JPH08267752A - Phase matching circuit of ink jet printer - Google Patents

Abstract

PURPOSE: To always obtain stable printing quality by providing a means for automatically making a detection voltage level of a phase matching circuit constant. CONSTITUTION: When a charged ink droplet passes a sensor 8, a signal having a voltage level corresponding to each phase is detected. The voltage is binarized by a comparator 14 via an amplifier 9, a band pass filter 10 and an amplifier 11 to be inputted to a microprocessor 13, thereby determining a timing of separation of the ink droplets. A peak value of an output of the amplifier 11 is periodically held by a peak hold circuit 15 and the held voltage is digitized by an A/D converter 16 to be inputted to the microprocessor 13. The microprocessor 13 judges the level of the detected voltage outputted from the amplifier 11 to output a signal to a variable resister 12 so as to optimize it. Thereby, it is possible to always obtain stable print quality.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は帯電制御方式のインクジ
ェットプリンタの位相整合回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a phase matching circuit for a charge control type ink jet printer.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来のインクジェットプリンタの構成を
図５を用いて説明する。供給ポンプ２１で加圧したイン
クを調圧弁２２で所定の圧力に調整した後、ノズル２３
に供給し、ノズル２３からインクを噴出する。ノズル２
３内に設けた電歪素子２４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２９を生成
する。インク粒子２９は帯電電極２５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、２枚の向かい合
った上部偏向電極２７ａに高電圧を与え、下部偏向電極
２７ｂを設置することにより、偏向電極間に静電界を発
生させ、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、Ａ方向に移動する被印字物３０に
付着する。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い、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２８からインクボトル
４９に回収され再利用される。この時、印字を行わない
時に、位相整合用の帯電電圧でインク粒子に帯電を行
い、センサ２６で各位相毎の電圧レベルを検出し、その
検出レベルからインク粒子の分離のタイミングを判定す
る。それに対応した位相で文字信号となる帯電電圧でイ
ンク粒子に帯電することで安定した印字品質を供給して
いたが、この検出レベルは、インク物性，温度，回路部
品の容量等の変化によって、変化する為、変化のある毎
に可変抵抗器等で検出電圧レベルの倍率調整を行うこと
が不可欠とされる。2. Description of the Related Art The structure of a conventional ink jet printer will be described with reference to FIG. After the ink pressurized by the supply pump 21 is adjusted to a predetermined pressure by the pressure regulating valve 22, the nozzle 23
The ink is ejected from the nozzle 23. Nozzle 2
By vibrating the electrostrictive element 24 provided inside 3, the ejected ink is regularly separated, and the ink particles 29 are generated. The ink particles 29 are charged in the charging electrode 25 with a charging voltage that becomes a character signal corresponding to each character, and a high voltage is applied to the two upper deflection electrodes 27a facing each other. An electrostatic field is generated between the electrodes, and while flying in the electrostatic field between the deflecting electrodes, the electrostatic field is deflected in accordance with the charge amount and adheres to the printing object 30 moving in the A direction. The image is composed of a dot matrix, and ink particles are charged with a staircase-like charging voltage in order from the lower dot with the smaller deflection amount to the upper dot with the larger deflection amount, and printing is performed in the vertical direction by deflecting it. Printing in the horizontal direction is performed by moving the printing object in a direction perpendicular to the deflection direction of the ink particles. Ink particles not used for printing are collected from the gutter 28 into the ink bottle 49 and reused. At this time, when printing is not performed, the ink particles are charged with a charging voltage for phase matching, the sensor 26 detects the voltage level for each phase, and the timing of ink particle separation is determined from the detected level. A stable printing quality was provided by charging the ink particles with a charging voltage that becomes a character signal in a corresponding phase, but this detection level changed due to changes in ink physical properties, temperature, capacity of circuit parts, etc. Therefore, it is indispensable to adjust the magnification of the detection voltage level with a variable resistor or the like whenever there is a change.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、検出電
圧レベルが変化する為、各環境，条件に応じた検出電圧
の倍率調整を行わない限り、最適となる印字位相を誤判
定し、不良印字を行う可能性がある。しかし、環境，条
件の変化のある毎に検出電圧の倍率調整を行うことは作
業的に煩わしく、信頼性も低い。In the prior art, since the detected voltage level changes, the optimum print phase is erroneously determined and defective printing is performed unless the magnification of the detected voltage is adjusted according to each environment and condition. Could do. However, adjusting the magnification of the detection voltage each time there is a change in the environment or conditions is troublesome in operation and the reliability is low.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は各環境，条件下に於いても自動的に位相整
合回路の検出電圧レベルを一定にするという手段を有す
る。In order to solve the above problems, the present invention has means for automatically keeping the detection voltage level of the phase matching circuit constant under each environment and condition.

