JPS5968259A - Deflection controlled ink jet recording apparatus - Google Patents

Deflection controlled ink jet recording apparatus

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JPS5968259A
JPS5968259A JP18049182A JP18049182A JPS5968259A JP S5968259 A JPS5968259 A JP S5968259A JP 18049182 A JP18049182 A JP 18049182A JP 18049182 A JP18049182 A JP 18049182A JP S5968259 A JPS5968259 A JP S5968259A
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JP
Japan
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gutter
ink
charge
holder
particles
Prior art date
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Pending
Application number
JP18049182A
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Japanese (ja)
Inventor
Takao Fukazawa
深沢 孝男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/18Ink recirculation systems
    • B41J2/185Ink-collectors; Ink-catchers
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    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/18Ink recirculation systems
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    • B41J2002/1853Ink-collectors; Ink-catchers ink collectors for continuous Inkjet printers, e.g. gutters, mist suction means

Abstract

PURPOSE:To make it possible to stably perform charge detection, by a method wherein a recessed space is formed to the upper end of an insulating holder for supporting a conductive gutter for capturing non-printing ink particles and the gutter potential is amplified by a charge detect circuit to detect charge. CONSTITUTION:Ink droplets injected from a head 5a are passed through a charging electrode 6 and deflection electrodes 71, 72 and non-charged particles are collided with a gutter 9 to be recovered therein. This gutter 9 comprises a conductor and secured to an insulating gutter holder 13 while connected to a charge detect circuit 20 through a shield wire 15. A recessed space 13a is formed to the upper end of this insulating holder 13 so as to surround the side wall of the gutter 9 and a projection 13b is further formed thereto in order to prolong the distance with an earth shield SH. By this mechanism, the ink invaded between the outer surface of the gutter 9 and the holder 13 is raised by a capillary phenomenon but not raised from the lower end of the recessed space 13a and the leak during charge detection is reduced and detection is stably performed.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ノズルより超音波振動を加えたインクを噴射
し、噴射インクがインク粒子に分離する位置において荷
電電極により選択的に荷電をおこない、荷電インク粒子
を偏向電極で偏向せしめて記録紙に衝突させるインクジ
ェット記録に関し、特に、インク粒子の分離位相に対す
る適正な荷電電圧印加位相の検索や、偏向量の調整設定
において荷電インク粒子を検出する、インク粒子の荷電
検出に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention involves ejecting ink subjected to ultrasonic vibration from a nozzle, selectively charging the ejected ink at a position where it separates into ink particles with a charging electrode, and deflecting the charged ink particles with an electrode. This invention relates to inkjet recording in which the ink particles are deflected and collided with the recording paper, and in particular, it relates to the detection of the charge of ink particles, such as searching for an appropriate charging voltage application phase with respect to the separation phase of ink particles, and detecting charged ink particles in the adjustment setting of the deflection amount. .

この種のインクジェット記録の概要を説明すると、イン
ク槽よりフィルタを通してインクがポンプに吸引され、
圧力変動を平滑化するアキュムレータに吐出される。ア
キュムレータより加圧インクがインクジェットヘッドに
与えられ、ヘッド内において電歪振動子の励振で加圧イ
ンクに一定周波数の振動が印加される。このようにして
振動が乗った加圧インクがヘッドのノズルより噴射され
る。この噴射インクは、ノズルからあ乞距離進んだ位置
で、規則的にインク粒子に分離する。この分離周期は上
記振動の周期に等しい。インク粒子に分離する位置に荷
電電極が配置されており、荷電電極に荷電電圧が印加さ
れる。荷電電圧は段階的にレベルが変化するものであり
、非記録(画信号:低レベルL)のときには0レベル(
たとえばアース電位)とされる。荷電電圧をパルス状に
加える必要があり、しかも各段の荷電電圧をインク粒子
が形成されるある位相に合わせて印加する必要があるた
め、荷電位相検索によりヘッドの電歪振動子の励振位相
に対する荷電電圧パルス位相の設定がおこなわれる。こ
れは、クロックパルス発生器の出力クロックを励振電圧
発生器に与えて該発生器でクロックに同期したサイン波
を生成してそれをヘッドの電歪振動子に印加する一方で
、タロツクパルス発生器の出力クロックを位相設定回路
に与えてクロックの位相とある設定位相差をもたせた一
定パルス幅の荷電クロックを作成し、この荷電クロック
と全く同位相の、荷電電圧と同極性又は逆極性であって
常時一定レベルの検索荷電パルスを検索信号発生器で発
生させてゲートを介してまた増幅器を介して荷電電極に
印加し、荷電検出電極でインク粒子の荷電を検出し、所
定個数のインク粒子の生成の間に荷電検出回路が荷電検
出信号を発したか否かを監視し、それを発すると位相検
索を終了とし、発せられないと位相設定回路に1ステツ
プの位相シフトを指令して荷電クロックパルスを前のそ
れよりも所定位相ずらすという各回路動作でおこなわれ
る。
To give an overview of this type of inkjet recording, ink is sucked into a pump from an ink tank through a filter.
It is discharged into an accumulator which smoothes pressure fluctuations. Pressurized ink is applied to the inkjet head from an accumulator, and vibration at a constant frequency is applied to the pressurized ink by excitation of an electrostrictive vibrator within the head. The pressurized ink, which is vibrated in this way, is ejected from the nozzles of the head. This ejected ink is regularly separated into ink particles at a position a certain distance from the nozzle. This separation period is equal to the period of the vibration. A charging electrode is arranged at a position where the ink particles are separated, and a charging voltage is applied to the charging electrode. The level of the charging voltage changes in stages, and when not recording (image signal: low level L), it is at 0 level (
For example, earth potential). It is necessary to apply the charging voltage in a pulsed manner, and moreover, it is necessary to apply the charging voltage at each stage in accordance with a certain phase in which ink particles are formed. The charging voltage pulse phase is set. This is because the output clock of the clock pulse generator is applied to the excitation voltage generator, which generates a sine wave synchronized with the clock and applies it to the electrostrictive vibrator of the head. The output clock is given to a phase setting circuit to create a charging clock with a constant pulse width that has a certain set phase difference from the phase of the clock. A search charge pulse of a constant level is generated by a search signal generator and applied to the charge electrode via a gate and an amplifier, and the charge of the ink particles is detected by the charge detection electrode to generate a predetermined number of ink particles. During this time, the charge detection circuit monitors whether a charge detection signal is generated or not, and when it is issued, the phase search is terminated. If it is not issued, the phase setting circuit is commanded to shift the phase by one step, and the charge clock pulse is output. This is done in each circuit operation of shifting the phase by a predetermined phase from the previous one.

