JP2000313118A - Ink jet recording head, ink jet recording apparatus and method - Google Patents

Ink jet recording head, ink jet recording apparatus and method

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JP2000313118A
JP2000313118A JP12450899A JP12450899A JP2000313118A JP 2000313118 A JP2000313118 A JP 2000313118A JP 12450899 A JP12450899 A JP 12450899A JP 12450899 A JP12450899 A JP 12450899A JP 2000313118 A JP2000313118 A JP 2000313118A
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ink
discharge
jet recording
liquid
ejection
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JP12450899A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuji Suemitsu
裕治 末光
Yasushi Oki
靖 大木
Susumu Hirakata
進 平潟
Hiroaki Sato
博昭 佐藤
Yasushi Suwabe
恭史 諏訪部
Megumi Hasebe
恵 長谷部
Satoru Mori
哲 毛利
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To lower the resistance of a seal liquid at the time of the emission of ink. SOLUTION: A head 10 is equipped with an ink emitting orifice 12 provided to an ink emitting surface, an emitting chamber 16 provided with an emitting means 14, an ink sump 18 supplying ink to the emitting chamber 16 and a seal liquid drawing-in means 24 for drawing in a seal liquid so that the first seal liquid 22A positioned at the ink emitting orifice 12 and the second seal liquid 22B positioned in the periphery of the ink emitting orifice 12 are interrupted and the seal liquid drawing-in means 24 is constituted by forming composite members different in the coefficient of thermal expansion into a bimorph structure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録ヘッド、インクジェット記録装置、及びインクジェッ
ト記録方法に係り、より詳しくは、インクを吐出するイ
ンク吐出口をシール液体でシールするインクジェット記
録ヘッド、インクジェット記録装置、及びインクジェッ
ト記録方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head, an ink jet recording apparatus, and an ink jet recording method, and more particularly, to an ink jet recording head and an ink jet recording apparatus for sealing an ink discharge port for discharging ink with a sealing liquid. And an ink jet recording method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のインクジェット記録装置において
は、非動作時のインクの乾燥、増粘に起因するノズルの
目詰まりを防止することが大きな課題である。この課題
を解決するために種々のインク材料が開発されている
が、インク溶媒の蒸発を低減することは依然として困難
である。市販のインクジェット記録装置では、非印字
時、長期休止時には、樹脂製のキャッピング手段等によ
り、ノズルと外気とを遮蔽してインクの乾燥を遅延させ
ようとしている。しかし、このキャッピング手段では、
ノズルの気密状態をより効果的に高めるためには、複雑
な手順と装置が必要となる。また、このキャッピング手
段では、ノズルを空気から完全に遮蔽することができ
ず、保存中に、ノズル内部のインクの乾燥、増粘が徐々
に進行し、ノズルの目詰まりが発生してしまうことがあ
る。
2. Description of the Related Art In a conventional ink jet recording apparatus, it is a major problem to prevent nozzle clogging due to drying and thickening of ink during non-operation. Various ink materials have been developed to solve this problem, but it is still difficult to reduce evaporation of the ink solvent. In a commercially available ink jet recording apparatus, at the time of non-printing or during a long period of non-operation, the nozzle and the outside air are shielded by a capping means made of resin or the like to delay the drying of the ink. However, this capping means
In order to more effectively increase the airtightness of the nozzle, complicated procedures and devices are required. Also, with this capping means, the nozzle cannot be completely shielded from the air, and during storage, the drying and thickening of the ink inside the nozzle gradually progress, which may cause nozzle clogging. is there.

【0003】上記目詰まり回復のためのメンテナンスは
不利益となっている。即ち、 市販されているインクジ
ェット記録装置では、長期休止によるノズルの目詰まり
を回復するために、様々なメンテナンス動作が必要とな
っている。例えば、ノズル内の詰まりをノズルの外部か
ら負圧により引き出すバキューム動作による回復では、
装置内にポンプや廃インクの吸収体が必要であり、装置
を複雑化、大型化し、装置のコストを高めている。ま
た、ノズル面を一括して負圧にするため、目詰まりの発
生していないノズルからも大量のインクを吸い出して廃
棄することになり、ランニングコストが高くなる。ま
た、ダミージェット動作やワイピング動作を繰り返して
回復する場合では、メンテナンス位置にヘッドを移動し
たり、ヘッド面にブレードなどの部材を押し当てて摺擦
運動する機構が必要となるなど装置が複雑化してコスト
が高くなる。インクジェット記録装置の長期休止後に
は、印字前にこれらの動作を組み合わせてメンテナンス
動作をさせており、印字前の待ち時間や、メンテナンス
動作による騒音なども発生し、ユーザーに不利益を与え
ている。
[0003] Maintenance for the above-mentioned clogging recovery is disadvantageous. That is, in a commercially available ink jet recording apparatus, various maintenance operations are required in order to recover clogging of the nozzle due to long-term suspension. For example, in the recovery by a vacuum operation in which a clog in the nozzle is pulled out from the outside of the nozzle by a negative pressure,
Since a pump and an absorber for waste ink are required in the apparatus, the apparatus is complicated and large, and the cost of the apparatus is increased. Further, since the nozzle surfaces are collectively made to have a negative pressure, a large amount of ink is also sucked out from nozzles where no clogging occurs and discarded, thereby increasing running costs. In addition, in the case where the recovery is performed by repeating the dummy jet operation and the wiping operation, the device becomes complicated, for example, a mechanism for moving the head to the maintenance position or pressing a member such as a blade against the head surface to perform a sliding motion is required. Cost increases. After a long-term suspension of the inkjet recording apparatus, a maintenance operation is performed by combining these operations before printing, and a waiting time before printing and noise due to the maintenance operation are generated, which is disadvantageous to the user.

【0004】長期休止後の目詰まりに起因する問題を回
避する手段としては、特開昭52−104130号公報
に開示されているように、液体キャッピングによる目詰
まりを回避する方法がある。即ち、インクに不溶のシー
ル液体と、シール液体の膜を張る手段によって、インク
吐出口を密封してインクを空気から遮蔽し、インクの乾
燥を防ぐ方法が知られている。
As means for avoiding the problem caused by clogging after a long period of suspension, there is a method for avoiding clogging due to liquid capping as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-104130. That is, a method is known in which a seal liquid insoluble in ink and a means for forming a film of the seal liquid are used to seal the ink discharge port to shield the ink from air and prevent the ink from drying.

【0005】また、特開昭49−115548号公報に
は、シール液体とぬれ機構により印字装置の非動作時に
インク吐出口を密封し、動作時にはシール液体の供給路
に設けた開閉器によってシール液体の供給を止める方法
が記載されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 49-115548 discloses that a seal liquid and a wetting mechanism seal an ink discharge port when the printing apparatus is not operating, and a seal liquid supply path is provided by a switch provided in a seal liquid supply path during operation. A method for stopping the supply of the water is described.

【0006】しかし、これらの方法では、シール液体が
表面では区切られているものの内部では実質的に周囲の
シール液体と連続しているために、吐出開始時にインク
吐出の抵抗が高いという欠点を有している。印字装置を
使用する環境の温度が低くなると、シール液体の粘度が
高くなることがあり、最悪の場合はインクを吐出できな
いという問題が発生する。
However, these methods have a disadvantage that the resistance of ink discharge is high at the start of discharge because the seal liquid is separated on the surface but is substantially continuous with the surrounding seal liquid inside. are doing. When the temperature of the environment in which the printing apparatus is used becomes low, the viscosity of the seal liquid may increase, and in the worst case, there is a problem that ink cannot be ejected.

【0007】このような問題に鑑み、特開昭54−69
436号公報には、シール液体による密封方式における
インク滴の吐出安定性を改善するために、シール液体膜
の形成・解除を行う方法が開示されている。
In view of such a problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-69
No. 436 discloses a method of forming and releasing a seal liquid film in order to improve the ejection stability of ink droplets in a sealing method using a seal liquid.

【0008】また、特開平5−177841号公報で
は、必要に応じてシール液体によってノズルをシールす
る方法や、キャリッジ走査に連動してシール液体による
シールを開閉する方法が述べられている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-177841 describes a method of sealing a nozzle with a seal liquid as needed, and a method of opening and closing a seal with a seal liquid in conjunction with carriage scanning.

【0009】しかし、いずれの方法でも、シール液体に
よりシールされている状態とシールが解除された状態の
切り替えに、ポンプや電磁石、支持体による開閉などの
外力が必要であり、ヘッドの構造の複雑化、およびそれ
に伴う印字装置の大型化を招くこととなる。
However, in either method, switching between the state of being sealed by the sealing liquid and the state of being unsealed requires an external force such as opening and closing by a pump, an electromagnet, and a support, and the structure of the head is complicated. This leads to an increase in the size of the printing apparatus.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のシ
ール液体によるノズルの密封方法では、吐出時のシール
液体の抵抗が高く、環境が変わってシール液体の粘度が
高くなった場合など、最悪の場合はインクを吐出できな
いという欠点を有している。また、一般的には、蒸気圧
が低く不揮発性の液体は分子量が大きいために動粘度が
高いものが多い。このため、より長期間シール液体を不
揮発にして目詰まりに対するシール性能を維持させるに
は動粘度が高いシール液体を選択するのが望ましい。し
たがって、より長期間の目詰まりを防止するような仕様
を採用するためには、動粘度の高いシール液体を用いた
り、あるいはシール液体の厚みを厚くしたりせざるを得
ず、吐出抵抗がさらに高くなってしまい、目詰まり防止
の性能と吐出性能との両立が難しくなってしまう。これ
らの問題点を回避しようとしてシール液体のシールを開
閉する手段を設けた場合には、装置が複雑化、大型化し
てしまう。
As described above, in the conventional method of sealing a nozzle with a sealing liquid, the worst case is when the sealing liquid has a high resistance at the time of discharge and the viscosity of the sealing liquid increases due to an environment change. The case (1) has a disadvantage that ink cannot be ejected. In general, many non-volatile liquids having a low vapor pressure have a high kinematic viscosity due to a large molecular weight. Therefore, it is desirable to select a seal liquid having a high kinematic viscosity in order to make the seal liquid non-volatile for a longer period of time and maintain the sealing performance against clogging. Therefore, in order to adopt a specification that prevents clogging for a longer period of time, a sealing liquid having a high kinematic viscosity must be used, or the thickness of the sealing liquid must be increased, and the discharge resistance further increases. As a result, it becomes difficult to achieve both clogging prevention performance and discharge performance. If means for opening and closing the seal of the seal liquid is provided to avoid these problems, the apparatus becomes complicated and large.

【0011】本発明は、前記のような従来技術の有する
問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、インク
吐出時のシール液体の抵抗を低くすることの可能なイン
クジェット記録ヘッド、インクジェット記録装置、及び
インクジェット記録方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the related art, and has as its object to provide an ink jet recording head and an ink jet recording capable of reducing the resistance of a seal liquid at the time of ink ejection. An apparatus and an inkjet recording method are provided.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため請求
項1記載の発明は、インクを吐出するためのインク吐出
口と、前記インク吐出口をシールするシール液体と、入
力された画像信号に応じて前記インク吐出口からインク
を吐出するインク吐出手段と、前記シール液体の前記イ
ンク吐出口に位置するシール液体と前記シール液体の前
記インク吐出口の周囲に位置するシール液体とが区切ら
れるように、前記シール液体を前記インク吐出口内に引
き込むシール液体引き込み手段と、を有するインクジェ
ット記録ヘッドであって、熱膨張係数が異なる複合部材
をバイモルフ構造にして、前記シール液体引き込み手段
を構成したことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, there is provided an ink ejection port for ejecting ink, a sealing liquid for sealing the ink ejection port, and an input image signal. An ink ejection unit that ejects ink from the ink ejection port in response to the seal liquid, wherein the seal liquid located at the ink ejection port of the seal liquid and the seal liquid of the seal liquid located around the ink ejection port are separated. A seal liquid drawing means for drawing the seal liquid into the ink discharge port, wherein the seal liquid drawing means is configured by forming a composite member having a different coefficient of thermal expansion into a bimorph structure. Features.

【0013】即ち、インク吐出口にはシール液体が自動
的に又は手動で供給される。インク吐出口がシール液体
でシールされている状態で、インク吐出手段が、インク
吐出口からインクを吐出させようとした場合、シール液
体の粘性などにより、インク吐出口に位置するシール液
体ばかりでなく、インク吐出口の周囲に位置するシール
液体も、インク吐出を妨げようとする。
That is, the seal liquid is supplied to the ink discharge port automatically or manually. When the ink ejection unit attempts to eject ink from the ink ejection port while the ink ejection port is sealed with the seal liquid, not only the seal liquid located at the ink ejection port due to the viscosity of the seal liquid, but also Also, the seal liquid located around the ink ejection port also tries to prevent ink ejection.

【0014】そこで、本発明では、シール液体引き込み
手段が、シール液体のインク吐出口に位置するシール液
体と、シール液体のインク吐出口の周囲に位置するシー
ル液体と、が区切られるように、シール液体を引き込
む。
Therefore, in the present invention, the sealing liquid drawing means separates the sealing liquid positioned at the ink discharging port of the sealing liquid from the sealing liquid positioned around the ink discharging port of the sealing liquid. Withdraw liquid.

【0015】このように、インク吐出口に位置するシー
ル液体とインク吐出口の周囲に位置するシール液体とが
区切られるように、シール液体をインク吐出口内に引き
込むので、インク吐出口からインクを吐出させようとし
た場合、インク吐出口の周囲に位置するシール液体のイ
ンク吐出を妨げようとする影響を無くすことができ、安
定してインクを吐出することができる。
As described above, the seal liquid is drawn into the ink discharge port so that the seal liquid located at the ink discharge port and the seal liquid located around the ink discharge port are separated, so that the ink is discharged from the ink discharge port. In such a case, it is possible to eliminate the effect of preventing the sealing liquid positioned around the ink discharge port from discharging the ink, and to stably discharge the ink.

【0016】特に、本発明では、熱膨張係数が異なる複
合部材をバイモルフ構造にして、前記シール液体引き込
み手段を構成している。よって、シール液体引き込み手
段の動作量を大きくすることができ、少ないエネルギー
で引き込みを制御でき、即ち、同じエネルギーではシー
ル液体引き込み手段を大きく動作させることができる。
In particular, in the present invention, the composite member having a different thermal expansion coefficient has a bimorph structure to constitute the sealing liquid drawing means. Therefore, the operation amount of the sealing liquid drawing means can be increased, and the drawing can be controlled with a small amount of energy, that is, the sealing liquid drawing means can be largely operated with the same energy.

