(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に、本発明に係るインクジェット印刷機について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るインクジェット印刷機全体の概略構成を示す正面図、
図2は、本発明の一実施形態に係るインクジェット印刷機の一部をなす印刷機構、乾燥機構及び画像検査機構を拡大して示す部分拡大正面図である。なお、以下には、インクジェット印刷機としてインクジェット連帳機を一例として説明する。
【0013】
図1に示すように、インクジェット連帳機Aは、アンワインダー5、連帳機本体10、図示しない連帳機本体11及びリワインダー15を有して構成されている。
アンワインダー5は、ロール紙6から印刷媒体(以下、「用紙」という。)Pを巻き出すものである。
上記連帳機本体10内には、第一の搬送機構20、印刷機構30、乾燥機構40、画像検査機構50、反転機構60及び第二の搬送機構70を用紙Pの搬送経路に沿って配設した構成になっている。
【0014】
上記第一の搬送機構20は、アンワインダー5から送出される用紙Pを搬送するものであり、具体的には、次のような構成になっている。
すなわち、第一の搬送機構20は、規制ガイド21、インフィード部22、ダンサローラ23、EPC(Edge Position Control)24、蛇行量検出器25等を主な構成としたものである。
規制ガイド21は、上記アンワインダー5から送出される用紙Pの幅方向の位置決めを行うものであり、インフィード部22は、搬送する用紙Pの張力を一定に保つためのものである。また、ダンサローラ23は、上記の用紙Pの張力に応じて上下移動しつつ、位置信号を出力するものである。
EPC24は、用紙Pの蛇行を制御するもの、そして、蛇行量検出器25は、蛇行量のフィードバックを行う機能を有するものである。なお、符号26で示すものは、用紙Pの搬送経路を張架形成する従動ローラや駆動ローラ等である。
【0015】
上記印刷機構30は、アンワインダー5から巻き出された用紙Pの表面(第一面)に印刷を行うものである。
この印刷機構30には、シングルパス方式のインクジェットラインヘッドで構成されたヘッドユニットHが設置されている。このヘッドユニットHでは、ブラック(K), シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y)の基本色や、特色であるオレンジやグリーン、光沢性の付与やその他の処理を行うオーバーコートの液滴を吐き出して、画像を用紙P上に形成するようになっている。
なお、上記した印刷機構30の前段には、例えばインクの浸透性を制御するような処理液を用紙Pの記録面に対して塗布する塗布機構を配設してもよい。
【0016】
上記のヘッドユニットHは、用紙幅以上のサイズが必要であるため、多くの場合複数のヘッドH1〜H5を連結して構成されている。個々のヘッドH1〜H5やノズルには吐出特性をはじめとしたばらつきがあり、印刷濃度にはヘッドH1〜H5間、これら各ヘッドH1〜H5内でのムラが発生するため、ユニフォーミティ(Uniformity)調整が必要である。
なお、本実施形態において示すヘッドユニットHは、用紙Pの搬送経路上から退避することができるようになっている。これにより、ノズル面のクリーニングや、増粘したインクの吐出を行うメンテナンス動作を行えるようにしている。
【0017】
乾燥機構40は、上記の印刷機構30によって印刷された用紙Pの表面(第一面)を乾燥させるものである。
本実施形態において示す乾燥機構40は、上記した用紙Pの裏面から接触加熱を行うヒートドラム41を採用している。ヒートドラム41の温度は、印刷速度やインクの乾燥性にもよるが、50〜100℃程度に設定する。
なお、本実施形態においては、ヒートドラム41を例として説明しているが、温風、赤外線、加圧、紫外線といった他の加熱源を用いてもよく、また、それらの加熱源を適宜組み合わせて用いるようにしてもよい。
【0018】
上記画像検査機構50は、コックリングの検出やユニフォーミティ調整のための検査を行うものであり、スキャナ等の画像を読み込む装置を備えている。すなわち、コックリングの検出やユニフォーミティ調整のために画像を読み込み、読み込んだ画像は、本連帳機Aに接続されている制御装置Cによって処理されるようになっている。