【０００５】[0005]

【作用】本発明はこのように構成されるので、インク物
性，温度，回路構成部品等の変化による位相整合回路の
検出電圧レベルがばらつくことなく、常に安定した印字
品質を供給することができる。Since the present invention is constructed as described above, it is possible to always provide stable print quality without variation in the detected voltage level of the phase matching circuit due to changes in ink physical properties, temperature, circuit components and the like.

【０００６】[0006]

【実施例】図１は本発明におけるインクジェットプリン
タの位相整合回路のブロック図である。ノズル１より噴
出されたインク柱３は帯電電極２の中心の近くでインク
粒子４に分離する。帯電電極２は文字信号となる帯電電
圧、及び位相検索用の帯電電圧を印加するための電極で
ある。偏向電極＋側５に５.７ＫＶ の高電圧を印加し、
偏向電極−側６をＧＮＤにすることで偏向電界を作成
し、文字信号で帯電されたインク粒子４は、この電界中
を通過する際にその帯電量に応じた偏向電極＋側５への
偏向を受け、ガター７を飛び越す。実印字状態以外の時
には位相検索用の帯電電圧を、常にガター７を飛び越す
ことのない電圧レベルで、繰り返し印加する。この帯電
電圧で印加されたインク粒子がセンサ８を通過すること
によって、各位相に応じた電圧レベルの信号を検出する
ことができる。ここで検出された微小信号は、ＡＭＰ９
で数千〜数万倍に増幅され、バンドパスフィルタ１０に
よって、ノイズ成分を除去される。ＡＭＰ１１は調整増
幅用であり、可変抵抗１２の値によって増幅度は決定さ
れる。ＡＭＰ１１から出力された検出信号は、コンパレ
ータ１４とピークホールド回路１５に入力され、コンパ
レータ１４に入力された検出信号は二値化に変換され
る。マイクロプロセッサ(以下、ＭＰＵ)１３は、そのイ
ンクジェットプリンタの全体制御を司る主回路要素であ
り、ＲＯＭ１７はそのＭＰＵ１３が動作するために必要
なプログラム及び制御データ等を記憶する読みだし専用
のメモリである。ＲＡＭ１８はプログラム実行途上でＭ
ＰＵ１３が扱うデータ等を一時的に記憶する書き替え可
能なメモリである。バスライン１９は、ＭＰＵ１３のデ
ータ信号，アドレス信号及びコントロール信号を伝送す
る信号ラインである。変換された２値の信号はＭＰＵ１
３に入力され、インク粒子の分離のタイミングを判定
し、そのタイミングに応じた位相で、文字信号となる帯
電電圧を印加する。ピークホールド回路１５はＡＭＰ１
１から出力された検出信号のピーク信号を一定周期毎に
ホールドするためのものであり、そのホールドした電圧
をＡ／Ｄコンバータ１６でデジタル変換し、その変換信
号をMPU13 に入力する。ＭＰＵ１３では、リアルタイム
でＡＭＰ１３から出力された検出電圧のレベルを判定
し、常に最適レベルになるように、可変抵抗器１２に信
号を出力する。1 is a block diagram of a phase matching circuit of an ink jet printer according to the present invention. The ink column 3 ejected from the nozzle 1 is separated into ink particles 4 near the center of the charging electrode 2. The charging electrode 2 is an electrode for applying a charging voltage as a character signal and a charging voltage for phase search. Applying a high voltage of 5.7 KV to the deflection electrode + side 5,
A deflection electric field is created by setting the deflection electrode − side 6 to GND, and the ink particles 4 charged by the character signal are deflected to the deflection electrode + side 5 according to the charge amount when passing through the electric field. Receiving it, jump over gutter 7. When not in the actual printing state, the charging voltage for phase search is repeatedly applied at a voltage level that does not always jump over the gutter 7. By passing the ink particles applied with this charging voltage through the sensor 8, it is possible to detect a signal having a voltage level corresponding to each phase. The minute signal detected here is AMP9.
Is amplified several thousand to several ten thousand times, and the bandpass filter 10 removes noise components. The AMP 11 is for adjustment amplification, and the amplification degree is determined by the value of the variable resistor 12. The detection signal output from the AMP 11 is input to the comparator 14 and the peak hold circuit 15, and the detection signal input to the comparator 14 is converted into a binary signal. The microprocessor (hereinafter referred to as MPU) 13 is a main circuit element that controls the overall control of the inkjet printer, and the ROM 17 is a read-only memory that stores programs and control data necessary for the MPU 13 to operate. . RAM18 is M during program execution
It is a rewritable memory that temporarily stores data handled by the PU 13. The bus line 19 is a signal line for transmitting a data signal, an address signal and a control signal of the MPU 13. The converted binary signal is MPU1
3, the timing of ink particle separation is determined, and a charging voltage to be a character signal is applied in a phase corresponding to the timing. The peak hold circuit 15 is AMP1.
It is for holding the peak signal of the detection signal output from the output signal 1 every fixed period, and the held voltage is digitally converted by the A / D converter 16 and the converted signal is input to the MPU 13. The MPU 13 determines the level of the detection voltage output from the AMP 13 in real time, and outputs a signal to the variable resistor 12 so that it is always at the optimum level.

