JP2005067214A - インクジェットプリンタ - Google Patents
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Abstract
【課題】吸湿度の異なる記録紙を用いたり、環境湿度が変化しても、高速、均一画素径の高画質の記録を可能とする。
【解決手段】ノズル3よりインク滴9を噴射し、記録紙8に画像を記録する。前記ノズル3を有するインクジェットヘッド1と、前記インクジェットヘッド1のノズル開口面側1aに記録紙8に向けて熱線を照射する熱線発生手段14とを有する。熱線発生手段14から照射された熱線にて記録紙8のインク滴付着点をインク滴9aが付着する前に加熱・乾燥する。
【選択図】図4
【解決手段】ノズル3よりインク滴9を噴射し、記録紙8に画像を記録する。前記ノズル3を有するインクジェットヘッド1と、前記インクジェットヘッド1のノズル開口面側1aに記録紙8に向けて熱線を照射する熱線発生手段14とを有する。熱線発生手段14から照射された熱線にて記録紙8のインク滴付着点をインク滴9aが付着する前に加熱・乾燥する。
【選択図】図4
Description
本発明は、インクジェットプリンタに関し、より詳細には、インクジェットプリンタのノズルから噴射されるインク滴が記録紙に付着する前に、該記録紙を乾燥し、記録紙上のインクが未乾燥により他に付着し、画質が劣化することを防ぐようにしたインクジェットプリンタに関する。
周知のように、インクジェットプリンタは、記録情報に基づいて記録紙上にインク滴を噴射し記録する液体噴射記録装置であり、インク滴を噴射させる圧力発生手段として圧電素子等の電気機械変換手段、あるいは、発熱抵抗体を用いた電気熱変換手段がある。
圧電素子をエネルギー変換手段としたインクジェットプリンタは、記録情報に基づいて駆動された圧電素子の圧電ひずみによりインク液室に体積変化を与えて、インク液室の一部に設けられたノズルよりインク滴を噴射し記録紙上に付着させる原理に基づいている。
また、発熱抵抗体をエネルギー変換手段としたバブルジェット(登録商標)方式のインクジェットプリンタは、ノズルの開口近傍に発熱抵抗体を設け、該発熱抵抗体に記録情報に基づいた電圧パルスを印加し、ノズル内のインクを局部的に加熱して気化させ、ノズル開口近傍のインクを気化圧によりインク滴として噴射し記録紙上に付着させる原理に基づいているものである。
圧電素子をエネルギー変換手段としたインクジェットプリンタは、記録情報に基づいて駆動された圧電素子の圧電ひずみによりインク液室に体積変化を与えて、インク液室の一部に設けられたノズルよりインク滴を噴射し記録紙上に付着させる原理に基づいている。
また、発熱抵抗体をエネルギー変換手段としたバブルジェット(登録商標)方式のインクジェットプリンタは、ノズルの開口近傍に発熱抵抗体を設け、該発熱抵抗体に記録情報に基づいた電圧パルスを印加し、ノズル内のインクを局部的に加熱して気化させ、ノズル開口近傍のインクを気化圧によりインク滴として噴射し記録紙上に付着させる原理に基づいているものである。
このようなインクジェットプリンタは、各種規格サイズの記録紙を任意に選択可能な記録紙の搬送手段を有し、選択された記録紙にノズルから噴射されたインクにより、情報が記録されて前記搬送手段を介して排出され、排出された記録紙は順次、コピー受けに積み重ねられる。ノズルから噴射されるインク滴の液滴量は、環境の温度,湿度及び駆動電圧パルス波形が一定であれば、ノズルの形状寸法により定まり、一定した画素から構成された記録画像が得られる。
インクジェットプリンタには、記録作業の高効率化と高画像品質化が求められ、高速記録と高品質画像化へ向けての技術開発が進められている。更に、経済的面においても使用される記録紙の多様化が求められている。しかし、高速記録された記録紙は、記録後、例えば、コピー受け上に積み重ねられるので、高湿度環境において記録紙上のインクが乾燥していない場合、インクは重ね合わされた相手側記録紙の裏面に転写され画像品質を低下させる。この事象は、記録紙自体の吸湿性の相違や記録紙自体の湿度が変化した場合に多発し、高画質で高速記録を可能とする要求を充たすことはできない。また、記録紙の吸湿度が異なる場合は、一定のインク滴粒径のもので記録しても吸湿度により画素径が異なり、画質を低下させる。
本発明は、上述した実情に鑑みなされたもので、吸湿性の異なる記録紙を用いて、環境湿度が変化して記録紙の湿度が変化しても、インク滴付着前に、インク滴付着点を乾燥して高画像品質を保ちながら高速記録が可能なインクジェットプリンタを提供することを目的とする。
