JPH1016252A - Ink jet printer - Google Patents

Ink jet printer

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Publication number
JPH1016252A
JPH1016252A JP17084896A JP17084896A JPH1016252A JP H1016252 A JPH1016252 A JP H1016252A JP 17084896 A JP17084896 A JP 17084896A JP 17084896 A JP17084896 A JP 17084896A JP H1016252 A JPH1016252 A JP H1016252A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
boiling
jet printer
conductive ink
pressure chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP17084896A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuma Takasu
卓磨 鷹巣
Yutaka Miyazono
豊 宮園
Hajime Shiraishi
肇 白石
Koji Matsuo
幸治 松尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP17084896A priority Critical patent/JPH1016252A/en
Publication of JPH1016252A publication Critical patent/JPH1016252A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ink jet printer allowing the impinging times of ink droplets to a recording material to coincide with each other and capable of increasing the variable width of an ink droplet emitting amt. SOLUTION: In an ink jet printer having a pressure chamber 2 housing conductive ink 1, a nozzle orifice 5 for emitting conductive ink 1, a pair of opposed electrodes corresponding to the nozzle orifice 5 for supplying a current to the conductive ink and an electrode driving part 7 driving the opposed electrodes, the generation position of a boiled air bubble generated in the pressure chamber 2 is made variable as shown by B1, B2 to make it possible to control the emitting time and speed of ink droplets 11. An ink jet apparatus wherein the impinging times of ink droplets 11 to a recording material 9 coincide with each other and the variable width of an ink droplet emitting amt. can be increased is obtained.

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、インクを微細口よ
り小滴として吐出させるインクジェットプリンタ、特に
インク滴の記録材への着弾時期とインク滴吐出量の可変
幅に改良を加えたインクジェットプリンタに関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet printer which discharges ink as small droplets from a fine opening, and more particularly to an ink jet printer in which the landing timing of ink droplets on a recording material and the variable width of ink droplet discharge amount are improved. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、インクジェットプリンタは、記録
時に静粛であり、高速記録が可能で、カラー化も容易で
ある等の点から、家庭用やオフィス用コンピュータの出
力プリンタとして広く利用されるようになってきた。イ
ンクジェットプリンタは、インクを小滴化し、飛翔し
て、記録材に付着させるもので、小滴の発生方法や飛翔
方向の制御方法からコンティニアス方式とオンデマンド
方式とに大別されるが、マルチノズル化の容易さ等から
オンデマンド方式が主流となりつつある。
2. Description of the Related Art In recent years, ink jet printers have been widely used as output printers for home and office computers because of their quietness at the time of printing, high-speed printing, and easy colorization. It has become. Ink jet printers make ink into small droplets, fly and attach them to a recording material.Inkjet printers are roughly classified into a continuous method and an on-demand method based on the method of generating droplets and the method of controlling the flight direction. The on-demand method is becoming mainstream because of the ease of nozzle formation.

【0003】オンデマンド方式には、インク滴を吐出す
るノズル孔を有するヘッドチップに付設されたピエゾ素
子に電気記録信号を印加し、機械的振動によってノズル
孔からインク滴を吐出させて記録材に付着させる方法が
ある。このような方法は、例えば米国特許第37471
20号に開示されている。また、ピエゾ素子の代わりに
発熱抵抗体をヘッドチップに付設し、インクを加熱して
気泡を発生させることによりインク滴を吐出させる方法
もあり、これについては、例えば米国特許第31790
42号に開示されている。これらの方法は、インク滴を
ノズル孔より吐出するのでコンティニアス方式に比べて
ヘッドチップの構成がシンプルであり、マルチノズル化
も行われているが、いずれの方法もドット径を変えるこ
とが困難であるという欠点を有する。
In the on-demand method, an electric recording signal is applied to a piezo element attached to a head chip having a nozzle hole for discharging an ink droplet, and the ink droplet is discharged from the nozzle hole by mechanical vibration to form a recording material. There is a method of attaching. Such a method is described, for example, in US Pat.
No. 20. There is also a method in which a heating resistor is attached to the head chip instead of the piezo element, and the ink droplets are ejected by heating the ink to generate bubbles. For example, US Pat.
No. 42. In these methods, since the ink droplets are ejected from the nozzle holes, the configuration of the head chip is simpler than in the continuous method, and a multi-nozzle method is used, but it is difficult to change the dot diameter in any of the methods. Has the disadvantage that

【0004】一方、オンデマンド方式の他の例として、
ヘッドチップに付設された電極を用いて導電性インクに
通電して沸騰させ、この沸騰気泡の圧力によってインク
滴を吐出する方法が提案されている。このような通電式
インクジェットプリンタでは、電流値によってインク滴
の吐出量が変化し、径の異なるドットを記録材上に形成
できるという利点があるが、階調制御に優れた高画質印
刷のために、インク滴の記録材への着弾時期を一致さ
せ、インク滴の吐出量の可変幅をさらに大きくすること
が要求されている。
On the other hand, as another example of the on-demand system,
A method has been proposed in which conductive ink is energized and boiled by using electrodes provided on a head chip, and ink droplets are ejected by the pressure of the boiling bubbles. Such an energizing type ink jet printer has an advantage that the discharge amount of the ink droplet changes according to the current value and that dots having different diameters can be formed on the recording material, but for high quality printing excellent in gradation control. In addition, it is required that the ink droplets land on the recording material at the same time, and the variable width of the ink droplet ejection amount be further increased.

【0005】以下に、従来の通電式インクジェットプリ
ンタの構成を説明する。図11は従来の通電式インクジ
ェットプリンタのヘッドチップの要部断面図であり、図
12は従来の通電式インクジェットプリンタのヘッドチ
ップの要部平面図である。
[0005] The configuration of a conventional energized ink jet printer will be described below. FIG. 11 is a sectional view of a main part of a head chip of a conventional energizing type ink jet printer, and FIG. 12 is a plan view of a main part of a head chip of a conventional energizing type ink jet printer.

【0006】図11及び図12において、1は導電性イ
ンク、2は圧力室、5はノズル孔、6は基板、7は電極
駆動装置、8はノズル板、9は記録材、10はインク流
路、11はインク滴、12は沸騰気泡、22、23は対
向電極である。
In FIGS. 11 and 12, 1 is a conductive ink, 2 is a pressure chamber, 5 is a nozzle hole, 6 is a substrate, 7 is an electrode driving device, 8 is a nozzle plate, 9 is a recording material, 10 is an ink flow. The path, 11 is an ink droplet, 12 is a boiling bubble, and 22 and 23 are counter electrodes.

【0007】図11及び図12に示したように、基板6
とノズル板8の間に配設された圧力室2は導電性インク
1で満たされており、圧力室2は基板6上に配設された
一対の対向電極22、23とこれに対応してノズル板8
に形成されたノズル孔5を有している。また、圧力室2
内の導電性インク1はインク供給路10を介して供給さ
れる。対向電極22、23は電極駆動装置7に接続され
ており、対向電極22、23間に通電することにより、
圧力室12内の導電性インク1が加熱されて沸騰気泡1
2が発生し、この沸騰気泡12の圧力によってノズル孔
5からインク滴11が吐出され、記録材9上にインク滴
11の付着によりドットが形成される。
As shown in FIGS. 11 and 12, the substrate 6
The pressure chamber 2 disposed between the nozzle and the nozzle plate 8 is filled with the conductive ink 1, and the pressure chamber 2 has a pair of opposed electrodes 22 and 23 disposed on the substrate 6 and correspondingly. Nozzle plate 8
Has a nozzle hole 5 formed in the hole. In addition, pressure chamber 2
The conductive ink 1 is supplied through an ink supply path 10. The opposing electrodes 22 and 23 are connected to the electrode driving device 7, and by energizing the opposing electrodes 22 and 23,
The conductive ink 1 in the pressure chamber 12 is heated to generate boiling bubbles 1
The ink droplet 11 is ejected from the nozzle hole 5 by the pressure of the boiling bubble 12, and a dot is formed on the recording material 9 by the adhesion of the ink droplet 11.

