JPH08258271A

JPH08258271A - 連続噴射型インクジェット記録装置およびその最適励振周波数設定方法

Info

Publication number: JPH08258271A
Application number: JP8755195A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Muto; 正行武藤
Original assignee: Silver Seiko Ltd
Current assignee: Silver Seiko Ltd
Priority date: 1995-03-20
Filing date: 1995-03-20
Publication date: 1996-10-08
Anticipated expiration: 2016-02-13
Also published as: JP3133916B2

Abstract

(57)【要約】【目的】励振周波数を変えながらジェット電流波形を
測定し、測定されたジェット電流波形の特徴抽出を行う
ことによって最適励振周波数を決定する。【構成】ＭＰＵ１０は、基準発振器ＣＧに対して励振
信号ＰＣＬＫの励振周波数をＭ段階に切り換えるように
指示し、マルチプレクサ（２）ＭＰ２に位相を順次シフ
トするように指示する。ノズル１から出射されたインク
粒子は、制御電極４でプローブパルス発生器ＰＧからの
プローブパルスにより帯電され、ナイフエッジ６を通過
して、導電性粒子キャッチャ８で捕獲され、帯電電荷が
電流検出器ＣＤで検出されてＡ／Ｄ変換器ＡＤＣを介し
てＭＰＵ１０で蓄積される。ＭＰＵ１０は、蓄積された
Ｍ組のジェット電流波形データに基づいて各ジェット電
流波形の特徴抽出を行うことによって最適励振周波数を
決定し、基準発振器ＣＧに対して最適励振周波数の励振
信号ＰＣＬＫが出力されるように指令する。

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、特にノズルに装着された振動子の励
振周波数（励振信号の周波数）を変化させてインクジェ
ットの帯電周波数特性を測定し、その結果からサテライ
ト粒子（主粒子に比べて微小な粒子）の発生と粒子化位
相の安定性とを最適にする最適励振周波数を自動的に決
定して設定する連続噴射型インクジェット記録装置およ
びその最適励振周波数設定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０は、従来の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。この連続噴射
型インクジェット記録装置は、極細径円径オリフィスを
有するノズル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
ゾ振動子でなる振動子３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像データに対応してイ
ンクジェットの帯電を制御する帯電制御信号が印加され
る制御電極４と、制御電極４の後方（図において右方）
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、偏向電源Ｅ１と、偏向電源
Ｅ１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
向するための偏向電極７と、図示しないマイクロプロセ
ッサユニット（以下、ＭＰＵと略記する）から指令され
た発振周波数の基準クロックＣＬＫを発生する基準発振
器ＣＧと、基準クロックＣＬＫをＮ（正整数）分の１に
分周して励振信号ＰＣＬＫを作成する分周器ＦＤと、励
振信号ＰＣＬＫを基準クロックＣＬＫに応じてＮ（正整
数）段階に遅延した位相θ₀，θ₁，θ₂，…，θ_N-1
の励振信号ＰＣＬＫを出力する遅延パルス発生器ＤＧ
と、遅延された位相θ₀，θ₁，θ₂，…，θ_N- ₁の励
振信号ＰＣＬＫのいずれかを選択するマルチプレクサＭ
Ｐと、マルチプレクサＭＰにより選択された位相θの励
振信号ＰＣＬＫで振動子３を駆動する振動子ドライバＶ
Ｄと、画像データを濃度階調に対応するパルス幅に変換
するパルス幅変調器ＰＭと、パルス幅変調器ＰＭの出力
の立上りまたは立下りのエッジを励振信号ＰＣＬＫの立
上りまたは立下りのエッジに同期させる同期化回路ＳＣ
と、同期化回路ＳＣの出力を電圧増幅して帯電制御信号
として制御電極４に印加する高圧スイッチＨＶＳとか
ら、その主要部が構成されていた。なお、符号ＤＲは、
記録媒体を巻き付ける回転ドラムを示す。

【０００３】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、ＭＰＵが基準発振器ＣＧの基準クロッ
クＣＬＫの発振周波数を可変設定することによって励振
信号ＰＣＬＫの励振周波数が可変に設定されるようにな
っていた。画質は、ノズル１の粒子化特性に依存し、粒
子化特性は励振信号ＰＣＬＫの励振周波数によって変化
する。このため、従来の連続噴射型インクジェット記録
装置では、励振信号ＰＣＬＫの励振周波数を変えながら
テスト画像をプリントして画質を目視によってチェック
することにより、最適励振周波数を外部（操作パネルな
ど）から手動で設定するようになっていた（特開平４−
２２０３５０号公報参照）。

【０００４】

【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、インクジェットがイ
ンク柱からインク粒子に分裂するときに、分裂の仕方に
２つの問題があった。

【０００５】１番目の問題は、インク柱の表面変形の非
線型性によって各主粒子の間に発生するサテライト粒子
の問題である。サテライト粒子の発生モードには、発生
したサテライト粒子が後続主粒子に合体するモードと、
発生したサテライト粒子が先行主粒子に合体するモード
と、記録面に到達するまで合体しないモードとの３種類
がある。連続噴射型インクジェット記録装置では、サテ
ライト粒子が発生しないモードが最も望ましいが、発生
しても制御電極４の中で速やかに合体する場合には特に
問題にならない。しかしながら、合体が遅く制御電極４
の出口近辺より後方で合体する場合や記録面まで合体し
ない場合は、帯電サテライト粒子（通常、比電荷は帯電
主粒子より大きい）は偏向電場の影響を強く受けて帯電
主粒子より先に偏向し、その結果、帯電主粒子にジェッ
ト飛翔軸と直角方向の静電反発力を作用して帯電主粒子
の正常な偏向を疎外することになる。また、帯電サテラ
イト粒子が偏向されて正常な軌道から逸脱し、記録され
る非帯電主粒子と合体すると、その非帯電主粒子をわず
かに偏向させてしまう。これらは、いずれも画質を大き
く低下させることになっていた。以下、この問題をサテ
ライト粒子問題という。

【０００６】２番目の問題は、励振信号ＰＣＬＫの位相
に対してインク柱からインク粒子に分裂する粒子化位相
（タイミング）がインク粒子ごとに異なって安定しない
問題である。この粒子化点における粒子化位相のわずか
なばらつきは、インク粒子の飛翔中の空気抵抗の影響で
増幅され、ナイフエッジ６の近辺またはその後方では大
きな位置のふらつきとなって現れる。また、プリント中
における帯電制御信号の位相は、励振信号ＰＣＬＫの位
相を基準にして一定に保たれている。この状態で粒子化
位相が変化すると、常に帯電位相を最適に保持すること
ができないことはもちろん、最適帯電位相の測定も誤る
ことになる。このようなジェットをファジィジェットと
定義する。ファジィジェットの場合は、ジェット飛翔軸
方向のインク粒子位置のふらつきと帯電位相のふらつき
とによる中途帯電インク粒子の発生によって前記サテラ
イト粒子問題と同様に画質の著しい低下が生じていた。
以下、この問題をファジィジェット問題という。

【０００７】上述した２つの問題は、経験的に励振信号
ＰＣＬＫの励振周波数に大きく依存している。すなわ
ち、ノズル１に装着された振動子３の振動がインクジェ
ットの粒子化点まで伝達される機械的振動系の周波数特
性に依っているものと思われる。

【０００８】これらの問題を解決するために、従来の連
続噴射型インクジェット記録装置では、前述したよう
に、励振信号ＰＣＬＫの励振周波数を変えながらテスト
画像をプリントし、それを目視でチェックして最適励振
周波数を選び出し、手動で設定していたので、テスト画
像を実際にプリントしなければならないという繁雑さが
ある、判断基準が画像の目視によっているためにきわめ
てあいまいである、最適と判断された励振周波数の設定
も手動であるために面倒である等の問題点があった。

【０００９】本発明の第１の目的は、ノズルに装着され
た振動子の励振周波数を可変に調整できるようにし、励
振周波数を変えながらジェット電流波形を測定し、測定
されたジェット電流波形の特徴抽出を行うことによって
サテライト粒子問題およびファジィジェット問題に対し
て最適な励振周波数を決定して自動的にその周波数に設
定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。

【００１０】また、本発明の第２の目的は、複数本のノ
ズルを搭載するカラープリント可能な連続噴射型インク
ジェット記録装置において、各ノズル共通に振動子の励
振周波数を可変に調整できるようにし、複数本のノズル
に対して順番にジェット電流波形を測定し、各ジェット
電流波形の特徴抽出を行うことによって最適励振周波数
を決定して自動的にその励振周波数に設定されるように
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】さらに、本発明の第３の目的は、複数本の
ノズルを搭載するカラープリント可能な連続噴射型イン
クジェット記録装置において、各ノズル共通に振動子の
励振周波数を可変に調整できるようにし、複数本のノズ
ルに対して同時にジェット電流波形を測定し、各ジェッ
ト電流波形の特徴抽出を行うことによって最適励振周波
数を決定して自動的にその励振周波数に設定されるよう
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。

