JPS60255443A - 偏向制御インクジエツト記録装置 - 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】 （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、特にインク粘度の制御に関す
る。

■従来技術 この種のインクジェット記録においては、インク噴射ノ
ズルから記録紙までの距離が比範的に長く、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、記録荷電制御に先立って、インク圧を一
定に安定化し、インクの粒子化タイミングに対する荷電
電圧パルスの印加タイミング又はその逆を定める位相検
索を行なっている。この位相検索においては、たとえば
非接触タイプ又は接触タイプの荷電検出電極に、増幅器
、積分器および比較器を主体とする荷電検出回路を接続
し、短幅−の荷電電圧パルスを荷電電極に印加し、所定
時間毎に荷電電圧パルスの、インク粒子分離に対する位
相を順次ずらす。荷電検出回路が「荷電」を示す信号を
発すると、そのときの荷電電圧パルスの位相を適正荷電
位相と定める。

偏向制御インクジェット記録では、ガターで捕獲したイ
ンクをインク噴射ヘッドに戻すが、ヘットから出てイン
ク流路に戻るまでにインク中の希釈液が蒸発するので、
インク噴射の継続中インクの粘度が次第に高くなる。た
とえば第１１ａ図に示すような粘度変化を示す。

インク粒子の飛翔速度により偏向量が影響を受けるので
、一つの態様では、インク粒子の飛翔速度を検出して、
それが所定速度になるようにインク圧を調整することが
行なわれている。たとえば、米国特許第３，６００，９
５５号明細書（１，９７１年８月発行。

Ｉｎｔ、　Ｃ１，Ｇｏｌｄ　１５／］３）および特開昭
５０−１０５７３３号公報にインク速度を検出してイン
ク圧を調整する技術が開示されている。

しかしながら、インク圧の調整によるインク粒子の速度
−走化では調整範囲が極く狭く、高粘度ではインク圧を
高くしても、インク粒子の粒径の変動が大きくなって記
録濃度が変動したり、偏向量が変動したり、あるいは、
インクの粒子化が乱れて記録不能になる。これは、イン
ク圧を常時一定にするため、あるいはインク粒径を一定
にするため、吐出圧が一定の定圧形ポンプ、あるいは吐
出量が一定の定流量形ポンプを用いる場合、もしくは定
圧制御でボレブの駆動を制御する場合のいずれにおいて
も同様である。

したがって、インク粘度の調整が必要であるが、インク
粘度の検出と検出値に基づいた粘度制御が従来は困難で
あった。たとえば、特開昭５７−６３２６０号公報およ
び特開昭５６−’１３６３８］号公報では。

インクの比重を測定するが、比重測定装置が複雑である
ばかりでなく、この種の比重測定“で測定できる粘度の
単位はインクジェット記録でのインク粘度の調整単位よ
りも大きいのでインクジェット記録装置で要求される粘
度制御精度を十分に達成することは無理と見受けられる
。

■発明の目的 本発明は装置の付加要素を極力少なくして粘度調整を、
インクジェット記録における所要調整レンジで行なうこ
とを目的とする。

（■構成 」１記目的を達成するために本発明においては、インク
噴射ヘッドより噴射され粒子化したインク粒子の飛翔速
度を検出し、これを設定値と比較して検出速度が設定値
より小さいときインク噴射ヘッドへ供給されるインク中
に希釈液を供給する。

たとえばインク圧が一定の場合、第１’ｌｂ図に示すよ
うに、粘度が高いとインク粒子の飛翔速度は低く、低い
と高く、インク粘度と飛翔速度との間には相関関係があ
り、インク飛翔速度を検出することによりインク粘度が
正確に分かる。インク飛翔速度は後述するように、格別
に多くの、あるいは複雑なイ１加要素を必要とせずに正
確に検出し得る。

したがって、」二連のように、飛翔速度が設定値より小
さいとき（粘度が設定値より大きいとき）に希釈液を加
えることにより、インクジエソ１−記録の所要調整レン
ジで正確にインク粘度を調整し得る。

ところで、インク粘度は第１Ｊｃ図に示すようにインク
温度ｔによっても変動する。したがってインク温度ある
いはインクジェット記録装置使用環境の温度を棒カ一定
にするのが好ましい。温度を一定に制御しないときには
、温度変動が大きい場合に、上述の粘度調整では温度が
低いときに希釈液を供給し、それから温度が上昇すると
粘度が低くなり過ぎるという問題が考えられる。

そこで本発明の好ましい実施例では、インク温度。

あるいは室温、インクジェット記＠装置本体の温度等の
インク温対応の温度を検出し、検出温度が高いときには
飛翔速度と比較する設定値を低い値として希釈液不足を
防止し、検出温度が低いときには設定値を高い値として
希釈液の過補充を防止する。