なお、画像検査機構50に用いられる読み込み装置は、広い面積を読み込む必要があることやコストの点からCISスキャナが用いられることが多い。
【0019】
反転機構60は、上記した用紙Pの表裏を反転させるものである。
第二の搬送機構70は、用紙Pを設定速度で搬送するために一定速度で回転するアウトフィード部71、その用紙Pを連帳機A外に排紙するためのプラー72等を有して構成されている。
上記連帳機本体11は、上記した構成からなる連帳機本体10とリワインダー15の間に配設されており、その概略構成を
図3に示す。
リワインダー15は、上記第二の搬送機構70から排出された用紙Pを巻き取り回収するものである。すなわち、連続する用紙Pはアンワインダー5から高速度で繰り出され、リワインダー15により巻き取られて回収される。
【0020】
図3は、アンワインダー、連帳機本体、別体の連帳機本体及びリワインダーを連結した様子を示すブロック図である。なお、
図3においては、第一の搬送機構20、第二の搬送機構70を図示していない。
上記した連帳機本体11内には、上記連帳機本体10内に配置されているものと同等の印刷機構30、第一の搬送機構20、乾燥機構40、画像検査機構50及び第二の搬送機構70が配置されているが、上記した反転機構60を設けていない点で相違している。この構成により、用紙Pの裏面(第二面)に対しての処理を行うようにしている。
【0021】
次に、上記した構成からなるインクジェット連帳機Aの動作について説明する。
上記したインクジェット連帳機Aにおいて、用紙Pは、アンワインダー5により巻き出され、表面(第一面)の印刷を行う連帳機本体10内の印刷機構30に到達する。
印刷機構30を通過した用紙Pは、乾燥機構40によって表面が乾燥された後、画像検査機構50においてコックリングの検出やユニフォーミティ調整のための検査が行われる。
検査を行われた用紙Pは、反転機構60によって表裏を反転させられた後、連帳機本体11に受け渡される。
そして、連帳機本体11内の裏面(第2面)を印刷する印刷機構30、裏面を乾燥させる乾燥機構40、画像検査機構50において裏面のコックリング検出やユニフォーミティ調整が行なわれた後、印刷画像を形成された用紙Pがリワインダー15によって巻き取られる。
なお、印刷後の加工処理の内容によっては、リワインダーの代わりに、カッターを用いて紙を裁断するようにしてもよい。
【0022】
上述したアンワインダー5、連帳機本体10、連帳機本体11及びリワインダー15には、本連帳機Aの制御中枢となる制御装置Cが接続されている。
図4(a)は、本連帳機Aの電気的構成を示すブロック図、(b)は、制御装置Cが有する機能を示すブロック図である。
【0023】
制御装置Cは、本連帳機Aの制御中枢となるCPU(Central Processing Unit)Ca、所要のプログラムやデータテーブル等が記憶されているメモリCbを有しており、図示しないインターフェース回路を介して、上記したアンワインダー5、連帳機本体10、連帳機本体11及びリワインダー15が接続されている。
【0024】
上記した制御装置Cは、所要のプログラムの実行により、次の機能を発揮する。
・第1のテストチャートを用紙P上に形成する機能。この機能を「第1のテストチャート形成手段C1」という。
「第1のテストチャート」については、後述する
図8(a)において符号T1で示している。
・用紙P上に形成された第1のテストチャートの画像に基づいて、用紙(印刷媒体)Pへのインク付着量を低減させる機能。この機能を「インク付着量低減手段C2」という。
本例においては、コックリングの有無を判定する機能(この機能を「コックリング判定手段C3」という。)と、コックリングが有ると判定されたときには、用紙Pへのインク付着量を低減させる機能(この機能を「インク付着量低減手段C4」という)を含む機能である。
・低減されたインク付着量にして、用紙P上に第2のテストチャートの画像を形成する機能。この機能を「第2のテストチャート形成手段C5」という。
「第2のテストチャート」については、後述する
図8(b)において符号T2で示している。
