JP6767740B2

JP6767740B2 - インクジェット印刷装置

Info

Publication number: JP6767740B2
Application number: JP2015193793A
Authority: JP
Inventors: 橋本　茂; 茂橋本
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2020-10-14
Anticipated expiration: 2035-09-30
Also published as: JP2017065098A

Description

本発明は、インクジェット印刷装置に関する。

近年、紙や板材等の被印刷物の表面へ文字や、図形、記号、模様等を付す目的で、被印刷物への印刷を行うインクジェット印刷装置が知られている。例えば、主に紙への印刷において用いられるインクジェット印刷装置として、オンデマンド型のインクジェット印刷装置が知られている。オンデマンド型のインクジェット印刷装置には、被印刷物へインクの液滴を射出する複数のヘッドが設けられており、当該複数のヘッドにより同時にインクの液滴が射出されることにより、被印刷物への印刷が行われる。

一方、他の印刷方式についてのインクジェット印刷装置として、連続型のインクジェット印刷装置が知られている。連続型のインクジェット印刷装置では、搬送される被印刷物に対して、ヘッドにおいてインクの液滴が射出され、射出されたインクの液滴が被印刷物の搬送方向と直交する方向へ偏向されることにより、被印刷物への印刷が行われる。

被印刷物として鋼板等の板材が用いられる場合、紙へ印刷する場合と異なり、板材のロット間での厚さの変動に伴い、ヘッドと被印刷物との距離間隔は、変動し得る。オンデマンド型のインクジェット印刷装置では、ヘッドによるインクの液滴の射出力が比較的小さいため、ヘッドと被印刷物との距離間隔が変動し得る鋼板等の板材への印刷において、インクの液滴の射出力が十分に確保できない場合がある。よって、鋼板等の板材への印刷においては、ヘッドによるインクの液滴の射出力が比較的大きい連続型のインクジェット印刷装置が利用されることが多い。このような連続型のインクジェット印刷装置において、印刷精度を向上するための技術が提案されている。

例えば、特許文献１には、被印字物上の印字位置や被印字物の搬送方向に対する文字の大きさを被印字物の搬送速度の変化によらずに一定に保つために、被印字物検出手段を複数個使用することにより、被印字物の搬送速度を検出する技術が開示されている。

特開２００８−１１４４７１号公報

ところで、高速で搬送される平面形状の被印刷物への連続型のインクジェット印刷装置を用いた印刷において、印刷精度を向上することが困難である場合がある。従来の連続型のインクジェット印刷装置では、ヘッドの先端側からインクの液滴が射出される方向は、被印刷物の搬送方向に対して略直交する方向であった。ここで、射出されたインクの液滴は、被印刷物の印刷面に接触した後、形状が安定するまでの間、表面張力の作用により搖動する。被印刷物は搬送方向へ移動しているので、インクの液滴が被印刷物の印字面に接触した後、インクの液滴の被印刷物との界面の近傍の部分は被印刷物とともに搬送方向へ移動する。

ゆえに、インクの液滴が搖動する過程において、インクの液滴の被印刷物との界面の近傍の部分は、インクの液滴の被印刷物との界面から遠い側の部分に対して、搬送方向へ相対的に移動する。一方、固定されている被印刷物へ印刷を行った場合には、インクの液滴が搖動する過程において、インクの液滴の被印刷物との界面の近傍の部分と、インクの液滴の被印刷物との界面から遠い側の部分との、搬送方向についての相対的な位置関係は変化しない。よって、搬送される被印刷物への印刷では、インクの液滴の形状が安定するまでの間において、被印刷物との界面の近傍の部分と被印刷物との界面から遠い側の部分との間に、固定されている被印刷物への印刷と比較して、大きな張力が掛かり得る。

