特許 6768325 インクジェット記録装置およびその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6768325

(24)【登録日】2020年9月25日

(45)【発行日】2020年10月14日

(54)【発明の名称】インクジェット記録装置およびその制御方法

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/09 20060101AFI20201005BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20201005BHJP

【ＦＩ】

   B41J2/09

   B41J2/01 401

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2016-67049(P2016-67049)

(22)【出願日】2016年3月30日

(65)【公開番号】特開2017-177485(P2017-177485A)

(43)【公開日】2017年10月5日

【審査請求日】2018年8月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】502129933

【氏名又は名称】株式会社日立産機システム

(74)【代理人】

【識別番号】100098660

【弁理士】

【氏名又は名称】戸田 裕二

(72)【発明者】

【氏名】邱 安

(72)【発明者】

【氏名】河野 貴

【審査官】 笹野 秀生

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６０−１５４０７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１７９０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１６２０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０２９９７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／１０２４５８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１２６７９９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ４１Ｊ ２／０１−２／２１５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インクを噴出するノズルと、
前記ノズルにより噴出されたインクを帯電する帯電電極と、
前記帯電電極により帯電されたインクを偏向する偏向電極と、
前記ノズルまたは前記帯電電極または前記偏向電極を制御する制御部と、を備えるインクジェット記録装置であって、
前記制御部では、印字文字の各縦列における帯電させるインク粒子の最大値に基づき縦列の印字時間を決定するものであり、該印字文字の所定の縦列における帯電させるインク粒子の数が前記帯電させるインク粒子の最大値よりも小さい場合は、前記所定の縦列における帯電させるインク粒子の数と前記帯電させるインク粒子の最大値との差分を非帯電ドットとして設定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】

請求項１記載のインクジェット記録装置であって、
前記制御部では、前記帯電させるインク粒子の最大値を縦列の印字時間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3】

インクを噴出するインク噴出工程と、
前記インク噴出工程により噴出されたインクを帯電する帯電工程と、
前記帯電工程により帯電されたインクを偏向する偏向工程と、
前記噴出工程または前記帯電工程または前記偏向工程のいずれかの工程を制御する制御工程と、を備えるインクジェット記録装置の制御方法であって、
前記制御工程では、印字文字の各縦列における帯電させるインク粒子の最大値に基づき縦列の印字時間を決定するものであり、該印字文字の所定の縦列における帯電させるインク粒子の数が前記帯電させるインク粒子の最大値よりも小さい場合は、前記所定の縦列における帯電させるインク粒子の数と前記帯電させるインク粒子の最大値との差分を非帯電ドットとして設定することを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。

【請求項4】

請求項３記載のインクジェット記録装置の制御方法であって、
前記制御工程では、前記帯電させるインク粒子の最大値を縦列の印字時間とすることを特徴とするインクジェット記録装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、インクジェット記録装置およびその制御方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

本技術分野の背景技術として、特開2002-001960号公報（特許文献1）がある。この公報は、インク粒子のドットで印字する文字を形成するインクジェット記録装置において、インク粒子が偏向される方向に沿って縦に並ぶドットの縦配列データを各列毎に把握し、縦配列データに基づいて、各列毎に前記ノズル体より噴射されるインク粒子のドットで印字に用いられるドット数および印字に用いられるドットが連続して帯電されるところがあるか否かを算定し、連続して帯電される連続帯電ドットがあるときは、同じ列中の印字に用いられないドットを連続帯電ドットの間に介在するよう、印字歪を軽減すると記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開2002-001960号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

前記特許文献1には、縦配列データから印字要否ドットの帯電順番を変更する制御が記載されている。しかし、特許文献1記載のインクジェットプリンタでは、印字品質は向上するが、印字速度の高速化ができなかった。これに対し本発明は、印字速度が速くなるインクジェット記録装置およびその制御方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。

