JPS5821588B2

JPS5821588B2 - インクジエツトキロクソウチ

Info

Publication number: JPS5821588B2
Application number: JP50031212A
Authority: JP
Inventors: 山田剛裕; 土井哲夫
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-03-17
Filing date: 1975-03-17
Publication date: 1983-05-02
Also published as: JPS51107039A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は記録装置に関し、特に記入用流体を入力信号に
応じて制御し、被記録体に直接記録する改良されたイン
クジェット記録装置に関する。

第１図は本発明の対象となる従来のインクジェット記録
装置の原理図で、ノズル１は高周波電源２に接続された
電気機械変換素子３によシ励振を受けている。

この状態のノズル１に加圧インク４が矢印Ａの方向に供
給され噴出すると、インク柱５が生じこれに周期的なく
びれができ、このくびれが発達し、高周波振動と同期的
にインク粒子６が規則正しく発生する。

この時、インク粒子荷電用の帯電々極７には、電気機械
変換素子３への励振に同期し、記録情報人力Ｂに対応し
た記録パターン信号発生源８よシの信号電圧が粒子発生
位相に対応した所定位相で加わっているので、インク粒
子６はこの電圧に応じて帯電する。

そして粒子偏向用の偏向電極９に加えられた直流高電圧
源１０による静電界によ少記録パターン信号電圧に応じ
偏向を受ける。

かぐして記録パターンを形成するのに不必要なインク粒
子はガター１１によりしゃ断され、必要な粒子のみが、
この上方を通過して、記録紙１２上に記録ドツトを形成
する。

上記したインクの粒子偏向原理により、Ｙ方向に粒子を
偏向スキャンしながら、ノズルと記録紙を相対的にＸ方
向に移動させることにより、帯状の記録パターン９０を
得ることができる。

このようなインクジェット記録装置において、インク粒
子の質量をＭ、飛行速度をＶｄ、荷電量をＱとし、偏向
電場、記録紙の位置を第２図に示すようにＬＸｂとする
と、インク粒子の偏向距離Ｄはよく知られているように
次式であられすことができる。

このインク粒子の偏向量りは、記録動作原理からも明ら
かなように、記録紙への記録パターンの幅や、記録位置
に直接関係するものであシ、一定に保てないと、これら
が変化し、第３図の記録パターン９０Ａであるべきもの
が、９０Ｂや９０ｃのようになってしまう。

したがって記録パターン９０Ａが文字である場合には、
その大きさやライン間隔が変化してしまう。

また、このような帯状の記録パターンを順次並べて記録
を再生する場合。

第４図（１）であるべきものパ２）のようになシ、すき
間があいたシ、パターンがだぶった）してしまう１帯状
の記録パターンを重ねて記録する場合、たとえば異なっ
た色のインク粒子による記録ドツトを重ねてカラーを表
現する場合等では、パターンのずれや、色ずれを起こし
てしまう。

等の不都合が生じる。

両式の変数中、Ｅ、ｂ、Ｌ、等は比較的容易に所定の値
に設定でき、記録装置の環境変動や、長時間の装置運転
に対しても、実用上問題なく、はぼ一定に保つことがで
きる。

これに対し、Ｍ、ＱＶｄは所定の値に設定し、環境変動
や、長時間の装置運転に対して一定に保つことはむつか
しく、上記したような不都合を避けるため、これらの変
数を所定の値に保つためには装置が複雑となシ、高価に
な如がちであった。

たとえば装置の周囲温度が変化したり、長時間の運転に
よシ、インクの温度は上昇する傾向があシ、インクの物
性（表面張力や粘性）等が変化したり、ノズルへのイン
ク供給圧力が変化したりして、インク粒子の速度Ｖｄや
インク粒子の質量Ｍが変化してしまいＤが変化してしま
ったり、またインク柱の長さが変化するため、帯電電極
との結合の度合が変化し、Ｑが変化し、Ｄが変化してし
まうことがあムこれを避けるためには、インクの温度や
物性の一定化のための複雑な装置や、一定圧力のインク
をノズルに供給する装置が必要であった。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を持たず、記
録装置の環境変動や長時間運転に対しても、インク粒子
の偏向量が入力信号で定まる所定量であシ、常に記録紙
の所定位置に、所定の幅の記録パターンを形成すること
のできる簡単で安価な改良されたインクジェット記録装
置を提供することにある。

