JPH0460024B2 - - Google Patents

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JPH0460024B2
JPH0460024B2 JP13587283A JP13587283A JPH0460024B2 JP H0460024 B2 JPH0460024 B2 JP H0460024B2 JP 13587283 A JP13587283 A JP 13587283A JP 13587283 A JP13587283 A JP 13587283A JP H0460024 B2 JPH0460024 B2 JP H0460024B2
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JP
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liquid
voltage
piezoelectric element
heating element
orifice
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • 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
    • B41J2/01—Ink jet
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    • B41J2/04593—Dot-size modulation by changing the size of the drop

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は液体噴射記録方法に係り、さらに詳し
くは液流路内に加熱電極を有し、この加熱素子に
印字指令に従つてパルス電圧を加えインク等の液
体に熱による状態変化を生起させオリフイスから
液滴として噴射しドツト記録を行なう液体噴射記
録方法に関するものである。
従来技術 一般にインク等の液体を液滴として噴射させド
ツト記録を行なう液体噴射記録装置においては、
ハーフトーンを含んだ画像を記録する場合にドツ
トの数で濃度を表現するデジタル変調以外に方法
がなかつた。
デジタル変調を採用すると最低２×２〜４×４
ドツト程度で１画素を形成するため高分解能の画
像を記録するには16ドツト／mmから時には32ドツ
ト／mmの高密度記録が必要となる。
一方、ドツト径で濃度を表現するアナログ変調
が可能となれば、ドツトの密度は４ドツト／mm〜
12ドツト／mm程度でハーフトーンを含んだ画像記
録を十分に表現でき、信頼性の面からもコストの
面からも有利となる。
ところで、液流路に加熱素子を有し、この素子
に印字指令に従つたパルス電圧を印加することに
より液流路内の液体に熱による状態変化を生起さ
せ、インクをオリフイスから液滴として吐出する
いわゆるバブルジエツトタイプの液体噴射記録装
置では、ヒータに加える電圧と液滴の直径との関
係は第１図に示すようになる。
即ち、第１図から明らかなように加熱電圧Ｖが
ある電圧値VAに達すると加熱電圧値に関係なく
液滴径がほぼ一定となる。
従つて、加熱電圧さえ正確にコントロールして
おけば一定条件を保ち易い安定した性質を持つ。
目 的 本発明は以上のような事情に鑑み成されたもの
で、アナログ変調方式を採用し比較的大きな直径
のオリフイスを用いてドツト径を変化させハーフ
トーンを含んだ画像を正確に表現することができ
るように構成した液体噴射記録方法を提供するこ
とを目的としている。
この目的を達成するため、本発明の液体噴射記
録方法によれば、液流路のオリフイス近傍に設け
られた加熱素子よりオリフイス側に存在する液体
の量を制御し、加熱素子に通電して液体に熱によ
る状態変化を生起させることにより、噴射する液
滴径を変化させる構成を採用した。
実施例 以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳
細を説明する。
第１実施例 第２図〜第５図は本発明の第１の実施例を説明
するもので、第２図はオリフイス部分の拡大図を
示す。
第２図において符号１で示すものはガラス細管
等から成る液流路で内部にはインク等の液体２が
導かれている。
液流路１のオリフイス３の近傍において開口部
４が形成されており、この開口部４を閉塞するよ
うにしてメニスカス制御手段の一例として示す圧
電素子５が設けられている。
この圧電素子５は電圧を印加すると第２図に鎖
線で示すように外側に向つて凸となるように変形
するもので、この変形時において開口部４から圧
電素子５の変形に応じて液体２が圧電素子５側へ
引かれ、メニスカス６の位置が内側へ後退する。
勿論、圧電素子５に対する電圧の印加を遮断す
れば圧電素子５はもとの状態に戻り、メニスカス
６の位置ももとの状態に戻り始める。
一方、オリフイス３と圧電素子５との間におい
て流路１の内側面には加熱素子７が設けられてい
る。
この加熱素子７に印字指令に従つたパルス電圧
が印加されると、オリフイス３の近傍の液体２が
加熱されて急激に膨張し、液体２は液滴となつて
オリフイス３から吐出され、ドツト記録が行なわ
れる。
以上のような構成のもとに本実施例にあつては
