JPS6179670A - Control of charge phase in charge quantity control type multinozzle ink jet recording apparatus - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To make it possible to perform stable printing recording by one detection electrode, by controlling a charge phase not only at the time of initial rising by detecting the charge phase of all nozzles in a time sharing manner but also at the time of recording by successively detecting the charge phase of each nozzle at every line recording. CONSTITUTION:The ink injected from the nozzle of a nozzle plate 8 is separated into ink particles at an area where the ink advanced over a predetermined distance. When a charge electrode 9 is arranged at this separation position and charge voltage is applied thereto at the point of time of separation, ink particles are charged to polarity inverse to that of the charge voltage. The charged ink particles are deflected in the deflection electric field between the deflection electrodes 111, 112 connected to a deflection power source 10 to be transferred to recording paper 13. A phase detection circuit 174 is used in controlling the charge phase of ink droplet of each nozzle on the basis of the charge quantity detected by one conductive gutter 14 at the detection time of a charge phase. By this method, the detection of the charge phase can be performed by one electrode and the control of the charge phase can be performed while the apparatus can be simplified and the phase control of all nozzles can be performed without decreasing a printing speed ad stable printing is enabled.

Description

【発明の詳細な説明】 伎皿光丘 本発明は、加圧インクを噴射して小流滴とし、この小流
滴に画１象信号に応じた電荷を与えて記録紙に印写させ
る荷電制御型インクジェット記録装置に係り、特に、マ
ルチノズル記録装置における荷電位相制御に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is a charge control system that ejects pressurized ink to form small droplets, applies a charge to the small droplets according to an image signal, and prints them on recording paper. The present invention relates to an inkjet recording device, and particularly to charging phase control in a multi-nozzle recording device.

従米狡血 インク粒子を荷電制御して印字を行うインクジェット記
録装置においては、インク粒子を帯電するために、荷電
電極に加える電気的パルスの位相は、インク粒子がイン
ク流から分離して粒子化する位相に一致させなければな
らない。このインク粒子化位相は、温度変化によるイン
ク粘度や表面張力の変化、或いはインク加圧圧力の変化
等のために不安定に変動している。そこで粒子化位相を
検出し、この粒子化位相に同期して印字荷電信号を荷電
電極に印加する必要があり、この位相同期の方法として
、 ■電荷量検出電極を用いて荷電量を静電誘導によって非
接触で検出する方法、■インク粒子の荷電状態を偏向位
置に光学系を設けて検出する方法。In an inkjet recording device that performs printing by controlling the charge of ink particles, the phase of the electrical pulse applied to the charging electrode to charge the ink particles is such that the ink particles separate from the ink flow and become particles. must match the phase. This ink particle formation phase fluctuates unstably due to changes in ink viscosity and surface tension due to temperature changes, or changes in ink pressurization pressure. Therefore, it is necessary to detect the particulate phase and apply a printing charge signal to the charging electrode in synchronization with this particulate phase.As a method for this phase synchronization, the amount of charge is detected by electrostatic induction using a charge amount detection electrode. (2) A method of detecting the charged state of ink particles by installing an optical system at the deflection position.

■インク粒子の荷電状態を偏向位置に感圧素子を設けて
検出する方法、が従来提案されているが、荷電量検出電
極を用いる場合は、常に導電性インクが検出電極に付着
する恐れがあり、電極間インピーダンスを充分高く保つ
ことが困難である。また光学系を用いる場合には、光学
系を常に汚れないように保つことは困難であり、感圧素
子を用いる場合には、そこに衝突するインク粒子の大き
さが小さいため、感圧素子から得られる感圧信号自体が
微弱なものであり、Ｓ／Ｎも小さい。そこで、荷電粒子
を、一部が導電性のガターに衝突させ、インク粒子の電
荷をコンデンサに充電し、抵抗を介して放電させること
によって電荷量を検出するもの（特開昭４９−１０７１
４２号公報、特開昭５５−８４６８０号公報）、一部が
導電性のガターを抵抗体を介してアースし、荷電粒子の
衝突により抵抗体に現れる電圧を増幅して電荷量を検出
するもの（特開昭５７−１’８８３７９号公報）が提案
されているが、これをマルチノズルの場合にそのまま適
用した場合、ノズルに対応した数だけの荷電位相検出電
極を設けなければならず、高価になってしまうと共に加
工上も問題が出てくる。■ A method of detecting the charged state of ink particles by installing a pressure-sensitive element at a deflection position has been proposed, but when using a charge amount detection electrode, there is always a risk that conductive ink will adhere to the detection electrode. , it is difficult to maintain a sufficiently high interelectrode impedance. In addition, when using an optical system, it is difficult to keep the optical system clean at all times, and when using a pressure-sensitive element, the size of the ink particles that collide with it is small, so it is difficult to keep the optical system clean. The pressure-sensitive signal itself obtained is weak, and the S/N is also small. Therefore, a method detects the amount of charge by colliding charged particles with a gutter that is partially conductive, charging a capacitor with the charge of the ink particles, and discharging it through a resistor (Japanese Patent Laid-Open No. 49-1071
42, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-84680), a partially conductive gutter is grounded through a resistor, and the amount of charge is detected by amplifying the voltage appearing on the resistor due to collisions of charged particles. (Japanese Unexamined Patent Publication No. 57-1'88379) has been proposed, but if this is applied as is to a multi-nozzle case, it is necessary to provide as many charged phase detection electrodes as the number of nozzles, which is expensive. Along with this, problems also arise in processing.

