JPS6223670B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は加圧インクをノズルより噴射し、噴射
インクに振動を印加して規則的にインク粒子を形
成し、インク粒子の生成時に画信号に基づいて選
択的に多値レベルの荷電電界を形成し、この電界
でインク粒子を荷電し、荷電インク粒子を偏向電
界で多値偏向させる多値偏向制御型インクジエツ
ト記録に関し、特に、偏向を適正におこなうため
の荷電レベルの設定に関する。 この種のインクジエツト記録では、１個のノズ
ルで３以上の画素（たとえば８ドツト／mmで５mm
幅40ドツト）の記録を分担し、記録インク粒子を
３以上のＬレベル（たとえば40レベル）に荷電
し、３以上（たとえば40）の軌道に偏向させる
が、ノズルから記録紙までの距離が比較的に長
く、したがつてインク圧は、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
界等が安定し、かつ正確に制御されなければなら
ない。しかしながら、これらのすべての量を全く
理想状態に維持することは不可能であり、特に複
数個のインク噴射口のそれぞれより噴射するイン
クを複数レベルに荷電してそれぞれ異つた位置に
印写し、相隣り合うインク噴射口よりの噴射イン
クで画像を連続に記録する場合に、それらの間に
間隙や重なりを生じたりする。１個のインク噴射
口を有するヘツドを偏向方向と直交する方向に走
査する場合、最大偏向幅に伸びあるいは縮みを生
ずる。そこで従来においては、所定偏向ステツプ
のインク粒子の偏向位置を検出してそれが所定位
置に到達するように荷電電圧を調整し、それによ
つて得られた荷電電圧より、他の偏向ステツプの
荷電電圧を演算して各ステツプの荷電電圧を求め
ている。 本発明は多値偏向制御インクジエツト記録にお
いて、少なくとも１ステツプの偏向荷電電圧設定
により自動的に他のステツプの偏向荷電電圧を設
定する荷電レベル設定方法を提供することを目的
とする。 上記目的を達成するために本発明においては、
荷電電極に荷電電圧を印加する荷電増幅回路を可
調整ゲインのものとし、それに基準荷電電圧を印
加し、荷電インク粒子の偏向位置を検出してそれ
が基準位置に合致するようにゲインを自動調整す
る。 偏向量の検出あるいは設定位置への偏向検出
は、所定の偏向軌道をはさむ関係に２枚の静電誘
導型荷電検出電極を対向設置してそれらの検出信
号の差より偏向量を検出する態様（たとえば特公
昭52−47284号公報）、および、荷電インク粒子の
衝突を１枚、２枚又は３枚の電極で直接に検出す
る態様で行い得るが、前者はノイズを拾い易く、
検出が不正確になり易く、後者は荷電インク粒子
の電荷を直接に電極で捕獲するので、検出を正確
に行い得るので、本発明では後者を用いる。 すなわち本発明では、インク噴射口より噴射さ
れるインク流に関して偏向電極の後側に、所定範
囲の偏向量の荷電イン粒子は衝突するが該範囲を
外れる荷電インク粒子は衝突しない板状の荷電検
出電極を配置して、この荷電検出電極に荷電検出
回路を接続し；荷電電極に荷電電圧を印加する荷
電電圧発生器は、荷電電極に荷電電圧を与える出
力トランジスタ、この出力トランジスタのベース
に出力電圧制御信号を与える演算増幅器、荷電電
圧信号入力端、ゲイン設定信号入力端、荷電電圧
信号入力端と演算増幅器の入力端の間に互に並列
に接続された複数個の、抵抗とスイツチング素子
の直列回路、を備えて、これらのスイツチング素
子のオン、オフをゲイン設定信号入力端のゲイン
設定信号で定めるものとし；基準荷電電圧を示す
荷電電圧信号を荷電電圧発生器に与えてインク粒
子を荷電し、荷電検出回路が荷電検出信号を発生
すると荷電インク粒子の偏向位置が前記所定飛翔
路となる方向にゲイン設定信号を変更して荷電検
出回路が荷電検出信号を発生しなくなつたときゲ
イン設定信号の変更を停止しこのときのゲイン設
定信号で定まるゲインを荷電電圧発生器の記録荷
電ゲインに定める。 これによれば、基準荷電電圧を荷電電極に印加
したとき、それによつて荷電されたインク粒子が
前記所定飛翔路をたどるように、荷電電圧発生器
のゲインが設定され、多値偏向の１ステツプにお
いて、荷電電圧（つまりは荷電増幅ゲイン）が適
正値に設定（較正）されることになる。多値それ
ぞれのステツプに予め荷電電圧信号レベルが割り
当てられており、多値各ステツプ割り当ての荷電
電圧信号を上記の通り設定したゲインで増幅して
荷電電圧を得るので、多値全ステツプについて
の、荷電電極に印加される荷電電圧レベルが較正
されたことになる。すなわち本発明によれば、多
値偏向の１ステツプの荷電電圧設定で自動的に他
のステツプの荷電電圧も適正に設定されることに
なる。 上記ゲイン設定において、荷電インク粒子の偏
向位置検出に板状荷電検出電極およびそれに接続
された荷電検出回路を用いるので、荷電インク粒
子の偏向位置が不適正範囲か、あるいは不適正範
囲から適位置になつたかの自動判定が正確かつ簡
易に行なわれる。これは、本願発明が目的とする
荷電レベル設定を正確かつ迅速に、しかも比較的
に簡単な制御ロジツクで行なうのに貢献する。 以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説