【0017】ここで、請求項2のように、シール液体引
き込み手段が複合部材を過熱する加熱手段を含み、該加
熱手段を前記吐出手段としてもよい。よって、複数のイ
ンク吐出口があるような場合、各吐出口毎にシール液体
の引き込み及びインクの吐出を行うことができるので、
ロスなくシール液体の引き込みを行うことができると共
に、各吐出口毎に最適な引き込み状態をインク吐出を行
うようにらすることができる。
Here, the sealing liquid drawing means may include a heating means for heating the composite member, and the heating means may be the discharge means. Therefore, when there are a plurality of ink ejection ports, the sealing liquid can be drawn in and the ink can be ejected for each of the ejection ports.
The seal liquid can be drawn in without any loss, and the ink can be discharged in an optimum drawing state for each discharge port.

【0018】ここで、請求項3のように、予め定められ
た吐出基本周期内にシール液体の引き込み及びインクの
吐出が実行されるように、インク吐出手段及びシール液
体引き込み手段を制御する制御手段を備えるようにして
もよい。これにより、シール液体を引き込んだ状態を、
毎回基本周期毎に同じ状態にすることができる。よっ
て、吐出されたインクの状態(例えば、量や速度等)を
毎回基本周期毎に同じにでき、印字されるインクドット
の大きさやインクドットの着弾位置のばらつきを少なく
することができ、画質を向上することができる。
Here, a control means for controlling the ink discharge means and the seal liquid drawing means so that the drawing of the seal liquid and the discharge of the ink are performed within a predetermined basic discharge period. May be provided. As a result, the state in which the sealing liquid has been drawn is
The same state can be obtained every basic cycle. Therefore, the state of the ejected ink (e.g., amount, speed, etc.) can be made the same for each basic cycle, the size of the ink dots to be printed and the variation in the impact positions of the ink dots can be reduced, and the image quality can be improved. Can be improved.

【0019】なお、制御手段は、請求項4のように、画
像信号の入力時から所定遅延時間後に前記インクの吐出
が実行されるようにインク吐出手段を制御するようにし
てもよい。
The control means may control the ink discharge means so that the ink is discharged after a predetermined delay time from the input of the image signal.

【0020】ここで、インクジェット記録装置は、請求
項5のように、請求項1又は請求項2記載のインクジェ
ット記録ヘッドを備える。このインクジェット記録装置
のインクジェット記録方法では、請求項6のように、イ
ンク吐出前に、シール液体を引き込む。
Here, the ink jet recording apparatus is provided with the ink jet recording head according to claim 1 or 2. In the ink jet recording method of the ink jet recording apparatus, the sealing liquid is drawn in before the ink is ejected.

【0021】また、請求項7のように、シール液体を引
き込んだ状態を保持し、この場合は、請求項8のよう
に、シール液体が引き込まれた状態が保持されていると
きに、インクを複数発吐出するようにしてもよい。よっ
て、インク吐出毎に引き込み動作しないようにでき、吐
出間隔を短くすることができる。
Further, the state in which the sealing liquid is drawn is maintained as in claim 7, and in this case, when the state in which the sealing liquid is drawn is maintained as in claim 8, the ink is discharged. A plurality of ejections may be performed. Therefore, it is possible to prevent the drawing operation every time the ink is ejected, and it is possible to shorten the ejection interval.

【0022】一方、インクジェット記録装置は、請求項
9のように、請求項3又は請求項4記載のインクジェッ
ト記録ヘッドを備えるようにしてもよい。このインクジ
ェット記録装置のインクジェット記録方法では、請求項
10のように、インク吐出前に、シール液体を毎回引き
込むようにしてもよい。
On the other hand, the ink jet recording apparatus may be provided with an ink jet recording head according to claim 3 or 4. In the ink jet recording method of the ink jet recording apparatus, the seal liquid may be drawn every time before the ink is ejected.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)以下、図面
を参照して、本発明の第1の実施の形態を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】図1に、本実施の形態に係るインクジェッ
ト記録ヘッドの基本的な構成例を示す。図1に示すよう
に、本実施の形態に係るインクジェット記録ヘッド(以
下、単に「ヘッド」という場合がある)10は、インク
吐出面に設けらたインク吐出口12、吐出手段14が設
けられた吐出室16、吐出室16にインクを供給するイ
ンク溜18、及びシール液体引き込み手段24を備えて
いる。ヘッドには、例えば毛管力や圧力差によって生じ
る作用により、ヘッド外部のインクタンクとインク供給
路(不図示)によってインクが供給されている。
FIG. 1 shows a basic configuration example of an ink jet recording head according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, an ink jet recording head (hereinafter, may be simply referred to as “head”) 10 according to the present embodiment includes an ink ejection port 12 provided on an ink ejection surface and an ejection unit 14. The apparatus includes an ejection chamber 16, an ink reservoir 18 for supplying ink to the ejection chamber 16, and a seal liquid drawing unit 24. The ink is supplied to the head by an ink tank and an ink supply path (not shown) outside the head by an action caused by, for example, a capillary force or a pressure difference.

【0025】ここで、吐出口12及び吐出方向について
説明する。
Here, the discharge port 12 and the discharge direction will be described.

【0026】図1には、1つのインク吐出口12のみを
示したが、インク吐出口12はインク吐出面に複数設け
られていてもよい。なお、図1においては、便宜上、イ
ンク吐出口12が横方向に配置された様子を示している
が、インク吐出方向、即ち、記録ヘッドの配置方向は所
望により適宜選択することができ、一般的にはインク滴
は重力方向(下方)に向けて吐出される。
FIG. 1 shows only one ink ejection port 12, but a plurality of ink ejection ports 12 may be provided on the ink ejection surface. Although FIG. 1 shows a state in which the ink ejection ports 12 are arranged in a horizontal direction for convenience, the ink ejection direction, that is, the arrangement direction of the recording head can be appropriately selected as desired. Is ejected in the direction of gravity (downward).

【0027】次に、出手段として利用可能な方式の例を
説明する。即ち、本実施の形態に使用可能なインク吐出
手段14には、従来技術によるインクジェット記録ヘッ
ドで用いられているインク吐出手段14、例えば加圧
方式、連続流方式、静電吸引方式等のインク吐出手
段14を広く利用することができる他、音響波、圧力
波などを集中させる方式なども利用可能である。加圧方
式の吐出手段14としては、サーマルインクジェット方
式や圧電方式が利用できる。
Next, an example of a system that can be used as output means will be described. That is, the ink ejection means 14 usable in the present embodiment includes ink ejection means 14 used in a conventional ink jet recording head, such as ink ejection means of a pressure type, a continuous flow type, an electrostatic suction type, or the like. The means 14 can be widely used, and a method of concentrating acoustic waves, pressure waves, and the like can also be used. As the discharge means 14 of the pressurizing method, a thermal ink jet method or a piezoelectric method can be used.

【0028】次に、シール液体として利用できる材料の
基本的性質を説明する。
Next, the basic properties of a material that can be used as a sealing liquid will be described.

【0029】本実施の形態において使用可能なシール液
体は、インク吐出口12をシールし、インク吐出口12
のインクを空気から遮蔽する機能を有する。このような
機能を維持するシール液体は、少なくともインクに不溶
な成分を含み、インクと相溶せず、かつ、インクとは自
発的に乳化しないものである。
The seal liquid usable in the present embodiment seals the ink discharge ports 12 and
Has a function of shielding the ink from the air. The seal liquid that maintains such a function contains at least a component insoluble in the ink, is incompatible with the ink, and does not spontaneously emulsify with the ink.

【0030】次に、シール液体とインクとの相溶性を説
明する。
Next, the compatibility between the sealing liquid and the ink will be described.

【0031】シール液体とインクが、非相溶性であるた
めには、具体的には、シール液体のインクに対する溶解
度が、ヘッドあるいは記録装置を使用する環境下で0.
1重量%以下であるのが好ましい。
In order for the sealing liquid and the ink to be incompatible, specifically, the solubility of the sealing liquid in the ink is set to 0.1 in an environment where a head or a recording apparatus is used.
It is preferably at most 1% by weight.

【0032】次に、シール液体の不揮発性を説明する。Next, the non-volatility of the sealing liquid will be described.

【0033】さらに、シール液体が不揮発性であると、
ヘッドの休止中に蒸発せず、シール液体による吐出口1
2のシール状態に変化が生じないので好ましい。不揮発
性とは、具体的にはヘッドあるいは記録装置を使用する
環境下での蒸気圧が0.1mmHg以下であることをい
う。
Further, when the sealing liquid is non-volatile,
Ejection port 1 with sealing liquid, which does not evaporate while the head is at rest
This is preferable because no change occurs in the sealing state of No. 2. Non-volatile refers specifically to a vapor pressure of 0.1 mmHg or less under an environment where a head or a recording device is used.

【0034】次に、シール液体の動粘度の好ましい範囲
について説明する。
Next, a preferred range of the kinematic viscosity of the sealing liquid will be described.

【0035】本実施の形態で利用できるシール液体の動
粘度は、目詰まり防止の期間設定、吐出手段14、吐出
口12の直径、記録ヘッドの吐出周波数、シール液体の
膜厚、シール液体を配置する方法などの設計仕様に対し
て適宜選択可能であり、動粘度は低粘度のものから高粘
度のものまで広く利用できる。ただし、一般的には、蒸
気圧が低く不揮発性の液体は分子量が大きいために動粘
度が高いものが多い。このため、より長期間シール液体
を不揮発にして目詰まりに対するシール性能を維持させ
るには動粘度が高いシール液体を選択するのが望まし
く、より低エネルギで吐出させるためには動粘度が低い
方が望ましいことを考え合わせると、ヘッドあるいは記
録装置を使用する環境下でのシール液体の動粘度として
は1〜200mm2/sの範囲が望ましい。
The kinematic viscosity of the seal liquid that can be used in the present embodiment is determined by setting the period for preventing clogging, the diameter of the discharge means 14 and the discharge port 12, the discharge frequency of the recording head, the thickness of the seal liquid, and the arrangement of the seal liquid. The kinematic viscosity can be widely used from low viscosity to high viscosity. However, in general, many non-volatile liquids having a low vapor pressure have a high kinematic viscosity due to a large molecular weight. For this reason, it is desirable to select a seal liquid having a high kinematic viscosity to maintain the sealing performance against clogging by making the seal liquid non-volatile for a longer period of time. Considering the desirable characteristics, the kinematic viscosity of the sealing liquid in the environment where the head or the recording apparatus is used is preferably in the range of 1 to 200 mm 2 / s.

【0036】次に、シール液体の表面張力の好ましい範
囲について説明する。
Next, a preferred range of the surface tension of the sealing liquid will be described.

【0037】また、本実施の形態において好適に利用で
きるシール液体の表面張力は、ヘッドあるいは記録装置
を使用する環境下で15〜70mN/mの範囲であり、
インク吐出口12のインクの表面にぬれ進むためには、
50mN/m以下であることが望ましく、さらに、使用
するインクの表面張力より小さいことが望ましい。
The surface tension of the sealing liquid which can be suitably used in the present embodiment is in the range of 15 to 70 mN / m under the environment where the head or the recording device is used.
In order to wet the surface of the ink of the ink ejection port 12,
It is desirable that it is 50 mN / m or less, and it is desirable that it be smaller than the surface tension of the ink used.

【0038】上記性質を得るためには、別の材料を混合
して調整してもよい。即ち、 元々これらの性質に適し
た液体を単独で使用することもできるし、複数の材料を
混合して粘度や表面張力を好ましい範囲に調整して使用
してもよい。
To obtain the above properties, another material may be mixed and adjusted. That is, a liquid originally suitable for these properties may be used alone, or a plurality of materials may be mixed to adjust the viscosity or surface tension to a preferred range before use.

【0039】ところで、シール液体として用いることの
できる材料としては、水性インクの場合、常温で液体の
有機溶媒やオイル類を用いることができる。例えば、オ
クタン、ノナン、テトラデカン、ドデカンなどの炭化水
素、オレイン酸、リノール酸などの高級脂肪酸、n−デ
カノール、ジメチルブタノールなどの非水溶性のアルコ
ール類、フタル酸ジブチル、マレイン酸ジブチルなどの
可塑剤を用いることができる。あるいは植物油、鉱物
油、シリコーンオイル、フッ素オイルなどを用いること
もできる。これらは、単独で用いても、あるいは均一に
混合し得るものであれば、複数種を混合して用いてもよ
い。
By the way, as a material that can be used as the sealing liquid, in the case of aqueous ink, an organic solvent or oil that is liquid at room temperature can be used. For example, hydrocarbons such as octane, nonane, tetradecane and dodecane, higher fatty acids such as oleic acid and linoleic acid, water-insoluble alcohols such as n-decanol and dimethylbutanol, plasticizers such as dibutyl phthalate and dibutyl maleate Can be used. Alternatively, vegetable oil, mineral oil, silicone oil, fluorine oil and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more as long as they can be mixed uniformly.

【0040】次に、シール液体の配置方法として利用可
能な方法について説明する。
Next, a method that can be used as a method for arranging the sealing liquid will be described.

【0041】シール液体は、印字開始前に、刷毛、布、
ブレードによる塗布などの方法によりインク吐出面に供
給される。また、インク吐出面の近傍に管や多孔質部材
を配置し、毛管力、表面張力、または圧力差等によっ
て、シール液体をインク吐出面に供給する機構を備えて
いてもよい。これらの方法によりインク吐出面に供給さ
れたシール液体は、インク吐出口12のインク表面にシ
ール液体の膜を形成する。
Before starting printing, the seal liquid is applied to a brush, cloth,
The ink is supplied to the ink ejection surface by a method such as coating with a blade. Further, a mechanism may be provided in which a tube or a porous member is arranged near the ink ejection surface, and the seal liquid is supplied to the ink ejection surface by capillary force, surface tension, pressure difference, or the like. The seal liquid supplied to the ink ejection surface by these methods forms a film of the seal liquid on the ink surface of the ink ejection port 12.

【0042】次に、シール液体の膜厚の好ましい範囲に
ついて説明する。
Next, a preferable range of the film thickness of the sealing liquid will be described.

