JPH02277647A - 液体噴射記録方法 - Google Patents
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Landscapes
- Ink Jet (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技監氷1
本発明は、液体噴射記録法、より詳細には、バブルジェ
ット型液体噴射記録装置を用いた記録法に関する。
ット型液体噴射記録装置を用いた記録法に関する。
灸米援4
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力な記録法
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。
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力な記録法
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。
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、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。
る記録液体の小滴(droplet)を飛翔させ、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。
先ず第1の方式は例えば米国特許第3060429号明
細書に開示されているもの(Tels type方式)
であって、記録液体の小滴の発生を静電吸引的に行い、
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。
細書に開示されているもの(Tels type方式)
であって、記録液体の小滴の発生を静電吸引的に行い、
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。
これに就いて、更に詳述すれば、ノズルと加速電極間に
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。
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。
第2の方式は、例えば米国特許第3596275号明細
書、米国特許第3298030号明細書等に開示されて
いる方式(Sweet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。
書、米国特許第3298030号明細書等に開示されて
いる方式(Sweet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。
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
小滴は、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。
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
小滴は、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。
第3の方式は例えば米国特許第3416153号明細書
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。
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。
第4の方式は、例えば米国特許第3747120号明細
書に開示されている方式(Statue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。
書に開示されている方式(Statue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。
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5teIIllIe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。
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5teIIllIe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。
つまり、5taIlue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。
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。
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。
あるが、又、他方において解決され得る可き点が存在す
る。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
諸間頭点が存する。
ノズル化が困難で、高速記録には不向きであること等の
諸間頭点が存する。
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。丙午ら、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。
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。丙午ら、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。
このように従来法には、構成上、高速記録化上、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。
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。
また、特開昭55−161665号公報には、バブルジ
ェット型液体噴射記録ヘッドにおいて、Se61以上と
して吐出性能を向上させることが開示されている。
ェット型液体噴射記録ヘッドにおいて、Se61以上と
して吐出性能を向上させることが開示されている。
第21図は、上記特開昭55−161665号公報に開
示されたバブルジェット液体噴射記録ヘッドの一例を説
明するための図で、第21図(a)は記録ヘッドのオリ
フィス側から見た正面部分図。
示されたバブルジェット液体噴射記録ヘッドの一例を説
明するための図で、第21図(a)は記録ヘッドのオリ
フィス側から見た正面部分図。
第21図(b)は、第21図(a)に−点鎖線XXで示
す部分で切断した場合の切断面部分図である。
す部分で切断した場合の切断面部分図である。
図に示される記録ヘッド11は、その表面に電気熱変換
体12が設けられている基板13の表面に、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
14で覆う様に接合することによって、オリフィス15
と液吐出部16が形成された構造を有している。
体12が設けられている基板13の表面に、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
14で覆う様に接合することによって、オリフィス15
と液吐出部16が形成された構造を有している。
液吐出部16は、その終端に液滴を吐出させる為のオリ
フィス15と、電気熱変換体12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し、その体積の膨張
と収縮に依る急激な状態変化を引起す処である熱作用部
17とを有する。
フィス15と、電気熱変換体12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し、その体積の膨張
と収縮に依る急激な状態変化を引起す処である熱作用部
17とを有する。
熱作用部17は、電気熱変換体12の熱発生部18の上
部に位置し、熱発生部18の液体と接触する熱作用面1
9をその底面としている。
部に位置し、熱発生部18の液体と接触する熱作用面1
9をその底面としている。
熱発生部18は、基板13上に設けられた下部層20.
該下部層20上に設けられた発熱抵抗層21.該発熱抵
抗層21には、熱を発生させる為に核層21に通電する
為の電極23.24がその表面に設けられである。電極
23は、各液吐出部の熱発生部に共通の電極であり、電
極24は、各液吐出部の熱発生部を選択して発熱させる
為の選択電極であって、液吐出部の流路に沿って設けら
れである。
該下部層20上に設けられた発熱抵抗層21.該発熱抵
抗層21には、熱を発生させる為に核層21に通電する