【0006】

本願は、上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、インクを噴出するノズルと、前記ノズルにより噴出されたインクを帯電する帯電電極と、前記帯電電極により帯電されたインクを偏向する偏向電極と、前記ノズルまたは前記帯電電極または前記偏向電極を制御する制御部と、を備えるインクジェット記録装置であって、前記制御部では、印字文字の各縦列における帯電させるインク粒子の最大値に基づき縦列の印字時間を決定するものであり、該印字文字の所定の縦列における帯電させるインク粒子の数が前記帯電させるインク粒子の最大値よりも小さい場合は、前記所定の縦列における帯電させるインク粒子の数と前記帯電させるインク粒子の最大値との差分を非帯電ドットとして設定することを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、印字速度を高速化したインクジェット記録装置およびその制御方法を提供することができる。

【0008】

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明に係るインクジェット記録装置におけるドットパターンの階段波と印字時間との関係を示す図である。

【図2】インクジェット記録装置の構成図の例である。

【図3】従来のインクジェット記録装置におけるドットパターンの階段波と印字時間との関係を示す図である。

【図4】本発明に係るインクジェット記録装置におけるドットパターンの階段波と印字時間との関係を示す図である。

【図5】本発明に係るインクジェット記録装置におけるドットパターンの階段波と印字時間との関係を示す図である。

【図6】印字用最大ドット数を検索するフローチャートである。

【図7】各縦配列ドットの帯電有無に基づき所定の帯電量を帯電ＲＡＭに保存する方法に関するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態を図に沿って説明する。

【0011】

図２にインクジェット記録装置の構成図の例を示す。
101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）、102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）、103は帯電制御プログラムを記憶するROM（リードオンリーメモリ）、104は印字段数、文字サイズ、及び印字内容など設定データ群を入力するパネル、105は実際に印字する帯電電圧データを保存する帯電RAM、106は被印字物信号検出回路、107は印字物を検出するセンサ、108は文字信号発生回路、109はデータ等を送るバス、110はインクジェット記録装置のヘッド、111はインクを噴出するノズル、112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、113は帯電したインク粒子を偏向する偏向電極、114は印字に使用しないインクを回収するガター、115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、116は印字の対象となる被印字物、117は被印字物を搬送するベルトコンベアである。

【0012】

次に、印字すべき文字の印字データを入力してから印字が完了するまでの一連の動作概要について述べる。

【0013】

パネル104より入力された印字の印字データは、バスライン109を介してＲＡＭ102に格納される。パネル104より印字データの入力終了の指示を入力すると、MPU101は印字データを、バスライン109を介してＲＡＭ102に格納する。格納後、ＭＰＵはＲＯＭ103に記憶しているプログラムで送信された印字内容を階段波状のデータに変換してバスライン109を介して帯電ＲＡＭ105に格納する。被印字物センサ107が被印字物を検知すると、被印字物検知回路106、バスライン109を通じてＭＰＵ101へ印字開始の指令が届く。ＭＰＵ２は作成された階段波状のデータを帯電ＲＡＭ105から取り出し、バスライン109を介して文字信号発生回路108へ送る。

【0014】

文字信号発生回路108は送られてきた階段波状のデータを文字信号（階段波状の帯電信号）に変更し、帯電電極112へ送出する。ノズル111より噴出されたインクは帯電電極112内で粒子化するとともに階段波状をなす帯電信号の電荷を受け、偏向電極113により偏向され、被印字物116へインクが飛行、付着し印字に供する。印字に使用されなかった無帯電のインク粒子はガター114で回収され、ポンプ115によって再びノズル111へ供給される。

【0015】

図３は、従来のインクジェット記録装置におけるドットパターンの階段波と印字時間との関係を示す図である。

【0016】

従来機にて１０×１２の図形から抜粋された縦列のドットパターンの階段波およびその縦列の印字時間の図である。従来制御として、縦１列の印字時間は、荷電に関わらず縦列の噴出ドット数が決定するため、１０×１２を印字する場合には、数（1）で縦一列印字時間が算出できる。

