JP2658020B2 - Ink jet recording device - Google Patents

Ink jet recording device

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JP2658020B2
JP2658020B2 JP15971386A JP15971386A JP2658020B2 JP 2658020 B2 JP2658020 B2 JP 2658020B2 JP 15971386 A JP15971386 A JP 15971386A JP 15971386 A JP15971386 A JP 15971386A JP 2658020 B2 JP2658020 B2 JP 2658020B2
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ink
ink jet
jet recording
recording apparatus
heat
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義彦 藤村
孝一 斉藤
英一 圷
七穂 井上
潔 堀江
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Fuji Xerox Co Ltd
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/015Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/06Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field
    • B41J2/065Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by electric or magnetic field involving the preliminary making of ink protuberances

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、インクジェット記録装置に係り、特に、
熱エネルギと静電エネルギとを利用してインクを飛翔さ
せる方式のインクジェット記録装置の改良に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an ink jet recording apparatus,
The present invention relates to an improvement in an ink jet recording apparatus that flies ink using thermal energy and electrostatic energy.

[従来の技術] 従来のインクジェット記録装置としては、インクを密
閉する多数のインク吐出装置に画素密度に応じた吐出口
(オリフィス)を夫々設け、上記インク吐出装置に圧力
パルスを適宜印加して、吐出口からインクを噴射させる
ようにしたものが知られている。
[Prior Art] As a conventional ink jet recording apparatus, a large number of ink discharge devices that seal ink are provided with discharge ports (orifices) corresponding to pixel densities, and pressure pulses are appropriately applied to the ink discharge devices. 2. Description of the Related Art There has been known an apparatus in which ink is ejected from an ejection port.

このタイプにあっては、吐出口からのインクの噴射動
作を保つ上で吐出口とインク吐出装置との容積比を大き
く確保しなければならないため、インク吐出装置を小型
化することが難しく、その分、上記吐出口相互の配設ピ
ッチをある程度大きくしなければならず、画像の記録密
度を高く設定することができないばかりか、圧力パルス
を印加するという機械的走査によりインクを吐出させる
ようにしているため、必然的に記録速度の低下を招くと
いう問題がある。
In this type, a large volume ratio between the ejection port and the ink ejection device must be ensured in order to maintain the ink ejection operation from the ejection port. Therefore, it is difficult to reduce the size of the ink ejection device. Minutes, the arrangement pitch between the ejection ports must be increased to some extent, not only can the image recording density not be set high, but also the ink is ejected by mechanical scanning of applying a pressure pulse. Therefore, there is a problem that the recording speed is inevitably reduced.

このような問題を解決する手段として、磁性電極アレ
イ近傍に磁性インクを配し、磁界によるインクの盛り上
がりを利用して画像密度に対応したインク吐出状態を形
成し、静電界で磁性インクを記録シート側へ飛翔させる
ようにした所謂磁性インクジェット法を応用したもの
(特開昭55−69469号公報)や、電極アレイと平行なス
リット状のインク溜めにインクを充填し、記録シートを
介して対向する電極と電極アレイとの間に形成される電
界パターンに応じてインクを記録シート側へ飛翔させる
所謂平面走査インクジェット法を応用した(特開昭56−
37163号公報)、あるいは、インクに熱エネルギを与え
ることにより、インクを急激に加熱して膜面沸騰を生じ
させ、吐出口(オリフィス)内に気泡(バブル)を急激
に成長させることによる圧力上昇で吐出口からインクを
噴射させるようにした所謂熱バブルジェット法を応用し
たもの(特開昭55−161664号公報)が提供されている。
上述した従来の各インクジェット記録方法にあっては、
いずれも、記録像の高密度化を図ることができるばかり
か、電子走査が可能になる分高速記録を行うことができ
る。
As means for solving such a problem, a magnetic ink is arranged near a magnetic electrode array, an ink ejection state corresponding to an image density is formed by using a swelling of the ink by a magnetic field, and the magnetic ink is applied to a recording sheet by an electrostatic field. A method using a so-called magnetic ink jet method in which ink is caused to fly to the side (Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-69469), or a method in which ink is filled in a slit-shaped ink reservoir parallel to an electrode array and is opposed via a recording sheet A so-called flat-scanning ink jet method in which ink flies toward a recording sheet according to an electric field pattern formed between an electrode and an electrode array is applied (Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-1981).
No. 37163) Alternatively, by applying thermal energy to the ink, the ink is rapidly heated to cause film surface boiling, and the pressure rise due to the rapid growth of bubbles in the discharge port (orifice). An application of a so-called thermal bubble jet method in which ink is ejected from a discharge port (Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-161664) is provided.
In each of the conventional inkjet recording methods described above,
In any case, not only can the density of the recorded image be increased, but also high-speed recording can be performed as much as electronic scanning becomes possible.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記磁性インクジェット法を応用した
ものにあっては、インクとして磁性粉が混入したものを
用いなければならないので、必然的にインクとして黒色
のものになってしまい、インクを重ね刷りしてカラー像
を得ることが困難になるという問題が生ずる。また、上
記平面走査インクジェット法を応用したものにあって
は、微細なオリフィスが不要になる分インクの目詰まり
を改善することはできるが、インクを飛翔させる上で高
い電圧を印加しなければならないため、隣接、近傍の電
極間で電圧リークを防止するには、電極アレイを時分割
駆動することが必要になり、高速記録を図る上で好まし
いものとは言えない。更に、上記熱バブルジェット法を
応用したものにあっては、膜面沸騰を生じさせるために
発熱体を急速に加熱昇温させることが必要であり、これ
に伴って、インクの熱変質や加熱手段として設けられて
いる発熱抵抗体保護層の熱劣化が生じ易くなるという問
題を有している。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the case of applying the above-mentioned magnetic ink jet method, it is necessary to use ink mixed with magnetic powder, so that the ink is necessarily black. This makes it difficult to obtain a color image by overprinting ink. Further, in the application of the above-described flat-scanning inkjet method, clogging of the ink can be improved by eliminating the need for a fine orifice, but a high voltage must be applied to fly the ink. Therefore, in order to prevent voltage leakage between adjacent and neighboring electrodes, it is necessary to drive the electrode array in a time-division manner, which is not preferable for high-speed recording. Further, in the case of applying the above-described thermal bubble jet method, it is necessary to rapidly heat and raise the temperature of the heating element in order to cause the film surface to boil. There is a problem in that the heating resistor protection layer provided as a means tends to be thermally deteriorated.