【0043】本実施の形態において、インク吐出面上の
シール液体の膜厚は、シール性能を維持する期間、吐出
手段14、吐出口12の直径、記録ヘッドの吐出周波
数、シール液体の動粘度、シール液体を配置する方法な
どの設計仕様に対して適宜設定可能である。ただし、目
詰まりに対するシール性能とより低エネルギで吐出させ
ることを考え合わせると、1μm以上200μm以下で
あることが好ましい。シール液体の膜厚は、例えば、シ
ール液体の供給量を調節したり、記録ヘッド周縁部等を
シール液体の保持量を規制する形状にすることによって
制御することができる。
In the present embodiment, the film thickness of the seal liquid on the ink discharge surface is determined by the period during which the sealing performance is maintained, the diameter of the discharge means 14, the diameter of the discharge port 12, the discharge frequency of the recording head, the kinematic viscosity of the seal liquid, It can be set as appropriate for design specifications such as a method of disposing the sealing liquid. However, considering the sealing performance against clogging and discharging with lower energy, it is preferably 1 μm or more and 200 μm or less. The film thickness of the seal liquid can be controlled, for example, by adjusting the supply amount of the seal liquid, or by forming the periphery of the recording head or the like into a shape that regulates the amount of the seal liquid held.

【0044】なお、シール液体は、予めインクジェット
記録ヘッドに配置されていても、使用時にインクジェッ
ト記録ヘッドに適宜供給してもよい。
The seal liquid may be provided in advance in the ink jet recording head or may be supplied to the ink jet recording head as needed.

【0045】次に、シール液体引き込み手段24の基本
的性能を説明装置する。
Next, the basic performance of the sealing liquid drawing means 24 will be described.

【0046】シール液体引き込み手段24(以下、単に
「引き込み手段」という場合がある)は、図10(A)
に示すように、シール液体をインク吐出口12に引き込
んで、インク吐出口12に位置するシール液体22A
と、インク吐出口12周囲に位置するシール液体22B
と、が区切られるように、シール液体と接する吐出口1
2のインクを、吐出口12内部へ引き込む。
The sealing liquid drawing means 24 (hereinafter sometimes simply referred to as "drawing means") is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the sealing liquid is drawn into the ink ejection port 12 and the sealing liquid 22A positioned at the ink ejection port 12 is drawn.
And a seal liquid 22B located around the ink ejection port 12.
And the discharge port 1 in contact with the sealing liquid so that
The second ink is drawn into the ejection port 12.

【0047】ここで、シール液体引き込み手段24を配
置する位置としては、吐出室16やインク溜18など
のヘッドに配置してもよく、ヘッドにインクを供給す
るインクタンクや供給流路などヘッド以外で記録装置内
に配置してもよい。
Here, the position where the seal liquid drawing means 24 is disposed may be disposed on a head such as the discharge chamber 16 or the ink reservoir 18, or may be disposed on a head other than the head such as an ink tank for supplying ink to the head or a supply flow path. May be arranged in the recording device.

【0048】本実施の形態では、シール液体引き込み手
段24としては、負圧を利用して引き込む方法を採用す
る。即ち、引き込み手段24の作動状態や引き込み量を
制御しやすいので、ヘッド内部の圧力を負圧にする負圧
発生手段を用いて引き込む方法が好ましいからである。
In this embodiment, as the sealing liquid drawing means 24, a method of drawing using a negative pressure is adopted. That is, since the operating state and the amount of pull-in of the pull-in means 24 can be easily controlled, it is preferable to use a negative pressure generating means for reducing the pressure inside the head to a negative pressure.

【0049】前述したように、シール液体引き込み手段
24をヘッドに配置する場合には、図2に示すように、
シール液体引き込み手段24としては、負圧を利用して
引き込む。この場合、シール液体引き込み手段24とし
ての負圧発生手段をインク溜18や吐出室16に配置し
てヘッド内部を負圧にして引き込む。
As described above, when the sealing liquid drawing means 24 is disposed on the head, as shown in FIG.
The sealing liquid drawing means 24 draws in using negative pressure. In this case, a negative pressure generating means as the seal liquid drawing means 24 is disposed in the ink reservoir 18 or the ejection chamber 16 and the inside of the head is drawn with a negative pressure.

【0050】ところで、引き込み手段24と吐出口12
との間に距離があるとシール液体引き込みの応答性が悪
くなるので、負圧発生手段などの引き込み手段24はヘ
ッドに近接する部分かヘッドに配置されていることが望
ましく、さらには吐出口12に近い部分に設けられてい
ることが望ましい。さらには負圧発生手段などの引き込
み手段24を、図3に示すように、吐出室16に設ける
ことも望ましい。
By the way, the drawing means 24 and the discharge port 12
If there is a distance between them, the response of the drawing of the sealing liquid deteriorates. Therefore, it is desirable that the drawing means 24 such as the negative pressure generating means be disposed in a portion close to the head or in the head. It is desirable to be provided in a portion close to. Further, it is desirable to provide a drawing means 24 such as a negative pressure generating means in the discharge chamber 16 as shown in FIG.

【0051】ここで、吐出室16に引き込み手段24を
設ける場合には、個々の吐出口12に応じて引き込み手
段24を設けることもできる。この場合には、吐出口1
2ごとに引き込みを制御すれば、シール液体をロス無く
引き込むことも可能になり、高画質化できるという利点
を有する。
Here, when providing the drawing means 24 in the discharge chamber 16, the drawing means 24 may be provided in accordance with each discharge port 12. In this case, the discharge port 1
If the retraction is controlled every two, the sealing liquid can be drawn without loss, and there is an advantage that the image quality can be improved.

【0052】次に、負圧発生手段として利用可能な方法
の例を説明する。
Next, an example of a method that can be used as negative pressure generating means will be described.

【0053】負圧発生手段としては、図4に示すよう
に、圧力を所定の設定値に制御しやすく、しかも可逆的
に作動させても要する時間が短い点で容積を増加させる
方法が好ましく、応答性も考え合わせるとヘッド内部の
容積を増加させる方法がより好適である。
As the negative pressure generating means, as shown in FIG. 4, it is preferable to increase the volume in that the pressure is easily controlled to a predetermined set value and the time required for reversible operation is short. Considering the responsiveness, a method of increasing the volume inside the head is more preferable.

【0054】容積を増加させて負圧を発生させる方法に
は、変形する部材を利用する。即ち、複合部材からな
り、該複合部材がバイモルフ構造を用いると、制御が簡
単であり、変位量を大きくとることができるので、エネ
ルギー効率の点やシール液体の引き込み易さの点で、好
適である。
The method of generating a negative pressure by increasing the volume uses a deformable member. That is, when a composite member is used and the composite member uses a bimorph structure, the control is simple and the displacement amount can be increased, so that it is preferable in terms of energy efficiency and ease of drawing in the sealing liquid. is there.

【0055】ここでいうバイモルフ構造とは、例えば、
2種類の部材の場合には、図5に示すように、長手方向
に伸縮する第1の部材42及び第2の部材44を2枚組
み合わせた構造で、一方が伸びた時に他方が縮む、
双方の伸び率が異なる,双方の収縮率が異なる等によ
って、全体として屈曲変位を起こすように構成された構
造体を言う。なお、本例では、長手方向に伸縮する例を
示したが、紙面垂直方向に伸縮する場合であっても差し
つかえない。
The bimorph structure here means, for example,
In the case of two types of members, as shown in FIG. 5, a structure in which two first members 42 and second members 44 that expand and contract in the longitudinal direction are combined, and when one expands, the other contracts.
It refers to a structure that is configured to cause bending displacement as a whole due to different elongation percentages, different shrinkage percentages, and the like. In this example, an example of expansion and contraction in the longitudinal direction is shown. However, the case of expansion and contraction in the direction perpendicular to the paper surface may be used.

【0056】上記屈曲変位を生じさせる方法としては、
線膨張率の異なる部材の組み合わせ、体積膨張率の異な
る部材の組み合わせ、光歪み材料の組み合わせのほか、
磁気歪み材料の組み合わせ、熱による体積膨張やたわみ
を生じる材料、ばね材やゴム材などの弾性部材にこれら
の変形する部材の組み合わせなども利用できるが、本実
施の形態では、加熱による制御が簡単であるので、熱に
よる体積膨張やたわみを利用する方法を採用する。
As a method of causing the bending displacement,
In addition to the combination of members with different linear expansion coefficients, the combination of members with different volume expansion coefficients, and the combination of optical strain materials,
Combinations of magnetostrictive materials, materials that cause volume expansion and deflection due to heat, and combinations of these deformable members with elastic members such as spring materials and rubber materials can also be used, but in this embodiment, control by heating is easy. Therefore, a method utilizing volume expansion and deflection due to heat is adopted.

【0057】前述した熱による体積膨張やたわみを利用
する方法は、具体的には、線熱膨張係数の異なる部材を
組み合わせ、これらを加熱することにより行われる。こ
れにより、線熱膨張係数の大きい部材の方が、大きく伸
びるため屈曲変位が生じる。即ち、双方が伸びるが伸び
率が異なる構造体である。
The above-mentioned method utilizing volume expansion or deflection due to heat is specifically performed by combining members having different linear thermal expansion coefficients and heating them. As a result, a member having a larger linear thermal expansion coefficient is greatly elongated, and thus a bending displacement occurs. That is, a structure in which both elongate but have different elongation rates.

【0058】上記加熱方法としては、自身の発熱か、発
熱部材と組み合わせて、加熱する。なお、自身の発熱の
場合は、通電によるジュール熱などが、利用できる。
As the above-mentioned heating method, heating is performed by itself or in combination with a heating member. In the case of own heat generation, Joule heat by energization or the like can be used.

【0059】線熱膨張係数の異なる部材としては、線熱
膨張係数の小さな材料と線熱膨張係数の大きな材料とを
適宜、組み合わせ、シール液体引き込み手段24を構成
する。線熱膨張係数の小さな材料としては、代表的に、
石英ガラス、パイレックス、等の各種ガラス、各種セラ
ミクス、タングステン、モリブデン等の金属単体、Fe-N
i合金(invar)、Fe-Ni-Co合金 (invar super)、Fe-Co-
Cr合金(ステンレスinvar)、Fe-B合金、Cr-Fe-Mn合
金、Mn-Ge合金、等の各種合金、等を用いることが出き
る。また、線熱膨張係数の大きな材料は、代表的に、亜
鉛、アルミニウム、インジウム、銀、すず、銅、ニッケ
ル、等の金属単体、青銅、ステンレス鋼、黄銅、ジュラ
ルミン、等の金属合金を用いることが出きる。なお、線
熱膨張係数の小さな材料と線熱膨張係数の大きな材料と
の線膨張率の比は、2以上が望ましい。
As the members having different linear thermal expansion coefficients, a material having a small linear thermal expansion coefficient and a material having a large linear thermal expansion coefficient are appropriately combined to constitute the sealing liquid drawing means 24. As a material having a small linear thermal expansion coefficient, typically,
Various glasses such as quartz glass and Pyrex, various ceramics, simple metals such as tungsten and molybdenum, Fe-N
i alloy (invar), Fe-Ni-Co alloy (invar super), Fe-Co-
Various alloys such as Cr alloy (stainless steel invar), Fe-B alloy, Cr-Fe-Mn alloy and Mn-Ge alloy can be used. As the material having a large linear thermal expansion coefficient, typically, a metal simple substance such as zinc, aluminum, indium, silver, tin, copper, and nickel, and a metal alloy such as bronze, stainless steel, brass, and duralumin are used. Comes out. The ratio of the coefficient of linear expansion between a material having a small coefficient of linear thermal expansion and a material having a large coefficient of linear thermal expansion is desirably 2 or more.

【0060】以上説明したように、シール液体引き込み
手段24は、図6に示すように、インク溜に配置しても
よく、図7に示すように、吐出室16内に配置してもよ
い。これらの構成において、シール液体引き込み手段2
4を構成する線熱膨張係数の異なる部材は、該部材を通
電することにより、自身が発電するようにしてもよく、
図6に示すように、発熱手段32により発熱してもよ
い。また、この発熱手段32を、図7に示すように、吐
出手段14として利用するようにしてもよい。
As described above, the seal liquid drawing means 24 may be arranged in the ink reservoir as shown in FIG. 6, or may be arranged in the discharge chamber 16 as shown in FIG. In these configurations, the sealing liquid drawing means 2
The member having a different linear thermal expansion coefficient constituting the member 4 may generate power itself by energizing the member.
As shown in FIG. 6, heat may be generated by the heat generating means 32. Further, the heat generating means 32 may be used as the discharging means 14 as shown in FIG.

【0061】ここで、シール液体引き込み手段24を吐
出室16内に配置し、シール液体引き込み手段24を構
成する線熱膨張係数の異なる部材42、44を発熱手段
32により発熱し、この発熱手段32を吐出手段14と
して利用する場合のシール液体引き込み手段24の作成
方法を説明する。即ち、図8に示すように、基板の上に
線膨張係数の異なる2種類の材料42、44の積層構造
で構成する。基板側が例えばニッケル等の線膨張係数の
大きい第1の弾性部材(ニッケルの線膨張係数α=1
3.4×10-6)42、その上に石英ガラス等の線膨張
係数の小さい第2の弾性部材(石英ガラスのα=4.6
×10-6)44を積層している。線膨張係数の大きい第
1の弾性部材42としてはニッケルに限定されず、上記
亜鉛等を用いてもよく、また、線熱膨張係数の小さい第
2の弾性部材44としては石英ガラスに限定されず、上
記各種セラミックス等を用いてもよい。
Here, the sealing liquid drawing means 24 is disposed in the discharge chamber 16, and the members 42, 44 of the sealing liquid drawing means 24 having different linear thermal expansion coefficients are heated by the heating means 32. A method of creating the sealing liquid drawing means 24 when the seal liquid is used as the discharging means 14 will be described. That is, as shown in FIG. 8, the substrate is formed of a laminated structure of two types of materials 42 and 44 having different linear expansion coefficients on a substrate. The substrate side is made of a first elastic member having a large linear expansion coefficient such as nickel, for example (nickel linear expansion coefficient α = 1).
3.4 × 10 −6 ) 42, and a second elastic member having a small linear expansion coefficient such as quartz glass (α of quartz glass = 4.6)
× 10 -6 ) 44 are laminated. The first elastic member 42 having a large linear expansion coefficient is not limited to nickel, and may be zinc or the like. The second elastic member 44 having a small linear thermal expansion coefficient is not limited to quartz glass. Alternatively, any of the various ceramics described above may be used.

【0062】ここで、第1の弾性部材42を加熱しない
とき(加熱手段で加熱しない又は流す電流がゼロのと
き)は平板であるように応力が調整されている。応力の
調整は材料の成膜条件で調整することができる。例え
ば、第1の弾性部材としてニッケルを、第2の弾性部材
として石英ガラスを使用する場合、ニッケルの応力がゼ
ロになるように電流密度を20mA/cm2 に設定して
電界メッキで成膜し、石英ガラスの応力がゼロになるよ
うにアルゴンのガス圧を8mTorrに、パワーを1k
Wに設定してスパッター法で成膜する。
Here, when the first elastic member 42 is not heated (when it is not heated by the heating means or when the flowing current is zero), the stress is adjusted so as to be a flat plate. The adjustment of the stress can be adjusted by the film forming conditions of the material. For example, when nickel is used as the first elastic member and quartz glass is used as the second elastic member, the current density is set to 20 mA / cm 2 so that the stress of nickel becomes zero, and the film is formed by electrolytic plating. The gas pressure of argon is set to 8 mTorr and the power is set to 1 k so that the stress of quartz glass becomes zero.
It is set to W and a film is formed by a sputtering method.

