JPH0764075B2 - インクキヤツチヤ−及びドロツプ電荷検出装置 - Google Patents

インクキヤツチヤ−及びドロツプ電荷検出装置

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JPH0764075B2
JPH0764075B2 JP61248524A JP24852486A JPH0764075B2 JP H0764075 B2 JPH0764075 B2 JP H0764075B2 JP 61248524 A JP61248524 A JP 61248524A JP 24852486 A JP24852486 A JP 24852486A JP H0764075 B2 JPH0764075 B2 JP H0764075B2
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばインクジェットプリンターのようなド
ロップマーキング装置に関するものである。かかる装置
は電気的に帯電させたインクドロップ（またはインク
滴）を製造し、これを記録媒体上に直接噴出させること
により、例えば紙、ラベル、多数の他の表面のような記
録媒体上にマーキングすることができる。帯電していな
い、若しくは帯電が不十分なドロップは記録媒体まで届
かないが、代わりにインクキャッチャーに入り、インク
を再利用するため容器に戻される。インクドロップは、
インクを加圧下でノズルオリフィスから押出して流れを
生ぜしめこれを備え付けられた例えばピエゾ電気装置に
より振動させることにより、つくられる。それにより形
成された一連の個々のドロップを次いで充電電極により
帯電させ、その帯電度は、偏向電極により保持される一
定の電場をその後ドロップが通過する際の、偏向度合を
決定する。
ドロップが発生する場合、その電荷は充電電極により与
えられるべきである。ドロップ上に帯電させるべき電荷
は充電電極に印加される信号の大きさにより決定され
る。かかる信号は一般に当業者にとってはビデオ信号と
して示される。ビデオ信号が立上りまたは立下りの過程
にあるか、若しくはドロップが形成される際に存在しな
い場合は、ドロップ上の電荷は意図されるようなビデオ
信号には比例しない。このことは一般的に位相問題とし
て示され、選定されたドロップが確実に帯電して記録媒
体上にドロップが正確に位置するようにするため克服さ
れるべきである。
特定の電荷を、与えられたドロップに帯電させるため、
ドロップセパレーションが生じた時、即ちビデオ信号に
関連するドロップ形成の時間関係を知る必要がある。ビ
デオ信号がドロップセパレーションの際位相中に保持さ
れていない場合は、媒体上の印刷の均一性及び適合度に
悪影響を及ぼす。
正しい位相関係を保持するために、インクジェット装置
に、代表的には通常フィードバック型の位相制御装置が
備わっており、記録媒体に衝突しない低帯電テストドロ
ップが発生すると、キャッチャーに送られ、その電荷を
測定する。かかる情報はビデオ信号の位相を変化するの
に用いられ、これにより新しく形成された各ドロップが
充電電極を通過する際ビデオ信号の正しい大きさと位相
が達成される。位相回路装置それ自体は本発明の一部で
はない。本発明に用いることができる代表的な位相制御
回路は米国特許第3,465,351号に開示されており、ここ
に参照とする。他の位相制御回路網も本発明に適当に用
いることができる。
位相制御装置はテストドロップ上に存在する電荷を検出
するためいくつかの型の検出素子の使用を必要とする。
通常用いられる一つの型の検出素子はインクキャッチャ
ーに受け入れられるテストドロップと接触する検出電極
を有するインクキャッチャーである。テストドロップか
らの電荷の蓄積により電流を生じ、その大きさは、予期
した値と比してビデオ信号とドロップの形成間の位相関
係を維持し正しくするのに用いることができる。
ドロップ上の電荷を正しく決定するために、非常に困難
な環境においても精度が良く正しい検出電極を設けるこ
とが必要となる。特に、整相回路から遠くに位置するイ
ンクジェットプリンティングヘッド中にインクドロップ
を集めて極めて少量の電荷を検出することが必要であ
る。従来ノイズ及びスプリアス信号はシールド及びかな
り大きい集積路（collection passage）の使用が必要で
あり、これにより確実な整相信号が生じることとなる。
かかる従来の装置は大きく、従ってプリントヘッドを可
能な限り小さくするという要望の妨げとなる。本件出願
人が製造した従来の装置の１つに著しい長さの電気的に
シールドされたリターン管が備わっているインクキャッ
チャーがある。
本発明の目的は大きさが小さく確実性の高いドロップ電
