JPH07290704A - 連続噴射型インクジェット記録装置 - Google Patents

連続噴射型インクジェット記録装置

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JPH07290704A
JPH07290704A JP11359294A JP11359294A JPH07290704A JP H07290704 A JPH07290704 A JP H07290704A JP 11359294 A JP11359294 A JP 11359294A JP 11359294 A JP11359294 A JP 11359294A JP H07290704 A JPH07290704 A JP H07290704A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ドットサイズに依存する空気抵抗による記録
インク粒子列の遅れを補正し、ドットサイズに関係なく
所定の位置にドットが記録されるようにする。 【構成】 パルス幅変調器PWMはエンコーダクロック
E に同期して画素濃度データDP の値に応じたパルス
幅の帯電制御信号Sc を出力する。データ変換器DCは
エンコーダクロックfE に同期して画素濃度データDP
を変換したデータDA を出力する。D/A変換器(負)
DANはPWM信号Sc がアクティブなときだけデータ
A を変換した帯電補正信号φA を出力する。高圧スイ
ッチHVSはPWM信号Sc を高圧に変換した帯電制御
信号φc に帯電補正信号φA を重畳した帯電制御電圧
(φc +φA )を制御電極4に印加する。この結果、ノ
ズル1から出射された記録インク粒子列は画素濃度デー
タDP に応じて画素単位に偏向電極8側に変位され、空
気抵抗による記録インク粒子列の遅れが補正される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は連続噴射型インクジェッ
ト記録装置に関し、さらに詳しくは1画素に打ち込むイ
ンク粒子数を可変に制御してドットサイズ(記録ドット
径)を変化させることにより濃淡表現を可能にした連続
噴射型インクジェット記録装置においてドットサイズに
関係なく記録ドットの位置を正確に制御して画質を向上
させる技術に関する。
【0002】
【従来の技術】連続噴射型インクジェット技術を用い、
1画素に打ち込むインク粒子数を可変に制御してドット
サイズを変化させることにより濃淡を表現する技術は、
例えば米国特許4,620,196号や特開昭62−2
25363号公報等に開示されている。
【0003】図17は、従来の回転ドラム型の連続噴射
型インクジェット記録装置を示す構成図である。この連
続噴射型インクジェット記録装置は、加圧されたインク
が供給されるノズル1と、ノズル1内のインクの電位を
接地レベルとするインク電極2と、ノズル1に装着され
たピエゾ振動子3と、一定の粒子化周波数fd を有する
粒子化周波数信号fd (以下、信号に周波数と同一の符
号を付して説明する)を発生する発振器OSCと、発振
器OSCからの粒子化周波数信号fd を増幅してピエゾ
振動子3を駆動しそれに同期してインクジェットを粒子
化させる振動子ドライバCDと、ノズル1と同心の円形
開口またはスリット状の開口を有し画素濃度データDP
に対応してインクジェットの帯電を制御する帯電制御信
号φC が印加される制御電極4と、制御電極4の前方に
接地されて配置された接地電極5と、接地電極5に装着
されたナイフエッジ6と、偏向用高圧DC電源(以下、
単に偏向電源という)7と、偏向電源7が接続され接地
電極5との間にジェット飛翔軸と直交する強電場を作り
帯電インク粒子を接地電極5側に偏向する偏向電極8
と、帯電制御信号φC を発生するための回転ドラムDR
の1回転分の画素濃度データDP を記憶するラインバッ
ファLBと、回転ドラムDRの軸に結合されたシャフト
エンコーダSEからのエンコーダクロック(画素記録指
令信号)fE に同期して読み出されたラインバッファL
Bからの画素濃度データDP をエンコーダクロックfE
と発振器OSCからの粒子化周波数信号fd とに同期し
てパルス幅に変換するパルス幅変調器PWMと、パルス
幅変調器PWMの出力SC (以下、PWM信号という)
を帯電制御信号φC に変換する高圧スイッチHVSとか
ら、その主要部が構成されていた。なお、図17中、符
号RMは回転ドラムDRに巻き付けられた記録媒体を示
す。
【0004】パルス幅変調器PWMは、ラインバッファ
LBから読み出された画素濃度データDP をその値に応
じたパルス幅をもつPWM信号SC に変換する。パルス
幅変調器PWMは、例えばプリセットダウンカウンタで
構成される。すなわち、エンコーダクロックfE で画素
濃度データDP をプリセットし、粒子化周波数信号fd
をダウンクロックとして入力してやれば、プリセットし
た時点からプリセットダウンカウンタがエンプティにな
るまでの時間がPWM信号SC のパルス幅になる。
【0005】図18は、図17に示した従来の連続噴射
