JPS5811170A - 液体噴射記録法 - Google Patents

液体噴射記録法

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JPS5811170A
JPS5811170A JP10958581A JP10958581A JPS5811170A JP S5811170 A JPS5811170 A JP S5811170A JP 10958581 A JP10958581 A JP 10958581A JP 10958581 A JP10958581 A JP 10958581A JP S5811170 A JPS5811170 A JP S5811170A
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JP
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liquid
recording
liquid drops
orifice
heat
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JP10958581A
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Hiroto Matsuda
弘人 松田
Masami Ikeda
雅実 池田
Haruyuki Matsumoto
治行 松本
Asao Saito
斉藤 朝雄
Tokiro Matsumoto
松本 時郎
Seiichi Aoki
誠一 青木
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Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 液体を吐出する為に設けられたオリフィスと、該オリフ
ィスに連通し、液滴を形成する為の熱エネルギーが液体
に作用する部分である熱作用部とを有する液吐出部と、
熱エネルギーを発生する手段としての電気熱変換体とを
具備する記録ヘッドを使用する液体噴射記録法において
、 互いに近接配置した複数個の吐出オリアイスから記録液
を小滴として吐出、飛翔させ、それ等、小滴の被記録面
への付着を以て記録を行なう、所謂、マルチオリフィス
方式のインクジェット記録方法に関する。
ノンインパクト記録法の1つである液体噴射記録法は、
記録時に騒音の発生がほとんどないということで、又高
速記録が可能であり、而も普通紙に定着といり特別な処
理を必要とせずに記録の行なえる、新開、インクジェッ
ト記録法(液体噴射記録法)は、極めて有力な記録法で
あって、これ迄にも様々な方式の提案とそれを具現化す
る装置が考案され、改良が加えられて商品化されたもの
もあれば、現在も尚実用化への努力が続けられているも
のもある。
その中で、例えばドイツ公開(DOLS)第284”1
064号公報に記載されである液体噴射記録法は、液滴
形成エネルギーである熱エネルギーを液体に作用させて
、液滴吐出の為の原動力を得るという点において、他の
液体噴射記録法とは、異なる特徴を有している。
即ち、上記の公報に開示されである記録法では、熱エネ
ルギーの作用を受けた液体が急峻な体積の増大を伴う状
態変化を起し、該状態変化に基づ(作用力によって、記
録ヘッド部先端に設けであるオリフィスより液滴が吐出
、飛翔して被記録部材に付着し記録が行なわれる。
又、この液体噴射記録法は、所111Q drop −
on #daand記録法に極めて有効に適用されるば
かりではなく、・記録ヘッド部をfull 1ine幅
に高密度マルチオリフィス化したものが実現出来るので
、高解像度、高品質の画像を高速で得られるという利点
を有している。
この様に、上記の液体噴射記録法は、種々の利点を有す
るものであるが、高解像1W1高品質の画像を更に高速
で長時間記録する場合、記録ヘッドの超高密度化、超微
細加工化に伴うヘッド製造プロセス上から来る精度や歩
留りに問題が生ずる場合が少なくない。
この様な製造上の加工精度や歩留りの低さは、低コスト
品の量産化に不向きでありより性能の優れた記録ヘッド
の製造法が探梵されているのが現状である。そして、上
記の加工精度は、マルチオリフィスタイプの場合には吐
出される液体が液滴として飛翔して紙等の被記録面に付
着する際缶液部組に到達時刻が異なる。従って、記録さ
れる文字や数字及び画像に乱れが生じ好ましくないもの
である。これは、配録ヘッド内の液流路や吐出オリフィ
ス、或いは各液流路に液体を供給する為の共通液室の加
工精度や電気・熱変換体の特性上のバラツキ中に影響さ
れるものである。従って、これ等の不都合さをな(した
記録ヘッドを作製する狂 ことが最も好ましいが、外p技術ではそれは至難の術で
ある。
本発明では、上記したような従来技術における不都合を
完全に除くものであり、吐出オリフィスが多数、高′#
