JP2002200752A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 吐出されるインキ滴の大きさがほぼ均一であ
り、高品質の画像形成が可能な、インクジェット方式の
画像形成装置を提供する。 【解決手段】 インクチャンバーと、電圧の印加で変形
してインクチャンバーの容積を可変とするピエゾ素子
と、上記インクチャンバーに連通し外部にインクを吐出
するためのノズルとを備えたインク吐出部を複数配列し
てなるヘッド、および、ピエゾ素子の印加電圧を制御す
るための電圧印加制御部を有する画像形成装置とし、電
圧印加制御部が、各インク吐出部のノズルからのインク
吐出速度が所望の規定速度範囲内となるように、各イン
ク吐出部毎にピエゾ素子の印加電圧を設定するものとす
る。
り、高品質の画像形成が可能な、インクジェット方式の
画像形成装置を提供する。 【解決手段】 インクチャンバーと、電圧の印加で変形
してインクチャンバーの容積を可変とするピエゾ素子
と、上記インクチャンバーに連通し外部にインクを吐出
するためのノズルとを備えたインク吐出部を複数配列し
てなるヘッド、および、ピエゾ素子の印加電圧を制御す
るための電圧印加制御部を有する画像形成装置とし、電
圧印加制御部が、各インク吐出部のノズルからのインク
吐出速度が所望の規定速度範囲内となるように、各イン
ク吐出部毎にピエゾ素子の印加電圧を設定するものとす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット方
式の画像形成装置に係り、特に高品質の画像形成が可能
な画像形成装置に関する。
式の画像形成装置に係り、特に高品質の画像形成が可能
な画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット方式には、連続方式とド
ロップ・オン・デマンド方式があるが、現在ではドロッ
プ・オン・デマンド方式が主流である。また、ドロップ
・オン・デマンド方式の駆動方法としては、熱により気
泡を発生させることでインクチャンバー内の圧力を高め
てインクを吐出させるサーマル方式と、電圧により圧電
素子（ピエゾ素子）を振動させてインクを吐出させるピ
エゾ方式とがある。
ロップ・オン・デマンド方式があるが、現在ではドロッ
プ・オン・デマンド方式が主流である。また、ドロップ
・オン・デマンド方式の駆動方法としては、熱により気
泡を発生させることでインクチャンバー内の圧力を高め
てインクを吐出させるサーマル方式と、電圧により圧電
素子（ピエゾ素子）を振動させてインクを吐出させるピ
エゾ方式とがある。
【０００３】上記のサーマル方式は、製造コストを低く
抑えることができることから、主に低価格プリンターに
用いられているが、インク吐出量の制御が難しく、耐久
性がないことから、高画質化、高速化が要求される産業
用には適していない。一方、ピエゾ方式は、吐出量の制
御が容易で、また、インクの選択の幅も広いことから、
産業用にも広く用いられている。
抑えることができることから、主に低価格プリンターに
用いられているが、インク吐出量の制御が難しく、耐久
性がないことから、高画質化、高速化が要求される産業
用には適していない。一方、ピエゾ方式は、吐出量の制
御が容易で、また、インクの選択の幅も広いことから、
産業用にも広く用いられている。
【０００４】ピエゾ方式における吐出原理は、電圧を印
加したときのピエゾ素子の変形の方向によって、Ｅｘｔ
ｅｎｓｉｏｎモード（電場の方向に伸縮）と、Ｓｈｅａ
ｒモード（電場をかけると歪む）に分類されるが、動作
原理はどちらも同じである。例えば、Ｓｈｅａｒモード
を例に説明すると、ピエゾ素子は、変形する面がインク
チャンバーに接するように配置されており、このピエゾ
素子に電圧を印加して変形させると、インクチャンバー
の容積が増加して内圧が低下し、インク流路からインク
がインクチャンバー内に引き込まれる。次に、電圧印加
を停止することにより、ピエゾ素子が元の状態に戻り、
インクチャンバー内の圧力が高くなって、ノズルからイ
ンクが押出され吐出される。
加したときのピエゾ素子の変形の方向によって、Ｅｘｔ
ｅｎｓｉｏｎモード（電場の方向に伸縮）と、Ｓｈｅａ
ｒモード（電場をかけると歪む）に分類されるが、動作
原理はどちらも同じである。例えば、Ｓｈｅａｒモード
を例に説明すると、ピエゾ素子は、変形する面がインク
チャンバーに接するように配置されており、このピエゾ
