JP2008120040A - Recording head, method of manufacturing recording head, inkjet recording apparatus, ink jet recording method - Google Patents

Recording head, method of manufacturing recording head, inkjet recording apparatus, ink jet recording method Download PDF

Info

Publication number
JP2008120040A
JP2008120040A JP2006309137A JP2006309137A JP2008120040A JP 2008120040 A JP2008120040 A JP 2008120040A JP 2006309137 A JP2006309137 A JP 2006309137A JP 2006309137 A JP2006309137 A JP 2006309137A JP 2008120040 A JP2008120040 A JP 2008120040A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
recording head
recording
discharge port
discharge
recording medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2006309137A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihito Fukuda
佳人 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Finetech Nisca Inc
Original Assignee
Canon Finetech Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Finetech Inc filed Critical Canon Finetech Inc
Priority to JP2006309137A priority Critical patent/JP2008120040A/en
Publication of JP2008120040A publication Critical patent/JP2008120040A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable to form high quality images by suppressing the misalignment of strike positions for main droplets and auxiliary droplets even when in rapid recording in a recording head ejecting a different kind of inks from each of a plurality of ejecting hole groups. <P>SOLUTION: The plurality of ejecting hole groups 41, 42 composed of a plurality of ejecting holes 4a which eject a liquid are formed on an ejecting element 11 of the recording head. The plurality of ejecting hole groups 41, 42 are formed on ejecting hole planes F1, F2 positioned on at least two planes intersecting by different angles θ1, θ2 to a standard plane F orthogonal to an axial line L1 of a nozzle 4 having the ejecting holes 4a at its front end. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数種の液体を吐出可能な記録ヘッド及びその製造方法、並びに前記記録ヘッドを用いて画像を記録する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。   The present invention relates to a recording head capable of discharging a plurality of types of liquids, a manufacturing method thereof, and an ink jet recording apparatus and an ink jet recording method for recording an image using the recording head.

微細なインク等の液滴を記録媒体に付着させて記録を行うインクジェット方式の記録装置は、ランニングコストが低く、記録時の静粛性に優れている。さらにこの方式の記録装置は、複数色のインクを用いることによって比較的容易にカラーでの記録を行えるというメリットもある。また、液滴を吐出するための圧力発生素子として気泡発生素子を用いた、いわゆるバブルジェット方式は、素子を高密度に配列するのが比較的容易で、そのため高解像度の印字を行うのに有利な方式である。   An ink jet recording apparatus that performs recording by attaching droplets of fine ink or the like to a recording medium has low running cost and excellent quietness during recording. Further, this type of recording apparatus has an advantage that it is possible to record in color relatively easily by using a plurality of colors of ink. In addition, the so-called bubble jet method using a bubble generating element as a pressure generating element for discharging a droplet is relatively easy to arrange the elements at a high density, which is advantageous for high-resolution printing. It is a simple method.

インクジェット記録装置には、電気熱変換体(ヒータ)やピエゾ素子などを用いて、インクなどの液体を吐出可能な記録ヘッドが用いられている。図11(a)のように、電気熱変換体101を用いた記録ヘッドHの場合には、その電気熱変換体101の発熱により流路102内の液体を発泡させる(図11(b),(c)参照)。このとき生じる気泡Bの発泡エネルギーにより、流路内の液体は、吐出口103から吐出される。この後、気泡Bは図11(d),(e)のように消泡する。また、ここに示す記録ヘッドHには、気泡Bの発泡エネルギーを吐出口103の方向に効果的に作用させるために、流路102内に可動弁104が備えられている。インクジェット記録装置は、このような記録ヘッドHの吐出口103から吐出した液体を記録媒体上に付着させることにより、記録媒体上に画像を記録するものである。こうしたインクジェット記録装置では、画像品質の向上とともに、記録速度の向上が重要な開発課題となっており、現在では高速記録を実現するものが種々提案、実施されている。   In an ink jet recording apparatus, a recording head capable of discharging a liquid such as ink using an electrothermal transducer (heater), a piezoelectric element, or the like is used. In the case of the recording head H using the electrothermal transducer 101 as shown in FIG. 11A, the liquid in the flow path 102 is caused to foam by the heat generated by the electrothermal transducer 101 (FIG. 11B, (See (c)). The liquid in the flow path is discharged from the discharge port 103 by the foaming energy of the bubbles B generated at this time. Thereafter, the bubbles B are defoamed as shown in FIGS. 11 (d) and 11 (e). Further, the recording head H shown here is provided with a movable valve 104 in the flow path 102 in order to effectively cause the foaming energy of the bubbles B to act in the direction of the discharge port 103. The ink jet recording apparatus records an image on a recording medium by adhering the liquid ejected from the ejection port 103 of the recording head H onto the recording medium. In such an ink jet recording apparatus, an improvement in recording speed as well as an improvement in image quality is an important development issue, and various proposals for implementing high speed recording have been made and implemented at present.

しかし、近年の記録動作の高速化に伴い、記録ヘッドHには新たな問題が顕在化してきている。すなわち、図11(d)に示すように、吐出口103から押し出された液柱を分断して液滴(主滴)を形成する際、通常は、図11(e)のように、主滴Dmと共に、サテライトと呼ばれる副滴Dsが形成される。そして、この主滴Dmと副滴Dsとが図12(b),(c)に示すように、録媒体上にずれて着弾することにより、画像品質が低下するという問題が生じている。   However, with the recent increase in recording operation speed, new problems have become apparent in the recording head H. That is, as shown in FIG. 11D, when the liquid column pushed out from the discharge port 103 is divided to form a droplet (main droplet), the main droplet is usually used as shown in FIG. Along with Dm, a sub-droplet Ds called satellite is formed. Then, as shown in FIGS. 12B and 12C, the main droplet Dm and the sub-droplet Ds are displaced on the recording medium and land, thereby causing a problem that the image quality is deteriorated.

図12(a)の速度ベクトルに示すように、副滴Dsの吐出速度Vsは、主滴Dmの吐出速度Vmよりも低い。このため、記録ヘッドHと記録媒体Wとの相対的な移動速度Vfが高くなるにつれて、主滴Dmと副滴Dsとの着弾位置のずれdは増大する。なお、図12(a),(b),(c)においては、記録ヘッドHに対して記録媒体Wが移動するものとして表されている。図中、D1は、主滴Dmによって記録媒体W上に形成されるドット、D2は、副滴Dsによって記録媒体W上に形成されるドットである。   As shown in the velocity vector of FIG. 12A, the discharge speed Vs of the sub-drop Ds is lower than the discharge speed Vm of the main drop Dm. For this reason, as the relative moving speed Vf between the recording head H and the recording medium W increases, the landing position deviation d between the main droplet Dm and the sub-droplet Ds increases. In FIGS. 12A, 12B, and 12C, the recording medium W is represented as moving relative to the recording head H. In the figure, D1 is a dot formed on the recording medium W by the main droplet Dm, and D2 is a dot formed on the recording medium W by the sub droplet Ds.

従来は、このような主滴と副滴の着弾位置のずれを小さく抑えるために、記録ヘッドHの吐出口が形成されている面(以下、吐出口面と称す)と記録媒体との間の距離h(図12参照)を短くしたり、あるいは液体の吐出速度を高めたりしていた。   Conventionally, in order to suppress such a deviation in the landing positions of the main droplet and the sub-droplet, the surface between the surface on which the ejection port of the recording head H is formed (hereinafter referred to as the ejection port surface) and the recording medium are conventionally used. The distance h (see FIG. 12) is shortened or the liquid discharge speed is increased.

一方、特許文献1には、インクの主滴と副滴の吐出方向を一致させるための構成が記載されている。この特許文献1の構成は、吐出口と流路を含むノズルの形成材料が部分的に異なり、各材質間の表面エネルギの差、つまりインクに対する濡れ性の差によって主滴とサテライトとが吐出方向にずれることに着目してなされたものである。すなわち、表面エネルギの大きい材料が位置する側の流路部分よりも、表面エネルギが小さい材料が位置する側の流路部分を短くするように吐出口面を傾斜させることで、主滴とサテライトの吐出方向を一致させる構成となっている。   On the other hand, Patent Document 1 describes a configuration for matching the ejection directions of the main droplet and the sub droplet of ink. In the configuration of Patent Document 1, the forming material of the nozzle including the discharge port and the flow path is partially different, and the main droplet and the satellite are discharged in the discharge direction due to the difference in surface energy between the materials, that is, the difference in wettability with respect to ink. It was made paying attention to slipping. That is, the discharge port surface is inclined so that the flow channel portion on the side where the material having a small surface energy is located is shorter than the flow channel portion on the side where the material having a large surface energy is positioned, thereby The discharge direction is made to coincide.

