JPH07132603A - インクジェット記録ヘッド並びにインクジェット記録装置 - Google Patents
インクジェット記録ヘッド並びにインクジェット記録装置Info
- Publication number
- JPH07132603A JPH07132603A JP5282420A JP28242093A JPH07132603A JP H07132603 A JPH07132603 A JP H07132603A JP 5282420 A JP5282420 A JP 5282420A JP 28242093 A JP28242093 A JP 28242093A JP H07132603 A JPH07132603 A JP H07132603A
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- Japan
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- light
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- ink jet
- ink
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- Pending
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数のヘッドを搭載せず、解像度を犠牲にせ
ずに吐出量を制御し、多値記録を安定して行なうことが
可能なインクジェット記録ヘッドを提供する。 【構成】 記録ノズル内の電気−熱変換体に少なくとも
１個の光−熱変換体を設け、その光−熱変換体に照射す
る光量を制御し、また吐出量制御情報に応じて光−熱変
換体中の照射部位を制御し、それによって温度上昇する
インクの部位を制御する。
ずに吐出量を制御し、多値記録を安定して行なうことが
可能なインクジェット記録ヘッドを提供する。 【構成】 記録ノズル内の電気−熱変換体に少なくとも
１個の光−熱変換体を設け、その光−熱変換体に照射す
る光量を制御し、また吐出量制御情報に応じて光−熱変
換体中の照射部位を制御し、それによって温度上昇する
インクの部位を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は所望の吐出量に吐出量を
制御することが可能なインクジェット記録装置に関す
る。
制御することが可能なインクジェット記録装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、パソコンやワープロ等のＯＡ機器
が広く普及しており、これらの機器では、入力した情報
をプリントアウトする方式として例えばワイヤードット
方式、熱転写方式、インクジェット方式等種々の記録方
式が開発されている。これらの記録方式は各々固有の方
式の記録ヘッドによって、搬送される記録シートに所定
の記録を行うものである。
が広く普及しており、これらの機器では、入力した情報
をプリントアウトする方式として例えばワイヤードット
方式、熱転写方式、インクジェット方式等種々の記録方
式が開発されている。これらの記録方式は各々固有の方
式の記録ヘッドによって、搬送される記録シートに所定
の記録を行うものである。
【０００３】これらの記録装置に対する要求としては、
高速記録、高解像度、高画像品位、低騒音などが挙げら
れる。特に近年のＭＰＵの高速化、半導体メモリーの高
集積化に伴って、イメージ画像の取扱いが増したことか
ら、中間調（ハーフトーン）の高画像品位への要求が一
段と高まっている。
高速記録、高解像度、高画像品位、低騒音などが挙げら
れる。特に近年のＭＰＵの高速化、半導体メモリーの高
集積化に伴って、イメージ画像の取扱いが増したことか
ら、中間調（ハーフトーン）の高画像品位への要求が一
段と高まっている。
【０００４】インクジェット記録装置における中間調の
表現方法としては、記録媒体への単位面積あたりのドッ
トの打ち込み発数で表現する方法（２値による疑似中間
調表現）や、吐出量の異なるヘッドあるいは濃度の異な
るインクを吐出させる複数のヘッドを配し、中間調に応
じてヘッドを選択して駆動する方法等がある。
表現方法としては、記録媒体への単位面積あたりのドッ
トの打ち込み発数で表現する方法（２値による疑似中間
調表現）や、吐出量の異なるヘッドあるいは濃度の異な
るインクを吐出させる複数のヘッドを配し、中間調に応
じてヘッドを選択して駆動する方法等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の中間調
表現の手段にあっては次に挙げるような問題点が存在し
た。
表現の手段にあっては次に挙げるような問題点が存在し
