JPS60161159A - 偏向制御インクジエツト記録装置の印字品質調整方法 - 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 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位置において荷電電極
により選択的に荷電を行ない、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
ジェット記録装置に関し、特に、印字品質の安定化に関
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、荷電凰、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
射インクか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。

たとえは米国特許第３，７８７，８８２号明細書、米国
特許第４，０４５，７７０号明細書、米国特許第４，０
６３，２５２号明細書等には、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。

この種のインクジェット記録装置においては、インク滴
速度を所定範囲に安定化したときに、インク滴速度とイ
ンク滴質量との関係は第９ａ図に示すようになる。第９
ａ図では、インク滴速度はＶ　ｊ　ｏ±αに制限したイ
ンク滴質量ｍｊとインク滴速度Ｖｊの関係を示す。

第９ａ図において、４連形ｅｆｇｈはノズル径Ｄｏが標
準り。０の場合であり、４連形ａｂｃｄはノズル径の公
差をβとするとり、がり。０−〇の場合、また４連形１
ｊｋｌはＤｏがＬ）ｏｏ＋βの場合である。

また点Ｍ、Ｎ、ＯはそれぞれＤｏがＤｏ　Ｏ＋　Ｄｏ　
Ｏ−β＋　Ｄ　ＯＯ＋βの時の標準状態（例えば温度２
５℃、インク蒸発率Ｏ％）におけるｍｊ−Ｖｊの点であ
る。また線１−２は点Ｎでの運動エネルギー（１／２）
・Ｉｎ　ｊ　Ｖ　ｊ　２の等運動エネルギー線である。

一般に、インク滴の持つ運動エネルギーは印字した時の
歪の大きさと関係があり、運動エネルギーが大きくなわ
ば歪も大きくなり、運動エネルギーが小さくなれば歪も
小さくなる傾向がある。また点Ｍ、Ｎ、０に於いて、点
Ｎの運動エネルギーが点間より小さく、また点０は点閃
よりも大きいから、第９ａ図のように目標インク滴速度
Ｖｊｏをノズル部のばらつきに関係なく一律に設定した
のでは印字品質の良いもの、悪いものが発生する。そこ
で第９ｂ図のように各ノズル部に応じた基準インク滴速
度Ｖｊｏ〜Ｖ　ｊ　ａを設定すると、印字品質が一定に
なる。本発明はこのような知見に基づいてなされたもの
である。

■目的 本発明は、ノズルのばらつきによる印字品質のばらつき
を低減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。

インク滴速度を検出し、煽出速度を目標値と比較して両
者の差が零になる方向にインク加圧ポンプの伺勢を変更
するにおいて、インク噴射ノズルのばらつきに応じて印
字品質が所定になる方向に前記目標値を変える。好まし
い実施例においては、インク滴の運動エネルギーが所定
になる方向に該目標値を変更する。

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図に本発明を一態様で実施するインクジェット記録
装置の機械系の概要を示す。

インクカー１〜リツジ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
れて電磁切換弁ＭＶ１通してインク噴射ヘッド４に至る
。

インク噴射ヘッド４においては、その電歪振動子が一定
周期、一定振幅で励振（Ｊ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を加える。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
粒子に分離する。

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と八
ツ１り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。

インク加圧ポンプｌは、はね力があるダイアフラムに固
着したアーマチュア（磁性体コア）を電気コイルを巻回
した磁性体コアにパルス吸引（端子Ａに正極性のパルス
を与える。Ｂは機器アース）することにより液室内のイ
ンクに負圧を与えてインクを空気抜槽Ａ　Ｅ　Ｃから液
室内に吸入し、正極性パルスを逆極性に反転するとダイ
アフラムがそのばね力で戻って液室内のインクに正圧を
与えてアキュムレータ２に送り出ずものである。

第２図に、第１図に示す各機構要素を付勢し、しかも荷
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１へ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Ｉ８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１１はそれぞれポンプドライバ１５およ
び２０で電気付勢される。

