JP3136823B2 - Ink jet print head and ink jet printer - Google Patents
Ink jet print head and ink jet printerInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/21—Line printing
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は溶媒にインクを定量混合
して吐出するインクジェットプリントヘッド及びインク
ジェットプリンタに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink-jet print head and an ink-jet printer for mixing a fixed amount of ink with a solvent and discharging the mixture.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の中間調記録が可能な２液混合方式
のインクジェットプリントヘッドとしては、発熱体の上
面で２液を混合するオンデマンド型熱インクジェットヘ
ッドと、吐出部内で２液を混合するコンティニアス型電
荷制御インクジェットヘッドなどが知られている。2. Description of the Related Art As a conventional two-liquid mixing type ink jet print head capable of halftone recording, an on-demand type thermal ink jet head that mixes two liquids on the upper surface of a heating element and two liquids are mixed in a discharge unit. A continuous type charge control inkjet head and the like are known.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来のインクジェットプリントヘッドでは、いずれも不
必要時に２液が混合することを防止する機能は完全では
なく、２液が混合部において常時接している。このた
め、動作開始時に正確な混合割合の混合液を作成するこ
とが困難となり、それまでに混合部内で混合してしまっ
た混合液を、ダミーとして一度吐出しなければならなか
った。また、両液が常時接していることで、それぞれの
液が長期的な化学的、物理的反応を起こしやすく、両液
の特性が変化しやすかった。この結果、印字に際して濃
度制御が不安定になりやすく、印字品質が低下するとい
う問題があった。However, in the conventional ink jet print heads described above, the function of preventing the two liquids from mixing when unnecessary is not perfect, and the two liquids are always in contact in the mixing section. . For this reason, it is difficult to prepare a mixed liquid having an accurate mixing ratio at the start of the operation, and the mixed liquid mixed in the mixing section up to that time has to be discharged once as a dummy. In addition, since the two liquids were always in contact, the respective liquids were liable to cause long-term chemical and physical reactions, and the characteristics of the two liquids were liable to change. As a result, there is a problem that the density control tends to be unstable during printing, and the printing quality is degraded.
【０００４】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、待機時における２液の不必要な混合を防止し
て、動作時に画質の均一な中間調印字を実現することの
できるインクジェットプリントヘッド及びインクジェッ
トプリンタを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and an ink jet print capable of preventing unnecessary mixing of two liquids during standby and realizing halftone printing with uniform image quality during operation. An object is to provide a head and an ink jet printer.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係るインクジェ
ットプリントヘッドは、インクを吐出するインク吐出孔
と溶媒を吐出する溶媒吐出孔とが近接して配置され、前
記インク吐出孔から押し出されたインクと前記溶媒吐出
孔から吐出された溶媒とが前記各吐出孔外で接触した後
に、前記インクと前記溶媒とが吐出されることを特徴と
する。In an ink jet print head according to the present invention, an ink ejection hole for ejecting ink and a solvent ejection hole for ejecting a solvent are arranged close to each other, and ink ejected from the ink ejection hole is provided. The ink and the solvent are ejected after the ink and the solvent ejected from the solvent ejection hole come into contact with each other outside the ejection hole.
【０００６】本発明に係るインクジェットプリントヘッ
ドは、インクを吐出するインク吐出孔と溶媒を吐出する
溶媒吐出孔と同軸上に配置して、前記インク吐出孔を前
記溶媒吐出孔内の中心に位置させ、前記インク吐出孔の
端面を前記溶媒吐出孔の端面の内側に設けるとともに、
前記溶媒吐出孔の端面近傍の内周を前記溶媒に対しぬれ
性の少ない物質で被覆したことを特徴とする。An ink jet print head according to the present invention is arranged coaxially with an ink discharge hole for discharging ink and a solvent discharge hole for discharging a solvent, and the ink discharge hole is positioned at the center of the solvent discharge hole. Providing the end face of the ink ejection hole inside the end face of the solvent ejection hole,
An inner periphery near the end face of the solvent discharge hole is coated with a substance having low wettability to the solvent.
【０００７】本発明に係るインクジェットプリンタは、
インクを吐出するインク吐出孔と溶媒を吐出する溶媒吐
出孔とが近接して配置され、前記インク吐出孔から押し
出されたインクと前記溶媒吐出孔から吐出された溶媒と
が前記各吐出孔外又は各吐出孔端面上で接触した後に、
前記インクと前記溶媒とが吐出されるインクジェットプ
リントヘッドが、被印刷物を巻回して回転するドラムの
軸方向に移動可能に配置され、前記インクジェットプリ
ントヘッドを前記ドラムの回転と連動して移動させる駆
動部材が設けられたことを特徴とする。[0007] The ink jet printer according to the present invention comprises:
An ink ejection hole for ejecting ink and a solvent ejection hole for ejecting a solvent are arranged in close proximity, and the ink ejected from the ink ejection hole and the solvent ejected from the solvent ejection hole are outside the ejection holes or After contact on the end face of each discharge hole,
An ink jet print head from which the ink and the solvent are discharged is disposed so as to be movable in an axial direction of a drum that winds and rotates a substrate, and drives the ink jet print head to move in conjunction with the rotation of the drum. A member is provided.
【０００８】本発明に係るインクジェットプリンタは、
インクを吐出するインク吐出孔と溶媒を吐出する溶媒吐
出孔とが近接して配置され、前記インク吐出孔から押し
出されたインクと前記溶媒吐出孔から吐出された溶媒と
が前記各吐出孔外又は各吐出孔端面上で接触した後に、
前記インクと前記溶媒とが吐出されるインクジェットプ
リントヘッドが、被印刷物を巻回して回転するドラムの
軸方向に、複数個ライン状に配置されたことを特徴とす
る。[0008] An ink jet printer according to the present invention comprises:
An ink ejection hole for ejecting ink and a solvent ejection hole for ejecting a solvent are arranged in close proximity, and the ink ejected from the ink ejection hole and the solvent ejected from the solvent ejection hole are outside the ejection holes or After contact on the end face of each discharge hole,
A plurality of ink jet print heads from which the ink and the solvent are ejected are arranged in a line in the axial direction of a drum that rotates while rotating a printing material.
【０００９】[0009]
【００１０】[0010]
【００１１】[0011]
【００１２】[0012]
【００１３】[0013]
【作用】インクを吐出するインク吐出孔と溶媒を吐出す
る溶媒吐出孔とが近接して配置され、前記インク吐出孔
から押し出されたインクと前記溶媒吐出孔から吐出され
た溶媒とが前記各吐出孔外で接触した後に、前記インク
と前記溶媒とが吐出されるインクジェットプリントヘッ
ドでは、動作時に各吐出孔外で孔外でインクと溶媒を混
合するので、ヘッドが動作していないときにインクと溶
媒が混合することがない。An ink ejection hole for ejecting ink and a solvent ejection hole for ejecting a solvent are arranged close to each other, and the ink ejected from the ink ejection hole and the solvent ejected from the solvent ejection hole emit the ink. In the ink jet print head in which the ink and the solvent are ejected after contacting outside the holes, the ink and the solvent are mixed outside the ejection holes during operation during the operation, so that the ink and the solvent are mixed when the head is not operating. Solvents do not mix.
【００１４】また、インクを吐出するインク吐出孔と溶
媒を吐出する溶媒吐出孔と同軸上に配置して、前記イン
ク吐出孔を前記溶媒吐出孔内の中心に位置させ、前記イ
ンク吐出孔の端面を前記溶媒吐出孔の端面の内側に設け
るとともに、前記媒吐出孔の端面近傍の内周を前記溶媒
に対しぬれ性の少ない物質で被覆したインクジェットプ
リントヘッドでは、印字動作を行っていないときに溶媒
はインク吐出孔の先端より内側にあるので、溶媒とイン
クとが自然混合することはない。In addition, the ink ejection hole for ejecting ink and the solvent ejection hole for ejecting a solvent are arranged coaxially, and the ink ejection hole is positioned at the center of the solvent ejection hole. Is provided inside the end face of the solvent discharge hole, and the ink jet print head in which the inner periphery near the end face of the medium discharge hole is coated with a substance having low wettability with respect to the solvent, a solvent is used when the printing operation is not performed. Is located inside the tip of the ink ejection hole, so that the solvent and the ink do not mix spontaneously.
【００１５】また、本発明に係るインクジェットプリン
タでは、被印刷物を巻回して回転するドラムの軸方向へ
のインクジェットプリントヘッドの移動と連動して、駆
動部材により前記ドラムを回転させることができる。前
記インクジェットプリントヘッドは、インクを吐出する
インク吐出孔と溶媒を吐出する溶媒吐出孔とが近接して
配置され、前記インク吐出孔から押し出されたインクと
前記溶媒吐出孔から吐出された溶媒とが前記各吐出孔外
又は前記各吐出孔外端面上で接触した後に、前記インク
と前記溶媒とが吐出される。Further, in the ink jet printer according to the present invention, the drum can be rotated by the driving member in conjunction with the movement of the ink jet print head in the axial direction of the drum which rotates while rotating the printing medium. In the inkjet print head, an ink ejection hole for ejecting ink and a solvent ejection hole for ejecting a solvent are arranged in close proximity to each other, and the ink extruded from the ink ejection hole and the solvent ejected from the solvent ejection hole are formed. The ink and the solvent are ejected after contacting the outside of each ejection hole or on the outer end surface of each ejection hole.
【００１６】さらに、本発明に係るインクジェットプリ
ンタは、被印刷物を巻回して回転するドラムの軸方向に
ライン状に配列された複数個のインクジェットプリント
ヘッドにより印字を行う。各インクジェットプリントヘ
ッドは、インクを吐出するインク吐出孔と溶媒を吐出す
る溶媒吐出孔とが近接して配置され、前記インク吐出孔
から押し出されたインクと前記溶媒吐出孔から吐出され
た溶媒とが前記各吐出孔外又は前記各吐出孔外端面上で
接触した後に、前記インクと前記溶媒とが吐出される。Further, in the ink jet printer according to the present invention, printing is performed by a plurality of ink jet print heads which are arranged in a line in the axial direction of a drum which rotates while rotating a printing medium. In each inkjet print head, an ink ejection hole for ejecting ink and a solvent ejection hole for ejecting a solvent are arranged in close proximity, and the ink extruded from the ink ejection hole and the solvent ejected from the solvent ejection hole are mixed. The ink and the solvent are ejected after contacting the outside of each ejection hole or on the outer end surface of each ejection hole.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、本発明のインクジェットプリントヘッ
ド及びインクジェットプリンタの実施例を図面を参照し
て説明する。図１４乃至図１７に、本実施例によるイン
クジェットプリントヘッド５１が搭載されたインクジェ
ットプリンタの構成例を示す。図１４はドラム回転型の
構成例である。被印刷物としてのプリント紙５２はドラ
ム５３の外周に巻回され、所定位置に固定されている。
ドラム５３の外周には送りネジ５４がドラム軸方向に平
行に設けられており、送りネジ５４にはヘッド５１が螺
合している。そして、送りネジ５４の回転によって、ヘ
ッド５１が軸方向に移動するようになっている。また、
ドラム５３はプーリ５５，ベルト５６，プーリ５７を介
してモータ５８により回転駆動される。さらに、送りネ
ジ５４及びモータ５８の回転とヘッド５１の駆動とは、
駆動制御部５９により印画データ及び制御信号６０に基
づいて駆動制御される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the ink jet print head and the ink jet printer of the present invention will be described below with reference to the drawings. 14 to 17 show a configuration example of an ink jet printer equipped with the ink jet print head 51 according to the present embodiment. FIG. 14 shows a configuration example of a drum rotation type. A printing paper 52 as a printing medium is wound around the outer periphery of a drum 53 and fixed at a predetermined position.
