JPS6321625B2

JPS6321625B2 -

Info

Publication number: JPS6321625B2
Application number: JP1891780A
Authority: JP
Inventors: Isokazu Furukawa
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1980-02-18
Filing date: 1980-02-18
Publication date: 1988-05-09
Also published as: JPS56115275A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、インク噴射口より加圧インクを噴射
し、噴射インクには、それがインク噴射口を出る
前又は出るときに、一定周期の振動を乗せ、この
振動により噴射インクを所定距離進行した位置で
インク粒子に分離させ、しかもインク粒子に分離
する時点に、画信号に応じて、印写位置に対応付
けられた荷電電界を作用させて段階的に荷電レベ
ルが異なる荷電インク粒子を形成し、これらを偏
向電界で偏向させる偏向制御インクジエツト記録
に関し、特に、インク噴射口を複数個所定ピツチ
で配列してそれぞれのインク噴射口より噴射され
るインクで所定幅を分割記録するマルチノズル偏
向制御インクジエツト記録に関する。

この種のインクジエツト記録に用いられる１つ
の装置構成を第１図に示す。第１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１２a_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、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１３
a_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。一例においては、インク噴射口１
４a_iは42個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。ノズルプレート１４の前方に荷電
電極板２０が配置され、その前方にシールド板３
０を介して荷電検出電極板４０が配置され、更に
シールド板５０を置いてから偏向電極ユニツト６
０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３
０および５０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２
０と４０には、これらの開口の内面にプリント電
極２０a_jおよび４０a_j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。偏向電極ユニツト６０の偏
向電極板６０aの表面および裏面には、偏向電
極がそれぞれ蒸着されており、それらはそれぞれ
導体ワイヤ６１および６２に接続されている。

第１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において捕獲片７０aが立てられている。

荷電電極２０a_j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個の粒子のそれぞれに対応付けて荷電電極２０
a_j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。記録紙はＸ−Ｘ方向と直交する方
向に、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
紙が送られるので、記録紙上には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。

同様なインクジエツト記録をおこなう記録ヘツ
ドの他のものに、第２図に示す如く、円筒状電歪
振動子１５a_iの一端を保持体１３に固着したもの
がある。これにおいては、加圧インクにはそれが
電歪振動子１５a_iの内部を通つている間に一定周
波数の圧力振動が加えられる。

また、たとえば第２図に示す如き電歪振動子１
５a_iを保持体１３より分離してそれらをパイプで
接続し、振動子１５a_iのそれぞれを位置および傾
斜の調整をしうる台に乗せたインクジエツト記録
装置もある。

更にこれらの他に、ノズルを１個のみ備えるイ
ンクジエツトヘツドを走査駆動するものや、偏向
をガター捕獲又は印写記録の１ステツプとする２
値偏向方式のものもある。

これらのインクジエツト記録における問題点の
１つに荷電電極，荷電検出電極等の汚れがある。
以下これを説明すると、この種のインクジエツト
記録では規則的に分離するインク粒子に安定に荷
電をおこなう必要があるが、温度によるインク粘
性の変化およびインク圧力の変化等でインク粒子
にするタイミングがずれて荷電が十分におこなわ
れなくなるため、インク粒子が正常に荷電してい
るか否かを荷電検出電極４０a_kの静電誘導電圧で
検出し、荷電していない場合は荷電電極２０a_jに
印加する荷電電圧パルスの位相を、荷電を検出す
るまでずらす。ノズルプレート１４（又は１４
a_j）から記録紙までの距離すなわちインク滴の飛
翔距離は風の影響や荷電されたインク滴相互間の
クーロン力による偏向歪を軽減するため、出来る
だけ短距離にし、荷電電極，荷電極出電極および
偏向電極等の、インク粒子飛翔行路に配置するも
のをコンパクトにし、一体化することがおこなわ
れている。したがつて、インク粒子が荷電電極や
荷電検出電極あるいはそれらの間のシールド電極
に付着することがある。このとき、インクが導電
性であるので、極端な場合には荷電電極と荷電検
出電極とが短絡状態となり、荷電がおこなわれな
くなる。シールド電極や荷電電極および荷電検出
電極に絶縁被覆を施こすこともあるが、このよう
にしても、付着したインクを介して電極間が容量
結合状態となり、荷電電圧パルスを荷電電極に印
加したとき荷電検出電極に電圧が誘起される。こ
のように荷電検出電極に電圧が誘起されると荷電
検出を誤つて、非荷電状態においても荷電と判断
する誤りを犯す。また、荷電検出回路には高増幅
率の増幅器が接続されているため、荷電電圧が長
時間繰り返して印加されると、回路素子が劣化も
しくは破壊する。

