JPS5849268A - インクジエツトプリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインクジェットプリンタ、特に複数個のノズル
を有するマルチノズルヘッドを備えたインクジェットプ
リンタに関するものである。

従来の印字装置、情報出力端末はワイヤーヘッド、活字
等をインクリボンを介して記録用紙に衝突させることに
より各種の出力情報を記録するものであったが、記録の
際の騒音がかなり大きく、比較的静粛なオフィス等で使
用された場合騒音公害をもたらすものであった。このよ
うな問題を解決するための出力装置として、近年液体状
のインクを何らかの手段により飛翔させ、記録用紙に付
着せしめ、各種の出力情報を記録する所謂インクジェッ
ト方式の出力装置（インクジェットプリンタ）が開発さ
れ一般に使用され始めている。インクジェット方式を大
別すると帯電制御方式、インクオンデマンド方式、電界
制御方式、インクミスト方式の４つの方式に分けること
ができる。帯電制御方式とはインクを振動子により常時
液滴状に飛翔せしめ、この飛翔したインクを帯電させ、
その後この帯電した液滴状のインクを電場により偏向す
ることにより出力情報の記録を行なうというものである
。

インクオンデマンド方式とは出力情報に応じてインクだ
めに圧電素子により圧力を加え、インクを飛翔させるこ
とにより、記録用紙に記録をなすものである。電界制御
方式とはノズル開口部と記録用紙間に出力情報に応じて
電位を印加し、静電引力によりノズル開口からインクを
引き出し記録用紙に付着させ記録を行うものである。イ
ンクミスト方式とはインクだめ中に保持されたインクを
振動子により霧状にし、この霧状になったインクを放電
により出力情報に応じて選択的にイオン化し、このイオ
ン化したインクを静電引力により記録用紙に付着せしめ
るものである。本発明のインクジェットプリンタは電界
制御方式におけるものである。

電界制御方式のインクジェットプリンタにおけるノズル
ヘッドは従来単一のノズル開口を有するものであり、従
って、ノズルヘッドを記録用紙が移送される方向と直角
な方向、即ちライン方向に走査することによって記録用
紙全体に記録をなすという方法がとられていた。しかし
ながら、このような方法ではノズルヘッドを機械的に走
査するために比較的低速度で記録がなされるという問題
を有していた。このような問題を解決するためにライン
方向に直線状に並んだ複数個のノズルを有するマルチノ
ズルヘッドを用いて、ノズルヘッドを機械的に走査する
ことなしに、出力情報に応じて複数個のノズルから選択
的にインクを飛翔させることにより、−ライン分の情報
をほぼ同時に記録するという方法が提案されている。こ
のような複数個のノズルを有するマルチノズルヘッドを
備えたインクジェットプリンタの概略図を第１図に示す
。

直線状に並んだ複数個のノズルを有するマルチノズルヘ
ッド１が記録用紙２の移送方向矢印３に対して直線状に
並んだ複数個のノズルが直角になるよう設置されており
、さらに、マルチノズルヘッド１のノズルの数と同数の
複数個の針状電極を有した対向電極４が記録用紙２を介
してマルチノズルヘッド１のノズルと対向電極４の針状
電極が一対一に対応するように設置されている。液体状
インクは加圧ポンプ５或はインク静圧により加圧される
ことによりマルチノズルヘッド１の各ノズルのノズル開
口に半球状のメニスカスが形成される。シリアルに入力
する出力情報を制御回路により制御処理し、電圧印加タ
ーミナル６と対向電極４との間に制御回路により処理さ
れた出力情報に対応した電圧を駆動回路により印加する
ことにより、即ち対向電極４の各々の針状電極に出力情
報に対応して選択的電圧を印加することにより各ノズル
開口に形成されているインクのメニスカスは静電引力に
より選択的に飛翔され記録用紙２に付着して出力情報の
記録がなされる。記録用紙２は送りローラー７により一
定速度で矢印３方向に移送されているので−ライン分の
出力情報の記録がなされた後は次のラインの出力情報の
記録をすることにより記録用紙２全体にわたって出力情
報を記録することができる。

上述のように構成されたマルチノズルヘッドを有したイ
ンクジェットプリンタを用いて写真等の中間調を有する
画像を出力せしめようという要求が強いが、従来のイン
クジェットプリンタにおいては階調を出す方法としては
、飛翔させるインクの液滴の数を調節するもの、一画素
を複数のマトリックスで構成する面積階調といわれるも
のが知られているが、前記した両者を組み合わせても得
られる階調は高々十数階調程度であり、鮮明かつ高品質
な再生画像を得難いという問題を有していた。