A feed screw 54 is provided on the outer periphery of the drum 53 in parallel with the drum axis direction, and the head 51 is screwed to the feed screw 54. The rotation of the feed screw 54 causes the head 51 to move in the axial direction. Also,
The drum 53 is driven to rotate by a motor 58 via a pulley 55, a belt 56, and a pulley 57. Furthermore, the rotation of the feed screw 54 and the motor 58 and the driving of the head 51
The drive is controlled by the drive controller 59 based on the print data and the control signal 60.
【００１８】上記の構成において、ドラム５３が回転す
ると、その回転に同期してヘッド５１からインクが吐出
され、プリント紙５２上に画像が形成される。ドラム５
３が１回転してプリント紙５２上に円周方向に１列の印
刷が完了すると、送りネジ５４が回転してヘッド５１を
１列分移動させ、次の列の印刷を行う。この場合、ドラ
ム５３と送りネジ５４を同時に回転させ、印刷しながら
ヘッド５１を徐々に移動させる方法もある。マルチノズ
ルヘッドの場合や同じ場所を何度か印字するような構成
の場合はステップ送りが適するが、単ノズルやマルチノ
ズルでも本数が少ない場合は、ドラム５３と送りネジ５
４とを連動して同時に回転させながら、スパイラル状の
印字を行う。In the above configuration, when the drum 53 rotates, ink is ejected from the head 51 in synchronization with the rotation, and an image is formed on the printing paper 52. Drum 5
After one rotation of 3 causes printing of one line in the circumferential direction on the printing paper 52 to be completed, the feed screw 54 rotates to move the head 51 by one line and print the next line. In this case, there is a method of simultaneously rotating the drum 53 and the feed screw 54 and gradually moving the head 51 while printing. In the case of a multi-nozzle head or a configuration in which the same location is printed several times, step feed is suitable. However, if the number of single nozzles or multi-nozzles is small, the drum 53 and feed screw 5 are used.
4 is simultaneously performed and rotated simultaneously to perform spiral printing.
【００１９】図１５はシリアル型の構成例である。この
場合も図１４に示すドラム回転型の場合とほぼ同様の構
成であるが、プリント紙５２はドラム５３に巻回されて
おらず、軸方向に平行に設けられた紙圧着ローラ６１に
より、ドラム５３に圧着保持されている。この場合はヘ
ッド５１が移動して１行の印字を行うと、ドラム５３を
１行分だけ回転させて次の行の印字を行う。ヘッド５１
の移動は同一方向の場合と往復方向の場合とがある。FIG. 15 shows an example of a serial type configuration. In this case as well, the configuration is substantially the same as that of the drum rotating type shown in FIG. 14, but the printing paper 52 is not wound around the drum 53, and is rotated by a paper pressure roller 61 provided in parallel in the axial direction. 53 is held by pressure bonding. In this case, when the head 51 moves and prints one line, the drum 53 is rotated by one line to print the next line. Head 51
May be in the same direction or in a reciprocating direction.
【００２０】図１６はライン型の構成例である。この場
合は、図１５に示すシリアル型のヘッド５１及び送りネ
ジ５４の代わりに、多数のヘッド５１がライン状に配置
されたラインヘッド６２が軸方向に固定して設けられて
いる。この構成では、ラインヘッド６２で１ライン分の
印字が同時に行われ、印字が完了するとドラム５３を１
ライン分だけ回転させて次のラインの印字を行う。この
場合、全ラインを一括して印字したり、複数ブロックに
分割したり、１ラインおきに交互に印字する方法も考え
られる。FIG. 16 shows an example of a line type configuration. In this case, instead of the serial type head 51 and the feed screw 54 shown in FIG. 15, a line head 62 in which a number of heads 51 are arranged in a line is fixedly provided in the axial direction. In this configuration, one line of printing is simultaneously performed by the line head 62, and when printing is completed, the drum 53 is moved to one line.
The next line is printed by rotating by the number of lines. In this case, all lines can be printed at once, divided into a plurality of blocks, or alternately printed every other line.
【００２１】図１７は印字及び制御系のブロック図であ
る。印字データなどの信号７１は信号処理・制御回路７
２に入力され、この信号処理・制御回路７２において印
字順番に揃えられて、ドライバ７３を介してヘッド７４
に送られる。印字順番はヘッドや印字部の構成で異な
り、また印字データの入力順番との関係もあり、必要に
応じてラインバッファメモリや１画面メモリなどのメモ
リ７５に一旦記録してから取り出す。ヘッド７４には階
調信号や吐出信号を出力する。FIG. 17 is a block diagram of a printing and control system. The signal 71 such as print data is sent to the signal processing / control circuit 7.
2, the signal processing and control circuit 72 aligns the print order with the print order,
Sent to The printing order differs depending on the configuration of the head and the printing unit, and also has a relationship with the input order of the printing data. If necessary, the printing order is temporarily recorded in a memory 75 such as a line buffer memory or a one-screen memory and then taken out. The head 74 outputs a gradation signal and an ejection signal.
【００２２】なお、マルチヘッドでノズル数が非常に多
い場合は、ヘッド７４にＩＣを搭載してヘッド７４に接
続する配線数を減らすようにする。また、信号処理・制
御回路７２には補正回路７６が接続されており、γ補
正、カラーの場合の色補正や各ヘッドのばらつき補正な
どを行う。補正回路７６には予め決められた補正データ
をＲＯＭマップ型式で格納しておき、外部条件、例えば
ノズル番号，温度，入力信号などに応じて取り出すよう
にするのが一般的である。If the number of nozzles is very large in the multi-head, an IC is mounted on the head 74 to reduce the number of wires connected to the head 74. A correction circuit 76 is connected to the signal processing / control circuit 72, and performs γ correction, color correction in the case of color, and variation correction of each head. Generally, predetermined correction data is stored in the correction circuit 76 in the form of a ROM map, and is taken out according to external conditions such as a nozzle number, a temperature, and an input signal.
【００２３】信号処理・制御回路７２はＣＰＵがソフト
ウェアで処理することが一般的であり、処理された信号
は各種制御部７７に送られる。各種制御部７７ではドラ
ム５３及び送りネジ５４を回転駆動するモータの駆動，
同期，ヘッドのクリーニング，プリント紙５２の供給や
排出などの制御を行う。また、信号７１には、印字デー
タ以外の操作部信号や外部制御信号が含まれることは云
うまでもない。The signal processing / control circuit 72 is generally processed by software by a CPU, and the processed signal is sent to various control units 77. The various control units 77 drive a motor that rotationally drives the drum 53 and the feed screw 54,
Control such as synchronization, head cleaning, and supply and discharge of the print paper 52 is performed. Needless to say, the signal 71 includes an operation unit signal and an external control signal other than the print data.
【００２４】図１及び図２に本発明のインクジェットプ
リントヘッドの一実施例の構成を示す。本実施例は、い
わゆるカイザー型のインクジェットプリントヘッドに適
用したシングルヘッドの構成例である。図１において、
ヘッド１には透明溶媒２が充填された液室３と、インク
４の定量を行うインク定量部５とが平行に設けられてい
る。液室３及びインク定量部５の一端には、それぞれ透
明溶媒供給路６及びインク供給路７が接続されており、
他端はそれぞれ混合ノズル部８に接続されている。ま
た、透明溶媒供給路６には一方向弁９が設けられてお
り、液室３の外周には振動板１０を介して平板型の電歪
振動子１１が取り付けられている。さらに、混合ノズル
部８には液室３と外部とを連通する円筒状の透明溶媒吐
出孔１２と、インク定量部５と外部とを連通する管状イ
ンク吐出孔１３とが同心上に設けられており、図２に示
すように各吐出孔１２，１３の先端にそれぞれ透明溶媒
ノズル１４とインクノズル１５とが形成されている。そ
して、両ノズル１４，１５の端面は同一平面上になるよ
うに配置されている。FIGS. 1 and 2 show the structure of an ink jet print head according to an embodiment of the present invention. This embodiment is a configuration example of a single head applied to a so-called Kaiser type ink jet print head. In FIG.
The head 1 is provided with a liquid chamber 3 filled with a transparent solvent 2 and an ink quantification unit 5 for quantifying the ink 4 in parallel. A transparent solvent supply path 6 and an ink supply path 7 are connected to one end of the liquid chamber 3 and one end of the ink metering section 5, respectively.
The other ends are respectively connected to the mixing nozzle section 8. A one-way valve 9 is provided in the transparent solvent supply path 6, and a flat electrostrictive vibrator 11 is attached to the outer periphery of the liquid chamber 3 via a vibrating plate 10. Further, the mixing nozzle portion 8 is provided with a cylindrical transparent solvent ejection hole 12 for communicating the liquid chamber 3 with the outside and a tubular ink ejection hole 13 for communicating the ink metering portion 5 with the outside. As shown in FIG. 2, a transparent solvent nozzle 14 and an ink nozzle 15 are formed at the tips of the discharge holes 12 and 13, respectively. The end faces of both nozzles 14 and 15 are arranged so as to be on the same plane.
【００２５】インク定量部５は、多孔質隔膜で形成され
た電気浸透膜１６により２室に区画されており、一方の
室５ａがインク供給路７に接続し、他方の室５ｂがイン
ク吐出孔１３に接続している。また、電気浸透膜１６の
両面には図示しないメッシュ電極が設けられており、メ
ッシュ電極間にパルス状直流電圧を印加することによ
り、インク４は電気浸透膜１６を浸透して２室５ａ，５
ｂ間を移動する。インク４の移動方向及び移動量は、そ
れぞれ電極間に印加する電圧の極性及び電流の量で正確
に制御できる。The ink metering section 5 is divided into two chambers by an electroosmotic membrane 16 formed of a porous diaphragm. One chamber 5a is connected to the ink supply path 7, and the other chamber 5b is connected to the ink discharge port. 13. Further, mesh electrodes (not shown) are provided on both sides of the electroosmotic membrane 16, and by applying a pulsed DC voltage between the mesh electrodes, the ink 4 penetrates the electroosmotic membrane 16 and the two chambers 5a, 5a.
Move between b. The direction and amount of movement of the ink 4 can be accurately controlled by the polarity of the voltage applied between the electrodes and the amount of current, respectively.
【００２６】一方、電歪振動子１１はジルコン酸チタン
酸鉛などの電歪現象を起こす物質の両面に電極１１ａを
接着してなっており、電極１１ａ間に所定の電圧を印加
することにより、電歪振動子１１が液室３の体積が現象
する方向に変位するように極性化されている。On the other hand, the electrostrictive vibrator 11 has electrodes 11a adhered to both surfaces of a substance that causes an electrostrictive phenomenon such as lead zirconate titanate, and by applying a predetermined voltage between the electrodes 11a, The electrostrictive vibrator 11 is polarized so as to be displaced in a direction in which the volume of the liquid chamber 3 changes.
【００２７】次に、上記のインクジェットプリントヘッ
ドの動作を図３及び図４を参照して説明する。まず、透
明溶媒供給路６から透明溶媒２を供給し、液室３及び透
明溶媒吐出孔１２内を透明溶媒２で充満する。同様にイ
ンク供給路７からインク４を供給し、インク定量部５及
びインク吐出孔１３内をインク４で充満する。このと
き、それぞれの内部に空気が残らないようにする。図３
の（ａ）に混合ノズル部８内に透明溶媒２及びインク４
が充満された状態を示す。Next, the operation of the above-described ink jet print head will be described with reference to FIGS. First, the transparent solvent 2 is supplied from the transparent solvent supply path 6, and the liquid chamber 3 and the inside of the transparent solvent discharge hole 12 are filled with the transparent solvent 2. Similarly, the ink 4 is supplied from the ink supply path 7, and the inside of the ink metering section 5 and the ink ejection holes 13 are filled with the ink 4. At this time, air should not be left inside each of them. FIG.