為の電極23.24がその表面に設けられである。電極
23は、各液吐出部の熱発生部に共通の電極であり、電
極24は、各液吐出部の熱発生部を選択して発熱させる
為の選択電極であって、液吐出部の流路に沿って設けら
れである。
上部層22は、発熱抵抗層21を、使用する液体から化
学的・物理的に保護する為に発熱抵抗層21と液吐出部
16にある液体とを隔絶すると共に、液体を通じて電極
23.24間が短絡するのを防止する発熱抵抗層21の
保護的機能を有している。
学的・物理的に保護する為に発熱抵抗層21と液吐出部
16にある液体とを隔絶すると共に、液体を通じて電極
23.24間が短絡するのを防止する発熱抵抗層21の
保護的機能を有している。
上部層22は、上記の様な機能を有するものであるが1
発熱抵抗層21が、耐液性であり、且つ液体を通じて電
極23.24が間電気的に短絡する心配が全くない場合
には、必ずしも設ける必要はなく、発熱抵抗層21の表
面に直に液体が接触する構造の電気熱変換体として設計
しても良い。
発熱抵抗層21が、耐液性であり、且つ液体を通じて電
極23.24が間電気的に短絡する心配が全くない場合
には、必ずしも設ける必要はなく、発熱抵抗層21の表
面に直に液体が接触する構造の電気熱変換体として設計
しても良い。
下部層20は、主に熱流量制御機能を有する。
即ち、液滴吐出の際には、発熱抵抗層21で発生する熱
が基板13側の方に伝導するよりも、熱作用部17側の
方に伝導する割合が出来る限り多くなり、液滴吐出後、
詰り発熱抵抗層21への通電がOFFされた後には、熱
作用部17及び熱発生部18にある熱が速やかに基板1
3側に放出されて、熱作用部17にある液体及び発生し
た気泡が急冷される為に設けられる。
が基板13側の方に伝導するよりも、熱作用部17側の
方に伝導する割合が出来る限り多くなり、液滴吐出後、
詰り発熱抵抗層21への通電がOFFされた後には、熱
作用部17及び熱発生部18にある熱が速やかに基板1
3側に放出されて、熱作用部17にある液体及び発生し
た気泡が急冷される為に設けられる。
この様に、液滴吐出の際には、熱作用部17側への熱流
量の割合が出来る限り大きく、発熱抵抗N21への通電
がOFFされた際には、基板13側への熱流量の割合が
出来る限り大きくなる様にして、液滴吐出エネルギーの
高効率化と高熱応答性及び連続的繰返し液滴吐出性の向
上、液滴吐出周波数の向上、吐出液滴量の均一化、液滴
吐出方向の安定化、液滴吐出スピードの均一化、及び記
録信号に対する応答の忠実性と確実性の向上を実現させ
るには、気泡の体積変化カーブに於いて、前記した関係
が成立する様にして記録を実行すれば良いものである。
量の割合が出来る限り大きく、発熱抵抗N21への通電
がOFFされた際には、基板13側への熱流量の割合が
出来る限り大きくなる様にして、液滴吐出エネルギーの
高効率化と高熱応答性及び連続的繰返し液滴吐出性の向
上、液滴吐出周波数の向上、吐出液滴量の均一化、液滴
吐出方向の安定化、液滴吐出スピードの均一化、及び記
録信号に対する応答の忠実性と確実性の向上を実現させ
るには、気泡の体積変化カーブに於いて、前記した関係
が成立する様にして記録を実行すれば良いものである。
第22図は、記録ヘッドに設けられた電気熱変換体12
に記号Pで示すパルス波形の電気信号を入力した際に熱
作用部17に於いて発生する気泡の体積変化を示す、今
、電気熱変換体12に時刻t0と時刻tfに於いて0N
−OFFされパルス状の電気信号Pが入力されると、時
刻tiで熱作用部17に於いて気泡が発生し、この気泡
の体積Vvは1時刻tiより増加し始め、時刻tpに於
いて最大体積Vvpに到達する0時刻tfに於いて電気
信号PがOFFされると時刻tp後に気泡の体積Vvは
減少し始める。
に記号Pで示すパルス波形の電気信号を入力した際に熱
作用部17に於いて発生する気泡の体積変化を示す、今
、電気熱変換体12に時刻t0と時刻tfに於いて0N
−OFFされパルス状の電気信号Pが入力されると、時
刻tiで熱作用部17に於いて気泡が発生し、この気泡
の体積Vvは1時刻tiより増加し始め、時刻tpに於
いて最大体積Vvpに到達する0時刻tfに於いて電気
信号PがOFFされると時刻tp後に気泡の体積Vvは
減少し始める。
電気信号PがOFFされて気泡の体積Vvが減少する減
少速度は、時間τ、に於ける気泡の体積Vvの時間的変
化率によって左右される。
少速度は、時間τ、に於ける気泡の体積Vvの時間的変
化率によって左右される。
即ち、加熱時のその時間的変化率の平均値気泡の体積変
化カーブにすることによって、電気信号PをOFFした
場合の気泡の体積Vvの減衰カーブを特別に冷却手段を
用いずども効果的に急峻にする事が出来、これにより、
吐出性能を向上させるようにしたものである。
化カーブにすることによって、電気信号PをOFFした
場合の気泡の体積Vvの減衰カーブを特別に冷却手段を
用いずども効果的に急峻にする事が出来、これにより、
吐出性能を向上させるようにしたものである。
又、上記特開昭55−161665号公報の技術は、そ
の明細書中に記載のあるように発熱抵抗体のパターンサ
イズが80μm X 200μmであり、又、オリフィ
スとなる溝のサイズが幅80μmX深さ80μmという
具合に、通常のインクジェット記録装置にくらべ非常に
大きいオリフィスを有するインクジェット記録装置に適
用される技術である。
の明細書中に記載のあるように発熱抵抗体のパターンサ
イズが80μm X 200μmであり、又、オリフィ
スとなる溝のサイズが幅80μmX深さ80μmという
具合に、通常のインクジェット記録装置にくらべ非常に
大きいオリフィスを有するインクジェット記録装置に適
用される技術である。
しかしながら、近年、より高精細な印写品質が求められ
るようになり、インクジェット記録装置に使用されるオ
リフィスもその断面積が800μm2以下の非常に微細
なものが用いられる必要性が生じてきた。そして、この
ような微細なオリフィスから吐出されるインク滴は、従
来の、例えば、上記特開昭55−161665号公報に
記載されているような大きなオリフィスから吐出される
インク滴よりも、その大きさが1/10〜1/100も
小さいため、インク滴吐出の条件もより厳密に決められ
なければならない。
るようになり、インクジェット記録装置に使用されるオ
リフィスもその断面積が800μm2以下の非常に微細
なものが用いられる必要性が生じてきた。そして、この
ような微細なオリフィスから吐出されるインク滴は、従
来の、例えば、上記特開昭55−161665号公報に
記載されているような大きなオリフィスから吐出される
インク滴よりも、その大きさが1/10〜1/100も
小さいため、インク滴吐出の条件もより厳密に決められ
なければならない。
例えば、上記特開昭55−161665号公報において
は、吐出性能を向上させる因子として、気泡のみに注目
しているが、大きなオリフィスから大きなインク滴を吐
出させるためには、最も大きな寄与率をもつ気泡のみに
注目して、その体積変化カーブを規定して、おおよその
条件を設定することが可能であっても、微細なオリフィ
スから微小なインク滴を吐出させるためには、気泡以外
にもその吐出条件に寄与する他の因子についても考慮す
る必要がある。具体的には、流路の流体抵抗、吐出口で
の流体抵抗、インク粘度、表面張力等、考慮すべき因子
は多々ある。そして、これらの多くの因子の集体酸とな
るものとして、オリフィスより成長するインク柱の成長
速度をあげることができる。
は、吐出性能を向上させる因子として、気泡のみに注目
しているが、大きなオリフィスから大きなインク滴を吐
出させるためには、最も大きな寄与率をもつ気泡のみに
注目して、その体積変化カーブを規定して、おおよその
条件を設定することが可能であっても、微細なオリフィ
スから微小なインク滴を吐出させるためには、気泡以外
にもその吐出条件に寄与する他の因子についても考慮す
る必要がある。具体的には、流路の流体抵抗、吐出口で
の流体抵抗、インク粘度、表面張力等、考慮すべき因子
は多々ある。そして、これらの多くの因子の集体酸とな
るものとして、オリフィスより成長するインク柱の成長
速度をあげることができる。
旦−一」狂
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
特に、微細なオリフィスを有するバブルジェット型液体
噴射ヘッドにおいて、記録液が吐出口でだれたり、或い
はサテライト滴を発生したりしないような、切れのよい
吐出条件を提供することを目的としてなされたものであ
る。
特に、微細なオリフィスを有するバブルジェット型液体
噴射ヘッドにおいて、記録液が吐出口でだれたり、或い
はサテライト滴を発生したりしないような、切れのよい
吐出条件を提供することを目的としてなされたものであ
る。
■−−國
本発明は、上記目的を達成するために、開口面積が80
0μm2以下の吐出オリフィスと液室内の記録液に熱エ
