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特許7031274液体吐出装置、液体吐出システム、及び液体吐出装置のリフレッシュ方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-02-28
(45)【発行日】2022-03-08
(54)【発明の名称】液体吐出装置、液体吐出システム、及び液体吐出装置のリフレッシュ方法
(51)【国際特許分類】
   B41J 2/165 20060101AFI20220301BHJP
   B41J 2/17 20060101ALI20220301BHJP
   B41J 2/01 20060101ALI20220301BHJP
【FI】
B41J2/165 207
B41J2/165 209
B41J2/17 201
B41J2/01 305
【請求項の数】 10
(21)【出願番号】P 2017240027
(22)【出願日】2017-12-14
(65)【公開番号】P2019104214
(43)【公開日】2019-06-27
【審査請求日】2020-09-16
(73)【特許権者】
【識別番号】000006747
【氏名又は名称】株式会社リコー
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(72)【発明者】
【氏名】橋本 靖司
(72)【発明者】
【氏名】高梨 聡
(72)【発明者】
【氏名】川道 源一郎
(72)【発明者】
【氏名】村井 宏亘
【審査官】大浜 登世子
(56)【参考文献】
【文献】特開2010-005997(JP,A)
【文献】特開2009-255518(JP,A)
【文献】特開2013-226701(JP,A)
【文献】特開2014-181130(JP,A)
【文献】特開2009-113323(JP,A)
【文献】特開2005-306016(JP,A)
【文献】特開2014-188812(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B41J 2/01 - 2/215
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
長尺状の連続シートであるシートを巻き付けて回転するドラムと、
前記ドラムの外周面に設けられた液体受けと、
前記ドラムの前記外周面と対向し、前記ドラムの前記外周面上で前記ドラムの回転方向と直交する方向であるドラム幅方向に列状に並んだ複数のノズルを備える液体吐出ヘッドと、
前記ドラムの外周面の移動量を検知するドラム移動量検知手段と、
前記液体吐出ヘッドの前記複数のノズルから、液体を吐出する吐出タイミングを制御する吐出制御手段と、
前記ドラムよりも前記シートの搬送方向上流に、前記シートの搬送方向と直交する方向のシート幅を検知するシート幅検知手段と、
検知した前記シート幅に基づいて、前記液体吐出ヘッドの複数のノズルに対して2本の割付境界を設定し、前記2本の割付境界に挟まれた前記シート幅よりも狭い領域を内側領域とし、前記2本の割付境界の両外側を外側領域として割り付けるように設定する設定手段とを備え、
前記液体受けは、前記ドラムの外周面の一部または複数個所に、前記ドラム幅方向に帯状に延在した溝部を有しており、
前記吐出制御手段は、
前記シートに対する画像データに基づいた吐出動作を行っていないときに、前記内側領域として割り付けられたノズルに、前記シート上にフラッシング動作を実施させ、
前記内側領域として割り付けられたノズルの吐出の有無に依らず、前記移動量からわかる回転する前記ドラムの前記液体受けの位置が前記複数のノズルと対向するときに、前記外側領域として割り付けられたノズルに、前記シート上及び前記液体受けにフラッシング動作を実施させる、
液体吐出装置。
【請求項2】
シートを巻き付けて回転するドラムと、
前記ドラムの外周面に設けられた液体受けと、
前記ドラムの前記外周面と対向し、前記ドラムの前記外周面上で前記ドラムの回転方向と直交する方向であるドラム幅方向に列状に並んだ複数のノズルを備える液体吐出ヘッドと、を備え、
前記ドラムの前記外周面上で前記ドラム幅方向において前記シートと対向するノズルは、シート上にフラッシング動作を実施し、
前記ドラム幅方向において前記シートと対向しないノズルは、前記ドラムの回転により前記液体受けに対向するときに、前記シートと対向するノズルの吐出の有無に依らず前記液体受けにフラッシング動作を実施し、
前記液体受けは、前記ドラムの外周面の一部または複数個所に前記ドラム幅方向に帯状に延在した溝部と、前記溝部を覆う蓋部材を有し、
前記蓋部材の少なくとも一部が前記ドラムの外周面と径方向に同じ高さを有する周面を構成し、
前記蓋部材の表面には複数の穴が形成され、該複数の穴は前記ドラム幅方向に沿って複数の穴列に形成されており、
前記複数の穴の各穴は前記ノズルよりも大きく開口し、
前記複数の穴列は、前記ドラム幅方向に対してずれて配列されており、
前記複数の穴列の一の穴列における前記ドラム幅方向における前記穴の最大幅同士の間隔を、前記複数の穴列の該一の穴列とは異なる1又は複数の穴列における複数の穴が、埋めるように形成されており、
前記蓋部材に形成される前記複数の穴は、少なくとも前記複数のノズルが分布する領域よりも前記ドラム幅方向に広く分布されている、
液体吐出装置。
【請求項3】
前記複数の穴の各穴は、直径4mm以上の丸穴であり、
該丸穴を前記ドラムの前記ドラム幅方向に沿って2列に並べた千鳥配列した穴群とし、
一方の列の丸穴の端部は、前記ドラム幅方向において他方の列の丸穴の端部とオーバーラップする位置にあるように構成されている、
請求項に記載の液体吐出装置。
【請求項4】
前記蓋部材の前記ドラムの回転方向の両端部の、前記ドラムの外周面との境界部が、前記ドラムの前記外周面より径方向中心側に入り込んでいる、
請求項2又は3に記載の液体吐出装置。
【請求項5】
前記シートは長尺状の連続シートであり、
前記ドラムの外周面の移動量を検知するドラム移動量検知手段と、
前記液体吐出ヘッドの前記複数のノズルから、液体を吐出する吐出タイミングを制御する吐出制御手段と、
前記ドラムよりも前記シートの搬送方向上流に、前記シートの搬送方向と直交する方向のシート幅を検知するシート幅検知手段と、
検知した前記シート幅に基づいて、前記液体吐出ヘッドの複数のノズルに対して2本の割付境界を設定し、前記2本の割付境界に挟まれた前記シート幅よりも狭い領域を内側領域とし、前記2本の割付境界の両外側を外側領域として割り付けるように設定する設定手段とを備え、
前記吐出制御手段は、
前記シートに対する画像データに基づいた吐出動作を行っていないときに、前記内側領域として割り付けられたノズルに、前記シート上にフラッシング動作を実施させ、
前記内側領域として割り付けられたノズルの吐出の有無に依らず、前記移動量からわかる回転する前記ドラムの前記液体受けの位置が前記複数のノズルと対向するときに、前記外側領域として割り付けられたノズルに、前記シート上及び前記液体受けにフラッシング動作を実施させる、
請求項2乃至4のいずれか一項に記載の液体吐出装置。
【請求項6】
前記ドラムの前記シートの搬送方向下流に設けられた読み取り手段を備えており、
前記液体吐出ヘッドは、前記ドラム幅方向に沿って線状にフラッシングを行うラインフラッシングを実施し、
前記設定手段が設定を行う際、
前記吐出制御手段は、前記ドラム幅方向において前記シートと対向するノズルにおいて前記内側領域として割り付けられたノズルに、前記シート上にフラッシング動作を実施させ、
前記読み取り手段は、前記内側領域のノズルによって前記シート上に形成された、前記ドラム幅方向のフラッシング幅を読み取り、
前記設定手段は、前記フラッシング幅に基づいて、前記液体吐出ヘッドの複数のノズルの割付境界の位置を再設定し、前記外側領域の幅と前記内側領域の幅を再設定する、
請求項1又は5に記載の液体吐出装置。
【請求項7】
前記読み取り手段が、前記液体吐出ヘッドの直下流において、前記ドラムの前記外周面に対向して配置されたイメージセンサである
請求項6に記載の液体吐出装置。
【請求項8】
請求項6又は7に記載の液体吐出装置と、
前記液体吐出装置の前記シートの搬送方向下流に設けられる乾燥装置と、
前記乾燥装置の下流に設けられ、液体吐出後に加熱乾燥された前記シート上の印刷結果を画像データと比較検証する画像検査装置と、を備え
前記画像検査装置が、前記内側領域のノズルによって前記シート上に形成された、前記ドラム幅方向のフラッシング幅を読み取る読み取り手段を備える、
液体吐出システム。
【請求項9】
長尺状の連続シートであるシートを巻き付けて回転するドラムと、前記ドラムの外周面の一部又は複数箇所にドラム幅方向に帯状に延在した溝部を有する液体受けと、前記ドラムの外周面と対向し、前記ドラムの前記外周面上で前記ドラムの回転方向と直交する方向であるドラム幅方向に列状に並んだ複数のノズルを備える液体吐出ヘッドと、を有する液体吐出装置のリフレッシュ方法であって、
