JP2001063063A

JP2001063063A - 荷電制御型インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JP2001063063A
Application number: JP24232299A
Authority: JP
Inventors: Makoto Sakai; 眞坂井
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 1999-08-27
Filing date: 1999-08-27
Publication date: 2001-03-13
Anticipated expiration: 2019-08-27
Also published as: JP4515561B2

Abstract

(57)【要約】【課題】印写面が傾斜している被印写物に対しても、
印写列の各文字または各記号等を一定の高さにした印写
処理を行える荷電制御型インクジェットプリンタを提供
する。【解決手段】各行において固定されている帯電電圧デ
ータを、ＲＡＭ２３に記憶されている変換式を用いて帯
電電圧変換回路２４にて変換し、変換した帯電電圧デー
タに応じた印写列の列毎に異なる帯電電圧を、噴射ノズ
ル１０からのインク粒子に帯電電圧器２６にて選択的に
印加する。この変換式は、ユーザが設定する印写パター
ンに応じて、プリンタ内で自動的に算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、連続的に噴射した
インク粒子を選択的に帯電させ、帯電させたインク粒子
を被印写物に打ちつけて印写処理を行う荷電制御型イン
クジェットプリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】圧力（印写圧）を加えることなく印写処
理を行うプリンタの一種としてインクジェットプリンタ
がある。このインクジェットプリンタでは、インクの微
細な粒子をノズルから噴射させて被印写物に打ちつけて
ドットパターンを形成することにより、印写処理を行
う。このインク粒子の制御方法によって、荷電制御方式
とオンデマンド方式とがある。

【０００３】前者の荷電制御方式では、インク粒子を連
続的に噴射させながらパルス電位で帯電させ、偏向電極
の間を通過させることにより帯電量に応じて偏向させて
被印写物の所定位置に打ちつけ、ドットパターンを被印
写物に形成して印写処理を行い、不用なインク粒子はガ
ターと称する回収器で回収して再利用する。なお、この
方式を採用する荷電制御型インクジェットプリンタは、
インク粒子を連続的に噴射させるので、コンティニュア
スインクジェットプリンタとも呼ばれている。

【０００４】食料品を機械工業的に製造する企業では、
製造した食料品の収納箱，収納容器，収納袋等の物品に
その食料品の特徴を示す情報（製造年月日，賞味期限，
品名等）を印写するために、産業用インクジェットプリ
ンタが広く利用されている。このような場合には、ベル
トコンベアにて搬送移動される上記収納箱，収納容器，
収納袋等の物品に連続的に印写処理を行うことが一般的
であり、産業用インクジェットプリンタとして、荷電制
御方式を採用した荷電制御型インクジェットプリンタが
広く使用されている。

【０００５】図４は、荷電制御型インクジェットプリン
タに備えられたプリンタヘッドの構成を示す模式図であ
る。プリンタヘッド１は、噴射ノズル１０，ガター１
１，帯電電極１２及び偏向電極１３を、矩形箱形をなす
ハウジング１４の内部に備えて構成されている。

【０００６】噴射ノズル１０には、インク及びその溶剤
が供給され、これらは噴射ノズル１０の一側に設けた小
径の噴射孔１０ａを経て、図中に矢符により示す如く噴
射される。噴射ノズル１０の内部には、高周波電圧の印
加により自励振動するピエゾ振動子１０ｂが設けられて
おり、ピエゾ振動子１０ｂをインクの噴射中に振動させ
ると、プリンタヘッド１から噴射されるインクは、その
噴射経路の中途にて相互に分離し、所定の間隔にて並ぶ
インク粒子となって飛翔する。

【０００７】ガター１１は、以上の如き噴射の方向に噴
射ノズル１０に対向するように配してあり、噴射ノズル
１０から噴射されて直進するインク粒子を、捕捉して回
収する。

【０００８】帯電電極１２は、噴射ノズル１０からガタ
ー１１に至るインク粒子の噴射経路の中でインク粒子へ
の分離が生じる位置に配設されており、偏向電極１３
は、その分離が生じる位置の直後に配設されている。相
互に分離したインク粒子は選択的に、帯電電極１２の配
設位置を通過するとき、その印加電圧に応じて帯電せし
められ、個々に異なる電荷を有して偏向電極１３の配設
位置を通過する。偏向電極１３の配設位置には、高圧の
直流電圧の印加により所定の強度の電界が形成されてお
り、この電界の作用によりインク粒子は、夫々の電荷に
応じて偏向される。

