JPS5841196B2 - インクジエツトキロクホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインクだめのインクをインクジェット噴出用ノ
ズルより噴出させ、信号に対応）して記録部材に飛着さ
せるインクジェット記録装置に関する。

従来インクジェット記録方法には偏向法が知られていた
。

この方法のインク液滴噴出法には特公昭３６−１３７６
８号公報等に知られるような電圧によってインクを噴出
する方法がある。

圧力による方法には特公昭４１−１６９７３号公報、昭
４２−４３８１号公報、昭４２−８３５０号公報、昭４
５−２５４２４号公報等が知られており、これらは超音
波圧力によりノズル先端からインクを噴出させる方法で
、噴出するインクの液滴数を印加する圧力の振動数ある
いは供給圧力のパルス周波数と正確に一致することを目
的としていた。

いずれの場合も液滴に充電して、静電偏向させたが、不
要なインクを回収しなげればならない欠点があった。

偏向させることを意図しないでパルス状圧力により液滴
を噴出させる方法には特開昭４７−２００６号公報、特
開昭４８−４０４３３号公報などが知られている。

しかしこれらの方法でも予め大きさが一定に設定されて
いるインク滴の一滴を−パルス信号でノズルより噴出さ
せることを目的としており、パルス幅を信号に応じて変
調させるようなことは考えられていなかった。

また従来のインクジェット記録方法には濃淡パターンの
ように画線濃度を連続的に変えるような装置は知られて
いなかった。

また記録速度が変化するような場合、記録速度に無関係
に記録部材上の画線幅や画線濃度を一定に保つようなイ
ンクジェット装置は従来知られていなかった。

本発明の目的はこれら従来のインクジェット方法とは異
なり、信号に対して忠実に液量が変化して濃淡のある画
線を描くことができるインクジェット記録方法を提供す
ることである。

さらに第２の目的は記録速度に無関係に記録部材上の画
線幅や画線濃度が一定になるようなインクジェット記録
方法を提供することである。

本発明は上記の目的を達成するために具体的にはインク
ジェット噴出用ノズルを中空の導電性物質とし、かつイ
ンクだめに取付は前記インクだめにインクに圧力を印加
する電気音響変換素子を設は前記ノズルと同芯上にリン
グ状対向電極を設は信号源と三角波発振器と比較回路で
構成されるパルス幅変調器を備え、前記ノズルと前記リ
ング状対向電極間に前記信号源に信号を供給しない状態
では、前記ノズル先端からインクが噴出しない程度のイ
ンクメニスカスをノズル先端に形成するような、直流高
電圧を印加しておき、前記信号源に信号を供給した時、
前記パルス幅変調器の出力を増幅して前記電気音響変換
素子に印加することにより前記インクメニスカスを凸形
として、前記印加されている直流高電圧の作用により前
記ノズル先端よりインクが噴出し、記録部材に飛着する
と共に、前記インクに印加されるパルス状圧力のクロッ
クパルスの周波数を最大パルス幅に対応する周波数より
小さく設定し、且つ該パルス状圧力のパルス幅を信号に
応じて或は記録速度に比例して変調させることにより、
このパルス状圧力がインクだめのインクに印加されてい
る間のみ、前記信号に応じて或は記録速度に比例して変
調されたパルス幅にみあったインク液量を前記ノズルか
ら噴出させることを特徴とするインクジェット記録方法
である。

次に本発明を実施例により説明する。

第１図は本発明の一実施例である。

インクジェット噴出用ノズル１はインクだめ２にとりつ
げられ、中にインク３が満たされている。

インクだめ２の一部には圧電素子の如き電気音響変換素
子４が設けられる。

信号源５よりの信号は三角波発振器６のクロックパルス
周波数から形成された三角波と比較器７によりパルス幅
変調に変換される。

ノズル１とリング状の対向電極１００間には直流電圧電
源１１が接続される。

ノズル１の先端のインクのメニスカスはパルス状圧力が
印加されない状態即ち、信号源５に信号を供給しない状
態ではインクが噴出しないような、たとえば凹形のメニ
スカスに設定しておく。

信号線５に信号を供給した時、信号源５より信号が供給
され比較器７でパルス幅変調され増幅器８により増幅さ
れて電気音響変換素子４に信号が入力されると圧力によ
りノズル先端のメニスカスは凸形となり、直流電源１１
の作用によりノズル１の先端よりインクが噴出し、記録
部材９に飛着する。

この場合のインクの噴出はパルス状圧力が供給されてい
る間だけなされるので、パルス幅を変えることにより記
録部材上には濃淡のある画線を得ることができる。

本発明では必要とする圧力の値が低くできるので、イン
クだめや電気音響変換素子を強度をあまり必要としない
ので簡単な設計ですむ。

またパルス状圧力が短かい時には、実質的に我圧により
インク噴出させるのでノズル内径のわりに小さな液滴が
飛び出すので、パルス状圧力だけに比べて大きな内径の
ノズルを用いることができる利点がある。

