JPS6280051A - Ink jet printer - Google Patents
Ink jet printerInfo
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- JPS6280051A JPS6280051A JP22141185A JP22141185A JPS6280051A JP S6280051 A JPS6280051 A JP S6280051A JP 22141185 A JP22141185 A JP 22141185A JP 22141185 A JP22141185 A JP 22141185A JP S6280051 A JPS6280051 A JP S6280051A
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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
- B41J2/07—Ink jet characterised by jet control
- B41J2/072—Ink jet characterised by jet control by thermal compensation
Landscapes
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
- Ink Jet (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
技帆公夏
本発明は、インクジェット印写装置、より詳細には、イ
ンクジェット印写装置におけるノズル吐出インクの温度
制御に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an inkjet printing apparatus, and more particularly, to temperature control of ink ejected from a nozzle in an inkjet printing apparatus.
従来技術
インクジェット印写装置は、インク供給部からのインク
を細いノズルに導き、このノズル先端開口部よりインク
を粒子状にして連続的に噴射し、記録媒体状に文字9図
形状を描かせるが、ノズルから噴射されるインク粒子の
発生頻度が安定であると共にインク粒子の大きさが均一
であることが記録を行う為に必要である。しかしながら
、インクの特性は周囲温度の変化に影響され、特に、イ
ンクの粘性は周囲温度が低くなるにつれて大きくなる。The conventional inkjet printing device guides ink from an ink supply unit to a narrow nozzle, and continuously sprays the ink in the form of particles from an opening at the tip of this nozzle to draw a letter 9 shape on a recording medium. In order to perform recording, it is necessary that the frequency of occurrence of ink droplets ejected from a nozzle is stable and that the size of the ink droplets is uniform. However, the properties of the ink are affected by changes in ambient temperature, and in particular, the viscosity of the ink increases as the ambient temperature decreases.
このようにインクの粘性が大きくなると、インク粒子の
発生頻度が低くなり、インク粒子の径は大きくなる。こ
うして周囲温度によりノズルから噴射されるインク粒子
の発生頻度或いはインク粒子径が不均一になると、記録
媒体上に印写される文字等が不安定、不鮮明になり、品
質の信頼性に欠けることとなる。そこで従来、記録ヘッ
ドの背部及びヘッド近傍のインクチューブを覆うように
熱伝導部材を装着し、この熱伝導部材の外周部位にニク
ロム線を巻いて耐熱絶縁材で被覆すると共に、インクチ
ューブに対向する位置に設けた空室内に感温素子を配置
してインクの保温を行うものが提案されている(特公昭
54−24658号公報)が、熱伝導部材と巻回したニ
クロム線との接触が完全には行われない為、熱効率が十
分でなく、またニクロム線等の経時劣化等耐久性にも問
題があった。また、インクジェット印写装置のヘッド液
室内にヒータを設けてインクの保温を行うものもある(
特開昭49−101473号公報)が、ヒータが直接イ
ンクと接するためインクに種種の問題を発生し、特に周
囲温度が低く、加熱パワーを大きくとらなければならな
いような場合、気泡の発生を生じることがあり、そのた
め立上り時間、制御温度範囲等が限定されてしまう欠点
があった。As the viscosity of the ink increases in this manner, the frequency of ink droplet generation decreases, and the diameter of the ink droplets increases. If the frequency of occurrence or the diameter of ink particles ejected from the nozzle becomes uneven due to the ambient temperature, the characters printed on the recording medium will become unstable and unclear, leading to a lack of reliability in quality. Become. Conventionally, a heat conductive member is attached to cover the back of the recording head and the ink tube near the head, and a nichrome wire is wrapped around the outer periphery of the heat conductive member and covered with a heat-resistant insulating material. It has been proposed to keep the ink warm by arranging a temperature sensing element in a space provided at a certain position (Japanese Patent Publication No. 54-24658), but it is difficult to completely contact the heat conductive member with the wound nichrome wire. Since this process is not carried out over time, the thermal efficiency is not sufficient, and there are also problems with durability such as deterioration of nichrome wire over time. In addition, some inkjet printing devices keep the ink warm by installing a heater inside the head liquid chamber (
However, since the heater is in direct contact with the ink, various problems occur with the ink, and especially when the ambient temperature is low and a large heating power is required, bubbles may be generated. This has the disadvantage that the rise time, control temperature range, etc. are limited.