このような問題を解決するために、本願発明者らは、
記録用のインクに画像情報に応じた熱信号を印加すると
共に、所定の静電界に基づき加熱されたインク部分を記
録シート側へ飛翔させるようにした所謂熱静電インクジ
ェット記録装置を既に提案している。
In order to solve such a problem, the present inventors have:
A so-called thermal electrostatic ink jet recording apparatus has already been proposed in which a heat signal according to image information is applied to recording ink and an ink portion heated based on a predetermined electrostatic field is caused to fly to a recording sheet side. I have.

このタイプによれば、所謂磁性インクジェット法によ
る磁性インクを使用する必要がなくなり、その分、イン
クの重ね刷りに基づくカラー化を容易に実現することが
できるばかりか、所謂平面インクジェット法のように静
電界だけでインクを飛翔させる必要がなくなり、静電界
の強さを極端に大きくする必要がなくなる分、インクの
近傍間での電圧リークを有効に防止でき、更に、所謂バ
ブルジェット法のように熱エネルギだけでインクを飛翔
させる必要がなくなる分、熱エネルギ量をある程度抑え
ることができ、インクの熱劣化等を有効に防止すること
ができる。このため、従来の各方式の欠点を有効に防止
しながら、高速高密度の記録を行うことができるのであ
る。
According to this type, it is not necessary to use magnetic ink by a so-called magnetic ink jet method, and accordingly, colorization based on overprinting of ink can be easily realized, and static ink such as a so-called flat ink jet method can be realized. It is not necessary to fly the ink only by the electric field, and it is not necessary to extremely increase the strength of the electrostatic field, so that voltage leakage between the vicinity of the ink can be effectively prevented. Since it is not necessary to fly the ink only with energy, the amount of heat energy can be suppressed to some extent, and thermal deterioration of the ink can be effectively prevented. Therefore, high-speed, high-density recording can be performed while effectively preventing the drawbacks of the conventional systems.

ところで、このような熱静電インクジェット記録装置
において、インクに熱信号を印加する手段としては通常
複数の発熱抵抗体を画素密度に応じて配してなる発熱ア
レイが用いられ、この発熱アレイはヘッド本体における
インク収容部の開口面近傍のエッジ部に配設されてイン
ク収容部内のインクを間接的に加熱するようになってい
る。このとき、インク収容部の開口面近傍のエッジ部に
発熱アレイを配設するに際しては例えばインク収容部の
一方の壁を構成する絶縁基板にフォトリソグラフ工程等
を施すことになるが、平面性を保ちながら上記絶縁基板
の端部寄りに発熱アレイを配設することは製造上難しい
ため、通常は上記絶縁基板の端部からある程度離れた部
位に発熱アレイを配設し、その絶縁基板の端部を切削加
工して上記発熱アレイの相対位置を絶縁基板の端部寄り
に設定することが必要になる。また、記録画像品質を良
好に保つにはインクの飛翔動作を安定させることが必要
であり、その一つの手段として安定したインクメニスカ
スを形成することが挙げられるが、従来のタイプにあっ
ては上述した如くヘッド本体の端部を切削加工するため
にその端部面が必然的に粗いものとなり、その端部面を
研磨して表面粗さを小さく抑えることが必要になる。こ
のため、上記ヘッド本体の製造過程が面倒なものになる
という問題が生ずる。
By the way, in such a thermal electrostatic ink jet recording apparatus, as a means for applying a heat signal to the ink, a heating array in which a plurality of heating resistors are arranged in accordance with the pixel density is usually used. The ink in the ink container is indirectly heated by being disposed at the edge of the main body near the opening of the ink container. At this time, when arranging the heat generating array on the edge portion near the opening surface of the ink containing portion, for example, a photolithography process or the like is performed on an insulating substrate constituting one wall of the ink containing portion. Since it is difficult to dispose the heat generating array near the end of the insulating substrate while maintaining it, usually, the heat generating array is disposed at a position some distance from the end of the insulating substrate, and the end of the insulating substrate is To set the relative position of the heat generating array near the end of the insulating substrate. In order to maintain good recorded image quality, it is necessary to stabilize the ink flying operation. One of the means is to form a stable ink meniscus. As described above, since the end of the head main body is cut, the end face is inevitably rough, and it is necessary to grind the end face to reduce the surface roughness. For this reason, there is a problem that the manufacturing process of the head body becomes complicated.

また、上記発熱アレイは上記絶縁基板上に組付けられ
ているので、必然的に発熱抵抗体からの熱が絶縁基板側
へ逃げてしまい、その分、インクへの熱の伝達効率が悪
くなるという問題もある。
Further, since the heat generating array is mounted on the insulating substrate, heat from the heat generating resistor inevitably escapes to the insulating substrate side, and the heat transfer efficiency to the ink deteriorates accordingly. There are also problems.

