JPWO2019171924A1 - インクジェットプリンタのインク使用量検知システム及び方法並びにインクジェットプリンタ - Google Patents
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Abstract
ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式でインクジェットインクを吐出することにより画像形成を行なうインクジェットプリンタのインク使用量を検知できるようにしたインクジェットプリンタのインク使用量検知システム及び方法並びにインクジェットプリンタを提供する。ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式でインクジェットインクを吐出することにより画像形成を行なうインクジェットプリンタのインク使用量検知システムであり、インクタンクの質量を計測するインクタンク質量計測装置と、予め準備したインク使用量の設定基準値と前記インクタンク質量計測装置の使用量計測値とを比較演算する比較演算装置と、前記使用量計測値と前記設定基準値との差が予め設定された範囲内を超えた場合に警告を表示する表示装置と、を含む、インクジェットプリンタのインク使用量検知システムとした。
Description
本発明は、ウェブ状印刷基材に対してインクジェットインクでシングルパス方式の画像形成をするためのインクジェットプリンタにおけるインク使用量検知システム及び方法並びにインクジェットプリンタに関する。
印刷基材を連続的に搬送しながら印刷するにあたっては、スキャン方式とシングルパス方式とがあるが、スキャンする必要がないため特にウェブ状印刷基材を連続的に搬送しながら印刷するにはシングルパス方式の方が高速印刷に向いている。インクジェットインクでシングルパス方式の画像形成をするためのインクジェットプリンタとしては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。
特許文献１に記載されたようなインクジェットプリンタの場合、スキャン方式のインクジェットプリンタとは異なり、高速で大量に印刷するために各色のインクの使用量は多くなる。また、タンク容量も大きなものが必要であり、例えば２０Ｌ容量以上の大型のタンクを使用するのが一般的である。
そのような装置においては、印刷時のインクの使用量が多いため、インクが装置構成のいずれかの箇所から漏れていた場合でも中々気づき難いということがあった。タンクのインク使用量が異常となっていないかどうかは、従来は目視で確認していた。
例えば、紙などに印刷するためのスキャン方式のインクジェットプリンタにおけるインク残量の検知にあたっては種々の光学センサーなどによって、インクの残量検知などが行われたりしている。
しかしながら、タンクが大型になってくると、少しでも振動が加わるとインクの液面が波立つため、上記した光学センサー等のみによる検知では、誤差が生じやすい。
また、ウェブ状印刷基材に対してインクジェットインクでシングルパス方式の画像形成をするためのインクジェットプリンタでは基材を連続的に搬送する装置構成のため、構成の異なるスキャン方式のインクジェットプリンタの検知技術をそのまま転用することは難しい。
本発明は、ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式でインクジェットインクを吐出することにより画像形成を行なうインクジェットプリンタのインク使用量を検知できるようにしたインクジェットプリンタのインク使用量検知システム及び方法並びにインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明のインクジェットプリンタのインク使用量検知システムは、ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式でインクジェットインクを吐出することにより画像形成を行なうインクジェットプリンタのインク使用量検知システムであり、インクタンクの質量を計測するインクタンク質量計測装置と、予め準備したインク使用量の設定基準値と前記インクタンク質量計測装置の使用量計測値とを比較演算する比較演算装置と、前記使用量計測値と前記設定基準値との差が予め設定された範囲内を超えた場合に警告を表示する表示装置と、を含む、インクジェットプリンタのインク使用量検知システムである。
前記設定基準値が、インク容量又はインク質量に基づいて算出されてなるのが好適である。
