JPH03277557A - 液体噴射記録法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱エネルギーによってオリフィスから液体を吐
出させて飛翔的液滴を形成し、該液を被記録面に付着さ
せて記録を行な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か
）！ｊ（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。その中で高速記録か可能であ
り、しかも普通紙に定石という特別な処理を必要とせず
に記録の行える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揉々な方法の提案とそれを
具現化する装置が考案され、改良が加えられて商品化さ
れた物もあれは、現在も実用化への努力が続けらている
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
である液体噴射記録法は、液滴形成エネルギーである熱
エネルギーを液体に作用させて、飛翔的液滴を形成する
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である記録法では、熱エネ
ルギーの作用を受けた液体が気泡の発生を含む急峻な体
積の増大を伴う状態変化を起し、該状態変化に基づく作
用力によって、記録ヘッド部先端のオリフィスより液滴
が吐出、飛ＩＨシて被記録部材に付着し記録が行われる
。

殊に、ＤＯＬＳ　２８４：１０６４に開示されている液
体噴射記録法は、所謂ｄｒｏｐ−ｏｎ　ｄｅｌＩｌａｎ
ｄ記録法に極めて有効に通用されるばかりではなく、記
録ヘッド部をｆｕｌｌ　ｌ１ｎｅタイプで高密度マルチ
オリフィス化して容易に実現出来るので、高解像度、高
品質の画像を高速で得られるという利点を有している。

この様に、上記の液体噴射記録法は、種々の利点を有す
るものであるが、高解像度、高品質の画像を更に高速で
長時間記録する場合、或いは装置の使用寿命を飛躍的に
向上させるには、記録ヘッドの繰り返し使用寿命（耐久
寿命）を向上させる必要がある。

上記の如き記録法に通用される記録ヘッドの使用寿命を
決定している要因としては、具備される電気・熱変換体
の寿命の他に、該変換体表面への固形物の沈積があげら
れる。即ち、」：記の記りｊ法に通用される記録ヘッド
は、例えば、第１図（ａｔ　、　（ｂｌ　に示す社な４
ｆｒｉ造を有している。

図に於て、電気・熱変換体１０２は、液滴形成エネルギ
ー作用８１りである熱作用部１０７に於いて、液体にエ
ネルギーか与えられるエネルギー作用面としての熱作用
面１０９を介して矢印Ａより導入される液体と接触して
いる。この揉な構成は発生される液滴形成エネルギーと
しての熱エネルギーを熱作用部１０７にある液体に有効
に且つ効率良く作用させる目的がら採用されているもの
である。

その為に、使用される記録液にもよるが、通常の水を液
媒体とする桜な記録液を使用する場合には、該記録液を
通じての電極＋１３．１１４間の電気的リークを防止す
る事、及び発熱抵抗層Ｉｌｌを前記記録液から、或は熱
的酸化から保護する為に上部層１１２かヘッド作成時に
、熱発生Ｎ５１０Ｂに於ける部分では、発熱抵抗層１］
】上に形成される。

斯かる記録ヘッドを使用する記録法に於ける液滴形成原
理は、前記した線に電気・熱変換体への通電がＯＮされ
ると液滴形成エネルギーである熱エネルギーの作用を受
けた、熱作用部１０７にある記録法が急激な体積の増大
を伴う状態変化、即ち、熱作用部１０７にある記録液が
μｓｅｃ程度以下という非常に瞬時間の中に気化状態に
達し、熱作用部１０７に於いて、瞬時の中に気泡の発生
とその成長が起こり、該熱作用部１０とオリフィス１０
５との間に存在する記録液の大兄がオリフィス１０５よ
り吐出して、飛翔的液滴が形成される。

この様に、使用される記録液は、熱作用部＋０７に於い
て、気化状態になる程の熱作用を受ける為に例えば非常
に長時間の連続記録を行う場合には熱作用面に不溶性の
堆積物が生ずる場合があり、この桜な現象が起こった場
合には、電気・熱変換体より発生される熱エネルギーが
熱作用面を通じて記録液に十分に伝達しなくなって液体
の吐出効率が低下し、安定的な記録を行うことが困難と
なる。この様な状況て安定的な液１１Ｉ−出を錆゛保し
ようとして電気熱変換体に人力する信号のエネルギーレ
ベルを上げると電気・熱変換体の寿命そのものを著しく
短縮する結果となり好ましくない。従って、電気・熱変
換体の駆動は電気・熱変換体本来の最適駆動条件の下で
行い、長時間連続記録の場合であっても安定的な記録を
確保する必要がある。