【0008】図13は従来の通電式インクジェットプリ
ンタの対向電極に印加する電圧を制御するための制御ブ
ロック図であり、図14は従来の通電式インクジェット
プリンタの対向電極に印加する電圧と電流のタイミング
図である。
FIG. 13 is a control block diagram for controlling the voltage applied to the counter electrode of the conventional energizing type ink jet printer, and FIG. 14 is the timing of the voltage and current applied to the counter electrode of the conventional energizing type ink jet printer. FIG.

【0009】図13において、7a、7bはドライバ、
24はCPU、25は通電時間制御装置である。CPU
24が通電時間制御装置25の制御形式を指定する電気
記録信号を出力すると、対向電極22、23に電極駆動
装置7内に配設されたドライバ7a、7bにより交流電
圧が印加される。この時、通電時間制御装置25がドラ
イバ7a、7bにより対向電極22、23に通電する時
間を制御する。
In FIG. 13, 7a and 7b are drivers,
Reference numeral 24 denotes a CPU, and reference numeral 25 denotes an energization time control device. CPU
When 24 outputs an electric recording signal designating the control format of the power-on time control device 25, an AC voltage is applied to the opposing electrodes 22 and 23 by the drivers 7 a and 7 b disposed in the electrode driving device 7. At this time, the energization time controller 25 controls the time for energizing the counter electrodes 22 and 23 by the drivers 7a and 7b.

【0010】次に、上記構成を有する従来の通電式イン
クジェットプリンタの対向電極の駆動方法を図13及び
図14を用いて説明する。
Next, a method of driving the counter electrode of the conventional energized ink jet printer having the above configuration will be described with reference to FIGS.

【0011】CPU24が対向電極22、23の駆動開
始を知らせるPTM信号を通電時間制御装置25に出力
すると、通電時間制御装置25はCPU24がPTM信
号を出力してから時間T1bの間、ドライバ7a、7b
に図14に示したような位相のみ180度ずれたパルス
信号OUT1、OUT2を出力する。
When the CPU 24 outputs a PTM signal notifying the start of driving of the opposing electrodes 22 and 23 to the energization time control device 25, the energization time control device 25 outputs the driver 7a, 7b
14 outputs pulse signals OUT1 and OUT2 whose phases are shifted by 180 degrees as shown in FIG.

【0012】これにより、対向電極22、23の間には
3MHz、25Vの電圧が印加され、対向電極22、2
3に接する導電性インクに交流電流I1が流れる。交流
電流I1が流れるのに伴って導電性インクの温度は上昇
し、この温度上昇とともに導電性インクの抵抗値が下が
るため、図14に示すように通電電流I1の値は増加す
る。
As a result, a voltage of 3 MHz and 25 V is applied between the opposing electrodes 22 and 23,
The alternating current I1 flows through the conductive ink in contact with No.3. As the alternating current I1 flows, the temperature of the conductive ink rises, and the resistance value of the conductive ink decreases with the rise of the temperature, so that the value of the conduction current I1 increases as shown in FIG.

【0013】この通電電流値の増加によって導電性イン
クの温度は更に上昇し、ついに導電性インクは沸騰し、
図11に示したような沸騰気泡が発生する。この沸騰気
泡の圧力により、CPU24がPTM信号を出力してか
ら時間T1aが経過した後、ノズル孔からインク量Q1
のインク滴が吐出し、飛翔し、記録材に付着して直径D
1のドットを形成する。また、時間T1aが経過した後
は、沸騰気泡が対向電極22、23を覆うため、図14
に示すように交流電流I1の値は急激に減少する。
[0013] The temperature of the conductive ink further rises due to the increase in the current value, and the conductive ink finally boils.
Boiling bubbles as shown in FIG. 11 are generated. Due to the pressure of the boiling bubbles, after the time T1a has elapsed since the CPU 24 output the PTM signal, the ink amount Q1
Ink droplets are ejected, fly, adhere to the recording material and have a diameter D
One dot is formed. After the elapse of the time T1a, the boiling bubbles cover the opposing electrodes 22 and 23.
As shown in (1), the value of the alternating current I1 sharply decreases.

【0014】直径D1よりも大きな直径D2なるドット
を形成する場合、CPU24が対向電極22、23の駆
動開始を知らせるPTM信号を通電時間制御装置25に
出力すると、通電時間制御装置25はCPU24がPT
M信号を出力してから時間T2b(T1b>T2b)の
間、ドライバ7a、7bに図14に示したような位相の
み180度ずれたパルス信号OUT3、OUT4を出力
する。
When forming a dot having a diameter D2 larger than the diameter D1, the CPU 24 outputs a PTM signal notifying the start of driving of the opposing electrodes 22 and 23 to the conduction time control device 25.
During the time T2b (T1b> T2b) after outputting the M signal, the pulse signals OUT3 and OUT4 whose phases are shifted by 180 degrees as shown in FIG. 14 are output to the drivers 7a and 7b.

【0015】これにより、対向電極22、23の間には
3MHz、30Vの電圧が印加され、対向電極22、2
3に接する導電性インクに交流電流I2が流れる。この
後、直径D1のドットを形成する場合と同様な動作によ
り、図11に示したような沸騰気泡が発生する。ここ
で、対向電極22、23の間に発生する沸騰気泡の発生
位置及びこの沸騰気泡の発生位置からノズル孔までの距
離は、直径D1、D2のいずれのドットを形成する場合
も同じである。
As a result, a voltage of 3 MHz and 30 V is applied between the opposing electrodes 22 and 23,
An alternating current I2 flows through the conductive ink in contact with 3. Thereafter, by the same operation as that for forming the dot having the diameter D1, a boiling bubble as shown in FIG. 11 is generated. Here, the position where the boiling bubble is generated between the opposed electrodes 22 and 23 and the distance from the position where the boiling bubble is generated to the nozzle hole are the same regardless of whether dots of diameters D1 and D2 are formed.

【0016】沸騰気泡の圧力により、CPU24がPT
M信号を出力してから時間T2aが経過した後、吐出孔
からインク量Q2(Q1>Q2)のインク滴が吐出し、
飛翔し、記録材に付着して直径D2のドットを形成す
る。この時、時間T2aの間に形成される沸騰気泡の最
大気泡体積は、時間T1aの時間の間に形成される沸騰
気泡に比べて小さい。このような最大気泡体積の違いに
よって、インク量の異なるインク滴を吐出することが可
能となり、記録材上に直径の異なるドットの形成が可能
となる。
Due to the pressure of the boiling bubble, the CPU 24
After a lapse of time T2a from the output of the M signal, ink droplets of the ink amount Q2 (Q1> Q2) are ejected from the ejection holes,
It flies and adheres to the recording material to form a dot having a diameter D2. At this time, the maximum bubble volume of the boiling bubble formed during the time T2a is smaller than the boiling bubble formed during the time T1a. Due to such a difference in the maximum bubble volume, it is possible to eject ink droplets having different ink amounts, and it is possible to form dots having different diameters on a recording material.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の通電式インクジェットプリンタでは、沸騰気泡の最
大気泡体積が異なる場合にも沸騰気泡の発生位置は固定
され、沸騰気泡の発生位置からノズル孔までの距離も一
定であったために、沸騰気泡の最大気泡体積の違いによ
ってインク滴の吐出時期と吐出速度が異なり、記録材へ
のインク滴の着弾時期にずれが生じて、記録材の所望の
位置へのドット形成が困難になるという問題を生じてい
た。さらに、沸騰気泡の発生位置からノズル孔までの距
離が一定でその間に保有されるインク量が変化しないた
め、インク滴の吐出量の可変幅が小さく、ドット径の可
変幅も小さいという問題点を有していた。
However, in the above-described conventional ink jet printer, even when the maximum bubble volume of the boiling bubble is different, the position where the boiling bubble is generated is fixed, and the position from the position where the boiling bubble is generated to the nozzle hole is fixed. Since the distance was also constant, the ejection timing and ejection speed of the ink droplets differed due to the difference in the maximum bubble volume of the boiling bubbles, causing a shift in the landing timing of the ink droplets on the recording material and causing a shift to the desired position on the recording material. Has a problem that dot formation becomes difficult. Furthermore, since the distance from the boiling bubble generation position to the nozzle hole is constant and the amount of ink retained during the period does not change, the variable width of the ink droplet ejection amount is small and the variable width of the dot diameter is also small. Had.