特開2000−263788号公報JP 2000-263788 A

上記のように、主滴と副滴の着弾位置のずれを小さく抑えるべく、記録ヘッドの吐出口面と記録媒体と間の距離hを短くしようとしても、その距離hの短縮化には限界がある。すなわち、距離hが短すぎた場合には、液体(インク)が付与されることによってコックリングが生じた記録媒体が、記録ヘッドの吐出口面に接触する虞がある。また、記録媒体の表面から跳ね返った液体やミスト状の液体が吐出口面に付着して、液体の吐出不良をもたらすおそれもある。従って、距離hには、一定以上の間隔を維持しておく必要がある。   As described above, even if an attempt is made to shorten the distance h between the ejection port surface of the recording head and the recording medium in order to suppress the deviation of the landing positions of the main droplet and the sub-droplet, there is a limit to shortening the distance h. is there. That is, if the distance h is too short, there is a possibility that the recording medium on which cockling has occurred due to the application of liquid (ink) will come into contact with the ejection port surface of the recording head. In addition, the liquid bounced off the surface of the recording medium or the mist-like liquid may adhere to the discharge port surface, resulting in liquid discharge failure. Accordingly, the distance h needs to be maintained at a certain interval.

このように、記録速度の更なる高速化に対応すべく、記録ヘッドの吐出口面と記録媒体と間の距離hを短くするという方法では、主滴と副滴の着弾位置のずれを十分に抑えることは難しい。   As described above, in order to cope with further increase in recording speed, the method of shortening the distance h between the ejection port surface of the recording head and the recording medium can sufficiently prevent the landing positions of the main droplet and the secondary droplet from shifting. It is difficult to suppress.

一方、特許文献1には、図12(a)に示すように、単に、主滴と副滴の吐出方向を一致させるための構成が記載されている。しかし、このような構成では、図12(b),(c)のような記録速度の更なる高速化に伴う問題、つまり、主滴と副滴の着弾位置のずれの増大化を抑えることはできない。   On the other hand, Patent Document 1 describes a configuration for simply matching the ejection directions of the main droplet and the sub-droplet as shown in FIG. However, with such a configuration, it is possible to suppress the problem accompanying the further increase in the recording speed as shown in FIGS. 12B and 12C, that is, the increase in the deviation of the landing positions of the main droplet and the sub-droplet. Can not.

このように従来においては、記録速度の高速化に伴って増大する主滴と副滴の着弾位置のずれを十分に抑えることができない。特に、産業用のインクジェット記録装置において求められている要求、つまり記録速度の高速化と画像の高品質化に応えることは難しい。   As described above, conventionally, it is not possible to sufficiently suppress the deviation of the landing positions of the main droplets and the sub-drops that increase as the recording speed increases. In particular, it is difficult to meet the demands required for industrial inkjet recording apparatuses, that is, higher recording speed and higher image quality.

一方、マルチカラー化やスポットカラー化を実現し得る記録装置を構成するにあたり、装置の大型化を避けるために、単一の記録ヘッドを用いることも提案されている。この単一の記録ヘッドは、その内部に、異なる種類のインクを吐出するための複数の共通液室が分割して形成されると共に、記録媒体との対向面である吐出口面に、複数の共通液室に対応した複数種のノズル口群が形成されている。そして、各ノズル口群からそれぞれ異なるインクを吐出する。この記録ヘッドは、異なるインクを吐出する別体の複数個の記録ヘッドを並設する場合に比べて、小型化することができ、これを用いる記録装置の小型化も可能になる、という利点を有している。   On the other hand, it has been proposed to use a single recording head in order to avoid an increase in the size of the recording apparatus when configuring a recording apparatus capable of realizing multicoloring and spot colorization. In this single recording head, a plurality of common liquid chambers for discharging different types of ink are divided and formed therein, and a plurality of discharge chambers are formed on the discharge port surface, which is the surface facing the recording medium. A plurality of types of nozzle port groups corresponding to the common liquid chamber are formed. Then, different ink is ejected from each nozzle port group. This recording head can be reduced in size as compared with a case where a plurality of separate recording heads that discharge different inks are arranged in parallel, and the recording apparatus using the recording head can also be reduced in size. Have.

しかしながら、液体は種類によって組成が異なることから、粘度や表面張力といった物性も異なり、それに伴って液滴の飛翔速度にも差が生じる。そのため、記録に使用している液体の種類によって、記録媒体上の着弾予定位置に液滴が正確に着弾する場合と、着弾予定位置からずれた位置に液滴が着弾する場合とが生じる。従って、複数種の液体を用いて記録を行うマルチカラーあるいはスポットカラーなどでは、着弾位置にズレが発生していない部分と、発生している部分とが混在してしまうこととなり、これが画像品質の低下を招いている。   However, since liquids have different compositions depending on the type, physical properties such as viscosity and surface tension are different, and accordingly, the flying speed of the droplets is also different. For this reason, depending on the type of liquid used for recording, there are cases where the liquid droplets accurately land on the planned landing positions on the recording medium and cases where the liquid droplets land on positions shifted from the planned landing positions. Therefore, in multi-color or spot color recording using a plurality of types of liquids, there will be a mixture of the part where the landing position is not misaligned and the part where it is generated. It is causing a decline.

本発明の目的は、複数の吐出口群それぞれから種類の異なるインクを吐出させる記録ヘッドにおいて、高速記録においても主滴と副滴との着弾位置のずれを抑え、高品質な画像の形成を可能にすることを目的とする。   The object of the present invention is to enable the formation of a high-quality image by suppressing the deviation of the landing positions of the main droplet and the sub-droplet even in high-speed recording in a recording head that discharges different types of ink from each of a plurality of ejection port groups The purpose is to.

上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を有する。   In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.

本発明の第1の形態は、液体を吐出する複数の吐出口からなる吐出口群が複数形成された記録ヘッドにおいて、前記吐出口を先端に有するノズルの軸線と直交する基準平面に対し、異なる角度で交差する二以上の平面上に位置する吐出口面に前記複数の吐出口群が形成されていることを特徴とする記録ヘッド。   The first aspect of the present invention is different from a reference plane orthogonal to an axis of a nozzle having the discharge port at a tip in a recording head in which a plurality of discharge port groups each including a plurality of discharge ports for discharging a liquid are formed. A recording head, wherein the plurality of discharge port groups are formed on discharge port surfaces located on two or more planes that intersect at an angle.

本発明の第2の形態は、液体を吐出する複数の吐出口からなる吐出口群を複数備えた記録ヘッドの製造方法であって、前記複数の吐出口群を形成してなる吐出口形成部の少なくとも一部に、平面状の研磨部材を吐出口に連通するノズルの軸線と直交しない角度で摺動させることにより、前記吐出口形成部に複数の異なる平面を形成することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a recording head manufacturing method including a plurality of discharge port groups each including a plurality of discharge ports for discharging a liquid, wherein the discharge port forming unit is formed by forming the plurality of discharge port groups. A plurality of different flat surfaces are formed in the discharge port forming portion by sliding a planar polishing member at least at a part thereof at an angle not orthogonal to the axis of the nozzle communicating with the discharge port.

本発明の第3の形態は、上記の記録ヘッドと記録媒体とを相対移動させる移動手段と、前記記録ヘッドと前記記録媒体とを相対移動させつつ、前記記録ヘッドから液体を吐出させる制御手段と、を備えることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a moving unit that relatively moves the recording head and the recording medium, and a control unit that discharges liquid from the recording head while relatively moving the recording head and the recording medium. It is characterized by providing.

本発明の第4の形態は、液体を吐出する複数の吐出口を形成する吐出口形成部を有し、前記吐出口形成部には異なるインクを吐出する複数種の吐出口群が形成された記録ヘッドを用いて画像の記録を行うインクジェット記録方法において、前記記録ヘッドは、前記吐出口を先端に有するノズルの軸線と直交する基準平面に対し、異なる角度で交差する二以上の平面上に位置する吐出口面に前記複数の吐出口群が形成され、前記基準平面上に位置させた記録媒体と前記記録ヘッドとを相対移動させつつ前記複数の吐出口群から異なるインクを吐出させて記録媒体上に記録を行うことを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a discharge port forming portion for forming a plurality of discharge ports for discharging liquid, and a plurality of types of discharge port groups for discharging different inks are formed in the discharge port forming portion. In an ink jet recording method for recording an image using a recording head, the recording head is positioned on two or more planes that intersect at different angles with respect to a reference plane orthogonal to an axis of a nozzle having the discharge port at the tip. The plurality of ejection port groups are formed on the ejection port surface, and the recording medium is ejected from the plurality of ejection port groups while relatively moving the recording medium and the recording head positioned on the reference plane. It is characterized by recording on the top.

