JPH01135654A - インクジェットプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 （ロ）従来の技術 一般にこの種のインク噴射ヘッドは、例えば第２図に示
す如くに構成されている。第２図はエアフロー型のイン
クジェットプリンタのインク噴射ヘッドを示す模式的断
面図であり、図中（１）はインク噴射ヘッド、川は回転
ドラム、（６１１は回転ドラム■に巻着した記録用紙を
示している。インク噴射ヘッド（１）は肉厚円盤状をな
すヘッド主体（５１）に、後面側は振動板（５２ａ）に
て閉鎖され、前面側はダイヤフラム板（５２ｃ）にて閉
４゛１された圧力室のと、この圧力室りの外周及び前方
にわたって形成され、前面側がインクノズル（５ろａ）
を（；ｈえるインクノズル板（５３ｂ　）にて閉鎖され
たインク室■と、このインク室ωの外周及び前方にわた
って形成され、１）１１面側がインクノズル（５ろａ）
と対向する位置にエアノズル（５４ａ　）を備えるエア
ノズル板（５４ｂ）にて閉鎖された空気室［株］とを備
えて構成されている。圧力室Ｑ内にはインクが満たされ
、またインク室ωはインクチューブ（５３ｄ　）を介し
て図示しないインクカートリッジに連結されており、こ
こから供給されるインクによって満たされ、更に空気室
（財）はエアチューブ（５４ｄ　）を介して図示しない
エアポンプに連結されている。

又、前述したインクノズル板（５３ｂ）には、撥水性を
良くするためフッ素樹脂コーティングが施されている 振動板（，５２ａ）に電気信号を与えると、振動板（５
２ａ）の振動が圧力室Ｑ内のインクを圧力伝播媒体とし
てダイヤフラム板（５２Ｃ）に伝播され、ダイヤフラム
板（５２Ｃ）の振動はインク室ω内のインクに圧力波と
して伝播され、このインクをインク滴としてインクノズ
ル（５３ａ　）から噴射せしめ、空気室（財）からエア
ノズル（５４ａ）を経て噴出される空気流と共に記録用
紙（６旧こ吹き付けて記録が行われることとなる。

ぐ）発明が解決しようとする問題点 さて、前述のエアフロー型のインク噴射ヘッドのオリフ
ィス（５３ａ　）のごく近傍は第３図に示すようになっ
ている。そして１パルス１滴でオリフィス（５３ａ）か
ら吐出されるように駆動電圧を設定した場合でも空気室
（財）に空気流を供給することｔこより、第６図（イ）
に示す様にインク柱が引き伸ばされ長い尾引きが表面張
力により分断し、メインドツトと同時に付帯的にサテラ
イトドツトが発生し易いという問題があった。

に）問題点を解決するための手段 本発明者は上述したサテライトドツトの形成につき種々
実験、検討した結果、空気ノズル及びインクカートリッ
ジに供給する空気流の空気圧を所定圧に設定することに
よって、インク柱の伸びを押え、サテライトの発生が防
止されることを見出した。

本発明は、かかる知見に基づきなされたものであって、
その特徴とするところは、インクノズルに対向して設け
たエアノズルより空気流を流出させると共に、インクカ
ートリッジに空気圧を印加してなるインクジェットプリ
ンタにおいて、前記空気ノズルに供給する空気流の空気
圧を５００乃至８００ｆｌ）（２ｏに設定したことにあ
る。

（イ）作　用 空気圧を５００〜８００ｓａｗＨｚＱにすると、インク
柱の伸びが押えられ、サテライトドツトの発生が防止さ
れる。

（ハ）実施例 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図に従い説
明する。尚、インク滴噴射装置工の形状自体は第２図に
示すものと変りはないので、説明は省略する。

第１図は本発明が適用されるインクジェットプリンタを
示す模式図である。

■）はインク滴噴射ヘッド（１）のインク室にインクを
供給するインクカートリッジで、空気の透過率が低い高
分子フィルム等の袋に数百ＣＣのインクが収容されてい
る。インク滴噴射装置（１１とインクカートリッジ■と
はインク供給管（７）で連結されており、このインク供
給管（７）の途中には図示していないインクカップラを
配挿し、このインクカップラに対しインクカートリッジ
■から延在したインク供給管（７）は装着自在でインク
の補充をインク槽■毎の交換で行なわしめている。（３
１１はインク滴噴射装置（１）の空気室及びインクカー
トリッジ（分に空気供給管Ｑｌｌを介して空気流を付加
せしめる空気流発生源としてのエアポンプである。（４
０）は空気室側への空気供給管（１１）に配挿される固
定絞り、＋４１）は圧力調整弁である。（心はインク、
カートリッジ側への空気供給管０１）に配挿される固定
絞り、（４３は圧力調整弁である。固定絞り（４１Ｊ）
（４２）は夫々脈流を除去する。

国は圧力計である。

第２図で示したインク噴射ヘッド（１）における各構成
要素を次に示す。エアノズル（５４ａ）径１６０μｍ、
インクノズル（５３ａ　）径４０μｍ１インク室に）の
厚さ２５μｍ１空気室図の厚さ１００μｍ０ このように構成したインク噴射ヘッド（１）において、
使用するインクの表面張力が約５５　ｄｙｎｅ／ＣＭ粘
度が５ＣＰＳである場合、インク滴が吐出する開鎖電圧
は９０〜１００■である。そこで、室温等の影響等を考
慮して駆動電圧は閉鎮電圧の２割程度大きくした１２０
ｖ以上の電圧が付加される。

