JPH04249158A - Ink jet recording device - Google Patents

Ink jet recording device

Info

Publication number
JPH04249158A
JPH04249158A JP3371591A JP3371591A JPH04249158A JP H04249158 A JPH04249158 A JP H04249158A JP 3371591 A JP3371591 A JP 3371591A JP 3371591 A JP3371591 A JP 3371591A JP H04249158 A JPH04249158 A JP H04249158A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
barrier
energy application
recording
barriers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3371591A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masafumi Kadonaga
雅史 門永
Takuro Sekiya
卓朗 関谷
Takashi Kimura
隆 木村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP3371591A priority Critical patent/JPH04249158A/en
Publication of JPH04249158A publication Critical patent/JPH04249158A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To prevent the generation of ink mists by the bursting of bubbles, and to obtain a distinct image by devising pressure dispersion stopping power by a barrier, the spaces of energy operating sections or the width of an ink supply section. CONSTITUTION:Pressure dispersion stopping power by barriers 20 is made to differ in response to upper and lower positions in the vertical direction so as to be increased toward lower sections. Spaces among barriers 17 and each energy operating section 19 are made to differ in response to upper and lower positions in the vertical direction so as to be reduced toward lower sections. The width of ink supply paths formed by barriers is made to differ in response to upper and lower positions in the vertical direction so as to be decreased toward lower sections. Accordingly, a droplet flying effect is improved on the lower side of a head 11, in which an ink level is heightened. Flying speed and a flying droplet the same as the upper side of the lower ink level can be obtained even by the same input energy.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、ノンインパクト記録法
の一つであるインク飛翔記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus which is one of the non-impact recording methods.

【0002】0002

【従来の技術】ノンインパクト記録法は、記録時の騒音
発生が無視できる程度に小さい点で、オフィス用等とし
て注目されている。その内、高速記録可能で、いわゆる
普通紙に特別の定着処理を要せずに記録できる、いわゆ
るインクジェット記録法は極めて有力な方法であり、従
来から種々の方式が提案され、又は既に製品化されて実
用されている。
2. Description of the Related Art The non-impact recording method is attracting attention for use in offices, etc. because the noise generated during recording is negligible. Among these, the so-called inkjet recording method is an extremely powerful method that enables high-speed recording and can record on so-called plain paper without the need for special fixing processing, and various methods have been proposed or have already been commercialized. It is put into practical use.

【0003】このようなインクジェット記録法は、いわ
ゆるインクと称される記録液体の小滴を飛翔させ、被記
録体に付着させて記録を行うもので、記録液体の小滴の
発生法及び小滴の飛翔方向を制御するための制御方法に
より、幾つかの方式に大別される。
[0003] In this inkjet recording method, recording is performed by ejecting small droplets of a recording liquid called ink and adhering them to a recording medium. There are several methods for controlling the flight direction of the aircraft.

【0004】第1の方式は、例えば米国特許第3060
429号明細書に開示されているものである。これは、
Tele type方式と称され、記録液体の小滴の発
生を静電吸引的に行い、発生した小滴を記録信号に応じ
て電界制御し、被記録体上にこの小滴を選択的に付着さ
せて記録を行うものである。
[0004] The first method is disclosed in US Pat. No. 3,060, for example.
This is disclosed in the specification of No. 429. this is,
Called the Tele type method, small droplets of recording liquid are generated by electrostatic attraction, and the generated droplets are controlled by an electric field according to the recording signal to selectively adhere the droplets to the recording medium. Recording is performed using the following methods.

【0005】より詳細には、ノズルと加速電極間に電界
をかけて、一様に帯電した記録液体の小滴をノズルより
吐出させ、吐出した小滴を記録信号に応じて電気制御可
能なように構成された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被記録体上に付着さ
せるものである。
More specifically, an electric field is applied between a nozzle and an accelerating electrode to cause uniformly charged droplets of recording liquid to be ejected from the nozzle, and the ejected droplets can be electrically controlled in accordance with a recording signal. The droplet is caused to fly between x and y deflection electrodes configured as follows, and is selectively attached to the recording medium by changing the intensity of the electric field.

【0006】第2の方式は、例えば米国特許第3596
275号明細書、米国特許第3298030号明細書等
に開示されているものである。これは、Sweet方式
と称され、連続振動発生法により帯電量の制御された記
録液体の小滴を発生させ、この帯電量の制御された小滴
を、一様電界がかけられている偏向電極間を飛翔させて
、被記録体上に記録を行わせるものである。
[0006] The second method is disclosed in US Pat. No. 3,596, for example.
No. 275, US Pat. No. 3,298,030, and the like. This method is called the Sweet method, and uses a continuous vibration generation method to generate recording liquid droplets with a controlled amount of charge. This is to record on a recording medium by flying the recording medium over a distance.

【0007】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るようにした帯
電電極を所定距離離間させて配置し、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、オリフィスより記録液体の小
滴を吐出させる。この時、吐出する小滴には帯電電極に
より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小滴は、一定電界
が一様にかけられている偏向電極間を飛翔する時に、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
滴のみが被記録体上に付着することになる。
Specifically, a charged electrode to which a recording signal is applied is spaced a predetermined distance in front of the orifice (ejection opening) of a nozzle, which is a part of the recording head to which the piezo vibrating element is attached. By applying an electric signal of a constant frequency to the piezoelectric vibrating element, the piezoelectric vibrating element is mechanically vibrated, and a droplet of recording liquid is ejected from the orifice. At this time, charges are electrostatically induced in the ejected droplet by the charging electrode, and the droplet is charged with an amount of charge corresponding to the recording signal. When a droplet 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 added, and only the droplet that carries the recording signal is attached to the recording target. It will stick to the top.

【0008】第3の方式は、例えば米国特許第3416
153号明細書に開示されているものである。これは、
Hertz方式と称され、ノズルとリング状の帯電電極
間に電界をかけ、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させる方式である。即ち、ノ
ズルと帯電電極間にかける電界強度を記録信号に応じて
変調することにより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させるものである。
[0008] The third method is disclosed in US Pat. No. 3,416, for example.
This is disclosed in the specification of No. 153. this is,
This method, called the Hertz method, is a method in which an electric field is applied between a nozzle and a ring-shaped charging electrode, and small droplets of recording liquid are generated and atomized by a continuous vibration generation method to perform recording. That is, by modulating the electric field intensity applied between the nozzle and the charged electrode in accordance with the recording signal, the atomization state of the droplets is controlled, and the gradation of the recorded image is produced.

【0009】第4の方式は、例えば米国特許第3747
120号明細書に開示されているものである。これは、
Stemme 方式と称され、第1〜3の方式とは根本
的に原理が異なるものである。即ち、第1〜3の方式が
、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
を選択的に被記録体上に付着させて記録を行わせるのに
対し、このStemme 方式では、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。
The fourth method is disclosed in US Pat. No. 3,747, for example.
This is disclosed in the specification of No. 120. this is,
This method is called the Stemme method, and its principle is fundamentally different from the first to third methods. That is, in the first to third 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 applied to the recording material. In contrast, in the Stemme method, recording is performed by ejecting small droplets of recording liquid from an ejection port in response to a recording signal.

【0010】つまり、Stemme 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てピエゾ
振動素子の機械的振動に変え、この機械的振動に従い吐
出口より記録液体の小滴を吐出飛翔させて被記録体に付
着させるものである。
In other words, in the Stemme method, an electrical recording signal is applied to a piezo vibrating element attached to a recording head having an ejection port for ejecting a recording liquid, and this is converted into mechanical vibration of the piezo vibrating element. In response to mechanical vibration, small droplets of recording liquid are ejected from an ejection port and attached to a recording medium.

