JPS6023284B2

JPS6023284B2 - 位置検出装置

Info

Publication number: JPS6023284B2
Application number: JP4969479A
Authority: JP
Inventors: 士郎渥美; 重明山口; 和男戸倉
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1979-04-24
Filing date: 1979-04-24
Publication date: 1985-06-06
Also published as: JPS55142202A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、指令に基いてインク滴を噴射・記録するィン
パルス・ポンプ方式のインクジェット記録機に用いられ
、記録ヘッドの現在位置を検出する位魔検出装置に関す
るものである。

従釆のインクジェット記録機は、大別すると、ニっの基
本的な方式に分類できる。

第一の方式は、ノズルから十分な圧力にて噴出させられ
たインクの連続流に蚤歪素子などにより超音波振動を印
加して、インク粒径が均一でありかつインク粒子間距離
が一定であるインク粒子列を形成し、該インク粒子を適
宜荷電・偏向して記録用媒体上に所要のパターンを形成
する方式である。

しかるに、この方式は、偏向のために一般には１０００
Ｖ以上の高電圧が必要である上、装置運転中は常時イン
クを噴出させているため、記録に使用されなかった噴出
インクを再びインク溜へ回収する必要があり、インク系
統が複雑になるなどの欠点がある。

更には、粒子の偏向量が荷電量に比例し、インク粒子の
荷電量が正確に制御されないと記録品質が悪化するため
、一般には荷電状態を検出するための滴検出器を備える
必要があり、これまた装置の複雑化の原因となる。第２
の方式は、インクが、ノズル先端に半月状のメニスカス
を形成するに十分でありかつノズル先端から流出するほ
どには高くない圧力にてノズルに送り込まれており、こ
のノズル前方に設置された電極に高電圧を印加してイン
ク粒子を静電的に吸引滴化し静電偏向を行なうことによ
り記録用媒体上に所要のパターンを形成する方式である
。

しかるに、この方式は、ノズル先端のインク’メニスカ
スに静電界を印加することでインク・メニスカスに自励
振動を誘起し、インク粒子を得るという原理上、インク
粒子形成時に、望まなかった微小インク粒子いわゆるサ
テライトを発生しやすく、印字品質を劣化させる上、非
周期的な滴化も不可能ではないが、周期的な滴化の方が
安定であるため、一般には不要インク溜を要し、又一般
には目励振動の共振を利用して滴化を行なっているから
、滴化可能周波数の上限が低いところでおさえられてし
まうという欠点がある。第３の方式は、圧力室の壁面に
設けられた圧鰭素子のバィモルフ振動子等による振動板
に駆動パルスを印加すると、圧力室の容積が急激に減少
し、インク室内に圧力パルスが印加され、よってノズル
からインク粒子が噴射されるヘッド（以下ィンパルス・
ポンプ式ヘッドと呼称する）を用いる方式であり、イン
クは毛細管力にて圧力室からノズル先端まで充填されて
おり、かつノズルの表面張力によってノズルからの流出
が阻止されている。

この第３の方式は、インク滴が必要とされる時のみ１パ
ルス印加により１滴のインク粒子が得られるため、不要
インク溜ないいま不要インクの回収が不要であり、又記
録・非記録の区別をするための荷電・偏向が不要である
から、ヘッド近傍の構成やインク系統および制御回路が
非常に簡単という特長を有する。

また、振動板に印加する駆動パルスの振中あるいはパル
ス中を増大することによって、噴射インク粒子の寸法を
増大することが可能であるため、階調記録やカラー記録
が容易であるという特長をも有する。このような第３の
方式（以下ィンパルス・ポンプ方式と呼称する）は、以
下に記す二方式に細分類しうろことが知られている。

一つは、回転円筒ドラムの外周に記録紙をまきつける一
方、円筒ドラム軸と平行にリード・スクリューを設け、
リード・スクリュー上にィンパルス・ポンプ式ヘッドを
ノズルが記糠紙近傍に対向するように搭載し、円筒ドラ
ムを軸のまわりに同一の角速度で回転せしめ、ロータリ
ーェンコーダ等にて得られる同期信号と記録情報信号と
によりインパルス・ポンプ式ヘッドを適宜パルス駆動す
ることにより主走査を行ない、また例えばドラムの１回
転毎にリード・スクリューをステップ駆動してヘッドを
円筒ドラム軸と平行方向に１ピッチ移動させて副走査を
行ない、ヘッドが端から端まで送られると記録紙全面の
走査が完了する方式である。しかるに、この方式は、記
録紙供聯合の不連続性つまり記録紙１枚分の記録が終了
する度に記録紙の交換を必要とする欠点がある。

また、記録期間中、記録紙が回転しているために記録経
過を眼でみることが出来ないという欠点がある。他の一
つは、ィンパルス・ポンプ式ヘッドの複数個、例えば７
×５ドットマトリクスの文字・記号を印刷するプリンタ
の場合は７個のノズルを所要の間隔にて１列に並べたヘ
ッド（以下インパルス・ポンプ式マルチヘッドと呼称す
る）を、ヘッド列の方向が記録紙の移動方向と一致する
ように設置しておき、該マルチヘッドを記録紙の移動方
向と直交する方向に往復動せしめ、該往復動の間に適宜
マルチヘッドをパルス駆動して１回の走査により１行分
の文字・記号列を記録する方式である。