【0018】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
であり、インク滴の吐出時期と吐出速度を制御して、記
録材へのインク滴の着弾時期を一致させることができる
とともに、インク滴の吐出量の可変幅を大きくすること
が可能なインクジェットプリンタを提供することを目的
とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. It is possible to control the ejection timing and the ejection speed of ink droplets so that the ink droplets land on the recording material at the same time. It is an object of the present invention to provide an ink jet printer capable of increasing a variable width of the discharge amount of the ink.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、導電性インクを収容する圧力室と、導電性
インクを吐出するためのノズル孔と、導電性インクに通
電するためのノズル孔に対応した対向電極と、対向電極
を駆動する電極駆動部を有するインクジェットプリンタ
において、圧力室内に発生する沸騰気泡の発生位置が可
変可能である構成よりなる。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a pressure chamber containing conductive ink, a nozzle hole for discharging the conductive ink, and a device for supplying electricity to the conductive ink. An ink jet printer having a counter electrode corresponding to a nozzle hole and an electrode driving unit for driving the counter electrode has a configuration in which a position where boiling bubbles generated in a pressure chamber are generated can be changed.

【0020】この構成により、沸騰気泡の発生位置から
ノズル孔までの距離を変えることが可能となり、インク
滴の吐出時期と吐出速度を制御して、記録材へのインク
滴の着弾時期を一致させることができるとともに、イン
ク滴の吐出量の可変幅を大きくすることが可能なインク
ジェットプリンタを提供することが可能となる。
With this configuration, it is possible to change the distance from the position where the boiling bubble is generated to the nozzle hole, and control the ejection timing and the ejection speed of the ink droplet so that the landing timing of the ink droplet on the recording material is matched. In addition, it is possible to provide an ink jet printer capable of increasing the variable width of the ejection amount of ink droplets.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、導電性インクを収容する圧力室と、導電性インクを
吐出するためのノズル孔と、導電性インクに通電するた
めのノズル孔に対応した対向電極と、対向電極を駆動す
る電極駆動部を有するインクジェットプリンタにおい
て、圧力室内に発生する沸騰気泡の発生位置が可変可能
であることとしたものであり、圧力室内における沸騰気
泡の発生位置からノズル孔までの距離が変わることによ
ってインク滴の吐出量の可変幅を大きくできるという作
用を有する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to a first aspect of the present invention is directed to a pressure chamber containing conductive ink, a nozzle hole for discharging the conductive ink, and a nozzle for supplying electricity to the conductive ink. In an ink jet printer having an opposing electrode corresponding to the hole and an electrode driving unit for driving the opposing electrode, the position at which boiling bubbles generated in the pressure chamber are variable can be changed. By changing the distance from the generation position to the nozzle hole, the variable width of the ejection amount of the ink droplet can be increased.

【0022】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、対向電極間の距離の最短部が一箇所
で、かつ最短部を結ぶ直線が対向電極の少なくとも一方
の中心線と一致しないこととしたものであり、圧力室内
における沸騰気泡の発生位置が可変可能となることによ
って、インクの吐出時期と吐出速度を制御できるという
作用を有する。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the shortest part of the distance between the opposing electrodes is one point, and a straight line connecting the shortest parts is at least one center line of the opposing electrode. Since the positions do not coincide with each other, the generation position of the boiling air bubbles in the pressure chamber can be changed, so that the ink discharge timing and the discharge speed can be controlled.

【0023】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
の内のいずれか1に記載の発明において、対向電極の幅
が1μm〜200μm、好ましくは5μm〜50μm、
対向電極の最短部の距離が0.5μm〜20μm、好ま
しくは1μm〜10μmであることとしたものであり、
圧力室内に発生する沸騰気泡の最大気泡体積のばらつき
を防止できるという作用を有する。
The invention described in claim 3 is the first or second invention.
In the invention according to any one of the above, the width of the counter electrode is 1 μm to 200 μm, preferably 5 μm to 50 μm,
The distance of the shortest part of the counter electrode is 0.5 μm to 20 μm, preferably 1 μm to 10 μm,
This has the effect of preventing variations in the maximum bubble volume of boiling bubbles generated in the pressure chamber.

【0024】請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3
の内のいずれか1に記載の発明において、対向電極に直
流、交流、パルス波のいずれかの波形の電圧を印加する
こととしたものであり、対向電極に印加する電圧波形を
変えることによって、沸騰気泡の最大気泡体積を制御で
きるという作用を有する。
[0024] The invention described in claim 4 is the first to third aspects of the present invention.
In the invention according to any one of the above, a voltage of any one of a direct current, an alternating current, and a pulse wave is applied to the opposite electrode, and by changing a voltage waveform applied to the opposite electrode, This has the effect that the maximum bubble volume of boiling bubbles can be controlled.

【0025】以下に、本発明の実施の形態の具体例につ
いて説明する。図1は本発明の一実施の形態におけるイ
ンクジェットプリンタのヘッドチップの要部断面図であ
り、図2〜図6は本発明の一実施の形態におけるインク
ジェットプリンタのヘッドチップの要部平面図であり、
図7は本発明の一実施の形態におけるインクジェットプ
リンタのヘッドチップの一部破断斜視図である。
Hereinafter, a specific example of the embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a sectional view of a main part of a head chip of an ink jet printer according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 6 are plan views of a main part of a head chip of the ink jet printer according to an embodiment of the present invention. ,
FIG. 7 is a partially cutaway perspective view of the head chip of the ink jet printer according to one embodiment of the present invention.

【0026】図1〜図7において、3、4は対向電極、
13は共通インク室、14はヘッドチップであり、導電
性インク1、圧力室2、ノズル孔5、基板6、電極駆動
装置7、ノズル板8、記録材9、インク流路10、イン
ク滴11、沸騰気泡12は従来例と同様のものであるの
で、同一の符号を付して説明を省略する。また、図1に
示したaは対向電極3、4の幅、図1及び図2に示した
B1、B2は沸騰気泡12の発生位置、図2に示したB
3は最小気泡体積を有する沸騰気泡12の中心点、B4
は沸騰気泡12の発生位置B1、B2の中心点を結ぶ直
線とノズル板8とが交差する点、図2〜図6に示した一
点鎖線A1、A2は対向電極3、4のそれぞれの中心線
である。また、図7に示したように、ヘッドチップ14
は複数の対向電極3、4と、圧力室2と、ノズル孔5を
備えており、複数のインク滴を同時に吐出できるように
なっている。さらに、圧力室2へ補給される導電性イン
ク1は共通インク室13に一時保持される。
1 to 7, reference numerals 3 and 4 denote counter electrodes,
Reference numeral 13 denotes a common ink chamber, and 14 denotes a head chip. The conductive ink 1, the pressure chamber 2, the nozzle hole 5, the substrate 6, the electrode driving device 7, the nozzle plate 8, the recording material 9, the ink flow path 10, and the ink droplet 11 are provided. Since the boiling bubbles 12 are the same as those in the conventional example, the same reference numerals are given and the description is omitted. Also, a shown in FIG. 1 is the width of the counter electrodes 3 and 4, B1 and B2 shown in FIGS. 1 and 2 are the positions where the boiling bubbles 12 are generated, and B shown in FIG.
3 is the center point of the boiling bubble 12 having the minimum bubble volume, B4
Is the point at which the straight line connecting the center points of the positions B1 and B2 where the boiling bubbles 12 are generated intersects the nozzle plate 8, and the dashed lines A1 and A2 shown in FIGS. 2 to 6 are the respective center lines of the counter electrodes 3 and 4. It is. Further, as shown in FIG.
Is provided with a plurality of opposing electrodes 3, 4, a pressure chamber 2, and a nozzle hole 5, so that a plurality of ink droplets can be ejected simultaneously. Further, the conductive ink 1 supplied to the pressure chamber 2 is temporarily held in the common ink chamber 13.