【0011】これらの4方式は、各々に特長を有するが
、同時に、解決すべき課題点もある。
[0011] These four systems each have their own advantages, but at the same time there are also problems that need to be solved.

【0012】まず、第1〜第3の方式は、記録液体の小
滴を発生させるための直接的エネルギーが電気的エネル
ギーであり、かつ、小滴の偏向制御も電界制御による。 よって、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、かつ、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。
First, in the first to third methods, the direct energy for generating droplets of the recording liquid is electrical energy, and the deflection of the droplets is also controlled by electric field control. 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.

【0013】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、かつ
、記録液体の小滴の電気的制御が高度で困難であり、被
記録体上にサテライトドットが生じやすい。
[0013] The second method allows the recording head to have multiple nozzles and is suitable for high-speed recording. Satellite dots tend to appear on the body.

【0014】第3の方式は、記録液体の小滴を霧化する
ことにより階調性に優れた記録が可能ではあるが、他方
、霧化状態の制御が困難である。また、記録画像にカブ
リが生ずるとか、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といった欠点がある。
The third method allows recording with excellent gradation by atomizing small droplets of recording liquid, but on the other hand, it is difficult to control the atomization state. Further, there are drawbacks such as fogging occurring in the recorded image and difficulty in forming a recording head with multiple nozzles, making it unsuitable for high-speed recording.

【0015】一方、第4の方式は、比較的多くの利点を
持つ。まず、構成がシンプルである。また、オンデマン
ドで記録液体をノズルの吐出口より吐出させて記録を行
うために、第1〜第3の方式のように吐出飛翔する小滴
の内、画像記録に要しなかった小滴を回収する必要がな
い。また、第1,2の方式のように、導電性の記録液体
を使用する必要はなく、記録液体の物質上の自由度が大
きいといった利点を持つ。しかし、反面、記録ヘッドの
加工上に問題がある、所望の共振周波数を有するピエゾ
振動素子の小型化が極めて困難である等の理由から、記
録ヘッドのマルチノズル化が難しい。また、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
液体の小滴の吐出飛翔を行わせるので、上記のマルチノ
ズル化の困難さと相俟って、高速記録には不向きなもの
となっている。
On the other hand, the fourth method has relatively many advantages. First, the configuration is simple. In addition, in order to perform recording by ejecting the recording liquid from the ejection opening of the nozzle on demand, among the small droplets that are ejected and flying as in the first to third methods, small droplets that are not required for image recording are removed. No need to collect. Further, unlike the first and second methods, there is no need to use a conductive recording liquid, and there is an advantage that there is a large degree of freedom regarding the material of the recording liquid. However, on the other hand, it is difficult to make the recording head multi-nozzle because there are problems in processing the recording head and it is extremely difficult to miniaturize a piezoelectric vibrating element having a desired resonance frequency. In addition, because the mechanical energy of the mechanical vibration of the piezo vibrating element is used to eject and fly recording liquid droplets, this, combined with the difficulty of creating multiple nozzles, makes it unsuitable for high-speed recording. There is.

【0016】このように、従来法には、構成上、高速記
録上、記録ヘッドのマルチノズル化上、サテライトドッ
トの発生及び記録画像のカブリ発生等の点において、一
長一短があり、その長所が発揮される用途にしか適用し
得ないという制約を受けるものである。
As described above, the conventional method has advantages and disadvantages in terms of structure, high-speed recording, multi-nozzle recording head, generation of satellite dots, fogging of recorded images, etc., and its advantages can be fully exploited. It is subject to the restriction that it can only be applied to the intended use.

【0017】また、従来インクジェットは、ノズルを有
するために目詰りという信頼性に関する基本的な問題が
ある。しかし、これらの問題も本出願人により提案され
た特願平1−225777号提案による新規なインク飛
翔記録方式によればほぼ解消し得る。これは、要約する
と、インク液面内に配設させたエネルギー作用部に画像
情報に応じた駆動信号を入力させて、このエネルギー作
用部でインク中に気泡を生じさせ、この気泡の瞬間的な
成長による作用力によりインク液面からインクを飛翔さ
せ、飛翔したインクを被記録体に付着させるようにした
ものである。
[0017] Furthermore, since conventional ink jets have nozzles, they have a basic problem regarding reliability, such as clogging. However, these problems can be almost solved by a new ink jet recording system proposed by the applicant in Japanese Patent Application No. 1-225777. To summarize, this method involves inputting a drive signal according to image information to an energy acting part placed within the ink liquid surface, causing bubbles to be generated in the ink by this energy acting part, and causing the bubbles to instantly Ink is ejected from the ink liquid surface by the force exerted by the growth, and the ejected ink is attached to the recording medium.

【0018】これにより、まず、エネルギー作用部に画
像情報に応じた駆動信号を入力させ、このエネルギー作
用部を駆動させるとインク中に気泡が生じる。この気泡
は瞬間的に成長するもので、その作用力によりインク液
面はエネルギー作用部対応部分が盛り上がり、インク柱
状に成長する。ついで、エネルギー作用部の駆動をオフ
させると、成長した気泡は破裂することなく、収縮を開
始し遂には消滅する。一方、成長したインク柱状部分は
さらに前進し、基部側では気泡収縮に伴いくびれが生じ
、最終的にはインク液面から分離切断される。よって、
インクはエネルギー作用部対応部分から滴状ないしは柱
状となって、被記録体に向けて飛翔し、付着することに
より記録される。つまり、オリフィスやスリット状ノズ
ルを用いることなく、ドット状の鮮明画像が得られると
いうものである。
[0018] Accordingly, first, a drive signal corresponding to image information is input to the energy application section, and when this energy application section is driven, bubbles are generated in the ink. These bubbles grow instantaneously, and due to their acting force, the ink liquid surface bulges at the portion corresponding to the energy acting portion, and the ink grows into a columnar shape. Then, when the drive of the energy application section is turned off, the grown bubbles start to contract and finally disappear without bursting. On the other hand, the ink columnar portion that has grown further moves forward, and on the base side, a constriction occurs due to bubble contraction, and is finally separated and cut from the ink liquid surface. Therefore,
The ink forms drops or columns from the portion corresponding to the energy application portion, flies toward the recording medium, and is recorded by adhering to the recording medium. In other words, a clear dot-like image can be obtained without using an orifice or a slit-like nozzle.

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】ところが、この提案例
方式はノズルを有していないという特徴を持つため、イ
ンク液面の自由度が大きく、外部からの影響を受けやす
い性質を持つ。例えば、提案例のようなインク飛翔記録
ヘッドを鉛直又は鉛直方向に対してある角度傾けて配設
してシリアルプリンタ形式で使用するような場合には、
重力の影響を受け、ヘッド内の上部と下部とでエネルギ
ー作用部からインク表面までの液面高さ(厚さ)が異な
り、インク飛翔滴速度並びに飛翔滴量が、液面の高さに
大きく依存してしまい、安定した飛翔滴が得られない。
However, since this proposed method has a feature that it does not have a nozzle, it has a large degree of freedom in determining the ink liquid level and is susceptible to external influences. For example, when an ink jet recording head as in the proposed example is installed vertically or tilted at a certain angle with respect to the vertical direction and used in a serial printer format,
Due to the influence of gravity, the liquid level height (thickness) from the energy acting part to the ink surface differs between the upper and lower parts of the head, and the speed and amount of flying ink droplets vary greatly depending on the height of the liquid level. This makes it impossible to obtain stable flying droplets.

