(57)【要約】【課題】本発明は、前記ノズルの個体差が存在し、最適励振電圧値が個体により異なっていても影響されず良好な印字を行う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。【解決手段】本発明は、噴出するインクに振動を加えてインク粒子を生成するノズルと、インク粒子に電荷を帯びさせる帯電電極と、帯電した前記インク粒子に偏向を加える偏向電極と、ノズルに設けられ、かつ励振電圧の印加により振動を起こす振動源（圧電素子）と、励振電圧を設定する励振電圧設定手段とを有し、インク粒子で記録媒体上に印字を行うインクジェット記録装置において、励振電圧設定手段による印字品質の良否テストで、印字が良好に行われる励振電圧の下限電圧値と上限電圧値を調べ、前記下／上限電圧値の範囲内に実際の稼動運転を行なう実行励振電圧を設定することを特徴とする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴出するインクに振動を加えてインク粒子を生成するノズルと、前記インク粒子に電荷を帯びさせる帯電電極と、帯電した前記インク粒子に偏向を加える偏向電極と、前記ノズルに設けられ、かつ励振電圧の印加により振動を起こす振動源と、前記励振電圧を設定する励振電圧設定手段とを有し、前記インク粒子で記録媒体上に印字を行うインクジェット記録装置において、
前記励振電圧設定手段による印字品質の良否テストで、印字が良好に行われる前記励振電圧の下限電圧値と上限電圧値を調べ、前記下／上限電圧値の範囲内に実際の稼動運転を行なう実行励振電圧を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】
噴出するインクに振動を加えてインク粒子を生成するノズルと、前記インク粒子に電荷を帯びさせる帯電電極と、帯電した前記インク粒子に偏向を加える偏向電極と、前記ノズルに設けられ、かつ励振電圧の印加により振動を起こす振動源と、前記励振電圧を設定する励振電圧設定手段とを有し、前記インク粒子で記録媒体上に印字を行うインクジェット記録装置において、
前記励振電圧設定手段による印字品質の良否テストで、印字が良好に行われる前記励振電圧の下限電圧値を調べ、実際の稼動運転を実行する実行励振電圧は、前記下限電圧値の設定により決定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３】
噴出するインクに振動を加えてインク粒子を生成するノズルと、前記インク粒子に電荷を帯びさせる帯電電極と、帯電した前記インク粒子に偏向を加える偏向電極と、前記ノズルに設けられ、かつ励振電圧の印加により振動を起こす振動源と、前記励振電圧を励振電圧設定手段とを有し、前記インク粒子で記録媒体上に印字を行うインクジェット記録装置において、
前記励振電圧設定手段は、一定幅の励振電圧値幅をもって数段階に区切られた複数段の励振電圧設定ステップを有し、
前記各励振電圧設定ステップの設定実行による印字品質の良否テストを通じて印字が良好に行われる前記励振電圧の下限電圧値を調べ、
前記下限電圧値を設定される最小の励振電圧に置き換えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
噴出するインクに振動を加えてインク粒子を生成するノズルと、前記インク粒子に電荷を帯びさせる帯電電極と、帯電した前記インク粒子に偏向を加える偏向電極と、前記ノズルに設けられ、かつ励振電圧の印加により振動を起こす振動源と、前記励振電圧を設定する励振電圧設定手段とを有し、前記インク粒子で記録媒体上に印字を行うインクジェット記録装置において、
前記励振電圧設定手段は、一定幅の励振電圧値幅をもって数段階に区切られた複数段の励振電圧設定ステップを有し、
前記各励振電圧設定ステップの設定実行による印字品質の良否テストを通じて印字が良好に行われる前記励振電圧の下限電圧値を調べ、
実際の稼動運転を実行する実行励振電圧を下限電圧値が含まれる励振電圧設定ステップより数段上の励振電圧設定ステップに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５】
請求項１〜４記載の何れかにおいて、
前記励振電圧設定手段は、表示画面、入力を行う設定手段、タッチパネル等の操作画面を含む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１〜５記載の何れかにおいて、
実使用時の周囲温度変化に追従して前記励振電圧を補正する励振電圧補正手段を有す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わり、さらに具体的には、インク粒子を噴出するノズルに設けられた圧電素子（振動源）の励振電圧設定手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、例えば、特開２００３−７２０６０公開公報（特許文献１）に示される連続的に噴出させたインクを粒子に、文字作成に必要な帯電・偏向を行い、文字作成に不必要な粒子には帯電・偏向を行わずに回収しつづける連続型のインクジェット記録装置に関する。
