JP2009179028A

JP2009179028A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2009179028A
Application number: JP2008022268A
Authority: JP
Inventors: Takuya Moriai; 拓也盛合; Masahiko Sakuraba; 正彦桜場; Manabu Kato; 加藤　　学
Original assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 2008-02-01
Filing date: 2008-02-01
Publication date: 2009-08-13

Abstract

【課題】湾曲などの異形状な表面においても均一した文字高さの印字を実現できるインクジェット記録装置を提供する。
【解決手段】被印字物の印字面の形状が湾曲である場合、予めインク粒子の飛行距離、被印字物の湾曲部の半径という情報が格納された記憶装置を備え、前記記憶装置に格納された前記情報に基づいてインク粒子飛行距離の短い印字部には低い帯電電圧、インク粒子飛行距離の長い印字部には高い帯電電圧を縦スキャン単位でインク粒子に帯電させ、湾曲面においても均一した文字高さの印字を行なう。
【選択図】図１

Description

本発明は、製品のマーキングに使用される産業用インクジェット記録装置に関する。

従来のインクジェット記録装置については、被印字物の印字面が平坦であることを前提に開発しており、１つの印字単位内においては帯電電圧が常に一定に固定してあった。そのため、１つの印字単位内において帯電電圧を縦スキャン単位で変更することが出来なかった。

まず、図３を用いてインクジェット記録装置の印字原理について述べる。インクジェット記録装置の印字原理としてはノズルで生成されたインク粒子に帯電電圧与え、この帯電電圧の大きさに比例してインク粒子は偏向板で偏向され被印字物に印字されるという原理である。そのため、図３に示すようにインク粒子飛行距離が一定である場合は、帯電電圧が大きい程大きな文字を印字することになる。

また、文字高さはインク粒子の飛行距離とも関係しており、図４に示すようにインク粒子の飛行距離が長くなればなる程偏向距離が長くなり大きな文字を印字することになる。以上のことから、帯電電圧が大きければ大きい程、インク粒子の飛行距離が長ければ長い程大きな文字を印字することになることが分る。

次に従来の印字方式による印字について述べる。まず、従来の印字方式で平坦部に印字を行う場合、図５に示すように印字部Ａ、Ｂ、Ｃにおいてインク粒子の飛行距離が常に一定のため、均一した文字高さの印字が可能となる。しかし、図６に示すように被印字物の印字面が湾曲である場合、印字部Ａ、Ｂ、Ｃにおいてインク粒子の飛行距離がそれぞれ異なり、インク粒子飛行距離が最も短い印字部Ｂにおいては、印字される縦スキャンの高さが最も小さい。また、印字部ＡとＣにおいては、インク粒子の飛行距離が長いため、印字部ＡとＣでは高さの大きい縦スキャンを印字することになる。その結果、図６に示すような両端の縦スキャンが高く跳ね上がるような文字高さが不均一で見栄えの悪い印字結果となる。

従来の印字方式では、平坦部印字において均一とした文字高さの印字はできるが、湾曲部へ印字を行う場合には文字高さが揃わず印字の見栄えが悪いという欠点があった。

本発明の目的は、湾曲などの異形状な表面においても均一した文字高さの印字をすることができるインクジェット記録装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、インク粒子を噴出するノズル本体と、噴出されたインク粒子に文字や図形等の文字信号を帯電させる帯電電極と、帯電されたインク粒子を偏向させるための偏向電極と、文字や図形等の形状に供されないインク粒子を捕集するガターを備え、被印字物をインク粒子の偏向方向とほぼ垂直に相対移動させることにより被印字物上にドットマトリクス状に文字が形成されるインクジェット記録装置であって、
被印字物の印字面の形状が湾曲である場合、予めインク粒子の飛行距離、被印字物の湾曲部の半径という情報が格納された記憶装置を備え、前記記憶装置に格納された前記情報に基づいてインク粒子飛行距離の短い印字部には低い帯電電圧、インク粒子飛行距離の長い印字部には高い帯電電圧を縦スキャン単位でインク粒子に帯電させ、湾曲面においても均一した文字高さの印字を行なうという構成をとる。