本発明の目的は従来とは異なった新らたな階調をなすこ
とのできる機構を有し、かつ、従来の階調記録手段と組
み合わせて使用した際に高い階調を有した出力記録を行
なうことのできるインクジェットプリンタを提供するこ
とにある。

本発明のインクジェットプリンタは複数個ノノズルヲ有
スるマルーチノズルヘッドヲ備工たインクジェットプリ
ンタにおいて、複数個のノズルから構成された少なくと
も一つのノズル群から一画素がなり、前記ノズル群を構
成する複数個のノズルのノズル孔め大きさがノズル毎に
異なり、対向電極がノズル群毎に設けられた前記ノズル
群の各ノズルに対向する端面を有する針状電極からなる
ことを特徴とする。

従って、画信号の階調に応じてノズル群と針状電極との
間に印加する電位を変化することにより、インクを飛翔
させるノズルの数及びインクの液滴の大きさを可変とす
ることができ、階調記録をなすことができる。

呆発明のインクジェットプリンタを従来の階調記録手段
と組み合わせて使用することにより、高い階調を有した
出力記録を行なうことができ、゛写真等の連続階調を有
した画像を鮮明かつ高品質な再生画像として出力記録を
行なうことがで曇る。

以下、本発明のインクジェットプリンタラ図面を参照し
つつ詳細に説明する。

第２Ａ図および第２Ｂ図は、本発明のインクジェットプ
リンタにおいてなされる階調配本のノズル８ａ、　　８
ｂ、８ｃにより一つのノズル群が構成されており、ノズ
ル群の各ノズル８ａ、８ｂ、８ｃに対向する端面な有す
る一本の針状電極９が設けられている５、針状電極９に
は画信号ＳＯの階調に応じてノズル８ａ、８ｂ、８ｃと
針状電極９との間に印加される電圧が変化されるよう切
り換え回路１０が接続されている。

て決定されるが、大きいノズル孔を有したノズル８ａか
ら大きなインクの液滴を飛翔させるためには、小さいノ
ズル孔を有したノズル８ｃから小さなインクの液滴な飛
翔させるよりもより大きなエネルギーな必要とされ、そ
れだけ大きな電場をノズルと針状電極との間に形成する
必要がある。

従って、画信号Ｓｏ　　の階調に応じて針状電極９に印
加する電圧を図示するように３段階（Ｖｌ＜Ｖ２＜Ｖ３
　）に変化することによりノズル８Ｃのみかうインクを
飛翔せしめる場合、ノズル８ｂ、８ｃからインクを飛翔
せしめる場合、ノズル８ａ、８ｂ、８ｃ全てのノズルか
らインクを飛翔させる場合に変化しうろことができる。

従って、第２Ａ図に示されるように比較的低濃度を要求
される場合には、針状電極９に印加する電圧を切り換え
回路１０により■１とすることにより小ｉいノズル孔を
有したノズル８ｃのみから小さなインクの液滴を飛翔さ
せるのに十分な電場がノズル８ｃと針状電極９との間に
形成され、ノズル８ｃのみから小さなインクの液滴を飛
翔させることができる。

また、第２Ｂ図に示されるように高濃度を要求される場
合には、切り換え回路１０により印加する電圧を■３　
　とすることにより最も大きいノズル孔を有したノズル
８ａから最も大きなインクの液滴をも飛翔させるのに十
分な電場がノズル８ａ、８ｂ、８’ｃと針状電極９との
間に形成され、全てのノズル８ａ、８ｂ。

８ｃからそれぞれ大、中、小のインクの液滴を飛翔せし
めることができる。

第３図は、本発明のインクジェットプリンタの好ましい
実施例を示す概略図である。

本実施例においてはマルチノズルヘッド１にはそれぞれ
小、中、大のノズル孔を有した３つのノズル８ａ、８ｂ
、８ｃにより一つのノズル群１１ａが構成されており、
一つのノズル群により一画素を形成しうるようになって
いる。各ノズル群１１ａ　、　　ｌｌｂ　、　　ｌｌｃ
にはノズル群の各ノズルに対向する端面を有する針状電
極９ａ、９ｂ、９ｃが設けられて℃・る。ノズルと針状
電極との間には３×３のマトリックス構成の面積階調が
行なわれイ苧るよう飛翔するインクを記録用紙２の移送
方向に偏向させるための偏向電極１２が設けられている
。

