JPS63264361A - インクジエツト印刷方法及び装置 - Google Patents

インクジエツト印刷方法及び装置

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JPS63264361A
JPS63264361A JP63088327A JP8832788A JPS63264361A JP S63264361 A JPS63264361 A JP S63264361A JP 63088327 A JP63088327 A JP 63088327A JP 8832788 A JP8832788 A JP 8832788A JP S63264361 A JPS63264361 A JP S63264361A
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inkjet
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drop
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    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/18Ink recirculation systems
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    • B41J2002/1853Ink-collectors; Ink-catchers ink collectors for continuous Inkjet printers, e.g. gutters, mist suction means

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

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、一般に、インクジェット印刷及びプロットの
ための方法と装置に関するが、さらに具体的には、本発
明は、高解像度インクジェット・カラー印刷及びプロッ
トの分野に関する。
従来の技術 参屡のためにここに編入された米国特許第3゜916.
421号は、インクジェット記録装置を記載し、この場
合インクジェットは、ノズルから高圧力下で噴出し、そ
して制御電極の内部のドロップ形成点においてドロップ
列に分裂される。通常非帯電ドロップの列は、ラインに
おいて、又は初期軸に沿って、用紙の如く記録媒体に向
かって移動し、記録媒体は、例えば、ドラム式プロッタ
ーの回転ドラムの如く、移動する支持物に取り付けられ
るか、又はそうでなければ付着される。ノズルから用紙
への途中で、ドラムは、負帯電高電圧電極と制御電極の
下方部分との間に生成された直交電界を通過する。今、
正制御電圧が制御電極に印加されるが、ノズルにおける
インクが接地されるならば、電界が、ドロップ形成点に
おいて確立され、ドロップ形成点において形成されたド
ロップの各々は負に帯電される。電荷のために、これら
のドロップは、キャッチャ−に偏向され、そして記録用
紙に到達できない。こうして、制御電極に適用された信
号電圧又は「印刷パルス」がゼロ又はカットオフ制御電
圧よりも小さい間の時間の長さは、インクシェアド軸に
整列した、記録用紙の基本領域(ピクセル)に到達する
ドロップ数を決定する。こうして、印刷パルスは、個々
のピクセルに置かれたインク量と、このためハーフトー
ン画像を形成するピクセル濃度とを制御する。
上記のインクジェット装置の改良は、ここに参照のため
に編入された、米国特許第4.620,196号におい
て記載される。この改良インクジェット装置において、
ドロップ形成の率と位置は、超音波刺激によって制御さ
れる。さらに、記録媒体に到達するドロップ数を決定す
る電気印刷パルスの長さは、n/fに等しい如く調整さ
れ、この場合fは、超音波刺激周波数(例えば、l M
 Hz )に等しいドロップ形成率であり、そしてnは
、比率n/fが元の印刷信号の長さに近い如く選ばれた
整数である。さらに、印刷パルスの開始は、超音波刺激
の適切な位相と同期化される。これは、印刷パルスの開
始が常に、ドロップ形成プロセスの同一位相と一致する
