JP2812264B2 - インクジェット記録装置およびこれを用いた記録方法 - Google Patents
インクジェット記録装置およびこれを用いた記録方法Info
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- JP2812264B2 JP2812264B2 JP7266934A JP26693495A JP2812264B2 JP 2812264 B2 JP2812264 B2 JP 2812264B2 JP 7266934 A JP7266934 A JP 7266934A JP 26693495 A JP26693495 A JP 26693495A JP 2812264 B2 JP2812264 B2 JP 2812264B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
装置およびこれを用いた記録方法に関し、特に、ノズル
からインクを吐出させるためのエネルギー供給手段とし
て圧電素子を用いたインクジェット記録装置およびこれ
を用いた記録方法に関するものである。
装置およびこれを用いた記録方法に関し、特に、ノズル
からインクを吐出させるためのエネルギー供給手段とし
て圧電素子を用いたインクジェット記録装置およびこれ
を用いた記録方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット記録装置はノンインパク
ト記録方式の特徴を備え、従来、多くの構造のものが提
案されているが、いずれにしても、多諧調表現が可能
で、記録ドットの位置ずれが少く高精細でしかも、記録
スピードが高速であることが望まれる。これら満足すべ
き条件のうち多諧調表現に関して言えば、シリアル型イ
ンクジェット記録装置では、従来、二度打ちにより多諧
調表現を行う方法が知られている。しかしこの方法で
は、本来一度で済む記録動作を複数回行わなければなら
ないことから、記録スピードが低下する。又、先のドッ
トと後のドットとの重なりがドット位置の再現性に左右
されるので、記録状態の精細さが低下せざるを得ない。
ト記録方式の特徴を備え、従来、多くの構造のものが提
案されているが、いずれにしても、多諧調表現が可能
で、記録ドットの位置ずれが少く高精細でしかも、記録
スピードが高速であることが望まれる。これら満足すべ
き条件のうち多諧調表現に関して言えば、シリアル型イ
ンクジェット記録装置では、従来、二度打ちにより多諧
調表現を行う方法が知られている。しかしこの方法で
は、本来一度で済む記録動作を複数回行わなければなら
ないことから、記録スピードが低下する。又、先のドッ
トと後のドットとの重なりがドット位置の再現性に左右
されるので、記録状態の精細さが低下せざるを得ない。
【０００３】そこで、一度のインク吐出により多諧調表
現を行うために、インクの吐出量を可変にする技術が開
発された。そのような吐出量可変のインクジェット記録
装置の一例が、特開平３ー２１３３４６号公報に開示さ
れている。図３は、同公報に記載されたインクジェット
記録ヘッドにおける一連の吐出動作を、時系列で表わす
断面図である。図３を参照すると、この図に示す記録ヘ
ッド３１は、ノズル３２と、ノズル内のインク３３を吐
出させインク滴３６とするためのエネルギー供給手段と
しての発熱素子３７と、吐出するインクの量を調整する
ための圧電素子３８とからなる。ノズル３２先端にはイ
ンク吐出口３４が設けられている。この記録ヘッドによ
り記録するときは、先ず、図３（ｂ）に示すように、圧
電素子３８を、ノズルの体積が拡がるように変形させ
る。これにより、ノズル先端の吐出口３４と発熱素子３
７との間にあるインク量が減じ、吐出口３４に形成され
ていたインクのメニスカス３５が、図３（ａ）に示す状
態から図３（ｂ）に示す状態に後退する。この後、発熱
素子３７を発熱させることにより、図３（ｃ）に示すよ
うに、インク３３中に気泡３９を発生させる。そして、
図３（ｄ）に示すように、発熱素子３７より吐出口３４
側にあるインク柱３６Ａを押し出す。その後、図３
（ｅ）に示すように、気泡３９が縮小すると共に押し出
されたインク柱３６Ａが分離しインク滴３６となり、同
時に初期の状態に復帰する。この記録ヘッドでは、圧電
素子３８を変形させメニスカス３５を後退させてから
（図３（ｂ））発熱素子３７を発熱させて気泡を発生さ
せる（図３（ｃ））迄の遅れ時間を調整することによ
り、吐出口３４と発熱素子３７との間に存在するインク
量を調整できるので、これによってインク滴３６の大き
さを変化させる。
現を行うために、インクの吐出量を可変にする技術が開
発された。そのような吐出量可変のインクジェット記録
装置の一例が、特開平３ー２１３３４６号公報に開示さ
れている。図３は、同公報に記載されたインクジェット
記録ヘッドにおける一連の吐出動作を、時系列で表わす
断面図である。図３を参照すると、この図に示す記録ヘ
ッド３１は、ノズル３２と、ノズル内のインク３３を吐
出させインク滴３６とするためのエネルギー供給手段と
しての発熱素子３７と、吐出するインクの量を調整する
ための圧電素子３８とからなる。ノズル３２先端にはイ
ンク吐出口３４が設けられている。この記録ヘッドによ
り記録するときは、先ず、図３（ｂ）に示すように、圧
電素子３８を、ノズルの体積が拡がるように変形させ
る。これにより、ノズル先端の吐出口３４と発熱素子３
７との間にあるインク量が減じ、吐出口３４に形成され
ていたインクのメニスカス３５が、図３（ａ）に示す状
態から図３（ｂ）に示す状態に後退する。この後、発熱
素子３７を発熱させることにより、図３（ｃ）に示すよ
うに、インク３３中に気泡３９を発生させる。そして、
図３（ｄ）に示すように、発熱素子３７より吐出口３４
側にあるインク柱３６Ａを押し出す。その後、図３
（ｅ）に示すように、気泡３９が縮小すると共に押し出
されたインク柱３６Ａが分離しインク滴３６となり、同
時に初期の状態に復帰する。この記録ヘッドでは、圧電
素子３８を変形させメニスカス３５を後退させてから
