JP5277313B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

Description

本発明は、インク粒子を被印字物に着弾させて印字を行うインクジェット記録装置に関する。

コンベア等の搬送装置により搬送される製品を被印字物としてこれに文字や図形を印字つまりマーキングするためのインクジェット記録装置としては、印字ヘッドのノズルを被印字物に接触させることなく、インクを被印字物に向けてノズルから飛翔させるようにした非接触式のものが使用されている。例えば、商品が梱包されたダンボール箱等の梱包材の側面や上面に文字等を印字する場合には、コンベアにより搬送しながら梱包材の表面にインクジェット記録装置により印字しており、飲食物が収容された容器に印字する場合もコンベアにより搬送しながら容器の外面に印字を行うようにしている。

一方、上述のように、被印字物を移動させながら印字を行う場合には印字ヘッドを停止させているのに対し、印字が行われるときにコンベアを停止させた状態のもとで被印字物に印字する際には印字ヘッドを被印字物に沿って移動させることになる。例えば、集合プリント基板の複数箇所に印字する場合には、コンベアを停止させた状態のもとで印字ヘッドをプリント基板に沿って二次元方向に移動させて印字を行っている。

コンベアにより搬送される被印字物に印字を行うインクジェット記録装置においては、特許文献１に記載されるように、被印字物に対する書き出し位置を設定するようにしている。インク粒子は、被印字物が所定の位置まで搬送されたことが検出されてから書き出し距離搬送されたときに被印字物に向けて飛翔される。インク粒子は印字ヘッドと被印字物との間の印字距離を偏向されて飛翔した後に被印字物に着弾されるので、印字距離が変化すると、インク粒子の偏向方向に着弾位置が変化することになる。そのため、特許文献２および特許文献３に記載されるインクジェット記録装置においては、帯電電極に供給される帯電電圧を印字距離に応じて補正するようにしている。

特許文献４には、印字距離に応じてインク粒子の飛翔速度を調整するようにしたインクジェット記録装置が記載されている。特許文献５には、ノズル先端とプリント紙との間の距離が変化した場合には距離変化に応じてノズルからのインク滴の吐出圧を変化させるようにしたインクジェット記録装置が記載されている。

特開平６−１４３５８５号公報 特開平８−１９７７３８号公報 特開平７−８１０６５号公報 特開平１０−２１７４４４号公報 特開２００７−２６１１５８号公報

特許文献１〜３に記載されるように、インクを一定周期で振動させて噴出し粒子化するノズルと、インク粒子を帯電する帯電電極と、帯電したインク粒子を主走査方向に偏向させる偏向電極とを有するインクジェット記録装置においては、被印字物を搬送するコンベアの速度に比例したパルス信号を出力するエンコーダからの信号に基づいて帯電電極への帯電信号の出力タイミングを設定している。

インクジェット記録装置は、エンコーダからパルスが入力される度に帯電電極に帯電信号を出力して主走査方向に印字を行うようにしている。しかし、このような制御方式では、被印字物の搬送速度を高速にすればするほど、印字位置のずれが顕著になるという問題が発生する。印字位置がずれるのは、被印字物がコンベアにより搬送されて印字ノズルの前方に被印字位置となったときに、帯電電極に帯電信号を出力するようにしているので、インク粒子が帯電されてから被印字物に到達するまでに飛翔時間がかかるためである。この飛翔時間の間にも被印字物はコンベアにより搬送されることになり、結果的に印字位置がずれることになる。

この問題を解決するには、インク粒子の飛翔時間を求めて、帯電電極に供給される帯電信号を飛翔時間だけ早めることが考えられる。この制御方法を用いると、予め求めたインク粒子の飛翔時間と実際のインク粒子の飛翔時間とが一致すれば、理想的な位置に印字することができる。しかし、コンベアにより搬送される被印字物に対して印字する場合には、被印字物と印字ヘッドとの間の印字距離は、被印字物の種類によって相違することになる。このため、印字距離が変化すると、インク粒子の飛翔時間は大きく変化することになり、印字位置がずれて印字品質を高めることができないという問題点がある。

