JP2013039545A - インクジェット記録装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】加圧インクをノズルより噴出し、粒子化するインク粒子作成手段と、粒子化されたインク粒子のうち印字されるドットに対応するインク粒子に電荷を帯電させる帯電手段と、該電荷が帯びたインク粒子を偏向電界中で偏向する偏向手段と、印字されないドットに対応するインク粒子をガターで回収する回収手段と、被印字物上にドットマトリクス状に文字を形成する文字形成手段とを備えたインクジェット記録装置であって、ドットマトリクス文字を形成する際、印字に使用しないインク粒子に位相検出用帯電信号を与え、ドットマトリクス文字を形成する過程において最適な帯電タイミングを検出することを特徴とする。
【選択図】図2
Description
ここで、インクジェット記録装置の性能を示す一つの指標として、印字速度、すなわち高頻度印字性能があり、印字速度を上げるための一つの方法として、印字と印字の間の非印字期間を短くする方法がある。印字と印字の間では、最適帯電位相の検出やインク粒子へ帯電する印字情報に応じた電荷量の算出などの処理を行っており、最適帯電位相の検出処理は、印字と印字の間の非印字期間の約半分の時間を占めている。
しかしながら、上記の印字方式は、被印字物が単品の場合で、ケーブル、ホースやパイプなど長いものへの印字には対応できていなかった。
ここで、インクジェット記録装置の帯電信号について説明する。
インクジェット記録装置は、帯電電極により2種類の帯電信号をインク粒子に与える。一つは、印字する文字情報を形成するインク粒子に帯電する印字帯電信号である。もう一つは、最適な帯電タイミングを検出するのにインク粒子に帯電する位相検出用帯電信号である。
更に、最適な帯電タイミングがインクの粘度や温度など複数の要因により時々刻々変化するため、印字しないとき(印字帯電信号が発生しないとき)には、常に位相検出用帯電信号をインク粒子に与え、最適な帯電タイミングの変化を検出し、この変化に追従する必要がある。
図6(a)で(イ)は非印字物を検出するセンサの信号を示し、(ロ)はインク粒子に印字情報(印字帯電信号)と次の印字情報(印字帯電信号)との間に存在し、印字しない時間に位相検出用帯電信号をインク粒子に与え、最適な印字タイミングの検出を行っていることを示している。
しかし、印字情報が途切れない無限印字(ここで、ケーブル、ホースやパイプなど数m〜数十mの長いものの表面に連続して印字する場合を無限印字と呼ぶことにする)のアプリケーションにおいて、印字情報間の時間間隔が存在しないため、従来の制御方式では図6(b)に示すように、位相検出用帯電信号をインク粒子に与えることはできず、従って最適な印字タイミングを検出することはできなかった。
7は帯電タイミングを検出するタイミング検出回路、8は被印字物検知回路、9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装置、10はインク粒子に帯電させるビデオデータを記録しておくビデオRAM、11は帯電データを印字帯電信号又は位相検出用帯電信号に変換する帯電信号発生回路、12はインクを噴出するノズル、13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、14はプラス偏向電極、15はマイナス偏向電極、16は印字に使用しないインク粒子や位相検出用帯電信号を帯びたインク粒子を回収するガター、17はガター16で回収した位相検出用帯電信号を検出する位相検出センサ、18はガター16より回収されたインクを再びノズルへ供給するポンプ、19は被印字物を検出するセンサ、20は被印字物を搬送するコンベア、21は印字の対象となる被印字物、22はデータ等を送るバスラインである。
帯電量の大きい印字帯電信号を帯びたインク粒子は、大きく偏向され、ガター16を飛び越え、被印字物21へと飛行し付着して印字し文字を形成する。
次に、印字帯電信号における印字パターンを従来及び本発明について、図2(b)を用いて説明する。
文字幅調整用インク粒子は、図2(c)では5ドット分であるが、この数値を多く設定すると縦スキャンの時間間隔が長くなり、印字した文字の幅が大きくなる。逆に、文字幅調整用インク粒子の数を少なく設定すると、縦スキャンの時間間隔が短くなり、印字した文字の幅が狭くなる。