（図３（ｂ））発熱素子３７を発熱させて気泡を発生さ
せる（図３（ｃ））迄の遅れ時間を調整することによ
り、吐出口３４と発熱素子３７との間に存在するインク
量を調整できるので、これによってインク滴３６の大き
さを変化させる。
【０００４】吐出量可変のインクジェット記録装置の他
の例が、特開昭６０ー２２０７５７号公報に開示されて
いる。同公報記載の記録装置は、圧電素子のみでインク
の吐出動作およびその吐出量を制御する。この例の記録
装置では、圧電素子を駆動する際のパルス幅を変えるこ
とにより圧電素子の変形量を変え、これによって、吐出
するインク滴の体積を調整している。この記録装置は、
圧電素子のみでインクの吐出量を調整できる、すなわ
ち、構成要素が上述の図３に示すインクジェット記録装
置より少なく構造が簡単であるが、インク滴の体積を変
化させるために、圧電素子への印加パルス幅を可変にす
る必要があることから、駆動回路が複雑にならざるを得
ない。
の例が、特開昭６０ー２２０７５７号公報に開示されて
いる。同公報記載の記録装置は、圧電素子のみでインク
の吐出動作およびその吐出量を制御する。この例の記録
装置では、圧電素子を駆動する際のパルス幅を変えるこ
とにより圧電素子の変形量を変え、これによって、吐出
するインク滴の体積を調整している。この記録装置は、
圧電素子のみでインクの吐出量を調整できる、すなわ
ち、構成要素が上述の図３に示すインクジェット記録装
置より少なく構造が簡単であるが、インク滴の体積を変
化させるために、圧電素子への印加パルス幅を可変にす
る必要があることから、駆動回路が複雑にならざるを得
ない。
【０００５】一方、インクジェット記録装置に要求され
る条件のうち、高精細性を満たすには、記録ドットの位
置が可変であることが必要となる。そのような、記録ド
ット位置可変のインクジェット記録装置が、特開昭５９
ー６８２４７号公報に開示されている。同公報記載の記
録装置では、帯電インク滴を利用する。すなわち、同公
報記載の記録装置の断面図を示す図４を参照すると、こ
の記録装置は、インク滴４２を吐出するための圧電素子
４３と、吐出したインク滴４２を帯電させるための帯電
電極４４と、帯電したインク滴４２Ａを偏向させるため
の偏向電極４５と、不要なインク滴４２Ｂを回収するた
めのガター４６とからなる。この記録装置を用いて記録
を行うには、先ず、圧電素子４３に電界を印加し変形さ
せて、インク滴４２を吐出させる。次に、飛翔している
インク滴４２を、これが帯電電極４４を通過する際に帯
電させ、帯電したインク滴４２Ａを形成する。次いで、
偏向電極４５に電界を印加し、帯電したインク滴４２Ａ
の飛翔方向を変え記録材４７上に付着させることによ
り、記録を行う。記録に供しない不要なインク滴４２Ｂ
は、偏向電極４５に電界を印加しないことにより直進飛
翔させ、ガター４６で回収する。この例の記録装置で
は、偏向電極４５に印加する電界の大きさをコントロー
ルすることにより帯電インク滴４２Ａの飛翔方向を調整
し、記録ドットの位置を調整できる。この記録装置に
は、インク滴を帯電させるための帯電電極とその駆動回
路および、インクを偏向させるための偏向電極とその駆
動回路が必要となるので、装置の小型化は困難であろ
う。
る条件のうち、高精細性を満たすには、記録ドットの位
置が可変であることが必要となる。そのような、記録ド
ット位置可変のインクジェット記録装置が、特開昭５９
ー６８２４７号公報に開示されている。同公報記載の記
録装置では、帯電インク滴を利用する。すなわち、同公
報記載の記録装置の断面図を示す図４を参照すると、こ
の記録装置は、インク滴４２を吐出するための圧電素子
４３と、吐出したインク滴４２を帯電させるための帯電
電極４４と、帯電したインク滴４２Ａを偏向させるため
の偏向電極４５と、不要なインク滴４２Ｂを回収するた
めのガター４６とからなる。この記録装置を用いて記録
を行うには、先ず、圧電素子４３に電界を印加し変形さ
せて、インク滴４２を吐出させる。次に、飛翔している
インク滴４２を、これが帯電電極４４を通過する際に帯
電させ、帯電したインク滴４２Ａを形成する。次いで、
偏向電極４５に電界を印加し、帯電したインク滴４２Ａ
の飛翔方向を変え記録材４７上に付着させることによ
り、記録を行う。記録に供しない不要なインク滴４２Ｂ
は、偏向電極４５に電界を印加しないことにより直進飛
翔させ、ガター４６で回収する。この例の記録装置で
は、偏向電極４５に印加する電界の大きさをコントロー
ルすることにより帯電インク滴４２Ａの飛翔方向を調整
し、記録ドットの位置を調整できる。この記録装置に
は、インク滴を帯電させるための帯電電極とその駆動回
路および、インクを偏向させるための偏向電極とその駆
動回路が必要となるので、装置の小型化は困難であろ
う。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、イン
クジェット記録装置には、多諧調表現、高精細性および
高速性が要求され、それら要求を満たすには、一度打ち
でインク滴の体積が調整可能であることと、インク滴の
飛翔方向の調整が可能であることとが必要であるが、従
来、両方の条件を同時に満たすインクジェット記録装置
はなく、どのような記録装置であれ、どちらか一方の条
件を満たすだけである。
クジェット記録装置には、多諧調表現、高精細性および
高速性が要求され、それら要求を満たすには、一度打ち
でインク滴の体積が調整可能であることと、インク滴の
飛翔方向の調整が可能であることとが必要であるが、従
来、両方の条件を同時に満たすインクジェット記録装置
はなく、どのような記録装置であれ、どちらか一方の条
件を満たすだけである。
【０００７】すなわち上記特開平３ー２１３３４６号公
報に記載された記録装置および特開昭６０ー２２０７５
７号公報に記載された記録装置はいずれも、インク滴の
体積は調整可能であるが、その飛翔方向は一定である。
一方、特開昭５９ー６８２４７号公報記載の記録装置
は、インク滴の飛翔方向は調整可能であるものの、その
体積は一定である。