【００１２】さらにまた、本発明の第４の目的は、ノズ
ルに対して励振周波数を変えながらジェット電流波形を
測定し、測定されたジェット電流波形の特徴抽出を行う
ことによってサテライト粒子問題およびファジィジェッ
ト問題に対して最適な励振周波数を決定して自動的にそ
の周波数に設定するようにした最適励振周波数設定方法
を提供することにある。

【００１３】また、本発明の第５の目的は、複数本のノ
ズルに対して順番に励振周波数を変えながらジェット電
流波形を測定し、測定された各ジェット電流波形の特徴
抽出を行うことによって最適励振周波数を決定して自動
的にその励振周波数に設定するようにした最適励振周波
数設定方法を提供することにある。

【００１４】さらに、本発明の第６の目的は、複数本の
ノズルに対して同時に励振周波数を変えながらジェット
電流波形を測定し、測定された各ジェット電流波形の特
徴抽出を行うことによって最適励振周波数を決定して自
動的にその励振周波数に設定するようにした最適励振周
波数設定方法を提供することにある。

【００１５】

【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、加圧されたインクをノズルから
連続噴流として吐出しノズルに装着された振動子の励振
に同期して連続噴流を均一な大きさのインク粒子に分裂
させるジェット形成手段と、インク粒子を選択的に帯電
させる帯電手段と、ジェット飛翔軸と直交する偏向電場
によって帯電されたインク粒子をジェット飛翔軸と直角
方向に偏向させる偏向手段と、偏向された帯電インク粒
子をカットし直進する非帯電インク粒子を通過させる分
離手段とを備えた連続噴射型インクジェット記録装置に
おいて、前記振動子を励振する励振信号を出力する可変
周波数発振手段と、前記偏向手段による偏向電場をオン
／オフするスイッチ手段と、このスイッチ手段により偏
向電場がオフされた状態で、前記可変周波数発振手段よ
り出力される励振信号に同期してプローブパルスを発生
するプローブパルス発生手段と、前記励振信号と前記プ
ローブパルスとの間の位相をシフトさせる位相シフト手
段と、前記プローブパルス発生手段により発生されたプ
ローブパルスにより帯電され前記分離手段を通過した帯
電インク粒子を捕獲する導電性粒子キャッチャと、この
導電性粒子キャッチャにより捕獲された帯電インク粒子
の帯電電荷を電流値として検出する電流検出手段と、こ
の電流検出手段により検出された電流値をデジタルデー
タに変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記可変周波数発振手
段に対して前記励振信号の励振周波数をＭ（正整数）段
階に順次切り換えるように指示し、各段階の励振周波数
で前記位相シフト手段に対して前記励振信号と前記プロ
ーブパルスとの間の位相を２π／Ｎ（Ｎは正整数）ずつ
シフトするように指示し、各段階で前記Ａ／Ｄ変換手段
により変換されたデジタルデータを位相順に並べたデー
タをジェット電流波形データとして蓄積し、蓄積された
Ｍ組のジェット電流波形データに基づいて各段階でのジ
ェット電流波形の特徴抽出を行うことによって最適励振
周波数を決定し、前記可変周波数発振手段に対して最適
励振周波数の励振信号を出力するように指示する最適励
振周波数決定手段とを有することを特徴とする。

【００１６】また、本発明の連続噴射型インクジェット
記録装置は、加圧されたインクをノズルから連続噴流と
して吐出しノズルに装着された振動子の励振に同期して
連続噴流を均一な大きさのインク粒子に分裂させるｎ
（２以上の整数）個のジェット形成手段と、インク粒子
を選択的に帯電させるｎ個の帯電手段と、ジェット飛翔
軸と直交する偏向電場によって帯電されたインク粒子を
ジェット飛翔軸と直角方向に偏向させる偏向手段と、偏
向された帯電インク粒子をカットし直進する非帯電イン
ク粒子を通過させる分離手段とを備えた連続噴射型イン
クジェット記録装置において、前記ｎ個の振動子を共通
に励振する励振信号を出力する可変周波数発振手段と、
前記偏向手段による偏向電場をオン／オフするスイッチ
手段と、このスイッチ手段により偏向電場がオフされた
状態で、前記可変周波数発振手段より出力される励振信
号に同期してプローブパルスを発生するプローブパルス
発生手段と、前記励振信号と前記プローブパルスとの間
の位相をシフトさせるｎ個の位相シフト手段と、前記プ
ローブパルス発生手段により発生されたプローブパルス
により帯電され前記分離手段を通過した帯電インク粒子
を捕獲する導電性粒子キャッチャと、この導電性粒子キ
ャッチャにより捕獲された帯電インク粒子の帯電電荷を
電流値として検出する電流検出手段と、この電流検出手
段により検出された電流値をデジタルデータに変換する
Ａ／Ｄ変換手段と、前記ｎ個のジェット形成手段につい
て順番に、前記可変周波数発振手段に対して前記励振信
号の励振周波数をＭ（正整数）段階に順次切り換えるよ
うに指示し、各段階の励振周波数で対応する位相シフト
手段に対して前記励振信号と前記プローブパルスとの間
の位相を２π／Ｎ（Ｎは正整数）ずつシフトするように
指示し、各ジェット形成手段について各段階で前記Ａ／
Ｄ変換手段により変換されたデジタルデータを位相順に
並べたデータをジェット電流波形データとして蓄積し、
蓄積されたｎ×Ｍ組のジェット電流波形データに基づい
て各ジェット電流波形の特徴抽出を行うことによって最
適励振周波数を決定し、前記可変周波数発振手段に対し
て最適励振周波数の励振信号を出力するように指示する
最適励振周波数決定手段とを有することを特徴とする。

【００１７】さらに、本発明の連続噴射型インクジェッ
ト記録装置は、加圧されたインクをノズルから連続噴流
として吐出しノズルに装着された振動子の励振に同期し
て連続噴流を均一な大きさのインク粒子に分裂させるｎ
（２以上の整数）個のジェット形成手段と、インク粒子
を選択的に帯電させるｎ個の帯電手段と、ジェット飛翔
軸と直交する直流電場によって帯電されたインク粒子を
ジェット飛翔軸と直角方向に偏向させる偏向手段と、偏
向された帯電インク粒子をカットし直進する非帯電イン
ク粒子を通過させる分離手段とを備えた連続噴射型イン
クジェット記録装置において、前記ｎ個の振動子を共通
に励振する励振信号を出力する可変周波数発振手段と、
前記偏向手段による偏向電場をオン／オフするスイッチ
手段と、このスイッチ手段により偏向電場がオフされた
状態で、前記可変周波数発振手段より出力される励振信
号に同期してプローブパルスを発生するプローブパルス
発生手段と、前記励振信号と前記プローブパルスとの間
の位相をシフトさせるｎ個の位相シフト手段と、前記プ
ローブパルス発生手段により発生されたプローブパルス
により帯電され前記分離手段を通過した帯電インク粒子
を捕獲するｎ個の導電性粒子キャッチャと、これらｎ個
の導電性粒子キャッチャにより捕獲された帯電インク粒
子の帯電電荷を電流値としてそれぞれ検出するｎ個の電
流検出手段と、これらｎ個の電流検出手段により検出さ
れた電流値をデジタルデータにそれぞれ変換するｎ個の
Ａ／Ｄ変換手段と、前記ｎ個のジェット形成手段につい
て同時に、前記可変周波数発振手段に対して前記励振信
号の励振周波数をＭ（正整数）段階に順次切り換えるよ
うに指示し、各段階の励振周波数で対応する位相シフト
手段に対して前記励振信号と前記プローブパルスとの間
の位相を２π／Ｎ（Ｎは正整数）ずつシフトするように
指示し、各ジェット形成手段について各段階で前記Ａ／
Ｄ変換手段により変換されたデジタルデータを位相順に
並べたデータをジェット電流波形データとして蓄積し、
蓄積されたｎ×Ｍ組のジェット電流波形データに基づい
て各ジェット電流波形の特徴抽出を行うことによって最
適励振周波数を決定し、前記可変周波数発振手段に対し
て最適励振周波数の励振信号を出力するように指示する
最適励振周波数決定手段とを有することを特徴とする。

【００１８】

【作用】本発明の連続噴射型インクジェット記録装置で
は、スイッチ手段が偏向手段による偏向電場をオフし、
プローブパルス発生手段がスイッチ手段により偏向電場
がオフされた状態で可変周波数発振手段より出力される
励振信号に同期してプローブパルスを発生し、位相シフ
ト手段が励振信号とプローブパルスとの間の位相をシフ
トさせ、導電性粒子キャッチャがプローブパルス発生手
段により発生されたプローブパルスにより帯電され分離
手段を通過した帯電インク粒子を捕獲し、電流検出手段
が導電性粒子キャッチャにより捕獲された帯電インク粒
子の帯電電荷を電流値として検出し、Ａ／Ｄ変換手段が
電流検出手段により検出された電流値をデジタルデータ
に変換し、最適励振周波数決定手段が可変周波数発振手
段に対して励振信号の励振周波数をＭ（正整数）段階に
順次切り換えるように指示し、各段階の励振周波数で位
相シフト手段に対して励振信号とプローブパルスとの間
の位相を２π／Ｎ（Ｎは正整数）ずつシフトするように
指示し、各段階でＡ／Ｄ変換手段により変換されたデジ
タルデータを位相順に並べたデータをジェット電流波形
データとして蓄積し、蓄積されたＭ組のジェット電流波
形データに基づいて各段階でのジェット電流波形の特徴
抽出を行うことによって最適励振周波数を決定し、可変
周波数発振手段に対して最適励振周波数の励振信号を出
力するように指示する。

