インクジェットプリンタ
【課題】放射線硬化インクを使用したインクジェットプリンタにおいて、インク吐出量が多い印刷を行なう場合に生じる発色ムラを低減することができるインクジェットプリンタを提供する。
【解決手段】放射線硬化インクを吐出して印刷を行なうインクジェットプリンタの制御手段が、放射線発振器を駆動する交流電源の位相を検出してプリントヘッドによる印刷開始を制御する印刷開始制御手段を備えることにより、放射線発振器による放射線発振に対応してインクジェットヘッドから放射線硬化インクを吐出するので、毎インタレースの印字開始タイミングを放射線発振のタイミングにあわせて制御することで、全体に均一な照射が可能となり、インクの発色ムラを低減することができる。
【解決手段】放射線硬化インクを吐出して印刷を行なうインクジェットプリンタの制御手段が、放射線発振器を駆動する交流電源の位相を検出してプリントヘッドによる印刷開始を制御する印刷開始制御手段を備えることにより、放射線発振器による放射線発振に対応してインクジェットヘッドから放射線硬化インクを吐出するので、毎インタレースの印字開始タイミングを放射線発振のタイミングにあわせて制御することで、全体に均一な照射が可能となり、インクの発色ムラを低減することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
紫外線などの放射線によって記録媒体上に硬化するインクを吐出して印刷を行なうインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近来、紫外線などの放射線によって硬化するインクを吐出することにより印刷を行なうインクジェットプリンタが実用化されている。このようなインクジェットプリンタは、主にインクが染み込まないガラスやプラスティックプレート、金属板等の表面に印刷を行なうことにより、屋外宣伝用のサインディスプレイや自動車のメータパネルなどを作成するために使用される。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタは、概略次のように印刷が行なわれる。
（１）インクをノズルから吐出し、インク滴を記録媒体に付着させる。
（２）インクジェットヘッド、あるいは記録媒体が移動する。
（３）インクを硬化するための放射線発振器が記録媒体に対して放射線を発振することで、記録媒体に付着したインク滴が硬化する。
（４）印刷が終了するまで（１）〜（３）を繰り返す。
【０００４】
紫外線硬化インクを使用するインクジェットプリンタでは、吐出した紫外線硬化インクを硬化させるための放射線発振器として、商用の交流電源、あるいは商用電源を降圧させた交流電源で点灯する紫外線ランプを使用するのが一般的である。直流電源で点灯する紫外線ランプも存在するが、その場合交流電源からの電流を直流化するための回路を必要とするため、コストが上昇するという問題がある。
【０００５】
また、インクジェットプリンタでは、インタレース方式によるインク吐出が一般的に行なわれている。
【０００６】
インタレース方式によるインクの吐出の概略を図６に示す。図６では４つのノズルを一列に備えた１つのインクジェットヘッドにおいてインタレース方式でインクの吐出を行なった状態を示している。
【０００７】
一回目の吐出において、インクジェットヘッドは主走査方向（Ｘ軸方向）に移動しながらインクを吐出しているが、この際にインクジェットヘッドはノズル孔の直径Ｒの４倍程の距離をとってインクを吐出する。
【０００８】
二回目の吐出において、記録媒体あるいはインクジェットヘッドを副走査方向（Ｙ軸方向）に移動する。この移動距離はインクジェットヘッドのノズル間距離ｄとする。移動後、再びインクジェットヘッドはインク吐出を行なう。二回目の吐出においてインクジェットヘッドは最初のインクの吐出位置を第一回目のインク吐出位置からノズル孔Ｒ程の距離をとった場所として、一回目の吐出同様にノズル孔の直径Ｒの４倍ほどの距離を取るようにインクジェットヘッドが移動しながらインクを吐出する。
【０００９】
三回目の吐出も同様に、記録媒体あるいはインクジェットヘッドを副走査方向（Ｙ軸方向）に距離ｄだけ移動して、インクジェットヘッドはインクの吐出位置を第二回目のインク吐出位置からノズル孔Ｒ程の距離をとった場所として、ノズル孔の直径Ｒの４倍ほどの距離を取るようにインクジェットヘッドが移動しながらインクを吐出し、四回目の吐出もまた同様に行なう。
【００１０】
このようなインタレース方式のインク吐出を行なうことにより、ノズル間隔を限界まで小さくせずとも高解像度の印刷を行なうことが可能となることが、例えば特許文献１に開示されているように周知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−１７７１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、紫外線硬化インクを使用したインクジェットプリンタにおいても、インタレース方式によるインク吐出を実現可能ではあるが、解決しなければならない問題がある。
【００１３】
図７は、交流電源で点灯する紫外線ランプの点灯周期と、図６で示したインタレース方式によるインク吐出周期との関係を説明するための図である。
【００１４】
交流電源で点灯することから、紫外線ランプは供給される交流周波数に対応した点灯、消灯を繰り返しており、周期の頂点で紫外線ランプの照度は最大となり、電流が０の時は紫外線ランプの照度は最低となる。
【００１５】
図７（ａ）では、理解のためにインク滴吐出周期と紫外線ランプの点灯周期とが略同一であるように図示している。図示しているように、紫外線ランプの点灯とインク吐出とのタイミングとがずれているために、インタレース方式で吐出したインクにインタレースの回数分、ＵＶランプが照射されることになるが、その複数回のＵＶランプ照射の積算での強弱が、インクの発色ムラの原因となっている。
【００１６】
すなわち、紫外線ランプの照度が最大の時点で記録媒体に付着しているインク滴と、紫外線ランプの照度が低下している時に記録媒体に付着しているインク滴とが存在するため、紫外線ランプの照射を受けて硬化するタイミングにムラが生じることから、予期していた発色を得ることができないことを示している。
【００１７】
実際にはインク吐出周期は紫外線ランプの点灯周期よりも高速であるため、図７（ｂ）のようにインク吐出がなされることになるが、紫外線ランプの点灯周期とインク吐出周期との関係によって生じる問題については図７（ａ）で示したものと同様に生じる。
【００１８】
図７の場合、インクジェットヘッドが移動するものとして、その移動速度が１０００ｍｍ／ｓｅｃ．、商用交流周波数６０Ｈｚの場合、１０００×１／６０×１／２＝８．３３３３３・・・となり、約８ｍｍ間隔で照射する紫外線の強度が変化することになる。従って、図７（ｃ）に示すようにインクの発色ムラが生じてしまうので、印刷物の品質を低下させてしまうという問題があった。
【００１９】
殊に、このような印字ムラは濃度の高い印刷を行なう際に顕著な問題となっている。すなわち、インクの吐出量が少ない場合、言い換えれば濃度が低い場合はインクの発色ムラは目立たないので、印刷物の品質低下も目立つことはない。
【００２０】
しかし、黒１００％などのインクの吐出量が多い印刷を行なう場合は、発色ムラが格段に目立つために、印刷物の品質低下が目立ってしまう。
【００２１】
そこで、本発明は、放射線硬化インクを使用したインクジェットプリンタであって、インク吐出量が多い印刷を行なう場合に生じる発色ムラを低減することができるインクジェットプリンタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
かかる課題を解決する為に、請求項１に係る発明は、インクジェットプリンタであって、前記インクジェットプリンタの動作を制御する制御手段と、放射線硬化インクを吐出する複数のノズルを備えたインクジェットヘッドを有するプリントヘッドと、交流電源で駆動する放射線発振器と、を備え、前記制御手段が、前記交流電源の位相を検出することにより前記プリントヘッドによる印刷開始を制御する印刷開始制御手段を備えること、を特徴としている。
【００２３】
また、請求項２に係わる発明は、請求項１のインクジェットプリンタであって、前記制御手段が、前記プリントヘッドが有するインクジェットヘッドによる放射線硬化インクの吐出量に基づいて、前記印刷開始の制御を行うか否かを判断する判断手段を備えること、を特徴としている。
【００２４】
さらに、請求項３に係わる発明は、請求項１のインクジェットプリンタであって、前記印刷開始制御手段が、前記プリントヘッドを駆動する印刷信号を遅延することにより、前記プリントヘッドによる印刷開始を制御すること、を特徴としている。
【００２５】
加えて、請求項４に係わる発明は、請求項１のインクジェットプリンタであって、前記印刷開始制御手段が、前記印刷信号を前記交流電源の周期の１／４遅延すること、を特徴としている。
【００２６】
