JPH0237302B2 - Ekitaifunshakirokuho - Google Patents
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- JPH0237302B2 JPH0237302B2 JP8872979A JP8872979A JPH0237302B2 JP H0237302 B2 JPH0237302 B2 JP H0237302B2 JP 8872979 A JP8872979 A JP 8872979A JP 8872979 A JP8872979 A JP 8872979A JP H0237302 B2 JPH0237302 B2 JP H0237302B2
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Description
本発明は、液体を噴射し、飛翔液滴を形成して
記録を行う液体噴射記録法に関する。 ノンインパクト記録法は、記録時に於ける騒音
の発生が無視し得る程度に極めて小さいという点
に於いて、最近関心を集めている。その中で、高
速記録が可能であり、而も所謂普通紙に定着とい
う特別な処理を必要とせずに記録の行える所謂イ
ンクジエツト記録法（液体噴射記録法）は、極め
て有力な記録法であつて、これ迄にも様々な方式
の提案とそれを具現化する装置が考案され、改良
が加えられて商品化されたものもあれば、現在も
尚実用化への努力が続けられているものもある。 その中で、例えば特開昭54−51837号公報、ド
イツ公開（DOLS）第2843064号公報に記載され
てある液体噴射記録法は、熱エネルギーを液体に
作用させて、液滴吐出の為の原動力を得るという
点に於いて、他の液体噴射記録法とは、異なる特
徴を有している。 即ち、上記の公報に開示されてある記録法は、
熱エネルギーの作用を受けた液体が急峻な体積の
増大を伴う状態変化を起し、該状態変化に基く作
用力によつて、記録ヘツド部先端のオリフイスよ
り液滴が吐出、飛翔して被記録部材に付着し記録
が行われるという特徴である。 殊に、DOLS2843064に開示されている液体噴
射記録法は、所謂drop−on demand記録法に極
めて有効に適用されるばかりでなく、記録ヘツド
部をfull lineタイプで高密度マルチオリフイス化
として容易に具現化出来るので、高解像度、高品
質の画像で高速で得られるという特徴を有してい
る。 この様に、上記の液体噴射記録法は、優れた特
徴を有するものであるが、高解像度、高品質の画
像を更に高速で記録するには、１つのオリフイス
から吐出される液滴の単位時間当りの個数Noを
増大させる必要がある。 つまり、上記の液体噴射記録法は、熱作用によ
る気泡の発生とその急峻な体積の増大と減衰に基
く急激な状態変化によつて、記録ヘツドのオリフ
イス液滴を飛翔的に吐出させて記録するが、この
体積の増大と減衰の繰返し時間を短かくしてNo
を増大させる（繰返し液滴吐出性の向上）必要が
ある。この繰返し液滴吐出性を向上させるには、
律速段階となつている増大した気泡体積の減衰速
度を向上させることが提案されている。即ち、液
体に作用させる熱の発生源である電気熱変換体よ
りの熱が熱作用部にある液体に作用し、該液体と
接触する表面である熱作用面の温度波形の減衰カ
ーブを、例えば、具体的には、ペルチエ素子等の
冷却装置を使用して、電気熱変換体の熱発生部や
液体を強制的に冷却する（強制冷却）ことにより
急峻なものとし、結果的にNoを増大させ様とす
る工夫である。 而乍ら、熱作用面の温度波形の減衰カーブを急
峻にして行くとある程度までは前記の問題は解決
し得るが、減衰カーブがある程度以上急峻になる
と、オリフイス付近に形成される液体のメニスカ
スの後退し過ぎが起つて、液体中への空気の抱込
み現象や記録ヘツドに設けられてある熱作用部へ
の液体の補給不安定現象、ひいては補給不足現象
を生じて、吐出液滴量の不均一、液滴吐出方向の
乱れ、液滴吐出スピードの不均一、記録信号に対
する応答の忠実性及び確実性の低下等を招来し、
記録画像の品質低下、ひいては記録停止の原因と
なる。 本発明は、この点に鑑み成されたものであつ
て、従来法に較べ連続的長時間記録に於いても常
時安定して一層高速で且つより高解像度且つより
高品質の画像を記録することが出来る液体噴射記
録法を提供する事を目的とする。 本発明は、上記の目的を達成する為に、諸々の
角度から検討し、実際に多種多様の記録ヘツドを
設計製造し、それ等に与える記録信号の種類と液
滴吐出特性の相互関連性に就て、種々の角度から
の実験を繰返し行つている過程で、熱作用面の温
度波形がある波形状態をとれば温度波形の上昇カ
ーブと減衰カーブとの相関に於いて減衰カーブを
更に急峻にしても前記の諸問題が生じないという
点を見出した事に基いて成されたものである。 本発明の液体噴射記録法は、液滴を吐出する為