素子に電圧を印加して変形させると、インクチャンバー
の容積が増加して内圧が低下し、インク流路からインク
がインクチャンバー内に引き込まれる。次に、電圧印加
を停止することにより、ピエゾ素子が元の状態に戻り、
インクチャンバー内の圧力が高くなって、ノズルからイ
ンクが押出され吐出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように吐出され
るインク滴の大きさは、インクの物性（粘度、表面張力
等）とインクジェットヘッドを構成している部材の作製
精度で決まり、吐出されるインク滴の大きさが各ノズル
毎に異なると、高品質の画像形成は困難である。インク
滴の大きさに影響するようなヘッドの因子としては、ピ
エゾ素子の加工精度（結晶の均一性、膜厚、大きさ）、
電極の形成精度、接続抵抗等の均一性、インクチャンバ
ーの加工精度、ノズル径のバラツキ、各部材の接合精度
（接着剤の厚みムラ等）等が挙げられる。しかし、これ
ら全ての部材の作製精度を高めることによって、ほぼ均
一な大きさのインク滴を吐出するヘッドを得るには限界
がある。
るインク滴の大きさは、インクの物性（粘度、表面張力
等）とインクジェットヘッドを構成している部材の作製
精度で決まり、吐出されるインク滴の大きさが各ノズル
毎に異なると、高品質の画像形成は困難である。インク
滴の大きさに影響するようなヘッドの因子としては、ピ
エゾ素子の加工精度（結晶の均一性、膜厚、大きさ）、
電極の形成精度、接続抵抗等の均一性、インクチャンバ
ーの加工精度、ノズル径のバラツキ、各部材の接合精度
（接着剤の厚みムラ等）等が挙げられる。しかし、これ
ら全ての部材の作製精度を高めることによって、ほぼ均
一な大きさのインク滴を吐出するヘッドを得るには限界
がある。
【０００６】本発明は、上記のような実情に鑑みてなさ
れたものであり、吐出されるインキ滴の大きさがほぼ均
一であり、高品質の画像形成が可能な、インクジェット
方式の画像形成装置を提供することを目的とする。
れたものであり、吐出されるインキ滴の大きさがほぼ均
一であり、高品質の画像形成が可能な、インクジェット
方式の画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ノズルから吐
出されるインク滴の大きさ（インク吐出量）がインク吐
出速度に比例し、また、インク吐出速度がピエゾ素子の
印加電圧に比例することに着目してなされたものであ
る。
出されるインク滴の大きさ（インク吐出量）がインク吐
出速度に比例し、また、インク吐出速度がピエゾ素子の
印加電圧に比例することに着目してなされたものであ
る。
【０００８】すなわち、本発明の画像形成装置は、イン
クチャンバーと、電圧の印加で変形して該インクチャン
バーの容積を可変とするピエゾ素子と、前記インクチャ
ンバーに連通し外部にインクを吐出するためのノズルと
を備えたインク吐出部を複数配列してなるヘッド、およ
び、前記ピエゾ素子の印加電圧を制御するための電圧印
加制御部を有し、該電圧印加制御部は、各インク吐出部
の前記ノズルからのインク吐出速度が所望の規定速度範
囲内となるように、各インク吐出部毎に前記ピエゾ素子
の印加電圧を設定するような構成とした。
クチャンバーと、電圧の印加で変形して該インクチャン
バーの容積を可変とするピエゾ素子と、前記インクチャ
ンバーに連通し外部にインクを吐出するためのノズルと
を備えたインク吐出部を複数配列してなるヘッド、およ
び、前記ピエゾ素子の印加電圧を制御するための電圧印
加制御部を有し、該電圧印加制御部は、各インク吐出部
の前記ノズルからのインク吐出速度が所望の規定速度範
囲内となるように、各インク吐出部毎に前記ピエゾ素子
の印加電圧を設定するような構成とした。
【０００９】また、本発明の画像形成装置の好ましい態
様は、前記電圧印加制御部がストロボ発光装置と、前記
ノズルから吐出されたインク滴の位置を前記ストロボ発
光装置の各ストロボ発光により検出するための観察装置
と、ストロボ発光間隔内におけるインク滴の移動距離か
らインク滴の吐出速度を測定し、該測定速度を規定速度
範囲と比較し、規定速度範囲外であるときに前記ピエゾ
素子の印加電圧を再設定する判定部と、を有するような
構成とした。
様は、前記電圧印加制御部がストロボ発光装置と、前記
ノズルから吐出されたインク滴の位置を前記ストロボ発
光装置の各ストロボ発光により検出するための観察装置
と、ストロボ発光間隔内におけるインク滴の移動距離か
