特許 7410789 インクジェット記録装置

(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】

(24)【登録日】2023-12-26

(45)【発行日】2024-01-10

(54)【発明の名称】インクジェット記録装置

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/13 20060101AFI20231227BHJP

   B41J 2/035 20060101ALI20231227BHJP

   B41J 2/01 20060101ALI20231227BHJP

   B41J 2/185 20060101ALI20231227BHJP

【ＦＩ】

B41J2/13

B41J2/035

B41J2/01 203

B41J2/01 307

B41J2/01 401

B41J2/01 451

B41J2/185 101

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020076588

(22)【出願日】2020-04-23

(65)【公開番号】P2021171981

(43)【公開日】2021-11-01

【審査請求日】2022-06-24

(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】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】盛合 拓也

【審査官】小野 郁磨

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－１５７３８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４２９８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－２５１４６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２０６３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１４７９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－２０５４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６０－１７４６５７（ＪＰ，Ａ）

(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】

少なくとも、インクをインク液滴として噴出して印字対象物に印字するノズルと、インク液滴を帯電させる帯電電極と、帯電したインク液滴に偏向をかける正極偏向電極、及び負極偏向電極と、帯電されていないインク液滴を捕集するガターを有する印字ヘッドを備えるインクジェット記録装置であって、
帯電されていないインク液滴が飛翔する方向と同じ方向で、印字される文字(以下、印字文字と表記する)の最下位ドットの着滴位置を通る軸を回転中心として、前記印字ヘッドを回転させるサーボモータと、前記印字対象物の移動速度、或いは前記印字ヘッドの移動方向に対応して前記印字文字が正立するように、前記サーボモータによって前記印字ヘッドを前記回転中心の回りで回転させる制御手段とを備え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に記載のインクジェット記録装置において、
前記制御手段とは別に設けられた外部制御装置によって、前記印字対象物の移動速度、或いは前記印字ヘッドの移動方向に対応して前記印字文字が正立するように、前記サーボモータによって前記印字ヘッドを前記回転中心の回りで回転させることを特徴とするインクジェット記録装置。

【請求項3】

請求項１或いは請求項２に記載のインクジェット記録装置において、
前記印字対象物の移動速度、或いは前記印字ヘッドの移動方向は、前記印字対象物を搬送する搬送コンベアに設けたエンコーダによって検出されることを特徴とするインクジェット記録装置。

【請求項4】

請求項１に記載のインクジェット記録装置において、
前記制御手段は、前記印字ヘッドを前記回転中心の回りで回転させて前記印字ヘッドを傾ける傾き角度(Θ)を、１スキャン分のインク液滴の生成時間(Ｔ)と、前記印字対象物の移動速度(Ｖ)と、印字文字の高さ(Ｙ)から求めることを特徴とするインクジェット記録装置。

【請求項5】

請求項４に記載のインクジェット記録装置において、
前記傾き角度(Θ)は、
Θ＝ｔａｎ ^－１ (Ｘ／Ｙ)＝ｔａｎ ^－１ (Ｔ*Ｖ／Ｙ)
から求められることを特徴とするインクジェット記録装置。

【請求項6】

請求項1に記載のインクジェット記録装置において、
前記制御手段は入力装置を備えており、前記入力装置の操作部から前記印字ヘッドを前記回転中心の回りで回転させて傾ける傾き角度(Θ)を入力できることを特徴とするインクジェット記録装置。

【請求項7】

請求項1に記載のインクジェット記録装置において、
前記制御手段は、前記印字文字をカメラによって撮像した撮像印字文字が入力され、前記撮像印字文字の傾きから前記印字対象物の移動速度、或いは前記印字ヘッドの移動方向に対応した前記印字ヘッドを前記回転中心の回りで回転させて傾ける傾き角度(Θ)を求めることを特徴とするインクジェット記録装置。

【請求項8】

請求項７に記載のインクジェット記録装置において、
前記制御手段は、前記撮像印字文字と、正立した基準印字文字を比較して前記撮像印字文字の傾きを求めることを特徴とするインクジェット記録装置。

【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に係り、特に連続噴射式荷電制御型のインクジェット記録装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

一般的な連続噴射式荷電制御型のインクジェット記録装置は、本体にインクを貯留するインク容器を設けており、そのインク容器のインクをインク供給ポンプによって印字ヘッドへ供給している。印字ヘッドに供給されたインクは、インクノズルから連続的に噴出され、インク液滴化される。インク液滴のうち、印字に使用するインク液滴には、帯電・偏向処理を行い、印字対象物の所望の印字位置へ飛翔させて文字を形成(以下、印字された文字を「印字文字」と定義する)し、印字に使用しないインク液滴には、帯電・偏向処理を行わず、ガターで捕集してインク回収ポンプによりインク容器へ戻す構成とされている。

【0003】

ところで、インク液滴は一滴ずつ生成され、また、インク液滴毎に飛翔軌道の長さが異なる。そのため、印字対象物へのインク液滴の着滴までの時間差を生じる。一方、インクジェット記録装置による印字中において、印字対象物は搬送ライン上を常に移動している。

