JPS6053495B2 - インクジエツト記録装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインク粒子に濃淡全分を有する画像信号を印加
して濃淡画像を記録再現するインクジェット記録の装置
に関する。

従来のインクジェット記録による濃淡画像を記録する方
式としては、発生するインク粒子の大きさを画像信号で
変調し、印字されるツドト径の大きさを変える方式や、
インク粒子を霧状にしてこの密度を画像信号で変調する
方式がとられていた。

しかし、これらの方式は装置が複雑となるばかりでなく
、制御がむずかしく安定性を欠く上、多数段の濃淡を記
録再現できない欠点を有していた。

その他の例としては、例えば第１図に示す方式が特公昭
４９−４２１７１公報で提案されている。

すなわち、第１図において、１はフィルム又は写真など
の原稿で、図示せぬ移動装置により、Ｙ方向に走査（フ
ァクシミリでは主走査という）し、かつｘ方向に走査（
ファクシミリでは副走査という）して、ホトマルチプラ
イヤなどからなる光電変換装置２により、原画１の濃淡
成分を電気信号成分として取り出す。この原画１の濃淡
内容が例えば第２図ａのように、ｌ−Ｘまでのｌ＠階の
濃淡成分を有するものとすると、この内容に応じて変化
．する電気信号（アナログ量）として取り出される。こ
の取り出された信号を信号処理回路３で処理（ディジタ
ル量）して、データレコーダはどからなる記憶装置４へ
ー時記憶させる。

５は例えばモータ７によつて駆動されるドラム６に巻回
されている記録体で、ドラム６を矢印ｙ方向に回転走査
（主走査という）し、かつインクジェット記録装置８を
矢印ｘ方向に移動（副走査という）させる。

クまた、記憶装置
４の信号をインクジェット記録装置８へ供給して記録体
５へ付着するインク粒子９を数を数えて原画１の内容を
記録体５へ再現させる。第２図ｂは記録例で、記録体５
に付着したドット１０の数を変える。

例えば原画１の濃淡成分が■のとき、ドット１０を４個
記録体５に付着させている。ドット１０の数を０〜９個
まで図示のように変えれば、Ｉ−Ｘまでの１鍛借の濃淡
画像と再現できる。このインクジェット記録装置８はイ
ンク粒子９を記録体５へ付着させるかさせないかで、濃
淡を再現するもので、１０８．の濃淡画像を記録するの
フに３回走査する。

すなわち、第２図ｂで示すように、１回目にｙ１−Ｙェ
を記録し、同様に２回目、３回目でＹ２−Ｙ２，ｙ３−
Ｙ３上を走査して記録している。しかしながら、この方
式は、 ７（１）記憶装置４を要するので、高価、複雑なものと
なる。

（２）記憶装置４を介するため、原画ろ読取りと記録を
同時に行なえず、時間おくれがある。

（３）マリリツクス状に画素（第２図ｂでは３×３ドッ
トマトリックス）を表現するのに複数回、第２図ｂでは
ドラム６が３回転、すなわち３回の走査Ｙ１−Ｙｌ，Ｙ
２−Ｙ２，ｙ３−Ｙ３を要するので長時間となる。

（４）ドラム６を３倍高速回転させれば、記録時間を短
縮できるが、ドラム６の周辺に発生する空気の乱流によ
り、微小なインク粒子の飛行が乱され、画質を低下させ
る。

などの欠点があつた。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点を除き、簡単
な装置を用いて、時間おくれなく短時間で高品質の濃淡
画像を記録再現することのできるインクジェット記録装
置を提供するにある。

本発明は、この目的を達成するために、１画素を記録体
の移動方向へＮドット、記録体の移動方向と直交する方
向へＭドットのＭＸＮドットマトリックス（ただしＭ，
Ｎは２以上の整数）で記録するようにしたインクジェッ
ト記録装置において、粒子帯電信号を作成する手段に、
インク粒子の発生と同期した信号を１／Ｍに分周しイン
ク粒子の偏向量に対応した大きさの信号を発生する関数
発生器と、前記１画素のＭＸＮドットマトリックスの印
字順序に対応して大きさが変化する順序信号を発生する
信号発生器と、記録すべき画像の濃淡に対応した大きさ
の濃淡画像信号を発生する手段と、更にイ前記濃淡画像
信号を前記順序信号を合成し、その大きさを一定の大き
さの基準値と比較する比較器と、この比較器の出力信号
で前記関数発生器の出力信号を制御して前記粒子帯信号
を発生するゲート回路とを設けることにより、または、
口前記順序信号を基準電圧として用い前記濃淡画像信号
と順序信号の大きさを比較する比較器と、この比較器の
出力信号で前記関数発生器の出力信号を制御して前記粒
子帯信号を発生するゲート回路を設けることにより、濃
淡画像信号の大きさに応じた濃淡の１画素をその都度記
録するようにして、画質低下を招くことなく記録時間を
短縮し、しかも濃淡画像信号発生手段のあとに複数回の
主走査期間の間にわたつて濃淡画像信号を記録しておく
ような記憶装置を設ける必要性をなくして装置を簡易化
するものである。以下、本発明を図面を用いて詳細に説
明する。

