JPH09169111A

JPH09169111A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JPH09169111A
Application number: JP34976095A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Yoshida; 均吉田; Atsuhiro Takagi; 淳宏高木
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1997-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】高粘度のインクを用いる場合であっても吐出
後にメニスカスが素早くもとの位置に回復し、毎回同じ
メニスカス位置で吐出がなされ安定したインク液滴量が
得られるインクジェットプリンタを提供すること。【解決手段】インクジェットプリンタにおいてインク
ジェットヘッドのノズル５の直径を５０μｍ以上７０μ
ｍ以下としてノズル部分でのインクの流れに対する抵抗
を低くし、吐出後速やかにインクマニホールドからキャ
ビティ室にインクが補充されるようにし、解像度に応じ
た液滴量及び駆動周波数で印刷を行うようにした。これ
により、毎回同じ液滴量でインクの吐出がなされ、高品
質な印刷結果が得られるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ノズルからインク
を吐出して被記録材に付着させ記録を行うインクジェッ
トプリンタに関し、さらに詳細には、インク吐出をした
後のノズル内部におけるインク量の回復を考慮して吐出
量の安定化を図ったインクジェットプリンタに関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェットプリンタは、粘度
の低いインク（１ｃＰ（センチポアズ）程度）を用いる
ことを前提とし、３０μｍ径程度の小径ノズルからイン
クを吐出を行うようにしていた。インクの粘度が低けれ
ば、吐出によりインク量が減少したノズル内部へのイン
クマニホールドからのインクの補充が素早くなされ、従
ってノズル径が小さくても吐出後のノズル内部における
メニスカス（インク−空気の界面）の戻りが速く、高速
印字を行っても毎回同じメニスカス位置でインクの吐出
ができ、安定したインク液滴量で印刷できるものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら近年で
は、多様な被記録材に対応するため、にじみにくい高粘
度のインクを用いることが行われている。ところがイン
ク粘度が例えば２０ｃＰ程度と高いと、吐出後のメニス
カスの戻りに時間が掛かるので、高速印刷を行うとメニ
スカスが十分もとの位置に回復しないうちに次回の吐出
が行われることとなる。

【０００４】この様子を図８に示す。図８の（ａ）は最
初の吐出前の状態であり、メニスカスがノズル５の外面
とほぼ同じ位置にある。（ｂ）は（ａ）の状態からイン
ク滴９の吐出を行った状態である。そして（ｃ）は
（ｂ）の直後の状態であり、（ａ）の状態と比較してメ
ニスカスは大きく後退している。そしてこの状態のま
ま、（ｄ）に示すように次回の吐出が行われてしまうの
である。この（ｄ）の場合には吐出されるインク滴９の
液滴量が本来のものより少ないため、被記録材上に形成
されるドットのサイズが小さく、従って図９に示すよう
にドット間が塗りつぶされずに隙間ができてしまい、こ
の結果として印刷跡が淡くなってしまう。

【０００５】メニスカスが十分に戻るまで待ってから次
回の吐出を行なうようにすれば良いのだが、６００ｄｐ
ｉ以上の解像度で印刷を行なう場合や、カラー印刷を行
なう場合では、１枚の印刷にかかる時間が大幅に長くな
り過ぎて実用性に欠けてしまう。よって印刷時間の観点
から、インクジェットヘッドの駆動周波数としてせめて
５ｋＨｚ程度確保できるのが好ましい。

【０００６】一方、１吐出当りのインク液滴量を少なく
すれば、メニスカスの後退自体が小さくできて回復時間
が短縮できるのだが、印刷の解像度に応じた適正なドッ
トサイズがあり、それを達成するために必要な液滴量と
いうものが決まっている。即ち、前記の図９のように、
液滴量が少ないとドット間に隙間ができて印刷品質上好
ましくない。よって、高速印字を達成させるために極端
に液滴量を少なくさせることはできない。尚、３００〜
３６０ｄｐｉ程度の印刷を行なう時には液滴量を６０ｐ
ｌ以上とすることが好ましく、６００〜７２０ｄｐｉ程
度の印刷を行なう時には液滴量を２０ｐｌ以上とするこ
とが好ましいことが本発明者の実験により確認されてい
る。

