JP6020058B2 - 連続シート印刷装置及び連続シート印刷方法 - Google Patents

連続シート印刷装置及び連続シート印刷方法 Download PDF

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本発明は、印刷速度及び印刷品質を維持しつつ、印刷状態を随時確認することができる連続シート印刷装置及び連続シート印刷方法に関する。
従来、インクジェット方式により薄膜形成、パターン印刷等を行う連続シート印刷装置が開発されている。従来の連続シート印刷装置では、インクを吐出するインクヘッドを備えるヘッドユニットを、ステージに対して相対的に移動させることにより、ステージ上の連続シートに薄膜形成、パターン印刷等を行う。
特許文献1には、インクジェット方式で印刷する連続シートの印刷装置が開示されている。図7は、従来の連続シートの印刷装置の外観構成を示す斜視図である。
図7に示すように、テープ送り機構(送り出しユニット)5により印刷テープ(連続シート)Aは図中の矢印方向へ送り出される。インクジェットヘッドを備えるヘッドユニット21は、X軸方向及びY軸方向に移動することが可能なX・Y移動機構(X−Y移動ユニット)23に装着されており、互いに直交する二方向(一方向は矢印方向と平行)に移動する。印刷テープAの印刷可能領域Aaにヘッドユニット21を移動させ、印刷を完了した後、印刷テープAをその延在方向に送り出して次の印刷可能領域をセットして印刷する。この動作を繰り返すことにより、印刷テープA等の連続シートに印刷することができる。
特開2002−225254号公報
しかし、特許文献1に開示してある印刷装置では、印刷品質の確認を各印刷可能領域の印刷前又は印刷後のいずれかでしか行うことができず、印刷品質の低下を確認した場合には、印刷品質の低下を確認した印刷可能領域を含む印刷テープすべてを廃棄する必要があるという問題点があった。斯かる問題点を解決するべく、例えば印刷テープを途中で切り出して印刷品質を確認することも行われている。
ただし、切り出された印刷テープを再度使用するためには、つなぎ合わせる必要がある。しかし、一度切り出されてつなぎ合わされた連続シートのシートテンションを均一に維持することは困難であり、シートテンションの不均一は印刷品質の低下につながるおそれがある。また、印刷テープを途中で切り出すことにより生ずる切りくずや、継ぎ目が擦れることによる粉末ゴミの発生が、印刷品質の低下の原因となるおそれもあった。
さらに、切り出す位置を印刷している位置から離せば離すほど、印刷品質の低下を確認した場合に、印刷テープを無駄にする割合が大きくなる。加えて、切り出し工程及び再度つなぎ合わせる工程が必要となるため、印刷テープを用いて高速印刷をするメリットが大きく損なわれる。
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、印刷速度及び印刷品質を維持しつつ、印刷状態を随時確認することができる連続シート印刷装置及び連続シート印刷方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明に係る連続シート印刷装置は、連続シートを所定の方向へ送り出す送り出し手段と、インクヘッドを備えるヘッドユニット、及び該ヘッドユニットを少なくとも前記所定の方向と直交する方向に移動させる移動手段を有する印刷ユニットと、前記連続シートが載置され、前記連続シートへの印刷時に前記ヘッドユニットと対向する位置に設けられた第一のステージとを備える連続シート印刷装置において、試し印刷シートを載置する、第二のステージを前記ヘッドユニットが移動可能な領域内に備え、前記第二のステージは、シート載置面の高さ、シートの固定方法、及びシート載置面の設定温度が前記第一のステージと同一となるように設定されており、前記ヘッドユニットを前記第二のステージの直上まで移動させて、載置されている試し印刷シートに試し印刷を行うことを特徴とする。
上記構成では、第一のステージ上で本印刷を行った後、すぐに第二のステージ上で印刷品質の確認用の試し印刷を行うことができるので、本印刷における印刷品質に近い印刷品質で試し印刷を行うことができる。また、印刷品質を確認するために連続シートの途中で切り出し等をする必要がないので、切り出しにより生ずる切りくずや継ぎ目が擦れることによる粉末ゴミの発生がなく、印刷品質を低下させることもない。さらに、継ぎ目も存在しないので、印刷を再開した場合であっても印刷品質を低下させることがない。
