JP3436623B2 - インク噴射記録装置およびインク噴射記録方法 - Google Patents
インク噴射記録装置およびインク噴射記録方法Info
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- JP3436623B2 JP3436623B2 JP28565095A JP28565095A JP3436623B2 JP 3436623 B2 JP3436623 B2 JP 3436623B2 JP 28565095 A JP28565095 A JP 28565095A JP 28565095 A JP28565095 A JP 28565095A JP 3436623 B2 JP3436623 B2 JP 3436623B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱エネルギを利用
してインク液滴を記録媒体に向けて飛翔させる形式のイ
ンク噴射記録装置に関するものである。
してインク液滴を記録媒体に向けて飛翔させる形式のイ
ンク噴射記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】パルス加熱によってインクの一部を急速
に気化させ、その膨張力によってインク液滴をインク吐
出口から吐出させる方式のインクジェット記録装置は、
特開昭４８−９６２２号公報、特開昭５４−５１８３７
号公報、特開昭５４−５９９３６号公報、特開昭５４−
１６１９３５号公報等によって開示されている。
に気化させ、その膨張力によってインク液滴をインク吐
出口から吐出させる方式のインクジェット記録装置は、
特開昭４８−９６２２号公報、特開昭５４−５１８３７
号公報、特開昭５４−５９９３６号公報、特開昭５４−
１６１９３５号公報等によって開示されている。
【０００３】このパルス加熱の最も効果的な方法はイン
ク液路中に設けられた薄膜発熱抵抗体にパルス通電する
ことであるが、これによってもたらされる水性インクの
沸騰現象については誤解されている面が多い。これにつ
いては本発明者の特許出願（特願平５−２７２４５１
号）に詳しく述べたが、ここでは表１（純水の場合）を
参照しながらその要約を記す。水性インクの場合もほぼ
これと同じ特性を示すことは言うまでもない。
ク液路中に設けられた薄膜発熱抵抗体にパルス通電する
ことであるが、これによってもたらされる水性インクの
沸騰現象については誤解されている面が多い。これにつ
いては本発明者の特許出願（特願平５−２７２４５１
号）に詳しく述べたが、ここでは表１（純水の場合）を
参照しながらその要約を記す。水性インクの場合もほぼ
これと同じ特性を示すことは言うまでもない。
【０００４】
【表１】
【０００５】我々が用いる発熱抵抗体は、意識的に作り
込まない限りその発熱面に欠陥は存在しない。従って、
パルス加熱によって発生する沸騰は沸騰開始点が２７０
℃以上となる自発核沸騰（ゆらぎ核沸騰ともいう）であ
る。また、安定なインクの吐出には、沸騰圧が大きく且
つ再現性の良い核沸騰が不可欠である。このためには均
質核沸騰で且つ出来るだけ大きな加熱速度でパルス加熱
することが望ましいと言われている。
込まない限りその発熱面に欠陥は存在しない。従って、
パルス加熱によって発生する沸騰は沸騰開始点が２７０
℃以上となる自発核沸騰（ゆらぎ核沸騰ともいう）であ
る。また、安定なインクの吐出には、沸騰圧が大きく且
つ再現性の良い核沸騰が不可欠である。このためには均
質核沸騰で且つ出来るだけ大きな加熱速度でパルス加熱
することが望ましいと言われている。
【０００６】例えば、第２３回日本伝熱シンポジウム講
演論文集（１９８６年５月）P.247には３×１０7℃／se
cの例が、第２５回同論文集（１９８８年６月）P.253に
は７〜８×１０7℃／secの例が発表されている。また、
インクジェットプリンタの製品でも加熱パルス幅は通常
５μsec程度であり、必要加熱温度が３００℃前後であ
るので、平均加熱速度は〜３００／５×１０~6＝６×１
０7℃／secとなっている。但し、これらの薄膜発熱抵抗
