JPH07195697A - Ink jet recording head, method and apparatus for ink jet recording - Google Patents

Ink jet recording head, method and apparatus for ink jet recording

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JPH07195697A
JPH07195697A JP5354499A JP35449993A JPH07195697A JP H07195697 A JPH07195697 A JP H07195697A JP 5354499 A JP5354499 A JP 5354499A JP 35449993 A JP35449993 A JP 35449993A JP H07195697 A JPH07195697 A JP H07195697A
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ink
bubble
discharge port
heat energy
jet recording
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Genji Inada
Toshiji Inui
利治 乾
源次 稲田
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キヤノン株式会社
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2002/14169Bubble vented to the ambience

Abstract

PURPOSE:To communicate air bubbles formed in an ink to the outside air by properly setting a ratio of a product of a height of a path of an ink jet recording head and a distance from a center of a thermal energy feed means to a final end of the path with a square of a distance from the thermal energy feed means to a confronting discharge port. CONSTITUTION:In order to communicate air bubbles in an ink which are generated by a heater 2 to the outside air through a discharge port 5 thereby to discharge the ink, a size of the heater 2, a distance between the discharge port 5 and heater 2, a width, a length and a height of a liquid path 12, dimensions of the discharge port 5, etc., should be suitably set. Particularly, a relationship of a distance H between the discharge port 5 and a center of the heater 2, a height (h) of the liquid path 12 and a length L of the liquid path 12 is important, and a discharging direction of the ink, the growth of air bubbles 6 and the continuous discharge of the ink are required to be stabilized. In other words, when the values H, (h) and L are set to satisfy an expression 0.1<Lh/H<2=10, the air bubbles 6 are efficiently communicated to the outside air through the discharge port 5 thereby to discharge liquid drops.

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、熱エネルギーを利用して、インク液滴を紙、樹脂シート、布等の記録材に対して飛翔させて記録を行なうためのインクジェット記録ヘッド,インクジェット記録方法,及びインクジェット記録装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION This invention utilizes the thermal energy, paper and ink droplets, the resin sheet, the ink jet recording head for performing recording by flying to the recording material such as a cloth, an ink-jet recording method and an ink jet recording apparatus.

【0002】 [0002]

【従来の技術】液体、あるいは加熱により溶融可能な固体の記録媒体(インク)を、熱エネルギーを利用して被記録材に付着させて画像形成を行なうインクジェット記録方法は、高速記録が可能であり、また比較的記録品位も高く、低騒音であるという利点を有している。 BACKGROUND OF THE INVENTION Liquid, or meltable solid recording medium (ink) by heating, an ink jet recording method utilizing thermal energy to adhere to the recording material forming an image, high speed recording can be performed also relatively recording quality is high, has the advantage of low noise. さらに、この記録方法は、カラー画像記録が比較的容易であって、普通紙等にも記録でき、さらに記録装置を小型化し易いといった多くの優れた利点を有している。 Further, this recording method has a relatively easy color image recording, also recorded on plain paper or the like, a number of advantages such as easily miniaturized further recording device.

【0003】このようなインクジェット記録方法に用いる記録装置には、一般に、インクを飛翔インク滴として吐出させるための吐出口と、この吐出口に連通するインク路とこのインク路の一部に設けられインク路内のインクに吐出のための吐出エネルギーを与えるエネルギー発生手段と、を有する記録ヘッドが備えられる。 [0003] recording apparatus used for such an ink jet recording method, generally, a discharge port for discharging ink as flying ink droplets, provided at a part of the ink path and the ink path communicating with the discharge port and energy generating means for applying ejection energy for ejecting the ink in the ink path, the recording head having provided. 例えば、 For example,
特公昭61−59911号、特公昭61−59912 JP-B-61-59911, JP-B-61-59912
号、特公昭61−59913号、特公昭61−5991 JP, JP-B-61-59913, JP-B-61-5991
4号の各公報には、エネルギー発生手段として電気熱変換体を用い、電気パルス印加によってこれが発生する熱エネルギーをインクに作用させて、インクを吐出させる方法が開示されている。 Each publication No. 4, using an electrothermal converter as an energy generating means, the thermal energy which is generated by an electrical pulse application is allowed to act on the ink, a method of ejecting ink is disclosed.

【0004】すなわち、上記各公報に開示されている記録方法は、熱エネルギーの作用を受けたインクが急峻な体積の増大を伴なう状態変化を起こし、この状態変化に基づく膜沸騰領域の気泡の主として成長と収縮により、 [0004] That is, the recording method disclosed in the above publications, an ink having received the action of heat energy undergoes an accompanied state change to increase steep volume, bubble film boiling region based on this state change mainly by the growth of the contraction,
インクジェット記録ヘッド先端の吐出口よりインクを吐出し、この吐出するインク滴が被記録媒体に付着して画像形成を行なうものである。 Ejecting ink from an ink jet recording head tip of the discharge port, and performs image forming ink droplets the discharge adheres to the recording medium. この記録方法によれば、記録ヘッドにおける吐出口を高密度に配設することができるので、高解像度、高品質の画像を高速で記録することができ、また、この記録方法を用いた記録装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどにおける情報出力手段として用いることができる。 According to this recording method, it is possible to dispose a high density discharge ports of the recording head can record high-resolution, high-quality images at high speed, also, the recording apparatus using the recording method can be used as a copier, a printer, information output means in a facsimile.

【0005】他方、熱エネルギーを使用するものの、実現条件が不明なインクジェット記録方法としては、特開昭54−161935号公報に記載される方法がある。 [0005] On the other hand, although the use of heat energy, the unknown ink jet recording method of realizing conditions, there is a method described in JP-A-54-161935.
この公報に開示されている記録方法では、円筒状発熱体によって液室内のインクをガス化(核沸騰によると思われる)させ、このガスをインク滴と共にインク吐出口より吐出させる。 In the recording method disclosed in this publication, the ink in the liquid chamber by a cylindrical heating element is gasified (probably due to the nucleate boiling), the gas ejected from the ink ejection openings together with the ink droplet. この記録方法によれば、ガスを微小滴状に噴出させてしまい、画質は不良となる。 According to this recording method, will by ejecting a gas into fine droplet form, the image quality becomes poor. また、このガスの噴出によって、ガス化したインクがスプラッシュやミストなどを生じ、その結果、記録紙の地汚れや記録装置内の汚れの原因となることがあった。 Further, the ejection of the gas, produce such as ink splash or mist gasified, As a result, there can cause contamination of the background contamination and recording apparatus of the recording paper.

【0006】また、例えば、特開昭61−197246 [0006] Also, for example, JP-A-61-197246
号公報には、従来の熱エネルギーを用いたインクジェット記録方法を変形させた方法を用いる熱転写的記録装置に関する記載がある。 The JP, there is description of a thermal transfer recording apparatus using the method obtained by modifying the ink jet recording method using the conventional thermal energy. この装置は、単発的なインク吐出であり、加えて記録媒体と発熱素子とを完全に密着させることが困難であるため、従来の吐出口を有する記録ヘッドを用いたインクジェット記録方法に比べ、熱効率が低下しやすく高速記録に適さないといった問題がある。 This device is a one-off ink discharge, compared with the addition since it is difficult to completely close contact with the recording medium and the heating element, an ink jet recording method using a recording head having a conventional discharge port, thermal efficiency but there is a problem such as not suitable for high-speed recording tends to decrease.

【0007】 [0007]

【背景技術】以上説明したようなインクジェット記録方式の問題点を解決するため、本出願人は吐出のためにインクを加熱することにより生成される膜沸騰による気泡を吐出口近傍で外気に連通させて吐出を行うインクジェット記録方式(以下、この方式を連通吐出方式とも言う)について提案した(特願平2−112832号,特願平2−112833号,特願平2−112834号, To solve the problems of the ink jet recording method as described BACKGROUND above, the applicant has communicated with the outside air at the discharge opening neighborhood bubbles by film boiling generated by heating the ink to discharge and the ejection Te ink jet recording system (hereinafter, this method is also referred to as communicating discharge scheme) proposed (Japanese Patent Application No. Hei 2-112832 for, Japanese Patent Application No. Hei 2-112833, Japanese Patent Application No. 2-112834,
特願平2−114472号,特願平3−169962 Japanese Patent Application No. 2-114472, Japanese Patent Application No. 3-169962
号)。 issue).

【0008】上記連通吐出方式によれば、気泡を形成しているガスが、吐出されるインク滴と共に噴出されることはないので、スプラッシュやミストなどの発生を低減し、被記録媒体上の地汚れや装置内の汚れを防ぐことができる。 According to the communicating discharge method, the gas that forms the bubbles, will not be ejected together with the ink droplets ejected, reducing the occurrence of splash or mist, the land on the recording medium it is possible to prevent contamination of the dirt and apparatus.

【0009】また、上記連通吐出方式の基本的な作用として、気泡が生成される部位より吐出口側にあるインクは原理的に全てインク滴となって吐出されるということがある。 Further, as the basic operation of the communication discharge method, ink on the discharge port side than the site where the bubbles are generated it is that is discharged as theoretically all ink droplets. このため、吐出インク量は、吐出口から上記気泡生成部位までの距離等、記録ヘッドの構造によって定めることができる。 Therefore, the amount of ink discharged is distance from the discharge opening to the bubble generation region can be defined by the structure of the recording head. この結果、上記連通吐出方式によれば、インク温度の変化等の影響をそれ程受けずに、吐出量の安定したインク吐出を行うことが可能となる。 As a result, according to the communication discharge method, without being much the influence of changes in the ink temperature, it is possible to perform stable ink ejection of the ejection amount.

【0010】 [0010]

【発明が解決しようとする課題】ところが、熱エネルギー発生手段としての発熱部と吐出口とが対向する構成を前提とした場合、記録ヘッドの構造によっては、インク中形成した気泡が効率よく外気と連通せずに、吐出特性を変化させてしまう場合があった。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, when the heat-generating portion and the discharge port of the thermal energy generating means is based on the configuration facing, the structure of the recording head, the outside air may bubbles formed in the ink efficiency without communicating, there is a case where the ejection characteristics become varied.

