JP2021160320A

JP2021160320A - 印刷装置及び印刷方法

Info

Publication number: JP2021160320A
Application number: JP2020067014A
Authority: JP
Inventors: 恒平中村; Kohei Nakamura
Original assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
Current assignee: Mimaki Engineering Co Ltd
Priority date: 2020-04-02
Filing date: 2020-04-02
Publication date: 2021-10-11

Abstract

【課題】フラッシング時のインク消費量及び待機時間を低減する。【解決手段】本発明の印刷装置は、インクジェット方式でインクを吐出する複数個のノズルが群設されてなるノズルグループを複数有するヘッド部と、予め設定された主走査方向へ移動しつつノズルからインクを吐出する主走査動作及び印刷媒体に対して主走査方向と直交する副走査方向へ相対的に移動する副走査動作をヘッド部に行わせる制御、及び所定の周期でノズルからインクをフラッシングさせる制御を行う制御部と、ノズルグループごとのインクの吐出量を示す情報を取得する情報取得部と、を備え、制御部は、それぞれのノズルグループについて、情報取得部が取得した吐出量に基づき、ノズルグループに含まれるそれぞれのノズルからのフラッシング量を決定して、決定したフラッシング量のインクをノズルグループに含まれるそれぞれのノズルからフラッシングさせる。【選択図】図１

Description

本発明は、シリアルヘッド型インクジェット方式の印刷装置及び印刷方法に関する。

インクジェットプリンタでは、媒体への印刷等が行われない待機時に、インクジェットヘッドのノズル内においてインクが乾燥や増粘し、又はノズル内に気泡や粉塵が混入すると、ノズルに目詰まりが生じ、印刷時のドットの欠落の原因となる。そこで、インクジェットプリンタでは、印刷目的ではない強制的なインクの吐出動作、いわゆるフラッシングが定期的に実行されるのが一般的である。例えば、特許文献１の発明では、ラインヘッド型のインクジェットプリンタにおいて、前回のフラッシング以後のインクの吐出量をノズルごとに取得して積算し、それに基づきノズルごとに決定した量のインクを各ノズルからフラッシングする（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７−１８５６３５号公報

シリアルヘッド型のインクジェットプリンタでは、一般に１スキャン又は数スキャンごとに、インクジェットヘッドに設けられた全てのノズルから同じ量のインクを同時にフラッシングする。そのため、全てのノズルの中で最悪の状態、すなわち全く吐出が無かったノズルを基準にフラッシング量を決定する必要がある。

しかし、このように全てのノズルから同じ量のインクをフラッシングすると、実際には印刷時のインクの吐出量が多くフラッシングが不要又は少量で足りるノズルからも多量のインクをフラッシングすることになり、その結果、インクを必要以上に消費してしまうとともに、フラッシング実行時の待機時間が余分に生じる。

特許文献１の発明によれば、各ノズルについて、印刷時のインクの吐出量に応じた量でフラッシングすることが可能であるが、全てのノズルのそれぞれについてインク吐出量を取得して積算する必要があるため、演算量が大きくなり演算に時間を要する。

本発明の目的は、上記の課題を解決可能な印刷装置及び印刷方法を提供することにある。

本発明の印刷装置は、媒体に印刷を行う印刷装置であって、インクジェット方式でインクを吐出する複数個のノズルが群設されてなるノズルグループを複数有するヘッド部と、予め設定された主走査方向へ移動しつつノズルからインクを吐出する主走査動作及び媒体に対して主走査方向と直交する副走査方向へ相対的に移動する副走査動作をヘッド部に行わせる制御、及び所定の周期でノズルからインクをフラッシングさせる制御を行う制御部と、ノズルグループごとのインクの吐出量を示す情報を取得する情報取得部と、を備え、制御部は、それぞれのノズルグループについて、情報取得部が取得した吐出量に基づき、ノズルグループに含まれるそれぞれのノズルからのフラッシング量を決定して、決定したフラッシング量のインクをノズルグループに含まれるそれぞれのノズルからフラッシングさせる。

