JPH0885203A

JPH0885203A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JPH0885203A
Application number: JP6244874A
Authority: JP
Inventors: Takehiko Ueda; 武彦上田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-09-14
Filing date: 1994-09-14
Publication date: 1996-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】固体状インク粉末を加熱溶融した液状インク
内部に気泡が残存することがないインクジェットプリン
タを得る。【構成】固体状インク粉末を加熱溶融する加熱部と、
加熱部によって加熱溶融された液状インクを貯留するイ
ンクセルと、液状インクを外部に噴射するためにインク
セルに設けられた微細噴射孔とを備えたインクジェット
プリンタにおいて、前記液状インクに超音波を印加する
超音波発生手段を備えたインクプリンタ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばインクジェット
プリンタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】コンピュータ情報や、ビデオ画像などを
ハードコピー（肉眼で読めて恒久的に記録された画像）
するプリンタは、画像情報の質向上とアクセスのよさが
進行するに従って、一般ニーズ、特にカラープリンタに
対するニーズが高まってきている。

【０００３】また、印画媒体上に印画する方式（プリン
ト方式）は種々様々あり、現在の主なカラープリント方
式としては、露光により作成した電荷潛像をトナーによ
り現像する電子写真法や、インクを微細孔から噴出させ
るインクジェット方式、加熱によりシート状インクを転
写する熱転写方式、同じく加熱によりシート状インクを
昇華させて印画する熱昇華方式、銀塩写真に直接光で描
画するフィルムプリンタ方式などがある。

【０００４】このようなプリント方式のなかで、インク
ジェット方式には、オンデマンド型とコンティニュアス
型と呼ばれるものがある。オンデマンド型とは、信号が
入力された時のみインクを噴出する方式であり、コンテ
ィニュアス型とは、常にインク霧を発生させておき、偏
向電極によりインク霧の飛散方向を制御する方式であ
る。オンデマンド型は、その機構の簡便さから比較的安
価なプリンタとして提供され、広く普及しており、３色
もしくは４色のプリンタヘッドでカラー化を実現してい
るものも多い。

【０００５】インク噴出の方法として、現在、普及して
いるものとしては、加熱により気化した気泡の膨張力を
利用するサーマル方式と、圧電体でインクのセルを圧縮
するピエゾ方式がある。これらのプリント方式は、いず
れも圧力を利用してインクを噴出させることを特徴と
し、安価でメンテナンスが容易であるという利点を有し
ているが、画像のにじみなどの画質上の問題や、電子写
真などとくらべ印画速度が遅いということが指摘されて
いる。

【０００６】そこで、最近では、インクが液体でなく、
常温で固体状であり、加熱をすることにより液体化して
噴出させ、印画媒体上で冷却固化させる相変化型のイン
クジェット方式が提案されている。この方式は、インク
物性を長期間一定に保てる、噴出口でのインクづまりが
少ない、インクの粘度（粘性）制御が容易であるという
利点も有しており、一部商品化されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のインクジェットプリンタにおいては、固体状インク
粉末を加熱溶融して液状インクとした際に、該液状イン
ク内部に気泡が発生し易いという問題点が生じていた。

【０００８】即ち、この気泡を含む液状インクを印画媒
体上に噴射して、印字・画像形成を行なうと、インク滴
（噴射孔から噴射された液状インク）が、その内部の気
泡によって弾けて印字面を汚し、印字品質を低下させる
という、所謂サテライト現象が生じたり、また、最悪の
場合には、気泡内部のガスのみが噴射され、液状インク
を噴射することができず（所謂、空打ち）、印字できな
いという場合が生じていた。

【０００９】これらの問題を解決する方法として、固体
状インク粉末を長時間加熱することによって液状インク
内部に気泡が発生・残存しないようにすることが考えら
る。即ち、加熱温度を低くして、固体状インク粉末をゆ
っくり（長時間）加熱することにより徐々に液体化さ
せ、気泡が発生しないようにしたり、固体状インク粉末
を加熱して液状インクにした後、更にこの液状インクを
長時間加熱することにより液状インク内部に発生した気
泡内の圧力を増加させ、液状インクの粘性力よりも強大
な（粘性力に打ち勝つ）浮力を生じさせ、気泡を上昇さ
せて自然消失させる方法などである。

