JPS5835871B2 - インク・ジェット・プリンタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインク・ジェット・プリンタ、さらに具体的に
は印刷媒体上に文字の行もしくは他のゲータのパターン
を印刷するインク・ジェット・プリンタに関する。

本発明は磁気的インキを使用するインク・ジェット印刷
器に特定の応用を有する。

直列インク・ジェット・ライン・プリンタにおいては、
印刷ヘッドは静止印刷媒体の行を横切って移動され、ド
ツト・マトリックスの形の文字もしくは他のデータ・パ
ターンが印刷される。

印刷ヘッドは印刷媒体に向う固定軌道上に個々のインク
小滴の連続流を促進する装置より戒る。

第１の偏向装置は印刷に使用されない選択された小滴を
移動の方向に平行に、インク・ジェット流のＩ Ｉｌｌ
上密に隣接するインク・コレクタに向けて、偏向させる
。

第２の偏向装置は文字を形成する様印刷媒体上に付着さ
せるためインク小滴を移動の方向を横切って偏向させる
。

均一な文字の間隔及び品質を得るために、印刷はヘッド
が実質上均一速度で移動する時にのみ生ずる。

高い印刷速度を達成するためには、印刷ヘッドは急速に
均一速度に迄加速され、再び停止へ急速に減速される。

運動の加速及び減速フェイズ中は、非使用小滴は第１の
偏向装置によって小滴コレクタに向って偏向される。

印刷ヘッドの急速な加速及び減速は非使用インク小滴を
収集する事に関して問題を提示する。

印刷ヘッドの速度の急速な変化のために、インク小滴コ
レクタに向って偏向される非使用小滴はコレクタをはず
れ、印刷媒体上もしくは支持構造体上に付着され、これ
によって機械装置を汚染する。

本発明の一般目的は高速度で印刷し得、改良された印刷
品質を有するインク・ジェット印刷装置を与える事にあ
る。

本発明のより特定の目的は非使用の印刷小滴を収集する
ための改良装置を与える事にある。

本発明のさらに特定目的はインク・ジェット・プリンタ
のインク・ジェット・ヘッドの速度の急激な変化中に非
使用インク小滴を捕獲するための装置を与える事にある
。

上記及び他の目的は本発明に従い２つのセクションを有
する様構成された小滴コレクタを与える事によって達成
される。

好ましい実施例においては、小滴コレクタの２セクシヨ
ンは互いに直角に接続されている。

第１のセクションはインク・ジェット流の軌道の１側に
位置し、印刷ヘッドの運動の方向を横切って延びている
。

第２のセクションは第１のセクションの下に存在する事
が好ましく、移動の方向にインク・ジエツ゛ト流の軌道
を横切って延びている。

インク・コレクタは垂直及び水平複合ナイフ端を有する
様テーパされた垂直及び水平フリンジを有するプレート
素子の形を取る事が好ましい。

コレクタ板は階段状の形を有するブロックに取付けられ
るヘコレクタ・ブロックの中間段階は収集された小滴を
受取るための井坑が与えられている。

コレクタ板は垂直及び水平フランジがコレクタ・ブロッ
ク中の井坑上、中間段の上に延出する様に取付けられて
いる。

本発明に従い、偏向装置は非常用小滴を選択的に第１の
コレクタ・セクションもしくは第２のコレクタ・セクシ
ョンに指向させる様動作される。

印刷動作中、即ち印刷ヘッドが均一速度移動される時、
偏向装置は垂直コレクタ・セクションに非使用小滴を指
向する。

非印刷フェイズ中は偏向装置は非使用小滴をインク・コ
レクタの水中セクションに指向する。

印刷ヘッドの運動の加速及び減速の発生を決定し、偏向
装置に制御信号を発生して、非使用小滴の方向をインク
・コレクタの水平セクションに向けるための装置が与え
られる。

