JPH05201031A - Liquid jet recording device - Google Patents

Liquid jet recording device

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Publication number
JPH05201031A
JPH05201031A JP4012486A JP1248692A JPH05201031A JP H05201031 A JPH05201031 A JP H05201031A JP 4012486 A JP4012486 A JP 4012486A JP 1248692 A JP1248692 A JP 1248692A JP H05201031 A JPH05201031 A JP H05201031A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
recording
liquid
air flow
ink
ejected
Prior art date
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Pending
Application number
JP4012486A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuro Sekiya
卓朗 関谷
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
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Publication of JPH05201031A publication Critical patent/JPH05201031A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/02Air-assisted ejection

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Accessory Devices And Overall Control Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To perform a high picture quality printing with a rich gradation property by a method wherein an ink jet recording device is driven by a high response frequency to discharge and form micro ink drops stably and efficiently, and at the same time, the flying of the formed micro ink drops is stabilized, and the landing locations of the ink drops on a recording paper surface are kept with a high precision while varying a picture element diameter in response to image density information, concerning a liquid jet recording device. CONSTITUTION:A thermal resistor 1 is provided at a part of a liquid passage which connects to a discharge port 10, and a micro ink drop group 9 in response to the number of inputs is discharged by inputting a driving pulse once to several times in response to image density information to the thermal resistor 1, and stuck to a paper 5 to perform a gradation recording. At the same time, an air stream 8 is forcibly flown along a base plate 2 which constitutes a head 11, to cool the base plate 2, and it is constituted in such a manner that the air stream 8 holding heat is further passed to the paper 5 which is the discharge, flying direction of the ink drop group 9.

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、液体噴射記録装置に関
し、特に階調記録を可能にしたインクジェットプリンタ
等の液体噴射記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid jet recording apparatus, and more particularly to a liquid jet recording apparatus such as an ink jet printer capable of gradation recording.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ノンインパクト記録方法は、記録
時における騒音が無視し得る程度に小さいという点にお
いて関心を集めており、その中でも、高速印字が可能
で、しかもいわゆる普通紙に特別な定着処理を施さずに
記録が行えるインクジェット記録(液体噴射記録)法
は、極めて有力な記録方法であって、これまでにも様々
な方式が提案され、また改良が加えられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, non-impact recording methods have been attracting attention because noise during recording is so small that they can be ignored. Among them, high-speed printing is possible, and so-called plain paper is specially fixed. The inkjet recording (liquid jet recording) method, which can perform recording without treatment, is an extremely effective recording method, and various methods have been proposed and improved so far.

【0003】この種の液体噴射記録法は、インクなどの
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り、この記録液体の小滴の発
生方法及び発生された記録液体小滴の飛翔方向を制御す
る方法によって次に述べるいくつかの方式に大別され
る。まず、第1の方式は、例えば米国特許3.060.429 号
公報に開示されているようなもの(Tele type 方式)で
あり、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。
In this type of liquid jet recording method, a droplet of a recording liquid such as ink is ejected and adhered to a recording member to perform recording. The method of generating the droplet of the recording liquid and It is roughly classified into several methods described below according to the method of controlling the flight direction of the generated recording liquid droplets. First, the first method is, for example, the one disclosed in US Pat. No. 3.060.429 (Tele type method), in which droplets of the recording liquid are generated by electrostatic attraction, and the generated recording is performed. Recording is performed by controlling the electric field of the liquid droplets according to the recording signal and selectively adhering the recording liquid droplets onto the recording member.

【0004】この方式では、ノズルと加速電極間に電界
を掛けておき、一様に帯電した記録液体の小滴をノズル
から吐出させ、その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記録液体小滴を選択的に記
録部材上に付着させることにより記録を行うようにして
いる。
In this system, an electric field is applied between the nozzle and the accelerating electrode, a uniformly charged droplet of the recording liquid is ejected from the nozzle, and the ejected droplet can be electrically controlled according to a recording signal. Recording is performed by flying between the xy deflection electrodes configured as described above and selectively adhering recording liquid droplets onto the recording member due to a change in the strength of the electric field.

【0005】第2の方式は、例えば米国特許3.596.275
号公報に開示されているようなもの(Sweet 方式)であ
り、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、この小滴を、一様な電界の掛けら
れている偏向電極間を飛翔させることで、記録部材上へ
記録を行うものである。この方式では、ピエゾ振動素子
の付設されている記録ヘッドの一部であるノズルのオリ
フィス(以下、吐出口という)の前に、記録信号が印加
されるように構成した帯電電極を所定距離だけはなして
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
て、前記吐出口より記録液体の小滴を吐出させるように
している。
The second method is, for example, US Pat. No. 3.596.275.
As disclosed in Japanese Patent Publication (Sweet method), a droplet of a recording liquid whose charge amount is controlled is generated by a continuous vibration generation method, and the droplet is subjected to a uniform electric field. Recording is performed on the recording member by flying between the deflecting electrodes present. In this method, a charging electrode configured to apply a recording signal is provided for a predetermined distance in front of an orifice (hereinafter referred to as an ejection port) of a nozzle that is a part of a recording head provided with a piezoelectric vibrating element. The piezoelectric vibrating element is mechanically vibrated by applying an electric signal having a constant frequency to the piezoelectric vibrating element to eject a small droplet of the recording liquid from the ejection port.

【0006】第3の方式は、例えば米国特許3.416.153
号公報に開示されているようなもの(Hertz 方式)であ
り、ノズルとリンク状の帯電電極間に電界を掛け、連続
振動発生法により記録液体の小滴を発生霧化させて記録
する方式である。この方式では、ノズル及び帯電電極間
に掛ける電界強度を記録信号に応じて変調することで、
前記小滴の霧化状態を制御し、記録画像の階調性を出し
て記録するようにしている。
A third method is, for example, US Pat. No. 3.416.153.
It is a method (Hertz method) as disclosed in Japanese Patent Publication, in which an electric field is applied between a nozzle and a link-shaped charging electrode, and a droplet of recording liquid is generated and atomized by a continuous vibration generation method for recording. is there. In this method, by modulating the electric field strength applied between the nozzle and the charging electrode according to the recording signal,
The atomization state of the droplets is controlled so that the gradation of the recorded image is produced and the image is recorded.

【0007】第4の方式は、例えば米国特許3.747.120
号公報に開示されているようなもの(Stemme方式)であ
る。この方式は上述した3方式とは根本的に原理が異な
っており、上述の各方式が何れもノズルにより吐出され
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
させて記録を行うものであるのに対して、このSweet 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。つまり、この方式では、記録
液体の吐出口を有する記録ヘッドにピエゾ振動素子を付
設しておき、このピエゾ振動素子に電気的な記録信号を
印加して、この電気的記録信号をピエゾ振動素子の機械
的な振動に変え、この機械的振動により前記吐出口から
記録液体の小滴を吐出飛翔させて記録部材上に付着させ
ることで、記録を行うようにしている。
The fourth method is, for example, US Pat. No. 3.747.120.
This is as disclosed in Japanese Patent Publication (Stemme method). This method is fundamentally different in principle from the above-mentioned three methods, and each of the above-mentioned methods electrically controls the recording signal while ejecting a small droplet of the recording liquid ejected from the nozzle, thereby recording a recording signal. In contrast to the method of recording by selectively adhering the small droplets on the recording member, this Sweet method ejects and ejects small droplets of the recording liquid from the ejection port according to the recording signal. Record. In other words, in this method, a piezo vibrating element is attached to a recording head having a recording liquid ejection port, an electric recording signal is applied to this piezo vibrating element, and this electric recording signal is transferred to the piezo vibrating element. Recording is performed by changing to mechanical vibration and ejecting and ejecting a small droplet of recording liquid from the ejection port by the mechanical vibration and adhering it onto the recording member.

【0008】これら従来の4方式は、各々特長を有する
ものではあるが、問題を残していた。すなわち、第1か
ら第3の方式では、記録液体の小滴を発生させる直接的
エネルギーが電気的エネルギーであり、その小滴の偏向
制御も電界制御であるため、第1の方式にあっては、構
成上はシンプルであるが、小滴の発生に高電圧を要し、
記録ヘッドのマルチノズル化が困難なために、高速記録
には不向きであった。
Although these four conventional methods have their respective characteristics, they still have problems. That is, in the first to third methods, the direct energy for generating a small droplet of the recording liquid is electrical energy, and the deflection control of the small droplet is also electric field control. Therefore, in the first method, , The structure is simple, but it requires a high voltage to generate droplets.
It is not suitable for high-speed recording because it is difficult to make the recording head multi-nozzle.

【0009】また、第2の記録方式にあっては、記録ヘ
ッドのマルチノズル化が可能で高速記録に向いている
が、構成が複雑であり、記録液体小滴の電気的制御が困
難であること、記録部材上にいわゆるサテライトドット
が生じ易いこと等の問題点があった。第3の記録方式に
あっても、記録液体小滴を霧化することで階調性に優れ
た画像記録ができるが、霧化状態の制御が困難であるこ
と、記録画像いわゆるカブリが生じること、並びに記録
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
あること等の問題点があった。
In the second recording method, the recording head can be multi-nozzle type and is suitable for high-speed recording, but the structure is complicated and it is difficult to electrically control the recording liquid droplets. However, there is a problem that so-called satellite dots are likely to be formed on the recording member. Even in the third recording method, it is possible to record an image with excellent gradation by atomizing the recording liquid droplets, but it is difficult to control the atomized state, and so-called fog occurs in the recorded image. In addition, there is a problem that it is difficult to use a multi-nozzle recording head and it is not suitable for high-speed recording.

【0010】第4の記録方式は、上述の3方式より利点
が多い。すなわち、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
出して記録を行うので、前記第1〜第3の方式のように
吐出飛翔する小滴の中で画像記録に要さなかった小滴を
回収することが不要であり、第1、第2の方式のように
導電性の記録液体を使用する必要がなく、記録液体の物
質上の自由度が大きい。
The fourth recording method has many advantages over the above-mentioned three methods. That is, since the structure is simple and the recording liquid is ejected from the ejection port of the nozzle on-demand to perform the recording, the droplets ejected and ejected as in the first to third methods are not generated. It is not necessary to collect small droplets that were not required for image recording, and there is no need to use conductive recording liquid as in the first and second methods, and the degree of freedom in terms of the substance of the recording liquid is high. Is big.

【0011】しかしながら、第4の記録方式にあって
も、記録ヘッドの加工に難点があること、所望の共振周
波数を有するピエゾ振動素子の小型化が困難で記録ヘッ
ドのマルチノズル化が難しいこと、並びに、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ため、高速記録に向かない等
の問題点があった。
However, even in the fourth recording method, there is a problem in processing the recording head, and it is difficult to reduce the size of the piezoelectric vibrating element having a desired resonance frequency, and it is difficult to make the recording head multi-nozzle. In addition, since the recording liquid droplets are ejected and ejected by the mechanical energy of mechanical vibration of the piezoelectric vibrating element, there is a problem that it is not suitable for high speed recording.

【0012】このように従来の液体噴射記録方式には、
装置の構成、高速記録、マルチノズル化、あるいはサテ
ライトドットや記録画像のカブリ等の発生による画像品
質といった点で一長一短が有り、その長所を利する用途
にしか適用し得ないのが実情であった。その中でも、記
録ヘッドのノズルを高密度化して、例えば16本/mmある
いはそれ以上に集合配列することは、事実上困難であっ
た。その原因は、記録ヘッドの構成が付帯器具を多く必
要として複雑であったり、構成要素の細密加工上の限界
に基づくものであった。
As described above, in the conventional liquid jet recording system,
There are merits and demerits in terms of device configuration, high-speed recording, multi-nozzle, and image quality due to occurrence of satellite dots and fog in recorded images, and in reality, it can only be applied to applications that take advantage of those merits. .. Among them, it is practically difficult to increase the density of the nozzles of the recording head and to collectively arrange the nozzles, for example, 16 nozzles / mm or more. The reason for this is that the structure of the recording head requires a large number of auxiliary devices and is complicated, or the limit of fine processing of the constituent elements is a limitation.

【0013】しかしながら、このような不都合は、本願
の出願人が先に提案したインクジェット記録方式(特公
昭56-9429 号公報参照) を採用することによって解消す
ることができる。インジェクト記録方式は、要約すれ
ば、液室内のインクを加熱して気泡を発生させ、インク
圧力を上昇させて、微細な毛細管ノズルからインクを飛
び出させて記録するというものであった。
However, such an inconvenience can be solved by adopting the ink jet recording system (see Japanese Patent Publication No. 56-9429) previously proposed by the applicant of the present application. In summary, the ink jet recording method is one in which the ink in the liquid chamber is heated to generate bubbles, the ink pressure is increased, and the ink is ejected from the fine capillary nozzles for recording.