これにより、フラッシング時のインク消費量及び待機時間を低減することができる。

制御部は、ノズルグループのインクの吐出量を当該ノズルグループに含まれるノズルの個数で除して、当該ノズルグループに含まれるそれぞれのノズルからの吐出量の平均値を求め、当該平均値に基づきフラッシング量を決定して、決定したフラッシング量のインクをノズルグループに含まれるそれぞれのノズルからフラッシングさせてもよい。

これにより、適切なフラッシング量を速やかに決定することができ、かつ、フラッシング時間の待機時間を効果的に低減することができる。

ノズルグループを構成する複数個のノズルは、同じ色のインクを吐出するものであってもよい。

これにより、より適切なフラッシング量を決定することができる。

情報取得部は、例えば、前回のフラッシング以後のノズルグループごとのインクの吐出量を示す情報を取得してもよい。

これにより、フラッシング時のインクの無駄を効果的に減らすことができる。

制御部は、例えば、ヘッド部の主走査方向への往復動作１回ごとにフラッシングさせてもよい。

これにより、フラッシング時のインクの消費量が低減されるとともに、適切な量でフラッシングでき、フラッシングをより効果的に実行することができる。

本発明の印刷方法は、媒体に印刷を行う印刷方法であって、インクジェット方式でインクを吐出する複数個のノズルが群設されてなるノズルグループを複数有するヘッド部に、予め設定された主走査方向へ移動させつつノズルからインクを吐出させる主走査動作及び媒体に対して主走査方向と直交する副走査方向へ相対的に移動させる副走査動作を繰り返し行わせることにより印刷を実行する印刷ステップと、ノズルグループごとのインクの吐出量を示す情報を取得する情報取得ステップと、印刷ステップの実行中に、所定の周期でノズルからインクをフラッシングするフラッシングステップと、を実行し、フラッシングステップでは、それぞれのノズルグループについて、情報取得ステップにおいて取得された吐出量に基づき、ノズルグループに含まれるそれぞれのノズルからのフラッシング量を決定して、決定したフラッシング量のインクをノズルグループに含まれるそれぞれのノズルからフラッシングする。

フラッシングステップでは、ノズルグループのインクの吐出量を当該ノズルグループに含まれるノズルの個数で除して、当該ノズルグループに含まれるそれぞれのノズルからの吐出量の平均値を求め、当該平均値に基づきフラッシング量を決定して、決定したフラッシング量のインクをノズルグループに含まれるそれぞれのノズルからフラッシングさせてもよい。

情報取得ステップでは、前回のフラッシング以後のノズルグループごとのインクの吐出量を示す情報を取得してもよい。

フラッシングステップでは、ヘッド部の主走査方向への往復動作１回ごとにフラッシングさせてもよい。

本発明の印刷装置及び印刷方法によれば、フラッシング時のインク消費量及び待機時間を低減することができる。

本発明の印刷装置１００の構成の一例を示す図である。インクジェットヘッド１０２の構成の一例を示す図である。ノズルグループを説明する図である。本発明の印刷方法における処理フローの一例を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る印刷装置１０について説明をする図である。なお、以下において説明をする点を除き、印刷装置１０は、公知のシリアルインクジェットプリンタと同一又は同様の特徴を有してよい。例えば、印刷装置１０は、以下において説明をする構成に加え、公知のシリアルインクジェットプリンタと同一又は同様の構成を更に有してよい。

印刷装置１０は、印刷対象の媒体（メディア）５０に対して印刷を行うシリアルヘッド方式のインクジェットプリンタである。

印刷装置１０は、ヘッド部１２、プラテン１４、ガイドレール１６、フラッシングステーション１８、主走査駆動部２０、副走査駆動部２２、情報取得部２４及び制御部３０を備える。

