JPS60157877A - インクジエツト．プリンタのインク滴飛行時間指示装置 - 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】 ク・ジェットの流れの飛行時間を指示する方法と装置に
関するものである。

従来の技術 インク・ジェット式印字方法においては、インクの流れ
がノズルから噴射されて，記録部材に衝突する。インク
の流れの中の個々に帯電した滴が記録部材に衝突する前
にその滴を制御して電気的に偏向させる手段が設けられ
ている。記録部材は通例印字された図形、記号その他の
印跡を描くことができるようにインクの流れを横切って
動かされる。

英数字の印字を極めて速い印字速度で行なうことができ
るインク・ジェット・プリンタは知られている。複雑な
文字や図形の印字を可能にするには、個々のインク滴を
記録部材の上に正確に置くことができなければならない
。それゆえ、印字された字の判読性を大きく低下させる
滴装置の不正確さを防止するために、インクジェットの
流わけ非常に綿密に制御されなければならない。

英国特許第２コ１１灯３号には、インクの流れを制御す
る方式の１つが記載されている。この特許は、インク流
が滴にちぎれるようにインク流に加えた振動信号と、そ
の滴を帯電させるため荷電電極に加えた信号とを同期化
する方法を提供している。この方法によれば、インク流
がちぎれる前または後でなく、まさに各部がインク流か
らちぎれるそのときに、確実に電界が加えられる。本発
明の目的は、インク流をより正確に処理することを可能
にするため、インクシェツト・プリンタの性能に関する
データをさらに提供することである。

問題点を解決するための手段 上記の目的のために、検出手段とインク流の１つまたは
それ以上の滴を選択的に前記検出手段に向けて導くため
の偏向手段とから成り、インクジェット・プリンタのイ
ンク流の飛行時間を指示する装置が提供される。前記検
出手段は、偏向手段と所定の場所との間の前記滴の飛行
時間の指示を与えるために、所定の場所で選択された／
′）またはそれ以上の滴の存在を検出するように構成さ
れている。

インクジェット・プリ／りのインク流の飛行時間の指示
を与えることは、インク流れの制御に使用するだけでは
ない。飛行時間は、インクがプリンタのノズルから噴射
される際の圧力のモニターである。さらに、飛行時間は
、インクジェット・プリンタの有用な”健康状態”のモ
ニターでもある。もし、飛行時間が増し始めたり、ある
いは代りに不安定に変化し始めたならば、これは、イン
クジェット・プリンタが最適でない状態で動作している
徴候である。ジェット・ノズルやインク供給装置の阻害
は、すべて飛行時間の叩定値の増大として現われ、プリ
ンタの保守すなわち手当てが必要なことを示す。

選択した／′）またはそれ以上の滴を検出手段に向けて
導く偏向手段の作動と所定の場所における前記滴の検出
との間に経過した時間を決定するよう構成されたタイミ
ング手段を備えていることが好ましい。経過時間は、必
要なとき評価すべき性能データとして視覚表示するか、
または記録することができる。代シに、経過時間が所定
の値を越えたときには、警報を発するために使うことが
できる。また、経過時間のデータは、インクジェット・
プリンタのある様相、たとえば偏向手段あるいはインク
供給圧力を制御するために使うこともできる。別の代替
装置では、経過時間のデータを、関連機器の動作、たと
えば記録部材の移動速度を制御するために使うことがで
きる。

偏向手段は、インクジェットがちぎれて滴にｋる領域に
配置された少なくとも１個の帯電電極、前記領域で形成
される滴に対応する電荷を加えるよう前記帯′＃１電極
に帯電信号を加える手段、および電界を与えることによ
シ前記帯電した滴を検出手段に向けて導くように構成さ
れた少なくとも１個の偏向電極から成ることが好ましい
。経過時間を決定するために、タイミング手段を作動さ
せて測定を開始させる必要がある。これは、都合がよい
ことに、帯電電極に加えられた帯電信号のステップ状電
圧変化の形の”開始信号”を使って行なうのが好ましい
。１つの実施例では、帯電信号は方形波の形をしている
。帯電信号は、連続する滴をそれぞれ異なる程度に帯電
させるのに適したステップ状電圧であることが好ましい
。そのようなステップ状電圧は、検出手段に向けて導か
れる１−筋”の滴が生じるように作ることができる。