【００１９】また、本発明の連続噴射型インクジェット
記録装置では、スイッチ手段が偏向手段による偏向電場
をオフし、プローブパルス発生手段がスイッチ手段によ
り偏向電場がオフされた状態で可変周波数発振手段より
出力される励振信号に同期してプローブパルスを発生
し、ｎ個の位相シフト手段が励振信号とプローブパルス
との間の位相をシフトさせ、導電性粒子キャッチャがプ
ローブパルス発生手段により発生されたプローブパルス
により帯電され分離手段を通過した帯電インク粒子を捕
獲し、電流検出手段が導電性粒子キャッチャにより捕獲
された帯電インク粒子の帯電電荷を電流値として検出
し、Ａ／Ｄ変換手段が電流検出手段により検出された電
流値をデジタルデータに変換し、最適励振周波数決定手
段がｎ個のジェット形成手段について順番に、可変周波
数発振手段に対して励振信号の励振周波数をＭ（正整
数）段階に順次切り換えるように指示し、各段階の励振
周波数で対応する位相シフト手段に対して励振信号とプ
ローブパルスとの間の位相を２π／Ｎ（Ｎは正整数）ず
つシフトするように指示し、各ジェット形成手段につい
て各段階でＡ／Ｄ変換手段により変換されたデジタルデ
ータを位相順に並べたデータをジェット電流波形データ
として蓄積し、蓄積されたｎ×Ｍ組のジェット電流波形
データに基づいて各ジェット電流波形の特徴抽出を行う
ことによって最適励振周波数を決定し、可変周波数発振
手段に対して最適励振周波数の励振信号を出力するよう
に指示する。

【００２０】さらに、本発明の連続噴射型インクジェッ
ト記録装置では、スイッチ手段が偏向手段による偏向電
場をオフし、プローブパルス発生手段がスイッチ手段に
より偏向電場がオフされた状態で可変周波数発振手段よ
り出力される励振信号に同期してプローブパルスを発生
し、ｎ個の位相シフト手段が励振信号とプローブパルス
との間の位相をシフトさせ、ｎ個の導電性粒子キャッチ
ャがプローブパルス発生手段により発生されたプローブ
パルスにより帯電され分離手段を通過した帯電インク粒
子を捕獲し、ｎ個の電流検出手段がｎ個の導電性粒子キ
ャッチャにより捕獲された帯電インク粒子の帯電電荷を
電流値としてそれぞれ検出し、ｎ個のＡ／Ｄ変換手段が
ｎ個の電流検出手段により検出された電流値をデジタル
データにそれぞれ変換し、最適励振周波数決定手段がｎ
個のジェット形成手段について同時に、可変周波数発振
手段に対して励振信号の励振周波数をＭ（正整数）段階
に順次切り換えるように指示し、各段階の励振周波数で
対応する位相シフト手段に対して励振信号とプローブパ
ルスとの間の位相を２π／Ｎ（Ｎは正整数）ずつシフト
するように指示し、各ジェット形成手段について各段階
でＡ／Ｄ変換手段により変換されたデジタルデータを位
相順に並べたデータをジェット電流波形データとして蓄
積し、蓄積されたｎ×Ｍ組のジェット電流波形データに
基づいて各ジェット電流波形の特徴抽出を行うことによ
って最適励振周波数を決定し、可変周波数発振手段に対
して最適励振周波数の励振信号を出力するように指示す
る。

【００２１】

【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。

【００２２】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、
極細径円径オリフィスを有するノズル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でなる振動子３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
画像データに対応してインクジェットの帯電を制御する
帯電制御信号が印加される制御電極４と、制御電極４の
後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、偏向電源Ｅ１と、偏向
電源Ｅ１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
に偏向するための偏向電極７と、偏向電極７を偏向電源
Ｅ１に接続するか接地するかを切り換えるスイッチＳＷ
１と、ＭＰＵ１０によって指定された発振周波数の基準
クロックＣＬＫを発生する基準発振器ＣＧと、基準クロ
ックＣＬＫをＮ（正整数）分の１に分周して励振信号Ｐ
ＣＬＫを作成する分周器ＦＤと、励振信号ＰＣＬＫを基
準クロックＣＬＫに応じてＮ段階に遅延したパルス列θ
₀，θ₁，θ₂，…，θ_N-1を出力する遅延パルス発生
器ＤＧと、遅延されたパルス列θ₀，θ₁，θ₂，…，
θ_N-1のいずれかを選択するマルチプレクサ（２）ＭＰ
２と、マルチプレクサ（２）ＭＰ２により選択されたパ
ルスで振動子３を駆動する振動子ドライバＶＤと、画像
データを濃度階調に対応するパルス幅に変換するパルス
幅変調器ＰＭと、励振信号ＰＣＬＫの立上りまたは立下
りのエッジに同期してパルス幅が励振信号ＰＣＬＫの周
期に比べて十分に短いプローブパルスを発生するプロー
ブパルス発生器ＰＧと、パルス幅変調器ＰＭの出力の立
上りまたは立下りのエッジを励振信号ＰＣＬＫの立上り
または立下りのエッジに同期させる同期化回路ＳＣと、
プローブパルス発生器ＰＧからのプローブパルスと同期
化回路ＳＣからの出力とのいずれかを選択するマルチプ
レクサ（１）ＭＰ１と、マルチプレクサ（１）ＭＰ１の
出力を電圧増幅して帯電制御信号として制御電極４に印
加する高圧スイッチＨＶＳと、接地電極５および偏向電
極７の後方の記録に関係しない領域（以下、ホームポジ
ションという）に配置された検出電極を兼ねる導電性粒
子キャッチャ８と、導電性粒子キャッチャ８に一端が接
続されたシールド線９と、インクジェットが導電性粒子
キャッチャ８に放電したインク粒子の有する電荷を測定
する電流検出器（電流／電圧変換器）ＣＤと、電流検出
器ＣＤの出力をＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換する
Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣと、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣの出力に基
づく基準クロックＣＬＫの発振周波数で発振するように
基準発振器ＣＧに指定するＭＰＵ１０とから、その主要
部が構成されている。なお、ＭＰＵ１０は、本実施例の
連続噴射型インクジェット記録装置の系全体も制御す
る。

【００２３】基準発振器ＣＧは、ＭＰＵ１０からの指令
で基準クロックＣＬＫの発振周波数が中心周波数から±
５％〜±１０％の周波数帯をＭ（正整数）等分する周波
数ｆ₀，ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃，…，ｆ_M-1に設定されるよ
うになっている。

【００２４】遅延パルス発生器ＤＧは、例えば、Ｓｅｒ
ｉａｌ−ＩｎＰａｒａｌｅｌｌ−Ｏｕｔ型のＮビット
シフトレジスタで構成される。

【００２５】プローブパルス発生器ＰＧは、例えば、励
振信号ＰＣＬＫのエッジでトリガされる単安定マルチバ
イブレータで構成される。

【００２６】電流検出器ＣＤは、積分回路で構成されて
いる。例えば、積分時間は粒子化周期の２×１０⁴倍以
上、すなわち２×１０⁴個以上のインク粒子のもつ電荷
が積分されて検出されるようになっている（特開平４−
１４４７５３号公報参照）。

【００２７】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。なお、この動作は、ノズル１を搭載するキャリッ
ジ（図示せず）がホームポジションにあり、あらかじめ
用意された最適励振周波数を自動設定するための処理が
起動されたときに実行される。

【００２８】まず、インクがインクポンプ（図示せず）
で加圧されてインクチューブ（図示せず）を通じてノズ
ル１に導かれ、ノズル１からインクジェットが噴射され
て定常状態に保持される。また、ＭＰＵ１０は、スイッ
チＳＷ１を接地側に切り換えて偏向電極７を接地レベル
とする。これにより、接地電極５および偏向電極７間の
偏向電場がオフされ、帯電インク粒子もナイフエッジ６
を通過する状態となる。さらに、ＭＰＵ１０は、マルチ
プレクサ（１）ＭＰ１にプローブパルス発生器ＰＧの出
力を選択させる。

【００２９】この状態で、ＭＰＵ１０は、以下の動作を
順次指令し、基準発振器ＣＧの基準クロックＣＬＫの発
振周波数を設定して、励振信号ＰＣＬＫの励振周波数を
最適化する。

