DE2954687C2

DE2954687C2 - Ink jet recording head

Info

Publication number: DE2954687C2
Application number: DE2954687A
Authority: DE
Inventors: Yasushi Sato; Yasushi Takatori; Toshitami Hara; Yosiaki Shirato
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1978-10-31
Filing date: 1979-10-31
Publication date: 1997-07-31
Anticipated expiration: 1999-11-01

Abstract

The fluid beam recording device has a recording head which has an opening for the expulsion of fluid, a heating zone with a heater for supplying heat to the fluid for its expulsion, and a feed line for the heating zone, and with a unit which produces the signals for controlling the heating. The angle between the line of feed into the heating zone and the line of the expulsion from the opening theta, is greater than or equal to 30 degrees and smaller than or equal to 150 degrees and the angle between the feed line and the line of the heater, psi, is greater than or equal to 0 degrees and less than 45 degrees.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrfarben-Flüssigkeits strahl-Aufzeichnungskopf gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a multicolor liquid beam recording head according to the preamble of Claim 1.

Ein solcher Mehrfarben-Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungskopf ist der DE-OS 21 64 614 entnehmbar. Der dort gezeigte Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungskopf umfaßt mehrere Flüssigkeits-Ausstoßöffnungen zum Ausstoßen von Flüssigkeiten, mit mehreren Flüssigkeits-Aus stoßenergieerzeugungszonen, in denen beispielsweise mittels einer Heizspirale erzeugte Flüssigkeitsausstoßenergie derart auf die Flüssigkeit wirkt, daß sie durch die Ausstoßöffnungen ausgestoßen wird. Darüberhinaus sind mehrere Flüssigkeitszuleitungsstrecken zur Zuführung von Flüssigkeit zu den Flüssigkeitsausstoßenergiezonen gezeigt. Den Flüssigkeitszuleitungsstrecken wird dort über eine Öffnung die Flüssigkeit zugeführt, die sie an die Ausstoßenergieerzeugungszonen weiter transportieren.Such a multi-color liquid jet recording head is DE-OS 21 64 614 removable. The one shown there A liquid jet recording head includes several Liquid discharge openings for discharging Liquids with multiple liquid offs impact energy generation zones in which, for example, by means of a The heating coil generates liquid ejection energy onto the liquid in this way has the effect that it is ejected through the ejection openings. In addition, there are several liquid supply lines to supply liquid to the Liquid discharge energy zones shown. The Liquid supply lines are there through an opening the liquid that they supplied to the Transport exhaust energy generation zones further.

Ein weiterer Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungskopf von vergleichbarer Bauart ist auch der US 2 573 143 entnehmbar.Another liquid jet recording head from a comparable design can also be found in US 2,573,143.

Die DE-OS 23 50 870 zeigt darüberhinaus noch einen weiteren Mehr farben-Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungskopf, bei dem die eigentlichen Aufzeichnungsdüsen über Tintenzuführschläuche von einer Tintenvorratsvorrichtung versorgt werden. DE-OS 23 50 870 also shows another more color liquid jet recording head in which the actual recording nozzles over ink supply hoses are supplied by an ink supply device.

Aus der US-Patentschrift 3 060 429 ist ein Verfahren (Fernschreib-Verfahren) bekannt, bei dem die Flüssigkeitströpfchen durch elektrostatische Zug kräfte erzeugt und auf einem Aufzeichnungsmaterial nieder geschlagen werden, wobei darüber hinaus ihre Flugrichtung durch ein elektrisches Feld gesteuert werden kann.From U.S. Patent 3,060,429 a method (telex method) is known in which the liquid droplets due to electrostatic pull forces generated and recorded on a recording material be beaten, being beyond their flight direction is controlled by an electric field can be.

Diese elektrische Feldsteuerung wird durch Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen der in einer eine Aus stoßöffnung aufweisenden Düse befindlichen Flüssigkeit und einer Beschleunigungselektrode erzielt, wodurch be wirkt wird, daß die Flüssigkeit aus der Düsenöffnung aus gestoßen und zwischen X-Y-Ablenkelektroden gespritzt wird, die derart angeordnet sind, daß sie ein elektrisches Feld in Abhängigkeit von den Aufzeichnungssignalen steuern können und dadurch wahlweise die Flugrichtung der Tröpf chen in Abhängigkeit von Änderungen der elektrischen Feldstärke zur Erzielung eines Flüssigkeitsniederschlages an gewünschten Positionen steuern.This electrical field control is created by applying of an electric field between the one in an off liquid located nozzle opening and an accelerating electrode, whereby be will act that the liquid from the nozzle opening pushed and sprayed between X-Y deflection electrodes, which are arranged so that they have an electric field control depending on the recording signals can and therefore the direction of flight of the droplets depending on changes in electrical Field strength to achieve liquid precipitation control at desired positions.