本発明の目的は、印字品質を高め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。

本発明の他の目的は、印字ヘッドと被印字物との間の印字距離が変わっても被印字物の所定の位置に高品質で印字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。

本発明のインクジェット記録装置は、インクを一定周期で振動させて噴出し粒子化するノズルと、インク粒子を帯電する帯電電極と、帯電したインク粒子を主走査方向に偏向させる偏向電極とが組み込まれた印字ヘッドを有し、当該印字ヘッドに対して前記主走査方向に対してほぼ直角な副走査方向に相対移動する被印字物にインク粒子を飛翔させて印字するインクジェット記録装置であって、前記被印字物が前記印字ヘッドに対して相対移動方向の上流側所定位置にまで移動したことを検出する印字センサと、前記被印字物が前記印字ヘッドに対向する位置まで相対移動したときの前記印字ヘッドと前記被印字物との間の印字距離における前記インク粒子の飛翔時間を算出する飛翔時間算出手段と、前記帯電電極に供給する帯電信号のタイミングを前記飛翔時間に応じて制御し、前記被印字物に対する被印字位置を設定する帯電タイミング制御手段とを有し、前記帯電タイミング制御手段は、前記印字センサが被印字物を検出してから印字するまでの印字書き出し時間から前記インク飛翔時間を減算することにより前記被印字位置を設定することを特徴とする。

本発明のインクジェット記録装置は、前記印字距離の情報を入力する入力操作部と、入力された前記印字距離の情報を格納する記憶手段とを有し、前記飛翔時間算出手段は前記記憶手段に格納された前記印字距離の情報に基づいて前記飛翔時間を算出することを特徴とする。また、本発明のインクジェット記録装置は、前記印字距離を検出する印字距離測定センサを有し、前記飛翔時間算出手段は前記印字距離測定センサにより検出された前記印字距離の情報に基づいて前記飛翔時間を算出することを特徴とする。

本発明のインクジェット記録装置は、前記被印字物の前記印字ヘッドに対する相対移動速度に比例したパルス波形を出力するエンコーダを有し、前記飛翔時間に相当するパルス数に基づいて帯電タイミングを制御することを特徴とする。本発明のインクジェット記録装置は、前記帯電電極と前記印字ヘッドの先端面との間の印字ヘッド内部距離におけるインク粒子の内部飛翔時間を前記飛翔時間に加えて帯電タイミングを制御することを特徴とする。

本発明のインクジェット記録装置においては、印字ヘッドと被印字物との間の印字距離に基づいてインク粒子が印字ヘッドから被印字物に到達するまでの飛翔時間を算出し、飛翔時間に応じて帯電電極に供給する帯電信号のタイミングを制御するようにしたので、被印字物の所定の位置に印字することができる。これにより、印字品質を向上することができる。

搬送装置により搬送される被印字物に対して印字する場合であって、印字距離が全ての被印字物について一定の場合には、予めメモリに印字距離を記憶するようにし、帯電タイミングは記憶された印字距離に基づいて算出される。この場合には印字距離が同一に設定された複数の被印字物に対して印字する場合に好適となる。一方、相互にサイズが相違する複数種類の被印字物が混在して搬送装置により搬送される被印字物に対して印字処理を行う場合には、印字距離測定センサにより印字距離を検出し、検出された印字距離に基づいて帯電タイミングが制御される。この場合には、相互にサイズが相違する複数種類の被印字物に対しても設定された所定の位置に高精度で印字することができる。

印字ヘッドと被印字物との間の相対位置を印字センサにより検出するようにし、被印字物が印字ヘッドに対して所定の上流側位置にまで移動したことを印字センサが検出してから印字するまでの印字書き出し時間を設定し、帯電電極に対して帯電信号を供給する帯電タイミングは、印字書き出し時間から飛翔時間を減算することにより演算される。インクの飛翔時間を印字ヘッド内部における飛翔時間も加えて帯電タイミングを制御することにより、より印字品質を高めることができる。

