JPH1034914A - インクジェット記録ヘッド - Google Patents
インクジェット記録ヘッドInfo
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- JPH1034914A JPH1034914A JP8196098A JP19609896A JPH1034914A JP H1034914 A JPH1034914 A JP H1034914A JP 8196098 A JP8196098 A JP 8196098A JP 19609896 A JP19609896 A JP 19609896A JP H1034914 A JPH1034914 A JP H1034914A
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- diameter
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- 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
- B41J2/21—Ink jet for multi-colour printing
- B41J2/2107—Ink jet for multi-colour printing characterised by the ink properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/21—Ink jet for multi-colour printing
- B41J2/2121—Ink jet for multi-colour printing characterised by dot size, e.g. combinations of printed dots of different diameter
- B41J2/2128—Ink jet for multi-colour printing characterised by dot size, e.g. combinations of printed dots of different diameter by means of energy modulation
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Ink Jet (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 インクジェット記録ヘッドに幅広い階調性を
持たせる。 【解決手段】 複数のインク吐出用ノズル２８を有する
インクジェット記録ヘッド１０において、それらのノズ
ルから異なる物性（例えば粘度、表面張力）のインク２
４を吐出するようにした。
持たせる。 【解決手段】 複数のインク吐出用ノズル２８を有する
インクジェット記録ヘッド１０において、それらのノズ
ルから異なる物性（例えば粘度、表面張力）のインク２
４を吐出するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
ヘッドに関する。
ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット記録ヘッドを用いて高画
質でかつ高速印字を行うには、印字ドット径を変えるこ
とにより階調性を表現することが有効である。そのため
には、ノズルから吐出するインク量を階調段階に応じて
変化させることが必要であり、従来より、インクに与え
る加圧力を変えることによりノズルから吐出するインク
量を変化させる方法が知られている。
質でかつ高速印字を行うには、印字ドット径を変えるこ
とにより階調性を表現することが有効である。そのため
には、ノズルから吐出するインク量を階調段階に応じて
変化させることが必要であり、従来より、インクに与え
る加圧力を変えることによりノズルから吐出するインク
量を変化させる方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、インクの加
圧力を調節するだけでは同一ノズルから安定して吐出で
きるインク量及び吐出したインクにより形成されるドッ
トの大きさの可変幅には限りがあり、充分に階調性に富
んだ画像を得ることは困難であった。
圧力を調節するだけでは同一ノズルから安定して吐出で
きるインク量及び吐出したインクにより形成されるドッ
トの大きさの可変幅には限りがあり、充分に階調性に富
んだ画像を得ることは困難であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点に鑑
みてなされたものであり、幅広い階調表現の可能な新規
なインクジェット記録ヘッドを提供するものである。そ
のために、本発明の第１のインクジェット記録ヘッド
は、複数のインク吐出用ノズルから異なる物性のインク
を吐出するようにしてある。この記録ヘッドにおいて、
インクの物性はそれが吐出する時点で他のノズルから吐
出するインクの物性と違っていればよい。具体的には、
上記複数のインク吐出用ノズルをそれぞれ別々のインク
収容室に連通し、これらのインク収容室にそれぞれ異な
る物性のインクを供給するようにしてもよいし、これら
のインク収容室には同じ物性のインクを供給し、インク
収容室内でインクの上記物性を他のインク収容室内のイ
ンクの物性と異ならしめるようにしてもよい。
みてなされたものであり、幅広い階調表現の可能な新規
なインクジェット記録ヘッドを提供するものである。そ
のために、本発明の第１のインクジェット記録ヘッド
は、複数のインク吐出用ノズルから異なる物性のインク
を吐出するようにしてある。この記録ヘッドにおいて、
インクの物性はそれが吐出する時点で他のノズルから吐
出するインクの物性と違っていればよい。具体的には、
上記複数のインク吐出用ノズルをそれぞれ別々のインク
