JPS6317624B2 - - Google Patents
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- JPS6317624B2 JPS6317624B2 JP53139980A JP13998078A JPS6317624B2 JP S6317624 B2 JPS6317624 B2 JP S6317624B2 JP 53139980 A JP53139980 A JP 53139980A JP 13998078 A JP13998078 A JP 13998078A JP S6317624 B2 JPS6317624 B2 JP S6317624B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ノンインパクト記録方法に関し、特
に液体噴射複写機やフアクシミリプリンタの如き
装置に用いるのに好適な小滴を吐出噴射する形式
のいわゆる液体噴射記録方法に関するものであ
る。
に液体噴射複写機やフアクシミリプリンタの如き
装置に用いるのに好適な小滴を吐出噴射する形式
のいわゆる液体噴射記録方法に関するものであ
る。
ノンインパクト記録法は、記録時に於ける騒音
の発生が無視し得る程度に極めて小さいという点
に於いて、最近関心を集めている。その中で高速
記録が可能であり、しかも普通紙に特別の定着処
理を必要とせずに記録の行える、所謂インクジエ
ツト記録法は、極めて有力な記録法であつて、こ
れ迄にも様々な方式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。
の発生が無視し得る程度に極めて小さいという点
に於いて、最近関心を集めている。その中で高速
記録が可能であり、しかも普通紙に特別の定着処
理を必要とせずに記録の行える、所謂インクジエ
ツト記録法は、極めて有力な記録法であつて、こ
れ迄にも様々な方式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。
この種の記録法に於いては、所謂インクと称さ
れる記録媒体液の小滴流を吐出飛翔させる為の吐
出オリフイスと記録媒体液が流入する為の流入オ
リフイスと液室とからなる記録ヘツドが使用され
ている。
れる記録媒体液の小滴流を吐出飛翔させる為の吐
出オリフイスと記録媒体液が流入する為の流入オ
リフイスと液室とからなる記録ヘツドが使用され
ている。
このような記録ヘツドは、前記吐出オリフイス
より記録媒体液の小滴を吐出させる方法によつて
種々の構造を有している。
より記録媒体液の小滴を吐出させる方法によつて
種々の構造を有している。
最も簡単な構造の記録ヘツドとしては、液室の
先端を単にノズル状に形成して該液室内に、外部
にある記録媒体液供給タンクより、液室先端の吐
出オリフイスよりそれだけでは記録媒体液が吐出
しない程度の圧力を掛けて記録媒体液を供給し、
該ノズル内の記録媒体液と吐出オリフイス前方に
配置されている電極との間に電界を掛けて静電的
に吐出オリフイスより記録媒体液の小滴又は液流
を吐出飛翔させるものであり、吐出した小滴を電
気的に偏向する場合もある。
先端を単にノズル状に形成して該液室内に、外部
にある記録媒体液供給タンクより、液室先端の吐
出オリフイスよりそれだけでは記録媒体液が吐出
しない程度の圧力を掛けて記録媒体液を供給し、
該ノズル内の記録媒体液と吐出オリフイス前方に
配置されている電極との間に電界を掛けて静電的
に吐出オリフイスより記録媒体液の小滴又は液流
を吐出飛翔させるものであり、吐出した小滴を電
気的に偏向する場合もある。
このような構造の記録ヘツドは、単に流入オリ
フイスと吐出オリフイス及び記録媒体液が供給さ
れる液室を有し、吐出オリフイス付近に、該液室
内にある記録媒体液に電気的接続をする為のリー
ド電極が設けられているだけであるから、記録ヘ
ツド自体の構造は極めて単純なものである。しか
しながら記録媒体液小滴の発生を静電的に行なう
ため高電圧を必要とすること、及び吐出オリフイ
スより吐出飛翔した記録媒体液小滴を記録情報信
号に従つて、電気的に偏向する必要があること等
の為、システム全体としての構成が複雑で且つ記
