JPH01257059A - Liquid jet recording method - Google Patents

Liquid jet recording method

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JPH01257059A
JPH01257059A JP8595088A JP8595088A JPH01257059A JP H01257059 A JPH01257059 A JP H01257059A JP 8595088 A JP8595088 A JP 8595088A JP 8595088 A JP8595088 A JP 8595088A JP H01257059 A JPH01257059 A JP H01257059A
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JP
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recording
liquid
opening
thermal energy
recording liquid
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Takuro Sekiya
卓朗 関谷
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Ricoh Co Ltd
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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    • 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
    • B41J2/205Ink jet for printing a discrete number of tones

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

Abstract

PURPOSE:To type out a character at a high speed or to perform delicate gradation expression for bearing a vectorial color image, by a method wherein a function by which an almost uniform ink drop is formed and a gradation expression means by another means are established to one head. CONSTITUTION:Two heating elements 9, 9' capable of being individually driven are arranged having a far and near relation to an opening, and the heating element 9' near an orifice is established almost near an end surface of the orifice. When a command by which a thick density image of, for instance, a character or a solid image, etc., is typed out as image information comes, heat energy is given to the heat energy operation part 9 far from the opening to generate a bubble 11, and an ink drop is discharged. Then, when a command by which an image training delicate density variation, i.e. the image having gradation is typed out as image information comes, heat energy is given to the heat energy operation part 9' near the opening, an infinite number of fine ink drops 13 are generated, or come to be of atomized state and are jetted out form the opening.

Description

【発明の詳細な説明】 抜擢分立 本発明は、液体噴射記録方法、より詳細には、熱エネル
ギー利用のバブルジェット型インクジェット記録方法に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid jet recording method, and more particularly to a bubble jet type ink jet recording method using thermal energy.

災未挟度 ノンインパクト記録法は、記録時における騒音の発生が
無視し得る程度に極めて小さいという点において、最近
関心を集めている。その中で、高速記録が可能であり、
而も所謂普通紙に特別の定着処理を必要とせずに記録の
行える所謂インクジェット記録法は極めて有刃な記録法
であって、これまでにも様々な方式が提案され、改良が
加えられて商品化されたものもあれば、現在もなお実用
化への努力が続けられているものもある。
The non-impact recording method has recently attracted attention because the noise generated during recording is so small that it can be ignored. Among them, high-speed recording is possible,
However, the so-called inkjet recording method, which allows recording on plain paper without the need for special fixing treatment, is an extremely useful recording method, and various methods have been proposed and improvements have been made to improve the quality of products. Some have been developed, and efforts are still being made to put them into practical use.

この様なインクジェット記録法は、所謂インクと称され
る記録液体の小滴(droplet)を飛翔させ。
Such an inkjet recording method involves jetting droplets of a recording liquid called ink.

記録部材に付着させて記録を行うものであって、この記
録液体の小滴の発生法及び発生された記録液小滴の飛翔
方向を制御する為の制御方法によって幾つかの方式に大
別される。
Recording is performed by attaching the recording liquid to a recording member, and it is roughly divided into several methods depending on the method of generating recording liquid droplets and the control method for controlling the flight direction of the generated recording liquid droplets. Ru.

先ず第1の方式は例えばU S P 3060429に
開示されているもの(Tale typ6方式)であっ
て、記録液体の小滴の発生を静電吸収的に行)N、発生
した記録液体小滴を記録信号に応じて電界制御し、記録
部材上に記録液体小滴を選択的に付着させて記録を行う
ものである。
First, the first method is the one disclosed in, for example, U.S.P. 3060429 (Tale type 6 method), in which droplets of recording liquid are generated by electrostatic absorption), and the generated recording liquid droplets are Recording is performed by controlling an electric field in accordance with a recording signal to selectively attach recording liquid droplets onto a recording member.

これに就いて、更に詳述すれば、ノズルと加速f11極
間に電界を掛けて、−様に帯電した記録液体の小滴をノ
ズルより吐出させ、該吐出した記録液体の小滴を記録信
号に応じて電気制御可能な様に構成されたxy偏向電極
間を飛翔させ、電界の強度変化によって選択的に小滴を
記録部材上に付着させて記録を行うものである。
To be more specific about this, an electric field is applied between the nozzle and the acceleration f11 pole to eject a negatively charged recording liquid droplet from the nozzle, and the ejected recording liquid droplet is used as a recording signal. Recording is performed by flying the droplet between x and y deflection electrodes that are configured to be electrically controllable according to the change in the electric field, and selectively depositing the droplet on the recording member by changing the intensity of the electric field.

第2の方式は、例えばU S P 3596275、U
SP 3298030等に開示されている方式(Swe
et方式)であって、連続振動発生法によって帯電量の
制御された記録液体の小滴を発生させ、この発生された
帯電量の制御された小滴を、−様の電界が掛けられてい
る偏向電極間を飛翔させることで、記録部材上に記録を
行うものである。
The second method is described, for example, in USP 3596275, U
The method disclosed in SP 3298030 etc. (Swe
et method), in which droplets of recording liquid with a controlled amount of charge are generated by a continuous vibration generation method, and a --like electric field is applied to the generated droplets with a controlled amount of charge. Recording is performed on a recording member by flying between deflection electrodes.

具体的には、ピエゾ振動素子の付設されている記録ヘッ
ドを構成する一部であるノズルのオリフィス(吐出口)
の前に記録信号が印加されている様に構成した帯電電極
を所定距離だけ離して配置し、前記ピエゾ振動素子に一
定周波数の電気信号を印加することでピエゾ振動素子を
機械的に振動させ、前記吐出口より記録液体の小滴を吐
出させる。この時前記帯電電極によって吐出する記録液
体小滴には電荷が静電誘導され、小滴は記録信号に応じ
た電荷量で帯電される。帯電量の制御された記録液体の
小満は、一定の電界が一様に掛けられている偏向電極間
を飛翔する時、付加された帯電量に応じて偏向を受け、
記録信号を担う小滴のみが記録部材上に付着し得る様に
されている。
Specifically, the orifice (discharge port) of a nozzle, which is a part of the recording head to which the piezo vibrating element is attached.
A charged electrode configured to have a recording signal applied thereto is arranged at a predetermined distance in front of the piezo vibrating element, and an electric signal of a constant frequency is applied to the piezo vibrating element to mechanically vibrate the piezo vibrating element, A small droplet of recording liquid is ejected from the ejection port. At this time, charges are electrostatically induced in the recording liquid droplet discharged by the charging electrode, and the droplet is charged with an amount of charge corresponding to the recording signal. When a small droplet of recording liquid with a controlled amount of charge flies between deflection electrodes to which a constant electric field is uniformly applied, it is deflected according to the amount of charge applied.
Only the droplets carrying the recording signal are allowed to deposit on the recording member.

第3の方式は例えばU S P 3416153に開示
されている方式(Hertz方式)であって、ノズルと
リング状の帯電電極間に電界を掛け、連続振動発生法に
よって、記録液体の小滴を発生霧化させて記録する方式
である。即ちこの方式ではノズルと帯電電極間に掛ける
電界強度を記録信号に応じて変調することによって小滴
の霧化状態を制御し、記録画像の階調性を出して記録す
る。
The third method is, for example, the method disclosed in U.S.P. 3416153 (Hertz method), in which an electric field is applied between a nozzle and a ring-shaped charged electrode, and small droplets of recording liquid are generated by a continuous vibration generation method. This method records by atomizing it. That is, in this method, the atomization state of droplets is controlled by modulating the electric field intensity applied between the nozzle and the charging electrode in accordance with the recording signal, and the gradation of the recorded image is produced.

第4の方式は、例えばU S P 3747120に開
示されている方式(Stemme方式)で、この方式は
前記3つの方式とは根本的に原理が異なるものである。
The fourth method is, for example, the method disclosed in USP 3747120 (Stemme method), and this method is fundamentally different in principle from the above three methods.

即ち、前記3つの方式は、何れもノズルより吐出された
記録液体の小滴を、飛翔している途中で電気的に制御し
、記録信号を担った小滴を選択的に記録部材上に付着さ
せて記録を行うのに対して、このStemme方式は、
記録信号に応じて吐出口より記録液体の小滴を吐出飛翔
させて記録するものである。
That is, in all three methods, the droplets of recording liquid ejected from the nozzle are electrically controlled while they are in flight, and the droplets carrying the recording signal are selectively attached to the recording member. In contrast, this Stemme method
Recording is performed by ejecting small droplets of recording liquid from an ejection port in response to a recording signal.

つまり、5teIIIIle方式は、記録液体を吐出す
る吐出口を有する記録ヘッドに付設されているピエゾ振
動素子に、電気的な記録信号を印加し、この電気的記録
信号をピエゾ振動素子の機械的振動に変え、該機械的振
動に従って前記吐出口より記録液体の小滴を吐出飛翔さ
せて記録部材に付着させることで記録を行うものである
In other words, in the 5teIIIle method, an electrical recording signal is applied to a piezo vibrating element attached to a recording head that has an ejection port for discharging recording liquid, and this electrical recording signal is applied to the mechanical vibration of the piezo vibrating element. In this method, recording is performed by ejecting small droplets of recording liquid from the ejection opening according to the mechanical vibrations and adhering them to the recording member.

これ等、従来の4つの方式は各々に特長を有するもので
あるが、又、他方において解決され得る可き点が存在す
る。
These four conventional methods each have their own advantages, but there are also points that can be solved in the other method.

即ち、前記第1から第3の方式は記録液体の小滴の発生
の直接的エネルギーが電気的エネルギーであり、又、小
滴の偏向制御も電界制御である。
That is, in the first to third methods, the direct energy for generating droplets of the recording liquid is electrical energy, and the deflection control of the droplets is also electric field control.

その為、第1の方式は、構成上はシンプルであるが、小
滴の発生に高電圧を要し、又、記録ヘッドのマルチノズ
ル化が困難であるので高速記録には不向きである。
Therefore, although the first method is simple in structure, it requires a high voltage to generate droplets, and it is difficult to use a multi-nozzle recording head, making it unsuitable for high-speed recording.

第2の方式は、記録ヘッドのマルチノズル化が可能で高
速記録に向くが、構成上複雑であり、又記録液体小滴の
電気的制御が高度で困難であること、記録部材上にサテ
ライトドツトが生じ易いこと等の問題点がある。
The second method allows the recording head to have multiple nozzles and is suitable for high-speed recording, but it has a complicated structure, and the electrical control of recording liquid droplets is sophisticated and difficult, and satellite dots are placed on the recording member. There are problems such as easy occurrence of.

第3の方式は、記録液体小滴を霧化することによって階
調性に優れた画像が記録され得る特長を有するが、他方
霧化状態の制御が困難であること。
The third method has the advantage that images with excellent gradation can be recorded by atomizing recording liquid droplets, but on the other hand, it is difficult to control the atomization state.

記録画像にカブリが生ずること及び記録ヘッドのマルチ
ノズル化が困難で、高速記録には不向きであること等の
諸問題点が存する。
There are various problems such as fogging in the recorded image, difficulty in forming a recording head with multiple nozzles, and unsuitability for high-speed recording.

