JP2716722B2 - Liquid jet recording head - Google Patents
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- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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- B41J2/205—Ink jet for printing a discrete number of tones
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- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、液体噴射記録ヘッド、より詳細には、バブ
ルジェット型インクジェット記録ヘッドに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a liquid jet recording head, and more particularly, to a bubble jet type ink jet recording head.
従来技術 ノンインパクト記録法は、記録時における騒音の発生
が無視し得る程度に極めて小さいという点において、最
近関心を集めている。その中で、高速記録が可能であ
り、而も所謂普通紙に特別の定着処理を必要とせずに記
録の行える所謂インクジェット記録法は極めて有力な記
録法であって、これまでにも様々な方式が提案され、改
良が加えられて商品化されたものもあれば、現在もなお
実用化への努力が続けられているものもある。2. Description of the Related Art Non-impact recording methods have recently attracted attention in that the generation of noise during recording is extremely small to a negligible level. Among them, the so-called ink jet recording method, which can perform high-speed recording and can perform recording on so-called plain paper without requiring a special fixing process, is an extremely powerful recording method. Some have been proposed and commercialized with improvements, while others are still being put to practical use.
この様なインクジェット記録法は、所謂インクと称さ
れる記録液体の小滴(droplet)を飛翔させ、記録部材
に付着させて記録を行うものであって、この記録液体の
小滴の発生法及び発生された記録液小滴の飛翔方向を制
御する為の制御方法によって幾つかの方式に大別され
る。In such an ink jet recording method, recording is performed by flying droplets of a recording liquid called so-called ink and attaching the droplets to a recording member. The control method for controlling the flying direction of the generated recording liquid droplet is roughly classified into several types.
先ず第1の方式は例えばUSP3060429に開示されている
もの(Tele type方式)であって、記録液体の小滴の発
生を静電吸引的に行い、発生した記録液体小滴を記録信
号に応じて電界制御し、記録部材上に記録液体小滴を選
択的に付着させて記録を行うものである。First, the first system is, for example, a system disclosed in US Pat. No. 3,060,429 (Tele type system), in which droplets of a recording liquid are generated by electrostatic attraction, and the generated droplets of the recording liquid are converted according to a recording signal. The electric field is controlled, and recording is performed by selectively adhering the recording liquid droplets onto the recording member.
これに就いて、更に詳述すれば、ノズルと加速電極間
に電界を掛けて、一様に帯電した記録液体の小滴をノズ
ルより吐出させ、該吐出した記録液体の小滴を記録信号
に応じて電気制御可能な様に構成されたxy偏向電極間を
飛翔させ、電界の強度変化によって選択的に小滴を記録
部材上に付着させて記録を行うものである。More specifically, in more detail, an electric field is applied between the nozzle and the accelerating electrode to discharge a uniformly charged droplet of the recording liquid from the nozzle, and the discharged droplet of the recording liquid is converted into a recording signal. In accordance with this, recording is performed by causing the droplets to fly between the xy deflection electrodes configured so as to be electrically controllable and selectively adhering small droplets onto the recording member by a change in the intensity of the electric field.
第2の方式は、例えばUSP3596275、USP3298030等に開
示されている方式(Sweet方式)であって、連続振動発
生法によって帯電量の制御された記録液体の小滴を発生
させ、この発生された帯電量の制御された小滴を、一様
の電界が掛けられている偏向電極間を飛翔させること
で、記録部材上に記録を行うものである。The second method is a method (Sweet method) disclosed in, for example, US Pat. No. 3,596,275, US Pat. No. 3,298,030, in which a droplet of a recording liquid whose charge amount is controlled by a continuous vibration generation method is generated, and the generated charging is performed. The recording is performed on the recording member by causing the controlled amount of the droplet to fly between the deflection electrodes to which a uniform electric field is applied.
