JPH03173654A - Liquid jet recorder - Google Patents

Liquid jet recorder

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Publication number
JPH03173654A
JPH03173654A JP31263589A JP31263589A JPH03173654A JP H03173654 A JPH03173654 A JP H03173654A JP 31263589 A JP31263589 A JP 31263589A JP 31263589 A JP31263589 A JP 31263589A JP H03173654 A JPH03173654 A JP H03173654A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
recording
liquid
ink
pulses
bubbles
Prior art date
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Pending
Application number
JP31263589A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Kimura
隆 木村
Takuro Sekiya
卓朗 関谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP31263589A priority Critical patent/JPH03173654A/en
Publication of JPH03173654A publication Critical patent/JPH03173654A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To realize highly precise gradation recording by varying the energy and the number of input pulses to a heating element, required for formation of a single picture element, according to picture information in a recorder where recording liquid is jetted by a force produced through thermal volumetric expansion of a bubble. CONSTITUTION:Driving signal comprises a group of N pulses for a single picture element, and driving voltage Vp is varied. The length of an ink column is varied in step by varying the number N of pulse so that the ink column is elongated as the number N increases. The ink column also elongates as the driving voltage Vp increases. lt means that the time difference between arrivals of the leading edge and the trailing edge of the ink column to a paper will vary, hence it means that the adhesion area of ink will vary because a nozzle moves relatively to the paper at a predetermined speed. Since the nozzle has a predetermined diameter, variation of the length of the ink column causes variation of delivery of ink. Consequently, a dot diameter corresponding to picture information can be obtained and the dot diameter can be varied by varying the number of pulse required for formation of a single picture element and by varying the driving voltage in a region where the dripping speed varies according to the driving voltage.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、液体噴射記録装置に関し、より詳細にはイン
クジェットプリンタに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to a liquid jet recording apparatus, and more particularly to an inkjet printer.

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。
Conventional non-impact recording methods have recently attracted attention because the noise generated during recording is so small that it can be ignored. Among them, high-speed recording is possible,
However, the so-called inkjet recording method, which allows recording on plain paper without the need for special fixing treatment, is an extremely powerful recording method, and various methods have been proposed, improved, and commercialized. Some have been developed, and efforts are still being made to put them into 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 this type of inkjet recording method, recording is performed by causing droplets of a recording liquid called ink to fly and adhere to a recording member. There are several types of methods depending on the control method used to control the flight direction of the generated recording liquid droplets.

先ず第1の方式は、例えば米国特許第3060429号
明細書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 method is the one (Tele type method) disclosed in, for example, US Pat. Recording is performed by controlling the droplets with an electric field in accordance with a recording signal to selectively attach recording liquid droplets onto a 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、−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。
To explain this in more detail, an electric field is applied between the nozzle and the accelerated electrode to eject a small droplet of the recording liquid charged in the - manner from the nozzle, and the ejected small droplet of the recording liquid is recorded. Recording is performed by flying the droplet between x and y deflection electrodes that are configured to be electrically controllable in accordance with a signal, and selectively depositing the droplet on the recording member by changing the intensity of the electric field.

第2の方式は、例えば米国特許第3596275号明細
書、米国特許第3298030号明細書等に開示されて
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、−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」二に記録を行うものである。
The second method is a method (Sweet method) disclosed in, for example, U.S. Pat. No. 3,596,275, U.S. Pat. Recording is performed on a recording member by generating small droplets with a controlled amount of charge and flying the generated droplets between deflection electrodes to which a negative 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3− させ、前記吐出口より記録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。
Specifically, the orifice (discharge port) of a nozzle, which is a part of the recording head to which the piezo vibrating element is attached.
A charging electrode configured to have a recording signal applied thereto is placed a predetermined distance apart from the piezoelectric vibrating element, and an electrical signal of a constant frequency is applied to the piezoelectric vibrating element to mechanically vibrate the piezoelectric vibrating element. Then, small droplets of recording liquid are ejected from the ejection port. At this time, charges are electrostatically induced in the recording liquid droplet discharged by the charging electrode, and the droplet is charged with an amount of charge corresponding to the recording signal. When a droplet of recording liquid with a controlled amount of charge flies between deflection electrodes to which a constant electric field is uniformly applied, it is deflected according to the amount of charge added, and the droplet carries the recording signal. only can be deposited on the recording member.

第3の方式は、例えば米国特許第3416153号明細
書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, the method disclosed in U.S. Pat. No. 3,416,153 (Hertz method),
In this method, an electric field is applied between a nozzle and a ring-shaped charged electrode, and small droplets of recording liquid are generated and atomized using a continuous vibration generation method to perform recording. That is, in this method, the atomization state of droplets is controlled by modulating the electric field intensity applied between the nozzle and the charging electrode in accordance with the recording signal, and the gradation of the recorded image is produced.

第4の方式は、例えば米国特許第3747120号明細
書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, the method disclosed in US Pat. No. 3,747,120 (Stemme method), and this method is fundamentally different in principle from the above three methods.

4 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。
4. In other words, in all three methods, the droplets of the recording liquid ejected from the nozzle are electrically controlled while they are in flight, and the droplets carrying the recording signal are selectively placed on the recording member. In contrast to recording by attaching
Recording is performed by ejecting small droplets of recording liquid from an ejection port in response to 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設さ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, the Stemme method applies an electrical recording signal to a piezo vibrating element attached to a recording head that has an ejection port for discharging recording liquid, and converts this electrical recording signal into mechanical vibration of the piezo vibrating element. In this method, recording is performed by ejecting small droplets of recording liquid from the ejection opening according to the mechanical vibrations and adhering them 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。
These four conventional methods each have their own advantages, but there are also points that can be solved in the other method.

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。
That is, in the first to third methods, the direct energy for generating droplets of the recording liquid is electrical energy, and the deflection control of the droplets is also electric field control.

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。
Therefore, although the first method is simple in structure, it requires a high voltage to generate droplets, and it is difficult to use a multi-nozzle recording head, making it unsuitable for high-speed recording.

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、記録部材上にサナ
ライ1−ドツトが生じ易いこと等の問題点がある。
The second method allows the recording head to have multiple nozzles and is suitable for high-speed recording, but it has a complicated structure, and the electrical control of the recording liquid droplets is sophisticated and difficult. -There are problems such as easy formation of dots.

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ヘッド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 the advantage of being able to record images with excellent gradation by atomizing recording liquid droplets, but on the other hand, it is difficult to control the atomization state and fog occurs in the recorded image. In addition, it is difficult to create a multi-nozzle recording head.
There are various problems such as being unsuitable 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。
The fourth method has relatively many advantages compared to the first to third methods. In other words, the structure is simple, and since recording is performed by ejecting recording liquid from the ejection opening of the nozzle on-demand, it is possible to reduce the number of small droplets that fly as in the first to third methods. During.

5 6 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」二の自由
度が大であること等の大きな利点を有する。面乍ら、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。
5 6 There is no need to collect droplets that are not needed for recording an image, and there is no need to use a conductive recording liquid as in the first and second methods, and the material of the recording liquid is It has great advantages such as two large degrees of freedom. On the other hand, on the other hand, it is difficult to make a recording head with multiple nozzles due to problems in processing the recording head, and it is extremely difficult to miniaturize a piezoelectric vibrating element having a desired resonance number. This method has disadvantages such as that it is not suitable for high-speed recording because the recording liquid droplets are ejected into flight using the mechanical energy of the mechanical vibration of the piezoelectric vibrating element.

更には、特開昭48−9622号公報(前記米国特許第
3747120号明細書に対応)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, Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-9622 (corresponding to the above-mentioned US Pat. No. 3,747,120) discloses, as a modification,
It is described that thermal energy is used instead of using mechanical vibration energy by means such as the piezo vibration element described above.

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− 用する所謂バブルジェットの液体噴射記録装置が記載さ
れている。
That is, the above-mentioned publication describes a so-called bubble jet liquid jet recording device that uses a heating coil that directly heats the liquid as a pressure increasing means instead of a piezo vibrating element to generate steam that causes a pressure increase. has been done.

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
し液吐出を行う場合には、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, in the above publication, the liquid ink in the bag-shaped ink chamber (liquid chamber), which has only one opening through which liquid ink can go in and out, is directly heated and vaporized by energizing the heating coil as a pressure increasing means. However, there is no suggestion as to how to heat the liquid when continuously and repeatedly discharging the liquid. In addition, the heating coil is located at the deepest part of the bag-shaped liquid chamber far from the liquid ink supply path, which makes the head structure complicated and requires continuous high-speed printing. It is not suitable for repeated use.

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, with the technical content described in the above-mentioned publication, it is not possible to quickly prepare for the next liquid discharge after discharging the liquid using the generated heat, which is important in practice.

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、サテライトドツトの発生およ
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, conventional methods have advantages and disadvantages in terms of structure, high-speed recording, multi-nozzle recording head, generation of satellite dots, and fogging of recorded images, etc., and it is possible to take advantage of these advantages. There was a restriction that it could only be applied to certain purposes.

サーマルインクジェット記録方法は、いわゆるdrop
 on demand記録法に極めて有効に適用され、
吐出オリフィスを、高密度に設けることができるばかり
でなく、吐出オリフィスと、同密度で駆動部(すなわち
、発熱部)を設けることができる為、高密度マルチオリ
フィス化が容易に具現できる優れた記録法である。しか
し、コピア等のより高精細な画像品質を狙うには、まだ
解決すべき問題点が存在する。中でも高解像度、高品質
の画像を得るには、記録画素に階調性を持たせることが
極めて効果的な方法である。しかしながら、従来、バブ
ルジエン1〜記録方法において、階調性を表現する方法
としては、特公昭62−48585号公報に記載されて
いるように、1つの流路に設けられた複数の電気・熱変
換体の各々に人力される駆動信号の入力タイミングのズ
レを可変制御することにより階調記録を行なうことが知
られている。また、特公昭62−46358号公報には
、1つの液室中に供給された記録媒体液を、熱する位置
に設けられた複数個の発熱体から記録すべき情報を表わ
す信号のレベルに応じて、所定数の発熱体を選択して駆
動することにより吐出液滴径を変える技術が開示されて
いる。しかしながら、いずれの技術も、その明細書より
明らかなように、吐出口に通じる流路に沿って発熱体を
設けたいわゆるエツジシュータ型のヘッドに関するもの
であり、エツジシュータ型の場合、1つの吐出口に対し
て、1つの発熱体を形成して使用するものにおいては、
高密度化が可能で、その特徴を大いに発揮できるが、上
記のように1つの吐出口に対して、その吐出口に通じる
流路にそって複数個の発熱体を形成したようなものにお
いては、各発熱体を独立に制御するための制御電極が多
くなり、高密度化が困難となり、本来の特徴をいかすこ
とができないという不具合がある。また、エツジシュー
タ型の場合、吐出口から発熱体までの距離が吐出特性(
滴速度、または/および滴の大きさ等)に大きな影響を
与えるため、各発熱体の吐出口からの距離が9 0 異なる上記のような例では、それらを制御して階調性を
出すことは極めて困難な技術を要し、必ずしも実用的と
は言えない。
The thermal inkjet recording method is a so-called drop
Very effectively applied to on-demand recording methods,
Not only can discharge orifices be provided at a high density, but also driving parts (i.e., heat generating parts) can be provided at the same density as the discharge orifices, making it possible to easily achieve high-density multi-orifice recording. It is the law. However, there are still problems that need to be solved in order to achieve higher-definition image quality such as with copiers. Among these, an extremely effective method for obtaining high-resolution, high-quality images is to impart gradation to recording pixels. However, conventionally, in bubble diene 1 to recording methods, a method for expressing gradation has been to use multiple electrical/thermal converters provided in one flow path, as described in Japanese Patent Publication No. 62-48585. It is known to perform gradation recording by variably controlling the input timing shift of drive signals manually applied to each part of the body. Furthermore, Japanese Patent Publication No. 62-46358 discloses that the recording medium liquid supplied into one liquid chamber is heated by a plurality of heating elements provided at positions that heat the recording medium liquid according to the level of a signal representing information to be recorded. A technique has been disclosed in which the diameter of ejected droplets is changed by selecting and driving a predetermined number of heating elements. However, as is clear from their specifications, both techniques relate to a so-called edge shooter type head in which a heating element is provided along a flow path leading to a discharge port. On the other hand, in those that form and use one heating element,
Although it is possible to increase the density and make full use of its characteristics, in the case of a device in which multiple heating elements are formed along the flow path leading to one discharge port as described above, , the number of control electrodes for independently controlling each heating element increases, making it difficult to increase the density, and the original characteristics cannot be utilized. In addition, in the case of the edge shooter type, the distance from the discharge port to the heating element is the discharge characteristic (
In the example above, where the distances of each heating element from the ejection port differ by 90 degrees, it is necessary to control them to achieve gradation. requires extremely difficult technology and is not necessarily practical.

