JP2727571B2 - インキジェットプリンタ - Google Patents

インキジェットプリンタ

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JP2727571B2 JP18538688A JP18538688A JP2727571B2 JP 2727571 B2 JP2727571 B2 JP 2727571B2 JP 18538688 A JP18538688 A JP 18538688A JP 18538688 A JP18538688 A JP 18538688A JP 2727571 B2 JP2727571 B2 JP 2727571B2
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好夫 小出
泰一 小野
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輝和 大沢
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/07Ink jet characterised by jet control
    • B41J2/115Ink jet characterised by jet control synchronising the droplet separation and charging time

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は連続方式(SWEET方式)のインキジェット
プリンタに関する。
〔従来の技術〕
このようなインキジェットプリンタでは、加圧インキ
がノズルに供給され、ノズルの近くに設けられた超音波
振動子(ビエゾ振動子等)によりくびれ変形が与えられ
た状態でインキがノズルから噴出される。ビエゾ振動子
は常時振動していてインキは常時噴出されている。噴出
後に、インキはその表面張力等の作用により粒子化され
る。この粒子化の周期はビエゾ振動子の振動周期と等し
い。
ノズルから噴出され、粒子化されたインキは帯電電極
を通過する。帯電電極はパルス電圧(帯電パルス)が印
加されることにより、インキ粒子を1粒子づつ帯電す
る。このため、帯電パルスの周期もビエゾ移動子の振動
周期と同期している。ただし、帯電パルスのパルス幅は
粒子化信号の1周期に比べて非常に短い。
帯電電極を通過したインキ粒子は、さらに一対の偏向
電極間を通過する。偏向電極対間には高圧電源から一定
の偏向用電圧が常に印加される。これにより、偏向電極
対間には偏向用電界が発生され、そこをインキ粒子が通
過する際に、帯電インキ粒子は進行方向が偏向され、被
印字用紙上に付着され、文字を印字する。
インキ粒子が帯電されていなければ、偏向電極対間で
偏向を受けずに、直進する。そのため、ノズルの噴出方
向の延長線上にはガータ(インキ回収器)のナイフエッ
ジが位置している。直進したインキ粒子はガータのナイ
フエッジに当接し、インキタンクに回収される。インキ
タンクへ回収されたインキは再びポンプにより加圧さ
れ、再びノズルに供給される。
このため、インキ粒子を1粒子毎に印字データに応じ
て帯電/非帯電にしておけば、印字データに応じてイン
キ粒子を被印字用紙に付着させたり、ガータを介して回
収させたりできる。
ここで、上述したように、インキの粒子化周期はピエ
ゾ振動子の振動周期と同期している。そして、帯電はイ
ンキが粒子化される瞬間に行なう必要があるので、帯電
パルスの発生タイミングがピエゾ振動子に与えられる信
号(粒子化信号)の位相により決められている。
しかし、粒子化信号の位相とノズルから噴出されたイ
ンキの粒子化タイミングとの関係は常に一定になるとは
限らない。粒子化信号の電圧値や、インキの加圧力、粘
度、表面張力等の変動により、粒子化信号の位相に無関
係に粒子化タイミングは変動する。
そのため、粒子化信号に対する帯電パルスの位相が固
定されていると、インキ粒子化のタイミングが変動した
場合、インキ粒子の帯電量が不安定になり、偏向角の制
御が不正確になり、印字のかすれや偏向電極、ガータ等
の電極類を汚す等の問題を招く。
これを防ぐために、粒子化タイミングが常に帯電パル
スのパルス幅の中央付近となるように、帯電パルスと粒
子化信号との位相関係を調整して、安定した帯電を行わ
せる制御がある。このような制御は位相制御、または帯
電制御と呼ばれるが、ここでは、位相制御と称する。