【0027】ここで、基板6の材料としては、(a)ガ
ラスやセラミックス等の絶縁材料、(b)半導体、
(c)表面を高抵抗材料で被覆した金属、金属合金、絶
縁物、半導体等が使用できる。
Here, the material of the substrate 6 includes (a) an insulating material such as glass and ceramics, (b) a semiconductor,
(C) Metals, metal alloys, insulators, semiconductors, and the like whose surfaces are coated with a high-resistance material can be used.

【0028】ガラス基板としては、カリ石灰ガラス、ソ
ーダ石灰ガラス、硼珪酸ガラス、クラウンガラス、亜鉛
クラウンガラス、ソーダカリガラス、バリウム硼珪酸ガ
ラス、96%珪酸ガラス、99.5%珪酸ガラス、燐酸
ガラス、低融点ガラス、リチウム珪酸ガラス、亜鉛アル
ミ珪酸ガラス、珪酸ジルコニウムガラス等が使用でき
る。
Examples of the glass substrate include potassium lime glass, soda lime glass, borosilicate glass, crown glass, zinc crown glass, soda potassium glass, barium borosilicate glass, 96% silicate glass, 99.5% silicate glass, phosphate glass, Low melting glass, lithium silicate glass, zinc aluminum silicate glass, zirconium silicate glass, and the like can be used.

【0029】セラミックス基板としては、酸化アルミニ
ウム(アルミナ)、酸化チタン(チタニア)、MgO・
SiO2(ステアタイト)、2MgO・SiO2(ホルス
テライト)、BeO(ベリリア)、MgO・Al2
3(スピネル)等が使用できる。
As the ceramic substrate, aluminum oxide (alumina), titanium oxide (titania), MgO.
SiO 2 (steatite), 2MgO · SiO 2 (holsterite), BeO (beryllia), MgO · Al 2 O
3 (spinel) can be used.

【0030】半導体基板としては、シリコン、炭化シリ
コン、ダイアモンド、ゲルマニウム等が使用できる。
As the semiconductor substrate, silicon, silicon carbide, diamond, germanium and the like can be used.

【0031】また、ノズル板8及びインク流路10の材
料としては、ポリイミド、アクリル、ポリエチレンテレ
フタレート等のポリマー、ガラス、セラミックス等の絶
縁材料、半導体、または表面を高抵抗材料で被覆した金
属、金属合金、絶縁物、半導体等が使用できる。
The material of the nozzle plate 8 and the ink flow path 10 may be a polymer such as polyimide, acrylic or polyethylene terephthalate, an insulating material such as glass or ceramics, a semiconductor, a metal whose surface is coated with a high resistance material, or a metal. Alloys, insulators, semiconductors, and the like can be used.

【0032】また、対向電極3、4の材料としては、T
i、Zr、Hf等のTi族金属、Pt、Ru、Rh、P
d、Os、Ir等の白金族金属、W、Ta、Mo等の高
融点金属、V、Cr、Fe、Co、Ni、Nb、Au、
Ag、Al等の単金属又はNi−Fe、NiCr、Ti
Cr等の前記金属の合金、酸化チタン、酸化ハフニウ
ム、酸化錫、酸化インジウム等の酸化物、窒化チタン、
窒化クロム等の窒化物、炭化チタン、炭化タングステン
等の炭化物、硼化物が使用できる。
The material of the counter electrodes 3 and 4 is T
i-group metals such as Zr, Hf, Pt, Ru, Rh, P
platinum group metals such as d, Os and Ir; refractory metals such as W, Ta and Mo; V, Cr, Fe, Co, Ni, Nb and Au;
Ag, Al or other single metal or Ni-Fe, NiCr, Ti
Alloys of the above metals such as Cr, titanium oxide, hafnium oxide, tin oxide, oxides such as indium oxide, titanium nitride,
Nitride such as chromium nitride, carbide such as titanium carbide and tungsten carbide, and boride can be used.

【0033】また、導電性インク1の比抵抗は25℃に
おいて8〜50Ω・cm、特に15〜25Ω・cmが好
適である。比抵抗が8Ω・cm未満では導電性インクの
導電性付与剤の含有量が多くなるので染料の溶解安定性
が低下し、ノズル孔の耐目詰まり性が悪化する傾向があ
り、比抵抗50Ω・cmを越えると導電性化合物の含有
量が少なくなるため電極に印加する電圧の交流周波数が
低い場合に基板上の化学反応を防止することができなく
なり、対向電極が溶解されたり、吐出安定性が悪化する
傾向があるので、それぞれ好ましくない。
The specific resistance of the conductive ink 1 at 25 ° C. is preferably 8 to 50 Ω · cm, particularly preferably 15 to 25 Ω · cm. When the specific resistance is less than 8 Ω · cm, the content of the conductivity-imparting agent in the conductive ink is increased, so that the dissolution stability of the dye is reduced, and the clogging resistance of the nozzle hole tends to be deteriorated. When the AC frequency of the voltage applied to the electrode is low, it is impossible to prevent a chemical reaction on the substrate when the AC frequency of the voltage applied to the electrode is low. Each of them is not preferable because it tends to deteriorate.

【0034】また、導電性インクの粘度は10cp以
下、特に5cp以下が好適である。粘度が10cpを越
えるとインク滴のノズル孔からの吐出が困難になる傾向
があるため好ましくない。
The viscosity of the conductive ink is preferably 10 cp or less, particularly preferably 5 cp or less. If the viscosity exceeds 10 cp, it tends to be difficult to discharge ink droplets from the nozzle holes, which is not preferable.

【0035】また、導電性インクの表面張力は28〜5
5dyne/cm、特に30〜45dyne/cmが好
適である。表面張力が28dyne/cm未満の場合、
印字の細線にじみが悪化し、印字濃度が低下する傾向に
あり、表面張力が55dyne/cmを越えると、色重
ね印字の色にじみ性が低下する傾向にあるのでそれぞれ
好ましくない。
The conductive ink has a surface tension of 28-5.
5 dyne / cm, particularly 30 to 45 dyne / cm, is suitable. When the surface tension is less than 28 dyne / cm,
Fine line bleeding of printing tends to deteriorate and the printing density tends to decrease, and when the surface tension exceeds 55 dyne / cm, the color bleeding of color superimposed printing tends to decrease, which is not preferable.

【0036】また、導電性インクのpHは6〜10、特
に7〜9が好適である。pHが6未満になると染料の溶
解安定性が低下する傾向にあり、pHが10を越えると
染料の退色が発生する傾向にあるのでそれぞれ好ましく
ない。
The pH of the conductive ink is preferably from 6 to 10, particularly preferably from 7 to 9. When the pH is less than 6, the dissolution stability of the dye tends to decrease, and when the pH exceeds 10, the dye tends to fade, which is not preferable.