【0014】また、特公昭56-9429 号公報には、記録ヘ
ッドを冷却する1例として、例えば、ベルチエ効果素子
を使用することが開示されており、安定したインク滴吐
出をするには、どのようにしたらよいかを示している。
この方式は、ヘッド構造が相当に簡略化されており、か
つ、熱的パルスの発生源である発熱体を半導体製造プロ
セスに利用して高度に細密加工することが可能であるこ
とから、その後、この原理を利用した幾多の発明が提案
されている。
Further, Japanese Patent Publication No. 56-9429 discloses that, for example, a Bertier effect element is used as an example of cooling the recording head. Indicates what to do.
In this method, the head structure is considerably simplified, and since the heating element that is the source of the thermal pulse can be used in the semiconductor manufacturing process to perform highly precise processing, A number of inventions utilizing this principle have been proposed.

【0015】また、特開昭55-82663号公報は、先の特公
昭56-9429 号公報と同じ原理に基づいてインク滴の吐出
動作を行うものであるが、発熱体により気泡を発生させ
て、インク滴を吐出させる際に、気泡を発生せるための
熱が、それ以外の記録媒体液中の溶存酸素等の気体を分
離させて発泡を形成することによる不具合に鑑みなされ
たものであった。すなわち、溶存酸素等の気体が分離し
た気泡は、記録媒体液の蒸気ではないので、温度が下が
っても、急激に消滅することなく、いつまでも液室内に
残存する傾向があり、記録媒体液のパルス状の気化によ
る衝撃波を吸収していまうため、小滴吐出の周波数応答
性を悪くするものである。従って、特開昭55-82663号公
報では、そのような不要気泡の発生をおさえるために、
ベルチエ素子あるいは冷凍機を用いて、記録媒体液の温
度を下げるようにしたものであった。
Further, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 55-82663 discloses an ink droplet ejecting operation based on the same principle as the Japanese Patent Publication No. 56-9429, but it does not generate bubbles by a heating element. When ejecting ink droplets, the heat for generating bubbles was made in view of the problem caused by forming bubbles by separating gases such as dissolved oxygen in the recording medium liquid other than that. .. That is, since the bubbles in which the gas such as dissolved oxygen is separated are not the vapor of the recording medium liquid, they tend not to disappear rapidly even when the temperature drops and remain in the liquid chamber forever, and the pulse of the recording medium liquid Since the shock wave due to the vaporization is absorbed, the frequency response of droplet ejection is deteriorated. Therefore, in JP-A-55-82663, in order to suppress the generation of such unnecessary bubbles,
The temperature of the recording medium liquid is lowered by using a Bertier element or a refrigerator.

【0016】しかしながら、本発明者らの検討結果によ
ると、吐出するための気泡を発生させるための高速熱流
束を与える方法を適当に選ぶことによって、そのような
不要な気泡は発生しないことがわかってきた。すなわ
ち、発熱体に加える印加パルスを瞬時的(〜20μsec 以
内) に加えることにより、インク滴を吐出するための気
泡のみが発生して、その後瞬時に消滅し、特開昭55-826
63号公報でいうような、不要な気泡は発生せず、それに
起因する問題は特に生じない。
However, according to the results of the study conducted by the present inventors, it is found that such an unnecessary bubble is not generated by appropriately selecting the method of giving the high-speed heat flux for generating the bubble for discharging. Came. That is, by instantaneously applying an applied pulse to the heating element (within 20 μsec or less), only bubbles for ejecting ink droplets are generated and then instantly disappeared.
Unwanted bubbles do not occur as described in Japanese Patent Laid-Open No. 63, and there is no particular problem caused by them.

【0017】また、特開昭55-82663号公報では、本願の
出願人が特公昭56-9429 号公報で、冷却装置の1つの例
としてあげたベルチエ素子の他に、冷凍機を用いること
を提案しているが、装置そのものが非常に大がかりなも
のとなり、コスト面や操作性等で必ずしも実用的ではな
かった。ところで、上記したように本発明者らの検討結
果では、特開昭55-82663号公報で問題としたような不要
な気泡の問題は発生していないが、発熱体を形成した基
板に熱が蓄積されてくるため、その放熱を待ってから、
次のパルスを印加しなければならず、応答スピードが遅
くなるという別の問題が見い出されている。しかしなが
ら、特開昭55-82663号公報では、基板温度について言及
されているものの、特に不要気泡の発生の方を問題とし
ているので、基板温度の上昇がもたらす本当に解決しな
ければならない問題(つまり、放熱を待ってから次のパ
ルスを与えなければならないことによる応答スピードの
低下)については、何ら解決されていない。
Further, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-82663, the applicant of the present application discloses that a refrigerator is used in addition to the Bertier element described as one example of the cooling device in Japanese Patent Publication No. 56-9429. Although it has been proposed, the device itself has become very large-scale, and it was not always practical in terms of cost and operability. By the way, as described above, in the results of the study by the present inventors, although the problem of unnecessary air bubbles, which has been a problem in JP-A-55-82663, does not occur, heat is generated on the substrate on which the heating element is formed. Since it will be accumulated, wait for that heat dissipation,
Another problem has been found, in which the next pulse has to be applied, which slows down the response speed. However, in JP-A-55-82663, although the substrate temperature is mentioned, the problem is that the generation of unnecessary bubbles is a particular problem. Therefore, the problem that the increase in the substrate temperature causes must be solved (that is, The decrease in response speed due to having to wait for heat dissipation before giving the next pulse) has not been solved at all.

【0018】一方、特開昭61-211045 号公報が知られて
いる。これは、ヒータと送風機を用いて印字ヘッド部分
の温度を適正インク液滴形成範囲に維持するというもの
である。一般にインクジェット記録方式は、インク物性
(粘度、表面張力等)の変動によりインク滴形成条件が
大きく変化し、特開昭61-211045 号公報に記載されてい
るように、温度コントロールを行なってインク物性をあ
る適当な範囲内に保つことは、不可欠の技術といえる。
その意味では、特開昭61-211045 号公報は、優れた発明
といえる。しかしながら、この特開昭61-211045 号公報
は、その明細書中に述べているように、ヒーター及び送
風機の駆動を制御することにより、印字ヘッド部分の温
度を適正インク液滴形成範囲に維持する発明であって、
上述のような、応答スピードが遅くなることに対して改
良を行うことについては、何ら言及されていない。ま
た、送風機でヘッド部分を冷却することは開示されては
いるものの、それは、応答スピードを上げるためのもの
ではなく、印字ヘッド部分の温度を適正インク液滴形成
範囲に維持するためのものであり、応答スピードを改善
する意図で設けられたものではない。さらに、送風機を
駆動させるとはいうものの、どのような位置に送風機を
配置し、どのような方向に風を送るのかについては明ら
かではない。
On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 61-211045 is known. This is to maintain the temperature of the print head portion within an appropriate ink droplet formation range by using a heater and a blower. Generally, in the ink jet recording method, the ink droplet forming conditions greatly change due to changes in the physical properties of the ink (viscosity, surface tension, etc.), and as described in JP-A-61-211045, the ink properties are controlled by controlling the temperature. It is an indispensable technique to keep the value within a proper range.
In that sense, JP-A-61-211045 can be said to be an excellent invention. However, this Japanese Patent Laid-Open No. 61-211045 maintains the temperature of the print head portion within a proper ink droplet forming range by controlling the driving of the heater and the blower as described in the specification. An invention,
No mention is made of improvements to the slow response speed as described above. Also, although cooling the head portion with a blower is disclosed, it is not for increasing the response speed, but for maintaining the temperature of the print head portion within an appropriate ink droplet formation range. , It is not intended to improve the response speed. Further, although the blower is driven, it is not clear in what position the blower is arranged and in what direction the wind is blown.

【0019】そこで、再び特開昭61-211045 号公報を見
ると、装置の横側から空気を取り込むかのように見うけ
られるが、これは単に温度制御をするという概念を示し
たにすぎず、より効果的な風の送り方等の具体的な記載
がないことから、このままでは効果的に実施することは
不可能であった。さらに、特公昭62-55990号公報には、
本願の出願人が先に提案した特公昭56-9429 号公報と同
様の原理を用いるインクジェット記録方式において、ヘ
ッドの発生する余熱を被記録部材の乾燥に使用するとい
う方法が提案されている。具体的には、記録ヘッドの上
部にヒートパイプを結合し、そのヒートパイプの他方を
放熱板に結合し、記録ヘッドで発生した余熱をヒートパ
イプによって放熱的に運び、その放熱板によって被記録
部材を乾燥させるというものである。しかしながら、ヒ
ートパイプを使用することによる装置の複雑化、高コス
ト化、及び、放熱板を単に被記録部材と接触させるのみ
で乾燥を行うことによる効率の低さを考えると、装置が
大がかりとなって高コストになる割りには乾燥が効率良
く行えず、それほど優れた方法とはいえなかった。
[0019] Then, looking again at Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-211045, it seems as if air is taken in from the side of the apparatus, but this merely shows the concept of temperature control. Since there is no concrete description on how to send the wind more effectively, it was impossible to implement it effectively as it is. Furthermore, Japanese Patent Publication No. 62-55990 discloses that
In the ink jet recording method using the same principle as Japanese Patent Publication No. 56-9429 previously proposed by the applicant of the present application, there is proposed a method of using residual heat generated by a head for drying a recording member. Specifically, a heat pipe is coupled to the upper part of the recording head, the other side of the heat pipe is coupled to a heat radiating plate, and the residual heat generated in the recording head is radiatively carried by the heat pipe, and the heat radiating plate records the member to be recorded. Is to dry. However, considering the complexity of the device by using the heat pipe, the cost increase, and the low efficiency due to drying by simply contacting the heat sink with the recording member, the device becomes large-scale. However, it was not a very good method because it could not be dried efficiently despite the high cost.

【0020】また、特開昭51-37541号、特公昭60-59872
号及び特開昭57-120452 号等の公報には、ピエゾ素子の
機械的な振動、あるいは電界の作用によってインクを吸
引することによって、インク滴を吐出・飛翔させる技術
において、空気流を伴送させて、インク滴吐出の安定
性、あるいは、吐出効率を上げる方法が開示されてい
る。これらは、それぞれ概念的に優れた発明であり、実
際に具体化した場合に記録ヘッドのインク滴吐出の安定
性、あるいは吐出効果も上がり、優れた発明であった。
しかしながら、この記録ヘッドを用いてプリンタ(ある
いはコピアともいう)を構成するには、どのようにした
らよいのかという記載はなく、ヘッドユニットとしては
優れた発明であったが、プリンタとしてみた場合には必
ずしも充分に検討されているとはいえなかった。具体的
には、流す空気の方向や空気が紙に当った後の空気の逃
がし方、あるいは、空気の逆流や渦の発生等に関する検
討が充分にされていなかった。さらに、特開昭51-37541
号、特公昭60-59872号及び特開昭57-120452 号等の公報
は、いずれも本願の出願人が先に提案した特開昭56-942
9 号公報とは、インク滴吐出原理が全く異なっているた
め、特開昭56-9429 号公報記載の吐出原理が持つ長所や
短所、すなわち、熱による瞬時の吐出(長所)や熱の蓄
積がもたらす不具合(短所)に関する記載は一切なかっ
た。
Further, JP-A-51-37541 and JP-B-60-59872.
JP-A-57-120452 and Japanese Patent Laid-Open Publication No. 57-120452 disclose a technique of ejecting / flying ink droplets by sucking ink by mechanical vibration of a piezo element or the action of an electric field. Then, a method for improving the stability of ink droplet ejection or the ejection efficiency is disclosed. These are conceptually excellent inventions, respectively, and when actually embodied, they are excellent inventions because the stability of ink droplet ejection of the recording head or the ejection effect is improved.
However, there is no description of how to configure a printer (or also called copier) using this recording head, and it was an excellent invention as a head unit, but when viewed as a printer, It has not necessarily been fully considered. Specifically, there have been insufficient studies on the direction of flowing air, how to escape the air after the air hits the paper, or the backflow of air or the generation of vortices. Furthermore, JP-A-51-37541
Japanese Patent Publication No. 60-59872 and Japanese Patent Publication No. 57-120452 are all disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 56-942 proposed by the applicant of the present application.
Since the ink droplet ejection principle is completely different from that of No. 9, there are advantages and disadvantages of the ejection principle described in JP-A-56-9429, that is, instantaneous ejection (advantage) by heat and accumulation of heat. There was no mention of any defects (cons) that would cause it.

