JPH05330045A - 記録ヘッドおよび該記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置 - Google Patents
記録ヘッドおよび該記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置Info
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- JPH05330045A JPH05330045A JP4140678A JP14067892A JPH05330045A JP H05330045 A JPH05330045 A JP H05330045A JP 4140678 A JP4140678 A JP 4140678A JP 14067892 A JP14067892 A JP 14067892A JP H05330045 A JPH05330045 A JP H05330045A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高品質で、高速記録が可能な記録ヘッドを提
供する。 【構成】 記録ヘッド１は、複数の吐出口８と、それぞ
れ複数の吐出口８に対応した複数のノズル６と、発熱抵
抗体から成る複数のエネルギー発生体３とを備えてい
る。各ノズル６はノズル分離隔壁２によって分離されて
いる。エネルギー発生体３は、記録情報に基づく駆動信
号によって、複数個あるノズル６内のインクを選択的に
吐出口８より吐出させる。この駆動信号は、フレキシブ
ルケーブル５を介して電気的に接続されている不図示の
記録装置の駆動回路により与えられる。共通液室９は、
複数個のノズル６全てに通じており、吐出口８より吐出
した量のインクはノズル６、共通液室９を通じて供給さ
れる。各ノズル分離隔壁２の後端部はそれぞれノズルＮ
ｏ．１側に向いている。
供する。 【構成】 記録ヘッド１は、複数の吐出口８と、それぞ
れ複数の吐出口８に対応した複数のノズル６と、発熱抵
抗体から成る複数のエネルギー発生体３とを備えてい
る。各ノズル６はノズル分離隔壁２によって分離されて
いる。エネルギー発生体３は、記録情報に基づく駆動信
号によって、複数個あるノズル６内のインクを選択的に
吐出口８より吐出させる。この駆動信号は、フレキシブ
ルケーブル５を介して電気的に接続されている不図示の
記録装置の駆動回路により与えられる。共通液室９は、
複数個のノズル６全てに通じており、吐出口８より吐出
した量のインクはノズル６、共通液室９を通じて供給さ
れる。各ノズル分離隔壁２の後端部はそれぞれノズルＮ
ｏ．１側に向いている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、紙などの記録媒体に向
かって、微小インク液滴を吐出（噴射）させ、文字や画
像を記録するインクジェット記録装置の記録ヘッドで、
複数のノズルを有した記録ヘッド、および該記録ヘッド
を備えるインクジェット記録装置に関するものである。
かって、微小インク液滴を吐出（噴射）させ、文字や画
像を記録するインクジェット記録装置の記録ヘッドで、
複数のノズルを有した記録ヘッド、および該記録ヘッド
を備えるインクジェット記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、微小インク液滴を吐出させて
記録を行うインクジェット記録装置が知られている。こ
の装置は、他の記録装置に比べ、 高速記録が可能 カラー化が容易 普通紙に記録が可能 騒音が小さい 記録品位が良い といった多くの利点を持っている。
記録を行うインクジェット記録装置が知られている。こ
の装置は、他の記録装置に比べ、 高速記録が可能 カラー化が容易 普通紙に記録が可能 騒音が小さい 記録品位が良い といった多くの利点を持っている。
【０００３】このようなインクジェット記録装置は、少
なくとも、インクを吐出する吐出口と、その吐出口に連
通するノズル、および、そのノズルの一部に設けられ、
ノズル内のインクを吐出させるエネルギーを発生するエ
ネルギー発生手段とを有した記録ヘッドを備えている。
記録ヘッドは入力された記録情報に応じて選択的に吐出
口からインク液滴を吐出させ、被記録媒体に文字や画像
を形成する。
なくとも、インクを吐出する吐出口と、その吐出口に連
通するノズル、および、そのノズルの一部に設けられ、
ノズル内のインクを吐出させるエネルギーを発生するエ
ネルギー発生手段とを有した記録ヘッドを備えている。
記録ヘッドは入力された記録情報に応じて選択的に吐出
口からインク液滴を吐出させ、被記録媒体に文字や画像
を形成する。
【０００４】図６の（Ａ）は従来の記録ヘッドの構造を
示す模式的断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線断面図で
ある。
示す模式的断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線断面図で
ある。
【０００５】図６において、記録ヘッド２０１は、Ｓｉ
（シリコン）基板２１１と、複数の吐出口２０８と、そ
れぞれ複数の吐出口２０８に対応した複数のノズル２０
６と、発熱抵抗体から成る複数のエネルギー発生体２０
３とを備えている。Ｓｉ基板２１１の下部には、記録ヘ
ッド２０１全体の機械的強度を強くするためのＡｌ（ア
ルミニウム）基板２１０がある。各ノズル２０６はノズ
ル分離隔壁２０２によって分離されている。各ノズル２
０６の並びピッチは６３．５μｍである。
（シリコン）基板２１１と、複数の吐出口２０８と、そ
れぞれ複数の吐出口２０８に対応した複数のノズル２０
６と、発熱抵抗体から成る複数のエネルギー発生体２０
３とを備えている。Ｓｉ基板２１１の下部には、記録ヘ
ッド２０１全体の機械的強度を強くするためのＡｌ（ア
ルミニウム）基板２１０がある。各ノズル２０６はノズ
ル分離隔壁２０２によって分離されている。各ノズル２
０６の並びピッチは６３．５μｍである。
【０００６】エネルギー発生体２０３は、記録情報に基
づく駆動信号によって、複数個あるノズル２０６内のイ
ンクを選択的に吐出口２０８より吐出させる。この駆動
信号は、フレキシブルケーブル２０５および図示しない
記録ヘッド保持部を介して電気的に接続されている不図
示の記録装置の駆動回路により与えられる。共通液室２
０９は、複数個のノズル２０６全てに通じており、吐出
口２０８より吐出した量のインクはノズル２０６、共通
液室２０９を通じて、インク供給チューブ２０４から供
給される。インク供給チューブ２０４と共通液室２０９
の間には、吐出口２０８より小さい穴が多数あいたゴミ
取り用のフィルター２０７がある。ノズル２０６は全部
で２５６個あり、説明のため図６の（Ｂ）で、Ｎｏ．１
から２５６まで番号付けしてある。
づく駆動信号によって、複数個あるノズル２０６内のイ
ンクを選択的に吐出口２０８より吐出させる。この駆動
信号は、フレキシブルケーブル２０５および図示しない
記録ヘッド保持部を介して電気的に接続されている不図
示の記録装置の駆動回路により与えられる。共通液室２
０９は、複数個のノズル２０６全てに通じており、吐出
口２０８より吐出した量のインクはノズル２０６、共通
液室２０９を通じて、インク供給チューブ２０４から供
給される。インク供給チューブ２０４と共通液室２０９
の間には、吐出口２０８より小さい穴が多数あいたゴミ
取り用のフィルター２０７がある。ノズル２０６は全部
で２５６個あり、説明のため図６の（Ｂ）で、Ｎｏ．１
から２５６まで番号付けしてある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の記録ヘッドは、複数のノズルが、１個の共通
液室に連通している構造のため、各ノズル間の相互干渉
が発生し、インク液滴の吐出特性が悪化してしまう問題
点があった。
うな従来の記録ヘッドは、複数のノズルが、１個の共通
液室に連通している構造のため、各ノズル間の相互干渉
が発生し、インク液滴の吐出特性が悪化してしまう問題
点があった。
【０００８】ここで、相互干渉とは、記録ヘッドから、 第１の吐出で、ある特定のノズルからインクを吐出さ
せる 第２の吐出で、に隣接するノズルからインクを吐出
させる 場合に、の動作の直後にの動作を行った場合と、
の動作は無く、または、の動作後十分長い時間の後に
の動作を行った場合とで、第２の吐出によるインクの
吐出量やインクの吐出速度が変化する現象のことを言
う。
せる 第２の吐出で、に隣接するノズルからインクを吐出
させる 場合に、の動作の直後にの動作を行った場合と、
の動作は無く、または、の動作後十分長い時間の後に
の動作を行った場合とで、第２の吐出によるインクの
吐出量やインクの吐出速度が変化する現象のことを言
う。
【０００９】吐出特性の悪化とは、インクの吐出量や吐
