JPH044153B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ノズルより振動を加えたインクを噴
射し、噴射インクがインク粒子に分離する位置に
おいて荷電電極により選択的に荷電を行ない、荷
電インク粒子を、偏向電極で偏向させて記録紙の
所定位置に衝突させるインクジエツト記録装置に
関し、特にインク圧の制御に関する。 この種のインクジエツト記録においては、イン
ク噴射ノズルから記録紙までの距離が比範的に長
く、したがつてインク圧は、ノズルより噴射し粒
子化したインク粒子が荷電電界および偏向電界の
作用を受けつつも、記録紙まで安定した飛翔軌道
を描いて到達するように高く設定される。また、
規則的に所定の粒径のインク粒子を生成し、これ
を正確に所定の偏向軌道をとらせるためには、イ
ンク粘性、インク圧、振動圧力、荷電量、偏向電
界等が安定に、かつ正確に制御されなければなら
ない。また、噴射インクがインク粒子に分離する
タイミングに荷電電圧（パルス）の印加を正確に
合わないと、インク粒子は適正に荷電しない。そ
こで従来は、記録荷電制御に先立つて、インク圧
および又はインク粘性を一定に安定化し、荷電電
圧パルスの印加タイミングを定める位相検索を行
なつている。この位相検索においては、非接触タ
イプ又は接触タイプの荷電検出電極に、増幅器、
積分器および比較器を主体とする荷電検出回路を
接続し、短幅の荷電電圧パルスを荷電電極に印加
し、所定時間毎に荷電電圧パルスの、インク粒子
分離に対する位相を順次ずらす。荷電検出回路が
「荷電」を示す信号を発すると、そのときの荷電
電圧パルスの位相を適正荷電位相と定める。 インク粒子の飛翔速度により偏向量が影響を受
けるので、一つの態様では、インク粒子の飛翔速
度を検出して、それが所定速度になるようにイン
ク圧を調整することも行なわれている。たとえ
ば、米国特許第3600955号明細書（1971年８月発
行、Int.Cl.G01d 15／13）および特開昭50−
105733号公報にインク速度を検出してインク圧を
調整する技術が開示されている。 しかしながら、従来においては、遅い速度のイ
ンク粒子の速度検出に限界がある上に、速度検出
回路が、多数個の荷電インク粒子の飛翔時間を積
分して積分値により速度の適否を判断する構成で
あるために、速度検出に時間がかかるという問題
がある。 特開昭50−105733号に開示されているように、
インク飛翔軌道に沿つて２個の静電誘導形電極を
配置して、第１の電極が荷電インク粒子を検出し
てから第２の電極が荷電インク粒子を検出するま
での時間を計数する態様では、静電誘導形電極の
検出精度が低くしかも経時的に精度が劣化するた
め信頼性に問題があり、精度を上げるには、ノズ
ルからガターまでの距離、すなわちインク粒子飛
翔距離を長くしなければならない。また、検出電
極の取付精度も要求され、構成が複雑になる。ホ
ームポジシヨンに設けた検出電極により偏向され
た荷電インク粒子の速度を直接検出するものもあ
るが、当然この偏向量は不確定であるため、正確
に荷電インク粒子を検出電極に衝突させるのは困
難である。 本発明は、荷電インク粒子の飛翔速度を検出し
てそれが所定値になるようにインク圧を調整する
偏向制御インクジエツト記録装置であつて、荷電
インク粒子の速度検出を簡単、正確かつ迅速にし
えて、インク圧を簡単、正確かつ迅速に調整しう
るものを提供することを目的とする。 上記目的を達成するために本発明においては、
非印写インク粒子を捕獲するガターを導電体とし
てそれに、荷電インク粒子の該ガターへの衝突に
対応した電位変動を示す荷電検出信号を生ずる荷
電検出回路を接続し； インク圧検索荷電信号を発生し前記荷電電圧発
生手段に与えるインク圧検索信号発生手段と、 インク圧検索荷電信号を開始点として荷電イン
ク粒子の該ガターへの衝突に対応した電位変動を
示す信号が現われるまでの時間を計数して目標値
に計数値を合致させるインク圧指示信号を、加圧
ポンプを付勢するポンプ付勢回路に与えるインク
圧調整手段と、 を備える。 本発明の好ましい実施例では、導電性ガターの
インク汚れによる荷電検出信号のレベル変動を抑
制するため、シールド線を介して導電性ガターに
荷電検出回路を接続すると共に、シールド線と機
器アースの間を抵抗器で接続して導電性ガターと
機器アースの間の抵抗値を、インク汚れ導電性イ
ンク）による抵抗値より小さくする。また、イン
ク圧の調整を迅速にするため、インク圧調整手段
は、前回のインク圧指示値に、前回のインク圧指
示値で得た計数値と目標値の差に対応する補正を
施こして次のインク圧指示信号を設定するものと
する。これによれば、１サイクルの速度検出毎に
インク粒子の飛翔速度が幾何級数的に目標値に収
束する。第１図に本発明の一実施例の機械系の概
要を示す。インクカートリツジ１４が装着された
インク槽１３のインクは、ポンプ１で吸引されて
アキユムレータ２に圧送される。アキユムレータ