請求項1の発明は、ノズルよりインク滴を噴射し、記録紙に画像を記録するインクジェットプリンタにおいて、前記ノズルを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドのノズル開口面側に配設され、前記記録紙に向けて熱線を照射する熱線発生手段とを備え、前記記録紙のインク滴付着点をインク滴付着前に前記熱線にて照射するようにしたことを特徴としたものである。
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記熱線がレーザであることを特徴としたものである。
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明において、前記熱線の照射とインク滴の噴射とが同期していることを特徴としたものである。
請求項4の発明は、請求項1乃至3のいずれかの発明において、前記熱線を前記インク滴付着点の近傍のインク滴付着前の位置に焦点を結ぶよう集束する光学系を有することを特徴としたものである。
ノズルよりインク滴を噴射し、記録紙に画像を記録するインクジェットプリンタにおいて、前記ノズルを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドのノズル開口面側に配設され、前記記録紙に向けて熱線を照射する熱線発生手段とを備え、前記記録紙のインク滴付着点をインク滴付着前に前記熱線にて照射するようにしたので、記録紙の湿度や環境湿度が変化した場合でも、高速印写で高品質画像が得られる。
以下、インク滴を噴射させる圧力発生手段として圧電素子を利用したインクジェットプリンタの例について説明する。
図1は、本発明が適用されるインクジェットプリンタの例を説明するための図で、図1(A)は、インクジェットプリンタの構成を示すブロック図、図1(B)は、湿度に対するインク滴粒径の関係を示す図、図1(C)は、図1(B)の関係をもった粒径のインク滴を噴射するために圧電素子に印加される電圧パルスのパルス波形例を示す図であり、図中、1はインクジェットヘッド、2はインク液室、3はノズル、4は共通液室、5は液体通路、6は圧電素子、7は基板、8は記録紙、9はインク滴、10は湿度センサ、11はプリンタコントローラ、12は湿度−インク滴粒径曲線、13は電圧パルスである。なお、以後に示す図1以下の図面において、図1の場合と同様の作用をする部分には、図1と同じ参照番号を付してある。
図1(A)に示したインクジェットヘッド1は、圧力発生手段として圧電素子6を用いたもので、圧電素子6は、例えばd33モードで駆動される積層構造で、一端が基板7に固着され、他端がインク液室2の一面を構成する振動板2aと接合されている。インク液室2の振動板2aと対向した面側にノズル3を有し、インク液室2には共通液室4が液体通路5を介して連通し、常にインク液室2内にインクを充たしている。ノズル3と対向して記録紙8が配置され、記録時は搬送手段(図示せず)により矢印S方向に移動される。
更に、ノズル3に面した記録紙8の近傍には、湿度センサ10が配置されている。湿度センサ10は、導線11aでプリンタコントローラ11に接続され、プリンタコントローラ11と圧電素子6との間は、導線11bで接続されている。
次に、図1(A)に示したインクジェットプリンタの動作を説明する。
湿度センサ10は、ノズル3側の記録紙8の近傍に設置されて記録紙8の湿度(吸湿度)を計測している。湿度センサ10からの湿度信号はプリンタコントローラ11に入力し、プリンタコントローラ11は湿度信号に応じたパルス幅をもった一定波高値の電圧パルス13を圧電素子6に印加する。電圧パルス13は圧電素子6を矢印+F方向に変位して、これを振動板2aに伝達し、インク液室2内を加圧し、ノズル3からインク滴9を噴射飛翔させ、記録紙8上に画素となる付着インク滴9aを形成する。
湿度センサ10は、ノズル3側の記録紙8の近傍に設置されて記録紙8の湿度(吸湿度)を計測している。湿度センサ10からの湿度信号はプリンタコントローラ11に入力し、プリンタコントローラ11は湿度信号に応じたパルス幅をもった一定波高値の電圧パルス13を圧電素子6に印加する。電圧パルス13は圧電素子6を矢印+F方向に変位して、これを振動板2aに伝達し、インク液室2内を加圧し、ノズル3からインク滴9を噴射飛翔させ、記録紙8上に画素となる付着インク滴9aを形成する。