【0004】

そして、正極偏向電極と負極偏向電極(接地の場合もある)は平板状で、インク液滴の飛翔方向と直交する平面で見た時に平行に配置されているため、それぞれの電極の間に一様な電場が形成される。そして、その間を飛翔するインク液滴は正極偏向電極の側に偏向される。そのため、夫々のインク液滴の着滴時間差と印字対象物の移動速度に応じて、印字対象物の移動方向に着滴位置のずれが大きくなるため、印字文字が搬送ラインの進行方向に対して傾きが生じて斜体文字になる現象がある。この印字文字の傾きを補正するため、インク液滴の偏向方向を微調整する必要がある。

【0005】

この印字文字の傾きを補正する方法として、特開２０１２－２０６３８５号公報(特許文献１)に記載されたインクジェット記録装置が知られている。特許文献１に記載されたインクジェット記録装置においては、印字ヘッドをインク液滴の吐出方向の回りで回転させ、結果として平行に配置された平板状の正極偏向電極と負極偏向電極を任意の角度だけ回転させることで、インク液滴の偏向方向を調整して印字文字の傾きを補正して文字が正立するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１２－２０６３８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献1に記載された調整作業においては、全て現場でオペレータの手作業で行われるものであり、オペレータの熟練度や作業感覚に依存するため、誰もが迅速に印字ヘッドを最適な傾き角度に調整して正立した文字を印字できないという課題があった。

【0008】

また、印字対象物の代わりに印字ヘッドを左右方向に移動させて印字する往復印字においては、印字ヘッドの移動方向よっても印字文字の傾き角度が異なるようになる。このような往復印字を行う場合は、オペレータが印字ヘッドの移動方向に対応して印字ヘッドの傾き角度を手動で調整することは現実的に不可能であり、印字ヘッドを最適な傾き角度に調整して正立した文字を印字できないという課題があった。

【0009】

本発明の目的は、迅速に印字ヘッドを最適な傾き角度に調整して、文字を正立した状態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。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の特徴は、帯電されていないインク液滴が飛翔する方向と同じ方向を軸とする所定の定められた回転中心で、サーボモータによって印字ヘッドが回転可能に支持されていると共に、印字対象物の移動速度、或いは印字ヘッドの移動方向に対応して印字文字が正立するように、サーボモータによって印字ヘッドを回転中心の回りで回転させる、ところにある。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、迅速に印字ヘッドを最適な傾き角度に調整して、文字を正立した状態で印字することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施形態になるインクジェット記録装置の概略構成図である。

【図2】本発明の実施形態になる印字ヘッドの回転機構を説明する説明図である。

【図3】本発明の第１の実施形態になる印字ヘッドの回転機構の制御を説明する制御フローチャートである。

【図4】本発明の第１の実施形態において低速印字を行う時の説明図である。

【図5】本発明の第１の実施形態において高速印字を行う時の説明図である。

【図6】印字ヘッドの傾き角度を設定する操作画面を説明する説明図である。

【図7】本発明の第２の実施形態になる印字ヘッドの回転機構の制御を説明する制御フローチャートである。

【図8】本発明の第２の実施形態において左側から印字を行う時の説明図である。

【図9】本発明の第２の実施形態において右側から印字を行う時の説明図である。

【図10】本発明の第３の実施形態になる印字ヘッドの回転機構の制御を説明する制御フローチャートである。

【図11】外部制御装置を用いて印字ヘッドの傾傾き角度を制御するインクジェット記録装置の概略構成図である。

【図12】本発明における印字ヘッドの回転中心の例を説明する説明図である。

【図13】印字ヘッドと印字対象物が直交する関係にある時の印字文字の傾きを説明する説明図である。

【図14】従来の印字文字の傾きを調整する方法を説明する説明図である。

【図15】従来の印字ヘッドにおいて低速印字を行う時の説明図である。

【図16】従来の印字ヘッドにおいて高速印字を行う時の説明図である。

【図17】従来の印字ヘッドにおいて左側から印字を行う時の説明図である。

【図18】従来の印字ヘッドにおいて右側から印字を行う時の説明図である。

【図19】左側から印字を行う時の印字文字の傾きを説明する説明図である。

【図20】右側から印字を行う時の印字文字の傾きを説明する説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。

【0014】

本発明を説明する前に、従来のインクジェット記録装置の課題、特に印字機構について簡単に説明する。

【0015】

図１３において、印字ヘッド２１は印字ヘッド固定アダプタ３２に固定されており、印字ヘッド固定アダプタ３２は印字ヘッド傾き調整ねじ３４によって、固定台３３にねじ止め固定されている。

【0016】

印字ヘッド２１には、正極偏向電極２４と、負極偏向電極(接地されている場合もある)２５が備えられている。インクノズル(図示せず)から噴出されたインクはインク液滴２８となり、帯電電極(図示せず)によって帯電されたインク液滴２８は、正極偏向電極２４と負極偏向電極２５の間を飛翔して偏向され、帯電量に対応した軌道を飛翔しながら印字対象物２０に着滴される。

【0017】

尚、図１３においては、正極偏向電極２４と負極偏向電極２５の間を飛翔するインク液滴２８は、正極偏向電極２４と負極偏向電極２５を飛び出すと、紙面に対して垂直方向に偏向された軌道に沿って飛翔している。

【0018】

このように、印字に使用する黒丸(●)で示すインク液滴２８の偏向方向と印字対象物２０が、直交する関係で相対移動させることによってマトリックス状の印字文字を形成している。このため図１３に示すように、インク液滴２８の偏向方向と印字対象物２０の相対的な移動方向が直交(９０°)する関係にある場合は、印字文字に傾きが発生している。