このようにしてクロックパルス発生器の出力クロックに
対する荷電クロックの適正荷電位相を設定した後に、荷
電信号発生器が荷電クロックを基準にして作成する、レ
ベルが段階的にかわる荷電信号がゲートおよび増幅器を
介して荷電電極に印加され、印写記録動作がおこなわれ
る。すなわち荷電クロックに同期してレベルが段階的に
かわる荷電電圧が荷電電極に印加されると、インク粒子
は荷電電圧レベルに対応した荷電となり、それぞれその
荷電量に応じて偏向電極の電界で偏向される。
After setting the appropriate charging phase of the charging clock with respect to the output clock of the clock pulse generator in this way, the charging signal whose level changes stepwise, which is created by the charging signal generator with reference to the charging clock, controls the gate and amplifier. A charge is applied to the charged electrode through the charge electrode, and a printing/recording operation is performed. In other words, when a charging voltage whose level changes stepwise in synchronization with the charging clock is applied to the charging electrode, the ink particles become charged corresponding to the charging voltage level, and are deflected by the electric field of the deflection electrode according to the amount of charge. Ru.

画信号が低レベルLのときには荷電電圧がOレベルとさ
れ、このときにはインク粒子が荷電されないため、ガタ
ーで捕獲される。
When the image signal is at a low level L, the charging voltage is set to O level, and since the ink particles are not charged at this time, they are captured by the gutter.

荷電検出電極としては従来、円筒状又はU字形の静電誘
導タイプのもの、および2個の平板電極を隣接配置又は
対向配置するものの外に、インク粒子捕獲用のガターが
ある(たとえば特開昭49−107142号公報および
特開昭55−84680号公報)。
Conventionally, charge detection electrodes include cylindrical or U-shaped electrostatic induction type electrodes, and electrodes in which two flat plate electrodes are arranged adjacently or facing each other, as well as a gutter for capturing ink particles (for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-107142 and JP-A-55-84680).

このガターを荷電検出電極として用いる従来例において
は、ガターはそれより流下しインク回収系に進んだイン
クと絶縁され、ガターには荷電積分用のコンデンサとコ
ンデンサ放電用のスイッチが接続され、コンデンサ電圧
が所定時間内に所定レベル以上に上昇することをもって
インク粒子は荷電していると判定される。
In the conventional example where this gutter is used as a charge detection electrode, the gutter is insulated from the ink that has flowed down and has proceeded to the ink recovery system, and a capacitor for charge integration and a switch for discharging the capacitor are connected to the gutter, and the capacitor voltage is The ink droplet is determined to be charged when the ink droplet increases to a predetermined level or higher within a predetermined time.

このような、絶縁ガターを用いる荷電検出では。In such charge detection using an insulating gutter.

ガターへのインク粒子の衝突によるインクしぶきがガタ
ーを支持する絶縁体ホルダーの内面および外面を汚し、
外面の汚れがガターと回収インクの間にリークをもたら
し、コンデンサ電圧を不安定にし、荷電検出が不安定と
なる問題がある。特に外面の汚れがひどいときいは、適
正荷電であっても荷電せずど判定される。
Ink splashes caused by the impact of ink particles on the gutter stain the inner and outer surfaces of the insulator holder that supports the gutter,
There is a problem that dirt on the outer surface causes leakage between the gutter and the collected ink, making the capacitor voltage unstable and charge detection unstable. In particular, if the outer surface is heavily contaminated, it is determined that the battery is not charged even if it is properly charged.

また、通常導電性ガター9は第1a図(縦断面図)およ
び第1b図(第1a図のI B −1,B線断面図)に
示すように、絶縁体ホルダー13に差し込んで固定され
るが、ガター9に衝突したインクが絶縁体ホルダー13
とガター9の間のギャップに進入し、毛絹管現像でガタ
ーの外側面に沿って上昇してホルダー13の上面に達っ
して微塵に吸収されて吸湿性シールドSH(アースシー
ルド)との間にリークを生じやすい。
Further, the conductive gutter 9 is usually inserted into the insulator holder 13 and fixed, as shown in FIG. 1a (longitudinal sectional view) and FIG. However, the ink that collided with the gutter 9 was damaged by the insulator holder 13.
and the gutter 9, rises along the outer surface of the gutter through capillary development, reaches the upper surface of the holder 13, is absorbed by the fine dust, and is bonded to the hygroscopic shield SH (earth shield). Leaks are likely to occur between the two.

