JPH1016254A - Ink-jet recorder and printing method - Google Patents

Ink-jet recorder and printing method

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Publication number
JPH1016254A
JPH1016254A JP8177990A JP17799096A JPH1016254A JP H1016254 A JPH1016254 A JP H1016254A JP 8177990 A JP8177990 A JP 8177990A JP 17799096 A JP17799096 A JP 17799096A JP H1016254 A JPH1016254 A JP H1016254A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
recording medium
orifice
jet recording
voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP8177990A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Okano
守 岡野
Shigetaka Fujiwara
重隆 藤原
Akira Shimada
島田  昭
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink-jet recorder finely changing a dot diameter of ink to be emitted to obtain an image having gradation. SOLUTION: A passage guiding ink from an ink tank, the ink chamber connected to the passage, the electrostriction element connected to the ink chamber so as to be capable of reducing the vol. of the ink chamber, a first pulse generator 10a applying voltage to the electrostriction element, the emitting passage connected to the ink chamber to guide ink to an orifice, a second pulse generator 10b applying voltage across the emitting passage and a recording medium and a control means controlling voltages applied by two kinds of the pulse generators are provided. By this constitution, since an ink amt. can be changed at every dots by independently applying voltage at every emitting passages, a highly detailed image can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インク滴を吐出さ
せて記録媒体上に画像を形成するインクジェット記録装
置及び印刷方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus and a printing method for forming an image on a recording medium by discharging ink droplets.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子写真方式によって画像を得る印刷装
置(電子写真記録装置)とともに、微小なインク滴を記
録媒体上に吐出させることによって画像を得るインクジ
ェット記録装置が広く用いられている。インクジェット
記録装置は電子写真記録装置と比較して、感光体が不要
であったり、転写や定着の工程が存在しないので、部品
点数が少なく、安価な装置構成で画像を形成できるとい
う利点を有している。
2. Description of the Related Art Along with a printing apparatus (electrophotographic recording apparatus) for obtaining an image by an electrophotographic method, an ink jet recording apparatus for obtaining an image by discharging minute ink droplets onto a recording medium is widely used. Compared to electrophotographic recording devices, ink jet recording devices have the advantage that they do not require a photoreceptor or do not have a transfer or fixing process, so they have fewer parts and can form images with an inexpensive device configuration. ing.

【0003】インクジェット記録装置での記録方法は、
インクジェット記録ヘッド内のインクタンクから個々の
ドットに対応するインク室にインクを導き、インク室内
のインクに運動エネルギーを与えて吐出口(オリフィ
ス)よりインク滴を紙やOHPシートなどの記録媒体上
に吐出させて画像を得るものである。吐出するための運
動エネルギーをインクに与える方法は、以下の2種類が
ある。第1の方法はオリフィスの近傍に発熱体を設け、
そこにパルス電流を流してインクが瞬間的に沸騰する際
に発生する気泡の圧力によってインクをオリフィスより
吐出させる方法(バブルジェット方式)である。第2の
方法はインク室を構成する壁の一部を電歪素子と接着
し、電歪素子にパルス電圧を印加することによって電歪
素子を変形させ、インク室の体積を瞬間的に減少させて
オリフィスよりインクを吐出させる方法である。
A recording method using an ink jet recording apparatus is as follows.
The ink is guided from the ink tank in the ink jet recording head to the ink chamber corresponding to each dot, and kinetic energy is given to the ink in the ink chamber, and the ink droplet is discharged from a discharge port (orifice) onto a recording medium such as paper or an OHP sheet. An image is obtained by discharging. There are the following two methods for giving kinetic energy to the ink for ejection. The first method is to provide a heating element near the orifice,
This is a method (bubble jet method) in which a pulse current is applied thereto and ink is ejected from an orifice by the pressure of bubbles generated when the ink boils instantaneously. In the second method, a part of a wall constituting the ink chamber is adhered to the electrostrictive element, and the electrostrictive element is deformed by applying a pulse voltage to the electrostrictive element, thereby instantaneously reducing the volume of the ink chamber. In this method, ink is ejected from the orifice.

【0004】また、特開平7−502218号公報に
は、荷電したインク等の粒状物質の凝集物を静電手段に
より記録ヘッドからイジェクトする装置が開示されてい
る。すなわち、粒状物質を含む液体を記録ヘッドのイジ
ェクト位置に供給し、イジェクト位置に電位を与え、そ
の位置に電界を形成し、凝集物をイジェクト位置に形成
し、静電手段により、凝集物がイジェクト位置から離間
するようにイジェクトされる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-502218 discloses an apparatus for ejecting aggregates of charged particulate matter such as ink from a recording head by electrostatic means. That is, the liquid containing the particulate matter is supplied to the ejecting position of the recording head, a potential is applied to the ejecting position, an electric field is formed at that position, an aggregate is formed at the ejecting position, and the aggregate is ejected by electrostatic means. It is ejected away from the position.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】電子写真記録装置で
は、感光体に照射する露光量を制御することなどによ
り、1ドットごとにその径を変化させて階調をつけるこ
とができるため、高品質な画像を得ることが可能であ
る。これに比べて従来のインクジェット記録装置では、
1回に吐出させるインク量がほぼ一定であり、ドット階
調をつけることができないため、電子写真記録装置に比
較して画質が低い理由の一つとなっている。1回に吐出
させるインク量が一定であることは以下のような理由に
よるものである。
In an electrophotographic recording apparatus, the gradation can be given by changing the diameter of each dot by controlling the amount of exposure to irradiate the photoreceptor. It is possible to obtain a perfect image. On the other hand, in the conventional ink jet recording apparatus,
This is one of the reasons that the image quality is lower than that of the electrophotographic recording apparatus because the amount of ink ejected at one time is almost constant and dot gradation cannot be provided. The reason why the amount of ink discharged at one time is constant is as follows.

【0006】まず、バブルジェット方式の場合は、10
μs程度の発熱体加熱によって各ドットごとのインク室
内に気泡を発生させ、その際のインク室内の圧力上昇に
よってインク滴を記録媒体に向けて吐出させる。したが
って、インクジェット記録ヘッドのオリフィス径とほぼ
同等の粒径のインク滴が吐出する。オリフィス径以下の
直径を有するインク滴を吐出させることは、構造上困難
である。
First, in the case of the bubble jet method, 10
Bubbles are generated in the ink chamber for each dot by heating the heating element for about μs, and the ink drops are ejected toward the recording medium by a rise in the pressure in the ink chamber at that time. Accordingly, ink droplets having a particle diameter substantially equal to the orifice diameter of the ink jet recording head are ejected. It is structurally difficult to eject ink droplets having a diameter equal to or less than the orifice diameter.

【0007】また、ピエゾ方式の場合は、100μs程
度のパルス電圧を電歪素子に印加することにより、電歪
素子を変形させてインク室の体積を瞬間的に減少させる
力によってインクを吐出させる。吐出するインク量を小
さくするためにインク室の体積変化量を小さくすると、
インクがオリフィスから1mm程度離れた記録媒体上に
達しなかったり、インクの粘性の温度差依存性が大きい
ので吐出量が安定しないという問題が発生する。したが
って、インク室の体積を瞬間的に減少させてオリフィス
径と同程度のインク滴を吐出させることになる。
In the case of the piezo method, by applying a pulse voltage of about 100 μs to the electrostrictive element, the electrostrictive element is deformed and the ink is ejected by a force that instantaneously reduces the volume of the ink chamber. If the volume change amount of the ink chamber is reduced to reduce the amount of ink to be ejected,
There are problems that the ink does not reach the recording medium at a distance of about 1 mm from the orifice and that the ejection amount is unstable because the viscosity of the ink has a large temperature difference dependence. Therefore, the volume of the ink chamber is instantaneously reduced, and ink droplets having the same size as the orifice diameter are ejected.