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．ゲート回路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とそｊＬ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、分周カウンタ２１２で構成され
ており、３．２ＭＩＩｚ、８００Ｋ）Ｉｚ、４００Ｋｌ
ｌｚ。

２００　Ｋ　Ｉｌｚ、　１．００　Ｋ　Ｉｌｚ、　１０
０／３２＝　３．１２５　Ｋ　ｆｉｚ、　１３３　Ｋ　
ｌｌｚ、３３Ｋｔｌｚおよび５０肚の、９種の、５０％
デユーティのパルスを発生する。

１００ＫＩＩｚのパルスは正弦波発生・増幅回路１６に
印加さｔＬ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、１ｏＯＫＩｌｚの
圧力振動が力１目つり、１００×１０３個／ｓｅｃ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、１００　ＫＨｚ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、ｌ／２分周用のカウンタ　
（゛ｒフリップフロップ）２４１．シリアルイン−パラ
レルアウトの８ピツ１へのシフ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１００Ｋｌｌｚのパルスが入力され
、カウンタ２４１は５０Ｋｌｌｚ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−タロツクは８００ＫＩｌｚ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ビツト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１〜レジスタ２４２は８００　Ｋ　ｆｉｚのパルス
でシフトイ１勢されるので、８組のパルスａ　−ｈは、
この順に０．００１２５ｍｓｅｃ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ピツ１〜コードで指定されるもの
がデータセレクタよりグー１〜回路２３のアントゲ−１
−２８０〜２８９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および４００　Ｋ　ｌｌｚの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
られる３ビット制御コートと同し制御コードがデータセ
レクタ２５２にも与えられ、次の様に検索荷電信号８〜
１１を出力する。

制御コード　０００００１０１００１１１００１０１１
１０１１１２４３の出力　ａｂｃｄｅｆｇｈ ２５２の出力　ｄｅｆｇｈａｂｃ データセレクタ２５２の出力パルスはグー１〜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、１−にフリッ
プフロップ２６１，２６２、アントゲ−１・２６３およ
びインバータ２６４で構成されており、タンミングパル
ス発生器２６に１００／３２　Ｋ１１ｚ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（５０Ｋ　）Ｉｚの３２周
期よりやや長い幅）のパルスｒＨＪ　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−ｌ−２６３の出力（Ｒ２７）はゲート回路２３に与
えられる。

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

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−１・１５１、Ｄフリップフ
ロップ１５２、バッファアンプ１５３、トランジスタ１
５５＋　１５６，１５７等でなる出力回路、ポンプ駆動
パルス幅調整用のカウンタ１５４、アンドゲート１５８
．遅延回路１５９、等で構成されている。

ポンプドライバ１５のアントゲ−ｈｌ’５１には。

パルス発生回路２Ｉより、５０Ｈｚのパルスとポンプド
ライブオン信号Ｐ１５が入力される。カウンタ１５４は
、データプリセラ］−が可能なカウンタてあり、ＣＩ）
　Ｕ　２２からのパルス幅信号データＰｄをロード（ｌ
ｏａｄ）入力信号でプリセットする。

ロード入力は、５０　Ｈｚパルスをナンドゲ−ｊ−の一
入力端に与えると共に、５０　ｔｌ　ｚパルスの立上が
りエツジをインバータで反転して遅延裂がけてナンドゲ
−１−に入力することにより、５０　Ｈｚのパルスの立
」ニリ点でナンドゲーｈ　ｌ　５１より発生される。つ
まり、カウンタＩ５４は、５０Ｈｚパルスの立上り点で
Ｉ）ｄをロードする。そしてカウンタ１５４は、Ｐｄが
示す値から、３３　Ｋ　Ｈｚのパルスが到来する毎に１
づつ減算し、該パルスの到来数がＰｄ値に合致すると（
減算の残漬が０になると）、キャリーをブリップフロッ
プ１５２のクリア入力端ＣＲに与える。フリップフロッ
プ１５２は５０　Ｈｚパルスの立上り時点にセラ１−さ
れてＱ出力を高レベルＨにするので、フリップフロップ
１５２のＱ出力は、周波数が５０　Ｈｚで、高レベルＨ
のパルス幅が３３　Ｋ　Ｉ−１ｚパルスの周期のＰｄ個
分のパルスとなり、出力回路に与えられる。出力口！＆
（１５５〜１５７）は、このＱ出力でスイッチングして
ポンプソレノイドにＱ出力パルスと同期したパルス電圧
を印加する。このパルス電圧の十幅はＱ出力の１１幅に
対応し、Ｐｄで定まる。