前記シートのシート幅を取得するステップと、
検知した前記シート幅に基づいて、前記液体吐出ヘッドの複数のノズルに対して2本の割付境界を設定し、前記2本の割付境界に挟まれた、前記シート幅よりも狭い領域を内側領域とし、前記2本の割付境界の両外側を外側領域として割り付けるように設定するステップと、
前記ドラムの外周面の移動量を検知するステップと、、
前記シートに対する画像データに基づいた吐出動作を行っていないときに、前記内側領域として割り付けられたノズルが、前記シート上にフラッシング動作を実施するステップと、
前記内側領域として割り付けられたノズルの吐出の有無に依らず、前記移動量に基づいた回転する前記ドラムの前記液体受けの位置が前記複数のノズルと対向するときに、前記外側領域として割り付けられたノズルが、前記シート上及び前記液体受けにフラッシング動作を実施するステップと、を有する
液体吐出装置のリフレッシュ方法。
【請求項10】
シートを巻き付けて回転するドラムと、前記ドラムの外周面に設けられた液体受けと、
前記ドラムの外周面と対向し、前記ドラムの前記外周面上で前記ドラムの回転方向と直交する方向であるドラム幅方向に列状に並んだ複数のノズルを備える液体吐出ヘッドと、を有する液体吐出装置のリフレッシュ方法であって、
前記シートのシート幅を取得するステップと、
前記ドラムの前記外周面上で前記ドラム幅方向において前記シートと対向するノズルがシート上にフラッシング動作を実施するステップと、
前記ドラム幅方向において前記シートと対向しないノズルが、前記ドラムの回転により前記液体受けに対向するときに、前記シートと対向するノズルの吐出動作の有無に依らず、前記液体受けにフラッシング動作を実施するステップと、を有し、
前記液体受けは、前記ドラムの外周面の一部または複数個所に、前記ドラム幅方向に帯状に延在した溝部と、前記溝部を覆う蓋部材を有し、
前記蓋部材の少なくとも一部が前記ドラムの外周面と径方向に同じ高さを有する周面を構成し、
前記蓋部材の表面には複数の穴が形成され、該複数の穴は前記ドラム幅方向に沿って複数の穴列に形成されており、
前記複数の穴の各穴は前記ノズルよりも大きく開口し、
前記複数の穴列は、前記ドラム幅方向に対してずれて配列されており、
前記複数の穴列の一の穴列における前記ドラム幅方向における前記穴の最大幅同士の間隔を、前記複数の穴列の該一の穴列とは異なる1又は複数の穴列における複数の穴が、埋めるように形成されており、
前記蓋部材に形成される前記複数の穴は、少なくとも前記複数のノズルが分布する領域よりも前記ドラム幅方向に広く分布されている、
液体吐出装置のリフレッシュ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体吐出装置、該液体吐出装置を備える液体吐出システム、及び液体吐出装置のリフレッシュ方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、インクジェット方式では、長時間使用しない記録ヘッドのインク吐出ノズルで、ノズル近傍に留まっているインクが乾燥して固まり、ノズル詰まりが発生することがある。この現象が発生した場合には次に吐出した時に印刷ドットが抜ける脱字不具合になるため、印刷中も印刷データとは関係なく、定期的にインク吐出を行いノズル近傍のインクをリフレッシュしてノズル詰まりを防止するフラッシングと呼ばれる吐出動作(以下「空吐出」とも呼ぶ)を行う必要がある。
【0003】
例えば、特許文献1には、回転するドラムに吸着されて走行される記録媒体に対し、記録ヘッドからインクを吐出して画像を形成する装置において、記録ヘッドの不具合や記録ヘッド面のノズル等に対して、描画動作以外のときに、記録ヘッドを、記録媒体を支持するドラムと対向しない、非対向領域にある吐出受けに移動させることが開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記の特許文献1では、フラッシングの際に、記録ヘッドを非対向領域へ移動させるため、記録ヘッドの移動に伴って印刷動作を途中で停止することになり、生産性が低下してしまう。
【0005】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、生産性を保ちつつ印刷品質を維持できる、ドラムの外周面に対向して設けられた液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するため、本発明の一態様では、
長尺状の連続シートであるシートを巻き付けて回転するドラムと、
前記ドラムの外周面に設けられた液体受けと、
前記ドラムの前記外周面と対向し、前記ドラムの前記外周面上で前記ドラムの回転方向と直交する方向であるドラム幅方向に列状に並んだ複数のノズルを備える液体吐出ヘッドと、
前記ドラムの外周面の移動量を検知するドラム移動量検知手段と、
前記液体吐出ヘッドの設けられたノズルから、液体を吐出する吐出タイミングを制御する吐出制御手段と、
前記ドラムよりも前記シートの搬送方向上流に、前記シートの搬送方向と直交する方向のシート幅を検知するシート幅検知手段と、
検知した前記シート幅に基づいて、前記液体吐出ヘッドの複数のノズルに対して、2本の割付境界を設定し、前記2本の割付境界に挟まれた、前記シート幅よりも狭い領域を内側領域とし、前記2本の割付境界の両外側を外側領域として割り付けるように設定する設定手段と、を備え、
前記液体受けは、前記ドラムの外周面の一部または複数個所に、前記ドラム幅方向に帯状に延在した溝部を有しており、
前記吐出制御手段は、
前記シートに対する画像データに基づいた吐出動作を行っていないときに、前記内側領域として割り付けられたノズルに、前記シート上にフラッシング動作を実施させ、
前記内側領域として割り付けられたノズルの吐出の有無に依らず、前記移動量に基づいた回転する前記ドラムの前記液体受けの位置が前記複数のノズルと対向するときに、前記外側領域として割り付けられたノズルに、前記シート上及び前記液体受けにフラッシング動作を実施させる、
液体吐出装置を提供する。
【発明の効果】
【0007】
一態様によれば、ドラムの外周面に対向して設けられた液体吐出ヘッドを備える液体吐出装置において、生産性を保ちつつ印刷品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】本発明の実施形態に係る画像形成装置の側面概略図。
図2図1の画像形成装置の奥行き方向の説明図。
図3】本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロック図。
図4図3の画像処理部の機能ブロック図。
図5図3のヘッド制御部、駆動波形生成回路、ヘッドドライバの制御ブロック図。
図6】本発明の実施形態に係る駆動波形の一例。
図7】一般的なフラッシングの種類を例示する図。
図8】本発明の第1実施形態でシート端部のフラッシングの打ち分けについて説明する拡大図。
図9】本発明の第1実施形態で、シートにおけるフラッシング跡と割付境界についての説明図。
図10】フラッシング幅を設定する設定手順を示すフローチャート。
図11】本発明の第1実施形態でのフラッシングについて説明するシート上のフラッシング跡及びタイミングチャート。
図12】本発明の実施形態においてヘッドから空吐出受けへインク滴が吐出している状態を示す拡大図。
図13】プロセス速度に応じた着弾遅れを説明するグラフ。
図14】本発明の第2実施形態でシート端部のフラッシングの打ち分けについて説明する図。
図15】第2実施形態で、シートにおけるフラッシング跡と割付境界についての説明図。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【0010】
<画像形成装置の構成>
本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を図1及び図2を用いて説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の側面概略図である。
【0011】
画像形成装置1は、プラテンドラム2と、作像部3と、エアーターンバー4と、乾燥装置5と、制御部100等を有している。なお、制御部100は、画像形成装置1の内部に設けてもよいし、あるいは、制御部100の機能の一部又は全部を、例えば、上位装置等の外部に設けてもよい。
【0012】
図1に示す画像形成装置1の上流側には、巻き出し機構が設けられ、下流側には、巻き取り機構又は反転装置が設けられているものとする。さらに、画像形成装置1と、巻き出し機構との間に、インクを凝集させる機能や浸透性を制御する機能を有する前処理液を塗布する前処理機構や、塗布した前処理液を乾燥させる前処理液塗布乾燥機構を設けてもよい。
【0013】
画像形成装置1は、導入口91及び排出口92を備えている。画像形成装置1は、画像形成装置1の外部に配置された巻き出し装置から巻き出されたシート500を導入口91から矢印A方向に導入し、シート500の表面(一方の面)に画像を形成後、排出口92から矢印B方向に排出する。なお、シート500は、インク滴が吐出される記録媒体として機能し、例えばロール紙等の連続シートや、長尺状のフィルム等であってもよく、ウェブ状印刷メディアともいう。