そこで従来においては、フオトセンサーで汚れ
を検出したり（たとえば特開昭51−118917号公
報）、電極間のリーク電流を増幅したり、あるい
は、荷電電極と検出電極の位置関係を変えて両者
間を離してなおかつ検出電極に電圧が誘起される
か否か等を見て、電極の汚れを検出することが提
案されている。しかしながら、第１者では、電極
の近傍に具備する光学的検出装置が、測定対象電
極の構造がある程度以上に大きくないと実装する
ことが不可能で、この点から偏向電極に適用する
ことはできるが、偏向電極に比較して極めて小形
である荷電電極や荷電量検出電極には実装が困難
である。第２者のリーク電流を検出する方法に於
ても、その電流が微弱な場合は検出不可能であ
り、この点からも電極間電圧が高圧である偏向電
極等には用いられるが、荷電及び検出電極等の比
較的低電圧、又は電圧を印加せず、むしろ、これ
に誘起する電位を利用する様な荷電検出電極に於
ては適用出来ない。更に第３者の機構を作動させ
るものは、電極位置決め構造が複雑となり信頼性
が低下するのみならず汚れ検出に時間がかかる。

本発明は、コンパクトな電極配列、特に一体集
積した電極配列において確実に、しかも迅速に電
極の汚れを検出する方法を提供することを第１の
目的とし、かつ汚れ検出のために付加する要素が
少なくて済む汚れ検出方法を提供することを目的
とする。

インクジエツトヘツドに一定圧の加圧インクを
供給するとき、ノズルプレートから、噴射インク
が粒子化する点までの距離すなわちインク柱の長
さは、加圧インクに印加する圧力振動により変化
する。今、第２図に示す如く円筒状の電歪振動子
１５a_iで圧力振動を与える場合、振動圧に対応す
る励振電圧（１５a_iに印加する脈流電圧のピーク
値）V_pに対応する、インク柱の長さ_bは第３ａ
図に示す関係があり、また_bに対してインク粒
子の荷電量は第３ｂ図に示す変化を示す。すなわ
ち、励振電圧を低くしてインク柱の長さ_bを長
くし、インク柱の先端が荷電電極を抜けてその後
端より記録紙側に延びると、荷電電極に荷電電圧
を印加しても、インク粒子は実質上荷電しなくな
る。そこで本発明においては、汚れを検出しよう
とするときには、振動圧を荷電範囲外に設定して
荷電電極に電圧、好ましくは荷電電圧よりも低い
パルス電圧を印加して荷電検出電極の電位又は電
位変化を見る。電極が汚れている場合にはこのと
き、荷電検出電極に荷電電極よりリークした電位
又は静電結合で誘起した電位変化が現われ、電極
が汚れていないときには、これらはほとんど現わ
れない。したがつて、荷電検出電極の電位を監視
することにより、電極の汚れが分かる。以下、図
面を参照して本発明の実施例を説明する。