印刷品質は、インクヘッドとシートとの間の距離、シートの固定方法、及びシート載置面の設定温度の3つの条件で定まる。上記構成では、第一のステージ及び第二のステージのシート載置面の高さを同一にしているので、インクヘッドと連続シートとの間の距離と、インクヘッドと試し印刷シートとの間の距離とが同じになる。また、第二のステージにおけるシートの固定方法、及びシート載置面の設定温度を第一のステージと同一にすることにより、試し印刷シートのシートテンション、シート温度等が連続シートと同じになる。したがって、本印刷における印刷品質と試し印刷における印刷品質とがほぼ同等となることから、高い精度で試し印刷の結果から本印刷における印刷品質を確認することができる。
ここで、第二の印刷ステージのシート載置面の高さと第一のステージのシート載置面の高さとを同一にするとは、インクヘッドから各ステージまでのインクの飛翔距離が実質的に同等であり、各ステージのシート載置面にごくわずかな高さの違いがあったとしても、インクの飛翔距離の違いが印刷品質に何ら影響を与えない程度まで各ステージのシート載置面の高さを揃えることを示す。また、第二のステージのシートの固定方法を第一のステージと同一にするとは、例えばシートの固定方法としてステージ上にシートをエア吸引して固定することが考えられるが、そのようなステージ上への固定方法が同一であり、またエア吸引圧を調整することにより、印刷品質に何ら影響を与えない程度までシートテンションを揃えることを示す。さらに、第二のステージのシート載置面の設定温度を第一のステージと同一にするとは、各ステージのシート載置面にごくわずかな温度の違いがあったとしても、印刷品質に何ら影響を与えない程度まで温度を揃えることを示す。
また、本発明に係る連続シート印刷装置は、前記第二のステージは、前記第一のステージの近傍であって、前記所定の方向と直交する方向に前記第一のステージと並べて配置されていることが好ましい。
上記構成では、第二のステージは、第一のステージの近傍であって、所定の方向と直交する方向に第一のステージと並べて配置されているので、移動手段により、容易にヘッドユニットを第二のステージの直上まで移動させることができ、試し印刷を行うことができる。
また、本発明に係る連続シート印刷装置は、前記第一のステージと前記第二のステージとの間に、インク吸収手段を備えることが好ましい。
上記構成では、第一のステージと第二のステージとの間にインク吸収手段を備えているので、ヘッドユニットを第一のステージから第二のステージへと移動させる間にインクヘッドからのインクの吐出を停止させる時間を短くすることができる。したがって、特に揮発性の高いインクを使用する場合であってもインクの乾燥を回避することができ、本印刷における印刷品質に近い印刷品質で試し印刷を行うことができる。
次に、上記目的を達成するために本発明に係る連続シート印刷方法は、連続シートを所定の方向へ送り出しつつ、インクヘッドを備えるヘッドユニットを、少なくとも前記所定の方向と直交する方向に移動させて連続シートへ印刷する連続シート印刷方法において、前記連続シートが載置される第一のステージと、シート載置面の高さ、シートの固定方法、及びシート載置面の設定温度が同一となるよう設定された第二のステージの直上まで前記ヘッドユニットを移動させ、前記第二のステージに載置されている試し印刷シートに試し印刷を行うことを特徴とする。
上記構成では、第一のステージ上で本印刷を行った後、すぐに第二のステージ上で印刷品質の確認用の試し印刷を行うことができるので、本印刷における印刷品質に近い印刷品質で試し印刷を行うことができる。また、印刷品質を確認するために連続シートの途中で切り出し等をする必要がないので、切り出しにより生ずる切りくずや継ぎ目が擦れることによる粉末ゴミの発生がなく、印刷品質を低下させることもない。さらに、継ぎ目も存在しないので、印刷を再開した場合であっても印刷品質を低下させることがない。