【0017】

（数１）
縦１列印字時間ｔ１＝１２×(１/励振周波数)
縦列のドットパターンから階段波を作成する際に、１列目のインク粒子が（２）（３）（４）（９）（１０）（１１）の順で帯電され、残るインク粒子は帯電されず，印字に用いられない無荷電インク粒子としてガター114に回収される。この時、それぞれのインク粒子の帯電量は（（２）→Ｑ2）、（（３）→Ｑ3）、（（４）→Ｑ4）、（（９）→Ｑ9）、（（１０）→Ｑ10）、（（１１）→Ｑ11）となっている。

【0018】

同様に、２列目のインク粒子が（４）（９）の順で帯電される。残るインク粒子は帯電されず，印字に用いられない無荷電インク粒子としてガター114に回収される。この時、それぞれのインク粒子の帯電量は（（４）→Ｑ4）、（（９）→Ｑ9）となっている。

【0019】

また、図３にある１２×１６の図形から抜粋された縦列のドットパターンの階段波およびその縦列の印字時間について説明する。縦１列の印字時間は、荷電に関わらず縦列の噴出ドット数が決定するため、１２×１６を印字する場合には、数（２）で縦１列印字時間が算出できる。

【0020】

（数２）
ｔ２＝１６×(１/励振周波数)
縦列のドットパターンから階段波を作成する際に、１列目のインク粒子が（３）（４）（５）（１３）（１４）（１５）の順で帯電される。残るインク粒子は帯電されず，印字に用いられない無荷電インク粒子としてガター114に回収される。この時、それぞれのインク粒子の帯電量は（（３）→Ｑ3）、（（４）→Ｑ4）、（（５）→Ｑ5）、（（１３）→Ｑ13）、（（１４）→Ｑ14）、（（１５）→Ｑ15）となっている。同様に、２列目のインク粒子（５）（１３）の順で帯電される。残るインク粒子は帯電されず，印字に用いられない無荷電インク粒子としてガター114に回収される。この時、それぞれのインク粒子の帯電量は（（５）→Ｑ5）、（（１３）→Ｑ13）となっている。

【0021】

図１は、本発明に係るインクジェット記録装置におけるドットパターンの階段波と印字時間との関係を示す図である。

【0022】

本発明にて１０×１２と１２×１６の図形から抜粋された縦列のドットパターンの階段波およびその縦列の印字時間の図である。ドットパターンの各縦列ごとに印字用ドット数を算出する。各縦列における印字用ドット数を比較し、最大値を決定する。ここでは、印字用ドット数の最大個数は６個と算出される。縦一列の印字時間は印字用最大ドット数に依存するため、ここでは、数（3）に基づき縦１列の印字時間Ｔ１=６×(１/励振周波数)が算出できる。

【0023】

（数３）
縦1列の印字時間T＝（印字用最大ドット数）×(1/励振周波数)
縦列のドットパターンから階段波を作成する際には、１列目に印字される６個のインク粒子（２）（３）（４）（９）（１０）（１１）が順番に帯電される。この時、それぞれのインク粒子の帯電量は（（２）→Ｑ2）、（（３）→Ｑ3）、（（４）→Ｑ4）、（（９）→Ｑ9）、（（１０）→Ｑ10）、（（１１）→Ｑ11）となっている。

【0024】

同様に、２列目に印字する２つのインク粒子は（４）（９）で、この順で帯電される。このとき、それぞれのインク粒子の帯電量は（（４）→Ｑ4）、（（９）→Ｑ9）となっている。印字用最大ドット数６に対して、２列目の印字ドットは２であるので、印字に用いられない無荷電インク粒子４個を挿入することで各縦列の印字時間を１列目と同一にする。
次に、１２×１６の図形から抜粋された縦列のドットパターンの階段波およびその縦列の印字時間について説明する。