目 的
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
特に、シングル又はマルチノズルのインクジェット印写
装置において、ヘッド吐出インクの温度を効率よく制御
し、小型化及び信頼性の向上を図ることを目的としてな
されたものである。Purpose The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances.
Particularly, in a single or multi-nozzle inkjet printing device, the purpose of this invention is to efficiently control the temperature of the ink ejected from the head, thereby reducing the size and improving reliability.
構 成
本発明は、上記目的を達成するため、セラミックス材で
構成されたヘッドボディと、該ヘッドボディの表面に設
けられた加熱用ヒータと、該加熱用ヒータの使用電源電
圧を変更する変更手段とを有し、電源オン時の初期と定
常使用時とで前記加熱用ヒータの使用電源電圧を変更す
るようにしたことを特徴としたものである。以下1本発
明の実施例に基づいて説明する。Structure In order to achieve the above object, the present invention includes a head body made of a ceramic material, a heating heater provided on the surface of the head body, and a changing means for changing the power supply voltage used for the heating heater. The power supply voltage used by the heating heater is changed between the initial stage when the power is turned on and during regular use. An explanation will be given below based on one embodiment of the present invention.
第1図は、本発明の一実施例を説明するための電気回路
図で、図中、Rsはインク温度を検出する温度センサ(
例えばサーミスタ)、OP、〜OP3は演算増幅器、R
Hはヒータ、HCはヒステリシス比較回路で、温度セン
サRsが正極性の抵抗変化特性を示すとき、センサや電
圧特性は第2図に示すようになる(ただし、ヒータ加熱
のフィードバックがかかつていない状態のとき)。これ
に第1図のような制御回路で熱的なフィードバックをか
けた状態では、Ts以下の温度ではヒータに電流が流れ
、センサ部の温度はTs一定に制御されることになる。FIG. 1 is an electric circuit diagram for explaining one embodiment of the present invention. In the figure, Rs is a temperature sensor (
For example, thermistor), OP, ~OP3 are operational amplifiers, R
H is a heater, HC is a hysteresis comparison circuit, and when the temperature sensor Rs exhibits positive resistance change characteristics, the sensor and voltage characteristics become as shown in Figure 2 (however, this is a state in which feedback of heater heating has never occurred). When). When thermal feedback is applied to this by a control circuit as shown in FIG. 1, a current flows to the heater at a temperature below Ts, and the temperature of the sensor section is controlled to be constant at Ts.
第1図において、抵抗R1とセンサ抵抗Rsの変化に応
じて分圧された電圧がボルテージホロアーの高入力イン
ピーダンスの演算増幅器○P。In FIG. 1, a high input impedance operational amplifier ○P is a voltage follower in which a voltage is divided according to changes in a resistor R1 and a sensor resistor Rs.
より出力される。演算増幅器OP工の出力はヒステリシ
スを有する演算増幅器oP2を含む比較回路HCと演算
増幅回路OP3に入力される。演算増幅器○P、の基章
レベルV refl、及び演算増幅器OP、の基準電圧
■ref2は制御温度(例えばTs=30℃)相当のセ
ンサ出力電圧Vref =V ref、 −V ref
2に設定する。従って、センサ部温度がTsより低い状
態で電源電圧がオンされたとき、演算増幅器○P1の出
力<Vref、のため、演算増幅器OP2の出力はHレ
ベルであり、従って、トランジスタTrユのコレクタは
Lレベル、トランジスタTr2はオン状態となり、ヒー
タRHにはVccHの電圧が印加される。このとき、演
算増幅器oP2の出力はダイオードD1を介してトラン
ジスタTr、ベースにHレベルの電圧を印加しており、
ヒータRHは演算増幅器○P3の出力レベルにかかわら
ず、VccHが印加されていることになる。そして、ヒ
ータの加熱によりインク温度が上昇してセンサ抵抗Rs
が大きくなり、演算増幅器OP。It is output from The output of the operational amplifier OP is input to a comparison circuit HC including an operational amplifier oP2 having hysteresis and an operational amplifier circuit OP3. The basic level V ref of the operational amplifier ○P and the reference voltage ref2 of the operational amplifier OP are the sensor output voltages Vref = V ref, -V ref corresponding to the control temperature (for example, Ts = 30°C)
Set to 2. Therefore, when the power supply voltage is turned on with the sensor temperature lower than Ts, the output of the operational amplifier OP2 is at H level because the output of the operational amplifier ○P1 is less than Vref, and therefore the collector of the transistor Tr At L level, the transistor Tr2 is turned on, and a voltage of VccH is applied to the heater RH. At this time, the output of the operational amplifier oP2 applies an H level voltage to the base of the transistor Tr via the diode D1.
VccH is applied to the heater RH regardless of the output level of the operational amplifier ○P3. Then, the ink temperature rises due to the heating of the heater, and the sensor resistance Rs
becomes large and the operational amplifier is OP.
出力>Vref、となり、演算増幅器○P2の出力がL
レベルとなると、抵抗R4を介して基準値人力■ref
、に正帰還がかかつているため、Vref、の基市レベ
ルは低下する。したがって、演算増幅器○P、の出力レ
ベルが多少低下しても演算増幅器oP、の出力はTIレ
ベルとなることは無く、VccHがヒータに印加される
ことは無い。そのため、以後は演算増幅器○P3の出力
すなわち演算増幅器OP、の出力と基準電圧V ref
2の差が増幅された出力レベルに応じてトランジスタT
r3を流れる電流が制御され、リップルの無い安定した
インク温度になるような電圧がV cchから供給され
る。Output > Vref, and the output of operational amplifier ○P2 becomes L.
When the level is reached, the reference value human power ■ref is applied via the resistor R4.
Since positive feedback is applied to , the basic level of Vref, decreases. Therefore, even if the output level of the operational amplifier oP decreases somewhat, the output of the operational amplifier oP will never reach the TI level, and VccH will not be applied to the heater. Therefore, from now on, the output of operational amplifier ○P3, that is, the output of operational amplifier OP, and the reference voltage V ref
Transistor T depending on the amplified output level
The current flowing through r3 is controlled and a voltage is supplied from V cch that provides a stable ink temperature with no ripple.
以上の制御動作により、周囲温度が5℃の低温時におい
ても電源オン後、15〜30秒以下の短時間に熱容量の
あるヘッド内インク温度を30℃以上の定温度に制御す
ることができ1粒子化の安定化が可能となる。立ち上が
った後の定常使用状態ではヒータ印加電圧を低電圧V
cchに切り換えることによりトランジスタTr3によ
る損失を1w以下と小さくでき、発熱が押えられる。Through the above control operations, even when the ambient temperature is as low as 5°C, the ink temperature inside the head, which has a heat capacity, can be controlled to a constant temperature of 30°C or higher within a short time of 15 to 30 seconds after the power is turned on. It becomes possible to stabilize the particle formation. In normal operating conditions after startup, the heater applied voltage is reduced to a low voltage V.
By switching to cch, the loss caused by the transistor Tr3 can be reduced to 1 W or less, and heat generation can be suppressed.
インクジェット印写装置において、インクジェットヘッ
ドから噴射されるインクの温度が変化することは30μ
m程度の微小ノズルから流出する流体抵抗が変化し、吐
出量変化とがサテライトの無い安定な粒子化を得るのに
問題となる。例えば、インク温度が5〜40℃変化した
とき、インク粘度は5〜、5cpと大きく変化するため
。In an inkjet printing device, the temperature of the ink ejected from the inkjet head changes by 30μ.
The resistance of the fluid flowing out from a minute nozzle of about m size changes, and the change in discharge amount becomes a problem in obtaining stable particle formation without satellites. For example, when the ink temperature changes by 5 to 40 degrees Celsius, the ink viscosity changes significantly to 5 to 5 cp.
サテライトの無い安定な粒子化を得るには狭い範囲への
温度制御が必要となる。To obtain stable particle formation without satellites, temperature control within a narrow range is required.
第3図は、本発明が適用されるインクジェットヘッドの
一例を説明するするための構成図で1図中、1はへラド
ボディ、2はノズルプレート、3はヒータ抵抗(RH)
、4は温度センサ(Rs)、5はピエゾ振動子、6はヘ
ッドホルダー、7はインク供給チューブで、ヘッドボデ
″イ1内のインクは、周知のように、ノズルプレート2
に設けたノズル孔より噴射されるが、該ヘッドボディ1
内のインク温度は第1図に関して説明したようにして制
御される。而して、第3図に示した例は、ノズル部へイ
ンクを供給する液室を構成するヘッドボディ1にセラミ
ックス材を使用した例であり、液室に接するセラミック
ス材を直接ヒータ3で加熱するため効率、制御応答が非
常によくなる。また、セラミックス材は耐腐食性、耐薬
品性の特性が良いため、インクに対する接液性の問題が
なく、温度制御が可能である。なお、アルミナ含有率9
0%以上のセラミックス材を用いることにより、sUs
等の金属と同等以上の熱伝導率が得られ、上記効果をよ
り向上させることができる。本発明によれば発熱体とへ
ラドボディが全く密着しているため、熱伝導率が良く1
面状の発熱ヒータパターンとすることにより単位面積当
りのワット密度の高い設計が可能である。また、発熱抵
抗体としては。FIG. 3 is a configuration diagram for explaining an example of an inkjet head to which the present invention is applied. In the figure, 1 is a spatula body, 2 is a nozzle plate, and 3 is a heater resistor (RH).
, 4 is a temperature sensor (Rs), 5 is a piezo vibrator, 6 is a head holder, 7 is an ink supply tube, and as is well known, the ink in the head body 1 is supplied to the nozzle plate 2.
The head body 1
The ink temperature within is controlled as described with respect to FIG. The example shown in FIG. 3 is an example in which a ceramic material is used for the head body 1 that constitutes the liquid chamber that supplies ink to the nozzle section, and the ceramic material in contact with the liquid chamber is directly heated by the heater 3. As a result, efficiency and control response are greatly improved. Furthermore, since the ceramic material has good corrosion resistance and chemical resistance, there is no problem of contact with ink, and temperature control is possible. In addition, alumina content 9
By using 0% or more ceramic material, sUs
Thermal conductivity is equal to or higher than that of other metals, and the above effects can be further improved. According to the present invention, since the heating element and the heating element are in close contact with each other, the thermal conductivity is good.
By using a planar heater pattern, it is possible to design a high watt density per unit area. Also, as a heating resistor.
ニッケル、プラチナ等を主成分とした抵抗体ペーストを
使用し、この抵抗体ペーストがセラミックス材に厚膜印
刷されている。A resistor paste whose main ingredients are nickel, platinum, etc. is used, and this resistor paste is thick-film printed on a ceramic material.
第4図は、本発明の他の実施例を示す断面図で。FIG. 4 is a sectional view showing another embodiment of the present invention.
この実施例は、ヘッドボディ及びヒータを絶縁樹脂材8
で覆って熱効率を向上させたものである。In this embodiment, the head body and heater are made of insulating resin material 8.
This improves thermal efficiency.
第5図は、本発明によるヘッドを用いたマルチノズルヘ
ッドの斜視図、第6図は、断面図で、図中、第3図及び
第4図と同一の作用をする部分には第3図及び第4図と
同一の参照番号を付しである。FIG. 5 is a perspective view of a multi-nozzle head using a head according to the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view. and are given the same reference numerals as in FIG.
効 果
以上の説明から明らかなように、本発明によると、小型
、低コストの制御回路により、損失の少ないインク温度
コントロールが可能となる。Effects As is clear from the above description, according to the present invention, ink temperature control with little loss is possible using a small, low-cost control circuit.
第1図は、本発明の一実施例を説明するための電気回路
図、第2図は、温度センサの特性図、第3図及び第4図
は、それぞれ本発明が適用されるインクジェットヘッド
の例を示す断面図、第5図は、マルチノズルヘッドの例
を示す斜視図、第6図は、断面図である。
Rs・・・温度センサ抵抗、CP、〜QP3・・・演算
増幅器、RH・・・ヒータ抵抗、1・・・ヘッドボディ
、2・・・ノズルプレート、3・・・ヒータ抵抗(RH
)、4・・・温度センサ(Rs)、5・・・ピエゾ振動
子、6・・・ヘッドホルダー、7・・・インク供給チュ
ーブ、8・・・絶縁樹脂材。FIG. 1 is an electric circuit diagram for explaining one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a characteristic diagram of a temperature sensor, and FIGS. 3 and 4 are diagrams of an inkjet head to which the present invention is applied. 5 is a perspective view showing an example of a multi-nozzle head, and FIG. 6 is a sectional view showing an example. Rs... Temperature sensor resistance, CP, ~QP3... Operational amplifier, RH... Heater resistance, 1... Head body, 2... Nozzle plate, 3... Heater resistance (RH
), 4... Temperature sensor (Rs), 5... Piezo vibrator, 6... Head holder, 7... Ink supply tube, 8... Insulating resin material.
Claims (3)
該ヘッドボディの表面に設けられた加熱用ヒータと、該
加熱用ヒータの使用電源電圧を変更する変更手段とを有
し、電源オン時の初期と定常使用時とで前記加熱用ヒー
タの使用電源電圧を変更するようにしたことを特徴とす
るインクジェット印写装置。(1) A head body made of ceramic material,
It has a heating heater provided on the surface of the head body, and a changing means for changing the power supply voltage used by the heating heater, and the power supply voltage used by the heating heater is changed between the initial stage when the power is turned on and the power supply voltage used during regular use. An inkjet printing device characterized by changing voltage.
比較回路とを有し、前記温度検出手段の出力信号を前記
比較回路に入力し、該比較回路の出力信号によつて電源
オン初期に定常使用時より高い電圧を前記加熱用ヒータ
に印加するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
第(1)項に記載のインクジェット印写装置。(2) It has an ink temperature detection means and a comparison circuit having hysteresis, and the output signal of the temperature detection means is input to the comparison circuit, and the output signal of the comparison circuit is used for regular use at the initial stage of power-on. The inkjet printing apparatus according to claim 1, wherein a voltage higher than that applied to the heating heater is applied to the heating heater.
比較回路の基準電圧Vref_1と、立上り後の定常使
用時の印加電圧を決める比較回路の基準電圧Vref_
2において、前記基準電圧をVref_1≒Vref_
2の関係に設定したことを特徴とする特許請求の範囲第
(1)項に記載のインクジェット印写装置。(3) Reference voltage Vref_1 of the comparator circuit that determines the applied voltage at the initial rise when the power is turned on, and reference voltage Vref_ of the comparator circuit that determines the applied voltage during normal use after the power has started up.
2, the reference voltage is set to Vref_1≒Vref_
2. The inkjet printing apparatus according to claim 1, wherein the inkjet printing apparatus is set to the following relationship.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22141185A JPS6280051A (en) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | Ink jet printer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22141185A JPS6280051A (en) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | Ink jet printer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6280051A true JPS6280051A (en) | 1987-04-13 |
Family
ID=16766315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22141185A Pending JPS6280051A (en) | 1985-10-04 | 1985-10-04 | Ink jet printer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6280051A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0520845U (en) * | 1991-08-30 | 1993-03-19 | 光洋機械工業株式会社 | Loading device for annular workpieces in processing machines |
-
1985
- 1985-10-04 JP JP22141185A patent/JPS6280051A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0520845U (en) * | 1991-08-30 | 1993-03-19 | 光洋機械工業株式会社 | Loading device for annular workpieces in processing machines |
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