本発明は、上記の点に鑑み成されたものであって、電気
・熱変換体を、その本来の最適駆動条件によって駆動さ
せることが長時間連続記録を行う場合にも出来、常ｎ４
安定した記録が確保出来、電気・熱変換体自体の寿命も
従来に較べて飛躍的に延ばすことが出来る液体噴射記録
法を提案することを目的と劣る。

本発明の液体噴射記録法は液体を吐出する為に設けられ
たオリフィスと、該オリフィスに連通し、飛翔的液滴を
形成する為の熱エネルギーか液体に作用する部分である
熱作用部とを有する液吐出部と、前記熱作用部を満たす
液体に作用する熱エネルギーを発生する手段である電気
熱変換体とを具備する記録ヘッドに、記録動作の過程に
於いて、強制的な記録休止時間を与え該休止時間の経過
後に前記電気・熱変換体に駆動信号を印加して前記熱作
用部を構成し、前記液体と接触している熱作用面にＪｌ
を禎している堆積物を前記熱作用面より除去する事を特
徴とする。

この様な特徴を有する本発明の液体噴射記録法によれば
、長時間連続記録を行う場合にも電気・熱変換体をそれ
本来の最適駆動条件によって駆動することが安定的に出
来、常時高品質の記録を行う事が出来る。又、電気・熱
変換体を駆動する信号のエネルギー量を最小限の範囲内
に抑えることが出来る為に装置化した際に省エネルギー
化とすることが出来ると共に電気・熱変換体自体の寿命
も飛躍的に延ばすことが出来る。

以下、本発明を図面に従って具体的に説明する。

第２図は、本発明の液体噴射記録法を具現化した装置の
主要部を示す模式的斜視図である。

第２図に示す装置に於いては、記録ヘッド本体２０１に
設けである電気熱変換体の発生する熱エネルギーか、記
録ヘッド本体２０１内の液流路の一部を構成する熱作用
部の壁面の一部である熱作用面上に堆積物が堆積して記
録液に効率良く伝達されなくなることによる液滴スビー
（・の低下を光電的検出器によって検出することにより
、逆に熱作用面上に記録液の熱的変化によって生ずる堆
積物が在るか否かを検知し、堆積物か存在している場合
には、記録ヘッドの記録動作を停止させて、記録ヘッド
に強制的な記録休止時間を与え、該休止時間の経過後、
電気熱変換体に駆動信号を人力し、記録ヘッド内部の液
流路中より前記堆積物を除去するものである。

記録ヘッド２０１は、所定数の記録信号が人力されて記
録を実行した後、移動軸２０２上を液滴スピード検出位
置まで移動され、そこで記録ヘッド２０１の具備する電
気熱変換体に駆動信号が人力され、止糸駆動時に於ける
液滴スピードからのスピード低下か測定される。

ｉ＆　ｉ１４スピードの検出は、スリットプレート２０
３　に平行に設りられた２本のスリット２０４ａ。

２０４　ｂを挟んで相対して設けられた発光部ＬＥＤア
レー２０５ａ、　２１１５ａと受光部ＣＣＤラインホ！
・センサー２０５ｂ、　２０６ｂとを組とする２ス４の
検出手段によってなされる。液滴スピードの検出の為に
吐出される液体及び不要の堆積物は、ＩＪＩ記ｋｌ　ｉ
＆溜２０８中に収容される。

記録ヘッド２０１によって形成される飛翔する液ｌ＾２
０７の飛１１１スピードは液滴スピード検出部２００を
７夜滴２０７が通過する際、ＬＥ［ｌアレー２０５ａと
ＣＣＤラインホトセンサ２０５ｂとて構成される第１の
検出手段と　ＬＥＤアレー２０６ａとＣＣＤラインホト
センサ２０６ｂとで構成される第２の検出手段上の間を
通過する時間を測定することによって検知される。液滴
の飛ＦＪＩスピードＶを検知した情報は、記録ヘッドが
正常な状態で動作している際の液滴の正常な飛１１１ス
ピードｖＨと比較され、検知された液滴の飛翔スピード
ｖが■常飛翔スピード■ｈより許容範囲以上に低下して
いる場合には記録ヘッド２０１の記８ｊ動作が直ちに停
止される。記録ヘッド２０１は強制的に記録休止時間Ｔ
を与えられる。記録休止時間Ｔの好適後記録ヘッド２０
１　には飛翔液滴のスビ］−検出位置にて、電気熱変換
体を駆動するパルス的信号が与えられ、記録ヘッド２０
１内の液流路より熱作用面に堆積していた堆積物か排出
される。この様にして、記録ヘッド２０１の性能回復か
語られる。検出される飛１１１スピードｖの正常飛翔ス
ピードＶ、よりの低下が許容範囲内であれば、記録ヘッ
ド２０１は、性能回復作業を受りることなく再び記録動
作実行状態に保持される。この場合勿論、性能回復作業
を記録ヘッド２０１に加えても良いものである。

