JPS5830838B2 - チヤネルクロスト−ク補償回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインクジェットプリンタに関し、特に多ジェッ
トを有する印刷装置の隣接荷電電極間のクロストークを
補償する回路に関する。

インク点滴の複数のジェットが、移動している印刷ウェ
ブに向って射出されるインクジェットプリンタは従来改
良Ｘできている。

各ジェット（７）Ａ摘は選択的に荷電される。

電界は、荷電点滴が横方向に偏向されそして捕獲装置に
向って進むようにジェットの通路に設けられる。

荷電されない点滴は電界によって影響を受けず通り抜は
印刷ウェブに突き当る。

この型の代表的な従来装置はスウィートの米国特許第３
，３７３，４３７号やロバートソンの米国特許第３，６
０４，９８０号の明細書に示されている。

このような装置の荷電された点滴に供給される横方向の
加速力は、供給される電界の大きさと点滴に付与された
電荷の大きさに比例する。

荷電された点滴で印刷を行うインクジェットプリンタも
あるが、荷電されない点滴で印刷することはいくつかの
利点を有している。

荷電されない点滴で印刷する時、点滴の印刷軌道はまっ
すぐである。

それ故、ウェブ上の点滴の衝突点を決定することが困難
ではない。

その上、印刷が荷電点滴で行なわれた場合、ウェブ上の
印刷位置は、偏向電界と点滴の電荷の両方の関数になる
。

それ故、点滴に誘導された電荷のわずかな動揺でも印刷
される像の悪化につながってしまう。

印刷を荷電されてない点滴で行う装置において重要なこ
とは、印刷を行う点滴にわずかでも重荷が与えられては
ならないということである。

この都合の悪い荷電源の１つはインク流で前に形成され
た点滴にある。

インク流の前の点滴が電荷を保持しているとすると、後
の荷電されない点滴は、荷電された点滴に十分接近して
形成され、反対極性のわずかな電荷が誘導される。

このような点滴間の影響は重要な問題として認識されか
ついくつかの特許で扱われてきた。

たとえば、ヒルトンの米国特許第３，８２８，３５４号
、ダモスの米国特許第３，５１２，１７３号、ビスコツ
の米国特許第３．８２７，０５７号、ハスケルの米国特
許第３．７８９，４２２号、チェノの米国特許第３．８
３３，９１０号、キュアの米国特許第３．６３１，５１
１号である。

ロバートソンの１９７２年４月１１日に特許になった米
国特許第３，６５６，１７１号には隣接ジェット間のク
ロストークの問題が認識されている。

代表的には、各ジェットにおける点滴は、点滴が形成さ
れる点に隣接して配置された荷電電極によって選択的に
荷電される。

電極が荷電される時、反対極性の電荷が点滴に誘導され
、この電荷は点滴に保持される。

印刷鮮明度を増すためにジェットが比較的接近して配置
されている装置において、電荷は隣接ジェットに関係す
る荷電電極によって点滴に誘導される。

捕獲されるべき荷電点滴に誘導された電荷は、その偏向
軌道をわずかに変化させるように作用する。

捕獲装置はこのような点滴を今までどうりに捕獲する。

しかしながら、隣接荷電電極によって不都合に荷電され
た印刷点滴は印刷鮮明度に影響を与えるような軌道にわ
ずかに偏向される。

ロバートソンの特許はクロストークの問題を認めてはい
たが、そこに示された種類の装置はクロストークの影響
を最小にし補償の必要はないものである。

しかしながら外部的に発生される偏向電界が偏向するた
めに用いられている場合クロストークの影響はより多く
存在しよってこのようなりロストークを補償することが
望ましい。

ロバートソンの米国特許第３，６０４，９８０号には、
ジェット間すなわちチャネル間のクロストークが問題と
され荷電電極間をしやへいすることによって解決し得る
と示唆している。

