印刷物のスジトラブルを防ぐプリントヘッドの位置調整の重要性

シングルパス・インクジェットプリンターでは、一般的に印刷基材の幅方向にプリントヘッドを並べて配置します。
このため、プリントヘッドの位置調整が不十分だと、プリントヘッド間にあたる場所にスジが発生するという課題があります。
さらに、この課題の難易度は1200dpiなど高解像度のプリントヘッドを使った印刷になるほど高くなります。

今回は、なぜこのようなことが起こるのか、どのように対応すればよいのかをご説明します。

この現象は、600dpiのプリントヘッドでは発生しなくても、1200dpiなどの高精細なプリントヘッドを用いたときに発生することがあります。 スジ発生の理由とその対策について、ご紹介します。

• *1 軽視できない、プリントバーの厚み。バーを薄くする設計のヒント

一般的に、隣り合うドットの中心間距離（ピクセル間距離）をL、ベタを埋めるために必要最低限のドットの半径をrとするとき、2r=√2×Lの関係があることから、オーバーラップ量xは、

と表せます。
つまり、解像度に反比例して（ピクセル間距離Lに比例して）、オーバーラップ量が少なくなるのです。このため、高解像度になるほど、プリントヘッド間の距離が理想的な長さになるよう精密に調整し、ドットのオーバーラップ量を確保することが重要になります。
具体的にどの程度の精度が必要なのかは、（式1）のLに図3に記載の値を代入することで算出できます。
1200dpiの場合には、ドットのオーバーラップ量が8.8μmと計算できます。
実際には、基材搬送の機械誤差などの他の誤差も考慮して、ドットのオーバーラップ量にマージンを持たせた設計をしますが、プリントヘッド間の距離の調整には、数μm程度の精度が要求されることがご理解いただけると思います。

プリントヘッド間で発生するスジを抑制する方法には、大きく2つの方法があります。

1つ目は、ドット径を大きくすることで、ドットのオーバーラップ量を増やし、スジの発生を抑制する方法です。
しかし、ドット径を大きくすると、印刷物の粒状性を悪化させてしまいます（見た目がざらざらして見えます）。印刷物に要求されるスジの発生レベルおよび粒状性レベルを鑑みて、適切なドット径にすることが重要です。

2つ目は、プリントヘッドを精度良く配置する方法です。考え方は単純ですが、上述のように1200dpiのインクジェットヘッドを用いる場合、数μm程度の取り付け位置精度が要求されるため、難易度が高い方法です。
しかも、プリントヘッドと印刷基材の衝突などのトラブルや、プリントヘッドの経年劣化などにより、プリントヘッドの交換が必要な場合があります。このため、プリントヘッドは一度設置・調整したら終了ではなく、プリントヘッドの交換を前提として、配置方法・調整方法を検討することが重要です。

できるだけ少ない調整ループで良好な画質を得るためには、プリントヘッドの位置を正確に把握すること、および正確に調整することが必要です。それを実現するためには、試行錯誤でプリントヘッドの位置を確認・調整するのではなく、プリントヘッドの位置を測定するセンサーとプリントヘッドを精密に位置決めできる調整機構を設けることが望ましいと言えます。

また、調整箇所が多くなるほど、自動でも手動でも調整の手数が増えてしまうため、調整箇所はできるだけ減らすことが重要です。一方で、印刷時の振動や、プリントヘッドクリーニング時にヘッドに加わる外力などで、ヘッドの位置がずれてしまうのを防ぐには、ヘッドを堅牢に固定する必要があります。
しかし、プリントヘッドの調整箇所は少なくしつつ、堅牢性の維持を両立するための設計には、さまざまなノウハウが必要となります。

富士フイルムが提供している「Samba JPC」のプリントバーユニットでは、シングルパス・インクジェットプリンターであるJet Pressの開発経験を活かし、プリントヘッドの調整の容易さと堅牢性を両立しています。
例えば、プリントヘッドは高精度に位置合わせされた状態でブラケットに取り付けられており、高精度に加工されたバーフレームに取り付けることで高い精度を実現。プリントヘッドの調整箇所は図4におけるX方向の調整のみで、θzの調整は個々のプリントヘッドの取り付け時には不要な設計になっています。

「Samba JPC」を通じて私たちの知見・技術を活用いただき、御社の開発を効率化することで、プリンティングのデジタル化を一緒にリードし、インクジェット市場の拡大と発展に寄与したいと考えています。ぜひご利用ください。