第３図は、第２図に示す装置の液滴スピードの検出を説
明する為のブロック図である。

印字又は画像を形成する為の記録１３号ＳＲは、記録ヘ
ッド２０１を駆動する為の駆動回路部３（，１に送られ
、記録ヘッド２０１の具備する電気熱変換体を駆動する
と同時に、記録信号ＳＲはカウンタ一部３０２にも送ら
れる。カウンタ一部Ｃ３０２は人力されて来る記録信号
ＳＲの数をカウントし予め設定されである数Ｎ８例えば
１０’を超える数の記録信号ＳＲが記録ヘッド２０１に
連続的に人力され且つカウンタ一部３０２にも入力され
た時点に於いて、記録ヘッド２０１の記録動作を中止さ
せ、記録ヘッド２ＤＩは第２図に示す液滴飛ｙＪ１スピ
ード検出部２００まで移動＠２ｏ２上を移動させられ、
飛翔スピードの検出を受ける。記録信号ＳＲの人力に従
って駆動回路部３０１より出力される信号Ｓ、は、カウ
ンタ一部３０２に人力されると同時にＣｒｔ１３０：ｌ
にも人力される。カウンタ一部３０２に人力される信号
Ｓ、に応じてカウンタ一部３０２より出力される信号Ｓ
、もＣＰＵ３０３に人力される。

他方、ＣＰＵ３０３より出力される信号ｓ５によって制
御される検出部２００は、記録ヘッド２０１を駆動回路
部３０１より出力される信号ｓ３によって駆動すること
で形成される（＆、滴の飛１旧スピードを検出し、その
検出信号Ｓ６をＣＰＵ３０３に転送する。カウンタ一部
３０２よりｆ言分Ｓ１のカウンター部３０２への人力に
応してカウンタ一部３０２より出力される信号Ｓ２はＣ
ＰＩＪ　：ｌＯ］に人力され、カウンタ一部３０２によ
ってカウントされる記１５ヘッド２０１へ人力された記
録信号の数と同数の信号かＣＩ’Ｕ　３０３に人力され
る信号Ｓ２に基いてＣＰ　＋１３０３により記憶部３０
４に記憶される。

ＣＰ（１３０３は、記録ヘッド２０１　に所定数の記録
信号が連続的に人力された段階に於いて、記録ヘッド２
０１及び記録ヘッド２０１を搭載し移動軸２０２上を移
動するキャリッジ２０９を制御する信号Ｓ４を出力し、
駆動回路部３０１に人力する。

駆動回路部３０１は、信号Ｓ４の人力を受けると、記１
１ヘッド２０１の記録動作を直ちに停止させる為に記録
ヘッド２０１に人力する駆動信号Ｓ３の出力を停止し、
キャリッジ２０９を液滴飛翔スピード検出部２００のあ
る位置に移動させるぞ８号を出力してキャリッジ２０９
上の記録ヘッドは検出部２００のある検出位置まで移動
させられる。移動軸２０２上を検出位置まで移動させた
記録ヘッド２０＋は、第２図に示す様に液滴２０７飛１
１Ｊスピードの検出の為に作動され、液滴の飛翔スピー
ドが適性か否かの判断が成される。

記録ヘッド２０１により吐出される液滴２０７の飛ｙ１
１スピードが不適性である場合には、記録ヘッド２０１
　には記録休止時間が強制的に与えられその間に装置に
送信されてくる或いは人力される記録信号は、装置本体
に付設されである記録信号記憶部に一時的に蓄積される
。蓄積された記録信号は、記録ヘッド２０１の記録動作
の再開の際に記録ヘッド２０１　に記録が成されたのと
同様の結果を生む。転送され、実質的には連続した所定
の休止時間が過ぎた後に５記録ヘツド２０１は検出部２
００のある検出位置にて、電気熱変換体を駆動する駆動
信号がパルス的に所定数与えられ、液滴の適性な飛翔ス
ピードの回復が計られる。