【0011】本発明の目的は、インク中に形成した気泡を外気に連通させてインク吐出を行う記録方式において、インク滴の形成をより一層安定化でき、より高画質な画像形成を達成できるインクジェット記録ヘッド,インクジェット記録方法,およびインクジェット記録装置を提供することにある。 An object of the present invention, there is provided a recording method in which a bubble formed in the ink communicated with the outside air and ink ejection, can further stabilize the formation of ink droplets, ink jet capable of achieving higher image quality imaging recording head, ink jet recording method, and to provide an ink jet recording apparatus.

【0012】 [0012]

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット記録ヘッドは、インク供給源からインクの供給を受けるために該供給源に連通している液路と、該液路内のインクに熱エネルギーを与えて核沸騰を急激に越える温度上昇により気泡を生成させるための熱エネルギー供給手段と、該熱エネルギー供給手段に対向して設けられ前記インクを吐出させるための吐出口とを備え、前記気泡を前記吐出口において外気と連通させてインク吐出を行うインクジェット記録ヘッドにおいて、前記熱エネルギー供給手段と前記吐出口との間の距離をH、前記液路の高さをh、前記熱エネルギー供給手段の中心と前記液路の終端部との間の距離をLとしたときに、0.1≦Lh/H Means for Solving the Problems] inkjet recording head of the present invention, a liquid passage communicating with the wherein the source for receiving the supply of ink from an ink supply source, a thermal energy to the ink in the liquid path a heat energy supply means for generating a bubble due to temperature increase abruptly exceeding nucleate boiling to give, and a discharge port for discharging the ink disposed opposite to the heat energy supply means, the air bubbles in the ink jet recording head for ink ejection are allowed to communicate with outside air communication in the discharge port, the distance between the heat energy supply means and the discharge port H, the height of the liquid passage h, of the heat energy supply means centered a distance between the end portion of the fluid passage when the L, 0.1 ≦ Lh / H
2 ≦10を満たすことを特徴とする。 And it satisfies the 2 ≦ 10.

【0013】本発明のインクジェット記録方法は、インク供給源からインクの供給を受けるために該供給源に連通している液路と、該液路内のインクに熱エネルギーを与えて核沸騰を急激に越える温度上昇により気泡を生成させるための熱エネルギー供給手段と、該熱エネルギー供給手段に対向して設けられ前記インクを吐出させるための吐出口とを備え、前記熱エネルギー供給手段と前記吐出口との間の距離をH、前記液路の高さをh、前記熱エネルギー供給手段の中心と前記液路の終端部との間の距離をLとしたときに、0.1≦Lh/H 2 ≦10を満たすインクジェット記録ヘッドを用い、前記熱エネルギー供給手段により前記インクに熱エネルギーを与えて該インクに核沸騰を急激に超える温度上昇により気泡を生成させ、該気泡を [0013] The inkjet recording method of the present invention, rapid and liquid paths communicating with the wherein the source for receiving the supply of ink from an ink supply source, an ink by applying thermal energy nuclear boiling in the liquid path temperature and heat energy supply means for generating bubbles by rise, and a discharge port for discharging the ink disposed opposite to the heat energy supply means, the discharge port and the heat energy supply means exceeds the the distance between the H, the height of the liquid passage h, and the distance between the center and the fluid passage of the terminal portion of the heat energy supply means when the L, 0.1 ≦ Lh / H using an inkjet recording head that satisfies 2 ≦ 10, to produce a bubble by rapidly than the temperature rise nucleate boiling to the ink by applying thermal energy to the ink by the heat energy supply means, the bubble 気と連通させるとともに前記吐出口近傍のインクの少なくとも一部を吐出させることを特徴とする。 Characterized in that in conjunction with communicating the gas-ejecting at least a part of the ink of the discharge opening neighborhood.

【0014】また、気泡を外気と連通する状態をより安定させるための条件としては、第1に前記連通時に、前記気泡によって前記液路を遮断しないことを特徴とすること、第2に前記連通時は、前記気泡の内圧が外気圧以下の条件で前記気泡を外気と連通させることで、第3に前記連通時は、前記気泡の吐出方向先端部の移動速度の加速度が正でない条件で上記気泡を外気と連通させることの少なくとも1つを挙げることができる。 [0014] As the conditions for a more stable state of ambient air communicating a bubble, when the communication with the first, that is characterized by not blocking the liquid passage by the air bubble, the communicating with the second when, by the internal pressure of the bubble causes communicate ambient air communicating the bubble with the following conditions outside air pressure, when the communication to the third, in the above conditions the acceleration of the moving speed of the ejection direction distal end portion of the bubble is not positive bubbles can be a include at least one of be communicated outside air communication.

【0015】また、本発明のインクジェット記録装置は、前記のインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させる手段と、前記熱エネルギー供給手段を駆動させる手段と、を具えたことを特徴とする。 [0015] The ink jet recording apparatus of the present invention, an ink jet recording head of the, and means for relatively moving the recording medium with the ink jet recording head, and means for driving the heat energy supply means, comprising characterized in that was.

【0016】 [0016]

【作用】本発明は、熱エネルギー供給手段と吐出口とが対向する連通吐出方式の構成において、前記熱エネルギー供給手段と前記吐出口との間の距離H、液路の高さH、前記熱エネルギー供給手段の中心と前記液路の終端部との間の距離Lとが、0.1≦Lh/H 2 ≦10を満たすように設定することによって、気泡を外気と連通させてインク滴を吐出させる際に、複雑な構成を必要とすることなく、環境等で気泡の形成が変化しても適正なインク滴の吐出を達成し、そして、画質を安定化させて、 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention, in the configuration of the communication discharge method in which a heat energy supply means and the discharge port are opposed, the distance H, the liquid passage height H between the heat energy supply means and the discharge port, the heat and the distance L between the center and the end portion of the liquid path of the energy supply means, by setting so as to satisfy 0.1 ≦ Lh / H 2 ≦ 10 , the ink droplets was communicated ambient air communicating bubbles at the time of ejecting, without requiring a complicated structure, the formation of bubbles in the environment or the like to achieve the ejection of proper ink drop be varied, and, to stabilize the image quality,
画像乱れのない高品位な記録画像を実現する。 To achieve a high-quality recorded image without image disturbance.

【0017】 [0017]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 BRIEF DESCRIPTION OF THE PREFERRED embodiment of the present invention with reference to the drawings.

【0018】図1(a),(b)は、本発明の前提となる連通吐出方式、つまり熱エネルギー発生手段と吐出口とが対向する構成を前提とした連通吐出方式による記録原理の説明図である。 FIG. 1 (a), (b), the communication discharge method as a premise of the present invention, i.e. illustration of a recording principle according communicating discharge method and thermal energy generating means and discharge ports on the premise of the constitution opposed it is.

【0019】図1(a)はインクジェット記録ヘッドの要部の断面図であり、同図において、基板1上には発熱抵抗層(熱エネルギー供給手段)2が備えられ、その基板1上に装着されるオリフィスプレートOPによって、 [0019] FIG. 1 (a) is a sectional view of a main part of an ink jet recording head, in the figure, the heating resistor layer on the substrate 1 (heat energy supply means) 2 is provided, mounted thereon the substrate 1 the orifice plate OP being,
インクの共通液室Cに連通しかつ屈曲する液路Bと、吐出口5が形成されている。 A liquid passage B which communicates through and bent to the common liquid chamber C of the ink ejection ports 5 are formed. 発熱抵抗層2と吐出口5は対向している。 Heat generating resistor layer 2 and the discharge port 5 are opposed. そして、発熱抵抗層2は、記録信号に応じた電極信号(パルス信号)が供給されることにより、液路B内のインク(斜線を付して示す)に膜沸騰を生じさせる急激な温度上昇を短時間のうちに生じて(300℃ Then, the heat generating resistor layer 2, by the electrode signal corresponding to a recording signal (pulse signal) is supplied (shown hatched) ink in the liquid passage B to the rapid temperature rise causing film boiling the generated within a short period of time (300 ° C.
以上)、気泡(バブル)6を生成せしめる。 Above), allowed to generate a bubble (bubble) 6. その気泡6 The bubbles 6
は成長して、オリフィスプレートOPの厚み部分のインクを押しやり、その部分のインクを希薄にする。 Is grown, it forces the ink in the thickness portion of the orifice plate OP, to dilute the ink of that portion. その後、気泡6は、吐出口5の外気側周縁A1における吐出口近傍領域A2にて大気(外気)と連通する。 Then, the bubble 6 communicates with the atmosphere (outside air) at the discharge opening neighborhood region A2 in the outside air peripheral A1 of the discharge port 5. このような連通状態によれば、スプラッシュすることなく、また霧(ミスト)状のインク滴も発生せずに、図1(a)中の破線で示すような安定したインク液滴7を吐出口5の中心部から吐出することができる。 According to such a communication state, without splash and mist without also not occur (mist) form of ink droplets, the ejection port of the ink droplets 7 stable as shown by the broken line in FIG. 1 (a) it can be ejected from the center of 5. この時、気泡6の成長は、液路Bを遮断するものではないので、吐出方向へ向かう必要のないインクを、液路B内のインクと連続した集合体として残すことができ、この結果、インク液滴7の吐出量の安定化及び吐出速度の安定化が実現できる。 At this time, the growth of the bubble 6, because it is not intended to shut off the liquid path B, and the ink need not toward the discharge direction, can be left as an aggregate continuous with ink in the liquid path B, as a result, stabilization and stabilization of the discharge speed of the discharge amount of ink droplets 7 can be realized. また、膜沸騰のうち、特に300℃以上の安定化域を利用して、気泡6を吐出口5の近傍において急激にしかも確実に発生させることができるので、非遮断状態となる液路Bのリフィル性と相俟って高安定かつ高速記録を達成することができる。 Further, among the film boiling, in particular by using a 300 ° C. or more stabilizing zone, since the bubbles 6 can be generated rapidly and reliably in the vicinity of the discharge port 5, the liquid path B comprising a non-blocked state What refilling characteristics coupled with it is possible to achieve a high stability and high-speed recording.