【０００７】低解像度（例えば、３００ｄｐｉ程度）で
印刷する場合には、ドットサイズを大きくするため１吐
出当りの液滴量が多いので、上記メニスカスの回復不良
に起因する吐出液滴量の変動が特に大きく、印刷品質を
損ねる原因となっていた。また、これらの現象は粘度が
インクの１０ｃＰを超えるあたりからよく発生し、イン
クの中でも比較的粘度が高いホットメルトインクを用い
るインクジェットプリンタで顕著に現れていた。

【０００８】本発明は前記従来の問題点を解消するため
になされたものであり、高粘度のインクを用いる場合で
あっても吐出後にメニスカスが素早くもとの位置に回復
し、毎回同じメニスカス位置で吐出がなされ安定したイ
ンク液滴量が得られるインクジェットプリンタを提供し
て高品質な高速印刷を可能とすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１に係る発明は、粘度が１０〜１００ｃＰの範囲
内にあるインクが充填されたインクキャビティと、この
インクキャビティに設けられると共にインクを吐出する
ノズルと、前記インクキャビティにインクを補充するイ
ンクマニホールドと、前記インクキャビティ内のインク
に加圧して前記ノズルからインクを吐出させるエネルギ
ー発生素子とを有するインクジェットヘッドを備えたイ
ンクジェットプリンタであって、前記エネルギー発生素
子に印加される信号の波形を調整することにより前記ノ
ズルから吐出されるインクの液滴量の変更が可能な液滴
量可変手段を有し、前記ノズルの径が５０〜７０μｍの
範囲内であることを特徴とする。

【００１０】このインクジェットプリンタでは、インク
ジェットヘッドのエネルギー発生素子に信号が印加され
ると、そのエネルギー発生素子によりインクキャビティ
が加圧され、そのインクキャビティに設けられたノズル
からインクが吐出され、印刷がなされる。ここで、エネ
ルギー発生素子に印加される信号の波形は、液滴量可変
手段により調整されているので、印刷目的に合った液滴
量のインクが吐出される。ノズルからインクが吐出され
ることによりインクキャビティ内のインクが減少しメニ
スカスが後退するので、インクマニホールドからインク
が補充される。ここで、ノズルの径が５０μｍ以上７０
μｍ以下であるため、ノズルの部分におけるメニスカス
移動に対する抵抗が小さく、インクの補充によるメニス
カス位置の回復が速やかに行われる。従って、液滴量可
変手段によりインクの液滴量が多くなるように信号の波
形が調整されているときでも、毎回同じメニスカス位置
でインクの吐出がなされ、インクの液滴量が安定する。
特に、ホットメルトインクのようなメニスカス移動の抵
抗が比較的に大きい高粘度のインクを用いるにもかかわ
らず液滴量が安定している点で優れている。

【００１１】ここでインク粘度の範囲を１０〜１００ｃ
Ｐとしたのは、１０ｃＰ未満の低粘度インクではそもそ
もメニスカスの回復がほとんど問題とならず、一方１０
０ｃＰを超えるような極端に高粘度のものは、メニスカ
スの回復の問題以前に液滴としてノズルから吐出させる
こと自体が困難（吐出終了時の切れが悪いなど）とな
り、インクジェットプリンタでの使用に向かないからで
ある。好ましくは、インク粘度範囲が２０〜４０ｃＰで
あれば、液滴量の制御のしやすさや紙上でのにじみやイ
ンクの切れの観点からも更に優れている。

【００１２】従って請求項２に係る発明は、請求項１に
記載するインクジェットプリンタであって、前記インク
の粘度が２０〜４０ｃＰの範囲内にあることを特徴とす
る。

【００１３】また、請求項３に係る発明は、請求項１ま
たは請求項２に記載するインクジェットプリンタであっ
て、前記液滴量可変手段が、３００〜３６０ｄｐｉの範
囲内の解像度で印刷するときには前記ノズルから吐出さ
れるインクの液滴量を６０〜１３０ｐｌの範囲内とする
ことを特徴とする。

