JPH0459588B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明はインクジエツト記録装置におけるイン
ク滴の飛翔速度を検知する検知装置に関する。

(b) 技術の背景 現在、インクジエツト記録装置として各種の方
式が提案されており、一部の方式は既に実用化さ
れている。

このようなインクジエツト記録装置は、例えば
オンデマンド型のものでは、上位装置（例えばコ
ンピユータ）からの情報に応じ、一定速度で走行
するインクジエツトヘツドに設けた圧電素子（ピ
エゾ素子）を駆動して、インクジエツトの先端か
らインク滴を噴射させて、記録を行なう装置であ
る。

しかしながら、インクジエツトヘツド自身が一
定速度で走行しており、そのインクジエツトヘツ
ドよりインク滴を噴射させて記録を行なう方式で
あるから、噴射時のインク滴飛翔速度の違いが記
録画像の乱れとなつて表われる。第１図はそれを
を図示したもので、同図ａはインク滴Ｄが均一な
速度で付着した場合の記録図、同図ｂはインク滴
Ｄが異なる速度で付着した場合の記録図で、第１
図ｂの方が記録品質が低いことは明白である。図
中の矢印はヘツドの移動方向を示す。

このような問題は、オンデマンド型のマルチノ
ズルインクジエツト記録装置の場合に特に顕著に
現れ、駆動条件を同一にしても各々のノズルの状
態によつてインク粒子速度を異にし、これが記録
画像の乱れとなつて、記録品位の著しい低下の原
因をなしている。

従つて、高品位な記録画像を得るためには、各
ノズルのインク滴飛翔速度を均一にすることが大
切なことであり、そのためにはインクジエツト記
録装置の開発や試験に使用できて、更にはインク
ジエツト記録装置にも簡単に組み込みが可能なイ
ンク滴飛散速度検知装置が望ましい。

(c) 従来技術と問題点 ところで、従来、インク滴の飛翔速度を検知す
る手段としては、インク滴を一定時間間隔で噴射
させ、且つインク噴射時刻から一定時間遅らせて
ストロボを発光させ、この時のインク滴の状態を
顕微鏡などの光学装置を用いて、静止画像として
捕らえて観測している。この場合、インク滴噴射
時刻からストロボの発光までの遅延時間を変化さ
せることによつて、インク滴の静止画像の位置が
変化する。これにより、インク滴の飛翔速度を次
式で求めることができる。

Ｖ＝Ｌ／Ｔ 但し、 Ｖ：インク滴の飛翔速度 Ｌ：インク滴の位置変化 Ｔ：遅延時間の変化 しかし、この従来方法は、連続滴に噴射する定
常状態での多数のインク滴の平均的な飛翔速度が
得られるのみであり、個々のインク滴の飛翔速度
を直接測定することは不可能である。また、この
方法は遅延回路、ストロボ、顕微鏡等の高価な装
置を必要とし、しかも操作が複雑であり、検知時
間および検知に使用するインクが多く悪るなどの
欠点もある。更に、マルチノズルインクジエツト
ヘツドの場合には、各々のノズルに合わせた位置
合わせ、ピント合わせの操作が必要となつて、極
めて繁雑なものである。

(d) 発明の目的 本発明の目的は、前記のような欠点に鑑み、
個々のインク滴の飛翔速度が検知できるインク滴
飛翔速度検知装置を提供するにある。更に、本発
明の他の目的は単一ノズルあるいはマルチノズル
の何れにも適用でき、簡単な構成で、且つ繁雑な
操作を必要としないインク滴飛翔速度検知装置を
提供するにある。

(e) 発明の構成 その目的は、情報信号に応じて圧電素子を駆動
し、ノズル先端からイク滴を噴射させて記録媒体
上に記録をおこなうインクジエツト記録装置のイ
ンク滴飛翔速度検知装置であつて、前記ノズルに
近接し、且つインク滴の飛翔を妨げない位置に設
けられた帯電電極と、該帯電極を介して噴射イン
ク滴を帯電させるための帯電手段と、同じく該帯
電電極に接続され帯電インク滴の飛翔に伴う帯電
電極の電気的変化を検知する検知手段と、該検知
手段の出力からインク滴が帯電電極の最接近位置
を通過する時刻を計時する計時手段と、該計時手
段にて計時された時刻をインク滴がノズル先端か
ら噴射する時刻とにより、インク滴の飛翔速度を
検知する制御手段とを具備したインク滴飛翔速度
検知装置によつて達成される。

(f) 発明の実施例 以下、図面を参照して実施例によつて詳細に説
明する。

第２図は本発明にかかる一実施例のインク滴飛
翔速度検知装置の概要図で、１はノズル、２はイ
ンク滴、３は帯電電極、４は帯電電源、５は抵抗
である。オンデマンド型のインクジエツトの場合
には、上位装置からの情報によつてパルス電圧が
ピエゾ素子（図示せず）に印加され、圧力パルス
に変換される。この圧力がノズル先端に伝わつて
インク滴２がノズル１より噴射される。この時、
帯電電源４から数10〜数100Vの電圧が帯電電極
３に加えられているから、帯電電極３とノズル１
とが一種のコデンサを形成し、帯電電極３に加え
られた電圧と逆極性の電荷が、ノズルから分離す
る前のインクに誘起される。インクはこの電荷を
持つたまま、ノズルから分離し、帯電したインク
滴２となつて帯電電極３に向かつて飛翔する。