２に送られた加圧インクは、アキユムレータ２お
よびフイルタ３で圧力振動が抑制されてインク噴
射ヘツド４に至る。 インク噴射ヘツド４においては、その電歪振動
子が一定周期、一定振幅で励振付勢されて、ヘツ
ド内のインクに一定周期、一定振幅の圧力振動を
加える。ヘツド４のノズルより、インクが噴射さ
れるが、この圧力振動により、噴射したインクは
ノズルより所定距離進んだ位置で粒子に分離す
る。この粒子化は、ヘツド４において加圧インク
に加えられる圧力振動に対応しており、噴射イン
クは圧力振動の１周期につき１個のインク粒子の
割合で粒子化する。噴射インクが粒子化するタイ
ミングに合せて荷電電極５とヘツド４のインクの
間に荷電電圧を印加することにより、粒子化した
インク粒子は電荷を持つ。インクの粒子化に合せ
て電極５に荷電電圧を印加するか否かで荷電イン
ク粒子と非荷電インク粒子が形成される。 荷電インク粒子は偏向電極６の電界で偏向され
て記録紙７に衝突するが、非荷電インク粒子は直
進してガター８に衝突し、フイルタ１０を通して
ポンプ１１で吸引されて空気抜槽１２に吐出さ
れ、インク槽１３に戻る。 第２図に、第１図に示す各機構要素を付勢し、
しかも荷電記録制御を行なう電気系の構成を示
す。インク噴射ヘツド４の電歪振動子には正弦波
発生・増幅回路１６が励振電圧を印加する。荷電
電極５には荷電信号増幅回路１７がパルス状の荷
電電圧を印加し、偏向電極６には偏向電圧発生回
路１８が一定レベルの高電圧を印加する。 導電性ガターは８にシールド線９の心線の一端
が接続されており、該心線の他端に荷電検出回路
１９が接続されている。 ポンプ１および１１はそれぞれポンプドライバ
１５および２０で電気付勢される。 この実施例では、インク粒子の飛翔速度検出
（インク圧検索）において所定タイミングでイン
クを荷電するため、インク粒子の分離位相に荷電
電圧パルスの中心を合せる位相検索において検索
パルス電圧を電極５に印加するため、ならびに、
印写記録において段階的にレベルが異なる記録荷
電電圧を電極５に印加するために、インク圧検索
用のタイミングパルス発生器２６、検索荷電信号
発生器２５および記録荷電信号発生器２４が備わ
つており、これらの発生器の信号が、ゲート回路
２３で選択的に荷電信号増幅回路１７に印加され
る。電気回路要素各部の動作タイミングは、パル
ス発生器２１が発生する複数種のタイミングパル
スに基づいて定まる。 各部の付勢および制御はマイクロコンピユータ
２２が行なう。 第３図に、パルス発生器２１、ゲート回路２
３、記録荷電信号発生器２４、検索荷電信号発生
器２５およびタンミングパルス発生器２６の構成
と、マイクロコンピユータ２２とそれらの接続を
示す。パルス発生器２１は、水晶発振器と分周カ
ウンタを含むパルス発生器２１１と、分周カウン
タ２１２で構成されており、3.2MHz、800KHz、
400KHz、200KHz、100KHz、100／32＝3.125K
Hz、133KHzおよび390Hzの、８種の、50％デユー
テイのパルスを発生する。 100KHzのパルスは正弦波発生・増幅回路１６
に印加される。回路１６は、入力パルスの基本周
波数成分の正弦波を発生してこれを増幅してヘツ
ドの電歪振動子に印加する。 これにより、ヘツド４のインクには、100KHz
の圧力振動が加わり、100×10³個／secの割合で
インク粒子が形成されガター８あるいは記録紙７
に向けて飛翔する。つまり、100KHzの周波数で
インク粒子が生成される。 記録荷電信号発生器２４は、1/2分周用のカウ
ンタ（Ｔフリツプフロツプ）２４１、シリアルイ
ン−パラレルアウトの８ビツトのシフトレジスタ
２４２、データセレクタ２４３、および、カウン
タとデコーダと出力ゲートでなる荷電コード発生
器２４４で構成されている。 カウンタ２４１には100KHzのパルスが入力さ
れ、カウンタ２４１は50KHzのパルスをシフトレ
ジスタ２４２に入力データとして印加する。シフ
トレジスタ２４２のシフトクロツクは800KHzの
パルスである。第５図に、シフトレジスタ２４２
の８組のパルス出力（CHP）を示す。データセ
レクタ２４３には、これら８組のパルスが印加さ
れる。データセレクタ２４３には更に３ビツトの
出力制御コードが与えられ、このコードが８組の
パルスの一組の出力を指示する。 シフトレジスタ２４２は800KHzのパルスでシ
フト付勢されるので、８組のパルスａ〜ｈは、こ
の順に0.00125ｍsecづつ位相が遅れた同一周期、
同一デユーテイのものであり、データセレクタ２
４３に与えられる３ビツトコードで指定されるも
のがデータセレクタよりゲート回路２３のアンド
ゲート２８０〜２８９に出力される。 検索荷電信号発生器２５はデコーダ２５１およ
びデータセレクタ２５２で構成されており、デコ
ーダ２５１に、100、200および400KHzの３組の
パルスが印加される。これにより、デコーダ２５
１の出力は、第５図にSPとして示す８組ａ〜ｈ
となるが、それらのパルス幅は0.00125ｍsecであ
