JP6395548B2 - 少なくとも二つの印刷ステーションを備えているインクジェットプリンタの運転方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンドレスな記録媒体を印刷するための、少なくとも一つの第１の印刷ステーション及び少なくとも一つの第２の印刷ステーションを備えているインクジェットプリンタの運転方法、並びに、エンドレスな記録媒体を印刷するための、少なくとも一つの第１の印刷ステーション及び少なくとも一つの第２の印刷ステーションを備えているインクジェットプリンタに関する。

エンドレスな記録媒体を印刷するための高性能インクジェットプリンタは通常の場合、記録媒体の搬送経路に沿って配置されている二つの印刷ステーションを有している。通常の場合、記録媒体は巻取紙である。二つの印刷ステーションの間には反転装置が配置されており、それにより各印刷ステーションはそれぞれ、記録媒体の二つの面の内の一方の面の印刷を行う。

各印刷ステーションは複数のプリントヘッドを有している。記録媒体の移動方向において、各プリントヘッドの後段にはそれぞれ一つの乾燥装置が設けられており、この乾燥装置によって、液体インクを用いて印刷された記録媒体が乾燥される。乾燥装置の加熱出力は、記録媒体が所定の速度で継続的に移動する通常運転の間に、インクによってもたらされた水分が除去される程度に記録媒体が乾燥されるように調整されている。インクジェットプリンタの運転が中断されると、乾燥装置の領域並びにその乾燥装置に続く変向ローラには大量の熱が蓄積され、それによって、その領域内に存在する記録媒体の部分が通常の場合よりも強く乾燥されることになる。

紙は未加工の状態で所定の基本水分を有している。印刷運転の中断時に、この基本水分の大部分が紙から取り除かれる可能性がある。記録媒体は、インクジェットプリンタの運転の比較的長い休止期間中に、乾燥装置の領域と、移動方向においてその乾燥領域に続く領域とにおいてのみ上述のように強く乾燥され、その他の領域においては記録媒体の水分が保持されるので、通常の水分を有する部分と、強く乾燥された部分とが相互に接している移行領域が発生する。強く乾燥された部分は、通常の水分を有する部分と比べて若干収縮されているので、そのような移行領域には張力が存在する。この張力によって曲がり乃至波形部分が生じる。

印刷システムにおいて記録媒体にそのような曲がりが生じる恐れがあることは従来技術から既に公知である。本願の発明者は一連の多くの実験を実施し、曲がりが生じる原因をより詳細に研究し、その結果、曲がりが生じる個所、即ち、記録媒体若しくは紙の通常の水分を有する部分と強く乾燥された部分との間の移行領域付近における、曲がりが生じる個所を初めて詳細に定義することができた。曲がりが生じる現象に関して、これまではそのような精密な定義は公知ではなかった。

特許文献１によれば、インクジェットプリンタにおいて紙に曲がりが生じると、その曲がりを印刷領域外に留め、それによって、プリントヘッドに損傷が発生しないようにすることが試みられている。このために、異なる直径の区間を有している特別なローラが使用され、それによって付加的な横断方向の張力を紙に加えている。

特許文献２によれば、紙におけるしわ又は曲がりが超音波センサによって測定される。求められた紙の高さに応じて、プリントヘッドの高さが調整される。ここでもまた、プリントヘッドを損傷させる可能性がある、プリントヘッドと紙の接触が回避されている。

US 6,837,635 B1 JP 02122967 A

本発明の課題は、記録媒体に曲がりが生じることによってプリントヘッドが損傷することなく、プリンタヘッドを長期の耐用期間で運転させることができる、エンドレスな記録媒体を印刷するための、少なくとも一つの第１の印刷ステーション及び少なくとも一つの第２の印刷ステーションを備えているインクジェットプリンタの運転方法、並びに、その種のインクジェットプリンタを提供することである。