【0025】

ドットパターンの各縦列の印字用ドット数を比較することで、印字用最大ドットが６個であることが算出できる。また、縦一列の印字時間は、印字用最大ドット６に基づき縦１列の印字時間Ｔ１=６×(１/励振周波数) と算出できる。

【0026】

縦列のドットパターンから階段波を作成する際には、１列目に印字される６個のインク粒子（３）（４）（５）（１３）（１４）（１５）がこ順に帯電される。この時、それぞれのインク粒子の帯電量は（（３）→Ｑ3）、（（４）→Ｑ4）、（（５）→Ｑ5）、（（１３）→Ｑ13）、（（１４）→Ｑ14）、（（１５）→Ｑ15）となっている。

【0027】

同様に、２列目に印字する２つのインク粒子は（５）（１３）で、この順で帯電される。このとき、それぞれのインク粒子の帯電量は（（５）→Ｑ5）、（（１３）→Ｑ13）となっている。印字用最大ドット数６に対して、２列目の印字ドットは２であるので、印字に用いられない無荷電インク粒子４個を挿入することで各縦列の印字時間を１列目と同一にする。

【0028】

上記記述により、縦列の印字用最大ドット数に基づき縦列の印字時間を設定することで、縦列の印字時間を最小限に抑えられ、かつ、印字速度を向上させることができるという効果を奏する。

【0029】

図４は、本発明に係るインクジェット記録装置におけるドットパターンの階段波と印字時間との関係を示す図である。

【0030】

本発明にて１０×１２の図形を印字するときに用いる縦列の印字時間の調整の図である。抜粋された縦列のドットパターンの階段波およびその縦列の印字時間について説明する。

【0031】

図４の上図は、既に示した図１と同様の実施形態を示すので説明を省略する。

【0032】

図４の下図は、印字時間を任意に設定可能であることを示す実施例である。

【0033】

ドットパターンの各縦列の印字用ドット数を算出して比較することで、印字用最大ドット数が６個であることを算出する。

【0034】

ここで、縦一列の印字時間は最短で６とすることができるが、被印字物を運ぶラインやコンベアの条件等環境に併せて適宜印字時間を増やすことが可能で、例えばここでは縦一列の印字時間を７と設定することとする。印字用最大ドットは６であるので、縦列に印字用ドットと非印字用ドットを１個加えることにより、数式に基づき縦１列の印字時間をＴ２=７×(１/励振周波数)と算出する。

【0035】

階段波を作成する際には、１列目に印字されるインク粒子（２）（３）（４）（９）（１０）（１１）を順番に帯電した上で非印字用ドットを１個挿入する。この時、それぞれのインク粒子の帯電量は（（２）→Ｑ2）、（（３）→Ｑ3）、（（４）→Ｑ4）、（（９）→Ｑ9）、（（１０）→Ｑ10）、（（１１）→Ｑ11）となっている。

【0036】

同様に、２列目のインク粒子は（４）（９）でこの順で帯電される。印字用ドット粒子それぞれの帯電量は（（４）→Ｑ4）、（（９）→Ｑ9）となっている。ここでは、印字用最大ドットは７であるので、印字に用いられない無荷電インク粒子を５個挿入することで各縦列の印字時間を１列目と同一にする。

【0037】

上記記述により、縦配列の印字用最大ドット数に対して非印字用ドットを任意個数加えて使用することにより、縦配列の印字時間を自由に設定することができ、工場のライン環境への調整が容易なインクジェット記録装置およびその制御方法を提供することができる。

【0038】

次に制御のアルゴリズムについて、図５、図６、図７に沿って説明する。

【0039】

図５は、本発明に係るインクジェット記録装置におけるドットパターンの階段波と印字時間との関係を示す図である。図５の上図は従来手法、下図は本発明の説明である。

【0040】

ＩＪＰはテーブルから帯電要ドットに対して必要な帯電電圧を作成し、帯電RAMに保存する。実際印字をする際に、帯電RAMの先頭から順番的に取り出し、帯電電極に電圧をかけ、粒子に帯電させる。