本発明のインクジェット記録装置は、搬送装置により搬送される被印字物に対して固定された印字ヘッドからインク粒子を飛翔させて印字する場合と、印字ヘッドを被印字物に対して移動させて印字する場合とのいずれにも適用される。

本発明の一実施の形態であるインクジェット記録装置の外観を示す斜視図である。 図１に示された印字ヘッドの内部構造を示す概略図である。 インクジェット記録装置の制御回路を示すブロック図である。 エンコーダによる印字原理を示す概略図である。 インク粒子が被印字物に向けて飛翔している状態の印字ヘッドを示す概略図である。 本発明の印字タイミングを示すタイムチャートである。 従来の印字タイミングを比較例として示すタイムチャートである。 （Ａ）は本発明のインクジェット記録装置における被印字物に対するインク粒子の着弾状態を示す概略図であり、（Ｂ）は比較例としてのインクジェット記録装置におけるインク粒子の着弾状態を示す概略図である。 タッチパネルの印字内容設定画面を示す正面図である。 本発明のインクジェット記録装置における印字タイミングの制御アルゴリズムの一例を示すフローチャートである。 本発明の他の実施の形態であるインクジェット記録装置におけるインク粒子が被印字物に向けて飛翔している状態の印字ヘッドを示す概略図である。 図１１に示すインクジェット記録装置における印字タイミングの制御アルゴリズムの他の例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１に示されるように、インクジェット記録装置１０は、正面に操作表示部１１が設けられた装置本体１２を有し、装置本体１２には印字ヘッド１３が導管１４により接続されている。このインクジェット記録装置１０は、例えば、図１に示されるように、食品や飲料等を生産する工場の生産ラインに据え付けられ、食品等の梱包物を印字対象物つまり被印字物Ｗとしてこれにマーキングを施すために使用される。装置本体１２は使用者が操作できる位置となるように図示しない支持台の上に配置される。印字ヘッド１３はベルトコンベア１５により搬送される被印字物Ｗに近接されて図示しない支持台に設置され、ベルトコンベア１５により矢印Ｓで示される方向に移動する被印字物Ｗにインクジェット記録装置１０により印字作業が行われる。

生産ラインとしてのベルトコンベア１５には、ベルトコンベア１５による被印字物Ｗの移動速度にかかわらず同じ幅で被印字物Ｗに印字するために、移動速度に応じた信号を出力するエンコーダ１６が被印字物Ｗの移動方向位置検出手段として設けられている。ベルトコンベア１５により搬送された被印字物Ｗが印字ヘッド１３に対して移動方向上流側の所定の位置まで到達したことを検出し、インクジェット記録装置１０に対して印字開始を指示するための信号を出力する印字センサ１７がベルトコンベア１５に近接した配置されている。エンコーダ１６および印字センサ１７はそれぞれ装置本体１２内の制御部に信号線を介して接続されている。

印字ヘッド１３は、図２に示されるように、インク柱１８を吐出するノズル２０を有し、ノズル２０には装置本体１２内に配置されたインク容器２２内のインクを供給するインク供給流路２３が接続され、インク供給流路２３には供給ポンプ２４が設けられている。インク容器２２内のインクは、供給ポンプ２４により吸引、加圧されてインク柱１８となってノズル２０の噴出口２１から噴出される。ノズル２０には電歪素子２５が備えられており、インクは電歪素子２５により一定周期で振動され、ノズル２０の噴出口２１から噴出されるインク柱１８は粒子化される。生成されるインク粒子１９の数は、電歪素子２５に印加される励振電圧の周波数により決定され、その周波数と同数となる。