【0020】この点について、さらに詳細に説明する。 図11は提案例のインク飛翔記録ヘッド1の一例を示す
もので、インク液面2を形成するように枠体3により囲
まれた基板4上にはエネルギー作用部となる複数のヒー
タ部5が等間隔で1列アレイ状に配列されている。また
、各ヒータ部5の四方を囲むように複数個の障壁6がイ
ンク供給路7を確保する状態で形成されている。
[0020] This point will be explained in more detail. FIG. 11 shows an example of the proposed ink jet recording head 1. On a substrate 4 surrounded by a frame 3 so as to form an ink liquid surface 2, a plurality of heater sections 5 serving as energy application sections are installed. They are arranged in a single row array at equal intervals. Further, a plurality of barriers 6 are formed to surround each heater section 5 on all sides to secure an ink supply path 7.

【0021】このようなインク飛翔記録ヘッド1を図1
2に示すように、ヒータ部5のアレイ方向がほぼ鉛直方
向となる状態で使用すると、重力作用により上方a側の
ヒータ部と下方b側のヒータ部とで、インク液面2の高
さが図示のように異なることになる。本発明者は、この
ような液面の高さと飛翔滴との関係を実験によって調べ
た結果、画像品質の悪化を招くおそれのあることを確認
したものである。
FIG. 1 shows such an ink jet recording head 1.
2, when used with the array direction of the heater parts 5 being almost vertical, the height of the ink liquid level 2 is increased by the action of gravity between the heater parts on the upper side a and the heater parts on the lower side b. They will be different as shown. The inventor of the present invention conducted an experiment to investigate the relationship between the height of the liquid level and the flying droplets, and as a result, confirmed that there is a risk of deterioration of image quality.

【0022】この実験例について説明する。まず、実験
に用いたヘッド形状は図11に示したものとし、各部の
寸法等については、ヒータ部5のサイズを80μm×8
0μm、ヒータ部5の配列密度を180dpi、ヒータ
部5の数を30個、抵抗値を31Ω、障壁6のサイズを
ヒータ部5並び方向のものは幅40μm、長さ120μ
m、高さを20μm、ヒータ部5並び方向に直交するも
のは幅65μm、長さ60μm、高さを20μmとし、
駆動電圧を15V、パルス幅を5μ秒、使用インクをキ
ャノン株式会社製のBJ130用インクとした。このよ
うなヘッド1を用いて、駆動周波数2kHzで10万回
連続駆動させる動作を、10分間の間隔をあけて10回
繰返した。1回目の駆動時の液面高さを20μmとし、
各回毎に約15μずつ液面高さを上げていき、その時の
印写画素径のバラツキを評価した。記録紙には、三菱製
紙株式会社製のIJマットコート紙NMを用いた。その
結果を表1に示す。
[0022] This experimental example will be explained. First, the head shape used in the experiment is shown in FIG. 11, and the dimensions of each part are as follows:
0 μm, the arrangement density of the heater portions 5 is 180 dpi, the number of heater portions 5 is 30, the resistance value is 31Ω, and the size of the barrier 6 is 40 μm in width and 120 μm in length in the direction in which the heater portions 5 are lined up.
m, height 20 μm, width 65 μm, length 60 μm, height 20 μm perpendicular to the heater part 5 arrangement direction,
The driving voltage was 15 V, the pulse width was 5 μsec, and the ink used was BJ130 ink manufactured by Canon Corporation. Using such a head 1, the operation of continuously driving the head 100,000 times at a driving frequency of 2 kHz was repeated 10 times at intervals of 10 minutes. The liquid level height during the first drive is 20 μm,
The liquid level height was increased by about 15 μm each time, and the variation in the printing pixel diameter at that time was evaluated. IJ matte coated paper NM manufactured by Mitsubishi Paper Mills Co., Ltd. was used as the recording paper. The results are shown in Table 1.

【0023】[0023]

【表1】[Table 1]

【0024】表1から判るように、液面高さのバラツキ
が100μm以下であれば、概ね同じドット径が得られ
、画像品質も極めて良好となる。これに対して、100
μmを越えると、極端にドット径が小さくなり、ドット
抜けが発生し、劣悪な画像品質となったものである。 具体的には、1回目と9回目との印写についてのインク
飛翔の様子を、駆動信号に同期したストロボによって観
察したところ(インクとしては、BJ130用インクと
ほぼ同じ物性を持つビヒクルに代えた)、1回目は図1
3に示すようになり、9回目は図14に示すようになっ
たものである。即ち、1回目の各飛翔は図13に示すよ
うにヒータ部3への通電に伴う発熱により発生した気泡
8によりインク液面2から液柱9が成長し、その液柱9
の中心より下側の位置でくびれて切断され、液滴10と
なって飛翔する。これに対して、9回目の各飛翔は図1
4に示すように液柱9が成長するというよりもインク液
面2が全体的に円錐形に盛り上がり、その中心部のみが
成長して液滴10となって飛翔し、円錐形の盛り上がり
部分は再び液面に戻ってくるのが観察されたものである
。また、液滴10の速度及び飛翔方向も不安定であった
As can be seen from Table 1, if the variation in liquid level height is 100 μm or less, approximately the same dot diameter can be obtained and the image quality will be extremely good. On the other hand, 100
If it exceeds μm, the dot diameter becomes extremely small, resulting in missing dots and poor image quality. Specifically, the state of ink flight for the first and ninth printings was observed using a strobe synchronized with the drive signal (the ink was replaced with a vehicle with almost the same physical properties as the BJ130 ink). ), the first time is shown in Figure 1.
3, and the ninth time was as shown in FIG. 14. That is, in each first flight, as shown in FIG. 13, a liquid column 9 grows from the ink liquid surface 2 due to bubbles 8 generated by heat generation due to energization of the heater section 3, and the liquid column 9 grows.
It is constricted and cut at a position below the center of the droplet 10, and the droplet 10 flies. On the other hand, each flight of the 9th time is shown in Figure 1.
4, rather than the liquid column 9 growing, the entire ink liquid level 2 rises in a conical shape, and only the center grows and becomes a droplet 10 and flies. It was observed that it returned to the liquid level. Furthermore, the speed and flight direction of the droplets 10 were also unstable.

【0025】このように、液面高さによって液滴の飛翔
速度が大きくことなるため、各ヒータ部5に同じエネル
ギーを与えた時、上方側のヒータ部と下方側のヒータ部
とでは液滴飛翔速度と質量とが異なり、画像品質の悪化
を招くことになってしまう。
[0025] As described above, since the flying speed of the droplets differs greatly depending on the liquid level height, when the same energy is applied to each heater section 5, the droplets fly between the upper heater section and the lower heater section. The flight speed and mass are different, leading to deterioration of image quality.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】インク液面内に配設され
てインク中に瞬間的に成長する気泡を生じさせる複数の
エネルギー作用部と、これらのエネルギー作用部に画像
情報に応じた駆動信号を与える信号入力手段と、前記エ
ネルギー作用部の近傍に位置してインク液面と略平行な
方向への圧力の分散を阻止するための障壁とを有するイ
ンク飛翔記録ヘッドを、前記エネルギー作用部が鉛直又
は鉛直方向に対してある傾き角度をもってアレイ状とな
る状態に配設し、請求項1記載の発明では、前記障壁に
よる圧力分散阻止能力を下方ほど大きくなるように鉛直
方向の上下位置に応じて異ならせ、請求項2記載の発明
では、障壁と各エネルギー作用部との間隔を下方ほど小
さくなるように鉛直方向の上下位置に応じて異ならせ、
請求項3記載の発明では、障壁により形成するインク供
給路の幅を下方ほど小さくなるように鉛直方向の上下位
置に応じて異ならせた。
[Means for Solving the Problems] A plurality of energy applying parts are provided within the ink liquid surface to generate bubbles that grow instantaneously in the ink, and drive signals are provided to these energy applying parts in accordance with image information. an ink jet recording head, the ink jet recording head having a signal input means for giving The barriers are arranged vertically or in an array shape with a certain inclination angle with respect to the vertical direction, and in the invention according to claim 1, the pressure dispersion prevention ability of the barrier is adjusted to the vertical position so that the pressure dispersion prevention ability increases as it goes downward. In the invention according to claim 2, the distance between the barrier and each energy acting portion is varied depending on the vertical position so that it becomes smaller as it goes downward;
In the third aspect of the invention, the width of the ink supply path formed by the barrier is varied depending on the vertical position so that the width becomes smaller as it goes downward.

