JP2889887B2 - インクジェット装置におけるジェットの方向を調整するための電子的方法と装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はインクジェットプリンティング及びプロッ
ティングのための方法及び装置に関するものであるが、
さらに詳しくは、この発明はインクジェット記録方法及
び装置であって、 一連の微小な小滴に分解する少なくとも１つのインク
ジェットが形成され、 記録モードにおいて、個々の小滴が記録通路に沿って
移動して記録体またはターゲット表面上の所定の位置に
達するようにするか、あるいは、上記表面上に記録を形
成することを禁止されるかを決めるために小滴が選択的
に荷電され、 各荷電小滴がその電荷に応じた量だけ電界によって偏
向され、 記録形成小滴と記録体表面との間に横方向の相対運動
が与えられる、 ように構成されたインクジェット記録方法及び装置に
関するものである。

電気的に制御されて連続的に形成されるインクジェッ
トは文字数字や図をカラーでプリントするために、多く
の産業技術分野で用いられている。そのような応用のい
くつかのものにおいては、複数のジェットが同時に用い
られる。コンピュータにより準備すなわち処理されたカ
ラー像をプリントアウトするための出力装置として用い
られるインクジェットプロッタは上記のような応用の典
型的な例である。典型的なインクジェットカラープロッ
タは、キャリッジ上に設けられ、それぞれマゼンタ、黄
及びシアンの各色をもち、ドラム上に配置された記録紙
のようなインク受容表面に向けられる３本のインクジェ
ットを連続的に形成する３本のノズルを含み、ジェット
が記録紙上の３つの別々で適切に限定された位置に入射
するようにされている。ドラムが高速で回転し、キャリ
ッジがステッピングモータと親ねじによってドラムの軸
に沿ってゆっくりと移動させられると、記録紙表面上の
各点がジェットの各々によって一度アドレスされる。例
えば、プロット動作に同期して読出される磁気テープな
どの信号源から引出された電気信号を用いてジェットを
オンオフ制御することにより、コンピュータによって準
備されテープに記録されている像をカラーでプロットす
ることができる。ジェット制御の好ましい技術の一例
が、参考として引用する米国特許第4,620,196号に記載
されている。

上述した形式のプロッタにおいては、マゼンタ、黄及
びシアンの３色に像が分解されたものが互いの上にプリ
ントされて、豊かな色の像が表現される。通常は、もう
一本、黒インクの第４のジェットが色の濃度と解像度と
を改善するために用いられる。最高画質を得るために
は、当然のことながら、最終的な像を形成する３または
４色の分解カラー像（color separations）がうまく重
なるように（即ち、適正なレジストレーションが得られ
るように）することが重要である。

像をコンピュータで処理する場合、各分解カラー像の
各ピクセル（画素）の各濃度は通常デジタル数の形で計
算される。ついで、これらの数はプロッタの電気制御回
路によって適当な電気制御信号に変換される。ついで、
これらの制御信号は、それぞれのジェットが問題のピク
セル位置をアドレスする、即ち、ピクセル位置に向けら
れる丁度その時のジェットを制御するために用いられ
る。液状インクの混合を防止するために各ジェットは記
録紙上で互いに接触せず、ある適切に規定された距離だ
け離れているので、個々の分解カラー像を記録するため
に各インクジェットを制御する制御信号間に適当な遅延
を与えねばならない。

各ジェットの方向が慎重に制御されていなければ、各
ジェットはコンピュータによって供給されるピクセル情
報を同じピクセル位置にプリントしない。その結果、分
解カラー像の整合が不正確になって、それに対応して画
質が低下してしまう。

現在入手可能なインクジェットプロッタでは、複数本
のインクジェットの整合はキャリッジに取付けられたノ
ズルの方向を相互に調整することによって得られる。ノ
ズルの方向、従って、ジェットの方向はいろいろな原因
により相前後するプロット動作間で僅かに変動すること
があるので、その調整を極めてしばしば行う必要があ
る。これは時間を要し、熟練していない者には不可能で
ある。ノズル調整の問題は、プロット速度を上げるため
に３〜４本以上のジェットを用いるプロッタ、例えば、
高速プリンタとして用いる目的で、従来の印刷機の代り
に用いるためのインクジェット印刷機あるいはプロッタ
で特に顕著になる。このような高速プロッタは100〜500
0のジェットを有し、従って、そのような場合には、こ
のような多数のノズルの各々を手動で調整することはも
はや不可能であることは明らかである。従って、電気信
号のみによってジェットを調整することができ、しか
も、その調整を適当な回路によって自動的に行うことが
できるような方法と装置を提供することが望まれてい
る。

複数（２以上）のインクジェット、例えば、共同で１
つのカラー像を構成する３〜４の分解カラー像を記録す
るインクジェットの完全な整合（即ち、レジストレーシ
ョン）を確実にするためには、ジェットの各々（但し、
基準として働く１本のジェットを除く場合がある）を２
方向に、さらに詳しくドラムプロッタの場合についてい
えば、プロッタのドラム軸に沿う方向とドラム軸に直
角、即ち、ドラムの円周に沿う方向に調整できるように
する必要がある。以下、これら２つの方向をそれぞれ、
Ｘ方向及びＹ方向と称する。これらの方向は、記録面、
例えば、記録紙についても同様に定義される。これらの
座標軸と適切に選んだ原点とにより、像のピクセルの位
置をそのＸ及びＹ座標によって規定することができる。

