JPH09156121A - インクジェット記録方法および装置 - Google Patents

インクジェット記録方法および装置

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JPH09156121A
JPH09156121A JP32134495A JP32134495A JPH09156121A JP H09156121 A JPH09156121 A JP H09156121A JP 32134495 A JP32134495 A JP 32134495A JP 32134495 A JP32134495 A JP 32134495A JP H09156121 A JPH09156121 A JP H09156121A
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JP
Japan
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ink
viscosity
supply tank
ink supply
recording head
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Pending
Application number
JP32134495A
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English (en)
Inventor
Arata Takagi
新 高木
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Toyo Ink Mfg Co Ltd
Original Assignee
Toyo Ink Mfg 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】 【課題】種々の粘度特性を持つインクジェット用インク
に容易に対応し、常に安定なインク粘度を保持し、しか
も低粘度になったインクがノズルから漏洩することもな
く、高画質の出力画像を高速で安定的に供給することで
ある。 【解決手段】 インク供給タンクを二つのタンクに分離
し、その一つは記録ヘッドと一体化させ、記録ヘッドと
同一の温度で一定の粘度に制御し、他の部分をその上部
に設置し下部のタンク内のインク粘度より高粘度に保
ち、記録ヘッド部に存在する低粘度化したインクに過剰
な圧力がかからないようにする。さらに、各インク供給
タンク内のインクの粘度はそれぞれ独立に振動型粘度測
定器で測定し電気信号として取り出し、それぞれの粘度
値をあらわす二つの電気信号によって、それぞれのイン
ク供給タンク内のインク温度を別々に制御することで精
度良く温度制御をおこない、吐出ノズルからの不用意な
インクの漏洩をなくす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術利用分野】本発明は、簡便な構成に
よって常に安定な液滴を形成し、高画質なインクジェッ
ト方式による画像形成記録物を確保することに関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真法を用いたレーザープリンター
をはじめとするノンインパクト記録方式のなかでも、高
速記録が可能であり普通紙に何等かの処理をせずとも印
字が可能であり、更に、コンパクト化、低コスト化が可
能であるインクジェット方式の記録方法は、最近特に注
目されてきており、これまでも多くの研究がなされ種々
の方式のインクジュット記録装置が開発、商品化されて
いる。また、現在も実用化への努力が続けられているも
のもある。
【0003】このインクジェット記録方式は、記録媒体
であるインクの小滴を飛翔させ、記録部材に付着させて
記録を行うものであって、このインク小滴の発生方法及
び発生させた小滴の飛翔方向を制御するための方法によ
って幾つかの方式に大別される。大きくは情報信号の有
無にかかわらずインク液滴を連続発生させ、この連続発
生させたインク液滴を印字情報信号に応じて選択的に利
用するコンティニュアス型と称する方法と情報信号に応
じてインク液滴を吐出、飛翔させるオンデマンド型と称
する方法に別けられる。
【0004】上記コンティニュアス型には、インク吐出
ノズルを噴射方向に超音波振動させ、一定圧で加圧され