従って、特に被印刷物が高速で搬送される場合に、被印刷物に形成されたドットから離れた位置にインクの液滴の一部が飛散する液飛び、被印刷物に形成されたドットの一部の形状が乱れるハネ、又は被印刷物に形成されたドットの形状が楕円形状になる印字変形等のドット形状の不具合が生じ得る。それにより、例えば、印刷パターンの装飾としての品質が低下することや、印刷パターンがバーコードである場合に当該バーコードの読み取り精度が低下すること等の問題が生じ得る。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、高速で搬送される平面形状の被印刷物に対して、先端側からインクの液滴を射出し、ドットを形成することにより、被印刷物への印刷を行うインクジェット印刷装置において、ドット形状の不具合を低減することにより、印刷精度を向上させることが可能な、新規かつ改良されたインクジェット印刷装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、高速で搬送される平面形状の鋼板に対して、先端側からインクの液滴を射出し、ドットを形成することにより、前記鋼板への印刷を行う、ヘッドと、前記鋼板の搬送方向に対して当該鋼板の印刷面と略平行な面内において略直交する回転軸まわりに、前記ヘッドの先端が前記鋼板の搬送方向下流側に移動するように、前記ヘッドを回転させる回転機構と、を備え、前記ヘッドの回転後の姿勢は、射出される前記インクの液滴の速度及び前記鋼板の搬送速度に基づいて設定される、インクジェット印刷装置が提供される。

前記被印刷物の搬送速度は、５０〜２００ｍ／分であってもよい。

前記ヘッドの回転後の姿勢は、射出される前記インクの液滴の速度の前記被印刷物の搬送方向成分と前記被印刷物の搬送速度との差が前記被印刷物の搬送速度の１０％より小さくなる姿勢に設定されてもよい。

以上説明したように本発明によれば、高速で搬送される平面形状の被印刷物に対して、先端側からインクの液滴を射出し、ドットを形成することにより、被印刷物への印刷を行うインクジェット印刷装置において、ドット形状の不具合を低減することにより、印刷精度を向上させることが可能となる。

本発明の実施の形態に係るインクジェット印刷装置の概略構成の一例を示す模式図である。同実施形態に係るヘッドの構成の一例について説明するための模式図である。インクの液滴の射出方向が被印刷物の搬送方向に対して略直交するヘッドの姿勢の一例を示す説明図である。固定された被印刷物へインクの液滴を射出した場合における、被印刷物との接触後のインクの液滴の挙動について説明するための説明図である。搬送される被印刷物へインクの液滴を射出した場合における、被印刷物との接触後のインクの液滴の挙動について説明するための説明図である。ドット形状の不具合の具体例を示す説明図である。同実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示す模式図である。同実施形態に係るヘッドの回転後の姿勢の一例を示す説明図である。同実施形態に係る制御装置が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．インクジェット印刷装置の構成＞
まず、図１及び図２を参照して、本実施形態に係るインクジェット印刷装置１０の構成について説明する。図１は、本実施形態に係るインクジェット印刷装置１０の概略構成の一例を示す模式図である。図１に示すように、インクジェット印刷装置１０は、回転機構１００と、ヘッド２００と、本体３００と、を備える。

ヘッド２００は、本体３００から出力される動作指示に基づいて、インクの液滴を射出し、高速で搬送される鋼板等の平面形状の被印刷物への印刷を行う。具体的には、ヘッド２００は、ヘッド２００の先端側からインクの液滴を射出し、ドットを形成することにより、被印刷物への印刷を行う。より具体的には、ヘッド２００は、射出されたインクの液滴を被印刷物の搬送方向と交差する方向へ偏向し、被印刷物へドットを連続的に形成することにより、被印刷物への印刷を行う。以下、図２を参照して、ヘッド２００の構成について、説明する。

図２は、本実施形態に係るヘッド２００の構成の一例について説明するための模式図である。図２に示すように、ヘッド２００は、インク射出装置２１０と、帯電装置２２０と、偏向板２３０と、ガター２４０と、を備える。また、図２において、矢印Ｗ４０は、被印刷物４００の搬送方向を示す。