らインク滴の吐出速度を測定し、該測定速度を規定速度
範囲と比較し、規定速度範囲外であるときに前記ピエゾ
素子の印加電圧を再設定する判定部と、を有するような
構成とした。
【００１０】さらに、本発明の画像形成装置の好ましい
態様は、前記電圧印加制御部は、全インク吐出部の個々
のピエゾ素子の印加電圧の設定を、前記観察装置の観察
倍率を高めながら複数回行うような構成とした。このよ
うな本発明では、電圧印加制御部がピエゾ素子の印加電
圧を制御して、インク吐出速度を所望の規定速度範囲内
とするので、インク滴の大きさ（インク吐出重量）がほ
ぼ均一なものとなる。
態様は、前記電圧印加制御部は、全インク吐出部の個々
のピエゾ素子の印加電圧の設定を、前記観察装置の観察
倍率を高めながら複数回行うような構成とした。このよ
うな本発明では、電圧印加制御部がピエゾ素子の印加電
圧を制御して、インク吐出速度を所望の規定速度範囲内
とするので、インク滴の大きさ（インク吐出重量）がほ
ぼ均一なものとなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の画像形成
装置を構成するヘッドの一例を示す斜視図である。図１
において、ヘッド１は、インクジェット方式のヘッドで
あり、複数のインク吐出部２がヘッド部材３の内部に形
成配列されている。各インク吐出部２は、インクチャン
バー１１と、このインクチャンバー１１の容積を変化さ
せるためのピエゾ素子１２と、インクチャンバー１１に
連通し外部にインクを吐出するためのノズル１３を備え
ている。このインク吐出部２のインクチャンバー１１
は、インク供給口５を介してインク供給路４に連通され
ている。図示例では、各インク供給口５は交互にインク
供給路４の両端側に設けられている。また、インクチャ
ンバー１１もヘッド１の両側に交互に配置され、ノズル
１３は一直線をなすように位置している。
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の画像形成
装置を構成するヘッドの一例を示す斜視図である。図１
において、ヘッド１は、インクジェット方式のヘッドで
あり、複数のインク吐出部２がヘッド部材３の内部に形
成配列されている。各インク吐出部２は、インクチャン
バー１１と、このインクチャンバー１１の容積を変化さ
せるためのピエゾ素子１２と、インクチャンバー１１に
連通し外部にインクを吐出するためのノズル１３を備え
ている。このインク吐出部２のインクチャンバー１１
は、インク供給口５を介してインク供給路４に連通され
ている。図示例では、各インク供給口５は交互にインク
供給路４の両端側に設けられている。また、インクチャ
ンバー１１もヘッド１の両側に交互に配置され、ノズル
１３は一直線をなすように位置している。
【００１２】図２は図１に示されるヘッドの１個のイン
ク吐出部２のＡ−Ａ線における縦断面図であり、図３は
図１に示されるヘッドの１個のインク吐出部２のＢ−Ｂ
線における横断面図である。図２および図３において、
ピエゾ素子１２は変形面１２ａが弾性板１４を介してイ
ンクチャンバー１１内に接し、かつ、後述のような電圧
印加による変形が可能なようにヘッド部材３に装着され
ている。各ピエゾ素子１２には、電圧を印加するための
中央電極１５ａと、接地された複数の接地電極１５ｂと
が設けられ、中央電極１５ａには後述するように可変抵
抗器（図示せず）が接続されている。中央電極１５ａに
電圧を印加して、中央電極１５ａと接地電極１５ｂとの
間に電場（図３に鎖線で示す）が形成されると、ピエゾ
素子１２に歪みが生じて変形し、インクチャンバー１１
の容積が増加して内圧が低下し、インク供給路４からイ
ンク供給口５を経由してインクがインクチャンバー１１
内に引き込まれる。次に、電圧印加を停止することによ
り、ピエゾ素子１２が元の状態に戻り、インクチャンバ
ー１１内の圧力が高くなって、ノズル１３からインクが
押出され吐出される。したがって、中央電極１５ａに駆
動パルス電圧を印加することにより、駆動パルスに同期
した間隔でインク滴かノズル１３から吐出される。
ク吐出部２のＡ−Ａ線における縦断面図であり、図３は
図１に示されるヘッドの１個のインク吐出部２のＢ−Ｂ
線における横断面図である。図２および図３において、
ピエゾ素子１２は変形面１２ａが弾性板１４を介してイ
ンクチャンバー１１内に接し、かつ、後述のような電圧
印加による変形が可能なようにヘッド部材３に装着され
ている。各ピエゾ素子１２には、電圧を印加するための