また、請求項５に係わる発明は、請求項１のインクジェットプリンタであって、前記制御手段が、前記プリントヘッドが有するインクジェットヘッドによる放射線硬化インクをインタレース方式で吐出することにより印刷を行なうこと、を特徴としている。
【００２７】
さらに、請求項６に係わる発明は、請求項１のインクジェットプリンタであって、前記放射線硬化インクが紫外線硬化インクであり、前記放射線発振器が紫外線ランプであること、を特徴としている。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１に記載のインクジェットプリンタは、放射線硬化インクを吐出して印刷を行なうインクジェットプリンタの制御手段が、放射線発振器を駆動する交流電源の位相を検出してプリントヘッドによる印刷開始を制御する印刷開始制御手段を備えることにより、放射線発振器による放射線発振に対応してインクジェットヘッドから放射線硬化インクを吐出するので、毎インタレースの印刷開始タイミングを放射線発振のタイミングにあわせて制御することで、全体に均一な照射が可能となり、インクの発色ムラを低減することができる。
【００２９】
請求項２に記載のインクジェットプリンタは、制御手段がインクジェットヘッドによる放射線硬化インクの吐出量に基づいて印刷開始制御手段による印刷開始制御を行なうか否かを判断する判断手段を備えることにより、インクの吐出量が少ない時には放射線発振に対応したインクの吐出を行なわないので、インクの発色ムラを低減する際の印刷効率の低下を防ぐことができる。
【００３０】
請求項３に記載のインクジェットプリンタは、印刷開始制御手段によってプリントヘッドを駆動するための印刷信号を遅延することで、プリントヘッドによる印刷開始を制御するので、簡易な構成によりインクの発色ムラを低減することができる。
【００３１】
請求項４に記載のインクジェットプリンタは、印刷信号の遅延時間を交流電源の周期の１／４とすることにより、放射線発振器の最大発振時に合わせてプリントヘッドによる印刷開始を制御してインクの発色ムラを低減することができる。
【００３２】
請求項５に記載のインクジェットプリンタは、放射線硬化インクをインタレース方式で吐出することにより印刷を行なうので、インクの発色ムラを低減した高解像度の印刷を実現することができる。
【００３３】
請求項６に記載のインクジェットプリンタは、紫外線ランプから全体に均一な照射が可能となり、紫外線硬化インクの発色ムラを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明におけるインクジェットプリンタ１００の構造を説明するための図である。
【図２】図１に示したインクジェットプリンタ１００のプリントヘッド１の構造を説明するための図である。
【図３】インクジェットプリンタ１００の電気的な構成を説明するための図である。
【図４】インクジェットプリンタ１００の動作を説明するための図である。
【図５】インクジェットプリンタ１００によって記録媒体Ｐに対して行なったインク吐出を説明するための図である。
【図６】インクジェットプリンタ１００におけるインタレース方式の印刷を説明するための図である。
【図７】紫外線硬化インクを使用してインタレース方式の印刷を行なった場合に生じる問題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を利用しながら、本発明を実施するための最良の形態について、説明を行なう。
【００３６】
この実施の形態は、放射線硬化インクとして、紫外線硬化インクを吐出する構成を備えたインクジェットプリンタである。
【００３７】
図１は、本発明におけるインクジェットプリンタ１００の構造図である。
【００３８】
図１に示すインクジェットプリンタ１００は、プリントヘッド１が記録媒体Ｐに対して直交方向（主走査方向）に往復動作を行ない、所定方向（副走査方向）に記録媒体Ｐを移動させることで記録媒体Ｐに印刷を行なうことが可能となる、いわゆるシャトル式インクジェットプリンタである。
【００３９】
インクジェットプリンタ１００は、プリントヘッド１、シャトル軸２、テーブル３、テーブル駆動部４を備えている。
【００４０】
プリントヘッド１は、複数のノズルを備えたインクジェットヘッドおよび紫外線ランプを備えており、図示しないインクタンクから紫外線硬化インクの供給を受けてインクを吐出し、紫外線ランプからの紫外線放射によりインクを硬化する。
【００４１】
プリントヘッド１は、ボールネジやチェーン、ベルト、あるいはリニアモータなどで実現される駆動手段を備えたシャトル軸２に沿って往復移動可能なように設備されており、印刷を行なう際、テーブル３に載置された記録媒体Ｐに対して往復移動（主走査方向の移動）を繰り返す。
【００４２】
テーブル３は、図示しないエア吸引部を備えており、薄板状の記録媒体Ｐを固定して載置する。
【００４３】
テーブル３は、ボールネジやチェーン、ベルト、あるいはリニアモータなどで実現されるテーブル駆動部４に沿って往復移動可能なように設備されており、印刷を行なう際、テーブル駆動部４の制御により、記録媒体Ｐを載置した状態で、所定の方向（副走査方向）に移動する。
【００４４】
後述する制御部１０によって、プリントヘッド１の移動と、テーブル３の移動とが協調して行なわれ、プリントヘッド１に備えられたインクジェットヘッドがインクを記録媒体Ｐ上に吐出することにより、印刷が実行され、記録媒体Ｐ上に印刷像が形成される。
【００４５】
図２は、プリントヘッド１の構造を説明するための図である。
【００４６】
プリントヘッド１は、複数のインクジェットヘッド１ａ、および紫外線ランプ１ｃを備えている。
【００４７】
インクジェットヘッド１ａは、図示しないインクタンクから供給される紫外線硬化インクを、複数のノズル１ｂから各々液滴として記録媒体Ｐに吐出する。インクジェットヘッド１ａがインクを吐出する機構としては、ピエゾ式、サーマル式、電磁式等、所望の吐出機構を採用することができる。
【００４８】
図２に示したプリントヘッド１では、ＹＭＣＫのカラーインクを吐出するために、インクジェットヘッド１ａＹ、１ａＣ、１ａＭ、１ａＫを備えている。インクジェットヘッド１ａＹはイエローインクを、インクジェットヘッド１ａＣはシアンインクを、インクジェットヘッド１ａＭはマゼンダインクを、インクジェットヘッド１ａＫはブラックインクを、それぞれ吐出する。
【００４９】
なお、ここでは、プリントヘッド１において、ＹＭＣＫの４色インクを吐出するために４つのインクジェットヘッド１ａが備えられているよう説明しているが、プリントヘッド１に備えられるインクジェットヘッド１ａの数は４に限定されない。
【００５０】
例えば、特色インクを吐出するためのインクジェットヘッド１ａをさらに備えるようにしてもよい。あるいは、印刷処理を高速化するため、インクジェットヘッド１ａＹ、１ａＣ、１ａＭ、１ａＫをそれぞれ複数備えるようにしてもよい。
【００５１】
ノズル１ｂは、インクの液滴を吐出するために、インクジェットヘッド１ａにそれぞれ備えられている。ノズル１ｂの数は、図示しているとおり、各インクジェットヘッド１ａにおいて一列に４つずつ備えられている。ノズル１ｂは、インクジェットヘッド１ａのインク吐出機構によって、インクの液滴を１つずつ吐出する。
【００５２】
なお、ここでは、ノズル１ｂの数を一列に４つとしているが、インクジェットヘッド１ａに備えられるノズル１ｂの数は４に限定されない。また、インクジェットヘッド１ａのノズル１ｂの列数も１に限定されない。
【００５３】
紫外線ランプ１ｃは、記録媒体Ｐに付着した紫外線硬化インクを硬化させるため、紫外線を放射する。紫外線ランプ１ｃは、商用周波数、あるいは放電灯安定器を通して得られる周波数の電源によって点灯する。一般的に、紫外線硬化インクを硬化させるためのＵＶ波長は２００ｎｍ〜４００ｎｍであることから、紫外線ランプ１ｃにおいても該当する波長の紫外線を照射可能とする。
【００５４】
紫外線ランプ１ｃとしては、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、水銀キセノンランプなど、所望の形式のランプを使用することができる。
【００５５】
図３は、インクジェットプリンタ１００の電気的な構成を示すための図である。
【００５６】
インクジェットプリンタ１００は、電気的な構成として、制御部１０、表示部１１、入力部１２、外部インタフェイス１３、交流電源１４、位相検出回路１５、遅延回路１６を備えている。
【００５７】
制御部１０は、インクジェットプリンタ１００全体を制御するために、ＣＰＵ１０ａ、ＲＯＭ１０ｂ、メモリ１０ｃを備えている。
【００５８】
ＣＰＵ１０ａは、ＲＯＭ１０ｂが記憶している制御用プログラムをメモリ１０ｃにおいて実行することにより、インクジェットプリンタ１００の動作を制御する。
【００５９】
ＲＯＭ１０ｂは、インクジェットプリンタ１００を制御するための制御プログラムを記憶している。
【００６０】
メモリ１０ｃは、ＣＰＵ１０ａがＲＯＭ１０ｂに記憶された制御用プログラムを実行するためのワークエリアであり、該制御用プログラムを実行することによって、インクジェットプリンタ１００の動作を制御する。
【００６１】