報に記載された記録装置および特開昭６０ー２２０７５
７号公報に記載された記録装置はいずれも、インク滴の
体積は調整可能であるが、その飛翔方向は一定である。
一方、特開昭５９ー６８２４７号公報記載の記録装置
は、インク滴の飛翔方向は調整可能であるものの、その
体積は一定である。
【０００８】従って、本発明は、一度打ちが可能なイン
クジェット記録装置であって、インク滴の体積および飛
翔方向が共に調整可能なインクジェット記録装置を提供
することを目的とするものである。
クジェット記録装置であって、インク滴の体積および飛
翔方向が共に調整可能なインクジェット記録装置を提供
することを目的とするものである。
【０００９】本発明の他の目的は、インク滴の体積が調
整可能なインクジェット記録装置であって、上記のイン
ク滴の体積および飛翔方向が調整可能なインクジェット
記録装置を構成するのに最適な構造を持つインクジェッ
ト記録装置を提供することである。
整可能なインクジェット記録装置であって、上記のイン
ク滴の体積および飛翔方向が調整可能なインクジェット
記録装置を構成するのに最適な構造を持つインクジェッ
ト記録装置を提供することである。
【００１０】本発明の更に他の目的は、インク滴の飛翔
方向の調整が可能なインクジェット記録装置であって、
上記のインク滴の体積および飛翔方向が調整可能なイン
クジェット記録装置を構成するのに最適な構造を持つイ
ンクジェット記録装置を提供することである。
方向の調整が可能なインクジェット記録装置であって、
上記のインク滴の体積および飛翔方向が調整可能なイン
クジェット記録装置を構成するのに最適な構造を持つイ
ンクジェット記録装置を提供することである。
【００１１】本発明は又、上記のインクジェット記録装
置を用いて、多諧調表現が可能で、高精細な記録を行う
方法を提供することを目的とするものである。
置を用いて、多諧調表現が可能で、高精細な記録を行う
方法を提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、ノズルからインクを吐出させるエネルギー
供給手段に圧電素子を用い、記録すべき情報に基づく電
気信号に応じて前記圧電素子を付勢してノズル内のイン
クに圧力を加えることにより、ノズル先端の吐出口から
インクを吐出して記録体に情報を記録する構成のインク
ジェット記録装置において、ノズル内のインクをインク
に気泡が生じない程度に加熱してインクの粘度を低下さ
せる粘度低下手段であって、前記ノズル内のインクをノ
ズルの軸に垂直な面内でノズルの軸に関して対称に加熱
することにより加熱位置でのインクの粘度をノズルの軸
に垂直な面内で対称に低下せしめる粘度低下手段を、ノ
ズルの軸に沿って前記吐出口から離れる方向に少くとも
二つ以上、備えることを特徴とする。本発明の記録方法
では、このインクジェット記録装置を用い、前記複数の
粘度低下手段の中から一つを選択しこれを発熱させて前
記ノズル内のインクの粘度を局部的に低粘度化させるこ
とにより、インク滴の分離位置を前記選択された粘度低
下手段の前記ノズルの軸上での吐出口からの距離に応じ
て変化させて、記録ドットの大きさを調整する。
記録装置は、ノズルからインクを吐出させるエネルギー
供給手段に圧電素子を用い、記録すべき情報に基づく電
気信号に応じて前記圧電素子を付勢してノズル内のイン
クに圧力を加えることにより、ノズル先端の吐出口から
インクを吐出して記録体に情報を記録する構成のインク
ジェット記録装置において、ノズル内のインクをインク
に気泡が生じない程度に加熱してインクの粘度を低下さ
せる粘度低下手段であって、前記ノズル内のインクをノ
ズルの軸に垂直な面内でノズルの軸に関して対称に加熱
することにより加熱位置でのインクの粘度をノズルの軸
に垂直な面内で対称に低下せしめる粘度低下手段を、ノ
ズルの軸に沿って前記吐出口から離れる方向に少くとも
二つ以上、備えることを特徴とする。本発明の記録方法
では、このインクジェット記録装置を用い、前記複数の
粘度低下手段の中から一つを選択しこれを発熱させて前
記ノズル内のインクの粘度を局部的に低粘度化させるこ
とにより、インク滴の分離位置を前記選択された粘度低
下手段の前記ノズルの軸上での吐出口からの距離に応じ
て変化させて、記録ドットの大きさを調整する。
【００１３】本発明のインクジェット記録装置は又、ノ
ズルからインクを吐出させるエネルギー供給手段に圧電
素子を用い、記録すべき情報に基づく電気信号に応じて
前記圧電素子を付勢してノズル内のインクに圧力を加え
ることにより、ノズル先端の吐出口からインクを吐出し
て記録体に情報を記録する構成のインクジェット記録装
置において、ノズル内のインクをインクに気泡が生じな
い程度に加熱してインクの粘度を低下させる粘度低下手
段であって、前記ノズル内のインクをノズルの軸に垂直
な面内でノズルの軸に関して非対称に加熱することによ
り加熱位置でのインクの粘度をノズルの軸に垂直な面内
で非対称に低下せしめる粘度低下手段を備えることを特
徴とする。本発明の記録方法では、このインクジェット
記録装置を用い、前記粘度低下手段を発熱させて前記ノ
ズル内のインクの粘度を、ノズルの軸に垂直な面内で局
部的に低粘度化させることによりインク滴の飛翔方向を
変化させて、記録ドットの位置を調整する。
ズルからインクを吐出させるエネルギー供給手段に圧電
素子を用い、記録すべき情報に基づく電気信号に応じて
前記圧電素子を付勢してノズル内のインクに圧力を加え
ることにより、ノズル先端の吐出口からインクを吐出し
て記録体に情報を記録する構成のインクジェット記録装
置において、ノズル内のインクをインクに気泡が生じな
い程度に加熱してインクの粘度を低下させる粘度低下手
段であって、前記ノズル内のインクをノズルの軸に垂直
な面内でノズルの軸に関して非対称に加熱することによ
り加熱位置でのインクの粘度をノズルの軸に垂直な面内
で非対称に低下せしめる粘度低下手段を備えることを特
徴とする。本発明の記録方法では、このインクジェット
記録装置を用い、前記粘度低下手段を発熱させて前記ノ