明する。 第１ａ図に本発明を１つの態様で実施する、マ
ルチノズルタイプの多値偏向方式インクジエツト
記録装置の、主に機構部を示し、第１ｂ図、第１
ｃ図および第１ｄ図に、主たる電装部を示す。第
１ａ図において、１０はインク噴射ヘツドであ
り、大きくは共通インク流路を形成した流路部材
１１、励振空間を形成した振動子支持枠１２、お
よびノズルプレート保持体１３で構成されてい
る。支持体１２の底壁には複数個の電歪振動子１
２ａ_iが固着されており、これらの同期定周波励
振で支持枠１２の内空間の加圧インクに定周波数
の圧力振動が加えられる。保持体１３には、記録
幅にわたつて定ピツチ（たとえば５mm）で、支持
体１２の内空間と連通する複数個のインク流路１
３ａ_iが開けられており、これらのインク流路１
３ａ_iと同じピツチで微細なインク噴射口１４ａ_i
を開けたノズルプレート１４が保持体１３の表面
に接合されている。インク噴射口１４ａ_iは42個
（ｉ＝１〜42）でそれらの配列ピツチは５mmで、
１つのヘツドで42×５mm＝210mm幅を記録しうる
ようになつている。この記録幅を外した位置に１
つのインク噴射口１４ａ_nがモニター用インク粒
子を、他のインク噴射口と同様な状態で噴射する
ように開けられている。 ノズルプレート１４の前方に荷電電極板２０が
配置され、その他方にシールド板３０を介して荷
電検出電極板４０が配置され、更にシールド板５
０を置いてから偏向電極ユニツト６０が配置さ
れ、その前方にガターが配置されている。電極板
２０および４０ならびにシールド板３０および５
０はそれぞれインク噴射口１４ａ_iの数と等しい
数の逆Ｕ字型の開口を有し、電極板２０と４０に
は、これらの開口の内面にプリント電極２０ａ_i
および４０ａ_iが形成されており、それらは電極
板２０および４０の表面に沿つて、各個別に引き
出されている。金属板で形成した偏向電極板６０
ａ_lは、１個おきに導電ワイヤ６１および６２に
接続されている。したがつて、偏向電界は隣り合
う偏向電界空間では互に逆向きである。 第１ａ図中に一点鎖線で示すように、各インク
噴射口１４ａ_iよりインクが噴射され、非荷電
（非記録レベル）インク粒子が衝突する位置に、
ガター７０において補獲片７０ａ_lが立てられて
いる。捕獲片７０ａ_lは、この例では印写記録用
のインク噴射口のそれぞれに１対１の対応関係で
設置されており、モニター用のインク噴射口から
噴射したインク粒子の飛翔範囲（これは記録紙の
外側）に偏向位置検出電極ユニツト８０が設置さ
れている。荷電電極２０ａ_iには、たとえば40ス
テツプにレベルが変動する荷電電圧の、各レベル
の電圧が画信号に応じて印加される。たとえば直
線の記録のときには、インク噴射口より噴射され
たインクの40個の粒子にそれぞれに対応付けて荷
電電極２０ａ_iに第１レベルから第40レベルの電
圧パルスが印加され、前記40個のインク粒子のそ
れぞれは第１レベルから第40レベルにそれぞれ荷
電し、偏向電極間の電界で偏向されてそれぞれ第
１から第40の偏向軌道を通り、捕獲片７０ａ_lの
間を通つて記録紙に衝突する。つまり、１つのイ
ンク噴射口で、捕獲片７０ａ_lの配列方向（以下
主走査方向又はＸ−Ｘ方向という）に40ドツトの
印写記録がおこなわれる。記録紙PRはＸ−Ｘ方
向と直交する方向Ｙ−Ｙに、連続的又は間欠的に
送られる。画信号に応じて荷電電圧の印加が制御
されるので、また記録紙PRが送られるので、記
録紙PR上にはＸ−Ｘ方向およびＹ−Ｙ方向にド
ツト単位でインク印写記録がおこなわれることに
なる。 ヘツド１０には電磁弁９０を介してアキユムレ
ータ１００より加圧インクが供給され、アキユム
レータ１００にはポンプ１１０で、フイルター１
２０を介してインク槽１３０のインクが加圧供給
される。ガター７０で捕獲されたインクはインク
槽１３０に戻される。 アキユムレータ１００と電磁弁９０の間のイン
ク流路に、半導体ストレインゲージ１４０ａを封
着した液室部材１４０が介挿されている。電磁弁
９０は３個のポートを有し、１つのポートである
入力ポートは液室部材１４０と連通とされ、出力
ポートは流路部材１１と連通とされ、他の１つの
ポートはインク槽１３０の内空間と連通とされて
いる。電磁弁９０はプランジヤタイプのものであ
り、そのコイルが付勢（通電）されているときに
はプランジヤを引き込んで入力ポートと出力ポー
トを連通とし、もう１個のポートを遮断している
が、コイルが消勢されると、コイルスプリングの
力でプランジヤを突き出して、入力ポートを遮断
し（閉）、出力ポートともう１つのポートを連通
とする。 ポンプ１１０は、１個の電気コイルと分極磁化
した永久磁石プランジヤ、ダイアフラムおよびス
プリングバイアスしたボール弁を有する交流付勢
往復動型のものであり、電気コイルに正逆通電を
交互におこなうことにより、プランジヤが往復動
し、インクを吸入しかつ吐出する。このポンプの
吐出量は、通電切換周波数および電流値で定ま
る。 偏向位置検出電極ユニツト８０は、モニター用
のインク噴射口１４ａ_nより噴射したインク粒子
のすべてを、その偏向量がいくらであつても、捕
獲する開口を開け、しかも特定軌道（この例では
40ステツプの荷電の、最大荷電である第40ステツ
プの荷電をしたインク粒子の、基準軌道）を通つ