この位相制御を行なうには、帯電パルスと粒子化信号
との位相関係を小刻みに変化させて、各状態におけるイ
ンキ粒子の帯電量を検出する必要がある。帯電量を検出
する従来の方法としては、ガータにて回収されるインキ
粒子によりガータを流れる直流電流を検出することによ
り帯電電荷量を検出する第1の方法がある。あるいは、
インキ粒子の進行路の近くに検出専用の電極を設ける第
2の方法もある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、第1の方法では、ガータを接地から浮
かして絶縁する必要がある。絶縁するための機構は金属
を用いることができないので、ガータ付近の機構の精度
を高く保つことができず、不要なインキ粒子を回収でき
なくなったり、偏向して被印字用紙へ付着すべきインキ
粒子を回収してしまったりして、印字の制御が正確に行
なえなくなる不具合がある。
また、ガータを流れる直流電流を検出するためには、
直流増幅器が必要であるが、直流増幅器はドリフトが問
題になる欠点もある。
第2の方法は、専用電極を設なくてはならないため、
小型化に適さない。
この発明は上述した事情に対処すべくなされたもの
で、その目的は小型の連続方式のインキジェットプリン
タにおいて、インキの粒子化タイミングの制御のための
インキ粒子の帯電量を簡単な構成で正確に検出すること
である。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明によるインキジェットプリンタは偏向電極に
偏向電界生成用の電圧を印加しない状態、またはインキ
粒子に印字時とは逆極性の帯電を行なった状態で、イン
キ粒子の通過により偏向電極に静電誘導された電気信号
に基づいてインキ粒子の帯電量を検出する手段を具備す
る。
〔作用〕
この発明によるインキジェットプリンタによれば、偏
向電極に静電誘導された電気信号を検出するので、簡単
な構成で精度良くインキ粒子の帯電量を検出でき、小型
のインキジェットプリンタに適する。
〔実施例〕
以下、図面を参照してこの発明によるインキジェット
プリンタの一実施例を説明する。
第1図はその印字ヘッド付近のブロック図である。図
示しないポンプ等の加圧手段により5〜10kg/cm2程度の
圧力がインキに加えられ、加圧インキがノズル10に供給
される。ノズル10の内部、もしくはノズル10の手前のイ
ンキ供給路中には超音波振動子、例えばピエゾ振動子12
が設けられ、その超音波振動力によりノズル10の先端の
オリフィス14から噴出するインキにくびれ変形が与えれ
る。ここでは、ピエゾ振動子12には300〜400K Hzの粒子
化信号16が印加され、ピエゾ振動子12は常時振動してい
る。
噴出されたインキはその表面張力等の作用により粒子
化される。そのため、粒子化周期は超音波振動と同期し
ている。
ノズル10から噴出されたインキは筒状の帯電電極18の
中を通過される。帯電電極18には印字データに応じた帯
電パルス22が印加される。例えば、印字データが“1"レ
ベルの時に帯電パルス22が印加され、インキ粒子が帯電
される。帯電電極18はインキが粒子化される点の近傍に
位置し、粒子化される瞬間に帯電する。
帯電電極18を通過したインキ粒子は、さらに一対の偏
向電極20a,20b間を通過される。一方の偏向電極20aには
偏向電界生成用の高圧電源(例えば1000V)24が接続さ
れ、他方の偏向電極20bは接地される。これにより、偏
向電極20a,20b間には一定の偏向電界が生成され、イン
キ粒子がそこを通過する際に、帯電インキ粒子は偏向さ
れ、被印字用紙上に付着され、文字が印字される。
帯電されていないインキ粒子は偏向電極20a,20b間を
通過しても、偏向されずに直進する。直進したインキは
ガータ26のナイフエッジ28に当接し、ガータ26の下部に
設けられたインキタンク(図示せず)に回収される。イ
ンキタンクへ回収されたインキは再びポンプにより加圧
され、再使用される。
偏向電極20aに高電圧を印加する線路の中途に、演算
増幅器30等から構成される電流/電圧変換器が接続され
る。インキ粒子の通過により偏向電極20aに静電誘導さ
れたインキ粒子の帯電電荷量に比例する電流がこの電流
/電圧変換器によって電圧に変換される。この電圧が発
光ダイオード32、フォトトランジスタ34で接地側に供給
され、プリアンプ36を介して位相制御回路38に供給され
る。位相制御回路38はプリアンプ36の出力に基づいてイ