出速度の変化量が大きいことを言い、この時、記録され
る文字や画像の品位が劣化する。特にインクの吐出量の
変化は、品位に対する影響力が大きい。なお、この現象
の発生は、やの動作で、同時にインクを吐出させる
ノズル数が多いほど、また、記録ヘッドの構造で、複数
のノズルの分離隔壁後端と共通液室の後面との距離が短
いほど著しい。
出速度の変化量が大きいことを言い、この時、記録され
る文字や画像の品位が劣化する。特にインクの吐出量の
変化は、品位に対する影響力が大きい。なお、この現象
の発生は、やの動作で、同時にインクを吐出させる
ノズル数が多いほど、また、記録ヘッドの構造で、複数
のノズルの分離隔壁後端と共通液室の後面との距離が短
いほど著しい。
【００１０】この相互干渉の発生原因を図７、図８を用
いて説明する。図７は記録ヘッド２０１のエネルギー発
生体２０３である抵抗体に、パルスＰ１によりの第１
の吐出を行うタイミングｔ＝０と、パルスＰ２により
の第２の吐出を行うタイミングｔ＝ｔｓを示す。Ｐ１と
Ｐ２のパルス幅は、それぞれ１０ｓｅｃで、抵抗体に印
加する電圧は３０Ｖである。図８は、図６（Ｂ）の一部
を描いたもので、第１のパルスＰ１により、ノズルＮ
ｏ．１〜４の発熱体を同時に駆動し、第２のパルスＰ２
でノズルＮｏ．５〜８の発熱体を駆動しようとする直前
の時刻におけるインク圧力の伝わり方を示す図である。
ノズルＮｏ．１〜４の発熱体の発熱により、気泡２２１
が発生し、矢印Ｃで示す方向に、インクが吐出し始め
る。これと同時に、共通液室２０９側に、矢印Ｄで示す
ようにインクが小量逆流する。この現象により、ノズル
Ｎｏ．５以降の吐出口２０８からは、矢印Ｅで示す方向
に、インクは完全に吐出しないものの、若干量だけ吐出
方向にでっぱる。すなわち、インクと外気の界面である
メニスカス２１２がやや凸状になる。この後、ノズルＮ
ｏ．１〜４の吐出は、正常に行われる。
いて説明する。図７は記録ヘッド２０１のエネルギー発
生体２０３である抵抗体に、パルスＰ１によりの第１
の吐出を行うタイミングｔ＝０と、パルスＰ２により
の第２の吐出を行うタイミングｔ＝ｔｓを示す。Ｐ１と
Ｐ２のパルス幅は、それぞれ１０ｓｅｃで、抵抗体に印
加する電圧は３０Ｖである。図８は、図６（Ｂ）の一部
を描いたもので、第１のパルスＰ１により、ノズルＮ
ｏ．１〜４の発熱体を同時に駆動し、第２のパルスＰ２
でノズルＮｏ．５〜８の発熱体を駆動しようとする直前
の時刻におけるインク圧力の伝わり方を示す図である。
ノズルＮｏ．１〜４の発熱体の発熱により、気泡２２１
が発生し、矢印Ｃで示す方向に、インクが吐出し始め
る。これと同時に、共通液室２０９側に、矢印Ｄで示す
ようにインクが小量逆流する。この現象により、ノズル
Ｎｏ．５以降の吐出口２０８からは、矢印Ｅで示す方向
に、インクは完全に吐出しないものの、若干量だけ吐出
方向にでっぱる。すなわち、インクと外気の界面である
メニスカス２１２がやや凸状になる。この後、ノズルＮ
ｏ．１〜４の吐出は、正常に行われる。
【００１１】ところが、もし、ｔ＝ｔｓ＝１３μｓｅｃ
でＰ２を印加しノズルＮｏ．５〜８からインクを吐出さ
せると、メニスカス２１２が凸状の状態からの吐出とな
り、Ｐ１が無くＰ２のみを印加させた場合に比べ、ノズ
ルＮｏ．５〜８からのインク吐出の体積は、ΔＶだけ多
くなる。すなわち、より大きなインク液滴が吐出され
る。
でＰ２を印加しノズルＮｏ．５〜８からインクを吐出さ
せると、メニスカス２１２が凸状の状態からの吐出とな
り、Ｐ１が無くＰ２のみを印加させた場合に比べ、ノズ
ルＮｏ．５〜８からのインク吐出の体積は、ΔＶだけ多
くなる。すなわち、より大きなインク液滴が吐出され
る。
【００１２】一般に、隣接記録点のインク吐出量の変化
が、約１０％あると、目視で記録品位の劣化が確認され
ることが知られている。
が、約１０％あると、目視で記録品位の劣化が確認され
ることが知られている。
【００１３】ノズルＮｏ．５からのインク吐出量の増加
分を正確に測定することは難しいが、近似的な計算によ
り次のようであることが予想される。図６（Ｂ）の状態
で、ノズルＮｏ．５からのメニスカス２１２のでっぱり
量は、１０μｍであった。現実のノズルの断面は２０μ
ｍ×２５μｍであるが直径２５μｍの円筒型であると近
似した。さらに、顕微鏡観察により、メニスカス２１２
のでっぱりが、図９のように球の一部であると近似され
ることから、メニスカス２１２のでっぱりによる増加
は、 ΔＶ１＝２．９８（ｐｉｃｏ ｌｉｔｔｅｒ） である。次に、インクを吐出しない定常状態では、メニ
スカス２１２は、やや凸状で、２μｍへこんでいるよう
にセットされている。これがノズル先端面と一致するま
での差分は、 ΔＶ２＝０．１６（ｐｉｃｏ ｌｉｔｔｅｒ） である。これらから、インク吐出量の増加分は ΔＶ＝ΔＶ１＋ΔＶ２＝３．１４（ｐｉｃｏ ｌｉｔｔｅｒ） となる。通常のインク液滴の吐出量は、Ｖ＝２８（ｐｉ
ｃｏ ｌｉｔｔｅｒ）程度であるため、インク液滴の変
化量は、 ΔＶ／Ｖ＝１１．２（％） となり、記録品位が劣化してしまう。
分を正確に測定することは難しいが、近似的な計算によ
り次のようであることが予想される。図６（Ｂ）の状態
で、ノズルＮｏ．５からのメニスカス２１２のでっぱり
量は、１０μｍであった。現実のノズルの断面は２０μ
ｍ×２５μｍであるが直径２５μｍの円筒型であると近
似した。さらに、顕微鏡観察により、メニスカス２１２
のでっぱりが、図９のように球の一部であると近似され
ることから、メニスカス２１２のでっぱりによる増加
は、 ΔＶ１＝２．９８（ｐｉｃｏ ｌｉｔｔｅｒ） である。次に、インクを吐出しない定常状態では、メニ
スカス２１２は、やや凸状で、２μｍへこんでいるよう
にセットされている。これがノズル先端面と一致するま
での差分は、 ΔＶ２＝０．１６（ｐｉｃｏ ｌｉｔｔｅｒ） である。これらから、インク吐出量の増加分は ΔＶ＝ΔＶ１＋ΔＶ２＝３．１４（ｐｉｃｏ ｌｉｔｔｅｒ） となる。通常のインク液滴の吐出量は、Ｖ＝２８（ｐｉ
ｃｏ ｌｉｔｔｅｒ）程度であるため、インク液滴の変
化量は、 ΔＶ／Ｖ＝１１．２（％） となり、記録品位が劣化してしまう。
【００１４】また、これまでの説明では、ノズルＮｏ．
５のメニスカス２１２の位置は時間で変化しており、最
もでっぱるタイミングでＰ２を印加するとしたが、これ
より若干早いタイミングでＰ２を印加するほうが、イン
ク液滴の変化量がより大きくなることが確認された。こ
れは、発熱体に電圧を印加してから発熱体上に気泡が発
生するまでに時間遅れがあること、および、メニスカス
２１２が最もでっぱる時間よりも、この直前で、メニス
カス２１２がでっぱる方向に移動している時のほうがイ
ンクが吐出する方向に受けている力が大きいからである
と考えられる。
５のメニスカス２１２の位置は時間で変化しており、最
もでっぱるタイミングでＰ２を印加するとしたが、これ
より若干早いタイミングでＰ２を印加するほうが、イン
ク液滴の変化量がより大きくなることが確認された。こ
れは、発熱体に電圧を印加してから発熱体上に気泡が発
生するまでに時間遅れがあること、および、メニスカス
２１２が最もでっぱる時間よりも、この直前で、メニス
カス２１２がでっぱる方向に移動している時のほうがイ
ンクが吐出する方向に受けている力が大きいからである
と考えられる。
【００１５】さらに、ｔ＝４０μｓｅｃ付近でＰ２を印
加すると、これまでとは逆に、インク液滴の変化量が負
の値となった。この現象は、一度凸状になったメニスカ
ス２１２が、インクの表面張力により回復し、その運動
エネルギーにより、定常状態より、さらに凹状になった
こと、および、ノズルＮｏ．１〜４に発生していた気泡
が消えるタイミングで図８の矢印ＤとＥとが逆の方向に
向いているからであると考えられる。
加すると、これまでとは逆に、インク液滴の変化量が負
の値となった。この現象は、一度凸状になったメニスカ
ス２１２が、インクの表面張力により回復し、その運動
エネルギーにより、定常状態より、さらに凹状になった
こと、および、ノズルＮｏ．１〜４に発生していた気泡
が消えるタイミングで図８の矢印ＤとＥとが逆の方向に
向いているからであると考えられる。
【００１６】これらの問題点を解決する方法として、米
国特許第４５７８６８７号明細書に示されたものがあ
る。これは、記録ヘッドの一部にインクの大気解放部を
設け、特定ノズルのインク吐出時に、共通液室内の圧力
変動を大気に発散させ、他のノズルの干渉させないよう
にしたものである。しかし、この方法は、大気解放部か
らの微小ゴミの侵入や、インクの蒸発による物性値の変
化によるインク吐出不良の誘発、さらには、インク固着
による吐出不能の発生が起こり易い欠点がある。また、
この欠点を防止するためには装置が著しく複雑になって
しまう。
国特許第４５７８６８７号明細書に示されたものがあ
る。これは、記録ヘッドの一部にインクの大気解放部を