第4の方式は、第1乃至第3の方式に比べ利点を比較的
多く有する。即ち、構成上シンプルであること、オンデ
マンド(on−demand)で記録液体をノズルの吐
出口より吐出して記録を行う為に、第1乃至第3の方式
の様に吐出飛翔する小滴の中、画像の記録に要さなかっ
た小滴を回収することが不要であること及び第1乃至第
2の方式の様に、導電性の記録液体を使用する必要性が
なく記録液体の物質上の自由度が大であること等の大き
な利点を有する。面乍ら、一方において、記録ヘッドの
加工上に問題があること、所望の共振数を有するピエゾ
振動素子の小型化が極めて困難であること等の理由から
記録ヘッドのマルチノズル化が難しく、又、ピエゾ振動
素子の機械的振動という機械的エネルギーによって記録
液体小滴の吐出飛翔を行うので高速記録には向かないこ
と、等の欠点を有する。
The fourth method has relatively many advantages compared to the first to third methods. In other words, the structure is simple, and since recording is performed by ejecting recording liquid from the ejection opening of the nozzle on-demand, it is possible to reduce the number of small droplets that fly as in the first to third methods. Second, it is not necessary to collect droplets that are not needed to record an image, and unlike the first and second methods, there is no need to use a conductive recording liquid, and the material of the recording liquid is It has great advantages such as a high degree of freedom. On the other hand, on the other hand, it is difficult to make a recording head with multiple nozzles due to problems in processing the recording head, and it is extremely difficult to miniaturize a piezoelectric vibrating element having a desired resonance number. This method has disadvantages such as that it is not suitable for high-speed recording because the recording liquid droplets are ejected into flight using the mechanical energy of the mechanical vibration of the piezoelectric vibrating element.

更には、特開昭48−9622号公報(前記US P3
747120に対応)には、変形例として、前記のピエ
ゾ振動素子等の手段による機械的振動エネルギーを利用
する代わりに熱エネルギーを利用することが記載されて
いる。
Furthermore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 48-9622 (the above-mentioned US P3
No. 747120) discloses, as a modification, the use of thermal energy instead of the mechanical vibration energy provided by means such as the piezo vibration element.

即ち、上記公報には、圧力上昇を生じさせる蒸気を発生
する為に液体を直接加熱する加熱コイルをピエゾ振動素
子の代りの圧力上昇手段として使用する所謂バブルジェ
ットの液体噴射記録装置が記載されている。
That is, the above-mentioned publication describes a so-called bubble jet liquid jet recording device that uses a heating coil that directly heats liquid as a pressure increasing means instead of a piezo vibrating element to generate steam that causes a pressure increase. There is.

しかし、上記公報には、圧力上昇手段としての加熱コイ
ルに通電して液体インクが出入りし得る口が一つしかな
い袋状のインク室(液室)内の液体インクを直接加熱し
て蒸気化することが記載されているに過ぎず、連続繰返
し液吐出を行う場合は、どの様に加熱すれば良いかは、
何等示唆されるところがない。加えて、加熱コイルが設
けられている位置は、液体インクの供給路から遥かに遠
い袋状液室の最深部に設けられているので、ヘッド構造
上複雑であるに加えて、高速での連続繰返し使用には、
不向きとなっている。
However, in the above publication, the liquid ink in the bag-shaped ink chamber (liquid chamber), which has only one opening through which liquid ink can go in and out, is directly heated and vaporized by energizing the heating coil as a pressure increasing means. However, when discharging liquid continuously and repeatedly, it is not clear how to heat it.
There is nothing to suggest. In addition, the heating coil is located at the deepest part of the bag-shaped liquid chamber far from the liquid ink supply path, which makes the head structure complicated and requires continuous high-speed printing. For repeated use,
It is not suitable.

しかも、上記公報に記載の技術内容からでは、実用上重
要である発生する熱で液吐出を行った後に次の液吐出の
準備状態を速やかに形成することは出来ない。
Moreover, with the technical content described in the above-mentioned publication, it is not possible to quickly prepare for the next liquid discharge after discharging the liquid using the generated heat, which is important in practice.

このように従来法には、構成上、高速記録化上。In this way, conventional methods have problems in terms of structure and high-speed recording.

記録ヘッドのマルチノズル化上、サテライトドツトの発
生および記録画像のカブリ発生等の点において一長一短
があって、その長所を利する用途にしか適用し得ないと
いう制約が存在していた。
The use of multi-nozzle recording heads has advantages and disadvantages in terms of the generation of satellite dots and fogging of recorded images, and there is a restriction that it can only be applied to applications that take advantage of these advantages.

上述のごとき点に鑑み1本出願人は、先に構造的にシン
プルであって、マルチノズル化を容易にし、高速記録が
可能であって、サテライトドツトの発生がなく、カブリ
のない鮮明な記録画像の得られる液体噴射記録方式につ
いて提案(特公昭56−9429号公報)したが、これ
は、インクの中で気泡を発生せしめ、その気泡の作用力
によりオリフィスよりインク滴を吐出させる、いわゆる
バブルジェット型インクジェット記録装置の基本となる
ものである。
In view of the above-mentioned points, the applicant first proposed a method that is structurally simple, facilitates multi-nozzle configuration, enables high-speed recording, does not generate satellite dots, and provides clear recording without fogging. proposed a liquid jet recording method that can obtain images (Japanese Patent Publication No. 56-9429), but this method generates bubbles in the ink and uses the force of the bubbles to eject ink droplets from an orifice. This is the basis of a jet-type inkjet recording device.

第17図は、本発明が適用されるインクジェットヘッド
の一例としてのバブルジェットヘッドの動作説明をする
ための図、第18図は、バブルジェットヘッドの一例を
示す斜視図、第19図は、第18図に示したヘッドを構
成する蓋基板(第19図(a))と発熱体基板(第19
図(b))に分解した時の斜視図、第20図は、第19
図(a)に示した蓋基板を裏側から見た斜視図で、図中
、1は蓋基板、2は発熱体基板、3は記録液体流入口、
4はオリフィス、5は流路、6は液室を形成するための
領域、7は個別(独立)電極、8は共通電極、9は発熱
体(ヒータ)、10はインク、11は気泡、12は飛翔
インク滴で、本発明は、斯様なバブルジェット式の液体
噴射記録ヘッドに適用するものである。
FIG. 17 is a diagram for explaining the operation of a bubble jet head as an example of an ink jet head to which the present invention is applied, FIG. 18 is a perspective view showing an example of a bubble jet head, and FIG. A lid substrate (FIG. 19(a)) and a heating element substrate (FIG. 19(a)) constituting the head shown in FIG.
The perspective view when disassembled in Figure (b)), Figure 20, is the 19th
This is a perspective view of the lid substrate shown in FIG.
4 is an orifice, 5 is a flow path, 6 is a region for forming a liquid chamber, 7 is an individual (independent) electrode, 8 is a common electrode, 9 is a heating element (heater), 10 is ink, 11 is a bubble, 12 is a flying ink droplet, and the present invention is applied to such a bubble jet type liquid jet recording head.

最初に、第17図を参照しながらバブルジェットによる
インク噴射について説明すると、(a)は定常状態であ
り、オリフィス面でインク10の表面張力と外圧とが平
衡状態にある6(b)はヒータ9が加熱されて、ヒータ
9の表面温度が急上昇し隣接インク層に沸11現像が起
きるまで加熱され、微小気泡11が点在している状態に
ある。
First, ink jetting by bubble jet will be explained with reference to FIG. 17. (a) is a steady state, and (b) is a heater in which the surface tension of the ink 10 and external pressure are in equilibrium on the orifice surface. 9 is heated until the surface temperature of the heater 9 rises rapidly and development occurs in the adjacent ink layer, resulting in a state where microbubbles 11 are scattered.

(c)はヒータ9の全面で急激に加熱された隣接インク
層が瞬時に気化し、沸騰膜を作り、この気泡11が生長
した状態である。この時、ノズル内の圧力は、気泡の生
長した分だけ上昇し、オリフィス面での外圧とのバラン
スがくずれ、オリフィスよりインク柱が生長し始める。
(c) shows a state in which the adjacent ink layer that is rapidly heated on the entire surface of the heater 9 instantaneously vaporizes to form a boiling film, and the bubbles 11 grow. At this time, the pressure inside the nozzle increases by the amount of bubble growth, and the balance with the external pressure on the orifice surface is lost, causing an ink column to begin to grow from the orifice.

(d)は気泡が最大に生長した状態であり、オリフィス
面より気泡の体積に相当する分のインク10が押し出さ
れる。この時、ヒータ9には電流が流れていない状態に
あり、ヒータ9の表面温度は降下しつつある。気泡11
の体積の最大値は電気パルス印加のタイミングからやや
おくれる。
(d) shows a state in which the bubble has grown to its maximum, and ink 10 corresponding to the volume of the bubble is pushed out from the orifice surface. At this time, no current is flowing through the heater 9, and the surface temperature of the heater 9 is decreasing. bubble 11
The maximum value of the volume of is slightly delayed from the timing of electric pulse application.

(e)は気泡11がインクなどにより冷却されて収縮を
開始し始めた状態を示す。インク柱の先端部では押し出
された速度を保ちつつ前進し、後端部では気泡の収縮に
伴ってノズル内圧の減少によりオリフィス面からノズル
内へインクが逆流してインク柱にくびれが生じている。
(e) shows a state in which the bubbles 11 are cooled by ink or the like and begin to contract. At the tip of the ink column, it moves forward while maintaining the extruded speed, and at the rear end, the ink flows backward from the orifice surface into the nozzle due to the decrease in nozzle internal pressure as the bubbles contract, creating a constriction in the ink column. .

(f)はさらに気泡11が収縮し、ヒータ面にインクが
接しヒータ面がさらに急激に冷却される状態にある。オ
リフィス面では、外圧がノズル内圧より高い状態になる
ためメニスカスが大きくノズル内に入り込んで来ている
。インク柱の先端部は液滴になり記録紙の方向へ5〜1
0m/SeCの速度で飛翔している。
In (f), the air bubbles 11 are further contracted, and the ink comes into contact with the heater surface, causing the heater surface to be cooled even more rapidly. At the orifice surface, the external pressure is higher than the nozzle internal pressure, so the meniscus is largely moving into the nozzle. The tip of the ink column becomes a droplet and drops 5 to 1 droplets toward the recording paper.
It is flying at a speed of 0m/SeC.

(g)はオリフィスにインクが毛細管現象により再び供
給(リフィル)されて(a)の状態にもどる過程で、気
泡は完全に消滅している。
In (g), the air bubbles have completely disappeared in the process of refilling the orifice with ink by capillary action and returning to the state of (a).

且−一度 本出願人は、上記先行技術をもとに多くの実験を行って
いる最中に、類似のヘッド構成をとりつつ、わずかにそ
の開口(オリフィス)、熱エネルギー作用部の位置関係
を変えることにより、従来とは原理が全く異なる記録方
法を発見したものであり、該発明に基づいて、熱エネル
ギー作用部を利用する新規な記録方法を提供するもので
ある。
While conducting many experiments based on the above-mentioned prior art, the present applicant discovered that while using a similar head configuration, the positional relationship between the opening (orifice) and the thermal energy acting part was slightly changed. By changing this, a recording method with a completely different principle from the conventional one was discovered, and based on this invention, a new recording method using a thermal energy acting part is provided.