また、さらに特開昭59−124863号公報、特開昭
59−124864号公報には、吐出用の気泡を発生さ
せるとともに、さらに別の吐出エネルギー調整用の気泡
を発生させて、階調記録を行なう技術、あるいは、さら
に吐出エネルギー調整部に小開口を設け、液滴の大きさ
を変えて階調記録を行なう技術が開示されている。しか
しながら、吐出のための発熱体と、吐出エネルギー調整
用の発熱体が離れているため両者による圧力のタイミン
グをうまく合わせることが困難であるという問題や、吐
出エネルギー調整用の発熱体が位置する場所が袋小路状
になっており、新しいインクが供給されにくく、その部
分のインク温度が上昇し、一定の安定した条件で吐出エ
ネルギー調整用の発熱体を駆動することが困難であると
いう問題があり、必ずしも満足すべき階調記録が得られ
ない。
Further, in JP-A-59-124863 and JP-A-59-124864, in addition to generating bubbles for ejection, another bubble for adjusting ejection energy is generated to perform gradation recording. Alternatively, a technique has been disclosed in which a small opening is provided in the ejection energy adjustment section and the size of the droplet is changed to perform gradation recording. However, since the heating element for discharging and the heating element for adjusting the discharge energy are separated, there are problems in that it is difficult to match the timing of the pressure from both, and the location of the heating element for adjusting the discharge energy. There is a problem in that the area is in a dead end, making it difficult to supply new ink, and the ink temperature in that area increases, making it difficult to drive the heating element for ejection energy adjustment under certain stable conditions. Satisfactory gradation recording cannot necessarily be obtained.

また、特公昭59−31943号公報には、発熱量調整
構造を有する発熱部に、階調情報に応じた熱量を発生さ
せることで階調記録を行なう技術が開示されている。し
かしながら、その明細書中に示されているような平面構
造を台形にした発熱体においては、幅が狭くなった部分
において熱ストレスおよび/あるいは、気泡消滅時の衝
激力により断線が生じやすく信頼性に欠ける。また、断
面構造において保護膜、蓄熱層、発熱体に厚み勾配を設
ける構造は、現在の薄膜形成技術においては困難な技術
を必要とし、また、できたとしても非常に高価なものと
なる。
Further, Japanese Patent Publication No. 59-31943 discloses a technique for performing gradation recording by causing a heat generating portion having a heat generation amount adjustment structure to generate an amount of heat according to gradation information. However, in a heating element having a trapezoidal planar structure as shown in the specification, wire breakage tends to occur in the narrow portion due to thermal stress and/or the impact force when bubbles disappear, making it unreliable. Lacks sex. Further, a structure in which the protective film, heat storage layer, and heating element have a thickness gradient in the cross-sectional structure requires difficult techniques using current thin film forming techniques, and even if possible, it would be extremely expensive.

また、特開昭6:3−42869号公報には、発熱体の
通電時間を変えることによって気泡の発生回数を変更し
、吐出量を可変にする技術が開示されているが、連続的
に通電時間を変更する為、1画素を形成するためのエネ
ルギーは極めて大きなものとなり、したがって発熱量も
極めて大きなものとなる。
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6:3-42869 discloses a technique for changing the number of times bubbles are generated by changing the energization time of the heating element, thereby making the discharge amount variable. Since the time is changed, the energy required to form one pixel is extremely large, and therefore the amount of heat generated is also extremely large.

また、特開昭59−207265号公報は、1画素に対
してパルス群で発熱体を駆動し、気泡を繰り返し生成・
消滅させてその回数(すなわちパルス群中のパルスの数
)を変更して階調表現を行なう技術であり、特開昭63
−42869号公報に比べ、吐出エネルギーは小さくて
よい。しかしながら、本発明者らの実験の結果、第4図
に示すように即動パルス数に対して、記録紙上のドツト
径は、段階的に変化し、1パルスによるドツト径の2倍
、3倍、・・と変化していた。ところが、通常、記録紙
」―におけるドラ1〜径は、数10μm〜数100μm
であり、パルス群で駆動した場合、ドツト径は変化する
が、極めて粗い変化となってしまう。この為、コピア等
の高精細な記録を狙った階調記録を行なう場合には、さ
らに細かくドツト径を変更することが要求され、特開昭
59−207265号公報の技術では、1パルスによる
ドツト径を極めて小さくしなければならず、したがって
、発熱体、流路、ノズル径等を超微細に作製しなければ
ならない為、加工が困難であり、歩留りが悪化し、その
結果、高価なヘッドになってしまうという不具合が生じ
る。
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-207265 discloses that a heating element is driven by a group of pulses for one pixel to repeatedly generate and generate bubbles.
This is a technology that expresses gradation by changing the number of pulses (that is, the number of pulses in a group of pulses) by extinguishing them, and was developed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 63
The ejection energy may be smaller than that in the -42869 publication. However, as a result of experiments conducted by the present inventors, as shown in Figure 4, the diameter of the dots on the recording paper changes stepwise with respect to the number of instantaneous pulses, and is twice or three times the diameter of the dots produced by one pulse. It was changing... However, the diameter of the drum 1 in recording paper is usually from several tens of micrometers to several hundred micrometers.
When driven by a group of pulses, the dot diameter changes, but the change is extremely rough. For this reason, when performing gradation recording aimed at high-definition recording on copiers, etc., it is required to change the dot diameter even more finely, and the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-207265 uses a single pulse to print dots. The diameter must be extremely small, and therefore the heating element, flow path, nozzle diameter, etc. must be made ultra-fine, making processing difficult and reducing yields, resulting in an expensive head. A problem arises in which the

目     的 本発明は、以」二のような従来技術の欠点に鑑みなされ
たものであり、その主たる目的は、高精細な階調記録を
行なうことである。
Purpose The present invention was made in view of the following drawbacks of the prior art, and its main purpose is to perform high-definition gradation recording.

また別の目的は、高段階にドツト径を変化させることが
可能な階調記録ヘッドを提供することである。
Another object is to provide a gradation recording head capable of varying the dot diameter in high steps.

また、さらに別の目的は、特別な補助手段を用いること
なく、また、困難な加工技術を用いることなく極めて簡
単な構造の階調記録ヘッドを提供することである。
Still another object is to provide a gradation recording head with an extremely simple structure without using special auxiliary means or difficult processing techniques.

また、さらに別の目的は、歩留りが良く安価な階調記録
ヘッドを提供することである。
Still another object is to provide an inexpensive gradation recording head with good yield.

構   成 本発明は、上記目的を達成するために、記録液を吐出す
る為の吐出口と、前記記録液に熱エネルギーを作用させ
る為の熱エネルギー発生体と、前記熱エネルギーにより
気泡を発生させ、前記気泡の体積増加にともなう作用力
によって、前記記録液を前記吐出口より飛翔せしめる液
体噴射記録装置3− 14− 置において、画情報に応じて、1画素を形成する為の前
記発熱体への入力パルス数および入力エネルギーを変更
して階調記録を行なうことを特徴としたものである。
Structure In order to achieve the above object, the present invention includes an ejection port for ejecting a recording liquid, a thermal energy generator for applying thermal energy to the recording liquid, and generating bubbles by the thermal energy, In the liquid jet recording device 3-14-, in which the recording liquid is caused to fly from the ejection port by the acting force accompanying the increase in the volume of the bubbles, the heating element is heated to form one pixel according to image information. This method is characterized in that gradation recording is performed by changing the number of input pulses and input energy.

まず、最初に、第2図に基づいて、本発明を好適に実現
するバブルジェット方式によるインク噴射の原理を説明
する。
First, based on FIG. 2, the principle of ink ejection using the bubble jet method that preferably implements the present invention will be explained.

(、、)は定常状態であり、オリフィス面でインク2の
表面張力と外圧とが平衡状態にある。
(,,) is a steady state, in which the surface tension of the ink 2 and the external pressure are in equilibrium on the orifice surface.

(b)はヒーター3が加熱されて、ヒーター3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4が点在している状態にある。
In (b), the heater 3 is heated until the surface temperature of the heater 3 rises rapidly and a boiling phenomenon occurs in the adjacent ink layer, and microbubbles 4 are scattered.

(Q)はヒーター3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4が成長
した状態である。この時、ノズル内圧力は、気泡の成長
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成長し始める。
(Q) shows a state in which the adjacent ink layer that is rapidly heated on the entire surface of the heater 3 instantaneously vaporizes to form a boiling film, and the bubbles 4 grow. At this time, the nozzle internal pressure increases by the amount of bubble growth, and the balance with the external pressure on the orifice surface is lost, and an ink column begins to grow from the orifice.

(d)は気泡が最大に成長した状態であり、オリフィス
面より気泡の体積に相当する分のインク2が押し出され
る。この時、ヒーター3には、電流が流れていない状態
にあり、ヒーター3の表面温度は降下しつつある。気泡
5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) shows a state in which the bubble has grown to its maximum, and ink 2 corresponding to the volume of the bubble is pushed out from the orifice surface. At this time, no current is flowing through the heater 3, and the surface temperature of the heater 3 is decreasing. The maximum value of the volume of the bubble 5 is slightly delayed from the timing of electric pulse application.

(e)は気泡5がインク等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 bubbles 5 are cooled by ink or the like and begin to contract. At the tip of the ink column, it moves forward while maintaining the extruded speed, and at the rear end, the ink flows backward from the orifice surface into the nozzle due to the decrease in nozzle internal pressure as the bubbles contract, creating a constriction in the ink column. .

(f)はさらに気泡5が収縮し、ヒーター面にインクが
接しヒーター面がさらに急激に冷却される状態にある。
In (f), the air bubbles 5 further contract and the ink comes into contact with the heater surface, causing the heater surface to cool down even more rapidly.

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〜
10 m / seeの速度で飛翔している。
At the orifice surface, the external pressure is higher than the nozzle internal pressure, so the meniscus is largely moving into the nozzle. The tip of the ink column becomes a droplet and moves toward the recording paper.
It is flying at a speed of 10 m/see.

(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)の状態に戻る過程で、気泡
は完全に消滅している。8は飛翔インク滴である。
In (g), the air bubbles have completely disappeared in the process of refilling the orifice with ink by capillary action and returning to the state of (a). 8 is a flying ink droplet.

第3図は、上記噴射原理によるバブルジェット記録ヘッ
ドの全体斜視図である。図中、9は発熱体基板、10は
蓋基板、11はインク供給口、12はオリフィスである
FIG. 3 is an overall perspective view of a bubble jet recording head based on the above jetting principle. In the figure, 9 is a heating element substrate, 10 is a lid substrate, 11 is an ink supply port, and 12 is an orifice.

第1図は、本発明による液体噴射記録装置の一実施例を
説明するためのもので、発熱抵抗体を用いる気泡発生手
段の構造を説明するための図である。第1図(a)は記
録ヘッドのオリフィス側から見た正面部分図、第1図(
b)は、第1図(a)に−・点鎖線X−Xで示す部分で
切断した場合の切断部分図である。図中、13は基板、
14は蓋基板、15はオリフィス、16は液吐出部、1
7は熱作用部、18は熱発生部、19は熱作用面、20
は下部層、21は電気熱変換体(発熱抵抗体)、22は
保護層、23.24は電極である。
FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of a liquid jet recording apparatus according to the present invention, and is a diagram for explaining the structure of a bubble generating means using a heating resistor. Figure 1(a) is a partial front view of the recording head seen from the orifice side;
b) is a partial cutaway view taken along the line indicated by dashed line XX in FIG. 1(a). In the figure, 13 is a substrate;
14 is a lid substrate, 15 is an orifice, 16 is a liquid discharge part, 1
7 is a heat action part, 18 is a heat generation part, 19 is a heat action surface, 20
21 is an electrothermal converter (heating resistor), 22 is a protective layer, and 23 and 24 are electrodes.