【００１０】しかし、このように加熱時間を長くする
と、電力損失量が大きくなったり、インク自身が変性を
受けてしまい、例えば酸化して色が脱色したように変色
したりするなどの問題点が残ってしまう。

【００１１】また、液状インク内部に気泡が発生・残存
しないようにする別の方法としては、固体状インク粉末
を加熱部で加熱熔融した後、比較的長いパイプなどを介
して（液状インクの流路長を長くして）インク噴出部
（インクセル）まで送り込むという方式も考えられる
が、加熱部のみならず、途中で固化しないように前記パ
イプも含め、広範囲に渡って加熱していなければならな
いため、高電力が必要になるという問題点のほかに、装
置自身の構造が複雑になったり、大型化してしまうとい
う問題点もあった。

【００１２】本発明は、上記課題を鑑みて成されたもの
であり、固体状インク粉末を加熱溶融した液状インク内
部に気泡が残存することがないインクジェットプリンタ
を得ることを目的とする。

【００１３】また、本発明の別の目的は、固体状インク
粉末を溶融するために加熱部に供給される電力の無駄を
なくして省電力化を図ることができるインクジェットプ
リンタを得ることである。

【００１４】また、本発明の別の目的は、小型化を図る
ことができるインクジェットプリンタを得ることであ
る。

【００１５】また、本発明の別の目的は、所謂サテライ
ト現象の発生や、空打ちを抑制することができるインク
ジェットプリンタを得ることである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
係るインクジェットプリンタは、上記目的を達成するた
めに、固体状インク粉末を加熱溶融する加熱部と、加熱
部によって加熱溶融された液状インクを貯留するインク
セルと、液状インクを外部に噴射するためにインクセル
に設けられた微細噴射孔とを備えたインクジェットプリ
ンタにおいて、前記液状インクに超音波を印加する超音
波発生手段を備えたことを特徴とするものである。

【００１７】

【作用】請求項１に記載の発明によるインクジェットプ
リンタは、加熱部と、インクセルと、微細噴射孔と、超
音波発生手段とから主に構成されている。ここで、加熱
部は、固体状インク粉末を加熱溶融する。インクセル
は、加熱部によって加熱溶融された液状インクを貯留す
る。微細噴射孔は、インクセルに設けられ、液状インク
を外部に噴射する。超音波発生手段は、前記液状インク
に超音波を印加する。

【００１８】つまり、固体状インク粉末を加熱溶融し
て、液状インクとした場合、液状インク内部に気泡が生
じる。ここで、超音波発生手段から前記液状インクに超
音波による振動を与えると、液状インク内部の気泡は、
前記超音波発生手段からの超音波振動によって気泡同志
が集合する確率が高くなり、この結果、ある気泡は集合
することにより互いに衝突して消失し、又ある気泡は集
合することにより成長して、液状インクの粘性力に打ち
勝つだけの浮力が生じるため、液状インク内部から液状
インク表面に現われる。

【００１９】従って、液状インク内部に気泡を残存する
ことがなくなり、微細噴射孔近傍で、気泡が弾けること
によって生じる、所謂サテライト現象や、気泡内部のガ
スのみが噴射される、所謂空打ちを抑制することが可能
となる。

【００２０】更に、固体状インク粉末を長時間加熱した
り、気泡が発生しないように液状インクの流路長を長く
することがないため、電力損失量が大きくならず省電力
化を図ることが可能となるとともに、装置の小型化を図
ることが可能となる。

【００２１】

【実施例】図１は、本発明の一実施例に係るインクジェ
ットプリンタの概略構成断面図である。図１に示すよう
に、本実施例に係るインクジェットプリンタは、インク
セル１と、加熱セル２と、加熱ヒータ（加熱部）２ａ
と、噴射孔（微細噴射孔）３と、超音波振動子（超音波
発生手段）４とから主に構成されている。

【００２２】インクセル１は、金属ステンレス板１ａに
よって形成され、耐熱樹脂製のスペーサ１ｂを介して加
熱セル２と接続されており、液状インク供給流路１ｃを
介して加熱セル２から供給される液状インクを内部に満
たしている。また、このインクセル１の前面側には噴射
孔３がエッチングにより設けられている。