ズル内のインクの粘度を、ノズルの軸に垂直な面内で局
部的に低粘度化させることによりインク滴の飛翔方向を
変化させて、記録ドットの位置を調整する。
【００１４】そして、本発明のインクジェット記録装置
は、ノズルからインクを吐出させるエネルギー供給手段
に圧電素子を用い、記録すべき情報に基づく電気信号に
応じて前記圧電素子を付勢してノズル内のインクに圧力
を加えることにより、ノズル先端の吐出口からインクを
吐出して記録体に情報を記録する構成のインクジェット
記録装置において、ノズル内のインクをインクに気泡が
生じない程度に加熱してインクの粘度を低下させる粘度
低下手段であって、前記ノズル内のインクをノズルの軸
に垂直な面内でノズルの軸に関して対称に加熱すること
により加熱位置でのインクの粘度をノズルの軸に垂直な
面内で対称に低下せしめる第１の粘度低下手段を、ノズ
ルの軸に沿って前記吐出口から離れる方向に少くとも二
つ以上備えると共に、ノズル内のインクをインクに気泡
が生じない程度に加熱してインクの粘度を低下させる粘
度低下手段であって、前記ノズル内のインクをノズルの
軸に垂直な面内でノズルの軸に関して非対称に加熱する
ことにより加熱位置でのインクの粘度をノズルの軸に垂
直な面内で非対称に低下せしめる第２の粘度低下手段
を、前記吐出口から前記第１の粘度低下手段より遠い位
置に備えることを特徴とする。本発明の記録方法では、
このインクジェット記録装置を用い、前記複数の第１の
粘度低下手段の中から一つを選択しこれを発熱させて前
記ノズル内のインクの粘度を局部的に低粘度化させるこ
とにより、インク滴の分離位置を前記選択された第１の
粘度低下手段の前記ノズルの軸上での吐出口からの距離
に応じて変化させると共に、前記第２の粘度低下手段を
発熱させて前記ノズル内のインクの粘度を、ノズルの軸
に垂直な面内で局部的に低粘度化させることにより、イ
ンク滴の飛翔方向を変化させて、記録ドットの大きさ及
び記録ドットの位置を調整する。
は、ノズルからインクを吐出させるエネルギー供給手段
に圧電素子を用い、記録すべき情報に基づく電気信号に
応じて前記圧電素子を付勢してノズル内のインクに圧力
を加えることにより、ノズル先端の吐出口からインクを
吐出して記録体に情報を記録する構成のインクジェット
記録装置において、ノズル内のインクをインクに気泡が
生じない程度に加熱してインクの粘度を低下させる粘度
低下手段であって、前記ノズル内のインクをノズルの軸
に垂直な面内でノズルの軸に関して対称に加熱すること
により加熱位置でのインクの粘度をノズルの軸に垂直な
面内で対称に低下せしめる第１の粘度低下手段を、ノズ
ルの軸に沿って前記吐出口から離れる方向に少くとも二
つ以上備えると共に、ノズル内のインクをインクに気泡
が生じない程度に加熱してインクの粘度を低下させる粘
度低下手段であって、前記ノズル内のインクをノズルの
軸に垂直な面内でノズルの軸に関して非対称に加熱する
ことにより加熱位置でのインクの粘度をノズルの軸に垂
直な面内で非対称に低下せしめる第２の粘度低下手段
を、前記吐出口から前記第１の粘度低下手段より遠い位
置に備えることを特徴とする。本発明の記録方法では、
このインクジェット記録装置を用い、前記複数の第１の
粘度低下手段の中から一つを選択しこれを発熱させて前
記ノズル内のインクの粘度を局部的に低粘度化させるこ
とにより、インク滴の分離位置を前記選択された第１の
粘度低下手段の前記ノズルの軸上での吐出口からの距離
に応じて変化させると共に、前記第２の粘度低下手段を
発熱させて前記ノズル内のインクの粘度を、ノズルの軸
に垂直な面内で局部的に低粘度化させることにより、イ
ンク滴の飛翔方向を変化させて、記録ドットの大きさ及
び記録ドットの位置を調整する。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、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、本発明の第１の
実施の形態によるインクジェット記録ヘッドの断面を、
ヘッドの動作順に時系列で示す図である。図１（ａ）を
参照して、この図に示す記録ヘッド１は、ノズル１０
と、そのノズルが通じるインク室１５と、ノズル内のイ
ンク１２に吐出エネルギーを付与する手段としての圧電
素子１３と、ノズル内のインク１２を局部的に加熱して
低粘度化させるための三つの発熱素子１４Ａ，１４Ｂ，
１４Ｃとからなる。ノズル１０は四角筒で、三つの発熱
素子１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃはそれぞれ、角筒の上側面
に設けられた発熱体と下側面に設けられた発熱体とで一
つの発熱素子を構成する。上下それぞれの発熱体は、幅
（紙面に垂直な方向の寸法）×長さ（紙面水平方向の寸
法）が３５μｍ×２５μｍである。各発熱素子１４Ａ，
１４Ｂ，１４Ｃは角筒の軸に沿ってこの順に、ノズル先
端の吐出口１１から１５０μｍの位置を基準にして、１
００μｍ置きに配置されている。それぞれの発熱素子１
４Ａ〜１４Ｃは、いずれか一つだけが選択的に発熱させ
られるのであるが、その発熱の際には、上下の発熱体が
同時に発熱する。ノズル１０の後方（吐出口１１に対向
する側）にはインク室１５が設けられており、更にその
インク室１５に接して、圧電素子１３が配置されてい
る。圧電素子１３は、ノズル１０の軸に沿う方向から見
たとき、断面０．１５ｍｍ×０．３ｍｍで、厚さ５ｍｍ
である。
て、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の
実施の形態によるインクジェット記録ヘッドの断面を、
ヘッドの動作順に時系列で示す図である。図１（ａ）を
参照して、この図に示す記録ヘッド１は、ノズル１０
と、そのノズルが通じるインク室１５と、ノズル内のイ
ンク１２に吐出エネルギーを付与する手段としての圧電
素子１３と、ノズル内のインク１２を局部的に加熱して
低粘度化させるための三つの発熱素子１４Ａ，１４Ｂ，
１４Ｃとからなる。ノズル１０は四角筒で、三つの発熱