【0027】[0027]

【作用】鉛直方向の上下位置に応じて障壁による圧力分
散阻止能力、障壁と各エネルギー作用部との間隔又は障
壁により形成するインク供給路の幅を工夫することによ
り、インク液面の高くなる下方側にあっても実質的に液
滴飛翔効率が上がり、インク液面の低めの上方側と同等
の飛翔速度及び質量の飛翔液滴が得られる。よって、例
えばシリアルプリンタへ有効に適用できるものとなる。
[Function] By adjusting the pressure dispersion prevention ability of the barrier, the distance between the barrier and each energy acting part, or the width of the ink supply path formed by the barrier, depending on the vertical position, the ink liquid level is higher in the lower part. Even if it is located on the side, the droplet flying efficiency is substantially increased, and a flying droplet with the same flying speed and mass as on the upper side where the ink liquid level is lower can be obtained. Therefore, it can be effectively applied to, for example, a serial printer.

【0028】[0028]

【実施例】本発明の第一の実施例を図1ないし図5に基
づいて説明する。本実施例のインク飛翔記録ヘッド11
は、図2に示すようにインク供給管12に接続された中
空のインク供給室13を有して台形状に形成されたマニ
ホールド14をベース材として構成されている。マニホ
ールド14頂部にはインク供給室13に連通するスリッ
ト15が形成された発熱体基板16が固定されている。 この発熱体基板16上には図3に示すようにスリット1
5両側に位置させて互い違いに櫛歯状の障壁17が形成
され、障壁17間に流路18が形成されている。これら
の流路18は障壁17とは逆に互い違いに櫛歯状となっ
てスリット15に連通されている。また、前記発熱体基
板16上には各流路18毎に最奥部側に位置させてエネ
ルギー作用部となるヒータ部19が形成されている。よ
って、ヒータ部19の平面的な配列を見ると、第3図の
ようにスリット両側で千鳥状配列となる。また、各流路
18の途中に位置させて発熱体基板16上には障壁17
と同等の高さの障壁20が形成されている。さらに、発
熱体基板16の周囲を覆い枠状の保持部材21により押
え固定される薄膜状導電性リード(信号入力手段)22
がマニホールド14上に設けられている。
Embodiment A first embodiment of the present invention will be explained based on FIGS. 1 to 5. Ink jet recording head 11 of this embodiment
As shown in FIG. 2, the manifold 14 is formed into a trapezoidal shape and has a hollow ink supply chamber 13 connected to an ink supply pipe 12 as a base material. A heating element substrate 16 in which a slit 15 communicating with the ink supply chamber 13 is formed is fixed to the top of the manifold 14 . As shown in FIG.
5, comb-shaped barriers 17 are formed alternately on both sides, and a flow path 18 is formed between the barriers 17. These channels 18 are connected to the slit 15 in a staggered comb-like shape, contrary to the barrier 17 . Further, on the heating element substrate 16, a heater section 19, which serves as an energy application section, is formed at the innermost side for each flow path 18. Therefore, when looking at the planar arrangement of the heater portions 19, they are arranged in a staggered manner on both sides of the slit as shown in FIG. Further, a barrier 17 is placed on the heating element substrate 16 in the middle of each flow path 18.
A barrier 20 with a height equivalent to that is formed. Furthermore, a thin film-like conductive lead (signal input means) 22 that covers the circumference of the heating element substrate 16 and is held and fixed by a frame-shaped holding member 21
is provided on the manifold 14.

【0029】ここに、前記ヒータ部19は発熱体基板1
6上に蓄熱層を形成し、その上に発熱体層を制御電極、
アース電極とともに形成し、さらに、インクとの直接的
な接触を避けるために表面を保護層、電極保護層により
覆うことにより形成されている。各発熱体層は制御電極
やアース電極を介してワイヤボンディングにより薄膜状
導電性リード22に電気的に接続されている。この薄膜
状導電性リード22は画像情報信号入力手段(図示せず
)に接続されている。
Here, the heater section 19 is connected to the heating element substrate 1.
A heat storage layer is formed on 6, and a heating element layer is placed on top of the control electrode.
It is formed together with a ground electrode, and the surface is further covered with a protective layer, an electrode protective layer, to avoid direct contact with the ink. Each heating element layer is electrically connected to a thin film conductive lead 22 by wire bonding via a control electrode and a ground electrode. This thin film conductive lead 22 is connected to image information signal input means (not shown).

【0030】このような構成によるインク飛翔原理の概
要を説明する。まず、インク供給管12よりインク供給
室13に供給されたインク23(図4参照)は、毛管現
象により微細なスリット15を通って障壁17により囲
まれた櫛歯状の流路18全域に満たされることになる。 このように流路18全域にインク23が満たされ、各ヒ
ータ部19もインク23に覆われた状態となるように、
インク液面の高さを調整した定常状態において、画像情
報に応じてヒータ部19に対して個別に通電を行うと、
発熱したヒータ部19上でインク液中に気泡24が発生
する。この気泡24の推進力によりインク23がヒータ
部19の面(基板面)に略垂直なる方向に飛翔すること
になる。
An overview of the principle of ink flying with such a configuration will be explained. First, the ink 23 (see FIG. 4) supplied from the ink supply pipe 12 to the ink supply chamber 13 passes through the fine slit 15 due to capillary action and fills the entire comb-shaped channel 18 surrounded by the barrier 17. It will be. In this way, the entire flow path 18 is filled with ink 23 and each heater section 19 is also covered with ink 23.
In a steady state with the height of the ink liquid level adjusted, when the heater parts 19 are individually energized according to image information,
Bubbles 24 are generated in the ink liquid on the heater section 19 that generates heat. The propulsive force of the bubbles 24 causes the ink 23 to fly in a direction substantially perpendicular to the surface of the heater section 19 (substrate surface).