に設けられたオリフイス及び該オリフイスに連通
し液滴を吐出する為の熱エネルギーが液体に作用
する部分である熱作用部を有する液吐出部と、電
気信号の入力により熱エネルギーを発生する手段
として選定された熱特性を有する電気熱変換体と
を具備する記録ヘツドを使用する液体噴射記録法
であつて、あらかじめ選定された前記電気信号の
特性により１つの信号が前記電気熱変換体に入力
される時に前記熱変換体より発生する熱が前記熱
作用部にある液体に作用する場合において、該液
体と接触する表面である熱作用面の温度が立上り
開始温度Tiより最高温度Tpに至るのに要する時
間をτ0とし、TpよりTp−Ti／２まで減衰するのに 要する時間をτ1/2とする時、TiよりTpに至る迄の
熱作用面の温度の時間変化率の平均値が１×106
℃／sec以上であつて、且つ０＜τ0≦10μsの場合
にはτ0≦τ1/2≦4τ0となる様に、また10μs＜τ0の場
合には10μs≦τ1/2≦4τ0となる様にして記録を実行
する事を特徴とするものである。 上記の電気信号の特性はパルス波形、パルス幅
及びパルス電圧等を含み、前記電気熱変換体の熱
特性は、熱作用部を構成する各層材料の比熱、熱
伝導率及び熱容量に関係する層厚等を含むもので
あり、これら電気信号の特性及び電気熱変換体の
熱特性を実験的に選定することが、上記数式を満
足する為の記録ヘツドの条件となる。 この様に温度波形の上昇カーブと減衰カーブと
の相互関係において上記した様に熱作用面の温度
の時間変化の波形を選択して記録することによつ
て、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計ることが
出来、高解像度で高品質の画像を高速で記録する
ことが極めて容易に行える。 更には、前記の熱作用面の温度変化の波形状と
することによつて、熱作用部に於いて、電気信号
の電気熱変換体への入力によつて発生される熱エ
ネルギーが、該熱作用部にある液体に高効率で作
用し、その結果生じた液滴吐出の為の原動力が液
滴吐出に有効に消費される様になるので、省液滴
吐出エネルギー化を実現することが容易となる。 本発明に於いては熱作用面の温度Ｔの時間変化
として、立上り開始温度Tiより最高温度Tpに至
る迄の時間変化率dT／dtの平均値（ｄＴ／――／dt）が
１− 106℃／sec以上である様な上昇カーブとし、その
減衰カーブとしては、前記した様に設定して記録
を実行すれば良いものであるが、更に好適には
（ｄＴ／――／dt）が３×106℃／sec以上、最適には１
× 107℃／sec以上とされる。なお、前記開始温度Ti
は使用するインクの物性および記録ヘツドがおか
れている環境温度により支配されて自ずから定ま
るものであり、また前記最高温度Tpは記録ヘツ
ドに印加される電気信号の電圧およびパルス幅に
よつて定まりかつインクが加熱されることによつ
て急峻な体積の増大を伴う状態変化をおこすのに
必要な温度を意味する。 以下、本発明を図面に従つて、更に具体的に説
明する。 第１図ａは、本発明が適用される液体噴射記録
ヘツドのオリフイス側から見た正面部分図、第１
図ｂは、第１図ａに一点鎖線XYで示す部分で切
断した場合の切断面部分図である。 図に示される記録ヘツド１は、その表面に電気
熱変換体２が設けられている基板３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４で覆う様に接合することによつ
て、オリフイス５と液吐出部６が形成された構造
を有している。図に示す記録ヘツド１の場合、オ
リフイス５を複数有するものとして示されてある
が、勿論本発明は、これに限定されるものではな
く単一オリフイスの記録ヘツドへの適用の場合も
本発明の範疇にはいるものである。 液吐出部６は、その終端に液滴を吐出させる為
のオリフイス５と、電気熱変換体２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７とを有する。 熱作用部７は、電気熱変換体２の熱発生部８の
上部に位置し、熱発生部８の液体と接触する熱作
用面９をその底面としている。 熱発生部８は、基板３上に設けられた下部層１
０、該下部層１０上に設けられた発熱抵抗層１
１、該発熱抵抗層１１上に設けられた上部層１２
とで構成される。発熱抵抗層１１には、熱を発生
させる為に該層１１に通電する為の電極１３，１
４がその表面に設けられてある。電極１３は、各
液吐出部の熱発生部に共通の電極であり、電極１
４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つて、液吐出部の流路に沿つ
て設けられてある。 上部層１２は、発熱抵抗層１１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