素子１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃはそれぞれ、角筒の上側面
に設けられた発熱体と下側面に設けられた発熱体とで一
つの発熱素子を構成する。上下それぞれの発熱体は、幅
（紙面に垂直な方向の寸法）×長さ（紙面水平方向の寸
法）が３５μｍ×２５μｍである。各発熱素子１４Ａ，
１４Ｂ，１４Ｃは角筒の軸に沿ってこの順に、ノズル先
端の吐出口１１から１５０μｍの位置を基準にして、１
００μｍ置きに配置されている。それぞれの発熱素子１
４Ａ〜１４Ｃは、いずれか一つだけが選択的に発熱させ
られるのであるが、その発熱の際には、上下の発熱体が
同時に発熱する。ノズル１０の後方（吐出口１１に対向
する側）にはインク室１５が設けられており、更にその
インク室１５に接して、圧電素子１３が配置されてい
る。圧電素子１３は、ノズル１０の軸に沿う方向から見
たとき、断面０．１５ｍｍ×０．３ｍｍで、厚さ５ｍｍ
である。
【００１６】以下に、本実施の形態による記録ヘッドの
動作を、図１を用いて説明する。図１（ａ）は、インク
吐出動作が行われる以前の状態を示す。この状態で、先
ず、図１（ｂ）に示すように、三つの発熱素子１４Ａ〜
１４Ｃのうちのいずれか一つ（この場合は、吐出口１１
に一番近い発熱素子１４Ａ）を駆動し、発熱させる。本
実施の形態では、２５Ｖ，２０μｓの単発パルスを印加
した。これにより、インク１２中に局部的に粘度を低下
させた部分１６Ａを形成する。
動作を、図１を用いて説明する。図１（ａ）は、インク
吐出動作が行われる以前の状態を示す。この状態で、先
ず、図１（ｂ）に示すように、三つの発熱素子１４Ａ〜
１４Ｃのうちのいずれか一つ（この場合は、吐出口１１
に一番近い発熱素子１４Ａ）を駆動し、発熱させる。本
実施の形態では、２５Ｖ，２０μｓの単発パルスを印加
した。これにより、インク１２中に局部的に粘度を低下
させた部分１６Ａを形成する。
【００１７】次に、この状態において、図１（ｃ）に示
すように、圧電素子１３を駆動して変形させ、粘度を低
下させた部分１６Ａを保ったままで、インク柱１２Ａを
吐出口１１より外部に押し出す。圧電素子１３の駆動に
は、２０Ｖ，１００μｓの単発パルスを印加した。
すように、圧電素子１３を駆動して変形させ、粘度を低
下させた部分１６Ａを保ったままで、インク柱１２Ａを
吐出口１１より外部に押し出す。圧電素子１３の駆動に
は、２０Ｖ，１００μｓの単発パルスを印加した。
【００１８】次いで、図１（ｄ）に示すように、圧電素
子１３の変形が復帰すると、同時にインク柱１２Ａが元
に戻ろうとする。この時、インク柱１２Ａの先端部分に
は、インク滴１２Ｂが分離独立して飛び出す方向に慣性
力が働く。その場合、インク滴の分離はインクの粘度が
低い方が起り易いので、粘度を低下させた部分１６Ａを
起点にしてインク滴が分離し、飛翔インク滴１２Ｂとな
る。
子１３の変形が復帰すると、同時にインク柱１２Ａが元
に戻ろうとする。この時、インク柱１２Ａの先端部分に
は、インク滴１２Ｂが分離独立して飛び出す方向に慣性
力が働く。その場合、インク滴の分離はインクの粘度が
低い方が起り易いので、粘度を低下させた部分１６Ａを
起点にしてインク滴が分離し、飛翔インク滴１２Ｂとな
る。
【００１９】この後、図１（ｅ）に示すように、インク
滴１２Ｂとして飛び出した量のインクの補充がインク室
１５から行われ、初期状態に戻る。以上の、図１（ａ）
から図１（ｅ）迄の一連の動作は、インク１２の流動性
やノズル１０における抵抗によっても相違するが、概ね
１００数十μｓから数１００μｓ程度の時間で行われ
る。
滴１２Ｂとして飛び出した量のインクの補充がインク室
１５から行われ、初期状態に戻る。以上の、図１（ａ）
から図１（ｅ）迄の一連の動作は、インク１２の流動性
やノズル１０における抵抗によっても相違するが、概ね
１００数十μｓから数１００μｓ程度の時間で行われ
る。
【００２０】本実施の形態においてインク滴１２Ｂの大
きさは、図１（ｂ）における発熱素子１４〜１４Ｃの発
熱工程の際に、発熱させた発熱素子の位置により低粘度
化させる部分の位置を変化させることで、行う。すなわ
ち、インク滴１２Ｂの大きさは、吐出口１１に一番近い
発熱素子１４Ａを発熱させた場合に一番小さくなる。一
方、吐出口１１から一番離れた発熱素子１４Ｃを発熱さ
せた場合に一番大きくなる。本実施の形態では、インク
滴の量を、１０ｐｌ，２０ｐｌ，３０ｐｌの３種類に調
整できた。
きさは、図１（ｂ）における発熱素子１４〜１４Ｃの発
熱工程の際に、発熱させた発熱素子の位置により低粘度
化させる部分の位置を変化させることで、行う。すなわ
ち、インク滴１２Ｂの大きさは、吐出口１１に一番近い
発熱素子１４Ａを発熱させた場合に一番小さくなる。一
方、吐出口１１から一番離れた発熱素子１４Ｃを発熱さ
せた場合に一番大きくなる。本実施の形態では、インク
滴の量を、１０ｐｌ，２０ｐｌ，３０ｐｌの３種類に調
整できた。
【００２１】尚、これまでの説明は、これを簡略化して
理解を容易にするために、インク滴の量を発熱素子１４
Ａ〜１４Ｃで３種類に調整する場合について述べたが、
同一構造の記録ヘッドを用いて、４種類に調整可能にす
ることもできる。その場合には、圧電素子１３の駆動条
件を変えて、発熱素子１４Ａ〜１４Ｃのいずれもが加熱
されていないときのインク滴の分離位置を、発熱素子１
４Ａより更に吐出口１１に近い位置になるようにすれば
良い。このことは、例えば前述の特開昭６０ー２２０７
５７号公報記載の記録装置にも用いられている技術であ
って、特に困難なことではない。
理解を容易にするために、インク滴の量を発熱素子１４
Ａ〜１４Ｃで３種類に調整する場合について述べたが、
同一構造の記録ヘッドを用いて、４種類に調整可能にす
ることもできる。その場合には、圧電素子１３の駆動条
件を変えて、発熱素子１４Ａ〜１４Ｃのいずれもが加熱
されていないときのインク滴の分離位置を、発熱素子１
４Ａより更に吐出口１１に近い位置になるようにすれば