米国特許第3,596,275号及び同第3,926,421号には、連
続的に放射されるジェットが分離して出来る個々の小滴
に対して、ジェットが放出されるノズルまで延びる導管
中のインク液と制御電極との間に適切な電圧を加えるこ
とによって、電気的に荷電（チャージ）できることが開
示されている。この荷電に直流電圧を用いる場合は、全
ての小滴が均等に荷電される。小滴の質量が、米国特許
第3.596,275号に示されているような超音波トランスデ
ューサを用いてジェットを機械的に刺激することによ
り、一定の保たれていれば、これらの同じ質量の均等に
荷電された小滴は、その間をこれらの小滴が記録媒体に
向けて進行する一対の偏向電極間の空間に形成された偏
向電界によって等量偏向される。

上記米国特許第3,916,421号に記載されているインク
ジェットレコーダでは、荷電されていない小滴は、「プ
リント」または「オン」動作モードにおいて、記録面に
進むことができ、一方、充分に荷電された小滴は偏向電
界によって偏向されて排出溝に入れられ、吸引排出され
る。（別のプリンタでは、荷電小滴はプリントし、非荷
電小滴は途中で阻止される。） この発明の目的は、インクジェット装置におけるイン
クジェットまたは各インクジェットの方向を電気的な手
段によって調整して、各ジェットの記録形成インク小滴
が記録表面上の所望位置に到達（ランディング）するよ
うにすることである。

本発明のインク流体ジェットの経路を調整する装置
は、電気的に制御可能な少なくとも第１と第２の連続的
インク流体ジェットによって記録面（記録受容面）上に
形成されるそれぞれの記録の適正な整合（レジストレー
ション）を得るために、少なくとも第１と第２の連続的
インク流体ジェットの経路の相互関係を調整する装置で
あって、（ａ）第１の小滴形成点において第１の流体ジ
ェットの第１の進行経路に沿って進む第１の一連の小滴
に分離する第１の流体ジェット（6a）を生成する第１の
ノズル手段（第３図、2a）と、（ｂ）第２の小滴形成点
において第２の流体ジェットの第２の進行経路に沿って
進む第２の一連の小滴に分離する第２の流体ジェット
（6b）を生成する第２のノズル手段（2b）と、（ｃ）第
１の電気的制御信号に応答して第１の流体ジェットの小
滴に荷電する第１の制御電極手段（36a）と、（ｄ）第
２の電気的制御信号に応答して第２の流体ジェットの小
滴に荷電する第２の制御電極手段（36b）と、（ｅ）第
１の流体ジェットのジェット方向に実質的に垂直な基本
的に一定の第１の偏向電界を発生する手段（34a、34b）
と、（ｆ）第２の流体ジェットのジェット方向に実質的
に垂直な基本的に一定の第２の偏向電界を発生する手段
（34b、34c）と、（ｇ）第１の一連の小滴の経路に対し
て設けられた第１の選択手段であって、第１の一連の小
滴についてその小滴の電荷に基づいて、第１の一連の小
滴の中の或る特定の小滴が記録面上の所定のピクセル位
置まで進んでそれに衝突するようにするかまたは記録面
まで進むのを途中で阻止するかの選択を行う第１の選択
手段（第２図、38）と、（ｈ）第２の一連の小滴の経路
に対して設けられた第２の選択手段であって、第２の一
連の小滴についてその小滴の電荷に基づいて、第２の一
連の小滴の中の或る特定の小滴が記録面上の上記所定の
ピクセル位置まで進んでそれに衝突するようにするかま
たは記録面まで進むのを途中で阻止するかを、選択を行
う第２の選択手段と、を具え；特徴として、第１の流体
ジェットの上記ピクセル位置における衝突点と第２の流
体ジェットの上記ピクセル位置における衝突点の間のず
れを小さくするために、（ｉ）選択を行うそれぞれの制
御信号の電圧より相当低くかつ調整可能な個別の直流バ
イアス電圧を第１の制御電極手段の間および／または第
２の流体ジェットの流体と第２の制御電極手段の間に加
えて、第１と第２の偏向電界に平行な面内における第１
と第２の流体ジェットのジェット方向のうちの少なくと
も一方を静的に調整する手段（46a、46b）を具えてい
る。

また、本発明の別のインク流体ジェットの経路を調整
する装置は、電気的に制御可能な連続的インク流体ジェ
ットの経路を調整する装置であって、（ａ）小滴形成点
において流体ジェットの進行経路に沿って進む一連の小
滴に分離する流体ジェット（6a）を生成するノズル手段
（第２図、2a）と、（ｂ）電気的制御信号に応答して流
体ジェットの小滴に荷電する制御電極手段（36a）と、
（ｃ）流体ジェットのジェット方向に実質的に垂直な一
定の偏向電界を発生する手段（34a、34b）と、（ｄ）一
連の小滴の経路に対して設けられた選択手段であって、
一連の小滴についてその小滴の電荷に基づいて、一連の
小滴の中の或る特定の小滴が記録面上の所定のピクセル
位置まで進んでそれに衝突するようにするかまたは記録
面まで進むのを途中で阻止するかの選択を行う選択手段
（第２図、38）と、を具え；特徴として、（ｅ）選択を
行う制御信号の電圧より相当低くかつ調整可能な個別の
直流バイアス電圧を流体ジェットの流体と制御電極手段
との間に加えて、偏向電界に平行な面内におけるジェッ
ト方向を静的に微調整する手段（46a）を具えている。

複数のピクセル領域の各々に、複数の異なる色のイン
クの制御された量を供給して、複数の分解カラー像を記
録するために、上記分解カラー像の数に対応する複数
の、制御された量の互いに異なる色のインクジェットを
用いるインクジェット法及び装置に好ましいものにおい
ては、その各バイアスは各インクジェットが上記ピクセ
ル位置で要求される正確さで整合するように選択され
る。