しかしながらジェット間の距離が減するに従って、しや
へいの可能性は少くなっていく。

それ故、隣接電極からのクロストークの影響を最小にす
る回路装置が必要となる。

本発明を要約すると、多ジェットを有するインクジェッ
トプリンタの荷電電極にポテンシャルを供給する回路は
隣接電極の荷電の影響を補償するものである。

捕獲ポテンシャル又は印刷ポテンシャルを捕獲動作又は
印刷動作に関する電極に供給するための装置が設けられ
る。

又、１つの電極に供給される印刷ポテンシャルをこの１
つの電極に隣接する２つの隣接電極の１つに捕獲ポテン
シャルが供給される時変更する装置が設けられる。

更に、１つの電極に供給される印刷ポテンシャルをこの
１つの電極に隣接する隣接電極の両方に捕獲ポテンシャ
ルが供給される時変更する装置が設けられ、このように
隣接電極の荷電の影響は補償される。

従って、本発明の目的は、不利益なりロストークが隣接
電極間に存在する時これを補償するため電極に供給され
るポテンシャルを決定しかつ変更するための回路を提供
することである。

すなわち、電極に供給されるべきポテンシャルを決定す
るデジタル論理回路に隣接ジェットの動作状態を表わす
データ信号を供給するための回路を供給し、かつこの回
路は電極に供給される印刷゛ポテンシャルを変更してク
ロストークを補償する。

図面に基づいて本発明を説明する。

第１図のインクジェット印刷装置はマニホルド１０を含
む薄板状印刷ヘッドを有する。

マニホルド１０は導管１２を通ってインクが供給されか
つあらかじめ選択された一定の周波数で振動する振動器
１３が設けられた室１１を有する。

フィルタ板１４はマニホルド１０の下に位置し、一連の
非常に細かい穴を有する中央部１５を有し、マニホルド
１０から出たインクをフィルタする。

ガ゛スケツＮ＆、１γはフィルタ板１４の両側に設けら
れ、入口板１８はガスケット１７の下側面に重ねられる
。

入口板１８の下には一連の等間隔のオリフィス２１を有
するオリフィス板２０が位置する。

スペーサ板２２はオリフィス板２０の下に取り付けられ
て、荷電板２４をオリフィス板２０から適当な距離を置
いて配置する。

導電性インク流体のフィラメント（オリフィスから流出
するインクの点滴に分離するまでの連続的な流れの部分
を指す）はオリフィス２１を通って流れ、振動器１３に
より板２０が振動されることによって、比較的一定の寸
法でかつ比較的一定の間隔の一連の点滴に粉砕される。

荷電板は複数の荷電電極２５を有し、これらはオリフィ
ス２１（第２図）を通って出てくる導電性インク流体２
７のフィラメントの先端部に隣接して配置される。

電極２５の１つがそれに関係したフィラメント２７に対
して高ポテンシャルにされる時、それは反対極性で大き
さの等しい電荷をそのフィラメントの端部に誘導する。

そのフィラメントの端部が分裂して点滴２９を形成する
と、誘導された電荷の一部は点滴によって運搬される。

点滴２９はクランプ３３の開口３１を通って下に降りる
。

クランプ３３の下には静電偏向電界を与える一対の電極
３７がピン３５によって保持される。

クランプ３３には図示されていない一対のブラケットが
それの下面に設けられて捕獲装置３９を支持している。

捕獲装置３９は刃４１を有し、これは２つの電極３γ間
の開口の下で捕獲装置の一側面に形成されたスロットか
ら突出している。

捕獲装置３９の内部は中空で真空ポンプ４３に結合され
ている。

荷電板２４のリード４５は電極２５に接続されて、コン
トローラ４γは電極２５に選択的に荷電誘導ポテンシャ
ルを供給することができる。

リード４５はプリント回路技術によって荷電板２４の面
上に設けられ、プラグ４９によってコントローラ４γに
接続される。

荷電されない点滴２９の各各は偏向電極３７間を経て、
移動している印刷ウェブ５１に当って所望の印刷を形成
する。

荷電された点滴は偏向されて刃４１によって捕獲され、
真空ポンプ４３によって収容される。

重要なりロストーク（ある信号路に他の信号路との結合
の結果として現れる望ましくないエネルギー）の問題は
、電極２５の第１電極がそれに関係した導電インクフィ
ラメント２１と同じポテンシャルであり、一方それに隣
接した電極の１つが電荷誘導ポテンシャルにまで上昇さ
れる時、電極２５間に存在する。