録媒体液小滴の電気的制御に高度な技術及び精度
が要求されるという不利な点を有する。
フイスと吐出オリフイス及び記録媒体液が供給さ
れる液室を有し、吐出オリフイス付近に、該液室
内にある記録媒体液に電気的接続をする為のリー
ド電極が設けられているだけであるから、記録ヘ
ツド自体の構造は極めて単純なものである。しか
しながら記録媒体液小滴の発生を静電的に行なう
ため高電圧を必要とすること、及び吐出オリフイ
スより吐出飛翔した記録媒体液小滴を記録情報信
号に従つて、電気的に偏向する必要があること等
の為、システム全体としての構成が複雑で且つ記
録媒体液小滴の電気的制御に高度な技術及び精度
が要求されるという不利な点を有する。
更に、上記の様な点から、高速記録には不可欠
な記録ヘツドのマルチノズル化に於いても強電界
や偏向用電極を必要とするため一層の困難さが存
する。
な記録ヘツドのマルチノズル化に於いても強電界
や偏向用電極を必要とするため一層の困難さが存
する。
上記の如き、静電的に記録媒体液小滴を発生さ
せる記録ヘツドとは別の構造の記録ヘツドとして
は機械的振動法によつて記録媒体液小滴を発生さ
せるものがある。
せる記録ヘツドとは別の構造の記録ヘツドとして
は機械的振動法によつて記録媒体液小滴を発生さ
せるものがある。
この種の記録ヘツドは、記録媒体液の供給され
る液室の容積をピエゾ振動素子の機械的振動によ
つて周期的に変化させ、該液室の容積変化によつ
て吐出オリフイスより記録媒体液小滴を吐出飛翔
させる構造となつている。その具体的な構造は例
えばUSP3747120、IEEE Transactions on
Industry Applications Vol.IM―13、No.２、
January／February 1977等に開示されている。
る液室の容積をピエゾ振動素子の機械的振動によ
つて周期的に変化させ、該液室の容積変化によつ
て吐出オリフイスより記録媒体液小滴を吐出飛翔
させる構造となつている。その具体的な構造は例
えばUSP3747120、IEEE Transactions on
Industry Applications Vol.IM―13、No.２、
January／February 1977等に開示されている。
この種の記録ヘツドによれば、オンデマンド
（on demand）によつて吐出オリフイスより記録
媒体液小滴を吐出飛翔させることが出来、また吐
出オリフイスより吐出後、記録媒体液小滴を制御
する必要がないのでシステム全体としての構成は
極めて単純化されるのである。しかしながら、記
録媒体液小滴の発生がピエゾ振動素子の機械的振
動エネルギーに基いている為に高速記録に於ける
応答性に難点があり、又液滴吐出のためのピエゾ
振動子の組付けや液室の複雑な形態という加工上
の問題があること及び所望の共振数を有する素子
の小型化が極めて困難であること等の理由から記
録ヘツドのマルチノズル化が難しいので高速記録
向ではない等の難点もある。
（on demand）によつて吐出オリフイスより記録
媒体液小滴を吐出飛翔させることが出来、また吐
出オリフイスより吐出後、記録媒体液小滴を制御
する必要がないのでシステム全体としての構成は
極めて単純化されるのである。しかしながら、記
録媒体液小滴の発生がピエゾ振動素子の機械的振
動エネルギーに基いている為に高速記録に於ける
応答性に難点があり、又液滴吐出のためのピエゾ
振動子の組付けや液室の複雑な形態という加工上
の問題があること及び所望の共振数を有する素子
の小型化が極めて困難であること等の理由から記
録ヘツドのマルチノズル化が難しいので高速記録
向ではない等の難点もある。
このように従来に於ける記録ヘツドは構造上、
加工上、高速記録化上、記録ヘツドのマルチノズ
ル化上、更にはシステム全体としての構成上等の
点に於いて、本質的なしかも解決されなければな
らない問題が存在している。
加工上、高速記録化上、記録ヘツドのマルチノズ
ル化上、更にはシステム全体としての構成上等の
点に於いて、本質的なしかも解決されなければな
らない問題が存在している。
以上の点に鑑み上記した従来の記録ヘツドに存
している問題点のすべてを解決し得、記録媒体液
小滴の発生法において従来とは根本的に思想を異
にする全く新規な記録方法として本出願人はすで
