JPS60161154A - インクジエツト記録装置のインク圧力制御装置 - 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】 （、Ｄ技術分野 本発明は、ノズルより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イ立置において荷電電
極により選択的に荷電を行な１護、荷電インク粒子を、
偏向電極で偏向させて記録紙の所定位置に衝突させるイ
ンクジェット記録装置しこ関し、特に、該記録装置のイ
ンク圧力制御装置し；関する。

■従来技術 この種のインクジェット記録装置においては、インク噴
射ノズルから記録紙までの距離が孔筒的に長く、したが
ってインク圧は、ノズルより噴射し粒子化したインク粒
子が荷電電界および偏向電界の作用を受けつつも、記録
紙まで安定した飛翔軌道を描いて到達するように高く設
定される。また、規則的に所定の粒径のインク粒子を生
成し、これを正確に所定の偏向軌道をとらせるためには
。

インク粘性、インク圧、振動圧力、荷電量、偏向電界等
が安定に、かつ正確に制御されなければならない。また
、噴射インクがインク粒子に分離するタイミングに荷電
電圧（パルス）の印加を正確に合わせないと、インク粒
子は適正に荷電しない。

そこで従来は、インク圧および又はインク粘性を一定に
安定化することが行なわれている。

たとえば米国特許第３，７８７，８８２号明細書には、
インク粒子の飛翔速度を検出し、サーボ制御でポンプ圧
を制御するインク圧制御が開示されている。

しかし、インク圧制御ロジックの詳細な開示はなし）。

一般のフィードバック制御を用いたこのようなサーボ制
御では、例えば速度が高いとポンプ圧を低くし、速度が
低いとポンプ圧を高くするフィードバック制御となるが
、ポンプ圧を変更してから実際にインク粒子の速度が変
化しかつ一定値に安定するまでには、ポンプからインク
噴射ノズルまでにかなり多くのインクが存在するのでか
なり長い時間がかかり、つまり系の時定数がかなり大き
く、目標に安定させるまでにかなり長い時間がかかる。

また、ドラ１−ずれを防止するため、圧力変動、偏差は
極めて小さくする必要があるが、このような時定数が大
きい系で偏差を小さくし、安定させるサーボ制御は更に
開発を必要としている。

米国特許第４，０４５，７７０号明細書には、圧力変動
、偏差は極めて小さくするため、目標インク粒子間隔を
開けて２個のインク粒子検出器を設置して、これらが同
時にインク粒子を検出する状態となるようにポンプ圧を
高、低に制御する圧力調整が開示されている。すなわち
、一方の検出器がインク粒子を検出したときにそのイン
ク粒子の前又は後のインク粒子が他方の検出器に到来し
ていなしとインク圧が低いとしてポンプ圧を高くし、後
のインク粒子が他方の検出器を過ぎているとインク圧が
高いとしてポンプ圧を低くする。しかし、ポンプ圧は、
時定長周期で最小単位数づつ高又は低とするので、イン
ク圧の変更がゆるやかで安定する利点があるが、目標値
に到達するまでの時間が長いという問題がある。インク
圧調整時には記録を休んでいるので、インク圧の調整時
間は極力短いのが好ましい。

また米国特許第４，０６３，２５２号には、インク粒子
の速度を検出してそれを基準値と比較し、前述の米国特
許第４，０４５，７７０号と同様にポンプ圧を制御する
インク圧制御が開示されているが、同様に、インク圧が
目標値に到達するまでの時間が長くなるという問題があ
る。

（ル目的 本発明は、インク圧調整時間を低減しかつインり圧の偏
差を小さくして目標値に安定にさせるインク圧力制御装
置を提供することを目的とする。

■構成 上記目的を達成するために本発明においては、インク粒
子の速度の高低に対応（＝Ｊけた、インク加圧ポンプ駆
動補正値を格納したメモリを備えておき； インク噴射ノズルより噴射されるインク粒子の速度を検
出し； あるポンプ駆動信号でインク加圧ポンプを駆動させ、イ
ンク速度検出手段の速度に基づいてメモリよりポンプ駆
動補正値を読み出し、該ポンプ駆動補正値で前記ポンプ
駆動信号に補正を施こして、補正したポンプ駆動信号で
インク加圧ポンプを駆動させる；　という構成にする。

これによれば、インク加圧ポンプ駆動補正値がインク粒
子の速度の高低に対応伺けた値であるので、速度が高過
ぎる程、また速度が低く過ぎる程大きい値で、また速度
が目標値に近い程小さい値であるので、速度検出→ポン
プ駆動信号変更→速度検出→ポンプ駆動信号変更・・・
の繰り返しの間において、始め程ポンプ圧の変更が大き
く、目標近くになるに従ってポンプ圧の変更が小さくな
って、幾何級数的に、比較的に短い時間で目標値に収束
する。収束誤差は微小となる。

本発明の好ましい実施例では、偏向電極と記録紙の間に
配置され非印写インク粒子を捕獲するガターを導電体と
してこれに荷電検出回路を接続し、圧力調整時には偏向
電界を遮断してインク粒子に荷電し、この荷電のための
荷電電圧印加からクロックパルスのカウントを開始して
、荷電検出回路が荷電を検出したときのカウント、値を
インク粒子速度検出データとして得る。このデータは−
ｒシンク子速度の逆数に比例する。つまり、インク粒子
速度が高いとカウント値は小さく、インク粒子速度が低
いとカウント値は大きい。