【0063】発熱部材としては、通電によりジュール熱
を発生する電熱現象を生じる材料により構成され、体積
固有抵抗値が10-2〜106Ω・cmの範囲のものが良
好である。
The heat generating member is preferably made of a material which generates an electric heat phenomenon that generates Joule heat when energized, and has a volume specific resistance in the range of 10 -2 to 10 6 Ω · cm.

【0064】材料としては、多結晶SiやTaN等の抵
抗性無機材料の薄膜や、各種セラミックス材の単層また
は、混合/複合層や耐熱性樹脂と導電性や絶縁性フィラ
ーの1種または数種の混合/複合材または各種セラミッ
クス材と金属材の混合/複合材等が用いられる。
The material may be a thin film of a resistive inorganic material such as polycrystalline Si or TaN, a single layer or a mixed / composite layer of various ceramic materials, or one or more of a heat-resistant resin and a conductive or insulating filler. A mixture / composite of various kinds or a mixture / composite of various ceramic materials and metal materials is used.

【0065】具体的に使用される耐熱性樹脂としては、
ポリィミド樹脂、ポリファニレンオキシド樹脂、ポリイ
ミドアミド樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリファニレンオ
キシド樹脂、ポリ−P−キシリレン樹脂等またはこれら
の誘電体を含む材料よりなり、導電性フィラー及び導電
材としては、C、Ni、Au、Ag、Fe、Al、T
i、Pd、Ta、Cu、Co、Cr、Pt、Mo、R
u、W、In等の無機材料系及びVO2、RuO2、Ta
N、SiC、ZrO2、InO、Ta2N、ZrN、Nb
N、VN、TiB2、ZrB2、HfB2、TaB2、Mo
2、CrB2、B2C、MoB、ZrC、VC、TiC
等及びこれらの化合物や混合物が用いられる。抵抗値制
御や決着のために用いられる絶縁材料は、前記耐熱性樹
脂と各種セラミックス材(アルミナ、ジルコニア、珪素
化合物、マグネシウム化合物など)より構成されている
ものが好ましい。
Examples of the heat resistant resin specifically used include:
Polyimide resin, polyphenylene oxide resin, polyimide amide resin, polysulfone resin, polyphenylene oxide resin, poly-P-xylylene resin, etc. or a material containing these dielectrics, or a conductive filler and a conductive material include C , Ni, Au, Ag, Fe, Al, T
i, Pd, Ta, Cu, Co, Cr, Pt, Mo, R
Inorganic material such as u, W, In and VO 2 , RuO 2 , Ta
N, SiC, ZrO 2 , InO, Ta 2 N, ZrN, Nb
N, VN, TiB 2 , ZrB 2 , HfB 2 , TaB 2 , Mo
B 2 , CrB 2 , B 2 C, MoB, ZrC, VC, TiC
And the like, and compounds and mixtures thereof. It is preferable that the insulating material used for resistance value control and settlement is composed of the heat-resistant resin and various ceramic materials (alumina, zirconia, silicon compound, magnesium compound, etc.).

【0066】次に、シール液体を引き込んで吐出する方
法を説明する。
Next, a method of drawing in and discharging the sealing liquid will be described.

【0067】本実施の形態では、上記した引き込み手段
24により、インク吐出前までに吐出口12に引き込ま
れたシール液体22Aが、吐出口12周囲のシール液体
22Bと区切られていればよい。具体的には、吐出に際
してまず引き込み手段24が作動(引き込みモード)し
てシール液体が吐出口12に引き込まれ、引き込まれた
シール液体22Aは図10(A)に示すように周囲のシ
ール液体22Bと区切られる。次に区切られた状態で吐
出手段14によりインク吐出口12のインクがシール液
体と共に吐出される(吐出モード)。なお、吐出時に、
吐出口12内のシール液体は完全にインクと共に吐出さ
れなくてもかまわない。引き込み手段24を作動解除し
て、図10(B)に示すように、引き込まれていたイン
ク(あるいはインクとシール液体)を引き込み前の状態
に戻すことで、吐出口12周囲のシール液体がインク吐
出口12のインクを再びシールして目詰まりを防止す
る。
In the present embodiment, it is sufficient that the sealing liquid 22A drawn into the discharge port 12 before the ink is discharged is separated from the seal liquid 22B around the discharge port 12 by the drawing means 24 described above. Specifically, at the time of discharge, first, the drawing-in means 24 operates (drawing mode) to draw the sealing liquid into the discharge port 12, and the drawn-in sealing liquid 22A is turned into the surrounding sealing liquid 22B as shown in FIG. And separated. Next, in the separated state, the ink of the ink discharge port 12 is discharged together with the seal liquid by the discharge means 14 (discharge mode). At the time of ejection,
The seal liquid in the discharge port 12 does not have to be completely discharged together with the ink. By releasing the drawing means 24 and returning the drawn ink (or the ink and the sealing liquid) to the state before the drawing as shown in FIG. 10B, the sealing liquid around the discharge port 12 becomes the ink. The ink at the discharge port 12 is sealed again to prevent clogging.

【0068】次に、引き込んだ状態を保持する方法を説
明する。
Next, a method for holding the retracted state will be described.

【0069】シール液体を引き込んだ状態を保持しても
よく、この状態で複数発の吐出を行ってもかまわない。
この場合は毎回の吐出ごとに引き込み動作を行う必要が
なく、吐出間隔が短くなるため吐出周波数を高くできる
という利点を有する。この保持は、引き込み手段24
を作動状態にし続けて保持する方法と、密閉状態を作
って保持する方法を利用できる。引き込み手段24を
作動状態にし続けるのと、密閉状態を作るのを両方用い
て引き込んだ状態を保持してもかまわない。密閉状態を
作って保持する場合は、引き込み手段24が作動状態で
電力を消費し続けるような場合にはこれを作動解除して
も引き込んだ状態を保持できるので、省電力化できると
いう効果を有している。
The state in which the sealing liquid is drawn may be maintained, and a plurality of ejections may be performed in this state.
In this case, it is not necessary to perform the pull-in operation for each discharge, and there is an advantage that the discharge frequency can be increased because the discharge interval is shortened. This holding is performed by the retraction means 24.
Can be used in a state in which is kept in an operating state, and a method in which a closed state is created and held. The retracted state may be maintained by both keeping the retracting means 24 in the operating state and creating a closed state. In the case where the closed state is created and held, if the draw-in means 24 continues to consume power in the operating state, the drawn-in state can be maintained even when the draw-in means 24 is deactivated, so that there is an effect that power can be saved. are doing.

【0070】ここで、前述したように、引き込み手段2
4は、吐出手段14を兼ねる構成(発熱手段を吐出手段
14として利用)も可能である。引き込み手段24を兼
ねる吐出手段14は、図9に示すように、引き込んだシ
ール液体を周囲のシール液体と区切るように吐出手段1
4が動作する引き込みモードと、区切られた後に画像信
号に応じてインク滴が吐出するように吐出手段14が動
作する吐出モードを持つ。本実施の形態では、吐出前に
引き込みモードで動作して引き込んだ状態にし、この状
態で吐出モードでインクを吐出する。
Here, as described above, the retracting means 2
4 can also be configured to also serve as the discharging means 14 (using the heat generating means as the discharging means 14). As shown in FIG. 9, the discharging means 14 which also serves as the drawing means 24, discharges the sealing liquid so as to separate the drawn sealing liquid from the surrounding sealing liquid.
4 and a discharge mode in which the discharge unit 14 operates so that ink droplets are discharged in accordance with an image signal after being separated. In the present embodiment, the ink is ejected in the ejection mode in the ejection mode by operating in the ejection mode before ejection to make the ejection state.

【0071】引き込み手段24を兼ねる吐出手段14が
吐出モードで動作するには、引き込んで区切った状態か
ら、この状態のときの圧力を基準にして正圧(相対的な
圧力)を印加して吐出室16内に引き込んだインクとシ
ール液体を吐出する。変形して引き込んでいる場合は、
吐出室16の体積を減少させるように変形して正圧を印
加する。圧電部材を変形させて吐出する場合は、引き込
み時に印加していた電位より低い電位に変化させて、正
圧を印加するような変形をさせる。この電位は、吐出口
12の直径、シール液体の膜厚、シール液体の動粘度、
シール液体の表面張力、吐出するインク滴の径や速度に
対して適宜最適な電位を選択する。
In order for the discharging means 14 which also serves as the drawing means 24 to operate in the discharging mode, the positive pressure (relative pressure) is applied by applying a positive pressure (relative pressure) based on the pressure in this state from the state where the discharging means 14 is separated. The ink and the sealing liquid drawn into the chamber 16 are discharged. If you are deformed and retracted,
The discharge chamber 16 is deformed so as to reduce the volume, and a positive pressure is applied. When the piezoelectric member is deformed and discharged, the potential is changed to a potential lower than the potential applied at the time of pulling in, and the piezoelectric member is deformed to apply a positive pressure. This potential depends on the diameter of the discharge port 12, the thickness of the seal liquid, the kinematic viscosity of the seal liquid,
An optimal potential is appropriately selected with respect to the surface tension of the sealing liquid and the diameter and speed of the ink droplet to be discharged.

【0072】ここで、引き込み状態を吐出手段14の負
圧を維持して保持するには、例えば、図11に示すよう
に、吐出手段14にバイアス印加信号を出力して、吐出
手段14の変形のための電圧をバイアス状に印加し続け
るバイアス印加手段を用いて負圧を維持し続ける。圧電
部材を吐出手段14に利用する場合は、吐出手段14に
バイアス状の引き込み電位を印加して変形を維持してお
く。画像信号に応じて吐出手段14に吐出信号を出力し
て、吐出モードで駆動した後もこのバイアス電位を維持
する。保持を解除する場合には、バイアス状の引き込み
電位を基準電位にもどして、引き込みを戻す。
Here, in order to maintain the pull-in state while maintaining the negative pressure of the discharge means 14, for example, as shown in FIG. The negative pressure is maintained by using a bias applying unit that continuously applies the voltage for the bias in a bias state. When the piezoelectric member is used for the ejection unit 14, the bias is applied to the ejection unit 14 to maintain the deformation. An ejection signal is output to the ejection means 14 in accordance with the image signal, and the bias potential is maintained after driving in the ejection mode. To release the holding, the bias-like pull-in potential is returned to the reference potential, and the pull-in is returned.

【0073】上記説明したインクジェット記録ヘッド
は、インクジェット記録装置として用いられる。即ち、
本実施の形態のインクジェット記録装置は、インク吐出
口12と、インク吐出口12をシールするシール液体
と、画像信号に応じて前記インク吐出口12からインク
を吐出するインク吐出手段14と、前記シール液体を引
き込むシール液体引き込み手段24を有するインクジェ
ット記録装置である。このインクジェット記録装置によ
り、画像記録媒体に画像信号に応じたインクを吐出させ
て画像を記録する。本実施の形態のインクジェット記録
装置では、上述したような引き込み手段24がインクジ
ェット記録ヘッドに組み込まれていてもよく、あるいは
引き込み手段24を記録装置内のヘッド外部に持ってい
てもよいが、前述したように、引き込み手段24はシー
ル液体の引き込みの応答性がよくなるので吐出口12に
近い部分に設ける方が好ましい。また、引き込み手段2
4は、引き込み手段24の作動状態や引き込み量を制御
しやすいので負圧発生手段を用いることが好ましい。ま
た、吐出周波数を高くできるので引き込み状態を保持す
る保持手段を設けて複数の吐出を行うことも好ましく、
この場合の保持手段は、引き込み手段24を作動状態に
し続けて保持する手段であっても、密閉状態を作って保
持する手段でもよい。
The above-described ink jet recording head is used as an ink jet recording apparatus. That is,
The ink jet recording apparatus according to the present embodiment includes an ink ejection port 12, a seal liquid for sealing the ink ejection port 12, an ink ejection unit 14 for ejecting ink from the ink ejection port 12 according to an image signal, and the seal This is an ink jet recording apparatus having a seal liquid drawing means 24 for drawing a liquid. With this inkjet recording apparatus, an image is recorded by discharging ink corresponding to an image signal onto an image recording medium. In the ink jet recording apparatus of the present embodiment, the above-described retracting means 24 may be incorporated in the inkjet recording head, or the retracting means 24 may be provided outside the head in the recording apparatus. As described above, the drawing-in means 24 is preferably provided in a portion near the discharge port 12 because the response of drawing in the sealing liquid is improved. In addition, retraction means 2
It is preferable to use the negative pressure generating means 4 because it is easy to control the operation state and the amount of drawing of the drawing means 24. In addition, since the ejection frequency can be increased, it is also preferable to perform a plurality of ejections by providing a holding unit that holds the retracted state,
In this case, the holding means may be a means for keeping the retraction means 24 in the operating state, or a means for making and holding a closed state.

【0074】また、本実施の形態のインクジェット記録
装置では、画像信号に応じてインク吐出口12からイン
クを吐出するインク吐出手段14であると共にシール液
体を引き込むシール液体引き込み手段24を兼ねるイン
ク吐出手段14を有するようにしてもよい。引き込み手
段24を兼ねる吐出手段14は、引き込み時に負圧を発
生してシール液体を引き込んで区切り、吐出時に正圧を
発生してインクを吐出するが、小型で応答性よく圧力を
制御できるので、吐出室16の容積を増減させて圧力を
発生させる方法を用いるのが好ましい。
Further, in the ink jet recording apparatus of the present embodiment, the ink discharging means 14 which discharges ink from the ink discharging port 12 in accordance with the image signal, and also serves as the sealing liquid drawing means 24 which draws the sealing liquid. 14 may be provided. The discharge means 14 which also serves as the drawing means 24 generates a negative pressure at the time of drawing, draws and separates the seal liquid, and generates a positive pressure at the time of discharge to discharge the ink. It is preferable to use a method of generating pressure by increasing or decreasing the volume of the discharge chamber 16.