本発明はすでに知られている偏向法のように一定の時間
間隔で液滴を噴出させることは必要条件ではなく、パル
ス幅にみあった液量がノズルより噴出することが必要条
件である。

この結果、液滴の時間間隔は使用する条件により変化し
てもいつこうに支障がないし、また圧力が高いときノズ
ルから飛び出す液はかなり遠方まで連続流体状となって
いるが、そのように液滴が形成されないような条件でも
用いることができる。

本発明において必要とする圧力を印加する方法は実施例
に示した電気音響変換素子のほかに磁歪素子等を用いる
ことができる。

この圧力印加に用いる素子あるいは装置は立ち上がりが
早く立ち下がりが早いもので、パルス状圧力を発生可能
なものに限られる。

また圧力だけでインクを噴出させる場合には圧力の値は
０．１〜１０気圧程度が必要でノズルの内径がかなり小
さい必要があるが、パルス状圧力がノズル先端で適当な
メニスカスを形成する本発明ではパルス状圧力は０．０
０１〜０．１気圧程度の値でよくノズル内径は０．１〜
１．０ ｍｍ程度とすることができる。

信号をパルス幅に変換する手段は実施例のほかに種々の
既知の回路を用いることができる。

本発明におけるクロックパルス周波数及びそれに関係す
るパルス状圧力のパルス幅の最小値と最大値は種々の条
件により決定されるべき値であるが、一般的に言えばパ
ルス状圧力の立ち上がり時間に比べて最大パルスは充分
大きくとる必要があることと、構造上インクに加わる圧
力の値を長時間維持することが困難であるような場合は
、最大パルス幅でもインクに加わる正方があまり低下し
ないことが必要である。

またクロックパルスの周波数は最大パルス幅に対応する
周波数よりちょっと小さい周波数がよい。

換言すればパルス状圧力を間欠的にインクに加えるため
、クロックパルスの時間間隔（周期）即ち、クロックパ
ルス周波数の逆数はパルス状圧力のパルス時間幅の最大
値より犬であることが必要である。

また最小パルス幅は使用するインクによって、インク噴
出の応答速度が異なるので０．１〜１．０ ｍ ｓｅｃ
必要である。

また、最大パルス幅は記録速度に対応して決める値であ
るが、最小パルス幅の状態においても画像が途切れない
程度である。

また本発明において噴出したインクに電荷を付与したり
偏向させたりするような適当な付属手段を設けてもよい
。

本発明に用いられるインクジェット噴出用ノズルは、い
かなる形態でもよく、材質にも特に規定されない。

記録部材は紙、フィルムのような一般的な記録材料に限
らず、布、金属等の平面状をなさないで凹凸があったり
立体物であってもよい。

ノズルと記録部材の距離もまたできるだけ近いほうが空
気流の影響を受げにくいので望ましいが５ｃｆｒＬ程度
離れていてもよい。

また本発明は水系インクのような比較的液滴を形成しや
すいインクだけでなく、糸を曳きやすい有機溶剤系ある
いは高分子系インクも用いることができる。

また加熱により融解したり、低粘度になるインクや自身
では着色していないが記録部材との接触により発色する
ような種々のインクも用いることができる。

本発明は、信号に極めて忠実に応答するので一様な速度
でノズルと記録部材が画線に沿って相対運動している場
合、信号源のパルス幅を連続的に変化させれば連続した
濃淡が生じ、段階的に変化させれば非連続の濃淡が生じ
る。

またパルス状圧力を送らなければ液滴が噴出しないので
パルス状圧力０Ｎ−ＯＦＦにより画線を断続できる。

本発明は、種々の用途に用いることができる。

記録部材上の単位長さあたりインク液量が増大すると記
録部材のにじみおよびしみ込みにより画線濃度だけでな
く画線幅も増大するので一様な記録速度の描画あるいは
記録の場合、パルス幅を選択することにより画線幅およ
び画線濃度を変えることができる。

偏向させないで直接描く図面用筆記装置の場合、太線と
細線の区別がパルス幅を変えることによって可能になる
し、一点鎖線、点線の描画もできる。

また画線の濃淡を表わす必要があるような写真画像電送
の場合にも用いることができ、写真の反射濃度あるいは
透過濃度の変化をパルス幅の変化に変換することにより
応用することが可能である。

本発明は、記録速度が変化するような場合に極めて有効
である。

本発明ではパルス状圧力のパルス幅を連続的に変えても
液滴はよく追従するので、記録速度と比例するパルス状
圧力のパルス幅を信号とすることにより、記録部材上の
画線幅および画線濃度を記録速度に無関係に常に一定に
することができる。