本発明は、ノズルから発生するインク粒子の一部を記録
信号の間に挿入した偏向量校正用信号によシ荷電し、こ
のインク粒子の偏向量が所定量であるかどうかを監視し
、インク粒子の荷電量を調節することにより被記録体の
所定位置に所定振幅□の記録を行なうようにしたもので
ある。

第５図には本発明を実施した一例を示す。

同図においてノズル１よ多発生するインク粒子６の一部
は、粒子偏向量校正用信号発生回路１４よシの粒子発生
に同期した偏向量校正用信号と、記録信号発生回路１５
よシの粒子発生に同期した記録信号を合成回路１６によ
シ合成して得られた粒子帯電用信号を、粒子帯電用信号
電圧調整回路１７によシその電圧を調節した後、一定ゲ
インの増幅器１８で増幅して得られた、帯電々極印加用
の粒子帯電用信号の粒子偏向量校正用信号の部分で帯電
され、偏向を受ける。

この粒子の偏向量は、粒子偏向量検知器１９、偏向量判
定回路２０で、その量が所定量であるかどうかを監視し
、所定量力・らずれた時には、このずれに応じた電気信
号が偏向量補正信号発生回路２１よジ発せられ、前記の
帯電用信号電圧調整回路１７の電圧制御入力に加えられ
、この粒子の偏向量が所定量であるように、粒子帯電用
信号電圧が調整される。

したがって粒子の偏向感度が常に所定量に調節されるよ
うになり、記録に使用されるインク粒子は常に記録信号
の大きさで定まる所定量だけ偏向されるようになシ、記
録紙１２の所定位置に所定幅の記録を行なうことができ
る。

以下その動作をもう少し詳しく説明する。

上記した偏向量校正用信号は第６図に示すように一定の
電圧で、記録信号電圧と反対極性の方向に伸び、粒子発
生に同期した方形波パルスである。

同図（１）は実際に装置が記録動作する記録期間αの間
に本発明の効果を得るだめの十分な頻度で偏向量校正期
間βをもうける場合の、記録信号部２４と偏向量校正用
信号部２５よりなる粒子帯電用信号の例を示したもので
あり、かつ校正期間に発生する全数のインク粒子を偏向
量校正用信号で荷電し、偏向する場合である。

また（１）′は偏向量校正期間βで発生する粒子の１ヶ
置きのインク粒子を偏向量校正用粒子として使用する場
合である。

同ハ２）は記録動作中に偏向量校正用のドツトを所定の
間隔（この場合は４ドツト置き）で発生させ、記録動作
と偏向量校正動作を並行して行なえるようにした場合の
帯電用信号の例を示したものである。

粒子を荷電するため帯電々極に印加する粒子帯電用信号
電圧をｖｌこの荷電された粒子の偏向量をＤとすると、
インク粒子の電荷量ＱはＶに比例するため、（１）式よ
りＤは次式で与えられる。

Ｄ＝ηＶ −（１）’ ここで、ηは偏向能率を示すもので、前に説明したよう
に、装置の環境条件変動や、長時間の装置運転に対して
変動してしまうものである。

本発明実施の装置において、帯電々極に印加する粒子帯
電用信号Ｖは、記録信号電圧゛４と偏向量校正信号電圧
Ｖ。

とを合成したものを、第５図でも説明したように、粒子
帯電用信号電圧調整回路、定ゲイン増幅器を通して、帯
電々極に導びくため、これら信号電圧処理回路の総合ゲ
インＧと表わすと、となる。

ここでηＧｖｕ：ｐｕ、７７Ｇｖｃ＝”ｃと表
わすものとすると、本発明における装置では、ηが変化
しても、常にＤＣは常に一定値になるようにＧが制御さ
れるため、ｖｃは一定であるので、結局ηＧが一定値に
なるように制御されることになる。

したがって記録に使用される粒子の偏向量ＤＲは、記録
信号電圧ｖＲだけで定まるようになり、常にＶＲで定ま
る記録紙の所定位置にインク粒子を付着させることがで
きる。

偏向量校正用信号によシ荷電されたインク粒子の偏向量
を検知する第５図中の粒子偏向量検知器１９ば、例えば
、第７図のように偏向量校正用粒子の一連からなる偏向
量校正用粒子ビーム２６が、所定の位置に固定された光
ビーム２７をさえぎるような構造になっておシ、粒子偏
向能率変化にともなう粒子ビームのＸ方向への移動は、
フォトトランジスタ等のような光電変換素子２８へ入射
する光量の変化としてとらえられ、粒子ビーム位置Ｘに
対する電気出力ｙを発生する。