ことを保証する。これらの処置の効果は、印刷されたピ
クセルによって形成されたハーフトーン画像の粒状性の
相当な減少にある。
我々は、印刷された画像の粒状性が、さらに、ドロップ
形成率と、このため、印刷パルスとをピクセル率に同期
させることによって減少されることを見いだした。
公知のインクジェット装置において、システムに対する
クロック信号として使用される超音波刺激信号を生成す
る発信器としてのソースは、記録媒体に記録される続く
ピクセルの位置を決定するピクセル信号とは完全に独立
に生成される。我々は、一方の側における刺激又はクロ
ック信号と、他方の側におけるピクセル信号との間の関
係の不確定性は、画像のまだ残る粒状性の原因であるこ
とを見いだした。こうして、本発明により、刺激又はク
ロック信号とピクセル信号は、画像の粒状性をさらに減
少させるために、整合又は同期化される。
好ましい実施態様において、デジタル・ピクセル濃度信
号、一般に、カラー成分ピクセル濃度は、ピクセル信号
によってダウン・カウンターにロードされる。それから
、ダウン・カウンターは、それぞれのピクセルに適用さ
れたインク・ドロップの数を決定するために、クロック
信号によってゼロまでカウントされる。クロック/ピク
セル信号同期回路は、ピクセル・パルスから導出され、
かつ、ダウン・カウンターへの濃度値のローディングを
行うロード・パルスが、ダウン・カウンターのクロック
を取る2つの続くクロック・パルスの有効縁、例えば、
立ち上がり縁の間に起こることを保証する。もちろん、
他の適切なデジタル対パルス長コンバーターが、ダウン
・カウンターの代わりに使用される。
本発明の多数の他の利点、特徴、及び追加の目的は、次
の詳細な説明と添付の図面を参照することにより、当業
者には明らかになるであろう。この場合、本発明の原理
を組み込む好ましい実施態様は、実施例により示される
実施態様 本発明の方法と装置は、多様な電極システムと制御機構
を使用することにより、単色又は多色インクジェット・
プリンターの如く、多様な形式のインクジェット装置に
おいて実現される。しかし、簡単性のために、発明は、
上記の米国特許第3゜916.421号において記載さ
れた如く、単一ジェットを具備するインクジェット印刷
装置を参照して記載される。
第1図を参照すると、示されたインフレエツト・プリン
ターは、インク導管14によって加圧インク源(図示さ
れていない)に結合されたノズル12を含む小ドロップ
形成(formation)手段lOを具備する。動作
において、高速インフジエラh16は、ノズル16から
放射され、そしてドロップ形成点において、ノズル12
に関して可動な回転ドラム21又は他の適切な支持物に
おいて支持された記録媒体20に軸に沿って向けられI
;一連の微細インク・ドロップ18に分裂される。
電極システム22は、ノズル12と記録媒体20の間に
介在される。電極システム22は、公知の形式であり、
そしてドロップ形成点を取り囲む管状部分を備えた制御
電極24と、記録媒体20に向かって伸長し、かつドロ
ップ遮断手段として作用するナイフ・エツジ26を形成
する伸長部分とを具備する。電極システムは、さらに、
制御電極の伸長部分と協同する高電圧偏向電極28を具
備する。インク導管14内のインクは、電極30により
電気的に接地され、そして超音波変換器32は、技術に
おいて公知の如く、ドロップ形成率及び位置を制御する
t;めに、ノズル12に結合される。変換器32は、発
信器34の如く、高周波数(例えば、l M Hz )
信号源によってエネルギーを与えられる。発信器信号は
また、印刷を制御する電子回路構成要素のためにクロッ
ク信号を生成するために使用される。各ピクセルにおい
てインク又は(成分)カラー濃度を決定する情報は、こ
の場合バッファー・メモリと仮定されるデータ・ソース
36によって提供される。バッファー・メモリ36は、
記録媒体20を支持するドラム21の軸に結合された軸
符号器40の出力に結合さへたリード・コマンド人力3
8を有する。軸符号器40は、インク・ジェット及び小
ドロソブ経路の軸と整列された各ピクセル位置に対しピ
クセル・パルスを発行する。データ・ソース36は、ダ
ウン・カウンター44の情報入力に結合されたデジタル