【0008】つまり、オリフィス径以下で任意の粒径を
有するインク滴を吐出させることができない従来のイン
クジェット記録装置では、表現可能な画質の限界が低い
ものであった。
That is, in a conventional ink jet recording apparatus which cannot eject ink droplets having an arbitrary particle diameter smaller than the orifice diameter, the limit of expressible image quality is low.

【0009】また、特開平7−502218号公報に記
載の装置は、イジェクト位置に与える電位の大きさを変
えることにより印刷ドット半径の大きさを制御している
ため、イジェクトの応答速度が低く、しかも印刷ドット
半径の大きさをきめ細かく変える制御は困難であると考
えられる。
In the apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-502218, since the size of the print dot radius is controlled by changing the magnitude of the potential applied to the ejection position, the response speed of the ejection is low. In addition, it is considered that it is difficult to finely change the size of the print dot radius.

【0010】本発明の目的は、オリフィス径以下で任意
の粒径を有するインク滴を吐出させることが可能なイン
クジェット記録装置及び印刷方法を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus and a printing method capable of ejecting ink droplets having an arbitrary diameter equal to or less than the orifice diameter.

【0011】本発明の他の目的は、ドットごとに階調を
表現することができ、高精細な画像を得ることができる
インクジェット記録装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus capable of expressing a gradation for each dot and obtaining a high-definition image.

【0012】本発明の他の目的は、静電力によりインク
を吐出させる方式の装置において、任意の粒径を有する
インク滴を、高速に吐出させることが可能なインクジェ
ット記録装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus capable of ejecting ink droplets having an arbitrary particle diameter at a high speed in an apparatus of a method of ejecting ink by electrostatic force. .

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、インク
タンクからオリフィスまで連通したインク供給経路を有
する記録ヘッドと、記録媒体を保持する記録媒体保持部
材とを備え、画像データに基づいてインクを前記オリフ
ィスから吐出させて前記記録媒体に画像を印刷するイン
クジェット記録装置において、電気的な手段により制御
される部材により前記インク供給経路のインクを加圧し
て前記オリフィスに供給する加圧供給手段と、静電力に
より前記インクを前記オリフィスから前記記録媒体に向
けて吐出させる静電手段と、前記画像データに基づい
て、前記加圧供給手段及び前記静電手段に加える電気信
号を同期して制御し、印刷ドット径を調整する制御部と
を備えたインクジェット記録装置にある。
SUMMARY OF THE INVENTION A feature of the present invention is to provide a recording head having an ink supply path communicating from an ink tank to an orifice, a recording medium holding member for holding a recording medium, and an ink based on image data. In an ink jet recording apparatus that prints an image on the recording medium by discharging the orifice from the orifice, a pressurizing supply unit that pressurizes ink in the ink supply path by a member controlled by an electric unit and supplies the ink to the orifice. An electrostatic unit that discharges the ink from the orifice toward the recording medium by electrostatic force, and an electric signal applied to the pressurizing supply unit and the electrostatic unit based on the image data in a synchronized manner. And a control unit for adjusting the print dot diameter.

【0014】本発明の他の特徴は、前記インクジェット
記録装置において、前記記録ヘッドは複数の前記オリフ
ィスがアレイ状に配置されており、前記インク供給経路
は、前記各オリフィスに対応して並列に配置された複数
の個別インク室を備え、該個別インク室には、それぞれ
前記加圧供給手段が設けられており、前記静電手段が前
記各オリフィスに対応して設けられていることにある。
Another feature of the present invention is that in the ink jet recording apparatus, the recording head has a plurality of the orifices arranged in an array, and the ink supply paths are arranged in parallel corresponding to the respective orifices. A plurality of individual ink chambers, wherein each of the individual ink chambers is provided with the pressurizing supply means, and the electrostatic means is provided corresponding to each of the orifices.

【0015】本発明の他の特徴は、前記インクジェット
記録装置において、前記加圧供給手段が、前記インク供
給経路のインク室の一部を構成し、電圧の印加に応答し
て前記インク室の体積を減少させる電歪素子と、該電歪
素子にパルス電圧を印加する第1パルス発生器を含み、
前記静電手段が、一端に前記オリフィスが設けられた導
電性の吐出通路と、該吐出通路と前記記録媒体保持部材
との間に電位差を与える第2パルス発生器とを含むこと
にある。
Another feature of the present invention is that, in the ink jet recording apparatus, the pressurizing and supplying means constitutes a part of an ink chamber of the ink supply path, and the volume of the ink chamber in response to application of a voltage. Including an electrostrictive element for reducing and a first pulse generator for applying a pulse voltage to the electrostrictive element,
The electrostatic means includes a conductive discharge passage provided with the orifice at one end, and a second pulse generator for applying a potential difference between the discharge passage and the recording medium holding member.

【0016】本発明の他の特徴は、前記インクジェット
記録装置において、前記加圧供給手段が、前記インク供
給経路のインク室内に設置され前記電気信号に応答して
前記インク室内のインクを加熱するヒータと、該ヒータ
にパルス電圧を印加する第1パルス発生器を含み、前記
静電手段が、一端に前記オリフィスが設けられた導電性
の吐出通路と、該吐出通路と前記記録媒体保持部材との
間に電位差を与える第2パルス発生器を含むことにあ
る。
According to another feature of the present invention, in the ink jet recording apparatus, the pressurizing and supplying means is provided in the ink chamber of the ink supply path and heats the ink in the ink chamber in response to the electric signal. And a first pulse generator for applying a pulse voltage to the heater, wherein the electrostatic means includes a conductive discharge passage having one end provided with the orifice, and a conductive discharge passage formed between the discharge passage and the recording medium holding member. A second pulse generator for providing a potential difference therebetween is included.

【0017】本発明の他の特徴は、インクタンクからオ
リフィスまで連通したインク供給経路を有する記録ヘッ
ドと、記録媒体を保持する記録媒体保持部材とを備えた
インクジェット記録装置により、画像データに基づいて
インクを前記オリフィスから吐出させて前記記録媒体に
画像を印刷する印刷方法において、電気的な手段により
制御される部材を備えた加圧供給手段により、前記イン
ク供給経路のインクを加圧して前記オリフィスに供給
し、静電手段により生成された静電力により、前記イン
クを前記オリフィスから前記記録媒体に向けて吐出させ
るとともに、前記画像データに基づいて、前記加圧供給
手段及び前記静電手段に加える電気信号を同期して制御
し、印刷される画像のドット径を調整することにある。
Another feature of the present invention is that an ink jet recording apparatus having a recording head having an ink supply path communicating from an ink tank to an orifice, and a recording medium holding member for holding a recording medium, is provided based on image data. In a printing method for printing an image on the recording medium by ejecting ink from the orifice, the ink in the ink supply path is pressurized by a pressurizing supply unit having a member controlled by an electric unit. The ink is ejected from the orifice toward the recording medium by the electrostatic force generated by the electrostatic means, and is applied to the pressurizing supply means and the electrostatic means based on the image data. An object of the present invention is to control the electric signals in synchronization with each other to adjust the dot diameter of an image to be printed.

