JPH02258264A - 液体噴射記録装置 - Google Patents
液体噴射記録装置Info
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- JPH02258264A JPH02258264A JP4949289A JP4949289A JPH02258264A JP H02258264 A JPH02258264 A JP H02258264A JP 4949289 A JP4949289 A JP 4949289A JP 4949289 A JP4949289 A JP 4949289A JP H02258264 A JPH02258264 A JP H02258264A
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- Japan
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- recording
- liquid
- recording liquid
- bubble
- ink
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
11列川
水発明は、液体噴射記録装置に関し、より詳細には、イ
ンクジェットプリンタに関する。
ンクジェットプリンタに関する。
皿米挟亙
ノンインパクト記録法は、記録時における騒音の発生が
無視し得る程度に極めて小さいという点において、最近
関心を集めている。その中で、高速記録が可能であり、
而も所rR1?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ェット記録法は極めて有力な記
録法であって、こ。
無視し得る程度に極めて小さいという点において、最近
関心を集めている。その中で、高速記録が可能であり、
而も所rR1?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ェット記録法は極めて有力な記
録法であって、こ。
れまでにも様々な方式が提案され、改良が加えられて商
品化されたものもあれば、現在もなお実用化への努力が
続けられているものもある。
品化されたものもあれば、現在もなお実用化への努力が
続けられているものもある。
この様なインクジェット記録法は、所謂インクと称され
る記録液体の小滴(droplet)を飛翔させ。
る記録液体の小滴(droplet)を飛翔させ。
記録部材に付着させて記録を行うものであって、この記
録液体の小滴の発生法及び発生された記録液小滴の飛翔
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。
録液体の小滴の発生法及び発生された記録液小滴の飛翔
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。
先ず第1の方式は、例えば米国特許第3060429号
明細書に開示されているもの(Tale type方式
)であって、記録液体の小滴の発生を静電吸引的に行い
1発生した記録液体小滴を記録信号に応じて電界制御し
、記録部材上に記録液体小滴を選択的に付着させて記録
を行うものである。
明細書に開示されているもの(Tale type方式
)であって、記録液体の小滴の発生を静電吸引的に行い
1発生した記録液体小滴を記録信号に応じて電界制御し
、記録部材上に記録液体小滴を選択的に付着させて記録
を行うものである。
これに就いて、更に詳述すれば、ノズルと加速電極間に
電界を掛けて、−様に帯電した記録液体の小滴をノズル
より吐出させ、該吐出した記録液体の小滴を記録信号に
応じて電気制御可能な様に構成されたxy偏向電極間を
飛翔させ、電界の強度変化によって選択的に小滴を記録
部材上に付着させて記録を行うものである。
電界を掛けて、−様に帯電した記録液体の小滴をノズル
より吐出させ、該吐出した記録液体の小滴を記録信号に
応じて電気制御可能な様に構成されたxy偏向電極間を
飛翔させ、電界の強度変化によって選択的に小滴を記録
部材上に付着させて記録を行うものである。
第2の方式は、例えば米国特許第3596275号明細
書、米国特許第3298030号明細書等に開示されて
いる方式(Sweat方式)であって、連続振動発生法
によって帯電量の制御された記録液体の小滴を発生させ
、この発生された帯電量の制御された小滴を、−様の電
界が掛けられている偏向電極間を飛翔させることで、記
録部材上に記録を行うものである。
書、米国特許第3298030号明細書等に開示されて
いる方式(Sweat方式)であって、連続振動発生法
によって帯電量の制御された記録液体の小滴を発生させ
、この発生された帯電量の制御された小滴を、−様の電
界が掛けられている偏向電極間を飛翔させることで、記
録部材上に記録を行うものである。
具体的には、ピエゾ振動素子の付設されている記録ヘッ
ドを構成する一部であるノズルのオリフィス(吐出口)
の前に記録信号が印加されている様に構成した帯電電極
を所定距離だけ離して配置し、前記ピエゾ振動素子に一
定周波数の電気信号を印加することでピエゾ振動素子を
機械的に振動させ、前記吐出口より記録液体の小滴を吐
出させる。この時前記帯電電極によって吐81.する記
録液体小滴には電荷が静電誘導され、小滴は記録信号に
応じた電荷量で11F電される。帯電量の制御された記
録液体の小滴は、一定の電界が一様に掛けられている偏
向tttw!i間を飛翔する時、付加された帯電量に応
じて偏向を受け、記録信号を担う小滴のみが記録部材上
に付着し得る様にされている。
ドを構成する一部であるノズルのオリフィス(吐出口)
の前に記録信号が印加されている様に構成した帯電電極
を所定距離だけ離して配置し、前記ピエゾ振動素子に一
定周波数の電気信号を印加することでピエゾ振動素子を
機械的に振動させ、前記吐出口より記録液体の小滴を吐
出させる。この時前記帯電電極によって吐81.する記
録液体小滴には電荷が静電誘導され、小滴は記録信号に
応じた電荷量で11F電される。帯電量の制御された記
録液体の小滴は、一定の電界が一様に掛けられている偏
向tttw!i間を飛翔する時、付加された帯電量に応
じて偏向を受け、記録信号を担う小滴のみが記録部材上
に付着し得る様にされている。
第3の方式は、例えば米国特許筒3416153号明1
1HIFに開示されている方式(Hertz方式)であ
って。
1HIFに開示されている方式(Hertz方式)であ
って。
ノズルとリング状の帯電電極間に電界を掛け、連続振動
発生法によって、記録液体の小滴を発生霧化させて記録
する方式である。即ちこの方式ではノズルと帯電電極間
に掛ける電界強度を記録信号に応じて変調することによ
って小滴の霧化状態を制御し、記録画像のM114性を
出して記録する。
発生法によって、記録液体の小滴を発生霧化させて記録
する方式である。即ちこの方式ではノズルと帯電電極間
に掛ける電界強度を記録信号に応じて変調することによ
って小滴の霧化状態を制御し、記録画像のM114性を
出して記録する。
第4の方式は1例えば米国特許第3747120号明細
書に開示されている方式(Sta鵬膳e方式)で、この
方式は前記3つの方式とは根本的に原理が異なるもので
ある。
書に開示されている方式(Sta鵬膳e方式)で、この
方式は前記3つの方式とは根本的に原理が異なるもので
ある。
即ち、前記3つの方式は、何れもノズルより吐出された
記録液体の小滴を、飛翔している途中で電気的に制御し
、記録信号を担った小滴を選択的に記録部材上に付着さ
せて記録を行うのに対して、こめStamme方式は、
記録信号に応じて吐出口より記録液体の小滴を吐出飛翔
させて記録するものである。
記録液体の小滴を、飛翔している途中で電気的に制御し
、記録信号を担った小滴を選択的に記録部材上に付着さ
せて記録を行うのに対して、こめStamme方式は、
記録信号に応じて吐出口より記録液体の小滴を吐出飛翔
させて記録するものである。
つまり、Stamms方式は、記録液体を吐出する吐出
口を有する記録ヘッドに付設されているピエゾ振動素子
に1.電気的な記録信号を印加し、この電気的記録信号
をピエゾ振動素子の機械的振動に変え、該機械的振動に
従って前記吐出口より記録液体の小滴を吐出飛翔させて
記録部材に付着させることで記録を行うものである。
口を有する記録ヘッドに付設されているピエゾ振動素子
に1.電気的な記録信号を印加し、この電気的記録信号
をピエゾ振動素子の機械的振動に変え、該機械的振動に
従って前記吐出口より記録液体の小滴を吐出飛翔させて
記録部材に付着させることで記録を行うものである。
これ等、従来の4つの方式は各々に特長を有するもので
あるが、又、他方において解決され得る可き点が存在す
る。
あるが、又、他方において解決され得る可き点が存在す
る。
即ち、前記第1から第3の方式は記録液体の小滴の発生
の直接的エネルギーが電気的エネルギーであり、又、小
滴の偏向制御も電界制御である。
の直接的エネルギーが電気的エネルギーであり、又、小
滴の偏向制御も電界制御である。
その為、第1の方式に、構成上はシンプルであるが、小
滴の発生に高電圧を要し、又、記録ヘッドのマルチノズ
ル化が困難であるので高速記録には不向きである。
滴の発生に高電圧を要し、又、記録ヘッドのマルチノズ
ル化が困難であるので高速記録には不向きである。
第2の方式は、記録ヘッドのマルチノズル化が可能で高
速記録に向くが、構成上複雑であり、又記録液体小滴の
電気的制御が高度で困難であること、記録部材上にサテ
ライトドツトが生じ易いこと等の問題点がある。
速記録に向くが、構成上複雑であり、又記録液体小滴の
電気的制御が高度で困難であること、記録部材上にサテ
ライトドツトが生じ易いこと等の問題点がある。
第3の方式は、記録液体小滴を霧化することによって階
調性に優れた画像が記録され得る特長を有するが、他方
霧化状態の制御が困難であること。
調性に優れた画像が記録され得る特長を有するが、他方
霧化状態の制御が困難であること。
記録画像にカブリが生ずること及び記録ヘッドのマルチ
ノズル化が困難で、高速記録には不向きであること等の
諸問題点が存する。
ノズル化が困難で、高速記録には不向きであること等の
諸問題点が存する。
第4の方式は、第1乃至第3の方式に比べ利点を比較的
多く有する。即ち、構成上シンプルであること、オンデ
マンド(on−de■and)で記録液体をノズルの吐
出口より吐出して記録を行う為に、第1乃至第3の方式
の様、に吐出飛翔する小滴の中、画像の記録に要さなか
った小滴を回収することが不要であること及び第1乃至
第2の方式の様に、導電性の記録液体を使用する必要性
がなく記録液体の物質上の自由度が大であること等の大
きな利点を有する。丙午ら、一方において、記録ヘッド
の加工上に問題があること、所望の共振数を有するピエ
ゾ振動素子の小型化が極めて困難であること等の理由か
ら記録ヘッドのマルチノズル化が難しく、又、ピエゾ振
動素子の機械的振動という機械的エネルギーによって記
録液体小滴の吐出飛翔を行うので高速記録には向かない
こと1等の欠点を有する。
多く有する。即ち、構成上シンプルであること、オンデ
マンド(on−de■and)で記録液体をノズルの吐
出口より吐出して記録を行う為に、第1乃至第3の方式
の様、に吐出飛翔する小滴の中、画像の記録に要さなか
った小滴を回収することが不要であること及び第1乃至
第2の方式の様に、導電性の記録液体を使用する必要性
がなく記録液体の物質上の自由度が大であること等の大