型インクジェット記録装置で用いられるパルス幅変調に
よってドットサイズを可変に制御する原理を説明する図
である。ここでは、便宜上、9階調を表現する場合につ
いて図示してあり、シャフトエンコーダSEの出力であ
るエンコーダクロックfE は発振器OSCの出力である
粒子化周波数信号fd の1/8の周波数で、しかも粒子
化周波数信号fd に位相がロックされるように設計され
ている。エンコーダクロックfE の1周期内の8個のイ
ンク粒子が1画素を形成する。8個のうちの非帯電イン
ク粒子を何個にするかによってドットサイズが制御され
るが、この非帯電インク粒子数はラインバッファLBに
画素濃度データDP として記憶されている。図18中、
●は帯電されないインク粒子を表し、偏向されずに直進
し記録媒体RM上に記録され、○は帯電されたインク粒
子を表し、偏向されナイフエッジ6でカットされて記録
媒体RM上には到達しない。特に、図18中には、1画
素が1,3および5個のインク粒子で形成される場合が
例示されている。
【0006】このような従来の連続噴射型インクジェッ
ト記録装置では、記録される非帯電インク粒子列は、空
気中を飛翔し空気抵抗によって減速する。図19は、画
素を構成するインク粒子列の空気中を飛翔する挙動を示
す図である。いま、ジェットの流速,粒子化周波数fd
および粒径が等しい5つのジェットを用意し、画素当た
りの非帯電インク粒子数がそれぞれ1,2,3,4およ
び5個なる帯電制御信号φC を同時に制御電極4に印加
したとする(“A”)。インク粒子列が偏向電極8内に
入ると、偏向電場の作用で帯電インク粒子はジェット飛
翔軸の下方に偏向され始める(“B”)。さらに、偏向
電場内を進むと、ジェット飛翔軸上の非帯電インク粒子
列は、各先頭インク粒子の受ける空気抵抗が最も大きい
ために後続インク粒子が先頭インク粒子に次第に合体し
てゆく(“C”)。合体したインク粒子は、空気抵抗
(粒径の2乗に比例)の増加分より慣性力(粒径の3乗
に比例)の増加分の比率が大きくなり、空気抵抗による
減速度合が減少する。その結果、合体が開始されると、
画素当たりのインク粒子数の少ない非帯電インク粒子列
ほど遅れが大きくなり、ナイフエッジ6を通過して回転
ドラムDR上の記録媒体RMに到達するときには、図1
9に示すような遅れが発生する(“D”)。この遅れに
より小さいドット(画素濃度の低いドット)ほど回転ド
ラムDRの回転方向(主走査方向)とは反対方向に遅れ
て記録されることになり、ドットサイズに応じた記録ド
ットの位置ずれとなる。
【0007】この問題を解決するために、本願発明者
は、ドットサイズに応じて帯電制御信号φC の印加タイ
ミングを遅延させて(大きいドットほど遅延時間を大き
くさせて)、記録ドットの位置ずれを補正する連続噴射
型インクジェット記録装置をすでに提案した(特開平5
−246034号公報参照)。これによって、この問題
は解決されたが、記録時間が長大化するという新たな問
題が発生した。すなわち、この連続噴射型インクジェッ
ト記録装置では、ドットサイズが大きい(非帯電インク
粒子数が多い)ほど遅延時間を大きくしなければならな
いため、この遅延時間内に含まれる(無駄になる)イン
ク粒子も画素当たりのインク粒子数に含めてやらなけれ
ばならない。この結果、1画素当たりのインク粒子数が
増加し、無駄なインクによるランニングコストの増大と
記録時間の長大化とが生じることとなった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の連続噴
射型インクジェット記録装置では、ドットサイズに応じ
て非帯電インク粒子列の遅れが異なるために記録ドット
の位置ずれを生じることになるので、記録された画像は
濃度が急激に変化する場所で位置ずれが著しく目立つと
いう問題点があった。特に、カラー画像においてC(シ
アン),M(マゼンタ),Y(イエロー)量の比率が大
きく異なる色を表現する場合には著しい色ずれが生じる
ことになるという問題点があった。
【0009】また、これを解決するために、ドットサイ
ズに応じて帯電制御信号φC の印加タイミングを遅延さ
せる連続噴射型インクジェット記録装置では、無駄なイ
ンクによるランニングコストの増大と記録時間の長大化
とが生じるという問題点があった。
【0010】本発明の目的は、上述の点に鑑み、ドット
サイズに依存する非帯電インク粒子列の遅れを補正し、
ドットサイズに関係なく所定のドット位置に記録ドット
が記録されるようにした連続噴射型インクジェット記録
装置を提供することにある。具体的には、記録されるイ
ンク粒子(以下、記録インク粒子という)にドットサイ
ズに応じた補正電荷を与え、そのジェット飛翔軸を偏向
電極側に画素単位で変位させることにより、ドットサイ
ズに関係せずに正確に記録ドットの位置決めがなされる
ようにした連続噴射型インクジェット記録装置を提供す
ることにある。
【0011】また、本発明の他の目的は、記録インク粒
子のジェット飛翔軸のみを変化させ、記録されないイン
ク粒子(以下、非記録インク粒子という)のジェット飛
翔軸を不変に保つことによって、分離手段による記録イ