第７ａ図および第７ｂ図にポンプドライバ１５の出力パ
ルス電圧で細分されるポンプ１の特性を示す。ポンプｌ
の電気コイルに上記パルス電圧を印加することにより、
ポンプｌにおいてアーマチュアがコイルコアに引かｈて
ダイアフラムが変位して、液室体積が大きくなり、負圧
となって吸入弁が開き、インクが吸入される。パルス電
圧の負の間は、ダイアフラムのばね力で、ダイアフラム
が戻り液室体積が小さくなり、吐出行程となる。ヘッド
４に同じ圧力、例えば４　Ｋｇ／ａｍを供給する場合、
＋パルス幅が１３ｍ５ｅｃでパルス周期２０ｍ５ｅｃの
５０％以上のとき、吸入行程は１３ｍ５ｅｃでインクを
吸入し、液室負圧は０．４Ｋｇ／ｃｍ２程度の小さい値
となる。又、＋パルス幅が７　ｍ５ｅｃでパルス周期の
５０％未満のとき、吸入行程の時間が短かいため、発生
負圧は０．８ｔ＜ｇ／ｃｍ２程度の大きい値となる。こ
のときの電流ピーク値は１３ｍ５ｅｃのときより大きい
値となる。この、液室内の大きい発生負圧では、キャビ
テーション現象によって気泡が発生し、吐出圧力の不安
定要因となる。

特に、回収インクの循環によってインク内の溶存酸素の
量が多いため、発生負圧の値は小さく押える必要がある
。圧力制御は、環境温度、水分蒸発による粘度上昇によ
り、滴の飛翔速度を一定に制御するためにはヘッド４供
給インクの圧力は４〜５．５Ｋｇ／ｃｌＩ２程度の範囲
で圧力制御する必要がある。これをパルス体制御でポン
プ電流のピーク値で可変して１発生負圧を低く押えるに
は、パルス周期の５０％以上の範囲、すなわち５０　Ｈ
ｚパルスのときＪＯ川用ｅｃ〜１５ｍ５ｅｃ程度の時間
幅を吸引行程とすることにより、上記条件を満足する。

そこで、Ｐｄの標準値は、１３ｍ５ｅｃに設定している
。

インク圧調整回路２７は、インク目標速度（データＣ５
）ＨｊＱ定川の用個（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２フ１．検
出速度データＣより目標速度データＣｓ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ｌ−ゲート２７５およびオアゲー１へ１
０１，２７６゜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１．インク粒子の
荷電開始時にカウンタ２７１がセットされてクロックパ
ルスのカウントを開始し、荷電検出回路１９が荷電を検
出したときに、そのときのカウントデータＣより目標デ
ータＣ８を減算した値を示すデータＣｃがラッチ回路２
７７にラッチされ、データＣｃが偏差データとしてＣＰ
Ｕ２２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、１００にΩ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
合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ＦＥＴ　ｌ　９２の
ゲートに現われる。この電位パターンはＦＥＴ　ｌ　９
２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れてイン
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、中央処理ユニット（プロセッサ）、■１
０ポート付ＲＡＭ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１けたパルス幅信号補正
値データΔ■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に対して補正値ΔＶｐｄはリニアにしている。

したがって、偏差Ｃｃが大きいと、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ΔＶｐｄ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ΔＶｐｄは小さい値
となる。

第８ａ図に、ＣＰｔＪ２２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１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、出力ポートを初期化し、制御各要素
を安全な状態に設定する。これにおいて、偏向電圧発生
回路１８はオフに、ポンプドライバ１５．ｊＯもオフに
、またアンドゲート２３５もオフに設定される。