【0018】本発明によれば、インクの供給を制御する
加圧供給手段及び静電手段を設け、画像データに基づい
て、これら2つの独立した手段に加える電気信号を同期
して制御し、吐出されるインクのドット径を調整する。
すなわち、加圧供給手段と静電手段を画像データに基づ
いて同期して制御することにより、オリフィスから吐出
されるインクのドット径を広範囲に調整することが可能
となる。これによって、オリフィス径以下で任意の粒径
のインク滴を記録媒体上に吐出させ、高階調の印刷画像
を得ることができる。
According to the present invention, a pressurizing supply unit and an electrostatic unit for controlling the supply of ink are provided, and based on image data, an electric signal to be applied to these two independent units is controlled in synchronization with each other to discharge ink. The dot diameter of the ink to be adjusted is adjusted.
That is, by controlling the pressurizing supply unit and the electrostatic unit in synchronization based on the image data, the dot diameter of the ink ejected from the orifice can be adjusted over a wide range. This makes it possible to eject ink droplets having an arbitrary diameter equal to or less than the orifice diameter onto the recording medium, thereby obtaining a high-gradation print image.

【0019】さらに、並列に配置された複数のオリフィ
スのそれぞれに独立に、インクの供給を制御する加圧供
給手段及び静電手段を設け、帯電したインク滴が静電力
によって記録媒体上に吐出させる方式で画像を形成する
ため、オリフィスごとに印加電圧条件を変化させること
により、ドットごとに吐出させるインク量を変化させる
ことができる。そのため、ドットごとに階調を表現する
ことができるので、従来のインクジェット記録装置より
も高精細な画像を得ることができるという効果がある。
Further, a pressure supply unit and an electrostatic unit for controlling the supply of ink are provided independently for each of the plurality of orifices arranged in parallel, and charged ink droplets are ejected onto a recording medium by electrostatic force. Since an image is formed by the method, the amount of ink ejected for each dot can be changed by changing the applied voltage condition for each orifice. Therefore, since the gradation can be expressed for each dot, there is an effect that a higher definition image can be obtained than in the conventional inkjet recording apparatus.

【0020】また、静電力によりインクを吐出させる方
式のインクジェット記録装置において、オリフィスから
吐出される前の状態でインクに作用する力及びインク吐
出時の力を、静電手段による静電力と加圧供給手段によ
る圧力の2つの力の調整により、広範囲にかつ任意の値
に自由に調節できるため、インク滴を、高速に吐出させ
ることが可能となる。
In an ink jet recording apparatus of a type in which ink is ejected by an electrostatic force, the force acting on the ink before the ink is ejected from the orifice and the force at the time of the ink ejection are determined by the electrostatic force and the pressure applied by the electrostatic means. By adjusting the two forces of the pressure by the supply means, the pressure can be freely adjusted to an arbitrary value over a wide range, so that the ink droplet can be ejected at a high speed.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】まず、本発明により、任意の粒径
のインク滴を記録媒体上に吐出させる方法、原理につい
てついて、図1乃至図4により説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the method and principle of ejecting ink droplets having an arbitrary particle diameter on a recording medium according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0022】図1は、発明者が実験に用いたインクジェ
ット記録装置の断面図である。図1において、2は電歪
素子、1、3は電歪素子2の電極、4はインク室6の一
部を構成する隔壁である。5はインク室に接続された吐
出通路であり、インクをその終端のオリフィスまで導
く。9はインクタンク、11は記録媒体、12は記録媒
体保持部材である。電歪素子2は、その電極1、3にパ
ルス電圧VAが印加されることにより、インク室6のイ
ンクを加圧して吐出通路5に送る、加圧供給手段として
の機能を備えている。また、導電性の材料から成る吐出
通路5と記録媒体保持部材12との間には、パルス電圧
VBが印加される。記録媒体11は、吐出通路や記録媒
体保持部材に比べて電気抵抗の高い絶縁性の材料、例え
ば記録紙である。導電性の吐出通路5は、パルス電圧V
Bが印加されることにより、オリフィスからのインクの
吐出量を調節する、静電手段としての機能を備えてい
る。
FIG. 1 is a sectional view of an ink jet recording apparatus used by the inventor for experiments. In FIG. 1, reference numeral 2 denotes an electrostrictive element, and reference numerals 1 and 3 denote electrodes of the electrostrictive element 2, and reference numeral 4 denotes a partition constituting a part of the ink chamber 6. Reference numeral 5 denotes a discharge passage connected to the ink chamber, and guides the ink to the orifice at the end thereof. 9 is an ink tank, 11 is a recording medium, and 12 is a recording medium holding member. The electrostrictive element 2 has a function as a pressurizing / supplying unit that pressurizes the ink in the ink chamber 6 and sends it to the discharge passage 5 by applying a pulse voltage VA to the electrodes 1 and 3. Further, a pulse voltage VB is applied between the ejection path 5 made of a conductive material and the recording medium holding member 12. The recording medium 11 is an insulating material having a higher electric resistance than the discharge passage and the recording medium holding member, for example, a recording paper. The conductive discharge passage 5 has a pulse voltage V
It has a function as electrostatic means for adjusting the amount of ink ejected from the orifice when B is applied.

【0023】図1の装置において、インクをインクタン
ク9からインク導管8によってインク室6に流入させた
後で、インクタンク9を適当な高さHに保持し、電極1
と電極3との間にパルス電圧VAを印加することにより
インク室の一部を構成する電歪素子2を変形させ、イン
ク室の体積を減少させ、図4に示すように吐出通路5の
終端のオリフィスからインクがわずかに出ている状態
(a)にする。この場合のオリフィスの直径は100μ
mである。その後、吐出通路5と記録媒体保持部材12
との間にパルス電圧VBを印加すると、吐出通路5内の
インクが荷電されると共に、吐出通路5と記録媒体保持
部材12間に形成される電界による静電力により、記録
媒体保持部材12に保持された記録紙11上にインクが
吐出する。なお、インクは電気的に高抵抗の物質である
ことが必要である。また、吐出通路5と記録媒体保持部
材12間の静電力は、パルス電圧VBの印加時間や電圧
値に依存した大きさとなる。
In the apparatus shown in FIG. 1, after the ink flows from the ink tank 9 into the ink chamber 6 through the ink conduit 8, the ink tank 9 is held at an appropriate height H and the electrode 1
By applying a pulse voltage VA between the electrode 3 and the electrode 3, the electrostrictive element 2 constituting a part of the ink chamber is deformed to reduce the volume of the ink chamber, and as shown in FIG. (A) where the ink is slightly discharged from the orifice. The diameter of the orifice in this case is 100μ
m. After that, the discharge passage 5 and the recording medium holding member 12
When the pulse voltage VB is applied between the discharge passage 5 and the recording medium holding member 12, the ink in the discharge passage 5 is charged, and the ink is held on the recording medium holding member 12 by an electrostatic force generated by the electric field formed between the discharge passage 5 and the recording medium holding member 12. The ink is ejected onto the recording paper 11 thus cut. Note that the ink needs to be an electrically high-resistance substance. Further, the electrostatic force between the discharge passage 5 and the recording medium holding member 12 has a magnitude depending on the application time and the voltage value of the pulse voltage VB.

【0024】このように、本発明において、インクを吐
出通路から吐出させる原理は、静電力すなわち、荷電し
ているインクが吐出通路と記録媒体保持部材との間に作
用する電界によって記録媒体保持部材側に引かれ、加速
される力を利用したものである。インクが、図4(a)
に示すように吐出通路5の終端のオリフィスからわずか
に出ていると、そのインク部分に電界が集中して電荷が
注入されてインクが荷電する。実験に用いた装置の場
合、吐出通路5の終端のオリフィスと記録紙11との間
隔は1mmであった。
As described above, in the present invention, the principle of causing ink to be ejected from the ejection passage is based on an electrostatic force, that is, an electric field in which charged ink acts between the ejection passage and the recording medium holding member. It draws on the side and uses the power that is accelerated. FIG. 4 (a)
As shown in (2), when the ink slightly exits from the orifice at the end of the discharge passage 5, an electric field concentrates on the ink portion, charges are injected, and the ink is charged. In the case of the apparatus used in the experiment, the distance between the orifice at the end of the discharge passage 5 and the recording paper 11 was 1 mm.