り、その順にパルス幅分すなわち0.00125ｍsecづ
つ位相がずれている。 記録荷電信号発生器２４のデータセレクタ２４
３に与えられる３ビツト制御コードと同じ制御コ
ードがデータセレクタ２５２にも与えられ、次の
様に検索荷電信号ａ〜ｈを出力する。

【表】 データセレクタ２５２の出力パルスはゲート回
路２３のアンドゲート２３４に印加される。 タイミングパルス発生器２６は、２個のＪ−Ｋ
フリツプフロツプ２６１，２６２、アンドゲート
２６３およびインバータ２６４で構成されてお
り、タンミングパルス発生器２６に100／32KHz
のパルスがクロツクパルスとして与えられ、ま
た、マイクロコンピユータ２２が0.36ｍsec幅
（50KHzの32周期よりやや長い幅）のパルス「Ｈ」
を、１回のインク粒子飛翔速度検出の毎に１パル
ス与える。第６図に、タンミングパルス発生器２
６の入、出力信号を示す。タンミングパルス発生
器２６のアンドゲート２６３の出力（Ｒ２７）は
ゲート回路２３に与えられる。 第４図に、ポンプドライバ１５、荷電検出回路
１９およびインク圧調整回路２７の構成を示す。
ポンプドライバ１５は、マイクロコンピユータ２
２からポンプ駆動指示信号Ｐ１５を受け、しかも
パルス発生器２１から390Hzのパルスを受けるア
ンドゲート１５１、デコーダ、カウンタおよび出
力ゲートで構成され390Hzを基準とし、周波数が
異る256種のパルスを発生し、８ビツトコードで
特定される１つを選択的に出力するパルス周波数
可変回路１５２および増幅器１５３で構成され
る。 ポンプ１が、ソレノイドでプランジヤを往復駆
動するタイプのものであるため、増幅器１５３
は、回路１５２の出力パルスに同期して、24Vパ
ルスをソレノイドに印加する。 インク圧調整回路２７は、アツプカウンタ２７
１、減算回路２７２、インク目標速度設定用の８
個（８ビツト）のスイツチ２７３、減算出力をラ
ツチするラツチ回路２７７、零クロス検出回路２
７４、アンドゲート２７５およびオアゲート１０
１，２７６，２７８で構成されている。 荷電検出回路１９は、シールド線９を機器アー
スする抵抗器１９１、電界効果形トランジスタ
（FET）１９２、逆相増幅器１９３、ハイパスフ
イルタ１９４、半波整流器１９５、積分回路１９
６および比較器１９７で構成されている。 抵抗器１９１の抵抗値は、ガター８とアースフ
イルタ１０の間がインクでつながつているときの
それらの間の抵抗値より小さい値、100KΩ程度
にされている。 シールド線９の心線と機器アースの間にはわず
かな浮遊容量があり、この実施例ではインク粒子
がマイナス荷電されて、荷電インク粒子がガター
８に衝突する毎にシールド線９の心線がマイナス
電位になるが、浮遊容量と抵抗器１９１との自定
数により、荷電したインク粒子が連続してガター
８に衝突するときには、それが連続している間心
線の電位は連続してマイナス電位になつている。
したがつて、連続する複数個を荷電し、次の連続
する複数個は非荷電とする荷電制御をすると、こ
の荷電、非荷電のパターンに対応する電位パター
ンがFET１９２のゲートに現われる。この電位
パターンはFET１９２で電流に変換され、増幅
器１９３で反転増幅され、ハイパスフイルタ１９
４で低周波ノイズを除去されてインク圧調整回路
２７の零検出回路２７４と、半波整流回路１９５
に与えられる。 マイクロコンピユータ２２は、中央処理ユニツ
ト（プロセツサ）、Ｉ／Ｏポート付RAMおよび
ROMならびに入、出インターフエースで構成さ
れる汎用のコンピユータであり、以上に説明した
各要素の制御をおこなう。 第７図に、マイクロコンピユータ（以下におい
ては単にマイコンと称する）がおこなう制御の全
体概要を示し、第８図にインク粒子の飛翔速度を
検出してそれがスイツチ２７３で設定された目標
値になるようにインク圧（ポンプ１の吐出圧）を
設定するインク圧制御の詳細を示す。 まず制御の全体概要を説明する。電源が投入さ
れるとマイコン２２は、入、出力ポートを初期化
し、制御各要素を安全な状態に設定する。これに
おいて、偏向電圧発生回路１８はオフに、ポンプ
ドライバ１５，２０もオフに、またアンドゲート
２３５もオフに設定される。 初期化を終了するとマイコン２２は、まずポン
プドライバ２０に駆動指示信号を出力セツトして
ポンプ１１を駆動状態とし、次に、初期セツト指
示信号SRを一時的に高レベル「Ｈ」として、イ
ンク圧調整回路２７のカウンタ２７１をリセツト
しかつラツチ回路２７７にラツチ（メモリ）を指
示する。なお、カウンタ２７１はSRのＬからＨ
への立上りに応答してリセツト（カウント値クリ
ア）となり、ラツチ回路２７７もSRのＬからＨ
への立上りに応答して入力データをラツチする。
これによりカウンタ２７１の出力は０を示す
00000000となり、減算回路２７２の出力がスイツ
チ２７３で設定された目標値コードとなりラツチ
回路２７７にセツトされる。ラツチ回路２７７は
このコードをそのまま出力する。ラツチ回路２７
