JPS6330870B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインクジエツト印刷機に関し、更に具
体的に言えば、印刷品質を最適化する様に印刷ヘ
ツドの特性を制御するマルチノズル型インクジエ
ツト印刷機に関するものである。

印刷媒体にデータ及びその他の情報を印刷する
ために用いられるインクジエツト印刷機は周知で
ある。従来のインクジエツト印刷機のうちには、
複数の電気的構成要素及び流体関係の構成要素を
含むものがある。これらの構成要素は印刷を行う
ために共同して動作する。流体関係の構成要素に
は、印刷用流体、即ちインクを蓄積する小室、及
び該小室に通じる１以上のインク・ノズルを形成
したノズル・プレートを有するプリント・ヘツド
が含まれている。ノズル・プレートの下流のイン
ク滴の飛行路に沿つてガター・アセンブリが設け
られている。ガター・アセンブリは印刷媒体に対
する印刷のために用いられないインク滴を受取る
様になつている。

プリント・ヘツドにはインク滴の発生のための
インク滴発生器が関連している。インク滴発生器
は最初ノズルから発射する糸状のインク流を、ノ
ズル・プレートの近くの或る位置（分離位置）に
おいて一連のインク滴に分離させるための振動数
でヘツドを振動させる機能を有する。インク滴の
飛行路のそばには、帯電電極が配置されている。
帯電電極はインク滴の分離位置に配置するのが望
ましい。帯電電極はそばを通過するインク滴に選
択的に電荷を与える働きをする。帯電電極の下流
には一対の偏向電極が設けられている。偏向電極
は帯電したインク滴をガター又は印刷媒体の方へ
偏向させる様に働く。

従来の別の型のインクジエツト印刷機は複数の
磁気的構成要素及び流体関係の構成要素を有す
る。流体関係の構成要素は前述のものと同等であ
る。しかしながら、インク滴ストリームの飛行方
向の制御のための構成要素は電気的なものから磁
気的なものに置き換えられている。この型のイン
クジエツト印刷機もこの種の技術分野においては
広く知られているので、詳しい説明は省く。

これらのインクジエツト印刷機に関する問題の
１つは“サテライト・インク滴”の発生である。
サテライト・インク滴は通常印刷のために用いら
れるインク滴（印刷インク滴）よりも小さく、後
者の近傍に点在している。印刷インク滴は許容さ
れる品質の印刷を行う様に電気的又は磁気的に制
御可能であるが、サテライト・インク滴の制御は
不可能ではないにしても非常に困難である。

サテライト・インク滴についての問題は、それ
が印刷インク滴と合体しやすいということであ
る。印刷インク滴とサテライト・インク滴との合
体により新たに生成されるインク滴（合体インク
滴）は異なつた電荷対質量比を有するのが普通で
ある。又、合体インク滴は正常な印刷インク滴と
は異なつた速度で飛行する傾向がある。前述の様
に、印刷は制御された態様でインク滴を飛行させ
て印刷媒体に衝突させることによつて行われる。
合体インク滴及び正常な印刷インク滴が混在した
まま記録媒体へ向かつて飛行する場合、これらの
インク滴の特性のばらつきにより、印刷媒体上で
のインク滴の位置決めが不正確になる。これによ
つて印刷品質が低下する。

サテライト・インク滴は、印刷インク滴と合体
しない場合、独立した飛行路をたどる傾向があ
る。この場合、サテライト・インク滴は印刷媒体
にランダムに衝突したり、正常なインク滴の飛行
路の近傍にある部品に衝突したりする。サテライ
ト・インク滴が印刷媒体上のランダムな位置に付
着すると、印刷品質が低下する。又、サテライ
ト・インク滴が近傍の部品に付着する場合には、
電気的部品を濡して短絡を引き起こし、インクジ
エツト印刷機の信頼性を損なうことになる。

本発明の目的はサテライト・インク滴の無い動
作領域において印刷を行う様にインジエクト印刷
機を制御することである。

本発明によるインクジエツト印刷機において
は、インク滴発生器に関連して閉ループ・サーボ
系を用いて理想的な動作領域が維持される。イン
ク滴発生器はインク流からインク滴を分離させる
様に印刷ヘツド及びインクを振動させる。閉ルー
プ・サーボは周期的に制御信号を生じる帯電イン
ク滴センサーを含む。電気的論理回路がこの制御
信号に基いて帯電インク滴に関する飛行時間情報
を生じる。制御装置はこの情報を利用してインク
滴発生器を駆動する複数の電圧信号を生じる。

