JP7017017B2 - インクジェット印刷装置 - Google Patents

Description

本発明は、インクジェット印刷装置に関し、更に詳しくは、乾燥ドラムの温度を目標温度にするための制御装置を備えたインクジェット印刷装置に関する。

印刷の分野においては、被印刷体に対しインクジェット方式にて印刷を施した印刷体に対し、加熱装置により加熱乾燥が施される。
このとき、印刷体を効率良く加熱乾燥させるため、加熱装置に対しては様々な加熱制御が行われている。

かかる加熱制御としては、例えば、フィードバック制御の一種であるＰＩＤ制御が知られている。ＰＩＤ制御は、入力値の制御を、出力値と目標値との偏差、その積分、及び微分の３つの要素によって行うものである。
また、具体例としては、インクが適切に乾燥して高い印刷画質が得られるヒータ温度が得られるように、ヒータに通電すべき電流値を制御するヒータ温度制御を行い、その温度制御に、ＰＩＤ制御などのフィードバック制御を採用している記録装置（例えば、特許文献１参照）や、目標温度と実測温度との偏差（残留偏差）を時間軸方向に積分して印加する熱量を制御するＰＩ制御、あるいは更に実測温度の変化を時間で微分した変化速度を加味するＰＩＤ制御などを用いる記録媒体搬送装置（例えば、特許文献２参照）や、印刷を実施するまでの期間において、ある一定の制御周期で制御目標温度と現在温度との差分（比例分）から０％～１００％で設定されるヒータの点灯デューティ比を決定し、点灯デューティ比を用いて加熱ローラの温度が目標温度となるよう制御部にて制御する処理液塗布装置（例えば、特許文献３参照）や、制御部が、温度センサが検出する検出温度に基づいて第１のヒータと第２のヒータを制御し、検出温度と乾燥温度の差に応じて第２のヒータのパワーを調整するインクジェットプリント装置（例えば、特許文献４参照）等が知られている。

特開２００９－２２６７５５号公報 特開２０１２－１３１０６５号公報 特開２０１５－１１２５４３号公報 特開２０１５－２０５４７６号公報

しかしながら、特許文献１～４に記載の加熱制御においては、効率良く加熱装置を昇温させることができるものの、加熱装置自体に温度ムラが生じることを抑制することはできない。
また、インクジェット印刷装置においては、印刷体の幅方向に対して、インクを付与する量が必ずしも一定ではないため、印刷体のインク付与量が多い部分を加熱乾燥する加熱装置の部分は、他の部分と比べて、温度が十分に上がらなくなるという問題がある。その結果、印刷体の乾燥不良を引き起こす原因となる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、加熱装置である乾燥ドラム自体の温度ムラを極力抑制することできるインクジェット印刷装置を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記課題を解決するため鋭意検討したところ、敢えて、乾燥ドラムを複数の区画部に分け、各区画部の加熱をそれぞれ制御することにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明は、（１）被印刷体にインクを付与する印刷部と、インクが付与された印刷体を外周面に接触させ加熱乾燥するための乾燥ドラムと、乾燥ドラムを軸心方向とは垂直な面で区画した複数の区画部の加熱をそれぞれ制御可能である制御装置とを有するインクジェット印刷装置において、各区画部には、それぞれ、区画部を加熱可能なヒータ部が取り付けられており、制御装置により、全ての区画部のヒータ部の加熱がそれぞれ連続制御され、ヒータ部が、区画部を出力能力の割合である出力比に応じて加熱可能であり、区画部には、それぞれ、区画部の温度を検出するための温度検出部が更に取り付けられており、 制御装置が、初期出力比を設定するための初期出力比設定部と、複数の区画部の目標温度を設定するための目標温度設定部と、出力増減演算式、出力制限演算式、ＰＩＤ演算式及びゲインＵＰ演算式が記憶された記憶部と、出力比を出力増減演算式及び出力制限演算式に基づいて順次演算する演算部とを有し、出力増減演算式が、区画部の温度検出部が検出した実測温度の平均温度から、実測温度を減じた温度差に、任意に設定される係数を乗じて付加出力比とし、付加出力比を、区画部の初期出力比に加えるものであり、出力制限演算式が、出力増減演算式に基づいて付加出力比が加えられた出力比が、１００％以下である場合、出力比を更新出力比とし、１００％を超える場合、出力比１００％を更新出力比とするものであり、制御装置により、任意に設定される初期出力比で各区画部のヒータ部の加熱開始が制御され、更新出力比で加熱開始後の各区画部のヒータ部の加熱が連続制御され、実測温度と目標温度との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内である場合、演算部が、更新出力比をＰＩＤ演算式及びゲインＵＰ演算式に基づいて更に演算するものであり、ＰＩＤ演算式が、更新出力比を実測温度と目標温度との偏差、その積分及び微分の要素に基づいてＰＩＤ出力比とするものであり、ゲインＵＰ演算式が、各区画部の更新出力比から各区画部のヒータ部のＰＩＤ出力比を引いた余剰出力比を、実測温度が低い区画部のヒータ部のＰＩＤ出力比に加えるものであり、出力制限演算式が、ゲインＵＰ演算式に基づいて余剰出力比が加えられたＰＩＤ出力比が、１００％以下である場合、ＰＩＤ出力比を更新ＰＩＤ出力比とし、１００％を超える場合、出力比１００％を更新ＰＩＤ出力比とするものであり、制御装置により、更新ＰＩＤ出力比で各区画部のヒータ部の加熱が連続制御されるインクジェット印刷装置に存する。