たものが電極８０ａをわずかに外れて８０ｂに衝
突し、それ以上の偏向のものは８０ｂに、第40ス
テツプの基準軌道より低偏向のものはすべて８０
ａに衝突する配置とした検出電極８０ａおよび８
０ｂ、ならびに、これらの電極を絶縁保持する保
持台８０ｃで構成されている。 第１ｂ図に流体オンオフ制御および圧力制御を
おこなう流体制御部、および、荷電位相検索およ
び偏向量制御をおこなう印写制御部の構成を示
す。流体制御部は、電磁弁ドライバ（増幅器）１
５０、圧力設定回路１６０およびポンプ駆動・制
御回路１７０で構成されている。電磁弁ドライバ
１５０は、後述する中央制御装置２４０より、電
磁弁開（入力、出力ポート間連通；コイル通電）
を指令する高レベル「１」が到来すると、電磁弁
９０のコイルに所定レベルの通電をし、電磁弁を
開とする。圧力設定回路１６０は、標準コード設
定器１６０ａ、アツプダウンカウンタ１６０ｂお
よびデジタル−アナログ変換器（以下Ｄ／Ａコン
バータと略称する）１６０ｃで構成されている。
標準コード設定器１６０ａは、８ビツトコードを
出力する固定又は半固定のものであり、これには
標準インク圧に対応付けられたコードが設定され
ている。アツプダウンカウンタ１６０ｂは、アツ
プ指令「１」又はダウン指令「０」のとき１個の
カウントパルスが到来すると、標準コード設定器
１６０ａの出力コードが表わす数に１を加算又は
減算した数を表わすコードを発生し、カウントパ
ルスが到来しない限り、そのコードを保持する。
カウンタ１６０ｂの出力コードはＤ／Ａコンバー
タ１６０ｃでアナログ信号に変換されてポンプ駆
動・制御回路１７０に印加される。ポンプ駆動・
制御回路１７０には、Ｄ／Ａコンバータ１６０ｃ
より圧力設定値を示すアナログ信号が印加される
ばかりでなく、半導体ストレインゲージ１４０ａ
より、インク圧を示すアナログ信号（インク圧が
高いと高レベル、低いと低レベル）が印加され
る。ポンプ駆動・制御回路１７０においては、ス
トレインゲージ１４０ａの電圧が演算増幅器
OPA１で反転増幅され、Ｄ／Ａコンバータ１６
０ｃの出力アナログ信号は演算増幅器OPA２で
反転増幅されてそれぞれ差動増幅器DAMに印加
される。今OPA１の出力電圧v₁（インク圧に反
比例）、v₁≧０とし、OPA２の出力電圧v₂（圧力
指定値に逆比例）、v₂≧０とすると、差動増幅器
DAMの出力電圧v₃は、v₃＝Ｋ（v₁−v₂）であつ
て、実際のインク圧力が高ければ高い程、また圧
力指定値が低ければ低い程v₃は小さく、実際のイ
ンク圧が低ければ低い程また圧力指定値が高けれ
ば高い程v₃は大きい。v₃がある設定レベル以上の
ときのみ、リレー又はスイツチング半導体素子等
のスイツチSWが閉とされ、演算増幅器の反転入
力端に50Hzのサイン波つまりポンプ駆動信号が印
加される。今仮にv₂が一定であると、DAMの出
力v₃はv₁に比例し、つまりv₃はインク圧に反比例
し、インク圧が所定値以下であるとスイツチSW
が閉じられ所定値を越すとスイツチSWが開か
れ、スイツチSWが閉の間のみポンプ１１０が駆
動されるので、インク圧を所定値にする定圧制御
がおこなわれる。この定圧制御の参照信号（つま
り定圧制御の基準信号）として圧力指定信号v₂が
印加されており、これが指定圧力値に逆比例して
シフトするので、所定圧力値v₀では一定圧P₀の圧
力制御がおこなわれ、それよりも高い指定圧力値
Ｖ_hではP₀＜Ｐ_hなる一定圧Ｐ_hの圧力制御がおこ
なわれ、低い指定圧力値Ｖ_LではP₀＞Ｐ_Lなる一定
圧Ｐ_Lの圧力制御がおこなわれる。スイツチSW
が閉じている間は、50Hzのサイン波の正半波およ
び負半波に同期してそれぞれトランジスタＴ_r1と
Ｔ_r2が交互にオンとなり、ポンプ１１０のコイル
に正逆方向の通電が交互に繰り返えされる。つま
り、スイツチSWが閉の間のみポンプ１１０が駆
動される。なお、インク圧制御手法としてはこの
他に、差動増幅器DAMの出力レベルに応じてポ
ンプ１１０の付勢周波数、パルス幅、および／又
は電流値を制御する方法を採用してもよい。 電歪振動子１２ａ_iを励振付勢する励振電圧発
生器１８０は、中央制御装置２４０より与えられ
るクロツクパルスCK１を1/4周波に分周し、分周
パルスに基づいてその２個につき１サイクルのサ
イン波を形成し、これを増幅して電歪振動子に印
加する。サイン波の１サイクルに１個の割合でイ
ンク粒子が生成される。つまりクロツクパルスの
８個につき１個のインク粒子が生成される。 クロツクパルスCK１は位相設定回路１９０の
カウンタ１９０ａに印加される。カウンタ１９０
ａは７までカウントアツプすると次の８では０と
カウントコードを出力する循環カウンタであり、
CK１が到来している間、０，１，２，……７，
０，１，２，……７，０，１，２，……とカウン
ト動作を継続する。カウンタ１９０ａの出力コー
ドはデコーダ１９０ｂに印加される。したがつて
デコーダ１９０ｂは、カウンタ１９０ａにクロツ
クパルスCK１が到来する毎に、高レベル「１」
の出力を、出力端０〜７において順次に移す。そ
の結果、デコーダ１９０ｂの出力端０〜７のそれ
ぞれより、互に位相がCK１の周期T₁ずつずれ、
しかもインク粒子の１個の生成につき１個の割合
で、インク粒子の生成周期T₈の1/8、つまりT₁な