【0019】

従来では、この印字文字の傾きを補正するために、図１４示すように印字ヘッド傾き調整ねじ３４を回転中心として印字ヘッド２１を回転させて、正極偏向電極２４と負極偏向電極２５の角度を調整、すなわち印字対象物２０、或いは印字ヘッド２１の移動方向に対するインク液滴２８の偏向方向の角度(Θ＝ｎ°)を調整することで、印字文字の傾きを補正している。この補正は、オペレータによって印字ヘッド２１を回転させて調整されており、調整後に印字ヘッド２１を固定台３３に固定されている。

【0020】

この一連の調整作業はオペレータによる手作業であって、オペレータの熟練度や作業感覚に依存するため、誰もが迅速に印字ヘッド２１を最適な傾き角度(Θ)に調整することができないという課題があった。

【0021】

ここで、傾き角度の調整が必要な事例を２つ紹介する。１つ目の事例は、印字対象物２０の移動速度によって印字文字の傾き角度度(Θ)が変わる事例である。

【0022】

生産工場においては、生産状況(生産量の増減による)によっては印字対象物２０を搬送する搬送コンベアの移動速度を変えることがある。例えば、図１５に示すように、移動速度が遅く設定された状態に合わせて、印字ヘッド２１を傾き角度(Θ＝ｎ°)だけ傾けることで、正立した印字文字が得られるように調整したとする。

【0023】

そして、この印字ヘッド２１を傾き角度(Θ＝ｎ°)だけ傾けたままの状態で、搬送コンベアの移動速度を速くすると、図１６に示すように印字文字が傾いた状態で印字されてしまうことになる。このようにインクジェット記録装置は、印字対象物２０の移動速度によって印字文字の傾き角度(Θ)が異なり、搬送コンベアの移動速度が大きくなるほど印字文字の傾きが大きくなる。このため、従来では搬送コンベアの移動速度が変わるたびに、オペレータによって印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)を調整する必要があり、この調整作業に時間が掛かるという問題があった。

【0024】

２つ目の事例は、印字対象物２０に代えて印字ヘッド２１を移動させて印字するものであり、印字ヘッド２１の移動方向が双方向(以下、往復印字という)の事例である。この事例を図１７と図１８を用いて説明をする。この往復印字では、印字対象物２０に対して、紙面で印字ヘッド２１を左右に往復移動させながら、印字対象物２０である包装フィルムに印字をする事例である。尚、包装フィルムもローラ３６に巻き取られて紙面で上方向に移動される。

【0025】

この往復印字の動作順序としては、まず、印字対象物２０が停止された状態において、印字ヘッド２１を紙面で見て右方向Ｒの方向に移動させ印字対象物２０に左側から「印字Ａ」の印字を行う。次に、印字対象物２０をローラ３６で巻き取って上方向Ｕの方向に移動させ、印字対象物２０が停止した後に印字ヘッド２１を反対の方向である左方向Ｌの方向に移動させ、右側から「印字Ｂ」の印字を行う。このような一連の動作を繰返しすることで往復印字をする。

【0026】

図１７に示すように、印字ヘッド２１を傾き角度(Θ＝ｎ°)に傾けた状態で「印字Ａ」を正立した状態で印字することはできるが、印字ヘッド２１の移動方向が左方向Ｌに切り替わると、図１８に示すように、印字ヘッド２１が傾き角度(Θ＝ｎ°)に傾けた状態では「印字Ｂ」を正立した状態で印字することができない。

【0027】

図１９は、印字ヘッド２１を図１３に示す状態に設定しておいて、印字ヘッド２１を右方向に所定速度で移動させた場合を示しており、印字文字は右側に傾いた状態となり、一方、図２０は印字ヘッド２１を左方向に所定速度で移動させた場合を示しており、印字文字は左側に傾いた状態となる。

【0028】

このようにインクジェット記録装置は、印字ヘッド２１の移動方向によっても文字の傾き角度が異なるようになる。往復印字を行う場合は、例えば、１分間のうちに印字ヘッド２１を何十回も往復移動させながら印字を行うため、オペレータが印字ヘッド２１の移動方向に応じて印字ヘッド２１の傾き角度を手動で調整することは現実的に不可能であり、往復印字を行う場合においては、双方向の移動ともに正立した文字を印字できないという問題があった。

【実施形態１】

【0029】

本実施形態は、上述した課題の１つ以上を解決することを目的とし、帯電されていないインク液滴が飛翔する方向と同じ方向を軸とする所定の定められた回転中心で、サーボモータによって印字ヘッドが回転可能に支持されていると共に、印字対象物の移動速度、或いは印字ヘッドの移動方向に対応して印字文字が正立するように、サーボモータによって印字ヘッドを回転中心の回りで回転させる構成を提案するものである。この構成によれば、迅速に印字ヘッドを最適な傾き角度に調整して印字文字を正立させることができる。

【0030】

次に、本実施形態になるインクジェット記録装置の全体構成について説明する。図１は、インクジェット記録装置の全体構成を示している。印字の処理順序としては、まず、オペレータが入力装置５より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、インク液滴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１３を介してＲＡＭ２へ格納する。