本発明の好ましい実施例では、インク粒子飛翔速度は、
荷電電極−ガター間をインク粒子が飛翔する時間Ｔを検
出することにより検出する。飛翔速度は検出時間ゴの逆
数であり、検出時間Ｔが飛翔速度を表わすことになるの
で、逆数演算は省略する。しかして検出時間下をそのま
ま用いるので、設定値も速度の逆数である時間単位とす
る。この場合は、検出時間Ｔを設定値と比較して時間Ｔ
が設定値より大きいときインク噴射ヘッドへ供給される
インク中に希釈液を供給する。

飛翔時間Ｔの検出のために、ガターは導電体とし。

それに荷電検出回路を接続し、偏向電界は遮断して、イ
ンク粒子の荷電を開始してから荷電検出回路が荷電を検
出するまで、定周期パルス（クロックパルス）をカウン
トし、荷電を検出したときのカウント値を時間Ｔとして
用いる。これによ、！１．ば、インクジェット記録装置
に機械要素を一切付加することなく粘度の検出を実行で
き、＃５別なコスト高をもたらさない。また検出が正確
である。

■実施例 第１図に本発明の−・実施例の機械系の概要を示す。イ
ンクカートリッジ１７が装着されたインクＰｆ１１６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ｌ≧、れだ加圧インク
は、アキュムレータ２およびフィルタ３て圧力振動が抑
制されて電磁切換弁４を通してインク噴射ヘッド５に至
る。

インク噴射ヘッド５においては、その電歪振動子が一定
周期、一定振幅で励振付勢されて、ヘッド５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５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５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６とヘ
ッド５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６に荷電電圧を印加するか否かで荷電インク
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７の電界で偏向されて記録紙
８に衝突するが、非荷電インク粒子は直進して導電性の
ガター９に衝突し、フィルタ１１を通してポンプ１２で
吸引されて空気抜槽１３に吐出され、インク槽１６に戻
る。

空気抜槽１３には、電磁開閉弁１４を介して希釈液槽１
５の希釈液が供給される。弁１４は通常は非通電であっ
て閉じている。

電磁切換ブｒ４は通電されているときにフィルタ３どヘ
ソ１〜５とを連通としてパイプ４０をそれらから遮断し
、非通電のときにはパノ１へ４．どバイブ４０を連通ど
しフィルタ３をそれらから遮断するものである。

第２図に、第１図に示す各機構要素を付勢し、しかも荷
電記録制御およびインク粘度制御を行なう電気系の構成
を示す。

インク噴射ヘッド５の電歪振動子には正弦波発生増幅回
路２５が励振電圧を印加する。荷電電極６には荷電信号
増幅回路２６がパルス状の荷電電圧を印加し、偏向電極
７には偏向電圧発生回路２７が一定レベルの高電圧を印
加する。

導電性ガター９にはシールド線１０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３０が接続さ
れている。

ポンプ１および１２はそれぞれポンプドライバ２１およ
び３２で電気（＝Ｉ勢される。電磁切換弁４および電磁
開閉弁１４はそれぞれバルブドライバ２４および３４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６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
る記録荷電電圧に電極６に印加するために、インク圧検
索用のタイミンクパルス発生器２０．検索荷電信号発生
器２３および記録荷電信号発生器２２が備わっており、
これらの発生器の信号が、ゲート回路２８で選択的に荷
電信号増幅回路２６に印ｔＭ＋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１９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」勢および制御はマイクロコンピュータ３１を
主体とする印写制御装置（インク粘度制御手段）２９が
行なう。

第３図に、パルス発生器１９．ゲート回路２８゜記録荷
電信号発生器２２．検索荷電信号発生器２３、タイミン
クパルス発生器２０および印写制御装置２９の構成と、
それら間の接続を示す。

パルス発生器１９は、水晶発振器と分周カウンタを含む
パルス発生器１９ａと１分周カウンタ］　９．　ｂで構
成されており、３．２ＭＨｚ、８００ＫＨｚ、４００Ｋ
　Ｉ（ｚ、２００　Ｋ　Ｈｚ、　１．００　Ｋ　Ｈｚ、
１００／３２＝　３．１２５　Ｋ　Ｉｌｚ、１３３　Ｋ
＋１７．および３９０Ｈｚの、８種の、５０％デユーテ
ィのパルスを発生する。

