JPH03178451A - インクジェットプリンター - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ノズルから噴射されたインク粒子を偏向電場
内を介して記録紙に付着させ、これにより記録紙上に画
像を形成するようにしたインクジェットプリンターに関
し、特に、再現する画像画素の階調にかかわらずにイン
ク粒子を正確な位置に付着させ得るようにしたインクジ
ェットプリンターに関する。

従来の技術 従来のインクジェットプリンターにおいては、ノズルか
らインク粒子を連続的に高速で噴射し、この噴射された
インク粒子を帯電電極によって帯電、あるいは非帯電と
することで記録紙上に到達させるインク粒子と到達させ
ないインク粒子とを選択的に設定している。

ところで、画像を多階調で表現しようとすると、その画
像を構成する１画素毎に記録紙上に付着させるインク粒
子の数を制御する必要がある。この制御が噴射したイン
ク粒子の運動に同期して行なわれないと正確な階調表現
が困難であることから、従来では、例えば特開昭６２−
２２５３６３号公報に開示されているように、前記帯電
電極に与える帯電及び非帯電の信号を１インク粒子単位
で制御している。

このような従来のインクジェットプリンタのうち、第７
図に示すように１画素当り３０インク粒子が割り当てら
れ、最大１６階調で階調表現ができるものにおいて階調
○を表現する場合には、帯電電極によって３０インク粒
子全てを帯電させ、記録紙に対して１つのインク粒子も
付着しないようにする。また、階調１を表現する場合に
は、帯電電極によって３０インク粒子のうちの１つのイ
ンク粒子のみを非帯電とし、その非帯電とされた１つの
インク粒子のみを記録紙上に付着させる。

また、階調２以上の場合には、３０インク粒子のうちの
階調分に相当するインク粒子を連続的に非帯電とし、そ
の非帯電とされたインク粒子を記録紙上に付着させる。

このようにして多階調の画像を表現している。尚、以上
には１つのノズルについて説明しであるが、カラー画像
を再現するインクジェットプリンターの場合には、シア
ン、マゼンタ、イエローのインクを噴射する３つのノズ
ルあるいはこれらのノズルにブラックのイン汐を噴射す
るノズルを加えた４つのノズルのそれぞれがそれぞれの
色の階調に応じて前記したようにインク粒子の帯電、非
帯電を制御している。

発明が解決しようとする課題 ところが、従来のインクジェットプリンターでは、階調
の表現をする際に非帯電とするインク粒子は連続的であ
ることから、例えば階調１を表現する場合のインク粒子
の飛翔状態と階調２を表現する場合のインク粒子の飛翔
状態とが異なり、このインク粒子の記録紙への付着位置
が階調によってまちまちになるという問題がある。

具体的には、例えば従来のインクジェットプリンターに
おいて階調２を表現する場合、第８図（Ａ）に示すよう
にノズル１０から連続的に粒子化されて噴射されるイン
ク粒子■のうちの隣り合う２つのインク粒子’ｉｏ＋１
２０のみを非帯電とし、このインク粒子を記録紙上に付
着するようにしているので、この非帯電のインク粒子Ｉ
ＬＯ＋１２０の受ける空気抵抗などの力学的条件の相違
により、第８図（Ｂ）に示すようにこれらのインク粒子
Ｉ　’ｒｏ＋　　Ｉ　２Ｌｌが記録紙上に付着する途中
で合体して大きな１つのインク粒子となり、以前に増し
て空気抵抗が大きくなって飛翔スピードが落ち、結果と
してインク粒子１１０＋Ｉ２０の付着位置が理想の位置
よりもずれることになる。

このようにインクの付着位置がずれると、画質を損なう
ことになり、特にカラーの場合には、それぞれの色のイ
ンク粒子の付着位置が同一位置とならないので、画質の
劣化に加えて色ずれの原因にもなるという問題がある。

本発明は、上記したような従来の問題点を解消するため
に威されたものであり、ある階調を表現する場合に、イ
ンク粒子を粒子単位に間欠的に飛翔させるようにしたイ
ンクジェットプリンターの提供を目的とする。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明は、記録部と、当該記
録部に向けてインク粒子を噴射するノズルとの間に、当
該ノズルに対して直角方向の偏向電場を形成する偏向電
極を設け、前記ノズルから噴射するインク粒子を帯電さ
せる帯電電極を有し、前記記録部に位置する記録紙に所
定のインク粒子を付着させて画像を形成するようにした
インクジェットプリンターにおいて、前記帯電電極に信
号を送り、前記ノズルから連続的に噴射するインク粒子
を、粒子単位かつ間欠的に前記記録紙に到達する粒子と
到達しない粒子とに設定する帯電信号発生手段を有する
ことを特徴とするものである。