【0020】図1(b)は、同図(a)における断面位置を液路Bの幅方向(紙面の表示方向)にずらして示す断面図である。 [0020] FIG. 1 (b) is a sectional view showing by shifting the cross-sectional position in the width direction of the fluid path B (the plane of the display direction) in FIG. (A). 図1(b)からも分かるように、液路B As can be seen from FIG. 1 (b), the liquid paths B
中のインク(斜線を付して示す)は、インク液滴7に対して連通しており、気泡6の中央部分が吐出口5の近傍で大気と連通する際に、気泡6の中央からはずれた位置において液滴7と液路B内のインクとが連通状態を保っていることが理解されよう。 Ink (shown hatched) in are communicated to the ink droplet 7, when the central portion of the bubble 6 communicates with the atmosphere in the vicinity of the discharge port 5, deviated from the center of the bubble 6 and the ink in the droplet 7 and the fluid passages B will be appreciated that keeping the communication state at the position. 6Wは、気泡の端部の形状を示している。 6W shows the shape of the end portion of the bubble.

【0021】上記図1のインクジェット記録ヘッドにおいて、より一層好ましい液滴形成を達成するための条件を以下に挙げる。 [0021] In the ink jet recording head of FIG 1 lists the conditions for achieving a more preferred droplet formation below.

【0022】第1条件は、バブルbの内圧が外気圧より低い条件でバブル6を外気と連通させることである。 The first condition is that the internal pressure of the bubble b causes communicate ambient air communicating a bubble 6 lower than the outside air pressure conditions.

【0023】すなわち、バブル6の内圧が外気圧より低い条件でバブル6を外気と連通させることは、バブル6 [0023] That is, the internal pressure of the bubble 6 causes communicate ambient air communicating a bubble 6 lower than the outside air pressure conditions, bubble 6
の内圧が外気圧より高い条件で連通させる場合に生じる問題、つまり吐出口5近傍の不安定なインクを飛散させるという問題がなく、また更に、それらの圧力が等しい場合よりも、その吐出口5の近傍の不安定なインクを液路B内に引き込む力がわずかではあるが働くため、より一層安定したインクの吐出の実現と、不要インクの飛散防止を図ることができる。 Issues when the internal pressure of communicating at a higher than ambient air pressure conditions, i.e. without the problem of scattering the unstable ink discharge ports 5 vicinity, or even, than those of the pressure are equal, the discharge port 5 unstable ink in the vicinity to serve a force pulling in the fluid path B is a slight, it is possible to achieve the realization of the ejection of ink more was more stable, shatterproof unwanted ink.

【0024】第2条件は、吐出口5の先端におけるバブル6の移動速度の1次微分値が負となる条件でバブル5 The second condition, bubble 5 under the condition that the first-order differential value of the moving velocity of the bubble 6 in the tip of the discharge port 5 is negative
と外気とを連通させることである。 Is that which communicates with the outside air and. この第2条件は、上記第1条件の別表現でもあり、バブル6の膨張速度の1 The second condition is also in a different representation of the first condition, the rate of expansion of the bubble 6 1
次微分が負となるときに、バブル6と外気とを連通させることにより、バブル6の内圧が外気圧よりも低い条件で連通することになる。 When the next differential is negative, by communicating the bubble 6 and the outside air, so that the internal pressure of the bubble 6 communicates at a lower than outside air pressure conditions. この第2条件によれば、バブル6と外気との連通時に、その連通部近傍のインクがインクを吐出するために過度に加速度を受けることによる問題、つまりその連通部近傍のインクが主インク滴と分離してしまうといった問題を解決することもできる。 According to the second condition, when communication between the bubble 6 and the outside air, problems due unduly subject to acceleration in the ink of the communicating portion near ejects ink, i.e. ink main ink droplet of the communicating portion near it is also possible to solve the problem that was separated from. 上記分離が生じた場合、その近傍のインクがスプラッシュ状に飛び散ったり、ミストとなって飛散することが顕著となり、しかも高密度に吐出口5を配置した場合では、吐出口面へのインクの付着による吐出不良を招くことがあるが、これを上記第2条件によって解決することができる。 If the separation occurs, or spattered ink in the vicinity thereof is the splash form, it becomes conspicuous be scattered becomes mist, yet in the case of arranging the discharge port 5 at a high density, the ink adhering to the discharge port surface it may lead to defective discharge by, but this can be solved by the second condition.

【0025】図2(a),(b)は、本発明が適用されているインクジェット記録ヘッドの部分構造を開示するもので、5は断面円形の吐出口、12はインク供給路(以下、「液路」ともいう)、2は略正方形の発熱抵抗部の発熱部(熱エネルギー供給手段)である。 FIG. 2 (a), (b) is intended to disclose a partial structure of an ink jet recording head to which the present invention is applied, 5 circular cross section of the discharge port, 12 is an ink supply path (hereinafter, " also referred to as liquid path "), 2 is a heat generating portion of the heating element portion of the substantially square (heat energy supply means). 1は絶縁基板であり、その表面に発熱抵抗部を有している。 1 is an insulating substrate, and a heating element portion on the surface thereof. インク供給路12は、発熱部2(以下、「ヒータ」ともいう)の位置にて屈曲しており、発熱部2と吐出口5とは対向している。 The ink supply path 12, the heat generating portion 2 (hereinafter, also referred to as "heater") is bent at the position of faces and the heat generating portion 2 and the discharge port 5. 8は、インク供給路12と吐出口5を形成するオリフィスプレートである。 8, an orifice plate forming the discharge ports 5 and the ink supply passage 12. また、そのオリフィスプレート8は、インク供給路12に連通する共通液室10をも形成している。 Also, the orifice plate 8 also forms a common liquid chamber 10 which communicates with the ink supply passage 12.

【0026】ヒータ2にて生起したインク中の気泡(バブル)を吐出口5より外気と連通させて、後述するようにインクを吐出させるためには、ヒータ2の大きさや、 The so communicate ambient air communicating from the discharge port 5 a bubble (bubbles) in the ink has occurred by the heater 2, for ejecting ink, as described later, the size and the heater 2,
吐出口5とヒータ2との間の距離、液路12の幅や長さや高さ、吐出口5の大きさ等の条件を考慮して適宜設定すれば良い。 The distance between the discharge port 5 and the heater 2, the width and length and height of the liquid passage 12, may be set as appropriate in consideration of the conditions such as the size of the discharge port 5. 特に、ヒータ2にて生起したバブルを効率良く吐出口5より外気と連通させ、且つ本記録方式の特長の一つであるところの吐出するインク滴の大きさ(体積)を一定にするためには、後述するように、前記した諸条件の中でも、吐出口5とヒータ2との間の距離H In particular, the bubbles have occurred by the heater 2 efficiently discharge opening 5 than is communicated outside air communication, and the size of the features is one ejected ink droplets of at of the present recording method (volume) to constant as will be described later, in the conditions described above also, the distance H between the discharge port 5 and the heater 2
と、液路12の高さhと、液路12の長さLとの関係が重要である。 When the height h of the liquid path 12, the relationship between the length L of the liquid path 12 is important.

【0027】すなわち、バブル6を外気に連通させてインク吐出を行う連通吐出方式の場合には、特に、次のような機能の安定化が要求される。 [0027] That is, when the communication discharge method which ejects ink by communicating the bubble 6 in the outside air, in particular, stabilization of the following features is required.

【0028】インクの吐出方向の安定化 バブル6の成長の安定化 インクの連続吐出の安定化 吐出口5とヒータ2との間の距離Hと、液路12の高さhは、特に、上記,の安定化に大きな影響を及ぼす。 The distance H and the height h of the liquid path 12 between the discharge direction of the stabilizing discharge opening 5 of the continuous ejection stabilizing ink growth stabilized bubble 6 and the heater 2 of the ink, particularly, the a large effect on the stabilization of. すなわち、バブル6が外気を連通してインク液滴7 That is, the ink droplet 7 bubble 6 communicates with the outside air
が吐出する際には、図3に示すように、吐出口5内における液滴7の基端部分にはメニスカスが生じ、そのメニスカスの高さは、液路12側の方がその反対側よりも高くなる。 There upon ejection, as shown in FIG. 3, the meniscus occurs in the proximal portion of the droplet 7 in the ejection port 5, the height of the meniscus towards the fluid path 12 side than the opposite side also increased. したがって、前者側のメニスカスの部分M 1が液滴7を引く力F 1は、後者側のメニスカスの部分M 2 Thus, the force F 1 which portion M 1 of the meniscus of the former side pulls the droplet 7, the portion of the meniscus of the latter side M 2
が液滴7を引く力F 2よりも大きくなり、それらの力F There becomes greater than the force F 2 to pull the droplet 7, these forces F
1 ,F 2の差が大きい場合には、液滴7が吐出方向が矢印D方向に傾いて、上記のインクの吐出方向の安定化と、のバブル6の成長の安定化が損なわれることになる。 1, when the difference between F 2 is large, the droplet 7 is discharged direction inclined in the direction of arrow D, that stabilization of the growth of the bubble 6 in the stabilization of ejection direction of the ink, it is impaired Become. メニスカスの部分M 1 ,M 2の高低差、つまり力F Height difference portions M 1, M 2 of the meniscus, i.e. the force F
1 ,F 2の差は、吐出口5とヒータ2との間の距離H 1, the difference between F 2, the distance H between the discharge port 5 and the heater 2
と、液路12の高さhとの比h/Hに応じて変化する。 When, changes according to the ratio h / H of the height h of the liquid path 12.

