JPS5832931Y2 - インクジエツトプリンタ− - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はインキ小滴の帯電量を補正する手段を具備する
インクジェットプリンターに関するものである。

周知の様に高速度で印字するインクジェットプリンター
において、インキ小滴の発生頻度を速くする必要がある
ことはいうまでもない。

又これにともないインキ圧を高めなければならないが装
置の大きさや使用上の取扱い等によりインキの加圧には
制限がある。

従って、高速化の為に粒子発生頻度を上げることはイン
キ小滴間距離を短かくすることになり、インキ小滴を帯
電する際先行するインキ小滴の作る電界により影響を受
け、帯電歪を起し帯電しようとするインキ小滴は期待す
る値より小さな電荷しか持ち得なくなり、印字歪の原因
となるものである。

而して、従来、此の様な帯電歪を考慮した発明としてＵ
ＳＰ３，６３１，５１１号の様に、先行する１つのイン
キ小滴の影響を考慮したもの、或いは、ＵＳＰ３．５６
２．７５７号の様にインキ小滴発生周期の内、隣接する
インキ小滴を印字に使用せず１／２の周期のインキ小滴
群のみを用い等価的なインキ小滴間距離λを大きくして
歪を補正しようとするもの等が有るが、実験に依ると、
前者の発明では帯電電極の直径（内径）をｄとした場合
λ／ｄ”４８のとき約１０％の歪があり、又他方後者の
発明では印字速度が１／２と半減する許りでなく、約８
％の歪が残存するとの欠点を余儀無くされており、未だ
、実用化するには充分なものでないとされていた。

本考案は斯る従来の諸点に鑑みて発明されたものであり
、以下、その一実施例を添附図面に従って詳細に説明す
る。

第１図は本考案を含む一般的なインクジェットプリンタ
ーの構成図であって、記録紙１０上に記録されるべきイ
ンキ小滴群Ｔは、インキ供給系１にて供給されるインキ
が超音波信号発生源２からの信号を受ける振動素子３に
て励振される噴射ノズル４から噴射されることに依り形
成される。

而して、此の様にして形成されるインキ小滴は極めて一
様であって、殊に、インキ圧２．２ｋｇ１ａｄ、ノズル
ロ径約６５μｍ１及び超音波周波数３５ＫＨｚのときに
最も良好である。

勿論、他の条件に於いても良好な粒子化を得ることは可
能である。

籾、上記噴射ノズル４より噴射されたインキは第２図に
て明白な様に帯電電極５の内部にて粒子化すると共に、
情報源６からの信号に基づいてビデオ信号発生器７より
出力せられるビデオ信号に基づいて帯電され、ビデオ情
報を持った上記帯電インキ小滴群Ｔとなる。

そして、このインキ小滴は偏向電極１１を通るとき、そ
の帯電量に応じて偏向され、上記記録紙１０上に文字数
字又はその他の画像情報を形成する。

此の際、不必要になるインキ小滴群はカーク９にて収集
されインク回収系（図示せず）を通ってインキ供給系１
に戻される。

ところで、本考案の重要な点は第２図に於いて示すよう
に現在帯電しようとしているインキ小滴Ｔｏに、これよ
り先行するインキ小滴群Ｔ１．Ｔ２゜・・・・・・の電
荷ｑＴ１．ｑＴ２．・・・・・・に基づく電界ＥＴ１゜
ＥＴ２．・・・・・・が作用し、上記インキ小滴下。

に対して帯電電極５に印加されるビデオ信号に基づき得
られる電界ＥＶを減すること、即ち、実効的にはＥ−Ｅ
ｖ−ＥＴｌ−ＥＴ２−・・−＝Ｂｖ−Ｅ。

となる電界により上記インキ小滴下。

が帯電される事に注目し、好ましくないＥｎ−ＥＴ１＋
ＥＴ２＋・・・の誤差項に基づく印字歪をなくすところ
にある。

尚、上式に於いてＥＴｌ、ＥＴ２・・・に負符号がつい
ているのは帯電電極の作る電界と此の電界により帯電し
たインキ小滴の作る電界が異符号であるからである。

籾、今此処で一例としてインキ小滴間距離λ。

帯電電極５の直径をｄとするときλ／ｄ＝：＝０．２の
電極系を採り挙げて説明するとインキ小滴下。

に対する影響は第３図の如く成る。

即ち、インキ小滴Ｔ１の帯電量ｑＴｔに基づく歪は１４
％４％インキ小２の帯電量ｑＴ２に基づく歪は７％イン
キ小滴Ｔ３の帯電量ｑＴａに基づく歪は３％インキ小滴
Ｔ４の帯電量ＱＴ４に基づく歪は０．５％と成るもので
ある。

