JPS6274659A - 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】 ■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、特にインク圧検出およびイン
ク圧制御に関する。

■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
ンク圧、インク粘度、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、ヘッドから出てイン
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１２ａ図に示すような粘度変化を示す。インク
粘度が高くなるとインクの飛翔速度が低下する。

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
、従来の一つの態様では、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３，６０
０，９５５号明細書（１９７１年８月発行、Ｉｎｔ、　
Ｃ１，Ｇｏｌｄ　１５／１３）および特開昭５０−１０
５７３３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。しかしこれにおいても使用
し得るインク圧には各種の制約があるので、インク圧が
所定値を越えるとインク中に希釈液を供給してインク粘
度を下げて、インク圧を所定範囲ｔこ戻す必要がある。

このように偏向制御インクジェット記録装置では、イン
ク圧の検出が必要であるか、あるいはインク圧を検出す
るのが好ましい場合が多々ある。

たとえば特開昭５５−１０９９３９号公報には、圧力を
受けるベローズに、静止コアを周回する周波数変換コイ
ルを結合して、ベローズの移動に伴うコイルの移動量を
、コイルを含む発振回路の発振周波数の変動量で検出す
る圧力検出装置が開示されている。

しかしこれを偏向制御インクジェット記録装置に使用す
る場合、周波数変換コイルを含む発振回路の周波数変動
量の測定はあまりにも複雑となり、しかも、電磁界等の
外乱を受は易い、という問題がある。

■発明の目的 本発明は、偏向制御インクジェット記録装置における圧
力検出装置を簡易かつ小型、ならびに信頼性が高いもの
とすることを第１の目的とし、インクジェット記録装置
における装備スペースを極力少なくすることを第２の目
的とし、このような圧力検出装置を用いてインク圧力制
御を行なうことを第３の目的とし、インク圧力制御の中
でもインク圧力に応じたインク濃度制御を行なうことを
第４の目的とする。

■構成 上記目的を達成するために本発明におり）では、偏向制
御インクジェット記録装置において：加圧ポンプからイ
ンク噴射ノズルに至るまでのインク流路のインクを受け
るインク室、該インク室の１壁面を構成するダイアフラ
ム、及び該ダイアフラムのインクと接する面の反対側の
面に装着された歪検知手段を備える圧力検出装置；を備
え、かつ、この圧力検出装置の高圧力検出にもとづきイ
ンク圧を下げる制御を行なう制御手段；を備える。

これによれば圧力検出装置は、インク室、ダイアフラム
、歪ゲージ等でなる単純な構成になり機械的および電気
的に信頼性が高いものに構成し得る。特に電、磁界ノイ
ズの影響を受けないという利点がある。

本発明の実施例では、インク室の断面積を他のインク流
路よりも充分に大きくし、圧力検出装置自身を、インク
圧リップルを吸収するアキュムレータに共用する。また
、圧力検出装置が高圧を検出するとインク中に希釈液を
供給する。希釈液を供給すると、インク粘度（この場合
インク濃度に同じ）が低下し、これによりインク飛翔速
度が高くなり、その結果、飛翔速度を一定化する意図的
なインク圧制御により、あるいは、加圧ポンプの動作特
性による自動的な応答により、インク圧が低下する。こ
の種のインクジェット記録袋［１こおいては、インクを
循環させるポンプを用いるので、それによってインク圧
に生じる脈動を除去するのにアキュムレータを用いざる
を得ないが、圧力検出装置のインク室をアキュムレータ
として共用することにより、他にアキュムレータを設け
る必要がなくなり、従って装置全体が小型になる。

本発明の好ましい実施例では、インクの飛翔速度を検出
してそれを所定値とする加圧ポンプ付勢調整を行ない、
これによりインク圧が高圧になると希釈液を供給して加
圧ポンプ付勢調整を再度行なってインク圧を下げる。

これをより詳細に説明すると、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行速度又は偏向量（偏
向位置でもよい）を検出し、これを設定値と比較して加
圧ポンプの通電電流、電圧。

それらの周波数等の、加圧ポンプ付勢パラメーターの少
なくとも１つを、所定の飛行速度又は偏向量が得られる
ように制御し、一方インク圧を検出して、インク圧が上
限を外れると、インクに比較的に少量の希釈液を供給す
る。なお、電源投入直後等の、比較的に長い時間放置さ
れてインク粘度が極端に高くなっている場合もあり得る
時点の、希釈液供給においては、比較的に多量の希釈液
を供給するようにしてもよい。

たとえばインク圧が一定の場合、第１２ｂ図に示すよう
に、粘度が高いとインク粒子の飛行速度は低く（偏向量
は大きく）、低いと高く　（偏向量は７４％さく）、イ
ンク粘度と飛行速度（偏向ｆｆ１）との間には相関関係
があり、インク飛行速度又は偏向量を検出することによ
りインク粘度が正確に分かるが、インク飛行速度又は偏
向量を検出してそれが適正値になるようにインク圧を調
整するときには、インク圧が粘度に対応するものとなる
。

しかして、粘度が所定範囲内にあるときにはポンプの付
勢パラメータを高くすると飛行速度が高く（偏向量が小
さく）なり、低くすると速度が低く（偏向量が高く）な
り、所定の飛行速度に安定化される。粘度がごく高いと
飛行速度が低くなり、ポンプ制御でも安定した飛行速度
（偏向量）をもたらすことができなくなるが、この実施
例ではその前に希釈液を供給するので、インク粘度が常
に、ポンプ制御で所定の飛行速度（偏向量）をもたらす
範囲に制御され、安定した飛行速度（偏向量）制御がも
たらされる。たとえば偏向量の検出およびインク圧調整
は特開昭５４−６８２７０号公報に開示され、またイン
ク飛行速度検出およびインク圧調整は特開昭５３−６１
３３７号公報に開示されている。

本発明では、これらおよびその他公知の技術を利用し得
る。インク飛行速度は後述するように、格別に多くの、
あるいは複雑な付加要素を必要とせずに正確に検出し得
るので、インク飛行速度を検出してインク圧を調整する
のが好ましい。

ところで、インク粘度は第１２ｃ図に示すようにインク
温度ｔによっても変動する。その結果、第１２ｅ図に示
すように、インク中の水分の蒸発率とインク圧との関係
がインク温度に対応してシフトする。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
極カ一定にするか、インク温度の変動があっても飛行速
度が安定しかつ希釈液の過補充がないようにするのが好
ましい。