更に具体的に言えば、インク滴の電荷を検出す
るためのセンサーは帯電電極の下流に設置され
る。インク滴はインク流から分離するとき帯電電
極によつて電荷を与えられる。帯電したインク滴
がセンサーのそばを通過するとき、センサーに電
気的信号が誘起する。この信号に基いてインク滴
ストリームに関する特性信号としての飛行時間信
号が生成される。飛行時間信号はインク滴が分離
する時点からセンサーによつて検出される時点ま
での時間を表わしている。制御装置は飛行時間信
号に基いて最弱駆動インク滴ストリーム及び最強
駆動インク滴ストリームを判断する。そして制御
装置は最弱駆動インク滴ストリームの飛行時間と
最強駆動インク滴ストリームの飛行時間とが等し
くなるまでインク滴発生器の駆動のための可変電
圧を生じる。この様な２つのストリームに関する
飛行時間が等しくなるときの電圧が最適駆動電圧
である。

本発明の１実施例の場合、制御装置は可変制御
ワードを出力として生じる。この制御ワードは一
定基準電圧と共にデジタル−アナログ変換乗算器
に供給され、この変換器の出力がインク滴発生器
の駆動のために用いられる。

これから図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて詳しく説明する。第１図はインク滴発生
器、即ち振動体の駆動電圧（横軸）と分離距離
（縦軸）との関係を表わしている。本文中におい
て、分離距離は印刷ヘツドのノズル・プレートに
おけるインク流のためのノズルの出口と該インク
流からインク滴が分離する位置との間の距離を表
わす。第１図の曲線から分かる様に、分離距離は
駆動電圧、ひいてはインク流に与えられる振動の
大きさと密接な関係を有する。駆動電圧が増加す
るにつれて分離距離は最小値まで減少する。最小
分離距離は0.254mmに近い値である。最小分離距
離はインクジエツト印刷機のインクの特性、ヘツ
ドの特性等の種々の特性に依存して変わりうる。
最小分離距離をもたらす電圧よりも駆動電圧を高
くすると、分離距離は再び増大する。換言すれ
ば、振動体を駆動するための電圧が最小分離距離
をもたらす電圧からずれるにつれて、分離距離は
次第に大きくなる。最小分離距離の点でインク滴
の分離を生じさせる様な電圧でインク滴発生器を
駆動するのが望ましいということが実験的に確認
されている。又、インク滴の分離が最小分離距離
の点で生じるときには、サテライト・インク滴の
発生及び影響が完全に阻止されないまでも相当に
抑制されることも確認されている。

ところで、第１図の曲線は単一ノズル型ヘツド
に関連したものである。複数のインク滴ストリー
ムを生じるマルチノズル型ヘツドの場合も同様に
最小分離距離のところでインク滴の分離を生じさ
せることが重要である。しかしながら、マルチノ
ズル型ヘツドの場合には、ノズルのアレイに沿う
振動状態が一様でないため、全てのストリームに
ついてこれを実行することは困難である。即ち、
振動状態が一様でないことにより、個々のストリ
ームに関して最小分離距離をもたらす駆動電圧が
少しずつ異なるのである。この事は第２図の複数
の曲線によつて明確に示されている。個々の曲線
は個々のストリームに関して第１図の曲線と同様
に駆動電圧と分離距離との関係を表わしている。
これは５つのノズルから５つのストリームを生ず
るマルチノズル型ヘツドを用いた例である。但
し、ノズル及びストリームの数は単なる例であ
り、これに限定される必要はない。第２図におい
て曲線１０は最弱駆動ストリームに関し、曲線１
２は最強駆動ストリームに関する。前述の様に目
的はサテライト・インク滴の発生のない状態にお
いてヘツドを作動することである。サテライト・
インク滴の発生のない状態は、理想的には全ての
ストリームに関してインク滴の分離がノズル・プ
レートから最小分離距離の位置で生じるとき得ら
れる。マルチノズル型ヘツドの場合、複数のスト
リームのインク滴の分離は異なつた距離のところ
で生じるので、マルチノズル型ヘツドのための最
適動作点は複数のストリームのインク滴の分離距
離の差違が最も小さい点である。最適動作点をも
たらす最適駆動電圧は第２図においてVoで示さ
れている。最適駆動電圧は最強駆動ストリームに
関する最小分離距離をもたらす電圧と最弱駆動ス
トリームに関する最小分離距離をもたらす電圧と
の間にある。これから詳しく述べる様に本発明は
サーボ制御ループを利用して最適駆動電圧を定
め、それによつて印刷機の最適動作を維持する。