Obwohl ein solcher Aufzeichnungskopf einen einfachen Aufbau aufweist, erfordert dieses System einen erheblichen technischen Aufwand und eine hohe Präzi sion für die elektrische Steuerung der Erzeugung und Ab spritzrichtung der Tröpfchen, wobei darüber hinaus die für eine Hochgeschwindigkeitsaufzeich nung unerläßliche Mehrfach-Düsenöffnungsanordnung des Auf zeichnungskopfes Schwierigkeiten mit sich bringt.Although such a recording head is a simple one This system requires construction considerable technical effort and high precision sion for the electrical control of generation and Ab spray direction of the droplets, whereby in addition to that for a high speed recording indispensable multiple nozzle opening arrangement of the Auf drawing head brings difficulties.

Darüber hinaus ist z. B. aus der US-Patentschrift 3 596 275 und der US-Patentschrift 3 298 030 ein. Verfahren be kannt, bei dem ein Strom von Flüssigkeitströpfchen mit gesteuerten elektrostatischen Ladungen durch kontinuier liche Vibration erzeugt und zwischen Ablenkelektroden gerichtet wird, die zur Erzielung einer Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmaterial zwischen sich ein gleichförmi ges elektrisches Feld bilden.In addition, e.g. B. from U.S. Patent 3,596,275 and U.S. Patent 3,298,030. Procedure be knows, in which a stream of liquid droplets with controlled electrostatic charges through continuous Vibration generated and between deflection electrodes is directed to achieving a record a recording material between them uniformly form an electric field.

Im einzelnen ist gemäß diesem Verfahren eine Aufzeich nungssignale erhaltende Ladeelektrode in einem bestimmten Abstand vor der Ausstoßöffnung einer Düse angeordnet, die ein Teil eines mit einem piezoelektrischen Vibrations element ausgestatteten Aufzeichnungskopfes bildet, wobei eine unter Druck stehende Flüssigkeit in die Düse einge leitet wird, während dem piezoelektrischen Vibrations element ein elektrisches Signal einer bestimmten Frequenz zugeführt wird, um es in mechanische Schwingungen zu ver setzen, was zur Folge hat, daß über die Düsenöffnung ein Strom aus Flüssigkeitströpfchen ausgestoßen wird. Da die emittierte Flüssigkeit durch elektrostatische Induk tion über die Ladeelektrode aufgeladen wird, erhält jedes Tröpfchen eine dem Aufzeichnungssignal entsprechende Ladung. Die derart mit gesteuerten Ladungen versehenen Tröpfchen werden während ihres Fluges durch ein gleich förmiges elektrisches Feld zwischen den Ablenkelektroden entsprechend dem Betrag der Ladungen abgelenkt, so daß nur die entsprechend den Aufzeichnungssignalen geladenen Tröpfchen auf dem Aufzeichnungsmaterial niedergeschlagen werden können.In detail, according to this procedure, a record is made Charging electrode receiving voltage signals in a certain Distance in front of the discharge opening of a nozzle, the part of one with a piezoelectric vibration element equipped recording head, wherein a liquid under pressure is injected into the nozzle is conducted during the piezoelectric vibration element an electrical signal of a certain frequency is supplied to ver in mechanical vibrations set, which has the result that a through the nozzle opening Electricity is ejected from liquid droplets. There the liquid emitted by electrostatic induc tion is charged via the charging electrode each droplet corresponds to the recording signal Charge. Those provided with controlled charges in this way Droplets become alike during their flight shaped electric field between the deflection electrodes deflected according to the amount of charges so that only the droplets charged according to the recording signals on the Recording material can be put down.

Ein Aufzeichnungskopf dieser Art weist jedoch im wesentlichen die gleichen Nachteile wie der zuvor beschriebene Aufzeichnungskopf auf.However, a recording head of this kind essentially has the same disadvantages as the recording head described above on.