更には、インク加圧ポンプ駆動補正値は、設定した目標
値に対するインク粒子速度の誤差に対応（＝Ｊけたもの
とし、誤差の正、負にかかわらず、絶対値に対応付けた
ものとし、また、大きい絶対値には大きい補正値を、小
さい絶対値には小さい補正値を割り当てて、誤等の正、
負に応じて、インク粒子速度検出時のポンプ駆動信号デ
ータに加算（カウンＩ−値が設定目標値よりも大きいと
き）又は減算（カウント値が設定ｌ：Ｊ標値よりも小さ
いとき）して新たなポンプ駆動信号データを得′Ｃ１こ
１シに基づいてポンプを駆動する。誤差が所定範囲内に
なるまでこれを繰り返す。

この実施例によれば、ガターをインク粒子速度検出に共
用するので、別途インク粒子検出手段を備える必要がな
くノズルからガターまでの距離を格別に長くする必要は
ない。なお、該距離が長いとプリンタとしてヘッド長が
長くなって装置構成上不利益が大きいばかりでなく、イ
ンクの飛翔ずれを生ずる可能イ１が高くなって印写品質
上もよくないものである。

第１回に本発明の一実施例の機械系の概要を示す。イン
クカートリッジ１４が装着されたインク槽１３のインク
は、ポンプ１で吸引されてアキュムレータ２に圧送され
る。アキュムレータ２に送られた加圧インクは、アキュ
ムレータ２およびフィルタ３で圧力振動が抑制さＡして
電磁切換弁ＭＶを通してインク噴射ヘッド４に至る。

インク噴射ヘット４においては、その電歪振動子が一定
周１１ＪＩ　、一定振幅で励振付勢されて、ヘッド内の
インクに一定周期、一定振幅の圧力振動登加える。ヘッ
ド４のノズルより、インクが噴射されるが、この圧力振
動により、噴射したインクはノズルより所定距離進んだ
位置で粒子に公証する。

この粒子化は、ヘッド４において加圧インクに加えられ
る圧力振動に対応しており、噴射インクは圧力振動の１
周期につき１個のインク粒子の割合で粒子化する。噴射
インクが粒子化するタイミングに合せて荷電電極５とヘ
ッド４のインクの間に荷電電圧を印加することにより、
粒子化したインク粒子は電荷を持つ。インクの粒子化に
合せて電極５に荷電電圧を印加するが否かで荷電インク
粒子と非荷電インク粒子が形成される。

荷電インク粒子は偏向電極６の電界で偏向されて記録紙
７に衝突するが、非荷電インク粒子は直進してガター８
に衝突し、フィルタ１０を通してポンプ１１で吸引され
て空気抜槽１２に吐出され、インク槽１３に戻る。

第２図に、第１図に示す各機構要素を伺勢し、しかもイ
：ｑ電記録制御を行なう電気系の構成を示す。

インク噴射ヘッド４の電歪振動子には正弦波発生・増幅
回路１６が励振電圧を印加する。荷電電極５には荷電信
号増幅回路１７がパルス状の荷電電圧を印加し、偏向電
極６には偏向電圧発生回路１８が一定レベルの高電圧を
印加する。

導電性ガター８にはシールド線９の心線の一端が接続さ
れており、該心線の他端に荷電検出回路１９が接続され
ている。

ポンプｌおよびＪｌはそれぞれポンプドライバ１５およ
び２０で電気伺勢される。

この実施例では、インク粒子の飛翔速度検出（インク圧
検索）において所定タイミングでインクを荷電するため
、インク粒子の分離位相に荷電電圧パルスの中心を合せ
る位相検索において検索パルス電圧を電極５に印加する
ため、ならびに、印写記録において段階的にレベルが異
なる記録荷電電圧を電極５に印加するために、インク圧
検索用のタイミングパルス発生器２６．検索荷電信号発
生器２５および記録荷電信号発生器２４が備わっており
、これらの発生器の信号が、ゲート回路２３で選択的に
荷電信号増幅回路１７に印加される。電気回路要素各部
の動作タイミングは、パルス発生器２１が発生する複数
種のタイミングパルスに基づいて定まる。

各部のイ１勢および制御はマイクロコンピュータ２２が
行なう。

第３図に、パルス発生器２１．グー１〜回路２３゜記録
荷電信号発生器２４．検索荷電信号発生器２５およびタ
イミングパルス発生器２６の構成と、マイクロコンピュ
ータ２２どそれらの接続を示す。

パルス発生器２１は、水晶発振器と分周カウンタを含む
パルス発生器２１１と１分周カウンタ２１２で構成さＪ
しており、３．２ＭＨｚ、８００ＫＩＩｚ、４００ＫＩ
Ｉｚ。

２００に１１ｚ、１００ＫＩＩｚ、１００／３２＝３．
１２５ＫＩＩｚ、１３３ＫＩＩｚおよび３９０１１ｚの
、８種の、５０％デユーティのパルスを発生ずる。

Ｌ　００　Ｋ　ｌｌｚのパルスは正弦波発生・増幅回路
１６に印加される。回路１６は、入力パルスの基本周波
数成分の正弦波を発生してこれを増幅してヘッドの電歪
振動子に印加する。

これにより、ヘッド４のインクには、１００ＫＩ（ｚの
圧力振動が加わり、１００Ｘ１０３個／ｓｅｅの割合で
インク粒子が形成されガター８あるいは記録紙７に向け
て飛翔する。つまり、１００Ｋｔｌｚの周波数でインク
粒子が生成される。

記録荷電信号発生器２４は、１７２分周用のカウンタ（
Ｔフリップフロップ）２４１．シリアルイン−パラレル
アウトの８ビットのシフ１−レジスタ２４２、データセ
レクタ２４３、および、カウンタとデコーダと出力ゲー
トでなる荷電コード発生器２４４で構成されている。