【0037】図8は本発明の一実施の形態におけるイン
クジェットプリンタの要部斜視図である。図8におい
て、15はインクカートリッジ、16はインクタンク、
17はインクフィルタ、18はインク導入路である。ヘ
ッドチップ14は、インクタンク16を備えたインクカ
ートリッジ15に取り付けられており、インクタンク1
6内にある導電性インク(図示せず)はインクフィルタ
17によってゴミ、塵等を除去されたのち、インク導入
路18を通ってヘッドチップ14に導かれる。
FIG. 8 is a perspective view of a main part of an ink jet printer according to an embodiment of the present invention. 8, 15 is an ink cartridge, 16 is an ink tank,
Reference numeral 17 denotes an ink filter, and reference numeral 18 denotes an ink introduction path. The head chip 14 is attached to an ink cartridge 15 having an ink tank 16, and
After the conductive ink (not shown) in the filter 6 is cleaned of dust and dirt by the ink filter 17, the conductive ink is guided to the head chip 14 through the ink introduction path 18.

【0038】図9は本発明の一実施の形態におけるイン
クジェットプリンタの一部破断斜視図である。図9にお
いて、19はキャリッジ、20はガイドシャフト、21
はプラテンローラであり、インクタンク16を備えたイ
ンクカートリッジ(図示せず)がキャリッジ19に固定
され、キャリッジ19はガイドシャフト20に沿って連
続的に往復し、この往復の間に記録材9はプラテンロー
ラ21によって送られる。
FIG. 9 is a partially cutaway perspective view of an ink jet printer according to an embodiment of the present invention. In FIG. 9, 19 is a carriage, 20 is a guide shaft, 21
Denotes a platen roller, an ink cartridge (not shown) having an ink tank 16 is fixed to a carriage 19, and the carriage 19 continuously reciprocates along a guide shaft 20, and during this reciprocation, the recording material 9 The sheet is sent by the platen roller 21.

【0039】上記構成を有するインクジェットプリンタ
の動作について以下に説明する。図2に示した形状を有
する対向電極3、4の間に通電すると、圧力室2内の導
電性インク1は、ジュール熱により加熱される。加熱に
より導電性インク1の温度が上昇すると、導電性インク
1の抵抗値が低くなるため通電電流値は増加する。この
ため、導電性インク1の温度は継続的に上昇して、つい
に導電性インク1の沸騰が開始し、圧力室2内に沸騰気
泡12が発生する。この沸騰気泡12の圧力により、導
電性インク1はノズル孔5とインク流路10の方向へ移
動しようとするが、導電性インク1の移動に対する流体
抵抗がノズル孔5側へ移動するほうが小さいために、沸
騰気泡12が最大気泡体積に達するとノズル孔5からイ
ンク滴11が吐出し、飛翔し、記録材9に付着してドッ
トを形成する。
The operation of the ink jet printer having the above configuration will be described below. When current is applied between the counter electrodes 3 and 4 having the shape shown in FIG. 2, the conductive ink 1 in the pressure chamber 2 is heated by Joule heat. When the temperature of the conductive ink 1 increases due to the heating, the resistance value of the conductive ink 1 decreases, and the energizing current value increases. For this reason, the temperature of the conductive ink 1 continuously increases, and finally the boiling of the conductive ink 1 starts, and boiling bubbles 12 are generated in the pressure chamber 2. Due to the pressure of the boiling bubbles 12, the conductive ink 1 tends to move in the direction of the nozzle hole 5 and the ink flow path 10. However, since the fluid resistance to the movement of the conductive ink 1 moves to the nozzle hole 5 side, it is smaller. When the boiling bubble 12 reaches the maximum bubble volume, the ink droplet 11 is ejected from the nozzle hole 5, flies, and adheres to the recording material 9 to form a dot.

【0040】沸騰気泡12が最大気泡体積に達すると、
対向電極3、4の間に占める絶縁性の沸騰気泡12の割
合が大きくなるため、導電性インク1に流れる電流値は
次第に小さくなるとともに、沸騰気泡12の熱が導電性
インク1や対向電極3、4へ奪われて沸騰気泡12は急
激に収縮する。沸騰気泡12の消滅に伴い圧力室2内の
導電性インク1は消滅時の負圧により撹拌され、再び沸
騰を開始するまでに数マイクロ秒以上の加熱時間を必要
とする。この沸騰を開始するまでの間に、電極駆動装置
7は対向電極3、4への電圧の印加を中止し、導電性イ
ンク1の二重沸騰による不必要なインク滴11の飛翔を
防止する。インク滴11の飛翔による導電性インク1の
減少分は、導電性インク1の表面張力により常時インク
流路10より圧力室2内に補給される。圧力室2内の導
電性インク1の温度分布は熱伝導によりこの待機状態の
間に初期状態に戻っている。尚、ノズル板8近傍の残留
気泡(不図示)は次のインク滴11とともにノズル孔5
より排出される。
When the boiling bubble 12 reaches the maximum bubble volume,
Since the ratio of the insulating boiling bubbles 12 occupying between the counter electrodes 3 and 4 increases, the value of the current flowing through the conductive ink 1 gradually decreases, and the heat of the boiling bubbles 12 is reduced by the conductive ink 1 and the counter electrodes 3. 4 and the boiling bubbles 12 contract rapidly. With the disappearance of the boiling bubbles 12, the conductive ink 1 in the pressure chamber 2 is agitated by the negative pressure at the time of disappearance, and requires a heating time of several microseconds or more before starting to boil again. Until the boiling starts, the electrode driving device 7 stops applying the voltage to the counter electrodes 3 and 4, and prevents unnecessary ink droplets 11 from flying due to double boiling of the conductive ink 1. The reduced amount of the conductive ink 1 due to the flying of the ink droplet 11 is constantly replenished into the pressure chamber 2 from the ink flow path 10 due to the surface tension of the conductive ink 1. The temperature distribution of the conductive ink 1 in the pressure chamber 2 returns to the initial state during this standby state due to heat conduction. The residual air bubbles (not shown) in the vicinity of the nozzle plate 8 together with the next ink droplet 11 form the nozzle hole 5.
Is more exhausted.

【0041】ノズル孔5を複数備えたヘッドチップ14
をインク導入路18に設けたインクカートリッジ15
は、キャリッジ19へ装着され、コンピュータ等から送
られる印字信号に対してキャリッジ19がガイドシャフ
ト20に沿って往復運動する。この時、キャリッジ19
の位置に合わせて電極駆動装置7が任意の一対の対向電
極3、4を駆動し、インク滴11が連続的に生成され、
プラテンローラ21によって送られる記録材9に付着
し、記録材9へのドットの形成が行われる。導電性イン
ク1は、印字動作に伴いインクタンク16よりインクフ
ィルタ17を介してインク導入路18を通り共通インク
室13に送られ、共通インク室13より圧力室2へ供給
される。
Head chip 14 having a plurality of nozzle holes 5
Ink cartridge 15 provided in the ink introduction path 18
Is mounted on the carriage 19, and the carriage 19 reciprocates along the guide shaft 20 in response to a print signal sent from a computer or the like. At this time, the carriage 19
The electrode driving device 7 drives an arbitrary pair of opposing electrodes 3 and 4 in accordance with the position of, and ink droplets 11 are continuously generated,
It adheres to the recording material 9 sent by the platen roller 21 and forms dots on the recording material 9. The conductive ink 1 is sent from the ink tank 16 via the ink filter 17 to the common ink chamber 13 through the ink introduction path 18 along with the printing operation, and is supplied from the common ink chamber 13 to the pressure chamber 2.