荷検出手段付のインクキャッチャーを提供することであ
る。
更に本発明の目的は電気インピーダンスが高く信号ノイ
ズをかなり減少することができるような装置を提供する
ことである。
本発明の他の目的は、従来の装置の設備費用と大きさを
減じるインテグラルドロップ電荷検出手段を有するイン
クキャッチャーを提供することである。
次に本発明を詳細に説明する。
明細書の背景技術で示した如く、各ドロップの形成時、
ドロップ上に所望の電荷が帯電するようにインクドロッ
プの形成時間とビデオ信号間の適切な位相関係を保持す
る必要性がある。正しい位相を保つため、メッセージの
印刷の間のあそび時間内に少量の電荷のみが帯電してい
るテストドロップのバーストが生じる。かかる電荷はイ
ンクキャッチャーを通りこすには不十分で、従って該ド
ロップは記録媒体に衝突しない。他方、電荷は本発明に
おいて取り付けられた測定装置により検出されるに十分
大きいものである。かかる少量のテスト電荷を測定する
こと及びそれを正しい整相および正しくない整相に関す
る値に対し比較することは位相の制御を可能にする。前
述した如く、位相を監視し調整する回路は本発明の一部
ではなく、代表的な回路は上記米国特許第3,465,351号
に開示されている。
第１図には、本発明のインクキャッチャーとドロップ電
荷検出装置が取り付けられている装置が記載されてい
る。インクドロップはインクジェットノズルオリフィス
２から放出され、該ジェットノズルオリフィスは代表的
なノズルハウジング３の一端に設置されている。ノズル
を通過して流れとして噴出したインクはピエゾ電気装置
５により影響されてインクの流れを一連の個々のドロッ
プに分離する。
ドロップが形成されると、充電電極４を通りこれにより
帯電される。次いで、帯電したドロップは偏向電極７及
び８により形成された偏向場を通過する。ドロップが偏
向される量は各ドロップの電荷の関数で、従って記録媒
体12上のドロップの位置の制御を可能にする。記録媒体
12に衝突しないドロップをラビリンスパッセージ（また
はラビリンス通路）14を介して減圧リターンライン６と
連結しているインクキャッチャー13により収集する。
あき時間（idle time）の間、装置は作動しているが媒
体上にメッセージを印刷しない場合、テストドロップが
発生してビデオ信号とドロップ形成の間の正しい位相を
確定する。テストドロップは充電電極４内で比較的小さ
い電荷のみが帯電されるが、該電荷はドロップがインク
キャッチャー13で偏向するには不十分である。従って、
帯電していないドロップのように、かかるテストドロッ
プはキャッチャーにより収集され、ラビリンスパッセー
ジ14内を通過する。かかるテストドロップは、ラビリン
スパッセージの第１部に設置された検出電極10により検
出することができる電荷を有する。検出電極は整相回路
に電気的に連結され、インクドロップがラビリンスパッ
セージに入ると、それと物理的に接触する。該ドロップ
はラビリンスパッセージ内に導電性液体の流れを形成
し、それにより検出電極10と該パッセージの端に設置さ
れた接地電極11間に液路を形成する。一例において、接
地電極11を連結導管素子として形成してラビリンスパッ
セージを減圧ライン６と相互連結する。あるいはまた接
地電極を検出電極と同様の方法で形成し、減圧ラインを
ラビリンスパッセージに直接連結することができる。接
地電極の下流の残りの減圧リターンラインはシールディ
ング又は他の電気絶縁を必要としない。
連結供給インクジェットプリンターに用いられるインク
は電気的に導電性なので、ラビリンスパッセーズ14中の
インクは検出電極10と接地電極11間でレジスターの如く
作用する。かかるレジスタンスは、検出電極10により検
出されるドロップ電荷が短絡することを回避するに十分
高くすべきである（即ち、該路を十分に長くする）。レ
ジスタンス路は、検出電極10によるドロップ電荷の正確
な測定を得るのに必要である。特に、接地電極路は、電
極10により検出されるテスト電流にインクの撹拌により
発生するにせ信号と電気ノイズがほとんどなくなること
を可能にする。
従って、ラビリンスパッセーシ14は電極10と11の間の距
離が所望の質の信号を得るのに十分であるように寸法を
決めなければならない。逆に、該電極間の最長距離は、
インクキャッチャーとパッセージが取り付けられるプリ
ントヘッドの物理的拘束によってのみ限定される。イン
クジェットヘッドは望ましくは可能な限り小さく、そし
て制御電子機器及びインクサプライから遠く離れて設置
することは当業者に理解できることである。従って、小
さい検出素子と検出電極及び接地電極の十分な分離の必
要性は絶縁導管、シールディング及び高価かつ建設困難
