JPS59138470A - 液体噴射記録法 - Google Patents

液体噴射記録法

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JPS59138470A
JPS59138470A JP1354683A JP1354683A JPS59138470A JP S59138470 A JPS59138470 A JP S59138470A JP 1354683 A JP1354683 A JP 1354683A JP 1354683 A JP1354683 A JP 1354683A JP S59138470 A JPS59138470 A JP S59138470A
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JP
Japan
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liquid
droplets
recording
droplet
liquid droplet
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Application number
JP1354683A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Yano
泰弘 矢野
Masahiro Haruta
春田 昌宏
Toshitami Hara
利民 原
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Priority to GB08402368A priority patent/GB2134853B/en
Priority to FR848412138A priority patent/FR2548961B1/fr
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14016Structure of bubble jet print heads
    • B41J2/14088Structure of heating means
    • B41J2/14112Resistive element
    • B41J2/14129Layer structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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    • B41J2002/14387Front shooter

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

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】 本発明は液体噴射記録法に関し、更に詳しくは、連続記
録にも好適な安定した液滴吐出を行なえる液体噴射記録
法に関する。
ノンインパクト記録法は、記録時に於ける騒音の発生i
t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シ
、而も所謂普通紙に定着という特別な処理を必要とせず
に記録の行える所謂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。
この様な液体噴射記録法は、所謂インクと称される記録
液体の液滴(droplet )を飛翔させ、被記録部
材に付着させて記録を行うものであって、この記録液体
の液滴の発生法及び発生される液滴の飛翔方向を制御す
る為の制御方法によって幾つかの方式に大別される。
中でも記録信号に応じて、吐出オリフィス(液滴吐出口
)よシ液滴を吐出飛翔させ、該液滴を被記録部材表面に
付着させて記録を行う、所謂drop−an dema
nd記録法は、記録に必要な液滴のみしか吐出しないの
で、記録に不要である吐出液体の回収又は処理の為の特
別な手段を設ける必要がなく装置自体を簡素化、小型化
し得る事、吐出オリフィスよシ吐出される液滴の飛翔方
向を制御する必要がない事、多色記録が容易に行える事
等の為に昨今、殊に注目を集めている0 又、近年に於いては、上記のdrop−on−dema
nd記録法を用いたfull 1ineタイプで高密度
マルチオリフィス化した記録ヘッド(液体噴射配録ヘッ
ド)の開発も著しく、より高解像度、高品質の画像を高
速で得ることの出来る液体噴射記録装置の開発も数多く
成されている。
drop−on−demand  記録法を用いた液体
噴射記録装置ではエネルギー作用部にある液体に、圧力
エネルギー(機械的エネルギー)又は熱エネルギーを作
用させて、液滴吐出の為の原動力を得ている。従って、
これ等のエネルギーが、液滴吐出の為に効率良く消費さ
れる様に液体に作用することが必要である。
又、連続的に記録を実行する場合には、記録信号に確実
に応答して、前記エネルギーの発生が繰返し起る必要が
ある。殊に高速記録の場合には、この繰返しがエネルギ
ー作用部に与えられる記録信号に忠実に行われる必要が
ある。
或いは、又、記録画像の品質を上げ、高速記録が行える
様にするには、液滴の吐出方向の安定化、及びサテライ
トの発生防止がなされること、安定して、長時間、連続
的に繰返し液滴吐出が実行されること、液滴形成周波数
(単位時間当シに形成される液滴の個数)の向上が計ら
れる必要がある。
百年ら、drop−on−demand 記録法を用い
た液体噴射記録装置は、液滴吐出口の大きさに対する液
滴の体積が非常に大きい場合、液滴吐出によって多くの
液体が飛翔してしまう為、メニスカスの後退が生じた際
に液滴吐出口から外気が取り込まれてしまうという問題
があった。外気が記録ヘッド内、特に液体に吐出エネル
ギーを付与するエネルギー作用部又はその近傍に取り込
まれることにより気泡として記録ヘッド内に存在すると
液滴吐出の為のエネルギーが気泡の圧縮という形で消費
(吸収)されてしまう。従って、液体は液滴吐出口から