たインクを連続噴射、粒子化させる。そのインク滴は荷
電電極内を通過して帯電され、そのあとにある偏向電極
内で偏向させられる。そのとき、その液滴の情報信号電
圧に対する帯電量に従って記録紙にインクが付着し、そ
の他のインク滴は回収されるという方式の荷電制御方
式、インクを高圧で噴霧状にして制御電極の電圧の大小
によってインクスプレーの収束度を変えて開口部を設け
ることで濃度階調をつくる発散制御方式、超音波振動素
子によってインクのミストを発生させ、空気流で紙送り
と同方向にほぼ同速度で送りだし、コロナ放電によるイ
オン流をインクミスト層を通過させて記録紙上へ送る。
その際、インクミストをイオンに付着させ記録紙上にイ
ンクを運ぶ、インクミスト方式等がある。
【0005】一方のオンデマンド型にはインクを吐出さ
せるオリフィスを持つ記録ヘッドにピエゾ振動素子を付
設して電気的な記録信号を印加し、この電気信号をピエ
ゾ振動素子の機械的振動に変換し、この振動によってイ
ンクをオリフィスから小滴にして、吐出、飛翔させて記
録部材に付着させる圧力制御方式、インクを吐出させる
オリフィスを持つ記録ヘッドのインク流路中に発熱抵抗
素子を付設して、電気的な記録信号に応じて素子を瞬間
的に高温に発熱させ、その時の膜沸騰現象を利用してイ
ンクに気泡を発生させ、その圧力でインクをオリフィス
から吐出、飛翔させ記録紙にインクを付着させる熱制御
方式等がある。
【0006】上述の各種インクジェット方式にはそれぞ
れ特徴があり、長所、短所を持合わせているが、インク
ジェット方式の記録方式で、基本的に要求される特性と
してはインクが粒子となって吐出、飛翔し、そのインク
粒子が狙い通りの大きさ、時間、及び位置に画像を形成
させることである。従って、インクジェット方式の画像
形成方法においては、記録媒体であるインクの物性が常
に一定であり、かつインク滴を形成し易い特性であるこ
とが重要になってくる。
【0007】しかしながら、最近インクジェット方式を
用いた画像形成方法の用途は急速に拡大しており、それ
に伴って記録部材の種類も多種多様になってきている。
従って、要求されるインク特性もインクジェット方式に
最適なインク性能に加え、記録部材に対する密着性、耐
候性等の諸物性も合わせて要求される様になってきてい
る。場合によってはそれらの特性の方が優先されること
もあり、種々の物性値を持つインクを常に一定のインク
滴を生成、吐出、飛翔させる様なインクジェット用の特
性値に合わせることが要求されている。特に高粘度でタ
ックを持つインクをインクジェット方式を用いた画像形
成方法で使用し安定に画像を出力することは非常に困難
であった。
【0008】上記問題点について、特開昭63−172
657号公報等で固体インク、あるいは高粘度インクを
加熱して低粘度にし、インクジェット方式でインクを吐
出する方法が提案されているが、この方法では記録ヘッ
ドを加熱するだけであるために、記録ヘッド内にある一
定量のインクが吐出してしまうと、記録ヘッドへの低粘
度化されたインクの供給が間に合わない欠点があった。
さらに、温度の値だけで制御しているために、種々の記
録部材に対応するためにいくつかの粘度特性を持つイン
クを使用した場合には、その都度、インクの温度・粘度
特性を測定してからでないと対応できないのが現状であ
った。
【0009】また、インク供給タンク部と記録ヘッド部
を一体化して全体を温度制御するといった方法も提示さ
れている。この方法では比較的長時間高速でインクを記
録ヘッドから吐出することができるが、加熱により高粘
度インクの粘度値が低下し、インク供給タンク内のイン
ク面が吐出ノズルより高い位置になり、しかも全部のイ
ンク粘度が低粘度になっているためにインク自体の自重
で低粘度になったインクがノズルから漏洩するという問
題があった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】各種用途に応用展開さ
れている従来のインクジェット方式の画像形成方法にお
いて、従来記録ヘッドからの安定した吐出が難しく、高
品質な画像を高速に安定して、かつ長時間連続で出力す
ることが困難であった各種用途向けの500〜40,0
00CPSの範囲の粘度特性を有する高粘度インクを、
常に一定のインク粘度を保持し吐出ノズルからのインク
の漏洩もなく安定に吐出し、高画質の出力画像を長時間