そこで、インク温度、あるいは室温、インクジェット！
！２録装置本体の温度等のインク温対応の温度を検出し
、検出温度に対応するインク圧上限値（たとえば第１２
ｅ図のＰ１？Ｐ２）をメモリよりアクセスして、インク
圧を検出してこれを該上限値と比較して、インク圧が該
上限値を越えると希釈液を供給する。これによれば、イ
ンク温度によるインク粘度寄与分が補償され、温度変動
があっても、希釈液の過補充や補充不足を生じない、た
とえばインク温度を３０°Ｃとする定温制御を行ない、
インク中の水分の蒸発率を各種とすると、適正飛行速度
を得るインク圧力の関係は第１３図に示す実線となり、
インク温度を周囲温度と実質上聞じくすると左下りの点
線曲線となる。この第１３図より、定温制御を行なわな
い場合（右下りの点線曲線）には、適正飛行速度を得る
インク圧Ｐの範囲が非常に広く、定温制御を行なう場合
（実線）には、適正飛行速度を得るインク圧Ｐの範囲が
狭いことが分かる。そこで定温制御を行なう場合、たと
えばインク中の水分の蒸発率が２５％以上で希釈液（水
）を供給する場合には、インク圧と比較する設定値を４
．６　Ｋｇ／ｃｍ２に固定すればよい、そこで、インク
温度センサ、インクヒータおよび定温制御回路を用いて
、インク温度を所定値とする定温制御を行ない、検出イ
ンク圧と比較する設定値は固定値とする。

また、加圧ポンプはその通電パルス幅で付勢制御するも
のとする。これによれば、圧力を一定とする、インク粘
度に対する通電パルス幅は、パルス周期２０ｍ５ｅｃの
場合に第１２ｄ図に示すような相関を示し、粘度が所定
範囲内のときにはパルス幅制御で所定のインク圧が得ら
れるので、パルス幅信号に応じて実際にポンプの吐出圧
が変化してインク圧が制御される。パルス幅制御はデジ
タル処理で高精度で行ない得る。

更に、目標値に対するインク粒子の飛検出速度の偏差を
求めて、この偏差に対応付けられているパルス幅補正デ
ータをメモリより読み°出して、該偏差の極性に応じて
このパルス幅補正データをそのときポンプを駆動してい
るパルス幅信号データシこ加算又は減算して新たなパル
ス幅信号データを得てこれに基づいてインク加圧ポンプ
を駆動させる。

これによれば、パルス幅補正データがインク粒子の速度
の高低に対応付けた値であるので、速度が高過ぎる程ま
た速度が低く過ぎる程大きい値で、また速度が目標値に
近い径小さい値であるので。

速度検出→パルス幅信号変更→速度検出→パルス幅信号
変更・・・の緑り返しの間において、始め程パルス幅の
変更が大きく、目標近くになるに従ってパルス幅の変更
が小さくなって、幾何級数的に、比較的に短い時間でイ
ンク圧（インク速度）が目標値に収束する。収束誤差は
微小となる。

更に、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導電体として、これに荷電検出回
路を接続し、圧力調整時には偏向電界を遮断してインク
粒子に荷電し、この荷電のための荷電電圧印加からクロ
ックパルスのカウントを開始して、荷電検出回路が荷電
を検出したときのカウント値をインク粒子速度検出デー
タとして得る。このデータはインク粒子速度の逆数に比
例する。つまり、インク粒子速度が高いとカウント値は
小さく、インク粒子速度が低いとカウント値は大きい。

パルス幅補正値は、設定した目標値に対するインク粒子
速度の誤差に対応付けたものとし、誤差の正、負にかか
わらず、絶対値に対応付けたものとし、また、大きい絶
対値には大きい補正、値を、小さい絶対値には小さい補
正値を割り当てて、誤差の正、負に応じて、インク粒子
速度検出時のパルス幅信号データに加算（カウント値が
設定目標値よりも大きいとき）又は減算（カウント値が
設定目標値よりも小さいとき）して新たなパルス幅信号
データを得て、これに基づいてポンプを駆動する。誤差
が所定範囲内になるまでこれを繰り返す。

この実施例によれば、ガターをインク粒子速度検出に共
用するので、別途インク粒子検出手段を備える必要がな
くノズルからガターまでの距離を格別シこ長くする必要
はない。なお、該距離が長いとプリンタとしてヘッド長
が長くなって装置構成上不利益が大きいばかりでなく、
インクの飛翔ずれを生ずる可能性が高くなって印写品質
上もよくないものである。

本発明の他の目的および特徴は図面を参照した以下の説
明より明らかになろう。

第１ａ図に本発明の一実施例の機械系の概要を示す。カ
ートリッジ１５が装着されたインク槽１３のインクは、
ポンプｌで吸引されてアキュムレータ兼用の圧力検出装
置２に圧送される。圧力検出装置２に送られた加圧イン
クは、該装置２およびフィルタ３で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とへ
ラド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
吸引されてインク槽１３に吐出される。

圧力検出袋Ｗ１２は、インク圧を検出する。

第１ｂ図及び第１ｃ図に、圧力検出装置２の構成を示す
、第１ｂ図が縦断面図、第１ｃ図はケーシング（５８，
５９）を構成する一方の部材５９を外した状態の平面図
である。ポンプ１で送り出されたインクは、インレット
ポート６１から入り。

インク室５０を通り、アウトレットポート６ｏを通って
フィルタ３に至る。

インク室５０の土壁を構成するダイアフラム５１がイン
ク室５０のインク圧に応じて変形し、上。

下動する。すなわち、圧力が高くなると上方に変位し、
低くなると下方に変位する。インク室５゜は、横断面が
円形であり、薄円板状に形成されている。

ダイアフラム５１の上側には、Ｐ型シリコン（Ｓｉ）の
結晶基板５２に固着されており、該基板５２の上面に抵
抗層が形成しである。この例では、抵抗層に４つの抵抗
素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及びＲ４が備わっている。基板５
２の上面は、絶縁性の保護膜５３　（酸化シリコン５ｉ
０２　）で覆われており。

該保護膜５３上に電＠５４，５５．５６及び５７が固着
されている。

電極５４〜５７は、一部が保護膜５３を貫通し、抵抗層
に接続されている。抵抗素子対Ｒ１−Ｒ２゜Ｒ２−Ｒ４
，Ｒ４−Ｒ３及びＲ３−Ｒ１は、各々電極５４，５５，
５６及び５７によって互いに接続されている。電極５４
，５５，５６及び５７は。

各々部材５９に固着した端子６２，６４，６５及び６３
４；、　リード線で接続されている。

即ち、４つの抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及びＲ４はブリ
ッジの形に接続されており、該ブリッジの４つの接続部
が端子６２〜６５に引き出されている。端子６２〜６５
．即ち圧力検出袋［２の出力は、第２図に示す圧力検出
口＠４Ｌに接続されている。圧力検出回路４１は、ブリ
ッジの状態゛に応じた電気信号を作成し、それを２値デ
ータに変換し、データセレクタ４２を通してマイクロプ
ロセッサ３１に与える。

インク室５０は前述のように円板形状であり。

その前後のインク流路よりも断面積が大きい。しかも、
加圧ポンプ１の吐出圧のリップルに応じてダイアフラム
５１が上下動し、インク室５０内の容積が変化する。従
って、インク室５０がアキュムレータとして機能し、イ
ンク圧リップルは抑制される。

