JPS61114856A - 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】 【発明の利用分野〕 本発明は、インクジェット記録＊Ｗに係り、特にノズル
から噴出するインク粒子を大径インク粒子と小径インク
粒子に交互に分離し、小径インク粒子を利用して高精細
な画像を記録するのに好適なインクジェット記録装置に
関する。

〔発明の背景〕

ノズルから噴出するインク粒子を記録すべき画像に応じ
た情報信号に基づいて帯電し、これらを偏向電界中を飛
行させて偏向し、記録面の所定の位置に付着させてドツ
トを記録する荷電変調形インクジェット記録装置におい
て、インクを大径インク粒子と小径インク粒子に交互に
分離し、小径インク粒子を利用して記録を行うようにす
ると音ＷＩＩＩｌ１画像の記録が可能である。このよう
な小径インク粒子利用のインクジェット記録装置は、特
公昭５４−４１３２９号公報に開示されている。

従来の一般的な荷電変調形インクジェット記録装置は、
インク粒子の無帯電直進飛行路にガターが設けられて非
記録インク粒子を捕獲回収し、記録インク粒子を帯電、
偏向してガター回避させて記録面に付着させるように構
成されている。しかしながらこのような荷Ｗ１変調形の
インクジェット記録装置では記録インク粒子が連続する
場合、先行する記録インク粒子がもつ電荷と後続する記
録インク粒子の電荷が反発し合って飛行歪を発生し、ま
た先行する記録インク粒子の電荷による電界が後続する
記録インク粒子の帯電歪をもたらし、これらが記録歪の
原因となる。特に小径インク粒子は偏向感度が大きいこ
とから、歪補正制御が困難であった。

発明者はこのような小径インク粒子利用による記録歪を
軽減すべく、記録インク粒子を無帯電で直進飛行させて
記録面に付着させ、非記録インク粒子を帯電、偏向させ
てガターに捕獲回収させるようにして、記録インク粒子
が連続する場合の記録歪を軽減することを試みた。この
ようにすると。

記録インク粒子が連続する場合には、記録歪が軽減され
たが、小径インク粒子のみによる記録領域で記録歪が大
きく、高品位の記録画像が得らｈないことがわかった。

そしてこの記録画像歪の原因を究明したところ、小径イ
ンク粒子は偏向感度が大きいため、特に大径の非記録イ
ンク粒子との相互干渉による帯電歪および飛行歪が原因
であることがわかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、ノズルから噴出するインクを大径イン
ク粒子と小径インク粒子に交互に分離し。

小径の記録インク粒子を無？！Ｆ１１！で直進飛行させ
て記録面に付着させ、非記録インク粒子を＃電、偏向し
てガターで捕獲するタイプとすることによって記録イン
ク粒子が連続する場合の記鐸歪を軽減し、更に記録イン
ク粒子に先行するインク粒子が非記録インク粒子である
場合に発生する記録歪を軽減し、高品位の記録画像を得
るのに好適な帯電制御回路を是供することにある。

〔発明の概要〕

本発明は、ノズルから噴出するインクを大径インク粒子
と小径インク粒子に交互に分離し、小径インク粒子を記
録に利用するインクジェット記録装置において、直進す
るインク粒子の飛行路を回避した位置にガターをｉｆｆ
！Ｌ、、非記録インク粒子を帯電、偏向してガターへ導
き、また記録インク粒子を無帯電、直進させて記録面へ
導くように帯電電圧の発生を制御すべく帯電電圧発生回
路に２値の記録信号を与える記８信号発生回路を設ける
ことによって、記録インク粒子が連続することによる記
録歪の発生を軽減し、制御目的のインク粒子に隣接して
先行するインク粒子が非記録インク粒子であり且つ該制
御目的のインク粒子が記録インク粒子である場合に、先
行する非記録インク粒子がもつ電荷と逆極性の補正帯電
電圧を発生するように前記帯電電圧発生回路に補正信号
を与える補正信号発生手段を設けることによって非記録
インク粒子、特に大径の非記録インク粒子によって後続
する小径の記録インク粒子に記録歪が発生するのを防止
し、高品位で高精細な記録画像を得ることを特徴とする
。