ネルギーを作用させるための熱工ネルギー発生手段を有
し、該熱エネルギー作用により前記記録液中の熱エネル
ギー作用部に気泡を生じせしめ、該気泡の体積増加にと
もなう作用力で吐出オリフィスより前記記録液を液滴と
して飛翔させ、被記録面に付着させて記録を行なう液体
噴射記録方法において、前記気泡の発生〜成長によって
最大気泡になるまでの成長速度の平均値をVb、前記吐
出オリフィス部における記録液のメニスカスが成長して
記録液柱になり、記録液滴になる直前までの記録液柱の
中心部の成長速度の平均値をViとするとき、 5 m / s < V b < V iなる関係式を
満足することを特徴としたものである。以下、本発明の
実施例に基いて説明する。
0μm2以下の吐出オリフィスと液室内の記録液に熱エ
ネルギーを作用させるための熱工ネルギー発生手段を有
し、該熱エネルギー作用により前記記録液中の熱エネル
ギー作用部に気泡を生じせしめ、該気泡の体積増加にと
もなう作用力で吐出オリフィスより前記記録液を液滴と
して飛翔させ、被記録面に付着させて記録を行なう液体
噴射記録方法において、前記気泡の発生〜成長によって
最大気泡になるまでの成長速度の平均値をVb、前記吐
出オリフィス部における記録液のメニスカスが成長して
記録液柱になり、記録液滴になる直前までの記録液柱の
中心部の成長速度の平均値をViとするとき、 5 m / s < V b < V iなる関係式を
満足することを特徴としたものである。以下、本発明の
実施例に基いて説明する。
第1図は1本発明の一実施例を説明するための要部状態
図、第2図(a)は、気泡の半径と時間との関係を示す
図、第2図(b)は、気泡の半径を定義するための図で
、図中、31はインク、32は発熱抵抗体、33は気泡
534は吐出オリフィス。
図、第2図(a)は、気泡の半径と時間との関係を示す
図、第2図(b)は、気泡の半径を定義するための図で
、図中、31はインク、32は発熱抵抗体、33は気泡
534は吐出オリフィス。
35はまさに噴射されようとしている噴射インク滴であ
る1本発明は、開口面積が800μm2以下の吐出オリ
フィスを有するインクジェットであり、従来にない非常
に微小なインク滴を形成し、高精細な印写を行なうもの
であるため、インク滴形成に寄与すると考えられるすべ
ての因子を考慮してはじめてその目的が達成される。そ
のため、最適吐出条件を決めるために、インクの流体抵
抗、インク粘度等のすべてのパラメータによって決定さ
れる記録液(インク)柱成長速度、気泡成長速度の面か
ら入念な実験を繰り返すことにより、最適条件を見い出
したものである。
る1本発明は、開口面積が800μm2以下の吐出オリ
フィスを有するインクジェットであり、従来にない非常
に微小なインク滴を形成し、高精細な印写を行なうもの
であるため、インク滴形成に寄与すると考えられるすべ
ての因子を考慮してはじめてその目的が達成される。そ
のため、最適吐出条件を決めるために、インクの流体抵
抗、インク粘度等のすべてのパラメータによって決定さ
れる記録液(インク)柱成長速度、気泡成長速度の面か
ら入念な実験を繰り返すことにより、最適条件を見い出
したものである。
バフルジェット記録ヘッドにおいては、インク流路内に
おいて加熱抵抗体32によりインク31を加熱して該イ
ンク流路内に気泡33を発生せしめ、この気泡33の体
積の増大によってインク31をオリフィス部34より噴
射せしめるものである。
おいて加熱抵抗体32によりインク31を加熱して該イ
ンク流路内に気泡33を発生せしめ、この気泡33の体
積の増大によってインク31をオリフィス部34より噴
射せしめるものである。
気泡33の半径rは、第2図Cb)に示すように、気泡
の中心線から気泡の端までの長さである。
の中心線から気泡の端までの長さである。
vbは気泡成長速度の平均値であり、vb=rI18x
で定義される。なお、vbは、発熱抵抗体32に加える
パルス電圧、パルス幅、パルス波形、発熱体の材質、熱
容量、インクの比熱等によって違った値をとりうる。イ
ンク吐出速度Viは、第1図より明らかなように、イン
ク柱の中心軸における速度である。Viを決定づける因
子としては、インク物性(粘度、表面張力)、インク温
度、流路流体抵抗、吐出口流体抵抗等がある。
で定義される。なお、vbは、発熱抵抗体32に加える
パルス電圧、パルス幅、パルス波形、発熱体の材質、熱
容量、インクの比熱等によって違った値をとりうる。イ
ンク吐出速度Viは、第1図より明らかなように、イン
ク柱の中心軸における速度である。Viを決定づける因
子としては、インク物性(粘度、表面張力)、インク温
度、流路流体抵抗、吐出口流体抵抗等がある。
従来にない微細な吐出オリフィスを使用し、非常に微小
なインク滴を吐出させるバブルジェット技術においては
、インク滴は、サテライト滴がなく、又、ミスト状に飛
散しない吐出が要求される。
なインク滴を吐出させるバブルジェット技術においては
、インク滴は、サテライト滴がなく、又、ミスト状に飛
散しない吐出が要求される。
又、吐出しないで、吐出口(オリフィス)がらだれると
いうようなこともあってはならない0本発明者は、入念
な実験を繰り返すことにより、上記のような不具合のな
い最適吐出が以下の条件を満たす時に得られることを見
い出した。
いうようなこともあってはならない0本発明者は、入念
な実験を繰り返すことにより、上記のような不具合のな
い最適吐出が以下の条件を満たす時に得られることを見
い出した。
5 m / s < Vb< Vi
このような条件を見つけるための実験は、第3図に示す
ように透明(パイレックス等のガラスがよい)なヘッド
を試作し、気泡の成長をLEDをストロボ発光すること
により同期せしめ、位相を変化させて観察することによ
り行うことができる。
ように透明(パイレックス等のガラスがよい)なヘッド
を試作し、気泡の成長をLEDをストロボ発光すること
により同期せしめ、位相を変化させて観察することによ
り行うことができる。
ここで使用する液体は、気泡を見やすくするために、イ
ンクから染料成分を除去したした組成で、物性インクと
同一にした透明なビークル液である。
ンクから染料成分を除去したした組成で、物性インクと
同一にした透明なビークル液である。
而して5本発明は、最適吐出条件を決定するための因子
として、吐出条件に最も影響を及ぼすViをもあわせて
条件を決めるようにしたものであり、この条件に設定し
てヘッドを駆動することにより。
として、吐出条件に最も影響を及ぼすViをもあわせて
条件を決めるようにしたものであり、この条件に設定し
てヘッドを駆動することにより。
安定した吐出が得られる。
第1表に検討結果の1袖を示す。第1表中の吐出性能は
、5KHzで連続駆動させた時の吐出性能であり、使用
液は透明ビーグル液である。(以下余白) 第1表 第4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5図は、バブルジェットヘッドの一例を示す
斜視図、第6図は、第5図に示したヘッドを構成する蓋
基板(第6図(a))と発熱体基板(第6図(b))に
分解した時の斜視図。
、5KHzで連続駆動させた時の吐出性能であり、使用
液は透明ビーグル液である。(以下余白) 第1表 第4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5図は、バブルジェットヘッドの一例を示す
斜視図、第6図は、第5図に示したヘッドを構成する蓋
基板(第6図(a))と発熱体基板(第6図(b))に
分解した時の斜視図。
第7図は、第6図(a)に示した蓋基板を裏側から見た
斜視図で、図中、41は蓋基板、42は発熱体基板、4
3は記録液体流入口、44はオリフィス、45は流路、
46は液室を形成するための領域、47は個別(独立)
電極、48は共通電極、49は発熱体(ヒータ)、50
はインク、51は気泡、52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も
適用可能なものである。最初に、第4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50の
表面張力と外圧とが平衡状態にある。
斜視図で、図中、41は蓋基板、42は発熱体基板、4
3は記録液体流入口、44はオリフィス、45は流路、
46は液室を形成するための領域、47は個別(独立)
電極、48は共通電極、49は発熱体(ヒータ)、50
はインク、51は気泡、52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も
適用可能なものである。最初に、第4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50の
表面張力と外圧とが平衡状態にある。
(b)はヒータ49が加熱されて、ヒータ49の表面温
度が急上昇し隣接インク層に沸騰現像が起きるまで加熱
