JPH0427550A - インクジェット記録方法および装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明はブリンク−などに用いられるインクを入力信号
に応して噴射して記録を行なうインクジェット記録方法
及び装置に関する。

〔従来の技術１ 従来のインクジェット記録装置に用いるインク射出ヘッ
ドを第４図（ａ）及び第５区に示す。流路に対応する溝
を形成した基板ｌと同材質でできた基板２とを溶着して
インク流路及びノズルが形成されている。インク供給口
３から図面に記載されていないインクタンクよりインク
が補給されインク供給準備室４に充填される。このイン
ク供給準備室４には各ノズルの供給口が連結しており流
路が分岐している。ノズルには、実際の印字に使用され
る印字ノズル６と気泡の排出に使用される気泡流出路５
とがあり、該気泡流出路５は一連の印字ノズル６の上部
および下部に位置している。

印字ノズル６の流路途中には圧力室７があり、その上に
駆動手段を構成する圧電素子８が接着されている。この
圧力素子８に電気信号を与えると、基板２を通して前記
圧力室７内のインクに圧力が加わり、印字ノズル先端か
らインク滴が噴射する。

前記圧電素子８に信号が加わり、印字ノズル孔６ａから
インク滴が噴射する際、ノズル面上の印字ノズル孔６ａ
の周囲にインクが広がりインクの壁を形成する。このイ
ンク噴出の際に生じるインクの壁が、噴射されるインク
滴の噴射角度に大きな影響をおよぼす。具体的には第６
図に示すように印字ノズル孔６ａの周囲に不均一なイン
クの溜り１１が生じたとき、噴出インク粒１２はインク
の溜りが噴射の壁となりインク溜りの小さい方に押され
て飛行する。この現象はとくに隣あった印字ノズルが同
時に駆動している際に生じ、第４図（ａ）に示すように
、一連の印字ノズル群の両端の印字ノズルのインク粒１
２が外側に飛行する。

［発明が解決しようとする課題］ 上記で説明したように、印字ノズルよりインクが噴射す
る際、ノズル孔の周囲にインクの壁が生じる。このとき
隣接したノズルが同時にインクを噴射した場合、インク
溜りが接触しあいインク同志が引き合うため、単一ノズ
ル孔の周囲のインクの溜り方か不均一になり、インク滴
の噴射角度を変えてしまうという問題点があった。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、本発明のインクジェット記
録方法は、複数の印字ノズルからインクを噴出させる際
に、これら複数の印字ノズル孔のうち端に位置する印字
ノズル孔に隣接する孔からインクを飛行しない程度に吐
出させることを特徴とする。

また、本発明のインクジェット記録装置は、複数の印字
ノズルと、これら複数の印字ノズルにそれぞれ連通する
圧力室と、この圧力室にあるインクを駆動することによ
り前記印字ノズルから記録媒体に向けてインクを噴出さ
せる駆動手段とを備えたインクジェット記録装置におい
て、前記複数の印字ノズル孔のうち端に位置する印字ノ
ズル孔に隣接する孔と、この孔に連通する補助圧力室と
、この補助圧力室内にあるインクを前記駆動手段と同期
して駆動することにより前記孔からインクを飛行しない
程度に吐出させる補助駆動手段とを備えたことを特徴と
する。

［作　用］ 印字ノズルがインクを噴出する際、気泡排出孔からイン
クを飛行しない程度に吐出させ、気泡排出孔より吐出さ
れたインク溜りが、印字ノズル孔のインク溜りと結びつ
き、前記印字ノズル群のノズル孔周囲のインクによる濡
れが均一になる。このため、インクの噴出角度が矯正さ
れ、ノズル面に垂直な方向にインクを噴出する。

［実　施　例］ 第１図は本発明のインクジェット記録方法及び装置の一
実施例を示す図で、インクジェットヘッドの正面図と側
面図と部分拡大断面図とを同時に示した図である。本実
施例では、複数の印字ノズル孔６ａのうち端に位置する
印字ノズル孔６１ａに隣接する孔を、気泡流出孔５ａで
形成しである。この気泡流出孔５ａに連通して、印字ノ
ズル６と同様に気泡流出路５の途中に補助圧力室７１を
設け、その補助圧力室７１上に補助駆動手段として圧電
素子８１を積層しである。気泡流出路５の気泡流出孔５
ａと端の印字ノズル孔６１ａは前記印字ノズル群の印字
ノズル孔６ａと同等のビッチ間隔で配列する。そして、
印字ノズル６がインクを噴射する際、前記気泡流出路５
に印字ノズル６と同じタイミングで、インク粒が飛行し
ない程度に、該気泡流出流路５の圧電素子８１を微振動
させる。これにより上記印字ノズル群の両端のノズル孔
６１ａ周囲のインク溜り１１を他の印字ノズル孔６ａの
周囲と同様に、均一に保つことができ、第４図（ｂ）に
も示すようにインクの噴出角度を矯正することができる
。