【0031】

印字対象物センサ１６が、搬送コンベア１９によって移動される印字対象物２０を検知すると、印字対象物検知回路１０を通して、ＭＰＵ１へ印字開始の指令が送られる。ＭＰＵ１は、ＲＡＭ２に記憶しているビデオデータを、バスライン１３を介して文字信号発生回路１２へ送る。

【0032】

文字信号発生回路１２は、送られてきたビデオデータを帯電信号に変換する。印字制御回路１１は、バスライン１３を介して、この帯電信号を帯電電極２３へ送出するタイミングを制御する。ノズル２２より噴出されたインクは、帯電電極２３内で液滴化して電荷を受け、正極偏向電極２４と負極偏向電極２５によって形成される電界を飛翔して通過することにより偏向され、印字対象物２０へとインク液滴２８が飛翔し着滴して印字される。

【0033】

印字に使用されなかったインク、すなわち、電荷を帯びないインク液滴２７は、ガター２６より回収され回収ポンプ２９を介してインク容器３１に回収される。更にインク容器３１のインクは供給ポンプ３０によって再びノズル２２へ供給される。

【0034】

そして、本実施形態では、印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)を制御すべく、印字ヘッド２１を所定の傾き角度(Θ)に設定するサーボモータ１４と、このサーボモータ１４の回転を印字ヘッド２１に伝達する減速機構１５と、サーボモータ１４の動作量(印字ヘッド２１の傾き角度)を演算する傾き角度調整回路６とを備えている、また、印字ヘッド２１が所定の傾き角度(Θ)まで回転されたことを検出する傾き角センサ(図示せず)が、印字ヘッド２１に備えられている。

【0035】

更に、本実施形態では、印字対象物２０の移動速度を検出するため、搬送コンベア１９の移動速度を検出するエンコーダ１８、このエンコーダ１８の信号に基づいて、印字対象物２０の移動速度を検出する移動速度検知回路７が備えられている。

【0036】

また、印字ヘッド２１の移動方向を検出する移動方向検知回路８も備えられている。移動方向は、印字が終了した時点の印字ヘッドの位置を検出する移動方向検出スイッチ(図示せず)の信号を監視しておくことで検出することができる。また、エンコーダ１８のＡ相とＢ相の信号から移動方向を検出することも可能である。更に、カメラ１７、画像検知回路９も備えられている。

【0037】

次に、印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)を変更する機構的な構成を図２に基づき説明する。図２において、固定台３３にはサーボモータ１４が固定されており、減速機構１５の最終的な駆動軸３５によって、印字ヘッド固定アダプタ３２が駆動軸３５を中心にして、矢印で示すように回転可能に取り付けられている。

【0038】

この駆動軸３５の回転中心は、印字ヘッド２１の外部に位置しており、印字ヘッド２１の長手方向、つまり、帯電されていないインク液滴２７が飛翔する方向と同じ方向を軸として、印字ヘッド２１は回転可能とされている。つまり、帯電されていないインク液滴が飛翔する方向と同じ方向を軸とする所定の定められた回転中心で、印字ヘッドが回転可能に支持され、印字ヘッドを回転中心の回りで回転させるように構成されている。

【0039】

このような構成を備えたインクジェット記録装置において、次に印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)を、印字対象物２０の移動速度に対応して調整する制御フローについて、図３に示す制御フローチャートを用いて簡単に説明する。

【0040】

[ステップＳ１０]
ステップＳ１０においては、エンコーダ１８、移動速度検知回路７によって搬送コンベア１９の移動速度を検出する。搬送コンベア１９の移動速度は、印字対象物２０の移動速度である。搬送コンベア１９の移動速度を検出するとステップＳ１１に移行する。

【0041】

[ステップＳ１１]
ステップＳ１１においては、検出された搬送コンベア１９の移動速度から、印字ヘッド２１の傾き角度(Θｓｅｔ)を演算する。この演算は、例えば「速度-傾き角度」マップから傾き角度(Θ)を読み出すことができる。具体的には、横軸を印字対象物２０の移動速度とし、縦軸を印字ヘッド２１の傾き角度(Θｓｅｔ)とする二次元マップを予め求めておき、検出された移動速度に対応した傾き角度(Θｓｅｔ)を読み出せばよい。

【0042】

ただ、以下で説明する演算式(１)を利用して、演算によって傾き角度(Θｓｅｔ)を求めることもできる。傾き角度(Θｓｅｔ)を演算するとステップＳ１２に移行する。

【0043】

[ステップＳ１２]
ステップＳ１２においては、ステップＳ１１で演算された傾き角度(Θｓｅｔ)に対応する電力をサーボモータ１４に与えて、減速機構１５で印字ヘッド２１を回転させて傾き角度(Θ)の調整を行う。基本的には傾き角度(Θｓｅｔ)で十分な制御が実行できるが、更に傾き角度(Θ)の精度を上げるために以下の制御を実行する。印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)の調整が終了するとステップＳ１３に移行する。

【0044】

[ステップＳ１３]
ステップＳ１３においては、ステップＳ１２で調整された印字ヘッド２１の実際の傾き角度(Θａｃｔ)を検出する。この実際の傾き角度(Θａｃｔ)は、印字ヘッド２１に設けた傾き角センサで検出することができる。実際の傾き角度(Θａｃｔ)を検出するとステップＳ１４に移行する。

