JPH11235820A - Recording head - Google Patents

Recording head

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JPH11235820A
JPH11235820A JP3914598A JP3914598A JPH11235820A JP H11235820 A JPH11235820 A JP H11235820A JP 3914598 A JP3914598 A JP 3914598A JP 3914598 A JP3914598 A JP 3914598A JP H11235820 A JPH11235820 A JP H11235820A
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JP
Japan
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ink
oil film
film material
recording head
ink chamber
Prior art date
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Application number
JP3914598A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasushi Suwabe
恭史 諏訪部
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Publication date
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a recording head capable of recording a high resolution image by ejecting small ink drops without using a nozzle. SOLUTION: When an input signal from a signal generating means 32 is inputted to a vibration generating means 24 in accordance with an image signal, a piezoelectric element 26 is vibrated and a electrode section 28A is excited, then an elastic section 28B of an elastic electrode 28 is subjected to bending vibration. As a result, a capillary wave is generated at a portion in the vicinity of a tip section 34B of the elastic member 34, then small ink drops are continuously ejected one by one. An oil slick material absorption member 40 is provided to a plate 16, then an oil slick 42 is formed by an oil slick material leaking from the oil slick material absorption member 40. By the oil slick 42, the evaporation of water from ink 20 in an ink chamber 18 is prevented so that the ink 20 is not dried. Consequently, the residuary of the ink 20 is not adhered to the elastic member 34, a wall 14 of the ink chamber or the plate 16.

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、インク滴を飛翔さ
せ記録媒体の所定の位置に着弾させることによって画像
を記録する記録ヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording head for recording an image by flying ink droplets and landing them at a predetermined position on a recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】被印字面に液滴、特にインク滴を吐出し
て印字を行うインクジェット記録方式の代表的なものと
して、ノズルを用いる方式があり、そのノズル式の記録
方式として、従来、オンデマンド型と連続流型とが知ら
れている。
2. Description of the Related Art A typical example of an ink jet recording system for performing printing by ejecting droplets, particularly ink droplets, onto a surface to be printed is a system using a nozzle. A demand type and a continuous flow type are known.

【0003】オンデマンド型は、記録情報に対応してノ
ズルから間欠的にインクを吐出させて印字を行う方式で
あり、代表的なものとしてピエゾ振動子型とサーマル型
とがある。ピエゾ振動子型は、インク室に付設した圧電
素子にパルス電圧を印加して圧電素子を変形させること
によりインク室内のインク液圧を変化させ、ノズルから
インク滴を吐出させて記録紙上にドットを記録するもの
である。サーマル型は、インク室内に設けた加熱素子に
よりインクを加熱し、これにより発生したバブルにより
ノズルからインク滴を吐出させて、記録紙上にドットを
記録するものである。
[0003] The on-demand type is a system in which ink is intermittently ejected from nozzles in accordance with recording information to perform printing, and typical types include a piezo oscillator type and a thermal type. The piezo vibrator type applies a pulse voltage to a piezoelectric element attached to the ink chamber to deform the piezoelectric element, thereby changing the ink liquid pressure in the ink chamber, and ejecting ink droplets from nozzles to form dots on recording paper. It is to be recorded. In the thermal type, ink is heated by a heating element provided in an ink chamber, and ink droplets are ejected from nozzles by bubbles generated thereby to record dots on recording paper.

【0004】一方、連続流型は、インクに圧力を加えて
ノズルから連続的にインクを吐出させると同時に、ピエ
ゾ振動子などにより振動を加えて突出インク柱を液滴化
し、さらに液滴に対して選択的に帯電、偏向を行うこと
によって記録を行うものである。
On the other hand, in the continuous flow type, ink is continuously ejected from a nozzle by applying pressure to ink, and at the same time, vibration is applied by a piezo vibrator or the like to form a protruding ink column into droplets. The recording is carried out by selectively charging and deflecting.

【0005】これらの各方式はいずれも、インク滴の径
が主としてノズルの径によって決まる。そして、ノズル
径を小さくすると、ゴミやチリによるノズル詰まりや、
ノズル円周部へのインク残滓の付着によるインク吐出方
向の変化を生じるといった問題が発生する。
In each of these methods, the diameter of the ink droplet is mainly determined by the diameter of the nozzle. When the nozzle diameter is reduced, nozzle clogging due to dust or dust,
There is a problem that the ink discharge direction changes due to the adhesion of the ink residue to the nozzle circumference.

【0006】これに対して、ノズルを用いないで、被印
字面にインク滴を吐出して印字を行う記録方式がいくつ
か提案されている。例えば、米国特許第4308547
号明細書に示されているように、凹状にカーブした球面
形状の圧電体シェルをインク中に配置し、この圧電体シ
ェルに電極を介して電圧を印加する記録方式がある。こ
の方式では、圧電体シェルからインク中に放射された縦
波がインク自由表面の一点に集められ、インク自由表面
からインク滴が吐出される。
[0006] On the other hand, there have been proposed some recording systems for performing printing by ejecting ink droplets onto a surface to be printed without using a nozzle. For example, US Pat. No. 4,308,547
As shown in the specification, there is a recording method in which a spherically curved piezoelectric body shell that is concavely curved is disposed in ink, and a voltage is applied to the piezoelectric body shell through an electrode. In this method, longitudinal waves radiated into the ink from the piezoelectric shell are collected at one point on the free ink surface, and ink droplets are ejected from the free ink surface.

【0007】また、特公平6−45233号公報に示さ
れているように、ガラスなどの基板上に球面状の凹部を
設けてこれを音響レンズとし、基板の裏面に圧電体、お
よびこれに電圧を印加するための電極からなる振動子を
形成して、この振動子をインク中に配置する記録方式も
ある。
Further, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 6-45233, a spherical concave portion is provided on a substrate such as glass, which is used as an acoustic lens, and a piezoelectric body and a voltage There is also a recording method in which a vibrator composed of electrodes for applying a voltage is formed and the vibrator is arranged in ink.

【0008】さらに、特開平3−200199号公報に
は、より安価で、よりシャープに焦点を合わせられるレ
ンズとして、凹状レンズの代わりに薄膜平板状の位相フ
レネルレンズを基板上に設けた記録方式が示されてい
る。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-200199 discloses a recording method in which a thin-film flat plate-shaped phase Fresnel lens is provided on a substrate instead of a concave lens as an inexpensive and sharper focusing lens. It is shown.

【0009】上述における、縦波をインク自由表面に集
束させてインク自由表面からインク滴を吐出させる方式
では、インク滴の径は縦波の集束径にほぼ等しく、その
集束径dは、振動子の駆動周波数をf、レンズのF値を
Fとすると、d〜F/fとなる。なお、インク中を伝搬
する縦波の波長をλ、その伝搬速度をvとすると、これ
らと振動子の駆動周波数fとの間には、v=f・λの関
係がある。
In the above-described system in which longitudinal waves are focused on the free ink surface and ink droplets are ejected from the free ink surface, the diameter of the ink drops is substantially equal to the focused diameter of the longitudinal waves, and the focused diameter d is If the drive frequency of f is f and the F value of the lens is F, d to F / f. When the wavelength of the longitudinal wave propagating in the ink is λ and the propagation speed is v, there is a relation v = f · λ between these and the driving frequency f of the vibrator.

【0010】したがって、例えば、インク滴の径(集束
径)dが15μm程度の非常に小さなインク滴を吐出さ
せようとする場合には、レンズのF値を1とすると、従
来の低粘度・水性インク中の縦波の伝搬速度vは、ほぼ
1500m/秒であるので、振動子の駆動周波数fを約
100MHzというような非常に高い周波数にしなけれ
ばならない。レンズのF値は、種々の問題から著しく小
さくすることは実際上困難であるため、インク滴の径d
をより小さくしようとすると、一般にはより高い周波数
で振動子を駆動させなければならないことになる。
Therefore, for example, in a case where a very small ink droplet having a diameter (converging diameter) d of about 15 μm is to be ejected, if the F value of the lens is set to 1, the conventional low-viscosity, aqueous Since the propagation velocity v of the longitudinal wave in the ink is approximately 1500 m / sec, the driving frequency f of the vibrator must be set to a very high frequency such as about 100 MHz. Since it is practically difficult to make the F value of the lens extremely small due to various problems, the diameter d of the ink droplet
If one wishes to reduce, the vibrator must generally be driven at a higher frequency.

【0011】このように、縦波をインク自由表面に集束
させてインク自由表面からインク滴を吐出させる方式で
は、100MHz前後の高い周波数で複数の振動子を駆
動しなければならないため、一般に駆動手段が高価にな
るというコスト上の問題を生じるとともに、吸収による
発熱によりインク粘度が変化してインク滴の径が変動し
たり、記録素子内でインク自体の乾燥や固化を生じてイ
ンクを吐出できなくなることがあるという重大な問題を
生じる。
As described above, in the method in which longitudinal waves are focused on the free ink surface and ink droplets are ejected from the free ink surface, a plurality of vibrators must be driven at a high frequency of about 100 MHz. Causes the cost problem that the ink becomes expensive, and the heat generated by the absorption changes the ink viscosity, causing the diameter of the ink droplet to fluctuate, or causing the ink itself to dry or solidify in the recording element, making it impossible to discharge the ink. Can cause serious problems.

【0012】上記以外の従来技術として、特開平6−3
40070号公報において、新規なオンデマンド型の記
録方式が開示されている。これは、片持ち梁構造の梁を
曲げ振動で共振させて、梁の先端に十分な振幅を発生さ
せ、インクを飛翔させるものであり、比較的低い励振周
波数および低い電圧でインクを吐出できる可能性を有す
る記録方式である。しかしながらこの記録方式は、梁先
端に設けられたノズルを介してインク滴を形成する機構
を用いており、前述したノズル式の各種記録方式と同
様、インク滴の径はノズル径で決定される。従って、ノ
ズル径を小さくすると、ノズル詰まりやノズル円周部へ
のインク残滓の付着によるインク吐出方向の変化を生じ
るといった課題を有している。この特開平6−3400
70号公報に開示された技術は、従来方式に比べノズル
詰まりの問題が生じる可能性を少なくすることを解決す
べき技術的課題の一つとしているが、インク滴の径がノ
ズル径で決まる以上、根本的な解決とはなり得ない。
As a prior art other than the above, Japanese Patent Application Laid-Open No.
Japanese Patent No. 40070 discloses a new on-demand type recording method. This is to resonate a beam of cantilever structure by bending vibration, generate sufficient amplitude at the tip of the beam and fly ink, and it is possible to eject ink at a relatively low excitation frequency and low voltage. This is a recording method that has characteristics. However, this recording method uses a mechanism for forming ink droplets via a nozzle provided at the tip of the beam, and the diameter of the ink droplet is determined by the nozzle diameter, as in the various nozzle-type recording methods described above. Therefore, when the nozzle diameter is reduced, there is a problem that the ink ejection direction changes due to nozzle clogging and adhesion of ink residue to the nozzle circumferential portion. Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-3400
The technique disclosed in Japanese Patent No. 70 is one of the technical problems to be solved to reduce the possibility of nozzle clogging as compared with the conventional method, however, the diameter of the ink droplet is determined by the nozzle diameter. It cannot be a fundamental solution.