【０００７】次に、本発明の位相整合方式について説明
する。図２は位相検索用の帯電電圧である。Ａ〜Ｈのよ
うに８相のタイミングの帯電電圧を一定周期Ｔ２で帯電
電極に順次印加する。帯電電圧のレベルはガターを飛び
越すことのないように設定され、パルスの周期はインク
粒子作成のタイミングＴ１と同じである。図３（ａ）
は、図１のＡＭＰ１１から出力された検出信号の波形図
であり、この検出信号の出現周期はＴ２である。この検
出波形は、ピーク電圧８Ｖ、最低出力電圧２Ｖ程度であ
り、スレッシュレベルを５Ｖに設定することで図３
（ｂ）のように二値化を行う。ここでＭＰＵ１３は印字
を行うのに最適な位相は、０から１に切り替わった時の
位相、即ちＣ相であると判定し、図３（ｃ）のようなタ
イミングで文字信号となる帯電電圧を印加する。この最
適印字位相の判定は、（ａ）の波形のピークの位相の一
相、もしくは二相前の必要性が有り、それ以外の位相で
印字を行う場合は帯電不良になり、不良印字を行う可能
性がある。よって、スレッシュレベルを超える時の位相
を常にピークの位相の一相、もしくは二相前に設定する
ことが不可欠となる。図４（ａ）に、インク物性，温度
変化等を生じた時の、ＡＭＰ１１から出力された検出信
号波形を示す。この場合、図３（ａ）に比較して全体的
に電圧レベルが上がっており、（ｂ）のような二値化処
理をおこなう為、Ｂ相が最適印字位相ではＭＰＵ１３で
判定する。この場合、スレッシュレベルを超える時の位
相がピークの位相の三相前である為に、帯電不良で不良
印字を行う可能性が高い。よって常に検出波形のピーク
電圧を８Ｖになるように制御を行うことにする。まず、
検出信号波形をピークホールド回路１５に入力し、その
電圧波形のピーク電圧をホールドする。ホールド周期は
図３（ａ）に示すように、各位相での検出電圧が一通り
出力される周期Ｔ３である。そのホールドされたピーク
電圧をＡ／Ｄコンバータ１６に入力することでデジタル
変換し、デジタル変換された信号をＭＰＵ１３に入力す
る。ピーク電圧が８Ｖの時の基本デジタル値はＲＯＭ１
７に記憶させておき、ＲＡＭ１８に基本デジタル値から
のバンド幅を記憶させておくことで基本となるデジタル
バンド幅を決定しておき、ＭＰＵ１３に入力されたデジ
タル信号と大きさを比較する。Ａ／Ｄコンバータ１６か
らＭＰＵ１３に入力された電圧が、基本となるデジタル
バンド幅から高頻度で外れた場合、その電圧が基本とな
るデジタルバンド幅以上であったのか、以下であったの
かを判定し、可変抵抗器１２へのデジタル信号を変化さ
せる処理へと移行する。この可変抵抗器１２は、ＡＭＰ
１１の増幅度を決定しているものであり、デジタル信号
によって抵抗値の変化するものを用いる。可変抵抗器１
２に出力するデジタル信号のデフォルト値はＲＡＭ１８
に記憶させておき、Ａ／Ｄコンバータ１６から入力され
るデジタル信号の判定状況から、各周期毎にＲＡＭ１８
の可変抵抗器１２に出力するデジタル信号値を変化さ
せ、Ａ／Ｄコンバータ１６から入力されるデジタル信号
が基本となるデジタルバンド幅に高頻度で入るように収
束させる。Next, the phase matching method of the present invention will be described. FIG. 2 shows a charging voltage for phase search. As in A to H, 8-phase timing charging voltages are sequentially applied to the charging electrode at a constant cycle T2. The level of the charging voltage is set so as not to jump over the gutter, and the pulse cycle is the same as the timing T1 of ink particle formation. FIG. 3 (a)
2A is a waveform diagram of the detection signal output from the AMP 11 in FIG. 1, and the appearance period of this detection signal is T2. This detection waveform has a peak voltage of 8V and a minimum output voltage of about 2V, and by setting the threshold level to 5V, as shown in FIG.
Binarization is performed as in (b). Here, the MPU 13 determines that the optimum phase for printing is the phase when switching from 0 to 1, that is, the C phase, and the charging voltage that becomes the character signal at the timing as shown in FIG. Apply. It is necessary to determine the optimum print phase before or after the phase of the peak of the waveform in (a). If printing is performed at any other phase, the charging becomes defective and defective printing is performed. there is a possibility. Therefore, it is indispensable to always set the phase when the threshold level is exceeded to one phase or two phases before the peak phase. FIG. 4A shows the detection signal waveform output from the AMP 11 when the physical properties of the ink, the temperature change, and the like occur. In this case, the voltage level is increased as a whole as compared with FIG. 3A, and the binarization processing as shown in FIG. 3B is performed, so that the MPU 13 determines when the B phase is the optimum printing phase. In this case, since the phase when the threshold level is exceeded is three phases before the peak phase, there is a high possibility of defective printing due to poor charging. Therefore, control is always performed so that the peak voltage of the detected waveform is 8V. First,
The detection signal waveform is input to the peak hold circuit 15, and the peak voltage of the voltage waveform is held. As shown in FIG. 3A, the hold cycle is a cycle T3 in which the detection voltages in each phase are generally output. The held peak voltage is input to the A / D converter 16 to be digitally converted, and the digitally converted signal is input to the MPU 13. ROM1 is the basic digital value when the peak voltage is 8V.
7, the basic digital bandwidth is determined by storing the bandwidth from the basic digital value in the RAM 18, and the magnitude is compared with the digital signal input to the MPU 13. When the voltage input from the A / D converter 16 to the MPU 13 deviates frequently from the basic digital bandwidth, it is determined whether the voltage is above or below the basic digital bandwidth. Then, the process shifts to the process of changing the digital signal to the variable resistor 12. This variable resistor 12 is an AMP
The amplification factor of 11 is determined, and the one whose resistance value changes according to a digital signal is used. Variable resistor 1
The default value of the digital signal output to 2 is RAM18
The digital signal input from the A / D converter 16 is stored in the RAM 18 for each cycle.
The digital signal value output to the variable resistor 12 is changed so that the digital signal input from the A / D converter 16 converges so as to enter the basic digital bandwidth with high frequency.

