JPH0976508A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】インクの途切れ、かすれ、あふれ、まとまり飛
翔などの障害を防止して高解像度で安定した記録を行な
えるようにすること。 【解決手段】インク内の濃縮された色剤をノズル部から
飛翔させて記録を行なうインクジェット記録装置におい
て、色剤が飛翔するノズル部のインクの濃度を検出する
検出部４０、４１、４６、４７と、色剤が飛翔するノズ
ル部のインクの圧力を検出する検出部４２、４３、４
４、４５と、上記２つの検出部による検出結果に応じ
て、前記ノズル部へインクを供給する供給部３６、３
７、３８、３９とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインクジェット記録
装置に関し、特に、液体インクの中の色剤成分を濃縮
し、小さな滴として飛翔させて記録を行なうインクジェ
ット記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、液体インクを記録媒体上に飛
翔させて記録ドットを形成するインクジェット記録装置
が知られている。インクジェット記録装置は他の記録方
法と比べて騒音が少なく、現像や定着などの処理が不要
であると云う利点を有し、普通紙記録技術として注目さ
れている。

【０００３】しかし、インクジェット記録装置等のライ
ンプリンターに必要とされる、信頼性が高くて特性の揃
った長いヘッドの製造が難しく、ノズルの穴詰まりや加
工精度の問題により、解像度を高くすることも容易でな
い。従って、ほとんどのインクジェット記録装置は、キ
ャリッジに搭載した記録紙面を左右に走査するシリアル
プリンターとして使われており、スピードが遅く画質も
ほどほどのものしか得られていない。

【０００４】これらの欠点を克服するために、帯電した
色剤成分を含むインクを用い、色剤の濃度を高めて飛翔
させるインクジェット記録装置が、ＷＯ９３／１１８６
６（：ＰＣＴ／ＡＵ９２／００６６５）、特願平６−２
２８１７６、特願平６−２９５２４６等によって提案さ
れている。これらの方式は、個別のドット毎のノズルや
インク流路の隔壁を必要とせず、スリット状のノズルを
使用しているために、インク粒を安定に生成し飛翔させ
ることができ高解像度化にも適している。

【０００５】図６は上記したインクジェット記録装置の
記録媒体とヘッド部分の断面を示したものである。同図
において、インク供給口１４からインクが供給される。
インクは、個別電極１１に印加されたバイアスによりイ
ンク内の色剤成分が引き寄せられ、上部カバー１５と下
部カバー１６の間が、濃縮した状態となる。

【０００６】また、バイアス電圧源１２には駆動回路１
３が接続され、駆動回路１３は、画像信号に応じたパル
ス電圧を発生する。これによって個別電極１１の先端か
ら色剤濃縮状態のインク１７内の色剤が濃縮されたイン
ク滴２０が飛び出し、記録媒体１８の背面に設けられた
対極電極１９に引っ張られ、記録用紙などの記録媒体１
８に向けて飛翔し着弾する。残されたインクは、インク
流出口２１から出力される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにインク内の色剤を静電気力で濃縮させ、色剤を飛翔
させる方式では記録用紙などの記録媒体に色剤を飛翔さ
せ記録をしていくと、濃度が低下してかすれ、むら、途
切れなどが生じ易くなったり、最後には色剤が無くなり
インク溶剤だけとなって、記録できなくなる等、安定な
動作を維持できなくなる欠点がある。また、インクの膜
圧が高ければ、インクがヘッドからあふれでたり、イン
ク粒がまとまって飛翔して解像度が悪くなっていた。

【０００８】本発明はこのような課題に着目してなされ
たものであり、その目的とするところは、記録に必要な
電極上のインクやノズルのインク濃度及び／又はインク
の圧力を維持させることで、インク色剤の途切れ、かす
れ、あふれ、インク粒のまとまり飛翔などの障害を防止
し、高解像度で安定した記録ができるインクジェット記
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】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、インク内の濃縮された色剤をノズル部
から飛翔させて記録を行なうインクジェット記録装置に
おいて、色剤が飛翔するノズル部のインクの濃度又は圧
力の少なくとも一方を検出する検出手段と、この検出手
段による検出結果に応じて、前記ノズル部へインクを供
給する供給手段とを具備する。