(A) shows the transparent solvent 2 and the ink 4 in the mixing nozzle section 8.
Indicates a state in which is full.
【００２８】次に、透明溶媒２とインク４との混合タイ
ミングになると、図４に示すステップＳ１０１において
印字を開始する。次にステップＳ１０２において、イン
ク定量部５を制御して、インク供給路７から供給される
インク４を混合ノズル部８のインク吐出孔１３へ所望の
量だけ供給する。インクノズル１５のオリフィスでは図
３の（ｂ）に示すように、供給されたインク４の量だけ
オリフィスの外部へ押し出される。このとき押し出され
たインク４は、インクノズル１５から飛び出さずに、そ
の出口で球状４ａとなって残っている。この球状の状態
は、インク４とインクノズル１５との接触角，インク４
の粘度及び表面張力によって決定される。Next, at the timing of mixing the transparent solvent 2 and the ink 4, printing starts in step S101 shown in FIG. Next, in step S102, the ink metering unit 5 is controlled to supply a desired amount of the ink 4 supplied from the ink supply path 7 to the ink ejection holes 13 of the mixing nozzle unit 8. At the orifice of the ink nozzle 15, as shown in FIG. 3B, the amount of the supplied ink 4 is pushed out of the orifice. At this time, the extruded ink 4 does not jump out of the ink nozzle 15 and remains in a spherical shape 4a at the outlet. This spherical state depends on the contact angle between the ink 4 and the ink nozzle 15, the ink 4
And the surface tension.
【００２９】次に図４に示すステップＳ１０３におい
て、振動子１１の電極１１ａ間に所定の電圧を印加する
と、振動子１１が変位して液室３内の体積が減少し、図
３の（ｃ）に示すように透明溶媒２を透明溶媒ノズル１
４外に吐出する。このとき近接しているインクノズル１
５から押し出されたインク球４ａと吐出過程にある透明
溶媒２ａとが接触し、表面張力によって両液が一体にな
ろうとする。この結果、図３の（ｄ）に示すようにイン
ク球４ａは透明溶媒２ａの動きに引き込まれ、両者が一
体となって混合液１７となり、図３の（ｅ）に示すよう
に混合液１７は混合ノズル部８から吐出する。そして、
インク４と透明溶媒４とは混合し合い、最終的には所望
の濃度を持った混合液１７となって飛しょうし、図示し
ない記録紙上に付着する。Next, in step S103 shown in FIG. 4, when a predetermined voltage is applied between the electrodes 11a of the vibrator 11, the vibrator 11 is displaced and the volume in the liquid chamber 3 is reduced. As shown in FIG.
4. Discharge outside. At this time, the adjacent ink nozzle 1
The ink bulb 4a extruded from 5 and the transparent solvent 2a in the discharging process come into contact with each other, and the two liquids tend to be united by the surface tension. As a result, as shown in FIG. 3D, the ink bulb 4a is drawn by the movement of the transparent solvent 2a, and the two are integrated to form a mixed liquid 17, and as shown in FIG. Is discharged from the mixing nozzle section 8. And
The ink 4 and the transparent solvent 4 mix with each other, and eventually fly as a mixed solution 17 having a desired concentration, and adhere to recording paper (not shown).
【００３０】なお、透明溶媒２を吐出するときに液室３
に加わった圧力及び体積減少は、透明溶媒供給路６に設
けられた一方向弁９により、供給路６に影響を与えずに
効率よく混合ノズル部８に伝達される。振動子１１の変
位を原位置に復帰させると、透明溶媒２は透明溶媒供給
路６から一方向弁９を介して液室３内に供給される。When the transparent solvent 2 is discharged, the liquid chamber 3
The pressure and the volume decrease applied to the liquid are efficiently transmitted to the mixing nozzle unit 8 without affecting the supply path 6 by the one-way valve 9 provided in the transparent solvent supply path 6. When the displacement of the vibrator 11 is returned to the original position, the transparent solvent 2 is supplied from the transparent solvent supply path 6 into the liquid chamber 3 via the one-way valve 9.
【００３１】次に図４に示すステップＳ１０４におい
て、次のドット印字の有無を判断し、有る場合はステッ
プＳ１０２に戻って上記の動作を繰り返す。次のドット
印字が無い場合は、ステップＳ１０１に戻って待機す
る。本実施例によれば、ヘッド１が印字動作を行ってい
ないときは、インクノズル１５内のインク４と透明溶媒
ノズル１４内の透明溶媒２とは、それぞれのノズル１
５，１４内に留まっており、それぞれの液面は表面張力
により両ノズル１５，１４の端より内側に入っている。
したがって、透明溶媒２とインク４が混合することはな
い。この結果、長期的な透明溶媒２とインク４の接触を
防止できるので、透明溶媒２とインク４の化学的、物理
的反応を完全に防ぐことができ、印字時における濃度制
御を確実に行うことができて、画質の均一な中間階調印
字を実現することができる。Next, in step S104 shown in FIG. 4, the presence or absence of the next dot printing is determined. If there is, the flow returns to step S102 to repeat the above operation. If there is no next dot printing, the process returns to step S101 and waits. According to the present embodiment, when the head 1 is not performing a printing operation, the ink 4 in the ink nozzle 15 and the transparent solvent 2 in the transparent solvent nozzle 14
5 and 14, and the respective liquid levels are inside the ends of both nozzles 15 and 14 due to surface tension.
Therefore, the transparent solvent 2 and the ink 4 do not mix. As a result, long-term contact between the transparent solvent 2 and the ink 4 can be prevented, so that chemical and physical reactions between the transparent solvent 2 and the ink 4 can be completely prevented, and the density control during printing can be reliably performed. Thus, it is possible to realize halftone printing with uniform image quality.
【００３２】図５に混合ノズル部８の変形例を示し、図
６にそれぞれの透明溶媒２及びインク４の吐出動作を示
す。これらの図において、図２及び図３に示す実施例の
部分と対応する部分には同一の符号を付してあり、その
説明は適宜省略する。図５の（ａ）に示す混合ノズル部
８は、図２に示す混合ノズル部８のインクノズル１５の
先端が透明溶媒ノズル１４の先端より内側になるように
し、透明溶媒ノズル１４先端内周のインクノズル１５よ
り外側の範囲に、透明溶媒２に対してぬれ性の少ない、
接触角の大きな物質１８をコーティングした。本変形例
によれば、ヘッド１が印字動作を行っていないときに透
明溶媒２はインクノズル１５の先端より内側にあるの
で、透明溶媒２とインク４とが自然混合することはな
い。FIG. 5 shows a modification of the mixing nozzle section 8, and FIG. 6 shows the discharge operation of the transparent solvent 2 and the ink 4, respectively. In these figures, parts corresponding to those of the embodiment shown in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate. The mixing nozzle section 8 shown in FIG. 5A has a configuration in which the tip of the ink nozzle 15 of the mixing nozzle section 8 shown in FIG. In a range outside the ink nozzle 15, the wettability of the transparent solvent 2 is small.
Material 18 with a large contact angle was coated. According to this modification, when the head 1 is not performing a printing operation, the transparent solvent 2 is located inside the tip of the ink nozzle 15, so that the transparent solvent 2 and the ink 4 do not naturally mix.
【００３３】図５の（ｂ）に示す混合ノズル部８は、図
２に示す混合ノズル部８のインクノズル１５の先端を透
明溶媒ノズル１４の先端から突出させた例である。図５
の（ｃ）に示す混合ノズル部８は、インク吐出孔１３と
透明溶媒吐出孔１２とを隣接して平行に設け、インクノ
ズル１５と透明溶媒ノズル１４とのそれぞれの端面が同
一平面上に位置するように構成した例である。The mixing nozzle 8 shown in FIG. 5B is an example in which the tip of the ink nozzle 15 of the mixing nozzle 8 shown in FIG. FIG.
In the mixing nozzle section 8 shown in (c), the ink discharge holes 13 and the transparent solvent discharge holes 12 are provided adjacently and in parallel, and the respective end faces of the ink nozzle 15 and the transparent solvent nozzle 14 are located on the same plane. This is an example in which the configuration is made as follows.
【００３４】図５の（ｄ）に示す混合ノズル部８は、図
５の（ｃ）に示すインクノズル１５と透明溶媒ノズル１
４との先端を斜めに切断し、インクノズル１５の先端を
透明溶媒ノズル１４の先端より突出させた例である。図
５の（ｅ）に示す混合ノズル部８は、インク吐出孔１３
と透明溶媒吐出孔１２とを、ある角度θを持って設け、
インクノズル１５と透明溶媒ノズル１４との先端を対向
させた例である。The mixing nozzle section 8 shown in FIG. 5D includes the ink nozzle 15 and the transparent solvent nozzle 1 shown in FIG.
4 is an example in which the tip of the ink nozzle 15 is cut obliquely so that the tip of the ink nozzle 15 protrudes from the tip of the transparent solvent nozzle 14. The mixing nozzle section 8 shown in FIG.
And the transparent solvent ejection hole 12 are provided with a certain angle θ,
This is an example in which the tips of the ink nozzle 15 and the transparent solvent nozzle 14 are opposed to each other.
【００３５】図５の（ｆ）に示す混合ノズル部８は、中
心にインク吐出孔１３を設け、インク吐出孔１３の周囲
に複数個の透明溶媒吐出孔１２を平行に配置し、インク
ノズル１５と透明溶媒ノズル１４の先端端面が同一平面
上に位置するように構成した例である。The mixing nozzle portion 8 shown in FIG. 5F has an ink ejection hole 13 at the center, a plurality of transparent solvent ejection holes 12 arranged in parallel around the ink ejection hole 13, and an ink nozzle 15. This is an example in which the transparent solvent nozzle 14 and the tip end face of the transparent solvent nozzle 14 are located on the same plane.
【００３６】図６の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ），
（ｅ），（ｆ）は、それぞれ図５の（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ），（ｅ），（ｆ）に示す混合ノズル部８
の変形例の吐出動作を示す説明図であるが、その動作は
図３に示す実施例の動作とほぼ同様であるので、説明を
省略する。6 (a), 6 (b), 6 (c), 6 (d),
(E) and (f) correspond to (a), (b) and (b) of FIG.
Mixing nozzle section 8 shown in (c), (d), (e), (f)
FIG. 8 is an explanatory diagram showing the ejection operation of the modification of FIG. 7, but the operation is almost the same as that of the embodiment shown in FIG.
【００３７】図５に示す各変形例によっても、図１及び
図２に示す実施例と同様の効果を得ることができる。図
１に示す実施例では、平板型の電歪振動子１１を用いた
カイザー型のインクジェットプリントヘッド１について
説明したが、図７に示すように電歪振動子１１が液室３
の外周を囲む円筒型に形成されたグールド型インクジェ
ットプリントヘッドや、図８に示すように平板型電歪振
動子１１を用い液室３を２室３ａ，３ｂで構成したステ
メ型インクジェットプリントヘッドに応用しても同様の
効果が得られる。The same effects as those of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 can also be obtained by each of the modifications shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 1, the Kaiser type ink jet print head 1 using the flat type electrostrictive vibrator 11 has been described. However, as shown in FIG.