【0025】図2は、静電手段の作用の一例を示してお
り、吐出通路5と記録媒体保持部材12との間に印加す
る(吐出通路側5が高電位の)3msのパルス電圧VB
を変化させた場合において、記録紙の表面に付着したイ
ンクの直径を示している。印加電圧の増加とともにイン
クの吐出量が増加して装置記録紙11に付着するインク
の直径(ドット径)が大きくなる。
FIG. 2 shows an example of the operation of the electrostatic means. A pulse voltage VB of 3 ms applied between the discharge passage 5 and the recording medium holding member 12 (the discharge passage side 5 has a high potential) is applied.
Shows the diameter of the ink that has adhered to the surface of the recording paper when. As the applied voltage increases, the ink ejection amount increases, and the diameter (dot diameter) of the ink adhering to the apparatus recording paper 11 increases.

【0026】図3も、静電手段の作用の一例を示すもの
であり、吐出通路5と記録媒体保持部材12との間に1.
5kVのパルス電圧VBを印加し、そのパルスの長さを変化
させた場合において、記録紙11の表面に付着したイン
クの直径(ドット径)を示している。パルス電圧の印加
時間の増加とともにインクの吐出量が増加して、記録紙
11に付着するインクの直径が大きくなる。
FIG. 3 also shows an example of the operation of the electrostatic means.
It shows the diameter (dot diameter) of the ink attached to the surface of the recording paper 11 when a pulse voltage VB of 5 kV is applied and the length of the pulse is changed. As the pulse voltage application time increases, the ink ejection amount increases, and the diameter of the ink attached to the recording paper 11 increases.

【0027】以上のように、静電手段により、吐出通路
5と記録媒体保持部材12との間に印加する電圧が大き
いほど、電圧の印加時間が長いほど吐出するインク量が
増大する。しかし、オリフィスよりインクが吐出するた
めには、インクの圧力、印加電圧、印加時間ともに、し
きい値が存在する。そのしきい値は、静電手段による、
オリフィスへ印加するパルス電圧VBの電圧と印加時
間、オリフィスと記録媒体との間隙の関数、及び加圧供
給手段の電歪素子2に印加するパルス電圧VAにより制
御されるインク圧力の関数として、決定されるものであ
る。
As described above, the larger the voltage applied between the discharge passage 5 and the recording medium holding member 12 and the longer the voltage application time, the larger the amount of ink to be discharged by the electrostatic means. However, in order for ink to be ejected from the orifice, there are threshold values for all of the ink pressure, applied voltage, and applied time. The threshold is determined by electrostatic means
Determined as a function of the voltage of the pulse voltage VB applied to the orifice and the application time, a function of the gap between the orifice and the recording medium, and a function of the ink pressure controlled by the pulse voltage VA applied to the electrostrictive element 2 of the pressure supply means. Is what is done.

【0028】従来の360dpiインクジェット記録装
置では、50μm程度の直径のオリフィスからインクを
吐出させると、記録紙上でのインク径は約100〜20
0μm程度になる。したがって図2、図3において、記
録紙上でのインク径が200μm以下になる範囲で、イ
ンク室の一部を構成する電歪素子2に印加するパルス電
圧VAの調整によるインクの圧力、オリフィスと記録媒
体保持部材との間に印加するパルス電圧VBの条件を制
御し、オリフィスより吐出させるインク量を変化させ
て、記録紙上でのインク滴の直径を変化させれば、従来
の360dpiの解像度を有するインクジェット記録装
置よりも高精細な画像を得るインクジェット記録装置を
提供することができる。
In a conventional 360 dpi ink jet recording apparatus, when ink is ejected from an orifice having a diameter of about 50 μm, the ink diameter on the recording paper becomes about 100 to 20.
It is about 0 μm. Therefore, in FIGS. 2 and 3, the ink pressure, the orifice, and the recording pressure are adjusted by adjusting the pulse voltage VA applied to the electrostrictive element 2 constituting a part of the ink chamber, in a range where the ink diameter on the recording paper is 200 μm or less. By controlling the condition of the pulse voltage VB applied to the medium holding member, changing the amount of ink ejected from the orifice, and changing the diameter of the ink droplet on the recording paper, a resolution of 360 dpi can be obtained. An ink jet recording apparatus that obtains a higher definition image than the ink jet recording apparatus can be provided.

【0029】以下、上記本発明の原理に基づいて、イン
クジェット記録ヘッドを実現する形態を図5−図13に
より説明する。
Hereinafter, an embodiment for realizing an ink jet recording head based on the principle of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0030】まず、図5は本発明の一実施例になる記録
ヘッドの縦断面図、図6は図5のa−a‘断面図、図7
は記録ヘッドの外観斜視図である。また、図8は、記録
ヘッドの制御部の構成を示している。
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a recording head according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a sectional view taken along the line aa 'of FIG. 5, and FIG.
FIG. 2 is an external perspective view of a recording head. FIG. 8 shows a configuration of a control unit of the recording head.

【0031】本実施例において、記録ヘッドは複数の吐
出通路5(5a−5n)がアレイ状に配置されており、
1個のインクタンク9に収納されているインクは、イン
ク導管8によって共通インク室7に導かれ、さらに、各
吐出通路5に対応して複数の個別インク室6(6a−6
n)が並列に配置されている。個別インク室6には、そ
れぞれ電歪素子2(201a,201b,……201
m,201n)が設けられており、各電歪素子201
a,201b,……201m,201nは、それぞれ、
第1パルス発生器10aに接続されている。吐出通路5
は導電性の材料から成り、各吐出通路5(5a−5n)
には、第2パルス発生器10bがそれぞれ接続されてい
る。記録媒体保持部材12は接地され、あるいはバイア
ス電圧が印加される。
In this embodiment, the recording head has a plurality of discharge passages 5 (5a-5n) arranged in an array.
The ink stored in one ink tank 9 is guided to a common ink chamber 7 by an ink conduit 8, and further, a plurality of individual ink chambers 6 (6 a-6) corresponding to the respective discharge passages 5.
n) are arranged in parallel. Each of the individual ink chambers 6 has an electrostrictive element 2 (201a, 201b,... 201).
m, 201n) are provided.
a, 201b,... 201m and 201n are respectively
It is connected to the first pulse generator 10a. Discharge passage 5
Is made of a conductive material, and each discharge passage 5 (5a-5n)
Is connected to the second pulse generator 10b. The recording medium holding member 12 is grounded or a bias voltage is applied.

【0032】本発明のインクジェット記録装置におい
て、記録ヘッドの吐出口数を多くしてアレイ状にしてい
るのは、静電方式のインクジェット記録装置がバブル方
式のインクジェット記録装置と比較して吐出に要する電
圧の印加時間が若干長いので、吐出口数を多くして記録
速度を高くするためである。
In the ink jet recording apparatus of the present invention, the number of discharge ports of the recording head is increased to form an array because the voltage required for discharging is higher in the electrostatic ink jet recording apparatus than in the bubble ink jet recording apparatus. This is because the application time is slightly longer, so that the number of ejection ports is increased to increase the recording speed.

【0033】図7は、図5のインクジェット記録ヘッド
を斜め右側より見た斜視図である。第2パルス発生器1
0bによって、各吐出通路5a−5nごとに独立に、パ
ルス電圧VBを印加できるようになっている。
FIG. 7 is a perspective view of the ink jet recording head of FIG. 5 as viewed obliquely from the right side. Second pulse generator 1
Ob allows the pulse voltage VB to be applied independently for each of the discharge passages 5a-5n.