本発明のインクジェットプリンタは、前記インク使用量検知システムを備え、前記ウェブ状印刷基材の連続的な搬送を行なう搬送機構と、前記搬送機構によって搬送される前記ウェブ状印刷基材の表面に対してインクジェットインクを吐出するシングルパス方式インクジェットヘッドと、前記ウェブ状印刷基材の表面に吐出されたインクジェットインクを硬化する硬化デバイスと、を有するインクジェットプリンタである。
本発明のインクジェットプリンタのインク使用量検知方法は、ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式でインクジェットインクを吐出することにより画像形成を行なうインクジェットプリンタのインク使用量検知方法であり、予めインク使用量の設定基準値を準備する工程と、インクタンクの質量をインクタンク質量計測装置で計測する工程と、前記インク使用量の設定基準値と前記インクタンク質量計測装置の使用量計測値とを比較演算する比較演算工程と、前記使用量計測値と前記設定基準値との差が予め設定された範囲内を超えた場合に警告を表示する工程と、を含む、インクジェットプリンタのインク使用量検知方法である。
前記設定基準値が、インク容量又はインク質量に基づいて算出されてなるのが好適である。
なお、前記画像形成とは、インクジェットプリンタでの印刷は、吐出したインク滴のドット群によってデジタルイメージが作成されることから、吐出したインク滴のドット群によってデジタルイメージが作成されることを指す。
前記ウェブ状印刷基材としては透明なフィルムの他、紙や不織布などの不透明なウェブ状印刷基材も適用できる。透明なフィルムのウェブ状印刷基材としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）やＰＰ（ポリプロピレン）などのウェブ状合成樹脂フィルムを用いた透明なフィルムが好適に使用できる。
本発明によれば、ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式でインクジェットインクを吐出することにより画像形成を行なうインクジェットプリンタのインク使用量を検知できるようにしたインクジェットプリンタのインク使用量検知システム及び方法並びにインクジェットプリンタを提供することができるという著大な効果を有する。
以下に本発明の実施の形態を説明するが、これら実施の形態は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。なお、同一部材は同一符号で表される。
図１は本発明のインク使用量検知システムを備えたインクジェットプリンタの一つの実施の形態を示す模式図である。図１において、符号５０は本発明のインクジェットプリンタを示す。インクジェットプリンタ５０は、特許文献１に示されるようなシングルパス方式インクジェットヘッド１を備えたインクジェットプリンタであり、ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式でインクジェットインクを吐出することにより画像形成を行なうインクジェットプリンタである。
インクジェットプリンタ５０は、前記ウェブ状印刷基材２の連続的な搬送を行なう搬送機構５２と、前記搬送機構５２によって搬送される前記ウェブ状印刷基材２の表面に対してインクジェットインクを吐出するシングルパス方式インクジェットヘッド１と、前記ウェブ状印刷基材２の表面に吐出されたインクジェットインクを硬化する硬化デバイス８と、を有するインクジェットプリンタである。
本発明で用いられるインクジェットインクとしては特に制限はなく、公知のインクジェットインクを用いることができるが、水性インク又はＵＶ（紫外線）硬化型インクが好ましく、特に水性インクが好適に用いられる。
図示例では、インクジェットインクとして水性インクの例を示したため、インクジェットインクを硬化する硬化デバイス８として、乾燥デバイスの例を示した。インクジェットインクとしてＵＶ硬化型インクを使用する場合には、乾燥デバイスの代わりに、紫外線照射デバイスを設置すればよい。
シングルパス方式インクジェットヘッド１は、特許文献１に示されるように各色のインクジェットヘッドが並列固定されており、連続的に搬送される前記ウェブ状印刷基材２の一度の通過で印刷を完了させることができるようにされている。シングルパス方式インクジェットヘッド１は、公知の種々のシングルパス方式インクジェットヘッドが適用可能である。インクジェットヘッド１は、Ｗ（ホワイト）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色に対応した複数のインクジェットヘッドを備えている。
