JPH01297260A - インク滴飛翔経路検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、連続噴射型のインクジェット記録装置に適用
されるインク滴飛翔経路検出装置に係り、詳しくは、ノ
ズルから吐出した後に偏向作用を受けて飛翔するインク
滴を対象とし、上記インク滴の偏向方向にずらして配置
された一対の受光素子と、各受光素子と飛翔するインク
滴を挟む位置関係で配置された光源とを備え、インク滴
が光源と各受光素子とのを飛翔する際に各受光素子での
受光量の差に基づいて飛翔経路を検出するようにしたイ
ンク滴飛翔経路検出装置に関する。

［従来の技術〕 連続噴射型のインクジェット記録装置の基本的構造は、
例えば、第１３図のようになっている（特開昭６１−２
６８４５４号公報参照）。

これは、インク滴発生装置６０の印字ドツトに対応した
各ノズルから吐出されるインク滴がその前方に配置され
た一対の帯電電極６２間及び一対の偏向電極６４間を通
過する際に当該帯電量及び偏向電界に応じた偏向作用を
受けて記録用紙６５に達するようになっている。上記帯
電電極６２はノズルからのインク滴の吐出タイミングに
同期して画像情報に応じた印加電圧制御がなされ、この
制御によって各ドツト対応のインク滴が画像情報に応じ
た偏向作用を受け、その結果、記録用紙６５上にはイン
ク滴による画像情報対応のドツト記録がなされる。

ところで、このような連続噴射型のインクジェット記録
装置では、各ノズルによる記録用紙上での配録担当領域
を正確に設定する必要がある。これは、隣り合うノズル
から吐出したインク滴の記録用紙上でのつなぎ目が連続
的になっていないと、当該つなぎ目での印字抜けや、組
接が生じ、再現される画像品質が著しく低下するからで
ある。

そこで、この棒のインクジェット記録装置では、隣り合
うノズルの記録用紙上での記録担当領域の境界点（以下
、ステッチ点ＳＰｏという）をインク滴が通過するとき
の当該帯電電圧を求め、これにより各ノズルの記録担当
領域に対応した帯電電圧の制御範囲を正確に設定してい
る。このような帯電電圧制御範囲の設定作業をステッチ
ングという。

例えば、第１３図に示すように、インク滴発生装置６０
に対する記録用紙６５の位置と相対的に同様の位置関係
にあって上記ステッチ点ＳＰｏに対応した各位置にイン
ク滴飛翔経路検出用のセンサ（以下、ドロップセンサと
いう）７０が設置されており、上記ステッチングは、イ
ンク滴発生装置６０を各ドロップセンサ７０に対向させ
た状態でインク滴を飛翔させ、帯電電圧を調整しながら
インク滴の飛翔経路Ｆをドロップセンサ７０にて検出し
、当該インク滴が真にステッチ点ＳＰｏに対応する位置
を通過する際の帯電電圧を決定している。

上記のようなステッチングにて使用される従来のインク
滴飛翔経路検出装置は、例えば、次のようなものである
（特開昭６２−８２０４４号公報参照）。

まず、ドロップセンサ７０の基本構造は、第１４図に示
すように、インク滴の偏向に応じた飛翔経路の検出を目
的とすることから、その偏向方向×（偏向作用を受ける
方向）に並べて配置した一対の受光素子７１８．７１ｂ
と、各受光素子７１ａ、７１ｂと飛翔するインク滴１ｄ
を挟む位置関係で配置された光源７２とを備えたもので
ある。上記各受光素子７１ａ、７１ｂは、例えば、アル
モファス・シリコン等から形成されるもので、受光量に
応じたレベルの信号出力を行ない、光源７２はＬＥＤ等
からなるもので一定の光量にて安定的に各受光素子７１
ａ、７１ｂを照射するようになっている。このようなド
ロップセンサ７０では、インク滴１ｄが各受光素子７１
ａ、７Ｉｂ上にあるとき、光源７２により投影されるイ
ンク滴Ｉｄの影７３の量に応じたレベルの信号出力を行
なうことから、各受光素子７１ａ、７１ｂからの出力信
号レベルの差をみることで、当該ドロップセンサ７０上
での飛翔経路が検出できる。

従って、当該飛翔経路検出装置の基本構成は、例えば、
第１５図に示すように、ドロップセンサ７０の各受光素
子７１ａ、７１ｂからの出力信号のレベル差に応じた差
分信号を差動アンプ７５にて得るようにしたものとなる
。なお、この差分信号レベルは受光素子７１ａの出力信
号レベルから同７１ｂの出力信号レベルを減じた値に対
応している。そして、インク滴を連続的に飛翔させて各
受光素子７１ａ、７Ｉｂ上に定常的なインク滴の影がで
きる状態にし、この状態における差動アンプ７５からの
差分信号レベルを当該インク滴の飛翔経路Ｆに対応させ
ている。即ち、当該差分信号レベルにてインク滴の飛翔
経路Ｆを検出している。