【0075】本実施の形態によれば、吐出口12に位置
するシール液体22Aと、吐出口12周囲に位置するシ
ール液体22Bと、が区切られた状態(分離)にするこ
とによって、吐出口12周囲のシール液体22Bからの
インク吐出を妨げる影響を無くすことができ、よって、
吐出時の抵抗を低くすることができる。このため、シー
ル液体の粘度が上昇するような低温の環境下でも、吐出
不良が発生せず、鮮明な画像を印字することができる。
また、吐出抵抗が低いので、配置するシール液体を厚く
したり、高粘度のシール液体材料を選択しても、目詰ま
りに対する性能と吐出性能との両立ができ、より長期間
にわたって目詰まりを防止するようなヘッド10設計も
可能となる。また、本実施の形態ではシール液体により
吐出口12がシールされているため、長期休止後であっ
てもインクの乾燥による目詰まりが発生しないので、必
要時にただちに吐出動作を行うことが可能となり、長期
休止後のメンテナンス工程を軽減あるいは省略すること
ができる。このため、記録装置の小型化、低コスト化が
可能になるほか、長期休止後のメンテナンスにより発生
していた印字前の待ち時間やメンテナンスによる騒音を
低減でき、大量のインク廃棄に伴うランニングコストの
上昇を抑えることも可能になる。
According to the present embodiment, the seal liquid 22A located at the discharge port 12 and the seal liquid 22B positioned around the discharge port 12 are separated (separated), whereby the discharge port 12 The effect of hindering ink ejection from the surrounding seal liquid 22B can be eliminated.
Resistance at the time of ejection can be reduced. For this reason, even in a low temperature environment in which the viscosity of the sealing liquid increases, a clear image can be printed without causing ejection failure.
In addition, since the discharge resistance is low, even if the seal liquid to be arranged is thick or a high-viscosity seal liquid material is selected, both performance against clogging and discharge performance can be achieved, preventing clogging for a longer period of time. Such a design of the head 10 is also possible. Further, in the present embodiment, since the discharge port 12 is sealed by the sealing liquid, clogging due to drying of the ink does not occur even after a long period of rest, so that the discharge operation can be performed immediately when necessary, It is possible to reduce or eliminate a maintenance process after a long-term suspension. As a result, it is possible to reduce the size and cost of the recording apparatus, reduce the waiting time before printing and the noise due to maintenance, which have been caused by maintenance after a long pause, and reduce the running cost due to the disposal of a large amount of ink. It is also possible to suppress the rise.

【0076】なお、インク吐出口12に位置するシール
液体22Aと周囲に位置するシール液体22Bとが区切
られるために、本実施の形態では、インク吐出口12に
位置するシール液体22Aを、インク吐出口12内に引
き込む。この区切るために必要な引き込み量は、吐出口
12の直径、シール液体の膜厚、シール液体の動粘度、
シール液体の表面張力などの設計値により、適宜最適な
値に設定する。さらに、これらの条件が環境などによっ
て変化した場合に対応して、引き込み量を可変に制御し
てもよい。
Since the seal liquid 22A located at the ink discharge port 12 is separated from the seal liquid 22B located at the periphery, in the present embodiment, the seal liquid 22A positioned at the ink discharge port 12 is discharged from the ink discharge port 12. Pull into exit 12. The amount of pull-in required for this separation is the diameter of the discharge port 12, the thickness of the seal liquid, the kinematic viscosity of the seal liquid,
The optimum value is appropriately set according to a design value such as the surface tension of the sealing liquid. Further, the pull-in amount may be variably controlled in response to a case where these conditions change due to an environment or the like.

【0077】ところで、特開平3−132356号公報
に記載されているように、ホットメルトインクの固化収
縮でシール液体を引き込むものもある。しかし、冷却固
化時の収縮では、本実施の形態の引き込みよりゆっくり
した速度でシール液体を引き込むので、周囲シール液体
が該引き込みに応じて徐々に吐出口内に流入して、区切
ることができない。また、引き込んだ状態では、インク
21が固化しているので、インク21を吐出することが
できない。更に、冷却固化時の収縮では、数分から長い
場合には数時間の冷却時間を要してしまうのに対し、本
実施の形態では、引き込みに要する時間は、シール液体
の動粘度、表面張力、厚さ、吐出口の径、吐出口の形状
により適宜選ばれるが、効果的に区切るためには、1秒
以内に引き込み、動作を行うことが好ましく、(0.1
秒以内に)ステップ状に引き込み、手段を動作させるこ
とが好ましい。即ち、特開平3−132356号公報に
記載の内容と本願の内容とは本質的に相違する。
Incidentally, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-132356, there is a method in which a sealing liquid is drawn by solidification and contraction of hot melt ink. However, in the shrinkage during cooling and solidification, the sealing liquid is drawn in at a slower speed than the drawing in the present embodiment, so that the surrounding sealing liquid gradually flows into the discharge port in accordance with the drawing and cannot be separated. Further, in the retracted state, the ink 21 cannot be discharged because the ink 21 is solidified. Further, in the case of shrinkage during cooling and solidification, a cooling time of several hours is required in the case of a long time from several minutes, whereas in the present embodiment, the time required for retraction is the kinematic viscosity of the sealing liquid, the surface tension, The thickness is appropriately selected depending on the thickness, the diameter of the discharge port, and the shape of the discharge port. In order to effectively separate the discharge port, it is preferable that the pull-in operation is performed within one second.
It is preferred to step in (within seconds) and operate the means. That is, the contents described in JP-A-3-132356 are essentially different from the contents of the present application.

【0078】ここで、本実施の形態では、特に、シール
液体引き込み手段24を、熱膨張係数の異なる複合部材
を用いてバイモルフ構造にして、構成しているので、発
熱する吐出手段14で変位量を調整できるので、吐出口
毎の制御をタイミングよく行うことができ、インク吐出
を安定させることができ、高画質化を図ることができ
る。
In the present embodiment, since the sealing liquid drawing means 24 has a bimorph structure using composite members having different thermal expansion coefficients, the displacement amount of the discharging means 14 which generates heat is particularly high. Can be adjusted, so that control for each ejection port can be performed with good timing, ink ejection can be stabilized, and high image quality can be achieved.

【0079】また、本実施の形態では、個々の吐出口1
2に応じて引き込み手段24を兼ねる吐出手段14を設
け、引き込みと吐出を行う。したがって、吐出口12ご
とに引き込みと吐出を制御することができ、シール液体
を高精度にロス無く引き込んで、最適な引き込み状態を
選んで吐出するような設定もでき、高画質化が可能にな
る。また、引き込み手段24と吐出手段14を兼ねる構
成なので、引き込み手段24と吐出手段14を同一の基
板上に一括して形成して作成することもでき、ヘッドの
構成が簡単になり、装置の低価格化が可能になる。さら
に、引き込み手段24の駆動手段と吐出手段14の駆動
手段も兼ねられるため、小型化と低価格化が可能にな
る。
In this embodiment, the individual discharge ports 1
The discharge means 14 which also serves as the pull-in means 24 is provided according to 2 to perform pull-in and discharge. Accordingly, it is possible to control the drawing-in and the discharging for each discharge port 12, and it is possible to set such that the sealing liquid is drawn in with high accuracy without loss, and the optimum drawing-in state is selected and discharged, and high image quality can be achieved. . In addition, since the drawing means 24 and the discharging means 14 are combined, the drawing means 24 and the discharging means 14 can be collectively formed and formed on the same substrate. Pricing becomes possible. Further, since the driving means of the drawing means 24 and the driving means of the discharge means 14 are also used, the size and the price can be reduced.

【0080】[0080]

【第1の実施例】以下、第1の実施例により本発明をよ
り詳細に説明するが、本発明は、これに限定されるもの
ではない。
First Embodiment Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to a first embodiment, but the present invention is not limited thereto.

【0081】図11に示すように、ヘッドは内部にイン
ク溜18を持ち、直径40μmの吐出口には吐出室16
が通じている。また、インク溜18の壁面には図12に
も示すように、線熱膨張係数が異なる第1弾性部材42
としてニッケル(線熱膨張係数α=13.4×10-6
及び第2弾性部材44として石英ガラス(線熱膨張系数
α=4.6×10-6)をバイモルフ構造にして構成され
た、シール液体引き込み手段24が、ダイヤフラム40
を介してヘッド10に配置されている。即ち、前述した
ように加熱手段が吐出手段14を構成する。
As shown in FIG. 11, the head has an ink reservoir 18 inside and a discharge chamber 16 having a diameter of 40 μm.
Communicates. 12, first elastic members 42 having different linear thermal expansion coefficients are provided on the wall surface of the ink reservoir 18.
Nickel (linear thermal expansion coefficient α = 13.4 × 10 -6 )
The sealing liquid drawing means 24, which has a bimorph structure made of quartz glass (linear thermal expansion coefficient α = 4.6 × 10 −6 ) as the second elastic member 44, is used as the diaphragm 40.
Is disposed on the head 10 via the. That is, the heating means constitutes the ejection means 14 as described above.

【0082】シール液体としては複数種類のシリコーン
オイルを混合して調製した液体(動粘度30mm2
s、表面張力20.8mN/m、比重1.0)を用い
た。このシール液体の25℃での蒸気圧は0.1mmH
g以下であり、用いたインクに対しての相溶性もなかっ
た。
As a sealing liquid, a liquid prepared by mixing a plurality of types of silicone oils (kinematic viscosity: 30 mm 2 /
s, surface tension 20.8 mN / m, specific gravity 1.0). The vapor pressure of this sealing liquid at 25 ° C. is 0.1 mmH
g or less, and there was no compatibility with the used ink.

【0083】使用したインクは、水60重量%、ジエチ
レングリコール38重量%、および染料2重量%からな
り動粘度2.0mm2/s、表面張力40mN/m、比
重1.06である。
The ink used was composed of 60% by weight of water, 38% by weight of diethylene glycol and 2% by weight of a dye, and had a kinematic viscosity of 2.0 mm 2 / s, a surface tension of 40 mN / m and a specific gravity of 1.06.

【0084】本実施例のヘッドを用いて吐出の様子を拡
大観察した。上記ヘッドの吐出口の並ぶ表面にシール液
体を厚さ50μmになるように膜状に配置した。まず、
バイアス印加手段で、吐出手段14に電圧を印加し吐出
室16の容積を増加させるように変形させた。この容積
増加で負圧を発生し、吐出口に接するシール液体を吐出
口に引き込み周囲のシール液体と区切った。この状態で
画像信号に応じて吐出手段14に電圧を16V印加して
インクを吐出させたところ、安定してインク滴が吐出す
る様子が観察された。一連の吐出後に、バイアスを解除
して電位を0Vにし、引き込んでいたインクを戻してシ
ール状態に復帰させた。
Using the head of this example, the state of ejection was observed under magnification. The seal liquid was arranged in a film shape on the surface of the head where the ejection ports were arranged so that the thickness thereof became 50 μm. First,
The voltage was applied to the discharge means 14 by the bias applying means, and the discharge chamber 16 was deformed so as to increase its volume. Negative pressure was generated by this volume increase, and the sealing liquid in contact with the discharge port was drawn into the discharge port to separate it from the surrounding seal liquid. In this state, when a voltage of 16 V was applied to the ejection means 14 in accordance with the image signal to eject the ink, it was observed that the ink droplets were ejected stably. After a series of ejections, the bias was released to set the potential to 0 V, and the drawn ink was returned to return to the sealed state.

【0085】本実施例では、ヘッドが1ライン分(キャ
リッジで片道分)移動しながら吐出を行うのに先立ちバ
イアスを印加してシール液体を引き込み、ヘッドを移動
しながら画像信号に応じた吐出を行った。ヘッドが1ラ
イン分移動後、バイアスを解除して引き込みを戻してシ
ール状態に復帰する。この一連の動作を繰り返して印字
を行った。
In this embodiment, before the head moves for one line (one way by the carriage) to perform discharge, a bias is applied to draw in the seal liquid, and the discharge corresponding to the image signal is performed while moving the head. went. After the head has moved by one line, the bias is released, the drawing is returned, and the head returns to the sealed state. Printing was performed by repeating this series of operations.

【0086】そして、常温環境下で印字テストを行っ
た。即ち、常温環境の条件で、記録紙を送る機構を備え
た記録装置に本実施例のヘッドを取り付けて、常温(気
温25℃、相対湿度50%)の部屋で画像の印字を行
い、印字された画像を肉眼で観察したところ、かすれな
どの印字欠陥はなく、鮮明な画像が記録されていた。
Then, a printing test was performed in a normal temperature environment. That is, the head of this embodiment is attached to a recording apparatus provided with a mechanism for feeding recording paper under conditions of normal temperature environment, and an image is printed in a room at normal temperature (temperature: 25 ° C., relative humidity: 50%). Observation of the resulting image with the naked eye revealed that there was no print defect such as blurring and a clear image was recorded.

【0087】また、低温環境下で印字テストを行った。
即ち、この記録装置を低温環境(気温5℃、相対湿度3
0%)の下に24時間放置した後にこの低温環境下で印
字テストを行ったところ、先のテストと同様に鮮明な印
字が可能だった。印字された画像を肉眼で観察したとこ
ろ、常温での印字テストと差は見られず、鮮明な画像が
記録されていた。
A printing test was performed in a low-temperature environment.
That is, this recording apparatus is used in a low temperature environment (air temperature 5 ° C., relative humidity 3
(0%) for 24 hours, and a printing test was performed in this low-temperature environment. As a result, clear printing was possible as in the previous test. Observation of the printed image with the naked eye revealed no difference from the printing test at room temperature, and a clear image was recorded.

【0088】さらに、このインクジェット記録ヘッドを
気温25℃、相対湿度30%RHの環境に30日間放置
しておいた後、通常のインクジェット記録装置のメンテ
ナンス動作は一切行わずに印字テストを行って出力画像
を観察した。インク吐出口に目詰まりによる吐出不良は
発生しておらず、印字された画像にはドットの乱れもな
く、放置前と同じく鮮明な画像が記録されていた。な
お、シール液体を配置しない以外は本実施例の記録ヘッ
ドと同様のヘッドを同じ条件で30日間放置した後、印
字テストを行ってみたが、半分以上の吐出口で目詰まり
が発生しており、部分的にしか印字することができなか
った。
Further, after leaving the ink jet recording head in an environment of a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 30% RH for 30 days, a print test was performed without performing any maintenance operation of a normal ink jet recording apparatus, and an output was performed. The image was observed. No ejection failure due to clogging occurred in the ink ejection ports, and the printed image had no disturbance of the dots, and a clear image was recorded as before leaving. A print test was performed after leaving a head similar to the recording head of the present embodiment under the same conditions for 30 days except that no seal liquid was disposed, and clogging occurred in more than half of the ejection openings. , Could be printed only partially.

