JPH09136417A - Liquid discharge head and liquid discharge apparatus - Google Patents

Liquid discharge head and liquid discharge apparatus

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JPH09136417A
JPH09136417A JP24483896A JP24483896A JPH09136417A JP H09136417 A JPH09136417 A JP H09136417A JP 24483896 A JP24483896 A JP 24483896A JP 24483896 A JP24483896 A JP 24483896A JP H09136417 A JPH09136417 A JP H09136417A
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JP
Japan
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liquid
ink
head
element substrate
ejection
Prior art date
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Application number
JP24483896A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Ishinaga
博之 石永
Masaaki Izumida
昌明 泉田
Jun Kawai
潤 河合
Hiroshi Sugitani
博志 杉谷
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Publication of JPH09136417A publication Critical patent/JPH09136417A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink-jet head and an ink-jet print apparatus which can accurately register hitting positions of a treatment liquid and recording ink and record with high image quality at high speed. SOLUTION: An ink-jet head 1 discharges ink thereby to record images, and discharges also a treatment liquid for turning a coloring matter in the ink insoluble or into an aggregation. Heater boards 7, 8 have energy generation elements 17, 18 for generating energy to discharge the ink or treatment liquid. A top plate 2 held between the heater boards 7 and 8 has feed paths 13, 14 for the ink and treatment liquid. A nozzle 3, 4 for discharging the recording ink and treatment liquid is formed between the top plate 2 and the heater board 7, 8.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント(記録)
用液体を熱エネルギーを利用して吐出口から吐出してプ
リントを行う液体吐出ヘッド、前記ヘッドを用いた液体
吐出装置に関する。ここで、プリントとしては、布、
糸、紙、シート材等の各種インク供与を受けるインク支
持体すべてへのインク付与を含み、各種情報処理装置す
べてあるいはその出力機としてのプリンタを含むもので
ある。そして本発明はこれらへの用途が可能なものであ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to printing (recording).
The present invention relates to a liquid ejection head for performing printing by ejecting an application liquid from an ejection port by using thermal energy, and a liquid ejection device using the head. Here, as the print, cloth,
It includes the application of ink to all ink supports that receive various inks such as thread, paper, and sheet material, and includes all types of information processing devices or a printer as an output device thereof. The present invention can be applied to these.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェットプリント法は、プリント
時に発生する騒音を無視できる程度に小さくできると共
に高速プリントも可能であり、しかも特別な処理を必要
とせずに、いわゆる普通紙に定着してプリントできるな
どの点において最近関心を集めている。
2. Description of the Related Art Ink jet printing is capable of reducing noise generated during printing to a negligible level and is capable of high-speed printing, and can be fixed and printed on so-called plain paper without requiring special processing. Has recently attracted interest.

【0003】その中で、例えば特開昭54−51837
号公報、ドイツ公開(DOLS)第2843064号公
報に記載されているインクジェットプリント法は、熱エ
ネルギーを液体に作用させて、インク吐出のための原動
力を得るという点において、他のインクジェットプリン
ト法とは、異なる特徴を有している。
Among them, for example, JP-A-54-51837.
The inkjet printing method described in Japanese Patent Laid-Open No. 2843064 and German publication (DOLS) 2843064 is different from other inkjet printing methods in that thermal energy is applied to a liquid to obtain a driving force for ink ejection. , Have different characteristics.

【0004】すなわち、上記の公報に開示されているプ
リント法では、熱エネルギーの作用を受けた液体が急峻
な体積の増大を伴なう状態変化を起こし、該状態変化の
作用力によって、プリントヘッド部先端のオリフィスか
ら液体が吐出されている。この液体が飛翔的液滴を形成
して、該液滴が被プリント部材に付着することで記録が
行われる。
That is, in the printing method disclosed in the above publication, the liquid subjected to the action of thermal energy causes a state change accompanied by a sharp increase in volume, and the action force of the state change causes the print head to change. The liquid is ejected from the orifice at the tip of the part. The liquid forms flying droplets, and the droplets adhere to the print target member to perform recording.

【0005】殊に、前出のDOLS第2843064号
公報に開示されているインクジェットプリント法は、い
わゆるDrop−on−demandプリント法に極め
て有効に適用されるばかりでなく、プリントヘッドをf
ullLineタイプで高密度マルチオリフィス化した
プリントヘッドを容易に具現化できるので、高解像度、
高品質の画像を高速で得られるという特徴を有してい
る。
Particularly, the ink jet printing method disclosed in the above-mentioned DOLS 2843064 is not only very effectively applied to the so-called Drop-on-demand printing method, but also the print head is f
A high-resolution, high-resolution multi-orifice printhead can be easily realized with the
The feature is that high quality images can be obtained at high speed.

【0006】上記のプリント法に適用される装置のプリ
ントヘッドは、図7に示すように、液滴を吐出するため
に設けられたオリフィス(吐出口)206と、このオリ
フィス206に連通し、液滴を吐出するための熱エネル
ギーが液体に作用する部分である熱作用部を構成の一部
とし、流路壁203により区画された複数のノズル20
4と、これらのノズル204にそれぞれ吐出用の液体を
供給する共通液室207とを有するインク吐出部と、熱
エネルギーを発生する手段としての電気熱変換体(発熱
体)202と、この発熱体202に給電する配線部20
9を具備しているプリントヘッド基体201とからな
る。上記共通液室207には、図示しない液体貯留タン
クから供給パイプ208を介して液体が供給されるよう
になっている。
As shown in FIG. 7, the print head of the apparatus applied to the above-mentioned printing method is provided with an orifice (ejection port) 206 provided for ejecting a liquid droplet, and communicates with this orifice 206, A plurality of nozzles 20 partitioned by the flow path wall 203 has a heat acting portion, which is a portion where thermal energy for ejecting drops acts on the liquid, as a part of the configuration.
4, an ink ejection portion having a common liquid chamber 207 for supplying ejection liquid to each of these nozzles 204, an electrothermal converter (heating element) 202 as means for generating thermal energy, and this heating element. Wiring unit 20 for supplying power to 202
9 and a printhead substrate 201. Liquid is supplied to the common liquid chamber 207 from a liquid storage tank (not shown) via a supply pipe 208.

【0007】そうした中で、従来、顔料インクを用いた
インクジェットヘッドは、顔料成分の凝集により固着し
易く、保存性が悪いことや、粘度が高くなり吐出応答周
波数を上げられないこと、また、被記録紙への浸透性が
悪いために定着時間が極端に長いという問題があった。
さらに、これらを解決するために顔料濃度を下げたり浸
透性の良い溶媒を用いることが行われているが、これも
記録濃度の低下や被記録紙上でのにじみによって、画質
の劣化となり著しい効果は上げていない。
Under these circumstances, conventionally, an ink jet head using a pigment ink is liable to stick due to aggregation of the pigment component, has poor storage stability, has a high viscosity and cannot increase the ejection response frequency, and has a problem in that There is a problem that the fixing time is extremely long because of poor penetrability into recording paper.
Furthermore, in order to solve these problems, it has been practiced to reduce the pigment concentration or to use a solvent having a high permeability, but this also causes a deterioration in image quality due to a reduction in the recording concentration or bleeding on the recording paper, which is not very effective. Not raised.

