JP5298879B2 - 液体吐出装置、及び液体吐出方法 - Google Patents
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そこで、本発明は、各ドットに照射される電磁波の照射量のばらつきを抑制することを目的とする。
媒体を搬送方向に搬送する搬送部と、
電磁波の照射によって硬化する液体を吐出する複数のノズルが前記搬送方向に沿って配置されたノズル列であって、前記搬送方向と交差する移動方向に移動するノズル列と、
前記ノズル列とともに前記移動方向に移動し、前記ノズルから吐出された前記液体に対して前記電磁波を照射する仮硬化用照射部と、
前記仮硬化用照射部よりも前記搬送方向の下流側に配置され、前記仮硬化用照射部よりも多い照射量の前記電磁波を照射する本硬化用照射部であって、前記移動方向の長さが前記仮硬化用照射部の前記移動方向の長さよりも長く、かつ前記搬送方向の長さが前記仮硬化用照射部の前記搬送方向の長さよりも短い本硬化用照射部と、を有し、
前記搬送部によって前記媒体を搬送方向に搬送する搬送動作と、前記ノズル列を移動させつつ前記ノズルから前記液体を吐出させることによって前記媒体にドットを形成するドット形成動作を繰り返す液体吐出装置であって、
或るドット形成動作の際に、前記ノズル列の一部のノズルである第1ノズルによって前記媒体に第1ドットを形成するとともに、前記仮硬化用照射部の第1領域から前記第1ドットに前記電磁波を照射し、且つ
前記或るドット形成動作の後の別のドット形成動作の際に、前記第1ノズルよりも前記搬送方向下流側の一部のノズルである第2ノズルによって前記媒体に第2ドットを形成するとともに、前記仮硬化用照射部のうち前記第1領域よりも前記搬送方向下流側の第2領域から前記第1ドット及び前記第2ドットに前記第1領域よりも照射量の多い電磁波を照射する、
ことを特徴とする液体吐出装置である。
本明細書及び添付図面の記載により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。
(B)電磁波の照射によって硬化する液体を吐出する複数のノズルが前記搬送方向に沿って配置されたノズル列であって、前記搬送方向と交差する移動方向に移動するノズル列と、
(C)前記ノズル列とともに前記移動方向に移動し前記電磁波を照射する照射部と、
(D)前記搬送部によって前記媒体を搬送方向に搬送する搬送動作と、前記ノズル列を移動させつつ前記ノズルから前記液体を吐出させることによって前記媒体にドットを形成するドット形成動作を繰り返す液体吐出装置であって、
(E)或るドット形成動作の際に、前記ノズル列の一部のノズルである第1ノズルによって前記媒体に第1ドットを形成するとともに、前記第1ノズルと前記移動方向に並ぶ位置にある前記照射部の第1領域から前記第1ドットに前記電磁波を照射し、且つ
前記或るドット形成動作の後の別のドット形成動作の際に、前記第1ノズルよりも前記搬送方向下流側の一部のノズルである第2ノズルによって、前記媒体に第2ドットを形成するとともに、前記第2ノズルと前記移動方向に並ぶ位置にある前記照射部の第2領域から前記第1ドット及び前記第2ドットに前記電磁波を照射する場合に、
前記第2領域から照射される前記電磁波の照射量が、前記第1領域から照射される前記電磁波の照射量よりも多いことを特徴とする液体吐出装置が明らかとなる。
このような液体吐出装置によれは、第1ドットと第2ドットに照射される電磁波のばらつきを抑制することができ、画質の劣化を防止することができる。
このような液体吐出装置によれば、ドット毎の照射量を調整しやすくなり、照射量の差をより縮小できる。
このような液体吐出装置によれば、各ドットに最後に照射されるUVの量が多くなるので、ドット毎の照射量の差を縮小できる。
このような液体吐出装置によれば、各ドットの照射量の差を縮小させた後、最終的な照射(硬化)を行なうことができる。よって、画質の差を低減できる。
(B)前記ノズル列の一部のノズルである第1ノズルから前記液体を吐出することによって前記媒体に第1ドットを形成することと、
(C)前記第1ノズルと前記移動方向に並ぶ位置にある前記照射部の第1領域から前記第1ドットに前記電磁波を照射することと、
(D)前記媒体を前記搬送方向に搬送する搬送動作を行うことと、
(E)前記搬送動作の後、前記第1ノズルよりも前記搬送方向下流側の一部のノズルである第2ノズルから前記液体を吐出することによって、前記媒体に第2ドットを形成することと、