本発明によれば、湾曲面においても均一した文字高さの印字ができることを特徴とするインクジェット記録装置を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施例の図面を用いて説明する。図１は、本実施例に係るインクジェット記録装置の全体構成を示す概観図である。まず、本実施例の構成について図１を用いて説明する。１はインクジェット記録装置全体を制御するＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）、２はインクジェット記録装置内で一時的にデータを記憶しておくＲＡＭ（ランダムアクセスメモリー）、３はプログラムなどをあらかじめ記憶するＲＯＭ（リードオンリーメモリー）、４は印字する内容等を表示する表示装置、５はパネルインターフェース、６は印字する文字情報を入力するパネル。

７は被印字物検出回路、８はインクジェット記録装置の印字動作を制御する印字制御回路、９はインク粒子に帯電させるビデオデータを記憶しておくビデオＲＡＭ、１０はビデオデータを帯電信号にする文字信号発生回路、１１はインクを噴出するノズル、１２はノズルより噴出したインクが粒子になりそのインク粒子に電荷を加える帯電電極、１３はプラス偏向電極、１４はマイナス偏向電極、プラス偏向電極１３とマイナス偏向電極１４が電界を形成する。

１５は印字に使用しないインクを回収するガター、１６はガターより回収されたインクを再びノズルへ供給するポンプ、１７は被印字物を検出するセンサー、１８は被印字物を搬送するコンベア、１９は印字の対象となる被印字物、２０はデータ等を送るバスラインである。

次に、印字について説明する。まず、５パネルインターフェースを介して６パネルで印字する内容等の情報を入力すると、ＭＰＵ１は、ＲＯＭ３に記憶されているプログラムにより、インク粒子へ帯電させるビデオデータを印字情報に応じて作成し、バスライン２０を介してビデオＲＡＭ９へ格納する。被印字物センサー１７が被印字物１９を検知すると、被印字物検知回路７を通じて、ＭＰＵ１へ印字開始の指令が届く。ＭＰＵ１はビデオＲＡＭ９に記憶しているビデオデータをバスライン２０を介して文字信号発生回路１０へ送る。文字信号発生回路１０は送られてきたビデオデータを帯電信号に変更する。

印字制御回路８はバスライン２０を介してこの帯電信号を帯電電極１２へ送出するタイミングをコントロールする。ノズル１１より噴出されたインクは帯電電極１２内で粒子化し電荷を受け、プラス偏向電極１３とマイナス偏向電極１４によって形成される電界を飛行通過することにより偏向され、被印字物１９へとインク粒子が飛行、付着し印字される。その際、インク粒子の帯電量に応じて偏向される。

帯電量の大きいインク粒子の偏向量が大きく、帯電量の小さい粒子の偏向量が小さいこととなる。印字に使用されなかったインク、すなわち、帯電されなかったインク粒子はガター１５より回収され、ポンプ１６によって再びノズル１１へ供給される。以上の方法によりインクジェット記録装置は印字を行う。

（実施例１）
以下において、実施例１について説明する本実施例の内容としては湾曲面に印字を行う場合、インク粒子飛行距離が長い部分には低い帯電電圧、インク粒子飛行距離が短い部分には高い帯電電圧を印加することにより、湾曲面においても均一した文字高さの印字を特徴とするインクジェット記録装置である。

図７に本実施例におけるの印字例を示し、図２に本実施例を実行するためのフローチャートを示す。本実施例の概要としては、まず予め湾曲部の半径、インク粒子飛行距離などの情報を想定し、これらの情報をＲＯＭ３に書込む。次に、ドットマトリクスや文字データ等の情報を図１のパネル６より入力する。

入力したドットマトリクス文字と印字データの桁数により印字する総縦スキャン数を算出し、それと同時に縦スキャン数のスキャンカウンタも初期化する。次に、最初に印字する縦１スキャン目の縦スキャンをカウント“１”とし総縦スキャン数と比較する。ここでは図２のフローチャートに示すように最初に印字する縦スキャンから最後に印字する縦スキャンになるまで順番にカウントされるように総縦スキャンと比較する仕掛けが設けてある。