１１と液吐出部６にある液体とを隔絶すると共
に、液体を通じて電極１３，１４間が短絡するの
を防止する発熱抵抗層１１の保護的機能を有して
いる。 上部層１２は、上記の様な機能を有するもので
あるが、発熱抵抗層１１が、耐液性であり、且つ
液体を通じて電極１３，１４間が電気的に短絡す
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１１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１０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１１で発生
する熱が基板３側の方に伝導するよりも、熱作用
部７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１１への通電が
OFFされた後には、熱作用部７及び熱発生部８
にある熱が速かに基板３側に放出されて、熱作用
部７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７側へ
の熱流量の割合が出来る限り大きく、発熱抵抗層
１１への通電がOFFされた際には、基板３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特性の向上、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、熱作用面の温度変化カーブに於い
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。 この点を更に具体的に説明する。 第２図には、記録ヘツド１に設けられた電気熱
変換体２に記号Ｐで示すパルス波形の電気信号を
入力した際の熱作用面９の表面温度の時間的変化
が示される。 今、電気熱変換体２に時刻t0と時刻tpに於いて
ON−OFFされるパルス状の電気信号Ｐが入力さ
れると、熱作用面９の表面温度Ｔは、時刻t0に於
いて立上り開始温度Tiより上昇し始め、時刻tp
に於いて最高温度TPに到達する。時刻tpに於い
て電気信号ＰがOFFされると、表面温度Ｔは、
減衰し始める。 本発明に於いては、TpよりTp−Ti／２に至るの に要する時間をτ1/2、TiよりTpに至るのに要する
時間をτoとすると、TiよりTpに至る迄の表面温
度Ｔの時間変化率の平均値が１×106℃／sec以上
となる様な上昇カーブを表面温度Ｔがとり、且
つ、表面温度Ｔの減衰カーブがτ1/2がτoとの関係
において前記の範囲にある様に表面温度Ｔの時間
的変化を選定するものである。この様に、熱作用
面９の表面温度Ｔの変化の立上りカーブと立下り
カーブとの関係を保持すれば、前記した如きの本
発明の目的は、十二分に達成する事が出来る。 以下、本発明を実施例に従つて具体的に説明す
る。 実施例 シリコン基板上にSiO2層（下部層）をスパツ
タリングにより5μm厚に形成、続いて発熱抵抗層
としてZrB2を2000Å厚に、アルミニウムを電極
として2000Å厚に積層した後、選択エツチングに
よつて40μm×300μmの発熱抵抗体パターンを形
成した。次にSiO2層をスパツタリングにより
0.3μm厚に保護層（上部層）として積層して基板
上に電気熱変換体を形成した後、幅40μm×深さ
40μmの溝を刻んだガラス板を溝と発熱抵抗体が
合致するように接合した。引続いて発熱抵抗体の
先端とオリフイスの距離が400μmになるようオリ
フイス端面を研磨して記録ヘツドを作成した。こ
の記録ヘツドに黒色染料とエタノールを主成分と
するインクを0.07気圧の背圧で熱作用部に供給し
ながら、10μs，25Vの矩形電圧パルス印字信号を
200μsの周期で電気熱変換体に10時間連続して印
加したところ、印字信号に従つて忠実且つ確実に
液滴が吐出した。 又、電気熱変換体へ入力する信号のパルス幅、
（ｄＴ／――／dt）、τ1/2を種々変化させて、その場
合の吐出 状況、最高応答周波数、消費エネルギーの測定結
果を第１表に示す。 第１表より、本発明に従う様に電気熱変換体の
熱作用面の表面温度の変化曲線を選定すると極め
て良好な結果の得られることが判かる。
記録を行う液体噴射記録法に関する。 ノンインパクト記録法は、記録時に於ける騒音
の発生が無視し得る程度に極めて小さいという点
に於いて、最近関心を集めている。その中で、高
速記録が可能であり、而も所謂普通紙に定着とい
う特別な処理を必要とせずに記録の行える所謂イ
ンクジエツト記録法（液体噴射記録法）は、極め
て有力な記録法であつて、これ迄にも様々な方式
の提案とそれを具現化する装置が考案され、改良
が加えられて商品化されたものもあれば、現在も
尚実用化への努力が続けられているものもある。 その中で、例えば特開昭54−51837号公報、ド
イツ公開（DOLS）第2843064号公報に記載され