このような問題を解決するには、ガタ一部を常時清浄に
維持しなければならず、その管理が大変である。
To solve this problem, it is necessary to keep a part of the rattle clean at all times, which is difficult to manage.

本発明の第1の目的は、インク汚れによる荷電検出の不
安定性を低減することであり、第2の目的はインク粒子
の飛翔距離を短縮しえてしかも検出の信頼性が高い荷電
検出を行なうことである。
The first purpose of the present invention is to reduce the instability of charge detection due to ink stains, and the second purpose is to perform charge detection that can shorten the flight distance of ink particles and has high detection reliability. It is.

上記目的を達成するために本発明においては、非印写イ
ンク粒子を捕獲する導電性のガターを支持する絶縁体ホ
ルダーの上端に、該ガターを取り囲む凹空間を形成し、
かつ、このガターに、このガターをアースする抵抗体を
含み、ガターの電位を増幅する荷電検出回路でインク粒
子の荷電を検出する構成とする。
In order to achieve the above object, in the present invention, a concave space surrounding the conductive gutter is formed at the upper end of the insulator holder that supports the conductive gutter that captures non-imprinted ink particles,
Further, the gutter includes a resistor for grounding the gutter, and the charge on the ink particles is detected by a charge detection circuit that amplifies the potential of the gutter.

このようにすることにより、まず第1にはインク粒子の
直接接触(衝突)でその荷電を検出するので安定性が高
く、第2にはホルダーの上端凹空間の存在でインク汚れ
によるリークが少なく、第3には荷電検出回路の抵抗器
により、インク汚れの大小によるガター電位変動が小さ
いので、荷電検出電位が安定する。静電誘導タイプの検
出電極を配置する分の飛翔距離の増大を生じない。
By doing this, firstly, the charge is detected through direct contact (collision) with the ink particles, resulting in high stability, and secondly, the presence of the concave space at the upper end of the holder reduces leakage due to ink stains. Thirdly, due to the resistor of the charge detection circuit, variations in gutter potential due to the size of ink stains are small, so the charge detection potential is stabilized. There is no increase in flight distance due to the placement of electrostatic induction type detection electrodes.

本発明の好ましい実施態様においては、位相検索時の荷
電検出においてインク粒子分離励振周波数の2周期以上
の周期で荷電電圧パルスを断続して、連続的に飛翔する
インク粒子を、連続する複数滴は荷電付勢し、次の連続
する複数滴は非荷電として周期的な荷電パターンを形成
させる。このようにすることにより、ガターと増幅回路
を結ぶリードの浮遊容量と前記抵抗体によるRC平滑化
により、断続周期に対応する周期のサイン波状の電圧が
増幅回路入力端に現われる。このサイン波状の電圧は、
その周期をパス帯域とするフィルタ回路でノイズ分を遮
断して得ることができるので。
In a preferred embodiment of the present invention, in charge detection during phase search, charging voltage pulses are intermittent at a period of two or more periods of the ink droplet separation excitation frequency, so that continuously flying ink particles are separated from a plurality of successive droplets. A charge is activated, and subsequent successive drops are uncharged to form a periodic charge pattern. By doing this, a sinusoidal voltage with a period corresponding to the intermittent period appears at the input terminal of the amplifier circuit due to the stray capacitance of the lead connecting the gutter and the amplifier circuit and the RC smoothing by the resistor. This sine wave voltage is
This can be obtained by blocking the noise with a filter circuit whose passband is that period.

フィルタを通したサイン波状の電圧を積分回路で平滑化
して安定した(レベル変動が小さい)直流電圧に変換し
てこれを参照電圧と比較して荷電判定をしうる。すなわ
ち、安定した交流波形が得られ判定処理が安定化する。
The sinusoidal voltage passed through the filter is smoothed by an integrating circuit and converted into a stable (less level fluctuation) DC voltage, which can be compared with a reference voltage to determine charge. That is, a stable AC waveform is obtained and the determination process is stabilized.