本発明によれば、複数の吐出口群が、ノズルの軸線と直交する基準平面と交差する複数の吐出口面に形成されているため、各吐出口から主滴が吐出される方向と、副滴が吐出される方向とを、積極的に異ならせることができる。このため、記録媒体上における主滴と副滴の着弾位置のずれを小さく抑えることができる。しかも、本発明においては、複数の吐出口面と基準平面とのなす角度が異なるため、種類の異なるインクを異なる吐出口面から吐出させることで、インクの種類によって主滴と副滴との着弾位置のずれをより小さく抑えることが可能となる。これにより、記録速度の高速化を図りつつ、画像の高品質化を実現することが可能になる。   According to the present invention, since the plurality of discharge port groups are formed on the plurality of discharge port surfaces intersecting the reference plane orthogonal to the nozzle axis, the direction in which the main droplet is discharged from each discharge port, The direction in which the droplets are ejected can be actively changed. For this reason, it is possible to suppress the deviation of the landing positions of the main droplet and the sub droplet on the recording medium. In addition, in the present invention, since the angles formed by the plurality of ejection port surfaces and the reference plane are different, different types of ink are ejected from different ejection port surfaces, so that the landing of the main droplet and the sub-droplet depends on the type of ink. It is possible to further suppress the positional deviation. As a result, it is possible to achieve high image quality while increasing the recording speed.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1の実施形態)
図1は本発明が適用されたインクジェット記録ヘッドH(以下、単に記録ヘッドと称す)を示す斜視図である。
図1において、10は記録ヘッドHの底部を構成するセラミックプレートである。このセラミックプレート10上には、インク滴の吐出を行う吐出エレメント11と、この吐出エレメント11の左右両側面部および上面部を覆う流路形成部材12が配置されている。吐出エレメント11には、インクを吐出するノズルが所定の密度で複数個配列されている。なお、本明細書および特許請求の範囲において、ノズルとは、後に説明するインクの吐出口、これに連通する液路、およびインクを吐出させるための吐出エネルギを発生する吐出エネルギ発生素子としての電気熱変換素子を含むものとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a perspective view showing an inkjet recording head H (hereinafter simply referred to as a recording head) to which the present invention is applied.
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a ceramic plate that forms the bottom of the recording head H. Disposed on the ceramic plate 10 are an ejection element 11 that ejects ink droplets, and a flow path forming member 12 that covers the left and right side surfaces and the upper surface of the ejection element 11. In the ejection element 11, a plurality of nozzles that eject ink are arranged at a predetermined density. In the present specification and claims, a nozzle refers to an ink discharge port, which will be described later, a liquid path communicating therewith, and an electricity as a discharge energy generating element that generates discharge energy for discharging ink. It shall include a thermal conversion element.

また、記録ヘッドH内には、各ノズルに連通する複数個の共通液室が形成されており、この共通液室内には図外のインクタンクから供給される複数種のインクが、流路形成部材12に設けられたインク供給口3aを通じて供給される。   In addition, a plurality of common liquid chambers communicating with each nozzle are formed in the recording head H, and a plurality of types of ink supplied from an ink tank (not shown) are formed in the common liquid chamber. The ink is supplied through the ink supply port 3 a provided in the member 12.

図2は、記録ヘッド10におけるノズル近傍部分の一部切欠斜視図である。
ヒータボード1にはインクを加熱発泡させるためのヒータ(電気熱変換体)2が複数配置されている。ヒータ2としてはチッ化タンタル等の抵抗体が用いられ、例えば、その厚さは0.01〜0.5μm、そのシート抵抗値は単位正方形当たり10〜300Ωである。ヒータ2には、通電のためのアルミニウム等の電極(図示せず)が接続されている。この電極の一方は、ヒータ2に対する通電を制御するためのスイッチングトランジスタ(図示せず)に接続されている。スイッチングトランジスタは、制御用のゲート素子等の回路からなるICによって駆動制御され、記録装置からの信号に応じてヒータ2を制御する。
FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of the vicinity of the nozzles in the recording head 10.
The heater board 1 is provided with a plurality of heaters (electrothermal converters) 2 for heating and foaming ink. As the heater 2, a resistor such as tantalum nitride is used. For example, the thickness is 0.01 to 0.5 μm, and the sheet resistance is 10 to 300Ω per unit square. The heater 2 is connected to an electrode (not shown) such as aluminum for energization. One of the electrodes is connected to a switching transistor (not shown) for controlling energization to the heater 2. The switching transistor is driven and controlled by an IC including a circuit such as a control gate element, and controls the heater 2 in accordance with a signal from the recording apparatus.

ヒータ2は、複数の流路3のそれぞれに形成されている。それぞれの流路3の一端は対応する吐出口4aに連通し、それぞれの流路3の他端は共通液室5に連通している。流路3は、ヒータボード1、ノズル壁6、厚さ5〜10μm程度のノズル土手7、および厚さ2μm程度の天板ノズル8によって囲まれて管状を成している。本例において、ノズル壁6、ノズル土手7、天板ノズル8は感光性エポキシ樹脂により形成されている。   The heater 2 is formed in each of the plurality of flow paths 3. One end of each flow path 3 communicates with the corresponding discharge port 4 a, and the other end of each flow path 3 communicates with the common liquid chamber 5. The flow path 3 is surrounded by the heater board 1, the nozzle wall 6, the nozzle bank 7 having a thickness of about 5 to 10 μm, and the top plate nozzle 8 having a thickness of about 2 μm to form a tubular shape. In this example, the nozzle wall 6, the nozzle bank 7, and the top plate nozzle 8 are made of a photosensitive epoxy resin.

流路3内には可動弁9が備えられている。この可動弁9の自由端9Aは吐出口4a側に位置し、その基端は共通液室5側に位置している。可動弁9の基端側は弁台座10(図3参照)によってヒータボード1に取り付けられている。天板ノズル8は、Si等によって形成される流路形成部材12に貼り付けられている。流路形成部材12には、異方性エッチング等によってインク供給口3a(図1参照)が形成されている。そのインク供給口3aを通じて外部から液状のインクが共通液室5内に供給され、さらに、その共通液室5内に供給されたインクは、それぞれの流路3内に供給される。   A movable valve 9 is provided in the flow path 3. The free end 9A of the movable valve 9 is located on the discharge port 4a side, and the base end is located on the common liquid chamber 5 side. The base end side of the movable valve 9 is attached to the heater board 1 by a valve seat 10 (see FIG. 3). The top nozzle 8 is attached to a flow path forming member 12 formed of Si or the like. In the flow path forming member 12, an ink supply port 3a (see FIG. 1) is formed by anisotropic etching or the like. Liquid ink is supplied from the outside into the common liquid chamber 5 through the ink supply port 3 a, and the ink supplied into the common liquid chamber 5 is supplied into the respective flow paths 3.

共通液室5からノズル4に供給された液体は、ノズル4内の所定の位置に配置されたヒータ2で加熱されて発泡する。この発泡に伴ってノズル4内の液体の移動が開始されると共に、可動弁9が変位し、共通液室側への液体の流れを規制する。これにより、発泡エネルギは、吐出口4aに向けた液体の流れに効率的に変換され、吐出口4aから吐出される。また、図2中の流路形成部材12の断面から分かるように、吐出口4aを含む平面である吐出口面Fは、角度θの傾きを持っている。   The liquid supplied from the common liquid chamber 5 to the nozzle 4 is heated by the heater 2 disposed at a predetermined position in the nozzle 4 to be foamed. Along with this foaming, the movement of the liquid in the nozzle 4 is started and the movable valve 9 is displaced to restrict the flow of the liquid to the common liquid chamber side. As a result, the foaming energy is efficiently converted into a liquid flow toward the discharge port 4a and discharged from the discharge port 4a. Further, as can be seen from the cross section of the flow path forming member 12 in FIG. 2, the discharge port surface F, which is a plane including the discharge port 4a, has an inclination of an angle θ.