本発明は、（２）印刷部が、ラインヘッド式の印刷ヘッドを有するものであり、ヒータ部が、乾燥ドラムの内周面に沿うように取り付けられたバンドヒータ又はラバーヒータである上記（１）記載のインクジェット印刷装置に存する。

本発明は、（３）初期出力比が５０～８０％であり、目標温度が１００～１４０℃である上記（１）又は（２）に記載のインクジェット印刷装置に存する。

本発明のインクジェット印刷装置においては、乾燥ドラムを複数の区画部に分け、制御装置が、全ての区画部のヒータ部の加熱をそれぞれ連続制御することにより、区画部間における温度ムラを抑制することできる。その結果、乾燥ドラム全体を効率良く且つ均一に昇温させることが可能となる。
また、インクジェット印刷装置においては、印刷体の幅方向に対して、制御装置が、インク付与量が多い印刷体の部分を加熱乾燥するドラムの区画部を、他の区画部よりも、加熱の度合いを向上させることにより、当該区画部の温度が他の区画部の温度より低下することを抑制することができる。その結果、印刷体の乾燥不良が生じることを抑制することができる。
また、例えば、印刷体の幅が小さい場合は、印刷体が接触しない区画部に取り付けられたバンドヒータ又はラバーヒータの電源をＯＦＦにすることも可能である。これにより、エネルギーの消費を節約することができる。なお、この場合であっても、制御装置が、電源がＯＮになっている区画部のヒータ部の加熱を連続制御することにより、電源がＯＦＦになっている区画部による影響に関わらず、電源がＯＮになっている区画部同士間の温度ムラを抑制することができる。

具体的には、ヒータ部が、区画部を、出力比に応じて加熱可能であるものとし、制御装置が、任意に設定される初期出力比で、各区画部のヒータ部の加熱開始を制御し、出力増減演算式及び出力制限演算式を用いて演算した更新出力比で、加熱開始後の各区画部のヒータ部の加熱を連続制御することにより、目標温度に達するまでの過程において、実測温度が平均温度よりも低い区画部のヒータ部における出力比を増加させることができる。これにより、実測温度が平均温度よりも低い区画部の実測温度を向上させることができる。
また、このとき、実測温度が平均温度よりも高い区画部のヒータ部における出力比を同時に低減させることで温度ムラを中和し、エネルギー効率にも優れるものとなる。
また、出力増減演算式に基づいて出力比を演算した場合に、出力比が形式的に１００％を超えたとしても、出力制限演算式により、出力比１００％以下に制限されるので、更新出力比は１００％を超えない。このため、エラー等の発生を抑制できるという利点がある。

本発明のインクジェット印刷装置においては、実測温度と目標温度との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内である場合、更新出力比を、ＰＩＤ演算式を用いて演算したＰＩＤ出力比で、各区画部のヒータ部の加熱を連続制御することにより、目標温度に近付いても、効率良く制御を行うことができる。すなわち、実測温度と目標温度との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内においては、複数の区画部が既に十分に加熱された状態となっているので、出力増減演算式だけでなく、いわゆる比例制御であるＰＩＤ演算式を踏まえたＰＩＤ出力比とすることにより、実測温度と目標温度との温度差が小さい区画部のヒータ部における出力比を低減させ、一方で、実測温度と目標温度との温度差が大きい区画部のヒータ部における出力比を増加させることができる。これにより、エネルギー効率をより向上させることができる。
ちなみに、ＰＩＤ演算式とは、公知のＰＩＤ制御に基づく式である。なお、ＰＩＤ制御は、Ｐ：比例制御、Ｉ：積分制御、Ｄ：微分制御の３つの要素によって行われる公知の制御である。

これに加え、インクジェット印刷装置においては、実測温度と目標温度との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内である場合、ＰＩＤ出力比を、ゲインＵＰ演算式を用いて演算した更新ＰＩＤ出力比で、各区画部のヒータ部の加熱を連続制御することにより、使用していない余剰出力比を、実測温度が低い区画部のヒータ部のＰＩＤ出力比に加えて使用することができる。これにより、区画部間における温度ムラをより抑制することできる。また、目標温度に到達するまでの時間を短縮できるため、エネルギー効率をより一層向上させることができる。
また、上述したことと同様に、ゲインＵＰ演算式に基づいて更新ＰＩＤ出力比を演算した場合に、更新ＰＩＤ出力比が形式的に１００％を超えたとしても、出力制限演算式により、出力比１００％以下に制限されるので、更新ＰＩＤ出力比は１００％を超えない。このため、エラー等の発生を抑制できるという利点がある。

本発明のインクジェット印刷装置においては、印刷部がラインヘッド式の印刷ヘッドを有するものである場合、シリアルヘッド式の印刷ヘッドを有する場合と比較して、印刷体が高速で搬送されるので、印刷体の乾燥不良が生じ易いところ、上述したように、インクの付与量が偏っても、そこに対応する区画部を積極的に昇温させることができるので、乾燥不良の発生を抑制することができる。
したがって、インクジェット印刷装置は、印刷部がラインヘッド式の印刷ヘッドを有するものである場合、高速でインクジェット印刷ができ、且つ、乾燥不良も抑制できるため、極めて好適である。
また、ヒータ部が、乾燥ドラムの内周面に取り付けられたバンドヒータ又はラバーヒータである場合、乾燥ドラムの区画部それぞれに対する加熱がし易いという利点がある。