収容室に連通し、これらのインク収容室にそれぞれ異な
る物性のインクを供給するようにしてもよいし、これら
のインク収容室には同じ物性のインクを供給し、インク
収容室内でインクの上記物性を他のインク収容室内のイ
ンクの物性と異ならしめるようにしてもよい。
【０００５】また、第２のインクジェット記録ヘッド
は、インク吐出用ノズルと、このノズルから吐出するイ
ンクの物性を変更する手段とを備えており、この変更手
段によりノズルから吐出するインクの物性を例えば階調
性等に応じて変更できるようにしてある。
は、インク吐出用ノズルと、このノズルから吐出するイ
ンクの物性を変更する手段とを備えており、この変更手
段によりノズルから吐出するインクの物性を例えば階調
性等に応じて変更できるようにしてある。
【０００６】なお、変更するインクの物性としては、そ
れを変えることにより同一のノズルから吐出するインク
滴の大きさが変化するもの、例えば粘度、表面張力が挙
げられる。
れを変えることにより同一のノズルから吐出するインク
滴の大きさが変化するもの、例えば粘度、表面張力が挙
げられる。
【０００７】さらに、第３のインクジェット記録ヘッド
は、大径インク滴吐出用ノズルと小径インク滴吐出用ノ
ズルとを有し、上記大径用インク滴吐出用ノズルから吐
出するインクの粘度は小径用インク滴吐出用ノズルから
吐出するインクの粘度よりも高くしてある。
は、大径インク滴吐出用ノズルと小径インク滴吐出用ノ
ズルとを有し、上記大径用インク滴吐出用ノズルから吐
出するインクの粘度は小径用インク滴吐出用ノズルから
吐出するインクの粘度よりも高くしてある。
【０００８】さらにまた、第４のインクジェット記録ヘ
ッドは、大径インク滴吐出用ノズルと小径インク滴吐出
用ノズルとを有し、上記大径用インク滴吐出用ノズルか
ら吐出するインクの表面張力は小径用インク滴吐出用ノ
ズルから吐出するインクの表面張力よりも高くしてあ
る。
ッドは、大径インク滴吐出用ノズルと小径インク滴吐出
用ノズルとを有し、上記大径用インク滴吐出用ノズルか
ら吐出するインクの表面張力は小径用インク滴吐出用ノ
ズルから吐出するインクの表面張力よりも高くしてあ
る。
【０００９】
【発明の効果】上述の第１のインクジェット記録ヘッド
では、複数のノズルから吐出するインクの物性が異な
る。ここで、インク物性の違いは、一定の吐出力をイン
クに与えた場合でもその吐出量の違いとなって現れる。
また、吐出力を変えると、それぞれの物性に応じた大き
さのインク滴が吐出する。したがって、複数のノズルか
らそれぞれ吐出するインクの物性を違えると、安定して
吐出できるインクの大きさ範囲が広がり、幅広い階調性
を得ることができる。
では、複数のノズルから吐出するインクの物性が異な
る。ここで、インク物性の違いは、一定の吐出力をイン
クに与えた場合でもその吐出量の違いとなって現れる。
また、吐出力を変えると、それぞれの物性に応じた大き
さのインク滴が吐出する。したがって、複数のノズルか
らそれぞれ吐出するインクの物性を違えると、安定して
吐出できるインクの大きさ範囲が広がり、幅広い階調性
を得ることができる。
【００１０】また、第２のインクジェット記録ヘッドで
は、ノズルから吐出するインクの物性、例えば粘度や表
面張力を変更する手段を備えており、この物性変更手段
によりインクの物性を変化させることによりインク滴の
大きさを調節できる。したがって、一つのノズルから適
宜異なる大きさのインク滴を吐出することにより階調性
に富んだ画像を作成できる。
は、ノズルから吐出するインクの物性、例えば粘度や表
面張力を変更する手段を備えており、この物性変更手段
によりインクの物性を変化させることによりインク滴の
大きさを調節できる。したがって、一つのノズルから適
宜異なる大きさのインク滴を吐出することにより階調性
に富んだ画像を作成できる。
【００１１】さらに、第３のインクジェット記録ヘッド
では大径インク滴吐出用ノズルから吐出するインクの粘
度は小径インク滴吐出用ノズルから吐出するインクの粘
度よりも高くしてあり、また、第４のインクジェットヘ
ッドでは大径インク滴吐出用ノズルから吐出するインク
の表面張力は小径インク滴吐出用ノズルから吐出するイ
ンクの表面張力よりも高くしてある。これにより第３お
よび第４のインクジェットヘッドにおいては、大径イン
ク滴吐出用ノズルからは小径インク滴吐出用ノズルより
も大径のインクが吐出するようにしてある。したがっ
て、これら２種類のノズルを用いれば幅広い階調性の画
像を得ることができる。
では大径インク滴吐出用ノズルから吐出するインクの粘
度は小径インク滴吐出用ノズルから吐出するインクの粘
度よりも高くしてあり、また、第４のインクジェットヘ
ッドでは大径インク滴吐出用ノズルから吐出するインク
の表面張力は小径インク滴吐出用ノズルから吐出するイ
ンクの表面張力よりも高くしてある。これにより第３お
よび第４のインクジェットヘッドにおいては、大径イン
ク滴吐出用ノズルからは小径インク滴吐出用ノズルより
も大径のインクが吐出するようにしてある。したがっ
て、これら２種類のノズルを用いれば幅広い階調性の画
像を得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態について説明する。図１から図３は
本発明に係るインクジェット記録装置用ヘッドを示す。
このヘッド１０は大径インク滴吐出用ヘッド部１２（以
下「大径ヘッド部１２」という。）と小径インク滴吐出
用ヘッド部１４（以下「小径ヘッド部１４」という。）
からなり、これら大径ヘッド部１２と小径ヘッド部１４
は、天板１６、隔壁１８、振動板２０、基板２２を重ね
て一体的に構成されている。
の好適な実施の形態について説明する。図１から図３は
本発明に係るインクジェット記録装置用ヘッドを示す。
このヘッド１０は大径インク滴吐出用ヘッド部１２（以
下「大径ヘッド部１２」という。）と小径インク滴吐出