１００Ｋｔ＋ｚのパルスは正弦波発生・増幅回路２５に
印加される。回路２５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５のインクには、１００Ｋ）＋７゜
の圧力振動が加わり、］、　ＯＯＸ　１．　Ｏ’個／ｓ
ｅｃの割合でインク粒子が形成されガタ゛−９あるいは
記録紙７に向けて飛翔する。つまり、１００　Ｋ１１ｚ
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２２は、１７２分周用のカウンタ　
（゛Ｉ゛フリップフロップ）２２ａ、シリアルイン−パ
ラレルアウトの８ビツトのシフ１−レジスタ２２　＋）
、デルタセレクタ２２ｃ、および、カウンタとデ」−夕
と出力ゲートでなる荷電コード発生器２２ｄで構成され
ている。

カウンタ２２ａには１０’ＯＫ　Ｈｚのパルスが入力さ
れ、カウンタ２２ａは５０ＫＩｌｚのパルスをシフトレ
ジスタ２２ｂに入力データとして印加する。シフト１ノ
ジスタ２２ｂのシフ１−タロツクは８００ＫＨｚのパル
スである。第５図に、シフトレジスタ２２ｈの８組のパ
ルス出力（ＣＨＰ）を示す。データセレクタ２２ｃには
、これら８組のパルスが印加される。

データセレクタ２２ｃには更に３ヒツトの出力制御コー
ドが与えられ、このコートが８組のパルスの一組の出力
を指示する。

シフｌ−レジスタ２２ｂは８００　Ｋ　ｆｌｙ、のパル
スでシフト付勢されるので、８組のパルスａ　−ｈは、
この順にＯ，ＯＯ］、２５ｍ５ｅｃ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
２２ｃに与えられる３ビツトコードて指定されるものが
データセレクタよりグーｌ−回路２８のアンドゲートＡ
Ｏ−Ａ９に出力される。

検索荷電信号発生器２３はデコーダ２３ａおよびデータ
セレクタ２３ｂで構成されており、デコーダ２３ａに、
１００，２００および４００Ｋｔｌｚの３組のパルスが
印加される。これにより、デコーダ２３　ａの出力は、
第５回にＳＰとして示す８組ａ　−ｈとなるが、それら
のパルス幅は帆００１２５ｍｓｅ、ｃ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２２のデータセレクタ２２ｃに与え
られる３ビツト制御コードと同じ制御コードがデータセ
レクタ２．３　ｂにも与えられ、次の様に検索荷電信号
ａ　−ｈを出力する。

データセレクタ２３ｂの出力パルスはゲーＩ−回路２８
のアントゲートＡ　＋−０に印加される。

タイミングパルス発生器２０は、２個のＪ−にフリップ
フロップ２０ａ、２０ｂ、アンドゲート２０ｃおよびイ
ンバータ２０ｄで構成されており、タンミングパルス発
生器２０に１００／３２　Ｋ　Ｈｚのパルスがタロツク
パルスとして与えられ、また、マイクロコンピュータ３
１が０．３６ｍ５ｅｃ幅（５０Ｋ　ｆｉｚの３２周期よ
りやや長い幅）のパルス「＋−（Ｊ　を、１回のインク
粒子飛翔速度検出の毎にｌパルス与える。

第６図に、タンミングパルス発生器２０の入、出力信号
を示す。タンミングパルス発生器２０のアントゲ−１−
２０ｃの出力（Ｒ２７）はゲート回路２８に与えられる
。

第４図に、荷電検出回路３０の構成を示す。

荷電検出回路１９は、シールド線１０を機器アースする
抵抗器３０ａ、電界効果形Ｉ−ランジスタ（Ｆ訂）　３
０　ｂ　、逆相増幅器３０Ｃ，バイパスフィルタ３０ｄ
、半波整流器３０ｅ、積分回路３０ｆおよび比較器３０
ｇで構成されている。

抵抗器３０ａの抵抗値は、ガター９とアースフィルタ１
１の間がインクでつながっているときのそ乳らの間の抵
抗値より小さい値、ＪＯＯＫΩ程度にされている。

シールド線１０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９に衝突する毎にシ
ールド線１０の心線がマイナス電位になるが、浮遊容量
と抵抗器３０ａ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９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ＦＥ丁３　
’Ｏｂのゲー１−に現われる。この電位パターンはＦ訂
３０．ｂで電流に変換され、増幅器３０　にで反転増幅
され、バイパスフィルタ３０ｄＣ低周波ノイズを除去さ
れＣ半波整流回路３０ｅにｌｊえらＡしる。荷電検出口
＋ｔ！Ｉ３０は、ガター９に曲電インク粒子が衝突して
いないときにはＰ１９＝１　（高ＬＪ〆ル）の、またガ
ター９に荷電インク粒子がｊ衝突しているときにはＰＩ
９＝Ｏ（低レベル）の出力を生ずる。