た。
【０００６】２値による疑似中間調表現の手段にあって
は複数のドットで１ピクセルを表現するために解像度が
低下する。
は複数のドットで１ピクセルを表現するために解像度が
低下する。
【０００７】また、吐出量の異なるヘッドあるいは濃度
の異なるインクを吐出させる複数のヘッドを配した中間
調表現を行う方法にあっては、コスト的な障害があるだ
けでなく、小型化、省スペース化設計をも妨げることに
なる。特に多値フルカラー記録装置の場合などには各色
毎に複数のヘッドを配さねばならず、このことはほとん
ど不可能である。
の異なるインクを吐出させる複数のヘッドを配した中間
調表現を行う方法にあっては、コスト的な障害があるだ
けでなく、小型化、省スペース化設計をも妨げることに
なる。特に多値フルカラー記録装置の場合などには各色
毎に複数のヘッドを配さねばならず、このことはほとん
ど不可能である。
【０００８】本発明は前記の従来の課題を解決し、しか
し解像度を犠牲にすることなく、また複数の同色のイン
クやヘッドを搭載することなく、吐出量を所望の量に制
御することが可能であって、さらに多値記録等によって
高画像品位を安定して行うことを可能にしたインクジェ
ット記録装置を提供しようとするものである。
し解像度を犠牲にすることなく、また複数の同色のイン
クやヘッドを搭載することなく、吐出量を所望の量に制
御することが可能であって、さらに多値記録等によって
高画像品位を安定して行うことを可能にしたインクジェ
ット記録装置を提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用】前記課題を解決
するための以下に述べる実施例の手段は複数の記録ノズ
ルを有し、該記録ノズルが熱エネルギーを発生する電気
−熱変換体を有するドロップオンデマンド型インクジェ
ット記録ヘッドにおいて、各記録ノズル内に電気−熱変
換体に加えて、更に少なくとも１つ以上の光−熱変換体
を設けたインクジェット記録ヘッドを用い、吐出量制御
情報（多値記録信号情報等）に応じて、ノズル内の光−
熱変換体の光照射量を制御し、ノズル内のインクの温度
を変化させる光照射手段を有するインクジェット記録装
置により達成される。さらに吐出量制御情報に応じて、
ノズル内の光−熱変換体に光照射する部位を変え、温度
上昇するインク部位を変えうる光照射手段を有するイン
クジェット記録装置により達成される。
するための以下に述べる実施例の手段は複数の記録ノズ
ルを有し、該記録ノズルが熱エネルギーを発生する電気
−熱変換体を有するドロップオンデマンド型インクジェ
ット記録ヘッドにおいて、各記録ノズル内に電気−熱変
換体に加えて、更に少なくとも１つ以上の光−熱変換体
を設けたインクジェット記録ヘッドを用い、吐出量制御
情報（多値記録信号情報等）に応じて、ノズル内の光−
熱変換体の光照射量を制御し、ノズル内のインクの温度
を変化させる光照射手段を有するインクジェット記録装
置により達成される。さらに吐出量制御情報に応じて、
ノズル内の光−熱変換体に光照射する部位を変え、温度
上昇するインク部位を変えうる光照射手段を有するイン
クジェット記録装置により達成される。
【００１０】これら光照射手段を具備したインクジェッ
ト記録ヘッドによりこれらの課題は達成されるのであ
る。
ト記録ヘッドによりこれらの課題は達成されるのであ
る。
【００１１】前記手段によれば本発明は解像度を犠牲に
することなく、さらに複数の同色のインクやヘッドを搭
載することなく、所望の吐出量を安定的に広いレンジで
得ることを可能にし、多値記録などの高画像品位を可能
にしたのである。
することなく、さらに複数の同色のインクやヘッドを搭
載することなく、所望の吐出量を安定的に広いレンジで
得ることを可能にし、多値記録などの高画像品位を可能
にしたのである。
【００１２】次に具体的な実施例をあげながら詳細に本
発明の説明を行なう。
発明の説明を行なう。
【００１３】まず、本発明の電気−熱変換体に加え、光
−熱変換体をも有するインクジェット記録ヘッドについ
て、図１のマルチノズル構造のドロップオンデマンド型
インクジェット記録ヘッドの上方からの透視模式図を用
いて説明する。ｎ個のノズルＮ1 〜Ｎn が共通の液室３
に直接連結した構造を有し、各々のノズル内に電気−熱
変換体１と光−熱変換体２とを有している。光−熱変換
体２は電気−熱変換体１と同一面上にあってもよいし、
別の面にあってもよいが、光−熱変換効率の点からは図
２に示すように、電気−熱変換体の反対面に設け、本図
で示すように上方から光を照射することが好ましい。
−熱変換体をも有するインクジェット記録ヘッドについ
て、図１のマルチノズル構造のドロップオンデマンド型
インクジェット記録ヘッドの上方からの透視模式図を用