カウンタ２４１には１００　Ｋ　Ｉｌｚのパルスが入力
され、カウンタ２４１は５．０ＫＨｚのパルスをシフ１
−レジスタ２４２に入力データとして印加する。シフ１
−レジスタ２４２のシフ１へクロックは８００Ｉ（Ｈｚ
のパルスである。

第５図に、シフ１−レジスタ２４２の８組のパルス出力
（ＣＨＰ）を示す。データセレクタ２４３には、これら
８組のパルスが印加される。データセレクタ２４３には
更に３ピッ１−の出力制御コードが与えられ、このコー
ドが８組のパルスの一組の出力を指示する。

シフトレジスタ２４２は８００ＫＨｚのパルスでシフト
イ号勢されるので、８組のパルスａ　−ｈは、この順に
０．００１２５＋ｎ５ｅｃづつ位相が遅れた同一周期、
同一デユーティのものであり、データセレクタ２４３に
与えられる３ビットコードで指定されるものがデータセ
レクタよリグ−１−回ｉ’８２３のアントゲ−１−２８
０〜２８９に出力される。

検索荷電信号発生器２５はデコーダ２５１およびデータ
セレクタ２５２で構成されており、デコーダ２５１に、
１００，２００オヨび４００　Ｋ　Ｉｌｚ　（１）　３
組のパルスが印加される。これにより、デコーダ２５１
の出力は、第５図にＳＰとして示す８組ａ　＝　ｈとな
るが、それらのパルス幅は０．０ＯＬ２５ｍｓｅｃであ
り。

その順にパルス幅分すなわち０．００１２５ｍｓｅｃづ
つ位相がずれている。

記録荷電信号発生器２４のデータセレクタ２４３に与え
ら九る３ピッ１−制御コードと同じ制御コードがデータ
セレクタ２５２にも与えらＪし、次の様に検索荷電信号
ａ〜１１を出力する。

データセレクタ２５２の出力パルスはゲート回路２３の
アントゲ−１−２３４に印加される。

タイミングパルス発生器２６は、２個のＪ−にフリップ
フロップ２［３１，２６２、アントゲ−１−２６３およ
びインバータ２６４で構成されており、タイミングパル
ス発生器２６に１００／３２　Ｋ　Ｉｌｚのパルスがク
ロックパルスとして与えられ、また、マイクロコンピュ
ータ２２が０．：３６ｍ５ｅｃ幅（５０ＫＩＩｚの３２
周期よりやや長い幅）のパルス「Ｈ」を、１回のインク
粒子飛翔速度検出の毎に１パルス与える。

第６図に、タンミングパルス発生器２６の人。

出力信号を示す。タンミングパルス発生器２６のアント
ゲ−１へ２６３の出力（Ｒ２７）はゲー１へ回路２３に
与えられる。

第４図に、ポンプトライバ１５．荷電検出回路１９およ
びインク圧調整回路２７の構成を示す。

ポンプドライバ１５は、マイクロコンピュータ（以下Ｃ
ＰＵと称する）２２からポンプ駆動信号データＰ１５を
受け、しかもパルス発生器２１から３９０１１ｚのパル
スＰ２７を受けるアントゲート１５１、正弦波変換回路
１５２、電圧／電流変換用の反転増幅器１５３、ポンプ
駆動圧調整のため電流を調整する抵抗器■く○〜Ｒ８お
よびアナログスイッチ１５４、電流／電圧変換用の反転
増幅器１５５、および、出力１〜ランジスタｌ　５６　
、１５７を含むポンプ駆動出力回路で構成されており、
その出力端Ａ、Ｂがポンプ１に接続されている。

抵抗器Ｒｏ−Ｒ，の抵抗値は、 Ｒｉ　／２５６＝　Ｒ２／１２８＝　Ｒ３／６４＝　Ｒ
ａ　／３２＝Ｒ５／１６＝Ｒｅ　／８＝Ｒ７／４＝ＲＯ
／２＝Ｒ８ なる関係に設定されており、Ｒｏは、それらの抵抗器１
（１〜Ｒ８がアナログスイッチ１５４ですべて短絡され
ているときに、ポンプ１の圧力を設定最高値とする値に
設定されている。

このような抵抗値の設定により、アナログスイッチ１５
４に２進コードＰｄを印加すると、Ｐｄに応じて増幅器
１５５に印加される電流が変化し、出力端Ａ、Ｂの電圧
Ｖｐｄが第７ａ図に示すように変化する。ポンプ１の圧
力はＶｐｄに略比例したものとなる。

ここでコードＰｄは、ＣＰＵ２２がポンプ駆動信号デー
タとしてポンプドライバ１５に与えるものである。

インク圧調整回路２７は、インク目標速度（データＯｓ
）設定用の８個（８ビツト）のスイッチ２７３、インク
速度検出データＣを得るアップカウンタ２７１．検出速
度データＣより目標速度データＣ８を減算した偏差デー
タＣｃ　（符号をも含む）を得る減算回路２７２．減算
出力をラッチするラッチ回路２７７、零クロス検出回路
２７４．アントゲート２７５およびオアゲー１〜１０１
，２７６゜２７８で構成されている。

後述するように、インク圧調整時には、インク粒子の荷
電開始時にカウンタ２７１がセットさオしてクロックパ
ルスのカラン１−を開始し、荷電検出回路１９が荷電を
検出したときに、そのときのカラン１〜データＣより目
標データＣｓを減算した値を示すデータＣｃがラッチ回
路２７７にラッチされ、データＣｃが偏差データとして
ＣＰＵ２２に与えられる。

荷電検出回路１９は、シールド線９を機器アースする抵
抗器１９１．電界効果形トランジスタ（ＦＥＴ）１９２
、逆相増幅器１９３．バイパスフィルタ１９４、半波整
流器１９５．積分回路１９６および比較器１９７で構成
されている。