Bei einem weiteren Aufzeichnungskopf wird Flüssig keit durch mechanische Vibrationen ausgestoßen und in Form von Tröpfchen abgespritzt. Hierbei handelt es sich um einen Aufzeichnungskopf des sog. "Bedarfs- bzw. Anforderungstyps". Bei einem Aufzeichnungskopf dieser Art wird das Volumen einer Flüssigkeitskammer, in die die Flüssigkeit eingeleitet wird, in Abhängigkeit von einem Signal durch mechanische Schwingungen eines piezo elektrischen Vibrationselementes verändert, wodurch die Flüssigkeit in Form von Tröpfchen ausgestoßen wird. Der konkrete Aufbau eines solchen Aufzeichnungskopfes ist z. B. der US-Patentschrift 3 747 120 sowie der Literatur stelle "IEEE Transactions on Industrial Applications", Vol. IA-13, Nr. 1, zu entnehmen.Another recording head becomes liquid ejected by mechanical vibrations and in Hosed form of droplets. This is it around a recording head of the so-called "demand or Requirement type ". For a recording head this Kind becomes the volume of a liquid chamber into which the liquid is introduced depending on a signal by mechanical vibrations of a piezo electrical vibration element changed, which the Liquid is expelled in the form of droplets. Of the concrete structure of such a recording head is e.g. B. US Pat. No. 3,747,120 and the literature place "IEEE Transactions on Industrial Applications", Vol. IA-13, No. 1.

Obwohl ein solcher Aufzeichnungskopf einen äußerst einfachen Aufbau des gesamten Aufzeichnungssystems er möglicht, ist er bezüglich seines Aufbaus und seiner Leistungsfähigkeit nicht frei von Nachteilen. Da nämlich die Tröpfchen durch mechanische Schwingungen des Piezo-Vi brationselementes erzeugt werden, ist das Ansprechver halten bei Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung problematisch. Darüber hinaus treten verschiedene Herstellungsprobleme bei der Bildung der Flüssigkeitskammer, der Anbringung des Piezo-Vibrationselementes und dgl. auf. Da weiterhin eine Miniaturisierung des Aufzeichnungskopfes mit Schwie rigkeiten verbunden ist, ist eine hohe Dichte der Mehr fach-Düsenöffnungsanordnung des Aufzeichnungskopfes mit einer Düsenöffnungsdichte von einer oder mehr Düsenöff nungen je Abstand bzw. Zeileneinheit äußerst schwer zu er zielen, was ebenfalls Schwierigkeiten in bezug auf eine Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung mit sich bringt. Although such a recording head is extremely simple structure of the entire recording system possible, it is regarding its structure and its Efficiency is not free from disadvantages. Because there the droplets due to mechanical vibrations of the Piezo-Vi Brationselementes are generated, is the response keep problematic with high speed recording. There are also various manufacturing problems in the formation of the liquid chamber, the attachment of the piezo vibration element and the like. Since continue miniaturization of the recording head with Schwie is connected, a high density is the majority compartment nozzle opening arrangement of the recording head with a nozzle opening density of one or more nozzle openings It is extremely difficult to find the right distance per unit or line unit aim, which is also a problem with regard to a High-speed recording.

In der nicht vorveröffentlichten DE 28 43 064 A1 ist eine weitere Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung beschrieben, bei der der Flüssigkeitsausstoß durch Erzeugung von Wärme energie bewirkt wird, die auf die Flüssigkeit einwirkt. Zur Wärmeenergieerzeugung sind mehrere Heizelemente vorhanden, denen selektiv Treibersignale zuführbar sind. Diese Ge staltung hat den Vorteil, daß lediglich bei Bedarf ein Flüssigkeitsausstoß erfolgt, der zudem sehr rasch mit hoher Flüssigkeitsausstoßfrequenz durchführbar ist. Aufgrund dieses Ausstoßenergieerzeugungsprinzips lassen sich ferner die Flüssigkeitsausstoßöffnungen sehr dicht packen, ohne daß Übersprecheffekte oder Probleme bei der Heizelement-Mini aturisierung auftreten. Der Flüssigkeitsströmungspfad verläuft bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen zumeist geradlinig, d. h. ungekröpft. Alternativ kann das Heizelement auch an der Rückseite einer Nebenkammer ange ordnet sein, die auf einer Achse mit der zugehörigen Aus stoßöffnung angeordnet ist. Eine Mehrfarbaufzeichnung ist bei diesem Ausführungsbeispiel nicht angesprochen.In the unpublished DE 28 43 064 A1 one described further liquid jet recording device, in which the liquid discharge by generating heat energy is caused, which acts on the liquid. For Thermal energy generation, there are several heating elements, which can be selectively supplied with driver signals. This Ge staltung has the advantage that only when needed Liquid ejection occurs, which also very quickly with high Liquid ejection frequency is feasible. Because of this principle of output energy generation can also be used pack the liquid discharge ports very tightly without that crosstalk or problems with the heating element mini aturization occur. The liquid flow path runs in the described embodiments mostly straightforward, d. H. uncranked. Alternatively, it can Heating element is also on the back of a side chamber assigns that on an axis with the associated Aus butt opening is arranged. A multi-color record is not addressed in this embodiment.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrfarben- Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungskopf der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, daß sowohl ein kompakter Aufbau als auch eine hohe Aufzeichnungsdichte erzielt wird.The invention has for its object a multicolor Liquid jet recording head which in the preamble of To further develop the specified type, that both a compact structure as well a high recording density is achieved.