この飛翔経路と差分信号レベルとの関係は、例えば、第
１６図に示すように、受光素子７１ａと同７１ｂとの間
の中心点を通る経路ＦＯにてインク滴が飛翔する場合、
定常的にてきるインク滴の影は受光素子７１ａ、７１ｂ
双方で同じ場となることから、差分信号レベルはＯ”と
なり、受光素子７１ｂ側に寄った経路Ｆ１にてインク滴
が飛翔する場合、同インク滴の影は受光素子７１ｂ側の
隋が多くなって（同７１ｂからの出力レベル低下）、差
分信号レベルは正の値（最大値Ｖｌ）となり、更に、受
光素子７１ａ側に寄った経路Ｆ２にてインク滴が飛翔す
る場合、同インク滴の影は受光素子７１ａ側の量が多く
なって（同７１ａからの出力レベル低下）、差分信号レ
ベルは負の値（Ｒ大値Ｖ２　）となる。このような関係
となることから、上記インクジェット記録装置では、ス
テッチ点’ＳＰｏに対応した位置に各受光素子７１ａ、
７１ｂの間の中心点が位置するよう各ドロップセンサ７
０を配置し、ステッチングに際しては、帯電電圧を調整
しながら差動アンプ７５の出力状態を観察し、その出力
レベルが“０″となったときの帯電電圧に基づいて当該
帯電電圧の制御範囲を設定している。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記従来のインク滴飛翔経路検出装置を用い
て決定した条件にて、実際のドツト記録を行なった場合
、インク滴の飛翔経路がずれる場合がある。具体的には
、ステッチング時にインク滴がステッチ点ＳＰｏを通過
したが、実際のドツト記録に際しては同じ条件で制御し
てもインク滴がステッチ点ＳＰｏからずれた点に達する
場合がある。

これは、従来のインク滴飛翔経路検出装置では、インク
滴を連続的に飛翔させ、各受光素子上に定常的な影を形
成させた状態でインク滴の当該飛翔経路を検出していが
、これに対して実際のドツト記録では、各インク滴が画
像情報に基づいて個別の飛翔経路をとることから、夫々
の場合で各インク滴に対する空気抵抗や、静電気的なり
−ロン力等の影響が微妙に異なるからである。

このため、従来の検出装置においても、実際の記録条件
にあわせてインク滴単体での飛翔経路検出が考えられる
。しかし、この場合、各受光素子間での受光光ω差が充
分なものとならず、結局精度の良い飛翔経路検出ができ
ない。

具体的にみると、例えば第１７図（ａ＞に示すように、
受光素子７１ａ、７１ｂに対してインク滴（単体）が経
路Ｆにて飛翔し、その際の影が時間的に７３ａ→７３ｂ
→７３ｃと移行した場合を想定すると、各受光素子７１
ａ、７１ｂからの出力信号は同図（ｂ）破線で示すよう
に、受光素子７１ａ側は特性Ｑａ、受光素子７１ＪＩＩ
は特性Ｑｂのように変化する。従って、この各受光素子
からの出力信号に基づく差分信号は同図実線で示すよう
に、時刻ｔ１にて正側のビークＰ４、時刻ｔ２にて負側
のビークＰ−をとる特性Ｑのようになる。また、各受光
素子７１８．７１ｂがインク滴の吐出方向に対して同位
置に並んでいることから、片側の受光素子７１ａにイン
ク滴の影が形成されて当該受光素子７１ａの出力が最低
値となる前に他方の受光素子７１ｂに同インク滴の影が
形成され、この受光素子７１ｂの出力低下が開始される
。このため、時刻ｔ１で受光素子７１ａの出力レベルが
最低値となったときには、受光素子７１ｂの出力レベル
が既にδだけ低下しており、その差分となるビークＰ＋
は充分なものとはならない。この事情は負のビークＰ−
についても同様である。

このように差分信号のピーク値が充分にとれないという
ことは、外乱の影響を受けやすく、当該差分信号に基づ
いた精度の良い飛翔経路検出が困難になるのである。

そこで、本発明の第一の課題は、インク滴単体が飛翔し
た際の一対の受光素子夫々での受光光ａの差を充分確保
できるようにすることであり、また、第二の課題は、イ
ンク滴単体での飛翔経路検出を具体的に可能にすること
である。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、第１図に示すように、ノズル１から吐出した
後に偏向作用を受けて飛翔するインク滴２をインク滴飛
翔経路検出の対像とし、上記インク滴２の偏向方向Ｘに
ずらして配置された一対の受光素子３ａ、３ｂと、各受
光素子３ａ、３ｂと飛翔するインク滴２を挟む位置関係
で配置された光源４とを備え、インク滴２が光ｒＡ４と
各受光素子３ａ、３ｂとの間を飛翔す る際に各受光素子３ａ、３ｂでの受光量の差に基づいて
飛翔経路Ｆを検出するようにしたインク滴飛翔経路検出
装置を前提としており、当該インク滴飛翔経路検出装置
において、上記第一の課題を解決するだめの技術的手段
は、上記各受光素子３ａ、３ｂを互いにインクの吐出方
向ｙにずらして配置したことである。