ンク粒子と非記録インク粒子との分離安定性の高い連続
噴射型インクジェット記録装置を提供することにある。
【0012】さらに、本発明の別の目的は、ドットサイ
ズに関係なく所定のドット位置に記録ドットを記録可能
であり、かつ従来の記録速度が維持できる連続噴射型イ
ンクジェット記録装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の連続噴射型イン
クジェット記録装置は、加圧インクが導かれてノズルか
らジェットを噴射しそのジェットをノズルに装着された
振動子の励振周波数に同期して均一な大きさを有するイ
ンク粒子に分裂させるジェット形成手段と、前記ノズル
の前方に配置されノズル内インクと電位差を有する電位
が付与されてジェットを帯電させる制御電極と、この制
御電極の前方に配置されジェット飛翔軸と直交する一定
電場を形成して帯電インク粒子をその電場の方向に偏向
させる偏向電極および接地電極からなる偏向手段と、直
進するまたは前記偏向電極側に偏向されたインク粒子を
通過させ前記接地電極側に偏向されたインク粒子を遮断
する分離手段と、前記制御電極に接続されインク粒子を
前記接地電極側に偏向させる極性の電位を印加してイン
ク粒子を選択的に帯電させる第1制御電圧発生手段と、
この第1制御電圧発生手段にその出力電圧が重畳される
ように接続され画素濃度データの値が小さいほどインク
粒子を前記偏向電極側に偏向させる極性の電位を印加し
てインク粒子を選択的に帯電させる第2制御電圧発生手
段とを含むことを特徴とする。
【0014】また、本発明の連続噴射型インクジェット
記録装置は、加圧インクが導かれてノズルからジェット
を噴射しそのジェットをノズルに装着された振動子の励
振周波数に同期して均一な大きさを有するインク粒子に
分裂させるジェット形成手段と、前記ノズルの前方に配
置されノズル内インクと電位差を有する電位が付与され
てジェットを帯電させる制御電極と、この制御電極の前
方に配置されジェット飛翔軸と直交する一定電場を形成
して帯電インク粒子をその電場の方向に偏向させる偏向
電極および接地電極からなる偏向手段と、直進するまた
は前記偏向電極側に偏向されたインク粒子を通過させ接
地電極側に偏向されたインク粒子を遮断する分離手段
と、前記制御電極に接続されインク粒子を前記接地電極
側に偏向させる極性の電位を印加してインク粒子を選択
的に帯電させる第1制御電圧発生手段と、前記ジェット
形成手段内のインク電極に接続され画素濃度データの値
が小さいほどインク粒子を前記偏向電極側に偏向させる
極性の電位を印加してインク粒子を選択的に帯電させる
第2制御電圧発生手段とを含むことを特徴とする。
【0015】
【作用】本発明の連続噴射型インクジェット記録装置で
は、ジェット形成手段がノズルからジェットを噴射しそ
のジェットをノズルに装着された振動子の励振周波数に
同期して均一な大きさを有するインク粒子に分裂させ、
制御電極がノズル内インクと電位差を有する電位を付与
されてジェットを帯電させ、偏向電極および接地電極か
らなる偏向手段がジェット飛翔軸と直交する一定電場を
形成して帯電インク粒子をその電場の方向に偏向させ、
分離手段が直進するまたは偏向電極側に偏向されたイン
ク粒子を通過させ接地電極側に偏向されたインク粒子を
遮断する。第1制御電圧発生手段は制御電極に接続され
インク粒子を接地電極側に偏向させる極性の電位を印加
してインク粒子を選択的に帯電させ、第2制御電圧発生
手段は第1制御電圧発生手段にその出力電圧が重畳され
るように接続され画素濃度データの値が小さいほどイン
ク粒子を偏向電極側に偏向させる極性の電位を印加して
インク粒子を選択的に帯電させる。
【0016】また、本発明の連続噴射型インクジェット
記録装置では、ジェット形成手段がノズルからジェット
を噴射しそのジェットをノズルに装着された振動子の励
振周波数に同期して均一な大きさを有するインク粒子に
分裂させ、制御電極がノズル内インクと電位差を有する
電位を付与されてジェットを帯電させ、偏向電極および
接地電極からなる偏向手段がジェット飛翔軸と直交する
一定電場を形成して帯電インク粒子をその電場の方向に
偏向させ、分離手段が直進するまたは偏向電極側に偏向
されたインク粒子を通過させ接地電極側に偏向されたイ
ンク粒子を遮断する。第1制御電圧発生手段は制御電極
に接続されインク粒子を接地電極側に偏向させる極性の
電位を印加してインク粒子を選択的に帯電させ、第2制
御電圧発生手段はジェット形成手段内のインクに接続さ
れ画素濃度データの値が小さいほどインク粒子を偏向電
極側に偏向させる極性の電位を印加してインク粒子を選
択的に帯電させる。
【0017】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して詳細に
説明する。
【0018】図1は、本発明の第1実施例に係る連続噴
射型インクジェット記録装置を示す構成図である。第1
実施例の連続噴射型インクジェット記録装置は、図17
に示した従来の連続噴射型インクジェット記録装置に対
して、データ変換器DCおよびD/A変換器(負)DA