【0008】一方、画質、保存性、展延性を改良する処
理液と記録インクを重ねて描くインクジェット記録方法
が、特開昭58−128862号に提案されている。こ
の提案においては、カラーインクジェットプリント装置
として、ドラム型の別体ヘッドにより構成されている。
On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 58-128862 proposes an ink jet recording method in which a treatment liquid and a recording ink for improving image quality, storability and spreadability are overlaid. In this proposal, the color inkjet printing apparatus is composed of a separate drum type head.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この記
録方法では処理液の着弾位置と記録インクの着弾位置と
が僅かでもずれてしまうと、画品位、定着性、耐候性等
を著しく低下させてしまい、特に、上記従来例では処理
液用のヘッドと記録インク用のヘッドとを別体としてい
るため、処理液と記録インクの着弾位置を精確に合わせ
るために、各ヘッドの部品精度とプリンタ本体の特にキ
ャリッジ部の精度を厳密にする必要があり、このため、
コストアップになっていた。さらにその調整に多大な時
間を費やし、一般のインクジェットプリンタより非常に
コストの高いものになっていた。このことは、ユーザが
ヘッド交換できるタイプのプリンタにおいては、特に顕
著であった。また、応答周波数を上げたとしても、印字
速度としては大きな効果をもたらしていないことが容易
にわかる。又、これらは、異なる種類のインクをインク
の着弾位置で重ねるタイプの記録方法においても同様の
課題となっていた。
However, in this recording method, if the landing position of the treatment liquid and the landing position of the recording ink are slightly deviated from each other, the image quality, the fixing property, the weather resistance, etc. are remarkably deteriorated. In particular, in the above-mentioned conventional example, since the head for the processing liquid and the head for the recording ink are separately provided, in order to accurately align the landing positions of the processing liquid and the recording ink, the parts accuracy of each head and the printer main body Especially, it is necessary to make the precision of the carriage part strict.
The cost was increasing. Further, it takes a lot of time for the adjustment, and the cost is much higher than that of a general inkjet printer. This is particularly remarkable in a printer in which the user can replace the head. Further, it is easily understood that even if the response frequency is increased, it does not bring about a great effect on the printing speed. Further, these are the same problems in a recording method of a type in which different kinds of ink are overlapped at the ink landing positions.

【0010】本発明の第1の目的は、異なる種類のイン
クの着弾位置や、処理液と記録インクの着弾位置を精確
に合わせて高画質で高速記録が可能である液体吐出ヘッ
ド等を提供することにある。
A first object of the present invention is to provide a liquid ejecting head or the like capable of accurately recording the landing positions of different kinds of ink and the landing positions of the treatment liquid and the recording ink and performing high-speed recording with high image quality. Especially.

【0011】本発明の第2の目的は、異なる種類のイン
クの着弾位置や処理液と記録インクの着弾位置を精確に
合わせて高画質で高速記録が可能であるインクジェット
ヘッドを搭載できるインクジェットプリント装置を提供
することにある。
A second object of the present invention is to provide an ink jet printing apparatus capable of mounting an ink jet head capable of high-speed recording with high image quality by accurately adjusting the landing positions of different kinds of ink and the landing positions of the treatment liquid and the recording ink. To provide.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の液体吐出ヘッドは、液体を吐出するための
エネルギーを発生するエネルギー発生素子が複数配され
ると共に互いに対向して設けられた第1・第2の素子基
板と、前記対向する第1・第2の素子基板間に配され、
前記第1の素子基板との間に前記エネルギー発生素子の
夫々に対応した液流路を形成するための溝と、前記第2
の素子基板との間に前記エネルギー発生素子の夫々に対
応した液流路を形成するための溝と、各液流路に連通す
る吐出口とを有する溝付き部材とを備えていることを特
徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, a liquid ejection head according to the present invention is provided with a plurality of energy generating elements for generating energy for ejecting a liquid and is provided so as to face each other. Disposed between the first and second element substrates and the opposing first and second element substrates,
A groove for forming a liquid flow path corresponding to each of the energy generating elements between the first element substrate and the second element substrate;
A grooved member having a groove for forming a liquid flow path corresponding to each of the energy generating elements, and a discharge port communicating with each of the liquid flow paths. And

【0013】また、液体吐出ヘッドカートリッジは、上
述の液体吐出ヘッドと、該液体吐出ヘッドに供給される
インクを保持する液体貯蔵容器を有する。
The liquid discharge head cartridge has the above-described liquid discharge head and a liquid storage container for holding ink supplied to the liquid discharge head.

【0014】また、液体吐出装置は、上述の液体吐出ヘ
ッドと、前記液体吐出ヘッドを着脱自在に保持する手段
とを有することを特徴とする。
Further, the liquid ejecting apparatus is characterized by having the above-mentioned liquid ejecting head and means for holding the liquid ejecting head detachably.

【0015】本発明の液体吐出ヘッド等によれば、異な
る2種類の液体を吐出するのに吐出口が形成された単一
の溝付部材を用いて、各液体を吐出させるノズルを両者
一体に構成したので、各液体の着弾位置のずれが生じ
ず、極めて高品位で定着性、耐候性に優れた画像を得る
ことができる。
According to the liquid discharge head and the like of the present invention, a single grooved member having discharge ports for discharging two different types of liquid is used, and nozzles for discharging each liquid are integrated into both. Since it is configured, the deviation of the landing position of each liquid does not occur, and it is possible to obtain an image of extremely high quality and excellent in fixability and weather resistance.

【0016】また、上記2種類の液体を吐出するノズル
を両者一体に構成することで製造コストが安価な液体吐
出ヘッドを得ることができるので、プリンタ装置全体の
コストダウン等をも図ることができる。
Further, by integrally forming the nozzles for ejecting the above-mentioned two kinds of liquids, it is possible to obtain a liquid ejection head with a low manufacturing cost, so that it is possible to reduce the cost of the entire printer. .

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0018】図1の(a)および(b)は本発明のイン
クジェットヘッド(液体吐出ヘッド)の一実施形態を示
すもので、(a)はインクジェットヘッドの内部構造を
示す断面図であり、(b)はインクジェットヘッドの外
部構造の一部をオリフィス面側から視た正面図である。
図2は、図1に示したインクジェットヘッドの外部構造
を流路側から視た分解斜視図である。
FIGS. 1A and 1B show an embodiment of the ink jet head (liquid ejection head) of the present invention, and FIG. 1A is a sectional view showing the internal structure of the ink jet head. FIG. 3B is a front view of a part of the external structure of the inkjet head as viewed from the orifice surface side.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the external structure of the inkjet head shown in FIG. 1 viewed from the flow path side.

【0019】図1において符号1はインクジェットヘッ
ドである。このインクジェットヘッド1は、記録インク
Aと処理液Bを別々にノズル3,4に供給するためのイ
ンク供給路13,14と、それぞれのノズル(液流路)
を構成するための複数の溝と、それぞれの共通液室1
5,16を構成する凹部とオリフィス(吐出口)19,
20を有する天板(溝付部材)2と、この天板2を両側
から挟み込む2枚のヒータボード(素子基板)7,8と
から概略構成されている。天板2と両ヒータボード(素
子基板)7,8との間には、両者を密着させることによ
り、上記ノズル3,4と、上記インク供給路13,14
からそれぞれ記録インクAと処理液Bの供給を受け、上
記ノズル3,4に記録インクAと処理液Bを供給するた
めの共通液室15,16とが形成されている。ヒータボ
ード7,8の外側には図2に示すベースプレート5,6
が接着されている。ヒータボード7,8には、ノズルに
面した部分にインクを加熱発泡し、この発泡圧力により
ノズル3,4内の液体をオリフィス19,20から吐出
させるエネルギ発生素子としての電気熱変換素子17,
18が設けられている。また、ヒータボード7,8には
ワイヤ(電気配線)9,10を介してプリント回路基板
11,12より電気エネルギーと吐出制御信号が供給さ
れる。
In FIG. 1, reference numeral 1 is an ink jet head. The inkjet head 1 includes ink supply paths 13 and 14 for separately supplying the recording ink A and the treatment liquid B to the nozzles 3 and 4, and respective nozzles (liquid flow paths).
A plurality of grooves for configuring the common liquid chamber 1
5, 16 and the concave portion and the orifice (discharge port) 19,
A top plate (grooved member) 2 having 20 and two heater boards (element substrates) 7 and 8 sandwiching the top plate 2 from both sides are roughly configured. The nozzles 3 and 4 and the ink supply paths 13 and 14 are provided by closely contacting the top plate 2 and the heater boards (element substrates) 7 and 8 with each other.
Common liquid chambers 15 and 16 for supplying the recording ink A and the processing liquid B to the nozzles 3 and 4 and supplying the recording ink A and the processing liquid B to the nozzles 3 and 4, respectively. Outside the heater boards 7 and 8, the base plates 5 and 6 shown in FIG.
Is glued. On the heater boards 7, 8, ink is heated and foamed in a portion facing the nozzles, and an electrothermal conversion element 17, which is an energy generating element for discharging the liquid in the nozzles 3, 4 from the orifices 19, 20 by the foaming pressure,
18 are provided. Further, the heater boards 7 and 8 are supplied with electric energy and ejection control signals from the printed circuit boards 11 and 12 via wires (electrical wiring) 9 and 10.