このような用途の例には記録計やパルスモータ−あるい
はサーボモーターを用いたＸＹプロッター等がある。

なお本発明は信号源の変換方法に限定されないで、記録
速度に比例するパルス幅を発生しうる装置に全て用いる
ことができる。

一定の記録速度における画線および画線濃度はパルス幅
に比例するのではな、く、パルス幅の２倍の変化は、画
線幅では２０％程度の変化となる。

特に忠実に画線濃度を一定にする必要がないような場合
には画線濃度は記録部材が紙のような場合飽和値に達す
る場合が多いので記録速度に比例するパルス状圧力のパ
ルス幅は近似的であってもよい。

たとえばＸＹプロッターでは、Ｘ方向およびＹ方向の速
度の自乗和の平方根をとるべきであるが、近似的にはＸ
方向の速度とＹ方向の速度の和に比例したパルス状圧力
のパルス幅を供給するだけでよい。

本発明は、上述の如きインクジェット記録方法であるの
で、ノズルより噴出するインク液量は連続的に変化し、
これにより画線の幅や濃度を可変できること、しかもそ
のインク液量を大幅に変化させることができるので、画
線の幅や濃度も大きく可変させることができるし、その
インク滴の発生条件もゆるやかにできること、またパル
ス状圧力だけに比べて大きな内径のノズルを用いること
ができること、更にまた記録速度に比例して変調された
パルス幅では、記録速度に無関係に一定の画線幅と画線
濃度を得ることができること等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す。 １・・・・・・インクジェット噴出用ノズル、２・・・
・・・インクだめ、３・・・・・・インク、４・・・・
・・電気音響変換素子、５・・・・・・信号源、６・・
・・・・三角波発振器、Ｉ・・・・・・比較器、８・・
・・・・増幅器、９・・・・・・記録部材、１０・・・
・・・対向電極、１１・・・・・・直流電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ インクだめのインクをインクジェット噴出用ノズル
   より噴出させ、信号に対応して記録部材に飛着させるイ
   ンクジェット記録装置において、前記ノズルを中空の導
   電性物質とし、かつインクだめに取付は前記インクだめ
   にインクに圧力を印加する電気音響変換素子を設は前記
   ノズルと同芯上にリング状対向電極を設は信号源と三角
   波発振器と比較回路で構成されるパルス幅変調器を備え
   、前記ノズルと前記リング状対向電極間に前記信号源に
   信号を供給しない状態では、前記ノズル先端からインク
   が噴出しない程度のインクメニスカスをノズル先端に形
   成するような直流高電圧を印加しておき、前記信号源に
   信号を供給した時、前記パルス幅変調器の出力を増幅し
   て前記電気音響変換素子に印加することにより前記イン
   クメニスカスを凸形として、前記印加されている直流高
   電圧の作用により前記ノズル先端よりインクが噴出し、
   記録部材に飛着すると共に、前記インクに印加されるパ
   ルス状圧力のクロックパルスの周波数を最大パルス幅に
   対応する周波数より小さく設定し、且つ該パルス状圧力
   のパルス幅を信号に応じて変調させることにより、該パ
   ルス状圧力が前記インクに印加されている間のみ、前記
   信号に応じて変調されたパルス幅にみあったインク液量
   を前記ノズルから噴出させることを特徴とするインクジ
   ェット記録方法。 ２ インクだめのインクをインクジェット噴出用ノズル
   より噴出させ、信号に対応して記録部材に飛着させるイ
   ンクジェット記録装置において、前記ノズルを中空の導
   電性物質とし、かつインクだめに取付は前記インクだめ
   にインクに圧力を印加する電気音響変換素子を設は前記
   ノズルと同芯上にリング状対向電極を設は信号源と三角
   波発振器と比較回路で構成されるパルス幅変調器を備え
   、前記ノズルと前記リング状対向電極間に前記信号源に
   信号を供給しない状態では、前記ノズル先端からインク
   が噴出しない程度のインクメニスカスをノズル先端に形
   成するような、直流高電圧を印加しておき、前記信号源
   に信号を供給した時、前記パルス幅変調器の出力を増幅
   して前記電気音響変換素子に印加することにより前記イ
   ンクメニスカスを凸形として、前記印加されている直流
   高電圧の作用により前記ノズル先端よりインクが噴出し
   、記録部材に飛着すると共に、前記インクに印加される
   パルス状圧力のクロックパルスの周波数を最大パルス幅
   に対応する周波数より小く設定し、且つ該パルス状圧力
   のパルス幅を記録速度に比例して変調させることにより
   、該パルス状圧力が前記インクに印加されている間のみ
   、該記録速度に比例して変調されたパルス幅にみあった
   インク液量を前記ノズルから噴出させることを特徴とす
   るインクジェット記録方法。