中央電極１５ａと、接地された複数の接地電極１５ｂと
が設けられ、中央電極１５ａには後述するように可変抵
抗器（図示せず）が接続されている。中央電極１５ａに
電圧を印加して、中央電極１５ａと接地電極１５ｂとの
間に電場（図３に鎖線で示す）が形成されると、ピエゾ
素子１２に歪みが生じて変形し、インクチャンバー１１
の容積が増加して内圧が低下し、インク供給路４からイ
ンク供給口５を経由してインクがインクチャンバー１１
内に引き込まれる。次に、電圧印加を停止することによ
り、ピエゾ素子１２が元の状態に戻り、インクチャンバ
ー１１内の圧力が高くなって、ノズル１３からインクが
押出され吐出される。したがって、中央電極１５ａに駆
動パルス電圧を印加することにより、駆動パルスに同期
した間隔でインク滴かノズル１３から吐出される。
【００１３】また、図４は、上記のヘッド１の等価回路
を示す図である。図４に示されるように、中央電極１５
ａと接地電極１５ｂが設けられた各ピエゾ素子１２はコ
ンデンサに相当し、各ピエゾ素子１２の中央電極１５ａ
には可変抵抗器１６が接続され、この可変抵抗器１６
は、それぞれスイッチ部材１７を介して駆動パルス電圧
印加回路１８に接続可能とされている。
を示す図である。図４に示されるように、中央電極１５
ａと接地電極１５ｂが設けられた各ピエゾ素子１２はコ
ンデンサに相当し、各ピエゾ素子１２の中央電極１５ａ
には可変抵抗器１６が接続され、この可変抵抗器１６
は、それぞれスイッチ部材１７を介して駆動パルス電圧
印加回路１８に接続可能とされている。
【００１４】上述のようなヘッド１を備えた本発明の画
像形成装置は、ヘッド１の各インク吐出部２のノズル１
３からのインク吐出速度が所望の規定速度範囲内となる
ように、可変抵抗器１６を調整して各インク吐出部２毎
にピエゾ素子１２の印加電圧を設定する電圧印加制御部
を備えている。このため、ヘッド内における各ノズルか
ら吐出されるインク滴の大きさ（インク吐出量）がほぼ
均一なものとなり、インク吐出量の制御が容易で高品質
の画像形成が可能となる。
像形成装置は、ヘッド１の各インク吐出部２のノズル１
３からのインク吐出速度が所望の規定速度範囲内となる
ように、可変抵抗器１６を調整して各インク吐出部２毎
にピエゾ素子１２の印加電圧を設定する電圧印加制御部
を備えている。このため、ヘッド内における各ノズルか
ら吐出されるインク滴の大きさ（インク吐出量）がほぼ
均一なものとなり、インク吐出量の制御が容易で高品質
の画像形成が可能となる。
【００１５】本発明の画像形成装置を構成する電圧印加
制御部の一例を示すブロック図である。図５において、
電圧印加制御部６は、ストロボ発光装置２１と、ヘッド
１のノズル１３から吐出されたインク滴の位置をストロ
ボ発光装置２１の各ストロボ発光により検出するための
観察装置２２と、ストロボ発光間隔内におけるインク滴
の移動距離からインク滴の吐出速度を測定し、この測定
速度を規定速度範囲と比較し、規定速度範囲外であると
きに、ヘッド１の該当する可変抵抗器１６を調整してピ
エゾ素子１２の印加電圧を再設定する判定部２３と、を
有するものとすることができる。
制御部の一例を示すブロック図である。図５において、
電圧印加制御部６は、ストロボ発光装置２１と、ヘッド
１のノズル１３から吐出されたインク滴の位置をストロ
ボ発光装置２１の各ストロボ発光により検出するための
観察装置２２と、ストロボ発光間隔内におけるインク滴
の移動距離からインク滴の吐出速度を測定し、この測定
速度を規定速度範囲と比較し、規定速度範囲外であると
きに、ヘッド１の該当する可変抵抗器１６を調整してピ
エゾ素子１２の印加電圧を再設定する判定部２３と、を
有するものとすることができる。
【００１６】このような電圧印加制御部６を図５乃至図
８を参照して説明する。まず、図６（Ａ）に示されるよ
うなピエゾ素子１２に印加する電圧の駆動パルス条件を
設定する（図８ステップＳ１）。次に、観察装置２２の
観察倍率を設定し（図８ステップＳ２）、ストロボ発光
装置２１を、図６（Ｂ）に示されるようなストロボ発光
（発光間隔ΔＴの２回発光）が上記の駆動パルスに同調
して行なわれるようにストロボ発光条件を設定する（図
８ステップＳ３）。上記のストロボ発光条件で、ヘッド
１の各ノズル１３から吐出されるインク滴にストロボ光
を照射させ、２回のストロボ発光のそれぞれでインク滴
の位置検知が観察装置２２により可能であるかを、全て
のインク滴について確認し（図８ステップＳ４）、位置
