JPS6125854A - インクジエツト記録装置 - 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】 （１）技術分野 本発明はインクを液滴（ドロップレフト）の形で飛翔さ
せ、これを記録用紙等の被記録材−にに着弾させて文字
、画像等を記録する所謂イクジェット記録方式に係る記
録装置、中でも中間調を記録するのに好適な記録装置に
関する。

（２）従来技術 インクジェット記録法は、記録液（以下、インク）の液
滴を種々の作用原理で飛翔させ、これを被記録材上に付
着させて記録を行なうものである。以下、記録に必要な
時のみ、インク滴を被記録材に向けて噴射、飛翔させて
記録を行なう所謂インクオンデマンド方式を例としてこ
の種の技術について説明する。

第２図はインクオンデマンド方式と呼ばれるインクジェ
ットの１方式に使用される円筒ピエゾ式インクジェット
ノズルの概略の構成並びにその液滴形成原理を説明する
図である。

第２図に示される如く、一般に円筒ピエゾ式インクジェ
ットノズルは、その先端を数十μの太きさに絞った開「
１（オリフィス）■を有する内径数１’ｉｐの硬質カラ
ス細管２の回りに、円筒形のピエゾ素子３（例えば、Ｐ
ＺＴ製等）をかぶせた構成を有している。ガラス細管２
の他端は、不図示のインク供給源に接続されており、ノ
ズルにインクを供給し得るようになっている０円筒形ピ
エゾ素子３の表面と内面には一様な金属電極（不図示）
が設けられており、該電極間に数十Ｖ、約１０１Ｌｓの
パルス電圧を印加するとピエゾ素子３は第２図（２）に
示す如く手で握りしめたような状態に変形する。この変
形にともなう硬質ガラス細管２内のインクに働く変位に
よって、オリフィスｌからインクが直径約数十μの液滴
となって前方に飛翔する。パルス電圧が切れるとピエゾ
素子３が第２図（３）のように元の形状に戻り、次いで
インクの表面張力によってオリフィス内のインクが第２
図（４）のように復帰し、１回の吐出動作が終了する。

このようなインクジェットノズルでは、ピエゾ素子３に
印加する電圧を変化させると、吐出されるインクの量、
すなわち直径も変化する。したがってピエゾ素子３に加
える印加電圧やパルス幅を制御することにより、インク
滴径を変化させ、記録濃度を制御する等のことが可能で
ある。

第３図は、このようなピエゾ素子に印加するパルス電圧
値と記録濃度の関係を示す図である。

第３図に示される如く、パルスの電圧を高くするにつれ
吐出インク滴径が大きくなり、記録用紙」二でのインク
ドツトの大きさが図の如くに大きくなる。ここで、同一
インクを使用し、単位面積当りのドツト密度を一定にな
るようにするとすれば、インク濃度は記録されたドツト
径の大小にかかわらず一定であり、且つ単位面積当りの
ドツト密度も一定であるので、記録用紙上のある一定面
積における全体として見た場合の濃度を、１つ１つのド
ツトの面積を変えることによって、目視濃度として変化
させ得ることになる。

このようにピエゾ素子に印加するパルス電圧値を変化さ
せ、インクドツトの記録面積を変化させることにより、
記録濃度を変えることが可能となる。

従来、このようなインクジェット方式による中間調の表
現方法としては、インクジェット方式がインクを液滴の
形で吐出させるため、第３図に示したような記録ドツト
の面積制御による方法が一般的であるが、これには電圧
を変化させると吐出速度も変化して記録用紙上へのイン
ク滴の着弾精度が低下すると言った問題があり、また中
間調幅にも限界があって特に低濃度領域での表現は困難
であった。これを改良すべく単位面積当りのドツト数を
変化させる方法も採られるが、この方法ではｍｘｎのマ
トリックス構成をとるため中間調を多くとる程１画素単
位が大きくなってしまい、例えば高解像度を要求される
高価な記録装置にしか採用できず、高価なわりには解像
度が低く問題のある方法であった。

これら問題を解消すべく、濃度の異なる２挿具りのイン
クを用い印加電圧制御とからませて、より広い範囲の濃
度変化を得ようとする方法（特開昭５３−１０２０３４
）、あるいはインク消し液や白色ペイントを吐出させて
一種のマスキングによりドツトの隠蔽率を変化させて広
い領域の中間調を実現する方法（特開昭５６−１５０５
５７）が提案されている。

前者において、例えばカラー記録を例にとれば、Ｙ　（
イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）　、　Ｂｋ
　（ブラック）の各色に濃淡２種以上のインクを用いる
必要があり、したがってノズル数。