【0045】

[ステップＳ１４]
ステップＳ１４においては、「速度-傾き角度」マップから読み出された傾き角度（Θｓｅｔ)と、傾き角センサで検出された実際の傾き角度(Θａｃｔ)との偏差(ΔΘ)を演算する。この偏差(ΔΘ)は、ステップＳ１１で設定された傾き角度(Θｓｅｔ)に対して、ステップＳ１２で調整された実際の傾き角度(Θａｃｔ)が十分な精度で調整されたかどうかを判断するために求められている。偏差(ΔΘ)を演算するとステップＳ１５に移行する。

【0046】

[ステップＳ１５]
ステップＳ１５においては、ステップＳ１４で求められた偏差(ΔΘ)が、所定の許容偏差(ΔΘｓｅｔ)より大きいか、或いは小さいかを判断している。偏差(ΔΘ)が所定の許容偏差(ΔΘｓｅｔ)より小さいと、印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)が十分な精度をもって調整されたと見なされる。一方、偏差(ΔΘ)が所定の許容偏差(ΔΘｓｅｔ)より大きいと、印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)が十分な精度をもって調整されていないと見なされる。

【0047】

したがって、偏差(ΔΘ)が所定の許容偏差(ΔΘｓｅｔ)より小さいとステップＳ１７に移行し、偏差(ΔΘ)が所定の許容偏差(ΔΘｓｅｔ)より大きいとステップＳ１６に移行する。

【0048】

[ステップＳ１６]
ステップＳ１６においては、印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)が十分な精度をもって調整されていないと見なされているので、マップから読み出された傾き角度（Θｓｅｔ)に所定の傾き角度、ここでは偏差(ΔΘ)を加算、或いは減算して、新たな傾き角度（Θｓｅｔ)を演算し、再びステップＳ１２に戻ることになる。尚、所定の傾き角度は、偏差(ΔΘ)に限られるものではない。

【0049】

そして、ステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ１５の制御を繰り返して、偏差(ΔΘ)が所定の許容偏差(ΔΘｓｅｔ)より小さくなると、ステップＳ１７に移行する。

【0050】

[ステップＳ１７]
ステップＳ１７においては、印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)が十分な精度をもって調整されたので、この状態を維持して印字動作を実行することになる。ステップＳ１７に至ると、エンドに抜けて次の起動周期に備えることになる。

【0051】

以上の動作を実行することで、印字文字を正立させることができる。例えば、図４は、印字対象物２０の移動速度が遅い場合を示し、図５は印字対象物２０の移動速度が速い場合を示している。

【0052】

印字対象物２０の移動速度が遅い場合には、図４に示すように印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)を傾き角度(Θ＝ｎ°)のように小さく設定することで、印字文字を正立させることができる。また、印字対象物２０の移動速度が速い場合には、図５に示すように印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)を傾き角度(Θ＝ｍ°)のように大きく設定することで、印字文字を正立させることができる。

【0053】

上述した印字文字の傾き角度、つまり印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)は、以下に示す演算式(１)で求めることができ、上述したステップＳ１１の制御ステップで使用することができる。また、これに基づいて、「速度-傾き角度」マップを予め作成することができる。
Θ＝ｔａｎ^－１(Ｘ／Ｙ)＝ｔａｎ^－１(Ｔ*Ｖ／Ｙ)……(１)
ここで、図１９、図２０に示しているように、「Θ」は印字文字の傾き角度、「Ｘ」は基準となる原点(最下位ドット)に対し１スキャンのずれ量、「Ｙ」は印字文字の高さ、「Ｔ」は１スキャンでのインク液滴の生成時間、「Ｖ」は印字対象物(或いは印字ヘッド)の移動速度である。尚、Ｘ＝Ｔ*Ｖとなる。

【0054】

このように、演算式(１)には、「Ｘ」、「Ｙ」、「Ｔ」、「Ｖ」の因数が含まれている。「Ｔ」は１スキャン分のインク液滴の生成時間であり、この値は印字するフォント、段数と帯電アルゴリズムの条件によって決まる。「Ｖ」は印字対象物の移動速度であり、図１に示すエンコーダ１８を用いることで、印字対象物２０の移動速度を測定することが可能である。「Ｘ」は１スキャンのずれ量であり、「Ｔ」と「Ｖ」を用いて算出することができる。「Ｙ」は印字文字の高さであり、この値は印字距離と文字高さの設定値によって決まる。

【0055】

そして、図６に示すような操作画面を設けることで、フォント、段数、帯電アルゴリズム、印字文字高さ、印字距離、移動速度を入力することができる。これらの入力によって、「Ｘ」、「Ｙ」、「Ｔ」、「Ｖ」のパラメータが求められ、演算式(１)に代入することで傾き角度(Θ)を演算することができる。したがって、ＭＰＵ１がこの傾き角度(Θ)の値を算出し、上述した制御ステップ(Ｓ１１～Ｓ１７)を実行すれば傾きのない印字文字の形成が可能となる。

【0056】

また、エンコーダ１８が常に搬送コンベア１９の移動速度を検出可能であるため、図３に示すように、エンコーダ１８の移動速度を用いて傾き角度(Θ)を算出すれば、移動速度の変化に追従して最適な印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)に自動調整することが可能となる。

【0057】

また、自動調整が不要な場合は、図６の操作画面にて印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)を手動で設定することも可能である。以上のような構成を採用することにより、印字対象物２０の移動速度によって印字文字の傾きが変わるという問題を解決することができる。