【００１０】すなわち、本発明のインクジェット記録装
置は、インク内の濃縮された色剤をノズル部から飛翔さ
せて記録を行なうにあたって、色剤が飛翔するノズル部
のインクの濃度又は圧力の少なくとも一方を検出し、こ
の検出結果に応じて、前記ノズル部へインクを供給する
ようにする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。図１は本実施形態に係るイン
クジェット記録装置の構成を示す図である。同図におい
て、ヘッド部のインク台３３にインクを供給するための
インク液溜め容器３６がチューブ４８で接続されてい
る。インク液溜め容器３６とインク台３３の途中にはポ
ンプ３８と液体状態の濃度の高いインク液３７が接続さ
れて色剤を補給できるようになっている。

【００１２】インクはインク台３３とカバー３０の隙間
に入り電極３１に印加された＋１．５ｋＶのバイアス電
圧源１２で、インク内の色剤が濃縮される。バイアス電
圧源１２に接続された駆動回路１３は、画像信号に応じ
た＋５００Ｖのパルス電圧を発生する。ヘッド基板３２
の先端には、ノズル部を構成する個別電極１１が設けら
れ、その先端から、色剤濃縮状態のインク内の色剤が飛
び出し、図示しない記録用紙などの記録媒体に向けて飛
翔し着弾する。

【００１３】記録を行っていくと色剤が消費され、イン
ク台３３とカバー３０との間隙の色剤は、少しずつ減少
しインク溶剤となって透明になってくる。インク溶剤の
状態は発光側の光信号によって十分検知できる。

【００１４】インクの濃度を検出する場合は、発光部４
０の光出力をインクを介してインク台３３の下に埋め込
まれた受光部４１が受光し、その出力信号とインク濃度
設定器４７の信号をインク濃度制御回路４６に入力し、
インク濃度の設定より少なくなったら、ポンプ３８を駆
動させて濃度の高いインク液３７を供給する。発光部４
０、受光部４１、インク濃度制御回路４６、インク濃度
設定器４７はインクの濃度を検出する検出手段を構成し
ている。

【００１５】また、インクの圧力を検出する場合には、
発光部４２からの光出力をインクを介して受光部４３が
受光し、このときの出力信号とインク圧力設定器４５の
信号をインク圧力制御回路４４に入力し、その出力信号
によってモータ３９を駆動してインク液溜め容器３６を
上下させ、圧力調整ができる構成になっている。すなわ
ち、インク液溜め容器３６を上昇させると、ヘッドのイ
ンク圧が加圧し、下降させると減圧できるようインク膜
圧を制御している。インク圧を変化させるものは、圧電
アクチュエータや超磁歪アクチュエータなどでも可能で
ある。

【００１６】ここで、発光部４２、受光部４３、インク
圧力制御回路４４、インク圧力設定器４５はインクの圧
力を検出する検出手段を構成し、インク液溜め容器３
６、濃度の高いインク液３７、ポンプ３８、モータ３９
はヘッド部へインクを供給する供給手段を構成してい
る。

【００１７】図２は、図１で示したヘッド部を示す概略
図である。プレート３５にスライドベース３４を搭載
し、更にスライドベース３４の上に、ある角度を持たせ
たインク台３３を固定している。スライドベース３４と
インク台３３の間には、インクを飛翔させるために必要
な記録電圧を印加すべくノズル部を構成する個別電極１
１を表面に敷設したフレキシブル基板で作られたヘッド
基板３２が挟み込まれている。インク台３３は、インク
がノズル開口部以外に流れでないように、周りが高くな
っている。透明なアクリルからなるカバー３０にインク
内の色剤粒子を帯電させて濃縮状態を生じさせる電極３
１を接着してプレート３５に固定している。

【００１８】カバー３０の内側の面とインク台３３の面
とは、平行な位置関係になっている。プレート３５に固
定されたスライドベース３４を移動させることで、カバ
ー３０とインク台３３の間隙を調整することができる。
間隙は３００μｍ〜５００μｍが望ましい。インク台３
３の中には、半導体の受光部４１が埋め込まれており、
アクリルカバー３０に接着された電極３１の無い部分の
上部には、発光部４０が取り付けられている。