図3ないし図5に示すように、吐出口面Fは流路3の軸線(ノズル4の軸線)L1に対して直交せず、その吐出口面Fの法線L2と軸線L1とが角度θをもって傾斜する。その吐出口面Fは、記録媒体Wの搬送方向Y1と反対の方向(矢印Y2方向)、つまり記録媒体Wを基準としたときの記録ヘッドHの相対移動方向を向くように傾斜する。したがって吐出口面Fは、軸線L1と直交する平面(基準平面)F0を記録ヘッドHの相対移動方向(矢印Y2方向)に向けて角度θだけ傾けた面でもある。角度θの大きさは、後述するように、記録媒体Wと記録ヘッドHの相対移動速度などを考慮して設定する。   As shown in FIGS. 3 to 5, the discharge port surface F is not orthogonal to the axis 3 of the flow path 3 (the axis of the nozzle 4) L1, and the normal L2 and the axis L1 of the discharge port surface F are at an angle θ. Tilt with. The ejection port surface F is inclined so as to face the direction (arrow Y2 direction) opposite to the conveyance direction Y1 of the recording medium W, that is, the relative movement direction of the recording head H with respect to the recording medium W. Accordingly, the ejection port surface F is also a surface that is inclined by an angle θ with respect to a plane (reference plane) F0 perpendicular to the axis L1 in the relative movement direction (arrow Y2 direction) of the recording head H. The size of the angle θ is set in consideration of the relative moving speed of the recording medium W and the recording head H, as will be described later.

図3は、吐出口4aからのインクの液滴の吐出過程の説明図である。
図3(a)は、ヒータ2が通電されず、流路3内のインクが加熱される前の状態である。吐出口4a付近のインクは、凹弧面状のメニスカスMを形成している。
図3(b)および図3(c)は、ヒータ2が通電され、その発熱によりインクが加熱されることによって、インクの膜沸騰を伴って発泡Bが生じた状態である。このとき、気泡Bの発生に基づく圧力の伝播方向は、可動弁9が弁台座11側を支点として変位することにより、インクの吐出方向に導かれる。流路3内のインクは、発泡によって生じた圧力によって吐出口4aから押し出され、気泡Bの成長に伴って図3(c)のような液柱を形成する。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the discharge process of ink droplets from the discharge port 4a.
FIG. 3A shows a state before the heater 2 is not energized and the ink in the flow path 3 is heated. The ink in the vicinity of the discharge port 4a forms a concave arcuate meniscus M.
FIG. 3B and FIG. 3C show a state in which the heater 2 is energized and the ink is heated by the heat generation, thereby causing the foam B to occur with ink film boiling. At this time, the propagation direction of the pressure based on the generation of the bubbles B is guided in the ink ejection direction when the movable valve 9 is displaced with the valve pedestal 11 side as a fulcrum. The ink in the flow path 3 is pushed out from the discharge port 4a by the pressure generated by the foaming, and forms a liquid column as shown in FIG.

図3(d)および図3(e)は、ヒータ2によるインクの加熱が終了して、気泡Bが収縮過程にある状態を示している。この状態において、吐出口4a付近のインクは、気泡Bの収縮に伴って流路3内に引き込まれる。液柱の先端部分には吐出方向への慣性力が働いているため、その液柱は、流路3内のインクから切り離される。その切り離された液柱は、インクの表面張力によって主滴Dmと副滴(サテライト)Dsとを形成し、記録媒体に向かって飛翔する。   FIG. 3D and FIG. 3E show a state where the heating of the ink by the heater 2 is completed and the bubble B is in the contraction process. In this state, the ink near the ejection port 4 a is drawn into the flow path 3 as the bubbles B contract. Since the inertia force in the ejection direction acts on the tip of the liquid column, the liquid column is separated from the ink in the flow path 3. The separated liquid column forms a main droplet Dm and a sub-droplet (satellite) Ds by the surface tension of the ink, and flies toward the recording medium.

このような主滴Dmと副滴Dsの吐出方向は、吐出口面Fが所定の角度θの傾きをもっているため、次のように異なる方向となる。
すなわち、図3(b)および図3(c)のように、発泡によって生じた圧力の伝播に伴ってメニスカスが吐出方向に前進し始める。すると、吐出口4a付近のインクは、図4(a)のように、吐出口面F上のノズル土手7と天板ノズル8に対して等しい接触角αを保ちながら、吐出口4aから押し出される。このとき、インクが押し出される方向A1と、流路3の軸線L1との成す角度は、図4(b)のように吐出口面Fの傾き角度θとなる。つまり吐出口4a付近のインクは、図3(b),(c)および図4(b)のように、吐出口面Fと直交する法線L2に沿うように、矢印A1方向に押し出されることになる。一方、図3(c)および図3(d)のように、ヒータ2の近傍に位置するインクは、流路3の軸線L1方向に沿って矢印A2方向に押し出される。
The discharge directions of the main droplet Dm and the sub droplet Ds are different as follows because the discharge port surface F has a predetermined angle θ.
That is, as shown in FIGS. 3B and 3C, the meniscus starts to advance in the discharge direction with the propagation of the pressure generated by the foaming. Then, the ink in the vicinity of the ejection port 4a is pushed out from the ejection port 4a while maintaining an equal contact angle α with respect to the nozzle bank 7 and the top plate nozzle 8 on the ejection port surface F as shown in FIG. . At this time, the angle formed between the direction A1 in which the ink is pushed out and the axis L1 of the flow path 3 is the inclination angle θ of the ejection port surface F as shown in FIG. That is, the ink in the vicinity of the discharge port 4a is pushed out in the direction of the arrow A1 along the normal line L2 orthogonal to the discharge port surface F as shown in FIGS. 3B, 3C, and 4B. become. On the other hand, as shown in FIGS. 3C and 3D, the ink positioned in the vicinity of the heater 2 is pushed out in the direction of the arrow A <b> 2 along the direction of the axis L <b> 1 of the flow path 3.

その後、図3(d)のように気泡Bが収縮過程に入ると、吐出口4付近のインクが流路3内に引き込まれて、図3(e)のように主滴Dmと副滴Dsが形成される。主滴Dmと副滴Dsとは、発泡よって押し出される方向が異なる。このため、図3(e)のように、主滴Dmは、軸線L1と角度θを成す矢印A1方向へ飛翔し、副滴Dsは流路3内に引き込まれる液体の影響により、ノズル軸方向から若干の角度を持つ方向(矢印A2方向)に飛翔する。図3(e)においては、説明のため判別できる角度をで示しているが、実際の吐出においては非常に小さな角度となるため、ほぼノズル軸L1の方向へと飛翔すると考えることができる。   Thereafter, when the bubble B enters the contraction process as shown in FIG. 3D, the ink in the vicinity of the ejection port 4 is drawn into the flow path 3, and the main droplet Dm and the sub-droplet Ds as shown in FIG. Is formed. The main droplet Dm and the sub-drop Ds are different in the direction of extrusion by foaming. For this reason, as shown in FIG. 3E, the main droplet Dm flies in the direction of the arrow A1 that forms an angle θ with the axis L1, and the subdrop Ds moves in the nozzle axial direction due to the influence of the liquid drawn into the flow path 3. Flies in a direction with a slight angle (arrow A2 direction). In FIG. 3 (e), an angle that can be discriminated is shown for the sake of explanation. However, since it is a very small angle in actual ejection, it can be considered that it flies almost in the direction of the nozzle axis L1.

吐出口面Fの角度θ、つまり主滴Dmの吐出角度θは、基本的には、記録ヘッド110を搭載する記録装置120の構成や制御条件に応じて設定することが望ましい。以下に、角度θの基本的な設定方法の一例を図5に基づいて説明する。   The angle θ of the ejection port surface F, that is, the ejection angle θ of the main droplet Dm is basically desirably set according to the configuration and control conditions of the recording apparatus 120 on which the recording head 110 is mounted. Below, an example of the basic setting method of angle (theta) is demonstrated based on FIG.

いま、主滴Dmの吐出速度をVm、副滴Dsの吐出速度をVs、記録ヘッドWの移動速度をVf、吐出口4と記録媒体Wとの間の距離をhとする。このとき、図11および図12のように吐出口面が傾いていない従来の記録ヘッドHから吐出された主滴Dmと副滴Dsの着弾位置には、式1に示すようなずれ量dが発生する。
d=(1/Vs−1/Vm)×h×Vf (式1)
Now, the ejection speed of the main droplet Dm is Vm, the ejection speed of the sub-droplet Ds is Vs, the moving speed of the recording head W is Vf, and the distance between the ejection port 4 and the recording medium W is h. At this time, as shown in FIG. 11 and FIG. 12, the displacement d as shown in Equation 1 is present at the landing positions of the main droplets Dm and the sub-drops Ds discharged from the conventional recording head H in which the discharge port surface is not inclined. appear.
d = (1 / Vs−1 / Vm) × h × Vf (Formula 1)

このように、図11および図12に示す従来の記録ヘッドでは、インクの吐出速度Vm,Vs、距離h、搬送速度Vfに応じて、主滴Dmと副滴Dsの着弾位置にずれが生じることから、画像品質の低下を招くおそれがあった。   As described above, in the conventional recording head shown in FIGS. 11 and 12, the landing positions of the main droplets Dm and the sub-droplets Ds are shifted according to the ink ejection speeds Vm, Vs, the distance h, and the transport speed Vf. Therefore, there is a possibility that the image quality is deteriorated.