設け、特定ノズルのインク吐出時に、共通液室内の圧力
変動を大気に発散させ、他のノズルの干渉させないよう
にしたものである。しかし、この方法は、大気解放部か
らの微小ゴミの侵入や、インクの蒸発による物性値の変
化によるインク吐出不良の誘発、さらには、インク固着
による吐出不能の発生が起こり易い欠点がある。また、
この欠点を防止するためには装置が著しく複雑になって
しまう。
【００１７】また、共通液室の一部の圧力の緩衝のため
に気泡を留める手段が特開昭６３−１１３５６２公報お
よび特開平１−２８５３５６号公報に示されているが、
常に一定量の気泡を留めることが困難である欠点があ
る。
に気泡を留める手段が特開昭６３−１１３５６２公報お
よび特開平１−２８５３５６号公報に示されているが、
常に一定量の気泡を留めることが困難である欠点があ
る。
【００１８】また、相互干渉による問題の発生を最小限
にする対策の１つとして、エネルギー発生体３の後部か
ら共通液室９の後部までの長さｄを十分長くする方法が
ある。実験ではｄを６．０ｍｍより長くすることによ
り、相互干渉を最小限にすることができた。しかし、こ
の方法は、記録ヘッドの大きさをより小さくし記録装置
自体を小型にしたい要求に反している。また、特にＳｉ
基板は、高価な部品であり、記録ヘッドを大型化するこ
とは装置のコストアップにつながる欠点となっている。
にする対策の１つとして、エネルギー発生体３の後部か
ら共通液室９の後部までの長さｄを十分長くする方法が
ある。実験ではｄを６．０ｍｍより長くすることによ
り、相互干渉を最小限にすることができた。しかし、こ
の方法は、記録ヘッドの大きさをより小さくし記録装置
自体を小型にしたい要求に反している。また、特にＳｉ
基板は、高価な部品であり、記録ヘッドを大型化するこ
とは装置のコストアップにつながる欠点となっている。
【００１９】さらに、非吐出ノズルのメニスカスの振動
による相互干渉を防ぐ方法として、全ノズルを同時に駆
動する方法もある。しかし、この方法は、全ノズル数が
増せば増すほど、例えばエネルギー発生体が抵抗体であ
った場合の駆動電源容量が増加する。このため、装置が
大型化し、かつ、装置コストが増大する。
による相互干渉を防ぐ方法として、全ノズルを同時に駆
動する方法もある。しかし、この方法は、全ノズル数が
増せば増すほど、例えばエネルギー発生体が抵抗体であ
った場合の駆動電源容量が増加する。このため、装置が
大型化し、かつ、装置コストが増大する。
【００２０】また、あるノズルを吐出させた後、隣接す
るブロックからの吐出タイミングを、メニスカスが凸状
でも凹状でもなく定常状態となるまで十分な時間経過後
とすることにより、相互干渉を防止できる。しかしなが
ら、この方法は、高速記録の要求に相反するものであ
る。また、吐出タイミングの遅れにより、記録された文
字や画像に段差が目だち、記録品位を劣化させてしま
う。
るブロックからの吐出タイミングを、メニスカスが凸状
でも凹状でもなく定常状態となるまで十分な時間経過後
とすることにより、相互干渉を防止できる。しかしなが
ら、この方法は、高速記録の要求に相反するものであ
る。また、吐出タイミングの遅れにより、記録された文
字や画像に段差が目だち、記録品位を劣化させてしま
う。
【００２１】本発明は、上記従来の技術に鑑みてなされ
たもので、高品質で、高速記録が可能な記録ヘッドを提
供することを目的とする。
たもので、高品質で、高速記録が可能な記録ヘッドを提
供することを目的とする。
【００２２】本発明の他の目的は、小型でかつ低価格の
インクジェット記録装置を提供することを目的とする。
インクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明の記録ヘッドは、
インクを吐出する複数のノズルと、該複数のノズルのす
べてにノズル後部で連通した共通液室とを有し、前記複
数のノズルを２回以上に分割駆動する記録ヘッドにおい
て、ノズルの後端の中心線が各ノズルで非対称型であ
り、分割駆動の後で駆動するノズル側以外の方向を向い
ていることを特徴とする。
インクを吐出する複数のノズルと、該複数のノズルのす
べてにノズル後部で連通した共通液室とを有し、前記複
数のノズルを２回以上に分割駆動する記録ヘッドにおい
て、ノズルの後端の中心線が各ノズルで非対称型であ
り、分割駆動の後で駆動するノズル側以外の方向を向い
ていることを特徴とする。
【００２４】本発明の記録ヘッドは、吐出ノズルからイ
ンクを吐出させるエネルギー発生源が電気熱変換素子で
あっても電機機械変換素子であってもよい。
ンクを吐出させるエネルギー発生源が電気熱変換素子で
あっても電機機械変換素子であってもよい。
【００２５】また、本発明の記録ヘッドは、記録媒体の
記録領域の全幅にわたってノズルが設けられているフル
ラインタイプであることが可能である。
記録領域の全幅にわたってノズルが設けられているフル
ラインタイプであることが可能である。
【００２６】本発明のインクジェット記録装置は、イン
クを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置に
おいて、前記本発明の記録ヘッドを保持する保持部と、
前記保持部を介して前記記録ヘッドにインクを吐出させ
る駆動信号を与える駆動回路とを有することを特徴とす
る。
クを吐出して画像を記録するインクジェット記録装置に
おいて、前記本発明の記録ヘッドを保持する保持部と、
前記保持部を介して前記記録ヘッドにインクを吐出させ
る駆動信号を与える駆動回路とを有することを特徴とす
る。
【００２７】
【作用】本発明は、複数のノズルを有する記録ヘッドを
分割駆動させ、各ノズルからインクを順次吐出させる記
録ヘッドにおいて、ノズル後端部の構造を特定の構造と
して、あるノズルからのインク吐出時にそのノズルの後
方に戻るインクとノズル後方に伝わる圧力液が、共通液
室を通じて、それより遅いタイミングでインクを吐出す
るノズルの方向に伝わりにくい構造にしたものである。
分割駆動させ、各ノズルからインクを順次吐出させる記
録ヘッドにおいて、ノズル後端部の構造を特定の構造と
して、あるノズルからのインク吐出時にそのノズルの後
方に戻るインクとノズル後方に伝わる圧力液が、共通液
室を通じて、それより遅いタイミングでインクを吐出す
るノズルの方向に伝わりにくい構造にしたものである。
【００２８】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００２９】図１の（Ａ）は本発明の一実施例の記録ヘ
ッドの断面図、（Ｂ）はノズル１個の拡大図である。
ッドの断面図、（Ｂ）はノズル１個の拡大図である。
【００３０】図１において、記録ヘッド１は、図示しな
いＳｉ（シリコン）基板と、矢印Ｘ方向から見て一直線
上に並んで配されている複数の吐出口８（図３（Ａ）参
照）と、それぞれ複数の吐出口８に対応した複数のノズ
ル６と、発熱抵抗体（電気熱変換素子）から成る複数の
エネルギー発生体３とを備えている。Ｓｉ基板の下部に
は、記録ヘッド１全体の機械的強度を強くするための図
示しないＡｌ（アルミニウム）基板がある。各ノズル６
はノズル分離隔壁２によって分離されている。各ノズル
６の並びピッチは６３．５μｍである。
いＳｉ（シリコン）基板と、矢印Ｘ方向から見て一直線
上に並んで配されている複数の吐出口８（図３（Ａ）参
照）と、それぞれ複数の吐出口８に対応した複数のノズ
ル６と、発熱抵抗体（電気熱変換素子）から成る複数の
エネルギー発生体３とを備えている。Ｓｉ基板の下部に
は、記録ヘッド１全体の機械的強度を強くするための図
示しないＡｌ（アルミニウム）基板がある。各ノズル６
はノズル分離隔壁２によって分離されている。各ノズル
６の並びピッチは６３．５μｍである。
【００３１】エネルギー発生体３は、記録情報に基づく
駆動信号によって、複数個あるノズル６内のインクを選
択的に吐出口８より吐出させる。この駆動信号は、フレ
キシブルケーブル５および図示しない記録ヘッド保持部
を介して電気的に接続されている不図示の記録装置の駆
動回路により与えられる。共通液室９は、複数個のノズ
ル６全てに通じており、吐出口８より吐出した量のイン
クはノズル６、共通液室９を通じて、図示しないインク
供給チューブから供給される。インク供給チューブと共
通液室９の間には、吐出口８より小さい穴が多数あいた
ゴミ取り用の図示しないフィルターがある。
駆動信号によって、複数個あるノズル６内のインクを選
択的に吐出口８より吐出させる。この駆動信号は、フレ
キシブルケーブル５および図示しない記録ヘッド保持部
を介して電気的に接続されている不図示の記録装置の駆
動回路により与えられる。共通液室９は、複数個のノズ
ル６全てに通じており、吐出口８より吐出した量のイン
クはノズル６、共通液室９を通じて、図示しないインク