図１は、本発明に係るインクジェット印刷装置の一実施形態を示す概略側面図である。 図２は、本実施形態に係るインクジェット印刷装置の乾燥ドラムを示す斜視図である。 図３は、本実施形態に係るインクジェット印刷装置の乾燥ドラムの水平断面図である。 図４は、本実施形態に係るインクジェット印刷装置の制御装置を説明するためのブロック図である。 図５（ａ）は、本実施形態に係るインクジェット印刷装置の制御装置において、実測温度と目標温度との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内でない場合に、演算部が演算するフローを説明するためのブロック図である。 図５（ｂ）は、実測温度と目標温度との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内である場合に、演算部が演算するフローを説明するためのブロック図である。 図６は、本実施形態に係るインクジェット印刷装置におけるヒータ部の制御フローを説明するための説明図である。

以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。

図１は、本発明に係るインクジェット印刷装置の一実施形態を示す概略側面図である。
図１に示すように、本実施形態に係るインクジェット印刷装置１００は、被印刷体１にインクを付与する印刷部５と、該インクが付与された印刷体１ａを加熱乾燥するための乾燥ドラム３と、該乾燥ドラム３を軸心方向とは垂直な面で区画した複数の区画部の加熱をそれぞれ制御可能である制御装置４と、被印刷体１又は印刷体１ａを案内するための複数の案内ロール２とを有する。

インクジェット印刷装置１００においては、１つの制御装置４により、全ての区画部のヒータ部の加熱がそれぞれ連続制御されるようになっている。
ここで、連続制御とは、制御動作が時間的に連続して行われる制御を意味する。具体的には、各区画部３１ａ１、３１ａ２、３１ａ３の温度を常時監視し、それぞれの出力を無段階制御することを意味する。
これにより、インクジェット印刷装置１００においては、乾燥ドラム３自体に温度ムラが生じることを抑制することができる。すなわち、乾燥ドラム３全体を均一に効率良く目標温度に昇温させることが可能となる。
また、目標温度に昇温させた後は、外周面に接する印刷体１ａにより、部分的に温度が上がらなくなるという事態が生じることを防止することができる。その結果、印刷体１ａの乾燥不良が生じることを抑制することができる。

インクジェット印刷装置１００においては、図示しない給紙部から導入された長尺状の被印刷体１が、案内ロール２により案内され、印刷部５でインクが付与され印刷体１ａとなる。
次に、印刷体１ａは、更に案内ロール２に案内され、乾燥ドラム３の外周面に巻き付くように接触して当該乾燥ドラム３により加熱乾燥される。
そして、加熱乾燥された印刷体１ａは、案内ロール２により更に案内され、図示しない回収部で回収されるようになっている。

ここで、被印刷体１としては、例えば、紙、布帛、不織布、フィルム、金属箔等を採用することができる。なお、これらは、インクを受容するための樹脂からなるインク受容層が、インクを付与される側の表面に設けられていてもよい。
また、印刷部５は、ラインヘッド式の印刷ヘッドを有する。すなわち、インクジェット印刷装置１００は、固定された印刷ヘッドが、走行する被印刷体１に印刷を行う方式となっている。このため、被印刷体を高速で搬送しながら、インクジェット印刷を施すことが可能であり、且つ、上述したように、印刷体の乾燥不良の発生を抑制することができる。

図２は、本実施形態に係るインクジェット印刷装置の乾燥ドラムを示す斜視図である。
図２に示すように、乾燥ドラム３は、円筒状の本体部３１と、該本体部３１の両端に取り付けられた円盤状のリム部３２と、該リム部３２に取り付けられた軸芯３３とを備える。
また、乾燥ドラム３においては、本体部３１、リム部３２及び軸芯３３が一体となっている。すなわち、本体部３１を回転させることにより、リム部３２及び軸芯３３も回転するようになっている。

乾燥ドラム３において、本体部３１は、円筒状であり、少なくとも、その外周面が加熱されるようになっている。
したがって、印刷体１ａは、本体部３１の外周面に接することにより加熱乾燥される。
本体部３１の材質としては、アルミニウム等の金属が用いられる。
本体部３１は、その外周面にサンドブラスト、ショットブラスト、ビーズブラスト等を使った凹凸加工が施されていてもよい。この場合、印刷体１ａと乾燥ドラム３（本体部３１）の外周面とが接する際に、これらの間に仮に空気が入り込んだとしても、その空気を凹凸面による隙間から逃がすことができるため、印刷体１ａのドラムへの密着性を向上させることができる。その結果、印刷体１ａの乾燥効率が低下することを抑制できる。

乾燥ドラム３において、本体部３１は、軸心方向とは垂直な面で区画した３つの区画部３１ａからなっている。すなわち、インクジェット印刷装置１００においては、上述したように、乾燥ドラム３を軸心方向とは垂直な面で区画した３つの区画部３１ａに分けて、それぞれの区画部３１ａを加熱制御している。なお、３つの区画部３１ａは、乾燥ドラム３の内部で分かれており、乾燥ドラム３の外観からは認識できない。