きな利点を有する。丙午ら、一方において、記録ヘッド
の加工上に問題があること、所望の共振数を有するピエ
ゾ振動素子の小型化が極めて困難であること等の理由か
ら記録ヘッドのマルチノズル化が難しく、又、ピエゾ振
動素子の機械的振動という機械的エネルギーによって記
録液体小滴の吐出飛翔を行うので高速記録には向かない
こと1等の欠点を有する。
更には、特開昭48−9622号公報(前記米国特許第
3747120号明細書に対応)には、変形例として、
前記のピエゾ振動素子等の手段による機械的振動エネル
ギーを利用する代わりに熱エネルギーを利用することが
記載されている。
3747120号明細書に対応)には、変形例として、
前記のピエゾ振動素子等の手段による機械的振動エネル
ギーを利用する代わりに熱エネルギーを利用することが
記載されている。
即ち、上記公報には、圧力上昇を生じさせる蒸気を発生
する為に液体を直接加熱する加熱コイルをピエゾ振動素
子の代りの圧力上昇手段として使用する所謂バブルジェ
ットの液体噴射記録装置が記載されている。
する為に液体を直接加熱する加熱コイルをピエゾ振動素
子の代りの圧力上昇手段として使用する所謂バブルジェ
ットの液体噴射記録装置が記載されている。
しかし、上記公報には、圧力上昇手段としての加熱コイ
ルに通電して液体インクが出入りし得る口が一フしかな
い袋状のインク室(液室)内の液体インクを直接加熱し
て蒸気化することが記載されているに過ぎず、連続繰返
し液吐出を行う場合は、どの様に加熱すれば良いかは、
何等示唆されるところがない、加えて、加熱コイルが設
けられている位置は、液体インクの供給路から遥かに遠
い袋状液室の最深部に設けられているので、ヘッド構造
上複雑であるに加えて、高速での連続繰返し使用には、
不向きとなっている。
ルに通電して液体インクが出入りし得る口が一フしかな
い袋状のインク室(液室)内の液体インクを直接加熱し
て蒸気化することが記載されているに過ぎず、連続繰返
し液吐出を行う場合は、どの様に加熱すれば良いかは、
何等示唆されるところがない、加えて、加熱コイルが設
けられている位置は、液体インクの供給路から遥かに遠
い袋状液室の最深部に設けられているので、ヘッド構造
上複雑であるに加えて、高速での連続繰返し使用には、
不向きとなっている。
しかも、上記公報に記載の技術内容からでは。
実用上重要である発生する熱で液吐出を行った後に次の
液吐出の準備状態を速やかに形成することは出来ない。
液吐出の準備状態を速やかに形成することは出来ない。
このように従来法には、構成上、高速記録化上。
記録ヘッドのマルチノズル化上、サテライトドツトの発
生および記録画像のカブリ発生等の点において一長一短
があって、その長所を利する用途にしか適用し得ないと
いう制約が存在していた。
生および記録画像のカブリ発生等の点において一長一短
があって、その長所を利する用途にしか適用し得ないと
いう制約が存在していた。
熱エネルギーにより記録液中に気泡を発生させ。
その体積膨張時の作用力により記録液を吐出させる方式
には、特開昭58−36464号公報に述べられたよう
に解決すべき問題点が存在する。即ち、気泡消滅時にメ
ニスカスが急激に後退し、メニスカスの表面状態が破壊
され、そのメニスカス破壊口からの空気流入によってメ
ニスカスの液路内への後退し過ぎ現象が起こり、液滴の
大きさが不均一になったり、液滴飛翔速度や飛翔方向に
バラツキが生じ、時には記録液の不吐出現象が起こり、
印字品質に著しい低下を生じてしまうという欠点があっ
た。
には、特開昭58−36464号公報に述べられたよう
に解決すべき問題点が存在する。即ち、気泡消滅時にメ
ニスカスが急激に後退し、メニスカスの表面状態が破壊
され、そのメニスカス破壊口からの空気流入によってメ
ニスカスの液路内への後退し過ぎ現象が起こり、液滴の
大きさが不均一になったり、液滴飛翔速度や飛翔方向に
バラツキが生じ、時には記録液の不吐出現象が起こり、
印字品質に著しい低下を生じてしまうという欠点があっ
た。
特開昭58−36464号公報は、この欠点を解決しよ
うとしたものであるが、駆動用電気パルスのエネルギー
に関しては、何ら開示されておらず、実際にメニスカス
の後退し過ぎを防止するには、どの位の電圧をどの位の
時間与えればよいか。
うとしたものであるが、駆動用電気パルスのエネルギー
に関しては、何ら開示されておらず、実際にメニスカス
の後退し過ぎを防止するには、どの位の電圧をどの位の
時間与えればよいか。
全く判らず、また5本発明者らの種々の実験により、駆
動電圧を増大したり、駆動パルス巾を長くし、熱的信号
の立下がりを伸ばした場合、液滴を形成する主気泡(熱
的信号印加後の1つ目の気泡)に続いて、2次気泡(2
つ目の気泡)が発生し、この2次気泡は、後退中のメニ
スカスを再度、吐出口方向に移動させるに十分な体積を
有しており、この結果、吐出口よりミスト状に記録液が
吐出、飛散してしまう(スプラッシュ現象)という欠点
を見出した。特開昭58−36464号公軸に示された
ような各種、駆動用電気パルスにおいても、上記欠点が
見られ、かえって印字品質を低下させるという欠点があ
った。
動電圧を増大したり、駆動パルス巾を長くし、熱的信号
の立下がりを伸ばした場合、液滴を形成する主気泡(熱
的信号印加後の1つ目の気泡)に続いて、2次気泡(2
つ目の気泡)が発生し、この2次気泡は、後退中のメニ
スカスを再度、吐出口方向に移動させるに十分な体積を
有しており、この結果、吐出口よりミスト状に記録液が
吐出、飛散してしまう(スプラッシュ現象)という欠点
を見出した。特開昭58−36464号公軸に示された
ような各種、駆動用電気パルスにおいても、上記欠点が
見られ、かえって印字品質を低下させるという欠点があ
った。
また、特開昭58−11169号公報は、発熱体の信頼
性、長期安定性の為に、駆動パルスを複数にするのみで
、上記欠点についての開示はなされておらず、複数パル
スにより前述したように2次気泡さらに3次気泡が発生
し、印字品質の低下を招いてしまった。
性、長期安定性の為に、駆動パルスを複数にするのみで
、上記欠点についての開示はなされておらず、複数パル
スにより前述したように2次気泡さらに3次気泡が発生
し、印字品質の低下を招いてしまった。
几−一敗
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、
メニスカスの後退しすぎを防ぎ、常に安定した吐出を行
う最適なエネルギータイミングを見出し、それらを明示
し、高品質の画像記録を行うこと、また、安価に上記目
的ができる液体噴射記録法を提案することを目的として
なされたものである。
メニスカスの後退しすぎを防ぎ、常に安定した吐出を行
う最適なエネルギータイミングを見出し、それらを明示
し、高品質の画像記録を行うこと、また、安価に上記目
的ができる液体噴射記録法を提案することを目的として
なされたものである。
璽−一」^
本発明は、上記目的を達成するために、記録液を吐出す
る為の吐出口と、該吐出口に前記記録液を導く為の液路
と、前記記録液に熱エネルギーを作用させる為の熱エネ
ルギー発生体と、該熱エネルギー発生体により気泡を発
生させ、該気泡の体積増加にともなう作用力によって前
記記録液を前記吐出口より飛翔せしめる液体噴射記録装
置において、前記気泡を発生させる為に、前記熱エネル
ギー発生体に入力する画素信号の後に、少なくとも1つ
以上の補助信号を入力すること、更に、前記補助信号の
1つは前記気泡の体積が最大となってから、前記気泡が
消滅するまでに入力すること、更に、前記補助信号は、
v p N・tp>Vs”・tsなる信号(Vp:画素
信号の電圧、tp:画素信号のパルス巾e V @ :
補助信号の電圧、ts:補助信号のパルス巾)であるこ
と、更に、前記補助信号は、Vs(n−1)” ・ts
(n−1)> Vsn” ・t sn (n = 2
。
る為の吐出口と、該吐出口に前記記録液を導く為の液路
と、前記記録液に熱エネルギーを作用させる為の熱エネ
ルギー発生体と、該熱エネルギー発生体により気泡を発
生させ、該気泡の体積増加にともなう作用力によって前
記記録液を前記吐出口より飛翔せしめる液体噴射記録装
置において、前記気泡を発生させる為に、前記熱エネル
ギー発生体に入力する画素信号の後に、少なくとも1つ
以上の補助信号を入力すること、更に、前記補助信号の
1つは前記気泡の体積が最大となってから、前記気泡が
消滅するまでに入力すること、更に、前記補助信号は、
v p N・tp>Vs”・tsなる信号(Vp:画素
信号の電圧、tp:画素信号のパルス巾e V @ :
補助信号の電圧、ts:補助信号のパルス巾)であるこ
と、更に、前記補助信号は、Vs(n−1)” ・ts
(n−1)> Vsn” ・t sn (n = 2
。
3、・)なる信号(Vs(n−1):n−1番目の補助
信号の電圧、 ts(n−1) : n−111目の補
助信号のパルス巾。
信号の電圧、 ts(n−1) : n−111目の補
助信号のパルス巾。
Vsn:n番目の補助信号の電圧、tsn:n番目の補
助信号のパルス巾)であることを特徴としたものである
。
助信号のパルス巾)であることを特徴としたものである
。
最初に、第5図に基づいてバブルジェットによるインク
噴射の原理について説明する0図中。
噴射の原理について説明する0図中。
21は蓋基板、22は発熱体基板、27は選択(独立)
電極、28は共通電極、29は発熱体。
電極、28は共通電極、29は発熱体。
30はインク、31は気泡、32は飛翔インク滴である
。
。
(、)は定常状態であり、オリフィス面でインク30の
表面張力と外圧とが平衡状態にある。
表面張力と外圧とが平衡状態にある。
(b)はヒータ29が加熱されて、ヒータ29の表面温
度が急上昇し隣接インク層に沸騰現像が起きるまで加熱
され、微小気泡31が点在している状態にある。
度が急上昇し隣接インク層に沸騰現像が起きるまで加熱
され、微小気泡31が点在している状態にある。
(Q)はヒータ29の全面で急激に加熱された隣接イン
ク層が瞬時に気化し、沸騰膜を作り、この気泡31が生
長した状態である。この時、ノズル内の圧力は、気泡の
生長した分だけ上昇し、オリフィス面での外圧とのバラ
ンスがくずれ、オリフィスよりインク柱が生長し始める
。
ク層が瞬時に気化し、沸騰膜を作り、この気泡31が生
長した状態である。この時、ノズル内の圧力は、気泡の
生長した分だけ上昇し、オリフィス面での外圧とのバラ
ンスがくずれ、オリフィスよりインク柱が生長し始める
。
(d)は気泡が最大に生長した状態であり、オリフィス
面より気泡の体積に相当する分のインク30が押し出さ
れる。この時、ヒータ29には電流が流れていない状態
にあり、ヒータ29の表面温度は降下しつつある。気泡
31の体積の最大値は電気パルス印加のタイミングから
ややおくれる。
面より気泡の体積に相当する分のインク30が押し出さ
れる。この時、ヒータ29には電流が流れていない状態
にあり、ヒータ29の表面温度は降下しつつある。気泡
31の体積の最大値は電気パルス印加のタイミングから
ややおくれる。
(e)は気泡3しかインクなどにより冷却されて収縮を
開始し始めた状態を示す、インク柱の先端部では押し出
された速度を保ちつつ前進し、後端部では気泡の収縮に
伴ってノズル内圧の減少によりオリフィス面からノズル
内へインクが逆流してインク柱にくびれが生じている。
開始し始めた状態を示す、インク柱の先端部では押し出
された速度を保ちつつ前進し、後端部では気泡の収縮に
伴ってノズル内圧の減少によりオリフィス面からノズル