７の出力コードは、パルス周波数可変回路１５２
でデコードされ、回路１５２において256種のパ
ルスの一種を出力に設定する。後述するように、
この時に出力されるパルスは、スイツチ２７３の
そのときの設定において出力可能な複数組のパル
スのうち最高の周波数のものである。マイコン２
２は次いで、ポンプ１の駆動をセツト（P15を高
レベルＨにセツト）し、準備タイマ（プログラム
タイマ）をオンにする。これにより、ポンプドラ
イバ１５においてアンドゲート１５１より回路１
５２に390Hzのパルス（P27）が与えられ、パル
ス周波数可変回路１５２が、スイツチ２７３のそ
のときの設定において出力可能な複数組のパルス
のうち最高の周波数のものを増幅器１５３に出力
し、ポンプ１が、スイツチ２７３のそのときの設
定において予定された駆動速度のうち最高の速度
で動作する。 マイコン２２は、そこで準備タイマがタイムオ
ーバするのを待ち、待つ間に各部の状態を読み、
状態に応じて状態データを上位機器又は操作ボー
ドに出力する。各部が印写記録可能状態であつて
準備タイマがタイムオーバすると、インク圧調整
に入り、次いで位相検索を経て記録制御に進む。
記録が終ると、初期化と同様な停止処理に進む。
なお、準備タイマが計時を行なつている間に、ア
キユムレータ２以降のインク圧が、ポンプ１の動
作速度に対応した圧力に上昇し、準備タイマがタ
イムオーバしたときには、ある圧力に安定してい
る。 第８図を参照する。インク圧の調整に進むとマ
イコン２２は、まず信号SRを一時的に高レベル
Ｈにしてインク圧調整回路２７１のカウンタ２７
１をリセツトし、ラツチ回路２７７を付勢してそ
の時の減算回路２７２の出力（スイツチ２７３で
設定された目標値）をセツトする。なお、電源投
入から第１回目のインク圧調整ではすでにラツチ
回路２７７に目標値が設定されているが、一回イ
ンク圧調整をした後（たとえば第７図のフローの
「待期」＝Yesを経てインク圧調整に戻つた時）で
はラツチ２７７に目標値は設定されていないの
で、前述のように、インク圧調整に入るとラツチ
回路２７７に目標値を設定する。そして次にタイ
マ（プログラムタイマ）をオンして所定時間（ポ
ンプ駆動速度が変つてからアキユムレータ以降の
インク圧が安定するまでの時間）の計時を開始
し、タイマがタイムオーバすると、マイコン２２
はタイミングパルス発生回路２６のＪ−Ｋフリツ
プフロツプ２６１とインク圧調整回路２７のアン
ドゲート２７５に、0.36ｍsecの間高レベルＨの
信号Ｐ２６（第６図参照）を出力する。 タンミングパルス発生器２６のフリツプフロツ
プ２６１は、Ｐ２６が高レベルＨになつてから、
クロツクパルス入力端CKに印加される100／32＝
3.125KHzのパルスが低レベルＬにあるときにセ
ツトされる。第６図を参照すれば分かるように、
100／32＝3.125KHzのパルスがＬからＨになつて
またＬになるまでに信号Ｐ２６がＬに戻されてい
るので、3.125KHzのパルスがもう一度Ｌになつ
たときには、フリツプフロツプ２６１はリセツト
され、フリツプフロツプ２６２がセツトされる。
これにより、アンドゲート２６３の出力Ｒ２７が
第６図に示すように、信号Ｐ２６がＨになつてか
ら、3.125KHzのパルスにに同期して、その一周
期の間だけ高レベルＨになる。この高レベルＨの
期間に32個のインク粒子が生成される。 アンドゲート２６３の出力Ｒ２７(H)はゲート回
路２３においてオアゲート２３６を通してオアゲ
ート２９０〜２９３に与えられる。これにより、
丁度32個のインク粒子が生成される間、Ｄ／Ａコ
ンバータ２３２に、所定荷電レベルを指示するコ
ード0010011100が印加されている。したがつて、
32個のインク粒子が生成される間、Ｄ／Ａコンバ
ータ２３２が所定レベルの電圧を連続して荷電信
号増幅回路１７に印加する。これにより連続32個
のインク粒子が荷電する。 このように荷電を行なつているときに、つまり
Ｒ２７＝Ｈの間に、Ｒ２７のＬからＨへの立上り
時点にカウンタ２７１がリセツトされて０からの
カウントアツプを開始し、インク圧調整回路２７
のアンドゲート２７５が開かれている（ゲートオ
ン）。 一方、連続32個の荷電インク粒子が飛翔して連
続して導電性ガター８に衝突し、荷電インク粒子
の第１番目のものが衝突してからシールド線９の
心線の電位が負方向に低下を始め、32個の荷電イ
ンク粒子がすべて衝突した後に上昇し、略パルス
状の変化を示す。この電位変化に対応して、増幅
器１９３の出力が正方向に略パルス状に変化す
る。 増幅器１９３の出力が正方向に立上がつたとき
に、すなわち荷電された連続32個のインク粒子が
導電性ガター８に衝突した直後に、インク圧調整
回路２７の零クロス検出回路２７４の出力がＬか
らＨに立上がり、アンドゲート２７５がＰ２６＝
Ｈで開かれているので、オアゲート２７６の出力
がＨに立上がりラツチ回路２７７にそのときの減
算出力がラツチされる。Ｒ２７がＨに立上がつた
