JPH0360068B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明はインクジエツト記録装置におけるイン
ク滴の飛翔速度を検知する検知方法に関する。

(b) 技術の背景 現在、インクジエツト記録装置として各種の方
式が提案されており、一部の方式は既に実用化さ
れている。

このようなインクジエツト記録装置は、例えば
オンデマンド型のものでは、上位装置（例えばコ
ンピユータ）からの情報に応じ、一定速度で走行
するインクジエツトヘツドに設けた圧電素子（ピ
エゾ素子）を駆動して、インクジエツトの先端か
らインク滴を噴射させて、記録を行なう装置であ
る。

しかしながら、インクジエツトヘツド自身が一
定速度で走行しており、そのインクジエツトヘツ
ドよりインク滴を噴射させて記録を行なう方式で
あるから、噴射時のインク滴飛翔速度の違いが記
録画像の乱れとなつて表われる。第１図はそれを
図示したもので、同図ａはインク滴Ｄが均一な速
度で付着した場合の記録図、同図ｂはインク滴Ｄ
が異なる速度で付着した場合の記録図で、第１図
ｂの方が記録品質が低いことは明白である。図中
の矢印はヘツドの移動方向を示す。

このような問題は、オンデマンド型インクジエ
ツト記録装置のマルチノズルの場合に特に顕著に
現れ、駆動条件を同一にしても各々のノズルの状
態によつてインク粒子速度を異にし、これが記録
画像の乱れとなつて、記録品位の著しい低下の原
因をなしている。

従つて、高品位な記録画像を得るためには、各
ノズルのインク滴飛翔速度を均一にすることが大
切なことであり、そのためにはインクジエツト記
録装置の開発や試験に使用できて、且つ、個々の
インクジエツト記録装置に適応したピエゾ素子へ
の印加電圧やパルス幅を決定できて、更にはイン
クジエツト記録装置にも簡単に組み込みが可能な
インク滴飛翔速度検知方法が望ましい。

(c) 従来技術と問題点 ところで、従来、インク滴の飛翔速度を検知す
る手段としては、インク滴を一定時間間隔で噴射
させ、且つインク滴噴射時刻から一定時間遅らせ
てストロボを発光させ、この時のインク滴の状態
を顕微鏡などの光学装置を用いて、静止画像とし
て捕らえて観測している。この場合、インク滴噴
射時刻からストロボの発光までの遅延時間を変化
させることによつて、インク滴の静止画像の位置
が変化する。これにより、インク滴の飛翔速度を
次式で求めることができる。

Ｖ＝Ｌ／Ｔ 但し、 Ｖ：インク滴の飛翔速度 Ｌ：インク滴の位置変化 Ｔ：遅延時間の変化 しかし、この従来方法は、連続的に噴射する定
常状態での多数のインク滴の平均的な飛翔速度が
得られるのみであり、個々のインク滴の飛翔速度
を直接測定することは不可能である。また、この
方法は遅延回路、ストロボ、顕微鏡等の高価な装
置を必要とし、しかも操作が複雑であり、検知時
間および検知に使用するインクが多く要るなどの
欠点もある。更に、マルチノズルインクジエツト
ヘツドの場合には、各々のノズルに合わせた位置
合わせ、ピント合わせの操作が必要となつて、極
めて繁雑なものとなる。

また、ノズル先端と記録媒体との間に２つの検
知電極を配置し、インク滴に与えた電荷を検出し
て、両電極間の距離からインク滴の飛翔速度を検
知する方式も提案されているが、同様に構成が複
雑になる欠点がある。

(d) 発明の目的 本発明の目的は、上記のような欠点に鑑みて、
個々のインク滴の飛翔速度が検知できるインク滴
飛翔速度検知装置を提供するにある。更に、本発
明の他の目的は単一ノズルあるいはマルチノズル
の何れにも適用でき、簡単な構成で、且つ繁雑な
操作を必要としないインク滴飛翔速度検知方法を
提供するにある。