隻−一部 本発明による熱エネルギー利用の新規な記録方法は、液
滴もしくは噴霧を吐出させるための開口と、記録液体に
熱による状態変化を生じせしめるための熱エネルギー作
用部と、前記開口に連通し、前記熱エネルギー作用部を
その一部とし、前記記録液体をその中に保持する液室も
しくは流路と、該液室もしくは流路に前記記録液体を供
給する手段とを有する液体噴射記録ヘッドにおいて、前
記熱エネルギー作用部は独立駆動が可能もしくは独立に
エネルギー授受が可能な2つの熱エネルギー作用部を有
し、該2つの熱エネルギー作用部は前記開口に対して遠
近の関係をもって配列され、前記開口に対して遠い方の
熱エネルギー作用部では、画像情報に応じて熱によって
気泡を発生させ、該気泡の体積増加にともなう作用力に
よって前記開口より前記記録液体を液滴として吐出させ
、又、前記開口に対して近い方の熱エネルギー作用部は
、画像情報に応じて、前記記録液体に熱による状態変化
を生じせしめ、前記開口から複数の微ホ液滴群もしくは
噴霧を吐出させることによって記録することを特徴とす
るものである。以下、本発明の実施例に基づいて説明す
る。
A novel recording method using thermal energy according to the present invention includes: an opening for discharging droplets or spray; a thermal energy applying section for causing a state change in the recording liquid due to heat; A liquid jet recording comprising: a liquid chamber or flow path that communicates with each other, has the thermal energy acting portion as a part thereof, and holds the recording liquid therein; and means for supplying the recording liquid to the liquid chamber or flow path. In the head, the thermal energy acting section has two thermal energy acting sections that can be driven independently or that can independently transfer and receive energy, and the two thermal energy acting sections are arranged in a distance relationship with respect to the opening. , in a thermal energy acting part farther from the opening, generating bubbles by heat according to image information, and ejecting the recording liquid as droplets from the opening by the acting force accompanying the increase in the volume of the bubbles; Further, the thermal energy acting portion closer to the opening causes a state change in the recording liquid due to heat in accordance with image information, and causes a plurality of groups of fine droplets or spray to be ejected from the opening. It is characterized by being recorded by. Hereinafter, the present invention will be explained based on examples.

第2図は、本発明の動作原理を説明するための要部構成
図で5本発明においては、図示のように。
FIG. 2 is a main part configuration diagram for explaining the operating principle of the present invention.

熱エネルギー作用部9′を第17図に示した従来バブル
ジェット型インクジェット記録ヘッドの熱エネルギー作
用部9に対して、オリフィスに近い所に設け、画像信号
に応じて熱エネルギー作用部を作動させる。それにより
、1個気泡が発生して、1滴インク滴が吐出するのでは
なく、ヒータ9′によって加熱されたインクが瞬時に沸
騰あるいは蒸発して、微小インク滴13(通常のバブル
ジェットのインク滴よりも小さいという意味)が、複数
個(あるいは無数に、あるいは噴霧状に)オリフィスか
ら飛翔するようにしたものである。なお、熱エネルギー
作用部の流路の奥まった部分(オリフィスと反対側)で
は、従来のバブルジェットと同様に気泡が発生すること
もあるが、それは、この技術の本質的なことではない。
A thermal energy applying section 9' is provided near the orifice with respect to the thermal energy applying section 9 of the conventional bubble jet type ink jet recording head shown in FIG. 17, and the thermal energy applying section is actuated in accordance with an image signal. As a result, instead of generating a single bubble and ejecting a single ink droplet, the ink heated by the heater 9' instantly boils or evaporates, resulting in a minute ink droplet 13 (normal bubble jet ink droplet). A plurality of particles (meaning smaller than a droplet) (or innumerable numbers, or in the form of a spray) are ejected from an orifice. Note that bubbles may be generated in the deep part of the flow path of the thermal energy acting part (on the opposite side from the orifice), as in conventional bubble jets, but this is not essential to this technology.

第1図は、本発明の一実施例を説明するための要部構成
図で、(a)図は、ヘッドのオリフィス近傍の断面図、
(b)図は、ヘッドオリフィス近傍の平面図(発熱体電
極パターンの例を示す図)で、本発明では、1つの開口
(オリフィス)、流室(流路)、に対して2つの熱エネ
ルギー作用部9.9′があり、それらは、開口にたいし
て遠近の関係をもって配設されている。これらの2つの
エネルギー作用部9.9′は、制御電極7.7′、共通
電極8を通して、独立に駆動可能、あるいは、独立に外
部からエネルギー授受を行うことが可能であり、必要に
応じて、あるいは、画像情報に応じて、使いわけられる
。また、(c)図は、オリフィスに遠い方の熱エネルギ
ー作用部9に熱エネルギーを与えた場合の動作説明をす
るための図、(d)図は、オリフィスに近い方の熱エネ
ルギー作用部9′に熱エネルギーを与えた場合の動作説
明をするための図で、今1画像情報として、例えば、キ
ャラクタ−あるいはベタ画像等の、濃度の濃い画像を打
ち出すという指令が来たときには、(c)図に示すよう
に開口に遠い熱エネルギー作用部9に熱エネルギーが与
えられ、従来よりよく知られているように気泡11が発
生し、その作用力によってインク滴が吐出される。これ
は5通常のバブルジェット技術と同じである。次に、画
像情報として、微妙な濃度変化をともなう画像、いわゆ
る階調性のある画像を打ち出すという指令がきたときに
は、(d)図に示すように、開口に近い熱エネルギー作
用部9′に熱エネルギーがあたえられ、第2図に示した
原理により、微小インク滴13が無数に発生、あるいは
噴霧状になって、開口から噴出する。この時、熱エネル
ギー作用部に与えられる熱エネルギーを、例えば、発熱
抵抗体を用いた熱エネルギー作用部の場合には、加える
パルス電圧、パルス巾等を変えることによって、微小イ
ンク滴あるいは噴霧量あるいは、それらが発生している
時間を変えられるので、それによって、被記録体(たと
えば紙)上で、濃度を変えた記録が可能となる。
FIG. 1 is a configuration diagram of main parts for explaining one embodiment of the present invention, and FIG. 1(a) is a sectional view of the vicinity of the orifice of the head;
Figure (b) is a plan view of the vicinity of the head orifice (a diagram showing an example of the heating element electrode pattern). There are active parts 9,9', which are arranged in a distance relationship with respect to the opening. These two energy application parts 9.9' can be driven independently or can be independently given and received energy from the outside through the control electrode 7.7' and the common electrode 8, and can be used as needed. , or can be used depending on the image information. In addition, (c) is a diagram for explaining the operation when thermal energy is applied to the thermal energy acting part 9 that is farther from the orifice, and (d) is a diagram for explaining the operation when thermal energy is applied to the thermal energy acting part 9 that is closer to the orifice. This is a diagram to explain the operation when heat energy is applied to . As shown in the figure, thermal energy is applied to the thermal energy acting portion 9 far from the opening, and as is well known in the art, air bubbles 11 are generated, and the acting force causes ink droplets to be ejected. This is the same as 5 normal bubble jet technology. Next, when a command is received to print an image with subtle density changes, that is, an image with gradation, as image information, heat is applied to the thermal energy acting part 9' near the aperture, as shown in Figure (d). Energy is applied and, according to the principle shown in FIG. 2, countless minute ink droplets 13 are generated or sprayed and ejected from the opening. At this time, the thermal energy given to the thermal energy acting part can be changed to minute ink droplets, spray amount, or , the time during which they occur can be changed, thereby making it possible to record with varying densities on a recording medium (for example, paper).

而して1本発明は、第17図乃至第20図で示したヘッ
ドにおいて1発熱抵抗体及び電極のパターンを、たとえ
ば、第1図(b)のように配設するが、その他の変形例
として、第3図のような構成も考えられる。重要なポイ
ントは、独立駆動が可能な2つの発熱体9.9′が、開
口(オリフィス)に対して、遠近の関係をもって配設さ
れることである。又、オリフィスに近い発熱体9′は、
はとんどオリフィス端面に近いところに設けられる。
Therefore, in the present invention, in the head shown in FIGS. 17 to 20, the heating resistor and electrode pattern are arranged as shown in FIG. 1(b), for example, but other modifications are possible. As such, a configuration as shown in FIG. 3 can also be considered. The important point is that the two heating elements 9,9', which can be driven independently, are arranged in a distance relationship with respect to the orifice. Also, the heating element 9' near the orifice is
is provided near the end face of the orifice.

第4図は、上述のごとき液体噴射記録ヘッドの要部構成
を説明するための典型例を示す図で、第4図(a)は、
バブルジェット記録ヘッドのオリフィス側から見た正面
詳細部分図、第4図(b)は、第4図(a)に−点鎖線
X−Xで示す部分で切断した場合の切断面部分図である
FIG. 4 is a diagram showing a typical example for explaining the configuration of the main parts of the liquid jet recording head as described above, and FIG.
FIG. 4(b) is a detailed front partial view of the bubble jet recording head seen from the orifice side, and is a partial cross-sectional view taken along the line indicated by the dashed line XX in FIG. 4(a). .

これらの図に示された記録ヘッド21は、その裏面に電
気熱変換体22が設けられている基板23上に、所定の
線密度で所定の巾と深さの溝が所定数設けられている溝
付板24を該基板23を覆うように接合することによっ
て、液体を飛翔させるためのオリフィス25を含む液吐
出部26が形成された構造を有している6液吐出部26
は、オリフィス25と電気熱変換体22より発生される
熱エネルギーが液体に作用して気泡を発生させ、その体
積の膨張と収縮による急激な状態変化を引き起こし、あ
るいは、液体に熱による状態変化を生じせしめるところ
である熱作用部27とを有する。
The recording head 21 shown in these figures has a predetermined number of grooves of a predetermined width and depth at a predetermined linear density on a substrate 23 on which an electrothermal transducer 22 is provided on the back surface. A six-liquid discharge part 26 has a structure in which a liquid discharge part 26 including an orifice 25 for ejecting liquid is formed by bonding a grooved plate 24 so as to cover the substrate 23.
Thermal energy generated by the orifice 25 and the electrothermal converter 22 acts on the liquid to generate bubbles, causing a sudden change in state due to expansion and contraction of its volume, or causing a change in the state of the liquid due to heat. It has a heat acting part 27 where the heat is generated.

熱作用部27は、電気熱変換体22の熱発生部28の上
部に位置し、熱発生部28の液体と接触する面としての
熱作用面29をその低面としている。熱発生部28は、
基体23上に設けられた下部)C/I30、該下部層3
0上に設けられた発熱抵抗JC431、該発熱抵抗/1
31上に設けられた上部層32とで構成される。
The heat action section 27 is located above the heat generation section 28 of the electrothermal converter 22, and has a heat action surface 29, which is a surface of the heat generation section 28 that comes into contact with the liquid, as its lower surface. The heat generating section 28 is
lower layer) C/I 30 provided on the base 23, the lower layer 3;
0 heating resistor JC431, the heating resistor/1
31 and an upper layer 32 provided on top of the top layer 31.

発熱抵抗層31には、熱を発生させるために該1〜31
に通電するための電極33.34がその表面に設けられ
ており、これらの電極間の発熱抵抗7Mによって熱発生
部28が形成されている。
The heat generating resistance layer 31 includes the layers 1 to 31 in order to generate heat.
Electrodes 33 and 34 for energizing are provided on the surface thereof, and a heat generating portion 28 is formed by a heat generating resistor 7M between these electrodes.

′ltt極33は、各液吐出部の熱発生部に共通の電極
であり、電極34は、各液吐出部の熱発生部を選択して
発熱させるための選択電極であって、液吐出部の液流路
に沿って設けられている。
The 'ltt electrode 33 is an electrode common to the heat generating part of each liquid discharge part, and the electrode 34 is a selection electrode for selectively generating heat in the heat generating part of each liquid discharge part. is provided along the liquid flow path.

保護層32は、熱発生部28においては発熱抵抗層31
を、使用する液体から化学的、物理的に保護するために
発熱抵抗Ff431と液吐出部26の液流路を満たして
いる液体とを隔絶すると共に。
The protective layer 32 is a heat generating resistor layer 31 in the heat generating section 28.
In order to chemically and physically protect the liquid from the liquid used, the heating resistor Ff431 and the liquid filling the liquid flow path of the liquid discharge part 26 are isolated.