され、微小気泡51が点在している状態にある。
度が急上昇し隣接インク層に沸騰現像が起きるまで加熱
され、微小気泡51が点在している状態にある。
(c)はヒータ49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51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
。
ク層が瞬時に気化し、沸騰膜を作り、この気泡51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
。
(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50が押し出さ
れる。この時、ヒータ49には電流が流れていない状態
にあり、ヒータ49の表面温度は降下しつつある。気泡
51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。
面より気泡の体積に相当する分のインク50が押し出さ
れる。この時、ヒータ49には電流が流れていない状態
にあり、ヒータ49の表面温度は降下しつつある。気泡
51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。
(a)は気泡51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。
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。
(f)はさらに気泡51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飛翔し
ている。
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飛翔し
ている。
(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。
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。
第8図は、発熱抵抗体を用いる気泡発生手段の構造を説
明するための詳細図で、図中、61は発熱抵抗体、62
は電極、63は保護層、64は電源装置を示し、発熱抵
抗体61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−3iO□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。
明するための詳細図で、図中、61は発熱抵抗体、62
は電極、63は保護層、64は電源装置を示し、発熱抵
抗体61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−3iO□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61を構成する材料の中、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。
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。
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。
オブの順となっている。
発熱抵抗体61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6発熱抵抗体61の膜厚は、単位時間当りの発熱量
が所望通りとなるように、その面積、材質及び熱作用部
分の形状及び大きさ。
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6発熱抵抗体61の膜厚は、単位時間当りの発熱量
が所望通りとなるように、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。
あるが、通常の場合、0.001〜5μm、好適には0
.01〜1μmとされる。
電極62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、
たとえばA Q p A g + A u + P t
HCu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
。
電極材料の多くのものが有効に使用され、具体的には、
たとえばA Q p A g + A u + P t
HCu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
。
保護層63に要求される特性は、発熱抵抗体61で発生
された熱を記録液体に効果的に伝達することを妨げずに
、記録液体より発熱抵抗体61を保護するということで
ある。保護層63を構成する材料として有用なものには
、たとえば酸化シリコン、窒化シリコン、酸化マグネシ
ウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、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63の膜厚は1通常は0.01〜10μm、好適には
0.1〜5μm、最適には0.1〜3μmとされるのが
望ましい。
された熱を記録液体に効果的に伝達することを妨げずに
、記録液体より発熱抵抗体61を保護するということで
ある。保護層63を構成する材料として有用なものには
、たとえば酸化シリコン、窒化シリコン、酸化マグネシ
ウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、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63の膜厚は1通常は0.01〜10μm、好適には
0.1〜5μm、最適には0.1〜3μmとされるのが
望ましい。
以上のようにして作成した記録ヘッドを、発熱抵抗体が
発熱しない状態では記録液体が吐出口から吐出しない程
度の圧力で記録液体を供給し乍ら画像信号に従って電気
・熱変換体にパルス的に電圧を印加して記録を実行した
ところ、鮮明な画像が得られた。
発熱しない状態では記録液体が吐出口から吐出しない程
度の圧力で記録液体を供給し乍ら画像信号に従って電気
・熱変換体にパルス的に電圧を印加して記録を実行した
ところ、鮮明な画像が得られた。
第9図は、その時の発熱体駆動回路の一例を示すブロッ
ク図で、71はフォトダイオード等で構成される公知の
読取り用の光学内入カフオドセンサ部で、該光学内入カ
フオドセンサ部71に入力した画像信号はコンパレータ
等の回路からなる処理回路72で処理されて、ドライブ
回路73に入力される。ドライブ回路73は、記録ヘッ
ド74を入力信号に従ってパルス幅、パルス振幅、繰り
返し周波数等を制御してドライブする。
ク図で、71はフォトダイオード等で構成される公知の
読取り用の光学内入カフオドセンサ部で、該光学内入カ
フオドセンサ部71に入力した画像信号はコンパレータ
等の回路からなる処理回路72で処理されて、ドライブ
回路73に入力される。ドライブ回路73は、記録ヘッ
ド74を入力信号に従ってパルス幅、パルス振幅、繰り
返し周波数等を制御してドライブする。
例えば、最も簡便な記録では、入力画像信号を処理回路
72において白黒判別してドライブ回路73に入力する
。ドライブ回路73では適当な液滴径を得る為のパルス
幅、パルス振幅及び所望の記録液滴密度を得る為の繰り
返し周波数を制御された信号に変換されて、記録ヘッド
74を駆動する。
72において白黒判別してドライブ回路73に入力する
。ドライブ回路73では適当な液滴径を得る為のパルス
幅、パルス振幅及び所望の記録液滴密度を得る為の繰り
返し周波数を制御された信号に変換されて、記録ヘッド
74を駆動する。
又、階調を考慮した別の記録法としては、1つには液滴
径を変化させた記録、又もう1つには記録液滴数を変化
させた記録を次の様にして行なうことも出来る。
径を変化させた記録、又もう1つには記録液滴数を変化
させた記録を次の様にして行なうことも出来る。
先ず、液滴径を変化させる記録法は、光学内入カフオド
センサ部71で入力した画像信号は、所望の液滴径を得
る為に定められた各々のレベルのパルス帳、パルス振幅
の駆動信号を出力する回路を複数有したドライブ回路7
3のいずれのレベルの信号を出力する回路で行なうべき
かを処理回路72で判別され処理される。又、記録液滴
数を変化させる方法では、光学内入カフオドセンサ部7
1への入力信号は、処理回路72においてA/D変換さ
れて出力され、該出力信号に従ってドライブ回路73は
1つの入力信号当りの噴出液滴の数を変えて記録が行な
われる様に記録ヘッド74を駆動する信号を出力する。
センサ部71で入力した画像信号は、所望の液滴径を得