具体的には、ピエゾ振動素子の付設されている記録ヘ
ッドを構成する一部であるノズルのオリフィス(吐出
口)の前に記録信号が印加されている様に構成した帯電
電極を所定距離だけ離して配置し、前記ピエゾ振動素子
に一定周波数の電気信号を印加することでピエゾ振動素
子を機械的に振動させ、前記吐出口より前記液体の小滴
を吐出させる。この時前記帯電電極によって吐出する記
録液体小滴には電荷が静電誘導され、小滴は記録信号に
応じた電荷量で帯電される。帯電量の制御された記録液
体の小滴は、一定の電界が一様に掛けられている偏向電
極間を飛翔する時、付加された帯電量に応じて偏向を受
け、記録信号を担う小滴のみが記録部材上に付着し得る
様にされている。More specifically, a charging electrode configured so that a recording signal is applied in front of an orifice (ejection port) of a nozzle, which is a part of a recording head provided with a piezoelectric vibrating element, is separated by a predetermined distance. The piezoelectric vibrating element is mechanically vibrated by applying an electric signal of a constant frequency to the piezoelectric vibrating element, and the liquid droplet is discharged from the discharge port. At this time, a charge is electrostatically induced in the recording liquid droplet discharged by the charging electrode, and the droplet is charged with a charge amount according to the recording signal. When the droplet of the recording liquid whose charge amount is controlled flies between the deflection electrodes to which a constant electric field is uniformly applied, the droplet is deflected according to the added charge amount and carries a recording signal. Only the recording material can be deposited on the recording member.
第3の方式は例えばUSP3416152に開示されている方式
(Hertz方式)であって、ノズルとリング状の帯電電極
間に電界を掛け、連続振動発生法によって、記録液体の
小滴を発生霧化させて記録する方式である。即ちこの方
式ではノズルと帯電電極間に掛ける電界強度を記録信号
に応じて変調することによって小滴の霧化状態を制御
し、記録画像の階調性を出して記録する。The third method is, for example, a method (Hertz method) disclosed in U.S. Pat. No. 3,341,152, in which an electric field is applied between a nozzle and a ring-shaped charging electrode to generate and atomize small droplets of a recording liquid by a continuous vibration generation method. This is the method of recording. That is, in this method, the atomization state of the small droplet is controlled by modulating the electric field intensity applied between the nozzle and the charging electrode in accordance with the recording signal, and the image is recorded with the gradation of the recorded image.
第4の方式は、例えばUSP3747120に開示されている方
式(Stemme方式)で、この方式は前記3つの方式とは根
本的に原理が異なるものである。The fourth method is, for example, a method (Stemme method) disclosed in US Pat. No. 3,747,120. This method is fundamentally different from the above three methods in principle.
即ち、前記3つの方式は、何れもノズルより吐出され
た記録液体の小滴を、飛翔している途中で電気的に制御
し、記録信号を担った小滴を選択的に記録部材上に付着
させて記録を行うのに対して、このStemme方式は、記録
信号に応じて吐出口より記録液体の小滴を吐出飛翔させ
て記録するものである。That is, in each of the three methods, the droplet of the recording liquid discharged from the nozzle is electrically controlled during the flight, and the droplet carrying the recording signal is selectively attached to the recording member. On the other hand, according to the Stemme method, recording is performed by ejecting a small droplet of recording liquid from an ejection port in accordance with a recording signal.
つまり、Stemme方式は、記録液体を吐出する吐出口を
有する記録ヘッドに付着れているピエゾ振動素子に、電
気的な記録信号を印加し、この電気的記録信号をピエゾ
振動素子の機械的振動に変え、該機械的振動に従って前
記吐出口より記録液体の小滴を吐出飛翔させて記録部材
に付着させることで記録を行うものである。In other words, in the Stemme method, an electric recording signal is applied to a piezoelectric vibrating element attached to a recording head having a discharge port for discharging a recording liquid, and this electric recording signal is applied to mechanical vibration of the piezoelectric vibrating element. Alternatively, the recording is performed by ejecting and ejecting a small droplet of the recording liquid from the ejection port in accordance with the mechanical vibration and attaching the droplet to the recording member.
これ等、従来の4つの方式は各々に特長を有するもの
であるが、又、他方において解決され得る可き点が存在
する。Each of these four conventional methods has its own features, but on the other hand, there are points that can be solved.
即ち、前記第1から第3の方式は記録液体の小滴の発
生の直接的エネルギーが電気的エネルギーであり、又、
小滴の偏向制御も電界制御である。その為、第1の方式
は、構成上はシンプルであるが、小滴の発生に高電圧を
要し、又、記録ヘッドのマルチノズル化が困難であるの
で高速記録には不向きである。That is, in the first to third methods, the direct energy of the generation of the droplet of the recording liquid is electric energy,
Droplet deflection control is also electric field control. Therefore, the first method is simple in structure, but requires a high voltage to generate small droplets, and is not suitable for high-speed printing because it is difficult to use a multi-nozzle recording head.