体には約４μｍの厚さの保護膜が被覆されているので、
インクが接するヒータ面の加熱速度はこれらの値より若
干遅くなっている。
演論文集（１９８６年５月）P.247には３×１０7℃／se
cの例が、第２５回同論文集（１９８８年６月）P.253に
は７〜８×１０7℃／secの例が発表されている。また、
インクジェットプリンタの製品でも加熱パルス幅は通常
５μsec程度であり、必要加熱温度が３００℃前後であ
るので、平均加熱速度は〜３００／５×１０~6＝６×１
０7℃／secとなっている。但し、これらの薄膜発熱抵抗
体には約４μｍの厚さの保護膜が被覆されているので、
インクが接するヒータ面の加熱速度はこれらの値より若
干遅くなっている。
【０００７】この加熱速度を更に大きくした場合、理論
的に予測され、また、エタノールなどの低沸点液体では
実験的にも確認されていたキャビア状核沸騰が純水の場
合にも発生することが実験的に確認された〔第２７回日
本伝熱シンポジウム講演論文集（１９９０年５月）P.33
4、及び日本機械学会論文集Ｂ６０巻５７２号（１９９
４−４）P.264参照〕。そこでは保護膜の無いヒータを
用い、９．３×１０7℃／secまでの加熱速度を実現させ
て実験している。
的に予測され、また、エタノールなどの低沸点液体では
実験的にも確認されていたキャビア状核沸騰が純水の場
合にも発生することが実験的に確認された〔第２７回日
本伝熱シンポジウム講演論文集（１９９０年５月）P.33
4、及び日本機械学会論文集Ｂ６０巻５７２号（１９９
４−４）P.264参照〕。そこでは保護膜の無いヒータを
用い、９．３×１０7℃／secまでの加熱速度を実現させ
て実験している。
【０００８】前記の研究を基にして出願された特開平０
３−２６６６４６号公報には、ヒータ表面の昇温速度を
１０6〜１０9℃／sec以上という広い範囲で実験し、い
ずれの場合も良好なインクの吐出が行われたことが記載
されている。
３−２６６６４６号公報には、ヒータ表面の昇温速度を
１０6〜１０9℃／sec以上という広い範囲で実験し、い
ずれの場合も良好なインクの吐出が行われたことが記載
されている。
【０００９】しかし、現実に加熱速度を大きくすること
は技術的に難しく、１×１０8℃／sec以上での信頼でき
る実験例は少なく、学会での発表例も本出願人らによる
報告〔Ｊａｐａｎ Ｈａｒｄｃｏｐｙ '９４論文集（９
４年６月）P.141〕があるだけである。しかし、上記特
許出願（特開平０３−２６６６４６号公報）にも示され
ているように、インク吐出に必要な加熱速度に上限値が
存在するとは考えられておらず、加熱速度は大きければ
大きい程インクの吐出に好都合であると推定されてい
た。
は技術的に難しく、１×１０8℃／sec以上での信頼でき
る実験例は少なく、学会での発表例も本出願人らによる
報告〔Ｊａｐａｎ Ｈａｒｄｃｏｐｙ '９４論文集（９
４年６月）P.141〕があるだけである。しかし、上記特
許出願（特開平０３−２６６６４６号公報）にも示され
ているように、インク吐出に必要な加熱速度に上限値が
存在するとは考えられておらず、加熱速度は大きければ
大きい程インクの吐出に好都合であると推定されてい
た。
【００１０】
【００１１】本発明の目的は、加熱速度は大きければ大
きい程インクの吐出に好都合であると推定されている加
熱速度の範囲、すなわち１×１０ 8 ℃／sec 以上の加熱
速度の範囲について、液滴吐出に最適な加熱速度範囲が
存在することを明らかにし、高速で安定な液滴の吐出を
実現させることにある。
きい程インクの吐出に好都合であると推定されている加
熱速度の範囲、すなわち１×１０ 8 ℃／sec 以上の加熱
速度の範囲について、液滴吐出に最適な加熱速度範囲が
存在することを明らかにし、高速で安定な液滴の吐出を
実現させることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本願発明者らは、１×１
０ 8 ℃／sec 以上の加熱速度の範囲における最適な加熱
速度の範囲に関し、薄膜発熱抵抗体を用い、純水と水性