第３図は本発明に用いるインクジェット記録装置８の概
略図で、１１は加圧インク１２が供給されているノズル
であり、該ノズル１１は高周波電源１４により励振され
る圧電素子１３によつて振動を受ける。１５はインク粒
子で、ノズル１１の励振周期毎に発生されるものである
。

１６は帯電電極で、これにはインク粒子１５を帯電する
ための情報信号源１７が接続されている。

一対の偏向電極１８ａ，１８ｂのうち、一方の偏向電極
１８ａには偏向電圧源９から所定の偏向電圧が与えられ
、他方の偏向電極１８ｂは接地されている。偏向電圧源
１９の極性をインク粒子１５の帯電極性と逆にすると、
帯電されたインク粒子１５は偏向電極８ａ側に偏向され
て、記録体５へ到達し記録される。帯電されないインク
粒子はほぼ直進し、ガター２０に当なり回収される。こ
こで、インク粒子１５の偏向量は偏向電圧、インク圧力
を一定とすると、情報信号の値にほぼ比例する。

したがつて、第４図ａのように、１画素を３×３ドット
マトリックスで表現すようとするには、インク粒子の発
生と情報信号波形の関係を第５図のようにすれば良い。
第５図ａはインク粒子の発生順序で、第５図ｂの信号で
インク粒子を帯電すると、つまり信号Ｅ１でインク粒子
１、信号Ｅ２でインク粒子２，・・・信号Ｅ９でインク
粒子９を帯電すると、第４図ａの画像を表現できる。

ここで、ｘをインク粒子１５の偏向方向、Ｙを記録体５
の移動方向とする。

第４図ｂのように、インク粒子１，２，４の３個を印字
して濃淡レベル■の画像を表現するには、第５図ｃの信
号Ｅｌ，Ｅ２，Ｅ，で第５図ａのインク粒子を帯電すれ
ば良く、同様に第４図Ｃ１第４図ｄの画像は第５図Ｄ，
ｅの信号でインク粒子を帯電すれば良い。

当然のことながら、濃淡レベルＩのときはインク粒子は
帯電されず、すべて第３図のガター２０へ回収される。

すでに明らかなように、インク粒子１５を第４図のＸ方
向に偏向させることにより、モータ５の１回転でドット
マトリックス構成の濃淡画像を記録再現できる。次に、
本発明の電気信号回路特に情報信号源１７の回路構成を
第６図に示す。

また、第７図は第６図に示した回路各部の動作波形を示
す。説明の都合上、第８図のような順序でインク粒子を
印字して１画素３×３ドットマトリックス構成の濃淡画
像を再現するものとし、さらにここでは、第８図ａに示
すように、濃淡レベル■のときは１の位置、レベル■の
ときは１、２の位置、レベル■のときは１〜５、レベル
ｘのときは１〜９の位置へそれぞれインク粒子が印字さ
れるものとする。第６図において、２１は正弦波発振器
で、該発振器２１の出力はシユミツト回路などのクロッ
ク信号発生器２２によつて所定のパルス幅（動作波形は
第７図ｂ）に整形されて後、分周回路２３にＬ送られる
。この分周回路２３の分周比はＭ行方向のインク粒子の
数、例えば４図ａでは１、２、３の３個印字するので、
１１３に分周する。その構成はフリップフロップＦ●Ｆ
１単安定マルチバイブレータＭＵＬなどからなつている
。２４は関数発生器で、鋸歯状波発生器と増幅器蔀化な
どからなり、第７図ｃを出力する。

この信号波形は鋸歯状であるが、段階波状でも良い。２
５は第２の分周回路で、この例では１画素をＭＸＮドッ
トマトリックス（Ｍ＝３、Ｎ＝３）でｌ構成するので、
分周回路２５の分周比も１１３で、その構成も分周回路
２３と同じである。