【0029】一方、液路12の長さLと距離Hは、特に、上記の安定化に大きな影響を及ぼす。 On the other hand, the length L and the distance H of the liquid passage 12, in particular, greatly affects the stabilization of the above. すなわち、 That is,
長さLは、共通液室10との境の終端部から、ヒータ2 The length L from the end of the boundary between the common liquid chamber 10, a heater 2
の中心、つまりバブル6の発生中心となる発泡点Pまでの間の液路12の長さであり、また、距離Hは、発泡点Pから吐出口5までの間の長さであり、前者の長さLに相当する液路12の部分12Aを通して発泡点Pにインクが供給され、後者の距離Hに相当する液路12の部分12Bを通して発泡点からインクが吐出することになる。 Center, i.e. the length of the liquid passage 12 between until effervescence point P to be generated center of the bubble 6, also, the distance H is the length between the foamed point P to the discharge port 5, the former ink foaming point P through portion 12A of the liquid path 12 corresponding to the length L is supplied, the ink from the foam point will discharge through portion 12B of the liquid path 12 corresponding to the latter distance H. そして、両者の部分12A,12Bにおけるインクの流路抵抗大きさの関係は、インクのリフィル性、つまりインクの連続吐出の安定性に大きく影響することになる。 Then, both parts 12A, the relationship of flow resistance size of the ink in the 12B would greatly affect refilling of the ink, that is, the stability of continuous ejection of the ink. 両者の部分12A,12Bの流路抵抗は、長さLと距離Hに応じて変化するため、結局、それらの比L/H Both portions 12A, the flow path resistance of the 12B, in order to vary depending on the length L and the distance H, eventually, their ratio L / H
が上記のインクの連続吐出の安定化に特に大きな影響を及ぼすことになる。 There will be particularly large influence on the stabilization of the continuous ejection of the ink.

【0030】そこで、本発明では、H,h,Lの値を下式(1)の関係を満たすように設定した。 [0030] In the present invention, it sets H, h, the value of L so as to satisfy the relation of the following equation (1).

【0031】 [0031]

【数1】 [Number 1]

【0032】つまり、0.1≦Lh/H 2 ≦10の関係を満たすように構成した。 [0032] That is, configured so as to satisfy the relation of 0.1 ≦ Lh / H 2 ≦ 10 .

【0033】上記の関係式を満たさない場合、例えば、 [0033] If you do not satisfy the above relation, for example,
Lh/H 2 <0.1の場合、つまりHが比較的大きくかつhとLが比較的小さい場合は、ヒータ2で生起したバルブ6を効率良く吐出口5より外気と連通させてインクを吐出させることが困難となり、ヒータ2で生起したバブル6が液路12の方向へも成長しやすくなって、バブル6を効率的に外気と連通させることが難しくなる。 For Lh / H 2 <0.1, that is H is relatively large and if h and L is relatively small, ink is ejected a valve 6 which has occurred in the heater 2 is communicated efficiently communicated from the discharge port 5 outside air is to be become difficult, a bubble 6 occurred in the heater 2 is more likely to grow in the direction of the liquid passage 12, it becomes difficult to communicate effectively with outside air communicating a bubble 6. また、バブル6が外気と連通した後に、吐出口5とヒータ2との間にインク残りが生じる場合があり、インク滴7 Further, after the bubble 6 communicates with the outside air, there is a case where the ink remaining between the discharge opening 5 and the heater 2 is caused, the ink droplet 7
の大きさが不安定となる。 Size becomes unstable of.

【0034】さらに、Lh/H 2 >10の場合、つまりHが比較的小さくかつhとLが比較的大きい場合は、実質的に液路12の長さLが長くなり、インク吐出後のインクのリフィルに長い時間を要することになって、高い周波数で記録ヘッドを駆動することが困難となる。 Furthermore, in the case of Lh / H 2> 10, i.e. H can be relatively small and h and L is relatively large, substantially the length L of the liquid path 12 is long, ink after ink ejection supposed to the take a long time to refill, it is difficult to drive the recording head at a high frequency.

【0035】上記関係式において、より好ましい範囲は0.3≦Lh/H 2 ≦7であって、この範囲であれば、 [0035] In the above equation, a more preferred range is a 0.3 ≦ Lh / H 2 ≦ 7 , In this range,
バブル6を効率良く吐出口5より外気と連通させてインク液滴7を吐出させることができて、吐出口5の近傍に、実質的にインク残りを生じさせずに、特に微小なインク液滴7の体積を常に安定化させることができる。 To be able to bubble 6 is communicated efficiently communicated from the discharge port 5 outside air to eject ink droplets 7 in the vicinity of the discharge port 5, without let substantially cause ink remaining, particularly fine ink droplets 7 volume can always be stabilized. しかも、実用的な高い周波数で記録ヘッドを駆動することが可能となる。 Moreover, it is possible to drive the recording head in a practical high frequencies.

【0036】さらに好ましい範囲は、0.5≦Lh/H Furthermore preferred range, 0.5 ≦ Lh / H
2 ≦5であって、この範囲であれば、インクのリフィル性を向上させると共にバブル6の成長を液路12側ではなく確実に吐出口5側に向かわせることができて、他の不安定要素があっても、極めて安定した記録を行なうことが可能となる。 A 2 ≦ 5, Within this range, it is possible to direct the growth of the bubble 6 securely to the discharge port 5 side rather than the liquid paths 12 side thereby improving the refilling characteristics of the ink, other labile even elements, it is possible to perform a very stable recording. したがって、特に、吐出口5が多数隣接して形成されるいわゆるマルチノズルの場合に、それらの吐出口5の内径精度のバラツキや液路12の幅精度のバラツキの影響を小さく抑えることができる。 Thus, in particular, the discharge port 5 in the case of so-called multi-nozzle formed adjacent number, it is possible to suppress the influence of variation in their inner diameter accuracy variation or liquid passage 12 width accuracy of the discharge port 5.

【0037】下表1は、本発明の効果を説明するための実験例を示す。 [0037] Table 1 below shows the experimental example to illustrate the effects of the present invention.

【0038】 [0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】表1において、長さの単位はμmであり、 [0039] In Table 1, the unit of length is μm,
実験例1〜5では、吐出周波数を4KHz,駆動パルスを3μsecとし、また実験例1,3,6,7では、吐出口5の内径B(図2(b)参照)と液路12の幅b In Example 1 to 5, 4 KHz discharge frequency, the drive pulse and 3 .mu.sec, also in Examples 1, 3, 6, 7, the inner diameter B of the discharge port 5 (see FIG. 2 (b)) and the width of the fluid path 12 b
(同図2(b)参照)を共に30μmとし、他の実験例2,4,5では、それらの内径Bと幅bを共に50μm And 30μm together (same see FIG. 2 (b)), the other experimental examples 2, 4 and 5, and their inner diameter B and width b are both 50μm
とした。 And the. 実験の結果は、本発明の関係式(1)の条件を満足する実験例1〜3では良好であるが、実験例4,5 The results of the experiment, is better in Examples 1 to 3 satisfying the relation (1) of the present invention, experimental examples 4 and 5
では、この条件から外れているために、安定したインク吐出ができなかった。 So in order to have deviated from this condition could not stable ink ejection.

【0040】ところで、吐出口5の内径Bと液路12の幅bは、前述した,,の安定化に対して、さほど大きな影響はない。 [0040] Incidentally, the width b of the inner diameter B and the fluid passages 12 of the discharge port 5, with respect to the stabilization of ,, previously described, there is no significant influence much. それは、液路12の部分12Bにおいては、インクの吐出圧によって吐出口5の内周面に生じる反力が互いに相殺し合い、また、液路12の部分1 Which in part 12B of the liquid path 12, a reaction force generated in the inner peripheral surface of the discharge port 5 by the discharge pressure of the ink phase with each other killing, also, part of the liquid passage 12 1
2Aにおいては、インクの吐出圧によってその部分12 In 2A, the portion 12 by the discharge pressure of ink
Aの内側面に生じる反力が互いに相殺し合うと考えられるからである。 Reaction force generated on the inner surface of A is considered to cancel each other.

【0041】しかし、環境温度の変化が大きい場合には、インクの大きな粘性変化によって、安定したインク吐出が阻害されることも考えられるため、上記Bとbの比b/Bを考慮して、H,h,Lの値を下式(2)の関係式を満たすように設定することが望ましい。 [0041] However, if a change in environmental temperature is large, the large viscosity change of the ink, for it is conceivable that a stable ink ejection is inhibited by considering the ratio b / B on the B and b, H, h, it is desirable that the value of L is set so as to satisfy the relational expression of the following formula (2).

【0042】 [0042]

【数2】 [Number 2]

【0043】なお、上式(1)における下限値0.1と上限値10は、前述した実施例の場合と同様に、より好ましくは0.3と7とすることが良く、さらには0.5 [0043] The lower limit 0.1 and the upper limit value 10 in the above formula (1) is, as in the embodiment described above, and more preferably may be 0.3 and 7, more 0. 5
と5とすることが望ましい。 It is desirable that the 5 and.

【0044】図4は、吐出口5を多数接近させて形成した場合の好適な構成例を示す。 [0044] Figure 4 shows an example preferred configuration in which the discharge ports 5 formed by approaching a number. 吐出口5を多数接近させた場合には、インクの吐出圧によって生じるいわゆるバック波、つまりインク吐出時に液路12から共通液室1 When the discharge port 5 is brought close many so-called back wave caused by the discharge pressure of ink, that is the common liquid chamber from the fluid path 12 during ink ejection 1
0に伝わる圧力変動は、隣接する他の液路12内に伝わって、インク液滴の安定した吐出に悪影響を及ぼすおそれがある。 0 pressure fluctuations transmitted to the transmitted to the other liquid passage 12 adjacent, can adversely affect stable discharge of ink droplets. そこで、この図4のように、吐出口5をいわゆる千鳥状に配置して、液路12を同図中の上下にずらした。 Therefore, as shown in FIG. 4, by arranging the discharge ports 5 to a so-called zigzag form, it shifted the liquid path 12 in the vertical in FIG. この結果、吐出口5の高密度な配置が可能となる。 As a result, a high-density arrangement of the discharge port 5 becomes possible.

【0045】図5(a)〜(e)は、バブル6の内圧と体積の時間変化の説明図である。 [0045] FIG. 5 (a) ~ (e) are explanatory views of a time change of the internal pressure and volume of the bubble 6. バブル6が外気と連通するときには、インクのミストやスプラッシュによる記録紙や装置内の汚れを防止する上において、バブルの内圧が外気圧より低い条件でバブルを外気と連通させることが好ましい。 When the bubble 6 communicates with the outside air, in order to prevent the contamination of the recording paper and the apparatus according to the ink mist or splash, it is preferable that the internal pressure of the bubble causes communicate ambient air communicating a bubble at a lower than outside air pressure conditions.