また、上記第二の課題を解決するための技術的手段は、
上記各受光素子３ａ、３ｂが当該受光光量に応じたレベ
ルの信号出力を行なうものとなり、各受光素子３ａ、３
ｂからの出力信号の差に応じた信号出力を行なう差分信
号作成手段とを備え、更に、第一に、差分信号作成手段
にて得られた差分信号の正のピーク値と負のピーク値と
の絶対レベルの差を上記インク滴飛翔経路検出の基礎用
として演算するピークレベル差演算手段を備えたもの、
第二に、差分信号作成手段にて得られた差分信号の正側
の時間積分量と負側の時間積分量との差を上記インク滴
飛翔経路検出の基礎けとして演ｉする積分差演算手段を
備えたもの、第三に、差分信号作成手段にて冑られた差
分信号の正側部分の時間と負側部分の時間との差を上記
インク滴飛翔検出の基礎ωとして演算する時間差演算手
段を備えたものである。

［作用］ 偏向作用を受て飛翔づるインク滴２が受光素子３ａ、３
ｂ位置を通過する際、光源４からの照射光によって、ま
ず、インク吐出方向手前に位置する受光素子３ａ上に影
が形成され、その影部分の面積が大きくなって受光素子
３ａでの受光口がしだいに減少する。そして、受光素子
３ａでの受光量がある程度低下した状態にて他方の受光
素子３ｂに影が形成され始め、更に、この他方の受光素
子３ｂでの受光量がある程度低下した状態にて前の受光
素子３ａ上の影が完全になくなってその受光量は最大状
態となる。従って、各受光素子３ａ、３ｂでの受光光量
差のピーク値は最大受光量あるいはそれに近い吊と最小
受光量との差になる。

上記受光素子３ａ、３ｂが受光量に応じたレベルの信号
出力を行なうものとしたとぎ、差分信号作成手段では上
記受光光量差（正負を考慮）に対応した差分信号が作成
される。そして、この差分信号は、例えば、インク滴２
が手前の受光素子３ａ側に位置するときに正の信号レベ
ルで変化し、インクＷ４２が受光索子３ｂ側に移動する
と負の信号レベルで変化する。このような差分信号につ
いて、第一に、ピークレベル差ＰｉＩ算手段は差分信号
の正のピーク値と負のピーク値との絶対レベルの差を演
算し、この差がインク滴２の飛翔経路に対応したものと
なる。この場合、当該差が正の場合（正のピーク値〉負
のピーク値）にはインク滴２の飛翔経路が偏向方向Ｘに
ついて受光素子３ａ側にずれており、また負の場合（正
のピーク値〈負のピーク値）には飛翔経路が同方向につ
いて受光素子３ｂ側にずれていることになる。第二に、
積分差演算手段が上記差分信号の正側の時間積分量と負
側の時間積分量との差を演算し、この差がインク滴２の
飛翔経路に対応したものとなる。この場合、当該差が正
の場合（正側の積分量〉負側の積分量）にはインク滴２
の飛翔経路が受光素子３ａ側にずれており、また負の場
合（正側の積分量〈負側の積分量）には飛翔経路が受光
素子３ｂ側にずれていることになる。第三に、時間差演
算手段が上記差分信号の正側部分の時ｆｆｆｆと負側部
分の時間との差を演算し、この差がインク滴２の飛翔経
路に対応したものとなる。この場合、当該差が正の場合
（正側部分の時間〉負側部分の時間）にはインク滴２の
飛翔経路が受光素子３ａ側にずれており、また負の場合
（正側部分の時間く負側部分の時間）には飛翔経路が３
ｂ側にずれていることになる。

し実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明づる。

第２図は本発明に係るインク滴飛翔経路検出装置の基本
構成例を示す図である。

同図において、インク滴１６の偏向方向Ｘ及びその吐出
方向ｙの夫々の方向に並列する４つの受光素子１０ａ、
１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが配置されると共に、各受光素
子と飛翔するインク滴１ｄを挟む位置関係で光源１２が
配置され、当該光源１２からの光照射にて各受光索子１
０ａ〜１０ｄ上にインクＭＩｄの影１１が投影されるよ
う構成されている。上記各受光索子１０ａ〜１０ｄは前
述同様アルモファスシリコンあるいはシリコンＰＩＮフ
ォトダイオード等で構成され、受光量に応じたレベルの
信号出力を行ない、光源１２はＬＥＤ等で構成され、そ
の光軸が各受光素子１０ａ〜１０ｄが集まる点（中心点
）に達するよう設定されており、各受光素子１０ａ〜１
０ｄに対して均一な光照射を行なうようになっている。

なお、各受光素子、光源、インク滴の参考的なサイズは
受光素子・・・０．２５　ｍ口 光　　源　　・・・　０．２５　　ｔｔｍφインク滴・
・・３０μｍφ である。

上記のような構成のセンサにおいて、対角線上の受光素
子１０ａと同１０Ｃとが、また受光素子１０ｂと同１０
ｄとが夫々一対となり、この対となる各受光素子は偏向
方向Ｘ及びインク吐出方向ｙの両方向についてずれて配
置された関係となる。

また、上記対になる受光素子１０ａ、１０ｃからの出力
信号の差動増幅を行なう差動アンプ１４ａと、同様に対
になる受光素子１０ｂ、１０ｄからの出力の差動増幅を
行なう差動アンプ１４ｂとが設けられている。そして、
差動アンプ１４ａからの当該差分信号は受光素子１０ａ
からの出力信号から受光素子１０ｃからの出力信号を差
引いたものに対応している。同様に差動アンプ１４ｂか
らの当該差分信号は受光素子１０ｂからの出力信号から
受光素子１０ｄからの出力信号を差引いたものに対応し
ている。