【0034】図8は、記録ヘッドの制御部の構成を示し
ている。電圧制御部110は、階調レベルデータ112
に基づいて、電源114、116から第1パルス発生器
10a、第2パルス発生器10bに供給する電圧VA、
VBを制御する。第1パルス発生器10aと第2パルス
発生器10bは、同期クロック118の出力に基づい
て、電圧VA、VBの印加時期が同期するように制御され
る。
FIG. 8 shows the configuration of the control unit of the recording head. The voltage control unit 110 controls the gradation level data 112
Based on the voltage VA supplied from the power supplies 114 and 116 to the first pulse generator 10a and the second pulse generator 10b,
Control VB. The first pulse generator 10a and the second pulse generator 10b are controlled based on the output of the synchronization clock 118 so that the application timings of the voltages VA and VB are synchronized.

【0035】つぎに、上記実施例の動作について説明す
る。記録ヘッドを印刷状態にするために、加圧供給手段
の第1パルス発生器10aで電歪素子2に電圧VAを印
加し、電歪素子を変形させることによって、個別インク
室6の体積をわずかに減少させてインクを加圧し、吐出
通路5の終端のオリフィスよりわずかにインクをはみ出
させる。すなわち、図4の(a)の状態にする。一方、
これに同期して吐出通路5には、静電手段の第2パルス
発生器10bにより、階調レベルデータ112に基づい
てオリフィスより吐出させるインク量に相当する電圧V
Bを印加し、記録媒体11上にインクを吐出させる。
Next, the operation of the above embodiment will be described. In order to bring the recording head into a printing state, a voltage VA is applied to the electrostrictive element 2 by the first pulse generator 10a of the pressurizing and supplying means, and the volume of the individual ink chamber 6 is reduced by deforming the electrostrictive element. And pressurizes the ink to slightly protrude the ink from the orifice at the end of the discharge passage 5. That is, the state shown in FIG. on the other hand,
In synchronization with this, a voltage V corresponding to the amount of ink ejected from the orifice based on the gradation level data 112 is applied to the ejection path 5 by the second pulse generator 10b of the electrostatic means.
B is applied to eject ink on the recording medium 11.

【0036】図4は、吐出通路5の終端のオリフィスか
らインクが吐出する状態の説明図である。図4(a)
は、インクが表面張力に抗してオリフィスから吐出する
ためのしきい値に達しない状態であり、パルス電圧の印
加によりまず、このインク部分に電界が集中して電荷が
注入されてインクが荷電する。図4の(b)−(d)
は、パルス電圧VBの増加に伴い吐出通路と記録媒体保
持部材との間に作用する電界によって荷電しているイン
クに作用する静電力がしきい値を超え、インクが記録媒
体保持部材側に引かれ、オリフィスから吐出する状態を
示している。(b)−(d)は吐出通路5に印加する電
圧VBが小さく、従って記録紙11の表面に付着したイ
ンクのドット径は小さい。一方、図4の(e)−(g)
は、吐出通路5に印加する電圧VBが大きいとき、ドッ
ト径も大きくなることを示している。
FIG. 4 is an explanatory view of a state in which ink is discharged from the orifice at the end of the discharge passage 5. FIG. 4 (a)
Is a state in which the ink does not reach the threshold value for discharging from the orifice against the surface tension.When a pulse voltage is applied, first, an electric field is concentrated on this ink portion, charges are injected, and the ink is charged. I do. (B)-(d) of FIG.
Means that the electrostatic force acting on the charged ink exceeds the threshold value due to the electric field acting between the discharge passage and the recording medium holding member as the pulse voltage VB increases, and the ink is drawn to the recording medium holding member side. This shows a state of discharging from the orifice. In (b)-(d), the voltage VB applied to the discharge passage 5 is small, and therefore, the dot diameter of the ink attached to the surface of the recording paper 11 is small. On the other hand, (e)-(g) of FIG.
Indicates that when the voltage VB applied to the discharge passage 5 is large, the dot diameter also becomes large.

【0037】このように、各吐出通路5ごとに独立に電
圧が印加できるような手段を設け、帯電したインク滴が
静電力によって記録媒体上に吐出させる方式で画像を形
成するため、吐出通路5ごとに印加電圧条件を変化させ
ることにより、ドットごとに吐出させるインク量を変化
させることができる。そのため、ドットごとに階調を表
現することができるので、高精細な画像を得ることがで
きる。
As described above, means for applying a voltage independently to each ejection path 5 is provided, and an image is formed by a method in which charged ink droplets are ejected onto a recording medium by electrostatic force. By changing the applied voltage condition for each dot, the amount of ink ejected for each dot can be changed. Therefore, since the gradation can be expressed for each dot, a high-definition image can be obtained.

【0038】次に、静電手段の電圧の印加方法の具体例
を図9を用いて説明する。ドットごとに吐出させるイン
ク量を変化させるためには、吐出通路5に印加する電圧
VBの条件を変化させる必要があるが、その電圧の印加
方法として、以下の3通りが考えられる。
Next, a specific example of a method for applying a voltage to the electrostatic means will be described with reference to FIG. In order to change the amount of ink to be ejected for each dot, it is necessary to change the condition of the voltage VB applied to the ejection passage 5, but the following three methods are conceivable for applying the voltage.

【0039】第1の方法は、静電手段により、吐出通路
5への電圧VBの印加時間を一定として、印加電圧を変
化させる方法である。以下、吐出通路5と記録媒体保持
部材12との間に電圧を印加する方法を説明する。
The first method is a method in which the applied voltage is changed while the application time of the voltage VB to the discharge passage 5 is kept constant by electrostatic means. Hereinafter, a method of applying a voltage between the discharge passage 5 and the recording medium holding member 12 will be described.

【0040】まず、画像の印刷状態において、記録媒体
保持部材12の電位が−V0となるようにバイアス電圧
を印加する。バイアス電圧の印加の形態は、図5に示す
ような記録媒体保持部材12の全体に電圧を印加する形
態と、図10に示すような記録媒体保持部材12の一部
に電圧を印加する形態のいずれでもよい。図10の形態
を説明すると、記録媒体11は記録媒体保持部材12に
沿ってガイドロール14によって搬送される。記録媒体
11にインクが付着する位置の背後に電極16があり、
電極にバイアス電源15からの出力が印加される。な
お、バイアス電圧−V0の大きさは、吐出通路5に電圧
を印加するとオリフィスよりインクの吐出が開始される
寸前の電圧である。オリフィスより吐出させる場合に
は、インク量に応じた大きさの正の電圧を吐出通路5に
印加する。このように記録媒体保持部材12と吐出通路
5に印加する電圧の極性を逆にする理由は、隣接ドット
間での印刷の有無による電圧差を小さくして、放電を防
止するためである。
First, in an image printing state, a bias voltage is applied so that the potential of the recording medium holding member 12 becomes -V0. The form of application of the bias voltage includes a form in which a voltage is applied to the entire recording medium holding member 12 as shown in FIG. 5 and a form in which a voltage is applied to a part of the recording medium holding member 12 as shown in FIG. Either may be used. 10, the recording medium 11 is conveyed by the guide roll 14 along the recording medium holding member 12. There is an electrode 16 behind the position where the ink adheres to the recording medium 11,
An output from the bias power supply 15 is applied to the electrode. The magnitude of the bias voltage −V0 is a voltage immediately before the ejection of ink from the orifice starts when a voltage is applied to the ejection passage 5. When discharging from the orifice, a positive voltage having a magnitude corresponding to the amount of ink is applied to the discharge passage 5. The reason for reversing the polarity of the voltage applied to the recording medium holding member 12 and the discharge passage 5 is to reduce the voltage difference due to the presence or absence of printing between adjacent dots, thereby preventing discharge.

