JP7116877B1 - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】柱状部材の外周面に対して高速かつ高画質に画像を記録することができる、画像記録装置を提供する。【解決手段】所定方向に間隔Ｓで配列されたＮ（≧2）個の記録素子を備える記録ヘッドと、前記所定方向に延びる回転軸を中心にして柱状部材を回転させる回転部材と、前記回転部材により回転する前記柱状部材に対して前記記録ヘッドを前記所定方向に相対的に移動させながら、前記柱状部材の外周面に前記記録ヘッドのＮ個の記録素子のうちのＱ個の記録素子を用いて前記所定方向の記録密度がＳ/Ｐ（Ｐ≧2）の画像を記録する記録手段と、を有し、前記記録手段は前記柱状部材が１回転する間に前記記録ヘッドを前記柱状部材に対して相対的に距離Ｌ移動させ、前記Ｑ及び前記Ｌは、Ｑ＝Ｐ×ｍ＋1≦Ｎ（ｍは自然数）かつｍ×Ｓ＜Ｌ≦（ｍ+１／２）×Ｓの関係を有することを特徴とする画像記録装置。【選択図】 図１

Description

本発明は、外周面に曲面を有する缶、瓶、ボトル等の円筒物や、杖、竿、スティック、バー、ロッド、ポール、パイプ等の軸方向の長さが長い棒状部材を含む、柱状部材の外周面に対して画像を記録する画像記録装置に関する。

従来、柱状部材の一つである円筒物に対して印刷を行うインクジェット印刷装置が提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。

特表２０１２－５２７３８７号公報 特開２０１９－１２３９６０号公報

特許文献１に記載された柱状部材に印刷するインクジェット画像記録装置の場合、インクジェットヘッドと柱状部材との、柱状部材の回転中心となる回転軸方向に関して、位置を相対的に固定させた状態で、柱状部材をその回転軸を中心に回転させながらインクジェットヘッドからインクを吐出し、柱状部材の外周面にインクを着弾させてインクドットを形成し、画像記録を行う方式をとる。この方式では、柱状部材の外周面の前記回転軸方向全体の印刷領域にわたっての印刷が完了していない場合、インクジェットヘッドと柱状部材との前記回転軸方向の位置を相対的に移動させる動作を行ったうえで、印刷の完了していない領域に対してさらに前記の印刷動作と、前記の移動動作を繰り返すことになる（例えば、特許文献１段落［００１０］等参照）。

このように、インクジェットヘッドと柱状部材との回転軸方向の位置を固定させた状態で柱状部材を回転させて印刷する方法をとる場合、インクジェットヘッドを回転軸方向に移動させ次の印刷領域上にインクジェットヘッドが到達したときに停止させるという動作を複数回繰り返す必要があり、印刷時間の増大を招くという問題があった。これは柱状部材の回転軸方向の長さが長く、印刷すべき領域が多い場合にはより顕著に発生することになる。

そこで、インクジェットヘッドの回転軸方向への移動動作と、柱状部材をその回転軸を中心として回転させる動作と、インクジェットヘッドからインクを吐出させる印刷動作とを一度に行い、もって柱状部材の外周面にらせん状に画像記録を行い、所定の画像を形成させる方式（以下、「ヘリカル方式」と称する。）が提案されている（特許文献２参照）。この方式をとることで、インクジェットヘッドを回転軸方向に移動させ次の印刷領域上にインクジェットヘッドが到達したときに停止させるという動作をすることなく、柱状部材の外周面に対して、回転軸方向の一方端部から他方端部まで画像を記録することができるため、印刷時間を大幅に短縮することができる。

ところで、一般的なインクジェットヘッドには、インクを吐出するためのノズルの配置間隔に制約があることから、一回のインクドット形成により実現できる画像の記録密度（印刷解像度）に制限がある。近年、インクジェット印刷においては印刷解像度の向上による印刷画像の高画質化が望まれており、ヘリカル印刷においても、印刷解像度の向上による印刷画像の高画質化が重要となる。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、上記の問題を解決し、柱状部材の外周面に対して高速かつ高画質に画像を記録することができる、画像記録装置を提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明の発明者は、鋭意工夫の結果、以下の構成を見出した。

すなわち、本発明における画像記録装置では、所定方向に間隔Ｓで配列されたＮ（≧2）個の記録素子を備える記録ヘッドと、
前記所定方向に延びる回転軸を中心にして柱状部材を回転させる回転部材と、
前記回転部材により回転する前記柱状部材に対して前記記録ヘッドを前記所定方向に相対的に移動させながら、前記柱状部材の外周面に前記記録ヘッドのＮ個の記録素子のうちのＱ個の記録素子を用いて前記所定方向の記録密度がＳ/Ｐ（Ｐ≧2）の画像を記録する記録手段と、
を有し、
前記記録手段は前記柱状部材が１回転する間に前記記録ヘッドを前記柱状部材に対して相対的に距離Ｌ移動させ、前記Ｑ及び前記Ｌは、
Ｑ＝Ｐ×ｍ＋1≦Ｎ（ｍは自然数）かつ
ｍ×Ｓ＜Ｌ≦（ｍ+１／２）×Ｓ
の関係を有することを特徴とする。

また、本発明における画像記録装置では、
前記Ｌは、
Ｌ＝（Ｓ/Ｐ）×Ｑ
の関係を有することを特徴とする。

また、本発明における画像記録装置では、
前記自然数ｍは、
Ｑ＝Ｐ×ｍ＋1≦Ｎかつ
ｍ×Ｓ＜Ｌ≦（ｍ+1／２）×Ｓ
を充足する最大の値であることを特徴とする。

また、本発明における画像記録装置では、
前記回転部材の回転速度を変更することにより、前記記録手段によって前記柱状部材の外周面に記録される前記画像の回転方向の記録密度を変更することを特徴とする。

また、本発明における画像記録装置では、
前記記録手段の駆動周波数を変更することにより、前記記録手段によって前記柱状部材の外周面に記録される前記画像の回転方向の記録密度を変更することを特徴とする。

また、本発明における画像記録装置では、
前記記録ヘッドが、N個の前記記録素子の集合である記録素子群を複数有し、複数の前記記録素子群の各々が異なるインクを吐出することができる多色記録ヘッドであることを特徴とする。

また、本発明における画像記録装置では、
前記記録ヘッドが、前記所定の方向へ所定の間隔をあけて複数配置されていることを特徴とする。

また、本発明における画像記録装置では、
前記記録ヘッドが、前記所定の方向と略直交する方向へ所定の間隔をあけて複数配置されていることを特徴とする。

また、本発明における画像記録装置では、
前記Pを変更する手段を有することを特徴とする。

また、本発明における画像記録装置では、
前記記録手段は、前記回転部材により回転する前記柱状部材に対して前記記録ヘッドを前記所定方向の上流から下流に相対的に移動させながら、前記柱状部材の外周面に画像を記録する動作と、前記回転部材により回転する前記柱状部材に対して前記記録ヘッドを前記所定方向の下流から上流に相対的に移動させながら、前記柱状部材の外周面に画像を記録する動作とを、各々交互に繰り返すことを特徴とする。

また、本発明における画像記録装置では、
前記画像記録装置に入力された画像データを、前記記録手段による、各回転で実施される前記画像の記録に適用されるよう変形する手段を有することを特徴とする。

また、本発明における画像記録装置では、前記記録ヘッドと前記柱状部材に対向する位置にさらに活性光線を照射する活性光線照射部材を有し、前記柱状部材の外周面に前記記録素子を用いて記録された画像が前記回転部材による前記柱状部材の回転により前記活性光線照射部材に対向する位置に到達したときに前記活性光線を照射することを特徴とする。

本発明によれば、上記の構成とすることで、上記課題を解決し、柱状部材の外周面に対して、複数の記録素子の配列間隔に基づく記録解像度よりも高い記録密度の画像記録を高速で行うことが可能になる。