・用紙P上に形成された第2のテストチャートの画像に基づいて、その用紙P上に形成する画像濃度を補正する機能。この機能を「画像濃度補正手段C6」という。
なお、上記した各機能の詳細については、以下に詳述する。
【0025】
ここで、従来の一般的なユニフォーミティ調整内容について説明する。
図5は、従来の一般的なユニフォーミティ調整を示すフローチャートである。
オペレータにより調整開始の指示が出されると、ステップ1に進む。
ステップ1(図中、「Sa1」と略記する。以下、同様。):個々のヘッドH1〜5やノズルの階調−濃度特性を把握するためのユニフォーミティ調整チャートがインクを最大にのせた状態で用紙Pに印刷される。
【0026】
ステップ2:印刷したユニフォーミティ調整チャートを上記した画像検査機構50のスキャナ等の読み込み装置(図示しない)で読み込み、その読み込み情報を連帳機Aに接続された制御装置Cに受け渡す。
ステップ3:読み込まれたデータはRGB形式であることが多いが、これを濃度のデータに変換する。
ステップ4:上記のデータ変換を印刷幅全体について実施していき、印刷位置毎の階調−濃度特性を算出する。
ステップ5:上記印刷位置毎の階調−濃度特性に基づいて、各階調におけるターゲット濃度を達成できるような補正値をそれぞれの印刷位置毎に算出する。すなわち、テストチャートで濃度が低かった部分はより高い階調にシフトさせ、濃度が低かった部分はより低い階調にシフトさせる。
【0027】
なお、上記ステップ3において、ユニフォーミティ調整チャートを読み込んで得られたRGBを濃度に変換しているが、L
*a
*b
*のような別の形式の色情報に変換してもよく、また、RGBのまま解析を進めてもよい。さらに、面内を均一にするために階調を補正する例を挙げたが、ヘッド駆動電圧を変化させて、ドット径を制御するようにしてもよい。
【0028】
図6は、ユニフォーミティ調整チャートの一例を示す階調チャート図であり、(a)は、ユニフォーミティ調整チャート(入力データ)、(b)は、ユニフォーミティ調整チャートの印刷結果、(c)は、階調補正を行った後の印刷結果である。なお、横軸方向がヘッドモジュールの並び方向、縦軸方向が用紙の搬送方向をそれぞれ示している。
【0029】
階調−濃度特性はヘッドやノズル毎に異なり、全階調領域についてリニアでないことが多い。そのため、ユニフォーミティ調整チャートは、ヘッドモジュールの全幅で印刷し、複数の階調についてデータを取得する必要がある。一般的に10%ステップ程度で調整点をもてば、どのような画像にも対応できる。
【0030】
同図(b)において、符号H1〜H5で示すものは、ヘッドH1〜H5のそれぞれ印刷領域に相当している。同図(b)から明らかなように、個々のヘッドH1〜H5の階調−濃度特性にばらつきがあるため、同図(a)に示すような均一なチャートを印刷したとしても、印刷結果には同図(b)に示すような濃淡ムラが発生してしまう。そのために、ユニフォーミティ調整を行って補正するのである。
【0031】
同図(b)に示すように、濃度ムラが発生している場合の例では、ヘッドH1の濃度をターゲットとした場合、ヘッドH2とH4の濃度が下がるような階調補正をすることにより、面内の濃度が均一になる。ターゲットをヘッドH2の濃度にしてヘッドH1,H3,H5の濃度が上がるような階調補正をしたり、ターゲット濃度をヘッドH1〜H5の濃度の平均値にして、ヘッドH1〜H5全てに階調補正する方式も考えられる。
同図(c)に示すように、上記のような階調補正を行うことにより、ヘッドH1〜H5の並び方向に対して均一な出力画像を得ることができる。
【0032】
図7は、コックリングが発生しないインクの付着量まで低減させてから、ユニフォーミティ調整を行う際のフローチャートである。また、
図8(a)は、コックリングテストチャートの一例を示す説明図、(b)は、インクの付着量を低減させたコックリングテストチャートの一例を示す説明図である。
【0033】
ユニフォーミティ調整は、テストチャートを印刷、スキャンした結果を元に補正値を決定している。換言すると、正しくスキャンをすることができなければ、正しい補正ができないということである。