前記搬送機構５２は、前記ウェブ状印刷基材２がロール状に巻回される送り出しロール３、表面にインクジェットインクが吐出されたウェブ状印刷基材２を巻き取る巻き取りロール４、前記巻き取りロール４を回転させるための搬送モータ５、前記搬送モータ５の駆動力を前記巻き取りロール４に伝達するための駆動伝達部６、とから構成されている。
符号７は前記インクジェットヘッド１のメンテナンスを行うためのパージユニットであり、メンテナンスを実施する場合、前記インクジェットヘッド１は不図示の機構により前記パージユニット７の位置まで移動せしめられる。
前記乾燥デバイス８は、上述したように、前記インクジェットヘッド１から前記ウェブ状印刷基材２の表面に吐出された水性インクのインク滴の乾燥を行う。乾燥デバイス８としては、前記ウェブ状印刷基材２の表面の水性インクのインク滴の乾燥が行えればよいものであり、公知の乾燥デバイスが適用できる。例えば、断熱構造を有する加温ボックス内に前記ウェブ状印刷基材２を通過せしめ、温風や種々の公知のヒータによる加温によって前記ウェブ状印刷基材２の表面の水性インクのインク滴の乾燥を行う構成とすることができる。
符号９は前記インクジェットヘッド１から吐出するインクジェットインクを貯蔵するメインタンクであり、前記メインタンク９から前記インクジェットヘッド１までのインク供給路の途中にはサブタンク１０が設けられている。なお、符号１１は供給されるインクジェットインクを示す。
前記メインタンク９から前記サブタンク１０までインクジェットインクを供給するための供給路１２として供給チューブが設けられており、その途中には供給ポンプ１３が設けられている。
符号１４は供給路１２の開閉を行う第一電磁弁であり、符号１５は前記メインタンク９内の気圧を大気圧にするための大気開放弁として機能する第二電磁弁である。
符号１６は前記メインタンク９の重さを測定するインクタンク質量計測装置を示す。前記メインタンク９としては、図示例では２０Ｌ容量のタンクの例を示した。また、インクタンク質量計測装置１６としては、ロードセルを用いた質量計測装置が好ましい。インクタンク質量計測装置１６として、ロードセルを用いたインクタンク質量計測装置の例を図２及び図３によく示す。
図２及び図３において、インクタンク質量計測装置１６は、キャスタ５４が取り付けられた基台５６に、複数のインクタンク質量計５８ａ〜５８ｅが設置された構造となっている。インクタンク質量計５８ａ〜５８ｅはロードセルである。基台５６の上部には、供給路１２を通すチューブ挿入孔６０も形成されている。このように、インクタンク質量計測装置１６は、キャスタ５４で移動することが可能とされているため、メインタンク９が、例えば、インクジェットインクが入った容量２０Ｌの大型のインクタンクが複数並んでいても容易に移動することができるのである。
図２及び図３の例では、メインタンク９として、各色のインクジェットインクが入っており、メインタンク９ａ：Ｗ（ホワイト）、メインタンク９ｂ：Ｙ（イエロー）、メインタンク９ｃ：Ｍ（マゼンタ）、メインタンク９ｄ：Ｃ（シアン）、メインタンク９ｅ：Ｋ（ブラック）、とした例を示した。
そして、図３に示すように、メインタンク９である複数のメインタンク９ａ〜９ｅがそれぞれインクタンク質量計５８ａ〜５８ｅに載置されており、各々のメインタンク９ａ〜９ｅの質量が０．１ｇ単位から計測可能とされている。なお、メインタンク９に対応してサブタンク１０が設けられており、図示は省略するが、複数のメインタンク９ａ〜９ｅに対応したサブタンク１０として複数のサブタンクがそれぞれ設けられている。
また、図１において、符号１７は前記サブタンク１０のインクジェットインクのインク量を一定に保つための、光学素子からなるサブタンク液面センサーである。前記サブタンク液面センサー１７により、前記インクジェットヘッド１の印刷に伴うインク消費により前記サブタンク１０内のインク液面が所定位置より下がったことが検知されると、前記第一電磁弁１４及び前記第二電磁弁１５が開状態になり、前記供給ポンプ１３が稼動して、前記メインタンク９内のインクジェットインク１１が前記サブタンク１０に供給される。この時、前記メインタンク９内の気圧は前記第二電磁弁１５が開であることにより、大気圧に保たれる。
また、サブタンク１０にはサブタンクヒータ１８が設けられており、前記インクジェットヘッド１に供給されるインクジェットインク１１の温度は一定に維持される。符号１９及び２０は、前記サブタンク１０と前記インクジェットヘッド１間のインクジェットインクを循環させるための循環供給路であり、その途中に循環ポンプ２１並びに第三電磁弁２２及び第四電磁弁２３が設けられている。前記第三電磁弁２２及び第四電磁弁２３を開にし、前記循環ポンプ２１を稼動させることにより、インク温度が一定に維持されたインクジェットインク１１が前記インクジェットヘッド１に供給される。