供給チューブから供給される。インク供給チューブと共
通液室９の間には、吐出口８より小さい穴が多数あいた
ゴミ取り用の図示しないフィルターがある。
【００３２】図６に示す従来の記録ヘッド２０１の構造
との違いは、各ノズル分離隔壁２の後端部の中心線が、
図１に示すように、それぞれノズルＮｏ．１側に向いて
いる点である。すなわち、ノズル後端部の構造が異なっ
ている。
との違いは、各ノズル分離隔壁２の後端部の中心線が、
図１に示すように、それぞれノズルＮｏ．１側に向いて
いる点である。すなわち、ノズル後端部の構造が異なっ
ている。
【００３３】本実施例の記録ヘッド１の全ノズル数は４
７３６であり、各ノズル６の並びピッチは６３．５μ
ｍ、４００ＤＰＩ（ドットパーインチ）の記録密度で、
約３０ｃｍの幅を記録できる。ノズル分離隔壁２の後部
から共通液室９の後部の壁までの長さｄは、２ｍｍと従
来より短くなっている。
７３６であり、各ノズル６の並びピッチは６３．５μ
ｍ、４００ＤＰＩ（ドットパーインチ）の記録密度で、
約３０ｃｍの幅を記録できる。ノズル分離隔壁２の後部
から共通液室９の後部の壁までの長さｄは、２ｍｍと従
来より短くなっている。
【００３４】順次駆動は以下のように行われる。１ライ
ンを記録するのに、４７３６本のノズル６を７４回に分
けて６４本ごとに駆動する。第１のパルスＰ１はノズル
Ｎｏ．１〜６４を同時に駆動させる。第２のパルスＰ２
はノズルＮｏ．６５〜１２８を同時に駆動させる。以
下、第７４のパルスＰ７４まで続いて１ラインを記録す
る。
ンを記録するのに、４７３６本のノズル６を７４回に分
けて６４本ごとに駆動する。第１のパルスＰ１はノズル
Ｎｏ．１〜６４を同時に駆動させる。第２のパルスＰ２
はノズルＮｏ．６５〜１２８を同時に駆動させる。以
下、第７４のパルスＰ７４まで続いて１ラインを記録す
る。
【００３５】図２の（Ａ）は第１のパルスＰ１を示す。
また（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ本実施例の第２のパルス
Ｐ２’および従来の第２のパルスＰ２の印加タイミング
を示す。
また（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ本実施例の第２のパルス
Ｐ２’および従来の第２のパルスＰ２の印加タイミング
を示す。
【００３６】図２の（Ｄ），（Ｅ）はノズルＮｏ．１〜
６４のエネルギー発生体である発熱体にパルスＰ（１）
を印加した時に、隣接するノズルであるノズルＮｏ．６
５のメニスカスのでっぱり量Ｘ（μｍ）を示す。ここで
サインが＋は凸状を、また、−は凹状を示す。定常状態
ではＸ＝−２μｍである。なお、ノズルＮｏ．６６のメ
ニスカスは、ノズルＮｏ．６５のメニスカスより、緩和
された動きをする。
６４のエネルギー発生体である発熱体にパルスＰ（１）
を印加した時に、隣接するノズルであるノズルＮｏ．６
５のメニスカスのでっぱり量Ｘ（μｍ）を示す。ここで
サインが＋は凸状を、また、−は凹状を示す。定常状態
ではＸ＝−２μｍである。なお、ノズルＮｏ．６６のメ
ニスカスは、ノズルＮｏ．６５のメニスカスより、緩和
された動きをする。
【００３７】図２の（Ｅ）は従来のノズル構造でのメニ
スカスの振舞いを示す図である。パルスＰ１を印加後、
遅れ時間ｔｄの後、すなわち、ｔ＝ｔｄからＸが定常状
態Ｘ＝Ｘ０から変化しはじめて、ｔ＝ｔ１で最大とな
る。その後ｔ＝ｔ２で定常状態と同じＸ＝−２となり、
ｔ＝ｔ３でＸは最小となる。さらにｔ＝ｔ４で、再び定
常状態と同じＸ＝−２となり、メニスカスの位置Ｘは変
化しない。
スカスの振舞いを示す図である。パルスＰ１を印加後、
遅れ時間ｔｄの後、すなわち、ｔ＝ｔｄからＸが定常状
態Ｘ＝Ｘ０から変化しはじめて、ｔ＝ｔ１で最大とな
る。その後ｔ＝ｔ２で定常状態と同じＸ＝−２となり、
ｔ＝ｔ３でＸは最小となる。さらにｔ＝ｔ４で、再び定
常状態と同じＸ＝−２となり、メニスカスの位置Ｘは変
化しない。
【００３８】図２の（Ｄ）は本実施例のノズル構造での
メニスカスの振舞いを示す図である。パルスＰ１を印加
後、遅れ時間ｔｄの後、すなわち、ｔ＝ｔｄからＸが定
常状態Ｘ＝Ｘ０から変化しはじめて、ｔ＝ｔ１’で最大
となる。その後ｔ＝ｔ２’で定常状態と同じＸ＝−２と
なる。以後は、メニスカスの位置Ｘは変化しない。
メニスカスの振舞いを示す図である。パルスＰ１を印加
後、遅れ時間ｔｄの後、すなわち、ｔ＝ｔｄからＸが定
常状態Ｘ＝Ｘ０から変化しはじめて、ｔ＝ｔ１’で最大
となる。その後ｔ＝ｔ２’で定常状態と同じＸ＝−２と
なる。以後は、メニスカスの位置Ｘは変化しない。
【００３９】従来の記録ヘッドで、パルスＰ１を印加
後、ｔ＝ｔ１付近で第２のパルスＰ２を印加すると、Ｐ
２によるインク吐出量は、Ｐ１が無くＰ２のみによる吐
出量より、増加する。また、Ｐ１を印加後、ｔ＝ｔ３で
Ｐ２を印加すると、Ｐ２によるインク吐出量は、Ｐ１が
無くＰ２のみによる吐出量より、減少する。そこで、従
来は、Ｐ１印加後、ｔ２＝ｔ４μｓｅｃ未満のタイミン
グでＰ２を印加すると、Ｐ１の有無によって、Ｐ２によ
るインク吐出量が、変化した。すなわち、相互干渉の影
響が見られた。
後、ｔ＝ｔ１付近で第２のパルスＰ２を印加すると、Ｐ
２によるインク吐出量は、Ｐ１が無くＰ２のみによる吐
出量より、増加する。また、Ｐ１を印加後、ｔ＝ｔ３で
Ｐ２を印加すると、Ｐ２によるインク吐出量は、Ｐ１が
無くＰ２のみによる吐出量より、減少する。そこで、従
来は、Ｐ１印加後、ｔ２＝ｔ４μｓｅｃ未満のタイミン
グでＰ２を印加すると、Ｐ１の有無によって、Ｐ２によ
るインク吐出量が、変化した。すなわち、相互干渉の影
響が見られた。
【００４０】これに対し、本実施例では、図２の（４）
のようにメニスカスの動きが小さく、パルスＰ１の印加
後、ｔ＝ｔ１’で最大、ｔ＝ｔ２’で最小となり以後は
変化しなかった。そこで、Ｐ１印加後、ｔ＝ｔ２’のタ
イミングでＰ２’を印加すると、Ｐ１の有無に関わら
ず、Ｐ２’によるインク吐出量は、変化しなかった。す
なわち、相互干渉の影響が見られなかった。これは、ノ
ズル後端部の中心線がノズル内で対称型でなく、分割駆
動での後駆動側を向いていないためであると考えられ
る。特に、ノズル数が６４本以上の記録ヘッドで得られ
る効果は絶大である。
のようにメニスカスの動きが小さく、パルスＰ１の印加
後、ｔ＝ｔ１’で最大、ｔ＝ｔ２’で最小となり以後は
変化しなかった。そこで、Ｐ１印加後、ｔ＝ｔ２’のタ
イミングでＰ２’を印加すると、Ｐ１の有無に関わら
ず、Ｐ２’によるインク吐出量は、変化しなかった。す
なわち、相互干渉の影響が見られなかった。これは、ノ
ズル後端部の中心線がノズル内で対称型でなく、分割駆
動での後駆動側を向いていないためであると考えられ
る。特に、ノズル数が６４本以上の記録ヘッドで得られ
る効果は絶大である。
【００４１】本実施例では従来に比べ、分割駆動のパル
ス印加の間隔は、従来ｔ４−ｔｄ＝５４μｓｅｃであっ
たものが、ｔ２’−ｔｄ＝３４μｓｅｃとなり、実施例
では約３７％の高速化が可能となった。
ス印加の間隔は、従来ｔ４−ｔｄ＝５４μｓｅｃであっ
たものが、ｔ２’−ｔｄ＝３４μｓｅｃとなり、実施例
では約３７％の高速化が可能となった。
【００４２】上記発明が解決しようとする課題の欄で、
相互干渉によるインク吐出特性の悪化は、隣接記録点の
インク吐出体積の変化が１０％以上で目視で確認される
としたが、要求される記録部位のレベルが高くなればな
るほど許されるインク体積の変化は小さくなる。したが
ってこの数値に限定されるものではない。
相互干渉によるインク吐出特性の悪化は、隣接記録点の
インク吐出体積の変化が１０％以上で目視で確認される
としたが、要求される記録部位のレベルが高くなればな
るほど許されるインク体積の変化は小さくなる。したが
ってこの数値に限定されるものではない。
【００４３】上記実施例では、図３（Ａ）のように、複
数の礦出口は一直線上に並んで配されているものを示し
たが、例えば図３（Ｂ）に示す各吐出口８Ｂ、図３
（Ｃ）に示す各吐出口８Ｃのように一直線上に並んで配
されていない記録ヘッドでも、ノズル後端の中心軸が順
次分割駆動する後駆動側を向かない構造とすることで、
同様の効果が得られる。
数の礦出口は一直線上に並んで配されているものを示し
たが、例えば図３（Ｂ）に示す各吐出口８Ｂ、図３
（Ｃ）に示す各吐出口８Ｃのように一直線上に並んで配
されていない記録ヘッドでも、ノズル後端の中心軸が順
次分割駆動する後駆動側を向かない構造とすることで、
同様の効果が得られる。
【００４４】また、上記実施例では、全ノズル数Ｎｔ＝
４７３６本でＮｂ＝６４本づつを分割駆動する場合を示
した。ＮｔやＮｄは多いほど本実施例で得られる効果が
大きいが、これらの数に限定されるものではなく、Ｎｔ
は２本以上で、Ｎｂは１本以上で、かつ、全ノズルを分
割駆動しているものは、すべて対象となる。