２６は１画素を形成するＭＸＮドットマトリックスのイ
ンク粒子の印字順序に対応して大きさが変化する信号を
発生する信号発生器で、その構成も関数発生器２４と同
じである。

その動作波形を第７図ｄに示す。２７は原画（図示せず
）の濃淡成分を電気信号に変換するためにホトマルチプ
ライヤやホトトランジスタなどからなる光電変換器で、
濃淡レベルＬにしたがつた振幅の異なる第７図ｅの信号
を出力する。

図では簡単のため、濃淡レベルをＩ，■，■，Ｘについ
て示した。２８は合成回路で、この例では差動増幅器よ
りなり、信号発生器２６と光電変換器２７との出力信号
を加算して第７図ｆの信号を出力する。

２９はレベル比較器、例えば既知のコンパレータで、基
準レベルＥｓと第７図ｆの信号を比較して、Ｅｓ以上の
信号が入力されると第７図ｇの信号を出力する。

この信号のパルス幅は原画の濃淡レベルＬに比例するこ
とがわかる。３０はアンド回路で、クロック信号発生器
２２とレベル比較器２９のアンドを取り、第７図ｈの信
号を出力する。

３１はゲート回路で、関数発生器２４の出力信号をアン
ド回路３０の出力信号でゲートする。

３２は増幅器で、ゲート回路３１の出力信号をインク粒
子を帯電するのに十分な値まで増幅する。

この出力信号波形は第７図１に示す通りで、第３図の帯
電電極１６へ印加する。なお、１４は増幅器からなる高
周波電源で、正弦波発振器２１の出力信号を増幅し第３
図の圧電素子１３へ印加して、インク粒子をノズル１先
端より発生させる。

この発生したインク粒子のタイミングを第７図ａに示し
た。また、第８図ｂあるいはｃのような順序でインク粒
子を印字する場合には、第７図の信号発生器２６の出力
信号波形は第９図ａあるいはｂになるような別途回路構
成にすると良い。要するに、印字順序に対応して大きさ
が変化する順序信号を発ζ生するように信号発生器の特
性を設定する。以上は光電変換器２７の出力信号レベル
Ｅが原画の濃淡レベルＬど正比例するものとして説明し
たが、光電変換器２１に用いるホトマルチプライヤやホ
トトランジスタにより、必ずしも比例しな１い。この場
合は信号の伸張又は圧縮などの処理が必要である。また
、発生するインク粒子が全数記録に利用する方法につい
て述べたが、記録に関与しない保護小滴を印字に利用さ
れるインク粒子の間に挿入する方法についても本発明は
有効である。