インクで鋭意実験を行ったところ、今迄の予測に反し、
５×１０ 8 ℃／sec 以上の加熱速度でインクの吐出速度
が急激に低下し、１．２×１０ 9 ℃／sec 以上では吐出
不能となることが分かり、さらに、鋭意実験を行った結
果、液滴吐出に最適な加熱速度範囲を見出し、高速で安
定な液滴の吐出を実現させることを可能としたのであ
る。その際、１×１０ 8 ℃／sec 以上の加熱速度を薄膜
抵抗体が持つには、特開平０３−２６６６４６号公報、
或いは本出願人による特許出願（特願平０５−２７２４
５１号）、及び前出学会発表〔JapanHardcopy ' ９４論
文集（９４年６月）P.141 〕に示されているように、薄
膜発熱抵抗体上に保護層が無いか、有る場合でも１００
Å程度という非常に薄い保護層を持つことが必要であっ
た。
０ 8 ℃／sec 以上の加熱速度の範囲における最適な加熱
速度の範囲に関し、薄膜発熱抵抗体を用い、純水と水性
インクで鋭意実験を行ったところ、今迄の予測に反し、
５×１０ 8 ℃／sec 以上の加熱速度でインクの吐出速度
が急激に低下し、１．２×１０ 9 ℃／sec 以上では吐出
不能となることが分かり、さらに、鋭意実験を行った結
果、液滴吐出に最適な加熱速度範囲を見出し、高速で安
定な液滴の吐出を実現させることを可能としたのであ
る。その際、１×１０ 8 ℃／sec 以上の加熱速度を薄膜
抵抗体が持つには、特開平０３−２６６６４６号公報、
或いは本出願人による特許出願（特願平０５−２７２４
５１号）、及び前出学会発表〔JapanHardcopy ' ９４論
文集（９４年６月）P.141 〕に示されているように、薄
膜発熱抵抗体上に保護層が無いか、有る場合でも１００
Å程度という非常に薄い保護層を持つことが必要であっ
た。
【００１３】すなわち、上記目的は、インク吐出口近傍
に設けられ、熱酸化処理により自らの表面が１００Å以
下の厚みを有する絶縁被膜となり、この絶縁被膜で覆わ
れた薄膜発熱抵抗体を有する発熱抵抗体によってパルス
的に加熱し、インク液路中のインクの一部を急速に気化
させ、この気泡の膨張力によって前記吐出口から液滴状
インクを吐出させて記録するインク噴射記録装置であっ
て、前記発熱抵抗体の表面を加熱する際の加熱速度を１
×１０8 ℃／sec 以上、５×１０8 ℃／sec 以下とする
ことによって達成される。また、前記発熱抵抗体の表面
温度を０．６μｓｅｃ以上３．０μｓｅｃの一定の時間
内に室温から略３００℃まで急激にパルス加熱すること
が好ましい。
に設けられ、熱酸化処理により自らの表面が１００Å以
下の厚みを有する絶縁被膜となり、この絶縁被膜で覆わ
れた薄膜発熱抵抗体を有する発熱抵抗体によってパルス
的に加熱し、インク液路中のインクの一部を急速に気化
させ、この気泡の膨張力によって前記吐出口から液滴状
インクを吐出させて記録するインク噴射記録装置であっ
て、前記発熱抵抗体の表面を加熱する際の加熱速度を１
×１０8 ℃／sec 以上、５×１０8 ℃／sec 以下とする
ことによって達成される。また、前記発熱抵抗体の表面
温度を０．６μｓｅｃ以上３．０μｓｅｃの一定の時間
内に室温から略３００℃まで急激にパルス加熱すること
が好ましい。
【００１４】また、上記目的は、インク吐出口近傍に設
けられ、熱酸化処理により自らの表面が１００Å以下の
厚みを有する絶縁被膜となり、この絶縁被膜で覆われて
いる薄膜発熱抵抗体を有する発熱抵抗体によってパルス
的に加熱し、インク液路中のインクの一部を急速に気化
させ、この気泡の膨張力によって前記吐出口から液滴状
インクを吐出させて記録するインク噴射記録方法であっ
て、前記発熱抵抗体の表面を加熱する際の加熱速度を１
×１０8 ℃／sec 以上、５×１０8 ℃／sec 以下とする
ことを特徴とするインク噴射記録方法によって達成され
る。その際、前記発熱抵抗体の表面温度を０．６μｓｅ
ｃ以上３．０μｓｅｃ以下の一定の時間内に室温から略
３００℃まで急激にパルス加熱するのが好ましい。
けられ、熱酸化処理により自らの表面が１００Å以下の
