JPS60125673A - 液体噴射記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この出願の発明は液体噴射記録装置に関し、と一 くに環境温度や電源電圧が変化しても印字位置のずれや
印写のむらによる印写品位の低下を生ずることがない液
体噴射記録装置に関する。

（背景技術） インクジェットプリンタ等の液体噴射記録装置において
環境温度の変化もしくは環境温度の変化等による記録液
の温度の変化、又は、電源電圧の変化によ如、記録ヘッ
ドから吐出される記録液滴の吐出速度が変化する。第１
図は温度に対する吐出速度の変化の状況を、第２図は印
加電圧に対する吐出速度の変化の状況を示すものである
。

ところで従来の液体噴射記録装置には、システム的に印
写品位の補償機能を有するものがないため、環境温度の
変化や電源変動によシ記録液滴の吐出距離が変化し、印
写位置のずれや印写のむらを生ずることは避けられなか
った。ここで吐出距離とは、記録ヘッドへの電圧印加か
ら所定時間後の記録液滴の到達位置をいう。なお従来記
録液の温度を一定に保つ手段が提案されているが１記録
液を暖め又は冷却する装置の応答速度が遅く、かつ機構
が複雑でろってコスト高になる等の欠点があり、また印
写品位へ影響する要因が不確定であること等によシ最適
制御が困難で、装置全体として応答速度が遅い等の欠点
があった。

（目的） この出願の第１の発明は、全く新た彦発想に基づき、前
述の記録液滴の吐出距離の補償機能によシ、温度変化や
電源変動に拘らず印写位置のずれや印写のむら等による
印写品位の低下を防ぐことができる液体噴射記録装置を
提供することを目的とする。

さらに、第１の発明は、前記の目的を達成するとともに
、温度の急激な変化や電源投入時の変化等に対しても応
答速度が速く、最適な制御を行うことができる液体噴射
記録装置を提供することを目的とする。

また第２の発明は、第１の発明の目的を達成するととも
に、共通のセンサによって記録液滴の吐出距離及びその
吐出角度を検出し、これによシ噴射ノズルの吐出不良を
も判別することができる液体噴射記録装置を提供するこ
とを目的とする。

（実施例による説明） 以下図示の実施例を参照して上記の目的を達成するため
この出願の発明において講じた手段について例示説明す
る。下記の説明は、この出願の第１の発明の実施例及び
第２の発明の実施例の順序で行う。

（この出願の第１の発明の実施例）（第３図〜第５図） 第３図は印加電圧に対する前述の吐出距離の変化を示す
ものであり、この吐出距離は主として吐出速度によって
定まるものであって、環境温度や印加電圧によって記録
液滴のドツト径も変化するが、吐出距離はドツト径には
ほとんど影響されない。

第４図はこの出願の第１の発明の実施例中記録液滴の吐
出距離を検出する位置検出センサを、第５図は位置検出
センサの検出値と基準値との差をとシ、この誤差信号を
フィート９バツクして入力濃度信号を制御する制御系を
示すものである。第４図において、Ｎは液体噴射ノズル
であって図中の斜線は記録液を示している。Ｄは液体噴
射ノズルＮから吐出された記録液滴を示すものである。

この位置検出センサは、発光ダイオードアレイＬＥＤが
発射する光束中を記録液滴りを飛しようさせ、その像を
トーリックレンズＴＬを通して、例えば電荷結合素子よ
シなるラインセンサＣＣＤで受光するものである。ガお
トーリックレンズＴＬは互いに直交する２方向で倍率を
異にするレンズであって、この例では紙面に垂直な方向
で倍率が大きく、紙面に平行な方向で倍率が小さくなっ
ている。記録液滴りは、例えば９ｍ／ｓｅｅの速度で飛
しようし、ノズルＮの先端のオリフィスから発光ダイオ
ードアレイＬＥＤの中央までの距離は、例えば０．９　
ｍ程度である。記録液滴りの吐出距離に応じてラインセ
ンサＣＣＤ上でその影が生ずる画素数が異なり、これら
の画素からの出力が順次変化するので、これを検出する
ことによシ記録液滴りの吐出距離を知ることができる。

第５図において、入力濃度信号は加算回路１を経てヘッ
ド駆動回路２に入力され、ヘッド駆動回（５） 路２はタイミングｉ４ルスに従って制御され、その出力
が記録ヘッドの電気・機械変換素子に印加されて記録液
滴を吐出させるが、加算回路２において後述のＤ／Ａ変
換回路１５の出力である誤差信号が入力濃度信号に加算
されるので記録ヘッドへ印加される電圧は上記の誤差信
号によシフイードバック制御される。