第2の方式は、記録ヘッドのマルチノズル化が可能で
高速記録に向くが、構成上複雑であり、又記録液体小滴
の電気的制御が高度で困難であること、記録部材上にサ
テライトドットが生じ易いこと等の問題点がある。The second method enables multi-nozzle recording heads and is suitable for high-speed recording. However, the method is complicated in structure, and the electrical control of small droplets of recording liquid is difficult and difficult. Are liable to occur.
第3の方式は、記録液体小滴を霧化することによって
階調性に優れた画像が記録され得る特長を有するが、他
方霧化状態の制御が困難であること、記録画像にカブリ
が生ずること及び記録ドットのマルチノズル化が困難
で、高速記録には不向きであること等の諸問題点が存す
る。The third method has a feature that an image having excellent gradation can be recorded by atomizing a recording liquid droplet, but on the other hand, it is difficult to control the atomization state, and fogging occurs in the recorded image. In addition, there are problems such as the fact that it is difficult to form a multi-nozzle recording dot, and it is not suitable for high-speed recording.
第4の方式は、第1乃至第3の方式に比べ利点を比較
的多く有する。即ち、構成上シンプルであること、オン
デマンド(on−demand)で記録液体をノズルの吐出口よ
り吐出して記録を行う為に、第1乃至第3の方式の様に
吐出飛翔する小滴の中、画像の記録に要さなかった小滴
を回収することが不要であること及び第1乃至第2の方
式の様に、導電性の記録液体を使用する必要性がなく記
録液体の物質上の自由度が大であること等の大きな利点
を有する。而乍ら、一方において、記録ヘッドの加工上
に問題があること、所望の共振数を有するピエゾ振動素
子の小型化が極めて困難であること等の理由から記録ヘ
ッドのマルチノズル化が難しく、又、ピエゾ振動素子の
機械的振動という機械的エネルギーによって記録液体小
滴の吐出飛翔を行うので高速記録には向かないこと、等
の欠点を有する。The fourth scheme has relatively many advantages over the first to third schemes. That is, in order to perform recording by discharging the recording liquid from the discharge port of the nozzle on demand (on-demand), it is simple in terms of the configuration. It is not necessary to collect small droplets that are not required for recording an image, and there is no need to use a conductive recording liquid as in the first and second methods, and the recording liquid material Has a great advantage such as a large degree of freedom. However, on the other hand, it is difficult to form a multi-nozzle recording head because there are problems in processing the recording head and it is extremely difficult to reduce the size of the piezoelectric vibrating element having a desired resonance number. However, since the recording liquid droplets are ejected and fly by the mechanical energy of mechanical vibration of the piezo-vibration element, it is not suitable for high-speed recording.
更には、特開昭48−6922号公報(前記USP3747120に対
応)には、変形例として、前記のピエゾ振動素子等の手
段による機械的振動エネルギーを利用する代わりに熱エ
ネルギーを利用することが記載されている。Furthermore, JP-A-48-6922 (corresponding to US Pat. No. 3,747,120) describes, as a modification, the use of thermal energy instead of the use of mechanical vibration energy by means such as the above-described piezo vibrating element. Have been.
即ち、上記公報には、圧力上昇を生じさせる蒸気を発
生する為に液体を直接加熱する加熱コイルをピエゾ振動
素子の代りの圧力上昇手段として使用することが記載さ
れている。That is, the above-mentioned publication describes that a heating coil that directly heats a liquid in order to generate a vapor that causes a pressure increase is used as a pressure increasing means instead of the piezoelectric vibrating element.
しかし、上記公報には、圧力上昇手段としての加熱コ
イルに通電して液体インクが出入りし得る口が一つしか
ない袋状のインク室(液室)内の液体インクを直接加熱
して蒸気化することが記載されているに過ぎず、連続繰
返液吐出を行う場合は、どの様に加熱すれば良いかは、
何等示唆されるところがない。加えて、加熱コイルが設
けられている位置は、液体インクの供給路から遥かに遠
い袋状液室の最深部に設けられているので、ヘッド構造
上複雑であるに加えて、高速での連続繰返し使用には、
不向きとなっている。However, the above publication discloses that a heating coil serving as a pressure increasing means is energized to directly evaporate the liquid ink in a bag-shaped ink chamber (liquid chamber) having only one opening through which the liquid ink can enter and exit. It is only described that when performing continuous repetitive liquid discharge, how to heat should be
There is no suggestion. In addition, since the position where the heating coil is provided is provided at the deepest part of the bag-shaped liquid chamber far from the supply path of the liquid ink, in addition to being complicated in terms of the head structure, continuous For repeated use,
It is not suitable.