ノズル２０の前方には帯電電極２６が配置されており、インク粒子１９には印字情報に対応した大きさの電圧を帯電電極２６に印加することによって電荷が与えられるようになっている。帯電電極２６の前方にはプラス偏向電極２７ａとマイナス偏向電極２７ｂとが隙間を介して配置されている。帯電電極２６により帯電されたインク粒子１９は、両方の偏向電極２７ａ，２７ｂの間に形成される電界中を飛翔している間に帯電量に比例した力を受けて偏向され、被印字物Ｗに向かって飛翔して被印字物Ｗに着弾する。その際に、インク粒子１９は帯電量に応じて矢印Ｒで示す偏向方向つまり主走査方向に着弾位置が変化し、さらに主走査方向Ｒに対してほぼ直角な移動方向つまり副走査方向Ｓにベルトコンベア１５が被印字物Ｗを移動させることで、偏向方向と直行した方向にもインク粒子１９は着弾される。これにより、複数の着弾粒子によってドットマトリックス状に文字や図形が被印字物Ｗにマーキングされることになる。

印字に使用されないインク粒子１９を回収するために、ノズル２０の噴出口２１に対向して印字ヘッド１３内にはガター２８が配置されており、偏向電極２７ａ，２７ｂの間を偏向されずに直線的に飛翔するインク粒子１９はガター２８により捕捉される。捕捉されたインク粒子１９は、回収流路２９によりインク容器２２に回収されるようになっている。

図１に示されるインクジェット記録装置１０は、ベルトコンベア１５により搬送しながら被印字物Ｗに対して印字しており、被印字物Ｗはベルトコンベア１５により印字ヘッド１３に対して副走査方向Ｓに移動する。これに対して、ベルトコンベア１５を停止させた状態のもとで被印字物Ｗに対して印字作業を行う場合には、印字ヘッド１３を移動することによって被印字物Ｗは印字ヘッド１３に対して副走査方向Ｓに移動することになる。このように、被印字物Ｗに対して印字ヘッド１３を副走査方向Ｓに相対的に移動させることに被印字物Ｗにマーキングが施される。

図３はインクジェット記録装置１０の制御部３０を示すブロック図である。制御部３０は制御信号を演算するＭＰＵ（マイクロプロセッシングユニット）３１と、制御プログラムおよび演算式などを予め記憶しておくＲＯＭ（リードオンリーメモリー）３２と、一時的にデータを記憶するＲＡＭ（ランダムアクセスメモリー）３３とを有している。図１に示す操作表示部１１は、インクジェット記録装置１０の作業状況や印字内容等を表示する表示部と、印字情報等をキー入力するタッチパネルとを有しており、表示部３４はＭＰＵ３１に接続され、タッチパネル３５はパネルインターフェース３６を介してＭＰＵ３１に接続されている。図１に示したエンコーダ１６はエンコーダパルス検知回路３７に接続され、印字センサ１７は被印字物検出回路３８に接続されている。

制御部３０は、インクジェット記録装置１０による印字動作を制御する印字制御回路３９と、インク粒子１９に帯電させるビデオデータを記憶しておくビデオＲＡＭ４０とを有している。ビデオデータは文字信号発生回路４１により帯電信号に変換され、帯電信号は帯電電極２６に送られる。ＭＰＵ３１は図３に示される各部材に対してデータ等を送るためのバスライン４２により接続されている。

上述したインクジェット記録装置１０においては、タッチパネル３５を作業者が操作することにより印字内容、印字書き出し時間等の印字情報が入力され、入力情報はパネルインターフェース３６を介してＭＰＵ３１に送られる。印字書き出し時間は、印字センサ１７が被印字物Ｗを検出してから印字ヘッド１３により被印字物Ｗに対する印字が開始されるまでの時間である。ＭＰＵ３１は、ＲＯＭ３３に記憶されているプログラムにより、インク粒子１９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４２を介してビデオＲＡＭ４０に格納する。

ベルトコンベア１５により搬送された被印字物Ｗが印字ヘッド１３の上流側の所定の位置まで移動したことが印字センサ１７により検出されると、被印字物検出回路３８を通じて、ＭＰＵ３１に印字開始の指令が届く。これにより、ＭＰＵ３１は、ビデオＲＡＭ４０に記憶されているビデオデータをバスライン４２を介して文字信号発生回路４１に送る。文字信号発生回路４１は、送られてきたビデオデータを帯電信号に変換する。印字センサ１７が被印字物Ｗを検出してから印字書き出し時間が経過すると、エンコーダパルス検知回路３７がエンコーダ１６からのパルスを検出する度に、印字制御回路３９は、バスライン４２を介して１つの主走査方向分の帯電信号を帯電電極２６に送出するタイミングを制御する。