ときにカウンタ２７１がリセツトされてＣ２７す
なわち133KHzのパルスのカウントを開始してい
るので、ラツチデータは、目標値より、インク粒
子の荷電を開始してから荷電インク粒子が導電性
ガター８に衝突するまでの133KHzパルスのカウ
ント数（荷電インク粒子の飛翔時間）を減算した
値（目標値よりのずれ量）を示すものである。 以上に説明した第１回のインク速度検出のとき
のインク圧調整回路２７のカウンタ２７１および
減算回路２７２の出力、ならびに、荷電検出回路
１９のハイパスフイルタ１９４、零クロス検出回
路２７４およびラツチ回路２７７の出力を第６図
に示す。インク粒子の荷電が開始される（Ｒ２７
がＨに転ずる）と同時にカウンタ２７１がクロツ
クパルスＣ２７のカウントアツプを開始しそのカ
ウントデータが示す値（デジタル値）は第６図に
示すように時間経過に比例して増大する。これに
伴つて減算回路２７２の出力データが示す値（デ
ジタル値）は第６図に示すように、２７３で設定
された目標時間値toから時間経過に逆比例して減
少する。荷電されたインク粒子がガター８に衝突
し始めるとハイパスフイルタ１９４の出力が第６
図に示すように上昇し始め、それが零クロス検出
レベルに達したときに零クロス検出回路２７４の
出力が、第６図に示すようにＬからＨ（荷電イン
ク検出）に反転する。インク粒子の荷電を開始し
てから、このように零クロス検出回路２７４の出
力がＬからＨに反転するまでの時間ｔ１が、イン
ク粒子が荷電電極５からガター８まで直進する時
間であり、インク粒子飛翔速度は、この時間ｔ１
に反比例する。零クロス検出回路２７４の出力が
ＬからＨに反転したときのカウンタ２７１のカウ
ントデータが時間ｔ１を示すものであり、このと
き、すなわち飛翔時間ｔ１を計測した時点に、ラ
ツチ回路２７７に減算回路２７２の出力データ
（to−ｔ１を表わす）がラツチされる。 目標値データに対応した速度でポンプ１を駆動
しているときにはインク圧が大きいのでインク粒
子の飛翔速度は高く、したがつてカウント数ｔ１
は小さいので、この第１回のインク速度検出で
は、ラツチ回路２７７にラツチしたデータto−ｔ
１は、比較的に大きい値を示す。そこでオアゲー
ト２７８の出力Ｓ２７は高レベルＨである。 マイコン２２は、上述のようにフリツプフロツ
プ２６１をセツト（Ｐ２６＝Ｈをセツト）して
0.36ｍsecの間インク粒子を荷電しそしてフリツ
プフロツプ２６１をリセツト（Ｐ２６＝Ｌをセツ
ト）してインク粒子の荷電を停止した後、すなわ
ち第１回の0.36ｍsecの間のインク粒子の荷電を
終えると、0.64ｍsecの時間経過を待つて、オア
ゲート２７８の出力Ｓ２７のレベルをチエツクす
る。 マイコン２２は、オアゲートの出力がＨ（イン
ク粒子の飛翔時間ｔ１が目標値toになつていない
＝飛翔速度が目標速度になつていない）であると
第２回目のインク速度検出に進む。すなわち、タ
イマ（プログラムタイマ）をオンして所定時間
（ポンプ駆動速度が変つてからアキユムレータ以
降のインク圧が安定するまでの時間）の計時を開
始し、タイマがタイムオーバすると、マイコン２
２はタイミングパルス発生回路２６のＪ−Ｋフリ
ツプフロツプ２６１とインク圧調整回路２７のア
ンドゲート２７５に、0.36ｍsecの高レベルＨの
信号Ｐ２６を出力する。この状態では、ラツチ回
路２７７の出力が、目標値toからカウンタ１７１
の前回のカウント値ｔ１を減算した値to−ｔ１で
あるので、パルス周波数可変回路１５２は該減算
値to−ｔ１に対応する、前よりも低い周波数のパ
ルスを増幅器１５３に与えるので、ポンプ１は前
よりも低い速度で駆動されており、インク圧は前
よりも低く、インク粒子の飛翔速度は前よりも低
い。Ｐ２６の出力により、前回と同様に、タイミ
ングパルス発生器２６が信号Ｒ２７を発生してゲ
ート回路２３およびインク圧調整回路２７に与え
る。これにより、連続32個のインク粒子の連続荷
電が開始されると共に、カウンタ２７１がリセツ
トされて133KHzのパルスカウントを開始する。
すなわち第２回のインク粒子飛翔時間ｔ２の計測
を開始する。そして荷電インク粒子が導電性ガタ
ー８に衝突した直後に零クロス検出回路２７４が
Ｈを出力し、その立上がり時点にラツチ回路２７
７が、そのときの減算値すなわち、to−ｔ２をラ
ツチする。この第２回のインク速度検出では、イ
ンク圧が第１回のときよりも低いので、ｔ２がｔ
１よりも大きく、ラツチデータto−ｔ２は前回値
to−ｔ１よりも小さい値を示すものであるか、又
は０を示すものである。０を示すものであるとき
には、オアゲート２７８の出力が低レベルＬ（to
＝ｔ２；インク飛翔時間が目標値に等しい）にな
つているので、マイコン２２はインクの飛翔速度
が目標値になつているとして、位相検索に進む。 ０でなかつたときには、第２回のインク速度検
出と同様な第３回のインク速度検出を開始する。
以下同様であり、オアゲート２７８の出力が０に
なるまでインク速度検出を繰返えす。この繰返し