インクタンク数、インク供給系、ドライバー等が少なく
とも２倍必要になり、複雑かつ高価な非実用的な記録装
置になってしまう、一方後者では、白色ペイントのよう
な材料が染料では得難く顔料となってしまい、このため
固形化しやすく、環境条件や装置への負担が非常に大き
くなり実現困難なものとなってしまう、またインク消し
液の吐出に関しても、その液体のインクジェットへの内
蔵の検討は未知数であり、記録用紙上でのドツトのにじ
み、シャープさ等の問題もあり、必ずしも良好な方法で
はなかった。

（３）発明の開示 本発明は上記の諸点に鑑み成されたものであって、本発
明の目的は、インクジェット記録法における中間調の表
現に関し、上記従来例の問題点を解消した新規なインク
ジェット記録装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、以下の本発明によって達成される
。

インクを液滴の形で吐出させ、これを被記録材」二に着
弾させて記録を行なうインクジェット記録装置において
、記録を行なうための着色インクを吐出させるノズルの
他に着色成分を除去した無色透明インクを吐出させるた
めのノズルを更に設けたことを特徴とするインクジェッ
ト記録装置。

すなわち本発明の特長とするところは、従来の着色イン
クを吐出させるノズルの他に、インク成分の中から染料
等の着色成分を除去した無色透明インクを吐出させるノ
ズルを設け、着色インクと無色透明インクを選択的に吐
出させ、これを被記録材」−で混合させることで淡色表
現を行なうようにしたことにある。

本発明によれば、従来の如く目的とする色毎に淡色イン
クを吐出させるためのノズルを設けることを必要とせず
、また特殊なインク消しゃ白色ペイント等を必要としな
いので、従来のインクジェット記録装置に、例えば従来
と同構成のノズルを１本追加し、これから無色透明イン
クを吐出させるというように、従来技術をそのまま応用
した簡易な方法で優れた中間調表現が可能となる。

（４）発明の実施態様 以下、図面も参照しながら本発明について詳しく説明す
る。

第４図は上記の如き記録ドツトの記録用紙上での状態を
説明する記録ドツトの断面図である。

着色インクを吐出させるためのノズルから吐出された着
色インク滴は、記録用紙５等の被記録材上に着弾し記録
ドツト６を形成する。該ドツトは吐出圧のため第４図（
１）の如く記録用紙の厚み方向に半球状に浸みこんだ形
状となる。この記録ドツト６上に無色透明インクを着弾
させると、無色透明インクの着弾圧によって記録ドツト
６は記録用紙５の内部に押し込まれ、横方向に少し広が
った第４図（２）のような形状となる。この時。

記録ドツト内の着色成分が無色透明インクと混合され記
録用紙の内部に沈みこむため、見かけ」二の反射強度が
低下し、淡色インクで記録した場合に近い効果が得られ
ることになる。尚、図では着色インクの部分を斜線で、
無色透明インクの部分を点線で示しである。また、７．
８はそれぞれ着色インクおよび無色透明インクの着弾時
のドツト径である。

もちろん第４図で示したのとは逆に、無色透明インクを
先に吐出させ、着色インクをこの上に重ねる場合にも、
上記同様の効果が得られることは言うまでもない、しか
しながら、揮発性の高いインクを使用する場合等、着色
インクの着弾以前に無色透明インクの一部が揮発し、着
色インクと無色透明インクの混合が不充分となって淡色
化の効果がうすれる等の場合もあるので、前者の如く着
色インクの上に無色透明インクを重ねる方が好ましい。

このような淡色表現を実施するためのインクジェット記
録装置の一例を第１図（１）に示す。

尚、＄１図（１）では説明を簡略化するためノズルヘッ
ド部だっけを示し、また比較のために従来例のノズルヘ
ッドの一例を第１図（２）に示す。

第１図（１）に示される如く、本例のインクジェット記
録装置は前述の如きカラー記録を行なうためのＹ　（イ
エロー）１Ｍ　（マゼンタ）、Ｃ（シアン）およびＢｋ
　（ブラック）のそれぞれのインクを吐出させる４本の
ノズルを有する従来例のノズルヘッド（第１図（２）参
照）に、本発明に言う無色透明インクを吐出させるため
のノズルＴを１本追加したノズルへラド４を備えている
。これらノズルは第２図に示した従来例のノズルと同様
の構成とされている。上記ノズルへラド４は不図示のキ
ャリッジに搭載され、記録用紙５の被記録面を図の左右
方向に操作される。Ｙ、Ｍ、ＣおよびＢｋの着色インク
を吐出させるためのノズルと無色透明インクを吐出させ
るためのノズルＴは、従来と同様の制御機構（不図示）
により吐出位置の制御が行なわれ、各ノズルが記録用紙
−Ｌの吐出位置に達すると所望のインク滴が吐出される
ようになっている。無色透明インクは、淡色表現が必要
な記録ドツトの部分にのみ吐出され、第４図に示したよ
うな原理で記録ドツトの淡色化を行なう。