【0014】
矢印B方向に排出されたシート500は、画像形成装置1の外部に配置された後段の処理装置に受け渡される。後段の処理装置は、例えば、表面に画像が形成されたシート500の裏面(他方の面)に画像を形成するために表裏を反転するターンバー、画像が形成されたシート500をロールに巻き取るための巻き取り装置、カッターやラミネーター等の後加工装置等である。
【0015】
詳しくは、導入口91から矢印A方向に導入されたシート500は、例えば、複数の搬送アイドラローラ、給紙駆動ローラ対11、EPC(Edge Position Control)装置13、及びテンションローラ14を含む給紙搬送部を通り、プラテンドラム2に巻きついて搬送される。
【0016】
給紙駆動ローラ対11は、例えば、給紙駆動ローラ11aと、ピンチローラ11bとを備えている。制御部100のモータ制御部115(図3参照)は、給紙駆動ローラ11aを駆動する駆動源を制御し、給紙駆動ローラ11aを所定の回転速度で回転させる。これにより、シート500が搬送される。EPC装置13は、シート500の幅方向の位置を規定位置に調整する装置である。テンションローラ14は、軸受け部にロードセル等の圧力検知機構を具備し、シート500の張力を検知する。
【0017】
プラテンドラム2の上流には、シート500の搬送方向と直交する幅であるシート幅を検出するシート幅センサ19が設けられている。
【0018】
図1において、プラテンドラム2の鉛直方向上部外周に沿って、作像部3が配置されている。
【0019】
作像部3はブラック(K)インクを吐出するヘッドアレイ3a、シアン(C)インクを吐出するヘッドアレイ3b、マゼンタ(M)インクを吐出するヘッドアレイ3c、イエロー(Y)インクを吐出するヘッドアレイ3d、及び特色インク(S)を吐出するヘッドアレイ3eで構成されている。尚、図1では特色2色セット可能なレイアウトとしているが、総括してヘッドアレイ3eとして表記している。
【0020】
図1に示す例では、各色のヘッドアレイ3a、3b、3c、3d,及び3eは、後述する図2(a)に示すように、図の手前から奥への奥行方向であるY方向にそれぞれ複数のヘッドを備えている。
【0021】
プラテンドラム2は、シート500を搬送する搬送手段であり、吐出の対象物であるシート500を、ヘッドアレイ3a、3b、3c、3d,及び3eに対して、移動させる。
【0022】
シート500が作像部3であるヘッド群の下を通過する際、ヘッドアレイ3a、3b、3c、3d,及び3eは、シート500に対して液体を吐出する。吐出される液体は着色された液体であり、液体がシート500に付着することによって画像が形成される。
【0023】
このとき、ヘッド制御部116は、受け取った印刷データ(画像データ)7を基にヘッドアレイを構成するヘッドに吐出するノズルを割り付けて、検知したドラム周面の移動量及びシート幅に合わせて、各色それぞれのノズルの吐出タイミングを制御して印刷を実行する。
【0024】
プラテンドラム2の外周面には、エンコーダスケール27が設けられており、エンコーダ26がエンコーダスケール27を計数することで、プラテンドラム2のドラム周面の移動量を常に検知している。エンコーダ26はドラム移動量検知手段であり、エンコーダ26で検出した検知情報は、制御部100のヘッド制御部116で使用される。
【0025】
さらに、プラテンドラム2の外周面の一部には、空吐出受け21が設けられている。空吐出受け21は、空吐出したインク滴を回収する溝状の開口部であって、空吐出インク受け、液体受けともいう。空吐出受け21については、図2図8とともに詳述する。
【0026】
作像部3のすぐ下流に、プラテンドラム2と対向してドラム上読み取りセンサ81が配置されている。ドラム上読み取りセンサ81は、例えばCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary metal-oxide semiconductor)等のイメージセンサであり、プラテンドラム2上のシート500上の画像やフラッシング跡を読み取る。
【0027】
図1において、作像部3、プラテンドラム2、ヘッド制御部116、シート幅センサ19、及びドラム読み取りセンサ81が液体吐出装置として機能する。また、液体吐出装置20、乾燥装置5、及びスキャナー70を含む画像検査装置を含めた画像形成装置1は、液体吐出システムとして機能する。
【0028】
作像部3によって画像が形成されたシート500はプラテンドラム2から略下向きに搬送され、エアーターンバー4の円弧状表面に沿って巻付き、搬送方向を略上向きに変更して、乾燥装置5に搬送される。
【0029】
乾燥装置5は、シート500の画像形成面に形成した未乾燥のインク画像を乾燥させる。なお、インクが乾燥し接触可能な状態に膜化するまでは、いかなる搬送部材もシート500の印刷面には接触することなく乾燥装置5に搬送するように搬送路を構成している。
【0030】
テンションローラ18は、軸受け部に張力検知手段としてロードセル等の圧力検知機構を具備し、プラテンドラム2と乾燥ドラム51との間に掛渡されたシート500の張力を検知する。
【0031】
ここで、乾燥装置5の乾燥ドラム51は、乾燥ドラム駆動モータ52(図3参照)により駆動される。乾燥ドラム51の軸受け部に例えばロードセル等の圧力検知機構を具備しており、プラテンドラム2の上流のテンションローラ14で検知される張力が予め設定された値になるように、乾燥ドラム駆動モータ52の回転量を制御することで、給紙駆動ローラ対11と乾燥装置5の間のシート500の張力を所定の値に維持しながら搬送を可能にする。
【0032】
尚、テンションローラ14での張力検知手段はロードセルに限らず、例えば、テンションローラ14を揺動可能に支持し、シート500の張り方向に弾性部材で押圧し、乾燥ドラム51の上流に設けられたテンションローラ18で押圧測定することでシート500の張力を検知してもよい。
【0033】
乾燥ドラム51では、ドラム内部には例えばハロゲンランプ等で構成されたヒーター53を配しており、ドラム内部から乾燥ドラム51に巻きつけたシート500の印刷背面から加熱する。また、乾燥ドラム51の周囲を囲むように配されたエアーノズル54で印刷面を直接エアーまたは温風を吹き付けることによりシート500に印刷されたインクを乾燥する。
【0034】
なお、インクの物性や画像形成装置に要求される生産性から、乾燥装置5にはIRヒーター等の熱輻射で乾燥させる技術を搭載して乾燥を促進しても良い。
【0035】
図1において乾燥装置5の下流には、第2の読み取りセンサであるスキャナー70が設けられている。スキャナー70は画像検査装置の一部である。
【0036】
画像検査装置は、画像を読み取るスキャナー70と、読取データの処理部である読取結果処理部118(図3参照)で構成されている。読取結果処理部118が印刷データ7と読み取られた実印刷画像である印刷結果を比較し、印刷欠陥の検出と報告及びプロセス設定値へのフィードバックの機能を有している。ヘッド制御部116は、吐出制御手段及び設定手段でありであり、画像検査装置と連携し、ノズルを割り付けて、ヘッドのノズルからのインク吐出を制御する。
【0037】
乾燥装置5で乾燥したインクは、その表面に接触可能な状態に膜化する。乾燥後、シート500は、例えば、複数の搬送アイドラローラ、テンションローラ15、及び排紙駆動ローラ対12を含む排紙搬送部を通り、排出口92から矢印B方向に排出され、後段の後加工装置等に受け渡される。
【0038】
排紙駆動ローラ対12は、例えば、排紙駆動ローラ12aと、ピンチローラ12bとを備えている。制御部100のモータ制御部115は、排紙駆動ローラ12aを駆動する駆動源を制御し、排紙駆動ローラ12aを所定の回転速度で回転させる。排紙駆動ローラ12aの回転により生じるシート500の張力は、テンションローラ15で検知され、制御部100に入力される。制御部100のモータ制御部115は、テンションローラ15で検知される張力が予め設定された値になるように、排紙駆動ローラ12aの回転速度を制御する。これにより、シート500は、所定の張力を維持しながら搬送される。
【0039】
排紙搬送部を通って、排出口92から矢印B方向に排出されたシートは、後段の後加工装置に受け渡される。
【0040】
図2は本発明の実施形態の画像形成装置1の奥行き方向の説明図であって、図2(b)は図1のプラテンドラム2周辺の矢印Cの矢示図であり、図2(a)は図2(b)の矢印Dの矢示図である。
【0041】
プラテンドラム2上のシート500は、プラテンドラム2を駆動するプラテンドラム駆動モータ25を所定の回転速度に制御することで搬送される。且つ図1のテンションローラ14で検知される張力が予め設定された値になるように、給紙駆動ローラ対11の回転量を制御することで、シート500は、所定の張力を維持される。
