JP2624772B2 - インクジェット記録方法 - Google Patents
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- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、インク液噴射ノズルのインク流路に沿って
設けられた電気機械変換素子によって発生する圧力によ
り、前記ノズルの先端からインク液を液滴として噴射し
て記録を行うようにしたオンデマンド型のインクジェッ
ト記録方式に関する。
設けられた電気機械変換素子によって発生する圧力によ
り、前記ノズルの先端からインク液を液滴として噴射し
て記録を行うようにしたオンデマンド型のインクジェッ
ト記録方式に関する。
［従来の技術］ オンデマンド型のインクジェット記録方式において、
インクジェット記録ヘッドの駆動方法として、例えば、
電気機械変換系としての圧電素子に第５図のような電圧
を印加する方法が公知である（特開昭62−25058）。こ
の方法では、インクジェット記録ヘッドが第６図のよう
に構成され、圧電素子11に回路ブロック12を用いて、前
記のような電圧を印加する。この場合、まず、電圧ステ
ップａで圧電素子を駆動し、インク流路13を膨張させ
る。このインク流路13の圧電素子11が位置する領域の容
積を拡大させた状態は、定電圧ｂで所定時間保持され
る。このとき、オリフィス15のメニスカス20はノズル内
へやや引戻される。所定時間経過後、電圧ステップｃに
より、インク流路13を収縮させ、オリフィス15よりイン
ク液滴14を吐出させる。
インクジェット記録ヘッドの駆動方法として、例えば、
電気機械変換系としての圧電素子に第５図のような電圧
を印加する方法が公知である（特開昭62−25058）。こ
の方法では、インクジェット記録ヘッドが第６図のよう
に構成され、圧電素子11に回路ブロック12を用いて、前
記のような電圧を印加する。この場合、まず、電圧ステ
ップａで圧電素子を駆動し、インク流路13を膨張させ
る。このインク流路13の圧電素子11が位置する領域の容
積を拡大させた状態は、定電圧ｂで所定時間保持され
る。このとき、オリフィス15のメニスカス20はノズル内
へやや引戻される。所定時間経過後、電圧ステップｃに
より、インク流路13を収縮させ、オリフィス15よりイン
ク液滴14を吐出させる。
また、前記と同様のインクジェット記録ヘッドを用い
た場合に、メニスカス20の挙動の安定化を図るべく、圧
電素子11の駆動を行わせる構成として、第７図のような
電圧波形を印加する構成が考えられる。この第７図に示
す電圧波形は、インク液滴を吐出した後の、動作前の状
態へ復帰する過程で、図中にd,e,fで示される波形を追
加したものである。
た場合に、メニスカス20の挙動の安定化を図るべく、圧
電素子11の駆動を行わせる構成として、第７図のような
電圧波形を印加する構成が考えられる。この第７図に示
す電圧波形は、インク液滴を吐出した後の、動作前の状
態へ復帰する過程で、図中にd,e,fで示される波形を追
加したものである。
［発明が解決しようとする課題］ 上記のような駆動方法は、いずれも第６図に示した構
造のインクジェット記録ヘッド、すなわち、特にインク
流路13を形成したガラス管22の後端部にフィルター21を
備えた構造のものには適していた。
造のインクジェット記録ヘッド、すなわち、特にインク
流路13を形成したガラス管22の後端部にフィルター21を
備えた構造のものには適していた。
前記フィルター21はインク流路13内のインク中を伝播
する圧力波を吸収して、インク吐出後のメニスカス20の
運動の安定化、早期減衰には役立っている。
する圧力波を吸収して、インク吐出後のメニスカス20の
運動の安定化、早期減衰には役立っている。
しかしながら、前記の駆動方法は、インク流路13の後
端部にフィルターを備えていないインクジェット記録ヘ
ッドにはそのまま適用できなかった。また前記フィルタ
ーは高価であり、かつガラス管22の後端部に装着して溶
着する必要があり、作成に多大の工数を要していた。
端部にフィルターを備えていないインクジェット記録ヘ
ッドにはそのまま適用できなかった。また前記フィルタ
ーは高価であり、かつガラス管22の後端部に装着して溶
着する必要があり、作成に多大の工数を要していた。
本発明は、インク流路を構成するガラス管の後端にフ
ィルターを備えてないインクジェット記録ヘッドを安定