これに対して、図5に示す本例の記録ヘッドHにおいては、以下の式2の条件を満たすように角度θを設定し、このθに基いて吐出口面Fの角度を設定する。
{(1/Vs)−1/(Vm・cosθ)}×h×Vf=h・tanθ
ここで、上式を整理すると下式となる。
1/Vs−1/(Vm・cosθ)=tanθ/Vf 式2
On the other hand, in the recording head H of this example shown in FIG. 5, the angle θ is set so as to satisfy the condition of the following formula 2, and the angle of the discharge port surface F is set based on this θ.
{(1 / Vs) −1 / (Vm · cos θ)} × h × Vf = h · tan θ
Here, when the above equation is arranged, the following equation is obtained.
1 / Vs−1 / (Vm · cos θ) = tan θ / Vf Equation 2

式2を満たすように角度θを設定することにより、記録媒体W上における主滴Dmと副滴Dsの着弾位置を略一致させることが可能となり、高品位な画像を形成することができる。   By setting the angle θ so as to satisfy Expression 2, the landing positions of the main droplet Dm and the sub droplet Ds on the recording medium W can be substantially matched, and a high-quality image can be formed.

但し、本実施形態のように、単体の記録ヘッドから複数色のインクを吐出可能とする構成においては、インクの持つ物理的特性(粘度や表面張力)がそれぞれ異なることがある。この場合、液滴の飛翔速度Vmには差が生じ、その飛翔速度の差によって、主滴Dmと副的Dsとの着弾位置のずれ量dには、図6(a)に示すように、差が生じる。つまり、飛翔速度の比較的遅いインクの主滴Dmと副滴Dsとの着弾位置(図6(a)の黒塗で示す位置)のずれ量dは、飛翔速度の比較的遅いインクの主滴Dmと副滴Dsとの着弾位置(図6(a)の斜線で示す位置)のずれ量dよりも大きくなる。   However, in the configuration in which a plurality of colors of ink can be ejected from a single recording head as in this embodiment, the physical characteristics (viscosity and surface tension) of the ink may be different. In this case, a difference occurs in the flying speed Vm of the droplet, and due to the difference in the flying speed, the landing position deviation amount d between the main droplet Dm and the secondary Ds is as shown in FIG. There is a difference. In other words, the deviation d of the landing position (position indicated by black in FIG. 6A) between the main droplet Dm and the sub-drop Ds of the ink having a relatively slow flying speed is the main droplet of the ink having a relatively slow flying speed. This is larger than the shift amount d between the landing positions of Dm and the sub-drops Ds (positions indicated by hatching in FIG. 6A).

このように、主滴Dmと副滴Dsとの着弾位置を一致させるのに適した吐出口面の角度θは、インクの粘度などの物理的特性に起因する吐出速度によって異なる。そのため、1種類のインクのみを想定して記録ヘッドの吐出口面の角度θを一様に設定した場合には、図6(b)に示すように、記録媒体上で着弾位置のズレが発生しない部分と、発生している部分とが混在し、画像品質の低下を招く虞がある。   As described above, the angle θ of the ejection port surface suitable for matching the landing positions of the main droplet Dm and the sub-droplet Ds varies depending on the ejection speed due to physical characteristics such as ink viscosity. For this reason, when only one type of ink is assumed and the angle θ of the ejection port surface of the recording head is set uniformly, as shown in FIG. 6B, a deviation of the landing position occurs on the recording medium. There is a possibility that the part that does not occur and the part that occurs are mixed, leading to a decrease in image quality.

そこで、本実施形態では、図7(a)に示すように、異なる種類のインクを吐出する吐出口群を含む吐出口面ごとに、そのインクの吐出速度Vmに応じた角度を設定している。図7(a)では、インク滴の吐出速度Vmが2種類である場合を示している。吐出口面F1は、比較的吐出速度が速いインクを吐出させる吐出口からなる吐出口群を含む吐出口面である。この吐出口面F1は、図7(b)に示すように、記録媒体Wと平行する面に対し、比較的小さい角度θ1をなすように形成されている。また、吐出口面F2は、比較的吐出速度が遅い吐出口からなる吐出口群を含む吐出口面であり、この吐出口面F2は、図6(c)に示すように、記録媒体Wと平行する面(基準平面)F0に対し、比較的大きい角度θ2をなすように形成されている。この各吐出口面F1およびF2の角度θ1およびθ2は、上記式2に、各吐出口群から吐出されるインクの吐出速度を適用して定められた角度である。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 7A, an angle corresponding to the ink ejection speed Vm is set for each ejection port surface including ejection port groups that eject different types of ink. . FIG. 7A shows a case where there are two types of ink droplet ejection speeds Vm. The discharge port surface F1 is a discharge port surface including a discharge port group including discharge ports that discharge ink having a relatively high discharge speed. As shown in FIG. 7B, the discharge port surface F1 is formed so as to form a relatively small angle θ1 with respect to the surface parallel to the recording medium W. Further, the discharge port surface F2 is a discharge port surface including a discharge port group composed of discharge ports having a relatively low discharge speed, and the discharge port surface F2 is connected to the recording medium W as shown in FIG. It is formed so as to make a relatively large angle θ2 with respect to the parallel plane (reference plane) F0. The angles θ1 and θ2 of the ejection port surfaces F1 and F2 are angles determined by applying the ejection speed of the ink ejected from each ejection port group to Equation 2 above.

このように、各吐出口群を形成する吐出口面F1,F2の角度を、各吐出口群から吐出されるインクの吐出速度に応じて設定する。これにより、いずれのインクにおいても、図6(c)に示すように、主滴Dmと副滴Dsの着弾位置を一致させることが可能になり、高品質な画像を形成することができる。   As described above, the angles of the ejection port surfaces F1 and F2 forming each ejection port group are set according to the ejection speed of the ink ejected from each ejection port group. Accordingly, in any ink, as shown in FIG. 6C, the landing positions of the main droplet Dm and the sub-drop Ds can be matched, and a high-quality image can be formed.

次に図8を参照しつつ、単体の記録ヘッドHに上記のような異なる角度(例えば、図6のθ1,θ2)の吐出口面F1,F2を形成する加工方法の概略を説明する。
吐出エレメント11の製造過程においては、吐出口面Fの微小欠けや微小傷の除去、および平面度の向上を目的として、研磨を行う工程がある。これは吐出口面Fに対して、砥粒を固定した研磨シート(研磨部材)Sを接触、摺動させるものである。なお、この研磨シートSは、ローラR1,R2の回転によって平坦な面に沿って矢印方向に往復移動するよう構成されている。この研磨工程において、研磨シートSの平坦な面部分Pを所望の角度で吐出口面に摺接させて研磨することにより、吐出口面50を所望の傾斜角度に形成することができる。また、研磨シートSの幅を各色のインクを吐出する吐出口群の幅に合わせ、各吐出口群ごとに研磨シートSと吐出口面との接触角度を異ならせる。これにより、異なる傾斜角度で各吐出口群の吐出口面を形成することができる。
Next, an outline of a processing method for forming the discharge port surfaces F1 and F2 at different angles (for example, θ1 and θ2 in FIG. 6) on the single recording head H will be described with reference to FIG.
In the manufacturing process of the discharge element 11, there is a step of polishing for the purpose of removing minute chips and small scratches on the discharge port surface F and improving flatness. In this case, an abrasive sheet (abrasive member) S having abrasive grains fixed thereon is brought into contact with and sliding on the discharge port surface F. The polishing sheet S is configured to reciprocate in the direction of the arrow along a flat surface by the rotation of the rollers R1 and R2. In this polishing step, the flat surface portion P of the polishing sheet S is slid in contact with the discharge port surface at a desired angle and polished, whereby the discharge port surface 50 can be formed at a desired inclination angle. Further, the width of the polishing sheet S is matched to the width of the ejection port group that ejects ink of each color, and the contact angle between the polishing sheet S and the ejection port surface is made different for each ejection port group. Thereby, the discharge port surface of each discharge port group can be formed with a different inclination angle.