に特願昭52−118798号を出願しているが、本発明
は上記出願の発明になお一層の改良を加えたもの
である。
している問題点のすべてを解決し得、記録媒体液
小滴の発生法において従来とは根本的に思想を異
にする全く新規な記録方法として本出願人はすで
に特願昭52−118798号を出願しているが、本発明
は上記出願の発明になお一層の改良を加えたもの
である。
即ち、本発明の記録媒体液吐出方法は、記録媒
体液を被記録材に向けて吐出するためのオリフイ
スと、該オリフイスに連通するとともに前記記録
媒体液が供給されるように成されている液路と、
記録媒体液に熱による状態変化を生起させ該状態
変化に基づいて記録媒体液を液滴として飛翔させ
るための熱エネルギーを発生する発熱体を前記記
録媒体液の液流方向に沿つて前記液路内に複数個
有する記録ヘツドの前記複数個の発熱体に前記オ
リフイスから遠い順に順次発熱用パルスを供給す
ることにより記録を行なうことを特徴とする。
体液を被記録材に向けて吐出するためのオリフイ
スと、該オリフイスに連通するとともに前記記録
媒体液が供給されるように成されている液路と、
記録媒体液に熱による状態変化を生起させ該状態
変化に基づいて記録媒体液を液滴として飛翔させ
るための熱エネルギーを発生する発熱体を前記記
録媒体液の液流方向に沿つて前記液路内に複数個
有する記録ヘツドの前記複数個の発熱体に前記オ
リフイスから遠い順に順次発熱用パルスを供給す
ることにより記録を行なうことを特徴とする。
以下図面に従つて本発明を説明する。
第１図は本発明に先行する上記出願の発明の態
様図である。即ち、インク導入管１より液路２に
導入された記録媒体液３は前記液路に設けられた
発熱体４の電極５1，５2を通しての通電によるパ
ルス状の発熱によつて瞬間的に状態変化すなわち
液体膨脹又は気化をおこす。
様図である。即ち、インク導入管１より液路２に
導入された記録媒体液３は前記液路に設けられた
発熱体４の電極５1，５2を通しての通電によるパ
ルス状の発熱によつて瞬間的に状態変化すなわち
液体膨脹又は気化をおこす。
これに伴い記録媒体液がオリフイス６より小滴
７として吐出飛翔する。発熱体４は基板８上に設
けられており、記録入力に従つて電源９の電圧が
印加され入力信号に従つた発熱体４の加熱がなさ
れ入力信号に従つた記録が被記録材１０上に吐出
した小滴によつて形成される。第２図は前出願発
明の基板上のパターンであり１つの液路に対して
１つの発熱体が対応している。第３図は本発明の
基板上の別のパターンであり、一つの吐出オリフ
イスに対応する一つの液路内で記録媒体液の液流
方向に沿つて複数個の発熱体４1，４2，４3が設
けられている。これらの発熱体にオリフイスより
遠くにあるものから近くへと順次位相をずらせて
電力を供給することにより、記録媒体液の状態変
化の発生による原動力を効率的に吐出力として働
かせることを可能にし、省エネルギー化を実現し
た。又、同時にインク供給管１への急激な状態変
化による衝撃波（いわゆるバツク波）を少なくし
て記録媒体液３の液路２への再補充がすみやかに
行われるようにしたこと、及び省エネルギーによ
つて発熱体への供給電力が減少したことにより発
熱体の耐熱性限界温度以下で電力を供給できるよ
うになり、発熱体の加熱・冷却の周期が短くなつ
たことの２点から記録の高速化が可能となつた。
又、更に省エネルギー化により発熱体の温度の低
い領域での安定吐出が可能となつたため発熱体ひ
いては装置としての長寿命化も可能となつた。
７として吐出飛翔する。発熱体４は基板８上に設
けられており、記録入力に従つて電源９の電圧が
印加され入力信号に従つた発熱体４の加熱がなさ
れ入力信号に従つた記録が被記録材１０上に吐出
した小滴によつて形成される。第２図は前出願発
明の基板上のパターンであり１つの液路に対して
１つの発熱体が対応している。第３図は本発明の
基板上の別のパターンであり、一つの吐出オリフ
イスに対応する一つの液路内で記録媒体液の液流
方向に沿つて複数個の発熱体４1，４2，４3が設
けられている。これらの発熱体にオリフイスより
遠くにあるものから近くへと順次位相をずらせて
電力を供給することにより、記録媒体液の状態変