第４図に本発明を実施する印写制御装置の構成
を示す。この印写制御装置において、電歪振動子
１２a_i又は１５a_iを励振付勢する励振電圧発生器
８０は、中央制御装置１００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CK１
の８個につき１個のインク粒子が生成される。サ
イン波発生器の出力端にMOS FET ８０ａが
接続されており、このFET８０ａは、汚れ検出
時に中央制御装置１００の出力信号で導通とされ
る。FET８０ａが導通している間は、サイン波
発生器の出力が遮断されるため、励振電圧発生器
８０の出力は一定電圧（アースレベル）となり、
電歪振動子１２a_iの励振が実質上停止し、ノズル
１４a_iより噴射するインクのインク柱の長さ_b
が延びてインク柱の先端が荷電電極２０a_jを抜け
てその後端よりも後側（記録紙側）に位置し、粒
子に分離するインクは実質上荷電されない。クロ
ツクパルスCK１は位相設定回路９０のカウンタ
９０ａに印加される。カウンタ９０ａ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９０ａの出力コードはデコー
ダ９０ｂに印加される。したがつてデコーダ９０
ｂは、カウンタ９０ａ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
９０ｂ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OG
１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AG
１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９０ｂの出力０〜７の１つ）が出力オ
アゲートOR１を介して、後述する荷電信号発生
器１１０に印加される。第１グループのアンドゲ
ートAG１のいずれをオンとするかは、デコーダ
９０ｃの出力で定まる。デコーダ９０ｃにはカウ
ンタ９０ｄのカウントコードが与えられ、カウン
タ９０ｄのクリアおよびカウントアツプは中央制
御装置１００が制御する。

荷電信号発生器１１０は高圧増幅器（０〜
300V程度）１１０ａ，デジタル−アナログ変換
器１１０ｂおよび第３組のアンドゲートAG３で
構成されており、アンドゲートAG３には、位相
設定回路９０のオアゲートOR１の出力、すなわ
ち荷電タイミングパルスが印加され、また、中央
制御装置１００より荷電電圧レベルを示すコード
Sccが印加される。

荷電検出電極４０a_kには荷電検出回路１２０が
印加される。この回路１２０においては、Vr₁＜
Vr₂なる電圧Vr₁とVr₂が比較参照電圧とされてお
り、検出電圧とVr₁およびVr₂とをそれぞれ比較
し、検出電圧がVr₁を越えるとき出力Ｓ１が高レ
ベル「１」となり、検出電圧がVr₂を越えるとき
出力Ｓ２が高レベル「１」となる。

中央制御装置１００はマイクロコンピユータで
構成されており、その半導体読み出し専用メモリ
（以下ROMと称する）に、該装置１００に電源
が投入されると、まずその制御対象機器および回
路の電源を所定のシーケンスで投入し、次いで電
極の汚れを検出し、それを終えて汚れが無いと荷
電位相検索をし、位相検索を終了すると準備完了
を画信号送出側に知らせ、それよりの指令および
タイミング信号に同期して印写制御をおこない、
また画信号送出側より位相検索指令があるとそれ
に応答してまず電極の汚れ検出をし、汚れが判定
されると汚れ表示用の発光ダイオード１３０を点
灯付勢すると共にこれを画信号送出側に知らせ、
汚れがないと位相検索をおこない、その終了を画
信号送出側に知らせるという、各種のプログラム
データが固定メモリされ、またそれらの実行にお
いて参照する定数データが固定メモリされてい
る。

以下、中央制御装置１００がおこなう制御の数
例を説明すると、中央制御装置１００は、電極汚
れ検出のときには、まず励振電圧発生器８０の
FET８０ａをオンとし、次いで荷電信号発生器
１１０に与える荷電電圧レベルコードSccを、汚
れ検出用の低い値（一定値）を示すコードSccd
に固定する。そしてCK１のカウントを開始し、
所定時間の間荷電検出回路１２０の出力Ｓ１が
「１」になつたかを見る。Ｓ１が「１」になると、
ダイオード１３０を点灯付勢にラツチし、画信号
送出側に「電極汚れ」を示す信号を送り、ダイオ
ード１３０を点灯したまま他の、制御対象機器お
よび回路の電源を遮断する。所定時間の間Ｓ１が
「１」にならないと、装置１００は位相検索に移
る。