比較後、総縦スキャン数の中心に該当するスキャンの帯電電圧を入力した情報に応じて最も高く設定し、この中心スキャンから離れるスキャンになる程帯電電圧を下げるように帯電電圧を計算する。この計算は予めＲＯＭ３に入力した湾曲部の半径、インク粒子飛行距離などの情報を元に帯電電圧の算出を行う。

また、印字に必要とされる粒子である場合は前述のように帯電電圧を算出し、また印字に必要とされない粒子である場合はこのインク粒子を印字に使用しない無荷電粒子と見なしバスライン２１を介してこれらのビデオデータを図１のビデオＲＡＭ９に書込む、ビデオＲＡＭ９にビデオデータを書込むごとに縦スキャンカウンタに１が足される。

このような処理を繰返しすることで各スキャンのビデオデータを順番にビデオＲＡＭ９に書込む。ビデオＲＡＭ９に格納されたビデオデータをバスライン２１を介して文字信号発生回路１０へ送る。文字信号発生回路１０でこのビデオデータを各スキャン単位の帯電信号の階段波形に変換する。以上のようなインク粒子飛行距離や湾曲部の半径という情報を予め盛込み、これらの情報を元にインク粒子飛行距離が長い部分には低い帯電電圧、インク粒子飛行距離が短い部品には高い帯電電圧を算出し帯電することにより、印字文字高さ不均一という問題を緩和することが可能となる。

本実施例の印字例を図７に示す。従来の印字方式では文字高さが不均一であるのに対し、本実施例の方法を用いることにより、図７に示すように湾曲部印字の文字高さ不均一という問題を緩和することが可能となる。その差は図７に記載してある印字結果を比較すれば一目瞭然である。また、本実施例では湾曲部の半径やインク粒子飛行距離など想定した条件を元に帯電電圧を決定しているため、想定したこれらの条件と実際の印字条件が懸け離れる程、本実施例による効果が薄れる。
（実施例２）
次に実施例２について説明する。実施例１の内容とは予め想定した湾曲部の半径やインク粒子飛行距離の印字条件をインクジェット記録装置に与え、インクジェット記録装置はこれらの印字条件を元に帯電波形を作成し湾曲面においても均一した文字高さの印字を行うという内容である。本実施例１では想定した湾曲部の半径やインク粒子飛行距離の条件を元に帯電電圧を決めているため、想定した条件と実際の印字条件が懸け離れた場合に本実施例１の効果が薄れ、各印字条件にフレキシブルに対応できないという問題がある。

これに対し、本実施例２ではインクジェット記録装置の操作部より、湾曲部の半径、インク粒子飛行距離、印字する文字の幅などの情報を可変できるようにすることで、インクジェット記録装置はこれらの操作部より入力した情報を元に各印字部における帯電波形を作成し、湾曲面においても均一した文字高さの印字を可能にするという内容である。本実施例については、操作部よりインク粒子飛行距離などの印字条件パラメータを調整できるため、均一した文字高さになるように微調整することが可能となる。本機能を実施することにより、湾曲部の印字においても限りなく均一した文字高さの印字が可能となる。本実施例を実施するための方法と手順は実施例１と同じである。
（実施例３）
次に実施例３について説明する。本実施例では湾曲部だけではなく、いろんな形状への印字に対応できるものである。本実施例の内容としてはセンサを用いて、印字面の各印字部のインク粒子飛行距離を測定し、この測定した情報をインクジェット記録装置に与え、インクジェット記録装置はこれらの情報を元にインク粒子の飛行距離に応じて各印字部における帯電電圧を算出する。そうすることで図８に示すような凸凹な印字面においても従来では均一した高さの文字を印字が出来なかったが、本実施例を実施することによりどんな形状な表面でも均一した文字高さの印字が可能となる。本実施例の実施手順は図２のフローチャートの通りである。本実施例を実施することによりどんな形状な表面においても均一した文字高さの印字が可能となる。
（実施例４）
次に実施例４について説明する。本実施例は操作部より縦スキャン単位で帯電電圧を変更できる機能である。操作部より各縦スキャンの帯電電圧を調整できることで、どんな形状のワーク表面の印字においても縦スキャン単位で高さを微調整し限りなく均一した文字高さの印字を実現することが可能となる。本実施例の実施手順は図２のフローチャートの通りである。以上の各実施例によれば、どんな形状の印字面においても文字高さを均一に印字できるインクジェット記録装置の実現が可能となる。