【0013】さらに別の従来技術として、インクジェッ
ト記録方式ではないものの、振動エネルギーを作用させ
て液体を微粒子化する方法が、特開平3−154665
号公報に記載されている。この方法は霧化装置に適用す
べくなされたものであって、圧電磁器を含む振動子と、
振動子に固着され片持ち梁の形で曲げ振動する振動部か
らなり、振動部の一部を液体に漬けて、超音波の放射に
より霧状の液滴を発生させるものである。しかしながら
この霧化装置に用いられている技術では、ノズルを用い
ずに微小径のインク滴を生成することができるものの、
時間的、空間的に制御されていない多数のインク滴が生
成されてしまうので、記録媒体の所定位置に正確にイン
ク滴を着弾させる必要があるインクジェット記録装置に
は応用し得ない。
As yet another prior art, a method of forming fine liquid by applying vibration energy, which is not an ink jet recording method, is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-154665.
No., published in Japanese Patent Application Publication No. This method is intended to be applied to an atomizing device, and includes a vibrator including a piezoelectric ceramic,
The vibrating part is fixed to the vibrator and bends and vibrates in the form of a cantilever. A part of the vibrating part is immersed in a liquid, and mist-like liquid droplets are generated by radiation of ultrasonic waves. However, with the technology used in this atomizing device, although it is possible to generate minute diameter ink droplets without using a nozzle,
Since a large number of ink droplets that are not temporally and spatially controlled are generated, the method cannot be applied to an ink jet recording apparatus that needs to accurately land ink droplets at a predetermined position on a recording medium.

【0014】このように、近年益々記録媒体に対する高
解像度の画像記録が求められているが、従来のいずれの
記録方式、あるいは霧化装置等の他の分野における技術
を用いても、これらの要望に応えることが難しい。
As described above, in recent years, high-resolution image recording on a recording medium has been increasingly demanded. However, even if any conventional recording method or a technique in another field such as an atomizing apparatus is used, these demands can be met. Difficult to respond to.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事実を
考慮し、ノズルを用いずに微小なインク滴を吐出可能と
し、高解像度の画像を記録できる記録ヘッドを提供する
ことを課題とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, it is an object of the present invention to provide a recording head capable of discharging fine ink droplets without using a nozzle and capable of recording a high-resolution image.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明で
は、画像信号に対応して振動を発生させる振動発生手段
と、インクが貯留されるインク室と、前記インク室に配
置され前記振動発生手段の励振に応じて曲げ振動する弾
性部材と、を備え、曲げ振動する前記弾性部材の表面に
形成されたインク薄膜からインク滴を飛翔させて記録媒
体にこのインク滴を付着させる記録ヘッドであって、前
記インク室内に貯留されたインクの表面に油膜材料を供
給する油膜材料供給手段を有することを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, a vibration generating means for generating a vibration in response to an image signal, an ink chamber for storing ink, and the vibration chamber disposed in the ink chamber. An elastic member that bends and vibrates in response to the excitation of the generating means; and a recording head that causes ink droplets to fly from a thin ink film formed on the surface of the elastic member that bends and vibrates and adheres the ink droplets to a recording medium. And an oil film material supply means for supplying an oil film material to the surface of the ink stored in the ink chamber.

【0017】従って、画像信号に対応して振動発生手段
が振動を発生させると、この励振に応じて弾性部材が曲
げ振動する。弾性部材はインク室に配置されており、曲
げ振動により弾性部材の表面に形成されたインク薄膜か
らインク滴が飛翔して、記録体上にドットを記録する。
Therefore, when the vibration generating means generates vibration in response to the image signal, the elastic member bends and vibrates in response to the excitation. The elastic member is disposed in the ink chamber, and ink droplets fly from an ink thin film formed on the surface of the elastic member due to bending vibration, thereby recording dots on a recording medium.

【0018】このように、ノズルを用いることなく微小
なインク滴を吐出できるので、ノズル詰まりによるイン
クの吐出不良や、ノズル周辺部へのインクの付着等によ
るインク滴吐出方向の変化等が生じることがなく、常に
高解像度の画像を正確に記録することができる。
As described above, since fine ink droplets can be ejected without using a nozzle, an ink ejection failure due to nozzle clogging, a change in the ink droplet ejection direction due to adhesion of ink to the periphery of the nozzle, and the like occur. And high-resolution images can always be accurately recorded.

【0019】インク室内のインク表面には、油膜材料供
給手段によって油膜材料が供給されており、インク表面
に油膜が形成される。この油膜によって、インクの蒸発
が防止されるため、蒸発に起因するインクの粘度上昇
や、固形物の析出、付着による吐出不良が生じるという
ことがない。さらに、インクの蒸発による無駄な消費を
防止でき、インク消費量をインク滴の吐出に必要な最小
限の量とすることが可能となる。インクの水分が蒸発し
て濃度が変化してしまうこともない。
An oil film material is supplied to the ink surface in the ink chamber by oil film material supply means, and an oil film is formed on the ink surface. The oil film prevents the ink from evaporating, so that the ink does not increase in viscosity due to the evaporation, nor does ejection failure due to deposition and adhesion of solid matter occur. Further, wasteful consumption due to evaporation of the ink can be prevented, and the amount of ink consumption can be reduced to the minimum necessary for discharging the ink droplets. The water does not evaporate and the density does not change.

【0020】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、前記油膜材料供給手段が、前記イン
ク室に貯留された前記インクの表面に接触する位置に配
置されていることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, it is preferable that the oil film material supply means is arranged at a position in contact with the surface of the ink stored in the ink chamber. Features.

【0021】すなわち、常に油膜材料供給手段がインク
室内のインクの表面に接触しているので、油膜材料供給
手段から供給された油膜材料は、空気中やインク中を経
ることなくインク室内のインクの表面に速やかに到達
し、油膜が形成される。また、油膜材料が、インクの表
面以外の部分(例えばインク室を構成する室壁等)に付
着してしまうことがないので、油膜材料供給手段から供
給された油膜材料を無駄にすることなく、インク室内の
インクの表面に油膜を形成することができる。
That is, since the oil film material supply means is always in contact with the surface of the ink in the ink chamber, the oil film material supplied from the oil film material supply means does not pass through the air or ink. The oil quickly reaches the surface and an oil film is formed. Further, since the oil film material does not adhere to portions other than the surface of the ink (for example, the chamber wall forming the ink chamber), the oil film material supplied from the oil film material supply means is not wasted, An oil film can be formed on the surface of the ink in the ink chamber.

【0022】また、油膜材料供給手段は、常にインク室
内のインクの表面に接触することで、このインクのメニ
スカスを保持することも可能となる。
Further, the oil film material supply means can keep the meniscus of the ink by always contacting the surface of the ink in the ink chamber.

【0023】請求項3に記載の発明では、請求項2に記
載の発明において、前記油膜材料供給手段が、内部に前
記油膜材料を含浸可能な油膜材料含浸部材で構成されて
いることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the oil film material supply means comprises an oil film material impregnating member capable of impregnating the oil film material therein. I do.

【0024】従って、インク室内のインクの表面に形成
された油膜の膜厚が薄くなると、インクの表面張力によ
って油膜材料含浸部材から油膜材料が引き出され、イン
ク室のインクの表面にしみ出る。このように、油膜材料
の供給にインクの表面張力を利用することにより、常に
適量の油膜材料を供給して、油膜の膜厚を一定に維持す
ることができる。
Therefore, when the film thickness of the oil film formed on the surface of the ink in the ink chamber becomes thin, the oil film material is drawn out from the oil film material impregnated member by the surface tension of the ink, and seeps into the ink surface of the ink chamber. As described above, by using the surface tension of the ink to supply the oil film material, it is possible to always supply an appropriate amount of the oil film material and to keep the film thickness of the oil film constant.

【0025】また、油膜材料の供給にインクの表面張力
を利用しているので、油膜材料供給手段から油膜材料を
積極的に供給するための供給装置(例えばポンプ等)を
設ける必要がなくなり構造が簡単になる。さらに、供給
装置を不要としたことで、電源のオンオフに関わらず油
膜の膜厚を一定に維持することができる。
Further, since the surface tension of the ink is used for supplying the oil film material, there is no need to provide a supply device (for example, a pump or the like) for actively supplying the oil film material from the oil film material supply means. It's easy. Further, since the supply device is not required, the thickness of the oil film can be maintained constant regardless of whether the power is on or off.

【0026】請求項4に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、前記油膜材料供給手段が、前記イン
ク室に貯留された前記インクに接触すると共にこのイン
クの表面からは離間した位置に配置されていることを特
徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the oil film material supply means contacts the ink stored in the ink chamber and is separated from the surface of the ink. Characterized by being arranged in

【0027】このため、油膜材料供給手段とインク室と
の間(特に、インク室のうちでも油膜材料供給手段と連
通した部分)に圧力差を発生させることで、油膜材料を
供給することができるので、任意の場所に油膜材料供給
手段を設けることができる。圧力差は、体積ポンプや圧
電素子等の圧力差発生手段によって発生させることがで
きる。
Therefore, the oil film material can be supplied by generating a pressure difference between the oil film material supply means and the ink chamber (particularly, a portion of the ink chamber which communicates with the oil film material supply means). Therefore, the oil film material supply means can be provided at an arbitrary location. The pressure difference can be generated by a pressure difference generating means such as a volume pump or a piezoelectric element.

【0028】また、油膜材料がインクの飛翔に伴って消
費されることを考慮し、インク消費量から油膜材料の消
費量をカウントして、このカウント値に基づいて、上記
した圧力差発生手段を駆動させ、油膜材料を供給するこ
とができる。これにより、インク消費量に応じた油膜材
料の供給が可能となる。例えば、使用頻度や使用環境に
よってインク消費量が異なる場合でも、これに対応して
適切な量の油膜材料を供給できる。
In consideration of the fact that the oil film material is consumed as the ink flies, the consumption of the oil film material is counted from the ink consumption, and based on the count value, the pressure difference generating means is operated. It can be driven to supply oil film material. This makes it possible to supply an oil film material according to the amount of ink consumed. For example, even when the ink consumption varies depending on the use frequency and use environment, it is possible to supply an appropriate amount of the oil film material correspondingly.

【0029】請求項5に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、前記油膜材料供給手段が、前記イン
ク室に貯留された前記インクから離間した位置に配置さ
れていることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the oil film material supply means is arranged at a position separated from the ink stored in the ink chamber. I do.

【0030】従って、油膜材料はインク中を移動するこ
となく、インク室のインクの表面に直接達するので、油
膜の形成を速やかに行うことができる。
Therefore, the oil film material directly reaches the surface of the ink in the ink chamber without moving in the ink, so that the oil film can be formed quickly.