[問題点を解決するための手段] この発明は、以上の問題点に着目して為されたもので
あって、所謂熱静電インクジェット法の利点を生かしな
がら、製造性を改善すると共に、インクへの熱の伝達効
率を向上させるようにしたインクジェット記録装置を提
供するものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and improves the manufacturability while utilizing the advantages of the so-called thermal electrostatic inkjet method, and improves the ink quality. An object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus which improves heat transfer efficiency to heat.

すなわち、この発明は、インク室を有するヘッド本体
と、画素密度に応じた各インク単位領域に対して画像情
報に対応した熱信号を適宜印加する熱信号印加手段と、
少なくともインク飛翔時においてインク面と記録シート
との間に所定の静電界を形成する静電界形成手段とを備
え、上記熱信号印加手段にて熱信号が印加されたインク
単位領域を上記静電界形成手段にて形成された静電界に
沿って記録シート側へ飛翔させるようにしたインクジェ
ット記録装置であって、上記ヘッド本体の記録シート側
に位置するインク室区画壁を有機抵抗膜で構成すると共
に、この有機抵抗膜にはインク飛翔用の開口を開設し、
上記熱信号印加手段として、インク飛翔用の開口のうち
インク単位領域に対応した有機抵抗膜の区画壁両面の単
位開口縁部に通電用電極を配設し、画像情報に応じて各
単位開口縁部を通電加熱することによりインク単位領域
を加熱するようにしたものである。
That is, the present invention provides a head body having an ink chamber, and a heat signal applying unit that appropriately applies a heat signal corresponding to image information to each ink unit area according to a pixel density.
An electrostatic field forming means for forming a predetermined electrostatic field between the ink surface and the recording sheet at least at the time of ink flying, and forming the ink unit area to which a heat signal has been applied by the heat signal applying means into the electrostatic field formation. An ink jet recording apparatus configured to fly toward the recording sheet along the electrostatic field formed by the means, wherein an ink chamber partition wall located on the recording sheet side of the head body is formed of an organic resistive film, An opening for ink flying is opened in this organic resistance film,
As the heat signal applying means, a current-carrying electrode is disposed at a unit opening edge on both sides of the partition wall of the organic resistive film corresponding to the ink unit area in the ink flying opening, and each unit opening edge is provided according to image information. The unit is heated by energizing to heat the ink unit area.

このような技術的手段において、ヘッド本体としては
少なくともインクが収容されるインク室を有するもので
あれば適宜設計変更して差支えないが、ヘッド本体の記
録シート側に位置するインク室区画壁にはインク飛翔用
の開口を具備する有機抵抗膜を配することが必要であ
る。この場合において、上記開口としては、画素密度に
応じた透孔であってもよいし、適宜設定された幅寸法か
らなるスリットであってもよい。このとき、画素に応じ
たインク単位領域を正確に区画するには上記透孔が望ま
しいが、インクの目詰りを防止する観点からすれば開口
としてスリットが望ましい。
In such a technical means, the head body may be appropriately changed in design as long as it has at least an ink chamber for accommodating ink, but the ink chamber partition wall located on the recording sheet side of the head body has It is necessary to provide an organic resistive film having an opening for flying ink. In this case, the opening may be a through hole according to the pixel density or a slit having an appropriately set width. At this time, the above-described through hole is desirable to accurately partition the ink unit area corresponding to the pixel, but a slit is desirable as an opening from the viewpoint of preventing ink clogging.

また、熱信号印加手段としては、通電によって発熱可
能な有機抵抗体を用い、この有機抵抗体のインク飛翔用
の開口のうちインク単位領域に対応した有機抵抗膜の区
画壁両面の単位開口縁部に夫々配設された通電用電極に
画像情報に応じた信号を印加し、対応部分を加熱部とし
て機能するように設計することが必要である。この場合
において、インクへの熱伝達効率を良好に保つには、イ
ンク飛翔用の開口縁部以外に露呈する通電用電極と有機
抵抗膜との間を絶縁する構成が望ましい。
As the heat signal applying means, an organic resistor capable of generating heat by energization is used, and a unit opening edge of both surfaces of the partition wall of the organic resistive film corresponding to the ink unit area in the ink flying opening of the organic resistor. It is necessary to apply a signal corresponding to the image information to the current-carrying electrodes provided in the respective sections, and to design the corresponding portion to function as a heating section. In this case, in order to maintain good heat transfer efficiency to the ink, it is desirable to insulate between the current-carrying electrode and the organic resistance film that are exposed other than at the opening edge for the ink flight.

更に、上記静電界形成手段としては、インク面と記録
シートとの間で加熱されたインクを記録シート側へ飛翔
させる程度の静電界を形成するものであれば、適宜設計
変更して差支えない。
Further, the electrostatic field forming means may be appropriately changed in design as long as it forms an electrostatic field enough to cause the heated ink to fly toward the recording sheet between the ink surface and the recording sheet.

更にまた、使用するインクについても、所定の熱信号
を印加した際に飛翔可能な状態に達するものであれば適
宜選択して差支えない。この場合において、具体的なイ
ンクの飛翔条件としては、作用している静電界によって
インクが飛翔し得る程度まで、インクの粘度及び表面張
力が低下し、しかも、インクの導電率が向上することが
必要である。
Furthermore, the ink to be used may be appropriately selected as long as it can fly when a predetermined heat signal is applied. In this case, the specific conditions for the ink to fly are that the viscosity and surface tension of the ink are reduced and the conductivity of the ink is improved to such an extent that the ink can fly due to the electrostatic field acting on the ink. is necessary.