第２図は、上記気泡流出路５の圧電素子８１の形状を変
化させることにより、上記気泡流出孔５ａからインク粒
が射出しない程度の微振動を与えるようにした駆動手段
の説明図である。具体的には、印字に用いる印字ノズル
６の圧力室７上の圧電素子８に比べて、補助圧力室７１
上の圧電素子８１の面積（ａｘｂ）を小さくする。また
は、圧電素子８１の厚さｔを厚くする。これにより、印
字ノズル群の圧電素子８と気泡流出路５の圧電素子８１
に、印字に適した駆動電圧を印加したとき、印字ノズル
群に比べて、気泡流出路５の圧電素子８１によってイン
クにかかるエネルギーが小さくなる。したがって、イン
クは気泡流出孔５ａから飛び出すことができず、気泡流
出孔５ａの周囲にインクをにじませる。これにより印字
ノズル群の端のノズル孔６１ａ周囲のインク溜りと、気
泡流出孔５ａから吐出したインクとが結び付くことによ
り、前記印字ノズル群の両端のノズル孔６１ａの周囲の
インク溜りが均一になる。

第２図は、また、気泡流出路５の補助圧力室７１の形状
を変化させることにより、気泡流出孔５ａからインク粒
が射出しない程度に前記気泡流出路５のインクを駆動す
るようにした駆動手段をも示している。一連の印字ノズ
ル群の圧力室７に比べて、気泡流出路５の補助圧力室７
１の体積または圧電素子８１を積層する面の圧力の投影
面積を小さくする。具体的には、補助圧力室７１の幅Ｗ
または長さｉを小さくする。または、補助圧力室７１の
深さｄを深くする。これにより、気泡流出孔５ａからイ
ンクが飛び出すことができず、気泡流出孔５ａの周囲に
、インクをにじませ、印字ノズル群の印字ノズル孔の周
囲のインク溜りが均一になる。

また、印字ノズル群に比べて、気泡流出路５の損失水頭
を大きくすることにより、気泡流出孔５ａからインク粒
が飛行しない程度の微振動を与えることもできる。気泡
流出路５にインクが流れる際、インクには気泡流出路５
の形状に帰属する損失水頭が生じる。具体的には、断面
が円のときは印字ノズル６に比べて、径を小さく、また
は、流路長さを長くする。断面が矩形のときは、印字ノ
ズル６に比べて、流路幅を狭（、または、流路深さを浅
く、または、流路長さを長くすることにより、損失水頭
が大きくなる（なお、損失水頭の詳細については、「機
械工学便覧　水力学および流体力学ＪＰ８−１（日本機
械学会線）参照）。印字ノズル群に比べて、気泡流出路
５の損失水頭を大きくした場合、印字ノズル６および気
泡流出路５の圧電素子８．８１に、インク吐出に必要な
エネルギーを印加した時、気泡流出孔５ａからはインク
が飛行することができず、前述した場合と同様の効果を
得ることができる。

第３図（ａ）〜（ｄ）は、気泡流出路５の圧電素子８１
の駆動条件を印字ノズル６の圧電素子８の駆動条件とか
えることにより、気泡流出孔５ａからインク粒が飛行し
ない程度に微振動を与えるようにした駆動法の説明図で
ある。第３図（ａ）は、印字ノズル群の圧電素子８の駆
動波形である。ＶＨは上記圧電素子８にかがる駆動電圧
、Ｐｗｂは圧電素子８から電荷が放電する時間、Ｐｗｃ
はその圧電素子８に電荷が充電されるのに要する時間、
放電カーブ（１ル及び充電カーブ（２）は、圧電素子８
の容量及び放電、充電抵抗及び圧電素子８にかかる駆動
電圧に起因する曲線である。区間Ａは待機状態で、圧電
素子が縮む方法に電圧を加え圧電素子をたわませておく
。区間Ｂで圧電素子に加わっていた電圧を解除する。す
ると、圧電素子のたわみがなくなるため、圧力室７内は
減圧されノズル付近のインク及びインク供紹路からイン
クが流入し、ノズル孔がら空気を弓き込む。区間Ｃて圧
電素子に再び電圧を印加する。そのため圧電素子が縮み
インクに圧力が加えられ、ノズル孔よりインクが噴射さ
れる。区間りでノズルにおける表面張力により、インク
がノズル孔部分で安定し、待機状態となる。第３図（ｂ
）〜（ｄ）に示す駆動法は、印字ノズルの圧電素子８に
比べて、気泡流出路５の圧電素子８１にかかる印加エネ
ルギーを、駆動条件を変えることにより、小さくし、気
泡流出孔５ａからインク粒が飛行しない程度に圧電素子
８１に微振動を与えるものである。具体的には、気泡流
出路５の圧電素子８１にかかる電気信号を次の（イ）〜
（ハ）のうちいずれかのように変化させる。