このように、エンコーダ１６からパルスがエンコーダパルス検知回路３７に入力される度に、１主走査方向分の帯電信号が帯電電極２６に送出される。ノズル２０から噴出されたインクは帯電電極２６内で粒子化され電荷を受けて帯電される。帯電されたインク粒子１９は、両方の偏向電極２７ａ，２７ｂによって形成される電界の中を飛翔通過することにより帯電量に応じて偏向される。これにより、インク粒子１９が被印字物Ｗに向けて飛翔して付着し印字が行われる。帯電されずに印字に使用されなかったインク粒子はガター２８により捕捉されてインク容器２２へ回収される。

図４は、上述のように、エンコーダ１６からパルス信号が送られる毎に、パルス信号の立ち下がりをトリガーとして主走査方向Ｒにインク粒子１９を偏向し、被印字物Ｗが印字ヘッド１３に対して副走査方向Ｓに移動することによって１つの文字が被印字物Ｗに印字された状態を示している。

図５には被印字物Ｗに向けてインク粒子が飛翔している状態が示されている。印字ヘッド１３は被印字物Ｗに対しては離れて配置され、ベルトコンベア１５により印字ヘッド１３に対向する位置まで搬送移動されたときにおける印字ヘッド１３は、被印字物Ｗに対して印字距離Ｌａを介して対向することになる。したがって、印字ヘッド１３の前面から噴出したインク粒子１９は印字距離Ｌａを飛翔した後に被印字物Ｗに着弾される。一方、帯電電極２６により帯電されたインク粒子１９は、帯電電極２６から印字ヘッド１３の前面までのヘッド内部距離Ｌｂを飛翔した後に印字ヘッド１３の前面から噴出されることになる。

このように、帯電電極２６により帯電されたインク粒子１９は、ヘッド内部距離Ｌｂと印字距離Ｌａを合計したインク粒子飛翔距離Ｌｉを飛翔して被印字物Ｗに着弾されるので、インク粒子１９の飛翔時間Ｔｉは、インク粒子１９の飛翔速度をＶとすると、以下のように表される。

Ｔｉ＝Ｌｉ／Ｖ …式(1) ただし、Ｌｉ＝Ｌａ＋Ｌｂ

被印字物Ｗへの印字は、被印字物Ｗの種類に応じて移動方向において種々の位置が設定される。被印字物Ｗの搬送方向中央部に印字する場合もあり、端部に印字する場合もある。被印字物Ｗに対する印字位置は、タッチパネル３５を作業者が操作することにより設定される。この設定は、印字センサ１７が被印字物Ｗを検出してから帯電電極２６に帯電信号が送られるまで時間、つまり書き出し時間Ｔｏを作業者がタッチパネル３５を操作して入力される。

図６は本発明の印字タイミングを示すタイムチャートである。図６に示すように、書き出し時間Ｔｏが設定された状態のもとで、印字センサ１７が被印字物Ｗが所定の位置となったことを検出したら、帯電電極２６から被印字物Ｗまでのインク粒子飛翔距離Ｌｉに応じて求めたインク飛翔時間Ｔｉ時間だけ帯電タイミングを書き出し時間Ｔｏよりも早めるように制御する。図６に示すように、帯電タイミングを書き出し時間Ｔｏよりも早めるように補正すると、実際にインクが被印字物Ｗに着弾するタイミングつまり印字タイミングを書き出し時間Ｔｏに一致することになる。これにより、被印字物Ｗに対して理想的な位置に印字を行うことができ、印字品質を高めることができる。

図７は従来の印字タイミングを比較例として示すタイムチャートである。図７に示すように、印字センサ１７が被印字物Ｗを検出してから書き出し時間Ｔｏが経過した時点で帯電電極２６に帯電信号を送るようにすると、実際に被印字物Ｗにインク粒子が着弾するのは、インク飛翔時間Ｔｉだけずれることになる。