表示部１１は、インクジェットプリンタ１００の動作状態を表示するためのものであり、液晶モニタなどで実現される。
【００６２】
入力部１２は、インクジェットプリンタ１００の動作を制御するための入力操作を行なうためのものであり、キーボードやマウスなどで実現される。
【００６３】
外部インタフェイス１３は、インクジェットプリンタ１００において印刷を行なうための印刷データＰＤを受信するために使用される。
【００６４】
外部インタフェイス１３によって受信された印刷データＰＤについて、制御部１０は図示しない印刷データ処理部を動作させ、必要に応じてＲＩＰ処理、スクリーニング処理を行ない、プリントヘッド１がインクを吐出することにより印刷データＰＤが表現する印刷像を記録媒体Ｐに形成することが可能となるようなデータ処理を行なう。
【００６５】
交流電源１４は、プリントヘッド１に備えられた紫外線ランプ１ｃに電力を供給する。交流電源１４として工業用交流電源を使用する。この場合、電圧は２００Ｖ、周波数は商用周波数と同一である。
【００６６】
なお、交流電源１４については、図示しない放電灯安定器によって周波数変調を行なってもよい。
【００６７】
位相検出回路１５は、後述するプリントヘッド１におけるインク吐出制御のため、交流電源１４から供給される電流の電圧位相を検出する。位相検出回路１５は、周知の回路構成を使用することができる。位相検出回路１５によって検出された電圧位相は、電圧位相信号ＶＤとして遅延回路１６に送信される。
【００６８】
遅延回路１６は、制御部１０からプリントヘッド１に対して発信された印刷信号ＳＤについて、位相検出回路１５から送信された電圧位相信号ＶＤに基づいて遅延処理を行なう。遅延回路１６は、周知の回路構成を使用することができる。遅延回路１６が、遅延処理許可信号ＥＤに対応した印刷信号ＳＤに対して、電圧位相信号ＶＤに基づく遅延処理を行なうことにより、プリントヘッド１によって行なわれる印刷の発色ムラを解消することが可能となる（後述する）。
【００６９】
印刷の発色ムラを解消するため、制御部１０のＣＰＵ１０ａがメモリ１０ｃにおいて、プリントヘッド制御部１０ｃ１、テーブル制御部１０ｃ２、インク量算出部１０ｃ３、遅延処理判断部１０ｃ４として機能する制御プログラムを実行する。
【００７０】
プリントヘッド制御部１０ｃ１は、記録媒体Ｐに対する印刷を実行するためにプリントヘッド１を制御する。プリントヘッド制御部１０ｃ１によるプリントヘッド１の制御とは、プリントヘッド１およびシャトル軸２に対して制御信号ＣＤを発信してプリントヘッド１の印刷位置への移動処理、紫外線ランプ点灯処理を実行することであり、また、印刷データＰＤに基づく印刷信号ＳＤを発信してプリントヘッド１の印刷時移動処理を実行することである。
【００７１】
テーブル制御部１０ｃ２は、テーブル３における記録媒体Ｐの吸着処理、および該テーブル３の移動を実行するテーブル駆動部４を制御する。
【００７２】
テーブル制御部１０ｃ２は、印刷開始前にテーブル３において図示しない記録媒体吸引部を動作させ、記録媒体Ｐを吸着することにより、テーブル３上に記録媒体Ｐを載置する。記録媒体Ｐを吸着するのは、テーブル３の移動によって、記録媒体Ｐの位置が変化するのを防ぐためである。
【００７３】
また、テーブル制御部１０ｃ２は、プリントヘッド制御部１０ｃ１によるプリントヘッド１の動作と協調してテーブル駆動部４を動作させることにより、記録媒体Ｐに対する印刷像の形成を実現する。
【００７４】
インク量算出部１０ｃ３は、外部インタフェイス１３より取得した印刷データＰＤに基づいて、プリントヘッド１が吐出するインク量を算出する。インク量算出部１０ｃ３におけるインク量の算出は、印刷データＰＤが表現する印刷像の画素数をカウントすることによって求める。
【００７５】
なお、インク量算出手法は、前記手法に限られることはなく、例えば印刷データＰＤが表現する印刷像の色濃度ヒストグラムに基づいて算出してもよく、印刷データＰＤが表現する印刷像の網点サイズと網点数との関係に基づいて算出してもよく、あるいは印刷データＰＤが表現する印刷像の各色成分の面積に基づいて算出してもよい。
【００７６】
遅延処理判断部１０ｃ４は、インク量算出部１０ｃ３が算出したインク量に基づいて、印刷時の発色ムラを抑制するための処理を実行するか否かを判断する。遅延処理判断部１０ｃ４は、インク量算出部１０ｃ３が算出したインク量が所定の閾値を越えた場合、記録媒体Ｐに印刷を行なうとインクの発色ムラが出るものと判断して、遅延回路１６に対して遅延処理許可信号ＥＤを発信する。
【００７７】
また、遅延処理判断部１０ｃ４は、入力部１２からの入力によって、遅延処理許可信号ＥＤの送信を判断するようにしてもよい。
【００７８】
プリントヘッド１は、前述のとおり、複数のインクジェットヘッド１ａと紫外線ランプ１ｃとを備えている。
【００７９】
プリントヘッド１は、プリントヘッド制御部１０ｃ１からの制御信号ＣＤによって、紫外線ランプを点灯する。また、プリントヘッド制御部１０ｃ１からの印刷信号ＳＤによって、プリントヘッド１は印刷時移動を行ないインクジェットヘッド１ａからインクの吐出を実行する。
【００８０】
シャトル軸２は、前述のとおり、ボールネジやチェーン、ベルト、あるいはリニアモータなどで実現される駆動手段を備えており、プリントヘッド１を往復移動可能なように設備されており、制御信号ＣＤによって、テーブル３に載置された記録媒体Ｐに対してプリントヘッド１の往復移動（主走査方向の移動）を実行する。
【００８１】
図４は、インクジェットプリンタ１００の印刷動作を説明するためのフローチャートである。
【００８２】
ステップＳ１で、インクジェットプリンタ１００は印刷データＰＤを受信する。インクジェットプリンタ１００は外部インタフェイス１３を介して印刷データＰＤを受信し、図示しない印刷データ処理部で印刷データＰＤを印刷可能なデータ形式に変換処理を行なう。
【００８３】
ステップＳ２で、インク量算出部１０ｃ３が、印刷データＰＤが表現する印刷像を記録媒体Ｐに印刷するのに必要なインク量を算出する。インク量算出部１０ｃ３で求められたインク量に基づいて、ステップＳ３による印刷信号ＳＤの遅延処理要否を決定される。
【００８４】
ステップＳ３では、遅延判断処理部１０ｃ４が、印刷信号ＳＤの遅延処理を行うか否かを判断する。遅延判断処理部１０ｃ４は、記録媒体Ｐに印刷像を形成するのに必要なインク量が所定の数値を越えている場合、印刷信号ＳＤの遅延処理を行なうための遅延処理許可信号ＥＤを遅延回路１６へ送信する。
【００８５】
遅延判断処理部１０ｃ４が判断の根拠とする所定の数値は、例えば網点濃度で指定する場合、網点濃度３５％程度が適当である。網点濃度で所定の数値を指定する理由は、網点濃度が高くなれば該網点濃度を表現するために必要なインク量が多くなり、網点濃度が低くなれば該網点濃度を表現するために必要なインク量は少なくなるためである。
【００８６】
網点濃度が低い場合にはインクの発色ムラが生じたとしても目立たないので、印刷信号ＳＤの遅延処理を行なうことによる印刷効率の若干の低下を防ぐため、遅延判断処理部１０ｃ４は印刷信号ＳＤの遅延処理を行なわないと判断してステップＳ２０、Ｓ２１に示すように紫外線ランプ１ｃを点灯して、印刷信号ＳＤを出力し、普通にステップＳ９におけるインタレース方式の印刷を行なう。
【００８７】
一方、網点濃度が高い場合にはインクの発色ムラが目立つため、遅延判断処理部１０ｃ４は印刷信号ＳＤの遅延処理を行なうためステップＳ４へ移行する。
【００８８】
ステップＳ４で、遅延判断処理部１０ｃ４が遅延回路１６に対して遅延処理許可信号ＥＤを送信する。遅延回路１６は送信された遅延処理許可信号ＥＤを受信することにより、後述するプロセスにおいて印刷信号ＳＤを遅延する処理を実行するためイネーブル状態となる。逆に、遅延回路１６は遅延判断処理部１０ｃ４から遅延処理許可信号ＥＤが送信されなかった場合はディスエーブル状態となり、印刷信号ＳＤの遅延処理を行なわない。
【００８９】
ステップＳ５で、プリントヘッド制御部１０ｃ１が制御信号ＣＤをプリントヘッド１およびシャトル軸２に送信し、プリントヘッド１を印刷開始位置へ移動させ、プリントヘッド１に搭載された紫外線ランプ１ｃを点灯する。また、テーブル制御部１０ｃ２が、テーブル駆動部４を動作させ、記録媒体Ｐを載置したテーブル３を印刷開始位置へ移動する。
【００９０】
ステップＳ６で、プリントヘッド制御部１０ｃ１が、プリントヘッド１のインクジェットヘッド１ａによるインク吐出の実行、およびプリントヘッド１の記録媒体Ｐに対する主走査動作の実行のために、印刷信号ＳＤを出力する。
【００９１】
ステップＳ７で、位相検出回路１５が、紫外線ランプ１ｃに電力を供給する交流電源１４の電圧変化を電圧位相として検出し、電圧位相信号ＶＤを遅延回路１６に対して出力する。電圧位相信号ＶＤは、交流電源１４の電圧が所定の電圧に達したとき、電圧位相信号ＶＤを出力する。
【００９２】
位相検出回路１５が検出する所定の電圧は、交流電源１４の交流周波数の１／４周期における電圧とするのが望ましい。すなわち、記録媒体Ｐに吐出されたインクの発色ムラを防止するためには、毎インタレースの印刷開始タイミングを放射線発振のタイミングにあわせて制御する必要がある。それに合わせてインクジェットヘッド１ａによるインク吐出を行なわせるために印刷信号ＳＤを遅延させるのに適切なのは、交流電源１４の１／４周期における電圧である。