インク射出装置２１０は、供給されるインクをポンプ３１０の圧力で液柱として射出し、液柱は表面張力により射出直後に空中で液滴８００に分割される。射出されたインクの液滴８００には、帯電装置２２０により電荷が付加される。そして、帯電されたインクの液滴８００は、偏向板２３０により発生した電場によって偏向され、被印刷物４００の印刷面Ｆ４０へ向かって飛翔する。偏向板２３０は、対向して配置されたマイナス電極とプラス電極とにより構成される。インクの液滴８００の偏向量は、帯電装置２２０により付加される電荷及び偏向板２３０により発生する電場の大きさに依存する。ヘッド２００は、当該電荷及び電場の大きさを調整することによりインクの液滴の偏向量を調整し得る。

ガター２４０は、インク射出装置２１０により射出された後印刷に用いられないインクの液滴８００を回収する。ガター２４０は、図示しないチューブ等によって、図１に示した本体３００のタンク３２０と接続されており、ガター２４０により回収されたインクは、タンク３２０へ貯留される。また、インク射出装置２１０は、図示しないチューブ等によって、図１に示した本体３００のポンプ３１０と接続されており、ポンプ３１０により、インク射出装置２１０へインクが供給される。

図１に示す回転機構１００は、本体３００から出力される動作指示に基づいて、被印刷物４００の印刷面に対して略平行な面内において被印刷物４００の搬送方向と略直交する回転軸まわりに、ヘッド２００を回転させる。また、回転機構１００は、ヘッド２００の先端が被印刷物４００の搬送方向側に、ヘッド２００を回転させる。回転機構１００は、例えば、電動モータ等のアクチュエータであってもよく、電動モータの駆動力をヘッド２００へ伝達するギヤをさらに含んでもよい。ヘッド２００の回転後の姿勢は、射出されるインクの液滴８００の速度及び被印刷物４００の搬送速度に基づいて設定される。

本体３００は、ポンプ３１０と、タンク３２０と、操作入力装置３３０と、表示装置３４０と、制御装置３５０と、を備える。

タンク３２０には、ヘッド２００のガター２４０により回収されたインクが貯留される。タンク３２０に貯留されたインクはポンプ３１０によってヘッド２００のインク射出装置２１０へ供給される。

操作入力装置３３０は、オペレータによる印刷パターンの入力や各設定値の変更を受け付ける機能を有する。当該機能は、例えば、タッチセンサ、キーボード、キーパッド、ボタン、スイッチやマイクロフォン等により実現される。操作入力装置３３０は、入力された情報を制御装置３５０へ出力する。

表示装置３４０は、ヘッド２００により被印刷物へ印刷される印刷パターンを示す情報や各種設定値等を表示する。当該機能は、例えば、ＣＲＴ（ＣａｔｈｏｄｅＲａｙＴｕｂｅ）ディスプレイ装置、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）装置、又はＯＬＥＤ（ＯｒｇａｎｉｃＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）装置により実現される。

制御装置３５０は、演算処理装置であるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＣＰＵが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶するＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵの実行において使用するプログラムや、その実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶するＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、データ等を記憶するＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）装置などのデータ格納用記憶装置等で構成される。

制御装置３５０は、インクジェット印刷装置１０を構成する各装置の動作を制御する。具体的には、制御装置３５０は、回転機構１００の駆動、ヘッド２００の駆動、ポンプ３１０の駆動及び表示装置３４０による表示を制御する。なお、本実施形態に係る制御装置３５０が有する機能は複数の制御装置により分割されてもよく、その場合、当該複数の制御装置は、通信バスを介して、互いに接続されてもよい。なお、制御装置３５０の詳細については、後述する。

＜２．被印刷物への接触後のインクの液滴の挙動＞
続いて、図３〜図６を参照して、被印刷物４００への接触後のインクの液滴８００の挙動について説明する。図３は、インクの液滴８００の射出方向が被印刷物４００の搬送方向に対して略直交するヘッド２００の姿勢の一例を示す説明図である。また、図３〜５は、被印刷物４００の幅方向から見た図である。図３において、矢印Ｗ２０はインクの液滴８００の射出方向を示す。以下、図３に示した姿勢のヘッド２００から射出されたインクの液滴８００の被印刷物４００への接触後の挙動について、被印刷物４００が固定されている場合と、被印刷物４００が搬送されている場合について、分けて説明する。

