JPH10305577A - インクジェット式記録ヘッド、グラッフィックデータの印刷方法、及びインク滴吐出能力回復方法 - Google Patents
インクジェット式記録ヘッド、グラッフィックデータの印刷方法、及びインク滴吐出能力回復方法Info
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- JPH10305577A JPH10305577A JP13291797A JP13291797A JPH10305577A JP H10305577 A JPH10305577 A JP H10305577A JP 13291797 A JP13291797 A JP 13291797A JP 13291797 A JP13291797 A JP 13291797A JP H10305577 A JPH10305577 A JP H10305577A
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Abstract
くことなく、しかも可及的に小さな応答遅れで圧力発生
室のインクを所定の温度に維持すること。 【解決手段】 インクジェット式記録ヘッドの圧力発生
ユニット7の圧力発生室を構成している蓋材に発熱層3
0、30を形成して、圧力発生室のインクの温度を制御
する。
Description
させて圧力発生室を加圧してノズル開口からインク滴を
吐出させて画像や文字を記録用紙に記録するインクジェ
ット式記録ヘッドに関する。
バとノズル開口とに連通する圧力発生室を、外部に設け
られた圧電振動子により機械的に変形させたり、また内
部に収容されているジュール熱発生素子によりインクを
気化させて加圧し、圧力発生室内のインクをノズル開口
からインク滴として吐出させるもので、インク滴のイン
ク量や飛翔速度はインクの流体特性、特に粘度に大きく
影響を受ける。すなわち、一般的に、インクジェット式
記録ヘッドは、図7に示したように基準温度においては
グラフィック印刷、テキストデータ印刷、ベタ印刷の各
モード、つまり記録ヘッドの駆動周波数に関りなく、イ
ンク滴を構成するインク量が同一となるように駆動され
ているが、環境温度が変化してインクの温度が基準温度
よりも低下した場合にはインクの粘度が上昇して、駆動
周波数が高くなる程インク量が低下し、また基準温度よ
りも上昇した場合には駆動周波数が低いほどインク量が
少なくなり、目的の印刷モードに対応したサイズのドッ
トを記録媒体に形成することができなくなり、印字品質
が低下するという不都合がある。
するため、記録ヘッドの近傍にヒータを配置して記録ヘ
ッドやインクカートリッジの温度を一定に維持すること
が提案されているが、ヒータと非制御対象である圧力発
生室のインクの温度との間には大きな熱慣性があるた
め、圧力発生室のインクの温度を精密に制御することが
困難であるばかりでなく、ヒータのサイズが大きくなっ
てインクカートリッジ等のインク容器や流路までも加熱
することになり、インク溶媒の揮散を速めるといった問
題がある。本発明はこのような問題に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところはインク容器や流路
などに無用な温度上昇を招くことなく、圧力発生室のイ
ンクの温度を印刷モードに適した温度に維持することが
できるインクジェット式記録装置を提供することであ
る。
るために本発明においては、加圧手段により加圧される
圧力発生室と、該圧力発生室にインク供給口を介してイ
ンクを供給するリザーバと、前記圧力発生室で加圧され
たインクをインク滴として吐出するノズル開口を有する
インクジェット式記録ヘッドにおいて、前記インクジェ
ット式記録ヘッドを構成する部材の内、前記圧力発生室
を構成する部材にインク温度制御用の発熱層を形成する
ようにした。
可及的に小さな応答遅れで圧力発生室のインクを所定の
温度で、かつ高い精度に維持できて、印刷モードに最適
なインク量のインク滴を吐出させる。
した実施例に基づいて説明する。図1、図2、図3は、
本発明の一実施例を示すものであって、ノズル開口13
の配列ピッチで圧力発生室1が形成された厚さ150μ
m程度のセラミックスから構成されたスペーサ2と、こ
れの一方の面を封止する第1の蓋板3と、他方の面をイ
ンク供給口12とノズル開口13とを接続する通孔4、
5を備えた第2の蓋体6とを積層して圧力発生ユニット
7が形成されている。
路ユニット8は、外部のインクタンクからインクの供給