本実施形態において使用されるインクジェット印刷装置の概略斜視図である。 本実施形態において使用されるインクジェット印刷装置の概略正面図である。 シングルパス方式によるヘリカル印刷回転とインクジェットヘッドの相対移動と、画像形成状況の関係を、円筒物の展開図を用いて説明した合成図である。 シングルパス方式によるヘリカル印刷動作を実施する場合適用される画像データの模式図である。 シングルパス方式によるヘリカル印刷動作における、円筒物の１回転あたりのインクジェットヘッドの相対移動量について説明する模式図である。 円筒物の回転ごとの直線移動とインクジェットヘッドとの位置関係を示す模式図である。 ノズル数Ｎ＝６のインクジェットヘッドを用いて、シングルパス方式による印刷を行った場合の、インクドットの配置関係と、当該インクドット各々を形成するノズルとの対応関係を示す模式図である。 本実施形態に係るシングルパス方式（1パス）からマルチパス方式（５パスまで）の円筒物の軸方向におけるインクドットの形成状況と形成されたインクドット各々の配置間隔をまとめた模式図である。 インクジェットヘッドのノズルのうち４ノズルを使い２パス印刷にて同じラスターを２回繰り返して印刷した例を示す模式図である。 ２パスのヘリカル印刷における円筒物の回転とインクジェットヘッドの相対移動と画像記録状況の関係を、円筒物の展開図を用いて説明した模式図である。 ２パスによるマルチパス方式によるヘリカル印刷動作を実施する場合に、インクジェット印刷装置に適用される画像データの模式図である。 ２パスでのマルチパス方式によるヘリカル印刷動作における、円筒物の１回転つきインクジェットヘッドが円筒物の軸方向の方向へどの程度相対的に移動するかについて説明する模式図である。 ノズル数N＝５となるノズル番号１から５までのノズルを有するインクジェットヘッドを用い２パスでのマルチパス方式によるヘリカル印刷を実施した際の円筒物外周面におけるインクドットの形成状況を説明する模式図である。 ノズル数N＝７のインクジェットヘッド４を使い３パスでのマルチパス方式によってヘリカル印刷した場合の円筒物外周面におけるインクドットの形成状況を説明する模式図である。 一つのインクジェットヘッドに４色のインクを搭載して吐出できる４色仕様の多色インクジェットヘッドのノズル面の模式図である。 回転方向の印刷解像度を２倍に上げてシングルパス（１パス）印刷を実施した場合のインクドット構成を示す模式図である。 本実施形態におけるマルチパス方式による回転軸の方向への印刷解像度と、上記の方向による回転方向への印刷解像度とを２倍にした場合のインクドット構成を示す模式図である。 本実施形態において使用されるインクジェット印刷装置の構成例を示す概要図である。 本実施形態におけるヘリカル印刷動作の概要フローチャートの例である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１及び図２は本実施形態において使用されるインクジェット印刷装置の基本構成を示す概略図である。

図１は本実施形態において使用されるインクジェット印刷装置の概略斜視図である。本実施形態におけるインクジェット印刷装置においては、被記録媒体となる柱状部材である円筒物１の上部に、インクを吐出するための複数のノズルが配列されているノズル面を有するインクジェットヘッド４が、後述のノズル列方向と円筒物１の回転軸２を通過する方向である軸方向３の方向とが沿うように、かつノズル面と円筒物１の外周面とを対向させて所定の距離をあけて配置されている。

本実施形態において適用される柱状部材としては、例えば、缶、瓶、ボトル等の円筒物や、杖、竿、スティック、バー、ロッド、ポール、パイプ等の軸方向の長さが長い棒状部材、テーパーを有するカップ、食器等の円錐形の部材、その他外周面に曲面を有したこれらに類する部材を広く含む。以下、柱状部材に関しては説明の便宜のために円筒物１を用いて説明を行うが、本発明に適用可能な柱状部材は円筒物に限られないことを確認する。

インクジェットヘッド４のノズル面と円筒物１の外周面との距離は、最も近接する部分の距離が短いほど、吐出されたインクが円筒物１の外周面に着弾するまでの間に受ける空気抵抗などの影響による着弾位置のずれが少なくなるため、画質が良好になる傾向があり、着弾位置の円筒物１の外周面の形状にもよるが、一般的には１ｍｍから３ｍｍ程度とすることが好ましい。また、円筒物１は、回転軸２を中心として、矢印で示す回転方向６の方向に回転させることができるように、図示しない回転モーター等の回転機構を有する保持ユニットにより保持されている。

インクジェットヘッド４は、インクを吐出するための複数（N個）のノズル各々が所定のノズル間隔Ｓをあけて所定のノズル列方向に配列されたノズル面を有する。本実施形態においては、所定のノズル列方向は円筒物１の軸方向３と略平行である。インクジェットヘッド４のノズル配列設計によって実現されるノズル列方向の記録密度（印刷解像度）は、ノズル間隔Sにより決定される。本実施形態においては、このようなインクジェットヘッド４のノズル配列設計による解像度を、ノズル解像度と称する。また、ノズル面のN個のノズルが配置された領域のノズル列方向に関する幅をノズル幅と称する。

カラー画像を記録するインクジェット印刷装置には、通常は、シアン（C）、マゼンタ（M）、イエロー（Y）、ブラック（K）の４色分のインクを吐出するためのインクジェットヘッド４が搭載される。また、必要に応じて、要求される画像形成に必要とされるホワイト（Ｗ）、クリア（ＣＬ）等の特色インクを吐出するためのインクジェットヘッド４をさらに搭載することもできるし、複数色を必要としない場合は省略することもできる。さらに、インクジェットヘッド４としては、１個のインクジェットヘッド４で１色のインクを吐出できるものを用いてもよく、後述する１個のインクジェットヘッド４で２色以上の異なる種類のインクを吐出できるもの（多色インク対応ヘッド）を用いることも可能である。

複数のインクジェットヘッド４を搭載する場合には、装置構成に応じて、ノズル列方向に複数配置してもよく、ノズル列方向と略直交する方向に複数配置してもよく、ノズル列方向とノズル列方向と直交する方向とに複数配置してもよい。なお、図１では、説明の便宜のため、インクジェットヘッド４が１つ配置されている例を示している。

インクジェットヘッド４から吐出されるインクには、活性光線硬化型インク、ソルベントインク、水性インク、油性インク等、被記録媒体の性質などに対応した適宜のものを選択できる。本実施形態においては、活性光線硬化型インクの中でも紫外線硬化型インクを用いている。

また、本実施形態のように活性光線硬化型インクを用いる場合には、円筒物１の外周面に着弾したインクを硬化させるための活性光線照射装置を、インクジェット印刷装置に搭載する必要がある。活性光線照射装置としては、紫外線照射装置、電子線装置など、用いる活性光線硬化型インクの性質に応じて適宜のものを選択できる。本実施形態では、活性光線照射装置として、円筒物１の下部に、紫外線を照射する照射面１０５を有するＵＶ照射ユニット５が、照射面１０５と円筒物１の外周面とを対向させて、所定の距離をあけて配置されている。ＵＶ照射ユニット５に用いるランプは、水銀、メタルハライド、LED等、適宜の形式のものを選択できる。本実施形態では小型化と取扱い容易性のため、LEDを採用している。

ＵＶ照射ユニット５の配置位置は上記に限られるものではなく、装置構成に応じて適宜選択しうるが、本実施形態のように配置することで、インクジェットヘッド４から吐出されて円筒物１の外周面に着弾したインクが、円筒物１の回転軸２を中心とした回転により、ＵＶ照射ユニット５の照射面と対向する位置に到達した時点で、照射面から照射される紫外線の照射を受けて、インクの着弾後即座に硬化させることができる。

なお、図２は本実施形態において使用されるインクジェット印刷装置の概略正面図である。インクジェットヘッド４のノズル面及びUV照射ユニット５の照射面各々と円筒物１の外周面との距離は、円筒物１の回転、円筒物１の軸方向３の方向への相対移動があっても基本的に一定である。図２から分かるようにインクジェットヘッド４のノズル列方向と略直交する方向に関しては、インクジェットヘッド４のノズル面の中央部と端部とでは、円筒物１の外周面とノズル面との距離が異なるので、複数のノズル列がこの直交方向に配置されている場合は、インクジェットヘッド４のノズル面のノズル配列と円筒物１の直径等を考慮してインクジェット印刷装置を設計することが好適となる。

また、インクジェットヘッド４のノズル面と、ＵＶ照射装置５の照射面１０５とが対向し、かつ、円筒物１の外周面にノズル面及び照射面１０５の各々が対向するように配置されている。このような配置によりＵＶ照射装置５の照射面から照射された紫外線が、インクジェットヘッド４のノズル面に付着したインクに対して照射されることを防ぎ、ノズル面に付着したインクが硬化してインクジェットヘッド４を破損することを防止することができる。