本発明によれば、印刷速度及び印刷品質を維持しつつ、印刷状態を随時確認することができる。その結果、印刷品質の低下を確認した場合にも、該印刷可能領域を含む印刷シートすべてを廃棄する必要がなくなり、印刷シートを無駄にすることを回避することができる。
本発明の実施の形態に係る連続シート印刷装置の外観構成を示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る連続シート印刷装置のヘッドユニットの移動を説明するための模式平面図である。 本発明の実施の形態に係る連続シート印刷装置のヘッドユニットの移動を説明するための模式側面図である。 本発明の実施の形態に係る連続シート印刷装置の、インク吸収部を備える場合のヘッドユニットの移動を説明するための模式平面図である。 本発明の実施の形態に係る連続シート印刷装置の、インク吸収部を備える場合のヘッドユニットの移動を説明するための模式側面図である。 本発明の実施の形態に係る連続シート印刷装置の、ヘッドユニットの移動を説明するための模式平面図である。 従来の連続シートの印刷装置の外観構成を示す斜視図である。
以下、本発明の実施の形態に係る連続シート印刷装置について、図面に基づいて具体的に説明する。
図1は、本発明の実施の形態に係る連続シート印刷装置の外観構成を示す斜視図である。図1に示すように、本実施の形態に係る連続シート印刷装置1は、機台2上に設置されている印刷ユニット3と、機台2上を縦断する経路4に沿って連続シートAを送り出す送り出しユニット5と、経路4の中央に配設した印刷ステージ(第一のステージ)6と、経路4から離れた位置、例えば印刷ステージ6の近傍であって、経路4と直交する方向(連続シートAの送り出し方向と直交する方向)に印刷ステージ6と並べて配置されている試し印刷ステージ(第二のステージ)7と、印刷ユニット3及び送り出しユニット5の動作を制御する制御装置8とを備えている。また、連続シート印刷装置1は、ロール状に巻回した連続シートAを繰り出しながら送り出しユニット5へ供給する供給ユニット9と、印刷済みの連続シートAをロール状に巻き取る巻取りユニット10とを備えている。
また、操作パネル15には、電源スイッチ(主電源)、非常停止スイッチ、一時停止スイッチ、再スタートスイッチ、シートフィードスイッチ(空送り)、ヘッドクリーニングスイッチ等が配設されている。操作パネル15の内部に制御装置8を構成する回路基板が内蔵されている。
印刷ユニット3は、少なくとも、複数のインクヘッドを搭載したヘッドユニット21と、ヘッドユニット21を主走査方向及び副走査方向に自在に移動させることが可能なX−Y移動ユニット23とを備えている。X−Y移動ユニット23により、ヘッドユニット21は、印刷時に対向する位置に設けられた印刷ステージ6上へ移動し、連続シートAへ印刷する。
X−Y移動ユニット23は、機台2上に設置した、いわゆるX−Yロボットであり、ヘッドユニット21をX軸方向(副走査方向)に移動させるX軸ステージ27と、X軸ステージ27をY軸方向(主走査方向)に移動させるY軸ステージ28と、X軸ステージ27をY軸方向へ導くY軸ガイドレール29とで構成されている。X軸ステージ27及びY軸ステージ28は、例えばヘッドユニット21を副走査方向(X軸方向)又は主走査方向(Y軸方向)に往復動させるボールねじと、ボールねじを正逆回転させるモータとで構成されている。もちろん、斯かる構成に限定されるものではない。Y軸ガイドレール29は、Y軸ステージ28に平行に配設され、Y軸ステージ28と共にX軸ステージ27を両持ちで支持し、X軸ステージ27を主走査方向に往復動させる。
ヘッドユニット21をX軸方向及びY軸方向に往復動させるボールねじを回転させるモータの動作を制御装置8が制御することにより、ヘッドユニット21を副走査方向(X軸方向)に往復動させ、X軸ステージ27のY軸方向への往復動を介して主走査方向(Y軸方向)に往復動させる。例えば連続シートAの本印刷時には、主走査方向へヘッドユニット21を移動させて1番目のエリアの印刷を行い、1番目のエリアの印刷が終了した後、副走査方向へヘッドユニット21を移動させて次のエリアの印刷を行うこともできる。