【００１９】図３は、個別電極１１におけるインクの圧
力状態を示したものである。上記したように、発光部４
２と受光部４３とからなる光センサによって、ヘッド基
板３２の個別電極１１のインク圧力を観測することがで
き、インクの圧力状態で受光部４３の出力信号が変化す
る。

【００２０】図３において、スライドベース３４とイン
ク台３３との間に挟み込まれたヘッド基板３２の個別電
極１１は、スライドベース３４より１ｍｍ程度飛び出
し、インクは個別電極１１先端の２／３が薄く膜のよう
になり、残りの１／３程度からインクを供給すると、個
別電極１１間でインク粒が一緒にまとまって飛翔するこ
とがなく、安定した動作が得られる。図３に示すような
膜圧が良好な状態では、発光部４２からの光信号を受け
る受光部４３での信号が最大値となるが、膜圧が上がっ
たり、下がったりすると検出信号は小さくなることが容
易に検出できる。

【００２１】図４は受光部４３としてＣＣＤイメージセ
ンサを用いた例である。発光部４２からの光信号がイン
ク１７に反射した後、ＣＣＤイメージセンサのどの画素
位置に入力されるかによって、インクの膜圧状態のみな
らずインク表面の形状をも検出することができる。

【００２２】図５は、発光部４２をインク１７の飛翔方
向とほぼ直交する方向、すなわち、ヘッド基板３２の個
別電極１１の断面方向に配置し、他方の断面方向に受光
部４３を配置してインク膜圧を読みとる例である。イン
ク膜圧が高いとインクが盛り上がるため受光部４に入力
される信号は小さく、膜圧が低いと信号は大きくなる。
これらの検出信号により、インク液溜め容器３６をイン
ク台３３より下げて減圧し、ヘッド部のインクを供給す
るように圧力を維持することで、高解像度の記録を行う
ことができる。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、ノズル部でのインクの
濃度又は圧力の少なくとも一方を検出し、その検出結果
に応じて記録に必要な電極上のインクやノズル部のイン
ク濃度とインクの圧力を維持することで、途切れ、かす
れ、あふれ、個別電極間でのインク粒のまとまり飛翔な
どの障害を防止して高解像度で安定した記録を行なうイ
ンクジェット記録装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るインクジェット記録
装置の構成を示す図である。

【図２】インクジェット記録装置のヘッド部の概略図で
ある。

【図３】個別電極とインクの圧力状態を示す図である。

【図４】受光部にＣＣＤセンサを使用してインクの圧力
を検出する例を示す図である。

【図５】個別電極の断面方向にセンサを取り付けてイン
クの圧力を検出する例を示す図である。

【図６】従来のインクジェット記録装置の構成を示す図
である。

【符号の説明】

１１…個別電極、１２…バイアス電圧源、１３…駆動回
路、１４，４８…インク注入口、１５…上部カバー、１
６…下部カバー、１７…色剤濃縮状態のインク、１８…
記録媒体、１９…対極電極、２０…色剤、２１…インク
流出口、３０…カバー、３１…電極、３２，２２…ヘッ
ド基板、３３…インク台、３４…スライドベース、３５
…プレート、３６…インク液溜め容器、３７…濃度の高
いインク液、３８…ポンプ、３９…モーター、４０，４
２…発光部、４１，４３…受光部、４５，４７…設定
器、４４…インク圧力制御回路、４６…インク濃度制御
回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三角 正夫 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 長友 志郎 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 大塚 尚紀 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク内の濃縮された色剤をノズル部か
   ら飛翔させて記録を行なうインクジェット記録装置にお
   いて、 色剤が飛翔するノズル部のインクの濃度又は圧力の少な
   くとも一方を検出する検出手段と、 この検出手段による検出結果に応じて、前記ノズル部へ
   インクを供給する供給手段と、 を具備したことを特徴とするインクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 前記検出手段は、発光部と、この発光部
   からの光出力を前記ノズル部のインクを介して受光する
   受光部とからなり、この受光部からの出力信号によって
   インクの濃度及び／又は圧力を検出することを特徴とす
   るインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記検出手段は、発光部と、この発光部
   からの光出力を前記ノズル部のインクを介して受光する
   ＣＣＤイメージセンサとからなり、このＣＣＤイメージ
   センサからの出力信号によってインクの圧力とインクの
   表面形状とを検出することを特徴とするインクジェット
   記録装置。