る為に定められた各々のレベルのパルス帳、パルス振幅
の駆動信号を出力する回路を複数有したドライブ回路7
3のいずれのレベルの信号を出力する回路で行なうべき
かを処理回路72で判別され処理される。又、記録液滴
数を変化させる方法では、光学内入カフオドセンサ部7
1への入力信号は、処理回路72においてA/D変換さ
れて出力され、該出力信号に従ってドライブ回路73は
1つの入力信号当りの噴出液滴の数を変えて記録が行な
われる様に記録ヘッド74を駆動する信号を出力する。
又、別の実施法として同様な装置を使用して発熱抵抗体
が発熱しない状態で記録液体が吐出口からあふれ出る程
度以上の圧力で記録液体を記録ヘッド74に供給し乍ら
、電気熱変換体に連続繰り返しパルスで電圧を印加して
記録を実行したところ、印加周波数に応じた個数の液滴
が安定に且つ均一径で吐出噴射することが確認された。
が発熱しない状態で記録液体が吐出口からあふれ出る程
度以上の圧力で記録液体を記録ヘッド74に供給し乍ら
、電気熱変換体に連続繰り返しパルスで電圧を印加して
記録を実行したところ、印加周波数に応じた個数の液滴
が安定に且つ均一径で吐出噴射することが確認された。
この点から、記録ヘッド74は高周波での連続吐出に極
めて有効に適用されることが判明した。
めて有効に適用されることが判明した。
又、記録装置の主要部となる記録ヘッドは微小であるか
ら容易に複数個並べることが出来、高密度マルチオリフ
ィス化記録ヘッドが可能である。
ら容易に複数個並べることが出来、高密度マルチオリフ
ィス化記録ヘッドが可能である。
第10図は、記録液体に気泡を発生させる別の手段を説
明するための図で、図中、81はレーザ発振器、82は
光変調駆動回路、83は光変調器、84は走査器、85
は集光レンズで、レーザ発振器81より発生されたレー
ザ光は、光変調器82において、光変調器駆動回路82
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84を通り、集光レンズ85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86を加熱し、内部の記録液体87内で気
泡を発生させる。あるいは熱エネルギー作用部の壁86
は、レーザ光に対して透過性の材料で作られ、集光レン
ズ85によって内部の記録液体87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
発生させてもよい。
明するための図で、図中、81はレーザ発振器、82は
光変調駆動回路、83は光変調器、84は走査器、85
は集光レンズで、レーザ発振器81より発生されたレー
ザ光は、光変調器82において、光変調器駆動回路82
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84を通り、集光レンズ85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86を加熱し、内部の記録液体87内で気
泡を発生させる。あるいは熱エネルギー作用部の壁86
は、レーザ光に対して透過性の材料で作られ、集光レン
ズ85によって内部の記録液体87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
発生させてもよい。
第11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91は、高密度
に(たとえば16ノズル/mm以上)、又1紙91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。
の一例を説明するための図で、ノズル部91は、高密度
に(たとえば16ノズル/mm以上)、又1紙91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。
レーザ発振器81より発振されたレーザ光は、光変調器
83の入口開口に導かれる。光変調器83において、レ
ーザ光は、光変調器83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1反射鏡8
8によってその光路をビームエキスパンダー89の方向
に曲げられ、ビームエキスパンダー89に入射する。ビ
ームエキスパンダー89により平行光のままビーム径が
拡大される1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90に入射される0回転
多面@90によって掃引されたレーザ光は、集光レンズ
85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86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、記
録液滴を吐出し、記録紙92に記録に行なわれる。
83の入口開口に導かれる。光変調器83において、レ
ーザ光は、光変調器83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1反射鏡8
8によってその光路をビームエキスパンダー89の方向
に曲げられ、ビームエキスパンダー89に入射する。ビ
ームエキスパンダー89により平行光のままビーム径が
拡大される1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90に入射される0回転
多面@90によって掃引されたレーザ光は、集光レンズ
85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86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、記
録液滴を吐出し、記録紙92に記録に行なわれる。
第12図は、さらに別の気泡発生手段を示す図で、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100が、放電装置101から高電圧のパルス
を受け、記録液体中で放電をおこし、その放電によって
発生する熱により瞬時に気泡を形成するようにしだも、
のである。
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100が、放電装置101から高電圧のパルス
を受け、記録液体中で放電をおこし、その放電によって
発生する熱により瞬時に気泡を形成するようにしだも、
のである。
第13図乃至第20図は、それぞれ第12図に示した放
電電極の具体例を示す図で、 第13図に示した例は。
電電極の具体例を示す図で、 第13図に示した例は。
電極100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。
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。
第14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が発生す
るようにしたものである。針状の電極より1発生気泡の
位置が安定している。
るようにしたものである。針状の電極より1発生気泡の
位置が安定している。
第15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、発生気泡の位置はさらに安定す
る。
両穴がガイドになって、発生気泡の位置はさらに安定す
る。
第16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15図
に示した例と同じであり、その変形実施例である。
に示した例と同じであり、その変形実施例である。
第17図に示した例は、
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0、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。
のである0、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。
第18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17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。
したものである。これは、第17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。
第19図に示した例は、
第18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5発生気泡の安定性を狙ったものであり、第17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。
