(57)【要約】【課題】  複数のノズルを印字ヘッド上に構成した場合にも位相検出センサを増やすことなく構成部品を少なくする。【解決手段】  インクジェット記録装置において、一つのノズルの位相同期化が完了するまでは、他のノズルには位相検索用信号は帯電せず、一つのノズルの位相同期化が完了した後、次のノズルの位相同期化を開始するように個々のノズル毎でタイミングをずらして位相同期化を行なう実際に帯電した電圧を位相検出センサで検出し、前記電圧を基に前記インク粒子の粒子化タイミングの位相と同期させて前記複数の個々のノズルから噴出したインク粒子の中で印字に使用しないインク粒子に帯電電極を介して位相検索用信号を帯電させる手段を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクと溶剤、これらを加圧、吸引するポンプおよび流れ方向を切替える電磁弁等のメカ部と、
印字系の制御と運転、停止などの操作を制御する操作制御部からなる本体と、
本体から圧送されたインクを連続的に粒子化する複数のノズルと、
噴出したインク粒子に印字に必要とする電荷を帯電させる帯電電極と、
帯電したインク粒子を偏向させる電界を形成する偏向電極と、
印字に使用しないインク粒子を補足し回収経路へ搬送するガターと、
を備えた印字ヘッドを有するインクジェット記録装置において、
一つのノズルの位相同期化が完了するまでは、他のノズルには位相検索用信号は帯電せず、一つのノズルの位相同期化が完了した後、次のノズルの位相同期化を開始するように個々のノズル毎でタイミングをずらして位相同期化を行なう実際に帯電した電圧を位相検出センサで検出し、前記電圧を基に前記インク粒子の粒子化タイミングの位相と同期させて前記複数の個々のノズルから噴出したインク粒子の中で印字に使用しないインク粒子に帯電電極を介して位相検索用信号を帯電させる手段を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインクジェット記録装置において、個々のノズルから噴出した位相検索用信号を確認用する位相検出センサは一つで構成し、個々のノズルに帯電するタイミングを検知及び制御することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のインクジェット記録装置において、印字ヘッド上に複数構成したガターは位相検出センサの前で１本の経路集約し、位相検出センサと接続したことを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のノズルのインク粒子分離タイミングと印字帯電電圧の位相同期化を行い、安定な印字を行うインクジェット記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のインクジェット記録装置の構成を図３を用いて説明する。供給ポンプ３２で加圧したインクを調圧弁３３で所定の圧力に調整した後、ノズル部３４ａ及び３４ｂに供給し、ノズル部３４ａ及び３４ｂからインクを噴出する。ノズル部３４ａ及び３４ｂ内に設けた電歪素子を振動させることにより、噴出するインクを規則的に分離し、インク粒子４０ａ及び４０ｂを生成する。
【０００３】
インク粒子４０ａ及び４０ｂは帯電電極２ａ及び２ｂ内で各文字に応じた文字信号となる帯電電圧で帯電される。２枚の向かい合った＋側偏向電極５ａ及び５ｂに高電圧を与え、−側偏向電極６ａ及び６ｂを設置することにより、偏向電極間に静電界を発生させる。インク粒子４０ａ及び４０ｂが偏向電極間の静電界中を飛翔する間に、帯電量に応じた偏向を受け、被印字物に付着し、印字を行っている。
【０００４】
画像はドットマトリクスで構成され、偏向量の小さな下位ドットから、偏向量の大きい上位ドットの順番に階段波状の帯電電圧でインク粒子を帯電させ、それを偏向させることにより縦方向の印字を行う。横方向の印字はインク粒子の偏向方向に対して直角方向に被印字物が移動することにより行われる。また、印字に使用されなかったインク粒子はガター７ａ及びガター７ｂからインクボトル４２に回収され再利用される。