そして、本実施形態におけるインクジェット印刷装置の印刷動作としては、インクジェットヘッド４の軸方向３の方向への相対移動動作と、円筒物１をその回転軸を中心として回転方向６の方向へ回転させる動作と、インクジェットヘッド４からインクを吐出させる印刷動作とを同時に行い、円筒物１の外周面にらせん状に画像記録を行うことで、所定の画像を形成するヘリカル方式による印刷動作が実施される。

より詳細には、円筒物１をその回転軸２を中心として、回転方向６の方向に回転させるとともに、円筒物１を、回転軸２の軸方向３の方向へ移動させてインクジェットヘッド４と円筒物１とを軸方向３の方向に相対移動させながら、インクジェットヘッド４からインクを吐出し円筒物１の外周面に着弾させて、印刷を実施する。装置構成によっては、インクジェットヘッド４を軸方向３の方向に移動させることでインクジェットヘッド４と円筒物１とを軸方向３の方向に相対移動させてもよい。

さらに、インクジェットヘッド４とUV照射ユニット５との、軸方向３の方向における相対的な位置関係は、上記のようにインクが円筒物１の外周面に着弾した後即座に硬化させるために、軸方向３の方向における紫外線の照射領域が、インクジェットヘッド４によるインクの軸方向３の方向におけるインク着弾可能領域を含む位置関係であることが必要である。そこで、インクジェットヘッド４を軸方向３の方向に移動させる方式をとる場合は、ＵＶ照射ユニット５も同様に、インクジェットヘッド４との軸方向３の方向における相対的な位置関係を一定に保つよう移動させることが好適となる。

次に、本実施形態において実施されるヘリカル印刷の基本的動作の概要について説明する。ヘリカル印刷は、シングルパス方式またはマルチパス方式のいずれの方式によっても実施しうる。本実施形態のインクジェット印刷装置は、シングルパス方式及びマルチパス方式の両方でヘリカル印刷を行うことが可能である。まず、前提となるシングルパス方式による印刷の例を用いて説明する。

まず、シングルパス方式とは、インクジェットヘッド４の印刷解像度に基づく円筒物１の外周面の単位印刷領域に対して、円筒物1の１回の回転動作中においてインクジェットヘッド４のノズルからインクを吐出して１回のインクドット形成動作を行う記録方式をいう。

本実施形態のインクジェット印刷装置によってシングルパス方式を実施する場合の印刷動作においては、円筒物１が回転軸２を中心に回転方向６の方向に１回転する間にインクジェットヘッド４のノズル幅分だけ軸方向３の方向に移動させながら、インクジェットヘッド４のノズルからインクを吐出し円筒物１の外周面に印刷を行う。シングルパス方式では前述の通り、その軸方向３の方向に関して、１回のインクドット形成で単位印刷領域の印刷を完了させるため、円筒物１の外周面の軸方向３の方向の印刷解像度は、１回のインクドット形成で実現可能な印刷解像度であるインクジェットヘッド４のノズル解像度と等しくなる。

図３及び図４は上記のようなシングルパス印刷でのヘリカル印刷動作による印刷状況及び適用される画像データを模式的に示す図である。

図３は、シングルパス方式によるヘリカル印刷回転とインクジェットヘッドの相対移動と、画像形成状況の関係を、円筒物１の展開図を用いて説明した合成図である。図３において、円筒物１外周を平面図に展開した展開図に対して、円筒物１の回転ごとに、どのように印刷が実施されるかを示している。なお、図３以降の説明では、印刷中は円筒物１を軸方向３の方向に移動させてインクジェットヘッド４と円筒物１を相対移動させる例をもって説明するが、インクジェットヘッド４を軸方向３の上流方向に移動させてインクジェットヘッド４と円筒物１を相対移動させてもよいことは前述の通りとなり、以下同様である。

また、二点鎖線にて示す印刷開始位置８はインクジェットヘッド４と円筒物１との印刷開始時点の相対的位置を模式的に示すものである。また、円筒物１の外周面上に示された一点鎖線の斜線で囲まれた斜めの帯状の領域である領域３０１から領域３０５は、回転ごとに印刷される印刷領域を示す。また、＃１はインクジェットヘッド４のノズル幅の長さを示す。

図３の例では、円筒物１を軸方向３の方向に移動させながら、円筒物１を回転方向６の方向に回転させ、１回転目で領域３０１に対し、２回転目で領域３０２に対し、順次印刷が実施され、５回転目で領域３０５に対し印刷し、円筒物１の軸方向３の方向の一方端部から他方端部までの印刷が完了する事が分かる。

また、図４は、図３で説明したシングルパス方式によるヘリカル印刷動作を実施する場合適用される画像データの模式図である。図４に示される画像データ４００はデータ領域４０１からデータ領域４０５を含んでおり、外部点線が全サイズとなる。図３で説明したように円筒物１の回転方向６の方向への回転と軸方向３の方向への移動とを、印刷動作と同時に行うため、円筒物１の外周面に記録される印刷画像は、軸方向３の方向の下流から上流に、かつ、円筒物１が軸方向３の方向の上流からみて左から右へ形成される。円筒物１の展開図では斜線状に、円筒物１を展開しない状態であればらせん状に画像形成されることになる。

そこで、このように画像形成するためには、図４で示すように、印刷画像を軸方向３の方向と直交する方向へ反転させた画像データを作成すれば、円筒物１の外周面上に形成される印刷画像は意図した通りとなる。当然ながら、画像データは領域３０１から領域３０５に対応する５回転分必要となり、ここでは、データ領域４０１からデータ領域４０５までが領域３０１から領域３０５までに順次対応する。また、図３と同様に＃１はインクジェットヘッド４が使用するノズル幅分の長さに対応する。画像データのサイズは、図４の画像データ４００の外部点線に示すように円筒物１の軸方向３の方向における長さより若干縦長のサイズになる。

図５は、シングルパス方式によるヘリカル印刷動作における、円筒物の１回転あたりのインクジェットヘッドの相対移動量について説明する模式図である。図５においては、インクジェットヘッド４のノズル数をＮとしてノズル間隔をＳとする。また、図５においては説明の便宜のため、インクジェットヘッド４は、ノズルがａからｆまで６個あるＮ＝６の例を用いている。さらに、１、２、３、４と続く連番は印刷開始位置から数えた円筒物上に形成されるインクドットの順番を示している。図５の例では、上記の通り、インクジェットヘッド４のノズル面は、ノズル数Ｎ＝６ノズルを有しており、シングルパス方式においては、インクジェットヘッド４は、上記の通り、１回転でＮ＝６のすべてのノズルを使い、ノズル幅の（Ｎ－１）×Ｓ分の幅に対してインクドット形成を行い、印刷を実施し、軸方向３の方向の上流方向へ移動して隣接する次の単位領域の印刷を実施するので、１回転で距離Ｌ＝N×Ｓだけ軸方向３の方向の下流から上流に直線移動することになる。よってノズルａは円筒物1の１回転目開始時にはインクドット１の位置にありインクドット１を形成し、１回転目終了後にはノズルａはインクドット７の位置に移動し、２回転目でインクドット７を形成し、２回転終了後にはノズル番号ａはインクドット１３の位置に移動し、３回転目ではインクドット１３を形成する事になる。同様に、ノズルｂは円筒物1の１回転目開始時にはインクドット２の位置にありインクドット２を形成し、１回転目終了後にはノズルｂはインクドット８の位置に移動し、２回転目でインクドット８を形成し、２回転終了後にはノズルｂはインクドット１４の位置に移動し、３回転目ではインクドット１４を形成する事になる。ノズルｃからノズルｆも同様に移動することになる。

図６は円筒物1の回転ごとの直線移動とインクジェットヘッドとの位置関係を示す模式図である。なお、図６は、円筒物１の外周面を平面図に展開した状態で表している。１回転目開始時のインクジェットヘッド４の円筒物１に対する配置位置は相対位置１１にあり、１回転目が終了し２回転目開始時にはインクジェットヘッド４は軸方向３の下流から上流の方向に相対移動した相対位置１２にある。同様に３、４、５回転目開始時の相対位置１３、１４、１５が図示されている。図６に示す通り、円筒物１の軸方向３の方向に対するインクジェットヘッド４の相対位置は、１回転するごとに移動量Ｌ＝Ｎ×Ｓだけ軸方向３の下流から上流の方向に相対移動することで、相対位置１２は相対位置１１と、相対位置１３は相対位置１２と、相対位置１４は相対位置１３と、相対位置１５は相対位置１４と、各々隣接するように、軸方向３の下流から上流の方向に直線移動していることがわかる。