【００９３】
別の言い方をすれば、印刷信号ＳＤを交流電源１４の周期の１／４遅延することにより、インクの発色ムラを防止することができる。
【００９４】
ステップＳ８で、遅延回路１６が、ステップＳ４で遅延処理許可信号ＥＤによってイネーブル状態にある場合、プリントヘッド制御部１０ｃ１から送信された印刷信号ＳＤを、電圧位相信号ＶＤに基づいて遅延した後、プリントヘッド１に送信する。遅延回路１６は、イネーブル状態時、印刷信号ＳＤを受信しても、交流電源の１／４周期時の電圧位相信号ＶＤを受信するまでは、印刷信号ＳＤの出力を行なわない。電圧位相信号ＶＤを受信したとき、遅延回路１６はプリントヘッド１に対して印刷信号ＳＤを出力する。印刷信号ＳＤを受信したプリントヘッド１は、印刷を行なうことが可能なイネーブル状態となる。
【００９５】
ステップＳ９で、制御部１０から送信された印刷データＰＤに基づいて、プリントヘッド１は、記録媒体Ｐに対する印刷を実行する。ステップＳ９で記録媒体Ｐに対して行なわれる印刷方式はインタレース方式である。プリントヘッド１が主走査方向に移動しながらインクジェットヘッド１ａの副走査方向のノズル幅分（１ライン目）のインクの吐出を行なう。インク吐出後、プリントヘッド１に備えられた紫外線ランプ１ｃが記録媒体Ｐに吐出された紫外線硬化インクを硬化する。
【００９６】
ステップＳ１０において、印刷データＰＤによる印刷像形成を続行する場合、すなわち制御部１０が印刷データＰＤに基づく印刷を終了していないと判断した場合、プリントヘッド制御部１０ｃ１が制御信号ＣＤをシャトル軸２に送信して、２ライン目の印刷開始位置へプリントヘッド１を移動させる。２ライン目のプリント開始位置は、１ライン目の開始位置からノズル孔サイズ分主走査方向および副走査方向に移動した位置である。プリントヘッド１の移動後ステップＳ７へ帰還し、位相検出回路１５が再度電圧位相信号ＶＤを出力する。
【００９７】
ステップＳ８による遅延処理が行なわれ、ステップＳ９ではインタレース方式で印刷を行なうため、遅延回路１６で遅延処理が行なわれた印刷信号ＳＤに対応してプリントヘッド１が印刷開始位置から印刷を開始し、２ライン目の印刷においても、電圧位相信号ＶＤに基づいて遅延処理が行なわれる。
【００９８】
以降、ステップＳ１０による判断が印刷続行である場合、ステップＳ９によってインタレース方式による印刷が繰り返される。各ラインに対するインクの吐出は、先に述べているとおり、電圧位相信号ＶＤに基づいて遅延処理が行なわれているため、毎インタレースの印刷開始タイミングを放射線発振のタイミングにあわせて制御することで、記録媒体Ｐに吐出したインクに対して均一な照射が行なわれる。
【００９９】
ステップＳ１０において、制御部１０が印刷を終了すると判断した場合、インクジェットプリンタ１００はプリントヘッド１およびテーブル３の動作を中止して、印刷処理を終了する。
【０１００】
図５は、インクジェットプリンタ１００が、図４のフローチャートに示した動作を行なうことによって記録媒体Ｐに対して行なわれるインク吐出を説明するための図である。
【０１０１】
ここでは、図６と同様に、発明の理解を助けるために、４個のノズル１ｂが一列に配列されている１つのインクジェットヘッド１ａによってインク吐出が行なわれたものとす。
【０１０２】
なお、インクジェットヘッド１ａの数は１つに限定されることはない。また、ノズル１ｂの数は４に限定されることもなく、ノズル１ｂの配列が一列に限定されることもない。
【０１０３】
図５（ａ）は、インタレース方式の印刷を行なうためのプリントヘッド１による一回目のインク吐出を説明するための図である。図示しているように紫外線ランプ１ｃの点灯から紫外線ランプ１ｃを点灯する交流周波数の１／４周期に相当する遅延時間ｔ１が経過してから、プリントヘッド１が一回目のインク吐出を行なっている。
【０１０４】
図５（ｂ）は、プリントヘッド１による二回目のインク吐出を説明するための図である。一回目のインク吐出終了後、プリントヘッド１は２ライン目の印刷開始位置へ移動する。従来技術と異なり、プリントヘッド１は印刷開始位置へ移動直後から印刷動作を行なうのではなく、図５（ａ）同様、紫外線ランプ１ｃの点灯から紫外線ランプ１ｃを点灯する交流周波数の１／４周期に相当する遅延時間ｔ１が経過してから二回目のインク吐出を行なう。
【０１０５】
図５（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ三回目、四回目のインク吐出を行なった状態を説明するための図である。図５（ａ）、（ｂ）の説明と同様に、三回目のインク吐出についても、３ライン目の印刷開始位置へ移動後、紫外線ランプ１ｃを点灯する交流周波数の１／４周期に相当する遅延時間ｔ１が経過してから三回目のインク吐出を行なう。四回目のインク吐出についても同様の処理を行なう。
【０１０６】
その結果、記録媒体Ｐに吐出されたインク全体に対して、複数回の紫外線ランプ１ｃの照射が均一となり、インクの発色ムラを低減することができる。
【０１０７】
このように、図１に示したインクジェットプリンタ１００が図４のフローチャートで示す動作を行なうことによって、従来技術の課題を解決し、紫外線ランプ１ｃによる紫外線照射に対応してインクジェットヘッド１ａから紫外線硬化インクを吐出するので、インクの発色ムラを低減することができる。
【０１０８】
なお、ここまでの説明では、位相検出回路１５、遅延回路１６についてハードウェアとして説明を行なってきたが、ソフトウェア的な処理により、位相検出回路１５、遅延回路１６の機能を実現するようにしてもよい。
【０１０９】
また、ここまでの説明では、放射線発振器として紫外線ランプ１ｃを使用し、放射線硬化インクとして紫外線硬化インクを使用するものとして説明を行なってきたが、放射線発振器は紫外線ランプに限定されるものではなく、また放射線硬化インクは紫外線硬化インクに限定されるものではない。
【０１１０】
加えて、ここまでは、プリントヘッド１にインクジェットヘッド１ａと紫外線ランプ１ｃとが搭載されている構成として説明を行なってきたが、プリントヘッド１に搭載されているのはインクジェットヘッド１ａだけであり、紫外線ランプ１ｃは記録媒体Ｐを主走査あるいは副走査方向で照射可能なライン式ランプとすることで、プリントヘッド１とは別体であってもよい。
【０１１１】
また、プリントヘッド１のインクジェットヘッド１ａは、ＹＭＣＫのプロセスカラー以外に、特色インクを吐出するインクジェットヘッド１ａや、記録媒体Ｐの表面を改質するアンダーコートを吐出するインクジェットヘッド１ａ、放射線によるインク硬化後に印刷面を保護するオーバーコートを吐出するインクジェットヘッド１ａを搭載していてもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
１ プリントヘッド
１ａ インクジェットヘッド
１ｂ ノズル
１ｃ 紫外線ランプ
２ シャトル軸
３ テーブル
４ テーブル駆動部
１０ 制御部
１０ａ ＣＰＵ
１０ｂ ＲＯＭ
１０ｃ メモリ
１０ｃ１ プリントヘッド制御部
１０ｃ２ テーブル制御部
１０ｃ３ インク量算出部
１０ｃ４ 遅延判断処理部
１１ 表示部
１２ 入力部
１３ 外部インタフェイス
１４ 交流電源
１５ 電圧位相検出回路
１６ 遅延回路
１００ インクジェットプリンタ
ＣＤ 制御信号
ＥＤ 遅延処理許可信号
ＳＤ 印刷信号
Ｐ 記録媒体
ＰＤ 印刷データ
【技術分野】
【０００１】
紫外線などの放射線によって記録媒体上に硬化するインクを吐出して印刷を行なうインクジェットプリンタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近来、紫外線などの放射線によって硬化するインクを吐出することにより印刷を行なうインクジェットプリンタが実用化されている。このようなインクジェットプリンタは、主にインクが染み込まないガラスやプラスティックプレート、金属板等の表面に印刷を行なうことにより、屋外宣伝用のサインディスプレイや自動車のメータパネルなどを作成するために使用される。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタは、概略次のように印刷が行なわれる。
（１）インクをノズルから吐出し、インク滴を記録媒体に付着させる。
（２）インクジェットヘッド、あるいは記録媒体が移動する。
（３）インクを硬化するための放射線発振器が記録媒体に対して放射線を発振することで、記録媒体に付着したインク滴が硬化する。
（４）印刷が終了するまで（１）〜（３）を繰り返す。
【０００４】
紫外線硬化インクを使用するインクジェットプリンタでは、吐出した紫外線硬化インクを硬化させるための放射線発振器として、商用の交流電源、あるいは商用電源を降圧させた交流電源で点灯する紫外線ランプを使用するのが一般的である。直流電源で点灯する紫外線ランプも存在するが、その場合交流電源からの電流を直流化するための回路を必要とするため、コストが上昇するという問題がある。