【００３０】基準クロックＣＬＫの発振周波数をｆ
₀に設定し、下記の手順でｆ₀におけるジェット電流波
形（ジェットの帯電特性）を測定する。

【００３１】基準発振器ＣＧは、基準クロックＣＬＫを
出力し、基準クロックＣＬＫは分周器ＦＤで周波数が１
／Ｎに分周され、励振信号ＰＣＬＫとして遅延パルス発
生器ＤＧ，プローブパルス発生器ＰＧおよび同期化回路
ＳＣに入力される。すなわち、励振信号ＰＣＬＫの励振
周波数ＰＣＬＫ（以下、信号とその信号の周波数とに同
一符号を付して説明する）は、ＣＬＫ／Ｎである（例え
ば、ＣＬＫ＝１６ＭＨｚ，Ｎ＝１６，ＰＣＬＫ＝１ＭＨ
ｚ）。

【００３２】遅延パルス発生器ＤＧは、励振信号ＰＣＬ
Ｋがデータ、基準クロックＣＬＫがシフトクロックとし
て入力され、励振信号ＰＣＬＫの１周期が２π／Ｎずつ
順次遅延されたＮ組のパルス列θ₀，θ₁，θ₂，…，
θ_N-1を出力する。Ｎ組のパルス列θ₀，θ₁，θ₂，
…，θ_N-1の中の１つのパルスが、ＭＰＵ１０によって
マルチプレクサ（２）ＭＰ２を介して選択され、振動子
ドライバＶＤに出力される。振動子ドライバＶＤは、マ
ルチプレクサ（２）ＭＰ２からの出力に応じて振動子３
を励振する。これにより、ノズル１から噴射されるイン
クジェットは、振動子３による励振に同期して粒子化す
る。

【００３３】プローブパルス発生器ＰＧは、励振信号Ｐ
ＣＬＫの立上りまたは立下りのエッジ（記録時と同一に
する）に同期して、図２中に示すように、パルス幅が励
振信号ＰＣＬＫの周期に比べて十分に短いプローブパル
スを発生する（例えば、励振信号ＰＣＬＫの周期＝１μ
ｓｅｃ（１ＭＨｚ発振）のときに０．１〜０．３μｓｅ
ｃ）。

【００３４】プローブパルス発生器ＰＧから出力された
プローブパルスは、マルチプレクサ（１）ＭＰ１を介し
て高圧スイッチＨＶＳに入力され、高圧スイッチＨＶＳ
で電圧増幅されて帯電制御信号として制御電極４に印加
される。したがって、振動子３の励振に同期して粒子化
されるインク粒子は、プローブパルスに応じて帯電され
る。いま、図２中に例示するように、プローブパルスの
極性は負極性であるので、インク粒子は常時帯電されて
いて、プローブパルスが制御信号として制御電極４に印
加される時間（例えば、０．１〜０．３μｓｅｃ）だけ
帯電電圧をオフされることになる。

【００３５】制御電極４で帯電されたインク粒子は、偏
向電場がオフされているので、偏向されずにナイフエッ
ジ６を通過し、ホームポジションにある他からは絶縁さ
れている導電性粒子キャッチャ８に捕獲される。

【００３６】導電性粒子キャッチャ８に捕獲された帯電
インク粒子の電荷は、ジェット電流Ｉ_jとしてシールド
線９を介して電流検出器ＣＤで電圧となって現れる。電
圧に変換されたジェット電流Ｉ_jは、Ａ／Ｄ変換器ＡＤ
Ｃでデジタルデータに変換され、ＭＰＵ１０のデータバ
スに出力される。

【００３７】ジェット電流Ｉ_jの測定は、図２に示すよ
うに、ＭＰＵ１０がマルチプレクサ（２）ＭＰ２を順次
切り換えて、励振信号ＰＣＬＫに対して２πｉ／Ｎ（ｉ
＝０，１，２，…，Ｎ−１）位相のずれたパルス列
θ₀，θ₁，θ₂，…，θ_N-1で振動子３を順次駆動し
てノズル１を励振することにより、各位相に対して行わ
れる。

【００３８】各位相毎に測定されたジェット電流Ｉ_jの
値は、Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣによってＡ／Ｄ変換されて、
ＭＰＵ１０のメモリ（図示せず）にそれぞれ格納され
る。

【００３９】図３は、プローブパルスを用いて各位相毎
に測定されたジェット電流Ｉ_jの値をプロットしたジェ
ット電流波形の一例を示す図である。中途帯電インク粒
子の有無は、顕微鏡によってストロボ観察することによ
り判定され、○が中途帯電インク粒子なしを、●が中途
帯電インク粒子ありをそれぞれ示す。測定結果が、図３
のような傾向を示すことは、ＪｏｈａｎＮｉｌｓｓｏ
ｎ，“ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＭｉｃｒｏ
Ｄｒｏｐｓ”，Ｄｅｐｔ．ｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌ
Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ，ＬｕｎｄＩｎｓｔ．ｏ
ｆＴｅｃｎｏｌｏｇｙ，Ｒｅｐｏｒｔ６／１９９３
の第９０頁〜第１０１頁に詳述されている。また、ジェ
ット電流Ｉ_jの測定技術については、本願発明者による
特開平４−１４４７５３号公報に詳しく開示されてい
る。

【００４０】以下、同様にして、ＭＰＵ１０は、基
準発振器ＣＧの基準クロックＣＬＫの発振周波数を
ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃，…，ｆ_M-1に設定し、と同様に、
それぞれにおけるジェット電流波形を測定する。

【００４１】各発振周波数ｆ₀，ｆ₁，ｆ₂，
ｆ₃，…，ｆ_M-1におけるＭ組のジェット電流波形デー
タの測定が完了すると、ＭＰＵ１０は、メモリに蓄積さ
れたＭ組のジェット電流波形データに基づいて各ジェッ
ト電流波形の特徴を抽出し励振信号ＰＣＬＫの最適励振
周波数を決定し、基準発振器ＣＧの基準クロックＣＬＫ
の発振周波数を設定する。詳しくは、サテライト粒子問
題およびファジィジェット問題が発生しているかどうか
は経験的にジェット電流波形の形状から判定できるの
で、ＭＰＵ１０は、Ｍ組のジェット電流波形データか
ら、まず、サテライト粒子が発生しないか、発生しても
制御電極４の中で速やかに合体し主粒子に悪影響を及ぼ
さない励振周波数を抽出し、次に、抽出された励振周波
数の中で粒子化位相が最も安定な（最もファジィでな
い）励振周波数を求め、それを最適励振周波数とする。

【００４２】図４は、サテライト粒子問題が発生しない
正常なジェット電流波形（Ａ）と、サテライト粒子問題
が発生しているジェット電流波形（Ｂ）および（Ｃ）と
を示す図である。正常なジェット電流波形（Ａ）は、１
つある極大点（最大点）と１つの極小点（最小点）とを
もつ単純な波形である。また、θ_N-1→θ_N-2→…→θ
₁→θ₀と位相を遅らせて行った場合、極小点の後で比
較的その近辺（位相差が小さい）に極大点が現れる。正
常なジェット電流波形（Ａ）では、極大点が主粒子の粒
子化位相に対応している。一方、問題のあるジェット電
流波形（Ｂ）は、２つの極大点と２つの極小点とが存在
する波形である。θ_N-1→θ_N-2→…→θ₁→θ₀と位
相を遅らせて行った場合、最小点の次に現れる極大点が
主粒子の粒子化位相点であり、さらに極小点を通過し、
その後方に最大点が現れる。また、問題のあるジェット
電流波形（Ｃ）は、１つの極大点（最大点）と１つの極
小点（最小点）とが存在し、両者が極めて離れている
（位相差が大きい）波形である。θ_N-1→θ_N-2→…→
θ₁→θ₀と位相を遅らせて行った場合、極小点の後方
の離れた（位相差が大きい）位置に極大点が現れる。こ
の極大点は、主粒子の粒子化位相に対応していない。な
お、問題のあるジェット電流波形（Ｃ）は、問題のある
ジェット電流波形（Ｂ）の中で小さい極小点が生じない
場合であるといえる。３種類のジェット電流波形
（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）の中から正常なジェット電
流波形（Ａ）のみを抽出するには、例えば、最小点をま
ず見つけ出し、その点から位相を遅らせて行ったとき、
ある一定の位相以内に最大点が見つかれば、それは正常
なジェット電流波形（Ａ）であり、それ以外のものは問
題のあるジェット電流波形（Ｂ）または（Ｃ）であると
判定できる。一定位相の値は、経験的に決定できる。

【００４３】図５は、粒子化位相が安定なジェット電流
波形（Ａ）と、粒子化位相が不安定（ファジィジェッ
ト）なジェット電流波形（Ｄ）とを示す図である。電流
検出器ＣＤが積分回路で構成されているので、粒子化位
相が不安定なジェット電流波形（Ｄ）は、粒子化位相が
安定なジェット電流波形（Ａ）に較べて、ジェット電流
Ｉ_jの最大値と最小値との差であるコントラストΔＩ_j
が小さくなる（ΔＩ_j（Ｄ）＜ΔＩ_j（Ａ））。