また、ヘッド本体の記録シート側を構成する有機抵抗
膜としては、適宜の樹脂材に適宜の導電粉を数十%分散
含有させたもので、その体積抵抗率が大体0.01〜104Ωc
mのものが用いられる。この場合において、上記樹脂材
としては、芳香族ポリアミド、ポリイミド、ポリスルホ
ン、ポリフェニレンオキシド、ポリカーボナイト、ポリ
エステル、各種フッ素化ポリマが用いられ、また、導電
粉としては、Ni、Cu、Ag等の金属微粉末やSnO2、ZnO、F
e2O3等の金属酸化物やカーボン等が用いられる。
Further, the organic resistive film constituting the recording sheet side of the head body is made of a suitable resin material in which a suitable conductive powder is dispersed and contained in an amount of several tens%, and has a volume resistivity of approximately 0.01 to 10 4 Ωc.
m is used. In this case, aromatic polyamide, polyimide, polysulfone, polyphenylene oxide, polycarbonate, polyester, various fluorinated polymers are used as the resin material, and fine metal particles such as Ni, Cu, and Ag are used as the conductive powder. Powder or SnO 2 , ZnO, F
Metal oxides such as e 2 O 3 and carbon are used.

[作用] 上述したような技術的手段によれば、画像情報に応じ
た信号が通電用電極に印加されると、有機抵抗膜の単位
開口縁部が直接的に通電加熱され、単位開口縁部に面し
たインク単位領域が加熱される。すると、加熱されたイ
ンク単位領域の粘度及び表面張力が低下すると共にその
導電率が向上し、加熱されたインク単位領域は飛翔し易
い状態となり、インク面に作用する静電界の誘引力によ
って上記加熱されたインク単位領域は記録シート側へ飛
翔し、隆起したインク柱の端部が記録シート面に接触転
写されてインクドットが形成されるのである。
[Operation] According to the technical means described above, when a signal corresponding to image information is applied to the energizing electrode, the unit opening edge of the organic resistance film is directly energized and heated, and the unit opening edge is heated. Is heated. Then, the viscosity and the surface tension of the heated ink unit area are reduced and the conductivity is improved, and the heated ink unit area is in a state where it is easy to fly, and the above-mentioned heating is caused by the attractive force of the electrostatic field acting on the ink surface. The ink unit area thus flies to the recording sheet side, and the end of the raised ink column is contact-transferred to the recording sheet surface to form an ink dot.

[実施例] 以下、添附図面に示す実施例に基づいてこの発明を詳
細に説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the accompanying drawings.

第1図ないし第3図において、インクジェット記録装
置は、インク室2を有するヘッド本体1と、インク室2
に収容されるインク3に対して熱信号を印加する熱信号
印加手段4と、インク3面と記録シート5との間に所定
の静電界を形成せしめる静電界形成手段6とを備えてい
る。
1 to 3, an ink jet recording apparatus includes a head body 1 having an ink chamber 2 and an ink chamber 2
A thermal signal applying means 4 for applying a thermal signal to the ink 3 contained in the ink sheet 3 and an electrostatic field forming means 6 for forming a predetermined electrostatic field between the surface of the ink 3 and the recording sheet 5 are provided.

この実施例において、上記ヘッド本体1は、アルミナ
セラミックス等の絶縁部材で構成され且つボックス状の
インク室2を区画する一端が開口してなるベース部材11
と、このベース部材11の開口部を閉塞する有機抵抗膜12
とで構成されている。上記有機抵抗膜12としては、例え
ばポリイミド中にカーボンを48重量%含有してなる30μ
m程度の厚みの導電化ポリイミドフィルムが用いられ、
その体積抵抗率は1Ωcm程度に設定されている。そし
て、上記有機抵抗膜12にはインク飛翔用の透孔13が画素
密度(例えば6個/mm、孔径100μm)に応じて開設され
ている。
In this embodiment, the head main body 1 is made of an insulating material such as alumina ceramics and has a base member 11 having one end open to define a box-shaped ink chamber 2.
And an organic resistive film 12 for closing the opening of the base member 11.
It is composed of As the organic resistance film 12, for example, 30 μm of a polyimide containing 48% by weight of carbon is used.
A conductive polyimide film with a thickness of about m is used,
The volume resistivity is set to about 1 Ωcm. The organic resistive film 12 is provided with through holes 13 for ink flying according to the pixel density (for example, 6 / mm, hole diameter 100 μm).

また、上記インク室2にはインク3が図示外のインク
供給手段により適宜の圧力で供給されており、インク3
が毛管現象によって上記透孔13内に充填されるようにな
っている。この実施例において、上記インク室2に収容
されるインク3としては、例えば、107Ωcm以下の体積
抵抗値を有する導電性インクが用いられ、その粘度特性
としては、常温(20℃)で大体20〜300cps程度に設定さ
れ、加熱時(例えば200℃)に1桁以上粘度が低下する
ようなものになっている。
Ink 3 is supplied to the ink chamber 2 at an appropriate pressure by an ink supply means (not shown).
Is filled in the through hole 13 by capillary action. In this embodiment, as the ink 3 contained in the ink chamber 2, for example, a conductive ink having a volume resistance of 10 7 Ωcm or less is used, and its viscosity characteristic is approximately at room temperature (20 ° C.). The viscosity is set to about 20 to 300 cps, and the viscosity is reduced by one digit or more during heating (for example, 200 ° C.).