なお、前述した第1の実施形態における記録ヘッド110は、いわゆるエッジシュータタイプであり、インクの吐出方向と、ノズル内へのインクの供給方向と、がほぼ一致する。しかし本発明は、いわゆるサイドシュータタイプの記録ヘッドに対しても適用することができる。そのサイドシュータタイプの記録ヘッドにおいては、インクの吐出方向と、ノズル内へのインクの供給方向と、が異なる。   Note that the recording head 110 in the first embodiment described above is a so-called edge shooter type, and the ink ejection direction and the ink supply direction into the nozzles substantially coincide. However, the present invention can also be applied to a so-called side shooter type recording head. In the side shooter type recording head, the ink ejection direction and the ink supply direction into the nozzles are different.

したがって、前述した実施形態と同様に、記録媒体W上における主滴Dmと副滴Dsの着弾位置を一致させて、高品位の画像を記録することができる。   Therefore, similarly to the above-described embodiment, the landing positions of the main droplet Dm and the sub droplet Ds on the recording medium W can be matched to record a high-quality image.

(他の実施形態)
本発明は、インクを吐出する記録ヘッドの他、画像の記録に直接または間接的に利用される種々の液体を吐出可能な記録ヘッド(液体吐出ヘッド)に対しても適用することができる。また、その記録ヘッドにおける液体の吐出方式は、電気熱変換体(ヒータ)を用いた方式の他、ピエゾ素子などを用いた方式であってもよい。また、前述した第1の実施形態のようなエッジシュータタイプの記録ヘッドにおいて、可動弁10は必ずしも備える必要はない。
(Other embodiments)
The present invention can be applied not only to a recording head that discharges ink but also to a recording head (liquid discharging head) that can discharge various liquids that are used directly or indirectly for image recording. Further, the liquid discharge method in the recording head may be a method using a piezo element or the like in addition to a method using an electrothermal transducer (heater). In the edge shooter type recording head as in the first embodiment described above, the movable valve 10 is not necessarily provided.

また、前述した実施形態においては、吐出口の周面を形成するノズル壁6、ノズル土手7、天板ノズル8を同一材料として、それらの物理的特性を同一とした。しかし、それらの周面の内、少なくとも、矢印Y1方向側の天板ノズル8と、矢印Y2方向側のノズル土手7と、を同一材料によって形成してもよい。それらの物理的特性としては、少なくとも液体に対する濡れ性、または表面粗さの一方を含むことができ、また、それらの物理的特性が等しければ、吐出口の周縁部分の形成材料を異ならせてもよい。また、液体流路の開口部に、吐出口が形成されたオリフィスプレートを取り付けてもよい。さらに、吐出口の周縁部の形成材料は、物理的特性(液体に対する濡れ性を含む)が異なるものであってもよく、その場合には、それらの物理的特性に起因する主滴と液滴の吐出方向の差をも考慮して、吐出口の傾斜角度を最適に設定することもできる。   In the above-described embodiment, the nozzle wall 6, the nozzle bank 7, and the top plate nozzle 8 that form the peripheral surface of the discharge port are made of the same material, and their physical characteristics are made the same. However, among these peripheral surfaces, at least the top plate nozzle 8 on the arrow Y1 direction side and the nozzle bank 7 on the arrow Y2 direction side may be formed of the same material. These physical characteristics can include at least one of wettability to liquid or surface roughness, and if the physical characteristics are the same, different materials can be used for the peripheral portion of the discharge port. Good. In addition, an orifice plate in which a discharge port is formed may be attached to the opening of the liquid channel. Further, the material forming the peripheral edge of the discharge port may have different physical characteristics (including wettability with respect to the liquid), and in that case, the main droplet and the liquid droplet caused by those physical characteristics. In consideration of the difference in the discharge direction, the inclination angle of the discharge port can be set optimally.

(インクジェット記録装置の実施形態)
次に、上記実施形態に記載のインクジェット記録ヘッドを用いた記録装置の一実施形態を図9および図10に基づき説明する。
図9は本実施形態における記録装置20の外観構成を概略的に示す斜視図である。ここに示す記録装置20は、記録媒体Pを一定方向(Y方向)に搬送すると共に、記録ヘッドHを記録媒体Pの搬送方向と交差する方向(X方向)に沿って往復移動させつつ記録を行う、いわゆるシリアルスキャン方式の記録装置を構成している。図中、21は上記実施形態に示す記録ヘッドHおよびこれに供給するインクを貯留するインクタンク22が搭載されるキャリッジであり、このキャリッジ21は、記録媒体Pの搬送方向Yと直交する方向(X方向)に沿って往復移動する。また、記録媒体を搬送する搬送機構としては、種々のものが適用可能であるが、ここではモータなどの駆動力によって回転する搬送ローラとこれに対向して設けられたピンチローラ(いずれも図示を省略)などによって構成されている。
(Embodiment of inkjet recording apparatus)
Next, an embodiment of a recording apparatus using the ink jet recording head described in the above embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 9 is a perspective view schematically showing the external configuration of the recording apparatus 20 in the present embodiment. The recording apparatus 20 shown here transports the recording medium P in a certain direction (Y direction) and performs recording while reciprocating the recording head H along the direction (X direction) intersecting the transport direction of the recording medium P. A so-called serial scan type recording apparatus is configured. In the figure, reference numeral 21 denotes a carriage on which the recording head H shown in the above embodiment and an ink tank 22 for storing ink to be supplied are mounted. The carriage 21 is in a direction orthogonal to the conveyance direction Y of the recording medium P ( Reciprocate along the X direction). Various transport mechanisms for transporting the recording medium can be applied. Here, a transport roller that rotates by a driving force such as a motor and a pinch roller (both illustrated) provided opposite to the transport roller. (Omitted).

図10は、上記記録装置の駆動を制御する制御装置200の概略構成を示すブロック図である。この制御装置200は、ホストコンピュータ300から送られる印字データを処理するイメージコントローラ201を備える。さらに、制御装置200は、記録媒体の搬送やキャリッジ21の移動を制御するエンジンコントローラ202と、インク滴の吐出を制御する記録ヘッドコントローラ203などを有する。   FIG. 10 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a control device 200 that controls driving of the recording apparatus. The control device 200 includes an image controller 201 that processes print data sent from the host computer 300. Further, the control device 200 includes an engine controller 202 that controls conveyance of the recording medium and movement of the carriage 21, a recording head controller 203 that controls ejection of ink droplets, and the like.

エンジンコントローラ202は、データラスタライズ部205と、吐出パルスジェネレータ206と、搬送制御部207と、モータ制御部208などが設けられている。このうち、データラスタライズ部205は、イメージコントローラ101から送られるシリアルの印字データを、各ノズルに割り当てるためのラスタライズ処理を行う。また、吐出パルスジェネレータ206は、記録ヘッドの駆動タイミングを表す吐出パルスを記録ヘッドコントローラ203に送出する。記録ヘッドコントローラ203は、吐出パルスジェネレータ205からのパルスとデータラスタライズ部205から送出されたイメージデータとに基づき記録ヘッドの各ノズル(ヒータ)を駆動する。   The engine controller 202 includes a data rasterization unit 205, an ejection pulse generator 206, a transport control unit 207, a motor control unit 208, and the like. Among these, the data rasterization unit 205 performs rasterization processing for assigning serial print data sent from the image controller 101 to each nozzle. Further, the ejection pulse generator 206 sends ejection pulses representing the drive timing of the print head to the print head controller 203. The recording head controller 203 drives each nozzle (heater) of the recording head based on the pulse from the ejection pulse generator 205 and the image data sent from the data rasterizing unit 205.

また、搬送制御部207は、搬送モータの駆動を制御し、搬送モータの駆動力によって回転する搬送ローラの回転を制御する。キャリッジモータ制御部107は、キャリッジスケールエンコーダ204からの信号に基づき、キャリッジ22の移動位置を検出してキャリッジモータ210を制御し、キャリッジの駆動、停止および加速、定速移動、減速などの制御を行う。   The conveyance control unit 207 controls the driving of the conveyance motor, and controls the rotation of the conveyance roller that is rotated by the driving force of the conveyance motor. The carriage motor control unit 107 detects the movement position of the carriage 22 based on a signal from the carriage scale encoder 204 and controls the carriage motor 210 to control the carriage drive, stop and acceleration, constant speed movement, deceleration, and the like. Do.