【０００９】このように偏向されたインク粒子は、プリ
ンタヘッド１のハウジング１４に形成された送出口１５
を経て外部に飛び出し、図示しない被印写物に印写せし
められる。このときの印写位置は、帯電電極１２での印
加電圧（帯電電圧）を、各インク粒子の分離に同期させ
て制御し、夫々のインク粒子の帯電量を各別に変更し
て、偏向電極１３での電界の作用による偏向量を増減す
ることにより変更される。なお、噴射ノズル１０から噴
射されるインク粒子の多くは、帯電電極１２の通過時に
帯電させず、偏向電極１３での電界の作用により偏向さ
せることなく直進せしめ、ガター１１に捕捉して回収す
る。

【００１０】以上のように、噴射ノズル１０からインク
粒子を連続的に噴射させつつ帯電電極１２の印加電圧
（帯電電圧）を制御することにより、偏向の方向と交叉
する方向に移動せしめられる被印写物の表面に文字、図
形等の所望のパターンを形成することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このような荷電制御型
インクジェットプリンタにて、例えば、図５に示すよう
な７ドットの文字列「ＡＢ」を被印写物に印写する場
合、プリンタヘッド１から印写位置への距離が各行にお
いて異なるので、各行におけるインク粒子への帯電電圧
は異ならせる必要がある。帯電電圧が大きい場合には偏
向距離は長く、帯電電圧が小さい場合には偏向距離は短
くなるので、１行目（１ドット目）には最も低い帯電電
圧を印加し、行数（ドット数）が大きくなるに従って印
加する帯電電圧を順次大きくし、７行目（７ドット目）
には最も高い帯電電圧を印加するようにしている。この
ような帯電電圧は各行において固定値であり、各行にお
ける帯電電圧のデータは、メモリに格納されている。

【００１２】よって、被印写物の印写面が水平であっ
て、プリンタヘッド１と被印写物との距離が一定である
場合には、この固定値の帯電電圧のデータに基づいて印
写される文字列の各文字の高さは常に一定となる。しか
しながら、図６に示す如き印写面が水平でなくて傾斜し
ているような被印写物Ｍに、荷電制御型インクジェット
プリンタにて文字列「ＡＢ」を印写した場合には、プリ
ンタヘッド１，文字「Ａ」の印写面間の距離と、プリン
タヘッド１，文字「Ｂ」の印写面間の距離とが異なり、
即ち、前者の距離が後者の距離より長くなるので、図７
に示すように、文字「Ａ」，文字「Ｂ」の印写高さが一
定でなく、文字「Ａ」が文字「Ｂ」より高い位置に印写
されることになるという問題がある。

【００１３】なお、各行の全ての列について最適な帯電
電圧データを記憶しておけば、印写高さを一定にした印
写処理は可能であるが、大容量のメモリが必要であると
いう問題がある。

【００１４】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、プリンタヘッドと被印写物との距離が一定でな
いような被印写物に対しても印写列の各文字または各記
号等を一定の高さにした印写処理を行える荷電制御型イ
ンクジェットプリンタを提供することを目的とする。

【００１５】本発明の他の目的は、少ないメモリ容量に
て、上記のような被印写物に対応できる荷電制御型イン
クジェットプリンタを提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る荷電制御
型インクジェットプリンタは、連続的に噴射したインク
粒子を選択的に帯電させ、帯電させたインク粒子を被印
写物に複数行にわたって打ちつけて印写処理を行うこと
とし、前記インク粒子を帯電させる際の帯電電圧を同一
の行にあっては同一の帯電電圧データに基づいて設定す
るようにした荷電制御型インクジェットプリンタにおい
て、前記同一の帯電電圧データを変換式に従って変換す
る手段と、変換した帯電電圧データに基づいて設定した
帯電電圧をインク粒子に選択的に印加する手段とを備え
ることを特徴とする。

【００１７】請求項２に係る荷電制御型インクジェット
プリンタは、請求項１において、前記変換式は、前記被
印写物の印写面の形状に応じて設定すべくなしてあるこ
とを特徴とする。

【００１８】請求項３に係る荷電制御型インクジェット
プリンタは、請求項１または２において、印写パターン
を示す入力を受け付ける手段と、受け付けた印写パター
ンを表示する表示手段と、受け付けた印写パターンに応
じて前記変換式を算出する手段とを更に備えることを特
徴とする。