好ましい実施例においては、第２の偏向装置はラスク走
査信号で付勢される。

運動決定装置が印刷ヘッドの運動を一様でないと感知す
る時に、ラスク走査信号はオフに転ぜられ、ジェット流
のインク小滴は水平コレクタ・セクションによって収集
される。

第１図を参照するに、直列ライン・プリンタ１０はレー
ル１２及び１３に沿って移動する様にジャーナルされた
インク・ジェット印刷ヘッド組立体１１より成る。

レール１２及び１３は水平ベース板に取付けられた垂直
側板１４及び１５に固定されている。

円筒プラテン１７は垂直側板１４及び１５間に回転的に
支持された軸１８を有する。

プラテン１７は紙の幅全体もしくは１部上に延びる印刷
行中に文字を記録するための紙１９の如き印刷媒体を支
持する。

紙送りモータ２０がベース板１６に取付けられている。

ベルト２３が駆動モータ２０の軸２２上の滑車２１をプ
ラテン１７の軸１８上の滑車２４に接続している。

制御装置（図示されず）はモータ２０を動作さして、プ
ラテン１７をインクレメントに回転せしめ、この分野で
周知の如く１時に１乃至それ以上の折紙な給送せしめる
。

印刷ヘッド１１による文字の行のすべてもしくは１部の
印刷終りに、モータ２０は紙１９をして次の印刷行位置
に前進せしめる。

ごむもしくは類似の材料の有歯ベルト２５が印刷ヘッド
組立体１１に固定されている。

ベルト２５はアイドラ・ロール２６及びプリンタ１０の
端にある駆動ローラ２７上にわたされている。

駆動ローラ２７はステップ・モータ２９の軸２８に取付
けられている。

本発明の好ましい実施例においてはモータ２９は紙１９
上に記録さるべき印刷行に幻応する距離にわたってレー
ル１２及び１３に沿って印刷ヘッド組立体１１を移動さ
せるためにモータ２９の運動の正確なインクレメントを
得る様多相付勢エネルギで付勢される可変リラクタンス
・タイプのＤＣステップ・モータである。

アイドラ・ローラ２６に接続されたエミッタ車３０は印
刷ヘッド組立体１１の運動中回転させられる。

光源３２及びホトセル３３より成るエミッタ感知装置３
１はスロット３４もしくはエミッタ車３０上の他の標識
を感知する。

スロット３４は車３０のまわりに一様な間隔を有し、各
スロット３４は１印刷行中に記録されるドツト・マトリ
ックス文字のストロークの間隔に幻応する印刷ヘッド組
立体１１の各インクレメントに苅応する。

印刷ヘツド組立体１１に取り付けられたフラッグ３５は
印刷ヘッド組立体１１の移動の所望の最左端位置におけ
るベース板１６上に取り付けられたホーム位置スイッチ
３６を動作させる。