【0042】尚、本実施の形態におけるインクジェトプ
リンタは、1個または複数のインクカートリッジ15を
キャリッジ19に搭載し、記録材9の全面を主走査方向
に往復移動しながらヘッドチップ14のノズル孔5より
インク滴11を吐出し、記録材9は副走査方向に所定の
量だけ送られることで記録を行うシリアル型プリンタ、
又はヘッドチップ14のノズル孔5が記録材9の主走査
方向全幅にわたって設けられ、記録材9が副走査方向に
所定量送られることで記録を行うライン型プリンタ、1
個又は複数のインクカートリッジ15をキャリッジ19
に搭載し、記録材9の全面を主走査方向及び副走査方向
に移動しながら、ノズル孔5よりインク滴11を吐出
し、記録するプロッタ型プリンタのいずれでもよい。
In the ink jet printer according to this embodiment, one or a plurality of ink cartridges 15 are mounted on a carriage 19, and the nozzle holes 5 of the head chip 14 are moved while reciprocating over the entire surface of the recording material 9 in the main scanning direction. A serial type printer that discharges ink droplets 11 and performs recording by feeding the recording material 9 by a predetermined amount in the sub-scanning direction;
Alternatively, a line type printer in which the nozzle holes 5 of the head chip 14 are provided over the entire width of the recording material 9 in the main scanning direction and the recording material 9 is fed by a predetermined amount in the sub-scanning direction, and
One or a plurality of ink cartridges 15 are
Any of a plotter type printer that discharges ink droplets 11 from the nozzle holes 5 and records while moving the entire surface of the recording material 9 in the main scanning direction and the sub-scanning direction.

【0043】次に、本実施の形態におけるインクジェッ
トプリンタにおいて、直径の異なるドットを記録材に形
成する際の電極の駆動方法を図10を用いて説明する。
Next, a method of driving electrodes when dots having different diameters are formed on a recording material in the ink jet printer according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0044】図10は本発明の一実施の形態におけるイ
ンクジェットプリンタの対向電極の駆動方法と沸騰気泡
体積の関係を示すものであり、図10(a)が加熱時間
と対向電極で消費される電力と沸騰気泡の体積との関係
図、図10(b)〜図10(d)が対向電極に印加する
電圧のタイミング図である。
FIG. 10 shows the relationship between the driving method of the counter electrode of the ink jet printer and the boiling bubble volume in the embodiment of the present invention. FIG. 10 (a) shows the heating time and the power consumed by the counter electrode. 10 (b) to 10 (d) are timing diagrams of the voltage applied to the counter electrode.

【0045】図10(a)において、横軸は加熱時間、
縦軸は対向電極間に印加する電力及び沸騰気泡の体積を
示している。例えば、対向電極間に0.4Wの電力を与
えると、7μs後から導電性インクの沸騰が始まる。沸
騰開始後、沸騰気泡の体積は曲線B1のように変化し、
この時沸騰気泡の最大気泡体積は200plとなる。ま
た、対向電極に0.23Wの電力を与えると、22μs
後から導電性インクの沸騰が始まり、沸騰気泡の体積は
曲線B2のように変化する。この時沸騰気泡の最大気泡
体積は400plとなる。すなわち、対向電極間に印加
する電力が小さいほど、導電性インクはゆっくりと加熱
されるため、沸騰開始までの時間は長くなるが、生成さ
れる沸騰気泡の最大気泡体積は大きくなる。
In FIG. 10A, the horizontal axis represents the heating time,
The vertical axis indicates the power applied between the opposing electrodes and the volume of boiling bubbles. For example, when a power of 0.4 W is applied between the opposing electrodes, boiling of the conductive ink starts after 7 μs. After the start of boiling, the volume of boiling bubbles changes as shown by curve B1,
At this time, the maximum bubble volume of boiling bubbles is 200 pl. When a power of 0.23 W is applied to the opposing electrode, 22 μs
The boiling of the conductive ink starts later, and the volume of the boiling bubble changes as shown by a curve B2. At this time, the maximum bubble volume of boiling bubbles is 400 pl. That is, the smaller the power applied between the opposed electrodes, the slower the heating of the conductive ink, the longer the time until the start of boiling, but the larger the maximum bubble volume of the generated boiling bubbles.

【0046】一方、図2に示したように対向電極3、4
の電極間の距離が一定ではないと、通電開始時に対向電
極3、4の間を流れる電流は、対向電極3、4間の距離
が短い部分ほど大きくなるような分布を示す。しかしな
がら、このような電流分布は、圧力室2内に沸騰気泡1
2が発生すると沸騰気泡12が絶縁体であるために、沸
騰気泡12と導電性インク1の界面に沿って腕曲され
る。対向電極3、4間に付与される電力に依存して、こ
のような電流分布の変化が生じると沸騰気泡12と導電
性インク1の界面部分において最高温度になる箇所は、
付与される電力が大きいほど対向電極3、4間の距離が
短い部分に近くなり、付与される電力が小さいほど対向
電極3、4間の距離が短い部分から遠くなるように変化
する。したがって、沸騰気泡12の発生位置は、図2に
示すように沸騰気泡の体積が小さい時にはB1点、沸騰
気泡の体積が大きい時にはB2点のようになる。
On the other hand, as shown in FIG.
If the distance between the electrodes is not constant, the current flowing between the opposing electrodes 3 and 4 at the start of energization exhibits a distribution such that the shorter the distance between the opposing electrodes 3 and 4, the greater the current. However, such a current distribution causes boiling bubbles 1 in the pressure chamber 2.
When 2 occurs, the boiling bubbles 12 are bent along the interface between the boiling bubbles 12 and the conductive ink 1 because the boiling bubbles 12 are insulators. Depending on the electric power applied between the counter electrodes 3 and 4, when such a change in the current distribution occurs, the location where the maximum temperature is reached at the interface between the boiling bubble 12 and the conductive ink 1 is as follows.
The change is such that the greater the applied power is, the closer to the portion where the distance between the opposing electrodes 3 and 4 is short, and the smaller the applied power is, the longer the distance between the opposing electrodes 3 and 4 is from the shorter portion. Accordingly, as shown in FIG. 2, the position where the boiling bubble 12 is generated is point B1 when the volume of the boiling bubble is small, and point B2 when the volume of the boiling bubble is large.

【0047】さらに、このような沸騰気泡12の発生位
置が変わるのと同時に、沸騰気泡12の発生位置からノ
ズル孔5までの距離も変化する。このように沸騰気泡1
2の発生位置からノズル孔5までの距離が変わると、そ
の間に保持されている導電性インク1の可変量を大きく
することが可能となるため、ノズル孔5から吐出される
インク滴11の可変量を大きくすることができる。
Further, at the same time as the position where the boiling bubble 12 is generated changes, the distance from the position where the boiling bubble 12 is generated to the nozzle hole 5 also changes. Thus, boiling bubbles 1
When the distance from the position at which the ink droplets 2 are generated to the nozzle hole 5 changes, the variable amount of the conductive ink 1 held therebetween can be increased. The amount can be increased.

【0048】尚、対向電極3、4の駆動方法は、図10
(b)のように電圧値を変化させてもよいが、図10
(c)、図10(d)のように電圧値は一定としてデュ
ーティ比の異なるパルス波を用いても良い。これによ
り、沸騰気泡12の最大気泡体積を変化させてインク滴
の吐出量を変化させることができる。
The driving method of the counter electrodes 3 and 4 is shown in FIG.
Although the voltage value may be changed as shown in FIG.
(C) As shown in FIG. 10 (d), a pulse wave having a different duty ratio may be used with a constant voltage value. Thereby, it is possible to change the maximum bubble volume of the boiling bubble 12 to change the ejection amount of the ink droplet.