Nが付加されて構成されている。したがって、それら以
外の部分は、図17に示した従来の連続噴射型インクジ
ェット記録装置における対応する部分と同様に構成され
ているので、対応する部分には同一符号を付して詳しい
説明を省略する(以下の各実施例においても同様)。
【0019】データ変換器DCは、ラインバッファLB
から出力される画素濃度データDPをエンコーダクロッ
クfE に同期して入力し、図2に示すような変換特性の
データDA を出力する。データ変換器DCは、例えば図
5に示すように、画素濃度データDP をアドレス入力と
してデータDA を出力するルックアップテーブルLUT
で構成されている。
【0020】D/A変換器(負)DANは、データ変換
器DCから出力されるデータDA を入力し、図3に示す
ような負特性をもつ帯電補正信号φA を出力する。ただ
し、D/A変換器(負)DANは、パルス幅変調器PW
Mから出力されるPWM信号SC がアクティブ(LOW
レベル)のときにだけデータDA を変換した帯電補正信
号φA を出力し、アクティブでないとき(HIGHレベ
ル)には0Vを出力する(図4参照)。
【0021】次に、このように構成された第1実施例の
連続噴射型インクジェット記録装置の動作について説明
する。
【0022】発振器OSCは、一定の粒子化周波数fd
で発振し、粒子化周波数信号fd を出力する。
【0023】振動子ドライバCDは、発振器OSCから
の粒子化周波数信号fd を増幅してピエゾ振動子3を駆
動し、ノズル1から出射されるインクジェットを粒子化
周波数fd に同期して一連のインク粒子列に分裂させ
る。
【0024】一方、パルス幅変調器PWMは、ラインバ
ッファLBの出力である画素濃度データDP と、発振器
OSCの出力である粒子化周波数信号fd と、シャフト
エンコーダSEの出力であるエンコーダクロックfE
を入力し、エンコーダクロックfE に同期して立ち上が
り画素濃度データDP の値に応じた粒子化周波数信号f
d の周期1/fd の整数倍のパルス幅のPWM信号SC
を出力する。
【0025】また、データ変換器DCは、画素濃度デー
タDP とエンコーダクロックfE とを入力し、エンコー
ダクロックfE に同期して画素濃度データDP を変換し
たデータDA を出力する。
【0026】次に、D/A変換器(負)DANは、デー
タDA とPWM信号SC とを入力し、PWM信号SC
アクティブなときにだけデータDA を変換した帯電補正
信号φA を出力する。
【0027】高圧スイッチHVSは、PWM信号SC
帯電補正信号φA とを入力し、PWM信号SC を高圧に
変換した帯電制御信号φC に帯電補正信号φA を重畳し
た帯電制御電圧(φC +φA )を制御電極4に印加す
る。これにより、ノズル1から出射されたインク粒子列
は、制御電極4によって帯電制御される。
【0028】帯電補正信号φA は、図4に示すように、
PWM信号SC のパルス幅(画素濃度)に応じて帯電制
御信号φC のアクティブレベル(0V)に負方向の補正
をかける。図4からわかるように、帯電補正信号φA
画素濃度データDP の値が小さいほどその絶対値が大き
く、インク粒子はより正に帯電されてナイフエッジ6の
上方(偏向電極8側)に変位することになる。この結
果、空気抵抗によるインク粒子の減速に起因するドット
位置ずれが、画素濃度データDP の値に応じた帯電補正
信号φA により記録インク粒子に与えられる補正電荷に
よって補正され(図1中の回転ドラムDRの回転方向を
参照)、記録インク粒子列がドットサイズに関係なく記
録媒体RM上の所定のドット位置に記録されることにな
る。
【0029】図2のデータ変換器DCの特性曲線および
図3のD/A変換器(負)DANの特性曲線は、ドット
サイズの違いによって記録ドット位置がずれないように
実験的に決定される。
【0030】なお、第1実施例の連続噴射型インクジェ
ット記録装置によれば、図4からわかるように、帯電電
位VC は常に一定に保たれるので、帯電補正信号φA
制御電極4に印加されても、ナイフエッジ6による記録
インク粒子列と非記録インク粒子列との分離は安定的に
維持される。
【0031】ところで、画素を形成する記録インク粒子
列が空気抵抗によって受ける遅れは、自画素の記録イン
ク粒子列の構成だけでなく先行する画素の記録インク粒
子列の影響を受ける場合がある。特に、1画素を構成す
る最大インク粒子数が小さい場合、すなわち階調の少な
い画像記録の場合に、特にこの影響を考慮しなければな
らない。図6(a),(b)および(c)は、この前歴
(先行画素濃度データ)を考慮に入れてルックアップテ
ーブルLUTを構成したデータ変換器DCの一例をそれ
ぞれ示す回路図である。
【0032】図6(a)は、1画素分の先行画素濃度デ
ータDP-1 を考慮に入れて作成されたルックアップテー
ブルLUTを使用するデータ変換器DCの一例を示す回
路図である。このデータ変換器DCは、1画素遅延回路
PDCと、ルックアップテーブルLUTとから構成され
ている。このデータ変換器DCでは、記録する画素濃度
データDP と、1画素遅延回路PDCにより1画素遅れ
