CN104070786A - 喷墨记录系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种喷墨记录系统，其计测墨固化的时刻，进行必要时间的墨固化，从而降低耗电功率和耗电量。该喷墨记录系统在接收到被打印物检测传感器的输出信号后，基于设定的字符扫描数对编码器的脉冲信号进行计数，控制墨固化机构开始工作。

Description

喷墨记录系统
技术领域
本发明涉及喷墨记录系统。
背景技术
作为本技术领域的背景技术，可列举日本特开2000-327980号公报（专利文献1）。该公报中记载了这样的内容，“例如，在图1所示的喷墨装置使用固化性墨进行打印后，设置曝光机构使固化性墨发生光固化。这种固化性墨的曝光机构并不受特别的限定，能够按照用途采用各种机构。例如，优选使用高压水银灯、低压水银灯、金属卤化物灯、准分子灯等光源，以100～2000mJ/cm2的曝光量照射波长200～500nm的紫外线或可见光。此外，也可以使激光或通过使用透镜、反射镜等获得的会聚光边扫描边照射固化性墨。”
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2000-327980号公报
发明内容
发明要解决的问题
连续型喷墨记录装置是一种始终连续地从喷嘴的嘴孔喷射墨的喷墨记录装置。喷出后的墨颗粒通过被称作回收槽的墨回收机构回收。
另外，作为对墨固化的时刻（时序，timing）进行控制时应当考虑的因素，可列举用于输送打印对象物的传送带的线输送速度。通常，喷墨记录装置被设置在工场的生产线上，对通过传送带陆续输送来的打印对象物打印保质日期、生产序号等。输送速度随生产线的不同而各不相同，因此需要根据生产线的输送速度的变化来对打印在打印对象物上的墨进行固化。
作为与墨固化有关的喷墨记录系统的现有技术，例如存在专利文献1所记载的技术。其使打印后的打印对象物通过墨固化装置来进行墨固化。墨固化装置采用通过热来使墨固化的方法或通过光来使墨固化的方法等各种方法。迄今的喷墨记录系统中，喷墨记录装置与UV墨固化装置独立设置，UV墨固化装置始终照射一定的光。因此，当生产线的输送速度发生变化时，光照射在打印后的打印对象物上的时间会变得不同。因此，若生产线的输送速度较快，则光照射在打印对象物上的时间会变短，可能存在时间不足够进行墨固化的情况。这是因为，光照射装置中供打印对象物通过的长度是固定的。因而，光照射在打印对象物上的时间依赖于生产线的输送速度，所以需要在考虑线输送速度的基础上进行光照射的控制。
另外，现有的墨固化装置并没有根据线输送速度进行控制，因此该墨固化装置必需在始终启动的状态下使用，墨固化装置的耗电功率会很大。
并且，随着线输送速度的不同，打印对象物上的墨的固化时间会存在偏差。因此，可能会因墨的固化时间过短而导致出现墨固化不足。
而且，由于墨固化装置始终进行墨固化工作，耗电量大也是一个问题。此外，因为喷墨记录装置被设置在生产线的附近，所以用于喷射墨的打印头的设置位置按照生产线的形状而设置在各种各样的位置。因而，可能会出现难以将墨固化装置设置在期望的位置上的情况。
本发明的目的在于提供一种喷墨记录系统，其通过计测墨固化的时刻（时序，timing），进行必要时间的墨固化，从而降低耗电功率和耗电量。
解决问题的手段
为解决上述问题，例如采用以下技术方案。
本发明包括多个解决上述问题的技术方案，其一例如下。