この発明のこの外の目的、特徴及び利点は図面を参照
した推奨実施例についての以下の記述を読めば、当業者
には明らかとなろう。

第１図は、それぞれのジェットに関連する電極系と制
御回路構成とを改変することによりこの発明を実施する
ことができる公知の３インクジェットドラムプロッタの
部分斜視部分概略図である。

第２図は、この発明によるインクジェット位置制御の
一態様を説明するための１つの電極系を簡略化して示し
た図である。

第３図は、３インクジェットドラムプロッタと付属の
調整回路の主要部の概略図である。

第４図は、この発明の一態様に従うインクジェットプ
ロッタと関連する調整手段の一部の簡略図である。

第５図は、３インクジェットプロッタについての第４
図と同様の図である。

第６図は、この発明の別の態様に従う、ドラムの円周
方向にインクジェットを自動調整するために用いるイン
クジェットプロッタの部分と回路の概略図である。

従来の３インクジェットドラムプロッタの、この発明
の理解に必要な部分と回路のみを示す第１図を参照す
る。このプロッタは、それぞれ、部分的にのみ示されて
いる導管4a、4b、4cによって加圧インク源（図示せず）
に接続された３本のノズル2a、2b、2cを有し、上記加圧
インク源はノズルに対し、それぞれマゼンタ色、黄色及
びシアン色のインクを供給する。

ノズル2a〜2cは、ノズルから放出されるインクジェッ
トが可回転的に支持されたドラム14に設けられた紙のよ
うな記録材（インク受容表面）12に向けられるようにキ
ャリッジ10上に取付けられている。ドラム14はそのシャ
フトがモータ16とシャフト符号化器18とに結合されてい
る。キャリッジはレール20上に取付けられており、ステ
ッピングモータ24によって駆動される案内ねじ22により
ドラム14の軸方向に動くことができる。導管4a、4b、4c
の各々は制御ユニット28に結合された電極26（第２図）
を備えている。像信号は、例えば、コンピュータ30によ
って生成され、制御ユニット28に像信号または濃度信号
を送るテープユニット32のテープ上に記憶されている。
動作中、ドラム14はモータ16によって高速で回転させら
れ、キャリッジ10はステッピングモータ24と案内ねじ22
によってドラム軸に沿ってゆっくりと移動し、各画素
（ピクセル）が、ある間隔をおいた所定の位置で紙12上
に衝突するジェットの各々によって、一度アドレスされ
る。テープユニット32中のテープから同時に読出される
情報の制御の下で制御ユニット28により供給される電気
信号によって各ジェットをオン・オフ制御することによ
り、コンピュータによって準備または処理された各カラ
ー像が紙12上に記録される。

３つの分解カラー像の満足できる整合を得るために、
各ジェットのランディング点の位置をＸ方向とＹ方向の
両方向で慎重に制御しなければならないことを前に延べ
た。Ｘ及びＹ方向の整合を得るためには種々の方法が用
いられるが、最初に、Ｘ方向の所要の整合を得る原理を
述べる。

所定のジェットのＸ方向、即ち、ドラムの軸方向の電
気的調整を行うために、前述した米国特許第3,596,275
号及び同第3,916,421号に連続ジェット制御について記
載されているのと同じ一般形式の偏向電極システムが用
いられる。しかし、偏向電極の実効的な平面は、第２図
に示したように、ドラム軸と直角となるように配置を変
えてある。この電極システムは一対の互いに間隔を置い
て配置された平板状偏向電極34a、34bを含み、この平板
電極間をノズル２から高速で放出されたインクジェット
６が記録媒体に向って進行する。偏向電極（34a、34b）
はそれぞれ正及び負の高電圧源35aと35bに結合されてい
る。ノズル２の出口と一対の偏向電極34a、34bとの間
で、環状の制御電極36が、ジェット６を包囲している。
樋状部材（ガター）38のようなジェット阻止手段が、ジ
ェットの経路を樋状部材38に偏向してジェットがプリン
トしないようにすることが出来る位置で、ドラム表面の
近くに配置されている。電極34aと34bの上述した配置
は、これらの電極間に生成された直流偏向電界がドラム
軸、即ち、Ｘ方向と平行となるようにする効果を持つ。

インクジェット６が一連の微小小滴に分離し、これら
の小滴は、導管４の中のインクと小滴形成点を囲む制御
電極36との間に適当な電圧を印加することにより、電気
的に荷電（帯電）させることができることはこの技術分
野で知られている。インク電極26と制御電極36間に直流
バイアスをかけると、各小滴は同じ電荷を受ける。さら
に、小滴質量が、前述の米国特許第3,596,275号に記載
されているように、超音波トランスデューサ40によるジ
ェットの機械的震動によって均一に保持されている場合
は、均一に荷電された小滴は制御電極36から記録媒体12
へ進行する途中で偏向電極34aと34bの間の電界を通過す
る時、Ｘ方向に同量だけ偏向される。従って、この直流
バイアスを変化させることにより、記録面上のインクジ
ェットの衝突点をＸ方向に調整することができる。