飛翔出来るだけのエネルギーを付与されない場合がある
。詰り、液滴が気泡の為に吐出できない事がある0又、
液滴が吐出できたとしても、存在する気泡によって吐出
エネルギーの一部が吸収される為に被記録部材上に精度
良く液滴を着弾させるのは難しくなる。即ち、安定的な
液滴の吐出が行なわれる為には、外気の取り込み(詰り
気泡が存在すること)が生じない様にすることが肝要で
ある。
液滴の吐出が行なわれてもメニスカスの後退を減少させ
、エネルギー作用部等まで外気が入シ込まない様にする
手段としては、液体を加圧しておき、メニスカスの後退
する力に打ち勝つ様 へにする方法が考えられる。しかし、この方法を用いた
場合は液体の圧力によって液滴吐出口から液体が押し出
され、液体の回収手段が不要なdrop−on−dem
and記録法の利点が損なわれるという問題もある。
本発明は液滴吐出口からの外気の取シ込みがなく、且つ
優れた連続安定吐出性能を持つ液体噴射記録方法を提供
する事を目的とする。
斯かる本発明の液体噴射配録法は、飛翔的液滴を形成す
る為の液滴吐出口の最小断面積soと、前記液滴吐出口
から吐出されだ液滴の体積Vとの関係が 100≧V/S02≧O,I  ・−+11 式となる
様にして記録することを特徴とする。
又、目的をよp効果的に達成する為に V/S、2=Aの範囲を、5 o4人≧0.1とするこ
とはより好ましいことである。
使用するインクとしては、表面張カ汽好ましくは25〜
65 dyne/m、よシ好ましくは30〜6゜dyn
e /cnL、粘度が、好ましくは1〜2 CP、より
好ましくは1〜l0CPのものを用いることが望ましい
本発明は、秒間公開(OL8 )第2944005号公
報で開示される所謂り型の液体噴射記録装置によp適し
た記録法である。
以下、本発明を好適な実施態様例を用いて説明する。
第1図乃至第3図は本発明の実施態様例を説明する為の
図で、夫々第1図は模式的斜視組立図、第2図は模式的
平面図、第3図は第2図に示される一点鎖線x −x’
で切断した場合の模式的切断面図である。各図に於いて
、101は液滴吐出口、102は液供給孔、103は側
壁、104は液滴吐出口を有する吐出口板、105は第
2の共通液室、106は保護層、107は電極層、10
8は発熱抵抗層、109は基板、1】0は共通外部配線
である。
図に示される様に、本発明の実施態様例は、第2の共通
液室105に供給された液体が液供給孔102よシ共通
液室内に供給され、その液体は側壁103で区切られた
液流路から発熱抵抗層108によって熱エネルギーを付
与され、液滴吐出口よシ液滴となって飛翔させられる構
成の液体噴射記録装置が用いられた。
図に示される様な液体噴射記録装置の簡単な作製手順を
第1の実施態様例を用いて説明する。
基板109としてSiを用いた。先ず、該基板109の
表面を熱酸化して5i04を35m厚に形成した。
次に、発熱抵抗層108としてTa層を2000人厚。
電極層107としてAlを1μm厚積層重た後フォトリ
ソ工程によシ形状60#7jlX1001tmの熱発生
部(ヒータ)アレーを125μmピッチで形成した。
又、Ta層の酸化防止及びインク液の浸透防止、液体が
熱エネルギーを受けた際発生されるバブルによる耐機械
衝撃用の膜として8iα層05μ譚厚、 SiC層1μ
m厚を順次スパッタによシ積層して保護層106を形成
した。
次に液流路及び共通液室を形成する部材を形成した。液
滴吐出口101は熱作用部の真上に配置され、液滴吐出
口101は30μ厚のNiCr板をエツチングすること
によって形成した。更に基板109に液供給孔102を
開け、第2の共通液室を形成する部材、吐出板104等
を組んで液体噴射記録装置の記録ヘッド部分は作製され
た。
尚、第1の実施態様例の場合、液流路の幅が70μm1
高さが508m1液滴吐出口101の最小断面積S・部
分の平均直径(以下直径と称す)が50#mとなるよう
に形成された。
第1の実施態様例に水溶性黒色染料、水、ジエチレング
リコール、1−3−ジメチレン−2−イミダゾリジノン
を主体とするインクを用い、発熱抵抗層に5ttsec
の矩形電圧をI KHzの周波数で与え、液体噴射配録
装置を駆動した。この時、吐出した液滴の体積は8.7
1X10 ’ms″であシ、Aは1.00であった。
本実施態様例に於いては吐出信号の入力に対応して忠実
且つ安定した液滴の吐出が行なわれた。又、1つの液滴
吐出口から1×10・ 個の液滴が吐出されるまで連続
して装置を駆動させたが、液滴は最後まで吐出され六ば
かシでなく最後まで安定した吐出特性を示した。それに
加えて、入力信号(液滴の吐出信号)の周波数が5 K
Hz以上でも充分忠実に液滴が吐出され、且つ吐出特性
は安定したものであった。即ち、液滴形成周波数限界は
5 KHz以上であった。
本発明の第2の実施態様例として熱発生部の形状を55
μm×55μ罵、液滴吐出口の直径を40μmとした以
外は全く同じ寸法で記録ヘッド部分を作製した。
第1の実施態様例と同様なインクを用い、発熱抵抗層に
5μ式の矩形電圧を2 KHzの周波数で与えて駆動し
た。この時、吐出した液滴の体積は3.30xlO’1
111” テあ)、Aは0.74テあった。
本実施態様例に於いても第1のそれと同様に吐出信号の
入力に応じて忠実且つ安定した液滴の吐出が行なわれた
。又、1つの液滴吐出口からlXl0’個の液滴を連続
して吐出させても安定した吐出特性を持っだ液滴が停止
することなく最後まで吐出された。加えて、入力信号の
周波数が5 KHz以上でも十分に入力信号に忠実に安
定した液滴の吐出が行なわれた。
第1図乃至第3図に夫々示される様な構造の液体噴射記
録装着の記録ヘッドに於いて、各部の寸法を変化させた
ものを作製した。その結果第1表に示される様な(1)
式を満足するものは、全て第1及び第2の実施態様例と
同様に夫々大変良好な結果が得られた。
次に比較例として、熱発生部を80μ77LX200μ
m1液流路幅100μm1液流路高さ1254m1液滴
吐出口の直径30μm1液滴吐出口の厚み20μ扉とし
て、他の実施態様例と同様な構造のものを作製した。こ
の比較例を第1の実施態様例と同様に駆動したところ、