試し印刷時には、印刷ステージ6上の印刷位置、すなわち印刷ステージ6に載置された連続シートAの印刷可能領域Aaの直上に位置するヘッドユニット21を、主走査方向(Y軸方向)に試し印刷ステージ7の直上まで移動させて、試し印刷を行う。印刷ステージ6上で本印刷を行った後、すぐに試し印刷を行うことができるので、本印刷時とほぼ同一の条件で試し印刷を行うことができ、本印刷における印刷品質と試し印刷における印刷品質とをほぼ同等とすることができる。
なお、印刷ステージ6は、例えば図示しない複数の吸引穴を有する経路4の延在方向に長く形成されたプレートを上面に設けてある(プレートの上面をシート載置面とする)。図示しない吸引装置、例えばファン等によってプレートの下から連続シートAを吸い寄せることにより、連続シートAは吸引穴を介してプレートに吸着される。この状態でヘッドユニット21のインクヘッドにより連続シートAにインクを吐出して印刷する。また、印刷ステージ6は、図示しない加熱手段を内蔵しており、必要に応じてシート載置面を加熱することができるように構成されている。
試し印刷ステージ7にも、図示しない吸引装置が設けられており、例えばファン等によって試し印刷シートを吸い寄せることにより、試し印刷シートは吸引穴を介してシート載置面に吸着される。また、試し印刷ステージ7にも、同様に図示しない加熱手段を内蔵しており、必要に応じてシート載置面を加熱することができるように構成されている。
送り出しユニット5は、複数の送り出しローラをモータで回転駆動することにより、連続シートAを図1の矢印方向へ送り出す。また、連続シートA上に付与されている穴、マーク等のマーカの存在を検出するセンサを備えることにより、連続シートAの、印刷可能領域Aaを単位とする間欠的な送り出しを精度良く行うことができる。
供給ユニット9及び巻取りユニット10は、機台2を挟んで連続シートAを送り出す方向の前後(上流側及び下流側)に配設されている。供給ユニット9は、自由回転により連続シートAを繰り出し、巻取りユニット10は、モータ等を用いた強制回転により連続シートAを巻き取る。
なお、制御装置8は、CPUを備えるコンピュータであり、各ユニットの動作を制御する。例えば印刷ユニット3、送り出しユニット5の動作を制御して、連続シートAに本印刷、あるいは試し印刷を行う。
図2は、本発明の実施の形態に係る連続シート印刷装置1のヘッドユニット21の移動を説明するための模式平面図であり、図3は、本発明の実施の形態に係る連続シート印刷装置1のヘッドユニット21の移動を説明するための模式側面図である。本印刷時には、ヘッドユニット21を主走査方向、また必要に応じて副走査方向へ移動させて、印刷ステージ6上の印刷位置、すなわち印刷ステージ6に載置された連続シートAの印刷可能領域Aaの直上まで移動させて印刷する。
試し印刷時には、印刷可能領域Aaの直上に位置するヘッドユニット21を、主走査方向(Y軸方向)に試し印刷ステージ7の直上まで移動させて試し印刷を行う。具体的には、試し印刷ステージ7が印刷ステージ6の近傍であって、主走査方向(Y軸方向)に印刷ステージ6と並べて配置されている場合、本印刷後、そのままX軸ステージ27を主走査方向に移動させることにより、主走査方向(Y軸方向)の同軸上でヘッドユニット21を試し印刷ステージ7の直上まで移動させて試し印刷を行う。
ここで、試し印刷ステージ7が印刷ステージ6の近傍に配置されているとは、印刷ステージ6と試し印刷ステージ7とが、間隔を介して隣接していることを示す。この間隔は、後述するように、例えばインクの吐出を停止してヘッドユニット21を移動させる場合に、インクがインクヘッドの吐出口で乾燥して目詰まりが発生しない程度の距離に設定しておけば良い。
印刷品質は、インクヘッドとシートとの間の距離、シートの固定方法、及びシート載置面の設定温度の3つの条件で定まる。本実施の形態では、印刷ステージ6のシート載置面の高さと試し印刷ステージ7のシート載置面の高さとを同一にしてある。したがって、ヘッドユニット21と印刷ステージ6に載置された連続シートAとの間の距離と、ヘッドユニット21と試し印刷ステージ7に載置された試し印刷シートBとの間の距離とが、同じ距離hになる。また、試し印刷ステージ7のシートの固定方法、及びシート載置面の設定温度を印刷ステージ6と同一としてあり、試し印刷シートBのシートテンション、シート温度等が連続シートAと同じになる。したがって、本印刷における印刷品質と試し印刷における印刷品質とをほぼ同等となることから、高い精度で試し印刷の結果から本印刷における印刷品質を確認することができる。