【0020】天板2のフェイス面2aには、上記オリフ
ィス19,20がそれぞれ配列されており、両オリフィ
ス列19と20との間には、両液の混合を防止するため
の手段としての溝21がオリフィス列の配列方向に沿っ
て設けられている。この混合防止手段としては溝形状に
限らず、凸型等の形状であってもよく、2種のインクが
混合するのが防げるものであれば、いかなるものでもよ
い。
The above-mentioned orifices 19 and 20 are arranged on the face surface 2a of the top plate 2, and a groove as a means for preventing the mixture of both liquids is provided between both orifice rows 19 and 20. 21 are provided along the arrangement direction of the orifice row. The mixing prevention means is not limited to the groove shape, and may be a convex shape or the like as long as it can prevent the two kinds of ink from mixing.

【0021】上記フェイス面2aに設けられたオリフィ
ス19,20はレーザやフォトエッチング等で同時に穴
を明けるため、位置関係は数μmのズレも生じないほど
の高精度で作製することができる。
Since the orifices 19 and 20 provided on the face surface 2a are simultaneously opened by laser or photo-etching, the positional relationship can be made with high accuracy so as not to cause a deviation of several μm.

【0022】以上のように複数の素子基板を対向させて
その間に上述のような溝付き部材を配することで、異な
る液体を吐出するヘッドを非常にコンパクトに、しかも
安価に得ることができる。また特に、溝付き部材には夫
々の素子基板に対応した吐出口がすでに配されているた
め、吐出口の形状や配置が素子基板と溝付き部材との接
合による液流路の製造工程に影響されない。このため、
異なる液体同士の着弾位置の正確さを飛躍的に向上させ
ることができる。
As described above, by arranging a plurality of element substrates so as to face each other and arranging the grooved member between them, a head for ejecting different liquids can be obtained very compactly and at low cost. Further, in particular, since the ejection openings corresponding to the respective element substrates are already arranged in the grooved member, the shape and arrangement of the ejection openings affect the manufacturing process of the liquid flow path by joining the element substrate and the grooved member. Not done. For this reason,
The accuracy of the landing positions of different liquids can be dramatically improved.

【0023】また、上述の溝付き部材は素子基板の夫々
に対応した流路を構成する溝や吐出口だけでなく、共通
液室を構成する凹部をも一体的に形成しているので部品
点数を少なくできさらに安価で高性能なインク吐出ヘッ
ドを得ることができる。
Further, since the above-mentioned grooved member integrally forms not only the groove and the discharge port which form the flow path corresponding to each of the element substrates but also the recess which forms the common liquid chamber, the number of parts is reduced. It is possible to obtain a high-performance ink ejection head which is less expensive and more inexpensive.

【0024】上述の溝付き部材は複数の素子基板に挟ま
れているため、吐出の状態によってたとえば液体が吐出
されないまま素子を駆動した場合などは素子基板から伝
わる熱によって溝付き部材が変形してしまうことが起こ
りうる。これに対し本発明のように、アルミニュウム系
や銅系の金属やステンレス鋼などの金属のように熱伝導
率が高く放熱作用の大きな材料のベースプレート(放熱
部材)5・6を素子基板の外側に設ければこのような心
配がない。もちろん、熱の発生が小さく溝付き部材の変
形等がない場合は放熱部材は設けなくてもよい。
Since the above-mentioned grooved member is sandwiched by a plurality of element substrates, the grooved member is deformed by the heat transferred from the element substrate depending on the ejection state, for example, when the element is driven without the liquid being ejected. It can happen. On the other hand, like the present invention, the base plates (heat dissipation members) 5 and 6 made of a material having a high thermal conductivity and a large heat dissipation effect such as a metal such as an aluminum-based or copper-based metal or a metal such as stainless steel are provided outside the element substrate. If provided, there is no such concern. Of course, if heat generation is small and the grooved member is not deformed, the heat dissipation member may not be provided.

【0025】また、本発明の液体吐出ヘッドにおいて
は、相対するベースプレートの内側に素子基板と回路基
板11・12との間に電気的接続を行うワイヤ9・10
を設けているため、外部からの影響から電気的接続部を
保護をも成すことができる。
Further, in the liquid discharge head of the present invention, the wires 9 and 10 for electrically connecting the element substrate and the circuit boards 11 and 12 inside the opposing base plates.
Since it is provided, the electrical connection portion can be protected from the influence from the outside.

【0026】図3は、図1および図2に示したインクジ
ェットヘッド1のベースプレート5,6上に形成された
等価回路の一例を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing an example of an equivalent circuit formed on the base plates 5 and 6 of the ink jet head 1 shown in FIGS.

【0027】図3において符号301は画像データ入
力、302はデータ転送シフトレジスタ用クロック、3
03はS/Rのデータを保持するラッチ、304は印字
パルス幅やタイミングを決定するENBである。305
はエネルギ発生素子としての電気熱変換素子、306は
駆動トランジスタ、307は電力供給電源、308はロ
ジック電源である。
In FIG. 3, reference numeral 301 is image data input, 302 is a data transfer shift register clock, and 3 is
Reference numeral 03 is a latch that holds S / R data, and 304 is an ENB that determines the print pulse width and timing. 305
Is an electrothermal conversion element as an energy generating element, 306 is a driving transistor, 307 is a power supply power source, and 308 is a logic power source.

【0028】次に、図4(a)〜(d)を参照して上記
インクジェットヘッドで画像を形成する方法を説明す
る。
Next, a method of forming an image with the above ink jet head will be described with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (d).

【0029】図4(a)〜(d)は、図1および図2に
示したインクジェットヘッドによる記録インクと処理液
の吐出方法の一例を説明する側面図である。
FIGS. 4A to 4D are side views for explaining an example of a method for ejecting the recording ink and the treatment liquid by the ink jet head shown in FIGS.

【0030】まず、(a)に示すように、インクジェッ
トヘッド1は矢印C方向に走査されながら、記録媒体と
しての記録紙29の所定位置に対し、オリフィス19か
ら処理液を吐出する。
First, as shown in (a), the inkjet head 1 discharges the treatment liquid from the orifice 19 to a predetermined position of the recording paper 29 as a recording medium while scanning in the direction of arrow C.

【0031】(b)に示すように、吐出された処理液の
ドロップレット22は記録紙29に着弾し浸透しドット
24が形成される。処理液は記録紙29に高速度で大き
く浸透して大きなドットとなるよう、約30dyn/c
m以下の表面張力が極めて小さい物性のものが用いられ
る。また、このような物性の液体を吐出した場合には、
記録インクの半分程度の体積で十分大きなドットを得ら
れるため、ノズル構成はそれに対応してそれぞれのイン
ク物性等に応じて適当な吐出特性を持つノズル構成とす
る。
As shown in (b), the discharged processing liquid droplets 22 land on the recording paper 29 and permeate to form dots 24. About 30 dyn / c so that the treatment liquid penetrates the recording paper 29 at a high speed to form large dots.
A material having a physical strength of m or less and an extremely small surface tension is used. Also, when ejecting a liquid having such physical properties,
Since a sufficiently large dot can be obtained with a volume about half that of the recording ink, the nozzle configuration should have a suitable ejection characteristic corresponding to the physical properties of each ink.