用ヘッド部１４（以下「小径ヘッド部１４」という。）
からなり、これら大径ヘッド部１２と小径ヘッド部１４
は、天板１６、隔壁１８、振動板２０、基板２２を重ね
て一体的に構成されている。
【００１３】天板１６は金属又は合成樹脂などからな
り、隔壁１８との対向部（対向面）を電鋳又はフォトリ
ソグラフィ等により微細加工して、大径ヘッド部１２と
小径ヘッド部１４とにそれぞれインク２４を収容する複
数のインクキャビティ２６と、各インクキャビティ２６
のインク２４を吐出するノズル２８と、補給用インク２
４を収容するインク供給室３０と、各インクキャビティ
２６をインク供給室３０に連結するインクインレット３
２が形成されている。図１に示すように、大径ヘッド部
１２と小径ヘッド部１４の各インクキャビティ２６は、
これらヘッド部１２、１４が対向する方向に向かって延
びる長溝状にかつ平行に形成されている。また、各イン
ク供給室３０は、インクキャビティ２６を挟んで中央線
３４の反対側に形成されており、図示しないインクタン
クに接続してある。なお、本実施形態では、大径ヘッド
部１２のノズル２８と小径ヘッド部１４のそれは同一の
径としてある。
り、隔壁１８との対向部（対向面）を電鋳又はフォトリ
ソグラフィ等により微細加工して、大径ヘッド部１２と
小径ヘッド部１４とにそれぞれインク２４を収容する複
数のインクキャビティ２６と、各インクキャビティ２６
のインク２４を吐出するノズル２８と、補給用インク２
４を収容するインク供給室３０と、各インクキャビティ
２６をインク供給室３０に連結するインクインレット３
２が形成されている。図１に示すように、大径ヘッド部
１２と小径ヘッド部１４の各インクキャビティ２６は、
これらヘッド部１２、１４が対向する方向に向かって延
びる長溝状にかつ平行に形成されている。また、各イン
ク供給室３０は、インクキャビティ２６を挟んで中央線
３４の反対側に形成されており、図示しないインクタン
クに接続してある。なお、本実施形態では、大径ヘッド
部１２のノズル２８と小径ヘッド部１４のそれは同一の
径としてある。
【００１４】隔壁１８は金属又は合成樹脂の薄肉フィル
ムが使用されており、天板１６と振動板２０との間に固
定されている。なお、隔壁１８はこれに所定の張力が加
わった状態で固定するのが望ましい。
ムが使用されており、天板１６と振動板２０との間に固
定されている。なお、隔壁１８はこれに所定の張力が加
わった状態で固定するのが望ましい。
【００１５】振動板２０は周知の圧電材料からなり、そ
の上面と下面にはそれぞれ共通電極、個別電極として利
用される導電性金属層（図示せず）が設けてあり、隔壁
１８と基板２２との間に固定されている。各共通電極お
よび個別電極は図示しない印字信号制御回路に接続され
ており、共通電極と個別電極との間に所定の電圧が印加
されるようになっている。なお、各電極の引き出し方法
は特に限定されず各種の方法を採用可能であるが、例え
ば、導電性を隔壁１８を共通電極として使用し、基板２
２表面に個別電極をパターニングするなどの方法により
電極の引き出しを行うことができる。また、振動板２０
は、ダイシング加工により縦方向溝５８と横方向溝６０
を形成して分断し、各インクキャビティ２６に対応する
圧電部材４２と、隣接する圧電部材４２の間に位置する
仕切壁４４と、互いに対向する圧電部材４２の間に位置
する仕切壁４５と、これらを囲む壁４６とに分離されて
いる。そして、圧電部材４２は高温下で上下の共通電極
と個別電極との間に高電圧を印加して分極処理されてい
る。圧電部材４２は単層型のものであってもよいし、圧
電材料と電極とをそれぞれ複数重ね合わせた積層型のも
のでもよい。
の上面と下面にはそれぞれ共通電極、個別電極として利
用される導電性金属層（図示せず）が設けてあり、隔壁
１８と基板２２との間に固定されている。各共通電極お
よび個別電極は図示しない印字信号制御回路に接続され
ており、共通電極と個別電極との間に所定の電圧が印加
されるようになっている。なお、各電極の引き出し方法
は特に限定されず各種の方法を採用可能であるが、例え
ば、導電性を隔壁１８を共通電極として使用し、基板２
２表面に個別電極をパターニングするなどの方法により
電極の引き出しを行うことができる。また、振動板２０
は、ダイシング加工により縦方向溝５８と横方向溝６０
を形成して分断し、各インクキャビティ２６に対応する
圧電部材４２と、隣接する圧電部材４２の間に位置する
仕切壁４４と、互いに対向する圧電部材４２の間に位置
する仕切壁４５と、これらを囲む壁４６とに分離されて
いる。そして、圧電部材４２は高温下で上下の共通電極
と個別電極との間に高電圧を印加して分極処理されてい
る。圧電部材４２は単層型のものであってもよいし、圧
電材料と電極とをそれぞれ複数重ね合わせた積層型のも
のでもよい。
【００１６】基板２２はセラミック、金属、又は合成樹
脂等からなり、振動板２０に接着剤で固定されている。
脂等からなり、振動板２０に接着剤で固定されている。
【００１７】上記構成のヘッド１０では、図示しないイ
ンクタンクからインク供給室３０にインク２４が供給さ
れる。ここで、大径ヘッド部１２のインク供給室３０に
供給されるインク２４は、小径ヘッド部１４のインク供
給室３０に供給されるそれよりも、粘度又は表面張力若
しくはそれらの両方が高い。インク供給室３０のインク
２４は、インクインレット３２を介して各インクキャビ
ティ２６に分配される。そして、印字信号制御回路（図
示せず）から共通電極と個別電極との間に所定の電圧
（印字信号）が印加されると圧電部材４２がインクキャ
ビティ２６に向かって変形する。また、圧電部材４２の
変形は隔壁１８に伝えられ、これによりインクキャビテ
ィ２６内のインク２４が加圧されて、インクノズル２８
を介してインク滴が飛翔する。このとき、上述のように
大径ヘッド部１２のインク２４は小径ヘッド部１４のそ
れよりも粘度又は表面張力若しくはそれらの両方が高い