【００１４】このインクジェットプリンタでは、３００
〜３６０ｄｐｉの範囲内のさほど高くない解像度で印刷
するときには、液滴量可変手段により信号の波形が調整
され、ノズルから吐出されるインクの液滴量が６０〜１
３０ｐｌの範囲内となるようにされる。解像度が比較的
低く１吐出当りの液滴量が多い場合でも、このような範
囲内であると、前記のように吐出後にメニスカスの位置
が速やかに回復するので、インクの液滴量は安定してい
る。そして、この範囲内での印刷においては、優れた階
調性及び適正な光学濃度が得られ、高品質な画像が高速
で安定して形成される。

【００１５】また、請求項４に係る発明は、請求項１な
いし請求項３のいずれかに記載するインクジェットプリ
ンタであって、前記液滴量可変手段が、６００〜７２０
ｄｐｉの範囲内の解像度で印刷するときには前記ノズル
から吐出されるインクの液滴量を２０〜４５ｐｌの範囲
内とすることを特徴とする。

【００１６】このインクジェットプリンタでは、６００
〜７２０ｄｐｉの高い解像度で印刷するときには、液滴
量可変手段により信号の波形が調整され、ノズルから吐
出されるインクの液滴量が６００〜７２０ｄｐｉの範囲
内となるようにされる。この場合には、液滴量は前記の
場合より少ないが、６００〜７２０ｄｐｉという解像度
を達成するためインクジェットヘッドの駆動周波数が高
く吐出から次の吐出までの時間間隔が短い。しかし前記
のように吐出後にメニスカスの位置が速やかに回復する
ので、インクの液滴量は安定している。

【００１７】また、請求項５に係る発明は、請求項１な
いし請求項４のいずれかに記載するインクジェットプリ
ンタであって、前記液滴量可変手段が、６００ｄｐｉ以
上の解像度で印刷するときには前記ノズルから吐出され
るインクの液滴量を、記録媒体上でのインクの付着量が
ベタ記録時で１.０×１０⁷〜１.７×１０⁷ｐｌ／インチ
² の範囲内となるように制御することを特徴とする。こ
こで「ベタ記録」とは、すべてのノズルからインクを毎
回吐出させ、記録媒体上の印刷範囲をすべてのドットで
塗りつぶすことをいう。

【００１８】このインクジェットプリンタでは、６００
ｄｐｉ以上の高い解像度で印刷するときには、液滴量可
変手段により信号の波形が調整され、ベタ記録を行った
場合の記録媒体上でのインクの付着量が１.０×１０⁷〜
１.７×１０⁷ｐｌ／インチ²の範囲内となるように、ノ
ズルから吐出されるインクの液滴量が制御される。そし
て、この範囲内での印刷においては、優れた階調性及び
適正な光学濃度が得られ、高品質な画像が高速で安定し
て形成される。従って、６００ｄｐｉ以上の高い解像度
で印刷しても、光学濃度、階調性とも優れている。

【００１９】また、請求項６に係る発明は、請求項１な
いし請求項５のいずれかに記載するインクジェットプリ
ンタであって、前記インクが、室温では固体であり加熱
溶融されて液化したホットメルトインクであることを特
徴とする。

【００２０】このインクジェットプリンタでは、インク
としてホットメルトインクを用いる。ホットメルトイン
クは、加熱溶融されて液化した状態においても、通常の
リキッドインクと比較して高い１０〜１００ｃＰの範囲
内の粘度を有するが、このインクジェットプリンタでは
前記のように吐出後にメニスカスの位置が速やかに回復
するので、インクの液滴量は安定している。

【００２１】また、請求項７に係る発明は、請求項１な
いし請求項６のいずれかに記載するインクジェットプリ
ンタであって、前記インクジェットヘッドの駆動周波数
が８ｋＨｚ以上であることを特徴とする。

【００２２】このインクジェットプリンタでは、インク
ジェットヘッドの駆動周波数が８ｋＨｚ以上と高い。か
かる高周波数では一般的にはメニスカスの回復が問題と
なりやすいが、このインクジェットプリンタでは前記の
ように吐出後にメニスカスの位置が速やかに回復するの
で、インクの液滴量は安定している。