に動作させて有害な第２滴の吐出や、気泡の取り込みを
防止できるインクジェット記録方法を提供することを第
１の目的とする。
ィルターを備えてないインクジェット記録ヘッドを安定
に動作させて有害な第２滴の吐出や、気泡の取り込みを
防止できるインクジェット記録方法を提供することを第
１の目的とする。
本発明は、広い温度範囲にわたり安定な吐出を可能た
らしめたインクジェット記録方法を提供することを第２
の目的とする。
らしめたインクジェット記録方法を提供することを第２
の目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、後端にインク供給口が形成されるインク液
噴射ノズルのインク流路に沿って設けられた電気機械変
換素子の駆動により前記インク流路を収縮、膨張し、前
記インク流路内のインクに発生する圧力波動により、前
記インク液噴射ノズルの先端からインクを噴射して記録
を行うインクジェット記録方法において、 インク吐出に先立って前記インク流路を膨張させて所
定時間保持した後、前記電気機械変換素子に前記インク
流路を収縮させて前記ノズルからインクを吐出させる電
圧を印加し、前記電圧を所定時間保持した後に前記イン
ク流路をインクの温度に応じた量拡大させ、続いて前記
インク流路を動作前の状態まで徐々に拡大するよう前記
電気機械変換素子を駆動する電圧を制御することを特徴
とするインクジェット記録方法に要旨が存在する。
噴射ノズルのインク流路に沿って設けられた電気機械変
換素子の駆動により前記インク流路を収縮、膨張し、前
記インク流路内のインクに発生する圧力波動により、前
記インク液噴射ノズルの先端からインクを噴射して記録
を行うインクジェット記録方法において、 インク吐出に先立って前記インク流路を膨張させて所
定時間保持した後、前記電気機械変換素子に前記インク
流路を収縮させて前記ノズルからインクを吐出させる電
圧を印加し、前記電圧を所定時間保持した後に前記イン
ク流路をインクの温度に応じた量拡大させ、続いて前記
インク流路を動作前の状態まで徐々に拡大するよう前記
電気機械変換素子を駆動する電圧を制御することを特徴
とするインクジェット記録方法に要旨が存在する。
なお、前記電気機械変換素子に前記インク流路を収縮
させて前記ノズルからインクを吐出させる電圧を印加
し、前記電圧を所定時間保持する場合の所定時間Ｔは、
電気機械変換素子よりインク液噴射ノズル先端までの距
離をl1、インク供給口までの距離をl2、圧力波の伝播速
度をｃとすると、 Ｔ＝２（l1＋2l2）/c とすることが好ましい。
させて前記ノズルからインクを吐出させる電圧を印加
し、前記電圧を所定時間保持する場合の所定時間Ｔは、
電気機械変換素子よりインク液噴射ノズル先端までの距
離をl1、インク供給口までの距離をl2、圧力波の伝播速
度をｃとすると、 Ｔ＝２（l1＋2l2）/c とすることが好ましい。
［作用］ 本発明のインクジェット記録方法によれば、電気機械
変換素子の駆動によってインク流路が膨張、収縮するこ
とに起因する圧力波の反射波を、インク流路を膨張させ
る工程により打消すことができ、さらにはこの膨張の程
度のインクの温度に応じた量とすることで、広い温度範
囲にわたって安定なインクの吐出が可能となる。
変換素子の駆動によってインク流路が膨張、収縮するこ
とに起因する圧力波の反射波を、インク流路を膨張させ
る工程により打消すことができ、さらにはこの膨張の程
度のインクの温度に応じた量とすることで、広い温度範
囲にわたって安定なインクの吐出が可能となる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。第
１図が電気機械変換素子11を駆動する電圧波形で、第２
図に示したごとくインクジェット記録ヘッドを動作させ
た。第２図において、12は電気機械変換素子11を駆動す
る駆動回路、14はインク滴、15はオリフィス、22はガラ
ス管で、後端23がフィルター設けることなく、インクタ
ンク17に開口している。
１図が電気機械変換素子11を駆動する電圧波形で、第２
図に示したごとくインクジェット記録ヘッドを動作させ
た。第２図において、12は電気機械変換素子11を駆動す
る駆動回路、14はインク滴、15はオリフィス、22はガラ
ス管で、後端23がフィルター設けることなく、インクタ
ンク17に開口している。
まず、時刻ｔ＝０で急激な電圧降下ａによって電気機
械変換素子11によりインク流路を急激に膨張させて、ス
テップｂで膨張状態を維持した。この間にオリフィス15