【０００５】
また、インクジェットプリンタでは、インタレース方式によるインク吐出が一般的に行なわれている。
【０００６】
インタレース方式によるインクの吐出の概略を図６に示す。図６では４つのノズルを一列に備えた１つのインクジェットヘッドにおいてインタレース方式でインクの吐出を行なった状態を示している。
【０００７】
一回目の吐出において、インクジェットヘッドは主走査方向（Ｘ軸方向）に移動しながらインクを吐出しているが、この際にインクジェットヘッドはノズル孔の直径Ｒの４倍程の距離をとってインクを吐出する。
【０００８】
二回目の吐出において、記録媒体あるいはインクジェットヘッドを副走査方向（Ｙ軸方向）に移動する。この移動距離はインクジェットヘッドのノズル間距離ｄとする。移動後、再びインクジェットヘッドはインク吐出を行なう。二回目の吐出においてインクジェットヘッドは最初のインクの吐出位置を第一回目のインク吐出位置からノズル孔Ｒ程の距離をとった場所として、一回目の吐出同様にノズル孔の直径Ｒの４倍ほどの距離を取るようにインクジェットヘッドが移動しながらインクを吐出する。
【０００９】
三回目の吐出も同様に、記録媒体あるいはインクジェットヘッドを副走査方向（Ｙ軸方向）に距離ｄだけ移動して、インクジェットヘッドはインクの吐出位置を第二回目のインク吐出位置からノズル孔Ｒ程の距離をとった場所として、ノズル孔の直径Ｒの４倍ほどの距離を取るようにインクジェットヘッドが移動しながらインクを吐出し、四回目の吐出もまた同様に行なう。
【００１０】
このようなインタレース方式のインク吐出を行なうことにより、ノズル間隔を限界まで小さくせずとも高解像度の印刷を行なうことが可能となることが、例えば特許文献１に開示されているように周知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−１７７１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従って、紫外線硬化インクを使用したインクジェットプリンタにおいても、インタレース方式によるインク吐出を実現可能ではあるが、解決しなければならない問題がある。
【００１３】
図７は、交流電源で点灯する紫外線ランプの点灯周期と、図６で示したインタレース方式によるインク吐出周期との関係を説明するための図である。
【００１４】
交流電源で点灯することから、紫外線ランプは供給される交流周波数に対応した点灯、消灯を繰り返しており、周期の頂点で紫外線ランプの照度は最大となり、電流が０の時は紫外線ランプの照度は最低となる。
【００１５】
図７（ａ）では、理解のためにインク滴吐出周期と紫外線ランプの点灯周期とが略同一であるように図示している。図示しているように、紫外線ランプの点灯とインク吐出とのタイミングとがずれているために、インタレース方式で吐出したインクにインタレースの回数分、ＵＶランプが照射されることになるが、その複数回のＵＶランプ照射の積算での強弱が、インクの発色ムラの原因となっている。
【００１６】
すなわち、紫外線ランプの照度が最大の時点で記録媒体に付着しているインク滴と、紫外線ランプの照度が低下している時に記録媒体に付着しているインク滴とが存在するため、紫外線ランプの照射を受けて硬化するタイミングにムラが生じることから、予期していた発色を得ることができないことを示している。
【００１７】
実際にはインク吐出周期は紫外線ランプの点灯周期よりも高速であるため、図７（ｂ）のようにインク吐出がなされることになるが、紫外線ランプの点灯周期とインク吐出周期との関係によって生じる問題については図７（ａ）で示したものと同様に生じる。
【００１８】
図７の場合、インクジェットヘッドが移動するものとして、その移動速度が１０００ｍｍ／ｓｅｃ．、商用交流周波数６０Ｈｚの場合、１０００×１／６０×１／２＝８．３３３３３・・・となり、約８ｍｍ間隔で照射する紫外線の強度が変化することになる。従って、図７（ｃ）に示すようにインクの発色ムラが生じてしまうので、印刷物の品質を低下させてしまうという問題があった。
【００１９】
殊に、このような印字ムラは濃度の高い印刷を行なう際に顕著な問題となっている。すなわち、インクの吐出量が少ない場合、言い換えれば濃度が低い場合はインクの発色ムラは目立たないので、印刷物の品質低下も目立つことはない。
【００２０】
しかし、黒１００％などのインクの吐出量が多い印刷を行なう場合は、発色ムラが格段に目立つために、印刷物の品質低下が目立ってしまう。
【００２１】
そこで、本発明は、放射線硬化インクを使用したインクジェットプリンタであって、インク吐出量が多い印刷を行なう場合に生じる発色ムラを低減することができるインクジェットプリンタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
かかる課題を解決する為に、請求項１に係る発明は、インクジェットプリンタであって、前記インクジェットプリンタの動作を制御する制御手段と、放射線硬化インクを吐出する複数のノズルを備えたインクジェットヘッドを有するプリントヘッドと、交流電源で駆動する放射線発振器と、を備え、前記制御手段が、前記交流電源の位相を検出することにより前記プリントヘッドによる印刷開始を制御する印刷開始制御手段を備えること、を特徴としている。
【００２３】
また、請求項２に係わる発明は、請求項１のインクジェットプリンタであって、前記制御手段が、前記プリントヘッドが有するインクジェットヘッドによる放射線硬化インクの吐出量に基づいて、前記印刷開始の制御を行うか否かを判断する判断手段を備えること、を特徴としている。
【００２４】
さらに、請求項３に係わる発明は、請求項１のインクジェットプリンタであって、前記印刷開始制御手段が、前記プリントヘッドを駆動する印刷信号を遅延することにより、前記プリントヘッドによる印刷開始を制御すること、を特徴としている。
【００２５】
加えて、請求項４に係わる発明は、請求項１のインクジェットプリンタであって、前記印刷開始制御手段が、前記印刷信号を前記交流電源の周期の１／４遅延すること、を特徴としている。
【００２６】
また、請求項５に係わる発明は、請求項１のインクジェットプリンタであって、前記制御手段が、前記プリントヘッドが有するインクジェットヘッドによる放射線硬化インクをインタレース方式で吐出することにより印刷を行なうこと、を特徴としている。
【００２７】
さらに、請求項６に係わる発明は、請求項１のインクジェットプリンタであって、前記放射線硬化インクが紫外線硬化インクであり、前記放射線発振器が紫外線ランプであること、を特徴としている。
【発明の効果】
【００２８】
請求項１に記載のインクジェットプリンタは、放射線硬化インクを吐出して印刷を行なうインクジェットプリンタの制御手段が、放射線発振器を駆動する交流電源の位相を検出してプリントヘッドによる印刷開始を制御する印刷開始制御手段を備えることにより、放射線発振器による放射線発振に対応してインクジェットヘッドから放射線硬化インクを吐出するので、毎インタレースの印刷開始タイミングを放射線発振のタイミングにあわせて制御することで、全体に均一な照射が可能となり、インクの発色ムラを低減することができる。
【００２９】
請求項２に記載のインクジェットプリンタは、制御手段がインクジェットヘッドによる放射線硬化インクの吐出量に基づいて印刷開始制御手段による印刷開始制御を行なうか否かを判断する判断手段を備えることにより、インクの吐出量が少ない時には放射線発振に対応したインクの吐出を行なわないので、インクの発色ムラを低減する際の印刷効率の低下を防ぐことができる。
【００３０】
請求項３に記載のインクジェットプリンタは、印刷開始制御手段によってプリントヘッドを駆動するための印刷信号を遅延することで、プリントヘッドによる印刷開始を制御するので、簡易な構成によりインクの発色ムラを低減することができる。
【００３１】
請求項４に記載のインクジェットプリンタは、印刷信号の遅延時間を交流電源の周期の１／４とすることにより、放射線発振器の最大発振時に合わせてプリントヘッドによる印刷開始を制御してインクの発色ムラを低減することができる。
【００３２】
請求項５に記載のインクジェットプリンタは、放射線硬化インクをインタレース方式で吐出することにより印刷を行なうので、インクの発色ムラを低減した高解像度の印刷を実現することができる。
【００３３】
請求項６に記載のインクジェットプリンタは、紫外線ランプから全体に均一な照射が可能となり、紫外線硬化インクの発色ムラを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明におけるインクジェットプリンタ１００の構造を説明するための図である。
【図２】図１に示したインクジェットプリンタ１００のプリントヘッド１の構造を説明するための図である。
【図３】インクジェットプリンタ１００の電気的な構成を説明するための図である。
【図４】インクジェットプリンタ１００の動作を説明するための図である。
【図５】インクジェットプリンタ１００によって記録媒体Ｐに対して行なったインク吐出を説明するための図である。