４７３６本でＮｂ＝６４本づつを分割駆動する場合を示
した。ＮｔやＮｄは多いほど本実施例で得られる効果が
大きいが、これらの数に限定されるものではなく、Ｎｔ
は２本以上で、Ｎｂは１本以上で、かつ、全ノズルを分
割駆動しているものは、すべて対象となる。
【００４５】加えて、上記実施例では、エネルギー発生
体として、発熱体を使用した場合を示したが、これに限
定されるものではなく、たとえば、圧電素子などの電気
機械変換素子でも得られる効果は同じである。
体として、発熱体を使用した場合を示したが、これに限
定されるものではなく、たとえば、圧電素子などの電気
機械変換素子でも得られる効果は同じである。
【００４６】さらに、上記実施例では、インク吐出ノズ
ルの後端の中心線が、直線で、各ノズルで非対称型であ
る場合を示したが、これは、例えば図４に示すノズル２
６およびノズル分離隔壁２２のように、曲線であっても
よい。
ルの後端の中心線が、直線で、各ノズルで非対称型であ
る場合を示したが、これは、例えば図４に示すノズル２
６およびノズル分離隔壁２２のように、曲線であっても
よい。
【００４７】図５は本発明により得られた記録ヘッドを
インクジェットヘッドカートリッジ（ＩＪＣ）として装
着したインクジェット記録装置（ＩＪＲＡ）の一例を示
す外観斜視図である。
インクジェットヘッドカートリッジ（ＩＪＣ）として装
着したインクジェット記録装置（ＩＪＲＡ）の一例を示
す外観斜視図である。
【００４８】図５において、１２０はプラテン１２４上
に送紙されてきた記録紙の記録面に対向してインク吐出
を行うノズル群を具えたインクジェットヘッドカートリ
ッジ（ＩＪＣ）である。１１６はＩＪＣ１２０を保持す
るキャリッジＨＣであり、駆動モータ１１７の駆動力を
伝達する駆動ベルト１１８の一部と連結し、互いに平行
に配設された２本のガイドシャフト１１９Ａおよび１１
９Ｂと摺動可能とすることにより、ＩＪＣ１２０の記録
紙の全幅にわたる往復移動が可能となる。
に送紙されてきた記録紙の記録面に対向してインク吐出
を行うノズル群を具えたインクジェットヘッドカートリ
ッジ（ＩＪＣ）である。１１６はＩＪＣ１２０を保持す
るキャリッジＨＣであり、駆動モータ１１７の駆動力を
伝達する駆動ベルト１１８の一部と連結し、互いに平行
に配設された２本のガイドシャフト１１９Ａおよび１１
９Ｂと摺動可能とすることにより、ＩＪＣ１２０の記録
紙の全幅にわたる往復移動が可能となる。
【００４９】１２６はヘッド回復装置であり、ＩＪＣ１
２０の移動経路の一端、例えばホームポジションと対向
する位置に配設される。伝動機構１２３を介したモータ
１２２の駆動力によって、ヘッド回復装置１２６を動作
せしめ、ＩＪＣ１２０のキャッピングを行う。このヘッ
ド回復装置１２６のキャップ部１２６ＡによるＩＪＣ１
２０へのキャッピングに関連させて、ヘッド回復装置１
２６内に設けた適宜の吸引手段によるインク吸引もしく
はＩＪＣ１２０へのインク供給経路に設けた適宜の加圧
手段によるインク圧送を行い、インクを吐出口より強制
的に排出させることによりノズル内の増粘インクを除去
する等の吐出回復処理を行う。また、記録終了時等にキ
ャッピングを施すことによりＩＪＣが保護される。
２０の移動経路の一端、例えばホームポジションと対向
する位置に配設される。伝動機構１２３を介したモータ
１２２の駆動力によって、ヘッド回復装置１２６を動作
せしめ、ＩＪＣ１２０のキャッピングを行う。このヘッ
ド回復装置１２６のキャップ部１２６ＡによるＩＪＣ１
２０へのキャッピングに関連させて、ヘッド回復装置１
２６内に設けた適宜の吸引手段によるインク吸引もしく
はＩＪＣ１２０へのインク供給経路に設けた適宜の加圧
手段によるインク圧送を行い、インクを吐出口より強制
的に排出させることによりノズル内の増粘インクを除去
する等の吐出回復処理を行う。また、記録終了時等にキ
ャッピングを施すことによりＩＪＣが保護される。
【００５０】１３０はヘッド回復装置１２６の側面に配
設され、シリコンゴムで形成されるワイピング部材とし
てのブレードである。ブレード１３０はブレード保持部
材１３０Ａにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復
装置１２６と同様、モータ１２２および伝動機構１２３
によって動作し、ＩＪＣ１２０の吐出面との係合が可能
となる。これにより、ＩＪＣ１２０の記録動作における
適切なタイミングで、あるいはヘッド回復装置１２６を
用いた吐出回復処理後に、ブレード１３０をＩＪＣ１２
０の移動経路中に突出させ、ＩＪＣ１２０の移動動作に
伴ってＩＪＣ１２０の吐出面における結露、濡れあるい
は塵埃等をふきとるものである。
設され、シリコンゴムで形成されるワイピング部材とし
てのブレードである。ブレード１３０はブレード保持部
材１３０Ａにカンチレバー形態で保持され、ヘッド回復
装置１２６と同様、モータ１２２および伝動機構１２３
によって動作し、ＩＪＣ１２０の吐出面との係合が可能
となる。これにより、ＩＪＣ１２０の記録動作における
適切なタイミングで、あるいはヘッド回復装置１２６を
用いた吐出回復処理後に、ブレード１３０をＩＪＣ１２
０の移動経路中に突出させ、ＩＪＣ１２０の移動動作に
伴ってＩＪＣ１２０の吐出面における結露、濡れあるい
は塵埃等をふきとるものである。
【００５１】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記
録を行うインクジェット方式の記録ヘッド、記録装置に
おいて優れた効果をもたらすものである。
中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記
録を行うインクジェット方式の記録ヘッド、記録装置に
おいて優れた効果をもたらすものである。
【００５２】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（イン
ク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（イン
ク）の吐出が達成でき、より好ましい。
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書、同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体
（インク）内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体（イン
ク）を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体（イン
ク）の吐出が達成でき、より好ましい。
【００５３】このパルス形状の駆動信号としては、米国
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。
特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。
【００５４】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を
開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許
第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含ま
れるものである。
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に、熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を
開示する米国特許第４５５８３３３号明細書、米国特許
第４４５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含ま
れるものである。
【００５５】加えて、複数の電気熱変換体に対して、共
通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開
示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成
としても本発明は有効である。
通するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開
示する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基づいた構成
としても本発明は有効である。
【００５６】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を
一層有効に発揮することができる。
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された１個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を