この課題は、独立請求項に記載されている構成によって解決される。有利な構成は従属請求項に記載されている。

エンドレスな記録媒体を印刷するための、少なくとも一つの第１の印刷ステーション及び少なくとも一つの第２の印刷ステーションを備えているインクジェットプリンタの運転方法においては、記録媒体が、最初に第１の印刷ステーションに沿って案内され、その後に第２の印刷ステーションに沿って案内される。各印刷ステーションは複数のプリントヘッドを有している。二つの印刷ステーションの間の領域においては、第１の印刷ステーションにおいて印刷された記録媒体が乾燥装置によって乾燥される。本方法は、記録媒体が所定の期間にわたり停止した後の運転再開時に、第２の印刷ステーションのプリントヘッドを、印刷ポジションから待機ポジションまで所定の距離だけ移動させて搬送経路から後退させ、停止している間に乾燥装置の手前の領域に位置していた記録媒体の部分が第２の印刷ステーションのプリントヘッドを通過し終えたときに初めて、再び印刷ポジションに戻すことを特徴としている。

本発明の発明者は冒頭で述べたように、エンドレスな記録媒体用のインクジェットプリンタにおいて曲がりが生じる原因を初めて正確に突き止め、また曲がりが生じる個所を特定することができた。この知識に基づき、非常に簡単な方法で、印刷過程が所定の期間にわたり中断された際に第１の印刷ステーションにおいて生じる曲がりによって第２の印刷ステーションのプリントヘッドが損傷することを回避することができる。１分〜３分までの短い休止では、曲がりは生じないか、又は無視できる程度の小さい曲がりしか生じない。しかしながら印刷過程が比較的長く中断されると、記録媒体の通常の水分を有する部分から強く乾燥された部分への移行部において、記録媒体にはもはや平坦にすることができないほどの曲がりが生じる。印刷運転が中断している間にそのような曲がりが生じる、第２の印刷ステーションから見て最も離れた領域は、記録媒体の移動方向において、第１の印刷ステーションの乾燥装置の手前に位置している。印刷運転が中断している間にその場所にあった記録媒体の部分が、印刷運転の再開後に第２の印刷ステーションのプリントヘッドを通過し終えると、記録媒体に生じた曲がりによってプリントヘッドが損傷する危険が発生することなく、第２の印刷ステーションのプリントヘッドを再び印刷ポジションまで降下させることができる。

記録媒体の曲がりが生じた部分が第２の印刷ステーションのプリントヘッドを通過し終えた時点を、例えば、運転再開後に記録媒体が進んだ距離を測定することによって求めることができる。運転再開後に第１の印刷ステーションにおいて少なくとも一つの同期マークを記録媒体に印刷し、その同期マークを第２の印刷ステーションにおける相応の同期センサによって検出することも可能である。同期センサによって検出された同期マークに応じて、プリントヘッドを再び印刷ポジションに戻すことができる。第２の印刷ステーションにおける同期センサがプリントヘッドに関して何処に位置しているに応じて、同期マークの検出後において、プリントヘッドが再び印刷ポジションに戻される前に、所定の期間待機するか、又は、記録媒体を所定の距離だけ移動させることは好適である。従って、第１の印刷ステーションにおける記録媒体の印刷を、同期マークの印刷に関して場所的又は時間的にずらして開始することも有効である。

本発明によるインクジェットプリンタは、エンドレスの記録媒体を印刷するための、少なくとも一つの第１の印刷ステーション及び少なくとも一つの第２の印刷ステーションを有している。各印刷ステーションはそれぞれ複数のプリントヘッドを有している。記録媒体を運ぶための搬送経路が設けられており、この搬送経路は先ず第１の印刷ステーションに沿って案内され、その後は第２の印刷ステーションに沿って案内される。二つの印刷ステーションの間の領域においては、第１の印刷ステーションにおいて印刷された記録媒体を乾燥させることができる、少なくとも一つの乾燥装置が設けられている。インクジェットプリンタは、上述の方法を実施するように構成されている制御装置を有している。

以下では、唯一の図面（図１）に基づき本発明を例示的に説明する。

本発明によるインクジェットプリンタの概略的な構造を示す。

インクジェットプリンタ１は入り口側において供給ロール２を有しており、この供給ロール２からエンドレスな記録媒体３が送り出される。通常の場合、記録媒体は紙から成る。基本的に、記録媒体をプラスチックシートから形成することもでき、また、コーティングされた紙、特にプラスチック層でもってコーティングされた紙から形成することもできる。

複数の変向ローラ４によって、インクジェットプリンタ１全体にわたり延在し、且つ、印刷された記録媒体が巻き取られる収容ロール５において終端する搬送経路が規定されている。