検知不能なインク滴が存在する場合は、再度、ステップ
３に戻ってストロボ発光条件（発光間隔ΔＴ）を設定す
る。
８を参照して説明する。まず、図６（Ａ）に示されるよ
うなピエゾ素子１２に印加する電圧の駆動パルス条件を
設定する（図８ステップＳ１）。次に、観察装置２２の
観察倍率を設定し（図８ステップＳ２）、ストロボ発光
装置２１を、図６（Ｂ）に示されるようなストロボ発光
（発光間隔ΔＴの２回発光）が上記の駆動パルスに同調
して行なわれるようにストロボ発光条件を設定する（図
８ステップＳ３）。上記のストロボ発光条件で、ヘッド
１の各ノズル１３から吐出されるインク滴にストロボ光
を照射させ、２回のストロボ発光のそれぞれでインク滴
の位置検知が観察装置２２により可能であるかを、全て
のインク滴について確認し（図８ステップＳ４）、位置
検知不能なインク滴が存在する場合は、再度、ステップ
３に戻ってストロボ発光条件（発光間隔ΔＴ）を設定す
る。
【００１７】上記のステップ４で全インク滴の位置検知
が可能なことが確認された場合、各ノズル１３毎に判定
部２３にてピエゾ素子１２の印加電圧を設定する。すな
わち、ストロボ発光をヘッド１のノズル１３から吐出さ
れたインク滴に照射して、図７に示されるように、１回
目のストロボ発光時のインク滴の位置Ｐ1と、２回目の
ストロボ発光時のインク滴の位置Ｐ2とを観察装置２２
で検出する。判定部２３は、観察装置２２が検出したイ
ンク滴の位置から、発光間隔ΔＴの間にインク滴が移動
した距離ΔＸを求め、インク滴の吐出速度ｖ（＝ΔＸ／
ΔＴ）を測定する（図８ステップＳ５）。
が可能なことが確認された場合、各ノズル１３毎に判定
部２３にてピエゾ素子１２の印加電圧を設定する。すな
わち、ストロボ発光をヘッド１のノズル１３から吐出さ
れたインク滴に照射して、図７に示されるように、１回
目のストロボ発光時のインク滴の位置Ｐ1と、２回目の
ストロボ発光時のインク滴の位置Ｐ2とを観察装置２２
で検出する。判定部２３は、観察装置２２が検出したイ
ンク滴の位置から、発光間隔ΔＴの間にインク滴が移動
した距離ΔＸを求め、インク滴の吐出速度ｖ（＝ΔＸ／
ΔＴ）を測定する（図８ステップＳ５）。
【００１８】次に、判定部２３は、上記の測定したイン
ク滴の吐出速度ｖを、予め設定した規定速度範囲（例え
ば、８±０．５ｍ／秒）と比較し（図８ステップＳ
６）、規定速度範囲から外れている場合は、該当するイ
ンク吐出部２のピエゾ素子１２への印加電圧を可変抵抗
器１６を調整して再設定し（図８ステップＳ７）、再
度、インク滴の速度を測定する。この印加電圧設定の操
作（ステップＳ５〜Ｓ７）は、測定対象のインキ滴の吐
出速度が規定速度範囲に入るまで行なわれ、規定速度範
囲に入ったことが確認された場合、印加電圧未設定の次
のインク吐出部のノズルから吐出されるインク滴を測定
対象としてストロボ発光装置２１、観察装置２２を移動
させ（図８ステップＳ８）、上記の印加電圧設定の操作
（ステップＳ５〜Ｓ７）が行なわれる。このような判定
部２３によるピエゾ素子１２の印加電圧設定は全インク
滴（全インク吐出部）に対して行なわれる。
ク滴の吐出速度ｖを、予め設定した規定速度範囲（例え
ば、８±０．５ｍ／秒）と比較し（図８ステップＳ
６）、規定速度範囲から外れている場合は、該当するイ
ンク吐出部２のピエゾ素子１２への印加電圧を可変抵抗
器１６を調整して再設定し（図８ステップＳ７）、再
度、インク滴の速度を測定する。この印加電圧設定の操
作（ステップＳ５〜Ｓ７）は、測定対象のインキ滴の吐
出速度が規定速度範囲に入るまで行なわれ、規定速度範
囲に入ったことが確認された場合、印加電圧未設定の次
のインク吐出部のノズルから吐出されるインク滴を測定
対象としてストロボ発光装置２１、観察装置２２を移動
させ（図８ステップＳ８）、上記の印加電圧設定の操作
（ステップＳ５〜Ｓ７）が行なわれる。このような判定
部２３によるピエゾ素子１２の印加電圧設定は全インク
滴（全インク吐出部）に対して行なわれる。
【００１９】上述のようにして、判定部２３が各ノズル
１３毎にピエゾ素子１２の印加電圧を設定するので、発
光間隔ΔＴの間に各インク滴が移動する距離ΔＸのバラ
ツキは小さくなり、インク滴の吐出速度ｖ（＝ΔＸ／Δ
Ｔ）がほぼ均一なものとなる。
１３毎にピエゾ素子１２の印加電圧を設定するので、発
光間隔ΔＴの間に各インク滴が移動する距離ΔＸのバラ
ツキは小さくなり、インク滴の吐出速度ｖ（＝ΔＸ／Δ
Ｔ）がほぼ均一なものとなる。