【0089】比較のために、吐出手段14を引き込みモ
ードで駆動しない以外は本実施例のヘッドと同様のヘッ
ドを用い、吐出口の並ぶ表面にシール液体を厚さ50μ
mになるように膜状に配置した。このヘッドの吐出観察
を行い、実施例のヘッドと同様の吐出が得られるように
吐出手段14に電圧を10μsの時間印加して正圧のみ
で吐出するように調整した。さらにこのヘッドを記録装
置に取り付けて、常温(気温25℃、相対湿度50%)
の部屋で画像の印字テストを行ったところ、肉眼では実
施例による印字結果と有意な差は見られなかった。しか
し、低温環境(気温5℃、相対湿度30%)の下に24
時間放置した後にこの低温環境下で印字テストを行った
ところ、印字されていない不良部分が目立ち、不鮮明な
画像しか得られなかった。 (第2の実施の形態)次に、本発明の第2の実施の形態
を説明する。本実施の形態は、前述した第1の実施の形
態と同様の構成(第1の実施の形態の各種構成パターン
は同様に本実施の形態に適用できる)であるので、同一
部分には同一の符号を付して、その説明を省略する。な
お、シール液体引き込み手段24(吐出手段14を兼ね
る構成の場合も)は、前述したように、バイモルフ構造
の複合部材で構成されている。
For comparison, a head similar to the head of this embodiment was used except that the ejection means 14 was not driven in the pull-in mode, and a sealing liquid having a thickness of 50 μm was applied to the surface where the ejection ports are arranged.
m. The ejection of this head was observed, and a voltage was applied to the ejection means 14 for a period of 10 μs so that ejection was performed only at a positive pressure so that ejection similar to that of the head of the example was obtained. Further, this head is attached to a recording apparatus, and is operated at normal temperature (air temperature: 25 ° C., relative humidity: 50%).
When a print test of an image was performed in the room No. 2, no significant difference was observed with the naked eye from the print result of the example. However, in a low temperature environment (temperature 5 ° C, relative humidity 30%), 24
When the printing test was performed in this low temperature environment after standing for a long time, a defective portion where no printing was performed was noticeable, and only an unclear image was obtained. (Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment has the same configuration as the above-described first embodiment (the various configuration patterns of the first embodiment can be similarly applied to this embodiment). The reference numerals are attached and the description is omitted. Note that the seal liquid drawing means 24 (also in the case of the structure also serving as the discharge means 14) is formed of a bimorph composite member as described above.

【0090】本実施の形態は、図13に示すように、後
述する吐出基本信号及び画像信号に基づいて、引き込み
手段24を駆動するための引き込み信号と、画像信号に
応じて吐出手段14を駆動するための吐出信号を制御す
る信号制御手段60を有する。信号制御手段60は、イ
ンク吐出前に毎回シール液体を引き込むように、引き込
み信号を出力して引き込み手段24を駆動してから、吐
出信号を出力して吐出手段14を駆動する。この、引き
込み手段24の駆動から、吐出の終了までを、同一の吐
出口12から連続してインク滴を吐出する場合の吐出周
期(以下「吐出基本周期」と呼ぶ)内に行う。本実施の
形態の信号制御手段60は、引き込んだシール液体が周
囲のシール液体と区切られた後にインクを吐出させるよ
うに、引き込み信号から所定の時間遅延させて吐出信号
を出力する。
In the present embodiment, as shown in FIG. 13, a pull-in signal for driving the pull-in means 24 based on a discharge basic signal and an image signal, which will be described later, and the discharge means 14 are driven in accordance with the image signal. Signal control means 60 for controlling a discharge signal for performing the discharge. The signal control unit 60 outputs a pull-in signal and drives the pull-in unit 24 so as to draw the seal liquid every time before ink discharge, and then outputs a discharge signal to drive the discharge unit 14. The process from the driving of the pull-in means 24 to the end of the ejection is performed within an ejection cycle (hereinafter, referred to as a “basic ejection cycle”) in the case where ink droplets are continuously ejected from the same ejection port 12. The signal control means 60 of the present embodiment outputs a discharge signal with a predetermined delay from the pull-in signal so as to discharge the ink after the drawn-in seal liquid is separated from the surrounding seal liquid.

【0091】信号制御手段60は、同一の吐出口12か
ら連続してインク滴を吐出する場合の吐出周波数(=1
/吐出基本周期)の基本信号(以下「吐出基本信号」と
呼ぶ)と、画像情報に応じて吐出手段14からインクが
吐出する際の吐出/非吐出を選択する画像信号とを元に
して、引き込み信号を出力し、引き込み信号から所定の
遅延時間a(詳細は後述)遅延した吐出信号を出力す
る。遅延した吐出信号を出力するには、信号制御手段6
0は、画像信号を遅延させて吐出信号としたり、吐出基
本信号に対して遅延した信号を元に画像信号を発生させ
てこれを吐出信号とする。この遅延時間aは、吐出手段
14、吐出口12の直径、吐出基本周波数、シール液体
の膜厚、シール液体の動粘度、シール液体の表面張力な
どの設計仕様を考慮して、引き込んだシール液体が周囲
のシール液体と区切られた後の最適な時間を設定する。
また、この遅延時間aは次の引き込みにまでに吐出が終
了するように設定する。
The signal control means 60 controls the ejection frequency (= 1 unit) for continuously ejecting ink droplets from the same ejection port 12.
/ Discharge basic cycle) (hereinafter referred to as “discharge basic signal”) and an image signal for selecting discharge / non-discharge when the ink is discharged from the discharge unit 14 according to image information. A pull-in signal is output, and an ejection signal delayed by a predetermined delay time a (details will be described later) from the pull-in signal is output. To output the delayed ejection signal, the signal control means 6
In the case of 0, an image signal is delayed to be an ejection signal, or an image signal is generated based on a signal delayed with respect to an ejection basic signal, and is used as an ejection signal. The delay time a is determined by taking into account design specifications such as the diameter of the discharge means 14, the discharge port 12, the basic discharge frequency, the thickness of the seal liquid, the kinematic viscosity of the seal liquid, and the surface tension of the seal liquid. Sets the optimal time after is separated from the surrounding sealing liquid.
Further, the delay time a is set so that the ejection is completed by the next pull-in.

【0092】この信号制御手段60は、ヘッド10に配
置してもよく、ヘッド10以外の記録装置内に配置して
もよく、また、ヘッド10や装置を制御する電気回路な
どと共に配置してもかまわない。
The signal control means 60 may be disposed in the head 10, may be disposed in a recording device other than the head 10, and may be disposed together with the head 10 and an electric circuit for controlling the device. I don't care.

【0093】この信号制御手段60は、遅延させた吐出
信号を出力するために、引き込み手段24を構成する例
えば圧電部材に印加する信号や、吐出手段14を構成す
る例えばヒータに印加する信号を制御してもよく、引き
込み手段24や吐出手段14につながる途中の信号を制
御してもよく、吐出基本信号と画像信号を制御してもよ
く、吐出基本信号と画像信号の生成時に遅延した信号を
発生させて制御してもよい。
The signal control means 60 controls a signal applied to, for example, a piezoelectric member constituting the pull-in means 24 and a signal applied to, for example, a heater constituting the ejection means 14 in order to output a delayed ejection signal. It may control a signal on the way to the pull-in means 24 or the discharge means 14, control the basic discharge signal and the image signal, and generate a signal delayed when the basic discharge signal and the image signal are generated. It may be generated and controlled.

【0094】ここで、信号制御手段60に用いる回路の
例を説明する。
Here, an example of a circuit used for the signal control means 60 will be described.

【0095】信号制御手段60で画像信号や基本クロッ
ク信号を遅延させるには、各種知られている遅延回路を
利用する。例えば、コンデンサと抵抗からなる遅延回
路、複数個のバッファ回路を縦列接続にした遅延回路、
発信回路とカウンタ回路とコンパレータ回路からなる遅
延回路などを利用して信号制御手段60を構成すること
ができるが、これ以外にも各種の電気回路やIC回路な
どで信号制御手段60を構成してもよく、専用のIC回
路などを作製することも可能である。また、マイコン制
御などにより、入力された信号をデータ化してメモリ上
のデータとの比較などを行うことで遅延を行う信号制御
手段60を構成することも可能である。
To delay the image signal and the basic clock signal by the signal control means 60, various known delay circuits are used. For example, a delay circuit including a capacitor and a resistor, a delay circuit in which a plurality of buffer circuits are connected in cascade,
The signal control means 60 can be configured using a delay circuit including a transmission circuit, a counter circuit, and a comparator circuit, but the signal control means 60 can be configured by various electric circuits or IC circuits. Alternatively, a dedicated IC circuit or the like can be manufactured. Further, it is also possible to configure the signal control means 60 for performing a delay by converting an input signal into data and comparing the data with data on a memory by microcomputer control or the like.

【0096】ところで、引き込みに2種類の同期方式が
ある。
By the way, there are two types of synchronization methods for pull-in.

【0097】信号制御手段60は、吐出基本信号毎に
シール液体を引き込むように引き込み信号を出力するの
と、画像信号毎にシール液体を引き込むように引き込
み信号を出力する2つの方式がある。
The signal control means 60 has two methods of outputting a pull-in signal so as to draw in the sealing liquid for each discharge basic signal and outputting a pull-in signal so as to draw in the sealing liquid for each image signal.

【0098】吐出基本信号毎にシール液体を引き込む
場合の制御系は、図14に示すように、基本クロック発
生回路62からのクロック信号の入力タイミングに従っ
て、装置設定情報発生回路64からの装置設定情報に基
づいて、吐出基本信号を出力する吐出基本信号発生回路
66、基本クロック発生回路62からのクロック信号の
入力タイミングに従って、画像情報発生回路68からの
画像情報に基づいて、画像信号を出力する画像信号発生
回路70、吐出基本信号及び画像信号に基づいて、引き
込み手段駆動電源72の電源で、シール液体引き込み手
段24を制御すると共に、吐出手段14駆動電源74の
電源で、吐出手段14を制御する上記信号制御手段60
を備えている。
As shown in FIG. 14, the control system for drawing in the sealing liquid for each discharge basic signal, according to the input timing of the clock signal from the basic clock generation circuit 62, receives the device setting information from the device setting information generation circuit 64. And an image for outputting an image signal based on the image information from the image information generation circuit 68 in accordance with the input timing of the clock signal from the basic clock generation circuit 62 and the basic ejection signal generation circuit 66 for outputting the basic ejection signal based on Based on the signal generation circuit 70, the basic discharge signal and the image signal, the power supply of the drawing-in drive power supply 72 controls the sealing liquid drawing-in means 24, and the power supply of the discharge means 14 driving power supply 74 controls the discharge means 14. The signal control means 60
It has.

【0099】信号制御手段60は、吐出基本信号発生回
路66及び画像信号発生回路70に接続された遅延回路
76と、引き込み手段駆動電源72及び吐出基本信号発
生回路66に接続された引き込み手段駆動回路78と、
遅延回路76及び吐出手段14駆動電源74に接続され
た吐出手段14駆動回路80と、を備えている。
The signal control means 60 includes a delay circuit 76 connected to the discharge basic signal generation circuit 66 and the image signal generation circuit 70, and a pull-in drive circuit connected to the pull-in drive power supply 72 and the discharge basic signal generation circuit 66. 78,
And a discharge circuit 14 driving circuit 80 connected to the delay circuit 76 and the discharge means 14 driving power supply 74.

【0100】そして、信号制御手段60は、図16に示
すように、吐出基本信号に応じて引き込み信号を出力す
る。この方式では、インクの吐出/非吐出(画像信号)
にかかわらず、吐出口12のシール液体は吐出基本周期
で引き込まれる。毎回必ず引き込みを行うため吐出しな
い場合も引き込みを行っているが、複数の吐出口12を
持つヘッド10を用いる場合は、全吐出口12の引き込
みを均等に行うので、毎回の引き込み条件が同一である
という特徴がある。
Then, the signal control means 60 outputs a pull-in signal in accordance with the basic ejection signal as shown in FIG. In this method, ink ejection / non-ejection (image signal)
Irrespective of the above, the sealing liquid at the discharge port 12 is drawn in at the basic discharge cycle. In order to always perform the pull-in, the pull-in is performed even when no discharge is performed. However, when the head 10 having a plurality of discharge ports 12 is used, the pull-in conditions for each discharge are the same since the pull-in for all the discharge ports 12 is performed evenly. There is a feature that there is.

【0101】よって、この方式では、ヘッド10を、複
数の吐出口12に対応した共通の引き込み手段24を設
けた構成にするのが好ましく、引き込み手段24の制御
が容易で、信号制御手段60の構成も簡易になるので装
置が安くなるという利点を有する。
Therefore, in this method, it is preferable that the head 10 be provided with a common drawing means 24 corresponding to the plurality of ejection ports 12, so that the control of the drawing means 24 is easy and the signal control means 60 There is an advantage that the apparatus is cheaper because the configuration is simplified.

【0102】画像信号毎にシール液体を引き込む場合
の制御系は、図15に示すように、上記吐出基本信号毎
にシール液体を引き込む場合の制御系と略同様の構成で
あるが、引き込み手段駆動回路78には、画像信号が入
力されるように構成されている点で相違する。
As shown in FIG. 15, the control system for drawing in the seal liquid for each image signal has substantially the same configuration as the control system for drawing in the seal liquid for each discharge basic signal. The difference is that the circuit 78 is configured to receive an image signal.

【0103】そして、信号制御手段60は、図17に示
すように、画像信号に応じて引き込み信号を出力する。
この方式では、インクの吐出がある直前にのみ、オンデ
マンドで吐出口12のシール液体が引き込まれる。吐出
の直前のみ引き込みを行うので引き込みに無駄がなく、
複数の吐出口12を持つヘッド10を用いる場合は、各
吐出口12各々に対応して引き込みを制御することが可
能である。よって、この方式では、ヘッド10を、複数
の吐出口12に対応した個別の引き込み手段24を設け
た構成にするのが好ましく、吐出に最適な引き込み制御
を個別の吐出口12ごとに行うことができ、高画質化が
可能になるという利点を有する。
Then, the signal control means 60 outputs a pull-in signal according to the image signal as shown in FIG.
In this method, the seal liquid of the discharge port 12 is drawn on demand only immediately before ink is discharged. Since the retraction is performed just before the discharge, there is no waste in the retraction,
When the head 10 having a plurality of ejection ports 12 is used, it is possible to control the pull-in corresponding to each of the ejection ports 12. Therefore, in this method, it is preferable that the head 10 has a configuration in which the individual retraction means 24 corresponding to the plurality of ejection ports 12 are provided, and the optimal retraction control for ejection is performed for each individual ejection port 12. This has the advantage that high image quality can be achieved.

【0104】次に、本実施の形態の作用を説明する。Next, the operation of the present embodiment will be described.