ヘッド部１２は、媒体５０へインクを吐出する部分である。ヘッド部１２は、インクジェットヘッド１０２を１以上有する。各インクジェットヘッドは、ピエゾ方式でもサーマルジェット方式でもよい。

インクジェットヘッド１０２は、印刷に使用する色のインクを貯蔵し、制御部３０による制御に基づき吐出するインクジェットヘッドである。インクの種類は問わない。インクジェットヘッド１０２は、図中では４個、すなわちインクが４色の場合を例示しているが、印刷に採用するカラーモードなどに応じて必要な個数を設けてよく、また、特定の色に限定されない。例えば、ＣＭＹＫカラーを採用する場合には、シアン（Ｃ）色、マゼンタ（Ｍ）色、イエロー（Ｙ）色、及びブラック（Ｋ）色の４色を吐出する４個のインクジェットヘッド１０２が必要となるが、白色やクリア色など、その他の色を更に使用する場合はその色数分のインクジェットヘッド１０２を追加すればよい。
また、必要な色の個数（例えばＣＭＹＫカラーであれば４個）のインクジェットヘッド１０２を１セットと呼ぶとき、これをヘッド部１２に複数セット設けてもよい。

ヘッド部１２は、各インクジェットヘッド１０２を、例えば図１に示すように、印刷装置１０において予め設定された副走査方向（図中のＸ方向）における位置を揃えて、媒体５０に対して副走査方向と直交する主走査方向（図中のＹ方向）へ並ぶように保持する。
また、各インクジェットヘッド１０２は、一定の単位で副走査方向における位置をずらして配置してもよい。例えば、複数セットのインクジェットヘッド１０２を設ける場合、セットごとに又はより少ない複数セットごとにスタガ配置してもよい。すなわち、４セットであれば、４セットを全てスタガ配置してもよいし、２セットずつをスタガ配置してもよい。

インクジェットヘッド１０２においては、副走査方向における位置を互いにずらして複数個のノズルが並ぶノズル列が、例えば、副走査方向の位置を揃え、主走査方向における位置を互いにずらして複数配列され、各ノズルからはインクジェットヘッド１０２に貯蔵された色のインクが吐出される。図２は、ノズル列１０２ａを４列、各ノズル列１０２ａにノズルＮ１〜Ｎ５０の計５０個のノズルを有するインクジェットヘッド１０２の一例を示したものである。

プラテン１４は、ヘッド部１２と対向する位置において媒体５０を支持する台状部材である。

ガイドレール１６は、主走査方向へ延伸するレール状部材であり、主走査方向へのヘッド部１２の移動をガイドする。

フラッシングステーション１８は、フラッシング実行時に各ノズルから吐出されたインクミストを回収する機構である。ヘッド部１２は、制御部３０による制御によりフラッシングステーション１８の上まで移動した後、所定量のインクの吐出、すなわちフラッシングを行ない、各ノズルの清掃が行なわれる。フラッシングステーション１８の具体的な構成に関しては、公知のキャッピング機構など、任意の構成を採用してよい。

主走査駆動部２０は、ヘッド部１２に主走査動作（スキャン動作）を行わせる駆動部である。この場合、主走査動作とは、例えば、主走査方向へ移動しつつインクを吐出する動作のことである。また、ヘッド部１２に主走査動作を行わせるとは、例えば、ヘッド部１２におけるインクジェットヘッド１０２に主走査動作を行わせることである。また、本例においては、ヘッド部１２に主走査動作を行わせることにより、印刷装置１０は、シリアルヘッド方式での印刷の動作を実行する。また、本例の主走査動作時において、ヘッド部１２は、ガイドレール１６に沿って、主走査方向へ移動する。また、主走査動作に関し、主走査方向へのヘッド部１２の移動とは、媒体５０に対する相対的な移動のことである。そのため、印刷装置１０の変形例においては、ヘッド部１２の位置を固定して、例えばプラテン１４を移動させることで、媒体５０の側を移動させてもよい。