濃度信号出力を有し、そして対応する濃度値をダウン・
カウンター44に供給することにより、リード・コマン
ド入力38に適用された各ピクセル・パルスに応答する
。ダウン・カウンター44は、ロード・コマンド入力4
6を有し、そしてLOAD信号が入力46に適用された
時、データ・ソース36から受信された瞬時濃度値を記
憶する。濃度信号は、現ピクセル位置に置かれるインク
小ドロップの数を決定する。ダウン・カウンター44は
、シュミット・トリガー回路48と調整遅延回路50を
経て、発信器34の出力信号から導出された信号DCL
Kによって計時される。
ダウン・カウンター44は、印刷パルス出力52を有し
、この出力に、第1 DCLKパルスが濃度値のローデ
ィングの後受信された時開始され、かつカウンターがD
CLKパルスによってゼロにまで計時された時終了する
印刷パルスが出現する。
印刷パルスは、逆増幅器53を経て制御電極24に適用
され、印刷パルスが続く限り、カットオフ・レベルより
小さく電極の電圧を減少させ、ドロップ18を用紙20
に到達させる。
以下に記載される同期回路を除いて、今までの説明及び
他の点において、装置は、上記の米国特許第4,620
,196号に記載されたものに対応する。公知の装置に
おいて、軸符号器40によって生成されたピクセル・パ
ルスは、LOADパルスとして直接に使用され、そして
ダウン・カウンター44のロード・コマンド入力46に
適用される。発信器34から生じるDCLK信号と、軸
符号器40からのピクセル・パルス信号は、互いに完全
に独立に生成されるために、DCLK信号とピクセル・
パルス・ロード信号はダウン・カウンターに干渉し、こ
れは、生成された画像の幾らかの粒状性に結果する。発
明は、軸符号器40と、ダウン・カウンター44のロー
ド・コマンド入力46との間の単一パスに同期回路を挿
入することにより、この欠点を回避する。
第2図に示された如く、同期回路54は、3つのDフリ
ップ70ツブ回路56.58.60を具備する。各7リ
ツプ70ツブは、クロック信号パルスの正方向縁がクロ
ック人力Cにおいて出現する時、D入力における信号の
状態に切り替えられる。それは、リセット入力CLHに
適用された負リセット信号によってリセットされる。
正信号は、クロック入力において軸符号器から・ピクセ
ル・パルスを受信するフリップフロップ56のD入力に
永久的に適用される。第1フリツプ70ツブ56のQ1
出力は、第27リツプ70ツブ58のD入力に結合され
る。遅延回路50(第1図)からの整形及び遅延クロッ
ク・パルスDCLKは、50%使用率を有する方形波で
あり、そしてインバーター回路62を通して第27リツ
プ70ツブ58のクロック信号に適用される。第27リ
ツプフロツプ58のQ2出力は、ロード・パルスLOA
Dを提供し、そしてダウン・カウンター44(第1図)
のロード・コマンド入力46に結合される。ロード・パ
ルスは、さらに、第1及び第2フリツプフロツプ56.
58をリセットするために役立ち、かつクロック入力に
おいてクロック・パルスDCLKを受信する第37リツ
プフロツプ60のD入力に適用される。第3フリツプ7
0ツブ60は、フリップフロップ56.58のリセット
入力CLHに結合されたQ、出力を有する。正電圧は、
第37リツプ70ツブ60のリセット人力CLRに永久
的に適用される。
上記の同期回路の動作は、今、第3図を参照して説明さ
れる。軸符号器からのPIXELパルス(第3図の第1
線図)の正方向前縁が時間t1において出現する時、第
1フリツプ70ツブ56は、セット状態を切り替え、そ
してQ、出力(第3図の第2線)は正になる。こうして
、正信号は、第2フリツプフロツプ58のD入力に適用
される。
クロック信号DCLK (第3図の第3線)は、インバ
ーター62によって逆転され、そしてtlの後t2にお
いて出現する逆クロック信号DCLKの第1.正方向縁
は、第2フリツプフロツプ58をそのセット状態に切り
替え、その結果Q2出力における信号は、負になり、そ
してロード・パルスが開始される。クロック・パルスD
CLKの次の止縁は、Q3出力においてリセット・パル
スを開始させる第3フリツプフロツプ60を切り替え、
そして時間t、において第1及び第27リツプ70ツブ
56と58のリセットを行う。これは、第37リツプフ