【0046】この条件を満足させるためには、図5 [0046] In order to satisfy this condition, as shown in FIG. 5
(a)中のt≧t1の時刻においてバブル6と外気とを連通させれば良い。 In (a) t ≧ t1 time in it is sufficient communication between the bubble 6 and the outside air. 実際には、バブル6の成長にともなってインクが吐出されてしまうため、バブル6の内圧又は体積と時間との関係のグラフは図5(b)に示されるようになる。 In fact, since the ink with the growth of the bubble 6 will be discharged, the graph of the relationship between the internal pressure or volume and time of the bubble 6 is as shown in Figure 5 (b). すなわち、図5(b)においてt=tb That, t = tb in FIG. 5 (b)
(t1≦tb)の時刻でバブルを外気と連通させればよい。 Time bubbles may be caused through the outside air communication with the (t1 ≦ tb).

【0047】この条件でインク液滴7を吐出させるとバブル6の内圧が外気圧より高い条件でバブル6を外気と連通させて液滴を吐出させる(ガスが大気中に噴出する)場合に比べ、前述したようにインクのミストやスプラッシュによる記録紙や装置内の汚れを防止できる。 [0047] compared to the case where the internal pressure of the ejected ink droplets 7 in this condition bubble 6 eject droplets bubble 6 is communicated outside air communication with higher than the outside atmospheric pressure conditions (gas is ejected into the atmosphere) , it is possible to prevent contamination of the recording paper and apparatus according to the ink mist or splash as described above. また、バブル6の体積が増大してからバブル6を外気と連通させるのでインクに対して十分な運動エネルギーを伝達することができ、吐出速度が大きくなるという効果が得られる。 Further, since the volume of the bubble 6 causes communicate ambient air communicating a bubble 6 increases can be transmitted sufficient kinetic energy to the ink, the effect is obtained that the discharge rate is increased. また、バブル6の内圧が外気圧より低い条件でバブル6を外気と連通させることは上記効果をより顕著なものにすることができるという点においてより望ましい。 Furthermore, more desirable in that the internal pressure of the bubble 6 causes communicate ambient air communicating a bubble 6 lower than the outside pressure conditions can be made more pronounced the effect.

【0048】すなわち、バブル6の内圧が外気圧より低い条件でバブル6を外気と連通させることはバブル6の内圧が外気圧より高い条件で連通させる場合に生じていた吐出口近傍の不安定な液体を飛散させる事がなく、また更には、該圧力が等しい場合よりもその不安定な液体に液路内に引き込む力がわずかではあるが働くため、より一層安定した液体の吐出と不要液体の飛散防止を図ることができる。 [0048] That is, the internal pressure of the bubble 6 causes communicate ambient air communicating a bubble 6 lower than the outside pressure conditions are unstable vicinity of the discharge port which has occurred when the internal pressure of the bubble 6 communicates at a higher than ambient air pressure conditions without causing splashing of the liquid, or even, the force to pull the liquid path to the unstable liquid than if pressure is equal it is but serve only, more stable discharge and unnecessary liquid in the liquid more it is possible to shatterproof.

【0049】次に、バブルの内圧と外気圧との関係を測定する方法について説明する。 Next, a description will be given of a method of measuring the relationship between the internal pressure and the outside pressure of the bubble.

【0050】バブルの内圧と外気圧との大小関係は、直接バブル内の圧力を測定することは難しいので以下に示す方法によって、あるいは、それら方法を適宜組み合わせることによって知ることができる。 The magnitude relationship between the bubble internal pressure and the external pressure, the method described below since it is difficult to measure the pressure directly inside the bubble, or may be learned by combining them how appropriate. 先ず、バブルの体積、または吐出口より外側にあるインクの体積の時間変化を測定することによって、バブルの内圧と外気圧との大小関係を知る方法について説明する。 First, the volume of the bubble or by measuring the time variation of the volume of the ink outside from the discharge port, a description of a method to know the magnitude relation between the internal pressure and the outside pressure of the bubble.

【0051】インクが発泡を開始してからバブルが外気と連通するまでの時間におけるバブルの体積Vを測定し、Vの二次微分d2V/dt2を求めることによってバブルの内圧と外圧との大小関係を知ることができる。 The ink measuring the volume V of the bubble in the time from the start of the foaming until the bubble is communicated with the outside air, the magnitude relation between the bubble internal pressure and the external pressure by determining the second derivative d 2 V / dt2 of V it is possible to know the.
すなわち、d2V/dt2>0であればバブルの内圧は外圧よりも高く、d2V/dt2≦0であればバブルの内圧は外圧以下である。 That is, the internal pressure of the bubble if d 2 V / dt2> 0 is higher than the external pressure, the internal pressure of the bubble if d 2 V / dt2 ≦ 0 is external pressure or less. 図5(c)で説明すると、発泡開始t=t0よりt=t1まではバブルの内圧は外気圧よりも高くd2V/dt2>0となり、t=t1よりバブルが外気と連通するまでの時間t=tbまではバブルの内圧は外気圧以下であり、d2V/dt2≦0となる。 Figure 5 will be described in (c), the foaming start t = internal pressure of the bubble from t0 to t = t1 is higher than the outside air pressure d 2 V / dt2> 0, and the time t until the bubble from t = t1 is communicated with the outside air = pressure of the bubble to tb is less than the outside air pressure, the d2V / dt2 ≦ 0. 以上のようにVの二次微分d2V/dt2を求めることでバブルの内圧と外気圧との大小関係を知ることができる。 It is possible to know the magnitude relation between the bubble internal pressure and the outside pressure by obtaining the second derivative d 2 V / dt2 of V as described above.

【0052】なお、この場合、バブルが記録ヘッドの外側から見えることが必要である。 [0052] It should be noted that, in this case, it is necessary that the bubble is visible from the outside of the recording head. 記録ヘッドの外側からバブルを観察するためには、記録ヘッドの一部が透明な部材で形成され、バブルの発泡、成長等が記録ヘッドの外部から観察できるような構成であることが望ましい。 In order to observe the bubble from the outside of the recording head, a part of the recording head is formed of a transparent material, foam bubble, it is desirable growth or the like is constructed as can be observed from outside of the recording head.
記録ヘッドの構成部材が非透明である場合には、例えば、記録ヘッドの天板等を透明な部材に置き換えればよい。 If the components of the recording head is non-transparent, for example, it may be replaced with a transparent member top plate of the recording head. このとき、置き換えられる部材と置き換える部材の硬度、弾性度等は極力同じに選ぶのが望ましい。 In this case, the hardness of the member to replace the replaced member, elasticity, etc. that is selected to minimize the same desirable.

【0053】構成部材の置き換えとしては、記録ヘッドの天板が例えば金属、不透明なセラミックあるいは着色されたプラスチックの場合は、透明なプラスチック(一例としては透明アクリル)、ガラス等に変更すればよいが、もちろん置き換え場所とそれに用いられる材料は上記した場所および材料に限られるものではない。 [0053] as a replacement for constituent members, the top plate, for example a metal of the recording head, in the case of an opaque ceramic or colored plastic, transparent plastic (transparent acrylic, for example), but may be changed to glass of course replace the location and materials used therein is not limited to the location and materials described above.

【0054】しかしながら、このとき部材の物性の違いによる発泡特性の違いを回避するためにできるだけインクに対する濡れ性などの物性が元の部材に近いものを選ぶことが望ましい。 [0054] However, properties such as wettability to possible ink to avoid differences in foaming properties due to the difference in physical properties of the time member it is desirable to select those close to the original member. 元の部材のものと同等の発泡状態であるかどうかは、吐出させてその吐出速度や吐出体積が元の状態と同じかどうかを見ることによって確認することができる。 Whether it is equal to the foaming state and that of the original member, the discharge speed and the discharge volume discharged can be confirmed by looking at the equality as the original state. 予め透明な部材で構成されている場合は以上の操作は不要である。 When configured in advance transparent member further action is unnecessary.

【0055】また、記録ヘッドの構成部材を他の部材に置き換えなくとも、あるいは、記録ヘッドの構成上他の部材に置き換えられない場合でも以下の方法によってバブルの内圧と外圧との大小関係を知ることができる。 [0055] Further, without replacing the components of the recording head to another member, or, knowing the magnitude relation between the bubble internal pressure and the external pressure by the following method even when not replaced by construction on other members of the recording head be able to.

【0056】別の方法は発泡を開始してからインク滴が飛翔するまでの時間において、吐出口より外側に飛び出したインクの体積Vdを測定し、Vdの二次微分d2V [0056] Another method in time until the ink droplets from the start of the foaming flies, the volume Vd of the ink from the discharge port jumped outward measures, Vd second derivative d2V
d/dt2を求めることによってバブルの内圧と外気圧の大小関係を知ることができる。 It is possible to know the magnitude of the bubble internal pressure and the outside pressure by determining the d / dt2. 即ち、d2Vd/dt In other words, d2Vd / dt
2>0であればバブルの内圧は外気圧よりも高く、d2 Bubble pressure if 2> 0 is higher than the outside air pressure, d2
Vd/dt2≦0であればバブルの内圧が外気圧以下である。 If Vd / dt2 ≦ 0 the internal pressure of the bubble is less than the outside air pressure. 図5(d)はバブルの内圧が外気圧よりも高い状態でバブルを連通したときに、吐出口より飛び出したインクの体積Vdの一次微分dVd/dtの時間変化を示したものであるが、発泡開始t=t0よりバブルが外気と連通するまでの時間t=taまでは、バブルの内圧は外気圧よりも高く、d2Vd/dt2>0となる。 Figure 5 (d) when the internal pressure of the bubble communicates bubble higher than the outside atmospheric pressure state, but shows a time change of the primary differential dVd / dt of the volume Vd of the ink ran out from the discharge port, until time t = ta to bubble from the bubbling start t = t0 is communicated with the outside air, the internal pressure of the bubble is higher than the outside pressure, the d2Vd / dt2> 0. 一方、図5(b)はバブルの内圧が外気圧以下の状態でバブルを外気と連通させたときのVdの一次微分dVd/ On the other hand, FIG. 5 (b) of the Vd when the internal pressure of the bubble is communicated with outside air communicating a bubble with the following conditions external atmospheric pressure first derivative dVd /
dtの時間変化を示したものである。 It shows the time change of dt. 同図より、発泡開始t=t0よりt=t1まではバブルの内圧は外気圧よりも高くd2Vd/dt2>0であるが、t=t1よりt=tbまではバブルの内圧は外気圧以下でありd2V From the figure, the internal pressure of the foaming start t = bubble from t0 to t = t1 is a high d2Vd / dt2> 0 than outside pressure, the internal pressure of the bubble from t = t1 t = to tb is below the outside air pressure There d2V
d/dt2≦0となる。 The d / dt2 ≦ 0.