【００２３】また、請求項８に係る発明は、請求項１な
いし請求項７のいずれかに記載するインクジェットプリ
ンタであって、解像度の異なる少なくとも２種類の印刷
モードを有し、前記液滴量可変手段は、選択された印刷
モードに応じて前記ノズルから吐出されるインクの液滴
量及びインクジェットヘッドの駆動周波数を変更させる
ことを特徴とする。２種類の印刷モードとしては例え
ば、高解像度モード（６００〜７２０ｄｐｉ程度）と低
解像度モード（３００〜３６０ｄｐｉ程度）とが考えら
れる。

【００２４】このインクジェットプリンタでは、印刷モ
ードを選択すると、液滴量可変手段により信号の波形が
調整され、ノズルから吐出されるインクの液滴量が、選
択された印刷モードに応じた値となるように制御され
る。そして同時に、インクジェットヘッドの駆動周波数
も調整され、選択された印刷モードに応じた周波数でノ
ズルからのインク吐出が行われるように制御される。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るインクジェッ
トプリンタを具体化した実施の形態を、図面を参照して
詳細に説明する。図１の断面図に示すように、インクジ
ェットプリンタに搭載されるインクジェットヘッド１
は、概略、キャビティプレート４と圧電素子板２とを弾
性体である振動板３を介して接合し、基台であるベース
板１０に据え付けたものである。

【００２６】キャビティプレート４の一端にはノズル孔
５を形成したノズルプレート８が備えられており、キャ
ビティプレート４の内部にはノズル孔５に内側からイン
クを供給するキャビティ室６が設けられている。このキ
ャビティ室６及びノズル孔５は、紙面の厚み方向に多チ
ャンネル並列して設けられており、各キャビティ室６は
振動板３を介して圧電素子板２と対面している。各ノズ
ル孔５の直径は５５μｍとされており、その意味は後述
する。キャビティプレート４にはさらに、各キャビティ
室６への共通のインク供給経路であるインクマニホール
ド７が形成されている。各キャビティ室６及びインクマ
ニホールド７はインクで充填されており、そのインクの
粘度は通常使用されるもの（１ｃＰ程度）より高い２０
ｃＰ程度を有する加熱溶融されたホットメルトインクで
ある。

【００２７】圧電素子板２は、ＰＺＴ等のピエゾ効果を
有する素材で形成され、振動板３を介して各キャビティ
室６に対面する箇所に電極が設けられ振動部２ａとされ
ている。振動部２ａは、各キャビティ室６と同様に、紙
面の厚み方向に多チャンネル並列して設けられ一対一で
対応し、入力信号に応じて選択的に駆動されるようにな
っている。これにより各キャビティ室６を選択的に加圧
できるように構成したものである。

【００２８】このインクジェットヘッド１を搭載するイ
ンクジェットプリンタは、図２に示す制御系を備えてい
る。この制御系は、公知の演算処理装置であるＣＰＵ３
５を中心に構成されている。ＣＰＵ３５は、インターフ
ェース３４を介してパソコン等のホストコンピュータ３
３に接続されており、このホストコンピュータ３３から
の指令に従い印刷を行うようになっている。

【００２９】ＣＰＵ３５には、スイッチパネル４１、Ｒ
ＡＭ４３、ＲＯＭ４２が接続されている。スイッチパネ
ル４１は、印刷の解像度その他のパラメータを指定する
印刷モードの選択や表示をするものである。ＲＡＭ４３
は、ホストコンピュータ３３から受信した印刷データ等
必要なデータを一時的に記憶するものである。

【００３０】ＲＯＭ４２は、制御上必要な種々のプログ
ラムやデータテーブル類を格納するものである。ここに
格納されたデータテーブルの一つとして、印刷解像度
（ｄｐｉ）と１吐出あたりのインク液滴量との関係があ
る。そのテーブルによれば、例えば３６０ｄｐｉの解像
度で印刷するときには液滴量は７０ｐｌとされ、また７
２０ｄｐｉの解像度で印刷するときには３０ｐｌとされ
る。また、印刷解像度とインクジェットヘッド１の駆動
周波数との関係も同様にデータテーブルとして格納され
ており、例えば３６０ｄｐｉの解像度で印刷するときに
は周波数は８ｋＨｚとされ、また７２０ｄｐｉの解像度
で印刷するときには１０ｋＨｚとされる。