図７はノズル数Ｎ＝６のインクジェットヘッドを用いて、シングルパス方式による印刷を行った場合の、インクドットの配置関係と、当該インクドット各々を形成するノズルとの対応関係を示す模式図である。図示されるインクジェットヘッド４は軸方向３の下流方向から順にノズル間間隔Ｓをあけて、１番ノズル、２番ノズル、と続き、６番ノズルまでノズル幅分配置されている。また、左端の１－２は１回転目に２番ノズルで形成されるインクドットの列を示し、３－６は３回転目に６番ノズルで形成されるインクドットの列を示す。また上部のａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆは円筒物１の回転方向のドット印刷位置を示す。１番ノズルに着目すると１回転目では１－１＆ａ、１－１＆ｂ、１－１＆ｃ、１－１＆ｄ、１－１＆ｅ、１－１＆ｆとインクドットが形成され、２回転目では２－１＆ａ、２－１＆ｂ・・・とインクドットが形成されていく。図７から分かるように、また上記の通り、シングルパス方式の場合、円筒物１の外周面に形成される印刷画像の軸方向３の方向の解像度は、インクジェットヘッド４のノズル間隔Ｓによって固定される。たとえば、ノズル解像度３６０ｄｐｉのインクジェットヘッド４のであれば、ノズル間隔Ｓは、２５．４／３６０＝７０．６μｍとなる。よって、ノズル解像度３６０ｄｐｉのインクジェットヘッド４では、印刷画像の軸方向３の方向おいては、ノズル解像度以上（例えば７２０ｄｐｉ（Ｓ＝３５．３μｍ））の高解像度の印刷解像度を実現することはできない。

そこで、本実施形態においては、軸方向３の方向における印刷解像度（記録密度）を、インクジェットヘッド４のノズル解像度以上とするため、以下に詳述するマルチパス方式による印刷を実施する。以下、ヘリカル方式の印刷において、マルチパス方式の印刷を実施して、軸方向３の方向における印刷解像度を、ノズル解像度以上に上げて印刷を実施する方法について詳述する。

まず、本実施形態のインクジェット印刷装置でのヘリカル方式印刷において実施されるマルチパス方式の印刷動作により回転軸３の方向の記録密度の向上を実現するための、印刷動作の基本的な設定方法について説明する。

なお、以下の説明に使用される記号と意味は、インクジェットヘッド４の全ノズルの数をＮ、その内使用するノズルの数をＱ、ノズル解像度を規定する記録素子（ノズル）間の距離をＳ、被記録印刷物（本実施形態においては円筒物１）とインクジェットヘッド４との１回転での回転軸２の方向への相対的な移動距離をＬ、軸方向３の方向の記録密度をＳ／Ｐ（Pはパス数）とする。

前提として、マルチパス方式の概要を説明する。マルチパス方式とは、インクジェットヘッド４の印刷解像度に基づく円筒物１の外周面の単位印刷領域に対して、円筒物１の複数回の回転動作の各々でインクジェットヘッド４のノズルからインクを吐出して複数回のインクドット形成動作を行う記録方式をいう。インクドットの形成回数に応じて、２回であれば２パス、３回であれば３パス、４回であれば４パス、というように称する。

マルチパス方式による印刷により回転軸３の方向の記録密度の向上を実施した場合のインクドットの配置状況は次の通りとなる。図８は本実施形態に係るシングルパス方式（1パス）からマルチパス方式（５パスまで）の円筒物１の軸方向におけるインクドットの形成状況と形成されたインクドット各々の配置間隔をまとめた模式図である。シングルパス方式（1パス）においてはインクドットの間隔がノズル解像度と一致するためＳとなり、マルチパス方式においては、２パスではＳ／２、３パスではＳ／３、４パスではＳ／４、５パスではＳ／５、以下同様になる。このように、１パスでは印刷解像度はノズル解像度の２倍、３パスではノズル解像度の３倍、４パスではノズル解像度の４倍、５パスではノズル解像度の５倍となっている。

次に、マルチパス方式の印刷の説明の前提として、軸方向３の方向の解像度が同じで、同じラスターを繰り返して印刷して濃度を上げる印刷方式を考える。この場合に使用するノズル数は、Qと区別して、Ｔとする。図９はインクジェットヘッドのノズルのうち４ノズルを使い２パス印刷にて同じラスターを２回繰り返して印刷した例を示す模式図であり、白丸ドットに影がついているものが２回重ねて印刷されたドットを示す。この時使用するノズル数Ｔは２の倍数の必要がありこの場合４ノズルとなっている。１回転時の直線移動方向の移動量は、４（ノズル数N）／２（パス数Ｐ）×Ｓ（ノズル間隔）となる。また、３パス印刷にて同じラスターを３回繰り返して印刷する時、使用するノズル数Ｔは３の倍数の必要があり、４パス印刷にて同じラスターを４回繰り返して印刷する時、使用するノズル数Ｔは４の倍数の必要であり、以下同様であることは明らかである。よって、この時の使用するノズル数Ｔ＝Ｐ×ｍ（ｍは自然数）の関係が成り立つ。またＬ＝ｍ×Ｓの関係が成り立つ。

ここで回転軸２の方向の記録密度を上げる場合は、図８に示したように、ノズル解像度に従いSの間隔で配置されるインクドットの間にさらにインクドットを配置して、印刷解像度を上げた印刷を行う必要がある。よって、このようなインクドットの配置を実現するために、２パス時はＳ／２、３パス時はＳ／３、４パス時はＳ／４、５パス時はＳ／５だけ、１回転時のインクジェットヘッド４の回転軸２の方向への相対的な移動距離を増やす必要がある。

そこで、以上をまとめると、Ｌ＝（Ｔ／Ｐ）×Ｓ＋Ｓ／Ｐ＝（Ｓ／Ｐ）×（Ｔ＋１）＝（Ｓ／Ｐ）×（Ｐ×ｍ＋１）＝（Ｓ／Ｐ）×Ｑの関係が成り立つ。なお、Ｓ及びＰは前述の定数、ｍは自然数である。そして、この関係は記録密度（S/P）の画像を記録する際に使用する記録素子数Ｑ＝（Ｐ×ｍ＋１）の場合におけるインクジェットヘッド４と円筒物１との相対的な移動量と置き換える事ができ、Ｑ＝Ｐ×ｍ＋１≦Ｎが成立する。また、以上の説明から、Ｌ＝（Ｓ／Ｐ）×（Ｐ×ｍ＋１）＝ｍ×Ｓ＋Ｓ／Ｐ＝（ｍ＋１／Ｐ）×Ｓと式の変形ができる。

そして、記録密度は、ノズル解像度を考えるとノズル間隔の自然数倍しかありえない。例えばノズル解像度が６００ｄｐｉの場合はＰ＝２で１２００ｄｐｉとなり、Ｐ＝３で１８００ｄｐｉ、Ｐ＝４で２４００ｄｐｉとなる。円筒物１の回転方向の解像度はその限りではないが、被記録円筒物１回転での軸方向３の方向への移動距離Ｌには関係しない。よってＰは２以上の自然数という事になる。したがって、０＜１／Ｐ＜１が成り立ち、上記Ｌ＝（ｍ＋１／Ｐ）×Ｓと合わせると、ｍ×Ｓ＜Ｌ≦（ｍ+1／２）×Ｓが成立する。

なお、自然数ｍは、上記Ｑ＝Ｐ×ｍ＋１≦Ｎ及びｍ×Ｓ＜Ｌ≦（ｍ+1／２）×Ｓの関係を充足する数値を適宜設定することができる。Qが最大値となるように設定することで、円筒物１の１回転当たりの軸方向３の方向の印刷幅を最大とできるため、このように設定する場合は、自然数ｍはＱ＝Ｐ×ｍ＋１≦Ｎ及びｍ×Ｓ＜Ｌ≦（ｍ+1／２）×Ｓの関係を充足する最大値に設定することになる。

以上の関係式を満足するマルチパス方式の印刷動作により回転軸３の方向の記録密を向上させる実施形態として、ノズル数Ｎ＝5のインクジェットヘッド４を用いて、P＝２の２パス印刷を実施する例を図１０から図１３を用いて説明する。