ダイアフラムは、たとえば直径２０〜４０ｍｎ＋、厚さ
０．３〜０　、８ｍｍのもので、アキュムレータおよび
圧力検出器用に用い得る。例えば、直径３０１１ｔｌ、
厚さ０．４ｍｍの円形状のステンレス鋼（ＳＵＳ）でダ
イアフラムを構成すると、インク圧力４．５Ｋｇ／ＣＩ
’でダイアフラムはその厚み方向に０．１〜０．２ｍｍ
の変形を生ずる。この変形は、前記ブリッジを構成する
４つの抵抗素子Ｒ１〜Ｒ４にピエゾ抵抗効果を生じさせ
、それによってブリッジの出力が変化するので、ダイア
フラムの変形、即ちインク圧力に応じた電気信号が、ブ
リッジの出力に得られる。

再び第１ａ図を参照すると、インク噴射ヘッド５には温
度センサが装着されている。インク噴射ヘッド５は、第
１Ｃ図に示すように、電歪撮動子５ａを装着したパイプ
の先端にセラミックヘッド５ｂを装着した構造である。

セラミックヘッド５ｂの先端にはノズル部材５Ｃと温度
センサ１８が固着されている。電歪振動子５ａおよびセ
ラミックヘッド５ｂはステンレス筒５ｄに収納されてお
り、ステンレス筒５ｄとの間にやや可撓性がある絶縁材
５ｅが充填されている。

再び第１ａ図を参照すると、インク槽１３の下底部には
インク残量検出用の電極１７が装着されており、この電
極１７は機器アースされている。

インク槽１３の上方から下底近くまでステンレスパイプ
１５ｃが伸びており、このパイプ１５ｅにもう１つのイ
ンク残量検出用の電極１６が接続されている。インク槽
１３中に所定量以上のインクがあるときには、パイプ１
５ｅがインクを介して電極１７に電気的に接続しており
、電極１６は実質上機器アースレベルである。しかし、
インクレベルがパイプ１５ｃの下端より下方になると、
電極１６は電気的に機器アースレベルより分離される。

したがって、電極１６の電位より、インク槽１３内のイ
ンクが所定量未満か否かを知ることができる。

電［ｉ１６には、レベル検出回路３９が接続されている
。レベル検出回１３９は、パイプ１５ｃ内のインクレベ
ルに応じた２値信号を、後述する印写制御装［２９（第
２図）に与える。この例では、２値信号はインク有（イ
ンクレベル高）の時に高レベルＨ、インク無しくインク
レベル低）の時に低レベルＬになる。

再度第１ａ図を参照する。インク槽１３の下方に伸びる
ステンレスパイプ１５ｃの上端には、インク注入アダプ
タ１５ｅが固着されている。また。

もう１本のステンレスパイプ１５ｄの下端がインク槽１
３に通入しており、このパイプ１５ｄの上端は電磁開閉
弁１４の出力ポートに接続されている。電磁開閉弁１４
の入力ポートには希釈液注入アダプタ１５ｆが接続され
ている。

アダプタ１５ｇおよび１５ｆには、それぞれカートリッ
ジ１５のインク注入口金および希釈液注入口金が、着脱
自在に係合している。

カートリッジ１５は区分したインク室１５ａおよび希釈
液室１５ｂを有する。希釈液室１５ｂの下底（第１ａ図
では上側に位置する）には空気通流口が開けられており
、この空気通流口は、第１ａ図図示状態で、止め栓１５
ｇで閉じられている。

カートリッジ１５を図示のようにインク槽重３に装着し
た後に、止め栓１５ｇはカートリッジ１５より除去され
る。空気通流口は、電磁開閉弁１４を開としたときに、
円滑かつ速く希釈液がインク槽１３中に流下するように
開けられている。

以上に説明したようｔ；、カートリッジ１５−個にイン
ク液と希釈液を共に収容して、新カートリンッジ交換時
にこれらを同時に交換するようにしているのは次の理由
による。すなわち、希釈液注入の粘度制御方式では、印
写−デユーティ（噴射インク量に対する記録に利用した
インク量）が低い場合、希釈液注入で希釈液に含まれる
防カビ剤が循環インク中で増加する。循環インク中の防
カビ剤が増加することは、噴射口での固形分の凝出によ
る噴射方向の変動、長期放置の場合の目詰等の原因とも
なり、信頼性が問題となる。そのため、希釈液中の防カ
ビ剤の量は、インク中の防カビ剤量より少なくする必要
がある。たとえば、カートリッジ１５に収納する新イン
クの防カビ剤を０．３％とした場合、希釈液中の防カビ
剤は０．１％以下とし、インクの交換時に希釈液（これ
も空気通流口から蒸発するので防カビ剤濃度が高くなる
）が残っていても、同時に交換して循環インク中の防カ
ビ剤積蓄量が多くなるのを防止する。

一方、導電性の無い希釈液の残量検出は方式が限定され
２電極式のものは用い得ない。カートリッジ１５を、新
インクが無くなるときでも希釈液が少々は残っているよ
うにすれば、新インクへの取り換えで自動的に希釈液も
補充されるので、インクの残量検出のみで希釈液の残量
検出が不要となる。たとえば、！ｌＩインク量を３０ｃ
ｃとした場合（この量が多いと希釈液をインク中に供給
したときに混合拡散を待つ時間が長くなる）、カートリ
ッジ１５の収納新インク量は３０ｃｃ、収納新希釈液量
は２０ｃｃとする。

再度第１ａ図を参照すると、インク槽１３には、電磁開
閉弁１４を介してカートリッジ１５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。

電磁切換弁４は通電されているときにフィルタ３とヘッ
ド５とを連通としてパイプ４０をそれらから遮断し、非
通電のときにはヘッド４とパイプ４０を連通としフィル
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
電記婦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１２は、それぞれポンプドライバ２１および３２で電
気付勢される。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
る記録荷電電圧を電極６に印加するために、インク圧検
索用のタイミングパルス発生器２０．検索荷電信号発生
器２３および記録荷電信号発生！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に印加される。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。

各部の付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３ａ図に、パルス発生ＷＩｔ　９．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
イミングパルス発生器２０および印写制御装置ｉ！２９
の構成と、それら間の接続を示す。

パルス発生器１９は、水晶発振器と分局カウンタを含む
パルス発生器１９ａと１分周カウンタ１９ｂで構成され
ており、３．２ＭＨｚ、８００ＫＨｚ、４００ＫＨｚ、
２００ＫＨｚ、１００ＫＨｚ、１００／３２＝３．１２
５ＫＨｚ、１３３に１１ｚ　、　３３　Ｋ　ｆｉｚおよ
び３９０Ｈｚの、９種の、５０％デユーティのパルスを
発生する。