【図６】インクジェットプリンタ１００におけるインタレース方式の印刷を説明するための図である。
【図７】紫外線硬化インクを使用してインタレース方式の印刷を行なった場合に生じる問題を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を利用しながら、本発明を実施するための最良の形態について、説明を行なう。
【００３６】
この実施の形態は、放射線硬化インクとして、紫外線硬化インクを吐出する構成を備えたインクジェットプリンタである。
【００３７】
図１は、本発明におけるインクジェットプリンタ１００の構造図である。
【００３８】
図１に示すインクジェットプリンタ１００は、プリントヘッド１が記録媒体Ｐに対して直交方向（主走査方向）に往復動作を行ない、所定方向（副走査方向）に記録媒体Ｐを移動させることで記録媒体Ｐに印刷を行なうことが可能となる、いわゆるシャトル式インクジェットプリンタである。
【００３９】
インクジェットプリンタ１００は、プリントヘッド１、シャトル軸２、テーブル３、テーブル駆動部４を備えている。
【００４０】
プリントヘッド１は、複数のノズルを備えたインクジェットヘッドおよび紫外線ランプを備えており、図示しないインクタンクから紫外線硬化インクの供給を受けてインクを吐出し、紫外線ランプからの紫外線放射によりインクを硬化する。
【００４１】
プリントヘッド１は、ボールネジやチェーン、ベルト、あるいはリニアモータなどで実現される駆動手段を備えたシャトル軸２に沿って往復移動可能なように設備されており、印刷を行なう際、テーブル３に載置された記録媒体Ｐに対して往復移動（主走査方向の移動）を繰り返す。
【００４２】
テーブル３は、図示しないエア吸引部を備えており、薄板状の記録媒体Ｐを固定して載置する。
【００４３】
テーブル３は、ボールネジやチェーン、ベルト、あるいはリニアモータなどで実現されるテーブル駆動部４に沿って往復移動可能なように設備されており、印刷を行なう際、テーブル駆動部４の制御により、記録媒体Ｐを載置した状態で、所定の方向（副走査方向）に移動する。
【００４４】
後述する制御部１０によって、プリントヘッド１の移動と、テーブル３の移動とが協調して行なわれ、プリントヘッド１に備えられたインクジェットヘッドがインクを記録媒体Ｐ上に吐出することにより、印刷が実行され、記録媒体Ｐ上に印刷像が形成される。
【００４５】
図２は、プリントヘッド１の構造を説明するための図である。
【００４６】
プリントヘッド１は、複数のインクジェットヘッド１ａ、および紫外線ランプ１ｃを備えている。
【００４７】
インクジェットヘッド１ａは、図示しないインクタンクから供給される紫外線硬化インクを、複数のノズル１ｂから各々液滴として記録媒体Ｐに吐出する。インクジェットヘッド１ａがインクを吐出する機構としては、ピエゾ式、サーマル式、電磁式等、所望の吐出機構を採用することができる。
【００４８】
図２に示したプリントヘッド１では、ＹＭＣＫのカラーインクを吐出するために、インクジェットヘッド１ａＹ、１ａＣ、１ａＭ、１ａＫを備えている。インクジェットヘッド１ａＹはイエローインクを、インクジェットヘッド１ａＣはシアンインクを、インクジェットヘッド１ａＭはマゼンダインクを、インクジェットヘッド１ａＫはブラックインクを、それぞれ吐出する。
【００４９】
なお、ここでは、プリントヘッド１において、ＹＭＣＫの４色インクを吐出するために４つのインクジェットヘッド１ａが備えられているよう説明しているが、プリントヘッド１に備えられるインクジェットヘッド１ａの数は４に限定されない。
【００５０】
例えば、特色インクを吐出するためのインクジェットヘッド１ａをさらに備えるようにしてもよい。あるいは、印刷処理を高速化するため、インクジェットヘッド１ａＹ、１ａＣ、１ａＭ、１ａＫをそれぞれ複数備えるようにしてもよい。
【００５１】
ノズル１ｂは、インクの液滴を吐出するために、インクジェットヘッド１ａにそれぞれ備えられている。ノズル１ｂの数は、図示しているとおり、各インクジェットヘッド１ａにおいて一列に４つずつ備えられている。ノズル１ｂは、インクジェットヘッド１ａのインク吐出機構によって、インクの液滴を１つずつ吐出する。
【００５２】
なお、ここでは、ノズル１ｂの数を一列に４つとしているが、インクジェットヘッド１ａに備えられるノズル１ｂの数は４に限定されない。また、インクジェットヘッド１ａのノズル１ｂの列数も１に限定されない。
【００５３】
紫外線ランプ１ｃは、記録媒体Ｐに付着した紫外線硬化インクを硬化させるため、紫外線を放射する。紫外線ランプ１ｃは、商用周波数、あるいは放電灯安定器を通して得られる周波数の電源によって点灯する。一般的に、紫外線硬化インクを硬化させるためのＵＶ波長は２００ｎｍ〜４００ｎｍであることから、紫外線ランプ１ｃにおいても該当する波長の紫外線を照射可能とする。
【００５４】
紫外線ランプ１ｃとしては、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、水銀キセノンランプなど、所望の形式のランプを使用することができる。
【００５５】
図３は、インクジェットプリンタ１００の電気的な構成を示すための図である。
【００５６】
インクジェットプリンタ１００は、電気的な構成として、制御部１０、表示部１１、入力部１２、外部インタフェイス１３、交流電源１４、位相検出回路１５、遅延回路１６を備えている。
【００５７】
制御部１０は、インクジェットプリンタ１００全体を制御するために、ＣＰＵ１０ａ、ＲＯＭ１０ｂ、メモリ１０ｃを備えている。
【００５８】
ＣＰＵ１０ａは、ＲＯＭ１０ｂが記憶している制御用プログラムをメモリ１０ｃにおいて実行することにより、インクジェットプリンタ１００の動作を制御する。
【００５９】
ＲＯＭ１０ｂは、インクジェットプリンタ１００を制御するための制御プログラムを記憶している。
【００６０】
メモリ１０ｃは、ＣＰＵ１０ａがＲＯＭ１０ｂに記憶された制御用プログラムを実行するためのワークエリアであり、該制御用プログラムを実行することによって、インクジェットプリンタ１００の動作を制御する。
【００６１】
表示部１１は、インクジェットプリンタ１００の動作状態を表示するためのものであり、液晶モニタなどで実現される。
【００６２】
入力部１２は、インクジェットプリンタ１００の動作を制御するための入力操作を行なうためのものであり、キーボードやマウスなどで実現される。
【００６３】
外部インタフェイス１３は、インクジェットプリンタ１００において印刷を行なうための印刷データＰＤを受信するために使用される。
【００６４】
外部インタフェイス１３によって受信された印刷データＰＤについて、制御部１０は図示しない印刷データ処理部を動作させ、必要に応じてＲＩＰ処理、スクリーニング処理を行ない、プリントヘッド１がインクを吐出することにより印刷データＰＤが表現する印刷像を記録媒体Ｐに形成することが可能となるようなデータ処理を行なう。
【００６５】
交流電源１４は、プリントヘッド１に備えられた紫外線ランプ１ｃに電力を供給する。交流電源１４として工業用交流電源を使用する。この場合、電圧は２００Ｖ、周波数は商用周波数と同一である。
【００６６】
なお、交流電源１４については、図示しない放電灯安定器によって周波数変調を行なってもよい。
【００６７】
位相検出回路１５は、後述するプリントヘッド１におけるインク吐出制御のため、交流電源１４から供給される電流の電圧位相を検出する。位相検出回路１５は、周知の回路構成を使用することができる。位相検出回路１５によって検出された電圧位相は、電圧位相信号ＶＤとして遅延回路１６に送信される。
【００６８】
遅延回路１６は、制御部１０からプリントヘッド１に対して発信された印刷信号ＳＤについて、位相検出回路１５から送信された電圧位相信号ＶＤに基づいて遅延処理を行なう。遅延回路１６は、周知の回路構成を使用することができる。遅延回路１６が、遅延処理許可信号ＥＤに対応した印刷信号ＳＤに対して、電圧位相信号ＶＤに基づく遅延処理を行なうことにより、プリントヘッド１によって行なわれる印刷の発色ムラを解消することが可能となる（後述する）。
【００６９】
印刷の発色ムラを解消するため、制御部１０のＣＰＵ１０ａがメモリ１０ｃにおいて、プリントヘッド制御部１０ｃ１、テーブル制御部１０ｃ２、インク量算出部１０ｃ３、遅延処理判断部１０ｃ４として機能する制御プログラムを実行する。
【００７０】
プリントヘッド制御部１０ｃ１は、記録媒体Ｐに対する印刷を実行するためにプリントヘッド１を制御する。プリントヘッド制御部１０ｃ１によるプリントヘッド１の制御とは、プリントヘッド１およびシャトル軸２に対して制御信号ＣＤを発信してプリントヘッド１の印刷位置への移動処理、紫外線ランプ点灯処理を実行することであり、また、印刷データＰＤに基づく印刷信号ＳＤを発信してプリントヘッド１の印刷時移動処理を実行することである。
【００７１】
テーブル制御部１０ｃ２は、テーブル３における記録媒体Ｐの吸着処理、および該テーブル３の移動を実行するテーブル駆動部４を制御する。
【００７２】