8 and a stem-type ink jet print head in which a liquid chamber 3 is composed of two chambers 3a and 3b using a flat electrostrictive vibrator 11 as shown in FIG. The same effect can be obtained by applying.
【００３８】また上記各実施例では、透明溶媒２を吐出
する手段として電歪振動子１１を用いた場合について説
明したが、熱インクジェット方式のインクジェットプリ
ントのインクノズルに応用してもよい。熱インクジェッ
トプリントヘッドには、ノズルの間口方向によってエッ
ジシュータ型熱インクジェットプリントヘッドと、サイ
ドシュータ型熱インクジェットプリントヘッドとの２方
式がある。In each of the above embodiments, the case where the electrostrictive vibrator 11 is used as a means for discharging the transparent solvent 2 has been described. However, the present invention may be applied to an ink nozzle of a thermal inkjet type inkjet print. There are two types of thermal inkjet printheads, an edge shooter thermal inkjet printhead and a side shooter thermal inkjet printhead, depending on the direction of the frontage of the nozzle.
【００３９】図９及び図１１にそれぞれエッジシュータ
型及びサイドシュータ型の熱インクジェットプリントヘ
ッドの構成例を示す。いずれの方式も、インク吐出につ
いての基本的原理は全く同じである。図９及び図１１に
おいて、基板２１上にＳｉＯ2 などの絶縁膜２２を介し
てヒータ２３が設けられている。ヒータ２３上には１対
のＡｌ電極２４，２５が対向して設けられており、ヒー
タ２３及び電極２４，２５の上面は３層の保護膜２６，
２７，２８で被膜されている。また、最上層のポリイミ
ドで構成された保護膜２８には、電極２４，２５が対向
している位置に開口部２８ａが形成されており、保護膜
２８の上部にはオリフィスプレート２９が設けられてい
る。そして、オレフィスプレート２９に形成された液室
３０に、図示しないインク供給路からインク３１が供給
される。FIGS. 9 and 11 show examples of the configuration of an edge shooter type and side shooter type thermal ink jet print head, respectively. The basic principle of ink ejection is exactly the same in both systems. 9 and 11, a heater 23 is provided on a substrate 21 via an insulating film 22 such as SiO 2 . A pair of Al electrodes 24 and 25 are provided on the heater 23 so as to face each other, and the upper surfaces of the heater 23 and the electrodes 24 and 25
27 and 28. An opening 28a is formed in the uppermost protective film 28 made of polyimide at a position where the electrodes 24 and 25 face each other, and an orifice plate 29 is provided above the protective film 28. I have. Then, ink 31 is supplied to a liquid chamber 30 formed in the orifice plate 29 from an ink supply path (not shown).
【００４０】ここで図９に示すエッジシュータ型ヘッド
では、ヒータ２３に平行の方向に液室３０が開口してお
り、図１１に示すサイドシュータ型ヘッドではヒータ２
３に直角の方向に液室３０が開口していて、それぞれノ
ズル３２，３３を形成している。なお、サイドシュータ
型ヘッドでは２層の保護膜２６，２８となっている。In the edge shooter type head shown in FIG. 9, the liquid chamber 30 is opened in a direction parallel to the heater 23. In the side shooter type head shown in FIG.
A liquid chamber 30 is opened in a direction perpendicular to 3 and forms nozzles 32 and 33, respectively. In the side shooter head, two protective films 26 and 28 are provided.
【００４１】上記のように構成されたエッジシュータ型
熱インクジェットプリントヘッドにおいて、ヒータ２３
に所定の電圧パルスを一定時間加えると、図１０の
（ａ）に示すようにヒータ２３の面上に核気泡４１が発
生する。核気泡４１は図１０の（ｂ）に示すように合体
して膜気泡４２となり、さらに図１０の（ｃ）に示すよ
うに膜気泡４２が断熱膨張により成長してバブル４３と
なる。次に、ヒータ２３に対する電圧の印加がなくなる
と、図１０の（ｄ）に示すように周囲のインク３１に熱
を取られてバブル４３は収縮し、図１０の（ｅ）に示す
ようにバブル４３は消滅する。そして図１０の（ｃ），
（ｄ），（ｅ）の過程において生じる膜沸騰現象の吐出
力により、インク３１はインク粒３１ａとなってノズル
３２から外部に放出される。In the edge shooter type thermal ink jet print head having the above-described structure, the heater 23 is used.
When a predetermined voltage pulse is applied for a certain period of time, a nuclear bubble 41 is generated on the surface of the heater 23 as shown in FIG. The nuclear bubbles 41 coalesce as shown in FIG. 10B to form a film bubble 42, and the film bubbles 42 grow by adiabatic expansion to become bubbles 43 as shown in FIG. Next, when the application of the voltage to the heater 23 is stopped, the surrounding ink 31 takes heat as shown in FIG. 10D, and the bubble 43 contracts, and as shown in FIG. 43 disappears. And (c) of FIG.
The ink 31 is ejected from the nozzle 32 to the outside as ink droplets 31a by the ejection force of the film boiling phenomenon generated in the processes (d) and (e).
【００４２】図１１に示すサイドシュータ型熱インクジ
ェットプリントヘッドにおいても、図１２に示すように
同様の作用によりインク粒３１ａの吐出が行われる。な
お、図１２では複数個の液室３０がオリフィスプレート
２９に並列に設けられており、共通のインク供給路４４
からインク３１が供給される。また、インク供給路４４
には各液室３０を仕切るバリヤ４５が設けられている。In the thermal ink jet print head of the side shooter type shown in FIG. 11, the ink droplets 31a are discharged by the same operation as shown in FIG. In FIG. 12, a plurality of liquid chambers 30 are provided in parallel with the orifice plate 29, and a common ink supply path 44 is provided.
Supplies the ink 31. Further, the ink supply path 44
Is provided with a barrier 45 for partitioning each liquid chamber 30.
【００４３】図１３は、図１１に示すサイドシュータ型
熱インクジェットプリントヘッドを２液混合室とした例
である。すなわち、図１１に示す液室３０を透明溶媒供
給室として透明溶媒２を充満し、オリフィスプレート２
９の上部にインク定量部５を設け、インク吐出孔１３を
ノズル３３の外周に開口させた。本実施例は図５の
（ｅ）に示す混合ノズル部８をサイドシュータ型インク
ジェットプリントヘッドに応用したものである。FIG. 13 shows an example in which the side shooter type thermal ink jet print head shown in FIG. 11 is a two-liquid mixing chamber. That is, the liquid chamber 30 shown in FIG.
The ink metering section 5 was provided on the upper part of the nozzle 9, and the ink ejection hole 13 was opened on the outer periphery of the nozzle 33. In this embodiment, the mixing nozzle section 8 shown in FIG. 5E is applied to a side shooter type ink jet print head.
【００４４】上記各実施例では、シングルヘッドの場合
について説明したが、ヘッドを複数個設けた単色マルチ
ヘッド、インク供給室を色数に分割して多色化した多色
カラーヘッド、又は単色マルチヘッドを色数分だけ複数
例設けた多色マルチヘッドの場合に応用しても、同様の
効果が得られる。In each of the above embodiments, the case of a single head has been described. The same effect can be obtained by applying the present invention to a multicolor multihead in which a plurality of heads are provided for the number of colors.
【００４５】次に、上述のようなサイドシュータ型熱イ
ンクジェットプリントヘッド又はエッジシュータ型熱イ
ンクジェットプリントヘッドを複数個配置することによ
りマルチ化したインクジェットプリンタについて説明す
る。図１８乃至図２０は、マルチ化されたサイドシュー
タ型熱インクジェットプリントヘッドの概略的な全体
図，横断面図及び縦断面図である。Next, a description will be given of an ink jet printer which is multiplexed by disposing a plurality of the above-mentioned side shooter type thermal ink jet print heads or edge shooter type thermal ink jet print heads. 18 to 20 are a schematic overall view, a cross-sectional view and a vertical cross-sectional view of a multi-sided side shooter type thermal inkjet print head.
【００４６】サイドシュータ型熱インクジェットプリン
トヘッドはインク導出部１０１，透明溶媒吐出部１０２
及びインク定量圧送部１０３より構成される。上記イン
ク定量圧送部１０３内の電気浸透膜１１３によって２つ
に仕切られたインク定量部１１２，１１２’内にはイン
ク４が満たされている。上記電気浸透膜１１３の表裏に
はインクを透過することができるメッシュ電極１１４，
１１４’が固定されている。The side shooter type thermal ink jet print head includes an ink outlet 101 and a transparent solvent ejector 102.
And an ink constant-pressure pumping unit 103. The ink 4 is filled in the ink quantifying units 112 and 112 ′ divided into two by the electroosmotic membrane 113 in the ink quantifying pressure feeding unit 103. On the front and back of the electroosmotic membrane 113, mesh electrodes 114 through which ink can pass,
114 'is fixed.
【００４７】一方、上記透明溶媒吐出部１０２内では、
透明溶液２が図示しない透明溶液タンクより導かれて、
液室１０９及び共通液室１０９’内に満たされている。
また、ヒータ１１０が液室１０９の下に設けられてい
る。透明溶媒吐出孔１１１から押し出される透明溶媒２
と、インク吐出孔１０６から押し出されるインク４は、
インク導出部１０１内の混合インク吐出孔１１６におい
て混合される。On the other hand, in the transparent solvent discharging section 102,
The transparent solution 2 is led from a transparent solution tank (not shown),
The liquid chamber 109 and the common liquid chamber 109 'are filled.
Further, a heater 110 is provided below the liquid chamber 109. The transparent solvent 2 extruded from the transparent solvent ejection hole 111
And the ink 4 pushed out from the ink ejection hole 106,
The ink is mixed in the mixed ink ejection hole 116 in the ink outlet 101.
【００４８】インク４をインク定量部１１２，１１２’
より定量圧送する電気浸透については、図１及び図２の
実施例と同様であるため、ここでの説明は省略する。イ
ンク４の量を制御するのは、電気浸透によりメッシュ電
極１１４，１１４’に印加する電圧パルスのパルス幅で
あり、インク４を押し出す電圧パルスと透明溶媒２を吐
出する電圧パルスは、所定のタイミングで与えられる。
このとき、押し出されたインク４の量が多いときには吐
出する前に透明溶媒２に接触する場合がある。このとき
にインク４が透明溶媒２に拡散して混入しないために、
所定量のインク４が押し出されたら直ちに透明溶媒２と
共に吐出する。The ink 4 is supplied to the ink metering units 112 and 112 '.
The electro-osmosis for more constant-pressure feeding is the same as in the embodiment of FIGS. 1 and 2, and a description thereof will be omitted. The amount of the ink 4 is controlled by the pulse width of the voltage pulse applied to the mesh electrodes 114 and 114 ′ by electroosmosis. The voltage pulse for pushing out the ink 4 and the voltage pulse for discharging the transparent solvent 2 have a predetermined timing. Given by
At this time, when the amount of the extruded ink 4 is large, the ink 4 may come into contact with the transparent solvent 2 before discharging. At this time, since the ink 4 is not diffused and mixed into the transparent solvent 2,
As soon as a predetermined amount of the ink 4 is extruded, it is discharged together with the transparent solvent 2.