上記センサは、前述したドロップセンサとして使用され
、受光素子１０Ｃから同１０ａの方向に飛翔するインク
滴の飛翔経路検出には差動アンプ１４ａの出力を、また
、受光素子１０ｄから同１０ｂの方向に飛翔するインク
滴の飛翔経路検出には差動アンプ１４ｂの出力を夫々利
用することになる。

ここで、上記差動アンプ１４ａの出力状態についてみる
と（差動アンプ１４．　ｂについても同様）、例えば、
第３図に示すようになる。

いま、インク滴の飛翔経路が同図（ａ）に示すようにＦ
となり、その影が時間的に１１ａ→１１ｂ→ＩＩＣのよ
うに移動する場合を想定する。

この場合、インク滴１ｄの影は受光素子１０Ｃ側から形
成され始め、当該受光素子１０ｃ上の影面積が最大にな
りｌζ時点でまだその影は受光索子１０ａに達しない。

そして、更に移動して当該形が受光素子１０ｃから同１
０ａ側に移り、受光索子１０ａ上での影面積が最大にな
った時点で既にその影は受光索子１０ｃ上になく、その
まま経路Ｆに従って移動していく。このような過程にお
いて、受光素子１０Ｇの出力信号は同図（ｂ）の破線で
示す特性Ｑｃのようになり、また、受光素子１０ａの出
力信号は同破線で示す特性Ｑａとなる。

この各出力信号ＱＣとＱａの関係は、いずれか−方の出
力レベルが最小となったときには他方の出力レベルの低
下はなく最大値を保持した状態となるものである。従っ
て、上記特性Ｑｃと同Ｑａとの差に対応した差動アンプ
１４ａの出力信号は同図（１））の実線で示１−特性Ｑ
のようになり、その正または負のピーク値Ｐ、、Ｐ−は
各受光素子からの最大レベルと最小レベルとの差に対応
したものとなる。即ち、差動アンプ１４ａのピーク値は
受光素子１０Ｃ，１０ａからの出力信号を対象とした場
合の最大値が得られる。

上記のような差動アンプ１４ａから出力される差分信号
とインク？１ｉｌｄの飛翔経路との関係は第４図に示す
ようになる。

同図（ａ）に示すように、通常ステッチ点ＳＰ。

に設定される各受光素子１０ａ、１０ｃに挟まれた中心
点上を通る飛翔経路［：０、飛翔経路ＦＯより受光素子
１０Ｃ側に寄った飛翔経路Ｆ１、また、逆に飛翔経路Ｆ
Ｏより受光素子１０ａ側に寄った飛翔経路Ｆ２を想定す
る。すると、同図（ｂ）に示すように、飛翔経路ＦＯに
ついては、受光素子１０Ｃと同１０ａに形成される影部
分が同じになることから、差分信号は特性ＱＯの如く正
側の部分（受光素子１０ａの出力〉受光素子１０ｃの出
力）と負側の部分（受光素子１０ａの出力〈受光素子１
０Ｃの出力）とが同じ形状となる。また、飛翔経路Ｆ１
については、受光素子１０ｃ側に寄ることに起因して受
光素子１０Ｇ側からの出力が低下することから差分信号
は特性Ｑ１の如く正側の部分が負側の部分に比して大ぎ
くなる一方、飛翔経路Ｆ２については、受光素子１０ａ
側に寄ることに起因して受光索子１０ａ側からの出力が
低下することから差分信号は特性Ｑ２の如く正側の部分
が負側の部分に比して小さくなる。

差分信号とインク滴〈単体〉の飛翔経路どの関係が上記
のようになることから、その差分信号の状態を定量的に
とらえることにより飛翔経路を検出できることになる。

具体的には、次の三通りが考えられる。

■差分信号の正のピーク値Ｐ＋と負のピーク値Ｐ−との
絶対レベルの差に基づいて飛翔経路を検出する。

この場合、正のビーク伯Ｐ　が負のピーク値Ｐ−より大
きくなると飛翔経路は受光素子１０ｃ側に寄り、また、
逆に正のピーク値Ｐ＋が負のピーク値Ｐ−より小さくな
ると飛翔経路は受光素子１０ａ側に寄ったものとなり、
その程度は夫々当該絶対レベルの差に応じたものとなる
。なＪ３、この絶対レベルの差が０″となるときが上記
飛翔経路ＦＯに相当する。

■差分信号の正側の時間積分値と負側の時間積分値との
差に基づいて飛翔経路を検出する。

この場合、正側の時間積分値が負側の時間積分値より大
きくなると飛翔経路は受光素子１０Ｃ側に寄り、また、
逆に正側の時間積分値が負側の時間積分値より小さくな
ると飛翔経路は受光素子１０ａ側に寄ったものとなり、
その程度は各時間積分値の差に応じたものとなる。なお
、各時間積分値が等しく、その差が１１０１＋となると
きが上記飛翔経路ＦＯに相当する。