副走査駆動部２２は、ヘッド部１２に副走査動作を行わせる駆動部である。この場合、副走査動作とは、例えば、副走査方向へ媒体５０に対して相対的に移動する動作のことである。また、ヘッド部１２に副走査動作を行わせるとは、例えば、ヘッド部１２におけるインクジェットヘッドに副走査動作を行わせることである。また、本例において、副走査駆動部２２は、例えば図示を省略したベルト部材等を用いて、副走査方向と平行な搬送方向へ媒体５０を搬送することで、ヘッド部１２に副走査動作を行わせる。また、この場合において、副走査駆動部２２は、各回の主走査動作の合間に、印刷のパス数等に応じて制御部３０により設定されるフィード量だけ、媒体５０を搬送する。媒体５０の搬送は、ベルト部材に限らず、例えばローラ等を用いて行ってもよい。また、媒体５０の位置を固定して、ヘッド部１２の側を移動させることで、副走査動作を行ってもよい。

情報取得部２４は、印刷すべき画像の印刷時における、複数個のノズルからなるノズルグループごとのインクの吐出量を示す情報を取得する。ここでいう複数個のノズルとは、インクジェットヘッド１０２に設けられるノズル全体のうち、群設されている、すなわち何らかの形態で固まって設けられている複数個のノズルである。例えば、ノズル列１０２ａは複数個のノズルが副走査方向に列として固まって設けられているため、これをノズルグループとしてもよい。また、図３に示すように、ノズル列１０２ａの一部のノズルからなるグループＧ１や、複数個のノズルが主走査方向に列として固まって設けられているグループＧ２や、複数個のノズルが主走査方向及び副走査方向に格子状に固まって設けられているグループＧ３などをノズルグループとしてもよい。

取得するインクの吐出量は実測値でも推定値でもよい。ノズルグループごとのインクの吐出量を示す情報の取得方法は任意であり、印刷装置１０自身で収集した情報などに基づき取得してもよいし、印刷すべき画像の分版・量子化後のデータなどに基づき取得してもよい。印刷装置１０自身によるノズルグループごとの吐出量の情報の収集は、例えば、ファームウェアに、それぞれのノズルに吐出パルスが与えられた回数をカウントし、その回数と吐出パルス１回あたりのインクの想定吐出量との積をとって、それぞれのノズルからのインクの吐出量を推定するとともに、所望の複数のノズルについて予め設定したノズルグループについて、それぞれのノズルにおける吐出量の和をとるという一連の処理を記述しておくことにより、行うことができる。
また、ノズルグループがノズル列である場合の印刷装置１０自身による吐出量の情報の収集は、ノズル列への流入口からのインク流入量の測定や、ノズル列に接続されたサブタンク等の貯留部におけるインク減量の検出等により行ってもよい。

情報取得部２４がいかなる期間の吐出量を取得するかは、いかなる期間の吐出量に基づきフラッシング量を決定するかに依存する。いかなる期間の吐出量に基づきフラッシング量を決定するかは任意であり、例えば、フラッシング間、主走査動作の所定回数、所定時間などの期間が挙げられる。

例えば、それぞれのノズルについて、フラッシング間でのインクの吐出量、すなわち、前回のフラッシング以後の吐出量を取得する場合には、ノズルに前回のフラッシングまでに吐出パルスが与えられた累積回数と現時点までに吐出パルスが与えられた累積回数との差分をとり、この差分回数と吐出パルス１回あたりのノズルからのインクの想定吐出量との積をとることで取得することができる。

制御部３０は、例えば印刷装置１０のＣＰＵであり、予め設定されたプログラムに従って、印刷装置１０の各部の動作を制御する。処理フローを図４に示す。具体的には、印刷装置１０は、ヘッド部１２の主走査動作及び副走査動作の制御を印刷終了まで繰り返し実行する（印刷ステップＳ１）。このとき、印刷条件に応じて副走査方向への動作時のフィード量を設定する。