た画素濃度データDP- 1 とがルックアップテーブルLU
Tに入力され、記録する画素濃度データDP および1画
素先行する画素濃度データDP-1 を考慮に入れたデータ
A がルックアップテーブルLUTから出力される。ル
ックアップテーブルLUTのテーブルデータは、前記し
たように実験によって決定される。
【0033】図6(b)は、2画素分の先行画素濃度デ
ータDP-1 およびDP-2 を考慮に入れて作成されたルッ
クアップテーブルLUTを使用するデータ変換器DCの
一例を示す回路図である。このデータ変換器DCは、2
段の1画素遅延回路PDCと、ルックアップテーブルL
UTとから構成されている。このデータ変換器DCで
は、記録する画素濃度データDP と、1画素遅延回路P
DCにより1画素遅れた画素濃度データDP-1 と、2段
の1画素遅延回路PDCにより2画素遅れた画素濃度デ
ータDP-2 とがルックアップテーブルLUTに入力さ
れ、記録する画素濃度データDP ,1画素先行する画素
濃度データDP-1 および2画素先行する画素濃度データ
P-2 を考慮に入れたデータDA がルックアップテーブ
ルLUTから出力される。ルックアップテーブルLUT
のテーブルデータは、前記したように実験によって決定
される。
【0034】図6(c)は、n(nは3以上の整数)画
素分の先行画素濃度データDP-1 〜DP-n を考慮に入れ
て作成されたルックアップテーブルLUTを使用するデ
ータ変換器DCの一例を示す回路図である。このデータ
変換器DCは、n段の1画素遅延回路PDCと、ルック
アップテーブルLUTとから構成されている。このデー
タ変換器DCでは、記録する画素濃度データDP と、1
画素遅延回路PDCにより1画素遅れた画素濃度データ
P-1 と、…、n段の1画素遅延回路PDCによりn画
素遅れた画素濃度データDP-n とがルックアップテーブ
ルLUTに入力され、記録する画素濃度データDP ,1
画素先行する画素濃度データDP-1 ,…,n画素先行す
る画素濃度データDP-n を考慮に入れたデータDA がル
ックアップテーブルLUTから出力される。ルックアッ
プテーブルLUTのテーブルデータは、前記したように
実験によって決定される。
【0035】図6(a),(b)および(c)に示した
ようなデータ変換器DCを使用した場合には、前歴(先
行画素濃度データ)を考慮に入れることにより、より記
録ドットの位置ずれがない高品質な画像が得られるよう
になる。
【0036】ところで、本願発明者は、出力電圧が可変
可能なバイアス電圧発生器BSを制御電極4に接続し、
非帯電インク粒子と帯電インク粒子との両者に等量のバ
イアス電荷を付与し、ジェット飛翔軸を制御してジェッ
ト飛翔軸とナイフエッジ6との間の距離を常に最適値に
保ち、ジェットの分離を安定化させるとともに、記録ド
ットの位置決めを正確に制御できるようにしたジェット
噴射軸の自動調整装置をすでに提案した(特開平5−2
46036号公報参照)。
【0037】図7は、本発明の第2実施例に係る連続噴
射型インクジェット記録装置の要部を示す構成図であ
る。本実施例の連続噴射型インクジェット記録装置は、
図1に示した第1実施例の連続噴射型インクジェット記
録装置に上記ジェット噴射軸の自動調整装置を組み込む
ようにしたものである。すなわち、第1実施例の連続噴
射型インクジェット記録装置に、接地電極5および偏向
電極8の前方のホームポジションに配置された導電性粒
子キャッチャ9と、導電性粒子キャッチャ9に接続され
たシールド線10と、シールド線10に接続された電流
検出器CTDと、電流検出器CTDに接続されたA/D
変換器ADCと、連続噴射型インクジェット記録装置の
MPU(MicroProcessor Unit)1
1と、D/A変換器(負)DANを介して高圧スイッチ
HVSにバイアス信号φB (調整的可変電圧VB )を与
えるバイアス電圧発生器BSとを付加するようにしたも
のである。
【0038】このように構成された第2実施例の連続噴
射型インクジェット記録装置では、高圧スイッチHVS
の帯電制御信号φC とD/A変換器(負)DANの帯電
補正信号φA との重畳電圧(φC +φA )にさらにバイ
アス信号φB が重畳された帯電制御電圧(φC +φA
φB )が制御電極4に印加される。すなわち、制御電極
4に印加される帯電制御電圧(φC +φA +φB )は、
図8に示すように、図4に示した第1実施例の連続噴射
型インクジェット記録装置における帯電制御電圧(φC
+φA )が直流バイアス分(φB )だけシフトされた波
形になる。
【0039】このような帯電制御電圧(φC +φA +φ
B )が制御電極4に印加された状態において、ノズル1
のホームポジションでノズル1からインクジェットの噴
射を開始すると、制御電極4で帯電されたインク粒子は
その帯電電荷に応じてナイフエッジ6でカットされた
り、ナイフエッジ6でカットされずに導電性粒子キャッ
チャ9でキャッチされたりする。導電性粒子キャッチャ
9でキャッチされたインク粒子の帯電電荷による微小電
流はシールド線10を通じて電流検出器CTDで検出さ