厚みを有する絶縁被膜となり、この絶縁被膜で覆われて
いる薄膜発熱抵抗体を有する発熱抵抗体によってパルス
的に加熱し、インク液路中のインクの一部を急速に気化
させ、この気泡の膨張力によって前記吐出口から液滴状
インクを吐出させて記録するインク噴射記録方法であっ
て、前記発熱抵抗体の表面を加熱する際の加熱速度を１
×１０8 ℃／sec 以上、５×１０8 ℃／sec 以下とする
ことを特徴とするインク噴射記録方法によって達成され
る。その際、前記発熱抵抗体の表面温度を０．６μｓｅ
ｃ以上３．０μｓｅｃ以下の一定の時間内に室温から略
３００℃まで急激にパルス加熱するのが好ましい。
【００１５】上記のような条件でヒータをパルス加熱す
ると、これに接する水性インクは最も高い沸騰圧で発泡
を始め、しかもその発泡体積も大きく、インクの吐出に
必要且つ十分な大きさの加圧力を発生させることができ
る。このため、インクの吐出速度が大きく、且つ一定し
ているので、優れた印字品質の記録が可能となる。これ
らの具体的な実験データについては後述する。
ると、これに接する水性インクは最も高い沸騰圧で発泡
を始め、しかもその発泡体積も大きく、インクの吐出に
必要且つ十分な大きさの加圧力を発生させることができ
る。このため、インクの吐出速度が大きく、且つ一定し
ているので、優れた印字品質の記録が可能となる。これ
らの具体的な実験データについては後述する。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて具体的な説明
をする。
をする。
【００１７】図１にインク吐出ノズル近傍の断面図を示
す。
す。
【００１８】シリコン基板１上に厚さ１〜２μｍのＳｉ
Ｏ2 断熱層（図示せず）を設け、この上に厚さ約０．１
μｍのＴａ−Ｓｉ−Ｏ系三元合金薄膜発熱抵抗体３と、
厚さ約１μｍの個別Ｎｉ金属薄膜導体４及び共通Ｎｉ金
属薄膜導体５からなる発熱抵抗体（以下発熱抵抗体の発
熱部、すなわち薄膜発熱抵抗体をヒータという）をスパ
ッタ法とフォトエッチング法によって形成する。
Ｏ2 断熱層（図示せず）を設け、この上に厚さ約０．１
μｍのＴａ−Ｓｉ−Ｏ系三元合金薄膜発熱抵抗体３と、
厚さ約１μｍの個別Ｎｉ金属薄膜導体４及び共通Ｎｉ金
属薄膜導体５からなる発熱抵抗体（以下発熱抵抗体の発
熱部、すなわち薄膜発熱抵抗体をヒータという）をスパ
ッタ法とフォトエッチング法によって形成する。
【００１９】シリコン基板１上にはあらかじめ駆動用Ｌ
ＳＩデバイス２が形成されており、この駆動用ＬＳＩデ
バイス２はスルーホール接続部６を通して個別Ｎｉ金属
薄膜導体４と接続されている。すなわち、駆動用ＬＳＩ
デバイス２を駆動させる５〜６本の信号線や電源線によ
って、任意の数の前記ヒータ３に順次パルス通電させら
れるようになっている。
ＳＩデバイス２が形成されており、この駆動用ＬＳＩデ
バイス２はスルーホール接続部６を通して個別Ｎｉ金属
薄膜導体４と接続されている。すなわち、駆動用ＬＳＩ
デバイス２を駆動させる５〜６本の信号線や電源線によ
って、任意の数の前記ヒータ３に順次パルス通電させら
れるようになっている。
【００２０】ヒータ３上に隔壁８を形成する前には、空
気中でパルス幅１００μｓ、印加電力１．５Ｗ、周期２
００μｓで１０4〜１０5パルスで前記ヒータ３の熱酸化
処理を行ない、ヒータ３表面に１００Å程度の厚さの絶
縁被膜を形成している。
気中でパルス幅１００μｓ、印加電力１．５Ｗ、周期２
００μｓで１０4〜１０5パルスで前記ヒータ３の熱酸化
処理を行ない、ヒータ３表面に１００Å程度の厚さの絶
縁被膜を形成している。
【００２１】こうすることによって、電解質インク中で
も全く電食されることがなく、しかもキャビテーション
破壊にも耐えることのできるヒータとなっている。もち
ろん、図１に示すヘッドにおいてはこのキャビテーショ
ン破壊力は発生しないので、数億回以上のインク吐出に
よっても何ら損傷を受けることがない（本出願人による
特許出願の特願平０６−２１０６０号参照）。
も全く電食されることがなく、しかもキャビテーション
破壊にも耐えることのできるヒータとなっている。もち