しかも、上記公報に記載の技術内容からでは、実用上
重要である発生する熱で液吐出を行った後に次の液吐出
の準備状態を速やかに形成することは出来ない。Moreover, according to the technical contents described in the above-mentioned publication, it is not possible to quickly form a preparation state for the next liquid discharge after performing the liquid discharge with the generated heat which is practically important.
このように従来法には、構成上、高速記録化上、記録
ヘッドのマルチノズル化上、サテライトドットの発生お
よび記録画像のカブリ発生等の点において一長一短があ
って、その長所を利する用途にしか適用し得ないという
制約が存在していた。As described above, the conventional method has advantages and disadvantages in terms of configuration, high-speed recording, multi-nozzle recording head, generation of satellite dots and occurrence of fogging of a recorded image, etc. There was a restriction that only the application was possible.
また、特開昭55−132259号公報には、熱エネルギーの
作用力によって、液体に急峻な状態変化を起こさせ、こ
の状態変化に基く作用力によって液体を液滴として飛翔
させ、被記録面に付着させ記録を行う液体噴射記録装置
に於いて、液体を所定方向に噴射させる為の吐出オリフ
ィスをその終端に有する流路に、前記嘔吐オリフィスに
連通し、そこで発生される作用力が吐出オリフィス方向
の効果的に伝達される様に配置されてある熱作用部を少
なくとも2つの独立に手段を入力し得る電気・熱変換体
で構成し、これら電気・熱変換体の各々に入力される手
段の入力タイミングを適宜ずらす事によって階調記録を
行うことが記載されている。而して、上記特開昭55−13
2259号公報に記載された発明は、タイミングをずらして
も2回(以上)信号を入力することにより、時間的にず
れて2つ(以上)の気泡が発生するようにしており、従
って、気泡発生〜成長〜収縮にともなってオリフィスよ
りインク柱が成長〜吐出〜メカスニスの回復(供給側か
らのインク補給)に要する時間が長くなり、印字スピー
ドの低下をまねく欠点がある。Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-132259 discloses that a steep state change is caused in a liquid by the action force of thermal energy, and the liquid is caused to fly as droplets by an action force based on the change in state, and is applied to a recording surface. In a liquid jet recording apparatus for performing recording by adhering, a discharge orifice for ejecting liquid in a predetermined direction is communicated with the vomiting orifice at a flow path having a discharge orifice at the end thereof, and the acting force generated there is directed to the discharge orifice direction. The heat acting portion arranged so as to be effectively transmitted is constituted by at least two independently-inputable electric-to-heat converters, and each of these electric-to-heat converters includes It describes that gradation recording is performed by appropriately shifting the input timing. Thus, the above-mentioned JP-A-55-13
In the invention described in Japanese Patent No. 2259, two (or more) signals are input twice (or more) even if the timing is shifted, so that two (or more) bubbles are generated with a time lag. The time required for the ink column to grow from the orifice to discharge to recover the mechanical varnish (ink replenishment from the supply side) becomes longer due to the occurrence, growth, and contraction, resulting in a decrease in printing speed.
目的 本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもの
で、特に、バブルジェット型インクジェット記録装置に
おいて、階調記録可能であり、しかも、前記特開昭55−
132259公報に記載の装置のようにスピードがおそくなる
ことのない、新規な階調記録可能な液体編者記録ヘッド
を提供することを目的としてなされたものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and particularly, it is possible to perform gradation recording in a bubble jet type ink jet recording apparatus,
It is an object of the present invention to provide a new liquid knitting recording head capable of performing gradation recording without slowing down unlike the apparatus described in 132259.