初期化を終了するとＣＰＵ２２は、まずポンプトライバ
１５に駆動指示信号を出力セットしてポンプ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１駆動においては、ＣＰＵ２２はＰｄと
して標準値（１３ｍ５ｅｃ）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（プログラムタイマ）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、ヘラ１＜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で空気抜き槽
■３に戻される。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
系の入力状態、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ヰ１１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ｊ
ＪＩＩＪ整を終了すると、データセレクタ２４３および
２５２に与える３ピツ１〜コードをｏｏｏとし、アント
ゲ−１〜２３５を開（ゲー］・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ＣＨＰのａを、データセレクタ２５２は第５図に示ず
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１−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１へ）はずへてＬ　（００００００００００）
であってアントゲ−１−２８０〜２８９はすべて閉じら
れている。

しかしアントゲ−１−２３４は、それに１００／３２　
＝　３．１２５　Ｋ　ｔｌｚのパルスが印加されるので
、１００　Ｋ　Ｈｚの１６周期の間（３２個のインク粒
子の生成の間）開に１次の１６周期の間（３２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へ２９０〜２９３
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３
２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個与えられ
ている間、１）／Ａコンバータ２３２には、ｓｐのｄが
Ｉ４である期間のみ、００１００１１１．００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個め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、ｌ１
１ｊＳ１０υ／３２＝３．１２５ＫＩＩｚ周期の信号が
現われる。この信号は、半波整流器１９５で整Ｊεされ
、積分回路１９６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１−１からしに反転する
。

マイコン２２は、比較器１９７の出力１〕１９がＩ］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ピッ１−コートを、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へ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２４３．２５：２に３ビン１
〜コード０００を出力セットし、アンドゲート２３５髪
開（オン）とし、かつタイマをセラ１−シてから、該タ
イマがタイムオーバする・までに、比較器１９７の出力
り　ｌ　９が１１からしに反転しないと、マイコン２２
はデータセレクタ２４３，２５２に今度は００１なる３
ピッ１−制御コードを出力セリトン、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Ｉ］
から１□になるのを待つ。データセレクタ２４３，２５
２に３ビツト制御コード００１をセラ１〜すると、デー
タセレクタ２４３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８を出
力する。

ず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ｏｏｏを出力セットしているときのもの
と同じである。

そしてＣＩ）　Ｕ　２２は、比較器１９７の出力Ｐ１９
がｌ−１からしになると、そのときデータセレクタ２４
３．２５２に出力している３ピッ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、アントゲ−ｈ　２３５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Ｈ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を出力セッ
トする。

以下同様に、ＣＰＵ２２は、比較器１９７の出力Ｐ１９
がＨ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ビット制御コードを
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Ｓ　Ｉ）のａ　−ｈ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、ＳＰのａ〜１１のそ汎ぞれが選択的にア
ンドゲート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に出方している
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１（からしになる。ＣＰＵ２２はそこで
位相検索を終了し、データセレクタ２４３゜２５２に出
力している３ピッ１−制御コードをそのまま出力設定し
、アンドゲート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のアンドゲート２７５に、０．３６
ｍ５ｅｃの同高レベル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ラ１〜する。

タンミングパルス発生器２６のフリップフロップ２６１
は、■〕２６が高レベルＨになってから、クロックパル
ス入力端Ｇ　Ｋに印加される１００／３２＝３、１２５
　Ｋ　ｆｉｚのパルスが低レベルＬにあるときにセット
さオしる。

