JPH05116286A - インク吐出装置 - Google Patents

インク吐出装置

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Publication number
JPH05116286A
JPH05116286A JP27921391A JP27921391A JPH05116286A JP H05116286 A JPH05116286 A JP H05116286A JP 27921391 A JP27921391 A JP 27921391A JP 27921391 A JP27921391 A JP 27921391A JP H05116286 A JPH05116286 A JP H05116286A
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JP
Japan
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ink
current
voltage
electrodes
signal
Prior art date
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Pending
Application number
JP27921391A
Other languages
English (en)
Inventor
Hajime Shiraishi
肇 白石
Koei Matsuda
光栄 松田
Tomoyuki Noguchi
智之 野口
Masaharu Oyama
正治 大山
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導電性インクに通電してバブルを発生させる
インク吐出装置において、電極損耗をなくすと共に、沸
騰開始を検出し、印字パターンの変化や、温度環境,電
極経時変化においても最適な通電時間を保証し、長期間
安定な印字特性を確保する。 【構成】 電流ドライバ11により電極6,7間に交流
電圧が印加される。導電性インク1には、この電圧によ
り交流電流が流れ、通電時間決定回路12により、その
変化を検出する。交流電流値の最大値から所定の減少値
を検出したとき、通電時間決定回路12は電流ドライバ
11のスイッチング素子S1,S2,S3,S4の動作
を停止し、交流電圧印加を停止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、情報機器の端末装置な
どに用いるインクジェットプリンタのインク吐出装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、インク吐出装置を用いたインクジ
ェットプリンタは、印字の際の静粛性などの特長を有す
ることからオフィス用コンピュータの出力用プリンタと
して広く利用されるようになってきた。従来、例えばU
SP3179042に示されている公知例として、導電
性インクに通電することにより、インク自身をジュール
熱で気化させて、その膨張圧力でインク滴を被印刷表面
に吐出する例がある。図5はその従来のインク吐出装置
の原理を示す模式図である。図5においてその構成要素
として21は導電性インク1で満たされたインク室、2
2は導電性インク1を収容するインクタンク、23,2
4は導電性インク1の液面以下に配置された一対の電
極、25は電源、26は電源のスイッチ、27は導電性
インク1を吐出するノズル、28は被印刷表面である。
一対の電極23,24に電圧を印加すると、導電性イン
ク1に電流が流れ、そのジュール熱で電極先端間のイン
クの一部が気化する。更にその気化されたインクの蒸気
はノズル27から被印刷表面28にインク滴29を吐出
させるのに十分な圧力で膨張する。スイッチ26により
選択的に電極23,24に電圧を印加するようにして、
被印刷表面28に所望の文字を形成するようにしてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の方式では、電極23,24に電圧を印加させる制御の
具体的方法が明示されていない。例えばインクを吐出さ
せるのに必要な期間や直流通電をするとしたら、数百回
〜数千回の通電繰り返しで、電気分解によって電極が損
耗し、電流が流れなくなることについて言及されていな
い。一般にインクジェットプリンタに必要な吐出回数は
数千万〜数億回である。また特開昭60−196356
には交流通電によって電極寿命を2倍に延ばすことが示
してあるが、これについても具体的な回路は示されてい
ないし、前述したように電極寿命を直流通電の2倍にし
たところで直流の場合と大差なく、電極寿命の課題を残
している。本発明は上記課題に留意し電気分解による電
極損耗を皆無にし、長期間安定な印字特性を得る安価な
構成のインク吐出装置を目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のインク吐出装置は、導電性インクに満たされ
たインク室に設けられた一対の電極に交流電圧を印加し
てこの一対の電極内のインクを発熱させ気泡を発生する
ことによりインクを吐出させるインク吐出装置におい
て、導電性インクに流れる一対の電極への通電交流電流
の変化を検出する検出手段を設け、この検出手段の出力
によりこの一対の電極への通電をオフする制御手段を備
えたものである。
【0005】
【作用】上記構成の本発明のインク吐出装置は、インク
の沸騰開始を検出手段により、その通電交流電流値の所
定の変化を検出することから正確に検出し、あらゆる印
字パターンの変化や、温度環境,電極経時変化において
も最適な通電時間を保証し、なおかつ電気分解による電
極損耗を皆無にし、長期間安定な印字特性を確保するも
のである。
【0006】
【実施例】図1は本発明の一実施例におけるインク吐出
装置の概略構成を示す模式図である。図1においてその
構成要素として1は導電性インク、2は導電性インク1