【実施形態２】

【0058】

先に述べたように、往復印字における印字ヘッド２１の移動方向によって文字の傾きが異なるという現象がある。このため、印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)を、印字ヘッド２１の移動方向に対応して調節することが必要である。この印字ヘッド２１の移動方向に対応した印字ヘッドの傾き角度(Θ)を調整する制御フローについて、図７に示す制御フローチャートを用いて簡単に説明する。

【0059】

[ステップＳ２０]
ステップＳ２０においては、移動方向検出スイッチ、或いはエンコーダ１８、移動方向検知回路８によって印字ヘッド２１の移動方向が左方向か、或いは右方向かを検出する。印字ヘッド２１の移動方向を検出するとステップＳ２１に移行する。

【0060】

[ステップＳ２１]
ステップＳ２１においては、検出された印字ヘッド２１の移動方向から印字ヘッド２１の傾き角度(Θｓｅｔ)を演算する。この演算は、例えば「方向-傾き角度」テーブルから傾き角度(Θ)を読み出すことができる。具体的には、右方向における傾き角度(Θｓｅｔ)と、左方向における傾き角度(Θｓｅｔ)を予め求めておき、検出された移動方向に対応した傾き角度(Θｓｅｔ)を読み出せばよい。

【0061】

また、印字ヘッド２１の移動速度も考慮することもでき、印字ヘッド２１の移動方向と移動速度(実施形態１と同様の手法)の両方から、傾き角度(Θｓｅｔ)を求めても良い。傾き角度(Θｓｅｔ)を演算するとステップＳ２２に移行する。

【0062】

[ステップＳ２２]
ステップＳ２２においては、ステップＳ２１で演算された傾き角度(Θｓｅｔ)に対応する電力をサーボモータ１４に与えて、減速機構１５で印字ヘッド２１を回転させて傾き角度(Θ)の調整を行う。基本的には傾き角度(Θｓｅｔ)で十分な制御が実行できるが、更に傾き角度(Θ)の精度を上げるために、実施形態１と同様の制御を実行する。印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)の調整が終了するとステップＳ２３に移行する。

【0063】

[ステップＳ２３]
ステップＳ２３においては、ステップＳ２２で調整された印字ヘッド２１の実際の傾き角度(Θａｃｔ)を検出する。この実際の傾き角度(Θａｃｔ)は、印字ヘッド２１に設けた傾き角センサで検出することができる。実際の傾き角度(Θａｃｔ)を検出するとステップＳ２４に移行する。

【0064】

[ステップＳ２４]
ステップＳ２４においては、「方向-傾き角度」マップから読み出された傾き角度（Θｓｅｔ)と、傾き角センサで検出された実際の傾き角度(Θａｃｔ)との偏差(ΔΘ)を演算する。この偏差(ΔΘ)は、ステップＳ２１で設定された傾き角度(Θｓｅｔ)に対して、ステップＳ２２で調整された実際の傾き角度(Θａｃｔ)が十分な精度で調整されたかどうかを判断するために求められている。偏差(ΔΘ)を演算するとステップＳ２５に移行する。

【0065】

[ステップＳ２５]
ステップＳ２５においては、ステップＳ２４で求められた偏差(ΔΘ)が、所定の許容偏差(ΔΘｓｅｔ)より大きいか、或いは小さいかを判断している。偏差(ΔΘ)が所定の許容偏差(ΔΘｓｅｔ)より小さいと、印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)が十分な精度をもって調整されたと見なされる。一方、偏差(ΔΘ)が所定の許容偏差(ΔΘｓｅｔ)より大きいと、印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)が十分な精度をもって調整されていないと見なされる。

【0066】

したがって、偏差(ΔΘ)が所定の許容偏差(ΔΘｓｅｔ)より小さいとステップＳ２７に移行し、偏差(ΔΘ)が所定の許容偏差(ΔΘｓｅｔ)より大きいとステップＳ２６に移行する。

【0067】

[ステップＳ２６]
ステップＳ２６においては、印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)が十分な精度をもって調整されていないと見なされているので、マップから読み出された傾き角度（Θｓｅｔ)に所定の傾き角度、ここでは偏差(ΔΘ)を加算、或いは減算して、新たな傾き角度（Θｓｅｔ)を演算し、再びステップＳ２２に戻ることになる。所定の傾き角度は、偏差(ΔΘ)に限られるものではない。

【0068】

そして、ステップＳ２３、Ｓ２４、Ｓ２５の制御を繰り返して、偏差(ΔΘ)が所定の許容偏差(ΔΘｓｅｔ)より小さくなると、ステップＳ２７に移行する。

【0069】

[ステップＳ２７]
ステップＳ２７においては、印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)が十分な精度をもって調整されたので、この状態を維持して印字動作を実行することになる。ステップＳ２７に至ると、エンドに抜けて次の起動周期に備えることになる。

【0070】

以上の動作を実行することで、印字文字を正立させることができる。例えば、図８は、印字ヘッド２１の移動方向が右方向の場合を示し、図９は印字ヘッド２１の移動方向が左方向の場合を示している。