高速で安定的に供給することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】インク供給タンクを上下
二つのタンクに分離し、下部のインク供給タンクは記録
ヘッドと一体化させ、記録ヘッドと同一の温度で、粘度
が500〜40,000CPSの範囲にあるインクを加
熱することにより記録ヘッドからインクを吐出させるの
に適正な0.1〜10CPSの範囲内の一定の粘度に制
御する。上部インク供給タンク内のインク粘度は該下部
インク供給タンク内のインク粘度より高くして、低粘度
化された該下部インク供給タンク内のインクへ過剰の圧
力がかからないようにすることで、吐出ノズルからの不
用意なインクの漏洩をなくす。各インク供給タンク内の
インクの粘度はそれぞれ独立に振動型粘度測定器で測定
し電気信号として取り出し、それぞれの粘度値をあらわ
す二つの電気信号によって、それぞれのインク供給タン
ク内のインク温度を別々に制御し、常に一定の粘度特性
を持つインクを下部インク供給タンクから記録ヘッドに
供給する。上部インク供給タンクのインクは下部インク
供給タンク内のインクに過剰の圧力がかからないような
適切な粘度に常に保もたれ、吐出ノズルからのインクの
不用意な漏洩がなく、また、下部インク供給タンク内か
ら吐出された不足したインクを適度に補給し、高品位な
画像を安定に、かつ長時間高速で形成できるインクジェ
ット記録方式を提供するものである。
【0012】
【発明の実施形態】以下本発明を図面によって、さらに
詳細に説明する。図1において、記録ヘッド1とそれに
直接隣接して一体構造化し、従来のインクジェット方式
の画像形成方法では、記録ヘッドからの安定した吐出が
難しく、高品質な画像を高速に安定して、かつ長時間連
続で出力することが困難であった500〜40,000
CPSの粘度範囲にある高粘度インクを温度制御によっ
てインク滴生成に適正である0.1〜10CPSの範囲
のインク粘度まで低粘度化させた高粘度インク2が満た
されている第1インク供給タンク3がある。さらに、第
1インク供給タンク3の上部に、第1インク供給タンク
3にインクを補給するための高粘度インク2を一定量満
たしてある第2インク供給タンク4がある、さらに記録
ヘッド1と第1インク供給タンク3の一体構造全体を温
度制御している第1加熱ヒータ5、さらに、第2インク
供給タンク4を温度制御している第2加熱ヒータ6の構
成のなかで、振動型小型粘度測定器の第1センサー7を
第1インク供給タンク3に、同様に第2センサ8を第2
インク供給タンク4にそれぞれ設置し、第1インク供給
タンク3、第2インク供給タンク4それぞれのインク粘
度を別々に測定する。
【0013】電気信号として取り込まれた二つの粘度値
は、図2のごとく電気回路を経てそれぞれ別々の加熱ヒ
ーター5、6を制御し、常に第1インク供給タンク3、
第2インク供給タンク4それぞれに満たされているイン
クの温度を制御し、第1インク供給タンク3内のインク
はインク滴生成に適正な0.1〜10CPSの範囲内の
一定のインク粘度まで高粘度インク2の粘度を低下させ
る。その後、適性粘度となったインキは記録ヘッドのノ
ズル9からインク滴として吐出、飛翔して記録部材へ画
像を形成する。さらに第2インク供給タンク4内のイン
クは第1インク供給タンク3内のインクに過剰の圧力が
かからないような適切な粘度を保ち、徐々に第1インク
供給タンクにインクを補給することで、吐出ノズル9か
らのインクの不用意な漏洩を防止し、長時間安定にイン
ク滴が記録ヘッドより吐出することができる。使用可能
なインクの粘度範囲は前述の如くであるが、インク粘度
が1,000〜20,000CPSの粘度範囲にあるイ
ンクを使用した場合には、より容易に精度よく粘度制御
することが可能である。
【0014】粘度値によってインク温度を制御する際の
電気回路は、図2に示すごとくであり、振動型小型粘度
測定器のセンサー7、8から出力されるアナログ電気信
号をA/D変換器10でデジタル信号に変換し、CPU
11を経由して電圧制御回路12に取り込む。これによ
り加熱ヒータ5、6を独立に制御することで、CPU1
1に与えたそれぞれの設定粘度値をリアルタイムコント
ロールすることができ、極めて精度よくPID制御をお
こなうことができる。
【0015】本発明において使用できるインクジェット
方式はインク滴を連続噴射し、粒子化するコンティニュ
アス型の場合には荷電制御型、発散制御型等に適応可能