(F)前記第2ノズルと前記移動方向に並ぶ位置にある前記照射部の第2領域から前記第1ドット及び前記第2ドットに前記電磁波を照射することと、
を有し、
(G)前記第2領域から照射される前記電磁波の照射量が、前記第1領域から照射される前記電磁波の照射量よりも多い
ことを特徴とする液体吐出方法が明らかとなる。
<プリンターの構成について>
以下、図1、図2、図3A、及び図3Bを参照しながら本実施形態のプリンター1について説明する。図1は、プリンター1の構成を示すブロック図である。図2は、プリンター1のヘッド周辺の概略図である。図3A及び図3Bは、プリンター1の横断面図である。図3Aは図2のA−A断面に相当し、図3Bは図2のB−B断面に相当する。
なお、ヘッド31の構成については、後述する。
図4は、ヘッド31の構成の一例の説明図である。ヘッド31の下面には、図4に示すように、ブラックインクノズル群Kと、シアンインクノズル列Cと、マゼンダインクノズル列Mと、イエローインクノズル列Yとが形成されている。各ノズル列は、各色のUVインクを吐出するための吐出口であるノズルを複数個(本実施形態では180個)備えている。
本実施形態では、媒体に着弾したUVインクにUVを照射することで、ドットを硬化させている。本実施形態のプリンター1では、照射ユニット40として、UVインクの仮硬化用のUV照射を行なう仮硬化用照射部42a、42bと、本硬化用のUV照射行なう本硬化用照射部43を備えており、2段階の硬化を行なっている。なお、仮硬化とは、媒体に着弾したUVインクの流動(ドットの広がり)を抑えるためや、あるいは、ドット間のインクの滲みを防止するためにドットの表面部分を硬化するものであり、本硬化とは、UVインクを完全に硬化させるためのものである。従って、本硬化の方がUVの照射エネルギーが大きい(すなわち照射量が多い)。仮硬化用照射部42a、42b及び本硬化用照射部43は、それぞれ媒体に向けてUVを照射するための光源を備えている。
参考例として、仮硬化用照射部42aがパスの際に均一にUVを照射する場合について説明する。
なお、図5では、説明の都合上複数あるノズル列の内の一つのノズル列のみを示し、さらにノズル列のノズル数を8個にしている。
また、図の右側は、パスによって紙に形成されたドットを示している。黒丸で示されるドットは、最後のパスで形成されたドットであり、白丸で示されるドットは、それ以前のパスで形成されたドットである。つまり、この図の場合、白丸はパス1又はパス2で形成されたドットであり、黒丸はパス3で形成されたドットである。
)は、7個よりも多いので実際の搬送量(179・D)は、7・Dよりも多くなる。
パスの際にコントローラー60は、キャリッジモーター(不図示)を回転させる。このキャリッジモーターの回転に応じて、キャリッジ21が移動方向に移動する。また、キャリッジ21が移動することによって、キャリッジ21に設けられたヘッド31及び仮硬化用照射部(ここでは、仮硬化用照射部42a)も同時に移動方向に移動する。そして、コントローラー60は、ヘッド31が移動方向に移動している間にヘッド31から断続的にインク滴を吐出させる。このインク滴が、媒体に着弾することによって、移動方向に複数のドットが並ぶドット列(ラスタライン)が形成される。
以下同様にヘッド31(及び仮硬化用照射部42a)の往復移動によるドット形成動作と媒体の搬送動作が交互に繰り返し行なわれる。
図6の丸印はドットを示しており、その中の数字は、仮硬化用照射部42aによるUVの照射回数を示している。例えば、図5の領域aの内の搬送方向下流側のラスタラインはパス3で形成されている(図5の黒丸)。つまり、このラスタラインに仮硬化用照射部42aによってUVが照射されるのは、図6に示すように1回(パス3)である。
一方、その下(上流側)のラスタラインは、パス2で形成されている(図5の白丸)。つまり、このラスタラインに仮硬化用照射部42aによってUVが照射されるのは、図6に示すように2回(パス2及びパス3)である。
このように、領域aにおいて、仮硬化のUV照射を1回受けるドットと、2回受けるドットが混在している。このため、仮硬化用照射部42aが均一にUVを照射する場合、ドットに応じて総照射量が2倍異なることになる。これにより、ドットの形状が不均一になるおそれがある。