【０００５】
このような構成されたインクジェット記録装置において、良い印字を行うためには、ノズル部３４ａ及び３４ｂ内より噴出されるインクからインク粒子４０ａ及び４０ｂを形成するタイミング（インク粒子４０ａ及び４０ｂがノズルより噴出されるインク柱より分離するタイミング）、すなわちインク粒子４０ａ及び４０ｂの粒子化タイミングの位相に同期して、インク粒子４０ａ及び４０ｂに帯電電極２ａ及び２ｂで帯電電圧を与える必要が有り、この同期がずれてしまうと帯電不良となり、印字不良を生じてしまう問題が生じる。また、インク粒子４０ａ及び４０ｂの分離タイミングはインクの物性値の変化等で経時変化していくため、インク粒子４０ａ及び４０ｂの分離タイミングの変化をチェックする必要がある。
【０００６】
これら問題を対策するには、まず、非印字中に、ノズル部３４ａ及び３４ｂより噴出されたインク粒子４０ａ及び４０ｂの分離位置を位相として検索するための図２(III)位相検索用パルス波形に示すような電圧をガター７ａ及びガター７ｂより飛び越えることの無いレベルでインク粒子４０ａ及び４０ｂに帯電を行う。
【０００７】
次に、位相検出センサ３７ａ及び３７ｂで各位相毎で帯電されたインク粒子４０ａ及び４０ｂの帯電電荷量に応じた電圧レベルを各々のノズル毎で検出し、その検出レベルからインク粒子４０ａ及び４０ｂの分離のタイミングの変化をチェックし、ノズル３４ａ及び３４ｂそれぞれに変化に対応した位相でリアルタイムに文字信号となる帯電電圧をインク粒子４０ａ及び４０ｂに帯電するという方法が挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１６２８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、前記背景技術で述べた検出方法では位相検出センサはノズル一つに対して一つ準備する必要があり、印字ヘッド上に複数のノズル、帯電電極、偏向電極を構成した場合は、同数の位相検出センサを用意する必要があり、構成部品の増加により印字ヘッド小型化の阻害要因となり顧客の生産設備への柔軟な対応の阻害となる。
【００１０】
本発明の目的は、複数のノズルを印字ヘッド上に構成した場合にも位相検出センサを増やすことなく構成部品を少なくすることにある。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、印字ヘッドを小型化することで顧客の生産設備への柔軟な対応を行えるインクジェット記録装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するため、インクジェット記録装置において、例えば、一つのノズルの位相同期化が完了するまでは、他のノズルには位相検索用信号は帯電せず、一つのノズルの位相同期化が完了した後、次のノズルの位相同期化を開始するように個々のノズル毎でタイミングをずらして位相同期化を行なう実際に帯電した電圧を位相検出センサで検出し、前記電圧を基に前記インク粒子の粒子化タイミングの位相と同期させて前記複数の個々のノズルから噴出したインク粒子の中で印字に使用しないインク粒子に帯電電極を介して位相検索用信号を帯電させる手段を有するという構成をとる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数のノズルを印字ヘッド上に構成した場合にも位相検出センサを増やすことなく構成部品を少なくすることができる。
【００１４】
また、本発明によれば、印字ヘッドを小型化することで顧客の生産設備への柔軟な対応を行えるインクジェット記録装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施例に係る位相検出装置及びインクジェット記録装置を、図を用いて説明する。なお、本発明は、図示例に限定されるわけではない。
【００１６】