記録用紙２の移送手段およびインク加圧手段（図示せず
）は第１図に示されたものと同様のものが使用される。

このように構成されたインクジェットプリンタにおいて
は第２Ａ図および第２Ｂ図を用いて説明されたようにノ
ズル群１１ａを構成する３つのノズル８ａ、８ｂ、８ｃ
のうちインクを飛翔させるノズルの数を画信号ＳＯの階
調に応じて針状電極９ａに印加する電圧を変化させるこ
とにより３段階に変化させることができるので３階調得
ることができ、また偏向電極１２を使って面積階調を行
なうことにより９階調、さらに飛翔させるインクの液滴
の数を変化させることにより数階制得ることができるの
で第３図に示された構成で３０〜６０階調程度得ること
ができる。。

本実施例により記録用紙に記録される一画素の状態を示
すと例えば第４図のようになる。

一画素１３は９つの小部分１４ａ　、　　１４ｂ　、　
１４ｃ。

１４ｄ　、　１４ｅ　、　１４ｆ　、　１４ｇ　、　１
４ｈ　、　１４ｉ　、からなっており、小部分１４ａ　
、　１４ｂ　、　１４ｃはそれぞれノズルｇａ、８ｂ、
、８ｃから飛翔されるインクによって記録がなされる部
分であり、小部分１４ｄ　、　１４ｅ　、　１４ｆおよ
び１４ｇ　、　１４ｈ　、　１４ｉは飛翔するインクを
偏向電極１２より偏向させることにより得られる部分で
ある。小部分１４ａに示された円１５，１６．１７．小
部分１４ｂに示された円１８，１９，２０．小部分１４
ｃに示された円２１，２２．２３はそれぞれ、ノズル８
ａ、８ｂ、８ｃから飛翔させるインクの液滴の数を３段
階に変化させることによってインクにより実際に記録さ
れる部分を示している。

上述したように３０〜６０階調の記録能力を有している
と連続階調を有している写真等を出力記録した際も原画
像とほぼ遜色のない再生画像を得られることになる。

なお、一つのノズル群を構成するノズルの数は上記した
実施例のような３本に限られるものではなく複数本であ
れば何本あってもかまわない。また一画素を構成するノ
ズル群の数も１つに限られるものではなく、上記実施例
のような偏向電極１２を使用しない時は数個並列的に並
べてもよい。

以上、詳細に説明したように本発明のインクジェットプ
リンタはノズル群を構成するノズルと針状電極との間に
印加する電圧を変化させることによりインクを飛翔させ
るノズルの数及びインクの液滴の大きさを変化すること
ができるので、従来の階調記録手段と組み合わせて使用
することにより写真等の連続階調を有した画像を鮮明か
つ高品質なものとして出力記録を行なうことができる。

さらに対向電極として使用される針状電極も一つのノス
ル群に対して一つでよいので微細加工上の困難が生じず
対向電極の製造工程が簡易になるという利点も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、マルチノズルヘッドを備えたインクジェット
プリンタの概略図、 第２Ａ図、第２Ｂ図は本発明のインクジェットプリンタ
においてなされる階調記録の基本動作原理を示す概略図
、 第３図は本発明のインクジェットプリンタの好ましい実
施例を示す概略図、 第４図は第３図に示された実施例において得られる一画
素の状態を示す図である。 １・・・マルチノズルヘッド　２・・・記録用紙４・・
・対向電極　　　　　８ａ、　８ｂ、　８ｃ・・ノズル
９、９ａ、９ｂ、９ｃ・・・針状電極　　１０・・・切
り換え回路１１ａ、ｌｌｂ、ｌｌｃ・・・ノズル群　　
１２・・・偏向電極１３・・・一画素 第２Ｂ図 ２Ａ図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）直線状に並んだインクを飛翔させるための複数個の
   ノズルを有するマルチノズルヘッド、前記ノズルからイ
   ンクを静電引力により引き出すための前記ノズルに対向
   して設置された対向電極、前記マルチノズルヘッドと前
   記対向電極との間に設置された記録用紙を移送するため
   の移送手段、および画信号、に応じて前記複数個のノズ
   ルから選択的にインクを飛翔させるよう前記複数個のノ
   ズルと前記対向電極との間に前記画信号に応じて選択的
   に電圧を印加させるための制御手段からなるインクジェ
   ットプリンタにおいて、複数個のノズルから構成さけら
   れた前記ノズル群の各ノズルに対向する端面を有する針
   状電極からなり、前記ノズル群を構成する複数個のノズ
   ルのノズル孔の大きさがノズル毎に異なることを特徴と
   するインクジェットプリンタ。 ２）前記制御手段が前記画信号の階調に応じて前記ノズ
   ル群を構成する複数個のノズルと前記針状電極との間に
   印加する電圧を可変とすることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のインクジェットプリンタ。