図４は、固定された被印刷物４００へインクの液滴８００を射出した場合における、被印刷物４００との接触後のインクの液滴８００の挙動について説明するための説明図である。図４に示す被印刷物４００は固定されているので、搬送速度Ｖ４０は０ｍ／分である。図４に示したように、まず、ヘッド２００から射出されたインクの液滴８００が、被印刷物４００の印刷面Ｆ４０に接触する。そして、インクの液滴８００は、被印刷物４００の印刷面Ｆ４０に接触した後、形状が安定するまでの間、表面張力の作用により搖動する。具体的には、図４に示したように、インクの液滴８００の搖動において、インクの液滴８００の被印刷物４００との界面から遠い側の部分８００ｆが、被印刷物４００に対して接近及び離反を繰り返す。ここで、図４に示す例では、被印刷物４００は固定されているので、インクの液滴８００が搖動する過程において、印刷面Ｆ４０に濡れ広がった被印刷物４００との界面の近傍の部分８００ｎと、被印刷物４００との界面から遠い側の部分８００ｆとの、搬送方向についての相対的な位置関係は変化しない。インクの液滴８００の形状が安定した後、被印刷物４００にドット９００が形成される。

図５は、搬送される被印刷物４００へインクの液滴８００を射出した場合における、被印刷物４００との接触後のインクの液滴８００の挙動について説明するための説明図である。図５に示す被印刷物４００の搬送速度Ｖ４０は、具体的には、５０〜２００ｍ／分の値を取り得る。被印刷物４００の搬送速度Ｖ４０が５０〜２００ｍ／分である場合には、搬送速度の増大によりドット形状の不具合が発生する効果が顕著になる。

図５に示したように、まず、ヘッド２００から射出されたインクの液滴８００が、被印刷物４００の印刷面Ｆ４０に接触する。そして、インクの液滴８００は、被印刷物４００の印刷面Ｆ４０に接触した後、形状が安定するまでの間、表面張力の作用により搖動する。例えば、図５に示したように、インクの液滴８００の搖動において、インクの液滴８００の被印刷物４００との界面から遠い側の部分８００ｆが、被印刷物４００に対して接近及び離反を繰り返す。ここで、図５に示す例では、被印刷物４００は矢印Ｗ４０により示される搬送方向へ移動しているので、インクの液滴８００の印刷面Ｆ４０に濡れ広がった被印刷物４００との界面の近傍の部分８００ｎは、被印刷物４００とともに搬送方向へ移動する。ゆえに、インクの液滴８００が搖動する過程において、被印刷物４００との界面の近傍の部分８００ｎは、被印刷物４００との界面から遠い側の部分８００ｆに対して、搬送方向へ相対的に移動する。

よって、インクの液滴８００の形状が安定するまでの間において、被印刷物４００との界面の近傍の部分８００ｎと被印刷物４００との界面から遠い側の部分８００ｆとの間に、被印刷物４００が固定されている場合と比較して、大きな張力が掛かり得る。具体的には、インクの液滴８００の搖動において、被印刷物４００との界面から遠い側の部分８００ｆが被印刷物４００に対して離反する際に被印刷物４００との界面の近傍の部分８００ｎと、被印刷物４００との界面から遠い側の部分８００ｆとの間に掛かる張力Ｔ８０が、被印刷物４００が固定されている場合と比較して、増大する。それにより、例えば、図５に示したように、被印刷物４００との界面から遠い側の部分８００ｆの一部８００ｐが飛散し得る。ゆえに、被印刷物４００に形成されたドット９００から離れた位置にインクの液滴８００の一部８００ｐが飛散する液飛びが生じ得る。

液飛びは、搬送される被印刷物４００へインクの液滴８００を射出した場合に生じ得るドット形状の不具合の一例に過ぎない。以下、図６を参照し、搬送される被印刷物４００へインクの液滴８００を射出した場合に生じ得るドット形状の不具合の具体例について説明する。