【００４４】以上のことから、まず、Ｍ組のジェット電
流波形からサテライト粒子問題のあるジェット電流波形
を除去し、次に、残ったジェット電流波形の中からコン
トラストΔＩ_jが最大になるジェット電流波形を決定す
れば、その励振周波数が最適励振周波数になる（最適励
振周波数の判断基準）。

【００４５】図６は、上記最適励振周波数の判断基準に
基づきＭＰＵ１０で実行される最適励振周波数決定処理
を示すフローチャートである。図６を参照すると、最適
励振周波数決定処理は、電流波形データ取出しステップ
Ｓ１０１と、ジェット電流最小値対応位相抽出ステップ
Ｓ１０２と、ジェット電流極大値対応位相抽出ステップ
Ｓ１０３と、位相差判定ステップＳ１０４と、ジェット
電流極小値対応位相抽出ステップＳ１０５と、最小値対
応位相／極小値対応位相比較ステップＳ１０６と、コン
トラスト格納ステップＳ１０７と、励振周波数最大判定
ステップＳ１０８と、励振周波数インクリメントステッ
プＳ１０９と、最適励振周波数決定ステップＳ１１０と
からなる。

【００４６】ここで、図６を参照して、ＭＰＵ１０にお
ける最適励振周波数決定処理の動作について説明する。

【００４７】まず、ＭＰＵ１０は、励振周波数ｆ_K（ｋ
＝０から開始する）の電流波形データを取り出し（ステ
ップＳ１０１）、ジェット電流Ｉ_jの最小値Ｉ_j（ｍｉ
ｎ）に対応する位相θ_minを抽出する（ステップＳ１０
２）。

【００４８】次に、ＭＰＵ１０は、プローブパルスに対
して励振信号ＰＣＬＫが遅れる方向（θ_N-1→θ₀）に
位相を移動させながらジェット電流Ｉ_jが極大値になる
位相θ_maxを抽出する（ステップＳ１０３）。

【００４９】続いて、ＭＰＵ１０は、（θ_max−
θ_min）が経験的に決められた規定値Δθ_Sより小さい
かどうかを判定し（ステップＳ１０４）、小さくなけれ
ば励振周波数ｆ_Kをインクリメントして（ステップＳ１
０９）、ステップＳ１０１に制御を戻す。

【００５０】（θ_max−θ_min）が規定値Δθ_Sより小
さければ、ＭＰＵ１０は、プローブパルスに対して励振
信号ＰＣＬＫが遅れる方向（θ_N-1→θ₀）に位相を移
動させながらジェット電流Ｉ_jが極小値Ｉ_j’（ｍｉ
ｎ）になる位相θ’_minを抽出する（ステップＳ１０
５）。

【００５１】次に、ＭＰＵ１０は、θ’_minがθ_minに
等しいかどうかを判定し（ステップＳ１０６）、等しく
なけば励振周波数ｆ_Kをインクリメントして（ステップ
Ｓ１０９）、ステップＳ１０１に制御を戻す。

【００５２】θ’_minがθ_minに等しければ、ＭＰＵ１
０は、ΔＩ_j＝Ｉ_j（ｍａｘ）−Ｉ_j（ｍｉｎ）を励振
周波数ｆ_Kにおけるコントラストとしてメモリに格納す
る（ステップＳ１０７）。

【００５３】続いて、ＭＰＵ１０は、励振周波数ｆ_Kが
最大励振周波数ｆ_M-1に等しいかどうかを判定し（ステ
ップＳ１０８）、等しくなけば励振周波数ｆ_Kをインク
リメントして（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０１
に制御を戻す。

【００５４】励振周波数ｆ_Kが最大励振周波数ｆ_M-1に
等しければ、ＭＰＵ１０は、メモリに格納されているコ
ントラストΔＩ_jの中から最大値ΔＩ_j（ｍａｘ）を検
索し、それに対応する励振周波数ｆ_Kを最適励振周波数
ｆ_optとし（ステップＳ１１０）、処理を終了する。

【００５５】ＭＰＵ１０は、最適励振周波数ｆ_optを決
定すると、これに対応する発振周波数Ｎ・ｆ_optで発振
するように基準発振器ＣＧに指令する。

【００５６】なお、この後、ＭＰＵ１０が、スイッチＳ
Ｗ１を偏向電源Ｅ１側に切り換え、マルチプレクサ
（１）ＭＰ１を同期化回路ＳＣの出力を選択するように
切り換え、マルチプレクサ（２）ＭＰ２を適切な励振位
相を選択するように切り換えると、連続噴射型インクジ
ェット記録装置がプリントモードとなる。

【００５７】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
録装置がインクジェットの粒子化位相と帯電制御信号と
の間の位相を指定するにあたって励振信号ＰＣＬＫを遅
延させて位相を指定するようにしていたのに対して、帯
電制御信号の方を遅延させて位相を指定するようにした
ものである。すなわち、本実施例の連続噴射型インクジ
ェット記録装置では、振動子ドライバＶＤには励振信号
ＰＣＬＫが直接入力されている一方、プローブパルス発
生器ＰＧおよび同期化回路ＳＣにはマルチプレクサ
（２）ＭＰ２の出力信号が入力されている。したがっ
て、図１に示した第１実施例の連続噴射型インクジェッ
ト記録装置における部品とすべての部品が対応するの
で、対応する部品には同一符号を付してそれらの詳しい
説明を省略する。

【００５８】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においても、プローブパル
スの位相を２π／Ｎずつずらしてジェット電流Ｉ_jの測
定を行う点が異なるだけで、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おけるのと同様
に、各励振周波数ｆ₀，ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃，…，ｆ_M-1
に対してジェット電流波形データが採取される。ただ
し、この場合は、励振信号ＰＣＬＫと帯電制御信号との
位相のずれは逆転するので、ジェット電流波形は左右方
向に対して図３ないし図５と対称（鏡像）となる。ま
た、ジェット電流波形の特徴を抽出して最適励振周波数
を決定する処理は、第１実施例の連続噴射型インクジェ
ット記録装置から容易に推察されるので、詳しい説明を
省略する。

【００５９】図８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、
複数本のノズル１を搭載するカラープリント可能な連続
噴射型インクジェット記録装置であり、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おける
基準発振器ＣＧ，分周器ＦＤ，接地電極５，ナイフエッ
ジ６，偏向電極７，偏向電源Ｅ１，スイッチＳＷ１，遅
延パルス発生器ＤＧ，プローブパルス発生器ＰＧ，導電
性粒子キャッチャ８，シールド線９，電流検出器ＣＤ，
Ａ／Ｄ変換器ＡＤＣおよびＭＰＵ１０以外は、Ｃ（シア
ン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），ＢＫ（ブラッ
ク）の４色独立に構成するようにしたものである。した
がって、図１に示した第１実施例の連続噴射型インクジ
ェット記録装置における部品と対応する部品には同一符
号を付して、それらの詳しい説明を省略する。なお、基
準発振器ＣＧおよび分周器ＦＤまでも４色独立にする
と、色毎に単位時間当たりの発生インク粒子数が異なっ
てくることになり、記録媒体上で４色の付着インク量を
制御して色表現するカラープリント可能な連続噴射型イ
ンクジェット記録装置の場合には不都合が生じる。

【００６０】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では、４本のノズル１につ
いて独立に各励振周波数ｆ₀，ｆ₁，ｆ₂，ｆ₃，…，
ｆ_M- ₁でジェット電流波形データ（データ数：４Ｍ）を
測定した後に、まず、４本のノズル１の中で１本でもサ
テライト粒子問題のあるジェット電流波形があったなら
ばその励振周波数は他の３本のノズル１からも除外し、
次に、残されたジェット電流波形において、４本のノズ
ル１に対応する４組のコントラストΔＩ_jの中で最小値
ΔＩ_j（ｍｉｎ）が最大になる励振周波数を最適励振周
波数とする（最適励振周波数の判断基準）。

【００６１】図９は、上記最適励振周波数の判断基準に
基づきＭＰＵ１０で実行される最適励振周波数決定処理
を示すフローチャートである。図９を参照すると、最適
励振周波数決定処理は、ノズル番号１設定ステップＳ２
００と、電流波形データ取出しステップＳ２０１と、ジ
ェット電流最小値対応位相抽出ステップＳ２０２と、ジ
ェット電流極大値対応位相抽出ステップＳ２０３と、位
相差判定ステップＳ２０４と、ジェット電流極小値対応
位相抽出ステップＳ２０５と、最小値対応位相／極小値
対応位相比較ステップＳ２０６と、コントラスト格納ス
テップＳ２０７と、励振周波数最大判定ステップＳ２０
８と、励振周波数インクリメントステップＳ２０９と、
ノズル番号４判定ステップＳ２１０と、ノズル番号イン
クリメントステップＳ２１１と、コントラスト最小値抽
出ステップＳ２１２と、最適励振周波数決定ステップＳ
２１３とからなる。