テーブル制御部１０ｃ２は、印刷開始前にテーブル３において図示しない記録媒体吸引部を動作させ、記録媒体Ｐを吸着することにより、テーブル３上に記録媒体Ｐを載置する。記録媒体Ｐを吸着するのは、テーブル３の移動によって、記録媒体Ｐの位置が変化するのを防ぐためである。
【００７３】
また、テーブル制御部１０ｃ２は、プリントヘッド制御部１０ｃ１によるプリントヘッド１の動作と協調してテーブル駆動部４を動作させることにより、記録媒体Ｐに対する印刷像の形成を実現する。
【００７４】
インク量算出部１０ｃ３は、外部インタフェイス１３より取得した印刷データＰＤに基づいて、プリントヘッド１が吐出するインク量を算出する。インク量算出部１０ｃ３におけるインク量の算出は、印刷データＰＤが表現する印刷像の画素数をカウントすることによって求める。
【００７５】
なお、インク量算出手法は、前記手法に限られることはなく、例えば印刷データＰＤが表現する印刷像の色濃度ヒストグラムに基づいて算出してもよく、印刷データＰＤが表現する印刷像の網点サイズと網点数との関係に基づいて算出してもよく、あるいは印刷データＰＤが表現する印刷像の各色成分の面積に基づいて算出してもよい。
【００７６】
遅延処理判断部１０ｃ４は、インク量算出部１０ｃ３が算出したインク量に基づいて、印刷時の発色ムラを抑制するための処理を実行するか否かを判断する。遅延処理判断部１０ｃ４は、インク量算出部１０ｃ３が算出したインク量が所定の閾値を越えた場合、記録媒体Ｐに印刷を行なうとインクの発色ムラが出るものと判断して、遅延回路１６に対して遅延処理許可信号ＥＤを発信する。
【００７７】
また、遅延処理判断部１０ｃ４は、入力部１２からの入力によって、遅延処理許可信号ＥＤの送信を判断するようにしてもよい。
【００７８】
プリントヘッド１は、前述のとおり、複数のインクジェットヘッド１ａと紫外線ランプ１ｃとを備えている。
【００７９】
プリントヘッド１は、プリントヘッド制御部１０ｃ１からの制御信号ＣＤによって、紫外線ランプを点灯する。また、プリントヘッド制御部１０ｃ１からの印刷信号ＳＤによって、プリントヘッド１は印刷時移動を行ないインクジェットヘッド１ａからインクの吐出を実行する。
【００８０】
シャトル軸２は、前述のとおり、ボールネジやチェーン、ベルト、あるいはリニアモータなどで実現される駆動手段を備えており、プリントヘッド１を往復移動可能なように設備されており、制御信号ＣＤによって、テーブル３に載置された記録媒体Ｐに対してプリントヘッド１の往復移動（主走査方向の移動）を実行する。
【００８１】
図４は、インクジェットプリンタ１００の印刷動作を説明するためのフローチャートである。
【００８２】
ステップＳ１で、インクジェットプリンタ１００は印刷データＰＤを受信する。インクジェットプリンタ１００は外部インタフェイス１３を介して印刷データＰＤを受信し、図示しない印刷データ処理部で印刷データＰＤを印刷可能なデータ形式に変換処理を行なう。
【００８３】
ステップＳ２で、インク量算出部１０ｃ３が、印刷データＰＤが表現する印刷像を記録媒体Ｐに印刷するのに必要なインク量を算出する。インク量算出部１０ｃ３で求められたインク量に基づいて、ステップＳ３による印刷信号ＳＤの遅延処理要否を決定される。
【００８４】
ステップＳ３では、遅延判断処理部１０ｃ４が、印刷信号ＳＤの遅延処理を行うか否かを判断する。遅延判断処理部１０ｃ４は、記録媒体Ｐに印刷像を形成するのに必要なインク量が所定の数値を越えている場合、印刷信号ＳＤの遅延処理を行なうための遅延処理許可信号ＥＤを遅延回路１６へ送信する。
【００８５】
遅延判断処理部１０ｃ４が判断の根拠とする所定の数値は、例えば網点濃度で指定する場合、網点濃度３５％程度が適当である。網点濃度で所定の数値を指定する理由は、網点濃度が高くなれば該網点濃度を表現するために必要なインク量が多くなり、網点濃度が低くなれば該網点濃度を表現するために必要なインク量は少なくなるためである。
【００８６】
網点濃度が低い場合にはインクの発色ムラが生じたとしても目立たないので、印刷信号ＳＤの遅延処理を行なうことによる印刷効率の若干の低下を防ぐため、遅延判断処理部１０ｃ４は印刷信号ＳＤの遅延処理を行なわないと判断してステップＳ２０、Ｓ２１に示すように紫外線ランプ１ｃを点灯して、印刷信号ＳＤを出力し、普通にステップＳ９におけるインタレース方式の印刷を行なう。
【００８７】
一方、網点濃度が高い場合にはインクの発色ムラが目立つため、遅延判断処理部１０ｃ４は印刷信号ＳＤの遅延処理を行なうためステップＳ４へ移行する。
【００８８】
ステップＳ４で、遅延判断処理部１０ｃ４が遅延回路１６に対して遅延処理許可信号ＥＤを送信する。遅延回路１６は送信された遅延処理許可信号ＥＤを受信することにより、後述するプロセスにおいて印刷信号ＳＤを遅延する処理を実行するためイネーブル状態となる。逆に、遅延回路１６は遅延判断処理部１０ｃ４から遅延処理許可信号ＥＤが送信されなかった場合はディスエーブル状態となり、印刷信号ＳＤの遅延処理を行なわない。
【００８９】
ステップＳ５で、プリントヘッド制御部１０ｃ１が制御信号ＣＤをプリントヘッド１およびシャトル軸２に送信し、プリントヘッド１を印刷開始位置へ移動させ、プリントヘッド１に搭載された紫外線ランプ１ｃを点灯する。また、テーブル制御部１０ｃ２が、テーブル駆動部４を動作させ、記録媒体Ｐを載置したテーブル３を印刷開始位置へ移動する。
【００９０】
ステップＳ６で、プリントヘッド制御部１０ｃ１が、プリントヘッド１のインクジェットヘッド１ａによるインク吐出の実行、およびプリントヘッド１の記録媒体Ｐに対する主走査動作の実行のために、印刷信号ＳＤを出力する。
【００９１】
ステップＳ７で、位相検出回路１５が、紫外線ランプ１ｃに電力を供給する交流電源１４の電圧変化を電圧位相として検出し、電圧位相信号ＶＤを遅延回路１６に対して出力する。電圧位相信号ＶＤは、交流電源１４の電圧が所定の電圧に達したとき、電圧位相信号ＶＤを出力する。
【００９２】
位相検出回路１５が検出する所定の電圧は、交流電源１４の交流周波数の１／４周期における電圧とするのが望ましい。すなわち、記録媒体Ｐに吐出されたインクの発色ムラを防止するためには、毎インタレースの印刷開始タイミングを放射線発振のタイミングにあわせて制御する必要がある。それに合わせてインクジェットヘッド１ａによるインク吐出を行なわせるために印刷信号ＳＤを遅延させるのに適切なのは、交流電源１４の１／４周期における電圧である。
【００９３】
別の言い方をすれば、印刷信号ＳＤを交流電源１４の周期の１／４遅延することにより、インクの発色ムラを防止することができる。
【００９４】
ステップＳ８で、遅延回路１６が、ステップＳ４で遅延処理許可信号ＥＤによってイネーブル状態にある場合、プリントヘッド制御部１０ｃ１から送信された印刷信号ＳＤを、電圧位相信号ＶＤに基づいて遅延した後、プリントヘッド１に送信する。遅延回路１６は、イネーブル状態時、印刷信号ＳＤを受信しても、交流電源の１／４周期時の電圧位相信号ＶＤを受信するまでは、印刷信号ＳＤの出力を行なわない。電圧位相信号ＶＤを受信したとき、遅延回路１６はプリントヘッド１に対して印刷信号ＳＤを出力する。印刷信号ＳＤを受信したプリントヘッド１は、印刷を行なうことが可能なイネーブル状態となる。
【００９５】
ステップＳ９で、制御部１０から送信された印刷データＰＤに基づいて、プリントヘッド１は、記録媒体Ｐに対する印刷を実行する。ステップＳ９で記録媒体Ｐに対して行なわれる印刷方式はインタレース方式である。プリントヘッド１が主走査方向に移動しながらインクジェットヘッド１ａの副走査方向のノズル幅分（１ライン目）のインクの吐出を行なう。インク吐出後、プリントヘッド１に備えられた紫外線ランプ１ｃが記録媒体Ｐに吐出された紫外線硬化インクを硬化する。
【００９６】
ステップＳ１０において、印刷データＰＤによる印刷像形成を続行する場合、すなわち制御部１０が印刷データＰＤに基づく印刷を終了していないと判断した場合、プリントヘッド制御部１０ｃ１が制御信号ＣＤをシャトル軸２に送信して、２ライン目の印刷開始位置へプリントヘッド１を移動させる。２ライン目のプリント開始位置は、１ライン目の開始位置からノズル孔サイズ分主走査方向および副走査方向に移動した位置である。プリントヘッド１の移動後ステップＳ７へ帰還し、位相検出回路１５が再度電圧位相信号ＶＤを出力する。
【００９７】
ステップＳ８による遅延処理が行なわれ、ステップＳ９ではインタレース方式で印刷を行なうため、遅延回路１６で遅延処理が行なわれた印刷信号ＳＤに対応してプリントヘッド１が印刷開始位置から印刷を開始し、２ライン目の印刷においても、電圧位相信号ＶＤに基づいて遅延処理が行なわれる。
【００９８】
以降、ステップＳ１０による判断が印刷続行である場合、ステップＳ９によってインタレース方式による印刷が繰り返される。各ラインに対するインクの吐出は、先に述べているとおり、電圧位相信号ＶＤに基づいて遅延処理が行なわれているため、毎インタレースの印刷開始タイミングを放射線発振のタイミングにあわせて制御することで、記録媒体Ｐに吐出したインクに対して均一な照射が行なわれる。
【００９９】