１００ＫＨｚ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、１００’ＫＨｚの
圧力振動が加わり、ｔｏｏｘｔｏ’個／ｓｅａの割合で
インク粒子が形成されガター９あるいは記録紙７に向け
て飛翔する。つまり、１００　ＫＨｚ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、１／２分周用のカウンタ　
（Ｔフリップフロップ）２２ａ、シリアルイン−パラレ
ルアウトの８ビツトのシフトレジスタ２２ｂ、データセ
レクタ２２ｃ、および、カウンタとデコーダと出力ゲー
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１００　Ｋ　Ｈｚのパルスが入力さ
れ、カウンタ２２ａは５０　Ｋ　Ｈｚ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。シフトレ
ジスタ２２ｂのシフトクロックは８００　Ｋ　Ｈｚのパ
ルスである。第５図に、シフトレジスタ２２ｂの８組の
パルス出力（ＣＨＰ）を示す。データセレクタ２２ｅ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ビツトの出力制御コー
ドが与えられ、このコードが８組のパルスの一組の出力
を指示する。

シフトレジスタ２２ｂは８００　Ｋ　Ｈｚのパルスでシ
フト付勢されるので、８＃Ｉのパルスａ　”　ｈは、こ
の順に０　、００１２５ｍ５ｅｃ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２
２ｃに与えられる３ビツトコードで指定されるものがデ
ータセレクタよりゲート回路２８のアンドゲートＡＯ〜
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２３　ａに
、１００，２００および４００ＫＩＩｚの３組のパルス
が印加される。これにより、デコーダ２３ａの出力は、
第５図にＳＰとして示す８組ａ　”　ｈとなるが、それ
らのパルス幅は０．００１２５ｍｓｅｃ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２３ｂにも与えられ１次の様に検索荷電信号ａ　
”　ｈを出力する。

制御コード　０００００１０１００１１１００１０１１
１０１１１２２ｃの出力　　ａｂｃｄｅｆｇｈ ２３ｂの出力　　ｄｅｆｇｈａｂｃ データセレクタ２３ｂの出力パルスはゲート回路２８の
アンドゲートＡＩＯに印加される。

タイミングパルス発生ｓ２０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、タイミングパルス発
生器２０に１００／３２　Ｋ　！（ｚのパルスがクロッ
クパルスとして与えられ、また、マイクロコンピュータ
３１が０．３６ｍ５ｅｃ［（５０ＫＨｚの３２周期より
やや長い幅）のパルス「Ｈ」を、１回のインク粒子飛翔
速度検出の毎に１パルス与える。

第６図に、タイミングパルス発生器２０の人、出力信号
を示す。タイミングパルス発生器２０のアンドゲート２
０ｃ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およびポンプドライバ２１
の構成を示す。

荷電検出回路３０は、シールド、ｌｔｏを機器アースす
る抵抗器３０ａ、電界効果形１−ランジスタ（ＦＥＴ）
　３０　ｂ　、逆相増幅器３０ｃ、バイパスフィルタ３
０ｄ、半波整流器３０ｅ、積分回路３Ｏｆおよび比較器
３０ｇ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れらの間の抵
抗値より小さい値、１００にΩ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との時定数により、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ＦＥＴ３０ｂの
ゲートに現われる。この電位パターンはＦＥＴ３０ｂで
電流に変換され、増＠器３０ｃで反転増幅され、バイパ
スフィルタ３０ｄで低周波ノイズを除去されて半波整流
回路３０ｅに与えられる。荷電検出回路３０は、ガター
９に荷電インク粒子が衝突していないときにはＰ１９＝
１（高レベル）の、またガター９に荷電インク粒子が衝
突しているときにはＰ１９＝Ｏ（低レベル）の出力を生
ずる。

ポンプドライバ２！は、マイクロコンピュータ（以下Ｃ
ＰＵと称する）３１を主体とする印写制御装置２９から
ポンプ駆動信号データＰ１５を受け、しかもパルス発生
Ｄ１９から３９０ＨｚのパルスＰ２７を受けるアンドゲ
ート２１ａ、Ｄフリッププロップ２１ｂ、バッファアン
プ２１ｅ、ｈランジスタ２１ｅ、２１ｆ、２１ｇ等でな
る出力回路、ポンプ駆動パルス幅ｗＲＩｌ！！用のカウ
ンタ２１ｄ、アンドゲート２１ｈ、遅延回路２１＋、等
で構成されている。

ポンプドライバ２１のアンドゲート２１ａには。

パルス発生回路１９より、５０Ｈｚのパルスとポンプド
ライブオン信号Ｐ１５が入力される。カウンタ２１ｄは
、データプリセットが可能なカウンタであり、印写制御
装置２９からのパルス幅信号データＰｄをロード（ｌｏ
ａｄ）入力信号でプリセットする。ロード入力は、５０
Ｈｚパルスをナントゲート２１ｈの一入力端に与えると
共に、５０Ｈｚパルスの立上がりエツジをインバータで
反転して遅延をかけてナントゲート２１ｈに入力するこ
とにより、５０Ｈｚのパルスの立上り点でナントゲート
２１　ｈより発生される。つまり、カウンタ２１ｄは、
５０Ｈｚパルスの立上り点でＰｄをロードする。そして
カウンタ２１ｄは、Ｐｄが示す値から、３３　Ｋ　Ｈｚ
のパルスが到来する毎に１づつ減算し、該パルスの到来
数がＰｄ値に合致すると（減算の残漬がＯになると）、
キャリーをブリップフロップ２１ｂのクリア入力端ＣＲ
に与える。

フリップフロップ２１ｂは５０Ｈｚパルスの立上り時点
にセットされてＱ出力を高レベルＨにするので、ブリッ
プフロップ１５２のＱ出力は２周波数が５０Ｈｚで、高
レベルＨのパルス幅が３３ＫＨｚパルスのＲ期のＰｄ個
分のパルスとなり、出力回路に与えられる。出力回路（
２１８〜２１　ｇ）は、このＱ出力でスイッチングして
ポンプ１にＱ出力パルスと同期したパルス電圧を印加す
る。このパルス電圧の十幅はＱ出力のＨ幅に対応し。

Ｐｄで定まる。

第７ａ図および第７ｂ図にポンプドライバ１５の出力パ
ルス電圧で付勢されるポンプ１の特性を示す。ポンプ１
の電気コイルに上記パルス電圧を印加することにより、
ポンプ１においてアーマチュアがコイルコアに引かれて
ダイアフラムが変位して、液室体積が大きくなり、負圧
となって吸入弁が開き、インクが吸入される。パルス電
圧の負の間は、ダイアフラムのばね力で、ダイアフラム
が戻り液室体積が小さくなり、吐出行程となる。ヘッド
４に同じ圧力、例えば４Ｋｇ／ａｍを供給する場合、＋
パルス幅が１３ｍ５ｅｃでパルス周期２０ｍ５ｅｃの５
０％以上のとき、吸入行程は１３ｍ５ｅｃでインクを吸
入し、液室負圧は０．４Ｋｇ／ｃ＋ｎ２程度の小さい値
となる。又、＋パルス幅が７　ｍ５ｅｃでパルス周期の
５０％未満のとき、吸入行程の時間が短かいため、発生
負圧は０．８Ｋｇ／ｃｍ’程度の大きい値となる。この
ときの電流ピーク値は１３ｍ５ｅｃのときより大きい値
となる。この、液室内の大きい発生負圧では、キャビテ
ーション現象によって気泡が発生し、吐出圧力の不安定
要因となる。

