JP2735030B2 - インクジェットプリンタ装置 - Google Patents

インクジェットプリンタ装置

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JP2735030B2
JP2735030B2 JP12544895A JP12544895A JP2735030B2 JP 2735030 B2 JP2735030 B2 JP 2735030B2 JP 12544895 A JP12544895 A JP 12544895A JP 12544895 A JP12544895 A JP 12544895A JP 2735030 B2 JP2735030 B2 JP 2735030B2
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクジェットプリン
タ装置に関し、特に顔料系インク内の粒子を電気泳動現
象により制御するようにしたインクジェットプリンタ装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】図2は、電気泳動現象を利用した従来の
インクジェットプリンタ装置のヘッド部を示す断面図で
ある。図3は、図2における電気泳動電極及び排出電極
に印加される泳動電圧及び排出電圧を示す波形図であ
る。
【0003】このヘッド部50は、インク吐出口52を
有するとともに顔料系インク54が満たされているイン
ク室56と、顔料系インク54中の粒子58を電気泳動
現象によりインク吐出口52へ集中させるための電気泳
動電極60と、インク吐出口52へ集中した粒子58を
排出させて記録体62上へ飛翔させる排出電極64とを
備えたものである。電気泳動電極60には所定の泳動電
圧Vaが印加され、排出電極64には所定の排出電圧V
bが印加される。
【0004】次に動作について説明する。ヘッド部50
は、帯電している粒子58を含んでいる顔料系インク5
4に電場を加えると、粒子58が電場の下で一方向に動
くという電気泳動現象を利用している。すなわち、電気
泳動電極60に泳動電圧Vaとして図3に示す一定の電
圧V1 (高電圧)を与えることにより、顔料系インク5
4が満たされているインク室56に電場を加えると、顔
料系インク54内の粒子58がインク吐出口52へある
速度で移動するため、インク吐出口52に粒子58の集
中が起こる。粒子58の集中が起きる時に合わせて、排
出電極64に排出電圧Vbとして図3に示す時間t2
び電圧V2 のパルス状の高電圧を加えると、多数の粒子
58を含む粒状インク59が飛翔して記録体62上に付
着する。続いて、顔料系インク54の補給が行なわれる
とともに、この様な動作が繰り返されて、記録体62上
に画像が形成される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、画像のドッ
トサイズの安定化のためには、粒状インク59がインク
吐出口52から安定して飛翔する必要がある。しかしな
がら、従来のインクジェットプリンタ装置では、周囲環
境の温度変化により、粒状インク59の飛翔が不安定と
なって、ドットサイズが大きくなったり小さくなったり
する現象が生じていた。
【0006】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、周囲環境の温
度変化に起因して粒状インクの飛翔が不安定となること
を防ぎ、これによりドットサイズを安定化させたインク
ジェットプリンタ装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、インク吐出
口52から飛翔する粒状インク59について研究を重ね
た結果、次の知見を得た。粒状インク59は、排出電
圧Vbに基づくインク吐出口52近傍の電界強度や、顔
料系インク54の表面張力,粘性率等に影響を受ける。
特に顔料系インク54の粘性率は温度によって変化し
やすい性質があり、その粘性率が変化することにより、
粒状インク59に含まれる粒子58の個数が変化する。
【0008】本発明は、これらの知見に基づいてなされ
たものであり、インク吐出口を有するとともに顔料系イ
ンクが満たされているインク室と、前記顔料系インク中
の粒子を電気泳動現象により前記インク吐出口へ集中さ
せる電気泳動電極と、前記インク吐出口に集中した粒子
を記録体上へ飛翔させる排出電極と、上位装置から出力
された印字情報に基づき前記電気泳動電極又は前記排出
電極に対する印加電圧を制御する印加電圧制御部とを備
えたインクジェットプリンタ装置を改良したものであ
る。そして、前記インク室内には前記顔料系インクの温
度を検出する温度センサが設けられ、前記印加電圧制御
部は、この温度センサで検出された温度に応じて前記印
加電圧を変化させることを特徴とするものである。
【0009】
【作用】まず、印加電圧制御部は、泳動電圧を電気泳動
電極に印加することにより、顔料系インク中の粒子をイ
ンク吐出口へ移動させる。続いて、排出電極に排出電圧
を印加することにより、インク吐出口から多数の粒子を
含む粒状インクを飛翔させる。
【0010】周囲環境等の温度変化により、顔料系イン
クの温度も変化する。そのため、顔料系インクの粘性率