図６の左側の図は、被印刷物４００に形成されたドット９０２から離れた位置にインクの液滴８００の一部が飛散する液飛びを示している。液飛びでは、図６の左側の図に示したように、被印刷物４００に形成されたドット９０２から離れた位置に、インクの液滴８００の一部の飛散により、液飛び部９２が形成される。また、図６の中央側の図は、被印刷物４００に形成されたドット９０４の一部の形状が乱れるハネを示している。ハネでは、図６の中央側の図に示したように、被印刷物４００に形成されたドット９０４において、形状が乱れているハネ部９４が形成される。また、図６の右側の図は、被印刷物４００に形成されたドット９０６の形状が楕円形状になる印字変形を示している。印字変形では、図６の右側の図に示したように、ドット９０６の形状が、矢印Ｗ４０により示された被印刷物４００の搬送方向に長径を有する楕円形状となる。ハネ及び印字変形も、液飛びと同様に、被印刷物４００との界面の近傍の部分８００ｎが被印刷物４００とともに搬送方向へ移動することによって、インクの液滴８００の形状が安定するまでの間におけるインクの液滴８００に掛かる張力の増大に起因して生じ得る。

＜３．制御装置＞
[３−１．機能構成]
続いて、図７及び図８を参照して、本実施形態に係る制御装置３５０について説明する。図７は、本実施形態に係る制御装置３５０の機能構成の一例を示す説明図である。図７に示したように、制御装置３５０は、記憶部３５２と、制御部３５４と、を含む。

（記憶部）
記憶部３５２は、制御部３５４が行う処理に用いられる各種データを記憶する。具体的には、記憶部３５２は、搬送速度Ｖ４０及びインクの液滴８００の接触時速度Ｖ２０の設定値を記憶する。各設定値は、オペレータにより変更可能であってもよい。例えば、操作入力装置３３０へ入力されるオペレータによる各設定値の変更の要求に応じて記憶部３５２に記憶される各設定値が変更されるように構成し得る。ここで、インクの液滴８００の接触時速度Ｖ２０は、被印刷物４００へ接触する際のインクの液滴８００の速度であり、例えば、高速度カメラ等を用いた測定によってあらかじめ求められ得る。なお、接触時速度Ｖ２０は、インクの液滴８００の直径、インクの液滴８００の比重、インクの液滴８００の形状又はヘッド２００の先端と被印刷物４００の印刷面Ｆ４０との間の距離等に応じて適宜設定され得る。

（制御部）
制御部３５４は、ヘッド制御部３５４ａと、回転機構制御部３５４ｂと、目標角度算出部３５４ｃと、を含む。

ヘッド制御部３５４ａは、ヘッド２００の駆動を制御する。具体的には、ヘッド制御部３５４ａは、インク射出装置２１０によるインクの液滴８００の射出、帯電装置２２０によるインクの液滴８００の各々への電荷の付加及び偏向板２３０による電場の生成を制御する。例えば、ヘッド制御部３５４ａは、帯電装置２２０によりインクの液滴８００の各々へ付加される電荷及び偏向板２３０により発生する電場の大きさを、入力された印刷パターンを示す情報に基づいて制御することにより、インクの液滴８００の各々の偏向量を制御する。ヘッド制御部３５４ａは、印刷に用いられないインクの液滴８００については、当該液滴８００がガター２４０へ到達し、回収されるような値に偏向量を設定する。

回転機構制御部３５４ｂは、回転機構１００の駆動を制御する。具体的には、回転機構制御部３５４ｂは、目標角度算出部３５４ｃにより算出された目標ヘッド角度Ａ２０に基づいて、回転機構１００によるヘッド２００の回転を制御する。より具体的には、回転機構制御部３５４ｂは、ヘッド２００の姿勢が算出された目標ヘッド角度Ａ２０に対応する姿勢となるように、回転機構１００によるヘッド２００の回転を制御する。また、回転機構制御部３５４ｂは、ヘッド２００の先端が被印刷物４００の搬送方向側に、回転機構１００によるヘッド２００の回転を制御する。

