JP3087102B2 - インクジェット式印刷装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物流搬送システム等に
おいて、例えば、包装用のダンボール箱の横腹面に製造
元、包装の内容物、その数量などを表示する文字、数
字、その他のマークや記号を印刷するのに利用されるイ
ンクジェット式の印刷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からこの種の印刷装置は、大別する
と４つのブロックから構成され、その第１のブロックの
ヘッドブロックは、インクジェット式印刷ヘッドを装備
しかつ駆動信号補正基板を実装してあり、第２のブロッ
クは、この印刷ヘッドにインクを供給するインクタンク
を内蔵してあるインクタンクユニットであり、第３のブ
ロックの入力ターミナルは、印刷内容を入力するための
もので、ディスプレイ装置や入力用のキーボードを具備
し、第４のブロックは、印刷ヘッドの駆動を制御するコ
ントロールユニットであって、このユニットには、駆動
信号を生成し印刷ヘッドを駆動する信号を生成させる駆
動回路基板や、電源回路基板その他の制御回路基板が実
装してある。そして、このコントロールユニットの駆動
回路基板とヘッドブロック内の駆動信号補正回路基板と
は、フラットケーブルを内部に有する蛇腹状パイプのコ
ンジットにより電気的に接続してあり、この駆動回路に
より生成された駆動信号は、印刷ヘッドの特性に対応し
てこの駆動信号補正回路基板によって補正されて印刷ヘ
ッドに供給され、この印刷ヘッドは駆動されるものであ
る。

【０００３】そして、従来からヘッドブロックは、図１
２に示すように外装ケースａ内にインクジェット式印刷
ヘッドｂが格納してあり、このケースの前面に開口して
ある４角形の窓穴ｃにこの印刷ヘッドのノズルプレート
ｄが嵌合して、このノズル面が露出しているもの、或い
は図１３（ａ）（ｂ）に示すように、この外装ケースａ
の前面に、この前面よりも突出して窓穴ｃの隣り合う２
辺の面を覆うＬ字状の別部材の保護板ｅを貼着してある
ものがある。

【０００４】また実開平５−６５５３８号公報には、印
刷ヘッド台に、被印刷物に当接しつつ回転しうるローラ
を印刷ヘッドの表面より被印刷物側へ突出させて設けた
ものがある。ローラは印刷ヘッドのライン状に整列する
ノズル列に平行に延伸する軸により回転自在に支持して
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、印刷される
ダンボール箱は、コンベア上を流れて固定的に設置して
あるインクジェット式印刷装置の前面を通過し、この通
過時にその横腹面に印刷されるものである。そこで図１
２に示す例では、印刷ヘッドｂのノズル面がケースａの
窓穴ｃから露出し、このノズル面が直接このダンボール
箱の横腹面に当接する構成であるため、この印刷ヘッド
ｂが破損することがある。また、図１３に示す例の場
合、保護板ｅが貼着してあるため、印刷ヘッドｂの破損
は防止できるが、別部材の保護板ｅを使用するものであ
るため、コストの面で問題があり、さらにコンベアが逆
方向に移動した場合、例えば図１３（ａ）の前面をコン
ベアが左から右へ移動すると、この保護板ｅがノズル面
より突出状態で印刷直後の印刷面に摺接することになる
ので、印刷面を汚すことがある。

【０００６】またローラを突出させて設けたものでは、
ローラの回転方向がローラの軸の向きにより常に一定で
あるので、ヘッドブロックを回転してその姿勢を変える
ことにより印刷文字の大きさを変更するような印刷装置
に用いた場合には、被印刷物の移動方向とローラの回転
方向が相違することがあり、この場合、印刷ヘッドに押
上げ力が作用し、このために印刷ヘッドがぐらつき、印
刷文字が乱れることになるので、高い解像度の文字を文
字の大きさを変えて印刷することができない。また、逆
方向にコンベアが移動した場合には、印刷直後の印刷面
にローラ５が摺接して印刷面を汚すことになる。

【０００７】そこで本発明の目的は、ヘッドブロックが
回転してその姿勢を変えても、コンベア上のダンボール
箱などを円滑に移動させると共にその面に印刷ヘッドの
ノズル面が直接当接するのを防止し、同時にコンベアの
逆方向の移動でも印刷面を汚さないよう対処でき、コス
トの面でも最小に押さえることのできるインクジェット
式印刷装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、インクジェット式印刷ヘッドを装備した
ヘッドブロックを有し、このヘッドブロックを回転して
その姿勢を変えることにより印刷文字の大きさを変更可
能な印刷装置において、ヘッドブロックと印刷ヘッドと
の少なくとも一方には、少なくとも一部が印刷ヘッドの
ノズル面よりも前方に突出する球体が転動自在に設けて
ある構成である。