を受けるリザーバ9と、圧力発生室1とノズル開口13
とを接続するノズル連通孔10とを備えたリザーバ形成
基板11と、圧力発生室1にインクを供給するインク供
給口12及びノズル開口13と圧力発生室1とを接続す
るノズル連通孔14を備えたインク供給口形成基板15
と、インク滴を吐出するノズル開口13を備えたノズル
プレート16とを、リザーバ形成基板11を中心に挟む
ように積層して構成され、前述の圧力発生ユニット7、
7、7をインク供給口形成基板11の表面に複数個、液
密に固定して記録ヘッドが構成されている。
にジュール熱発生素子を配置することによりバブルジェ
ット型インクジェット式記録ヘッドを構成することがで
き、また第1の蓋体3を圧電振動子の変位により弾性変
形可能なジルコニア等の薄板で構成するとともに、その
表面に各圧力発生室1に対応させて圧電振動子18を固
定することにより圧電振動子型インクジェット式記録ヘ
ッドを構成でき、いずれの形式においても駆動信号に対
応して圧力発生室1を加圧してノズル開口13からイン
ク滴を吐出させることができる。なお、図中符号19
は、圧電振動子18の共通電極を、また符号20はセグ
メント電極を、さらに符号21は流路ユニットのインク
導入口を示す。
て、インクと接する部材、たとえば蓋体3の表面に電気
抵抗材料をスパッタリングや、また導電性塗料により発
熱層30を形成し、必要に応じてサーミスタやサーモカ
ップル等の温度検出手段31を設け、それぞれリード部
32、33により後述する電力調整手段46や温度制御
手段43に接続可能になっている。
した駆動装置の一実施例を示すものであって、ヘッド駆
動回路40は、ホストから出力されて受信手段41に入
力し、印刷データ生成手段42によりシリアル印刷に適
したデータに変換されたデータに基づいて圧電振動子1
8等のインク滴を吐出させるための圧力発生手段に駆動
信号を出力するとともに、後述する印字モード制御手段
47からの信号を受けて、圧電振動子18への駆動信号
のレベルや継続時間を調整できるように構成されてい
る。
出する外部温度センサ44、後述する印刷モード設定手
段45により調整される設定値、及び記録ヘッドに設け
られている温度検出手段31からの信号に基づいて、電
力調整回路46から発熱層30に供給する電力を調整す
るものである。
御パネル等に設けられた印字モード設定スイッチ48
や、ホストから指令された印字解像度、たとえば360
dpiや720dpiや、また記録媒体、たとえば専用紙や普
通紙に適した条件で、記録ヘッドの圧力発生手段を駆動
できるように、温度制御手段43の設定値を変更した
り、ヘッド駆動回路40の駆動信号のレベルや継続時間
を調整するための制御信号を出力するように構成されて
いる。
設定スイッチ48により特定の印刷モード、たとえば3
60dpiで普通紙に印刷するモ−ドが選択されると、印
字モード設定手段47は温度制御手段43に信号を出力
し、圧力発生室1のインクの温度が70°Cとなるよう
に電力調整回路46から発熱層30への電力を制御し、
1画素分のデータをインク滴2ドットで印刷する。
による外部温度と記録ヘッドに設けられた温度検出手段
31との温度差を考慮し、温度差に応じても発熱層30
に供給する電力を調整して、圧力発生室1のインクの消
費に関りなく、設定温度との誤差量を小さく抑えながら
制御する。
での印刷による駆動周波数に対応ようにレベルや、継続
時間を調整した駆動信号を、印刷データに対応させて記
録ヘッドの圧力発生手段に出力する。
イッチ48により720dpiに変更された場合には、印
字モード設定手段47は温度制御手段43、及びヘッド
駆動回路40に信号を出力し、圧力発生室1のインクが
50°Cとなるように電力調整回路46から発熱層30
への電力を制御し、1画素分のデータをインク滴1ドッ
トで印刷する。
での印刷による駆動周波数に対応するようにレベルや、
継続時間を調整した駆動信号を、印刷データに対応させ
て記録ヘッドの圧力発生手段に出力する。
時の駆動信号レベルの80%程度の駆動信号を印加した
場合、最高駆動周波数で印刷を行なった場合のインク滴
のインク量は同一となりベタ画像の濃度は同一なる。一
方、駆動周波数を低下させると、インク量が少なくな
る。
を高めに設定すると、インク滴を構成するインク量が、
グラフィック印刷等のように駆動周波数が低下する領域
では少なくなり、サイズの小さなのサイズのドットを形
成することが可能となり、隣接する他の色のインクとの
混色の防止と、粒状性の低下とがあいまって高い印字品
