JPH06218930A

JPH06218930A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH06218930A
Application number: JP1333493A
Authority: JP
Inventors: Jiro Moriyama; 次郎森山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-01-29
Filing date: 1993-01-29
Publication date: 1994-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】インク中を伝わる波の集中によりインクを噴
射するインクジェット記録装置において、噴射されたイ
ンク滴が被記録媒体の移動によって生じる気流等により
その着弾する位置が正規の位置からずれることを防止す
る。【構成】記録ヘッド１１とプラテン２１上の被記録媒
体２０との間に、高電圧発生回路８によって電場を形成
し、記録ヘッド１１から噴射されるインク液滴を加速す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、インク中を伝わる波の
集中によりインク液面からインク液滴を噴射させる方式
の、いわゆる音響インクジェット記録ヘッドを用いたイ
ンクジェット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より知られるインクジェット記録ヘ
ッドを用いた記録装置は、低騒音，低ランニングコス
ト，小型化が容易、カラー化が容易等、多くの利点を有
し、プリンタ，複写機，ファクシミリ等における情報出
力機器として用いられている。

【０００３】ここで用いられるインクジェット記録ヘッ
ドは、２０μｍないし３００μｍの径の吐出口（オリフ
ィス）を有しており、記録ヘッドの信頼性低下のほとん
どはこのオリフィスに起因したものである。例えば、オ
リフィスのゴミづまり、オリフィスやその近傍でのイン
ク増粘ないしは固着、オリフィス形状の変形等を生じる
ことがあり、このような場合、インク吐出量の減少や不
吐出といった吐出不良を招く。また、高精度なオリフィ
ス加工が必要であることから、記録ヘッドが比較的高価
なものとなる。

【０００４】このような構成の記録ヘッドに対し、オリ
フィスを用いないいわゆるノズルレス記録ヘッドが提案
されており、その１つが、インク中を伝わる波の集中に
よりインク液面からインク液滴を噴射させる、音響イン
クジェット記録ヘッドである。このインク噴射の基本的
な原理は、例えば、ＩＢＭテクニカルディスクロージ
ャーブルティン（ＩＢＭＴｅｃｈｎｉｃａｌＤｉ
ｓｃｌｏｓｕｒｅＢｕｌｌｅｔｉｎ，Ｖｏｌ．１６，
Ｎｏ．４，１９７３，Ｓｅｐ．，１１６８〜）に開示さ
れている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
いわゆる音響インクジェット記録ヘッドは、記録ヘッド
における特定の一点に、インク中を伝播する圧力波を集
中させる構造のため、従来、１つの記録ヘッドから噴射
して被記録媒体に同時に記録できるドットの数は１つの
みであった。このため、記録時には、他の方式のインク
ジェット記録装置と比較して被記録媒体と記録ヘッドと
をより高速に相対移動させる必要があった。

【０００６】しかしながら、高速記録を行うため、例え
ば、被記録媒体を高速回転可能なプラテン（ドラム）に
固定して記録ヘッドから噴射されるインク液滴を着弾さ
せて記録を行う場合、相対移動時にドラムの回転によっ
て発生する気流は、時として、微小な体積の噴射インク
液滴の飛翔方向を偏向させ、これにより、着弾位置が正
規のものからずれることがあった。その結果、記録品位
を低下させるという問題点があった。

【０００７】本発明は、上述した従来の問題点を解決す
るためになされたものであり、記録ヘッドと被記録媒体
との相対移動時に発生する気流の影響を受けずに常に高
い精度でインク液滴を着弾させ、これにより高画質の記
録を行うことが可能な、音響インクジェット記録ヘッド
を用いたインクジェット記録装置を提供することを目的
とする。

【０００８】また、本発明の他の目的は、階調記録が可
能なインクジェット記録装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そのために本発明では、
インク液面の所定位置に圧力波を集中させてインクを噴
射する記録ヘッドを用い、該記録ヘッドから被記録媒体
にインクを噴射することにより記録を行うインクジェッ
ト記録装置において、前記記録ヘッドと前記被記録媒体
との間に電場を形成し、かつ前記記録ヘッドから噴射さ
れるインクを、前記電場によって前記被記録媒体へ向け
て加速させる手段を具えたことを特徴とする。