一層有効に発揮することができる。
【００５７】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも
本発明は有効である。
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも
本発明は有効である。
【００５８】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できる
ので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、
記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング
手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこ
れとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる
予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モード
を行うことも安定した記録を行うために有効である。
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定できる
ので好ましいものである。これらを具体的に挙げれば、
記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング
手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるいはこ
れとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせによる
予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モード
を行うことも安定した記録を行うために有効である。
【００５９】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみを記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個を組み合わせによってで
もよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極
めて有効である。
色等の主流色のみを記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個を組み合わせによってで
もよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極
めて有効である。
【００６０】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式で
はインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調
整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温
度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与
時にインクが液状をなすものであればよい。
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式で
はインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲内で温度調
整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように温
度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付与
時にインクが液状をなすものであればよい。
【００６１】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで防止するか、またはイン
クの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを
用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号
に応じた付与によってインクが液化し、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４
７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載
されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状ま
たは固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対
して対向するような形態としてもよい。本発明において
は、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述
した膜沸騰方式を実行するものである。
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで防止するか、またはイン
クの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを
用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録信号
に応じた付与によってインクが液化し、液状インクとし
て吐出するものや、記録媒体に到達する時点では既に固
化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４
７号公報あるいは特開昭６０−７１２６０号公報に記載
されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液状ま
たは固形物として保持された状態で、電気熱変換体に対
して対向するような形態としてもよい。本発明において
は、上述した各インクに対して最も有効なものは、上述
した膜沸騰方式を実行するものである。
【００６２】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報
処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けら
れるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さら
には送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採る
ものであっても良い。
態としては、ワードプロセッサやコンピュータ等の情報
処理機器の画像出力端末として一体または別体に設けら
れるものの他、リーダ等と組み合わせた複写装置、さら
には送受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採る
ものであっても良い。
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように、複数のノズルに通
じる共通液室と、２回以上のブロックに分けて順次に分
割駆動する複数のノズルを有した記録ヘッドにおいて、
ノズル後端部が非対称型で、ノズル後端部の中心線が分
割駆動の先駆動側を向いている構造とすることで、共通
圧力室を通して後駆動側に伝わるインクの逆流や圧力波
を減少させることが可能となった。このため、分割駆動
のノズル間で相互干渉することなくインクを吐出させ、
高品位な記録を行なうことが可能となった。
じる共通液室と、２回以上のブロックに分けて順次に分
割駆動する複数のノズルを有した記録ヘッドにおいて、
ノズル後端部が非対称型で、ノズル後端部の中心線が分
割駆動の先駆動側を向いている構造とすることで、共通
圧力室を通して後駆動側に伝わるインクの逆流や圧力波
を減少させることが可能となった。このため、分割駆動
のノズル間で相互干渉することなくインクを吐出させ、
高品位な記録を行なうことが可能となった。
【００６４】特に、同時に駆動するノズル数の多いほど
効果的である。
効果的である。
【００６５】さらに、共通液室の幅を小さくすればする
ほど、相互干渉は発生しやすいため、本発明により得ら
れる効果が大きく、幅が６．０ｍｍ以下で効果的であ
る。このため、小型で低価格な記録装置を得ることが可
能となった。
ほど、相互干渉は発生しやすいため、本発明により得ら
れる効果が大きく、幅が６．０ｍｍ以下で効果的であ
る。このため、小型で低価格な記録装置を得ることが可
能となった。