ここで、ノズルの所要の間隔とは、隣接するノズル同士
の間隔を記録すべき文字の分解能から定まる値に設定す
ることを意味する。例えば、所要分解能３本／肋の場合
、所要の間隔は０．３３風となる。したがって、この方
式は、記録分解能がノズル同士の間隔にて制限されてし
まう欠点があり、現状では３本／肋程度が上限となって
いる。

また、仮にエッチング等の微細加工技術の使用により３
本／側以上の加工が可能であったとしても、その製作コ
ストがかなり高価である上、ノズル間距離が微小である
ため、隣接ノズル間にてインクの混合が生じるなど記録
品質上望まざる結果が生じてしまう。上述の如く、ィン
パルス・ポンプ方式は多くの特長を備えているにもかか
わらず、その装置化において、上記二方式の細分類にみ
られる如く特長を充分に活用しきつてし、ないと言えよ
う。

そこで、複数個のィンパルス・ポンプ式ヘッドを比較的
広い間隔にて機械台（シャトルバー）上に並べ、シャト
ルバーを往復走査させることによって、ィンパルス・ポ
ンプ方式の平面走査を可能とした方式が同発明者らによ
って提案されている。この方式においては、ィンパルス
・ポンプ式へツドの現在位置に検出して、ヘッドへの電
気的駆動パルスの印加タイミングを制御する必要がある
。

従来、位置検出装置としては、例えばクロームメッキを
施したガラス板にエッチングを行ない等間隔のスリット
パターンを形成したスリット板をフオトィンタラプタの
発光素子・受光素子の間に通過せしめ、受光素子からス
リットパターンに応じた出力信号を得るものが公知であ
る。

しかるに、この装置では、微小ピッチ例えば１２本／肋
程度の位置検出を望む場合、スリットのピッチが約８０
ムｍ、スリット中が４０ムｍ程度となり、製作技術上困
難が多く、高価なものとなってしまう。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、スリットのピ
ッチは例えば２本／肋程度の粗いものとし、その出力と
出力との間を桶間するようにし、しかもある区間を補間
する場合に、直前区間の時間間隔を所望分割数で割った
時間毎に位置検出信号を得ることにより、安価で高精度
の位置検出が可能となる位置検出装置を提供することを
目的とする。

以下本発明を適用したインクジェット記録機により、本
発明の実施例を説明する。

第１図はそのインクジェット記録機の全体的概略構成図
である。

この図において、１は黒インクタンク、２はシアンイン
クタンク、３はマゼンタインクタンク、４はイエロイン
クタソクである。また、１１〜１６は黒インクヘッド、
２１〜２６はシアンインクヘッド、３１〜３６はマゼン
タインクヘツド、４１〜４６はイエロインクヘツドであ
る。そして、黒インクヘッド１１〜１６には黒インクタ
ンク１から黒インクパイプ１０を経由して黒インクが導
かれており、同様にシアンインクヘッド２１〜２６には
シアンインクタンク２からシアンインクパイプ２０を経
由してシアンインク、マゼンタインクヘツド３１〜３６
にはマゼンタインクタンク３からマゼンタインクパイプ
３０を経由してマゼンタインク、イエロインクヘツド４
１〜４６にはイエ。インクタンク４からイエロインクパ
ィプ４０は経由してィェロィンクがそれぞれ導かれてい
る。なお、インクタンク１〜４の各インク液面は、各ヘ
ッドのノズル位置よりもわずかに上方に設定しておく。
また、インクヘッド１１〜１６，２１〜２６，３１〜３
６，４１〜４６は、各色のインクヘッドを１つずつまと
めて複数のヘッドブロックを構成した上で、同一のシャ
トルバー（機械台）５上に所定間隔に並べて戦直されて
おり、シャトルバー５の往復運動に応じた往復運動を行
なう。

シャトルバー５は、例えばモータおよび偏心カムにて構
成される公知の単弦振動駆動系（図示せず）等に接続さ
れ往復運動される。

シャトルバー５の運動は単弦振動に限定されることはな
いが、単弦振動の場合を例にとり以下の説明を行なうこ
とにする。６はプラテンで、パルスモータ等公知の駆動
系（図示せず）に接続され、シャトルバー５の移動方向
逆転時毎に１ピッチずつ回動し、プラテン６に巻回され
た記録媒体７を、ヘッドの走査方向すなわちシャトルバ
ー５の移動方向と直交する方向に１ピッチずつ進める。

８はシャトルバー５に接続され比較的広い間隔のスリッ
トパターンを形成したスリット板、９はスリット板８の
移動経路に固定されたスリット検出器で、スリット板８
がシャトルバー５と同様に往復運動を行ない、その現在
位置すなわち上記へツド１１〜１６，２１〜２６．３１
〜３６，４１〜４６の現在位置をスリット検出器９が検
出する。

なお、スリット検出器９はフオトィンタラプタとして公
知の技術手段にて差支えない。このようにして概略的に
構成されたインクジェット記録機はシャトルバー５の移
動に応じて、制御回路（後述する）の制御により該当ヘ
ッドの振動板（後述する）を駆動してインク満を記録媒
体７へ向けて噴射し、シャトルバー５の片道移動の間に
１画素列のカラー記録を完了する。