【００１０】また、前記手段は、電圧発生回路が発生す
る前記記録ヘッドと前記被記録媒体との間の電位差によ
って前記電場を形成するものであり、該電圧発生回路は
インクが噴射されるとき、その他のときと異なる電位差
を発生することを特徴とする。

【００１１】さらに、前記その他のときと異なる電位差
の値および／または当該電位差の発生時間は可変である
ことを特徴とする。

【００１２】

【作用】以上の構成によれば、記録ヘッドから噴射され
るインクは、被記録媒体に向けて加速されるので、被記
録媒体の高速移動によって生ずる気流等によってその噴
射方向が乱されることがなく、正規の位置に着弾でき
る。

【００１３】また、上記加速力を供する電場形成のため
の電位差をインク噴射時に変化させることにより、その
噴射量を制御することもできる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１５】（実施例１）図１は、本発明の一実施例に
かかるインクジェット記録装置の主要構成を示す模式的
斜視図である。また、図２は、図１に示す構成の模式的
断面図である。

【００１６】これら図に示すように、被記録媒体２０は
プラテン（ドラム）２１に巻き付けられ、押え部材１９
によってプラテン２１に固定されている。プラテン２１
の表面は導電性を有しており、この表面はプラテン２１
の回転中心部と電気的に接続され、これにより、装置の
ケース（不図示）と導電位となっている。プラテン２１
は、不図示の支持機構によって回動自在に支持され、ま
た、不図示の駆動機構によって、図中矢印Ｅの方向に高
速で回転される。前述した原理によってインク滴を噴射
する記録ヘッド１１は、リニアモータ１８により、矢印
Ｄの方向およびその逆の方向に往復移動が可能である。
プラテン２１の回転とリニアモータ１８の直線移動によ
り、被記録媒体２０の全ての位置を記録ヘッド１１が走
査することが可能となり、これにより、被記録媒体２０
上に、ＡＢＣ等の文字、画像等を記録することができ
る。

【００１７】高電圧発生回路８は、インク液滴が噴射さ
れるタイミングとほぼ同じタイミングで、記録ヘッド１
１内のインク液面と被記録媒体２０との間に、電場を与
える。この電場の大きさは、本例では、８００ｖ／ｍｍ
である。噴射されたインク液滴は、この電場によって、
被記録媒体２０へ向う力を受け、これにより、加速され
ながら飛行して被記録媒体２０上に着弾する。このよう
に、記録ヘッド１１から被記録媒体２０方向に向きを有
する電場を形成することにより、プラテン２１の回転に
よって気流が生じても、この気流によって記録ヘッド１
１から噴射されたインク液滴が偏向することが防止され
る。このような作用を生じるためには、電場の大きさ
は、約２００から２０００ｖ／ｍｍの間であればよい。

【００１８】図３は、図１，図２に示した記録ヘッドの
模式的断面図である。

【００１９】記録ヘッド１１には、インク１０が収容さ
れている。インクの収容される量の検出、すなわち、イ
ンク液面１６の位置検出は、インク液面センサ１３によ
って行われる。収容インク量が所定量より少ない時に
は、不図示のインク供給機構によってインクが供給され
る。インク液面センサ１３は、反射型のフォトセンサで
あり、所定のレベルにインクが達しているか否かを検出
する。

【００２０】インク液滴１５の噴射は以下のように行わ
れる。圧電素子９に不図示の手段によって高い交流周波
数の電圧を約１００μｓｅｃの間与えることにより、圧
電素子９が振動し、この振動は、固体基板７に伝播す
る。固体基板７の振動は導電性を有する薄いフィルム６
を介してインク１０中に伝播し圧力波を発生させる。フ
ィルム６は、圧電素子の振動に基づいて発生した圧力波
がインク中に効率よく伝播するよう音響的なインピーダ
ンスマッチングをとる役割を果す。また、図１，図２で
上述したように、インク液面１６と被記録媒体２０との
間の電場を発生させるための電極の役割をする。インク
中に伝わった圧力波は、インク液面１６のほぼ１点に集
中し、これによりインク液滴１５が図中上方向に噴射さ
れる。

【００２１】噴射されたインク液滴１５は、導電性のあ
るフィルム６と導電性のあるプラテン２１の表面との間
に形成された電場によって、加速され、被記録媒体方向
に飛行し所定の位置に高い精度で着弾する。