図１０は、２パスのヘリカル印刷における円筒物１の回転とインクジェットヘッドの相対移動と画像記録状況の関係を、円筒物１の展開図を用いて説明した模式図である。図１０において、円筒物１外周を平面図に展開した円筒物１に対して、円筒物１の回転ごとに、どのように印刷が実施されるかを示している。印刷中は円筒物１を軸方向３の方向に移動させて、インクジェットヘッド４と円筒物１を相対移動させる。また、印刷開始位置８はインクジェットヘッド４の印刷開始直前の円筒物１との相対的位置を模式的に示すものである。また、斜線である一点鎖線で囲まれた斜めの領域である領域５０１～領域５０９が回転ごとに印刷される印刷領域を示す。また、＃１はインクジェットヘッド４のノズル幅の長さを示す。

この例では、円筒物１の展開図に示されるように、円筒物１が回転方向６の方向へ回転し、インクジェットヘッド４が印刷開始位置８から軸方向３の下流から上流の方向へ相対移動しつつ、各々がノズル幅♯１の１／２となっているインクジェットヘッド４の使用ノズルα及び使用ノズルβを用いて印刷動作を行い、円筒物１が１０回転する事で印刷が完了する例となる。１回転目では使用ノズルαを用いて領域５０１を印刷する。２回転目では使用ノズルβを用いて領域５０１を印刷し、使用ノズルαを用いて領域５０２を印刷し、２回転目で領域５０１は印刷を完了する。３回転目では使用ノズルβを用いて領域５０２を印刷し、使用ノズルαを用いて領域５０３を印刷し、３回転目で領域５０２の印刷を完了する。４回転目では使用ノズルβを用いて領域５０３を印刷し、使用ノズルαを用いて領域５０４を印刷し、４回転目で領域５０３の印刷を完了する。以後同様に印刷を繰り返し、９回転目では使用ノズルβを用いて領域５０８を印刷し、使用ノズルαを用いて領域５０９を印刷し、９回転目で領域５０８は印刷を完了する。そして１０回転目で使用ノズルβを用いて領域５０９を印刷し、領域５０９の印刷を完了し、もって、円筒物１の外周面全体への印刷を完了させる。

また、図１１は、図１０で説明した２パスによるマルチパス方式によるヘリカル印刷動作を実施する場合に、インクジェット印刷装置に適用される画像データの模式図である。画像データ６００はデータ領域６０１からデータ領域６１０を含んでおり、外部点線が全サイズとなる。

図１０で説明したように、円筒物１の回転と軸方向３の方向への直進とを印刷を同時に行うため、円筒物１の外周面に記録される印刷画像は、軸方向３の方向の下流から上流に、かつ、円筒物１が軸方向３の方向の上流からみて左から右へ形成される。円筒物１の展開図では斜線状に、円筒物１の展開前の円筒形状の状態であればらせん状に画像形成されることになる。

そこで、このように画像形成するためには、図１１の画像データ６００で示すように、印刷画像を軸方向３の方向と直交する方向へ反転させた画像データを作成すれば、円筒物１の外周面上に形成される印刷画像は意図した通りとなる。画像データは領域５０１から領域５０９に対応する１０回転分必要となり、データ領域６０１は１回転目で領域５０１の印刷に、データ領域６０２は２回転目で領域５０１と領域５０２の印刷に、データ領域６０３は領域５０２と領域５０３の印刷に、と順次適用され、データ領域６０９は、領域５０８と領域５０９の印刷に適用され、最後にデータ領域６１０は、領域５０９の印刷に適用される。また、図１０と同様に＃１はヘッドの使用するノズル分の長さに対応する。画像データのサイズは外部点線に示すようになり、回転方向の解像度を変えない場合、軸方向３の方向に約２倍のサイズになる。データ領域６０１からデータ領域６１０は使用ノズルαと使用ノズルβに対応する各々１／２♯ずつ、合計１♯の幅を有している。

２パスでのマルチパス方式による印刷動作の際の各回転におけるノズル位置関係を図１２で説明する。図１２は、２パスでのマルチパス方式によるヘリカル印刷動作における、円筒物１の１回転つきインクジェットヘッド４が円筒物１の軸方向３の方向へどの程度相対的に移動するかについて説明する模式図である。図１２ではノズル数N＝５であるインクジェットヘッド４で２パスのヘリカル印刷動作を実施した例により説明する。

図１２Ａでは円筒物１とインクジェットヘッド４を上から見た図であり、円筒物１は、回転軸２を中心に回転方向６の方向に回転しながら、軸方向３の方向に上流から下流へ移動し、インクジェットヘッド４はヘッド移動線２３で示されるように、軸方向３の方向に関して下流から上流へ、相対的に移動する。

図１２Ｂでは１回転目から５回転目までのインクジェットヘッド及びノズルの相対的な位置関係を、印刷スタート位置７０１から印刷スタート位置７０５としてインクジェットヘッドをノズル面から見た図により示している。１回転目開始時は、インクジェットヘッド４は、印刷スタート位置７０１の位置にあり、印刷を開始して円筒物１が１回転して１回転目が終了した後、２回転目の印刷スタート位置７０２から印刷を開始して円筒物１が１回転して２回転目が終了した後、３回転目の印刷スタート位置７０３から印刷を開始して円筒物１が１回転して３回転目が終了し、同様に４回転目、５回転目と続く。この時、図１２Ｂに示すように、インクジェットヘッド４と円筒物１との軸方向３に関する相対位置は、各々のノズルが２．５ノズル（２＋１／２）Sの間隔分、軸方向３に関して下流から上流方向に移動し、次の回転の際に、は直前の回転の際にインクドット形成を行ったノズル間隔Sをあけて隣接するインクドットの間にインクドット形成を行う。このように奇数回転目と偶数回転目で互いのノズル間隔の間に交互に印刷する事で軸方向３の方向の印刷解像度がノズル解像度の２倍になった事が分かる。

図１３はノズル数N＝５となるノズル番号１から５までのノズルを有するインクジェットヘッドを用い２パスでのマルチパス方式によるヘリカル印刷を実施した際の円筒物外周面におけるインクドットの形成状況を説明する模式図である。図１３の左端に示す数字は、１－１は１回転目でノズル番号１を用いて形成したインクドット列を示し、２－３であれば２回転目でノズル番号３を用いて形成したインクドット列を示しており、「何回転目」－「何番ノズルを用いて形成したインクドット」を示している。

１回転目では、点線斜線の領域内にある印刷領域２８の領域に配置されたインクドット列の内、白丸で示した１－１から１－５のインクドット列が印刷される。２回転目では、印刷領域２９と示した点線斜線の領域内にあるインクドット列の内、黒丸で示した２－１から２－５のインクドット列が印刷される。３回転目では、印刷領域３０と示した点線斜線の領域内にあるインクドット列の内、白丸で示した３－１から３－５のインクドット列が印刷される。４回転目では、印刷領域３１と示した点線斜線の領域内にあるインクドット列の内、黒丸で示した４－１から４－５のインクドット列が印刷される。さらに複数回転連続して印刷を実施する場合は以下同様となる。

図１３に示す通り、２回転目以降の印刷によって配置されたインクドット列によって、回転軸２の方向の印刷解像度が２倍になっている事がわかる。以上のＮ＝５のインクジェットヘッドを用いて２パスのマルチパス方式のヘリカル印刷を実施した場合における、上記の関係式の各記号の値は次のようになる。

すなわち、Ｎ＝Ｑ＝５となるところ、Ｐ＝２、ｍ＝２であり、Ｑ（５）＝Ｐ（２）×ｍ（２）＋１≦N（５）が成立する。またＬ＝２．５×Ｓであり、ｍ（２）×Ｓ＜Ｌ＜（ｍ＋１）（３）×Ｓが成立している。なお、ここでヘッドの全ノズル数が６でＮ＝６であってもＱ＝５，ｍ＝２は変わらない。

さらに、以上の関係式を満足するマルチパス方式の印刷動作により回転軸３の方向の記録密を向上させる実施形態として、ノズル数N＝７のインクジェットヘッド４を用いて、P＝３の３パス印刷を実施する例により図１４を用いて説明する。