【００２３】尚、インクセル１の底面には、ダイヤフラ
ム５ａと、圧電素子５ｂと、駆動制御回路５ｃとから構
成されるインク噴射駆動機構５が備えられており、駆動
制御回路５ｃから圧電素子５ｂに電圧が印加されると、
ダイヤフラム５ａがインクセル１内へ撓み、該インクセ
ル１内を加圧するようになっている。この結果、インク
セル１内満たされた液状インクが噴射孔３から外部へ噴
射されるようになっている。

【００２４】加熱セル２は、熱伝導率の良いアルミ合金
２ｂによって形成され、一方において、前記インク供給
流路１ｃに連通する孔を有し、他方において、固体状イ
ンク粉末を内部に供給するための固体インク粉末供給路
２ｃを備えている。

【００２５】また、加熱セル２は、底面に固体状インク
粉末を加熱溶融する加熱ヒータ２ａを備え、側面には液
状インクに超音波振動を印加する超音波振動子４を備え
ている。また、内部には液状インクの溶融量によって固
体状インク粉末の供給量を制御するインクセンサ６と、
インクセル１内に、例えば完全に溶融していない固体状
インク粉末が入り込まないようにするフィルタ７を前記
液状インク供給流路１ｃのインク流入側に備えている。

【００２６】上記のように構成された本実施例に係るイ
ンクジェットプリンタにおいては、固体インク粉末供給
路２ｃから固体状インク粉末が加熱セル２内に供給され
ると、加熱ヒータ２ａによって固体状インク粉末が加熱
溶融され、液状インクにされる。

【００２７】このとき、液状インク内部には気泡が発生
し、所謂サテライト現象や、空打ちの原因となってい
た。本実施例では、液状インク供給流路１ｃのインク流
入側にフィルタ７が配設されているため、所謂サテライ
ト現象や、空打ちが生じることはほとんどないが、発生
した気泡がフィルタ７の前面に停滞した場合には、イン
クセル１内にインクを供給する速度が遅くなり、インク
の噴出を高速化する（噴出パルス又は噴出の駆動周波数
を高くする）ことができないという問題が生じる。

【００２８】そこで、超音波振動子４から液状インクに
超音波振動を印加すると、気泡同志が集合する確率が高
くなり、この結果、ある気泡は集合することにより互い
に衝突して消失し、又ある気泡は集合することにより成
長して、液状インクの粘性力に打ち勝つだけの浮力が生
じるため、液状インク内部から液状インク表面に現わ
れ、液状インク内部に気泡が残存することがなくなり、
インクセル１内にインクを供給する速度が遅くなること
が防止される。

【００２９】従って、液状インクを所定の速度でインク
セル１内に供給することができ、インク噴射駆動機構５
の駆動によって、液状インクが噴射孔３から外部へ噴射
され、印画媒体上に印画形成することができる。

【００３０】尚、本実施例において、固体状インク粉末
を加熱する温度は約１００℃とした。また、溶融した液
状インクの粘性は、約２０cps 程度であり、超音波振動
子４から印加される超音波振動数は約４０kHz とした。

【００３１】

【発明の効果】本発明は以上説明したとおり、超音波発
生手段を設けたため、液状インク内部に気泡を残存する
ことがなくなり、微細噴射孔近傍で、気泡が弾けること
によって生じる、所謂サテライト現象や、気泡内部のガ
スのみが噴射される、所謂空打ちを抑制することができ
るという効果がある。

【００３２】また、本発明では、固体状インク粉末を長
時間加熱したり、気泡が発生しないように液状インクの
流路長を長くすることがないため、電力損失量が大きく
ならず省電力化を図ることができるとともに、装置の小
型化を図ることができるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るインクジェットプリン
タの概略構成断面図である。

【符号の説明】

１：インクセル２：加熱セル２ａ：加熱ヒータ（加熱部）３：噴射孔（微細噴射孔）４：超音波振動子（超音波発生手段）５：インク噴射駆動機構６：インクセンサ７：フィルタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】固体状インク粉末を加熱溶融する加熱部
と、加熱部によって加熱溶融された液状インクを貯留するイ
ンクセルと、液状インクを外部に噴射するためにインクセルに設けら
れた微細噴射孔とを備えたインクジェットプリンタにお
いて、前記液状インクに超音波を印加する超音波発生手段を備
えたことを特徴とするインクジェットプリンタ。