良い。このことは、例えば前述の特開昭６０ー２２０７
５７号公報記載の記録装置にも用いられている技術であ
って、特に困難なことではない。
【００２２】次に、本発明の第２の実施の形態につい
て、説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態によ
るインクジェット記録ヘッドの断面を、ヘッドの動作順
に時系列で示す図である。図２（ａ）を参照して、この
図に示す記録ヘッド１は、ノズルの吐出口１１から一番
遠い第３番目の発熱素子１４Ｃとインク室１５との間に
発熱素子１４Ｄが設けられている点が、第１の実施の形
態と構成上異っている。この新たに設けられた発熱素子
１４Ｄは、角筒ノズル１０の上側面に設けられた発熱体
と下側面に設けられた発熱体の二つの発熱体からなる。
但し、上下の発熱体は第１の実施の形態とは異って、そ
れぞれ独立に発熱させることができるようにされてい
る。発熱素子１４Ｄの上下の発熱体は、幅３５μｍ×長
さ２００μｍである。尚、本実施の形態では発熱素子１
４Ａ〜１４Ｃに、第１の実施の形態におけると同一の、
幅３５μｍ×長さ２５μｍの発熱体を用い、４つの発熱
素子１４Ａ〜１４Ｄを、吐出口１１から１００μｍの位
置を基準にして、７０μｍずつの間隔で配置した。
て、説明する。図２は、本発明の第２の実施の形態によ
るインクジェット記録ヘッドの断面を、ヘッドの動作順
に時系列で示す図である。図２（ａ）を参照して、この
図に示す記録ヘッド１は、ノズルの吐出口１１から一番
遠い第３番目の発熱素子１４Ｃとインク室１５との間に
発熱素子１４Ｄが設けられている点が、第１の実施の形
態と構成上異っている。この新たに設けられた発熱素子
１４Ｄは、角筒ノズル１０の上側面に設けられた発熱体
と下側面に設けられた発熱体の二つの発熱体からなる。
但し、上下の発熱体は第１の実施の形態とは異って、そ
れぞれ独立に発熱させることができるようにされてい
る。発熱素子１４Ｄの上下の発熱体は、幅３５μｍ×長
さ２００μｍである。尚、本実施の形態では発熱素子１
４Ａ〜１４Ｃに、第１の実施の形態におけると同一の、
幅３５μｍ×長さ２５μｍの発熱体を用い、４つの発熱
素子１４Ａ〜１４Ｄを、吐出口１１から１００μｍの位
置を基準にして、７０μｍずつの間隔で配置した。
【００２３】以下に、本実施の形態による記録ヘッドの
動作を、図２を用いて説明する。図２（ａ）は、インク
吐出動作が行われる以前の状態を示す。この状態で、先
ず、図２（ｂ）に示すように、三つの発熱素子１４Ａ〜
１４Ｃのうちのいずれか一つ（この場合は、吐出口に一
番近い発熱素子１４Ａ）と第４番目の発熱素子１４Ｄの
上下いずれか一つの発熱体（この場合は、下側の発熱
体）を駆動し、発熱させる。本実施の形態では、いずれ
の発熱体にも、２５Ｖ，２０μｓの単発パルスを印加し
た。これにより、インク１２中に局部的に粘度を低下さ
せた部分１６Ａ，１６Ｄを形成する。
動作を、図２を用いて説明する。図２（ａ）は、インク
吐出動作が行われる以前の状態を示す。この状態で、先
ず、図２（ｂ）に示すように、三つの発熱素子１４Ａ〜
１４Ｃのうちのいずれか一つ（この場合は、吐出口に一
番近い発熱素子１４Ａ）と第４番目の発熱素子１４Ｄの
上下いずれか一つの発熱体（この場合は、下側の発熱
体）を駆動し、発熱させる。本実施の形態では、いずれ
の発熱体にも、２５Ｖ，２０μｓの単発パルスを印加し
た。これにより、インク１２中に局部的に粘度を低下さ
せた部分１６Ａ，１６Ｄを形成する。
【００２４】次に、この状態において、図２（ｃ）に示
すように、圧電素子１３を駆動して変形させ、粘度を低
下させた部分１６Ａ，１６Ｄを保ったままで、インク柱
１２Ａを吐出口１１より外部に押し出す。この場合、イ
ンク１２の動き易さは、局部的に粘度を低下させた部分
１６Ｄとそうでない部分とでは異り、粘度の低い方が動
き易い。このことから、吐出口１１におけるインク柱１
２Ａの吐出速度は、紙面下側の方が上側より速く、その
結果、インク柱１２Ａの押し出される方向が、図２
（ｃ）に示すように、紙面上方向に変化する。尚、この
工程で圧電素子１３の駆動には、２０Ｖ，１００μｓの
単発パルスを印加した。
すように、圧電素子１３を駆動して変形させ、粘度を低
下させた部分１６Ａ，１６Ｄを保ったままで、インク柱
１２Ａを吐出口１１より外部に押し出す。この場合、イ
ンク１２の動き易さは、局部的に粘度を低下させた部分
１６Ｄとそうでない部分とでは異り、粘度の低い方が動
き易い。このことから、吐出口１１におけるインク柱１
２Ａの吐出速度は、紙面下側の方が上側より速く、その
結果、インク柱１２Ａの押し出される方向が、図２
（ｃ）に示すように、紙面上方向に変化する。尚、この
工程で圧電素子１３の駆動には、２０Ｖ，１００μｓの
単発パルスを印加した。
【００２５】次いで、図２（ｄ）に示すように、圧電素
子１３の変形が復帰すると、同時にインク柱１２Ａが元
に戻ろうとする。この時、インク柱１２Ａの先端部分に
は、インク滴１２Ｂが分離独立して飛び出す方向に慣性
力が働く。その場合、インク滴の分離はインクの粘度が
低い方が起り易いので、粘度を低下させた部分１６Ａを
起点にしてインク滴が分離し、飛翔インク滴１２Ｂとな
る。
子１３の変形が復帰すると、同時にインク柱１２Ａが元
に戻ろうとする。この時、インク柱１２Ａの先端部分に
は、インク滴１２Ｂが分離独立して飛び出す方向に慣性
力が働く。その場合、インク滴の分離はインクの粘度が
低い方が起り易いので、粘度を低下させた部分１６Ａを
起点にしてインク滴が分離し、飛翔インク滴１２Ｂとな
る。
【００２６】この後、図２（ｅ）に示すように、インク
滴１２Ｂとして飛び出した量のインクの補充がインク室
１５から行われ、初期状態に戻る。
滴１２Ｂとして飛び出した量のインクの補充がインク室
１５から行われ、初期状態に戻る。
【００２７】本実施の形態においてインク滴１２Ｂの飛
翔方向は、第４番目の発熱素子１４Ｄの発熱のさせ方に
よって、調整する。すなわち、発熱素子１４Ｄの上下二
つの発熱体のうち下側の発熱体を発熱させることによっ