図１４はノズル数N＝７のインクジェットヘッド４を使い３パスでのマルチパス方式によってヘリカル印刷した場合の円筒物外周面におけるインクドットの形成状況を説明する模式図である。図１４の左端の数字は、図１３同様に、１－１は１回転目でノズル番号１を用いて形成したインクドット列を示し、２－３であれば２回転目でノズル番号３を用いて形成したインクドット列を示しており、「何回転目」－「何番ノズルを用いて形成したインクドット」を示している。

１回転目では、点線斜線の領域内にある印刷領域３２の領域に配置されたインクドット列の内、白丸で示した１－１から１－７のインクドット列が印刷される。２回転目では、印刷領域３３と示した点線斜線の領域内にあるインクドット列の内、斜線の丸で示した２－１から２－７のインクドット列が印刷される。３回転目では、印刷領域３４と示した点線斜線の領域内にあるインクドット列の内、黒丸で示した３－１から３－７のインクドット列が印刷される。４回転目では、印刷領域３５と示した点線斜線の領域内にあるインクドット列の内、白丸で示した４－１から４－７のインクドット列が印刷される。５回転目では、印刷領域３６と示した点線斜線の領域内にあるインクドット列の内、斜線の丸で示した５－１から５－７のインクドット列が印刷される。さらに５回転目、６回転目と以下同様に印刷を継続することになる。

図１４に示す通り、３回転目以降の印刷によって配置されたインクドット列によって、回転軸２の方向の印刷解像度が３倍になっている事がわかる。以上のＮ＝７のインクジェットヘッドを用いて３パスのマルチパス方式のヘリカル印刷を実施した場合における、上記の関係式の各記号の値は次のようになる。

すなわち、Ｎ＝Ｑ＝７となるところ、Ｐ＝３、ｍ＝２であり、Ｑ（７）＝Ｐ（３）×ｍ（２）＋１≦N（７）が成立する。またＬ＝（２＋１／３）×Ｓであり、ｍ（２）×Ｓ＜Ｌ＜（ｍ＋１）（３）×Ｓが成立している。なお、ここでヘッドの全ノズル数が９でＮ＝９であってもＱ＝７，ｍ＝２は変わらない。

さらに、実際に一般的に使用されうる仕様であるノズル数N＝１０２４、S＝４２．３μｍ（６００ｄｐｉ）のインクジェットヘッドの例に基づき、上記の関係式にあてはめられる各記号の例について説明する。

かかるインクジェットヘッドを用いてヘリカル印刷にて２パスから１０パスまでのマルチパス方式の印刷を実施する場合、Ｑ＝Ｐ×ｍ＋１≦Ｎを適用すると下記のようになる。

・P＝２のとき、５１１×２＋１≦１０２４、Q＝１０２３、ｍ＝５１１
・P＝３のとき、３４１×３＋１≦１０２４、Q＝１０２４、ｍ＝３４１
・P＝４のとき、２５５×４＋１≦１０２４、Q＝１０２１、ｍ＝２５５
・P＝５のとき、２０４×５＋１≦１０２４、Q＝１０２１、ｍ＝２０４
・P＝６のとき、１７０×６＋１≦１０２４、Q＝１０２１、ｍ＝１７０
・P＝７のとき、１４６×７＋１≦１０２４、Q＝１０２３、ｍ＝１４６
・P＝８のとき、１２７×８＋１≦１０２４、Q＝１０１７、ｍ＝１２７
・P＝９のとき、１１３×９＋１≦１０２４、Q＝１０１８、ｍ＝１１３
・P＝１０のとき、１０２×１０＋１≦１０２４、Q＝１０２１、ｍ＝１０２

また、この時の被記録印刷物（本実施形態においては円筒物１）とインクジェットヘッド４との１回転での回転軸２の方向への相対的な移動距離をＬについて、L＝（ｍ＋１／Ｐ）×Ｓ、及びｍ×Ｓ＜Ｌ≦（ｍ+1／２）×Ｓを適用すると下記のようになる。

・P＝２のとき、Ｌ＝（５１１＋１／２）×４２．３μｍ＝２１．６３６ｍｍ、となり、
２１．６１５ｍｍ（５１１（ｍ）×４２．３μｍ（S））≦２１．６３６ｍｍ≦２１．６７６ｍｍ（（５１１（ｍ）＋１）×４２．３μｍ（S））となる。
・P＝３のとき、Ｌ＝（３４１＋１／３）×４２．３μｍ＝１４．４３８ｍｍ、となり、
１４．４２４ｍｍ（３４１（ｍ）×４２．３μｍ（S））≦１４．４３８ｍｍ≦１４．４６６ｍｍ（（３４１（ｍ）＋１）×４２．３μｍ（S））となる。
・P＝４のとき、Ｌ＝（２５５＋１／４）×４２．３μｍ＝１０．７９７ｍｍ、となり、
１０．７８６ｍｍ（２５５（ｍ）×４２．３μｍ（S））≦１０．７９７ｍｍ≦１０．８２８ｍｍ（（２５５（ｍ）＋１）×４２．３μｍ（S））となる。
・P＝５のとき、Ｌ＝（２０４＋１／５）×４２．３μｍ＝８．６３７ｍｍ、となり、
８６．２９ｍｍ（２０４（ｍ）×４２．３μｍ（S））≦８．６３７ｍｍ≦８６．７１ｍｍ（（２０４（ｍ）＋１）×４２．３μｍ（S））となる。
・P＝６のとき、Ｌ＝（１７０＋１／６）×４２．３μｍ＝７．１９８ｍｍ、となり、
７．１９１ｍｍ（１７０（ｍ）×４２．３μｍ（S））≦７．１９８ｍｍ≦７．２３３ｍｍ（（１７０（ｍ）＋１）×４２．３μｍ（S））となる。
・P＝７のとき、Ｌ＝（１４６＋１／７）×４２．３μｍ＝６．１８２ｍｍ、となり、
６．１７５ｍｍ（１４６（ｍ）×４２．３μｍ（S））≦６．１８２ｍｍ≦６．２１８ｍｍ（（１４６（ｍ）＋１）×４２．３μｍ（S））となる。
・P＝８のとき、Ｌ＝（１２７＋１／８）×４２．３μｍ＝５．３７７ｍｍ、となり、
５．３７２ｍｍ（１２７（ｍ）×４２．３μｍ（S））≦５．３７７ｍｍ≦５．４１４ｍｍ（（１２７（ｍ）＋１）×４２．３μｍ（S））となる。
・P＝９のとき、Ｌ＝（１１３＋１／９）×４２．３μｍ＝４．７８５ｍｍ、となり、
４．７７９ｍｍ（１１３（ｍ）×４２．３μｍ（S））≦４．７８５ｍｍ≦４．８２２ｍｍ（（１１３（ｍ）＋１）×４２．３μｍ（S））、となる。
・P＝１０のとき、Ｌ＝（１０２＋１／１０）×４２．３μｍ＝４．３１９ｍｍ、となり、
４．３１４ｍｍ（１０２（ｍ）×４２．３μｍ（S））≦４．３１９ｍｍ≦４．３５６ｍｍ（（１０２（ｍ））＋１）×４２．３μｍ（S））となる。

また、一つのインクジェットヘッドで複数種類のインクを搭載して吐出できるインクジェットヘッドを使用した場合の本実施形態におけるヘリカル方式の印刷を説明する。

図１５は、一つのインクジェットヘッドに４色のインクを搭載して吐出できる４色仕様の多色インク対応ヘッドのノズル面の模式図である。このように一つのインクジェットヘッドに複数種類のインクを搭載できるインクジェットヘッドを多色ヘッドと称する。

図１５に示す多色ヘッド４１の例では、各々独自のインク供給経路を有して、各々異なるインクを吐出できるノズルの列を有し、左からブラックインクを吐出するノズル列３７、シアンインクを吐出するノズル列３８、マゼンタインクを吐出するノズル列３９、イエローインクを吐出するノズル列４０を有している。ノズル列３７からノズル列４０各々のノズル間隔Sは１６９μｍ（１５０ｄｐｉ）であり、各々のノズル数Nは３２０であり、各々のノズル列は縦方向（ノズル列の方向）に４２．３μｍ（６００ｄｐｉ）ずらして配置されている。換言すれば、１５０ｄｐｉ３２０ノズルの４個のヘッドが高精度に狭い領域に配置されているともいえる。各色間の位置合わせが容易である事、Ｐ＝２以上のマルチパス方式では一度の塗布するインク量が少なく、ノズル解像度が低くても高解像度化が可能な事などから、ヘリカル方式の印刷装置において多色ヘッドを使用することが有用となる。