第３図は本発明によるインクジエツト印刷機の
ブロツク図である。インクジエツト印刷機は複数
のインク滴ストリームのそれぞれに関する分離距
離が最小範囲内に維持される様に制御される。印
刷機は印刷アセンブリ１４及び制御アセンブリ１
８を含む。印刷アセンブリ１４は印刷媒体にデー
タを印刷するためのインク滴ストリームを生じる
機能を有する。印刷アセンブリ１４はヘツド本体
２０を含む。ヘツド本体２０は角柱形、円柱形等
任意の形状のものでよく、流体室２２が形成され
ている。流体室２２には導電性インクの様な加圧
流体が供給される。この実施例では、流体室２２
は図面に垂直な方向に延びる軸線を有する円筒形
であり、且つノズル・プレート２６に達する先細
りの拡張部分を有する。流体室２２の中心には、
その軸線を中心とする円筒形の振動体２４が設け
られている。振動体２４の好適な例は圧電結晶で
ある。振動体２４は、所定の周波数を有する駆動
電圧の印加に応じて半径方向に振動する。駆動電
圧は制御アセンブリ１８のプログラマブル駆動回
路７８から与えられる。ノズル・プレート２６は
ヘツド本体２０に固定されている。ノズル・プレ
ート２６は複数のノズル、即ちオリフイスを有す
るが、そのうちの１つだけが参照番号２８と共に
図示されている。オリフイス２８は流体室２２か
らノズル・プレート２６の前面まで通じている。
圧力を加えられたインクはオリフイス２８を通し
て糸状インク流として押し出される。参照番号３
０は複数のインク流のうちの１つを示している。
適当な駆動電圧が振動体２４に加わると、インク
内に圧力波面が生成される。圧力液面はオリフイ
ス２８に直角な方向に広がつている。この圧力波
面がインク内を伝わることにより、インク流３０
はノズル・プレート２６の下流の或る位置で順次
小さなインク滴として分離する。この様にしてイ
ンク滴が形成される点を分離位置と呼ぶ。第３図
には１つのインク滴ストリームしか示されていな
いが、実際には複数のインク滴ストリームが存在
する。即ち、複数のインク滴ストリームは第３図
に直角な方向に一定間隔で配列されている。

ノズル・プレート２６のそばには帯電電極アセ
ンブリ３２が設けられている。帯電電極アセンブ
リ３２はインク流からインク滴が分離するとき該
インク滴に電荷を付与したりしなかつたりする機
能を有する。もちろん帯電電極アセンブリ３２は
インク滴ストリームの数に応じた複数の電極を含
んでいる。印刷アセンブリ１４には空気流トンネ
ル３４が形成されている。空気流トンネル３４は
空気供給源（図示せず）からの空気流をインク滴
ストリームと同じ方向に流す様に働く。帯電電極
アセンブリ３２の下流には、一対の偏向電極３
６，３８が設置されている。偏向電極３６，３８
は一方が相対的に正の電位に維持され、他方が相
対的に負の電位に維持される。図示した例では、
偏向電極３８が接地されているのに対し、偏向電
極３６は負電位に維持されている。偏向電極の下
流にはガター・アセンブリ４０が設置されてい
る。ガター・アセンブリ４０は印刷媒体１６に対
する印刷のために必要でないインク滴を捕獲す
る。印刷媒体１６は例えば紙であり矢印４２の方
向へ所定速度で移動する。帯電したインク滴は非
印刷飛行路４４に沿つてガター・アセンブリ４０
へ向けて偏向される。帯電していないインク滴は
印刷飛行路４６に沿つて印刷媒体１６に衝突する
まで進む。