その表面に電気熱変換体が設けられた基板13の表面に
、所定の密度で所定の巾と深さの溝を所定数設け、蓋基
板14で覆う様に接合することによって、オリフィス1
5と液吐出部16が形成された構造を有している625
は流路壁、26は上部層である。液吐出部16は、その
終端に液滴を吐出させるためのオリフィスと、電気熱変
換体21より発生される熱エネルギーが液体に作用し気
泡を発生し、その体積の膨張と収縮による急激な状態変
化を引き起こす所である熱作用部17を有している。
A predetermined number of grooves having a predetermined density and a predetermined width and depth are provided on the surface of the substrate 13 on which the electrothermal converter is provided, and the orifice 1 is bonded so as to be covered with the lid substrate 14.
625 having a structure in which a liquid discharge portion 16 and a liquid discharge portion 16 are formed.
is a channel wall, and 26 is an upper layer. The liquid discharge part 16 has an orifice at its terminal end for discharging droplets, and thermal energy generated by the electrothermal converter 21 acts on the liquid to generate bubbles, causing a rapid state due to expansion and contraction of the volume. It has a heat acting part 17 where changes are caused.

熱作用部17は電気熱変換体21の熱発生部18の上部
に位置し、熱発生部18の液体と接触する熱作用面19
をその底面としている。熱発生部18は、基板13上に
設けられた下部層20、該下部層20上に設けられた発
熱抵抗層21、該発熱抵抗層21には、熱を発生させる
為に該層21に通電するための電極23.24がその表
面に設けられている。電極23は、各液吐出部の熱発生
部に共通の電極であり、電極24は、各液吐出部の熱発
生部を選択的に発熱させる為の選択電極であって、液吐
出部の流路に沿って設けられている。
The heat acting part 17 is located above the heat generating part 18 of the electrothermal converter 21, and has a heat acting surface 19 in contact with the liquid of the heat generating part 18.
is its base. The heat generating section 18 includes a lower layer 20 provided on the substrate 13, a heat generating resistor layer 21 provided on the lower layer 20, and a heat generating resistor layer 21 that is energized to generate heat. Electrodes 23, 24 are provided on its surface. The electrode 23 is an electrode common to the heat generating section of each liquid discharging section, and the electrode 24 is a selective electrode for selectively generating heat in the heat generating section of each liquid discharging section, and is a selective electrode for selectively generating heat in the heat generating section of each liquid discharging section. It is located along the road.

7− 基板13の材料としては、ガラス、セラミックス、金属
、或いはシリコン等である。
7- The material of the substrate 13 is glass, ceramics, metal, silicon, or the like.

発熱抵抗体21を構成する材料として、有用な物には、
例えば、タンタル−8i○2の混合物、窒化タンタル、
ニクロム、銀−パラジウム合金、シリコン半導体、ある
いはハフニウム、ランタン、ジルコニウム、チタン、タ
ングステン、モリブデン、ニオブ、クロム、バナジウム
等の金属の硼化物があげられる。
Useful materials for the heating resistor 21 include:
For example, a mixture of tantalum-8i○2, tantalum nitride,
Examples include nichrome, silver-palladium alloys, silicon semiconductors, and borides of metals such as hafnium, lanthanum, zirconium, titanium, tungsten, molybdenum, niobium, chromium, and vanadium.

これらの発熱抵抗体21を構成する材料の中で、特に金
属硼化物が優れたものとしてあげる事ができ、その中で
も最も特性が優れているのが、硼化ハフニウムであり、
ついで、硼化ジルコニウム、硼化ランタン、硼化タンタ
ル、硼化バナジウム、硼化ニオブの順となっている。
Among the materials constituting these heating resistors 21, metal borides are particularly excellent, and among them, hafnium boride has the best properties.
This is followed by zirconium boride, lanthanum boride, tantalum boride, vanadium boride, and niobium boride.

発熱抵抗体21は、上記の材料を用いて、フォト・リソ
グラフや、電子ビーム蒸着やスパッタリング、CVD、
プラズマCVD等の手法を用いて形成することができる
。発熱抵抗体21の膜厚は、単位時間当りの発熱量が所
望通りとなるように、その面積、材質及び熱作用部の形
状及び大きさ、更には実際面での消費電力等にしたがっ
て決定されるものであるが、通常の場合、0.001〜
5μm、好適には0.01〜1μmとされる。
The heating resistor 21 is made of the above material by photolithography, electron beam evaporation, sputtering, CVD,
It can be formed using a technique such as plasma CVD. The film thickness of the heating resistor 21 is determined according to its area, material, shape and size of the heat acting part, and actual power consumption, etc. so that the amount of heat generated per unit time is as desired. However, in normal cases, it is 0.001~
The thickness is 5 μm, preferably 0.01 to 1 μm.

電極23.24を構成する材料としては、通常使用され
ている電極材料の多くのものが有効に使用され、具体的
には、例えばAl、Ag、Au。
As the material constituting the electrodes 23 and 24, many commonly used electrode materials can be effectively used, and specifically, for example, Al, Ag, and Au.

Pt、Cu等の金属、及びそれらの合金等があげられ、
これらを使用して蒸着やスパッタリング等の手法で所定
位置に、所定の大きさ、形状、厚さで設けられる。
Examples include metals such as Pt and Cu, and alloys thereof,
Using these materials, it is provided at a predetermined position with a predetermined size, shape, and thickness by a method such as vapor deposition or sputtering.

保護層22に要求される特性は、発熱抵抗体21で発生
された熱を記録液体に効果的に伝達することを妨げずに
、記録液体や、気泡消滅時の衝撃力より発熱抵抗体21
を保護することである。
The characteristics required of the protective layer 22 are such that the heat generated by the heat generating resistor 21 is not prevented from being effectively transferred to the recording liquid, and the heat generated by the heat generating resistor 21 is protected from the impact force when the recording liquid or bubbles disappear.
It is to protect.

保護層22を構成する材料として有用なものには、例え
ば酸化シリコン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム
、酸化タンタル、酸化ジルコニウム等があげられる。こ
れらは、電子ビーム蒸着、スパッタリング、CVD法、
プラズマCVD法、気相成長法等の薄膜形成手法を用い
て形成することが出来る。保護層22の膜厚は、通常0
.01〜10μm、好適には0.1〜5μm、最適には
0.1〜3μmとされるのが望ましい。
Examples of useful materials for forming the protective layer 22 include silicon oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, and zirconium oxide. These include electron beam evaporation, sputtering, CVD method,
It can be formed using a thin film forming method such as a plasma CVD method or a vapor phase growth method. The thickness of the protective layer 22 is usually 0.
.. It is desirable that the thickness be 0.01 to 10 μm, preferably 0.1 to 5 μm, most preferably 0.1 to 3 μm.

また、保護層形成後、発熱部17を除く電極部分に電極
保護層を設けても良い。電極保護層に要求される特性は
、耐インク性、耐熱性しこ優れ、電気絶縁性が良いこと
等である。よって、成膜性が良く、ピンホールが少なく
、使用インクに対し膨潤、溶解しないことが要求される
。電極保護層を形成する材料としては、上記条件を満た
す多くのものが使用出来る。例えば、シリコン樹脂、フ
ッ素樹脂、芳香族ポリアミド、付加重合型ポリイミド、
金属キレート重合体、チタン酸エステル、エポキシ樹脂
、フタル酸樹脂、熱硬化性フェノール樹脂、P−ビニル
フェノール樹脂、ザイロック樹脂、トリアジン樹脂等の
樹脂、さらに高密度マルチオリフィスタイプの記録ヘッ
ドを作製するのであれば、上記した有機材料とは別に、
微細フォトリソグラフィー加工が極めて容易とされる有
機質材料を使用するのが望ましい。
Further, after the protective layer is formed, an electrode protective layer may be provided on the electrode portion except for the heat generating portion 17. The characteristics required of the electrode protective layer include excellent ink resistance, excellent heat resistance, and good electrical insulation. Therefore, it is required to have good film forming properties, have few pinholes, and not swell or dissolve in the ink used. Many materials that satisfy the above conditions can be used as the material for forming the electrode protective layer. For example, silicone resin, fluororesin, aromatic polyamide, addition polymerization type polyimide,
We manufacture resins such as metal chelate polymers, titanate esters, epoxy resins, phthalate resins, thermosetting phenol resins, P-vinyl phenol resins, Zylock resins, and triazine resins, as well as high-density multi-orifice type recording heads. If any, apart from the organic materials mentioned above,
It is desirable to use an organic material that is extremely easy to process using fine photolithography.

以上のように構成される発熱体基板上に感光性樹脂で流
路を形成する。スピナー或いはロールコータ−等の塗布
手段を用いて、感光性ポリアミドワニスあるいは感光性
ポリイミドワニス等の耐キャビテション性のある樹脂を
塗布する。感光性樹脂の層厚としては特に制限されるも
のではないが、インクジェット記録ヘッドとしての実用
性を考慮するならば、少なくとも5〜100μm程度、
好適には10〜50ILm、最適には15〜50ILm
とするのが望ましい。従って、感光性樹脂としても、こ
のような厚さに積層し得るものが好ましく。
A flow path is formed using a photosensitive resin on the heating element substrate configured as described above. A cavitation-resistant resin such as photosensitive polyamide varnish or photosensitive polyimide varnish is applied using a coating means such as a spinner or a roll coater. The layer thickness of the photosensitive resin is not particularly limited, but considering its practicality as an inkjet recording head, it should be at least about 5 to 100 μm.
Preferably 10 to 50 ILm, optimally 15 to 50 ILm
It is desirable to do so. Therefore, it is preferable that the photosensitive resin be one that can be laminated to such a thickness.

市販の感光性樹脂としては、前述の感光性ポリアミドワ
ニス、即ちプリンタイトEF95、ドブロン(Topl
on)、ナイロンプリント(Nylonprint)、
或いは感光性ポリイミド、即ちフォトニースVR−31
40、セレクティラックスHTR−2が好ましい。
Commercially available photosensitive resins include the above-mentioned photosensitive polyamide varnishes, namely Printite EF95 and Dobron (Topl).
on), nylon print,
Or photosensitive polyimide, i.e. Photonice VR-31
40, Selectilux HTR-2 is preferred.

このようにして、感光性樹脂が積層された基板に、以下
に示すような露光或いは現像等の処理を1 22 施し、感光性樹脂から成るインク流路壁を形成する。尚
、以下主として感光性樹脂をフォトニースV R−31
4,0とした場合を例として、これらの処理について説
明するが、インク流路壁の形成方法は、用いる感光性樹
脂に応じた任意のものとし得る。
In this way, the substrate on which the photosensitive resin is laminated is subjected to 1 22 treatments such as exposure or development as described below to form an ink channel wall made of the photosensitive resin. In the following, the photosensitive resin will mainly be Photoneese VR-31.
These processes will be described using the case of 4.0 as an example, but the method of forming the ink flow path wall may be any method depending on the photosensitive resin used.

感光性樹脂を積層した基板に必要に応じてプリベークを
施す。プリベーク終了後所望のパターンを有するフォト
マスクを、フォトニースVR−3140の上に重ね、つ
いでとのフォトマスクを介して露光を行う。露光終了後
、フ第1へ二−スVR−3140の未露光部分をフォト
ニースVR−3140用の現像液DV−505を用いて
現像し、未露光部分を溶解除去することによって、流路
となる溝を形成する。こうして未露光部分を溶解除去し
た後、ポストベークを施して基板上に残存するフォ1へ
二−スVR−3140を硬化させ、基板上に所望のパタ
ーンを有するインク流路壁たるフォ1−二−スVR−3
140の硬化膜を形成する。
Prebaking is performed as necessary on the substrate laminated with photosensitive resin. After the prebaking is completed, a photomask having a desired pattern is placed on the Photonease VR-3140, and then exposure is performed through the photomask. After the exposure, the unexposed portion of the second VR-3140 film is developed using a developer DV-505 for Photonice VR-3140, and the unexposed portion is dissolved and removed to form a flow path. form a groove. After dissolving and removing the unexposed portions in this way, post-baking is performed to harden the Fo 1-2 remaining on the substrate, and the Fo 1-2 which is the wall of the ink flow path having the desired pattern is formed on the substrate. -su VR-3
140 cured film is formed.