【００６２】ここで、図９を参照して、ＭＰＵ１０にお
ける最適励振周波数決定処理の動作について説明する。

【００６３】まず、ＭＰＵ１０は、ノズル番号ｎを１に
設定し（ステップＳ２００）、励振周波数ｆ_K（ｋ＝０
から開始する）の電流波形データを取り出し（ステップ
Ｓ２０１）、ジェット電流Ｉ_jの最小値Ｉ_j（ｍｉｎ）
に対応する位相θ_minを抽出する（ステップＳ２０
２）。

【００６４】次に、ＭＰＵ１０は、プローブパルスに対
して励振信号ＰＣＬＫが遅れる方向（θ_N-1→θ₀）に
位相を移動させながらジェット電流Ｉ_jが極大値になる
位相θ_maxを抽出する（ステップＳ２０３）。

【００６５】続いて、ＭＰＵ１０は、（θ_max−
θ_min）が経験的に決められた規定値Δθ_Sより小さい
かどうかを判定し（ステップＳ２０４）、小さくなけれ
ば励振周波数ｆ_Kをインクリメントして（ステップＳ２
０９）、ステップＳ２０１に制御を戻す。

【００６６】（θ_max−θ_min）が規定値Δθ_Sより小
さければ、ＭＰＵ１０は、プローブパルスに対して励振
信号ＰＣＬＫが遅れる方向（θ_N-1→θ₀）に位相を移
動させながらジェット電流Ｉ_jが極小値Ｉ_j’（ｍｉ
ｎ）になる位相θ’_minを抽出する（ステップＳ２０
５）。

【００６７】次に、ＭＰＵ１０は、θ’_minがθ_minに
等しいかどうかを判定し（ステップＳ２０６）、等しく
なけば励振周波数ｆ_Kをインクリメントして（ステップ
Ｓ２０９）、ステップＳ２０１に制御を戻す。

【００６８】θ’_minがθ_minに等しければ、ＭＰＵ１
０は、ΔＩ_j＝Ｉ_j（ｍａｘ）−Ｉ_j（ｍｉｎ）を励振
周波数ｆ_Kにおけるコントラストとしてメモリに格納す
る（ステップＳ２０７）。

【００６９】続いて、ＭＰＵ１０は、励振周波数ｆ_Kが
最大励振周波数ｆ_M-1に等しいかどうかを判定し（ステ
ップＳ２０８）、等しくなけば励振周波数ｆ_Kをインク
リメントして（ステップＳ２０９）、ステップＳ２０１
に制御を戻す。

【００７０】励振周波数ｆ_Kが最大励振周波数ｆ_M-1に
等しければ、ＭＰＵ１０は、ノズル番号ｎが４かどうか
を判定し（ステップＳ２１０）、ノズル番号ｎが４でな
ければ、ノズル番号ｎを１つインクリメントして（ステ
ップＳ２１１）、ステップＳ２０１に制御を戻し、ステ
ップＳ２０１〜Ｓ２０８をノズル１の数だけ繰り返す。

【００７１】ステップＳ２１０で、ノズル番号ｎが４に
なると、ＭＰＵ１０は、メモリに蓄積されたコントラス
トΔＩ_jの中から励振周波数ｆ_Kが各ノズル１で共通す
るコントラストΔＩ_jについて各ノズル１毎にコントラ
ストΔＩ_jの最小値ΔＩ_j（ｍｉｎ）を抽出してメモリ
に記憶し（ステップＳ２１２）、記憶されたコントラス
トΔＩ_jの最小値ΔＩ_j（ｍｉｎ）の中から最も大きい
コントラストΔＩ_jの最小値ΔＩ_j（ｍｉｎ）に対応す
る励振周波数ｆ_Kを最適励振周波数ｆ_optとし（ステッ
プＳ２１３）、処理を終了する。

【００７２】ところで、図８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では、複数本のノズル１
に対して導電性粒子キャッチャ８，シールド線９，電流
検出器ＣＤおよびＡ／Ｄ変換器ＡＤＣは各々１つずつ設
けられているために各ノズル１からのジェット電流波形
は時系列で測定されるが、これに対して、導電性粒子キ
ャッチャ８，シールド線９，電流検出器ＣＤおよびＡ／
Ｄ変換器ＡＤＣを各ノズル１毎に設ければジェット電流
波形の並列測定が可能になり、測定時間が大幅に短縮さ
れる。

【００７３】また、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のように、励振信号ＰＣＬＫ
に対して帯電制御信号を遅延させるようにした構成を、
複数本のノズル１を用いた第３実施例の連続噴射型イン
クジェット記録装置にも同様に適用できることは自明で
ある。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の連続噴射
型インクジェット記録装置によれば、可変周波数発振手
段，スイッチ手段，プローブパルス発生手段，位相シフ
ト手段，導電性粒子キャッチャ，電流検出手段，Ａ／Ｄ
変換手段および最適励振周波数決定手段を設け、Ｍ段階
の励振周波数で位相をシフトしながらジェット電流を測
定し、ジェット電流を位相順に並べたＭ組のジェット電
流波形データを蓄積し、それらＭ組のジェット電流波形
データに基づいて各ジェット電流波形の特徴を抽出する
によって最適励振周波数を自動的に決定して設定できる
ようにしたことにより、テスト画像を実際にプリントす
るという繁雑さを回避できるとともに、最適励振周波数
の判断基準がジェット電流の検出値に基づいているため
にきわめて正確な判断が可能となり、さらに最適励振周
波数の決定および設定が自動化されるためにきわめて簡
便で高速な動作が可能になるという効果がある。

【００７５】また、本発明の連続噴射型インクジェット
記録装置によれば、可変周波数発振手段，スイッチ手
段，プローブパルス発生手段，ｎ個の位相シフト手段，
導電性粒子キャッチャ，電流検出手段，Ａ／Ｄ変換手段
および最適励振周波数決定手段を設け、ｎ個のジェット
形成手段について順番に、Ｍ段階の励振周波数で位相を
シフトしながらジェット電流を測定し、ジェット電流を
位相順に並べたｎ×Ｍ組のジェット電流波形データを蓄
積し、それらｎ×Ｍ組のジェット電流波形データに基づ
いて各ジェット電流波形の特徴を抽出するによって最適
励振周波数を自動的に決定して設定できるようにしたこ
とにより、テスト画像を実際にプリントするという繁雑
さを回避できるとともに、最適励振周波数の判断基準が
ジェット電流の検出値に基づいているためにきわめて正
確な判断が可能となり、さらに最適励振周波数の決定お
よび設定が自動化されるためにきわめて簡便で高速な動
作が可能になるという効果がある。

【００７６】さらに、本発明の連続噴射型インクジェッ
ト記録装置によれば、可変周波数発振手段，スイッチ手
段，プローブパルス発生手段，ｎ個の位相シフト手段，
ｎ個の導電性粒子キャッチャ，ｎ個の電流検出手段，ｎ
個のＡ／Ｄ変換手段および最適励振周波数決定手段を設
け、ｎ個のジェット形成手段について同時に、Ｍ段階の
励振周波数で位相をシフトしながらジェット電流を測定
し、ジェット電流を位相順に並べたｎ×Ｍ組のジェット
電流波形データを蓄積し、それらｎ×Ｍ組のジェット電
流波形データに基づいて各ジェット電流波形の特徴を抽
出するによって最適励振周波数を自動的に決定して設定
できるようにしたことにより、テスト画像を実際にプリ
ントするという繁雑さを回避できるとともに、最適励振
周波数の判断基準がジェット電流の検出値に基づいてい
るためにきわめて正確な判断が可能となり、さらに最適
励振周波数の決定および設定が自動化されるためにきわ
めて簡便で高速な動作が可能になるという効果がある。

【００７７】さらにまた、本発明の最適励振周波数設定
方法によれば、励振周波数をＭ段階に切り換えてＭ組の
ジェット電流波形データを測定し、Ｍ組のジェット電流
波形データに基づいて各ジェット電流波形の特徴を抽出
するによって最適励振周波数を自動的に決定して設定す
るようにしたことにより、最適励振周波数の判断基準が
ジェット電流の検出値に基づいているため、きわめて正
確な判断が可能になるという効果がある。

【００７８】また、本発明の最適励振周波数設定方法に
よれば、ｎ本のノズルについて順番に、励振周波数をＭ
段階に切り換えてｎ×Ｍ組のジェット電流波形データを
測定し、ｎ×Ｍ組のジェット電流波形データに基づいて
各ジェット電流波形の特徴を抽出するによって最適励振
周波数を自動的に決定して設定するようにしたことによ
り、最適励振周波数の判断基準がジェット電流の検出値
に基づいているため、きわめて正確な判断が可能になる
という効果がある。

【００７９】さらに、本発明の最適励振周波数設定方法
によれば、ｎ本のノズルについて同時に、励振周波数を
Ｍ段階に切り換えてｎ×Ｍ組のジェット電流波形データ
を測定し、ｎ×Ｍ組のジェット電流波形データに基づい
て各ジェット電流波形の特徴を抽出するによって最適励
振周波数を自動的に決定して設定するようにしたことに
より、最適励振周波数の判断基準がジェット電流の検出
値に基づいているため、きわめて正確な判断が可能にな
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
ェット記録装置の要部を示す構成図である。