以上のように構成された記録装置において、記録媒体Pは、搬送モータ105によって回転する搬送ローラと、これに対向して設けられたピンチローラとに挟持されつつ間欠的にY方向へと搬送される。また、記録ヘッドHを搭載したキャリッジ21は、記録媒体Pの停止期間中に移動し、その移動中に記録ヘッドHからインクを吐出することによってノズルの配列範囲内に記録を行う。この記録動作と記録媒体Pの間欠的な搬送動作とを繰り返すことにより、記録媒体Pには所定の画像が形成される。   In the recording apparatus configured as described above, the recording medium P is intermittently transported in the Y direction while being sandwiched between a transport roller that is rotated by the transport motor 105 and a pinch roller provided opposite to the transport roller. The The carriage 21 on which the recording head H is mounted moves during the stop period of the recording medium P, and performs recording within the nozzle arrangement range by discharging ink from the recording head H during the movement. By repeating this recording operation and the intermittent conveyance operation of the recording medium P, a predetermined image is formed on the recording medium P.

また本発明は、図9のようなシリアルスキャンタイプのインクジェット記録装置の他、フルラインタイプのインクジェット記録装置に対しても適用することができる。この場合、単一の記録ヘッド内には、使用する記録媒体の最大幅以上の幅に亘って吐出口を配列した吐出口列(吐出口群)を複数列並設し、各吐出口列からそれぞれ異なるインクを吐出させるようにする。さらに、各吐出口群毎に、その吐出口群から吐出されるインクの物理的特性に応じて、各吐出口の軸線と直交する基準平面と、各吐出口群の形成される吐出口面とのなす角度θ(θ=0°を除く)を定める。これは、記録ヘッドと記録媒体との相対移動方向、および各インクの吐出速度に基き、前述の式2を用いて定めれば良い。つまり、いずれのインクにおいても、各ノズルの軸線(L1)と、吐出口が位置する吐出口面(オリフィス面F)の法線(L2)とを一致させないようにすることで、主滴と、副的との着弾位置を一致させることが可能となる。
以上説明したように、本発明に係る液体吐出ヘッドにおいては、吐出するインクに応じて、吐出エレメント内で異なる吐出口面角度を有する領域をもつ構成をとる。これにより、複数の条件の異なる液体を、吐出可能な記録ヘッドにおいても、記録媒体上における主滴とサテライトの着弾位置ズレが発生するのを防ぐことが可能となる。
The present invention can also be applied to a full-line type inkjet recording apparatus in addition to the serial scan type inkjet recording apparatus as shown in FIG. In this case, a plurality of ejection port arrays (ejection port groups) in which ejection ports are arranged over a width equal to or larger than the maximum width of the recording medium to be used are arranged in parallel in a single recording head. Different inks are ejected. Furthermore, for each ejection port group, according to the physical characteristics of the ink ejected from the ejection port group, a reference plane orthogonal to the axis of each ejection port, and the ejection port surface on which each ejection port group is formed, Is defined (excluding θ = 0 °). This may be determined using the above-described equation 2 based on the relative movement direction of the recording head and the recording medium and the ejection speed of each ink. That is, in any ink, by preventing the axis (L1) of each nozzle and the normal (L2) of the discharge port surface (orifice surface F) where the discharge port is located, It is possible to match the landing positions with the secondary.
As described above, the liquid discharge head according to the present invention has a configuration having regions having different discharge port surface angles in the discharge element according to the ink to be discharged. Thereby, even in a recording head capable of discharging a plurality of liquids having different conditions, it is possible to prevent the landing position deviation between the main droplet and the satellite on the recording medium.

本発明が適用された記録ヘッドを示す斜視図である。1 is a perspective view showing a recording head to which the present invention is applied. 図1に示す記録ヘッドのノズル近傍部分の一部切欠斜視図である。FIG. 2 is a partially cutaway perspective view of a portion near a nozzle of the recording head illustrated in FIG. 1. 図1に示す記録ヘッドの吐出口における液滴の吐出過程を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a discharge process of droplets at a discharge port of the recording head illustrated in FIG. 1. 図1に示す記録ヘッドにおける液体の吐出方向の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a liquid ejection direction in the recording head illustrated in FIG. 1. 図1に示す記録ヘッドから吐出される液滴の着弾位置を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating landing positions of droplets ejected from the recording head illustrated in FIG. 1. 記録ヘッドから吐出された主滴および副滴の着弾位置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the landing position of the main droplet and subdrop which were discharged from the recording head. 図1に示す記録ヘッドにおける吐出エレメントを示す図であり、(a)は斜視図、(b)は同図(a)のB−B線断面図、(c)は同図(a)のC−C線断面図である。2A and 2B are diagrams illustrating discharge elements in the recording head illustrated in FIG. 1, in which FIG. 1A is a perspective view, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 1A, and FIG. FIG. 図6に示す吐出エレメントの各吐出口面の製造装置を概念的に示す斜視図である。It is a perspective view which shows notionally the manufacturing apparatus of each discharge outlet surface of the discharge element shown in FIG. 本発明の実施形態におけるシリアルスキャンタイプのインクジェット記録装置を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a serial scan type inkjet recording apparatus in an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態におけるインクジェット記録装置の制御系の概略構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a control system of an ink jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention. 従来の記録ヘッドの吐出口における液滴の吐出過程を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the discharge process of the droplet in the discharge outlet of the conventional recording head. 従来の記録ヘッドにおける液滴の着弾位置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the landing position of the droplet in the conventional recording head.

符号の説明Explanation of symbols

1 ヒータボード
2 ヒータ
3 流路
4 吐出口
11 吐出エレメント
F1,F2 吐出口面
θ 角度
L1 軸線
L2 法線
F0 基準平面
Dm 主滴
Ds 副滴
B 気泡
Y1 記録媒体の搬送方向
Y2 記録ヘッドの相対移動方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Heater board 2 Heater 3 Flow path 4 Discharge port 11 Discharge element F1, F2 Discharge port surface (theta) Angle L1 Axis line L2 Normal line F0 Reference plane Dm Main droplet Ds Sub droplet B Bubble Y1 Recording medium conveyance direction Y2 Relative movement of recording head direction

Claims (15)