図８は、本実施形態に係るヘッド２００の回転後の姿勢の一例を示す説明図である。図８は、被印刷物４００の幅方向から見た図である。図８に示したように、目標ヘッド角度Ａ２０は、矢印Ｗ４０により示される搬送方向に対して直交する方向と矢印Ｗ２０により示されるインクの液滴８００の射出方向とのなす角である。図８に示したように、ヘッド２００の先端が被印刷物４００の搬送方向側に、回転機構１００によりヘッド２００を回転させることによって、射出されるインクの液滴８００の速度の搬送方向成分と被印刷物４００の搬送速度Ｖ４０との差を低減することができる。

目標角度算出部３５４ｃは、回転機構１００によるヘッド２００の回転後の姿勢に対応する目標ヘッド角度Ａ２０を算出し、回転機構制御部３５４ｂへ出力する。ヘッド２００の回転後の姿勢は、射出されるインクの液滴８００の速度及び被印刷物４００の搬送速度Ｖ４０に基づいて設定される。具体的には、ヘッド２００の回転後の姿勢は、射出されるインクの液滴８００の速度の搬送方向成分と搬送速度Ｖ４０との差が搬送速度Ｖ４０より小さくなる姿勢に設定される。目標角度算出部３５４ｃは、例えば、インクの液滴８００の接触時速度Ｖ２０の搬送方向成分と搬送速度Ｖ４０との差が搬送速度Ｖ４０より小さくなる姿勢に対応する目標ヘッド角度Ａ２０を算出する。そして、回転機構制御部３５４ｂからの動作指示に基づいて、回転機構１００は、ヘッド２００の姿勢が算出された目標ヘッド角度Ａ２０に対応する姿勢となるように、ヘッド２００を回転させる。

それにより、インクの液滴８００が被印刷物４００の印刷面Ｆ４０に接触した後において、インクの液滴８００の被印刷物４００との界面の近傍の部分８００ｎの、被印刷物４００との界面から遠い側の部分８００ｆに対する、搬送方向への相対的な移動を抑制することができる。よって、インクの液滴８００の形状が安定するまでの間におけるインクの液滴８００に掛かる張力の増大を抑制することができる。従って、液飛び等のドット形状の不具合を低減することができる。ゆえに、印刷精度を向上させることができる。

ヘッド２００の回転後の姿勢は、射出されるインクの液滴８００の速度の被印刷物４００の搬送方向成分と被印刷物４００の搬送速度Ｖ４０との差が被印刷物４００の搬送速度Ｖ４０の１０％より小さくなる姿勢に設定されてもよい。目標角度算出部３５４ｃは、例えば、インクの液滴８００の接触時速度Ｖ２０の搬送方向成分と搬送速度Ｖ４０との差が搬送速度Ｖ４０の１０％より小さくなる姿勢に対応する目標ヘッド角度Ａ２０を算出する。具体的には、目標角度算出部３５４ｃは、インクの液滴８００の接触時速度Ｖ２０及び被印刷物４００の搬送速度Ｖ４０に基づいて、下記の式（１）を満たす目標ヘッド角度Ａ２０を算出する。

式（１）を満たす目標ヘッド角度Ａ２０に対応する姿勢に、ヘッド２００を回転させた場合、インクの液滴８００の接触時速度Ｖ２０の搬送方向成分と搬送速度Ｖ４０との差は搬送速度Ｖ４０の１０％より小さくなる。このように設定された目標ヘッド角度Ａ２０に対応する姿勢にヘッド２００を回転させることによって、被印刷物４００への印刷における液飛び等のドット形状の不具合をより効果的に低減することができる。ゆえに、印刷精度をより効果的に向上させることができる。

[３−２．動作]
続いて、図９を参照して、本実施形態に係る制御装置３５０が行う処理の流れについて説明する。図９は、本実施形態に係る制御装置３５０が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。図９に示したように、目標角度算出部３５４ｃは、記憶部３５２に記憶された各設定値を取得する（ステップＳ５０２）。そして、目標角度算出部３５４ｃは、取得した各設定値に基づいて数式（１）における目標ヘッド角度Ａ２０を算出し（ステップＳ５０４）、回転機構制御部３５４ｂへ出力する。ステップＳ５０４の処理において、具体的には、目標角度算出部３５４ｃは、インクの液滴８００の接触時速度Ｖ２０及び被印刷物４００の搬送速度Ｖ４０及び数式（１）を用いて目標ヘッド角度Ａ２０を算出する。次に、回転機構制御部３５４ｂは、ヘッド２００の姿勢が算出された目標ヘッド角度Ａ２０に対応する姿勢となるように、回転機構１００によるヘッド２００を回転させ（ステップＳ５０６）、図９に示した処理は終了する。