【００１９】本発明の荷電制御型インクジェットプリン
タにあっては、印写列の各行に設定されている固定の帯
電電圧データを、変換式に従って変換し、変換された帯
電電圧データに従って、印写処理を行う。よって、印写
面が傾斜していて、プリンタヘッドと被印写物との距離
が一定でないような被印写物に対しても、印写列の各文
字または各記号等を一定の高さにした印写処理を行え
る。

【００２０】また、本発明の荷電制御型インクジェット
プリンタにあっては、被印写物の印写面の形状に応じ
て、変換式を任意に設定する。よって、様々な形状の印
写面を有する任意の被印写物に対して、常に最適な変換
式を設定でき、印写列の各文字または各記号等を一定の
高さにした印写処理を行える。

【００２１】更に、本発明の荷電制御型インクジェット
プリンタにあっては、ユーザにて入力設定された印写パ
ターンを表示し、その印写パターンに応じて変換式を自
動的に算出する。よって、ユーザが変換式を算出する手
間を省くことができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面を参照して具体的に説明する。

【００２３】図１は本発明の荷電制御型インクジェット
プリンタの機能ブロック図である。本発明の荷電制御型
インクジェットプリンタは、プリンタヘッド１，ＣＰＵ
２１，ＲＯＭ２２，ＲＡＭ２３，帯電電圧変換回路２
４，偏向電圧器２５，帯電電圧器２６，発振電圧器２
７，操作入力器２８，表示器２９及び変換式算出器３０
等を備えている。

【００２４】プリンタヘッド１は、前述した図４に示す
従来のプリンタヘッド１と同様の構成をなしており、内
部にピエゾ振動子１０ｂを有し、噴射孔１０ａからイン
ク粒子を噴射する噴射ノズル１０と、噴射ノズル１０に
よる噴射の経路に略正対するように配されたインク粒子
回収用のガター１１と、噴射ノズル１０からガター１１
に至る噴射経路に沿って並設された帯電電極１２及び偏
向電極１３とを、送出口１５を形成した箱形をなすハウ
ジング１４の内部に備えている。

【００２５】ＣＰＵ２１は、バス３１を介してハードウ
ェアの動作を制御すると共に、ＲＯＭ２２に記憶された
コンピュータプログラムに従って、種々のソフトウェア
的機能を実行する。ＲＯＭ２２は、荷電制御型インクジ
ェットプリンタの動作に必要な種々のコンピュータプロ
グラムを予め記憶している。また、ＲＯＭ２２は、印写
する文字列の各行に割り当てて予め設定されている固定
の帯電電圧データを記憶している。ＲＡＭ２３は、コン
ピュータプログラムの実行時に発生する一時的なデータ
を記憶する。また、ＲＡＭ２３は、被印写物に対して、
文字列の各行における最適な帯電電圧を求めるために、
上記固定の帯電電圧データを変換する際の変換式を記憶
する。

【００２６】帯電電圧変換回路２４は、変換式に従って
固定の帯電電圧データを最適な帯電電圧データに変換す
る。偏向電圧器２５は、プリンタヘッド１内の偏向電極
１３に、所定の高圧の直流電圧を印加する。制御電圧器
２６は、プリンタヘッド１内の帯電電極１２に、変換さ
れた帯電電圧データに応じた電圧を印加する。発振電圧
器２７は、プリンタヘッド１内のピエゾ振動子１０ｂへ
高周波電圧を印加する。

【００２７】操作入力器２８は、ユーザによる印写パタ
ーンの設定等の外部入力を受け付ける。表示器２９は、
操作入力器２８を介してユーザによって設定された印写
パターンを表示する。変換式算出器３０は、ユーザによ
って設定された印写パターンに応じて、上記変換式を算
出する。算出された変換式はＲＡＭ２３に記憶される。

【００２８】次に、本発明の荷電制御型インクジェット
プリンタの動作について説明する。まず、本発明の荷電
制御型インクジェットプリンタにおける帯電電圧データ
及び変換式の一例について、７ドットの文字列を印写す
る場合を例にして説明する。