内へインクが逆流してインク柱にくびれが生じている。
(f)はさらに気泡31が収縮し、ヒータ面にインクが
接しヒータ面がさらに急激に冷却される状態にある。オ
リフィス面では、外圧がノズル内圧より高い状態になる
ためメニスカスが大きくノズル内に入り込んで来ている
。インク柱の先端部は液滴になり記録紙の方向へ5〜1
0 m / secの速度で飛翔している。
接しヒータ面がさらに急激に冷却される状態にある。オ
リフィス面では、外圧がノズル内圧より高い状態になる
ためメニスカスが大きくノズル内に入り込んで来ている
。インク柱の先端部は液滴になり記録紙の方向へ5〜1
0 m / secの速度で飛翔している。
(g)はオリフィスにインクが毛細管現象により再び供
給(リフィル)されて(a)の状態にもどる過程で、気
泡は完全に消滅している。
給(リフィル)されて(a)の状態にもどる過程で、気
泡は完全に消滅している。
次に、上記原理図に基づく記録ヘッドの構造について説
明する。
明する。
第6図は1本発明に用いられる記録ヘッドの全体斜視図
、第7図は、記録ヘッドの分解構成図で、(a)は蓋基
板、(b)は発熱体基板、(C)は蓋基板の裏面図であ
る6図中、23はインク供給口、24はインク吐出口、
25は流路、26は液室を形成するための領域である。
、第7図は、記録ヘッドの分解構成図で、(a)は蓋基
板、(b)は発熱体基板、(C)は蓋基板の裏面図であ
る6図中、23はインク供給口、24はインク吐出口、
25は流路、26は液室を形成するための領域である。
また、第8図は、上記発熱体基板の構成図で、基板8上
に蓄熱Nj9、発熱体層10.電極層11,12、発熱
体保護層13、電極保護層14をフォトファプリケージ
履ン、半導体プロセス技術により形成して作られる。
に蓄熱Nj9、発熱体層10.電極層11,12、発熱
体保護層13、電極保護層14をフォトファプリケージ
履ン、半導体プロセス技術により形成して作られる。
基板の材料としてはシリコン、セラミックス、ガラス等
があるが、高周波応答性、耐熱性、放熱性、さらに後述
する駆動回路を発熱体と同一基板上に設ける場合の実装
上等の点からシリコンが最適である。特に、駆動素子と
高密度実装できるTFT(Thin Film Tra
nsistor)で形成する際には、極めて優れている
。シリコン基板上に蓄熱層としてSin、の熱酸化膜を
形成する。蓄熱層は発熱体ON時にはシリコン基板へ熱
が逃げるのを適度に押え、発熱体OFF時にはシリコン
基板へ適度に熱を伝えるという相反する特性が要求され
る。この為、蓄熱層の厚みが気泡発生・消滅に大きく影
響する為、適正な厚みを選択しなければならないが、通
常0.1〜10μm厚が好ましい、また。
があるが、高周波応答性、耐熱性、放熱性、さらに後述
する駆動回路を発熱体と同一基板上に設ける場合の実装
上等の点からシリコンが最適である。特に、駆動素子と
高密度実装できるTFT(Thin Film Tra
nsistor)で形成する際には、極めて優れている
。シリコン基板上に蓄熱層としてSin、の熱酸化膜を
形成する。蓄熱層は発熱体ON時にはシリコン基板へ熱
が逃げるのを適度に押え、発熱体OFF時にはシリコン
基板へ適度に熱を伝えるという相反する特性が要求され
る。この為、蓄熱層の厚みが気泡発生・消滅に大きく影
響する為、適正な厚みを選択しなければならないが、通
常0.1〜10μm厚が好ましい、また。
蓄熱層の形成方法としては、他にスパッタ法やCVD法
、プラズマCVD法等を使用しても良い。
、プラズマCVD法等を使用しても良い。
蓄熱層上に発熱体層及び電極層をスパッタ法、CVD法
、プラズマCVD法、真空蒸着法等の薄膜形成法により
形成後、選択エツチングにより所望のパターンを得る0
発熱体層を構成する材料としては1例えば、窒化タンタ
ル、ニクロム、銀−パラジウム合金及びシリコン半導体
、メタリックガラス、酸化スズ、更にハフニウム、ラン
タン。
、プラズマCVD法、真空蒸着法等の薄膜形成法により
形成後、選択エツチングにより所望のパターンを得る0
発熱体層を構成する材料としては1例えば、窒化タンタ
ル、ニクロム、銀−パラジウム合金及びシリコン半導体
、メタリックガラス、酸化スズ、更にハフニウム、ラン
タン。
ジルコニウム、チタン、タンタル、タングステン、モリ
ブデン、ニオブ、クロム、バナジウム等の金属及びその
合金、並びにそれらの硼化物等があげられる。中でも、
特に金属硼化物が発熱体として優れている。その中でも
最も優れているのは硼化ハフニウム、次いで、硼化ジル
コニウム、硼化ランタン、硼化タンタル、硼化バナジウ
ムである。
ブデン、ニオブ、クロム、バナジウム等の金属及びその
合金、並びにそれらの硼化物等があげられる。中でも、
特に金属硼化物が発熱体として優れている。その中でも
最も優れているのは硼化ハフニウム、次いで、硼化ジル
コニウム、硼化ランタン、硼化タンタル、硼化バナジウ
ムである。
発熱体の抵抗値は急激に高温にしなければならないこと
や、電流波形がいわゆるなまっていない波形、即ち、入
力駆動信号に即やかに従がわなければならないことから
高抵抗にはできず、また、消費電力の低減化より小さす
ぎても不都合である。
や、電流波形がいわゆるなまっていない波形、即ち、入
力駆動信号に即やかに従がわなければならないことから
高抵抗にはできず、また、消費電力の低減化より小さす
ぎても不都合である。
よって、通常10〜500Ω、好適には、15〜150
Ωである1発熱体層の膜厚は、上記抵抗値、耐久性等を
考慮して、一般には1000人〜3μm、好適には、1
500人〜1μmとするのが良い。
Ωである1発熱体層の膜厚は、上記抵抗値、耐久性等を
考慮して、一般には1000人〜3μm、好適には、1
500人〜1μmとするのが良い。
電極層の構成材料としては、通常使用されている電極材
料の多くのものが使用できる0例えば。
料の多くのものが使用できる0例えば。
Afi、Ag、Pt、Cu等である。
電極形成後、少なくとも発熱体を覆うように、保護層1
2を設ける。保護層に要求される特性は、発熱体で発生
した熱を記録液に効果的に伝達すること、記録液より発
熱体を保護すると共に、気泡消滅時のダメージから発熱
体を保護することである。保護層を構成する材料として
は1例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化マグネ
シウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコ
ニウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化イツトリ
ウム、酸化マンガン、酸化カルシウム、窒化アルミニウ
ム、窒化ボロン等の酸化物、窒化物およびこれらの複合
体があげられる。これら材料を用いて、蒸着法、スパッ
タ法、CVD法、プラズマCVD法、気相反応法、液体
コーティング法等の膜形成手法により保護層を形成する
。その後、電極保護層14を形成する。電極保護層に要
求される特性としては、耐液性、耐熱性に優れ、電気絶
縁性が良いこと等である。よって、成膜性がよくピンホ
ールが少なく、使用インクに対し、膨潤、溶解しないこ
とが要求される。電極保護層を構成する材料としては、
上記条件を満たす多くの材料が使用できる0例えば、シ
リコン樹脂、フッ素樹脂、芳香族ポリアミド、付加重合
型ポリイミド、金属キレート重合体、チタン酸エステル
、エポキシ樹脂、フタル酸樹脂、熱硬化性フェノール樹
脂、P−ビニルフェノール樹脂、ザイロック樹脂、トリ
アジン樹脂等の樹脂がある。
2を設ける。保護層に要求される特性は、発熱体で発生
した熱を記録液に効果的に伝達すること、記録液より発
熱体を保護すると共に、気泡消滅時のダメージから発熱
体を保護することである。保護層を構成する材料として
は1例えば、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化マグネ
シウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコ
ニウム、酸化ハフニウム、酸化ランタン、酸化イツトリ
ウム、酸化マンガン、酸化カルシウム、窒化アルミニウ
ム、窒化ボロン等の酸化物、窒化物およびこれらの複合
体があげられる。これら材料を用いて、蒸着法、スパッ
タ法、CVD法、プラズマCVD法、気相反応法、液体
コーティング法等の膜形成手法により保護層を形成する
。その後、電極保護層14を形成する。電極保護層に要
求される特性としては、耐液性、耐熱性に優れ、電気絶
縁性が良いこと等である。よって、成膜性がよくピンホ
ールが少なく、使用インクに対し、膨潤、溶解しないこ
とが要求される。電極保護層を構成する材料としては、
上記条件を満たす多くの材料が使用できる0例えば、シ
リコン樹脂、フッ素樹脂、芳香族ポリアミド、付加重合
型ポリイミド、金属キレート重合体、チタン酸エステル
、エポキシ樹脂、フタル酸樹脂、熱硬化性フェノール樹
脂、P−ビニルフェノール樹脂、ザイロック樹脂、トリ
アジン樹脂等の樹脂がある。
更に、種々の有機化合物モノマー、例えばチオウレア、
チオアセトアミド、ビニルフェロセン、1.3.5−ト
リクロロベンゼン、クロロベンゼン、スチレン、フェロ
セン、ビロリン、ナフタレン、ペンタメチルベンゼン、
ニトロトルエン、アクリロニトリル、ジフェニルセレナ
イド、p−トルイジン、P−キシレン、N、N−ジメチ
ル−P−トルイジン、トルエン、アニリン、ジフェニル
マーキュリー、ヘキサメチルベンゼン、マロノニトリル
、テトラシアノエチレン、チオフェン、ベンゼンセレノ
ール、テトラフルオロエチレン、エチレン、N−ニトロ
ソジフェニルアミン、アセチレン、!、2.4−トリク
ロロベンゼン、プロパン等を使用してプラズマ重合法に
よって成膜させて形成することもできる。
チオアセトアミド、ビニルフェロセン、1.3.5−ト
リクロロベンゼン、クロロベンゼン、スチレン、フェロ
セン、ビロリン、ナフタレン、ペンタメチルベンゼン、
ニトロトルエン、アクリロニトリル、ジフェニルセレナ
イド、p−トルイジン、P−キシレン、N、N−ジメチ
ル−P−トルイジン、トルエン、アニリン、ジフェニル
マーキュリー、ヘキサメチルベンゼン、マロノニトリル
、テトラシアノエチレン、チオフェン、ベンゼンセレノ
ール、テトラフルオロエチレン、エチレン、N−ニトロ
ソジフェニルアミン、アセチレン、!、2.4−トリク
ロロベンゼン、プロパン等を使用してプラズマ重合法に
よって成膜させて形成することもできる。
しかしながら、高密度マルチオリフィスタイプの記録ヘ
ッドを作成するのであれば、上記した有機質材料とは別
に微細フォトリソグラフィー加工が極めて容易とされる
有機質材料を電極保護層の形成材料として使用するのが
望ましい、そのような有機質材料として具体的には1例
えば、ポリイミドイソインドロキナゾリンジオン(商品
名:PIQ、日立化成製)、ポリイミド樹脂(商品名:
PYRALIN、デュポン製)、酸化ポリブタジェン(
商品名:JSR−CBR,CBR−MOOI、日本合成
ゴム製)、フォトニース(商品名:東しII)、その他
の感光性ポリイミド樹脂等が好ましいものとして挙げら
れる。
ッドを作成するのであれば、上記した有機質材料とは別
に微細フォトリソグラフィー加工が極めて容易とされる
有機質材料を電極保護層の形成材料として使用するのが
望ましい、そのような有機質材料として具体的には1例
えば、ポリイミドイソインドロキナゾリンジオン(商品