スイッチ３６はベース板１６上にホーム位置が紙１９の
種々の寸法を収容する様に変化され得る如く適切に取付
けられている。

可撓性ケーブル３７が印刷ヘッド組立体１１に接続され
ている。

ケーブル３７はインクジェット流及びそのインク小滴を
生成及び制御するためにインク・ジェット・ヘッド要素
に接続された電気的接続体を含む。

自由端において、ケーブル３７は以下説明される論理制
御回路及び外部制御装置に接続されるために端子ブロッ
ク等に接続され得る。

ケーブル３７中には同様にポンプ３９から印刷ヘッドへ
液体インクを与え、復帰させる柔軟性管３８が含まれて
いる。

第２図を参照するに、インク・ジェット印刷ヘッドは管
３８によってポンプ３９に接続されたノズル４０より成
る。

インクは好ましくは任意の公知型のフェロ流体より成る
。

インクは連続インク・フィラメント４２を紙１９に向っ
て投射させるためにポンプ３９（第１図参照）によって
圧力が与えられる。

フィラメント４２は磁気励振器４３によって発生される
パルス化磁場を受け、インク・フィラメントは個々の均
一間隔のインク小滴４４へ分断される。

磁気励振器４３は磁心４５及び励振器パルス発生器４７
によって付勢される巻線４６より戒る。

インク・フィラメント４２は磁心４５中の均一ギャップ
４８を通して通過、される。

パルス発生器４７から所望の周波数で巻線４６に供給さ
れるパルスは磁心４５のギャップ４Ｂ中にパルス化磁場
を生じ、インク・フィラメント４２に循環的に生ずる撹
乱を与え、静脈瘤を発生して究極的にインク小滴を生せ
しめる。

磁心４５は単一ラミネーションもしくは静脈瘤の形成に
関して間隔が隔てられた複数のラミネーションより成り
得る。

上記の型の磁気励振器はこの技術分野で公知である。

磁気励振器がインク小滴を発生させるための手段として
示されたが、電気機械的トランスジューサの如き他の小
滴発生器が所望のインク小滴を形成するのに利用される
。

この様なトランスジューサはこの技術分野で周知であり
、ノズル４０に付着された圧電もしくは磁歪素子を使用
する。

これ等の素子は高周波信号によって付勢される時ノズル
をして振動せしめ、小滴の形成を生ずる。

文字もしくは他のデータ記号を印刷するためには、成る
インク小滴は使用されない。

非使用小滴は初期軌道は水平方向、即ち印刷ヘッド１０
の移動の方向に平向な方向に選択的に偏向され、と工で
これ等は紙１９の近くの下流に存在するインク小滴コレ
クタ５９によって究極的に遮断される。

磁気選択器４９は小滴選択回路５２に接続された巻線５
１によって付勢される磁心５０より成る。

テーパ・ギャップ５３が磁心５０中に形成されており、
非均−磁場をギャップの近傍に発生させる。

本発明の好ましい実施例においては、インク小滴４４は
鉄心５０の外部のギャップ５３の近傍を通過する様位置
付けられている。

磁心５０は小滴４４間の波長よりもかなり小さい幅を有
する。

従って巻線５１がギャップ５３への小滴４４の到達と同
期して小滴選択回路５２からのデータ信号によってパル
スを受ける時、偏向力が小滴に印加され、これを水平方
向に変位せしめる。

磁気選択器４９の下流には垂直偏向器５４が存在する。

垂直偏向器５４は印刷ヘッド組立体１０の移動の方向を
横断する様インク小滴４４を偏向させる様動作させる。

垂直偏向装置５４は磁心５５及びラスタ発生器５７に接
続された巻線５６より成る。

インク小滴４４は使用、非使用にか〜わらず、磁心５５
中のテーパ・ギャップ５８中を飛翔する。

インク小滴４４がギャップ５８内にある時、小滴は巻線
５６に印加されるラスタ走査信号に従い垂直に偏向され
る。

偏向の程度は時間及びラスタ走査信号の形状に依存する
。

本発明が実施される好ましい形においては、ラスタ走査
信号は線形ランプを有する鋸歯状波であるが、ステップ
型うスク走査信号も同様に使用され得る。

上述の如く、選択器４９によって偏向された非使用イン
ク小滴４４はインク小滴コレクタ５９によって紙１９に
到達するのが禁止される。

小滴コレクタ５９はブロック６０及びコレクタ板６１よ
り成る。

ブロック６０は中間段中に形成された井坑６２を有する
階段状をなす事が好ましい。

井坑６２はコレクタ板６１によって遮断されたインク小
滴４４のための支持板（図示されず）を有する収集室を
与える。

第３及び第４図に最も良く示されたる如く、コレクタ板
６１はブロック６０と共に、接続された垂直及び水平ガ
ータ・セクションを与える様設計されている。

垂直ガータ・セクションに刻しては、コレクタ板６１に
は垂直ナイフ・エツジ６４で終る様テーパされた垂直フ
ランジ６３が与えられる。

水平ガータ・セクションに対してはコレクタ板６１は垂
直ナイフ・エツジ６４の底部から垂直壁６７に延びる、
水平ナイフ・エツジ６６において終端する様テーパされ
た水平フランジ６５を有する。