【００２９】下記表１に、各行において固定の帯電電圧
データ及び各行における変換式の一例を示す。表１にお
いて、ｂ₁〜ｂ₇は、各１〜７行目（１〜７ドット目）
における固定の帯電電圧データを示し、変換式における
ａは列番目を示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】各１〜７行目（１〜７ドット目）における
帯電電圧データｂ₁〜ｂ₇の値は各行において固定であ
り、１行目（１ドット目）における帯電電圧データｂ₁
が最−低く、７行目（７ドット目）における帯電電圧デ
ータｂ₇が最も高くなっており、各行での帯電電圧デー
タｂ₁〜ｂ₇の大小関係は、ｂ₁＜ｂ₂＜ｂ₃＜ｂ₄＜
ｂ₅＜ｂ₆＜ｂ₇の関係を満たす。なお、このような固
定の帯電電圧データｂ ₁〜ｂ₇はＲＯＭ２２に記憶さ
れ、最適な帯電電圧データを求めるためのこのような変
換式はＲＡＭ２３に記憶されている。

【００３２】表１に示した変換式に基づいて求めた、各
列目における具体的な帯電電圧データを、下記表２に示
す。

【００３３】

【表２】

【００３４】各ｉ行（１≦ｉ≦７）について、ＲＯＭ２
２から読み出した帯電電圧データｂ _iを、ＲＡＭ２３か
ら読み出した変換式に従って、帯電電圧変換回路２４に
て変換する。そして、変換された帯電電圧データに応じ
た、各行，列で異なる電圧が、帯電電圧器２６にてプリ
ンタヘッド１内の帯電電極１２へ印加される。また、偏
向電圧器２５にて、高圧の直流電圧がプリンタヘッド１
内の偏向電極１３に印加される。

【００３５】発振電圧器２７からの高周波電圧の印加に
よりピエゾ振動子１０ｂが自励振動され、噴射ノズル１
０に供給されたインクが噴射孔１０ａから噴射される。
ピエゾ振動子１０ｂの振動によって、プリンタヘッド１
から噴射されるインクは、その噴射経路の中途にて相互
に分離し、所定の間隔にて並ぶインク粒子となって飛翔
する。これらのインク粒子は、その一部が選択的に、帯
電電極１２から電圧を印加されて帯電する。帯電したイ
ンク粒子は、偏向電極１３による電界によって偏向さ
れ、送出口１５を経て外部に飛び出し、被印写物に付着
する。なお、帯電電極１２にて帯電されないインク粒子
は、直進してガター１１に捕捉されて回収される。

【００３６】以上のように、噴射ノズル１０からインク
粒子を連続的に噴射させつつ帯電電極１２での帯電電圧
を制御することにより、偏向の方向と交叉する方向に移
動せしめられる被印写物の表面に文字，図形等の所望の
パターンを形成することができる。ここで、本発明で
は、被印写物の印写面の形状に合わせて各行，列で異な
る最適な帯電電圧を、インク粒子に印加するようにした
ので、図６に示すような印写面が傾斜している被印写物
に対しても、図５に示すように、文字列の各文字の高さ
を一定にした印写処理を行える。

【００３７】次に、あるサンプルの被印写物に対して最
適な変換式を決定する際の動作について説明する。図２
は、その動作手順を示すフローチャートである。

【００３８】このような最適な変換式を決定する場合に
は、表示器２９に、図３（ａ）に示すような、交点が文
字の各ドットに対応するメッシュが印写パターンとして
表示される。最初に表示されるメッシュ（印写パター
ン）は行，列方向に等間隔である。そして、操作入力器
２８を介してユーザから、その被印写物の印写面に応じ
た印写パターンの変更入力を受け付ける（ステップＳ
１）。この変更入力に応じて変更された、例えば図３
（ｂ）に示すようなメッシュ（印写パターン）を、表示
器２９に表示する（ステップＳ２）。この変更入力の受
け付け処理及び印写パターンの表示処理は、ユーザから
操作入力器２８を介して入力完了が指示されない限り
（ステップＳ３：ＮＯ）、繰り返して行える。ここで、
設定された印写パターンを視覚的に確認できるので、ユ
ーザは印写パターンの設定を効率良く容易に行える。

【００３９】そして、ユーザから操作入力器２８を介し
て入力完了が指示されると（Ｓ３：ＹＥＳ）、変換式算
出器３０にて、最終的に設定された印写パターンに応じ
た変換式を自動的に算出する（ステップＳ４）。このよ
うに変換式が自動的に算出されるので、変換式を自身で
計算して入力するという面倒な処理からユーザは開放さ
れる。