化の発生による原動力を効率的に吐出力として働
かせることを可能にし、省エネルギー化を実現し
た。又、同時にインク供給管１への急激な状態変
化による衝撃波（いわゆるバツク波）を少なくし
て記録媒体液３の液路２への再補充がすみやかに
行われるようにしたこと、及び省エネルギーによ
つて発熱体への供給電力が減少したことにより発
熱体の耐熱性限界温度以下で電力を供給できるよ
うになり、発熱体の加熱・冷却の周期が短くなつ
たことの２点から記録の高速化が可能となつた。
又、更に省エネルギー化により発熱体の温度の低
い領域での安定吐出が可能となつたため発熱体ひ
いては装置としての長寿命化も可能となつた。
即ち、本発明は一つのオリフイスに連通する液
路内で記録媒体液の液流方向に沿つて複数個に分
割するという形態上の工夫と分割された発熱体を
オリフイスから遠いものから加熱するという簡単
な操作とによつて熱エネルギーによる吐出記録方
式の省エネルギー化、高速化、長寿命化を実現し
た。
路内で記録媒体液の液流方向に沿つて複数個に分
割するという形態上の工夫と分割された発熱体を
オリフイスから遠いものから加熱するという簡単
な操作とによつて熱エネルギーによる吐出記録方
式の省エネルギー化、高速化、長寿命化を実現し
た。
第４図は発熱体４1，４2，４3への入力タイミ
ング図の１例である。
ング図の１例である。
実線は印加する電力パルス、１点鎖線は発熱体
の温度変化、破線は熱エネルギーの作用を受けた
記録媒体液の体積の時間変化それぞれ示してい
る。
の温度変化、破線は熱エネルギーの作用を受けた
記録媒体液の体積の時間変化それぞれ示してい
る。
第５図は第４図のt1ないしt5の時間での各発熱
体部位における状態変化の大きさを模式的に示し
たものであり、電力印加の位相をずらせることに
よつて記録媒体液を押し出す様子が理解される。
又、t2時に発熱体４2，４3によつて発生する状態
変化による衝撃波の後方への影響は発熱体４1に
よる状態変化によつて緩和されていること、更に
４1，４2の順序で記録媒体液の液室への再補充が
円滑に行なわれる様子が理解できる。
体部位における状態変化の大きさを模式的に示し
たものであり、電力印加の位相をずらせることに
よつて記録媒体液を押し出す様子が理解される。
又、t2時に発熱体４2，４3によつて発生する状態
変化による衝撃波の後方への影響は発熱体４1に
よる状態変化によつて緩和されていること、更に
４1，４2の順序で記録媒体液の液室への再補充が
円滑に行なわれる様子が理解できる。
第４図は同じ電力をタイミングのみずらせて順
次供給したものであるが、第６図のように各発熱
体への供給電力を変化させてもよい。又、発熱体
数は３つに限られる訳ではなく液室に沿つて複数
個配列され、奥から順次電力が供給されれば充分
である。
次供給したものであるが、第６図のように各発熱
体への供給電力を変化させてもよい。又、発熱体
数は３つに限られる訳ではなく液室に沿つて複数
個配列され、奥から順次電力が供給されれば充分
である。
第７図は第１図の発熱体部分を液路溝に垂直に
切つた断面図であり実施例の構成に対応してい
る。
切つた断面図であり実施例の構成に対応してい
る。
実施例
１mm厚のアルミナ基板１１に耐熱性膜として
SiO2層１２を4μmスパツタリングし、発熱体と
してZrB2層１３を600Å、電極としてAl層１４1，
４４2を5000Å積層した後選択ホトエツチングで
200μm×200μmの発熱体を３個50μm間隔で並べ
た。
SiO2層１２を4μmスパツタリングし、発熱体と
してZrB2層１３を600Å、電極としてAl層１４1，
４４2を5000Å積層した後選択ホトエツチングで
200μm×200μmの発熱体を３個50μm間隔で並べ
た。
続いて保護膜１５としてSiO2を0.5μm発熱体上
にスパツタリングして発熱体基板を完成した。次
に幅300μm、深さ150μmの溝をもつた溝付プレー
ト１６を発熱体基板上に溝が発熱体を覆うように
接着し、前記溝の後方にインク導入管を接着し
た。
にスパツタリングして発熱体基板を完成した。次
に幅300μm、深さ150μmの溝をもつた溝付プレー
ト１６を発熱体基板上に溝が発熱体を覆うように
接着し、前記溝の後方にインク導入管を接着し