(e) 発明の構成 その目的は、情報信号に応じて圧電素子を駆動
し、ノズル先端からインク滴を噴射させて記録媒
体上に記録をおこなうインクジエツト記録装置の
インク滴飛翔速度検知方法であつて、先端よりイ
ンク滴を噴射させるノズルと、該ノズルに対向し
た位置に設けられ、前記インク滴が飛翔して付着
するインク滴付着電極と、該インク滴付着電極と
前記ノズルの間に配設され、前記インク滴が飛翔
する空間を妨げない形状を有するインク滴を帯電
させるための帯電電極と、前記インク滴付着電極
に接続する検知手段とを具備し、前記圧電極素子
の駆動開始時刻と、インク滴がノズル先端から噴
射する時刻と、帯電した該インク滴の付着に伴う
インク滴付着電極の電気的変化から検知したイン
ク滴付着時刻と、ノズル先端とインク滴付着電極
との距離とによつて、インク滴の飛翔速度を検知
するようにしたインク滴飛翔速度検知方法によつ
て達成される。

(f) 発明の実施例 以下、図面を参照して実施例によつて詳細に説
明する。

第２図は本発明にかかる一実施例のインク滴飛
翔速度検知方法の概要図で、１はノズル、２はイ
ンク滴、３は帯電電極、４は帯電電源、５はイン
ク滴付着電極である。オンデマンド型のインクジ
エツトの場合には、上位装置からの噴射によつて
パルス電圧がピエゾ素子（図示せず）に印加さ
れ、圧力パルスに変換される。この圧力がノズル
先端に伝わつてインク滴２がノズル１より噴射さ
れる。この時、帯電電源４から数10〜数100Vの
電圧が帯電電極３に加えられているため、帯電電
極３とノズル１とが一種のコンデンサを形成し、
荷電電極３に加えられた電圧と逆極性の電荷が、
ノズルから分離する前のインクに誘起される。イ
ンクはこの電荷を持つたまま、ノズルから分離し
て、帯電したインク滴２となつてインク滴付着電
極５に向かつて飛翔する。

かくして、帯電インク滴２がインク滴付着電極
５に近づくに伴い、付着電極５にはインク滴２の
持つ電荷と逆極性の電荷が誘起されて、誘導電流
が流れる。

この誘導電流が第２図に示す検知回路によつて
検知され、飛翔時間が求められるが、誘導電流は
まず反転回路６と抵抗７とからなる電流電圧変換
回路で電圧に変換され、更に増幅器８で増幅され
る。増幅した信号波形を第３図ａに示している。
この信号を２つに分けて、一方はローパスフイル
タ９を通つてコンパレータ１０で基準電圧１１と
比較し、信号が基準電圧より大きい場合に第３図
ｃに示す信号になる。第３図ｂはローパスフイル
タ９を通つた信号を示している。もう一方の信号
はローパスフイルタ１２、微分回路１３を通つて
第３図ｄに示す波形信号が得られる。この信号は
インク滴が付着電極５に付着した時点でゼロレベ
ルと交叉するから、続いてコンパレータ１４で信
号のゼロクロス点を検出する。第３図ｅがコンパ
レータ１４から出力する信号波形である。前記コ
ンパレータ１０の出力（第３図ｃに示す信号出
力）とコンパレータ１４の出力とをインバータ１
５によつて極性を一致させて、ANDゲート回路
１６により加算する。そうすると、第３図ｆに示
すようなインク滴が付着電極に付着するタイミン
グが得られる。

他方、ピエゾドライブ信号（ピエゾ素子に電圧
が印加してインク滴が噴射する信号）Ｐがフリツ
プフロツプ１７に加わつて、カウンタ１８がクロ
ツク回路１９からのクロツク数をカウントする。
このように、これらの計数回路はピエゾドライブ
信号を受けるとカウントを始めて、次いでAND
ゲート回路１６からの第３図ｆに示す信号によつ
てカウントを停止する。