コレクタ板６１はブロック６０の背面に垂直及び水平ナ
イフ・エツジ６４及び６６がブロック６０中の井坑６２
上に延びる様に取付けられている。

水平フランジ６５及びそのナイフ・エツジ６６は側面６
７の高さだけブロック６０の前縁６８から高くなってい
る。

垂直フランジ６３の内部表面は横方向に指向するスロー
プを有する。

水平フランジ６５の内部表面は下方向に向うスロープを
有する。

これ等のスロープは小滴４４が両フランジに衝突した時
のはねかえしを減少し、非使用インク小滴を垂直及び水
平ガータへ、次いで井坑６２へ流さしめるものである。

フランジ表面の傾斜のために、フランジ表面上に収集さ
れたインクに衝突するインク小滴４４によって生ずる任
意のスパッタリングは垂直及び水平ガータ及び井坑６２
の方向にナイフ・エツジ６４及び６６から離れる様に指
向される。

小滴コレクタ５９はノズル４０、励振器選択器４３．４
９及び５４と共に印刷ヘッド組立体の１部であり得るベ
ース板もしくは他の手段（図示されず）上に取付けられ
る事が好ましい。

適切に整列される時、コレクタ５９は垂直フランジ６３
の垂直ナイフ・エツジ６４がノズル４０から促進される
小滴の初期軌道に密に隣接する様に位置付けられる。

本発明の好ましい実施例においては、インク小滴４４の
初期軌道は水平ナイフ・エツジ６６の下、ブロック６０
の前縁６８の上を目標とする。

動作サイクルの印刷部分では、小滴４４の軌道は選択器
５４０巻線５６をバイアス電流で付勢する事によって上
昇される。

動作サイクルの印刷部分中、即ち印刷ヘッド組立体１０
が均一速度で移動する時、選択器４９によって流れから
選択されたインク小滴４４は選択された小滴、即ち非使
用小滴が垂直フランジ６３の垂直ナイフ・エツジ６４の
右の垂直ガータに向って飛翔する様第２の軌道に偏向さ
れる。

上述の如く、本発明は動作サイクルの印刷部分の前後に
おける印刷ヘッドの運動量の急速、急激な変化中小滴が
小滴捕獲器５９を見失うのを防止するための手段を与え
る事にある。

基本的にはこの事は印刷ヘッド組立体が印刷行を横切っ
て移動する時の速度状態を決定する制御装置により達成
される。

第５図から明らかなる如く制御システムはシステムに基
本的タイミングを供給する発振器７０を備える。

この目的のために、発振器ＴＯは上述の如く、磁気励振
器４３の巻線４６に基本的付勢パルスを供給する励振器
駆動器７１に接続された１出力を有する（電気機械的小
滴発生器が使用される場合には駆動装置７１からのパル
スがノズル４０の振動を生ずるのに使用され得る）。

発振器７０は同様にコレクタ５９の垂直及び水平ガータ
・セクションの両者へ非使用小滴を選択させるタイミン
グ及びステップ・モータ２９の駆動のタイミングのため
のパルスを与える。

これ等の目的のために、発振器７０からの第２の出力は
ＡＮＤゲー）７２，７３及びモータ駆動回路７４へ接続
されている。

ＡＮＤゲート７２からの出力は選択駆動装置７５へ接続
され、駆動装置７５は選択器４９０巻線５１に接続され
た出力を有する。

好ましい実施例においては、選択器駆動装置７５から巻
線５１に至る信号は常時Ｏレベルにあり、巻線５１を付
勢するためにオンに転ぜられる。

データ処理装置の如き外部源からの小滴データ・パルス
がＡＮＤゲート７２の第２の入力へ供給される。

発振器７０はゲート７２を通過する小滴データ・パルス
にタイミングを与え、インク小滴４４がジェット流から
除外されるために水平に偏向されるべき位置にある時に
選択駆動装置７５をオンに転する。