アキュｌル−タ２内にはその内部のインクの温度を検出
するサーミスタ１８が装着されており、このサーミスタ
１８に温度検出回路３８が接続されている。温度検出回
路３８の構成を第７図に示す。サーミスタ１８は、高温
で抵抗値が低く、低温で高い負性抵抗特性のものである
。サーミスタ１８の電圧は演算増幅器３８ａの逆極性入
力端（−）に印加される。湿度が高いと演算増幅器３８
ａの出力が高くなり、温度が低いと低くなる。

演算増幅器３８Ａの出力はＡ１０コンバータ３８ｂでデ
ジタルデータに変換されてボー１〜３５ａに゛早時印加
されている。

インク粘度制御手段である印写制御装置２９は、中央処
理ユニット（マイクロプロセッサ）３１゜ＲＯＭ３３．
ＲＡ、Ｍ３４．Ｉ１０ポート３５およびシステムコント
ローラ３６等で構成される汎用のコンピュータであり、
以１−に説明した各要素の制御をおこなう。

第８図に、マイクロプロセッサ３１がおこなう制御の全
体概要を示し、第９図にインク粘度調整制御の詳細を示
し、第１０図にインク粘度調整における割込処理を示す
。

ます第８図を参照して制御の全体概要を説明する。電源
が投入されるとマイクロプロセッサ３１は、人、出カポ
−１〜を初期化し、制御各要素を安全な状態に設定する
（ステップ１：以下ステップという語を省略する）。こ
れにおいて、偏向電圧発生回路２７はオフに、ポンプド
ライバ２１゜３２もオフに、またパルプドライバ２４．
３４もオフに、更にアントゲ−１〜Ａ］］もオフに設定
する。つまりインク噴射停止状態とする。

初期化を終ｒするとマイクロプロセット３１は。

ますポンプドライバ２Ｉに駆動指示信号を出力セラ１−
シてポンプ１を駆動状態としく２）、次に、バルブドラ
イバ２４に通電指示信号を出力セラ１〜して電磁切換弁
をフィルタ３−ヘッド５通流状態に細分しく３）、ポン
プドライバ３２に駆動指示信号を出力セットしてポンプ
１２を駆動状態とする。

そしてＱＭ備タイマ（プログラムタイマ）をオンにする
（５）。

以−ににより、インク噴射ヘッド５よりインクが噴射さ
れ、ガター９に衝突し、ポンプ１２で吸引されて空気抜
槽１３に吐出されるインク巡検が始まる。

なお、ポンプｌはこの実施例では吐出圧が一定となる定
圧形のものである。その他の型のポンプを用いて、これ
を定圧制御してもよい。

マイクロプロセッサ３１は、そこで準備タイマがタイム
オーバするのを待ち（８）、待つ間に各部の状態を読み
、状態に応じて状態データを上位機器又は操作ボードに
出力する（６）。各部が印写記録可能状態であって（７
）、ｒ（Ｑ備タイマがタイｌ、オーバすると、位相検索
（９）に進む。位相倹素を終えるとインク粘度調整（１
０）に進み、インク粘度調整を抜けると再度位相検索を
実行しく１１）、記録制御（１２）に進む。記録が終る
と、初期化と同様な停止処理に進む３．なお、準備タイ
マが副時を行なっている間に、アキュムレータ２以降の
インク圧が、ポンプ１の動作速度に対応した圧力に」ユ
昇し、準備タイマがタイムオーバしたときには、ある圧
力に安定している。

位相検ｍ（９，ｉｆ）ではマイクロプロセッサ３１は、
データセレクタ２２Ｇおよび２３ｂに与える３ビットコ
ードを０００とし、アントゲ−１−ハ１１を開（グー１
−オン）にして計時を開始する。

これにより、データセレクタ２２ｃは第５図に示すＣＩ
ＩＰのａを、データセレクタ２３ｂ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２２ｄの出力ゲートが閉しられてお
り、荷電コード発生器２２ｄの出力（荷電レベル指示コ
ード）はすべてＬ　（００００００００００）テあ−）
　テア　ンドゲートＡＯ−Δ９はすべて閉しられている
。しかしアンドゲートΔ１０は、それに１００／３２＝
３．１．２５Ｋｌｌｚのパルスが印加されるので、１０
０　Ｋ　Ｈｚ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（：３２個のインク粒
子の生成の間）は開になり、以下これを繰返えす。これ
により、アンドゲートΔ１０．Δ１１およびオアゲー１
〜Ｒ４を通して、オアゲートＴ（Ｏ−Ｒ３に、第５図に
示すＳＰのパルス（１のうち　連続３２個が与えられ、
次に３２個分の休出期間をおいてまた連続３２個が与え
ら、ｌするという具合に、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、Ｄ／Ａ：Ｉンバータ２８ａには、ＳＰのｄがト■で
ある期間のみ、ＯＯ］、０Ｏ１１１００が与えられてＤ
／Ａコンバータ２８ａが荷電信号増幅回路２６に００１
００１１．１００に対応するレベルの荷電信号を与える
。