が満たされたインク室、3はインク室2に連通し毛細管
力によってインク室2に導電性インク1を供給するイン
ク流路、4は導電性インク1を貯蔵しインク流路3に連
通するインクタンク、5は導電性インク1をインク室2
から吐出するためのノズル孔、6,7はその一部がイン
ク室2内の導電性インク1と接している一対の電極、8
はその一部がノズル孔5,インク流路3を形成している
ノズル板、9は印字用紙である。また10は電源、11
は電極6,7に交流電圧を印加して交流電流を供給する
電圧印加手段を構成する電流ドライバ、12は電極6,
7に通電する交流電流の変化を検出する検出手段を有
し、その出力より通電時間を決め、電流ドライバ11に
所望のパルス信号を付与する制御手段を有する通電時間
決定回路、S1,S2,S3,S4は通電の方向をその
スイッチングタイミングで制御するスイッチング素子で
ある。
【0007】以上のように構成されたインク吐出装置に
ついてその構成要素の関連動作を説明する。インクタン
ク4に蓄えられている導電性インク1はインク流路3よ
り、インク室2へ毛細管力によって導かれ、ノズル孔5
の液面は非印字時は常に一定レベルに保たれるようにな
っている。今電極6と電極7に電位を発生させると、電
極間に導電性インク1を通して電流Iが流れる。電極
6,7間の導電性インク1の抵抗値をRとするとI2
のジュール熱が発生し、電極6,7近傍の導電性インク
1中に含まれる微少な気泡が沸騰核となり、その沸騰核
が急激に膨張する。しかるにその気泡の急激な膨張がノ
ズル孔5近傍の導電性インク1の吐出に十分な圧力を与
え、導電性インク1が印字用紙9に向かって吐出する。
電極6,電極7間の電位をゼロにすると、気泡は収縮
し、それにともない吐出した分の導電性インク1がイン
クタンク4より補給される。インク吐出時は電極6,7
間には電気分解の発生を抑えるために交流電圧を加え
る。その理由は電気分解により電極が損耗しないこと
と、電気分解の気泡がインク室にたまって吐出特性が不
安定になることを防ぐためである。
【0008】つぎにその交流電圧の印加方法について説
明する。まずスイッチング素子S1とS4は図2に示す
同じタイミング信号aでオンオフされる。またスイッチ
ング素子S2とS3も図2の同じタイミング信号bでオ
ンオフされ、電極6,7に通電する期間においてタイミ
ング信号aとタイミング信号bは逆の論理である。即ち
タイミング信号aの論理がハイレベル、タイミング信号
bの論理がローレベルの時スイッチング素子S1,S4
がオン、スイッチング素子S2,S3がオフとなり、電
流Iが電源10→スイッチング素子S1→電極6→導電
性インク1→電極7→スイッチング素子S4→グランド
Gの順に流れる。またタイミング信号aの論理がローレ
ベル、タイミング信号bの論理がハイレベルの時スイッ
チング素子S2,S3がオン、スイッチング素子S1,
S4がオフとなり、電流Iが電源10→スイッチング素
子S3→電極6→導電性インク1→電極7→スイッチン
グ素子S2→電流検出抵抗r→グランドGの順に流れ
る。このように通電タイミング信号a及びbの論理を数
メガヘルツで切り換えることにより電極6,7間に交流
電流を流すことができる。
【0009】通電時間決定回路12は電流検出抵抗rの
一端の電位を信号cとして得て、導電性インクの電流変
化を検出し、電極6,7への通電オフタイミングを決定
し、タイミング信号a及びb論理をローレベルに切り換
える。
【0010】図2は電極通電のタイミングを通電時間を
決めるENA信号、スイッチング素子の開閉を決めるタ
イミング信号a,b、および電流Iで示したタイミング
チャートである。通電時間決定回路12が通電開始、即
ちENA信号をハイにすると、タイミング信号a及びb
が交互にオンオフを繰り返す。ここで導電性インク1は
温度に対して一般に正の温度−抵抗値特性を持つので、
通電を開始すると電流Iは徐々に増加して行く。導電性
インク1が沸騰を開始すると気泡が電極6,7間で成長
し始めるので、電極6,7間の電流を気泡が遮断するよ
うな格好となり、電流Iが気泡の成長に合わせて徐々に
減少し始める。従ってインクの沸騰開始点を知るには電
流Iの最大値Imaxを検出すればよい。沸騰が開始す
ると電流は減少するがインク温度は更に上昇するので、
沸騰開始後ある時間経ったら通電を切るようにする。即
ち沸騰開始後の電流IoffとImaxを比較し、Im
ax−Ioffが一定値以上になればENA信号をロー
レベルにし、タイミング信号a及びbも同時にローレベ
ルにする。
【0011】図3は通電時間決定回路12の動作を示す
フローチャートである。通電開始する前にImax及び
Ioffをゼロにリセットし(ステップ31)、ENA
信号をオンにして通電を開始する(ステップ32)。I
n(Inは電流Iの離散的値でnは正の整数)が入力さ
れると、InとImaxが比較し(ステップ33)、I
nが大きければImaxの値をInの値で更新し保持し
(ステップ34)、次の入力を待つ。即ち電流が増加し
続ければImaxは連続して更新される。InがIma
xより小さい、即ち電流の減少を検出したらIoffを
更新し保持し(ステップ35)、Imax−Ioffと
予め決めたリファレンス値Xと比較し(ステップ3
6)、Xが大きければ次の入力を待つ。電流の減少があ
る時間続いて、Ioffが更新されImax−Ioff
がXより大きくなると沸騰が確実に開始され気泡が成長
しつつあることを検出したとしてENA信号をオフにす
る(ステップ37)。このアルゴリズムでは沸騰開始以
前にノイズ等で電流の減少を検出してもImax−Io
ffとXの比較判定を行うので誤動作がない。
【0012】図4は通電時間決定回路12の一実施例で
ある。その構成要素として13は電流検出抵抗rの一端
の電位を信号とする検出信号cを入力とする増幅器、1
4は増幅器13の出力信号dを入力とするA/D変換
器、15はA/D変換器14の出力信号eとImaxを
保持するラッチ回路16の出力信号hとを比較するコン
パレータ、17はIoffを保持するラッチ回路、18