れ、A/D変換器ADCでデジタルデータに変換されて
MPU11に入力される。MPU11は、このデジタル
データに基づいて高圧スイッチHVSに与えるべきバイ
アス信号φB を決定してバイアス電圧発生器BSにその
出力を指示する。バイアス信号φB をD/A変換器
(負)DANおよび高圧スイッチHVSを介して制御電
極4に印加させると、記録インク粒子および非記録イン
ク粒子に等量のバイアス電荷が付与されて、ジェット飛
翔軸が偏向電極8または接地電極5側に変位する。MP
U11は、微小電流の測定とバイアス信号φB の決定と
を繰り返すことにより、ジェット飛翔軸とナイフエッジ
6との位置(距離)関係を最適位置となるように自動的
に調整する。
【0040】図9は、本発明の第3実施例に係る連続噴
射型インクジェット記録装置を示す構成図である。本実
施例の連続噴射型インクジェット記録装置は、第1実施
例の連続噴射型インクジェット記録装置においてD/A
変換器(負)DANを逆極性の帯電補正信号φA を出力
するD/A変換器(正)DAPと置き換え、D/A変換
器(正)DAPの出力をインク電極2に接続して、帯電
補正信号φA がノズル2内のインクに印加されるように
したものである。
【0041】データ変換器DCは、図10に示すよう
に、図2に示した第1実施例の連続噴射型インクジェッ
ト記録装置におけるデータ変換器DCと同じ変換特性を
有するものである。
【0042】D/A変換器(正)DAPは、図11に示
すように、図3に示した第1実施例の連続噴射型インク
ジェット記録装置におけるD/A変換器(負)DANと
逆極性の特性を有するものである。
【0043】このように構成された第3実施例の連続噴
射型インクジェット記録装置においても、制御電極4と
インク電極2とに印加される電位差(φC −φA )は、
図12に示すようになり、ジェットは第1実施例の連続
噴射型インクジェット記録装置における場合と同一に帯
電される。よって、第3実施例の連続噴射型インクジェ
ット記録装置においても、空気抵抗によるインク粒子の
減速に起因するドット位置ずれが、画素濃度データDP
の値に応じた帯電補正信号φA により記録インク粒子に
与えられる補正電荷によって補正され、記録インク粒子
列がドットサイズに関係なく記録媒体RM上の所定のド
ット位置に記録されることになることはいうまでもな
い。
【0044】図13は、本発明の第4実施例に係る連続
噴射型インクジェット記録装置の要部を示す構成図であ
る。第4実施例の連続噴射型インクジェット記録装置
は、第3実施例の連続噴射型インクジェット記録装置に
前記ジェット噴射軸の自動調整装置(前記特開平5−2
46036号公報参照)を組み込むようにしたものであ
る。すなわち、第3実施例の連続噴射型インクジェット
記録装置における帯電補正信号φA にバイアス信号φB
が重畳されるように、バイアス電圧発生器BS等がD/
A変換器(正)DAPに接続されている。バイアス電圧
発生器BS等は、図7に示した第2実施例の連続噴射型
インクジェット記録装置と同じものが使用されるが、M
PU11からは逆極性のバイアス信号φB を出力するよ
うに指令される。
【0045】このように構成された第4実施例の連続噴
射型インクジェット記録装置では、制御電極4とインク
電極2との間に印加される電位差(φC −(φA
φB ))は図14に示すようになり、バイアス電圧発生
器BSから出力されるバイアス信号φB は、図7に示し
た第2実施例の連続噴射型インクジェット記録装置にお
けるのと同様に、制御電極4とインク電極2との間に印
加される電位差(φC −φA )を直流バイアス分
(φB )だけシフトさせる。
【0046】図15は、本発明の第5実施例に係る連続
噴射型インクジェット記録装置の要部を示す構成図であ
る。第5実施例の連続噴射型インクジェット記録装置
は、図1に示した第1実施例の連続噴射型インクジェッ
ト記録装置に前記ジェット噴射軸の自動調整装置(前記
特開平5−246036号公報参照)を組み込むように
したものである。すなわち、第1実施例の連続噴射型イ
ンクジェット記録装置に対してバイアス電圧発生器BS
等を付加してバイアス電圧発生器BSの出力をインク電
極2に接続することにより、バイアス信号φB をノズル
2内のインクに印加するようにしたものである。
【0047】このように構成された第5実施例の連続噴
射型インクジェット記録装置においても、図7に示した
第2実施例の連続噴射型インクジェット記録装置におけ
るのと同等の効果が得られることはいうまでもない。
【0048】図16は、本発明の第6実施例に係る連続
噴射型インクジェット記録装置の要部を示す構成図であ
る。第6実施例の連続噴射型インクジェット記録装置
は、図9に示した第3実施例の連続噴射型インクジェッ
ト記録装置に前記ジェット噴射軸の自動調整装置(前記
特開平5−246036号公報参照)を組み込むように
したものである。すなわち、第3実施例の連続噴射型イ
ンクジェット記録装置に対してバイアス電圧発生器BS
を付加してバイアス電圧発生器BSの出力を高圧スイッ
チHVSに接続することにより、バイアス信号φB を帯