度に並設されている記録ヘッドを使用して記録を行なう
液体噴射記録法にあって、記録品位を常に良好に保つよ
う改善し、製造上の歩留りを向上させ得る液体噴射記録
を提案することを主たる目的とする。
軟土の目的を達成する本発明の液体噴射H1録法は、要
するに、液体を吐出して飛翔的液部を形成する為に設け
られたオリフィスの複数個と、各オリフィス毎に連通し
た状態で設けられ、飛翔的な液滴を形成する為の熱エネ
ルギーが液体に作用する部分である熱作用部とを有する
液吐出部と、前記熱作用部を満たす液体に作用する熱エ
ネルギーを発生する手段である電気・熱変換体とを具備
する記録ヘッドを使用する液体噴射記録法において、各
電気・熱変換体に入力する信号の入力タイミングを調整
することによって、各オリフィスより吐出される液体の
吐出タイミングを調整するか又は電気・熱変換体に入力
する信号のレベル或いはパルス幅を各電気、熱変換体海
に調節して各液滴が被記録面へ実質的に同時に到達する
様にしたことを特徴とする。
以下、本発明を図面に従って、更に具体的に説明する。
第1図(a)は、本発明が適用される液体噴射記録ヘッ
ドのオリフィス側から見た正面部分図、第1の線密度で
所定の巾と深さの溝が所定数設けられている溝付板4で
覆う様に接合することによって、オリフィス5と液吐出
部6が形成された構造を有している。図に示す記録ヘッ
ドの場合、オリフィス5を複数有するものとして示され
であるが、勿論本発明は、これに限定されるものではな
く単一オリフィスの場合の記録ヘッドへの適用の場合も
本発明の範囲に漏入るものである。
液吐出部6は、その終端に液滴を吐出させる為のオリフ
ィス5と、電気熱変換体2より発生される熱エネルギー
が液体に作用して気泡を発生し、その体積の膨張と収縮
に依る急激な状態変化を起す処である熱作用部7とを有
する。
熱作用部7け、電気熱変換体2の熱発生部8の上部に位
置し、熱発生部8の液体と接触する熱作用面9をその底
面としている。
熱発生部8は、基板3上に設けられた下部層10゜該下
部層10上に設けられた発熱抵抗層11、該発熱抵抗層
11上に設けられた上部層12とで構成される。発熱抵
抗層11には、熱を発生させる為に該層11に通電する
為の電極13.14がその表面に設けられである。電極
13は、各液吐出部の熱発生部に共通の電極であり、電
極14は、各液吐出部の熱発生部を選択して発熱させる
為の選択電極であって、液吐出部の流路に清って設けら
れである。
上部層12は、発熱抵抗層11を使用する液体から化学
的・物理的に保罎する為に発熱抵抗層11と液吐出部乙
にある液体とを隔絶すると共に、液体を通じて電極13
.14間が短絡するのを防止する発熱抵抗層11の保検
的機能を有している。
上部層12は、上記の様な機能を有するものであるが、
発熱抵抗層11が耐液性があり、且つ液体を通じて電極
13.14間が電気的に短絡する心配が全くない場合に
は、必ずしも設ける必要はなく〜発熱抵抗層11の表面
に直に液体が接触する構造の電気熱変換体として設計し
ても良い。
る熱が基板3側の方に伝達するよりも、熱作用部7(1
11Iの方に伝達する割合が出来る限り多くなり、液吐
出後、詰り発熱抵抗層11への通電がOFFされた後に
は、熱作用部7及び熱発生部8にある熱が速かに基板3
 (1111に放出されて、熱作用部7にある液体及び
発生した気泡が急冷される為に設けられる。
ここで、上記の電気熱変換体2にパルス信号の入力をO
N、OF’Fさせ液吐出を行なった際の液吐出速度Vと
印加電圧]■Iの関係を第2図(a)に吐出速度Vとパ
ルス巾Pwの関係を第2図(b)に示す。この第2図(
a) 、 (b)より要求される液吐出速度υ1にさせ
るため、記録ヘッドへの印加電圧がVlもしくは、パル
ス巾がPlである駆動波形に電気・熱変換体2への入力
信号を調整すれば良い。このような、調整を記録ヘッド
に具備されている各電気熱変換体毎に行ないその場合最
小のvpを与える。セグメントの吐出速度に合わせれば
良い。この様に各電気熱変換体に与える信号の電圧レベ
ル又はパルス幅を各電気・・熱変換体毎に調整して各オ
リフィスよ翔 り吐出される液滴の飛散スピードを均一化し、画質の品
位を向上させることが出来る。従って、従来法で使用し
た場合には、品位の悪いヘッドでも本発明の方法を採用
すれば良質画像を得ることが出来、実質的にヘッド作製
の歩留りが向上する。
他方、特性の異なる各電気・熱変換体に同様のパルス信
号を与えて液滴の吐出を行なう場合であっても、第6図
に示す様にオリフィス面と紙との間の距離をlll、基
準となるオリフィスより吐出される液滴502−2の速
度をpi、対象となるオリフィスより吐出される液滴速
度をvkとすると、これ等のオリフィス間において、吐
出される液滴の吐出タイミングを Δt = 1l(vk−υx)/vxvkだけずらすこ
とによって、被記録面603への各液滴の到達時刻を揃
えることが出来、高画質品位の記録が行なえる。
尚、第6図において、301は記録ヘッド、602−1