ロツプのD入力から信号を除去し、その結果法のクロッ
ク・パルスの正方向縁は、第37リツプ70ツブ60を
t、においてそのセット状態に切り替える。
インバーター62によるクロック・パルスの逆転により
、ロード・パルスは、常に、ダウン・カウンター44の
計時を行う2つの続くクロック・パルスDCLKの正方
向縁の間で正確に開始されることは明らかである。こう
して、クロック・パルスとロード・パルスの間の完全又
は密接な一致は、防がれ、そしてこのため、これらのパ
ルスの間の干渉は回避される。
第4図は、3つの入力ANDゲート70と、単安定マル
チバイブレータ−72とを具備する代替的同期回路を示
す。P I XEL信号は、単安定72のトリガー人力
に適用され、これは、クロック・パルスDCLKの周期
の半分よりも長く、かつ該周期よりも短い持続時間を有
する出力パルスを出力80において生成することにより
、各PIXELパルスの止縁に応答する。この出力パル
スは、ANDゲート70の第1非逆転入カフ4に適用さ
れ、ANDゲートは、さらに、第2非逆転入カフ6にお
いてPIXEL信号を受信する。第3逆転入カフ8は、
クロック信号DCLKを受信する。動作において、AN
Dゲートは、ピクセル・パルスと単安定出力パルスの前
縁によってイネーブルされ、そしてLOAD信号として
使用された出力パルスを開始させるDCLKパルスの次
の負方向縁によってトリガーされる。ロード・パルスは
、次のDCLKパルスの止縁で終了し、その黄緑は、単
安定72の出力パルスがこの時点において終了し、AN
Dゲートをディスエーブルしたために1. A N D
ゲートをトリガーすることを防止される。
上記の好ましい例証実施態様の多様な修正及び変形が、
当業者には行われるであろう。また、ピクセル・パルス
とクロック・パルスの間の同期化は、異なる方法で行わ
れ得る。例えば、発信器34は、軸符号器の出力信号に
よって同期化されるか、又はドラム21は、周波数分割
によって発信器34の出力信号から導出された信号によ
ってエネルギーを与えられた同期電動機によって駆動さ
れる。
本発明はまた、他の形式のインクジェット・プリンター
に適用可能であり、例えば、米国特許第3.977.0
07号において記載された如く、非帯電ドロップが遮断
され、帯電ドロップが印刷を行うプリンター、又は記録
生成ドロップの経路と記録表面との間の相対横移動が、
ノズルに関して回転するドラム以外の他の手段によって
行われるプリンター、に適用される。こうして、発明の
2つだけの特定実施態様が記載されたが、発明は記載さ
れたこれらの特定実施態様に制限されず、特許請求の範
囲において記載された如く、本発明の精神と範囲を逸脱
することなく、修正、再配置、及び部分と要素の置換が
可能であることが理解される。
本発明の主なる特徴および態様は以下のとおりである。
1、記録が、記録媒体の複数のピクセル位置に可変量の
インクを適用することによって生成されるインクジェッ
ト印刷方法であって、 a) 該記録媒体に向けられるインクジェットを生成し
、該インクジェットは、所定のドロップ形成率で一連の
ドロップに分裂される段階と、b) 所定の大きさの電
荷を選択されたドロップに適用する段階と、 C)  ドロップが、該記録媒体に到達するために記録
経路に沿って移動するか、又は遮断されるかを決定する
ために、電荷の関数として各帯電ドロップを偏向させる
段階と、 d) 該ドロップ経路と該記録媒体との間の相対横移動
を生成する段階と、 e)  ドロップ形成率を指示する第1信号を生成する
段階と、 f) 該相対移動から第2信号を生成し、第2信号は、
記録媒体におけるビクセル位置が該ドロップ経路に整列
することを指示する段階と、g) 該第2信号に応答し
て整列したビクセル位置に対して濃度値を導出する段階
と、 h) 該導出濃度値と該第1信号とに応答して、前縁と
後縁の間の所定長さの印刷パルス信号を生成し、該濃度
値は、長さを制御し、そして該第1信号は、該印刷パル
ス信号の前縁の発生時間を制御する段階と、 i) 該印刷パルス信号により該帯電段階(b−)を制
御する段階とを含むインクジェット印刷方法において、 j) 該濃度値導出段階(g)が発生する時間と印刷パ
ルスの前縁が発生する時間との間に所定時間関係を確立