が変化し、これにより粒状インクに含まれる粒子の個数
が変化する。そこで、印加電圧制御部は、温度センサで
検出された顔料系インクの温度に応じて、電気泳動電極
又は排出電極に対する印加電圧を制御する。
【0011】この制御の方法の一例を述べる。一般に、
顔料系インクの粘性率は、温度が高いほど低く、温度が
低いほど高くなる。つまり、排出電極の印加電圧が一定
であれば、顔料系インク中の粒子は、温度が高いほど移
動しやすく、温度が低いほど移動しにくい。したがっ
て、排出電極の印加電圧の時間を、顔料系インクの温度
が高ければ短くし、顔料系インクの温度が低ければ長く
する。これにより、顔料系インクの温度に関係なく、一
定量の粒子が移動するので、飛翔する粒状インクに含ま
れる粒子数が安定化する。
【0012】
【実施例】図1は、本発明に係るインクジェットプリン
タ装置の一実施例を示す構成図である。以下、図1及び
図3に基づき説明する。
【0013】インクジェットプリンタ装置10は、ヘッ
ド部12と、印加電圧制御部14とから構成されてい
る。
【0014】ヘッド部12は、インク吐出口16を有す
るとともに顔料系インク54が満たされているインク室
18と、顔料系インク54中の粒子58を電気泳動現象
によりインク吐出口16へ集中させるための電気泳動電
極20と、インク吐出口16へ集中した粒子58を記録
体62上へ飛翔させる排出電極22と、インク室18内
に設けられるとともに顔料系インク54の温度Tを検出
する温度センサとしてのサーミスタ24とを備えてい
る。
【0015】電気泳動電極20は、図示するとおり断面
U字状に形成されている。電気泳動電極20の開口部側
の中央部にインク吐出口16が設けられている。インク
室18は、合成樹脂からなり、インク吐出口16へ向け
てインク室18の断面積が徐々に小さくなるように形成
されている。排出電極22は、インク吐出口16に近接
してインク室18内に配設されている。
【0016】印加電圧制御部14は、温度検出回路4
0,電圧印加回路42,制御回路44等から構成され、
上位装置30から出力された印字情報30aに基づき、
電気泳動電極20の泳動電圧Va及び排出電極22の排
出電圧Vbを制御するとともに、サーミスタ24で検出
された温度Tに応じて泳動電圧Va又は排出電圧Vbを
変化させる。上位装置30はパソコン等であり、印字情
報30aは印字データ及び印字制御信号である。
【0017】温度検出回路40は、増幅器等から構成さ
れ、顔料系インク54の温度Tに応じて変化するサーミ
スタ24の抵抗値を電圧VT として入力し、増幅等の処
理をして制御回路44へ出力する。電圧印加回路42
は、電気泳動電極20又は排出電極22に直流電圧を印
加するトランジスタ等から構成され、制御回路44から
の出力信号によって泳動電圧Va又は排出電圧Vbを出
力する。制御回路44は、入出力インタフェース,CP
U,ROM,RAM等から構成され、ROM等に記憶さ
れているプログラムに従って所定の制御を行う。
【0018】次に、インクジェットプリンタ装置10の
動作を説明する。
【0019】電気泳動電極20に図3に示す泳動電圧V
aとして一定の直流電圧V1 を与えることにより、イン
ク室18に電場を加えると顔料系インク54内の粒子5
8がインク吐出口16へ移動するため、インク吐出口1
6に粒子58の集中が起こる。粒子58が集中している
状態で、上位装置30から印字情報30aが制御回路4
4に入力される。制御回路44は、印字情報30aに基
づいて印字信号44aを電圧印加回路42へ出力する。
電圧印加回路42は印字信号44aに応答して、排出電
極22に図3に示す排出電圧Vbとして直流電圧V2
時間t2 の矩形波を印加する。排出電極22に排出電圧
Vbが印加されると、インク吐出口16近傍には記録体
62へ向う電界が働く。この電界に基づくクーロン力に
より、インク吐出口16近傍の粒子58が粒状インク5
9となって飛翔し記録体62上に付着する。続いて、顔
料系インク54の補給が行なわれ、同様の動作が繰り返
されて記録体62上に画像が形成される。記録体62上
に形成されたドットサイズは、粒状インク59に含まれ
ている粒子58の個数によって決まる。粒子58の個数
は、排出電圧Vb等に基づくインク吐出口16近傍から
記録体62へ向かう電界強度や、顔料系インク54の粘
性率,表面張力等に影響を受ける。
【0020】ここで、インク室18内の顔料系インク5
4の温度Tがθ1 からθ2 へ変化したとする。この温度
変化は、サーミスタ24によって検出され、温度検出回
路40から制御回路44へ出力される。温度Tがθ1
らθ2 へ変化すると顔料系インク54の粘性率が変化す
るため、粒状インク59に含まれている粒子58の個数
が変化してしまう。このため、記録体62上に付着した
ドットサイズが変化してしまい、形成された画像が不安
定になってしまう。そこで、制御回路44は、顔料系イ
ンク54の温度Tに対応した印字信号44aを、電圧印
加回路42へ出力する。電圧印加回路42は印字信号4
4aに応答して、排出電極22に排出電圧Vbとして直
流電圧V2 ,時間Pwの矩形波を印加する。例えば、温
度Tに上限値TH 及び下限値TL を設定し、T≧T
