JPH078574B2 - インクジエツトプリンタのステツチング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はインクジェットプリンタのステッチング装置に
関するものであり、特に、液滴発生装置より噴射された
インクドロップを、記録用紙上のステッチ点に到達させ
るのに必要な、インクドロップの帯電電圧、あるいはイ
ンクドロップの飛翔経路の電界を制御する電界制御電圧
を検出するのに好適なインクジェットプリンタのステッ
チング装置に関するものである。

（従来の技術） 第６図は従来の荷電制御型（電荷制御型）インクジェッ
トプリンタの概略平面図である。

図において、液滴発生装置５のノズルより噴出されるイ
ンクドロップは、符号２で示されるように、前記ノズル
の前方に配置された一対の帯電電極４間、および一対の
偏向電極３間を通過して、記録用紙に７に付着する。前
記帯電電極４は、画情報に応じてインクドロップを帯電
させる。そして、インクドロップは前記偏向電極３間を
通過する際に前記帯電量に応じて偏向される。

ところで、このようにノズルを複数備えたインクジェッ
トプリンタにおいては、各ノズルによる印字担当領域を
正しく設定しておかないと、印字のぬけや重複が生じ、
印字品質を著しく悪くすることになる。

そこで、従来から、隣り合うノズル同士の印字担当領域
の境界点（以下、ステッチ点という）をインクドロップ
が通過するときの、該インクドロップの帯電電圧を求
め、これより各ノズルの印字担当領域を良好に設定する
技術が提案されている。その各ノイズの印字担当領域の
設定をステッチングという。

しかし、第６図に示されたように、ステッチ点６は、記
録用紙７上の点であるから、該ステッチ点６にインクド
ロップ検出用のセンサ（以下、ドロップセンサという）
を直接配置することは極めてむずかしい。

そこで、従来のステッチング装置においては、記録用紙
７の一方の端部側に突出するように、記録用紙７上の各
ステッチ点６の間隔と同一の間隔でドロップセンサ１を
配置すると共に、液滴発生装置５、帯電電極４および偏
向電極３より成るキャリッジを実際の印字位置からはず
れるように矢印D1方向に移動（符号3A,4A,5A）させるこ
とにより、ステッチ点を通過するときのインクドロップ
の帯電電圧を求めている。すなわち前記ドロップセンサ
１の取付位置は、記録用紙７上のステッチ点６に対応す
る位置であるから、該ドロップセンサ１の取付位置（1
7）を通過するインクドロップは、キャリッジを実際の
印字位置に戻したときには、記録用紙７上のステッチ点
６を通過することになる。

このようにして、各ノズルから飛翔するインクドロップ
がステッチ点６を通過するときの、該インクドロップへ
の帯電電圧を求め、該帯電電圧の電圧値を当該インクジ
ェットプリンタの制御装置へフィードバックすることに
より、印字のぬけや重複のない良好な印字を行なうこと
ができる。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した従来の技術は、次のような問題点を有してい
た。

前述したように、従来のステッチング装置においては、
実際の印字領域の外側にドロップセンサを配置すると共
に、キャリッジを該ドロップセンサと対応するように移
動させる必要があるために、当該インクジェットプリン
タが、少なくとも記録用紙搬送方向と垂直な方向（主走
査方向）に大型化する。

特に、インク噴出用ノズルが、記録用紙の、主走査方向
の全長に亘って形成されている場合には、当該インクジ
ェットプリンタの幅が印字領域の外側にドロップセンサ
を配置しない場合に比べて、約２倍に大型化する。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
である。

（問題点を解決するための手段および作用） 前記の問題点を解決するために、本発明は、実際の各ス
テッチ点に対して、ノズル側、またはノズル側と反対側
に所定距離だけ離れるようにドロップセンサを複数配置
し、該ドロップセンサをインクドロップが通過するとき
の、該インクドロップの帯電電圧または電界制御電圧を
検出し、該電圧より、実際の各ステッチ点をインクドロ
ップが通過するときの、該インクドロップの帯電電圧ま
たは電界制御電圧を演算により求めるという手段を講じ
た。そして、これにより、ドロップセンサを、記録用紙
の一方端部に突出するように配置することなく、ステッ
チングを行なえるようにできるという作用効果を生じさ
せた点に特徴がある。