図３は、本実施形態に係るインクジェット印刷装置の乾燥ドラムの水平断面図である。
図３に示すように、乾燥ドラム３において、各区画部３１ａには、それぞれ、当該区画部３１ａを、出力比に応じて加熱可能なヒータ部１３と、当該ヒータ部１３の電源端子１３ａと、当該区画部３１ａの温度を検出するための温度検出部１３ｂと、異常加熱時にヒータ部１３への電源供給を遮断するためのサーモスタット１３ｃとが取り付けられている。
ここで、本実施形態に係るインクジェット印刷装置１００においては、ヒータ部１３としてバンドヒータ又はラバーヒータが採用され、温度検出部１３ｂとして熱電対が採用されている。

ここで、「出力比」とは、出力能力の割合を意味する。なお、出力比の単位は％である。すなわち、ヒータ部１３に電力を付与した場合、当該ヒータ部１３における最大の出力比が１００％となり、最小の出力比が０％となる。
なお、インクジェット印刷装置１００においては、交流電源を位相制御してヒータ部１３に電力を供給している。このとき、交流電流の周期ごとのＯＮ時間の割合をサイリスタにより変化させ、出力比の調整を実現している。

ヒータ部１３は、本体部３１内部において、本体部３１の内周面に沿うように取り付けられる。
また、ヒータ部１３は、本体部３１の３つの区画部３１ａに対応するように、乾燥ドラム３の幅方向に対して３基が並設されている。すなわち、各区画部３１ａに１基のヒータ部１３（例えば、バンドヒータ又はラバーヒータ）が取り付けられている。このため、各区画部３１ａは、それぞれ独立に、対応する区画部３１ａに取り付けられたヒータ部１３により加熱され、乾燥ドラム３の内周面から乾燥ドラム３の外周面への熱伝導により加熱されることになる。
また、例えば、印刷体１ａの幅が小さい場合は、印刷体１ａが接触しない区画部１３ａに取り付けられたヒータ部１３の電源をＯＦＦにすることも可能である。これにより、エネルギーの消費を節約することができる。

熱電対（温度検出部１３ｂ）は、ヒータ部１３から当該ヒータ部１３の内側に突出するように配置され、ヒータ部１３に設けられた穴部を介して、本体部３１の内周面に、熱電対の検出部が当接されている。これにより、熱電対は、対応する区画部の本体部３１のその時の実際の温度（以下「実測温度」という。）を検出することが可能となっている。

図１に戻り、インクジェット印刷装置１００において、制御装置４は、全ての区画部３１ａのヒータ部１３及び熱電対（温度検出部１３ｂ）と有線又は無線のネットワークを介して、接続されている。
制御装置４においては、各区画部３１ａの温度検出部１３ｂから実測温度の温度信号を受信すると共に、ヒータ部１３に出力比の出力比信号を送信することが可能となっている。
したがって、インクジェット印刷装置１００においては、各区画部３１ａのヒータ部１３を、制御装置４により同時に加熱制御することが可能となっている。

図４は、本実施形態に係るインクジェット印刷装置の制御装置を説明するためのブロック図である。
図４に示すように、制御装置４は、入力部４０、初期出力比設定部４１、目標温度設定部４２、記憶部４３、演算部４４、表示部４５、及び入出力インターフェース部４６を有し、いわゆるコンピュータとしての構成を備えている。

制御装置４において、入出力インターフェース部４６としては、イーサネット（登録商標）、ポート等が適宜用いられる。
入出力インターフェース部４６は、温度検出部１３ｂからの実測温度の温度信号を受け、当該温度信号を記憶部４３に送信する。なお、実測温度は、記憶部４３に記憶される。
また、後述するように、入出力インターフェース部４６は、演算部４４で演算された出力比（更新出力比等を含む）の出力比信号を受け、当該出力比信号をヒータ部１３に送信する。

初期出力比設定部４１は、入力部４０による操作により、入出力インターフェース部４６を介して、初期出力比、すなわち、加熱開始時の出力比（初期出力比）を設定するために用いられる。
かかる初期出力比は、０％より大きく１００％以下の範囲で、任意に定めることができる。初期出力比は、加熱効率の観点から、５０～８０％であることが好ましい。
なお、設定された初期出力比は、記憶部４３に記憶される。

目標温度設定部４２は、入力部４０による操作により、入出力インターフェース部４６を介して、複数の区画部３１ａの目標温度を設定するために用いられる。
かかる目標温度は、複数の区画部３１ａに対して共通するものであり、印刷体１ａを十分に加熱乾燥でき、且つ、印刷体１ａや周辺機器にダメージを与えない範囲で、任意に定めることができる。目標温度は、被印刷体１に水分を含むインクを付与する場合、乾燥効率の観点から、１００～１４０℃であることが好ましく、１００～１２０℃であることがより好ましい。
なお、設定された目標温度は、記憶部４３に記憶される。

記憶部４３としては、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリが適宜用いられる。
また、記憶部４３には、出力比を演算するための演算プログラムが格納されている。具体的には、演算プログラムとして、出力比を制御するための、出力増減演算式、出力制限演算式、ＰＩＤ演算式、及び、ゲインＵＰ演算式が記憶されている。