図7Aは、UVの総照射量が多い場合のドット形状を示している。仮硬化の際のUVの総照射量が多いと、ドットの流動が小さくなり、例えば、図7Aに示す形状となる。この場合、表面の光沢を抑えた低光沢の画質(マット調)になる。あるいは、ドット面積が小さくなり画像濃度が薄くなる。
図7BはUVの総照射量が少ない場合のドット形状を示している。仮硬化の際のUVの総照射量が少ないと、ドットの流動が大きくなり、例えば図7Bに示す形状となる。この場合、表面の光沢を高めた高光沢の画質(グロス調)になる。あるいは画像濃度が濃くなる。
なお、仮硬化は、ドットの広がりを制御するものであり、このときドットは完全に硬化した状態にはなっていない。例えば、仮硬化でのUVの照射量が多いほどドットは硬化しやすくなる(流動が小さくなる)。逆に仮硬化でのUVの照射量が少ないほどドットは硬化しにくくなる(流動が大きくなる)。すなわち、仮硬化におけるUVの総照射量に応じて、図7A及び図7Bに示すようにドットの形状が異なることになる。
図8は本実施形態の説明図である。
ドットの形成方法は、図5と同様なので説明を省略する。本実形態では、仮硬化用照射部42aが上流側領域421と、下流側領域422に分けられている。そして、各領域においてUVの照射量が異なっている。具体的には下流側領域422のUV照射量の方が、上流側領域421のUV照射量よりも多くなっている。
図9Aは、領域aのドット形成動作(パス2)を示す図である。図9Bは、パス2での仮硬化を示す図である。図9Cは、領域aのドット形成動作(パス3)を示す図である。図9Dは、パス3での仮硬化を示す図である。
前述したように領域aでは、仮硬化の際にUVの照射を受ける回数が1回のドット(パス3で形成されるドット)と2回のドット(パス2で形成されるドット)が混在している。
参考例では、各パスの際に領域aに照射するUVの照射量が同じであったので、ドット毎の照射量の差が2倍になっていた。
これに対し、本実施形態では、各パスの際に領域aに照射するUVの照射量を異ならせている。具体的には、下流側領域422のUV照射量を上流側領域421のUV照射量よりも多くしている。こうすることで、UVの照射を1回受けるドットと2回受けるドットとの総照射量の差が参考例の2倍よりも縮小されている。
このように、本実施形態では、ドット毎のUV照射量の差が縮小されているので、ドットの形状を参考例よりも均一にすることができる。これにより、画質の劣化を防止することができる。
第1実施形態では、仮硬化量照射部42aを2つの領域に分けていたがこれには限られない。第2実施形態では、後述するように仮硬化用照射部42aを4つの領域に分けている。なお、仮硬化用照射部42a以外のプリンターの構成等は第1実施形態と同様であるので説明を省略する。
このように、180dpiのノズルピッチのノズル列を用いて720dpiのドット間隔にて連続する4つのラスタラインが完成するためには、4回のパスが必要になる。
図10及び図11A〜図11Hを参照しつつ領域bにおけるドット形成及びUV照射について説明する。
まず、パス1において領域bはノズル列の#7ノズルと対向する。そして、#7ノズルからUVインクが吐出されて媒体上にドットが形成される。
ここで仮に、仮硬化用照射部42aの各領域のUVの照射量が同じであるとすると、領域bにおいて、ドット毎のUVの総照射量に最大4倍の差があることになる。例えば、パス1で形成されたドットは4回のUV照射を受けるが、パス4で形成されたドットは1回のUV照射しか受けない。この結果、ドット形状が不均一になり、画質を損なうことになる。
前述した実施形態では、各ラスタラインを一回のパスによって形成していた。すなわち1つのノズルでラスタラインを形成していたが、第3実施形態では、オーバーラップ印刷を行なっている。「オーバーラップ印刷」とは、後述するようにラスタラインを複数のノズルで形成する印刷方法を意味する。
オーバーラップ印刷では、媒体が搬送方向に一定の搬送量Fで搬送される毎に、各ノズルが数ドットおきに間欠的にドットを形成する。そして、他のパスにおいて、他のノズルが既に形成されている間欠的なドットを補完するように(ドットの間を埋めるように)ドットを形成することにより、1つのラスタラインが複数のノズルにより形成される。このようにM回のパスにて1つのラスタラインが形成される場合、「オーバーラップ数M」と定義する。
このように、同じラスタラインを構成するドットであるにもかかわらず、UVの照射回数が異なっている。