尚、此の数値で注意しなければならないことは一般に文
字数字等を印字している場合連続するインキ小滴は同一
電荷を持つ事は無いが、此処では比較の便宜上帯電量ｑ
７ （第７行のインキ小滴Ｄ７（第４図参照）の帯電量
）と同一電荷で歪量を求めである。

従って、例えば、インキ小滴Ｔ１が第６行のインキ小滴
に該当し帯６ 電量ｑ６（７）とき＋ｃ＜ｉｅ＜歪量）＝”７％Ｊ“す
、又、第４行のインキ小滴に該当し、ｑ４のと４ きにはｅ（歪量）−１４−％となり、又、第４７ 行のインキ小滴に該当し、ｑ４のときにはｅ＝１４Ｊ−
％となり他方、インキ小滴Ｔ３が第６行のイン７ キ小滴に該当しｑ６のときには３ Ｘ ’−７％の歪量
を有することになる。

９第４図は正しいＥ成る文字の印字を行
なう為に必要な帯電の比を示すものであって、此処で文
字数字等を記録する帯電インキ小滴の太きさとして、第
１行のインキ小滴Ｄ１の電荷をｑｌ、第２行のインキ小
滴Ｄ２の電荷をｑ２．・・・・・・とすると、ｑｎ＝ｑ
ｏ＋ｎ△ｑ ・・・・・・・・曲・・・・・・・曲・・
・・・・・（１）但し、ｑｏはガータレベルの電荷 △ｑは記録上の行１段階差の為に必 要な電荷 ｎ：１，２，３・・・・・・・・・・・・７であること
は周知の通りである。

次に、実際の印字上での歪を求めるにつき、第４図を参
照して説明する。

該第４図は文字”Ｅ ｔｌの第１例第７行目のインキ小
滴を帯電する場合を示しているものであって、此の場合 インキ小滴下。

は第１例 第７行インキ小滴Ｔ１は第１例 第６行 インキ小滴Ｔ２は第１例 第５行 インキ小滴Ｔ３は第１例 第４行 インキ小滴Ｔ４は第１例 第３行 であって、第３図より明白な様に、インキ小滴１・＋＝
Ｊｔ６ ｑ・ インキ小滴Ｔ、の影響は１４×− ７ ５ インキ小滴Ｔ２の影響は ７×− ７ ４ インキ小滴Ｔ３の影響は ３×− ７ ３ インキ小滴Ｔ４の影響は０．５Ｘ− ７ となる。

従って、インキ小滴Ｔ１．Ｔ２．Ｔ３及びＴ４に依る歪
量は 。

、 ４ｑ ｑ
ｑ ｑ３ε−０，１４Ｘ−＋０．０７ Ｘ−＋
０．０３ Ｘ−＋０．００５ Ｘ−７７７ ｑ ｑ ｑ ｑ７であって
、ｑｏ−△ｑとの場合について計算すると ７ｑｏ ６ｑｏ ５ｑ。

ε＝０．１４Ｘ −＋０．０７ Ｘ −□＋０．０３
Ｘ−８ｑｏ ８ｑｏ ８ｑ。

＋０．００５ ｘとぜ刊、２０ ８ｑ。

となり、先行するインキ小滴のもつ電荷の影響を全く無
視した帯電電圧を印加した場合には、換言すると第７行
の電荷ｑ７に比例する電圧ｖ７を印加したときにはイン
キ小滴Ｔ。