【0031】なお、このように油膜材料をインク室のイ
ンクの表面に直接供給するためには、例えば、油膜材料
供給手段をインク室の真上に配置し、重力によって油膜
材料を滴下してもよいが、スプレー等を使用して、油膜
材料に鉛直下方の速度成分を予め持たせるようにして滴
下すれば、より速やかに油膜材料を供給して、油膜を形
成をすることができる。さらに、スプレー等により油膜
材料を霧状にして供給してもよく、この場合には、広い
範囲に速やかに油膜材料を供給できる。
In order to supply the oil film material directly to the surface of the ink in the ink chamber as described above, for example, an oil film material supply means may be disposed directly above the ink chamber, and the oil film material may be dropped by gravity. However, if the oil film material is dropped by using a spray or the like so that the oil film material has a vertically downward velocity component, the oil film material can be supplied more quickly to form an oil film. Further, the oil film material may be supplied in the form of a mist by spraying or the like, and in this case, the oil film material can be quickly supplied to a wide range.

【0032】また、必ずしも油膜材料供給手段はインク
室の真上に配置されている必要はない。油膜材料供給手
段がインク室の真上に配置されていなくても、滴下され
た油膜材料がインク室のインクの表面に達するように、
油膜材料に所定の水平方向の速度成分を持たせて滴下す
ればよい。
Further, the oil film material supply means does not necessarily need to be arranged directly above the ink chamber. Even if the oil film material supply means is not arranged right above the ink chamber, the dropped oil film material reaches the surface of the ink in the ink chamber,
The oil film material may be dropped with a predetermined horizontal velocity component.

【0033】さらに、油膜材料供給手段がインク室に貯
留されたインクから離間しているので、油膜材料供給手
段とインク室とを相対移動させることが可能となる。こ
のように相対移動させることで、油膜を形成する領域が
広い場合でも、少ない数の油膜材料供給手段でこの領域
に満遍なく油膜材料を供給するこができる。また、油膜
材料供給手段の数が少なくなるので、取り付け位置等の
レイアウトの自由度が高くなる。
Further, since the oil film material supply means is separated from the ink stored in the ink chamber, the oil film material supply means and the ink chamber can be relatively moved. By performing the relative movement in this manner, even when the area in which the oil film is formed is large, the oil film material can be uniformly supplied to this area by a small number of oil film material supply means. Also, since the number of oil film material supply means is reduced, the degree of freedom in layout such as the mounting position is increased.

【0034】また、請求項4に記載の発明と同様に、イ
ンク消費量から油膜材料の消費量をカウントして、この
カウント値に基づいて油膜材料を供給することができ
る。これにより、インク消費量に応じた油膜材料の供給
が可能となる。
Further, in the same manner as in the fourth aspect of the present invention, the consumption of the oil film material can be counted from the ink consumption, and the oil film material can be supplied based on the counted value. This makes it possible to supply an oil film material according to the amount of ink consumed.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】図1及び図2には、本発明の第1
の実施の形態に係る記録ヘッド10の概略的構成が示さ
れている。
1 and 2 show a first embodiment of the present invention.
1 shows a schematic configuration of a recording head 10 according to the embodiment.

【0036】記録ヘッド10は、長尺平板状に形成され
た基板12と、この基板12の幅方向(図1左右方向)
両端近傍から上方に垂直に立設された一対のインク室壁
14及び、インク室壁14の上端辺に固定されたプレー
ト16、で囲まれたインク室18を有している。このイ
ンク室18に、所定量のインク20が貯留されている。
インク20の表面はプレート16に接しており、プレー
ト16はインク20のメニスカスを保持するメニスカス
保持手段として機能している。
The recording head 10 has a substrate 12 formed in the shape of a long flat plate, and a width direction of the substrate 12 (the left-right direction in FIG. 1).
It has an ink chamber 18 surrounded by a pair of ink chamber walls 14 erected vertically upward from the vicinity of both ends, and a plate 16 fixed to the upper edge of the ink chamber wall 14. A predetermined amount of ink 20 is stored in the ink chamber 18.
The surface of the ink 20 is in contact with the plate 16, and the plate 16 functions as a meniscus holding unit that holds the meniscus of the ink 20.

【0037】インク室壁14のうち、一方(図1及び図
2において左側)のインク室壁14の下端にはインク供
給路22が形成されており、図示しないインクタンクか
らインク室18内にインク20が供給されるようになっ
ている。
An ink supply path 22 is formed at the lower end of one of the ink chamber walls 14 (the left side in FIGS. 1 and 2), and the ink is supplied from an ink tank (not shown) into the ink chamber 18. 20 are supplied.

【0038】基板12の上面には、この基板12の長手
方向に沿って所定間隔で、複数の振動発生手段24が固
着されている。図1に詳細に示すように、振動発生手段
24は、一定厚の板状に形成された圧電振動子26と、
この圧電振動子26の上面及び下面に熱圧着などにより
貼着された電極28、30と、で構成されている。電極
28、30には信号発生手段32が接続されており、こ
の信号発生手段32から、画像信号に対応した交番電圧
が入力されるようになっている。これにより、電極2
8、30の間に交番電界が印加されて、振動発生手段2
4の圧電振動子26が振動する。
On the upper surface of the substrate 12, a plurality of vibration generating means 24 are fixed at predetermined intervals along the longitudinal direction of the substrate 12. As shown in detail in FIG. 1, the vibration generating means 24 includes a piezoelectric vibrator 26 formed in a plate shape having a constant thickness,
Electrodes 28 and 30 are attached to the upper and lower surfaces of the piezoelectric vibrator 26 by thermocompression bonding or the like. Signal generating means 32 is connected to the electrodes 28 and 30, and an alternating voltage corresponding to an image signal is input from the signal generating means 32. Thereby, the electrode 2
An alternating electric field is applied between 8 and 30, and the vibration generating means 2
The fourth piezoelectric vibrator 26 vibrates.

【0039】なお、振動発生手段24としては、信号発
生手段32から入力された電気信号に応じて振動を発生
するものであれば良く、圧電材料、磁歪材料、機械式ア
クチュエータ、静電気力を応用したアクチュエータ等を
適用可能である。中でも圧電材料は、インクジェットプ
リンタの機能材料としても広く使われており、高度な製
造技術が確立しているので最適である。
As the vibration generating means 24, any means can be used as long as it generates vibration in response to an electric signal input from the signal generating means 32, and a piezoelectric material, a magnetostrictive material, a mechanical actuator, or an electrostatic force is applied. An actuator or the like can be applied. Among them, piezoelectric materials are widely used as functional materials for ink jet printers, and are most suitable because advanced manufacturing techniques have been established.

【0040】圧電材料としては、水晶、チタン酸ジルコ
ン酸鉛(PZT)、チタン酸バリウムBaTiO3 、ニ
オブ酸鉛PbNb2 6 、ビスマスゲルマネイトBi12
GeO20、ニオブ酸リチウムLiNbO3 、タンタル酸
リチウムLiTaO3 などの多結晶体や単結晶体、また
はZnOやAlNなどの圧電薄膜、またはポリ尿素、P
VDF(ポリフッ化ビニリデン)やPVDFの共重合体
などの圧電性高分子、またはPZTなどの無機圧電物質
と圧電性高分子との複合体などを用いることができる。
As the piezoelectric material, quartz, lead zirconate titanate (PZT), barium titanate BaTiO 3 , lead niobate PbNb 2 O 6 , bismuth germanate Bi 12
GeO 20 , lithium niobate LiNbO 3 , lithium tantalate LiTaO 3, etc., a polycrystalline or single crystal, or a piezoelectric thin film such as ZnO or AlN, or polyurea, P
A piezoelectric polymer such as a copolymer of VDF (polyvinylidene fluoride) and PVDF, or a composite of an inorganic piezoelectric substance such as PZT and a piezoelectric polymer can be used.

【0041】振動発生手段24の上面には、弾性部材3
4が立設されている。弾性部材34は、記録ヘッド10
の幅方向(図1左右方向)に所定の厚みを有し、側面視
にて長方形の板状に形成されている。また、基端部34
Aが振動発生手段24に固着され、先端部34Bが自由
端となった、いわゆる片持ち梁状とされている。弾性部
材34の高さは、インク室18に貯留されたインク20
の表面が表面張力やインク20と弾性部材34の表面と
の親和性(ぬれ)及びインク20に作用する重力などに
より弾性部材34の上端近傍に接触するように、所定の
高さとされている。
The elastic member 3 is provided on the upper surface of the vibration generating means 24.
4 are erected. The elastic member 34 is connected to the recording head 10.
Has a predetermined thickness in the width direction (horizontal direction in FIG. 1), and is formed in a rectangular plate shape in a side view. Also, the base end 34
A is fixed to the vibration generating means 24, and the end portion 34B is a free end, that is, a so-called cantilever shape. The height of the elastic member 34 depends on the ink 20 stored in the ink chamber 18.
The surface of the elastic member 34 has a predetermined height so as to contact the vicinity of the upper end of the elastic member 34 due to surface tension, affinity (wetting) between the ink 20 and the surface of the elastic member 34, gravity acting on the ink 20, and the like.

【0042】なお、振動発生手段24や弾性部材34を
インク20などとの干渉による変質、腐食、異物付着等
から保護する目的で、PTFE等の薄膜36で振動発生
手段24、弾性部材34の表面を被覆することは効果的
である。
In order to protect the vibration generating means 24 and the elastic member 34 from deterioration, corrosion, adhesion of foreign matter, etc. due to interference with the ink 20 and the like, the surface of the vibration generating means 24 and the elastic member 34 is formed by a thin film 36 of PTFE or the like. Is effective.

【0043】電極28、30間に交番電界が印加されて
振動発生手段24の圧電振動子26が振動すると、この
振動により、弾性部材34が共振周波数で励振されて、
曲げ振動する(図1及び図3矢印A方向)。特に、弾性
部材34の先端部34Bの近傍は大きな振幅で曲げ振動
するため、弾性部材34の板厚方向両側に構成されたイ
ンク20の薄膜からインク滴46が吐出し、記録媒体で
ある記録用紙に向かって飛翔する。
When an alternating electric field is applied between the electrodes 28 and 30 and the piezoelectric vibrator 26 of the vibration generating means 24 vibrates, the vibration excites the elastic member 34 at the resonance frequency.
It bends and vibrates (the direction of arrow A in FIGS. 1 and 3). In particular, since the vicinity of the distal end portion 34B of the elastic member 34 bends and vibrates with a large amplitude, the ink droplet 46 is ejected from the thin film of the ink 20 formed on both sides in the thickness direction of the elastic member 34, and the recording paper as a recording medium is formed. Fly towards.

【0044】弾性部材34としては、振動発生手段24
の振動を曲げ振動に変換可能で、先端部34Bの近傍に
インク滴の吐出に十分な振幅を発生可能な部材であれ
ば、その材質、形状等は特に限定されないが、加工性や
価格等の面から、ステンレス、ニッケル等の金属材料が
好適である。さらには、ポリイミド樹脂、PET、エポ
キシ樹脂、シアノアクリレート樹脂等の高分子材料を用
いることもできる。
As the elastic member 34, the vibration generating means 24
The material, shape, and the like are not particularly limited as long as they are members that can convert the vibrations into bending vibrations and can generate a sufficient amplitude for ejecting ink droplets in the vicinity of the distal end portion 34B. From the viewpoint, metal materials such as stainless steel and nickel are preferable. Further, a polymer material such as a polyimide resin, PET, an epoxy resin, and a cyanoacrylate resin can also be used.