【0042】
テンションローラ14及びシート幅センサ19は、プラテンドラム2の搬送方向上流に配置されている。図1ではシート幅センサ19は、テンションローラ14と対向して配置されているが、プラテンドラム2の上流の経路であれば配置する上で対向することには特にこだわらない。
【0043】
シート幅センサ19は、例えば、赤外線、レーザー光線や超音波を使用した位置センサまたは、CCDやCMOS等のイメージセンサで画像を読み取る方式のデバイスで構成されている。シート幅センサ19は、印刷に使用されるシート500のエッジ位置Eを検知して、シート幅Wを算出する、シート幅検知手段である。なお、使用するシート500のシート幅は、図2(b)に示すようにプラテンドラム2を部分的に使用するようなシート幅Wであってもよいし、あるいは、プラテンドラム2のドラム幅方向の両端部を除いたシート幅の最大値Wmaxまで広くてもよい。
【0044】
図2(a)に示すように、ヘッドアレイ31は複数のヘッド32をシート幅全領域で印刷可能に並べて固定している。図2中横方向であって、奥行き方向であるY方向にノズル列が形成されている。
【0045】
空吐出受け21は、プラテンドラム2の外周幅方向に開口部を持っており、ヘッド32と対向する位置でフラッシングによる空吐出インクを受け取り可能に設けられている。また、空吐出受け21は内部にスポンジ等の吸収対を具備している。この構成の空吐出受け21により、受け取ったインクの流れ出しを防止し、且つ定期的な交換や清掃を簡単にすることができる。
【0046】
プラテンドラム2に対向して設けられるエンコーダ26は、プラテンドラム2の外周面とともに回転するエンコーダスケール27を検出することで、ドラム周面の回転方向の移動量を検知する。
【0047】
ヘッド制御部116は、受け取った印刷データ7を基にヘッドアレイ31を構成するヘッド32に吐出するノズルを割り付けて、エンコーダ26により検知したドラム周面の移動量に合わせて各色それぞれのノズルの吐出タイミングを制御して印刷を実行する。
【0048】
詳しくは、ヘッド制御部116はシート幅センサ19で検知したシート幅の検知情報に連携して、作像部3のヘッドアレイを構成するヘッド32のノズルを、割付境界を境として、外側領域と内側領域に割り付けて吐出タイミングを制御する。ノズル列のうち、外側領域はシート500の印刷領域の外側に位置する領域に相当し、内側領域はシート500の中央側の印刷領域に位置する領域に相当する。領域の設定については、図9図10とともに詳述する。
【0049】
図1図2に示すように、シート500はプラテンドラム2に密着して巻き付いて搬送されるため、シート500と作像部3との位置関係は張力のみに依存するのではなく、プラテンドラム2の回転精度で制御可能になる。
【0050】
例えば、本願の構成では、プラテンドラム2前後の搬送ローラの巻角を大きく取り、しわが出ないように巻き付け、且つシート500とプラテンドラム2がスリップしないように、プラテンドラム2からの搬送力がシート500に印加した張力よりも安定して上回るようにシート500を巻き付けている。この構成により、「ばたつき」はプラテンドラム2の径方向振れと同程度、「蛇行」はプラテンドラム2軸方向振れと同程度になる。
【0051】
「ばたつき」と「蛇行」のそれぞれの振れ周期はプラテンドラム2の回転周期になるため、着弾位置ずれへの影響を極めて小さくすることができる。また、作像部3を構成するヘッド群の下部のシート500を安定した姿勢で搬送できるため、プラテンドラム2の振れによる接触を回避できる程度までヘッドを近接して配置することができる。
【0052】
ヘッドはノズル毎に吐出角度にばらつきがあるが、ヘッドとプラテンドラム距離を小さくすることでインク滴の着弾位置のばらつきは小さくなり、さらに高画質の印刷が可能になる。
【0053】
<ハードウェア構成例>
図3は、本発明の実施形態に係る画像形成装置1の制御ブロック図である。画像形成装置1は、メイン制御基板100と、ヘッド中継基板200と、画像処理基板300とを備える。
【0054】
メイン制御基板100には、CPU(Central Processing Unit)101、FPGA(Field-Programmable Gate Array)102、RAM(Random Access Memory)103、ROM(Read Only Memory)104、NVRAM(Non-Volatile Random Access Memory)105、搬送モータドライバ106、プラテンドラムモータドライバ107、乾燥ドラムモータドライバ108、駆動波形生成回路109などが実装されている。メイン制御基板100は、図1の制御部100として機能する。
【0055】
CPU101は、画像形成装置1の全体の制御を司る。例えば、CPU101は、RAM103を作業領域として利用して、ROM104に格納された各種の制御プログラムを実行し、画像形成装置1における各種動作を制御するための制御指令を出力する。 この際CPU101は、FPGA102と通信しながら、FPGA102と協働して画像形成装置1における各種の動作制御を行う。
【0056】
FPGA102には、CPU制御部111、メモリ制御部112、I2C制御部113、センサ処理部114、モータ制御部115、ヘッド制御部116、乾燥制御部117、読取結果処理部118が設けられている。
【0057】
CPU制御部111は、CPU101と通信を行う機能を持つ。メモリ制御部112は、RAM103やROM104にアクセスする機能を持つ。I2C制御部113は、NVRAM105と通信を行う機能を持つ。
【0058】
センサ処理部114は、シート幅センサ19、ドラム上読み取りセンサ81やエンコーダ26のセンサ信号の処理を行う。また、センサ処理部114は、画像形成装置1における各種の状態を検知する各種センサのセンサ信号の処理も行う。センサ処理部114は、上述したセンサ19、81、26等のほか、シート500の通過を検知する用紙センサ、環境温度や湿度を検知する温湿度センサ、カートリッジのインク残量を検知する残量検知センサなどの、各種センサを制御する。
【0059】
なお、温湿度センサなどから出力されるアナログのセンサ信号は、例えばメイン制御基板100などに実装されるADコンバータによりデジタル信号に変換されてFPGA102に入力される。
【0060】
モータ制御部115は、搬送駆動モータ130、プラテンドラム駆動モータ25、乾燥ドラム駆動モータ52等の制御を行う。モータ制御部115は、上記のモータに加えて、シート500を給紙するための給紙駆動ローラ11aを駆動する給紙モータ、排紙するための排紙駆動ローラ12aを駆動する排紙モータなどが含まれる。
【0061】
ヘッド制御部116は、ROM104に格納されたヘッド駆動データ、吐出同期信号LINE、吐出タイミング信号CHANGEを駆動波形生成回路109に渡して、駆動波形生成回路109に共通駆動波形信号Vcomを生成させる。
【0062】
ヘッド制御部116及び駆動波形生成回路109は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー及び、例えば特色が1色のみとした場合には合計5色のヘッドアレイの各ヘッドH1~H4に設けられた4つのノズル列(図8参照)に夫々対応するように設けられている。
【0063】
例えば、ブラック用のヘッド制御部として、ヘッドH1用のヘッド制御部116-K1A、116-K1B、116-K1C、116-K1D、同様に、ヘッドH2用のヘッド制御部、ヘッドH3用のヘッド制御、ヘッドH4用のヘッド制御部の16個が設けられている。シアン、マゼンタ、イエロー、特色でも同様に夫々の色に対して16個のヘッド制御部が設けられているため、FPGA102には、80個のヘッド制御部116-K1A~116-S4Dが設けられている。
【0064】
同様に、メイン制御基板100には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、特色の5色のヘッドアレイに設けられた4つのヘッドH1~H4の4列のノズル列L1x、L2x、L3x、L4xに対応して、80個の駆動波形生成回路109-K1A~109-S4Dが設けられている。
【0065】
駆動波形生成回路109が生成した共通駆動波形信号Vcomは、ヘッド中継基板200に実装された後述のヘッドドライバ210に入力される。ヘッドドライバ210はヘッド駆動部の一例である。
【0066】
ヘッド中継基板200‐K1~200-S4は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー、特色の5色のヘッドアレイに設けられた4つのヘッドH1~H4に対応して、各ヘッドに1つずつ、20個設けられている。
【0067】
後述する図8に示すように各ヘッドの4列のノズル列L1x、L2x、L3x、L4xにおいて、1列につきn個のノズル孔が設けられているとすると、ヘッド中継基板200には、ノズル孔の数と同数の、4×n個のヘッドドライバ210と圧電素子220が設けられている。なお、図3では2列分のノズル列について示しているが、他の2列のノズルに対しても同様の構成を有する。