いて説明する。ｎ個のノズルＮ1 〜Ｎn が共通の液室３
に直接連結した構造を有し、各々のノズル内に電気−熱
変換体１と光−熱変換体２とを有している。光−熱変換
体２は電気−熱変換体１と同一面上にあってもよいし、
別の面にあってもよいが、光−熱変換効率の点からは図
２に示すように、電気−熱変換体の反対面に設け、本図
で示すように上方から光を照射することが好ましい。
【００１４】次にこの構造のインクジェット記録ヘッド
を用いて、吐出量を所望の量に制御する方法について図
３を用いて説明する。図３（ａ）は大吐出量の液滴を吐
出するときのインクノズル内の模式図であり、この時の
吐出量はノズル断面積、吐出口径、電気−熱変換体の大
きさ、その位置によって決まるが、これらの要因では所
望の吐出量に制御し、中間調の画像を形成する変動要因
とはなりえない。吐出量を制御しうる要因としての電気
−熱変換体の駆動電圧・駆動パルスによって吐出量を制
御できるが、しかしその吐出量の制御幅は十分とはいえ
ない。
を用いて、吐出量を所望の量に制御する方法について図
３を用いて説明する。図３（ａ）は大吐出量の液滴を吐
出するときのインクノズル内の模式図であり、この時の
吐出量はノズル断面積、吐出口径、電気−熱変換体の大
きさ、その位置によって決まるが、これらの要因では所
望の吐出量に制御し、中間調の画像を形成する変動要因
とはなりえない。吐出量を制御しうる要因としての電気
−熱変換体の駆動電圧・駆動パルスによって吐出量を制
御できるが、しかしその吐出量の制御幅は十分とはいえ
ない。
【００１５】ここで図３（ａ）の通常の吐出状態からさ
らに吐出量を小さい方向に制御する方法として、電気−
熱変換体のノズル開口部の反対側の部分の光−熱変換体
に光を照射することによって熱を発生させ、その近傍の
インク温度を上昇させる。このノズルの反対部分のイン
クは電気−熱変換体部分及びノズル近傍のインクに比べ
て高温となり、その結果低粘度化している。この状態で
電気−熱変換体にパルス駆動し、それによって発泡させ
るならば、その発泡はインクの粘度差から図３（ｂ）の
ようにノズル開口部だけでなく、インク液室側に発泡が
伸び、吐出液滴の量が少なくなる。このようにこの時の
光照射量に応じてインク温度が可変制御可能になり、そ
の結果インク液滴吐出量の制御が可能となる。
らに吐出量を小さい方向に制御する方法として、電気−
熱変換体のノズル開口部の反対側の部分の光−熱変換体
に光を照射することによって熱を発生させ、その近傍の
インク温度を上昇させる。このノズルの反対部分のイン
クは電気−熱変換体部分及びノズル近傍のインクに比べ
て高温となり、その結果低粘度化している。この状態で
電気−熱変換体にパルス駆動し、それによって発泡させ
るならば、その発泡はインクの粘度差から図３（ｂ）の
ようにノズル開口部だけでなく、インク液室側に発泡が
伸び、吐出液滴の量が少なくなる。このようにこの時の
光照射量に応じてインク温度が可変制御可能になり、そ
の結果インク液滴吐出量の制御が可能となる。
【００１６】このような効果を発揮するには、図４のよ
うに電気−熱変換体にパルスを与える前に光照射し近傍
を加熱するのが望ましい。
うに電気−熱変換体にパルスを与える前に光照射し近傍
を加熱するのが望ましい。
【００１７】また、図５のように電気−熱変換体を設け
た面の反対面全面に光−熱変換体を設け、光照射位置を
電気−熱変換体のノズル側と液室側の２ケ所にすること
によって図６に示すように中吐出量領域の場合に通常の
電気−熱変換体の熱エネルギーによる吐出を用い、小吐
出量領域の場合にインク液室側の光−熱変換体２に光照
射（ｈν1 ）した後に電気−熱変換体１の熱エネルギー
で吐出させれば良いことになる。
た面の反対面全面に光−熱変換体を設け、光照射位置を
電気−熱変換体のノズル側と液室側の２ケ所にすること
によって図６に示すように中吐出量領域の場合に通常の
電気−熱変換体の熱エネルギーによる吐出を用い、小吐
出量領域の場合にインク液室側の光−熱変換体２に光照
射（ｈν1 ）した後に電気−熱変換体１の熱エネルギー
で吐出させれば良いことになる。
【００１８】大吐出量領域の吐出を行なう場合には、図
６（ｃ）に示すように、ノズル側の光−熱変換体に光照
射（ｈν2 ）した後に電気−熱変換体１の熱エネルギー
で吐出させれば良いのである。各々の吐出量領域で更に
細かく吐出量の制御を行なうには、電気−熱変換体１へ
の投入エネルギーの制御を行なえばよく、それにはパル
ス幅制御、駆動電圧制御をすれば良い。
６（ｃ）に示すように、ノズル側の光−熱変換体に光照
射（ｈν2 ）した後に電気−熱変換体１の熱エネルギー
で吐出させれば良いのである。各々の吐出量領域で更に
細かく吐出量の制御を行なうには、電気−熱変換体１へ