液体を通じて電極33.34間が短絡するのを防止し、
更に隣接する電極間における電気的リークを防止する役
目を有している。
Preventing a short circuit between the electrodes 33 and 34 through the liquid,
Furthermore, it has the role of preventing electrical leakage between adjacent electrodes.

各液吐出部に設けられている液流路は、各液吐出部の上
流において、液流路の一部を構成する共通液室(不図示
)を介して連通されている。各液吐出部に設けられた電
気熱変換体22に接続されている電極33.34はその
設計上の都合により、前記上部層に保護されて熱作用部
の上流側において前記共通液室下を通るように設けられ
ている。
The liquid flow paths provided in each liquid discharge part are communicated with each other via a common liquid chamber (not shown) that constitutes a part of the liquid flow path upstream of each liquid discharge part. Due to its design, the electrodes 33 and 34 connected to the electrothermal converter 22 provided in each liquid discharge section are protected by the upper layer and are connected to the bottom of the common liquid chamber on the upstream side of the heat acting section. It is set up to pass through.

第5図は、発熱抵抗体を用いる熱エネルギー作用部の構
造を説明するための詳細図で、図中、41は発熱抵抗体
、42は電極、43は保護層、44は電源装置を示し1
発熱抵抗体41を構成する材料として、有用なものには
、たとえば、タンタル−8in、の混合物、窒化タンタ
ル、ニクロム、銀−パラジウム合金、シリコン半導体あ
るいはハフニウム、ランタン、ジルコニウム、チタン、
タンタル、タングステン、モリブデン、ニオブ、クロム
、バナジウム等の金属の硼化物があげられる。これらの
発熱抵抗体41を構成する材料のうち、殊に金属硼化物
が優れたものとしてあげることができ、その中でも最も
特性の優れているのが硼化ハフニウムであり、次いで硼
化ジルコニウム。
FIG. 5 is a detailed diagram for explaining the structure of a thermal energy application section using a heating resistor. In the figure, 41 is a heating resistor, 42 is an electrode, 43 is a protective layer, and 44 is a power supply device.
Useful materials for forming the heating resistor 41 include, for example, a mixture of tantalum-8in, tantalum nitride, nichrome, silver-palladium alloy, silicon semiconductor, hafnium, lanthanum, zirconium, titanium,
Examples include borides of metals such as tantalum, tungsten, molybdenum, niobium, chromium, and vanadium. Among the materials constituting these heating resistors 41, metal borides are particularly excellent, and among these, hafnium boride has the best properties, followed by zirconium boride.

硼化ランタン、硼化タンタル、硼化バナジウム、硼化ニ
オブの順となっている。
The order is lanthanum boride, tantalum boride, vanadium boride, and niobium boride.

発熱抵抗体41は上記の材料を用いて電子ビーム蒸着や
スパッタリング等の手法を用いて形成することができる
。発熱抵抗体41の膜厚は、単位時間当たりの発熱量が
所望どうりとなるように、その面積、材質及び熱作用部
分の形状及び大きさ、更には実際面での消費電力等に従
って決定されるものであるが、通常の場合0.001〜
5μm、好適には0.01〜1μm、とされる。
The heating resistor 41 can be formed using the above-mentioned materials using techniques such as electron beam evaporation and sputtering. The film thickness of the heating resistor 41 is determined according to its area, material, shape and size of the heat-acting part, and actual power consumption, etc. so that the amount of heat generated per unit time is as desired. However, in normal cases it is 0.001~
The thickness is 5 μm, preferably 0.01 to 1 μm.

電極42を構成する材料としては、通常使用されている
電極材料の多くのものが有効に使用され、具体的には、
例えばA1.A4.Au、Pt、Cu等があげられ、こ
れらを使用して、蒸着等の手法で所定位置に、所定の大
きさ、形状、厚さで設けられる。
As the material constituting the electrode 42, many commonly used electrode materials can be effectively used, and specifically,
For example, A1. A4. Examples include Au, Pt, Cu, etc., and these are used to provide a predetermined size, shape, and thickness at a predetermined position by a method such as vapor deposition.

保護fI443に要求される特性は、発熱抵抗体41で
発生された熱を記録液体(インク)に効果的に伝達する
ことを妨げずに、かつインクより発熱抵抗体41を保護
するということである。保護層43を構成する材料とし
て有用なものには、例えば酸化シリコン、窒化シリコン
、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、醸化タンタル
、酸化ジルコニウム等があげられ、これらは、電子ビー
ム蒸着やスパッタリング等の手法を用いて形成すること
ができる。保護層43の膜厚は、通常は0.01〜10
pm、好適にはQ 、 1〜5 p m、最適には0.
1〜3μmとされるのが望ましい。
The properties required of the protection fI 443 are that it protects the heat generating resistor 41 from the ink without hindering the effective transfer of the heat generated by the heat generating resistor 41 to the recording liquid (ink). . Examples of useful materials for forming the protective layer 43 include silicon oxide, silicon nitride, magnesium oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, and zirconium oxide. It can be formed using The thickness of the protective layer 43 is usually 0.01 to 10
pm, preferably Q, 1-5 pm, optimally 0.pm.
It is desirable that the thickness be 1 to 3 μm.

なお、以上には、本発明を気泡発生手段及び記録液体に
熱による状態変化を起こさせる手段として発熱抵抗体を
使用した例について説明したが、発熱抵抗体以外に、レ
ーザ光を用いたり、放電現象を利用したりすることも可
能である。
The present invention has been described above with reference to an example in which a heating resistor is used as a bubble generating means and a means for causing a state change in the recording liquid due to heat. It is also possible to use phenomena.

第6図は、記録液体に気泡を発生させたり記録液体に熱
による状態変化を起こさせる別の手段を説明するための
図で、図中、51はレーザ発振器、52は光変調Il!
?動回路、53は光変調器、54は走査器、55は集光
レンズで、レーザ発振器51より発生されたレーザ光は
、光変調器53において、光変調器駆動回g52に入力
されて電気的に処理されて出力される画情報信号に従っ
てパルス変調される。パルス変調されたレーザ光は、走
査器54を通り、集光レンズ55によって熱エネルギー
作用部の外壁に焦点が合うように集光され、記録ヘッド
の外壁56を加熱し、内部の記録液体57内で気泡を発
生させたり記録液体に熱による状態変化を起こさせる。
FIG. 6 is a diagram for explaining another means for generating bubbles in the recording liquid or causing a state change in the recording liquid due to heat. In the figure, 51 is a laser oscillator, 52 is an optical modulation Il!
? 53 is an optical modulator, 54 is a scanner, and 55 is a condensing lens. In the optical modulator 53, the laser light generated by the laser oscillator 51 is input to the optical modulator drive circuit g52 and electrically It is pulse-modulated according to the image information signal that is processed and output. The pulse-modulated laser beam passes through a scanner 54 and is focused by a condensing lens 55 on the outer wall of the thermal energy acting section, heating the outer wall 56 of the recording head and causing the inner recording liquid 57 to be heated. This causes bubbles to be generated and the state of the recording liquid to change due to heat.

あるいは熱エネルギー作用部の壁56は、レーザ光に対
して透過性の材料で作られ、集光レンズ55によって内
部の記録液体57に焦点が合うように集光され、記録液
体を直接加熱することによって気泡を発生させ、或いは
記録液体に熱による状態変化を起こさせてもよい。
Alternatively, the wall 56 of the thermal energy application section is made of a material that is transparent to the laser beam, and the laser beam is condensed by the condenser lens 55 so as to be focused on the recording liquid 57 inside, thereby directly heating the recording liquid. Alternatively, the recording liquid may be caused to undergo a state change due to heat.

第7図は、上述のごときレーザ光を用いたプリンターの
一例を説明するための図で、ノズル部61は、高密度に
(たとえば8ノズル/mm)、又、紙62の紙中(たと
えばA4横巾)すべてにわたってカバーされるように集
積されている例を示している。
FIG. 7 is a diagram for explaining an example of a printer using laser light as described above. This example shows an example in which the entire area (width) is covered.

レーザ発振器51より発振されたレーザ光は、光変調器
53の入口開口に導かれる。光変調器53において、レ
ーザ光は、光変調器53への画情報入力信号に従って強
弱の変調を受ける。変調を受けたレーザ光は、反射鏡5
8によってその光路をビームエキスパンダー59の方向
に曲げられ、ビームエキスパンダー59に入射する。ビ
ームエキスパンダー59により平行光のままビーム径が
拡大される。次に、ビーム径の拡大されたレーザ光は、
高速で定速回転する回転多面鏡60に入射される。回転
多面錆60によって掃引されたレーザ光は、集光レンズ
55により、ドロップジェネレータの熱エネルギー作用
部外壁56もしくは内部の記録液体に結像する。それに
よって、各熱エネルギー作用部には、気泡が発生し、或
いは記録液体に熱による状態変化が発生して、記録液滴
を吐出し、記録紙62に記録に行なわれる。
Laser light emitted from the laser oscillator 51 is guided to the entrance aperture of the optical modulator 53. In the optical modulator 53, the laser beam undergoes intensity modulation according to the image information input signal to the optical modulator 53. The modulated laser beam passes through a reflecting mirror 5.
8 bends the optical path toward the beam expander 59 and enters the beam expander 59 . The beam expander 59 expands the beam diameter while remaining parallel light. Next, the laser beam with expanded beam diameter is
The light is incident on a rotating polygon mirror 60 that rotates at a constant high speed. The laser beam swept by the rotating polygonal rust 60 is imaged by the condenser lens 55 on the outer wall 56 of the thermal energy acting part of the drop generator or on the recording liquid inside. As a result, bubbles are generated in each thermal energy applying portion, or a state change due to heat occurs in the recording liquid, and recording droplets are ejected and recorded on the recording paper 62.

第8図は、さらに別の気泡発生手段及び記録液体に熱に
よる状態変化を起こさせる手段を示す図で、この例は、
熱エネルギー作用部の内壁側に配置された1対の放電電
極70が、放電装置71から高電圧のパルスを受け、水
中で放電をおこし、その放電によって発生する熱により
瞬時に気泡を形成し或いは記録液体に熱による状態変化
を起こさせるようにしたものである。
FIG. 8 is a diagram showing still another bubble generating means and means for causing a state change in the recording liquid due to heat, and this example shows the following:
A pair of discharge electrodes 70 arranged on the inner wall side of the thermal energy application section receive a high voltage pulse from a discharge device 71, causing discharge in the water, and the heat generated by the discharge instantly forms bubbles. The recording liquid is made to undergo a state change due to heat.

第9図乃至第16図は、それぞれ第8図に示した放電電
極の具体例を示す図で。
9 to 16 are diagrams showing specific examples of the discharge electrode shown in FIG. 8, respectively.

第9図に示した例は、 電極70を針状にして、電界を集中させ、効率よく(低
エネルギーで)放電をおこさせるようにしたものである
In the example shown in FIG. 9, the electrode 70 is shaped like a needle to concentrate the electric field and cause an efficient discharge (with low energy).

第10図に示した例は、 2枚の平板電極にして、電極間に安定して気泡を発生さ
せ或いは記録液体に状態変化を起こさせるようにしたも
のである。針状の電極より、発生気泡或いは記録液体の
状態変化の位置が安定している。
In the example shown in FIG. 10, two flat plate electrodes are used to stably generate bubbles between the electrodes or cause a state change in the recording liquid. Because of the needle-like electrode, the position of the generated bubbles or the state change of the recording liquid is stable.