前述した米国特許第3,916,421号に記載のインクジェ
ットレコーダでは、非荷電小滴、より正確には、あるカ
ットオフ閾値以下の電荷を有する小滴は、プリントモー
ドあるいはオンモード時、偏向電界によって樋状部材中
へ偏向されることなく、記録媒体に向けて進むことがで
きる。また、オフ動作モードにおいては、荷電小滴は偏
向電界によって偏向されて樋状部材38に入り、吸引排出
される。第２図のプロッタは本質的に上記の動作と同じ
態様で印刷を行う。制御ユニット28からのＯ電圧とカッ
トオフ電圧V_sとの間で変化するパルス状制御信号が、遅
延回路42と増幅器44を通して制御電極36に電圧を加える
ことにより、小滴の一部に電荷を与える。与えられた電
圧に応じて小滴が受ける電荷に応じ、小滴は記録媒体12
か樋状部材のいずれかに進む。この発明によれば、プリ
ント動作モード中、小滴を樋状部材中へ偏向することな
く、ジェットの衝突点をＸ方向に電気的に調整するため
に、予め定められたバイアスが制御電極36に加えられ
る。このバイアスはインク電極26とアース間に配置され
た可変直流バイアス源46によって導入される。いずれの
場合にも、この直流バイアスはカットオフ電圧よりも本
質的に小さく、しかも、小滴が記録媒体に進む途中で一
緒になってしまうことを阻止するために従来用いられて
いる小さなバイアス電圧とは対照的に、前述したように
調整可能、あるいは、選択可能である。前述したいくつ
かの米国特許明細書に記載されているようなインクジェ
ットプロッタにおいて通常見られる通常状態では、この
直流バイアスの典型的な電圧範囲は−30V〜＋30Vであ
る。

ジェット６のランディング点のＹ方向の調整はドラム
14が記録動作中に一定速度で回転することを利用して行
われる。第２図に示すシステムでは、ある１つの与えら
れたピクセル位置Ｘ、Ｙに供給されるインクの量は、制
御ユニット28から供給され、かつシャフト符号化器18か
ら引出された信号によって同期化された制御信号によっ
て決まる。この信号を遅延回路42によって遅延させるこ
とにより、制御信号の発生に対するシャフト符号化器信
号の生成の時間、従って、インクが記録媒体に供給され
るＹ方向の位置が変位する。ドラムの表面が一定速度Ｖ
で回転しているので、ピクセルの位置はＹ方向に量Vt
（但し、ｔは遅延回路42によって導入される遅延）だけ
変位する。従って、遅延ユニット42によって与えられる
遅延時間を制御することにより、ピクセルの位置をＹ方
向に調整することができる。遅延ユニット42によって導
入される遅延時間は公知の方法で電気的に制御できるの
で、記録ピクセルのＹ位置は広い範囲内で電気的に調整
できる。

ピクセルの位置は適切な電気信号によってＸ方向とＹ
方向の両方向に互いに独立して調整できるので、適当な
制御回路によって調整を自動的に行うことができる。し
かし、このことは、各ジェットの実際のランディング位
置をそのＸ及びＹ方向について知ることができ、かつ自
動制御を可能とするエラー信号が得られるということ
を、前提としている。この発明のこの態様は第５図及び
第６図を参照して後で説明する。

次に、この発明の推奨実施例による３ジェットドラム
プロッタの一部を概略斜視図として、また、関連する回
路をブロック図として示す第３図を参照する。当業者に
は明らかなように、同じ原理が４本以上のジェットを用
いるインクジェット装置あるいは、複数のインクジェッ
トノズルを支持し横方向に動く１乃至それ以上の記録ヘ
ッドを含む記録面が実質的に平坦な平面プロッタにも実
施できる。明確化のために、第３図には、プロッタのこ
の発明の理解に重要な部分のみが示されている。従っ
て、第１図に示されているキャリッジ10、案内ねじ22、
モータ16と24は第３図では省略されている。

第３図の装置は、導管4a、4b、4cのそれぞれの端部に
接続され、異なる色の３本のインクジェット6a、6b、6c
を生成して３つの分解カラー像を整合させる３本のノズ
ル2a、2b、2cを含んでいる。

各ジェット6a〜6cは一連の小滴に分離し、これらの小
滴は、各遅延ユニット42a、42b、42cと、増幅器44a、44
b、44cとを通して制御ユニット28から各制御電極36a、3
6b、36cに加えられる個々の制御信号によって電荷が与
えられる。Ｘ方向に働く偏向電界が、第３図に示される
ように配置され、第２図に関して説明した一対の電極34
a、34bと同じ目的を持つ偏向電極34a、34b、34c、34dに
よって各ビーム毎に生成される。偏向電極34aと34cは正
の高電圧源に結合されており、電極34bと34dは負の高電
圧源に結合されている。これらの電圧源は第３図には示
されていないが、第２図に示した電圧源35aと35bのそれ
ぞれに対応する。

偏向電極34a〜34dの面はドラム軸に対して実質的に直
角なので、各隣接電極対間に生成される偏向電界の方向
は実質的にＸ方向と平行である。

第２図を参照して説明したプロッタの場合と同様、各
ジェットのオン／オフ変調は適当な制御信号をそれぞれ
の制御電極36a〜36cに加えることによって制御される。
図示の例においては、制御電圧はプリント動作モードで
はＯであり、オフ動作モードでは約＋80〜＋200Vであ
る。各ジェットに対して樋状部材等の阻止装置（第３図
には示されていない）が設けられている。この装置は、
オフ電圧のある範囲内で各ジェットの阻止が出来るに充
分な大きさでなければならない。