【００４０】算出された変換式に基づいて、被印写物に
対する文字列の試し印写を行う（ステップＳ５）。その
印写結果の良否がユーザによって判定され、その判定結
果を操作入力器２８を介して入力する（ステップＳ
６）。ＯＫ結果（ユーザが良と判定した場合の入力），
ＮＧ結果（ユーザが不良と判定した場合の入力）の何れ
を入力したかを判断する（ステップＳ７）。

【００４１】ＮＧ結果を入力した場合には（Ｓ７：Ｎ
Ｏ）、最適な変換式を求めるために、Ｓ１〜Ｓ６の処理
を繰り返す。ＯＫ結果を入力した場合には（Ｓ７：ＹＥ
Ｓ）、その変換式をその被印写物に対する最適な変換式
としてＲＡＭ２３に格納して（ステップＳ８）、動作を
終了する。

【００４２】なお、上述した例では、変換式を列番目を
変数とする一次関数形としたが、これは例示であって、
列番号を変数とした二次関数，三次以上の高次関数で示
される変換式を用いても良いことは勿論であり、被印写
物の印写面の形状に応じて適する任意の関数形の変換式
を使用するようにすれば良い。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明の荷電制御型イン
クジェットプリンタでは、印写列の各行に設定されてい
る固定の制御電圧データを、変換式に従って変換し、変
換された制御電圧データに従って、印写処理を行うよう
にしたので、印写面が傾斜しているような被印写物に対
しても、印写列の各文字または各記号等を一定の高さに
した印写処理を行うことができる。また、固定の帯電電
圧データと変換式とを記憶しておくだけで、全ての列に
ついて最適な帯電電圧データを求めることができ、全て
の列に対応してその最適な帯電電圧データを記憶してお
く場合に比べて、メモリの容量が少なくて良く、この効
果は、印写列が長くなればなるほど顕著である。

【００４４】また、本発明の荷電制御型インクジェット
プリンタでは、被印写物の印写面の形状に応じて、変換
式を任意に設定するようにしたので、様々な形状の印写
面を有する任意の被印写物に対して、常に最適な変換式
を設定でき、印写列の各文字または各記号等を一定の高
さにした印写処理を行える。

【００４５】更に、本発明の荷電制御型インクジェット
プリンタでは、ユーザにて入力設定された印写パターン
を表示し、その印写パターンに応じて変換式を自動的に
算出するようにしたので、ユーザが変換式を算出する手
間を省くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の荷電制御型インクジェットプリンタの
機能ブロック図である。

【図２】被印写物に対する最適な変換式を決定する際の
本発明の荷電制御型インクジェットプリンタの動作手順
を示すフローチャートである。

【図３】本発明の荷電制御型インクジェットプリンタに
おけるメッシュ（印写パターン）の表示例を示す模式図
である。

【図４】荷電制御型インクジェットプリンタに備えられ
たプリンタヘッドの構成を示す模式図である。

【図５】７ドットの文字列の印写例を示す模式図であ
る。

【図６】印写面が傾斜している被印写物とプリンタヘッ
ドとの位置関係を示す模式図である。

【図７】従来例の問題点を説明するための７ドットの文
字列の印写例を示す模式図である。

【符号の説明】

１プリンタヘッド１２帯電電極２１ＣＰＵ２２ＲＯＭ２３ＲＡＭ２４帯電電圧変換回路２６帯電電圧器２８操作入力器２９表示器３０変換式算出器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続的に噴射したインク粒子を選択的に
帯電させ、帯電させたインク粒子を被印写物に複数行に
わたって打ちつけて印写処理を行うこととし、前記イン
ク粒子を帯電させる際の帯電電圧を同一の行にあっては
同一の帯電電圧データに基づいて設定するようにした荷
電制御型インクジェットプリンタにおいて、前記同一の
帯電電圧データを変換式に従って変換する手段と、変換
した帯電電圧データに基づいて設定した帯電電圧をイン
ク粒子に選択的に印加する手段とを備えることを特徴と
する荷電制御型インクジェットプリンタ。
【請求項２】前記変換式は、前記被印写物の印写面の
形状に応じて設定すべくなしてある請求項１記載の荷電
制御型インクジェットプリンタ。
【請求項３】印写パターンを示す入力を受け付ける手
段と、受け付けた印写パターンを表示する表示手段と、
受け付けた印写パターンに応じて前記変換式を算出する
手段とを更に備える請求項１または２記載の荷電制御型
インクジェットプリンタ。