な装置の使用を要する。
第１図に示したように、本発明はインテグラル装置で、
正確な検出装置に対する設計基準を満足し、コンパクト
で簡易に製造することができる。２個の不可欠な電気接
続、検出電極及び接地電極を直線距離で比較的近くに設
置するが十分に分離させる。その理由はインクの流れが
流れなければならないラビリンスパッセージの使用由で
ある。このように、検出電極で有効な信号を得ることを
確実にするに十分な回路距離により検出電極から接地電
極を電気的に分離するという要望が達せられる。
好ましくは、ラビリンスパッセージを例えばデルリンプ
ラスチック（Delryn Plastic）又は他の適切な物質のよ
うな絶縁物質のハウジング又はブロックに形成する。パ
ッセージをプラスチックに成形するか、又は他の適当な
方法で形成することができる。シールディングは必要に
応じて施すことができる。
本発明を例示するために、次の大きさと電圧を呈示す
る。かかる値は本発明を限定するものではなく、研究例
を示したものである。プリントヘッドが、媒体12上にマ
ークするためのドロップを生成しないあそび時間中一連
のテストドロップは、比較的低い電圧、通常10〜40ボル
トの範囲の電圧を充電電極に印加することにより、帯電
される（記録媒体上に偏向すべきドロップを帯電させる
のに代表的には90プラスボルトが使用される）。かかる
低電圧ドロップはキャッチャー13により収集され、絶縁
物質９のブロック内に形成されたラビリンスパッセージ
14に入り込む。。ドロップはパッセージ中に流れを形成
するので、その電荷は検出電極10により電流として検出
される。例えばドロップ形成とビデオ信号間の適当な同
期化がある場合、各々40ボルトの電荷を有する160個の
一連のドロップは約10ナノアンプの電流を生じる。かか
る電流は、例えば前記米国特許第3,465,351号に開示さ
れているような任意適当な型の位相制御回路網に印加さ
れる。
正しい電流が検出された場合、位相は変わらないままで
ある。所望の電流より低い電流が検出された場合には、
ドロップ形成とビデオ信号間の整相が正しくないことを
示す。次いで位相制御回路網は、適切な位相が再形成さ
れるまで位相関係を変化させる。
電極10により検出される信号がこのような低い電流値で
も正確であるように電気的ノイズを減少するため、ラビ
リンス路内のインクフローを電極11を介して接地する。
インクは各々有限固有抵抗率、代表的には700オーム−c
mを有するので、電極間の電気的分離が十分である場
合、検出電極は適切な低ノイズ信号を得る。
ドロップマーキング装置で代表的に使用されるインクに
関してラビリンスパッセージの有効最低長は約1 1/2〜
２インチである。代表的には４インチ路を用い、これに
より満足な結果を得る。即ちラビリンスパッセージの長
さはハウジングの長さの少なくとも２倍である。
本発明は、種々の形態を取り得るラビリンスパッセージ
の配置を用いることによって、僅か1 1/2インチの空間
に４インチの有効路長を提供する。第２及び３図は他の
例を各々示したものでラビリンスパッセージを第１図の
例に示したパッセージの平面に垂直な面で提供する。全
ての機能面において本発明の操作は第１図の例と同じで
ある。
第４図の例は、他のラビリンスパッセージの配置を示
す。本例においては、ドロップはキャッチャーから下方
向にパッセージまで進み、次にパッセージを接地電極を
介して減圧ラインと連結する場所まで放射状に進む。当
業者においては、他のラビリンス装置も可能であること
は明白で、本発明に用いることができる。例えば、マル
チ相のラビリンスパッセージを極めて長いパッセージ長
が所望の場所に使用することができる。
従って、本発明は従来の装置と比較してインテグラル且
つコンパクトなインクキャッチャーとドロップ電荷検出
装置が開示されている。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の第１の例のドロップマーキング装置
の断面図、 第２図は、本発明の第２の例の側面図、 第３図は、本発明の第２の例のラビリンスパッセージの
底面図、 第４図は、本発明の第３の例の側面図、 第５図は、本発明の第３の例の底面図を示す。 ２……インクジェットノズルオリフィス ３……ノズルハウジング ４……充電電極、５……ピエゾ電気装置 ６……減圧リターンライン 7,8……偏向電極、９……絶縁材 10……検出電極、11……接地電極 12……記録媒体、13……インクキャッチャー 14……ラビリンスパッセージ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】導電性インクドロップを収集し、該ドロッ