【0045】プレート16には、弾性部材34に対応し
た位置に、円形の孔38が形成されている。孔38が形
成されていることによって、弾性部材34の上端近傍は
プレート16に当たることなく、プレート16よりも上
方に突出している。
A circular hole 38 is formed in the plate 16 at a position corresponding to the elastic member 34. Due to the formation of the hole 38, the vicinity of the upper end of the elastic member 34 protrudes above the plate 16 without hitting the plate 16.

【0046】孔38の内縁には、油膜材料供給手段とし
て、環状に形成された油膜材料含浸部材40が配置され
ている。油膜材料含浸部材40は、プレート16と同様
にインク20の表面に接触して、インク20のメニスカ
スを保持するメニスカス保持手段として機能している。
An oil film material impregnating member 40 formed in a ring shape is disposed on the inner edge of the hole 38 as oil film material supply means. The oil film material impregnated member 40 functions as meniscus holding means for holding the meniscus of the ink 20 by contacting the surface of the ink 20 like the plate 16.

【0047】油膜材料含浸部材40は内部に油膜材料を
含浸しており、油膜材料含浸部材40からしみ出した油
膜材料がインク20の表面に油膜42を形成する。この
ように、インク20の表面に油膜42が形成されるの
で、インク20中の水分の蒸発を阻止することができ、
インク20が乾燥しづらく、インク20の濃度が変化し
ない。また、蒸発によるインク20の残滓が弾性部材3
4、インク室壁14及びプレート16等に付着しない。
The oil film material impregnated member 40 has an oil film material impregnated therein, and the oil film material exuded from the oil film material impregnated member 40 forms an oil film 42 on the surface of the ink 20. As described above, since the oil film 42 is formed on the surface of the ink 20, the evaporation of the water in the ink 20 can be prevented,
The ink 20 is hard to dry, and the density of the ink 20 does not change. Further, the residue of the ink 20 due to the evaporation is generated by the elastic member 3
4. It does not adhere to the ink chamber wall 14, the plate 16, and the like.

【0048】油膜材料含浸部材40としては、内部に油
膜材料を含浸できる材料か、内部に油膜材料を保持する
空隙を有する材料などを適宜選択できる。例えば、布、
紙、天然ゴム、高分子材料などに油膜材料を含浸させた
ものでも良く、あるいは、金属、セラミックなどの無機
材料や、天然ゴム、合成樹脂などの有機材料に、油膜材
料を保持できる空隙を多数持たせたいわゆる多孔質材料
で構成しても良い。さらに、これらの多孔質材料を親油
処理をして、油膜材料を浸透、保持しやすくすることも
有効である。
As the oil film material impregnating member 40, a material capable of impregnating the oil film material therein or a material having a gap for holding the oil film material therein can be appropriately selected. For example, cloth,
Paper, natural rubber, polymer materials, etc. impregnated with an oil film material may be used, or an inorganic material such as metal or ceramic, or an organic material such as natural rubber or synthetic resin may be provided with a number of gaps capable of holding the oil film material. It may be made of a so-called porous material. Furthermore, it is also effective to subject these porous materials to lipophilic treatment to facilitate penetration and retention of the oil film material.

【0049】油膜材料としては、インク20の表面に油
膜を形成できる材料であれば適宜選択可能である。イン
ク20の表面に油膜を形成できる条件として、インク2
0と空気の界面の張力(インク20の表面張力)γi 、
油膜と空気の界面の張力(インク20の表面張力)γo
、インク20と油膜の界面張力γioとしたときに、γi
>γo +γioの関係を満たすようにする必要がある。
このように、表面張力を利用して油膜材料含浸部材40
から油膜材料が引き出され、油膜42が形成されるよう
にしたので、インク20の表面に積極的に油膜材料を供
給する手段(例えばポンプ等)が不要となる。
As the oil film material, any material that can form an oil film on the surface of the ink 20 can be appropriately selected. Conditions that can form an oil film on the surface of the ink 20 include:
Tension at the interface between 0 and air (surface tension of ink 20) γi,
Tension of interface between oil film and air (surface tension of ink 20) γo
, When the interfacial tension between the ink 20 and the oil film is γio, γi
> Γo + γio.
As described above, the oil film material impregnated member 40 is
The oil film material is drawn out of the ink and the oil film 42 is formed, so that means (for example, a pump or the like) for actively supplying the oil film material to the surface of the ink 20 becomes unnecessary.

【0050】さらに、油膜材料は、油膜42として機能
するために、インク20に溶解しないこと、インク20
と自発的に乳化しないこと、比較的沸点が高く常温で液
体であることが好ましい。また、インク20の表面が重
力の方向に対して上側に位置する場合には、インク20
より油膜材料の比重が小さいこと、逆に、インク20の
表面が重力の方向に対して下側に位置する場合には、イ
ンク20より油膜材料の比重が大きいことが必要であ
る。水性のインクを用いる場合の油膜材料としては、炭
化水素、高級脂肪酸、不水溶性のアルコール類、植物
油、シリコンオイルなどを用いることができる。これら
は、単独でも、あるいは混合して用いても構わない。
Further, since the oil film material functions as the oil film 42, it does not dissolve in the ink 20;
It is preferable that the emulsion does not spontaneously emulsify and has a relatively high boiling point and is liquid at room temperature. When the surface of the ink 20 is located above the direction of gravity,
When the specific gravity of the oil film material is smaller, or conversely, when the surface of the ink 20 is located below the direction of gravity, the specific gravity of the oil film material needs to be larger than that of the ink 20. When an aqueous ink is used, examples of the oil film material include hydrocarbons, higher fatty acids, water-insoluble alcohols, vegetable oils, and silicone oils. These may be used alone or as a mixture.

【0051】次に、本実施の形態に係る記録ヘッド10
の動作及び作用を説明する。先ず、図3に示すように、
インク滴46を飛翔させてドットを記録する場合につい
て説明する。すなわち、入力された画像情報に基づいて
一画素ずつ画像信号が信号発生手段32に入力される
と、その画像信号に基づいて振動発生手段24の駆動信
号が発生される。
Next, the recording head 10 according to the present embodiment
The operation and operation of the above will be described. First, as shown in FIG.
The case where dots are recorded by flying the ink droplets 46 will be described. That is, when an image signal is input to the signal generation unit 32 pixel by pixel based on the input image information, a drive signal of the vibration generation unit 24 is generated based on the image signal.

【0052】振動発生手段24は、基板12の剛性や、
圧電振動子26の厚さ、圧電特性、および弾性部材34
の大きさや剛性などから決まる固有の共振周波数f0
有する。そのため、信号発生手段32から振動発生手段
24に、f0 と同じ、またはその整数倍の周波数fの電
圧を印加して駆動すると、効率よく弾性部材34を振動
させることができる。もちろん、駆動周波数はこれに限
られず、弾性部材34を所望の振動数で曲げ振動させる
ことができれば、いかなる周波数でもよい。また、この
駆動信号の波形は、図4(A)に示すような弾性部材3
4の励振周波数に等しい連続した交流電圧や、図4
(B)に示すような連続するパルス電圧を用いることが
できる。さらに、図4(C)に示すような励振周期を1
周期とする波形が少なくとも1つ以上連なった波形信号
を1画素分として、断続的に連ねたバースト波でもよ
い。但し、この場合一つ一つの波形は矩形波に限らず、
サイン波や三角波でも良い。特に、バースト波を用いる
ことにより、共振周波数f0 のバースト波を振動発生手
段24に短時間だけ印加して、弾性部材34を振動させ
ることができる。また、バースト波によって、微小なイ
ンク滴46を吐出させることが可能となる。これに対
し、交番電圧を連続して印加した場合には、比較的大き
な連続したインク滴が吐出され続ける。
The vibration generating means 24 determines the rigidity of the substrate 12,
Thickness of piezoelectric vibrator 26, piezoelectric characteristics, and elastic member 34
Has a unique resonance frequency f 0 determined by the size, rigidity, etc. Therefore, when the signal generating means 32 drives the vibration generating means 24 by applying a voltage having a frequency f equal to or an integer multiple of f 0 , the elastic member 34 can be vibrated efficiently. Of course, the drive frequency is not limited to this, and may be any frequency as long as the elastic member 34 can be bent and vibrated at a desired frequency. Further, the waveform of the drive signal has the elastic member 3 as shown in FIG.
4 or a continuous AC voltage equal to the excitation frequency of FIG.
A continuous pulse voltage as shown in (B) can be used. Further, the excitation cycle as shown in FIG.
A burst signal in which at least one or more continuous waveforms are connected for one pixel may be used as a burst wave. However, in this case, each waveform is not limited to a rectangular wave,
A sine wave or triangle wave may be used. In particular, by using a burst wave, the elastic member 34 can be vibrated by applying a burst wave having the resonance frequency f 0 to the vibration generating means 24 for a short time. In addition, it becomes possible to eject minute ink droplets 46 by the burst wave. On the other hand, when the alternating voltage is continuously applied, relatively large continuous ink droplets are continuously ejected.

【0053】なお、インク滴46を吐出させるエネルギ
ーは、振動発生手段24の励振周期を1周期とする波形
の数(バースト数という)と印加電圧で決まる。バース
ト数を増やせば、比較的低電圧でインク滴46を吐出さ
せることが可能であり、一方、バースト数を減らせば、
インク滴46の吐出に必要な電圧は若干高くなるもの
の、より飛翔速度の早いインク滴46の吐出が可能とな
る。
The energy for ejecting the ink droplets 46 is determined by the number of waveforms (the number of bursts) having one cycle of the excitation of the vibration generating means 24 and the applied voltage. If the number of bursts is increased, it is possible to eject the ink droplet 46 at a relatively low voltage, while if the number of bursts is reduced,
Although the voltage required for discharging the ink droplet 46 is slightly higher, the ink droplet 46 having a higher flying speed can be discharged.

【0054】このような所定の波形の駆動信号が信号発
生手段32から振動発生手段24に印加され、圧電振動
子26が振動することにより、弾性部材34が共振して
基端部34Aを中心にして矢印A方向に曲げ振動を行
う。図3に示すように、インク20の表面張力、インク
20と弾性部材34の表面との親和性(ぬれ)及びイン
ク20に作用する重力等により、弾性部材34の先端部
34Bの近傍には、振動方向(矢印A方向)に所定の液
厚(数μm〜数百μm)を有するインク20の薄膜が形
成される。そして、弾性部材34の曲げ振動により、こ
の薄膜部分にキャピラリ波が発生する。
A drive signal having such a predetermined waveform is applied from the signal generating means 32 to the vibration generating means 24, and the piezoelectric vibrator 26 vibrates, so that the elastic member 34 resonates and the center of the base 34A. To perform bending vibration in the direction of arrow A. As shown in FIG. 3, due to the surface tension of the ink 20, the affinity (wetting) between the ink 20 and the surface of the elastic member 34, the gravity acting on the ink 20, and the like, the vicinity of the tip portion 34B of the elastic member 34 A thin film of the ink 20 having a predetermined liquid thickness (several μm to several hundred μm) in the vibration direction (the direction of arrow A) is formed. Then, the bending vibration of the elastic member 34 generates a capillary wave in the thin film portion.