【0021】これに対して、米国特許4.503.444 号公報
には、上記特開昭56-9429 号公報と同じように、熱を利
用して記録媒体液中に気泡を発生させ、その気泡の圧力
で微小なノズルからインクを噴射する技術を用い、画素
径を変化させる方法の開示がある。これは、非常に高い
駆動周波数で微小インク滴を発生させ、画像濃度情報に
応じて1画素を形成する微小インク滴の数を変えて画素
径を変える技術である。この技術を使って非常に小さい
画素径を得るには、非常に小さなインク滴を1個噴射し
て飛翔させ、記録紙上で画素を形成させる。また、大き
い画素径を得るには、上記した非常に小さいインク滴を
複数個独立させて、あるいは、それらがつながった状態
で噴射して飛翔させ、記録紙上で1つの画素として形成
させる。つまり、上記技術は、独立もしくはつながって
飛翔する複数個の微小なインク滴を使って1つの画素を
形成するため、非常に小さい画素から大きい画素まで、
画像濃度情報に応じて所望の画素径が得られるというも
のである。
On the other hand, in US Pat. No. 4.503.444, as in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 56-9429, bubbles are generated in the recording medium liquid by utilizing heat, and the bubbles are generated. There is a disclosure of a method of changing a pixel diameter by using a technique of ejecting ink from a minute nozzle by pressure. This is a technique in which minute ink droplets are generated at a very high driving frequency, and the pixel diameter is changed by changing the number of minute ink droplets forming one pixel according to image density information. To obtain a very small pixel diameter using this technique, one very small ink droplet is ejected and ejected to form a pixel on the recording paper. Further, in order to obtain a large pixel diameter, a plurality of the above-mentioned very small ink droplets are made independent or are ejected in a state in which they are connected and ejected to form one pixel on the recording paper. In other words, the above technique forms one pixel using a plurality of minute ink droplets that fly independently or in a continuous manner, so that from very small pixels to large pixels,
A desired pixel diameter can be obtained according to the image density information.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の液体噴射記録装置、特に米国特許4.503.444 号
公報においては、微小な複数個のインク滴の数を変えて
形成される画素の大きさを変えるという概念が提示され
てはいるが、どの位のノズル径の記録ヘッドを使用し、
どのような条件下で記録すれば良いかの点についての具
体的な記述がなかった。そこで、本願の出願人は、この
点について、300 dpi 及び360 dpi の2種類の配列密度
(12本/mm及び14本/mm相当)を持ったプリンタヘッド
を使用して実験を行ったが、プリンタヘッドに入力する
パルスの駆動周波数を4〜8kHzで駆動した場合は、
インクの吐出動作を行うことができたが、さらに周波数
を高くして微小なインク滴を形成するべく30〜50kHz
という非常に高い周波数で駆動させるとインク滴は吐出
されず、単に細かいミスト(霧)が漂うだけという結果
になることがわかった。
However, in the above-mentioned conventional liquid jet recording apparatus, especially in US Pat. No. 4.503.444, the size of a pixel formed by changing the number of minute ink droplets is changed. Although the concept of changing the
There was no specific description of what kind of conditions should be used for recording. Therefore, the applicant of the present application conducted an experiment on this point using a printer head having two kinds of array densities of 300 dpi and 360 dpi (corresponding to 12 lines / mm and 14 lines / mm). When the drive frequency of the pulse input to the printer head is 4 to 8 kHz,
I was able to perform the ink ejection operation, but 30 to 50 kHz in order to further increase the frequency and form minute ink droplets.
It was found that driving at a very high frequency results in no ink droplets being ejected, and only a fine mist (fog) drifting.

【0023】また、仮に上記米国特許4.503.444 号に記
載されているように、微小インク滴が発生できたとして
も、そのような微小インク滴は質量が小さいため、周囲
の外乱の影響を受け易く、吐出された微小インク滴を安
定して飛翔させることが非常に難しいという問題があ
る。特に、このインク滴の飛翔の安定性は、目標とする
記録紙面上の所望位置にインク滴が適確に到達できるか
どうかにかかり、高画質印字には非常に重要となる。
Even if fine ink droplets can be generated as described in the above-mentioned US Pat. No. 4.503.444, since such fine ink droplets have a small mass, they are affected by ambient disturbance. There is a problem that it is easy and it is very difficult to stably eject the ejected minute ink droplets. In particular, the stability of flight of the ink droplet depends on whether or not the ink droplet can accurately reach a desired position on the target recording paper surface, and is very important for high-quality printing.

【0024】本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされ
たものであり、インクジェット記録装置を高い応答周波
数で駆動し、微小インク滴を安定して効率良く吐出形成
すると共に、その形成された微小インク滴の飛翔を安定
化させ、画像濃度情報に応じて画素径を変化させなが
ら、記録紙面上でのインク滴の着弾位置を高精度に保
ち、階調性豊かな高画質印字を行うことができる液体噴
射記録装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above conventional problems, and drives an ink jet recording apparatus at a high response frequency to stably and efficiently eject and form fine ink droplets, and the formed fine droplets. It stabilizes the flight of ink droplets and changes the pixel diameter according to the image density information, while maintaining the ink droplet landing position on the recording paper surface with high accuracy and performing high-quality printing with rich gradation. An object of the present invention is to provide a liquid jet recording apparatus that can be used.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
吐出口と、該吐出口に連絡した液路と、該液路の一部に
設けられたエネルギー作用部と、前記液路に連絡した液
室と、を有し、前記エネルギー作用部近傍の記録液体の
一部に熱による状態変化を生じせしめ、該状態変化に基
づいて前記記録液体の一部を前記吐出口より吐出、飛翔
させ、被記録体に付着させて記録を行う液体噴射記録装
置において、前記エネルギー作用部に画像濃度情報に応
じた1〜複数回のエネルギーを入力し、その入力回数に
応じて前記記録液体の吐出量を変えて前記被記録体に付
着させて階調記録を行う記録液体吐出量制御手段と、前
記液路の一部を構成し、前記エネルギー作用部を有する
基板あるいは該基板を保持する支持基板に沿って強制的
に空気流を流し、該基板あるいは支持基板に蓄積された
熱を空気流と共に前記吐出口側に移動させると共に、該
熱を持った空気流を前記記録液体の吐出、飛翔方向に流
す空気流噴出手段と、を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 1 is
Recording near the energy acting portion, having an ejection opening, a liquid passage communicating with the ejection opening, an energy acting portion provided in a part of the liquid passage, and a liquid chamber communicating with the liquid passage. A liquid jet recording apparatus that causes a part of a liquid to undergo a state change due to heat, causes a part of the recording liquid to be ejected and ejected from the ejection port based on the state change, and adheres to a recording medium for recording. , Energy is input to the energy acting portion one to a plurality of times according to image density information, and the discharge amount of the recording liquid is changed according to the number of times of input to adhere to the recording medium to perform gradation recording. A recording liquid discharge amount control means and a part of the liquid path are formed, and an air flow is forcibly made to flow along a substrate having the energy acting portion or a supporting substrate holding the substrate, to the substrate or the supporting substrate. The accumulated heat with the air flow Is moved to the serial discharge port side, the ejection of the recording liquid air stream having a heat, characterized by comprising an air flow jetting means, the flow in the flight direction.

【0026】請求項2記載の発明は、前記空気流噴出手
段が噴出する空気流を前記被記録体の記録面に当てるよ
うに流すことを特徴とする。請求項3記載の発明は、前
記空気流噴出手段が噴出する空気流を前記記録液体の吐
出、飛翔方向に流し、その空気流の中を吐出した記録液
体が飛翔するようにしたことを特徴とする。
The invention according to claim 2 is characterized in that the air flow ejected by the air flow ejecting means is caused to flow so as to hit the recording surface of the recording medium. The invention according to claim 3 is characterized in that the air flow ejected by the air flow ejecting means is caused to flow in the ejection and flight directions of the recording liquid, and the ejected recording liquid flies in the air flow. To do.

【0027】請求項4記載の発明は、前記空気流噴出手
段が噴出する空気流の流速を可変としたことを特徴とす
る。請求項5記載の発明は、前記空気流噴出手段が噴出
する空気流の流速を前記画像情報に応じて可変としたこ
とを特徴とする。請求項6記載の発明は、吐出、飛翔さ
せた前記記録液体を付着させて記録する前記被記録体を
前記空気流噴出手段の噴出する空気流が速やかに被記録
面に沿って逃げるように配置したことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is characterized in that the flow velocity of the air flow ejected by the air flow ejecting means is variable. The invention according to claim 5 is characterized in that the flow velocity of the air flow ejected by the air flow ejecting means is variable in accordance with the image information. According to a sixth aspect of the present invention, the recording medium on which the recording liquid discharged and jetted is adhered for recording is arranged so that the air flow ejected by the air flow ejecting means quickly escapes along the recording surface. It is characterized by having done.

【0028】請求項7記載の発明は、前記空気流噴出手
段から噴出される空気流が層流であることを特徴とす
る。
According to a seventh aspect of the present invention, the air flow ejected from the air flow ejecting means is a laminar flow.

【0029】[0029]

【作用】請求項1記載の発明では、記録液体吐出量制御
手段により画像濃度情報に応じてエネルギー作用部に1
〜複数回のエネルギーを一定の条件下で入力することに
より、通常の2値記録に使用するインク滴よりもはるか
に小さい微小インク滴を安定して吐出させ、エネルギー
の入力回数に応じた数のインク滴群により被記録体の同
一箇所に付着する記録液体の量を変え、画素径を変えて
階調記録を行うことができる。そして、その微小インク
滴群を吐出、飛翔させる際には、空気流噴出手段により
基板あるいは支持基板に沿って強制的に空気流を流すこ
とによりインクジェットヘッド周辺の熱を奪い、その熱
を持った空気流を記録液体の吐出、飛翔方向に流すもの
である。これにより、インクジェットヘッド周辺の冷却
が可能となり、ヘッドの蓄熱作用による記録の応答スピ
ードを向上させると共に、ヘッドから吐出される微小な
インク滴群の飛翔が空気流によって安定し、被記録体へ
の着弾位置が高精度となって、高画質な階調記録が行え
る。
According to the first aspect of the present invention, the recording liquid discharge amount control means controls the energy acting portion to be 1 depending on the image density information.
-By inputting energy multiple times under a certain condition, minute ink droplets that are much smaller than the ink droplets used for normal binary recording are stably ejected, and the number of times corresponding to the number of times of energy input is increased. It is possible to change the amount of the recording liquid adhering to the same portion of the recording medium by the ink droplet group and change the pixel diameter to perform gradation recording. Then, when the minute ink droplet group is ejected and ejected, the heat around the ink jet head is taken by forcibly flowing the air flow along the substrate or the supporting substrate by the air flow ejection means, and the heat is taken. An air flow is discharged in the ejection direction of the recording liquid. This makes it possible to cool the periphery of the inkjet head, improve the recording response speed due to the heat storage effect of the head, stabilize the flight of minute ink droplets ejected from the head by the air flow, and The landing position becomes highly accurate, and high-quality gradation recording can be performed.

【0030】請求項2記載の発明では、空気流噴出手段
が噴出される空気流は、インクジェットヘッド周辺の熱
を奪い、温度が高くなっているので、その空気流を被記
録体の記録面に当てるように流すことにより、印字面を
効率良く乾燥させることが可能となり、画素のにじみが
無くなって高画質化できる。特に、階調記録を行う際
に、複数の微小インク滴を使って2値記録時の画素より
も大きな画素を得る場合は、通常よりも乾燥時間が長く
かかるが、熱を持った空気流を被記録体の記録面に当て
るため乾燥時間が短くて済み、有効である。
According to the second aspect of the present invention, the air flow ejected by the air flow ejecting means absorbs heat around the ink jet head and has a high temperature. Therefore, the air flow is directed to the recording surface of the recording medium. By flowing so as to hit the printed surface, the printed surface can be efficiently dried, and the blurring of pixels can be eliminated to improve the image quality. In particular, when performing gradation recording, if a plurality of minute ink droplets are used to obtain a pixel larger than the pixel for binary recording, the drying time will be longer than usual, but a hot air flow will be applied. Since it is applied to the recording surface of the recording medium, the drying time is short, which is effective.

【0031】請求項3記載の発明では、空気流噴出手段
が噴出する空気流をインク滴の吐出、飛翔方向に流し、
その空気流の中をインク滴が飛翔するようにしたため、
微小なインク滴であっても外乱の影響を受け難く、飛翔
が安定化することから、記録紙面上の着弾位置の精度が
向上し、高画質な階調記録が行える。請求項4記載の発
明では、空気流噴出手段が噴出する空気流の流速を可変
としたことにより、液体噴射記録装置のヘッド構造等が
異なっても、各装置に最適な空気流の流速が選択可能で
ある。また、発熱抵抗体の発生する熱量は、ヘッドの駆
動条件によって異なってくるが、その場合でも空気流速
を変えて最適な冷却を行うことにより、ヘッドを最適な
状態で駆動させることが可能である。
According to the third aspect of the invention, the air flow ejected by the air flow ejecting means is caused to flow in the ink droplet ejection and flight directions.
Since the ink droplets are made to fly in the air flow,
Even minute ink droplets are not easily affected by disturbance and the flight is stabilized, so the accuracy of the landing position on the recording paper surface is improved, and high-quality gradation recording can be performed. In the invention of claim 4, the flow velocity of the air flow ejected by the air flow ejecting means is made variable, so that the optimum air flow velocity for each device is selected even if the head structure of the liquid jet recording device is different. It is possible. Further, the amount of heat generated by the heating resistor varies depending on the driving condition of the head, but even in that case, the head can be driven in an optimum state by changing the air flow velocity and performing optimum cooling. ..