【０００９】また、ヘッドブロックには、ノズル面を露
出させる４角形の窓穴が形成してあり、球体は、窓穴の
対角的位置関係にある２組のコーナー部のうちの１組の
コーナー部近傍に設けてあり、ヘッドブロックは、印刷
文字の大きさを変更するときに球体が印刷領域の外側に
位置する方向へ回転する構成であることが好ましい。こ
の場合、球体は、コーナー部を境としてその一辺側に位
置する第１の球体とコーナー部を境として他辺側に位置
する第２の球体とで構成してあり、第１の球体と第２の
球体との間にはインクが通過可能な隙間が形成してある
ことが好ましい。

【００１０】

【実施例】図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。図１に概略の構成を示しており、ヘッドブロック１
は支持台２により高さ及び進退方向に位置調整可能に支
持してある。即ち、支持台２に縦柱２１がハンドル２２
によって上下に移動可能に支持してあり、この縦柱に固
定された取付部材２３によって横板２４が支持してあ
り、ヘッドブロック１は後端部でこの横板の先端にヘッ
ドブラケット２６に支持されている。

【００１１】横板２４の後端部に固定してあるインクタ
ンクブラケット２５上に、図示しないインクタンクを内
蔵するインクタンクユニット３が載置され固定してあ
る。

【００１２】支持台２の後方に別に設置された固定台４
は、支持柱４１の上端に固定してある。この固定台４上
に、図示しない電源回路基板と制御回路基板を内蔵した
コントロールユニット５が固定してある。

【００１３】コントロールユニット５の近くには、入力
ターミナル６が設けてあり、印刷内容を入力するための
キーボード６１と、それを表示するためのディスプレイ
装置６２が備わっており、コントロールユニット５内の
制御回路基板に接続してある。

【００１４】コントロールユニット５とヘッドブロック
１との間を、フラットケーブル内蔵のコンジット７で連
結してあり、インクタンクユニット３とヘッドブロック
１との間を、インクチューブ内蔵のコンジット８で連結
してある。

【００１５】図２及び図３はヘッドブロック１の横断面
図及び縦断面図であり、上面開口の箱型のベース板１０
内に、柱１１によって駆動回路基板１２が支持してあ
る。駆動回路基板１２は、後述の印刷ヘッド１６の駆動
信号を生成する回路を含んでいる。コンジット７はコン
ジットコネクタ７１を介してヘッドブロック１に連結し
てあり、内部に有するフラットケーブル７２の先端は、
ソケット７３を介して駆動回路基板１２の後端部に接続
してある。駆動回路基板１２の先端部には、カードエッ
ジコネクタ１３を介して駆動信号補正回路基板１４が接
続してある。この駆動信号補正回路基板１４には駆動回
路基板１２から駆動信号が供給されると共に、駆動回路
基板１２からの駆動信号を後述の印刷ヘッド１６の特性
に対応して補正して印刷ヘッド１６に供給するものであ
る。またコンジットコネクタ８１を介して連結してある
コンジット８に内蔵されているインクチューブ８２は、
ベース板１０の前板１０ａを貫通してその前方に至って
いる。ベース板１０の上面開口は上カバー１５により覆
われている。

【００１６】そして、上記のコントロールユニット５に
内蔵してある制御回路基板は、駆動回路基板１２と駆動
信号補正回路基板１４を介して後述の印刷ヘッド１６の
駆動を制御するものである。

【００１７】ベース板１０の前板１０ａの前面には、イ
ンクジェット式印刷ヘッド１６が固着してある。インク
ジェット式印刷ヘッド１６を覆う前カバー１７は、前板
１０ａに止めねじ１７ａにより着脱可能に連結されてい
る。駆動信号補正回路基板１４の前端部は印刷ヘッド１
６に接続してあり、インクチューブ８２の前端部は、印
刷ヘッド１６に連結してあり、印刷ヘッドの前面に設け
てあるノズル部１６ａにインクを供給可能である。ノズ
ル部１６ａは前カバー１７の前面１７ｂに開口する４角
形の窓穴１７ｃに嵌合してそのノズル面１６ｂが露出さ
れており、かつノズル部１６ａを僅かにへこませてあ
り、これによりノズル面１６ｂと前カバーの前面１７ｂ
とはほぼ同一レベルに保たれている。