構成 本発明は、上記目的を達成するために、導入される記
録液体を収容するとともに、該記録液体に熱によって気
泡を発生させ、該気泡の体積増加にともなう作用力を発
生させる熱エネルギー作用部を付設した流路と、該流路
に連絡して前記記録液体を前記作用力によって液滴とし
て吐出させるためのオリフィスと、前記流路に連絡して
該流路に前記記録液体を導入するための液室と、該液室
に前記記録液体を導入する手段よりなる液体噴射記録ヘ
ッドにおいて、前記熱エネルギー作用部は独立駆動が可
能な2つの発熱体よりなり、該2つの発熱体は前記流路
方向にオリフィスに対して遠近の関係をもって配列さ
れ、オリフィスから遠い方の発熱体は記録情報に応じた
電気エネルギーが1パルス加えられて1つの記録液滴を
形成し、オリフィスに近い方の発熱体は前記遠い方の発
熱体に加えられる電気エネルギーのパルス巾より小さい
パルス巾の電気エネルギーが1〜複数パルス加えられ
て、遠い方の発熱体で形成される記録液滴より小さい記
録液滴を1〜複数滴形成し、複数滴の記録液滴のうち2
個以上の記録液滴が飛翔中に合体もしくは被記録面上で
ほぼ同じ位置に画素を形成し、その画素の大きさが、記
録液滴数に応じて変わることを特徴としたものである。
以下、本発明の実施例に基づいて説明する。Configuration In order to achieve the above object, the present invention provides a thermal energy operating section that accommodates a recording liquid to be introduced, generates bubbles in the recording liquid by heat, and generates an action force accompanying an increase in the volume of the bubbles. And an orifice communicating with the flow path to discharge the recording liquid as droplets by the action force, and an orifice communicating with the flow path to introduce the recording liquid into the flow path. A liquid chamber and a means for introducing the recording liquid into the liquid chamber, wherein the thermal energy action section comprises two heating elements which can be driven independently, and the two heating elements correspond to the flow elements. In the direction of the road, the orifices are arranged in a distance relationship with each other, and the heating element farther from the orifice receives one pulse of electric energy corresponding to the recording information to form one recording droplet. One or more pulses of electric energy having a pulse width smaller than the pulse width of the electric energy applied to the distant heating element are applied to the heating element closer to the heat source, and a recording droplet formed by the distant heating element. One or more smaller recording droplets are formed, and two or more of the plurality of recording droplets are formed.
It is characterized in that pixels are formed at approximately the same position on the surface to be recorded or coalesced during the flight of more than one recording droplet, and the size of the pixel changes according to the number of recording droplets.
Hereinafter, a description will be given based on examples of the present invention.
第3図は、本発明が適用されるインクジェットヘッド
の一例としてのバブルジェットヘッドの動作説明をする
ための図、第4図は、バブルジェットヘッドの一例を示
す斜視図、第5図は、第4図に示したヘッドを構成する
蓋基板(第5図(a))と発熱体基板(第5図(b)に
分解した時の斜視図、第6図は、第5図(a)に示した
蓋基板を裏側から見た斜視図で、図中、1は蓋基板、2
は発熱体基板、3は記録液体流入口、4はオリフィス、
5は流路、6は液室を形成するための領域、7は個別
(独立)電極、8は共通電通、9は発熱体(ヒータ)、
10は記録液(インク)、11は気泡、12は飛翔インク滴
で、本発明は、斯様なバブルジェット式の液体噴射記録
ヘッドに適用するものである。FIG. 3 is a view for explaining the operation of a bubble jet head as an example of an ink jet head to which the present invention is applied, FIG. 4 is a perspective view showing an example of a bubble jet head, and FIG. FIG. 4 is a perspective view when disassembled into a lid substrate (FIG. 5 (a)) and a heating element substrate (FIG. 5 (b)) which constitute the head shown in FIG. 4, and FIG. FIG. 2 is a perspective view of the lid substrate shown from the back side, in which 1 is a lid substrate;
Is a heating element substrate, 3 is a recording liquid inlet, 4 is an orifice,
5 is a flow path, 6 is a region for forming a liquid chamber, 7 is an individual (independent) electrode, 8 is a common electric conduction, 9 is a heating element (heater),
10 is a recording liquid (ink), 11 is a bubble, and 12 is a flying ink droplet. The present invention is applied to such a bubble jet type liquid jet recording head.
最初に、第3図を参照しながらバブルジェットによる
インク噴射について説明すると、 (a)は定常状態であり、オリフィス面でインク10の
表面張力と外圧とが平衡状態にある。First, ink ejection by bubble jet will be described with reference to FIG. 3. (a) is a steady state, and the surface tension of the ink 10 and the external pressure are in an equilibrium state at the orifice surface.
(b)はヒータ9が加熱されて、ヒータ9の表面温度
が急上昇し隣接インク層に沸騰現象が起きるまで加熱さ
れ、微小気泡11が点在している状態にある。6B shows a state in which the heater 9 is heated until the surface temperature of the heater 9 rises rapidly and a boiling phenomenon occurs in the adjacent ink layer, and minute bubbles 11 are scattered.