一种喷墨记录系统，其特征在于，包括：喷嘴，其向着打印对象物的输送轨道喷出墨；带电电极，其被设置成在从上述喷嘴喷出的上述墨分离成为墨颗粒的区域产生带电电场，使该墨颗粒带电；偏转电极，其在上述墨颗粒的飞行通路中产生偏转电场，使带电的该墨颗粒偏转；偏转电源，其对该偏转电极施加偏转电压；回收槽，其回收在打印中未使用的墨颗粒；使墨固化的墨固化机构；旋转编码器，其根据生产线的移动速度产生脉冲信号；被打印物检测传感器；和控制部，其中，上述控制部在接收到上述被打印物检测传感器的输出信号后，基于设定的字符扫描数对上述编码器的脉冲信号进行计数，控制上述墨固化机构开始工作。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种喷墨记录系统，通过使墨固化装置为柔性的形状，能够与生产线的形状相匹配地设置墨固化装置，并测量墨固化的时刻，进行必要的时间的墨固化，从而降低耗电功率和耗电量。
附图说明
图1是表示本发明的喷墨记录装置的整体结构的框图。
图2是表示喷墨记录装置进行打印的基本结构的概要图。
图3是表示本发明的光照射方法的流程图。
图4是表示本发明的光照射控制功能调整画面的图。
图5是表示在选择采用速度跟踪和不采用速度跟踪的画面上选择了采用速度跟踪的图。
图6是表示在本发明的光照射时刻设定画面上进行光照射时刻设定的图。
图7是表示在本发明的光照射时刻设定画面上输入了光照射时刻的值的画面的图。
图8表示光照射时间设定的画面。
图9是表示在本发明的光照射时间设定画面上输入了光照射时间的值的画面的图。
图10是表示在本发明的光照射时间设定画面上输入了生产线的最高输送速度和光照射时间的值的画面的图。
图11是表示在本发明的光照射时间设定画面上输入了光照射单元数的值的画面的图。
图12是表示在选择采用速度跟踪和不采用速度跟踪的画面上选择了不采用速度跟踪的图。
图13是表示在本发明的光照射时刻设定画面上进行光照射时刻设定的图。
图14是表示在本发明的光照射时间设定画面上进行光照射时间设定的图。
图15是表示在本发明的光照射时刻设定画面上输入了光照射时刻的值的画面的图。
图16是表示在本发明的光照射时间设定画面上输入了光照射时间的值的画面的图。
图17是表示在本发明的光照射时间设定画面上输入了生产线的最高输送速度和光照射时间的值的画面的图。
图18是表示在本发明的光照射时间设定画面上输入了光照射单元数的值的画面的图。
图19是表示在操作面板上显示光照射机构的耗电功率与耗电量的图。
图20表示本发明的光照射装置的光照射部单元的柔性结构与对打印对象物进行光照射的图。
图21是表示通过使本发明的光照射装置和光照射部单元具有柔性结构，而实现的与生产线的形状相匹配的设置与光照射的图。
图22是图20的从Z方向观察的图。
图23是图21的从Z方向观察的图。
图24是表示本发明对光照射时间进行控制的图。
图25是表示本发明的光照射装置的光照射部的分离结构的图。
图26是表示本发明在采用速度跟踪功能的情况下输送速度较高时的时序的图。
图27是表示本发明在不采用速度跟踪功能的情况下输送速度恒定时的时序的图。
附图标记说明
100…喷墨记录装置，101…MPU（微处理单元），102…RAM（随机访问存储器），103…ROM（只读存储器），104…显示装置，105…面板接口，106…操作面板，107…打印对象物检测电路，108…打印控制电路，109…图案RAM，110…带电电压产生电路，111…总线，112…墨，112a…墨（墨柱），112b…带电的墨颗粒，113…墨容器，114…喷嘴，115…带电电极，116a…正偏转电极，116b…负偏转电极，117…偏转电源，118…回收槽，119…供给泵，120…被打印物检测传感器，121…下部的打印点，122…上部的打印点，123…传送带，124…打印对象物，125…编码器，126…速度跟踪电路，127…光照射装置的光照射部，128…墨固化控制电路，201…喷出孔，202…墨供给路径，203…电致伸缩元件，204…墨回收路径。
具体实施方式
以下使用附图对本发明的实施方式进行说明。