また、上記熱信号印加手段4は、上記有機抵抗膜12
と、この有機抵抗膜12の各透孔13の両端縁部に配設され
る各対の通電用電極14(14a、14b)と、各対の通電用電
極14間に介装されて画像情報に応じてオンオフ動作する
スイッチング素子15と、各スイッチング素子15と直列に
接続される通電用電源16とで構成されている。この実施
例において、上記通電用電極14は、上記透孔13の周囲に
配設される外径150μmのリング状部17と、このリング
状部17の一端から延びる直線状部18とからなっており、
対向する各リング状部17は有機抵抗膜12面に直接的に設
けられる一方、対向する各直線状部18はSiO2等の絶縁層
19を介して有機抵抗膜12上に設けられている。そして、
上記有機抵抗膜12の外表面側には例えばSiO2等の絶縁被
膜20が10μm程度の厚みで設けられている。より具体的
に通電用電極14及び絶縁被膜20の製造過程を述べると、
例えば、上記有機抵抗膜12の両面のうち透孔13開設部位
を除く部位に絶縁層19をスパッタリングによって形成し
た後、有機抵抗膜12及び上記絶縁層19上にCr、Cu、Al、
Au等の金属層を蒸着すると共にフォトリソグラフ工程に
よって上記パターンの通電用電極14を形成し、しかる
後、スパッタリングによって上記絶縁被膜20を形成し、
この段階で、レーザ、マイクロドリル、プラズマ加工等
の手段で上記透孔13を開設するという方法が採用され
る。
Further, the heat signal applying means 4 includes the organic resistance film 12.
And a pair of current-carrying electrodes 14 (14a, 14b) disposed at both ends of each through-hole 13 of the organic resistive film 12, and image information interposed between each pair of current-carrying electrodes 14. And a power supply 16 for energization connected in series with each switching element 15. In this embodiment, the current-carrying electrode 14 is composed of a ring-shaped portion 17 having an outer diameter of 150 μm disposed around the through-hole 13 and a linear portion 18 extending from one end of the ring-shaped portion 17. Yes,
Each opposed ring-shaped portion 17 is provided directly on the surface of the organic resistive film 12, while each opposed linear portion 18 is formed of an insulating layer such as SiO 2.
It is provided on the organic resistance film 12 via 19. And
On the outer surface side of the organic resistance film 12, an insulating film 20 of, for example, SiO 2 is provided with a thickness of about 10 μm. More specifically, the manufacturing process of the current-carrying electrode 14 and the insulating film 20 will be described.
For example, after the insulating layer 19 is formed by sputtering on portions of both surfaces of the organic resistance film 12 except for the opening portion of the through-hole 13, Cr, Cu, Al, and the like are formed on the organic resistance film 12 and the insulation layer 19.
A metal layer such as Au is deposited, and the energizing electrode 14 of the pattern is formed by a photolithographic process, and thereafter, the insulating film 20 is formed by sputtering,
At this stage, a method is adopted in which the through holes 13 are opened by means such as laser, micro drill, and plasma processing.

更に、上記静電界形成手段6は、上記一方の通電用電
極14bを利用してなる導電層21と、上記インク3面から
所定距離だけ離間配置され且つ記録シート5の支持面と
しても機能するロール状の静電誘導用電極22と、上記導
電層21及び静電誘導用電極22間に介装されてインク3面
から静電誘導用電極22側に向かう静電界を形成する静電
誘導用電源23とで構成されている。この実施例において
は、上記静電誘導用電源23が静電誘導用電極22へ印加す
る静電制御パルスは、熱信号印加手段4の駆動パルスに
同期したタイミングで出力されるようになっている。
Further, the electrostatic field forming means 6 includes a conductive layer 21 using the one energizing electrode 14b and a roll which is disposed at a predetermined distance from the surface of the ink 3 and also functions as a support surface of the recording sheet 5. -Shaped electrostatic induction electrode 22 and an electrostatic induction power supply interposed between the conductive layer 21 and the electrostatic induction electrode 22 to form an electrostatic field from the ink surface to the electrostatic induction electrode 22 side It consists of 23. In this embodiment, the electrostatic control pulse applied by the electrostatic induction power supply 23 to the electrostatic induction electrode 22 is output at a timing synchronized with the drive pulse of the heat signal application unit 4. .