以上フォトニースVR−3140等の液状タイプの感光
性樹脂の形成方法を説明したが、感光性ドライフィルム
を用いて形成することもできる。このようにして形成さ
れた基板と、流路の天井部分を形成するための蓋基板1
0を接着層を介して接合する。蓋基板の材料としては、
発熱体基板と同様のものが使用出来る。即ち、シリコン
、ガラス、セラミックス等である。これら材料で形成し
た基板に感光性ドライフィルムを半硬化の状態で設け、
溝が形成された基板に接合した後、熱をかけ本硬化させ
、発熱体基板と蓋基板を接合する。
Although the method for forming a liquid type photosensitive resin such as Photonease VR-3140 has been described above, it can also be formed using a photosensitive dry film. The thus formed substrate and the lid substrate 1 for forming the ceiling portion of the flow channel.
0 is bonded via an adhesive layer. The material for the lid substrate is
The same material as the heating element board can be used. That is, silicon, glass, ceramics, etc. A photosensitive dry film is provided in a semi-cured state on a substrate made of these materials,
After bonding to the substrate with grooves formed therein, heat is applied for final curing, and the heating element substrate and the lid substrate are bonded.

本発明において使用される記録液体は、後述する熱物性
値及びその他の物性値を有する様に材料の選択と組成成
分の比が調合される他に従来の記録法において使用され
ている記録液体と同様化学的物理的に安定である他、応
答性、忠実性、曳糸化能に優れている事、液路殊に吐出
口において固まらない事、流路中を記録速度に応じた速
度で流通し得る事、記録後、記録部材への定着が速やか
である事、記録濃度が充分である事、貯蔵寿命が良好で
ある事、等々の特性を与える様に物性が調整される。
The recording liquid used in the present invention is different from the recording liquid used in conventional recording methods, in addition to the selection of materials and the ratio of composition components so that it has the thermophysical properties and other physical properties described below. In addition to being chemically and physically stable, it also has excellent responsiveness, fidelity, and thread-forming ability, does not solidify in the liquid path, especially at the discharge port, and flows through the flow path at a speed that corresponds to the recording speed. The physical properties are adjusted so as to provide properties such as being able to do a good job, quickly fixing to the recording member after recording, having sufficient recording density, and having a good shelf life.

本発明に使用される記録液体は、液媒体と記録像を形成
する記録剤及び所望の特性を得る為に添加される添加剤
より構成され、前記の物性値を得る範囲において液媒体
及び添加剤の種類及び組成比の選択によって、水性、非
水性、溶解性、導電性、#@縁性のいずれも得ることが
出来る。
The recording liquid used in the present invention is composed of a liquid medium, a recording agent that forms a recorded image, and additives added to obtain desired characteristics. By selecting the type and composition ratio, it is possible to obtain any of aqueous, non-aqueous, soluble, conductive, and #@marginal properties.

液媒体としては、水性媒体と非水性媒体とに大別される
が、使用される液媒体は、前記の物性値を調合される記
録記録液体が有する様に他の選択される構成成分との組
み合せを考慮して下記のものより選択される。
Liquid media are broadly classified into aqueous media and non-aqueous media, but the liquid media used are those that are combined with other selected constituents so that the recorded recording liquid has the above-mentioned physical properties. The combination is selected from the following.

その様な非水性媒体としては、例えばメチルアルコール
、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプ
ロピルアルコール、n−ブチルアルコール、5ee−ブ
チルアルコール、tert−ブチルアルコール、イソブ
チルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコ
ール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニ
ルアルコール、デシルアルコール等の炭素数1〜10の
アルキルアルコール;例えば、ヘキサン、オクタン、シ
クロペンタン、ベンゼン、トルエン、キジロール等の炭
化水素系溶剤;例えば、四塩化炭素、トリクロロエチレ
ン、テトラクロロエタン、ジクロロベンゼン等のハロゲ
ン化炭化水素系溶剤;例えば、エチルエーテル、ブチル
エーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチ
レングリコールモノエチルエーテル等のエーテル系溶剤
;例えば、アセ+−ン、メチルアミルケトン、メチルア
ミルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン等
のケトン系溶剤;ギ酸エチル、メチルアセテート、プロ
ピルアセテート、フェニルアセテート、エチレングリコ
ールモノエチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤
;例えばジアセトンアルコール等のアルコール系溶剤;
石油系炭化水素溶剤等が挙げられる。
Such non-aqueous media include, for example, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, 5ee-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, isobutyl alcohol, pentyl alcohol, hexyl alcohol, heptyl alcohol. , C1-C10 alkyl alcohols such as octyl alcohol, nonyl alcohol, and decyl alcohol; For example, hydrocarbon solvents such as hexane, octane, cyclopentane, benzene, toluene, and quidylol; For example, carbon tetrachloride, trichloroethylene, and tetrachloride; Halogenated hydrocarbon solvents such as chloroethane and dichlorobenzene; Ether solvents such as ethyl ether, butyl ether, ethylene glycol diethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether; For example, aceton, methyl amyl ketone, and methyl amyl ketone Ketone solvents such as , methyl amyl ketone, and cyclohexanone; Ester solvents such as ethyl formate, methyl acetate, propyl acetate, phenyl acetate, and ethylene glycol monoethyl ether acetate; Alcohol solvents such as diacetone alcohol;
Examples include petroleum-based hydrocarbon solvents.

これ等の列挙した液媒体は使用される記録剤や添加剤と
の親和性及び記録液体としての後述の諸特性を満足し得
る様に適宜選択して使用されるものであるが更に、後記
の特性を有する記録液体が25− =26− 調合され得る範囲内において、必要に応じて適宜二種以
上を混合して使用しても良い。又、上記の条件内におい
てこれ等非水性媒体と水とを混合して使用しても良い。
These enumerated liquid media are appropriately selected and used so as to satisfy the compatibility with the recording agent and additives used and the various properties described below as a recording liquid. Two or more types may be mixed and used as appropriate within the range in which a recording liquid having the characteristics 25- = 26- can be prepared. Moreover, these non-aqueous media and water may be mixed and used within the above conditions.

上記の液媒体の中、公害性、入手の容易さ、調合のし易
さ等の点を考慮すれば、水又は水・アルコール系の液媒
体が好適とされる。
Among the above-mentioned liquid media, water or water/alcohol-based liquid media are preferred in consideration of pollution, ease of availability, ease of preparation, and the like.

記録剤としては、調合される記録液体が前記の諸物性値
を有するようにされる他、長時間放置による液路内や記
録液体供給タンク内での沈降、凝集、更には輸送管や液
路の回詰りを起こさない様に前記液媒体や添加剤との関
係において材料の選択がなされて使用される必要がある
。この様な点からして、液媒体に溶解性の記録剤を使用
するのが好ましいが、液媒体に分散性又は難溶性の記録
剤であっても液媒体に分散させる時の記録剤の粒径を充
分小さくしてやれば使用され得る。
In addition to ensuring that the recording liquid to be prepared has the above-mentioned physical properties, the recording agent is also used to prevent sedimentation and agglomeration in liquid channels and recording liquid supply tanks due to long-term storage, as well as transport pipes and liquid channels. It is necessary to select and use materials in relation to the liquid medium and additives so as not to cause clogging. From this point of view, it is preferable to use a recording agent that is soluble in the liquid medium, but even if the recording agent is dispersible or poorly soluble in the liquid medium, the particles of the recording agent when dispersed in the liquid medium are It can be used if the diameter is made sufficiently small.

使用され得る記録剤は記録部材によって、その記録条件
に充分適合する様に適宜選択される。記録剤としては染
料及び顔料を挙げることが出来る。
The recording material that can be used is appropriately selected depending on the recording member so as to fully suit the recording conditions. Recording agents include dyes and pigments.

有効に使用される染料は、調合された記録液体の後述の
諸特性を満足し得る様なものであり、好適に使用される
のは、例えば水溶性染料としての直接染料、塩基性染料
、酸性染料、可溶性建染メ染料、酸性媒染染料、媒染染
料、非水溶性染料としての硫化染料、建染メ染料、酒精
溶染料、油溶染料、分散染料等の他、スレン染料、ナフ
トール染料、反応染料、クロム染料、1:2型錯塩染料
、1:1型錯塩染料、アゾイック染料、カチオン染料等
の中より選択されるものである。
The dye that can be effectively used is one that satisfies the properties described below for the prepared recording liquid, and examples of suitable dyes include direct dyes as water-soluble dyes, basic dyes, and acidic dyes. In addition to dyes, soluble vat dyes, acidic mordant dyes, mordant dyes, sulfur dyes as water-insoluble dyes, vat dyes, alcoholic dyes, oil-soluble dyes, disperse dyes, thren dyes, naphthol dyes, and reactive dyes. The dye is selected from dyes, chromium dyes, 1:2 type complex salt dyes, 1:1 type complex salt dyes, azoic dyes, cationic dyes and the like.

具体的には、例えばレゾリングリルブルーPRL、レゾ
リンイエローPCG、レゾリンピンクPRR、レゾリン
グリーンPB(以上バイヤー製)、スミカロンブルー5
−BG、スミカロンレッドEEBL、スミカロンイエロ
ーE−40L、スミカロンブリリアントブルー5−BL
(以上住友化学製)、ダイヤエックスイエロー−HG−
8E、ダイヤニックスレッドBN−8E(以上三菱化成
製)、カヤロンポリエステルライトフラビン4GL、カ
ヤロンポリエステルブルー3R−8F、カヤロンポリエ
ステルイエローYL−8E、カヤセットターキスブルー
776、カヤセットイエロー902、カヤセットレッド
026、プロジオンレッドH−2B、プロジオンブルー
H−3R(以上日本化架装)、レバフィックスゴールデ
ンイエローP−R、レバフィックスプリルレッドP−B
、レバフィックスプリルオレンジP−GR(以上バイヤ
ー製)、スミフィックスイエローGR8、スミフィック
スB、スミフィックスプリルレッドBS、スミフィック
スプリルブルーPB、ダイレクトブラック40(以上住
友化学製)、ダイヤミラーブラウン3G、ダイヤミラー
イエロー〇、ダイヤミラーブルー3R、ダイヤミラープ
リルブルーB、ダイヤミラープリルレッドBB(以上三
菱化成製)、レマゾールレッドB、レマゾールブルー3
R、レマゾールイエローGNL、レマゾールプリルグリ
ーン6B(以上ヘキスト社製)、チバクロンプリルイエ
ロー、チバクロンプリルレッド4GE(以上チバガイギ
ー社製)、インジコ、ダイレクトテープブラックE−E
x、ダイアミンブラックB H、コンゴーレッド、シリ
アスブラックBH、オレンジ■、アミドブラックIOB
、オレンジRO、メタニールイエロー、ピクトリアスカ
ーレット、ニグロシン、ダイアモンドブラックPBB(
以上イーゲー社製)、ダイアシトブルー3G、ダイアシ
トファスト・グリーンGW、ダイアシト・ミーリングネ
ービーブルーR、インダンスレン(以上三菱化成製)、
ザポン−染料(BASF製)、オラゾール染料(CI 
B A製)、ラナシンー染料(三菱化成製)、ダイアク
リルオレンジRL−E、ダイアクリルブリリアントブル
ー2B−E、ダイアクリルターキスブルーBG−E(三
菱化成製)などの中より前記の諸物性値が調合される記
録液体に与えられるものが好ましく使用できる。
Specifically, for example, Resolin Lil Blue PRL, Resolin Yellow PCG, Resolin Pink PRR, Resolin Green PB (manufactured by Bayer), and Sumikaron Blue 5.
-BG, Sumikaron Red EEBL, Sumikalon Yellow E-40L, Sumikalon Brilliant Blue 5-BL
(manufactured by Sumitomo Chemical), Diamond X Yellow-HG-
8E, Diamond Thread BN-8E (manufactured by Mitsubishi Kasei), Kayalon Polyester Light Flavin 4GL, Kayalon Polyester Blue 3R-8F, Kayalon Polyester Yellow YL-8E, Kaya Set Turkey Blue 776, Kaya Set Yellow 902, Kayaset Red 026, Prodion Red H-2B, Prodion Blue H-3R (Japanese bodywork), Revafix Golden Yellow P-R, Revafix Pril Red P-B
, Revafix Pril Orange P-GR (manufactured by Buyer), Sumifix Yellow GR8, Sumifix B, Sumifix Pril Red BS, Sumifix Pril Blue PB, Direct Black 40 (manufactured by Sumitomo Chemical), Dia Mirror Brown 3G, Diamirror Yellow 〇, Diamirror Blue 3R, Diamirror Prill Blue B, Diamirror Prill Red BB (manufactured by Mitsubishi Kasei), Remazol Red B, Remazol Blue 3
R, Remazol Yellow GNL, Remazol Prill Green 6B (manufactured by Hoechst), Cibaclon Prill Yellow, Cibaclon Prill Red 4GE (manufactured by Ciba Geigy), Indico, Direct Tape Black E-E
x, Diamine Black BH, Congo Red, Serious Black BH, Orange■, Amido Black IOB
, Orange RO, Metaneal Yellow, Pictoria Scarlet, Nigrosine, Diamond Black PBB (
Diacit Blue 3G, Diacit Fast Green GW, Diacito Milling Navy Blue R, Indanthrene (made by Mitsubishi Kasei),
Zapon dye (manufactured by BASF), orazole dye (CI
B A), Lanasin Dye (manufactured by Mitsubishi Kasei), Diacrylic Orange RL-E, Diacrylic Brilliant Blue 2B-E, Diacrylic Turkis Blue BG-E (manufactured by Mitsubishi Kasei), etc. It is preferable to use those which are applied to the recording liquid in which the liquid is prepared.