本発明の効果を確認するために、上述したインクジェット印刷装置１０を用いて、各条件について、被印刷物４００への印刷を行い、発生したドット形状の不具合の数を計測した。当該計測では、ドット形状の不具合として、ハネ及び液飛びのそれぞれの数を計測した。具体的には、被印刷物４００に１０２４個（３２ドット×３２ドット）のドットを形成し、形成された１０２４個のドットについて、ドット形状の不具合として、ハネ及び液飛びのそれぞれの数を計測した。なお、インクの液滴８００の直径を１００μｍとし、インクの液滴８００の比重を１ｇ／ｃｍ^３とし、ヘッド２００の先端と被印刷物４００の印刷面Ｆ４０との間の距離を２０ｍｍとして、印刷を行った。

まず、比較例１及び実施例１〜７では、搬送速度Ｖ４０を６０ｍ／分とし、インクの液滴８００の接触時速度Ｖ２０を５ｍ／秒として、被印刷物４００への印刷を行った。

比較例１では、目標ヘッド角度Ａ２０を０°とし、インクの液滴８００の射出方向が被印刷物４００の搬送方向に対して略直交する場合について、印刷を行った。各実施例では、回転機構１００により、各目標ヘッド角度Ａ２０に対応する姿勢にヘッド２００を回転させて、印刷を行った。各目標ヘッド角度Ａ２０及びドット形状の不具合の数の結果を下記の表１に示す。

表１に示したように、各目標ヘッド角度Ａ２０に対応する姿勢に、回転機構１００によりヘッド２００を回転させた実施例１〜７では、比較例１と比較して、ハネ及び液飛びのそれぞれの数はいずれも低減された。当該結果から、ヘッド２００の先端が被印刷物４００の搬送方向側にヘッド２００を回転させることによって、被印刷物４００への印刷における液飛び等のドット形状の不具合を低減することが可能であることが確認された。

ここで、搬送速度Ｖ４０を６０ｍ／分とし、インクの液滴８００の接触時速度Ｖ２０を５ｍ／秒とした場合に、式（１）を満たす目標ヘッド角度Ａ２０は、１０．３７°＜Ａ２０＜１２．７１°である。ヘッド２００の姿勢がこのような目標ヘッド角度Ａ２０に対応する姿勢である場合に、インクの液滴８００の接触時速度Ｖ２０の搬送方向成分と搬送速度Ｖ４０との差が搬送速度Ｖ４０の１０％より小さくなる。

表１に示したように、式（１）を満たす目標ヘッド角度Ａ２０にヘッド２００を回転させて印刷を行った実施例４及び実施例５では、実施例１〜３、６及び７と異なり、ハネ及び液飛びはいずれも発生しなかった。当該結果から、ヘッド２００の回転後の姿勢が、接触時速度Ｖ２０の搬送方向成分と搬送速度Ｖ４０との差が搬送速度Ｖ４０の１０％より小さくなる姿勢に設定されることによって、被印刷物４００への印刷における液飛び等のドット形状の不具合をより効果的に低減することが可能であることが確認された。

続いて、比較例２及び実施例８〜１６では、搬送速度Ｖ４０を１００ｍ／分とし、インクの液滴８００の接触時速度Ｖ２０を５ｍ／秒として、被印刷物４００への印刷を行った。

比較例２では、目標ヘッド角度Ａ２０を０°とし、インクの液滴８００の射出方向が被印刷物４００の搬送方向に対して略直交する場合について、印刷を行った。各実施例では、回転機構１００により、各目標ヘッド角度Ａ２０に対応する姿勢にヘッド２００を回転させて、印刷を行った。各目標ヘッド角度Ａ２０及びドット形状の不具合の数の結果を下記の表２に示す。