【図２】図１中の分周器，プローブパルス発生器および
遅延パルス発生器の各出力を示すタイミングチャートで
ある。

【図３】第１実施例の連続噴射型インクジェット記録装
置において測定されたジェット電流の値をプロットした
ジェット電流波形を例示する図である。

【図４】第１実施例の連続噴射型インクジェット記録装
置において測定される正常なジェット電流波形およびサ
テライト粒子問題のあるジェット電流波形を例示する図
である。

【図５】第１実施例の連続噴射型インクジェット記録装
置において測定される安定なジェット電流波形およびフ
ァジィジェット問題のあるジェット電流波形を例示する
図である。

【図６】図１中のＭＰＵで実行される最適励振周波数決
定処理を示すフローチャートである。

【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】本発明の第３実施例に係る連続噴射型インクジ
ェット記録装置の要部を示す構成図である。

【図９】図８中のＭＰＵで実行される最適励振周波数決
定処理を示すフローチャートである。

【図１０】従来の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。

【符号の説明】

１ノズル２インク電極３振動子４制御電極５接地電極６ナイフエッジ７偏向電極８導電性粒子キャッチャ９シールド線１０ＭＰＵＡＤＣＡ／Ｄ変換器ＣＤ電流検出器ＣＧ基準発振器ＣＬＫ基準クロックＤＧ遅延パルス発生器ＤＣＬＫ画素記録指令信号Ｅ１偏向電源ＦＤ分周器ＨＶＳ高圧スイッチＭＰ１マルチプレクサ（１）ＭＰ２マルチプレクサ（２）ＰＣＬＫ励振信号ＰＧプローブパルス発生器ＰＭパルス幅変調器ＳＣ同期化回路ＳＷ１スイッチＶＤ振動子ドライバＳ１０１，Ｓ２０１電流波形データ取出しステップＳ１０２，Ｓ２０２ジェット電流最小値対応位相抽出
ステップＳ１０３，Ｓ２０３ジェット電流極大値対応位相抽出
ステップＳ１０４，Ｓ２０４位相差判定ステップＳ１０５，Ｓ２０５ジェット電流極小値対応位相抽出
ステップＳ１０６，Ｓ２０６最小値対応位相／極小値対応位相
比較ステップＳ１０７，Ｓ２０７コントラスト格納ステップＳ１０８，Ｓ２０８励振周波数最大判定ステップＳ１０９，Ｓ２０９励振周波数インクリメントステッ
プＳ１１０，Ｓ２１３最適励振周波数決定ステップＳ２００ノズル番号１設定ステップＳ２１０ノズル番号４判定ステップＳ２１１ノズル番号インクリメントステップＳ２１２コントラスト最小値抽出ステップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加圧されたインクをノズルから連続噴流
として吐出しノズルに装着された振動子の励振に同期し
て連続噴流を均一な大きさのインク粒子に分裂させるジ
ェット形成手段と、インク粒子を選択的に帯電させる帯
電手段と、ジェット飛翔軸と直交する偏向電場によって
帯電されたインク粒子をジェット飛翔軸と直角方向に偏
向させる偏向手段と、偏向された帯電インク粒子をカッ
トし直進する非帯電インク粒子を通過させる分離手段と
を備えた連続噴射型インクジェット記録装置において、前記振動子を励振する励振信号を出力する可変周波数発
振手段と、前記偏向手段による偏向電場をオン／オフするスイッチ
手段と、このスイッチ手段により偏向電場がオフされた状態で、
前記可変周波数発振手段より出力される励振信号に同期
してプローブパルスを発生するプローブパルス発生手段
と、前記励振信号と前記プローブパルスとの間の位相をシフ
トさせる位相シフト手段と、前記プローブパルス発生手段により発生されたプローブ
パルスにより帯電され前記分離手段を通過した帯電イン
ク粒子を捕獲する導電性粒子キャッチャと、この導電性粒子キャッチャにより捕獲された帯電インク
粒子の帯電電荷を電流値として検出する電流検出手段
と、この電流検出手段により検出された電流値をデジタルデ
ータに変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記可変周波数発振手段に対して前記励振信号の励振周
波数をＭ（正整数）段階に順次切り換えるように指示
し、各段階の励振周波数で前記位相シフト手段に対して
前記励振信号と前記プローブパルスとの間の位相を２π
／Ｎ（Ｎは正整数）ずつシフトするように指示し、各段
階で前記Ａ／Ｄ変換手段により変換されたデジタルデー
タを位相順に並べたデータをジェット電流波形データと
して蓄積し、蓄積されたＭ組のジェット電流波形データ
に基づいて各段階でのジェット電流波形の特徴抽出を行
うことによって最適励振周波数を決定し、前記可変周波
数発振手段に対して最適励振周波数の励振信号を出力す
るように指示する最適励振周波数決定手段とを有するこ
とを特徴とする連続噴射型インクジェット記録装置。
【請求項２】前記最適励振周波数決定手段が、Ｍ組の
電流波形データについて、ジェット電流の最小値に対応
する位相を抽出し、前記プローブパルスに対して前記励
振信号が遅れる方向に位相を移動させながらジェット電
流が極大値になる位相を抽出し、極大値になる位相と最
小値に対応する位相との差が規定値より小さければ、さ
らに前記プローブパルスに対して前記励振信号が遅れる
方向に位相を移動させながらジェット電流が極小値にな
る位相を抽出し、極小値になる位相が最小値に対応する
位相に等しければ、ジェット電流の極大値と極小値との
差を励振周波数におけるコントラストとして蓄積し、蓄
積されたコントラストの中から最も大きいコントラスト
を検索して、それに対応する励振周波数を最適励振周波
数とする請求項１記載の連続噴射型インクジェット記録
装置。
【請求項３】加圧されたインクをノズルから連続噴流
として吐出しノズルに装着された振動子の励振に同期し
て連続噴流を均一な大きさのインク粒子に分裂させるｎ
（２以上の整数）個のジェット形成手段と、インク粒子
を選択的に帯電させるｎ個の帯電手段と、ジェット飛翔
軸と直交する偏向電場によって帯電されたインク粒子を
ジェット飛翔軸と直角方向に偏向させる偏向手段と、偏
向された帯電インク粒子をカットし直進する非帯電イン
ク粒子を通過させる分離手段とを備えた連続噴射型イン
クジェット記録装置において、前記ｎ個の振動子を共通に励振する励振信号を出力する
可変周波数発振手段と、前記偏向手段による偏向電場をオン／オフするスイッチ
手段と、このスイッチ手段により偏向電場がオフされた状態で、
前記可変周波数発振手段より出力される励振信号に同期
してプローブパルスを発生するプローブパルス発生手段
と、前記励振信号と前記プローブパルスとの間の位相をシフ
トさせるｎ個の位相シフト手段と、前記プローブパルス発生手段により発生されたプローブ
パルスにより帯電され前記分離手段を通過した帯電イン
ク粒子を捕獲する導電性粒子キャッチャと、この導電性粒子キャッチャにより捕獲された帯電インク
粒子の帯電電荷を電流値として検出する電流検出手段
と、この電流検出手段により検出された電流値をデジタルデ
ータに変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記ｎ個のジェット形成手段について順番に、前記可変
周波数発振手段に対して前記励振信号の励振周波数をＭ
（正整数）段階に順次切り換えるように指示し、各段階
の励振周波数で対応する位相シフト手段に対して前記励
振信号と前記プローブパルスとの間の位相を２π／Ｎ
（Ｎは正整数）ずつシフトするように指示し、各ジェッ
ト形成手段について各段階で前記Ａ／Ｄ変換手段により
変換されたデジタルデータを位相順に並べたデータをジ
ェット電流波形データとして蓄積し、蓄積されたｎ×Ｍ
組のジェット電流波形データに基づいて各ジェット電流
波形の特徴抽出を行うことによって最適励振周波数を決
定し、前記可変周波数発振手段に対して最適励振周波数
の励振信号を出力するように指示する最適励振周波数決
定手段とを有することを特徴とする連続噴射型インクジ
ェット記録装置。
【請求項４】加圧されたインクをノズルから連続噴流
として吐出しノズルに装着された振動子の励振に同期し
て連続噴流を均一な大きさのインク粒子に分裂させるｎ
（２以上の整数）個のジェット形成手段と、インク粒子
を選択的に帯電させるｎ個の帯電手段と、ジェット飛翔
軸と直交する直流電場によって帯電されたインク粒子を
ジェット飛翔軸と直角方向に偏向させる偏向手段と、偏
向された帯電インク粒子をカットし直進する非帯電イン
ク粒子を通過させる分離手段とを備えた連続噴射型イン
クジェット記録装置において、前記ｎ個の振動子を共通に励振する励振信号を出力する
可変周波数発振手段と、前記偏向手段による偏向電場をオン／オフするスイッチ