ンキ粒子の帯電量を検出し、粒子化信号16に対する帯電
パルス22の位相を、この検出帯電量に基づいて制御す
る。
帯電量の検出動作を説明する。上述したように、高圧
側の偏向電極20aはインキ粒子の帯電量を検出するため
のアンテナとして動作する。ただし、検出期間中は、最
適位相を求めるために、帯電パルス22の位相を順次変化
させているので、検出は印字期間以外に行なう必要があ
る。通常、インキジェットプリンタでは、印字ドラムに
被印字用紙を巻きつけるための咥部があるので、ドラム
の1回転中に必ず1回非印字期間がある。そのため、こ
の期間を検出期間とすればよい。勿論、これ以外の期
間、例えば装置の電源オン直後の印字開始前に、専用帯
電量検出期間を設けてもよい。
ドラムの咥部を検出期間として使う場合、帯電量検出
期間になると、先ず、位相制御回路38は粒子化信号16に
対する帯電パルス22の位相を所定角度、例えば45゜づつ
変えながら、各角度においてインキ粒子の帯電量を検出
する、ここで、この時の帯電インキ粒子は偏向を受けて
被印字用紙に付着させてはならない。このため、偏向電
極20aへの偏向電界生成用の電圧印加を中断させ、全て
のインキ粒子を直進させるか、または帯電パルス22の極
性を反転させ、インキ粒子へ帯電される電荷の極性を印
字時とは逆にしておき、被印字用紙とは反対側へ偏向さ
せる必要がある。
なお、専用の帯電量検出期間を設ける場合は、被印字
用紙ではない用紙をドラムへ巻き付けておけば、帯電イ
ンキ粒子は偏向して用紙に付着しても構わないので、上
述のような制御をする必要はない。
検出期間中に、プリアンプ36から出力される帯電量検
出波形を第2図に示す。このように、各位相の帯電パル
スによる帯電インキ粒子群の通過開始時と終了時にそれ
ぞれ正、負のパルスが発生される。これにより、帯電量
検出波形中で最も振幅の高いパルスを呈する時の位相が
帯電パルスの最適位相であることがわかる。
そして、印字ドラムが回転して、実際に被印字用紙が
印字ヘッドに対向する印字期間になると、帯電パルス22
の位相をこの際適位相に設定する。これにより、インキ
は粒子化する瞬間に帯電され、印字制御が正確に行なえ
る。さらに、帯電量の検出専用の電極等の余分なものを
付加する必要や、ガータを絶縁する必要がなく、機械的
精度を高く保つことができる。
なお、この発明は上述した実施例に限定されずに、そ
の趣旨を変えない範囲内で種々変更可能である。
〔発明の効果〕
以上説明したようにこの発明によれば、偏向電極をア
ンテナとして使い、そこに静電誘導された信号に基づい
て、インキ粒子の帯電量を検出するので、ガータを絶縁
したり、直流ドリフトを含む直流増幅器を使用したり、
専用の検出電極を設ける必要がない。このため、機構的
な精度を高く保つことができるとともに、検出のための
構造が簡単であり、小型化に適している。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明によるインキジェットプリンタの一実
施例の印字ヘッドの付近のブロック図、第2図は帯電量
検出波形を示す図である。 10……ノズル、12……ピエゾ振動子、16……粒子化信
号、18……帯電電極、20a,20b……偏向電極、22……帯
電パルス、24……高圧電源、26……ガータ、30……演算
増幅器、38……位相制御回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大沢 輝和 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版 印刷株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−222259(JP,A) 特開 昭63−9552(JP,A) 特開 昭61−272156(JP,A) 特開 昭57−188379(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】連続方式のインキジェットプリンタにおい
    て、粒子化位相の制御のためのインキ粒子の帯電量の検
    出を、インキ粒子に印字時とは逆極性の帯電を行なった
    状態で、インキ粒子の通過により偏向電極に静電誘導さ
    れた電気信号に基づいて行うことを特徴とするインキジ
    ェットプリンタ。
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