喷墨记录装置100包括进行打印的打印头部和与其连接的喷墨记录装置本体，其中喷墨记录装置本体包括墨供给管的墨循环路径、墨容器和泵等。打印头部通过软管与喷墨记录装置本体连结，能够配置在与喷墨记录装置本体不同的位置。
图1是表示本发明一实施方式的喷墨记录系统的功能框图。
图1中，喷墨记录装置中，对喷墨记录装置整体进行控制的MPU（微处理单元）101、在喷墨记录装置内暂时存储数据的RAM（随机访问存储器）102、预先存储程序等的ROM（只读存储器）103、显示打印的内容等的显示装置104、面板接口105、用于输入要打印的字符的高度等设定值的操作面板106、打印对象物检测电路107、进行喷墨记录装置100的关于打印的整体控制的打印控制电路108、存储要使墨颗粒112b带电的图案数据（video data）的图案RAM109、产生使墨颗粒112b带电的带电电压的带电电压产生电路110、正偏转电极116a、负偏转电极116b，由发送数据等的总线111连接。
另外，作为打印机构的打印头部包括：墨112；保持墨112的墨容器113；使墨向打印对象物124的输送轨道喷射的喷嘴114；为了在从喷嘴114喷出的墨（墨柱）112a分离而成为墨颗粒112b的区域中产生带电电场以使墨颗粒112b带电而设置的带电电极115；在墨颗粒112b的飞行通路上产生偏转电场而使带电的颗粒112b偏转的偏转电极116；对偏转电极116施加偏转电压116的偏转电源117；回收没有用于打印的墨颗粒112b的回收槽118；将墨容器113内的墨112抽汲加压而供给到上述喷嘴114的供给泵119；和当传送带123输送的打印对象物124到达打印区域时发出响应的打印对象物检测传感器120。
另外，还具有根据生产线的移动速度产生脉冲信号的旋转编码器125。旋转编码器并不内置于喷墨记录装置而是设置在生产线上，可使用的旋转编码器的种类很多，例如可以使用已设有的，也可以由用户重新准备。旋转编码器产生的信号经速度跟踪电路126被发送到MPU101，由MPU101进行计算，供速度跟踪功能使用。127是本发明中用于使墨固化的墨固化装置的光照射部。墨固化装置并不内置于喷墨记录装置，而是设置在比喷墨记录装置的打印头更靠生产线的下游一侧。墨固化装置的光照射部通过墨固化控制电路128进行控制。
下面对墨的喷出和打印进行说明。当经由面板接口105通过操作面板输入了要打印的内容等信息时，MPU101利用ROM103中存储的程序根据打印信息生成使墨颗粒112b带电的图案数据，通过总线111保存到图案RAM109中。当打印对象物传感器120检测到打印对象物时，通过打印对象物检测电路107使开始打印的指令发送至MPU101。MPU101将图案RAM109中存储的图案数据经总线111发送到字符信号发生电路110。字符信号发生电路110将发送来的图案数据变换为带电信号。打印控制电路108对通过总线111将该带电信号发送到带电电极115的时刻进行控制。
在打印头114内部，对喷出路径施加规定的压力而供给墨。此外，打印头114内部通过施加电压而使压电振子振动以对墨施加振动从而使墨颗粒化。颗粒化的墨112b从嘴孔部喷出。按照向带电电极115发送的时刻受到控制的带电信号，该带电电压被施加到带电电极上，从而使颗粒化的墨带电，进而由偏转电极116作用而发生偏转地向外部出射，飞行至打印对象物，附着于其上进行打印。
墨颗粒在带电电极115被施加带电电压，带电量大的墨颗粒112b的偏转量大，带电量小的颗粒的偏转量小。带电量小的墨颗粒112b在偏转电极116的作用下发生较小的偏转，被用于打印打印字符的下部分。带电量大的墨颗粒112b在偏转电极116的作用下发生较大的偏转，被用于打印打印字符的上部分。没有用于打印的墨，即没有带电的墨颗粒112b由回收槽118回收，通过泵119再次供给至打印头。通过以上的方法，喷墨记录装置进行打印。