【0055】図5に示すように、ある時間tにおいて、
インク20の表面には、弾性部材34の曲げ振動方向
(矢印A方向)に垂直な面の幅(矢印B方向の幅)Wに
対して波長λがW=2λとなるようなキャピラリ波44
が2山発生している。微小時間Δt経過後の時間t+Δ
tにおいて、図6に示すように、2山のキャピラリ波4
4の間から1山のインク隆起部が形成され、これが分離
して1インク滴が飛翔する。
As shown in FIG. 5, at a certain time t,
On the surface of the ink 20, a capillary wave 44 whose wavelength λ is W = 2λ with respect to the width (width in the direction of arrow B) W of the surface of the elastic member 34 perpendicular to the bending vibration direction (direction of arrow A).
There are two peaks. Time t + Δ after elapse of minute time Δt
At t, as shown in FIG.
One mountain of ink ridges is formed from between the four regions, and these ridges are separated and one ink droplet flies.

【0056】信号発生手段32から振動発生手段24へ
繰り返し駆動信号を印加することで、弾性部材34から
駆動信号に対応して一滴ずつインク滴46が飛翔する。
By repeatedly applying the driving signal from the signal generating means 32 to the vibration generating means 24, the ink droplets 46 fly from the elastic member 34 one by one in accordance with the driving signal.

【0057】このように、一滴ずつインク滴46を安定
的に飛翔させるためには、弾性部材34の先端部34B
の近傍において、弾性部材34の曲げ振動方向に対して
垂直な面(振動面34C)における幅をWとし、次式で
算出される値をλとしたときに、先端部34Bの近傍の
少なくとも一部の幅Wがほぼ2λとなるようにすること
が望ましい。
As described above, in order to cause the ink droplets 46 to fly stably one by one, the tip portion 34B of the elastic member 34 is required.
, The width of a surface (vibration surface 34C) perpendicular to the bending vibration direction of the elastic member 34 is W, and the value calculated by the following equation is λ. It is desirable that the width W of the portion is approximately 2λ.

【0058】 λ=〔8πσ/(ρfe 2 )〕1/3 ×104 (μm) ・・・式(1) ここで、σは、インク表面張力(mN/m) ρは、インク密度(g/cm3 ) fe は、励振周波数(Hz) 上記式(1)は、一般の参考書、例えば、千葉近著『超
音波噴霧』(山海堂)第7章第2節に、キャピラリ波の
波長を与える式として記載されているものである。
Λ = [8πσ / (ρf e 2 )] 1/3 × 10 4 (μm) (1) where σ is the ink surface tension (mN / m) and ρ is the ink density ( g / cm 3 ) f e is the excitation frequency (Hz) The above equation (1) is described in a general reference book, for example, Chika Chika, “Ultrasonic Spraying” (Sankaido), Chapter 7, Section 2, the capillary wave It is described as an equation giving the wavelength.

【0059】幅Wは、2λの値にできるかぎり近い方が
良く、1.2λ〜2.4λの範囲にするのが好ましい。
このようにして生成された微小インク滴は、信号発生手
段32から振動発生手段24に入力された適切な波形の
入力信号により、弾性部材34の振動面34Cに垂直な
方向に安定して飛翔する。
The width W is preferably as close as possible to the value of 2λ, and is preferably in the range of 1.2λ to 2.4λ.
The fine ink droplets thus generated stably fly in a direction perpendicular to the vibration surface 34C of the elastic member 34 by an input signal having an appropriate waveform input from the signal generation means 32 to the vibration generation means 24. .

【0060】なお、弾性部材34の先端部34Bの近傍
において、幅Wが1λ以下であるとキャピラリ波が発生
しにくくなり、信号発生手段32の励振電圧を大きくす
るか、バースト数を増やすかしないとインク滴が飛翔し
ない。たとえインク滴が飛翔しても、安定して飛翔しに
くい。
If the width W is less than 1λ in the vicinity of the distal end portion 34B of the elastic member 34, it becomes difficult to generate a capillary wave, and it is not necessary to increase the excitation voltage of the signal generating means 32 or increase the number of bursts. And ink drops do not fly. Even if the ink droplet flies, it is difficult to fly stably.

【0061】一方、弾性部材34の先端部34Bの近傍
において、幅Wが3λ以上である場合もキャピラリ波は
発生しにくい。この場合には上述と同様に、信号発生手
段32の励振電圧を大きくするか、バースト数を増やす
ことによってキャピラリ波を発生させることができる
が、その場合にはキャピラリ波が3山以上生成され、複
数のインク滴が一度に飛翔することになり、一滴ずつ飛
翔させることができない。
On the other hand, even when the width W is 3λ or more in the vicinity of the distal end portion 34B of the elastic member 34, a capillary wave is hardly generated. In this case, similarly to the above, the capillary wave can be generated by increasing the excitation voltage of the signal generating means 32 or increasing the number of bursts. In this case, three or more peaks are generated. A plurality of ink droplets fly at a time, and cannot fly one by one.

【0062】インク室18内に貯留されたインク20の
表面には、油膜材料含浸部材40からしみ出した油膜材
料によって、油膜42が形成されている。従って、弾性
部材34の振動により発生したインク滴46は、表面に
微量の油膜を保持したまま記録媒体へと飛翔する。イン
ク滴46の油膜成分は記録媒体へ浸透するとともに、イ
ンク滴46中の水分は蒸発し、インク滴46中の色材は
記録媒体表面に保持されて画像を形成する。
On the surface of the ink 20 stored in the ink chamber 18, an oil film 42 is formed by the oil film material that has exuded from the oil film material impregnated member 40. Therefore, the ink droplet 46 generated by the vibration of the elastic member 34 flies to the recording medium while keeping a small amount of the oil film on the surface. The oil film component of the ink droplet 46 penetrates into the recording medium, the water in the ink droplet 46 evaporates, and the color material in the ink droplet 46 is held on the surface of the recording medium to form an image.

【0063】インク滴46の飛翔により、インク室18
内のインク20は消費されるが、図示しないインクタン
クからインクがインク供給路22を経て供給されるの
で、インク室18内には常に所定量のインク20が貯留
される。
The flying of the ink droplet 46 causes the ink chamber 18
Although the ink 20 is consumed, the ink is supplied from an ink tank (not shown) through the ink supply path 22, so that a predetermined amount of the ink 20 is always stored in the ink chamber 18.

【0064】また、インク滴46の飛翔に伴い、油膜4
2を構成する油膜材料も消費される。しかし、インク2
0の表面張力γi 、インク20の表面張力γo 、インク
20と油膜の界面張力γioとの間に、γi >γo +γio
の関係が満たされるように油膜材料を選択しているの
で、油膜42の膜厚が薄くなった場合には、表面張力を
利用して油膜材料含浸部材40から油膜材料が適量(通
常はごく微量)しみ出し、常に一定厚(数μm〜十数μ
m)の油膜42が形成される。このため、インク室18
内のインク20からの水分の蒸発が阻止され、インク2
0が乾燥することがなく、また、蒸発によるインク20
の残滓が弾性部材34やインク室壁14及びプレート1
6等に付着することもない。さらに、インク20の表面
に積極的に油膜材料を供給する手段(例えばポンプ等)
が不要となる。
Further, with the flight of the ink droplet 46, the oil film 4
The oil film material constituting 2 is also consumed. However, ink 2
0 between the surface tension γi of 0, the surface tension γo of the ink 20, and the interfacial tension γio of the ink 20 and the oil film, γi> γo + γio
The oil film material is selected so as to satisfy the following relationship. Therefore, when the film thickness of the oil film 42 is reduced, the oil film material is impregnated with an appropriate amount (usually a very small amount) from the oil film material impregnated member 40 by utilizing the surface tension. ) Exudation, always constant thickness (several μm to tens of μ)
m) of the oil film 42 is formed. Therefore, the ink chamber 18
The evaporation of water from the ink 20 in the ink is prevented, and the ink 2
0 does not dry, and the ink 20
Of the elastic member 34, the ink chamber wall 14, and the plate 1
6 and so on. Further, means for positively supplying an oil film material to the surface of the ink 20 (for example, a pump or the like)
Becomes unnecessary.

【0065】このように、本実施の形態に係る記録ヘッ
ド10では、ノズルに制約されずに微小なインク滴46
が生成できると共に、インク乾燥による弾性部材34へ
のインク残滓などの付着がないため、高画質で安定した
記録装置の実現が可能となる。
As described above, in the recording head 10 according to the present embodiment, the minute ink droplets 46 are not restricted by the nozzles.
Can be generated, and ink residue and the like do not adhere to the elastic member 34 due to ink drying, so that a high-quality and stable recording apparatus can be realized.

【0066】図7には、本発明の第2の実施の形態に係
る記録ヘッド50が示されている。この記録ヘッド50
では、第1の実施の形態に係る記録ヘッド10と比較し
て、油膜材料供給手段の構成が異なっている。以下、第
1の実施の形態に係る記録ヘッド10と同一の構成要素
及び構成部材等については同一の符号を付して説明を省
略する。
FIG. 7 shows a recording head 50 according to a second embodiment of the present invention. This recording head 50
In this embodiment, the configuration of the oil film material supply means is different from that of the recording head 10 according to the first embodiment. Hereinafter, the same components and members as those of the recording head 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0067】この記録ヘッド50では、第1の実施に形
態に係る記録ヘッド10のプレート16に相当する部材
は設けられておらず、インク室52が、基板12とイン
ク室壁14とで構成されている(従って、インク室52
は上方に向かって開放されている)。
In the recording head 50, a member corresponding to the plate 16 of the recording head 10 according to the first embodiment is not provided, and the ink chamber 52 is constituted by the substrate 12 and the ink chamber wall 14. (Therefore, the ink chamber 52
Is open upward.)

【0068】また、この記録ヘッド50では、第1の実
施の形態に係る油膜材料含浸部材40に代えて、油膜材
料を貯蔵するタンク54と、このタンク54から油膜材
料をインク室18内へ供給するポンプ56、及びポンプ
56からインク室52内へ油膜材料を供給する油膜供給
通路58と、で構成された油膜材料供給装置60が基板
12の下方に設けられている。基板12には、油膜供給
通路58が挿通される挿通孔62が形成されている。
In the recording head 50, instead of the oil film material impregnated member 40 according to the first embodiment, a tank 54 for storing the oil film material, and the oil film material is supplied from the tank 54 into the ink chamber 18. An oil film material supply device 60 is provided below the substrate 12 and includes a pump 56 for supplying oil film material to the ink chamber 52 from the pump 56. An insertion hole 62 through which the oil film supply passage 58 is inserted is formed in the substrate 12.

【0069】ポンプ56が駆動されると、油膜供給通路
58の上端(インク室52に連通している部分)に圧力
差が生じ、この圧力差でインク室52内に油膜材料が供
給される。油膜材料はインク20と混合せず、しかもイ
ンク20よりも比重が小さいため、インク20内を上昇
して、インク20の表面に一定厚の油膜42を形成す
る。
When the pump 56 is driven, a pressure difference is generated at the upper end of the oil film supply passage 58 (portion communicating with the ink chamber 52), and the oil film material is supplied into the ink chamber 52 by this pressure difference. Since the oil film material does not mix with the ink 20 and has a lower specific gravity than the ink 20, it rises in the ink 20 to form an oil film 42 having a constant thickness on the surface of the ink 20.