抵抗器１９１の抵抗値は、ガター８とアースフィルタ１
０の間がインクでつながっているときのそれらの間の抵
抗値より小さい値、１００ＫΩ程度にされている。シー
ルド線９の心線と機器アースの間にはわずかな浮遊容量
があり、この実施例ではインク粒子がマイナス荷電され
て、荷電インク粒子がガター８に衝突する毎にシールド
線９の心線がマイナス電位になるが、浮遊容量と抵抗器
１９１どの時定数により、荷電したインク粒子が連続し
てガター８に衝突するときには、それが連続している間
心線の電位は連続してマイナス電位になっている。した
がって、連続する複数個を荷電し、次の連続する複数個
は非荷電とする荷電制御をすると、この荷電、非荷電の
パターンに対応する電位パターンがＦＥＴ１９２のゲー
トに現わオする。この電位パターンはＦＥＴ１９２で電
流に変換され、増幅器１９３で反転増幅され、バイパス
フィルタ１９４で低周波ノイズを除去さ汎てインク圧調
整回路２７の零検出回路２７４と、半波整流回路１９５
に与えられる。

ＣＰＵ２２は、中央処理ユニッ１−（プロセッサ）、１
．１０ポート付ＲＡ　ＭおよびＲＯＭならびに人。

出力インターフェースで構成される汎用のコンピュータ
であり、以上に説明した各要素の制御をおこなう。

第２図に示すように、ＣＰＵ２２には補正コードメモリ
　（ＲＯＭ）　２８が接続されており、このメモリ２８
に、偏差Ｃｃの絶対値に対応イ」けた補正値データΔＶ
ｐｄが記憶されており、偏差Ｃｃに基づいてアクセスす
るようになっている。偏差Ｃｃと補正値データΔＶｐｄ
との関係を第７ｂ図に示す。

第７ｂ図に示すように、偏差Ｃｃに対して補正値ΔＶｐ
ｄはリニアにしている。したがって、偏差Ｃｃが大きい
と、そ九に基づいてメモリ２８より読み出される補正値
データΔｖｐｃ＋は大きい値となり、偏差Ｃｃが小さい
と、それに基づいてメモリ２８より読み出される補正値
データΔＶＦ・ｄは小さい値となる。なお、第７ｂ図に
はクラフ粉直線で示したが、実際には１単位で階段状に
上、下する折れ線となる。

第８ａ図に、ＣＰＵ２２がおこなう制御の全体概要を示
し、第８ｂ図にインク粒子の飛翔速度を検出してそれが
スイッチ２７３で設定された目標値になるようにインク
圧（ポンプｌの吐出圧）を設定するインク圧調整制御の
詳細を示す。

まず制御の全体概要を説明する。電源が投入されるとマ
イコン２２は、人、出力ボートを初期化し、制御各要素
を安全な状態に設定する。こ九において、偏向電圧発生
回路１８はオフに、ポンプドライバ１５．２０もオフに
、またアントゲ−１〜２３５もオフに設定される。

初期化を終了するとＣＰＵ２２は、まずポンプトタイバ
１５に駆動指示信号を出力セフ１−シてポンプ１を駆動
状態とし、５秒タイマ（プログラムタイマ）をセラ１−
する。このポンプｌ駆動においては、ＣＩ）　Ｕ　２２
はＰｄとして標準値を示すものを出力セットする。

ＣＰＵ２２は５秒タイマのタイムオーバを待ち、タイム
オーバするとバルブドライバＭＶＤとポンプドライバ２
０をオンにし、１５秒タイマ（プロクラムタイマ）をセ
ットする。バルブドライバＭＶＤのオンにより、電磁切
換弁ＭＶが、ヘッド４−インク槽１３連通、フィルタ３
側遮断の状態から、ヘッド４−フィルタ３連通、インク
槽１３遮断状態に切換わる。これにより、ヘッド４のノ
ズルよりインクが噴射され、ガター８で捕獲される。ガ
ター８で捕獲されたインクはポンプ１１で空気抜き４１
！１１１３に戻さＪルる。、１５秒タイマがタイムオー
バすると、ＣＰＵ２２は位相検索を実行し、次にインク
圧調整を実行する。インク圧調整を終了すると、入力ボ
ード、給紙系の入カ状態、センサ状態を読んでプリント
可否（レディ）を判定し、状態を表示する。プリント不
可状態のときにはそこで時期する。プリン１〜可である
と記録制御に進む。所定の記録を終了すると入力指示を
読んで停止が指示されていると停止処理に進む。停止が
指示されていないと時期か否かを見て時期でないとまた
記録制御に進む。時期が指示されていると位相検索に進
む。停止処理に進んでそれを終了した後には、電源がオ
ンである間記録指示が到来するのを待ち、指示が到来す
るとポンプ１５の駆動に進む。

次に位相検索を説明するとマイコン２２は、インク圧調
整を終了すると、データセレクタ２４３および２５２に
与える３ピッ１−コードを０００とし、アントゲ−ｈ　
２３５を開（グーｌ−オン）にして計時を開始する。こ
れにより、データセレクタ２４３は第５図に示すＣＩ（
Ｐのａを、データセレクタ２５２は第５図に示すＳＰの
ｄを出力するが、印写データがＬ（非記録）であるため
荷電コード発生器２４４の出力ゲートが閉じられており
、荷電コード発生器２４４の出力（荷電レベル指示コー
ド）はすべてＬ　（００００００００００）であってア
ントゲ−１〜２８０〜２８９はすべて閉しられている。