第2図に本発明を実施する1つの装置構成を示す。第2
図においてインクカー1−リッジ1のインクはポンプ2
でアキュムレータ3に圧送され、アキュムレータ3で圧
力振動が吸収される。定圧力のインクはフィルタ4を通
してインク噴射ヘッド5に供給される。ヘッド5におい
ては円筒状電歪振動子5aの定周波数励振においてイン
クに定周波数の圧力振動が加えられる。これによりヘッ
ド5aより噴射するインクはノズルより所定距離進んだ
所でインク粒子に分離する。この分離位置に荷電電極6
が配置されており、分離時点に電極6に荷電電圧が印加
されるとインク粒子が荷電電圧極性と逆の極性に荷電す
る。荷電インク粒子は偏向電極71s72間の偏向電界
で偏向を受けて記録紙8に衝突する。非荷電インク粒子
はガター9に衝突し、ガター9からフィルタ10に至り
、ポンプ11で吸引されてインク回収槽12およびイン
ク槽13に至り、ポンプ2で吸引されてアキュムレータ
3に送られる。
FIG. 2 shows one apparatus configuration for implementing the present invention. Second
In the figure, the ink in the ink car 1-ridge 1 is pumped 2.
The pressure is fed to the accumulator 3, and the pressure vibrations are absorbed by the accumulator 3. Ink at a constant pressure is supplied to the ink jet head 5 through the filter 4. In the head 5, constant frequency pressure vibration is applied to the ink by constant frequency excitation of the cylindrical electrostrictive vibrator 5a. As a result, the ink ejected from the head 5a separates into ink particles at a predetermined distance from the nozzle. A charging electrode 6 is placed at this separated position.
is arranged, and when a charging voltage is applied to the electrode 6 at the time of separation, the ink particles are charged to a polarity opposite to the polarity of the charging voltage. The charged ink particles are deflected by the deflection electric field between the deflection electrodes 71s72 and collide with the recording paper 8. The uncharged ink particles collide with the gutter 9, travel from the gutter 9 to the filter 10, are sucked by the pump 11, reach the ink recovery tank 12 and the ink tank 13, are sucked by the pump 2, and are sent to the accumulator 3.

ガター9は導電体であり、絶縁体のガターホルダ13に
固着されており絶縁チューブ14がガターホルダ13を
フィルタ10に接続している。導電体ガター9にはシー
ルド線15の心線の一端が接続されており、その他端は
荷電検出回路20に接続され、シールド外被はアースさ
れている。
The gutter 9 is a conductor and is fixed to an insulating gutter holder 13 , and an insulating tube 14 connects the gutter holder 13 to the filter 10 . One end of the core wire of the shield wire 15 is connected to the conductor gutter 9, the other end is connected to the charge detection circuit 20, and the shield jacket is grounded.

ガター9およびガターホルダー13の縦断面拡大図を第
3a図に、そのnB−nB線断面図を第3b図に示す。
An enlarged vertical cross-sectional view of the gutter 9 and the gutter holder 13 is shown in FIG. 3a, and a cross-sectional view taken along the line nB-nB is shown in FIG. 3b.

この実施例では、絶縁性ホルダー13の上端に、ガター
9の側壁を取り囲むように凹空間13aが形成され、そ
の凹空間13aに接するホルダー内面の下端とアースシ
ールドSHとの距離を更に長くするために、ホルダー1
3の上面より突出する突起13bが形成されている。、
この突起13bにより凹空間13aが更に上方に延びた
ことになる。ガター9の外側面とホルダー13の間の微
細ギャップに進入したインクはそのギャップを毛細管現
像により上昇するが、空間13aでガター9の外面とホ
ルダー13の内面の距離が長いので、空間13aの下端
よりも上には上昇しない。したがってホルダー13の上
面における絶縁が高く、リークを生じにくい。
In this embodiment, a recessed space 13a is formed at the upper end of the insulating holder 13 so as to surround the side wall of the gutter 9, and the distance between the lower end of the inner surface of the holder in contact with the recessed space 13a and the earth shield SH is further increased. , holder 1
A protrusion 13b protruding from the upper surface of 3 is formed. ,
This protrusion 13b causes the concave space 13a to extend further upward. The ink that has entered the minute gap between the outer surface of the gutter 9 and the holder 13 rises through the gap due to capillary development, but since the distance between the outer surface of the gutter 9 and the inner surface of the holder 13 is long in the space 13a, the lower end of the space 13a It does not rise above. Therefore, the insulation on the upper surface of the holder 13 is high, and leakage is less likely to occur.

第4図に、荷電検出回路20の構成を示す。荷電検出回
路20はガター9とフィルタ10のアース(第1図)の
間のインク抵抗Rgの変動によるガター9側接地抵抗の
不安定性を防止するための、Rgよりも小さい抵抗値R
cを有する電圧変換用の抵抗R,インピーダンス変換用
の電界効果形1〜ランジスタFET、演演算幅器21.
バイパスフィルタ22.直流平滑用の積分回路24およ
び比較器24で構成されている。
FIG. 4 shows the configuration of the charge detection circuit 20. The charge detection circuit 20 has a resistance value R smaller than Rg in order to prevent instability of the grounding resistance on the gutter 9 side due to fluctuations in the ink resistance Rg between the gutter 9 and the ground of the filter 10 (FIG. 1).
resistor R for voltage conversion, field effect type 1 to transistor FET for impedance conversion, and operational amplifier 21.
Bypass filter 22. It is composed of an integrating circuit 24 and a comparator 24 for DC smoothing.

位相制御回路30の構成を第5図に示し、その各部の入
出力タイミングを第6図に示す。第6図をも参照すると
、位相制御回路30には、1.6MHzのクロックパル
ス○Pが印加され、これがカウンタ31でカランI〜さ
れる。カウンタ31の力ウトコード出力の各ビット、A
−D(A=第第1一〜D=第4)のAビットはシリアル
イン−パラレルアウトのシフl−レジスタ32にシフト
付勢パルスとして、またDビットは入力信号として印加
される。これによりシフl−レジスタ32の出力端0〜
7に、順次に位相がA周期分ずれたDのパルス幅のパル
スが現われその1つがデータセレクタ37より電歪振動
子励振パルスVpとして出力され励振増幅回路4Iに印
加される。
The configuration of the phase control circuit 30 is shown in FIG. 5, and the input/output timing of each part thereof is shown in FIG. Referring also to FIG. 6, a 1.6 MHz clock pulse ○P is applied to the phase control circuit 30, and the counter 31 clocks it. Each bit of the output code of the counter 31, A
The A bit of -D (A=first to D=fourth) is applied to the serial-in/parallel-out shift register 32 as a shift activation pulse, and the D bit is applied as an input signal. As a result, the output terminals 0 to 0 of the shift register 32
7, pulses having a pulse width of D whose phase is shifted by A period appear one after another, one of which is output from the data selector 37 as an electrostrictive vibrator excitation pulse Vp and applied to the excitation amplifier circuit 4I.