【００３１】そしてＣＰＵ３５には、インクジェットヘ
ッド１を駆動するための液滴量変更部３０と駆動回路３
１とが接続されている。これらは、スイッチパネル４１
で選択した印刷モードに応じて液滴量変更部３０が吐出
の液滴量を決定して、その液滴量のインクを吐出させる
ようなパルスハイトの駆動信号を駆動回路３１が発生
し、その駆動信号をインクジェットヘッド１の圧電素子
板２（より詳細には振動部２ａ）に印加するように構成
したものである。

【００３２】このインクジェットプリンタの動作を説明
する。

【００３３】ＣＰＵ３５がホストコンピュータ３３から
印刷指令を受けると、スイッチパネル４１において選択
されている印刷モードに対応するインク液滴量がＲＯＭ
４２から読み出され、その液滴量が液滴量変更部３０に
指示される。そして液滴量変更部３０では、指示された
液滴量をノズル孔５から吐出するための振動部２ａの駆
動電圧を決定する。例えば、液滴量が７０ｐｌであれば
４０Ｖであり、３０ｐｌであれば３０Ｖである。

【００３４】そして、駆動回路３１がその駆動電圧のパ
ルス信号を圧電素子板２の各振動部２ａに印刷データに
従い選択的に印加する。この信号の波形は、図３（液滴
量３０ｐｌ）または図４（液滴量７０ｐｌ）に示すよう
に、液滴量変更部３０に指示された高さを有するが、印
加の直前に少し逆駆動される（図中Ｒで示す）。その理
由は、ノズル孔５の内部でメニスカスが若干後退してい
ることもありうるので、インクマニホールド７からイン
クを吸い出してこれを補うためである。

【００３５】かくしてインクジェットヘッド１では、圧
電素子板２の各振動部２ａのうちパルス信号の印加を受
けたものが伸長し、この伸長により対応するキャビティ
室６が加圧される。この加圧による圧力が対応するノズ
ル孔５に伝播され、図５に示すようにノズル孔５からイ
ンク滴９が吐出されて印刷がなされる。ここで図５の
（ａ）は吐出直前の状態を示しており、ノズル孔５の内
部がインクで充填されメニスカスが最前に位置してい
る。図５の（ｂ）は、まさに吐出を行っている状態を示
している。このときのインク滴９の液滴量は、液滴量変
更部３０に指示された量である。

【００３６】図５の（ｃ）は、吐出終了後の状態であ
る。このインクジェットヘッド１では前記のようにノズ
ル孔５の直径が５５μｍと比較的大きくインクの流れに
対する抵抗が低いので、吐出により減少したノズル孔５
内、即ちキャビティ室６のインクが直ちにインクマニホ
ールド７から補充され、メニスカス位置は（ａ）の状態
とほとんど変わらない程度まで回復している。従って、
その直後に次回の吐出を行っても、図５の（ｄ）に示す
ように（ｂ）のときとほとんど変わらない液滴量のイン
ク滴９が吐出される。

【００３７】このときの、メニスカス位置とインク滴９
の液滴量及び液滴速度との関係を、ノズル孔５の直径が
４５μｍであった場合と比較しつつ表１、表２に示す。
表１は印刷の解像度が３６０ｄｐｉで駆動周波数が８ｋ
Ｈｚである場合であり、表２は印刷の解像度が７２０ｄ
ｐｉで駆動周波数が１０ｋＨｚである場合である。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【表２】

【００４０】表１を例にとって説明すると、１回目の吐
出を行う直前でのメニスカス位置（後退量）は、４５μ
ｍ径、５５μｍ径のいずれの場合でも０μｍであり、従
ってそのときの液滴量はほとんど差がない。液滴速度は
４５μｍ径の場合のほうがやや速い。そして２回目の吐
出を行う直前でのメニスカス後退量は、４５μｍ径の場
合には２３.５μｍと大きいのに対し、５５μｍ径の場
合には５.９μｍでノズル径に比しても小さい。このた
め２回目の吐出では、液滴量、液滴速度とも、４５μｍ
径の場合には１回目の吐出のときに比べて大幅にダウン
しているが、５５μｍ径の場合にはほとんど変わらな
い。なお、４５μｍ径の場合２回目の吐出の液滴量が少
ないため、３回目の吐出の際には、若干回復して１回目
の吐出のときのデータに近づく傾向がみられる。