ガター・アセンブリ４０の１部にはセンサー４
８が装着されている。センサー４８はインク滴ス
トリームと直交する方向に延長している。センサ
ー４８は帯電したインク滴が上方を通過するとき
電流信号を生じる帯電インク滴センサーである。
センサー４８は必ずしもガター・アセンブリ４０
の１部に装着される必要はないが、接地されたガ
ター・アセンブリ４０に埋め込むことによつて、
電気的ノイズからセンサー４８を遮蔽することが
できる。後で述べる様に、センサー４８から生じ
る電流信号は制御アセンブリ１８においてインク
滴の飛行時間を求め且つインク滴ストリームの帯
電位相若しくは分離位相を定めるために利用され
る。飛行時間を監視することによつて相対的な分
離時点及び距離を知ることができるので、これに
基いて複数のストリームに関する分離時点及び距
離のばらつきの範囲を少なくする様に圧電結晶振
動体２４の駆動電圧を制御する。複数のストリー
ムに対応する複数のセンサーを設ける様にしても
よいが、この実施例では一本の導線がセンサー４
８として共用されている。帯電したインク滴がそ
ばを通過するとき、その導線に電流が誘起する。
この種のセンサーについての詳細は米国特許第
3977010号等に示されている。

帯電したインク滴の通過を検出するのに１つの
センサー４８だけを用いてもよいが、この実施例
では第２のセンサー５０が設置されている。セン
サー５０も複数のストリームを横切る様に延長し
ている。センサー５０の特徴及び機能はセンサー
４８と同じである。この様に間隔をおいて配置さ
れた２つのセンサー４８，５０を用いることによ
つて、インク滴の速度及び飛行時間を一層正確に
測定することができる。更に、センサー４８を分
離位置の近くに設置するならば、複数のストリー
ムのそれぞれの分離距離及び相対的な分離距離の
差を一層正確に定めることができる。

センサー４８及び５０から生じる信号は線５２
及び５４を介して制御アセンブリ１８に与えられ
る。制御アセンブリ１８はバス５６及び５８に制
御信号を生じるための回路を含む。バス５６の制
御信号は振動体２４の駆動のために用いられ、バ
ス５８の制御信号は帯電電極のアセンブリ３２の
制御のために用いられる。

制御アセンブリ１８はセンサー論理回路６０を
含む。センサー論理回路６０は線５２及び５４を
介して送られてくる信号に応じて飛行時間信号及
び振幅信号をそれぞれマルチプレクサ・バス６２
及び６４に生じる。主制御回路６６がこれらの信
号を受取る。主制御回路６６は独立した種々の論
理回路の組合わせから成るものでもよいが、好適
な実施例では通常のマイクロコンピユータが用い
られる。主制御回路６６は利得制御信号等の制御
信号をマルチプレクサ・バス６８を介してセンサ
ー論理回路６０に与える。センサー論理回路６０
はステータス情報をシンプレツクス・バス７０及
び７２を介して主制御回路６６に送る。主制御回
路６６はマルチプレクサ・バス７４に制御ワード
を生じると共にプログラマブル駆動回路７８を付
勢する信号を生じる。プログラマブル駆動回路７
８は制御ワードに基いて振動体２４を駆動する信
号の振幅を制御する。

主制御回路６６は位相制御のための機能も有す
る。位相制御はインク流から分離するインク滴に
電荷を与えるプロセスである。帯電パルスとイン
ク滴の分離時点との位相関係は分離時点が帯電パ
ルスの持続時間の中央になるのが理想である。そ
うすれば最大の電荷がインク滴に付与されるので
ある。この様な位相制御のために、主制回路６６
はマルチプレクサ・バス８０，８２，８４を介し
て帯電制御回路９０に種々の制御信号を与える。
その制御信号には、例えばモード情報、インク滴
カウント情報、ストリーム選択情報等が含まれて
いる。主制御回路６６はシンプレツクス・バス９
２に生じる信号によつて帯電制御回路９０の動作
を開始させる。位相制御のプロセスはこの種技術
分野においてよく知られているので、詳しい説明
は省くことにするが、帯電制御回路９０は帯電電
極アセンブリ３２に含まれている複数の帯電電極
を駆動するための複数の駆動回路と帯電制御波形
発生器とを含むということだけ述べておく。この
種の技術についての更に詳しい事項は例えば
IBM Technical Disclosure Bulletin Vol.22No.
７（1979年12月）の第2666頁に示されている。