【0032】次に、(c)に示すように、インクジェッ
トヘッド1は矢印C方向に更に移動しながら、記録紙2
9上のドット24に対し、オリフィス20から記録イン
クを吐出する。
Next, as shown in (c), the ink jet head 1 is further moved in the direction of arrow C while the recording paper 2 is being moved.
The recording ink is ejected from the orifice 20 to the dot 24 on the upper surface 9.

【0033】(d)に示すように、記録インクのドロッ
プレット25はドット24の上に精確に着弾し、ドット
26が形成され、両液が混ざった際に急速に凝固反応が
起り、記録インクの定着が確実に行われ、高品位の画像
が得られる。
As shown in (d), the recording ink droplets 25 are accurately landed on the dots 24 to form the dots 26, and when both liquids are mixed, a coagulation reaction rapidly occurs and the recording ink is formed. Is reliably fixed, and a high-quality image is obtained.

【0034】次に、図5の(a)および(b)に示すよ
うに、本実施形態における1つの天板内の2系列のオリ
フィスの位置関係を説明する。
Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, the positional relationship between two series of orifices in one top plate in this embodiment will be described.

【0035】(a)に示す例では、天板2のフェイス面
2aには、処理液用オリフィス列19と記録インク用オ
リフィス列20が距離dだけ隔てて互いに平行に設けら
れている。インクジェットヘッド1が記録紙に対し移動
する方向(矢印C方向)の速度Vは両方のオリフィス間
距離dと、吐出の周波数fopとはV/d=fopの関係に
なっており、オリフィス列19,20はヘッド移動線上
にそれぞれ対応してオリフィスを形成すれば、各オリフ
ィスからの液体のドットの着弾位置を一致させることが
できる。
In the example shown in (a), a treatment liquid orifice array 19 and a recording ink orifice array 20 are provided in parallel to each other on the face surface 2a of the top plate 2 with a distance d therebetween. The velocity V in the direction in which the inkjet head 1 moves with respect to the recording paper (the direction of arrow C) has a relationship of V / d = f op between the distance d between both orifices and the ejection frequency f op. If the orifices 19 and 20 are formed correspondingly on the head movement line, the landing positions of the liquid dots from the orifices can be matched.

【0036】(b)に示す例では、インクジェットヘッ
ド1が記録紙に対し移動する方向(矢印C方向)に対し
てオリフィス列19,20が角度θだけ傾けられ、この
例ではオリフィス列19がオリフィス列20に対しd・
tanθだけ列方向にずらして設けられている。
In the example shown in (b), the orifice rows 19 and 20 are inclined by an angle θ with respect to the direction (arrow C direction) in which the ink jet head 1 moves with respect to the recording paper. In this example, the orifice row 19 is an orifice. D for row 20
It is provided so as to be shifted by tan θ in the column direction.

【0037】このような構成とすることにより、(a)
に示した例に比べて、記録密度を上げたり、リフィル特
性を向上させたりすることができる。また、吐出の駆動
タイミングをV/(d/cosθ)=fopとすれば、各
オリフィスからの液体のドットの着弾位置を一致させる
ことができる。
With such a configuration, (a)
The recording density can be increased and the refill characteristics can be improved as compared with the example shown in FIG. Further, if the ejection drive timing is V / (d / cos θ) = f op , the landing positions of the liquid dots from the respective orifices can be matched.

【0038】以上、ヘッドの説明を行うにあたって異な
る液体としてインクと処理液とを用いて説明を行ってき
たが、本発明はこれに限らず異なる液体として異なる種
類のインクを用いてもよい。
Although the ink and the treatment liquid have been described as different liquids in the description of the head, the present invention is not limited to this, and different types of ink may be used as the different liquids.

【0039】このような例として、異なる色のインクを
用いて混合色を合成してもよく、このような場合着弾位
置のズレによる色彩の変化をなくすことができる。
As such an example, mixed colors may be combined using inks of different colors, and in such a case, it is possible to eliminate the change in color due to the deviation of the landing position.

【0040】図6は、上記実施形態に係るプリントヘッ
ドを装着して適用することができるインクジェットプリ
ント装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing an embodiment of an ink jet printing apparatus to which the print head according to the above embodiment can be mounted and applied.

【0041】図6において符号1101は、上記実施形
態に係るプリントヘッドと、このプリントヘッドに供給
されるインクを保持したインク容器を有する液体吐出ヘ
ッドカートリッジである。このヘッドカートリッジ11
01は、駆動モータ1102の正逆回転に連動して駆動
力伝達ギア1103および1104を介して回転するリ
ードスクリュ1105の螺旋溝1106に対して係合す
るキャリッジ1107上に搭載されており、上記駆動モ
ータの動力によってキャリッジ1107とともにガイド
1108に沿って矢印aおよびb方向に往復移動され
る。図示しないプリント媒体供給装置によってプラテン
1109上を搬送されるプリント用紙Pの紙押え板11
10は、キャリッジ移動方向にわたってプリント用紙P
をプラテン1109に対して押圧する。
In FIG. 6, reference numeral 1101 denotes a liquid ejection head cartridge having the print head according to the above-described embodiment and an ink container holding the ink supplied to the print head. This head cartridge 11
01 is mounted on a carriage 1107 that engages with a spiral groove 1106 of a lead screw 1105 that rotates via drive force transmission gears 1103 and 1104 in association with forward and reverse rotations of a drive motor 1102. The power of the motor causes the carriage 1107 to reciprocate along the guide 1108 in the directions of arrows a and b. A paper pressing plate 11 for the print paper P conveyed on the platen 1109 by a print medium supply device (not shown).
10 is the print paper P in the carriage movement direction.
Is pressed against the platen 1109.

【0042】上記リードスクリュ1105の一端の近傍
には、フォトカプラ1111および1112が配設され
ている。これら両フォトカプラはキャリッジ1107の
レバー1119のこの域での存在を確認して駆動モータ
の回転方向切換等を行うためのホームポジション検知手
段である。図6において1113は、プリントヘッド1
101の吐出口304のある全面を覆うキャップ部材1
114を支持する支持部材である。また、1115はキ
ャップ部材1114の内部にヘッド1101から、イン
クを吸引する手段である。この吸引手段1115により
キャップ内開口部1116を介してヘッド1101の吸
引回復が行われる。1117は、クリーニングブレード
であり、1118はブレード1117を前後方向(上記
キャリッジ1107の移動方向に直交する方向)に移動
可能にする移動部材であり、ブレード1117および1
118は本体支持板1120に支持されている。また、
1121は、吸引回復の吸引を開始するためのレバー
で、キャリッジ1107と係合するカム1122の移動
に伴なって移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ
切替等の公知の伝達手段で移動制御される。上記ヘッド
1101に設けられた発熱体101に信号を付与した
り、前述した各機構の駆動制御を司るプリント制御部
は、プリンタ側に設けられており、ここには図示しな
い。
Photocouplers 1111 and 1112 are arranged near one end of the lead screw 1105. Both of these photocouplers are home position detecting means for confirming the existence of the lever 1119 of the carriage 1107 in this area and for switching the rotation direction of the drive motor. In FIG. 6, reference numeral 1113 denotes the print head 1.
The cap member 1 that covers the entire surface of the nozzle 101 having the discharge port 304
It is a support member that supports 114. Reference numeral 1115 is a means for sucking ink from the head 1101 into the cap member 1114. The suction means 1115 performs suction recovery of the head 1101 through the opening 1116 in the cap. 1117 is a cleaning blade, and 1118 is a moving member that allows the blade 1117 to move in the front-rear direction (direction orthogonal to the moving direction of the carriage 1107).
118 is supported by a main body support plate 1120. Also,
Reference numeral 1121 denotes a lever for starting suction for suction recovery, which moves in accordance with the movement of the cam 1122 that engages with the carriage 1107, and the driving force from the drive motor is controlled by a known transmission means such as clutch switching. To be done. The print control unit that gives a signal to the heating element 101 provided in the head 1101 and controls the drive of each mechanism described above is provided on the printer side and is not shown here.