また、図１において、符号２４は前記インクジェットプリンタ５０に印刷用吐出データを送るホストコンピュータ、符号２５は前記インクジェットプリンタ５０の動作を制御する装置制御部、符号２６は前記装置制御部２５で生成された印刷用吐出データに基づき前記インクジェットヘッド１の駆動を行うヘッド制御部である。符号２７は前記インクジェットプリンタ５０の状態を表示する表示部を持つ操作パネルを示す。
前記装置制御部２５の作用を、図４を用いて説明する。符号３０は前記装置制御部２５の全体のコントロールを行うためのＣＰＵ（Central Processing Unit）を示し、符号３１は前記ＣＰＵ３０の動作プログラムを保持するＲＯＭ（Read Only Memory）を示す。
符号３２はプリントバッファなどのワークエリアを持つＲＡＭ（Random access memory）を示し、符号３３は前記ホストコンピュータ２４から送付された画像データを受信するためのインターフェース部である。前記ホストコンピュータ２４から受信した画像データは、ＲＯＭ３１に保持された動作プログラムに基づきＣＰＵ３０によりＲＡＭ３２のプリントバッファ上に、インクジェットヘッド１からインクジェットインク１１を吐出する吐出データとして変換され保持される。印刷時には、この吐出データに基づき、前記インクジェットヘッド１から各色のインクジェットインク１１が吐出され、被印刷媒体であるウェブ状印刷基材２の表面上に印刷が行われる。
図示例では、ＣＰＵ３０が、本発明のインク使用量検知システムにおける、予め準備したインク使用量の設定基準値と前記インクタンク質量計測装置１６の使用量計測値とを比較演算する比較演算装置となる。また、操作パネル２７が、本発明のインク使用量検知システムにおける、前記使用量計測値と前記設定基準値との差が予め設定された範囲内を超えた場合に警告を表示する表示装置となる。
図５に、同一画像が複数回数繰り返される印刷ジョブをウェブ状印刷基材に印刷する場合の、本発明のインクジェットプリンタ５０のインク使用量検知システムに係る動作シーケンスを示したフローチャートを示す。
まず、印刷動作がスタートすると、前記ホストコンピュータ２４から印刷ジョブの画像データと画像繰り返し回数ＴＮを、データとして前記インクジェットプリンタ５０は受信する（Ｓ１０１）。
前記ＣＰＵ３０は受信した画像データを前記インクジェットヘッド１からインクジェットインクを吐出するための印刷用の吐出データに変換して前記ＲＡＭ３２上に展開する（Ｓ１０２）。そして、前記ＣＰＵ３０はＲＡＭ３２上に展開された前記吐出データに基づき、予め保持されている吐出インク滴の質量データを使用し、前記印刷ジョブの画像繰り返し回数ＴＮより少ない所定繰り返し回数ＴＭの画像データを印刷するのに使用されるインク使用量の重さＳ１を計算し、これをインク使用量の設定基準値として、ＲＡＭ３２上のワークエリアに保持する（Ｓ１０３）。
次に前記ＣＰＵ３０は前記インクタンク質量計測装置１６により前記メインタンク９（図示例では各々のメインタンク９ａ〜９ｅ）の質量データＧ１を取得し、前記ＲＡＭ３２に設定されたワークエリアに保持する（Ｓ１０４）。
次に前記インクジェットヘッド１（Ｗ（ホワイト）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の各色に対応した複数のインクジェットヘッド）及び前記搬送モータ５を稼動させ、被印刷媒体である前記ウェブ状印刷基材２の表面上に印刷を実施する。
印刷を実施する際には、印刷が開始されてからの累積の画像繰り返し回数Ｎと所定繰り返し回数ＴＭごとにリセットされる繰り返し回数Ｍを使用し、印刷ジョブの画像データ１回分の印刷工程（Ｓ１０７）が所定繰り返し回数ＴＭに到達したかどうか、印刷ジョブの画像繰り返し回数ＴＮに到達したかどうか、を判定する（Ｓ１０５〜Ｓ１１１）。
印刷が所定繰り返し回数ＴＭに達すると、前記インクタンク質量計測装置１６（各々のインクタンク質量計５８ａ〜５８ｅ）により前記メインタンク９（各々のメインタンク９ａ〜９ｅ）の重さをそれぞれ測定し、質量データＧ２として前記ＲＡＭ３２に保持する（Ｓ１１２）。その後、画像データを所定繰り返し回数ＴＭ印刷するのにメインタンク９から消費されたインク質量（Ｇ１−Ｇ２）を計算し、これを前記インクタンク質量計測装置１６の使用量計測値として、一方、先に計算した吐出データから算出されたインク使用量の重さＳ１をインク使用量の設定基準値として、これらの値を比較演算する（Ｓ１１３）。