１個おきに保護小滴を挿入する場合は、クワツク信号発
生器２１の後に１１２分周回路を入れれば良い。

さらに、第６図の実施例ではレベル比較器２９の基準電
［１：ＥＳを一定にして信号発生器２６の信号を印字順
序に対応した波形で取り出しているが、レベル比較器２
９の基準電圧Ｅｓとしてインク粒子の印字順序に対応し
て大きさが変化する順フ序信号、例えば第９図のような
値の順序信号を与える信号発生器を設け、信号発生器２
６の出力信号を一定にするか又は省略しても良い。その
他、ノズルを複数個設けるカラー用にも有効である。以
上のように本発明は、１画素を記録体の移動；方向へＮ
ドット、記録体の移動方向と直交する方向へＭドットの
ＭＸＮドットマトリックス（ただしＭ，Ｎは２以上の整
数）で記録するようにしたインクジェット記録装置にお
いて、粒子帯電信号を作成する手段に、インク粒子の発
生と同期した暑信号を１／Ｍに分周しインク粒子の偏向
量に対応した大きさの信号を発生する関数発生器と、前
記１画素のＭＸＮドットマトリックスの印字順序に対応
して大きかが変化する順序信号を発生する信号発生器と
、記録すべき画像の濃淡に対応した大きさの濃淡画像信
号を発生する硝段と、更にイ前記濃淡画像信号と前記順
序信号を合成し、その大きさを一定の大きさの基準値と
比較する比較器と、この比較器の出力信号で前記関数発
生器の出力信号を制御して前記粒子帯信号を発生するゲ
ート回路とを設けたことにより、または、口前記順序信
号を基準電圧として用い前記濃淡画像信号と順序信号の
大きさを比較する比較器と、この比較器の出力信号て前
記関数発生器の出力信号を制御して前記粒子帯信号を発
生するゲート回路を設けたことにより、濃淡画像信号の
大きさに応じた濃淡の１画素がその都度記録され、従つ
て、画質低下を招くことなく記録時間を短縮し、しかも
濃淡画像信号発生手段のあとに複数個の主走査期間にわ
たつて濃淡画像信号を記憶しておくような記録装置が不
要となつて装置が簡易化する効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の濃淡画像を記録するインクジェット方式
を示す概略図、第２図Ａ，ｂは従来の濃淡画像印字方法
を示す説明図、第３図はインクジェット記録部の概略図
、第４図ａ−ｄは本発明における濃淡画像印字方法の一
例を示す説明図、第５図ａ−ｅを本発明におけるインク
粒子帯電信号波形図、第６図は本発明における情報信号
源の一例を示す電気回路図、第７図ａ−１は第６図に示
した電気回路各部の信号波形図、第８図ａ−ｃは本発明
における濃淡画像印字方法の他例を示す説明図、第９図
Ａ，ｂは本発明における信号発生器の出力信号波形図で
ある。 符号の説明、１３・・・・・・圧電素子、１４・・・・
・高周波電源、１６・・・・・・帯電電極、２１・・・
・・・正弦波発振器、２２・・・・・・クロック信号発
生器、２３，２５・・・・・分周回路、２４・・・・・
・関数発生器、２６・・・・・・信号発生器、２７・・
・・・光電変換器、２８・・・・・・合成回路、２９・
・・・・ルベル比較器、３０・・・・・・アンド回路、
３１・・・・・・ゲート回路、３２・・・・・・増幅器
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 記録体を所定の方向に移動させる手段と、インクを
   噴出しかつ記録体の移動方向とほぼ直交する方向に移動
   するノズルと、ノズルから噴出されたインクを記録体の
   方向へ飛行する一連のインク粒子に形成する手段と、粒
   子帯電信号を作成する手段と、インク粒子を粒子帯電信
   号で帯電する手段と、帯電されたインク粒子をノズルの
   移動方向に偏向制御して記録体に付着させる手段とを備
   え、１画素を記録体の移動方向へＮドット、記録体の移
   動方向と直交する方向へＭドットのＭ×Ｎドットマトリ
   ックス（ただしＭ、Ｎは２以上の整数）で記録するよう
   にしたインクジェット記録装置において、前記粒子帯電
   信号を作成する手段は、インク粒子の発生と同期した信
   号を１／Ｍに分周して各周期毎に各インク粒子の偏向量
   に対応した大きさの信号を発生する関数発生器２４と、
   前記インク粒子の発生と同期した信号を１／（Ｍ＋Ｎ）
   に分周して前記１画素のＭ×Ｎドットマトリックスの印
   字順序に対応して大きさが変化する順序信号を発生する
   信号発生器２３，２５，２６と、記録すべき画像の濃淡
   に対応した大きさの濃淡画像信号を発生する手段２７と
   、この濃淡画像信号と前記順序信号を合成し、その大き
   さを一定の大きさの基準値と比較する比較器２８，２９
   と、この比較器の出力信号で前記関数発生器の出力信号
   を制御して前記粒子帯電信号を発生するゲート回路３０
   とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 ２ 記録体を所定の方向に移動させる手段と、インクを
   噴出しかつ記録体の移動方向とほぼ直交する方向に移動
   するノズルと、ノズルから噴出されたインクを記録体の
   方向へ飛行する一連のインク粒子を形成する手段と、粒
   子帯電信号を作成する手段と、インク粒子を粒子帯電信
   号を帯電する予段と、帯電されたインク粒子をノズルの
   移動方向に偏向制御して記録体に付着させる手段とを備
   え１画素を記録体の移動方向へＮドット、記録体の移動
   方向と直交する方向へＭドットのＭ×Ｎドットマトリッ
   クス（ただしＭ、Ｎは２以上の整数）で記録するように
   したインクジェット記録装置において、前記粒子帯電信
   号を作成する手段は、インク粒子の発生と同期した信号
   を１／Ｍに分周して各周期毎に各インク粒子の偏向量に
   対応した大きさの信号を発生する関数発生器２４と、前
   記１画素のＭ×Ｎドットマトリックスの印字順序に対応
   して大きさが変化する順序信号を発生する信号発生器と
   、記録すべき画像の濃淡に対応した大きさの濃淡画像信
   号を発生する手段２７と、前記順序信号を基準電圧とし
   て用い前記濃淡画像信号の大きさと順序信号の大きさを
   比較する比較器２９と、この比較器の出力信号で前記関
   数発生器の出力信号を制御して前記粒子帯電信号を発生
   するゲート回路３０とを備えたことを特徴とするインク
   ジェット記録装置。