图2是表示打印头的基本结构的概要图。打印头如图2所示，具有喷出墨柱112a的喷嘴114，喷嘴114上连接有用于供给配置于装置本体内的墨容器即主容器112内的墨的墨供给路径202，墨供给路径202上设置有供给泵119。主容器112内的墨被供给泵119吸引、加压而成为墨柱112a，从喷嘴114的喷出口201喷出。
喷嘴114设有电致伸缩元件203，墨被电致伸缩元件203以规定的频率施加振动，使得从喷嘴114喷出的墨柱112a颗粒化。由此，生成的墨颗粒112b的数量由施加在电致伸缩元件203上的激振电压的频率决定，与该频率在数值上相同。带电电极115配置在喷嘴114的前方，通过对带电电极115施加与打印信息对应大小的电压，而对墨颗粒112b施加电荷。
带电电极115的前端配置有正偏转电极116a和负偏转电极116b，由带电电极115的作用下带电的墨颗粒112b，在正偏转电极116a与负偏转电极116b间的电场中飞行的期间受到与带电量成比例的力而发生偏转，向着打印对象物124飞行，命中打印对象物124。这时，墨颗粒112b根据带电量的变化，箭头R所示的偏转方向上的命中位置发生变化，进而通过在与偏转方向R正交的输送方向T上由传送带123移动打印对象物124，使得墨颗粒112b能够在与偏转方向正交的方向上命中，从而由多个命中颗粒在打印对象物上打印字符或图形。
为了回收没有用于打印的墨颗粒112b，与喷嘴114的喷出口201相对地，在打印头内配置有回收槽118，通过回收槽118，将在正偏转电极116a与负偏转电极116b间不发生偏转直线飞行的墨颗粒112b捕获。被捕获的墨颗粒112b，经墨回收路径204被回收到主容器112。
下面，对于本发明的喷墨记录装置的打印系统，即，即使墨固化装置的光照射时刻、线输送速度发生变化也能够使光照射时间保持一定的系统，和能够与生产线的形状相匹配地将喷墨记录装置设定到期望的位置上的机制，在以下进行大致的说明。
本发明能够通过在操作面板的画面上输入作为目标的光照射时间来对打印对象物设定期望的光照射时刻和期望的光照射时间。在确定期望的光照射时间时，与光照射时间相关的条件例如能够列举激振频率、字符行数、字符尺寸、字符间隔、字符宽度设定、颗粒使用率、横向字符数、输送速度、打印数据等。
接着，对基于输送速度变化的光照射时刻控制的机制进行说明。对于光照射时刻控制，使用打印物传感器和编码器在喷墨记录装置内自动计算，进行光照射时刻的控制。
关于开始发光的时刻，对喷墨记录装置输入打印物传感器的输出信号，之后对编码器的脉冲进行计数，控制光照射时刻。编码器的脉冲表示字符的扫描数，根据操作面板上输入的扫描数决定光照射时刻。
关于光的熄灭时刻，在喷墨记录装置内计算打印字符的字符数，确定打印字符的扫描数。输入打印字符的最后的扫描被输入、打印结束的时刻为光的熄灭时刻。
接着，对本发明的光照射控制功能的操作步骤进行详细说明。
在图3的流程图中，首先设定打印条件。然后，进行光照射控制功能调整画面，先选择是采用速度跟踪功能还是不采用速度跟踪功能。在光照射时刻设定画面中，在采用速度跟踪功能的情况下输入扫描数。在不采用速度跟踪功能的情况下输入时间。设定光照射时刻，选择执行按钮。在可实现的情况下，结束光照射时刻设定的处理，接着前进至光照射时间设定画面。若光照射时刻的值的设定不可实现，则在画面上显示“NG”。在仅变更照射时刻的情况下，再次转移到光照射时刻设定画面。在不仅是照射时刻的变更的情况下，转移到打印条件设定画面。
接着在光照射时间设定画面上输入光照射时间。光照射时间由后述的墨固化装置的光照射部的单元数来决定是否能够实现。因此，在输入期望的光照射时间的值、生产线的最高输送速度、光照射机构的单元数并且输入的值能够实现的情况下，结束光照射时刻、光照射时间功能的处理，进入打印模式，进行打印。