【0057】以上のようにVdの二次微分d2Vd/d [0057] of Vd As described above secondary differential d2Vd / d
t2を求めることでバブルの内圧と外気圧との大小関係を知ることができる。 It is possible to know the magnitude relation between the bubble internal pressure and the outside pressure by obtaining t2.

【0058】吐出口より外側に存在するインクの体積V [0058] The volume of ink that is present from the discharge port to the outside V
dの測定法を説明する。 The d of the measurement method will be explained. 吐出後各時刻における液滴の形状は、ストロボやLED、レーザなどの光源を用いてパルス光で吐出口から飛び出している液滴を照明しながら顕微鏡で観察することによって測定することができる。 Shape of the liquid droplets at each time after the ejection can be measured by observing with a microscope while illuminating the droplets that protrudes from the strobe or LED, the discharge port with a pulse light using a light source such as a laser.
即ち、一定周波数で連続して吐出している記録ヘッドに対して、その駆動パルスに同期してかつ所定のディレイ時間をおいてパルス光を発光させることにより、その吐出から所定時間後における一方向から見た液滴の投影形状を測定できる。 That is, the recording head that ejects continuously at a constant frequency, by emitting the synchronization and after a predetermined delay time pulse light to the drive pulses, one direction from the discharge after a predetermined time the droplets of the projected shape viewed from can be measured. このときパルス光のパルス幅は測定に十分な光量が確保できる範囲でできるだけ小さい方がより正確に測定を行なうことができる。 The pulse width of the time pulse light can be performed more accurately measured as small as possible with a sufficient amount of light can be ensured range measurement.

【0059】これらの方法によって、バブルが外気に連通する瞬間に液路側から外側に向かっての気流が観測されれば、バブルの内圧が外気圧よりも高い状態で連通したことを示し、液路内へ流入する気流が観測されればバブルの内圧が外気圧よりも低い状態で連通したことを示す。 [0059] These methods, if bubbles are observed airflow is toward the liquid path side at the moment when communicated with the outside air to the outside, indicates that the internal pressure of the bubble communicates with higher than the outside atmospheric pressure state, liquid channels if it is observed airflow flowing into the inner indicates that the internal pressure of the bubble communicates with a lower than outside pressure.

【0060】バブルと外気との連通時の他の条件としては、図6に示したようにバブルの吐出口方向先端の移動速度の一次微分値が負となる条件でバブルと外気とを連通させる条件が好ましい。 [0060] Other conditions at the time of communication between the bubble and the external air, communicating the bubble with the outside air under the condition where the primary differential value of the moving speed of the discharge port direction leading end of the bubble as illustrated in FIG. 6 becomes negative conditions are preferred.

【0061】すなわち、この条件は、バブルと外気との連通時に連通部近傍にあるインクがインクを吐出するために過度に加速度を受けるため、主インク滴と分離してしまうことを主たる技術課題と認識したものである。 [0061] That is, this condition for receiving the excessive acceleration for an ink in the vicinity communicating unit when communication between the bubble and the outside air to discharge ink, and a main technical problems that would separate the main ink droplet it is those recognized. この分離によると、その近傍のインクがスプラッシュ状に飛び散ったり、ミストとなって飛散することが顕著となり、しかも高密度の吐出口配置では吐出口面へのインクの付着による吐出不良を招く結果となる。 According to this separation, or spattered ink in the vicinity thereof is splash-like, and the results it becomes significant splashing becomes mist, yet causing ejection failure due to adhesion of the ink to the discharge port surface in a high density of discharge ports arranged Become. このような問題が発生するのは、図6(a),(b)にそれぞれ示された曲線Aの場合であって、バブルの吐出口方向先端の移動速度の1次微分値が正であることが確認された。 Such problem occurs, FIG. 6 (a), the case of the curve A shown respectively in (b), 1-order differential value of the moving speed of the discharge port direction leading end of the bubble is positive it has been confirmed.

【0062】図7(a),(b)に示した曲線Bは、バブルの吐出口方向先端の移動速度の1次微分値が負の条件下で、生起されたバブルを外気と連通させて液滴を吐出させるので、液滴の体積を常に安定化させ高品位な記録画像を得ることができる。 [0062] FIG. 7 (a), the curve B shown (b), the under first-order differential value of the moving speed of the negative discharge port direction leading end of the bubble, and the occurrence has been bubble is communicated with outside air communication since droplets are discharged, it is possible to obtain a high-quality recorded image is always stabilize the volume of the droplet. 従って、インクミストやスプラッシュによる記録紙の地汚れや装置内の汚れを防止できる。 This prevents contamination of the background contamination and apparatus of the recording paper by ink mist or splash.

【0063】更に、インクに対してバブルの運動エネルギーを十分に伝達することができるので、吐出効率が高くなり、目詰まりを解消できる。 [0063] Further, it is possible to sufficiently transmit the kinetic energy of the bubble the ink, the ejection efficiency is high, it can be eliminated clogging. また液滴の吐出速度が向上するため液滴の吐出方向が安定するとともに、記録ヘッドと記録紙間の距離を広げることができ、装置設計が容易になる。 Together with the discharge direction of the droplets to increase the discharge speed of the droplet is stabilized, it is possible to increase the distance between the recording head and the recording paper is facilitated device design. 更に、生起したバブルの消泡過程がないため、消泡によるヒータ破壊現象が解消され、記録ヘッドの寿命が向上する。 Furthermore, since there is no occurrence it was bubble defoaming step, heater breakdown phenomenon by defoaming is eliminated, thereby improving the life of the recording head.

【0064】次に、本発明を実施する上で、バブルの吐出口方向先端の移動速度、該移動速度の1次微分値を求める方法について以下に説明する。 Next, in the practice of the present invention will be described the moving speed of the discharge port direction leading end of the bubble, the method of obtaining the first-order differential value of the moving speed below.

【0065】発泡開始後各時刻におけるバブルの吐出口方向先端の位置は、ストロボやLED、レーザなどのパルス光で記録ヘッドの天板面、あるいは側面からノズル内に発生するバブルを照明し顕微鏡を用いて、観察することができる。 [0065] The position of the discharge port direction leading end of the bubble at each time after foaming started, a strobe or LED, the top plate surface of the recording head by a pulse light such as laser, or a microscope to illuminate the bubbles generated in the nozzle from the side with, it can be observed. 具体的には、図7に模式的断面図として時系列的に示されるように、発泡開始よりバブルが外気と連通するまでのバブルの吐出口方向先端のヒータ部の吐出口端部からの変位量xb−nの時間変化を測定することができる。 Specifically, as shown in time series as a schematic cross-sectional view in FIG. 7, the displacement from the discharge port end of the heater portion of the discharge port direction leading end of the bubble until the bubble from foaming start is communicated with the outside air it is possible to measure the time variation of the amount xb-n. 該測定結果をもとに、該変位量の1次微分dxb−n/dtを求めることにより、バブルの吐出口方向先端の移動速度vxが求められる。 Based on the measurement results, by determining the first derivative dxb-n / dt of the displacement amount, the moving speed vx of the discharge port direction leading end of the bubble is obtained. 次に、該移動速度の1次微分dvx/dt(変位量の2次微分d2x Next, second derivative d2x primary differential DVX / dt (the displacement amount of the moving speed
b−n/d2t)を求めることができる。 b-n / d2t) can be obtained.

【0066】なお、この場合、バブルが記録ヘッドの外側から見えることが必要である。 [0066] It should be noted that, in this case, it is necessary that the bubble is visible from the outside of the recording head. 記録ヘッドの外側からバブルを観察するためには、記録ヘッドの一部が透明な部材で形成され、バブルの発泡、成長等が記録ヘッドの外部から観察できるような構成であることが望ましい。 In order to observe the bubble from the outside of the recording head, a part of the recording head is formed of a transparent material, foam bubble, it is desirable growth or the like is constructed as can be observed from outside of the recording head.
記録ヘッドの構成部材が非透明である場合には、例えば、記録ヘッドの天板等を透明な部材に置き換えればよい。 If the components of the recording head is non-transparent, for example, it may be replaced with a transparent member top plate of the recording head. このとき、置き換えられる部材と置き換える部材の硬度、弾性度等は極力同じに選ぶのが望ましい。 In this case, the hardness of the member to replace the replaced member, elasticity, etc. that is selected to minimize the same desirable.

【0067】構成部材の置き換えとしては、記録ヘッドの天板が例えば金属、不透明なセラミックあるいは着色されたプラスチックの場合は、透明なプラスチック(一例としては透明アクリル)、ガラス等に変更すればよいが、もちろん置き換え場所とそれに用いる材料は上記した場所および材料に限られるものではない。 [0067] as a replacement for constituent members, the top plate, for example a metal of the recording head, in the case of an opaque ceramic or colored plastic, transparent plastic (transparent acrylic, for example), but may be changed to glass of course replace the location and materials used therefor are not limited to location and materials described above.

【0068】しかしながら、このとき部材の物性の違いによる発泡特性の違いを回避するためにできるだけインクに対する濡れ性などの物性が元の部材に近いものを選ぶことが望ましい。 [0068] However, properties such as wettability to possible ink to avoid differences in foaming properties due to the difference in physical properties of the time member it is desirable to select those close to the original member. 元の部材のものと同等の発泡状態であるかどうかは、吐出させてその吐出速度や吐出体積が元の状態と同じかどうかを見ることによって確認することができる。 Whether it is equal to the foaming state and that of the original member, the discharge speed and the discharge volume discharged can be confirmed by looking at the equality as the original state. 予め透明な部材で構成されている場合は以上の操作は不要である。 When configured in advance transparent member further action is unnecessary.