Ｐ口ａ 本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたもので、荷電量
制御型のマルチノズルインクジェット記録装置において
、１個の検出電極により荷電位相を検出して荷電位相制
御を行い、安定した印字記録を行わせようとするもので
ある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a stable charge amount control type multi-nozzle inkjet recording device by detecting the charge phase using one detection electrode and controlling the charge phase. This is intended to cause printing to be recorded.

本発明は、前記目的を達成するために、単一の荷電位相
検出電極を用い、初期立ち上り時は全ノズルについての
荷電位相を時分割的に検出して荷電位相制御し、記録時
は、ライン記録毎に順次各ノズルの１つについて荷電位
相を検出して荷電位相制御することを特徴としたもので
ある。In order to achieve the above object, the present invention uses a single charged phase detection electrode, detects the charged phase of all nozzles in a time-divisional manner during initial startup, and controls the charged phase, and during recording, the charged phase is controlled in a line-by-line manner. This method is characterized in that the charging phase is sequentially detected for each nozzle for each recording and the charging phase is controlled.

以下、本発明の実施例に基づいて説明する。Hereinafter, the present invention will be explained based on examples.

第１図は、本発明を実施する荷電量制御型マルチノズル
インクジェット記録装置の概略構成を示す。第１図にお
いて、インクカートリッジ１のインクは、加圧ポンプ２
から電磁弁３．フィルタ４を介してキャリッジ５に載置
されたヘッド６に圧送される。ヘッド６においては、電
歪振動子７の定周波数励振により、インクに定周波の圧
力振動が加えられる。このためノズルプレート８のノズ
ルより噴射したインクは、所定距離進んだ所でインク粒
子に分離する。この分離位置に荷電電極９が配置されて
おり、分離時点に荷電電圧が印加されるとインク粒子が
荷電電圧極性と逆の極性に荷電される。荷電インク粒子
は、−３，３ＫＶの偏向電源１０に接続された偏向電極
１１１，１１２間の偏向電界で偏向を受けてプラテン１
２上の記録紙１３に印写される。非荷電インク粒子はガ
ター１４で捕獲され、ポンプ１５で吸引されてインクタ
ンク１６に送られる。１７は記録装置各部の駆動回路で
、Ｉ／Ｆ１８からの指令で作動する。キャリッジ駆動回
路１７１は、モータ１９を駆動し、ワイヤ２０によりキ
ャリッジ５を紙面に垂直方向に移動させる。ヘッド励振
回路１７２は、電歪振動子７を励振させてインクを噴射
させ、荷電回路１７、は荷電電極９に荷電信号を与える
。位相検索回路１７４は、位相検索時（偏向電界は消勢
）、１つの導電性ガター１４で検出した荷電量に基づき
各ノズルのインク滴の荷電位相を制御するのに用いられ
る（詳細は後述する）。また、紙搬送回路１７５は、記
録時に記録紙１３を給送する。FIG. 1 shows a schematic configuration of a charge amount control type multi-nozzle inkjet recording apparatus that implements the present invention. In FIG. 1, ink in an ink cartridge 1 is supplied to a pressure pump 2.
From solenoid valve 3. The liquid is fed under pressure through a filter 4 to a head 6 placed on a carriage 5. In the head 6, constant frequency pressure vibration is applied to the ink by constant frequency excitation of the electrostrictive vibrator 7. Therefore, the ink ejected from the nozzles of the nozzle plate 8 separates into ink particles after traveling a predetermined distance. A charging electrode 9 is disposed at this separation position, and when a charging voltage is applied at the time of separation, the ink particles are charged to a polarity opposite to the polarity of the charging voltage. The charged ink particles are deflected by the deflection electric field between the deflection electrodes 111 and 112 connected to the deflection power source 10 of -3.3KV, and are deflected onto the platen 1.
The image is printed on recording paper 13 on top of 2. Uncharged ink particles are captured by the gutter 14, sucked by the pump 15, and sent to the ink tank 16. Reference numeral 17 denotes a drive circuit for each part of the recording apparatus, which operates according to commands from the I/F 18. The carriage drive circuit 171 drives the motor 19 and moves the carriage 5 by the wire 20 in a direction perpendicular to the plane of the paper. The head excitation circuit 172 excites the electrostrictive vibrator 7 to eject ink, and the charging circuit 17 applies a charging signal to the charging electrode 9. The phase search circuit 174 is used to control the charge phase of the ink droplet of each nozzle based on the amount of charge detected by one conductive gutter 14 during phase search (deflection electric field is turned off) (details will be described later). ). Further, the paper transport circuit 175 feeds the recording paper 13 during recording.