【００２０】本発明では、上記のような電圧印加制御部
によるピエゾ素子の印加電圧の設定を、観察装置２２の
観察倍率を高めながら複数回行ってもよい。すなわち、
上述の操作で全インク吐出部について印加電圧の設定が
終了した後、観察装置２２の観察倍率を高くする方向で
再設定し（図８ステップＳ９）、インク滴の位置検知精
度を高める。次いで、ストロボ発光装置２１のストロボ
発光条件（発光間隔ΔＴ）を再設定する（図８ステップ
Ｓ１０）。
によるピエゾ素子の印加電圧の設定を、観察装置２２の
観察倍率を高めながら複数回行ってもよい。すなわち、
上述の操作で全インク吐出部について印加電圧の設定が
終了した後、観察装置２２の観察倍率を高くする方向で
再設定し（図８ステップＳ９）、インク滴の位置検知精
度を高める。次いで、ストロボ発光装置２１のストロボ
発光条件（発光間隔ΔＴ）を再設定する（図８ステップ
Ｓ１０）。
【００２１】次に、各ノズル１３毎に判定部２３にてピ
エゾ素子１２の印加電圧を設定する。これは、上述の印
加電圧設定の操作（ステップＳ５〜Ｓ８）と同様の操作
（図８ステップＳ１１〜Ｓ１４）で行なわれ、印加電圧
設定が全インク吐出部に対して完了したところで操作は
終了する。この２回目の印加電圧の設定により、発光間
隔ΔＴの間に各インク滴が移動する距離ΔＸのバラツキ
は更に小さくなり、インク滴の吐出速度ｖ（＝ΔＸ／Δ
Ｔ）の均一性がより向上する。尚、２回目の印加電圧の
設定では、規定速度範囲をより狭いもの（例えば、８±
０．３ｍ／秒）としてもよい。
エゾ素子１２の印加電圧を設定する。これは、上述の印
加電圧設定の操作（ステップＳ５〜Ｓ８）と同様の操作
（図８ステップＳ１１〜Ｓ１４）で行なわれ、印加電圧
設定が全インク吐出部に対して完了したところで操作は
終了する。この２回目の印加電圧の設定により、発光間
隔ΔＴの間に各インク滴が移動する距離ΔＸのバラツキ
は更に小さくなり、インク滴の吐出速度ｖ（＝ΔＸ／Δ
Ｔ）の均一性がより向上する。尚、２回目の印加電圧の
設定では、規定速度範囲をより狭いもの（例えば、８±
０．３ｍ／秒）としてもよい。
【００２２】上述の電圧印加制御部を構成するストロボ
装置２１としては、ＬＥＤランプ、キセノンストロボス
コープ（（株）菅原研究所製）等を使用することができ
る。また、観察装置２２としては、東京電子工業（株）
製モノクロデジタルエリアセンサカメラＣＳ３９１０等
を使用することができる。さらに、判定部２３は、
（株）プラネトロン製Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ
Ｖ４．０等により構成することができる。
装置２１としては、ＬＥＤランプ、キセノンストロボス
コープ（（株）菅原研究所製）等を使用することができ
る。また、観察装置２２としては、東京電子工業（株）
製モノクロデジタルエリアセンサカメラＣＳ３９１０等
を使用することができる。さらに、判定部２３は、
（株）プラネトロン製Ｉｍａｇｅ−Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ
Ｖ４．０等により構成することができる。
【００２３】上述の例では、電圧印加制御部が可変抵抗
器を調整することによってピエゾ素子の印加電圧の制御
を行っているが、可変抵抗器を使用する代わりに、印加
するパルス電圧の電圧変調やパルス幅変調により印加電
圧を制御してもよい。また、１回のインク吐出をダブル
パルスの電圧印加で行う場合、このダブルパルス間隔を
変化させて印加電圧を制御してもよい。
器を調整することによってピエゾ素子の印加電圧の制御
を行っているが、可変抵抗器を使用する代わりに、印加
するパルス電圧の電圧変調やパルス幅変調により印加電
圧を制御してもよい。また、１回のインク吐出をダブル
パルスの電圧印加で行う場合、このダブルパルス間隔を
変化させて印加電圧を制御してもよい。
【００２４】本発明の画像形成装置では、ピエゾ素子は
Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎモード、Ｓｈｅａｒモードの何れで
あってもよい。また、本発明の画像形成装置は、ヘッド
を複数個備えるものであってもよく、さらに、使用する
インク色毎に１個、あるいは、複数個のヘッドを備える
ものであってもよい。また、１個のヘッドを構成するイ
ンク吐出部の個数および配列には特に制限はない。
Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎモード、Ｓｈｅａｒモードの何れで
あってもよい。また、本発明の画像形成装置は、ヘッド
を複数個備えるものであってもよく、さらに、使用する
インク色毎に１個、あるいは、複数個のヘッドを備える
ものであってもよい。また、１個のヘッドを構成するイ
ンク吐出部の個数および配列には特に制限はない。
【００２５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によればイ
ンクチャンバーと、電圧の印加で変形してインクチャン
バーの容積を可変とするピエゾ素子と、上記インクチャ
ンバーに連通し外部にインクを吐出するためのノズルと
を備えたインク吐出部を複数配列してなるヘッド、およ
び、ピエゾ素子の印加電圧を制御するための電圧印加制
御部を有する画像形成装置とし、電圧印加制御部が、各
インク吐出部のノズルからのインク吐出速度が所望の規
定速度範囲内となるように、各インク吐出部毎にピエゾ
素子の印加電圧を設定するので、インク吐出速度が所望
の規定速度範囲内とされ、これにより、ヘッドを構成し
ている部材の作製精度が従来と同様であっても、ヘッド
の各ノズルから吐出されるインク滴の大きさ（インク吐
出量）がほぼ均一なものとなり、インク吐出量の制御が
容易で高品質の画像形成が可能となる。
ンクチャンバーと、電圧の印加で変形してインクチャン
バーの容積を可変とするピエゾ素子と、上記インクチャ
ンバーに連通し外部にインクを吐出するためのノズルと
を備えたインク吐出部を複数配列してなるヘッド、およ
び、ピエゾ素子の印加電圧を制御するための電圧印加制
御部を有する画像形成装置とし、電圧印加制御部が、各
インク吐出部のノズルからのインク吐出速度が所望の規
定速度範囲内となるように、各インク吐出部毎にピエゾ
素子の印加電圧を設定するので、インク吐出速度が所望
の規定速度範囲内とされ、これにより、ヘッドを構成し
ている部材の作製精度が従来と同様であっても、ヘッド
の各ノズルから吐出されるインク滴の大きさ（インク吐
出量）がほぼ均一なものとなり、インク吐出量の制御が
容易で高品質の画像形成が可能となる。
【図１】本発明の画像形成装置を構成するヘッドの一例
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図２】図１に示されるヘッドの１個のインク吐出部の
Ａ−Ａ線における縦断面図である。
Ａ−Ａ線における縦断面図である。
【図３】図１に示されるヘッドの１個のインク吐出部の
Ｂ−Ｂ線における横断面図である。
Ｂ−Ｂ線における横断面図である。
【図４】本発明の画像形成装置を構成するヘッドの等価
回路を示す図である。
回路を示す図である。
【図５】本発明の画像形成装置を構成する電圧印加制御
部の一例を示すブロック図である。
部の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の画像形成装置を構成する電圧印加制御
部において設定する駆動パルス条件とストロボ発光条件
を説明するための図である。
部において設定する駆動パルス条件とストロボ発光条件
を説明するための図である。
【図７】ヘッドから吐出されたインク滴の検出位置と移
動距離を説明するための図である。
動距離を説明するための図である。
【図８】本発明の画像形成装置を構成する電圧印加制御
部におけるピエゾ素子の印加電圧設定のアルゴリズムを
示す図である。
部におけるピエゾ素子の印加電圧設定のアルゴリズムを
示す図である。
１…ヘッド ２…インク吐出部 ３…ヘッド部材 ４…インク供給路 ５…インク供給口 ６…電圧印加制御部 １１…インクチャンバー １２…ピエゾ素子 １３…ノズル １５ａ…中央電極 １５ｂ…接地電極 １６…可変抵抗器 ２１…ストロボ発光装置 ２２…観察装置 ２３…判定部
フロントページの続き (72)発明者 田崎 貴之 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 Ｆターム(参考） 2C057 AF24 AG12 AG44 AL19 AM18 BA03 BA14
Claims (3)
- 【請求項１】 インクチャンバーと、電圧の印加で変形
して該インクチャンバーの容積を可変とするピエゾ素子
と、前記インクチャンバーに連通し外部にインクを吐出
するためのノズルとを備えたインク吐出部を複数配列し
てなるヘッド、および、前記ピエゾ素子の印加電圧を制
御するための電圧印加制御部を有し、該電圧印加制御部