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5発生気泡の安定性を狙ったものであり、第17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。
第20図に示した例は、
第19図に示した例とは反対に、リング状電極形成部を
、周囲から下へ落しこんだ構造としたもので、やはり、
発生気泡は安定して形成される。
、周囲から下へ落しこんだ構造としたもので、やはり、
発生気泡は安定して形成される。
本発明において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。
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。
本発明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。
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。
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。
が、使用される液媒体は、前記の物性値を調合される記
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。
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、tert−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
チレングリコール七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。
、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、tert−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
チレングリコール七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。
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物性を満足し得
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。
の親和性及び記録液体としての後述の諸物性を満足し得
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
有効に使用される染料は、調合された記録液体の後述の
諸物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、反応染料、クロム染料、1:2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。
諸物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、反応染料、クロム染料、1:2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。
具体的には1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
S−B G、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5
−BL(以上住人化学製)、ダイヤミラーイエロー−H
G−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ー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、プロジオンレットH−2B、プロジオンブ
ルーH−3R(以上日本化薬層)、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−GR(以上バ
イヤー製)、スミフィックスイエローGR8、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
上住人化学製)、ダイヤミラーブラウン3G、ダイヤミ
ラーイエローG、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4GE(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RO、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
モドフ・アスト・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(BASF@)。
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
S−B G、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5
−BL(以上住人化学製)、ダイヤミラーイエロー−H
G−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ー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、プロジオンレットH−2B、プロジオンブ
ルーH−3R(以上日本化薬層)、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−GR(以上バ
イヤー製)、スミフィックスイエローGR8、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
上住人化学製)、ダイヤミラーブラウン3G、ダイヤミ
ラーイエローG、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4GE(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RO、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
モドフ・アスト・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(BASF@)。
オラゾール染料(CIBA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。
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。
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。
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。
る液媒体中に溶解又は分散されて使用される。
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。
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、雌側コバルト、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。
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。
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。
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。
(a)不溶性アゾ系(ナフトール系)
ブリリアントカーミンBS、レーキヵーミンFB、ブリ
リアントファストスカーレッド、レーキレッド4R、バ
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−ミリオンNO31、バー
ミリオンN092、トルイジンマル−ン。
リアントファストスカーレッド、レーキレッド4R、バ
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−ミリオンNO31、バー
ミリオンN092、トルイジンマル−ン。
(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LOG、ジアゾオレンジ、パルカンオレンジ、バラゾ
ロンレッド。
ーLOG、ジアゾオレンジ、パルカンオレンジ、バラゾ
ロンレッド。
(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。
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。