検出手段は、帯電した滴の接近に応じて誘導電荷を発生
することができる導体素子から成るものが考えられる。

この構成には、誘導電荷が所定の値を越えたとき作動す
るように構成されたトリが一手段が設けられているので
都合がよい。

前記所定の場所は、検出手段のある所である。

検出手段は、選択された１つまたはそれ以上の滴が衝突
することができる導体素子から成り、導体素子は前記／
′）またはそれ以上の滴から電荷を受け取シ、それに相
当する電流を流すように構成されている。上記の電流は
増幅して前に述べたタイミング手段の一部を構成する論
理回路を作動させるために用いることができろ。

代替実施例の場合には、検出手段は選択された／ｊたは
それ以上の滴が衝突することができる圧電物質の素子か
ら成）、圧電素子はその衝突に応じて電気信号を発生す
るように構成されている。

前と同様に、上記の電気信号は増幅して論理回路を作動
させるために用いることができる。

別の代替実施例の場合には、検出手段は、エネルギー反
応素子と、選択された１つまたはそれ以上の滴の通過に
よってさえぎることができるエネルギー・ビームを発生
するように構成さねたエネルギー源とから成っている。

エネルギー源は発光ダイオード、エネルギー反応素子は
光検出器にすると使いやすい。

本発明のもう１つの特徴によれば、先に説明したように
、インク流の飛行時間を指示する装置を組み入れたイン
クジェット・プリンタが提供される。

本発明のさらに別の特徴によれば、インク流の７つまた
はそれ以上の滴を選択的忙検出手段に向けて導くこと１
選択された７つまたはそれ以上の滴の存在を所定の場所
で検出すること、および前記滴が導かれ前記所定の場所
で検出されるまでの飛行時間を指示すること、の諸ステ
ップから成る。

インクジェット・プリンタのインク流の飛行時間の指示
を与える方法が提供される。

上記方法は、前記７つまたはそれ以上の滴が検出手段に
向けて導かれ前記滴が所定の場所で検出される間に経過
した時間を測定するステップを含んでいることが好まし
い。

次に発明のいくつかの実施例を添付図面を参照し、実例
としてよシ詳細に説明する。

実　施　例 第１図を参照すると、インクシェツト・プリンタは、管
３を通してインク供給源２からインクが供給されるノズ
ル１を備えている。ノズル１から発射されたインク流１
０は振動源４によるノズル１の振動によって促がされて
個々の滴にちぎれる。

インク流１０が滴にちぎれる領域には、回線６を通して
電源７に接続された円筒形帯電電極５が配置されている
。インク流のさらに下流に配置されているのは、偏向電
極８を構成している／対の板である。電極８は回線１１
によって電源９に接続されている。

使用中、電源７は、帯電電極５にさまざまの電荷を生じ
させるため選択的に変更可能である。したがって、ちぎ
れた滴が帯電電極５を通過するとき、対応するさまざま
な電荷がそれぞれ異なる滴に与えられる。これに対し、
電源９は偏向電極８の板の間にはソ一定の電界を発生さ
せる。このため、この電界を通過する滴は、それらが担
っている電荷に応じた素だけ偏向される。第１図に示し
た例では、インク流１０は、帯電電極５によって帯電さ
れた滴の偏向された流れ１０ａと、電極５で帯電されな
かった滴の偏向されない流れ１０ｂに分かれる。

ノズルｌと同軸上に並んでいるのは、偏向されなかった
インク流１０ｂからインク滴を受け入れることができる
穴１３を有するとい装置１２である。とい装置１２に集
められたインクは、戻り管１４をったってインク供給源
２へ戻される。戻シ菅１４に沿うインクの移動を助ける
ためにボンダ（図示せず）を用いることができる。

偏向されたインク流１０＆は、一連の通過する封筒など
の記録媒体１５０表面に衝突させることができる。電源
７によって帯電電極５に加える信号を選択的に変更する
ことによって、インク流を軌道１０ａと１０ｂの間で切
り換え、インクを自由自在に記録媒体に当てることがで
きる。

検出器１６は記録媒体１５の背後に配置されており、検
出器の位置は媒体１５がない場合には、偏向されたイン
ク流１０ＪＬが検出器でさえぎられる位置である。検出
器１６は回線１８を通してプロセッサ１７に接続されて
いる。検出器１６でさえぎられたインクは、第一の戻り
管２２を通して供給源２へ戻される。プロセッサ１７は
コ本の出力回線１９．２０を有しており、回線１９はプ
ロセッサを表示装置へ接続し、回線２０はプロセッサを
帯電電極５の電源７へ接続している。