【０００８】[0008]

【発明の効果】本発明によれば、インク物性，温度，回
路構成部品等の変化による位相整合回路の検出電圧レベ
ルがばらつくことなく、常に安定した印字品質を供給す
ることができる。According to the present invention, it is possible to always provide stable print quality without variation in the detected voltage level of the phase matching circuit due to changes in ink physical properties, temperature, circuit components and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の構成ブロック図。FIG. 1 is a configuration block diagram of the present invention.

【図２】本発明に伴う位相整合検索用の帯電電圧の波形
図。FIG. 2 is a waveform diagram of a charging voltage for phase matching search according to the present invention.

【図３】本発明に伴う位相整合検出波形と文字信号の波
形図。FIG. 3 is a waveform diagram of a phase matching detection waveform and a character signal according to the present invention.

【図４】従来の問題となる位相整合検出の波形図。FIG. 4 is a waveform diagram of conventional phase matching detection which is a problem.

【図５】従来のインクジェットプリンタの説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of a conventional inkjet printer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…ノズル、２…帯電々極、５，６…偏向電極、７…ガ
ター、８…センサ。1 ... Nozzle, 2 ... Charging electrode, 5, 6 ... Deflection electrode, 7 ... Gutter, 8 ... Sensor.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】加圧インクをノズルより噴出し、前記ノズ
ルを一定周期で振動させることにより、前記加圧インク
を一定周期で粒子化し、文字信号となる帯電電圧を帯電
電極に与え、インク粒子に電荷を付与し、インクの帯電
粒子を偏向電界中で飛行させ垂直偏向し、被印字物をイ
ンク粒子の垂直偏向とほぼ直角に相対移動させることに
より前記被印字物に文字を形成するインクジェットプリ
ンタにおいて、自動的に位相整合回路検出電圧を調整す
ることを特徴とするインクジェットプリンタの位相整合
回路。1. A pressure ink is ejected from a nozzle, and the nozzle is vibrated at a constant cycle to atomize the pressure ink at a constant cycle, and a charging voltage as a character signal is applied to a charging electrode to form an ink particle. An ink jet printer for forming characters on the printing object by imparting electric charge to the printing material and vertically flying the charged particles of the ink in a deflection electric field to vertically deflect the printing material and moving the printing object relatively at right angles to the vertical deflection of the ink particles. 2. A phase matching circuit for an ink jet printer, characterized in that the detection voltage of the phase matching circuit is automatically adjusted. 【請求項２】請求項１において、インク毎に静電容量が
異なる為に生じる帯電レベルのばらつきを盛り込む事を
目的として、位相整合検出電圧を常に一定になるように
自動的に検出電圧レベルを調整するインクジェットプリ
ンタの位相整合回路。2. The detection voltage level according to claim 1, wherein the phase matching detection voltage is always set to be constant for the purpose of incorporating a variation in charging level caused by a difference in electrostatic capacity for each ink. Inkjet printer phase matching circuit to adjust. 【請求項３】請求項１において、温度によって、回路部
品の温度特性，インク粒子作成状況が異なる為に生じる
検出レベルのばらつきを盛り込む事を目的として、位相
整合検出電圧を常に一定になるように自動的に検出電圧
レベルを調整するインクジェットプリンタの位相整合回
路。3. The phase matching detection voltage according to claim 1, wherein the phase matching detection voltage is always constant for the purpose of incorporating a variation in the detection level caused by a difference in temperature characteristics of the circuit components and the ink particle formation state depending on the temperature. Inkjet printer phase matching circuit that automatically adjusts the detection voltage level. 【請求項４】請求項１において、回路部品の容量のばら
つきを盛り込む事を目的として、位相整合検出電圧を常
に一定になるように自動的に検出電圧レベルが一定にな
るようにするインクジェットプリンタの位相整合回路。4. An ink jet printer according to claim 1, wherein the detection voltage level is automatically made constant so that the phase matching detection voltage is always made constant for the purpose of incorporating the variation in the capacitance of the circuit parts. Phase matching circuit.