作用 以上のように構成された本発明のインクジェットプリン
ターは次のように動作する。

ある階調を表現する信号が帯電信号発生手段に出力され
ると、帯電信号発生手段は帯電電極に対してインク粒子
を間欠的に飛翔させて記録紙上に到達させるような帯電
信号を出力する。

したがって、記録紙上に飛翔するインク粒子は間欠的と
なり、それぞれのインク粒子の受ける力学的な条件はほ
ぼ同一となるので、インク粒子は階調の如何ににかかわ
らず記録紙の所望の位置に付着させることができるよう
になる。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図（Ａ）は、本発明に係るインクジェットプリンタ
ーの正面図、第１図（Ｂ）は、同インクジェットプリン
ターの平面図、第２図は、インクジェットプリンターの
プリント時におけるインク粒子の飛翔の様子を示した図
、である。

記録紙２０を支持して回転し得るようになったドラム２
１に隣接してプリントヘッド台２２がドラム２１の回転
中心軸と平行な方向に往復動自在に設置されている。図
示するプリンターは記録紙２０に対してカラー画像を形
成するものであるので、第１図（Ｂ）に示すように、プ
リントヘッド台２２に固定された支持部材２３には、４
つのノズル１０ａ〜１０ｄが装着されている。ノズル１
０ａはイエロー、ノズル１０ｂはマゼンタ、ノズル１０
ｃはシアン、ノズル１０ｄはブラックの色のインク粒子
を噴射するようになっており、それぞれのノズル１０ａ
〜１０ｄには図示しないインクポンプにホース２４ａ〜
２４ｄを介して接続されている。これらそれぞれのノズ
ル１０ａ〜１０ｄは、記録紙２０に対して上下方向の副
走査方向と左右方向の主走査方向との二次元方向に首振
り移動自在に、支持部材２３に取り付けられており、そ
れぞれのノズル１０ａ〜１０ｄを上下方向に移動させる
ために支持部材２３には上下方向調整ねじ３０が設けら
れている。また、ノズル１０ａ〜１０ｄを左右方向に移
動するために、左右方向調整ねじ３１が支持部材２３に
取り付けられている。

各ノズル１０ａ〜１０ｄから飛翔したインク粒子の記録
紙２０上の付着位置はこれらのねじ３０゜３１によって
正確に調整される。これらのノズル１０ａ〜１０ｄには
、ノズルから噴射されるインクが安定して粒子化される
ように発振器に接続された振動子が取り付けられている
。

プリントヘッド台２２には、ノズルとドラム２１との間
に位置させて接地電極２５が取り付けられており、さら
にこの接地電極２５とにより偏向電場を形成するための
偏向電極２６が取り付けられている。この偏向電極２６
には、第２図に示すように電源３２によってこの偏向電
極２６が十の電位となるように電圧が印加されている。

それぞれのノズル１０ａ〜１０ｄ内にはインク通過用の
図示しない孔を有する帯電電極２７が内蔵されており、
後述する制御回路４０からの信号を帯電電極２７に供給
することによって、ノズル１０ａ〜１０ｄから噴射され
るインク粒子は選択的に帯電されることになる。第２図
に示すように、帯電されたインク粒子は偏向電場内で接
地電極２５に向けて下方に偏向され、多孔質となった接
地電極２５内を通過して外部に排出されることになる。

−方、帯電されていないインク粒子は、偏向電場の影響
を受けずにそのままドラム２１に向けて飛翔し、記録部
に位置する記録紙１０に到達することになる。このよう
にして、記録紙１０には所定の画像が形成されることに
なる。尚、帯電電極２６のドラム２１側には、帯電され
たインク粒子を外部に確実に排出するためのガター２８
が設けられている。