H (高温)であれば、Pw=tH <t2 とし、TH >T
>TL (普通)であればPw=t2 とし、T≦TL (低
温)であればPw=tL >t2 とする。排出電圧Vbが
変化するとインク吐出口16近傍の電界強度が変化する
ため、温度Tにかかわらず粒状インク59に含まれる粒
子58の個数が一定となる。粒子58の個数が一定であ
れば、記録体62上に付着するドットサイズも一定の大
きさになり、形成された画像を安定にできる。
【0021】このように、インク室18内の顔料系イン
ク54の温度Tを、サーミスタ24から温度検出回路4
0を通して制御回路44へ送出すると、制御回路44は
温度変化に応じて電圧印加回路42で排出電圧Vbを変
化させる。このため、インク吐出口16から飛翔する粒
状インク59に含まれる粒子58の個数を一定化できる
ので、記録体62上に付着したドットサイズをインク室
18内の温度変化にかかわらず安定にできる。
【0022】また、時間Pw(t2 )の代わりに直流電
圧V2 を変化させてもよく、排出電圧Vbの代わりに泳
動電圧Vaを変化させてもよい。また、温度Tを上限値
H及び下限値TL により三つの領域に分け,それぞれ
の領域に対応する三種類の時間Pwを設ける代わりに、
温度Tを四つ以上の領域に分け,それぞれの領域に対応
する四つ以上の時間Pwを設けてもよい。
【0023】さらに、印字情報30aには、階調表現の
情報を含ませてもよい。階調表現の情報を含む印字情報
30aが上位装置30から送られてくると、制御回路4
4は、階調表現の情報に応じて、電圧印加回路42を介
して排出電圧Vbの時間Pwを変化させる。これによ
り、粒状インク59に含まれる粒子58の個数を変化さ
せることができるので、記録体62上に形成される画像
の階調を変えることができる。このとき、制御回路44
は、顔料系インク54の温度Tによるドットサイズの変
化も考慮に入れることにより、高精度の階調表現も実現
できる。
【0024】
【発明の効果】本発明に係るインクジェットプリンタ装
置によれば、インク室内の顔料系インクの温度を温度セ
ンサによって検出し、この温度に応じて粒子に対する電
界強度を変えるようにしたので、インク室内の顔料系イ
ンクの温度が変化しても、ドットサイズを安定化でき
る。また、インク室内の顔料系インクの温度の影響を受
けないので、階調表現も高精度化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るインクジェットプリンタ装置の一
実施例を示す構成図である。
【図2】従来のインクジェットプリンタ装置のヘッド部
を示す断面図である。
【図3】図1又は図2における電気泳動電極及び排出電
極に印加される泳動電圧及び排出電圧を示す波形図であ
る。
【符号の説明】
10 インクジェットプリンタ装置 12 ヘッド部 14 印加電圧制御部 16 インク吐出口 18 インク室 20 電気泳動電極 22 排出電極 24 サーミスタ(温度センサ) 54 顔料系インク 58 粒子 59 粒状インク 62 記録体 Va 泳動電圧 Vb 排出電圧

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インク吐出口を有するとともに顔料系イ
    ンクが満たされているインク室と、前記顔料系インク中
    の粒子を電気泳動現象により前記インク吐出口へ集中さ
    せる電気泳動電極と、前記インク吐出口に集中した粒子
    を記録体上へ飛翔させる排出電極と、上位装置から出力
    された印字情報に基づき前記電気泳動電極又は前記排出
    電極に対する印加電圧を制御する印加電圧制御部とを備
    えたインクジェットプリンタ装置において、 前記インク室内には前記顔料系インクの温度を検出する
    温度センサが設けられ、前記印加電圧制御部は、この温
    度センサで検出された温度に応じて前記印加電圧を変化
    させることを特徴とするインクジェットプリンタ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のインクジェットプリンタ
    装置において、前記印加電圧制御部は、前記温度センサ
    で検出された温度に応じて前記排出電極に対する印加電
    圧のみを変化させることを特徴とするインクジェットプ
    リンタ装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載のインクジェットプリンタ
    装置において、前記印加電圧制御部は、前記温度が高け
    れば前記印加電圧の時間を短くし、前記温度が低ければ
    前記印加電圧の時間を長くすることを特徴とするインク
    ジェットプリンタ装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のインクジェットプリンタ
    装置において、前記印加電圧制御部は、上位装置から出
    力された印字情報に基づき,前記排出電極に対する印加
    電圧を制御して階調表現を行うことを特徴とするインク
    ジェットプリンタ装置。
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