したがって、偏向量校正粒子ビーム２６が、光ビーム２
１の中心、Ｘ＝０を通る時電気出力は最低により、この
位置からずれると出力は増大する。

この電気出力により第７図で説明した粒子への荷電量の
制御が行なわれ、偏向量校正用粒子ビームは常に光ビー
ムの中心を横切る方向に制御される。

第８図も同様な原理による偏向量検知器であシ、レンズ
２９．２９’によシ太い光ビームをしぼっ；て使用する
形式のものである。

実施例では、帯電電極に導びぐ信号電圧の大きさを調節
することによシ粒子の荷電量を調節する方法につき述べ
たが、他の手段によシ荷電量を調節するようにしても同
様効果が得られることは明らかである。

本発明によれば、記録装置の環境変動や長時間運転に対
しても、インク粒子の偏向量が入力信号で定まる所定量
であシ、常に記録紙の所定位置に所定の幅の記録パター
ンを形成することのできる簡単で安価な改良されたイン
クジェット記録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１．第２図は本発明の対象となるインクジェット記録
装置を説明するだめの図であシ、第３図。第４図は従来装置の不都合な記録動作を説明するための
図、第５〜第８図は本発明の実施例とその動作原理説明
図である。符号の説明、１・・・・・ツズル、２・・・・・・高周
波電源、３・・・・・・電気機械変換素子、４・・・・
・・インク、５・・・・・・インク柱、６・・・・・・
インク粒子、７・・・・・・帯電々極、８・・・・・・
記録パターン信号発生源、９・・・・・・記録パターン
、１０・・・・・・直流高電圧源、１１・・・・・・ガ
ター、１２・・・・・・記録紙、１３・・・・・・偏向
静電場、１４・・・・・・粒子偏向量校正用信号発生回
路、１５・・曲記録信号発生回路、１６・・・・・・合
成回路、１Ｔ・・・・・・粒子帯電用信号電圧調整回路
、１８・・・・・・増幅器、１９・・・・・・粒子偏向
量検知器、２０・・・・・・偏向量判定回路、２１・・
・・・・偏向量補正信号発生回路、２２・・・・・・波
形成形回路、２３・・・・・・増幅回路、２４・・・・
・・記録信号部、２５・・・・・・偏向量校正用信号部
、２６・・・・・・偏向量校正用粒子ビーム、２１・・
・・・・光ビーム、２８・・・・・・光電変換素子、２
９・・・・・・レンズ、Ａ・・・・・・加圧インク供給
方向、Ｂ・・・・・・記録情報入力、Ｘ・・・・・ツズ
ルと記録紙の相対移動方向、Ｙ・・・・・・インク粒子
偏同方向、ｖｄ・・・・・・粒子飛行速度、Ｅ・・・・
・・偏向電界の強さ、Ｄ・・・・・・偏向距離、Ｍ・・
・・・・インク粒子の質量、Ｑ・・・・・・インク粒子
の荷電量、ｂ・・・・・・偏向静電場の距離、Ｌ・・・
・・・偏向静電場端から記録紙までの距離。

Claims

【特許請求の範囲】

１励振を受けているノズルに加圧インクを供給するこ
とによシノズルから噴出するインク柱の先端部分を被記
録体に向かって飛行するインク粒子に分離するインク粒
子発生手段と、前記インク柱をインク粒子に分離する過
程で該インク粒子を帯電用信号に応じた電荷量に荷電す
る帯電々極と、インク粒子の飛行路に静電界を作用させ
て飛行するインク粒子を電荷量に応じて偏向する偏向電
極とを偏えたインクジェットプリンタにおいて、帯電用
信号を発生する回路手段は、記録信号発生回路から出力
される記録信号に応じて前記帯電々極に印加する帯電々
圧信号を発生する粒子帯電用信号電圧調整回路と、記録
信号がないときに前記帯電々極に所定の大きさの電圧を
印加しこのときに発生するインク粒子を荷電するための
偏向量校正用信号発生回路と、偏向量校正用信号に基づ
いて荷電されたインク粒子の偏向量を検出する検出手段
とを備え、この検出手段の検出情報に基づいて前記粒子
帯電用信号電圧調整回路を制御して記録信号に対する帯
電々圧信号の大きさを変化させるようにしたことを特徴
とするインクジェット記録装置。