手段と、このスイッチ手段により偏向電場がオフされた状態で、
前記可変周波数発振手段より出力される励振信号に同期
してプローブパルスを発生するプローブパルス発生手段
と、前記励振信号と前記プローブパルスとの間の位相をシフ
トさせるｎ個の位相シフト手段と、前記プローブパルス発生手段により発生されたプローブ
パルスにより帯電され前記分離手段を通過した帯電イン
ク粒子を捕獲するｎ個の導電性粒子キャッチャと、これらｎ個の導電性粒子キャッチャにより捕獲された帯
電インク粒子の帯電電荷を電流値としてそれぞれ検出す
るｎ個の電流検出手段と、これらｎ個の電流検出手段により検出された電流値をデ
ジタルデータにそれぞれ変換するｎ個のＡ／Ｄ変換手段
と、前記ｎ個のジェット形成手段について同時に、前記可変
周波数発振手段に対して前記励振信号の励振周波数をＭ
（正整数）段階に順次切り換えるように指示し、各段階
の励振周波数で対応する位相シフト手段に対して前記励
振信号と前記プローブパルスとの間の位相を２π／Ｎ
（Ｎは正整数）ずつシフトするように指示し、各ジェッ
ト形成手段について各段階で前記Ａ／Ｄ変換手段により
変換されたデジタルデータを位相順に並べたデータをジ
ェット電流波形データとして蓄積し、蓄積されたｎ×Ｍ
組のジェット電流波形データに基づいて各ジェット電流
波形の特徴抽出を行うことによって最適励振周波数を決
定し、前記可変周波数発振手段に対して最適励振周波数
の励振信号を出力するように指示する最適励振周波数決
定手段とを有することを特徴とする連続噴射型インクジ
ェット記録装置。
【請求項５】前記最適励振周波数決定手段が、ｎ×Ｍ
組の電流波形データについて、ジェット電流の最小値に
対応する位相を抽出し、前記プローブパルスに対して前
記励振信号が遅れる方向に位相を移動させながらジェッ
ト電流が極大値になる位相を抽出し、極大値になる位相
と最小値に対応する位相との差が規定値より小さけれ
ば、さらに前記プローブパルスに対して前記励振信号が
遅れる方向に位相を移動させながらジェット電流が極小
値になる位相を抽出し、極小値になる位相が最小値に対
応する位相に等しければ、ジェット電流の極大値と極小
値との差を励振周波数におけるコントラストとして蓄積
し、蓄積されたコントラストの中から励振周波数が各ジ
ェット形成手段で共通するコントラストについて各ジェ
ット形成手段毎にコントラストの最小値を得、得られた
コントラストの最小値の中から最も大きいコントラスト
の最小値に対応する励振周波数を最適励振周波数とする
請求項３または４記載の連続噴射型インクジェット記録
装置。
【請求項６】前記位相シフト手段が、前記プローブパ
ルスの位相を固定し、前記励振信号の位相をシフトさせ
る請求項１，３または４記載の連続噴射型インクジェッ
ト記録装置。
【請求項７】前記位相シフト手段が、前記励振信号の
位相を固定し、前記プローブパルスの位相をシフトさせ
る請求項１，３または４記載の連続噴射型インクジェッ
ト記録装置。
【請求項８】前記電流検出手段が、積分器を含む請求
項１，３または４記載の連続噴射型インクジェット記録
装置。
【請求項９】加圧されたインクをノズルから連続噴流
として吐出しノズルに装着された振動子の励振に同期し
て連続噴流を均一な大きさのインク粒子に分裂させるジ
ェット形成工程と、前記振動子の励振信号に同期してプローブパルスを発生
するプローブパルス発生工程と、このプローブパルス発生工程で発生されたプローブパル
スによって前記インク粒子を帯電する帯電工程と、この帯電工程で帯電された帯電インク粒子の帯電電荷を
電流値として検出する電流検出工程と、この電流検出工程で検出された電流値をデジタルデータ
に変換するＡ／Ｄ変換工程と、前記励振信号の励振周波数をＭ（正整数）段階に順次切
り換え、各段階の励振周波数で前記励振信号と前記プロ
ーブパルスとの間の位相を２π／Ｎ（Ｎは正整数）ずつ
シフトし、各段階で前記Ａ／Ｄ変換工程で変換されたデ
ジタルデータを位相順に並べたデータをジェット電流波
形データとして蓄積し、蓄積されたＭ組のジェット電流
波形データに基づいて各段階でのジェット電流波形の特
徴抽出を行うことによって最適励振周波数を決定し、最
適励振周波数の励振信号を出力させる最適励振周波数決
定工程とを含むことを特徴とする最適励振周波数設定方
法。
【請求項１０】前記最適励振周波数決定工程が、Ｍ組
の電流波形データについて、ジェット電流の最小値に対
応する位相を抽出し、前記プローブパルスに対して前記
励振信号が遅れる方向に位相を移動させながらジェット
電流が極大値になる位相を抽出し、極大値になる位相と
最小値に対応する位相との差が規定値より小さければ、
さらに前記プローブパルスに対して前記励振信号が遅れ
る方向に位相を移動させながらジェット電流が極小値に
なる位相を抽出し、極小値になる位相が最小値に対応す
る位相に等しければ、ジェット電流の極大値と極小値と
の差を励振周波数におけるコントラストとして蓄積し、
蓄積されたコントラストの中から最も大きいコントラス
トを検索して、それに対応する励振周波数を最適励振周
波数とする請求項９記載の最適励振周波数設定方法。
【請求項１１】加圧されたインクをｎ（２以上の整
数）本のノズルから連続噴流として吐出しノズルに装着
された振動子の励振に同期して連続噴流を均一な大きさ
のインク粒子に分裂させるジェット形成工程と、前記振動子の励振信号に同期してプローブパルスを発生
するプローブパルス発生工程と、このプローブパルス発生工程で発生されたプローブパル
スによって前記インク粒子を帯電する帯電工程と、この帯電工程で帯電された帯電インク粒子の帯電電荷を
電流値として検出する電流検出工程と、この電流検出工程で検出された電流値をデジタルデータ
に変換するＡ／Ｄ変換工程と、前記ｎ本のノズルについて順番に、前記励振信号の励振
周波数をＭ（正整数）段階に順次切り換え、各段階の励
振周波数で前記励振信号と前記プローブパルスとの間の
位相を２π／Ｎ（Ｎは正整数）ずつシフトし、各ノズル
について各段階で前記Ａ／Ｄ変換工程で変換されたデジ
タルデータを位相順に並べたデータをジェット電流波形
データとして蓄積し、蓄積されたｎ×Ｍ組のジェット電
流波形データに基づいて各段階でのジェット電流波形の
特徴抽出を行うことによって最適励振周波数を決定し、
最適励振周波数の励振信号を出力させる最適励振周波数
決定工程とを含むことを特徴とする最適励振周波数設定
方法。
【請求項１２】加圧されたインクをｎ（２以上の整
数）本のノズルから連続噴流として吐出しノズルに装着
された振動子の励振に同期して連続噴流を均一な大きさ
のインク粒子に分裂させるジェット形成工程と、前記振動子の励振信号に同期してプローブパルスを発生
するプローブパルス発生工程と、このプローブパルス発生工程で発生されたプローブパル
スによって前記インク粒子を帯電する帯電工程と、この帯電工程で帯電された帯電インク粒子の帯電電荷を
電流値として検出する電流検出工程と、この電流検出工程で検出された電流値をデジタルデータ
に変換するＡ／Ｄ変換工程と、前記ｎ本のノズルについて同時に、前記励振信号の励振
周波数をＭ（正整数）段階に順次切り換え、各段階の励
振周波数で前記励振信号と前記プローブパルスとの間の
位相を２π／Ｎ（Ｎは正整数）ずつシフトし、各ノズル
について各段階で前記Ａ／Ｄ変換工程で変換されたデジ
タルデータを位相順に並べたデータをジェット電流波形
データとして蓄積し、蓄積されたｎ×Ｍ組のジェット電
流波形データに基づいて各段階でのジェット電流波形の
特徴抽出を行うことによって最適励振周波数を決定し、
最適励振周波数の励振信号を出力させる最適励振周波数
決定工程とを含むことを特徴とする最適励振周波数設定
方法。
【請求項１３】前記最適励振周波数決定工程が、ｎ×
Ｍ組の電流波形データについて、ジェット電流の最小値
に対応する位相を抽出し、前記プローブパルスに対して
前記励振信号が遅れる方向に位相を移動させながらジェ
ット電流が極大値になる位相を抽出し、さらに前記プロ
ーブパルスに対して前記励振信号が遅れる方向に位相を
移動させながらジェット電流が極小値になる位相を抽出
し、極小値になる位相が最小値に対応する位相に等しけ
れば、ジェット電流の極大値と極小値との差を励振周波
数におけるコントラストとして蓄積し、蓄積されたコン
トラストの中から励振周波数が各ジェット形成手段で共
通するコントラストについて各ジェット形成手段毎にコ
ントラストの最小値を得、得られたコントラストの最小
値の中から最も大きいコントラストの最小値に対応する
励振周波数を最適励振周波数とする請求項１１または１
２記載の最適励振周波数設定方法。