カウンタ31のB−Dの出力ビットはデコーダ34に印
加され、デコーダ34の第1出力端0と第5出力端4の
出力パルスがそれぞれ分周器36およびT−フリップフ
ロップ35に印加される。T−フリップフロップ35の
Q出力は荷電タイミング信号CPとして印写信号発生回
路45に印加される。分周器36で1/16に分周され
アンドゲートAN2でデコーダ34の出力パルス幅に整
形されたパルスは位相検索荷電信号パルスppとして荷
電増幅器44に印加される。
The output bits B-D of the counter 31 are applied to a decoder 34, and the output pulses at the first output terminal 0 and the fifth output terminal 4 of the decoder 34 are applied to a frequency divider 36 and a T-flip-flop 35, respectively. The Q output of the T-flip-flop 35 is applied to the printing signal generation circuit 45 as a charging timing signal CP. The pulse whose frequency is divided to 1/16 by the frequency divider 36 and shaped to the output pulse width of the decoder 34 by the AND gate AN2 is applied to the charge amplifier 44 as a phase search charge signal pulse pp.

第6図を参照する。荷電信号PPは、16パルス連続し
た次には16パルス分の休止期間があり、320μse
cの周期で断続される。これに対して印写荷電タイミン
グ信号Cpは、連続したパルスであってパルスppをほ
ぼ中央としその8倍のパルス幅(高レベルH)を有する
Please refer to FIG. The charging signal PP has 16 consecutive pulses, followed by a pause period of 16 pulses, and has a duration of 320 μs.
It is intermittent with a period of c. On the other hand, the printing charge timing signal Cp is a continuous pulse, and has a pulse width (high level H) eight times that of the pulse pp, with the pulse pp approximately at the center.

この実施例においては、位相検索荷電信号パルスPPと
印写荷電タイミングパルスCpの両者の位相は固定であ
り、電歪振動子励振パルスVpの位相が、データセレク
タ37でカウンタ33のカウントコードA−Cに応じて
シフトレジスタ出力O〜7のいずれを出力するかでシフ
ト又は変更される。
In this embodiment, the phases of both the phase search charging signal pulse PP and the printing charging timing pulse Cp are fixed, and the phase of the electrostrictive vibrator excitation pulse Vp is determined by the data selector 37 using the count code A- of the counter 33. It is shifted or changed depending on which of the shift register outputs O to 7 is output according to C.

つまり、荷電電圧パルス位相が固定でインク粒子分離位
相がシフトされる。
In other words, the charging voltage pulse phase is fixed and the ink droplet separation phase is shifted.

次に位相検索を、第2図〜第6図を参照して説明する。Next, phase search will be explained with reference to FIGS. 2 to 6.

位相検索のときには検索指示信号が高レベル11とされ
、これに応じてスイッチング回路(又はリレー)47が
44−6接続となり、しかも偏向電圧電源回路42が消
勢(スイッチオフ)される。この状態では、320μs
ec周期で断続する10μsec周期の位相検索荷電パ
ルスPPに同期したマイナス定レベル荷電パルスが増幅
器44よりスイッチング回路47を介して荷電電極6に
印加される。一方、金板りにカウンタ33のカラン1−
コードがro 00Jであるとすると、シフトレジスタ
32の出力端0のパルスが励振パルス■pとして励振増
幅回路41に印加されており、このVPの周期および位
相(Ppに対する位相)に対応した位相でインク粒子が
分離する。このインク粒子の分離がパルスPpとタイミ
ングが合っていると、インク粒子はプラス荷電し、ガタ
ー9に衝突する。つまり、パルスPPの周期で分離する
インク粒子は、連続する16個がマイナス荷電し次の1
6個は非荷電という、320μsec周期の荷電パター
ンを生じ、全インク粒子がガター9に衝突する。したが
ってこの場合には、ガター電位が荷電パターンと同様な
電位変動を生ずる。し力1しシールド線15の浮遊容量
とガター9−アース(10)間のインク抵抗Rgおよび
回路20の入力抵抗Rの時定数により、回路20のFE
Tのベース電位は320μsec周期のサイン波状もし
くは包絡線状の電位変動を生ずる。このようなサイン波
状の電圧はFETで反転され更に演算増ftM器21で
反転増幅されてプラスレベルでノ1イノ(スフイルタ2
2に印加される。ハイノ(スフイルタ22は、周期32
0μsec未満のノイズを遮断する。
During the phase search, the search instruction signal is set to a high level 11, and accordingly, the switching circuit (or relay) 47 is connected to 44-6, and the deflection voltage power supply circuit 42 is deenergized (switched off). In this state, 320μs
A negative constant level charging pulse synchronized with a phase search charging pulse PP having a period of 10 μsec and intermittent with an ec period is applied to the charging electrode 6 from the amplifier 44 via the switching circuit 47 . On the other hand, the ring 1- on the counter 33 is plated with gold.
Assuming that the code is ro 00J, the pulse at the output terminal 0 of the shift register 32 is applied to the excitation amplifier circuit 41 as an excitation pulse ■p, and the phase corresponds to the period and phase of this VP (phase with respect to Pp). Ink particles separate. When the separation of the ink particles is timed with the pulse Pp, the ink particles become positively charged and collide with the gutter 9. In other words, 16 consecutive ink particles separated at the period of the pulse PP are negatively charged, and the next 16 are negatively charged.
Six particles are uncharged, creating a charging pattern with a period of 320 μsec, and all the ink particles collide with the gutter 9. Therefore, in this case, the gutter potential causes potential fluctuations similar to the charging pattern. The FE of the circuit 20 is
The base potential of T produces a sinusoidal or envelope-like potential fluctuation with a period of 320 μsec. Such a sine wave voltage is inverted by the FET, further inverted and amplified by the operational amplifier ftM unit 21, and is outputted at a positive level.
2. Haino (Sfilter 22 has a period of 32
Blocks noise of less than 0 μsec.