【００６６】また、分割駆動の間隔を小さくでき、高速
記録が可能となった。
記録が可能となった。
【図１】（Ａ）は本発明の一実施例の記録ヘッドの断面
図、（Ｂ）は本実施例の記録ヘッドのノズル部の拡大断
面図である。
図、（Ｂ）は本実施例の記録ヘッドのノズル部の拡大断
面図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は駆
動タイミングとメニスカスの動きの説明図である。
動タイミングとメニスカスの動きの説明図である。
【図３】（Ａ）は本実施例の吐出口配置説明図、
（Ｂ），（Ｃ）は他の実施例の吐出口配置の説明図であ
る。
（Ｂ），（Ｃ）は他の実施例の吐出口配置の説明図であ
る。
【図４】他の実施例の記録ヘッドの断面図である。
【図５】本発明により得られた記録ヘッドを装着したイ
ンクジェット記録装置の一例を示す外観斜視図である。
ンクジェット記録装置の一例を示す外観斜視図である。
【図６】（Ａ）は従来の記録ヘッドの模式図、（Ｂ）は
（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
（Ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図７】記録ヘッドの発熱体へのパルスにより吐出を行
うタイミングを示す図である。
うタイミングを示す図である。
【図８】記録ヘッドの発熱体を駆動しようとする直前の
時刻におけるインク圧力の伝わり方を示す図である。
時刻におけるインク圧力の伝わり方を示す図である。
【図９】メニスカスの凸状量の近似モデルを示す図であ
る。
る。
１ 記録ヘッド ２ ノズル分離隔壁 ３ エネルギー発生体 ５ フレキシブルケーブル ６ ノズル ８ 吐出口 ９ 共通液室
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年６月７日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】ノズルＮｏ．５からのインク吐出量の増加
分を正確に測定することは難しいが、近似的な計算によ
り次のようであることが予想される。図６（Ｂ）の状態
で、ノズルＮｏ．５からのメニスカス２１２のでっぱり
量は、１０μｍであった。現実のノズルの断面は２０μ
ｍ×２５μｍであるが直径２５μｍの円筒型であると近
似した。さらに、顕微鏡観察により、メニスカス２１２
のでっぱりが、図９のように球の一部であると近似され
ることから、メニスカス２１２のでっぱりによる増加
は、 ΔＶ１＝２．９８（ｐｉｃｏ ｌｉｔｔｅｒ） である。次に、インクを吐出しない定常状態では、メニ
スカス２１２は、やや凹状で、２μｍへこんでいるよう
にセットされている。これがノズル先端面と一致するま
での差分は、 ΔＶ２＝０．１６（ｐｉｃｏ ｌｉｔｔｅｒ） である。これらから、インク吐出量の増加分は ΔＶ＝ΔＶ１＋ΔＶ２＝３．１４（ｐｉｃｏ ｌｉｔｔｅｒ） となる。通常のインク液滴の吐出量は、Ｖ＝２８（ｐｉ
ｃｏ ｌｉｔｔｅｒ）程度であるため、インク液滴の変
化量は、 ΔＶ／Ｖ＝１１．２％ となり、記録品位が劣下してしまう。
分を正確に測定することは難しいが、近似的な計算によ
り次のようであることが予想される。図６（Ｂ）の状態
で、ノズルＮｏ．５からのメニスカス２１２のでっぱり
量は、１０μｍであった。現実のノズルの断面は２０μ
ｍ×２５μｍであるが直径２５μｍの円筒型であると近
似した。さらに、顕微鏡観察により、メニスカス２１２
のでっぱりが、図９のように球の一部であると近似され
ることから、メニスカス２１２のでっぱりによる増加
は、 ΔＶ１＝２．９８（ｐｉｃｏ ｌｉｔｔｅｒ） である。次に、インクを吐出しない定常状態では、メニ
スカス２１２は、やや凹状で、２μｍへこんでいるよう
にセットされている。これがノズル先端面と一致するま
での差分は、 ΔＶ２＝０．１６（ｐｉｃｏ ｌｉｔｔｅｒ） である。これらから、インク吐出量の増加分は ΔＶ＝ΔＶ１＋ΔＶ２＝３．１４（ｐｉｃｏ ｌｉｔｔｅｒ） となる。通常のインク液滴の吐出量は、Ｖ＝２８（ｐｉ
ｃｏ ｌｉｔｔｅｒ）程度であるため、インク液滴の変
化量は、 ΔＶ／Ｖ＝１１．２％ となり、記録品位が劣下してしまう。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】また、相互干渉による問題の発生を最小限
にする対策の１つとして、ノズル分離隔壁（液路形成用
隔壁）２の後端から共通液室９の後部の壁までの長さｄ
を十分長くする方法がある。実験ではｄを６．０ｍｍよ
り長くすることにより、相互干渉を最小限にすることが
できた。しかし、この方法は、記録ヘッドの大きさをよ
り小さくし記録装置自体を小型にしたい要求に反してい
る。また、特にＳｉ基板は、高価な部品であり、記録ヘ
ッドを大型化することは装置のコストアップにつながる
欠点となっている。
にする対策の１つとして、ノズル分離隔壁（液路形成用
隔壁）２の後端から共通液室９の後部の壁までの長さｄ
を十分長くする方法がある。実験ではｄを６．０ｍｍよ
り長くすることにより、相互干渉を最小限にすることが
できた。しかし、この方法は、記録ヘッドの大きさをよ
り小さくし記録装置自体を小型にしたい要求に反してい
る。また、特にＳｉ基板は、高価な部品であり、記録ヘ
ッドを大型化することは装置のコストアップにつながる
欠点となっている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 2/055 9012−2Ｃ Ｂ４１Ｊ 3/04 １０３ Ａ
Claims (5)
- 【請求項１】 インクを吐出する複数のノズルと、該複
数のノズルのすべてにノズル後部で連通した共通液室と
を有し、前記複数のノズルを２回以上に分割駆動する記
録ヘッドにおいて、 ノズルの後端の中心線が各ノズルで非対称型であり、分
割駆動の後で駆動するノズル側以外の方向を向いている
ことを特徴とする記録ヘッド。 - 【請求項２】 ノズルからインクを吐出させるエネルギ
ー発生源が電気熱変換素子である請求項１に記載の記録
ヘッド。 - 【請求項３】 ノズルからインクを吐出させるエネルギ
ー発生源が電気機械変換素子である請求項１に記載の記
録ヘッド。 - 【請求項４】 記録媒体の記録領域の全幅にわたってノ
ズルが設けられているフルラインタイプである請求項
１、２または３に記載の記録ヘッド。 - 【請求項５】 インクを吐出して画像を記録するインク
ジェット記録装置において、 請求項１、２、３または４に記載の記録ヘッドを保持す
る保持部と、 前記保持部を介して前記記録ヘッドにインクを吐出させ
る駆動信号を与える駆動回路とを備えることを特徴とす
るインクジェット記録装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4140678A JPH05330045A (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 記録ヘッドおよび該記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置 |
| US08/527,509 US5745129A (en) | 1992-06-01 | 1995-09-13 | Ink jet head, ink jet apparatus and driving method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4140678A JPH05330045A (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 記録ヘッドおよび該記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05330045A true JPH05330045A (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=15274216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4140678A Pending JPH05330045A (ja) | 1992-06-01 | 1992-06-01 | 記録ヘッドおよび該記録ヘッドを備えるインクジェット記録装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5745129A (ja) |