第11図に示した例は、 電極にほぼ同軸の穴をあけたものである。2枚の電極の
両穴がガイドになって、発生気泡或いは記録液体の状態
変化の位置はさらに安定する。
The example shown in FIG. 11 is one in which the electrode has a substantially coaxial hole. Both holes of the two electrodes serve as guides, and the position of the generated bubbles or the state change of the recording liquid is further stabilized.

第12図に示した例は、 リング状の電極にしたものであり、基本的には第11図
に示した例と同じであり、その変形実施例である。
The example shown in FIG. 12 is a ring-shaped electrode, which is basically the same as the example shown in FIG. 11, and is a modified example thereof.

第13図に示した例は。The example shown in FIG.

一方をリング状電極とし、もう一方を針状電極としたも
のである。リング状電極により、発生気泡の安定性を狙
い、針状電極により電界の集中により効率を狙ったもの
である。
One is a ring-shaped electrode and the other is a needle-shaped electrode. The ring-shaped electrode aims to stabilize the generated bubbles, and the needle-shaped electrode aims to improve efficiency by concentrating the electric field.

第14図に示した例は、 一方のリング状電極を熱エネルギー作用部の壁面に形成
したものである。これは、第13図に示した例の効果に
加えて、基板上に平面的に電極を形成するという製造上
の容易さを狙ったものである。このような平面的な電極
は、蒸着(あるいはスパッタリング)や、フォトエツチ
ングの技術によって容易に高密度な複数個のものが製作
され得る。マルチアレイに特に威力を発揮する。
In the example shown in FIG. 14, one ring-shaped electrode is formed on the wall surface of the thermal energy application section. In addition to the effects of the example shown in FIG. 13, this is aimed at ease of manufacturing by forming electrodes in a two-dimensional manner on the substrate. A plurality of such planar electrodes can be easily manufactured with high density by vapor deposition (or sputtering) or photoetching techniques. Particularly effective for multi-arrays.

第15図に示した例は、 第14図に示した例のリング状電極形成部を電極の外周
にそった形状で周囲から一段高くしたものである。やは
り、発生気泡或いは記録液体の状態変化の安定性を狙っ
たものであり、第13図に示したものよりも3次元的な
ガイドを付は加えた分だけ安定する。
In the example shown in FIG. 15, the ring-shaped electrode forming portion of the example shown in FIG. 14 is shaped along the outer periphery of the electrode and is raised one step higher than the surroundings. Again, this is aimed at stabilizing the state changes of the generated bubbles or the recording liquid, and is more stable than the one shown in FIG. 13 by adding a three-dimensional guide.

第16図に示した例は。The example shown in FIG.

第15図に示した例とは反対に、リング状電極形成部を
1周囲から下へ落しこんだ構造としたもので、やはり、
発生気泡或いは記録液体の状態変化は安定して形成され
る。
Contrary to the example shown in FIG. 15, the structure is such that the ring-shaped electrode forming part is sunk down from one periphery;
The generated bubbles or the state change of the recording liquid are stably formed.

本発明による記録装置に使用される記録液体は、後述す
る熱物性値及びその他の物性値を有する様に材料の選択
と組成成分の比が調合される他に従来の記録法において
使用されている記録液体と同様化学的物理的に安定であ
る他、応答性、忠実性、曳糸化能に優れている事、液路
殊に吐出口において固まらない事、流路中を記録速度に
応じた速度で流通し得る事、記録後、記録部材への定着
が速やかである事、記録濃度が充分である事、貯蔵寿命
が良好である事、等々の特性を与える様に物性が調整さ
れる。
The recording liquid used in the recording device according to the present invention is selected from the materials and the ratios of the composition components are adjusted so as to have the thermophysical properties and other physical properties described below, as well as those used in conventional recording methods. In addition to being chemically and physically stable like the recording liquid, it also has excellent responsiveness, fidelity, and thread-forming ability, does not harden in the liquid path, especially at the discharge port, and can flow in the flow path according to the recording speed. The physical properties are adjusted to give properties such as being able to circulate at a high speed, being quickly fixed on the recording member after recording, having sufficient recording density, and having a good shelf life.

本発明による記録装置に使用される記録液体は、液媒体
と記録像を形成する記録剤及び所望の特性を得る為に添
加される添加剤より構成され、前記の物性値を得る範囲
において液媒体及び添加剤の種類及び組成比の選択によ
って、水性、非水性、溶解性、導電性、絶縁性のいずれ
も得ることが出来る。
The recording liquid used in the recording device according to the present invention is composed of a liquid medium, a recording agent for forming a recorded image, and an additive added to obtain desired characteristics. Depending on the type and composition ratio of additives, it is possible to obtain either aqueous, non-aqueous, soluble, electrically conductive, or insulating properties.

液媒体としては、水性媒体と非水性媒体とに大別される
が、使用される液媒体は、前記の物性値を調合される記
録記録液体が有する様に他の選択される構成成分との組
み合せを考慮して下記のものより選択される。
Liquid media are broadly classified into aqueous media and non-aqueous media, but the liquid media used are those that are combined with other selected constituents so that the recorded recording liquid has the above-mentioned physical properties. The combination is selected from the following.

その様な非水性媒体としては、例えばメチルアルコール
、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプ
ロピルアルコール、n−ブチルアルコール、5ec−ブ
チルアルコール、tart−ブチルアルコール、イソブ
チルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコ
ール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニ
ルアルコール、デシルアルコール等の炭素数1〜10の
アルキルアルコール;例えば、ヘキサン、オクタン、シ
クロペンタン、ベンゼン、トルエン、キジロール等の炭
化水素系溶剤;例えば、四塩化炭素、トリクロロエチレ
ン、テトラクロロエタン、ジクロロベンゼン等のハロゲ
ン化炭化水素系溶剤;例えば、エチルエーテル、ブチル
エーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチ
レングリコールモノエチルエーテル等のエーテル系溶剤
;例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロ
ピルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン等
のケトン系溶剤;ギ酸エチル、メチルアセテート、プロ
ピルアセテート、フェニルアセテート、エチレングリコ
ールモノエチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤
;例えばジアセトンアルコール等のアルコール系溶剤;
石油系炭化水素溶剤等が挙げられる。
Such non-aqueous media include, for example, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, 5ec-butyl alcohol, tart-butyl alcohol, isobutyl alcohol, pentyl alcohol, hexyl alcohol, heptyl alcohol. , C1-C10 alkyl alcohols such as octyl alcohol, nonyl alcohol, and decyl alcohol; For example, hydrocarbon solvents such as hexane, octane, cyclopentane, benzene, toluene, and quidylol; For example, carbon tetrachloride, trichloroethylene, and tetrachloride; Halogenated hydrocarbon solvents such as chloroethane and dichlorobenzene; Ether solvents such as ethyl ether, butyl ether, ethylene glycol diethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether; For example, acetone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl amyl ketone, Ketone solvents such as cyclohexanone; ester solvents such as ethyl formate, methyl acetate, propyl acetate, phenyl acetate, and ethylene glycol monoethyl ether acetate; alcohol solvents such as diacetone alcohol;
Examples include petroleum-based hydrocarbon solvents.

これ等の列挙した液媒体は使用される記録剤や添加剤と
の親和性及び記録液体としての後述の諸特性を満足し得
る様に適宜選択して使用されるものであるが更に、後記
の特性を有する記録液体が調合され得る範囲内において
、必要に応じて適宜二種以上を混合して使用しても良い
、又、上記の条件内においてこれ等非水性媒体と水とを
混合して使用しても良い。
These enumerated liquid media are appropriately selected and used so as to satisfy the compatibility with the recording agent and additives used and the various properties described below as a recording liquid. Within the range where a recording liquid having the characteristics can be prepared, two or more types may be mixed as necessary, or these non-aqueous media and water may be mixed within the above conditions. May be used.

上記の液媒体の中、公害性、入手の容易さ、調合のし易
さ等の点を考慮すれば、水又は水・アルコール系の液媒
体が好適とされる。
Among the above-mentioned liquid media, water or water/alcohol-based liquid media are preferred in consideration of pollution, ease of availability, ease of preparation, and the like.

記録剤としては、調合される記録液体が前記の諸物性値
を有するようにされる他、長時間放置による液路内や記
録液体供給タンク内での沈降、凝集、更には輸送管や液
路の回詰りを起こさない様に前記液媒体や添加剤との関
係において材料の選択がなされて使用される必要がある
。この様な点からして、液媒体に溶解性の記録剤を使用
するのが好ましいが、液媒体に分散性又は難溶性の記録
剤であっても液媒体に分散させる時の記録剤の粒径を充
分小さくしてやれば使用され得る。
In addition to ensuring that the recording liquid to be prepared has the above-mentioned physical properties, the recording agent is also used to prevent sedimentation and agglomeration in liquid channels and recording liquid supply tanks due to long-term storage, as well as transport pipes and liquid channels. It is necessary to select and use materials in relation to the liquid medium and additives so as not to cause clogging. From this point of view, it is preferable to use a recording agent that is soluble in the liquid medium, but even if the recording agent is dispersible or poorly soluble in the liquid medium, the particles of the recording agent when dispersed in the liquid medium are It can be used if the diameter is made sufficiently small.

使用され得る記録剤は記録部材によって、その記録条件
に充分適合する様に適宜選択される。記録剤としては染
料及び顔料を挙げることが出来る。
The recording material that can be used is appropriately selected depending on the recording member so as to fully suit the recording conditions. Recording agents include dyes and pigments.

有効に使用される染料は、調合された記録液体の後述の
諸特性を満足し得る。
The dyes used effectively are capable of satisfying the properties described below of the formulated recording liquid.

本発明による記録装置に使用される記録液体は、後述す
る熱物性値及びその他の物性値を有する様に材料の選択
と組成成分の比が調合される他に従来の記録法において
使用されている記録液体と同様化学的物理的に安定であ
る他、応答性、忠実性、曳糸化能に優れている事、液路
殊に吐出口において固まらない事、流路中を記録速度に
応じた速度で流通し得る事、記録後、記録部材への定着
が速やかである事、記録濃度が充分である事、貯蔵寿命
が良好である事、等々の特性を与える様に物性が調整さ
れる。
The recording liquid used in the recording device according to the present invention is selected from the materials and the ratios of the composition components are adjusted so as to have the thermophysical properties and other physical properties described below, as well as those used in conventional recording methods. In addition to being chemically and physically stable like the recording liquid, it also has excellent responsiveness, fidelity, and thread-forming ability, does not harden in the liquid path, especially at the discharge port, and can flow in the flow path according to the recording speed. The physical properties are adjusted to give properties such as being able to circulate at a high speed, being quickly fixed on the recording member after recording, having sufficient recording density, and having a good shelf life.

本発明による記録装置に使用される記録液体は、液媒体
と記録像を形成する記録剤及び所望の特性を得る為に添
加される添加剤より構成され、前記の物性値を得る範囲
において液媒体及び添加剤の種類及び組成比の選択νこ
よって、水性、非水性、714M性、導電性、絶縁性の
いずれも得ることが出来る。
The recording liquid used in the recording device according to the present invention is composed of a liquid medium, a recording agent for forming a recorded image, and an additive added to obtain desired characteristics. Accordingly, by selecting the type and composition ratio of additives, it is possible to obtain any of aqueous, non-aqueous, 714M properties, conductivity, and insulating properties.