■差分信号の正側部分の時間と負側部分の時間との差に
基づいて飛翔経路を検出する。

この場合、正側の時間が負側の時間より長くなると飛翔
経路は受光素子１０Ｃ側に寄り、また、逆に正側の時間
が負側の時間より短くなると飛翔経路は受光素子１０ａ
側に寄ったものとなり、その程度は各時間差に応じたも
のとなる。なお、各時間が等しくその差がＩＩ　ＯＩＩ
となるときが上記飛翔経路ＦＯに相当する。

上記飛翔経路検出手法■■■の夫々に対応した実施例を
以下説明する。

検出手法■に対応する実施例 第５図は基本回路構成を示す図である。

同図において、２１は増幅器、２２はコンデンサであり
、上記第４図（ｂ）に示すように各飛翔経路に応じてそ
の波形が異なる差動アンプ１４ａからの差分信号が増幅
器２１にて増幅された後、コンデンサ２２にて直流分が
カットされるようになっている。２３はコンデンサ２２
を介した差分信号の正側のピーク値を検出する正ピーク
検出器、２４は同信号の負側のピーク値を検出する負ピ
ーク検出器であり、夫々ピークホールド回路にて構成さ
れている。２５は正ピーク検出器２３の出力値と負ピー
ク検出器２４の出力値とを加算する加算器であり、この
加算器２５からの出力値は、上記負ピーク検出器２４が
負のピーク値を負の値として保持することから、当該圧
のピーク値と口のピーク値との絶対レベルの差に相当Ｊ
ることになる。２６は所定のタイミングにて加口器２５
の出力を保持するサンプルホールド回路であり、このサ
ンプルホールド回路２６′ｒ−の保持値が飛翔経路検出
に係る検出出力となる。また、２７はタイミング発生器
であり、このタイミング発生器２７は、差分信号の正ま
たは負のピークを検出してドロップ検出信号を内部で発
生し、このドロップ検出信号を基準に所定時間Ｔ１軽過
後にサンプルホールド回路２６に対してサンプリングパ
ルス３ａを出力する一方、このサンプリングパルスＳａ
を出力してから所定時間Ｔ２後に正ピーク検出器２３及
び負ピーク検出器２４にリセットパルスｓｂを出力する
ようになっている。

上記のような回路構成では、第６図に示Ｊように、差分
信号が変化する過程で、正ピーク検出器２３及び負ピー
ク検出器２４は夫々その時点での正の最大値と負の最大
値を順次更新保持してゆく。

そして、インク滴が当該センサ部分を通過して差分信号
の変化がなくなった時点では、結局正ピーク検出器２３
には差分信号の正のピーク値Ｐ　が＋ 保持され、負ピーク検出器２４には差分信号の負のピー
ク値Ｐ−が保持される。従って、上記圧のピーク検出タ
イミング（時刻ｔｏ）から差分信号の変化がなくなると
見込まれる時間Ｔ１経過模（時刻ｔ１）にタイミング発
生器２７からのサンプリングパルスＳａに同期してサン
プルホールド回路２６に保持される値は各ピーク値の絶
対レベルの差（ＩＰ＋　Ｉ−ＩＰ−１＞となる。そして
、このサンプルホールド回路２６に保持された値（当該
値に対応した電圧レベル）がインク滴飛翔経路の検出出
力値として後段に供給され、ステッチング等が行なわれ
る。なお、上記サンプリングパルスＳａの出力時（時刻
ｔ１）から所定時間Ｔ２経過後（時刻ｔ２）にタイミン
ク発生回路２７から出力されるリセットパルスｓｂにて
正ピーク検出器２３及び負ピーク検出の双方がリセット
され、次回の検出に備える。

上記検出出力値と飛翔経路（位置）との関係は例えば第
７図に示すようになり、その検出出力値が“０”であれ
ば、ステッヂ点ｓｐｏを通る飛翔経路（ＦＯ）、同出力
値が正の値であれば、受光素子１０Ｃ側に寄った経路（
Ｆｌ）、同出力値が負の値であれば、受光素子１０ａ側
に寄った経路（Ｆ２）となる。

検出手法■に対応した実施例 第８図は基本回路構成を示す図である。

同図において、３１は所定のゲート信号にて増幅器２１
、コンデンサ２２を介した差分信号の通過、遮断の制御
を行なうゲート回路であり、このゲート回路３１の後段
に抵抗Ｒ１，コンデンサＣ１、演算増幅器３２等で構成
された積分器３３が接続されている。更に、この積分器
３３の後段にサンプルホールド回路２６が接続され、積
分器３３からの積分出力が当該検出出力値として所定の
タイミングにてサンプルホールド回路２６に保持される
ようになっている。また、２８はパルス発生器であり、
このパルス発生器２８は上位の制御系からの指令に基づ
いて、第９図に示すように差分信号の出力タイミングに
同期してゲートパルスＳｇを出力する機能を有している
。

上記のような回路構成では、パルス発生器２８からのゲ
ートパルスＳｇにて信号通過モードとなったゲート回路
３１を介して差分信号が積分器３３に入力し、この積分
器３３が差分信号を順次積分していく。そして、差分信
号の変化がなくなって上記ゲートパルスＳｇの立下がる
タイミングにて積分器３３での積分出力がサンプルホー
ルド回路２６に保持される。このサンプルホールド回路
２６に保持される当該積分値は、差分信号の負側の部分
は順次角の値として積分されるので、結局差分信号の正
側の時間積分（至）と負側の時間積分量の差となる。こ
のサンプルホールド回路２６に保持された差分信号の正
側の時間積分量と負側の時間積分量との差値がインク滴
飛翔経路の検出出力値として後段に供給される。この検
出出力値と飛翔経路との関係は、前記第７図の関係と同
様のものとなる。