あるいは、ジェットのＸ方向調整用の直流バイアスを
制御電極36a〜36cに加え、オン／オフ信号をそれぞれの
インク電極26a、26b、26cに供給するようにしてもよ
い。さらに別の方法は、各直流電源46a〜46cを制御信号
源と制御信号を印加する電極26a〜26cまたは36a〜36cと
の間に直列に接続する方法である。さらに別の方法で
は、適当な直流成分を含む出力信号を供給するようにさ
れた適当にバイアスされた増幅器を増幅器44a、44b及び
44cとして用いることである。

第３図のプロッタの３本のジェット6a、6b、6cの各々
は、例えばバイアス源46a、46b、46cによって供給され
る直流バイアスを変えることによってＸ方向に個々に調
整することができる。以上述べた原理は、任意の数の液
体ジェットについても採用できる。

次に、インクジェットのランディング点を円周方向、
即ち、Ｙ方向に調整するプロセスの説明のために、再び
第２図を参照する。

回転する記録体12上に歪みのない像の記録を得るため
には、制御ユニット28による制御信号の発生をドラムの
回転に同期させる必要がある。これは、通常、ドラム軸
に接続されており、ドラムの周面上にプリントされるべ
きピクセルの各々に対して１個のクロックパルスを発生
するシャフト符号化器18によって行われる。ピクセルの
Ｙ方向の位置は回転しているドラム７の角位置に対する
これらのクロックパルスのタイミングに左右されること
は明らかである。従って、このタイミングを可変遅延ユ
ニット42によって変えることにより、ピクセルの位置、
従って、像全体の位置をドラム14上の記録媒体12に対し
て円周方向、即ち、Ｙ方向に変位させることができる。

遅延ユニット42は、第２図には示されていない電圧制
御発振器によって連続的にクロックされるシフトレジス
タの形をとることができる。その場合には、制御ユニッ
ト28からの制御信号は、電圧制御発振器VCOに供給され
る電気信号によって可変のある時間だけ遅延ユニット42
によって遅延が与えられる。このように、遅延、従っ
て、記録媒体12上に記録される像の位置は、完全に電気
的な手段によって変移させることができる。

当業者には明らかであるが、ピクセルのＹ位置を調整
するための遅延は種々のやり方で与えることができる。
例えば、可制御遅延回路をシャフト符号化器18から制御
ユニット28への信号通路中に挿入することができる。ま
た、好ましくは、像の開始を示すシャフト符号化器18に
よって１回転につき１個生成される信号パルスを、簡単
なデジタル遅延回路（その１つを第２図に42′で示す）
によって３つの色の各々について、時間的に変位させて
もよい。これにより、各円周方向走査線についての色濃
度情報を収容するランダムアクセスメモリRAMからの、
３つの分解カラー像の各々に対する濃度情報の読出しプ
ロセスの開始を変えることができる。当業者には、他の
遅延の方法も考えられるであろう。

上述したＹ調整法は、互いに重畳関係に第３図の３本
のジェット6a〜6cによってプリントされる３つの分解カ
ラー像の整合の調節を行うために、３本のジェットの各
々に対して個々別に実施することができることは明らか
である。これは、制御電極36a、36b、36cに接続する信
号線中に直列に挿入した別々の電気的に制御可能な遅延
回路42a、42b、42cによって行われる。また、第２図を
参照して前に説明した代替案も第３図の３ジェットプロ
ッタの場合に使用できる。

上述した２つの方法によれば、記録媒体上の各ジェッ
トの衝突点を電気信号のみによって、Ｘ及びＹの両方向
に調整することが可能になる。これらの調整は互いに独
立して行うことができる。従って、適当な自動制御回路
によってジェットの自動調整を行うことができる。

プリントされるピクセルの位置の自動調整を行うため
には、各ジェットの記録媒体上への実際の入射点の所望
の入射点からのずれをＸ及びＹの両方向について測定す
る必要がある。この目的のための好ましい方法を次に説
明する。説明する方法は任意の数のジェットにも応用で
きるが、説明を簡単にするために、以下では１本のジェ
ットについてのみ説明する。

「IBM J.Res.and Dev.」第21巻第53頁（1977年）に、
カーマイケル（Carmichael）氏が荷電されたジェットの
小滴を電気的手段によって検出する方法を述べている。
また、ジェットそのもの、従って、その方向を、通常は
発光ダイオードを含んでいる光学装置によってモニタで
きることも知られている。しかし、これら２つの方法は
非常に小径のジェットについて実施することは困難であ
る。この困難をさけるために、第１の方法が提案され
る。この方法においては、ジェットによって記録媒体上
に形成されたトレースが回転ドラムに近接して設けられ
た電気−光学手段によって検出される。ジェットは、調
整プロセス中、記録媒体上に、例えば格子のような所定
のパタンをプリントするように適当な制御信号によって
制御される。ついで、このパタンは、回転ドラムに近接
配置された光電手段によって検出され、その位置が検出
されて、それに対応する位置信号が生成される。光電手
段からのこの位置信号を基準信号と比較してエラー信号
が生成され、このエラー信号が第２図及び第３図に示さ
れている調整回路46への入力信号として用いられる。こ
のようにして、ジェットの方向がエラー信号が最小とな
るまで調節される。この方法によって得られる調整は続
く実際のプロッティング動作中、維持される。

Ｘ及びＹの両方向の調整のためのエラー信号を発生す
るためのこの光学的方法は小さなジェットに対しても満
足できる方法である。次に、ジェットの自動調整のため
の別の、より簡単で、従って、好ましい方法を説明す
る。ここでも、説明を簡単にするために、この方法の原
理を１本のジェットについてのみ述べるが、この方法は
複数のジェットにも容易に適用できる。