しかしアンドゲート２３４は、それに １００／３２　＝　３．１２５　Ｋ　Ｈｚのパルスが印
加されるので、１００Ｋｌｌｚの１６周期の間（３２個
のインク粒子の生成の間）開に、次の１６周期の間（３
２個のインク粒子の生成の間）は閑になり、以下これを
繰返えす。これにより、アンドゲート２３４　、２３５
およびオアゲー１−２３６を通して、オアゲー１〜２９
０〜２９３に、第５図に示すｓｐのパルスｄのうち、連
続３２個が与えられ、次に３２個分の休止期間をおいて
また連続３２個が与えられるという具合に、ＳＰのｄ　
（第５図）が間欠的に印加される。ＳＰのｄが連続３２
個与えら４じＣいる間、Ｄ／Ａコンバータ２３２には、
ＳＰのｄがＨである期間のみ、００１００１１．１００
が与えられてＤ／Ａコンバータ２３２が荷電信号増幅回
路１７に００１００１１１００に対応するレベルの荷電
信号を与える。これにより、荷電電極５に、ｓｐのｄに
同期し、しかも連続３２個が現われた次は連続３２個分
の休止を置いて次に連続３２個が現われるというパター
ンで、荷電電圧パルスが印加される。

これらの荷電電圧パルスがインクの粒子化にタイミング
が合っているとインク粒子が荷電するが、合っていない
と荷電しない。荷電した場合には、連続３２個の荷電イ
ンク粒子の次に連続３２個の非荷電インク粒子が続きそ
の次に連続３２個の荷電インク粒子が続くという荷電パ
ターンでインク粒子が飛翔する。

このときには、荷電検出回路１９のバイパスフィルタ１
９４の出力端に、連続３２個の荷電インク粒子がガター
８に衝突している間は正電位で、連続３２個の非荷電イ
ンク粒子がガター８に衝突している間は負電位の、略１
００／３２　＝　３．１２５　Ｋ　Ｉｌｚ周期の信号が
現われる。この信号は、半波整流器１９５で整流され、
積分回路１９Ｇで積分される。積分電圧が設定値を越え
ると、比較器１９７の出力が１１から１．に反転する。

マイコン２２は、比較器１９７の出力Ｐ１９がＨからＬ
になるとそのときデータセレクタ２４３゜２５２に出力
している３ピツ１〜コードを、適正荷電を与える適正な
荷電タイミングをもたらすものと見なしてそのままデー
タセレクタ２４３，２５２に出力設定して、アン１−ゲ
ーｈ　２３５をオフにし、インク圧調整制御に進む。

前述の如くデータセレクタ２４３，２５２に３ピッ１−
コード０００を出力セラ１−シ、アンドゲート２３５を
開（オン）とし、かつタイマをセットしてから、該タイ
マがタイムオーバするまでに、比較器１９７の出力Ｐ１
９がＨからＬに反転しないと、マイコン２２はデータセ
レクタ２４３，２５２に今度は００１なる３ビツト制御
コードを出力セットし、また同様にタイマをセットする
。そして比較器１９７の出力Ｐ１９が１１からＬになる
のを待つ。データセレクタ２４３，２５２に３ピッ１−
制御コード００１をセラ１−すると、データセレクタ２
４３は今度は第５図に示す信号ＣＨＰのｂを出力し、デ
ータセレクタ２５２は、信号ＳＰのｅを出力する。

すなわちデータセレクタ２４３と２５２はいずれも、前
回出力した信号より、１／８００ｍ５ｅｃ位相が遅れた
パルスを出力する。このように信号の位相が遅れている
点を除いては、各部の動作は前記の、データセレクタ２
４３，２５２に０００を出力セットしているときのもの
と同じである。

そしてＣＰＵ２２は、比較器１９７の出力Ｐ１９がＨか
ら１４になると、そのときデータセレクタ２４３．２５
２に出力している３ビツトコードを、適正荷電を与える
適正な荷電タイミングをもたらすものと見なしてそのま
まデータセレクタ２４３゜２５２に出力設定して、アン
トゲ−１−２：３５をオフにし、インク圧の調整制御に
進む。比較器１９７の出力Ｐ１９が■１のままでタイマ
がタイムオーバしたときには、ＣＰＵ２２は、今度はデ
ータセレクタ２４３，２５２に０１０を出力セラ１−す
る。

以下同様に、ＣＰＵ２２は、比較器１９７の出力Ｐ１９
が１−１である限り、タイマがタイムオーバする毎にデ
ータセレクタ２４３，２５２に与える３ピツ１へ制御コ
ードを更新する。第５図に示すように、データセレクタ
２５２が出力する信号ＳＰのａ〜１１は、パルス幅が１
／８００ｍ５ｅｃで互にパルス幅分位相がずれているの
で、３ピッ１−制御コードを０００〜１１１の範囲で変
更している間に、Ｓ　１）のａ〜ｈのそれぞれが選択的
にアントゲ−１−２３４に与えられ、３ビツト制御コー
ドのいずれかをデータセレクタ２４３，２５２に出力し
ているときにインク粒子が荷電するようになり、比較器
１９７の出力Ｐ１９がＨからＬになる。ＣＰｔＪ２２は
そこで位相検索を終了し、データセレクタ２４３゜２５
２に出力している３ビツト制御コートをそのまま出力設
定し、アントゲート２３５を閉（オフ）としてインク圧
調整制御に進む。

次に第８ｂ図を参照してインク圧調整制御を説明する。

インク圧調整制御に進むとＣＰＵ２２は、タイミングパ
ルス発生回路２６のＪ−にフリップフロップ２６１とイ
ンク圧調整回路２７のアントゲート２７５に、０．３６
ｍ５ｅｃの間高レベルＨの信号Ｐ２６（第６図参照）を
出力する。そしてインク粒子が荷電電極５からガター８
に到達するに十分な時間をタイマーにセットする。