【００４１】表２の７２０ｄｐｉの場合にも、表１とほ
ぼ同様の傾向がみられる。７２０ｄｐｉの場合には吐出
の液滴量は３６０ｄｐｉの場合より小さいが、その分吐
出から次の吐出までの時間間隔が短いからである。

【００４２】このように、ノズル孔５の直径を５５μｍ
としているインクジェットヘッド１によれば、毎回の吐
出の特性が均一となり、ほぼ同等の液滴量が確保されて
印刷されるので、図６に示すようにドット間を隙間なく
塗りつぶして印刷でき、本来の濃さが確保される。

【００４３】また、ノズル孔５の直径を種々変化させて
吐出特性を調査したところ、図７のグラフに示すよう
に、ノズル径がおおむね５０μｍ以上であれば良好な特
性が得られることが判明した。ただし、ノズル径が７０
μｍを超えると吐出を行わないときにもインクがノズル
孔５から漏れるので好ましくない。

【００４４】また、このように構成されたインクジェッ
トプリンタを使用し、所定の解像度（記録密度）下にお
いて、インク液滴量を表３及び表４のように種々変えて
記録媒体として最も汎用的且つ経済的な普通紙に印刷を
行なった時の画質を調べた。表３は３００ｄｐｉの場合
と、３６０ｄｐｉの場合の画質測定実験の結果を示し、
表４は６００ｄｐｉの場合と、７２０ｄｐｉの場合、及
び９００ｄｐｉの場合の画質測定実験の結果を示してい
る。

【００４５】

【表３】

【００４６】

【表４】

【００４７】評価は、インク液滴量を様々に変化させた
サンプル画像を３０人のパネラーに見せ、その印刷品質
の支持率を基にして定性的な評価を下す一方、カバーレ
ッジ（噴射液滴の数／単位面積を構成するドット数）と
ドット径に注目して、光学濃度や階調性を重視した定量
的な評価を行い、双方の評価を加味した総合的な評価を
表に示している。

【００４８】表３から明らかなように、３００ｄｐｉの
解像度においてはインクの液滴量が５０〜１６０ｐｌの
範囲内、好ましくは７０〜１３０ｐｌの範囲内にあれば
光学濃度も高く、かつ階調性の良い印刷ができることが
わかる。液滴量が７０ｐｌ未満だと、図９に示したよう
にドット間に隙間ができてしまい、光学濃度の低い画像
となってしまう。逆に、液滴量が１３０ｐｌ以上だとド
ット径が大きくなり、カバーレッジが低くても実際の画
像の光学濃度が高くなりすぎるため階調表現性が悪くな
る。尚、液滴量が２００ｐｌを越えるあたりから、液滴
量のばらつきが生じ始め、画像の乱れが発生する。一
方、３６０ｄｐｉの解像度においては、インクの液滴量
が４０〜１５０ｐｌの範囲内、好ましくは６０〜１２０
ｐｌの範囲内にあれば光学濃度も高く、かつ階調性の良
い印刷ができることがわかる。

【００４９】同様に、表４から、６００ｄｐｉの解像度
においてはインクの液滴量が２０〜５５ｐｌの範囲内、
好ましくは３０〜４５ｐｌの範囲内にあれば光学濃度も
高く、かつ階調性の良い印刷ができることがわかる。７
２０ｄｐｉの解像度においてはインクの液滴量が１５〜
４０ｐｌの範囲内、好ましくは２０〜３０ｐｌの範囲内
にあれば光学濃度も高く、かつ階調性の良い印刷ができ
ることがわかる。

【００５０】表３及び表４から明らかなように、解像度
によって適する液滴量は異なる。しかしながら液滴量を
ベタ記録時の１平方インチ当りのインク付着量に換算し
た上で各記録密度の間で比較すると、特に高解像度の領
域で共通する傾向が認められる。すなわち、６００ｄｐ
ｉ以上の解像度下では、インク付着量が７．２×１０⁶
〜２.１×１０⁷ｐｌ／インチ²の範囲内であるときに優
れた記録品質となることが表４から認められる。