ここで多色ヘッド４１の例に基づき、上記の関係式にあてはめられる各記号の例について説明する。

多色ヘッド４１が、Ｎ＝３２０、Ｓ＝１６９μｍ（１５０ｄｐｉ）、である場合、多色ヘッド４１を用いてヘリカル印刷にて２パスから１０パスまでのマルチパス方式の印刷を実施する場合、Ｑ＝Ｐ×ｍ＋１≦Ｎを適用すると下記のようになる。

・P＝２のとき、１５９×２＋１≦３２０、Q＝３１９、ｍ＝１５９
・P＝３のとき、１０６×３＋１≦３２０、Q＝３１９、ｍ＝１０６
・P＝４のとき、７９×４＋１≦３２０、Q＝３０５、ｍ＝７９
・P＝５のとき、６３×５＋１≦３２０、Q＝３１６、ｍ＝６３
・P＝６のとき、５３×６＋１≦３２０、Q＝３１９、ｍ＝５３
・P＝７のとき、４５×７＋１≦３２０、Q＝３１６、ｍ＝４５
・P＝８のとき、３９×８＋１≦３２０、Q＝３１３、ｍ＝３９
・P＝９のとき、３５×９＋１≦３２０、Q＝３１６、ｍ＝３５
・P＝１０のとき、３１×１０＋１≦３２０、Q＝３１１、ｍ＝３１

また、この時の被記録印刷物（本実施形態においては円筒物１）と多色ヘッド４１との１回転での回転軸２の方向への相対的な移動距離をＬについて、L＝（ｍ＋１／Ｐ）×Ｓ、及びｍ×Ｓ＜Ｌ≦（ｍ+1／２）×Ｓを適用すると下記のようになる。

・P＝２のとき、（１５９＋１／２）×１６９＝２６．９５６ｍｍ、となり、
２６．８７１ｍｍ（１５９（ｍ）×１６９μｍ（S））≦２６．９５６ｍｍ≦２７．０４０ｍｍ（（１５９（ｍ）＋１）×１６９μｍ（S））となる。
・P＝３のとき、（１０６＋１／３）×１６９＝１７．９７０ｍｍ、となり、
１７．９１４ｍｍ（１０６（ｍ）×１６９μｍ（S））≦１７．９７０ｍｍ≦１８．０８３ｍｍ（（１０６（ｍ）＋１）×１６９μｍ（S））となる。
・P＝４のとき、（７９＋１／４）×１６９＝１３．３９３ｍｍ、となり、
ｍｍ（ （ｍ）×１６９μｍ（S））≦１３．３９３ｍｍ≦ ｍｍ（（ （ｍ）＋１）×１６９μｍ（S））となる。
・P＝５のとき、（６３＋１／５）×１６９＝１０．６８０ｍｍ、となり、
１０．６４７ｍｍ（６３（ｍ）×１６９μｍ（S））≦１０．６８０ｍｍ≦１０．８１６ｍｍ（（６３（ｍ）＋１）×１６９μｍ（S））となる。
・P＝６のとき、（５３＋１／６）×１６９＝８．９８５ｍｍ、となり、
８．９５７ｍｍ（５３（ｍ）×１６９μｍ（S））８．９８５ｍｍ≦９．１２６ｍｍ（（５３（ｍ）＋１）×１６９μｍ（S））となる。
・P＝７のとき、（４５＋１／７）×１６９＝７．６２９ｍｍ、となり、
７．６０５ｍｍ（４５（ｍ）×１６９μｍ（S））≦７．６２９ｍｍ≦７．７７４ｍｍ（（４５（ｍ）＋１）×１６９μｍ（S））となる。
・P＝８のとき、（３９＋１／８）×１６９＝６．６１２ｍｍ、となり、
６．５９１ｍｍ（３９（ｍ）×１６９μｍ（S））≦６．６１２ｍｍ≦６．７６０ｍｍ（（３９（ｍ）＋１）×１６９μｍ（S））となる。
・P＝９のとき、（３５＋１／９）×１６９＝５．９３３ｍｍ、となり、
５．９１５ｍｍ（３５（ｍ）×１６９μｍ（S））≦５．９３３ｍｍ≦６．０８４ｍｍ（（３５（ｍ）＋１）×１６９μｍ（S））となる。
・P＝１０のとき、（３１＋１／１０）×１６９＝５．２５５ｍｍ、となり、
５．２３９ｍｍ（３１（ｍ）×１６９μｍ（S））≦５．２５５ｍｍ≦５．４０８ｍｍ（（３１（ｍ）＋１）×１６９μｍ（S））となる。

以上の通り、ヘリカル方式印刷においてマルチパス方式による印刷を実施する場合、常に「Q＝P×ｍ＋１≦N」及び「ｍ×Ｓ＜Ｌ≦（ｍ+1／２）×Ｓ」の関係が成り立つ。そして、ヘリカル方式の印刷においてマルチパス方式の印刷を実施する際に、上記の通り使用するノズル数Q及び移動距離Lを設定することで、ヘリカル方式の印刷においてマルチパス方式の印刷を実施することができる。

以上、ヘリカル印刷において回転軸２の軸方向３の方向における印刷解像度の向上方法について説明したが、ヘリカル印刷においてさらに回転方向における印刷解像度を向上させることも可能である。

図１６は、回転方向の印刷解像度を２倍に上げてシングルパス（１パス）印刷を実施した場合のインクドット構成を示す模式図である。白丸で示したインクドットは回転軸２の方向及び回転方向の印刷解像度を向上させる措置をしていないインクドットの配置状態を示している。回転方向の印刷解像度を２倍にするためには、白丸で示したインクドットの回転方向の間に、黒丸で示したインクドットの配置例で示されるように、さらにインクドットを配置することで、印刷解像度を２倍に上げることができる。このための方法として、駆動周波数の制御等により単位時間当たりのインクの吐出回数である記録速度を上げる方法や、円筒物１の回転方向への回転の速度を落とす方法などにより、白丸で示したインクドットの回転方向の間にさらにインクドットを形成する方法が想定される。また、同様の方法を用いることで、３倍、４倍など、２倍以上に印刷解像度を向上させることができる。

このように回転方向への印刷解像度は、シングルパス方式であってもマルチパス方式であっても、向上させる事が可能である。

図１７は、本実施形態におけるマルチパス方式による回転軸２の方向への印刷解像度と、上記の方向による回転方向への印刷解像度とを２倍にした場合のインクドット構成を示す模式図である。白丸で示したインクドットは回転軸２の方向及び回転方向の印刷解像度を向上させる措置をしていないインクドットの配置状態を示している。
ここで、上記の、本実施形態におけるマルチパス方式による回転軸２の方向への印刷解像度の向上方法と、上記の方向による回転方向への印刷解像度の向上方法とを組み合わせて、黒丸で示したインクドットの配置例で示されるように、白丸で示したインクドット各々の間にさらに黒丸で示したインクドットを配置することで、回転軸２の方向への印刷解像度と、回転方向への印刷解像度とを２倍にしている。このようにすることで、回転軸２の方向と回転方向両方の印刷解像度を上げる事が出来る。

図１８は本実施形態において使用されるインクジェット印刷装置の構成例を示す概要図である。制御ボックス４３内には印刷制御のために用いられる制御パソコン４４、インクボトル４５、制御ボード４６などが搭載されている。モニター４７はタッチパネルであり、ここでマルチパス方式の記録動作を行う際のパス数の設定を含む印刷の所設定を行う。プリンター本体４８には回転可能に保持された円筒物１、インクジェットヘッド４を含むキャリッジ４９、仮硬化用のＵＶ照射ユニット５、円筒物１の外周面に付与されたインクを完全に硬化させるための本硬化用のＵＶランプ５０、などが搭載されている。キャリッジ４９には、シアン（C）、マゼンタ（M）、イエロー（Y）、ブラック（K）の４色分のインクを吐出するための４個のインクジェットヘッド４が搭載されており、一色の記録動作が行われるごとに、キャリッジ４９の移動により、使用するインクジェットヘッド４を切り替えることで、吐出するインクを切り替えて記録動作を行う。