ＡＮＤゲート７３に印加される発振器７０からのタイミ
ング・パルスは偏向器５４の巻線５６に印加されるラス
タ発生器７６からの走査パルスにタイミングを与えるた
めに使用される。

本発明の好ましい実施例においては、ラスタ走査発生５
７６はオンに転する時、ＤＣバイアス・レベル信号を印
加し、これに線形鋸歯状ランプ信号が重畳される。

モータ駆動回路７４へ印加される発振器７０からタイミ
ング信号はステップ・モータ２９の加速度／減速及び均
一速度運動のための基本りイミングとして使用される。

この分野で公知の種種のモータ駆動回路が使用され得る
。

特定のモータ駆動回路７４は説明を簡単化するために図
示されてない。

発振器のタイミングのパルスは場合に応じて開放ループ
もしくは閉ループ・システム中のモータ２９を駆動させ
るのに使用されると云えば十分であろう。

後者の場合即ち、閉ループ・システムの場合には発振器
タイミング・パルスは加速もしくは減速が完了する時を
確めるため、及び印刷ヘッド１１が印刷行を横切って運
動する印刷部分中モータ２９が均一速度で動作している
時に基本モータ駆動タイミング・パルスを供給するため
のフィードバック・パルス測定のタイミングを与えるの
に使用される。

モータ駆動回路７４は同様に図面に示されたる如く、運
動方向信号６左移動”右移動”探索ホーム”を受取る入
力を有する。

上述の如く、非使用小滴４４は印刷ヘッド組立体の加速
／減速運動部分中は小滴コレクタ５９の水平セクション
中へ、印刷ヘッド組立体がモータ２９によって均一速度
で移動している期間中は垂直セクションに（即ち印刷ヘ
ッド組立体の運動方向に）偏向される。

計数器７７は外部制御装置からモータ駆動回路７４への
移動右信号指令に基づいてホーム位置から加速される時
刻からのエミッタ３１からのパルスの予定数を計数する
。

図示された型の開放ループ−システム中においては、モ
ータ２９が均一な速度において移動するための予定の速
度に到達した事を知る計数条件にセットされる。

換言すれば、計数器７７の予定の計数はモータ２９によ
って印刷ヘッド組立体の移動の加速部分の完了を示すと
ころのエミッタ・パルス３１の予定数の完了時にパルス
を放出する。

この計数に到達すると計数器７７の出力上の印刷ヘッド
位置信号はＡＮＤゲート７８に印加される。

印刷ヘッド位置信号は印刷位置パルスが外部制御装置か
らＡＮＤゲート７８へ印加される時刻迄上昇レベルに留
められる。

印刷ヘッド位置及び印刷位置信号が共に上昇している時
、ゲート・データ・パルスはＡＮＤゲート７８からＡＮ
Ｄゲート７３へ伝送される。

発振器７０からのタイミング・パルスが次いでラスタ走
査発生器７６に印加されＤＣバイアス信号を印加して巻
線５６のラスタ走査を開始する。

この偏向装置５４はインク小滴４４の粗動をインク小滴
コレクタ５９の水平セクションのナイフ・エツジ６６上
に上昇せしめ、聞届＋Ｊ／Ｊｓ滴が紙１９０表面上に付
着される様にし、選択器駆動装置７５による巻線５１の
励振により非使用小滴＆釦」）滴捕獲器５９の垂直セク
ションへ水平に偏向される。