【0032】空気流の中を微小インク滴が飛翔するよう
にした場合は、空気流の流速を可変としたことにより、
吐出する微小インク滴に適した空気流速を選択すること
ができ、インク滴の飛翔安定性が向上して、高画質な階
調記録が可能となる。請求項5記載の発明では、空気流
噴出手段が噴出する熱を持った空気流の流速を画像濃度
情報に応じて可変としたことにより、画素径が大きくな
るに従って長くかかるインク滴の乾燥時間を空気流速を
変化させて、常に最適な状態で乾燥を行い、画像のにじ
みを極力抑えて高画質化する。
When minute ink droplets are made to fly in the air flow, by changing the flow velocity of the air flow,
It is possible to select an air flow velocity suitable for the minute ink droplets to be ejected, the flight stability of the ink droplets is improved, and high-quality gradation recording is possible. According to the fifth aspect of the invention, the flow velocity of the air flow having heat ejected by the air flow ejecting means is made variable according to the image density information, so that it takes a longer time to dry the ink droplet as the pixel diameter increases. By changing the air flow velocity, drying is always performed in the optimum state, and image bleeding is suppressed as much as possible to improve image quality.

【0033】請求項6記載の発明では、吐出、飛翔させ
た微小インク滴を付着させて記録する記録用紙を空気流
噴出手段の噴出する空気流を速やかに紙面に沿って逃げ
るように、湾曲させたり、あるいは紙面に対して空気流
の当たる角度を変えて配置することにより、紙面上で空
気流が渦を巻いて逆流することが無くなり、飛翔インク
滴を伴送する空気流に乱れが生じず、飛翔が安定して着
弾位置精度が向上し、高画質な階調記録を行うことがで
きる。
According to the sixth aspect of the invention, the recording paper on which the ejected and ejected minute ink droplets are adhered for recording is curved so that the airflow ejected by the airflow ejecting means quickly escapes along the paper surface. Alternatively, by arranging the airflow at different angles to the paper surface, the airflow will not swirl back on the paper surface, and the airflow that carries the flying ink drops will not be disturbed. The flight is stable, the accuracy of the landing position is improved, and high-quality gradation recording can be performed.

【0034】請求項7記載の発明では、空気流噴出手段
から噴出される空気流を層流にしたことにより、インク
滴の飛翔安定性を乱すことが無くなり、飛翔が安定して
着弾位置精度が向上し、高画質な階調記録を行うことが
できる。
In the seventh aspect of the invention, since the air flow ejected from the air flow ejecting means is made into a laminar flow, the flight stability of the ink droplets is not disturbed, the flight is stable, and the landing position accuracy is improved. It is possible to improve and perform high-quality gradation recording.

【0035】[0035]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。ま
ず最初に、バブルジェットによるインク噴射の原理説明
図である図9に基づいてインクの吐出原理を説明する。
図9において、21は蓋基板、22は発熱体基板、23は選択
( 独立)電極、24は共通電極、25は発熱体 (ヒータ) 、
26は隣接インク層 (インク) 、27は気泡、28は飛翔イン
ク滴である。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. First, the principle of ink ejection will be described based on FIG. 9, which is an explanatory view of the principle of ink ejection by a bubble jet.
In FIG. 9, 21 is a lid substrate, 22 is a heating element substrate, and 23 is a selection.
(Independent) electrode, 24 is a common electrode, 25 is a heating element (heater),
26 is an adjacent ink layer (ink), 27 is a bubble, and 28 is a flying ink droplet.

【0036】(a)は定常状態であり、オリフィス面で
インク26の表面張力と外圧とが平衡状態にある。 (b)はヒータ25が加熱されて、ヒータ25の表面温度が
急上昇し隣接インク層26に沸騰現象が起きるまで加熱さ
れ、微小な気泡27が点在している状態にある。
(A) is a steady state, in which the surface tension of the ink 26 and the external pressure are in equilibrium on the orifice surface. In (b), the heater 25 is heated and heated until the surface temperature of the heater 25 rapidly rises and a boiling phenomenon occurs in the adjacent ink layer 26, and minute bubbles 27 are scattered.

【0037】(c)は、ヒータ25の全面で急激に加熱さ
れた隣接インク層26が瞬時に気化し、沸騰膜を作り、こ
の気泡27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27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26が押し出さ
れる。この時、ヒータ25には電流が流れていない状態に
あり、ヒータ25の表面温度は降下しつつある。気泡27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遅
れる。
(C) is a state in which the adjacent ink layer 26 that has been rapidly heated on the entire surface of the heater 25 is instantly vaporized to form a boiling film, and the bubble 27 is grown. At this time, the pressure in the nozzle rises by the amount of growth of the bubbles, the balance with the external pressure on the orifice surface is lost, and the ink column begins to grow from the orifice. In (d), the bubble 27 is grown to the maximum, and the ink 26 corresponding to the volume of the bubble is pushed out from the orifice surface. At this time, no current is flowing through the heater 25, and the surface temperature of the heater 25 is decreasing. The maximum value of the volume of the bubble 27 is slightly delayed from the timing of applying the electric pulse.

【0038】(e)は気泡27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。 (f)はさらに気泡27が収縮し、ヒータ25面に隣接イン
ク層26が接し、ヒータ25面がさらに急速に冷却される状
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インク滴28になり
記録紙の方向へ5〜10m/secの速度で飛翔してい
る。
(E) shows a state in which the bubble 27 is cooled by ink or the like and starts to contract. At the tip of the ink column, the ink column moves forward while maintaining the pushing speed, and at the rear end, ink contracts due to the contraction of the air bubbles, causing the ink to flow backward from the orifice surface into the nozzle, resulting in a constriction in the ink column. .. In (f), the bubble 27 is further contracted, the adjacent ink layer 26 is in contact with the heater 25 surface, and the heater 25 surface is further rapidly cooled. At the orifice surface, the external pressure is higher than the internal pressure of the nozzle, so a large meniscus has entered the nozzle. The tip of the ink column becomes an ink drop 28, which flies toward the recording paper at a speed of 5 to 10 m / sec.

【0039】(g)はオリフィスにインク26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27は完全に消滅している。 このような原理を用いたサーマルインクジェット装置
は、インク滴28を吐出する場合(画素を形成する)と、
吐出しない場合のいわゆる2値記録が可能である。
(G) is a process in which the ink 26 is supplied (refilled) to the orifice again by the capillary phenomenon and returns to the state of (a), and the bubble 27 is completely extinguished. The thermal inkjet device using such a principle, when ejecting the ink droplet 28 (forming a pixel),
So-called binary recording when ejection is not possible is possible.

【0040】また、上記と同様の原理を用いて画素の大
きさを変える、いわゆる多値記録を行う場合は、以下の
ようにして行うことができる。図10各図は発熱抵抗体に
入力する駆動パルスと吐出されるインク滴および形成さ
れる画素径の関係を示す図である。図10において、29は
駆動パルス、30は飛翔インク滴、31は紙面上の画素を示
している、図10(a) は、図9の場合と同じであり、ほと
んどいつも均一な飛翔インク量であり、2値記録を行う
場合である。
When so-called multi-value recording, in which the size of a pixel is changed by using the same principle as described above, can be performed as follows. FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the drive pulse input to the heating resistor, the ejected ink droplet, and the diameter of the formed pixel. In FIG. 10, 29 is a driving pulse, 30 is a flying ink drop, and 31 is a pixel on the paper surface. FIG. 10 (a) is the same as the case of FIG. 9, and the flying ink amount is almost always uniform. Yes, this is the case where binary recording is performed.

【0041】ところが、図10(b) 〜(e) は細かい間隔で
1つ以上のパルスエネルギーが加えられ、それに応じて
1つ以上の独立した微小インク滴群30a〜30dが形成さ
れる。また、条件によっては、これら微小インク滴群30
a〜30dは、独立しないで入力パルスエネルギー数に応
じたこぶ状のふくらみとなって、連続した1つのインク
柱として飛翔することもある(図1および図3中のイン
ク滴群9参照)。この場合、入力されるパルスエネルギ
ーは図10(a) の場合よりも小さく、従って形成されるイ
ンク滴も小さくなる。そして、この小さいパルスエネル
ギーは、高い周波数(数〜数10kHz)で1〜複数のパ
ルスが加えられるため、図10(b) 〜(e)に示されるよう
に、個々の微小インク滴が連続的、あるいはそれらがつ
ながった1つのインク柱となって噴射されて飛翔し、記
録紙側の表面に付着して画素を形成する。これらの微小
インク滴群30a〜30dは、短い時間内で紙に付着するの
で、複数個のインク滴により1画素を形成する。つま
り、インク滴の数に応じて画素の大きさ(画素径)が変
えられ、階調記録が行えるようにしたものである。
However, in FIGS. 10 (b) to 10 (e), one or more pulse energies are applied at fine intervals, and one or more independent ink droplet groups 30a to 30d are formed accordingly. In addition, depending on the conditions, these small ink droplet groups 30
The a to 30d are not independent but become a hump-shaped bulge according to the input pulse energy number, and may fly as one continuous ink column (see the ink droplet group 9 in FIGS. 1 and 3). In this case, the input pulse energy is smaller than that in the case of FIG. 10 (a), so that the ink droplets formed are also smaller. Since this small pulse energy is applied to one or a plurality of pulses at a high frequency (several to several tens of kHz), individual minute ink droplets are continuously formed as shown in FIGS. 10 (b) to (e). Alternatively, they are ejected as a single connected ink column to fly and adhere to the surface on the recording paper side to form pixels. Since these minute ink drop groups 30a to 30d adhere to the paper within a short time, one pixel is formed by a plurality of ink drops. That is, the size of the pixel (pixel diameter) is changed according to the number of ink drops, and gradation recording can be performed.

【0042】具体的には、1つの記録ヘッドにおいて、
文字情報として2値記録情報が入力された場合は、図10
(a) に示すような動作をし、階調表現を行う画像情報と
しての多値記録情報が入力された場合は、画像情報に応
じて図10(b) 〜(e) に示すような動作をするように使い
分けることにより、あらゆる種類の画像情報に対応する
ことができる。
Specifically, in one recording head,
When binary record information is input as the character information,
When multi-valued record information as image information for gradation expression is input, the operation shown in (a) is performed and the operation shown in Fig. 10 (b) to (e) is performed according to the image information. It is possible to deal with all kinds of image information by properly selecting the image information.

【0043】ところで、このような高い駆動周波数で1
〜複数のパルスエネルギーを記録ヘッドに印加して記録
する場合は、前述したように必ずしもインク滴が吐出で
きるとは限らない。前述したように、本願発明者らの実
験によれば、300dpi〜360dpiの配列密度とした比較的大
きいノズル径を有する記録ヘッドでは、4〜8kHz程
度の駆動周波数でインクの吐出が行えても、10kHzを
越え、さらに30〜50kHzという非常に高い周波数での
駆動では、インクの吐出が行われず、ミスト(霧)が漂
うだけという結果が得られている。
By the way, at such a high driving frequency, 1
-When a plurality of pulse energies are applied to the recording head for recording, ink droplets cannot always be ejected as described above. As described above, according to the experiments conducted by the inventors of the present application, in a recording head having a relatively large nozzle diameter with an arrangement density of 300 dpi to 360 dpi, even if ink can be ejected at a drive frequency of about 4 to 8 kHz, Driving at a very high frequency of more than 10 kHz and 30 to 50 kHz results in that ink is not ejected and only mist drifts.

【0044】本願発明者らは、この事実に注目し、駆動
周波数が低い場合にインク滴が吐出でき、高い場合には
吐出できないという理由の1つとしては、インクの慣性
が大きな要因であることに気がついた。つまり、インク
の吐出という、ある一定量の質量を持ったインクのかた
まりが移動する現象のスピードを左右するものは、質量
の大小であり、質量が大きい場合(大きいインク滴)
は、慣性の作用によって吐出し難いが、質量が小さい場
合(小さいインク滴)は、慣性の作用を受け難いため、
容易に吐出することができるわけである。
The inventors of the present application have paid attention to this fact, and one of the reasons why the ink droplets can be ejected when the driving frequency is low and cannot be ejected when the driving frequency is high is that the inertia of the ink is a major factor. I noticed. In other words, what affects the speed of the phenomenon of ejecting ink, that is, the phenomenon in which a mass of ink having a certain amount of mass moves, is the case where the mass is large and the mass is large (large ink drop)
Is difficult to eject due to the action of inertia, but when the mass is small (small ink droplet), it is difficult to receive the action of inertia,
It can be easily discharged.