一方タイミング・母ルスは遅延回路３において所定時間
遅延され、この遅延パルスによシ単安定マルチバイブレ
ータ４が制御され、Ｐ形トランジスタ５が単安定マルチ
バイブレーク４の出力によジオンになる期間発光ダイオ
ードアレイＬＥＤが発光する。上記の回路又は素子が作
動するタイミングを数値例によシ説明すれば、ヘッド駆
動回路２の出力である駆動パルスの立ち上シからピーク
値に達し、ピーク値が終了するまでの時間が例えば１１
．７５μＢこの駆動パルスの減衰時間が例えば１８５μ
ｓ、遅延回路３の遅延時間が例えば１１９μｓ１発光ダ
イオードアレイＬＥＤの発光時間が例えば５μＢでおる
。

６は第２の単安定マルチバイブレータであって（６） 第１の単安定マルチバイブレーク４の出力により制御さ
れる。７はクロック発生器、８はアンド回路であって、
アンド回路８には単安定マルチバイブレータ６の出力及
びクロック発生器７の発生するクロックパルスが入力さ
れ、その出力によシラインセンサＣＣＤが駆動される。

１０はダート回路でアシ、単安定マルチバイブレータ６
の出力により制御されて前記のクロックパルスを後述の
カウンタ１２に供給する。

アナログ信号であるラインセンサＣＣＤの出力は、コン
パレータ１１において基準レベル以上の部分がノ４ルス
的に取シ出されてストップ信号としてカウンタ１２のス
トップ入力ＳＰに加えられる。一方カウンタ１２のクロ
ック入力ＣＫにはダート回路１０を介してクロックパル
スが入力されてカウントされ、ストップ信号の入力によ
υカウントを停止する。これによシ記録液滴りの吐出距
離、すなわち第３図のラインセンサＣＣＤ上にその影を
生じた：画素数が検出される。この検出信号がデジタル
減算回路１４においてプリセット信号源１３により与え
られる基準信号と比較され、その差出力がＤ／Ａ　変換
回路１５を経て誤差信号として加算回路１にフィードバ
ックされ、入力濃度信号に加算される。

このように第４図及び第５図に示す装置によれば、環境
温度や電源電圧の変化による吐出速度の変化に対して、
吐出距離をラフセンサＣＯＤ　（精度１２μｍ程度が可
能）で測定し、基準値と比較して誤差信号として記録ヘ
ッド印加信号をフィードバック制御して補償することに
よシ応答速度が速く、しかも確実に印写品位を補償する
ことができる。

また吐出距離が例えば１餌程度であるのでイメージセン
サ（ラインセンサ）は６４エレメントのものですみ、発
光ダイオード又は半導体レーザと印加電圧制御回路とに
より小形かつ低コストで検出。

制御系を製作することができる。なお上記の実施例は、
吐出距離の検出値に応じて記録ヘッドへの印加電圧を自
動制御する例であるが、上記の検出値に従って例えば入
力濃度信号を増幅する増幅回路中の可変抵抗を調節する
ことによシ、印加電圧を手動藺節する態様も可能である
。なおこの点は後述の第２の発明の実施例についても同
じでおる。

（この出願の第２の発明の実施例）（第６図〜第８図） 第６図〜第８図に示すこの出願の第２の発明の実施例は
、２次元センサによシ記録液滴の吐出距離と吐出角度と
を検出し、吐出距離の検出出力に応じて記録ヘッドを駆
動する信号を制御し、また吐出角度の検出出力によって
警告表示及び、必要に応じ、その他の所要の措置を講す
るようにしたものであって、第６図はセンサを、第７図
は制御系を示し、第８図は制御系の動作を説明する流れ
図である。

第６図においてＡＳｌは２次元センサであって、例エバ
アモルファスシリコンよリカる。Ｅａ〜Ｅｄは２次元セ
ンサＡＳｉから光電変換出力を取シ出す電極であって、
この例ではセンサＡＳＩの外周付近に等間隔に設けられ
るが、その数は任意に設定することができる。これらの
電極のうち電極−は記録液滴噴射ノズルＮの直前に位置
し、ノズ（９） ルＮから吐出される記録液滴の飛しよう軌跡が正常状態
では図中ｔ１に示すようになるべきところ、前述の環境
温度の変化、電源変動等の原因によりｔ２又はｔ３に示
すような軌跡になシ、記録液滴の吐出距離又は（及び）
吐出角度が変化する。図中ｎは飛しよう軌跡のＸ方向の
ずれを、ｍは同じくＹ方向のずれを示すものである。不
図示の光源によシセンサＡＳｉ及び記録液滴の飛しよう
空間を照射すれば電極Ｅａ”□Ｅｄにおける光電変換検
出出力が記録液滴の吐出距離又は（及び）吐出角度に従
って変化する。これらの電極のうち、電極Ｅａ及びＥＣ
が主としてＹ方向の変化を検出し、電極Ｅｌ）及びＥｄ
が主としてＸ方向の変化を検出する。なお２次元センサ
ＡＳｌハ、前記のアモルファスシリコン感光体よシなる
センサのほか、一般のＸＹデポジションンサ又はマトリ
ックスアレイで構成することもできる。