第２図は第１図で示した本発明のガター１４の構造を示
し、導電体ガター１４は絶縁体ホルダ２１に保持され、
又絶縁体ホルダ２１に捕獲されたインクは絶縁チューブ
２２で回収ポンプへ送られる。このガター１４は、全ノ
ズルからの非印写インク滴を捕獲するように構成されて
いる。FIG. 2 shows the structure of the gutter 14 of the present invention shown in FIG. 1, in which the conductor gutter 14 is held by an insulator holder 21,
Further, the ink captured in the insulator holder 21 is sent to a recovery pump through an insulating tube 22. This gutter 14 is configured to capture non-imprinted ink drops from all nozzles.

第３図は、第１図の記録装置の制御システムを示し、第
１図と同一符号は同一内容を示している。FIG. 3 shows a control system for the recording apparatus of FIG. 1, and the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same contents.

第３図において、ｌ１０３０から画像信号がイメージメ
モリ３１に記憶される。この記憶された信号は、タイミ
ング発生回路３２からのパルス信号をカウントするアド
レスカウンタ３３の出力で読み出されて荷電制御回路３
４に加えられる。荷電制御回路３４は、画像信号に応じ
て荷電コードテーブル３５から所定のレベルの荷電信号
を読み出すと共に、タイミング発生回路３２がらの信号
に応じた位相でマルチプレクサ３６に荷電信号を出力し
、マルチプレクサ３６は各ノズルに対応した荷電回路１
７．へ荷電信号を加えて増幅し、各荷電電極９へ印加す
る。３７は荷電回路１７．のゲインコントロール及びバ
イアスコントロール回路であり、３８は増幅器である。In FIG. 3, the image signal is stored in the image memory 31 from l1030. This stored signal is read out by the output of the address counter 33 that counts the pulse signal from the timing generation circuit 32, and is read out by the charge control circuit 33.
Added to 4. The charge control circuit 34 reads a charge signal of a predetermined level from the charge code table 35 in accordance with the image signal, and outputs the charge signal to the multiplexer 36 with a phase according to the signal from the timing generation circuit 32. Charging circuit 1 corresponding to each nozzle
7. A charging signal is applied to and amplified, and applied to each charging electrode 9. 37 is a charging circuit 17. 38 is a gain control and bias control circuit, and 38 is an amplifier.

位相検索時は荷電回路１７．にテスト信号を入力し、ガ
ター１４で受けとめて荷電されたかどうか荷電位相を変
えながらチェックし、荷電が正規に行われる荷電位相を
探してその位相に固定する。Charge circuit 17 during phase search. A test signal is input to the gutter 14, and the gutter 14 receives it and checks whether or not it has been charged while changing the charging phase, searches for a charging phase where charging is normally performed, and fixes it at that phase.

この点を第４図のタイミングチャートを参照しながら説
明する。This point will be explained with reference to the timing chart of FIG.