これ等の染料は、所望に応じて適宜選択されて使用され
る液媒体中に溶解又は分散されて使用される。
These dyes are appropriately selected as desired and used after being dissolved or dispersed in the liquid medium used.

有効に使用される顔料としては、無機顔料、有機顔料の
中の多くのものが好適に使用される。そのような顔料と
して具体的に例示すれば無機顔料29 3〇− としでは、硫化カドミウム、硫黄、セレン、硫化亜鉛、
スルホセレン化カドミウム、黄鉛、ジンククロメート、
モリブデン赤、ギネー・グリーン、チタン白、亜鉛華、
弁柄、酸化クロムグリーン、鉛丹、酸個コバル1〜、チ
タン酸バリウム、チタニウムイエロー、鉄黒、紺青、リ
サージ、カドミウムレッド、硫化銀、硫酸鉛、硫酸バリ
ウム、群青、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、鉛白
、コバルトバイオレット、コバルトブルー、エメラルド
グリーン、カーボンブラック等が挙げられる。
As pigments that can be effectively used, many of inorganic pigments and organic pigments are suitably used. Specific examples of such pigments include inorganic pigments such as cadmium sulfide, sulfur, selenium, zinc sulfide,
Cadmium sulfoselenide, yellow lead, zinc chromate,
Molybdenum red, Guinea green, titanium white, zinc white,
Bengara, chromium oxide green, red lead, acid Kobal 1~, barium titanate, titanium yellow, iron black, navy blue, litharge, cadmium red, silver sulfide, lead sulfate, barium sulfate, ultramarine blue, calcium carbonate, magnesium carbonate, Examples include lead white, cobalt violet, cobalt blue, emerald green, and carbon black.

有機顔料としては、その多くが染料に分類されているも
ので染料と重複する場合が多いが、具体的には次のよう
なものが好適に使用される。
Most of the organic pigments are classified as dyes and often overlap with dyes, but specifically, the following are preferably used.

(a)不溶性アゾ系(ナフトール系) ブリリアン1−カーミンBS、レーキカーミンFB、ブ
リリアントファストスカーレッド、レーキレッド4R、
バラレッド、パーマネントレッドR、ファストレッドF
OR、レーキボルドー5B、バーミリオンNO,1、バ
ーミリオンN002、トルイジンマルーン。
(a) Insoluble azo type (naphthol type) Brilliant 1-Carmine BS, Lake Carmine FB, Brilliant Fast Scarlet, Lake Red 4R,
Rose red, permanent red R, fast red F
OR, Lake Bordeaux 5B, Vermilion NO.1, Vermilion N002, Toluidine Maroon.

(b)不溶性アゾ系(アニライド系) ジアゾイエロー、ファストイエローG、ファストイエロ
ー10G、ジアゾオレンジ、パルカンオレンジ、バラゾ
ロンレッド。
(b) Insoluble azo type (anilide type) Diazo Yellow, Fast Yellow G, Fast Yellow 10G, Diazo Orange, Palkan Orange, Balazolone Red.

(c)溶性アゾ系 レーキオレンジ、ブリリアン1−カーミン3B、ブリリ
アントカーミン6B、ブリリアントスカーレットG、レ
ーキレッドC,レーキレッドD、レーキレッドR、ウオ
ッチングレッド、レーキボルドー10B、ボンマルーン
L、ボンマルーンM。
(c) Soluble Azo Lake Orange, Brilliant 1-Carmine 3B, Brilliant Carmine 6B, Brilliant Scarlet G, Lake Red C, Lake Red D, Lake Red R, Watching Red, Lake Bordeaux 10B, Bon Maroon L, Bon Maroon M .

(d)フタロシアニン系 フタロシアニンブルー、ファストスカイブルーフタロシ
アニングリーン。
(d) Phthalocyanine-based phthalocyanine blue, fast sky blue phthalocyanine green.

(e)染色レーキ系 イエローレーキ、エオシンレーキ、ローズレーキ、バイ
オレットレーキ、ブルーレーキ、グリーンレーキ、セピ
アレーキ。
(e) Dyeing Lake Yellow Lake, Eosin Lake, Rose Lake, Violet Lake, Blue Lake, Green Lake, Sepia Lake.

(f)媒染系 アリザリンレーキ、マダカーミン。(f) Mordant system Alizarin Lake, Madakamine.

(g)建染系 インダスレン系、ファストブルーレーキ(GGS)。(g) Vat-dyed type Industhrene series, Fast Blue Lake (GGS).

(h)塩基性染料レーキ系 ローダミンレーキ、マラカイトグリーンレーキ。(h) Basic dye lake system Rhodamine Lake, Malachite Green Lake.

(i)酸性染料レーキ系 ファストスカイブルー、キノリンイエローレーキ、キナ
クリドン系、ジオキサジン系。
(i) Acid dye lake type Fast Sky Blue, Quinoline Yellow Lake, Quinacridone type, Dioxazine type.

液媒体と記録剤との量的関係は、調合される他に液路の
目詰り、液路内での記録液体の乾燥、記録部利へ付与さ
れた時の滲みや乾燥速度等の条件から、重量部で液媒体
100部に対して記録剤が通常1〜50部、好適には3
〜30部、最適には5〜10部とされるのが望ましい。
The quantitative relationship between the liquid medium and the recording agent is determined not only by the formulation but also by conditions such as clogging of the liquid path, drying of the recording liquid in the liquid path, bleeding when applied to the recording area, and drying speed. , the recording agent is usually 1 to 50 parts by weight, preferably 3 parts by weight, based on 100 parts of the liquid medium.
~30 parts, optimally 5 to 10 parts.

記録液体が分散系(記録剤が液媒体中に分散されている
系)の場合、分散される記録剤の粒径は、記録剤の種類
、記録条件、液路の内径、吐出口径。
When the recording liquid is a dispersion system (a system in which the recording agent is dispersed in a liquid medium), the particle size of the dispersed recording agent depends on the type of recording agent, the recording conditions, the inner diameter of the liquid path, and the diameter of the ejection port.

記録部材の種類等によって、適宜所望に従って決定され
るが、粒径が余り大きいと、貯蔵中に記録剤粒子の沈降
が起って、濃度の不均一化が生じたり、液路の目詰りが
起ったり或いは記録された画像に濃度斑が生じたり等し
て好ましくない。
It is determined as desired depending on the type of recording member, etc., but if the particle size is too large, the recording agent particles may settle during storage, resulting in uneven concentration or clogging of the liquid path. This is undesirable because it may cause unevenness or density unevenness in the recorded image.

このようなことを考慮すると、分散系記録液体とされる
場合の記録剤の粒径は、通常0.01〜30μ、好適に
は0.01〜20μ、最適には0.01〜8μとされる
のが望ましい。更に分散されている記録剤の粒径分布は
、出来る限り狭い方が好適であって、通常はD±3μ、
好適にはD±1.5μとされるのが望ましい(但しDは
平均粒径を表わす)。
Taking this into consideration, the particle size of the recording agent used as a dispersion recording liquid is usually 0.01 to 30μ, preferably 0.01 to 20μ, and optimally 0.01 to 8μ. It is desirable to Furthermore, the particle size distribution of the dispersed recording agent is preferably as narrow as possible, and is usually D±3μ,
A preferable value is D±1.5μ (where D represents the average particle size).

使用される添加剤としては、粘度調整剤、表面張力調整
剤、pH調整剤、比抵抗調整剤、湿潤剤及び赤外線吸収
発熱剤等が挙げられる。
Examples of the additives used include viscosity modifiers, surface tension modifiers, pH modifiers, resistivity modifiers, wetting agents, infrared absorbing exothermic agents, and the like.

粘度調整剤や表面張力調整剤は、前記の物性値を得る為
の他に、記録速度に応じて充分なる流速で液路中を流通
し得ること、液路の吐出口において記録液体の回り込み
を防止し得ること、記録部材へ付与された時の滲み(ス
ポット径の広がり)を防止し得ること等の為に添加され
る。
In addition to obtaining the above-mentioned physical property values, the viscosity modifier and surface tension modifier must also be able to flow through the liquid path at a sufficient flow rate depending on the recording speed, and prevent the recording liquid from going around at the discharge port of the liquid path. It is added for the purpose of preventing bleeding (spreading of the spot diameter) when applied to a recording member.

粘度調整剤及び表面張力調整剤としては、使用される液
媒体及び記録剤に悪影響を及ぼさないで33 −あ 効果的なものであれば通常知られているものの中より適
宜所望特性を満足するように選択されて使用される。
The viscosity modifier and surface tension modifier may be selected from commonly known agents as long as they are effective and do not adversely affect the liquid medium and recording material used, so as to satisfy the desired properties. selected and used.

具体的には、粘度調整剤としては、ポリビニルアルコー
ル ルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロー
ス、メチルセルロース、水溶性アクリル樹脂、ポリビニ
ルピロリドン、アラビアゴムスターチ等が好適なものと
して例示出来る。
Specifically, suitable examples of the viscosity modifier include polyvinyl alcohol ruboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, methylcellulose, water-soluble acrylic resin, polyvinylpyrrolidone, and gum arabic starch.

所望に応じて適宜選択されて好適に使用される、表面張
力調整剤としては、アニオン系、カチオン系及びノニオ
ン系の界面活性剤が挙げられ、具体的には、アニオン系
としてポリエチレングリコールエーテル硫酸、エステル
塩等、カチオン系としてポリ2−ビニルピリジン誘導体
、ポリ4−ビニルピリジン誘導体等、ノニオン系として
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチ
レンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンア
ルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノア
ルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等
が挙げられる。
Surface tension modifiers that are suitably selected and used as desired include anionic, cationic, and nonionic surfactants, and specifically, as anionic surfactants, polyethylene glycol ether sulfate, polyethylene glycol ether sulfate, Ester salts, etc., cationic types such as poly2-vinylpyridine derivatives, poly4-vinylpyridine derivatives, etc., nonionic types such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene alkyl ester, polyoxyethylene sorbitan monoalkyl Examples include ester, polyoxyethylene alkylamine, and the like.