名:PIQ、日立化成製)、ポリイミド樹脂(商品名:
PYRALIN、デュポン製)、酸化ポリブタジェン(
商品名:JSR−CBR,CBR−MOOI、日本合成
ゴム製)、フォトニース(商品名:東しII)、その他
の感光性ポリイミド樹脂等が好ましいものとして挙げら
れる。
蓋基板の材質としては1例えば、ガラス、セラミック、
シリコンウェハ、金属板等である。中でもガラスは、大
面積のものが取れること、透明であるので発熱体基板と
の接合状態や、流路状態が目視できること等により優れ
ている。ガラスは、通常のソーダ石英ガラスはもちろん
のこと、他に、例えば、ケイ酸ガラス、高ケイ酸ガラス
、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、鉛ガラ
ス、アルミノホウケイ酸ガラスが使用できる。l!基板
には、流路となる微細溝が形成されている。この微細溝
は、マイクロカッターを用いて、巾、数μm以上、深さ
、10μm〜250μm程度の大きさで、且つ、ピッチ
10μm以上の範囲で任意に切削形成することが可能で
ある。従って、この作成法によれば、極めて微細である
インク流路を従来になく高密度(8本ZII−以上)に
集積したマルチアレイ型の記録ヘッドを得ることが容易
であって、インクジェット記録分野に於ける現在の要望
をかなり満足させることができる。また、他の方法とし
て、ガラス基板を、フォトリソグラフィ技術と、エツチ
ングにより食刻して溝を形成することもできる。このよ
うにして作られた蓋基板を発熱体基板と接着する。
シリコンウェハ、金属板等である。中でもガラスは、大
面積のものが取れること、透明であるので発熱体基板と
の接合状態や、流路状態が目視できること等により優れ
ている。ガラスは、通常のソーダ石英ガラスはもちろん
のこと、他に、例えば、ケイ酸ガラス、高ケイ酸ガラス
、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、鉛ガラ
ス、アルミノホウケイ酸ガラスが使用できる。l!基板
には、流路となる微細溝が形成されている。この微細溝
は、マイクロカッターを用いて、巾、数μm以上、深さ
、10μm〜250μm程度の大きさで、且つ、ピッチ
10μm以上の範囲で任意に切削形成することが可能で
ある。従って、この作成法によれば、極めて微細である
インク流路を従来になく高密度(8本ZII−以上)に
集積したマルチアレイ型の記録ヘッドを得ることが容易
であって、インクジェット記録分野に於ける現在の要望
をかなり満足させることができる。また、他の方法とし
て、ガラス基板を、フォトリソグラフィ技術と、エツチ
ングにより食刻して溝を形成することもできる。このよ
うにして作られた蓋基板を発熱体基板と接着する。
接着法は以下のとおりである。
平板を洗浄した後、その片面にエポキシ樹脂を主体にし
たアンカー層を塗工し、100℃で20分間、ベーキン
グを行う。
たアンカー層を塗工し、100℃で20分間、ベーキン
グを行う。
次いで、このアンカー層上に下記組成の接合剤層を厚さ
約3μm〜10μm程度に塗工する。
約3μm〜10μm程度に塗工する。
エピコート#1007 (商品名):500重畳部芳香
族アミン硬化剤:5重畳部 シランカップリング剤25重畳部 メチルエチルケトン=300重畳部 100℃で5分間、予備乾燥し半硬化させた後、塗工面
にダイヤモンドブレードカッター[例えば、Disco
21115型(商品名)、Disco社製]を用いて、
所定数の長尺細溝を切削形成する。なお、この揚台、平
板の切削壁面、つまり、長尺細溝の壁面は1表面粗さに
して、約2〜5μm程度の粗面として得られるが1本発
明では、それ以上の大きさのチッピング箇所が発生する
ことは皆無に近いことである。
族アミン硬化剤:5重畳部 シランカップリング剤25重畳部 メチルエチルケトン=300重畳部 100℃で5分間、予備乾燥し半硬化させた後、塗工面
にダイヤモンドブレードカッター[例えば、Disco
21115型(商品名)、Disco社製]を用いて、
所定数の長尺細溝を切削形成する。なお、この揚台、平
板の切削壁面、つまり、長尺細溝の壁面は1表面粗さに
して、約2〜5μm程度の粗面として得られるが1本発
明では、それ以上の大きさのチッピング箇所が発生する
ことは皆無に近いことである。
この様に平板に切削加工を施した後、部品Aとして所定
の大きさに切断する。
の大きさに切断する。
因に、上記溝は、略々、10μm X 10μm〜15
0μm X 150μmの断面積で、ピッチ30μm〜
200μmにして切削される。
0μm X 150μmの断面積で、ピッチ30μm〜
200μmにして切削される。
又、接合剤としては、上記の組成のものに限らない、こ
こで用いるのに好適な接合剤は、加熱により接合作用を
生ずる材料であり、たとえば、エポキシ樹脂系接着剤、
フェノール樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、シリ
コーン樹脂系接着剤、トリアジン樹脂、BT樹脂等を例
とする有機化合物系接着剤や、熔融銀塩類、低融点ガラ
ス類等の無機化合物類である。
こで用いるのに好適な接合剤は、加熱により接合作用を
生ずる材料であり、たとえば、エポキシ樹脂系接着剤、
フェノール樹脂系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、シリ
コーン樹脂系接着剤、トリアジン樹脂、BT樹脂等を例
とする有機化合物系接着剤や、熔融銀塩類、低融点ガラ
ス類等の無機化合物類である。
発熱体基板上に流路を形成する流路壁を感光性樹脂によ
って作る方法を第9図に基づいて説明する1図中、15
は下部層、16は感光性樹脂。
って作る方法を第9図に基づいて説明する1図中、15
は下部層、16は感光性樹脂。
17は流路溝、18は蓋基板、19はチタン系カップリ
ング剤層である。スピンナーあるいはロールコーター等
の塗工手段などを用いて、感光性ポリアミドワニスある
いは感光性ポリイミドワニス等の本発明に言う耐キャビ
テーションエロージ1ン性を有する樹脂を成分とする感
光性樹脂16を積層する。感光性樹脂16の積層厚さと
しては特に制限されるものではないが、インクジェット
記録ヘッドとしての実用性を考慮するならば、少なくと
も10〜100μm程度の比較的厚い層とするのが好ま
しい、従って、感光性樹脂としても。
ング剤層である。スピンナーあるいはロールコーター等
の塗工手段などを用いて、感光性ポリアミドワニスある
いは感光性ポリイミドワニス等の本発明に言う耐キャビ
テーションエロージ1ン性を有する樹脂を成分とする感
光性樹脂16を積層する。感光性樹脂16の積層厚さと
しては特に制限されるものではないが、インクジェット
記録ヘッドとしての実用性を考慮するならば、少なくと
も10〜100μm程度の比較的厚い層とするのが好ま
しい、従って、感光性樹脂としても。
このような厚さに積層し得るものであることが好ましく
、市販の感光性樹脂16としては、前述の感光性ポリア
ミドワニス、すなわちプリンタイトEF95.ドブロン
(Toplon)、ナイロンプリント(Nylonpr
int) 、あるいは感光性ポリイミドワニス、すなわ
ちフォトニースVR−3140、セレクティラックスW
TR−2が好ましく用いられる。
、市販の感光性樹脂16としては、前述の感光性ポリア
ミドワニス、すなわちプリンタイトEF95.ドブロン
(Toplon)、ナイロンプリント(Nylonpr
int) 、あるいは感光性ポリイミドワニス、すなわ
ちフォトニースVR−3140、セレクティラックスW
TR−2が好ましく用いられる。
このようにして感光性樹脂16が積層された基板に、以
下に示すような感光あるいは現像などの処理を施し、感
光性樹脂かる成るインク流路17を形成する。尚、以下
上として感光性樹脂16をフォトニースVR−3140
とした場合を例として、これの処理操作について説明す
るが、インク流路壁の形成方法は、用いる感光性樹脂1
6の種類等に応じた任意のものとし得ることは言うまで
もない。
下に示すような感光あるいは現像などの処理を施し、感
光性樹脂かる成るインク流路17を形成する。尚、以下
上として感光性樹脂16をフォトニースVR−3140
とした場合を例として、これの処理操作について説明す
るが、インク流路壁の形成方法は、用いる感光性樹脂1
6の種類等に応じた任意のものとし得ることは言うまで
もない。
すなわち、感光性樹脂たるフォトニースVR−3140
を積層した基板に必要に応じてプリベータを施す、プリ
ベータの条件は特に限定されるものではないが1本例で
は80℃、80分とした。
を積層した基板に必要に応じてプリベータを施す、プリ
ベータの条件は特に限定されるものではないが1本例で
は80℃、80分とした。
プリベータ終了後、所望のパターンを有するフォトマス
クをフォトニースVR−3140上に重ね、次いでこの
フォトマスクを介して露光を行なう。
クをフォトニースVR−3140上に重ね、次いでこの
フォトマスクを介して露光を行なう。
露光終了後、フォトニースVR−3140の未露光部分
をフォトニースVR−3140用の現像液DV−505
を用いて現像し、未露光部分を溶解除去することによっ
て、インク流路とする予定の溝を形成する。
をフォトニースVR−3140用の現像液DV−505
を用いて現像し、未露光部分を溶解除去することによっ
て、インク流路とする予定の溝を形成する。
こうして未露光部分を溶解除去した後、ポストベークを
施して基板上に残存するフォトニースVR−3140の
露光部分を硬化させ、基板8上に所望のパターンを有す
るインク流路壁たるフォトニースVR−3140の硬化
膜を形成する。ポストベーク条件は特に限定されるもの
ではないが、本例では、100℃、30分→300℃、
30分→400℃、30分の3段階で行なった。
施して基板上に残存するフォトニースVR−3140の
露光部分を硬化させ、基板8上に所望のパターンを有す
るインク流路壁たるフォトニースVR−3140の硬化
膜を形成する。ポストベーク条件は特に限定されるもの
ではないが、本例では、100℃、30分→300℃、
30分→400℃、30分の3段階で行なった。
このようにして感光性樹脂16の硬化膜から成るインク
流路壁16を形成した基板8上に、インク流路の覆とな
る平板18を積層する。
流路壁16を形成した基板8上に、インク流路の覆とな
る平板18を積層する。
シリコン基板上にS i O,の熱酸化膜を1μm厚に
形成後、発熱体層として硼化ハフニウムをスパッタ法に
より1500人厚に積層、さらに電子ビーム蒸着により
AQ電極を5000人厚に形成する0発熱部は、その寸
法を巾30μm、長さ100μmとし、AQ電極の抵抗
を含め60Ωの抵抗値にした。
形成後、発熱体層として硼化ハフニウムをスパッタ法に
より1500人厚に積層、さらに電子ビーム蒸着により
AQ電極を5000人厚に形成する0発熱部は、その寸
法を巾30μm、長さ100μmとし、AQ電極の抵抗
を含め60Ωの抵抗値にした。
次に、保!!11層として、S i O,をスパッタ法
にて2μm厚に形成後、さらに第2の保護層として、T
aを0.5μm厚にスパッタした。続いて電極保護In
として、感光性ポリイミド(商品名:フオトニース:東
し製)を発熱部を除く部分に形成した。このようにして
作成した発熱体基板に前述したように、感光性ドライフ
ィルムで流路壁を形成した。一方、蓋基板として、ガラ
スに接着層(流路の感光性ドライフィルムとの接合力を
強める為、のバインダー層)として、感光性ドライフィ