第３図は、帯電電極２７に対して帯電信号を出力する制
御回路４０のブロック図であり、第４図は、第３図に示
した帯電信号生成回路の一例を示す図である。

制御回路４０は、第３図に示すように画像データをライ
ンバッファに転送するＣＰＵ４１と、外部のホストコン
ピュータとプリンターとの相互間において画像データ等
のデータを入出力する外部インターフェース４２と、Ｃ
ＰＵ４１から出力された画像データを一時記憶する出力
ラインバッファ４３と、この出力ラインバッファ４３か
ら出力された画像データに基づいて帯電電極２７に印加
する帯電パルス信号を生成する帯電信号生成回路４４と
、この帯電信号生成回路４４から出力された帯電パルス
信号に基づいて帯電電極２７に対してスイッチング信号
を出力する高圧スイッチング回路４５とからなる。

ＣＰＵ４１は、外部インターフェース４２を介して入力
された画像データを出力ラインバッファ回路４３に転送
し、この出力ラインバッファ回路４３からドラム２１の
回転位置に同期して画像データが帯電信号生成回路４４
に出力され、この画像データが帯電信号生成回路４４に
よって帯電パルス信号に変換され、高圧スイッチング回
路４５によって帯電電極２７に帯電信号が付与される。

また、前記した帯電信号生成回路の一例は第４図に示す
ように構成されている。

入力された画像データから対応する帯電パルス信号に変
換するデータテーブルが内蔵されたＲＯＭ　５０には、
出力ラインバッファ回路４３から出力される４ビツトの
画像データをラッチするデータラッチ回路５１と、イン
ク粒子の生成タイミングと同期した図示しないクロック
パルス発生器からのクロック信号によってアドレスを生
成するアドレス生成回路５２とが接続され、ＲＯＭ５０
に前記４ビツトの画像データが人力されると、ＲＯＭ　
５０はこの画像データに含まれている階調に基づいて、
その画像データをその階調を表現するために飛翔させる
インク粒子の飛翔パターンに対応したシリアルデータに
変換する。また、ＲＯＭ５０には、フリップフロップ５
３が接続され、このフリップフロップ５３によってＲＯ
Ｍ５０から出力されたシリアルデータに基づいて帯電パ
ルス信号が高圧スイッチング回路４５に出力され、イン
ク粒子の帯電、非帯電が制御される。

以上のように構成された本発明のインクジェットプリン
ターは次のように動作することになる。

まずプリントの指令が成され、図示しない自動給紙機構
によってドラム２１に記録紙２０が巻き付けられると、
ドラム２１が高速で回転する。これと同時にインクポン
プが作動し、インクが高圧で各ノズルから吐出される。

ドラムの回転とインクの吐出が安定したら、ＣＰＵ４１
は外部インターフェース４２から入力した画像データの
うちの１ライン分の画像データを出力ラインバッファ回
路４３に転送する。この転送が終了したら、ドラム２１
の回転位置を検出するエンコーダの信号を出力ラインバ
ッファ回路４３に入力すると、１ライン分の画像データ
が帯電信号生成回路４４へ出力される。アドレス生成回
路に入力されるドツトクロックの立ち上がりによって生
成される５ビツトのアドレスとそれに応じたデータラッ
チ回路５１からの４ビツトの画像データがＲＯＭ５０に
入力される。そしてＲＯＭ　５０からのデータはフリッ
プフロップ５３により、ドツトクロックの立ち下がりに
応じて、高圧スイッチング回路４５へ出力される。この
ようにして高圧スイッチング回路４５から帯電電極２７
に対して１インク粒子ごとに帯電、非帯電を制御し得る
帯電信号が出力される。

例えば、１画素に対して３０インク粒子が割り当てられ
、これによって１６階調を表現するものにおいて、デー
タラッチ回路５１にラッチされたデータが階調０のデー
タである場合には、第５図に示すようにＲＯＭ５０から
は常に信号が出力され、これによって高圧スイッチング
回路４５から帯電信号が帯電電極２７に印加され、ノズ
ルから噴射された１画素分のインク粒子の全てがガター
２８に捕捉されることになる。また、階調１の場合には
、アドレス生成回路５２に人力されるクロックに同期し
てＲＯＭ５０からは第５図に示すような信号が出力され
、これに伴ってフリップフロップ５３が動作し、このフ
リップフロップ５３から出力される信号に基づいて高圧
スイッチング回路４５から帯電電極２７に第５図に示す
ような帯電信号を出力する。すなわち、３０インク粒子
のうちの第１番目のインク粒子のみが非帯電とされてこ
のインク粒子のみが記録紙２０に付着することになり、
残りの２９インク粒子は帯電されて偏向されガター２８
で捕捉されることになる。また、階調２の場合には、３
０インク粒子のうちの第１番目のインク粒子と第１６番
目のインク粒子の２つのインク粒子が非帯電とされてこ
の２つのインク粒子が記録紙２０に付着することになる
。この場合、１画素を形成するために飛翔する２つのイ
ンク粒子は相互に間隔をおいて飛翔することになるから
、飛翔するそれぞれのインク粒子が受ける力学的な条件
をほぼ同一とすることができ、これらのインク粒子は記
録紙上の同一位置に付着することになる。そしてまた、
階調３の場合には最初に飛翔したインク粒子から９イン
ク粒子おきに、階調５の場合には、同様に５インク粒子
おきにそれぞれのインク粒子を非帯電とする。第６図（
Ａ）、　　（Ｂ）には連続噴射させているインク粒子に
よって階調５の画素を形成するときのインク粒子の飛翔
状態が示しであるが、このように、各インクは階調毎に
異なる間隔をもって飛翔することになる。さらに、階調
１４及び階調１５の場合も第５図に示すようにそれぞれ
のインク粒子の帯電、非帯電が制御され、どのような階
調においてもそれぞれのインク粒子が連なって飛翔しな
いように、換言すれば間欠的に飛翔するようにしている
。