印字文字“B”のドットマトリクス文字は、図2(c)に示す通り、横4×縦5ドットマトリクスで、ドットマトリクス文字には、文字幅調整用インク粒子が各々縦スキャンに5ドット付加されている。
ドット印字の順序は、図2(c)においてドットパターンの左側の列(1)の下側からから上側に向かいドット印字され、次に列(2)の下側から上側に向かい、次に列(3)の下側から上側に向かい、最後は列(4)の下側から上側に向かって印字し、“B”の1文字が印字完了となる。
図3において、印字するインク粒子(黒丸)には、ドットマトリクスと対応するインク粒子と同じ番号を付している。
図3(a)において、インク粒子の順序(1)は、印字文字“B”のドットマトリクス(図3(c))の左側の列(1)と対応する。
そして、印字するインク粒子黒丸(1)(図3において、黒丸の中に数字を書き込んでいるが、そのインク粒子をこのように黒丸(1)と表すことにする。)、黒丸(2)、黒丸(3)、黒丸(4)、黒丸(5)の帯電電圧は段階的に大きくなっていく。帯電電圧が大きくなっていくと、偏向電圧が大きくなっていき、偏向電極にて段階的に印字ドットが下側より上側に印字されて、印字文字“B”の左側の縦ラインが印字される。
そして、図3(c)の列(3)を印字する。
図3(c)の列(3)は、印字文字“B”の中央の縦部分の印字に対応し、印字インク粒子黒丸(9)−非印字インク粒子−印字インク粒子黒丸(10)−非印字インク粒子−印字インク粒子黒丸(11)の順序でインク粒子は偏向電極より飛行し、印字する。
ここで、印字インク粒子黒丸(9)の帯電電圧は、印字インク粒子黒丸(6)と同じで、印字インク粒子黒丸(10)の帯電電圧はインク粒子黒丸(7)と、また、印字インク粒子黒丸(11)の帯電電圧は印字インク粒子黒丸(8)と、それぞれ同じである。
図3(c)の列(4)は、印字文字“B”の右側の出っ張った部分の印字に対応し、非印字インク粒子−印字インク粒子黒丸(12)−非印字インク粒子−印字インク粒子黒丸(13)−非印字インク粒子 の順序でインク粒子は偏向電極より飛行し、印字する。
ここで、印字インク粒子黒丸(12)の帯電電圧は、列(1)の印字インク粒子黒丸(2)の帯電電圧と同じで、印字インク粒子黒丸(13)の帯電電圧は列(1)の印字インク粒子黒丸(4)の帯電電圧と同じとする。
この位相検出用帯電信号の帯電電圧のレベルは、大きくしないで、この帯電したインク粒子はガター6を飛び越えることができず、ガター6より回収され、位相検出センサ17で電気信号として検出され、帯電タイミング検出回路に送出し、最適な帯電タイミングを検出する。
ここで、印字インク粒子の帯電電圧において、印字インク粒子黒丸(1)、黒丸(6)、黒丸(9)は同じ帯電電圧で、印字インク粒子黒丸(3)、黒丸(7)、黒丸(10)は同じ帯電電圧で、印字インク粒子黒丸(5)、黒丸(8)、黒丸(11)は同じ帯電電圧で、印字インク粒子黒丸(2)、黒丸(12)が同じ帯電電圧で、印字インク粒子黒丸(4)、黒丸(13)が同じ帯電電圧である。
図4は、位相検出用帯電信号を帯びたインク粒子が位相検出センサ17で検出されたときの帯電電圧の分布図を示し、位相検出センサ17で検出した帯電電圧の波形と帯電タイミング検出回路7で検出した最適帯電位相の関係を示す。
図4においては、検出した帯電電圧が閾値電圧を超えて、最も帯電電圧の大きい位相を最適な帯電位相と判断しており、図4では4相目ということになる。
このように、文字幅調整用インク粒子に位相検出用帯電信号を与えることで、連続して印字する無限印字のアプリケーションにおいても、常時最適な帯電タイミングを検出することが可能となる。よって、印字乱れが発生しないインクジェット記録装置を実現できる。
また、文字幅調整用インク粒子が設定されていない場合、本発明のように位相検出用帯電信号を文字幅調整用インク粒子に与えることができないため、文字幅調整用インク粒子が存在することのみ有効である。
図5(a)はパネル6の画面を示し、図5(b)は印字文字“B”のドットマトリクス文字を示す。
パネル6の印字内容設定画面には、文字高さ、文字幅、帯電タイミング用インク粒子の数値、文字サイズ、印字情報、連続回数、印字情報間の間隔に関するデータを入力設定できるようにしている。