表２に示したように、各目標ヘッド角度Ａ２０に対応する姿勢に、回転機構１００によりヘッド２００を回転させた実施例８〜１６では、比較例２と比較して、ハネ及び液飛びのそれぞれの数はいずれも低減された。当該結果から、ヘッド２００の先端が被印刷物４００の搬送方向側にヘッド２００を回転させることによって、被印刷物４００への印刷における液飛び等のドット形状の不具合を低減することが可能であることが確認された。

ここで、搬送速度Ｖ４０を１００ｍ／分とし、インクの液滴８００の接触時速度Ｖ２０を５ｍ／秒とした場合に、式（１）を満たす目標ヘッド角度Ａ２０は、１７．４６°＜Ａ２０＜２１．５１°である。ヘッド２００の姿勢がこのような目標ヘッド角度Ａ２０に対応する姿勢である場合に、インクの液滴８００の接触時速度Ｖ２０の搬送方向成分と搬送速度Ｖ４０との差が搬送速度Ｖ４０の１０％より小さくなる。

表２に示したように、式（１）を満たす目標ヘッド角度Ａ２０にヘッド２００を回転させて印刷を行った実施例１１〜実施例１４では、実施例８〜１０、１５及び１６と異なり、ハネ及び液飛びはいずれも発生しなかった。当該結果から、ヘッド２００の回転後の姿勢が、接触時速度Ｖ２０の搬送方向成分と搬送速度Ｖ４０との差が搬送速度Ｖ４０の１０％より小さくなる姿勢に設定されることによって、被印刷物４００への印刷における液飛び等のドット形状の不具合をより効果的に低減することが可能であることが確認された。

＜４．まとめ＞
以上説明したように、本実施形態によれば、回転機構１００は、被印刷物４００の印刷面に対して略平行な面内において被印刷物４００の搬送方向と略直交する回転軸まわりに、ヘッド２００を回転させる。また、回転機構１００は、ヘッド２００の先端が被印刷物４００の搬送方向側に、ヘッド２００を回転させる。ヘッド２００の回転後の姿勢は、射出されるインクの液滴８００の速度及び被印刷物４００の搬送速度Ｖ４０に基づいて設定される。それにより、インクの液滴８００の形状が安定するまでの間におけるインクの液滴８００に掛かる張力の増大を抑制することができる。従って、液飛び等のドット形状の不具合を低減することができる。ゆえに、印刷精度を向上させることができる。

また、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしもフローチャートに示された順序で実行されなくてもよい。いくつかの処理ステップは、並列的に実行されてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は応用例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１０インクジェット印刷装置
１００回転機構
２００ヘッド
２１０インク射出装置
２２０帯電装置
２３０偏向板
２４０ガター
３００本体
３１０ポンプ
３２０タンク
３３０操作入力装置
３４０表示装置
３５０制御装置
３５２記憶部
３５４制御部
３５４ａヘッド制御部
３５４ｂ回転機構制御部
３５４ｃ目標角度算出部
４００被印刷物
８００インクの液滴
９００、９０２、９０４、９０６ドット

Claims

高速で搬送される平面形状の鋼板に対して、先端側からインクの液滴を射出し、ドットを形成することにより、前記鋼板への印刷を行う、ヘッドと、
前記鋼板の搬送方向に対して当該鋼板の印刷面と略平行な面内において略直交する回転軸まわりに、前記ヘッドの先端が前記鋼板の搬送方向下流側に移動するように、前記ヘッドを回転させる回転機構と、
を備え、
前記ヘッドの回転後の姿勢は、射出される前記インクの液滴の速度及び前記鋼板の搬送速度に基づいて設定される、
インクジェット印刷装置。
前記鋼板の搬送速度は、５０〜２００ｍ／分である、請求項１に記載のインクジェット印刷装置。
前記ヘッドの回転後の姿勢は、射出される前記インクの液滴の速度の前記鋼板の搬送方向成分と前記鋼板の搬送速度との差が前記鋼板の搬送速度の１０％より小さくなる姿勢に設定される、請求項１又は２に記載のインクジェット印刷装置。