JPS647871B2 - - Google Patents
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- JPS647871B2 JPS647871B2 JP6856879A JP6856879A JPS647871B2 JP S647871 B2 JPS647871 B2 JP S647871B2 JP 6856879 A JP6856879 A JP 6856879A JP 6856879 A JP6856879 A JP 6856879A JP S647871 B2 JPS647871 B2 JP S647871B2
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Description
本発明は、液体を噴射し、飛翔液滴を形成して
記録を行う液体噴射記録方法に関する。 ノンインパクト記録法は、記録時に於ける騒音
の発生が無視し得る程度に極めて小さいという点
に於いて、最近関心を集めている。その中で、高
速記録が可能であり、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
ンクジエツト記録法（液体噴射記録方法）は、極
めて有力な記録方法であつて、これ迄にも様々な
方式の提案とそれを具現化する装置が考案され、
改良が加えられて商品化されたものもあれば、現
在も尚実用化への努力が続けられているものもあ
る。 その中で、例えば特開昭54−51837号公報、ド
イツ公開（DOLS）第2843064号公報に記載され
てある液体噴射記録方法は、熱エネルギーを液体
に作用させて、液滴吐出の為の原動力を得るとい
う点に於いて、他の液体噴射記録方法とは、異な
る特徴を有している。 即ち、上記の公報に開示されてある記録方法
は、熱エネルギーの作用を受けた液体が急峻な体
積の増大を伴う状態変化を起し、該状態変化に基
く作用力によつて、記録ヘツド部先端のオリフイ
スより液滴が吐出、飛翔して被記録部材に付着し
記録が行われるという特徴である。 殊に、DOLS2843064に開示されている液体噴
射記録法は、所謂drop−on demand記録方法に
極めて有効に適用されるばかりではなく、記録ヘ
ツド部をfull lineタイプで高密度マルチオリフイ
ス化として容易に具現化出来るので、高解像度、
高品質の画像を高速で得られるという特徴を有し
ている。 この様に、上記の液体噴射記録方法は、優れた
特徴を有するものであるが、高解像度、高品質の
画像を更に高速で記録するには、１つのオリフイ
スから吐出される液滴の単位時間当りの個数No.を
増大させる必要がある。 つまり、上記の液体噴射記録方法は、熱作用に
よる気泡の発生とその急峻な体積の増大と減衰に
基く急激な状態変化によつて記録ヘツドのオリフ
イスより液滴を飛翔的に吐出させて記録するが、
この体積の増大と減衰の繰返し時間を短かくして
Noを増大させる（繰返し液滴吐出性の向上）必
要がある。この繰返し液滴吐出性を向上させるに
は、律速段階となつている増大した気泡体積の減
衰速度を向上させることが提案されている。即
ち、液体に作用させる熱の発生源である電気熱変
換体よりの熱が熱作用部にある液体に作用し、該
液体と接触する表面である熱作用面の温度の時間
的変化の減衰カーブを、例えば、具体的にはペル
チエ素子等の冷却手段を使用して、電気熱変換体
の熱発生部や液体を強制的に冷却する（強制冷
却）ことにより急峻なものとし、結果的にNoを
増大させ様とする工夫である。而乍ら、上記の様
に特別に冷却手段を記録ヘツドに設けることは、
装置自体の複雑化とコスト上昇を招き、殊にマル
チオリフイス化の記録ヘツドとした場合には、そ
の点が著しいものとなる。況してや、高密度化マ
ルチオリフイス記録ヘツドを作成するとなると、
構造上、加工上、組立上等に於いて高度な微細精
密技術を要求され、コスト上昇、歩留りの低下、
保守上の問題が生じ、好ましい結果とはならな
い。 更に、前記の如き冷却手段を用いて強制冷却す
ることによつて発生した気体の体積を減少させる
ことを加速し様としても、発生する気泡周辺にあ