なお、印刷ステージ6と試し印刷ステージ7との間をヘッドユニット21が移動する場合、インクの吐出を停止して移動させることが好ましい。しかし、揮発性の高いインクを使用している場合、インクがヘッドユニット21のインクヘッドの吐出口で乾燥して、インクの目詰まりが発生しやすい。インクの目詰まりが発生した場合には、本印刷と試し印刷とで印刷品質に差が生じる。
そこで、揮発性の高いインクを使用する場合には、インクの吐出停止時間を可能な限り短くするために、印刷ステージ6と試し印刷ステージ7との間にインクを吸収することができるインク吸収部を設けることが好ましい。インク吸収部としては、インクを確実に吸収することが可能なスポンジ状の素材を嵌めこんだ簡単な構成であっても良いし、漏斗状のインク回収口を有し、回収したインクを還流させることが可能な機構であっても良い。
図4は、本発明の実施の形態に係る連続シート印刷装置1の、インク吸収部を備える場合のヘッドユニット21の移動を説明するための模式平面図であり、図5は、本発明の実施の形態に係る連続シート印刷装置1の、インク吸収部40を備える場合のヘッドユニット21の移動を説明するための模式側面図である。図2及び図3と同様、本印刷時には、ヘッドユニット21を主走査方向、また必要に応じて副走査方向へ移動させて、印刷ステージ6上の印刷位置、すなわち印刷ステージ6に載置された連続シートAの印刷可能領域Aaの直上まで移動させて印刷する。
試し印刷時には、印刷ステージ6上の印刷位置、すなわち印刷ステージ6に載置された連続シートAの印刷可能領域Aaの直上に位置するヘッドユニット21を、主走査方向(Y軸方向)に試し印刷ステージ7の直上まで移動させて試し印刷を行う。具体的には、試し印刷ステージ7が印刷ステージ6の近傍であって、主走査方向(Y軸方向)に印刷ステージ6と並べて配置されている場合、本印刷後、そのままX軸ステージ27を主走査方向に移動させることにより、主走査方向(Y軸方向)の同軸上でヘッドユニット21を試し印刷ステージ7の直上まで移動させて試し印刷を行う。
本実施の形態では、印刷ステージ6と試し印刷ステージ7との間に、同一の高さを有するインク吸収部40を備えている。ヘッドユニット21を主走査方向に移動させた場合、本印刷の終了時に一旦インクの吐出を停止し、ヘッドユニット21が印刷可能領域Aaから離れた時点でインクの吐出を再開し、ヘッドユニット21がインク吸収部40上を通過し、試し印刷ステージ7上まで移動した時点で再度吐出を停止する。そして、試し印刷シートB上にヘッドユニット21のインクヘッドからインクを吐出することにより、試し印刷を行う。なお、インク吸収部40の高さは、印刷ステージ6及び試し印刷ステージ7のシート載置面と同一でなくても良い。
印刷ステージ6と試し印刷ステージ7との間にインク吸収部40を設けることで、印刷ステージ6と試し印刷ステージ7との間をヘッドユニット21が移動する間はインクの吐出を停止させる必要がなく、インク吐出停止時間を短くすることができるため、揮発性の高いインクを使用している場合であっても、インクの目詰まり等の障害が発生しにくい。したがって、本印刷における印刷品質と試し印刷における印刷品質とをほぼ同等とすることができる。
なお、本実施の形態では、試し印刷を、X軸ステージ27をそのまま主走査方向(Y軸方向)に移動させることにより、主走査方向(Y軸方向)の同軸上でヘッドユニット21を試し印刷ステージ7の直上まで移動させて行う例について説明しているが、ヘッドユニット21を副走査方向に、X軸ステージ27を主走査方向に、同時に移動させることで、ヘッドユニット21を斜めに移動させても良い。図6は、本発明の実施の形態に係る連続シート印刷装置1の、ヘッドユニット21の移動を説明するための模式平面図である。
例えば、図6(a)に示すように、本印刷の終了時にはX軸ステージ27の所定の場所にヘッドユニット21が位置する。ヘッドユニット21を図6(a)の左方向(Y軸ステージ28側)へ移動させつつ、X軸ステージ27をY軸方向(主走査方向)へ移動させることにより、図6(b)に示すように、ヘッドユニット21は移動前の位置21’から図中左下へ斜めに移動する。同様に、ヘッドユニット21を図6(a)の右方向(Y軸ガイドレール29側)へ移動させつつ、X軸ステージ27をY軸方向(主走査方向)へ移動させることにより、図6(c)に示すように、ヘッドユニット21は移動前の位置21’から図中右下へ斜めに移動する。