その隣接電極の電荷誘導ポテンシャルは第１電極とに関
係したインクフィラメントへわずかな電荷を誘導する。

これは電極３７間を通った点滴をわずかに偏向しこの偏
向に相当した印刷位置の誤差を生ずる。

一般に、捕獲されるべき点滴が電荷Ｑ。

を有しているとすると、隣接ジェットの荷電されない点
滴に、捕獲ポテンシャルにまで上昇された一つの電極か
ら誘導されたクロストーク電荷はＫＱｏ となるとい
われている。

Ｋは１より小さな数である。もし、１つのジェットに隣
接する電極の両方が捕獲ポテンシャルにまで上昇された
ら、点滴に誘導されるクロストーク電荷は２ＫＱｏとな
る。

さらに離れたジェットはわずかなりロストーク電荷を誘
導するがこれらはわずかなもので無視され得る。

電極間のクロストークを減少する一つの方法は隣接電極
間にシールドを設けて、隣接電極によって生ずる電荷誘
導電界を減少することである。

しかしながら電極が接近して設けられている場合、十分
なシールドを設けることは不可能である。

第２図の電極装置はもちろん従来多くの装置に用いられ
ていた電極の荷電リングタイプのもの、たとえば１９７
１年７月２２田こ特許になった米国特許第３，５８６，
９０７号よりも本来クロストークが太きい。

荷電リングは点滴形成まぎわでインクフィラメントを包
囲するので、フィラメントの端部は荷電リング自身によ
りいくらかシールドされる。

このタイプの電極装置でさえ、隣接ジェット間の間隔が
十分小さければクロストークの問題を生ずる。

その上、荷電リング電極装置はいくらか製造困難で、そ
の困難さは電極の寸法および電極間の間隔が小さいほど
大きくなる。

本発明のクロストーク補償は、クロストークの影響を打
消すのに十分な大きさの反対極性のポテンシャルを選択
的に電極に供給することによって、離れた電極からの電
荷誘導電界を中和するものである。

印刷が荷電されない点滴による装置の場合、この補償は
印刷点滴に供給されるだけでよい。

捕獲される荷電点滴に対するクロストークの影響は、Ｑ
ｏよりわずかに小さい電荷を有する点滴も常に捕獲され
るようにすることによって無視できる。

印刷動作は、■電荷とＯボッ叶（これらはインクフィラ
メントのポテンシャルに関する）との間で電極を切換え
ることによって一般的に別画されると仮定すると、補償
のため電極ＩＩ Ｎ ｌ“に供給されるべきポテンシャ
ルは下の表のとおりある。

Ｋ′は１より小さい定数で、補償されるプリンタのクロ
ストークの量に依存する。

第３図には本発明のクロストーク補償回路が示されてい
る。

３つのインクジェットチャネルに対する補償回路が示さ
れているが各ジェットに対して付加回路が設けられ得る
。

本発明の補償回路は正のポテンシャルに限って動作する
。

それ故、インク貯蔵器および各インクフィラメントのポ
テンシャルは実際の大地に関していくらか高く、貯蔵器
に関して負のポテンシャルが補償用に供給される。

しかしながら、これは設計上の問題で、補償回路は負の
ポテンシャルで（この場合貯蔵器はある負のポテンシャ
ルに上昇される）あるいは正および負の両ポテンシャル
で（この場合貯蔵器はアースされる）のみ動作されるよ
うにすることができる。

貯蔵器に保持されるポテンシャルレベルはジェット間の
クロストークの量によって決定される。

クロストークが大きいと、貯蔵器のポテンシャルレベル
も高くなり、よって電極が有効にアースされる時、イン
クジェットフィラメントに関して十分負になりクロスト
ークを補償する。

各ジェットチャネルのクロストーク補償装置は同一であ
るのでチャネル１の回路に関して説明する。

他のチャネルの回路は同様の動作である。荷電電極６１
は線６３によってトランジスタＱ１ に接続される。

ツェナーダイオード６５とダイオード６７はトランジス
タ０１のベースに接続されてトランジスタＱ１をオン状
態に保持する。

ダイオード６７はツェナーダイオード６５が４γに、！
２の抵抗６９の電圧降下を常に６．８ｖに維持するよう
にトランジスタＱ１のエミッターベース間の電圧降下を
補償する。