(c)はヒータ9の全面で急激に加熱された隣接イン
ク層が瞬時に気化し、沸騰膜を作り、この気泡11が生長
した状態である。この時、ノズル内の圧力は、気泡の生
長した分だけ上昇し、オリフィス面での外圧とのバラン
スがくずれ、オリフィスよりインク柱が生長し始める。FIG. 3C shows a state in which the adjacent ink layer rapidly heated on the entire surface of the heater 9 is instantaneously vaporized to form a boiling film, and the bubbles 11 grow. At this time, the pressure in the nozzle rises by an amount corresponding to the growth of the bubble, the balance with the external pressure on the orifice surface is lost, and the ink column starts to grow from the orifice.
(d)は気泡が最大に生長した状態であり、オリフィ
ス面より気泡の体積に相当する分のインク10が押し出さ
れる。この時、ヒータ9には電流が流れていない状態に
あり、ヒータ9の表面温度は降下しつつある。気泡11の
体積の最大値は電気パルス印加のタイミングからややお
くれる。(D) is a state in which the bubbles have grown to the maximum, and the ink 10 corresponding to the volume of the bubbles is pushed out from the orifice surface. At this time, no current is flowing through the heater 9, and the surface temperature of the heater 9 is decreasing. The maximum value of the volume of the bubble 11 is slightly delayed from the timing of applying the electric pulse.
(e)は気泡11がインクなどにより冷却されて収縮を
開始し始めた状態を示す。インク柱の先端部では押し出
された速度を保ちつつ前進し、後端部では気泡の収縮に
伴ってノズル内圧の減少によりオリフィス面からノズル
内へインクが逆流してインク柱にくびれが生じている。(E) shows a state in which the bubble 11 is cooled by ink or the like and starts to contract. At the front end of the ink column, the ink moves forward while maintaining the pushed speed, and at the rear end, the ink flows backward from the orifice surface into the nozzle due to a decrease in the nozzle internal pressure due to the contraction of the bubble, and the ink column is constricted. .
(f)はさらに気泡11が収縮し、ヒータ面にインクが
接しヒータ面がさらに急激に冷却される状態にある。オ
リフィス面では、外圧がノズル内圧より高い状態になる
ためメニスカスが大きくノズル内に入り込んで来てい
る。インク柱の先端部は液滴になり記録紙の方向へ5〜
10m/secの速度で飛翔している。(F) is a state in which the bubble 11 is further contracted, the ink comes into contact with the heater surface, and the heater surface is more rapidly cooled. At the orifice surface, the external pressure is higher than the internal pressure of the nozzle, so that the meniscus largely enters the nozzle. The tip of the ink column becomes a droplet and moves in the direction of the recording paper.
Flying at a speed of 10m / sec.
(g)はオリフィスにインクが毛細管現象により再び
供給(リフィル)されて(a)の状態にもどる過程で、
気泡は完全に消滅している。(G) is a process in which the ink is supplied (refilled) to the orifice again by capillary action and returns to the state of (a).
The bubbles have completely disappeared.
本発明は、上述のごとく作動するバブルジェット型イ
ンクジェット記録装置に適用されるものであり、第1図
は、本発明によるバブルジェット型インクジェットヘッ
ドの要部(発熱体、電極部)の構成図、第2図は、本発
明によって形成されるインク滴及び画素の状態を示す。The present invention is applied to a bubble jet type ink jet recording apparatus that operates as described above. FIG. 1 is a configuration diagram of a main part (a heating element and an electrode portion) of a bubble jet type ink jet head according to the present invention. FIG. 2 shows the state of ink droplets and pixels formed by the present invention.
第1図において、(a)図は本発明において使用され
る発熱体,電極パターンの一例を示すオリフィス部平面
図、(b)図はオリフィス部断面図(ただし、電極及び
保護層等は省略してある)で、図中、9aはオリフィスに
近い発熱体、9bはオリフィスから遠い発熱体、7aは発熱
体9aの制御電極、7bは発熱体9bの制御電極、8は共通電
極で、本発明においては、1つのオリフィスに対して発
熱体が2つあり、それらは独立に駆動できるようになっ
ている。In FIG. 1, (a) is a plan view of an orifice portion showing an example of a heating element and an electrode pattern used in the present invention, and (b) is a sectional view of the orifice portion (however, electrodes and protective layers are omitted. In the figure, 9a is a heating element near the orifice, 9b is a heating element far from the orifice, 7a is a control electrode of the heating element 9a, 7b is a control electrode of the heating element 9b, and 8 is a common electrode. , There are two heating elements for one orifice, which can be driven independently.