液媒体としては、水性媒体と非水性媒体とに大別される
が、使用される液媒体は、前記の物性値を調合される記
録記録液体が有する様に他の選択される構成成分との組
み合せを考慮して下記のものより選択される。
Liquid media are broadly classified into aqueous media and non-aqueous media, but the liquid media used are those that are combined with other selected constituents so that the recorded recording liquid has the above-mentioned physical properties. The combination is selected from the following.

その様な非水性媒体としては、例えばメチルアルコール
、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプ
ロピルアルコール、n−ブチルアルコール、5ee−ブ
チルアルコール、tart−ブチルアルコール、イソブ
チルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアルコ
ール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノニ
ルアルコール、デシルアルコール等の炭素数1〜1oの
アルキルアルコール;例えば、ヘキサン、オクタン、シ
クロペンタン、ベンゼン、トルエン、キジロール等の炭
化水素系溶剤;例えば、四塩化炭素、トリクロロエチレ
ン、テトラクロロエタン、ジクロロベンゼン等のハロゲ
ン化炭化水素系溶剤;例えば、エチルエーテル、ブチル
エーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチ
レングリコールモノエチルエーテル等のエーテル系溶剤
;例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロ
ピルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン等
のケトン系溶剤;ギ酸エチル、メチルアセテート、プロ
ピルアセテート、フェニルアセテート、エチレングリコ
ールモノエチルエーテルアセテート等のエステル系溶剤
;例えばジアセトンアルコール等のアルコール系溶剤;
石油系炭化水素溶剤等が挙げられる。
Such non-aqueous media include, for example, methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, 5ee-butyl alcohol, tart-butyl alcohol, isobutyl alcohol, pentyl alcohol, hexyl alcohol, heptyl alcohol. , octyl alcohol, nonyl alcohol, decyl alcohol, and other alkyl alcohols having 1 to 1 carbon atoms; For example, hydrocarbon solvents such as hexane, octane, cyclopentane, benzene, toluene, and quidylol; For example, carbon tetrachloride, trichloroethylene, and tetrachloride; Halogenated hydrocarbon solvents such as chloroethane and dichlorobenzene; Ether solvents such as ethyl ether, butyl ether, ethylene glycol diethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether; For example, acetone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl amyl ketone, Ketone solvents such as cyclohexanone; ester solvents such as ethyl formate, methyl acetate, propyl acetate, phenyl acetate, and ethylene glycol monoethyl ether acetate; alcohol solvents such as diacetone alcohol;
Examples include petroleum-based hydrocarbon solvents.

これ等の列挙した液媒体は使用される記録剤や添加剤と
の親和性及び記録液体としての後述の諸特性を満足し得
る様に適宜選択して使用されるものであるが更に、後記
の特性を有する記録液体が調合され得る範囲内において
、必要に応じて適宜二種以上を混合して使用しても良い
。又、上記の条件内においてこれ等非水性媒体と水とを
混合して使用しても良い。
These enumerated liquid media are appropriately selected and used so as to satisfy the compatibility with the recording agent and additives used and the various properties described below as a recording liquid. Two or more types may be mixed and used as appropriate within the range in which a recording liquid having the characteristics can be prepared. Moreover, these non-aqueous media and water may be mixed and used within the above conditions.

上記の液媒体の中、公害性9人手の容易さ、調合のし易
さ等の点を考慮すれば、水又は水・アルコール系の液媒
体が好適とされる。
Among the above-mentioned liquid media, water or a water/alcohol-based liquid medium is preferred in consideration of the ease of manual labor and preparation.

記録剤としては、調合される記録液体が前記の諸物性値
を有するようにされる他、長時間放置による液路内や記
録液体供給タンク内での沈降、凝集、更には輸送管や液
路の回詰りを起こさない様に前記液媒体や添加剤との関
係において材料の選択がなされて使用される必要がある
。この様な点からして、液媒体に溶解性の記録剤を使用
するのが好ましいが、液媒体に分散性又は難溶性の記録
剤であっても液媒体に分散させる時の記録剤の粒径を充
分小さくしてやれば使用され得る。
In addition to ensuring that the recording liquid to be prepared has the above-mentioned physical properties, the recording agent is also used to prevent sedimentation and agglomeration in liquid channels and recording liquid supply tanks due to long-term storage, as well as transport pipes and liquid channels. It is necessary to select and use materials in relation to the liquid medium and additives so as not to cause clogging. From this point of view, it is preferable to use a recording agent that is soluble in the liquid medium, but even if the recording agent is dispersible or poorly soluble in the liquid medium, the particles of the recording agent when dispersed in the liquid medium are It can be used if the diameter is made sufficiently small.

使用され得る記録剤は記録部材によって、その記録条件
に充分適合する様に適宜選択される。記録剤としては染
料及び顔料を挙げることが出来る。
The recording material that can be used is appropriately selected depending on the recording member so as to fully suit the recording conditions. Recording agents include dyes and pigments.

有効に使用される染料は、調合された記録液体の後述の
諸特性を満足し得る様なものであり、好適に使用される
のは、例えば水溶性染料としての直接染料、塩基性染料
、酸性染料、可溶性建染メ染料、酸性媒染染料、媒染染
料、非水溶性染料としての硫化染料、建染メ染料、酒精
溶染料、油溶染料、分散染料等の他、スレン染料、ナフ
トール染料1及応染料、クロム染料、に2型錯塩染料、
1:1型鉗塩染料、アゾイック染料、カチオン染料等の
中より選択されるものである。
The dye that can be effectively used is one that satisfies the properties described below for the prepared recording liquid, and examples of suitable dyes include direct dyes as water-soluble dyes, basic dyes, and acidic dyes. Dyes, soluble vat dyes, acidic mordant dyes, mordant dyes, sulfur dyes as water-insoluble dyes, vat dyes, alcoholic dyes, oil-soluble dyes, disperse dyes, etc., as well as thren dyes, naphthol dyes, etc. Compatible dyes, chromium dyes, type 2 complex salt dyes,
It is selected from 1:1 type salt dyes, azoic dyes, cationic dyes, and the like.

具体的には、例えばレゾリングリルブルーPRL、レゾ
リンイエローPCG、レゾリンピンクPRR、レゾリン
グリーンPB(以上バイヤー製)、スミカロンブルー5
−BG、スミカロンレッドE−EBL、スミカロンイエ
ローE−4OL、スミカロンブリリアントブルーS’−
BL(以上住人化学製)、ダイヤミラーイエロー−HG
−8E、ダイヤニックスレッドBN−8E (以上三菱
化成製)、カヤロンポリエステルライトフラビン4GL
、カヤロンポリエステルブル−3R−8F、カヤロンポ
リエステルイエローYL−8E、カヤセットターキスブ
ルー776、カヤセットイエロー902、カヤセットレ
ッド026、プロジオンレッドH−2B、プロジオンブ
ルーH−3R(以上日本化架装)、レバフィックスゴー
ルデンイエローP−R、レバフィックスプリルレッドP
−B、レバフィックスプリルオレンジP−OR(以上バ
イヤー製)、スミフィックスイエローGR5、スミフィ
ックスB、スミフィックスプリルレッドBS、スミフィ
ックスプリルブルーPB、ダイレクトブラック40(以
上住友化学R)、ダイヤミラーブラウン3G、ダイヤミ
ラーイエロー〇、ダイヤミラーブルー3R、ダイヤミラ
ープリルブルーB、ダイヤミラープリルレッドBB(以
上三菱化成製)、レマゾールレッドB、レマゾールブル
ー3R、レマゾールイエローGNL、レマゾールプリル
グリーン6B(以上ヘキスト社製)、チバクロンプリル
イエロー、チバクロンプリルレッド40E(以上チバガ
イギー社製)、インジコ、ダイレクトテープブラックE
−Ex、ダイアミンブラックBH、コンゴーレッド、シ
リアスブラックBH、オレンジ■、アミドブラックIO
B、オレンジR○、メタニールイエロー、ピクトリアス
カーレット、ニグロシン、ダイアモンドブラックPBB
(以上イーゲー社製)、ダイアシトブルー3G、ダイア
シトファスト・グリーンGW、ダイアシト・ミーリング
ネービーブルーR、インダンスレン(以上三菱化成製)
、ザポン−染料(BASFI)。
Specifically, for example, Resolin Lil Blue PRL, Resolin Yellow PCG, Resolin Pink PRR, Resolin Green PB (manufactured by Bayer), and Sumikaron Blue 5.
-BG, Sumikaron Red E-EBL, Sumikalon Yellow E-4OL, Sumikalon Brilliant Blue S'-
BL (manufactured by Sumitomo Chemical), Diamond Mirror Yellow-HG
-8E, Diamond Thread BN-8E (manufactured by Mitsubishi Kasei), Kayalon Polyester Light Flavin 4GL
, Kayalon Polyester Blue-3R-8F, Kayalon Polyester Yellow YL-8E, Kaya Set Turquis Blue 776, Kaya Set Yellow 902, Kaya Set Red 026, Prodion Red H-2B, Prodion Blue H-3R (and above) Japanese bodywork), Revafix Golden Yellow P-R, Revafix Pril Red P
-B, Revafix Pril Orange P-OR (manufactured by Buyer), Sumifix Yellow GR5, Sumifix B, Sumifix Pril Red BS, Sumifix Pril Blue PB, Direct Black 40 (or Sumitomo Chemical R), Diamirror Brown 3G, Diamirror Yellow 〇, Diamirror Blue 3R, Diamirror Prill Blue B, Diamirror Prill Red BB (manufactured by Mitsubishi Kasei), Remazol Red B, Remazol Blue 3R, Remazol Yellow GNL, Remazol Prill Green 6B (manufactured by Hoechst), Cibacron Pril Yellow, Cibacron Pril Red 40E (manufactured by Ciba Geigy), Indico, Direct Tape Black E
-Ex, Diamine Black BH, Congo Red, Serious Black BH, Orange ■, Amido Black IO
B, Orange R○, Metaneil Yellow, Pictoria Scarlet, Nigrosine, Diamond Black PBB
(manufactured by Egame), Diacit Blue 3G, Diacit Fast Green GW, Diacito Milling Navy Blue R, Indanthrene (manufactured by Mitsubishi Kasei)
, Zapon-dye (BASFI).

オラゾール染料CCI B A製)、ラナシンー染料(
三菱化成製)、ダイアクリルオレンジRL−E、ダイア
クリルブリリアントブルー2B−E、ダイアクリルター
キスブルーBG−E(三菱化成製)などの中より前記の
諸物性値が調合される記録液体に与えられるものが好ま
しく使用できる。
Orazole dye made by CCI B A), Lanasin dye (made by CCI BA),
The above-mentioned physical property values are given to the recording liquid to be prepared from among the following: (manufactured by Mitsubishi Kasei), Diacrylic Orange RL-E, Diacrylic Brilliant Blue 2B-E, Diacrylic Turquis Blue BG-E (manufactured by Mitsubishi Kasei), etc. Those that can be used are preferably used.

これ等の染料は、所望に応じて適宜選択されて使用され
る液媒体中に溶解又は分散されて使用される。
These dyes are appropriately selected as desired and used after being dissolved or dispersed in the liquid medium used.