（実施例） 以下に図面を参照して、本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の基本的な技術思想を説明するための、
荷電制御型インクジェットプリンタの概略平面図であ
る。第１図においては、図を見易くするために、インク
噴出用のノズルは一つだけ示されている。

第１図において、液的発生装置５のノズル100より噴出
されるインクドロップは、帯電電極４により帯電され、
そして、偏向電極３により偏向されて記録用紙７に付着
する。

本発明は、記録用紙７上のステッチ点６に対して、ノズ
ル100側に所定距離L1だけ離れた位置15、あるいは該ノ
ズル100と反対側に所定距離L2だけ離れた位置16に、ド
ロップセンサを配置し、インクドロップが該ドロップセ
ンサを通過したときの、該インクドロップの帯電電圧よ
り、インクドロップが実際のステッチ点６を通過すると
きの該インクドロップの帯電電圧を推定するものであ
る。

まず、前記ドロップセンサを説明する。第２図はドロッ
プセンサの概略斜視図である。

第２図において、ドロップセンサは、例えば、ａ−Si
（アモルファス−シリコン）薄膜等より成る一対の光検
出素子（フォトディテクタ）11,12、および該光検出素
子11,12を照明するLED等の照明手段８より構成される。

前記光検出素子11,12は、この照射を受けると、この光
量に応じて光電流を出力する。

第２図に示されるように、前記光検出素子11,12の中央
部と前記照明手段８との間、すなわちドロップセンサ１
の中央部にインクドロップ９が飛翔したとすると、前記
光検出素子11,12には該インクドロップ９により、それ
ぞれ等しい大きさの影10が形成され、該光検出素子11,1
2に入射される光の光量差、あるいは該光検出素子11,12
より出力される光電流の差は零となる。

インクドロップ９が第２図に示された位置から各光検出
素子11,12の配列方向（矢印Ｕ方向）にずれたとする
と、前記光検出素子11,12に入射される光の光量差、あ
るいは光電流差は、正または負の値となる。

したがって、当該インクジェットプリンタのノズル配列
方向、あるいはインクドロップの飛翔経路と垂直な方向
に、各光検出素子11,12が配列されるように、ドロップ
センサ１を配置すれば、前記光検出素子11,12の光電流
の差から、インクドロップ９が所定の位置を通過したか
否かを判定することができる。

第３図は、ドロップセンサの一対の光検出素子より出力
される光電流の差と、インクドロップのノズル配列方向
の位置との関係を示すグラフである。この第３図におい
て、特性曲線21が、光電流差零の座標と交差する点22
は、ドロップセンサの中心位置を示す。さてつぎに、第
１図に関して述べたように、ドロップセンサを記録用紙
７上のステッチ点６に対して、ノズル側にL1だけ離して
配置し、あるいはノズル側と反対側にL2だけ離して配置
することにより、インクドロップが実際のステッチ点６
上を通過するのに必要なインクドロップの帯電電圧を求
める手法を説明する。

第４図は、記録用紙７上の一対のステッチ点６に対し
て、ノズル側と反対側にＬだけ離してドロップセンサ１
を配置した当該インクジェットプリンタの概略平面図で
ある。第４図において、第１図と同一の符号は、同一ま
たは同等部分をあらわしている。

第４図において、符号Ｚで示される位置に配置された一
方のドロップセンサ1aを通過するインクドロップの軌跡
（破線18）が記録用紙７と交差する点をＱ、このときイ
ンクドロップの帯電量ｑ′、帯電電圧をV1′とする。