【0045】本願発明者らは、この点に気づき、上記し
たように10kHzを越える非常に高い駆動周波数で駆動
してインクの吐出動作を行うためには、ノズル径を小さ
くし、吐出するインク滴の質量を小さくすることによっ
て慣性の作用を受け難くすることが重要であると考え、
本実施例では記録ヘッドのノズル径を24μm×24μmと
し、その配列密度を600dpi(24本/mm相当) としたもの
と、ノズル径を20μm×20μmとし、その配列密度を80
0dpi(31本/mm相当)としたものとを製作し、インクの
吐出動作を高い頻度で高速に行えるかどうかの実験を行
った。その結果、600 dpi のものは最大駆動周波数が30
kHzまでインク滴の吐出動作を行うことができ、800
dpi のものは最大駆動周波数が42kHzまでインク滴の
吐出動作を行うことができた。
The inventors of the present application noticed this point, and in order to perform the ink ejection operation by driving at a very high drive frequency exceeding 10 kHz as described above, the nozzle diameter is reduced and the ejected ink droplet is It is important to make it less susceptible to the effects of inertia by reducing the mass of
In this embodiment, the nozzle diameter of the recording head is 24 μm × 24 μm, the array density is 600 dpi (corresponding to 24 lines / mm), and the nozzle diameter is 20 μm × 20 μm, and the array density is 80
We made a device with 0 dpi (31 lines / mm equivalent) and conducted an experiment to see if the ink ejection operation could be performed frequently and at high speed. As a result, the maximum driving frequency of 600 dpi is 30
It can discharge ink droplets up to kHz, 800
In the case of dpi, it was possible to eject ink droplets up to a maximum drive frequency of 42 kHz.

【0046】もちろん、これらの記録ヘッドは、従来行
われていた10kHz以下の低い周波数であっても安定し
たインクのと吐出動作を行うことができるものである。
図11は、発熱抵抗体を用いる気泡発生手段の構造を説明
するための図で、図中32は発熱抵抗体、33は電極、34は
保護層、35は電源装置を示し、発熱抵抗体32を構成する
材料として、有用なものには、例えば、タンタル−Si
2 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硫
化物があげられる。
Of course, these recording heads can perform stable ink ejection operation even at a low frequency of 10 kHz or less, which has been conventionally performed.
FIG. 11 is a view for explaining the structure of the bubble generating means using a heating resistor, in which 32 is a heating resistor, 33 is an electrode, 34 is a protective layer, 35 is a power supply device, and the heating resistor 32 Examples of useful materials for forming the element include, for example, tantalum-Si.
O 2 mixture, tantalum nitride, nichrome, silver-palladium alloy, silicon semiconductor, or hafnium, lanthanum, zirconium, titanium, tantalum, tungsten,
Examples thereof include sulfides of metals such as molybdenum, niobium, chromium and vanadium.

【0047】これらの発熱抵抗体32を構成する材料の
中、殊に金属硫化物が優れたものとして挙げることがで
き、その中でも最も特性の優れているのが、硫化ハフニ
ウムであり、次いで、硫化ジルコニウム、硫化ランタ
ン、硫化タンタル、硫化バナジウム、硫化ニオブの順と
なっている。発熱抵抗体32は、上記の材料を用いて、電
子ビーム蒸着やスパッタリング等の手法を用いて形成す
ることができる。発熱抵抗体32の膜厚は、単位時間当た
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。
Among the materials forming the heating resistor 32, metal sulfide can be mentioned as an especially excellent one. Among them, hafnium sulfide has the most excellent characteristic, and then sulfide is The order is zirconium, lanthanum sulfide, tantalum sulfide, vanadium sulfide, and niobium sulfide. The heating resistor 32 can be formed by using a method such as electron beam evaporation or sputtering using the above materials. The film thickness of the heating resistor 32 is determined according to the area, the material, the shape and size of the heat acting portion, and the actual power consumption so that the amount of heat generated per unit time is as desired. But in the normal case,
The thickness is 0.001 to 5 μm, preferably 0.01 to 1 μm.

【0048】電極33を構成する材料としては、通常使用
されている電極材料の多くのものが有効に使用され、具
体的には、例えばAl、Ag、Au、Pt、Cu等があ
げられ、これらを使用して蒸着等の手法で所定位置に、
所定の大きさ、形状、厚さで設けられる。保護層34に要
求される特性は、発熱抵抗体32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32を保護するということである。保護層34を構
成する材料として有用なものには、例えば酸化シリコ
ン、窒化シリコン、酸化マグネシウム、酸化アルミニウ
ム、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34の膜厚は、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。
As the material forming the electrode 33, many of the commonly used electrode materials are effectively used, and specific examples thereof include Al, Ag, Au, Pt and Cu. Using a method such as vapor deposition at a predetermined position,
It is provided with a predetermined size, shape, and thickness. The characteristic required for the protective layer 34 is that the heat generating resistor 32 is protected from the recording liquid without hindering effective transfer of the heat generated by the heat generating resistor 32 to the recording liquid. Examples of useful materials for forming the protective layer 34 include silicon oxide, silicon nitride, magnesium oxide, aluminum oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, and the like. Can be formed. The thickness of the protective layer 34 is usually
0.01-10 μm, preferably 0.1-5 μm, optimally 0.1-
It is desirable that the thickness is 3 μm.

【0049】次に、上記原理を用いるバブルジェットヘ
ッドの製作工程を示す図12(a) 〜(e) の製作工程図に従
って説明する。ここで示す実施例は、感光性樹脂の硬化
膜から成る吐出口、流路、共通液室に関するものであ
る。図中、36は基板、37はインク吐出圧発生素子、38は
薄膜、39は接着剤層、40はドライフィルムフォトレジス
ト、41はフォトマスク、42は接着剤、43は平板、44は溝
である。
Next, the manufacturing process of the bubble jet head using the above principle will be described with reference to the manufacturing process diagrams of FIGS. 12 (a) to 12 (e). The examples shown here relate to a discharge port, a flow path, and a common liquid chamber made of a cured film of a photosensitive resin. In the figure, 36 is a substrate, 37 is an ink ejection pressure generating element, 38 is a thin film, 39 is an adhesive layer, 40 is a dry film photoresist, 41 is a photomask, 42 is an adhesive, 43 is a flat plate, and 44 is a groove. is there.

【0050】図12(a) の工程では、シリコン、ガラス、
セラミック、プラスチック、あるいは金属等の基板36上
に発熱素子やピエゾ素子等のインク吐出圧発生素子37を
所望の個数配設し、更に必要に応じて耐インク性、電気
絶縁性を付与する目的で、SiO2 、Ta2 5 ガラス
等の薄膜38を被覆する。なお、インク吐出圧発生素子37
には、図示されていないが信号入力用電極が接続してあ
る。
In the process of FIG. 12 (a), silicon, glass,
For the purpose of providing a desired number of ink ejection pressure generating elements 37 such as heating elements and piezo elements on a substrate 36 made of ceramic, plastic, metal, or the like, and further providing ink resistance and electrical insulation as necessary. , A thin film 38 of SiO 2 , Ta 2 O 5 glass or the like. The ink discharge pressure generating element 37
A signal input electrode (not shown) is connected to the.

【0051】図12(b) に示す工程では、上記インク吐出
圧発生素子37を有する基板36の表面に接着剤層39を約1
μm〜5μm程度の厚さに形成する。このとき、所望の
液状接着剤を周知の手法、例えば、スピンナーコート
法、ディップコート法、ローラーコート法によって、基
板表面に塗工した後、半硬化させておく。
In the step shown in FIG. 12B, the adhesive layer 39 is applied to the surface of the substrate 36 having the ink discharge pressure generating element 37 by about 1
It is formed with a thickness of about 5 μm to 5 μm. At this time, a desired liquid adhesive is applied to the surface of the substrate by a known method such as a spinner coating method, a dip coating method, or a roller coating method, and then semi-cured.

【0052】なお、具体的には、スピンナーコート法の
場合、粘度2〜15CPの接着剤を1000〜5000rpm で塗布す
る。また、ディップコート法の場合は、粘度20〜30CPの
接着剤中に基板1を浸漬した後、20〜50cm/分の一定速
度で引き揚げる。更に、ローラーコート法の場合には、
粘度100 〜300CP の接着剤をローラー間速60〜200cm /
分で塗布する。
Specifically, in the case of the spinner coating method, an adhesive having a viscosity of 2 to 15 CP is applied at 1000 to 5000 rpm. In the case of the dip coating method, the substrate 1 is dipped in an adhesive having a viscosity of 20 to 30 CP and then withdrawn at a constant speed of 20 to 50 cm / min. Furthermore, in the case of the roller coat method,
Adhesive with a viscosity of 100 to 300 CP is applied between rollers at a speed of 60 to 200 cm /
Apply in minutes.

【0053】ここで使用する接着剤の種類は所定の接着
力が示されれば特に限定されないが、本発明において
は、とりわけ、光硬化性樹脂接着剤が製造上の便宜から
勧奨されるものである。このように、本発明において好
適な光硬化性樹脂接着剤としては、例えば不飽和ポリエ
ステル樹脂と、分子中に少なくとも1つの不飽和二重結
合を有するモノマー、ダイマーあるいはオリゴマー化合
物(メチルメタアクリレート,スチレン,ジアリルフタ
レート等)または不飽和ポリエステルと少なくとも1つ
の不飽和二重結合を末鎖基あるいは主鎖中に持つように
変性したシリコン、ウレタン、エポキシ等の樹脂単数あ
るいはこれと、前記モノマー、ダイマー、オリゴマー等
の組み合わせ等からなるものである。また、本発明にお
いて、これらの接着剤の被接着剤界面がSiを基本とす
る化合物で形成されている場合は、上記接着剤にシラン
カップリング剤を混合するか、前もって基板36の表面を
シランカップリング剤で処理することも有効である。
The kind of the adhesive used here is not particularly limited as long as a predetermined adhesive force is exhibited, but in the present invention, the photo-curable resin adhesive is especially recommended for the convenience of production. is there. Thus, as the photo-curable resin adhesive suitable in the present invention, for example, an unsaturated polyester resin and a monomer, dimer or oligomer compound having at least one unsaturated double bond in the molecule (methyl methacrylate, styrene) is used. , Diallyl phthalate, etc.) or an unsaturated polyester and at least one unsaturated double bond-modified resin such as silicone, urethane, or epoxy having at least one unsaturated double bond in the end chain group or main chain, or with the monomer, dimer, It is composed of a combination of oligomers and the like. Further, in the present invention, when the adherend interface of these adhesives is formed of a compound based on Si, a silane coupling agent is mixed with the above-mentioned adhesive, or the surface of the substrate 36 is preliminarily treated with silane. Treatment with a coupling agent is also effective.

【0054】続く図12(c) に示す工程では、図12(b) に
示す工程を経て得られた基板36の接着剤層39の表面を清
浄化すると共に乾燥させた後、接着剤層39に重ねて、80
℃〜100℃程度に加温されたドライフィルムフォトレジ
スト40(膜厚約25μm〜 100μm)を0.3 〜0.4 f/分
の速度、1〜3Kg/cm2 の加圧条件下でラミネートす
る。このとき、ドライフィルムフォトレジスト40は、接
着剤層39に融着する。この後、使用した接着剤の性状に
合わせて、接着剤層39を紫外線を照射して本硬化させ
る。以後、ドライフィルムフォトレジスト40に相当の外
圧が加わった場合にも基板36から剥離することはない。
続いて、図12(c) に示すように、基板面に設けたドライ
フィルムフォトレジスト40上に所定のパターンを有する
フォトマスク41を重ね合わせた後、このフォトマスク41
の上部から露光を行う。このとき、インク吐出圧発生素
子37の設置位置と上記パターンの位置合わせを周知の手
段で行っておく必要がある。
In the subsequent step shown in FIG. 12 (c), after the surface of the adhesive layer 39 of the substrate 36 obtained through the step shown in FIG. 12 (b) is cleaned and dried, the adhesive layer 39 On top of, 80
A dry film photoresist 40 (film thickness of about 25 μm to 100 μm) heated to about 100 ° C. to 100 ° C. is laminated under a pressure of 1 to 3 kg / cm 2 at a speed of 0.3 to 0.4 f / min. At this time, the dry film photoresist 40 is fused to the adhesive layer 39. Thereafter, the adhesive layer 39 is irradiated with ultraviolet rays to be fully cured according to the properties of the adhesive used. After that, even if a considerable external pressure is applied to the dry film photoresist 40, the dry film photoresist 40 is not separated from the substrate 36.
Then, as shown in FIG. 12 (c), after overlaying a photomask 41 having a predetermined pattern on the dry film photoresist 40 provided on the substrate surface, the photomask 41 is formed.
Exposure from above. At this time, the installation position of the ink ejection pressure generating element 37 and the position of the pattern must be aligned by a known means.

【0055】図12(d) は、上記露光済みのドライフィル
ムフォトレジスト40の未露光部分を所定の有機溶剤から
なる現像液にて溶解除去した工程を示す説明図である。
次に、基板36に残されたドライフィルムフォトレジスト
40の露光された部分40Pの耐インク性向上のため、熱硬
化処理(例えば、150 〜250 ℃で30分〜6時間加熱)ま
たは、紫外線照射(例えば、50〜200 mW/tm2 、または
それ以上の紫外線強度)を行い、充分に重合硬化反応を
強める。
FIG. 12D is an explanatory view showing a step of dissolving and removing the unexposed portion of the exposed dry film photoresist 40 with a developing solution containing a predetermined organic solvent.
Next, the dry film photoresist left on the substrate 36
In order to improve ink resistance of the exposed portion 40P of 40, heat curing treatment (eg, heating at 150 to 250 ° C. for 30 minutes to 6 hours) or UV irradiation (eg, 50 to 200 mW / tm 2 , or it) The above ultraviolet ray intensity) is performed to sufficiently enhance the polymerization and curing reaction.