(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。
アニングリーン。
(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。
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。
(f)媒染系
アリザリンレーキ、マダカーミン。
(g)建染系
インダスレン系、ファストブルーレーキ(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。
(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。
クリドン系、ジオキサジン系。
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1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。
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1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。
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1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、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。
系)の場合1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、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。
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1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)。
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1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)。
使用される添加剤としては、粘度調整剤、表面張力調整
剤、pH調整剤、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。
剤、pH調整剤、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。
粘度調整剤や表面張力調整剤は、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。
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。
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。
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。
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
。
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
。
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、ポリオキシェチ
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。
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、ポリオキシェチ
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
ンゲリコール、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。
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
ンゲリコール、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。
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〜L
out%、好適には0.1〜8vt%、最適には0.2
〜7wt%とされるのが望ましい。
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〜L
out%、好適には0.1〜8vt%、最適には0.2
〜7wt%とされるのが望ましい。
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。
響を及ぼさない条件において二種以上混用しても良い。
本発明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。
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。
本発明で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。
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。
即ち、これ等の諸物性は、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。
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。
本発明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2表に示されるごときの値とされるのが望
ましてか1列挙された物性の総てが第2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2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2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2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
、(以下余白) 第2表 以上の説明から明らかなように、本発明によると、開口
面積が800μm2以下の非常に微細な吐出オリフィス
を有し、非常に微小なインク滴を安定よく形成するため
には、気泡の発生〜成長によって最大気泡になるまでの
成長速度の平均値をVb、前記吐出オリフィス部におけ
る記録液のメニスカスが成長して記録液柱になり、記録
液滴になる直前までの記録液柱の中心部の成長速度の平
均値をViとするとき、 5 m / s < Vb< Vi なる関係式を満足するように条件を設定してヘッドを駆
動するようにしたので、記録液を安定して吐出すること
ができる。
ては下記の第2表に示されるごときの値とされるのが望
ましてか1列挙された物性の総てが第2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2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2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2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
、(以下余白) 第2表 以上の説明から明らかなように、本発明によると、開口
面積が800μm2以下の非常に微細な吐出オリフィス
を有し、非常に微小なインク滴を安定よく形成するため
には、気泡の発生〜成長によって最大気泡になるまでの
成長速度の平均値をVb、前記吐出オリフィス部におけ
る記録液のメニスカスが成長して記録液柱になり、記録
液滴になる直前までの記録液柱の中心部の成長速度の平
均値をViとするとき、 5 m / s < Vb< Vi なる関係式を満足するように条件を設定してヘッドを駆
動するようにしたので、記録液を安定して吐出すること
ができる。
第1図及び第2図は1本発明の一実施例を説明するため
の要部構成図、第3図は、本発明の条件を見い出すため
に使用した実験装置、第4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5図は、バブルジェッ
トヘッドの一例を示す斜視図、第6図は、分解斜視図、
第7図は、蓋基板を裏側から見た図、第8図は1発熱抵