これ等の界面活性剤の他、ジェタノールアミン、プロパ
ツールアミン、モルホリン酸等のアミン酸、水酸化アン
モニウム、水酸化ナトリウム等の塩基性物質、N−メチ
ル−2−ピロリドン等の置換ピロリドン等も有効に使用
される。
In addition to these surfactants, there are also amino acids such as jetanolamine, propatoolamine, and morpholinic acid, basic substances such as ammonium hydroxide and sodium hydroxide, and substituted pyrrolidones such as N-methyl-2-pyrrolidone. Used effectively.

これ等の表面張力調整剤は、所望の値の表面張力を有す
る記録液体が調合されるように、互いに又は他の構成成
分に悪影響を及ぼさず且つ前記の物性値が調合される記
録液体に与えられる範囲内において必要に応じて二種以
上混合して使用しても良い。
These surface tension modifiers do not adversely affect each other or other constituents, and provide the above-mentioned physical properties to the recording liquid being formulated, so that a recording liquid having a desired value of surface tension is formulated. If necessary, two or more types may be mixed and used within the range specified above.

これ等表面張力調整剤の添加量は種類、調合される記録
液体の他の構成成分種及び所望される記録特性に応じて
適宜決定されるものであるが、記録液体1重量部に対し
て、通常は0.0001〜0.1重量部、好適には0.
001〜0.01重量部とされるのが望ましい。
The amount of these surface tension modifiers to be added is determined as appropriate depending on the type, other constituent components of the recording liquid to be prepared, and desired recording characteristics. Usually 0.0001 to 0.1 parts by weight, preferably 0.0001 to 0.1 parts by weight.
The amount is desirably 0.001 to 0.01 parts by weight.

pH調整剤は、調合された記録液体の化学的安定性、例
えば、長時間の保存による物性の変化や記録剤その他の
成分の沈降や凝集を防止する為に所定のpH値となるよ
うに前記の諸物性値を逸脱しない範囲で適時適当量添加
される。
The pH adjuster is used to maintain a predetermined pH value in order to maintain the chemical stability of the prepared recording liquid, for example, to prevent changes in physical properties due to long-term storage and to prevent sedimentation and aggregation of the recording agent and other components. It is added at the right time and in an appropriate amount within a range that does not deviate from the physical property values.

本発明において好適に使用されるPH調整剤としては、
調合される記録液体に悪影響を及ぼさずに所望のpH値
に制御出来るものであれば大概のものを挙げることが出
来る。
As the PH adjuster suitably used in the present invention,
Almost any pH can be used as long as it can control the pH value to a desired level without adversely affecting the recording liquid being prepared.

そのようなpH調整剤としては具体的に例示すれば低級
アルカノールアミン、例えばアルカリ金属水酸化物等の
一価の水酸化物、水酸化アンモニウム等が挙げられる。
Specific examples of such pH adjusters include lower alkanolamines, monovalent hydroxides such as alkali metal hydroxides, and ammonium hydroxide.

これ等のpH調整剤は、調合される記録液体が前記の物
性値をはずれない範囲で所望のpH値を有するように必
要量添加される。
These pH adjusters are added in a necessary amount so that the recording liquid to be prepared has a desired pH value within a range that does not deviate from the above-mentioned physical property values.

使用される潤滑剤としては、調合される記録液体が後記
の諸物性値を逸脱しない範囲で本発明に係わる技術分野
において通常知られているものの中より有効であるもの
、殊に熱的に安定なものが好適に使用される。このよう
な潤滑剤として具体的に示せば、例えばポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレ
ングリコール、ブチレンゲリコール、ヘキシレングリコ
ール等のアルキレン基が2〜6個の炭素原子を含むアル
キレングリコール;例えばエチレングリコールメチルエ
ーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチ
レングリコールエチルエーテル等のジエチレングリコー
ルの低級アルキルエーテル;グリセリン;例えばメトオ
キシトリグリコール、エトオキシトリグリコール等の低
級アルコールオキシトリグリコール;N−ビニル−2−
ピロリドンオリゴマー;等が挙げられる。
The lubricant to be used is one that is more effective than those commonly known in the technical field related to the present invention, especially one that is thermally stable, as long as the recording liquid to be prepared does not deviate from the various physical properties listed below. are preferably used. Specific examples of such lubricants include polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol; alkylene glycols in which the alkylene group has 2 to 6 carbon atoms such as butylene gellicol and hexylene glycol; for example, ethylene Lower alkyl ethers of diethylene glycol such as glycol methyl ether, diethylene glycol methyl ether, and diethylene glycol ethyl ether; Glycerin; Lower alcohol oxytriglycols such as methoxytriglycol and ethoxytriglycol; N-vinyl-2-
Examples include pyrrolidone oligomer; and the like.

これ等の潤滑剤は、記録液体に所望される特性を満足す
るように所望に応じて必要量添加されるものであるが、
その添加量は記録液体全重量に対して、通常0.1〜1
0wt%、好適には0.1−8wt%、最適には0.2
〜7wt%とされるのが望ましい。
These lubricants are added in the required amount as desired so that the recording liquid satisfies the desired characteristics.
The amount added is usually 0.1 to 1% based on the total weight of the recording liquid.
0wt%, preferably 0.1-8wt%, optimally 0.2
It is desirable that the content be ~7wt%.

又、上記の潤滑剤は、単独で使用される他、互いに悪影
響を及ぼさない条件において二種以上混用しても良い。
In addition to being used alone, the above lubricants may be used in combination of two or more types provided that they do not adversely affect each other.

本発明に使用される記録液体には、上記のよう37− 38− な添加剤が所望に応じて必要量添加されるが、更に記録
部材に付着する場合の記録液体被膜の形成性、被膜強度
に優れたものを得るために、例えばアルキッド樹脂、ア
クリル樹脂、アクリルアミ1く樹脂、ポリビニルアルコ
ール、ポリビニルピロリドン等の樹脂重合体が添加され
ても良い。
The recording liquid used in the present invention is added with the above-mentioned 37-38- additives in the required amount as desired, but the formation properties and film strength of the recording liquid film when attached to the recording member are further improved. In order to obtain excellent properties, resin polymers such as alkyd resins, acrylic resins, acrylamide resins, polyvinyl alcohol, and polyvinylpyrrolidone may be added.

本発明で使用される記録液体は、前述した諸記録特性を
具備するように、比熱、熱膨張係数、熱伝導率、粘性、
表面張力、p I−1及び4i1”rtxされた記録液
滴を使用して記録する場合には比抵抗等の特性値が特性
の条件範囲にあるように調合されるのが望ましい。
The recording liquid used in the present invention has specific heat, coefficient of thermal expansion, thermal conductivity, viscosity,
When recording using recording droplets with surface tension, p I-1, and 4i1''rtx, it is desirable that the composition be prepared so that characteristic values such as specific resistance fall within the range of characteristic conditions.

即ち、これ等の諸特性は、曳糸現象の安定性、熱エネル
ギー作用に対する応答性及び忠実性、画像濃度、化学的
安定性、液路内での流動性等に重要な関連性を有してい
るので、本発明においては記録液体の調合の際、これ等
に充分注意を払う必要がある。
That is, these characteristics have important relationships with the stability of the stringing phenomenon, responsiveness and fidelity to thermal energy effects, image density, chemical stability, fluidity within the liquid path, etc. Therefore, in the present invention, it is necessary to pay sufficient attention to these matters when preparing the recording liquid.

本発明に有効に使用され得る記録液体の上記諸特性とし
ては下記の第1表に示されるごときの値とされるのが望
ましてか、列挙された物性の総てが第1表に示されるご
とき数値条件を満足する必要はなく、要求される記録特
性に応じて、これ等の物性の幾つかが第1表の条件を満
足する値を取れば良いものである。面乍ら比熱、熱膨張
係数、熱伝導率、粘性、表面張力に関しては、第1表の
値に規定されるのが望ましい。勿論、調合された記録液
体の上記諸特性の中で第1表に示される値を満足するも
のが多い程良好な記録が行われることは言うまでも無い
。(以下余白) 第1表 以上のような構造のバブルジェット記録ヘッドにおいて
、従来は短時間に発熱体を急激に加熱し、発熱部表面の
インク層を瞬時に気化させることによって沸騰膜を作り
、膨張させるといういわゆる膜沸騰を起こすことにより
、安定した気泡を発生させ、吐出を行なうものであった
。したがって、従来は発熱体への印加電圧としては、気
泡が発生しはじめる電圧Vo(閾値電圧)の 1.02
〜1.3倍で駆動していた。しかし、本発明者らは、1
00 ILrn X 100 Pmの大きさ、抵抗値7
0Ωの発熱体に厚さ2μmの保護層を設けた発熱体、I
A板を試作し、純水中で通電加熱した時の気泡発生の様
子を観察した結果、印加電圧vpが14V(第5図中の
41.)、15V(同図中の42)、16v(同図中の
43)においては、脱線1騰を起こしており、その時、
第5図のように、電圧を変化させても気泡の体積増加率
(dv/dt)、および最大体積(Vmax)には、大
きな差違がないことがわかったにれは膜沸騰状態では発
熱部表面に蒸気膜ができ、その蒸気膜が発熱部から液層
への熱の伝達を妨げる断熱層となり蒸気膜形成後は発熱
部表面の温度によらず慣性により膨張する為である。
It is desirable that the above-mentioned properties of the recording liquid that can be effectively used in the present invention be as shown in Table 1 below, and all of the listed physical properties are shown in Table 1. It is not necessary to satisfy such numerical conditions; it is sufficient that some of these physical properties take values that satisfy the conditions in Table 1, depending on the required recording characteristics. As for specific heat, coefficient of thermal expansion, thermal conductivity, viscosity, and surface tension, it is desirable that the values shown in Table 1 be specified. Of course, it goes without saying that the more of the above-mentioned properties of the prepared recording liquid that satisfy the values shown in Table 1, the better the recording will be. (Left below) In a bubble jet recording head with a structure as shown in Table 1, conventionally, a heating element is rapidly heated in a short period of time to instantly vaporize the ink layer on the surface of the heating element to create a boiling film. By causing so-called film boiling, which is caused by expansion, stable bubbles are generated and discharged. Therefore, conventionally, the voltage applied to the heating element is 1.02 of the voltage Vo (threshold voltage) at which bubbles begin to generate.
It was being driven at ~1.3 times. However, the inventors found that 1
00 ILrn x 100 Pm size, resistance value 7
A heating element with a 2 μm thick protective layer on a 0Ω heating element, I
As a result of making a prototype of A plate and observing the bubble generation when heated with electricity in pure water, the applied voltage vp was 14V (41. in Figure 5), 15V (42 in the figure), and 16V ( At 43) in the same figure, a derailment occurred, and at that time,
As shown in Figure 5, there is no significant difference in the volume increase rate (dv/dt) and maximum volume (Vmax) of bubbles even when the voltage is changed. This is because a vapor film is formed on the surface, and the vapor film becomes a heat insulating layer that prevents heat transfer from the heat generating part to the liquid layer, and after the vapor film is formed, it expands due to inertia regardless of the temperature of the heat generating part surface.

したがって、膜沸騰状態では常に安定した気泡が作れる
が、多少電圧を変化させても吐出滴量に大きな違いはで
ない。尚、この時の印加パルスrlJは6μs、llJ
動周波周波数 、 5 K Hzでl駆動した。
Therefore, stable bubbles can always be created in the film boiling state, but even if the voltage is slightly changed, there is no significant difference in the amount of ejected droplets. In addition, the applied pulse rlJ at this time is 6 μs, llJ
It was driven at a dynamic frequency of 5 KHz.