タンミンクパルス発生器２６のブリップフロップ２６１
は、Ｐ２６が高レベルＨになってから、クロックパルス
入力端ＧＫに印加される１００／３２＝３．１２５ＫＨ
ｚのパルスが低レベルＬにあるときにセラ１−される。

第６図を参照すれば分かるように、１００／３２　＝３
．１２５ＫｌｌｚのパルスがＬからＨになってまたＬに
なるまでに信号Ｐ２６がＬに戻されているので。

３．１２５Ｋ）Ｉｚのパルスがもう一度りになったとき
には、フリップフロップ２６１はリセットされ、フリッ
プフロップ２６２がセットされる。これにより、アンド
ゲート２６３の出力Ｒ２７が第６図に示すように、信号
Ｐ２６がＨになってから、３、１２５　Ｋ　ｔｌｚのパ
ルスにに同期して、その−周期の間だけ高レベルＨにな
る。この高レベルＨの期間に３２個のインク粒子が生成
される。

アンドゲート２６３の出力Ｒ２７（Ｈ）はゲート回路２
３においてオアゲート２３６を通してオアゲー１−２９
０〜２９３に与えられる。これにより、丁度３２個のイ
ンク粒子が生成される間、１〕／Ａコンバータ２３２に
、所定荷電レベルを指示するコード００１００１１１０
０が印加されている。したがって、３２個のインク粒子
が生成される間、Ｄ／Ａコンバータ２３２が所定レベル
の電圧を連続して荷電信号増幅回路■７に印加する。こ
れにより連続３２個のインク粒子が荷電する。

このように荷電を行なっているときに、つまりＲ２７＝
　１−４の間に、Ｒ２７のしから１１への立上り時点に
カウンタ２７１がリセットされて０からのカウントアツ
プを開始し、インク圧調整回路２７のアンドゲート２７
５が開かれている（ゲートオン）。

一方、連続３２個の荷電インク粒子が飛翔して連続して
導電性ガター８に衝突し、荷電インク粒子の第１番目の
ものが衝突してからシールド線９の心線の電位が負方向
に低下を始め、３２個の荷電インク粒子がすべて衝突し
た後に上昇し、略パルス状の変化を示す。この電位変化
に対応して、増幅器１９３の出力が正方向に略パルス状
に変化する。

増幅器１９３の出力が正方向に立上がったときに、すな
わち荷電された連続３２個のインク粒子が導電性ガター
８に衝突した直後に、インク圧調整回路２７の零クロス
検出回路２７４の出力がＬからＨに立上がり、アンドゲ
ート２７５がＰ２６＝Ｈで開かれているので、オアゲー
ト２７６の出力がＩ］に立上がりラッチ回路２７７にそ
のときの減算出力データＣｃ　＝　Ｃ−Ｃｓがランチさ
ｊしる。Ｒ２７がＨに立上がったときにカウンタ２７１
がリセッ１−されてＣ２７すなわち１３３　ＫＨｚのパ
ルスのカウントを開始しているので、ラッチデータは、
目標値Ｃｓより、インク粒子の荷電を開始してから荷電
インク粒子が導電性ガター８に衝突するまでの１．３３
　Ｋｔｌｚパルスのカウント数（荷電インク粒子の飛翔
時間）Ｃを減算した値（目標値よりのずれ量）Ｃｃ＝Ｃ
−Ｃｓを示すものである。

タイマがタイムオーバするのを待ってＣＰＵ２２は、ラ
ンチの保持コートＣｃ＝Ｃ−Ｃｓを読込む。

次にＣＩ）　Ｕ　２２は、読み込んだデータＣｃの絶対
値を訂′１容最高値Ｃｍ（固定値）と比較し、ＣｃがＣ
ｍ以」二であると、インク粒子か荷電をしていないか、
あるいはインク噴射等が異常であるので、インク噴射を
停止し警報をセットする。その後は装置電源が一度遮断
され再度投入するまで、その状態のままとなる。Ｃｃ　
ｈ′ＮＣｍ未満であると正常と見なして、偏差Ｃｃが２
以内であるか否かを見る。２以内であると、スイッチ２
７３の設定で定まる目標値Ｃｓに対する実インク圧（イ
ンク速度）Ｃｓの偏差Ｃｃが許容範囲内にあるので、そ
の時ポンプドライバ１５に印加しているポンプ駆動信号
データＰｄが適切なインク速度を与えるものであるので
、インク圧調整を終了してメインルーチン（第８ａ図）
にリターンし、状態検出等を経て記録制御に進む。

偏向Ｃｃが２を越えていると、インク速度が目標値に達
っしているとは見なさず、ｃｃの絶対値と符号に応じて
、該絶対値をメモリアドレスデータに変換してメモリ２
８をアクセスして、絶対値対応の補正値ΔＶｐｄ’（第
７ｂ図参照。但し、読み出しデータは常に正値）を読み
出し、Ｃｃの符号に応じて、それが正のときにはＶｐｄ
二Ｖｐｄ十ΔＶｐｄで、また負のときにはＶｐｄ＝Ｖｐ
ｄ−Δ■Ｐｄで次にポンプトライバ１５に更新して与え
るポンプ駆動信号データＶｐｄ（新データ）をめてこれ
をポンプドライバ１５に更新出力セットする。なおこの
Ｖｐｄをめる上記２式において、右辺のＶｐｄは前述の
インク速度検出時にポンプドライバＩ５に出力セットし
ていたポンプ駆動信号データＶｐｄ（旧データ）を示す
。このように新データをポンプドライバ１５に更新出力
セットすると、ＣＰＵ２２は、１３秒タイマをセリトン
、１８秒の時間経過を待つ。この１３秒は、ポンプ駆動
電圧を変更してから噴射インク速度が変更後のポンプ駆
動電圧対応の速度に安定するに十分な時間である。