第2図は、本発明の動作原理を説明するための図で、
本発明では、オリフィス4から遠い発熱体9bは、第3図
で説明したような動作をする。つまり、第2図(a)に
示すように、発熱体9bはパルス14によって駆動されるが
該発熱体9bによって形成される画素は大画素であり、加
えられるエネルギーが同じであればほとんどいつも同じ
大きさである。一方、本発明では、さらに、オリフィス
に近い発熱体9aがあり、それは、第2図(b)に示すよ
うに、細かい間かくで1つ以上のパルスエネルギーが加
えられ、それに応じて1つ以上の微小インク滴(121〜1
24)が形成される。この場合、加えられるパルスエネル
ギーは、第2図(a)の場合よりも小さく、従って、形
成されるインク滴も小さい。又、この小さいパルスエネ
ルギーは、高い周波数(数〜数10KHz)で1〜複数パル
ス加えられるため、第2図(b)に示したように、微小
インク滴が連続的に吐出飛翔し、紙に付着し画素を形成
する。これらの微小インク滴は、短かい時間に紙に付着
するので、複数回のインク滴で1画素を形成する。ま
た、飛翔中にそれらが合体して紙に付着することもあ
る。つはり、インク滴の数に応じて画素の大きさが変え
られ、階調記録が行なわれる。本発明では、画像情報に
応じて、オリフィスから遠い発熱体を駆動し、大画素で
記録したり(第2図(a))、オリフィスから近い発熱
体を駆動し、微妙な階調記録を行なったり(第2図
(b))することができる。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation principle of the present invention.
In the present invention, the heating element 9b far from the orifice 4 operates as described in FIG. In other words, as shown in FIG. 2A, the heating element 9b is driven by the pulse 14, but the pixel formed by the heating element 9b is a large pixel, and almost always the same if the applied energy is the same. It is size. On the other hand, in the present invention, there is further a heating element 9a close to the orifice, and as shown in FIG. 2 (b), one or more pulse energies are applied in small intervals, and one or more Of small ink drops (12 1 to 1
24 ) is formed. In this case, the applied pulse energy is smaller than in the case of FIG. 2 (a), and therefore the formed ink droplet is also smaller. In addition, since this small pulse energy is applied with one or more pulses at a high frequency (several to several tens KHz), as shown in FIG. 2 (b), fine ink droplets are continuously ejected and fly to the paper. Attach to form pixels. Since these minute ink droplets adhere to paper in a short time, one pixel is formed by a plurality of ink droplets. In addition, during flight, they may unite and adhere to paper. That is, the pixel size is changed according to the number of ink droplets, and gradation recording is performed. According to the present invention, a heating element far from the orifice is driven in accordance with image information to perform recording with a large pixel (FIG. 2A), or a heating element near the orifice is driven to perform fine gradation recording. (FIG. 2 (b)).
効果 以上の説明から明らかなように、本発明によると、オ
リフィスから遠い方の発熱体を用いて、ほぼ一定のドッ
ト径を得て、2値記録を用い、オリフィスに近い方の発
熱体を用いて、複数のインク滴を同一の箇所に重ね打ち
し、多値記録(階調記録)を行うようにしたので、2値
記録及び階調記録を効率よく行うことができる(勿論、
この多値記録を用いて2値記録を行うこともできるが、
1ドットに対して複数滴噴射しなければならず、記録速
度が遅く、非効率である)。Effects As is apparent from the above description, according to the present invention, a heating element farther from the orifice is used to obtain a substantially constant dot diameter, binary recording is used, and a heating element closer to the orifice is used. Thus, a plurality of ink droplets are overprinted on the same location to perform multi-value recording (gradation recording), so that binary recording and gradation recording can be performed efficiently (of course,
Although binary recording can be performed using this multi-value recording,
A plurality of droplets must be ejected for one dot, and the recording speed is slow and inefficient).