第７図において、演算器２１は、前記の電極Ｅ　ａ　”
−□Ｅ　ｄの検出出力が入力され、これらの検出値に基
づいて前述のｎ及びｍの値を演算する。ＣＰＵ　２２（
１０） は、とのｎ及びｍの値が入力され、ｎが所定値（例えば
ｎ−０）以上であるとき警告表示装置２３を作動させて
警告を発し、またｍの値に応じてＤ／Ａ変換回路２４を
介してヘッド駆動回路２５を制御し、記録ヘッドへ印加
する信号を制御する。

これらの動作を第８図の流れ図によって説明すれば、先
ずｎの値を読み取り、例えばｎ＝０でなければ警告表示
装置２３を作動させて警告を発し、例えばｎ＝０であれ
ば次にｍの値を読みとり、このｍの値をＤ／Ａ変換回路
２４へ出力し、ヘッド駆動回路２５によシ記録ヘッドへ
印加する信号を制御する。さらに警告表示装置２３によ
る警告とともに、必要に応じ、記録動作を停止し、ヘッ
ト°をその初期位置へ戻す等の措置を講する。なお第６
図〜第８図に示す手段は、噴射ノズルに欠損部分がある
場合あるいはその他の原因による吐出不良を簡単彦構成
によシ判別できるので、とくに製造過程における検査手
段として有効である。

（効果） 前述のように、との出願の第１の発明によれば、記録液
滴の吐出距離を検出する位置検出センサの出力に応じて
記録ヘッドを駆動する信号を制御す位に直接関係する吐
出距離の変化を検出して制御するため応答速度が速い最
適の制御を行うことができる。そしてこれらによ勺寒冷
地や高温地へ出荷する場合にも現地における無調整化を
はかることが可能である。

また第２の発明によれば、第１の発明の効果を奏すると
ともに共通のセンサによって記録液滴の吐出距離及び吐
出角度が検出可能であって、これにより噴射ノズルの吐
出不良を判別し、寄告表示等を行うことができ、とくに
製造過程における検査手段として有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ記録ヘッドから吐出される
記録液滴の吐出速度の温度及び印加電圧に対する変化を
示す線図、第３図は記録液滴の吐出距離の印加電圧に対
する変化を示す線図、第４図及び第５図はこの出願の第
１の発明の実施例を示し、第４図は位置検出センサの要
部を示す構成図、第５図は記録ヘッドを駆動する信号を
制御する制御系のブロック図でロシ、第６図ないし第８
図はこの出願の第２の発明の実施例を示し、第６図は記
録液滴の吐出距離及び吐出角度を検出するセンサの要部
を示す構成図、第７図は警告表示装置及びヘッド駆動回
路を制御する制御系のブロック図、第８図は第７図の制
御系の動作を説明する流れ図である。 符号の説明 １・・・加算回路、２．２５・・・ヘッド駆動回路、３
・・・遅延回路、４，６・・・単安定マルチバイブレー
タ、７・・・クロック発生器、８・・・アンド回路、１
２・・・カウンタ、１３・・・プリセット信号源、１４
・・・減算回路、２１・・・演算器、２２・・・ＣＰＵ
、２３・・・警告表示装置、Ｎ・・・液体噴射ノズル、
ＬＥＤ−・・発光ダイオードアレイ、ＣＣＤ・・・ライ
ンセンサ、ＡＳｉ・・・２次元センサの一例であるアモ
ルファス感光体、Ｅａ＆いしく１３） Ｅｄ・・・２次元センサの電極。 （１４）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録液滴の吐出距離を検出する位置検出センサと
   、 前記位置検出センサの出力に応じて記録ヘッドを駆動す
   る信号を制御する手段と、 を具える液体噴射記録装置。
2. （２）記録液滴の吐出距離と吐出角度とを検出すること
   ができるセンサと、 畝 前記センナの吐出距離検出力に応じて記録へΔ ラドを駆動する信号を制御する手段と、前記センサの吐
   出角度検出出力が所定値以上であるとき警告表示を行う
   手段と、 を具える液体噴射記録装置。