検出手法■に対応した実施例 第１０図は基本回路構成を示す図である。

同図において、３６は基準電源３５からの正の閾＆Ｍ電
圧ｔｈ　　と増幅器２１、コンデンサ２２を介した差分
信号とを比較して当該差分信号レベルが閾値電圧ｔｈ＋
レベル以上となるときに０ＩＩＩＪ信号を出力する比較
器である。３８は演算増幅器、３９は正の基準電源、４
０は上記比較器３６からの制御信号にてオフ状態となる
スイッチング素子でああり、この演算増幅器３８、基準
電源３９、スイッチング素子４０は抵抗Ｒ２及びコンデ
ンサＣ２と共に全体として積分機能を利用した時間測定
回路５０となる。この時間測定回路５０は比較器３６か
らの制御信号が立上がっている時間を計測するものでそ
の時間に対応したレベルの電圧出力を行なうようになっ
ている。また、４３は基準電源４２からの負の閾値電圧
ｔｈ−と差分信号とを比較して当該差分信号レベルが閾
値レベルｔｈ−以下（絶対値は差分信号レベルが閾値レ
ベル以上）となるときに制御信号を出力する比較器であ
る。この比較器４３の後段にも上記と同様演算増幅器４
５、負の基準電源４６、上記比較器４３からの制御信号
にてオフ状態となるスイッチング索子４７及び抵抗Ｒ３
、コンデンサＣ３にて構成される時間計測回路５１が接
続されている。

そして、時間計測回路５０の後段に正ピーク検出器２３
が接続される一方、時間計測回路５１の後段に負ピーク
検出器２４が接続され、更に、この正ピーク検出器２３
及び負ピーク検出器２４での各検出値を加算する加算器
２５、この加算器２５での加算値を保持するサンプルホ
ールド回路２６が夫々設けられてている。また、第５図
に示した回路例と同様にタイミング発生器２７が設けら
れ、差分信号の正または負のピーク検出時に得られるド
ロップ検出信号を基準にした所定のタイミングでタイミ
ング発生器２７からサンプルホールド回路２６に対して
サンプリングパルス３ａが出力されると共に正ピーク検
出器２３及び負ピーク検出器２４に対してリセットパル
スｓｂが出力されるようになっている。

上記のような回路構成では、第１１図に示すように、差
分信号が閾値レベルｔｈ＋以上となる時刻ｔ１から時間
計測回路５０の出力レベルが上昇し、当該差分信号が再
び閾値レベルｔｈ＋を下回る時刻ｔ２にてスイッチング
素子４０がオン状態に復帰して時間計測回路５０がリセ
ットされる。

このとき時間計測回路５０の出力（正時間信号）は差分
信号が閾値レベルｔｈ　　以上となる時間τ　に対応し
たレベルＶｐ＋に達した時点でリセットされる。一方、
差分信号が減少して負の閾値レベルｔｈ−以下となる時
刻ｔ３から時間計測回路５１の出力レベルが下降し、当
該差分信号か再び閾値レベルｔｈ−を上回る時刻ｔ４に
てスイッチング素子４７がオン状態に復帰して時間計測
回路５１がリセットされる。このとき時間計測回路５１
の出力（負時間信号）は差分信号が閾値レベルｔｈ−以
下となる時間τ−に対応たレベルＶｐ−に達した時点で
リセットされる。

上記のような過程で、差分信号の１サイクルの変化が終
了した時点では、正ピーク検出器２３には正時間信号に
おける最大値Ｖｐ＋が、負ピーク検出器２４には負時間
信号における最小値Ｖｐ−が夫々保持される。従って、
ドロップ信号の出力タイミング（時刻ｔＳ）から所定時
間Ｔ１経過後（時刻ｔ６）にサンプリングパルス３ａに
同期してサンプルホールド回路２６に保持される電圧レ
ベルは Ｖｐ◆＋Ｖｐ− となる。この電圧レベル（Ｖ　ｐ＋＋　Ｖ　ｐ−）はＶ
ｐ−が負の値であることから、各レベルの絶対値の差と
なり、その値は上記差分信号が閾値レベルｔｈ。

以上となる時間τやと同信号が閾値レベルｔｈ−以下と
なる時間τ−との差に対応したものとなる。

なお、第５図に示す例の場合と同様に、上記サンプリン
グパルス３ａの出力時（時刻ｔ６）から所定時間Ｔ２経
過後（時刻ｔ７）にタイミンク発生回路２７から出力さ
れるリセットパルスｓｂにて正ピーク検出器２３及び負
ピーク検出の双方がリセットされ、次回の検出に備える
。

上記サンプルホールド回路２６に保持された電圧レベル
（Ｖ　ｐ＋＋　Ｖ　ｐ−）の信号がインク滴飛翔経路の
検出出力値として後段に供給される。この検出出力値と
飛翔経路との関係は、前記第７図の関係と同様のものと
なる。