【0049】次に、本発明の一実施の形態における対向
電極の形状を図2〜図6を用いて説明する。
Next, the shape of the counter electrode in one embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0050】対向電極3、4は、対向電極3、4の対峙
する電極面によって作られる角度が20度以上180度
未満である矩形又は擬似的な矩形状であることが望まし
い。対向電極3、4の角度が180度であると、対向電
極3、4の最短部を結ぶ部分に電流が集中し、この部分
のみで導電性インク1の急激な温度上昇を生じるため、
沸騰気泡12が複数に分かれたり、小さな沸騰気泡12
が連続して発生するなどして安定したインク滴11が吐
出ができなくなる傾向を生じるため好ましくない。ま
た、上記対向電極の角度が20度未満であると、対向電
極3、4の間に流れる電流の分布が沸騰気泡12発生後
も比較的均一であるため、対向電極3、4の間に流れる
全電流が小さい場合には、導電性インク1の沸騰が十分
に起きずインク滴11の吐出が困難となる傾向を生じる
ため好ましくない。
The counter electrodes 3 and 4 are desirably rectangular or pseudo-rectangular in which the angle formed by the opposing electrode surfaces of the counter electrodes 3 and 4 is not less than 20 degrees and less than 180 degrees. If the angle of the opposing electrodes 3 and 4 is 180 degrees, current concentrates on a portion connecting the shortest portions of the opposing electrodes 3 and 4, and the temperature of the conductive ink 1 sharply rises only in this portion.
The boiling bubble 12 is divided into a plurality,
This is not preferable because stable ink droplets 11 tend to be unable to be ejected due to continuous occurrence of ink droplets. If the angle of the opposing electrodes is less than 20 degrees, the distribution of the current flowing between the opposing electrodes 3 and 4 is relatively uniform even after the generation of the boiling bubbles 12, so that the current flows between the opposing electrodes 3 and 4. If the total current is small, it is not preferable because the conductive ink 1 does not sufficiently boil and the ejection of the ink droplet 11 tends to be difficult.

【0051】図1に示した対向電極3、4の幅aは、イ
ンク滴11の体積が5×10-6mm3以上2×10-4mm3
下の場合に、1μm〜200μm、好ましくは5μm〜
50μmである。電極幅aが5μmよりも小さくなるに
つれて、電極寸法のでき上がり誤差による沸騰気泡12
の最大気泡体積のばらつきが大きくなり、インク滴11
の吐出量がばらつく傾向を生じるため好ましくない。ま
た、電極幅aが50μmより大きくなるにつれて、蓄熱
分布の影響を受けやすくなり、圧力室2の熱履歴や圧力
室2近傍の熱の影響により、沸騰気泡12の最大気泡体
積がばらついてインク滴11の吐出量がばらつく傾向を
生じるため好ましくない。
The width a of the counter electrodes 3 and 4 shown in FIG. 1 is 1 μm to 200 μm, preferably, when the volume of the ink droplet 11 is 5 × 10 −6 mm 3 or more and 2 × 10 −4 mm 3 or less. 5 μm ~
50 μm. As the electrode width a becomes smaller than 5 μm, the boiling bubble 12
Of the maximum bubble volume of the ink droplet 11
Is not preferable because the discharge amount tends to vary. Further, as the electrode width a becomes larger than 50 μm, the influence of the heat storage distribution increases, and the maximum bubble volume of the boiling bubble 12 varies due to the heat history of the pressure chamber 2 and the heat near the pressure chamber 2, resulting in an ink droplet. This is not preferable because the ejection amount of No. 11 tends to vary.

【0052】対向電極3、4の間の最短距離は、インク
滴11の体積が5×10-6mm3以上2×10-4mm3以下の
場合に、0.5μm〜20μm、好ましくは1μm〜1
0μm以下が良好である。対向電極3、4の間の距離が
1μmよりも小さくなるにつれて、電極寸法のでき上が
り誤差による沸騰気泡12の最大気泡体積のばらつきが
大きくなり、インク滴11の吐出量がばらつく傾向を生
じるため好ましくない。また、対向電極3、4の間の距
離が10μmより大きくなるにつれて、対向電極3、4
の間でインク温度が最高になる部分が離れ、2か所から
沸騰気泡12が生じやすくなり、インク吐出力がばらつ
いてインク滴11の吐出量がばらつく傾向を生じるため
好ましくない。
The shortest distance between the opposing electrodes 3 and 4 is 0.5 μm to 20 μm, preferably 1 μm when the volume of the ink droplet 11 is 5 × 10 −6 mm 3 or more and 2 × 10 −4 mm 3 or less. ~ 1
0 μm or less is good. As the distance between the opposing electrodes 3 and 4 becomes smaller than 1 μm, variation in the maximum bubble volume of the boiling bubbles 12 due to an error in the finished electrode size increases, and the ejection amount of the ink droplets 11 tends to vary, which is not preferable. . Further, as the distance between the opposing electrodes 3 and 4 becomes larger than 10 μm,
In this case, the portion where the ink temperature is highest is separated, and boiling bubbles 12 are likely to be generated from two places, and the ink ejection force varies and the ejection amount of the ink droplet 11 tends to vary, which is not preferable.

【0053】対向電極3、4の最短部を結ぶ直線は、対
向電極3、4のそれぞれの中心線A1、中心線A2の少
なくとも一方と一致しないものでなければならない。対
向電極3、4の最短部を結ぶ直線が中心線A1、中心線
A2の両方と一致する形状の場合には、沸騰気泡12の
発泡位置が常に中心線A1と中心線A2を結ぶ線上とな
り、沸騰気泡12の発泡位置を変えることができなくな
る。
The straight line connecting the shortest portions of the opposing electrodes 3 and 4 must not coincide with at least one of the center lines A1 and A2 of the opposing electrodes 3 and 4, respectively. If the straight line connecting the shortest portions of the opposed electrodes 3 and 4 has a shape that matches both the center line A1 and the center line A2, the bubbling position of the boiling bubble 12 is always on the line connecting the center line A1 and the center line A2, It becomes impossible to change the foaming position of the boiling bubbles 12.

【0054】また、対向電極3、4の中心線A1、A2
の少なくとも一方は、図2に示したようにノズル孔5よ
りインク流路10側に配設することが望ましい。これに
より、沸騰気泡12の最大気泡体積の違いによる沸騰気
泡12の発生位置からノズル孔5までの距離の変化量が
大きくなり、インク滴11の吐出量の可変幅をより大き
くすることができるようになる。
The center lines A1, A2 of the opposing electrodes 3, 4
It is desirable that at least one of them is disposed closer to the ink flow path 10 than the nozzle hole 5 as shown in FIG. Accordingly, the amount of change in the distance from the position where the boiling bubble 12 is generated to the nozzle hole 5 due to the difference in the maximum bubble volume of the boiling bubble 12 increases, and the variable width of the ejection amount of the ink droplet 11 can be further increased. become.

【0055】尚、上記のような作用を有する対向電極
3、4の他の例として、図3、図4、図5、図6に示し
た電極形状のものについても同様に使用できる。
As another example of the opposing electrodes 3 and 4 having the above-described functions, those having the electrode shapes shown in FIGS. 3, 4, 5 and 6 can be similarly used.

【0056】対向電極3、4に対するノズル5の中心位
置は、図2に示した発泡中心B3点上、又は、発泡中心
B3点とB4点を結ぶ線分の上方に配設することが望ま
しい。これによって、沸騰気泡12の最大気泡体積が小
さい程、ノズル孔5から沸騰気泡12の発生位置までの
距離が近くなり、導電性インク1が吐出する場合に導電
性インク1が圧力室2内で受ける流体抵抗が小さくな
る。したがって、ノズル孔5から吐出されるインク滴1
1の量が少ない場合にも、インク滴11の吐出速度が低
下することなく、すなわち、インク滴11の吐出速度が
吐出量に依存すること回避することが可能となる。
The center position of the nozzle 5 with respect to the opposing electrodes 3 and 4 is desirably disposed above the foaming center B3 shown in FIG. 2 or above a line connecting the foaming centers B3 and B4. As a result, the smaller the maximum bubble volume of the boiling bubble 12 is, the shorter the distance from the nozzle hole 5 to the position where the boiling bubble 12 is generated, and when the conductive ink 1 is ejected, the conductive ink 1 is kept within the pressure chamber 2. The received fluid resistance decreases. Therefore, the ink droplet 1 ejected from the nozzle hole 5
Even when the amount of 1 is small, it is possible to prevent the discharge speed of the ink droplet 11 from being reduced, that is, to prevent the discharge speed of the ink droplet 11 from depending on the discharge amount.