また、インクドロップが他方のドロップセンサ1bを通過
するときの帯電電圧をV2′とする。

また、偏向電極３の長さをＡ、該偏向電極３の端部から
記録用紙７までの距離をＢ、記録用紙７からドロップセ
ンサ1aまでの距離をＬ、さらにインクドロップの質量を
ｍ、該インクドロップの速度（計算を簡略化するために
一定とする）をｖ、偏向電極３に印加される電圧をＥと
すると、インクドロップが偏向電極３間で偏向される変
位G1は、 G1＝（ｑ′E/2m）×（A/v）^２ …（１） また、前記インクドロップが偏向電極３を通過した後、
ドロップセンサ1a又は1bに達するまでの間に偏向される
変位G2は、 G2＝（ｑ′E/mv²）×Ａ×（Ｂ＋Ｌ） …（２） つぎに、一方のステッチ点６（Ｐ）と、前記一方のドロ
ップセンサ1aを通過するインクドロップが記録用紙７と
交差する点Ｑとの距離Ｙ、一対のステッチ点６の間隔、
すなわち、インクドロップの偏向幅をＷとする。また飛
翔経路27で示されるようにインクドロップが一方のステ
ッチ点６（Ｐ）を通過するときの帯電電圧、および他方
のステッチ点６を通過するときの帯電電圧を、それぞれ
V1,V2,また、V1−V2をＶ、V1′−V2′をＶ′とすると、 （Ｖ−Ｖ′）/V＝2Y/W …（３） したがって、 Ｖ＝｛W/（Ｗ−2Y）｝×Ｖ′ …（４） また、インクドロップが偏向電極３を離脱したときにお
ける該インクドロップの飛翔経路（符号18）と、帯電さ
れないインクドロップが飛翔する経路との角度をθとす
ると、 Ｙ＝Ltanθ＝（G2×Ｌ）／（Ｂ＋Ｌ） …（５） さて、前記第1,2式より、 G1/G2＝A/｛２×（Ｂ＋Ｌ）｝ …（６） また、インクドロップの偏向幅はＷだから、 G1＋G2＝W/2 …（７） 第6,7式より、 G1＝AW/｛２×（Ａ＋2B＋2L）｝ …（８） G2＝｛（Ｂ＋Ｌ）×Ｗ｝／（Ａ＋2B＋2L） …（９） 第5,9式より、 Ｙ＝LW/（Ａ＋2B＋2L） …（10） 第10式を第４式に代入して、 Ｖ＝｛（Ａ＋2B＋2L）／（Ａ＋2B）｝×Ｖ′ …（11） ∴Ｖ−V2＝｛（Ａ＋2B＋2L）／（Ａ＋2B）｝ ×（V1′−V2′） …（12） ところで、偏向されないで直進するインクドロップの帯
電電圧は、 （V1＋V2）/2＝（V1′−V2′）/2＝０ …（13） 第12式および第13式をV1およびV2について解くと、 V1＝｛（Ａ＋2B＋Ｌ）／（Ａ＋2B）｝×V1′ −｛L/（Ａ＋2B）｝×V2′ ＝V1′＋｛L/（Ａ＋2B）｝×（V1′−V2′） …（14） V2＝−｛L/（Ａ＋2B）｝×V1′ ＋｛（Ａ＋2B＋Ｌ）／（Ａ＋2B）｝×V2′ ＝V2′−｛L/（Ａ＋2B）｝×（V1′−V2′） …（15） 第14,15式に示されたA,B,Lの値は、第４図からも明らか
なように、当該ステッチング装置の設計値より決定され
る。

このように、一対のステッチ点に対して、ノズルと反対
側にＬだけ離れた場所に配置された一対のドロップセン
サを通過するインクドロップの帯電電圧V1′,V2′を検
出すれば、第14,15式より、一対のステッチ点を通過す
るインクドロップの帯電電圧V1,V2を算出することがで
きる。