Diese Aufgabe wird durch einen Aufzeichnungskopf mit den im Patentanspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.This task is accomplished by a recording head solved with the features mentioned in claim 1.

Der erfindungsgemäße Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungskopf ermöglicht eine Mehrfarbaufzeichnung und besitzt selbst bei kontinuierlichem Betrieb über mehrere Stunden hinweg ausgezeichnete kontinuierliche Aufzeichnungsleistung mit sehr gleichförmigem Flüssigkeitsausstoß bei gutem Ansprechverhalten und hohem Wirkungsgrad. Der Mehrfarben-Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungskopf erlaubt damit auch die Durchführung einer Hochge schwindigkeitsaufzeichnung und ermöglicht bei einfacher Herstell barkeit eine äußerst dichte Mehrfach-Düsenöffnungsanordnung, was in der Praxis von großer Bedeutung ist. Hierbei treten keine gegenseitigen Beeinflussungen zwischen den aus den jeweiligen Düsenöffnungen ausgestoßenen Tröpfchen auf. Aufgrund des sehr einfachen Aufbaus läßt sich der Aufzeichnungskopf auch auf sehr geringe Abmessungen verkleinern. Hierbei ist auch die Steuerung der Herstellung der Heizelemente durch selektive Entfernung der Elektroden sehr einfach durchführbar und es kann die kon struktive Anordnung der Ausstoßöffnungen entsprechend den je weiligen Erfordernissen und Wünschen in beliebiger Weise er folgen, so daß sich der Aufzeichnungskopf sehr einfach auch in geschlossener, ganzzeiliger Ausführung bzw. in Stabform herstellen läßt. The liquid jet recording head according to the invention enables multi-color recording and owns even with continuous operation over several hours excellent continuous recording performance with very uniform liquid discharge with good response and high efficiency. The multi-color liquid jet recording head thus also allows the execution of a Hochge speed recording and enables with simple manufacture an extremely dense multiple nozzle orifice arrangement what is of great importance in practice. Here no kick mutual influences between those from each Droplets ejected from the nozzle openings. Because of the very simple construction, the recording head can also be very reduce small dimensions. The control is also here the manufacture of the heating elements by selective removal of the Electrodes can be carried out very easily and the con structural arrangement of the discharge openings according to the because he needs and desires in any way follow, so that the recording head is also very easy produce a closed, full-line version or in rod form leaves.

In dem Unteranspruch ist eine vorteilhafte Ausge staltungen der Erfindung wiedergegeben.In the subclaim is an advantageous Ausge events of the invention reproduced.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausfüh rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.The invention is illustrated below with reference to tion examples with reference to the drawing described.

Es zeigenShow it

Fig. 1 eine schematische Darstellung, die das Aufbauprinzip des bei der Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvor richtung verwendeten Aufzeichnungskopfes veranschaulicht, Fig. 1 is a schematic diagram illustrating the structural principle of the device in the liquid jet recording head used Aufzeichnungsvor,

Fig. 2A und 2B eine perspektivische Ansicht und eine auseinandergezogene Darstellung des Hauptteils eines Aufzeichnungskopfes bei einer für Farbaufzeichnung geeigneten Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrich tung, Fig. 2A and 2B are a perspective view and a exploded view of the main part of processing of a recording head in a form suitable for color recording liquid jet Aufzeichnungsvorrich,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Teiles des Aufzeichnungskopfes der Flüssigkeits strahl-Aufzeichnungsvorrichtung. Fig. 3 is a perspective view of a part of the recording head of the liquid jet recording device.