【0071】

印字ヘッド２１の移動方向が右方向の場合には、図８に示すように印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)を左側に向けて傾き角度(Θ＝ｎ°)のように設定することで印字文字を正立させることができる。また、印字ヘッド２１の移動方向が左方向の場合には、図９に示すように印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)を右側に向けて傾き角度(Θ＝ｎ°)のように設定することで印字文字を正立させることができる。このように、印字ヘッド２１の移動方向に対して反対の側に傾けることによって、印字文字を正立させることができる。

【0072】

また、図６の操作画面において、往復印字における移動方向に対応して印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)を手動で設定することも可能である。これによって、印字ヘッド２１の移動方向によって印字文字の傾きが変わるという問題を解決することができる。

【実施形態３】

【0073】

実施形態１、実施形態２においては、印字対象物２０の移動速度や印字ヘッド２１の移動方向を検出して印字ヘッドの傾き角度(Θ)を調整していたが、本実施形態では、印字対象物の移動速度、或いは印字ヘッドの移動方向に基づく印字文字の実際の傾きを画像解析で求め、印字文字の傾きをなくすように印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)を調整するものである。

【0074】

次に、印字文字の傾きを画像解析することで印字ヘッドの傾き角度(Θ)を調整する制御フローについて、図１０を用いて簡単に説明する。

【0075】

[ステップＳ３０]
ステップＳ３０においては、カメラ１７、画像検知回路９によって印字文字の画像が撮像される。この印字文字の画像はインク液滴の組み合わせからなっているので、それぞれ座標を有することになる。もちろん、１つのインク液滴の画像は複数の画素の組み合わせであるが、これらを丸めて１つのドットとして定義する。したがって、印字文字は、座標を備える複数のドットの組み合わせとなる。印字文字の画像が撮像されると、ステップＳ３１に移行する。

【0076】

[ステップＳ３１]
ステップＳ３１においては、撮像された印字文字(以下、撮像印字文字という)と、正立した基準印字文字とから、撮像印字文字の傾きを演算する。この場合、撮像印字文字と基準印字文字は、同じ文字が使用される。印字文字は予め設定されているので、これに合わせて、基準印字文字をＲＯＭ等の記憶手段から読み出し撮像印字文字と比較することで傾きを求めることができる。

【0077】

具体的には、撮像印字文字を形成する各ドットの座標と、基準印字文字を形成する各ドットの座標とから、撮像印字文字の傾きを求めることができる。この撮像印字文字の傾きは、印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)に対応している。したがって、本ステップでは、撮像印字文字から印字ヘッド２１の傾き角度(Θｓｅｔ)を演算することになる。傾き角度(Θｓｅｔ)を演算するとステップＳ３２に移行する。

【0078】

[ステップＳ３２]
ステップＳ３２においては、ステップＳ３１で演算された傾き角度(Θｓｅｔ)に対応する電力をサーボモータ１４に与えて、減速機構１５で印字ヘッド２１を回転させて傾き角度(Θ)の調整を行う。基本的には傾き角度(Θｓｅｔ)で十分な制御が実行できるが、更に傾き角度(Θ)の精度を上げるために、実施形態１と同様の制御を実行する。印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)の調整が終了するとステップＳ３３に移行する。

【0079】

[ステップＳ３３]
ステップＳ３３においては、ステップＳ３２で調整された印字ヘッド２１の実際の傾き角度(Θａｃｔ)を検出する。この実際の傾き角度(Θａｃｔ)は、印字ヘッド２１に設けた傾き角センサで検出することができる。実際の傾き角度(Θａｃｔ)を検出するとステップＳ３４に移行する。

【0080】

[ステップＳ３４]
ステップＳ３４においては、撮像印字文字から求められた傾き角度（Θｓｅｔ)と、傾き角センサで検出された実際の傾き角度(Θａｃｔ)との偏差(ΔΘ)を演算する。この偏差(ΔΘ)は、ステップＳ３１で設定された傾き角度(Θｓｅｔ)に対して、ステップＳ３２で調整された実際の傾き角度(Θａｃｔ)が十分な精度で調整されたかどうかを判断するために求められている。偏差(ΔΘ)を演算するとステップＳ３５に移行する。

【0081】

[ステップＳ３５]
ステップＳ３５においては、ステップＳ３４で求められた偏差(ΔΘ)が、所定の許容偏差(ΔΘｓｅｔ)より大きいか、或いは小さいかを判断している。偏差(ΔΘ)が所定の許容偏差(ΔΘｓｅｔ)より小さいと、印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)が十分な精度をもって調整されたと見なされる。一方、偏差(ΔΘ)が所定の許容偏差(ΔΘｓｅｔ)より大きいと、印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)が十分な精度をもって調整されていないと見なされる。

【0082】

したがって、偏差(ΔΘ)が所定の許容偏差(ΔΘｓｅｔ)より小さいとステップＳ３７に移行し、偏差(ΔΘ)が所定の許容偏差(ΔΘｓｅｔ)より大きいとステップＳ３６に移行する。

【0083】

[ステップＳ３６]
ステップＳ３６においては、印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)が十分な精度をもって調整されていないと見なされているので、マップから読み出された傾き角度（Θｓｅｔ)に所定の傾き角度、ここでは偏差(ΔΘ)を加算、或いは減算して、新たな傾き角度（Θｓｅｔ)を演算し、再びステップＳ３２に戻ることになる。所定の傾き角度は、偏差(ΔΘ)に限られるものではない。