【０００３】
インク粒子の作成は、ノズルの加振部によってインクに振動を与えることによって行われる。振動部には振動源が設けてあり、ある特定の振動数で電圧を印加し、振動源の電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換して加振部を振動させる。その振動がインクに伝わり、インク粒子が生成される。
【０００４】
また、インクジェット記録装置の印字が良好に行える励振電圧は、最小値と最大値を持ち、ある程度の電圧幅を持っている。
【０００５】
従来のインクジェット記録装置は、振動源に印加する電圧、いわゆる励振電圧が固定されている。具体的には、励振電圧は一定幅を持って数段階に区切られた設定値を持っており、その設定値は予め電圧値が決められている。
【０００６】
実際に装置を稼動させる場合、励振電圧はその設定値の中から一つを手動にて選択しているものが知られている。また、印字が良好に行える励振電圧の幅の中心値付近となる設定値を選択しておく。
【０００７】
これにより、使用環境の変化や、装置内のインク物性の変化により、良好印字を可能とする励振電圧の最小値や最大値が変化してその励振電圧の幅がある程度変わっても、装置としての印字の機能を満足するようにしているのである。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−７２０６０公開公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、前記ノズルは個体差を持っており、個体ごとに印字結果が良好となる励振電圧が異なっている。個体差は複数の部品から構成されるため、その寸法差や組立によるバラツキなどが考えられ、まったく皆無とすることは難しいことが知られている。
【００１０】
従来のインクジェット記録装置は、前記のように予め印加する励振電圧が数段階に用意されており、その中で良好印字を行える設定を選択するものである。バラツキの大きなノズルを使用すると、その予めの数段階の設定外の電圧で使用するのが最適である場合が発生する。
【００１１】
例えば、前記の良好印字のできる励振電圧の幅の中心がその予めの設定外となれば、その幅の端のほうに設定せざるを得なくなる。これらの場合、前記変化が発生した場合、印字不良となる可能性を持つことになる。
【００１２】
このため、製造工程ではバラツキの大きなものを排除する必要があり、検査や選別工程が存在することになり、また、そのポテンシャルを持ったノズルを出荷すれば、ユーザーに迷惑をかけることになる。
【００１３】
本発明の課題は、前記ノズルの個体差が存在し、最適励振電圧値が個体により異なっていても影響されず良好な印字を行う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】
【００１４】
本発明は、噴出するインクに振動を加えてインク粒子を生成するノズルと、インク粒子に電荷を帯びさせる帯電電極と、帯電した前記インク粒子に偏向を加える偏向電極と、ノズルに設けられ、かつ励振電圧の印加により振動を起こす振動源（圧電素子）と、励振電圧を設定する励振電圧設定手段とを有し、インク粒子で記録媒体上に印字を行うインクジェット記録装置において、励振電圧設定手段による印字品質の良否テストで、印字が良好に行われる励振電圧の下限電圧値と上限電圧値を調べ、前記下／上限電圧値の範囲内に実際の稼動運転を行なう実行励振電圧を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、インクを噴出するノズルの振動源に適切な励振電圧を印加することができ、安定した良好な印字を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
まず、インクジェット記録装置の外観を示す図１に沿って述べる。
【００１７】
インクジェット記録装置は、制御系や循環系を収納した本体６００と、インクを噴出し粒子を作成するノズルを有するヘッド部６１０と、本体６００とヘッド部６１０の循環系と制御系を結ぶケーブル６２０を有する。
【００１８】
本体６００の上部にはタッチパネル式液晶ディスプレイ６３０（表示部）を有する。タッチパネル式液晶ディスプレイ６３０（表示部）は制御内容や装置運転状況等の表示を行うと同時に、ユーザーが印字内容や印字仕様等の直接的に入力するタッチパネル（表示入力機能）を用いる。また、表示部とは別に入力部を備えても良い。
【００１９】
次に本体６００の内部構造について図２を用いて説明する。
【００２０】
本体６００上部には制御基板６４０等の電気系部品が配置されている。本体６００下部のＡ部には、電磁弁６５０、ポンプユニット６５５等の循環系制御部品が配置されており、Ｂ部には粘度測定器６６０や、インクや溶剤を貯めた容器が収められている。
【００２１】
ドア６７０は、開閉可能で、インク容器や溶剤容器がドア６７０側に引き出せるようになっている。
【００２２】
次に、インクジェット記録装置のインク循環系の概略構成について図３を用いて説明する。
【００２３】