プリンタコントローラ11から出力される電圧パルス13のパルス幅は、湿度信号に基づいて、予め定められた関係に従って出力されるもので、例えば、図1(B)に示した湿度−インク滴粒径曲線12に示すように、湿度が低いときは大きい粒径のインク滴9を噴射し、湿度が高くなるに従って、インク滴9の粒径を小さくしている。このような関係のインク滴9を噴射するために、圧電素子6に印加される電圧パルス13は、図1(C)に示すように、パルス周期τにおいて、インク滴粒径を小さくする場合は、短かいパルス幅の電圧パルス13aを印加し、粒径を大きくする場合は、長いパルス幅の電圧パルス13cを加える。なお、圧電素子6の変位量は、電圧に比例するので、電圧パルス13の波高値を目的とするインク滴粒径と関係を持たせてもよい。
上述のように、図1(B)に示した湿度−インク滴粒径曲線12を予め定めておくことにより、記録紙8の湿度が変化しても、付着インク滴9aは均一に拡がり、或いは略等時間に乾燥するようになり、高速印写の場合でも高画質を保持することができる。また、湿度−インク滴粒径曲線12の関係をバブルジェット(登録商標)方式のインクジェットプリンタにも同様に適用できる。
図2は、湿度センサ10を、インクジェットヘッド1のノズル3の開口面1a側に、該インクジェットヘッド1と一体に設置した例を示し、このようにすると、小型なインクジェットプリンタとすることが可能となる。また、インクジェットヘッド1と記録紙8との間の間隔は、実際には微小であるため、湿度センサ10は、実質的に記録紙8の湿度を計測することとなり、小型で図1に示した例と同様の効果が得られる。
図3は、湿度センサを熱伝導原理を利用したマイクロブリッジ構造としたもので、小型,高応答性で高精度に湿度を計測できる。図3(A)は、平面図、図3(B)は、図3(A)に示す湿度センサの駆動検出回路図であり、図中、21は基板、22は薄膜絶縁体、23は空洞、24は発熱体パターン、25は引き出し配線パターン、26は接続部、27はヒータ電源、28は検出回路である。
図3(A)に示す湿度センサ10は、本出願人が先に提案したものであり、角形形状のSi(100)基板21の上面に薄膜絶縁体22を形成後、白金等の辺の長さが100μmオーダの発熱体パターン24を形成後、発熱体パターン24を形成する架橋部22aを残してその下部に空洞23を異方性エッチングにより形成したマイクロブリッジ構造のもので、発熱体パターン24の最外周の辺と、引き出し配線パターン25とを架橋部22a上の点26で交わるようにして発熱体パターン24の両端部の温度低下影響を防いでいる。
湿度センサ10は、パッド部25a,25b,25c,25dからの引出線A,B,C,Dによりヒータ電源27および検出回路28と接続され、配線パターン25の均熱温度部であるA,B間での発熱体パターン24の電圧信号を検出する。ヒータ電源27および検出回路28は、プリンタコントローラ11に内蔵されており、プリンタコントローラ11では、絶対湿度に影響されない環境温度を検出する低電圧パルスと、絶対湿度に影響される高電圧パルスで駆動し、高電圧パルスで駆動したときの検出電圧から低電圧パルスで駆動したときの検出電圧を減算して当該温度での絶対湿度を求め、低電圧パルス印加で求めた環境温度と絶対湿度の関係から湿度を演算して求める。
上述のように、図3に示した湿度センサ10を用いることにより、小型で高精度な応答の優れた湿度が求められるので、高速記録の場合でも記録紙8の湿度を検出できる。
図4は、インク滴の噴射と同期して、記録紙のインク滴が付着部分を局部的に加熱して急速乾燥し、記録紙の紙質が異なる場合で、もし湿度算出によりインク滴量を補正できない場合でも、完全にインクを乾燥し、高画像品質を保つようにした、本発明によるインクジェットプリンタの、一実施形態を説明するための図で、図中、14は赤外線ランプ、15はリフレクタ、16はレンズである。図4において、赤外線ランプ14は、導線11cによりプリンタコントローラ11と接続され、インクジェットヘッド1、又は、その近傍に記録紙8と対向した位置に設けられる。赤外線ランプ14には、付着インク滴9a、又は記録紙8の移動方向Sに対し、付着インク滴9aの近傍に熱線の焦点を結ぶ光学系としてリフレクタ15,集光レンズ16を設けてある。
赤外線ランプ14から発する熱線は、プリンタコントローラ11により、圧電素子6の駆動と同期して駆動される。すなわち、インク滴9の噴射に同期して駆動され、付着インク滴9a又はその近傍を加熱する。この結果、記録紙8上のインクは急速に乾燥される。なお、熱線を発する手段として、赤外線ランプ14を用いたが、レーザ,その他の加熱手段でもよい。また、必ずしもインク滴噴射に同期せず、一定電力で付着インク滴9aに焦点を結ぶようにしてもよい。