の投入エネルギーの制御を行なえばよく、それにはパル
ス幅制御、駆動電圧制御をすれば良い。
【００１９】図３、図６以外にも、図６（ｂ）（ｃ）の
組合せによる吐出量の制御も可能である。
組合せによる吐出量の制御も可能である。
【００２０】上述したような光−熱変換体としてはカー
ボンブラック蒸着膜等が挙げることが可能であり、照射
光としては上記光−熱変換体が吸収・発熱する波長域の
ものを用いれば良く、光照射量を制御するための方法と
してはアナログ、デジタル制御どちらでもよく、レーザ
ーをポリゴンスキャナーでヘッドノズルに同期させる方
法、ＬＥＤアレイ、ＬＣＤシャッターで各ノズルに光を
照射する方法などがある。
ボンブラック蒸着膜等が挙げることが可能であり、照射
光としては上記光−熱変換体が吸収・発熱する波長域の
ものを用いれば良く、光照射量を制御するための方法と
してはアナログ、デジタル制御どちらでもよく、レーザ
ーをポリゴンスキャナーでヘッドノズルに同期させる方
法、ＬＥＤアレイ、ＬＣＤシャッターで各ノズルに光を
照射する方法などがある。
【００２１】
実施例１ ノズル断面形状が図５のようなヘッドを作成し、光−熱
変換体としてはカーボン蒸着膜を設けた。ヘッド構造物
としては透明封止剤を用い、図７のインクジェット記録
ヘッドを作製した。
変換体としてはカーボン蒸着膜を設けた。ヘッド構造物
としては透明封止剤を用い、図７のインクジェット記録
ヘッドを作製した。
【００２２】実施例２ 実施例１のインクジェット記録ヘッドに対して各ノズル
のピッチ幅と同じピッチを有するＬＥＤアレイを各々の
ピッチが合致するように、透明封止剤側に設けた構成の
インクジェット記録ヘッドを作製した。
のピッチ幅と同じピッチを有するＬＥＤアレイを各々の
ピッチが合致するように、透明封止剤側に設けた構成の
インクジェット記録ヘッドを作製した。
【００２３】実施例３ 実施例２のインクジェット記録ヘッドを図８に示すよう
な記録装置に取り付けて本発明のインクジェット記録装
置を形成した。
な記録装置に取り付けて本発明のインクジェット記録装
置を形成した。
【００２４】駆動条件として 駆動電圧 ＶOP＝２０．０Ｖ 駆動パルス幅 ＴPW＝５．０μｓｅｃ 駆動周波数 ４ｋＨｚ ヘッド構成として ノズルピッチ ６３．５μｍ ノズル開口径 ２１×２１μｍ １２８ノズル、１６ブロック ２５％Ｄｕｔｙの印字パターンを上記ヘッドで光照射な
しに微量コート紙上に印字した時の記録ヘッドの重量減
少量と印字した総吐出量から１ドット当りの液滴の重量
を測定したところ、２８．１ｎｇ／ｄｏｔであった。
しに微量コート紙上に印字した時の記録ヘッドの重量減
少量と印字した総吐出量から１ドット当りの液滴の重量
を測定したところ、２８．１ｎｇ／ｄｏｔであった。
【００２５】次に、発光強度１０ｍＷ、発行波長７２０
ｎｍ，４００ｄｐｉ、１２８セルのＬＥＤアレイで各ノ
ズル毎に上記の光照射タイミングで電気−熱変換体の駆
動と同期させてｔ1 （光照射時間）を変えて光照射とヒ
ーターの駆動を行ない、ｔ1とドット重量との関係を求
めた。その結果、図１０に示すように、ｔ1 照射時間が
長くなるにつれて、ドット重量が減少し、それに応じて
印字されたドット径も小さく成ることが判明した。これ
により多値記録が可能となった。
ｎｍ，４００ｄｐｉ、１２８セルのＬＥＤアレイで各ノ
ズル毎に上記の光照射タイミングで電気−熱変換体の駆
動と同期させてｔ1 （光照射時間）を変えて光照射とヒ
ーターの駆動を行ない、ｔ1とドット重量との関係を求
めた。その結果、図１０に示すように、ｔ1 照射時間が
長くなるにつれて、ドット重量が減少し、それに応じて
印字されたドット径も小さく成ることが判明した。これ
により多値記録が可能となった。
【００２６】
【発明の効果】本発明は複数のヘッドを搭載することな
く、また解像度を犠牲にすることなく吐出量の制御が可
能にし、多値記録などの画像を安定して行なうことを可
能にした。またそれによって装置の小型化も可能になっ
た。
く、また解像度を犠牲にすることなく吐出量の制御が可
能にし、多値記録などの画像を安定して行なうことを可
能にした。またそれによって装置の小型化も可能になっ
た。
【図１】マルチノズル構造のドロップオンデマンド型イ
ンクジェット記録ヘッドの上方からの透視模式図であ
る。
ンクジェット記録ヘッドの上方からの透視模式図であ
る。
【図２】ノズル近傍、液室の配置模式図。
【図３】（ａ）大吐出量の液滴を吐出するときのインク
ノズル内の模式図である。 （ｂ）小吐出量の液滴を吐出するときのインクノズル内
の模式図である。
ノズル内の模式図である。 （ｂ）小吐出量の液滴を吐出するときのインクノズル内
の模式図である。
【図４】光照射および電気−熱変換体の駆動とのタイミ