質でグラフィック印刷を行なうことができる。
て、つまりインク滴の吐出周期が長い場合にはインクの
温度を高く、またインク滴吐出周期が短い場合にはイン
クの温度を低く設定することにより、駆動周波数の相違
によるインク滴のインク量の変動を防止して、基準温度
と同一のサイズのドットにより印刷が可能となる。
変化した場合には、温度制御手段43により発熱層30
による加熱温度を印刷時よりも若干高め、たとえば5°
C程度高くなるように電力を制御する。これにより、少
なくとも圧力発生室1のインクの温度が上昇して粘度が
大きく低下する。
段等のインク受け領域に移動させて記録ヘッドの圧力発
生手段にヘッド駆動回路40から駆動信号を供給する
と、粘度低下により流体抵抗が少なくなった圧力発生室
1のインクをノズル開口13から吐出させて、印刷期間
中にノズル開口近傍で増粘したインクを少ないインク量
で排出することができる。また、フラッシング操作によ
るインク滴吐出能力の回復性が向上するため、信頼性が
向上し、またノズル開口13に負圧を作用させてインク
を強制的に排出させるクリーニング操作の頻度を低減で
きて、回復操作に必要なインク量の節減を図ることがで
きる。
3に発熱層30を形成しているが、図5に示したように
記録ヘッドを構成している中間層の部材、この実施例で
は第2の蓋体6の圧力発生室側に、圧力発生室毎にスパ
ッタリング等で発熱層50を形成し、必要に応じて発熱
層50の表面を耐インク性、耐熱性を有する薄い保護層
を設け、発熱層50の端部を圧力発生室の外に引き出し
て加熱電力を供給するための端子51を形成して構成さ
ている。
クを発熱層50により直接、加熱することができるた
め、インクの温度を高い応答性で制御することができ
る。
あって、インク吐出に関与しない領域、の実施例では圧
電振動子が対向する領域の第1の蓋体3、スペーサ2、
第2の蓋体6、必要に応じては流路ユニット8に達する
凹部52を、圧力発生室の並び方向に延びるように形成
し、この凹部52に導電塗料等を充填して発熱体53を
填込むように形成し、両端から加熱電力を供給するよう
にしたものである。
に圧力発生室1の近傍に配置して圧力発生室1のインク
を応答遅れを生じることなく一定の温度に維持できるば
かりでなく、記録ヘッドを構成する部材による伝導熱に
よりノズル開口等の他の流路の温度をもインク滴の形成
に適した温度に維持することができる。
は、加圧手段により加圧される圧力発生室と、圧力発生
室にインク供給口を介してインクを供給するリザーバ
と、圧力発生室で加圧されたインクをインク滴として吐
出するノズル開口を有するインクジェット式記録ヘッド
において、インクジェット式記録ヘッドを構成する部材
の内、圧力発生室を構成する部材にインク温度制御用の
発熱層を形成したので、圧力発生室に接して配置された
発熱層によりインク容器や流路などに無用な温度上昇を
招くことなく、しかも可及的に小さな応答遅れで圧力発
生室のインクを所定の温度に高い精度で維持できて、印
刷モードに最適なインク量のインク滴を吐出させること
ができる。
例を示す斜視図である
ットの断面図である。
層、及び温度検出手段の配列形態を、圧電振動子、及び
セグメント電極を除去して示す上面図である。
ロック図である。
の相対インク量と駆動周波数との関係を、温度をパラメ
ータとして示す線図である。
設定スイッチ48により特定の印刷モード、たとえば3
60dpiで普通紙に印刷するモ−ドが選択されると、印
字モード設定手段47は温度制御手段43に信号を出力
し、圧力発生室1のインクの温度が40°Cとなるよう
に電力調整回路46から発熱層30への電力を制御し、
1画素分のデータをインク滴2ドットで印刷する。
Claims (6)
- 【請求項1】 加圧手段により加圧される圧力発生室
と、該圧力発生室にインク供給口を介してインクを供給
するリザーバと、前記圧力発生室で加圧されたインクを
インク滴として吐出するノズル開口を有するインクジェ
ット式記録ヘッドにおいて、 前記インクジェット式記録ヘッドを構成する部材の内、
前記圧力発生室を構成する部材にインク温度制御用の発
熱層を形成してなるインクジェット式記録ヘッド。 - 【請求項2】 前記インクジェット式記録ヘッドを構成
する部材の内、前記圧力発生室を構成する部材に温度検
出手段が形成されている請求項1に記載のインクジェッ
ト式記録ヘッド。 - 【請求項3】 前記発熱層が、前記圧力発生室の内面に
位置するように形成されている請求項1に記載のインク