積分回路23が3201Lsec周期のサイン波を平滑
化して直流定レベルに安定化する。この直流電圧が比較
器24で参照電圧と比較され、直流電圧が参照電圧より
高いとき、つまり、インク粒子が荷電しているときに、
比較器24の出力が低レベルLとなり、インク粒子が荷
電していないときあるいは不完全荷電のときには比較器
24の出力は高レベルHである。
The integrating circuit 23 smoothes the sine wave with a period of 3201 Lsec and stabilizes it to a constant DC level. This DC voltage is compared with a reference voltage by a comparator 24, and when the DC voltage is higher than the reference voltage, that is, when the ink particles are charged,
The output of the comparator 24 is at a low level L, and when the ink droplets are uncharged or incompletely charged, the output of the comparator 24 is at a high level H.

この比較器24の出力は、印写コントロールユニット(
図示せず)に与えられると共に、位相制御回路30のア
ントゲ−hANlに印加される。印写コントロールユニ
ッ1−は、位相検索信号を高レベル1]としてから10
m5ec周期で検索判定パルスPdkを回路30のアン
トゲ−I−ANlに印加し、比較器24の出力Pokが
L(インク粒子荷電あり検出)となるとPdkの1.0
m5ec毎の出方を停止し、印写荷電制御に移る。した
がって、比較器24の出力がH(インク非荷電)である
間は、10m5ec毎にアントゲ−hANlよりカウン
タ33に1パルスが与えられカウンタ33が1カウント
アツプし、データセレクタ37の出力Vpはシフトレジ
スタ32の出力端iのパルスから出力端i+1のパルス
にかわる(っまりIステップ位相がシフ1−される)6
カウンタ33は循還カウントし、シフトレジスタ32の
出力端0〜7のいずれかのパルスをvpとして励振増幅
回路41に与えているときにインク粒子が荷電し、比較
器24の出方がLとなる。
The output of this comparator 24 is output from the printing control unit (
(not shown) and is also applied to the analog gate hANl of the phase control circuit 30. The printing control unit 1- sets the phase search signal to high level 1] and then
When the search determination pulse Pdk is applied to the Antogae-I-ANl of the circuit 30 at m5ec cycles, and the output Pok of the comparator 24 becomes L (ink particle charged detection), Pdk becomes 1.0.
Stop the output every m5ec and move on to printing charge control. Therefore, while the output of the comparator 24 is H (ink not charged), one pulse is given to the counter 33 from the anti-game hANl every 10 m5ec, the counter 33 counts up by one, and the output Vp of the data selector 37 is shifted. The pulse at the output terminal i of the register 32 changes to the pulse at the output terminal i+1 (the phase is shifted by I step by 1)6
The counter 33 carries out circular counting, and when the pulse of any one of the output terminals 0 to 7 of the shift register 32 is applied as vp to the excitation amplifier circuit 41, the ink particles are charged, and the output of the comparator 24 becomes L. Become.

印写コントロールユニットは、比較器24の出方が位相
検索中にHからLに転すると位相検索指示信号を1、と
し、印写記録を行なう。印写記録においてはスイッチン
グ回路47が増幅器43−荷電電極6の接続となり、し
かも偏向電源回路42が付勢され、偏向電極72にプラ
ス又はマイナスの一定高電圧が印加される。印写信号発
生回路45は段階的にレベルが変動する電圧を発生し、
それが、パルスCpのL区間であって印写データが記録
を指示するLのときに増幅器43に印加される。
When the output of the comparator 24 changes from H to L during the phase search, the printing control unit sets the phase search instruction signal to 1 and performs printing. During printing, the switching circuit 47 connects the amplifier 43 and the charging electrode 6, and the deflection power supply circuit 42 is energized, so that a constant high voltage of positive or negative voltage is applied to the deflection electrode 72. The printing signal generation circuit 45 generates a voltage whose level changes step by step.
This is applied to the amplifier 43 during the L interval of the pulse Cp and when the printing data is L indicating recording.

