JPH01503695A

JPH01503695A - インク流体ジェットの経路を調整する装置

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Publication number: JPH01503695A
Application number: JP63505859A
Authority: JP
Inventors: ヘルツ，カルル　ヘルムート
Original assignee: ハンス　マーツイン　ヘルツ; トーマスヘルツ
Priority date: 1987-07-08
Filing date: 1988-07-06
Publication date: 1989-12-14
Anticipated expiration: 2014-05-10
Also published as: CA1300970C; EP0323989A1; DE3868041D1; EP0323989B1; JP2889887B2; WO1989000108A1; US4800396A

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】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、ジェットか記録紙上の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。ドラムか高速で回転し、キャリッジがステッピングモータと親ねし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０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４，５２０，１９５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０通常は、もう−木、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　５ｅｐａｒａｔｉｏｎｓ）がうまく重な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、ビ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シェツトは記録紙と接触せず、ある適切に規定された距離だけ離れているのて、個々の分解カラー像を記録するためにインクシェツ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。

シェツトの方向か慎重に制御されていなければ、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ビクセル位置にプリントしない。その結果１分解カラー像の整合か不正確になって、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、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、シェツ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問で僅かに変動することかあるのて、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１００〜５０００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て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かてきるような方法と装置を提供することか望まれている。

複数（２以上）のインクシェツト、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かある）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て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てきる。

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小滴が、ジェットか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、電気的にチャージできることか開示されている。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ユーサを用いてシェツトを機械的に刺激することにより、一定に保たれていれば、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３，９１５，４２１号に記載されているインクジェットレコーダては、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、記録面に進むことかてき、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、非荷電小滴は途中て阻止される。）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、第１の態様では、この発明はインクジェット記録法に関し、この方法においては、一連の微小小滴に分離する少なくとも１つのインクジェットが生成され。

これらの小滴が選択的に荷電されて、記録モードにおいて、個々の小滴か記録経路に沿って進行して記録面上の所定位置に到達するか、あるいは上記記録面上に記録を形成することを阻止されるかが決定され。

各荷電された小滴がその小滴の電荷に応じた量たけ偏向電界によって偏向され、記録を形成する小滴の経路と記録面との間に相対的な横方向の運動が与えられる。

この発明の一実施例によれば、この方法はさらに次の段階を含んている。

上記の所定位置とジェットの記録形成小滴の実際の入射位置との間のいずれ検出する段階、及び少なくとも記録モード中に、各小滴に対して調整可能なバイアス電荷を与える段階であって、このバイアス電荷はこの小滴上のバイアス電荷に対する上記偏向電界の作用による小滴、の偏向が上記ずれを小さくするように選択されているバイアス電荷を与える段階。

この発明の別の態様によれば、少なくとも１つの電気的に制御可能な連続したインクジェットを用いるインクジェットプリンティング装置におけるジェットの方向を調整するために用いられる装置は、（ａ）小滴形成点において一連の小滴に分離する液体ジェットを生成するノズル手段と。

（ｂ）電気制御信号によってジェットの小滴を荷電する制御電極手段と、（Ｃ）ジェットの方向とほぼ直角な偏向電界を発生する（ｄ）小滴の電荷に基いて小滴を選択し、その特定の小滴が記録受容面上の所定位置まで進んで入射するかあるいは、途中で阻止されて上記記録面に進むことを防止されるかを決定する手段と、を有し、特徴として、（ｅ）ジェットの液体と制御電極手段との間に、上記選択を行う制御信号電圧よりも相当低く、偏向電界と平行な平面内におけるジェットの方向の調整を可能にする可調整直流バイアス電圧を供給する手段を含んている。

複数のビクセル領域の各々に、異なる色のインクの複数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、制御された量の数に対応する複数の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ａに好ましいものにおいては、バイアスは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て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、出業者には明らかとなろう。

第１図は、それぞれのシェツ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・とかてきる公知の３インクジエツトドラムプロツ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ｇ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インクジエツトドラムプロツ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インクジエツトプロツタについての第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インクジエツトドラムプロツタの、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２８〜２ｃは、ノズルから放出されるインクシェツ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。トラム１４はそのシャフトかモータ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、　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ｌＯ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、各検素子（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、ジェットのランディング点の位置をＸ方向とＹ方向の両方向て慎重に制御しなければならないことを前に述べた。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である。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＠１３ｓａと３Ｓｂ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、環状の制御電極が、ジェット６を包囲している。