若输入了光照射时间但值不可实现，则在画面上显示判定结果“NG”这一提示。若仅是光照射时间的变更，则再次输入光照射时间的值、生产线的最高输送速度、光照射机构的单元数。或者，在重新设定打印条件后，再次经光照射时刻设定，再次进入光照射时间画面，输入值。
下面，对在操作面板画面上设定光照射时刻和光照射时间进行说明。
如图4所示，从菜单画面选择光照射控制功能调整，首先选择是采用速度跟踪功能还是不采用速度跟踪功能。图5表示在采用速度跟踪和不采用速度跟踪的选择画面上选择了采用速度跟踪功能的画面。首先说明采用速度跟踪功能的情况。图6表示光照射时刻的图。当选择了输入框后，如图7所示地对“光照射时刻”显示数字键盘，能够按扫描数来输入期望的光照射时刻。另外，在该数字键盘的部分，除了数字键之外还包括用于取消输入的数值的取消键、用于清除输入的数值的清空键、使输入的数值增加的增加键和使数值减少的减少键等。图7中表示输入了50次扫描作为光照射时刻的设定的情况。
接着，图8表示光照射时间设定的画面。例如，当选择了图8的光照射时间时，如图9所示，对“光照射时间”表示数字键盘，能够输入期望的光照射时间的值。另外，在该数字键盘的部分，除了数字键之外还包括用于取消输入的数值的取消键、用于清除输入的数值的清空键、使输入的数值增大的增大键和使数值减少的减少键等。图9中表示输入了50秒作为光照射时间的情况。
接着，图10表示输入生产线的最高速度的图。在此能够输入生产线的最高速度。另外，在该数字键盘的部分，除了数字键之外还包括用于取消输入的数值的取消键、用于清除输入的数值的清空键、使输入的数值增大的增大键和使数值减少的减少键等。图10中表示输入了50米/分作为生产线的最高输送速度的情况。
接着，图11表示输入光照射机构的单元数的图。在此能够输入光照射机构的单元数。另外，在该数字键盘的部分，除了数字键之外还包括用于取消输入的数值的取消键、用于清除输入的数值的清空键、使输入的数值增大的增大键和使数值减少的减少键等。图11表示输入了光照射机构的单元数为2台的图。
接着说明不采用速度跟踪功能的情况。如图12所示选择不采用速度跟踪功能。图13表示光照射时刻的图。如图14所示，对“光照射时刻”显示数字键盘，能够按秒为单位输入期望的光照射时刻。另外，在该数字键盘的部分，除了数字键之外还包括用于取消输入的数值的取消键、用于清除输入的数值的清空键、使输入的数值增大的增大键和使数值减少的减少键等。图14中表示输入了50秒作为光照射时刻的设定的情况。
接着，图15表示光照射时间设定的画面。如图16所示，对“光照射时间”表示数字键盘，能够输入期望的光照射时间的值。另外，在该数字键盘的部分，除了数字键之外还包括用于取消输入的数值的取消键、用于清除输入的数值的清空键、使输入的数值增大的增大键和使数值减少的减少键等。图16中表示输入了50秒作为光照射时间的情况。
接着，图17表示输入生产线的最高速度的图。在此能够输入生产线的最高速度。另外，在该数字键盘的部分，除了数字键之外还包括用于取消输入的数值的取消键、用于清除输入的数值的清空键、使输入的数值增大的增大键和使数值减少的减少键等。图17中表示输入了50米/分作为生产线的最高输送速度的情况。
接着，图18表示输入光照射机构的单元数的图。在此能够输入光照射机构的单元数。另外，在该数字键盘的部分，除了数字键之外还包括用于取消输入的数值的取消键、用于清除输入的数值的清空键、使输入的数值增大的增大键和使数值减少的减少键等。图18表示输入了光照射机构的单元数为2台的图。
接着，图19表示显示了墨固化机构的耗电功率和耗电量的操作面板的画面。
下面对墨固化装置的结构进行说明。墨固化装置的光照射部采用由多个单元排列而成的结构，单元与单元的连结部分为铰链结构，能够柔性地向上下左右弯曲。