第４図は流体ジェットのＸ方向の自動調整のための装
置の好ましい実施例を示す。この装置においては、ノズ
ルを備えた第１図のキャリッジ17（第４図には示されて
いない）が、プロッティング動作の開始前に、ドラム14
の端面より外側の明確に規定された位置へ動かされる。
このジェットがドラム表面に当らない位置において、キ
ャリッジは静止状態に保持される。増幅器44を介して制
御電極36に加えられる制御信号はＯであり、従って、ジ
ェット６の小滴は荷電されない。

今、鋸歯状波発生回路50によって生成された低い周波
数の鋸歯状電圧がノズル２に通じるインク導管４中の電
極26に加えられると、小滴はランプ電圧、即ち鋸歯状電
圧のその時の振幅に応じて荷電される。従って、偏向電
極34a、34bを通過する時、小滴はその電荷に応じて偏向
される。この電荷は鋸歯状に変化するので、ジェットの
方向も同様な形でゆっくりと変化する。上述した鋸歯状
信号の代りに、別の任意の周期的に変化する信号を用い
ることができる。このような信号のピーク・ピーク振幅
の適切な値は40〜100Vである。鋸歯状信号振幅の平均値
は調整可能な直流電源52によって調整される。

細い導電性のワイヤ形状のターゲット54が、ドラム14
の端より外で、ジェット６の経路中のドラム14に対して
明確に規定された軸方向位置に、ドラム表面の直径とほ
ぼ平行に延びるように固定されている。このワイヤにジ
ェット６が当ると、ターゲット54の後方に近接して配置
された収集電極56に向かうスプレーが形成される。電圧
源58によって生成された、例えば、1000〜2000Vの電圧
をワイヤターゲット54と収集電極56との間に印加するこ
とにより、スプレーの小滴はワイヤターゲット54に当っ
てこれを離れる時に強く荷電され、従って、収集電極56
に引付けられる。その結果、ワイヤターゲット54と電極
56との間に、例えば約１μＡの電流が流れ、この電流は
例えば、電流検出抵抗60に結合された増幅器62によって
検出できる。従って、抵抗60の両端間に電圧が生成され
た場合には、ジェットがワイヤターゲットに当ったこと
になる。

この効果を用いてジェットの方向を自動的に調整し
て、第４図に示すようにジェットがワイヤに当るように
することができる。鋸歯状波発生器50が自走している限
り、ジェットの方向は前後に掃引する。各掃引期間中、
ジェットはワイヤターゲット54に２回当り、その度に、
抵抗60の両端間に電圧パルスが発生する。この電圧パル
スは、増幅器62で増幅され、シュミットトリガ回路64で
波形整形された後、鋸歯状波発生器50の停止入力に加え
られる。この信号が発生器50によって検出されると、直
ちに、発生器50は鋸歯状波信号の発生を中断し、電極26
に供給される出力電圧を一定に維持する。別の形では、
抵抗60の両端間に電圧パルスが現われた時間における鋸
歯状波電圧のその時の値がサンプル−ホールド回路によ
って検出される。このようにして、ジェットの方向は固
定されて、正確にワイヤターゲット54に指向される。こ
の調整の後、像のプロッティングが開始され鋸歯状波発
生器またはサンプル−ホールド回路の出力電圧は少なく
とも１回のプロッティング動作中、一定に保たれる。

第４図において、ワイヤターゲット54はドラムに対し
て固定されて配置されている。このターゲットはキャリ
ッジ上に配置することもできる。さらに、ターゲットは
ワイヤ形状である必要はなく、種々の異なる形をとるこ
とができる。従って、一例として、キャリッジ上に設け
られ、ジェットのオフ位置において偏向された小滴を阻
止するために用いられる樋状部材の末端をターゲットと
して働かせることもできる。通常は、樋状部材は偏向電
極34aまたは34bの一方に電気的に接続されているかまた
は機械的に取付けられており、その電極は高電圧、例え
ば2000Vに保たれているので、別に設けた電圧源58を省
略すことができ、また、その場合は、収集電極56は抵抗
60を通してアースに接続される。この場合でも、調整は
キャリッジが記録面より外側の端部位置にあり、実際の
プロッティング動作が始まる前に行われなければならな
い。当然のことながら、記録動作中、ジェットを樋状部
材から除くために、バイアスに小さな一定のオフセット
電圧を含めるようにしなければならない。鋸歯状波電圧
は、ジェットが樋状部材の上端の真上を通過するよう
に、いくらかの遅延をもって停止させる必要がある。

例えば、第５図に示すように、プロッタに３本のジェ
ットが用いられている場合は、上述の方法は３本のジェ
ット相互間の整合をＸ方向に自動調整するために用いる
ことができる。これは、３つのワイヤターゲット54a〜5
4cをドラム14に沿いかつドラム14の表面の一端よりいく
らか外側において、互いに対して正確に規定された位置
に配置して行われる。各ワイヤターゲット54a〜54cの後
には、それぞれ収集電極56a〜56bが配置されている。こ
れらの電極は電圧発生器58によって約1000〜2000Vの電
圧に維持されている。収集電極を１つだけ使用すること
もできる。第４図に示すように、ワイヤターゲット54a
〜54cは電流検出抵抗60a〜60c及び増幅器62a〜62cに接
続される。増幅器の出力は、３つの鋸歯状波発生器50a
〜50cのそれぞれの停止入力に接続されたシュミットト
リガ64a〜64cに供給される。