ろん、図１に示すヘッドにおいてはこのキャビテーショ
ン破壊力は発生しないので、数億回以上のインク吐出に
よっても何ら損傷を受けることがない（本出願人による
特許出願の特願平０６−２１０６０号参照）。
【００２２】一方、隔壁８と、インク吐出ノズル１２
（以下オリフィスという）を有するオリフィスプレート
１１で形成される空間はインク液路であり、具体的には
個別インク通路９と共通インク通路１０からなる。
（以下オリフィスという）を有するオリフィスプレート
１１で形成される空間はインク液路であり、具体的には
個別インク通路９と共通インク通路１０からなる。
【００２３】図１に示すヘッドのノズル列が４００ドッ
ト/ インチ（６２．５μｍピッチ）である場合を説明す
ると、ヒータ３のサイズは４５μｍ×４５μｍ、この真
上に位置するインク吐出ノズル１２の直径は４５μｍ
φ、隔壁８の高さは１５μｍ、オリフィスプレート１１
の厚さは５０μｍ、ヒータの抵抗値は約１００Ωであ
る。
ト/ インチ（６２．５μｍピッチ）である場合を説明す
ると、ヒータ３のサイズは４５μｍ×４５μｍ、この真
上に位置するインク吐出ノズル１２の直径は４５μｍ
φ、隔壁８の高さは１５μｍ、オリフィスプレート１１
の厚さは５０μｍ、ヒータの抵抗値は約１００Ωであ
る。
【００２４】まず、このヘッドに粘度が約２．５ｃｐｓ
（２０℃）の水性インク１４を充填し、ヒータ３にパル
ス幅τのパルス通電を行って液滴吐出速度をストロボ観
察によって測定した。この場合の印加電力は、０．８τ
のパルス幅で通電した時、ノズル内のインク表面（イン
クのメニスカス１５）がわずかに動きだす時の電力を印
加した。すなわち、パルス幅τの８０％の時点で沸騰が
開始するエネルギが投入されている。印加エネルギは、
例えばτ＝１μsec の場合は約３μＪであり、従来技術
のヒータに比べ１／５〜１／１０となっている。
（２０℃）の水性インク１４を充填し、ヒータ３にパル
ス幅τのパルス通電を行って液滴吐出速度をストロボ観
察によって測定した。この場合の印加電力は、０．８τ
のパルス幅で通電した時、ノズル内のインク表面（イン
クのメニスカス１５）がわずかに動きだす時の電力を印
加した。すなわち、パルス幅τの８０％の時点で沸騰が
開始するエネルギが投入されている。印加エネルギは、
例えばτ＝１μsec の場合は約３μＪであり、従来技術
のヒータに比べ１／５〜１／１０となっている。
【００２５】図２は、このような条件で吐出させた液滴
速度とヒータ加熱速度または印加パルス幅τの関係を示
している。なお、水性インクの発泡温度は約３００℃で
あるので、ヒータ加熱速度は約３００℃／τであるとし
て計算している。
速度とヒータ加熱速度または印加パルス幅τの関係を示
している。なお、水性インクの発泡温度は約３００℃で
あるので、ヒータ加熱速度は約３００℃／τであるとし
て計算している。
【００２６】この実験結果の第１の特徴は、１×１０8
℃／sec以下での加熱速度では吐出速度にバラツキが見
られることである。
℃／sec以下での加熱速度では吐出速度にバラツキが見
られることである。
【００２７】第２の特徴は５×１０8℃／sec以上で吐出
速度が急落し、１．２×１０9℃／secでは吐出不能とな
ったことである（但し、メニスカスは振動する）。
速度が急落し、１．２×１０9℃／secでは吐出不能とな
ったことである（但し、メニスカスは振動する）。
【００２８】前述した第１の特徴は、前掲の第２５回日
本伝熱シンポジウム講演論文集（１９８８−５）P.253
にも報告されているように、発泡開始位置のヒータ上で
のバラツキに関係しているものと考える。この文献での
加熱速度は、厚い２層構造保護層を持つヒータを用いて
いるので６〜７×１０7℃／sec程度と推定され、我々の
結果とも一致する。
本伝熱シンポジウム講演論文集（１９８８−５）P.253
にも報告されているように、発泡開始位置のヒータ上で
のバラツキに関係しているものと考える。この文献での
加熱速度は、厚い２層構造保護層を持つヒータを用いて
いるので６〜７×１０7℃／sec程度と推定され、我々の