上記例は、差分信号が一定の閾値レベルｔｈ。

以上となる時間τ、と同量値レベルｔｈ−以下となる時
間τ−の差に基づいて飛翔経路の検出を行なうものであ
るが、この時間τ　は差分信号の正÷ 側部分の時間に対応し、また時間τ−は差分信号の負側
部分の時間に対応したものである。従って、上記例によ
る飛翔経路の検出は差分信号の正側部分の時間と同負側
部分の時間との差に基づいて飛翔経路を検出することと
同等である。また、上記各閾値レベルｔｈ＋、ｔｈ−は
差分信号の出力波形に応じて任意に設定できる。

なお、上記検出手法■■■に夫々対応した実施例におけ
る回路構成例は上述したものに限定されるものでなく、
例えば、通常のマイクロコンピュータ等によっても同様
の機能を実現することかできる。更に、当該各検出手法
を実現するに際しては、本願請求項１に係る構造となる
受光素子、光源を用いることに限定されることなく、対
となる受光素子からの差分信号が抽出できるものであれ
ば同様に適用できる。

本願請求項１に係る実施例において、インク滴の影を形
成させるべき受光素子１０ａ〜１０ｂの形状は第２図に
示すような矩形状でなくても、円形等任意の形状を採用
し得る。そして、対になる受光素子は上記のように完全
に対角線の関係に配置することに限定されず、インク吐
出方向ｙのずれ量は飛翔方向検出範囲等の条件で任意に
設定できる。更に、対になる受光素子のインク滴飛翔方
向に対する配［ｌ！！係も上述したものとは逆に、第１
２図（ａ）に示すようにしてもよい。この場合、インク
滴による影が１１ａ→１１ｂ→１１ｃのように移動する
と、受光素子１０ｃの出力は同図（ｂ）の特性ＱＣ１受
光素子１０ａの出力は特性Ｑａのようになる。この各特
性Ｑ　ａ、　Ｑ　ｃは、第３図に示す例の場合と比べる
と、そのピーク値が夫々内側に寄ったものとなる。従っ
て、その差分信号Ｑもまたそのピーク値Ｐ＋とＰ−の出
現タミングが近付いたものとなる。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、請求項１記載の発明によれば
、インク滴の偏向方向にずらして配置した一対の各受光
素子を更にインクの吐出方向にずらして配置するように
したため、対になる受光素子の片側に形成されるインク
滴の影がある程度大きくなってから他方の受光素子にそ
の影が形成され始めるようになり、一方の受光素子での
受光源が最低となったときにおける他方の受光素子での
受光量の低下が極力小さなものとなる。従って、一対の
受光素子犬々での受光光量の差が充分確保できるように
なり、インク滴単体を対象とした場合であっても、この
受光光日差に基づいて精度のよい飛翔経路検出が可能と
なる。