【００４９】電気浸透により、インク４を押し出すため
の電気浸透の電圧パルスと吐出の電圧パルスとが発生す
るタイミングは、図２２に示すようである。電気浸透の
電圧パルス幅ｔeiはインク４を混合させる量に応じてｔ
e1，ｔe2，ｔe3のように変化させる。インク４を吐出す
る間隔Ｔ，吐出の電圧パルスの幅ｔp 及び電気浸透の電
圧パルスが終了してから吐出の電圧パルスを発生するま
での時間ｔd は一定である。したがって、印字ドットの
濃度、すなわちインク４の量は電気浸透の電圧パルスを
発生させるタイミングで調節する。The timing at which the voltage pulse of the electro-osmosis and the voltage pulse of the ejection for pushing out the ink 4 due to the electro-osmosis are as shown in FIG. The voltage pulse width t ei of the electro-osmosis is t according to the amount of the ink 4 mixed.
It changes like e1 , t e2 , t e3 . Intervals for ejecting ink 4 T, the time t d to width t p and the voltage pulses of electroosmosis voltage pulse discharge generates a voltage pulse of the discharge from the end is constant. Therefore, the density of the print dots, that is, the amount of the ink 4, is adjusted at the timing of generating the voltage pulse for electroosmosis.
【００５０】電気浸透の電圧パルスと実際のインク４の
動きは完全には同期せず、インク４の吐出の方が遅れ
る。この遅れ、すなわち応答性はヘッド及びインクの特
性によって変化する。上記時間ｔd の値は上記遅れの時
間で決まり、遅れの時間よりも僅かに長くなるように設
定する。The voltage pulse of the electroosmosis and the actual movement of the ink 4 are not completely synchronized, and the ejection of the ink 4 is delayed. This delay, that is, the response, changes depending on the characteristics of the head and the ink. The value of the time t d is determined by the time of the delay is set to be slightly longer than the delay time.
【００５１】吐出の電圧パルスが停止してから電気浸透
の電圧パルスが発生するまでの間隔ｔx は電気浸透の電
圧パルスが発生されるタイミングによって変化する。こ
の間に透明溶媒２の再充填が行われるが、透明溶媒２の
再充填にかかる時間はインク４の粘度や表面張力及び混
合インク吐出孔の径等に依存するため、上記間隔ｔxは
上記透明溶媒２の再充填時間よりも長くなるように設定
する。The interval t x from the stop of the discharge voltage pulse to the generation of the electroosmotic voltage pulse varies depending on the timing at which the electroosmotic voltage pulse is generated. Although during this period the refilling of the transparent solvent 2 is performed, since it depends on the diameter of the transparent solvent 2 of the ink 4 is time to refill the viscosity and surface tension and mixed ink discharge hole, the interval t x is the transparent It is set to be longer than the refill time of the solvent 2.
【００５２】サイドシュータ型熱インクジェットプリン
トヘッドの透明溶媒２及びインク４の吐出動作を図２１
に示す。図２１の（ａ）は吐出待機状態であり、電気浸
透によって定量されたインク４は、インク吐出孔１０６
から押し出されて盛り上がった状態にある。透明溶媒２
の表面張力と外圧とは平衡状態にあるため、透明溶媒吐
出孔１１１でメニスカス面１１５を形成している。上記
透明溶媒吐出孔１１１は混合インク吐出孔１１６よりも
径が小さく、この近傍にはポリテトラフルオロエチレン
等による撥液性処理が施されている。よって、上記待機
状態では、透明溶媒２が毛細管現象により混合インク吐
出孔１１６まで達することはない。FIG. 21 shows the discharge operation of the transparent solvent 2 and the ink 4 of the side shooter type thermal ink jet print head.
Shown in FIG. 21A shows a discharge standby state, in which the ink 4 determined by electroosmosis is supplied to the ink discharge holes 106.
It is in a state of being extruded and raised. Transparent solvent 2
Since the surface tension and the external pressure are in an equilibrium state, the meniscus surface 115 is formed by the transparent solvent discharge holes 111. The diameter of the transparent solvent ejection hole 111 is smaller than that of the mixed ink ejection hole 116, and a liquid repellency treatment using polytetrafluoroethylene or the like is performed in the vicinity thereof. Therefore, in the standby state, the transparent solvent 2 does not reach the mixed ink ejection hole 116 due to the capillary phenomenon.
【００５３】図２１の（ｂ）は、ヒータ１１０が加熱さ
れてその表面温度が急激に上昇したために、透明溶媒２
とヒータ１１０との界面で沸騰現象が始まり、微小が気
泡１１７が点在している状態である。急激に加熱された
透明溶媒２が瞬時に気化すると、図２１の（ｃ）に示す
ように、いわゆる膜沸騰現象を起こす。液室１０９内の
圧力は気泡１１７が成長した分だけ上昇するため、メニ
スカス面１１５での外力との平衡状態が崩れて透明溶媒
吐出孔１１１より透明溶媒の柱が成長し始める。よっ
て、インク吐出孔１０６から押し出されていたインク４
と上記成長し始めた透明溶媒２が接触合体して混合イン
ク柱１１８となり、成長を続ける。FIG. 21 (b) shows that the transparent solvent 2
The boiling phenomenon starts at the interface between the heater and the heater 110, and minute air bubbles 117 are scattered. When the rapidly heated transparent solvent 2 evaporates instantaneously, a so-called film boiling phenomenon occurs as shown in FIG. Since the pressure in the liquid chamber 109 increases by the amount of the growth of the bubbles 117, the state of equilibrium with the external force on the meniscus surface 115 is broken, and the column of the transparent solvent starts to grow from the transparent solvent discharge hole 111. Therefore, the ink 4 pushed out from the ink ejection hole 106
And the transparent solvent 2 that has started to grow grows into a mixed ink column 118 by contact and continues to grow.
【００５４】この後、図２１の（ｄ）に示すように気泡
１１７が最大に成長した状態になり、気泡１１７の体積
に相当する透明溶媒２に、定量混合されたインク４を足
した体積分の混合インクが、混合インク吐出孔１１６よ
り押し出される。このときには上記ヒータ１１０には電
流が流れておらず、ヒータ１１０の表面温度は降下しつ
つある。気泡１１７の体積は、ヒータ１１０への電気パ
ルスを切るタイミングからやや遅れて最大となる。次
に、図２１の（ｅ）に示すような気泡１１７が透明溶媒
２等により冷却されて収縮を始めた状態になる。混合イ
ンク柱１１８の先端部では押し出された速度で前進し、
後端部では気泡１１７が収縮して液室１０９の内圧が減
少することにより、混合インク吐出孔１１６から透明溶
媒吐出孔１１１へ透明溶媒２が逆流して混合インク柱１
１８にくびれが生じる。インク４のほぼ全部が混合イン
ク柱１１８の先端部に存在するため、後端部はほぼ透明
溶媒２のみとなる。したがって、液室１０９へインク４
が逆流して、透明溶媒２と混合することはない。また、
加熱されるのは透明溶媒２であり、透明溶媒は染料を含
まないため、従来のインクの膜沸騰現象を混合インク滴
の吐出に利用したインクジェットプリントヘッドのよう
な、ヒータ１１０面での染料の熱分解による異物の付
着、いわゆる焦げ付きは生じない。Thereafter, as shown in FIG. 21D, the bubbles 117 are in a state of maximum growth, and the volume obtained by adding the fixedly mixed ink 4 to the transparent solvent 2 corresponding to the volume of the bubbles 117 is obtained. Is ejected from the mixed ink ejection hole 116. At this time, no current is flowing through the heater 110, and the surface temperature of the heater 110 is decreasing. The volume of the bubble 117 reaches its maximum slightly after the timing at which the electric pulse to the heater 110 is cut off. Next, the bubble 117 as shown in FIG. 21E is cooled by the transparent solvent 2 or the like, and starts to contract. At the tip of the mixed ink column 118, it advances at the extruded speed,
At the rear end, the bubble 117 contracts and the internal pressure of the liquid chamber 109 decreases, so that the transparent solvent 2 flows backward from the mixed ink discharge hole 116 to the transparent solvent discharge hole 111 and the mixed ink column 1
18 is constricted. Since almost all of the ink 4 is present at the leading end of the mixed ink column 118, the trailing end is substantially only the transparent solvent 2. Therefore, the ink 4 enters the liquid chamber 109.
Does not flow back and mix with the transparent solvent 2. Also,
The transparent solvent 2 is heated, and the transparent solvent does not contain a dye. Therefore, the dye is heated on the surface of the heater 110, such as an ink jet print head using a conventional ink film boiling phenomenon to discharge mixed ink droplets. Adhesion of foreign matter due to thermal decomposition, so-called burning does not occur.
【００５５】透明溶媒２に混合されたインク４の全ては
飛翔する混合インク滴に含まれて液室１０９内に引き込
まれる透明溶媒２内に残存せず、透明溶媒２が吐出され
る力によって押し出されたインク４と共に被印刷物まで
十分に飛翔できるために、混合するインク４の量に対
し、吐出する透明溶媒２の量はある一定以上の量とな
る。All of the ink 4 mixed in the transparent solvent 2 does not remain in the transparent solvent 2 that is contained in the flying mixed ink droplet and is drawn into the liquid chamber 109, and is pushed out by the force of discharging the transparent solvent 2. The amount of the transparent solvent 2 to be ejected is a certain amount or more with respect to the amount of the ink 4 to be mixed, so that the amount of the transparent solvent 2 to be mixed can be sufficiently fly to the printing material together with the ink 4 thus mixed.
【００５６】また、インク４が液室１０９内の透明溶媒
２に混じらず、十分に飛翔できるための混合比は、透明
溶媒２に対して５０％以下であるが、約３０％とするこ
とが望ましい。したがって、十分な最大濃度を得るため
にはインク４が十分な濃さを持っているべきであり、混
合インクの印字濃度は反射濃度で２以上を得るように、
インク４に染料を含有させる。The mixing ratio for the ink 4 not to be mixed with the transparent solvent 2 in the liquid chamber 109 and to be able to fly sufficiently is 50% or less of the transparent solvent 2 but is preferably about 30%. desirable. Therefore, in order to obtain a sufficient maximum density, the ink 4 should have a sufficient density, and the print density of the mixed ink should be 2 or more in reflection density.
The ink 4 contains a dye.
【００５７】上記混合インク滴の大きさは、混合される
インク４の量によって変化する。よって、印刷される画
像の階調は混合インク滴の濃度と印字ドットの面積とに
より制御される。例えば、最大濃度のときのインク４の
混合比が体積比で３０％の場合、最小濃度、すなわちイ
ンク４を全く混合しないときと、最大濃度のときとの吐
出される混合インク滴の体積比は７：１０である。ま
た、上記混合インク滴の体積と印字ドット径はほぼ比例
する。したがって、この印字ドット径の変化を考慮し
て、所望の印字濃度が得られるように、混合させるイン
ク４の量を制御する。The size of the mixed ink droplet changes depending on the amount of the ink 4 to be mixed. Therefore, the gradation of the printed image is controlled by the density of the mixed ink droplet and the area of the print dot. For example, when the mixing ratio of the ink 4 at the maximum density is 30% by volume ratio, the volume ratio of the mixed ink droplet ejected at the minimum density, that is, when the ink 4 is not mixed at all, and at the maximum density is 7:10. The volume of the mixed ink droplet and the print dot diameter are almost proportional. Therefore, in consideration of the change in the print dot diameter, the amount of the ink 4 to be mixed is controlled so as to obtain a desired print density.