インク供給経路６は、インク２を貯めておくインク容器７、インク２を圧送するインク供給ポンプ８、インク圧力を調節する調圧弁９、流路の開閉を行う電磁弁１０、フィルタ１１から成り、ノズル１２にインク２を供給する。
【００２４】
ノズル１２に供給されたインク２は噴出口１２ａから噴出される。ノズル１２には圧電素子３４（励振源）が接続されていてノズル１２には励振電圧が印加されており、その周波数に従い振動が発生している。
【００２５】
その振動により、噴出口１２ａから噴出したインク２は、圧電素子３４（励振源）の周波数に従い規則的にインク粒子１５となる。帯電電極１３には、記録信号源１４が接続されており、帯電電極１３に記録信号を印加することによって、インク粒子１５を帯電する。
【００２６】
上部の偏向電極１６には高電圧源１７が印加され、下部の偏向電極１８は接地されている。そのため、上部の偏向電極１６と下部の偏向電極１８との間には静電界が形成されており、帯電したインク粒子１５はその帯電量に応じて偏向され、記録媒体上へ飛行して行き印字が行われる。
【００２７】
インク回収経路２０は、ガター１９、電磁弁２１、フィルタ２２、回収ポンプ２３から成る。ノズル１２の噴出口１２ａからは絶えずインク２が噴出されているが、印字に関与しないインク粒子１５は帯電電極１３で帯電されず、そのため上部の偏向電極１６と下部の偏向電極１８との間に形成された静電界を直進し、ガター１９から回収され、再利用するためにインク容器７へ戻される。
【００２８】
インク循環経路２４はノズル１２から電磁弁２５を介してインク回収経路２０に接続されており、ノズル１２内のインクの循環を行う。
【００２９】
次に励振電圧設定手段について図４に示す制御回路のブロック図を引用して説明する。
【００３０】
励振電圧設定手段は、ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）４００、ＲＯＭ４０１、ＲＡＭ４０２、入力装置４０３、表示装置４０４、Ｄ／Ａ変換器４０５、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）４０６、バスライン４０７を含む。
【００３１】
Ｄ／Ａ変換器４０５の出力信号は、パルス可変回路４０８、フィルタ回路／増幅回路４０９、変圧器４１０、ノズルの加振部４１１へと送られる。ＲＴＣ４０６のクロックパルスがパルス可変回路４０８に加わる。
【００３２】
ノズルの加振部４１１から出力される励振電圧は、前述したノズル１２の圧電素子３４（励振源）に印加される。この励振電圧は、入力装置４０３等からの指示により種々の電圧値に選択される。
【００３３】
励振電圧設定手段の励振電圧について、図５、図６を加えて更に詳しく述べる。
【００３４】
連続的に噴出させたインクを粒子に変化させ、文字作成に必要な粒子に帯電・偏向を行い、文字作成に不必要な粒子には帯電・偏向を行わずに回収しつづける連続型のインクジェット記録装置では、そのインクの粒子作成はノズルの加振部によってインクに振動を与えることによって行われる。
【００３５】
加動部には（圧電素子）振動源が設けてあり、ある特定の振動数で電圧を印加し、振動源の電気的エネルギーを機械的エネルギーに変換して加振部を振動させる。加動部に印可する電圧を励振電圧と呼ぶ。
【００３６】
このインクジェット記録装置の印字品質は、励振電圧により変化する。図６に示すように印字品質が良好なところは、最小値と最大値を持ち、ある程度の電圧幅を持っている。その最小値と最大値の幅間に存在する、ある一定電圧を印可するようにしておけば印字は良好に行なえるが、ノズルは個体差を持っているため、どのインクジェット記録装置もその同一電圧で印字良好になるとは限らない。
【００３７】
また、図７に示すようにインクジェット記録装置が使用されるところの環境温度が変化し、インクの温度が変わると印字品質を良好に保つことができる励振電圧も変化する。そこで、温度の変化に追従して励振電圧を変化させるカーブに沿うような制御をしている。
【００３８】
しかし、その温度に対する印字良好維持の励振電圧もノズルによって個体差がある。一方、励振電圧を変化させるカーブは同一である。そのため、初期的には印字が良好であったのに、環境温度が変化したら印字が不良になる問題が発生する。
【００３９】
これを解決するためには、まず、インクジェット記録装置を据え付けた時に、まずテスト印字を行い、そのインクジェット装置が印字品質を良好に行える励振電圧値を調べてその最小電圧値と最高電圧値の間に励振電圧を設定すればよい。テスト印字の際は、タッチパネル式液晶ディスプレイ６３０のキー操作にて励振電圧値を変更する。
【００４０】
励振電圧値は、予め数ボルト毎にステップさせるように数段階に区切っておく（図８）。例えば１０Ｖごとに２０個のステップを持てば、２００Ｖの幅をテストすることができる。ステップごとに変化させる電圧幅と、ステップ１の電圧値は、ノズルの標準的特性から予め決定しておく。
【００４１】