図１は、本発明の一実施例に係る位相検出装置の機能構成と、該位相検出装置を備えたインクジェット記録装置の構成図である。マイクロプロセッサ１４（以下、ＭＰＵと略す）は、本発明の一実施例に係るインクジェット記録装置の全体制御を司る主回路要素である。ＲＯＭ１５は、ＭＰＵ１４が動作するために必要なプログラム及び制御データを記憶する読みだし専用のメモリである。
【００１７】
ＲＡＭ１６は、ＭＰＵ１４が扱うデータ等を一時的に記憶する書替え可能なメモリである。バスライン２６はＭＰＵ１４からのデータ及びアドレス信号、コントロール信号全てを含む信号ラインである。
【００１８】
位相検出装置５０は、位相検出センサ９，ＡＭＰ１，バンドパスフィルタ１１，コンパレータ１２，位相検知回路１３と、ＭＰＵ１４，ＲＯＭ１５，ＲＡＭ１６の１部と、ノズル３４ａ及びノズル３４ｂの印字用帯電発生回路１７ａ及び１７ｂ，位相検索用パルス発生回路１８ａ及び１８ｂ，印字／非印字切替えスイッチ１９ａ及び１９ｂ，ＮＯＴゲート２０ａ及び２０ｂ，ＮＡＮＤゲート２１ａ及び２１ｂ，ＮＡＮＤゲート２２ａ及び２２ｂ，ＮＯＲゲート２３ａ及び２３ｂ，Ｄ／Ａコンバータ２４ａ及び２４ｂ，ＡＭＰ２５ａ及び２５ｂを備えて構成されている。
【００１９】
印字用帯電発生回路１７ａ及び１７ｂは、各種印字文字に対応した文字信号を発生させる回路であり、位相検索用パルス発生回路１８ａ及び１８ｂは、ノズル３４ａ及び３４ｂより噴出されたインク粒子４０ａ及び４０ｂのインク柱３ａ及び３ｂからの分離位置を位相として検索するための位相検索用信号を発生させる回路である。
【００２０】
印字／非印字切替えスイッチ１９ａ及び１９ｂは、印字用帯電信号発生回路１７より出力される文字信号と、位相検索用パルス発生回路１８ａ及び１８ｂより出力される位相検索用信号を、選択するものであり、かつＮＯＴゲート２０ａ及び２０ｂ、ＮＡＮＤゲート２１ａ及び２１ｂ、ＮＡＮＤゲート２２ａ及び２２ｂ、ＮＯＲゲート２３ａ及び２３ｂを用いることによって、印字時には文字信号、非印字時に位相検索用信号と適宜切り替ることを可能にしている。  Ｄ／Ａコンバータ２４ａ及び２４ｂは、ＮＯＲゲート２３ａ及び２３ｂより出力される文字信号あるいは位相検索用信号のデジタル形態の帯電信号をアナログ信号に変換するためのものであり、後段のＡＭＰ２５ａ及び２５ｂはその出力を増幅して帯電電圧とする。
【００２１】
ノズル３４ａおよび３４ｂより噴出されたインク柱３ａ及び３ｂは帯電電極２ａ及び２ｂの中心近傍でインク粒子４０ａ及び４０ｂに分離する。帯電電極２ａ及び２ｂは文字信号となる帯電電圧と位相検索用の帯電電圧と２つの帯電電圧をインク粒子４０ａ及び４０ｂに印加するための電極である。＋側偏向電極５ａ及び５ｂに数ｋＶの高電圧を印加し、−側偏向電極６ａ及び６ｂをＧＮＤにすることで偏向電界を作成する。
【００２２】
印字時、帯電電極２ａ及び２ｂで文字信号の帯電電圧で印加されたインク粒子４０ａ及び４０ｂは、この電界中を通過する際にその帯電量に応じた＋側偏向電極５ａ及び５ｂへの偏向を受け、ガター７ａ及び7ｂを飛び越す。
【００２３】
実印字状態でない時には、位相検索用信号の帯電電圧を常にガター７ａ及び7ｂを飛び越すことのない電圧レベルで繰り返しインク粒子４０ａ及び４０ｂに印加する。この帯電電圧がインク粒子４０ａ及び４０ｂに印加された後、ガター７ａ及び７ｂより回収され、回収経路を通過し位相検出センサ９にてインク粒子４０ａ及び４０ｂに実際に帯電された帯電電荷量を検出する。
【００２４】
位相検出センサ９で検出された位相検索用信号の帯電電圧レベルの微小信号は、ＡＭＰ１０で増幅され、バンドパスフィルタ１１によってノイズ成分を除去され、更にコンパレータ１２によって２値化され、位相検知回路１３で、インク粒子４０ａ及び４０ｂの分離タイミングに応じた最適印字位相が判定される。
【００２５】