インク流１０の飛行時間の指示を得るために、選択され
た一群の滴を帯電させ、電極８によって軌道１０ａに沿
って偏向されるように１電源７が作動される。選択され
た一群の滴が検出器１６に達することができるように、
記録部材は除去しなければならない、あるいは代シに、
記録部材が一連の封筒などの断続する物である場合は、
その群は調時してそれらの間を通過させなければならな
い。滴が検出器１６に到着すると、それらの存在が検出
器によって検出され、電気信号が回線１８を通してゾロ
セラ？１７へ送られる。グｏセッサ１７は、電源７の作
動と検出器１６における滴の検出との間に経過した時間
な計算するタイマー（図示せず）を備えている。プロセ
ッサ１７は、この情報を使って、回線１９を通して表示
装置２１を作動させる電気出力信号と、回線２０を通し
て電源７の作動を制御する電気出力信号とを発生する。

したがって、インク流の飛行時間について視覚指示が与
えられるばかりでなく、プリンタの動作をさらに制御す
る場合にもそのデータを使うことができる。

第２図は、第１図の装置に使用するのに適した１つの形
式の検出器１６を示す０検出器１６は・金属その他導電
性材料の円筒形カップ２５から成り、カップの内部に室
２３が形成されている。円筒形カップ２５の開放面２４
は、第一図に示すようにインク滴が左から右へ向かって
室２３へ接近することができるように設けられている。

カップ２５は、第１図の戻シ管２２が取υ付けられてい
る中空首部３０に取り付けられている。中空首部３０を
介して室２３と戻Ｆ）＠２２の間が通じるように、カッ
プ２５に穴２６が設けられている。

導電性カップ２５は、回線１８によってプロセッサ１７
に電気的に接続されている。プロセッサ１７は、増幅器
２７と回線２９で直列に接続されたタイマー２８とで構
成されている。プロセッサ１７からの出力は、前に述べ
たように、表示装置または電源７を作動させることがで
きる。

使用中、帯電した滴５０は室２３に入り、導電性カップ
２５に衝突する。滴５０上の電荷はカップ２５へ転移し
、回線１８を通して電気信号を送る。この信号は増幅器
２７Ｖｃよって増幅され、タイマー２８を作動させて必
要な飛行時間の指示を与える。インク滴５０は、カップ
２５に衝突したあと、穴２６を通り抜け、戻シ管２２を
通ってインク供給源へ戻される。

第３図は、第一図の増幅器２７として使用するのに適し
た増幅器を示す。回路は、コ段増幅器として用いられた
コ個の演算増幅器３０から成っている。抵抗器３２，３
３．３４はすべて典型的に／にΩ、抵抗器３５は典型的
に／ＭΩ、抵抗器３６は典型的に１００にΩである。コ
段増幅器からの出力は、タイマー２８によって処理され
る前にその出力を方形波に変換するシュミット・トリｆ
−３７へ送られる。

第弘図は、第３図の増幅器から得られる典型的な記録波
形である。垂直軸は電圧を、水平軸は時間を表わす。一
番上の記録波形４ｏは、電源７から帯電電極に加えられ
た信号である。中央の記録波形４１は、２段増幅器２７
で増幅されたあとの検出器１６が発生した信号である。

一番下の記録波形４２は、シミツト・トリガー３７によ
る操作のあとの増幅器からの出力信号である。タイマー
によって得られる飛行時間の指示は、信号４ｏの印加時
点と、最初の方形波４３で表わされるような検出器にお
ける信号の検出時点との間の時間ｔである。

第５図は、ステップ状電圧４４を帯電電極に印加するこ
とＫよって得られる同様な記録波形である。連続する滴
は各々少しづつ高い電位に帯電される。したがって、増
副器に受け取られる信号４５はそれに対応してステツブ
状になる。連続する滴が担うそれぞれ異なる電荷によっ
て、滴は少しづつ異なる量だけ偏向されることに注目さ
れたい。したがって、意図されたすべての滴を受け取る
ためには、比較的大きな面積の検出器が必要になるかも
しれない。

シュミット・トリＷ−３７の作用は、正方形波４６を発
生させることである。検出された各滴忙ついて、複数の
時間計算値ｔ１〜ｔＡを得ることができる。

第６図は、検出器１６の代替実施例を示す。検出器は、
電線７０を介して増幅器２７１Ｃ接続された導電性材料
の円板５１から成っている。円板５１は滴５０・が通過
できる中央穴７１を有する。