てある液体噴射記録法は、熱エネルギーを液体に
作用させて、液滴吐出の為の原動力を得るという
点に於いて、他の液体噴射記録法とは、異なる特
徴を有している。 即ち、上記の公報に開示されてある記録法は、
熱エネルギーの作用を受けた液体が急峻な体積の
増大を伴う状態変化を起し、該状態変化に基く作
用力によつて、記録ヘツド部先端のオリフイスよ
り液滴が吐出、飛翔して被記録部材に付着し記録
が行われるという特徴である。 殊に、DOLS2843064に開示されている液体噴
射記録法は、所謂drop−on demand記録法に極
めて有効に適用されるばかりでなく、記録ヘツド
部をfull lineタイプで高密度マルチオリフイス化
として容易に具現化出来るので、高解像度、高品
質の画像で高速で得られるという特徴を有してい
る。 この様に、上記の液体噴射記録法は、優れた特
徴を有するものであるが、高解像度、高品質の画
像を更に高速で記録するには、１つのオリフイス
から吐出される液滴の単位時間当りの個数Noを
増大させる必要がある。 つまり、上記の液体噴射記録法は、熱作用によ
る気泡の発生とその急峻な体積の増大と減衰に基
く急激な状態変化によつて、記録ヘツドのオリフ
イス液滴を飛翔的に吐出させて記録するが、この
体積の増大と減衰の繰返し時間を短かくしてNo
を増大させる（繰返し液滴吐出性の向上）必要が
ある。この繰返し液滴吐出性を向上させるには、
律速段階となつている増大した気泡体積の減衰速
度を向上させることが提案されている。即ち、液
体に作用させる熱の発生源である電気熱変換体よ
りの熱が熱作用部にある液体に作用し、該液体と
接触する表面である熱作用面の温度波形の減衰カ
ーブを、例えば、具体的には、ペルチエ素子等の
冷却装置を使用して、電気熱変換体の熱発生部や
液体を強制的に冷却する（強制冷却）ことにより
急峻なものとし、結果的にNoを増大させ様とす
る工夫である。 而乍ら、熱作用面の温度波形の減衰カーブを急
峻にして行くとある程度までは前記の問題は解決
し得るが、減衰カーブがある程度以上急峻になる
と、オリフイス付近に形成される液体のメニスカ
スの後退し過ぎが起つて、液体中への空気の抱込
み現象や記録ヘツドに設けられてある熱作用部へ
の液体の補給不安定現象、ひいては補給不足現象
を生じて、吐出液滴量の不均一、液滴吐出方向の
乱れ、液滴吐出スピードの不均一、記録信号に対
する応答の忠実性及び確実性の低下等を招来し、
記録画像の品質低下、ひいては記録停止の原因と
なる。 本発明は、この点に鑑み成されたものであつ
て、従来法に較べ連続的長時間記録に於いても常
時安定して一層高速で且つより高解像度且つより
高品質の画像を記録することが出来る液体噴射記
録法を提供する事を目的とする。 本発明は、上記の目的を達成する為に、諸々の
角度から検討し、実際に多種多様の記録ヘツドを
設計製造し、それ等に与える記録信号の種類と液
滴吐出特性の相互関連性に就て、種々の角度から
の実験を繰返し行つている過程で、熱作用面の温
度波形がある波形状態をとれば温度波形の上昇カ
ーブと減衰カーブとの相関に於いて減衰カーブを
更に急峻にしても前記の諸問題が生じないという
点を見出した事に基いて成されたものである。 本発明の液体噴射記録法は、液滴を吐出する為
に設けられたオリフイス及び該オリフイスに連通
し液滴を吐出する為の熱エネルギーが液体に作用
する部分である熱作用部を有する液吐出部と、電
気信号の入力により熱エネルギーを発生する手段
として選定された熱特性を有する電気熱変換体と
を具備する記録ヘツドを使用する液体噴射記録法
であつて、あらかじめ選定された前記電気信号の
特性により１つの信号が前記電気熱変換体に入力
される時に前記熱変換体より発生する熱が前記熱
作用部にある液体に作用する場合において、該液
体と接触する表面である熱作用面の温度が立上り
開始温度Tiより最高温度Tpに至るのに要する時
間をτ0とし、TpよりTp−Ti／２まで減衰するのに 要する時間をτ1/2とする時、TiよりTpに至る迄の
熱作用面の温度の時間変化率の平均値が１×106
℃／sec以上であつて、且つ０＜τ0≦10μsの場合
にはτ0≦τ1/2≦4τ0となる様に、また10μs＜τ0の場
合には10μs≦τ1/2≦4τ0となる様にして記録を実行
する事を特徴とするものである。 上記の電気信号の特性はパルス波形、パルス幅
及びパルス電圧等を含み、前記電気熱変換体の熱
特性は、熱作用部を構成する各層材料の比熱、熱
伝導率及び熱容量に関係する層厚等を含むもので
あり、これら電気信号の特性及び電気熱変換体の
熱特性を実験的に選定することが、上記数式を満
足する為の記録ヘツドの条件となる。 この様に温度波形の上昇カーブと減衰カーブと
の相互関係において上記した様に熱作用面の温度
の時間変化の波形を選択して記録することによつ