次にセンサー論理回路６０の具体的な回路構成
を示す第４図を参照する。前述の様に、帯電した
インク滴の通過に応じてセンサー４８に電流が誘
起する。センサー４８に加えてセンサー５０も用
いる場合には、第４図の回路構成と同じものがセ
ンサー５０からの信号を処理するために別個に必
要である。２つの回路構成は同一であるから、こ
こではセンサー４８に関するものだけを説明す
る。センサー４８からの信号は線５４を介して演
算増幅器９４に与えられる。演算増幅器９４は２
入力演算増幅器であり、その出力はフイードバツ
ク・ループによつて負入力に接続されている。フ
イードバツクループには利得制御のための抵抗器
Ｒが含まれている。線５４からの信号を増幅した
ものが線９６に生じる。線９６の信号は零交差検
出器９８及び積分器１０９に供給される。零交差
検出器９８は線５４の電流信号Ｉが零レベルを横
切る時点tsにおいて線１０１に信号を生じる。線
１０１の信号はTOF（飛行時間）計数器１０２の
計数動作を止める働きをする。TOF計数器１０
２は時点tsより前の時点t₀において線１０４に与
えられる信号Ｓに応じて計数動作を開始する。時
点tsにおいて得られるカウントはインク滴が分離
してからセンサー４８によつて検出されるまでの
飛行時間を表わしている。このカウントはマルチ
プレクサー・バス６２を介して主制御回路６６
（第３図）へ送られる。

ここで第６図及び第７図を参照する。曲線１０
５は帯電電極Vcの変化を示し、曲線１０６はセ
ンサーに誘起する電流Ｉの変化を示す。時点t₀に
おいてインク滴が分離するとき、帯電パルスが帯
電電極に与えられる。同時に主制御回路６６は
TOF計数器１０２の動作を開始させるための信
号Ｓを線１０４に生じる。その後の時点tsにおい
てセンサー４８に電流が誘起する。インク滴が丁
度センサー４８の上にくるとき零交差検出器９８
が線１０１にパルスを生じる。このパルスに応じ
てTOF計数器１０２は計数動作を停止する。こ
の様にTOF計数器１０２は時点t₀からtsまで計数
動作を行う。時点tsにおいて得られるカウントは
特定のインク滴に関する飛行時間を表わしてい
る。

再び第４図を参照する。線９６の信号を受取る
積分器１０９の出力信号はピーク検出器１００へ
送られる。ピーク検出器１００は積分された信号
の最大振幅を検出する様に働く普通の装置であ
る。最大振幅を表わす信号は線１０８を介してア
ナログ−デイジタル変換器１１０に与えられる。
アナログ−デイジタル変換器１１０から生じるデ
イジタル振幅信号はマルチプレクサ・バス６４を
介して主制御回路６６へ送られる。主制御回路６
６はインクジエツト印刷機の位相制御のためのデ
イジタル振幅信号を利用する。

第５図は第３図のプログラマブル駆動回路７８
の具体的な構成を示している。プログラマブル駆
動回路７８の機能は、ノズル・プレート２６から
生じる全てのインク流からのインク滴の分離を最
小範囲内で生じさせる最適駆動電圧Vo（第２図）
が得られるまで振動体２４の駆動電圧を動的に調
節することである。プログラマブル駆動回路７８
は一定信号源１１２を有する。好適な実施例の場
合、信号源１１２は一定のインク滴クロツク周波
数と一定の振幅とを有する信号を生じる自走発振
器である。この信号は通常のデイジタル−アナロ
グ変換乗算器１１６に与えられる。デイジタル−
アナログ変換乗算器１１６は主制御回路６６から
マルチプレクサ・バス７４を介して与えられるデ
イジタル制御ワードに応じて動作する。即ち、デ
イジタル−アナログ変換乗算器１１６は信号源１
１２からの一定信号をデイジタル制御ワードに応
じた可変電圧に変換して線１１８に生じる。この
可変電圧は結合コンデンサ１２０を介して電力増
幅器１２２に与えられる。電力増幅器１２２は増
幅した信号を線１２４に生じる。この線１２４の
信号は振動体２４の駆動のために用いられる。好
適な実施例の場合、デイジタル−アナログ変換乗
算器１１６は線１１４の一定信号とマルチプレク
サ・バス７４の制御ワードに応じた可変信号とを
掛け合わせる様に動作する。