結果とも一致する。
【００２９】第２の特徴は本発明者によって初めて見い
出された現象であり、前掲の特開平０３−２６６６４６
号公報とは矛盾するものである。しかし既に説明したよ
うに、彼らの詳しい学会発表と投稿論文にも示されてい
る通り、彼らは０．９３×１０8℃／sec以下の範囲でし
か実験を行っていない。すなわち、現実には安定で且つ
速い吐出速度が得られる最適な加熱速度の範囲が存在
し、それは１×１０8〜５×１０8℃／secとなるのであ
る。この条件で印字するとインクの吐出が均一となり、
印字品質が最良のものとなることは改めて説明するまで
もないであろう。
出された現象であり、前掲の特開平０３−２６６６４６
号公報とは矛盾するものである。しかし既に説明したよ
うに、彼らの詳しい学会発表と投稿論文にも示されてい
る通り、彼らは０．９３×１０8℃／sec以下の範囲でし
か実験を行っていない。すなわち、現実には安定で且つ
速い吐出速度が得られる最適な加熱速度の範囲が存在
し、それは１×１０8〜５×１０8℃／secとなるのであ
る。この条件で印字するとインクの吐出が均一となり、
印字品質が最良のものとなることは改めて説明するまで
もないであろう。
【００３０】このような上限値が存在する理由は、以下
の実験結果から明らかである。
の実験結果から明らかである。
【００３１】ヒータ基板上に水性インク（半透明イエロ
ーインク）を約３００μｍの深さで満たす。そしてこの
ヒータに前記と同じ条件でパルス通電を行い、発生する
気泡を真上からストロボ観察した。図３はこの時に観察
される最大気泡となった時の写真である。
ーインク）を約３００μｍの深さで満たす。そしてこの
ヒータに前記と同じ条件でパルス通電を行い、発生する
気泡を真上からストロボ観察した。図３はこの時に観察
される最大気泡となった時の写真である。
【００３２】明らかにτ＝０．２μsec（１．５×１０9
℃／sec）では気泡は小さく、この時の印加電力を更に
高くしてもこの小さな気泡はほとんど変化しなかった。
すなわち、あまりにも速い加熱速度はヒータ面付近の加
熱できる水性インクの量（厚さ）を少なくし、そして一
旦沸騰を始めるとヒータ面と水性インクとは熱的に遮断
されるので結果的に気化する水性インク量は少なく、こ
れによって膨張する気泡の最大体積は小さくなる。これ
が最適加熱速度に上限が存在する理由である。
℃／sec）では気泡は小さく、この時の印加電力を更に
高くしてもこの小さな気泡はほとんど変化しなかった。
すなわち、あまりにも速い加熱速度はヒータ面付近の加
熱できる水性インクの量（厚さ）を少なくし、そして一
旦沸騰を始めるとヒータ面と水性インクとは熱的に遮断
されるので結果的に気化する水性インク量は少なく、こ
れによって膨張する気泡の最大体積は小さくなる。これ
が最適加熱速度に上限が存在する理由である。
【００３３】図３でτ＝５μsecの場合の気泡が大きい
のは、発泡位置の変動によって気泡の形状にバラツキが
発生し、これを重畳して観察していることによる。吐出
速度にバラツキが見られる所以である。
のは、発泡位置の変動によって気泡の形状にバラツキが
発生し、これを重畳して観察していることによる。吐出
速度にバラツキが見られる所以である。
【００３４】なお、以上で述べた気泡の発生状況はヒー
タの形状とか大きさに依存しないことは明らかで、ヒー
タ面と平行の方向に吐出させるサイドシュータタイプの
サーマルインク噴射記録装置に対しても全く同一の条件
が最適となることが分かる。
タの形状とか大きさに依存しないことは明らかで、ヒー
タ面と平行の方向に吐出させるサイドシュータタイプの
サーマルインク噴射記録装置に対しても全く同一の条件
が最適となることが分かる。
【００３５】
【発明の効果】本発明によってヒータの最適加熱速度の
範囲が明らかとなり、これによってインクの吐出を安定
で且つ高速とすることが可能となり、印字品質を最良の
ものとすることができる。
範囲が明らかとなり、これによってインクの吐出を安定
で且つ高速とすることが可能となり、印字品質を最良の
ものとすることができる。