ここで、出力増減演算式は、各区画部３１ａの温度検出部１３ｂが検出した実測温度の平均温度から、特定の区画部３１ａの実測温度を減じた温度差に、任意に設定される係数を乗じて付加出力比とし、当該付加出力比を、特定の区画部３１ａの初期出力比に加えるものである。
例えば、各区画部３１ａを第１区画部３１ａ１、第２区画部３１ａ２、第３区画部３１ａ３とし、第１区画部３１ａ１の温度検出部１３ｂが検出した実測温度をＴ１とし、第２区画部３１ａ２の温度検出部１３ｂが検出した実測温度をＴ２とし、第３区画部３１ａ３の温度検出部１３ｂが検出した実測温度をＴ３とし、任意に設定される係数をｋとし、第１区画部３１ａ１の初期出力比をＰ％とし、第１区画部３１ａ１における演算された出力比をＰｚ％とした場合、第１区画部３１ａ１に対する出力増減演算式は、
Ｐｚ＝Ｐ＋ｋ（（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）／３－Ｔ１）
となる。

これにより、出力増減演算式においては、平均温度（（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）／３）より、実測温度Ｔ１が低い場合、その温度差に係数を乗じた付加出力比は、正の値となるため、求められる出力比Ｐｚは、初期出力比Ｐよりも大きくなる。
一方、平均温度（（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）／３）より、実測温度Ｔ１が高い場合、その温度差に係数を乗じた付加出力比は、負の値となるため、求められる出力比Ｐｚは、初期出力比Ｐよりも小さくなる。
また、平均温度（（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３）／３）と、実測温度Ｔ１とが同じである場合、付加出力比は、ゼロとなるため、演算された出力比Ｐｚは、初期出力比Ｐと同じになる。
なお、ここでは、第１区画部３１ａ１における出力増減演算式の具体例を示したが、第２区画部３１ａ２、第３区画部３１ａ３についてもそれぞれ同様にして演算が行われる。

また、出力増減演算式において、係数ｋは、正の整数であり、各区画部の温度のばらつきの大きさに基づいて定められる。

このように、インクジェット印刷装置１００においては、制御装置４により、実測温度が平均温度よりも低い区画部３１ａのヒータ部１３における出力比を増加させることができ、実測温度が平均温度よりも高い区画部３１ａのヒータ部１３における出力比を低減させることができるので、エネルギー効率が優れるものとなる。

出力制限演算式は、出力増減演算式に基づいて付加出力比が加えられた出力比Ｐｚが、１００％以下である場合、該出力比を更新出力比とし、１００％を超える場合、該出力比１００％を更新出力比とするものである。すなわち、制御装置４においては、出力増減演算式により、初期出力比Ｐに付加出力比を加えた結果、形式的に出力比Ｐｚが１００％を超える場合があるところ、出力制限演算式により更新出力比が１００％を超えることを防止している。これにより、インクジェット印刷装置１００においては、エラー等の発生を抑制できるという利点がある。

ＰＩＤ演算式は、公知のＰＩＤ制御に基づく演算式である。
なお、ＰＩＤ制御とは、実測温度と目標温度との偏差に対して比例して出力比を制御する比例動作（比例ゲイン）と、偏差の積分値に比例して制御する積分動作（積分ゲイン）と、偏差の微分値に比例して制御する微分動作（微分ゲイン）の３つの動作を組み合わせた制御である。なお、比例動作、積分動作、微分動作の演算式は、公知であるので説明を省略する。
制御装置４においては、出力制限演算式により演算された更新出力比が、更にＰＩＤ演算式で演算され、ＰＩＤ出力比となる。

このように、インクジェット印刷装置１００においては、制御装置４により、出力増減演算式だけでなく、ＰＩＤ演算式を踏まえて演算することにより、実測温度と目標温度との温度差が小さい区画部３１ａのヒータ部１３における出力値の出力比を低減させ、一方で、実測温度と目標温度との温度差が大きい区画部３１ａのヒータ部１３における出力値の出力比を増加させることができる。このため、特に、複数の区画部３１ａが十分に加熱された状態となっている場合に、エネルギー効率により優れるものとなる。

ゲインＵＰ演算式は、各区画部３１ａの更新出力比から、ＰＩＤ出力比を引いた余剰出力比を、実測温度が低い区画部３１ａのＰＩＤ出力比に加えるものである。
例えば、各区画部３１ａの更新出力比をＰｋ１，Ｐｋ２，Ｐｋ３とし、ＰＩＤ出力比をＰＰ１，ＰＰ２，ＰＰ３とした場合、余剰出力比ＰＹは、
ＰＹ＝（Ｐｋ１－ＰＰ１）＋（Ｐｋ２－ＰＰ２）＋（Ｐｋ３－ＰＰ３）
となる。そして、複数の区画部３１ａのうち、実測温度が低い区画部３１ａのヒータ部１３のＰＩＤ出力比をＰＰ１とし、演算された出力比をＰＧ％とした場合、ゲインＵＰ演算式は、
ＰＧ＝ＰＰ１＋ＰＹ
となる。