動作において、プロット動作の開始の前に、第５図に
は示されていないキャリッジ17（第１図）が、鋸歯状波
発生器50a〜50cが自走している間にジェット6a〜6cがワ
イヤターゲット54a〜54cに当ることができるような位置
に移動させられる。これにより、ジェット6a〜6cはＸ方
向に鋸歯状に掃引する。これらのジェットの１つ、例え
ばジェット6aがそのワイヤターゲット54aに当るやいな
や、抵抗60aの両端間に信号が発生する。増幅器62a及び
シュミットトリガ64aを通過した後、この信号は鋸歯状
波発生器50aを停止させる。従って、電極26aには鋸歯状
波発生器50aから一定の直流電圧が供給される。この電
圧は、シュミットトリガ64aからの停止信号の到着時に
おける鋸歯状波信号電圧に等しい。この後、ジェット6a
の方向はジェットが継続してワイヤターゲット54aに当
るように一定に維持される。以上は他の２つのジェット
6bと6cについても言えるので、短い時間の後に、３本の
ジェット6a〜6cの全てがそれぞれのワイヤターゲット54
a〜54cに当る。これらのワイヤターゲット間の間隔が慎
重に調節されており、所望のジェット間隔に等しいなら
ば、ジェットは互いにＸ方向に整合することになる。こ
の後（但し、以下に述べるＹ方向のジェットの調整を除
く）、プロッティング動作を開始することができる。必
要とあれば、このジェット整合の調整は、各プロッティ
ング動作が終るごとに、キャリッジをワイヤターゲット
54a〜54cの前の調整位置に動かして行うことができる。

Ｘ方向の調整といくらか類似の手段によって行われる
Ｙ方向のジェット整合自動調整を説明するために第６図
を参照する。説明の明確化のために、この方法を第６図
の単一ジェットについて記載するが、複数のジェットに
対して同じように良好に用いることができることは明ら
かである。

上述したように、Ｙ方向のジェットの整合は第２図の
遅延回路42の遅延時間の調整によって行うことができ
る。この調整を自動的に行うために第６図に示した装置
を用いることができる。ドラム面の一端から平行に延び
る複数のワイヤで作られたワイヤ製のかご66がアース電
位にあるドラム14に取付けられている。装置が適切に機
能するためには、これらのワイヤ間の間隔が高精度で一
定になるように、ドラムの円周に等間隔で設けられるこ
とが重要である。このワイヤのかご66の後には収集電極
68が設けられており、その電位は高電圧源70によって、
例えば1000〜2000Vに維持される。ジェット６がワイヤ
に当ると、電圧検出抵抗72を通して電流が生じ、それに
よって信号電圧が発生する。前述の場合と同様、この信
号電圧は増幅器74で増幅され、シュミットトリガ回路76
でパルス整形された後、出力が遅延回路80の遅延時間を
制御する鋸歯状波発生器78の停止入力に供給される。

ジェットの入射点のＹ方向の調整のために、ノズル２
を備えたキャリッジ（第６図には示されていない）がワ
イヤかご66の前に動かされ、それによって、ジェットが
かご66を通して収集電極68に向けて指向される。ドラム
がプロッティング動作中に必要な速度で回転すると、シ
ャフト符号化器18からの信号が信号源84へ供給されるパ
ルスの数がワイヤかご66の水平のワイヤの数と等しくな
るように、除算回路82中で一定数で除算される。信号源
84では、ジェットに対するオン／オフ制御信号が生成さ
れ、この信号は、パルスが除算回路82から受取られる短
い時間を除くほとんどの時間、ジェットを樋状部材（第
６図には示されていない）の中へ偏向するものである。
信号源84からのこの出力信号は遅延回路80で遅延が与え
られ、制御増幅器44を通った後、制御電極36に加えられ
る。このようにして、ほとんどの時間、ジェットはオフ
モードをとり、収集電極68には達しない。しかし、ドラ
ムの１回転中、ワイヤかご66の水平ワイヤと同じ数の制
御電極36に加えられる短いパルスにより、ジェットはオ
ンモードに切換えられ、その度に、いくつかの小滴から
なる小滴列が収集電極68に向かう。

ジェットの小滴は、オンモードでは事実上、荷電され
ていないので、これらの一連の小滴は収集電極68に達し
ても、抵抗72には電流が生じない。従って、通常は、こ
の抵抗72には電圧信号は生成されない。しかし、一連の
小滴がワイヤかご66のワイヤに当ると、電極68によって
収集される荷電小滴のスプレーが抵抗22の両端間に電圧
パルスを発生させる。これが起きる時間は、制御電極36
に加えられる制御信号とワイヤかご66のワイヤの位置と
の間の位相によって決まる。

調整の開始時、鋸歯状波発生器は、シャフト符号化器
18によって生成されるパルスの周波数よりもかなり低い
周波数で自走する。鋸歯状波発生器78の出力は遅延回路
80の遅延時間を制御するので、信号源84からの制御信号
により作られる一連の小滴がワイヤかご66を横切る位置
は発生器78の出力電圧と共に変化する。一連の小滴がワ
イヤかご66のワイヤ相互間を通過する限りは、鋸歯状波
発生器は遅延回路80による信号遅延を変化させ続ける。
しかし、この信号遅延が、一連の小滴がワイヤかご66の
ワイヤに当る値に達した時は、直ちに抵抗72の両端間に
パルスが生成され、このパルスは鋸歯状波発生器を停止
させる。これによって、信号遅延時間が一定に保たれ、
一連の小滴は常にワイヤかご66の等間隔に配置されたワ
イヤに当るようになる。これによって、ジェットのドラ
ム上への入射点はシャフト符号化器18により作られたパ
ルスに対しＹ方向に調整される。この後、プロッティン
グ動作を進行させることができる。