【図１】 本発明になるインク噴射記録装置の一実施例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図２】 図１に示されるインク噴射記録装置を用いて
測定したヒータ加熱速度とインク吐出速度との関係を示
すグラフである。
測定したヒータ加熱速度とインク吐出速度との関係を示
すグラフである。
【図３】 図１に示されるヒータ基板を用いてオープン
プール沸騰させ、その時に観察される最大気泡形状と印
加パルス幅の関係を示すストロボ観察結果を説明する図
である。
プール沸騰させ、その時に観察される最大気泡形状と印
加パルス幅の関係を示すストロボ観察結果を説明する図
である。
１はシリコン基板、２は駆動用ＬＳＩデバイス、３は薄
膜発熱抵抗体（ヒータ）、４は個別Ｎｉ金属薄膜導体、
５は共通Ｎｉ金属薄膜導体（グランド）、６はスルーホ
ール接続部、７は絶縁物層、８は隔壁、９は個別インク
通路、１０は共通インク通路、１１はオリフィスプレー
ト、１２はインク吐出ノズル、１３は吐出インク、１４
は水性インク、１５はインクのメニスカスである。
膜発熱抵抗体（ヒータ）、４は個別Ｎｉ金属薄膜導体、
５は共通Ｎｉ金属薄膜導体（グランド）、６はスルーホ
ール接続部、７は絶縁物層、８は隔壁、９は個別インク
通路、１０は共通インク通路、１１はオリフィスプレー
ト、１２はインク吐出ノズル、１３は吐出インク、１４
は水性インク、１５はインクのメニスカスである。
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(72)発明者 川澄 勝則
茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立
工機株式会社内
(72)発明者 町田 治
茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立
工機株式会社内
(72)発明者 清水 一夫
茨城県ひたちなか市武田1060番地 日立
工機株式会社内
(56)参考文献 特開 平７−125212（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−266646（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−153603（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−162051（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−227967（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−71888（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−229128（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−193147（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−316081（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−33867（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−15763（ＪＰ，Ａ)
三谷正男、外３名，“保護層無しＣｒ
−Ｓｉ−ＳｉＯ／Ｎｉ薄膜ヒータの耐イ
ンク性と発泡特性”，電子写真学会年次
大会（通算73回）”Ｊａｐａｎ Ｈａｒ
ｄｃｏｐｙ’94”論文集，電子写真学
会，平成６年６月23−24日，ｐ．141−
144
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B41J 2/05
B41J 2/175
Claims (4)
- 【請求項１】インク吐出口近傍に設けられ、熱酸化処理
により自らの表面が１００Å以下の厚みを有する絶縁被