【0043】上述の構成を有するプリンタ1100は、
図示しないプリント媒体供給装置によりプラテン110
9上を搬送されるプリント用紙Pに対し、ヘッド110
1が用紙Pの全幅に渡って往復移動しながら記録を行う
ものであり、ヘッド1101は、高密度プリントが可能
であるため、高精度で高速のプリントが可能である。
The printer 1100 having the above structure is
The platen 110 is provided by a print medium supply device (not shown).
Head 110 for print paper P conveyed on
1 performs recording while reciprocating over the entire width of the paper P, and the head 1101 is capable of high-density printing, and therefore high-precision and high-speed printing is possible.

【0044】なお、本発明を実施するにあたって、使用
するインクは特に染料インクに限るものではなく、顔料
を分散させた顔料インクを用いることもできるし、使用
する処理液はその顔料を凝集させるものを用いることが
できる。また、以下に述べる色などが異なる、異った種
類のインクを組み合せて使用することもできる。前記し
た無色液体A1と混合して凝集を引き起こす顔料インク
の一例として以下のものを挙げることができる。すなわ
ち、下記に述べるようにして、それぞれ顔料とアニオン
性化合物とを含むイエロー,マゼンタ,シアン,ブラッ
クの各色インク、Y2,M2,C2およびK2を得るこ
とができる。
In practicing the present invention, the ink used is not particularly limited to a dye ink, but a pigment ink in which a pigment is dispersed can be used. Can be used. It is also possible to use a combination of different types of ink having different colors and the like described below. The following can be mentioned as an example of the pigment ink which causes aggregation by mixing with the above-mentioned colorless liquid A1. That is, as described below, it is possible to obtain yellow, magenta, cyan, and black color inks Y2, M2, C2, and K2 each containing a pigment and an anionic compound.

【0045】ブラックインクK2 アニオン系高分子P−1(スチレン−メタクリル酸−エ
チルアクリレート、酸価400、重量平均分子量6,0
00、固形分20%の水溶液、中和剤:水酸化カリウ
ム)を分散剤として用い、以下に示す材料をバッチ式縦
型サンドミル(アイメックス製)に仕込み、1mm径の
ガラスビーズをメディアとして充填し、水冷しつつ3時
間分散処理を行った。分散後の粘度は9cps、pHは
10.0であった。この分散液を遠心分離機にかけ粗大
粒子を除去し、重量平均粒径100nmのカーボンブラ
ック分散体を作製した。
Black ink K2 Anionic polymer P-1 (styrene-methacrylic acid-ethyl acrylate, acid value 400, weight average molecular weight 6,0)
00, an aqueous solution having a solid content of 20%, a neutralizing agent: potassium hydroxide) as a dispersant, the following materials were charged into a batch-type vertical sand mill (manufactured by Imex), and glass beads having a diameter of 1 mm were filled as a medium. The dispersion treatment was performed for 3 hours while cooling with water. The viscosity after dispersion was 9 cps and the pH was 10.0. The dispersion was centrifuged to remove coarse particles, thereby producing a carbon black dispersion having a weight average particle diameter of 100 nm.

【0046】 (カーボンブラック分散体の組成) ・P−1水溶液(固形分20%) 40部 ・カーボンブラック Mogul L (キャブラック製) 24部 ・グリセリン 15部 ・エチレングリコールモノブチルエーテル 0.5部 ・イソプロピルアルコール 3部 ・水 135部(Composition of carbon black dispersion) -P-1 aqueous solution (solid content 20%) 40 parts-Carbon black Mogul L (manufactured by Cablack) 24 parts-Glycerin 15 parts-Ethylene glycol monobutyl ether 0.5 parts- Isopropyl alcohol 3 parts Water 135 parts

【0047】次に、上記で得られた分散体を充分に拡散
して顔料が含有されたインクジェット用のブラックイン
クK2を得た。最終調製物の固形分は、約10%であっ
た。
Next, the dispersion obtained above was sufficiently diffused to obtain a black ink K2 for ink jet containing a pigment. The solids content of the final preparation was about 10%.

【0048】イエローインクY2 アニオン系高分子P−2(スチレン−アクリル酸−メチ
ルメタアクリレート、酸価280、重量平均分子量1
1,000、固形分20%の水溶液、中和剤:ジエタノ
ールアミン)を分散剤として用い、以下に示す材料を用
いて、ブラックインクK2の作製の場合と同様に分散処
理を行い、重量平均粒径103nmのイエロー色分散体
を作製した。
Yellow ink Y2 Anionic polymer P-2 (styrene-acrylic acid-methyl methacrylate, acid value 280, weight average molecular weight 1
1,000, an aqueous solution having a solid content of 20%, and a neutralizing agent: diethanolamine) as a dispersant, and using the materials described below, a dispersion treatment was performed in the same manner as in the preparation of the black ink K2, and the weight average particle size A 103 nm yellow dispersion was prepared.

【0049】 (イエロー分散体の組成) ・P−2水溶液(固形分20%) 35部 ・C.I.ピグメントイエロー180 24部 (ノバパームイエロー PH−G、ヘキスト製) ・トリエチレングリコール 10部 ・ジエチレングリコール 10部 ・エチレングリコールモノブチルエーテル 1.0部 ・イソプロピルアルコール 0.5部 ・水 135部(Composition of Yellow Dispersion) P-2 aqueous solution (solid content 20%) 35 parts C.I. I. Pigment Yellow 180 24 parts (Nova Palm Yellow PH-G, manufactured by Hoechst) ・ Triethylene glycol 10 parts ・ Diethylene glycol 10 parts ・ Ethylene glycol monobutyl ether 1.0 part ・ Isopropyl alcohol 0.5 part ・ Water 135 parts

【0050】上記で得られたイエロー分散体を充分に拡
散して、顔料が含有されたインクジェット用のイエロー
インクY2を得た。最終調製物の固形分は、約10%で
あった。
The yellow dispersion obtained above was sufficiently diffused to obtain a yellow ink Y2 for ink jet containing a pigment. The solids content of the final preparation was about 10%.

【0051】シアンインクC2 ブラックインクK2の作製の際に使用したアニオン系高
分子P−1を分散剤として用い、以下に示す材料を用い
て、前記したカーボンブラック分散体の場合と同様の分
散処理を行い、重量平均粒径120nmのシアン色分散
体を作製した。
Cyan Ink C2 Using the anionic polymer P-1 used in the preparation of the black ink K2 as a dispersant, the following materials were used, and the same dispersion treatment as in the case of the carbon black dispersion described above was performed. Then, a cyan color dispersion having a weight average particle diameter of 120 nm was produced.

【0052】 (シアン色分散体の組成) ・P−1水溶液(固形分20%) 30部 ・C.I.ビグメントブルー15:3 24部 (ファストゲンブル−FGF、大日本インキ化学) ・グリセリン 15部 ・ジエチレングリコールモノブチルエーテル 0.5部 ・イソプロピルアルコール 3部 ・水 135部(Composition of cyan color dispersion) P-1 aqueous solution (solid content 20%) 30 parts C.I. I. Pigment Blue 15: 3 24 parts (Fast Gemble-FGF, Dainippon Ink and Chemicals) ・ Glycerin 15 parts ・ Diethylene glycol monobutyl ether 0.5 parts ・ Isopropyl alcohol 3 parts ・ Water 135 parts

【0053】上記で得られたシアン色分散体を充分に攪
拌して、顔料が含有されたインクジェット用のシアンイ
ンクC2を得た。最終調製物の固形分は、約9.6%で
あった。
The cyan color dispersion obtained above was sufficiently stirred to obtain a cyan ink C2 for ink jet containing a pigment. The solids content of the final preparation was about 9.6%.