て、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計ることが
出来、高解像度で高品質の画像を高速で記録する
ことが極めて容易に行える。 更には、前記の熱作用面の温度変化の波形状と
することによつて、熱作用部に於いて、電気信号
の電気熱変換体への入力によつて発生される熱エ
ネルギーが、該熱作用部にある液体に高効率で作
用し、その結果生じた液滴吐出の為の原動力が液
滴吐出に有効に消費される様になるので、省液滴
吐出エネルギー化を実現することが容易となる。 本発明に於いては熱作用面の温度Ｔの時間変化
として、立上り開始温度Tiより最高温度Tpに至
る迄の時間変化率dT／dtの平均値（ｄＴ／――／dt）が
１− 106℃／sec以上である様な上昇カーブとし、その
減衰カーブとしては、前記した様に設定して記録
を実行すれば良いものであるが、更に好適には
（ｄＴ／――／dt）が３×106℃／sec以上、最適には１
× 107℃／sec以上とされる。なお、前記開始温度Ti
は使用するインクの物性および記録ヘツドがおか
れている環境温度により支配されて自ずから定ま
るものであり、また前記最高温度Tpは記録ヘツ
ドに印加される電気信号の電圧およびパルス幅に
よつて定まりかつインクが加熱されることによつ
て急峻な体積の増大を伴う状態変化をおこすのに
必要な温度を意味する。 以下、本発明を図面に従つて、更に具体的に説
明する。 第１図ａは、本発明が適用される液体噴射記録
ヘツドのオリフイス側から見た正面部分図、第１
図ｂは、第１図ａに一点鎖線XYで示す部分で切
断した場合の切断面部分図である。 図に示される記録ヘツド１は、その表面に電気
熱変換体２が設けられている基板３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４で覆う様に接合することによつ
て、オリフイス５と液吐出部６が形成された構造
を有している。図に示す記録ヘツド１の場合、オ
リフイス５を複数有するものとして示されてある
が、勿論本発明は、これに限定されるものではな
く単一オリフイスの記録ヘツドへの適用の場合も
本発明の範疇にはいるものである。 液吐出部６は、その終端に液滴を吐出させる為
のオリフイス５と、電気熱変換体２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７とを有する。 熱作用部７は、電気熱変換体２の熱発生部８の
上部に位置し、熱発生部８の液体と接触する熱作
用面９をその底面としている。 熱発生部８は、基板３上に設けられた下部層１
０、該下部層１０上に設けられた発熱抵抗層１
１、該発熱抵抗層１１上に設けられた上部層１２
とで構成される。発熱抵抗層１１には、熱を発生
させる為に該層１１に通電する為の電極１３，１
４がその表面に設けられてある。電極１３は、各
液吐出部の熱発生部に共通の電極であり、電極１
４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つて、液吐出部の流路に沿つ
て設けられてある。 上部層１２は、発熱抵抗層１１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
１１と液吐出部６にある液体とを隔絶すると共
に、液体を通じて電極１３，１４間が短絡するの
を防止する発熱抵抗層１１の保護的機能を有して
いる。 上部層１２は、上記の様な機能を有するもので
あるが、発熱抵抗層１１が、耐液性であり、且つ
液体を通じて電極１３，１４間が電気的に短絡す
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１１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１０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１１で発生
する熱が基板３側の方に伝導するよりも、熱作用
部７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１１への通電が
OFFされた後には、熱作用部７及び熱発生部８
にある熱が速かに基板３側に放出されて、熱作用
部７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７側へ
の熱流量の割合が出来る限り大きく、発熱抵抗層
１１への通電がOFFされた際には、基板３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特性の向上、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、熱作用面の温度変化カーブに於い
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。 この点を更に具体的に説明する。 第２図には、記録ヘツド１に設けられた電気熱