また、制御部３０は、印刷ステップＳ１の実行中に、所定の周期で各ノズルからインクをフラッシングさせる。具体的には、まず、それぞれのノズルグループについて、所定期間におけるインクの吐出量を情報取得部２４に取得させる（情報取得ステップＳ２）。そして、それぞれのノズルグループについて、取得した吐出量に基づきノズルグループに含まれるそれぞれのノズルからのフラッシング量を決定し、決定したフラッシング量のインクを、ヘッド部１２をフラッシングステーション１８上に移動させた上で、ノズルグループに含まれるそれぞれのノズルからフラッシングさせる（フラッシングステップＳ３）。

このように、ノズルグループごとのインクの吐出量を取得し、これに基づき各ノズルからのフラッシング量を決定することで、インクの吐出量のバラつきを考慮することなく全てのノズルから多量のインクを一律に吐出する場合と比べ、フラッシング時のインクの消費量を低減することができる。また、ノズルグループ単位でインクの吐出量を取得し、これに基づきノズルグループを構成する各ノズルからのフラッシング量を決定するため、ノズルごとにインクの吐出量を取得して積算するより少ない演算量でフラッシング量を決定することができ、フラッシング時の待機時間を低減することができる。

制御部３０（フラッシングステップＳ３）は、ノズルグループのインクの吐出量をノズルグループに含まれるノズルの個数で除して、当該ノズルグループに含まれるそれぞれのノズルからの吐出量の平均値を求め、当該平均値に基づきフラッシング量を決定して、決定したフラッシング量のインクをノズルグループに含まれるそれぞれのノズルからフラッシングさせてもよい。

ハーフトーン処理後の印刷データにおいては、近接する部分は明暗の傾向が類似していることから、ノズルグループを構成する各ノズルからのインクの吐出量の差は一般に小さい傾向がある。そこで、ノズルグループを構成する各ノズルからのインクの吐出量の平均値に基づきフラッシング量を決定し、これを各ノズル一律のフラッシング量とすることで、適切なフラッシング量を速やかに決定することができ、かつ、フラッシング時間の待機時間を効果的に低減することができる。

また、各色それぞれの分版画像のハーフトーン処理後の印刷データにおいては、部分ごとに同じ色が集中する傾向があることから、同じ色のインクを吐出する複数個のノズルからなるノズルグループを構成する各ノズルからのインクの吐出量の差は特に小さい傾向がある。そのため、この場合にはより適切なフラッシング量を決定することができる。

情報取得部２４（情報取得ステップＳ２）は、例えば、前回のフラッシング以後のノズルグループごとのインクの吐出量を示す情報を取得してもよい。

これにより、前回フラッシング以後に吐出されたインクの量に応じた量でフラッシングされるため、インクの無駄を効果的に減らすことができる。

制御部３０（フラッシングステップＳ３）は、例えば、ヘッド部１２の主走査方向への往復動作１回ごとにフラッシングさせてもよい。

このようにフラッシングの頻度を高めることで、ノズルごとの吐出量の差が小さくなり、複数のノズルそれぞれの吐出量の平均値と真値との誤差が小さくなるため、フラッシング量の設定精度が高まり、インクの消費量が低減されるとともに、適切な量でフラッシングできるためフラッシングをより効果的に実行することができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。すなわち、本発明において表現されている技術的思想の範囲内で適宜変更が可能であり、その様な変更や改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含む。

１０…印刷装置、１２…ヘッド部、１４…プラテン、１６…ガイドレール、１８…フラッシングステーション、２０…主走査駆動部、２２…副走査駆動部、２４…情報取得部、３０…制御部、５０…媒体、１０２…インクジェットヘッド、１０２ａ…ノズル列、Ｇ１〜Ｇ３…グループ、Ｎ１〜Ｎ５０…ノズル