正しくスキャンができなくなる原因の一つがコックリングである。コックリングは、水系のインクを使用するインクジェット印刷機で問題になることが多く、インクが用紙に浸透することにより用紙が波打つ現象である。
【0034】
ユニフォーミティ調整チャートのインク付着量が多すぎると、コックリングにより用紙Pが波打ち、スキャナからの距離が均一に保たれない。特に、被写界深度の浅いCISスキャナでは、用紙が浮いてしまった部分が、実際よりも暗くなってしまう。そのため不正確な補正値が算出されてしまうという問題が発生する。
【0035】
そこで、事前にコックリングが発生するインクの付着量を求め、その付着量以下のインクの付着量領域においてユニフォーミティ調整をする。
コックリングが発生する領域は、実際のジョブを印刷する際にも使用されることはない。コックリングによりジョブ印刷中に用紙が波打ち、印刷物の品質が低下することに加え、ヘッドに用紙が接触してダメージを与えるためである。よって、付着量を落としてユニフォーミティ調整をしても問題はない。
【0036】
インクジェット連帳機Aに用いる画像濃度補正プログラムは、次のステップを有するものである。
・ 用紙P上に第1のテストチャートの画像を形成する第1のテストチャート形成ステップ。
・ 用紙P上に形成された第1のテストチャートの画像に基づいて、用紙Pへのインク付着量を低減させるインク付着量低減ステップ。
・ 低減されたインク付着量にして、用紙P上に第2のテストチャートの画像を形成する第2のテストチャート形成ステップ。
用紙P上に形成された第2のテストチャートの画像に基づいて、用紙P上に形成する画像濃度を補正する画像濃度補正ステップ。
【0037】
また、インクジェットヘッドHによって用紙P上に形成する画像濃度を補正する画像濃度補正方法は、次のとおりである。
すなわち、用紙P上に第1のテストチャートの画像を形成し、用紙P上に形成された第1のテストチャートの画像に基づいて、用紙Pへのインク付着量を低減させ、低減されたインク付着量にして、用紙P上に第2のテストチャートの画像を形成し、用紙P上に形成された第2のテストチャートの画像に基づいて、用紙P上に形成する画像濃度を補正することを内容としている。
【0038】
図7に示すフローチャートを参照して、処理内容の詳細について説明する。
オペレータから調整開始の指示が出されると、ステップ1に進む。
ステップ1(図中、「Sb1」と略記する。以下同様。):
図8(a)に示すコックリングテストチャートT1を印刷する。本実施形態においては、上記
図8(a)に示すコックリングテストチャートT1が、第一のテストチャートである。
最初に印刷されるコックリングテストチャートT1は、最大のインク付着量の任意のパターンにする。コックリングは、印刷部分と余白部分が交互に現れるようなパターンで発生しやすいため、
図8(a)に示すようなパターンが好ましい。
【0039】
ステップ2:用紙Pに印刷されているコックリングテストチャートT1を画像検査機構50によってスキャンして、ステップ3に進む。
ステップ3:コックリングテストチャートT1の画像に基づいて、コックリングの有無を判定し、コックリングが有ると判定されればステップ4に進み、コックリングが無いと判定されればステップ5に進む。
コックリングが発生しているときは、ヘッド内で数mmピッチの周期で濃度が変化するようなスキャン結果になる。このように、画像をスキャンし、濃度変動の状態を解析することで、コックリングの有無を判定できる。
【0040】
ステップ4:インクの付着量を低減する処理を行ってステップ1に戻る。
すなわち、
図8(b)に示すように、コックリングテストチャートT2のインク付着量を低減させ、再度コックリングテストチャートを印刷するのである。
本実施形態においては、上記ステップ1〜4が、用紙P上に形成された第1のテストチャートT1の画像に基づいて、用紙Pへのインク付着量を低減させるインク付着量低減ステップとなっている。また、上記コックリングテストチャートT2が第二のテストチャートである。
ステップ5:コックリングが発生していないので、ユニフォーミティ調整チャートの印刷を実行する。
ステップ6:ユニフォーミティ調整を行う。