はｑ７Ｘ （１−ｅ ） 二０．８ ｑ７ となって、２０％の印字歪を持つ。

上記の計算式でも判る様にガータレベルを犬き
ｑ くすると−、ｔ ”””等が大きくなって歪量
ｑ が大きくなることが理解できる。

而して、此の歪は先行するインキ小滴のもつ電荷ｑＴｍ
と帯電電極５と、インク液柱ＩＰとによる電極係数βＴ
ｍに基づき次の様な演算にて補正可能である。

即ち、Ｖ＝ＶＯ＋βＴＩｑＴＩ＋βＴ２ｑＴ２＋βＴ３
ＱＴ３＋βＴ４ｑＴ４＝βＴＯｑＴ＋ＶＣ・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・（２）但しＶＣ−Σ
βＴｎｑＴｎ ｎ −＝ １ である。

此処で、先行するインキ小滴の電荷が全くないときイン
キ小滴ＴＯにｑｏなる電荷を持たせる電圧が上記■。

であって■ｏ−βＴＯＱＴＯ となっている。

又、βＴｎｑＴｎ（ｎ＝１．２．３＝・・・・）はｑＴ
ｎ（インキ小滴のもつ電荷）の影響を補うために帯電電
極に加えられる電位を表わす。

又、上記係数βＴｎは電極構造が変化した場合変化する
ものであるから、実際使用する回路では調整可能な係数
とする必要がある。

この様な条件を基に、次に、帯電量を補正する過程を第
６図を参照にして説明する。

図中２１は伝送装置、キーボード又はその他適宜なディ
ジタル信号源との継ぎ役を果す入出力インタフェイスに
して、該入力インクフェイスに入ったディジタル情報は
７ビツトの直並列変換器２２を通してリードオンリーメ
モリー（以下ＲＯＭと称す）２３を作用させる。

（第７図（三−１）乃至に−７）が出力波形）。

該ＲＯＭ２３では第５図（”Ｅ ｔｙが選ばれた例を示
している）の様な”Ｏ″、”１゛′信号として現わされ
ており、此のビット群が選択される順序は次の通りであ
る。

即ち、５進の列カウンタ−２７はタイミング発生器２５
からの信号（第γ図イ）を受ける７進の行カウンタ−２
６と共に文字が選択されたときに１にセットされ、その
後は７進の行カウンタ−２６の出力（第７図口）により
カウントアツプされる（タイムチャートは第７図（バー
Ａ）、（ハＢ）、（バーＣ））。

而して、列カウンターの出力で第１列目が選択され、そ
の結果が並直列変換器２４に入り７進の行カウンタ−２
６に同期して１ビツトずつ補正係数発生器２８に第９図
に示す”Ｅ ｊｊなる文字を描くべく第８図の如き順序
で入って行く。

（タイムチャートは第７図ホ）。

２９は上記７進の行カウンタ−２６の出力に基づいて７
レベルの階段波第７図へを発生すると共に消去レベル設
定器３０の出力を加える階段波発生器にして、上記並直
列変換器２４の出力第７図ホが”１″のときには階段波
出力を出し、又゛Ｏ”のときには出力を出さないように
なっている。

そして、此の様にして作られた階段波は加算器３１に於
いて補正係数発生器２８よりの補正信号Ｓ（第３図ト）
を加算され、第７図チの如き、信号波形となり、以下ビ
デオ増幅器３２を介して帯電電極に供給される。

３３にて示すアナログメモリーはその出力ＡＴ１．ＡＴ
２・・・・・・と補正係数発生器２８により上記補正信
号Ｓを出力する。

初、此処で、補正係数発生器２８、アナログメモリー３
３、及び補正係数発生器調整用の電極係数設定器３４の
回路構成を第１０図を以って具体的に説明すると、クロ
ック信号ＣＬはワンショットモノマルチ３５ ａ ｔ
３５ ｂに供給され、此処で電圧保持用コンデンサ３６
を充電するに十分な時間幅を有するパルスに変換されて
、然る后、アナログスイッチ３７に印加される。