    プ上に帯電している電荷の検出を可能にする装置におい
    て： （ａ）電気的絶縁性物質により形成されたハウジングを
    備え、このハウジングはその内部に、絶縁物質のブロッ
    ク内に形成された、ハウジングの長さの少なくとも２倍
    の長さを有する電気絶縁した曲り部位を有する長いイン
    クリターン通路であるラビリンスパッセージを有し、上
    記パッセージの入口端はそこに向けられたインクドロッ
    プを受け入れてパッセージ内に入ることを可能にするよ
    うに配置され且つ上記パッセージの出口端はパッセージ
    からインクが出ていくことを可能とし、更に （ｂ）上記パッセージの入口端近くに配置され、上記パ
    ッセージに入ったインクドロップと物理的に接触して該
    インクドロップ上に帯電している電荷の検出を可能にす
    る検出電極と、 （ｃ）上記パッセージの出口端近くに配置され、上記パ
    ッセージで収集されたドロップにより形成されるインク
    の流れと物理的に接触し、該検出電極と接地電極間に導
    電性インクを介して回路を形成させ、電気的ノイズを減
    ずる接地電極； とを備え、それにより回路装置を上記検出電極に接続し
    てインクドロップの電荷を検出可能にしたことを特徴と
    するインクキャッチャー。
  2. 【請求項２】更に上記検出電極と接続して、上記検出電
    極に接触するインクドロップの電荷を検出する回路手段
    を備えた特許請求の範囲第１項記載のインクキャッチャ
    ー。
  3. 【請求項３】上記ハウジングは非導電性プラスチック物
    質から形成され、上記ラビリンスパッセージをその内部
    に成形した特許請求の範囲第１項記載のインクキャッチ
    ャー。
  4. 【請求項４】接地電極は該パッセージの上記出口端から
    のインクを流通することができる導電性管部材の形態で
    ある特許請求の範囲第１項記載のインクキャッチャー。
  5. 【請求項５】記録媒体にマークをするため導電性インク
    ドロップを用い、上記媒体上に向けられないドロップを
    収集して再利用するインクリターン装置を有し、上記リ
    ターン装置はインクキャッチャーと該キャッチャーによ
    り受け入れたドロップ上の電荷を検出する手段を含むド
    ロップマーキング装置において： （ａ）上記キャッチャーは電気絶縁性物質により形成さ
    れ、その内部に絶縁物質のブロック内に形成された、ハ
    ウジングの長さの少なくとも２倍の長さを有する電気絶
    縁した曲り部位を有する長いインクリターン通路である
    ラビリンスパッセージを有し、上記パッセージの入口端
    はそこに向けられたインクドロップを受けて上記パッセ
    ージ内に入ることを可能にし、上記パッセージの出口端
    はそこから出ていくことが可能なように設置され、 （ｂ）ドロップ電荷を検出する装置は該パッセージと組
    み合わされた電極を少なくとも１個含む ことを特徴とするドロップマーキング装置。
  6. 【請求項６】上記キャッチャーは非導電性プラスチック
    物質から形成され、上記ラビリンスパッセージをその内
    部に成形する特許請求の範囲第５項記載の装置。
JP61248524A 1985-10-21 1986-10-21 インクキヤツチヤ−及びドロツプ電荷検出装置 Expired - Fee Related JPH0764075B2 (ja)

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US06/789,951 US4636809A (en) 1985-10-21 1985-10-21 Ink catcher and drop charge sensing device

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Publication Number Publication Date
JPS62101456A JPS62101456A (ja) 1987-05-11
JPH0764075B2 true JPH0764075B2 (ja) 1995-07-12

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EP (1) EP0223375B1 (ja)
JP (1) JPH0764075B2 (ja)
CA (1) CA1270146A (ja)
DE (1) DE3684412D1 (ja)

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