なお、シャトルバー５の全振中は、ヘッドブロック間隔
Ｄ以上に設定すればよい。第２図は上記インクジェット
記録機にヘッド１１〜１６，２１〜２６，３１〜３６，
４１〜４６として用いられるィンパルス・ポンプ式ヘッ
ドの概略断面図である。

この図において、５７はヘッド本体で、インク流入孔５
３とインク室５４さらには圧力室５８が形成されており
、インク室５４の先端はオリフィス５５となっている。
また、圧力室５８の背面となるように振動板５０が設け
られており、この振動板５０は円板形圧電素子５１と金
属円板５２とを接続したバィモルフ振動板である。この
ように構成されたィンパルス・ポンプ式ヘッドは、第１
図インクタンク１〜４からのインクがインク流入孔５３
からインク室５４へ導かれ、圧力室５８からインク室５
４の先端に設けられたオリフィス５５の先端まで充填さ
れる。

また、インクタンク１〜４中のインク液面が、オリフィ
ス５５におけるインクの表面張力に打ち勝たない範囲内
でわずかにオリフィス位置より高く（／・ィポテンシャ
ルに）設定されているため、定常状態においては、イン
クがオリフィス５５から漏出することがない。一方、イ
ンク満の噴射が必要になった時には、公知の駆動手段（
図示せず）により円板形圧電素子５１をパルス駆動する
。すると、振動板５０が屈曲し、パルス電圧に比例した
圧力波がインク室５４内に伝わるので、オリフィス５５
の先端からパルス電圧にほぼ比例した寸法のインク滴５
６が噴射される。第３図は上記インクジェット記録機に
おける走査方法の説明図であり、ヘッド１１〜１６，２
１〜２６，３１〜３６，４１〜４６の配置例をＡに示す
。

すなわち、シャトルバー５が往復動の長左端に達した状
態（以下左ホームポジションと呼称する）のヘッド配置
をＡＩ、最右端に達した状態（以下右ホームポジション
と呼称する）のヘッド配置をＡ２に示す。また、Ｄに示
す記録媒体７上の有効記録領域において、各ヘッドが受
けもつ記録領域と各ヘッドの中心点（オリフィスの中心
が各ヘッドの中心と一致しているとする）の移動範囲と
をＢに示す。すなわち、最上段の四角形がヘッド１１の
水平方向移動範囲、２段目の四角形がヘッド１２の水平
方向移動範囲をそれぞれ示し、以下同様にして最下段の
四角形がヘッド４６の水平方向移動範囲を示す。また、
最上段の四角形においてハッチングを施した範囲ＴＩＩ
はヘッド１１が受けもつ記録範囲、２段目の四角形にお
いてハッチングを施した範囲Ｔ１２はヘッド１２が受け
もつ記録範囲をそれぞれ示し、以下同様に各ヘッドの受
けもつ記録範囲を示している。また、シャトルバー５の
移動量と時間との関係のグラフをＣに示し、左から順に
ヘッド１１、ヘッド４３、ヘッド４６の場合を例示した
。ここで、ＰＲ．ＩＮＴはデータ記録期間、ＴＲ．ＩＮ
Ｔはデータ転送期間を示す。上述の如く、上記インクジ
ェット記録機では、シャトルバー５の片道移動の間に記
録媒体７の有効記録領域の全域にわたって４色のヘッド
１１〜１６，２１〜２６，３１〜３６，４１〜４６が必
らず一度は通過するため、どの点においても、最大４色
のインクを重ね合わせることが可能である上、前述した
如く各オリフィスから噴射するインク満の寸法を変える
ことが可能であるから、３原色インクの混合比を印加パ
ルス電圧の振中変調によって制御してカラー記録を行な
うことがきる。

なお、本図は一例として、隣接ヘッドの間隔ｄ＝８綱、
ヘッドブロック間隔Ｄ＝３９凧、シャトルバー５の全振
中２Ａ＝４２側、シャトルバー５の往復鰯周波数ｆ＝５
ＨＺの場合を想定している。第４図は上記インクジェッ
ト記録機における振動板駆動系制御回路のブロック図で
あり、１１〜１６，２１〜２６，３１〜３６，４１〜４
６はヘッド、６０〜６３はアナログ・ディジタル変換器
、６４〜６７はランダム・アクセス・メモリ、６８〜７
１はプリセットカウンタ、７２〜７５はマルチプレクサ
、７６は往復フリップフロップ、７７〜８川まディジタ
ル・アナログ変換器、８１〜８４はドライバ回路、８５
〜８８は切替回路、８９〜９４はプリセットカウンタ、
９５はｍ進カウンタ、３６はマルチプレクサ、ＡＮＤ
Ｉ〜ＡＮＤ５は論理積回路、ＯＲＩ〜ＯＲ５は論理和回
路、川Ｖは否定回路である。この振動板駆動系制御回路
の動作を説明すると、例えば光学式センサにて記録情報
を読みとり走査し、三種のフィル夕にて三原色信号成分
に分離するスキャナー等のカラー情報入力装置からの記
録信号黒、シアン、マゼンタ、イェロは、アナログ・デ
ィジタル変換器（以下Ａ／○と略称する）６０〜６３に
導かれ記録信号の振中に応じたディジタル値に変換され
る。