て、飛翔方向を上向きにすることができる。一方、上側
の発熱体を発熱させることによって、下向きの飛翔方向
にすることができる。この場合、発熱素子１４Ｄによる
加熱の程度を変化させることによりインク１２の粘度を
調整することにより、飛翔方向の変化の程度を制御する
ことができる。又、第１の実施の形態におけると同様
に、発熱素子１４Ａ〜１４Ｃの選択の仕方により、イン
ク滴の大きさを調整できる。すなわち、本実施の形態の
記録ヘッドでは、インク滴の飛翔方向と大きさとを、共
に調整可能である。
翔方向は、第４番目の発熱素子１４Ｄの発熱のさせ方に
よって、調整する。すなわち、発熱素子１４Ｄの上下二
つの発熱体のうち下側の発熱体を発熱させることによっ
て、飛翔方向を上向きにすることができる。一方、上側
の発熱体を発熱させることによって、下向きの飛翔方向
にすることができる。この場合、発熱素子１４Ｄによる
加熱の程度を変化させることによりインク１２の粘度を
調整することにより、飛翔方向の変化の程度を制御する
ことができる。又、第１の実施の形態におけると同様
に、発熱素子１４Ａ〜１４Ｃの選択の仕方により、イン
ク滴の大きさを調整できる。すなわち、本実施の形態の
記録ヘッドでは、インク滴の飛翔方向と大きさとを、共
に調整可能である。
【００２８】尚、本実施の形態においても、第１の実施
の形態におけると同様に、インク滴の大きさを４種類に
調整可能にすることができる。
の形態におけると同様に、インク滴の大きさを４種類に
調整可能にすることができる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェット記録装置は、ノズルからインクを吐出させるエネ
ルギー供給手段に圧電素子を用い、ノズル内のインクを
ノズルの軸に垂直な面内でノズルの軸に関して対称に加
熱することにより加熱位置でのインクの粘度をノズルの
軸に垂直な面内で対称に低下せしめるための、ノズルの
軸に沿って吐出口から離れる方向に配置された少くとも
二つ以上の粘度低下手段と、ノズル内のインクをノズル
の軸に垂直な面内でノズルの軸に関して非対称に加熱す
ることにより加熱位置でのインクの粘度をノズルの軸に
垂直な面内で非対称に低下せしめる粘度低下手段とを備
えている。
ェット記録装置は、ノズルからインクを吐出させるエネ
ルギー供給手段に圧電素子を用い、ノズル内のインクを
ノズルの軸に垂直な面内でノズルの軸に関して対称に加
熱することにより加熱位置でのインクの粘度をノズルの
軸に垂直な面内で対称に低下せしめるための、ノズルの
軸に沿って吐出口から離れる方向に配置された少くとも
二つ以上の粘度低下手段と、ノズル内のインクをノズル
の軸に垂直な面内でノズルの軸に関して非対称に加熱す
ることにより加熱位置でのインクの粘度をノズルの軸に
垂直な面内で非対称に低下せしめる粘度低下手段とを備
えている。
【００３０】これにより本発明によれば、一度打ちで、
インク滴の大きさと飛翔方向とを共に調整可能なインク
ジェット記録装置を提供できる。そして、本発明の記録
方法によれば、一度打ちで、異る特性の記録材に対して
もそれぞれの特性に応じた適切なインク吐出量にコント
ロールでき、又、記録ドットの位置をも調整できるの
で、にじみ率の違い等による不均一性のない高品位で高
精細な多諧調記録を、高速で行うことができる。
インク滴の大きさと飛翔方向とを共に調整可能なインク
ジェット記録装置を提供できる。そして、本発明の記録
方法によれば、一度打ちで、異る特性の記録材に対して
もそれぞれの特性に応じた適切なインク吐出量にコント
ロールでき、又、記録ドットの位置をも調整できるの
で、にじみ率の違い等による不均一性のない高品位で高
精細な多諧調記録を、高速で行うことができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態によるインクジェッ
ト記録ヘッドの断面を、動作順に時系列で示す図であ
る。
ト記録ヘッドの断面を、動作順に時系列で示す図であ
る。
【図２】本発明の第２の実施の形態によるインクジェッ
ト記録ヘッドの断面を、動作順に時系列で示す図であ
る。
ト記録ヘッドの断面を、動作順に時系列で示す図であ
る。
【図３】従来の技術による一例のインクジェット記録ヘ
ッドの断面を、動作順に時系列で示す図である。
ッドの断面を、動作順に時系列で示す図である。
【図４】従来の技術による他の例のインクジェット記録
ヘッドの断面図である。
ヘッドの断面図である。
１，３，３１，４１ 記録ヘッド １０，３２ ノズル １１，３４ インク吐出口 １２，３３ インク １２Ａ，３６Ａ インク柱 １２Ｂ，３６，４２ インク滴 １３，３８，４３ 圧電素子 １４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ，４７ 発熱素子 １５ インク室 １６Ａ，１６Ｄ 粘度低下部分 ３５ メニスカス ３９ 気泡 ４２Ａ 帯電インク滴 ４２Ｂ 不要インク滴 ４４ 帯電電極 ４５ 偏向電極 ４６ ガター ４７ 記録材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/205
Claims (6)
- 【請求項１】ノズルからインクを吐出させるエネルギー
供給手段に圧電素子を用い、記録すべき情報に基づく電
気信号に応じて前記圧電素子を付勢してノズル内のイン
クに圧力を加えることにより、ノズル先端の吐出口から
インクを吐出して記録体に情報を記録する構成のインク
ジェット記録装置において、ノズル内のインクをインクに気泡が生じない程度に加熱
してインクの粘度を低下させる粘度低下手段であって、
前記ノズル内のインクをノズルの軸に垂直な面内でノズ
ルの軸に関して対称に加熱することにより加熱位置での
インクの粘度をノズルの軸に垂直な面内で対称に低下せ
しめる粘度低下手段を、ノズルの軸に沿って前記吐出口
から離れる方向に少くとも二つ以上、備えることを特徴
とするインクジェット記録装置。 - 【請求項２】ノズルからインクを吐出させるエネルギー
供給手段に圧電素子を用い、記録すべき情報に基づく電