のメニスカス20はインク流路内にややひき戻されること
になる。
械変換素子11によりインク流路を急激に膨張させて、ス
テップｂで膨張状態を維持した。この間にオリフィス15
のメニスカス20はインク流路内にややひき戻されること
になる。
その後、急激な電圧上昇ｃにより、電圧機械変換素子
11によりインク流路を急激に収縮させて、２（l1＋2
l2）/cの時間宛その状態を維持した。ここでl1は電気機
械変換素子11からオリフィスすなわち、インク液滴噴射
ノズル先端までの距離であり、l2は同じくガラス管22の
後端23すなわちインク供給口までの距離であり、ｃはガ
ラス管22内における圧力波の伝播速度である。この間に
はメニス４ ７カス20はオリフィス15より外部へ飛び出しインク液滴
14が形成された。
11によりインク流路を急激に収縮させて、２（l1＋2
l2）/cの時間宛その状態を維持した。ここでl1は電気機
械変換素子11からオリフィスすなわち、インク液滴噴射
ノズル先端までの距離であり、l2は同じくガラス管22の
後端23すなわちインク供給口までの距離であり、ｃはガ
ラス管22内における圧力波の伝播速度である。この間に
はメニス４ ７カス20はオリフィス15より外部へ飛び出しインク液滴
14が形成された。
次いで前記時間２（l1＋2l2）/cの経過後に、ステッ
プｇによってインク流路の収縮を急激に解くように電気
機械変換素子11の駆動電圧を制御し、その後ステップｈ
によって電気機械変換素子11を動作前の状態に徐々に復
帰させた。これによって前記インク液滴14の吐出後のメ
ニスカス20がオリフィス15の前後方向に激しく移動する
ことなく、極めて静かに吐出前の平衡状態に復帰させる
ことができ、第二の液滴の吐出や、気泡の取り込みなど
は発生しなかった。
プｇによってインク流路の収縮を急激に解くように電気
機械変換素子11の駆動電圧を制御し、その後ステップｈ
によって電気機械変換素子11を動作前の状態に徐々に復
帰させた。これによって前記インク液滴14の吐出後のメ
ニスカス20がオリフィス15の前後方向に激しく移動する
ことなく、極めて静かに吐出前の平衡状態に復帰させる
ことができ、第二の液滴の吐出や、気泡の取り込みなど
は発生しなかった。
ここで、インク流路の膨張・収縮は、インク流路中の
特に電気機械変換素子11が位置する部位に相当する容積
が拡大・収縮する現象である。この現象により、インク
に圧力が加えられて、メニスカスが移動することによ
り、前述のような吐出動作が行われる。また、前述の膨
張・収縮によりインク流路全体の容積自体も変化してい
ることは明らかである。
特に電気機械変換素子11が位置する部位に相当する容積
が拡大・収縮する現象である。この現象により、インク
に圧力が加えられて、メニスカスが移動することによ
り、前述のような吐出動作が行われる。また、前述の膨
張・収縮によりインク流路全体の容積自体も変化してい
ることは明らかである。
前記時間２（l1＋2l2）/cはステップｃによって、ガ
ラス管22の後端23方向に伝播した正の圧力波（周囲より
高い圧力部分）が、後端23で反射されて負の圧力波（周
囲より低い圧力部分）としてオリフィス15方向に伝播
し、オリフィス15でそのまま反射されて後端23に至り、
該後端23で再び正の圧力波として反射されて電気機械変
換素子11に至るまでの時間として求められる時間であ
る。なお、ここでは音響学的にオリフィス15は開口端、
後端23は開口端とみなしている。
ラス管22の後端23方向に伝播した正の圧力波（周囲より
高い圧力部分）が、後端23で反射されて負の圧力波（周
囲より低い圧力部分）としてオリフィス15方向に伝播
し、オリフィス15でそのまま反射されて後端23に至り、
該後端23で再び正の圧力波として反射されて電気機械変
換素子11に至るまでの時間として求められる時間であ
る。なお、ここでは音響学的にオリフィス15は開口端、
後端23は開口端とみなしている。
この時間経過時において、ステップｇを動作させるこ
となく、第５図のような従来の駆動方法を採ると、反射
した圧力波が再びオリフィス15に到達して第２のインク
液的を吐出させたり、吐出しないまでもメニスカスの移
動によって気泡を取り込み、以後の吐出が不能となって
しまう。
となく、第５図のような従来の駆動方法を採ると、反射
した圧力波が再びオリフィス15に到達して第２のインク
液的を吐出させたり、吐出しないまでもメニスカスの移
動によって気泡を取り込み、以後の吐出が不能となって