【0031】図4により詳細に説明する。なお、図4で
はヒータ部19及びその周辺部を拡大して示す。まず、
同図(a)は定常状態を示し、流路18全域にインク2
3が満たされ、ヒータ部19上もインク23により覆わ
れている。ヒータ部19を加熱させると、ヒータ部19
の表面温度が急上昇し、隣接インク層に沸騰現象が起き
るまで熱せられ、同図(b)に示すように微小な気泡2
4が点在した状態となる。ヒータ部19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て同図(c)に
示すように沸騰膜を作る。このように気泡24が成長し
た状態において、表面温度は300〜350℃になり、
いわゆる膜沸騰状態にある。また、ヒータ部19の上部
にあるインク23層は、気泡成長の推進力により、図示
の如く、インク液面が盛り上がった状態となる。同図(
d)は気泡24が最大に成長した状態を示し、インク液
面からインク柱25がさらに成長した状態となる。この
ような最大気泡となるまでに要する時間は、ヘッド(発
熱体基板16)構造、印加パルス条件等にもよるが、通
常、パルス印加後、5〜30μ秒程度要する。最大気泡
となった時点では、ヒータ部19は既に通電されていな
い状態にあり、ヒータ部19の表面温度は降下しつつあ
る。気泡24が最大となる時のタイミングは、電気パル
ス印加のタイミングから若干遅れたものとなる。同図(
e)は気泡24がインク23等により冷却され収縮を開
始した状態を示す。インク柱25の先端部では押出され
た速度を保ちつつ前進し、後端部では気泡24の収縮に
伴ってインク液面にインク23が逆流することにより、
図示の如く、インク柱25にくびれが生ずる。気泡24
がさらに収縮すると、同図(f)に示すように、ヒータ
部19面にインク23が接し、ヒータ部19面がさらに
急激に冷却される状態となる。インク柱25はインク液
面から切断され、液滴26となって被記録体(図示せず
)の方向へ2〜10m/sの速度で飛翔する。なお、こ
の時の飛翔速度はヘッド(発熱体基板16)構造、イン
ク物性、印加パルス条件等に依存するが、飛翔速度が比
較的遅い場合にはインク23は滴状となって飛翔し、比
較的速い場合にはインク23は細長い柱状となって飛翔
する。この後、同図(g)に示すように同図(a)と同
様な定常状態に戻り、流路18全域にインク23が満た
され、気泡24も完全に消滅した状態となる。
This will be explained in detail with reference to FIG. Note that FIG. 4 shows the heater section 19 and its surroundings in an enlarged manner. first,
FIG. 3(a) shows a steady state, in which ink 2 is distributed throughout the flow path 18.
3 is filled, and the heater section 19 is also covered with the ink 23. When the heater section 19 is heated, the heater section 19
The surface temperature of the ink increases rapidly, and the adjacent ink layer is heated until a boiling phenomenon occurs, causing micro bubbles 2 to form as shown in Figure (b).
4 are scattered. Adjacent ink layers that are rapidly heated over the entire surface of the heater section 19 are instantaneously vaporized to form a boiling film as shown in FIG. 2(c). In this state where the bubbles 24 have grown, the surface temperature will be 300 to 350°C,
It is in a so-called film boiling state. Further, the ink liquid level of the ink layer 23 above the heater section 19 rises as shown in the figure due to the driving force of bubble growth. Same figure (
d) shows a state in which the bubbles 24 have grown to the maximum, and an ink column 25 has further grown from the ink liquid surface. The time required to reach such maximum bubbles depends on the structure of the head (heat generating substrate 16), the applied pulse conditions, etc., but usually takes about 5 to 30 microseconds after the pulse is applied. At the time when the bubbles reach the maximum size, the heater section 19 is already in a non-energized state, and the surface temperature of the heater section 19 is decreasing. The timing when the bubbles 24 reach their maximum is slightly delayed from the timing of electric pulse application. Same figure (
e) shows a state in which the bubbles 24 are cooled by the ink 23 and the like and begin to contract. At the tip of the ink column 25, the ink 23 moves forward while maintaining the extruded speed, and at the rear end, the ink 23 flows back to the ink liquid surface as the bubbles 24 contract.
As shown in the figure, a constriction is created in the ink column 25. bubble 24
When the ink 23 contracts further, the ink 23 comes into contact with the surface of the heater section 19, as shown in FIG. The ink column 25 is cut off from the ink surface, becomes a droplet 26, and flies toward a recording medium (not shown) at a speed of 2 to 10 m/s. Note that the flying speed at this time depends on the structure of the head (heat generating substrate 16), ink physical properties, applied pulse conditions, etc., but when the flying speed is relatively slow, the ink 23 flies in the form of droplets, and compared to When the target is fast, the ink 23 flies in the form of an elongated column. Thereafter, as shown in FIG. 10G, the state returns to a steady state similar to that shown in FIG.

【0032】即ち、本実施例の飛翔原理によれば、イン
ク23を飛翔させるための気泡24は破裂せずに収縮・
消滅するため、泡の破裂によるインクミストの発生が防
止され、インクミストによる画質低下がない。また、イ
ンクをミスト状にして記録するものと異なり、インク2
3を滴状又は細長柱状として(何れにしても、あるイン
ク塊まりとして)飛翔させ記録するので、被記録体上で
は1つのドットとして付着して記録され、鮮明な画像が
得られるものとなる。
That is, according to the flying principle of this embodiment, the air bubbles 24 for flying the ink 23 do not burst but contract and shrink.
Since the bubbles disappear, generation of ink mist due to bursting of bubbles is prevented, and there is no deterioration in image quality due to ink mist. Also, unlike those that record ink in a mist form, ink 2
3 is recorded by flying it in the form of droplets or elongated columns (in any case, as a lump of ink), so it is recorded as a single dot on the recording medium, and a clear image can be obtained. .

【0033】しかして、このようなインク飛翔記録ヘツ
ド11をヒータ部19の配列方向が鉛直方向又は鉛直方
向に対して少し傾いた状態でシリアルプリンタ的に使用
するものであり、重力作用を受けてヘッド11の上方と
下方とでは各ヒータ部19におけるインク液面の高さが
異なる。これを補償するため、本実施例では、図1に示
すように流路18中に配設させた障壁20の位置を工夫
したものである。即ち、図1に示すように鉛直方向の上
方aに位置する障壁20ほどヒータ部19側に遠避けた
配置として圧力分散阻止能力を小さめとし、逆に、鉛直
方向の下方bに位置する障壁20ほどヒータ部19側に
近付けた配置として圧力分散阻止能力を大きめとしたも
のである。
[0033] Therefore, such an ink jet recording head 11 is used like a serial printer with the arrangement direction of the heater section 19 being vertical or slightly inclined with respect to the vertical direction. The height of the ink liquid level in each heater section 19 is different above and below the head 11. In order to compensate for this, in this embodiment, the position of the barrier 20 disposed in the flow path 18 is devised as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 1, the barrier 20 located higher in the vertical direction a is placed farther away from the heater section 19 to have a smaller pressure dispersion prevention ability, and conversely, the barrier 20 located lower in the vertical direction b The pressure dispersion prevention ability is increased by placing it closer to the heater section 19 side.

【0034】障壁20がヒータ部19に近いと、障壁と
しての圧力分散阻止能力が強くなり、そのヒータ部19
周辺の圧力が上がり、液滴飛翔効率が上がることになる
。よって、各ヒータ部19に対するこれらの障壁20の
距離を適当にとることにより、各ヒータ部19に対する
液面高さが異なる状態で、各ヒータ部19に与える入力
エネルギーが同じであっても、実質的に下方側の飛翔能
力が高まるため、全体としては各ヒータ部19対応の液
滴26は同等の飛翔速度及び質量にて飛翔し、良好なる
印写がなされることになる。
When the barrier 20 is close to the heater section 19, its ability to prevent pressure dispersion as a barrier is strong, and the heater section 19
The surrounding pressure increases and the efficiency of droplet flight increases. Therefore, by appropriately setting the distances of these barriers 20 to each heater section 19, even if the input energy applied to each heater section 19 is the same even when the liquid level height for each heater section 19 is different, Since the flying ability on the lower side is increased, overall, the droplets 26 corresponding to each heater section 19 fly at the same flying speed and mass, resulting in good printing.