一方、上記階段波発生器２９より入力されるビデオ信号
（階段波）はアナログスイッチに印加され、その電圧値
は上記クロック信号ＣＬの印加される毎にアナログメモ
リー３３中の第１メモリー３３ａから第４メモＩＪ −
３３ｄへとシフトされ、各段の出力電圧は上記ＡＴ１．
ＡＴ２．ＡＴ３及びＡＴ、として補正係数発生器２８中
の電極係数設定器３４に向は出力される。

而して、此の出力電圧Ａ Ｔ １ 、Ａ Ｔ２ ｔＡＴ
３及びＡＴ４は各々電極係数設定器３４を構成する可変
抵抗器３８．・・・・・・により後述する（３）式の４
１÷、Ｐ、Ｐ及び多重に相当する値に調整され加算器３
９に加えられる。

此の加算出力は上記インキ小滴下。

の状態によりアナログゲート回路４０がＯＮ 、ＯＦＦ
され、インキ小滴Ｔｏが「Ｏ」のとき、斯るゲート回路
４０の利得はｒＯＪ、従って出力電圧もＯＶ、又、イン
キ小滴Ｔｏが「１」の時、加算器３９の出力が反転され
正の補正信号Ｓとして出力される。

此処で、上記補正係数発生器２８の働きを今少し詳述す
ると、 （１） ＱＴｏ＝Ｏ１即ち、インキ小滴ＴＯを帯電を
必要としないとき補正係数発生器は出力「０」を出す。

（Ｉｆ） ＱＴｏ＝１、即ち、インキ小滴ＴＯを帯電
するとき次の演算を行う。

（但し、下表参照）インキ小滴 Ｔｏ ＴＩ
Ｔ２ Ｔ３Ｔ４アナログメモリー出力 −ＡＴＩ Ａ
Ｔ２ ＡＴ３ ＡＴ４電極係数 βＴＯβＴｌβ
Ｔ２βＴ３βＴ４即ち、階段波発生器２９の出力及びア
ナログメモリー３３の出力がｑＴｎに比例する電圧ＡＴ
ｎ＝αｑＴｎ ｎ＝ｏ 、１ 、・・・・・・４を示し
ているものであるから、 βＴ１ βＴ２ 補正信号Ｓ ＝ＡＴ ＩＸ−＋ＡＴ ２ Ｘ −＋ＡＴ
ｓβＴＯβＴＯ ×色＋ＡＴ・×乙・・・・・・・・・・・・・・・（３
）βＴＯβＴ〇 ｍ−（βＴ１・ｑＴ１＋ＢＴ２・ｑＴ２ βＴ０ ＋βＴ３・ｑ ’ｌ’ ｓ＋βＴ４・ｑＴ４）但しαは
比例定数 は上記した（２）式のＶＣに比例する。

上述の様に此の補正信号Ｓは上記補正係数発生器２８に
より作られ上記加算器３１の入力となる。

又、此の加算器３１は上記補正信号Ｓと階段波発生器２
９の出力（ＡＴＯ−αｑ’ｌ’ｏ）との加算を行うこと
によりＶ＝αｑＴＯ＋ （βＴ１ｑＴ１＋β’Ｉ”
２ｑ’ｌ’２β’ｆ。