【0054】マゼンタインクM2 ブラックインクK2の作製の際に使用したアニオン系高
分子P−1を分散剤として用い、以下に示す材料を用い
て、前記したカーボンブラック分散体の場合と同様の分
散処理を行い、重量平均粒径115nmのマゼンタ色分
散体を作製した。
Magenta Ink M2 Using the anionic polymer P-1 used in the preparation of the black ink K2 as a dispersant, the following materials were used and the same dispersion treatment as in the case of the carbon black dispersion described above was performed. Then, a magenta color dispersion having a weight average particle diameter of 115 nm was produced.

【0055】 (マゼンタ色分散体の組成) ・P−1水溶液(固形分20%) 20部 ・C.I.ピグメントレッド122(大日本インキ化学) 24部 ・グリセリン 15部 ・イソプロピルアルコール 3部 ・水 135部(Composition of magenta color dispersion) P-1 aqueous solution (solid content 20%) 20 parts C.I. I. Pigment Red 122 (Dainippon Ink and Chemicals) 24 parts ・ Glycerin 15 parts ・ Isopropyl alcohol 3 parts ・ Water 135 parts

【0056】上記で得られたマゼンタ色分散体を充分に
拡散して、顔料が含有されたインクジェット用のマゼン
タインクM2を得た。最終調製物の固形分は、約9.2
%であった。
The magenta color dispersion obtained above was sufficiently diffused to obtain a magenta ink M2 for ink jet containing a pigment. The solids content of the final preparation is about 9.2
%Met.

【0057】インク染料を不溶化する処理液は、一例と
して以下のようにして得ることができる。
The treatment liquid for making the ink dye insoluble can be obtained as follows, for example.

【0058】すなわち、下記の成分を混合溶解した後、
さらにポアサイズが0.22μmのメンブレンフィルタ
(商品名:フロロポアフィルタ、住友電工製)にて加圧
濾過した後、NaOHでpHを4.8に調製し、処理液
Alを得ることができる。
That is, after mixing and dissolving the following components,
Further, after filtration under pressure with a membrane filter having a pore size of 0.22 μm (trade name: Fluoropore Filter, manufactured by Sumitomo Electric Industries, Ltd.), the pH is adjusted to 4.8 with NaOH to obtain a treatment liquid Al.

【0059】 〔Alの成分〕 カチオン性化合物の低分子成分 ステアリルトリメチルアンモニウムクロライド 2.0部 (商品名;エレクトロストッパQE、花王製) カチオン性化合物の高分子成分 ポリアミンスルホン(平均分子量;5000) 3.0部 (商品名;PAS−92、日東紡績製) チオジグリコール 10部 水 残部[Component of Al] Low molecular weight component of cationic compound Stearyl trimethyl ammonium chloride 2.0 parts (trade name; Electrostop QE, manufactured by Kao) High molecular component of cationic compound Polyamine sulfone (average molecular weight: 5000) 3 0.0 parts (trade name; PAS-92, manufactured by Nitto Boseki) Thiodiglycol 10 parts Water balance

【0060】また、上記処理液と混合し不溶化するイン
クの好適な例として以下のものを挙げることができる。
Further, the following can be mentioned as preferable examples of the ink which becomes insoluble when mixed with the treatment liquid.

【0061】すなわち、下記の成分を混合し、さらにポ
アサイズが0.22μmのメンブレンフィルタ(商品
名:クロロポアフィルタ、住友電工製)にて加圧濾過し
てイエロー,マゼンタ,シアン,ブラックのインクY
1,M1,C1,K1を得ることができる。
That is, the following components were mixed, and the mixture was filtered under pressure with a membrane filter (trade name: chloropore filter, manufactured by Sumitomo Electric Industries) having a pore size of 0.22 μm, and the yellow, magenta, cyan, and black inks Y were used.
1, M1, C1, and K1 can be obtained.

【0062】 Y1 C.I.ダイレクトイエロー142 2部 チオジグリコール 10部 アセチレノールEH(川研ファインケミカル) 0.05部 水 残部 M1 染料をC.I.アシッドレッド289;2.5部に代え
た以外はY1と同じ組成 C1 染料をC.I.アシッドブルー9;2.5部に代えた以
外はY1と同じ組成 K1 染料をC.I.フードブラック2;3部に代えた以外は
Y1と同じ組成
Y1 C. I. Direct Yellow 142 2 parts Thiodiglycol 10 parts Acetyleneol EH (Kawaken Fine Chemical) 0.05 parts Water balance M1 I. Acid Red 289; C1 dye having the same composition as Y1 except that 2.5 parts is replaced with C.I. I. Acid Blue 9; Same composition as Y1 except that 2.5 parts were used. I. Food Black 2: the same composition as Y1 except that 3 parts were used

【0063】以上示したそれぞれ処理液(液体組成物)
とインクとの混合において、本発明では、上述した処理
液とインクが被プリント材上あるいは被プリント材に浸
透した位置で混合する結果、反応の第1段階として処理
液中に含まれているカチオン性物質の内、低分子量の成
分またはカチオン性オリゴマーとインクに使用している
アニオン性基を有する水溶性染料または顔料インクに使
用しているアニオン性化合物とがイオン的相互作用によ
り会合を起こし、瞬間的に溶液相から分離を起こす。こ
の結果顔料インクにおいては分散破壊が起こり、顔料の
凝集体ができる。
Treatment liquids (liquid compositions) shown above
In the present invention, when the treatment liquid and the ink described above are mixed with each other on the printing material or at the position where the ink penetrates into the printing material, the cations contained in the processing liquid as the first step of the reaction. Among the organic substances, a low molecular weight component or a cationic oligomer and an anionic compound used in the ink having a water-soluble dye or pigment ink used in the ink cause an association by ionic interaction, Instantly separates from the solution phase. As a result, dispersion destruction occurs in the pigment ink, and an aggregate of the pigment is formed.

【0064】次に、反応の第2段階として、上述した染
料と低分子カチオン性物質またはカチオン性オリゴマー
との会合体または顔料の凝集体が処理液中に含まれる高
分子成分により吸着されるために、会合で生じた染料の
凝集体または顔料の凝集体のサイズがさらに大きくな
り、被プリント材の繊維間の隙間に入り込みにくくな
り、その結果として固液分離した液体部分のみが記録紙
中にしみこむことにより、プリント品位と定着性との両
立が達成される。同時に上述したようなメカニズムによ
り生成したカチオン物質の低分子成分またはカチオン性
オリゴマーとアニオン性染料とカチオン性物質とで形成
される凝集体または顔料の凝集体は粘性が大きくなり、
液媒体の動きとともに移動することがないので、フルカ
ラーの画像形成時のように隣接したインクドットが異色
のインクで形成されていたとしても互いに混じり合うよ
うなことはなく、ブリーデイングも起こらない。また、
上記凝集体は本質的に水不溶性であり形成された画像の
耐水性は完全なものとなる。また、ポリマーの遮蔽効果
により形成された画像の耐光堅牢性も向上するという効
果も有する。
Next, in the second stage of the reaction, the aggregate of the dye and the low molecular weight cationic substance or cationic oligomer or the aggregate of the pigment is adsorbed by the polymer component contained in the treatment liquid. In addition, the size of aggregates of dyes or aggregates of pigments generated by association becomes even larger, making it difficult for the aggregates to enter into the gaps between fibers of the print material, and as a result, only the liquid portion that is solid-liquid separated into the recording paper. By soaking in, both print quality and fixability are achieved. At the same time, the low molecular weight component of the cationic substance generated by the mechanism as described above or a cationic oligomer, an aggregate formed of an anionic dye and a cationic substance or an aggregate of the pigment has a high viscosity,
Since the liquid medium does not move with the movement of the liquid medium, even if adjacent ink dots are formed of different color inks as in the case of full-color image formation, they do not mix with each other, and bleeding does not occur. Also,
The aggregates are essentially water insoluble and the water resistance of the formed image is perfect. Further, it also has an effect of improving the light fastness of an image formed by the shielding effect of the polymer.

【0065】本明細書において使用される不溶化または
凝集として、その一例は前記第1段階のみの現象であ
り、他の例は第1段階と第2段階の両方を含んだ現象で
ある。
As the insolubilization or agglomeration used in the present specification, one example thereof is the phenomenon of the first stage only, and another example is the phenomenon including both the first stage and the second stage.