图20表示墨固化装置的光照射部的单元结构的图形。光照射部由三个单元构成。如图20所示，这些分离单元由能够使分离单元间弯曲的铰链等连接，形成为能够如图21所示地在Z方向（重力方向）上弯曲的柔性结构。由此，在将墨固化装置设置到生产线上时，能够与Z方向的生产线形状相匹配地进行设置。
此外，如图22和图23所示，该分离结构能够在与图20、图21的Z方向不同的水平方向上弯曲。由此，即使生产线设置成在左右的水平方向上弯曲，也能够沿着该输送线的形状配置光照射部，使墨固化。
另外，如图24和图25所示，由于墨固化装置的光照射部的单元采用分离结构，能够适宜地安装、卸下各单元，能够使用在必要上最少限度的单元来构成光照射部，所以能够使用在必要上最小限度的空间来设置墨固化装置。
图26表示采用速度跟踪功能的情况下的时序图。
在按设定的脉冲数进行打印的扫描之后的第三次扫描时，开始使墨固化机构进行光照射。光照射时间基于生产线的最高输送速度决定光照射单元进行光照射的距离。
图27表示不采用速度跟踪功能的情况下的时序图。
使光照射开始的时刻为设定的光照射时刻。并且，对第一次扫描的打印结果开始进行光照射，并且光照射持续进行直至最后的扫描（图27中为第三次扫描），停止光照射的时刻为打印了第三次扫描之后经设定的光照射开始时刻的时间后再经过设定的光照射时间。
如上所述，本发明的喷墨记录装置的打印系统，在打印对象物上进行打印后，仅通过在操作面板上输入墨固化的时刻和墨固化时间的值就能够实现墨固化时间的设定这一目标，通过根据线输送速度的变化控制墨固化时间，能够消除墨固化不足的情况。
此外，在使墨固化时，通过使墨固化装置在必要的时间工作，能够将耗电功率和耗电量抑制在必要上的最小限度。此外，能够在操作面板上显示墨固化装置的耗电功率和耗电量。
另外，通过使墨固化装置的形状为柔性形状，能够与生产线的形状相匹配地设置墨固化装置。
根据本发明，能够提供一种喷墨记录系统，通过使墨固化装置为柔性的形状，能够与生产线的形状相匹配地设置墨固化装置，并测量墨固化的时刻，通过经必要的时间进行墨固化而降低耗电功率和耗电量。

Claims (6)

1.一种喷墨记录系统，其特征在于，具有：
喷嘴，其向着打印对象物的输送轨道喷出墨；
带电电极，其被设置成在从所述喷嘴喷出的所述墨分离成为墨颗粒的区域产生带电电场，使该墨颗粒带电；
偏转电极，其在所述墨颗粒的飞行通路中产生偏转电场，使带电的该墨颗粒偏转；
偏转电源，其对该偏转电极施加偏转电压；
回收槽，其回收在打印中未使用的墨颗粒；
使墨固化的墨固化机构；
旋转编码器，其根据生产线的移动速度产生脉冲信号；
被打印物检测传感器；和
控制部，
所述控制部在接收到所述被打印物检测传感器的输出信号后，基于设定的字符扫描数对所述编码器的脉冲信号进行计数，控制所述墨固化机构开始工作。
2.如权利要求1所述的喷墨记录系统，其特征在于：
具有能够设定并输入打印条件的操作面板，
基于通过所述操作面板输入的字符扫描数，控制所述墨固化机构开始工作。
3.如权利要求2所述的喷墨记录系统，其特征在于：
所述操作面板能够设定所述墨固化机构的固化时间，基于通过所述操作面板输入的固化时间，所述控制部对所述墨固化单元进行控制。
4.如权利要求2或3所述的喷墨记录系统，其特征在于：
所述操作面板能够显示所述墨固化单元的耗电功率、耗电量。
5.如权利要求1至4中任一项所述的喷墨记录系统，其特征在于：
所述墨固化机构由多个单元构成，单元与单元之间具有可自由弯曲的铰链结构。
6.如权利要求5所述的喷墨记录系统，其特征在于：
所述墨固化机构的多个单元具有可拆卸或安装的分离结构。
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