ングを示す模式図である。
ングを示す模式図である。
【図５】光−熱変換体を２ケ所に設置した模式図であ
る。
る。
【図６】（ａ）通常の光照射をした場合の吐出を示す模
式図である。 （ｂ）ノズルより遠い距離に光照射をした場合の吐出を
示す模式図である。 （ｃ）ノズルより近い距離に光照射をした場合の吐出を
示す模式図である。
式図である。 （ｂ）ノズルより遠い距離に光照射をした場合の吐出を
示す模式図である。 （ｃ）ノズルより近い距離に光照射をした場合の吐出を
示す模式図である。
【図７】インクジェットヘッドを示す図である（Ｎはノ
ズル部分である）。
ズル部分である）。
【図８】インクジェットヘッドを装着した記録装置内の
概観図である。
概観図である。
【図９】電気−熱変換体および光−熱変換体による駆動
とその継続時間との関係を示す模式的な図である。
とその継続時間との関係を示す模式的な図である。
【図１０】ドット重量と光照射時間の関係を示すグラフ
である。
である。
１ 電気−熱変換体 ２ 光−熱変換体 ３ 液室 ５ ブレード １４ インクジェットヘッドカートリッジ １６ フレキシブルケーブル １７ カーリッジ駆動モーター １８ 記録用紙 １９ 紙送りローラー ２０ クリーニング用モーター ２１ ガイドシャフト ２２ カートリッジ駆動ベルト ２５ キャップ部 １０１ ヘッド部 １０４ インクジェットヘッド １１０ カートリッジ上蓋 １１２ 同上内部 １１４ カートリッジ側面
Claims (6)
- 【請求項１】 複数の記録ノズルを有し、該記録ノズル
が熱エネルギーを発生する電気−熱変換体を有するドロ
ップオンデマンド型インクジェット記録ヘッドにおい
て、各記録ノズル内に電気−熱変換体に加えて、更に少
なくとも１つ以上の光−熱変換体を設けたことを特徴と
するインクジェット記録ヘッド。 - 【請求項２】 請求項１のインクジェット記録ヘッドに
おいて、各記録ヘッド内の光−熱変換体に各々独立して
制御可能な光照射手段を有することを特徴とするインク
ジェット記録ヘッド。 - 【請求項３】 請求項１のインクジェット記録ヘッドか
ら被記録媒体にインク液滴を吐出させて記録を行なうイ
ンクジェット記録装置において、吐出量制御情報に応じ
て、ノズル内の光−熱変換体にその光照射量を制御し、
ノズル内のインクの温度を変化させる光照射手段を有す
ることを特徴とするインクジェット記録装置。 - 【請求項４】 請求項３のインクジェット記録装置にお
いて、吐出量制御情報に応じて、ノズル内の光−熱変換
体にその光照射する部位を変え、温度上昇するインク部
位を変えうる光照射手段を有することを特徴とするイン
クジェット記録装置。 - 【請求項５】 該光照射量に応じて電気−熱変換体への
投入エネルギーを制御しうる投入エネルギー制御手段を
有することを特徴とするインクジェット記録装置。 - 【請求項６】 該光照射部位に応じて電気−熱変換体へ
の投入エネルギーを制御しうる投入エネルギー制御手段
を有することを特徴とするインクジェット記録装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5282420A JPH07132603A (ja) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | インクジェット記録ヘッド並びにインクジェット記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5282420A JPH07132603A (ja) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | インクジェット記録ヘッド並びにインクジェット記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07132603A true JPH07132603A (ja) | 1995-05-23 |
Family
ID=17652182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5282420A Pending JPH07132603A (ja) | 1993-11-11 | 1993-11-11 | インクジェット記録ヘッド並びにインクジェット記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07132603A (ja) |
-
1993
- 1993-11-11 JP JP5282420A patent/JPH07132603A/ja active Pending
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