【００１８】図４、図８に示すように、前カバー１７の
前面１７ｂには、窓穴１７ｃの対角的位置関係にある２
組のコーナー部のうちの１組のコーナー部近傍（右下と
左上の角）に、それぞれ２個の球体１７ｅ…が転動自在
に設けられ、その一部１７ｄ…が印刷ヘッド１６のノズ
ル面１６ｂよりも前方へ突出している。球体１７ｅは図
８に示すように、それぞれ球体支え板１７ｆによって、
自由に転動できるように前カバー１７の裏側に保持さ
れ、その一部１７ｄ…が印刷ヘッド１６のノズル面１６
ｂよりも前方へ突出している。この球体１７ｅはその一
部１７ｄが包装用のダンボール箱Ｇの横腹面である印刷
面ｇに当接した場合にも、それ自身が自由に転動するこ
とによって滑らかに段ボール箱をコンベア上で移動さ
せ、かつ印刷時に印刷面ｇとの間を所定の間隙に保つた
めのものである。

【００１９】図２，３に示すように、窓穴１７ｃとノズ
ル部１６ａとの間隙部は、ゴムなどのシール部材１８が
設けられ、後述のノズル１６ｄから出たインクが外部か
ら内部に浸入するのを防止している。印刷ヘッド１６の
側部には、インク流路内にごみや気泡があるなどにより
インク詰りを生じた時などに、強制的にインクを排出さ
せるための操作つまみ１６ｃが突出している。

【００２０】図３乃至図７はヘッドブロック１を横板２
４に進退可能かつ回転可能に支持する手段９を示してい
る。ヘッドブロック１を回転させることによって、印刷
される文字の高さを設定することができる。図４及び図
５は正面側から、図６及び図７は背面側から見たもの
で、ベース板１０の後端部側には、下方へ向かって回転
支え板９１，９２（図３に図示）が突設してあり、ブラ
ケット９３が回転支え板９１，９２と摺接可能に設けて
ある。図４，５に示すように、ノズル部１６ａにはノズ
ル１６ｄ…が横１列に整列しており、このノズルの最も
右端のノズル１６ｄ1 に対向する背面位置に、図６に示
すように、中心を一致させて回転中心ねじ９４が設けて
あり、ヘッドブロック１とブラケット９３とは、図６，
７に示すように、この回転中心ねじ９４により回転可能
に連結してある。ブラケット９３はヘッドブロック１が
進退するように横板２４に一定の姿勢でスライド可能に
係合してあり、ヘッドブロック１がブラケット９３に対
して回転可能であるとともに、ヘッドブロック１がブラ
ケット９３と共に進退可能である。回転中心ねじ９４を
ノズル１６ｄの最も右端のノズル１６ｄ1 の中心に一致
させたことで、ノズル１６ｄ1 により印刷される文字等
の部分（例えば下辺位置）を常に一定に保ち、その他の
ノズル１６ｄにより印刷される文字等の部分の高さが回
転角に応じて変化することになる。

【００２１】この回転角を規制する手段として、図４，
５に示す回転支え板９１に、ノズル１６ｄ1 を中心とす
る円弧状のガイド溝９１ａが設けてあり、ノズル１６ｄ
が水平に整列する状態の時に、ガイド溝９１ａの左端部
を貫通しかつガイド溝内を摺動可能な固定ねじ９１ｂを
ブラケット９３の前面に螺合させている。また、図６，
７に示すブラケット９３の背面に、回転中心ねじ９４を
中心とする円弧状のガイド溝９３ａが設けてあり、ノズ
ル１６ｄが水平に整列する状態の時に、ガイド溝９３ａ
の左端部を貫通しかつガイド溝内を摺動可能な固定ねじ
９３ｂを回転支え板９２の背面に螺合させている。

【００２２】図４と図６は、固定ねじ９１ｂ，９３ｂを
ガイド溝９１ａ，９３ａの左端に位置させて固定した状
態であって、ノズル１６ｄ…は水平に整列している。図
５と図７は、固定ねじ９１ｂ，９３ｂをガイド溝９１
ａ，９３ａの中間部に位置させて固定した状態であっ
て、ノズル１６ｄ…は左上り傾斜に整列している。この
傾斜角が大きいと、右端部のノズル１６ｄと左端部のノ
ズル１６ｄとの高低差が大きくなるので、高さの高い文
字等を印刷でき、傾斜角が小さいと、高さの低い文字等
を印刷でき、ノズルが水平に整列する時には、線または
点の印刷となる。

【００２３】傾斜角の設定を容易にするために、図６，
７に示すように、ガイド溝９３ａに沿って目盛９５を付
している。大きい目盛によって５mm刻みで文字等の高さ
を設定でき、最大高さ４０mmの文字等の印刷が可能であ
る。小さい目盛は小文字等に通常用いられる高さとし
て、８mmと１２mmを表示するものである。