このように、インクジェット印刷装置１００においては、制御装置４により、各区画部３１ａの中で実測温度が低い区画部３１ａのヒータ部１３における出力比を増加させることができるので、区画部３１ａ間における温度ムラを抑制することできる。
また、目標温度に到達するまでの時間を短縮できるため、エネルギー効率にもより一層優れるものとなる。

制御装置４においては、上述した出力制限演算式により、再度演算される。
出力制限演算式は、ゲインＵＰ演算式に基づいて、余剰出力比が加えられたＰＩＤ出力比が、１００％以下である場合、該ＰＩＤ出力比を更新ＰＩＤ出力比とし、１００％を超える場合、該出力比１００％を更新ＰＩＤ出力比とするものである。すなわち、制御装置４においては、ゲインＵＰ演算式により、その時のＰＩＤ出力比に余剰出力比を加えた結果、形式的に出力比が１００％を超える場合があるところ、出力制限演算式により更新ＰＩＤ出力比が１００％を超えることが防止している。
これにより、インクジェット印刷装置１００においては、エラー等の発生を抑制できるという利点がある。

演算部４４としては、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等が用いられる。
演算部４４は、記憶部４３に記憶された、初期出力比、目標温度、実測温度、出力増減演算式、出力制限演算式、ＰＩＤ演算式、ゲインＵＰ演算式等に基づいて、所定のフローで演算を行う。

図５（ａ）は、本実施形態に係るインクジェット印刷装置の制御装置において、実測温度と目標温度との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内でない場合に、演算部が演算するフローを説明するためのブロック図であり、図５（ｂ）は、実測温度と目標温度との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内である場合に、演算部が演算するフローを説明するためのブロック図である。
ここで、「任意に定めた所定の温度範囲内」は、印刷体の材質、印刷部における印刷の方式、インクの種類、インクの吐出量等の条件によって適宜設定される。
例えば、印刷体が連続紙であり、水性インクをラインヘッド式の印刷ヘッドで印刷する場合、実測温度と目標温度との温度差は、±２０℃以内とすることが好ましく、エネルギー効率の観点から、実測温度と目標温度との温度差は、±１０℃以内とすることがより好ましい。
因みに、実測温度Ｓ１と目標温度Ｓ３との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内であるか否かについては、区画部３１ａの実測温度Ｓ１が目標温度Ｓ３に到達しているか否かは問わない。すなわち、区画部３１ａの実測温度Ｓ１が目標温度Ｓ３に到達した後であっても、実測温度Ｓ１と目標温度Ｓ３との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内である場合には、これに含まれることになる。

制御装置４においては、まず、初期出力比でヒータ部１３を加熱する。
そして、その後は、演算部４４により演算された更新出力比で、ヒータ部１３の加熱を制御する。

図５（ａ）に示すように、制御装置４においては、加熱開始後であり、且つ、実測温度Ｓ１と目標温度Ｓ３との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内でない場合、演算部４４が、実測温度Ｓ１を用いて、出力増減演算式Ｓ１１及び出力制限演算式Ｓ１２の順で演算を行い、次の更新出力比Ｓ２を取得する。
そして、次の更新出力比Ｓ２の出力比信号が入出力インターフェース部４６を介して、ヒータ部１３に送られ、ヒータ部１３が当該次の更新出力比Ｓ２で加熱される。

このように、制御装置４においては、実測温度Ｓ１と目標温度Ｓ３との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内でない場合、更新出力比Ｓ２の更新が、繰り返し行われる。すなわち、制御装置４により、演算ユニットの演算サイクルのタイミングで、各区画部３１ａのヒータ部１３の更新出力比Ｓ２の更新が繰り返し行われることになる。
これにより、各区画部３１ａの温度が同じになるように昇温させることができる。また、実測温度Ｓ１と目標温度Ｓ３との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内でない場合において、エネルギー効率が極めて優れるものとなる。

一方、図５（ｂ）に示すように、制御装置４においては、加熱開始後であり、且つ、実測温度Ｓ１と目標温度Ｓ３との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内である場合、演算部４４が、実測温度Ｓ１を用いて、出力増減演算式Ｓ１１及び出力制限演算式Ｓ１２の順で演算を行い、更に、目標温度Ｓ３を用いて、ＰＩＤ演算式Ｓ２１の演算を行ってＰＩＤ出力比を取得し、更に、ゲインＵＰ演算式Ｓ２２及び出力制限演算式Ｓ１２の順で演算を行い、更新ＰＩＤ出力比Ｓ４を取得する。
そして、更新ＰＩＤ出力比Ｓ４の出力比信号が入出力インターフェース部４６を介して、ヒータ部１３に送られ、ヒータ部１３が当該更新ＰＩＤ出力比Ｓ４で加熱される。

このように、制御装置４においては、実測温度Ｓ１と目標温度Ｓ３との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内である場合、更新ＰＩＤ出力比Ｓ４の更新が、繰り返し行われる。すなわち、制御装置４により、演算ユニットの演算サイクルのタイミングで、各区画部３１ａのヒータ部１３の更新ＰＩＤ出力比Ｓ４の更新が繰り返し行われることになる。
これにより、各区画部３１ａの温度が同じになるように昇温させることができる。また、実測温度Ｓ１と目標温度Ｓ３との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内である場合において、エネルギー効率が極めて優れるものとなる。