第６図を参照すれば分かるように、１００／３２＝３．
１２５にｆｉｚのパルスがＬから１１になってまたＬに
なるまでに信号１）２６が１、に戻されているので、３
．１２５ＫＩＩｚ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２６＋はりセラ１〜され、フリッ
プフロップ２６２がセラ１−される。これにより、アン
トゲ−ｈ　２６３の出力Ｒ２７が第６図に示すように、
信号Ｐ２６がＩ］になってから、３゜１２５ＫＩＩｚの
パルスにに同期して、その−周期の間だ番プ高レベルＨ
になる。この高レベル■］の期間に３２藺のインク粒子
が生成され４２ アントゲ−１へ２６３の出力Ｒ２７（１−■）はグー１
−回路２３においてオアゲー１２３６に通し−ごオアゲ
ー１−２９０〜２９３に与えられる。こぼしにより、丁
度３２個のインク粒子が生成される間、Ｄ／Ａコンバー
タ２３２に、所定荷電レベルを指示するコード００１０
０１１１００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
所定しにルの電圧を連続して荷電信号増幅回路１７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＝
　Ｉ−（の間に、１く２７のＬからＨへの立上り時点に
カウンタ２７１がリセッ１−されて０からのカラン１ヘ
アツブを開始し、インク圧調整回路２７のアントゲ−ｈ
　２７５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ｒ、Ｉ　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］」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、ずな
わち荷電さ］した連続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Ｐ　２６　＝　Ｈで開かＡしているので
、オアケー１−２７６の出力が１１に立」−がリラッチ
回路２７７にそのときの減算出力データＣｃ＝Ｃ−Ｃｓ
がラッチされる。Ｒ２７が１１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ｌ　３３
　Ｋ１１ｚのパルスのカラン１−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１３３　Ｋ　ｔｌＺパルスのカラン１〜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ＪＬＭ）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ＣＩ）　’Ｕ　２
２は、ラッチの保持コードＣｃ＝Ｃ−Ｃｓを読込む。

次にＣＰＵ２２は、読み込んだデータＣｃの絶対値を許
容最高値Ｃｍ　（固定値）と比較し、ＣｃがＣｍ以上で
あると、インク粒子が荷電をしていないが、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
をセラ１〜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がＣｍ未満
であると正常と見なして、偏差Ｃｃが２以内であるが否
かを見る。２以内であると、スイッチ２７３の設定で定
まる目標値Ｃｓに苅する実インク圧（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に印加しているパルス幅信号データ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。

偏差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、絶対値対応のパルス幅信号補正値Δ
Ｖｐｄを読み出し、Ｃｃの符号にＡＵじて、それが正の
ときにはＶｐｄ＝Ｖｐｄ十ΔＶｐｄで、また負のときに
はＶ　ｐｄ　：　ｖｐｄ−ΔＶｐｄで次にポンプドライ
バ１５に更新して与えるパルス幅信号データＶｐｄ　（
新データ）をめてこれをポンプドライバ１５に更新出力
セラｉ・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１５に出力セットしていたパルス幅信号データＶｐ
ｄ（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、ｃ　ｐ　Ｕ　２２
は、１３秒タイマをセットし、１３秒の時間経過を待つ
。この１８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。

′１゛３秒が経過すると、ＣＰ　’Ｕ　２２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ｆｊ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（１３ｍ５ｅｃ相当のカラ
ン１〜値）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。偏差Ｃ
ｃが大きいと補正値Δｖｐｄ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。したか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じつる。

以上のようにインク粒子速度を目標値Ｃ８に収束設定し
得るので、ノズルのばらつきに応してスイッチ２７３の
開、閑を調整してインク粒子の運動エネルギーが一定に
なるように、目標値を定める。