文字高さは、図5(a)では“99”を入力設定しているが、入力可能な数値は0〜99ドットである。実際、印字対象物に印字する文字の高さ(或いは大きさ)は、インクジェット記録装置と印字対象物との距離によっても決まるため、その距離も調整して文字の高さ(或いは大きさ)を決めている。
この帯電タイミングを検出するためのインク粒子は、文字幅調整用インク粒子を採用しているため、<文字幅>の設定値以下となる。
次に、文字サイズは、図5(a)では横4×縦5ドットマトリクスに設定している。図5(b)に文字"B”を表しているが、縦スキャンの上部には文字幅調整用インク粒子を5ドット配置している(図2(c)参照)。
印字情報は、印字する文字を入力し、設定する箇所である。印字する文字は、一般にアルファベットや数字が最も多い。また、連続回路は、印字する文字の回数を入力設定する箇所で、図5(a)では、印字対象物が数mから数十m印字するケーブル、ホース又はパイプなど長いものの場合を示し、“無限"と入力することを示している。
しかし、文字幅調整用インク粒子が設定されてない場合において、本実施例の内容では位相検出用帯電信号をインク粒子に与えることができず、従来と同様に印字の乱れが発生する。本実施例は文字幅調整用インク粒子が存在する場合にのみ有効である。
3…ROM 4…表示装置
5…パネルインタフェース 6…パネル
7…帯電タイミング検知回路 8…被印字物検知回路
9…印字制御回路 10…ビデオRAM
11…帯電信号発生回路 12…ノズル
13…帯電電極 14…プラス偏向電極
15…マイナス偏向電極 16…ガター
17…位相検出センサ 18…ポンプ
19…被印字物検知センサ 20…コンベア
21…被印字物 22…バスライン
Claims (5)
- 加圧インクをノズルより噴出し、該ノズルを一定周期で振動させて該インクを一定周期で粒子化するインク粒子作成手段と、
印字される文字情報に基づいて粒子化の周期に同期した帯電信号を帯電電極に与え、粒子化されたインク粒子のうち印字されるドットに対応するインク粒子に電荷を帯電させる帯電手段と、
該電荷が帯びたインク粒子を偏向電界中で偏向する偏向手段と、
印字されないドットに対応するインク粒子をガターで回収する回収手段と、
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を形成する文字形成手段とを備えたインクジェット記録装置であって、
ドットマトリクス文字を形成する際、印字に使用しないインク粒子に位相検出用帯電信号を与え、ドットマトリクス文字を形成する過程において最適な帯電タイミングを検出することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項1記載のインクジェット記録装置であって、
ドットマトリクス文字の外に文字幅調整用インク粒子を配置し、
該文字幅調整用インク粒子に位相検出用帯電信号を与え、ドットマトリクス文字を形成する過程において最適な帯電タイミングを検出することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項2記載のインクジェット記録装置であって、
前記最適な帯電タイミングの検出は、文字幅調整インク粒子の粒子化周期の1/N相(N:整数)ずつずらしながら帯電電圧を印加し、そのときの帯電電圧波形を検出し、帯電タイミング検出回路で検出した帯電電圧を位相0相より順に予め設定された閾値電圧と比較し、検出した帯電電圧が初めて閾値電圧を超える位相を検出することにより最適な帯電位相を検出することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項2記載のインクジェット記録装置にあって、
前記文字幅調整用インク粒子に与える位相検出用帯電信号のレベルは、前記ガターを飛び越得ることができない帯電電圧レベルとすることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 請求項1記載のインクジェット記録装置にあって、
前記インクジェット記録装置には、印字内容を設定する設定画面を有したパネルを備え、
該パネルの設定画面にて、文字高さ、文字幅、帯電タイミングを検出するためのインク粒子数、印字情報、連続回数を入力し設定できることを特徴とするインクジェット記録装置。
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