図4に示したインクジェットプリンタによれば、紙質が異なり、インク吸着性の悪い記録紙でも、あるいは湿度検出によりインク滴量を制御できない場合でも、効果的にインクを乾燥させることができ、高速印写の場合でも、高品質の画像を形成できる。
1…インクジェットヘッド、2…インク液室、3…ノズル、4…共通液室、5…液体通路、6…圧電素子、7…基板、8…記録紙、9…飛翔インク滴、10…湿度センサ、11…プリンタコントローラ、12…湿度−インク滴粒径曲線、13…電圧パルス、14…赤外線ランプ、15…リフレクタ、16…レンズ、21…基板、22…薄膜絶縁体、23…空洞、24…発熱体パターン、25…引き出し配線パターン、26…接続部、27…ヒータ電源、28…検出回路。
Claims (4)
- ノズルよりインク滴を噴射し、記録紙に画像を記録するインクジェットプリンタにおいて、前記ノズルを有するインクジェットヘッドと、前記インクジェットヘッドのノズル開口面側に配設され、前記記録紙に向けて熱線を照射する熱線発生手段とを備え、前記記録紙のインク滴付着点をインク滴付着前に前記熱線にて照射するようにしたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
- 前記熱線がレーザであることを特徴とする請求項1に記載のインクジェットプリンタ。
- 前記熱線の照射とインク滴の噴射とが同期していることを特徴とする請求項1又は2に記載のインクジェットプリンタ。
- 前記熱線を前記インク滴付着点の近傍のインク滴付着前の位置に焦点を結ぶよう集束する光学系を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のインクジェットプリンタ。
Priority Applications (1)
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JP2004339273A JP2005067214A (ja) | 2004-11-24 | 2004-11-24 | インクジェットプリンタ |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004339273A JP2005067214A (ja) | 2004-11-24 | 2004-11-24 | インクジェットプリンタ |
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JP2017030355A (ja) * | 2015-08-03 | 2017-02-09 | 株式会社リコー | センサ装置、システム、画像形成装置、乾燥状態検出方法、出力制御方法、搬送速度制御方法及び画像形成方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH09300619A (ja) * | 1996-05-17 | 1997-11-25 | Ricoh Seiki Co Ltd | インクジェットプリンタ |
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2004
- 2004-11-24 JP JP2004339273A patent/JP2005067214A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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JPH02235748A (ja) * | 1989-03-10 | 1990-09-18 | Canon Inc | インクジェット記録装置 |
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JP7000668B2 (ja) | 2015-08-03 | 2022-01-19 | 株式会社リコー | システム、画像形成装置、乾燥状態検出方法、出力制御方法、搬送速度制御方法及び画像形成方法 |
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JPS6246358B2 (ja) |
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A02 | Decision of refusal |
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