図８（Ａ）は本発明のインクジェット記録装置１０における被印字物Ｗに対するインク粒子の着弾状態を示す概略図であり、図８（Ｂ）は比較例としてのインクジェット記録装置におけるインク粒子の着弾状態を示す概略図である。

図８（Ａ）に示すように、印字センサ１７が被印字物Ｗを検知してから帯電電極２６に帯電信号を送る帯電タイミングをインク飛翔時間Ｔｉだけ早めると、（１）〜（３）に示すように移動する被印字物Ｗに対して理想的な位置（Ａ）にインク粒子が着弾される。これに対し、図８（Ｂ）に示すように、帯電タイミングを書き出し時間Ｔｏに設定すると、実際の印字位置（Ｂ）は、理想的な位置（Ａ）から距離ｅだけずれることになる。

印字位置のずれは、被印字物Ｗを移動する速度を早くすればする程大きくなるので、図７に示すように、印字センサ１７が被印字物Ｗを検出してから書き出し時間Ｔｏが経過した時点で帯電電極２６に帯電信号を送るように制御すると、低速で被印字物Ｗを移動させた場合を図８（Ａ）とし、それよりも早い高速で被印字物Ｗを移動させた場合を図８（Ｂ）とすると、図８（Ｂ）に示すように実際の印字位置は理想的な印字位置よりもずれることになる。このように、被印字物Ｗの搬送移動速度を早くすると、印字位置のずれが大きくなるが、図６に示すように、帯電タイミングを書き出し時間Ｔｏよりも早めることにより、被印字物Ｗを高速で搬送移動させても、理想的な位置に印字させることができる。

インク飛翔時間Ｔｉは図５に示した印字距離Ｌａにより相違する。ベルトコンベア１５により搬送される被印字物Ｗが全て同一のサイズであれば、印字距離Ｌａは全ての被印字物Ｗに対して同一距離となる。これに対し、サイズが相違する複数種類の被印字物Ｗを混在させてベルトコンベア１５により同時に搬送する場合には、被印字物Ｗによって印字距離Ｌａが相違することになる。

印字距離Ｌａの算出方式としては、タッチパネル３５を作業者が操作することにより入力された印字距離Ｌａに基づいて印字距離Ｌａにおけるインク粒子の飛翔時間を求める距離入力方式と、印字距離測定器により印字距離Ｌａを検出してインク粒子の飛翔時間を算出する距離測定方式とがある。距離入力方式は、上述のように、ベルトコンベア１５により搬送される被印字物が全て同一のサイズの場合に好適である。これに対し、距離測定方式は、サイズが相違する複数種類の被印字物Ｗが混在して搬送される場合に好適である。

図９は、距離入力方式のインクジェット記録装置１０におけるタッチパネル３５の印字内容設定画面５０を示す正面図である。この画面５０には、文字高さ入力部５１，文字幅入力部５２，書き出し時間Ｔｏを入力する書き出し時間入力部５３、およびエンコーダ１６が使用されるか否かを入力するエンコーダ標記部５４に加えて、印字距離Ｌａの情報を入力する入力操作部としての印字距離入力部５５と、ヘッド内部距離Ｌｂの値を入力するヘッド内部距離入力部５６が設けられている。これらの入力部に対する数値は、数値入力部５７を操作することにより入力され、入力された値は、ＲＡＭ３２に記憶される。

このインクジェット記録装置１０は、図６に示すように、書き出し時間Ｔｏよりもインク飛翔時間Ｔｉだけ帯電タイミングを早く補正することができるとともに、図７に示すように帯電タイミングを書き出し時間Ｔｏの終了時に設定することもできる。図９に示す印字内容設定画面５０には、帯電タイミングを補正するモードと補正しないモードとに切り換えるために、モード切換入力部５８が設けられている。図９において丸印で示す部分にそれぞれ入力された数値が点灯表示される。