電制御信号φC に重畳して制御電極4に印加するように
したものである。
【0049】このように構成された第6実施例の連続噴
射型インクジェット記録装置においても、図13に示し
た第4実施例の連続噴射型インクジェット記録装置にお
けるのと同等の効果が得られることはいうまでもない。
【0050】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、制
御電極に第1制御電圧発生手段からの帯電制御信号と第
2制御電圧発生手段からの帯電補正信号とが重畳された
帯電制御電圧を印加するようにしたことにより、記録イ
ンク粒子にドットサイズに応じた補正電荷を与え、ジェ
ット飛翔軸を偏向電極側に画素単位で変位させることに
よってドットサイズに関係なく記録ドットを正確に位置
決めできるという効果がある。
【0051】また、制御電極に第1制御電圧発生手段か
らの帯電制御信号を印加するとともに第2制御電圧発生
手段からの帯電補正信号をインク電極に印加するように
したことにより、記録インク粒子にドットサイズに応じ
た補正電荷を与え、ジェット飛翔軸を偏向電極側に画素
単位で変位させることによってドットサイズに関係なく
記録ドットを正確に位置決めできるという効果がある。
【0052】さらに、記録インク粒子のジェット飛翔軸
のみを変化させ、非記録インク粒子のジェット飛翔軸を
不変に保つことによって分離手段による記録インク粒子
と非記録インク粒子との分離を安定的に維持することが
できる効果がある。
【0053】さらにまた、記録インク粒子列を偏向電極
側に画素単位で変位させることにより、記録速度を損な
うことなくドットサイズに関係せずに正確なドット位置
決めが可能になるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る連続噴射型インクジ
ェット記録装置を示す構成図である。
【図2】図1中のデータ変換器の特性を示すグラフであ
る。
【図3】図1中のD/A変換器(負)の特性を示すグラ
フである。
【図4】第1実施例の連続噴射型インクジェット記録装
置における帯電制御電圧を作るタイミングを示すタイミ
ングチャートである。
【図5】図1中のデータ変換器の一例を示す図である。
【図6】(a)〜(c)は図1中のデータ変換器の先行
画素濃度データを考慮した一例をそれぞれ示す図であ
る。
【図7】本発明の第2実施例に係る連続噴射型インクジ
ェット記録装置の要部を示す構成図である。
【図8】第2実施例の連続噴射型インクジェット記録装
置における帯電制御電圧を作るタイミングを示すタイミ
ングチャートである。
【図9】本発明の第3実施例に係る連続噴射型インクジ
ェット記録装置を示す構成図である。
【図10】図9中のデータ変換器の特性を示すグラフで
ある。
【図11】図9中のD/A変換器(正)の特性を示すグ
ラフである。
【図12】第3実施例の連続噴射型インクジェット記録
装置における帯電制御電圧を作るタイミングを示すタイ
ミングチャートである。
【図13】本発明の第4実施例に係る連続噴射型インク
ジェット記録装置の要部を示す構成図である。
【図14】第4実施例の連続噴射型インクジェット記録
装置における帯電制御電圧を作るタイミングを示すタイ
ミングチャートである。
【図15】本発明の第5実施例に係る連続噴射型インク
ジェット記録装置の要部を示す構成図である。
【図16】本発明の第6実施例に係る連続噴射型インク
ジェット記録装置の要部を示す構成図である。
【図17】従来の連続噴射型インクジェット記録装置の
一例を示す構成図である。
【図18】従来の連続噴射型インクジェット記録装置で
パルス幅変調によって記録ドット径を可変制御する原理
を説明するタイミングチャートである。
【図19】従来の連続噴射型インクジェット記録装置で
ドットサイズに応じた記録ドットの位置ずれが生じるこ
とを説明する図である。
【符号の説明】
1 ノズル 2 インク電極 3 ピエゾ振動子 4 制御電極 5 接地電極 6 ナイフエッジ 7 偏向電源 8 偏向電極 9 導電性粒子キャッチャ 10 シールド線 11 MPU ADC A/D変換器 CD 振動子ドライバ CTD 電流検出器 DA データ DAN D/A変換器(負) DAP D/A変換器(正) DC データ変換器 DP 画素濃度データ DR 回転ドラム fd 粒子化周波数信号 fE エンコーダクロック HVS 高圧スイッチ LB ラインバッファ OSC 発振器 PWM パルス幅変調器 SC PWM信号 SE シャフトエンコーダ φA 帯電補正信号 φB バイアス信号 φC 帯電制御信号

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 加圧インクが導かれてノズルからジェッ
    トを噴射しそのジェットをノズルに装着された振動子の
    励振周波数に同期して均一な大きさを有するインク粒子
    に分裂させるジェット形成手段と、 前記ノズルの前方に配置されノズル内インクと電位差を
    有する電位が付与されてジェットを帯電させる制御電極