【００２４】図９及び図１０には、球体１７ｅの配設位
置が詳細に示されている。即ち、球体は、窓穴１７ｃの
対角位置関係にある１組のコーナー部近傍に設けられて
おり、コーナー部を境としてその一辺側に位置する第１
の球体１７ｅとコーナー部を境として他辺側に位置する
第２の球体１７ｅとで構成してある。第１の球体１７ｅ
の一部１７ｄ1 と第２の球体１７ｅの一部１７ｄ2 との
間には、隙間１７ｄ3が形成してあり、インクが通過可
能になっている。

【００２５】そして、上で説明した手段９によってヘッ
ドブロック１が回転させられ、文字等の大きさが変更さ
れた際に、もし球体１７ｅの一部１７ｄが印刷領域の中
に入り込む場合には、印刷面を汚すことになる。そこで
球体１７ｅの一部１７ｄが印刷領域の外側に位置する方
向にヘッドブロック１を回転するように構成される。

【００２６】図１０（ａ）はヘッドブロック１の回転角
度が小さく、印刷文字等の高さが低く、従って印刷領域
Ｓ1 は幅が狭い。窓穴１７ｃの左上と右下のコーナー部
に設けられている第１の球体１７ｅの一部１７ｄ1 と第
２の球体１７ｅの一部１７ｄ2 とが、いずれも印刷領域
Ｓ1 の内部に位置しないように、ヘッドブロック１は時
計方向に回転される。図１０（ｂ）はヘッドブロック１
が更に大きく回転され、印刷領域Ｓ2 は幅広くなってい
るが、第１の球体１７ｅの一部１７ｄ1 と第２の球体１
７ｅの一部１７ｄ2 とは同様に印刷領域Ｓ2 の外側に位
置している。図１０（ｃ）の場合も同様であり、更に幅
広い印刷領域Ｓ3 であり、大きい文字等が印刷できる
が、この場合にも第１の球体１７ｅの一部１７ｄ1 と第
２の球体１７ｅの一部１７ｄ2 とは印刷領域Ｓ3 の外側
に位置している。

【００２７】また、ノズル１６ｄからインクを流出させ
た場合などには、ノズル面１６ｂを流れ下った余分のイ
ンクが、右下のコーナー部近傍の第１の球体１７ｅの一
部１７ｄ1 と第２の球体１７ｅの一部１７ｄ2 との間の
隙間１７ｄ3 を通って前面１７ｂを伝って流れるので、
印刷面ｇなどを汚すことがなくなる。

【００２８】なお、１組のコーナー部に設けられる球体
１７ｅは、図示した例に限られるものでなく、またノズ
ル面１６ｂ上の１組のコーナー部に上記と同様な各２個
の球体を転動自在に設けてもよい。また、前面１７ｂま
たはノズル面１６ｂのいずれかの１組のコーナー部に、
各１個の球体を転動自在に設けても良い。または、前面
１７ｂの１組のコーナー部に各１個の球体を転動自在に
設けると共に、前面１７ｂまたはノズル面１６ｂのいず
れかの下辺に沿ってインク回収用の溝を設けても良い。

【００２９】次に印刷の動作について説明する。この印
刷装置は、例えばベルトコンベアによって搬送される包
装用のダンボール箱の横腹面に、搬送を停止することな
く搬送しながら印刷するものであるので、前カバー１７
の前面１７ｂ及びノズル面１６ｂは、印刷面ｇに対して
少なくとも球体１７ｅの一部１７ｄの前方へ突出する高
さに等しい間隙をもって（図８図示）対向可能になって
いる。更に球体１７ｅはどの方向にも自由に転動し、ダ
ンボール箱を常に滑らかに移動させるようになってい
る。

【００３０】そこでまず、所望の高さの文字等が印刷で
きるようにヘッドブロック１を回転させる。先に述べた
ように、図４乃至図７の回転中心ねじ９４、固定ねじ９
１ｂ，９３ｂを緩め、ヘッドブロック１を回転させて例
えば図７のように文字等の高さ１５mmに固定ねじ９３ｂ
を合せ、回転中心ねじ９４、固定ねじ９１ｂ，９３ｂを
再び締める。これによってノズル１６ｄは図５のように
左上がり傾斜に整列して１５mmの高さの文字等を印刷可
能になる。球体１７ｅの一部１７ｄはこの時の印刷領域
の外側に位置している。