【0105】本実施の形態では、毎回のインク吐出前に
吐出口12にシール液体を引き込んで吐出を行う。具体
的には、吐出基本信号(図16参照)あるいは画像信号
(図17参照)に応じて引き込み手段が作動してシール
液体を吐出口12に引き込み、図10(A)に示すよう
に、引き込んだシール液体22Aを周囲のシール液体2
2Bと区切る。吐出を行う際は、区切られた状態で吐出
手段14が作動してインク吐出口12のインクをシール
液体と共に吐出する。なお、吐出時に、吐出口12内の
シール液体は完全にインクと共に吐出されなくてもかま
わない。さらに、引き込み手段を作動解除して、引き込
まれていたインク(あるいはインクとシール液体)を引
き込み前の状態に戻し、次の吐出に備えることもでき
る。上記した引き込み手段と吐出手段14の制御は、引
き込み信号に対して、吐出信号、引き込み状態を引き込
み前の元の状態に戻すように引き込み手段を制御するた
めの引き込み解除信号を、信号制御手段60により所定
遅延時間b遅延させて行う。
In the present embodiment, the sealing liquid is drawn into the discharge port 12 before each ink discharge, and discharge is performed. More specifically, the pull-in means operates in response to the discharge basic signal (see FIG. 16) or the image signal (see FIG. 17) to draw the seal liquid into the discharge port 12, and as shown in FIG. Seal liquid 22A is replaced with surrounding seal liquid 2
Separate with 2B. When performing ejection, the ejection means 14 operates in a divided state to eject ink from the ink ejection ports 12 together with the seal liquid. At the time of discharge, the seal liquid in the discharge port 12 may not be completely discharged together with the ink. Further, it is also possible to release the operation of the drawing means and return the drawn ink (or the ink and the seal liquid) to a state before the drawing and prepare for the next ejection. The above-described control of the pull-in means and the discharge means 14 includes, in response to the pull-in signal, a discharge signal for controlling the pull-in means to return the pull-in state to the original state before the pull-in, and a signal control means 60. Is performed with a predetermined delay time b.

【0106】次に、インクジェット記録装置を説明す
る。
Next, the ink jet recording apparatus will be described.

【0107】本実施の形態のインクジェット記録装置
は、インク吐出口12と、インク吐出口12をシールす
るシール液体と、画像信号に応じて前記インク吐出口1
2からインクを吐出するインク吐出手段14と、前記シ
ール液体を引き込むシール液体引き込み手段と、画像信
号に応じて前記吐出手段14を駆動する吐出信号と、前
記シール液体引き込み手段を駆動する引き込み信号と、
前記シール液体引き込み手段に引き込み信号を印加した
後に前記吐出信号を前記吐出手段14に印加する信号制
御手段60を有するインクジェット記録装置である。こ
の、引き込み手段の駆動から、吐出の終了までを、吐出
基本周期内に行う。このインクジェット記録装置によ
り、画像記録媒体に画像情報に応じたインクを吐出させ
て画像を記録する。本実施の形態のインクジェット記録
装置では、上述したような引き込み手段がインクジェッ
ト記録ヘッドに組み込まれていてもよく、あるいは引き
込み手段を記録装置内のヘッド外部に持っていてもよい
が、前述したように、引き込み手段はシール液体の引き
込みの応答性がよくなるので吐出口12に近い部分に設
ける方が好ましい。また、引き込み手段は、引き込み手
段の作動状態や引き込み量を制御しやすいので負圧発生
手段を用いることが好ましい。
The ink jet recording apparatus according to the present embodiment comprises an ink ejection port 12, a sealing liquid for sealing the ink ejection port 12, and the ink ejection port 1 according to an image signal.
2, an ink ejection unit 14 for ejecting ink from 2, a seal liquid drawing unit for drawing the seal liquid, a discharge signal for driving the discharge unit 14 according to an image signal, and a drawing signal for driving the seal liquid drawing unit. ,
An ink jet recording apparatus having a signal control unit 60 that applies the ejection signal to the ejection unit 14 after applying a pull-in signal to the sealing liquid entrance unit. From the driving of the pull-in means to the end of ejection, the ejection is performed within the ejection basic cycle. With this ink jet recording apparatus, an image is recorded by discharging ink corresponding to image information onto an image recording medium. In the inkjet recording apparatus of the present embodiment, the above-described retracting means may be incorporated in the inkjet recording head, or the retracting means may be provided outside the head in the recording apparatus. The drawing means is preferably provided in a portion near the discharge port 12 because the response of drawing the sealing liquid is improved. Further, it is preferable to use a negative pressure generating means as the retracting means because the operating state of the retracting means and the amount of retraction can be easily controlled.

【0108】また、必要な引き込み量を得るための引き
込み手段の作動量が小さく、引き込みが完了するまでの
時間も短くて済むので、密閉手段を設けることも好まし
い。信号制御手段60は、ヘッドに組み込まれていても
よく、あるいは記録装置内のヘッド外部に配置されてい
てもよい。また、この信号制御手段60は、吐出基本信
号毎にシール液体引き込み手段を駆動してもよく、画像
信号毎にシール液体引き込み手段を駆動してもかまわな
い。信号制御手段60で引き込み解除信号を出力するも
の、速やかに引き込み状態を戻せるので、吐出基本周波
数を大きくでき、印字に要する時間を短縮できるので好
ましい。また、吐出信号や引き込み解除信号を可変制御
するのも、環境や装置の設定や状態に応じてより安定し
た条件を選んで吐出を行うことができるので好ましい。
It is also preferable to provide sealing means since the amount of operation of the retraction means for obtaining the required retraction amount is small and the time required for completing the retraction is short. The signal control means 60 may be incorporated in the head, or may be arranged outside the head in the recording apparatus. Further, the signal control means 60 may drive the sealing liquid drawing means for each ejection basic signal, or may drive the sealing liquid drawing means for each image signal. Although the signal control means 60 outputs a pull-in release signal, the pull-in state can be quickly returned, so that the basic discharge frequency can be increased and the time required for printing can be shortened, which is preferable. It is also preferable to control the ejection signal and the pull-in release signal variably, since ejection can be performed under more stable conditions according to the environment and the setting and state of the apparatus.

【0109】以上のように、インクを吐出する毎に毎回
シール液体を引き込むようにしているので、次の効果が
得られる。 信号制御手段60を設けて毎回引き込んで、引き込ん
でから吐出するまでの時間を制御しているので、引き込
んだ状態を毎回同じにして吐出するように設定できる。
その結果、吐出したインクの状態(量や速度等)を毎回
一定にでき、印字されるインクドットの大きさや、イン
クドットの着弾位置のばらつきが少なくなり、吐出が安
定し、印字される画質が向上する。引き込み直後だと、
引き込み手段やメニスカス液面に残っている振動の振幅
が大きいこともあるので、その場合は振動が十分小さく
なってから吐出させるように設定にすると、より安定し
て吐出できる。 信号制御手段60を設けて毎回引き込んで、引き込み
解除信号を出力すれば、毎回確実に引き込み状態をシー
ル状態に戻すことができる。毎回引き込み手段を作動解
除すれば、速やかにシール液体によって吐出口12がシ
ールされている状態にして次の吐出サイクルに備えるこ
とが可能になるので、吐出基本周波数を大きくでき、印
字に要する時間を短縮できる。 引き込んでから吐出するまでの遅延時間aを様々な条
件に基づいて可変に制御すれば、環境変動などにより引
き込んだ状態が安定になるまでの時間が変化しても、引
き込んだ状態が毎回同じになってから吐出するように設
定できるので、さらに吐出が安定し、印字される画質が
向上する。環境の変動や装置の設定や状態等により、引
き込んでから区切られるまでの時間や、引き込み直後の
シール液体表面に残っている振動の減衰時間が変化する
ことがあるので、その状態によって最適な時間を選んで
吐出させると、環境や装置の設定や状態に対しての作
用・効果を安定にすることができる。 引き込み解除するまでの遅延時間b(図16、図17
参照)を様々な条件に基づいて可変に制御すれば、吐出
までの遅延時間が短くなった場合にはより速くシール状
態に戻して次の吐出サイクルに備えることが可能にな
る。吐出基本周波数を大きくでき、印字に要する時間を
短縮できる。
As described above, since the sealing liquid is drawn in every time ink is ejected, the following effects can be obtained. Since the signal control means 60 is provided to control the time from the retraction to the ejection after each retraction, the ejection state can be set to be the same every time the retraction is performed.
As a result, the state (amount, speed, etc.) of the ejected ink can be kept constant every time, the size of the ink dot to be printed, and the variation in the landing position of the ink dot are reduced, the ejection is stable, and the image quality of the printed improves. Immediately after retraction,
Since the amplitude of the vibration remaining on the pull-in means or the meniscus liquid level may be large, in such a case, it is possible to discharge more stably if the vibration is set to be sufficiently small before discharging. If the signal control means 60 is provided to pull in each time and output a pull-in release signal, the drawn-in state can be reliably returned to the sealed state each time. If the retracting means is deactivated each time, the discharge port 12 can be quickly sealed with the sealing liquid to prepare for the next discharge cycle, so that the basic discharge frequency can be increased and the time required for printing can be reduced. Can be shortened. If the delay time a from the retraction to the discharge is variably controlled based on various conditions, the retraction state is the same every time even if the time until the retraction state becomes stable due to environmental fluctuations changes. Since it is possible to set the ejection after the ejection, the ejection is further stabilized, and the printed image quality is improved. Due to environmental fluctuations, device settings and conditions, etc., the time from retraction to separation and the decay time of vibrations remaining on the seal liquid surface immediately after retraction may change. By selecting and discharging, it is possible to stabilize the operation and effect on the environment and the setting and state of the apparatus. The delay time b until the pull-in is released (FIGS. 16 and 17)
) Is variably controlled based on various conditions, it is possible to quickly return to the sealed state and prepare for the next ejection cycle when the delay time before ejection becomes short. The basic discharge frequency can be increased, and the time required for printing can be reduced.

【0110】また、本実施の形態では、個々の吐出口1
2に応じて引き込み手段を兼ねる吐出手段14を設け、
引き込みと吐出を行う。したがって、吐出口12ごとに
引き込みと吐出を制御することができ、シール液体をロ
ス無く引き込んで、最適な引き込み状態を選んで吐出す
るような設定もでき、高画質化が可能になる。また、引
き込み手段と吐出手段14を兼ねる構成なので、引き込
み手段と吐出手段14を同一の基板上に一括して形成し
て作成することもでき、ヘッドの構成が簡単になり、装
置の低価格化が可能になる。さらに、引き込み手段の駆
動手段と吐出手段14の駆動手段も兼ねられるため、小
型化と低価格化が可能になる。
In the present embodiment, the individual discharge ports 1
2, a discharge means 14 serving also as a drawing means is provided,
Pull and discharge are performed. Therefore, it is possible to control the drawing-in and the discharging for each of the discharge ports 12, so that it is possible to set such that the sealing liquid is drawn in without any loss, and the optimum drawing-in state is selected and discharged, and high image quality can be achieved. Further, since the drawing means and the discharging means 14 are combined, the drawing means and the discharging means 14 can be formed and formed collectively on the same substrate, which simplifies the structure of the head and reduces the cost of the apparatus. Becomes possible. Furthermore, since the driving means of the drawing means and the driving means of the discharge means 14 are also used, the size and the price can be reduced.

【0111】[0111]

【第2の実施例】以下、第2の実施例により本発明をよ
り詳細に説明するが、本発明は、これに限定されるもの
ではない。なお、本実施例の構成は前述した第1の実施
例と同じであるので、その説明を省略し、異なる部分の
み説明する。
Second Embodiment Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to a second embodiment, but the present invention is not limited to this. Since the configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above, a description thereof will be omitted, and only different portions will be described.

【0112】図示しない信号制御手段はIC回路を用い
て作製しヘッド外壁に配置した。信号制御手段は、吐出
信号を出力する回路に遅延回路を用いて構成し、引き込
み解除信号を出力する回路を遅延回路とフリップフロッ
プ回路で構成した。信号制御手段は、画像信号が入力さ
れ、画像信号に応じて引き込み信号を出力して引き込み
手段に印加する電位をV1からV2に切り替え、画像信
号を遅延させて一定時間後に吐出信号を出力する。画像
信号が入力してから吐出信号を出力するまでの遅延時間
は100μsに設定した。また、信号制御手段は、画像
信号を遅延させて、一定時間後に引き込み解除信号を出
力して引き込み手段に印加する電位を20Vから0Vに
切り替える。画像信号が入力してから引き込み解除信号
を出力するまでの遅延時間は120μsに設定した。
The signal control means (not shown) was manufactured using an IC circuit and was arranged on the outer wall of the head. The signal control means is configured using a delay circuit as a circuit for outputting the ejection signal, and the circuit for outputting the pull-in release signal is configured as a delay circuit and a flip-flop circuit. The signal control unit receives the image signal, outputs a pull-in signal in accordance with the image signal, switches the potential applied to the pull-in unit from V1 to V2, delays the image signal, and outputs a discharge signal after a predetermined time. The delay time from the input of the image signal to the output of the ejection signal was set to 100 μs. Further, the signal control means delays the image signal, outputs a pull-in release signal after a predetermined time, and switches the potential applied to the pull-in means from 20V to 0V. The delay time from the input of the image signal to the output of the pull-in release signal was set to 120 μs.