全体構成を示す概観図である。本発明におけるフローチャートである。インク粒子飛行距離と印字高さの関係を示す概要図である。インク粒子帯電電圧と印字高さの関係を示す概要図である従来印字方式による平坦部への印字を示す概略図である。従来印字方式による湾曲部への印字問題点を示す概略図である。実施例１、２における印字例及び印字を示す概略図である。実施例３、４における印字例及び印字を示す概略図である。

符号の説明

１…ＭＰＵ、２…ＲＡＭ、３…ＲＯＭ、４…表示装置、５…パネルインタフェース、６…パネル、７…被印字物検知回路、８…印字制御回路、９…ビデオＲＡＭ、１０…文字信号発生回路、１１…ノズル、１２…帯電電極、１３…プラス偏向電極、１４…マイナス偏向電極、１５…ガター、１６…ポンプ、１７…被印字物検知センサー、１８…コンベア、１９…被印字物、２０…バスライン

Claims

インク粒子を噴出するノズル本体と、噴出されたインク粒子に文字や図形等の文字信号を帯電させる帯電電極と、帯電されたインク粒子を偏向させるための偏向電極と、文字や図形等の形状に供されないインク粒子を捕集するガターを備え、被印字物をインク粒子の偏向方向とほぼ垂直に相対移動させることにより被印字物上にドットマトリクス状に文字が形成されるインクジェット記録装置であって、
被印字物の印字面の形状が湾曲である場合、予めインク粒子の飛行距離、被印字物の湾曲部の半径という情報が格納された記憶装置を備え、前記記憶装置に格納された前記情報に基づいてインク粒子飛行距離の短い印字部には低い帯電電圧、インク粒子飛行距離の長い印字部には高い帯電電圧を縦スキャン単位でインク粒子に帯電させ、湾曲面においても均一した文字高さの印字を行なうことを特徴とするインクジェット記録装置。
請求項１のインクジェット記録装置において、操作部を備え、前記操作部よりインク粒子の飛行距離及び被印字物の湾曲部の半径の情報を入力し、前記情報を調整できることを特徴とするインクジェット記録装置。
インク粒子を噴出するノズル本体と、噴出されたインク粒子に文字や図形等の文字信号を帯電させる帯電電極と、帯電されたインク粒子を偏向させるための偏向電極と、文字や図形等の形状に供されないインク粒子を捕集するガターを備え、被印字物をインク粒子の偏向方向とほぼ垂直に相対移動させることにより被印字物上にドットマトリクス状に文字が形成されるインクジェット記録装置であって、
センサを用いて被印字物の各印字部におけるインク粒子の飛行距離を測定し、この測定情報が格納されている記憶装置を備え、前記記憶装置に格納された前記情報に基づいてインク粒子飛行距離の短い印字部には低い帯電電圧、インク粒子飛行距離の長い印字部には高い帯電電圧を縦スキャン単位でインク粒子に帯電させ、どんな形状においても均一した文字高さの印字を行なうことを特徴とするインクジェット記録装置。
インク粒子を噴出するノズル本体と、噴出されたインク粒子に文字や図形等の文字信号を帯電させる帯電電極と、帯電されたインク粒子を偏向させるための偏向電極と、文字や図形等の形状に供されないインク粒子を捕集するガターを備え、被印字物をインク粒子の偏向方向とほぼ垂直に相対移動させることにより被印字物上にドットマトリクス状に文字が形成されるインクジェット記録装置であって、
操作部を備え、前記操作部より１つの印字情報の中において縦スキャン単位で帯電電圧を調整することにより、被印字物の対応して均一した文字高さの印字を行なうことを特徴とするインクジェット記録装置。