しまう。
前記において、ステップｇの高さはステップｃの高さ
より低くつ良いことは言うまでない。何故なら、インク
流路内を反射して伝播する圧力波は、反射の際にそのエ
ネルギーの一部をインク流路内に放出したり、インク物
性である内部摩擦（主としてインクの粘性による）にお
いて減衰するからである。従って、インクの粘性は第４
図のように温度に依存しているので、インクの温度を検
知することにより、粘性を考慮して反射波の有するエネ
ルギーを打消すのに必要な量の膨張をインク流路に生じ
させるように電気機械変換素子11の駆動電圧を制御すれ
ばよい。
より低くつ良いことは言うまでない。何故なら、インク
流路内を反射して伝播する圧力波は、反射の際にそのエ
ネルギーの一部をインク流路内に放出したり、インク物
性である内部摩擦（主としてインクの粘性による）にお
いて減衰するからである。従って、インクの粘性は第４
図のように温度に依存しているので、インクの温度を検
知することにより、粘性を考慮して反射波の有するエネ
ルギーを打消すのに必要な量の膨張をインク流路に生じ
させるように電気機械変換素子11の駆動電圧を制御すれ
ばよい。
ステップｇは上記のようにステップｃの高さより低い
ので、平衡状態へ戻すにはステップｈのように動作させ
て、新たな圧力波がインク流路内に発生しないようにし
なければならない。
ので、平衡状態へ戻すにはステップｈのように動作させ
て、新たな圧力波がインク流路内に発生しないようにし
なければならない。
ところでステップｃにおいて、オリフィス15へ進行す
るもう一つの正の圧力波も存在する。しかしながらこの
圧力波はオリフィス15に到達してインク液滴14を形成す
るエネルギーとして吸収されるので反射波は形成され
ず、メニスカスの運動に悪影響は無いものである。
るもう一つの正の圧力波も存在する。しかしながらこの
圧力波はオリフィス15に到達してインク液滴14を形成す
るエネルギーとして吸収されるので反射波は形成され
ず、メニスカスの運動に悪影響は無いものである。
第３図（ａ），（ｂ）は電気機械変換素子11が磁歪素
子等、インダクタンス性の回路素子によって構成された
実施例のもので（ａ）が電圧波形、（ｂ）が電流波形を
示している。
子等、インダクタンス性の回路素子によって構成された
実施例のもので（ａ）が電圧波形、（ｂ）が電流波形を
示している。
電流波形は、前記実施例と同様にステップa,b,c,g,h
が形成され、メニスカス20の安定動作が可能であった。
なお、電圧波形（ａ）において、ゆるやかな電圧傾斜k,
mは、電気機械変換素子の内部抵抗を考慮したものであ
る。
が形成され、メニスカス20の安定動作が可能であった。
なお、電圧波形（ａ）において、ゆるやかな電圧傾斜k,
mは、電気機械変換素子の内部抵抗を考慮したものであ
る。
［発明の効果］ 以上に説明したように本発明によれば、インク流路を
伝播する圧力波の反射波を打消すようにしたので、イン
ク流路を構成するガラス管の後端にフィルターが備えて
いないインクジェット記録ヘッドを安定に動作させて有
害な第２滴の吐出や、気泡の取り込みを防止できる効果
がある。
伝播する圧力波の反射波を打消すようにしたので、イン
ク流路を構成するガラス管の後端にフィルターが備えて
いないインクジェット記録ヘッドを安定に動作させて有
害な第２滴の吐出や、気泡の取り込みを防止できる効果
がある。
また、インクの温度に対応した量だけインク流路を急
激に膨張させるので、広い温度範囲にわたって安定なイ
ンクの吐出が可能となる。
激に膨張させるので、広い温度範囲にわたって安定なイ
ンクの吐出が可能となる。
第１図は本発明の実施例の電圧波形図、第２図は本発明
の実施例で使用したインクジェット記録ヘッドの構造
図、第３図（ａ）は本発明の他の実施例の電圧波形図、
第３図（ｂ）は同じく電流波形図、第４図はインクの粘
性を温度の関係を示すグラフ、第５図は従来の駆動方式
の電圧波形図、第６図は従来のインクジェット記録ヘッ
ドの構造図、第７図は従来の別の駆動方式の電圧波形図
である。 11……電気機械変換素子、14……インク液滴、15……オ
リフィス、20……メニスカス、21……フィルター。
の実施例で使用したインクジェット記録ヘッドの構造
図、第３図（ａ）は本発明の他の実施例の電圧波形図、
第３図（ｂ）は同じく電流波形図、第４図はインクの粘
性を温度の関係を示すグラフ、第５図は従来の駆動方式
の電圧波形図、第６図は従来のインクジェット記録ヘッ