次に、本発明の一実施例に係るインクジェット記録装置の位相検出装置の位相検出動作を、図２及び図３、図４を用いて説明する。ノズル部１にインク粒子４０ａ及び４０ｂを発生させるために印加する図２（I）に示す励振電圧波形に対して、インク粒子４０ａ及び４０ｂが図２(II)に示すインク粒子分離タイミングのようなタイミングで分離していく過程で、帯電電極で(III)位相検索用パルス波形のように少しずつタイミングの異なった位相でインク粒子４０ａ及び４０ｂを帯電すると、インク粒子４０ａ及び４０ｂに充電される帯電電荷量は各位相で変化し、位相検出センサで検出した結果は図４のようになり破線５１で示す検出電圧良否判定レベルより電圧値が高いか低いかにより良好な印字位相の判定を行なっている。
【００２６】
しかし、ノズル３４ａおよび３４ｂより噴出されたインク粒子４０ａ及び４０ｂに位相検索用信号を、同時に印加しては位相検出センサ９にて検出した帯電電荷はノズル３４ａおよび３４ｂのどちらの帯電電荷か判別できなくなる。
【００２７】
そこで図５に示すように始めにノズル３４ａより噴出されたインク粒子４０ａのみに位相検索用信号を印加し、位相検出センサ９にて検出し最適印字位相を判定した後、３４ｂより噴出されたインク粒子４０ｂに同様の処理を行なうことにより各々のノズルの変化に対応した位相でリアルタイムに文字信号となる帯電電圧をインク粒子４０ａ及び４０ｂに帯電できるようになる。
【００２８】
また、ノズル３４ａから３４ｂへ位相検索動作が移行したことを判断するため、図５のｔ１に示す各位相の間隔時間と、ノズル３４ａから３４ｂへ位相検索動作を移行する時間ｔ２との関係が「ｔ１≦ｔ２」とし、印字位相の判定処理を行なっている際にｔ２以上の電圧無印加時間があったこと判断基準とすればよい。
【００２９】
以上、本実施の形態に係る発明によれば、印字ヘッドを小型化することで顧客の生産設備への柔軟な対応を行えるインクジェット記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例にかかる位相検出装置の機能構成ブロック図と、該位相検出装置を備えたインクジェット記録装置の全体構成図である。
【図２】図１の位相検出装置の位相検出動作を示す図である。
【図３】従来のインクジェット記録装置の構成図である。
【図４】帯電電荷量を位相検出センサで検出した結果の一例である。
【図５】本発明の一実施例にかかるノズル毎の位相検索用信号を印加する説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・ＡＭＰ、２ａ・・・帯電電極、２ｂ・・・帯電電極、３ａ・・・インク柱、３ｂ・・・インク柱、５ａ・・・＋側偏向電極、５ｂ・・・＋側偏向電極、６ａ・・・−側偏向電極、６ｂ・・・−側偏向電極、７ａ・・・ガター、７ｂ・・・ガター、９・・・位相検出センサ、１１・・・バンドパスフィルタ、１２・・・コンパレータＣＭＰ、１３・・・位相検知回路、１４・・・ＭＰＵ、１５・・・ＲＯＭ、１６・・・ＲＡＭ、１７ａ・・・印字用帯電発生回路、１７ｂ・・・印字用帯電発生回路、１８ａ・・・位相検索用信号発生回路、１８ｂ・・・位相検索用信号発生回路、１９ａ・・・印字／非印字切替スイッチ、１９ｂ・・・印字／非印字切替スイッチ、２０ａ・・・ＮＯＴゲート、２０ｂ・・・ＮＯＴゲート、２１ａ・・・ＮＡＮＤゲート、２１ｂ・・・ＮＡＮＤゲート、２２ａ・・・ＮＡＮＤゲート、２２ｂ・・・ＮＡＮＤゲート、２３ａ・・・ＮＯＲゲート、２３ｂ・・・ＮＯＲゲート、２４ａ・・・Ｄ／Ａコンバータ、２４ｂ・・・Ｄ／Ａコンバータ、２５ａ・・・ＡＭＰ、２５ｂ・・・ＡＭＰ、２６・・・バスライン、３２・・・供給ポンプ、３３・・・調圧弁、３４ａ・・・ノズル、３４ｂ・・・ノズル、３７ａ・・・位相検出センサ、３７ｂ・・・位相検出センサ、４０ａ・・・インク粒子、４０ｂ・・・インク粒子、４２・・・インクボトル、５０・・・位相検出装置、５１・・・検出電圧良否判定レベル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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