特に、回収インクの＠環によってインク内の溶存ＭＥの
量が多いため、発生負圧の値は小さく押える必要がある
。圧力制御は、環境温度、水分蒸発による粘度上昇によ
り、滴の飛翔速度を一定に制御するためにはヘッド５供
給インクの圧力は４〜５．５Ｋｇ／Ｃｍ’程度の範囲で
圧力制御する必要がある。これをパルス幅制御でポンプ
電流のピーク値で可変して、発生負圧を低く押えるには
、パルス周期の５０％以上の範囲、すなわち５０Ｈｚパ
ルスのとき１０　ｍｓｅｃｗ　１５　ｍ５ｅｃ程度の時
間幅を吸引行程とすることにより、上記条件を満足する
。

そこで、Ｐｄの値は、１１．５〜１３．５ｍ５ｅｃの範
囲とし。

インク温度ｔに対応してＰｄの上限（Ｐｗｔｕ）をＬが
高い側からＬｌ、５〜１３．５ｍ５ｅｃの１０段階に分
けている。Ｐｄの下限もインク温度ｔに応じて変え得る
が、この実施例では下限は（Ｐｕｔ、ｓ）は０．５ＩＩ
Ｉｓｅｃに固定している。

インク噴射ヘッド５にはそのヘッド５ｂの温度を検出す
る温度センサ（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８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
端り−）に印加される。温度が高いと演算増幅器３８ａ
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Ａ／Ｄコンバータ３８ｂでデジタルデー
タに変換されてデータセレクタ４２に常時印加されてい
る。

アキュムレータ４０に装着されている圧力センサ２は、
インク圧に対応したアナログ信号を発生するものであり
、このアナログ信号（圧力信号）が圧力検出回路４１　
（第２図）に与えられる。圧力検出回路４１は、第３ｂ
図に示すように、差動増幅器４１ａ、ＩＩ流・平滑回路
４１ｂ及びＡ／Ｄ変換器４１ｃを有するものであり、圧
力信号をデジタルデータに変換してデータセレクタ４２
に印加する。

データセレクタ４２に与えられている温度データと圧力
データの一方が印写制御装置！２９のマイクロプロセッ
サ３１に与えられる。印写制御装置２９のマイクロプロ
セッサ３１は、温度データを参照するときにデータセレ
クタ４２に温度データの出力を指示して、その出力デー
タを読込み、圧力データを参照するときには圧力データ
の出力をデータセレクタ４２に指示してその出力データ
を読込む。

インク圧および粘度制御手段である印写制御装置ｉ！２
．９は、中央処理ユニット（マイクロプロセッサ”）３
１．ＲＯＭ３３．ＲＡＭ３４．Ｉ１０ボート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１以上に説明した各要素の制御をおこなう
。

第９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１０ａ図および第１０ｂ図にインク圧
等の調整制御の詳細を示し、第１１図にインク圧等の調
整における割込処理を示す。

まず第９図を参照して制御の全体概要を説明する。ｆ！
源が投入されるとマイクロプロセッサ３１は１人、出力
ポートを初期化し、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、またバルブドライバ２４．
３４もオフに、更にアンドゲートＡｌｌもオフに設定す
る。つまりインク噴射停止状態とする。

初期化を終了するとマイクロプロセッサ３１は、まずポ
ンプドライバ２１に駆動指示信号を出力セットしてポン
プｌを駆動状態としく２ａ）、時間ＴＩの経過を待つ（
２ｂ）。次に、バルブドライバ２４に通電指示信号を出
力セットして電磁切換弁をフィルタ３−ヘッド５通流状
態に付勢しく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
準備タイマ（Ｔ２時限のプログラムタイマ）をオンにす
る（５）。

以上により、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で吸引されてインク槽
１３に吐出されるインクＷｉ環が始まる。

なお、ポンプ１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
）、準備タイマがタイムオーバすると、位相検索（９）
に進む。位相検索を終えるとインク圧等調整（１０）に
進み、インク圧等の調整を抜けると再度位相検索を実行
しくｔ　Ｂ　、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。なお、準備タイマが
計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上昇し、
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。

位相検索（９，１１）ではマイクロプロセッサ３１は、
データセレクタ２２ｃおよび２３ｂに与える３ビツトコ
ードを０００とし、アンドゲートＡｌｌを開（ゲートオ
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ＣＨ
Ｐ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の出力ゲートが閉じられており
、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）であってア
ンドゲートＡＯ〜Ａ９はすべて閉じられている。しかし
アンドゲートＡ１０は、それに１００／３２＝３．１２
５ＫＨｚのパルスが印加されるので、１００　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）
は閉になり、以下これを繰返えす。これにより、アンド
ゲートＡＩＯ，ＡｌｌおよびオアゲートＲ４を通して、
オアゲートＲＯ〜Ｒ３に、第５図に示すＳＰのパルスｄ
のうち、連続３２個が与えられ、次に３２個谷の休止期
間をおいてまた連続３２個が与えられるという具合に、
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コンバータ２８
ａには、ＳＰのｄがＨである期間のみ、００１００１１
１００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００１００１１１００に対応するレベル
の荷電信号を与える。

これにより、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個分の休止を
置いて次に連続３２個がｉｔｌ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３０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１
００／３２＝３．１２５に＋Ｉｚ周期の信号が現われる
。この信号は、半波整流器３０ｅで整流され、積分回路
３Ｏｆで積分される。

積分電圧が設定値を越えると、比較器３０ｇの出力がＨ
から乙に反転する。

マイクロプロセッサ３１は、比較器３０ｇの出力Ｐ１９
がＨからＬになるとそのときデータセレクタ２２ｃ、２
３ｂ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
ンドゲートＡｌｌをオフにし、次のステップ１０又は１
２に進む・ 前述の如くデータセレクタ２２ｃ、２３ｂに３ビツトコ
ード０００を出力セットし、アンドゲートＡｌｌを開（
オン）とし、かつタイマをセットしてから、該タイマが
タイムオーバするまでに、比較器３０ｇの出力Ｐ１９が
Ｈ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２２ｃ、２３ｂに今度は００１なる３ビツ
ト制御コードを出力セットし、また同様にタイマをセッ
トする。そして比較器３０ｇの出力Ｐ１９がＨからＬに
なるのを待つ。データセレクタ２２ｃ。