【００５１】従って、記録密度が６００ｄｐｉ以上のイ
ンクジェットプリンタを設計・製造する際には、ベタ記
録時のインク付着量が７.２×１０⁶〜２.１×１０⁷ｐｌ
／インチ²の範囲内、好ましくは１.０×１０⁷〜１.７×
１０⁷ｐｌ／インチ²の範囲内となるように液滴量を設定
し、その液滴量が得られるような駆動信号（例えば駆動
電圧）を設定すれば、連続した階調性を保持しつつ光学
性濃度の高い記録品質が確保できる。

【００５２】以上詳細に説明したように本実施の形態に
係るインクジェットプリンタによれば、インクジェット
ヘッド１におけるノズル孔５の直径を５５μｍとしてイ
ンクの流れに対する抵抗を減らしたので、２０ｃＰとい
う高粘度のインクを用いる場合でも、インクの吐出後に
速やかにインクマニホールド７からキャビティ室６にイ
ンクが補充され、ノズル孔５においてメニスカスが直ち
にもとの位置に戻る。この状態で次回以降のインク吐出
がなされるので、毎回同じ吐出特性で同じ液滴量のイン
ク滴９が吐出されることとなる。従って、高速印刷を行
う場合でも、毎回同じ液滴量が確保され、本来の濃さで
印刷できるものである。

【００５３】また、制御系に液滴量変更部３０を備え、
選択されている印刷モードに対応する解像度に応じた吐
出液滴量及び駆動周波数を決定するようにしたので、解
像度に適した液滴量の吐出が行われる。ここで前記のよ
うに吐出後のメニスカスの戻りが速いので、１吐出の液
滴量が多い低解像度印刷の場合でも、また駆動周波数が
高い高解像度印刷の場合でも、毎回の吐出量が確保さ
れ、印刷跡が淡くなることなく高品質で印刷できるもの
である。

【００５４】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種
々の改良、変形が可能であることはもちろんである。す
なわち前記実施の形態では種々の数値類を示して説明し
たが、本発明はこの数値類に限定されるものではない。

【００５５】例えば前記実施の形態では、粘度が２０ｃ
Ｐのインクを用いるインクジェットプリンタを示した
が、この粘度に限らず、粘度が比較的大きいためメニス
カスの後退が問題となりやすい１０ｃＰ以上のインクを
用いるインクジェットプリンタに適用すると、好ましい
効果が得られることが確認されている。但し、粘度が１
００ｃＰを超えるとメニスカスの後退以外に、インクの
切れが悪くなりインク液滴の吐出環境が著しく悪化する
問題があり、インクジェット用インクとしては適さな
い。従って本発明の適用範囲は１０〜１００ｃＰの範囲
内の粘度を有するインクを用いるインクジェットプリン
タである。好ましくは、にじみが少ないと共にインクの
切れがよく、様々な液滴量のインク液滴が形成しやすい
２０〜４０ｃＰの範囲内の粘度を有するインクが特に適
している。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように請
求項１の発明によれば、１０〜１００ｃＰの範囲内の高
粘度のインクを用いても吐出後にメニスカスが素早くも
との位置に回復し、毎回同じメニスカス位置で吐出がな
され安定したインク液滴量が得られるインクジェットプ
リンタが提供されており、高品質な高速印刷が可能とな
っている。また、請求項２の発明によれば、インク粘度
が２０〜４０ｃＰの範囲内にあるので、液滴量の制御が
しやすくまた印刷品質にも特に優れている。

【００５７】また、請求項３の発明によれば、１吐出当
りの液滴量が比較的に多い低解像度の印刷を行う場合で
もインクの液滴量は安定している。また、請求項４の発
明によれば、インクジェットヘッドの駆動周波数が高い
高解像度の印刷を行う場合でもインクの液滴量は安定し
ている。また、請求項５の発明によれば、６００ｄｐｉ
以上の高い解像度で印刷を行う場合でも、光学濃度、階
調性とも優れた印刷品質が得られる。