印刷行の印刷部分の終りに、ＡＮＤゲート７８への印刷
位置信号は降下し、これによりＡＮＤゲート７３からの
ゲート・データ・パルスが除去される。

モータ駆動回路７４へ印加される方向信号はモータ２９
を減速させ、モータをモータ駆動回路７４による動作の
公知の方法に従い停止及び逆方向にもたらす。

ゲート・データ・パルスの降下により、ラスタ走査発生
器７６はオフに転ぜられる。

巻線５６が脱勢され、従ってノズル４０からの小滴は上
述の如くナイフ・エツジ６６の下のインク小滴コレクタ
５９の水平セクションに指向される。

第６図は上述の制御システムの動作を詳細に示すタイミ
ング・チャートである。

曲線８０は発振器７０からのタイミング・パルスを示す
。

曲線８１は励振器駆動器７１からの駆動パルスを示す。

右移動及びもしくは左移動信号は曲線８２によって図示
された如くモータ駆動回路に印加された時、エミッタ・
パルス８３は計数器７７への発生を開始する。

エミッタ・パルスの予定数の後、印刷位置パルス８４及
びゲート・データ・パルス８５はラスタ走査発生器７５
を付勢し、曲線８６により図示された如く重畳される鋸
歯状ランプの共にＤＣバイアスを印加する。

小滴データ・パルス８７は選択器駆動装置７５を曲線８
８によって示された如く付勢する。

右移動信号８２が０に進む時、データ・ゲート信号８５
は降下され、ラスタ走査発生器信号をオフにセットする
。

ホーム位置に印刷ヘッド組立体１０が復帰する事により
ホーム位置感知装置３６からのホーム位置パルスは計数
器７７をデータの次の行の印刷に備えてリセットする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の特徴を組込んだ直列インク・ジェット
・ライン・プリンタの等角投影図である。 １０・・・・・・プリンタ、１１・・・・・・インク・
ビット・ヘッド組立体、１７・・・・・・プラテン、１
９・・・・・・紙、２０・・・・・・紙送りモータ、２
９・・・・・・ステップ・モータ、３９・・・・・・ポ
ンプ。 第２図は第１図のプリンタのインク・ジェット・ヘッド
部の破断等角投影図である。 ４０・・・・・ツズル、４３・・・・・・磁気励振器、
４γ・・・・・・パルス発生器、４９・・・・・・磁気
選択器、５２・・・・・・小滴選択器、５４・・・・・
・垂直偏向器、５７・・・・・・ラスタ走査器、５９・
・・・・・インク小滴コレクタ。 第３図はインク小滴コレクタの等角投影図である。 第４図は第３図の小滴コレクタの平面図である。 第５図はインク・ジェット・プリンタの制御装置の１部
の論理回路図である。 第６図は第５図の論理回路の動作を示すタイミング図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インク小滴を受取る静止印刷媒体と組合せて使用さ
   れるインク・ジェット・プリンタにおいて、加速運動、
   一定速度運動及び減速運動を含む連続運動を前記印刷媒
   体に則する印刷行に沿って行うことのできるインク・ジ
   ェット印刷ヘッドと、偏向制御装置と、 を具備し、 前記印刷ヘッドが、 前記印刷媒体の方向にインク小滴の連続流を投射する装
   置と、 前記印刷ヘッドの運動方向を横切る方向及び前記印刷ヘ
   ッドの運動方向と平行な方向にインク小滴を選択的に偏
   向させる偏向装置と、 前記印刷媒体にインク小滴が付着するのを阻止するため
   に、前記印刷ヘッドの運動方向を横切る方向に延びる第
   １収集部及び前記印刷ヘッドの運動方向と平行な方向に
   延びる第２収集部を有するインク小滴収集装置と、 を含み、 前記偏向制御装置が、前記印刷ヘッドの一定速度運動中
   は不使用小滴を前記第１収集部へ向けて偏向させ、前記
   印刷ヘッドの加速又は減速運動中は不使用小滴を前記第
   ２収集部へ向けて偏向させるように前記偏向装置を制御
   することを特徴とするインク・ジェット・プリンタ。