この二つの値の差［（Ｇ１−Ｇ２）−Ｓ１］が予め設定された範囲内（例えば二つの値の差が±５％以内）であれば、そのまま印刷を続行する。前記二つの値の差が予め設定された範囲を超える場合は、動作異常として印刷を停止し、前記第一電磁弁１４，第二電磁弁１５，第三電磁弁２２，第四電磁弁２３をすべて閉にしてから、前記操作パネル２７にアラームを表示する（Ｓ１１５〜Ｓ１１７）。
また、図５には図示していないが、（Ｇ１−Ｇ２）の値がＳ１より小さい場合には、前記インクジェットヘッド１から吐出されるインク量が少ないことを意味している。このため、前記インクジェットヘッド１のメンテナンスが必要として、印刷を停止し、自動的に前記パージユニット７により、前記インクジェットヘッド１のメンテナンスを行ってから、停止した印刷を再開するようにしてもよい。
また、上記説明では、先に計算した吐出データから算出されたインク使用量の重さＳ１をインク使用量の設定基準値として使用したが、インク使用量の設定基準値をインク容量に基づいて算出してもよい。
上記のようにすれば、ウェブ状印刷基材２に対してシングルパス方式でインクジェットインクを吐出することにより画像形成を行なうインクジェットプリンタ５０のインク使用量の異常を検知できるので、インク漏れや故障などを容易に発見することが可能となる。
１：シングルパス方式インクジェットヘッド、２：ウェブ状印刷基材、３：送り出しロール、４：巻き取りロール、５：搬送モータ、６：駆動伝達部、７：パージユニット、８：硬化デバイス、乾燥デバイス、９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ：メインタンク、１０：サブタンク、１１：インクジェットインク、水性インク、１２：供給路、１３：供給ポンプ、１４：第一電磁弁、１５：第二電磁弁、１６：インクタンク質量計測装置、１７：サブタンク液面センサー、１８：サブタンクヒータ、１９，２０：循環供給路、２１：循環ポンプ、２２：第三電磁弁、２３：第四電磁弁、２４：ホストコンピュータ、２５：装置制御部、２６：ヘッド制御部、２７：操作パネル、３０：ＣＰＵ、３１：ＲＯＭ、３２：ＲＡＭ、３３：インターフェース部、５０：本発明のインクジェットプリンタ、５２：搬送機構、５４：キャスタ、５６：基台、５８ａ〜５８ｅ：インクタンク質量計、６０：チューブ挿入孔。
Claims (5)
- ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式でインクジェットインクを吐出することにより画像形成を行なうインクジェットプリンタのインク使用量検知システムであり、
インクタンクの質量を計測するインクタンク質量計測装置と、
予め準備したインク使用量の設定基準値と前記インクタンク質量計測装置の使用量計測値とを比較演算する比較演算装置と、
前記使用量計測値と前記設定基準値との差が予め設定された範囲内を超えた場合に警告を表示する表示装置と、
を含む、インクジェットプリンタのインク使用量検知システム。 - 前記設定基準値が、インク容量又はインク質量に基づいて算出されてなる、請求項１記載のインク使用量検知システム。
- 請求項１又は２記載のインク使用量検知システムを備え、
前記ウェブ状印刷基材の連続的な搬送を行なう搬送機構と、
前記搬送機構によって搬送される前記ウェブ状印刷基材の表面に対してインクジェットインクを吐出するシングルパス方式インクジェットヘッドと、
前記ウェブ状印刷基材の表面に吐出されたインクジェットインクを硬化する硬化デバイスと、
を有するインクジェットプリンタ。 - ウェブ状印刷基材に対してシングルパス方式でインクジェットインクを吐出することにより画像形成を行なうインクジェットプリンタのインク使用量検知方法であり、
予めインク使用量の設定基準値を準備する工程と、
インクタンクの質量をインクタンク質量計測装置で計測する工程と、
前記インク使用量の設定基準値と前記インクタンク質量計測装置の使用量計測値とを比較演算する比較演算工程と、
前記使用量計測値と前記設定基準値との差が予め設定された範囲内を超えた場合に警告を表示する工程と、
を含む、インクジェットプリンタのインク使用量検知方法。 - 前記設定基準値が、インク容量又はインク質量に基づいて算出されてなる、請求項４記載のインク使用量検知方法。
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