一方、本発明者らは、30μmX100μmの=41− 2 大きさで抵抗値128Ωの発熱体を8個/mmの密度で
設けた発熱体基板にAi?述の方法で流路及び吐出オリ
フィスを設け、8オリフィス/mmのへy F試作した
。このヘッドにおいて、印加電圧VPを変化させた」パ
ルスの印加信号を加えたときの吐出スビー1〜を測定し
たところ、第6図に示す結果を得た。ここで滴速度は、
オリフィスとオリフィスから0 、5 mm先との間の
平均速度である。また、その間の吐出形状は非常に長い
(100μm以上)柱状に飛翔する。61は飛翔液柱の
先端速度であり、62はその後端速度である。これから
後端速度は約5 m / sで一定であり、先端速度は
、6 m / s〜15 m / sまで変化していた
。この時の気泡の様子をインクと略同じ物性をしたビヒ
クル中で観察したところV P x以上の電圧では安定
した膜沸騰状態の気泡が発生しているが、吐出開始電圧
V P 2からV P s間では完全な膜沸騰を形成し
ておらず、いわゆる遷移沸騰となっていた。このときも
気泡は人力信号に同期しており、また、その大きさは電
圧に対応していた。また、Vp□は滴吐出開始電圧Vp
2(16V)の1.5倍の24Vであった。ここでいう
遷移沸騰とは、完全な脱線Inには至らない状態であり
、「伝熱概論」(甲藤好部著、養賢堂版、p295〜p
336)に述べられているように、核沸騰から膜沸騰へ
遷移していく領域の沸騰現象であり、膜沸騰と同様に蒸
気膜が形成された後、気泡となって離れ、インクIfη
か再び発熱体面に接し連続的に蒸気膜を形成する状態で
ある。
On the other hand, the present inventors used Ai? A flow path and discharge orifice were provided using the method described above, and a prototype of 8 orifices/mm was fabricated. In this head, when the ejection speed 1~ was measured when a pulse application signal was applied by changing the applied voltage VP, the results shown in FIG. 6 were obtained. Here, the droplet velocity is
It is the average velocity between the orifice and 0.5 mm beyond the orifice. Moreover, the ejection shape between them is a very long columnar shape (100 μm or more). 61 is the tip speed of the flying liquid column, and 62 is the rear end speed. From this point on, the trailing end speed was constant at about 5 m/s, and the tip speed varied from 6 m/s to 15 m/s. When the state of the bubbles at this time was observed in a vehicle having approximately the same physical properties as the ink, it was found that bubbles in a stable film boiling state were generated at voltages higher than V P A complete film boiling was not formed between s and a so-called transition boiling. At this time as well, the bubbles were synchronized with the human input signal, and their size corresponded to the voltage. In addition, Vp□ is the droplet ejection starting voltage Vp
The voltage was 24V, which is 1.5 times that of 2 (16V). The transition boiling referred to here is a state that does not lead to complete derailment In, "Introduction to Heat Transfer" (written by Yoshibu Koto, Yokendo edition, p. 295-p.
336), it is a boiling phenomenon in the region where nucleate boiling transitions to film boiling, and like film boiling, a vapor film is formed and then separates as bubbles, causing the ink Ifη
In this state, the vapor layer contacts the heating element surface again and continuously forms a vapor film.

このヘッドを用いて關動信号を第7図のように、1画素
をN個のパルスによるパルス群で駆動した。
Using this head, one pixel was driven by a pulse group of N pulses using a motion signal as shown in FIG.

この時、パルス巾(t、)は6μs、パルス群中のパル
スの周期(t2)は30μs、即ち、パルス群中のパル
スの周波数(fl)が33 、3 K Hz、パルス群
の周期(t3)は2 m s、即ち、パルス群の周波数
を500 I−I zで駆動し、駆動電圧vpを1.6
 V〜24Vで変化させた。被記録体としては、三菱製
紙製MNマツ1へコート紙を使用した。
At this time, the pulse width (t, ) is 6 μs, the period (t2) of the pulse in the pulse group is 30 μs, that is, the frequency (fl) of the pulse in the pulse group is 33.3 KHz, and the period (t3) of the pulse group is 30 μs. ) is 2 m s, that is, the frequency of the pulse group is driven at 500 I-I z, and the driving voltage vp is 1.6
It was varied from V to 24V. As the recording medium, MN Matsu 1 coated paper manufactured by Mitsubishi Paper Mills was used.

また、ノズルと紙間の距離dは、ドラ1〜位置に影響す
る為、適切な値に設定することが望ましく、通常は、0
.1≦d≦20mm、好適には、0.5≦d≦10mm
、最適には、0.5≦d≦5mmとするのがよい。ここ
ではd=1mmとして評価した。その結果を第2表に示
す。(以下余白) 第2表 5− 6− また、第2表をグラフに表わすと、第8図のようになり
、パルス数とIIK動電圧Vpを変えることでなめらか
なドツト径の変化を得ることができた。
In addition, the distance d between the nozzle and the paper affects the position of the driver 1, so it is desirable to set it to an appropriate value.
.. 1≦d≦20mm, preferably 0.5≦d≦10mm
, optimally, 0.5≦d≦5 mm. Here, evaluation was made with d=1 mm. The results are shown in Table 2. (Left below) Table 2 5-6- Also, if Table 2 is expressed as a graph, it will look like Figure 8, which shows that by changing the number of pulses and the IIK dynamic voltage Vp, smooth changes in dot diameter can be obtained. was completed.

また、この吐出状態をストロボで同期させて観察したと
ころパルス数を変化させることで、インク柱の長さが段
階的に変化し、Nを増すに従って、インク柱が長くなっ
ていることがわかった。さらに、vpを変えることでも
インク柱の長さが変化し、Vpを増す程、インク柱の長
さは長くなっていることがわかった。これは即ち先端が
紙に到着してから後端が到着するまでの時間差が変わる
ことを意味しており、通常、ノズルは紙に対して決めら
れた速度で相対的に移動している為、インクが付着する
面積が変化することとなる。また、、インク柱の長さが
変化するということは、ノズル径が一定であることから
考えて、吐出量そのものが変化することとなり、1画素
を形成する為のパルス数及び滴速度が駆動電圧に対応し
て変化する領域の駆動電圧、いいかえるならば、吐出開
始電圧(V P 2 )から、1 、5 V p z以
下の任意の駆動電圧を変更することにより、画情報に応
じたドツト径を得ることができた。さらに、このドラ1
〜径の変化はパルス数の変更のみの場合、パルス数に応
じた変化量しか得られない。すなわち、パルス数を1.
〜15パルスまで変化させた場合、ドツト径の変化数も
15段階であるのに対して、本発明により極めて多段階
のドラ1〜径の変化を得ることができた。例えば、パル
ス数を1〜15パルスの間で変化させ、電圧値を4段階
に変化させた場合、60段階のドツト径を得ることがで
きる。また、電圧値は、吐出開始電圧(V p 2 )
と、1.5V P 2間の任意の値を設定することがで
き、さらに多段階にドツト径を変化させることも可能で
ある。
In addition, when observing this ejection state while synchronizing it with a strobe, it was found that by changing the number of pulses, the length of the ink column changed in stages, and as the N increased, the ink column became longer. . Furthermore, it was found that the length of the ink column changed by changing vp, and the longer Vp was increased, the longer the ink column became. This means that the time difference between when the leading edge reaches the paper and when the trailing edge arrives changes, and since the nozzle normally moves relative to the paper at a fixed speed, The area to which the ink adheres will change. Also, if the length of the ink column changes, considering that the nozzle diameter is constant, the ejection amount itself will change, and the number of pulses and droplet speed to form one pixel will depend on the driving voltage. In other words, by changing an arbitrary drive voltage of 1.5 V pz or less from the ejection start voltage (V P 2 ), the dot diameter can be adjusted according to the image information. I was able to get Furthermore, this dragon 1
~If the diameter is changed only by changing the number of pulses, only the amount of change corresponding to the number of pulses can be obtained. That is, the number of pulses is 1.
When the dot diameter is varied up to 15 pulses, the number of changes in the dot diameter is 15 steps.However, according to the present invention, it was possible to obtain an extremely multistep change in the dot diameter. For example, if the number of pulses is varied between 1 and 15 pulses and the voltage value is varied in 4 steps, 60 steps of dot diameter can be obtained. In addition, the voltage value is the ejection starting voltage (V p 2 )
and 1.5V P 2, and it is also possible to change the dot diameter in multiple stages.

また、第8図かられかるように、各パルス数において、
吐出開始電圧(V P 2 )近傍の電圧(吐出開始電
圧(V P 2 )とVp2+2Vの間)に対するドツ
ト径の変化量が、それ以上の電圧に対する変化量に比べ
て大きいという特徴がある。この為、吐出開始電圧近傍
、即ち、低電圧側では電圧の変化量を細かく設定しく例
えば、0.2V間隔)、高電圧側では、粗く設定するこ
とによってさらに直線的なドラ1−径の変化を得ること
ができ、極めて高画質の階調記録を得ることができる。
Also, as shown in Fig. 8, at each pulse number,
It is characterized in that the amount of change in the dot diameter with respect to a voltage near the ejection start voltage (V P 2 ) (between the ejection start voltage (V P 2 ) and Vp2+2V) is larger than the amount of change with respect to a voltage higher than that. For this reason, near the discharge start voltage, that is, on the low voltage side, the amount of voltage change should be set finely (for example, at 0.2 V intervals), and on the high voltage side, by setting it coarsely, the change in the diameter of the driver 1 can be made more linear. It is possible to obtain extremely high quality gradation recording.

本発明の実施例においては、いわゆるエツジシュータタ
イプのヘッドの例を述べたが、サイドシュータタイプの
ヘッドにおいても本発明の実施例は有効に用いることが
でき、一方向からインクが供給されるエツジシュータタ
イプに比べ、サイドシュータタイプは発熱部の周囲より
インクを供給することができ、したがって、パルス群中
のパルス数に応じて速かにインク供給ができる為、パル
ス群中のパルスの周期(t2)を短くすることができ、
又通常、エツジシュータタイプのように発熱体が近接し
ていると、パルス数が増えると発熱体基板の蓄熱が大き
くなり、吐出のバラツキが大きくなったり、スプラッシ
ュ状の吐出となったり、吐出不能になったりという現象
が発生し、パルス数に限界が生じてしまったり、パルス
群の周期(t、)を長くしたり、あるいは極めて高熱伝
導性の基板を用いて、放熱性を良くしたりしなければな
らなかったが、サイドシュータタイプは発熱体位置に自
由度がある為、これら不具合に対してもエツジシュータ
タイプより有利である。
In the embodiments of the present invention, an example of a so-called edge shooter type head has been described, but the embodiments of the present invention can also be effectively used in a side shooter type head. Compared to the shooter type, the side shooter type can supply ink from around the heat generating part, and therefore can supply ink quickly according to the number of pulses in the pulse group, so the period of the pulses in the pulse group ( t2) can be shortened,
In addition, if the heating elements are close to each other, such as in an edge shooter type, as the number of pulses increases, heat buildup on the heating element board will increase, resulting in greater variation in discharge, splash-like discharge, or failure to discharge. This may result in a limit to the number of pulses, or the period (t,) of the pulse group may be lengthened, or a substrate with extremely high thermal conductivity may be used to improve heat dissipation. However, since the side shooter type has more flexibility in the position of the heating element, it is more advantageous than the edge shooter type in dealing with these problems.

また、さらに本発明の実施例においては、パルス群中の
パルス数と、駆動電圧を変化させているが、パルス群中
のパルスの数とパルス中(tl)を変化させても同様の
効果を得ることができた。
Further, in the embodiment of the present invention, the number of pulses in the pulse group and the driving voltage are changed, but the same effect can be obtained by changing the number of pulses in the pulse group and the pulse duration (tl). I was able to get it.

第9図は、記録液体に気泡を発生させる別の手段を説明
するための図で、図中、81はレーザ発振器、82は光
変調駆動回路、83は光変調器、84は走査器、85は
集光レンズで、レーザ発振器81より発生されたレーザ
光は、光変調器82において、光変調器駆動回路82に
入力されて電気的に処理されて出力される画情報信号に
従ってパルス変調される。パルス変調されたレーザ光は
、走査器84を通り、集光レンズ85によって熱エネル
ギー作用部の外壁に焦点が合うように集光され、記録ヘ
ッドの外壁86を加熱し、内部の記録液体87内で気泡
を発生させる。あるいは熱エネ49− 50− ルギー作用部の壁86は、レーザ光に対して透過性の材
料で作られ、集光レンズ85によって内部の記録液体8
7に焦点が合うように集光され、記録液体を直接加熱す
ることによって気泡を発生させてもよい。
FIG. 9 is a diagram for explaining another means for generating bubbles in the recording liquid, in which 81 is a laser oscillator, 82 is a light modulation drive circuit, 83 is a light modulator, 84 is a scanner, and 85 is a condensing lens, and a laser beam generated by a laser oscillator 81 is pulse-modulated in an optical modulator 82 according to an image information signal that is inputted to an optical modulator driving circuit 82, electrically processed, and outputted. . The pulse-modulated laser light passes through a scanner 84 and is focused by a condensing lens 85 on the outer wall of the thermal energy acting section, heating the outer wall 86 of the recording head and causing the inner recording liquid 87 to be heated. to generate air bubbles. Alternatively, the wall 86 of the thermal energy acting section is made of a material that is transparent to the laser beam, and the recording liquid 8 inside is
Bubbles may be generated by condensing the light so as to focus on the recording liquid and directly heating the recording liquid.