変換体２に記号Ｐで示すパルス波形の電気信号を
入力した際の熱作用面９の表面温度の時間的変化
が示される。 今、電気熱変換体２に時刻t0と時刻tpに於いて
ON−OFFされるパルス状の電気信号Ｐが入力さ
れると、熱作用面９の表面温度Ｔは、時刻t0に於
いて立上り開始温度Tiより上昇し始め、時刻tp
に於いて最高温度TPに到達する。時刻tpに於い
て電気信号ＰがOFFされると、表面温度Ｔは、
減衰し始める。 本発明に於いては、TpよりTp−Ti／２に至るの に要する時間をτ1/2、TiよりTpに至るのに要する
時間をτoとすると、TiよりTpに至る迄の表面温
度Ｔの時間変化率の平均値が１×106℃／sec以上
となる様な上昇カーブを表面温度Ｔがとり、且
つ、表面温度Ｔの減衰カーブがτ1/2がτoとの関係
において前記の範囲にある様に表面温度Ｔの時間
的変化を選定するものである。この様に、熱作用
面９の表面温度Ｔの変化の立上りカーブと立下り
カーブとの関係を保持すれば、前記した如きの本
発明の目的は、十二分に達成する事が出来る。 以下、本発明を実施例に従つて具体的に説明す
る。 実施例 シリコン基板上にSiO2層（下部層）をスパツ
タリングにより5μm厚に形成、続いて発熱抵抗層
としてZrB2を2000Å厚に、アルミニウムを電極
として2000Å厚に積層した後、選択エツチングに
よつて40μm×300μmの発熱抵抗体パターンを形
成した。次にSiO2層をスパツタリングにより
0.3μm厚に保護層（上部層）として積層して基板
上に電気熱変換体を形成した後、幅40μm×深さ
40μmの溝を刻んだガラス板を溝と発熱抵抗体が
合致するように接合した。引続いて発熱抵抗体の
先端とオリフイスの距離が400μmになるようオリ
フイス端面を研磨して記録ヘツドを作成した。こ
の記録ヘツドに黒色染料とエタノールを主成分と
するインクを0.07気圧の背圧で熱作用部に供給し
ながら、10μs，25Vの矩形電圧パルス印字信号を
200μsの周期で電気熱変換体に10時間連続して印
加したところ、印字信号に従つて忠実且つ確実に
液滴が吐出した。 又、電気熱変換体へ入力する信号のパルス幅、
（ｄＴ／――／dt）、τ1/2を種々変化させて、その場
合の吐出 状況、最高応答周波数、消費エネルギーの測定結
果を第１表に示す。 第１表より、本発明に従う様に電気熱変換体の
熱作用面の表面温度の変化曲線を選定すると極め
て良好な結果の得られることが判かる。
【表】
第１図ａは、本発明に適用される液体噴射記録
ヘツドの好適な実施態様の１つの、オリフイス側
からの正面部分図、第１図ｂは、第１図ａに一点
鎖線XYで示す部分で切断した場合の切断面部分
図、第２図は、記録ヘツドに入力される電気信号
と熱作用面９の表面温度の時間的変化を示すタイ
ミングチヤートである。 １…液体噴射記録ヘツド、２…電気熱変換体、
３…基板、４…溝付板、５…オリフイス、６…液
吐出部、７…熱作用部、８…熱発生部、９…熱作
用面、１０…下部層、１１…発熱抵抗層、１２…
上部層、１３…共通電極、１４…選択電極。
ヘツドの好適な実施態様の１つの、オリフイス側
からの正面部分図、第１図ｂは、第１図ａに一点
鎖線XYで示す部分で切断した場合の切断面部分
図、第２図は、記録ヘツドに入力される電気信号
と熱作用面９の表面温度の時間的変化を示すタイ
ミングチヤートである。 １…液体噴射記録ヘツド、２…電気熱変換体、
３…基板、４…溝付板、５…オリフイス、６…液
吐出部、７…熱作用部、８…熱発生部、９…熱作
用面、１０…下部層、１１…発熱抵抗層、１２…
上部層、１３…共通電極、１４…選択電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 液滴を吐出する為に設けられたオリフイス及
び該オリフイスに連通し液滴を吐出する為の熱エ
ネルギーが液体に作用する部分である熱作用部を
有する液吐出部と、電気信号の入力により熱エネ
ルギーを発生する手段として選定された熱特性を
有する電気熱変換体とを具備する記録ヘツドを使
用する液体噴射記録法であつて、あらかじめ選定
された前記電気信号の特性により１つの信号が前
記電気熱変換体に入力される時に前記熱変換体よ
り発生する熱が前記熱作用部にある液体に作用す
る場合において、該液体と接触する表面である熱
作用面の温度が立上り開始温度Tiより最高温度
Tpに至るのに要する時間をτ0とし、Tpより
Tp−Ti／２まで減衰するのに要する時間をτ1/2とす る時、TiよりTpに至る迄の熱作用面の温度の時
間変化率の平均値が１×106℃／sec以上であつ
て、且つ０＜τ0≦10μsの場合にはτ0≦τ1/2≦4τ0と
なる様に、また10μs＜τ0の場合には10μs≦τ1/2≦
4τ0となる様にして記録を実行する事を特徴とす