は液体が記録ヘッド301のオリフィスより吐出される
寸前の状態を示し、3o2−3は液滴が被記録面に付着
した状態を、!z!−を液滴の吐出初期時の飛翔軸と付
着位置との距離を、t+mは被記録面の移動速度を示す
表 1 以上H(す明したよ5に、電気・熱変換体の発生する熱
エネルギーを液体に作用させて液体を吐出し、他用液滴
を形成する液体噴射記録ヘッドを使用する記録法におい
て、電気・熱変換体を駆動させるパルス信号の電圧レベ
ル、パルス幅等の波形調整もしくは、各オリフィスより
吐出される液滴吐出時間を適宜すらすこきによって、被
記録面へ各液滴が付着する時刻を同時刻にすることが出
来、記録ヘッドの歩留りは飛躍的に向上し、製品コスト
を著しく下げることが可能となった。
第5図において、゛記録ヘッド501より吐出される液
滴は、液滴飛翔スピードを光学的に測定する為の発光素
子503と集光レンズ505とから盾る発光手段と、受
光素子504と集光レンズ506とから構成される受光
手段によって、その飛翔スピードが測定される。受光素
子504よりの信号はオペアンプ0.P 508に入力
され、オペアンプ508よりの信号は、オシロスコープ
507 テtift沖jされ得る。
オンロスコープ507から出力される信号はドライブ回
路509にフィードバックされる。この様にして、飛翔
液滴の飛翔スピードを測定し、各スピードの差に基づい
て、各オリフィスより吐出される液滴の吐出タイミング
をずらして被記録面への各液滴の付着を同時にすること
が出来る。
この様に各液滴の飛翔スピードの差を積極的に利用する
ことによっても被記録面への液体の付着を同時にするこ
とも出来る。
以下、実施例に従って、具体的に本発明を説明する。
第4図には以下の様にして作成′するマルチオリフィス
インクジェットヘッドが分解図にして略示厚に形成、続
いて発熱抵抗層としてHfBgを1000人厚に1アル
ミニウムを電極として3000 A厚に積層した後、選
択エツチングによって802mX200μmの発熱抵抗
体18−1・・・18−20  パターンを10本/ 
mmで20本形成した。次に5in2層をスパッタリン
グにより0.5μm厚に保護層(上部層)として積層し
て基板上に電気熱変換体を形成した後、幅80μm×深
さ80μmの溝20−1・・・・・20−20を刻んだ
ガラス板を溝と発熱抵抗体が合致するように接合した。
引続いて発熱抵抗体の先端とオリフィスの距離が300
μmになるようオリフィス端面を研磨してさらに後端の
各溝が連絡する5 mm X 5 mmの共通インク溜
21をエツチングにより形成し、次にインク溜21のフ
タ板22にインク供給用導管23−1123−mm23
−11を設け、以上、基板17、及びフタ板22を接着
により1体化した。なお、このインク供給導管の個数は
、6個に限らない。
このような、記録ヘッドに対して第5図に示すような、
電気信号が電気熱変換体に入力された時刻に対してオリ
スイスの前方にある点502を液滴が通過する時刻を検
知して、液滴の飛翔スピードが測定出来る液滴飛翔スピ
ード測定装置を用い、各電気熱変換体に与える入力信号
のパルス巾、電圧、もしくはディレィタイムをドライブ
回路装置509の可動抵抗510を変えて調整すること
により、各液滴の被記録面への到達を同時化させた記録
ヘッドで印字し画像評価を行なった。その結果、第1表
に示すように、サンプル数50に対する歩留り率は著し
く向上した。
【図面の簡単な説明】
1図(a)の一点錯線XYでの切断面部分図、第2図(
a)、第2図(b)は各々本発明を曲間する為の説明図
、第6図は、本発明の1つの例を説明する為の模式する
装置の一例を示す模式的説明図である。 1・・・・・記録ヘッド 2・・・・・電気熱変換体6
・・・・・基板    7・・・・・熱作用部ωφも 
 7  1≦’J  (bン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 液体を吐出して飛翔的液滴を形成する為に設けられたオ
    リアイスの複数個と、各オリフィス毎に連通した状態で
    設けられ、飛翔的な液滴な形成する為の熱エネルギーが
    液体に作用する部分である熱作用部とを有する液吐出部
    と、前記熱作用部を満たす液体に作用する熱エネルギー
    を発生する手段である電気・熱変換体とを具備する記録
    ヘッドを使用する液体噴射記録法において、各電気・熱
    変換体に入力する信号の入力タイミングを調整すること
    によって、各オリフィスより吐出される液体の吐出タイ
    ミングを調整するか、又は電気φ熱被記録面へ実質的に
    同時に到達する液体噴射記録法。
JP10958581A 1981-07-14 1981-07-14 液体噴射記録法 Pending JPS5811170A (ja)

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