であるが、特には荷電制御型方式に適している。また、
オンデマンド型においてはピエゾ振動素子の機械的振動
により、オリフィスからインク滴を吐出する圧力制御方
式、発熱抵抗素子を使用した熱制御方式等に対応は可能
であるが、特には圧力制御方式のインクジュット記録方
式に適している。
【0016】さらに、本発明において使用したインク粘
度測定器は、測定方式を特定するものではないが、一体
化された記録ヘッドおよびインク供給タンクに装着し、
常時粘度を電気信号として取出すのには、小型であり常
時電気信号を取出すことのできる振動型粘度測定器が特
に適している。振動型粘度測定器はセンサー部が小型で
あり、本発明の装置に設置が可能なものであれば特に機
種を限定するものではない。
【0017】
【実施例】以下本発明の実施例を図面によって、さらに
詳細に説明する。 実施例1 図1において、記録ヘッド1とそれに直接隣接して一体
構造化し、温度制御によって低粘度化した高粘度インク
2が満たされている第1インク供給タンク3がある。さ
らに、第1インク供給タンク3の上部に、第1インク供
給タンク3にインクを供給するための高粘度インク2を
一定量満たしてある第2インク供給タンク4がある、さ
らに記録ヘッド1と第1インク供給タンク3の一体構造
全体を温度制御している第1加熱ヒータ5、さらに、第
2インク供給タンク4を温度制御している第2加熱ヒー
タ6の構成のなかで、振動型小型粘度測定器の第1セン
サー7を第1インク供給タンク3に、同様に第2センサ
8を第2インク供給タンク4にそれぞれ設置し、第1イ
ンク供給タンク3、第2インク供給タンク4それぞれの
インク粘度を別々に測定する。
【0018】電気信号として取り込まれた二つの粘度値
は、図2のごとく電気回路を経てそれぞれ別々の加熱ヒ
ーター5、6を制御し、常に第1インク供給タンク3、
第2インク供給タンク4それぞれに満たされているイン
クの温度を制御し、第1インク供給タンク3内のインク
はインク滴生成に最適な一定のインク粘度まで高粘度イ
ンク2の粘度を低下させる。その後、適性粘度となった
インキを記録ヘッドのノズル9からインク滴として吐
出、飛翔させたところ、記録部材へ高画質な画像を安定
に、かつ長時間高速に形成することができた。さらに第
2インク供給タンク4内のインクは第1インク供給タン
ク3内のインクに過剰の圧力がかからないような適切な
粘度に保つことで、吐出ノズル9からのインクの不用意
な漏洩を防止することができた。
【0019】粘度値によってインク温度を制御する際の
電気回路は、図2に示すごとくであり、振動型小型粘度
測定器のセンサー7、8から出力されるアナログ電気信
号をA/D変換器10でデジタル信号に変換し、CPU
11を経由して電圧制御回路12に取り込む。これによ
り加熱ヒータ5、6を独立に制御することで、CPU1
1に与えたそれぞれの設定粘度値をリアルタイムコント
ロールすることができ、極めて精度よくPID制御をお
こなうことができた。
【0020】本実施例で使用した高粘度インクは、常温
では約4,000CPSの粘度値を有しているが、イン
ク供給タンク3内、記録ヘッド1内で加熱、温度制御さ
れることで、吐出時には吐出適性粘度である3CPSに
保ち、インキ供給タンク3、4に存在するインクが全部
消費するまで長時間連続で吐出することができた。その
際の第2インク供給タンク内のインク粘度は450CP
Sであった。また、吐出ノズル8からのインクの不用意
な漏洩はなく、その際にインク温度を測定したところ第
1インク供給タンク3内のインク温度は90±2℃、第
2インク供給タンク4内のインク温度は50±2℃に制
御されていた。
【0021】実施例2 実施例1で使用した装置を用い、常温では約12,00
0CPSの粘度値を有する高粘度インクをインク供給タ
ンク3内、記録ヘッド1内で加熱、温度制御されること
で、吐出時には吐出適性粘度である3CPSに保ち、イ
ンキ供給タンク3、4に存在するインクが全部消費する
まで長時間連続で吐出することができた。その際の第2
インク供給タンク内のインク粘度は500CPSであっ
た。また、吐出ノズル8からのインクの不用意な漏洩は
なく、その際にインク温度を測定したところ第1インク
供給タンク3内のインク温度は150±2℃、第2イン
ク供給タンク4内のインク温度は80±2℃に制御され
ていた。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェット方式を用いた画像形成方法では、種々の粘度特性