するために、該第1信号と第2信号とを同期させる段階
と含むことを特徴とするインクジェット印刷方法。
2、該濃度値導出段階(g)が、整列ビクセル位置に適
用されるドロップ数を指示する数をカウンターにロード
することを含み、そして該印刷パルス生成段階が、該カ
ウンターにロードされた数を該第1信号から導出された
クロック信号によりゼロまでカウントすることを含む上
記第1項に記載の方法。
3゜該導出段階(g)とビクセル・パルスの前縁の発生
との間の該所定時間関係は、該導出段階が、該印刷パル
スの前縁の発生の時間を制御する該第1信号の2つの続
く部分の間の中間で本質的に行われる如くである上記第
1〜2項のいづれか1つの項に記載の方法。
5、記録が、記録媒体の複数のビクセル位置に可変量の
インクを適用することによって生成されるインクジェッ
ト印刷装置において、 a) 該記録媒体に向けられるインクジェットを生成し
、該インクジェットは、所定のドロップ形成率で一連の
ドロップに分裂される手段と、b) 該ドロップを選択
的に帯電させるための手段と、 。)  ドロップが、該記録媒体への記録経路に沿って
移動するか、又は遮断手段によって遮断されるかを決定
するために、電荷の関数として各帯電ドロップに偏向力
を適用するための手段と、d) 該経路と該記録媒体と
の間の相対移動を生成するための手段と、 e) 該ドロップ形成率を指示する第1信号を生成する
ための手段と、 f) 該相対移動により第2信号を生成し、第2信号は
、該記録媒体におけるピクセル位置が該記録媒体に到達
する該ドロップの該経路に整列することを指示する手段
と、 g) 該第2信号に応答して、整列ビクセルに対して濃
度値を導出するための手段と、 h) 該導出濃度値と該第1信号とに応答して、前縁と
後縁の間の所定長さの印刷パルス信号を生成し、該濃度
値は、長さを制御し、そして該第1信号は、該印刷パル
ス信号の前縁の発生時間を制御するための手段とを具備
するインクジェット印刷装置において、 i) 該濃度値が導出される時間と印刷パルス信号の前
縁が発生する時間との間の所定時間関係を確立するため
に、該第1信号と第2信号とを同期させるための手段を
具備することを特徴とするインクジェット印刷装置。
6、該第1信号を生成するための該手段が、高周波数源
を具備し、そして該インクジェット生成手段が、振動を
該インクジェットに適用するための手段を具備し、該振
動適用手段は、該高周波数信号によって制御され、そし
てこの場合信号処理手段が、該第1信号を生成するため
に該高周波数源に結合される上記第5項に記載の装置。
7、該印刷パルス信号生成手段が、実ビクセル位置に適
用されるドロップ数を指示する数をロードされるように
適合されたダウン・カウンターを含む上記第5項に記載
の装置。
8、該同期手段が、第1及び第2フリップ70ツブ回路
と、リセット回路とを具備し、該第1フリツト70ツブ
は、該第2信号によってセットされるように結合され、
該第2フリツプ70ツブは、セットされた時、該第1フ
リツプフロツプによってイネーブルされ、そして該濃度
値の導出を制御するために信号をセットされた時、生成
される該第1信号の逆バージョンによってセット状態に
切り替えられるように結合され、そして該リセット手段
が、該導出信号LOADの開始後所定の時間で該第1及
び第27リツプ70ツブをリセットするように適合され
る上記第5項に記載の装置。
9、該同期回路が、 −第1及び第2直接入力と、逆入力とを有するA N 
Dゲートと、 −トリガーされた時、該第1信号の周期の半分よりも大
きく、かつ該周期よりも小さな長さを有する出力パルス
を生成し、入力において、該第2信号を受信し、そして
該ANDゲートの第1入力に結合された出力を有する単
安定回路と、−該第2信号を直接に受信する該ANDゲ
ートの第2人力と、該第1信号を受信するために結合さ
れた該ANDゲートの該逆入力とを含む上記第5項に記
載の装置。
【図面の簡単な説明】
第1図は、部分的に断面のインクジェット・プリンター
の簡略側面図、及び本発明を組み込む関連電気回路構成
要素のブロック図。 第2図は、発明の好ましい実施態様によるクロック信号
/ピクセル信号同期回路の回路図。 第3図は、同期回路の構成と動作を説明する時参照され