かくして、帯電インク滴２が帯電電極３の最近
接位置に近づくにつれて、帯電電極３にはインク
滴２の持つ電荷と逆極性の電荷が誘起され、誘導
電流がコンデンサ６を通じて流れる。帯電インク
滴２が最近接位置で最も多い誘導電流を示し、そ
れをを過ぎると、逆に減少する。尚、コンデンサ
６は帯電電源４からの帯電電圧が検知回路に入る
ことを防ぐ直流カツトのコンデンサである。

この誘導電流は第２図に示す検知回路によつて
検知され、飛翔時間が認められる。コンデンサ６
を通じて流入する誘導電流はまず反転回路７と抵
抗８とからなる電流電圧変換回路で電圧に変換さ
れ、更に増幅器９で増幅される。増幅した信号波
形を第３図ａに示している。この信号はローパス
フイルタ１０を通つてコンパレータ１１で基準電
圧１２と比較され、信号が標準電圧より大きい場
合には第３図ｃに示す信号になる。第３図ｂはロ
ーパスフイルタ１０を通つた信号を示している。
このローパスフイルタ１０を通つた信号は２つに
分かれ、一つはコンパレータ１３によつて信号の
ゼロレベルと交叉する時刻を検知する。第３図ｄ
がコンパレータ１３から出力する信号波形であ
る。前記コンパレータ１１の出力（第３図ｃに示
す信号出力）をインバータ１４により極性を変換
して、ピエゾドライブ信号（ピエゾ素子に電圧が
印加してインク滴が噴射する信号）Ｐが加えられ
ているフリツプフロツプ１５に入力する。第３図
ｅの信号はフリツプフロツプ１５からの出力信号
である。次いで、これを前記コンパレータ１３か
らの信号（第３図ｄに示す信号）と共にフリツプ
フロツプ１６に入力して第３図ｆに示す信号が得
られる。この第３図ｆの信号が検知すべきインク
滴の飛翔時間信号である。

かくして、この信号印加時間の間、カウンタ１
７がクロツク回路１８からのクロツク数をカウン
トする。このカウンタ１７に得られたカウント値
が制御回路１９に送られ、クロツク周期を掛け合
わせてインク滴の飛翔時間Ｔが得られる。更に、
ノズル１と帯電電極３との距離をＤとすれば、イ
ンク滴の平均飛翔速度ＶはＶ＝Ｄ／Ｔで求められ
る。制御回路１９はマイクロプロセツサやメモリ
などからなり、このように算出された飛翔速度Ｖ
が出力される。

第４図はインクジエツトヘツドをマルチノズル
２１とした場合の飛翔部分の概要図である。帯電
電極２３の大きさをマルチノズル２１を十分カバ
ーするものにして、各ノズルから順次に噴射する
ことにより、上記単一ノズルと変わらない構成で
インク滴の飛翔時間を検知することができる。

第５図は本発明にかかる更に他の実施例を示す
図で、第２図と異なるところは検知回路であり、
コンパレータ１１，１３以降の信号処理回路部分
をADコンバータ２４と制御回路２５で置き換え
たものである。ピエゾ素子に電圧パルスが加わる
と同時に、一定時間周期でADコンバータ２４を
働かせ始め、第３図ｂに示される電圧信号と同様
の入力電圧を時々刻々デジタル変換して、メモリ
に取り込む。取り込んだメモリデータを基にして
制御回路２５で飛翔時間および飛翔速度が算出さ
れる。

このような本発明にかかるインク滴飛翔速度検
知装置はインク滴が飛翔して通過中の時刻を検知
する方式であるから、インクジエツトヘツドと一
体化して、記録装置の動作中でも検知できるメリ
ツトのあるものである。

(g) 発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば個々のインク滴の飛翔時間を自動的に検知して
飛翔速度が算出でき、しかもインクジエツト記録
装置の動作中でも検知が可能である。且つ、単一
ノズル、マルチノズルの何れかにも使用できて、
安価で簡単な構成で、操作も簡単である。従つ
て、記録の高品位化に極めて有効なものと云え
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは記録画像を示す図、第２図は本
発明にかかる一実施例の検知装置の概要図、第３
図は第２図に示す検知回路の各部分の信号波形を
示す図、第４図は他の実施例の飛翔部分の概要
図、第５図は更に他の実施例の検知回路の概要図
である。 図中、１はノズル、２はインク滴、３は帯電電
極、４は帯電電源、５は抵抗、６はコンデンサ、
７は反転回路、８は抵抗、９は増幅器、１０はロ
ーパスフイルタ、１１，１３はコンパレータ、１
２は基準電圧、１４はインバータ、１５，１６は
フリツプフロツプ、１７はカウンタ、１８はクロ
ツク回路、１９は制御回路、２１はマルチノズ
ル、２３は帯電電極、２４はADコンバータ、２
５は制御回路を示している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 情報信号に応じて圧電素子を駆動し、ノズル
   先端からインク滴を噴射させて記録媒体上に記録
   をおこなうインクジエツト記録装置のインク滴飛
   翔速度検知装置であつて、前記ノズル１に近接
   し、且つインク滴の飛翔を妨げない位置に設けら
   れた帯電電極３と、該帯電電極３を介して噴射イ
   ンク滴を帯電させるための帯電手段４と、同じく
   該帯電電極３に接続され帯電インク滴の飛翔に伴
   う帯電電極３の電気的変化を検知する検知手段７
   〜１６と、該検知手段の出力からインク滴が帯電
   電極の最接近位置を通過する時刻を計時する計時
   手段１７，１８と、該計時手段１７，１８にて計
   時された時刻とインク滴がノズル先端から噴射す
   る時刻とにより、インク滴の飛翔速度を検知する
   制御手段１９とを具備したことを特徴とするイン
   ク滴飛翔速度検知装置。