【００５８】さらに、気泡１１７が収縮し、液室１０９
側のヒータ１１０面に透明溶媒２が接して冷却が進む
と、透明溶媒吐出孔１１１では外圧が液室１０９の内圧
よりも高い状態になるため、図２１の（ｆ）に示すよう
に、メニスカス面１１５が液室１０９内に入り込んでく
る。Further, the bubbles 117 contract, and the liquid
When the transparent solvent 2 is in contact with the surface of the heater 110 on the side and cooling proceeds, the external pressure at the transparent solvent discharge hole 111 becomes higher than the internal pressure of the liquid chamber 109, and as shown in FIG. The surface 115 enters the liquid chamber 109.
【００５９】その後、図２１の（ｇ）に示すように、透
明溶媒２が毛細管現象によって再充填され、透明溶媒吐
出孔１１１でメニスカス面１１５を形成する状態に戻
る。このとき、気泡１１７は完全に消滅している。上記
インク４には電気浸透膜１１３に対する電気浸透性をも
つものを使用する。水系のものと非水系のものが使用可
能だが、水系のものは電気分解を起こすために分解電圧
（１Ｖ前後）以下に駆動電圧を設定しなければならず、
これにより浸透速度がとれないため、好ましくない。Thereafter, as shown in FIG. 21 (g), the transparent solvent 2 is refilled by capillary action, and the state returns to the state where the meniscus surface 115 is formed at the transparent solvent discharge hole 111. At this time, the bubbles 117 have completely disappeared. The ink 4 has an electro-osmotic property with respect to the electro-osmotic film 113. Water type and non-aqueous type can be used, but for aqueous type, the driving voltage must be set below the decomposition voltage (around 1V) to cause electrolysis.
This is not preferable because a permeation rate cannot be obtained.
【００６０】透明溶媒２には、インクと相溶性をもつも
のを用いる。例えば、上記構成のインクに対しては、ク
ロロオクタン及びこれに湿潤剤やビヒクル剤等を加えた
ものが使用できる。相溶性を持つものを透明溶媒に用い
た場合には、インクが透明溶媒によく拡散するため、混
合インク滴の濃度が均一となる。よって、画像はドット
の濃淡で階調表現されたものとなり、より高画質な画像
が得られる。但し、混合インク滴の大きさがインク混合
量によって変化するため、これを考慮して階調制御を行
うことが必要である。As the transparent solvent 2, a solvent compatible with the ink is used. For example, with respect to the ink having the above-described structure, chlorooctane and one obtained by adding a humectant, a vehicle agent, and the like thereto can be used. When a material having compatibility is used as the transparent solvent, the ink is well diffused in the transparent solvent, so that the concentration of the mixed ink droplets becomes uniform. Therefore, the image is expressed in gradation by the density of dots, and a higher quality image can be obtained. However, since the size of the mixed ink droplet changes depending on the amount of mixed ink, it is necessary to perform gradation control taking this into account.
【００６１】また、透明溶媒として水及びこれに湿潤剤
やビヒクル剤等を加えた相溶性を持たないものを用いる
こともできる。相溶性を持たないものを透明溶媒に用い
た場合には、透明溶媒中へのインクの拡散が不完全なた
め、透明溶媒はインクを非印刷物まで運ぶためのキャリ
ヤとなる。よって、画像はインクドットの大きさ、すな
わち面積の変化によって階調表現されたものに近くな
る。しかし、インクは透明溶媒に混ざらないため、イン
クを混合インク吐出孔に押し出す際にインクが液室へ混
入することは起こりにくくなる。Further, as the transparent solvent, water and a non-compatible solvent obtained by adding a wetting agent, a vehicle agent and the like thereto can also be used. When a material having no compatibility is used as the transparent solvent, the diffusion of the ink into the transparent solvent is incomplete, so that the transparent solvent serves as a carrier for transporting the ink to a non-printed material. Therefore, the image is close to an image expressed in gradation by the change in the size of the ink dot, that is, the area. However, since the ink is not mixed with the transparent solvent, it is less likely that the ink will be mixed into the liquid chamber when the ink is pushed out to the mixed ink ejection hole.
【００６２】電気浸透膜１１３には、例えばマイクロポ
ーラスメンブレンフィルタを使用する。その材質として
は、ニトロセルロース，アセチルセルロース，再生セル
ロース等のセルロース類、ポリテトラフルオロエチレ
ン，ポリカーボネート，ポリアミド，ポリエチレン等の
プラスチックやガラス，アルミナ等のセラミック等が使
用可能であるが、使用するインクにより膨潤したり侵さ
れたりせずにインクを電気浸透させることが必要であ
る。例えば、電気浸透膜としてニトロセルロースを用い
た場合、例えばクロロオクタンを溶媒とし、電解質とし
てドデシルベンゼンスルホン酸の４級アンモニウム塩を
重量比で１〜５％溶解し、さらに、染料，湿潤剤，ビヒ
クル剤等を加えたインクを使用することができる。As the electroosmotic membrane 113, for example, a microporous membrane filter is used. As the material thereof, celluloses such as nitrocellulose, acetylcellulose, and regenerated cellulose, plastics such as polytetrafluoroethylene, polycarbonate, polyamide, and polyethylene, and ceramics such as glass and alumina can be used. It is necessary that the ink be electroosmotic without swelling or erosion. For example, when nitrocellulose is used as the electroosmotic membrane, for example, chlorooctane is used as a solvent, a quaternary ammonium salt of dodecylbenzenesulfonic acid is dissolved as an electrolyte in a weight ratio of 1 to 5%, and a dye, a wetting agent, and a vehicle are further dissolved. An ink containing an agent or the like can be used.
【００６３】その他に、メッシュ電極１１４，１１４’
は、インク中の物質と反応を起こさない不活性金属であ
ることが好ましく、例えば厚さ５０μｍ、ピッチ１００
μｍの鉄のメッシュにニッケルメッキを施した後、白金
又は金をメッキしたもの等が適する。あるいは、電気浸
透膜１１３の表裏に直接に、例えば金を蒸着し、これを
電極として用いることも可能である。In addition, mesh electrodes 114, 114 '
Is preferably an inert metal that does not react with the substance in the ink, for example, a thickness of 50 μm, a pitch of 100 μm,
It is suitable to apply nickel plating to a μm iron mesh and then to platinum or gold plating. Alternatively, it is also possible to deposit, for example, gold directly on the front and back of the electroosmotic membrane 113 and use this as an electrode.
【００６４】ヘッド本体は、インクや透明溶媒に使用す
る溶剤に対して耐溶剤性を持つ必要があり、例えばポリ
エチレン，ポリプロピレン，ポリテトラフルオロエチレ
ン等のプラスチック、ガラス，アルミナ等のセラミック
材料、ステンレス及びニッケル等の金属で構成する。The head body must have solvent resistance to the solvent used for the ink or the transparent solvent. Examples of the head body include plastics such as polyethylene, polypropylene and polytetrafluoroethylene; ceramic materials such as glass and alumina; It is made of a metal such as nickel.
【００６５】図２３乃至図２５は、マルチ化されたエッ
ジシュータ型熱インクジェットプリントヘッドの概略的
な全体図、横断面図及び縦断面図である。エッジシュー
タ型熱インクジェットプリントヘッドもサイドシュータ
型熱インクジェットプリントヘッドと同様に、インク導
出部１０１，透明溶媒吐出部１０２及びインク定量圧送
部１０３より構成される。上記インク定量圧送部１０３
内の電気浸透膜１１３によって２つに仕切られたインク
定量部１１２，１１２’内にはインク４が満たされてい
る。上記電気浸透膜１１３の表裏にはインクを透過する
ことができるメッシュ電極１１４，１１４’が固定され
ている。FIGS. 23 to 25 are a schematic general view, a cross-sectional view and a vertical cross-sectional view of a multi-edge thermal shooter of the edge shooter type. The edge shooter-type thermal inkjet printhead also includes an ink lead-out unit 101, a transparent solvent discharge unit 102, and an ink constant-pressure pumping unit 103, similarly to the side shooter-type thermal inkjet printhead. The above-mentioned ink constant-pressure feeding unit 103
The ink 4 is filled in the ink quantifying units 112 and 112 ′ divided into two by the electro-osmotic membrane 113 in the inside. On the front and back of the electroosmotic membrane 113, mesh electrodes 114 and 114 'that can transmit ink are fixed.
【００６６】一方、上記透明溶媒吐出部１０２内では、
透明溶液２が図示しない透明溶液タンクより透明溶媒供
給路１０８に導かれて、液室１０９内に満たされてい
る。また、インク４は図示しないインクタンクよりイン
ク供給路１０５に導かれて、インク定量部１１２，１１
２’に送られる。液室１０９の下にはヒータ１１０が設
けられている。透明溶媒吐出孔１１１から押し出される
透明溶媒２と、インク吐出孔１０６から押し出されるイ
ンク４は、インク導出部１０１内の混合インク吐出孔１
１６において混合される。上記液室１０９はバリア１３
０によって分割されている。これにより、気泡が発生す
る際に隣合った液室１０９の干渉が防止され、上記気泡
の圧力は透明溶媒吐出孔１１１の方向に集中する。ま
た、バリア１３０はヒータ１１０から透明溶媒吐出孔１
１１までの距離を一定に保つスペーサとしての役割も果
たす。On the other hand, in the transparent solvent discharging section 102,
The transparent solution 2 is guided from a transparent solution tank (not shown) to the transparent solvent supply path 108 and is filled in the liquid chamber 109. The ink 4 is guided from an ink tank (not shown) to the ink supply path 105, and is supplied to the ink quantifying units 112 and 11.
Sent to 2 '. A heater 110 is provided below the liquid chamber 109. The transparent solvent 2 extruded from the transparent solvent ejection hole 111 and the ink 4 extruded from the ink ejection hole 106 are mixed with the mixed ink ejection hole 1 in the ink outlet 101.
Mix at 16. The liquid chamber 109 is a barrier 13
It is divided by zero. This prevents interference between the adjacent liquid chambers 109 when bubbles are generated, and the pressure of the bubbles is concentrated in the direction of the transparent solvent discharge hole 111. Further, the barrier 130 is provided between the heater 110 and the transparent solvent discharge hole 1.
It also serves as a spacer for keeping the distance to 11 constant.
【００６７】インク４をインク定量部１１２，１１２’
より定量圧送する電気浸透については、図１及び図２の
実施例と同様であるため、ここでの説明は省略する。エ
ッジシュータ型熱インクジェットプリントヘッドによる
インク４の量は上述したような電気浸透により制御さ
れ、吐出される。電気浸透により、インク４を押し出す
ための電気浸透の電圧パルスと吐出の電圧パルスとが発
生するタイミングは、図２２を用いたサイドシュータ型
熱インクジェットプリントヘッドの実施例と同様であ
る。The ink 4 is supplied to the ink metering units 112 and 112 ′.
The electro-osmosis for more constant-pressure feeding is the same as in the embodiment of FIGS. 1 and 2, and a description thereof will be omitted. The amount of the ink 4 by the edge shooter type thermal inkjet print head is controlled and discharged by the electroosmosis as described above. The timing at which an electroosmotic voltage pulse for ejecting the ink 4 and a voltage pulse for ejection are generated by electroosmosis is the same as in the embodiment of the side shooter type thermal inkjet print head using FIG.
【００６８】エッジシュータ型熱インクジェットプリン
トヘッドの透明溶媒２及びインク４の吐出動作を図２６
に示す。上記吐出動作は、熱インクジェット方式のサイ
ドシュータ型熱インクジェットプリントヘッドの透明溶
媒２及びインク４の吐出動作と同様であり、図２６の
（ａ）は吐出待機状態であり、電気浸透によって定量さ
れたインク４は、インク吐出孔１０６から押し出されて
盛り上がった状態にある。FIG. 26 shows the discharge operation of the transparent solvent 2 and the ink 4 of the edge shooter type thermal ink jet print head.