【0041】図10は以上の方法を用いて4種類の階調
表現をする方法を示している。階調レベル0が非印刷状
態、階調レベル3が最大ドット径で、記録媒体上に印刷
する場合を示す。この場合のインクが吐出する運動エネ
ルギーは、加圧供給手段によるインク室の体積減少に伴
う圧力と、静電手段による電圧VBに対応した静電力の
両方から得るものである。なお、図10では、電歪素子
に印加する電圧VAを三角波としているが、本発明では
特に指定するものではない。また、上記説明では、イン
クジェットヘッドの吐出通路5の方が記録媒体保持部材
12に比べて正の電位であるとして説明しているが、イ
ンクの性質によっては、この逆極性の電圧を印加する。
FIG. 10 shows a method of expressing four types of gradations using the above method. The gradation level 0 indicates the non-printing state, the gradation level 3 indicates the maximum dot diameter, and the printing is performed on the recording medium. The kinetic energy of the ink ejected in this case is obtained from both the pressure accompanying the reduction in the volume of the ink chamber by the pressurizing and supplying means and the electrostatic force corresponding to the voltage VB by the electrostatic means. In FIG. 10, the voltage VA applied to the electrostrictive element is a triangular wave, but is not specified in the present invention. In the above description, the ejection path 5 of the inkjet head has a higher potential than the recording medium holding member 12, but depending on the properties of the ink, a voltage of the opposite polarity is applied.

【0042】第2の方法は、静電手段により、吐出通路
5への印加電圧VBを一定として、印加時間tを変化さ
せる(t1−t3)方法である。この場合でも、画像の
印刷状態において、記録媒体保持部材12の電位が−V
0となるようにバイアス電圧を印加する。ここで、V0
の大きさの設定方法は第1の方法と同じである。
The second method is a method (t1-t3) in which the voltage VB applied to the discharge passage 5 is kept constant and the application time t is changed by electrostatic means. Even in this case, in the image printing state, the potential of the recording medium holding member 12 becomes −V
A bias voltage is applied so as to be zero. Here, V0
Is set in the same manner as in the first method.

【0043】図11は以上の方法を用いて4種類の階調
表現をする方法を示している。図11の場合でも、電歪
素子に印加する電圧VA の波形は特に指定するものでは
ない。
FIG. 11 shows a method of expressing four types of gradations by using the above method. Even in the case of FIG. 11, the waveform of the voltage VA applied to the electrostrictive element is not particularly specified.

【0044】第3の方法は、静電手段により、吐出通路
5に電圧VBを印加した状態で、電歪素子への電圧VAの
印加時間tを変化させる方法である。この方法の原理
は、電歪素子に印加する電圧VAの印加時間を変化させ
ることによって、吐出通路5の終端のオリフィスよりイ
ンクが吐出可能な状態になる時間を変化させ、吐出量を
制御するものである。この方法を図12を用いて説明す
る。
The third method is a method of changing the application time t of the voltage VA to the electrostrictive element while the voltage VB is applied to the discharge passage 5 by the electrostatic means. The principle of this method is to change the time during which ink can be ejected from the orifice at the end of the ejection passage 5 by changing the application time of the voltage VA applied to the electrostrictive element, thereby controlling the ejection amount. It is. This method will be described with reference to FIG.

【0045】図12において、階調レベル0の時は、電
歪素子に電圧VAが印加されないので、インク室の体積
変化が発生せず、インクは吐出しない。階調レベルが大
きくなるにつれてインクが吐出可能となる時間が増加し
て、より大きなドット径で記録媒体上に印刷される。
In FIG. 12, when the gradation level is 0, the voltage VA is not applied to the electrostrictive element, so that the volume of the ink chamber does not change and no ink is ejected. As the gradation level increases, the time during which ink can be ejected increases, and printing is performed on a recording medium with a larger dot diameter.

【0046】次に、第2の方法及び第3の方法で用いて
いる階調レベルに応じて電圧印加時間を変化させる方法
の一例を図13、図14を用いて説明する。
Next, an example of a method of changing the voltage application time according to the gradation level used in the second method and the third method will be described with reference to FIGS.

【0047】図13は4段階の階調を表現する方法を示
している。図13(a)は画素クロックである。画素ク
ロックは1画素印刷時間の半分の時間でHI、残り半分
の時間でLOWを示す。図13(b)は画素クロックと
同期して発生されている三角波を示している。この三角
波と階調レベルで定義された電圧信号の大きさとを比較
する比較器を用いて、階調レベルで定義されている電圧
よりも三角波の電圧の方が小さい場合に、比較器の出力
がHIになるように設定する。この出力波形を図13
(c)に示す。この図13(c)の信号によって負荷
(吐出通路5または電歪素子)に印加する電圧の制御方
法を図14を用いて説明する。
FIG. 13 shows a method of expressing four gradation levels. FIG. 13A shows a pixel clock. The pixel clock indicates HI during half the one-pixel printing time and LOW during the other half. FIG. 13B shows a triangular wave generated in synchronization with the pixel clock. Using a comparator that compares this triangular wave with the magnitude of the voltage signal defined by the gradation level, when the voltage of the triangular wave is smaller than the voltage defined by the gradation level, the output of the comparator is Set to be HI. This output waveform is shown in FIG.
It is shown in (c). A method of controlling the voltage applied to the load (the discharge passage 5 or the electrostrictive element) by the signal of FIG. 13C will be described with reference to FIG.

【0048】図14は、記録ヘッドの静電手段の構成例
を示している。階調レベルデータ112に基づいた電圧
を発生する電圧発生部122の出力と、三角波発生器1
24の出力を比較器120で比較し、この比較器の出力
によって出力制御部126は、電源116から吐出通路
5に印加する電圧VBを制御する。たとえば階調レベル
2で印刷する場合、比較器120により、図13(b)
での三角波の電圧と階調レベル2に対応する電圧である
V2とを比較して、三角波電圧がV2よりも低い場合に
比較器の出力がHIになるように設定し、この信号を受
けた出力制御部126において、電源116からの出力
を負荷5に接続するように制御する。画素クロックと同
期して比較器120より出力される制御信号がシフトレ
ジスタ(記載せず)を通して各吐出通路(5a−5n)
ごとに存在する出力制御部126に送られ、各オリフィ
スごとにインクの吐出が制御される。
FIG. 14 shows a configuration example of the electrostatic means of the recording head. An output of a voltage generator 122 for generating a voltage based on the gray level data 112;
The output of the comparator 24 controls the voltage VB applied from the power supply 116 to the discharge passage 5 based on the output of the comparator. For example, when printing is performed at the gradation level 2, the comparator 120 outputs the signal shown in FIG.
Is compared with V2 which is the voltage corresponding to the gradation level 2 and the output of the comparator is set to HI when the triangular wave voltage is lower than V2, and this signal is received. The output control unit 126 controls the output from the power supply 116 to be connected to the load 5. A control signal output from the comparator 120 in synchronization with the pixel clock is supplied to each discharge passage (5a-5n) through a shift register (not shown).
Each of the orifices controls the ejection of the ink.