【0057】以上のように本実施の形態によれば、圧力
室内に発生する沸騰気泡の発生位置が可変可能であり、
沸騰気泡の発生位置からノズル孔までの距離を変えるこ
とが可能となることによって、インク滴の吐出時期と吐
出速度を制御して、記録材へのインク滴の着弾時期を一
致させることができるとともに、インク滴の吐出量の可
変幅を大きくすることが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to change the position at which the boiling bubble generated in the pressure chamber is generated.
By making it possible to change the distance from the position where the boiling bubble is generated to the nozzle hole, it is possible to control the ejection timing and ejection speed of the ink droplets so that the impact timing of the ink droplets on the recording material can be matched. In addition, it is possible to increase the variable width of the ejection amount of the ink droplet.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明のインクジェットプリンタによれ
ば、インクの吐出時期及び吐出速度がインクの吐出量に
依存しないことから、インク滴着弾のタイミングにずれ
がない高画質の階調印刷ができるという優れた効果が得
られる。また、インク吐出量の可変幅が大きくできるこ
とから、ドット径の階調性を向上させることができると
いう優れた効果が得られる。
According to the ink jet printer of the present invention, since the ink ejection timing and the ink ejection speed do not depend on the ink ejection amount, it is possible to perform high-quality gradation printing without deviation in ink droplet landing timing. Excellent effects can be obtained. Further, since the variable width of the ink discharge amount can be increased, an excellent effect that the gradation of the dot diameter can be improved can be obtained.

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

【図1】本発明の一実施の形態におけるインクジェット
プリンタのヘッドチップの要部断面図
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a head chip of an ink jet printer according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態におけるインクジェット
プリンタのヘッドチップの要部平面図
FIG. 2 is a plan view of a main part of a head chip of the ink jet printer according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施の形態におけるインクジェット
プリンタのヘッドチップの要部平面図
FIG. 3 is a plan view of a main part of a head chip of the ink jet printer according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施の形態におけるインクジェット
プリンタのヘッドチップの要部平面図
FIG. 4 is a plan view of a main part of a head chip of the ink jet printer according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施の形態におけるインクジェット
プリンタのヘッドチップの要部平面図
FIG. 5 is a plan view of a main part of a head chip of the ink jet printer according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施の形態におけるインクジェット
プリンタのヘッドチップの要部平面図
FIG. 6 is a plan view of a main part of a head chip of the ink jet printer according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施の形態におけるインクジェット
プリンタのヘッドチップの一部破断斜視図
FIG. 7 is a partially cutaway perspective view of a head chip of an ink jet printer according to an embodiment of the present invention.

【図8】本発明の一実施の形態におけるインクジェット
プリンタの要部斜視図
FIG. 8 is a perspective view of a main part of the inkjet printer according to the embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施の形態におけるインクジェット
プリンタの一部破断斜視図
FIG. 9 is a partially cutaway perspective view of an inkjet printer according to an embodiment of the present invention.

【図10】(a)加熱時間と対向電極で消費される電力
と沸騰気泡の体積との関係図 (b)対向電極に印加する電圧のタイミング図 (c)対向電極に印加する電圧のタイミング図 (d)対向電極に印加する電圧のタイミング図
10A is a diagram showing the relationship between the heating time, the power consumed by the counter electrode, and the volume of boiling bubbles. FIG. 10B is a timing chart of the voltage applied to the counter electrode. FIG. 10C is a timing chart of the voltage applied to the counter electrode. (D) Timing diagram of voltage applied to counter electrode

【図11】従来の通電式インクジェットプリンタのヘッ
ドチップの要部断面図
FIG. 11 is a sectional view of a main part of a head chip of a conventional energized ink jet printer.

【図12】従来の通電式インクジェットプリンタのヘッ
ドチップの要部平面図
FIG. 12 is a plan view of a main part of a head chip of a conventional energized ink jet printer.

【図13】従来の通電式インクジェットプリンタの対向
電極に印加する電圧を制御するための制御ブロック図
FIG. 13 is a control block diagram for controlling a voltage applied to a counter electrode of a conventional energization type ink jet printer.

【図14】従来の通電式インクジェットプリンタの対向
電極に印加する電圧と電流のタイミング図
FIG. 14 is a timing chart of voltage and current applied to a counter electrode of a conventional current-carrying type ink jet printer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 導電性インク 2 圧力室 3,4,22,23 対向電極 5 ノズル孔 6 基板 7 電極駆動装置 8 ノズル板 9 記録材 10 インク流路 11 インク滴 12 沸騰気泡 13 共通インク室 14 ヘッドチップ 15 インクカートリッジ 16 インクタンク 17 インクフィルタ 18 インク導入路 19 キャリッジ 20 ガイドシャフト 21 プラテンローラ 24 CPU 25 通電時間制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conductive ink 2 Pressure chamber 3,4,22,23 Counter electrode 5 Nozzle hole 6 Substrate 7 Electrode drive device 8 Nozzle plate 9 Recording material 10 Ink flow path 11 Ink droplet 12 Boiling bubble 13 Common ink chamber 14 Head chip 15 Ink Cartridge 16 Ink tank 17 Ink filter 18 Ink introduction path 19 Carriage 20 Guide shaft 21 Platen roller 24 CPU 25 Power-on time control device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松尾 幸治 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Koji Matsuo 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】導電性インクを収容する圧力室と、前記導
電性インクを吐出するためのノズル孔と、前記導電性イ
ンクに通電するための前記ノズル孔に対応した対向電極
と、前記対向電極を駆動する電極駆動部を有するインク
ジェットプリンタにおいて、前記圧力室内に発生する沸
騰気泡の発生位置が可変可能であること特徴とするイン
クジェットプリンタ。
A pressure chamber for accommodating a conductive ink; a nozzle hole for discharging the conductive ink; a counter electrode corresponding to the nozzle hole for supplying a current to the conductive ink; An ink-jet printer having an electrode drive unit for driving the pressure chamber, wherein a position where a boiling bubble generated in the pressure chamber is generated is variable.
【請求項2】前記対向電極間の距離の最短部が一箇所
で、かつ前記最短部を結ぶ直線が前記対向電極の少なく
とも一方の中心線と一致しないことを特徴とする請求項
1に記載のインクジェットプリンタ。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the shortest part of the distance between the opposed electrodes is one, and a straight line connecting the shortest parts does not coincide with at least one center line of the opposed electrode. Inkjet printer.
【請求項3】前記対向電極の幅が1μm〜200μm、
好ましくは5μm〜50μm、前記対向電極の最短部の
距離が0.5μm〜20μm、好ましくは1μm〜10
μmであることを特徴とする請求項1又は2の内のいず
れか1に記載のインクジェットプリンタ。
3. The method according to claim 1, wherein said counter electrode has a width of 1 μm to 200 μm.
Preferably, the distance between the shortest part of the counter electrode is 0.5 μm to 20 μm, and more preferably 1 μm to 10 μm.
The inkjet printer according to claim 1, wherein the thickness of the inkjet printer is μm.
【請求項4】前記対向電極に直流、交流、パルス波のい
ずれかの波形の電圧を印加することを特徴とする請求項
1乃至3の内のいずれか1に記載のインクジェットプリ
ンタ。
4. The ink jet printer according to claim 1, wherein a voltage having any one of a direct current, an alternating current, and a pulse wave is applied to the counter electrode.
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