜厚のパッチを形成する方法は、上記実施形態に限定されない。例えば、インクの吐出重量を、インク色に応じてインクの吐出重量を変えてもよい。また、搬送速度、UVランプの照射強度、インク吐出重量の違いを組み合わせて、適正なパッチを形成してもよい。また、上記実施形態において、UVランプの照射強度を、各ランプのON/OFFによって変更したが、各UVランプの発光強度を直接変更してもよい。また、インクの硬化のしやすさ、凝固のしやすさ等に基づいて、インクの種類を分類し、その種類に応じて、搬送速度やUVランプの照射強度を変更してもよい。
(5)上記実施形態において、印刷基材11を搬送する搬送機構を備える構成を例示したが、これに限定されない。インクヘッドユニット32を搬送する搬送機構を備える構成にしてもよい。印刷基材11を搬送する搬送機構とインクヘッドユニット32を搬送する搬送機構と両方を備える構成にしてもよい。
(6)上記実施形態において、UV硬化インクを用いて印刷を行うインクジェットプリンターを例示したが、インクの種類は上記実施形態に限定されない。例えば、熱硬化型インク、蒸発乾燥型インク等を用いることができる。インク硬化部は、インクの種類に応じて、ヒーター、温風機、遠赤外線ランプ、送風機(加熱を伴わない)等を用いることができる。また、プラテンを加熱する構成にしてもよい。UVランプおよび遠赤外線ランプ等の照射強度、ヒーターおよび温風機の加熱強度、送風機の送風強度等が、請求項におけるインク硬化部の強度に相当する。
(7)上記実施形態において、ピエゾ素子を用いてインク滴を吐出するインクヘッド320を備えたインクジェットプリンターを例示したが、印加電圧に応じた重量のインクを吐出するインクヘッドであれば、他の方法によりインク滴を吐出してもよい。
(8)上記実施形態において、印加電圧設定部122、テストパターン形成部124電圧−膜厚テーブル生成部126、テストパターンデータ142、電圧−膜厚テーブル144、電圧設定用パラメータテーブル146をインクジェットプリンター100の内部に備える例を示したが、これらのうち少なくとも1つを外部装置に備え、外部I/F部70を介してこれらの機能及びデータを利用するようにしてもよい。
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
11…印刷基材
12…制御部
13…搬送ローラー
20…基材繰出部
21…基材ローラー
30…印刷部
31…回転ドラム
32…インクヘッドユニット
32C…シアンインクヘッドユニット
32K…黒インクヘッドユニット
32M…マゼンタインクヘッドユニット
32V…透明インクヘッドユニット
32W…白インクヘッドユニット
32Y…黄インクヘッドユニット
40…膜厚測定部
41…膜厚計
42…素地
50…基材巻取部
51…巻取ローラー
100…インクジェットプリンター
320…インクヘッド
320C…シアンインクヘッド
320K…黒インクヘッド
320M…マゼンタインクヘッド
320V…透明インクヘッド
320W…白インクヘッド
320Y…黄インクヘッド
331…第1本硬化ランプ
332…第1ピニングランプ
333…第2ピニングランプ
334…第3ピニングランプ
335…第2本硬化ランプ
336…第3本硬化ランプ
C…シアンパッチ
M…マゼンタパッチ
Y…黄パッチ
V0…基準電圧
t0…基準膜厚
V1…第1テスト電圧
V2…第2テスト電圧
TP…第1テストパターン
Vh…補正印加電圧
Nz…ノズル

Claims (8)

  1. ヘッドを備えたインクジェットプリンターにおいて、前記ヘッドに印加される電圧を設定する方法であって、
    前記ヘッドによって媒体上にテストパターンを形成する工程と、
    前記テストパターンの膜厚を測定する工程と、
    前記測定した膜厚に基づいて、前記ヘッドから吐出されるインク重量が、予め定められた目標インク重量になるように前記ヘッドに印加される電圧を設定する工程と、
    を備える、印加電圧設定方法。
  2. 請求項1に記載の印加電圧設定方法であって、
    前記テストパターンを形成する工程において、同一領域内に複数回印刷することにより、前記テストパターンを形成する、印加電圧設定方法。
  3. 請求項1に記載の印加電圧設定方法であって、
    前記インクジェットプリンターは、
    前記ヘッドおよび前記媒体の少なくともいずれか一方を搬送する搬送機構を備え、
    前記テストパターンを形成する工程において、前記ヘッドが吐出する前記インクの種類に応じた搬送速度で前記テストパターンを形成する、印加電圧設定方法。
  4. 請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の印加電圧設定方法であって、
    前記インクジェットプリンターは、
    前記ヘッドから前記媒体に吐出された前記インクを硬化させるインク硬化部を備え、
    前記テストパターンを形成する工程において、前記ヘッドが吐出するインクの種類に応じた前記インク硬化部の強度で前記インクを硬化させる、印加電圧設定方法。
  5. 請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載の印加電圧設定方法であって、
    前記インクジェットプリンターは、
    第1の色のインクを吐出する前記ヘッドを複数備える第1のヘッドユニットと、第2の色のインクを吐出する前記ヘッドを複数備える第2のヘッドユニットと、を少なくとも備え、
    前記目標インク重量は、前記ヘッドユニット毎に定められる、印加電圧設定方法。
  6. 請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の印加電圧設定方法であって、
    前記膜厚を測定する工程において、前記媒体の前記テストパターンが形成された面と反対側から前記膜厚を測定する、印加電圧設定方法。
  7. 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の印加電圧設定方法をインクジェットプリンターに実現させるプログラム。
  8. インクジェットプリンターであって、
    インクを吐出するヘッドと、
    テストパターンを表すテストパターンデータと、前記ヘッドから吐出されるインクの目標インク重量に対応する前記テストパターンの膜厚である基準膜厚と、が記憶される記憶部と、
    前記ヘッドを制御して、前記テストパターンデータに基づいて、媒体上に前記テストパターンを形成させるテストパターン形成部と、
    前記テストパターンの膜厚を測定する膜厚測定部と、
    前記テストパターンを形成する際に前記ヘッドに印加された電圧と前記膜厚測定部において測定された前記テストパターンの膜厚とに基づいて電圧と膜厚との関係を表す電圧−膜厚テーブルを作成する電圧−膜厚テーブル生成部と、
    前記電圧−膜厚テーブルと前記基準膜厚とに基づいて、前記ヘッドから吐出されるインク重量が、前記目標インク重量になるように前記ヘッドに印加する電圧を設定する印加電圧設定部と、
    を備える、インクジェットプリンター。
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