これにより一荷電電極６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ＩＬ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３ｏのバイパスフィルタ３
０ｄの出力端に、連続３２個の荷電インク粒子がガター
９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９に衝突している間は負電位の、略
１００／３２＝３．１２５ＫＨｚ周期の信号が現われる
。この信号は、半波整流器３０ｃで整流さＪＬ、積分回
路３Ｏｆで積分される。

１６分電圧が設定値を越えると、比較器３０ｇの出力が
Ｉ」かＣ）Ｌ、に反転する。

マイタロゾロセッサ３１は、比較器３０ｇの出力１フ］
９がＨから［、になるとそのときデータセレクタ２２ｃ
、２３ｂ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ノーらすものと見なし
てそのままデータセレクタ２２ｃ、２３ｂに出力設定し
て、アンドゲートＡｌｌをオフにし１次のステップＩＯ
又は１２に進む。

前述の如くデータセレクタ２２ｃ、２３ｂに３ビン１〜
コート０００を出力セットし、アントゲ−１〜Ａｌｌを
開（オン）とし、かつタイマをセラ１〜してから、該タ
イマがタイムオーバするまでに、比較器３０ｇの出力Ｐ
ｉ９が■］からＬに反転しないと、マ、イクロプロセッ
サ３１はデータセレクタ２２、Ｃ，２３１）に今度目０
０１なる３ヒツ１〜制御コードを出力セラ１〜し、また
同様にタイマをセットする。そして比較器３０ｇの出力
Ｐ　］、　９がＨから（。になるのを待つ。デークセ１
ノクタ２２Ｃ２２３ｂに３ビツト制御コード００１をセ
ラ！・すると、データセレクタ２２ｃは今度は第５図に
示す信号Ｃ’　）（Ｐのｂを出力し、データセレクタ２
３ｂは、信号ＳＰの８を出力する。すなわちデータセレ
クタ２２ｃと２３ｂ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しては、各部
の動作は前記の、データセレクタ２２Ｇ。

２３ｂに０００を出力セットしているときのものと同じ
である。

そしてマイクロプロセッサ３１は、比較器３０ｇの出力
Ｐ１９が■１からＬになると、そのときデータセレクタ
２２ｃ’、２３ｂに出力している３ピノ１−コーＩＳ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２２ｃ、２３ｂに
出力設定して、アントゲ−１−Ａｌｌをオフにし、イン
ク粘度調整（１０）又は記録制御（ＩＩ）に進む。比較
器３０ｇの出力［ン１９がＬｌのままでタイマがタイム
オーバしたとさには、マイクロプロセッサ３１は、今度
はデータセレクタ２２ｃ、２３ｂに０１０を出力セラ１
へする。

以下同様に、マイクロプロセッサ３１は、比較器３０ｇ
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２２ｃ。

２３ｂに与える３ビツ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２３ｂが出力する
信号ｓｐのａ　−ｈは、パルス幅が１．／８００ｍ５ｅ
ｃで互にパルス幅分位相がずれているので、３ビツト制
御コードを０００〜１１１の範囲で変更している間に、
ＳＰのａ−１１のそれぞれが選択的にアンドゲートＡ　
］、　Ｏ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２２ｃ、２３ｂに出力しているどきにイ
ンク粒子が荷電するようになり。

比較器３０ｇの出力Ｐ］９がＨからＬになる。マデータ
セレクタ２２ｃ、２３ｂに出力している３ビツト制御コ
ードをそのまま出力設定し、アントゲートＡｌｌを閉（
オフ）として、次の制御ステップ（１０又は１２）に進
む。

次に第９図および第１０図を参照してインク粘度調Ｗ（
Ｊ、Ｏ）を説明する。

インク粘度調整に進むとマイクロプロセッサ３１は、荷
電検出フラグをクリアしく１７）　、荷電検出口１３０
の出力Ｐ、１９を参照する（１８）。ここでＰＩ９＝］
である（荷電検出なし）と荷電検出回路３０が待機状態
にあるので次のステップ１９に進むが、ｐ１９＝＝ｏ”
ｒある（荷電検出あり）と荷電検出回路３０の出力Ｐ　
］、　９が１になるまで待つ。そしてＰ　］、　９　＝
　１になると次のステップ】９に進む。