そして、Ａ／０６０〜６３の出力であるディジタル値は
逐次ランダム・アクセス・メモリ（以下ＲＡＭと略称す
る）６４〜６７への格納されるわけであるが、その格納
のタイミングはＡ／Ｄ６０〜６３のサンプリングクロツ
クと同期して行なわれる。ところで、各色のヘッドがｄ
なる間隔を持っているため、記録の分解能をｎ本／肋と
すると、隣接ヘッド間にてｎｄデータ分のずれがある。

そこで、ＲＡＭ６４〜６７の格納アドレスは、第１図、
第３図シャトルバ−５の往時（左から右へ走査する時）
には、記録信号黒、シアン、マゼンタを記録信号ィェロ
に対して各々３℃ケ、幼ｄケ、ｎｄケ分データをずらし
て格納するため、例えばプリセットカウンタ６８〜７１
を左ホームパルスにてそれぞれかｄ，公幻，Ｍ，０にプ
リセツトし、以後サンプリングクロックにてカウントア
ップした値をそれぞれＲＡＭ６４〜６７の格納アドレス
とする。一方、シャトルバー５の復時（右から左へ走査
する時）には、記録信号ィェロ、マゼンタ、シアンを記
録信号黒に対して各々桝ｄケ，机ｄケ，ｎｄケ分データ
をずらして格納するため、例えばプリセツトカウンタ６
８〜７１を右ホームパルスにてそれぞれ３℃，２幻，ｎ
ｄ，０にプリセットし、以後サンプリングクロツクにて
カウントアップした値をそれぞれＲＡＭ６７，６６，６
５，６４の格納アドレスとする。往時、復時での信号接
続の切替は、マルチプレクサ７２〜７５を、往復の区別
情報を出力する往復フリップフロップ７６にて制御すれ
ばよい。なお、上記ＲＡＭ６４〜６７への格納を第３図
にて示したデータ転送期情訂Ｒ．ＩＮＴに行なう場合を
説明したが、カラー情報入力装置とのインターフェース
の条件によっては、別の方法、例えばＲＡＭを２倍用意
しておき、トグルバッフア方式を行なうなど、公知の技
術にて可能であることはいうまでもない。．次いで、第
３図にて示したデータ記録期間ＰＲ．ｍＴにはＲＡＭ６
４〜６７に格納されている記録情報を逐次読みだし、デ
ィジタル・アナログ変換器（以下Ｄ／Ａと略称する）７
７〜８０‘こてアナログ信号に変換し、ドライバ回路８
１〜８４および切替回路８５〜８８を経由してィンパル
ス・ポンプ式ヘッド１１〜１６，２１〜２６，３１〜３
６，４１〜４６を駆動することにより、１画素列のカラ
ー記録を行なう。ＲＡＭ６４〜６７へのデータ格納時に
おいてすでに隣接ヘッド間隔ｄの補償を行なっているか
ら、記録時にはそのまま読み出して差支えないわけであ
るが、本例においては回路数を節約するために、記録信
号黒、シアン、マゼンタ、イェロの各色に対して各６ケ
のＲＡＭ、Ｄ／Ａ、ドライバ回路を設けずに、各色あた
り各１ケのＲＡＭ、Ｄ／Ａ、ドライバ回路という構成に
したため、ＲＡＭ６４〜６７、Ｄ／Ａ７７〜８０、ドラ
イバ回路８１〜８４を時分割使用する必要がある。