【0056】上記熱硬化と紫外線による硬化の両方を兼
用するのも効果的である。ところで、使用した接着剤層
39が溝44内に残存すると、インク中に溶出してインクを
変質させたり、インク通路を目詰らせたり、あるいは、
インク吐出圧発生素子37の機能を損なう恐れがあるの
で、本発明においては、ドライフィルムフォトレジスト
40に対するパターン露光時(図12(c) )に接着剤層39も
同時に光硬化させ、続く有機溶剤による現像段階で未硬
化の接着剤層39をドライフィルムフォトレジスト40と共
に溶解除去する(図12(d) )。
It is also effective to use both the heat curing and the curing by ultraviolet rays. By the way, the adhesive layer used
When 39 remains in the groove 44, it is eluted into the ink to change the quality of the ink, clog the ink passage, or
Since the function of the ink ejection pressure generating element 37 may be impaired, a dry film photoresist is used in the present invention.
At the time of pattern exposure for 40 (FIG. 12 (c)), the adhesive layer 39 is also photo-cured at the same time, and the uncured adhesive layer 39 is dissolved and removed together with the dry film photoresist 40 in the subsequent developing step with an organic solvent (FIG. 12). (d)).

【0057】図12(e) は、上記の充分な重合を終えて硬
化したドライフィルムフォトレジスト40Pによりインク
通路となる溝44の形成された基板36に、天井を構成する
ため平板43を接着するか単に圧着して固定したところを
示す図である。図12(e) に示す工程において、天井を構
成するための具体的方法としては、 1)ガラス、セラミックス、金属、プラスチック等の平
板43にエポキシ系接着剤を厚さ3〜4μmにスピンナー
コートした後、予備加熱して接着剤42をいわゆるBステ
ージ化させ、これを硬化したフォトレジスト膜40P上に
貼り合わせて前記接着剤を本硬化させる。あるいは、 2)アクリル系樹脂、ABS樹脂、ポリエチレン等の熱
可塑性樹脂の平板43を硬化したフォトレジスト膜40P上
に、直接熱融着させる方法がある。
In FIG. 12 (e), a flat plate 43 for adhering to the ceiling is adhered to the substrate 36 in which the groove 44 serving as an ink passage is formed by the dry film photoresist 40P cured after the above sufficient polymerization. It is a figure which shows the place fixed simply by crimping. In the step shown in FIG. 12 (e), the concrete method for constructing the ceiling is as follows: 1) A flat plate 43 made of glass, ceramics, metal, plastic or the like is spinner-coated to a thickness of 3 to 4 μm with an epoxy adhesive. After that, the adhesive 42 is preheated to be a so-called B stage, and the adhesive 42 is attached to the cured photoresist film 40P to be fully cured. Alternatively, 2) there is a method in which a flat plate 43 of a thermoplastic resin such as an acrylic resin, an ABS resin, or polyethylene is directly heat-sealed onto the hardened photoresist film 40P.

【0058】ちなみに、上記工程において、接着剤層39
が1μmの厚さに塗布したアクリル樹脂系光硬化型接着
剤である場合、また2μmの厚さに塗布したアクリル樹
脂系光硬化型接着剤である場合の各々について、フォト
レジスト硬化膜40Pの基板36からの剥離強度(試験A)
と、基板36に形成したフォトレジスト硬化膜40P(1mm
×1mm)を80℃の水中に1週間浸漬したときの基板36の
面における残存率(試験B)を測定したところ、表1に
記載したとおりの結果であった。
By the way, in the above process, the adhesive layer 39
Substrate of photoresist cured film 40P for each of the case where is an acrylic resin photocurable adhesive applied to a thickness of 1 μm and the acrylic resin photocurable adhesive applied to a thickness of 2 μm Peel strength from 36 (Test A)
And the photoresist cured film 40P (1 mm
When the residual rate (Test B) on the surface of the substrate 36 when dipped (× 1 mm) in water at 80 ° C. for 1 week was measured, the results were as shown in Table 1.

【0059】[0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】ここで、図12(e) の工程終了後の記録ヘッ
ドの外観を図13に模式的斜視図として示す。図中、45は
インク供給室、46はインク液流路、47はインク供給室45
にインク供給管(図示せず)を連結させるための貫通孔
を示している。上記した実施例においては、溝作成用の
感光性組成物(フォトレジスト)としてドライフィルム
タイプ、つまり固体のものを利用したが、本発明では、
これのみに限るものではなく、液状の感光性組成物もも
ちろん利用することができる。
Here, the appearance of the recording head after the step of FIG. 12 (e) is shown in FIG. 13 as a schematic perspective view. In the figure, 45 is an ink supply chamber, 46 is an ink liquid flow path, and 47 is an ink supply chamber 45.
Shows a through hole for connecting an ink supply pipe (not shown). In the above-mentioned examples, a dry film type, that is, a solid type was used as the photosensitive composition (photoresist) for forming the groove.
The present invention is not limited to this, and a liquid photosensitive composition can of course be used.

【0061】そして、基板上へのこの感光性組成物塗膜
の形成方法として、液体の場合にはレリーフ画像の製作
時に用いられるスキージによる方法、すなわち所望の感
光性組成物膜厚と同じ高さの壁を基板の周囲におき、ス
キージによって余分の組成物を除去する方法である。こ
の場合、感光性組成物の粘度は100 CP〜300CP が適当で
ある。また、基板の周囲におく壁の高さは、感光性組成
物の溶剤分の蒸発の減量を見込んで決定する必要があ
る。
As a method for forming this photosensitive composition coating film on a substrate, in the case of a liquid, a method using a squeegee used when producing a relief image, that is, a film having the same height as a desired photosensitive composition film thickness is used. The method is to put the wall around the substrate around the substrate and remove the excess composition with a squeegee. In this case, the suitable viscosity of the photosensitive composition is 100 CP to 300 CP. In addition, the height of the wall around the substrate needs to be determined in consideration of the reduction in evaporation of the solvent component of the photosensitive composition.

【0062】他方、固定の場合は、感光性組成物シート
を基板上に加熱圧着して粘着する。なお、その取扱い
上、及び厚さの制御が容易かつ正確にできる点で、固定
のフィルムタイプのものを利用する方が有利ではある。
このような固体のものとしては、例えば、デュポン社
製、パーマネントフォトポリマーコーティングRIST
ON、ソルダーマスク730S、同740S、同750
FR、同740FR、同SMI等の商品名で市販されて
いる感光性樹脂がある。この他、使用される感光性組成
物としては感光性樹脂、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が挙げられる。これらの感光性組成
物としては、例えば、ジアゾレジン、P−ジアゾキノ
ン、更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ボ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ベンゾフェノ
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APR(旭化
成)、テビスタ(帝人)、ゾンネ(関西プイント)
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し
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、ポリケイ度酸ビニル系フォ
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。
On the other hand, in the case of fixing, the photosensitive composition sheet is heated and pressure-bonded onto the substrate to adhere. It is more advantageous to use a fixed film type in terms of handling and controlling the thickness easily and accurately.
Examples of such a solid substance include, for example, RIST, a permanent photopolymer coating manufactured by DuPont.
ON, solder mask 730S, same 740S, same 750
There are photosensitive resins commercially available under the trade names of FR, 740FR, and SMI. In addition, as the photosensitive composition to be used, many of the photosensitive compositions used in the general field of photolithography such as photosensitive resins and photoresists can be mentioned. Examples of these photosensitive compositions include diazoresins, P-diazoquinones, photopolymerization type photopolymers using vinyl monomers and a polymerization initiator, dimerization type photopolymers using polyvinyl cinnamate and a sensitizer. Polymer, mixture of orthonaphthoquinone diazide and novolac type phenol resin, mixture of polyvinyl alcohol and diazo resin, polyether type photopolymer obtained by copolymerizing 4-glycidyl ethylene oxide with benzophenone or glycidyl chalcone, N, N-dimethylmethacryl A copolymer of an amide and, for example, acrylamidobenzophenone,
Unsaturated polyester type photosensitive resin [eg APR (Asahi Kasei), Tevista (Teijin), Sonne (Kansai Puint)
Etc.], an unsaturated urethane oligomer-based photosensitive resin, a photosensitive composition in which a photopolymerization initiator and a polymer are mixed in a bifunctional acrylic monomer, a dichromic acid photoresist, a non-chromium water-soluble photoresist, a polysilicic acid Examples thereof include vinyl photoresists and cyclized rubber-azide photoresists.

【0063】図1は、本発明の一実施例に係る液体噴射
記録装置の構成を示す図で、インク滴の吐出、飛翔方向
に平行な面で切った断面図であり、図2は図1のカバー
の外観斜視図であり、図3は本発明の他の実施例に係る
液体噴射記録装置の構成を示す断面図であり、図4は図
3のヘッドの外観斜視図である。これらの図において、
1は発熱抵抗体、2は基板、3は開口、4はカバー、5
は被記録体(紙)、6は気泡、7は発熱体から基板に逃
げる熱、8は空気流、9はインク液群、10は吐出口、11
はサーマルインクジェットヘッド(単にヘッドともい
う)、12は支持基板、13はインク (記録液体) である。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a liquid jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention, which is a cross-sectional view taken along a plane parallel to the ejection and flight directions of ink droplets, and FIG. 4 is an external perspective view of the cover of FIG. 3, FIG. 3 is a cross-sectional view showing a configuration of a liquid jet recording apparatus according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an external perspective view of the head of FIG. In these figures,
1 is a heating resistor, 2 is a substrate, 3 is an opening, 4 is a cover, 5
Is a recording medium (paper), 6 is a bubble, 7 is heat that escapes from a heating element to the substrate, 8 is an air flow, 9 is an ink liquid group, 10 is an ejection port, 11
Is a thermal inkjet head (also simply referred to as a head), 12 is a support substrate, and 13 is ink (recording liquid).

【0064】この液体噴射記録装置の原理を図1〜図4
に基づいて簡単に説明すると、前述した図9、あるいは
図13に示されるサーマルインクジェットヘッド(図1の
11に相当) の外側には、オリフィス部に対応するように
開口3が形成されたカバー4が設けられている。オリフ
ィス部に対応する開口3は、オリフィス1個1個に対応
した独立した開口である必要はなく、複数個の高密度
(例えば、16本/mmあるいはそれ以上)に配列されたオ
リフィス列に共通の1つのオリフィス配列方向に長く伸
びた開口であってもよい(図2参照)。
The principle of this liquid jet recording apparatus is shown in FIGS.
A brief description will be given based on FIG. 9, or the thermal inkjet head shown in FIG.
A cover 4 in which an opening 3 is formed so as to correspond to the orifice portion is provided outside (corresponding to 11). The openings 3 corresponding to the orifices do not have to be independent openings corresponding to the individual orifices, but are common to a plurality of high density (eg, 16 / mm or more) orifice rows. It may be an opening elongated in one orifice arrangement direction (see FIG. 2).

【0065】そして、サーマルインクジェットヘッド11
とカバー4の間には、図1に示すように、隙間があり、
そこを空気流8が流れるようになっている。空気流8
は、インク滴吐出方向に向かってヘッド11の後方(図1
の右)から前方(図1の左)の方へ流される。空気流8
を上述のように流すことの目的は、1つには発熱抵抗体
1が形成されている基板2、および図3の場合は基板2
を保持する支持基板13を冷却することにある。サーマル
インクジェットヘッド11では、発熱抵抗体1で発生した
熱は、一部は気泡発生に使用され、残りは周囲のインク
13あるいは発熱抵抗体1が形成されている基板2あるい
は支持基板13に逃げる。図1および図3には、基板2お
よび支持基板13に逃げる熱7を矢印で概念的に示してい
る。
Then, the thermal ink jet head 11
There is a gap between the cover and the cover 4, as shown in FIG.
The air flow 8 flows there. Air flow 8
Is located behind the head 11 in the ink droplet ejection direction (see FIG.
From the right) to the front (left in FIG. 1). Air flow 8
The purpose of flowing the heat as described above is one of the substrate 2 on which the heating resistor 1 is formed, and the substrate 2 in the case of FIG.
Is to cool the support substrate 13 holding. In the thermal inkjet head 11, part of the heat generated by the heating resistor 1 is used to generate bubbles, and the rest is the surrounding ink.
13 or escapes to the substrate 2 or the supporting substrate 13 on which the heating resistor 1 is formed. In FIG. 1 and FIG. 3, the heat 7 escaping to the substrate 2 and the supporting substrate 13 is conceptually shown by an arrow.