＋βＴ３ＱＴ３＋βＴ４（βＴ４ ） α ｍ−（βＴＯｑＴＯ＋βＴ１ｑＴ１＋・・・・・・・・
・）βＴ０ との補正された信号の１１丁倍の出力を出す。

従ってビデオ増幅器３２によりＬｐ倍することにα より ■−βＴＯｑＴＯ＋βＴ１ｑＴ１＋ ・・・・・・・・
・・・・−Ｖｏ＋ＶＣ とのビデオ信号を作る。

本考案は叙上の様にＲＯＭからのディジタル文字フォー
マット出力に応答して階段波文字信号を形成する手段、
前記手段を制御して階段波文字信号をドツトマトリクス
パターンに関連づける手段、前記ドツトマトリクスパタ
ーンに関連づけられた階段波文字信号が導入されると共
に先行する複数の階段波文字信号の電圧値を順次記憶す
るシフト回路構成でなる複数段のアナログメモリーと、
前記アナログメモリーの各段からの出力を受けると共に
前記各出力に対し夫々所定の係数を乗じてそれらの合計
値を補正信号として出力する手段と、上記リードオンリ
ーメモリーからのディジタル文字フォーマット出力に応
答して帯電を必要としないインキ小滴に対しては前記手
段からの補正信号を遮断すると共に帯電を必要とするイ
ンキ滴に対して前記手段からの補正信号を導出制御する
ゲート手段と、前記ゲート手段からの補正信号と階段波
文字信号を加算して帯電電極に印字帯電信号として印加
する手段から構成し、上記アナログメモリーには階段波
文字信号を導入させてその電圧値（帯電量）を記憶して
この電圧値に対して所定の係数を乗じて補正信号を作成
するところから極めて正確な補正が実現でき、つまり単
に複数の先行滴が帯電されたか否かだけをみて一定の補
正値を加えるものではなく、前記の如く先行滴の帯電量
である電圧値を記憶してこれに係数を乗じて補正値を加
えることでより精度の高い補正を実現させていると共に
、また帯電を必要としないインキ小滴に対しては前記補
正信号が加わって関係のない位置（ガータ以外）へ飛行
して印字歪や汚れを発生させないように上記ゲート手段
で補正信号の出力を遮断することによってこれを防止し
ており、これらの作用によってインキ小滴は常に良好な
状態に制御されて印字歪の起る懸念が全くない優れたイ
ンクジェットプリンターを提供している。

【図面の簡単な説明】

第１図は帯電量制御型インクジェットプリンターの一般
的な構成概略図、第２図はインキ小滴の帯電状態を説明
する帯電状態図、第３図は横軸に先行粒子をＸ線には歪
量を示している歪量説明図、第４図は荷電量の大きさと
、印字の列との対応を示した説明図、第５図は“Ｅ Ｉ
＋なる文字の真理値を示す図、第６図は本考案インクジ
ェットプリンターの構成概略図、第７図は斯る本考案イ
ンクジェットプリンターの各部所でのタイムチャートを
示す波形図、第８図は上記本考案インクジェットプリン
ターの５列７行のマトリックスに対するＲＯＭの出力状
況を示す出力状況図、第９図は正常に印字されたＥ”な
る文字の状態図、第１０図は本考案インクジェットプリ
ンターに於ける補正係数発生図、アナログメモ＋Ｊ−１
及び電極係数設定器の具体的電気回路図である。 ２３ ： ＲＯＭ、２４：並直列変換器、２５：タイミ
ング発生器、２８：補正係数発生器、２９：階段波発生
器、３１：加算器、３２：ビデオ増幅器、３３：アナロ
グメモＩＪ−３４：電極係数設定器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ノズルより噴射するインク粒子を帯電電極を用いて印字
   帯電信号に応じて帯電し、この帯電したインク粒子を偏
   向させドツトマトリクスにより文字記録を行う帯電量制
   御型インクジェットプリンタにおいて、 ディジタル信号として得られるところの文字フォーマッ
   トを記憶するリードオンリーメモリーと、前記リードオ
   ンリーメモリーを制御して選択された文字フォーマット
   を出力させるための手段と、前記リードオンリーメモリ
   ーからのディジタル文字フォーマット出力に応答して階
   段波文字信号を形成する形成手段と、 前記形成手段を制御して階段波文字信号をドツトマトリ
   クスパターンに関連づける手段と、前記ドツトマトリク
   スパターンに関連づけられた形成手段からの階段波文字
   信号が導入されると共に先行する複数の階段波文字信号
   の電圧値を順次記憶するシフト回路構成でなる複数段の
   アナログメモリーと、 前記アナログメモリーの各段からの出力を受けると共に
   前記各出力に対し夫々所定の係数を乗じてそれらの合計
   値を補正信号として出力する手段と、 上記リードオンリーメモリーからのディジタル文字フォ
   ーマット出力に応答して帯電を必要としないインキ小滴
   に対しては前記手段からの補正信号を遮断すると共に帯
   電を必要とするインキ小滴に対して前記手段からの補正
   信号を導出制御するゲート手段と、 前記ゲート手段からの補正信号と形成手段からの階段波
   文字信号を加算して帯電電極に印字帯電信号として印加
   する手段、 を備えたインクジェットプリンター。