るパルス幅の位相検索パルスが出力される。これ
ら８組の位相検索パルスは、それぞれ第１グルー
プのアンドゲートAG１の０〜７のそれぞれに印
加されると共に、オアゲートグループOG１のオ
アゲート０〜７の２個づつに印加される。オアゲ
ートグループOC１の各オアゲートの出力は第２
グループのアンドゲートAG２の０〜７のそれぞ
れに印加される。後述するように、位相検索のと
きには第２グループのアンドゲートAG２はすべ
てオフ（ゲート閉）とされ、第１グループのアン
ドゲートAG１のアンドゲート０〜７の１つが選
択的にオン（ゲート開）とされて、特定の位相検
索パルス（デコーダ１９０ｂの出力０〜７の１
つ）が出力オアゲートOR１を介して、後述する
モニター用荷電電圧発生器２００に印加される。
第１グループのアンドゲートAG１のいずれかを
オンとするかは、デコーダ１９０ｃの出力で定ま
る。デコーダ１９０ｃにはカウンタ１９０ｄのカ
ウントコードが与えられ、カウンタ１９０ｄのク
リアおよびカウントアツプは中央制御装置２４０
が制御する。位相検索においては、装置２４０が
まずカウンタ１９０ｄをクリアする。これにより
デコーダ１９０ｃの出力端０が高レベル「１」と
なり、第１グループAG１のアンドゲート０がオ
ンとなり、モニター用荷電電圧発生器２００に、
デコーダ１９０ｂの出力端０の位相検索パルスが
印加され、そのパルス幅の間モニター用の荷電電
極２０ａ_nに荷電電圧が印加される。中央制御ユ
ニツト２４０は、カウンタ１９０ｄをクリアして
から所定期間の間荷電検出回路２１０の出力を見
て、それが「荷電」を表わす「１」にならない
と、カウンタ１９０ｄに１パルスを与える。今度
はデコーダ１９０ｃの出力端１が「１」になり、
第１グループのアンドゲートAG１の０はオフ、
１がオンとなり、第２組の位相検索パルス（１９
０ｂの出力端１の出力パルス）がオアゲートOR
１を通して荷電電圧発生器２００に印加される。
つまり、２００に与えられる検索パルスは位相が
T₁だけ遅れたものとなる。そして中央制御ユニ
ツト２４０は同様に荷電検出回路２１０の出力を
見て、以下同様に回路２１０の出力が「荷電」を
表わす「１」となるまでカウンタ１９０ｄにパル
スを与えてそれをカウントアツプさせる。回路２
１０より「荷電」を表わす「１」が到来すると、
装置２４０はカウンタ１９０ｄにパルスを与えな
いで、つまり最適荷電位相が定まつたとし、今度
は第２グループのアンドゲートAG２のアンドゲ
ート０〜７のすべてにオン指令信号「１」を与え
る。これによりカウンタ１９０ｄのカウント値が
仮に３であるとすると、デコーダ１９０ｃの出力
端２が「１」であり、第１グループAG１のアン
ドゲート２と第２グループAG２のアンドゲート
２が共にオンとなり、AG１のアンドゲート２よ
り第３組の位相検索パルスが出力され、AG２の
アンドゲート２よりオアゲートOG１の２の出
力、すなわち第２組と第４組の位相検索パルスが
オアゲートOR１に印加される。つまり、位相検
索パルスが第３組と定まると、印写荷電パルスと
しては、その両側の第２組と第４組の位相検索パ
ルスを第３組のものに加算（論理和）したパル
ス、すなわち、検索設定パルスを中心とし、その
パルス幅の３倍のパルス幅３T₁を有するパルス
が、OR１より印写荷電パルスSctとして出力され
る。このように位相検索パルスのパルス幅を狭く
し、かつ印写荷電パルスSctのパルス幅を広くす
るのは、位相検索により荷電位相を正確に検出
し、かつ印写荷電を確実にするためである。印写
荷電パルスSctは、モニタ用荷電電圧発生器２０
０および印写記録用荷電電圧発生器２００ｉに印
加される。 第１ｂ図には、機構部はモニター用インク噴射
口を中心にして、モニター用荷電電極２０ａ_n以
下は第１ｂ図を紙上から見おろした形で示す。す
でに説明したように、モニター用荷電電極２０ａ
_nには、荷電電圧発生器２００より荷電電圧が、
位相設定回路１９０の出力印写荷電パルスSct
（「１」レベル）がある間印加される。 荷電電圧発生器２００は、最低ゲインコードを
設定した標準コード設定器２００ａ、最低ゲイン
コードがロードされそれよりカウントアツプする
カウンタ２００ｂおよび荷電増幅回路２００ｄで
構成されている。荷電増幅回路２００ｄの構成を
第１ｃ図に示す。荷電増幅回路２００ｄは、第40
ステツプの荷電電圧コード（Vc₄₀を示すScc）を
メモリするラツチLA１、荷電電圧コードをアナ
ログ電圧（第40ステツプの荷電電圧Vc₄₀信号）に
変換するＤ／ＡコンバータDA１、アナログゲー
トAG、アンドゲートAN１、演算増幅器OPA
５，OPA５の入力インピーダンス設定用の抵抗
Ｒ_i，Ｒ_I，R₁〜Ｒ_oおよびスイツチング素子S₁〜
Ｓ_o、デコーダDE１、出力トランジスタTRおよ
びフイードバツク抵抗Ｒ_fで構成される。ラツチ
LA１には、第１ステツプから第40ステツプの基
準荷電電圧（Vc₁〜Vc₄₀）を示すコードのうち、
第40ステツプVc₄₀を示すコードが常時ラツチさ
れ、アンドゲートAN１に荷電タイミング信号Sct
と画信号（これはモニター回路であるので常時
「１」に固定される）が印加され、Sctが「１」の
間、つまり位相設定回路１９０のオアゲートOR
１の出力が「１」の間のみ、第40ステツプの基準
荷電電圧Vc₄₀が入力抵抗Ｒ_iに印加される。一