【0066】このような熱7は印字を続けていくうち
に、次第に蓄積されていき、インク13の温度上昇および
それに伴うインク物性(粘度、表面張力等)の変化によ
り気泡の生成条件およびインク滴吐出条件が変化するた
め、好ましいものではない。自然放熱によってこのよう
な条件の変化が実用上問題とならない程度に冷えるのを
待ってから次の印字を行うことも考えられるが、印写ス
ピードが遅くなるため好ましくない。
Such heat 7 is gradually accumulated as the printing is continued, and due to the temperature rise of the ink 13 and the accompanying changes in the physical properties of the ink (viscosity, surface tension, etc.), the conditions for bubble formation and the ink droplets are increased. This is not preferable because the ejection conditions change. It is conceivable to wait until such a change in the conditions is cooled to the extent that it does not pose a practical problem due to natural heat dissipation before performing the next printing, but this is not preferable because the printing speed becomes slow.

【0067】なお、本発明で流す空気流8の流速(また
は流量)は、可変であることが望ましい。これは印写条
件の違い、ヘッド駆動頻度の違い、あるいは使用環境の
気温の違い等によりヘッド11に蓄積される熱量が異なっ
てくるからである。図3は、ヘッド11が支持基板12に保
持された実施例であり、この支持基板12の材料として
は、アルミのように熱伝導率の高いものが用いられる。
図3に示すように、単にヘッド11を保持する平板状のよ
うなものであってもよいが、例えば、図4に示すよう
に、支持基板12をフィン状に形成して表面積を多くし、
放熱特性を向上させるとより一層良い。この場合は、空
気流8の流れる方向を乱さないようにするため、フィン
の溝はインク滴の吐出方向に形成されているのが望まし
い。なお、図4は、ヘッド11だけを示しており、図2に
示したカバー4は省略してあるが、実際には、図4のヘ
ッド11に図2のようなカバー4が取り付けられ空気が流
れるようになっている。
It is desirable that the flow velocity (or flow rate) of the air flow 8 to be flown in the present invention is variable. This is because the amount of heat accumulated in the head 11 varies due to different printing conditions, different head drive frequencies, different ambient temperatures in the operating environment, and so on. FIG. 3 shows an embodiment in which the head 11 is held by the supporting substrate 12, and the material of the supporting substrate 12 is one having a high thermal conductivity such as aluminum.
As shown in FIG. 3, it may be a flat plate shape for simply holding the head 11, but for example, as shown in FIG. 4, the support substrate 12 is formed in a fin shape to increase the surface area,
It is even better if the heat dissipation characteristics are improved. In this case, in order not to disturb the flow direction of the air flow 8, it is desirable that the fin grooves are formed in the ink droplet ejection direction. Although FIG. 4 shows only the head 11 and the cover 4 shown in FIG. 2 is omitted, in actuality, the cover 11 as shown in FIG. It's flowing.

【0068】本発明では、上記のような作用の他に、さ
らに別の作用がある。以下にそれを説明する。図1、図
3に示したように本発明では、発熱抵抗体1で発生した
不要な熱を空気流8を流すことによって、被記録体
(紙)5の方向に運び、そして、熱をもった空気流8が
前記紙5に当たるような構成をとっている。こうするこ
との大きな目的は、印写面の乾燥を促進することであ
る。印写後の濡れた(または湿気を帯びた)紙に単に風
を送るだけでもその乾燥は促進されるが、本発明のよう
に、熱をもった空気流を送るとその効果は倍加する。し
かも本発明では、熱を空気流に付与するための特別な手
段を設けることなく、単に、不要となった排熱を利用し
ているので、構成も非常に簡単なものになっている。な
お、この場合にも、印写状態に応じて熱をもった空気流
を紙に当てる強さを可変にすることが最適な乾燥を行う
上で望ましい。
In addition to the above-mentioned effects, the present invention has other effects. This will be explained below. As shown in FIG. 1 and FIG. 3, in the present invention, unnecessary heat generated in the heat generating resistor 1 is carried toward the recording medium (paper) 5 by flowing the air flow 8, and the heat is generated. The air stream 8 hits the paper 5. The main purpose of doing this is to accelerate the drying of the printing surface. Drying is promoted by simply sending air to the wet (or damp) paper after printing, but the effect is doubled by sending a hot air stream as in the present invention. Moreover, in the present invention, the unnecessary exhaust heat is simply used without providing any special means for applying heat to the air flow, so that the configuration is very simple. Also in this case, it is desirable for optimal drying to make the strength of applying the heated airflow to the paper variable according to the printing state.

【0069】本発明のさらに別の作用は、インク滴吐
出、および飛翔の安定化、低エネルギー化である。本発
明では、空気流をインク滴飛翔方向に流すことにより、
インク滴の吐出および飛翔を補助することが可能とな
る。つまり、無風状態で吐出・飛翔させる場合にくらべ
て、飛翔方向に空気流8を伴送させることにより、吐出
・飛翔方向への空気抵抗が小さくなり、小さいエネルギ
ーで吐出・飛翔させることができる。あるいは、同じエ
ネルギーであれば伴送空気流8に助けられて、インク滴
の飛翔スピードが速くなり、安定した飛翔が可能とな
る。
Still another effect of the present invention is ejection of ink droplets, stabilization of flight, and reduction of energy. In the present invention, by causing the air flow to flow in the ink droplet flying direction,
It is possible to assist the ejection and flight of ink droplets. That is, by entraining the airflow 8 in the flight direction, the air resistance in the ejection / flying direction is reduced as compared with the case of ejecting / flying in a windless state, and the ejection / flying can be performed with small energy. Alternatively, if the energy is the same, the entrained air flow 8 helps to increase the flight speed of the ink droplets, enabling stable flight.

【0070】とりわけ、本発明では、図10(b)〜
(e)で説明したように画像情報に応じて通常の2値記
録よりもはるかに小さい微小インク滴を1〜複数個飛翔
させるため、記録ヘッドから記録用紙まで飛翔する間に
受ける外乱により、2値記録時に吐出していた大きいイ
ンク滴の場合と比較してその飛翔の安定性が妨げられ易
く、その飛翔方向に伴送空気流8を流すことによって、
安定した飛翔を得ることが不可欠となる。
In particular, in the present invention, FIG.
As described in (e), one or more minute ink droplets, which are much smaller than those in normal binary recording, are ejected according to the image information. Compared with the case of a large ink droplet ejected at the time of value recording, the stability of the flight is likely to be hindered, and the accompanying air flow 8 is made to flow in the flight direction,
It is essential to get a stable flight.

【0071】本発明では、伴送空気流8の補助により、
このような効果が得られるわけであるが、単に空気を流
せばよいということではなく、いくつかの注意すべき点
がある。それを以下に述べる。一般に空気は、粘性流体
であり、その流れには層流と乱流とがある。いま、円管
内の流れを考えた場合、管内の各層の流体粒子が管軸に
平行して流れるような流れを層流といい、また、各層の
流体粒子が互いに入り乱れて不規則に混合しながら進ん
でいく流れを乱流という。より定量的には、流体の動粘
性係数をγ、平均流速をu、管の内径をdとした場合
に、次式の R=ud/γ によって表される無次元数(これをレイノルズ(Reynol
ds) 数という) が、ある一定の値以下の場合を層流とい
い、それ以上の場合を乱流という。また、乱流から層
流、層流から乱流へと遷移する時のレイノルズ数を臨界
レイノルズ(Rc)といい、多くの学者の研究により Rc=2310 とされている(普通臨界レイノルズ数という場合、下限
臨界レイノルズ数を指すので、ここでもRcの値は下限
臨界レイノルズ数である)。
In the present invention, with the assistance of the entrained air stream 8,
Although such an effect can be obtained, there are some points to be aware of rather than simply flowing air. It is described below. Generally, air is a viscous fluid, and its flow includes laminar flow and turbulent flow. Now, when considering the flow in a circular pipe, the flow in which the fluid particles in each layer in the pipe flow parallel to the tube axis is called laminar flow, and the fluid particles in each layer enter each other and are mixed irregularly. The ongoing flow is called turbulent flow. More quantitatively, when the kinematic viscosity of the fluid is γ, the average flow velocity is u, and the inner diameter of the pipe is d, a dimensionless number represented by the following equation R = ud / γ
If ds) is less than a certain value, it is called laminar flow, and if it is more than that, it is called turbulent flow. Also, the Reynolds number at the transition from turbulent flow to laminar flow and laminar flow to turbulent flow is called critical Reynolds (Rc), and according to the research of many scholars, Rc = 2310 (in the case of ordinary critical Reynolds number) , The lower critical Reynolds number, so the value of Rc is also the lower critical Reynolds number here).

【0072】具体的に層液を流すにはどうすればよいか
というと、例えば、管の内径dが2mmとすると、空気の
動粘性係数γは1気圧、35℃の時、約0.165cm3/sであ
るから上式を変形し、これらの数値を代入すると、 u=Rc×γ/d =2310×0.165(cm3/s)/2(mm) ≒19.1(m/s) となり、空気流速を約19m/s以下で流せば層流が得ら
れることになる。
Specifically, how to flow the layer solution is, for example, when the inner diameter d of the tube is 2 mm, the kinematic viscosity γ of air is about 0.165 cm 3 / s at 1 atm and 35 ° C. Therefore, by modifying the above equation and substituting these values, u = Rc × γ / d = 2310 × 0.165 (cm 3 / s) / 2 (mm) ≈19.1 (m / s) A laminar flow can be obtained if the air flow rate is about 19 m / s or less.

【0073】上述のように、乱流は各層の流体粒子が互
いに入り乱れて不規則に混合しながら進んでいくため、
本発明のインク滴飛翔時に伴送させることは好ましくな
い。本発明では、インク滴飛翔を安定化することが目的
の1つでもあるため、層流を流すことが好ましい。ただ
し、空気流速は可変としておき、インク滴を飛翔させな
いで、単にヘッドを冷却したり、あるいは印写面を乾燥
させるためだけであれば、乱流を流しても構わない。
As described above, in the turbulent flow, the fluid particles in each layer enter each other and are turbulently advancing while mixing irregularly.
It is not preferable to carry the ink droplets of the present invention during flight. In the present invention, one of the purposes is to stabilize the flight of ink droplets, so it is preferable to flow a laminar flow. However, the air flow velocity may be variable, and a turbulent flow may be used as long as the head is cooled or the printing surface is dried without causing the ink droplets to fly.

【0074】他に注意すべき点としては、流れる空気流
が紙に当たった後、速やかに紙面に沿って流れるように
することである。図5は好ましくない空気流の流れを生
じさせる被記録体とヘッドとの配置関係を示す図であ
る。図5に示すように、ヘッド11の前面から吐出される
空気流8は、紙面5に沿って速やかに流れないため、渦
を形成していることがわかる。
Another point to be noted is that, after the flowing air stream hits the paper, the air flow quickly flows along the paper surface. FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between a recording medium and a head that causes an unfavorable air flow. As shown in FIG. 5, it can be seen that the airflow 8 discharged from the front surface of the head 11 does not flow quickly along the paper surface 5 and thus forms a vortex.

【0075】図6は被記録体の記録面を湾曲させた状態
を示す図であり、図7は被記録体に対してヘッドを傾斜
させた状態を示す図である。図6に示すように、紙面5
にややカーブをもたせたり、あるいは図7に示すよう
に、ヘッド11と紙5の位置関係を、例えば角度をもたせ
るなどの工夫を行うことにより、空気流8が速やかに紙
面5に沿って流れるようになり、渦が発生しないように
することができる。また、仮に渦が発生したとしても飛
翔インク滴に影響を与えない程度の小さな渦に止めるこ
とができるようにした例である。
FIG. 6 is a view showing a state where the recording surface of the recording medium is curved, and FIG. 7 is a diagram showing a state where the head is inclined with respect to the recording medium. As shown in FIG.
A slight curve is provided, or as shown in FIG. 7, the positional relationship between the head 11 and the paper 5 is made to have an angle, for example, so that the airflow 8 can quickly flow along the paper surface 5. Therefore, it is possible to prevent the vortex from being generated. Further, this is an example in which even if a vortex occurs, it can be stopped to a small vortex that does not affect the flying ink droplets.

【0076】このような紙5とヘッド11との関係以外に
も、例えば、図8に示すように、空気流8が滑らかに流
れるように、カバー4やヘッド11などの各パーツのコー
ナー部を面取りし、あるいは曲面形状となるように加工
することが望ましい(図8の実線部分を破線で示したよ
うなコーナー部形状に加工する)。以上述べたような構
成に基づき、各実施例における具体的な実施条件、およ
びこれに対する具体的な効果について以下説明する。
In addition to the relationship between the paper 5 and the head 11 as described above, for example, as shown in FIG. 8, the corner portions of the parts such as the cover 4 and the head 11 are arranged so that the airflow 8 flows smoothly. It is desirable to chamfer or process it into a curved shape (the solid line portion in FIG. 8 is processed into a corner portion shape as shown by a broken line). Based on the configuration as described above, specific implementation conditions in each example and specific effects therefor will be described below.