体積2.OXlo−3m”の液滴が吐出されたが、吐出
は非常に不安定で直ちに停止してしまった。この時のA
は106.95であった。
又、別の比較例として熱発生部を30μm×150μm
液流路幅80μ町液流路高さ1254m1液滴吐出口の
直径30μm1液滴吐出口の厚み20μとして、他の実
施態様例と同様なものを作製した。
この比較例を第1の実施態様例と同様に駆動したところ
、体積6.95 X 10−6wWIの液滴が吐出され
たが、この場合も液滴の吐出は非常に不安定で事実上画
像記録に用いられるものではなかった。
この時のAは0.08であった。
本発明に於ける実施態様例は、液滴の吐出を熱エネルギ
ーによって行なっているが、これは別に機械的エネルギ
ーによって液滴の吐出が成されるものであっても全くか
まわない。
又、本発明の実施態様例では液滴吐出口は、液流路から
液体が曲折されて吐出される所謂り吐出の形態のものと
なっているが、これも別に液流路の終端に液滴吐出口が
設けられているタイプのものであってもよい。
以上、説明した様に本発明によれば液滴の連続吐出性能
の安定した、且つ液滴形成周波数限界の高い液体噴射記
録方法が提供される。即ち本発明によれば、より優れた
画像品質の記録が行なえる液体噴射記録方法が提供され
る0
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図は本発明の実施態様例を説明する為の
図で、第1図は模式的斜視組立図、第2図は模式的平面
図、第3図は第2図に示される一点鎖線X−でで切断し
た場合の模式的切断面図である。 滴 101・・・液洪出口、102・・・液供給孔、103
・・・側壁、104・・・吐出口板、105・・・第2
の共通液室、106・・・保護層、107・・・電極層
、108・・・発熱抵抗層、109・・・基板、110
・・・共通外部配線。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 飛翔的液滴を形成する為の液滴吐出口の最小断面積So
    と前記液滴吐出口から吐出された液滴の体積Vとの関係
    が 100≧V/a2≧0.1 となる様にして記録することを特徴とする液体噴射記録
    法。
JP1354683A 1983-01-28 1983-01-28 液体噴射記録法 Pending JPS59138470A (ja)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1354683A JPS59138470A (ja) 1983-01-28 1983-01-28 液体噴射記録法
DE3402683A DE3402683C2 (de) 1983-01-28 1984-01-26 Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf
FR848401260A FR2547534B1 (fr) 1983-01-28 1984-01-27 Appareil d'enregistrement par ejection de liquide
GB08402368A GB2134853B (en) 1983-01-28 1984-01-30 Liquid jet recording apparatus
FR848412138A FR2548961B1 (fr) 1983-01-28 1984-07-31 Procede d'enregistrement par ejection de liquide
GB08518482A GB2161426B (en) 1983-01-28 1985-07-22 Liquid jet recording apparatus
US06/807,116 US4675693A (en) 1983-01-28 1985-12-10 Liquid injection recording method in which the liquid droplet volume has a predetermined relationship to the area of the liquid discharge port
HK721/91A HK72191A (en) 1983-01-28 1991-09-05 Liquid injection recording apparatus
HK722/91A HK72291A (en) 1983-01-28 1991-09-05 Liquid injection recording method and apparatus
FR9212341A FR2681815A1 (fr) 1983-01-28 1992-10-15 Procede et appareil d'enregistrement par ejection d'encre.

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JP1354683A JPS59138470A (ja) 1983-01-28 1983-01-28 液体噴射記録法

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JP (1) JPS59138470A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03182358A (ja) * 1989-12-11 1991-08-08 Canon Inc 記録ヘッド及び記録ヘッド用素子基板
JPH04216951A (ja) * 1990-12-19 1992-08-07 Canon Inc 液体噴射記録ヘッド、その製造方法、及び液体噴射記録ヘッドを備えた記録装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH03182358A (ja) * 1989-12-11 1991-08-08 Canon Inc 記録ヘッド及び記録ヘッド用素子基板
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