方、カウンタ２００ｂのカウントコード（標準コ
ードよりカウントアツプしたカウントコード）が
デコーダDE１に印加され、このカウントコード
ｘ_cに応じた数のスイツチング素子Ｓ_1〜xがオン
となり、抵抗Ｒ_1〜xがＲ_iに並列接続される。カ
ウンタ２００ｂの標準コード（最低ゲインコー
ド）のロードおよびカウントアツプは中央制御装
置２４０で制御される。 偏向第40ステツプの位置に飛翔するインク粒子
が８０ａをわずかに外れて８０ｂに衝突し、それ
以上の偏向のものは８０ｂに、それ未満のものは
８０ａに衝突する関係で２枚の荷電検出電極８０
ａおよび８０ｂが配置されており、これらの電極
８０ａおよび８０ｂのそれぞれに偏向検出回路２
２０ａおよび２２０ｂが接続されている（第１ｂ
図）。ひとつの検出回路２２０ａは、積分用の
MOS FET（メタル・オキサイド・シリコン フ
イールド エフエクト トランンジスタ）FET
１およびコンデンサＣ、演算増幅器OPA４、比
較器COM１、リードリレーLRおよびリレードラ
イバ（増幅器）LDで構成されている。これにお
いて、リレードライバLDが一瞬付勢されるとリ
レーLRが一瞬閉となつてコンデンサＣが放電す
る（リセツト）。その後、荷電インク粒子が電極
８０ａに衝突すると、インク粒子の１個の衝突毎
にコンデンサＣがわずかづつチヤージされ、充電
電圧がFET１で電圧変換されてOPA４に印加さ
れ、そこで増幅されて比較器COM１に印加され
る。比較器COM１の参照電圧Vrefは、この例で
は、標準荷電量を有するインク粒子が時系列で
256個電極８０ａに衝突した後のOPA４の出力電
圧よりも低い値に設定されている。したがつて、
リレーLRを一瞬閉としてから256個のインク粒子
が生成された後に回路２２０ａの出力を見て、そ
れが「荷電検出」を表わす「１」であると、イン
ク粒子は所定の偏向軌道より下方の領域（第１ｂ
図；紙面より見て）を飛翔している、と判断しう
る。他の回路２２０ｂも２２０ａと同じ構成であ
る。インク粒子が偏向不足の軌道を飛翔すると、
それは電極８０ａに衝突し、偏向過大の軌道を飛
翔するとそれは電極８０ｂに衝突する。したがつ
て、前述の位相検索をおこなつた後に、回路２２
０ａ，２２０ｂのリレーLRを一度閉として、そ
の後CK１をカウントしてカウント値がたとえば
256×８となつたとき、つまりその後256個のイン
ク粒子が生成された後に回路２２０ａおよび２２
０ｂの出力を見ることにより、インク粒子の偏向
位置が分かる。初期は荷電増幅回路２００ｄに最
低ゲインを示す標準コードを印加して回路２００
ｄを最低ゲインに設定し、続いて回路２２０ａお
よび２２０ｂの出力を見ながら２２０ａの出力
「１」、２２０ｂの出力「０」から、カウンタ２０
０ｂを１づつカウントアツプさせてゲインを１ス
テツプづつ高くし、２２０ａの出力が「０」、２
２０ｂの出力が「１」となつた所で、荷電インク
粒子の偏向が適正で、電極８０ａをわずかに外れ
て８０ｂに衝突するという第40ステツプの基準偏
向軌道をとつていることになる。このときカウン
タ２００ｂのカウントコードが、適正ゲインを示
す。中央制御装置２４０は、この適正ゲインコー
ドを、印写荷電用荷電電極２０ａ_i、ｉ＝１〜
42、にそれぞれが接続された荷電電圧発生器２０
０ｉのラツチLA２にメモリする。 印写記録用の荷電電圧発生器２００ｉの構成を
第１ｄ図に示す。これは、荷電増幅器２００ｄよ
りラツチLA１およびＤ／ＡコンバータDA１を省
略してアナログゲートAGにＤ／Ａコンバータ２
５０（第１ｂ図）の出力（Vc₁〜Vc₄₀を示すアナ
ログ電圧）を印加し、かつデコーダDE１にラツ
チLA２より適正ゲインコードSgcを与えるよう
に変形した形のものであり、ラツチLA２に前述
の適正ゲインコードSgcが、装置２４０より送ら
れてメモリされる。印写記録時には装置２４０が
Sctに同期してVc₁，Vc₂，Vc₃，……Vc₄₀，Vc₁，
Vc₂，……Vc₄₀，Vc₁，Vc₂，……と第１ステツプ
から第40ステツプの荷電電圧（Vc₁〜Vc₄₀）信号
を繰り返して２００ｉのアナログゲートAGに印
加し、それらが適正ゲインで増幅されて出力トラ
ンジスタTRのベースに印加される。 なお、荷電増幅回路２００ｄおよび荷電電圧発
生器２００ｉにおいて、R₁＜R₂＜R₃………＜Ｒ_o
とされており、ゲインＧは、 Ｇ＝Rf／＜〔１／（１／Ri＋１／Rx）〕＋Ｒ_I＞ ＝Rf／＜〔Ri・Rx／（Ri＋Rx）〕＋Ｒ_I＞ …(1) であり、デコーダDE１の入力コードがR₁〜Ｒ_oの
１つを指定するので、デコーダDE１の入力コー
ド（ゲイン指定コード）が大きい値を示すと、
R₁〜Ｒ_oの、抵抗値が小さいものがＲ_iに並列接続
されゲインＧは大きく設定される。 中央制御装置２４０は、中央処理ユニツト（又
はマイクロプロセツサ；以下CPUと略称する）、
半導体読み出し専用メモリ（以下ROMと称す
る）、半導体読み書きメモリ（以下RAMと称す
る）および入出力ポートを備える数チツプのマイ
クロコンピユータで構成されており、そのROM
に前述した各種制御をおこなうプログラムデー
タ、それらのプログラムを実行するにおいて参照
する定数データおよびその他の付加的なプログラ
ムデータおよび定数データが固定メモリされてお