た。
尚、発熱体の抵抗値はすべて100Ωであつた。
オリフイスから見て遠い方の発熱体から5μsずつ
ずらして順次パルス幅20μs、25Vの矩形電圧、
15μs、30Vの矩形電圧、10μs、35Vの矩形電圧を
印加した。
オリフイスから見て遠い方の発熱体から5μsずつ
ずらして順次パルス幅20μs、25Vの矩形電圧、
15μs、30Vの矩形電圧、10μs、35Vの矩形電圧を
印加した。
この例ではパルスの周期は100μsまで安定した
吐出が得られた。
吐出が得られた。
次に３つの発熱体に20μs〜10μsの矩形電圧を
25V〜35Vの範囲で同時に印加して、上記の位相
差を設けた例と比較したところ、同時印加の場合
記録媒体液の吐出がパルス周期200μs程度で不安
定となり、100μsの周期は達成し得なかつた。又、
同じ周波数での消費電力は前者の方が常に少なか
つた。
25V〜35Vの範囲で同時に印加して、上記の位相
差を設けた例と比較したところ、同時印加の場合
記録媒体液の吐出がパルス周期200μs程度で不安
定となり、100μsの周期は達成し得なかつた。又、
同じ周波数での消費電力は前者の方が常に少なか
つた。
このことから、本発明のように複数の発熱体に
後方より順次電力を印加することによつて省エネ
ルギー、高速の安定記録が可能になることがわか
つた。
後方より順次電力を印加することによつて省エネ
ルギー、高速の安定記録が可能になることがわか
つた。
尚、記録媒体としては、以下に示す組成物を混
合溶解し、フイルタで過した後、インクとし
た。
合溶解し、フイルタで過した後、インクとし
た。
トルエン 70（gr）
エチレングリコール 28〃
オイルブラツクHBB
２（gr）（オリエント化学製）
２（gr）（オリエント化学製）
第１図は熱エネルギーによる記録媒体液吐出記
録の一般的な態様図。第２図は第１図の発熱体を
示す斜視図。第３図は本発明の発熱体配列を示す
斜視図。第４図は本発明においてそれぞれの発熱
体駆動のタイミング図。第５図は第４図に示すタ
イミングで電力を供給した場合の液室内の状態変
化の様子を模式的に示した図。第６図は第３図と
は異なる発熱体駆動のタイミング図。第７図は実
施例での発熱体部の断面図である。 １…インク導入管、２…液路、３…記録媒体
液、４，４1，４2，４3…発熱体、５，５1，５2…
電極、６…オリフイス、７…小滴、８…基板、９
…電源、１０…被記録材、１１…アルミナ基板、
１２…SiO2層、１３…ZrB2発熱体、１４1，１４
２…Al電極層、１５…SiO2保護膜、１６…溝付プ
レート。
録の一般的な態様図。第２図は第１図の発熱体を
示す斜視図。第３図は本発明の発熱体配列を示す
斜視図。第４図は本発明においてそれぞれの発熱
体駆動のタイミング図。第５図は第４図に示すタ
イミングで電力を供給した場合の液室内の状態変
化の様子を模式的に示した図。第６図は第３図と
は異なる発熱体駆動のタイミング図。第７図は実
施例での発熱体部の断面図である。 １…インク導入管、２…液路、３…記録媒体
液、４，４1，４2，４3…発熱体、５，５1，５2…
電極、６…オリフイス、７…小滴、８…基板、９
…電源、１０…被記録材、１１…アルミナ基板、
１２…SiO2層、１３…ZrB2発熱体、１４1，１４
２…Al電極層、１５…SiO2保護膜、１６…溝付プ
レート。
Claims (1)
- １ 記録媒体液を被記録材に向けて吐出するため
のオリフイスと、該オリフイスに連通するととも
に前記記録媒体液が供給されるようになされてい
る液路と、記録媒体液に熱による状態変化を生起
させ該状態変化に基づいて記録媒体液を液滴とし
て飛翔させるための熱エネルギーを発生する発熱
体を前記記録媒体液の液流方向に沿つて前記液路
内に複数個有する記録ヘツドの前記複数個の発熱
体に前記オリフイスから遠い順に順次発熱用パル
スを供給することにより記録を行なうことを特徴
とする記録媒体液吐出記録方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13998078A JPS5567474A (en) | 1978-11-14 | 1978-11-14 | Ink jet recording method by heat energy |