〔発明の実施例〕

本発明になるインクジェット記録装置の全体構成の概略
を第３図のブロック図を参照して説明する。ノズル１に
加圧供給されたインクはノズル孔からインク柱２となっ
て噴出する。ノズル１に嵌着された圧電索子３は励振用
の高周波電源４によって付勢されてインク柱２に振動を
与え、インク化２の先端を大径インク粒子５ａと小径イ
ンク粒子５ｂに交互に分離する。帯電電極６はインク柱
２がインク粒子５ａ、５ｂに分離する領域を包囲するよ
うに設けられ、記録情報信号源７からの記録情報信号に
基づいて帯電制御回路８で作成された帯電電圧によって
付勢され、インク粒子５ａ。

５ｂを帯電制御する。帯電制御回路８は、記録情報（８
号をドツト信号に変換するドツト信号変換回路９、ドツ
ト信号に基づいて帯電電圧を発生する電圧設定回路１０
、帯電電圧を増幅して前記帯電電極６に与える増幅器１
１を備える。なおこの帯電制御回路８の詳細は後述する
。帯電制御されたインク粒子５ａ、５ｂは偏向電極１２
ａ、１２ｂによって形成される偏向電界中を飛行する間
に偏向制御される。偏向１１！［１２ａは偏向電源１３
の負極に接続され、偏向電極１２ｂは接地され、従って
、無帯電で記録用の大径インク粒子５ａと小径インク粒
子５ｂは直進飛行路１４を飛行して記録面１５に付着し
てドツトを形成し、負極性に帯電された非記録インク粒
子５ａ、ｓｂは偏向飛行路１６を飛行してガター１７に
捕獲回収される。

第４図（ａ）　、（ｂ）　、（ｃ）は、励振電圧波形（
ａ）に対するインク粒子発生タイミング（ｂ）、帯電電
圧波形（ｃ）を示す、インク粒子発生タイミング（ｂ）
において大きい矢印は大径インク粒子５ａの発生タイミ
ング、小さい矢印は小径インク粒子５ｂの発生タイミン
グである。記録インク粒子を無帯電とするために１本来
は該記録インク粒子の発生タイミングに帯電電圧は零電
位に設定されるが、Ｉ！！示では非記録用の無帯電イン
ク粒子が隣接して先行しているので、該非記録インク粒
子がもつ電荷による帯電歪を軽減するために該非記録イ
ンク粒子がもつ電荷と逆極性の低い補正電圧が与えられ
ている。

前記帯電制御回路８の詳細構成とその動作タイミングチ
ャートを第１図および第２０！を参照して説明するｌな
お増幅！ｔｉｌｌの詳細は省略する。

ドツト信号変換回路９は、記録情報信号源７から与えら
れた記録情報信号に基づいて、大径ドツト記録信号（ｅ
）と小径ドツト記録信号（ｆ）と、これらの大小径ドツ
ト記録信号を後述するシフトレジスタ１１１，１１２に
記憶させるためのシフトパルス（ｃ）と、ｌＩａ録・補
正切換信号（ｄ）を出力する。電圧設定回路１０は非記
録インク粒子検知凹路１１０と、記録信号発生回路１２
０と。