Gemäß Fig. 1, in der das der Flüssigkeitsstrahl-Auf zeichnungsvorrichtung zugrundeliegende Prinzip veran schaulicht ist, wird eine Flüssigkeit 3 einem Aufzeich nungskopf 1 über verschiedene Einrichtungen, wie einen (nicht dargestellten) externen Flüssigkeitstank bzw. Flüssigkeitsbehälter, ein (nicht dargestelltes) Flüssig keitszuleitungsrohr und ein (ebenfalls nicht dargestell tes) Filter zugeführt. Im vorliegenden Fall wird die Flüssigkeit durch eine Pumpe oder eine andere geeignete Einrichtung einem Druck P ausgesetzt, der von sich aus nicht stark genug ist, um die Flüssigkeit aus einer Aus stoßöffnung 2 auszustoßen bzw. abzuspritzen.According to Fig. 1, in which the liquid jet on recording apparatus veran underlying principle is illustrated, a liquid is 3 a Aufzeich voltage head 1 via various means, such as a (not shown) external fluid tank or liquid container (not illustrated) liquid keitszuleitungsrohr and a filter (also not shown) is supplied. In the present case, the liquid is exposed to a pressure P by a pump or other suitable device which is not inherently strong enough to eject or spray the liquid from a discharge opening 2 .

Wie in der Zeichnung dargestellt ist, ist ein Heiz element bzw. Heizkörper 4 zur Erzeugung von Wärmeenergie in einer Wärme-Wirkzone 5 angeordnet, in der die erzeug te Wärmeenergie auf die Flüssigkeit 3 einwirkt. Die Wärme-Wirkzone 5 ist ein Bereich, in dem zumindest die von dem Heizkörper 4 abgegebene Wärmeenergie der Flüssig keit 3 zugeführt wird, wodurch die in der Wärme-Wirkzone 5 befindliche Flüssigkeit Zustandsänderungen (Ausdehnung des Flüssigkeitsvolumens oder Bildung von Bläschen) erfährt, durch die ein Ausstoßen von Flüssigkeitströpfchen bewirkt wird. As shown in the drawing, a heating element or radiator 4 for generating thermal energy is arranged in a heat-effective zone 5 , in which the generated thermal energy acts on the liquid 3 . The heat-active zone 5 is an area in which at least the heat energy emitted by the radiator 4 is supplied to the liquid 3 , whereby the liquid in the heat-active zone 5 experiences changes in state (expansion of the liquid volume or formation of bubbles) through which ejecting liquid droplets is caused.

Aufgrund ihrer charakteristischen Eigenschaften eignet sich die vorstehend beschriebene Flüssigkeits strahl-Aufzeichnungsvorrichtung für eine Mehrfarben-Aufzeichnung unter Verwendung mehrfarbi ger Flüssigkeiten. Wie bereits erwähnt, können die Anordnung der Flüssigkeitsausstoßöffnungen, bei der eine Vielzahl von Düsenöffnungen mit sehr hoher Dichte je Abstand bzw. Zeileneinheit angeordnet sind, der Heizkörper und die Ansteuereinrichtung zur Zuführung von Treiber signalen zu dem Heizkörper in jeweils gewünschten Kon figurationen aufgebaut werden. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvor richtung für den Ausstoß von mehrfarbigen Flüssigkeiten in sehr kompakter Bauweise zu konstruieren.Because of their characteristic properties the liquid described above is suitable beam recording device for multicolor recording using multicolor liquids. As already mentioned, the Arrangement of the liquid discharge openings at which one Variety of very high density nozzle openings each Distance or line unit are arranged, the radiator and the control device for supplying drivers signals to the radiator in the desired con figurations can be built. There is also the ability to pre-record the liquid jet Direction for the discharge of multicolored liquids to be constructed in a very compact design.