ルムを50μm厚で形成し、上記流路壁を設けた発熱体
基板とUV硬化型接着剤で接着し、ヘッドを形成した。
にて2μm厚に形成後、さらに第2の保護層として、T
aを0.5μm厚にスパッタした。続いて電極保護In
として、感光性ポリイミド(商品名:フオトニース:東
し製)を発熱部を除く部分に形成した。このようにして
作成した発熱体基板に前述したように、感光性ドライフ
ィルムで流路壁を形成した。一方、蓋基板として、ガラ
スに接着層(流路の感光性ドライフィルムとの接合力を
強める為、のバインダー層)として、感光性ドライフィ
ルムを50μm厚で形成し、上記流路壁を設けた発熱体
基板とUV硬化型接着剤で接着し、ヘッドを形成した。
このヘッドに以下に示す記録液体を供給した。
本発明において使用される記録液体は、後述する熱物性
値及びその他の物性値を有する様に材料の選択と組成成
分の比が調合される他に従来の記録法において使用され
ている記録液体と同様化学的物理的に安定である他、応
答性、忠実性、曳糸化能に優れている事、液路殊に吐出
口において固まらない事、流路中を記録速度に応じた速
度で流通し得る事、記録後、記録部材への定着が速やか
である事、記a濃度が充分である事、貯蔵寿命が良好で
ある事4等々の特性を与える様に物性が調整される。
値及びその他の物性値を有する様に材料の選択と組成成
分の比が調合される他に従来の記録法において使用され
ている記録液体と同様化学的物理的に安定である他、応
答性、忠実性、曳糸化能に優れている事、液路殊に吐出
口において固まらない事、流路中を記録速度に応じた速
度で流通し得る事、記録後、記録部材への定着が速やか
である事、記a濃度が充分である事、貯蔵寿命が良好で
ある事4等々の特性を与える様に物性が調整される。
本発明に使用される記録液体は、液媒体と記録像を形成
する記録剤及び所望の特性を得る為に添加される添加剤
より構成され、前記の物性値を得る範囲において液媒体
及び添加剤の種類及び組成比の選択によって、水性、非
水性、溶解性、導電性、絶縁性のいずれも得ることが出
来る。
する記録剤及び所望の特性を得る為に添加される添加剤
より構成され、前記の物性値を得る範囲において液媒体
及び添加剤の種類及び組成比の選択によって、水性、非
水性、溶解性、導電性、絶縁性のいずれも得ることが出
来る。
液媒体としては、水性媒体と非水性媒体とに大別される
が、使用される液媒体は、前記の物性値を調合される記
録記録液体が有する様に他の選択される構成成分との組
み合せを考慮して下記のものより選択される。
が、使用される液媒体は、前記の物性値を調合される記
録記録液体が有する様に他の選択される構成成分との組
み合せを考慮して下記のものより選択される。
その様な非水性媒体としては、例えばメチルアルコール
、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプ
ロピルアルコール、n−ブチルアルコール、 5ee−
ブチルアルコール、tart−ブチルアルコール、イソ
ブチルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアル
コール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノ
ニルアルコール、デシルアルコール等の炭素数1〜10
のアルキルアルコール;例えば、・ヘキサン、オクタン
、シクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キジロール等
の炭化水素系溶剤;例えば、四塩化炭素、トリクロロエ
チレン、テトラクロロエタン、ジクロロベンゼン等のハ
ロゲン化炭化水素系溶剤;例えば。
、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、イソプ
ロピルアルコール、n−ブチルアルコール、 5ee−
ブチルアルコール、tart−ブチルアルコール、イソ
ブチルアルコール、ペンチルアルコール、ヘキシルアル
コール、ヘプチルアルコール、オクチルアルコール、ノ
ニルアルコール、デシルアルコール等の炭素数1〜10
のアルキルアルコール;例えば、・ヘキサン、オクタン
、シクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キジロール等
の炭化水素系溶剤;例えば、四塩化炭素、トリクロロエ
チレン、テトラクロロエタン、ジクロロベンゼン等のハ
ロゲン化炭化水素系溶剤;例えば。
エチルエーテル、ブチルエーテル、エチレングリコール
ジエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエー
テル等のエーテル系溶剤;例えば、アセトン、メチルエ
チルケトン、メチルプロピルケトン、メチルアミルケト
ン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;ギ酸エチル、
メチルアセテート、プロピルアセテート、フェニルアセ
テート。
ジエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエー
テル等のエーテル系溶剤;例えば、アセトン、メチルエ
チルケトン、メチルプロピルケトン、メチルアミルケト
ン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;ギ酸エチル、
メチルアセテート、プロピルアセテート、フェニルアセ
テート。
エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の
エステル系溶剤;例えばジアセトンアルコール等のアル
コール系溶剤;石油系炭化水素溶剤等が挙げられる。
エステル系溶剤;例えばジアセトンアルコール等のアル
コール系溶剤;石油系炭化水素溶剤等が挙げられる。
これ等の列挙した液媒体は使用される記録剤や添加剤と
の親和性及び記録液体としての後述の緒特性を満足し得
る様に適宜選択して使用されるものであるが更に、後記
の特性を有する記録液体が調合され得る範囲内において
、必要に応じて適宜二種以上を混合して使用しても良い
、又、上記の条件内においてこれ等非水性媒体と水とを
混合して使用しても良い。
の親和性及び記録液体としての後述の緒特性を満足し得
る様に適宜選択して使用されるものであるが更に、後記
の特性を有する記録液体が調合され得る範囲内において
、必要に応じて適宜二種以上を混合して使用しても良い
、又、上記の条件内においてこれ等非水性媒体と水とを
混合して使用しても良い。
上記の液媒体の中、公害性、入手の容易さ、調合のし易
さ等の点を考慮すれば、水又は水・アルコール系の液媒
体が好適とされる。
さ等の点を考慮すれば、水又は水・アルコール系の液媒
体が好適とされる。
記録剤としては、調合される記録液体が前記の諸物性値
を有するようにされる他、長時間放置による液路内や記
録液体供給タンク内での沈降、WX集、更には輸送管や
液路の目詰りを起こさない様に前記液媒体や添加剤との
関係において材料の選択がなされて使用される必要があ
る。この様な点からして、液媒体に溶解性の記録剤を使
用するのが好ましいが、液媒体に分散性又は難溶性の記
録剤であっても液媒体に分散させる時の記録剤の粒径を
充分小さくしてやれば使用され得る。
を有するようにされる他、長時間放置による液路内や記
録液体供給タンク内での沈降、WX集、更には輸送管や
液路の目詰りを起こさない様に前記液媒体や添加剤との
関係において材料の選択がなされて使用される必要があ
る。この様な点からして、液媒体に溶解性の記録剤を使
用するのが好ましいが、液媒体に分散性又は難溶性の記
録剤であっても液媒体に分散させる時の記録剤の粒径を
充分小さくしてやれば使用され得る。
使用され得る記録剤は記録部材によって、その記録条件
に充分適合する様に適宜選択される。記録剤としては染
料及び顔料を挙げることが出来る。
に充分適合する様に適宜選択される。記録剤としては染
料及び顔料を挙げることが出来る。
有効に使用される染料は、調合された記録液体の後述の
緒特性を満足し得る様なものであり、好適に使用される
のは1例えば水溶性染料としての直接染料、塩基性染料
、酸性染料、可溶性建染メ染料、酸性媒染染料、媒染染
料、非水溶性染料としての硫化染料、建染メ染料、酒精
溶染料、油溶染料1分散染料等の他、スレン染料、ナフ
トール染料、反応染料、クロム染料、1:2型錯塩染料
。
緒特性を満足し得る様なものであり、好適に使用される
のは1例えば水溶性染料としての直接染料、塩基性染料
、酸性染料、可溶性建染メ染料、酸性媒染染料、媒染染
料、非水溶性染料としての硫化染料、建染メ染料、酒精
溶染料、油溶染料1分散染料等の他、スレン染料、ナフ
トール染料、反応染料、クロム染料、1:2型錯塩染料
。
1:1型錯塩染料、アゾイック染料、カチオン染料等の
中より選択されるものである。
中より選択されるものである。
具体的には、例えばレゾリングリルブルーPRL、レゾ
リンイエローPCG、レゾリンピンクPRR、レゾリン
グリーンPB(以上バイヤー製)、スミカロンブルー5
−BG、スミカロンレッドE−EBL、スミカロンイエ
ローE−4OL、スミカロンブリリアントブルー5−B
L(以上住人化学製)、ダイヤエックスイエロー−HG
−5E、ダイヤニックスレッドBN−8E (以上三菱
化成製)、カヤロンポリエステルライトフラビン4GL
、カヤロンポリエステルブルー3R−5F、カヤロンポ
リエステルイエローYL−8E、カヤセットターキスブ
ルー776、カヤセットイエロー902、カヤセットレ
ッド026、プロジオンレッドH−2B、プロジオンブ
ルーH−3R(以上日本化薬製)、レバフィックスゴー
ルデンイエローP−R,レバフィックスプリルレッドP
−B。
リンイエローPCG、レゾリンピンクPRR、レゾリン
グリーンPB(以上バイヤー製)、スミカロンブルー5
−BG、スミカロンレッドE−EBL、スミカロンイエ
ローE−4OL、スミカロンブリリアントブルー5−B
L(以上住人化学製)、ダイヤエックスイエロー−HG
−5E、ダイヤニックスレッドBN−8E (以上三菱
化成製)、カヤロンポリエステルライトフラビン4GL
、カヤロンポリエステルブルー3R−5F、カヤロンポ
リエステルイエローYL−8E、カヤセットターキスブ
ルー776、カヤセットイエロー902、カヤセットレ
ッド026、プロジオンレッドH−2B、プロジオンブ
ルーH−3R(以上日本化薬製)、レバフィックスゴー
ルデンイエローP−R,レバフィックスプリルレッドP
−B。
レバフィックスプリルオレンジP−OR(以上バイヤー
Iり 、スミフィックスイエローGR8,スミフィック
スB、スミフィックスプリルレッドBS、スミフィック
スプリルブルーPB、ダイレクトブラック40(以上住
人化学II) 、ダイヤミラーブラウン3G、ダイヤミ
ラーイエローG、ダイヤミラーブルー3R、ダイヤミラ
ープリルブルーB、ダイヤミラープリルレッドBB(以
上三菱化成製)、レマゾールレッドB、レマゾールブル
ー3R、レマゾールイエローGNL、レマゾールプリル
グリーン6B(以上ヘキスト社製)、チバクロンプリル
イエロー、チバクロンプリルレッド40E(以上チバガ
イギー社製)、インジコ、ダイレクトテープブラックE
−Ex、ダイアミンブラックBH、コンゴーレッド、シ
リアスブラックBH,オレンジ■、アミドブラックIO
B、オレンジRO、メタニールイエロー、ピクトリアス
カーレット、ニグロシン、ダイアモンドブラックPBB
(以上イーゲー社製)、ダイアシトブルー3G。