膜となり、この絶縁被膜で覆われた薄膜発熱抵抗体を有
する発熱抵抗体によってパルス的に加熱し、インク液路
中のインクの一部を急速に気化させ、この気泡の膨張力
によって前記吐出口から液滴状インクを吐出させて記録
するインク噴射記録装置であって、 前記発熱抵抗体の表面を加熱する際の加熱速度を１×１
０8 ℃／sec 以上、５×１０8 ℃／sec 以下とすること
を特徴とするインク噴射記録装置。 - 【請求項２】前記発熱抵抗体の表面温度を０．６μｓｅ
ｃ以上３．０μｓｅｃ以下の一定の時間内に室温から略
３００℃まで急激にパルス加熱することを特徴とする請
求項１に記載のインク噴射記録装置。 - 【請求項３】インク吐出口近傍に設けられ、熱酸化処理
により自らの表面が１００Å以下の厚みを有する絶縁被
膜となり、この絶縁被膜で覆われている薄膜発熱抵抗体
を有する発熱抵抗体によってパルス的に加熱し、インク
液路中のインクの一部を急速に気化させ、この気泡の膨
張力によって前記吐出口から液滴状インクを吐出させて
記録するインク噴射記録方法であって、 前記発熱抵抗体の表面を加熱する際の加熱速度を１×１
０8 ℃／sec 以上、５×１０8 ℃／sec 以下とすること
を特徴とするインク噴射記録方法。 - 【請求項４】 前記発熱抵抗体の表面温度を０．６μｓｅ
ｃ以上３．０μｓｅｃ以下の一定の時間内に室温から略
３００℃まで急激にパルス加熱することを特徴とする請
求項３に記載のインク噴射記録方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28565095A JP3436623B2 (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | インク噴射記録装置およびインク噴射記録方法 |
| US08/740,895 US5980024A (en) | 1993-10-29 | 1996-11-04 | Ink jet print head and a method of driving ink therefrom |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28565095A JP3436623B2 (ja) | 1995-11-02 | 1995-11-02 | インク噴射記録装置およびインク噴射記録方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09123454A JPH09123454A (ja) | 1997-05-13 |
| JP3436623B2 true JP3436623B2 (ja) | 2003-08-11 |
Family
ID=17694289
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28565095A Expired - Fee Related JP3436623B2 (ja) | 1993-10-29 | 1995-11-02 | インク噴射記録装置およびインク噴射記録方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3436623B2 (ja) |
-
1995
- 1995-11-02 JP JP28565095A patent/JP3436623B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 三谷正男、外３名，"保護層無しＣｒ−Ｓｉ−ＳｉＯ／Ｎｉ薄膜ヒータの耐インク性と発泡特性"，電子写真学会年次大会（通算７３回）"Ｊａｐａｎ Ｈａｒｄｃｏｐｙ’９４"論文集，電子写真学会，平成６年６月２３−２４日，ｐ．１４１−１４４ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09123454A (ja) | 1997-05-13 |
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