を有するインクに容易に対応し、常に安定なインク粘度
を保持し、高画質の出力画像を高速で安定的に供給する
ことが可能となった。特に、従来使用が困難であった高
粘度インクについても長時間連続に、高画質の画像出力
を安定に供給することができるようになった。また、そ
の際に吐出ノズルからのインクの不用意な漏洩もなくな
った。
【0023】
【図面の簡単な説明】
【図1】は本発明のインク供給部と記録ヘッド部の概念
図である。
【図2】は本発明の粘度測定器から取出した電気信号を
用いて、インクの温度制御を行なうためのブロック図で
ある。
【符号の説明】
1.記録ヘッド 2.高粘度インク 3.第1インク供給タンク 4.第2インク供給タンク 5.第1ヒータ 6.第2ヒータ 7.粘度測定用第1センサー 8.粘度測定用第2センサー 9.吐出ノズル 10.A/D変換器 11.CPU 12.電圧制御回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】インク滴を印字情報信号に応じて記録紙に
    付着させて印字するインクジェット方式で、粘度が50
    0〜40,000CPSのインクを加熱により低粘度化
    して吐出する方法において、インク供給タンクを上下に
    2室設け、下部インク供給タンクは記録ヘッドと一体化
    し、それぞれのインク供給タンクを独立に温度制御し、
    下部インク供給タンク内のインクは記録ヘッドからイン
    クを吐出させるのに適正な0.1〜10CPSの範囲内
    の一定の粘度に制御し、上部インク供給タンク内のイン
    ク粘度を該下部インク供給タンク内のインク粘度より高
    くして、低粘度化された該下部インク供給タンク内のイ
    ンクへの過剰の圧力を減少し、記録ヘッドのノズルから
    のインク漏洩を防止し、高品質な画像を安定に、かつ長
    時間高速で形成することを特徴とするインクジェット記
    録方法。
  2. 【請求項2】インク供給タンク内のインク粘度を小型振
    動型粘度測定器により常時、電気信号として取り出し、
    該信号によってインク粘度を一定に保つ様、精度よくイ
    ンク温度を制御することを特徴とする請求項1記載のイ
    ンクジェット記録方法。
  3. 【請求項3】インク滴を印字情報信号に応じて記録紙に
    付着させて印字するインクジェット方式で、粘度が50
    0〜40,000CPSの範囲にあるインクを加熱する
    ことにより低粘度化して吐出する方法において、インク
    供給タンクを上下に2室設け、下部インク供給タンクは
    記録ヘッドと一体化し、それぞれのインク供給タンクを
    独立に温度制御し、下部インク供給タンク内のインクは
    記録ヘッドからインクを吐出させるのに適正な0.1〜
    10CPSの一定の粘度に制御し、上部インク供給タン
    ク内のインク粘度を該下部インク供給タンク内のインク
    粘度より高くして、低粘度化された該下部インク供給タ
    ンク内のインクへの過剰の圧力を減少し、記録ヘッドの
    ノズルからのインク漏洩を防止し、高品質な画像を安定
    に、かつ長時間高速で形成することを特徴とするインク
    ジェット記録装置。
  4. 【請求項4】インク供給タンク内のインク粘度を小型振
    動型粘度測定器により常時、電気信号として取り出し、
    該信号によってインク粘度を一定に保つ様、精度よくイ
    ンク温度を制御することを特徴とする請求項3記載のイ
    ンクジェット記録装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009119872A (ja) * 2008-12-19 2009-06-04 Konica Minolta Holdings Inc インクジェット画像形成方法
WO2015001790A1 (ja) * 2013-07-02 2015-01-08 コニカミノルタ株式会社 インクジェットプリンタおよび画像形成方法
KR20190058944A (ko) * 2017-11-22 2019-05-30 주식회사 우존 인쇄품질이 우수한 잉크젯 프린터

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