【0068】
例えば、ブラック用のヘッドH1を駆動するヘッド中継基板200-K1において、ノズル列L1に対応して、ヘッドドライバ210K1A1~210K1Anと、圧電素子220-K1A1~220-K1Anが設けられており、ノズル列L2に対応して、ヘッドドライバ210K1B1~210K1Bnと、圧電素子220-K1B1~220-K1Bnが設けられている。
【0069】
ブラック用の他のヘッドH2、H3、H4、及び他の色シアン、マゼンタ、イエロー、特色のヘッドアレイの各ヘッドH1、H2、H3、H4に対応するヘッド中継基板200‐K2~200‐Y4もブラック用ヘッドH1の中継基板200-K1の構成と同様の構成を有する。
【0070】
乾燥制御部117は、ヒーター53の乾燥温度やエアーノズルの54の吹き付けエアー量及びエアー温度を制御する。
【0071】
読取結果処理部118は、スキャナー70とともに画像検査装置として機能し、スキャナー70の読み取り結果を基に、乾燥後の印刷画像について、画像の検査を行う。
【0072】
図4は画像処理部310の構成例を示す機能ブロック図である。画像処理部310は、受付けた画像データについて、階調処理、画像変換処理などを行い、各ヘッドの各ノズル列に対応付けられたヘッド制御部116-K1A~116-S4Dで処理可能な形式の画像データに変換する。そして、画像処理部310は、変換後の画像データを、ヘッド制御部116へ出力する。
【0073】
詳細には、画像処理部310は、インターフェイス41と、階調処理部42と、画像変換部43と、画像処理部RAM44と、を有する。
【0074】
インターフェイス41は、画像データの入力部であり、CPU101、およびFPGA102との通信インターフェイスである。階調処理部42は、受付けた多値の画像データに階調処理を行い、少値の画像データへ変換する。少値の画像データは、図2で示したヘッドH1(32)が吐出する液滴の種類(小滴、中滴、大滴、空吐出)に等しい階調数の画像データである。そして、階調処理部42は、変換した画像データを、画像処理部RAM44上に所定量保持する。
【0075】
画像変換部43は、画像処理部RAM44上の1バンド分の画像データについて、所定の画像単位で、画像データを変換する。
【0076】
画像変換部43は、変換した画像データSD'を、インターフェイス41を介してヘッド制御部116へ出力する。
【0077】
画像処理部310の機能は、FPGAやASIC等のハードウェア機能として実行されても良いし、画像処理部310内部の記憶装置に記憶された画像処理プログラムによって実施されるものであっても良い。
【0078】
また、画像処理部310の機能は画像形成装置の内部ではなく、コンピュータにインストールされたソフトウェアで行っても良い。
【0079】
図5は、ヘッド制御部116、駆動波形生成回路109、ヘッドドライバ210の構成例を示すブロック図である。図6は、本発明の実施形態に係る駆動波形の一例である。図5では、ブラック用ヘッドH1のノズル列L1用の制御に係る構成について示しているが、ノズル列L2、L3、L4や、ヘッドH2、H3、H4、及び他の色のヘッドについても同様の制御構成を有しているものとする。
【0080】
ヘッド制御部116-K1Aは、吐出のタイミングのトリガーとなるトリガー信号Trigを受信すると、駆動波形の生成のトリガーとなる吐出同期信号LINEを駆動波形生成回路109-K1Aへ出力する。さらに、吐出同期信号LINEからの遅延量に当たる吐出タイミング信号CHANGEを駆動波形生成回路へ出力する。吐出タイミングを補正して着弾タイミングを補正する場合、ヘッド制御部116-K1Aは補正部として機能する。
【0081】
駆動波形生成回路109は、吐出同期信号LINEと、吐出タイミング信号CHANGEに基づいたタイミングで共通駆動波形Vcomを生成する。
【0082】
さらに、ヘッド制御部116は、画像処理基板300に設けられた後述の画像処理部310から画像処理後の画像データSD'を受け取り、この画像データSD'をもとに、ヘッドH1~H4の各ノズルから吐出させる液滴の大きさに応じて共通駆動波形信号Vcomの所定波形を選択するためのマスク制御信号MNを生成する。
【0083】
マスク制御信号MNは吐出タイミング信号CHANGEに同期したタイミングの信号である。詳しくは、ヘッド制御部116では画像データに合わせて、液滴サイズを設定し、その液滴サイズに合わせて、図6に示すように滴サイズ毎のマスク制御信号(大滴用MN信号、中滴用MN信号、小滴用MN信号)をヘッドドライバ210へ送信する。
【0084】
なお、空吐出用MN信号は、共通駆動波形において、吐出の際のインク面であるメニスカスの挙動を抑制させるための制振波形(v)を含まないことで、大滴よりもさらに強い液滴を排出させてノズル及び圧力室内の液体の状態を回復させる。
【0085】
そして、ヘッド制御部116は、画像データSD'と、同期クロック信号SCKと、画像データのラッチを命令するラッチ信号LTと、生成したマスク制御信号MNとを、ヘッドドライバ210に転送する。
【0086】
ヘッドドライバ210は、図5に示すように、シフトレジスタ211、ラッチ回路212、階調デコーダ213、レベルシフタ214、およびアナログスイッチ215を備える。
【0087】
ヘッドドライバ210は、各ノズル孔から液滴を吐出するように伸縮する圧電素子220を駆動するように、圧電素子220と同数設けられている。
【0088】
シフトレジスタ211は、ヘッド制御部116から転送される画像データSD'および同期クロック信号SCKを入力する。
【0089】
ラッチ回路212は、シフトレジスタ211の各レジスト値を、ヘッド制御部116から転送されるラッチ信号LTによってラッチする。
【0090】
階調デコーダ213は、ラッチ回路212でラッチした値(画像データSD')とマスク制御信号MNとをデコードして結果を出力する。レベルシフタ214は、階調デコーダ213のロジックレベル電圧信号をアナログスイッチ215が動作可能なレベルへとレベル変換する。
【0091】
アナログスイッチ215は、レベルシフタ214を介して与えられる階調デコーダ213の出力でオン/オフするスイッチである。このアナログスイッチ215は、ヘッドH1~H4が備える上述したノズルごとに設けられ、各ノズルに対応する圧電素子220-K1A1~220-K1Anの個別電極に接続されている。
【0092】
また、アナログスイッチ215には、駆動波形生成回路109-K1Aからの共通駆動波形信号Vcomが入力されている。また、上述したようにマスク制御信号MNのタイミングが共通駆動波形Vcomのタイミングと同期している。
【0093】
したがって、レベルシフタ214を介して与えられる階調デコーダ213の出力に応じて適切なタイミングでアナログスイッチ215のオン/オフが切り替えられる。これにより、図6に示すように、共通駆動波形信号Vcomを構成する駆動波形の中から各ノズルに対応する圧電素子220-K1A1~220-K1Anに印加される波形が選択される。その結果、ノズルから吐出される液滴の大きさが例えば小滴、中滴、大滴、空吐出用に制御される。
【0094】
なお、図6では、空吐出波形は、共通駆動波形に専用の波形が含まれる例を説明したが、空吐出波形として専用の波形を設けずに、大・中・小滴用の波形のいずかを用いて空吐出を行ってもよい。
【0095】
あるいは、空吐出波形は、共通駆動波形とは別に生成した専用の空吐出波形を、例えば、駆動制御基板のROMに予め記憶しておき、空吐出の際に共通駆動波形に代えて、出力してもよい。
【0096】
<フラッシング>
ここで、図7を用いて一般的な空吐出の種類について説明する。フラッシングは、長時間使用しないヘッドのノズル詰まりの発生を防ぐため、定期的にインク吐出を行いノズル近傍のインクをリフレッシュしてノズル詰まりを防止する空吐出動作である。
【0097】
フラッシングには図7(a)に示す「ラインフラッシング」と、図7(b)に示す「スターフラッシング」と呼ばれる方式が一般的に使われている。
【0098】
「ラインフラッシング」はデータのページ間にフラッシングのためのスペースを設けて、シートにおける印刷領域の間のスペースが各ヘッドの各ノズルが対向するタイミングで、該スペースに空吐出をする方式である。
【0099】
一方、「スターフラッシング」は図7(b)の円で示す「スターフラッシング拡大図」の円中に記載のように、疎らに画像認識できないインク塵のようなインクを印刷画像に混ぜて空吐出する方式である。
【0100】
両方式には一長一短があり、「ラインフラッシング」では、空吐出のインク滴サイズ、量への制約が少なく、確実なノズルのリフレッシュが可能であるが、シート上にフラッシング用のスペースが必要になるため、シートにおいて印刷領域として使用できない領域であるヤレが増えてしまう。