また、一対のステッチ点に対して、ノズル側に所定距離
だけ離れてドロップセンサを一対設け、該ドロップセン
サを通過するインクドロップの帯電電圧を求めることに
よっても、ステッチ点を通過するインクドロップの帯電
電圧V1,V2を算出することができる。この手法は、前述
の説明を参照すれば、当業者に容易に実施されることが
できるので、その説明は省略する。

第５図は、本発明の一実施例の該略ブロック図である。
第５図において、第1,2,4図と同一の符号は、同一また
は同等部分をあらわしている。また、図を見易くするた
めに、インク噴出用のノズル、ならびに照明手段８およ
び一対の光検出素子より成るドロップセンサは、それぞ
れ６つずつ示されている。さらに、前記ドロップセンサ
はインクドロップの噴出方向から見た正面図で、また液
滴発生装置５、帯電電力４、および偏向電極３はインク
ドロップ噴出方向と垂直な方向から見た平面図で表わさ
れている。

第５図において、各ノズルのステッチ点に対して、ノズ
ル側、あるいはそれと反対側に所定距離だけ離れるよう
に配置されたLED等の照明手段８は、切換装置102を介し
て電源装置103に接続されている。前記切換装置102は、
制御装置101より供給される制御信号により、前記各照
明手段８を順次点灯させる。

前記各照明手段８と対向するように配置された光検出素
子11,12は、それぞれ出力線111A,112Aに接続されてい
る。前記出力線111A,112Aは、光電流差検出装置105に接
続されている。

前記光電流差検出装置105は、入力される２つの信号、
すなわち、一フォトディテクタを構成する一対の光検出
素子11,12より出力される光電流から、その差を算出
し、その結果を制御装置101へ出力する。

液滴発生装置５に形成されたノズル100より飛翔するイ
ンクドロップを帯電させるための帯電電極４は、それぞ
れ高電圧発生装置107に接続されている。

前記高電圧発生装置107は、制御装置101より供給される
制御信号に応じて所定の電圧を発生し、該電圧を所定の
選択された帯電電極４に供給する。これにより、インク
ドロップの帯電量、すなわち偏向量が変化する。

以上の構成を有するスイッチング装置において、例え
ば、ノズル100Aより噴出し、飛翔するインクドロップ
が、両ステッチ点を通過するときの帯電電圧は、以下に
述べるようにして求められる。

まず、印字開始前であり、かつインクドロップ飛翔経路
に記録用紙７が配置されていない状態において、切換装
置102で照明手段8Aを選択すると共に、該照明手段8Aを
点灯し、照明手段8Aと対向するように、配置された光検
出素子11A,12Aに光を照射する。

つぎに、ノズル100Aより噴出するインクドロップを帯電
させるための帯電電極4Aを選択すると共に、インクドロ
ップが、前記照明手段8Aと対向する光検出素子11Aおよ
び12Aの中間と該照明手段8Aとを結ぶ仮想線上を通過す
るように、すなわちドロップセンサの中央部を通過する
ように、高電圧発生装置107により、前記帯電電極4Aに
印加されるインクドロップの帯電電圧を調整する。そし
て、インクドロップが前記ドロップセンサの中央部を通
過するときの帯電電圧（ドロップセンサが、ステッチ点
よりもノズル側と反対方向に配置されているときはV
1′）を検出する。

つぎに、切換装置102で照明手段8Bを選択すると共に、
該照明手段8Bを点灯し、照明手段8Bと対向するように配
置された光検出素子11B,12Bに光を照射する。そして、
インクドロップがドロップセンサの中央部を通過するよ
うに、光電圧発生装置107により、前記帯電電極4Aに印
加されるインクドロップの帯電電圧を調整する。そし
て、インクドロップが前記ドロップセンサの中央部を通
過するときの帯電電圧（ドロップセンサがステッチ点よ
りもノズル側と反対方向に配置されているときはV2′）
を検出する。