ので、大径ヘッド部１２からは大径インク滴、小径ヘッ
ド部１４からは小径インク滴が吐出する。また、共通電
極と個別電極との間に印加する信号電圧の電圧値や印加
時間を画像信号に応じて変更することにより大径ヘッド
部１２と小径ヘッド部１４から吐出するインク滴の大き
さを変更できる。したがって、作成すべき出力画像の条
件に応じて、大径ヘッド部１２と小径ヘッド部１４を適
宜選択すると共に、共通電極と個別電極との間に印加す
る電圧を変えることで、幅広く階調性を変化させること
ができる。なお、本実施形態では、大径ヘッド部１２の
ノズル２８と小径ヘッド部１４のそれは同一径とした
が、大径ヘッド部１２のノズル２８を小径ヘッド部１４
のそれよりも大きくすれば、さらに階調幅が広くなる。
ンクタンクからインク供給室３０にインク２４が供給さ
れる。ここで、大径ヘッド部１２のインク供給室３０に
供給されるインク２４は、小径ヘッド部１４のインク供
給室３０に供給されるそれよりも、粘度又は表面張力若
しくはそれらの両方が高い。インク供給室３０のインク
２４は、インクインレット３２を介して各インクキャビ
ティ２６に分配される。そして、印字信号制御回路（図
示せず）から共通電極と個別電極との間に所定の電圧
（印字信号）が印加されると圧電部材４２がインクキャ
ビティ２６に向かって変形する。また、圧電部材４２の
変形は隔壁１８に伝えられ、これによりインクキャビテ
ィ２６内のインク２４が加圧されて、インクノズル２８
を介してインク滴が飛翔する。このとき、上述のように
大径ヘッド部１２のインク２４は小径ヘッド部１４のそ
れよりも粘度又は表面張力若しくはそれらの両方が高い
ので、大径ヘッド部１２からは大径インク滴、小径ヘッ
ド部１４からは小径インク滴が吐出する。また、共通電
極と個別電極との間に印加する信号電圧の電圧値や印加
時間を画像信号に応じて変更することにより大径ヘッド
部１２と小径ヘッド部１４から吐出するインク滴の大き
さを変更できる。したがって、作成すべき出力画像の条
件に応じて、大径ヘッド部１２と小径ヘッド部１４を適
宜選択すると共に、共通電極と個別電極との間に印加す
る電圧を変えることで、幅広く階調性を変化させること
ができる。なお、本実施形態では、大径ヘッド部１２の
ノズル２８と小径ヘッド部１４のそれは同一径とした
が、大径ヘッド部１２のノズル２８を小径ヘッド部１４
のそれよりも大きくすれば、さらに階調幅が広くなる。
【００１８】上記ヘッド１０に用いるインクとしては、
従来公知の各種のインクジェット記録用インクを用いる
ことができる。例えば、水、水溶性染料、水溶性有機溶
媒、界面活性剤等よりなる水性インクを用いることがで
きる。
従来公知の各種のインクジェット記録用インクを用いる
ことができる。例えば、水、水溶性染料、水溶性有機溶
媒、界面活性剤等よりなる水性インクを用いることがで
きる。
【００１９】水溶性染料としては、従来公知の酸性染
料、直接染料、塩基性染料、反応性染料等を用いること
ができる。
料、直接染料、塩基性染料、反応性染料等を用いること
ができる。
【００２０】水溶性有機溶媒としては、乾燥性、保湿
性、粘度、表面張力などを調整する目的で各種のものが
使用される。例えば、メタノール、エタノール等の一価
アルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコール等のポリアルキレングリコール、エチレング
リコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、グリセリン等の多価アル
コール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、
ジエチレングリコールモノブチルエーテル等の多価アル
コールエーテル、２−ピロリドン、１−メチル−２−ピ
ロリドン等の環式アミド等を用いることができる。特
に、粘度や表面張力を調整するためには、上記ポリアル
キレングリコール、多価アルコール、多価アルコールエ
ーテル等を用いることが好ましい。
性、粘度、表面張力などを調整する目的で各種のものが
使用される。例えば、メタノール、エタノール等の一価
アルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコール等のポリアルキレングリコール、エチレング
リコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、グリセリン等の多価アル
コール、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、
ジエチレングリコールモノブチルエーテル等の多価アル
コールエーテル、２−ピロリドン、１−メチル−２−ピ
ロリドン等の環式アミド等を用いることができる。特
に、粘度や表面張力を調整するためには、上記ポリアル
キレングリコール、多価アルコール、多価アルコールエ
ーテル等を用いることが好ましい。
【００２１】界面活性剤は、記録液のにじみ防止、吐出
性の向上等の目的で添加され、非イオン系、アニオン
系、カチオン系等の各種の界面活性剤を用いることがで
きる。
性の向上等の目的で添加され、非イオン系、アニオン
系、カチオン系等の各種の界面活性剤を用いることがで
きる。
【００２２】その他、必要に応じて、ｐＨ調整剤、両親
媒剤、キレート剤、防錆剤、防カビ剤、消光剤、酸素吸
収剤、その他の粘度調整剤や表面張力調整剤等を添加す
ることができる。
媒剤、キレート剤、防錆剤、防カビ剤、消光剤、酸素吸
収剤、その他の粘度調整剤や表面張力調整剤等を添加す
ることができる。
【００２３】インクの粘度調整は、添加する水溶性有機
溶媒や粘度調整剤の種類、添加量等を調整することによ
り行えばよい。また、インクの表面張力調整は、水溶性
有機溶媒、表面張力調整剤、界面活性剤の種類、添加量
等を調整することにより行えばよい。一般的に、水の添