Iり 、スミフィックスイエローGR8,スミフィック
スB、スミフィックスプリルレッドBS、スミフィック
スプリルブルーPB、ダイレクトブラック40(以上住
人化学II) 、ダイヤミラーブラウン3G、ダイヤミ
ラーイエローG、ダイヤミラーブルー3R、ダイヤミラ
ープリルブルーB、ダイヤミラープリルレッドBB(以
上三菱化成製)、レマゾールレッドB、レマゾールブル
ー3R、レマゾールイエローGNL、レマゾールプリル
グリーン6B(以上ヘキスト社製)、チバクロンプリル
イエロー、チバクロンプリルレッド40E(以上チバガ
イギー社製)、インジコ、ダイレクトテープブラックE
−Ex、ダイアミンブラックBH、コンゴーレッド、シ
リアスブラックBH,オレンジ■、アミドブラックIO
B、オレンジRO、メタニールイエロー、ピクトリアス
カーレット、ニグロシン、ダイアモンドブラックPBB
(以上イーゲー社製)、ダイアシトブルー3G。
ダイアシトファスト・グリーンGW、ダイアシト・ミー
リングネービーブルーR、インダンスレン(以上三菱化
成11)、ザポン−染料(BASFI、オラゾール染料
(CII3AIl)、ラナシンー染料(三菱化成製)、
ダイアクリルオレンジRL−E、ダイアクリルブリリア
ントブルー2B−E、ダイアクリルターキスブルーBG
−E(三菱化成m)などの中より前記の諸物性値が調合
される記録液体に与えられるものが好ましく使用できる
。
リングネービーブルーR、インダンスレン(以上三菱化
成11)、ザポン−染料(BASFI、オラゾール染料
(CII3AIl)、ラナシンー染料(三菱化成製)、
ダイアクリルオレンジRL−E、ダイアクリルブリリア
ントブルー2B−E、ダイアクリルターキスブルーBG
−E(三菱化成m)などの中より前記の諸物性値が調合
される記録液体に与えられるものが好ましく使用できる
。
これ等の染料は、所望に応じて適宜選択されて使用され
る液媒体中に溶解又は分散されて使用される。
る液媒体中に溶解又は分散されて使用される。
有効に使用される顔料としては、無機顔料、有機顔料の
中の多くのものが好適に使用される。そのような顔料と
して具体的に例示すれば無機顔料としでは、硫化カドミ
ウム、硫黄、セレン、硫化亜鉛、スルホセレン化カドミ
ウム、黄鉛、ジンククロメート、モリブデン赤、ギネー
・グリーン、チタン白、亜鉛華、弁柄、酸化クロムグリ
ーン。
中の多くのものが好適に使用される。そのような顔料と
して具体的に例示すれば無機顔料としでは、硫化カドミ
ウム、硫黄、セレン、硫化亜鉛、スルホセレン化カドミ
ウム、黄鉛、ジンククロメート、モリブデン赤、ギネー
・グリーン、チタン白、亜鉛華、弁柄、酸化クロムグリ
ーン。
鉛丹、酸個コバルト、チタン酸バリウム、チタニウムイ
エロー、鉄黒、#青、リサージ、カドミウムレッド、硫
化銀、硫酸鉛、硫酸バリウム、群青、炭酸カルシウム、
炭酸マグネシウム、鉛白、コバルトバイオレット、コバ
ルトブルー、エメラルドグリーン、カーボンブラック等
が挙げられる。
エロー、鉄黒、#青、リサージ、カドミウムレッド、硫
化銀、硫酸鉛、硫酸バリウム、群青、炭酸カルシウム、
炭酸マグネシウム、鉛白、コバルトバイオレット、コバ
ルトブルー、エメラルドグリーン、カーボンブラック等
が挙げられる。
有機顔料としては、その多くが染料に分類されているも
ので染料と重複する場合が多いが、具体的には次のよう
なものが好適に使用される。
ので染料と重複する場合が多いが、具体的には次のよう
なものが好適に使用される。
(、)不溶性アゾ系(ナフトール系)
ブリリアントカーミンBS、レーキカーミンFB、ブリ
リアントファストスカーレッド、レーキレッド4R、バ
ラレッド、パーマネントレッドR、ファストレッドFO
R,レーキボルドー5B、バーミリオンNO,1,バー
ミリオンNO,2、トルイジンマルーン。
リアントファストスカーレッド、レーキレッド4R、バ
ラレッド、パーマネントレッドR、ファストレッドFO
R,レーキボルドー5B、バーミリオンNO,1,バー
ミリオンNO,2、トルイジンマルーン。
(b)不溶性アゾ系(アニライド系)
ジアゾイエロー、ファストイエローG、ファストイエロ
ー10G、ジアゾオレンジ、パルカンオレンジ、バラゾ
ロンレッド。
ー10G、ジアゾオレンジ、パルカンオレンジ、バラゾ
ロンレッド。
(c)溶性アゾ系
レーキオレンジ、ブリリアントカーミラ3B。
ブリリアントカーミノ6B、ブリリアントスカーレツト
G、レーキレッドC,レーキレッドD、レーキレッドR
、ウオッチングレッド、レーキボルドー10B、ボンマ
ルーンL、ボンマルーンM。
G、レーキレッドC,レーキレッドD、レーキレッドR
、ウオッチングレッド、レーキボルドー10B、ボンマ
ルーンL、ボンマルーンM。
(d)フタロシアニン系
フタロシアニンブルー、ファストスカイブルーフタロシ
アニングリーン。
アニングリーン。
(e)染色レーキ系
イエローレーキ、エオシンレーキ、ローズレーキ、バイ
オレットレーキ、ブルーレーキ、グリーンレーキ、セピ
アレーキ。
オレットレーキ、ブルーレーキ、グリーンレーキ、セピ
アレーキ。
(f)媒染系
アリザリンレーキ、マダカーミン。
(g)建染系
インダスレン系、ファストブルーレーキ(GGS)。
(h)塩基性染料レーキ系
ローダミンレーキ、マラカイトグリーンレーキ。
(i)酸性染料レーキ系
ファストスカイブルー、キノリンイエローレーキ、キナ
クリドン系、ジオキサジン系。
クリドン系、ジオキサジン系。
液媒体と記録剤との量的関係は、調合される他に液路の
目詰り、液路内での記録液体の乾燥、記録部材へ付与さ
れた時の滲みや乾燥速度等の条件から、重量部で液媒体
100部に対して記録剤が通常1〜50部、好適には3
〜30部、最適には5〜10部とされるのが望ましい。
目詰り、液路内での記録液体の乾燥、記録部材へ付与さ
れた時の滲みや乾燥速度等の条件から、重量部で液媒体
100部に対して記録剤が通常1〜50部、好適には3
〜30部、最適には5〜10部とされるのが望ましい。
記録液体が分散系(記録剤が液媒体中に分散されている
系)の場合、分散される記録剤の粒径は、記録剤の種類
、記録条件、液路の内径、吐出口径、記録部材の種類等
によって、適宜所望に従って決定されるが1粒径が余り
大きいと、貯蔵中に記録剤粒子の沈降が起って、濃度の
不均一化が生じたす、液路の目詰りが起ったり或いは記
録された画像に濃度域が生じたり等して好ましくない。
系)の場合、分散される記録剤の粒径は、記録剤の種類
、記録条件、液路の内径、吐出口径、記録部材の種類等
によって、適宜所望に従って決定されるが1粒径が余り
大きいと、貯蔵中に記録剤粒子の沈降が起って、濃度の
不均一化が生じたす、液路の目詰りが起ったり或いは記
録された画像に濃度域が生じたり等して好ましくない。
このようなことを考慮すると、分散系記録液体とされる
場合の記録剤の粒径は1通常0.01〜30μ、好適に
は0.01〜20μ、最適には0.01〜8μとされる
のが望ましい、更に分散されている記録剤の粒径分布は
、出来る限り狭い方が好適であって、通常はD±3μ、
好適にはD±1.5μとされるのが望ましい(但しDは
平均粒径を表わす)。
場合の記録剤の粒径は1通常0.01〜30μ、好適に
は0.01〜20μ、最適には0.01〜8μとされる
のが望ましい、更に分散されている記録剤の粒径分布は
、出来る限り狭い方が好適であって、通常はD±3μ、
好適にはD±1.5μとされるのが望ましい(但しDは
平均粒径を表わす)。
使用される添加剤としては、粘度&11に剤1表面張力
調整剤、PH調整剤、比抵抗調整剤、湿潤剤及び赤外線
吸収発熱剤等が挙げられる。
調整剤、PH調整剤、比抵抗調整剤、湿潤剤及び赤外線
吸収発熱剤等が挙げられる。
粘度調整剤や表面張力調整剤は、前記の物性値を得る為
の他に、記録速度に応じて充分なる流速で液路中を流通
し得ること、液路の吐出口において記録液体の回り込み
を防止し得ること、記録部材へ付与された時の滲み(ス
ポット径の広がり)を防止し得ること等の為に添加され
る。
の他に、記録速度に応じて充分なる流速で液路中を流通
し得ること、液路の吐出口において記録液体の回り込み
を防止し得ること、記録部材へ付与された時の滲み(ス
ポット径の広がり)を防止し得ること等の為に添加され
る。
粘度調整剤及び表面張力調整剤としては、使用される液
媒体及び記録剤に悪影響を及ぼさないで効果的なもので
あれば通常知られているものの中より適宜所望特性を満
足するように選択されて使用される。
媒体及び記録剤に悪影響を及ぼさないで効果的なもので
あれば通常知られているものの中より適宜所望特性を満
足するように選択されて使用される。
具体的には、粘度調整剤としては、ポリビニルアルコー
ル、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセル
ロース、水溶性アクリル樹脂、ポリビニルピロリドン、
アラビアゴムスターチ等が好適なものとして例示出来る
。
ル、ヒドロキシプロピルセルロース、カルボキシメチル
セルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセル
ロース、水溶性アクリル樹脂、ポリビニルピロリドン、
アラビアゴムスターチ等が好適なものとして例示出来る
。
所望に応じて適宜選択されて好適に使用される。
表面張力調整剤としては、アニオン系、カチオン系及び
ノニオン系の界面活性剤が挙げられ、具体的には、アニ
オン系としてポリエチレングリコールニー□チル硫酸、
エステル塩等、カチオン系としてポリ2−ビニルピリジ
ン誘導体、ポリ4−ビニルピリジン誘導体等、ノニオン
系としてポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオ
キシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエ
チレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタ
ンモノアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキル
アミン等が挙げられる。
ノニオン系の界面活性剤が挙げられ、具体的には、アニ
オン系としてポリエチレングリコールニー□チル硫酸、
エステル塩等、カチオン系としてポリ2−ビニルピリジ
ン誘導体、ポリ4−ビニルピリジン誘導体等、ノニオン
系としてポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオ
キシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエ
チレンアルキルエステル、ポリオキシエチレンソルビタ
ンモノアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキル
アミン等が挙げられる。
これ等の界面活性剤の他、ジェタノールアミン、プロパ
ツールアミン、モルホリン酸等のアミン酸、水酸化アン
モニウム、水酸化ナトリウム等の塩基性物ff、 N−
メチル−2−ピロリドン等の置換ピロリドン等も有効に
使用される。
ツールアミン、モルホリン酸等のアミン酸、水酸化アン
モニウム、水酸化ナトリウム等の塩基性物ff、 N−
メチル−2−ピロリドン等の置換ピロリドン等も有効に
使用される。
これ等の表面張力調整剤は、所望の値の表面張力を有す
る記録液体が調合されるように、互いに又は他の構成成
分に悪影響を及ぼさず且つ前記の物性値が調合される記