１３秒が経過すると、ＣＰＵ２２はメインルーチン（第
８ａ図）の位相検索に戻り、位相検索を終了するとまた
第８ｂ図に示すインク圧調整に進み、上述のようにイン
ク速度の検出と新データの演算を行ない、新データをポ
ンプドライバに更新出力セラ１〜する。偏差Ｃｃが２以
下になるまで、上述の通り位相検索とインク圧調整を繰
り返す。

第１回のインク圧調整のときには、ポンプドライバ１５
にはＶｐｄとして標準データを与えるが、その後は、イ
ンク速度検出に晶づいて演算した新データをＶｐｄとし
て与える。第７ｂ図に示すように、偏差Ｃｃが大きいと
補正値Δ■ρｄが大きいので、上述のインク圧調整を繰
り返す内に、始め程偏差Ｃｃが大きいが後になる程偏差
が幾何級数的に小さくなり、極微小誤差範囲内に急速に
収束する。

したがってインク圧調整を開始してから終了するまでの
時間が短くなり、また、終了したときの収束誤差Ｃｃは
極く小さいものとしうる。

次に記録制御を説明する。記録制御においては、ＣＰＵ
２２は、アントゲ−１−２３５をオフのままとし、タイ
ミングパルス発生器２６をリセット（Ｒ２７＝Ｌ）のま
まとする。これにより、グー１−回路２３のオアゲート
２３６の出力は、記録制御の間、低レベルＬに維持され
、Ｄ／Ａコンバータ２３２には、アンドゲート２８０〜
２８９の出力のみが印加される。ＣＰＵ２２は次いで偏
向電圧発生回路１８に偏向電圧の発生を指示する。これ
により、偏向電極に所定の一定高電圧が加わる。

荷電コード発生器２４４には、１文字の印写データの送
出の直前にリセッ１〜信号が与えられる。荷電コード発
生器２４４は、リセッ１−信号を受けると、カウント値
をクリアして零からのカラン１〜アツプを開始する。カ
ラン１−パルスは、パルス発生器２１が出力する１００
　Ｋ　ｆｉｚのパルスである。カラン１へコードは、印
写データが高レベルＩ（（記録指示）のときのみアンド
ゲート２８０〜２８９に出力され、これが、データセレ
クタ２４３の出力ＣＨＰ（ａ　−ｈのいずれか１つであ
って、データセレクタ２４３，２５２に与えられている
３ビツトコードで特定されるもの）が高レベルＨである
間にアントゲ−１へ２８０〜２８９を通してＤ／Ａコン
ノベータ２３２に与えられる。

データセレクタ２４３が出力する信号ＣＨＰは、位相検
索でインク荷電をするものと確認された信号５Ｐ（ａ−
ｂのうち、現在データセレクタ２４３．２５２に出力設
定されている３ピツ１〜コードで特定されるもの）のＨ
パルス区間を略中央とした、該１１パルス区間の８倍の
１４パルス区間を有するものであるので、荷電電極５に
印加される記録荷電パルス電圧は、インクが粒子に分離
する直前から、分離した直後に及ぶ比較的に広いノ旬し
ス幅であり、インク粒子は、確実に、荷電コード発生器
２４４の出力コードに対応するレベルに荷電する。荷電
インク粒子は、偏向電極間を飛翔している間に、それが
有する電荷に対応した量だけ偏向して記録紙７に衝突す
る。非荷電インク粒子は直進してガター８に衝突し、ア
ースフィルタ１０を通してポンプ１１に吸引される。

この実施例では以上に説明したように、まず位相検索で
、インク粒子を確実に荷電するタイミングに荷電信号の
位相が定められ；次に、インク圧調整で、インク粒子の
飛翔速度が目標値になるようにインク圧が設定されてイ
ンクの飛翔速度が所望値に定められ；そして記録荷電が
行なわれる。

このようにインク粒子の飛翔速度を一定とし荷電を確実
に定めるので、印写記録品質がき７ｂめで高くなる。

位相検索およびインク圧調整においては、偏向電圧は遮
断して荷電インク粒子をも直進させてガターで捕獲しし
かもインク粒子の荷電を検出する。

印写記録においては、偏向電極に偏向電圧を印加して荷
電インク粒子は偏向させて記録紙に向わせ、非荷電イン
ク粒子はガターで捕獲する。

このように、１個の導電性ガターを、インク飛翔速度の
検出用２位相検索用、および、記録印写時の非印写イン
ク粒子の捕獲用の、３用途に共用するので１以上の説明
から分るように、インクジェット記録装置の機械系およ
び電気系の構成は、共に簡単となる。にもかかわらず、
位相検索およびインク飛翔速度の検出は共に確実かつ安
定したものである。

以上に説明したインク圧調整では、非印写インク粒子を
捕獲するガターを導電性とし、これに、荷電インク粒子
の衝突に対応した電位変動を示す信号を生ずる荷電検出
回路を接続して荷電インク粒子の飛翔を検出するので、
荷電インク粒子の到来に刻して応答が速く、しかも検出
が確実である。

したがって、迅速かつ確実にインク粒子の飛翔速度を目
標値に設定しうる。１個の荷電インク粒子検出電極およ
び１個の荷電検出回路を備えるのみであるので、機械系
および電気系の構成は格別に複雑にならない。ヘッド４
がら記録紙７に至るインク粒子飛翔距離は長くする必要
はない。

また、インク粒子の飛翔速度と目標値との偏差に対応し
てポンプ圧を変更するので、インク圧すなわちインク飛
翔速度の調整は幾何級数的に行なわれ、目標値に設定す
るまでの時間が短い。