加は表面張力を増大させ、界面活性剤の添加は表面張力
を低下させる。以下の本実施形態の具体的な実験例につ
いて説明する。
溶媒や粘度調整剤の種類、添加量等を調整することによ
り行えばよい。また、インクの表面張力調整は、水溶性
有機溶媒、表面張力調整剤、界面活性剤の種類、添加量
等を調整することにより行えばよい。一般的に、水の添
加は表面張力を増大させ、界面活性剤の添加は表面張力
を低下させる。以下の本実施形態の具体的な実験例につ
いて説明する。
【００２４】（１）実験１：インクの表面張力とドット
径との関係を実験により調べた。実験１に用いたインク
ジェット記録ヘッドのノズルの径は３５μｍである。ま
た、図６の表３に示す組成で表面張力の異なる４種類
（σ＝３０、４０、５０、６０ｄｙｎ／ｃｍ）の水性イ
ンク（試料符号Ｅ、Ｂ、Ｆ、Ｇ）を調製した。インクの
粘度は一定（η＝２．０ｃｐ）とした。圧電部材は、厚
さ３０μｍの圧電シートを２８層重ねた積層型圧電部材
を使用した。そして、上記４種類のインクについて、共
通電極と個別電極との間に３種類の電圧（Ｖ＝２０、３
０、４０Ｖ）のパルス（立ち上がり時間及び立ち下がり
時間：５μｓｅｃ、パルス幅：２０μｍ）を印加し、記
録媒体に付着したインクドットの大きさを計測した。結
果を図４の表１に示す。
径との関係を実験により調べた。実験１に用いたインク
ジェット記録ヘッドのノズルの径は３５μｍである。ま
た、図６の表３に示す組成で表面張力の異なる４種類
（σ＝３０、４０、５０、６０ｄｙｎ／ｃｍ）の水性イ
ンク（試料符号Ｅ、Ｂ、Ｆ、Ｇ）を調製した。インクの
粘度は一定（η＝２．０ｃｐ）とした。圧電部材は、厚
さ３０μｍの圧電シートを２８層重ねた積層型圧電部材
を使用した。そして、上記４種類のインクについて、共
通電極と個別電極との間に３種類の電圧（Ｖ＝２０、３
０、４０Ｖ）のパルス（立ち上がり時間及び立ち下がり
時間：５μｓｅｃ、パルス幅：２０μｍ）を印加し、記
録媒体に付着したインクドットの大きさを計測した。結
果を図４の表１に示す。
【００２５】この表１より、印加電圧、表面張力が高く
なるに従ってドット径（すなわちインク滴）が大きくな
ることが分かる。また、表面張力σ＝４０ｄｙｎ／ｃｍ
のインクだけを使用した場合には、電圧を変化させても
７２〜１１５μｍまでしかドット径が変化しないが、小
径ヘッド部に表面張力σ＝３０ｄｙｎ／ｃｍのインクを
使用し、大径ヘッド部にσ＝６０ｄｙｎ／ｃｍのインク
を使用すれば、インクジェット記録ヘッドとしては６１
〜１３８μｍまでのインク滴を吐出することができ、幅
広いドット径変調が可能である。
なるに従ってドット径（すなわちインク滴）が大きくな
ることが分かる。また、表面張力σ＝４０ｄｙｎ／ｃｍ
のインクだけを使用した場合には、電圧を変化させても
７２〜１１５μｍまでしかドット径が変化しないが、小
径ヘッド部に表面張力σ＝３０ｄｙｎ／ｃｍのインクを
使用し、大径ヘッド部にσ＝６０ｄｙｎ／ｃｍのインク
を使用すれば、インクジェット記録ヘッドとしては６１
〜１３８μｍまでのインク滴を吐出することができ、幅
広いドット径変調が可能である。
【００２６】（２）実験２：インクの粘度とドット径と
の関係を実験により調べた。実験２に用いたインクジェ
ット記録ヘッドのノズルの径は３５μｍである。また、
図６の表３に示す組成で粘度の異なる４種類（η＝１．
５、２．０、３．０、５．０ｃｐ）の水性インク（試料
符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を作った。インクの表面張力は一
定（σ＝４０ｄｙｎ／ｃｍ）とした。圧電部材は、厚さ
３０μｍの圧電シートを２８層重ねた積層型圧電部材を
使用した。そして、上記４種類のインクについて、共通
電極と個別電極との間に３種類の電圧（Ｖ＝２０、３
０、４０Ｖ）のパルス（立ち上がり時間及び立ち下がり
時間：５μｓｅｃ、パルス幅：２０μｍ）を印加し、記
録媒体に付着したインクドットの大きさを計測した。結
果を図５の表２に示す。
の関係を実験により調べた。実験２に用いたインクジェ
ット記録ヘッドのノズルの径は３５μｍである。また、
図６の表３に示す組成で粘度の異なる４種類（η＝１．
５、２．０、３．０、５．０ｃｐ）の水性インク（試料
符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を作った。インクの表面張力は一
定（σ＝４０ｄｙｎ／ｃｍ）とした。圧電部材は、厚さ
３０μｍの圧電シートを２８層重ねた積層型圧電部材を
使用した。そして、上記４種類のインクについて、共通
電極と個別電極との間に３種類の電圧（Ｖ＝２０、３
０、４０Ｖ）のパルス（立ち上がり時間及び立ち下がり
時間：５μｓｅｃ、パルス幅：２０μｍ）を印加し、記
録媒体に付着したインクドットの大きさを計測した。結
果を図５の表２に示す。
【００２７】この表２より、印加電圧、表面張力が高く
なるに従ってドット径（すなわちインク滴）が大きくな
ることが分かる。また、粘度η＝２．０ｃｐのインクだ
けを使用した場合には、電圧を変化させても７２〜１１
５μｍまでしかドット径が変化しないが、小径ヘッド部
に粘度η＝１．５ｃｐのインクを使用し、大径ヘッド部
にη＝５．０ｃｐのインクを使用すれば、インクジェッ
ト記録ヘッドとしては６６〜１３６μｍまでのインク滴
を吐出することができ、幅広いドット径変調が可能であ
る。
なるに従ってドット径（すなわちインク滴）が大きくな
ることが分かる。また、粘度η＝２．０ｃｐのインクだ
けを使用した場合には、電圧を変化させても７２〜１１
５μｍまでしかドット径が変化しないが、小径ヘッド部
に粘度η＝１．５ｃｐのインクを使用し、大径ヘッド部
にη＝５．０ｃｐのインクを使用すれば、インクジェッ
ト記録ヘッドとしては６６〜１３６μｍまでのインク滴
を吐出することができ、幅広いドット径変調が可能であ
る。
【００２８】上記実験１、２で使用した試料Ａ〜Ｇの組