【0069】図8は上記実施例にかかる記録ヘッドを用いて構成したインクジェット記録装置の実施例の要部を示す概略斜視図である。 [0069] FIG. 8 is a schematic perspective view showing an essential part of the embodiment of an ink jet recording apparatus using the recording head according to the above embodiment.

【0070】図8において、記録ヘッド101は、紙等の記録媒体(以下、「記録紙」という)107と対向する面に、記録紙107の搬送方向に複数個のインク吐出口(不図示)を具える。 [0070] In FIG. 8, the recording head 101, a recording medium such as paper (hereinafter, "recording sheet" hereinafter) on the surface facing the 107, a plurality of ink ejection openings in the conveying direction of the recording sheet 107 (not shown) It comprises a. 記録ヘッド101は、前述した実施例の記録ヘッドと同様の構成となっている。 Recording head 101 has the same configuration as the recording head of the embodiments described above. すなわち、記録ヘッド101には、複数の吐出口それぞれに連通して液路(不図示)が設けられ、それぞれの液路に対応して、記録ヘッド101を構成する基板にインク吐出のために利用される熱エネルギーを作用するヒータが形成されている。 That is, use the recording head 101, a liquid path (not shown) is provided in communication with the plurality of discharge ports, corresponding to each of the liquid paths, for ink discharge to the substrate of the recording head 101 heater is formed which acts a heat energy. ヒータに対応する電気熱変換素子は、記録データに応じてこれに印加される電気パルスによって熱を発生し、これにより、インクに沸騰膜を生じさせ、 Electrothermal conversion element corresponding to the heater, the heat generated by an electrical pulse applied thereto in accordance with the recording data, thereby causing boiling film ink,
この沸騰膜による気泡の生成に伴なって上記吐出口からインクを吐出させる。 Is accompanied the generation of bubbles due to the boiling film ink is ejected from the ejection port. 各液路には、これらに共通に連通する共通液室が設けられており、これに貯留されるインクは、各液路での吐出動作に応じてその液路に供給される。 Each liquid path, and the common liquid chamber is provided which communicates with the common thereto, ink stored in this is supplied to the liquid passage in response to the discharge operation in each liquid path.

【0071】キャリッジ102は、記録ヘッド101を搭載し、また、記録紙107の記録面と平行に延在する1対のガイドレール103と摺動可能に係合する。 [0071] The carriage 102 carrying the recording head 101, also parallel to the guide rails 103 slidably engage a pair of extending the recording surface of the recording sheet 107. これにより、記録ヘッド101は、ガイドレール103に沿って移動することができ、この移動に伴なって、所定のタイミングで上記記録面に向けてインクを吐出することにより記録を行う。 Thus, the recording head 101 can be moved along the guide rails 103, performs recording by becoming accompanied with this movement, discharges ink toward the recording surface at a predetermined timing. 上記移動の後、記録紙107を、図中矢印方向に所定量搬送し、再び上記移動を行い記録を行う。 After the movement, the recording paper 107 is conveyed a predetermined amount in the arrow direction to perform recording again perform the above movement. このような動作を繰り返すことにより、記録紙1 By repeating this operation, the recording sheet 1
07に、順次記録を行っていく。 To 07, will perform sequentially recorded.

【0072】上述した記録紙107の搬送は、その記録面の上下にそれぞれ配設された各々一対の搬送ローラ1 [0072] conveying of the recording sheet 107 described above, each pair of conveyance rollers 1 that are respectively disposed above and below the recording surface
04および105が回転することによって行われる。 04 and 105 is performed by rotating. また、記録紙107の記録面の裏側には、記録面の平面性を保つためのプラテン106が配設されている。 Further, on the back side of the recording surface of the recording paper 107, the platen 106 to maintain the flatness of the recording surface is disposed.

【0073】なお、上述したキャリッジ102の移動は、これに取付けられる不図示の例えばベルトがモータによって駆動されることによって可能となり、また、搬送ローラ104および105の回転も同様にモータの回転がこれらに伝達されることによって可能となる。 [0073] Incidentally, the movement of the carriage 102 described above, for example, a belt (not shown) attached thereto is made possible by being driven by a motor, Similarly, the rotation of the conveying rollers 104 and 105 the rotation of the motor is these It made possible by transmitting to.

【0074】図9は、図8に示したインクジェット記録装置の制御構成を示すブロック図である。 [0074] Figure 9 is a block diagram showing the control arrangement of an ink jet recording apparatus shown in FIG.

【0075】図9において、CPU200はこの装置各部動作の制御処理やデータ処理等を実行する。 [0075] In FIG. 9, CPU 200 executes a control processing and data processing of the respective units operate. ROM2 ROM2
00Aには、その処理手順等が格納される。 The 00A, the processing procedure and the like are stored. また、RA In addition, RA
M200Bは上記処理実行のワークエリアとして用いられる。 M200B is used as a work area for the processing performed.

【0076】記録ヘッド101におけるインク吐出は、 [0076] The ink discharge in the recording head 101,
CPU200がヒータを駆動するための記録データおよび駆動制御信号をヘッドドライバ101Aに供給することにより行われる。 CPU200 is performed by supplying the recording data and drive control signals for driving the heater to the head driver 101A. また、CPU200は、上記キャリッジ102を移動させるためのキャリッジモータ220 Further, CPU 200 is a carriage motor 220 for moving the carriage 102
や搬送ローラ104,105を回転させるための紙送り(P.F)モータ50の回転を、それぞれモータドライバ220Aおよび50Aを介して制御する。 The rotation of the paper feed (P.F) motor 50 for rotating the or conveying rollers 104 and 105, is controlled via a motor driver 220A and 50A, respectively.

【0077】(その他)なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段(例えば電気熱変換体やレーザ光等)を備え、前記熱エネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすものである。 [0077] Note (Others) The present invention is, among other ink-jet recording system, comprising means for generating heat energy as energy utilized upon execution of ink discharge (eg, an electrothermal transducer or laser beam) the recording head of the type in which among the inkjet by the thermal energy, is one that results in an excellent effect in a recording apparatus. かかる方式によれば記録の高密度化,高精細化が達成できるからである。 Higher recording According to this method, since higher definition can be achieved.

【0078】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 [0078] As the typical arrangement and principle, for example, U.S. Pat. No. 4,723,129, the first 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。 Which can be implemented using the fundamental principle disclosed in 796 Pat it is preferred. この方式は所謂オンデマンド型, This method is the so-called on-demand type,
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1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) Can be applied to both of the continuous type, in particular, in the case of the on-demand type apparatus has electrothermal transducers, liquid (ink) is disposed on a sheet or liquid passage that retains by not retaining sheet or liquid passage, the driving signal being enough to provide such a quick temperature rise beyond a nucleate boiling, the heat energy brought occur electrothermal transducer, film boiling on the heat acting surface of the recording head occur allowed, resulting in the corresponding liquid one to one for each of the driving signals (ink)
内の気泡を形成できるので有効である。 It is effective since the bubbles of the inner can be formed. 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1つの滴を形成する。 Growth of the bubble, the liquid (ink) is ejected through an ejection opening by contraction, at least one droplet is formed. 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。 When the drive signal has a pulse shape, since immediately the development and contraction of the bubble can be effected in particular discharge of good liquid-responsive (ink), more preferably. 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。 As the driving signals of such pulse shape, U.S. Patent No. 4463359, such as disclosed in the Specification No. 4345262 it is suitable. 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。 Incidentally, by adopting the condition disclosed in U.S. Pat. No. 4,313,124 of the invention concerning the temperature elevation rate of the heat acting surface, it is possible to achieve better recording.

【0079】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,電気熱変換体の組合せ構成(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44 [0079] The structure of the recording head may be as disclosed in the specifications of, liquid channels, in addition to the electrothermal transducers (linear liquid channel or right angle liquid channels) U.S. Patent No. 4558333 which discloses a structure which is disposed in the area where the heat acting section is bent, U.S. Patent No. 44
59600号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。 Configuration using a 59,600 Pat are also included in the present invention. 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号公報に基いた構成としても本発明の効果は有効である。 In addition, the following structures may be an opening for absorbing pressure wave of common Sho 59-123670 JP and thermal energy the arrangement disclosed that the discharge portion of the slit electrothermal transducers even a configuration to correspond to the discharge section a structure based on JP 59-138461 which discloses the effect of the present invention is effective. すなわち、記録ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録を確実に効率よく行うことができるようになるからである。 Thus, irrespective of the type of the recording head, because so according to the present invention, recording can be performed reliably and efficiently.

【0080】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の最大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に対しても本発明は有効に適用できる。 [0080] Furthermore, the present invention to a full-line type recording head whose length equals the maximum length corresponding to the recording medium which can be recorded can be effectively applied. そのような記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合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。 As such a recording head, the construction which satisfies its length by a combination of a plurality of recording heads, or the arrangement as a single recording head integrally formed.

【0081】加えて、上例のようなシリアルタイプのものでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは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。 [0081] Additionally, the present invention is applicable to a serial type as in the above example, the ink from the electrical connection and the apparatus main body of the apparatus main body by being mounted recording head fixed to the apparatus main body or to the apparatus main body, a replaceable chip type recording head which supply is enabled, or the recording head itself present invention when an ink tank integrally a cartridge type recording head provided is valid.

【0082】また、本発明の記録装置の構成として、記録ヘッドの吐出回復手段、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。 [0082] Furthermore, as a recording apparatus of the present invention, discharge recovery means for the recording head, so that auxiliary means, etc. can be further stabilized the effects of the present invention, is preferred. 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、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げることができる。 Specific examples of these may include, capping means for the recording head, cleaning means, pressurizing or suction means, heating using another heating element or a combination thereof to the electrothermal transducers or which preliminary heating means for performing, may be mentioned a means for carrying out preliminary ejection of ink independently of the ejection from the recording.