ところで、空気圧を１０００ｆｌＨ２０加えた場合部動
電圧が１２０Ｖ以上でインク滴の２滴化が発生する。第
６図は空気圧が１０００ｆｆｕ２ｏのときの駆動電圧と
インク滴との関係を示す図である。第６図（イ）は低電
圧、第３図（ロ）は中電圧、第３図（ハ）は高電圧の場
合を夫々示す。

第６図から明らかなように、駆動電圧が高電圧になれば
インク吐出量が増加し、２滴目の質量に　′反比例して
速度が遅くなる。すなわち、駆動電圧が低いとメインド
ツトの速度が遅く、サテライトドツトの速度が速くなり
、駆動電圧が高いとメインドツトの速度が速く、サテラ
イトドツトの速度が遅くなる。空気圧が１０００１＊Ｈ
２０のときのインク滴の速度を測定したところ、インク
滴の速度は約１２０Ｖ、１０ＫＨｚのときメインドツト
約１５ｍ／Ｓ、サテライトドツト約２［］ｍ／Ｓとなり
、メインドツトにサテライトドツトが追いつく。約１４
０ｖでは、メインドツト約１８ｍ／Ｓ１サテライトドツ
ト約１８．５ｍ／Ｓとなり追いつかない。１５０ｖ以上
では、メインドツト、サテライトドツトの質量が逆転し
、速度が逆になる。

そのため、空気圧を１０００１００Ｏと設定した場合に
は駆動電圧１２０■として、サテライトドツトがメイン
ドツトに追いつくようにして、記録紙上での２滴化が防
止できる。しかし、ノズル近傍において、第６図に）に
示すように、メニスカスのかたよりが発生した場合には
、インク柱分断時に中心より外れて球形になるため、飛
行方向にズレが生じて２滴化が発生した。

そこで、本発明者は、駆動電圧を低くすれば、インク滴
の２滴化は防止できるがインクｌ尚の形成上、室温等の
変化を考慮すれば、閾値電圧より２割程度高い１２０ｖ
に設定せざるを得ないため、駆動電圧以外に２滴化の防
止を図ることができないか検討したところ印加する空気
圧を変化させ所定圧に設定することにより、２滴化を防
止することを見出したことによりなされたものである。

而して、第１図に示した調整弁（４１ｆ４＋により、空
気圧を変化させるとインク柱の伸びが抑えることができ
た。すなわち空気圧が１０００１１ｎ２ｏと高い場合に
は、インク柱が伸びダイヤフラム（５２ｃ）からの体積
に近い量のインク柱がサテライトドツトとなっていたが
、圧力を低下させていくに従い、インク層への圧力損失
が増加し、インク柱の伸びが短く吐出量も少なくなる。

そして８０［］ｍｓ＋Ｈ２０に設定したとき、インク柱
の体積は、１［ＩＱＱｍＨ２０の約２／６に減少し、イ
ンク滴の２滴化は発生しなかった。また、従来はノズル
径より２０μｍ程度メニスカスの拡がりがあったが、８
００ｇｇＨｚＱ以下にするとほぼノズル径と同じメニス
カスとなり、ノズル近傍によるかたよりも防止できる。

第４図は印加する空気圧とエアーノズルの流速との関係
を示した図である。図に示すように圧力の低下に伴い流
速も低下する。あまり低圧にすると、空気流の飛行安定
性が得られず、５００ｍＨ２Ｏでドツト速度が５ｍ／ｓ
（駆動電圧１２０ｖ）以下となり不安定となる。

このため、空気圧は５００〜８００ｆｆＨ２０の範囲が
好適であり、７００ｓｘＨｚＯのとき最も良い印写品質
が得られた。

尚、インクカートリッジ■に加える空気圧は、エアー系
の空気圧より所定の差圧を発生するように、例えば２０
０ｒｚＨ２０程度低くなるように調整される。

（ト）発明の効果 上述したように、本発明は印加する空気圧を５００〜８
００ｗＨ２Ｏに設定することで、インク柱の伸びが抑え
られ、サテライトドツトの発生が防止でき、印写品質が
向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるインクジェットプリンタを
示す模式図、第２図はインク噴射へ・７ドを示す断面図
、第６図（イ）ないし第６図に）はインク滴の形式状態
を示す模式図、第４図は空気圧とエアノズルの流速との
関係を示す特性図である。 （５３ａ）・・・インクノズル、（５４ａ）・・・エア
ノズノベ　（５２ｃ　）　・・・ダイヤフラム、（１）
・・・インク噴射ヘッド、■・・・インクカートリッジ
、（４２）（４３１・・・調整弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）インクノズルに対向して設けたエアノズルより空
   気流を流出させると共に、インクカートリッジに空気圧
   を印加してなるインクジェットプリンタにおいて、前記
   空気ノズルに供給する空気流の空気圧を５００乃至８０
   ０ｍｍＨ＿２Ｏに設定したことを特徴とするインクジェ
   ットプリンタ。