【0084】

そして、ステップＳ３３、Ｓ３４、Ｓ３５の制御を繰り返して、偏差(ΔΘ)が所定の許容偏差(ΔΘｓｅｔ)より小さくなると、ステップＳ３７に移行する。

【0085】

[ステップＳ３７]
ステップＳ３７においては、印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)が十分な精度をもって調整されたので、この状態を維持して印字動作を実行することになる。ステップＳ３７に至ると、エンドに抜けて次の起動周期に備えることになる。

【0086】

以上のような構成を採用することにより、印字対象物２０の移動速度によって印字文字の傾きが変わるという問題を解決することができる。

【0087】

以上に説明した実施形態は、インクジェット記録装置がサーボモータ１４の電力を制御することで印字文字の傾きを補正する例であるが、インクジェット記録装置とは別のプログラマブル・ロジック・コントローラ(ＰＬＣ)等の外部制御装置を使用することも可能である。尚、印字ヘッド２１の印字機能である帯電電極２３、偏向電極２４、２５の制御は、インクジェット記録装置側で行われる。

【0088】

図１１に示すように、外部制御装置３７がサーボモータ１４を直接的に制御する構成になっており、上述したように印字対象物２０の移動速度、印字ヘッド２１の移動方向、印字文字の画像情報等を外部制御装置３７に入力することで、外部制御装置３７が上述した制御フローにしたがって、印字ヘッド２１の傾き角度(Θ)を算出し、算出した傾き角度(Θ)をもとにサーボモータ１４の動作量を制御すれば、実施形態１から実施形態３と同様に傾きの少ない印字文字を形成することが可能となる。

【0089】

次に、印字ヘッド２１の回転中心について説明する。回転中心は、帯電されていないインク液滴が飛翔する方向と同じ方向を軸とするもので、印字ヘッド２１をこの回転中心の回りで回転して傾き角度を調整するものである。実施形態１～実施形態３においては、図２に示すように減速機構１５の駆動軸３５を回転中心としているが、これに限らず、以下に説明する回転中心を採用することもできる。以下の３つの例は、傾き角度(Θ)を４５°に設定した例である。

【0090】

図１２(Ａ)は、印字ヘッド２１の回転中心が、印字文字の最下位ドットの着滴位置に設定された例である。このように、回転中心を印字文字の最下位ドットの着滴位置にすると、印字ヘッド２１の傾き角度を変えても、印字する文字の位置にずれが殆ど生じないようになる。この場合は、図１３にあるような構成を基礎にして、サーボモータ１４、減速機構１５によって、印字ヘッド２１を印字ヘッド固定アダプタ３２の内部で回転させることによって、回転中心を印字文字の最下位ドットの着滴位置にすることができる。

【0091】

図１２(Ｂ)は、印字ヘッド２１の回転中心が、インクを噴射するノズルのインク噴出口の位置に設定された例である。このように、回転中心をノズルのインク噴出口の位置にすると、印字する文字の位置に若干のずれが生じる。この場合も、図１３にあるような構成を基礎にして、サーボモータ１４、減速機構１５によって、印字ヘッド２１を印字ヘッド固定アダプタ３２の内部で回転させることによって、回転中心をインク噴出口にすることができる。

【0092】

図１２(Ｃ)は、実施形態１～実施形態３の例であり、印字ヘッド２１の回転中心が、印字ヘッド２１の外部に設定された例である。このように、回転中心を印字ヘッド２１の外部の位置にすると、図１２(Ｂ)の例に比べて印字する文字の位置に更にずれが生じる。この場合は、図２にあるような構成を採用すれば、回転中心を印字ヘッド２１の外部にすることができる。

【0093】

以上に印字ヘッド２１の回転中心について３つの例を説明したが、これらはインクジェット記録装置の仕様、印字文字の仕様等によって、適切な構成を選択すればよいものである。

【0094】

以上の説明からわかるように本発明においては、帯電されていないインク液滴が飛翔する方向と同じ方向を軸とする所定の定められた回転中心で、サーボモータによって印字ヘッドが回転可能に支持されていると共に、印字対象物の移動速度、或いは印字ヘッドの移動方向に対応して印字文字が正立するように、サーボモータによって印字ヘッドを回転中心の回りで回転させることを特徴としている。これによれば、迅速に印字ヘッドを最適な傾き角度に調整して、文字を正立した状態で印字することができる。

【0095】

尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【符号の説明】

【0096】

１…ＭＰＵ、２…ＲＡＭ、３…ＲＯＭ、４…表示装置、５…入力装置、６…傾き角度制御回路、７…移動速度検知回路、８…移動方向検知回路、９…画像検知回路、１０…印字対象物検知回路、１１…印字制御回路、１２…文字信号発生回路、１３…バスライン、１４…サーボモータ、１５…減速機構、１６…印字対象物検知センサ、１７…カメラ、１８…エンコーダ、１９…搬送コンベア、２０…印字対象物、２１…印字ヘッド、２２…ノズル、２３…帯電電極、２４…正極偏向電極、２５…負極偏向電極、２６…ガター、２７…帯電されないインク液滴、２８…帯電されたインク液滴、２９…回収ポンプ、３０…供給ポンプ、３１…インク容器、３２…印字ヘッド固定アダプタ、３３…固定台、３４…印字ヘッド傾き調整ねじ、３５…サーボモータの駆動軸、３６…ローラ、３７…外部制御装置(ＰＬＣ)。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】