JPH03227248A - 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】 産業上の利用分野 本発明は、熱膨張力と静電気力を利用してインク滴を吐
出して文字、図形等を記録媒体に記録するようにしたイ
ンクジェットプリンタに関するものである。

従来の技術 最近、熱膨張力を利用したインクジェットプリンタがオ
フィスオートメーション（ＯＡ）機器の分野で盛んに利
用されるようになってきた。この従来の熱膨張力を利用
したバブルジェット方式のインクジェットプリンタとし
ては、特開昭６０−１５’１ｏ６１号公報等に記載され
た構成が知られている。以下、図面を参照しながら上記
従来のインクジェットプリンタについて説明する。

第３図は従来のインクジェットプリンタのヘッド部を示
す断面図である。第３図において、１０１はインクジェ
ット記録ヘッドであり、ヘッドボデイ１０２の後側にイ
ンク室（図示省略）が形成され、前側にインク室に連通
ずるインクノズル１０３が形成されている。１０４は発
熱体、１０６は発熱体１０４０両端に配置された電極で
あり、これら発熱体１０４および電極１０５はへラドボ
ディ１０２にインクノズル１０３の内側に位置して埋設
されている。１０６は電極１０５に接続された信号発生
器である。１０７はインク室とインクノズル１０３に充
満された低沸点のインク、１０８は発熱体１０４により
インク１０７が熱せられたときに発生する気泡、１０９
はインクノズル１０３から吐出されたインク滴、１１０
は記録紙である。

以上のような構成において、以下、その動作について説
明する。

発熱体１０４の両端の電極１０１５に信号発生器１０６
により電圧を印加すると、発熱体１０４は熱を発生し、
発熱体１０４の周辺のインク１０７は熱せられて気泡１
０Ｂを発生する。この気泡１０Ｂの発生時の圧力により
、インクノズル１０３の出口付近のインク１０７は外方
へ押し出されてインク滴１０９となり、記録紙１１０に
付着し、プリントされる。

発明が解決しようとする課題 しかし、以上のような従来例の構成では、気泡１０８の
大きさを制御するのが困難であるため、インク滴１０９
の大きさを制御しにくく、特に。

小インク滴を飛翔させることが難しい。したがって、イ
ンク滴の大きさにより階調濃度を表現することが困難で
あるという課題があった。

本発明は、従来技術の以上のような課題を解決するもの
であり、気泡による圧力と静電気力とを用いてインクノ
ズルから吐出するインク滴のサイズを可変制御すること
により、比較的簡単に、かつ高速に低濃度領域から高濃
度領域まで高階調記録を行なうことができるようにし念
インクジェットプリンタを提供することを目的とするも
のである。

課題を解決するための手段 上記目的を達成するための本発明の技術的解決手段は、
インク室に連通され、インクを吐出するためのインクノ
ズルと、このインクノズルの内側に設けられた発熱体と
、この発熱体の両端に設けられた発熱体電極と、上記イ
ンクノズルに対向する記録媒体の裏側に位置するように
設けられた記録媒体電極を備えたものである。

そして、上記インクが低沸点で、かつ比抵抗が大きいの
が好ましい。また、上記発熱体電極と上記記録媒体電極
との間に低濃度記録な行なうために高電圧信号が印加さ
れ、上記発熱体電極と上記記録媒体電極との間に中、高
濃度記録を行なうために高電圧信号と発熱信号が印加さ
れるように構成することができ、これら高電圧信号を印
加するタイミングと発熱信号を印加するタイミングが異
なるように設定するのが好ましい。

作用 したがって、本発明によれば、低濃度の記録を行なう場
合には、インクノズルの内側に設けた発熱体の電極と、
記録媒体の裏面に設けた電極との間に電圧を印加し、静
電気力によりインクノズルから印加電圧および時間に応
じたインク滴を吐出させる。一方、中濃度、高濃度の記
録を行なう場合には、上記のように静電気力によりイン
ク滴を吐出させると共に、インクノズルの内側に設けた
発熱体の両側の電極に電圧を印加して発熱体を発熱させ
、この発熱体付近のインクを熱して気泡を発生させ、こ
の気泡の圧力により発熱量に応じたインクを吐出させる
。このように吐出されるインク滴のサイズを変化させる
ことにより、低濃度領域から高濃度領域まで記録媒体に
記録することができる。