り、図示を省略した画信号送出側の画信号処理制
御ユニツトと共同して印写制御をおこなう。 以下、本発明の実施に直接に関係する２４０の
動作を第２ａ図〜第２ｄ図に示すフローチヤート
を参照して説明する。 中央制御装置２４０のROMには、偏向第１ス
テツプから第40ステツプの基準荷電電圧（Vc₁〜
Vc₄₀）コードがメモリされている。これらのデー
タをメモリした領域を次の第１表に示す如く荷電
電圧メモリ９〜４８と呼ぶこととする。またイン
ク噴射口１４ａ_iのそれぞれのわずかなインク噴
射特性のバラツキおよび荷電電極２０ａ_iのそれ
ぞれの荷電特性のバラツキによる荷電電圧レベル
差（モニターに対するもの）を補正するゲイン補
正係数がROMにメモリされており、これらのメ
モリ領域を便宜上第１表に示す如くノズル係数メ
モリ１〜４２と呼ぶことにする。

【表】 なお、第１荷電レベルをNo.９、第２荷電レベル
をNo.10，……第40荷電レベルをNo.48としている
（このNo.より８を引いたものが荷電レベルに対応
する）。 また中央制御装置のRAMにはデータ一時メモ
リ用の領域が定められており、これらの領域を説
明の便宜上以下レジスタと呼ぶこととすると、図
面に示すフローチヤートで言及するレジスタの内
容は次の第２表の通りである。

【表】 まず第２ａ図を参照して、中央制御装置２４０
の動作の概要を説明すると、中央制御装置２４０
はそれ自身に電源が投入されると、それが制御す
る機器および回路（第１ｂ図、第１ｃ図および第
１ｄ図×４２）の電源を所定のシーケンスで投入
し、圧力設定回路１６０のカウンタ１６０ｂをリ
セツトし、次いでそのカウンタ１６０ｂに標準コ
ードをロードする。これにより、ポンプ駆動回路
１７０が、インク圧を標準インク圧にするポンプ
駆動をおこなう。装置２４０はこのように目標イ
ンク圧を標準インク圧に設定すると、CK１のカ
ウントを開始する。これはCK１が到来する毎に
タイマー１レジスタの内容に１を加え、加算値を
タイマー１レジスタに更新メモリするカウントプ
ログラムに基づいておこなわれる。このカウント
中に、半導体ストレインゲージ１４０ａの検出圧
を見て、それが設定圧１よりも大となると電磁弁
９０を付勢セツトし、アキユムレータ１００とイ
ンクジエツトヘツド１０の間を連通とする。な
お、タイマー１レジスタの内容が所定値以上（タ
イマー１タイムオーバ）となつてもインク圧が設
定圧以上になつていないと、ポンプ駆動・制御回
路１７０および印写用の電源を断とし、異常表示
灯とブザーを付勢ラツチして、タイマー２レジス
タの、CK１に同期した１づつの加算更新メモリ
を開始し（タイマー２オン）、タイマー２レジス
タの内容が所定値以上となると、つまり、タイマ
ー２の時限が完了すると、ブザーを消勢し、異常
表示灯を点灯のままとする。 前述の如くインク圧が設定値１以上となり、電
磁弁９０を開とすると、ヘツド１０よりインクが
噴射されるのでインク圧が一瞬低下する。そこで
装置２４０はインク圧が設定値２以上になるのを
待つて、位相検索をおこない、これを終えると荷
電レベルを調整する。荷電レベルの調整を終了す
ると、装置２４０は、画信号送出側に記録準備完
了を知らせ画信号を要求する。このようにして装
置２４０は印写記録動作に移す。印写記録中にお
いては装置２４０は、画信号送出側よりの位相検
索指令や荷電レベル調整指令に応答して位相検索
および荷電レベル調整をおこなう。印写記録が終
わると装置２４０は、画信号送出側よりの終了指
令に応答してまず電磁弁９０を消勢（オフ）と
し、次いでポンプ駆動・制御回路１７０の電源を
遮断し、更に他の機器および回路（第１ｂ図およ
び第１ｃ図）の電源を遮断する。装置２４０の電
源投入および遮断は画信号送出側が制御する。 以下、装置２４０がおこなう位相検索動作およ
び荷電レベル調整動作を第２ｂ図および第２ｃ図
に示すフローチヤートを参照して詳細に説明す
る。まず第２ｂ図のフローチヤートを参照して位
相検索動作を説明する。これにおいてはまず荷電
増幅回路２００ｄのラツチLA１に、第40ステツ
プの基準荷電電圧コードをラツチし、カウンタ２
００ｂをクリアしてそれに標準コード（最低ゲイ
ンコード）をロードする。次いで位相設定回路１
９０の第２グループAG２のアンドゲート０〜７
をすべてオフにセツト（２４０の出力ラツチリセ
ツト）し、カウンタ１９０ｄをクリアする。これ
により第１グループAG１のアンドゲート０のみ
が開（オン）とされ、第１組の位相検索パルス
（デコーダ１９０ｂの出力端０）のみがモニター
用荷電信号発生器２００に印加される。装置２４
０は、その後CK１をカウントし（カウンタ１レ
ベスタの、CK１の到来数メモリ）、それが所定数
n₁以上となると、つまり、所定個数のインク粒子
の生成後に、荷電検出回路２１０の出力が「１」
とラツチされているか否かを見て、「１」でない
とカウンタ１９０ｄに１パルスを与える。このと
きデコーダ１９０ｃが出力端０から１に「１」の
出力を切換え、これにより今度は第１グループ
AG１のアンドゲート１が第２組の位相検索パル
ス（デコーダ１９０ｂの出力端１）を出力し、こ
れがモニター用荷電信号発生器２００に印加され
る。そしてまた、所定時限の後、荷電検出回路２
１０の出力が参照され、その出力が「０」である