【0049】次に、図15は本発明の他の実施例になる
記録ヘッドの縦断面を示している。この実施例におい
て、吐出通路5(5a−5n)、個別インク室6(6a
−6n)及び静電手段の構成は、図5の実施例と同じで
ある。この実施例では、個別インク室6に、それぞれヒ
ータ31(31a、31b、……31m,31n)が設
けられており、各ヒータ31は、それぞれ、第1パルス
発生器10aに接続されている。この実施例では、記録
ヘッドを印刷状態にするために、加圧供給手段の第1パ
ルス発生器10aで各ヒータ31に電圧VAを印加して
パルス電流を流し、インクを加熱してインクが瞬間的に
沸騰する際に発生する気泡(バブル)により、個別イン
ク室6内のインクを加圧し、吐出通路5の終端のオリフ
ィスよりわずかにインクをはみ出させた、図4の(a)
の状態にする。一方、これに同期して吐出通路5には、
静電手段の第2パルス発生器10bにより、階調レベル
データ112に基づいてオリフィスより吐出させるイン
ク量に相当する電圧VBを印加し、記録媒体11上にイ
ンクを吐出させる。
FIG. 15 shows a longitudinal section of a recording head according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, the discharge passage 5 (5a-5n), the individual ink chamber 6 (6a
-6n) and the structure of the electrostatic means are the same as in the embodiment of FIG. In this embodiment, the individual ink chambers 6 are provided with heaters 31 (31a, 31b,..., 31m, 31n), respectively, and each heater 31 is connected to the first pulse generator 10a. In this embodiment, in order to bring the recording head into a printing state, a voltage VA is applied to each heater 31 by the first pulse generator 10a of the pressurizing / supplying means to supply a pulse current, and the ink is heated so that the ink is instantaneously discharged. 4A, the ink in the individual ink chamber 6 is pressurized by bubbles generated when the liquid boiled, and the ink slightly protrudes from the orifice at the end of the discharge passage 5.
State. On the other hand, in synchronization with this, in the discharge passage 5,
The voltage VB corresponding to the amount of ink to be ejected from the orifice is applied by the second pulse generator 10b of the electrostatic means based on the gradation level data 112, and the ink is ejected onto the recording medium 11.

【0050】[0050]

【発明の効果】本発明によれば、インクの供給を制御す
る加圧供給手段及び静電手段を設け、画像データに基づ
いて、これら2つの独立した手段に加える電気信号を同
期して制御し、吐出されるインクのドット径を調整す
る。すなわち、加圧供給手段と静電手段を画像データに
基づいて同期して制御することにより、オリフィスから
吐出されるインクのドット径を広範囲に調整することが
可能となる。これによって、オリフィス径以下で任意の
粒径のインク滴を記録媒体上に吐出させ、高階調の印刷
画像を得ることができる。
According to the present invention, a pressurizing supply means and an electrostatic means for controlling ink supply are provided, and an electric signal applied to these two independent means is controlled synchronously based on image data. The dot diameter of the ejected ink is adjusted. That is, by controlling the pressurizing supply unit and the electrostatic unit in synchronization based on the image data, the dot diameter of the ink ejected from the orifice can be adjusted over a wide range. This makes it possible to eject ink droplets having an arbitrary diameter equal to or less than the orifice diameter onto the recording medium, thereby obtaining a high-gradation print image.

【0051】さらに、並列に配置された複数のオリフィ
スのそれぞれに独立に、インクの供給を制御する加圧供
給手段及び静電手段を設け、帯電したインク滴が静電力
によって記録媒体上に吐出させる方式で画像を形成する
ため、オリフィスごとに印加電圧条件を変化させること
により、ドットごとに吐出させるインク量を変化させる
ことができる。そのため、ドットごとに階調を表現する
ことができるので、従来のインクジェット記録装置より
も高精細な画像を得ることができるという効果がある。
Further, a pressure supply means and an electrostatic means for controlling the supply of ink are provided independently for each of a plurality of orifices arranged in parallel, and charged ink droplets are ejected onto a recording medium by electrostatic force. Since an image is formed by the method, the amount of ink ejected for each dot can be changed by changing the applied voltage condition for each orifice. Therefore, since the gradation can be expressed for each dot, there is an effect that a higher definition image can be obtained than in the conventional inkjet recording apparatus.

【0052】また、静電力によりインクを吐出させる方
式のインクジェット記録装置において、オリフィスから
吐出される前の状態でインクに作用する力及びインク吐
出時の力を、静電手段による静電力と加圧供給手段によ
る圧力の2つの力の調整により、広範囲にかつ任意の値
に自由に調節できるため、インク滴を、高速に吐出させ
ることが可能となる。
In an ink jet recording apparatus of the type in which ink is ejected by electrostatic force, the force acting on the ink before the ink is ejected from the orifice and the force at the time of ink ejection are determined by the electrostatic force and the pressure applied by the electrostatic means. By adjusting the two forces of the pressure by the supply means, the pressure can be freely adjusted to an arbitrary value over a wide range, so that the ink droplet can be ejected at a high speed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理を示す、インクジェット記録装置
の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an ink jet recording apparatus illustrating the principle of the present invention.

【図2】インク吐出部に印加する電圧の大きさと吐出す
るインク滴の直径との関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a relationship between a magnitude of a voltage applied to an ink ejection unit and a diameter of an ink droplet to be ejected.

【図3】インク吐出部に印加する電圧の時間と吐出する
インク滴の直径との関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a time of a voltage applied to an ink ejection unit and a diameter of an ink droplet to be ejected.

【図4】インクを吐出させる状態でのオリフィス付近の
インクの様子を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a state of ink near an orifice in a state where ink is ejected.

【図5】本発明の一実施例によるインクジェット記録装
置の断面側面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional side view of an inkjet recording apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図6】図5のa−a‘断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along the line aa ′ of FIG. 5;

【図7】図5のインクジェット記録装置の斜視図であ
る。
FIG. 7 is a perspective view of the ink jet recording apparatus of FIG.

【図8】図5の記録ヘッドの制御部の構成を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a control unit of the recording head in FIG. 5;

【図9】本発明による記録ヘッドへ電圧を印加する第1
の方法を示す図である。
FIG. 9 shows a first example of applying a voltage to the recording head according to the present invention.
It is a figure showing the method of.

【図10】本発明による記録ヘッド他の構成例を示す図
である。
FIG. 10 is a diagram showing another configuration example of the recording head according to the present invention.

【図11】本発明による記録ヘッドへ電圧を印加する第
2の方法を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a second method for applying a voltage to the recording head according to the present invention.

【図12】本発明による記録ヘッドへ電圧を印加する第
3の方法を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a third method for applying a voltage to the recording head according to the present invention.

【図13】本発明による記録ヘッドへ電圧を印加する方
法として、電圧印加時間を変化させる方法を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram showing a method of changing a voltage application time as a method of applying a voltage to a recording head according to the present invention.

【図14】図13の方法を実現するためのパルス発生器
の一例を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing an example of a pulse generator for realizing the method of FIG.