なお、上記実施例においてガターホルダ13およびパイ
プ14がインクで濡れている状態でガター9−フィルタ
10 (アース)間の抵抗はIOMΩ〜100MΩであ
り、多量のインクを意図的に残留させてもIMΩ以上で
ある。シールド線15の浮遊容量は100〜1000p
Fであり、入力抵抗Rは100KΩとした。
In the above embodiment, when the gutter holder 13 and the pipe 14 are wet with ink, the resistance between the gutter 9 and the filter 10 (ground) is IOMΩ to 100MΩ, and even if a large amount of ink is left intentionally, the resistance is more than IMΩ. It is. The stray capacitance of the shield wire 15 is 100 to 1000p
F, and the input resistance R was 100KΩ.

第7a図および第7b図に荷電検出回路20のバイパス
フィルタ22の出力波形を示す。第7a図はガターホル
ダ13内およびパイプ14内が空の状態の測定波形を、
第7b図は両者をインクで満たした状態の測定波形を示
す。インクが空と満で増幅電圧レベルの差はわずかであ
り、通常の使用態様ではガターホルダ13の内面とパイ
プ14内面が濡れた状態でインクはポンプ11で吸引さ
れているので、増幅電圧レベルの変動は少ない。第1a
図および第1b図に示すように、ホルダー13の上端に
までガター9が接触している状態では、インクがホルダ
ー13とガター9の間のギャップに進入しガターの外側
面に沿って上昇してホルダー13の上面でアースシール
ドSHに接触した場合には、ガター9とシールドSHの
間の距離が極く短いので、それらの間の抵抗が100に
Ωよりも極く低く、増幅電圧レベルがかなり大きく低下
する。しかし本発明では、第3a図および第3b図に示
すように、ホルダー13の上端部にインクの毛細管現像
によるインクの上昇を遮断する空間13aを形成してい
るので、ガター9とシールド38間の短絡が無く、上述
のように増幅電圧レベルの変動が極めて小さい。
7a and 7b show the output waveform of the bypass filter 22 of the charge detection circuit 20. FIG. Figure 7a shows the measured waveform when the gutter holder 13 and pipe 14 are empty.
FIG. 7b shows the measured waveform when both are filled with ink. There is a small difference in the amplified voltage level when the ink is empty and full, and in normal usage, the ink is sucked by the pump 11 while the inner surface of the gutter holder 13 and the inner surface of the pipe 14 are wet, so the amplified voltage level fluctuates. There are few. 1st a
As shown in the figure and FIG. 1b, when the gutter 9 is in contact with the upper end of the holder 13, ink enters the gap between the holder 13 and the gutter 9 and rises along the outer surface of the gutter. When the top surface of the holder 13 contacts the earth shield SH, the distance between the gutter 9 and the shield SH is extremely short, so the resistance between them is extremely lower than 100Ω, and the amplified voltage level is quite high. Significant decline. However, in the present invention, as shown in FIGS. 3a and 3b, a space 13a is formed at the upper end of the holder 13 to block the ink from rising due to capillary development of the ink. There are no short circuits, and as mentioned above, fluctuations in the amplified voltage level are extremely small.

なお、ガタ−ホルダ13内面の、インク流下面に複数個
のV形の整流溝を垂直に形成してその下方にアース板を
配置するのもよい。これによれば、ガター9からアース
板までのインクが抵抗Rgを形成し、整流溝でインク分
布が整えられるのでRgが安定する。またその他各種の
変形を施こしうる。たとえば、インクを付加抵抗器を介
してアースしてもよく、あるいはガター9を付加抵抗器
を介してアースしてもよい。いずれにしても、ガター9
を抵抗体を介してアースすることにより荷電検出電圧が
安定する。
Alternatively, a plurality of V-shaped rectifying grooves may be formed vertically on the lower surface of the ink flow inside the gutter holder 13, and a grounding plate may be disposed below the grooves. According to this, the ink from the gutter 9 to the ground plate forms a resistance Rg, and the ink distribution is adjusted in the rectifying groove, so that Rg is stabilized. In addition, various other modifications may be made. For example, the ink may be grounded through an additional resistor, or the gutter 9 may be grounded through an additional resistor. In any case, gutter 9
By grounding through a resistor, the charge detection voltage becomes stable.

第8図に荷電検出回路20の変形例を示す。これにおい
ては、シールド線9と電界効果形トランジスタFET1
の間にコイデンサC1を介挿して荷電検出回路20をシ
ールド線15に交流結合してから抵抗R1を接続してい
る。増幅器21の出力は、コンデンサC2および抵抗R
2で構成されるローパスフィルタを介してFET2のベ
ースに印加され、そしてバイパスフィルタ22に印加さ
れる。この荷電検出回路20では、ノズルより噴射する
ときの摩擦帯電、ガター衝突時の帯電等の直流的なバイ
アス信号はコイデンサCIで遮断され、荷電信号により
帯電された電荷の放電電流はパルス的に入力抵抗艮1に
流れ、増幅器21の出力は各滴の電荷に応じたパルス状
の信号となる。
FIG. 8 shows a modification of the charge detection circuit 20. In this case, the shield wire 9 and the field effect transistor FET1
The charge detection circuit 20 is AC-coupled to the shielded wire 15 by inserting a coil capacitor C1 between them, and then the resistor R1 is connected. The output of amplifier 21 is connected to capacitor C2 and resistor R.
It is applied to the base of FET 2 through a low-pass filter consisting of FET 2, and then applied to bypass filter 22. In this charge detection circuit 20, DC bias signals such as frictional charging when injecting from the nozzle and charging when colliding with the gutter are blocked by the coidenser CI, and the discharge current of the charge charged by the charge signal is inputted in a pulsed manner. The voltage flows through the resistor 1, and the output of the amplifier 21 becomes a pulse-like signal corresponding to the charge of each droplet.