加熱素子７よりもオリフイス３側にある液体２の
量を目的とする量にしておき、この状態で加熱素
子７に電圧を印加し液体２を吐出させることによ
り液滴径をコントロールする方式を採用してい
る。
具体的には本実施例にあつては圧電素子５に加
える電圧値を第３図Ａに示すように一定にしてお
き加熱素子７にパルス電圧を印加するまでの時間
を変化させ液滴径をコントロールしている。
具体的な動作は以下のごときである。
即ち、第３図Ａに示すように圧電素子５に対し
て印字指令に従つた一定電圧値のパルス電圧が印
加されると圧電素子５は外側に向つて膨出するよ
うに変形する。
この結果、オリフイス３とほぼ同一位置にあつ
たメニスカス６は後退する。
この初期位置におけるメニスカス６の位置を０
とし加熱素子７側へのメニスカス６の後退路離を
−ｘとすると、第３図Ｂに示すように圧電素子５
に対する電圧印加と同時にメニスカス１は後退し
始め、通電が遮断されると前進し始める。
従つて圧電素子５に対する電圧印加後の時間に
応じて加熱素子７より前に存在する液体２の量は
変化する。
即ち、圧電素子５に対する電圧印加後の時間を
T1，T2としT1＞T2として第３図Ｃに示すように
加熱素子７に一定電圧を印加すれば吐出される液
体２の量、即ち液滴径を変化させて吐出できる。
圧電素子５に対する電圧印加後長い時間T1を
経た後加熱素子７に電圧を印加すればメニスカス
６は第４図Ａに示すようにメニスカス６はオリフ
イス３の近傍まで前進しているため加熱素子７よ
りも前に存在する液体２の量は多く吐出される液
滴８は量が多く直径も大となつている。
これに対し圧電素子５に対する電圧印加後短い
時間T2を経た後加熱素子７に対して電圧を印加
すれば第４図Ｂに示すようにメニスカス６の前進
距離は短く加熱素子７よりも前方に位置する液体
２の量は少ない。
従つて吐出される液滴８の量も少なく直径も小
さい。
このように圧電素子に加える電圧を一定にして
おき、加熱素子に対する電圧印加までの時間を変
化させればドツト径を変化させることができ、画
像の濃淡をアナログ変調させることができる。
本発明においてはこのような液滴制御法を時間
制御法と呼ぶことにする。
ところで、圧電素子５は液流路１に対して１対
１に配置されている必要はなく、第５図に示すよ
うに記録ヘツドの共通の液流路に対し１個又は数
個の圧電素子を設けるだけで良い。
尚、このような方法を採用すれば比較的大きな
オリフイス径でも小さな液滴径の液滴を吐出する
ことが可能となり、小直径のオリフイスを用いる
場合と比較してオリフイスあるいは液流路の目詰
りを防止することができる。
このように目詰り防止の目的で液滴径に比較し
て直径の大きなオリフイスを備えたヘツドを使用
することができ、インク不吐出回復機構として複
雑な機構を用いる必要がない。
また温度変化や湿度の変化等によりインクの物
性が変化しメニスカスの位置が変化するような場
合においても本発明方法を採用すれば加熱素子に
対する電圧印加時間を制御することにより液滴径
の変化を補償することができる。
第２実施例 前述した実施例にあつては圧電素子に印加する
電圧を一定にしておき、加熱素子に電圧を印加す
る時間を変化させて液滴の直径をコントロールす
る方法を採用したが、これとは逆に加熱素子に加
える電圧は圧電素子に電圧を加えたのち一定時間
後に設定しておき、圧電素子に加える電圧値を変
化させる方法も採用できる。
このような方法を本発明においては電圧制御法
と呼ぶことにし、これを第６図Ａ〜Ｃに示す。
すなわち、本実施例にあつては第６図Ａに示す
ように圧電素子に印加する電圧値を変化させてい
る。
圧電素子５に加える電圧が小さい場合には第６
図Ｂに示すようにメニスカスの後退は小さく、電
圧値が大きい場合にはメニスカスの後退は大き
い。
したがつて、圧電素子に対する電圧印加後にお
いては第６図Ｂに示すように印加電圧が小さい場
合にはメニスカスの回復、前進は早く、印加電圧
が大きい場合にはメニスカスの回復、前進は相対
的に遅くなる。
換言すれば、圧電素子に印加する電圧が小さい
場合には加熱素子７より前に存在する液体２の量
は多く、電圧値が大きい場合には液体２の量は少
ない。
したがつて、圧電素子５に対する電圧印加後に
おける加熱素子７に電圧を印加するまでの時間Ｔ
を一定としておけば圧電素子５に加える電圧が小
さければ液体の吐出量は多く、液滴径は大きい。
また逆に圧電素子５に印加する電圧が大きけれ
ば吐出される液体の量は少なく、液滴径は小さ
い。
このように圧電素子に加える電圧値を変化させ
この電圧印加後における加熱素子に対する電圧を
印加するまでの時間を一定にすることにより、オ
リフイスから吐出される液体の直径を変化させる
ことができる。
このような方法を採用しても前述した実施例と
同様の効果が得られる。
第３実施例 ところで、上述した各実施例にあつてはメニス
カスの制御用に圧電素子を用いたが、液滴径は加
熱素子より前方に位置する液体の量によつて決ま
ることを考えれば、必ずしも圧電素子を必要とし
ない。このような方法を第３の実施例として第７
図Ａ，Ｂに示す。
すなわち、本実施例にあつては加熱素子のみに
よりメニスカスの制御と液滴径の制御を行うこと
ができる。
具体的に言えば、第７図Ａに示すように加熱素
子７に対し、記録時にまず液体の吐出が行われな