【0113】本実施例のヘッドを用いて吐出の様子を拡
大観察した。上記ヘッドの吐出口の並ぶ表面にシール液
体を厚さ50μmになるように膜状に配置した。まず、
信号制御手段に画像信号を入力して引き込み信号を出力
させ、引き込み手段である圧電部材に20Vの電圧を印
加しヘッド内部の容積を増加させるように変形させた。
この容積増加で負圧を発生し、吐出口に接するシール液
体を吐出口に引き込み、画像信号入力から100μsま
でに周囲のシール液体と区切った。画像信号入力から1
00μs後に信号制御手段は吐出信号を出力し、吐出手
段14であるヒータに15Vの電圧を6μsの時間パル
ス状に印加してインクを吐出させたところ、安定してイ
ンク滴が吐出する様子が観察された。信号制御手段は、
画像信号入力から120μs後に引き込み解除信号を出
力し、引き込み手段に印加していた電位を0Vにして、
吐出口のインクを初期状態に戻し、引き込み手段が作動
してから500μsの経過時間までに吐出口周囲のシー
ル液体が吐出口のインクをシールしている状態に戻し
た。画像信号を連続パルスで入力し、この吐出サイクル
を1kHzの周波数で繰り返したところ、毎回吐出前に
シール液体が引き込まれて、その状態で安定して吐出す
るのが観察された。また、吐出基本信号の周波数1kH
zの下で画像情報に応じた画像信号を入力してインクを
吐出させたところ、吐出されるインク滴の径と吐出速度
の計測結果は、画像信号の連続/不連続(すなわち吐出
の時間間隔)によらずほぼ一定であり、安定して吐出し
ているのが観察された。
Using the head of this example, the state of ejection was observed under magnification. The seal liquid was arranged in a film shape on the surface of the head where the ejection ports were arranged so that the thickness thereof became 50 μm. First,
An image signal was input to the signal control means, a pull-in signal was output, and a voltage of 20 V was applied to the piezoelectric member serving as the pull-in means to deform the head so as to increase the volume inside the head.
A negative pressure was generated due to this increase in volume, and the seal liquid in contact with the discharge port was drawn into the discharge port, and separated from the surrounding seal liquid by 100 μs from the input of the image signal. 1 from image signal input
After 00 μs, the signal control unit outputs an ejection signal, and when a voltage of 15 V is applied to the heater as the ejection unit 14 in a pulsed manner for 6 μs to eject ink, it is observed that ink droplets are ejected stably. Was done. The signal control means includes:
A pull-in release signal is output 120 μs after the input of the image signal, and the potential applied to the pull-in means is set to 0 V.
The ink in the ejection port was returned to the initial state, and the sealing liquid around the ejection port was sealing the ink in the ejection port by the elapse of 500 μs after the operation of the drawing-in means. When an image signal was input as a continuous pulse and this discharge cycle was repeated at a frequency of 1 kHz, it was observed that the seal liquid was drawn in before every discharge, and that the liquid was stably discharged in that state. Further, the frequency of the basic discharge signal is 1 kHz.
When an image signal corresponding to the image information is input under z and the ink is ejected, the measurement result of the diameter and the ejection speed of the ejected ink droplet is continuous / discontinuous of the image signal (that is, the ejection time interval). ), It was almost constant, and it was observed that the liquid was discharged stably.

【0114】ここで、常温環境下で印字テストを行っ
た。即ち、常温環境条件で、記録紙を送る機構を備えた
記録装置に本実施例のヘッドを取り付けて、常温(気温
25℃、相対湿度50%)の部屋で画像の印字を行い、
印字された画像を肉眼で観察したところ、かすれなどの
印字欠陥はなく、鮮明な画像が記録されていた。
Here, a printing test was performed under a normal temperature environment. That is, the head of this embodiment is attached to a recording apparatus having a mechanism for feeding recording paper under normal temperature environment conditions, and an image is printed in a room at normal temperature (air temperature 25 ° C., relative humidity 50%).
When the printed image was observed with the naked eye, there was no printing defect such as blurring, and a clear image was recorded.

【0115】また、低温環境下で印字テストを行った。
即ち、さらにこの記録装置を低温環境(気温5℃、相対
湿度30%)の下に24時間放置した後にこの低温環境
下で印字テストを行ったところ、先のテストと同様に鮮
明な印字が可能だった。印字された画像を肉眼で観察し
たところ、常温での印字テストと差は見られず、鮮明な
画像が記録されていた。
Further, a printing test was performed in a low temperature environment.
That is, when the recording apparatus was left for 24 hours in a low-temperature environment (temperature of 5 ° C., relative humidity of 30%) and then a printing test was performed in this low-temperature environment, clear printing was possible as in the previous test. was. Observation of the printed image with the naked eye revealed no difference from the printing test at room temperature, and a clear image was recorded.

【0116】さらに、このインクジェット記録ヘッドを
気温25℃、相対湿度30%RHの環境に30日間放置
しておいた後、通常のインクジェット記録装置のメンテ
ナンス動作は一切行わずに印字テストを行って出力画像
を観察した。インク吐出口に目詰まりによる吐出不良は
発生しておらず、印字された画像にはドットの乱れもな
く、放置前と同じく鮮明な画像が記録されていた。な
お、シール液体を配置しない以外は本実施例の記録ヘッ
ドと同様のヘッドを同じ条件で30日間放置した後、印
字テストを行ってみたが、半分以上の吐出口で目詰まり
が発生しており、部分的にしか印字することができなか
った。
Further, after leaving the ink jet recording head in an environment of a temperature of 25 ° C. and a relative humidity of 30% RH for 30 days, a print test was performed without performing any maintenance operation of a normal ink jet recording apparatus, and an output was performed. The image was observed. No ejection failure due to clogging occurred in the ink ejection ports, and the printed image had no disturbance of the dots, and a clear image was recorded as before leaving. A print test was performed after leaving a head similar to the recording head of the present embodiment under the same conditions for 30 days except that no seal liquid was disposed, and clogging occurred in more than half of the ejection openings. , Could be printed only partially.

【0117】比較のために、引き込み手段を持たない以
外は本実施例のヘッドと同様のヘッドを用い、吐出口の
並ぶ表面にシール液体を厚さ50μmになるように膜状
に配置した。このヘッドの吐出観察を行い、実施例のヘ
ッドと同様の吐出が得られるように吐出手段14に16
Vの電圧を7μsの時間印加するように調整した。さら
にこのヘッドを記録装置に取り付けて、常温(気温25
℃、相対湿度50%)の部屋で画像の印字テストを行っ
たところ、肉眼では実施例による印字結果と有意な差は
見られなかった。しかし、低温環境(気温5℃、相対湿
度30%)の下に24時間放置した後にこの低温環境下
で印字テストを行ったところ、印字されていない不良部
分が目立ち、不鮮明な画像しか得られなかった。
For comparison, a head similar to the head of this embodiment except that it did not have a drawing-in means was used, and a sealing liquid was arranged in a film shape so as to have a thickness of 50 μm on the surface where the ejection ports were arranged. By observing the ejection of this head, the ejection means 14 was set to 16 so that the same ejection as the head of the embodiment was obtained.
Adjustment was performed so that a voltage of V was applied for a period of 7 μs. Further, this head is attached to a recording apparatus, and is operated at normal temperature (air temperature 25
(° C., relative humidity: 50%), a print test of an image was performed. As a result, no significant difference was observed with the naked eye from the print result of the example. However, when the printing test was performed in a low-temperature environment (temperature 5 ° C., relative humidity 30%) for 24 hours and then performed in this low-temperature environment, defective portions that were not printed were conspicuous and only unclear images were obtained. Was.

【0118】[0118]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、熱膨張係
数が異なる複合部材をバイモルフ構造にして、シール液
体引き込み手段を構成しているので、シール液体引き込
み手段の動作量を大きくすることができ、少ないエネル
ギーで引き込みを制御できる、という効果を有する。
As described above, according to the present invention, the composite member having a different coefficient of thermal expansion has a bimorph structure to constitute the sealing liquid drawing means, so that the operation amount of the sealing liquid drawing means can be increased. This has the effect that the pull-in can be controlled with less energy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 第1の実施の形態に係るインクジェット記録
ヘッドの基本構成図である。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of an inkjet recording head according to a first embodiment.

【図2】 シール液体引き込み手段として負圧発生手段
を備えた例を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example in which a negative pressure generating means is provided as a sealing liquid drawing means.

【図3】 負圧を発生させる説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for generating a negative pressure.

【図4】 ヘッド内部の容積を増加させる方法の説明図
である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a method for increasing the volume inside the head.

【図5】 バイモルフ構造の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a bimorph structure.

【図6】 負圧発生手段の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a negative pressure generating means.

【図7】 吐出室の容積変化により、負圧、正圧を発生
させる方法を説明する説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a method of generating a negative pressure and a positive pressure by changing the volume of a discharge chamber.

【図8】 発熱手段が吐出手段を構成することを説明す
る説明図である。
FIG. 8 is an explanatory view for explaining that the heat generating means constitutes the discharging means.

【図9】 本実施の形態のタイミングチャートである。FIG. 9 is a timing chart of the present embodiment.

【図10】 シール液体の引き込み状態及びシール状態
の説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a drawn-in state and a sealed state of a sealing liquid.

【図11】 引き込み手段として複合部材を用いる方法
の説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram of a method of using a composite member as a drawing means.

【図12】 引き込み手段に用いられる複合部材の構成
の説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram of a configuration of a composite member used for a retracting unit.

【図13】 第2の実施の形態に係るインクジェット記
録ヘッドの基本構成図である。
FIG. 13 is a basic configuration diagram of an ink jet recording head according to a second embodiment.

【図14】 吐出基本信号毎にシール液体を引き込み場
合の制御系のブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram of a control system in a case where a sealing liquid is drawn in for each basic discharge signal.

【図15】 画像信号毎にシール液体を引き込み場合の
制御系のブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram of a control system when a seal liquid is drawn in for each image signal.

【図16】 吐出基本信号毎にシール液体を引き込み場
合のタイミングチャートである。
FIG. 16 is a timing chart in the case where a seal liquid is drawn in for each basic discharge signal.

【図17】 画像信号毎にシール液体を引き込み場合の
タイミングチャートである。
FIG. 17 is a timing chart when a seal liquid is drawn in for each image signal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ヘッド 12 インク吐出口 14 吐出手段14 16 吐出室 18 インク溜 22 シール液体 24 シール液体引き込み手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Head 12 Ink discharge port 14 Discharge means 14 16 Discharge chamber 18 Ink reservoir 22 Seal liquid 24 Seal liquid drawing means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平潟 進 神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテ クなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 佐藤 博昭 神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテ クなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 諏訪部 恭史 神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテ クなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 長谷部 恵 神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテ クなかい 富士ゼロックス株式会社内 (72)発明者 毛利 哲 神奈川県足柄上郡中井町境430グリーンテ クなかい 富士ゼロックス株式会社内 Fターム(参考) 2C056 EA17 EC07 EC08 EC32 EC37 FA03 FA04 JA24 2C057 AF74 AG44 AG46 AM17 BA03 BA14 BA15  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Susumu Hirata 430 Green Tech Nakai, Nakai-cho, Ashigara-gun, Kanagawa Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Hiroaki Sato 430 Sakai Nakai-cho, Nakai-machi, Ashigara-gun, Kanagawa Fuji Xerox Inside (72) Inventor Yasufumi Suwabe 430 Green Tech Nakai, Nakai-cho, Ashigara-Kan, Kanagawa Prefecture Inside Fuji Xerox Co., Ltd. (72) Inventor Megumi Hasebe 430 Sakai, Nakai-cho, Nakai-cho, Ashigara-Kanagawa, Kanagawa Prefecture Inside Fuji Xerox Co., Ltd. 72) Inventor Tetsu Mori 430 Green Tech Nakai, Nakai-cho, Ashigarakami-gun, Kanagawa Prefecture Fuji Xerox Co., Ltd. F-term (reference) 2C056 EA17 EC07 EC08 EC32 EC37 FA03 FA04 JA24 2C057 AF74 AG44 AG46 AM17 BA03 BA14 BA15

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクを吐出するためのインク吐出口
と、 前記インク吐出口をシールするシール液体と、 入力された画像信号に応じて前記インク吐出口からイン
クを吐出するインク吐出手段と、 前記シール液体の前記インク吐出口に位置するシール液
体と、前記シール液体の前記インク吐出口の周囲に位置
するシール液体と、が区切られるように、前記シール液
体を前記インク吐出口内に引き込むシール液体引き込み
手段と、 を有するインクジェット記録ヘッドであって、 熱膨張係数が異なる複合部材をバイモルフ構造にして、
前記シール液体引き込み手段を構成したことを特徴とす
るインクジェット記録ヘッド。
An ink ejection port for ejecting ink; a sealing liquid for sealing the ink ejection port; an ink ejection means for ejecting ink from the ink ejection port in accordance with an input image signal; A seal liquid draw-in which draws the seal liquid into the ink discharge port so that a seal liquid located at the ink discharge port of the seal liquid and a seal liquid of the seal liquid positioned around the ink discharge port are separated. Means, and a composite member having a different coefficient of thermal expansion having a bimorph structure,
An ink jet recording head comprising the sealing liquid drawing means.
【請求項2】 前記シール液体引き込み手段は、前記複
合部材を過熱する加熱手段を含み、該加熱手段を前記吐
出手段としたことを特徴とする請求項1記載のインクジ
ェット記録ヘッド。
2. An ink jet recording head according to claim 1, wherein said sealing liquid drawing means includes a heating means for heating said composite member, and said heating means is said discharging means.
【請求項3】 予め定められた吐出基本周期内に前記シ
ール液体の引き込み及び前記インクの吐出が実行される
ように、前記インク吐出手段及び前記シール液体引き込
み手段を制御する制御手段を更に備えたことを特徴とす
る請求項1又は請求項2記載のインクジェット記録ヘッ
ド。
3. A control means for controlling the ink discharge means and the seal liquid drawing means such that the drawing of the seal liquid and the discharge of the ink are executed within a predetermined discharge basic cycle. The ink jet recording head according to claim 1 or 2, wherein:
【請求項4】 前記制御手段は、前記画像信号の入力時
から所定遅延時間後に前記インクの吐出が実行されるよ
うに前記インク吐出手段を制御することを特徴とする請
求項3記載のインクジェット記録ヘッド。
4. An ink jet recording apparatus according to claim 3, wherein said control means controls said ink discharge means such that discharge of said ink is executed after a predetermined delay time from the input of said image signal. head.
【請求項5】 請求項1又は請求項2記載のインクジェ
ット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置。
5. An ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to claim 1.
【請求項6】 請求項5記載のインクジェット記録装置
のインクジェット記録方法であって、 インク吐出前に、シール液体を引き込むことを特徴とす
るインクジェット記録方法。
6. An ink jet recording method for an ink jet recording apparatus according to claim 5, wherein a sealing liquid is drawn in before ink is ejected.
【請求項7】 シール液体を引き込んだ状態を保持する
ことを特徴とする請求項6記載のインクジェット記録方
法。
7. The ink jet recording method according to claim 6, wherein a state in which the sealing liquid is drawn is maintained.
【請求項8】 前記シール液体が引き込まれた状態が保
持されているときに、インクを複数発吐出することを特
徴とする請求項7記載のインクジェット記録方法。
8. The ink jet recording method according to claim 7, wherein a plurality of inks are ejected when the state where the sealing liquid is drawn is maintained.
【請求項9】 請求項3又は請求項4記載のインクジェ
ット記録ヘッドを備えたインクジェット記録装置。
9. An ink jet recording apparatus comprising the ink jet recording head according to claim 3.
【請求項10】 請求項10記載のインクジェット記録
装置のインクジェット記録方法であって、 インク吐出前に、シール液体を毎回引き込むことを特徴
とするインクジェット記録方法。
10. An ink jet recording method for an ink jet recording apparatus according to claim 10, wherein a sealing liquid is drawn in each time before ink is ejected.
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