ドの構造図、第７図は従来の別の駆動方式の電圧波形図
である。 11……電気機械変換素子、14……インク液滴、15……オ
リフィス、20……メニスカス、21……フィルター。
Claims (2)
- 【請求項１】後端にインク供給口が形成されるインク液
噴射ノズルのインク流路に沿って設けられた電気機械変
換素子の駆動により前記インク流路を収縮、膨張し、前
記インク流路内のインクに発生する圧力波動により、前
記インク液噴射ノズルの先端からインクを噴射して記録
を行うインクジェット記録方法において、 インク吐出に先立って前記インク流路を膨張させて所定
時間保持した後、前記電気機械変換素子に前記インク流
路を収縮させて前記ノズルからインクを吐出させる電圧
を印加し、前記電圧を所定時間保持した後に前記インク
流路をインクの温度に応じた量拡大させ、続いて前記イ
ンク流路を動作前の状態まで徐々に拡大するよう前記電
気機械変換素子を駆動する電圧を制御することを特徴と
するインクジェット記録方法。 - 【請求項２】前記電気機械変換素子に前記インク流路を
収縮させて前記ノズルからインクを吐出させる電圧を印
加し、前記電圧を所定時間保持する時間Ｔは Ｔ＝２（l1＋2l2）/c l1:電気機械変換素子からインク液噴射ノズル先端まで
の距離 l2:電気機械変換素子からインク供給口までの距離 c:圧力波の伝播速度 であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
インクジェット記録方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10823488A JP2624772B2 (ja) | 1988-04-30 | 1988-04-30 | インクジェット記録方法 |
| US08/038,049 US5371520A (en) | 1988-04-28 | 1993-03-29 | Ink jet recording apparatus with stable, high-speed droplet ejection |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10823488A JP2624772B2 (ja) | 1988-04-30 | 1988-04-30 | インクジェット記録方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01278357A JPH01278357A (ja) | 1989-11-08 |
| JP2624772B2 true JP2624772B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=14479465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10823488A Expired - Fee Related JP2624772B2 (ja) | 1988-04-28 | 1988-04-30 | インクジェット記録方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2624772B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996002392A1 (en) * | 1994-07-20 | 1996-02-01 | Spectra, Inc. | High frequency drop-on-demand ink jet system |
| DE602004016436D1 (de) | 2003-09-25 | 2008-10-23 | Fujifilm Corp | Tröpfchenausstossverfahren und -vorrichtung |
| JP2006327100A (ja) * | 2005-05-27 | 2006-12-07 | Brother Ind Ltd | インクジェット記録装置 |
-
1988
- 1988-04-30 JP JP10823488A patent/JP2624772B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01278357A (ja) | 1989-11-08 |
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