このように、以上に例示した実施例においては、１画素
を３０個のインク粒子で形成するようにし、また、階調
も最大１６階調が表現できるインクジェットプリンタに
ついて例示したが、これ以外のものであっても本発明が
適用可能であるのはもちろんである。

また、本実施例においては、ある階調を表現する場合に
、一画素を構成するインク粒子のうち非帯電とするイン
ク粒子を、階調数に応じて等間隔となるようにしたが、
それぞれ分散して飛翔するインク粒子が飛翔時に同一の
力学的な条件となるのであれば、このような等間隔とす
るものの他に例えば、階調数にかかわらずに１つおきに
非帯電とするような態様であっても良い。

さらに、実施例中に記載した帯電信号生成回路は、本発
明の目的を達成するような信号を出力し得るものであれ
ば、ＲＯＭで構成する以外に、例えばハードウェアのみ
によって構成したものであってもよいのはもちろんであ
る。

発明の効果 以上のように、本発明のインクジェットプリンターにお
いては、ある階調を表現する場合に、インク粒子を粒子
単位に間欠的に飛翔させるようにしたので、飛翔するイ
ンク粒子の力学的な条件がそれぞれ同一となり、階調に
かかわらずにインク粒子の記録紙上での付着位置を同一
とすることができるので、画質を良好なものとすること
ができ、カラーの場合には色ずれがなくなり、安定した
色再現性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は、本発明に係るインクジェットプリンタ
ーの正面図、 第１図（Ｂ）は、同インクジェットプリンターの平面図
、 第２図は、インクジェットプリンターのプリント時にお
けるインク粒子の飛翔の様子を示した図、第３図は、帯
電電極に対して帯電信号を出力する制御回路のブロック
図であり、 第４図は、第３図に示した帯電信号生成回路の一例を示
す図、 第５図は、ある階調を表現する場合に帯電信号生成回路
から出力される帯電信号を時系列的に示した図、 第６図（Ａ）、　　（Ｂ）は階調５の画素を再現する場
合のインク粒子の飛翔状態のある瞬間を捕えた図、 第７図は、従来のインクジェットプリンターでそれぞれ
の階調を表現する場合に出力される帯電信号を時系列的
に示した図、 第８図は、従来のインクジェットプリンターである階調
を表現する場合のインク粒子の飛翔状態のある瞬間を捕
えた図である。 １０ａ〜１０ｄ・・・ノズル、 ２０・・・記録紙、　　２１・・・ドラム（記録部）２
５・・・接地電極、　　２６・・・偏向電極、２７・・
・帯電電極（帯電信号発生手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 記録部に向けてインク粒子を連続的に噴射するノズルと
   、該ノズルと記録部との間に設けられ、該ノズルに対し
   て直角方向の偏向電場を形成する偏向電極と、前記ノズ
   ルから噴射するインク粒子を帯電させる帯電電極とを有
   し、前記記録部に位置する記録紙に所定のインク粒子を
   付着させて画像を形成するようにしたインクジェットプ
   リンターにおいて、 前記ノズルから連続的に噴射するインク粒子を、粒子単
   位かつ間欠的に前記記録紙に到達する粒子と到達しない
   粒子とに設定するように前記帯電電極に信号を送る帯電
   信号発生手段を有することを特徴とするインクジェット
   プリンター。