【0070】このように、インク室52に連通する部分
の圧力差で油膜材料を供給するので、任意の場所に油膜
材料供給装置60を設けることができる。なお、インク
室52に連通する部分に圧力差を発生させることができ
るものであれば、ポンプ56に代えて、例えば圧電素子
等の他の圧力差発生手段を用いることもできる。
As described above, since the oil film material is supplied by the pressure difference of the portion communicating with the ink chamber 52, the oil film material supply device 60 can be provided at an arbitrary position. In addition, as long as a pressure difference can be generated in a portion communicating with the ink chamber 52, other pressure difference generating means such as a piezoelectric element can be used instead of the pump 56.

【0071】ポンプ56には、制御装置64が接続され
ている。さらに、制御装置64は、信号発生手段32と
接続されており、信号発生手段32から振動発生手段2
4に印加された駆動信号の数(印字パルス数)をカウン
トし、内部のメモリーに記憶することができるようにな
っている。従って、制御装置64がポンプ56を制御す
ることで、ポンプ56によって供給される油膜材料の量
が制御されることになる(なお、ここで用いる「印字パ
ルス数」とは、信号発生手段32が画像信号に基づいて
発生した信号の数をさし、図4(C)のバースト波を発
生する場合には、1回のバースト波発生につき印字パル
スを1回とカウントする)。これを、図8に示すフロー
チャートを用いて説明する。
The control device 64 is connected to the pump 56. Further, the control device 64 is connected to the signal generating means 32, and
The number of drive signals (the number of printing pulses) applied to 4 is counted and can be stored in an internal memory. Therefore, by controlling the pump 56 by the control device 64, the amount of the oil film material supplied by the pump 56 is controlled (the “print pulse number” used here means that the signal generating means 32 This means the number of signals generated based on the image signal. When the burst wave shown in FIG. 4C is generated, one print pulse is counted for each burst wave generation.) This will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【0072】制御装置64には、内部のメモリーに、予
め設定された所定のインク使用量がカウント値P0 とし
て記憶されており、ステップ112で、まずこの使用量
を読みこむ。
In the control device 64, a predetermined amount of ink used in advance is stored as a count value P 0 in an internal memory, and the used amount is first read in step 112.

【0073】次に、ステップ114で信号発生手段32
から振動発生手段24に入力された駆動信号の数(印字
パルス数)を記憶するメモリをクリア(P1 =0)す
る。そして、ステップ116で待機モードに入る。
Next, at step 114, the signal generating means 32
Clears the memory (P 1 = 0) for storing the number of drive signals (the number of print pulses) input to the vibration generating means 24 from ( 1 ). Then, in step 116, the process enters the standby mode.

【0074】次のステップ118において、入力信号が
信号発生手段32から振動発生手段24に入力されない
場合には、ステップ116に戻って引き続き待機モード
となるが、印字パルスが信号発生手段32から振動発生
手段24に入力されると、ステップ120で図示しない
印字位置駆動手段を駆動させる。この印字位置駆動手段
は、記録ヘッド50を主走査方向(図7紙面と垂直方
向)に移動させるための手段である。
In the next step 118, if the input signal is not input from the signal generating means 32 to the vibration generating means 24, the process returns to step 116 to continue the standby mode. When input to the means 24, a printing position driving means (not shown) is driven in step 120. The printing position driving means is means for moving the recording head 50 in the main scanning direction (the direction perpendicular to the plane of FIG. 7).

【0075】次のステップ122では、印字パルスがあ
るか否かを判断し、印字パルスがない場合には、ステッ
プ120に戻って再び印字位置駆動手段を駆動させる
が、印字パルスがある場合には、ステップ124でP1
に1を加算する。さらにステップ126で、振動発生手
段24を駆動させる。
In the next step 122, it is determined whether or not there is a print pulse. If there is no print pulse, the flow returns to step 120 to drive the print position driving means again. , P 1 in step 124
Is added to. Further, at step 126, the vibration generating means 24 is driven.

【0076】次のステップ128では、P1 が予め設定
された所定のカウント値P0 よりも大きくなったか否か
を判断し、大きくなっている場合には、ステップ130
でポンプ56を一定時間駆動させて、一定量の油膜材料
をインク室52内へ供給する。さらに、ステップ132
で、P1 の値をクリアする(P1 =0)。そして、ステ
ップ134に移行する。テップ128で、P1 が予め設
定された所定カウント値P0 よりも大きくなっていない
場合には、そのままステップ134に移行する。
[0076] In the next step 128, when it is determined whether it is greater than a predetermined count value P 0 where P 1 is set in advance is larger, the step 130
The pump 56 is driven for a certain period of time to supply a certain amount of oil film material into the ink chamber 52. Step 132
In, to clear the value of P 1 (P 1 = 0) . Then, the process proceeds to step 134. In step 128, if P 1 is not larger than the predetermined count value P 0 which is set in advance, control proceeds to step 134.

【0077】ステップ134では、記録ヘッド50によ
る印字が終了したか否かを判断し、終了した場合には、
ポンプ56の動作を終了させる。印字が終了していない
場合には、ステップ120に戻って印字位置駆動手段を
駆動させ、以下同様の動作を繰り返す。
In step 134, it is determined whether or not printing by the recording head 50 has been completed.
The operation of the pump 56 is terminated. If the printing is not completed, the flow returns to step 120 to drive the printing position driving means, and the same operation is repeated thereafter.

【0078】このように、信号発生手段32から振動発
生手段24に印加された駆動信号の数(印字パルス数)
をカウントすることで、インク20の消費量及び油膜材
料の使用量を計算して、必要十分な油膜材料をインク室
52内へ供給でき、油膜42の膜厚を常に一定厚に維持
できる。
As described above, the number of drive signals (the number of printing pulses) applied from the signal generating means 32 to the vibration generating means 24
Is calculated, the consumption amount of the ink 20 and the usage amount of the oil film material are calculated, the necessary and sufficient oil film material can be supplied into the ink chamber 52, and the film thickness of the oil film 42 can always be maintained at a constant thickness.

【0079】また、P0 の値は任意の値に設定できるの
で、記録ヘッド50の使用環境や使用頻度に応じて油膜
42の膜厚を任意の厚さにできる。P0 を小さく設定す
ると、インク20の消費量に対する油膜材料の供給量を
多くすることができ、逆に、P0 を大きく設定すると、
インク20の消費量に対する油膜材料の供給量を少なく
することができる。
Since the value of P 0 can be set to an arbitrary value, the thickness of the oil film 42 can be set to an arbitrary value according to the use environment and use frequency of the recording head 50. When P 0 is set small, the supply amount of the oil film material with respect to the consumption amount of the ink 20 can be increased. Conversely, when P 0 is set large,
The supply amount of the oil film material with respect to the consumption amount of the ink 20 can be reduced.

【0080】なお、信号発生手段32から振動発生手段
24に印加された駆動信号の数をカウントして、油膜材
料の使用量を計算する以外にも、例えば、記録ヘッド5
0の使用時間や非使用時間(放置時間)をカウントし
て、油膜材料の消費量を計算すると共に、このカウント
値を予め設定された設定値と比較して、油膜材料を供給
するようにしてもよい。例えば、インク滴46(図3参
照)の飛翔によって消費される油膜材料の量がきわめて
微量である場合には、油膜42の膜厚の減少は、インク
滴46の飛翔よりも長期にわたる油膜材料の蒸発やイン
ク20への溶け込みによって影響を受けるようになる。
従って、このような場合でも、油膜材料の減少分を、ポ
ンプ56を駆動させて供給することができ、常に油膜4
2の膜厚を一定厚に維持できる。
In addition to counting the number of drive signals applied from the signal generating means 32 to the vibration generating means 24 to calculate the amount of oil film material used, for example,
The use time and non-use time (leaving time) of 0 are counted to calculate the consumption amount of the oil film material, and this count value is compared with a preset value to supply the oil film material. Is also good. For example, when the amount of the oil film material consumed by the flight of the ink droplet 46 (see FIG. 3) is extremely small, the decrease in the film thickness of the oil film 42 is longer than that of the ink droplet 46. It is affected by evaporation and dissolution into the ink 20.
Therefore, even in such a case, the reduced amount of the oil film material can be supplied by driving the pump 56, and the oil film 4 can be always supplied.
2 can be kept constant.

【0081】図9には、本発明の第3の実施の形態に係
る記録ヘッド70が示されている。この記録ヘッド70
では、第1の実施の形態に係る記録ヘッド10と比較し
て、油膜材料供給手段の構成が異なっている。以下、第
1の実施の形態に係る記録ヘッド10と同一の構成要素
及び構成部材等については同一の符号を付して説明を省
略する。
FIG. 9 shows a recording head 70 according to the third embodiment of the present invention. This recording head 70
In this embodiment, the configuration of the oil film material supply means is different from that of the recording head 10 according to the first embodiment. Hereinafter, the same components and members as those of the recording head 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0082】この記録ヘッド70では、第2の実施の形
態に係る記録ヘッド50と同様、第1の実施に形態に係
る記録ヘッド10のプレート16に相当する部材は設け
られておらず、インク室52が、基板12とインク室壁
14とで構成されている。
In the recording head 70, similarly to the recording head 50 according to the second embodiment, the member corresponding to the plate 16 of the recording head 10 according to the first embodiment is not provided, and the ink chamber is not provided. 52 is composed of the substrate 12 and the ink chamber wall 14.

【0083】また、この記録ヘッド70では、第1の実
施の形態に係る油膜材料含浸部材40に代えて、油膜材
料を貯蔵するタンク74と、このタンク74から油膜材
料をインク室52内へ供給するポンプ76と、で構成さ
れた油膜材料供給装置72がインク室18の上方に設け
られている。そして、油膜材料はポンプ76の駆動によ
りタンク74から取り出され、インク室52の上方から
滴下されてインク20の表面に供給される。このよう
に、油膜材料はインク20中を流動することなく直接、
インク20の表面に達するので、油膜材料の供給を迅速
に行うことができる。
In the recording head 70, instead of the oil film material impregnated member 40 according to the first embodiment, a tank 74 for storing the oil film material, and the oil film material is supplied from the tank 74 into the ink chamber 52. An oil film material supply device 72 including a pump 76 is provided above the ink chamber 18. The oil film material is taken out of the tank 74 by the drive of the pump 76, dropped from above the ink chamber 52, and supplied to the surface of the ink 20. As described above, the oil film material directly flows without flowing through the ink 20.
Since the oil film material reaches the surface of the ink 20, the oil film material can be supplied quickly.