第４図において、先づプリンタの電源をＯＮするとウオ
ーミングアツプの時間がある。初期の位相検索はパルス
ＰＤＩの間に、順次１番のノズルからｎ番目のノズルま
で行い、それぞれ適正な荷電位相に固定する。そして第
１行目の印字がパルスフ１の間に行われる。次に第２行
目の印字を行うまでの間の位相検索パルスＰＤ？の間に
１番目のノズルだけ位相検索を行って位相制御し、他の
ノズルについては前回の位相に固定しておき、第２行目
を印字する。次に第３行目の印字を行う前に２番目のノ
ズルのみ位相制御する。こうして順次ライン毎に１つづ
つ各ノズルの荷電位相制御を行えばよい。In FIG. 4, when the printer is first turned on, there is a warming-up period. The initial phase search is performed sequentially from the first nozzle to the nth nozzle during the pulse PDI, and each nozzle is fixed at an appropriate charging phase. Then, printing of the first line is performed during pulse period 1. What is the phase search pulse PD until the second line is printed? During this period, only the first nozzle performs phase search and phase control, and the other nozzles are fixed at the previous phase and print the second line. Next, before printing the third line, only the second nozzle is phase controlled. In this way, the charging phase of each nozzle may be controlled one by one for each line.

なお前記荷電位相制御は、紙を平面走査する場合である
が、ドラム走査の場合には初期に位相検索を行い、一枚
の印写中は位相を固定すればよい。Note that the charge phase control described above is performed when scanning a sheet of paper in a plane, but in the case of drum scanning, a phase search may be performed initially and the phase may be fixed during printing of one sheet.

立米 以上のように本発明によれば、マルチノズルインクジェ
ット記録装置において、各ノズルに対して荷電位相検出
電極を設けずに、一枚の電極（ガター）により位相検索
を行って荷電位相制御ができ、コストダウン及び装置を
簡略化することができる。また、初期の位相制御以外は
、各ライン毎に１つのノズルの位相制御を行っているの
で、検出電極１つでも、印字速度を落とさずに全ノズル
の位相制御ができ、安定した印写が可能となる。As described above, according to the present invention, in a multi-nozzle inkjet recording device, charging phase can be controlled by performing phase search using a single electrode (gutter) without providing a charging phase detection electrode for each nozzle. , cost reduction and equipment simplification. In addition, except for the initial phase control, phase control is performed for one nozzle for each line, so even with just one detection electrode, the phase of all nozzles can be controlled without reducing printing speed, ensuring stable printing. It becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は、本発明による荷電量制御型マルチノズルイン
クジェット記録装置の概略構成図、第２図は、本発明に
よるガターの構造を示す図、第３図は、第１図の装置の
制御システムを示す図、第４図は位相検索のタイミング
チャートである。 ■・・・インクカートリッジ、６・・・ヘッド、９・・
・荷電電極、１１）、１１＞・・・偏向電極、１３・・
・記録紙。 １４・・・ガター、１７１・・・キャリッジ駆動回路。 １７２・・・ヘッド励振回路、１７３・・・荷電回路。 １７＋・・・位相検索回路、１７５・・・紙搬送回路。 ３１・・・イメージメモリ、３２・・・タイミング発生
回路、３５・・・荷電コードテーブル。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a charge amount control type multi-nozzle inkjet recording device according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the structure of a gutter according to the present invention, and FIG. 3 is a control system for the device shown in FIG. 1. FIG. 4 is a timing chart of phase search. ■...Ink cartridge, 6...Head, 9...
・Charging electrode, 11), 11>... Deflection electrode, 13...
·Recording paper. 14... Gutter, 171... Carriage drive circuit. 172...Head excitation circuit, 173...Charging circuit. 17+...Phase search circuit, 175...Paper transport circuit. 31... Image memory, 32... Timing generation circuit, 35... Charge code table.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）、単一の荷電位相検出電極を用い、初期立ち上り
時は全ノズルについての荷電位相を時分割的に検出して
荷電位相制御し、記録時は、ライン記録毎に順次各ノズ
ルの１つについて荷電位相を検出して荷電位相制御する
ことを特徴とする荷電量制御型マルチノズルインクジェ
ット記録装置における荷電位相制御方法。(1) A single charged phase detection electrode is used to control the charged phase by time-divisionally detecting the charged phase of all nozzles during initial startup, and during recording, one of each nozzle is sequentially detected for each line recording. A method for controlling a charge phase in a charge amount control type multi-nozzle inkjet recording device, characterized in that the charge phase is controlled by detecting the charge phase for each of the two. （２）、前記荷電位相検出電極は、一部が導電制御のガ
ターであることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項
記載の荷電量制御型マルチノズルインクジェット記録装
置における荷電位相制御方法。(2) A charge phase control method in a charge amount control type multi-nozzle inkjet recording apparatus according to claim (1), wherein a part of the charge phase detection electrode is a conduction-controlled gutter. .