位相検索においては、カウンタ９０ｄをまずク
リアし、荷電電圧レベルを示すコードSccを、印
写記録時に印加する電圧（Vc₁〜Vc₄₀の40レベ
ル）の標準値（Vc₂₀又はVc₄₀等）に対応する値
に固定する。カウンタ９０ｄがクリアされたこと
により、デコーダ９０ｃ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、荷電信号発生器１１０に、デ
コーダ９０ｂの出力端０の位相検索パルスが印加
され、そのパルス幅の間荷電電極２０a_jに荷電電
圧が印加される。中央制御装置１００は、カウン
タ９０ｄをクリアしてから所定期間の間荷電検出
回路１２０の出力Ｓ２を見て、それが「荷電」を
表わす「１」にならないと、カウンタ９０ｄに１
パルスを与える。今度はデコーダ９０ｃの出力端
が「１」となり、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（９０ｂの出力端１の出力パルス）
がオアゲートOR１を通して荷電信号発生器１１
０に印加される。つまり、１１０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
して中央制御装置１００は同様に荷電検出回路１
２０の出力Ｓ２を見て、以下同様に回路１２０の
出力Ｓ２が「荷電」を表わす「１」となるまでカ
ウンタ９０ｃにパルスを与えてそれをカウントア
ツプさせる。回路１２０の出力Ｓ２が「荷電」を
表わす「１」となると、装置１００はカウンタ９
０ｄ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９
０ｄのカウント値が仮に２であるとすると、デコ
ーダ９０ｃ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AG
２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OG１のオ
アゲート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。

画信号送出側より画信号を受けて印写記録する
ときには、中央制御装置１００は、画信号送出側
よりのタイミング信号に同期して、１個のインク
粒子の生成毎にVc₁〜Vc₄₀を表わす荷電電圧コー
ドを順次に切換出力する。

以上の通り、本発明によれば、機構部に手を加
えることなく、容易に電極の汚れを検出すること
ができ、汚れ検出は電気回路の制御で迅速にかつ
正確におこなわれる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ、本発明を実施
するインクジエツト記録装置の一例を示す斜視図
であり、第３ａ図はこの種のインクジエツト記録
装置における、電歪振動子１２a_i，１５a_iの励振
電圧に対する、噴射インク柱の長さ（粒子化距
離）_bの関係を示すグラフ、第３ｂ図はインク
柱の長さ_bに対するインク粒子の荷電量の関係
を示すグラフである。第４図は本発明を実施する
装置構成の一例を示すブロツク図である。１０……インク噴射ヘツド、１１……流路部
材、１２……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_j…
…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_k……荷電検出電極、６０a……偏向電極
板、６１，６２……導電ワイヤ、７０……ガタ
ー、８０……励振電圧発生器、７０a……捕獲
片、９０……位相設定回路、１００……中央制御
装置、１１０……荷電信号発生器、１２０……荷
電検出回路、１３０……発光ダイオード。

Claims

【特許請求の範囲】１インク噴射口より加圧インクを噴射し、噴射
インクには圧力振動を乗せて噴射インクを規則的
にインク粒子に分離させ、インク粒子に分離する
時点において、前記インク噴射口の前方に配置さ
れた荷電電極によつて噴射インクに画信号に応じ
て選択的に印写位置に対応付けた荷電電界を作用
させて荷電インク粒子を形成し、荷電インク粒子
に偏向電界を作用させて荷電インク粒子を偏向さ
せる偏向制御インクジエツト記録装置の、前記圧
力振動の振動圧に対応する励振電圧を、前記イン
ク粒子が分離する位置、即ち粒子化距離_L、が
荷電電極が位置する範囲の外に存在するような値
に設定し、前記荷電電極に電圧を印加し、さらに
前記荷電電極の前方にシールド板を介して配置さ
れた荷電検出電極の電位で荷電電極と荷電検出電
極間がインク汚れでリークしたことを判定する、
電極の汚れ検出方法。２加圧インクに圧力振動を与える電歪振動子の
励振電圧を低くして圧力振動の振動圧に対応する
励振電圧を、前記インク粒子が分離する位置、即
ち粒子化距離_L、が荷電電極が位置する範囲の
外に存在するような値に設定する前記特許請求の
範囲第１項記載の、電極の汚れ検出方法。