成を図６の表３に示す。
成を図６の表３に示す。
【００２９】以上の説明では、大径ヘッド部では粘度、
表面張力の高いインクを使用するものとしたが、ノズル
の径を小さくすると流路抵抗が大きくなり、インク吐出
力に対する表面張力の抗力が大きくなるので、粘度と表
面張力が高くなると損失係数が大きくなる。したがっ
て、大径ヘッド部には小径ヘッド部よりも粘度と表面張
力の低いインクを使用する場合も考えられる。
表面張力の高いインクを使用するものとしたが、ノズル
の径を小さくすると流路抵抗が大きくなり、インク吐出
力に対する表面張力の抗力が大きくなるので、粘度と表
面張力が高くなると損失係数が大きくなる。したがっ
て、大径ヘッド部には小径ヘッド部よりも粘度と表面張
力の低いインクを使用する場合も考えられる。
【００３０】大径ヘッド部と小径ヘッド部に物性の異な
るインクを供給することに代えて、両ヘッドのインクキ
ャビティに同一物性のインクを供給し、インク供給室又
はインクキャビティでインクの物性を変更するようにし
てもよい。
るインクを供給することに代えて、両ヘッドのインクキ
ャビティに同一物性のインクを供給し、インク供給室又
はインクキャビティでインクの物性を変更するようにし
てもよい。
【００３１】具体的には、粘度調整剤又は表面張力調整
剤を収容した容器及びこの容器から収容液を供給するポ
ンプを設け、インクをインクタンクからインク供給室に
供給する過程で、それら粘度調整剤又は表面張力調整剤
をインクに添加する方法が挙げられる。もちろん、粘度
調整作用あるいは表面張力調整作用を有する水溶性有機
溶媒、水、界面活性剤を添加するようにしてもよい。
剤を収容した容器及びこの容器から収容液を供給するポ
ンプを設け、インクをインクタンクからインク供給室に
供給する過程で、それら粘度調整剤又は表面張力調整剤
をインクに添加する方法が挙げられる。もちろん、粘度
調整作用あるいは表面張力調整作用を有する水溶性有機
溶媒、水、界面活性剤を添加するようにしてもよい。
【００３２】また、各インク供給室又は各インクキャビ
ティ若しくはノズルにヒータなどの温度調整手段を設
け、これにより吐出するインクの温度を変更することで
その粘度や表面張力を調整するようにしてもよい。例え
ば、実験により確認したところ、２５℃で粘度５ｃｐの
インク（上記試料Ｄ）について温度４０℃まで上げる
と、粘度は２．１ｃｐまで低下した。
ティ若しくはノズルにヒータなどの温度調整手段を設
け、これにより吐出するインクの温度を変更することで
その粘度や表面張力を調整するようにしてもよい。例え
ば、実験により確認したところ、２５℃で粘度５ｃｐの
インク（上記試料Ｄ）について温度４０℃まで上げる
と、粘度は２．１ｃｐまで低下した。
【００３３】さらに、圧電部材に高電圧かつ高周波数の
電圧を印加すると、圧電部材の温度が上昇してインクの
物性が変化する性質を利用し、インク吐出前に圧電部材
を予備駆動することにより発熱させてインクを物性を変
えるようにしてもよい。本発明者らが実験したところ、
通常駆動（３０Ｖ、５ｋＨｚ）では圧電部材の表面温度
は＋３℃程度しか上昇しなかったが、５０Ｖ、１０ｋＨ
ｚで立ち上がり時間が１μｓｅｃ以下のパルスを印加す
ると、圧電部材の表面温度は約５０℃まで上昇し、＋２
５℃程度上昇させることができた。
電圧を印加すると、圧電部材の温度が上昇してインクの
物性が変化する性質を利用し、インク吐出前に圧電部材
を予備駆動することにより発熱させてインクを物性を変
えるようにしてもよい。本発明者らが実験したところ、
通常駆動（３０Ｖ、５ｋＨｚ）では圧電部材の表面温度
は＋３℃程度しか上昇しなかったが、５０Ｖ、１０ｋＨ
ｚで立ち上がり時間が１μｓｅｃ以下のパルスを印加す
ると、圧電部材の表面温度は約５０℃まで上昇し、＋２
５℃程度上昇させることができた。
【００３４】さらにまた、上記実施形態のインクジェッ
ト記録ヘッドには２つのヘッド部を設けたが、以上のよ
うにして吐出するインクの物性を変更するようにすれ
ば、一つのヘッド部だけで必要に応じて適宜吐出するイ
ンク滴及びそれにより作成されるドットの大きさを変更
することができる。
ト記録ヘッドには２つのヘッド部を設けたが、以上のよ
うにして吐出するインクの物性を変更するようにすれ
ば、一つのヘッド部だけで必要に応じて適宜吐出するイ
ンク滴及びそれにより作成されるドットの大きさを変更
することができる。
【図１】 本発明に係るインクジェット記録ヘッドの一
部平面図である。
部平面図である。
【図２】 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図、及び部分拡大断
面図である。
面図である。
【図３】 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。
【図４】 インク粘度一定で圧電部材の印加電圧とイン
ク表面張力とを変化させたときのドット径の変化を示す
図表である。
ク表面張力とを変化させたときのドット径の変化を示す
図表である。
【図５】 インク表面張力一定で圧電部材の印加電圧と
インク粘度とを変化させたときのドット径の変化を示す
図表である。
インク粘度とを変化させたときのドット径の変化を示す
図表である。
【図６】 実験に使用したインクの組成を表した図表で
ある。
ある。
１０…ヘッド、１２…大径ヘッド部、１４…小径ヘッド
部、１６…天板、１８…隔壁、２０…振動板、２２…基
板、２４…インク、２６…インクキャビティ、２８…ノ
ズル、３０…インク供給室、４２…圧電部材。
部、１６…天板、１８…隔壁、２０…振動板、２２…基
板、２４…インク、２６…インクキャビティ、２８…ノ
ズル、３０…インク供給室、４２…圧電部材。
Claims (7)
- 【請求項１】 複数のインク吐出用ノズルから異なる物
性のインクを吐出するようにしたインクジェット記録ヘ
ッド。 - 【請求項２】 上記複数のインク吐出用ノズルはそれぞ