【0035】ところで、前記発熱体基板16上にインク
液面と略平行な方向への圧力分散を阻止する状態で流路
18を形成するための障壁17の形成方法を図5を参照
して説明する。図5では、簡略化するため、発熱体基板
16上にはヒータ部19のみを図示する。前述したよう
に必要な層が形成された発熱体基板16上に同図(a)
に示すように、80〜105℃程度に加熱されたドライ
フィルムフォトレジスト27を、0.4〜0.5f/分
、1〜3kg/cm2 加圧条件下で膜厚10〜100
μm程度にラミネートする。この時、ドライフィルムフ
ォトレジスト27は自己接着性を示し、発熱体基板16
表面に融着して固定され、以後、相当の外力が加わって
発熱体基板16から剥離することはない。
By the way, a method for forming the barrier 17 on the heating element substrate 16 for forming the flow path 18 in a state that prevents pressure dispersion in a direction substantially parallel to the ink liquid level will be explained with reference to FIG. do. In FIG. 5, only the heater section 19 is shown on the heat generating substrate 16 for the sake of simplicity. (a) on the heating element substrate 16 on which the necessary layers have been formed as described above.
As shown in the figure, a dry film photoresist 27 heated to about 80 to 105° C. is heated to a film thickness of 10 to 100° C. under pressure conditions of 0.4 to 0.5 f/min and 1 to 3 kg/cm2.
Laminate to about μm. At this time, the dry film photoresist 27 exhibits self-adhesion, and the heating element substrate 16
It is fused and fixed to the surface and will not be peeled off from the heating element substrate 16 due to the application of considerable external force thereafter.

【0036】次いで、同図(b)に示すようにドライフ
ィルムフォトレジスト27上に所定のパターン形状を有
するフォトマスク28を重ね合わせた後、フォトマスク
28上方から露光を行う。この時、ヒータ部19の設置
位置とフォトマスク28のパターンとの位置合わせを周
知の方法により正確に行っておく。
Next, as shown in FIG. 2B, a photomask 28 having a predetermined pattern is superimposed on the dry film photoresist 27, and then exposure is performed from above the photomask 28. At this time, the installation position of the heater section 19 and the pattern of the photomask 28 are accurately aligned using a well-known method.

【0037】露光工程後に、ドライフィルムフォトレジ
スト27の未露光部分をトリクロルエタン等の所定の有
機溶剤からなる現像液により溶解除去すると、同図(c
)に示すようにヒータ部19に対応して流路18が存在
するように障壁17が残存形成される。残存した露光済
みのこの障壁17表面は、耐インク性向上、ドライフィ
ルムフォトレジスト27と発熱体基板16との密着力の
向上のため、熱硬化処理(例えば、150〜250℃で
30分〜60時間の加熱)、又は、紫外線照射処理(例
えば、50〜200mW/cm2 或いはそれ以上の紫
外線強度による)を行う。熱硬化処理と紫外線照射処理
との双方を行ってもよい。また、フォトマスク28のパ
ターン形状を適宜設定することにより、前述したような
障壁20も障壁17と同時に形成される。
After the exposure process, the unexposed portions of the dry film photoresist 27 are dissolved and removed using a developer made of a predetermined organic solvent such as trichloroethane.
), the barrier 17 is formed to remain so that a flow path 18 exists corresponding to the heater section 19. The remaining exposed surface of the barrier 17 is subjected to heat curing treatment (for example, at 150 to 250°C for 30 minutes to 60 minutes) in order to improve ink resistance and to improve the adhesion between the dry film photoresist 27 and the heating element substrate 16. or ultraviolet irradiation treatment (e.g., with an ultraviolet intensity of 50 to 200 mW/cm2 or more). Both heat curing treatment and ultraviolet irradiation treatment may be performed. Further, by appropriately setting the pattern shape of the photomask 28, the barrier 20 as described above is also formed at the same time as the barrier 17.

【0038】なお、障壁17,20の形成につき、フォ
トレジストとしてドライフィルム型、即ち固体のものを
利用したが、これに限らず、例えば液状の感光性組成物
を用いてもよい。液体の感光性組成物膜の場合、レリー
フ画像の製造時に用いられるスキージによる方法、即ち
、所望の感光性組成物膜厚に相当する高さの壁を基板周
囲に置き、スキージによって余分な組成物を除去する方
法を適用できる。この場合、感光性組成物の粘度は10
0〜300cpの範囲が好ましく、壁の高さは感光性組
成物の溶剤分の蒸発による減量を見込んで決定する必要
がある。
Although a dry film type photoresist, ie, a solid photoresist, was used to form the barriers 17 and 20, the present invention is not limited to this, and for example, a liquid photosensitive composition may be used. In the case of a liquid photosensitive composition film, the squeegee method used in the production of relief images is used, i.e., a wall with a height corresponding to the desired photosensitive composition film thickness is placed around the substrate, and the excess composition is removed using a squeegee. A method to remove this can be applied. In this case, the viscosity of the photosensitive composition is 10
A range of 0 to 300 cp is preferable, and the wall height must be determined in consideration of the weight loss due to evaporation of the solvent component of the photosensitive composition.

【0039】固体の場合には、感光性組成物シートを基
板上に加熱圧着して貼着する。なお、本発明においては
、その取扱い上、厚さの制御が容易かつ正確にできる点
などを考慮すると、前述したように固体のフィルム型の
ものを利用するほうが有利である。このような固体のも
のとしては、具体的には、例えばパーマネントフォトポ
リマーコーティングRISTON(ソルダーマスク)7
30S(デュポン社製)、同740S、同730FR、
同740FR、同SM/等の商品名で市販されている感
光性樹脂がある。この他、感光性樹脂、フォトレジスト
等の通常のフォトリソグラフィーの分野において使用さ
れている感光性組成物の多くのものを用い得る。例えば
、ジアゾレジン、P‐ジアゾキノン、さらには、例えば
ビニルモノマーと重合開始剤を使用する光重合型フォト
ポリマー、ポリビニルシンナメート等と増感剤を使用す
る二量化型フォトポリマー、オルソナフトキノンジアジ
ドとノポラックタイプのフェノール樹脂との混合物、ポ
リビニルアルコールとジアゾ樹脂の混合物、4‐グリシ
ジルエチレンオキシドとペンゾフェノンやグリシジルカ
ルコンとを共重合させたポリエーテル型フォトポリマー
、N,N‐ジメチルメタクリルアミドと例えばアクリル
アミドベンゾフェノンとの共重合体、不飽和ポリエステ
ル系感光性樹脂(例えば、旭化成社製のAPR、帝人社
製のテビスタ、関西ペイント社製のゾンネ等)、不飽和
ウレタンオリゴマー系感光性樹脂、二官能アクリルモノ
マーに光重合開始剤とポリマーとを混合させた感光性組
成物、重クロム酸系フォトレジスト、非クロム系水溶性
フォトレジスト、ポリケイ皮酸ビニル系フォトレジスト
、環化ゴム‐アジド系フォトレジスト等が挙げられる。
In the case of a solid, the photosensitive composition sheet is adhered to the substrate by heat-pressing. In the present invention, it is more advantageous to use a solid film type material as described above, considering the fact that the thickness can be easily and accurately controlled in terms of handling. Specifically, such solid materials include, for example, permanent photopolymer coating RISTON (solder mask) 7.
30S (manufactured by DuPont), 740S, 730FR,
There are photosensitive resins commercially available under trade names such as 740FR and SM/. In addition, many photosensitive compositions commonly used in the field of photolithography, such as photosensitive resins and photoresists, can be used. For example, diazoresin, P-diazoquinone, photopolymerizable photopolymers using a vinyl monomer and a polymerization initiator, dimerized photopolymers using polyvinyl cinnamate, etc. and a sensitizer, orthonaphthoquinone diazide and nopolak. mixtures of polyvinyl alcohol and diazo resins, polyether type photopolymers copolymerized with 4-glycidyl ethylene oxide and penzophenone or glycidyl chalcone, N,N-dimethyl methacrylamide and acrylamide benzophenone, etc. Copolymers, unsaturated polyester photosensitive resins (for example, Asahi Kasei's APR, Teijin Co., Ltd.'s Tevista, Kansai Paint Co., Ltd.'s Sonne, etc.), unsaturated urethane oligomer photosensitive resins, and difunctional acrylic monomers. Examples include photosensitive compositions in which a polymerization initiator and polymer are mixed, dichromate-based photoresists, non-chromium-based water-soluble photoresists, polyvinyl cinnamate-based photoresists, cyclized rubber-azide-based photoresists, etc. .