| JP (1) | JPH05330045A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109605938A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-04-12 | 南京沃航智能科技有限公司 | 自清洁高速高效喷墨式压电喷头 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0636481B1 (en) * | 1993-07-26 | 1998-06-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid-jet printing head and printing apparatus having the liquid-jet printing head |
| US6033057A (en) * | 1997-02-24 | 2000-03-07 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image forming device including toner supply unit for supplying toner particles to electrode array |
| US6536868B1 (en) | 1999-08-24 | 2003-03-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid ejection type print head, printing apparatus provided with same and a method for producing a liquid ejection type print head |
| US6705691B2 (en) | 2000-01-14 | 2004-03-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink-jet printing method and ink-jet printer |
| US6997533B2 (en) | 2001-04-02 | 2006-02-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Printing head, image printing apparatus, and control method employing block driving of printing elements |
| KR100428650B1 (ko) * | 2001-12-01 | 2004-04-28 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린터의 헤드 제조방법 |
| JP3975272B2 (ja) * | 2002-02-21 | 2007-09-12 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 超微細流体ジェット装置 |
| SG109494A1 (en) * | 2002-04-08 | 2005-03-30 | Inst Of High Performance Compu | Liquid ejection pump system |
| US7168788B2 (en) * | 2003-12-30 | 2007-01-30 | Dimatix, Inc. | Drop ejection assembly |
| JP5957880B2 (ja) * | 2011-12-27 | 2016-07-27 | 株式会社リコー | 液滴吐出装置および画像形成装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2555749C3 (de) * | 1975-12-11 | 1980-09-11 | Olympia Werke Ag, 2940 Wilhelmshaven | Einrichtung zum Dämpfen des Ruckflusses der Tinte in der Düse eines Tintenspritzkopfes |
| CA1127227A (en) * | 1977-10-03 | 1982-07-06 | Ichiro Endo | Liquid jet recording process and apparatus therefor |
| US4330787A (en) * | 1978-10-31 | 1982-05-18 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid jet recording device |
| US4345262A (en) * | 1979-02-19 | 1982-08-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink jet recording method |
| US4463359A (en) * | 1979-04-02 | 1984-07-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Droplet generating method and apparatus thereof |
| US4313124A (en) * | 1979-05-18 | 1982-01-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid jet recording process and liquid jet recording head |
| US4558333A (en) * | 1981-07-09 | 1985-12-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid jet recording head |
| JPS59123670A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-17 | Canon Inc | インクジエツトヘツド |
| JPS59179357A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-11 | Fujitsu Ltd | インクジエツト記録装置 |
| IT1178828B (it) * | 1984-01-20 | 1987-09-16 | Olivetti & Co Spa | Dispositivo di stampa a getto selettivo di inchiostro |
| US4578687A (en) * | 1984-03-09 | 1986-03-25 | Hewlett Packard Company | Ink jet printhead having hydraulically separated orifices |
| JPS6137438A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-22 | Canon Inc | インクジエツト記録ヘツド |
| JPS62140851A (ja) * | 1985-12-17 | 1987-06-24 | Canon Inc | インクジエツト記録ヘツド |
| JPS62179949A (ja) * | 1986-02-05 | 1987-08-07 | Canon Inc | インクジエツト記録ヘツド |
| JP2962726B2 (ja) * | 1988-05-12 | 1999-10-12 | キヤノン株式会社 | インクジェット記録ヘッド |
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-
1992
- 1992-06-01 JP JP4140678A patent/JPH05330045A/ja active Pending
-
1995
- 1995-09-13 US US08/527,509 patent/US5745129A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109605938A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-04-12 | 南京沃航智能科技有限公司 | 自清洁高速高效喷墨式压电喷头 |
| CN109605938B (zh) * | 2019-01-17 | 2024-03-01 | 南京沃航智能科技有限公司 | 自清洁高速高效喷墨式压电喷头 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5745129A (en) | 1998-04-28 |
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