インクジェットプリンタ１は、第１の印刷ステーション６及び第２の印刷ステーション７を有しており、それらの印刷ステーション６，７は搬送方向８において連続的に配置されている。二つの印刷ステーション６，７の間には、記録媒体の面を反転させる反転装置９が設けられている。この反転装置９はクロス式反転器（Kreuzwender）として構成されている。

第１の印刷ステーション６は複数のプリントヘッド１０を有しており、また第２の印刷ステーション７は複数のプリントヘッド１１を有している。二つの印刷ステーション６，７のそれらのプリントヘッド１０，１１は実質的に同一の構造を有している。各プリントヘッド１０，１１は、小さいインク滴を記録媒体に塗布することができるノズルを有している。また各プリントヘッド１０，１１は、所定の色のインクを収容しているインクリザーバと接続されている。つまり、個々のプリントヘッドを用いて種々の色を記録媒体に塗布することができる。通常の場合、三つの基本色（例えばシアン、マゼンダ、黄色）用の三つのプリントヘッド並びに黒用の一つのプリントヘッドが設けられている。特殊色、特にいわゆるハイライトカラー用の更なるプリントヘッドを複数設けることもできる。この実施例においては、印刷ステーション６，７はそれぞれ６個のプリントヘッド１０，１１を有している。しかしながら本発明において、一つの印刷ステーションに、単一の印刷色用のプリントヘッドを一つだけ設けることも可能である。プリントヘッド１０，１１には位置調整機構（図示せず）が設けられており、この位置調整機構によってそれらのプリントヘッド１０，１１を印刷ポジションと待機ポジションとの間で自動的に移動させることができる。ここで、印刷ポジションは、ノズルが約１ｍｍ〜３ｍｍまでの範囲で記録媒体の表面から離れている位置を表し、また、待機ポジションは、ノズルが例えば２ｍｍ〜５ｍｍまでの範囲で記録媒体の表面から離れている位置を表す。プリントヘッドを印刷ポジションと待機ポジションとの間で個別に位置調整することができる。

印刷ステーション６，７内では、搬送方向において、プリントヘッド１０，１１にそれぞれ一つの乾燥装置１２，１３が続いている。各乾燥装置１２，１３は一つ又は複数の加熱サドルを有しており、その加熱サドルに沿って記録媒体３が案内される。加熱サドルは約８０℃〜１００℃までの温度に調整されている。運転時に、乾燥装置１２，１３の領域に配置されているか、又は搬送方向８において乾燥装置１２，１３に続いている変向ローラ４も加熱される。

第１の印刷ステーション６は搬送方向８において、プリントヘッド１０の後段に光学センサ１４を有しており、この光学センサ１４により記録媒体上に印刷された印刷像が監視される。第２の印刷ステーション７には、入り口領域において、即ち搬送方向８においてプリントヘッド１１の手前に、光学センサ１５が設けられており、この光学センサ１５により第１の印刷ステーション６において記録媒体３上に印刷された印刷像が監視される。

各印刷ステーション６，７においては、一つの変向ローラ４がインクリメンタルエンコーダ１６，１７と接続されており、そのインクリメンタルエンコーダ１６，１７によって記録媒体３が進んだ距離が測定される。各インクリメンタルエンコーダ１６，１７は、対応する変向ローラが所定の角度だけ回転する度に、カウントパルスを形成する。それらのカウントパルスがカウントされる。この場合、カウントパルスは進んだ距離の尺度を表す。ドイツ連邦共和国特許明細書DE 10 2010 017 004 A1には、インクジェットプリンタにおけるその種のインクリメンタルエンコーダの使用が詳細に記載されている。

インクジェットプリンタ１は、更に別の装置及び構成要素、例えばハウジング、中央制御装置等を有しているが、それらは図面を見やすくするために図１においては図示していない。中央制御装置によって、運転に関連するあらゆるパラメータが検出され、インクジェットプリンタ１の運転が制御される。特に、中央制御装置は記録媒体３の速度及びプリントヘッド１０，１１における印刷過程を制御する。