る液体噴射記録法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8872979A JPH0237302B2 (ja) | 1979-07-12 | 1979-07-12 | Ekitaifunshakirokuho |
| US06/149,429 US4313124A (en) | 1979-05-18 | 1980-05-13 | Liquid jet recording process and liquid jet recording head |
| DE3051241A DE3051241C2 (de) | 1979-05-18 | 1980-05-16 | Aufzeichnungskopf zum Ausstoßen von Flüssigkeitströpfchen auf einen Aufzeichnungsträger |
| DE19803018852 DE3018852A1 (de) | 1979-05-18 | 1980-05-16 | Verfahren zum tintenstrahldrucken sowie schreibkopf fuer einen tintenstrahldrucker |
| DE3051237A DE3051237C2 (de) | 1979-05-18 | 1980-05-16 | Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung |
| DE3051239A DE3051239C2 (de) | 1979-05-18 | 1980-05-16 | Schreibkopf für einen Tintenstrahldrucker |
| DE3051240A DE3051240C2 (de) | 1979-05-18 | 1980-05-16 | Tintenstrahl-Schreibkopf |
| DE3051238A DE3051238C2 (de) | 1979-05-18 | 1980-05-16 | Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8872979A JPH0237302B2 (ja) | 1979-07-12 | 1979-07-12 | Ekitaifunshakirokuho |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5613177A JPS5613177A (en) | 1981-02-09 |
| JPH0237302B2 true JPH0237302B2 (ja) | 1990-08-23 |
Family
ID=13950999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8872979A Expired - Lifetime JPH0237302B2 (ja) | 1979-05-18 | 1979-07-12 | Ekitaifunshakirokuho |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0237302B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04329307A (ja) * | 1991-04-30 | 1992-11-18 | Inou Mokuzai Kk | 丁張り貫、及び丁張り貫への色彩の付与方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH021317A (ja) * | 1988-02-18 | 1990-01-05 | Ricoh Co Ltd | 液体噴射記録ヘッド |
| US5980024A (en) * | 1993-10-29 | 1999-11-09 | Hitachi Koki Co, Ltd. | Ink jet print head and a method of driving ink therefrom |
-
1979
- 1979-07-12 JP JP8872979A patent/JPH0237302B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04329307A (ja) * | 1991-04-30 | 1992-11-18 | Inou Mokuzai Kk | 丁張り貫、及び丁張り貫への色彩の付与方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5613177A (en) | 1981-02-09 |
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