Bei Verwendung eines Aufzeichnungskopfes üblicher Bauart können die Aufzeichnungsköpfe für mehrfarbige Flüssigkeiten nicht in hoher Dichte angeordnet werden, so daß eine Verzögerung bei der zeitlichen Ansteuerung in Abhängigkeit von der Anordnungsfolge der Aufzeichnungs köpfe in bezug auf das Aufzeichnungspapier erforderlich ist, was verschiedene Nachteile dahingehend zur Folge hat, daß die Signalsteuerung (insbesondere im Hochge schwindigkeitsbetrieb) schwierig ist, daß mit hoher Wahrscheinlichkeit Farbverfälschungen auftreten und dgl.More common when using a recording head The recording heads can be designed for multi-colored Liquids are not arranged in high density, so that a delay in timing depending on the order of the recording heads required with respect to the recording paper is what entails various disadvantages in that has that the signal control (especially in Hochge speed operation) is difficult with high Probability of color falsifications and the like

Im allgemeinen wird bei einem aus einer Vielzahl von Bildpunkten bestehenden mehrfarbigen Bild die Wiedergabe von Zwischentönen geringer und die Farbverfälschung un erträglich, wenn die Positionsverschiebung der Bild punkte Werte von 150 bis 170 µm oder dgl. überschreitet. Bei der vorstehend beschriebenen Flüssigkeitsstrahl-Auf zeichnungseinrichtung können die Ausstoßöffnungen mit einer Dichte von 10 Düsenöffnungen je mm oder dichter angeordnet werden, da sich die Ausstoßöffnungen inner halb dieses Bereiches kritischer Werte ausbilden lassen, so daß sich äußerst vorteilhafte Ergebnisse in bezug auf die Wiedergabe von Zwischentönen usw. erzielen lassen. Generally, one of a variety of Pixels existing multi-color image playback of intermediate tones less and the color falsification un tolerable if the position shift of the picture points exceeds values of 150 to 170 µm or the like. In the above-described liquid jet drawing device can the discharge openings with a density of 10 nozzle openings per mm or denser be arranged because the ejection openings are inside have half of this range of critical values trained, so that extremely beneficial results in terms of achieve the reproduction of intermediate tones, etc.

In Fig. 2A ist ein Teil einer Flüssigkeitsstrahl-Farb aufzeichnungsvorrichtung veranschaulicht. Der zur Anpassung der Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungs vorrichtung für Farbaufzeichnungszwecke erforderliche Aufbau ist im wesentlichen derart, daß Blockbauteile 16A, 16B und 16C, die die Flüssigkeitszuführungskammern für die jeweiligen Farb flüssigkeiten (z. B. A, B und C) bilden, und Flüssig keitszuleitungsrohre 17A, 17B und 17C vorgesehen sind. Wie in Fig. 2B dargestellt ist, ist eine Vielzahl von Löchern H in den Nuten 14 der Flüssigkeitszuleitungs strecke in der Zuleitungsstreckenplatte 9 für jeweils zwei Nuten derart ausgebildet, daß dieselbe Farbflüssig keit hindurchgeführt werden kann (bei der dargestellten Ausführungsform ist dies z. B. die Farbflüssigkeit C). Die Auswahl des Farbtones und der Art der Farbflüssigkeit erfolgt korrekt in Abhängigkeit von der Art der Aufzeich nung, d. h., zum Beispiel in Abhängigkeit von einer graphischen Aufzeichnung (der sog. "unechten Aufzeichnung bzw. Falschfarbenaufzeichnung"), einer natürlichen Farbaufzeichnung (der sog. "echten Farbaufzeichnung") oder - als Spezialfall - in Abhängigkeit von der Auf zeichnung eines zweifarbig geschriebenen Schriftstückes, das z B. ein in den Farben Schwarz und Rot korrigierter Entwurf sein kann, usw.In Fig. 2A, part of a liquid jet color recording device is illustrated. The structure required for adapting the liquid jet recording device for color recording purposes is essentially such that block components 16 A, 16 B and 16 C, which form the liquid supply chambers for the respective color liquids (e.g. A, B and C), and Liquid supply pipes 17 A, 17 B and 17 C are provided. As shown in Fig. 2B, a plurality of holes H is formed in the grooves 14 of the liquid feed line in the feed line plate 9 for two grooves each such that the same color liquid speed can be passed through (in the embodiment shown, this is e.g. the color liquid C). The selection of the color tone and the type of color liquid is carried out correctly depending on the type of recording, ie, for example depending on a graphic recording (the so-called "false recording or false color recording"), a natural color recording (the so-called. "real color recording") or - as a special case - depending on the recording of a two-color written document, which can be, for example, a draft corrected in black and red, etc.

Obwohl in der Figur nicht dargestellt, kann außerdem eine geeignete photoempfindliche Detektoreinrichtung (Filter, Lichtempfangselement usw.) zur Gewinnung von Mehrfarben-Informationen als Eingangssignale für das System der Aufzeichnungsvorrichtung vorgesehen sein. Although not shown in the figure, can also a suitable photosensitive detector device (Filter, light receiving element, etc.) to obtain Multicolor information as input signals for the System of the recording device may be provided.