図１０は距離入力方式としてインクジェット記録装置における印字タイミングの制御アルゴリズムの他の例を示すフローチャートである。

印字距離Ｌａの情報は印字距離入力部５５を作業者が操作することにより予め入力され、ヘッド内部距離Ｌｂはヘッド内部距離入力部５６を操作することにより予め入力されており、それぞれの入力情報は、記憶手段としてのＲＡＭ３２に格納されている。

被印字物Ｗに対する印字操作が開始されると、ステップＳ１において印字距離Ｌａとヘッド内部距離Ｌｂとの合計値であるインク粒子飛翔距離ＬｉをＲＡＭ３２から読み出してステップＳ２においてインク飛翔時間Ｔｉを飛翔時間算出手段としてのＭＰＵ３１により算出する。この状態のもとで、ステップＳ３において印字センサ１７のオンが検出されたら、エンコーダ１６の平均周期を算出し、帯電タイミングの補正値を帯電タイミング制御手段としてのＭＰＵ３１により算出する（ステップＳ４，Ｓ５）。平均周期の算出は、図６に符号Ｐで示すように数１０パルス分の周期の平均値により算出される。帯電タイミングの補正値は、書き出し時間Ｔｏからインク飛翔時間Ｔｉを減算することにより求められる。求められた補正値に基づいて印字センサ１７がオンしてから帯電電極２６に供給される帯電信号の帯電タイミングを設定してステップＳ７において印字を行うことにより、理想的な被印字位置に印字がなされることになる。

補正値の算出方式としては、印字距離Ｌａのみに基づいてインク飛翔時間を算出する方式と、上述のように印字距離Ｌａとヘッド内部距離Ｌｂの合計値に基づいてインク飛翔時間を算出する方式とがある。印字距離Ｌａのみに基づいてインク飛翔時間を算出するようにしても印字位置を理想に近い位置に設定することができるが、合計値に基づいてインク飛翔時間を算出すると、より理想に近い位置に印字位置を設定することができ、印字品質をより高めることができる。

インクジェット記録装置１０が使用される生産ラインにおいては、印字ヘッド１３がヘッド内部距離Ｌｂの異なる他の印字ヘッド１３に交換されることがある。印字ヘッド１３がヘッド内部距離Ｌｂが相違する他の印字ヘッド１３に交換されたときには、図９に示した印字内容設定画面５０のヘッド内部距離入力部５６を操作することにより新たなヘッド内部距離Ｌｂの情報が入力される。このように、ヘッド内部距離Ｌｂの情報を入力することができるようにすると、ヘッド内部距離Ｌｂが相互に相違する複数種類の印字ヘッド１３を選択的に使用することができるインクジェット記録装置１０となる。

図１１は本発明の他の実施の形態であるインクジェット記録装置を示す概略図である。

図１１に示すベルトコンベア１５は、相互にサイズが相違する複数の被印字物Ｗを混在させて搬送しており、被印字物Ｗが印字ヘッド１３に対向する位置まで移動したときにおける印字ヘッド１３と被印字物Ｗとの間の印字距離Ｌａは、被印字物Ｗの種類によって相違する。図１１に示す実施形態のインクジェット記録装置１０は、印字距離Ｌａを検出する印字距離測定器つまり印字距離測定センサ６１を有している。この印字距離測定センサ６１としては、被印字物Ｗに向けてレーザー光等の光を照射する発光素子と、反射光を受光する受光素子とを有するセンサが使用される。印字距離測定センサ６１は、印字ヘッド１３のインク噴出口よりも被印字物Ｗの移動方向上流側に設けられる。このインクジェット記録装置１０においては、印字センサ１７は印字距離測定センサ６１よりも上流側に配置されている。このタイプのインクジェット記録装置１０の印字内容設定画面５０には、印字距離Ｌａを入力するための印字距離入力部５５は不要となる。