（イ）放電時間Ｐｗｂ’　を短（する。

（ｂ）図参照 （ロ）圧電素子８１にかかる駆動電圧ＶＨ’　を小さく
する。　　　　　　　　（ｃ）図参照（ハ）放電抵抗を
大きくする。

（ｄ）図参照 以上により、同一基板上で隣接する２ノズル孔以上から
同時に射出する際、前記気泡流出路５の圧電素子８１に
、印字ノズル６の圧電素子８と同じタイミングで電気信
号を送り、インクを駆動させても、気泡流出孔５ａから
は、インクが飛行することができず、前述した場合と同
様の効果が得られる。

なお、圧電素子のかわりに、流路内に電気熱変換体を設
けて、ノズル内のインクを熱エネルギーを用いて噴出す
る記録媒体液吐出記録方法の場合においても同様に、気
泡流出路内に印字ノズルに比べて、変換効率の小さい前
記電気熱変換体を設けたり、また、前記気泡流出路５に
発生する熱エネルギーが、印字ノズルの流路内の熱発生
部より生じるエネルギーより小さ（なるように、駆動電
流、電圧印加時間を小さくし、あるいは、エネルギー発
生部を削材質でコーテングする、等により、前記実施例
と同様の効果が得られる。

［発明の効果］ 本発明は、印字ノズル孔に隣接する孔からインクを飛行
しない程度に吐出させることにより、印字ノズル孔の周
囲のインク溜りを均一にし、インク噴出方向のバラツキ
をおさえることができるといった効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインクジェット記録方法及び装置の実
施例を示す図で、インクジェットヘッドの正面図と側面
図と部分拡大断面図とを同時に示した図、第２図は同じ
くインクジェットの正面図とその部分拡大図及び部分拡
大断面図を同時に示した図、第３図（ａ）〜（ｄ）は圧
電素子の駆動法の説明図、第４図（ａ）（ｂ）は従来例
と本実施例の作用対比図、第５図は従来例の斜視図、第
６図（ａ）（ｂ）は従来例の作用説明図である。 ｌ　・ ２　・　・ ５　ａ　・ ６　・　・ ７　・ ・第１基板 ・第２基板 ・気泡流出路 ・気泡流出孔 ・印字ノズル 圧力室 ・補助圧力室 ・圧電素子 ・補助駆動手段 以 上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）記録媒体に向けて複数の印字ノズル孔からインク
   を噴射させることにより記録を行なうインクジェット記
   録方法において、前記複数の印字ノズル孔からインクを
   噴射させる際に、これら複数の印字ノズル孔のうち端に
   位置する印字ノズル孔に隣接する孔からインクを飛行し
   ない程度に吐出させることを特徴とするインクジェット
   記録方法。
2. （２）複数の印字ノズル孔と、前記複数の印字ノズル孔
   に連通する複数の印字ノズルと、これら複数の印字ノズ
   ルにそれぞれ連通する圧力室と、この圧力室内にあるイ
   ンクを駆動することにより前記印字ノズル孔から記録媒
   体に向けてインクを噴出させる駆動手段とを備えたイン
   クジェット記録装置において、前記複数の印字ノズル孔
   のうち端に位置する印字ノズル孔に隣接する孔と、この
   孔に連通する補助圧力室と、この補助圧力室内にあるイ
   ンクを前記駆動手段と同期して駆動することにより前記
   端の印字ノズル孔に隣接する孔からインクを飛行しない
   程度に吐出させる補助駆動手段とを備えたことを特徴と
   するインクジェット記録装置。
3. （３）前記端の印字ノズル孔に隣接する孔が気泡流出孔
   である請求項１記載のインクジェット記録方法。
4. （４）前記端の印字ノズル孔に隣接する孔が気泡流出孔
   である請求項２記載のインクジェット記録装置。