の間に、ラツチ回路２７７のラツチデータto−ｔ
１，to−ｔ２，……が幾何級数的に低減し、イン
ク粒子の飛翔速度が幾何級数的に目標速度に収束
する。 以上に説明したインク圧調整では、非印写イン
ク粒子を捕獲するガターを導電性とし、これに、
荷電インク粒子の衝突に対応した電位変動を示す
信号を生ずる荷電検出回路を接続して荷電インク
粒子の飛翔を検出するので、荷電インク粒子の到
来に対して応答が速く、しかも検出が確実であ
る。したがつて、迅速かつ確実にインク粒子の飛
翔速度を目標値に設定しうる。１個の荷電インク
粒子検出電極および１個の荷電検出回路を備える
のみであるので、機械系および電気系の構成は格
別に複雑にならない。ヘツド４から記録紙７に至
るインク粒子飛翔距離は長くする必要はない。 また、インク粒子の飛翔速度と目標値との偏差
に対応してポンプ圧を変更するので、インク圧す
なわちインク飛翔速度の調整は幾何級数的に行な
われ、目標値に設定するまでの時間が短い。 次に位相検索を説明するとマイコン２２は、イ
ンク圧調整を終了すると、データセレクタ２４３
および２５２に与える３ビツトコードを000とし、
アンドゲート２３５を開（ゲートオン）にして計
時を開始する。これにより、データセレクタ２４
３は第５図に示すCHPのａを、データセレクタ
２５２は第５図に示すSPのｄを出力するが、印
写データがＬ（非記録）であるため荷電コード発
生器２４４の出力ゲートが閉じられており、荷電
コード発生器２４４の出力（荷電レベル指示コー
ド）はすべてＬ（0000000000）であつてアンドゲ
ート２８０〜２８９はすべて閉じられている。し
かしアンドゲート２３４は、それに100／32＝
3.125KHzのパルスが印加されるので、100KHzの
16周期の間（32個のインク粒子の生成の間）開
に、次の16周期の間（32個のインク粒子の生成の
間）は閉になり、以下にこれを繰返えす。これに
より、アンドゲート２３４，２３５およびオアゲ
ート２３６を通して、オアゲート２９０〜２９３
に、第５図に示すSPのパルスｄのうち、連続32
個が与えられ、次に32個分の休止期間をおいてま
た連続32個が与えられるという具合に、SPのｄ
（第５図）が間欠的に印加される。SPのｄが連続
32個与えられている間、Ｄ／Ａコンバータ２３２
には、SPのｄがＨである期間のみ、0010011100
が与えられてＤ／Ａコンバータ２３２が荷電信号
増幅回路１７に0010011100に対応するレベルの荷
電信号を与える。これにより、荷電電極５に、
SPのｄに同期し、しかも連続32個が現われた次
は連続32個分の休止を置いて次に連続32個が現わ
れるというパターンで、荷電電圧パルスが印加さ
れる。 これらの荷電電圧パルスがインクの粒子化にタ
イミングが合つているとインク粒子が荷電する
が、合つていないと荷電しない。荷電した場合に
は、連続32個の荷電インク粒子の次に連続32個の
非荷電インク粒子が続きその次に連続32個の荷電
インク粒子が続くという荷電パターンでインク粒
子が飛翔する。 このときには、荷電検出回路１９のハイパスフ
イルタ１９４の出力端に、連続32個の荷電インク
粒子がガター８に衝突している間は正電位で、連
続32個の非荷電インク粒子がガター８に衝突して
いる間は負電位の、略100／32＝3.125KHz周期の
信号が現われる。この信号は、半波整流器１９５
で整流され、積分回路１９６で積分される。積分
電圧が設定値を越えると、比較器１９７の出力が
ＨからＬに反転する。 マイコン２２は、比較器１９７の出力Ｐ１９が
ＨからＬになるとそのときデータセレクタ２４
３，２５２に出力している３ビツトコードを、適
正荷電を与える適正な荷電タイミングをもたらす
ものと見なしてそのままデータセレクタ２４３，
２５２に出力設定して、アンドゲート２３５をオ
フにし、記録制御に進む。 前述の如くデータセレクタ２４３，２５２に３
ビツトコード000を出力セツトし、アンドゲート
２３５を開（オン）とし、かつタイマをセツトし
てから、該タイマがタイムオーバするまでに、比
較器１９７の出力Ｐ１９がＨからＬに反転しない
と、マイコン２２はデータセレクタ２４３，２５
２に今度は001なる３ビツト制御コードを出力セ
ツトし、また同様にタイマをセツトする。そして
比較器１９７の出力Ｐ１９がＨからＬになるのを
待つ。データセレクタ２４３，２５２に３ビツト
制御コード001をセツトすると、データセレクタ
２４３は今度は第５図に示す信号CHPのｂを出
力し、データセレクタ２５２は、信号SPのｅを
出力する。すなわちデータセレクタ２４３と２５
２はいずれも、前回出力した信号より、1/800ｍ
sec位相が遅れたパルスを出力する。このように
信号の位相が遅れている点を除しては、各部の動
作は前記の、データセレクタ２４３，２５２に
000を出力セツトしているときのものと同じであ
る。 そしてマイコン２２は、比較器１９７の出力Ｐ
１９がＨからＬになると、そのときデータセレク