【0084】油膜材料は重力のみにより滴下するように
してもよいが、例えば、油膜材料の出口(ポンプ76の
下端)にノズルあるいはスプレーを設け、霧状にして供
給したり、鉛直下方の速度成分を予め持たせて滴下させ
たりしてもよい。いずれの場合でも、油膜材料は重力の
みにより滴下される場合と比較して、より迅速にインク
20の表面に供給される。
The oil film material may be dropped only by gravity. For example, a nozzle or a spray may be provided at the outlet of the oil film material (at the lower end of the pump 76) to supply the oil film material in the form of a mist or to supply the velocity component vertically downward. May be dropped in advance. In any case, the oil film material is supplied to the surface of the ink 20 more quickly than when the oil film material is dropped only by gravity.

【0085】また、油膜材料供給装置72は、必ずしも
インク室52の真上に配置されている必要はない。すな
わち、インク室52の真上に配置されていない場合であ
っても、滴下された油膜材料がインク室52のインク2
0の表面に達するように、予め所定の水平方向の速度成
分を持たせて滴下すればよい。
The oil film material supply device 72 does not need to be disposed directly above the ink chamber 52. In other words, even when the oil film material is not disposed right above the ink chamber 52,
What is necessary is just to add a predetermined velocity component in the horizontal direction in advance so as to reach the surface of zero and drop the droplet.

【0086】さらに、油膜材料供給装置72から油膜材
料が滴下される部位(滴下口)は、1つの油膜材料供給
装置72に対して1つである必要はなく、複数設けても
よい。例えば、筒状のパイプをその長手方向が基板12
の長手方向(図9紙面と垂直方向)と一致するように配
置すると共に、パイプの周面に複数の滴下口を形成して
もよい。これにより、1つのポンプ76を駆動させるだ
けで複数の滴下口から油膜材料を滴下させて、広い範囲
に油膜材料を供給することができる。
Further, the oil film material supply device 72 is not required to be provided with one oil film material supply device 72 (dropping port), and a plurality of oil film material supply devices 72 may be provided. For example, a pipe having a tubular shape whose longitudinal direction is
And a plurality of drip ports may be formed on the peripheral surface of the pipe. Accordingly, the oil film material can be supplied from a plurality of dropping ports by simply driving one pump 76, and the oil film material can be supplied to a wide range.

【0087】また、ポンプ76には、第2の実施の形態
と同様の制御装置64を接続してもよい。これにより、
油膜材料の消費量を計算して、必要十分な油膜材料をイ
ンク室52内へ供給でき、油膜42の膜厚を常に一定の
範囲内に維持できる。
The pump 76 may be connected to a control device 64 similar to that of the second embodiment. This allows
By calculating the consumption of the oil film material, a necessary and sufficient amount of the oil film material can be supplied into the ink chamber 52, and the film thickness of the oil film 42 can always be maintained within a certain range.

【0088】また、第3の実施の形態に係る記録ヘッド
70では、油膜材料供給装置72が、インク室52内の
インク20及び、このインク20の表面から離間した位
置に配置されているので、インク室52と油膜材料供給
装置72とを相対移動させて、油膜材料を供給すること
も可能となる。例えば、油膜材料供給装置72を、記録
ヘッド70が取り付けられたハウジング等に固定するこ
とで、記録ヘッド77のスキャン(図9紙面と垂直方向
への移動)を利用し、インク室52と油膜材料供給装置
72とを相対移動させて油膜材料を供給できる。このよ
うに、インク室52とを油膜材料供給装置72と相対移
動させることで、油膜材料供給装置72の数を少なくし
ても、インク20の表面に十分な量の油膜材料を満遍な
く供給することができる。例えば、記録ヘッド70のス
キャン時に、特定の位置を記録ヘッド70を通過したこ
とをセンサによって検知してポンプ76を駆動させ、油
膜材料を供給することができる。このため、油膜材料供
給装置72の数を少なくすることができ、記録ヘッド7
0全体としても部品点数が少なくなると共に構造が簡単
になる。また、油膜材料供給装置72の形状やレイアウ
ト等の自由度が高くなる。
In the recording head 70 according to the third embodiment, the oil film material supply device 72 is disposed at the ink 20 in the ink chamber 52 and at a position separated from the surface of the ink 20. It is also possible to supply the oil film material by relatively moving the ink chamber 52 and the oil film material supply device 72. For example, by fixing the oil film material supply device 72 to a housing or the like to which the recording head 70 is attached, the scanning of the recording head 77 (movement in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 9) is used to form the ink chamber 52 and the oil film material. The oil film material can be supplied by relatively moving the supply device 72. In this way, by moving the ink chamber 52 relative to the oil film material supply device 72, even if the number of the oil film material supply devices 72 is reduced, a sufficient amount of the oil film material can be evenly supplied to the surface of the ink 20. Can be. For example, when the print head 70 scans, a sensor detects that a specific position has passed through the print head 70 and the pump 76 is driven to supply the oil film material. For this reason, the number of oil film material supply devices 72 can be reduced, and
As a whole, the number of parts is reduced and the structure is simplified. In addition, the degree of freedom of the shape and layout of the oil film material supply device 72 is increased.

【0089】図10には、本発明の第4の実施の形態に
係る記録ヘッド80が示されている。この記録ヘッド8
0では、第1の実施の形態に係る記録ヘッド10と比較
して、インク室の構成が異なっている。以下、第1の実
施の形態に係る記録ヘッド10と同一の構成要素及び構
成部材等については同一の番号を付して説明を省略す
る。
FIG. 10 shows a recording head 80 according to a fourth embodiment of the present invention. This recording head 8
At 0, the configuration of the ink chamber is different from that of the recording head 10 according to the first embodiment. Hereinafter, the same components and components as those of the recording head 10 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

【0090】この記録ヘッド80では、内部に中空部8
4が形成されたケース82を有している。中空部84を
構成する隔壁86のうち一方(図10右側)の隔壁86
には開口88が形成されている。また、中空部84の幅
方向(図12左右方向)略中央からは弾性部材34が立
設されており、ケース82の底部82Aと、隔壁86及
び弾性部材34で囲まれた範囲が、インク室90とされ
ている。このインク室90に、所定量のインク20が貯
留されている。従って、ケース82の底部82Aが、第
1の実施の形態に係る基板12の役割を兼ねていること
になる。また、記録ヘッド80の外部からの空気流の乱
れや塵等によるメニスカスの乱れは、ケース82によっ
て防止されている。
The recording head 80 has a hollow portion 8 inside.
4 has a case 82 formed therein. One of the partition walls 86 constituting the hollow portion 84 (the right side in FIG. 10).
Has an opening 88 formed therein. An elastic member 34 is erected from substantially the center of the hollow portion 84 in the width direction (horizontal direction in FIG. 12). 90. A predetermined amount of ink 20 is stored in the ink chamber 90. Therefore, the bottom portion 82A of the case 82 also functions as the substrate 12 according to the first embodiment. The case 82 prevents the disturbance of the meniscus due to the disturbance of the air flow from the outside of the recording head 80 and the dust.

【0091】ケース82の底部82Aには、インク供給
路92が形成されている。図示しないインクタンクから
インクがインク供給路92を経て供給され、インク室9
0内には常に所定量のインク20が貯留されるようにな
っている。
An ink supply passage 92 is formed in the bottom 82A of the case 82. Ink is supplied from an ink tank (not shown) through an ink supply path 92, and is supplied to the ink chamber 9.
A predetermined amount of ink 20 is always stored in zero.

【0092】弾性部材34の、インク室90と反対側の
側面には、電極28、30及び圧電振動子26で構成さ
れた振動発生手段24が貼着されている。電極28、3
0に接続された信号発生手段32から、画像信号に対応
した交番電圧が入力されると、振動発生手段24は、こ
の電気信号に応じて振動を発生させる。そして、振動発
生手段24が振動すると、弾性部材34が共振周波数で
励振されて、曲げ振動するため、弾性部材34の板厚方
向片側(インク室90側)に構成されたインク20の薄
膜からインク滴38が飛翔し、開口88を通過して、記
録媒体である記録用紙に向かって吐出する。
The vibration generating means 24 composed of the electrodes 28 and 30 and the piezoelectric vibrator 26 is attached to the side of the elastic member 34 opposite to the ink chamber 90. Electrodes 28, 3
When an alternating voltage corresponding to the image signal is input from the signal generating means 32 connected to 0, the vibration generating means 24 generates vibration according to the electric signal. When the vibration generating means 24 vibrates, the elastic member 34 is excited at the resonance frequency and vibrates in a bending manner, so that the thin film of the ink 20 formed on one side of the elastic member 34 in the thickness direction (the ink chamber 90 side) is used. The droplet 38 flies, passes through the opening 88, and is ejected toward a recording sheet as a recording medium.

【0093】隔壁86の内面には、油膜材料供給手段と
して、油膜材料含浸部材40が固着されている。油膜材
料含浸部材40はインク20の表面に接触して、弾性部
材34と共に、インク20のメニスカスを保持してい
る。
An oil film material impregnating member 40 is fixed to the inner surface of the partition wall 86 as oil film material supply means. The oil film material impregnated member 40 contacts the surface of the ink 20 and holds the meniscus of the ink 20 together with the elastic member 34.

【0094】また、油膜材料含浸部材40の内部に含浸
された油膜材料が油膜材料含浸部材40からしみ出て、
インク20の表面に油膜42を形成する。これにより、
インク20中の水分の蒸発を阻止でき、インク20が乾
燥しづらく、インク20の濃度が変化しない。また、蒸
発によるインク20の残滓が弾性部材34やインク室壁
14等に付着しない。
The oil film material impregnated inside the oil film material impregnated member 40 exudes from the oil film material impregnated member 40,
An oil film 42 is formed on the surface of the ink 20. This allows
Evaporation of water in the ink 20 can be prevented, the ink 20 is hard to dry, and the density of the ink 20 does not change. In addition, residues of the ink 20 due to evaporation do not adhere to the elastic member 34, the ink chamber wall 14, and the like.

【0095】なお、上記した各実施の形態に係る記録ヘ
ッドにおいては、各振動発生手段24及び弾性部材34
に共通して、1つのインク室18、52、90が構成さ
れたものを例として挙げたが、インク室18を複数の隔
壁で区切って構成してもよい。これにより、隣接する振
動発生手段24及び弾性部材34によるインク20の表
面の振動が互いに影響を及ぼしあることがなくなる。こ
のため、インク20の表面の振動が互いに干渉しあって
生じるクロストークを防止することができる。隔壁は各
振動発生手段24ごとに形成されていてもよいが、複数
の振動発生手段24ごとに形成されていてもよい。ま
た、隔壁は、基板12から立設されていてもよいが、必
ずしもそれだけに限られず、例えば、インク20の表面
の近傍にのみ形成されており、インク室18、52、9
0の下部では、各インク室18、52、90が連通され
ているようになっていてもよい。
In the recording head according to each of the above-described embodiments, each of the vibration generating means 24 and the elastic member 34 is used.
Although one ink chamber 18, 52, and 90 is configured as an example in common to the above, the ink chamber 18 may be configured to be divided by a plurality of partition walls. As a result, the vibration of the surface of the ink 20 by the adjacent vibration generating means 24 and the elastic member 34 does not affect each other. For this reason, it is possible to prevent crosstalk caused by vibrations of the surface of the ink 20 that interfere with each other. The partition may be formed for each of the vibration generating units 24, or may be formed for each of the plurality of vibration generating units 24. Further, the partition wall may be erected from the substrate 12, but is not necessarily limited thereto. For example, the partition wall is formed only near the surface of the ink 20, and the ink chambers 18, 52, 9
In the lower part of 0, each of the ink chambers 18, 52, 90 may be in communication.