この時、カウンタ１８に得られたカウント値が
制御回路２０に送られ、クロツク周期を掛け合わ
せてインク滴の飛翔時間Ｔが得られる。更に、ノ
ズル１と付着電極５との距離をＤとすれば、イン
ク滴の平均飛翔速度ＶはＶ＝Ｄ／Ｔで求められ
る。制御回路２０はマイクロプロセツサやメモリ
などからなり、このように算出された飛翔速度Ｖ
が出力される。

第４図はインクジエツトヘツドをマルチノズル
２１とした場合の飛翔部分の概要図である。付着
電極２５の大きさをマルチノズル２１を十分カバ
ーするものにして、各ノズルから順次に噴射する
ことにより、上記単一ノズルと変わらない構成で
インク滴の飛翔時間を検知することができる。

第５図は本発明にかかる更に他の実施例を示す
図で、第２図と異なるところは検知回路であり、
コンパレータ１０、微分回路１３以降の信号処理
回路部分をADコンバータ２６と制御回路２７で
置き換えたものである。ピエゾ素子に電圧パルス
が加わると同時に、一定時間周期でADコンバー
タ２６を働かせ始め、第３図ｂに示される入力電
圧を時々刻々デジタル変換して、メモリに取り込
む。取り込んだメモリデータを基にして制御回路
２７で飛翔時間および飛翔速度が算出される。

このような本発明にかかるインク滴飛翔速度検
知方法は帯電電極とインク滴付着電極との２つの
電極を必要とするが、電源回路を検知回路から分
離できるために回路構成が簡単になるメリツトが
ある。

(g) 発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば個々のインク滴の飛翔時間を自動的に検知し
て、飛翔速度が算出できる。而も、単一ノズル、
マルチノズルの何れにも使用できて、安価で簡単
な構成で、操作も簡単である。従つて、インクジ
エツト記録装置の開発用あるいは試験器として利
用できると共に、本発明にかかるインク滴付着電
極を記録媒体と同一平面の側部に配置し、その他
の部材はそれに対応して配設して、記録装置にも
組み込むことが可能であり、記録の高品位化に極
めて有効な検知方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは記録画像を示す図、第２図は本
発明にかかる一実施例の検知方法の概要図、第３
図は第２図に示す検知回路の各部分を信号波形を
示す図、第４図は他の実施例の飛翔部分の概要
図、第５図は更に他の実施例の検知回路の概要図
である。 図中、１はノズル、２はインク滴、３は帯電電
極、４は帯電電源、５はインク滴付着電極、６は
反転回路、７は抵抗、８は増幅器、９，１２はロ
ーパスフイルタ、１０，１４はコンパレータ、１
１は基準電圧、１３は微分回路、１５はインバー
タ、１６はANDゲート回路、１７はフリツプフ
ロツプ、１８はカウンタ、１９はクロツク回路、
２１はマルチノズル、２５はインク滴付着電極、
２６はADコンバータ、２７は制御回路を示して
いる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 情報信号に応じて圧電素子を駆動し、ノズル
   先端からインク滴を噴射させて記録媒体上に記録
   をおこなうインクジエツト記録装置のインク滴飛
   翔速度検知方法であつて、先端よりインク滴を噴
   射させるノズルと、該ノズルに対向した位置に設
   けられ、前記インク滴が飛翔して付着するインク
   滴付着電極と、該インク滴付着電極と前記ノズル
   の間に配設され、前記インク滴が飛翔する空間を
   妨げない形状を有するインク滴を帯電させるため
   の帯電電極と、前記インク滴付着電極に接続する
   検知手段とを具備し、前記圧電素子の駆動開始時
   刻と、帯電した該インク滴の付着に伴うインク滴
   付着電極の電気的変化から検知したインク滴付着
   時刻と、ノズル先端とインク滴付着電極との距離
   とによつて、インク滴の飛翔速度を検知するよう
   にしたことを特徴とするインク滴飛翔速度検知方
   法。