Hierbei ist ausreichend, daß die Anordnungsdichte der Flüssigkeitsausstoßöffnungen und die Bildauflösungs dichte des Lichtempfangselementes der photoempfindlichen Detektoreinrichtung in bezug auf ein aus einer Vielzahl von Bildpunkten bestehendes einzelnes Bildelement ein ander entsprechen. Wenn z. B. eine natürliche Farbauf zeichnung mit Flüssigkeiten in den drei Primärfarben durchgeführt wird, kann die Bildauflösungsdichte des Lichtempfangselementes 4 je mm betragen, wenn die Aus stoßöffnungsdichte 10 je mm beträgt.It is sufficient that the arrangement density of the liquid discharge ports and the image resolution density of the light receiving element of the photosensitive Detector device with respect to one of a variety single image element consisting of pixels correspond to others. If e.g. B. a natural color drawing with liquids in the three primary colors is performed, the image resolution density of the Light receiving element 4 per mm when the off joint opening density is 10 per mm.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist zwar als Beispiel eine Vielzahl von Blockbauteilen 16A, 16B und 16C auf der Zuleitungsstreckenplatte dargestellt, jedoch ist die Zuführung der Flüssigkeit zu dem Auf zeichnungskopf nicht auf dieses Verfahren beschränkt, sondern kann auch durch Anwendung verschiedener anderer Verfahren erfolgen. In the embodiment according to FIG. 2, a large number of block components 16 A, 16 B and 16 C are shown on the supply line plate as an example, but the supply of the liquid to the recording head is not restricted to this method, but can also be achieved by using different ones other procedures.

Die Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung der in Fig. 2A dargestellten Art wurde in der nach stehend beschriebenen Weise hergestellt (s. Fig. 3).The liquid jet recording device of the type shown in Fig. 2A was manufactured in the manner described below (see Fig. 3).

SiO₂ wurde als Wärme-Regenerierschicht 29 auf ein eine Dicke von 0,6 mm aufweisendes Al₂O₃-Substrat in einer Dicke von 3 µm (im Vakuum) aufgedampft, worauf hin eine aufeinanderfolgende Laminierung bzw. Beschich tung mit ZrB₂ als Heiz-Widerstandskörper 11 in einer Dicke von 0,08 µm und die Elektroden 12, 13 bildendem Aluminium in einer Dicke von 0,5 µm vorgenommen wurde. Sodann wurden hierauf 1000 Heiz-Widerstandskörper 11, die jeweils eine Breite von 50 µm und eine Länge von 300 µm aufwiesen, mit einer Ganghöhe bzw. in einem Abstand von 111 µm durch selektive Photo-Ätzung ausgebildet. Daraufhin wurde SiO₂ zur Bildung einer isolierenden Schutzschicht 30 in einer Dicke von 1 µm (im Vakuum) aufgedampft, wodurch der elektro-thermische Wandlerabschnitt vollständig herge stellt war.SiO₂ was evaporated as a heat regeneration layer 29 on a 0.6 mm thick Al₂O₃ substrate in a thickness of 3 µm (in vacuum), whereupon a successive lamination or coating with ZrB₂ as a heating resistor 11 in one Thickness of 0.08 microns and the electrodes 12 , 13 forming aluminum was made in a thickness of 0.5 microns. Then 1000 heating resistor bodies 11 , each having a width of 50 μm and a length of 300 μm, were then formed with a pitch or at a distance of 111 μm by selective photo-etching. Then SiO₂ was evaporated to form an insulating protective layer 30 in a thickness of 1 μm (in a vacuum), as a result of which the electro-thermal converter section was completely manufactured.