表示部４５としては、モニタ等が適宜用いられる。
制御装置４においては、各区画部３１ａの実測温度Ｓ１やその時点での各区画部３１ａの出力比が表示部４５に表示される。これにより、その時点の区画部３１ａの状態を確認することが可能となっている。
入力部４０としては、キーボードやマウス等が適宜用いられる。
制御装置４においては、上述した初期出力比や目標温度の設定のための入力が当該入力部４０で行われる。
また、表示部４５及び入力部４０を兼ねるものとして、タッチ式モニタ（タッチパネル）を採用することも可能である。
なお、利便性の観点から、タッチ式モニタを採用することが好ましい。

次に、各区画部３１ａの制御フローについて具体的に説明する。
図６は、本実施形態に係るインクジェット印刷装置におけるヒータ部の制御フローを説明するための説明図である。なお、図６においては、実測温度Ｓ１と目標温度Ｓ３との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内でない場合のフローを実線、実測温度Ｓ１と目標温度Ｓ３との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内である場合のフローを破線で示している。
図６に示すように、インクジェット印刷装置１００においては、まず、制御装置４が、ヒータ部１３に初期出力比での加熱開始指令を送信する。
そうすると、ヒータ部１３は、初期出力比で加熱を開始する。

次に、実測温度Ｓ１と目標温度Ｓ３との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内でない場合において、制御装置４は、各区画部３１ａのヒータ部１３の実測温度Ｓ１と、その平均温度との間に温度差があるか否かを選択する。なお、かかる温度差は、例えば、１℃以上ある場合に、温度差有りと判断される。
そして、温度差有りと判断された場合（ＹＥＳ）、出力増減演算式Ｓ１１に基づく出力増減制御により、出力比の調整が行われ、出力比の調整が行われた更新出力比Ｓ２でヒータ部１３の加熱が行われることになる。
一方、温度差無しと判断された場合（ＮＯ）、出力比の調整は行われず、同じ出力比を更新出力比Ｓ２として、ヒータ部１３の加熱が行われることになる。
なお、出力比の更新は、上述したように、連続制御で繰り返し行われる。

次に、実測温度Ｓ１と目標温度Ｓ３との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内である場合において、制御装置４は、各区画部３１ａのヒータ部１３の実測温度Ｓ１と、その平均温度との間に温度差があるか否かを選択する。
そして、温度差有りと判断された場合（ＹＥＳ）、出力増減制御により、出力比の調整が行われ、出力比の調整が行われた更新出力比Ｓ２に対して、次のＰＩＤ演算式Ｓ２１に基づくＰＩＤ制御により、比例制御が開始される。
一方、温度差無しと判断された場合（ＮＯ）、出力比の調整は行われず、同じ出力比（更新出力比Ｓ２）に対して、次のＰＩＤ制御により、比例制御が開始される。

次に、制御装置４は、各区画部３１ａのヒータ部１３の実測温度Ｓ１のうち、実測温度Ｓ１が最も低い区画部３１ａを選択する。
そして、特定の区画部３１ａが、実測温度Ｓ１が最も低いと判断された場合（ＹＥＳ）、区画部３１ａのヒータ部１３に余剰出力比の有無が選択され、余剰出力比有りと判断された場合（ＹＥＳ）、ゲインＵＰ演算式Ｓ２２に基づくゲインＵＰ制御により、余剰出力比による補充が行われ、補充された更新ＰＩＤ出力比Ｓ４でヒータ部１３の加熱が行われることになる。
一方、特定の区画部３１ａが、実測温度Ｓ１が最も低いと判断されなかった場合（ＮＯ）、又は、余剰出力比有りと判断されなかった場合（ＮＯ）、余剰出力比の補充は行われず、ＰＩＤ制御を経た出力比（ＰＩＤ出力比）を更新ＰＩＤ出力比Ｓ４として、ヒータ部１３の加熱が行われることになる。
なお、出力比の更新は、上述したように、連続制御で繰り返し行われる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

本実施形態に係るインクジェット印刷装置１００においては、印刷部がラインヘッド式の印刷ヘッドを用いているが、シリアルヘッド式の印刷ヘッドを用いることも可能である。

本実施形態に係るインクジェット印刷装置１００においては、乾燥ドラム３は、円筒状の本体部３１と、該本体部３１の両端に取り付けられた円盤状のリム部３２と、該リム部３２に取り付けられた軸芯３３とを備えているが、乾燥ドラム３の構造はこれに限定されない。
また、乾燥ドラム３において、本体部３１は、軸心方向とは垂直な面で区画した３つの区画部３１ａからなっているが、区画部の数は、これに限定されない。

本実施形態に係るインクジェット印刷装置１００においては、ヒータ部１３としてバンドヒータ又はラバーヒータが採用され、温度検出部１３ｂとして熱電対が採用されているがこれに限定されない。
例えば、温度検出部１３ｂとしては、熱電対の代わりに、非接触の放射温度センサ等を採用することも可能である。