抗体を用いた気泡発生手段の構造を説明するための図、
第9図は、発熱体駆動回路の一例を説明するためのブロ
ック図、第10図は、レーザ光を用いた気泡発生手段の
一例を説明するための図、第11図は、プリンターの一
例を説明するための図、第12図は、放電を利用した気
泡発生手段の一例を説明するための図、第13図乃至第
20図は、それぞれ第12図に示した放電電極の具体例
を示す図、第21図及び第22図は、従来技術を説明す
るための図である。 31・・・記録液、32・・・発熱体、33・・・気泡
、34オリフイス、35・・・吐出寸前の記録液。 特許出原人 株式会社リコー 第 図 第 図 (a) 第 図 第 図 第 図 モニタ(気泡観測用) モニタ(吐出状態観測用) 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図
の要部構成図、第3図は、本発明の条件を見い出すため
に使用した実験装置、第4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5図は、バブルジェッ
トヘッドの一例を示す斜視図、第6図は、分解斜視図、
第7図は、蓋基板を裏側から見た図、第8図は1発熱抵
抗体を用いた気泡発生手段の構造を説明するための図、
第9図は、発熱体駆動回路の一例を説明するためのブロ
ック図、第10図は、レーザ光を用いた気泡発生手段の
一例を説明するための図、第11図は、プリンターの一
例を説明するための図、第12図は、放電を利用した気
泡発生手段の一例を説明するための図、第13図乃至第
20図は、それぞれ第12図に示した放電電極の具体例
を示す図、第21図及び第22図は、従来技術を説明す
るための図である。 31・・・記録液、32・・・発熱体、33・・・気泡
、34オリフイス、35・・・吐出寸前の記録液。 特許出原人 株式会社リコー 第 図 第 図 (a) 第 図 第 図 第 図 モニタ(気泡観測用) モニタ(吐出状態観測用) 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、開口面積が800μm^2以下の吐出オリフィス液
室内の記録液に熱エネルギーを作用させるための熱エネ
ルギー発生手段を有し、該熱エネルギー作用により前記
記録液中の熱エネルギー作用部に気泡を生じせしめ、該
気泡の体積増加にともなう作用力で吐出オリフィスより
前記記録液を液滴として飛翔させ、被記録面に付着させ
て記録を行なう液体噴射記録方法において、前記気泡の
発生〜成長によって最大気泡になるまでの成長速度の平
均値をVb、前記吐出オリフィス部における記録液のメ
ニスカスが成長して記録液柱になり、記録液滴になる直
前までの記録液柱の中心部の成長速度の平均値をViと
するとき、 5m/s<Vb<Vi なる関係式を満足することを特徴とする液体噴射記録方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1101139A JPH0653415B2 (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | 液体噴射記録方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1101139A JPH0653415B2 (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | 液体噴射記録方法 |
Related Child Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15780695A Division JPH08164611A (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 液体噴射記録方法 |
JP15401997A Division JPH1052913A (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | 液体噴射記録方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02277647A true JPH02277647A (ja) | 1990-11-14 |
JPH0653415B2 JPH0653415B2 (ja) | 1994-07-20 |
Family
ID=14292750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1101139A Expired - Lifetime JPH0653415B2 (ja) | 1989-04-19 | 1989-04-19 | 液体噴射記録方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0653415B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08164611A (ja) * | 1995-06-23 | 1996-06-25 | Ricoh Co Ltd | 液体噴射記録方法 |
JP2008173965A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-31 | Canon Inc | サーマルインクジェット用インク及びそれを用いたインクカートリッジ |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5590377A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-08 | Canon Inc | Liquid jet recording head |
JPS5919161A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-31 | Canon Inc | 画像形成装置 |
JPS59138469A (ja) * | 1983-01-28 | 1984-08-08 | Canon Inc | 液体噴射記録ヘッド |
JPS631580A (ja) * | 1986-06-20 | 1988-01-06 | Canon Inc | インクジエツト記録方法 |
JPS63247059A (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-13 | Canon Inc | インクジエツト記録装置 |
JPH01184149A (ja) * | 1988-01-19 | 1989-07-21 | Ricoh Co Ltd | 液体噴射記録法 |
-
1989
- 1989-04-19 JP JP1101139A patent/JPH0653415B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5590377A (en) * | 1978-12-27 | 1980-07-08 | Canon Inc | Liquid jet recording head |
JPS5919161A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-01-31 | Canon Inc | 画像形成装置 |
JPS59138469A (ja) * | 1983-01-28 | 1984-08-08 | Canon Inc | 液体噴射記録ヘッド |
JPS631580A (ja) * | 1986-06-20 | 1988-01-06 | Canon Inc | インクジエツト記録方法 |
JPS63247059A (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-13 | Canon Inc | インクジエツト記録装置 |
JPH01184149A (ja) * | 1988-01-19 | 1989-07-21 | Ricoh Co Ltd | 液体噴射記録法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08164611A (ja) * | 1995-06-23 | 1996-06-25 | Ricoh Co Ltd | 液体噴射記録方法 |
JP2008173965A (ja) * | 2006-12-22 | 2008-07-31 | Canon Inc | サーマルインクジェット用インク及びそれを用いたインクカートリッジ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0653415B2 (ja) | 1994-07-20 |
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