Sodann wurde eine Nutenplatte mit einer Vielzahl von Nuten, die jeweils eine Breite von 60 µm, eine Tiefe von 60 µm und eine Ganghöhe bzw. einen Abstand von 111 µm (was einer Ausstoßöffnungsdichte von 9 je mm ent spricht) aufwiesen, mittels eines Mikrofräsers auf einer Glasplatte 9 ausgebildet, woraufhin aus Glas bestehende Flüssigkeitszuleitungsblocks 16A, 16B und 16C an dem Substrat 8 angebracht wurden, auf dem der elektro-thermi sche Wandlerabschnitt vorgesehen war. Sodann wurde der aus Aluminium bestehende Kühlkörper 27 auf der gegenüber liegenden Seite des Substrates 8 durch Herstellen einer Klebverbindung befestigt.Then a groove plate with a plurality of grooves, each having a width of 60 microns, a depth of 60 microns and a pitch or a distance of 111 microns (which corresponds to an ejection opening density of 9 per mm), by means of a micro cutter a glass plate 9 is formed, whereupon glass liquid supply blocks 16 A, 16 B and 16 C have been attached to the substrate 8 on which the electro-thermal transducer section was provided. The aluminum heat sink 27 was then attached to the opposite side of the substrate 8 by making an adhesive connection.

Da bei diesem Ausführungsbeispiel die Ausstoß öffnungen ausreichend klein sind, wurden keine speziellen Maßnahmen dahingehend ergriffen, auch die Ausstoßöff nungsplatte am Vorderende der derart ausgestalteten Aus stoßöffnungen zur Bildung von Öffnungen eines gewünschten Durchmessers anzuordnen.Because in this embodiment, the output openings are sufficiently small, no special Measures taken, including the discharge opening voltage plate at the front end of the thus configured butt openings to form openings of a desired Arrange diameter.

Der auf diese Weise hergestellte Aufzeichnungs kopf (mit einer Ausstoßöffnungsdichte von 9 je mm und einer Gesamtanzahl von 1000 Ausstoßöffnungen) wurde mit einer Steuerschaltung, einer photoempfindlichen Detektor einrichtung usw. verbunden, woraufhin die gesamte Anord nung in Betrieb genommen wurde, indem eine Impulsspannung an die 1000 elektro-thermischen Wandlerelement in Ab hängigkeit von Bildsignalen angelegt wurde, während die Flüssigkeit unter einem derartigen Druck zugeführt wurde, daß kein Austritt der Flüssigkeit aus den Aus stoßöffnungen 18 erfolgte, bevor nicht der Heiz-Wider standskörper Wärmeenergie erzeugte. Als Ergebnis konnte ein Farbbild mit ausgezeichneter Bildauflösung und hervorragenden Zwischentönen erhalten werden. Darüber hinaus ergab sich eine sehr hohe Aufzeichnungsge schwindigkeit.The recording head thus produced (with an ejection opening density of 9 per mm and a total of 1000 ejection openings) was connected to a control circuit, a photosensitive detector device, etc., whereupon the entire arrangement was put into operation by applying a pulse voltage to the 1000 electro-thermal transducer element in dependence on image signals was applied, while the liquid was supplied under such a pressure that no leakage of the liquid from the discharge openings 18 took place before the heating-resistance body generated thermal energy. As a result, a color image with excellent image resolution and excellent intermediate tones could be obtained. In addition, the recording speed was very high.

Die Aufzeichnungsbedingungen sind in der nach stehend wiedergegebenen Tabelle aufgeführt.The recording conditions are as follows table shown above.

Tabelle table

Für die Aufzeichnungsflüssigkeit wurden außerdem folgende Zusammensetzungen verwendet, die im wesent lichen zu dem gleichen vorteilhaften Ergebnis führten:For the recording liquid, too uses the following compositions, which in essence led to the same advantageous result:

Claims

1. Multi-color liquid recording head with

a) a plurality of liquid discharge openings for discharging liquid,
b) a plurality of heat-active zones ( 22 ) with these associated heating elements ( 11 ), in which the thermal energy given off by the heating elements ( 11 ) is supplied to the liquid, as a result of which the liquid in the heat-active zone ( 22 ) undergoes a change in state, through which an emission of Droplets of liquid are caused by the discharge openings,
c) a plurality of liquid supply lines ( 20 ) for supplying the liquid to the thermal zones ( 22 ),
d) wherein each of the liquid supply lines ( 20 ) has an opening (H) for the supply of liquid to the respective liquid supply line
characterized,
e) that the distances between the openings (H) and the liquid discharge openings respectively assigned to them are different for different colors and the same for the same colors, and
f) that the heating elements ( 11 ) provided for the discharge of different colors are arranged for the corresponding colors on the same substrate ( 8 ).

2. A multicolor liquid jet recording head according to claim 1, characterized by an ejection orifice plate ( 18 ) comprising a plurality of ejection orifices.

3. Multi-color liquid recording device with a multi-color liquid jet recording head any of the preceding claims.