補正ｆａ口号生回路１３０と、帯な信号発生回路１４０
とを備える。

非記録インク粒子検知回路１１ｏにおいて、インバータ
１１３は大径ドツト記録（ｉ号（ｅ）を反転してシフト
レジスタｌｌｌに与え、該シフトレジスタ、１１１は前
記シフトパルス（Ｃ）に同期して・：れを順次記録する
。シフ１−レジスタＩ　１１（１）Ｎビットが制御目的
の大径インク粒子５ａに対するドツト記ｆｉ１ｍ号、（
、Ｎ−）ビットが先行する大径インク粒子５ａのドツト
記録（言分、（Ｎ＋）ビットが後続する大径インク粒子
５ａのドツト記録（ｆｆ号で、ハイレベルが非記録、ロ
ウレベルが記録を意味する。インバータ１１４は小径ド
ツト記録信号（ｆ）を反転してシフトパルスタ１１２に
与え、該シフトレジスタ１１２は前記シフトパルス（Ｃ
）に同期してこれを順次記憶する。シフトレジスタ１１
２のｎビットが制御目的の小径インク粒子５ｂに対する
ドツト記録信号、　　（ｎ−）ビットが先行する小径イ
ンク粒子５ｂのドツト記録信号、（ｎ＋）ビットが後続
する小径インク粒子５ｂの記録信号で、ハイレベルが非
記録、ロウレベルが記録を意味する。ＡＮＤゲート１１
５はシフトレジスタ１１１のＮビットのドツト記録信号
と記録・補正切換信号（ｄ）を入力して信号（ｇ）を出
力し、ＡＮＤゲート１１６は前記Ｎビットのドツト記録
信号と前記切換信号（ｄ）をインバータ１１７で反転し
た信号を入力して補正情報を出力する。ＡＮＤゲート１
１８はシフトレジスタ１１２のｎビットのドツト記録信
号と前記インバータ１１７の出力信号を入力して信号（
ｈ）を出力し、ＡＮＤゲート１１９は前記ｎビットのド
ツト記録信号と前記切換信号（ｄ）を入力して補正情報
を出力する。

記録信号発生回路１２０は前記信号（ｇ）。

（ｈ）を抵抗１２１，１２２を介して入力し、２値の記
録信号（１）を出力する演算増幅器１２３を備える。

補正信号発生回路１３０は、前記２つのＡＮＤゲート１
１６．１１９から得られる補正情報および前記２つのシ
フトレジスタｔｘｔ、１１２のＮ＋１−Ｎ−３ビツトお
よびｎ　＋　１〜ｎ　−３ビツトから得られる補正情報
をそれぞれ入力抵抗群１３１を介して入力し、補正信号
（ｊ）を出力する演算増１１器１３２を備える。なお、
入力抵抗群１３１の各抵抗値は、該当ビットのインク粒
子がＮ、ｎビットのインク粒子に与える影響の程度に応
じて該影響を相殺する補正信号成分が得られるように設
定される。

帯電信号発生回路１４０の演算増幅器１４１は前記記録
信号発生回路１２０から得られる記録信号（ｉ）と補正
信号発生回路１３０から得られる補正信号（ｊ−）とを
それぞれ入力抵抗１４２゜１４３＊ｅ介して入力し、′
＃Ｉ−電信号（ｋ）を出力する。

以上のような帯電制御回路８によれば、記録インク粒子
５ａ、ｓｂを無帯電で直進飛行させて記録面へ付着させ
ることができるので飛行歪を防止することができ、しか
も非記録インク粒子を検出して補正ｆ電電圧を発生し、
この非記録インク粒子がもつ電荷によって無帯電となる
べき記録インク粒子に電荷が誘導されるのを相殺するこ
とができるので帯電歪による記録歪も防止することがで
きる。

このようなインクジェット記録装置は、ドツト信号変換
回路９から出力するドツト記録信号を大径ドツト信号（
ｅ）のみとすれば、第５図および第６図（ａ）〜（ｃ）
のように、大径インク粒子５ａのみによる画像記録を実
現することができる。

また、ドツト信号変換回路９かも出力するドツト記録信
号を小径ドツト記録信号（ｆ）のみとすれば、第７図お
よび第８図（ａ）〜（ｃ）のように、小径インク粒子５
ｂのみによるインクジェット記録装置として使用するこ
とが可能である。

更にまた本発明は、特願昭５５−３７４２９号の明細書
および図面に開示されたような帯電４ｉ！構のインクジ
ェット記録装置にも適用可能である。

この場合には、第９図に示すように、帯電兼偏向１！ｐ
ｉｌ’８　ａ、　　ｌ　８　ｂにそれぞれ帯ｔｒｉ　＄
制御回路８（８ａ、８ｂ）ｋ接続して、第１Ｏ図（ｃ）
のような帯電兼偏向電圧を与える。また電極１８ｂには
、バイアス塩′ｇ１９を接続してバイアス電圧を重畳す
る。このようにすれば、非記録インク粒子に対してはバ
イアス電圧による帯電が行われ゛Ｃ該非記録インク粒子
は偏向飛行してガター１７に捕獲回収される。また、記
録インク粒子に対しては。