従って、この実施例に係るインクジェット記録装置に
よれば、記録すべき画像情報に応じてスイッチング素子
15がオン動作すると、特に第2図に示すように、通電用
電極14を介して対応する透孔13縁部に電流aが流れるこ
とになり、この透孔13縁部が直接的に加熱され、対応す
る透孔13に面したインク単位領域Mに熱信号Qが与えら
れて加熱される。すると、この加熱されたインク単位領
域Mにおいては、インク3の粘度及び表面張力が低下す
ると共にその導電率が向上し、インク3が飛翔可能な状
態に変化する。一方、上記熱信号印加手段4の駆動タイ
ミングに同期して静電制御パルスが静電界形成手段6の
静電誘導用電極22に印加されると、導電層21に面したイ
ンク3と誘電誘導用電極22との間に静電界Sが形成さ
れ、この静電界Sに基づいて加熱されたインク単位領域
Mが静電誘導用電極22の手前側を通過する記録シート5
に向かって飛翔動作することになる。このとき、第2図
に仮想線で示すように、上記飛翔動作に伴って隆起した
インク柱3aの端部が記録シート5に接触すると、インク
3が記録シート5に付着転位され、記録シート5上にイ
ンクドットDが形成されるのである。
Therefore, according to the ink jet recording apparatus according to this embodiment, the switching element is switched according to the image information to be recorded.
When the switch 15 is turned on, a current a flows through the corresponding through-hole 13 via the current-carrying electrode 14, as shown in FIG. 2, and the through-hole 13 is directly heated. The heat signal Q is applied to the ink unit area M facing the corresponding through-hole 13 to be heated. Then, in the heated ink unit area M, the viscosity and the surface tension of the ink 3 are reduced, the conductivity is improved, and the ink 3 changes to a state in which the ink 3 can fly. On the other hand, when the electrostatic control pulse is applied to the electrostatic induction electrode 22 of the electrostatic field forming means 6 in synchronization with the drive timing of the heat signal applying means 4, the ink 3 facing the conductive layer 21 and the dielectric induction An electrostatic field S is formed between the recording sheet 5 and the electrode 22, and the ink unit area M heated based on the electrostatic field S passes through the front side of the electrostatic induction electrode 22.
It will fly toward. At this time, as shown by the phantom line in FIG. 2, when the end of the ink column 3a protruding due to the flying operation comes into contact with the recording sheet 5, the ink 3 is attached and dislocated to the recording sheet 5, and the recording sheet 5 is displaced. An ink dot D is formed on the upper surface.

この実施例の記録動作過程においては、第一に、透孔
13縁部が直接的に通電加熱されるため、透孔13に面した
インク単位領域Mが直接的に加熱される。第二に、発熱
体である有機抵抗膜12には発熱アレイを支承する基板が
付設されないので、有機抵抗膜12で発生した熱が基板側
へ逃げるという事態は生じない、第三に、上記透孔13縁
部は円筒周面として確保されているので、平面部に発熱
抵抗体を配置する場合に比べて発熱面積を拡大すること
ができる。これらの点からすれば、従前の発熱アレイを
用いるタイプに比べてインク単位領域Mへの熱の伝達効
率は向上する。
In the recording operation process of this embodiment, first,
Since the 13 edge portions are directly energized and heated, the ink unit areas M facing the through holes 13 are directly heated. Secondly, since the substrate supporting the heating array is not attached to the organic resistance film 12 as the heating element, the situation that the heat generated in the organic resistance film 12 escapes to the substrate side does not occur. Since the edge of the hole 13 is secured as a cylindrical peripheral surface, the heat generation area can be enlarged as compared with the case where the heating resistor is arranged on the flat surface. From these points, the efficiency of heat transfer to the ink unit area M is improved as compared with the conventional type using the heat generating array.

このような記録動作過程を実証するために、本願発明
者らが画像情報に応じた駆動パルスとして7v、0.5ms、
静電制御パルスとして1000V/300μm、0.5msを同期させ
て印加したところ、繰返し周波数が500Hzで安定した記
録動作が行われ、しかも、熱信号電力は約0.1W/ドット
であることが確認された。
In order to demonstrate such a recording operation process, the present inventors have applied a driving pulse corresponding to image information of 7v, 0.5 ms,
When 1000V / 300μm and 0.5ms were applied synchronously as an electrostatic control pulse, a stable recording operation was performed at a repetition frequency of 500Hz, and the thermal signal power was confirmed to be about 0.1W / dot. .

また、この実施例において、上記インクジェット記録
装置のヘッド本体ユニットUを製造する際には、上記有
機抵抗膜12にインク飛翔用の透孔13を開設すると共に、
この透孔13縁部に通電用電極14を配設し、更に、有機抵
抗膜12の外側表面に絶縁被膜20を施す一方、このように
製作された有機抵抗膜12とボックス状のベース部材11と
接着固定するようにすればよい。このように製造された
ヘッド本体ユニットUにおいては、有機抵抗膜12の透孔
13縁部が発熱部として機能するようになっているので、
従前のように、発熱抵抗体を基板のエッジ部に配設する
上で基板を切削するというような工程を省略することが
できるほか、製造上有機抵抗膜12の表面粗さを極めて小
さいものに抑えることが可能になるため、有機抵抗膜12
上に配した絶縁被膜20の表面粗さもそれに合せて極めて
小さいものに抑えることができ、ヘッド本体1の端部面
の研磨工程をも省略することができる。それゆえ、ヘッ
ド本体ユニットUを製造する際の作業工程の一部が従前
に比べて低減することになり、その分、製造作業性を改
善することができる。そしてまた、上記ヘッド本体1の
端部面の表面粗さを極めて小さいものに抑えることがで
きるため、透孔13に面したインク単位領域Mのインクメ
ニスカスを安定した状態で保持することが可能になる。
Further, in this embodiment, when manufacturing the head main body unit U of the ink jet recording apparatus, a hole 13 for ink flying is opened in the organic resistive film 12,
A current-carrying electrode 14 is provided at the edge of the through-hole 13, and an insulating film 20 is further provided on the outer surface of the organic resistance film 12, while the organic resistance film 12 manufactured in this manner and a box-shaped base member 11 What is necessary is just to adhere and fix. In the head body unit U manufactured in this manner, the through holes of the organic resistive film 12 are formed.
13 As the edge is designed to function as a heating part,
As before, the step of cutting the substrate in disposing the heating resistor at the edge of the substrate can be omitted, and the surface roughness of the organic resistive film 12 is reduced to an extremely small value in manufacturing. Organic resistance film 12
The surface roughness of the insulating film 20 disposed thereon can be suppressed to an extremely small value correspondingly, and the step of polishing the end surface of the head main body 1 can be omitted. Therefore, a part of the work process when manufacturing the head main body unit U is reduced as compared with the related art, and the manufacturing workability can be improved accordingly. Further, since the surface roughness of the end surface of the head main body 1 can be suppressed to a very small value, the ink meniscus of the ink unit area M facing the through hole 13 can be held in a stable state. Become.