検出部２００に於いて検出される液滴の飛翔スビトか適
性である場合には、記録ヘッド２０１は引き続き記録動
作を実行する状態に維持される。

記録ヘラ１；２ｏ＋の休止動作は、装置の所望位置に設
けである情報表示部に於いて、ランプ点燈や文字表示或
いは図形表示等によって、装置使用者に知らしめられる
。

本発明に於いて、記録休止時間経過後液流路内に堆積し
ている堆積物を除去する為に記録ヘッド２０１に人力さ
れる電気熱変換体駆動信号は該信号のメカによって電気
熱変換体より発生する熱で記録液中よりＪ「植物か生し
ない程度のエネルギー量を有するものとし、該信号を所
望回パルス的に連続して電気熱変換体に人力することに
より好ましい結果が得られる。

本発明に於いて、使用される記録液は、記録像に色を与
える為の、染料や顔料等で構成される着色剤と、該着色
剤を溶解し又は分散させる為の液媒体とで基本的には構
成される。

溶媒体としては、水や水溶性の有ｍ溶剤を挙げる事が出
来る。

水溶性有機溶剤としては例えは、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、ＬｅｒＬ　−ブチルアルコール、イソブチ
ルアルコール等の炭素数１−４のアルキルアルコール類
ニジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のア
ミド類：アセトン、ジアセトンアルコール等のケトンま
たはケトンアルコール類：テトラヒトフラン、ジオキサ
ン等のエーテル類・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類：エ
チレングリコール、プロピレングリコール、ブチレング
リコール、トリエチレングリコール、１．２．６ヘキサ
ントリオール、チオジグリコール、ヘキシレングリコー
ル、ジエチ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類：グリセリン
：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（又はエチル）エーテル、トリエチレング
リコール千ツメチル（又はエチル）エーテル等の多価ア
ルコールの低級アルキルエーテル類等を挙げることが出
来る。

上記の水溶付有機溶剤が溶媒体として使用される場合に
はその含有量が重量パーセントで５〜９５％であるのが
望ましく着色剤として水溶性染料を使用するのであれば
、その含有量は重量パーセントで０．５〜２０％を含み
さらにカチオン、アニオン、あるいはノニオン系の各種
界面活性剤、ジェタノールアミン、トリエタノールアミ
ン等の表面調整剤を含有させてもよいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる記録ヘッドの構成を説明する為
のものであって、第１図（ａ）は模式的な正面部分図、
第１図（ｂ）は、第１図（ａ）に−点鎖ｉＸＹで示す位
置で切断した場合の模式的切断面部分図、第２図は、本
発明を具現化する装置の主要部を示す模式的斜視図、第
３図は一第２図に示す装置の信号処理を説明する為のブ
ロック図である。 １０１　・・・記録ヘッド　　　　　１０２１０３・・
・基板部材　　　　　１０４１０５・・・オリフィス　
　　　１０ｆｉ１０７・・・熱作用部　　　　　１０８
１０９・・・熱作用面　　　　　１１０Ｉ１１・・・発
熱抵抗層　　　　１１２１１３ｊ１４・・・電極　　　
　　２００２０１・・・記録ヘッド本体　　２０２２０
３・・・スリットプレート　２０４２（１５ａ、２（１
６ａ　＝１．Ｅ［＋アレ２０５ｂ、２０６ｂ・・・ＣＣ
Ｄラインフォト２０７・・・液滴　　　　　　　２０８
２０９・・・キャリッジ。 ・・・電気熱変換体 ・・・溝付部材 ・・・渣吐出部 ・・・熱発生部 ・・・下部層 ・・・上部層 ・・・検出部 ・・・移動軸 ・・・スリット センサ ・・・排記録液溜 （（１’） （ｂ） ｌσ２ ！Ｏｆ ２σ５久 ０４ 手 続 ネ甫 正 書（自発） 平成 ２年１０月１７日 平成 ２年 特 許 願 りも ４６８４８ コブ 事件との関係

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　液体を吐出する為に設けられたオリフィスと、該オリ
   フィスに連通し、飛翔的液滴を形成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とを有する液吐
   出部と、前記熱作用部を満たす液体に作用する熱エネル
   ギーを発生する手段である電気熱変換体とを具備する記
   録ヘッドに、記録動作の過程に於いて、強制的な記録休
   止時間を与え、該休止時間の経過後に前記電気熱変換体
   に駆動信号を印加して前記熱作用部を構成し、前記液体
   と接触している熱作用面に堆積している堆積物を前記熱
   作用面より除去することを特徴とする液体噴射記録法。