インク粒子が無帯電となるような補正＊ｇ電電圧発生し
、該インク粒子を直進飛行させて記録凹１５に付着させ
る。

更にまた１以上に述べた記録インク粒子にわずかな電荷
を与えることにより記録インク粒子の付着位置をわずか
に変えることができる。

以上に述べた帯電制御回路８はワイヤードロジック回路
で構成したものであるが、必要に応じてマイクロコンピ
ュータ・を利用した回路は成とすることができる。以下
この場合の例を第１１図〜第１３図を参照して説明する
。

第１１図はハードウェア構成で、記録情報信号［７はイ
ンタフェース２０を介して演算ユニット（ＣＰｔＪ）２
１に記録情報信号を伝達する。演算ユニット２１はこの
記録情報信号をドツトデータに展開して１１Ｆｆｆｉ信
号データを作成し、これをＤ／Ａ変換１１８２２に与え
てＩＦ電倍信号発生する。

メモリ２３は、記録情報（ａ号の一時記憶や演算ユニッ
ト２１による上記データ処理に利用される。

演算ユニット２１のデータ処理機能を第１３図のデータ
処理フローチャートを参照して説明する。

処理１００でレジスタクリアした後に処理１０１に移っ
て記録情報信号を取込み、処理１０２でこれをドツトデ
ータに展開する。処Ｊ１１０３ではレジスタＲｘ、Ｒ３
の記憶データを左へ１ビツトシフトする。処ｆｆ１１０
４ではレジスタＲ１のＢｏに大径インク粒子のドツト記
録データ、レジスタＲ２のｂｏに小径インク粒子のドツ
ト記録データをそれぞれ１ドツト分書込む、なおレジス
タＲｚ。

Ｒ２のＢｏ＋　ｂｏは次に帯電制御するインク粒子に対
する記録データ、Ｂｘ、ｂｘ・は制御目的のインク粒子
に対する記録データ、Ｂｓ、ｂｚは直前の先行インク粒
子に対する記録データ、Ｂｔ。

ｂｉはその前の先行インク粒子に対する記録データで、
以下Ｂ４．ｂ４．Ｂｓ、ｂ＊・・・・・・の順に先行し
ている。そしＣ′″１″は記録　１＃　ＯＨは非記録を
意味する。

処電極ｔｏｓでは制御目的のインク粒子が大径インク粒
子であるか小径インク粒子であるかを判断し、大径イン
ク粒子であれば処理＋０６に移り。

小径インク粒子であれば処理１０７に移り、そ九ぞれレ
ジスタ長工、Ｒ２に記憶されているドツト記録データを
参照して補正済のＩＦｆｆｉ電圧を発生するための帯電
信号データＶＬ　＋　Ｖｓ　ｔｔ得る。この処理は演算
処理あるいはあらかじめ演算して作成してメモリ２３に
記憶させたデータを検索して出力する処理の何れでもよ
い、演算式を以下に述す。

Ｂ　＊　　Ｖ　＊　　＋　Ｂ　４　　Ｖ　ａ　　＋　Ｂ
　ｏ　　Ｖ　ｎ但し ｖＬ；電圧補正済の大径インク粒子帯電信号データ Ｖ　ｓ　ｉ電圧補正済の小径インク粒子帯電信号データ ｖｌ；大径インク粒子帯電信号基礎データｖ１＃；小径
インク粒子帯電信号基礎データｙ　（）−ｙ　４　：大
径インク粒子帯電補正データｖｏ−〜ｖ１″；小径イン
ク粒子帯電補正データ処理ｔｏａでは前記処理１０６，
１０７によって得た帯電信号データＶ　Ｌ　、＊たはＶ
ｓｔｔＤ／Ａ変換１１Ｉ２２に与えて帯電信号（帯電電
圧）に変換する。処理１０９では展開したドツトデータ
をすべて帯電信号に変換する処理を終えたか否かを判、
断し、終了していなければ処理１０’３に戻って前述し
た処理をくり返し、終了してｂｌれば処ＦＩＩＩＯに移
ってｌＩａ＠終了か否かを判断し、未終了であれば処１
１１０１に戻ってそれ以下の処理をくり返し。