【0077】実施例1 図3のような記録ヘッド(ノズル径は24μm×24μmで
600 dpi の配列密度)で(カバー形状は、図2のような
もの)で、開口の短手方向の長さを2mmとし、空気流速
を10m/sとして使用したところ、空気流を流さないも
のよりも、インク滴の飛翔速度が向上し(5m/s→7.
1 m/sになった)、紙面上におけるヘッド位置精度も
±10μm以内であった。また、ヘッドのパルス群として
の応答周波数は、2kHzから3.8 kHzに向上し、こ
の時のパルス群のパルス発生頻度は30kHzとし、パル
ス幅は3μsパルス、パルス電圧は30Vとした。さら
に、紙面の乾燥状態についても印写終了後25秒(従来は
45秒)で、手でこすっても画像のにじみはなかった。
Example 1 A recording head as shown in FIG. 3 (nozzle diameter of 24 μm × 24 μm
With an array density of 600 dpi (the shape of the cover is as shown in Fig. 2), the length of the opening in the lateral direction is 2 mm, and the air velocity is 10 m / s. Than the above, the flight speed of ink drops is improved (5 m / s → 7.
1 m / s), and the head position accuracy on the paper surface was within ± 10 μm. Further, the response frequency of the pulse group of the head was improved from 2 kHz to 3.8 kHz, the pulse generation frequency of the pulse group at this time was 30 kHz, the pulse width was 3 μs pulse, and the pulse voltage was 30 V. Furthermore, regarding the dry condition of the paper surface, 25 seconds after the completion of printing
After 45 seconds, there was no blurring of the image even after rubbing by hand.

【0078】実施例2 実施例1の場合で、開口の短手方向の長さを1.4mm と
し、空気流速を13m/sとした。インク滴飛翔速度は、
5m/s→8.5 m/sとなり、その他の特性は実施例1
と同様に向上した。 実施例3 実施例1の場合で、開口の短手方向の長さを3mmとし、
空気流速を25m/sとしたら印写ドットの位置精度が悪
くなり(±100 μm以内)、画像の乱れが認められた。
Example 2 In the case of Example 1, the length of the opening in the lateral direction was 1.4 mm and the air flow rate was 13 m / s. The ink droplet flight speed is
5 m / s → 8.5 m / s, other characteristics are shown in Example 1
As well as improved. Example 3 In the case of Example 1, the lateral length of the opening is 3 mm,
When the air flow velocity was set to 25 m / s, the positional accuracy of the printed dots deteriorated (within ± 100 μm), and image disturbance was observed.

【0079】[0079]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、微小イン
ク滴を安定して吐出させ、エネルギーの入力回数に応じ
た数のインク滴群により画素径を変えて階調記録を行う
ことができる。そして、基板あるいは支持基板に沿って
流される空気流は、インクジェットヘッド周辺を冷却し
て記録の応答スピードが向上すると共に、その空気流に
伴って飛翔する微小インク滴は、飛翔が安定して被記録
体への着弾位置が高精度となり、高画質な階調記録が行
える。
According to the first aspect of the invention, gradation recording can be performed by stably ejecting minute ink droplets and changing the pixel diameter by the number of ink droplet groups corresponding to the number of energy inputs. it can. Then, the airflow flowing along the substrate or the supporting substrate cools the periphery of the inkjet head to improve the response speed of recording, and the minute ink droplets flying along with the airflow fly stably. The landing position on the recording medium becomes highly accurate, and high-quality gradation recording can be performed.

【0080】請求項2記載の発明によれば、熱を持った
空気流により印字面の乾燥を効率良く行って、画素のに
じみを無くし、階調記録を行う場合であっても高画質化
することができる。請求項3記載の発明によれば、微小
なインク滴であっても外乱の影響を受け難く、飛翔が安
定して、記録紙面上の着弾位置精度が向上し、高画質な
階調記録が行える。
According to the second aspect of the present invention, the print surface is efficiently dried by the air flow having heat to eliminate pixel bleeding and improve the image quality even when gradation recording is performed. be able to. According to the third aspect of the present invention, even minute ink droplets are less susceptible to the influence of disturbance, the flight is stable, the landing position accuracy on the recording paper surface is improved, and high-quality gradation recording can be performed. ..

【0081】請求項4記載の発明によれば、液体噴射記
録装置のヘッド構造あるいはヘッド駆動条件等が異なっ
ていても、各条件に適した空気流速を選択して、最適な
状態でヘッドを駆動させることができる。また、空気流
の中を微小インク滴が飛翔するようにした場合であって
も、吐出する微小インク滴に適した空気流速を選ぶこと
により、インク滴の飛翔安定性が向上し、高画質な階調
記録が行える。
According to the fourth aspect of the invention, even if the head structure of the liquid jet recording apparatus or the head driving conditions are different, the air flow velocity suitable for each condition is selected and the head is driven in the optimum state. Can be made Even when minute ink droplets are made to fly in the air flow, by selecting an air flow velocity suitable for the minute ink droplets to be ejected, the flight stability of the ink droplets is improved and high image quality is achieved. Gradation recording is possible.

【0082】請求項5記載の発明によれば、画像濃度情
報に応じて空気流速を可変として、インク滴の画素径に
応じた乾燥時間のばらつきを少なくして、階調記録であ
っても画像のにじみを最小限に抑えて高画質化すること
ができる。請求項6記載の発明によれば、空気流が記録
紙面に沿って速やかに逃げるため、紙面上で空気流が渦
を巻くことが無くなって、伴送空気流に乱れが生ぜず、
インク滴の飛翔が安定し、着弾位置精度が向上して、高
画質な階調記録が行える。
According to the fifth aspect of the present invention, the air flow velocity is made variable according to the image density information to reduce the variation of the drying time depending on the pixel diameter of the ink droplets, and the image can be recorded even in gradation recording. Bleeding can be minimized to improve the image quality. According to the invention of claim 6, the air flow quickly escapes along the recording paper surface, so that the air flow does not swirl on the paper surface, and the accompanying air flow is not disturbed.
The flight of ink drops is stable, the accuracy of landing position is improved, and high-quality gradation recording can be performed.

【0083】請求項7記載の発明によれば、空気流が層
流になったことにより、インク滴の飛翔が安定し、着弾
位置精度が向上して、高画質な階調記録が行える。
According to the seventh aspect of the invention, the laminar air flow stabilizes the flight of ink droplets, improves the accuracy of landing position, and enables high-quality gradation recording.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る液体噴射記録装置の構
成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a liquid jet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のカバーの外観斜視図である。FIG. 2 is an external perspective view of the cover shown in FIG.

【図3】本発明の他の実施例に係る液体噴射記録装置の
構成を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing the configuration of a liquid jet recording apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図4】図3のヘッドの外観斜視図である。4 is an external perspective view of the head of FIG.

【図5】好ましくない空気流の流れを生じさせる被記録
体とヘッドとの配置関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between a recording medium and a head that causes an unfavorable air flow.

【図6】被記録体の記録面を湾曲させた状態を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a state where a recording surface of a recording medium is curved.

【図7】被記録体に対してヘッドを傾斜させた状態を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a state in which a head is inclined with respect to a recording medium.

【図8】好ましい空気流の流れを生じさせるカバーとヘ
ッドの形状を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the shapes of a cover and a head that generate a preferable air flow.

【図9】バブルジェットによるインク噴射の原理説明図
である。
FIG. 9 is a diagram illustrating the principle of ink ejection by a bubble jet.

【図10】発熱抵抗体に入力する駆動パルスと吐出される
インク滴および形成される画素径の関係を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between a drive pulse input to a heating resistor, an ejected ink droplet, and a formed pixel diameter.

【図11】発熱抵抗体を用いる気泡発生手段の構造を説明
するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining the structure of a bubble generating means using a heating resistor.

【図12】本発明の一実施例に係るバブルジェットヘッド
の製作工程図である。
FIG. 12 is a manufacturing process diagram of a bubble jet head according to an embodiment of the present invention.

【図13】図12の記録ヘッドの外観斜視図である。13 is an external perspective view of the recording head of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発熱抵抗体 2 基板 3 開口 4 カバー 5 被記録体(紙) 6 気泡 7 熱 8 空気流 9 インク滴群 10 吐出口 11 サーマルインクジェットヘッド (ヘッド) 12 支持基板 13 インク (記録液体) 1 Heating Resistor 2 Substrate 3 Opening 4 Cover 5 Recording Medium (Paper) 6 Bubble 7 Heat 8 Air Flow 9 Ink Drop Group 10 Ejection Port 11 Thermal Inkjet Head (Head) 12 Support Substrate 13 Ink (Recording Liquid)

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】吐出口と、該吐出口に連絡した液路と、該
液路の一部に設けられたエネルギー作用部と、前記液路
に連絡した液室と、を有し、前記エネルギー作用部近傍
の記録液体の一部に熱による状態変化を生じせしめ、該
状態変化に基づいて前記記録液体の一部を前記吐出口よ
り吐出、飛翔させ、被記録体に付着させて記録を行う液
体噴射記録装置において、 前記エネルギー作用部に画像濃度情報に応じた1〜複数
回のエネルギーを入力し、その入力回数に応じて前記記
録液体の吐出量を変えて前記被記録体に付着させて階調
記録を行う記録液体吐出量制御手段と、 前記液路の一部を構成し、前記エネルギー作用部を有す
る基板あるいは該基板を保持する支持基板に沿って強制
的に空気流を流し、該基板あるいは支持基板に蓄積され
た熱を空気流と共に前記吐出口側に移動させると共に、
該熱を持った空気流を前記記録液体の吐出、飛翔方向に
流す空気流噴出手段と、 を備えたことを特徴とする液体噴射記録装置。
1. An energy source comprising: a discharge port; a liquid path communicating with the discharge port; an energy acting portion provided in a part of the liquid path; and a liquid chamber communicating with the liquid path. A state change due to heat is caused in a part of the recording liquid in the vicinity of the action portion, and based on the state change, a part of the recording liquid is ejected and ejected from the ejection port and adhered to a recording medium to perform recording. In a liquid jet recording apparatus, energy is input to the energy acting portion one to a plurality of times according to image density information, and the ejection amount of the recording liquid is changed according to the number of times of input to adhere to the recording medium. A recording liquid discharge amount control unit for performing gradation recording and a part of the liquid passage, forcing an air flow along a substrate having the energy acting portion or a supporting substrate holding the substrate, Heat accumulated on the substrate or supporting substrate Is moved to the discharge port side along with the airflow,
A liquid jet recording apparatus comprising: an air flow jetting unit that discharges the recording liquid and discharges the recording liquid in a flight direction.
【請求項2】請求項1記載の液体噴射記録装置におい
て、 前記空気流噴出手段が噴出する空気流を前記被記録体の
記録面に当てるように流すことを特徴とする液体噴射記
録装置。
2. The liquid jet recording apparatus according to claim 1, wherein the air flow jetting means causes the air flow jetted by the air jetting means to flow so as to hit the recording surface of the recording medium.
【請求項3】請求項1記載の液体噴射記録装置におい
て、 前記空気流噴出手段が噴出する空気流を前記記録液体の
吐出、飛翔方向に流し、その空気流の中を吐出した記録
液体が飛翔するようにしたことを特徴とする液体噴射記
録装置。
3. The liquid jet recording apparatus according to claim 1, wherein the air flow ejected by said air flow ejecting means is caused to flow in the ejection and flight directions of said recording liquid, and the recording liquid ejected in the air flow is ejected. A liquid jet recording apparatus characterized in that.
【請求項4】請求項1または3記載の液体噴射記録装置
において、 前記空気流噴出手段が噴出する空気流の流速を可変とし
たことを特徴とする液体噴射記録装置。
4. The liquid jet recording apparatus according to claim 1 or 3, wherein the flow velocity of the air flow ejected by the air flow ejecting means is variable.
【請求項5】請求項2記載の液体噴射記録装置におい
て、 前記空気流噴出手段が噴出する空気流の流速を前記画像
情報に応じて可変としたことを特徴とする液体噴射記録
装置。
5. The liquid jet recording apparatus according to claim 2, wherein the flow velocity of the air flow ejected by the air flow ejecting means is variable according to the image information.
【請求項6】請求項3記載の液体噴射記録装置におい
て、 吐出、飛翔させた前記記録液体を付着させて記録する前
記被記録体を前記空気流噴出手段の噴出する空気流が速
やかに被記録面に沿って逃げるように配置したことを特
徴とする液体噴射記録装置。
6. A liquid jet recording apparatus according to claim 3, wherein an air flow ejected from said air flow ejecting means is rapidly recorded on said recording medium on which recording is performed by adhering said recording liquid ejected and jetted. A liquid jet recording apparatus, which is arranged so as to escape along a surface.
【請求項7】請求項1または3記載の液体噴射記録装置
において、 前記空気流噴出手段から噴出される空気流が層流である
ことを特徴とする液体噴射記録装置。
7. A liquid jet recording apparatus according to claim 1, wherein the air flow ejected from said air flow ejecting means is a laminar flow.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023054396A (en) * 2021-10-04 2023-04-14 紀州技研工業株式会社 inkjet printer

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