このようにすることで、試し印刷ステージ7の配置の自由度が高まり、例えば試し印刷ステージ7を供給ユニット9側、あるいは巻取りユニット10側へ寄せて配置した場合には、連続シートAの固定方法の確認や載置位置の修正等、印刷ステージ6におけるメンテナンスが容易となる。
以上のように本実施の形態によれば、本印刷時とほぼ同一の条件で試し印刷を行うことができ、本印刷における印刷品質と試し印刷における印刷品質とをほぼ同等にすることができる。したがって、高い精度で試し印刷の結果から本印刷における印刷品質を確認することが可能となる。また、印刷品質を確認するために連続シートAの途中で切り出し等をする必要がないので、切りくずも発生せず、継ぎ目も存在しないので印刷品質を低下させることがなく、高速印刷のメリットを損なうこともない。
また、印刷ステージ6と試し印刷ステージ7との間にインク吸収部40を備えることにより、ヘッドユニット21を印刷ステージ6から試し印刷ステージ7へと移動させる間にインクヘッドからのインクの吐出を停止させる時間を短くすることができる。したがって、特に揮発性の高いインクを使用する場合であってもインクの乾燥を回避することができ、本印刷における印刷品質に近い印刷品質で試し印刷を行うことができる。
すなわち、本実施の形態によれば、印刷速度及び印刷品質を維持しつつ、印刷状態を随時確認することができる。その結果、印刷品質の低下を確認した印刷可能領域を含む印刷シートすべてを廃棄する必要がなくなり、印刷シートを無駄にすることを回避することができる。
その他、上述した実施の形態は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することができることは言うまでもない。例えば連続シートへの印刷は、電極パターンの積層印刷であっても良いし、ラベル等への文字の連続印刷であっても良い。
1 連続シート印刷装置
3 印刷ユニット
5 送り出しユニット(送り出し手段)
6 印刷ステージ(第一のステージ)
7 試し印刷ステージ(第二のステージ)
21 ヘッドユニット
23 X−Y移動ユニット(X−Y移動手段)
40 インク吸収部(インク吸収手段)

Claims (4)

  1. 連続シートを所定の方向へ送り出す送り出し手段と、
    インクヘッドを備えるヘッドユニット、及び該ヘッドユニットを少なくとも前記所定の方向と直交する方向に移動させる移動手段を有する印刷ユニットと、
    前記連続シートが載置され、前記連続シートへの印刷時に前記ヘッドユニットと対向する位置に設けられた第一のステージと
    を備える連続シート印刷装置において、
    試し印刷シートを載置する、第二のステージを前記ヘッドユニットが移動可能な領域内に備え、
    前記第二のステージは、シート載置面の高さ、シートの固定方法、及びシート載置面の設定温度が前記第一のステージと同一となるように設定されており、
    前記ヘッドユニットを前記第二のステージの直上まで移動させて、載置されている試し印刷シートに試し印刷を行うことを特徴とする連続シート印刷装置。
  2. 前記第二のステージは、前記第一のステージの近傍であって、前記所定の方向と直交する方向に前記第一のステージと並べて配置されていることを特徴とする請求項1に記載の連続シート印刷装置。
  3. 前記第一のステージと前記第二のステージとの間に、インク吸収手段を備えることを特徴とする請求項1又は2に記載の連続シート印刷装置。
  4. 連続シートを所定の方向へ送り出しつつ、インクヘッドを備えるヘッドユニットを、少なくとも前記所定の方向と直交する方向に移動させて連続シートへ印刷する連続シート印刷方法において、
    前記連続シートが載置される第一のステージと、シート載置面の高さ、シートの固定方法、及びシート載置面の設定温度が同一となるよう設定された第二のステージの直上まで前記ヘッドユニットを移動させ、前記第二のステージに載置されている試し印刷シートに試し印刷を行うことを特徴とする連続シート印刷方法。
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