終了であれば帯電制御処理を終了する。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、記録インク粒子を無帯電で直進
させて記録面に付着させてドツトを形成し、非記録イン
ク粒子を帯電、偏向してガターで捕獲回収するようにし
たので、帯電歪や飛行歪を軽減することができ、更に非
記録インク粒子を検出して後続の記録インク粒子を無帯
電となるように補正帯電電圧を発生するので、総合的に
記録歪を軽減し、これにより小径インク粒子を利用して
高品位、高精細な画像記録を可能にする。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は帯電制御
回路のブロック図、第２図はその動作タイミングチャー
ト、第３図は大径インク粒子と小径インク粒子を利用す
るインクジェット記録装置全体の概要構成図、第４図は
その動作タイミングチャート、第５図および第６図は大
径インク粒子のみを利用するインクジェット記録装置の
概略構成図とその動作タイミングチャート、第７図およ
び第８図は小径インク粒子のみを利用するインクジェッ
ト記録装置の概略構成図とその動作タイミングチャート
第９図および第１０図は電極部分を簡易化した変形例と
その動作タイミングチャートである。第１１図〜第１３
１！Ｉはマイクロコンピュータを利用して構成した帯電
制御回路の変形例で、第１１図はブロック図、第１２（
１はレジスタ構成図、第１３図はデータ処理フローチャ
ートである。　　１・・・・・・ノズル、　　２・・・
・・・インク柱、３・・・・・・圧Ｗｌ素子、　４・・
・・・・高周波電源、　　５ａ・・・・・・大径イ°ン
ク粒子、５ｂ・・・・・・小径インク粒子、６゛。 ・・帯電電極、　７・・・・・・記録情報信号源、　８
・・・・・・帯電制御回路、　　　１２ａ＠１２’ｂ・
・・・・・偏向１を極、１７・・・・・・ガター、　　
１１０・・・・・・非記録インク粒子検知回路、　　１
２０・・・・・・記録信号発生回路、１３０・・・・・
・補正信号発生回路、　　１４０・・・・・・帯電信号
発生回路。 ｉＩｚ図 第３ｒｓ 第４図 ｖ ＠６図 第７ｒｌＩ 第８１！！ ＯＶ　−□ 第９図 第１０！！ｌ ４００Ｖ− 第１１＠ 第１２１ＪＪ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、加圧されたインクが供給され、このインクをノズル
   孔から記録面に向けて噴出するノズルと、ノズルから噴
   出するインクを励振し、該インクを大径インク粒子と小
   径インク粒子に交互に分離する励振手段と、帯電電極と
   帯電制御回路を有し、インク粒子を記録情報信号に基づ
   いて帯電制御する帯電制御手段と、インク粒子の飛行路
   に偏向電界を作用させ、インク粒子の飛行方向を該イン
   ク粒子がもつ電荷量に応じて偏向する偏向手段と、非記
   録インク粒子の飛行路に設けられて非記録インク粒子を
   捕獲するガターとを備え、小径インク粒子の帯電量を制
   御して偏向量を制御し、記録面に付着させることにより
   画像を記録するインクジェット記録装置において、前記
   ガターを直進するインク粒子の飛行路を回避した位置に
   設置し、前記帯電制御回路に、前記大径および小径イン
   ク粒子を帯電する帯電電圧を発生する帯電電圧発生回路
   と、非記録インク粒子を帯電偏向してガターへ導き、ま
   た記録インク粒子を無帯電、直進させて記録面へ導くよ
   うに帯電電圧の発生を制御すべく前記帯電電圧発生回路
   に２値の記録信号を与える記録信号発生回路と、制御目
   的のインク粒子に隣接して先行するインク粒子が非記録
   インク粒子であり且つ該制御目的のインク粒子が記録イ
   ンク粒子である場合に、先行する非記録インク粒子がも
   つ電荷と逆極性の補正帯電電圧を発生するように前記帯
   電電圧発生回路に補正信号を与える補正信号発生手段と
   を設けたことを特徴とするインクジェット記録装置。