録液体に与えられる範囲内において必要に応じて二種以
上混合して使用しても良い。
る記録液体が調合されるように、互いに又は他の構成成
分に悪影響を及ぼさず且つ前記の物性値が調合される記
録液体に与えられる範囲内において必要に応じて二種以
上混合して使用しても良い。
これ等表面張力mvs剤の添加量は種類、調合される記
録液体の他の構成成分種及び所望される記録特性に応じ
て適宜決定されるものであるが、記録液体1重量部に対
して、通常はo、ooot〜0.1重量部、好適には0
.001〜0.01重量部とされるのが望ましい。
録液体の他の構成成分種及び所望される記録特性に応じ
て適宜決定されるものであるが、記録液体1重量部に対
して、通常はo、ooot〜0.1重量部、好適には0
.001〜0.01重量部とされるのが望ましい。
pH調整剤は、調合された記録液体の化学的安定性1例
えば、長時間の保存による物性の変化や記録剤その他の
成分の沈降や凝集を防止する為に所定のpH値となるよ
うに前記の諸物性値を逸脱しない範囲で適時適当量添加
される。
えば、長時間の保存による物性の変化や記録剤その他の
成分の沈降や凝集を防止する為に所定のpH値となるよ
うに前記の諸物性値を逸脱しない範囲で適時適当量添加
される。
本発明において好適に使用されるPH調整剤としては、
調合される記録液体に悪影響を及ぼさずに所望のpH値
に制御出来るものであれば大概のものを挙げることが出
来る。
調合される記録液体に悪影響を及ぼさずに所望のpH値
に制御出来るものであれば大概のものを挙げることが出
来る。
そのようなpH調整剤としては具体的に例示すれば低級
アルカノールアミン、例えばアルカリ金属水醸化物等の
一価の水酸化物、水酸化アンモニウム等が挙げられる。
アルカノールアミン、例えばアルカリ金属水醸化物等の
一価の水酸化物、水酸化アンモニウム等が挙げられる。
これ等のpH調整剤は、調合される記録液体が前記の物
性値をはずれない範囲で所望のpH値を有するように必
要量添加される。
性値をはずれない範囲で所望のpH値を有するように必
要量添加される。
使用される潤滑剤としては、調合される記録液体が後記
の諸物性値を逸脱しない範囲で本発明に係わる技術分野
において通常知られているものの中より有効であるもの
、殊に熱的に安定なものが好適に使用される。このよう
な潤滑剤として具体的に示せば、例えばポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレ
ングリコール、ブチレンゲリコール、ヘキシレングリコ
ール等のアルキレン基が2〜6個の炭素原子を含むアル
キレングリコール;例えばエチレングリコールメチルエ
ーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチ
レングリコールエチルエーテル等のジエチレングリコー
ルの低級アルキルエーテル;グリセリン;例えばメトオ
キシトリグリコール、エトオキシトリグリコール等の低
級アルコールオキシトリグリコール;N−ビニル−2−
ピロリドンオリゴマー;等が挙げられる。
の諸物性値を逸脱しない範囲で本発明に係わる技術分野
において通常知られているものの中より有効であるもの
、殊に熱的に安定なものが好適に使用される。このよう
な潤滑剤として具体的に示せば、例えばポリエチレング
リコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレ
ングリコール、ブチレンゲリコール、ヘキシレングリコ
ール等のアルキレン基が2〜6個の炭素原子を含むアル
キレングリコール;例えばエチレングリコールメチルエ
ーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチ
レングリコールエチルエーテル等のジエチレングリコー
ルの低級アルキルエーテル;グリセリン;例えばメトオ
キシトリグリコール、エトオキシトリグリコール等の低
級アルコールオキシトリグリコール;N−ビニル−2−
ピロリドンオリゴマー;等が挙げられる。
これ等の潤滑剤は、記録液体に所望される特性を満足す
るように所望に応じて必要量添加されるものであるが、
その添加量は記録液体全重量に対して1通常0.1〜1
0wt%、好適には0.1〜8wt%、最適には0.2
〜7wt%とされるのが望ましい。
るように所望に応じて必要量添加されるものであるが、
その添加量は記録液体全重量に対して1通常0.1〜1
0wt%、好適には0.1〜8wt%、最適には0.2
〜7wt%とされるのが望ましい。
又、上記の潤滑剤は、単独で使用される他、互いに悪影
響を及ぼさない条件において二種以上混用しても良い。
響を及ぼさない条件において二種以上混用しても良い。
本発明に使用される記録液体には、上記のような添加剤
が所望に応じて必要量添加されるが、更に記録部材に付
着する場合の記録液体被膜の形成性、被膜強度に優れた
ものを得るために、例えばアルキッド樹脂、アクリル樹
脂、アクリルアミド樹脂、ポリビニルアルコール、ポリ
ビニルピロリドン等の樹脂重合体が添加されても良い。
が所望に応じて必要量添加されるが、更に記録部材に付
着する場合の記録液体被膜の形成性、被膜強度に優れた
ものを得るために、例えばアルキッド樹脂、アクリル樹
脂、アクリルアミド樹脂、ポリビニルアルコール、ポリ
ビニルピロリドン等の樹脂重合体が添加されても良い。
本発明で使用される記録液体は、前述した諸記録特性を
具備するように、比熱、熱膨張係数、熱伝導率、粘性、
表面張力、PH及び帯電された記録液滴を使用して記録
する場合には比抵抗等の特性値が特性の条件範囲にある
ように調合されるのが望ましい。
具備するように、比熱、熱膨張係数、熱伝導率、粘性、
表面張力、PH及び帯電された記録液滴を使用して記録
する場合には比抵抗等の特性値が特性の条件範囲にある
ように調合されるのが望ましい。
即ち、これ等の諸特性は、曳糸現象の安定性、熱エネル
ギー作用に対する応答性及び忠実性、画像濃度、化学的
安定性、液路内での流動性等に重要な関連性を有してい
るので1本発明においては記録液体の調合の際、これ等
に充分注意を払う必要がある。
ギー作用に対する応答性及び忠実性、画像濃度、化学的
安定性、液路内での流動性等に重要な関連性を有してい
るので1本発明においては記録液体の調合の際、これ等
に充分注意を払う必要がある。
本発明に有効に使用され得る記録液体の上記諸特性とし
ては下記の第1表に示されるごときの値とされるのが望
ましてか、列挙された物性の総てが以下の第1表に示さ
れるごとき数値条件を満足する必要はなく、要求される
記録特性に応じて、これ等の物性の幾つかが第1表の条
件を満足する値を取れば良いものである。両生ら比熱、
熱膨張係数、熱伝導率、粘性、表面張力に関しては、第
1表の値に規定されるのが望ましい、勿論、調合された
記録液体の上記諸特性の中で第1表に示される値を満足
するものが多い程良好な記録が行われることは言うまで
も無い。
ては下記の第1表に示されるごときの値とされるのが望
ましてか、列挙された物性の総てが以下の第1表に示さ
れるごとき数値条件を満足する必要はなく、要求される
記録特性に応じて、これ等の物性の幾つかが第1表の条
件を満足する値を取れば良いものである。両生ら比熱、
熱膨張係数、熱伝導率、粘性、表面張力に関しては、第
1表の値に規定されるのが望ましい、勿論、調合された
記録液体の上記諸特性の中で第1表に示される値を満足
するものが多い程良好な記録が行われることは言うまで
も無い。
第1表
前述の記録ヘッド及び記録液体を使用し、駆動電圧20
V、パルス巾5usac、il!動周波数IKHzで駆
動させた(*動力法1)、この時の駆動信号と気泡体積
変化のグラフを第10図に示す。
V、パルス巾5usac、il!動周波数IKHzで駆
動させた(*動力法1)、この時の駆動信号と気泡体積
変化のグラフを第10図に示す。
第10図のように、気泡が最大となる時間tp□=10
、cisec、消滅する時間tp、=244secであ
り、体積膨張時間と収縮時間は、はぼ同一であった。
、cisec、消滅する時間tp、=244secであ
り、体積膨張時間と収縮時間は、はぼ同一であった。
特開昭58−36464号公報のようにメニスカスの後
退し過ぎを防ぐ為、第11図に示すような駆動信号を与
えたところ、tPxとjPsの間にtPxとほぼ同体積
を有する2次気泡が発生し、オリフィスよりスプラッシ
ュ現象が見られ、画像品質は低下してしまった。
退し過ぎを防ぐ為、第11図に示すような駆動信号を与
えたところ、tPxとjPsの間にtPxとほぼ同体積
を有する2次気泡が発生し、オリフィスよりスプラッシ
ュ現象が見られ、画像品質は低下してしまった。
また、第12図に示すように、駆動信号を複数パルスで
形成したところ、同様の現象が見られた(駆動方法2)
、以下、本発明の実施例に基づいて説明する。
形成したところ、同様の現象が見られた(駆動方法2)
、以下、本発明の実施例に基づいて説明する。
第1図は、本発明による液体噴射記録装置の一実施例を
説明するための駆動信号と気泡体積変化を表わした図で
ある。ここで、tlは補助信号印加時間、tPzは第1
の気泡が最大となる時間、tP、は駆動信号のみの時の
気泡消滅時間−tPgは補助信号を入れた時の気泡消滅
時間、tP4は2次気泡が最大となる時間−tPsは、
第1の気泡と2次気泡の間の体積最小となる時間である
。
説明するための駆動信号と気泡体積変化を表わした図で
ある。ここで、tlは補助信号印加時間、tPzは第1
の気泡が最大となる時間、tP、は駆動信号のみの時の
気泡消滅時間−tPgは補助信号を入れた時の気泡消滅
時間、tP4は2次気泡が最大となる時間−tPsは、
第1の気泡と2次気泡の間の体積最小となる時間である
。
ヌ1lil
駆動信号として、20V、パルス巾5μsecを印加し
た。さらに、本発明によるメニスカス後退し過ぎ防止の
為に、時間t1に電圧20v、パルス巾3μsecの第
2のパルスを入れる(1@動力法3)、第2パルスの入
力時間t1は、以下の第2表の実験結果より−tpx<
tl≦tPmの範囲内、即ち、気泡が最大体積となった
後、収縮している時である。さらに好適には、tpx<
t1≦(2tpz” t PI)/ 3の範囲内にする
ことにより、気泡が収縮し過ぎることなく、よりなめら
かに気泡収縮が行なわれる。
た。さらに、本発明によるメニスカス後退し過ぎ防止の
為に、時間t1に電圧20v、パルス巾3μsecの第
2のパルスを入れる(1@動力法3)、第2パルスの入
力時間t1は、以下の第2表の実験結果より−tpx<
tl≦tPmの範囲内、即ち、気泡が最大体積となった
後、収縮している時である。さらに好適には、tpx<
t1≦(2tpz” t PI)/ 3の範囲内にする
ことにより、気泡が収縮し過ぎることなく、よりなめら
かに気泡収縮が行なわれる。
上記のように1通常の駆動信号に加え、上記時刻にメニ
スカス後退し過ぎ防止用の小パルス(以下補助信号)を
印加することで気泡消滅時間jPaは、駆動信号のみの
気泡収縮時間tP、の約6倍の120μsecまで伸び
、かつ、収縮も極めてなめらかにものとなった。さらに
、第2図のように。
スカス後退し過ぎ防止用の小パルス(以下補助信号)を
印加することで気泡消滅時間jPaは、駆動信号のみの
気泡収縮時間tP、の約6倍の120μsecまで伸び
、かつ、収縮も極めてなめらかにものとなった。さらに
、第2図のように。
補助信号による気泡体積最大時間tP、とjPsの間に
第2の補助パルスとして、20v、パルス巾3μsec