そこで、本例においては、ヘッドブロック間隔がＤであ
るから、ＲＡＭ６４〜６７の読みだしアドレスをｎＤ番
地ずつずらすために、左ホームパルスにおいてプリセッ
トカウン夕８９〜９４をそれぞれ０，ｍＤ，沙Ｄ，知Ｄ
，４ｍＤ，則Ｄにプリセットし、以後ｍ倍のスキャンパ
ルス（ここで、ｍは６以上の整数）を計数するｍ進カゥ
ンタ９５のキャリー信号すなわち印字用スキャンパルス
にてフ。ＩＪセットカウンタ８９〜９４をカウントアッ
プし、ｍ進カウンタ９５の状態に応じてマルチプレクサ
９６によってＲＡＭ６４〜６７の読みだしアドレスを切
り替えてＲＡＭ６４〜６７に格納されている記録情報を
読みだす。と同時に、切替回路８５〜８８にｍ進カゥン
タ９５の状態、に応じて切り替え、ドライバ回路８１〜
８４の出力である駆動パルスをヘッドに順次印放する。
例えば、左ホームパルスにてプリセツトカウンタ８９〜
９４はそれぞれ０，ｎＤ，机Ｄ，乳心，４ｎＤ，即血に
プリセットされ、ｍ進カウンタ９５の状態が“０”のと
き、マルチプレクサ９６の出力にはプリセットカウンタ
８９の状態“０”が出力されてＲＡＭ６４〜６７の０番
地の記録情報を読みだし、Ｄ／Ａ７７〜８０、ドライバ
回路８１〜８４、切替回路８５〜８８を経由してヘッド
１１，２１，３１，４１をパルス駆動し、次いでｍ造カ
ウンタ９５の状態が“１”のとき、マルチプレクサ９６
の出力にはプリセットカウンタ９０の状態“ｎ〇１が出
力されてＲＡＭ６４〜６７のｎＤ番地の記録情報を読み
だし、Ｄ／Ａ７７〜８０、ドライバ回路８１〜８４、切
替回路８５〜８８を経由してヘッド１２，２２，３２，
４２をパルス駆動し、以下同様にして順次パルス駆動し
、ｍ進カウンタ９５の状態が“５”のときマルチプレク
サ９６の出力にはプリセットカウンタ９４の状態“別Ｄ
●’が出力されてＲＡＭ６４〜６７の前Ｄ番地の記録情
報を読み出し、Ｄ／Ａ７７〜８０、ドライバ回路８１〜
８４、切替回路８５〜８８を経由してヘッド１６，２６
，３６，４６をパルス駆動し、全ヘッド各１回の駆動が
終了する。その後、ｍ−１発目のｍ情スキャンパルスの
発生によりｍ進カウンタ９５からキャリア信号良Ｐち印
字用スキャンパルスが出力されるから、プリセツトカウ
ンタ８９〜９４はカウントアップされ、それぞれ１，Ｎ
Ｄ十１，ａ血十１，紬Ｄ＋１，４ｎＤＩ，即Ｄ＋１とな
り、ｍ進カウンタ９５の状態が“０”のとき、ＲＡＭ６
４〜６７の１番地の記録情報をヘッド１１，２１，３１
，４１に印加し、ｍ進カゥンタ９５の状態が“１”のと
きＲＡＭ６４〜６７のｍＤ＋１番地の記録情報をヘッド
１２，２２，３２，４２に印加し・・…・と繰り返して
いくわけである。なお、ＲＡＭ６４〜６７への書きこみ
アドレスと読みだしアドレスの切替は、論理積回路ＡＮ
ＤＩ〜ＡＮＤ５および論理和回路ＯＲＩ〜ＯＲ４により
行なう。また、上述の説明から明らかな如く、本例では
、回路数を節約するため、ＲＡＭ、Ｄ／Ａ、ドライバ回
路を４×６＝２４回路設けずに４×１＝４回路しか設け
なかったため、回路が大中に安価・簡略になったかわり
に、本来同時にパルス駆動すべき２４ケのヘッド１１
〜１６，２１〜２６，３１〜３６，４１〜４６を４ケず
つ６段階にてパルス駆動するため、例えばヘッド１１と
ヘッド１６とで駆動のタイミングにｍ倍スキャンパルス
の５クロック分のずれが生じるが、ｍ倍スキャンパルス
の周期を小さくすることにより、そのずれを無視しうる
程度まで低減することも可能であるし、後述する補償用
ＲＯＭにこのずれ分をも考慮した補正値を書きこんでお
くことも可能である。

ところで、ィンパルスポンプ式ヘッドの特性として駆動
パルス電圧にほぼ比例した寸法のインク瓶が噴射される
訳であるが、ある一定電圧（以下、下限関値と呼称する
）以下では満の噴射が不可能であり、下限閥値以上にな
ってはじめて比例関係が得られるようになる。

そのため、Ａ／○６０〜６３の参照電圧Ｖ−を記録信号
悪、シアン、マゼンタ、ィェロの最小値よりも低く設定
しておき、記録信号が最小値になった時、駆動パルス電
圧が下限関値よりもわずかに低い値になるようにするこ
とが望ましい。ところで、第１図、第３図シャトルバー
５の移動速度が等速度でないため、第５図に示す如く記
録歪を生じ、低速度時と高速度時との速度差が大きい場
合、記録歪は無視できない。

すなわち、第５図を参照するに、シャトルバーの移動速
度が低い時、インク滴飛行の水平成分がＶｓＬ、垂直成
分がＶＩであるから、インク滴はＶｓＬとＶ，の合成べ
クトルＶＬの方向に飛行して記録媒体７上のＬ点に記録
される。一方、移動速度が高い時、インク滴飛行の水平
成分がＶｓＨ、垂直成分がインク滴の噴出初速度が一定
であるならＶＩであるから、インク滴はＶｓＨとＶＩと
の合成ベクトルＶＨの方向に飛行して記録媒体７上のＨ
点に記録される。このＬ点とＨ点との距離が記録歪とな
るわけである。この記録歪は、ノズルと記録媒体７間の
距離そを狭くすることや、シャトルバーの移動速度差を
小さくすること、またインク満の噴出初速度Ｖ，を大き
くすることによって無視しうるほどの微小値にすること
もできるが、装置の条件によって無視しえない場合があ
る。そこで、ここでは、シャトルバーの移動速度が最高
の場合の記録位置Ｐを基準とし、他の速度の場合にはそ
の移動速度に応じて振動板駆動パルスの印加タイミング
を遅延させることにより、移動速度の如何にかかわらず
、基準位置に記録されるようにする。第５図Ｂの場合、
遅延時間は△ｔである。すなわち、シャトルバーの移動
速度を補償すべき遅延時間△ｔに相当するだけのｍ倍ス
キャンパルスの数を、シャトルバーの一往復分にわたっ
てリード・オンリ・メモリ（以下ＲＯＭと略称する）に
書きこんでおき、スキャンパルス毎にＲＯＭの内容を読
みだし、ＲＯＭの内容数分だけｍ倍スキャンパルスを計
数してから、振動板駆動パルスを出力するようにする。
上記インクジェット記録機の場合、シャトルバーが単弦
振動するから、ＲＯＭにはＢｃｏｓ（２〃れ）に基づい
た数値を書きこんでおけばよい。ここで、Ｂはノズル・
記録媒体間距離、インク満の噴出初速度およびｍ倍スキ
ャンパルスの周期などにより決定される定数である。第
６図は上記インクジェット記録機におけるヘッドの位置
検出装置の方法説明図である。

