JPS5821589B2 - インクジエツトキロクソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は記録装置に係り、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により励振を受けている。

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り極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より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による静電界により記録パターン信号電圧に応じ
偏向を受ける。

かく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。

上記したインク粒子偏向原理によりＹ方向にスキャンし
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３０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Ｅを、記録紙の位置を第２図に示すようにり、ｂと
するとインク粒子の偏向距距り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り、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３０Ａであるべきもの
が、３０Ｂ、３０Ｃのようになってしまう。

したがって記録パターン３０Ａ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じ並べて記録
を再生する場合、第４図（１）であるべきものが（２）
のようになり、すき間があいたり、パターンがだぶった
りしてしまう。

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。

削代の変数中、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、Ｑ。Ｖｄ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ず
かしく、上記したような不都合を避けるため、これらの
変動を所定の値に保つためには装置が複雑となり、高価
になりがちであった。

たとえば、装置の周囲温度が変化したり、長時間の運転
により、インクの温度は上昇する傾向があり、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、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、帯電々極との
給金の度合が変化し、Ｑが変化し、Ｄが変化してしまう
ことがあり、これを避けるためには、インクの温度や物
性の一定化のだめの複雑な装置や、一定圧力のインクを
ノズルに供給する装置が必要であつ九 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をもたず、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り、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、インク粒子の偏向量を検知し、この情報をも
とにインク粒子の偏向量が常に所定量であるようにイン
ク粒子に作用する偏向場の強さを調節するようにしたも
のであり、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り荷電し、この粒子の偏
向量が所定量であるかどうかを監視し、この監視の結果
に基づいてインク粒子飛行路に作用する偏向場の強さを
調節するようにし、常に被記録体（記録紙）の所定の位
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より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よりの粒子発生
に同期した偏向量校正用信号と、記録信号発生回路１５
よりの粒子発生に同期した記録信号を合成回路１６によ
り合成して得られた粒子帯電用信号を、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監視し
、所定量からずれた時には、このずれに応じた電気信号
が偏向量補正発生回路２１より発せられ、荷電された粒
子に作用し偏向させる電場を形成するだめの偏向電極９
に接続された偏向電圧源１１の出力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偏向電圧
源よりの出力電圧が調整され、粒子に作用する偏向電圧
の強さが調整される。

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り、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２
４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。

同図（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３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重用信号電
圧をＶｓ、偏向電圧源よりの偏向電圧をＶＤ、この結果
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Ｖ８に比例し、電場の強さＥｉｉ′ＶＤに比例
するだめ、（１）式よりＤは次式で与えられる。

Ｄ−ηｖＤｖｓ ・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（１）ｌ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ｖ８は、記録信号電圧ＶＲと偏向量校正用信号
電圧ＶＣとを合成したものを、第５図でも説明したよう
に、定ゲイン増幅器を通して、帯電々極に導ひくため、
これら信号電圧処理回路の総合ゲインをＧと表わすと、 Ｖ８二Ｇ（ｖＲ±ＶＣ） ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・（２）となり、したがって Ｄ二ηｖＤＧ（ＶＲ十ｖ。

）＝ηｖＤＧＶＲ＋ηＶＤＧｖｃ ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・ （３）となる。

ここでηｖＤＧｖＲ＝馬、ηｖＤＧｖＣ＝ＤＣ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は一定値になるようにＶＤが制御されるた
め、 。

ＶＣは一定であるので、電極ηＶＤ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。

偏向量校正信号により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は、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り、粒子偏向能
率変化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、偏向量校正用粒子ビーム２６が光ビーム２
７の中心（ｘ＝０）を通る時電気出力ｙは最低になり、
２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図で説明した粒子に作用する偏
向電場の強さの制御が行なわれ、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検知器であり、レンズ２
９．２９’により太いビームをしぼって使用する形式の
ものである。

インク粒子に電場を作用させて偏向する方式のインクジ
ェット記録方式について述べたが、磁場を作用させて偏
向する方式のものでも、偏向磁場の強さの制御を行なう
ことにより本発明を同様に実施することかできる。

以上のように、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り、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が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
装置を説明するための図であり、第３、第４図は従来装
置の不都合な記録動作を説明するためは図であり、第５
〜第８図は本発明の実施例とその動作原理を説明するだ
めの図である。 符号の説明、９・・・偏向電極、１４・・・粒子偏向量
校正用信号発生回路、１５・・・記録信号発生回路、１
７・・・偏向電圧源、１９・・・粒子偏向量検知器、２
０・・・偏向量判定回路、２１・・・偏向量補正信号、
３０・・・記録パターン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 励振を受けているノズルに加圧インクを供給するこ
   とにより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、前記偏向電極に静電界発生用の出力電圧を印加す
   る偏向電圧源とを備えたインクジェット記録装置におい
   て、帯電用信号を発生する回路手段は記録信号を発生す
   る記録信号発生回路と、記録信号がないときに前記帯電
   り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
   検出結果に基づいて前記偏向電圧源を制御してインク粒
   子偏向のだめの静電界の強さを変化するようにしたこと
   を特徴とするインクジェット記録装置。