また、前述のように温度によって印字良好な電圧値が変化するため、これらも予め標準的特性から（温度―電圧）のカーブを制御回路内に持っておく。以上のように準備をしておけば印字品質のテスト（品質の要否を調べるテスト）においてはステップ１からステップ２０の間に印字良好な励振電圧値が存在し、インクジェット記録装置の設定電圧をいずれかのステップに設定できる。
【００４２】
例えば、ステップ５からステップ１５が印字良好であれば、実際の稼動運転を行なう実行励振電圧を設定するステップ１０内より選択して励振電圧値を設定しておけば、少々の条件の変化（例えば使用インクの濃度変化など）によって印字良好電圧の最小値と最大値が変化しても、ステップ１０がその変化後にも印字良好な範囲に入っている確率は高い。
【００４３】
しかし、個体差を持っているため、例えばテスト時にステップ１７からステップ２０が印字良好であるものも存在する可能性がある。ステップ数の範囲が少なければ、前述条件の変化に対応できず、後に印字不良を発生することがある。
【００４４】
これらを解決するためには、個々のインクジェット記録装置ごとに励振電圧のステップ１からステップ２０の電圧値を異なったものに設定できるようにすればよい。例えば、テスト時に印字良好最小電圧値をＶｍｉｎ、最大値をＶｍａｘとすれば、Ｖｍｉｎの値がステップ１となるように、インプットすればよい。
【００４５】
また、それはステップ１に限らず例えばステップ５でもよい。Ｖｍｉｎが低い電圧側のステップに設定されれば良い。一方、Ｖｍａｘも例えばステップ２０になるようにインプットすればよい。またはステップ１５のように高い電圧側のステップに設定すればよい。この場合、ステップ間の電圧幅ΔＶはそのインプットにより決定される。
【００４６】
しかし、印字品質の良否を調べるテストが実施される温度はさまざまであること、また、温度により印字良好電圧が異なってくる。このため、（温度−電圧）のカーブを予め持っておく必要があることから、ステップ間の電圧幅ΔＶは予め決定しておきＶｍｉｎの値のみをインプットし、Ｖｍａｘの値はインプットしない手段が有効的である。
【００４７】
つまり、図５を使って説明すると、据え付け時に、周囲温度はセンサーにより取り込み、予め決定していたステップの電圧にて印字品質の良否テストをする。その結果から印字良好範囲の最小ステップ数をタッチパネル式液晶ディスプレイ６３０のキー操作にてインプットし、その最小電圧値Ｖｍｉｎをステップ５に置き換える制御を行う。置き換えるステップは５以外でも良い。温度ごとのステップ間の電圧幅ΔＶは予めデータを持っておくのである。
【００４８】
また、テスト後の実使用中の周囲温度の変化に追従して各ステップの電圧値が変更されるよう、（温度−電圧）カーブを予め持っておくのである。
【００４９】
これにより、ノズルの個体差が存在しても影響されずに良好な印字を行うことができる。
【００５０】
なお、Ｖｍｉｎの値をインプットするのに代えて、Ｖｍａｘの値をインプットするようにすることも可能である。ただし、印字品質は最大電圧値よりも最小電圧値の方が安定しているので、Ｖｍｉｎの値をインプットするのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施例にかかわるもので、インクジェット記録装置の外観図。
【図２】本発明の実施例にかかわるもので、インクジェット記録装置本体の構成図。
【図３】本発明の実施例にかかわるもので、インクジェット記録装置の循環系の概略図。
【図４】本発明の実施例にかかわるもので、励振電圧設定手段をあらわす制御回路のブロック図。
【図５】本発明の実施例にかかわるもので、インクジェット記録装置の励振電圧設定手段による励振電圧設定を示す図。
【図６】本発明の実施例にかかわるもので、印字良好励振電圧の説明図。
【図７】本発明の実施例にかかわるもので、印字良好励振電圧範囲の説明図。
【図８】本発明の実施例にかかわるもので、励振電圧設定の説明図。
【符号の説明】
【００５２】
２…インク、６…インク供給経路、７…インク容器、８…インク供給ポンプ、９…調圧弁、１０…電磁弁、１１…フィルタ、１２…ノズル、１２ａ…噴出口、１３…帯電電極、１４…記録信号源、１５…インク粒子、１６…上部偏向電極、１７…高電圧源、１８…下部偏向電極、１９…ガター、２０…インク回収経路、２１…電磁弁、２２…フィルタ、２３…回収ポンプ、２４…インク循環経路、２５…電磁弁、３４…励振源、６００…本体、６１０…ヘッド部、６２０…ケーブル、６３０…タッチパネル式液晶ディスプレイ、６４０…制御基板、６５０…電磁弁、６５５…ポンプユニット、６６０…粘度測定器、６７０…ドア、４００…ＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）、４０１…ＲＯＭ、４０２…ＲＡＭ、４０３…入力装置、４０４…表示装置、４０５…Ｄ／Ａ変換器、４０６…ＲＴＣ（リアルタイムクロック）、４０７…バスライン、４０８…パルス可変回路、４０９…フィルタ回路／増幅回路、４１０…変圧器、４１１…ノズルの加振部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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