この位魔検出装置においては、例えばクロームメツキを
施したガラス板にエッチングを行なうこにより等間隔の
スリットパターンを形成した第１図スリット板８を同図
スリット検出器９の発光素子・受光素子の間に通過せし
め、受光素子からスリットパターンに応じた出力信号を
得るが、スリットのピッチは例えば２本／側程度の狙い
ものとし、その出力信号と出力信号の間を補間する方法
をとる。ところで、第１図シャトルバー５の往復動を単
弦振動させた場合には、シャトルバー５の移動速度が一
定でないため、出力信号と出力信号の時間間隔を単純に
等分したのでは誤差が大きくなる。そこで、ある区間ｍ
を補間する場合に、その区間の間は速度が一定であり、
かつその速度が直前区間ｍ−１の平均速度に等しいとい
う仮定を設ける。即ち、ある区間ｍを桶間する場合に、
直前区間ｍ−１の時間間隔ｄｔを所望分割数Ｐ（２本／
凧のスリットからＩＺ本／肌の位置検出信号を橘間する
場合にはＰ＝６となる）で割った時間ｄｔ／Ｐ毎に位置
検出信号を得るようにすればよい。位置検出装置の桶間
回路例をブロック図にて第７図に示す。

この図において、１０１はカウンタ、１０３はラッチ回
路、１０４は割算回路、１０５は補間用カウンタ、１０
６は一致回路、１０８はオア回路である。また、１００
１まオリジナル・スキヤンパルス、１０２はクロツク・
パルス、１０７は一致回路１０６の出力パルスである。
この補間回路においては、例えば２本／風のスリットの
通過によって得られた受光素子の出力信号を波形整形後
パルス化したオリジナル・スキャンパルス１００により
カウンタ１０１をクリアした後、カウンタ１０１がオリ
ジナル・スキャンパルスＩＱＯの周波数よりもはるかに
周波数の高いクロック・パルス１０２を計数し、次のオ
リジナル・スキャンパルスにて計数結果をラッチ回路１
０３に格納し、割算回路１０４にて計数結果をＰで割っ
た値を出力する。

また、同じオリジナル・スキャンパルス１０川こよって
補間用カウンタ１０５をクリアした後、この橘間用カウ
ンタ１０５がクロツク・パルス１０２を計数し、この計
数結果が割算回路１０４の出力と一致した時に一致回路
１０６から出力パルス１０７が得られる。この出力パル
ス１０７はオア回路１０８を経由して補間用カウンタ１
０５をクリアする。したがって、桶間用カゥンタ１０５
が再び０からクロック・パルス１０２の計数を開始し、
割算回路１０４の出力と一致した時に、一致回路１０６
から出力パルス１０７が得られる。以後、一致回路１０
６からの出力パルス１０７より補聞賭カウンタ１０５を
クリアした後、このカウンタ１０５が計数を開始し、割
算回路１０４の出力と一致した時に一致回路１０６から
出力パルス１０７を得る動作を繰り返す。そして、この
ようにして出力パルス１０７を得る動作を、最初から教
えてＰ回繰り返した後、次のオリジナル・スキャンパル
ス１００の発生を待つが、これにより得られた一致回路
１０６の出力パルス１０７が所望のスキャンパルス（位
置検出信号）である。この間、カウンタ１０１は、今期
間の時間間隔を計数しており、次のオリジナル・スキャ
ンパルス１００の発生を待って新らたな割算結果を準備
して次区間の補間に備える。以上のよな位置検出装置に
よれば、例えばシャトルバーの往復勤周波数ｆ＝５ＨＺ
、シャトルバーの全振中２Ａ＝４２肌とすると、シャト
ルバーの技高速度Ｖｓ・ｍａｘ＝６６０廠／Ｓであり、
また２本／奴のスリットを用いて分割数Ｐ＝６とした場
合、オリジナル・スキャンパルス１００の繰り返し周波
数の最大値が約１．雛日２となるから、その１００倍程
度のクロツクパルス１０２を用いた場合、補間後のスキ
ャンパルスと真の位置との誤差の最大値は高々５ムｍ程
度となり、簡略な回路構成にて比較的高精度の位置検出
が安価に行なえるようになる。

なお、上誌補間回路において、割算回路１０４の除数Ｐ
を２ｎに設定すれば、ｎビットのシフトのみにて割算が
可能であるから、この割算回路１０４を簡略化すること
ができる。