印刷運転が中断されると、記録媒体の搬送が停止される。この中断が比較的長く続くと、即ち、１分〜３分よりも長く続くと、それによって、特に記録媒体が紙である場合には、記録媒体が乾燥装置１２，１３の領域及び運転中に加熱される変向ローラ４において強く加熱及び乾燥され、それによって、供給ローラ２から送り出される際に記録媒体が有している基本水分が失われる。そのように強く乾燥された記録媒体は収縮する。その収縮は、特に、記録媒体において通常の水分を有している領域に接している領域において張力を生じさせる。この張力によって、記録媒体に曲がりが生じ、この曲がりは乾燥した部分と通常の水分を有している部分との間の移行領域から生じる。これによって、二つの印刷ステーションを備えている従来のインクジェットプリンタでは、印刷運転の比較的長い中断後に、第２の印刷ステーションに搬送される記録媒体の一部が曲がりを有している。それらの曲がりがプリントヘッドに擦り付けられ、場合によってはプリントヘッドのノズルを詰まらせるか、又は損傷させる恐れがある。プリントヘッドは非常に複雑で精密な構成部材であり、それが非常に高い費用の原因となっている。個々の印刷ステーションのための高性能システム用インクジェットプリントヘッドは、現在の市場価格で約５０，０００ユーロである。

従って、曲がりが生じない程度の短時間しか印刷運転は停止されない短時間の休止と、曲がりが生じる危険のあるほどの長時間にわたり印刷運転が停止される中断とが区別される。休止と中断を区別するための閾値は１分〜３分までの範囲にあり、またこの閾値は、使用される記録媒体の種類、並びに加熱装置の種類又は加熱装置の運転温度に依存する。

中断の間に第２の印刷ステーション７のプリントヘッド１１は印刷ポジションから待機ポジションに持ち上げられ、従って記録装置３から所定の距離だけ離れる方向に移動する。

中断後には、記録媒体３の移動が再開され、記録媒体は搬送方向８へと移動される。中断の間に第１の印刷ステーション６の乾燥装置１２の手前の領域に配置されていた記録媒体３の部分が第２の印刷ステーション７のプリントヘッド１１を通過し終えると、第２の印刷ステーションのプリントヘッド１１は待機ポジションから再び印刷ポジションに戻される。中断の間に乾燥装置１２の手前の領域に位置していた記録媒体の部分は、曲がりが生じる可能性がある部分であり、且つ第２の印刷ステーションから最も離れた位置にある。その部分が第２の印刷ステーション７のプリントヘッド１１を通過し終えると、第２の印刷ステーションには、記録媒体３の曲がりが生じた部分はもはや供給されないことが保証されている。

記録媒体がその所要距離を進んだか否かを確定するために複数の実現手段が存在する：
１．第２の印刷ステーション７のプリントヘッド１１は、事前に調節された時間が経過した後になって初めて、即ち、時間的にずらされて待機ポジションから再び印刷ポジションに戻される。これは最も簡単な解決手段である。
２．二つのインクリメンタルエンコーダ１６，１７の内の一方を用いて、曲がりが生じる可能性のある部分が第２の印刷ステーション７のプリントヘッド１１を確実に通過し終えるために記録媒体が進まなければならない所定の長さの距離が測定される。しかしながらこの解決手段は、第１の印刷ステーションと第２の印刷ステーションとの間の距離が正確に既知であり、且つ固定されていることを必要とする。
３．中断後に第１の印刷ステーションにおいて同期マークが記録媒体に印刷される。この同期マークは、曲がりが生じる可能性のある記録媒体の部分まで所定の間隔を有している。この間隔を、同期マークを塗布するプリントヘッドの構造的な配置構成によって生じさせることができる。しかしながら、この間隔を、例えばインクリメンタルエンコーダ１６によって測定される所定の距離分だけ記録媒体を搬送方向８に移動させ、記録媒体の移動の再開時に、同期マークの印刷を時間的にずらして行うことによっても生じさせることができる。同期マークは第２の印刷ステーションにおいて、同期センサとして機能する光学センサ１５によって検出される。同期センサが同期マークを検出すると、第２の印刷ステーション７のプリントヘッド１１は即座に、その待機ポジションから印刷ポジションへと移動される。しかしながら、プリントヘッドの移動を同期マークの検出に関連させて時間的にずらして実施することも好適である。その場合、その移動時点は、有利には第２の印刷ステーションのインクリメンタルエンコーダ１７を用いて所定の距離を測定することによって決定される。同期マークの使用は、第１の印刷ステーションと第２の印刷ステーションとの間の搬送経路の長さが正確に固定されている必要はないという利点を提供する。高性能インクジェットプリンタはモジュール式の構造を有していることが多く、その場合、インクジェットプリンタは種々のコンポーネントから構成されており、それによって、同様の印刷ステーションを使用する場合であっても、異なるインクジェットプリンタでは印刷ステーション間の距離が異なる可能性がある。