樋状部材３８のようなシェツト阻止手段か、シェツ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か出来る位ｔて、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て知られている。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、超音波トランスデユーサ４０によってシェツ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方向に同量たけ偏向される。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ｒ：！４値以下の電荷を有する小滴は、プリントモートあるいはオンモート時、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てきる。また、オフ動作モートにおいては、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図のプロッタは木質的に同し態様て印刷を行う。制御ユニット２８からの０′Ｔｒｉ、圧とてカットオフ電圧Ｖ、どの間て変化するパルス状制御信号か、遅延回路４２と増幅器４４を通して制御ユニット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Ｉ２か樋状部材のいずれかに進む。この発明によれば、プリント動作モート中、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木質的に小さく、シかも、小滴が記録媒体に進む途中て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具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一３０Ｖ〜＋３０Ｖである。

シェツト６のランディング点のＹ方向の調整はドラム１４か記録動作中に一定速度て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、シャフト符号化器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１２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方向の位置か変位する。ドラムの表面が一定速度Ｖで回転しているのて、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て電気的に制御できるのて、記録ピクセルのＹ位置は広い範囲内て電気的に調整でき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て、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、各シェツトの実際のランティング位置をそのＸ及びＹ方向について知ることがてきるということ、及び、自動制御を可能とするエラー信号か得られる。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ジエツトドラムプロツ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、同じ原理か４本以上シェツトを用いるインクジェット装置あるいは、複数のインクシェツトノズルを支持し横方向に動くｌ乃至それ以上の記録ヘットを含む記録面が実質的に平坦な平面プロッタにも実施てきる。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木のインクジェット６ａ、６ｂ、６ｃを生成して３つの分解カラー像を整合させる３木のノズル２ａ、　２ｂ、　２ｃを含んている。

各ジェット２８〜２ｃ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　、　４３と、増幅器４４ａ、４４ｂ　、　４４ｃとを通して制御ユニット２８から各制御電極に加えられる個々の制御信号によつて電荷が与えられる。

Ｘ方向に働く偏向電界か、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３４ａ　、　３４ｂと同じ目的を持つ偏向電極３４ａ　、　３４ｂ　、　３４ｃ　、　３４ｄによつ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０図示の例においては、制御電圧はプリント動作モートでは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袋Ｍ（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てなければならない。

あるいは、Ｘ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２５ａ〜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てきる。

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トラム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、像全体の位置をトラム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かてきる。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たけ遅延ユニット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ｌｚ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かてきる。

当業者には明らかであるか、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かてきる。

例えば、可制御遅延回路をシャフト符号化器Ｉ８から制御ユニット２８への信号通路中に挿入することがてきる。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２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儂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かできる。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６８〜６Ｃ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本のジエ・ントの各々に対して個々別々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使な遅延回路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ジエツトプロツタの場合に使用できる。

上述した２つの方法によれば、記録媒体上の各シェツ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。これらの調整は互し１に独立して行うことかできる。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かできる。

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の両方向につし）て測定する必要がる。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てきるか、説明を簡単にするために、以下では１本のシエ・ントについてのみ説明する。

ｒ　ＩＢＭ　Ｊ、　Ｒｅｓ、　ａｎｄ　Ｄｅｖ、Ｊ第２１巻第５３頁（１９７７年）に、カーマイケル（Ｃａｒ＋＊１ｃｈａｅｌ）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しする。また、ジェットそのもの、従って、その方向を１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の方法か提案される。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か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バ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、このバタンは、回転ドラムに近接配鐙された光電手段によって検出され、その位置か検出されて、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か生成され、このエラー信号か第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か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てきる方法である０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てきる。