気信号に応じて前記圧電素子を付勢してノズル内のイン
クに圧力を加えることにより、ノズル先端の吐出口から
インクを吐出して記録体に情報を記録する構成のインク
ジェット記録装置において、ノズル内のインクをインクに気泡が生じない程度に加熱
してインクの粘度を低下させる粘度低下手段であって、
前記ノズル内のインクをノズルの軸に垂直な面内でノズ
ルの軸に関して非対称に加熱することにより加熱位置で
のインクの粘度をノズルの軸に垂直な面内で非対称に低
下せしめる粘度低下手段を備えることを特徴とするイン
クジェット記録装置。 - 【請求項３】ノズルからインクを吐出させるエネルギー
供給手段に圧電素子を用い、記録すべき情報に基づく電
気信号に応じて前記圧電素子を付勢してノズル内のイン
クに圧力を加えることにより、ノズル先端の吐出口から
インクを吐出して記録体に情報を記録する構成のインク
ジェット記録装置において、ノズル内のインクをインクに気泡が生じない程度に加熱
してインクの粘度を低下させる粘度低下手段であって、
前記ノズル内のインクをノズルの軸に垂直な面内でノズ
ルの軸に関して対称に加熱することにより加熱位置での
インクの粘度をノズルの軸に垂直な面内で対称に低下せ
しめる第１の粘度低下手段を、ノズルの軸に沿って前記
吐出口から離れる方向に少くとも二つ以上備えると共
に、ノズル内のインクをインクに気泡が生じない程度に加熱
してインクの粘度を低下させる粘度低下手段であって、
前記ノズル内のインクをノズルの軸に垂直な面内でノズ
ルの軸に関して非対称に加熱することにより加熱位置で
のインクの粘度をノズルの軸に垂直な面内で非対称に低
下せしめる第２の粘度低下手段を、前記吐出口から前記
第１の粘度低下手段より遠い位置に備えることを特徴と
するインクジェット記録装置。 - 【請求項４】請求項１に記載のインクジェット記録装置
を用い、前記複数の粘度低下手段の中から一つを選択し
これを発熱させて前記ノズル内のインクの粘度を局部的
に低粘度化させることにより、インク滴の分離位置を前
記選択された粘度低下手段の前記ノズルの軸上での吐出
口からの距離に応じて変化させて、記録ドットの大きさ
を調整することを特徴とする記録方法。 - 【請求項５】請求項２に記載のインクジェット記録装置
を用い、前記粘度低下手段を発熱させて前記ノズル内の
インクの粘度を、ノズルの軸に垂直な面内で局部的に低
粘度化させることによりインク滴の飛翔方向を変化させ
て、記録ドットの位置を調整することを特徴とする記録
方法。 - 【請求項６】請求項３に記載のインクジェット記録装置
を用い、前記複数の第１の粘度低下手段の中から一つを
選択しこれを発熱させて前記ノズル内のインクの粘度を
局部的に低粘度化させることにより、インク滴の分離位
置を前記選択された第１の粘度低下手段の前記ノズルの
軸上での吐出口からの距離に応じて変化させると共に、
前記第２の粘度低下手段を発熱させて前記ノズル内のイ
ンクの粘度を、ノズルの軸に垂直な面内で局部的に低粘
度化させることにより、インク滴の飛翔方向を変化させ
て、記録ドットの大きさ及び記録ドットの位置を調整す
ることを特徴とする記録方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7266934A JP2812264B2 (ja) | 1995-10-16 | 1995-10-16 | インクジェット記録装置およびこれを用いた記録方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7266934A JP2812264B2 (ja) | 1995-10-16 | 1995-10-16 | インクジェット記録装置およびこれを用いた記録方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09109387A JPH09109387A (ja) | 1997-04-28 |
| JP2812264B2 true JP2812264B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=17437723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7266934A Expired - Fee Related JP2812264B2 (ja) | 1995-10-16 | 1995-10-16 | インクジェット記録装置およびこれを用いた記録方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2812264B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6588888B2 (en) * | 2000-12-28 | 2003-07-08 | Eastman Kodak Company | Continuous ink-jet printing method and apparatus |
| JP2007076168A (ja) * | 2005-09-14 | 2007-03-29 | Fujifilm Corp | 液体吐出ヘッド及び画像形成装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03213346A (ja) * | 1990-01-19 | 1991-09-18 | Canon Inc | インクジェット記録装置 |
-
1995
- 1995-10-16 JP JP7266934A patent/JP2812264B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09109387A (ja) | 1997-04-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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