【0066】また、本発明の実施にあたっては、従来技
術のように分子量の大きいカチオン性高分子物質や多価
の金属塩を使用する必要がないか、あるいは使用する必
要があっても本発明の効果をさらに向上させるために補
助的に使用するだけで良いので、その使用量を最小限に
抑えることができる。その結果として、従来のカチオン
性高分子物質や多価金属塩を使用して耐水化効果を得よ
うとした場合の問題点であった染料の発色性の低下がな
くなるということを本発明の別の効果として挙げること
ができる。
In carrying out the present invention, it is not necessary to use a cationic polymer substance having a large molecular weight or a polyvalent metal salt as in the prior art, or even if it is necessary to use the present invention, Since it is only necessary to supplementarily use it to further improve the effect, the amount used can be minimized. As a result, there is no decrease in the coloring property of the dye, which is a problem when trying to obtain the water resistance effect by using the conventional cationic polymer substance or polyvalent metal salt. Can be listed as the effect of.

【0067】なお、本発明を実施するにあたって使用す
る被プリント材については特に制限されるものではな
く、従来から使用されているコピー用紙、ボンド紙等の
いわゆる普通紙を好適に用いることができる。もちろん
インクジェットプリント用に特別に作製したコート紙や
OHP用透明フィルムも好適に使用でき、また、一般の
上質紙や光沢紙も好適に使用可能である。
The material to be printed used for carrying out the present invention is not particularly limited, and so-called plain paper such as conventionally used copy paper and bond paper can be preferably used. Of course, a coated paper specially prepared for inkjet printing and a transparent film for OHP can also be suitably used, and general high-quality paper and glossy paper can also be suitably used.

【0068】本発明は、特にインクジェットプリンタの
中でもキヤノン(株)の提唱する、熱エネルギーを利用
してインクを吐出する方式のプリントヘッド、プリンタ
において、優れた効果をもたらすものである。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。
The present invention is particularly effective for a print head and printer of the type which ejects ink by utilizing thermal energy, which is proposed by Canon Inc. among inkjet printers. This is because according to such a method, it is possible to achieve higher density and higher definition of recording.

【0069】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。この方式は所謂オンデマンド型,
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、プリント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1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。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。
Regarding its typical structure and principle, see, for example, US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740.
It is preferable to use the basic principle disclosed in the specification of Japanese Patent No. 796. This method is a so-called on-demand type,
Although it can be applied to any type of continuous type, in particular, in the case of the on-demand type, it can be applied to a sheet holding liquid (ink) or an electrothermal converter arranged corresponding to the liquid path. Applying at least one drive signal corresponding to the recorded information and providing a rapid temperature rise exceeding the nucleate boiling, causing the electrothermal transducer to generate thermal energy, causing film boiling on the heat acting surface of the printhead. This is effective because bubbles can be formed in the liquid (ink) corresponding to this drive signal on a one-to-one basis. Due to the growth and contraction of this bubble, the liquid (ink)
To form at least one droplet. When this drive signal is formed into a pulse shape, the growth and shrinkage of the bubble are performed immediately and appropriately, so that the liquid (ink) having particularly excellent responsiveness can be obtained.
It is more preferable that the discharge can be achieved. As the pulse-shaped drive signal, US Pat. No. 4,463,359,
The one described in the specification of US Pat. No. 4,345,262 is suitable. If the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 of the invention relating to the rate of temperature rise on the heat acting surface are adopted, more excellent recording can be performed.

【0070】プリント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
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。
In addition to the combination of the ejection port, the liquid passage, and the electrothermal converter (the straight liquid passage or the right-angled liquid passage) as disclosed in the above-mentioned specifications, the structure of the print head is not limited to the above. The present invention also includes a configuration using US Pat. No. 4,558,333 and US Pat. No. 4,459,600, which disclose a configuration in which the heat acting portion is arranged in a bending region.

【0071】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プリントヘッド、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
のチップタイプのプリントヘッド、あるいはプリントヘ
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
ッジタイプのプリントヘッドを用いた場合にも本発明は
有効である。
In addition, even in the case of the serial type as in the above example, the print head fixed to the apparatus main body or the electrical connection to the apparatus main body and the ink from the apparatus main body by being attached to the apparatus main body. The present invention is also effective when a replaceable chip type print head that can be supplied or a cartridge type print head in which an ink tank is integrally provided in the print head itself is used.

【0072】また、搭載されるプリントヘッドの種類な
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。すなわち、例えばプリント装置の記録モード
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、プリント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。
The type or number of print heads to be mounted is, for example, 1 for a single color ink.
In addition to those provided with only a plurality of inks, a plurality of inks may be provided corresponding to a plurality of inks having different recording colors and densities. That is, for example, the recording mode of the printing apparatus is not limited to the recording mode of only the mainstream color such as black, but may be constituted by integrally forming the print heads or a combination of a plurality of them. The present invention is also extremely effective for an apparatus provided with at least one of full-color recording modes by color mixing.

【0073】さらに加えて、本発明インクジェットプリ
ント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。
In addition, as a form of the ink jet printing apparatus of the present invention, other than the one used as an image output terminal of an information processing apparatus such as a computer, a copying apparatus combined with a reader or the like, and a facsimile apparatus having a transmitting / receiving function are provided. It may be a form or the like.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上説明したように、高画質で印字速度
の速いインクジェットヘッドを提供すると共に、両ヘッ
ドの着弾点調整が簡単で、プリンタ本体コストが安く、
画像堅牢性、定着性、画像濃度、ヘッド耐久性などに優
れたインクジェットヘッドおよびインクジェットプリン
ト装置を提供できる。
As described above, while providing an ink jet head having high image quality and high printing speed, the landing points of both heads can be easily adjusted, and the cost of the printer main body is low.
It is possible to provide an inkjet head and an inkjet printing apparatus which are excellent in image fastness, fixability, image density, head durability, and the like.

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

【図1】(a)および(b)は本発明のインクジェット
ヘッドの一実施例を示す図であって、(a)はインクジ
ェットヘッドの内部構造を示す断面図であり、(b)は
インクジェットヘッドの外部構造の一部をオリフィス面
側から視た正面図である。
1A and 1B are views showing an embodiment of an inkjet head of the present invention, FIG. 1A is a sectional view showing an internal structure of the inkjet head, and FIG. 1B is an inkjet head. 4 is a front view of a part of the external structure of FIG.

【図2】図1に示したインクジェットヘッドの外部構造
を流路側から視た分解斜視図である。
FIG. 2 is an exploded perspective view of an external structure of the inkjet head shown in FIG. 1 viewed from a flow path side.

【図3】図1および図2に示したインクジェットヘッド
のベースプレート上に形成された等価回路の一例を示す
平面図である。
3 is a plan view showing an example of an equivalent circuit formed on a base plate of the inkjet head shown in FIGS. 1 and 2. FIG.

【図4】(a)〜(d)は、図1および図2に示したイ
ンクジェットヘッドによる記録インクと処理液の吐出方
法の一例を説明する側面図である。
4A to 4D are side views illustrating an example of a method of ejecting a recording ink and a treatment liquid by the inkjet head shown in FIGS. 1 and 2.

【図5】(a)および(b)は、図1および図2に示し
たインクジェットヘッドにおける記録インク用のオリフ
ィスと処理液用のオリフィスの位置関係を示す平面図で
あって、(a)は両オリフィス列共、インクジェットヘ
ッドの主走査方向に直角である場合を示し、(b)は両
オリフィス列共、インクジェットヘッドの主走査方向に
対し所定角で傾斜している場合を示す。
5A and 5B are plan views showing the positional relationship between the recording ink orifice and the treatment liquid orifice in the inkjet head shown in FIGS. 1 and 2. FIG. Both orifice rows are shown as being perpendicular to the main scanning direction of the inkjet head, and (b) shows a case where both orifice rows are inclined at a predetermined angle with respect to the main scanning direction of the inkjet head.