タ２４３，２５２に出力している３ビツトコード
を、適正荷電を与える適正な荷電タイミングをも
たらすものと見なしてそのままデータセレクタ２
４３，２５２に出力設定して、アンドゲート２３
５をオフにし、記録制御に進む。比較器１９７の
出力Ｐ１９がＨのままでタイマがタイムオーバし
たときには、マイコン２２は、今度はデータセレ
クタ２４３，２５２に010を出力セツトする。 以下同様に、マイコン２２は、比較器１９７の
出力Ｐ１９がＨである限り、タイマがタイムオー
バする毎にデータセレクタ２４３，２５２に与え
る３ビツト制御コードを更新する。第５図に示す
ように、データセレクタ２５２が出力する信号
SPのａ〜ｈは、パルス幅が1/800ｍsecで互にパ
ルス幅分位相がずれているので、３ビツト制御コ
ードを000〜111の範囲で変更している間に、SP
のａ〜ｈのそれぞれが選択的にアンドゲート２３
４に与えられ、３ビツト制御コードのいずれかを
データセレクタ２４３，２５２に出力していると
きにインク粒子が荷電するようになり、比較器１
９７の出力Ｐ１９がＨからＬになる。マイコン２
２はそこで位相検索を終了し、データセレクタ２
４３，２５２に出力している３ビツト制御コード
をそのまま出力設定し、アンドゲート２３５を閉
（オフ）として記録制御に進む。 記録制御においては、マイコン２２は、アンド
ゲート２３５をオフのままとし、タイミングパル
ス発生器２６をリセツト（Ｒ２７＝Ｌ）のままと
する。これにより、ゲート回路２３のオアゲート
２３６の出力は、記録制御の間、低レベルＬに維
持され、Ｄ／Ａコンバータ２３２には、アンドゲ
ート２８０〜２８９の出力のみが印加される。マ
イコン２２は次いで偏向電圧発生回路１８に偏向
電圧の発生を指示する。これにより、偏向電極に
所定の一定高電圧が加わる。 このように記録制御のときに偏向電極に所定の
一定高電圧（偏向電圧）を印加し、インク圧の調
整においては偏向電圧を印加しないのは、インク
圧の調整におけるインク粒子の速度検出におい
て、偏向電圧が印加されていると、インク粒子が
偏向して飛翔行路が長くなつてその分、周囲の影
響を受け易いので、インク粒子を直進として飛翔
行路を最短とするためと、インク粒子の荷電を検
出するガターが非印写インク粒子を捕獲するため
のものであつて、インク粒子の偏向が大きいと、
インク粒子の検出が不可能になるからである。 荷電コード発生器２４４には、１文字の印写デ
ータの送出の直前にリセツト信号が与えられる。
荷電コード発生器２４４は、リセツト信号を受け
ると、カウント値をクリアして零からのカウント
アツプを開始する。カウントパルスは、パルス発
生器２１が出力する100KHzのパルスである。カ
ウントコードは、印写データが高レベルＨ（記録
指示）のときのみアンドゲート２８０〜２８９に
出力され、これが、データセレクタ２４３の出力
CHP（ａ〜ｈのいずれか１つであつて、データセ
レクタ２４３，２５２に与えられている３ビツト
コードで特定されるもの）が高レベルＨである間
にアンドゲート２８０〜２８９を通してＤ／Ａコ
ンバータ２３２に与えられる。 データセレクタ２４３が出力する信号CHPは、
位相検索でインク荷電をするものと確認された信
号SP（ａ〜ｈのうち、現在データセレクタ２４
３，２５２に出力設定されている３ビツトコード
で特定されるもの）のＨパルス区間を略中央とし
た、該Ｈパルス区間の８倍のＨパルス区間を有す
るものであるので、荷電電極５に印加される記録
荷電パルス電圧は、インク粒子に分離する直前か
ら、分離した直後に及ぶ比較的に広いパルス幅で
あり、インク粒子は、確実に、荷電コード発生器
２４４の出力コードに対応するレベルに荷電す
る。荷電インク粒子は、偏向電極間を飛翔してい
る間に、それが有する電荷に対応した量だけ偏向
して記録紙７に衝突する。非荷電インク粒子は直
進してガター８に衝突し、アースフイルタ１０を
通してポンプ１１に吸引される。 この実施例では以上に説明したように、まずイ
ンク圧調整で、インク粒子の飛翔速度が目標値に
なるようにインク圧が設定されてインクの飛翔速
度が所望値に定められ；次に、位相検索で、イン
ク粒子を確実に荷電するタイミングに荷電信号の
位相が定められ；そして記録荷電が行なわれる。
このようにインク粒子の飛翔速度を一定とし荷電
を確実に定めるので、印写記録品質がきわめて高
くなる。 インク圧調整および位相検索においては、偏向
電圧は遮断して荷電インク粒子をも直進させてガ
ターで捕獲ししかもインク粒子の荷電を検出す
る。 このように荷電インク粒子を直進させてインク
圧の調整においてインク速度を検出するので、速
度検出インク粒子の飛翔行路が最短となり、速度
検出が安定かつ正確である。 印写記録においては、偏向電極に偏向電圧を印
加して荷電インク粒子は偏向させて記録紙に向わ
せ、非荷電インク粒子はガターで捕獲する。 このように、１個の導電性ガターを、インク飛
翔速度の検出用、位相検索用、および、記録印写
時の非印写インク粒子の捕獲用の、３用途に共用