| DE19792945658 DE2945658A1 (de) | 1978-11-14 | 1979-11-12 | Fluessigkeitsstrahl-aufzeichnungsverfahren |
| US06/093,851 US4251824A (en) | 1978-11-14 | 1979-11-13 | Liquid jet recording method with variable thermal viscosity modulation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13998078A JPS5567474A (en) | 1978-11-14 | 1978-11-14 | Ink jet recording method by heat energy |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5567474A JPS5567474A (en) | 1980-05-21 |
| JPS6317624B2 true JPS6317624B2 (ja) | 1988-04-14 |
Family
ID=15258135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13998078A Granted JPS5567474A (en) | 1978-11-14 | 1978-11-14 | Ink jet recording method by heat energy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5567474A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01190459A (ja) * | 1988-01-26 | 1989-07-31 | Ricoh Co Ltd | 液体噴射記録ヘッド |
| JP2698413B2 (ja) * | 1988-02-18 | 1998-01-19 | 株式会社リコー | 液体噴射記録方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3177800A (en) * | 1962-06-28 | 1965-04-13 | Sperry Rand Corp | Immersed spark gap printer |
| JPS5139495A (ja) * | 1974-10-01 | 1976-04-02 | Ishikawajima Harima Heavy Ind | Hyomenshorihoho |
| JPS5278440A (en) * | 1975-10-28 | 1977-07-01 | Xerox Corp | Method of and apparatus for jetting ink |
-
1978
- 1978-11-14 JP JP13998078A patent/JPS5567474A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3177800A (en) * | 1962-06-28 | 1965-04-13 | Sperry Rand Corp | Immersed spark gap printer |
| JPS5139495A (ja) * | 1974-10-01 | 1976-04-02 | Ishikawajima Harima Heavy Ind | Hyomenshorihoho |
| JPS5278440A (en) * | 1975-10-28 | 1977-07-01 | Xerox Corp | Method of and apparatus for jetting ink |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5567474A (en) | 1980-05-21 |
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