前述の様に、主制御回路６６として普通のマイ
クロコンピユータが用いられる。種々の型のマイ
クロコンピユータが使用可能である。例えばモト
ローラ・セミコンダクター社製造のM6800型マイ
クロコンピユータが適当である。これは後で述べ
る一連のステツプに応じてマシン・プログラムを
作成するために使用するのに適当な命令セツトを
有する。M6800型マイクロコンピユータは記憶装
置を伴つたマイクロプロセツサ・モジユールを含
む。マイクロプロセツサは周知の装置であるか
ら、詳しい説明を省くことにする。

これまでインク滴生成のためにヘツドを駆動す
る装置について説明してきたが、この装置におい
て最適駆動電圧Voを定めるためのプロセスにつ
いて以下説明する。先ず一般的な説明を行つた
後、流れ図を用いた詳しい説明を行うことにす
る。前述の様にインクジエツト印刷機の最適動作
点は単一ノズル型及びマルチノズル型のいずれで
あつても、インク滴が最小分離距離若しくはその
近くで形成される状態である。単一ノズル型の場
合、単一のインク滴ストリームに関する最小分離
距離が定められ、それに対応する電圧がヘツドを
駆動するための最適駆動電圧として維持される。
マルチノズル型の場合、先ず最弱駆動ストリーム
と最強駆動ストリームとが定められる。これに関
連したプロセスは次の様なステツプを含む。

ステツプ１：各ストリームに関連して比較的低い
駆動電圧（例えば６乃至10V）をインク滴発生
器、即ち振動体に印加する。インク滴が分離す
るとき、帯電電極に電圧を印加する。

ステツプ２：分離位置の下流にあるセンサー及び
それに関連した論理回路によつてインク滴の飛
行時間を測定し、記憶する。

ステツプ３：複数のストリームのインク滴の飛行
時間を調べる。最も長い飛行時間を示すストリ
ームが最強駆動ストリームであり、最も短い飛
行時間を示すストリームが最弱駆動ストリーム
である。

ステツプ４：駆動電圧を増して最強駆動ストリー
ム及び最弱駆動ストリームに関する飛行時間を
監視する。２つのストリームに関する飛行時間
が同じになるまで駆動電圧を増す動作を続け
る。最強駆動ストリーム及び最弱駆動ストリー
ムの飛行時間が同じになるときの駆動電圧が最
適駆動電圧Voである。

複数のストリームに関する分離距離のばらつき
が１波長範囲内であると仮定した場合には、位相
法と呼ばれる別の技法を分離時点の判定に用いる
ことができる。位相法は最適電圧Voを定めるた
めにストリームの帯電位相特性を利用するもので
ある。この方法の場合、振動体の駆動のためのク
ロツク周期は複数（例えばＮ個）のインターバル
に分けられる。Ｎ個のインターバルのうちの１つ
において最弱駆動ストリームに関連した帯電電極
に信号を加えてみて、インク滴が帯電したか否か
をセンサーによつて検出する。同じ事をＮ個のイ
ンターバル全てにおいて行う。その結果、１つ若
しくは幾つかのインターバルにおける帯電信号の
印加に応じてインク滴が帯電したことが確認され
る筈である。その様な幾つかのインターバルの中
央が最弱駆動ストリームに関する分離時点（ひい
ては分離位置）である。同様に最強駆動ストリー
ムに関する分離時点を知ることができる。その後
２つのストリームの分離時点、ひいては帯電位相
が等しくなるまで駆動電圧を調節することによつ
て最適駆動電圧が定められる。

最適駆動電圧Voを定めるためのもう１つの技
法は位相曲線分析法である。これは可変の駆動電
圧に応じた全てのストリームの帯電位相（若しく
は分離位相）を示す曲線の曲がり具合いをみて駆
動電圧を増すべきか減らすべきかを定めるもので
ある。第８図及び第９図は２つの状態におけるそ
の様な曲線を示している。縦軸はストリーム番号
を示し、横軸は帯電位相を示す。特定の駆動電圧
でヘツドを駆動した場合に、各ストリームのイン
ク滴が分離して帯電させられる位相を調べて各ス
トリームに対応づけてプロツトすることによつて
図示の曲線が得られる。第８図に示されている凸
形曲線は過剰駆動状態に対応し、第９図に示され
ている凹形曲線は不足駆動状態に対応している。
動作中、制御装置は位相とストリーム番号との関
係を示す情報を記録し、それによつて曲線の形状
を知り、それに応じて駆動電圧を調節することに
よつて最適駆動電圧を定めることができる。