円板５１に接近する帯電した滴は、円板に電気信号を誘
導し、この信号は増幅器２７で増幅される。

前忙述べたように、シュミット・トリガー３７は、誘導
された信号をタイマー２８ＩＣ入力することができる方
形波に変換する。

第７図は、検出器１６の別の代替実施例を示す。

この検出器は、光検出器５４によって検出される光ビー
ム５３を発する発光ダイオード（ＬＥＤ）５２を備えて
いる。ＬＥＤ５２と光検出器５４の間を通過するインク
滴が光ビーム５３をさえぎると、電気信号が回線５５を
通して増幅器へ送られる。増幅された信号は、タイマー
２８へ送られ、先に述べたように飛行時間の指示が得ら
れる〇第Ｓ図は、検出器１６のさらに別の代替実施例を
示す。この検出器では、第２図について説明したものと
類似の円筒形カップ２５は、内部に室２３を形成してい
る。穴２６、首部３０．および戻り管２２は、すべて前
に説明した通りである。

しかし、前述の装置と異なり、室２３には、圧電結晶体
６１が入っている。カップ２５の別な穴６３に通された
回線６２は、結晶体６１と増幅器２７とを電気的忙接続
している。圧電結晶体６１に衝突したインク滴６０は、
圧電結晶体６１を変形させるので、結晶体６１は帯電す
る。このため生じた電気信号は回線６２に沿って送られ
、増幅器２７によって増幅される。増幅された信号はシ
ュミット・トリガー３７によって方形波に変換され、前
に述ぺたよ５に、タイマー２８へ送られる。

Ｎ７図および第を図についてそれぞれ説明した検出器は
、滴６０が電荷を担っているが否かに関係なく、滴６０
の存在を検出することが可能であることに注目されたい
。第一図および第６図の検出器は、滴の存在を検出する
のに部上の電荷を用いておシ、したがって、検出する滴
が帯電している場合にのみ使用することができる。