【0096】[0096]

【実施例】本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものでな
いことはもちろんである。 (実施例1)本実施例では、第1の実施の形態に係る記
録ヘッド10を使用して、インク滴46を飛翔させ、記
録材料にドットを記録した。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, needless to say, the present invention is not limited to the following embodiments. Example 1 In this example, the recording head 10 according to the first embodiment was used to fly the ink droplets 46 and record dots on the recording material.

【0097】記録ヘッド10の弾性部材34としては、
エレクトロフォーミングによって形成されたおよそ7μ
m厚のニッケルを用いた。
As the elastic member 34 of the recording head 10,
Approximately 7μ formed by electroforming
An m-thick nickel was used.

【0098】振動発生手段24を構成する圧電振動子2
6は、ジルコン酸チタン酸鉛(PZT)からなる圧電セ
ラミック薄膜圧電振動子26とした。また、この圧電セ
ラミック薄膜圧電振動子26に分極処理を施し、電極2
8、30間に電圧が印加されたとき、電極面に対して垂
直な方向に振動するようにした。
Piezoelectric vibrator 2 constituting vibration generating means 24
Reference numeral 6 denotes a piezoelectric ceramic thin film piezoelectric vibrator 26 made of lead zirconate titanate (PZT). Further, the piezoelectric ceramic thin film piezoelectric vibrator 26 is subjected to a polarization treatment so that the electrode 2
When a voltage was applied between 8, 30 and 30, vibration was made in a direction perpendicular to the electrode surface.

【0099】圧電セラミック薄膜の圧電振動子26に電
圧を印加するための電極28、30は、0.05μmの
厚さのクロムと、1μmの厚さの金によって2層構造と
した。振動発生手段24を励振する周波数は、190k
Hzとした。
The electrodes 28 and 30 for applying a voltage to the piezoelectric vibrator 26 made of a piezoelectric ceramic thin film have a two-layer structure made of chromium having a thickness of 0.05 μm and gold having a thickness of 1 μm. The frequency for exciting the vibration generating means 24 is 190 k
Hz.

【0100】油膜材料含浸部材40は、内部に低分子シ
リコンオイルを含浸させた多孔質の焼結金属で構成し
た。
The oil film material impregnated member 40 was made of a porous sintered metal impregnated with low molecular silicon oil.

【0101】以上の構成とされた記録ヘッド10からイ
ンク滴46を飛翔させたところ、微小なインク滴46を
安定的に飛翔させることができ、高解像度の画像を得る
ことができた。また、油膜材料供給手段である油膜材料
含浸部材40から適量の油膜材料(低分子シリコンオイ
ル)がしみ出て、一定厚の油膜42がインク室18のイ
ンク20の表面に形成され、インク20の乾燥による吐
出不良の発生はなかっった。
When the ink droplets 46 were ejected from the recording head 10 having the above configuration, the minute ink droplets 46 could be ejected stably, and a high-resolution image could be obtained. Also, an appropriate amount of oil film material (low molecular silicon oil) exudes from the oil film material impregnating member 40 which is an oil film material supply means, and an oil film 42 having a constant thickness is formed on the surface of the ink 20 in the ink chamber 18. There were no ejection failures due to drying.

【0102】[0102]

【発明の効果】請求項1に記載の発明では、画像信号に
対応して振動を発生させる振動発生手段と、インクが貯
留されるインク室と、前記インク室に配置され前記振動
発生手段の励振に応じて曲げ振動する弾性部材と、を備
え、曲げ振動する前記弾性部材の表面に形成されたイン
ク薄膜からインク滴を飛翔させて記録媒体にこのインク
滴を付着させる記録ヘッドであって、前記インク室内に
貯留されたインクの表面に油膜材料を供給する油膜材料
供給手段を有するので、常に高解像度の画像を正確に記
録することができると共に、蒸発したインクが記録ヘッ
ドの内部等に付着してインク滴の吐出不良が生じたり、
インクの蒸発によって無駄に消費してしまったりしな
い。
According to the first aspect of the present invention, vibration generating means for generating vibration in response to an image signal, an ink chamber for storing ink, and excitation of the vibration generating means disposed in the ink chamber. An elastic member that bends and vibrates according to a recording head that causes ink droplets to fly from a thin ink film formed on the surface of the elastic member that bends and vibrates to adhere the ink droplets to a recording medium, Since the oil film material supply means for supplying the oil film material to the surface of the ink stored in the ink chamber is provided, a high-resolution image can always be accurately recorded, and the evaporated ink adheres to the inside of the recording head. Ink drop ejection failure,
The ink is not wasted by evaporation.

【0103】請求項2に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、前記油膜材料供給手段が、前記イン
ク室に貯留された前記インクの表面に接触する位置に配
置されているので、油膜材料供給手段から供給された油
膜材料はインク室内のインクの表面に速やかに到達し、
インクの表面以外の部分に付着してしまうこともない。
According to the second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the oil film material supply means is disposed at a position in contact with the surface of the ink stored in the ink chamber. The oil film material supplied from the oil film material supply means quickly reaches the surface of the ink in the ink chamber,
It does not adhere to portions other than the surface of the ink.

【0104】請求項3に記載の発明では、請求項2に記
載の発明において、前記油膜材料供給手段が、内部に前
記油膜材料を含浸可能な油膜材料含浸部材で構成されて
いるので、表面張力を利用して、常に適量の油膜材料を
供給して、油膜の膜厚を一定に維持することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the oil film material supply means is constituted by an oil film material impregnating member capable of impregnating the oil film material therein, so that the surface tension is increased. By using this method, it is possible to always supply an appropriate amount of oil film material and to maintain the film thickness of the oil film constant.

【0105】請求項4に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、前記油膜材料供給手段が、前記イン
ク室に貯留された前記インクに接触すると共にこのイン
クの表面からは離間した位置に配置されているので、任
意の場所に油膜材料供給手段を設けることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the oil film material supply means contacts the ink stored in the ink chamber and is separated from the surface of the ink. The oil film material supply means can be provided at any location.

【0106】請求項5に記載の発明では、請求項1に記
載の発明において、前記油膜材料供給手段が、前記イン
ク室に貯留された前記インクから離間した位置に配置さ
れているので、油膜の形成を速やかに行うことができ
る。
According to the fifth aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the oil film material supply means is disposed at a position separated from the ink stored in the ink chamber. Formation can be performed quickly.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態に係る記録ヘッドを
示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a recording head according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態に係る記録ヘッドを
示す一部破断斜視図である。
FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing the recording head according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明に係る記録ヘッドからのインク滴の飛翔
を説明する説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating flying of ink droplets from a recording head according to the present invention.

【図4】(A)〜(C)は本発明に係る記録ヘッドの信
号発生手段から振動発生手段に印加される駆動信号の電
圧波形を示す図である。
FIGS. 4A to 4C are diagrams showing voltage waveforms of a drive signal applied from a signal generation unit to a vibration generation unit of the recording head according to the present invention.

【図5】本発明に係る記録ヘッドからキャピラリ波が発
生する状態を説明する説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a state in which a capillary wave is generated from a recording head according to the present invention.

【図6】本発明に係る記録ヘッドからキャピラリ波が発
生する状態を説明する説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a state where a capillary wave is generated from the recording head according to the present invention.

【図7】本発明の第2の実施の形態に係る記録ヘッドを
示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a recording head according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施の形態に係る記録ヘッドに
おける油膜材料供給装置の動作を示すフローチャートで
ある。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation of an oil film material supply device in a recording head according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第3の実施の形態に係る記録ヘッドを
示す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing a recording head according to a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第4の実施の形態に係る記録ヘッド
を示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing a recording head according to a fourth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 記録ヘッド 18 インク室 20 インク 24 振動発生手段 34 弾性部材 40 油膜材料含浸部材(油膜材料供給手段) 42 油膜 46 インク滴 50 記録ヘッド 52 インク室 60 油膜材料供給装置(油膜材料供給手段) 70 記録ヘッド 72 油膜材料供給装置(油膜材料供給手段) 80 記録ヘッド 90 インク室 Reference Signs List 10 recording head 18 ink chamber 20 ink 24 vibration generating means 34 elastic member 40 oil film material impregnated member (oil film material supply means) 42 oil film 46 ink droplet 50 recording head 52 ink chamber 60 oil film material supply device (oil film material supply means) 70 recording Head 72 Oil film material supply device (oil film material supply means) 80 Recording head 90 Ink chamber

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 画像信号に対応して振動を発生させる振
動発生手段と、 インクが貯留されるインク室と、 前記インク室に配置され前記振動発生手段の励振に応じ
て曲げ振動する弾性部材と、 を備え、 曲げ振動する前記弾性部材の表面に形成されたインク薄
膜からインク滴を飛翔させて記録媒体にこのインク滴を
付着させる記録ヘッドであって、 前記インク室内に貯留されたインクの表面に油膜材料を
供給する油膜材料供給手段を有することを特徴とする記
録ヘッド。
A vibration generating means for generating vibration in response to an image signal; an ink chamber in which ink is stored; and an elastic member disposed in the ink chamber and bending and vibrating in response to excitation of the vibration generating means. A recording head for ejecting ink droplets from an ink thin film formed on the surface of the elastic member that bends and vibrates and attaching the ink droplets to a recording medium, wherein a surface of the ink stored in the ink chamber is provided. A recording head for supplying an oil film material to the recording head.
【請求項2】 前記油膜材料供給手段が、前記インク室
に貯留された前記インクの表面に接触する位置に配置さ
れていることを特徴とする請求項1に記載の記録ヘッ
ド。
2. The recording head according to claim 1, wherein said oil film material supply means is arranged at a position in contact with a surface of said ink stored in said ink chamber.
【請求項3】 前記油膜材料供給手段が、内部に前記油
膜材料を含浸可能な油膜材料含浸部材で構成されている
ことを特徴とする請求項2に記載の記録ヘッド。
3. The recording head according to claim 2, wherein said oil film material supply means comprises an oil film material impregnated member capable of impregnating said oil film material therein.
【請求項4】 前記油膜材料供給手段が、前記インク室
に貯留された前記インクに接触すると共にこのインクの
表面からは離間した位置に配置されていることを特徴と
する請求項1に記載の記録ヘッド。
4. The apparatus according to claim 1, wherein the oil film material supply means is arranged at a position in contact with the ink stored in the ink chamber and at a distance from the surface of the ink. Recording head.
【請求項5】 前記油膜材料供給手段が、前記インク室
に貯留された前記インクから離間した位置に配置されて
いることを特徴とする請求項1に記載の記録ヘッド。
5. The recording head according to claim 1, wherein said oil film material supply means is arranged at a position separated from said ink stored in said ink chamber.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7997694B2 (en) 2006-09-26 2011-08-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Inkjet recording apparatus

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