最適電圧を定めるためにストリームに関する異
なつた特性を利用している３つの技法について説
明したが、これに限らずストリームに関する種々
の特性を利用して同じ目的を達する種々の技法が
考られる筈である。

第１０図は本発明に従つてヘツドを駆動する電
圧を制御するためのルーチンの流れ図である。当
業者はこの流れ図に従つて最適駆動電圧を定めて
それを維持する様に主制御回路としてのマイクロ
コンピユータのプログラムを作成することができ
る筈である。

全体的にみて、このルーチンは初期テスト部分
１２６、精密調節テスト部分１２８、及び周期テ
スト部分１３０から成る。ルーチンは少なくとも
初期テスト部分１２６を含まなければならない。
初期テスト部分１２６は分離位置の最小の広がり
及び最適駆動電圧を1Vの増分をもつて定めるた
めに用いられる。初期テスト部分１２６によつて
最適駆動電圧が定められないときには、0.4Vの
増分をもつて最適駆動電圧を定めるための精密調
節テスト部分１２８が用いられる。周期テスト部
分１３０は最適駆動電圧が定められた後のヘツド
の動作状態を周期的に調べるために用いられる。
好適な実施例の場合、周期テストは１時間に１度
程度の頻度で行われる。

初期テスト部分１２６の始まりは初期テスト開
始ブロツクである。ここでシステムの動作を開始
する。次のブロツク１３２には、システムの初期
設定のための値が示されている。この実施例で
は、振動体の駆動電圧の初期値は6V（実効値）で
ある。駆動電圧の増分は1V（実効値）に定められ
る。更に、キヤリブレーシヨン・フラツグCFが
０にセツトされる。ブロツク１３２からブロツク
１３４へ進む。ブロツク１３４の機能は所与の駆
動電圧のときのストリームの最小位相範囲を定め
ることである。そのために特定の駆動電圧を振動
体に印加する。前述の様にして各ストリームの帯
電位相（分離位相）を検出して、記録する。記録
した値を調べることによつて帯電位相の最大値と
最小値とを検出する。位相範囲は最大値と最小値
との間の差として求められる。最小位相範囲を求
めた後、判断ブロツク１３６へ進む。ブロツク１
３６において、もし最小位相範囲が予定数の位
相、例えば６つの位相よりも狭ければ、ブロツク
１３８へ進む。なお、この例では１インク滴クロ
ツク周期を16の位相に分けてあるものとする。ブ
ロツク１３８は最小位相範囲に応じた駆動電圧を
選択するためのものである。次のブロツク１４０
では帯電位相を定め且つ駆動電圧を選択された値
にセツトする。そしてブロツク１４２へ進む。ブ
ロツク１４２においては、そのときの最小位相範
囲、帯電位相及び駆動電圧を表示装置において表
示する。次のブロツク１４２はルーチンから出る
ためのリターン・ブロツクである。

前述の判断ブロツク１３６において、最小位相
範囲が６位相より狭くないことが分かると、判断
ブロツク１４６へ進む。ここではフラツグCFが
０にセツトされているかどうかを調べる。もしそ
のフラツグが０にセツトされていなければ、更に
次の判断ブロツク１４８へ進む。判断ブロツク１
４８では、最小位相範囲が９位相より狭いかどう
かを調べる。９位相より狭ければブロツク１３８
へ進み、前述のとおりの動作を行う。判断ブロツ
ク１４８において最小位相範囲が９位相より狭く
ないことが分かると、ブロツク１５０を介してブ
ロツク１５２へ進む。ブロツク１５０はインク滴
を帯電させるのに適正な位相が無いことを示す情
報を表示装置を介してオペレータに伝えるための
ものである。これは最小位相範囲が予定値（例え
ばインク滴クロツク周期の1/2）より広いことを
意味している。この様に複数のストリームに関す
る帯電位相に広いばらつきがあるときには、印刷
のために同期した帯電信号によつてインク滴を適
正に帯電させることができなくなる。従つて、ブ
ロツク１５２において印刷の停止を指示する。