実施例 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。

第１図は本発明の一実施例におけるインクジェットプリ
ンタを示す断面図である。

第１図において、１はインクジェット記録ヘッドであり
、ヘッドボディ２の後側にインク室３が形成され、前側
にインク室３に連通ずるインクノズル４が形成されてい
る。６はインクリザーバ、６はインクリザーバ６とイン
ク室３を連通させるインク供給路である。７は発熱体、
８は発熱体７の両端に配置された発熱体電極であり、こ
れら発熱体７および発熱体電極８はへクドボディ２にイ
ンクノズル４の内側に位置して埋設されている。

９はインクノズル４に対向し、記録媒体である記録紙１
ｏの裏側に位置するように設けられた記録紙電極である
。１１は発熱体電極８に電圧を印加し、発熱体７を発熱
させるための発熱信号発生器、１２は発熱体電極８と記
録紙電極９に高電圧を印加し、静電力を発生させるため
の高電圧信号発生器である。１３は低沸点で、かつ比抵
抗が大きいインクであり、インクリザーバ５からインク
供給路６を通ってインク室３に一時貯えられ、インクノ
ズル４に充満されている。１４は発熱体７によりインク
１３が熱せられたときに発生する気泡、１６はインクノ
ズル４かも吐出されたインク滴である。

以上の構成において、以下、その動作について説明する
。

まず、高電圧信号発生器１２により発熱体電極８と記録
紙電極９との間に高電圧を印加すると、静電力が生じる
。インク１３は比抵抗が高いので、上記静電力によりイ
ンクノズル４の吐出口から細い糸のように引っばられ、
記録紙１ｏ上におけろインクノズル４との対向部に付着
する。この時のインク吐出量は、印加電圧の大きさおよ
び印加時間にほぼ比例する。したがって、印加電圧値お
よび印加時間を制御することによりインク吐出量、すな
わち、記録濃度を変化させることができる。しかし、上
記のように静電力により、インク滴１６を吐出させる方
式では、単位時間当りのインク吐出量が少ないので、低
濃度記録には向いているが、中濃度記録、高濃度記録を
行なうには記録時間が長くなる。

ここで、発熱信号発生器１１により発熱体電極８に電圧
を印加すると、発熱体７は発熱し、発熱体７付近のイン
ク１３が熱せられる。インク１３は低沸点であるので、
熱せられることにより気泡１４を発生し、この気泡圧力
によりインク１３がインクノズル４の吐出口から押し出
され、インク滴１６となり、記録紙１ｏに付着する。こ
の時のインク吐出量は、気泡１４の大きさ、すなわち、
印加電圧値および印加時間に依存するが、吐出するため
の閾値が大きいので、大きな変化量は見込めない。その
上、気泡１４の大きさには限度があるため、インク吐出
量には上限がある。また、インク１３を押し出して吐出
するため、インクノズル４の径を細くしない限り、少量
のインク吐出、すなわち、低濃度記録は困難である。

そこで、中、高濃度の記録には上記静電力によるインク
吐出と、気泡圧力によるインク吐出の両者を併用する。

この時、上記両者によりインク吐出を同時に行なうと、
インクノズル４の吐出口付近のインク量が不足するため
、異なった時間にそれぞれの方式によりインク１３を吐
出させるようにする。この時の印加信号のタイムチャー
トを第２図に示す。