ガター８は、それに衝突するインクのしぶきで汚れやす
いが、荷電検出回路１９においてシールド線９の心線が
抵抗器１９１で機器アースされているので、またインク
回収路が所定位置（フィルタ１０）で機器アースされて
いるので、ガターのインク汚れによる抵抗値変動があっ
ても、荷電検出が確実である。

なお上記実施例においては、カウンタ２７１をアップカ
ウンタとし、減算回路２７２で目標値よりカウント値を
減算するようにしているが、減算回路２７２を省略し、
カウンタ２７１を、プリセラ１ヘダウンカウンタとして
、そのプリセットダウンカウンタのプリセラ１−入力端
にスイッチ２７３を接続し、カウンタリセットのがわり
に、カウンタプリセット（ロード）を行なうようにして
もよい。

こうすればインク圧調整回路２７の構成が簡単になる。

また、減算回路２７２およびラッチ回路２７７をも省略
して、カウンタ２７１のカウントデータおよびスイッチ
２７３の設定コードをＣＰＵ２２で読むようにしてもよ
い。

■効果 以上の通り本発明によれは、インク圧調整に要する時間
が短くなり、またインク圧つまりはインク飛翔速度は極
く小さい偏差で目標値に設定し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例のインク処理系の概要を示
す側面図であり、一部は断面を示す。 第２図、は同実施例の電気系の構成を示すブロック図で
ある。 第３図は、第２図に示す電気系要素の一部の構成を示す
電気回路図である。 第４図は、第２図に示す電気系要素の他の一部の構成を
示す電気回路図である。 第５図は、第３図に示す記録荷電信号発生器２４の人、
出力信号を示すタイムチャートである。 第６図は、第３図に示すタイミングパルス発生器２６の
人、出力信号を示すタイムチャートである。 第７ａ図は、ポンプドライバ１５に与えるポンプ駆動信
号データＰｄの値とポンプ駆動電圧との関係を示すグラ
フ、第７ｂ図は検出インク速度データＣと目標データＣ
ｓとの偏差Ｃｃと、それに割り当てられる、ポンプ駆動
信号データＰｄの補正値ΔＰｄとの関係を示すグラフで
ある。 第８ａ図は、第３図に示すマイクロコンピュータ２２の
制御動作概要（メインフロー）を示すフローチャー１・
、第８ｂ図はインク圧調整制御動作を示すフローチャー
１・である。 １：ポンプＣ−（ンク加圧ポンプ） ３．１０：フィルタ　４：インク噴射ヘット５：荷電電
極　６：偏向電極 ７：記録紙　８：導電性ガター ９：シールド線　１２：空気抜槽 １３：インク槽　１４：インクカー１−リッジ２２：マ
イクロコンピュータ（インク圧制御手段）２６：タイミ
ングパルス発生器 ２７：インク圧調整回路

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）インク噴射ノズルへのインク流路に介挿されたイ
   ンク加圧ポンプ； インク噴射ノズルより噴射されるインク粒子の速度を検
   出する速度検出手段； インク粒子の速度の高低に対応伺けた、インク加圧ポン
   プ駆動補正値を格納したメモリ；および、 あるポンプ駆動信号でインク加圧ポンプを駆動させ、イ
   ンク速度検出手段の速度に基づいてメモリよりポンプ駆
   動補正値を読み出し、該ポンプ駆動補正値で前記ポンプ
   駆動信号に補正を施こして、補正したポンプ駆動信号で
   インク加圧ポンプを駆動させるインク圧制御手段； を備える、インクジェット記録装置のインク圧力制御装
   置。
2. （２）速度検出手段は：　偏向電極と記録紙の間に配置
   され、非印写インク粒子を捕獲するガター；このガター
   に接続され荷電インク粒子の該ガターへの衝突に対応し
   た信号を生ずる荷電検出回路；および、荷電電極への荷
   電信号の印加を開始点としてクロックパルスをカラン１
   〜し、荷電インク粒子の該ガターへの衝突に対応した時
   間情報を得るカウント手段；を備える前記特許請求の範
   囲第（１）項記載のインクジェット記録装置のインク圧
   力制御装置。
3. （３）インク圧制御手段はメモリより読み出したポンプ
   駆動補正値をそのときのポンプ駆動信号データに加算又
   は減算して新たなポンプ駆動信号データを得て、これに
   基づいてインク加圧ポンプを駆動させる前記特許請求の
   範囲第（１）項記載のインクジェット記録装置のインク
   圧力制御装置。
4. （４）速度検出手段は：　偏向電極と記録紙の間に配置
   され、非印写インク粒子を捕獲するガター；このガター
   に接続され荷電インク粒子の該ガターへの衝突に対応し
   た信号を生ずる荷電検出回路；荷電電極への荷電信号の
   印加を開始点としてクロツクパルスをカラン１−シ、荷
   電インク粒子の該ガターへの衝突に対応した時間データ
   を得るカウント手段；および、該時間データと目標値と
   の差を示すデータを得る比較手段；を備え、　インク圧
   制御手段は：差を示すデータに基づ）ＮでメモＩＪより
   ポンプ駆動補正データを読み出して、該差の極性に応じ
   てこのポンプ補正データをそのとき７１テンプを駆動し
   ているポンプ駆動信号データに加算又番ま減算して新た
   なポンプ駆動信号データを得てこ才しに基づいてインク
   加圧ポンプを駆動させるＯｆｆ　Ｗｉｌ！４寺許請求の
   範ＩＩＩ第（１）項又は第（３）項記載のインクジェッ
   ト記録装置のインク圧力制御装置。