更に、この実施例においては、上記有機抵抗膜12は適
度な弾性を有するポリイミドフィルムで構成されている
ので、仮に、有機抵抗膜12が加熱によって膨脹したり、
衝撃荷重によって変形したとしても、ある程度の変形代
は弾性変形分として吸収されることになる。このため、
ヘッド本体1の一方の構成部材である剛体のベース部材
11と上記有機抵抗膜12とを接着した場合、両者間の密封
状態及び接着状態は良好に保たれる。
Further, in this embodiment, since the organic resistance film 12 is formed of a polyimide film having a moderate elasticity, if the organic resistance film 12 is expanded by heating,
Even if it is deformed by an impact load, a certain amount of deformation allowance is absorbed as elastic deformation. For this reason,
A rigid base member that is one of the constituent members of the head body 1
When the organic resistance film 12 is bonded to the organic resistance film 12, the sealed state and the bonded state between the two are kept good.

更にまた、上記有機抵抗膜12の外側表面には絶縁被膜
20が設けられているため、通電用電極14と静電誘導用電
極22との間での放電現象が有効に防止されるほか、絶縁
被膜20の厚さ分だけ透孔13内のインクメニスカスが静電
誘導用電極22側に近接配置され、その分、インクメニス
カスへ作用する静電界Sの強さが強くなり、インクメニ
スカスへの電荷の誘導が容易に行われ得る。
Furthermore, an insulating coating is formed on the outer surface of the organic resistance film 12.
Since the electrode 20 is provided, the discharge phenomenon between the current-carrying electrode 14 and the electrostatic induction electrode 22 is effectively prevented, and the ink meniscus in the through-hole 13 is reduced by the thickness of the insulating film 20. Since it is arranged close to the electrostatic induction electrode 22 side, the strength of the electrostatic field S acting on the ink meniscus is correspondingly increased, so that the electric charge can be easily induced to the ink meniscus.

尚、上記実施例においては、インク飛翔用の開口とし
て透孔13を用いているが、これに限られるものではな
く、例えば第4図に示すように、画素の大きさに応じた
幅寸法のスリット25を有機抵抗膜12に開設し、画素密度
に応じたインク単位領域Mに対応するスリット25の各単
位開口25aの両縁部に夫々各対の通電用電極26(具体的
には26a、26b)、27(27a、27b)を配設し、この通電用
電極26、27を介して上記各単位開口25a縁部を通電加熱
するようにしてもよい。このタイプによれば、インク単
位領域Mを直接的に区画するオリフィス部分がなくなる
ので、実施例に比べてインク3の目詰りを有効に防止す
ることができる。
In the above-described embodiment, the through holes 13 are used as the openings for flying ink. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. A slit 25 is formed in the organic resistive film 12, and a pair of energizing electrodes 26 (specifically, 26a, 26b), 27 (27a, 27b) may be provided, and the edge of each of the unit openings 25a may be energized and heated through the energizing electrodes 26, 27. According to this type, since there is no orifice portion that directly partitions the ink unit region M, clogging of the ink 3 can be effectively prevented as compared with the embodiment.

また、上記実施例においては、有機抵抗膜12として所
定の導電率及び体積抵抗率を有する導電化ポリイミドフ
ィルムを用いたものを示しているが、これに限定される
ものではなく、例えば、ポリカーボネイト中にカーボン
を40重量%含有させた20μm程度の厚みの樹脂フィルム
で且つ体積抵抗率が30Ωcmのものや、ポリエステル中に
SnO2粉を20重量%含有せしめた50μm程度の厚みの樹脂
フィルムで且つ体積抵抗率が3×103Ωcmのものを用い
たとしても、実施例と同様な作用を奏することが確認さ
れている。
Further, in the above-described embodiment, the organic resistive film 12 is shown using a conductive polyimide film having a predetermined electrical conductivity and volume resistivity.However, the present invention is not limited to this. A resin film with a thickness of about 20 μm containing 40% by weight of carbon and having a volume resistivity of 30 Ωcm or polyester
Even if a resin film having a thickness of about 50 μm containing 20% by weight of SnO 2 powder and having a volume resistivity of 3 × 10 3 Ωcm is used, it is confirmed that the same effect as in the example is exerted. .

更に、上記実施例における他の変形例としては、透孔
13群の配置を直線状に代えて千鳥状や斜めにしたり、ま
た、通電用電極14の一方を一様電極にしたり、更に、静
電界形成手段6の導電層21として一方の通電用電極14a
を兼用することなく別個に設ける等各種のものが挙げら
れる。
Further, as another modified example of the above embodiment, a through hole
The arrangement of the 13 groups may be staggered or oblique instead of a straight line, or one of the conducting electrodes 14 may be uniform, and one conducting electrode 14a may be used as the conductive layer 21 of the electrostatic field forming means 6.
And the like can be provided separately without using the same.

[発明の効果] 以上説明してきたように、この発明に係るインクジェ
ット記録装置によれば、所謂熱静電インクジェット法の
利点を生かしながら以下のような効果を奏する。
[Effects of the Invention] As described above, according to the ink jet recording apparatus of the present invention, the following effects can be obtained while taking advantage of the so-called thermal electrostatic ink jet method.