ステップ１９では、マイクロプロセッサ３１は、ゼロク
ロスパルスを受けるポートの割込を可にセットする。こ
れによりゼロクロスパルス（０レベル）が到来するとマ
イクロプロセッサ３１は割込処理Ｃ笛１ｎＰ）Ｌ＝Ｊオ
、１）　’ｌ　＋、−ｔ、１；ｌ。

さて割込可をセラ１−すると、マイクロプロセッサ３１
は、カウンタ３７（第２図）のクリア入力端子に与えて
いる信号ＳＲをクリア指示レベル０からカウント可レベ
ル１に更新しく２０２、タイミングパルス発生器２０の
Ｊ−にフリップフロップ２０ａにセット信号Ｐ２６＝１
を出力セットしく２］）、アントゲート３９（第２図）
にオン信号ＣＦ＝１を出力セットする（２２）。そして
時間Ｈ１数を開始する（２３）。これにより、カウンタ
３７が１．３３ＫＨｚのパルスＣ２７のカウントアツプ
を開始し、荷電電極６に荷電電圧が印加される。時間割
数値が０．３６ｍ５ｅｃになるとマイクロプロセッサ３
１はＰ２’６を０に戻す（２６）。これにより、マイク
ロプロセッサ３１は、０．３６ｍ５ｅｃの同高レベル■
］の信号Ｐ２６（第６図参照）を出力したことになる。

タンミングパルス発生＠２０のフリップフロップ２０ａ
は、Ｐ　２６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、１２５　
Ｋ　１１ｚのパルスが低レベルＬにあるときにセットさ
れる。第６図を参照すれば分かるように、１００／３２
＝３．１２５ＫＨｚのパルスがＩ、からＩ−１になって
またＬになるまでに信号Ｐ２６がり、に戻されているの
で、　３．１２５　Ｋ　Ｈｚのパルスがもう一度しにな
ったときには、フリップフロップ２０ａはリセツ１〜さ
れ、ブリップフロップ２０ｂがセラ１〜される。

これにより、アンドゲート２０ｃの出力Ｒ２７が第６図
に示すように、信号Ｐ　２６がＨになってから、３．１
２５Ｋ）Ｉｚ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２０ｃの出力Ｒ
２７（＋−１）はグー１−回路２８においてオアゲー１
−Ｒ４を通してオアゲートＲＯ〜Ｒ３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、Ｄ
／Ａコンバータ２８ａに、所定荷電レベルを指示するコ
ード００１．００１１１．ＯＯ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、ｒｌ／Ａ
コンバータ２８ａが所定レベルの電圧を連続して荷電信
号増幅回路２６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。

Ｐ２６＝Ｏをセット（２６）してからマイクロプロセッ
サ３１は再び時間引数を開始しく２７）、それから１．
６０ｍ５ｅｃの時間経過を待つ（２８）。

■〕２６を１にセットしてから０．．３６ｍ５ｅｃの時
間経過を待つ間（２４）ならびにＰ２６を０にリセット
してから１．６０ｍ５ｅｃの時間経過を待つ間（２８）
に、マイクロプロセッサ３１は、荷電検出フラグの有無
を参照する（２５．２９）。

荷電検出電極６からガター９までの距離を直進するイン
ク粒子の飛翔時間Ｔは１ｍ５ｅｃ前後である。

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９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１０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しこの電位変化に対応
して、増幅器３０ｃの出力が正方向に略パルス状に変化
し、増幅器３０（：の出力が正方向に立」二がったとき
に。

才ｆ１・Ｊ）−７：、７４；　蕾六：ｈ　ｆ−：ＷＮ　
１ｍ　”ｌ　’）　ＡＭ　（１”ｒ　）’ｙ　／７　始
−？−ｈ＜　導電性ガター９に衝突した直後に、ゼロク
ロスパルス発生器がゼロクロスパルス（０レベル）を発
生し、これに応答してマイクロプロセッサ３１は第１０
図に示す割込処理に進む。

割込処理においては、まずアンドゲート３９へのゲート
制御信号ＣＥをオフ指示レベル０にリセットする（３９
）。これによりカウンタ３７がカウントアツプを停止す
る。次に荷電検出フラグをセットしく４０）、カウンタ
２７のカウント値つまり検出時間（飛翔時間）Ｔをレジ
スタＴに読込む（４１）。そしてカウンタ３７をクリア
（ＳＲを０にリセソ１へ）シ、第９図のインク粘度調整
に復帰する。