【００５８】また、請求項６の発明によれば、液化状態
でも比較的に高粘度なホットメルトインクを用いるが、
インクの液滴量は安定している。また、請求項７の発明
によれば、インクジェットヘッドの駆動周波数が高いが
インクの液滴量は安定しており、高品質な印刷結果が得
られる。また、請求項８の発明によれば、印刷モードの
選択に応じて適切な液滴量及び駆動周波数で印刷がなさ
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係るインクジェットヘッドの断面
図である。

【図２】インクジェットプリンタの制御系を示すブロッ
ク図である。

【図３】圧電素子の駆動部に印加されるパルス信号の例
を示す図である。

【図４】圧電素子の駆動部に印加されるパルス信号の例
を示す図である。

【図５】ノズルからのインク滴の吐出の状況を示す図で
ある。

【図６】インク滴によるドットの形成状況を示す図であ
る。

【図７】ノズル径と２回目の吐出の液滴量との関係を示
すグラフである。

【図８】従来のインクジェットプリンタにおけるノズル
からのインク滴の吐出の状況を示す図である。

【図９】従来のインクジェットプリンタにおけるドット
の形成状況を示す図である。

【符号の説明】

２圧電素子板２ａ振動部５ノズル孔６キャビティ室７インクマニホールド３０液滴量変更部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】粘度が１０〜１００ｃＰの範囲内にある
インクが充填されたインクキャビティと、このインクキ
ャビティに設けられると共にインクを吐出するノズル
と、前記インクキャビティにインクを補充するインクマ
ニホールドと、前記インクキャビティ内のインクに加圧
して前記ノズルからインクを吐出させるエネルギー発生
素子とを有するインクジェットヘッドを備えたインクジ
ェットプリンタにおいて、前記エネルギー発生素子に印加される信号の波形を調整
することにより前記ノズルから吐出されるインクの液滴
量の変更が可能な液滴量可変手段を有し、前記ノズルの径が５０〜７０μｍの範囲内であることを
特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項２】請求項１に記載するインクジェットプリ
ンタにおいて、前記インクの粘度が２０〜４０ｃＰの範囲内にあること
を特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載するイン
クジェットプリンタにおいて、前記液滴量可変手段が、３００〜３６０ｄｐｉ（インチ
当りのドット数、縦横とも（以下同じ））の範囲内の解
像度で印刷するときには前記ノズルから吐出されるイン
クの液滴量を６０〜１３０ｐｌ（ピコリットル（＝１０
^-9ｃｍ³ ））の範囲内とすることを特徴とするインクジ
ェットプリンタ。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載するインクジェットプリンタにおいて、前記液滴量可変手段が、６００〜７２０ｄｐｉの範囲内
の解像度で印刷するときには前記ノズルから吐出される
インクの液滴量を２０〜４５ｐｌの範囲内とすることを
特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項５】請求項１ないし請求項４のいずれかに記
載するインクジェットプリンタにおいて、前記液滴量可変手段が、６００ｄｐｉ以上の解像度で印
刷するときには前記ノズルから吐出されるインクの液滴
量を、記録媒体上でのインクの付着量がベタ記録時で
１.０×１０⁷〜１.７×１０⁷ｐｌ／インチ² の範囲内と
なるように制御することを特徴とするインクジェットプ
リンタ。
【請求項６】請求項１ないし請求項５のいずれかに記
載するインクジェットプリンタにおいて、前記インクが、室温では固体であり加熱溶融されて液化
したホットメルトインクであることを特徴とするインク
ジェットプリンタ。
【請求項７】請求項１ないし請求項６のいずれかに記
載するインクジェットプリンタにおいて、前記インクジェットヘッドの駆動周波数が８ｋＨｚ以上
であることを特徴とするインクジェットプリンタ。
【請求項８】請求項１ないし請求項７のいずれかに記
載するインクジェットプリンタにおいて、解像度の異なる少なくとも２種類の印刷モードを有し、前記液滴量可変手段は、選択された印刷モードに応じて
前記ノズルから吐出されるインクの液滴量及びインクジ
ェットヘッドの駆動周波数を変更させることを特徴とす
るインクジェットプリンタ。