その後、制御装置101において、前記各帯電電圧を用い
て、第14,15式を演算すれば、ノズル100Aから噴出する
インクドロップがステッチ点を通過するときの帯電電圧
V1,V2が求められる。

本発明の一実施例においては、前記帯電電圧V1,V2を各
ノズルごとに算出する。そして、当該インクジェットプ
リンタの制御装置においては、前記各帯電電圧V1,V2を
用いて、画情報に応じて印加される帯電電極４への印加
電圧（インクドロップの帯電電圧）が既知の手法により
調整され、各ノズルの印字担当領域が設定される。

これにより、印字のぬけや重複のない良好な印字が行な
われる。

さて、前述の説明においては、当該ステッチング装置は
荷電制御型のインクジェットプリンタに適用されるもの
としたが、本発明においては特にこれのみに限定される
ことはなく、電界制御型のインクジェットプリンタに適
用されても良いことは当然である。この場合は、インク
ドロップの帯電電圧を求める代わりに、電界を制御する
ための偏向電極に印加される電界制御電圧を求めるよう
にすれば良い。

（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、つぎ
のような効果が達成される。

すなわち、記録用紙上の実際のステッチ点に対して、ノ
ズル側、あるいはノズル側と反対側にドロップセンサを
配置することにより、インクドロップが実際のステッチ
点を通過するときの、該インクドロップの帯電電圧、ま
たは電圧制御電圧を求めることができるので、従来のス
テッチング装置のように、ドロップセンサを記録用紙の
一方の端部から突出するように配置する必要がなくな
る。したがって、当該ステッチング装置、ひいては当該
インクジェットプリンタを、少なくとも記録用紙の幅方
向（主走査方向）に小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的な技術思想を説明するための、
荷電制御型インクジェットプリンタの概略平面図、第２
図はドロップセンサの概略斜視図、第３図はドロップセ
ンサの一対の光検出素子より出力される光電流の差と、
インクドロップのノズル配列方向の位置との関係を示す
グラフ、第４図は記録用紙上の一対のステッチ点に対し
てノズル側と反対側にドロップセンサを配置したインク
ジェットプリンタの概略平面図、第５図は本発明の一実
地例の概略ブロック図、第６図は従来の荷電制御型イン
クジェットプリンタの概略平面図である。 １……ドロップセンサ、３……偏向電極、4,4A……帯電
電極、５……液滴発生装置、６……ステッチ点、７……
記録用紙、8,8A,8B……照明手段、９……インクドロッ
プ、11,11A,11B,12,12A,12B……光検出素子、100,100A
……ノズル、101……制御装置、102……切換装置、103
……電源装置、105……光電流差検出装置、107……光電
圧発生装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ノズルより噴射されるインクドロップが帯
   電電極で帯電され、次いで偏向電極で偏向されて、隣合
   うノズル同士の印字担当領域の境界点（以下、ステッチ
   点と呼ぶ）を通過する時の、該インクドロップの帯電電
   圧もしくは電解制御電圧を算出するインクジェットプリ
   ンタのステッチング装置であって、 実際の各ステッチ点と前記偏向電極との間であって該各
   ステッチ点から所定距離だけ離れて配置された複数のド
   ロップセンサ、または前記実際の各ステッチ点に対し
   て、ノズル側と反対側に所定距離だけ離れて配置された
   複数のドロップセンサと、 任意の一ノズルより噴射されるインクドロップが、その
   一対のステッチ点に対応して設けられた前記ドロップセ
   ンサを通過する時の、該インクドロップの帯電電圧もし
   くは電解制御電圧を検出する手段と、 該電圧より、インクドロップが実際のステッチ点を通過
   する時の、該インクドロップの帯電電圧もしくは電界制
   御電圧を算出する手段とを具備したことを特徴とするイ
   ンクジェットプリンタのステッチング装置。
2. 【請求項２】前記ドロップセンサは、一対の光検出素
   子、および該光検出素子を照明する照明手段よりなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のインクジェ
   ットプリンタのステッチング装置。