一方、判断ブロツク１４６においてフラツグ
CFが０にセツトされていることが分かると、ブ
ロツク１５４へ進む。ブロツク１５４において
は、現在の駆動電圧から2V減じたものを新しい
駆動電圧として定め、且つその増分を0.4Vにす
る。更に、フラツグCFを16進表示でFFにセツト
した後、径路１５６を通つてブロツク１３４へ進
み、前述の様な動作を行う。

インクジエツト印刷機の最適動作を維持するた
めに、駆動電圧、位相範囲等が許容範囲内にある
かどうかを周期的に検査することが必要である。
このために１時間毎に印刷機の動作態様を検査す
る周期テスト部分１３０が用いられる。もちろ
ん、周期テストを行う時間間隔は１時間に限ら
ず、それよりも長くても短くてもよい。周期テス
ト開始ブロツクからブロツク１５８へ進む。ここ
で現在の駆動電圧の下で新たに位相範囲を検出し
て記録する。次のブロツク１６０ではその新位相
範囲が５位相より広いかどうかを調べる。新位相
範囲が５位相より広ければ、ブロツク１３２へ進
み前述の様に最適駆動電圧を定めるための動作を
行う。位相範囲が５位相より大きくなければブロ
ツク１６２へ進む。ブロツク１６２では、新位相
範囲が前述のブロツク１４０においてセツトされ
た旧位相範囲よりも広いかどうかの比較を行う。
新位相範囲が旧位相範囲より広くなければブロツ
ク１４０へ進み、駆動電圧はそのまま維持する。
一方、新位相範囲が旧位相範囲より広いときに
は、ブロツク１５４へ進み駆動電圧の精密調節を
行う。

【図面の簡単な説明】

第１図は単一ノズル型ヘツドを用いるときの振
動体の駆動電圧とインク滴の分離距離との関係を
示す図、第２図はマルチノズル型ヘツドを用いる
ときの振動体の駆動電圧とインク滴の分離距離と
の関係を示す図、第３図は本発明によるサーボ制
御式インクジエツト印刷機を示す図、第４図は飛
行時間を測定するためのセンサー論理回路内の構
成を示す図、第５図は振動体を駆動する可変電圧
を生じるためのプログラマブル駆動回路内の構成
を示す図、第６図はインク滴に関する帯電電圧の
波形を示す図、第７図はセンサーに誘起する電流
の波形を示す図、第８図は過剰駆動状態における
インク滴ストリーム番号と位相との関係を示す
図、第９図は不足駆動状態におけるインク滴スト
リーム番号と位相との関係を示す図、第１０図は
主制御回路において実行される制御ルーチンを示
す図である。 １４……印刷アセンブリ、６０……センサー論
理回路、６６……主制御回路、７８……プログラ
マブル駆動回路、９０……帯電制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 複数のノズルから複数のインク流を生じるた
   めのマルチノズル型ヘツドを有するインクジエツ
   ト印刷機であつて、 上記複数のインク流のそれぞれをインク滴とし
   て分離させて複数のインク滴ストリームにするた
   めに所定周波数及び可変振幅を有する駆動信号を
   上記マルチノズル型ヘツドに印加する駆動装置
   と、 上記複数のインク滴ストリームのそれぞれの飛
   行経路の近傍に設けられていて、各インク滴スト
   リームのインク滴を検出して検出出力を生じる複
   数の検出装置と、 各インク滴ストリームに関する上記ノズルの出
   口からインク流がインク滴として分離する位置ま
   での分離距離を反映した値を示す特性信号を上記
   検出装置の検出出力に基いて生じる論理装置と、 上記駆動装置及び上記論理装置に接続されてい
   て、上記駆動信号の振幅を定める制御信号を上記
   駆動装置に与える機能、所定の制御信号を上記駆
   動装置に与えている間に上記検出装置から得られ
   る上記特性信号の値を調べて、上記分離距離が最
   短及び最長である２つのインク滴ストリームを見
   い出す機能、及び該２つのインク滴ストリームに
   関する上記特性信号の値が同等になるまで、上記
   駆動信号の振幅を変化させるように上記制御信号
   を変える機能を具備する制御装置と を有することを特徴とするインクジエツト印刷
   機。