２３ｂに３ビツト制御コード００１をセットすると。

データセレクタ２２ｃは今度は第５図に示す信号ＣＨＰ
のｂを出力し、データセレクタ２３ｂは、信号ＳＰのｅ
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、　１／８００ｍ５ｅ
ｃ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２２ｃ。

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ＨからＬになると、そのときデータセレクタ２
２ｃ、２３ｂに出力している３ビツトコードを、適正？
Ｉ７７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、アンドゲートＡｌｌをオフにし、インク粘
度調ｆｆ１（１０）又は記録制御（１１）に進む。比較
器３０ｇの出力Ｐ１９がトＩのままでタイマがタイムオ
ーバしたときには、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を出力セットす
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２２Ｃ９２３ｂ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１／８００ｍ５ｅｃ
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、Ｓ
Ｐのａ−ｈのそれぞれが選択的にアンドゲートＡＩＯ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に出力しているときにインク粒子が
荷電するようになり、比較器３０ｇの出力Ｐ１９がＨか
らＬになる。マイクロプロセッサ３１はそこで位相検索
を終了し、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、アンドゲ
ートＡｌｌを閉（オフ）として、次の制御ステップ（１
０又は１２）に進む。

次に第ＬＯａ図、第１０ｂ図および第１１図を参照して
インク圧等調整（１０）を説明する。

インク圧等の調整に進むとマイクロプロセッサ３Ｌは、
荷電検出フラグをクリアしく１７）、荷電検出回路３０
の出力Ｐ１゛９を参照する（１８）。

ここでＰ１９＝１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である（荷電検出あり）と荷電検出回路３
０の出力Ｐ１９が１になるまで待つ。そしてＰ１９＝１
になると次のステップ１９に進む。

ステップＩ９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（第１１図）に進むよ
うになる。

さて割込可をセットすると、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２０）、タイミングパルス発生器２０のＪ
−にフリッププロップ２０ａにセット信号Ｐ２６＝１を
出力セットしく２１）、アンドゲート３９（第２図）に
オン信号ＧＥ＝１を出力セットする（２２）、そして時
間計数を開始する（２３）。これにより、カウンタ３７
が１３３ＫＨｚ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。時間計数値が
０．３６ｍ５ｅｃになるとマイクロプロセッサ３１はＰ
２６を０に戻す（２６）。これにより、マイクロプロセ
ッサ３１は、０．３６ｍ５ｅｃの間高レベルＨの信号Ｐ
２６（第６図参照）を出力したことになる。

タイミングパルス発生器２０のフリップフロップ２０ａ
は、Ｐ２６が高レベルＨになってから、クロックパルス
入力端ＣＫに印加される１００／３２　＝３．１２５Ｋ
Ｈｚ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ＬからＨになってまたＬになる
までに信号Ｐ２６がＬに戻されているので、３．１２５
　Ｋ　Ｈｚのパルスがもう一度りになったときには、フ
リップフロップ２０ａはリセットされ、フリップフロッ
プ２０ｂがセットされる。

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Ｐ２６がＨになってから、３．１２
５ＫＩＩｚのパルスにに同期して、その−周期の間だけ
高レベルト■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２０ｅの出力Ｒ
２７（Ｈ）はゲート回路２８においてオアゲート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００
１００１１１００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、Ｄ／Ａコンバータ２８
ａ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は再び時間計数を開始しく２７）、それから１．
６０ｍ５ｅｃの時間経過を待つ（２８）。

Ｐ２６を１にセットしてから０．３６ｒｎｓｅｃの時間
経過を待つ間（２４）ならびにＰ２Ｏ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ＩＭｉ器３０ｃの出力が正方向に略パルス状に
変化し、増幅Ｑ　３０　ｃの出力が正方向に立上がった
ときに、すなわち荷電された連続３２個のインク粒子が
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１１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ＧＥをオフ指示レベル０にリセットする（５２
）、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Ｌ　（５３）、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（５４）。そしてカウンタ３７をクリ
ア（ＳＲをＯにリセット）し、第１０ａ図のインク圧等
調整に復帰する。

インク圧等調整に復帰したときには荷電検出フラグをセ
ットしているので、ステップ２５又は２９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ｔにセットする（３０）　。

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つのインク圧上限閾値Ｐｍ
を読み出しまた固定の、パルス幅下限閾値Ｐ　ｗｔｓを
読み出しく３１）−飛翔時間偏差Ｃｃを演算する（３２
）、Ｃｃ＝Ｃ−ＣｓのＣはレジスタＴの内容Ｔであり、
Ｃｓは図示を省略したキーボード又は入力装置より印写
制御装置２９に入力されてメモリに設定さ九ている目標
飛翔速度データ（Ｔの単位）である。

次に第１０ｂ図を参照すると、マイクロプロセッサ３１
は、データＣｃの絶対値を許容最高値Ｃｌ１１（固定値
）と比較しく３３）、ＣｃがＣｍ以上であると、インク
粒子が、荷電をしていないか、インク噴射をしてないか
、等々インク噴射等が異常であるので、インク噴射を停
止し警報をセットする（３４）。その後は装置電源が一
度遮断され再度投入するまで、その状態のままとなる。

ＣｃがＣｍ未満であると正常と見なして、偏差Ｃｃが２
以内であるか否かを見る（３５）。２以内であると、目
標飛翔速度（飛翔時ｒＩＢ）Ｃ，ｓに対する実飛翔速度
Ｃの偏差Ｃｃが許容範囲内にあり、その時ポンプドライ
バ２１に印加しているパルス幅信号データＰｄ（第１回
は標準値Ｐ　ｄｓ）が適切なインク速度を与えるもので
ある。しかしインク粘度が適正か否かを見るために、イ
ンク圧Ｐを読み、インク圧上限閾値Ｐｍと比較する。検
出インク圧ＰがＰｉ未満であるとインク粘度も適正範囲
にあると見なし得るので、粘度ｍ整を終了して記録（１
２）に進む。検出インク圧Ｐがインク圧上限閾値Ｐｍ以
上であると、インク粘度が高すぎる（この実施例では水
分蒸発率２５％以上インク圧上限閾値Ｐｍは第１２ｅ図
のＰ１〜Ｐ２の内の、そのときのインク温度ｔに対応す
る［）ので、ステップ４１以下の希釈液の供給制御（後
述）に進む。

ステップ３５で偏差Ｃｃが２を越えていると、インク速
度が目標値Ｃｓに達っしているとは見なさず、Ｃｃの符
号を参照しく３６）、その絶対値と符号に応じて、該絶
対値をメモリアドレスデータに変換してメモリ２８をア
クセスして、絶対値対応のパルス幅信号補正値ΔＶｐｄ
を読み出し、Ｃｃの符号に応じて、それが正のときには
Ｖｐｄ＝Ｖｐｄ＋ΔＶＰｄで、また負のときにはＶｐｄ
＝Ｖｐｄ−ΔＶｐｄで、次にポンプドライバ２１に更新
して与えるパルス幅信号データＶｐｄを求める（３７．
４７）。