【００２２】インク液滴の帯電は、インク液滴がインク
液面から分離するタイミングで生じる。

【００２３】なお、上述した実施例では、インク中を伝
わる圧力波の発生源として圧電素子を用いる例を示した
が、これは、圧力波を発生できるものであれば何でもよ
く、圧電素子に限定されるものではない。

【００２４】（実施例２）上記実施例１では、記録ヘッ
ドと被記録媒体との間に電場を形成するための高電圧発
生回路８が出力する電圧は、一定の高電圧であったが、
これに限定されるものではない。以下、この電圧印加の
他の例について説明する。

【００２５】図４は、インク噴射時に、圧電素子９に駆
動電圧を印加するタイミング（ａ）と、高電圧発生回路
８が出力する電圧のタイミング（ｂ）を示す線図であ
る。

【００２６】図４において、Ｔ２は、噴射したインク液
滴を加速する時間である。また、Ｔ１は、インク液滴が
噴射するタイミングに印加する電圧の幅であり、ここで
は時間Ｔ２の場合より高い電圧を出力している。この場
合、Ｔ１＝Ｔ２の場合と比較すると、より大きなインク
液滴を噴射することができる。また。Ｖ１をさらに大き
く、および／または、Ｔ１を長くすると、さらに大きな
インク液滴を噴射できる。

【００２７】このように、インク液滴がまさに噴射する
タイミング付近で印加する電圧の大きさ、および／また
は、その印加時間を制御することによって、噴射するイ
ンク液滴の体積を変化させることが可能である。この結
果、被記録媒体に付着するインクドットの大きさ等を変
化させることにより階調記録を行うことが可能となる。
また、インクの温度や、インク成分の変化等にかかわら
ず、噴射するインク液滴の体積を一定の値とするような
場合にも、その体積を補正することが可能である。

【００２８】図４では、圧電素子９に駆動電圧を印加す
るタイミングと同時に、Ｔ１を出力する例を示したが、
Ｔ１はこれより若干先行するタイミングとしてもよい。
また、常に、一定の電圧Ｖ２を印加しておいて、圧電素
子９に駆動電圧を印加するタイミングとほぼ同時にＴ１
を出力してもよい。また、インク体積を制御するに際し
てＶ１はＶ２より小さい値であってもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、記
録ヘッドから噴射されるインクは、被記録媒体に向けて
加速されるので、被記録媒体の高速移動によって生ずる
気流等によってその噴射方向が乱されることがなく、正
規の位置に着弾できる。

【００３０】また、上記加速力を供する電場形成のため
の電位差をインク噴射時に変化させることにより、その
噴射量を制御することもできる。

【００３１】その結果、記録ヘッドと被記録媒体との高
速な相対移動時に発生する気流等にもかかわらず、常に
高い精度でインク液滴を着弾させ、高画質の記録を行う
ことが可能となる。

【００３２】また、噴射させるインク液滴の体積を変化
させることができることにより、階調記録が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかるインクジェット記録
装置の主要構成を示す模式的斜視図である。

【図２】図１に示した構成の模式的断面図である。

【図３】図１，図２に示した記録ヘッドの詳細を示す模
式的断面図である。

【図４】本発明の他の実施例にかかる高電圧発生回路の
出力タイミングを示す波形図である。

【符号の説明】

６フィルム７固体基板８高電圧発生回路９圧電素子１０インク１１記録ヘッド１３インク液面センサ１４インク液面センサ２１５インク液滴１６インク液面２０被記録媒体２１プラテン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク液面の所定位置に圧力波を集中さ
せてインクを噴射する記録ヘッドを用い、該記録ヘッド
から被記録媒体にインクを噴射することにより記録を行
うインクジェット記録装置において、前記記録ヘッドと前記被記録媒体との間に電場を形成
し、かつ前記記録ヘッドから噴射されるインクを、前記
電場によって前記被記録媒体へ向けて加速させる手段を
具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】前記手段は、電圧発生回路が発生する前
記記録ヘッドと前記被記録媒体との間の電位差によって
前記電場を形成するものであり、該電圧発生回路はイン
クが噴射されるとき、その他のときと異なる電位差を発
生することを特徴とする請求項１に記載のインクジェッ
ト記録装置。
【請求項３】前記その他のときと異なる電位差の値お
よび／または当該電位差の発生時間は可変であることを
特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録装置。