第８図は上記インクジェット記録機におけるインク系の
概略断面図である。

この図において、１１６‘まインク１０９を収容し、か
つキャップ１１４を貫通するインク流出管１１５を備え
るインクタンクである。また、１１３はインク溜め部１
１０と空気抜き穴１１１３らにはインク流出口１１２を
備えたインクタンク受け台であり、インク流出口１１２
は例えばインクパイプ１０を介してイソパルス・ポンプ
式ヘッド１１〜１６のインク流入孔５３に後続される。
このようなインクタンク１１６とインクタンク受け台１
１３は、黒、シアン、マゼンタ、イェロ用として４ケ用
いられる。そして、それぞれのインクタンク受け台１１
３の空気抜き穴１１１はパイプ１２４によりすべて中継
部村１１７の４ケの入力端子１１８〜１２１に接続され
るものであり、中継部材１１７の１つの出力端子１２２
はパイプ１２５を介して電磁弁１２３に接続される。こ
のようなインク系においては、インクタワク１１６（イ
ンク流出管１１５）をインクタンク受け台１１３のイン
ク溜め部１１０に挿入する。

すると、インク１０３はインクタンク１１６からインク
溜め部１１０へ流出する一方、インク液面がインク流出
管１１５の下端に達したところで流出が停止する。そし
て、振動板５０のパルス駆動に伴なし、オリフィス５５
からインク１０９を噴射することによりインク液面が低
下すると、再びインク１０９が流出を開始し、インク溜
め部１１０にインク１０９を補充する。このようにして
、インク液面はほぼ一定に保たれる。なお、インク液面
は、オリフィス５５の位置よりもわずかに高く設定され
ている。その差日は、オリフィス５５における表面張力
に打ち勝たない程度のインク圧力を得るように設定され
る。その理由は、振動板５０に駆動パルスを印加しない
時にはインク１０９の漏出を防止しているが、駆動パル
スを印加した時には容易にインク１０９を噴射しえるよ
うにするためである。一方、電磁弁１２３は、記録動作
中開放するが、記録動作停止時には閉じる。

これにより、各インクタンク受け台１１３の空気抜き穴
１１１は、記録動作中大気に通じているが、記録動作停
止時には大気から遮断され閉じることになる。そして、
記録動作停止時に空気抜き穴１１１を閉じることにより
、装置の振動やその他要因によるオリフィス５５からの
インク漏出を防止するのである。なお、電磁弁１２３を
、インクタンク受け台１１３のインク流出口１１２とヘ
ッドのインク流入孔５３との間に設ける方法も考えられ
るが、その場合は電磁弁１２２が４ケ以上必要となる上
、電磁弁１２３の中をインク１０９が通過するため耐腐
轍を考慮しなければならないなど解決すべき問題が多く
なる。その点、上記方法は、電磁弁１２３が１ケですむ
ばかりでなく、電磁弁１２３中を通過するものが空気で
あるため非常に有効な方法であると言えよう。第９図は
上記インクジェット記録機におけるオリフィス例であり
、シアン、マゼン夕、イェロ用インクヘツド２１〜２６
，３１〜３６，４１〜４６のオリフィス径◇，よりも黒
用のインクヘッド１１〜１６のオリフィス歪ぐ２を大き
くしてある。

というのは、カラー記録を行なう場合、三原色以外の場
合には、必らず２色から３色のインクを混合してカラー
の一画素を得るわけであるかり、一般にカラー記録の一
画素当りのインク量は１色の場合よりも多くなる。とこ
ろで、黒インクは他の３原色インクと混合して使用する
ことがほとんどなく、黒色記録を得たい時に使用するの
だから、一画素あたりのインク量がカラー記録の場合の
それよりも少なくなりがちである。ところで、記録濃度
が記録された画素の径にほぼ比例しているため、カラー
記録と黒色記録との記録濃度を均等にするためには、一
画素あたりのインク量を均等しておくことが望ましい。
それ故、黒用のインクヘッド１１〜１６のオリフィス径
で２をシアン、マゼンタ、イエロ用インクヘッド２１〜
２６，３１〜３６，４１〜４６のオリフィス径◇，の２
倍程度にしておくと、濃度の均等性を得るための制御が
容易になる。何故なら、ィンパルスポンプ式ヘッドの特
性として、駆動パルス電圧にほぼ比例した寸法のインク
満が噴射されるわけであるが、前述した如く下限閥値以
下では滴の噴射が不可能であるならばかりでなく、ある
一定電圧（以下、上限閥値と呼称する）以上にあると一
滴の噴射ではなくて頃霧状態を呈するようになり（実験
によれば、一般に下限閥値は３０Ｖ程度、上限閥値は３
００Ｖ程度である）、しかもこの間での噴射インク滴径
の比が１対３程度であって、寸法の可変範囲がそれほど
大きいわけでないから、大きい滴が必要とされることが
はじめからわかっているものについては、あらかじめオ
リフィス径を大きく設定しておいた方が有利となるわけ
である。以上本発明を適用したインクジェット記録機に
ついて説明した。このインクジェット記録機によれば、
３原色ヘッドと黒色ヘッドを往復させながら各色インク
の重ね記録を行なうから、ィンパルスポンプ方式の平面
走査によるカラー記録が行なえ、その結果記録媒体の供
聯合が連続的に行なえるとともに、記録経過を目視する
ことも可能であるという効果がある。また、ヘッドの位
置検出を簡単な論理回路にて補間するとともに、ある区
間を補間する場合に、直前区間の時間間隔を所望分割数
で割った時間毎に位置検出信号を得るため、安価で高精
度な位置決めが可能であるという効果がある。さらに、
インク圧のオンハオフを空気を利用して行なうため、イ
ンクによる腐触の恐れがない上、４色インクの各々に対
応する４ケの電磁弁を設ける必要がなく、１ケの電磁弁
にて制御可能であるという効果がある。また、黒インク
ヘッドのオリフィス径を、３原色インクヘッドのオリフ
ィス径よりも大きくすることによって、３原色インクの
混合によるカラー画素と、黒インクのみから得られる黒
画素との寸法を容易に均等にすることが可能であるから
、記録濃度の調整が容易であるという効果がある。さら
に、シャトルバーの速度変化に起因する記録歪を補償用
ＲＯＭにて補正するため、記録歪の少ない高品質記録が
可能という効果を有するものである。なお、上記インク
ジェット記録機ではシャトルバーを単弦振動させる場合
につき説明したが、等加速度振動、サィクロィド振動等
、単弦以外のカム曲線にて振動させるようにすることも
できる。