第1図は、本発明の一実施例を説明するための要部構成
図、第2図は、本発明の動作説明をするための図、第3
図は、本発明が適用されるインクジェットヘッドの一例
としてのバブルジェットヘッドの動作説明をするための
図、第4図は、バブルジェットヘッドの一例を示す斜視
図、第5図は、分解斜視図、第6図は、蓋基板を裏側か
ら見た図である。 7,7a,7b……制御電極、8……共通電極、9,9a,9b……発
熱抵抗体、10……インク、11……気泡、12……飛翔イン
ク滴、13……画素、14……駆動パルス。FIG. 1 is a configuration diagram of a main part for explaining an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining an operation of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of a bubble jet head as an example of an ink jet head to which the present invention is applied, FIG. 4 is a perspective view showing an example of a bubble jet head, and FIG. FIG. 6 is a view of the lid substrate viewed from the back side. 7, 7a, 7b ... control electrode, 8 ... common electrode, 9, 9a, 9b ... heating resistor, 10 ... ink, 11 ... bubble, 12 ... flying ink droplet, 13 ... pixel, 14 ...... Driving pulse.
Claims (1)
該記録液体に熱によって気泡を発生させ、該気泡の体積
増加にともなう作用力を発生させる熱エネルギー作用部
を付設した流路と、該流路に連絡して前記記録液体を前
記作用力によって液滴として吐出させるためのオリフィ
スと、前記流路に連絡して該流路に前記記録液体を導入
するための液室と、該液室に前記記録液体を導入する手
段よりなる液体噴射記録ヘッドにおいて、前記熱エネル
ギー作用部は独立駆動が可能な2つの発熱体よりなり、
該2つの発熱体は前記流路方向にオリフィスに対して遠
近の関係をもって配列され、オリフィスから遠い方の発
熱体は記録情報に応じた電気エネルギーが1パルス加え
られて1つの記録液滴を形成し、オリフィスに近い方の
発熱体は前記遠い方の発熱体に加えられる電気エネルギ
ーのパルス巾より小さいパルス巾の電気エネルギーが1
〜複数パルス加えられて、遠い方の発熱体で形成される
記録液滴より小さい記録液滴を1〜複数滴形成し、複数
滴の記録液滴のうち2個以上の記録液滴が飛翔中に合体
もしくは被記録面上でほぼ同じ位置に画素を形成し、そ
の画素の大きさが記録液滴数に応じて変わることを特徴
とする液体噴射記録ヘッド。1. A storage device for accommodating a recording liquid to be introduced,
A flow path provided with a thermal energy action portion for generating bubbles in the recording liquid by heat and generating an action force in accordance with an increase in the volume of the bubbles; and connecting the recording liquid by the action force to communicate with the flow path. A liquid jet recording head comprising: an orifice for discharging droplets; a liquid chamber for communicating with the flow path to introduce the recording liquid into the flow path; and a means for introducing the recording liquid into the liquid chamber. , The heat energy action section is composed of two heating elements that can be independently driven,
The two heating elements are arranged in a perspective relationship with the orifice in the direction of the flow path, and the heating element farther from the orifice is applied with one pulse of electric energy corresponding to recording information to form one recording droplet. The heating element closer to the orifice has an electric energy having a pulse width smaller than the pulse width of the electric energy applied to the heating element farther away.
A plurality of pulses are applied to form one to a plurality of recording droplets smaller than a recording droplet formed by a distant heating element, and two or more recording droplets among the plurality of recording droplets are flying A liquid ejecting recording head, wherein pixels are formed at substantially the same position on the recording surface, and the size of the pixel changes according to the number of recording droplets.
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---|---|---|---|
JP7068888A JP2716722B2 (en) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | Liquid jet recording head |
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JP7068888A JP2716722B2 (en) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | Liquid jet recording head |
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---|---|
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JP7068888A Expired - Fee Related JP2716722B2 (en) | 1988-03-24 | 1988-03-24 | Liquid jet recording head |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7341322B2 (en) | 1992-09-29 | 2008-03-11 | Takuro Sekiya | Liquid jet head, method and apparatus and receiving medium, configured for small ejected liquid droplets |
Families Citing this family (1)
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1988
- 1988-03-24 JP JP7068888A patent/JP2716722B2/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7341322B2 (en) | 1992-09-29 | 2008-03-11 | Takuro Sekiya | Liquid jet head, method and apparatus and receiving medium, configured for small ejected liquid droplets |
US7347518B2 (en) | 1992-09-29 | 2008-03-25 | Ricoh Company, Ltd. | Ink jet recording head configured for ejecting small ink droplets to form high quality images |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH01242258A (en) | 1989-09-27 |
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