この実施例においては、印刷ポジションから待機ポジションまでの移動距離は４ｍｍである。移動時間は約２秒である。記録媒体の搬送速度は約２．１ｍ／ｓであるので、その移動時間の間、記録媒体は４ｍ以上進む。プリントヘッドの移動を行わなければ、記録媒体が約２ｍ移動した時点で印刷を既に開始することが可能である。従って、本発明の方法によって、約２ｍ以上の付加的な刷り損じが惹起される。しかしながら、この刷り損じは、プリントヘッドの損傷によって生じる恐れのある顕著なコストに鑑みれば甘受されるものである。

本方法は全て制御装置によって全自動で制御される。

１ インクジェットプリンタ
２ 供給ロール
３ 記録媒体
４ 変向ローラ
５ 収容ロール
６ 第１の印刷ステーション
７ 第２の印刷ステーション
８ 搬送方向
９ 反転装置
１０ プリントヘッド
１１ プリントヘッド
１２ 乾燥装置
１３ 乾燥装置
１４ 光学センサ
１５ 光学センサ
１６ インクリメンタルエンコーダ
１７ インクリメンタルエンコーダ

Claims (6)

1. エンドレスな記録媒体（３）に印刷するための、少なくとも一つの第１の印刷ステーション及び少なくとも一つの第２の印刷ステーションを備えているインクジェットプリンタの運転方法であって、
   前記各印刷ステーション（６，７）は少なくとも、複数のプリントヘッド（１０，１１）を有しており、
   前記記録媒体（３）は、最初に前記第１の印刷ステーション（６）に沿って案内され、その後に前記第２の印刷ステーション（７）に沿って案内され、
   前記二つの印刷ステーション（６，７）の間の領域においては、前記第１の印刷ステーション（６）において印刷された前記記録媒体（３）が乾燥装置（１２）によって乾燥される、インクジェットプリンタの運転方法において、
   前記記録媒体（３）が所定の期間にわたり停止した後の運転再開時に、前記第２の印刷ステーション（７）の前記プリントヘッド（１１）を、印刷ポジションから待機ポジションまで所定の距離だけ移動させて搬送経路から後退させ、前記停止の間に前記乾燥装置（１２）の手前の領域に位置していた記録媒体（３）の部分が前記第２の印刷ステーション（７）の前記プリントヘッド（１１）を通過し終えたときに初めて、再び前記印刷ポジションに戻し、
   前記記録媒体（３）の停止後に、前記第１の印刷ステーション（６）は少なくとも一つの同期マークを前記記録媒体（３）に印刷し、前記第２の印刷ステーション（７）に配置されている同期センサ（１５）によって前記記録媒体（３）を前記同期マークに関して監視し、前記同期センサ（１５）によって検出された同期マークに応じて、前記プリントヘッドを自身の印刷ポジションに戻すことを特徴とする、インクジェットプリンタの運転方法。
2. 前記運転再開時に前記記録媒体（３）が進んだ距離を測定し、
   前記記録媒体（３）が所定の区間を進んだ後に、前記第２の印刷ステーション（７）の前記プリントヘッド（１１）を再び前記印刷ポジションに戻す、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記同期マークの検出後に、前記プリントヘッド（１１）が自身の印刷ポジションに戻される前に、所定の期間待機するか、又は、前記記録媒体（３）を所定の距離だけ移動させる、
   請求項１に記載の方法。
4. 前記第２の印刷ステーション（７）の前記プリントヘッド（１１）を時間的にずらして再び前記印刷ポジションに戻す、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記印刷ポジションと前記待機ポジションとの間の距離は少なくとも２ｍｍ、有利には少なくとも３ｍｍ、特に少なくとも４ｍｍである、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記記録媒体（３）の前記停止の所定の期間は少なくとも１分、又は少なくとも２分、又は少なくとも３分である、
   請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。

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