具体的には、テスト記録をしながら、偏向量が所定値に
なるように目標値を定める。

次に記録制御を説明する。記録制御においては、ＣＩ）
　Ｕ　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２Ｇ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１−２３６の出力は、記録制御の間、低レベル■、
に維持され、Ｄ／Δ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
は次し）で偏向電圧発生回路１８に偏向電圧の発生を指
示する。こＪｃ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
出の直前にリセツ１〜信号が与えられる。荷電コード発
生器２４４は、リセツ１−信号を受けると、カラン１−
イ直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１
００　Ｋ　Ｉｌｚのパルスである。カラン１−コードは
、印写データが高レベル）（（記録指示）のときのみア
ントゲ−１−２８０〜２８９に出力さＪし、これが、デ
ータセレクタ２４３の出力ＣＨＰ（ａ〜１１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ピッ１−コードで特定されるもの）が高レベ
ルＨである間にアン１〜ゲー１−２８０〜２８９を通し
てＤ／Δコンバータ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〜
１１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
■４パルス区間を略中央とした、該■］パルス区間の８
倍のＨ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パル
ス幅であり、インク粒子は、確実に、荷電コード発生器
２４４の出力コート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ｌＯ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ルだように、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
運動エネルギーつまりは偏向量塵が所定になるように目
標値が調整さＡし、そＪしに基づいてインク圧が設定さ
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。このように偏向量が所定になるよう
に目標値を調整し、インク粒子の飛翔速度を目標値に収
束させるので、印写記録品質がきわめて高くなる。

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９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、以上の説明
から分るように、インフジエラ１〜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対して応答が速く、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
から記録紙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Ｊしに衝突するインクのしふきて汚れや
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ＩＯ）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」二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、ブリセン１−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ブリセン１−入力
端にスイッチ２７３を接続し、カウンタリセッ１へのか
わりに、カウンタブリセラ１−（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のカラン１−データおよびスイッ
チ２７３の設定コードをＣＩ）　Ｕ　２２で読むように
してもよい。

更には、上記実施例てはそ］しぞれを偏差Ｃｃに刻応イ
」けたパルス幅信号補正値ΔＶｐｄをメモリ２８に予め
記憶して、Ｃｃでアクセスして特定の補正値を読み出す
ようにしているが、補正値をＣｃ・γ。

γ＝固定係数で最も単純な態様では０より大きく１未満
の数、としてもよい。更には、偏差範囲を段階的に区分
して各区分にそれぞれ固定係数を割り宛ててメモリして
おき、偏差でメモリより係数を読み出してそＪしを偏差
に来して補正値を得るようにしてもよい。

■効果 以上の通り本発明によれば、偏向爪を所定とする調整が
インク速度目標値で行なわれ、記録装置毎の印字品質の
ばらつきが低減される。つまりノズル部のばらつきによ
り生する印字品質のはらっきをなくすことができる。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
値に設定されるので、ばらつきは微細に補正し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を一態様で実施するインフジエラ１−
記録装置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、は同装置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Ｉ３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
入、出力信号を示すタイムチャーｌ−である。 第７ａ図および第７ｂ図は、インク加圧ポンプ１の入出
力特性を示す波形図である。 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ｈ、
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。 第９ａ図および第９ｂ図は、偏向制御インクジェット記
録装置におけるインク速度とインク滴質旦との関係を示
すグラフである。 １：ポンプ（インク加圧ポンプ） ３．１０：フィルタ　４：インク噴射ヘッド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：インク力−［・リッジ２２：マ
イうロコンピュータ ２６：タイミングパルス発生器 ２７：インク圧調整回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）インク噴射ノズルおよびインク噴射ノズルに連通
   ずるインク室のインクに定周期の圧力振動を加える振動
   子を備えるインク噴射ヘッド：インク噴射ヘットに加圧
   インクを供給するインク加圧ポンプ：ノズルより噴射し
   たインクに荷電電界を及ぼす荷重電極：荷電電極に荷電
   電圧を印加する荷電電圧発生手段：荷電インク粒子に偏
   向電界を及ぼす偏向電極：インク滴速度を検出する速度
   検出手段：および、検出速度を目標値と比較して両者の
   差が零になる方向にインク加圧ポンプの付勢を変更する
   インク圧制御手段：を備える偏向制御インフジエラ１〜
   記録装置において； インク噴射ノズルのばらつきに応じて印字品質が所定に
   なる方向に前記目標値を変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の印字品質調整方法。
2. （２）インク噴射ノズルのばらつきに応じて運動エネル
   ギーが所定になる方向に前記目標値を変える前記特許請
   求の範囲第（１）項記載の、偏向制御インフジエラ１〜
   記録装置の印字品質調整方法。