【0101】
一方「スターフラッシング」ではフラッシング用のスペースは必要ないが、画像データと一緒にフラッシングするため、空吐出のインク滴サイズ、量に制限があり、ノズルのリフレッシュが不完全になるリスクがある。
【0102】
<本願のシート端部のフラッシング>
図8は、本発明の第1実施形態でシート端部のフラッシングの打ち分けについて説明する拡大図である。
【0103】
図8において、プラテンドラム2の端部基準Rから、右に距離"K"離れたところが、シート500のエッジ位置Eである。
【0104】
ヘッド制御部116は、エッジ位置の検出誤差や搬送中のエッジ位置のふらつきを考慮して、予め設定した距離"S"だけシート500のエッジ位置Eから右方向の位置、即ちプラテンドラム2の端部基準Rから、右に距離"c"離れた位置を空吐出ノズルの割付境界線Bとして、空吐出のタイミングを制御する。
【0105】
シート500の反対側のエッジも前述と同様にノズルを割り付けて、空吐出のタイミングを制御する。
【0106】
図9は、本発明の第1実施形態で、シート500におけるフラッシング跡と割付境界についての説明図である。
【0107】
図9中、二点鎖線で表す2本の線は、ノズルの空吐出の際の割付境界を示す線である割付境界線Bである。2本の割付境界線Bの外側の領域のノズルは、空吐出受け21での空吐出と同じ周期でフラッシングを行う空吐出フラッシング領域(外側領域)となる。
【0108】
2本の割付境界線Bに挟まれた領域のノズルは、シートに対する画像データに基づいた吐出動作を行っていないときに、印刷範囲(画像形成領域)でないシート間で、シート500上にノズルのフラッシング動作を実施する内側領域となる。内側領域のノズルで形成されたフラッシング跡は、ドラム上読み取りセンサ81又はスキャナー70によって割付境界の設定の際に読み取られる。
【0109】
割付境界Bの外側に割り付けたノズルは、エンコーダ26によるドラム2の移動量情報に連携して、空吐出受け21に対向した位置で空吐出する。
【0110】
具体的には図8において、エンコーダ26の基準点28から上流方向に距離X1離れた位置から、幅hの範囲に空吐出受け21が存在する。
【0111】
図3のFPGA102は、エンコーダ26が基準点28を検知後、エンコーダスケール27を計数し、エンコーダ26の基準点28から下流方向にa1~a4の距離にあるノズル列L1~L4に空吐出受け21が到達したタイミングで空吐出するよう制御を行う。図9に示さない他のヘッド32に於いても同様に空吐出する。
【0112】
外側領域において、シート500が直下にないノズルからの空吐出インクは空吐出受け21に回収される。また、シート500の両端部から設定幅S1,S2で規定された外側領域には、プラテンドラム2の外径周期で空吐出受け21と対向するタイミングで、インクの空吐出であるフラッシングの跡がシート500上に印刷される。
【0113】
これに対して、シート500の内側として割り付けたノズルのフラッシングは、シート500のエッジからそれぞれ割付境界Bの内側領域で、シート500上に空吐出されるので、プラテンドラム2の周面を汚すことはない。
【0114】
なお、図9ではシート500の内側領域のフラッシングをラインフラッシングで表しているが、内側領域でのフラッシングは前述のスターフラッシングであっても、プラテンドラム2の周面を空吐出インクで汚さない効果は変わらないため、内側領域のフラッシングはスターフラッシングであってもよい。
【0115】
図9の空吐出例では、シートの幅方向の両端部に周期的なフラッシング跡が残ることになるが、通常、シート500の両端部は印刷商品として使用されることはない。例えばシート幅方向の両端部は、通常は印刷工程での表裏読み取りマーク等の印刷エリアに使用されたり、紙送り用のトラクターピン穴を設けたりするエリアに使用される。
【0116】
そして、シート500の両端部は印刷の後工程で裁断されるため、シートの幅方向のエッジ位置Eから1/4インチ(6.35mm)程度以下の範囲に残るフラッシングの跡は印刷商品としては問題にはならない。しかし、場合によっては、フラッシング跡による表裏読み取りマークの誤検知や、画像形成と並行したフラッシンクの際のトラクターピン穴からプラテンドラム2の外周面を汚すリスクがあるため、フラッシング跡は少なくともシートのエッジ位置Eから1/8インチ(3.175mm)以下であることが望ましい。
【0117】
外側領域のフラッシング跡を小さく(狭く)するには、シート500のエッジ位置Eから空吐出ノズルの割付境界線Bまでの外側領域の幅S1及びS2を小さく設定すれば良い。しかし、設定値を小さくしすぎた場合には、シート500の内側として割り付けたノズルのフラッシングによる空吐出インクがシート500の走行位置誤差等で誤ってプラテンドラム2の空吐出受けではない外周面に直接着弾し、汚してしまうリスクがある。
【0118】
特に、印刷開始直後やシート500を交換した直後は、シート500の搬送位置が安定しないため、プラテンドラム2の周面を汚すリスクが高くなる。そこで、搬送位置の不安定のときの着弾誤差を考慮して、割付境界線Bの位置を設定する方法を下記説明する。
【0119】
<割り付けの設定手順>
図10は、フラッシング幅を設定する設定手順を示すフローチャートである。図11は、本発明の第1実施形態でのフラッシングについて説明するシート上のフラッシング跡及びタイミングチャートである。
【0120】
図11において、上段の(a)は、内側領域に割り付けられたノズルによってシート上に形成された、シート幅方向におけるフラッシング跡を示し、下段の(b)は、ノズルの吐出タイミングとプロセス速度の関係を示すタイミングチャートである。
【0121】
図11(a)において、横軸はドラム円周方向、縦軸はドラム幅方向を示す。図14(b)において、上段の横軸は時間、縦軸は吐出の有無を示し、下段の横軸は時間、縦軸はプロセス速度を示す。
【0122】
図10及び図11を用いて、割付境界の設定手順について説明する。
【0123】
図10のステップS101において、シート幅センサ19はシート500のシート幅(メディア幅)を検出する(図11(a)、t1)。
【0124】
ステップS102において、予め空吐出ノズルの割付境界の外側領域S1及びS2には余裕をもった初期値を与えておき、その初期値を用いて、少なくともシート500上の内側領域にラインフラッシングを実施する(図11(b)、t2)。
【0125】
そして、ステップS103で、作像部3下流に設けた読み取りセンサ81又は70で、シート500に印刷された内側領域によって形成されたフラッシング幅(G)を読み取る(図11(a)、t3)。フラッシング幅は、内側領域に割り付けられたノズルによって、シート上に形成された、シート幅方向におけるフラッシング跡が形成された幅である。これにより、ドラム幅方向に対して複数のノズルで設定された内側領域の幅を測定できる。
【0126】
そして、ステップS104で、ヘッド制御部116は、シート幅センサ19で検知したシート幅(F)と、読み取りセンサ81で読み取ったフラッシングの内側領域から演算した外側領域の幅とを比較して、割付境界Bの位置が適正かどうか判定する。
【0127】
ステップS104で、割付境界の位置が適正でない場合(No)、割付境界Bを再設定する。これにより、外側領域の設定幅をS1及びS2、から、例えばS1'及びS2'に書き換えて、シート両端部において、空吐出受け21の位置と合わせてフラッシング幅を行う幅を調整する(S105)。
【0128】
その後、位置確認が不要に設定されている場合(S106でNo)、再設定した割付境界に基づいて、外側領域、内側領域を割り付けて、印刷動作中にフラッシングを行う(図10、END、図11(b)、t4)。
【0129】
一方、位置確認が必要に設定されている場合(S106でYes)、書き換えた割付境界の内側領域にフラッシングを実施し(S107)、再度S103で内側領域の幅を測定し、S104で割付境界Bの位置が適正かどうか判定し、Yesであれば、設定した割付境界に基づいて、外側領域、内側領域を割り付けて、印刷動作中にフラッシングを行う。
【0130】
ここで、割付境界Bの位置が適正か判定するループ(S105、S106、S107、S103)を回してS104がYesになるまで割付位置の調整を複数回、実施してもよい。
【0131】
なお、初期値のままで割付境界Bの位置が適正の場合は(S104でYes)、設定を変更せず、そのまま印刷動作に移行し、印刷動作中にフラッシングを行う。
【0132】
図11のタイミングチャートに於いて、Δtはフラッシングの吐出タイミングとフラッシング幅(G)の検知タイミングの時間差を示す。図11では、最初に吐出したフラッシングは2回目のフラッシングの後に検知されるため、外側領域の幅の設定値s1及びs2の書き換えは図中(i)で示す矢印で3回目のフラッシングにフィードバックされることを示している。
【0133】
このように、シート500の幅検知情報と連携することで、空吐出ノズルの割り付けが容易になり、フラッシング幅の設定の自動化が可能になる。