とまたカウンタ１９０ｄに１パルスが与えられ
る。このようにして、モニター用荷電信号発生器
２００に印加される位相検索パルスが、インク粒
子の生成周期T₈＝8T₁，T₁はCK１の周期、以内
においてT₁づつずらされる。荷電検出回路２１
０の出力が「１」となると、つまり、インク粒子
が荷電するようになると、そのときのカウンタ１
９０ｄのコードがインク粒子を適当に荷電する位
相検索パルスを示す。これで位相検索を終了し、
装置２４０は第２グループAG２のアンドゲート
０〜７のすべてをオン（ゲートオン）にラツチす
る。これにより、オアゲートOR１から適正位相
検索パルスを中心とし、そのパルス幅T₁の３倍
のパルス幅３T₁の印写荷電パルスが出力される
ようになる。 次に第２ｃ図に示すフローチヤートを参照して
荷電レベルの調整動作を説明する。これにおいて
は装置２４０はまず偏向検出回路２２０ａおよび
２２０ｂのリードリレーLRを一瞬閉にしてコン
デンサＣを放電させ、インク粒子の生成数のカウ
ントを開始する。カウント値が所定値以上になる
と装置２４０は回路２２０ａおよび２２０ｂの出
力を見て、偏向検出回路２２０ａの出力が「１」
のときには、偏向量不足としてカウンタ２００ｂ
を１のカウントアツプをするが、その前にカウン
タ２００ｂの出力コードを見て、それが所定値Ｎ
_na以上であると、荷電電圧レベルの調整範囲を外
れるとして、カウンタ２００ｂをクリアしてそれ
に標準コードをロードし、つまり一度標準コード
に戻し、カウンタ１６０ｂをダウンカウントとし
てそれに１パルスを与えて、目標インク圧を１ス
テツプ下げる。そして、タイマー３レジスタの、
CK１の加算メモリを開始して時限カウントを開
始し、インク圧目標値をかえたことによるインク
圧の変化が現われる時点、つまりタイマー３レジ
スタのメモリデータが所定数以上になつたとき
（タイマー３タイムオーバー）に、再度位相検索
（第２ｂ図）をおこない、位相検索を終了すると
偏向検出回路２２０ａおよび２２０ｂのリレー
LRを一瞬閉としてまたインク粒子生成数をカウ
ントし、カウント値が所定値になると回路２２０
ａおよび２２０ｂの出力を見る。このようにして
回路２２０ａが「１」の出力を生ずる限り、カウ
ンタ２００ｂをカウントアツプし、カウント値が
所定値Ｎ_naになると、インク圧を調整する。この
ようにしている間に、いずれ回路２２０ａの出力
は「０」で２２０ｂの出力が「１」となる。この
時点でカウンタ２００ｂのカウントアツプは停止
とし、カウンタ２００ｂの出力コードSgcを係数
レジスタにメモリし、ノズル係数メモリ１〜４２
よりノズル係数α_１〜α₄₂を読んで、α_i×Sgcを
２００ｉ（ｉ＝１〜42）のラツチLA２にメモリ
する。これでモニタ用および各印写用荷電電圧発
生器２００および２００ｉが最適ゲインに設定さ
れたことになる。次いで装置２４０は、荷電電圧
メモリ９〜４８のデータVc₁〜Vc₄₀をそれぞれ、
荷電電圧レジスタ９〜４８のそれぞれに書込む。 印写記録においては、装置２４０はSctに同期
して荷電電圧レジスタ９〜４８のデータを所定順
でＤ／Ａコンバータ２５０に繰り返し出力する。 次に本発明の他の実施例および変形例を説明す
る。前述の実施例（第１ａ図）においては、マル
チノズルヘツドを用いて、記録幅全体を５mm間隔
で形成された42個のインク噴射口の噴射インク粒
子で記録し、その１個のインク噴射口で、５mm幅
を40ドツト（８ドツト／mm）で記録し、かつ、記
録幅を外した位置に、前記記録用の42個のインク
噴射口と同じ条件でインクを噴射するモニター用
の１個のインク噴射口を形成して、このモニター
用の１個のインク噴射口より噴射するインクは常
時最大偏向位置に偏向される荷電電圧（第40段）
で荷電し、そのインク粒子の偏向位置を検出し
て、偏向位置が所定点になるようにまず第１に荷
電増幅回路のゲインを調整し、調整範囲を外れる
ときにはインク圧を変更し、そのゲインに基づい
て、印写記録荷電用の荷電電圧（40段）を定めて
おり、モニターインク粒子を荷電するモニター用
荷電電圧発生器（第１ｃ図）と記録用の荷電電圧
発生器（第１ｄ図のもの×42個）とは別のものと
している。しかしながら、単一ノズルヘツドの場
合、あるいは記録用インク噴射口のそれぞれに１
個の偏向検出極電８０を対応付けて設置する場
合、もしくは１個又は数個のインク噴射口を記録
用とモニター用に兼用する場合などには、１個の
荷電電圧発生器をモニター用と記録荷電用に共用
しうる。この場合は、たとえば荷電電圧発生器を
２００よりラツチLA１およびデコーダDA１を省
略したものとして、位相検索および荷電レベルの
調整においては、アナログゲートAGに定電圧た
とえば第40ステツプのアナログ基準電圧Vc₄₀を印
加し、印写記録時にはSctに同期してVc₁〜Vc₄₀
を所定順に繰り返し印加すればよい。また前述の
実施例（第１ａ図〜第１ｄ図）においては、荷電
検出電極４０ａ_i，４０ａ_nと荷電検出回路２１０
を備えているが、これらは省略してもよい。これ
らを省略するときには、位相検索（第２ｂ図）に
おいて、カウンタ１９０ｄをクリアしてから偏向
検出回路２２０ａおよび２２０ｂのリレーLRを
一瞬閉とし、それからインク粒子の生成数をカウ
ントし、カウント値が所定値になつたとき回路２