図１２は図１１に示すインクジェット記録装置１０の印字タイミングの制御アルゴリズムの他の例を示すフローチャートである。

図１２に示すように、被印字物Ｗに対する印字操作が開始され、ステップＳ１１において印字センサ１７がオンしたらエンコーダ１６の平均周波数を算出する（ステップＳ１２）。ステップＳ１３において、印字距離測定センサ６１のオンが検出されたら、図１０に示すステップＳ４〜Ｓ７と同様に、ステップＳ１４〜Ｓ１７が実行される。ステップＳ１４における帯電タイミングの補正値の算出方式としては、上述した場合と同様に、印字距離Ｌａのみに基づいてインク飛翔時間を算出する方式と、印字距離Ｌａとヘッド内部距離Ｌｂの合計値に基づいてインク飛翔時間を算出する方式とがある。印字距離Ｌａのみに基づいてインク飛翔時間を算出するようにしたインクジェット記録装置１０の印字内容設定画面５０には、ヘッド内部距離入力部５６は不要となる。

図１１に示すインクジェット記録装置１０においては、印字距離測定センサ６１は印字センサ１７よりも下流側に配置されているが、印字距離測定センサ６１を印字センサ１７よりも上流側に配置するようにしても良い。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、インクジェット記録装置１０は、図１に示す場合にはベルトコンベアを搬送される被印字物に対して文字等を印字するために使用されているが、固定された状態の被印字物に対して印字ヘッドを移動させて文字等を印字する場合にも適用することができる。インクジェット記録装置１０は、図１および図５に示すように被印字物Ｗの側面に印字するようにしても良く、図１１に示すように被印字物Ｗの上面に印字するようにしても良い。さらに、被印字物Ｗの底面に印字することもでき、その場合にはコンベア１５に設けられたスリットを介して被印字物の底面に印字することになる。

このインクジェット記録装置１０は、エンコーダにより印字ヘッドと被印字物との相対位置を検出するようにして、被印字物にインク粒子を飛翔させて文字や図形等をマーキングする場合に使用される。

Claims (5)

1. インクを一定周期で振動させて噴出し粒子化するノズルと、インク粒子を帯電する帯電電極と、帯電したインク粒子を主走査方向に偏向させる偏向電極とが組み込まれた印字ヘッドを有し、当該印字ヘッドに対して前記主走査方向に対してほぼ直角な副走査方向に相対移動する被印字物にインク粒子を飛翔させて印字するインクジェット記録装置であって、
   前記被印字物が前記印字ヘッドに対して相対移動方向の上流側所定位置にまで移動したことを検出する印字センサと、
   前記被印字物が前記印字ヘッドに対向する位置まで相対移動したときの前記印字ヘッドと前記被印字物との間の印字距離における前記インク粒子の飛翔時間を算出する飛翔時間算出手段と、
   前記帯電電極に供給する帯電信号のタイミングを前記飛翔時間に応じて制御し、前記被印字物に対する被印字位置を設定する帯電タイミング制御手段とを有し、
   前記帯電タイミング制御手段は、前記印字センサが被印字物を検出してから印字するまでの印字書き出し時間から前記インク飛翔時間を減算することにより前記被印字位置を設定することを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記印字距離の情報を入力する入力操作部と、入力された前記印字距離の情報を格納する記憶手段とを有し、前記飛翔時間算出手段は前記記憶手段に格納された前記印字距離の情報に基づいて前記飛翔時間を算出することを特徴とするインクジェット記録装置。
3. 請求項１記載のインクジェット記録装置において、前記印字距離を検出する印字距離測定センサを有し、前記飛翔時間算出手段は前記印字距離測定センサにより検出された前記印字距離の情報に基づいて前記飛翔時間を算出することを特徴とするインクジェット記録装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置において、前記被印字物の前記印字ヘッドに対する相対移動速度に比例したパルス波形を出力するエンコーダを有し、前記飛翔時間に相当するパルス数に基づいて帯電タイミングを制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置において、前記帯電電極と前記印字ヘッドの先端面との間の印字ヘッド内部距離におけるインク粒子の内部飛翔時間を前記飛翔時間に加えて帯電タイミングを制御することを特徴とするインクジェット記録装置。

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