このように、トランジスタＱ１は線６３に約１４０マイ
クロアンペアの電流を供給する。

第１データ入力装置γ１はジェットチャネル１のデータ
信号を受信する。

高すなわちＩＩ Ｉ ＩＩ入力は捕獲動作を示し、低す
なわち１°□ ＩＩ入力は印刷動作を示す。

隣接チャネルすなわちチャネル０およびチャネル２のデ
ータは各々線γ３と７５で受信されて第２データ入力装
置を構成する。

線７１が捕獲動作を示して高くなるとき、チャネルは前
述したようにクロストーク補償を必要としない。

高信号はインバータ７７に供給され、コンデンサ１９を
通ってトランジスタＱ２に負のスパイク信号を供給する
。

これはトランジスタＱ１と並列なトランジスタＱ２をオ
ンにし、電極６１と結合された浮遊容量を充電し、荷電
電極６１のポテンシャルを線８１に保持された高ポテン
シャルまで敏速に到達させる。

線８１のポテンシャルは２００ボルトのオーダーである
。

トランジスタＱ２とそれに結合された回路は捕獲ポテン
シャルを荷電電極６１に短時間に供給するための装置を
供給する。

しかしながらトランジスタＱ２なしでさえも、トランジ
スタＱ３． Ｑ、 、 Ｑ、がオフに維持されたならば
、荷電電極６１はトランジスタＱ。

を通って線８１のポテンシャルと等しいポテンシャルを
受ける。

ジェットチャネル１が印刷動作に切換えられるものとす
ると、クロストーク補償が必要とされる。

クロストーク補償を必要としないならば、トランジスタ
Ｑ３はオンに切換えられて、荷電リング６１のポテンシ
ャルは抵抗８３の電圧降下によって決定される。

抵抗８３は、荷電リング６１がインク貯蔵器のポテンシ
ャルに等しいポテンシャルに保持されるように設定され
る。

線８４ははゾ犬地ポテンシャルに保持される（実際には
約１．５ボルト）。

ジェット１のフィラメントと荷電電極６１との間にポテ
ンシャル差違はないので、点滴が形成されるときフィラ
メントの先端に電荷は誘導されず、よって荷電されない
点滴が生じる。

このようにトランジスタＱ３はクロストーク補償が必要
とされない時印刷ポテンシャルを荷電電極に供給する装
置を供給する。

しかしながら、隣接ジェットチャネル０および２の内の
１つが捕獲状態にある場合には、印刷ポテンシャルを変
更するための装置がトランジスタＱ４をオンにすること
によって供給される。

一方トランジスタＱ３とＱ５はオフに保持されている。

それ故、荷電電極は抵抗８５の電圧降下によって決定さ
れるポテンシャルに維持される。

抵抗８５は、荷電電極６１のポテンシャルが隣接チャネ
ルからのクロストークを補償するためジェットフィラメ
ントに対して十分負であるように、抵抗８３より小さい
抵抗値を有している。

最後に、両隣接チャネル０と２が捕獲状態にある場合、
トランジスタＱ、すなわち印刷ポテンシャルを変更する
ための装置はオンにされる。

一方トランジスタＱ３とＱ４はオフである。

それ故、代表的には約２．２に！２の抵抗８７は荷電電
極のポテンシャルを決定する。

この抵抗は抵抗８３や８５よりも大変小さい抵抗値を有
し、それの電圧降下は相対的に無視できる。

線８４は実質的にアースされているので、荷電電極６１
はジェットフィラメントに対して十分質であり、よって
両隣接荷電電極からのクロストークを有効に補償する。

デジタル論理装置９１はそれのＡ、Ｂ、Ｅ入力にチャネ
ル２，０．１のためのデータ信号を各々受信する。

論理装置９１は３つのトランジスタ切換装置Ｑ３ Ｑ
５のどれが、必要なりロストーク補償を供給するのにオ
ンに切換えられるべきかを決定する。

出力Ｏ８は線９３を通って第１トランジスタ切換装置Ｑ
３のベースに供給される。

出力０１と０２はダイオード９５から成るＯＲゲートと
抵抗９７と線９９を経て第２トランジスタ切換装置Ｑ４
のベースに供給される。

出力０３は線１０１を経て第３トランジスタ切換装置Ｑ
、のベースに供給される。

論理装置９１はＦａｉｒｃｈｉｌｄ Ｃａｍｅｒａ ａ
ｎｄＩｎｓ ｔ ｒ ｕｍｅｎ ｔ Ｃｏｒ ｐのＦａ
ｉｒｃｈｉｌｄ Ｆ４，５５５集積回路デコーダを使用
できる。