以上詳述したように、コックリングの有無の判定とインク付着量の調整を繰り返し、コックリングが発生しないインクの付着量を求められたら、その付着量が最大値となるようなユニフォーミティ調整チャートを印刷し、調整を行うのである。
【0041】
図9は、コックリングテストチャートの他例を示す説明図、
図10は、
図9に示すコックリングテストチャートを用いた場合におけるフローチャートである。
前述した例では、一階調分のコックリングテストチャートを印刷、判定、インクの付着量の調整と順に処理していたが、全長の長い連帳機Aの場合、印刷動作を繰り返すと損紙の量が増えてしまう。そこで、
図9に示すように、二つの階調にしたコックリングテストチャートT1′を使用してもよい。
なお、コックリングテストチャートT1′は、二つの階調にしたものに限らず、さらに多くの階調にしたものであってもよい。
【0042】
図9に示すコックリングテストチャートを用いたユニフォーミティ調整について、
図10を参照して説明する。
図10は、コックリングが発生しないインクの付着量まで低減させてから、ユニフォーミティ調整を行う際のフローチャートである。
オペレータから調整の指示があると、ステップ1に進む。
ステップ1(図中、「Sc1」と略記する。以下同様。):一度の印刷動作によって、
図9に示すような100%から順に階調を異ならせたコックリングテストチャートを印刷する。
コックリングテストチャートを順にスキャンし、コックリングの検査をしていく。
ステップ2:コックリング検査を行う。
ステップ3:コックリングが発生しないインクの付着量を検出する。
ステップ4:コックリングが発生しないインクの付着量にして、ユニフォーミティ調整チャートの印刷を行う。
ステップ5:ユニフォーミティ調整を行う。
【0043】
図11は、コックリングの判定をオペレータが行う場合のフローチャートである。
オペレータから調整の指示があると、ステップ1に進む。
ステップ1(図中、「Sd1」と略記する。以下同様。):コックリングテストチャートが印刷される。
ステップ2:オペレータによってコックリング検査を行う。
想定されるよりも低いインクの付着量でユニフォーミティ調整が行われてしまう原因に、コックリングの誤判定が考えられる。ヘッド内の濃度ムラが激しかったり、コックリングの周期と分離できない場合、正しく判定できない可能性がある。このような場合は、オペレータがコックリングの判定を行う。
ステップ3:コックリングの発生しないインクの付着量をオペレータが入力設定する。
ステップ4:ユニフォーミティ調整チャートを印刷する。
ステップ5:ユニフォーミティ調整を行う。
【0044】
図12は、他例に係る印刷機構のブロック図である。なお、
図12においては、上記
図2において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
他例に係る印刷機構30Aは、コックリングの発生の有無を判定するための検出センサ31を備えたものであり、本実施形態においては、検出センサ31を画像検査機構50の用紙Pの搬送方向上流側近傍に配置している。この場合、コックリング判定手段は、検出センサ31の検出結果に基づいて、コックリングが生じないインクの付着量を判定する。
【0045】
コックリングをスキャンした画像から判定すると、上述のように誤判定してしまう場合がある。そこで、用紙Pの変異を直接観測し、コックリングを判定する方法も考えられる。
図12に示す検出センサ31は、用紙Pの波うちを検出することができるレーザ変位計である。これにより、コックリングの有無を検出し、ユニフォーミティ調整チャートのインクの付着量を制御することができる。なお、検出センサ31としてレーザ変位計を例示したが、これに限るものでない。
【0046】
上記した実施形態においては、印刷機Aの制御装置によってプログラムを実行する例について説明したが、印刷機AにLANケーブルによって接続されたデジタルフロントエンド(DFE)(図示しない)によって実行するようにしてもよい。デジタルフロントエンド(DFE)は、Rasterimagedate(印刷機に対応するRasterデータ)を生成する機能を有するものである。
また、上記の実施形態においては、印刷媒体として用紙を例として説明したが、用紙以外にもインクの影響を受けて波立つものであれば、本発明を適用できることは勿論である。