そこで、本実施形態では、コントローラー60は、仮硬化用照射部42aによるUV照射の際に、搬送方向下流側の領域のUVの照射量が多くなるようにしている。すなわち、各ドットに最後に照射されるUVの照射量が多くなるようにしている。こうすることで、各領域の照射量が同じ場合よりも、ドット間の総照射量の差を縮小することできる。
なお、この場合、第2実施形態と同様に、最も搬送方向下流側の領域42Hのみの照射量を多くして、他の領域の照射量を同じくらいに少なくしてもよいし、搬送方向下流側の領域ほどUVの照射量が多くなるようにしてもよい。
図15は、前述した実施形態を行なう場合の仮硬化用照射部42aの構成の一例である。なお、図15では、ヘッド31の各ノズル列のノズル数は180である。
図15に示すように、仮硬化用照射部42aには、5ノズル毎に、それぞれのノズルと移動方向に並ぶ位置に1つの領域(LED)が設けられている。この場合、ノズル数が180であるので、36(=180/5)個の領域が設けられている。
一実施形態としてのプリンター等を説明したが、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
前述の実施形態では、装置の一例としてプリンターが説明されていたが、これに限られるものではない。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造形機、液体気化装置、有機EL製造装置(特に高分子EL製造装置)、ディスプレイ製造装置、成膜装置、DNAチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の液体吐出装置に、本実施形態と同様の技術を適用しても良い。
前述の実施形態では、圧電素子(ピエゾ素子)を用いてインクを吐出していた。しかし、液体を吐出する方式は、これに限られるものではない。例えば、熱によりノズル内に泡を発生させる方式など、他の方式を用いてもよい。
前述の実施形態は、紫外線(UV)の照射を受けることによって硬化するインク(UVインク)をノズルから吐出していた。しかし、ノズルから吐出する液体は、このようなインクに限られるものではなく、UV以外の他の電磁波(例えば可視光線など)の照射を受けることによって硬化する液体をノズルから吐出しても良い。この場合、仮硬化用照射部42a、42b及び本硬化用照射部43から、その液体を硬化させるための電磁波(可視光線など)を照射するようにすればよい。
前述した実施形態では、搬送量に応じて仮硬化用照射部の領域を定めていた。例えば、第1実施形態よりも搬送量の少ない第2実施形態では、第1実施形態よりも領域を多くしていた。ただし、これには限定されず、例えば第2実施形態においても、仮硬化用照射部を第1実施形態と同様に2つの領域に分けて、搬送方向下流側の照射量を多くするようにしてもよい。この場合においても、仮硬化用照射部42aの照射量が一定の場合に比べて、各ドットの総照射量の差を縮小することができる。
13 搬送ローラー、14 プラテン、15 排紙ローラー、
20 キャリッジユニット、21 キャリッジ、
30 ヘッドユニット、31 ヘッド、
40 照射ユニット、42a,42b 仮硬化用照射部、43 本硬化用照射部、
50 検出器群、53 紙検出センサー、54 光学センサー
60 コントローラー、61 インターフェイス部、62 CPU、
63 メモリー、64 ユニット制御回路、
110 コンピューター
Claims (6)
- 媒体を搬送方向に搬送する搬送部と、
電磁波の照射によって硬化する液体を吐出する複数のノズルが前記搬送方向に沿って配置されたノズル列であって、前記搬送方向と交差する移動方向に移動するノズル列と、
前記ノズル列とともに前記移動方向に移動し、前記ノズルから吐出された前記液体に対して前記電磁波を照射する仮硬化用照射部と、
前記仮硬化用照射部よりも前記搬送方向の下流側に配置され、前記仮硬化用照射部よりも多い照射量の前記電磁波を照射する本硬化用照射部であって、前記移動方向の長さが前記仮硬化用照射部の前記移動方向の長さよりも長く、かつ前記搬送方向の長さが前記仮硬化用照射部の前記搬送方向の長さよりも短い本硬化用照射部と、を有し、
前記搬送部によって前記媒体を搬送方向に搬送する搬送動作と、前記ノズル列を移動させつつ前記ノズルから前記液体を吐出させることによって前記媒体にドットを形成するドット形成動作を繰り返す液体吐出装置であって、