なお、ＲＯＭ３３には補正コードテーブル（メモリ領域
）が設定されており、このテーブルに。

偏差Ｃｃの絶対値に対応付けたパルス幅信号補正値デー
タΔＶｐｄが記憶されており、偏差Ｃｃに基づいてアク
セスするようになっている。偏差Ｃｃに対して補正値Δ
Ｖｐｄはリニアにしている。したがって、偏差Ｃｃが大
きいと、それに基づいてメモリ２８より読み出される補
正値データΔｖｐｃｔは大きい値となり、偏差Ｃｃが小
さいと、それに基づいて補正値コードテーブルより読み
出される補正値データΔＶｐｄは小さい値となる。

次に、Ｖｐｄ＝Ｖｐｄ＋ΔＶｐｄで演算シタトキニハ、
検出インク圧Ｐを読込んで検出インク圧Ｐをインク圧上
限閾値Ｐｎ＋と比較しく３８）、検出インク圧Ｐが上限
閾値Ｐｍ以上であると、インク粘度が適正範囲を外れて
いると見なして、ステップ４１以下の希釈液供給に進む
。希釈液供給では、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
４１）　、タイマＤＴ（プログラムタイマ）をセットし
て（４２）そのタイムオーバを待ち（４３）、タイムオ
ーバすると電磁開閉弁１４を閉（３４Ｓ＝０）に戻しく
４４）タイマＬＴ（プログラムタイマ）をオンとしく４
５）そのタイムオーバを待つ（４６）。

なお、ＤＴは所定量の希釈液を供給する時間、ＬＴは供
給した希釈液が第１ａ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ＬＴ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９図）を実行してから第１０ａ図のイン
ク圧等調整に戻る。

検出インク圧Ｐが上限閾値Ｐｉ未満であったときには、
インク粘度が適正範囲内にあり、希釈液供給が不要であ
るので、ポンプドライバ２１に演算したＰｖｄを出力セ
ット（更新）　しく３９）、Ｔｓタイマをセットしく４
０）、そのタイムオーバを待ち（５３）、タイムオーバ
すると第９図の位相検索（９）に進み、それを終えてか
らまたインク粘度調整に戻る。なお、Ｔ３はポンプ付勢
パルス幅を変更してから、それによって定まる圧力にへ
ラド５のインク圧が安定するまでの時間である。

Ｖｐｄ＝Ｖｐｄ−ΔｖＰｄで演算する（４７）とＶｐｄ
をＰ　ｗｔ、ｓと比較する（５６）、ｖｐｄがＰ　ｖｔ
ｓ以下であると付勢パルス幅が所定範囲内にあるのでポ
ンプドライバ２１に演算したＰｖｄを出力セット（更新
）Ｌ　（３９）、Ｔ３タイマをセットしく４０）、その
タイムオーバを待ち（５３）、タイムオーバすると第９
図の位相検索（９）に進み、それを終えてからまたイン
ク粘度調整に戻る。

Ｖｐｄ＝Ｖｐｄ−Δｖｐｃｉテ演算しＶｐｄをＰ　ｖｔ
、ｓと比較した結果（５６）、ＶｐｄがＰ　ｖｔｓ未満
であったときには、付勢パルス幅が所定範囲を短側に外
れるので、設定速度Ｃｓをもたらすインク噴射はできな
いので、設定速度Ｃｓを１ステップ低い値に更新しく４
９）する。これにより目標飛翔速度が１ステップ高く設
定される（時間ではｌステップ短く設定される）。次に
Ｔ３タイマをセットしく５０）、タイムオーバを待ち（
５１）、タイムオーバすると第９図の位相検索（９）に
進み、それを終了すると再度インク圧等のｗＲ’ｓに戻
る。

以上に説明したインク圧等調整の内のインク圧調整によ
り、第１回のインク圧：ＩＲｍのときには、ポンプドラ
イバ２ＩにはＶｐｄとして標準データ（１３ｍｓｅｃ相
当のカウント値）を与えるが、その後は、インク速度検
出に基づいて演算した新データをＶｐｄとして与える。

偏差Ｃｃが大きいと補正値ΔＶｐｄが大きいので、上述
のインク圧調整を繰り返す内に、始め程偏差Ｃｃが大き
いが後になる程偏党が幾何級数的に小さくなり、極微小
誤差範囲内に急速に収束する。したがってインク圧調整
を開始してから終了するまでの時間が短くなり、また、
終了したときの収束誤差Ｃｃは極く小さいものとしうる
。しかして、インク圧等調整に入ってからインク圧を参
照して、インク圧がインク温度で定まる所定上限を外れ
るとインクに希釈液が供給されインク粘度が下げられ、
これによりインク粘度がインク圧調整で所要のインク速
度をもたらし得るものに低下する。

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３１は、アンドゲートＡｌｌをオ
フのままとし、タイミングパルス発生器２０をリセット
（Ｒ２７＝Ｌ）のままとする。これにより、ゲート回路
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
ドゲートＡＯ〜Ａ９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が与えられる。荷電コード発生
器２２ｄは、リセット信号を受けると、カウント値をク
リアして雲からのカウントアツプを開始する。カウント
パルスは、パルス発生器１９が出力するｔｏｏ　Ｋ　Ｈ
ｚのパルスである。カウントコードは、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〜Ａ
９に出力され、これが、データセレクタ２２ｃの出力Ｃ
ＨＰ（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である間にアンドゲートＡＯ
〜Ａ９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５Ｐ
（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されるもの）
のＨパルス区間を略中央とし、た、該Ｈ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
２２ｄ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、インク飛翔速度が
設定目標値Ｃｓになるようにポンプ通電パルス幅が制御
され、インク圧がインク温度で定まる上限値以上になる
ときにはインクに希釈液が供給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かつインクの飛翔
速度を目標値に一定して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。

インク粒子の飛翔速度と目標値との偏差に対応してポン
プの付勢パラメータを変更するので、インク飛翔速度の
調整は幾何級数的に行なわれ、目標値に設定するまでの
時間が短い。

インク圧等の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、共に簡単となる。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ｌＯ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
ク回収路が所定位置（フィルタ１１）で機器アースさ九
でいるので、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１の通電パルス幅制御で飛翔速度が一定であり、
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、インクの粒子１ヒが安定し印写品質が安定する
。