【0134】
また、ラインフラッシングの幅を読み取り、空吐出ノズルの割り付けを可視化することで、空吐出インクのプラテンドラムへのはみ出し及び、空吐出インク受けに打ち込んだインクのシート500への着弾範囲を最適化できる。
【0135】
このようなフラッシング幅調整は、プラテンドラム2の汚れ防止リスク低減のために行われるが、生産性の観点からは、出来るだけ少ないフラッシング回数で、出来るだけ短時間で完了させることが望ましい。
【0136】
ここで、画像検査装置の読み取りセンサであるスキャナー70は乾燥装置5の下流に配されているため、装置構成によっては、調整完了までのフラッシング回数や調整に要する待ち時間が多くなる。この不具合の解消には、フラッシングタイミングに近いタイミングでフラッシング幅を検知することが必要である。
【0137】
例えば、ドラム上読み取りセンサ81は図1に示すように作像部3の直下流のプラテンドラム2上に配置され、ヘッド制御部116と連携している。そのため、ドラム上読み取りセンサ81は作像部3の直下流でフラッシング幅を検知可能なため、待ち時間なくフラッシング幅調整を完了することができる。
【0138】
また、ドラム上読み取りセンサ81での読み取り位置では、フラッシングが印刷されるシートはプラテンドラム2に巻付き密着しているため、ドラム上読み取りセンサは、読み取りセンサ読み取り誤差を小さくすることができる。さらに、加熱乾燥前であるため、シートの熱収縮が影響していない状態でフラッシング幅を読み取るため、読み取り誤差を小さくすることができる、という利点がある。
【0139】
一方、乾燥装置5のシート搬送方向下流に設けられたスキャナー70は、画像検査装置でシートの収縮等を調べる際に用いる読取データであるので、この読取データを流用することで、ドラム上読み取りセンサ81の設置が不要であり、装置コストの低減になる。
【0140】
そのため、フラッシング幅の読み取りに用いる読み取りセンサは、精度及びスピード、又はコストの優先度に応じて、適宜選択すると好適である。
【0141】
<着弾誤差>
図12及び図13は本発明の実施形態における空吐出受け21での着弾位置と位置の誤差について説明する図である。図12は、ヘッド32から空吐出受け21へインク滴が吐出されている状態を示す拡大図である。図13は、プロセス速度に応じた着弾遅れを説明するグラフである。図8図12図13を用いて着弾誤差について説明する。
【0142】
図12及び図8に於いて、"h"はプラテンドラム2の外周面にある、帯状の開口部(溝)である空吐出受け21の溝幅である。
【0143】
図13は、ヘッド32のノズル面からインク着弾面までの距離の増加分"z"での着弾遅れを表したものである。詳しくは、図12を参照して、空吐出受け21の表面はプラテンドラム2の他の外周面よりの凹んでいるため、ヘッド32のノズル面からプラテンドラム2の外周面までの距離よりも、ヘッド32のノズル面から空吐出受け21までの距離の方が"z"だけ長くなる。そのため、ヘッド32から吐出されて、空吐出受け21に着弾するインクは、外周面に着弾するインクに対して、対空時間が長くなる分、位置のズレ量が発生する。
【0144】
図13の横軸は空吐出受け21の溝幅hを表しており、縦軸はヘッド吐出対向位置からインク着弾位置までのプラテンドラム2上の着弾位置のズレ量を表している。
【0145】
より詳しくは、仮にプラテンドラム2の直径を600mm、インクの吐出速度を6m/秒として、プロセス速度が75m/分の場合を、上段の図13(a)に、プロセス速度が200m/分の場合を下段の図13(b)に示している。なお、プロセス速度は、例えば、プラテンドラム2の回転速度に相当する。
【0146】
ここで、着弾遅れの許容値を仮に10μmとした場合、プロセス速度が75m/分の場合には、空吐出受け21の溝幅hは10mm以下で良いが、プロセス速度が200mpmの場合には空吐出受け21の溝幅hは6mm以下にする必要があることを示している。
【0147】
プラテンドラム2の直径Dをさらに小さくコンパクトにした場合には、空吐出受けの溝幅hはさらに小さくしなくてはならないため製作上困難になることが予想できる
<第2実施形態>
図14は、本発明の第2実施形態でシートの端部のフラッシングの打ち分けについて説明する図である。
【0148】
図14(a)は、空吐出受け21Aの断面図を示し、図14(b)は、シート500と、ヘッドと、空吐出受けでの孔の位置を説明する図である。
【0149】
図14(b)では、空吐出受け21Aの上にプラテンドラム2と同じ周面を持つ蓋22を配しており、蓋22の表面には空吐出インクを通すための穴23を設けている。
【0150】
本実施形態の構成では、プラテンドラム2の外周面と径方向に同じ高さを有する蓋22に穴23を形成しているため、穴23の開口位置は、外周面とほとんど変わらず、図12に示す着弾誤差を最小限にできる。そのため、プロセス速度(印刷速度)が高速化した場合においても、溝部による段差による画像品質の劣化を発生させずに、十分な空吐出受け21Aの溝幅hを設けることが可能になる。
【0151】
複数の穴23は加工性の良い丸穴を、プラテンドラム2の幅方向に千鳥配列しており、隣り合う穴とのピッチを穴の幅方向の寸法の2倍未満としている。これにより、一方の列(I列)の丸穴23の端部は、ドラム幅方向において他方の列(II列)の丸穴の端部とオーバーラップする位置にあるように構成されている。
【0152】
そのため、ヘッド32から吐出される全てのインクが蓋22表面のいずれかの穴23を通って、空吐出受け21Aに着弾できる構成になっている。
【0153】
具体的には、蓋22表面に直径"d"の丸穴23を穴の縁と縁の間を2mmとして穴ピッチP=(d+2)でプラテンドラム2の幅方向に一列に並べた穴列(I列)を搬送方向に距離"q"移動した位置にドラム幅方向に穴ピッチの半分[(d+2)/2}シフトした穴列(II列)を配している。
【0154】
丸穴23の中に仮想の空吐出範囲(幅M x 送り長H)を想定し、幅Mと丸穴23の縁までの余裕を0.5mm (片側0.25mm)とすると、穴径"d"と空吐出範囲の関係は下記、表1に示す。
【0155】
【表1】
表1において、上述のようにdは穴23の径、Pは穴ピッチ、Mは仮想吐出範囲の幅、Hは仮想吐出範囲の送り長であり、単位はmmである。
【0156】
表1から、穴23が直径4mm以上で、ヘッド32から空吐出される全てのインクをいずれかの穴23の空吐出範囲"M x H"を通して空吐出受け21Aに着弾可能にできる。
【0157】
このように、蓋22に丸穴の千鳥配列を形成することは穴の加工性が良好であるとともに、千鳥配列の穴群であることでノズルの割り付けが容易になる。
【0158】
図14(b)中"c"は、図1の本発明の実施例でのシート端部のフラッシングの打ち分けで説明した、プラテンドラム2の端部基準からの空吐出ノズルの割付境界の位置である。
割付境界線の外側に割り付けたノズルは、エンコーダ26によるドラム2の移動量情報に連携して、空吐出受け21Aに対向した位置で空吐出する。
【0159】
具体的には図14において、エンコーダ26の基準点28から上流方向に距離X2離れた位置から、ピッチqで穴23が設けられる。
【0160】
図3のFPGA102は、エンコーダ26が基準点28を検知後、エンコーダスケール27を計数し、エンコーダ26の基準点28から下流方向にa1~a4の距離にあるノズル列L1~L4に空吐出受け21が到達したタイミングで、各ノズル列で穴23に対向するノズルから空吐出するよう制御を行う。図14に示さない他のヘッド32に於いても同様に空吐出する。
【0161】
例えば、図14(b)では、図中L1,L2,L3,L4で示すヘッド32のノズル列中のプラテンドラム2の端部基準Rからの距離が、"b3"以下のノズルと"b4"を超え"c"以下のノズルは(I)列の位置で空吐出する。また、プラテンドラム2の端部基準Rからの距離が、"b3"を超えて"b4"以下のノズルは(II)列の位置で空吐出する。このように、ヘッド32から空吐出される全てのインクをいずれかの穴の空吐出範囲"M x H"を通して空吐出受け21Aに着弾可能になる。
【0162】
図15図14で説明した第2実施形態での、シート500におけるフラッシング跡と割付境界についての説明図である。図9で説明した第1実施形態でのフラッシングとほぼ同じで、シート500の両端部から外側領域S1及びS2の範囲には、プラテンドラム2の外径周期でフラッシングの跡が印刷される。しかし、本実施形態では、外側領域S1及びS2の範囲に印刷されるフラッシング跡は蓋22に設けた穴の位置に合わせて分割される。
【0163】
なお、図14(b)に示す例では、穴の加工性の良さから穴形状を丸穴とし、打ち分けるノズルの割り付けのし易さから穴ピッチを穴寸法の2倍以下とした一組の千鳥配列としているが、穴ピッチをもっと広げて複数組の千鳥配列にしても良い。
【0164】