また、請求項２乃至４記載の発明によれば、各受光素子
からの出力信号の差分に対応した差分信号の正のピーク
レベルと負のピークレベルとの絶対レベルの差、当該差
分信号の正側の時間積分量と負側の時間積分量との差、
あるいは差分信号の正側部分の時間と負側部分の時間と
の差によって夫々差分信号の状態をインク滴の飛翔経路
との関連において定」化でき、インク滴単体を対象とし
た飛翔経路検出装置が実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す図、第２図は本発明に係る
インク滴飛翔経路検出装置の基本構成例を示す図、第３
図はインク滴の飛翔に際して対となる受光素子上に形成
される影の移動状態とその移動に際して各受光素子から
出力される信号及びその差分信号の状態を示す図、第４
図は飛翔経路と差分信号との関係を示す図、第５図は飛
翔経路検出系の構成例を示す図、第６図は第５図には示
す検出系での各部の信号状態を示すタイミングチャート
、第７図は第５図に示す検出系からの検出出力値と飛翔
経路との関係を示す図、第８図は飛翔検出系の他の構成
例を示す図、第９図はゲートタイミングを示すタイミン
グチャート、第１０図は飛翔経路検出系の更に他の構成
例を示す図、第１１図は第１０図に示す検出系での各部
の状態を示すタイミングチャート、第１２図は対になる
受光素子と飛翔経路の配置関係の他の例とこの場合の各
受光素子からの出力信号及びその差分信号の状態を示す
図、第１３図は本発明に係るインク滴飛翔検出装置が適
用されるインクジェット記録装置の基本構成例を示す図
、第１４図は従来のインク滴飛翔経路検出装置のセンサ
部の構成例を示す図、第１５図は従来のインク滴飛翔検
出装置の基本構成例を示す図、第１６図は従来の飛翔検
出装置における飛翔経路と差分信号との関係を示す図、
第１７図は従来のインク滴飛翔経路検出でのインク滴影
の移動状態とその際の対になる受光素子からの出力信号
及びその差分信号の状態を示す図である。 ［符号の説明］ １・・・ノズル ２・・・インク滴 ３ａ、３ｂ・・・受光素子 ４．１２・・・光源 １０８〜１０ｄ・・・受光素子 １１・・・影 １４ａ、１４ｂ・・・差動アンプ ２３・・・正ピーク検出器 ２４・・・負ピーク検出器 ２５・・・加算器 ２６・・・サンプルホールド回路 ２７・・・タイミング発生器 ２８・・・パルス発生器 ３１・・・ゲート回路 ３２・・・積分器 ３６．４３・・・比較器 ５０．５１・・・時間計測回路 特許出願人　　富士ゼロックス株式会社代　　理　　人
　　　弁理士　　中　　村　　　智　　廣（外３名） 第１図 （１（ノズル） 第２図 １？ 差分信号 第３図 第４図 第６図 ｔｏ　　　　　　　　　ｔｌ　　　　ｔ２第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 第１５図 第１６図 第１７図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ノズル（１）から吐出した後に偏向作用を受けて
   飛翔するインク滴（２）をインク飛翔経路検出の対象と
   し、 上記インク滴（２）の偏向方向（Ｘ）にずらして配置さ
   れた一対の受光素子（３ａ、３ｂ）と、各受光索子（３
   ａ、３ｂ）と飛翔するインク滴（２）を挟む位置関係で
   配置された光源（４）とを備え、インク滴（２）が光源
   （４）と各受光素子（３ａ、３ｂ）との間を飛翔する際
   に各受光素子（３ａ、３ｂ）での受光量の差に基づいて
   飛翔経路（Ｆ）を検出するようにしたインク滴飛翔経路
   検出装置において、 上記各受光素子（３ａ、３ｂ）を互いにインクの吐出方
   向（ｙ）にずらして配置したことを特徴とするインク滴
   飛翔経路検出装置。
2. （２）ノズル（１）から吐出した後に偏向作用を受けて
   飛翔するインク的（２）をインク飛翔経路検出の対象と
   し、 上記インク滴（２）の偏向方向（Ｘ）にずらして配置さ
   れた一対の受光素子（３ａ、３ｂ）と、各受光素子（３
   ａ、３ｂ）と飛翔するインク滴（２）を挟む位置関係で
   配置された光源（４）とを備え、インク滴（２）が光源
   （４）と各受光素子（３ａ、３ｂ）との間を飛翔する際
   各受光素子（３ａ、３ｂ）での受光量の差に基づいて飛
   翔経路（Ｆ）を検出するようにしたインク滴飛翔経路検
   出装置において、 上記各受光素子（３ａ、３ｂ）を当該受光光量に応じた
   レベルの信号出力を行なうものとし、 各受光素子（３ａ、３ｂ）からの出力信号の差に応じた
   信号出力を行なう差分信号作成手段と、 差分信号作成手段にて得られた差分信号の正のピーク値
   と負のピーク値との絶対レベルの差を上記インク飛翔経
   路検出の基礎量として演算するピークレベル差演算手段
   とを備えたことを特徴とするインク滴飛翔経路検出装置
   。
3. （３）ノズル（１）から吐出した後に偏向作用を受けて
   飛翔するインク的（２）をインク飛翔経路検出の対象と
   し、 上記インク滴（２）の偏向方向（Ｘ）にずらして配置さ
   れた一対の受光素子（３ａ、３ｂ）と、各受光素子（３
   ａ、３ｂ）と飛翔するインク滴（２）を挟む位置関係で
   配置された光源（４）とを備え、インク滴（２）が光源
   （４）と各受光素子（３ａ、３ｂ）との間を飛翔する際
   各受光素子（３ａ、３ｂ）での受光量の差に基づいて飛
   翔経路（Ｆ）を検出するようにしたインク滴飛翔経路検
   出装置において、 上記各受光素子（３ａ、３ｂ）を当該受光光量に応じた
   レベルの信号出力を行なうものとし、 各受光素子（３ａ、３ｂ）からの出力信号の差に応じた
   信号出力を行なう差分信号作成手段と、 差分信号作成手段にて得られた差分信号の正側の時間積
   分量と負側の時間積分量との差を上記インク飛翔経路検
   出の基礎量として演算する積分差演算手段とを備えたこ
   とを特徴とするインク滴飛翔経路検出装置。
4. （４）ノズル（１）から吐出した後に偏向作用を受けて
   飛翔するインク的（２）をインク飛翔経路検出の対象と
   し、 上記インク滴（２）の偏向方向（Ｘ）にずらして配置さ
   れた一対の受光素子（３ａ、３ｂ）と、各受光素子（３
   ａ、３ｂ）と飛翔するインク滴（２）を挟む位置関係で
   配置された光源（４）とを備え、インク滴（２）が光源
   （４）と各受光素子（３ａ、３ｂ）との間を飛翔する際
   各受光素子（３ａ、３ｂ）での受光量の差に基づいて飛
   翔経路（Ｆ）を検出するようにしたインク滴飛翔経路検
   出装置において、 上記各受光素子（３ａ、３ｂ）を当該受光光量に応じた
   レベルの信号出力を行なうものとし、 各受光素子（３ａ、３ｂ）からの出力信号の差に応じた
   信号出力を行なう差分信号作成手段と、 差分信号作成手段にて得られた差分信号の正側部分の時
   間と負側部分の時間との差を上記インク滴飛翔経路検出
   の基礎量として演算する時間差演算手段とを備えたこと
   を特徴とするインク滴飛翔経路検出装置。