れ別々のインク収容室に連通しており、これらのインク
収容室にそれぞれ異なる物性のインクを供給するように
した請求項１のインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項３】 上記複数のインク吐出用ノズルはぞれぞ
れ別々のインク収容室に連通しており、これらのインク
収容室には同じ物性のインクを供給し、インク収容室内
でインクの上記物性を他のインク収容室内のインクと異
ならしめるようにした請求項１のインクジェット記録ヘ
ッド。 - 【請求項４】 インク吐出用ノズルと、このノズルから
吐出するインクの物性を変更する手段を備えているイン
クジェット記録ヘッド。 - 【請求項５】 上記物性が粘度、表面張力の少なくとも
いずれか一つである請求項１から４のいずれかのインク
ジェット記録ヘッド。 - 【請求項６】 大径インク滴吐出用ノズルと小径インク
滴吐出用ノズルとを有し、上記大径用インク滴吐出用ノ
ズルから吐出するインクの粘度を小径用インク滴吐出用
ノズルから吐出するインクの粘度よりも高くしたインク
ジェット記録ヘッド。 - 【請求項７】 大径インク滴吐出用ノズルと小径インク
滴吐出用ノズルとを有し、上記大径用インク滴吐出用ノ
ズルから吐出するインクの表面張力を小径用インク滴吐
出用ノズルから吐出するインクの表面張力よりも高くし
たインクジェット記録ヘッド。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8196098A JPH1034914A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | インクジェット記録ヘッド |
| US08/900,993 US5963230A (en) | 1996-07-25 | 1997-07-25 | Inkjet printer and inkjet printing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8196098A JPH1034914A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | インクジェット記録ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1034914A true JPH1034914A (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=16352195
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8196098A Pending JPH1034914A (ja) | 1996-07-25 | 1996-07-25 | インクジェット記録ヘッド |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5963230A (ja) |
| JP (1) | JPH1034914A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000006387A1 (fr) * | 1998-07-29 | 2000-02-10 | Nec Corporation | Tete d'enregistrement a jet d'encre et enregistreur a jet d'encre |
| EP1052097A3 (en) * | 1999-05-06 | 2001-08-01 | Seiko Epson Corporation | A liquid jetting apparatus |
| JP2005074884A (ja) * | 2003-09-02 | 2005-03-24 | Ricoh Co Ltd | 記録ヘッド及び該記録ヘッドを用いたヘッドカートリッジ、記録装置 |
| JP2006289960A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-10-26 | Seiko Epson Corp | インクジェット記録装置、インクジェット記録方法及び記録物 |
| JP2007136879A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Toshiba Tec Corp | インクジェット記録装置 |
| JP2008238023A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Seiko Epson Corp | 吐出装置および液状体配置方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6092887A (en) * | 1996-07-22 | 2000-07-25 | Minolta Co., Ltd. | Ink-jet printer |
| EP1236517A1 (en) * | 2001-02-23 | 2002-09-04 | Microflow Engineering SA | Method of manufacturing a liquid droplet spray device and such spray device |
| US6783224B2 (en) * | 2002-11-26 | 2004-08-31 | Toshiba Tec Kabushiki Kaisha | Ink-jet printing apparatus |
| WO2018017061A1 (en) * | 2016-07-19 | 2018-01-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Printing systems |
| EP3414097B1 (en) | 2016-07-19 | 2022-09-07 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Printing systems |
| WO2018017064A1 (en) | 2016-07-19 | 2018-01-25 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Printing systems |
| US10952309B2 (en) | 2016-07-19 | 2021-03-16 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Plasma treatment heads |
| DE102017113049A1 (de) * | 2017-06-14 | 2018-12-20 | Océ Holding B.V. | Tintenstrahl-Druckervorrichtung und Verfahren |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0437062A3 (en) * | 1989-12-15 | 1991-12-27 | Tektronix, Inc. | Method and apparatus for printing with a drop-on-demand ink jet print head using an electric field |
| US5208605A (en) * | 1991-10-03 | 1993-05-04 | Xerox Corporation | Multi-resolution roofshooter printheads |
| US5412410A (en) * | 1993-01-04 | 1995-05-02 | Xerox Corporation | Ink jet printhead for continuous tone and text printing |
| JP3029174B2 (ja) * | 1993-10-28 | 2000-04-04 | キヤノン株式会社 | インクジェット記録装置 |
| US5648801A (en) * | 1994-12-16 | 1997-07-15 | International Business Machines Corporation | Grayscale printing system |
-
1996
- 1996-07-25 JP JP8196098A patent/JPH1034914A/ja active Pending
-
1997
- 1997-07-25 US US08/900,993 patent/US5963230A/en not_active Expired - Lifetime
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| WO2000006387A1 (fr) * | 1998-07-29 | 2000-02-10 | Nec Corporation | Tete d'enregistrement a jet d'encre et enregistreur a jet d'encre |
| US6467865B1 (en) | 1998-07-29 | 2002-10-22 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Ink jet recording head and ink jet recorder |
| EP1052097A3 (en) * | 1999-05-06 | 2001-08-01 | Seiko Epson Corporation | A liquid jetting apparatus |
| US6827423B1 (en) | 1999-05-06 | 2004-12-07 | Seiko Epson Corporation | Liquid jetting apparatus, method of driving the same, computer-readable recording medium storing the method and image recording apparatus incorporating the same |
| EP1738909A1 (en) * | 1999-05-06 | 2007-01-03 | Seiko Epson Corporation | A liquid jetting apparatus |
| JP2005074884A (ja) * | 2003-09-02 | 2005-03-24 | Ricoh Co Ltd | 記録ヘッド及び該記録ヘッドを用いたヘッドカートリッジ、記録装置 |
| JP2006289960A (ja) * | 2005-03-17 | 2006-10-26 | Seiko Epson Corp | インクジェット記録装置、インクジェット記録方法及び記録物 |
| JP2007136879A (ja) * | 2005-11-18 | 2007-06-07 | Toshiba Tec Corp | インクジェット記録装置 |
| JP2008238023A (ja) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Seiko Epson Corp | 吐出装置および液状体配置方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5963230A (en) | 1999-10-05 |
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