さらに、穴の形状も、プラテンドラムの回転方向の穴の寸法が、図12図13で説明したインクの着弾位置誤差の許容値を満たす溝幅hの寸法を満たし、且つプラテンドラム2の軸を含む面で各穴を断面して重ね合わせた場合に、少なくともヘッドアレイ構成するノズルが分布する領域よりも広く且つ、該複数の穴23の開口部が連続する条件を満たせば同じ効果を得ることができる。
【0165】
即ち、ドラムの軸を含む面で前記複数の穴のドラム幅方向の最大幅で断面した開口部を重ね合わせた場合に、少なくとも複数のノズルが分布する領域よりもドラム幅方向に広く且つ連続する。
【0166】
例えば、図14の例では、ドラム幅方向における各穴23における開口部の最大値は、I列の穴のY11,Y12、II列の穴のY21,Y22であるとすると、上側に示すI列の穴23の最大値Y11,Y12と、下側に示すII列の穴23の最大値Y21が、ドラム幅方向において重なるように形成されている。言い換えると、ドラム幅方向のI列の穴の最大値Y11,Y12の間隔を埋めるように、II列の穴の最大値Y21,Y22が形成されている。
【0167】
なお、本例は、蓋22において2列の穴列{(I列),(II列)}を形成する例を示しているが、穴23の列数は、3列以上であってもよい。この場合も、複数の穴列は、ドラム幅方向に対してずれて配列されている。複数の穴列の一の穴列におけるドラム幅方向における穴23の最大幅同士の間隔を、複数の穴列の該一の穴列とは異なる1又は複数の穴列における複数の穴が、埋めるように形成される。これにより、ノズル列を形成するノズルに対して、ドラム幅方向に吐出可能な複数の穴23の位置が連続するようになる。
【0168】
また、蓋22において最も外側の穴23の最大値Y21の外側端部は、ノズル列L11,L31の端部である最も外側のノズル位置NEよりも外側に位置している。反対側の端部においても同様である。これにより、ドラム幅方向において、穴23が分布する領域は、少なくともノズルが分布する領域よりも広くなるように構成されている。
【0169】
また、図14(a)に戻って、図14(a)は蓋22の構造を説明する図で、蓋22の外周面はプラテンドラム2と同じ周面になっているが、周方向の両端部22eのプラテンドラム2との境界部を図中"e"で示すように、プラテンドラム2の外周からわずかに内側に入り込むように構成している。
【0170】
蓋22の外周面を全てプラテンドラム2と同じ曲率で同じ周面を構成しても良いが、製作誤差でプラテンドラム2の外周面にわずかに突き出た場合、外周面に巻き付けて搬送するシート500の表面に局部的な段差が発生し、局部的なインク滴の着弾位置誤差による印刷品質の低下を招くリスクがある。
【0171】
このようなリスクを回避する方法として、本実施形態では、蓋22の周方向両端部22eがプラテンドラム2の外周からわずか内側に入り込むように構成している。両端部22eの周方向の両端部の幅"f"は、例えば面取りや曲げ、絞り等の一般的は加工方法で、図12図13で説明した着弾位置誤差が問題にならない程度に容易に実現することができる。
【0172】
図14(a)に示すように、蓋部材の周方向両端を前記プラテンドラムの外周面よりも内側に構成することで、局部的な段差がなくなり、画像品質の劣化を防止できる。
【0173】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【0174】
上記実施の形態では、連続シートを用いて説明したが、シートは所定の長さのカットシートであっても良い。その場合、例えばシートに対向するノズルはシート上にスターフラッシングを行い、シートに対向しないノズルは、液体受けにフラッシング動作を行っても良い。
【0175】
上記実施の形態では、シート幅センサ19でシート幅を検知する例を説明したが、シート幅をセンサで検知せず、ユーザの設定に基づいてノズルのフラッシングを制御しても良い。
【0176】
例えば、上記実施の形態では、本発明に係る搬送装置を備えた画像形成装置について説明したが、本発明に係る搬送装置は、画像形成装置を含めた液体を吐出する装置に広く適用することができる。
【0177】
ここで、「液体吐出装置」とは、液体吐出部である液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出部を駆動させて、液体を吐出させる装置である。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。
【0178】
この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置等も含むことができる。
【0179】
例えば、「液体を吐出する装置」としては、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置の他に、立体造形物(三次元造形物)を造形するために粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置(三次元造形装置)が挙げられる。
【0180】
又、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。
【0181】
上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するもの等を意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布等の被記録媒体、電子基板、圧電素子等の電子部品、粉体層(粉末層)、臓器モデル、検査用セル等の媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着する全てのものが含まれる。
【0182】
上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックス等液体が一時的でも付着可能であればよい。
【0183】
又、「液体」は、インク、処理液、DNA試料、レジスト、パターン材料、結着剤、造形液、又は、アミノ酸、たんぱく質、カルシウムを含む溶液及び分散液等も含まれる。
【0184】
又、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置等が含まれる。
【0185】
又、「液体を吐出する装置」としては他にも、用紙の表面を改質する等の目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液をノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置等がある。
【0186】
「液体吐出ユニット」とは、インクジェットヘッド等の液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体である。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたもの等が含まれる。
【0187】
ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合等で互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。又、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。
【0188】
又、「液体吐出ヘッド」は、使用する圧力発生手段が限定されるものではない。例えば、圧電アクチュエータ(積層型圧電素子を使用するものでもよい。)、発熱抵抗体等の電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータ等を使用することができる。
【0189】
又、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等は何れも同義語とする。
【符号の説明】
【0190】
1 画像形成装置(液体吐出システム)
2 プラテンドラム(ドラム)
3 作像部 3a ブラックヘッドアレイ
3b シアンヘッドアレイ
3c マゼンタヘッドアレイ
3d イエローヘッドアレイ
3e 特色ヘッドアレイ
7 画像データ
19 シート幅センサ(シート幅検知手段)
20 液体吐出装置
21,21A 空吐出受け(液体受け)
22 蓋
22e 蓋端部
23 穴
25 ドラムモータ
26 エンコーダ(ドラム移動量検知手段)
27 エンコーダスケール
31 各ヘッドアレイ
32(H1,H2,H3,H4) ヘッド(液体吐出ヘッド)
70 スキャナー(画像検査手段)
81 ドラム上読み取りセンサ(イメージセンサ)
100 メイン制御基板(制御部)
116 ヘッド制御部(吐出制御手段、設定手段)
118 読取結果処理部
500 シート(ウェブ、記録媒体)
B 割付境界
E エッジ位置
L1,L2,L3,L4 ノズル列
【先行技術文献】
【特許文献】
【0191】
【文献】特開2013-226701号公報
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15