第一に、ヘッド本体の一部を構成する有機抵抗膜にイ
ンク飛翔用の開口を開設し、この開口縁部を適宜通電加
熱してインク単位領域を直接的に加熱するようにしたの
で、基板上に発熱アレイを配設するタイプに比べて、熱
の伝達経路が直接的であり、しかも、基板等への熱の損
失がなくなる分、インクへの熱の伝達効率を向上させる
ことができる。
First, an opening for ink flying was opened in the organic resistive film constituting a part of the head main body, and the edge of the opening was appropriately heated by heating to directly heat the ink unit area. Compared to the type in which the heat generating array is provided on the upper side, the heat transfer path is direct, and the heat transfer efficiency to the ink can be improved because the heat loss to the substrate or the like is eliminated.

第二に、ヘッド本体ユニットを製造するに際し、ヘッ
ド本体の構成部材である有機抵抗膜の開口縁部を発熱部
として簡単に構成でき、しかも、ヘッド本体の端部面を
研磨工程を経ることなく滑かなものに形成することがで
きるので、基板上に発熱アレイを配設するタイプに比べ
て、製造工程を低減でき、ヘッド本体ユニットの製造作
業性を改善することができる。
Secondly, when manufacturing the head body unit, the opening edge of the organic resistive film, which is a constituent member of the head body, can be easily configured as a heat generating portion, and the end surface of the head body is not subjected to a polishing step. Since the heat generating array can be formed smoothly, the number of manufacturing steps can be reduced and the manufacturing workability of the head body unit can be improved as compared with the type in which the heat generating array is provided on the substrate.

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

第1図はこの発明に係るインクジェット記録装置の一実
施例を示す斜視説明図、第2図及び第3図は第1図中II
−II線及びIII−III線断面図、第4図はこの発明に係る
インクジェット記録装置の変形例を示す斜視説明図であ
る。 [符号の説明] (1)……ヘッド本体 (2)……インク室 (3)……インク (4)……熱信号印加手段 (5)……記録シート (6)……静電界形成手段 (12)……有機抵抗膜 (13)……透孔(開口) (14)……通電用電極 (25)……スリット(開口) (26、27)……通電用電極
FIG. 1 is a perspective explanatory view showing one embodiment of an ink jet recording apparatus according to the present invention, and FIGS. 2 and 3 are II in FIG.
FIG. 4 is a perspective view showing a modified example of the ink jet recording apparatus according to the present invention. [Explanation of Symbols] (1) Head body (2) Ink chamber (3) Ink (4) Heat signal applying means (5) Recording sheet (6) Electrostatic field forming means (12) ... Organic resistive film (13) ... Through-hole (opening) (14) ... Conducting electrode (25) ... Slit (opening) (26, 27) ... Conducting electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 七穂 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社海老名事業所内 (72)発明者 堀江 潔 神奈川県海老名市本郷2274番地 富士ゼ ロックス株式会社海老名事業所内 (56)参考文献 特開 昭61−102254(JP,A) 実開 昭61−70039(JP,U) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Naho Inoue 2274 Hongo, Ebina-shi, Kanagawa Fuji Xerox Co., Ltd. In-house (56) References JP-A-61-102254 (JP, A) JP-A-61-70039 (JP, U)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】インク室を有するヘッド本体と、画素密度
に応じた各インク単位領域に対して画像情報に対応した
熱信号を適宜印加する熱信号印加手段と、少なくともイ
ンク飛翔時においてインク面と記録シートとの間に所定
の静電界を形成する静電界形成手段とを備え、上記熱信
号印加手段にて熱信号が印加されたインク単位領域を上
記静電界形成手段にて形成された静電界に沿って記録シ
ート側へ飛翔させるようにしたインクジェット記録装置
であって、上記ヘッド本体の記録シート側に位置するイ
ンク室区画壁を有機抵抗膜で構成すると共に、この有機
抵抗膜にはインク飛翔用の開口を開設し、上記熱信号印
加手段として、インク飛翔用の開口のうちインク単位領
域に対応した有機抵抗膜の区画壁両面の単位開口縁部に
通電用電極を配設し、画像情報に応じて各単位開口縁部
を通電加熱することによりインク単位領域を加熱するよ
うにしたことを特徴とするインクジェット記録装置。
1. A head body having an ink chamber, a heat signal applying means for appropriately applying a heat signal corresponding to image information to each ink unit area corresponding to a pixel density, and at least an ink surface at the time of ink flying. An electrostatic field forming means for forming a predetermined electrostatic field between the recording sheet and the recording sheet, wherein the ink unit area to which the thermal signal is applied by the thermal signal applying means is formed by the electrostatic field forming means. An ink jet recording apparatus which is configured to fly to a recording sheet side along an ink jet head, wherein an ink chamber partition wall located on the recording sheet side of the head body is formed of an organic resistive film, and ink jetting is performed on the organic resistive film. And an energizing electrode at the edge of the unit opening on both sides of the partition wall of the organic resistive film corresponding to the ink unit area, as the heat signal applying means. The ink jet recording apparatus being characterized in that so as to heat the ink unit region by energizing heating each unit opening edge portion in accordance with image information.
【請求項2】上記有機抵抗膜は導電性ポリイミドフィル
ムで構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載のインクジェット記録装置。
2. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said organic resistance film is made of a conductive polyimide film.
【請求項3】上記開口は画素密度に応じた透孔で構成さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
インクジェット記録装置。
3. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said opening is formed by a through hole according to a pixel density.
【請求項4】上記開口がスリットで構成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のインクジェッ
ト記録装置。
4. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein said opening is constituted by a slit.
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