は、各インク吐出部の前記ノズルからのインク吐出速度
が所望の規定速度範囲内となるように、各インク吐出部
毎に前記ピエゾ素子の印加電圧を設定することを特徴と
する画像形成装置。 - 【請求項２】 前記電圧印加制御部は、ストロボ発光装
置と、前記ノズルから吐出されたインク滴の位置を前記
ストロボ発光装置の各ストロボ発光により検出するため
の観察装置と、ストロボ発光間隔内におけるインク滴の
移動距離からインク滴の吐出速度を測定し、該測定速度
を規定速度範囲と比較し、規定速度範囲外であるときに
ピエゾ素子の印加電圧を再設定する判定部と、を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。 - 【請求項３】 前記電圧印加制御部は、全インク吐出部
の個々のピエゾ素子の印加電圧の設定を、前記観察装置
の観察倍率を高めながら複数回行うことを特徴とする請
求項２に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001000453A JP2002200752A (ja) | 2001-01-05 | 2001-01-05 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001000453A JP2002200752A (ja) | 2001-01-05 | 2001-01-05 | 画像形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002200752A true JP2002200752A (ja) | 2002-07-16 |
Family
ID=18869237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001000453A Pending JP2002200752A (ja) | 2001-01-05 | 2001-01-05 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002200752A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007098669A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-19 | Konica Minolta Ij Technologies Inc | 液滴吐出装置、液滴速度調整方法、液滴速度検出装置、液滴速度検出方法、プログラム及び記録媒体 |
| JP2020044843A (ja) * | 2014-01-10 | 2020-03-26 | フジフィルム ディマティックス， インコーポレイテッド | 落下速度均一性、落下質量均一性及び落下編成を改善するための方法、システム及び装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6430759A (en) * | 1987-07-25 | 1989-02-01 | Fujitsu Ltd | Speed measuring system of flying ink particle |
| JP2000168069A (ja) * | 1998-12-04 | 2000-06-20 | Hitachi Koki Co Ltd | インクジェットヘッドの駆動方法 |
-
2001
- 2001-01-05 JP JP2001000453A patent/JP2002200752A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6430759A (en) * | 1987-07-25 | 1989-02-01 | Fujitsu Ltd | Speed measuring system of flying ink particle |
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| JP2020044843A (ja) * | 2014-01-10 | 2020-03-26 | フジフィルム ディマティックス， インコーポレイテッド | 落下速度均一性、落下質量均一性及び落下編成を改善するための方法、システム及び装置 |
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