すなわち本発明では、本例の如〈従来例のノズルヘッド
に無色透明インクを吐出させるノズルＴを１本追加する
等の簡易な構成で、淡色表現を行なうこと可能なインク
ジェット記録装置を提供することができる。もちろん、
無色透明インクを吐出させるノズルは所望に応じて複数
を設けてもよい。

ところで第４図では、本発明における淡色表現の原理の
みを説明したが、上記の如き本発明のインクジェット記
録装置では、例えば以下のような多階調の表現も可能で
ある。

第５図は、このような多階調の表現を説明するために示
した、インク滴と吐出位置の関係を示す図である。

上記例の如きノズルヘッドを搭載したキャリッジを走査
速度Ｖｎ＝０．８■／Ｓで走査し、インク滴の吐出速度
をＶｄ＝　８　腸／ｓ　、ノズルと記録用紙の距離りを
Ｌ＝１−腸とすれば、インク滴の吐出地点ａからインク
滴の記録用紙上での着弾点す間のズレ距離文は。

ｎ　＝　（Ｌ／Ｖｄ）　ＸＶｎ＝　（Ｉ　Ｘ８００）／
８０００＝０．１ａｓで！＝　１００−となる。

ここで記録用紙上でのドツトサイズを３００　ｐｇとす
れば、インク滴の吐出時間を１８７．５μｓ遅らせるこ
とにより、記録用紙上で １８７．５　ｐ−Ｓ　　Ｘ　Ｏ，８ｍ＃＝　　＋５０　
　ｐすなわち半ドツトだけずれて着弾させることができ
る。

従って、無色透明インクを着色インクを吐出させた位置
で着色インクを吐出させた時間から１８？、５７ｉ　ｓ
遅れて吐出させれば２着色インクによる記録ドツト上に
無色透明インクを半ドツト分ずらせて塗布することがで
きる。

このように無色透明インクと着色インクの吐出時期を可
変にすることにより、被記録材上での両者の着弾位置の
ずれ量を変化させることができ、ｗＩＪＡ図（２）に例
示した如く無色透明インクを着色インクにそのまま重ね
ることのみならず、第６図（１）、（２）に示す如く着
色インクと無色透明インクをずらせて重ねる等、被記録
材上での着色インクと無色透明インクの重なり具合を両
者の吐出時期を制御することにより任意に制御すること
が可能である。この着色インクと無色透明インクの重な
り具合の相違は、記録ドツトの見かけ上の濃度変化とな
って表われるので、数種の淡色インクを用いたと同様の
多階調の表現が可能となる。

（５）発明の効果 以上に説明した如く、着色インクを吐出させるためのノ
ズルの他に、無色透明のインクを吐出させるためのノズ
ルを設けた本発明の装置によって、着色インクと無色透
明インクを被記録材上で重ねるという簡単な方法で中間
調表現が可能になった。また着色インクと無色透明イン
クの重なり方を制御することによって多階調の表現も可
能となり、表現しうる濃度範囲を拡大することもできた
。

【図面の簡単な説明】

第１図（１）および（２）は、それぞれ本発明のインク
ジェット記録装置の一例とこれとの比較のために示した
従来のインクジェット記録装置の一例を説明する図、第
２図は円筒ピエゾ式インクジェットノズルの概略の構成
並びにその液滴形成原理を説明する図、第３図は、ピエ
ゾ素子に印加するパルス電圧値と記録濃度の関係を示す
図、Ｓ４図および第６図は記録ドツトの記録用紙上での
状態を説明する記録ドツトの断面図、第５図はインク滴
とその吐出位置との関係を示す図である。 １−ｍ−開口 ２−ｍ−硬質ガラス細管 ３−−−ピエゾ素子 ４−ｍ−ノズルヘッド ５−−一記録用紙

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）インクを液滴の形で吐出させ、これを被記録材上
   に着弾させて記録を行なうインクジェット記録装置にお
   いて、記録を行なうための着色インクを吐出させるノズ
   ルの他に着色成分を除去した無色透明インクを吐出させ
   るためのノズルを更に設けたことを特徴とするインクジ
   ェット記録装置。
2. （２）前記透明インクと着色インクを選択的に吐出させ
   、被記録材上で混合させることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のインクジェット記録装置。
3. （３）前記透明インクと着色インクそれぞれの吐出時期
   を可変にし、被記録材上での着弾位置のずれ量を変化さ
   せて多階調の表現を行なうことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項または第２項に記載のインクジェット記録装
   置。