Claims

媒体に印刷を行う印刷装置であって、
インクジェット方式でインクを吐出する複数個のノズルが群設されてなるノズルグループを複数有するヘッド部と、
予め設定された主走査方向へ移動しつつ前記ノズルからインクを吐出する主走査動作及び前記媒体に対して前記主走査方向と直交する副走査方向へ相対的に移動する副走査動作を前記ヘッド部に行わせる制御、及び所定の周期で前記ノズルからインクをフラッシングさせる制御を行う制御部と、
前記ノズルグループごとのインクの吐出量を示す情報を取得する情報取得部と、
を備え、
前記制御部は、それぞれの前記ノズルグループについて、前記情報取得部が取得した前記吐出量に基づき、前記ノズルグループに含まれるそれぞれの前記ノズルからのフラッシング量を決定して、決定したフラッシング量のインクを前記ノズルグループに含まれるそれぞれの前記ノズルからフラッシングさせる
ことを特徴とする印刷装置。
前記制御部は、前記ノズルグループに含まれる前記ノズルの個数で前記ノズルグループの前記吐出量を除して、前記ノズルグループに含まれるそれぞれの前記ノズルからの吐出量の平均値を求め、当該平均値に基づきフラッシング量を決定して、決定したフラッシング量のインクを前記ノズルグループに含まれるそれぞれの前記ノズルからフラッシングさせることを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
前記ノズルグループを構成する複数個のノズルは、同じ色のインクを吐出することを特徴とする請求項１に記載の印刷装置。
前記情報取得部は、前回のフラッシング以後の前記ノズルグループごとのインクの吐出量を示す情報を取得することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の印刷装置。
前記制御部は、前記ヘッド部の前記主走査方向への往復動作１回ごとにフラッシングさせることを特徴とする請求項４に記載の印刷装置。
媒体に印刷を行う印刷方法であって、
インクジェット方式でインクを吐出する複数個のノズルが群設されてなるノズルグループを複数有するヘッド部に、予め設定された主走査方向へ移動させつつ前記ノズルからインクを吐出させる主走査動作及び前記媒体に対して前記主走査方向と直交する副走査方向へ相対的に移動させる副走査動作を繰り返し行わせることにより印刷を実行する印刷ステップと、
前記ノズルグループごとのインクの吐出量を示す情報を取得する情報取得ステップと、
前記印刷ステップの実行中に、所定の周期で前記ノズルからインクをフラッシングするフラッシングステップと、
を実行し、
前記フラッシングステップでは、それぞれの前記ノズルグループについて、前記情報取得ステップにおいて取得された前記吐出量に基づき、前記ノズルグループに含まれるそれぞれの前記ノズルからのフラッシング量を決定して、決定したフラッシング量のインクを前記ノズルグループに含まれるそれぞれの前記ノズルからフラッシングする
ことを特徴とする印刷方法。
前記フラッシングステップでは、前記ノズルグループに含まれる前記ノズルの個数で前記ノズルグループの前記吐出量を除して、前記ノズルグループに含まれるそれぞれの前記ノズルからの吐出量の平均値を求め、当該平均値に基づきフラッシング量を決定して、決定したフラッシング量のインクを前記ノズルグループに含まれるそれぞれの前記ノズルからフラッシングさせることを特徴とする請求項６に記載の印刷方法。
前記ノズルグループを構成する複数個のノズルは、同じ色のインクを吐出することを特徴とする請求項６に記載の印刷方法。
前記情報取得ステップでは、前回のフラッシング以後の前記ノズルグループごとのインクの吐出量を示す情報を取得することを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の印刷方法。
前記フラッシングステップでは、前記ヘッド部の前記主走査方向への往復動作１回ごとにフラッシングさせることを特徴とする請求項９に記載の印刷方法。