次に本発明の他の実施例を説明する。

上記実施例では、インク温度に対応したインク圧上限値
Ｐｍを予めメモリに格納しておいて、検出インク温度に
対応付けられているものを該メモリより読み出して、検
出インク圧Ｐをこれと対比するようにしているが、イン
ク温度を定Ｑ制御するときには、このインク圧上限値を
１つの固定値としてメモリしておき、これに検出インク
圧Ｐを対比する。この場合には、第２図においてデータ
セレクタ４２および温度検出回路４１を省略し、圧力検
出回路４１の出力データをそのまま印写制御装置２９に
与える。また、インク噴射ヘッド５は、第１４［に示す
ようにヒータ４３を更に〃えるものとし、ヒータ４３と
温度センサ１８を第１５図に示す温度制御回路４４に接
続する。

温度制御回路４４は、温度センサ１８の電圧を増幅し、
これを比較器で設定温度対応の電圧と比較し、検出温度
が設定温度より低いとトランジスタ４４ｃをオフに、ト
ランジスタ４４ｄをオンにしてヒータ４３に通電する。

検出温度が設定温度以上になると、トランジスタ４４ｅ
をオンに、トランジスタ４４ｄをオフにしてヒータ４３
の通電を断つ。

上記実施例では、インク粒子の飛行速度を検出してこれ
を設定値と比較して、インク粒子の飛行速度が設定値に
なるようにインク圧を％ＩＪ御するが。

公知の偏向Ｅｋ検出手段を備えて、インク粒子の偏向量
を検出し、これが設定値となるようにインク圧を制御す
る構成にしてもよい。偏向量の検出と、偏向量を設定値
とするインク圧制御の技術は、公知であるので、ここで
の詳細な説明は省略する。

第１６ａ図及び第１６ｂ図に、圧力検出装置２の変形例
を示す。この実施例においては、ダイアフラム５１上に
市原の歪ゲージ７０．７１が固着しである。一方の歪ゲ
ージ７１はダイアフラム５１の中央近傍に配置してあり
、他方の歪ゲージ７０はそれよりも外側に配置しである
。これらの歪ゲージ７０．７１は、第１６ｃ図に示すよ
うに、樹脂フィルムベース７０ａ上に抵抗体パターン７
０ｂを接着し該パターン７０ｂの両端からリード線７０
ｃを引き出した構成になっている。従って、歪ゲージを
接着したダイアフラムが変形すると、その程度に応じて
、低抗体パターンの抵抗値が変化する。これら２つの歪
ゲージ７０．７１は、図示しないが、圧力検出回路を構
成するホイートストンブリッジの４つの抵抗素子のうち
の２つに割り当てである。従って、ダイアフラムの変形
、即ちインク圧力に応じた電気信号が圧力検出回路から
得られる。

■効果 以上の通り本発明によれば、インク粘度検出のための機
械要素を格別に付加することなく、インク粘度の合理的
な検出およびインク粘度調整が行なわれる。したがって
、インクの粒子化が安定し印写品質が安定した適正偏向
量の記録が可能である。上記実施例のように圧力検出装
置のインク室をアキュムレータと共用することにより、
装置が小型になる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は、本発明の一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１ｂ図は第１ａ図に示す圧力検出装置２の縦断面拡大
図、第１ｃ図は圧力検出装置２の部材５９を外した状態
を示す拡大平面図である。 第１ｄ図は、第１ａ図に示すインク噴射ヘッド５の縦断
面図である。 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３ａ図および第３ｂ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３ａ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ムチャートで゛ある。 第６図は、第３ａ図に示すタイミングパルス発生器２０
の人、出力信号を示すタイムチャートである。 第７ａ図および第７ｂ図はポンプ１の動作特性を説明す
るためのタイムチャートである。 第８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９図は、第２図に示すマ、イク口プロセッサ３１の制
御動作概要を示すフローチャートである。 第１０ａ図および第１０ｂ図は、第２図に示すマイクロ
プロセッサ３１の、インク圧等調整制御動作を示すフロ
ーチャート、第１１図はインク圧等の調整における割込
処理を示すフローチャートである。 第１２　ａ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１２ｂ図はインク粘度とインクの飛
翔速度との関係を示すグラフ、第１２ｃ図はインク温度
とインク粘度との関係を示すグラフ、第１２ｄ図はイン
ク飛翔速度を一定とするインク粘度に対するポンプ通電
パルス幅の関係を示すグラフ、第１２ｅ図はインク中の
水分の蒸発率と、インク飛行速度を所定にするに必要な
インク圧との関係を示すグラフである。 第１３図は、インク温度を一定にしたときの、装置周囲
温度とインク飛行速度を所定にするに必要なインク圧と
の関係を示すグラフである。 第１４図は、本発明の他の実施例で使用するインク噴射
ヘッドの縦断面図、第１５図はこの実施例で用いられる
インク温度制御回路を示す電気回路図である。 第１６ａ図及び第１６ｂ図は、圧力検出装置の変形例を
示す縦断面図、及び部材５９を外した状態の平面図、第
１６ｃ図は歪ゲージ７０を示す拡大平面図である。 ２：圧力検出装置　　　　３．１１：フィルタ４：＠磁
切換弁　　　　　５：インク噴射ヘッド６：荷ＴＩ！電
極　　　　　　７：偏向ｆｆｌ極８：記録紙　　　　　
　　９：導電性ガター１０＝シールド線　　　１３：イ
ンク槽１４：電磁開閉弁　　　１５：カートリッジ１６
．１７：インク残量検出用のＷｌ極１８：サーミスタ ２９：印写制御装置ｆ！（インク圧および濃度制御手段
）４１：圧力検出回路 ５０：インク室　　　　５１：ダイアフラム５２：Ｐ型
シリコンの結晶基板 ５３：保護膜　　　　　５４〜５７：？＄を極５８．５
９：ケーシング ６２．６３，６４，６５：端子 ７０：歪ゲージ

Claims (5)

【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
   す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：偏向電極に偏向電圧を印加する偏向
   電圧発生手段：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： 前記加圧ポンプからインク噴射ノズルに至るまでのイン
   ク流路のインクを受けるインク室、該インク室の１壁面
   を構成するダイアフラム、及び該ダイアフラムのインク
   と接する面の反対側の面に装着された歪検知手段、を備
   える圧力検出装置：および、 圧力検出装置の高圧力検出にもとづきインク圧を下げる
   制御を行なう制御手段： を備える偏向制御インクジェット記録装置。
2. （２）前記インク室は、その入口及び出口に対向するイ
   ンク流路よりも断面積が大きく、その内部を通るインク
   の圧力の脈動を吸収するアキュームレータとして機能す
   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）制御手段は、圧力検出装置が高圧力を検出したと
   き希釈液供給手段を付勢してインク希釈液収納容器の希
   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
   インク濃度制御手段であ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。
4. （４）歪検知手段は、半導体からなるピエゾ抵抗体であ
   る、前記特許請求の範囲第（１）項、第（２）項又は第
   （３）項記載の偏向制御インクジェット記録装置。
5. （５）歪検知手段は、銅ニッケル合金からなる歪抵抗体
   である、前記特許請求の範囲第（１）項、第（２）項又
   は第（３）項記載の偏向制御インクジェット記録装置。