また、上記インクジェット記録では４色分のヘッドブロ
ックを複数個並置したカラー記録の場合につき説明した
が、黒および赤の２色分のヘッドを複数並置して２色記
録を行うようにしてもよいし、黒色用ヘッドのみを複数
個並置して単色記録を行うようにすることもできる。以
上本発明を適用したインクジェット記録機で説明したよ
うに、本発明の位置検出装置は、電気的駆動信号に応じ
て動作する記録ヘッドを備え、かつ駆動手段に接続され
て往復動を行なう機械台に取付けられ、比較的広い間隔
のスリットパターンを形成したスリット板と、このスリ
ット板の移動経路に固定されたスリット検出器と、この
スリット検出器からの検出信号を整形して得られる信号
により、隣接する検出信号相互の時間間隔を計数する第
１の計数手段と、隣接する検出信号と検出信号との間を
区間と名づけると、ある区間を桶間する場合に、該区間
の直前区間の時間間隔、すなわち前記第１の計数手段か
ら得られている計数結果を、桶間したし、所望分割数に
て除する割算手段と、高速クロックパルスを計数する第
２の計数手段と、この第２の計数結果と前記割算結果が
等しくなった時に一致検出手段から出力信号を出力する
と同時に、この出力信号により前記第２の計数手段をク
リア、すなわち前記第２の計数手段の内容を０にもどし
たのち再び高速クロツクパルスの計数を開始させる手段
とを具備し、前記一致検出手段の出力信号により前記記
録ヘッドの現在位置を検出することを特徴とするもので
、したがって安価で高精度の位置検出が可能となる。

図面の簡単な説明第１図ないし第９図は本発明による位
置検出装直の実施例を説明するために、本発明を適用し
たインクジェット記録機を説明するための図で、第１図
は概略構成図、第２図はヘッドの概略断面図、第３図は
走査方法の説明図、第４図は振動板駆動系制御回路のブ
ロック図、第５図は記録歪の説明図、第６図は位置検出
装置の方法説明図、第７図は位置検出装置用補間回路の
ブロック図、第８図はインク系概略断面図、第９図はオ
リフィス例の正面図である。

５……シャトルバー、８……スリット板、９……スリッ
ト検出器、１１〜１６，２１〜２６，３１〜３６，４１
〜４６……インクヘッド、１００……オリジナル・スキ
ヤンパルス、１０１……力ウンタ、１０２……クロツク
・パルス、１０４…・・・割算回路、１０５・・・・・
・補間用カゥンタ、１０６・・・・・・一致回路、１０
７・・・・・・出力パルス、１０８・・・…オア回路。

第２図第１図第３図第５図第４図第６図第了図第８図第９図

Claims

【特許請求の範囲】

１電気的駆動信号に応じて動作する記録ヘツドを備え
、かつ駆動手段に接続されて往復動を行なう機械台に取
付けられ、比較的広い間隔のスリツトパターンを形成し
たスリツト板と、このスリツト板の移動経路に固定され
たスリツト検出器と、このスリツト検出器からの検出信
号を整形して得られる信号により、隣接する検出信号相
互の時間間隔を計数する第１の計数手段と、隣接する検
出信号と検出信号との間を区間と名づけると、ある区間
を補間する場合に、該区間の直前区間の時間間隔、すな
わち前記第１の計数手段から得られている計数結果を、
補間したい所望分割数にて除する割算手段と、高速クロ
ツクパルスを計数する第２の計数手段と、この第２の計
数結果と前記割算結果とが等しくなつた時に一致検出手
段から出力信号を出力すると同時に、この出力信号によ
り前記第２の計数手段をクリア、すなわち前記第２の計
数手段の内容を０にもどしたのち再び高速クロツクパル
スの計数を開始させる手段とを具備し、前記一致検出手
段の出力信号により前記記録ヘツドの現在位置を検出す
ることを特徴とする位置検出装置。