明らかなことであるが、信号源84をトリガする信号は
種々の方法により、例えば、ワイヤかご66のワイヤを検
出する光電装置によって取出すことができる。また、こ
の方法は第１図に示すようなキャリッジ10上に設けられ
た複数のジェットに適用して、これらのジェットのドラ
ム14上における相互の入射点の整合を確実にすることが
可能である。

最後に、手動または自動調整用の同じ方法が、上述の
ドラム形状以外の形状の記録受容面に対する複数のジェ
ットの整合を確実に行うために用いることが可能なこと
は当業者には明らかである。この典型的な例はゆっくり
と前進する連続したシートで、この上に、このシートの
運動方向に直角な方向にシートを横切るキャリッジに取
付けた複数のジェットによりプリントが施される。その
場合、偏向電極34aと34bとの間の偏向電界の方向はイン
クジェットノズルを支持するキャリッジと記録受容面と
の間の相対運動の方向にほぼ直角でなければならない。
このことは、他の形状の記録受容面の場合でも、ジェッ
トと記録受容面との間の相対運動の形式が別の形式の場
合であっても同様である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−120366（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−101873（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−89738（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41J 2/075 B41J 2/125

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電気的に制御可能な少なくとも第１と第２
   の連続的インク流体ジェットによって記録面上に形成さ
   れるそれぞれの記録の適正な整合を得るために、上記少
   なくとも第１と第２の連続的インク流体ジェットの経路
   の相互関係を調整する装置であって、 （ａ）第１の小滴形成点において上記第１の流体ジェッ
   トの第１の進行経路に沿って進む第１の一連の小滴に分
   離する上記第１の流体ジェットを生成する第１のノズル
   手段と、 （ｂ）第２の小滴形成点において上記第２の流体ジェッ
   トの第２の進行経路に沿って進む第２の一連の小滴に分
   離する上記第２の流体ジェットを生成する第２のノズル
   手段と、 （ｃ）第１の電気的制御信号に応答して上記第１の流体
   ジェットの小滴に荷電する第１の制御電極手段と、 （ｄ）第２の電気的制御信号に応答して上記第２の流体
   ジェットの小滴に荷電する第２の制御電極手段と、 （ｅ）上記第１の流体ジェットのジェット方向に実質的
   に垂直な基本的に一定の第１の偏向電界を発生する手段
   と、 （ｆ）上記第２の流体ジェットのジェット方向に実質的
   に垂直な基本的に一定の第２の偏向電界を発生する手段
   と、 （ｇ）上記第１の一連の小滴の経路に対して設けられた
   第１の選択手段であって、上記第１の一連の小滴につい
   てその小滴の電荷に基づいて、上記第１の一連の小滴の
   中の或る特定の小滴が上記記録面上の所定のピクセル位
   置まで進んでそれに衝突するようにするかまたは上記記
   録面まで進むのを途中で阻止するかの選択を行う第１の
   選択手段と、 （ｈ）上記第２の一連の小滴の経路に対して設けられた
   第２の選択手段であって、上記第２の一連の小滴につい
   てその小滴の電荷に基づいて、上記第２の一連の小滴の
   中の或る特定の小滴が上記記録面上の上記所定のピクセ
   ル位置まで進んでそれに衝突するようにするかまたは上
   記記録面まで進むのを途中で阻止するかの選択を行う第
   ２の選択手段と、 を具え、 特徴として、さらに、 上記第１の流体ジェットの上記ピクセル位置における衝
   突点と上記第２の流体ジェットの上記ピクセル位置にお
   ける衝突点の間のずれを小さくするために、 （ｉ）上記選択を行うそれぞれの上記制御信号の電圧よ
   り相当低くかつ調整可能な個別の直流バイアス電圧を上
   記第１の流体ジェットの流体と上記第１の制御電極手段
   の間および／または上記第２の流体ジェットの流体と上
   記第２の制御電極手段の間に加えて、上記第１の偏向電
   界に平行な面内における上記第１の流体ジェットのジェ
   ット方向と上記第２の偏向電界に平行な面内における上
   記第２の流体ジェットのジェット方向のうちの少なくと
   も一方を静的に調整する手段を具えた、 インク流体ジェットの経路を調整する装置。
2. 【請求項２】電気的に制御可能な連続的インク流体ジェ
   ットの経路を調整する装置であって、 （ａ）小滴形成点において上記流体ジェットの進行経路
   に沿って進む一連の小滴に分離する上記流体ジェット
   （6a）を生成するノズル手段（2a）と、 （ｂ）電気的制御信号に応答して上記流体ジェットの小
   滴に荷電する制御電極手段（36a）と、 （ｃ）上記流体ジェットのジェット方向に実質的に垂直
   な一定の偏向電界を発生する手段（34a、34b）と、 （ｄ）上記一連の小滴の経路に対して設けられた選択手
   段であって、上記一連の小滴についてその小滴の電荷に
   基づいて、上記一連の小滴の中の或る特定の小滴が記録
   面上の所定のピクセル位置まで進んでそれに衝突するよ
   うにするかまたは上記記録面まで進むのを途中で阻止す
   るかの選択を行う選択手段（38）と、 を具え、 特徴として、さらに、 （ｅ）上記選択を行う上記制御信号の電圧より相当低く
   かつ調整可能な個別の直流バイアス電圧を上記流体ジェ
   ットの流体と上記制御電極手段の間に加えて、上記偏向
   電界に平行な面内における上記ジェット方向を静的に微
   調整する手段（46a）を具えた、 インク流体ジェットの経路を調整する装置。