【図6】図1および図2に示したインクジェットヘッド
が搭載可能である本発明のインクジェットプリント装置
としてのプリンタを示す概略斜視図である。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a printer as an inkjet printing apparatus of the present invention in which the inkjet head shown in FIGS. 1 and 2 can be mounted.

【図7】従来のインクジェットヘッドの内部構造を破断
して示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing a broken internal structure of a conventional inkjet head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インクジェットヘッド 2 天板 3,4 ノズル 5,6 ベースプレート 7,8 ヒータボード(板体) 9,10 ワイヤ 11,12 プリント回路基板(PCB) 13,14 流路 15,16 共通液室 17,18 電気熱変換素子(エネルギ発生素子) 19,20 オリフィス 21 溝 1 Inkjet head 2 Top plate 3,4 Nozzle 5,6 Base plate 7,8 Heater board (plate) 9,10 Wire 11,12 Printed circuit board (PCB) 13,14 Flow path 15,16 Common liquid chamber 17,18 Electrothermal conversion element (energy generating element) 19, 20 Orifice 21 Groove

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉谷 博志 東京都大田区下丸子3丁目30番2号キヤノ ン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Sugitani 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液体を吐出するためのエネルギーを発生
するエネルギー発生素子が複数配されると共に互いに対
向して設けられた第1・第2の素子基板と、 前記対向する第1・第2の素子基板間に配され、前記第
1の素子基板との間に前記エネルギー発生素子の夫々に
対応した液流路を形成するための溝と、前記第2の素子
基板との間に前記エネルギー発生素子の夫々に対応した
液流路を形成するための溝と、各液流路に連通する吐出
口とを有する溝付き部材とを有することを特徴とする液
体吐出ヘッド。
1. A first and second element substrate provided with a plurality of energy generating elements for generating energy for ejecting a liquid and facing each other, and the first and second facing elements. The energy generation is provided between the second element substrate and a groove which is arranged between the element substrates and forms a liquid flow path corresponding to each of the energy generating elements between the element substrate and the first element substrate. A liquid discharge head comprising: a grooved member having a groove for forming a liquid flow path corresponding to each of the elements and a discharge port communicating with each liquid flow path.
【請求項2】 前記第1の素子基板に対応した吐出口か
らはインクが吐出され、前記第2の素子基板に対応した
吐出口からは処理液が吐出される請求項1の液体吐出ヘ
ッド。
2. The liquid ejection head according to claim 1, wherein ink is ejected from an ejection port corresponding to the first element substrate, and a treatment liquid is ejected from an ejection port corresponding to the second element substrate.
【請求項3】 前記第1の素子基板に対応した吐出口
と、前記第2の素子基板に対応した吐出口とは同一平面
状に配されている請求項1の液体吐出ヘッド。
3. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the ejection ports corresponding to the first element substrate and the ejection ports corresponding to the second element substrate are arranged in the same plane.
【請求項4】 前記第1の素子基板に対応した吐出口と
前記第2の素子基板に対応した吐出口との間にはインク
と処理液との混合を防止する手段が設けられている請求
項2の液体吐出ヘッド。
4. A means for preventing mixing of the ink and the treatment liquid is provided between the ejection port corresponding to the first element substrate and the ejection port corresponding to the second element substrate. Item 2. The liquid ejection head of item 2.
【請求項5】 前記第1の素子基板に対応した吐出口列
と、前記第2の素子基板に対応した吐出口列とは平行に
配され、かつ、ヘッドの走査方向に対して直角に配され
ている請求項1の液体吐出ヘッド。
5. The ejection port array corresponding to the first element substrate and the ejection port array corresponding to the second element substrate are arranged parallel to each other and at a right angle to the scanning direction of the head. The liquid discharge head according to claim 1.
【請求項6】 前記第1の素子基板に対応した第1の吐
出口列と、前記第2の素子基板に対応した第2の吐出口
列とは平行に配され、かつ、ヘッドの走査方向に対して
傾いている請求項1の液体吐出ヘッド。
6. A first ejection port array corresponding to the first element substrate and a second ejection port array corresponding to the second element substrate are arranged in parallel, and a head scanning direction is set. The liquid ejection head according to claim 1, which is inclined with respect to.
【請求項7】 前記第1の吐出口列の位置に対して前記
第2の吐出口列を該列に沿う方向に所定ピッチ分ずらす
ことにより、前記第1の吐出口列の所定の吐出口を通り
前記ヘッドの走査方向に伸びる架空線と、第2の吐出口
列の所定の吐出口を通り前記ヘッドの走査方向に伸びる
架空線とが一致する請求項6の液体吐出ヘッド。
7. A predetermined discharge port of the first discharge port array by shifting the second discharge port array with respect to the position of the first discharge port array by a predetermined pitch in a direction along the line. 7. The liquid ejection head according to claim 6, wherein an imaginary line passing through in the scanning direction of the head and an imaginary line extending in the scanning direction of the head through a predetermined ejection port of the second ejection port array are coincident with each other.
【請求項8】 前記第1・第2の素子基板の形状は異な
っている請求項1の液体吐出ヘッド。
8. The liquid ejection head according to claim 1, wherein the first and second element substrates have different shapes.
【請求項9】 前記第1・第2の素子基板に配された夫
々のエネルギー発生素子の特性が異なっている請求項1
の液体吐出ヘッド。
9. The characteristic of each of the energy generating elements arranged on the first and second element substrates is different.
Liquid ejection head.
【請求項10】 前記第1・第2の素子基板に対応した
夫々の配されたの液流路の形状が互いに異なっている請
求項1の液体吐出ヘッド。
10. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the shapes of the respective liquid passages corresponding to the first and second element substrates are different from each other.
【請求項11】 前記処理液は低分子成分と高分子成分
のカチオン性物質を含み、前記インクはアニオン性染料
を含む請求項2の液体吐出ヘッド。
11. The liquid ejection head according to claim 2, wherein the treatment liquid contains a cationic substance having a low molecular weight component and a high molecular weight component, and the ink contains an anionic dye.
【請求項12】 前記処理液は低分子成分と高分子成分
のカチオン性物質を含み、前記インクは少なくともアニ
オン性染料と顔料とを含む請求項2の液体吐出ヘッド。
12. The liquid ejection head according to claim 2, wherein the treatment liquid contains a low molecular component and a high molecular component of a cationic substance, and the ink contains at least an anionic dye and a pigment.
【請求項13】 請求項1の液体吐出ヘッドと、該液体
吐出ヘッドに供給されるインクを保持する液体貯蔵容器
とを有する液体吐出ヘッドカートリッジ。
13. A liquid ejection head cartridge comprising: the liquid ejection head according to claim 1; and a liquid storage container that holds ink supplied to the liquid ejection head.
【請求項14】 請求項1の液体吐出ヘッドと、前記液
体吐出ヘッドを着脱自在に保持する手段とを有する液体
吐出装置。
14. A liquid ejecting apparatus comprising: the liquid ejecting head according to claim 1; and a unit that detachably holds the liquid ejecting head.
【請求項15】 前記液体吐出ヘッドから吐出されるイ
ンクを受ける被記録媒体を搬送する手段と、前記液体吐
出ヘッドを搬送する手段とを有する請求項12の液体吐
出ヘッド。
15. The liquid ejection head according to claim 12, further comprising: a unit that conveys a recording medium that receives ink ejected from the liquid ejection head; and a unit that conveys the liquid ejection head.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09314825A (en) * 1996-02-22 1997-12-09 Hewlett Packard Co <Hp> Printing method for compensating minute band-like pattern
US7448710B2 (en) 2004-07-16 2008-11-11 Fujifilm Corporation Liquid droplet ejection head and image forming apparatus
JP2016034739A (en) * 2014-08-04 2016-03-17 セイコーエプソン株式会社 Liquid jet head and liquid jet device

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Effective date: 20030212