なお、この荷電検出回路20を用いるときは、ガター9
とコンデンサC1の接続線は短かくし、浮遊容量は20
〜30pF以下の小さい値とする。
Note that when using this charge detection circuit 20, the gutter 9
The connection wire between and capacitor C1 should be short, and the stray capacitance should be 20
It should be a small value of ~30 pF or less.

ローパスフィルタ(C2,R2)の時定数Tは位相検索
荷電信号ppの16パルスの断、続に対し、次の値に設
定するのがよい。
The time constant T of the low-pass filter (C2, R2) is preferably set to the following value for the interruption and continuation of 16 pulses of the phase search charge signal pp.

10 μsec<T< 10 X 16 μsecこれ
によりバイパスフィルタ22には、16パルス周期の信
号が印加される。バイパスフィルタ22ではその信号よ
り低周波ノイズをカッ1へして正弦波状に整形し、これ
を積分回路23が直流レベルに変換する。
10 μsec<T<10×16 μsec As a result, a signal with a 16-pulse cycle is applied to the bypass filter 22. The bypass filter 22 filters out low-frequency noise from the signal and shapes it into a sine wave, and the integration circuit 23 converts it into a DC level.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1a図および第ib図は、従来のガターの装着態様を
示す縦断面図である。 第2図は本発明の一実施例を示すブロック図。 第3a図および第3b図は第2図に示すガター9部の拡
大縦断面図、第4図は荷電検出回路20の構成を示す電
気回路図、第5図は位相制御装置30の構成を示すブロ
ック図、第6図は位相制御装置の入出力を示すタイムチ
ャート、第7a図および第7b図は荷電検出回路20の
バイパスフィルタ22の出力波形を示すグラフである。 第8図は荷電検出回路20のもう一つの実施例を示す回
路図である。 1:インク力−1〜リツジ 5:インク噴射ヘッド 5a:電歪振動子        6:荷電電極71+
72:偏向電極      8:記録紙9:導電性ガタ
ー       10=フィルタ12;回収インク槽 13ニガターホルダー     14=パイプ15:シ
ールド線 特許出願人 株式会社リコー 第1a図 皐38図 TIT’1 第1b図 二 込 第3b図
FIG. 1a and FIG. ib are longitudinal cross-sectional views showing how a conventional gutter is installed. FIG. 2 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. 3a and 3b are enlarged longitudinal cross-sectional views of the gutter 9 shown in FIG. 2, FIG. 4 is an electric circuit diagram showing the configuration of the charge detection circuit 20, and FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the phase control device 30. The block diagram, FIG. 6 is a time chart showing the input and output of the phase control device, and FIGS. 7a and 7b are graphs showing the output waveform of the bypass filter 22 of the charge detection circuit 20. FIG. 8 is a circuit diagram showing another embodiment of the charge detection circuit 20. 1: Ink force -1 to ridge 5: Ink jet head 5a: Electrostrictive vibrator 6: Charge electrode 71+
72: Deflection electrode 8: Recording paper 9: Conductive gutter 10 = Filter 12; Recovery ink tank 13 Ni gutter holder 14 = Pipe 15: Shield wire Patent applicant Ricoh Co., Ltd. Figure 1a Figure 38 TIT'1 Figure 1b Ni-komi figure 3b

Claims (1)

【特許請求の範囲】 加圧インクをインク噴射ヘッドに供給し、インク噴射ヘ
ッドにおいて加圧インクに定周期の振動を乗せてヘッド
のノズルより噴射し、ノズルより噴射したインクが粒子
に分離する時点に荷電電極に荷電電圧を印加してインク
粒子を荷電し、荷電インク粒子を偏向電界で偏向させる
偏向制御インクジェット記録装置において; 非印写インク粒子を捕獲する導電性のガター;導電性の
ガターを支持し、その上端に、該ガターを取り囲む凹空
間が形成された絶縁体ホルダー;および 前記ガターに接続され、該ガターをアースする抵抗体を
有しこの抵抗体に現われる電圧を増幅する荷電検出回路
; を備えることを特徴とする偏向制御インクジェット記録
装置。
[Scope of Claims] Pressurized ink is supplied to an ink ejection head, the pressurized ink is subjected to regular vibrations in the ink ejection head, and ejected from a nozzle of the head, and the point at which the ink ejected from the nozzle separates into particles. In a deflection control inkjet recording device that charges ink particles by applying a charging voltage to a charging electrode and deflects the charged ink particles with a deflection electric field; a conductive gutter that captures non-imprinted ink particles; an insulator holder supporting the gutter and having a concave space formed at its upper end to surround the gutter; and a charge detection circuit having a resistor connected to the gutter and grounding the gutter, and amplifying the voltage appearing on the resistor. A deflection control inkjet recording device comprising;
JP18049182A 1982-10-14 1982-10-14 Deflection controlled ink jet recording apparatus Pending JPS5968259A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62101456A (en) * 1985-10-21 1987-05-11 ビデオジエツト・システムズ・インタ−ナシヨナル・インコ−ポレ−テツド Ink catcher and drop-charge detector
CN110039902A (en) * 2018-01-15 2019-07-23 株式会社日立产机系统 Ink-jet recording apparatus

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