【００３１】そこで電源を入れて、入力ターミナル６の
キーボード６１によって印刷文字等を入力し、それをデ
ィスプレイ装置６２に表示する。コントロールユニット
５に内蔵されている制御回路基板によってデータ変換を
行った印刷信号は、フラットケーブル７２を通ってヘッ
ドブロック１の駆動回路基板１２に入力される。ここで
印刷信号に応じて印刷ヘッド１６を駆動する図１１に示
すような駆動パルス信号ｐ1 ，ｐ2 又はｐ1 のみを生成
する。この駆動信号は、印刷ヘッド１６の図示しないそ
れぞれの圧電素子に伝達されるために、駆動回路基板１
２からカードエッジコネクタ１３を介して駆動信号補正
回路基板１４に供給される。そこで与えられた駆動信号
を印刷ヘッド１６の特性に対応して補正して印刷ヘッド
１６に供給し、この信号により圧電素子が駆動され、イ
ンク滴がノズル１６ｄから吐出されて、印刷タイミング
を合わせて搬送されてくる箱の印刷面ｇに印刷が行われ
る。消費されたインクはインクタンクユニット３からイ
ンクチューブ８２を通って印刷ヘッド１６に供給され
る。

【００３２】

【発明の効果】上に説明したように、本発明のインクジ
ェット式印刷装置では、ヘッドブロックと印刷ヘッドと
の少なくとも一方には、少なくとも一部が印刷ヘッドの
ノズル面よりも前方に突出する球体が転動自在に設けて
あるので、ヘッドブロックがどの様にその姿勢を変えて
も、球体自身の自由な回転により被印刷物を滑らかに移
動させることができ、また印刷面に印刷ヘッドのノズル
面が直接当接するのを防止することができる。また、球
体は、ヘッドブロックに形成してある窓穴の対角的位置
関係にあるコーナー部に設けられ、印刷文字等の大きさ
を変更するときにヘッドブロックを回転しても、常に印
刷領域の外側に位置するようにしてあるので、印刷面の
正逆いずれの方向の移動時にも印刷面を汚さないよう対
処できる。また、第１の球体と第２の球体との間に隙間
を設けているので、インクが流出した際に印刷面を汚す
ことがない。また、構成が簡単であって、コストの面で
も最小に押えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】図１のヘッドブロックの拡大横断面図である。

【図３】図１のヘッドブロックの拡大縦断面図である。

【図４】図１のヘッドブロックを揺動させる手段を示す
拡大正面図である。

【図５】図１のヘッドブロックを傾斜させた状態の拡大
正面図である。

【図６】図１のヘッドブロックを揺動させる手段を示す
拡大背面図である。

【図７】図１のヘッドブロックを傾斜させた状態の拡大
背面図である。

【図８】印刷時の印刷面とヘッドブロックとの位置関係
を示す断面図である。

【図９】図１のヘッドブロックの展開斜視図である。

【図１０】（ａ）（ｂ）（ｃ）は球体と印刷領域との関
係を示す正面図である。

【図１１】印刷ヘッドの駆動信号の波形図である。

【図１２】従来例を示すヘッドブロックの断面図であ
る。

【図１３】（ａ）は他の従来例を示すヘッドブロックの
正面図、（ｂ）はその一部断面図である。

【符号の説明】

１ ヘッドブロック １６ インクジェット式印刷ヘッド １６ｂ ノズル面 １７ｃ 窓穴 １７ｅ 球体 １７ｄ1 第１の球体の一部 １７ｄ2 第２の球体の一部 １７ｄ3 隙間 Ｓ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 印刷領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/01 B41J 25/308

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクジェット式印刷ヘッドを装備した
   ヘッドブロックを有し、このヘッドブロックを回転して
   その姿勢を変えることにより印刷文字の大きさを変更可
   能である印刷装置において、 上記ヘッドブロックと上記印刷ヘッドとの少なくとも一
   方には、少なくとも一部が上記印刷ヘッドのノズル面よ
   りも前方に突出する球体が転動自在に設けてあることを
   特徴とするインクジェット式印刷装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記ヘッドブロック
   には、上記ノズル面を露出させる４角形の窓穴が形成し
   てあり、上記球体は、上記窓穴の対角的位置関係にある
   ２組のコーナー部のうちの１組のコーナー部近傍に設け
   てあり、上記ヘッドブロックは、上記印刷文字の大きさ
   を変更するときに上記球体が印刷領域の外側に位置する
   方向へ回転する構成であることを特徴とするインクジェ
   ット式印刷装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、上記球体は、上記コ
   ーナー部を境としてその一辺側に位置する第１の球体
   と、上記コーナー部を境として他辺側に位置する第２の
   球体とで構成してあり、上記第１の球体と上記第２の球
   体との間には、インクが通過可能な隙間が形成してある
   ことを特徴とするインクジェット式印刷装置。