【図15】本発明の他の実施例になる記録ヘッドの縦断
面を示す図である。
FIG. 15 is a view showing a longitudinal section of a recording head according to another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、3…電極、2…電歪素子、4…隔壁、5…吐出通
路、6…個別インク室、7…共通インク室、8…インク
導管、9…インクタンク、10a…第1パルス発生器、
10b…第2パルス発生器10、11…記録媒体、12
…記録媒体保持部材
1, 3, electrode, 2 electrostrictive element, 4 partition, 5 discharge passage, 6 individual ink chamber, 7 common ink chamber, 8 ink conduit, 9 ink tank, 10a first pulse generator ,
10b second pulse generator 10, 11 recording medium, 12
... Recording medium holding member

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】インクタンクからオリフィスまで連通した
インク供給経路を有する記録ヘッドと、記録媒体を保持
する記録媒体保持部材とを備え、画像データに基づいて
インクを前記オリフィスから吐出させて前記記録媒体に
画像を印刷するインクジェット記録装置において、 電気的な手段により制御される部材により前記インク供
給経路のインクを加圧して前記オリフィスに供給する加
圧供給手段と、 静電力により前記インクを前記オリフィスから前記記録
媒体に向けて吐出させる静電手段と、 前記画像データに基づいて、前記加圧供給手段及び前記
静電手段に加える電気信号を同期して制御し、印刷ドッ
ト径を調整する制御部とを備えたことを特徴とするイン
クジェット記録装置。
A recording head having an ink supply path communicating from an ink tank to an orifice; and a recording medium holding member for holding a recording medium, wherein the recording medium is discharged by discharging ink from the orifice based on image data. An ink jet recording apparatus that prints an image on an orifice; a pressurizing / supplying unit that pressurizes ink in the ink supply path by a member controlled by an electric unit and supplies the ink to the orifice; An electrostatic unit that discharges the recording medium, and a control unit that controls an electric signal applied to the pressurizing supply unit and the electrostatic unit in synchronization with each other based on the image data, and adjusts a print dot diameter. An ink jet recording apparatus comprising:
【請求項2】請求項1記載のインクジェット記録装置に
おいて、前記記録ヘッドは複数の前記オリフィスがアレ
イ状に配置されており、前記インク供給経路は、前記各
オリフィスに対応して並列に配置された複数の個別イン
ク室を備え、該個別インク室には、それぞれ前記加圧供
給手段が設けられており、前記静電手段が前記各オリフ
ィスに対応して設けられていることを特徴とするインク
ジェット記録装置。
2. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said recording head has a plurality of said orifices arranged in an array, and said ink supply paths are arranged in parallel corresponding to said respective orifices. Ink jet recording comprising a plurality of individual ink chambers, each of the individual ink chambers being provided with the pressure supply means, and the electrostatic means being provided corresponding to each of the orifices. apparatus.
【請求項3】請求項1または2記載のインクジェット記
録装置において、前記加圧供給手段が、前記インク供給
経路のインク室の一部を構成し、電圧の印加に応答して
前記インク室の体積を減少させる電歪素子と、該電歪素
子にパルス電圧を印加する第1パルス発生器を含み、 前記静電手段が、一端に前記オリフィスが設けられた導
電性の吐出通路と、該吐出通路と前記記録媒体保持部材
との間に電位差を与える第2パルス発生器とを含むこと
を特徴とするインクジェット記録装置。
3. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said pressurizing and supplying means constitutes a part of an ink chamber of said ink supply path, and the volume of said ink chamber in response to application of a voltage. And a first pulse generator for applying a pulse voltage to the electrostrictive element, wherein the electrostatic means comprises: a conductive discharge passage having one end provided with the orifice; and the discharge passage. And a second pulse generator for providing a potential difference between the recording medium holding member and the recording medium holding member.
【請求項4】請求項1または2記載のインクジェット記
録装置において、前記加圧供給手段が、前記インク供給
経路のインク室内に設置され前記電気信号に応答して前
記インク室内のインクを加熱するヒータと、該ヒータに
パルス電圧を印加する第1パルス発生器を含み、 前記静電手段が、一端に前記オリフィスが設けられた導
電性の吐出通路と、該吐出通路と前記記録媒体保持部材
との間に電位差を与える第2パルス発生器を含むことを
特徴とするインクジェット記録装置。
4. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said pressurizing and supplying means is provided in an ink chamber of said ink supply path and heats the ink in said ink chamber in response to said electric signal. And a first pulse generator for applying a pulse voltage to the heater, wherein the electrostatic means includes a conductive discharge passage having one end provided with the orifice, and a conductive discharge passage formed between the discharge passage and the recording medium holding member. An ink jet recording apparatus comprising a second pulse generator for giving a potential difference between the two.
【請求項5】請求項3または4に記載のインクジェット
記録装置において、前記第2パルス発生器は、前記吐出
通路に接続する電源と前記記録媒体保持部材に接続する
電源とからなる2つの電源から構成され、前記2つの電
源の極性が互いに異なることを特徴とするインクジェッ
ト記録装置。
5. The ink-jet recording apparatus according to claim 3, wherein said second pulse generator comprises two power supplies, a power supply connected to said discharge passage and a power supply connected to said recording medium holding member. An ink jet recording apparatus, wherein the two power supplies have different polarities.
【請求項6】請求項3または4に記載のインクジェット
記録装置において、印刷画像の階調データに基づいて前
記静電手段に印加する電圧の大きさを変化させることを
特徴とするインクジェット記録装置。
6. An ink jet recording apparatus according to claim 3, wherein the magnitude of the voltage applied to said electrostatic means is changed based on gradation data of a print image.
【請求項7】請求項3または4に記載のインクジェット
記録装置において、印刷画像の階調データに基づいて前
記静電手段に印加する電圧の印加時間を変化させること
を特徴とするインクジェット記録装置。
7. An ink jet recording apparatus according to claim 3, wherein the application time of the voltage applied to said electrostatic means is changed based on gradation data of a print image.
【請求項8】請求項3または4に記載のインクジェット
記録装置において、印刷画像の階調データに基づいて前
記加圧供給手段に印加する電圧の印加時間を変化させる
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
8. An ink jet recording apparatus according to claim 3, wherein the application time of the voltage applied to said pressure supply means is changed based on gradation data of a print image. .
【請求項9】請求項3または4に記載のインクジェット
記録装置において、前記静電手段のパルス発生器は、印
刷時にのみ前記記録媒体保持部材に電圧を印加すること
を特徴とするインクジェット記録装置。
9. An ink jet recording apparatus according to claim 3, wherein said pulse generator of said electrostatic means applies a voltage to said recording medium holding member only during printing.
【請求項10】インクタンクからオリフィスまで連通し
たインク供給経路を有する記録ヘッドと、記録媒体を保
持する記録媒体保持部材とを備えたインクジェット記録
装置により、画像データに基づいてインクを前記オリフ
ィスから吐出させて前記記録媒体に画像を印刷する印刷
方法において、 電気的な手段により制御される部材を備えた加圧供給手
段により、前記インク供給経路のインクを加圧して前記
オリフィスに供給し、 静電手段により生成された静電力により、前記インクを
前記オリフィスから前記記録媒体に向けて吐出させると
ともに、 前記画像データに基づいて、前記加圧供給手段及び前記
静電手段に加える電気信号を同期して制御し、印刷され
る画像のドット径を調整することを特徴とするインクジ
ェット記録装置による印刷方法。
10. An ink jet recording apparatus comprising a recording head having an ink supply path communicating from an ink tank to an orifice, and a recording medium holding member for holding a recording medium, ejecting ink from said orifice based on image data. In the printing method of printing an image on the recording medium, the ink in the ink supply path is pressurized and supplied to the orifice by pressurizing supply means having a member controlled by an electric means, By means of the electrostatic force generated by the means, the ink is ejected from the orifice toward the recording medium, and based on the image data, an electric signal applied to the pressurizing supply means and the electrostatic means is synchronized. Controlling and adjusting the dot diameter of an image to be printed by an ink jet recording apparatus. Method.
JP8177990A 1996-07-08 1996-07-08 Ink-jet recorder and printing method Pending JPH1016254A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008515667A (en) * 2004-10-04 2008-05-15 コダック グラフィック コミュニケーションズ カナダ カンパニー Apparatus and method for identifying non-conductive fluid droplets
JP2014000797A (en) * 2012-05-25 2014-01-09 Canon Inc Recording element substrate, recording head, and recording device

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