る、第1図と第2図の回路に発生する信号の波形図。 第4図は、代替的同期回路の回路図。 10・・・・・・・小ドロップ形成手段12・・・・・
・・ノズル 14・・・・・・・インク導管 16・・・・・・・インクジェット 18・・・・・・・ドロップ 20・・・・・・・記録媒体 21・・・・・・・回転ドラム 22・・・・・・・電極システム 26・・・・・・・遮断手段 28・・・・・・・偏向電極 44・・・・・・・印刷パルス信号生成手段48.50
・・・・信号処理手段 56・・・・・・・第17リツプ70ツブ58・・・・
・・・第27リツプ70ツブ60・・・・・・・リセッ
ト回路 特許出願人  カール・ヘルムート・ヘルツ外1名 m) u54

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、記録が、記録媒体の複数のピクセル位置に可変量の
    インクを適用することによって生成されるインクジェッ
    ト印刷方法であって、 a)該記録媒体に向けられるインクジェットを生成し、
    該インクジェットは、所定のドロップ形成率で一連のド
    ロップに分裂される段階と、b)所定の大きさの電荷を
    選択されたドロップに適用する段階と、 c)ドロップが、該記録媒体に到達するために記録経路
    に沿って移動するか、又は遮断されるかを決定するため
    に、電荷の関数として各帯電ドロップを偏向させる段階
    と、 d)該ドロップ経路と該記録媒体との間の相対横移動を
    生成する段階と、 e)ドロップ形成率を指示する第1信号を生成する段階
    と、 f)該相対移動から第2信号を生成し、第2信号は、記
    録媒体におけるピクセル位置が該ドロップ経路に整列す
    ることを指示する段階と、 g)該第2信号に応答して整列したピクセル位置に対し
    て濃度値を導出する段階と、 h)該導出濃度値と該第1信号とに応答して、前縁と後
    縁の間の所定長さの印刷パルス信号を生成し、該濃度値
    は、長さを制御し、そして該第1信号は、該印刷パルス
    信号の前縁の発生時間を制御する段階と、 i)該印刷パルス信号により該帯電段階(b)を制御す
    る段階とを含むインクジェット印刷方法において、 j)該濃度値導出段階(g)が発生する時間と印刷パル
    スの前縁が発生する時間との間に所定時間関係を確立す
    るために、該第1信号と第2信号とを同期させる段階と
    含むことを特徴とするインクジェット印刷方法。 2、記録が、記録媒体の複数のピクセル位置に可変量の
    インクを適用することによって生成されるインクジェッ
    ト印刷装置において、 a)該記録媒体に向けられるインクジェットを生成し、
    該インクジェットは、所定のドロップ形成率で一連のド
    ロップに分裂される手段と、b)該ドロップを選択的に
    帯電させるための手段と、 c)ドロップが、該記録媒体への記録経路に沿って移動
    するか、又は遮断手段によって遮断されるかを決定する
    ために、電荷の関数として各帯電ドロップに偏向力を適
    用するための手段と、d)該経路と該記録媒体との間の
    相対移動を生成するための手段と、 e)該ドロップ形成率を指示する第1信号を生成するた
    めの手段と、 f)該相対移動により第2信号を生成し、第2信号は、
    該記録媒体におけるピクセル位置が該記録媒体に到達す
    る該ドロップの該経路に整列することを指示する手段と
    、 g)該第2信号に応答して、整列ピクセルに対して濃度
    値を導出するための手段と、 h)該導出濃度値と該第1信号とに応答して、前縁と後
    縁の間の所定長さの印刷パルス信号を生成し、該濃度値
    は、長さを制御し、そして該第1信号は、該印刷パルス
    信号の前縁の発生時間を制御するための手段とを具備す
    るインクジェット印刷装置において、 i)該濃度値が導出される時間と印刷パルス信号の前縁
    が発生する時間との間の所定時間関係を確立するために
    、該第1信号と第2信号とを同期させるための手段を具
    備することを特徴とするインクジェット印刷装置。
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