本実施形態に係るインクジェット印刷装置１００においては、実測温度Ｓ１と目標温度Ｓ３との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内でない場合、図５（ａ）に示すように、演算部４４が、出力増減演算式Ｓ１１及び出力制限演算式Ｓ１２の順で演算を行い、実測温度Ｓ１と目標温度Ｓ３との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内である場合、図５（ｂ）に示すように、演算部４４が、出力増減演算式Ｓ１１、出力制限演算式Ｓ１２、ＰＩＤ演算式Ｓ２１、ゲインＵＰ演算式Ｓ２２及び出力制限演算式Ｓ１２の順で演算を行っているが、後者の、実測温度Ｓ１と目標温度Ｓ３との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内である場合の演算は必ずしも必須ではない。すなわち、実測温度Ｓ１と目標温度Ｓ３との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内であるか否かに関わらず、図５（ａ）に示す、演算部４４が、出力増減演算式Ｓ１１及び出力制限演算式Ｓ１２の順で演算を行うフローのみで、ヒータ部の加熱を連続制御するものであってもよい。

本実施形態に係るインクジェット印刷装置１００においては、上述した複数の演算式で演算を行っているが、これを阻害しないものであれば、他の演算式が含まれていてもよい。

本発明のインクジェット印刷装置１００は、被印刷体に対しインクジェット方式にて印刷を施すためのインクジェット印刷装置として利用できる。
本発明のインクジェット印刷装置１００によれば、乾燥ドラム自体の温度ムラを極力抑制することができる。

１・・・被印刷体
１００・・・インクジェット印刷装置
１３・・・ヒータ部
１３ａ・・・電源端子
１３ｂ・・・温度検出部
１３ｃ・・・サーモスタット
１ａ・・・印刷体
２・・・案内ロール
３・・・乾燥ドラム
３１・・・本体部
３１ａ・・・区画部
３１ａ１・・・第１区画部（区画部）
３１ａ２・・・第２区画部（区画部）
３１ａ３・・・第３区画部（区画部）
３２・・・リム部
３３・・・軸芯
４・・・制御装置
４０・・・入力部
４１・・・初期出力比設定部
４２・・・目標温度設定部
４３・・・記憶部
４４・・・演算部
４５・・・表示部
４６・・・入出力インターフェース部
５・・・印刷部

Claims (3)

1. 被印刷体にインクを付与する印刷部と、該インクが付与された印刷体を外周面に接触させ加熱乾燥するための乾燥ドラムと、該乾燥ドラムを軸心方向とは垂直な面で区画した複数の区画部の加熱をそれぞれ制御可能である制御装置とを有するインクジェット印刷装置において、
   各区画部には、それぞれ、該区画部を加熱可能なヒータ部が取り付けられており、
   前記制御装置により、全ての区画部のヒータ部の加熱がそれぞれ連続制御され、
   前記ヒータ部が、前記区画部を出力能力の割合である出力比に応じて加熱可能であり、
   前記区画部には、それぞれ、前記区画部の温度を検出するための温度検出部が更に取り付けられており、
   前記制御装置が、初期出力比を設定するための初期出力比設定部と、前記複数の区画部の目標温度を設定するための目標温度設定部と、出力増減演算式、出力制限演算式、ＰＩＤ演算式及びゲインＵＰ演算式が記憶された記憶部と、前記出力比を前記出力増減演算式及び前記出力制限演算式に基づいて順次演算する演算部とを有し、
   前記出力増減演算式が、前記区画部の前記温度検出部が検出した実測温度の平均温度から、該実測温度を減じた温度差に、任意に設定される係数を乗じて付加出力比とし、該付加出力比を、前記区画部の初期出力比に加えるものであり、
   前記出力制限演算式が、前記出力増減演算式に基づいて付加出力比が加えられた出力比が、１００％以下である場合、該出力比を更新出力比とし、１００％を超える場合、該出力比１００％を更新出力比とするものであり、
   前記制御装置により、任意に設定される初期出力比で各区画部のヒータ部の加熱開始が制御され、前記更新出力比で加熱開始後の各区画部のヒータ部の加熱が連続制御され、
   前記実測温度と前記目標温度との温度差が任意に定めた所定の温度範囲内である場合、前記演算部が、前記更新出力比を前記ＰＩＤ演算式及び前記ゲインＵＰ演算式に基づいて更に演算するものであり、
   前記ＰＩＤ演算式が、前記更新出力比を前記実測温度と前記目標温度との偏差、その積分及び微分の要素に基づいてＰＩＤ出力比とするものであり、
   前記ゲインＵＰ演算式が、各区画部の更新出力比から各区画部のヒータ部のＰＩＤ出力比を引いた余剰出力比を、前記実測温度が低い区画部のヒータ部のＰＩＤ出力比に加えるものであり、
   前記出力制限演算式が、前記ゲインＵＰ演算式に基づいて前記余剰出力比が加えられたＰＩＤ出力比が、１００％以下である場合、該ＰＩＤ出力比を更新ＰＩＤ出力比とし、１００％を超える場合、出力比１００％を前記更新ＰＩＤ出力比とするものであり、
   前記制御装置により、前記更新ＰＩＤ出力比で各区画部のヒータ部の加熱が連続制御されるインクジェット印刷装置。
2. 前記印刷部が、ラインヘッド式の印刷ヘッドを有するものであり、
   前記ヒータ部が、前記乾燥ドラムの内周面に沿うように取り付けられたバンドヒータ又はラバーヒータである請求項１記載のインクジェット印刷装置。
3. 前記初期出力比が５０～８０％であり、
   前記目標温度が１００～１４０℃である請求項１又は２に記載のインクジェット印刷装置。

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