第1−0図は、上述のごときレーザ光を用いたプリンタ
ーの一例を説明するための図で、ノズル部9]は、高密
度に(たとえば8ノズル/mm)、又、紙91の紙11
1(たとえばA4横111)すべてにわたってカバーさ
れるように集積されている例を示している。
FIG. 1-0 is a diagram for explaining an example of a printer using a laser beam as described above.
1 (for example, A4 size 111) is accumulated so as to cover the entire area.

レーザ発振器81より発振されたレーザ光は、光変調器
83の入口開口に導かれる。光変調器83において、レ
ーザ光は、光変調器83への画情報入力信号に従って強
弱の変調を受ける。変調を受けたレーザ光は、反射鏡8
8によってその光路をビームエキスパンダー89の方向
に曲げられ、ビー11エキスパンダー89に入射する。
Laser light emitted from the laser oscillator 81 is guided to the entrance opening of the optical modulator 83. In the optical modulator 83, the laser beam undergoes intensity modulation according to the image information input signal to the optical modulator 83. The modulated laser beam is reflected by a reflecting mirror 8.
8 bends its optical path in the direction of the beam expander 89 and enters the beam expander 89.

ビームエキスパンダー89により平行光のままビーム径
が拡大される。次に、ビーム径の拡大されたレーザ光は
、高速で定速回転する回転多面鏡90に入射される。回
転多面鏡90によって掃引されたレーザ光は、集光レン
ズ85により、ドロップジェネレータの熱エネルギー作
用部外壁86もしくは内部の記録液体に結像する。それ
によって、各熱エネルギー作用部には、気泡が発生し、
記録液滴を吐出し、記録紙92に記録に行なわれる。
The beam expander 89 expands the beam diameter while remaining parallel light. Next, the laser light whose beam diameter has been expanded is incident on a rotating polygon mirror 90 that rotates at a constant high speed. The laser beam swept by the rotating polygon mirror 90 is imaged by a condensing lens 85 on the outer wall 86 of the thermal energy acting part of the drop generator or on the recording liquid inside. As a result, bubbles are generated in each thermal energy application area,
Recording droplets are ejected and recorded on recording paper 92.

第11図は、さらに別の気泡発生手段を示す図で、この
例は、熱エネルギー作用部の内壁側に配置された1対の
放電電極100が、放電装置101から高電圧のパルス
を受け、記録液中で放電をおこし、その放電によって発
生する熱により瞬時に気泡を形成するようにしたもので
ある。
FIG. 11 is a diagram showing yet another bubble generating means. In this example, a pair of discharge electrodes 100 arranged on the inner wall side of the thermal energy application section receive a high voltage pulse from a discharge device 101. A discharge is caused in the recording liquid, and the heat generated by the discharge instantly forms bubbles.

第12図乃至第19図は、それぞれ第11図に示した放
電電極の具体例を示す図で、 第12図に示した例は、 電極100を針状にして、電界を集中させ、効率よく(
低エネルギーで)放電をおこさせるようにしたものであ
る。
12 to 19 are diagrams showing specific examples of the discharge electrode shown in FIG. 11, respectively. In the example shown in FIG. 12, the electrode 100 is made into a needle shape to concentrate the electric field and efficiently (
It is designed to cause a discharge (with low energy).

第13図に示した例は、 2枚の平板電極にして、電極間に安定して気泡が発生す
るようにしたものである。針状の電極より、発生気泡の
位置が安定している。
In the example shown in FIG. 13, two flat plate electrodes are used so that air bubbles are stably generated between the electrodes. The position of generated bubbles is more stable than needle-shaped electrodes.

第14図に示した例は、 電極にほぼ同軸の穴をあけたものである。2枚の電極の
両穴がガイドになって、発生気泡の位置はさらに安定す
る。
The example shown in FIG. 14 is one in which the electrode has a substantially coaxial hole. The holes in the two electrodes serve as guides, making the position of the bubbles even more stable.

第15図に示した例は、 リング状の電極にしたものであり、基本的には第14図
に示した例と同じであり、その変形実施例である。
The example shown in FIG. 15 has a ring-shaped electrode, and is basically the same as the example shown in FIG. 14, and is a modified example thereof.

第16図に示した例は。The example shown in FIG.

一方をリング状電極とし、もう一方を針状電極としたも
のである。リング状電極により、発生気泡の安定性を)
■い、針状電極により電界の集中により効率を狙ったも
のである。
One is a ring-shaped electrode and the other is a needle-shaped electrode. Ring-shaped electrode improves the stability of generated bubbles)
(2) The aim is to increase efficiency by concentrating the electric field using needle-shaped electrodes.

第17図に示した例は、 一方のリング状電極を熱エネルギー作用部の壁面に形成
したものである。これは、第16図に示した例の効果に
加えて、基板上に平面的に電極を形成するという製造上
の容易さを狙ったものである。このような平面的な電極
は、蒸着(あるいはスパッタリング)や、フ第1〜エツ
チングの技術によって容易に高密度な複数個のものが製
作され得る。マルチアレイに特に威力を発揮する。
In the example shown in FIG. 17, one ring-shaped electrode is formed on the wall surface of the thermal energy application section. In addition to the effects of the example shown in FIG. 16, this is aimed at ease of manufacturing by forming electrodes in a two-dimensional manner on the substrate. A plurality of such planar electrodes can be easily fabricated with high density using vapor deposition (or sputtering) or photo-etching techniques. Particularly effective for multi-arrays.

第18図に示した例は、 第17図に示した例のリング状電極形成部を電極の外周
にそった形状で周囲から一段高くしたものである。やは
り、発生気泡の安定性を狙ったものであり、第16図に
示したものよりも3次元的なガイドを付は加えた分だけ
安定する。
In the example shown in FIG. 18, the ring-shaped electrode forming portion of the example shown in FIG. 17 is shaped along the outer periphery of the electrode and is raised one step higher than the surroundings. Again, the aim is to stabilize the generated bubbles, and the stability is greater than that shown in FIG. 16 by adding a three-dimensional guide.

第19図に示した例は、 第18図に示した例とは反対に、リング状電極形成部を
、周囲から下へ落しこんだ構造としたもので、やはり、
発生気泡は安定して形成される。
The example shown in FIG. 19, contrary to the example shown in FIG. 18, has a structure in which the ring-shaped electrode forming part is sunk downward from the periphery.
The generated bubbles are stably formed.

効   果 以」二の説明から明らかなように、本発明によると、1
画素を複数のパルスで形成するとともに、3 4 発熱体への入力エネルギー(電圧および/またはパルス
[11)を変更している為、従来のように、極めて粗い
段階的なトラ1〜径変化しか得られないという不具合が
解消され、極めて高段階にドラ1へ径を変化させ、また
容易に制御することができる為、高階調の画像品質を得
ることができるという優れた効果をイイしている。また
、これにより、高精細な階調記録を特別な補助手段を用
いずに極めて容易に実現することができた。またその為
に、歩留まり良く作製することができ、安価な階調記録
ヘラ1くを得ることができた。
As is clear from the explanation in ``Effects'' 2, according to the present invention, 1.
Since a pixel is formed by multiple pulses and the input energy (voltage and/or pulse [11]) to the heating element is changed, unlike conventional methods, only a very coarse stepwise change in diameter can be achieved. This eliminates the problem of not being able to obtain a high-gradation image, and since the diameter can be changed to Drawer 1 in extremely high steps and can be easily controlled, it has the excellent effect of being able to obtain high-gradation image quality. . Moreover, this made it possible to extremely easily realize high-definition gradation recording without using any special auxiliary means. Moreover, for this reason, it was possible to manufacture the gradation recording spatula 1 at a high yield and at low cost.

【図面の簡単な説明】 第1図は、本発明による液体噴射記録装置の一実施例を
説明するためのもので、発熱抵抗体を用いる気泡発生手
段の構成を説明するための図、(a)は記録ヘラ1〜の
オリフィス側からみた正面部分図、(b)は(a)のX
−X線で示す部分で切断した場合の切断部分図、第2図
は、バブルジェット方式によるインク噴射の原理を説明
するための図、第3図は、バブルジェット記録ヘッドの
全体斜視図、第4図は、駆動パルス数に対する記録紙上
のドツト径の関係を示す図、第5図は、発熱体への印加
電圧を変化させた場合の気泡発生の様子を示す図、第6
図は、駆動電圧に対する吐出スピードとの関係を示す図
、第7図は、駆動信号を示す図、第8図は、パルス数と
駆動電圧の変化しこ刻するドラ1〜径の変化を示す図、
第9図は、レーザ光を用いた気泡発生手段の一例を説明
するための図、第10図は、レーザ光を用いたプリンタ
ーの一例を説明するための図、第11図は、放電を利用
した気泡発生手段の一例を説明するための図、第12図
乃至第19図は、それぞれ第11図に示した放電電極の
具体例を示す図である。 15・・・オリフィス、16・・・液吐出部、17・・
・熱作用部、]、8・・熱発生部、19・・熱作用面、
2o・・下部層、21・・・発熱抵抗体、22・・・保
護層、23.24・・・電極、25・・・流路壁。
[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of a liquid jet recording apparatus according to the present invention, and is a diagram for explaining the configuration of a bubble generating means using a heating resistor. ) is a front partial view of the recording spatula 1~ as seen from the orifice side, (b) is the X in (a)
- A cutaway partial view taken along the X-ray line; FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of ink ejection using the bubble jet method; FIG. 3 is an overall perspective view of the bubble jet recording head; Fig. 4 shows the relationship between the dot diameter on the recording paper and the number of driving pulses, Fig. 5 shows how bubbles are generated when the voltage applied to the heating element is varied, and Fig. 6 shows the relationship between the dot diameter on the recording paper and the number of driving pulses.
The figure shows the relationship between the ejection speed and the drive voltage, Figure 7 shows the drive signal, and Figure 8 shows the change in the diameter of the driver 1 as the number of pulses and the drive voltage change. figure,
Fig. 9 is a diagram for explaining an example of a bubble generating means using laser light, Fig. 10 is a diagram for explaining an example of a printer using laser light, and Fig. 11 is a diagram for explaining an example of a printer using electric discharge. FIGS. 12 to 19, which are diagrams for explaining an example of the bubble generating means, are diagrams showing specific examples of the discharge electrode shown in FIG. 11, respectively. 15... Orifice, 16... Liquid discharge part, 17...
・Heat acting part, ], 8... Heat generating part, 19... Heat acting surface,
2o: Lower layer, 21: Heat generating resistor, 22: Protective layer, 23.24: Electrode, 25: Channel wall.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、記録液を吐出する為の吐出口と、前記記録液に熱エ
ネルギーを作用させる為の熱エネルギー発生体と、前記
熱エネルギーにより気泡を発生させ、前記気泡の体積増
加にともなう作用力によって、前記記録液を前記吐出口
より飛翔せしめる液体噴射記録装置において、画情報に
応じて、1画素を形成する為の前記発熱体への入力パル
ス数および入力エネルギーを変更して階調記録を行なう
ことを特徴とする液体噴射記録装置。
1. A discharge port for discharging the recording liquid, a thermal energy generator for applying thermal energy to the recording liquid, generating bubbles by the thermal energy, and using an acting force as the volume of the bubbles increases, In a liquid jet recording device that causes the recording liquid to fly from the ejection port, gradation recording is performed by changing the number of input pulses and input energy to the heating element to form one pixel according to image information. A liquid jet recording device featuring:
JP31263589A 1989-12-01 1989-12-01 Liquid jet recorder Pending JPH03173654A (en)

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