はラッチ回路17の出力信号iとリファレンス値xを加
算する加算器、19は加算器18の出力信号jとラッチ
回路16の出力信号hを比較するコンパレータ、20は
コンパレータ19の出力のENA信号にてタイミング信
号a及びbを出力するパルス発生器である。
【0013】以上のように構成された通電時間決定回路
12についてその構成要素の関連動作を説明する。基本
的には図3のフローチャートに沿った動作を行う。電流
検出信号cは増幅器13によってA/D変換器14のダ
イナミックレンジに合わせて増幅される。信号c及びd
はタイミング信号aに同期しており、タイミング信号a
がハイの時ある電流の値を示すので、A/D変換器14
のCLK信号はタイミング信号aを多少遅延したタイミ
ング、例えばタイミング信号aを1/4周期遅延させた
タイミングとする。A/D変換器14の出力信号eとラ
ッチ回路16の出力信号hは常にコンパレータ15によ
って比較されており、信号eが大きければタイミング信
号bの立ち上がりタイミングでかつタイミング信号bの
半周期の期間信号hをハイにし、信号eをラッチ回路1
6へラッチし、信号eが小さければタイミング信号bの
立ち上がりタイミングでかつタイミング信号bの半周期
の期間信号fをハイにし、信号eをラッチ回路17へラ
ッチする。ラッチ回路17の出力信号iとリファレンス
値Xを加算した信号jは、常にコンパレータ19によっ
てラッチ回路16の出力信号hと比較され、信号fがハ
イの時(電流減少を検出した時)かつ、ラッチ回路16
の出力信号hが加算器18の出力信号jより大きい時
(Imax>Ioff+Xの時;Imax−Ioff>
X、即ち気泡成長が確実に検出された時)、ENA信号
をハイからローにする。パルス発生器20はENA信号
がハイの時図2で示されるようにタイミング信号a及び
bを交互にオンオフする。このようにタイミング信号
a,bにより交流電流が流れ、その電流値変化を検出す
ることにより確実にインク吐出が可能となる。
【0014】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
インク吐出装置は導電性インクの沸騰開始を電極への通
電電流の変化を検出する検出手段と、この検出手段の出
力により電極への通電をオフする制御手段を備えたこと
により、簡単な構成で沸騰開始を正確に検出し、あらゆ
る印字パターンの変化や、温度環境,電極経時変化にお
いても最適な通電時間を保証し、なおかつ電気分解によ
る電極損耗を皆無にし、長期間安定な印字特性を確保で
きるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例におけるインク吐出装置の構
成を示す模式図
【図2】同実施例のインク吐出装置の動作を示すタイミ
ングチャート
【図3】同実施例のインク吐出装置の動作を示すフロー
チャート
【図4】同実施例のインク吐出装置の通電時間決定回路
の構成を示すブロック図
【図5】従来のインク吐出装置の構成を示す模式図
【符号の説明】
1 導電性インク 2 インク室 5 ノズル孔 6,7 電極 11 電流ドライバ 12 通電時間決定回路 S1,S2,S3,S4 スイッチング素子
フロントページの続き (72)発明者 大山 正治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導電性インクが満たされたインク室と、前
    記インク室内に設けられた一対の電極と、前記一対の電
    極に前記導電性インクを吐出させるための交流電圧を印
    加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段によって印加
    された交流電圧により流れる交流電流値の変化を検出す
    る検出手段と、前記検出手段の出力により前記電圧印加
    手段による交流電圧印加を停止する制御手段とを具備
    し、前記検出手段が前記交流電流の所定の減少値を検出
    したときに、前記制御手段が前記電圧印加手段による交
    流電圧印加を停止制御するようにしたインク吐出装置。
  2. 【請求項2】検出手段が、交流電流の最大値を検出する
    最大値検出手段と、前記最大値検出手段により検出され
    た前記最大値からの前記交流電流の所定の減少値を判定
    する判定手段とを有する請求項1記載のインク吐出装
    置。
JP27921391A 1991-10-25 1991-10-25 インク吐出装置 Pending JPH05116286A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9220694B2 (en) 2006-07-28 2015-12-29 Santen Sas Emulsion compositions containing cetalkonium chloride

Cited By (4)

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US9956289B2 (en) 2006-07-28 2018-05-01 Santen Sas Emulsion compositions containing quaternary ammonium compounds
US10842873B2 (en) 2006-07-28 2020-11-24 Santen Sas Methods for preparing oil-in-water emulsions comprising cetalkonium chloride
US11612658B2 (en) 2006-07-28 2023-03-28 Santen Sas Oil-in-water emulsions comprising cetalkonium chloride and methods of making and using the same

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