また、本実施形態におけるインクジェット印刷装置では、さらに印字速度を向上させるため、搭載されるインクジェットヘッド４のうちの1つで、円筒物１の軸方向３の方向の一方端部から他方端部（軸方向３の方向の上流から下流まで）まで、インクジェットヘッド４と円筒物１とを相対移動させてヘリカル印刷動作を実施したのち、さらに他の１つのインクジェットヘッド４に切り替え、円筒物１の他方端部から一方端部まで（軸方向３の方向の下流から上流まで）、インクジェットヘッド４と円筒物１とを相対移動させてヘリカル印刷動作を実施し、これらを各々繰り返すことで、複数のインクジェットヘッド４によるヘリカル印刷動作を、円筒物１の一方端部から他方端部を往復しながら実施することもできる。ヘリカル印刷動作をこのように実施することで、ヘリカル印刷動作の１つが終了したあと、次のヘリカル印刷動作を実施するために、インクジェットヘッド４と円筒物１を軸方向３の方向に相対移動させて、印刷開始位置に戻す動作を省略できるため、印刷速度を向上させることができる。

本実施形態におけるヘリカル印刷動作のフローを説明する。

図１９は本実施形態におけるヘリカル印刷動作の概要フローチャートの例である。フロー５１で任意の印刷画像データを選択し、次にフロー５２にて各種印刷条件の設定を行う。印刷条件としては本実施形態に係るパス数の設定や印刷解像度の設定を含む。次にフロー５３にて印刷開始を指示すると、フロー５４にて制御パソコン４４に格納された印刷画像データを読込み、フロー５５にて色変換処理、フロー５６にて濃度変換処理を行う。次に、フロー５７にて、フロー５２で設定したパス数や印刷解像度に適合するように印刷画像データの変換処理を行い、フロー５８にてヘリカル印刷に合わせた印刷画像の変形処理を行う。フロー５８では、図４や図１１にて説明したようなヘリカル印刷に適用されうる形状の印刷画像データを作成する。

その後、フロー５９にてインクジェットヘッド配列にあわせた画像データに変換する。インクジェットヘッドのノズルは単純なラインではなく、数列構成でかつ解像度方向にシフトして配置されているため、フロー５８にてノズルの物理的配置に合わせて画像データを変換する。

以上までのフローが終了した後、フロー６０にて印刷動作を実施する。フロー６０では図１８のインクジェット印刷装置の構成例では、円筒物１を回転させつつ円筒物１とインクジェットヘッド４とを回転軸２の方向に相対移動させながら、上記の通りのヘリカル印刷動作を実施する。キャリッジには複数色のインクジェットヘッド４が搭載されている。１色ずつ被記録円筒物の上部に移動して印刷し、同時に下側に配置されたLEDUVでUV硬化を行う。１色目が終了したら２色目を行い例えばシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色の場合は４回繰り返す事になる。例えば白インクと透明インキを搭載している場合は、６回繰り返す事になる。例えば上記の図１５で説明した４色のインクを搭載できる多色ヘッドを使用した場合、４色印刷なら１回の動作で印刷動作を終了させることができる。インクによってはLEDUVのUV硬化だけでは不十分な場合があるので、印刷終了後にキャリッジ横に搭載されているUVランプで最終硬化を行う。

全印刷処理が完了したらすべてのフローが終了となる。

図１９で説明したフローにおける処理は、図１８のインクジェット印刷装置の構成例であれば、制御パソコン４４に格納された制御ソフトウエアを用いて行うことができる。リアルタイム性の高い高速処理を必要とする場合は、処理の一部を制御基板４６に搭載されるＬSIが担当することもできる。また制御基板４６はキャリッジ４９に搭載されてインクジェットヘッド４に近い位置で、インクジェットヘッド４を制御することもできる。また、ヘッドを制御するデータ処理量が多い作業は制御パソコン４４が行い、キャリッジ４９の移動、円筒物１の回転、ＵＶランプ５０やUV照射ユニット５の制御などは図示していないＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）が行うこともできる。

１ 円筒物
２ 回転軸
３ 軸方向
４ インクジェットヘッド
５ ＵＶ照射ユニット
６ 回転方向
４１ 多色ヘッド
１０５ 照射面
４００ 画像データ
６００ 画像データ

Claims (10)

1. 所定方向に間隔Ｓで連続して配列されたＮ（Ｎ≧３）個の記録素子を備えるインクジェット記録ヘッドと、
   前記所定方向に延びる回転軸を中心にして柱状部材を回転させる回転部材と、
   前記回転部材により回転する前記柱状部材に対して前記記録ヘッドを前記所定方向に相対的に移動させながら、前記柱状部材の外周面に前記記録ヘッドのＮ個の記録素子のうちの連続するＱ個の記録素子を用いて前記所定方向の記録密度がＳ／Ｐ（Ｐ≧３）の画像を記録する記録手段と、
   複数の異なるＰの値の中の一つのＰの値を設定する設定手段と、
   を有し、
   前記記録手段は前記柱状部材が１回転する間に前記記録ヘッドを前記柱状部材に対して相対的に距離Ｌ移動させるものであり、
   更に、前記記録手段は複数の異なる記録密度Ｓ／Ｐ（Ｐ≧３）で画像を記録することが可能であって、前記Ｑ個の記録素子を、前記設定手段により設定されたＰの値に応じてＰ個の記録部に区分し、前記柱状部材の外周面の所定領域に対して、前記柱状部材の１回転ごとに前記Ｐ個の記録部の各々を順番に用いて記録動作を行って、前記記録ヘッドに配列された隣接する前記記録素子の各々により形成される一方のドットと他方のドットとの間の領域に（Ｐ－１）個のドットを形成することにより、前記所定領域に前記所定方向の記録密度がＳ／Ｐ（Ｐ≧３）の画像を記録し、前記設定手段により前記複数の異なるＰの値のいずれが設定された場合であっても、前記（Ｐ－１）個のドットは、前記柱状部材の１回転ごとに且つ前記一方のドットに近い順番に形成されるものであり、
   前記Ｐ、前記Ｑ及び前記Ｌは、
   Ｑ＝Ｐ×ｍ＋１≦Ｎ（ｍは自然数）
   Ｌ＝（Ｓ／Ｐ）×Ｑ かつ
   ｍ＜Ｑ／Ｐ≦（ｍ＋１／２）
   の関係を有し、
   前記記録手段は、前記回転部材により回転する前記柱状部材に対して前記記録ヘッドを前記所定方向の上流から下流に相対的に移動させながら、前記柱状部材の外周面に画像を記録する動作と、前記回転部材により回転する前記柱状部材に対して前記記録ヘッドを前記所定方向の下流から上流に相対的に移動させながら、前記柱状部材の外周面に画像を記録する動作とを、各々交互に繰り返すことを特徴とする画像記録装置。
2. 前記自然数ｍは、
   Ｑ＝Ｐ×ｍ＋１≦Ｎかつ
   ｍ×Ｓ＜Ｌ≦（ｍ＋１／２）×Ｓ
   を充足する最大の値であることを特徴とする、請求項１に記載の画像記録装置。
3. 前記回転部材の回転速度を変更することにより、前記記録手段によって前記柱状部材の外周面に記録される前記画像の回転方向の記録密度を変更することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の画像記録装置。
4. 前記記録ヘッドの駆動周波数を変更することにより、前記記録手段によって前記柱状部材の外周面に記録される前記画像の回転方向の記録密度を変更することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の画像記録装置。
5. 前記記録ヘッドが、Ｎ個の前記記録素子の集合である記録素子群を複数有し、複数の前記記録素子群の各々が異なるインクを吐出することができる多色記録ヘッドであることを特徴とする、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像記録装置。
6. 前記記録ヘッドが、前記所定の方向へ所定の間隔をあけて複数配置されていることを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像記録装置。
7. 前記記録ヘッドが、前記所定の方向と略直交する方向へ所定の間隔をあけて複数配置されていることを特徴とする、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像記録装置。
8. 前記Ｐを変更する手段を有することを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像記録装置。
9. 前記画像記録装置に入力された画像データを、前記記録手段による、各回転で実施される前記画像の記録に適用されるよう変形する手段を有することを特徴とする、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像記録装置。
10. 前記記録ヘッドと前記柱状部材に対向する位置にさらに活性光線を照射する活性光線照射部材を有し、前記柱状部材の外周面に前記記録素子を用いて記録された画像が前記回転部材による前記柱状部材の回転により前記活性光線照射部材に対向する位置に到達したときに前記活性光線を照射することを特徴とする、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の画像記録装置。
    

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