第２図は信号印加法の一例を示すものであり、ここでは
、高電圧信号、発熱信号共に振幅を一定とし、印加時間
を可変とした。第２図において、１画素分、インク吐出
するのに必要な時間をクロック信号（ａ）で区切っであ
る。そして、１クロック分の長さＴは、静電力用高電圧
信号（ｂ）の印加時間ｔ１と、気泡発生用発熱信号（Ｃ
）の印加時間ｔ２と、メニスカス安定化時間ｔ３とから
なる（Ｔ＝ｔ１＋ｔ２＋ｔ３）。まず、ロックの立ち上
りと同時に高電圧信号（ｂ）を時間τ１、（τ１≦ｔｌ
）だけ印加する。次に、クロックの立ち上りからｔｌ後
、発熱信号（ｃ）を時間τ２（τ２≦ｔ２）だけ印加す
る。高電圧信号（ｂ）をτ１−１１だけ印加して静電力
によりインクノズル４かもインク滴１６な吐出した時、
インクノズル４の吐出口付近のインク１３の状態がメニ
スカス状態に戻るまでには少し時間を要するため、安定
化時間が必要と考えられるが、発熱信号（ｃ）を印加し
てから気泡１４が発生するまでには、インク１３を発熱
させる間の時間遅れがあるため、上記静電力によるイン
ク吐出後のメニスカスの安定化時間をこの時間遅れの中
に含めることができる。したがって、特別にこの時間を
設ける必要はない。しかし、発熱信号（Ｃ）をτ２だけ
印加した後は、発熱体７が冷却されて気泡１４が消滅し
、インクノズル４の吐出口付近が安定化したメニスカス
状態に戻るまでには、一定時間ｔ３だけ必要になる。そ
こで、τ２＝１２となった時でもｔ３の時間を設けるこ
とにより、上記のように高電圧を印加し、静電力による
安定したインク吐出を行なうことができる。

このように、低濃度記録では、高電圧信号のみを印加し
て静電力によりインク吐出を行ない、方、中、高濃度記
録では、上記のように高電圧信号を印加して静電力によ
りインク吐出を行なうと共に、発熱信号を印加して気泡
１４０発生によりインク吐出を行なうことにより、比較
的簡単に、かつ高速に高階調記録特性を得ることができ
る。

発明の効果 以上述べたように本発明によれば、低濃度記録領域では
、静電力によってインク滴を吐出させ。

中、高濃度記録領域では、静電力と気泡圧力とを併用し
てインク滴を吐出させ、インク滴のサイズ（ドツトサイ
ズ）を制御するようにしているので、比較的簡単に、か
つ高速に低濃度領域から高濃度領域まで高階調記録を行
なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるインクジェットプリ
ンタを示す断面図、第２図は本発明の実施例における印
加信号説明用のタイムチャート、第３図は従来のインク
ジェットプリンタのヘッド部を示す断面図である。 １・・・インクジェットヘッド、２・・・ヘッドボディ
、３・・・インク室、４・・・インクノズル、６・・・
インクリザーバ、７・・・発熱体、８・・・発熱体電極
、９・・・記録紙電極、１０・・・記録紙、１１・・・
発熱信号発生器、１２・・・高電圧信号発生器、１３・
・・インク、１４・・・気泡、１６・・・インク滴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）インク室に連通され、インクを吐出するためのイ
   ンクノズルと、このインクノズルの内側に設けられた発
   熱体と、この発熱体の両端に設けられた発熱体電極と、
   上記インクノズルに対向する記録媒体の裏側に位置する
   ように設けられた記録媒体電極とを備えたインクジェッ
   トプリンタ。 （２）インクが低沸点で、かつ比抵抗が大きい請求項１
   記載のインクジェットプリンタ。（３）発熱体電極と記
   録媒体電極との間に低濃度記録を行なうために高電圧信
   号が印加され、上記発熱体電極と上記記録媒体電極との
   間に中、高濃度記録を行なうために高電圧信号と発熱信
   号が印加されるように構成された請求項１または２記載
   のインクジェットプリンタ。 （４）高電圧信号を印加するタイミングと発熱信号を印
   加するタイミングが異なるように設定された請求項３記
   載のインクジェットプリンタ。