ステップＳ１０において、制御部１０が印刷を終了すると判断した場合、インクジェットプリンタ１００はプリントヘッド１およびテーブル３の動作を中止して、印刷処理を終了する。
【０１００】
図５は、インクジェットプリンタ１００が、図４のフローチャートに示した動作を行なうことによって記録媒体Ｐに対して行なわれるインク吐出を説明するための図である。
【０１０１】
ここでは、図６と同様に、発明の理解を助けるために、４個のノズル１ｂが一列に配列されている１つのインクジェットヘッド１ａによってインク吐出が行なわれたものとす。
【０１０２】
なお、インクジェットヘッド１ａの数は１つに限定されることはない。また、ノズル１ｂの数は４に限定されることもなく、ノズル１ｂの配列が一列に限定されることもない。
【０１０３】
図５（ａ）は、インタレース方式の印刷を行なうためのプリントヘッド１による一回目のインク吐出を説明するための図である。図示しているように紫外線ランプ１ｃの点灯から紫外線ランプ１ｃを点灯する交流周波数の１／４周期に相当する遅延時間ｔ１が経過してから、プリントヘッド１が一回目のインク吐出を行なっている。
【０１０４】
図５（ｂ）は、プリントヘッド１による二回目のインク吐出を説明するための図である。一回目のインク吐出終了後、プリントヘッド１は２ライン目の印刷開始位置へ移動する。従来技術と異なり、プリントヘッド１は印刷開始位置へ移動直後から印刷動作を行なうのではなく、図５（ａ）同様、紫外線ランプ１ｃの点灯から紫外線ランプ１ｃを点灯する交流周波数の１／４周期に相当する遅延時間ｔ１が経過してから二回目のインク吐出を行なう。
【０１０５】
図５（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ三回目、四回目のインク吐出を行なった状態を説明するための図である。図５（ａ）、（ｂ）の説明と同様に、三回目のインク吐出についても、３ライン目の印刷開始位置へ移動後、紫外線ランプ１ｃを点灯する交流周波数の１／４周期に相当する遅延時間ｔ１が経過してから三回目のインク吐出を行なう。四回目のインク吐出についても同様の処理を行なう。
【０１０６】
その結果、記録媒体Ｐに吐出されたインク全体に対して、複数回の紫外線ランプ１ｃの照射が均一となり、インクの発色ムラを低減することができる。
【０１０７】
このように、図１に示したインクジェットプリンタ１００が図４のフローチャートで示す動作を行なうことによって、従来技術の課題を解決し、紫外線ランプ１ｃによる紫外線照射に対応してインクジェットヘッド１ａから紫外線硬化インクを吐出するので、インクの発色ムラを低減することができる。
【０１０８】
なお、ここまでの説明では、位相検出回路１５、遅延回路１６についてハードウェアとして説明を行なってきたが、ソフトウェア的な処理により、位相検出回路１５、遅延回路１６の機能を実現するようにしてもよい。
【０１０９】
また、ここまでの説明では、放射線発振器として紫外線ランプ１ｃを使用し、放射線硬化インクとして紫外線硬化インクを使用するものとして説明を行なってきたが、放射線発振器は紫外線ランプに限定されるものではなく、また放射線硬化インクは紫外線硬化インクに限定されるものではない。
【０１１０】
加えて、ここまでは、プリントヘッド１にインクジェットヘッド１ａと紫外線ランプ１ｃとが搭載されている構成として説明を行なってきたが、プリントヘッド１に搭載されているのはインクジェットヘッド１ａだけであり、紫外線ランプ１ｃは記録媒体Ｐを主走査あるいは副走査方向で照射可能なライン式ランプとすることで、プリントヘッド１とは別体であってもよい。
【０１１１】
また、プリントヘッド１のインクジェットヘッド１ａは、ＹＭＣＫのプロセスカラー以外に、特色インクを吐出するインクジェットヘッド１ａや、記録媒体Ｐの表面を改質するアンダーコートを吐出するインクジェットヘッド１ａ、放射線によるインク硬化後に印刷面を保護するオーバーコートを吐出するインクジェットヘッド１ａを搭載していてもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
１ プリントヘッド
１ａ インクジェットヘッド
１ｂ ノズル
１ｃ 紫外線ランプ
２ シャトル軸
３ テーブル
４ テーブル駆動部
１０ 制御部
１０ａ ＣＰＵ
１０ｂ ＲＯＭ
１０ｃ メモリ
１０ｃ１ プリントヘッド制御部
１０ｃ２ テーブル制御部
１０ｃ３ インク量算出部
１０ｃ４ 遅延判断処理部
１１ 表示部
１２ 入力部
１３ 外部インタフェイス
１４ 交流電源
１５ 電圧位相検出回路
１６ 遅延回路
１００ インクジェットプリンタ
ＣＤ 制御信号
ＥＤ 遅延処理許可信号
ＳＤ 印刷信号
Ｐ 記録媒体
ＰＤ 印刷データ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットプリンタであって、
前記インクジェットプリンタの動作を制御する制御手段と、
放射線硬化インクを吐出する複数のノズルを備えたインクジェットヘッドを有するプリントヘッドと、
交流電源で駆動する放射線発振器と、
を備え、
前記制御手段が、前記交流電源の位相を検出することにより前記プリントヘッドによる印刷開始を制御する印刷開始制御手段を備えること、
を特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記制御手段が、前記プリントヘッドが有するインクジェットヘッドによる放射線硬化インクの吐出量に基づいて、前記印刷開始の制御を行うか否かを判断する判断手段を備えること、を特徴とする請求項１のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記印刷開始制御手段が、前記プリントヘッドを駆動する印刷信号を遅延することにより、前記プリントヘッドによる印刷開始を制御すること、を特徴とする請求項１のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
前記印刷開始制御手段が、前記印刷信号を前記交流電源の周期の１／４遅延すること、を特徴とする請求項１のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記制御手段が、前記プリントヘッドが有するインクジェットヘッドによる放射線硬化インクをインタレース方式で吐出することにより印刷を行なうこと、を特徴とする請求項１のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
前記放射線硬化インクが紫外線硬化インクであり、前記放射線発振器が紫外線ランプであること、を特徴とする請求項１のインクジェットプリンタ。
【請求項１】
インクジェットプリンタであって、
前記インクジェットプリンタの動作を制御する制御手段と、
放射線硬化インクを吐出する複数のノズルを備えたインクジェットヘッドを有するプリントヘッドと、
交流電源で駆動する放射線発振器と、
を備え、
前記制御手段が、前記交流電源の位相を検出することにより前記プリントヘッドによる印刷開始を制御する印刷開始制御手段を備えること、
を特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】
前記制御手段が、前記プリントヘッドが有するインクジェットヘッドによる放射線硬化インクの吐出量に基づいて、前記印刷開始の制御を行うか否かを判断する判断手段を備えること、を特徴とする請求項１のインクジェットプリンタ。
【請求項３】
前記印刷開始制御手段が、前記プリントヘッドを駆動する印刷信号を遅延することにより、前記プリントヘッドによる印刷開始を制御すること、を特徴とする請求項１のインクジェットプリンタ。
【請求項４】
前記印刷開始制御手段が、前記印刷信号を前記交流電源の周期の１／４遅延すること、を特徴とする請求項１のインクジェットプリンタ。
【請求項５】
前記制御手段が、前記プリントヘッドが有するインクジェットヘッドによる放射線硬化インクをインタレース方式で吐出することにより印刷を行なうこと、を特徴とする請求項１のインクジェットプリンタ。
【請求項６】
前記放射線硬化インクが紫外線硬化インクであり、前記放射線発振器が紫外線ランプであること、を特徴とする請求項１のインクジェットプリンタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２２８３２６（Ｐ２０１０−２２８３２６Ａ）
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７９１２４（Ｐ２００９−７９１２４）
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月１４日（２０１０．１０．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２７日（２００９．３．２７）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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