この分野の専門家にとって、本発明の範囲内で、検出器
の他の形態が可能なことは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による飛行時間測定装置を組み入れた
インクジェットφプリンタの略図、第一図は、第１図の
検出器の略図、 第３図は、第１図の増幅器の回路図、 第弘図は、第１図の帯電電極にある種の信号が加えられ
たとき、第３図の増幅器から得られた典型的な記録図形
、 第Ｓ図は、第１図の帯電電極に別の信号が加えられたと
き、第３図の増幅器から得られた典型的な記録図形、 第６図は、本発明の代替実施例による検出器の略図、 第７図は、本発明の別の代替実施例による検出器の略図
、および 第Ｓ図は、本発明のさらに別の実施例による検出器の略
図である＠ １・・・・・・用ノズル、　２・・・・・・・・・イン
ク供給源、３・・・・・・・・・管、　４・・・・・・
・・・振動源、　５・・・曲・・帯電電極、　６・曲回
回線、　７・・曲・・・電源、８・・・・・・・・・偏
向電極、　９・・・・川・・電源、ＩＯ・・・・・・・
・・インク流、１０　ａ・・・・・・・・・偏向された
インク滴の流れ、　１０ｂ・・・・・・・・・偏向され
ないインク滴の流れ、　１１・・・・・・・・・回線、
１２・・・・・・・・・とい装置、　１３・・・・・・
・・・穴、１４・・・・・・・・・戻シ管、　１５・曲
間記録媒体（部材）、　１６・・・・・・・・・検出器
、１７・・・川・・・プロセッサ、 １８．１９，２０・・・・・・・・・回線、２１・・・
・・・・・・表示装置、　２２・・・・・・・・・戻シ
管、２３・・・・・・・・・室、　２４・・・・・・・
・・開放面、２５・・・・・・・・・円筒形カップ、　
２６・・・・・・・・・穴、２７・・・・・・・・・増
幅器、　２８・・・・・・・・・タイマー、２９・・・
・・・・・・回線、　３０・・・・・・・・・中空首部
、３２．３３．３４．３５．３６・・・・・・・・・抵
抗器、３７・・・・・・・・・　シュミット・トリガー
、４０．４１．４２・・・・・・・・・記録波形、４３
・・・・・・・・・方形波、　４４・・・・・・・・・
ステツブ状電圧、　４５・・・・・・・・・信号、　４
６・・・・・・・・・方形波、　５０・・・・・・・・
・滴、　５１・・・・・・・・・円板、５２・・・・・
・・・・発光ダイオード、　５３・・・・・・・・・光
ビーム、　５４・・・・・・・・・光検出器、５５・・
・・・・・・・回線、　６０・・・・・・・・・　イン
ク滴、６１・・・・・・・・・圧電結晶体、　６２・・
・・・・・・・回線、６３・・・・・・・・・穴、　７
０・・・・川・・電線、７１・・・・・・・・・穴。 第３図 篭瓜 奄ｆ 第５０ 第１頁の続き ［相］発　明　者　レイモンド　パリス　イギリス国　
ウ。 マームズバリー ハウス（番地な１ イルドジャー　エスエヌ６９エルピー エイヴオン　ミルズ　オールド　ミル 、）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　インクジェット・グリンタのインク流の飛行時間
   を指示する装置であって、検出手段と、インク流の１つ
   またはそれ以上の滴を選択的に前記検出手段に向けて導
   くための偏向手段とから成９．前記検出手段は前記偏向
   手段と所定の場所との間の前記滴の飛行時間の指示を与
   えるため所定の場所において選択された１つまたはそれ
   以上の滴の存在を検出するように構成されていることを
   特徴とする装置。 ２、選択された１つまたはそれ以上の滴を前記検出装置
   に向けて導く偏向手段の作動と所定の場所における前記
   滴の検出との間に経過した時間を決定するように構成さ
   れたタイミング手段を備えていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の装置。 ３、前記偏向手段は、インクジェットが滴にちぎれる領
   域に配置された少なくとも１個の帯電電極、そこで形成
   される滴に対応する電荷を与えるために前記帯電電極に
   帯電信号を印加する手段、および電界を発生しそれによ
   シ前記帯電した滴を前記検出手段に向けて導くように構
   成された少なくとも１個の偏向電極、から成ることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の装置
   。 ４、前記帯電信号は、方形波の形をしていることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 ５、前記帯電信号は、連続する滴をそれぞれ異なる程度
   に帯電させるのに適したステップ状電圧であることを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の装置。 ６、前記検出手段は、帯電した滴の接近に応じて誘導電
   荷が生じることができる導電性素子゛から成ることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項から第５項のいずれかに
   記載の装置。 ７、誘導電荷が所定の値を越える□と作動するように構
   成されたト＋）ｙ一手段を備えていることを特徴とする
   特許請求の範囲第６項記載の装置。 ８．前記所定の場所は、検出手段のある所であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項から第５項のいすわか
   に記載の装置。 ９、前記検出手段は、選択された／）またはそれ以上の
   滴が衝突することができる導体素子から成シ、前記導体
   素子は前記１つまたはそれ以上の滴から電荷を受け取り
   、それに応じて電流を流すように構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第８項記載の装置。 １０、前記検出手段は、選択された１つまたはそれ以上
   の滴が衝突することができる圧電物質の素子から成り、
   前記圧電素子はその衝突に応じて電気信号を発生するよ
   うに構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ８項記載の装置。 １１、前記検出手段は、エネルギー反応素子と１選択さ
   れた１つまたはそれ以上の滴の通過によってさえぎるこ
   とができるエネルギー・ビームを発生するように構成さ
   れたエネルギー源とから成ることを特徴とする特許請求
   の範囲第８項記載の装置。 １２、前記エネルギー源は、発光ダイキードであること
   を特徴とする特許請求の範囲第１１項記載の装置。 １３、特許請求の範囲第１項から第１２項のいずれかに
   記載されているように、インク流の飛行時間の指示を与
   える装置を組み入れていることを特徴とするインクジェ
   ット・プリンタ。 １４、インクジェット・プリンタのインク流の飛行時間
   の指示を与える、次のステップから成る方法。 インク流の７つまたはそわ以上の滴を選択的に検出手段
   に向けて導くこと、・ 所定の場所で前記選択された７つまたはそれ以上の滴の
   存在を検出すること、および前記滴を導き、前記所定の
   場所で検出するまでの間の前記滴の飛行時間の指示を与
   えること。 １５、前記１つまたはそれ以上の滴を検出手段に向けて
   導き、所定の場所で前記滴を検出するまでに経過した時
   間を測定するステップを含んでいることを特徴とする特
   許請求の範囲第１４項記載の方法。