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、キャリウジは静止状態に保持される。増幅器を介して制御電極３６に加えられる制御信号は０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　、：１４ｂ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て、シェツトの方向も同様な形て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かできる。このような信号のピーク・ピーク振幅の適切な値は約４０〜１００　Ｖ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、トラム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。このワイヤにシェツト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、　＋０００〜ｚｏｏｏｖ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ｌルＡ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によって検出てきる。従って、抵抗６０の両端間に電圧が生成された場合には、ジェットか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、シェツトの方向は前後に掃引する。各掃引期間中、シェツ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か発生する。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。この信号か発生器５０によって検出されると、直ちに１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かサンプル−ホールト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１種々の異なる形をとることができる。従って、−例として、キャリッジ上に設けられ、シェツ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１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に保たれているのて、別に設けた電圧源５８を省略することかでき、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。

この場合ても、調整はキャリッジか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か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、シェツ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、ジェットか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木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かできる。これは、３つのワイヤターゲット５４ａ〜５４ｃをトラム１４に沿いかつトラム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・ント５４ａ〜５４ｃの後には、それぞれ収集電極５６ａ〜５６ｂか配置されている。これらの電極は電圧発生器５８によって約１０００〜２００゜■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５４８〜５４ｃは電流検出抵抗６０ａへ６０ｃ及び増幅器６２ａ〜６２ｃ　ＩＺ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５４ａ〜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〜ＳＯｃが自走している間にシェツト６１ａ〜６１ｃかワイヤターゲット５４ａ〜５４ｃに当ることか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６１ａ〜６１ｃ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［ｉ４ａ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ＳＯａ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て、短い時間の後に、３木のジェット６３−６ｃの全てがそれぞれのワイヤターゲット５４ａ〜５４ｃに当るに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かできる。必要とあれば、このシェツト整合の調整は、各プロッティング動作か終るごとに、キャリッジをワイヤターゲット５４ａ〜５４ｃの前の：Ａ整位置に動かして行うことかてきる。

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、複数のシェツトに対して同しように良好に用いることかて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かできる。この調整を自動的に行うために第６Ｉ２１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酸のかご６６かアース電位にあるドラム１４に取付けられている。装若か適切に機能・するためには、これらのワイヤ間の間隔が高精度て一定になるように、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か設けられており、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か発生する。前述の場合と同様、この信号電圧は増幅器７４て増幅され、シュミットトリガ回路７６でパルス整形された後、出力か遅延回路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、シェツトがかご６６を通して収集電極６８に向けて指向される。ドラムかプロッティング動作中に必要な速度て回転すると、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かワイヤかご６６の水平のワイヤの数と等しくなるように、除算回路８２中で一定数て除算される。信号源８４ては、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かう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て遅延か与えられ、制御増幅器４４を通フた後、制御電極３６に加えられる。このようにして、はとんどの時間、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の水平ワイヤと同し数の制御電極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て、これらの一連の小滴は収集電極６８に達しても、抵抗７２には電流か生じない。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か抵抗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８１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て自走する。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かワイヤかご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と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、一連の小滴かワイヤかご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、信号遅延時間か一定に保たれ。

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１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かできる。

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、これらのシェドのトラム１４上における相互の入射点の整合を確実にすることか可能である。

最後に、手動または自動調整用の同じ方法か、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か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て、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か施される。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てなければならない、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てあっても同様である。