【0083】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数についても、例えば単色のインクに対応して1個のみが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数のインクに対応して複数個数設けられるものであってもよい。 [0083] As for the number and type of recording heads to be mounted, for example, other single corresponding to a single color ink, corresponding to the plurality of ink materials having different recording color or density or it may be provided plural number. すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては黒色等の主流色のみの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の組み合わせによるかいずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色によるフルカラーの各記録モード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。 That is, for example not only a printing mode using only a main color such as black recording mode of the recording apparatus, but may be any according to the plurality of colors or a full recording head, different colors of the multi-color color, or even present invention to an apparatus having at least one of each recording mode recording heads is extremely effective.

【0084】さらに加えて、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、室温で軟化もしくは液化するものを用いてもよく、あるいは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を用いてもよい。 [0084] In addition, in the present invention embodiment described above, while the ink has been described as liquid, an ink which is solid at room temperature or less, be used which softens or liquefies at room temperature well, because in the ink jet system which temperature controlled to be in a stable discharge range the viscosity of the ink by performing the temperature adjustment in the range of less than 70 ° C. 30 ° C. or more ink itself is common, the recording signal is applied sometimes the ink may be such that forms a liquid. 加えて、熱エネルギによる昇温を、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として使用せしめることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化するインクを用いてもよい。 In addition, the Atsushi Nobori due to the thermal energy, to prevent the ink from the solid state actively by consuming it energy state change to the liquid state, or to prevent evaporation of the ink, solidified when left intact heating ink may be used to liquefy by. いずれにしても熱エネルギの記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点ではすでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も本発明は適用可能である。 The ink is liquefied by the application of the recording signal producing thermal energy Anyway, and the liquefied ink is discharged, such as already such that start to solidify at the time when it reaches the recording medium, by the application of thermal energy the present invention is also applicable to such an ink material as is liquefied is applicable. このような場合のインクは、 Ink in such a case,
特開昭54−56847号公報あるいは特開昭60−7 JP-A-54-56847 JP or JP-A-60-7
1260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又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。 As described in 1260 JP, while being held in a porous sheet recess or a through hole as a liquid or solid, may be in the form such that opposite to electrothermal transducers. 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。 In the present invention, the most effective one for the ink materials described above is the one capable of implementing the film boiling method as described above.

【0085】さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写装置、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等であってもよい。 [0085] Moreover, as the mode of ink jet recording apparatus may can be employed not only as an image output terminal of an information processing device such as a computer, a copying apparatus combined with reader, a facsimile apparatus having a transmission and receiving function it may be those such as the form.

【0086】 [0086]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、熱エネルギー供給手段と吐出口とが対向する連通吐出方式の構成において、前記熱エネルギー供給手段と前記吐出口との間の距離H、液路の高さH、前記熱エネルギー供給手段の中心と前記液路の終端部との間の距離Lとが、0. As described above, according to the present invention, in the configuration of the communication discharge method in which a heat energy supply means and the discharge port are opposed, the distance H, the liquid between the heat energy supply means and the discharge port the height H of the road, and the distance L between the center and the end portion of the fluid passage of the heat energy supply means, 0.
1≦Lh/H 2 ≦10を満たすように設定することによって、気泡を外気と連通させてインク滴を吐出させる際に、複雑な構成を必要とすることなく、環境等で気泡の形成が変化しても適正なインク滴の吐出を達成することができ、この結果、画質を安定化させて画像乱れのない高品位な記録画像を得ることができる。 By setting so as to satisfy 1 ≦ Lh / H 2 ≦ 10 , at the time of ejecting ink droplets was communicated outside air communicating bubbles, without the need for complicated structure, the formation of bubbles changes in environment, etc. also can achieve ejection of proper ink droplet, this results, it is possible to obtain a high-quality recorded image without image disturbance to stabilize the image quality.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】連通吐出方式による記録原理の説明図である。 FIG. 1 is an explanatory view of a recording principle according to communication discharge method.

【図2】本発明の一実施例の記録ヘッドを説明する図である。 2 is a diagram for explaining a recording head of an embodiment of the present invention.

【図3】図2に示す記録ヘッドの要部の拡大断面図である。 3 is an enlarged sectional view of a main portion of the recording head shown in FIG.

【図4】本発明の他の実施例の記録ヘッドを説明する図である。 Is a diagram illustrating a recording head of another embodiment of the present invention; FIG.

【図5】本発明が適用されるインクジェット記録方法、 An ink jet recording method [5] The present invention is applied,
および装置の新規な具体例の説明図で、バブルの内圧と体積の時間変化を順に説明する図である。 And an explanatory view of a novel embodiment of the device, is a diagram illustrating the time change of the internal pressure and volume of the bubble in order.

【図6】本発明が適用されるインクジェット記録方法、 An ink jet recording method [6] The present invention is applied,
および装置の他の新規な具体例の説明図である。 And is an explanatory view of another novel embodiment of the device.

【図7】気泡の先端の単位時間当たりの変化を示す図である。 7 is a diagram showing a change per bubble tip unit time of.

【図8】本発明のインクジェット記録装置の要部の斜視図である。 8 is a perspective view of a main part of an ink jet recording apparatus of the present invention.

【図9】図8に示すインクジェット記録装置の制御系のブロック構成図である。 9 is a block diagram of a control system of the ink jet recording apparatus shown in FIG.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

2 発熱抵抗層 5 吐出口 6 気泡 7 液滴 6W 端部(気泡) A 連通部 B 液路 2 heating resistor layer 5 ejection port 6 bubble 7 droplet 6W end (bubbles) A ​​communicating part B liquid passage

Claims (6)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 インク供給源からインクの供給を受けるために該供給源に連通している液路と、該液路内のインクに熱エネルギーを与えて核沸騰を急激に越える温度上昇により気泡を生成させるための熱エネルギー供給手段と、該熱エネルギー供給手段に対向して設けられ前記インクを吐出させるための吐出口とを備え、前記気泡を前記吐出口において外気と連通させてインク吐出を行うインクジェット記録ヘッドにおいて、 前記熱エネルギー供給手段と前記吐出口との間の距離をH、前記液路の高さをh、前記熱エネルギー供給手段の中心と前記液路の終端部との間の距離をLとしたときに、0.1≦Lh/H 2 ≦10を満たすことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 1. A bubble a liquid passage communicating with the wherein the source for receiving the supply of ink from an ink supply source, the ink rapidly temperature rise beyond nuclear boiling by applying the heat energy in the liquid path a heat energy supply means for generating, and a discharge port for discharging the ink disposed opposite to the heat energy supply means, the ink discharge by the bubble is communicated with outside air communication in the discharge port in the ink jet recording head for the distance between the heat energy supply means and the discharge port H, the height of the liquid passage h, between the center and the end portion of the fluid passage of the heat energy supply means distance when L, the ink jet recording head and satisfies the 0.1 ≦ Lh / H 2 ≦ 10 .
  2. 【請求項2】 インク供給源からインクの供給を受けるために該供給源に連通している液路と、該液路内のインクに熱エネルギーを与えて核沸騰を急激に越える温度上昇により気泡を生成させるための熱エネルギー供給手段と、該熱エネルギー供給手段に対向して設けられ前記インクを吐出させるための吐出口とを備え、前記熱エネルギー供給手段と前記吐出口との間の距離をH、前記液路の高さをh、前記熱エネルギー供給手段の中心と前記液路の終端部との間の距離をLとしたときに、0.1≦L 2. A bubble and the liquid passage communicating with the wherein the source for receiving the supply of ink from an ink supply source, the ink rapidly temperature rise beyond nuclear boiling by applying the heat energy in the liquid path a heat energy supply means for generating, and a discharge port for discharging the ink disposed opposite to the heat energy supply means, the distance between the heat energy supply means and the discharge port H, the height of the liquid passage h, and the distance between the center and the end portion of the fluid passage of the heat energy supply means when the L, 0.1 ≦ L
    h/H 2 ≦10を満たすインクジェット記録ヘッドを用い、 前記熱エネルギー供給手段により前記インクに熱エネルギーを与えて該インクに核沸騰を急激に超える温度上昇により気泡を生成させ、該気泡を外気と連通させるとともに前記吐出口近傍のインクの少なくとも一部を吐出させることを特徴とするインクジェット記録方法。 using an inkjet recording head that satisfies h / H 2 ≦ 10, to produce a bubble by rapidly than the temperature rise nucleate boiling to the ink by applying thermal energy to the ink by the heat energy supply means, and the outside air to bubble an ink jet recording method characterized by discharging the at least a portion of the ink of the ejection opening neighborhood with communicating.
  3. 【請求項3】 前記連通時は、前記気泡によって前記液路を遮断しないことを特徴とする請求項2に記載のインクジェット記録方法。 Wherein when said communication is an ink jet recording method according to claim 2, characterized in that it does not block the fluid passage by the air bubble.
  4. 【請求項4】 前記連通時は、前記気泡の内圧が外気圧以下の条件で前記気泡を外気とを連通させるものであることを特徴とする請求項2または請求項3に記載のインクジェット記録方法。 Wherein when said communication is an ink jet recording method according to claim 2 or claim 3, characterized in that the internal pressure of the bubble is of communicating the outside air the bubbles under the following conditions ambient air pressure .
  5. 【請求項5】 前記連通時は、前記気泡の吐出方向先端部の移動速度の加速度が正でない条件で前記気泡を外気と連通させるものであることを特徴とする請求項2,3 When wherein said communication is claim, characterized in that the acceleration of the moving speed of the ejection direction distal end portion of the bubble is one which communicate ambient air communicating the bubble with positive non conditions 2,3
    または4いずれかに記載のインクジェット記録方法。 Or 4-jet recording method according to any one.
  6. 【請求項6】 請求項1に記載のインクジェット記録ヘッドと、該インクジェット記録ヘッドと記録媒体とを相対的に移動させる手段と、前記熱エネルギー供給手段を駆動させる手段と、を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 Wherein the inkjet recording head, comprising: a means for relatively moving the recording medium with the ink jet recording head, and means for driving the heat energy supply means, that equipped with a 6. The method of claim 1 an ink jet recording apparatus according to.
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