    と、 この制御電極の前方に配置されジェット飛翔軸と直交す
    る一定電場を形成して帯電インク粒子をその電場の方向
    に偏向させる偏向電極および接地電極からなる偏向手段
    と、 直進するまたは前記偏向電極側に偏向されたインク粒子
    を通過させ前記接地電極側に偏向されたインク粒子を遮
    断する分離手段と、 前記制御電極に接続されインク粒子を前記接地電極側に
    偏向させる極性の電位を印加してインク粒子を選択的に
    帯電させる第1制御電圧発生手段と、 この第1制御電圧発生手段にその出力電圧が重畳される
    ように接続され画素濃度データの値が小さいほどインク
    粒子を前記偏向電極側に偏向させる極性の電位を印加し
    てインク粒子を選択的に帯電させる第2制御電圧発生手
    段とを含むことを特徴とする連続噴射型インクジェット
    記録装置。
  2. 【請求項2】 前記第1制御電圧発生手段の出力電圧と
    前記第2制御電圧発生手段の出力電圧との重畳電圧にさ
    らにその出力電圧が重畳されるように接続されジェット
    飛翔軸と前記分離手段との間隙を一定に保つ調整的可変
    電圧を発生する第3制御電圧発生手段を含む請求項1記
    載の連続噴射型インクジェット記録装置。
  3. 【請求項3】 前記ジェット形成手段内のインク電極に
    接続されジェット飛翔軸と前記分離手段との間隙を一定
    に保つ調整的可変電圧を発生する第3制御電圧発生手段
    を含む請求項1記載の連続噴射型インクジェット記録装
    置。
  4. 【請求項4】 加圧インクが導かれてノズルからジェッ
    トを噴射しそのジェットをノズルに装着された振動子の
    励振周波数に同期して均一な大きさを有するインク粒子
    に分裂させるジェット形成手段と、 前記ノズルの前方に配置されノズル内インクと電位差を
    有する電位が付与されてジェットを帯電させる制御電極
    と、 この制御電極の前方に配置されジェット飛翔軸と直交す
    る一定電場を形成して帯電インク粒子をその電場の方向
    に偏向させる偏向電極および接地電極からなる偏向手段
    と、 直進するまたは前記偏向電極側に偏向されたインク粒子
    を通過させ前記接地電極側に偏向されたインク粒子を遮
    断する分離手段と、 前記制御電極に接続されインク粒子を前記接地電極側に
    偏向させる極性の電位を印加してインク粒子を選択的に
    帯電させる第1制御電圧発生手段と、 前記ジェット形成手段内のインク電極に接続され画素濃
    度データの値が小さいほどインク粒子を前記偏向電極側
    に偏向させる極性の電位を印加してインク粒子を選択的
    に帯電させる第2制御電圧発生手段とを含むことを特徴
    とする連続噴射型インクジェット記録装置。
  5. 【請求項5】 前記第2制御電圧発生手段の出力電圧に
    その出力電圧が重畳されるように接続されジェット飛翔
    軸と前記分離手段との間隙を一定に保つ調整的可変電圧
    を発生するた第3制御電圧発生手段を含む請求項4記載
    の連続噴射型インクジェット記録装置。
  6. 【請求項6】 前記第1制御電圧発生手段の出力電圧に
    その出力電圧が重畳されるように接続されジェット飛翔
    軸と前記分離手段との間隙を一定に保つ調整的可変電圧
    を発生するた第3制御電圧発生手段を含む請求項4記載
    の連続噴射型インクジェット記録装置。
  7. 【請求項7】 前記第2制御電圧発生手段の出力電圧が
    自画素濃度データに応じて変化する請求項1ないし6記
    載の連続噴射型インクジェット記録装置。
  8. 【請求項8】 前記第2制御電圧発生手段の出力電圧が
    自画素濃度データと先行画素濃度データとに応じて変化
    する請求項1ないし6記載の連続噴射型インクジェット
    記録装置。
  9. 【請求項9】 前記第1制御電圧発生手段および前記第
    2制御電圧発生手段の出力電圧が画素記録指令信号と粒
    子化周波数信号とに同期して変化する請求項1ないし8
    記載の連続噴射型インクジェット記録装置。
  10. 【請求項10】 前記第2制御電圧発生手段が、画素濃
    度データをアドレス入力とする書き替え可能メモリで構
    成されたルックアップテーブルを含む請求項1ないし9
    記載の連続噴射型インクジェット記録装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0842775A2 (en) * 1996-11-18 1998-05-20 Silver Seiko Ltd. Continuous jet type ink jet recording apparatus
JP2006088130A (ja) * 2004-09-27 2006-04-06 Sharp Corp 静電吸引型流体吐出方法及び静電吸引型流体吐出装置

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