【0040】つづいて、本発明の第二の実施例を図6に
より説明する。本実施例は、障壁20につき、その位置
は同じとするが、鉛直方向の上下位置に応じて大きさを
異ならせ、下方のものほど大きくすることにより、圧力
分散阻止能力を高めたものである。これにより、前記実
施例と同様な効果が得られる。
Next, a second embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG. In this embodiment, although the positions of the barriers 20 are the same, the size is made different depending on the vertical position, and the lower the barrier, the larger the barrier, thereby increasing the ability to prevent pressure dispersion. . As a result, the same effects as in the embodiment described above can be obtained.

【0041】また、本発明の第三の実施例を図7及び図
8により説明する。本実施例は、各ヒータ部19の三方
を囲む形状の障壁17と各ヒータ部19との間隔を、上
方のものより下方のものほど、幅狭となるように、異な
らせて設定したものである。よって、この場合も、下方
のヒータ部19ほどその周辺の圧力が上がり、液滴26
の飛翔効率が上がる。よって、各ヒータ部19と障壁1
7との間隔を適当にとることにより、各ヒータ部19に
対するインク23の液面高さが異なる状態で、各ヒータ
部19に与える入力エネルギーが同じであっても、実質
的に下方側の飛翔能力が高まるため、全体としては各ヒ
ータ部19対応の液滴26は同等の飛翔速度及び質量に
て飛翔し、良好なる印写がなされることになる。
A third embodiment of the present invention will be explained with reference to FIGS. 7 and 8. In this embodiment, the distance between the barrier 17 that surrounds each heater section 19 on three sides and each heater section 19 is set to be different so that the width is narrower in the lower part than in the upper part. be. Therefore, in this case as well, the lower the heater part 19 is, the higher the pressure around it becomes, and the droplets 26
flight efficiency increases. Therefore, each heater section 19 and barrier 1
7, the ink 23 can be ejected substantially downward even if the input energy applied to each heater part 19 is the same even when the liquid level height of the ink 23 with respect to each heater part 19 is different. Since the performance is increased, the droplets 26 corresponding to each heater section 19 fly at the same flying speed and mass as a whole, resulting in good printing.

【0042】また、本発明の第四の実施例を図9により
説明する。本実施例は、基本的には図11に示したよう
な障壁6を持つインク飛翔記録ヘッド1に適用したもの
であり、鉛直方向の上下位置に応じて各障壁6の長さを
異ならせ、下方のものほど長めとすることで、各障壁6
間に形成されるインク供給路7の幅を異ならせたもので
ある。このインク供給路7の幅は下方のものほど、狭く
されており、ヒータ部19で発生した圧力が逃げにくく
なり、液滴26の飛翔効率が上がる。よって、各障壁6
間のインク供給路7の幅を適当に設定することにより、
各ヒータ部19に対するインク23の液面高さが異なる
状態で、各ヒータ部19に与える入力エネルギーが同じ
であっても、実質的に下方側の飛翔能力が高まるため、
全体としては各ヒータ部19対応の液滴26は同等の飛
翔速度及び質量にて飛翔し、良好なる印写がなされるこ
とになる。
A fourth embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG. This embodiment is basically applied to an ink jet recording head 1 having barriers 6 as shown in FIG. 11, and the length of each barrier 6 is varied depending on the vertical position. By making the lower ones longer, each barrier 6
The width of the ink supply path 7 formed therebetween is made different. The lower the width of the ink supply path 7, the narrower it is, making it difficult for the pressure generated in the heater section 19 to escape, increasing the flying efficiency of the droplets 26. Therefore, each barrier 6
By appropriately setting the width of the ink supply path 7 between the
Even if the input energy applied to each heater section 19 is the same when the liquid level height of the ink 23 relative to each heater section 19 is different, the downward flight ability is substantially increased.
Overall, the droplets 26 corresponding to each heater section 19 fly at the same flying speed and mass, resulting in good printing.

【0043】さらに、本発明の第五の実施例を図10に
より説明する。基本的には、前記実施例に準ずるもので
あり、異なる形状の障壁29を用い、これらの障壁29
により形成されるインク供給路7の幅を鉛直方向の上下
位置に応じて異ならせたものである。
Further, a fifth embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG. Basically, it is similar to the above embodiment, and barriers 29 of different shapes are used, and these barriers 29
The width of the ink supply path 7 formed by the ink supply path 7 is made different depending on the vertical position.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明は、上述したように、エネルギー
作用部が鉛直又は鉛直方向に対してある傾き角度をもっ
てアレイ状となる状態にインク飛翔記録ヘッドを配設し
、請求項1記載の発明では、障壁による圧力分散阻止能
力を下方ほど大きくなるように鉛直方向の上下位置に応
じて異ならせ、請求項2記載の発明では、障壁と各エネ
ルギー作用部との間隔を下方ほど小さくなるように鉛直
方向の上下位置に応じて異ならせ、請求項3記載の発明
では、障壁により形成するインク供給路の幅を下方ほど
小さくなるように鉛直方向の上下位置に応じて異ならせ
たので、インク液面の高くなるヘッド下方側にあっても
実質的に液滴飛翔効率が上がることになり、同一入力エ
ネルギーであってもインク液面の低めの上方側と同等の
飛翔速度及び質量の飛翔液滴による印写品質が得られる
ものとなり、例えばシリアルプリンタへ有効に適用でき
るものである。
Effects of the Invention As described above, the present invention provides an ink jet recording head in which the energy applying portions are arranged vertically or in an array shape with a certain inclination angle with respect to the vertical direction. In this invention, the pressure dispersion prevention ability of the barrier is made to vary depending on the vertical position so that it becomes larger as it goes downward, and in the invention according to claim 2, the distance between the barrier and each energy acting part is made to become smaller as it goes downward. In the invention as claimed in claim 3, the width of the ink supply path formed by the barrier is varied depending on the vertical position so that it becomes smaller as it goes downward. Even if the droplet is on the lower side of the head where the surface is higher, the flying efficiency of the droplet will substantially increase, and even with the same input energy, the flying droplet will have the same flying speed and mass as on the upper side where the ink liquid level is lower. It is possible to obtain printing quality according to the above, and it can be effectively applied to, for example, a serial printer.

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

【図1】本発明の第一の実施例を示す要部を拡大した概
略正面図である。
FIG. 1 is a schematic front view showing an enlarged main part of a first embodiment of the present invention.

【図2】ヘッド構造の概要を示す分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing an outline of the head structure.