或るドット形成動作の際に、前記ノズル列の一部のノズルである第1ノズルによって前記媒体に第1ドットを形成するとともに、前記仮硬化用照射部の第1領域から前記第1ドットに前記電磁波を照射し、且つ
前記或るドット形成動作の後の別のドット形成動作の際に、前記第1ノズルよりも前記搬送方向下流側の一部のノズルである第2ノズルによって前記媒体に第2ドットを形成するとともに、前記仮硬化用照射部のうち前記第1領域よりも前記搬送方向下流側の第2領域から前記第1ドット及び前記第2ドットに前記第1領域よりも照射量の多い電磁波を照射する、
ことを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項1に記載の液体吐出装置であって、
前記搬送動作における前記媒体の搬送量に応じて、前記第1領域及び前記第2領域の範囲を設定する、
ことを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項1又は2に記載の液体吐出装置であって、
前記或るドット形成動作と前記別のドット形成動作との間のドット形成動作において、前記第1ノズルと前記第2ノズルの間の第3ノズルによって前記媒体に第3ドットを形成するとともに、前記仮硬化用照射部のうち前記搬送方向において前記第1領域および前記第2領域の間に位置する第3領域から前記第1ドット及び前記第3ドットに前記電磁波を照射し、且つ、前記別のドット形成動作の際に、前記第2領域から前記第1ドット、前記第2ドット、及び前記第3ドットに前記電磁波を照射する場合、
前記第3領域から照射される前記電磁波の照射量が、前記第1領域から照射される前記電磁波の照射量と等しい、
ことを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項1又は2に記載の液体吐出装置であって、
前記或るドット形成動作と前記別のドット形成動作との間のドット形成動作において、前記第1ノズルと前記第2ノズルの間の第3ノズルによって前記媒体に第3ドットを形成するとともに、前記仮硬化用照射部のうち前記搬送方向において前記第1領域および前記第2領域の間に位置する第3領域から前記第1ドット及び前記第3ドットに前記電磁波を照射し、且つ、前記別のドット形成動作の際に、前記第2領域から前記第1ドット、前記第2ドット、及び前記第3ドットに前記電磁波を照射する場合、
前記第3領域から照射される前記電磁波の照射量が、前記第1領域から照射される前記電磁波の照射量よりも多く、前記第2領域から照射される前記電磁波の照射量よりも少ない、
ことを特徴とする液体吐出装置。 - 請求項1〜4の何れかに記載の液体吐出装置であって、
複数回の前記ドット形成動作によって、前記移動方向にドットが並ぶドット列が形成される、ことを特徴とする液体吐出装置。 - 電磁波の照射によって硬化する液体を吐出する複数のノズルが媒体の搬送方向に沿って配置されたノズル列であって、前記搬送方向と交差する移動方向に移動するノズル列と、前記ノズル列とともに前記移動方向に移動し、前記ノズルから吐出された前記液体に対して前記電磁波を照射する仮硬化用照射部と、前記ノズル列よりも前記搬送方向の下流側に配置され、前記仮硬化用照射部よりも多い照射量の前記電磁波を照射する本硬化用照射部であって、前記移動方向の長さが前記仮硬化用照射部の前記移動方向の長さよりも長く、かつ前記搬送方向の長さが前記仮硬化用照射部の前記搬送方向の長さよりも短い本硬化用照射部と、を備える液体吐出装置によって媒体に画像を形成する液体吐出方法であって、
前記ノズル列の一部のノズルである第1ノズルから前記液体を吐出することによって前記媒体に第1ドットを形成することと、
前記仮硬化用照射部の第1領域から前記第1ドットに前記電磁波を照射することと、
前記媒体を前記搬送方向に搬送する搬送動作を行うことと、
前記搬送動作の後、前記第1ノズルよりも前記搬送方向下流側の一部のノズルである第2ノズルから前記液体を吐出することによって、前記媒体に第2ドットを形成することと、
前記仮硬化用照射部のうち前記第1領域よりも前記搬送方向下流側の第2領域から前記第1ドット及び前記第2ドットに、前記第1領域から照射される前記電磁波の照射量よりも多い前記電磁波を照射することと、
前記本硬化用照射部から前記第1ドット及び前記第2ドットに前記電磁波を照射することと、
を有することを特徴とする液体吐出方法。
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