ＦＩＧ、２ＦＩＧ、３ＦＩＧ、４ＦＩＧ、　５ＦＩＧ、　６国際調査報告国際調査報告

Claims

【特許請求の範囲】

１．一連の微小小滴に分離する少なくとも１つのインクジェットを作り、記録モードにおいて、個々の小滴が記録経路に沿って進みインク受容表面上の予め定められた位置に衝突するか、あるいは、上記表面に記録を形成することを阻止されるかを決めるために、小滴を選択的に荷電し、各荷電小滴をその小滴の電荷に応じた量だけ偏向電界によって偏向し、記録形成小滴の経過と記録表面との間に相対的な横方向運動を生じさせる、改良されたインクジェット記録法において、上記予め定められた位置とジェットの実際の衝突位置との間のずれを測定する段階、及び、少なくとも記録モード中に、各小滴に対して、可調整バイアス電荷を与える段階であって、このバイアス電荷が、その小滴によって担持されている上記バイアス電荷に対する上記偏向電界の作用による小滴の偏向が上記ずれを小さくするように選ばれている段階、との組合せからなる改良。
２．上記ずれが上記ジェットと調整の方向に直角に延びる検出素子との間に相対運動を与えることにより検出される請求の範囲１に記載の方法。
３．複数のインクジェットの方向が同数の互いに独立して調整可能なバイアス電圧によって互いに独立して調整される請求の範囲１に記載の方法。
４．上記選択的荷電を制御する制御信号が上記相対運動を示す信号に対して調整可能な時間だけ遅延を与えられる請求の範囲１に記載の方法。
５．制御信号が制御信号源から小滴の荷電を制御する制御電極へ送られる間に遅延される請求の範囲４に記載の方法。
６．信号源からのデジタルデータ信号の読出しが小滴の荷電を制御する制御信号パルスへ変換される前に遅延される請求の範囲４に記載の方法。
７．バイアス電荷が、Ｘ方向におけるジェットの方向を検出するセンサから取出されたエラー信号に応答する直流バイアス電圧によって生成される請求の範囲１に記載の方法。
８．Ｙ方向におけるジェットの方向を検出するセンサから取出されたエラー信号によって遅延が調整される請求の範囲４に記載の方法。
９．センサが記録表面上にジェットによって描かれたトレースの位置を測定する光電検出器である請求の範囲７に記載の方法。
１０．ジェットの方向が、ジェットの経路中でターゲットの後方に配置されている電極に対し高電圧源によってバイアスされている上記ターゲットにジェットが当る時に生成される電流によって検出される請求の範囲７に記載の方法。
１１．ａ）小滴形成点で一連の小滴に分離し、インクジェット経路に沿って伝播する流体のジェット（６）を生成するノズル手段（２）と、ｂ）電気制御信号に応答してジェットの小滴を荷電する制御電極手段（３６）と、ｃ）ジェットの方向に実質的に垂直な偏向電界を発生する手段（３４ａ、３４ｃ）と、ｄ）小滴の電荷に基いて小滴を選択して、ある特定の小滴が記録受容表面上の予め定められた位置まで進みそれに衝突するか、あるいは、途中で阻止されて上記表面まで進むことを阻止されるかを決める手段（３８）と、特徴として、ｅ）偏向電界に平行な面内におけるジェットの方向を調整するために、上記選択を行う制御信号電圧より相当低い可調整直流バイアス電圧をジェット流体と制御電極手段（３６）との間に加える手段（４６）、とを含む、少なくとも１つの電気的に制御可能な連続したインクジェットを用いるインクジェットプリンティング装置におけるインクの方向を調整するための装置。
１２．制御電極に加えられる制御電圧と上記相対運動に応答する信号との間に調整可能な遅延を導入する手段を有することを特徴とする請求の範囲１１に記載の装置。
１３．制御信号路に直列に結合された可調整遅延ユニット（４２）を有することを特徴とする請求の範囲１２に記載の装置。
１４．信号源からのデジタルデータ信号を制御信号に変換する前に上記データ信号の読出しデータを遅延させる手段を有することを特徴とする請求の範囲１２に記載の装置。
１５．２つの互いに交差する方向（Ｘ、Ｙ）の予め定められたものにおけるジェットの位置を検出するセンサ（５４、５６；６６、５８）からエラー信号を取出す手段を有することを特徴とする請求の範囲１１に記載の装置。
１６．上記センサが記録表面上にジェットによって描かれるトレースの位置を検出する光電検出器である請求の範囲１５に記載の装置。
１７．上記センサが、インクジェットの経路の可変偏向を行うためにジェットの小滴に可変バイアス電荷を与える手段（５０）と、所定の偏向時に上記小滴が当るように配置されたターゲット手段と、上記インクジェットの伝播の方向で上記ターゲット手段の後方に配置された電極手段（５６）と、それぞれ上記ターゲットと電極手段とに結合された端子を有し、上記ターゲットに上記インクジェットが当る時上記ターゲットと電極手段との間に電流を生じさせる高電圧源（５８）と、上記電流を検出する手段（６０）とを含むものである請求の範囲１５に記載の装置。