Shown in The above-described ejection operation is the same as the ejection operation of the transparent solvent 2 and the ink 4 of the thermal inkjet type side shooter type thermal inkjet print head. FIG. 26A shows an ejection standby state, which is determined by electroosmosis. The ink 4 is extruded from the ink ejection holes 106 and is in a raised state.
【００６９】図２６の（ｂ）は、ヒータ１１０が加熱さ
れてその表面温度が急激に上昇したために、透明溶媒２
とヒータ１１０との界面で沸騰現象が始まり、微小な気
泡１１７が点在している状態である。急激に加熱された
透明溶媒２が瞬時に気化すると、図２６の（ｃ）に示す
ように、いわゆる膜沸騰現象を起こす。よって、インク
吐出孔１０６から押し出されていたインク４と上記成長
し始めた透明溶媒２が接触合体して混合インク柱１１８
となり、成長を続ける。FIG. 26 (b) shows that the heater 110 is heated and its surface temperature rises sharply.
The boiling phenomenon has started at the interface between the heater and the heater 110, and fine bubbles 117 are scattered. When the rapidly heated transparent solvent 2 evaporates instantaneously, a so-called film boiling phenomenon occurs as shown in FIG. Therefore, the ink 4 that has been pushed out from the ink ejection hole 106 and the transparent solvent 2 that has started to grow come into contact with each other to form a mixed ink column 118.
And continue to grow.
【００７０】この後、図２６の（ｄ）に示すように気泡
１１７が最大に成長した状態になり、気泡１１７の体積
に相当する透明溶媒２に定量混合されたインク４を足し
た体積分の混合インクが、混合インク吐出孔１１６より
押し出される。次に、図２６の（ｅ）に示すような気泡
１１７が透明溶媒２等により冷却されて収縮を始めた状
態になる。加熱されるのは透明溶媒２であり、透明溶媒
は染料を含まないため、従来のインクの膜沸騰現象を混
合インク滴の吐出に利用したインクジェットプリントヘ
ッドのように、ヒータ１１０面での染料の熱分解による
異物の付着、いわゆる焦げ付きが生じない。Thereafter, as shown in FIG. 26 (d), the bubbles 117 are in a state of maximum growth, and the volume of the ink 4 which is quantitatively mixed with the transparent solvent 2 corresponding to the volume of the bubbles 117 is added. The mixed ink is pushed out from the mixed ink ejection hole 116. Next, the bubble 117 as shown in FIG. 26 (e) is cooled by the transparent solvent 2 or the like and starts to contract. It is the transparent solvent 2 that is heated, and the transparent solvent does not contain a dye. Therefore, like a conventional ink jet print head that uses the film boiling phenomenon of an ink to discharge mixed ink droplets, the dye is heated at the surface of the heater 110. Adhesion of foreign matter due to thermal decomposition, so-called burning does not occur.
【００７１】さらに、気泡１１７が収縮して液室１０９
側のヒータ１１０面に透明溶媒２が接し、冷却が進む
と、透明溶媒吐出孔１１１では外圧が液室１０９の内圧
よりも高い状態になるため、図２６の（ｆ）に示すよう
に、メニスカス面１１５が液室１０９内に入り込んでく
る。Further, the bubbles 117 contract and the liquid chamber 109
When the transparent solvent 2 comes into contact with the surface of the heater 110 on the side and cooling proceeds, the external pressure at the transparent solvent discharge hole 111 becomes higher than the internal pressure of the liquid chamber 109, and as shown in FIG. The surface 115 enters the liquid chamber 109.
【００７２】その後、図２６の（ｇ）に示すように、透
明溶媒２が毛細管現象によって再充填され、透明溶媒吐
出孔１１１でメニスカス面１１５を形成する状態に戻
る。このとき、気泡１１７は完全に消滅している。上述
したようなマルチ化したエッジシュータ型熱インクジェ
ットプリントヘッド又はサイドシュータ型熱インクジェ
ットプリントヘッドを備えたインクジェットプリンタの
構成とその印字及び制御系の説明は、図１４乃至図１７
を用いて説明した内容と同様であるため、ここでの説明
は省略する。Thereafter, as shown in FIG. 26 (g), the transparent solvent 2 is refilled by capillary action, and the state returns to the state where the meniscus surface 115 is formed at the transparent solvent discharge hole 111. At this time, the bubbles 117 have completely disappeared. FIGS. 14 to 17 show the configuration of an ink jet printer having the above-described multiple edge shooter type thermal ink jet print head or side shooter type thermal ink jet print head and its printing and control system.
Is the same as the content described with reference to, so that the description here is omitted.
【００７３】また、上記マルチ化されたヘッドの制御方
法は、図２７のブロック図で示すようになる。ディジタ
ル中間調データが図１７内の信号処理制御回路７２によ
りシリアル／パラレル変換回路１２１に供給され、ここ
から各々のインク定量部ドライバ１２３へ送られる。The control method of the multi-head is as shown in the block diagram of FIG. The digital halftone data is supplied to the serial / parallel conversion circuit 121 by the signal processing control circuit 72 in FIG.
【００７４】印字タイミングにおいては、上記信号処理
制御回路７２から印字トリガが出力され、タイミング制
御回路１２２がこれを検出し、所定のタイミングでイン
ク定量部Ｅｎａｂｌｅ信号をインク定量部ドライバ１２
３に、透明溶媒吐出部Ｅｎａｂｌｅ信号を透明溶液吐出
部ドライバ１２４にそれぞれ出力する。上記それぞれの
Ｅｎａｂｌｅ信号は、図２２に示したようなタイミング
で出力される。At the print timing, a print trigger is output from the signal processing control circuit 72, the timing control circuit 122 detects this, and outputs an ink quantitative unit enable signal at a predetermined timing to the ink quantitative unit driver 12.
3 outputs a transparent solvent discharge section Enable signal to the transparent solution discharge section driver 124. The respective Enable signals are output at timings as shown in FIG.
【００７５】上記インク定量部Ｅｎａｂｌｅ信号によ
り、各々のインク定量部ドライバ１２３はそれぞれに対
応するインク定量部１２５を制御し、これにより、複数
のヘッドのインク吐出孔１０６より所定量のインクが圧
送される。一方、インク定量部Ｅｎａｂｌｅ信号より所
定時間だけ遅れを持つ上記透明溶媒吐出部Ｅｎａｂｌｅ
信号により、透明溶媒吐出部ドライバ１２４は各々の透
明溶媒吐出部１２６を制御する。これにより、透明溶媒
がインクと混合しながら吐出される。In response to the above-described ink quantitative unit Enable signal, each ink quantitative unit driver 123 controls the corresponding ink quantitative unit 125, whereby a predetermined amount of ink is pressure-fed from the ink ejection holes 106 of the plurality of heads. You. On the other hand, the transparent solvent ejection unit Enable having a predetermined time delay from the ink quantitative unit Enable signal.
The transparent solvent discharge section driver 124 controls each transparent solvent discharge section 126 according to the signal. Thereby, the transparent solvent is ejected while being mixed with the ink.
【００７６】[0076]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイン
クジェットプリントヘッドでは、インクを吐出するイン
ク吐出孔と溶媒を吐出する溶媒吐出孔とが近接して配置
され、前記インク吐出孔から押し出されたインクと前記
溶媒吐出孔から吐出された溶媒とが前記各吐出孔外で接
触した後に、前記インクと前記溶媒とが吐出されるの
で、当該ヘッドが動作していないときの両液の混合を防
止することができる。この結果、長期的な両液の接触を
防止できるので、両液の化学的、物理的反応を完全に防
ぐことができ、印字時における濃度制御を確実に行うこ
とができて、画質の均一な中間調印字を実現することが
できる。このインクジェットプリントヘッドでは、例え
ばインク供給路に電気浸透膜を備えたインク定量部を設
けることにより、所望のインク量を定量して混合ノズル
部へ供給することができる。また、例えば溶媒吐出孔に
連通する液室に電歪振動子又は発熱素子を設けることに
より、透明溶媒を容易に混合ノズル部へ供給することが
できる。As described above, in the ink jet print head according to the present invention, the ink discharge holes for discharging the ink and the solvent discharge holes for discharging the solvent are arranged close to each other and are pushed out from the ink discharge holes. After the ink and the solvent ejected from the solvent ejection holes come into contact with the outside of the ejection holes, the ink and the solvent are ejected, so that the two liquids are mixed when the head is not operating. Can be prevented. As a result, long-term contact between the two liquids can be prevented, so that chemical and physical reactions between the two liquids can be completely prevented, and density control during printing can be reliably performed, and uniform image quality can be achieved. Halftone printing can be realized. In this ink jet print head, for example, by providing an ink metering section having an electroosmotic membrane in the ink supply path, a desired amount of ink can be metered and supplied to the mixing nozzle section. Further, for example, by providing an electrostrictive vibrator or a heating element in a liquid chamber communicating with the solvent discharge hole, the transparent solvent can be easily supplied to the mixing nozzle portion.
【００７７】本発明に係るインクジェットプリンタで
は、被印刷物を巻回して回転するドラムに対して、ヘッ
ドの送り及び配置を３種類に変更することができる。In the ink jet printer according to the present invention, the feed and arrangement of the head can be changed to three types with respect to the drum that rotates by rotating the printing material.
【図１】本発明のインクジェットプリントヘッドの一実
施例の構成を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an embodiment of an ink jet print head of the present invention.
【図２】図１の混合ノズル部の構成を示す拡大断面図で
ある。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a configuration of a mixing nozzle unit in FIG.
【図３】図１に示す実施例のインク及び透明溶媒の吐出
動作を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an ink and transparent solvent discharging operation of the embodiment shown in FIG. 1;
【図４】図１に示す実施例によるインクジェットプリン
トヘッドの動作を説明するフロー図である。FIG. 4 is a flowchart illustrating an operation of the inkjet print head according to the embodiment shown in FIG. 1;
【図５】本発明のインクジェットプリントヘッドの混合
ノズル部の変形例の構成を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration of a modified example of the mixing nozzle portion of the inkjet print head of the present invention.
【図６】図５に示す混合ノズル部のインク及び透明溶媒
の吐出動作を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing an operation of discharging the ink and the transparent solvent of the mixing nozzle section shown in FIG.
【図７】グルード型インクジェットプリントヘッドの一
例の概略構成を示す縦断面図である。FIG. 7 is a longitudinal sectional view illustrating a schematic configuration of an example of a glued type inkjet print head.
【図８】ステメ型インクジェットプリントヘッドの一例
の概略構成を示す縦断面図である。FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of an example of a stem type inkjet print head.
【図９】エッジシュータ型熱インクジェットプリントヘ
ッドの一例の構成を示す縦断面図である。FIG. 9 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an example of an edge shooter type thermal inkjet print head.
【図１０】図９に示すヘッドによる液滴形成過程を示す
説明図である。10 is an explanatory diagram showing a droplet forming process by the head shown in FIG.
【図１１】サイドシュータ型熱インクジェットプリント
ヘッドの一例の構成を示すマルチ方向に対して直角方向
の縦断面図である。FIG. 11 is a vertical cross-sectional view in a direction perpendicular to the multi direction showing a configuration of an example of a side shooter type thermal inkjet print head.
【図１２】図１１のマルチ方向に沿った縦断面図であ
る。FIG. 12 is a longitudinal sectional view along the multi-direction of FIG. 11;
【図１３】２液混合方式のサイドシュータ型熱インクジ
ェットプリントヘッドの一例の構成を示す縦断面図であ
る。FIG. 13 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an example of a two-liquid mixing type side shooter type thermal inkjet print head.