インク粘度調整［こ復帰したときには荷電検出フラグを
セント・シているので、ステップ２５又は２つでこれを
検出し、ステップ３０に進んで温度データｔを読込んで
レジスタ［にセットする（３σ）。

次に、ＲＯＭ３４の所定アドレス（閾値テーブル）に予
めメモリしている閾値グループの中から、レジスタｔの
値よりアドレスを特定して１つの閾値（飛翔時間閾値）
’ｒｈを読み出しく３］）、これとレジスタＴの内容′
］”どを比較する（３２）。

なお、閾値テーブルのデータは、第１１０図に示す温度
−粘度特性と、第１１．　ｂ図に示す粘度−飛翔速度特
性の両者より、温度−飛翔速度特性をめて、これを温度
−飛翔時間特性に書直し、かつ、この温度−飛翔時間特
性の飛翔時間に許容値を−し載せして得た飛翔時間であ
り、カウンタ３７のカランｌ−、ｑｉ、位てデータ値が
表わされている。

さＣ１］”ｈを読み出しく３］）、これとレジスタ′丁
゛の内容Ｔとを比較しく３２）だ結果、Ｔ＞Ｔｈである
ど粘度が高過ぎると見なされるのでステップ′）３以下
の希釈液供給に進むが、Ｔ≦Ｔｈであると粘度が適値て
あり、希釈液の供給はしないので再度の位相検索は不要
であるので、インク粘度調ｊｆｆｉ（１０）を抜けて第
８図の記録（１２）に進むっ ’ｒ　＞　’［’　ｈてあったときには、まずバルブド
ライバ３４に弁開信号３４Ｓ＝１を出力セットして電磁
開閉弁１４を開としく３３）、タイマＤＴ（プロダラム
タイマ）をせノ１−シて（３４）そのタイムオーバを待
ち（３５）、タイ１１オーバすると電磁開閉弁１４を閉
（３４Ｓ＝０）に戻しく３６）タイマＬＴ（プログラム
タイマ）をオンとしく３７）そのタイ１１オーバを待つ
（３８）。なお、ＤＴは所定員の希釈液を供給する時間
、Ｌ′「は供給した希釈液が第１図に示すインク巡環系
で十分に攪拌されるに要する時間である。タイマ■、Ｔ
がタイムオーバすると、インク粘度が変化しているので
、もう−変位相検索（９：第８図）を実行してから第９
図のインク粘度調整に戻る。

次に記録制御（１２）を説明する。記録制御においては
、マイクロプロセッサ３Ｉは、アンドヶ−ｈＡ］１をオ
フのままとし、タイミングパルス発生器２０をリセッ１
−（Ｒ２７＝Ｔ、）のままとする。これにより、グー１
−回路２８のオアゲートＲ４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２８ａには、
アントゲートＡＯ〜Δ９の出力のみが印加される。マイ
クロプロセッサ３１は次いで偏向電圧発生回路２７に偏
向電圧の発生を指示する。これにより、偏向電極７に所
定の一定高電圧が加わる。

荷電コード発生器２２ｄには、１文字の印写データの送
出の直前にリセット信号かり、えられる。荷電コード発
生器２２ｄは、リセット信号を受けると、カラン１−値
をクリアして零からのカウントアツプを開始する。カラ
ン１−パルスは、パルス発生器１９が出力する１００に
肚のパルスである。カランミーコードは、印写データが
高レベルＨ（記録指示）のときのみアンドゲートＡＯ−
Ａ９に出力され、これが、データセレクタ２２ｃの出力
ＣＨＰ　（ａ〜ｈのいずれか１つであって、データセレ
クタ２２ｃ、２３ｂ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ート
ＡＯ〜Δ９を通してＤ／Ａコンバータ２８ａに与えられ
る。

データセレクタ２２ｃ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ＳＰ’（ａ
−ｈのうち、現在データセレクタ２２ｃ、２３ｂに出力
設定されている３ビツトコードで特定壱れるもの）のＨ
パルス区間を略中央とした、該Ｉ４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６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２
２ｄ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８に衝突する
。非荷電インク粒子は直進してガター９に衝突し、アー
スフィルタ１１を通してポンプ１２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；インク粘度調整で、インク粘度が設定
値以下になるように希釈液の供給が制御されてインクの
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。このようにインク粘度を設定値以下としインクの
粒子化を確実かつ安定にし荷電を確実に定めるので、印
写記録品質がきわめて高くなる。

インク粘度調整および位相検索においては、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、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、共に簡貼となる。にもかかわらず、
インク飛翔速度の検出および位相検索は共に確実かつ安
定したものである。