有効に使用される顔料としては、無機顔料、有機顔料の
中の多くのものが好適に使用される。そのような顔料と
して具体的に例示すれば無機顔料としては、硫化カドミ
ウム、硫黄、セレン、硫化亜鉛、スルホセレン化カドミ
ウム、黄鉛、ジンククロメート、モリブデン赤、ギネー
・グリーン、チタン白、亜鉛華、弁柄、酸化クロムグリ
ーン、鉛丹、酸個コバルト、チタン酸バリウム、チタニ
ウムイエロー、鉄黒、紺青、リサージ、カドミウムレッ
ド、硫化銀、硫酸鉛、硫酸バリウム、群青、炭酸カルシ
ウム、炭酸マグネシウム、鉛白、コバルトバイオレット
、コバルトブルー、エメラルドグリーン、カーボンブラ
ック等が挙げられる。
As pigments that can be effectively used, many of inorganic pigments and organic pigments are suitably used. Specific examples of such pigments include inorganic pigments such as cadmium sulfide, sulfur, selenium, zinc sulfide, cadmium sulfoselenide, yellow lead, zinc chromate, molybdenum red, Guinée green, titanium white, zinc white, and zinc white. Handle, chromium oxide green, red lead, cobalt acid, barium titanate, titanium yellow, iron black, navy blue, litharge, cadmium red, silver sulfide, lead sulfate, barium sulfate, ultramarine blue, calcium carbonate, magnesium carbonate, lead white, Examples include cobalt violet, cobalt blue, emerald green, and carbon black.

有機顔料としては、その多くが染料に分類されているも
ので染料と重複する場合が多いが、具体的には次のよう
なものが好適に使用される。
Most of the organic pigments are classified as dyes and often overlap with dyes, but specifically, the following are preferably used.

(a)不溶性アゾ系(ナフトール系) ブリリアントカーミンBS、レーキカーミンFB、ブリ
リアントファストスカーレッド、レーキレッド4R、パ
ラレッド、パーマネントレッドR、ファストレッドFO
R、レーキボルドー5B、バーミリオンN011、バー
ミリオンNO,2、トルイジンマル−ン。
(a) Insoluble azo type (naphthol type) Brilliant Carmine BS, Lake Carmine FB, Brilliant Fast Scarlet, Lake Red 4R, Para Red, Permanent Red R, Fast Red FO
R, Lake Bordeaux 5B, Vermilion N011, Vermilion NO.2, Toluidine Maroon.

(b)不溶性アゾ系(アニライド系) ジアゾイエロー、ファストイエローG、ファストイエロ
ー10G、ジアゾオレンジ、パルカンオレンジ、バラゾ
ロンレッド。
(b) Insoluble azo type (anilide type) Diazo Yellow, Fast Yellow G, Fast Yellow 10G, Diazo Orange, Palkan Orange, Balazolone Red.

(c)溶性アゾ系 レーキオレンジ、ブリリアントカーミン3B、ブリリア
ントカーミン6B、ブリリアントスカーレットG、レー
キレッドC、レーキレッドD、レーキレッドR、ウオッ
チングレッド、レーキボルドー10B、ボンマルーンL
、ボンマルーンM。
(c) Soluble Azo Lake Orange, Brilliant Carmine 3B, Brilliant Carmine 6B, Brilliant Scarlet G, Lake Red C, Lake Red D, Lake Red R, Watching Red, Lake Bordeaux 10B, Bon Maroon L
, Bonmaroon M.

(d)フタロシアニン系 フタロシアニンブルー、ファストスカイブルー、フタロ
シアニングリーン。
(d) Phthalocyanine-based phthalocyanine blue, fast sky blue, and phthalocyanine green.

(e)染色レーキ系 イエローレーキ、エオシンレーキ、ローズレーキ、バイ
オレットレーキ、ブルーレーキ、グリーンレーキ、セピ
アレーキ。
(e) Dyeing Lake Yellow Lake, Eosin Lake, Rose Lake, Violet Lake, Blue Lake, Green Lake, Sepia Lake.

(f)媒染系 アリザリンレーキ、マダカーミン。(f) Mordant system Alizarin Lake, Madakamine.

(g)建染系 インダスレン系、ファストブルーレーキ(GGS)。(g) Vat-dyed type Industhrene series, Fast Blue Lake (GGS).

(h)塩基性染料レーキ系 ローダミンレーキ、マラカイトグリーンレーキ。(h) Basic dye lake system Rhodamine Lake, Malachite Green Lake.

(i)酸性染料レーキ系 ファストスカイブルー、キノリンイエローレーキ、キナ
クリドン系、ジオキサジン系。
(i) Acid dye lake type Fast Sky Blue, Quinoline Yellow Lake, Quinacridone type, Dioxazine type.

液媒体と記録剤との量的関係は、調合される他に液路の
目詰り、液路内での記録液体の乾燥、記録部材へ付与さ
れた時の滲みや乾燥速度等の条件から、重量部で液媒体
100部に対して記録剤が通常1〜50部、好適には3
〜30部、最適には5〜10部とされるのが望ましい。
The quantitative relationship between the liquid medium and the recording agent is determined based on conditions such as clogging of the liquid path, drying of the recording liquid in the liquid path, bleeding when applied to the recording member, and drying speed in addition to the formulation. The recording agent is usually 1 to 50 parts by weight, preferably 3 parts by weight, based on 100 parts of the liquid medium.
~30 parts, optimally 5 to 10 parts.

記録液体が分散系(記録剤が液媒体中に分散されている
系)の場合、分散される記録剤の粒径は、記録剤の種類
、記録条件、液路の内径、吐出口径、記録部材の種類等
によって、適宜所望に従って決定されるが1粒径が余り
大きいと、貯蔵中に記録剤粒子の沈降が起って、濃度の
不均一化が生じたり、液路の目詰りが起ったり或いは記
録された画像に濃度斑が生じたり等して好ましくない。
When the recording liquid is a dispersion system (a system in which the recording agent is dispersed in a liquid medium), the particle size of the dispersed recording agent depends on the type of recording agent, recording conditions, inner diameter of the liquid path, ejection opening diameter, and recording member. It is determined as desired depending on the type of recording agent, but if the particle size is too large, sedimentation of the recording agent particles may occur during storage, resulting in uneven density or clogging of the liquid path. This is undesirable because it may cause density unevenness in the recorded image.

このようなことを考慮すると、分散系記録液体とされる
場合の記録剤の粒径は、通常0.01〜30μ、好適に
は0.01〜20μ、最適には0.01〜8μとされる
のが望ましい。更に分散されている記録剤の粒径分布は
、出来る限り狭い方が好適であって、通常はD±3μ、
好適にはD+1.5μとされるのが望ましい(但しDは
平均粒径を表わす)。
Taking this into consideration, the particle size of the recording agent used as a dispersion recording liquid is usually 0.01 to 30μ, preferably 0.01 to 20μ, and optimally 0.01 to 8μ. It is desirable to Furthermore, the particle size distribution of the dispersed recording agent is preferably as narrow as possible, and is usually D±3μ,
The preferred value is D+1.5μ (where D represents the average particle size).

使用される添加剤としては、粘度調整剤、表面張力調整
剤、pHJ整剤、比抵抗調整剤、湿潤剤及び赤外線吸収
発熱剤等が挙げられる。
Examples of additives used include viscosity modifiers, surface tension modifiers, pHJ modifiers, resistivity modifiers, wetting agents, and infrared absorbing exothermic agents.

粘度調整剤や表面張力mvm剤は、前記の物性値を得る
為の他に、記録速度に応じて充分なる流速で液路中を流
通し得ること、液路の吐出口において記録液体の回り込
みを防止し得ること、記録部材へ付与された時の滲み(
スポット径の広がり)を防止し得ること等の為に添加さ
れる。
In addition to obtaining the above-mentioned physical property values, the viscosity modifier and surface tension mvm agent must be able to flow through the liquid path at a sufficient flow rate depending on the recording speed, and prevent the recording liquid from going around at the discharge port of the liquid path. Things that can be prevented, bleeding when applied to recording materials (
It is added to prevent the spread of spot diameter.

粘度調整剤及び表面張力調整剤としては、使用される液
媒体及び記録剤に悪影響を及ぼさないで効果的なもので
あれば通常知られているものの中より適宜所望特性を満
足するように選択されて使用される。
The viscosity modifier and surface tension modifier are selected from commonly known agents as long as they are effective and do not adversely affect the liquid medium and recording material used, so as to satisfy the desired properties. used.

具体的には、粘度調整剤としては、ポリビニルアルコー
ル、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセル
ロース、水溶性アクリル樹脂、ポリビニルピロリドン、
アラビアゴムスターチ等が好適なものとして例示出来る
Specifically, viscosity modifiers include polyvinyl alcohol, hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, water-soluble acrylic resin, polyvinyl pyrrolidone,
Gum arabic starch and the like can be exemplified as suitable examples.

所望に応じて適宜選択されて好適に使用される、表面張
力調整剤としては、アニオン系、カチオン系及びノニオ
ン系の界面活性剤が挙げられ、具体的には、アニオン系
としてポリエチレングリコールエーテル硫酸、エステル
塩等、カチオン系としてポリ2−ビニルピリジン誘導体
、ポリ4−ビニルピリジン誘導体等、ノニオン系として
ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチ
レンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンア
ルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノア
ルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等
が挙げられる。
Surface tension modifiers that are suitably selected and used as desired include anionic, cationic, and nonionic surfactants, and specifically, as anionic surfactants, polyethylene glycol ether sulfate, polyethylene glycol ether sulfate, Ester salts, etc., cationic types such as poly2-vinylpyridine derivatives, poly4-vinylpyridine derivatives, etc., nonionic types such as polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene alkyl ester, polyoxyethylene sorbitan monoalkyl Examples include ester, polyoxyethylene alkylamine, and the like.

これ等の界面活性剤の他、ジェタノールアミン、プロパ
ツールアミン、モルホリン酸等のアミン酸、水酸化アン
モニウム、水酸化ナトリウム等の塩基性物質、N−メチ
ル−2〜ピロリドン等の置換ピロリドン等も有効に使用
される。
In addition to these surfactants, there are also amino acids such as jetanolamine, propatoolamine, and morpholinic acid, basic substances such as ammonium hydroxide and sodium hydroxide, and substituted pyrrolidones such as N-methyl-2-pyrrolidone. Used effectively.

これ等の表面張力調整剤は、所望の値の表面張力を有す
る記録液体が調合されるように、互いに又は他の構成成
分に悪影響を及ぼさず且つ前記の物性値が調合される記
録液体に与えられる範囲内において必要に応じて二種以
上混合して使用しても良い。
These surface tension modifiers do not adversely affect each other or other constituents, and provide the above-mentioned physical properties to the recording liquid being formulated, so that a recording liquid having a desired value of surface tension is formulated. If necessary, two or more types may be mixed and used within the range specified above.

これ等表面張力調整剤の添加量は種類、調合される記録
液体の他の構成成分種及び所望される記録特性に応じて
適宜決定されるものであるが、記録液体1重量部に対し
て、通常は0.0001〜0.1重量部、好適には0.
001〜0.01重量部とされるのが望ましい。
The amount of these surface tension modifiers to be added is determined as appropriate depending on the type, other constituent components of the recording liquid to be prepared, and desired recording characteristics. Usually 0.0001 to 0.1 parts by weight, preferably 0.0001 to 0.1 parts by weight.
The amount is desirably 0.001 to 0.01 parts by weight.

pH調整剤は、調合された記録液体の化学的安定性、例
えば、長時間の保存による物性の変化や記録剤その他の
成分の沈降や凝集を防止する為に所定のpH値となるよ
うに前記の諸物性値を逸脱しない範囲で適時適当量添加
される。
The pH adjuster is used to maintain a predetermined pH value in order to maintain the chemical stability of the prepared recording liquid, for example, to prevent changes in physical properties due to long-term storage and to prevent sedimentation and aggregation of the recording agent and other components. It is added at the right time and in an appropriate amount within a range that does not deviate from the physical property values.