の補助信号を入れることで、さらに除々にメニスカスを
後退させることができた(駆動方法4)。
第2の補助パルスとして、20v、パルス巾3μsec
の補助信号を入れることで、さらに除々にメニスカスを
後退させることができた(駆動方法4)。
以上のが動力法による吐出結果は、以下の第3表のよう
になり極めて良好なものとなった。また。
になり極めて良好なものとなった。また。
これらは、特に、回路構成を変えることな〈実施できる
極めて好適な実施例である。
極めて好適な実施例である。
第3表
さらに、駆動方法3で補助信号の電圧を15Vとして、
気泡の体積変化を観察したところ、第3図のような結果
となり、さらになめらかな収縮曲線となった。また、補
助信号の電圧および/またはパルス巾を変化させて液滴
の噴射速度、方向の安定性を調べたところ第4表の結果
を得た。ここで、Oは速度、方向とも極めて安定、0は
ごくわずかなバラツキがみられるが画像品質に殆ど影響
しない、Δはバラツキがあり画像品質に影響あり、×は
サテライトやスプラッシュ現象等により極めて不安定。
気泡の体積変化を観察したところ、第3図のような結果
となり、さらになめらかな収縮曲線となった。また、補
助信号の電圧および/またはパルス巾を変化させて液滴
の噴射速度、方向の安定性を調べたところ第4表の結果
を得た。ここで、Oは速度、方向とも極めて安定、0は
ごくわずかなバラツキがみられるが画像品質に殆ど影響
しない、Δはバラツキがあり画像品質に影響あり、×は
サテライトやスプラッシュ現象等により極めて不安定。
この結果より、駆動信号の電圧をVP、パルス巾をtp
としたとき、補助信号の電圧V s 、パルス巾tsは
、Vp”tp≧V s ” t sを満たす時、良好な
印字品質を得られることを見出した。
としたとき、補助信号の電圧V s 、パルス巾tsは
、Vp”tp≧V s ” t sを満たす時、良好な
印字品質を得られることを見出した。
また、駆動方法4で、第2.第3・・・の上記範囲を満
たす補助信号を印加することにより、極めて滑らかな気
泡収縮を行なうことができ、メニスカスの急激な後退に
よる吐出不良を防ぐことができた。
たす補助信号を印加することにより、極めて滑らかな気
泡収縮を行なうことができ、メニスカスの急激な後退に
よる吐出不良を防ぐことができた。
これらの駆動方法は、駆動方法3および駆動方法4に比
べ、補助信号による消費エネルギーを少なくできるとい
う効果を有している。
べ、補助信号による消費エネルギーを少なくできるとい
う効果を有している。
第4図(a)〜(d)は1本発明の駆動方法を示す例で
あり、全てにおいて良好な吐出が得られた。
あり、全てにおいて良好な吐出が得られた。
(a)はjPzと1−Pa間に補助信号を2つ印加した
ものである。
ものである。
(b)は(a)において、2つ目の補助信号を1つ目の
補助信号より低エネルギーとしたものである。
補助信号より低エネルギーとしたものである。
(c)は、tplとtpa間にVp”tp≧Vs”ts
かつ、tp(tsなる補助信号を印加したものである。
かつ、tp(tsなる補助信号を印加したものである。
(d)は、前記駆動方法4で、 Vs(n−1)”t
5(n−1)) Vs”n−t 5n(n=2.3.−
)を満たす補助信号を印加したものである。
5(n−1)) Vs”n−t 5n(n=2.3.−
)を満たす補助信号を印加したものである。
ここで、Vs(n−1):n−1番目の補助信号の電圧
t 5(n−1):n−1番目の補助信号のパルス巾 Vsn Sn番目の補助信号の電圧tsn :n
番目の補助信号のパルス巾 劾−一一釆一 以上の説明から明らかなように1本発明によると、2次
気泡、3次気泡によるスプラッシュ現象等の吐出不良を
おこすことなく、メニスカスの後退し過ぎによる吐出不
良を解法できた。したがって、常に安定した吐出を行な
うことができ、画像品質を著しく良くすることができた
。また1本発明は、特別な回路を必要とせず、よってコ
ストアップすることなく、高品質画像を得ることができ
るという極めて優れた効果がある。
t 5(n−1):n−1番目の補助信号のパルス巾 Vsn Sn番目の補助信号の電圧tsn :n
番目の補助信号のパルス巾 劾−一一釆一 以上の説明から明らかなように1本発明によると、2次
気泡、3次気泡によるスプラッシュ現象等の吐出不良を
おこすことなく、メニスカスの後退し過ぎによる吐出不
良を解法できた。したがって、常に安定した吐出を行な
うことができ、画像品質を著しく良くすることができた
。また1本発明は、特別な回路を必要とせず、よってコ
ストアップすることなく、高品質画像を得ることができ
るという極めて優れた効果がある。
第1図は、本発明による液体噴射記録装置の一実施例を
説明するための駆動信号と気泡体積変化を表おした図、
第2図は、第1及び第2の補助信号を用いた場合の気泡
体積変化を表わした図、第3図は、補助信号の電圧を変
えた場合の気泡体積変化を表わした図、第4図(、)〜
(d)は、本発明の駆動方法を示す図、第5図は、記録
ヘッドのバブルジェットインク吐出と気泡発生・消滅の
原理図、第6図は、記録ヘッドの斜視図、第7図は、記
録ヘッドの分解構成図で、(a)は蓋基板、(b)は発
熱体基板を示す図、(c)は記録ヘッドの蓋基板の裏面
図、第8図は、発熱体基板の構成図、第9図は、発熱体
基板上に流路を形成するための流路壁を設けた図、第1
0図は、駆動方法1を示す図、第11図は、2次気泡の
発生を示す図、第12図は、駆動方法2を示す図である
。 8・・・基板、9・・・蓄熱層、10・・・発熱体層、
11゜12・・・電極、13・・・発熱体保護層、14
・・・電極保護層、15・・・下部層、16・・・感光
性樹脂、17・・・流路溝、18・・・蓋基板。 第1図 特許出願人 株式会社 リコー
説明するための駆動信号と気泡体積変化を表おした図、
第2図は、第1及び第2の補助信号を用いた場合の気泡
体積変化を表わした図、第3図は、補助信号の電圧を変
えた場合の気泡体積変化を表わした図、第4図(、)〜
(d)は、本発明の駆動方法を示す図、第5図は、記録
ヘッドのバブルジェットインク吐出と気泡発生・消滅の
原理図、第6図は、記録ヘッドの斜視図、第7図は、記
録ヘッドの分解構成図で、(a)は蓋基板、(b)は発
熱体基板を示す図、(c)は記録ヘッドの蓋基板の裏面
図、第8図は、発熱体基板の構成図、第9図は、発熱体
基板上に流路を形成するための流路壁を設けた図、第1
0図は、駆動方法1を示す図、第11図は、2次気泡の
発生を示す図、第12図は、駆動方法2を示す図である
。 8・・・基板、9・・・蓄熱層、10・・・発熱体層、
11゜12・・・電極、13・・・発熱体保護層、14
・・・電極保護層、15・・・下部層、16・・・感光
性樹脂、17・・・流路溝、18・・・蓋基板。 第1図 特許出願人 株式会社 リコー
Claims (1)
- 1、記録液を吐出する為の吐出口と、該吐出口に前記記
録液を導く為の液路と、前記記録液に熱エネルギーを作
用させる為の熱エネルギー発生体と、該熱エネルギー発
生体により気泡を発生させ、該気泡の体積増加にともな
う作用力によって前記記録液を前記吐出口より飛翔せし
める液体噴射記録装置において、前記気泡を発生させる
為に、前記熱エネルギー発生体に入力する画素信号の後
に、少なくとも1つ以上の補助信号を入力することを特
徴とする液体噴射記録装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1049492A JP2793622B2 (ja) | 1988-12-27 | 1989-03-01 | 液体噴射記録装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-330487 | 1988-12-27 | ||
| JP33048788 | 1988-12-27 | ||
| JP1049492A JP2793622B2 (ja) | 1988-12-27 | 1989-03-01 | 液体噴射記録装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02258264A true JPH02258264A (ja) | 1990-10-19 |
| JP2793622B2 JP2793622B2 (ja) | 1998-09-03 |
Family
ID=26389892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1049492A Expired - Fee Related JP2793622B2 (ja) | 1988-12-27 | 1989-03-01 | 液体噴射記録装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2793622B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007055147A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Fuji Xerox Co Ltd | 液滴吐出装置及び液滴吐出方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55132267A (en) * | 1979-04-02 | 1980-10-14 | Canon Inc | Recording device |
| JPS5811169A (ja) * | 1981-07-10 | 1983-01-21 | Canon Inc | 液体噴射記録法 |
| JPS5836461A (ja) * | 1982-06-23 | 1983-03-03 | Canon Inc | 記録方法 |
| JPS5836464A (ja) * | 1982-07-21 | 1983-03-03 | Canon Inc | 液体記録装置 |
-
1989
- 1989-03-01 JP JP1049492A patent/JP2793622B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55132267A (en) * | 1979-04-02 | 1980-10-14 | Canon Inc | Recording device |
| JPS5811169A (ja) * | 1981-07-10 | 1983-01-21 | Canon Inc | 液体噴射記録法 |
| JPS5836461A (ja) * | 1982-06-23 | 1983-03-03 | Canon Inc | 記録方法 |
| JPS5836464A (ja) * | 1982-07-21 | 1983-03-03 | Canon Inc | 液体記録装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007055147A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-03-08 | Fuji Xerox Co Ltd | 液滴吐出装置及び液滴吐出方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2793622B2 (ja) | 1998-09-03 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |