JPH01165451A - インク吐出信号の印加方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分舒〉 本発明は静電力と空気流を用いたインクジェット記録ヘ
ッドに関し、特に、階調性向上のためにインク吐出の時
間遅れを短縮するようにしたインク吐出信号の印加方法
に関する。

〈従来の技術〉 従来、静電力に加えて空気流を用いることで高速応答性
を向上させたインクジェット記録ヘッドが提案されてい
る。第４図は従来のこの種のマルチノズルタイプのイン
クジェット記録ヘッドの一例を示す概略構成図である。

第４図に示すように、ボデー１１には、オリフィス板１
２で覆われたインク室１３と、そのインク室１３の外側
にノズル板１４で覆われた空気室１５とが設けられてお
り、オリフィス板１２とノズル板１４にはそれぞれ互い
に対向する位置に複数のインク吐出口１６と空気吐出口
１７が穿設されている。この空気室１５内には空気供給
路１８を介して外部の供給源１９から高圧の空気が供給
されていて、常時空気吐出口１７がら空気が高速で噴出
している。一方、インク室１３内にはインク供給路２０
を介して外部のインクタンク２１から油性インクが供給
されており、インク吐出口１６近傍における空気室１５
の空気圧力とインク室１３のインク圧力がほぼ等しくす
ることでインク吐出口１６に生じるインクのメニスカス
が静止状態を保てるようにそのインクタンク２１には空
気供給源１９からの一定圧力が印加されている。また、
各インク吐出口１６の後部には各々独立したインク電極
２２が取付けられると共に、各空気吐出口１７の前部に
は一個の共通電極２３が取付けられ、各インク電極２２
と共通電極２３の間にはインク吐出信号として７００〜
８００ｖのパルス電圧を発生する信号源２４がそれぞれ
設けられている。

このようなインクジェット記録ヘッドでは、所望の信号
源２４により対応するインク電極２２と共通電極２３と
の間にインク吐出信号を印加してパルス状の電位差が生
じると、インク吐出口１６に生じているインクのメニス
カスが電位差による静電力によって、空気吐出口１７の
方向に引き伸ばされる。このとき、インク吐出口１６か
ら空気吐出口１７に到る空間には急激な空気流が生じて
いるため、インク吐出口１６に生じたインクのメニスカ
スはインク吐出信号が印加されている間引き伸ばされ、
且つ空気流によって引きちぎられ、空気吐出口１７から
インクが糸を引くような形状となって飛び出す。

そして、階調変調を行うには、インク吐出信号のパルス
幅を変化させて吐出するインクの長さを変えることによ
り、ドツト径を制御する。例えば、１ライン分を描く主
走査速度を４０　ｃｍ／　ｓ　Ｓ画素密度を８画素／−
とすると、１画素当り３００ｐ１の時間があるため、３
．３１＆で発生する電圧パルスのパルス幅を変化させる
。最大濃度を再現する場合はパルス幅が３００声従って
、ＤＣ電圧の印加となり、例えば吐出インクの飛翔速度
が１０　ｍ　／　ｓであれば、１画素当り３ＩＩｌｌの
長さでインクが連続的に吐出する。パルス幅を減少させ
ると吐出インクが短かくなり、液滴のような形状のイン
クが吐出して低濃度が再現される。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかし、パルス幅を成る程度以下に減少すると、インク
が吐出しなくなる。その理由は、インク吐出信号を印加
してもインクの粘性、慣性等のため、直ちにインクが吐
出するのではなく、吐出開始に時間遅れがあるからであ
る。従って、時間遅れよりも長いパルス幅のインク吐出
信号を印加する必要があり、階調が制限されろ。この傾
向はインクのメニスカスが凹状の場合に顕著である。

時間遅れを短縮するにはインク吐出信号の電圧を例えば
１００ＯＶ以上と高くすれば良いが、電線の絶縁が不足
したり、放電が生じたりするので、あまり高い電圧を印
加することができない。また、信号源２４を高電圧化す
ることは必ずしも容易でない。

本発明は上述した従来技術の問題点を解決するためのも
のであり、インク吐出信号の電圧を高くしなくてもイン
ク吐出開始の時間遅れを短縮できろインク吐出信号の印
加方法を提供することを目的としている。

く問題点を解決するための手段〉 上述の問題点を解決するための本発明にかかるインク吐
出信号の印加方法は、インク室に設けられたインク吐出
口に対向させて外方へ空気流を噴出する空気吐出口を配
設する一方、それらインク吐出口と空気吐出口とに各々
電極を設け、両電極間にインク吐出信号を印加すること
でインク吐出口からインクのメニスカスを静電力により
引き出すと共に引き出されたメニスカスを空気流によっ
て空気吐出口から射出するインクジェット記録ヘッドに
おけるインク吐出信号の印加方法において、インク吐出
信号を直流バイアス電圧に重畳させ、且つ、インク吐出
信号がない間は直流バイアス電圧を振動させることを特
徴とする特く作　　　用〉 インク吐出口の電極と空気吐出口の電極間に印加した直
流バイアス電圧による静電力が、予めインクのメニスカ
スをわずかではあるがインク吐出口より引き出している
ので、インク吐出信号を印加すると、メニスカスが素早
く引き出される。

しかも、直流バイアス電圧が振動するので、これによる
静電力も振動して予めメニスカスが引き出し方向に沿っ
て振動しているため、インク吐出信号を印加したとき、
メニスカスが抵抗なく動き出す。

従って、インク吐出信号の電圧を高くしなくても、短い
時間遅れでインクの吐出が開始する。

なお、インク吐出信号の印加中は直流バイアス電圧は振
動せず、インクの吐出量に影響を及ぼさない。

く実　施　例〉 以下、本発明の一実施例を図面により具体的に説明する
。

先ず、本発明によるインク吐出信号の印加方法を適用し
得るインクジニット記録装置例の全体構成について、そ
の概略図を表わす第３図によって説明する。第３図に示
すように、このインクジェット記録装置は、デジタルカ
ラースキャナ３１、画像情報処理装置３２、及びインク
ジェットプリンタ３３から成っている。

デジタルカラースキャナ３１は、カラー原画３４の各部
を走査して青色、緑色、赤色の濃度値を測定するもので
あり、主走査パルスモータ３５により回転駆動されると
共にカラー原画３４を巻き付ける回転円筒３６と、照明
光源３７、レンズ３Ｂ、３９、及び三色分解測光部４０
が取付けられた光電変換ヘッド４１と、この光電変換ヘ
ッド４１を送りねじ軸４２を介して副走査パルスモータ
４３によって回転円筒３６の軸方向と平行な方向に往復
駆動する駆動装置とを有している。而して、回転円筒３
６が一回転する毎に光電変換ヘッド４１が回転円筒３６
の軸方向に一走査線分だけ移動してカラー原画３４の各
部を二次元的に走査し、カラー原画３４の各部について
青色、緑色、赤色の反射濃度を測定する。

画像情報処理装置３２は、中央演算処理装置４４、内部
記憶装置４５、ＵＣＲ回路４６、及びテーブルメモリ回
ｇ８４７から構成されており、中央演算処理装置４４は
デジタルカラースキャナ３１からのデジタル化された三
色濃度信号をその内部記憶袋ｇ１４５に書き込み、ＵＣ
Ｒ回路４６はその内部記憶装置４５から読み出された信
号から階調補正、下色除去、スミ入れ等を行ってシアン
、マゼンタ、イエロー、ブラックの各濃度信号を形成し
、テーブルメモリ回路４７はＵＣＲ回路４６からの濃度
信号に対し、レベル毎にテーブルメモリを参照してイン
ク吐出信号のパルス幅を決めインクジエツトプリンタ３
３ヘインク吐出信号を供給する。

インクジェットプリンタ３３は、回転円筒４８に巻き付
けた白紙４９にヘッド部５０から噴射したインク液滴を
付着させてカラー画像を再生するものであり、主走査パ
ルスモータ５１により回転駆動される回転円筒４８と、
回転円筒４８の軸方向に沿ってその外周面に近接するよ
うに配置されたイエロー用インクジェット記録ヘッド５
２、マゼンタ用インクジェット記録ヘッド５３、シアン
用インクジェット記録ヘッド５４、及びブラック用イン
クジェット記録ヘッド５５を具えたヘッド部５０と、こ
のヘッド部５αを送りねじ軸５６を介して副走査パルス
モータ５７によって回転円筒４８の軸方向と平行な方向
に往復駆動する駆動装置とを有している。而して、中央
演算処理装置４４からの信号によって回転円筒４８が１
回転する毎にヘッド部５０が一走査線分だけ移動し、そ
の過程でインク吐出信号によって各記録ヘッド５２〜５
５が駆動されてインク液滴を同時に噴射して白紙４９上
にインクを付着させて記録を行う。尚、４個のインクジ
ェット記録ヘッド５２〜５５はヘッド部５０の走査方向
に位置がずれているので、各インクジェット記録ヘッド
５２〜５５が各走査位置で記録すべき画素に応じて内部
記憶装置ｉ４５のアドレス指定が順次行われるようにな
っている。

次に、本発明によるインク吐出信号の印加方法について
説明する。第１図は本発明の一実施例にかかるインクジ
ェット記録ヘッドの要部断面図、第２図は印加電圧の波
形図である。但し、第１図において第４図に示した従来
のヘッドと同一部分には同一の符号を付す。

第１図に示すように、インクジェット記録ヘッド６０は
マルチノズルタイプであり、オリフィス板１２の後面に
各インク吐出口１６に対して独立にインク電極２２を取
付けると共に、ノズル板１４の前面に各空気吐出口１７
に対する１個の共通電極２３を取付け、且つ、各インク
電極２２と共通電極２３との間に信号源６１を接続しで
ある。

第２図に示すように、信号源６１はインク吐出信号６２
を直流バイアス電圧鴇に重畳して出力し、且つ、インク
吐出信号６２がない期間６３では直流バイアス電圧ｖ８
に振動６４を加えるものである。直流バイアス電圧ｖ８
は、インク吐出信号６２がない期間６３ではノズルから
インクが吐出しない範囲で、なるべく高い電圧に設定す
る。また直流バイアス電圧ｖ８の振動６４の大きさは、
直流バイアス電圧入の±５％ないし±５０％の範囲が適
当であり、その周波数はインク吐出信号６２の駆動周波
数の数倍ないし数１０倍の範囲が適当である。なお、振
動６４の波形は正弦波、矩形波、三角波等任意で良い。

因みに、−例として、インク吐出口１６の直径が５０μ
ｍ１空気吐出口１７の直径が１５０μｍ１オリフイス板
１２とノズル板１４間の距離が８０μｍ、インク電極２
２と共通電極２３間の距離が４８０μｍである場合、イ
ンク吐出信号６２の印加時の全電圧■を７００〜８００
ｖとすると、直流バイアス電圧ｖ６は３００〜４００ｖ
とするのが好適であった。

従って、インク吐出信号６２自体の電圧ｖＩは３００〜
５００■で良かった。

また、前述した寸法条件において、 （１）主走査速度である回転円筒４８の周速を４０ｃｍ
／ｓ、画素密度を８画素／關、インク吐出信号の駆動周
波数を３．３改とし、　　・（２）　　インク吐出信号
６２自身の電圧ｖｌを４００ｖＳ直流バイアス電圧ｖ８
を４００Ｖ１その振＄６４を５０−で±１００ｖとし、 （３）吐出インクの飛翔速度がｌ　Ｏｍ　／　ｓとなる
ように空気圧力とインク圧力を設定したところ、 ３０１１ｓの時間遅れでインクの吐出が開始した。

これに対し、直流バイアスを行なわず単に８００Ｖのイ
ンク吐出信号を印加した場合（従来）は、５０１１ｓの
長い時間遅れがあった。

従って、従来より大幅に階調性が向上することになった
。

なお、階調性が未だ不足する場合は、分解能が落ちるが
、２Ｘ２，３Ｘ３，４Ｘ４　（ドツト）などのマトリク
ス記録を行う。

〈発明の効果〉 以上、実施例を挙げて詳細に説明したように、本発明に
よれば、インク吐出信号を直流バイアス電圧に重畳させ
、且つ、インク吐出信号がない間は直流バイアス電圧を
振動させるので、インク吐出信号の電圧を高くしなくて
も、インク吐出開始の時間遅れを短縮することができ、
よって、階調性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかるインクジェット記録
ヘッドの要部断面図、第２図は印加電圧の波形図、第３
図は本インクジェット記録ヘッドを適用し得るインクジ
ェット記録装置例の全体概略構成図、第４図は従来例に
かかるインクジェット記録ヘッドの概略構成図である。 図面中、 １２はオリフィス板、 １３はインク室、 １４はノズル板、 １５は空気室、 １６はインク吐出口、 １７は空気吐出口、 ２２はインク電極、 ２３は共通電極、 ６１は信号源、 ６２はインク吐出信号、 ６３はインク吐出信号がない期間、 ６４は振動である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 インク室に設けられたインク吐出口に対向させて外方へ
   空気流を噴出する空気吐出口を配設する一方、それらイ
   ンク吐出口と空気吐出口とに各々電極を設け、両電極間
   にインク吐出信号を印加することでインク吐出口からイ
   ンクのメニスカスを静電力により引き出すと共に引き出
   されたメニスカスを空気流によって空気吐出口から射出
   するインクジェット記録ヘッドにおけるインク吐出信号
   の印加方法において、 インク吐出信号を直流バイアス電圧に重畳させ、且つ、
   インク吐出信号がない間は直流バイアス電圧を振動させ
   ることを特徴とするインク吐出信号の印加方法。