【図１４】ドラム回転型インクジェットプリンタの一例
の構成を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an example of a drum rotary inkjet printer.
【図１５】シリアル型インクジェットプリンタの一例の
構成を示す説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an example of a serial type inkjet printer.
【図１６】ライン型インクジェットプリンタの一例の構
成を示す説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an example of a line-type inkjet printer.
【図１７】インクジェットプリンタの信号処理、制御系
の一例の構成を示すブロック図である。FIG. 17 is a block diagram illustrating a configuration of an example of a signal processing and control system of the inkjet printer.
【図１８】マルチ化されたサイドシュータ型熱インクジ
ェットプリントヘッドの一例の構成を示す全体図であ
る。FIG. 18 is an overall view showing a configuration of an example of a multi-sided side shooter type thermal inkjet print head.
【図１９】図１８に示すインクジェットプリントヘッド
のマルチ方向に沿った縦断面図である。19 is a longitudinal sectional view of the inkjet print head shown in FIG. 18 taken along a multi-direction.
【図２０】図１８に示すインクジェットプリントヘッド
のマルチ方向に対して直角方向の縦断面図である。20 is a longitudinal sectional view of the inkjet print head shown in FIG. 18 in a direction perpendicular to the multiple directions.
【図２１】図１８に示すインクジェットプリントヘッド
のインク及び透明溶媒の吐出動作を示す説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram illustrating an operation of discharging the ink and the transparent solvent of the inkjet print head illustrated in FIG. 18;
【図２２】図１８に示すインクジェットプリントヘッド
の駆動電圧パルスのタイミングを示す図である。FIG. 22 is a diagram illustrating timings of driving voltage pulses of the inkjet print head illustrated in FIG. 18;
【図２３】マルチ化されたエッジシュータ型熱インクジ
ェットプリントヘッドの一例の構成を示す全体図であ
る。FIG. 23 is an overall view illustrating a configuration of an example of a multi-edge thermal shooter type ink jet print head.
【図２４】図２３に示すインクジェットプリントヘッド
のマルチ方向に対して直角方向の縦断面図である。24 is a longitudinal sectional view of the inkjet print head shown in FIG. 23 in a direction perpendicular to the multiple directions.
【図２５】図２３に示すインクジェットプリントヘッド
のマルチ方向に沿った縦断面図である。FIG. 25 is a longitudinal sectional view of the inkjet print head shown in FIG. 23, taken along a multi-direction.
【図２６】図２３に示すインクジェットプリントヘッド
のインク及び透明溶媒の吐出動作を示す説明図である。FIG. 26 is an explanatory diagram showing the operation of discharging the ink and the transparent solvent of the inkjet print head shown in FIG.
【図２７】熱インクジェットプリントヘッドの駆動動作
を概略的に示す図である。FIG. 27 is a diagram schematically showing a driving operation of the thermal inkjet print head.
１，５１ プリントヘッド、２ 透明溶媒、３，１０９
液室、４ インク、５，１１２，１１２’ インク定
量部、７，１０５ インク供給路、１１ 電歪振動子、
１２，１１１ 透明溶媒吐出孔、１３，１０６ インク
吐出孔、１６，１１３ 電気浸透膜、１８ 物質、５２
プリント紙（被印刷物）、５３ ドラム、５４ 送り
ネジ（駆動部材）、５８ モータ（駆動部材）、１１０
ヒータ1,51 print head, 2 transparent solvent, 3,109
Liquid chamber, 4 inks, 5,112,112 'ink metering section, 7,105 ink supply path, 11 electrostrictive vibrator,
12,111 transparent solvent ejection holes, 13,106 ink ejection holes, 16,113 electroosmotic membrane, 18 substances, 52
Printing paper (substrate), 53 drum, 54 feed screw (drive member), 58 motor (drive member), 110
heater
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ４１Ｊ 2/175 (72)発明者 佐藤 正幸 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (72)発明者 新屋 正雄 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−71902（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−71887（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/205 B41J 2/01 B41J 2/045 - 2/055 B41J 2/175 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI-B41J 2/175 (72) Inventor Masayuki Sato 6-7-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Invention Shinya Masao 6-7-35 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (56) References JP-A-6-71902 (JP, A) JP-A-6-71887 (JP, A) (58) Surveyed field (Int.Cl. 7 , DB name) B41J 2/205 B41J 2/01 B41J 2/045-2/055 B41J 2/175
Claims (17)
吐出する溶媒吐出孔とが近接して配置され、前記インク
吐出孔から押し出されたインクと前記溶媒吐出孔から吐
出された溶媒とが前記各吐出孔外で接触した後に、前記
インクと前記溶媒とが吐出されるインクジェットプリン
トヘッド。An ink ejection hole for ejecting ink and a solvent ejection hole for ejecting a solvent are arranged in close proximity to each other, and the ink ejected from the ink ejection hole and the solvent ejected from the solvent ejection hole are formed by the solvent. An ink jet print head in which the ink and the solvent are discharged after contacting outside each discharge hole.
同軸上に配置したことを特徴とする請求項１記載のイン
クジェットプリントヘッド。2. The ink jet print head according to claim 1, wherein said ink ejection hole and said solvent ejection hole are coaxially arranged.
中心に配置し、両端面を同一平面上に設けたことを特徴
とする請求項２記載のインクジェットプリントヘッド。3. The ink-jet printhead according to claim 2, wherein said ink discharge hole is disposed at the center of said solvent discharge hole, and both end surfaces are provided on the same plane.
中心に配置し、前記インク吐出孔の端面を前記透明溶媒
吐出孔の端面から突出させたことを特徴とする請求項２
記載のインクジェットプリントヘッド。4. The ink discharge hole is disposed at the center of the solvent discharge hole, and an end face of the ink discharge hole is projected from an end face of the transparent solvent discharge hole.
An inkjet printhead as described.
隣接して平行に配置し、両端面を同一平面上に設けたこ
とを特徴とする請求項２記載のインクジェットプリント
ヘッド。5. The ink jet print head according to claim 2, wherein said ink discharge hole and said solvent discharge hole are arranged adjacently and in parallel, and both end faces are provided on the same plane.
隣接して平行に配置し、両端面に段差を設けたことを特
徴とする請求項１記載のインクジェットプリントヘッ
ド。6. The ink-jet printhead according to claim 1, wherein the ink discharge holes and the solvent discharge holes are arranged adjacent to and parallel to each other, and steps are provided at both end surfaces.
溶媒吐出孔を同心状に配置したことを特徴とする請求項
１記載のインクジェットプリントヘッド。7. The ink jet print head according to claim 1, wherein a plurality of said solvent discharge holes are concentrically arranged on an outer periphery of said ink discharge holes.
所定の角度をなして配置したことを特徴とする請求項１
記載のインクジェットプリントヘッド。8. The apparatus according to claim 1, wherein the ink ejection holes and the solvent ejection holes are arranged at a predetermined angle.
An inkjet printhead as described.
路に、吐出されるインク量を制御するインク定量部を設
けたことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプ
リントヘッド。9. The ink jet print head according to claim 1, wherein an ink metering section for controlling the amount of ink to be ejected is provided in an ink supply path communicating with the ink ejection holes.
えることを特徴とする請求項９記載のインクジェットプ
リントヘッド。10. The ink-jet printhead according to claim 9, wherein the ink metering unit includes an electroosmotic membrane.
に、前記液室内容積を変化させる電歪振動子が設けられ
たことを特徴とする請求項１記載のインクジェットプリ
ントヘッド。11. An ink jet print head according to claim 1, wherein an electrostrictive vibrator for changing the volume of the liquid chamber is provided outside the liquid chamber to which the solvent discharge hole communicates.
トヘッドであって、前記溶媒吐出孔が連通する液室に、
前記溶媒を加熱気化させる発熱素子を設けたことを特徴
とするサイドシュータ型のインクジェットプリントヘッ
ド。12. The ink jet print head according to claim 1, wherein the liquid chamber to which the solvent discharge hole communicates is:
A side shooter type ink jet print head, further comprising a heating element for heating and vaporizing the solvent.
トヘッドであって、前記溶媒吐出孔が連通する液室に、
前記溶媒を加熱気化させる発熱素子を設けたことを特徴
とするエッジシュータ型のインクジェットプリントヘッ
ド。13. The ink jet print head according to claim 1, wherein a liquid chamber to which the solvent discharge hole communicates is:
An edge shooter type ink jet print head, comprising a heating element for heating and vaporizing the solvent.
された後に、前記溶媒吐出孔から溶媒が吐出されること
を特徴とする請求項９記載のインクジェットプリントヘ
ッド。14. The ink jet print head according to claim 9, wherein a solvent is ejected from said solvent ejection hole after ink is pushed out from said ink ejection hole.
を吐出する溶媒吐出孔と同軸上に配置して、前記インク
吐出孔を前記溶媒吐出孔内の中心に位置させ、前記イン
ク吐出孔の端面を前記溶媒吐出孔の端面の内側に設ける
とともに、前記溶媒吐出孔の端面近傍の内周を前記溶媒
に対しぬれ性の少ない物質で被覆したことを特徴とする
インクジェットプリントヘッド。15. An ink ejection hole for ejecting ink and a solvent ejection hole for ejecting a solvent are arranged coaxially, the ink ejection hole is positioned at the center of the solvent ejection hole, and an end face of the ink ejection hole. An ink jet print head, wherein is provided inside the end face of the solvent discharge hole, and the inner periphery near the end face of the solvent discharge hole is coated with a substance having low wettability to the solvent.
を吐出する溶媒吐出孔とが近接して配置され、前記イン
ク吐出孔から押し出されたインクと前記溶媒吐出孔から
吐出された溶媒とが前記各吐出孔外又は各吐出孔端面上
で接触した後に、前記インクと前記溶媒とが吐出される
インクジェットプリントヘッドが、被印刷物を巻回して
回転するドラムの軸方向に移動可能に配置され、前記イ
ンクジェットプリントヘッドを前記ドラムの回転と連動
して移動させる駆動部材が設けられたことを特徴とする
インクジェットプリンタ。16. An ink ejection hole for ejecting ink and a solvent ejection hole for ejecting a solvent are arranged close to each other, and the ink ejected from the ink ejection hole and the solvent ejected from the solvent ejection hole are mixed with each other. An ink jet print head from which the ink and the solvent are ejected after being in contact with each of the ejection holes or on an end surface of each of the ejection holes is arranged so as to be movable in an axial direction of a drum that rotates by rotating a printing medium, An ink jet printer, further comprising a driving member for moving the ink jet print head in conjunction with the rotation of the drum.
を吐出する溶媒吐出孔とが近接して配置され、前記イン
ク吐出孔から押し出されたインクと前記溶媒吐出孔から
吐出された溶媒とが前記各吐出孔外又は各吐出孔端面上
で接触した後に、前記インクと前記溶媒とが吐出される
インクジェットプリントヘッドが、被印刷物を巻回して
回転するドラムの軸方向に、複数個ライン状に配置され
たことを特徴とするインクジェットプリンタ。17. An ink ejection hole for ejecting ink and a solvent ejection hole for ejecting a solvent are arranged close to each other, and the ink ejected from the ink ejection hole and the solvent ejected from the solvent ejection hole are mixed with each other. An ink jet print head from which the ink and the solvent are ejected after being in contact with the outside of each ejection hole or on the end face of each ejection hole, is arranged in a plurality of lines in the axial direction of a drum that rotates by winding a substrate. An ink jet printer characterized by being performed.
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