するので、以上の説明から分かるように、インク
ジエツト記録装置の機械系および電気系の構成
は、共に簡単となる。にもかかわらず、インク飛
翔速度の検出および位相検索は共に確実かつ安定
したものである。 ガター８は、それに衝突するインクのしぶきで
汚れやすいが、荷電検出回路１９においてシール
ド線９の心線が抵抗器１９１で機器アースされて
いるので、またインク回収路が所定位置（フイル
タ１０）で機器アースされているので、ガターの
インク汚れによる抵抗値変動があつても、荷電検
出が確実である。 なお上記実施例においては、カウンタ２７１を
アツプカウンタとし、減算回路２７２で目標値よ
りカウント値を減算するようにしているが、減算
回路２７２を省略し、カウンタ２７１を、プリセ
ツトダウンカウンタとして、そのプリセツトダウ
ンカウンタのプリセツト入力端にスイツチ２７３
を接続し、カウンタリセツトのかわりに、カウン
タプリセツト（ロード）を行なうようにしてもよ
い。こうすればインク圧調整回路２７の構成が簡
単になる。 本発明のインクジエツト記録装置は、その他各
種の変更を施こしうる。たとえば、荷電コード発
生器２４４、ゲート回路２３、タイミングパルス
発生器２６およびインク圧調整回路２７等ならび
に必要に応じてその他の要素の一つ又は二つ以上
をマイコン２２に、あるいは他のマイクロコンピ
ユータに置き変えてもよい。 以上のように本発明によれば、インク噴射ヘツ
ドから噴射させるべくインク粒子を加圧する加圧
手段１，２，１５と、入力される画像信号に応じ
て該インク粒子を選択的に荷電する荷電手段５
と、 該荷電手段の下流に設けられ該インク粒子に偏
向電界を及ぼす偏向手段６とを有し、前記偏向手
段で偏向されたインク粒子を記録紙に記録する偏
向制御インクジエツト記録装置において、 前記偏向手段６と前記記録紙７との間に配置さ
れ、該偏向手段６で偏向されなかつたインク粒子
を補獲するとともに捕獲したインク粒子の電荷を
検出する捕獲手段８，９，１８と、 インク粒子への加圧制御時には、前記偏向手段
６による偏向電界は遮断した状態で、インク粒子
を前記荷電手段５により荷電したときの立上りか
ら前記捕獲手段８，９，１９により荷電量を検出
したときの立上りまでの時間を計測し、該計測さ
れた時間と予め定められた目標時間との比較結果
に応じて前記加圧手段１，２，１５による加圧を
制御する制御手段２２と、 を備えるもので、正確に荷電インク粒子を検出電
極に衝突させることができるため、荷電インク粒
子の速度検出を簡単、正確かつ迅速にしえて、イ
ンク圧を簡単、正確かつ迅速に調整しうることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のインク処理系の
概要を示す側面図であり、一部は断面を示す。第
２図は、同実施例の電気系の構成を示すブロツク
図である。第３図は、第２図に示す電気系要素の
一部の構成を示す電気回路図である。第４図は、
第２図に示す電気系要素の他の一部の構成を示す
電気回路図である。第５図は、第３図に示す記録
荷電信号発生器２４の入、出力信号を示すタイム
チヤートである。第６図は、第３図に示すタイミ
ングパルス発生器２６の入、出力信号を示すタイ
ムチヤートである。第７図は、第３図に示すマイ
クロコンピユータ２２の制御動作概要を示すフロ
ーチヤートである。第８図は、第３図に示すマイ
クロコンピユータ２２の、インク圧制御動作を示
すフローチヤートである。 ３，１０：フイルタ、４：インク噴射ヘツド、
５：荷電電極、６：偏向電極、７：記録紙、８：
導電性ガター、９：シールド線、１２：空気抜
槽、１３：インク槽、１４：インクカートリツ
ジ、２６：タイミングパルス発生器（インク圧検
索信号発生手段）、２７：インク圧調整回路（イ
ンク圧調整手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インク噴射ヘツドから噴射させるべくインク
   粒子を加圧する加圧手段と、入力される画像信号
   に応じて該インク粒子を選択的に荷電する荷電手
   段と、該荷電手段の下流に設けられ該インク粒子
   に偏向電界を及ぼす偏向手段とを有し、前記偏向
   手段で偏向されたインク粒子を記録紙に記録する
   偏向制御インクジエツト記録装置において、 前記偏向手段と前記記録紙との間に配置され、
   該偏向手段で偏向されなかつたインク粒子を補獲
   するとともに捕獲したインク粒子の荷電を検出す
   る捕獲手段と、 インク粒子への加圧制御時には、前記偏向手段
   による偏向電界は遮断した状態で、インク粒子を
   前記荷電手段により荷電したときの立上りから前
   記捕獲手段により荷電量を検出したときの立上り
   までの時間を計測し、該計測された時間と予め定
   められた目標時間との比較結果に応じて前記加圧
   手段による加圧を制御する制御手段とを備えるこ
   とを特徴とする偏向制御インクジエツト記録装
   置。