ガター９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３０においてシールド線１０の心線
が抵抗器３０ａで機器アースされているので、またイン
ク回収路が所定値Ｗ（フィルタ１１）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。

ポンプｌが定圧形のものであるのでインク圧は一定であ
り、また粘度調整によりインク粒度が所定値以下に制御
されるので、インク粒子の飛翔速度も所定値以上となり
、インクの粒子化が安定し印写品質が安定する。なお、
ポンプ１は定圧形としなくても、ポンプ１を設定出力圧
を得る定圧制御するようにしてもよい。

なお上記実施例においては、インク温度ｔに対応して、
ｔが高いと小さい飛翔時間閾値（高い飛翔時間閾値）を
選択し、ｔが低いと大きい飛翔時間閾値（低い飛翔時間
閾値）を選択してこれを検出飛翔時間Ｔと比較するよう
にしている。これは低温での希釈液の過補充を防止する
ためである。

たとえば閾値を固定にしていると、低温による高粘度で
希釈液を補充し、これによりインク温度が上昇したとき
に粘度が低過ぎるというような問題′がなくなる。イン
ク温度によっても粘度が変わるので、最も好ましい態様
ではインク温度を一定に制御し、インク温度が該一定値
あるいは一定範囲内に安定してから上述のインク粘度調
整を実行するようにする。

■効果 以上の通り本発明によれば１機械要素を格別に付加する
ことなくインク飛翔速度（＝飛翔時間）を検出すること
ができ、しかもこれによる粘度検出（＝速度検出）精度
が高く、正確な粘度調整が行なわれる。したがって、イ
ンク粒子の飛翔速度も正確に所定値以」二となり、イン
クの粒子化が安定し印写品質が安定する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の−・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２２の入
、出力信号を示すタイ１１チヤートである。 第６図は、第３図に示すタイミングパルス発生器２０の
入、出力信号を示すタイムチャー１〜である。 第７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８図は、第２図に示すマイクロプロセッサ３１の制御
動作概要を示すフローチャー１〜である。 第９図は、第２図に示すマイクロプロセッサ３１の、イ
ンク粘度調整制御動作を示すフローチャート、第１０図
はインク粘度調整における割込処理を示すフロルチャー
１〜である。 第１１ａ図はインク噴射延べ時間とインク粘度との関係
を示すグラフ、第］、　１．　ｂ図はインク粘度とイン
クの飛翔速度との関係を丞すグラフ、第１１ｃ図はイン
ク温度とインク粘度との関係を示すグラフである。 ３、ＩＩ：フィルタ　４：電磁切換弁 ５：インク噴射ヘッド　６：荷電電極 ７：偏向型！′＠８：記録紙 ９：導電性ガター　１０：シールド線 １３：空気抜槽　１４：電磁開閉弁 １５：・希釈液槽　１６：インク槽 １７：インクカー１〜リツジ １８：サーミスタ（温度センサ）

Claims (4)

【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：インク噴射ヘッドに加圧
   インクを供給する加圧ポンプ：ノズルより噴射したイン
   クに荷電電界を及ぼす荷電電極：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：および、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：を備える
   偏向制御インクジェット記録装置において；インク希釈
   液収納容器； インク希釈液収納容器のインク希釈液をインク噴射ヘッ
   ドに供給されるインクに供給する希釈液供給手段； インク粒子の飛翔速度を検出する速度検出手段；検出速
   度を設定値と比較し検出速度が設定値より小さいと希釈
   液供給手段に希釈液供給を指示するインク粘度制御手段
   ： を備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。
2. （２）インク噴射ヘッドに供給されるインクの温度もし
   くはそれに対応する温度を検出する温度センサを更に備
   え；インク粘度制御手段は、検出温度に対応する設定値
   を選択して検出速度をこれと比較する前記特許請求の範
   囲第（１）項記載の偏向制御インクジェット記録装置。
3. （３）ガターは導電体であり；速度検出手段は、該ガタ
   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
   電圧の印加から荷電検出回路が荷電を検出するまでの時
   間Ｔをカウントする時間カウント手段でなり；インク粘
   度制御手段は、時間Ｔを速度対応の時間設定値と比較し
   時間Ｔが設定値より大きいと希釈液供給手段に希釈液供
   給を指示するものである；前記特許請求の範囲第（１）
   項又は第（２）項記載の偏向制御インクジエソ１−記録
   装置。
4. （４）加圧ポンプは吐出圧が一定の定圧形ポンプである
   前記特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項記載の偏
   向制御インクジェット記録装置。