【0041】

ここで、従来手法においては、帯電RAMの各テーブルに各ドットの帯電量を記憶させる。図５の上図に示すように、帯電しないドットに対応するテーブルには帯電量０が記憶される。一方、図５の下図にて示した本発明では、帯電RAMはドットパターンにおいて帯電する（０以外）ドットの帯電量のみを記憶する。印字用最大ドット数よりも印字ドットの縦列（例えば２列目）では、帯電させないドットに対応する帯電RAMの部分に０を記憶させておく。

【0042】

図６は印字用最大ドット数を検索するフローチャートである。

【0043】

運転開始（Ｓ６０１）後、まず印字列数（印字ライン数）を読込む（Ｓ６０２）。ここで、印字列数とは１文字当たりの各列数（横ドット数）と印字文字数との積である。１文字当たり（１０×１２ドットマトリクス）の文字が５文字あるときは、５０印字ラインになる。

【0044】

次に、最初印字用最大ドット数を０と設定する（Ｓ６０３）。

【0045】

この後、印字対象文字列（上記例では５文字）の１列目から順に縦配列のドットパターンを読込む（Ｓ６０４）。これにより、１列ごとに１列分印字用ドット数を取得する（Ｓ６０５）。予め記憶した印字用最大ドット数（初期値は０）とＳ６０５で取得した１列分印字用ドット数とを比較し（Ｓ６０６）、印字用最大ドット数が１列分印字ドット数以下の場合には新たに取得した１列分印字ドット数を印字用最大ドット数として、印字用最大ドット数を更新する（Ｓ６０７）。Ｓ６０４からＳ６０７までが完了すると、次の印字列数に進み(Ｓ６０８)、最終列まで順次Ｓ６０４からＳ６０７までを行う（Ｓ６０９）。最終列まで処理が済むと完了となる（Ｓ６１０）。 図７は、各縦配列ドットの帯電有無に基づき所定の帯電量を帯電ＲＡＭに保存する方法に関するフローチャートである。

【0046】

開始（Ｓ７０１）後、１列分のドットデータを読込み（Ｓ７０２）、該当列の各印字用ドットの位置を取得する（Ｓ７０３）。

【0047】

次に、ドットデータ１個目から順に帯電可否を判断する（Ｓ７０４）。帯電要のドットについては、帯電電圧データを帯電RAMに保存し（Ｓ７０５）、帯電ドット数を+１する（Ｓ７０６）。次に、ドット位置を更新し（Ｓ７０７）、同一縦列内の次のドットについてＳ７０２からＳ７０７までの処理を行う（Ｓ７０８）。

【0048】

縦一列の全てのドットについてＳ７０２からＳ７０７までの処理が完了すると、図６にて予め定めた印字用最大ドット数から当該列の帯電ドット数を引いた値を出力補正数として算出し（Ｓ７０９）、出力補正数の分だけ帯電ＲＡＭに０（帯電しない）を保存する（Ｓ７１０）。このように縦一列について処理が完了すると、次の列に進み(Ｓ７１１)、全印字列（上記例では５０列）全てについて処理が完了すると（Ｓ７１２）、終了となる（Ｓ７１３）。

【符号の説明】

【0049】

１０１…ＭＰＵ、１０２…ＲＡＭ、１０３…ＲＯＭ、１０４…パネル、１０５…帯電ＲＡＭ、１０６…被印字物信号検出回路、１０７…センサ、１０８…文字信号発生回路、１０９…バス、１１０…ヘッド、１１１…ノズル、１１２…帯電電極、１１３…偏向電極、１１４…ガター、１１５…ポンプ、１１６…被印字物、１１７…ベルトコンベア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】