２０ａおよび２２０ｂの出力を見て、いずれかの
回路の出力が「１」であると位相検索を終了し、
いずれの出力も「０」であると、回路２２０ａお
よび２２０ｂをリセツトしてカウンタ１９０ｄに
１パルスを与え、いずれかの回路２２０ａ，２２
０ｂの出力が「１」になるまでこれを繰り返せば
よい。 以上の説明においては特定の装置構成を示した
が、本発明はそれに限らず、他の各種の装置構成
でも同様に実施しうる。たとえば、圧力設定回路
１６０のカウンタ１６０ｂおよび標準コード設定
器１６０ａを省略し、これらの機能をたとえば中
央制御装置２４０のマイクロコンピユータあるい
は他のマイクロコンピユータで負担させてもよ
い。荷電信号発生器２００のカウンタ２００ｂ、
標準コード設定器２００ａ等も同様であり、また
位相設定回路１９０の動作をマイクロコンピユー
タでおこなわせてもよい。 ヘツド１０も第１ａ図に示すものならず、その
他のシングルノズルタイプ又はマルチノズルタイ
プのものを用いうる。たとえば共通インク流路
に、先端に１個のインク噴射口を形成した複数個
の円筒状電歪振動子の一端を結合した、ノズル数
と等しい数の円筒状電歪振動子を設置したインク
ジエツトヘツドや、円筒状電歪振動子を加圧イン
ク筐体とは分離してその間をパイプで連通とし
て、振動子を固定台又は噴射方向調整台に設置し
たインクジエツトヘツドを同様に使用しうる。 以上の通り、本発明では多値荷電制御偏向形イ
ンクジエツト記録において少なくとも１つの所定
偏向位置におけるインク粒子の偏向ずれを検出し
てずれを実質上零とする如く荷電増幅回路のゲイ
ンを調整して、その他の偏向位置に対応付けられ
る各ステツプの荷電電圧をそのまま設定するの
で、各ステツプの荷電電圧の演算が省略され、制
御設定が簡単かつ迅速となる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は、本発明を実施する１つのインクジ
エツト記録装置の、主に機構部を示す斜視図、第
１ｂ図、第１ｃ図および第１ｄ図はその電装部の
構成を示すブロツク図、第２ａ図は電源投入から
印写記録終了までの、中央制御装置２４０の制御
動作フローの概要を示すフローチヤート、第２ｂ
図は位相検索・設定の詳細を示すフローチヤー
ト、第２ｃ図は荷電レベル調整の詳細を示すフロ
ーチヤートである。 １０：インク噴射ヘツド、１１：流路部材、１
２：振動子支持枠、１３：ノズルプレート保持
体、１２ａ_i：電歪振動子、１３ａ_i：インク流
路、１４：ノズルプレート、２０：荷電電極板、
１４ａ_i：インク噴射口、２０ａ_i，２０ａ_n：荷電
電極、３０，５０：シールド板、４０：荷電検出
電極板、６０：偏向電極ユニツト、４０ａ_i，４
０ａ_n：荷電検出電極、６０ａ_l：偏向電極板、６
１，６２：導電ワイヤ、７０：ガター、８０：偏
向位置検出電極ユニツト、７０ａ_l：捕獲片、８
０ａ，８０ｂ：検出電極、９０：電磁弁、１０
０：アキユムレータ、１１０：ポンプ、１２０：
フイルタ、１３０：インク槽、１４０：液室部
材、１５０：電磁弁ドライバ、１４０ａ：半導体
ストレインゲージ、１６０：圧力設定回路、１７
０：ポンプ駆動・制御回路、１８０：励振電圧発
生器、１９０：位相設定回路、２００：荷電電圧
発生器、２１０：荷電検出回路、２２０ａ，２２
０ｂ：偏向検出回路、２３０：偏向電源回路、２
４０：中央制御装置、２５０：Ｄ／Ａコンバー
タ、PR：記録紙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インク噴射口に加圧インクを供給し、インク
   噴射口より噴射するインクに振動を乗せてインク
   噴射口より噴射したインクを規則的にインク粒子
   に分離し、インク粒子に分離する時点に荷電電極
   で噴射インクに多値荷電電界を及ぼして荷電イン
   ク粒子を偏向電界で多値偏向させるインクジエツ
   ト記録において： インク噴射口より噴射されるインク流に関して
   偏向電極の後側に、所定範囲の偏向量の荷電イン
   粒子は衝突するが該範囲を外れる荷電インク粒子
   は衝突しない板状の荷電検出電極を配置して、こ
   の荷電検出電極に荷電検出回路を接続し； 荷電電極に荷電電圧を印加する荷電電圧発生器
   は、荷電電極に荷電電圧を与える出力トランジス
   タ、この出力トランジスタのベースに出力電圧制
   御信号を与える演算増幅器、荷電電圧信号入力
   端、ゲイン設定信号入力端、荷電電圧信号入力端
   と演算増幅器の入力端の間に互に並列に接続され
   た複数個の、抵抗とスイツチング素子の直列回
   路、を備えて、これらのスイツチング素子のオ
   ン、オフをゲイン設定信号入力端のゲイン設定信
   号で定めるものとし； 基準荷電電圧を示す荷電電圧信号を荷電電圧発
   生器に与えてインク粒子を荷電し、荷電検出回路
   が荷電検出信号を発生すると荷電インク粒子の偏
   向位置が荷電検出電極を外れる方向にゲイン設定
   信号を変更して荷電検出回路が荷電検出信号を発
   生しなくなつたときゲイン設定信号の変更を停止
   しこのときのゲイン設定信号で定まるゲインを荷
   電電圧発生器の記録荷電ゲインに定める； ことを特徴とする、多値偏向制御インクジエツト
   記録における荷電レベル設定方法。