ジェット式記録ヘッド。 - 【請求項4】 前記発熱層が、前記圧力発生室を構成す
る部材に填込まれている請求項1に記載のインクジェッ
ト式記録ヘッド。 - 【請求項5】 加圧手段により加圧される圧力発生室
と、該圧力発生室にインク供給口を介してインクを供給
するリザーバと、前記圧力発生室で加圧されたインクを
インク滴として吐出するノズル開口を有し、前記圧力発
生室を構成する部材にインク温度制御用の発熱層を形成
したインクジェット式記録ヘッドの前記発熱層により前
記圧力発生室のインクの温度を基準温度よりも高めに維
持してグラフィックデータを印刷する印刷方法。 - 【請求項6】 加圧手段により加圧される圧力発生室
と、該圧力発生室にインク供給口を介してインクを供給
するリザーバと、前記圧力発生室で加圧されたインクを
インク滴として吐出するノズル開口を有し、前記圧力発
生室を構成する部材にインク温度制御用の発熱層を形成
されたインクジェット式記録ヘッドの前記発熱層により
前記圧力発生室のインクの温度を基準温度よりも高めに
維持して前記ノズル開口から印刷データに関りなくイン
ク滴を吐出させるインク滴吐出能力回復方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13291797A JP3381761B2 (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | インクジェット式記録ヘッド、グラッフィックデータの印刷方法、及びインク滴吐出能力回復方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13291797A JP3381761B2 (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | インクジェット式記録ヘッド、グラッフィックデータの印刷方法、及びインク滴吐出能力回復方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10305577A true JPH10305577A (ja) | 1998-11-17 |
| JP3381761B2 JP3381761B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=15092543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13291797A Expired - Lifetime JP3381761B2 (ja) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | インクジェット式記録ヘッド、グラッフィックデータの印刷方法、及びインク滴吐出能力回復方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3381761B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006142823A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-08 | Palo Alto Research Center Inc | 液滴イジェクタ及び液滴イジェクタ形成方法 |
| JP2019123115A (ja) * | 2018-01-15 | 2019-07-25 | 株式会社リコー | 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置 |
-
1997
- 1997-05-07 JP JP13291797A patent/JP3381761B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006142823A (ja) * | 2004-11-15 | 2006-06-08 | Palo Alto Research Center Inc | 液滴イジェクタ及び液滴イジェクタ形成方法 |
| JP2019123115A (ja) * | 2018-01-15 | 2019-07-25 | 株式会社リコー | 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3381761B2 (ja) | 2003-03-04 |
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