本発明において好適に使用されるpH調整剤としては、
調合される記録液体に悪影響を及ぼさずに所望のpH値
に制御出来るものであれば大概のものを挙げることが出
来る。
As the pH adjuster suitably used in the present invention,
Almost any pH can be used as long as it can control the pH value to a desired level without adversely affecting the recording liquid being prepared.

そのようなpH調整剤としては具体的に例示すれば低級
アルカノールアミン、例えばアルカリ金属水酸化物等の
一価の水酸化物、水酸化アンモニウム等が挙げられる。
Specific examples of such pH adjusters include lower alkanolamines, monovalent hydroxides such as alkali metal hydroxides, and ammonium hydroxide.

これ等のpH調整剤は、調合される記録液体が前記の物
性値をはずれない範囲で所望のpH値を有するように必
要量添加される。
These pH adjusters are added in a necessary amount so that the recording liquid to be prepared has a desired pH value within a range that does not deviate from the above-mentioned physical property values.

使用される潤滑剤としては、調合される記録液体が後記
の諸物性値を逸脱しない範囲で本発明に係わる技術分野
において通常知られているものの中より有効であるもの
、殊に熱的に安定なものが好適に使用される。このよう
な潤滑剤として具体的に示せば、例えばポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレ
ングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコ
ール等のアルキレン基が2〜6個の炭素原子を含むアル
キレングリコール;例えばエチレングリコールメチルエ
ーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチ
レングリコールエチルエーテル等のジエチレングリコー
ルの低級アルキルエーテル;グリセリン;例えばメトオ
キシトリグリコール、エトオキシトリグリコール等の低
級アルコールオキシトリグリコール;N−ビニル−2−
ピロリドンオリゴマー;等が挙げられる。
The lubricant to be used is one that is more effective than those commonly known in the technical field related to the present invention, especially one that is thermally stable, as long as the recording liquid to be prepared does not deviate from the various physical properties listed below. are preferably used. Specific examples of such lubricants include polyalkylene glycols such as polyethylene glycol and polypropylene glycol; alkylene glycols in which the alkylene group has 2 to 6 carbon atoms such as butylene glycol and hexylene glycol; for example, ethylene glycol; Lower alkyl ethers of diethylene glycol such as methyl ether, diethylene glycol methyl ether, and diethylene glycol ethyl ether; Glycerin; Lower alcohol oxytriglycols such as methoxytriglycol and ethoxytriglycol; N-vinyl-2-
Examples include pyrrolidone oligomer; and the like.

これ等の潤滑剤は、記録液体に所望される特性を満足す
るように所望に応じて必要量添加されるものであるが、
その添加量は記録液体全重量に対して、通常0.1〜1
0wt%、好適には0.1〜8vt%、最適には0.2
〜7vt%とされるのが望ましい。
These lubricants are added in the required amount as desired so that the recording liquid satisfies the desired characteristics.
The amount added is usually 0.1 to 1% based on the total weight of the recording liquid.
0wt%, preferably 0.1-8vt%, optimally 0.2
It is desirable to set it to ~7vt%.

又、上記の潤滑剤は、単独で使用される他、互いに悪影
響を及ぼさない条件において二種以上混用しても良い。
In addition to being used alone, the above lubricants may be used in combination of two or more types provided that they do not adversely affect each other.

本発明の記録装置に使用される記録液体には、上記のよ
うな添加剤が所望に応じて必要量添加されるが、更に記
録部材に付着する場合の記録液体被膜の形成性、被膜強
度に優れたものを得るために、例えばアルキッド樹脂、
アクリル樹脂、アクリルアミド樹脂、ポリビニルアルコ
ール、ポリビニルピロリドン等の樹脂重合体が添加され
ても良い。
The recording liquid used in the recording device of the present invention may be added with the above-mentioned additives in required amounts as desired. For example, alkyd resin,
Resin polymers such as acrylic resin, acrylamide resin, polyvinyl alcohol, and polyvinylpyrrolidone may be added.

本発明の記録装置に使用される記録液体は、前述した諸
記録特性を具備するように、比熱、熱膨張係数、熱伝導
率、粘性、表面張力、pH及び帯電された記録液滴を使
用して記録する場合には比抵抗等の特性値が特性の条件
範囲にあるように調合されるのが望ましい。
The recording liquid used in the recording device of the present invention has specific heat, coefficient of thermal expansion, thermal conductivity, viscosity, surface tension, pH, and charged recording droplets so as to have the various recording properties described above. In the case of recording, it is desirable that the composition be prepared so that the characteristic values such as specific resistance are within the conditional range of the characteristic.

即ち、これ等の諸特性は、曳糸現象の安定性、熱エネル
ギー作用に対する応答性及び忠実性、画像濃度、化学的
安定性、液路内での流動性等に重要な関連性を有してい
るので、本発明においては記録液体の調合の際、これ等
に充分注意を払う必要がある。
That is, these characteristics have important relationships with the stability of the stringing phenomenon, responsiveness and fidelity to thermal energy effects, image density, chemical stability, fluidity within the liquid path, etc. Therefore, in the present invention, it is necessary to pay sufficient attention to these matters when preparing the recording liquid.

本発明の記録装置に有効に使用され得る記録液体の上記
諸特性としては下記の第1表に示されるごときの値とさ
れるのが望ましいが、列挙された物性の総てが第1表に
示されるごとき数値条件を満足する必要はなく、要求さ
れる記録特性に応じて、これ等の物性の幾つかが第1表
の条件を満足する値を取れば良いものである。丙午ら比
熱、熱膨張係数、熱伝導率、粘性、表面張力に関しては
、第1表の値に規定されるのが望ましい。勿論、調合さ
れた記録液体の上記諸特性の中で第1表に示される値を
満足するものが多い程良好な記録が行われることは言う
までも無い。
It is desirable that the above-mentioned properties of the recording liquid that can be effectively used in the recording device of the present invention be as shown in Table 1 below. It is not necessary to satisfy the numerical conditions shown, and it is sufficient that some of these physical properties take values that satisfy the conditions in Table 1, depending on the required recording characteristics. It is desirable that the specific heat, thermal expansion coefficient, thermal conductivity, viscosity, and surface tension be defined by the values shown in Table 1. Of course, it goes without saying that the more of the above-mentioned properties of the prepared recording liquid that satisfy the values shown in Table 1, the better the recording will be.

第1表 効   果 以上の説明から明らかなように、本発明によると、1つ
のヘッド(インク吐出部)に通常のバフルジェットによ
る方法、つまりほぼ均一なインク滴を形成する機能と、
他の手段による階調表現手段をそなえることにより、そ
れらを使いわけ、高速でキャラクタ−を打ち出したり(
主に通常のバブルジエン1〜技術を利用)、ビクトリア
ルカラー画像を担うための微妙な階調表現を行なったり
(′a度の濃い部分は通常のバブルジェット技術を利用
、濃淡表現は、微小インク滴又は噴霧を利用)すること
ができる利点がある。
Effects in Table 1 As is clear from the above description, according to the present invention, one head (ink ejection unit) has the function of forming substantially uniform ink droplets using the normal baffle jet method, that is, the function of forming substantially uniform ink droplets.
By providing gradation expression means by other means, you can use them properly to create characters at high speed (
Mainly uses the normal bubble jet technology), and performs delicate gradation expression for Victorian color images (normal bubble jet technology is used for dark areas, and fine ink is used for shading. It has the advantage that it can be used (using drops or spray).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の一実施例を説明するための要部構成
図、第2図は1本発明の動作原理を説明するための図、
第3図は、本発明の実施に使用する′4極パターンの変
形配設例を示す図、第4図及び第5図は、熱エネルギー
供給手段として発熱抵抗体を用いた場合の例を説明する
ための図、第6図及び第7図は、熱エネルギー供給手段
としてパルスレーザ−を用いた場合の例を説明するため
の図、第8図乃至第16図は、放電現象を利用した場合
の例を説明するための図、第17図乃至第20図は、発
熱抵抗体を用いたバブルジェット型インクジェット記録
ヘッドの動作説明をするための図である。 1.2・・・基板、7,7′・・・制御電極、8・・・
共通電極、9,9′・・・発熱抵抗体、1o・・・イン
ク、11・・・気泡、12・・・インク滴、13・・・
噴霧状インク滴。
FIG. 1 is a configuration diagram of main parts for explaining an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram for explaining the operating principle of the present invention,
FIG. 3 is a diagram showing an example of a modified arrangement of the 4-pole pattern used in the implementation of the present invention, and FIGS. 4 and 5 illustrate an example in which a heating resistor is used as a thermal energy supply means. Figures 6 and 7 are diagrams for explaining an example in which a pulse laser is used as a thermal energy supply means, and Figures 8 to 16 are diagrams for explaining an example in which a discharge phenomenon is used. FIGS. 17 to 20, which are diagrams for explaining an example, are diagrams for explaining the operation of a bubble jet type inkjet recording head using a heating resistor. 1.2...Substrate, 7,7'...Control electrode, 8...
Common electrode, 9, 9'... Heat generating resistor, 1o... Ink, 11... Air bubble, 12... Ink droplet, 13...
Atomized ink drops.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、液滴もしくは噴霧を吐出させるための開口と、記録
液体に熱による状態変化を生じせしめるための熱エネル
ギー作用部と、前記開口に連通し、前記熱エネルギー作
用部をその一部とし、前記記録液体をその中に保持する
液室もしくは流路と、該液室もしくは流路に前記記録液
体を供給する手段とを有する液体噴射記録ヘッドにおい
て、前記熱エネルギー作用部は独立駆動が可能もしくは
独立にエネルギー授受が可能な2つの熱エネルギー作用
部を有し、該2つの熱エネルギー作用部は前記開口に対
して遠近の関係をもって配列され、前記開口に対して遠
い方の熱エネルギー作用部では、画像情報に応じて熱に
よって気泡を発生させ、該気泡の体積増加にともなう作
用力によって前記開口より前記記録液体を液滴として吐
出させ、又、前記開口に対して近い方の熱エネルギー作
用部は、画像情報に応じて、前記記録液体に熱による状
態変化を生じせしめ、前記開口から複数の微小液滴群も
しくは噴霧を吐出させることによって記録することを特
徴とする液体噴射記録方法。
1. An opening for discharging droplets or spray, a thermal energy acting part for causing a state change in the recording liquid due to heat, communicating with the opening and having the thermal energy acting part as a part thereof; In a liquid jet recording head having a liquid chamber or flow path for holding a recording liquid therein, and a means for supplying the recording liquid to the liquid chamber or flow path, the thermal energy application section can be independently driven or is independent. has two thermal energy acting parts that can transfer energy to and from each other, the two thermal energy acting parts are arranged in a distance relationship with respect to the opening, and the thermal energy acting part that is farther from the opening has: Bubbles are generated by heat according to the image information, and the recording liquid is ejected as droplets from the opening by the acting force accompanying the increase in the volume of the bubbles, and the thermal energy acting portion near the opening is . A liquid jet recording method, characterized in that recording is performed by causing a state change in the recording liquid due to heat in accordance with image information and ejecting a plurality of groups of minute droplets or spray from the opening.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0730961A1 (en) * 1995-03-08 1996-09-11 Hewlett-Packard Company Ink-jet printer
US6062678A (en) * 1996-06-26 2000-05-16 Canon Kabushiki Kaisha Ink-jet recording head with a particular arrangement of thermoelectric transducers and discharge openings
US6382768B1 (en) * 1996-06-28 2002-05-07 Canon Kabushiki Kaisha Method of driving a plurality of heating elements at shifted timings

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