液体を吐出する複数の吐出口からなる吐出口群が複数形成された記録ヘッドにおいて、
前記吐出口を先端に有するノズルの軸線と直交する基準平面に対し、異なる角度で交差する二以上の平面上に位置する吐出口面に前記複数の吐出口群が形成されていることを特徴とする記録ヘッド。
In a recording head in which a plurality of ejection port groups each composed of a plurality of ejection ports that eject liquid are formed.
The plurality of discharge port groups are formed on discharge port surfaces located on two or more planes intersecting at different angles with respect to a reference plane perpendicular to the axis of the nozzle having the discharge port at the tip. Recording head.
前記各吐出口面と基準平面とのなす角度は、前記各吐出口面に位置する前記各吐出口群から吐出される液体の種類に応じて定められていることを特徴とする記録ヘッド。   An angle formed between each discharge port surface and a reference plane is determined according to the type of liquid discharged from each discharge port group located on each discharge port surface. 前記基準平面に対する角度が異なる吐出口面の連結部分には段差が形成されていることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の記録ヘッド。   3. The recording head according to claim 1, wherein a step is formed at a connection portion of the ejection port surfaces having different angles with respect to the reference plane. 前記各吐出口は、1回の液体吐出動作において、主滴と、該主滴より液量の少ない副滴とを吐出し、
前記主滴の吐出方向は、当該主滴を吐出する前記吐出口が形成される前記領域と前記基準平面とのなす角度に応じて変化すると共に、
前記副滴の吐出方向は、前記ノズル当該副滴を吐出する前記ノズルの軸線と前記基準平面とのなす角度に応じて変化することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の記録ヘッド。
Each of the discharge ports discharges a main droplet and a sub-drop with less liquid volume than the main droplet in one liquid discharge operation,
The discharge direction of the main droplet changes according to an angle formed by the region where the discharge port for discharging the main droplet is formed and the reference plane,
4. The recording according to claim 1, wherein the discharge direction of the sub-droplet changes according to an angle formed by an axis of the nozzle that discharges the sub-droplet and the reference plane. 5. head.
前記記録ヘッドは、前記基準平面と平行する位置に存在する記録媒体に対し、当該記録媒体の表面と平行する平面上を直線方向に沿って相対的に移動可能に保持されることを特徴とする請求項4に記載の記録ヘッド。   The recording head is held so as to be relatively movable along a linear direction on a plane parallel to the surface of the recording medium with respect to a recording medium existing at a position parallel to the reference plane. The recording head according to claim 4. 前記主滴の吐出速度をVm、前記副滴の吐出速度をVs、前記記録ヘッドと前記記録媒体との相対移動速度をVf、前記ノズルから前記記録媒体までの距離をhとしたとき、
前記領域と前記基準平面とのなす角度θは、
1/Vs−1/(Vm・cosθ)=tanθ/Vf
の条件を満たすことを特徴とする請求項5に記載の記録ヘッド。
When the discharge speed of the main droplet is Vm, the discharge speed of the sub-droplet is Vs, the relative movement speed between the recording head and the recording medium is Vf, and the distance from the nozzle to the recording medium is h,
The angle θ between the region and the reference plane is
1 / Vs−1 / (Vm · cos θ) = tan θ / Vf
The recording head according to claim 5, wherein the following condition is satisfied.
前記吐出口が位置する吐出口面は、前記基準平面に対し、前記記録ヘッドの相対移動方向を向いて傾斜していることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の記録ヘッド。   The recording head according to claim 1, wherein an ejection port surface on which the ejection port is located is inclined with respect to the reference plane toward a relative movement direction of the recording head. 前記ノズルは、液体を吐出するための熱エネルギを発生する電気熱変換体を含むことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の記録ヘッド。   The recording head according to claim 1, wherein the nozzle includes an electrothermal converter that generates thermal energy for discharging a liquid. 前記ノズルは、前記熱エネルギによって生じる液体の発泡に応じて変位する可動板を含むことを特徴とする請求項9に記載の記録ヘッド。   The recording head according to claim 9, wherein the nozzle includes a movable plate that is displaced according to foaming of the liquid generated by the thermal energy. 液体を吐出する複数の吐出口からなる吐出口群を複数備えた記録ヘッドの製造方法であって、
前記複数の吐出口群を形成してなる吐出口形成部の少なくとも一部に、平面状の研磨部材を吐出口に連通するノズルの軸線と直交しない角度で摺動させることにより、前記吐出口形成部に複数の異なる平面を形成することを特徴とする記録ヘッドの製造方法。
A method for manufacturing a recording head comprising a plurality of ejection port groups each composed of a plurality of ejection ports for ejecting liquid,
Forming the discharge port by sliding a planar polishing member at least at an angle not perpendicular to the axis of the nozzle communicating with the discharge port on at least a part of the discharge port forming portion formed by forming the plurality of discharge port groups. A method of manufacturing a recording head, wherein a plurality of different planes are formed in a portion.
前記研磨部材は、平面的な移動経路に沿って走行可能なベルト状の研磨部材により構成されることを特徴とする請求項11に記載の記録ヘッドの製造方法。   The method of manufacturing a recording head according to claim 11, wherein the polishing member is configured by a belt-like polishing member that can travel along a planar movement path. 請求項1ないし12のいずれかに記載の記録ヘッドと前記記録媒体とを相対移動させる移動手段と、
前記記録ヘッドと前記記録媒体とを相対移動させつつ、前記記録ヘッドから液体を吐出させる制御手段と、
を備えることを特徴とするインクジェット記録装置。
A moving means for relatively moving the recording head according to any one of claims 1 to 12 and the recording medium;
Control means for ejecting liquid from the recording head while relatively moving the recording head and the recording medium;
An ink jet recording apparatus comprising:
前記移動手段は、前記記録ヘッドを主走査方向に移動させる移動機構と、前記記録媒体を前記主走査方向と交差する副走査方向に搬送する搬送機構と、を含むことを特徴とする請求項13に記載のインクジェット記録装置。   The moving means includes a moving mechanism for moving the recording head in a main scanning direction, and a conveying mechanism for conveying the recording medium in a sub-scanning direction intersecting the main scanning direction. 2. An ink jet recording apparatus according to 1. 前記記録ヘッドにおける前記ノズルは、所定のノズル列方向に沿って並ぶように複数備えられ、
前記移動手段は、前記ノズル列と交差する方向に前記記録媒体を搬送する搬送機構を含むことを特徴とする請求項14に記載のインクジェット記録装置。
A plurality of the nozzles in the recording head are provided so as to be aligned along a predetermined nozzle row direction,
The inkjet recording apparatus according to claim 14, wherein the moving unit includes a transport mechanism that transports the recording medium in a direction intersecting the nozzle row.
液体を吐出する複数の吐出口を形成する吐出口形成部を有し、前記吐出口形成部には異なるインクを吐出する複数種の吐出口群が形成された記録ヘッドを用いて画像の記録を行うインクジェット記録方法において、
前記記録ヘッドは、前記吐出口を先端に有するノズルの軸線と直交する基準平面に対し、異なる角度で交差する二以上の平面上に位置する吐出口面に前記複数の吐出口群が形成され、
前記基準平面上に位置させた記録媒体と前記記録ヘッドとを相対移動させつつ前記複数の吐出口群から異なるインクを吐出させて記録媒体上に記録を行うことを特徴とするインクジェット記録方法。
An ejection port forming unit that forms a plurality of ejection ports for ejecting liquid is used, and an image is recorded using a recording head in which a plurality of types of ejection port groups that eject different inks are formed in the ejection port forming unit. In the inkjet recording method to be performed,
The recording head has the plurality of discharge port groups formed on discharge port surfaces located on two or more planes intersecting at different angles with respect to a reference plane perpendicular to the axis of the nozzle having the discharge port at the tip,
An ink jet recording method, wherein recording is performed on a recording medium by ejecting different inks from the plurality of ejection port groups while relatively moving a recording medium positioned on the reference plane and the recording head.
JP2006309137A 2006-11-15 2006-11-15 Recording head, method of manufacturing recording head, inkjet recording apparatus, ink jet recording method Withdrawn JP2008120040A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006309137A JP2008120040A (en) 2006-11-15 2006-11-15 Recording head, method of manufacturing recording head, inkjet recording apparatus, ink jet recording method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006309137A JP2008120040A (en) 2006-11-15 2006-11-15 Recording head, method of manufacturing recording head, inkjet recording apparatus, ink jet recording method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2008120040A true JP2008120040A (en) 2008-05-29

Family

ID=39505326

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006309137A Withdrawn JP2008120040A (en) 2006-11-15 2006-11-15 Recording head, method of manufacturing recording head, inkjet recording apparatus, ink jet recording method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2008120040A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014210370A (en) * 2013-04-18 2014-11-13 キヤノンファインテック株式会社 Injecting liquid of physical distribution for ink jet head, ink jet head and physical distribution method of ink jet head
US9493011B2 (en) 2013-04-18 2016-11-15 Canon Finetech Inc. Filling liquid for distribution of ink jet head, ink jet head, and distribution method for ink jet head

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014210370A (en) * 2013-04-18 2014-11-13 キヤノンファインテック株式会社 Injecting liquid of physical distribution for ink jet head, ink jet head and physical distribution method of ink jet head
US9493011B2 (en) 2013-04-18 2016-11-15 Canon Finetech Inc. Filling liquid for distribution of ink jet head, ink jet head, and distribution method for ink jet head

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8075120B2 (en) Ink jet print head and ink jet printing apparatus
US8651625B2 (en) Fluid ejection device
JP4724490B2 (en) Liquid discharge head
JP3950730B2 (en) Ink jet recording head and ink discharge method
JP4574385B2 (en) Ink jet recording head and recording apparatus
JP2009056691A (en) Liquid delivering head
JP2004098626A (en) Inkjet recorder and preliminary ejection method
JP2020512942A (en) Fluid recirculation of fluid discharge die
US20160159095A1 (en) Ink-jet head and printer
JP2004001488A (en) Inkjet head
JP2004001490A (en) Inkjet head
US8376522B2 (en) Liquid ejection head and printing apparatus
US9138995B2 (en) Liquid ejection head, liquid ejection method, and printing apparatus employing this ejection head
US7762649B2 (en) Printing head, ink jet printing apparatus, and ink jet printing method ejecting main and sub-droplets
JP6606984B2 (en) Liquid ejection head, liquid ejection apparatus, and image forming apparatus
JP2008120040A (en) Recording head, method of manufacturing recording head, inkjet recording apparatus, ink jet recording method
CN111993791B (en) Ink jet device and system with enclosed dual feed drop ejector
JP2006175822A (en) Ink-jet recording head
US9884482B2 (en) Liquid ejection head and liquid ejection apparatus
JP2002321354A (en) Ink jet recording head and ink jet recorder
JP2006224443A (en) Inkjet recording head, recording device, and recording method
JP2008173915A (en) Recording head and inkjet recording device
JP2017149018A (en) Liquid discharge head, liquid discharge device and image forming apparatus
JP4137681B2 (en) Liquid discharge head, liquid discharge head cartridge, liquid discharge apparatus, and ink jet recording apparatus
JP6241713B2 (en) Droplet discharge head and image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20100202