このようなデコーダの概要は第４図に示される。

インバータ１０３゜１０５．１０７，１０９，１１１は
データ信号を受信し、それらはＮＡＮＤゲート１１３，
１１５゜１１７．１１９に供給される。

それらの出力はインバータ１２１．１２３，１２５，１
２７によって反転される。

デコーダの出力を示す真理値表は下表のとおりである。

ジェットチャネル１が捕獲動作の時、デコーダからの全
出力はＩＩ □ ＩＩであることに注目すべきである。

チャネル１が印刷している時のみ、出力０ｏ−０３のど
れかがＩｆ Ｉ Ｉｆであり、このようにして補償する
ことができる。

チャネル１のクロストーク補償回路と同一でないクロス
トーク補償回路は、ジェット列の両端のジェットチャネ
ルの回路のみである。

このようなジェットは１つのみの隣接荷電電極を補償す
るための回路を設ける必要がある。

このような場合、トランジスタＱ、に相当するトランジ
スタは必要でなく、出力０１と０２の１つのみがトラン
ジスタＱ４に相当するトランジスタを供給する必要があ
る。

本発明では、チャネル数がいくらであっても各チャネル
が平行に動作する等しい補償回路を有することによって
クロストークを補償することができる。

本発明は、もしこのようなりロストークがインクジェッ
トプリンタに重要であるならばより離れた荷電電極から
のクロストークをも補償することができる。

本発明の構成は実施例に基づいて説明された、むろんこ
の実症例に限定されるものではなく本発明の趣旨に基づ
いて変更し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いられるタイプのインクジェットプ
リンタの概要図であり、第２図は荷重棒の一部分を示し
た拡大図で、第３図は本発明のクロストーク補償回路の
一部分の概要図で、第４図は本発明の補償回路に用いら
れたデコーダの概要図である。 １０・・・・・・マニホルド、１３・・・・・・振動器
、１４・・・・・・フィルタ板、１６．１７・・・・・
・ガスケット、２０・・・・・・オリフィス板、２１・
・・・・・オリフィス、２２・・・・・・スペーサ板、
２５・・・・・・荷電電極、２７・・・・・・フィラメ
ント、２９・・・・・・点滴、３１・・・・・・電極、
３９・・・・・・捕獲器、４１・・・・・・刃、４３・
・・・・・ポンプ、４５・・・・・・リード、４γ・・
・・・・コントローラ、６１・・・・・・荷電電極、６
５・・・・・・ツェナーダイオード、６７．９５・・・
・・・ダイオード、Ｑｌ、Ｑ２．Ｑ３．Ｑ、・・・・・
・トランジスタ、６９，８３，８５，８γ、９７・・・
・・・抵抗、７１・・・・・・第１データ入力手段、１
３・・・・・・第２データ入力手段、７５・・・・・・
第３データ入力手段、７γ・・・・・・インパーク、１
０３，１０５，１０７，１０９゜１１１・・・・・・イ
ンバータ、１１３，１１５，１１７゜１１９・・・・・
・ＮＡＮＤゲ゛−ト、 １２１，１２３゜１２５．１２
７・・・・・・インパーク。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数の荷電電極が対応する数の発生されるインク・
   ジェットに対し設けられかつ該複数の荷電電極の夫々に
   は関係したインク・ジェットからの点滴の捕獲動作又は
   印刷動作のため捕獲ポテンシャル又は印刷ポテンシャル
   が供給されるように構成されたインク・ジェット・プリ
   ンタに使用する補償回路において、 関係した荷電電極に隣接する少なくとも１つの隣接荷電
   電極に前記捕獲ポテンシャルが供給されるとき前記関係
   した荷電電極に供給される前記印刷ポテンシャルを変更
   してそれにより前記点滴に対する前記少なくとも１つの
   隣接荷電電極の荷電影響を補償する装置、 から威る補償回路。 ２、特許請求の範囲第１項記載の回路において、前記少
   なくとも１つの隣接荷電電極が前記関係した荷電電極に
   隣接した２つの荷電電極であること、を特徴とする補償
   回路。