い程度の電圧を印加すると、メニスカスは第７図
Ｂに示すように前進をはじめ、電圧印加が終われ
ばメニスカスは後退し始める。
したがつて、液体が吐出にいたらない程度に電
圧を印加したのち比較的長いT1時間後に液体を
吐出できる電圧を加熱素子７に対して印加すれば
メニスカスは大きく後退しているため、加熱素子
より前方に位置する液体の量は少なく、吐出され
る液滴径は小さくなる。
一方、加熱素子７に対し液滴を吐出しない程度
の電圧を印加したのち比較的短いT2時間後に液
体を吐出できる電圧を印加すれば、メニスカスの
後退は少なく、加熱素子７より前方に存在する液
体の量は多く、液滴径は大きくなる。
このように圧電素子を用いなくとも加熱素子の
みで吐出される液滴径をコントロールすることが
できる。
そのような方法を用いても前述した実施例と同
様な効果が得られる他圧電素子という余分な部品
を不要とし構造を簡略化し制御を容易にすること
ができる。
効 果 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば液流路内に設けられた加熱素子より前方に存在
する液体の量をコントロールし、液体の量が目的
とする液滴径を得られる量にある場合に加熱素子
に対する電圧の印加を行い、吐出される液滴径を
制御する方法を採用しているため、ドツト径の変
化により濃度を表現するアナログ変調が可能とな
り、わずかなドツト密度で高品質のハーフトーン
を含む画質が得られ、信頼性も向上でき、大幅な
コストダウンを実現できる。
特に本発明にれば、液流路のオリフイス近傍に
設けられた加熱素子よりオリフイス側に存在する
液体の量を制御して、メニスカスの後退量を制御
し、加熱素子に通電することにより階調記録を行
うので、一層安定なインクの吐出状態を得ること
ができ、故に一層安定な階調記録特性を得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は加熱素子に対する加熱電圧と液滴径と
の関係を示す線図、第２図は本発明に適用される
液体噴射部の説明図、第３図〜第５図は本発明の
一実施例を説明するもので、第３図Ａは圧電素子
駆動パルスを示す線図、第３図Ｂは圧電素子に加
えられるパルス電圧によつて制御されるメニスカ
ス位置を示す線図、第３図Ｃは加熱素子に印加さ
れる駆動パルスを示す線図、第４図Ａは大直径の
液滴を噴射する状態を示す線図、第４図Ｂは小直
径の液滴を噴射する状態を示す説明図、第５図は
ヘツド部を示す斜視図、第６図は本発明の他の実
施例を説明するもので、第６図Ａは圧電素子駆動
パルスを示す線図、第６図Ｂは圧電素子によつて
制御されるメニスカスの位置を示す線図、第６図
Ｃは加熱電圧の駆動パルスを示す線図、第７図は
本発明のさらに他の実施例を説明するもので、第
７図Ａは圧電素子の駆動パルスを示す線図、第７
図Ｂは圧電素子によつて駆動されるメニスカスの
位置を示す線図である。 １…液流路、２…液体、３…オリフイス、４…
開口部、５…圧電素子、６…メニスカス、７…加
熱素子、８…液滴。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 液流路のオリフイス近傍に設けられた加熱素
    子よりオリフイス側に存在する液体の量を制御
    し、加熱素子に通電して液体に熱による状態変化
    を生起させることにより、噴射する液滴径を変化
    させることを特徴とする液体噴射記録方法。 ２ 加熱素子よりオリフイス側に存在する液体の
    量の制御は、液流路に設けられた圧電素子によつ
    て行うことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
    記載の液体噴射記録方法。 ３ 加熱電極に対する通電は、圧電素子に駆動パ
    ルスを印加した後、液滴径に応じて所定時間ずら
    して行うことを特徴とする特許請求の範囲第２項
    に記載の液体噴射記録方法。 ４ 圧電素子に印加する駆動パルスの電圧値は液
    滴に応じて変化させ、加熱素子に対する通電は圧
    電素子駆動後、あらかじめ定められた一定時間が
    経過した後行うことを特徴とする特許請求の範囲
    第２項に記載の液体噴射記録方法。 ５ 圧電素子よりオリフイス側に存在する液体の
    量の制御は、加熱素子に液体を噴射しない程度の
    電圧を印加して行うことを特徴とする特許請求の
    範囲第１項に記載の液体噴射記録方法。
JP13587283A 1983-07-27 1983-07-27 液体噴射記録方法 Granted JPS6027548A (ja)

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JPS6027548A JPS6027548A (ja) 1985-02-12
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ATE157047T1 (de) * 1991-06-07 1997-09-15 Canon Kk Farbstrahlaufzeichnungsverfahren und vorrichtung

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