【図3】ヘッドの全体的な正面図である。FIG. 3 is an overall front view of the head.

【図4】インク飛翔原理を順に示す工程図である。FIG. 4 is a process diagram sequentially showing the principle of ink flying.

【図5】障壁形成工程を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a barrier forming process.

【図6】本発明の第二の実施例を示す要部を拡大した概
略正面図である。
FIG. 6 is a schematic front view showing an enlarged main part of a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第三の実施例を示す要部を拡大した概
略正面図である。
FIG. 7 is a schematic front view showing an enlarged main part of a third embodiment of the present invention.

【図8】図7のA−A線断面図である。8 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 7. FIG.

【図9】本発明の第四の実施例を示す要部を拡大した概
略正面図である。
FIG. 9 is a schematic front view showing an enlarged main part of a fourth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第五の実施例を示す要部を拡大した
概略正面図である。
FIG. 10 is a schematic front view showing an enlarged main part of a fifth embodiment of the present invention.

【図11】本出願人提案例のヘッド構造を示す概略平面
図である。
FIG. 11 is a schematic plan view showing the head structure of an example proposed by the present applicant.

【図12】そのB−B線断面図である。FIG. 12 is a sectional view taken along line BB.

【図13】実験例における1回目のインク飛翔の様子を
順に示す工程図である。
FIG. 13 is a process chart sequentially showing the state of the first ink flying in an experimental example.

【図14】実験例における9回目のインク飛翔の様子を
順に示す工程図である。
FIG. 14 is a process diagram sequentially showing the state of ink flying for the ninth time in an experimental example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1      インク飛翔記録ヘッド 2      インク液面 5      ヒータ部 6      障壁 7      インク供給路 11    インク飛翔記録ヘッド 17    障壁 19    エネルギー作用部 20    障壁 22    信号入力手段 23    インク 24    気泡 29    障壁 1 Ink jet recording head 2 Ink liquid level 5 Heater part 6 Barrier 7 Ink supply path 11 Ink jet recording head 17 Barrier 19 Energy action part 20 Barrier 22 Signal input means 23 Ink 24 Air bubbles 29 Barrier

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  インク液面内に配設されてインク中に
瞬間的に成長する気泡を生じさせる複数のエネルギー作
用部と、これらのエネルギー作用部に画像情報に応じた
駆動信号を与える信号入力手段と、前記エネルギー作用
部の近傍に位置してインク液面と略平行な方向への圧力
の分散を阻止するための障壁とを有するインク飛翔記録
ヘッドを、前記エネルギー作用部が鉛直又は鉛直方向に
対してある傾き角度をもってアレイ状となる状態に配設
し、前記障壁による圧力分散阻止能力を下方ほど大きく
なるように鉛直方向の上下位置に応じて異ならせたこと
を特徴とするインク飛翔記録装置。
Claim 1: A plurality of energy application parts disposed within the ink liquid surface to generate bubbles that grow instantaneously in the ink, and a signal input for providing drive signals to these energy application parts according to image information. and a barrier positioned near the energy application section to prevent pressure from dispersing in a direction substantially parallel to the ink liquid level. An ink flying record characterized in that the barriers are arranged in an array at a certain inclination angle with respect to the barrier, and the pressure dispersion prevention ability of the barriers is varied depending on the vertical position so that the pressure dispersion prevention ability of the barrier increases as it goes downward. Device.
【請求項2】  インク液面内に配設されてインク中に
瞬間的に成長する気泡を生じさせる複数のエネルギー作
用部と、これらのエネルギー作用部に画像情報に応じた
駆動信号を与える信号入力手段と、前記エネルギー作用
部の近傍に位置してインク液面と略平行な方向への圧力
の分散を阻止するための障壁とを有するインク飛翔記録
ヘッドを、前記エネルギー作用部が鉛直又は鉛直方向に
対してある傾き角度をもってアレイ状となる状態に配設
し、前記障壁と各エネルギー作用部との間隔を下方ほど
小さくなるように鉛直方向の上下位置に応じて異ならせ
たことを特徴とするインク飛翔記録装置。
2. A plurality of energy application parts disposed within the ink liquid surface to generate bubbles that grow instantaneously in the ink, and a signal input for providing drive signals to these energy application parts according to image information. and a barrier positioned near the energy application section to prevent pressure from dispersing in a direction substantially parallel to the ink liquid level. The barriers are arranged in an array with a certain inclination angle to the barrier, and the distance between the barrier and each energy acting part is varied depending on the vertical position so that the distance between the barrier and each energy acting part becomes smaller as it goes downward. Ink flying recording device.
【請求項3】  インク液面内に配設されてインク中に
瞬間的に成長する気泡を生じさせる複数のエネルギー作
用部と、これらのエネルギー作用部に画像情報に応じた
駆動信号を与える信号入力手段と、前記エネルギー作用
部の近傍に位置してインク液面と略平行な方向への圧力
の分散を阻止するための障壁とを有するインク飛翔記録
ヘッドを、前記エネルギー作用部が鉛直又は鉛直方向に
対してある傾き角度をもってアレイ状となる状態に配設
し、前記障壁により形成するインク供給路の幅を下方ほ
ど小さくなるように鉛直方向の上下位置に応じて異なら
せたことを特徴とするインク飛翔記録装置。
3. A plurality of energy application parts disposed within the ink liquid surface to generate bubbles that grow instantaneously in the ink, and a signal input for supplying drive signals to these energy application parts according to image information. and a barrier positioned near the energy application section to prevent pressure from dispersing in a direction substantially parallel to the ink liquid level. The ink supply path is arranged in an array with a certain inclination angle to the barrier, and the width of the ink supply path formed by the barrier is varied depending on the vertical position so that the width becomes smaller toward the bottom. Ink flying recording device.
JP3371591A 1991-02-01 1991-02-01 Ink jet recording device Pending JPH04249158A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3371591A JPH04249158A (en) 1991-02-01 1991-02-01 Ink jet recording device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3371591A JPH04249158A (en) 1991-02-01 1991-02-01 Ink jet recording device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04249158A true JPH04249158A (en) 1992-09-04

Family

ID=12394106

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3371591A Pending JPH04249158A (en) 1991-02-01 1991-02-01 Ink jet recording device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04249158A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2842320B2 (en) Droplet ejection device and droplet ejection method
JP3339724B2 (en) Ink jet recording method and apparatus
US5975683A (en) Electric-field manipulation of ejected ink drops in printing
JP3071869B2 (en) Liquid jet recording apparatus and recording method
JP3222180B2 (en) Ink jet recording method and recording head
JPH04249158A (en) Ink jet recording device
JPH0211331A (en) Inkjet recording apparatus
JPH05318732A (en) Ink jet recording head
JP3032282B2 (en) Droplet ejection recording device
JP3048055B2 (en) Liquid jet recording head
JPH04305460A (en) Ink jet recorder
JPH0416355A (en) Ink fly recorder
JP3081222B2 (en) Ink flight recording method and apparatus
JP3014730B2 (en) Ink flight recording method and apparatus
JP3152304B2 (en) Liquid jet recording method and apparatus
JPH04244852A (en) Ink flight recording method and apparatus
JPH04305459A (en) Ink jet printer
JPH0281634A (en) Ink jet recording apparatus
JPH05201031A (en) Liquid jet recording device
JPH0311902B2 (en)
JPH04144752A (en) Ink flying recording device
JPH04259560A (en) Ink flight recorder
JPH04185347A (en) Liquid droplet transfer recording device
JPH0416354A (en) Ink fly recorder
JPH01232055A (en) Liquid jet recording method