る液体の冷却を介して気泡を冷却する為に冷却効
率が低い、冷却手段と電気熱変換体とを同期させ
て駆動する必要がある。冷却手段の応答性が遅い
為に繰返し液滴吐出性を向上させるのに限度があ
る、冷却速度を上げ様とすると冷却手段周辺の液
体を必要以上に冷却して仕舞うことによる極度の
液体の物性変化に基く液滴吐出特性の低下、等々
の不都合さを生ずる。 これ等の不都合さは、記録ヘツドに設けられて
ある熱作用部への液体の補給不安定、吐出液滴量
の不均一、液滴吐出方向の乱れ、液滴吐出スピー
ドの不均一、記録信号に対する応答の忠実性及び
確実性の低下等を招来し、記録画像の品質低下、
強いては記録停止の原因となる。 本発明は、この点に鑑み成されたものであつ
て、連続的長時間記録に於いても常時安定して高
速で且つより高解像度、より高品質の画像を記録
することが出来る液体噴射記録方法を提供する事
を目的とする。 本発明は、上記の目的を達成する為に、諸々の
角度から検討し、実際に多種多様の記録ヘツドを
設計製造し、種々の角度からの実験を繰返し行つ
ている過程で、熱作用面の温度の時間変化の減衰
カーブが加熱時の増加カーブに大きく依存するこ
とを突止め熱作用面の温度波形が後述する波形状
態をとれば、強制冷却しなくとも前記の諸問題を
生ぜずに本発明の目的が達成される事を見出した
点に基いて成されたものである。 本発明者の実験検討の結果に因れば、記録ヘツ
ドに設けられてある電気熱変換体に電気信号を入
力して、熱エネルギーを発生させ、該熱エネルギ
ーの作用によつて熱作用部にある液体中に気泡を
発生させる場合、発生した気泡表面上に周りより
は比較的高い温度を有する高温液層が形成され、
この高温液層の層厚が厚くなるに従つて気泡体積
Ｖの減少速度が著しく低下し、この高温液層の冷
却は、前記した様な冷却手段によつて外部的に行
つても左程効果が上がらないこと、高温液層の層
厚は熱作用部にある液体の加熱速度に大いに依存
していることが判明している。 本発明はこの点の総合的実験を検討の上に築か
れたものである。 本発明の液体噴射記録方法は、熱エネルギーの
作用によつて液体に状態変化を生じせしめ該状態
変化に基づいて液体を吐出して液滴を形成するた
めのオリフイス及び該オリフイスに連通し前記熱
エネルギーが液体に作用する部分である熱作用部
を有する液吐出部と、前記熱エネルギーを発生す
るための電気熱交換体とを具備する記録ヘツドを
使用する液体噴射記録方法であつて、前記電気熱
変換体よりの熱が前記熱作用部にある液体に作用
し、該液体と接触する表面である熱作用面の温度
の立上り開始温度Tiより最高温度Tpに至るまで
の温度の時間変化率の平均値を１×106℃／sec以
上とする電圧とパルス幅成分を有するパルス波を
入力して記録を実行することを特徴とする。 この様に熱作用面の温度の、立上り開始温度
Tiより最高温度Tpに至る迄の時間変化率dT／dtの 平均値（dT／dt）を１×106℃／sec以上となる様に して記録を実行すれば吐出液滴量の均一化、液滴
吐出方向の安定化、液滴吐出スピードの均一化、
及び記録信号に対する応答の忠実性と確実性の向
上を計ることが出来、高解像度で高品質の画像を
高速記録することが極めて容易に行える。更に
は、前記熱作用面の温度変化を波形状とすること
によつて、熱作用部に於いて、電気信号の電気熱
変換体への入力によつて発生される熱エネルギー
が、該熱作用部にある液体に高効率で作用し、そ
の結果生じた液滴吐出の為の原動力が液滴吐出に
有効に消費される様になるので省液滴吐出エネル
ギー化を実現することが容易となる。 以下、本発明を図面に従つて、更に具体的に説
明する。 第１図ａは、本発明が適用される液体噴射記録
ヘツドのオリフイス側から見た正面部分図、第１
図ｂは、第１図ａに一点鎖線XYで示す部分で切
断した場合の切断面部分図である。 図に示される記録ヘツド１は、その表面に電気
熱変換体２が設けられている基板３の表面に、所
定の線密度で所定の巾と深さの溝が所定数設けら
れている溝付板４で覆う様に接合することによつ
て、オリフイス５と液滴吐出部６が形成された構
造を有している。図に示す記録ヘツドの場合、オ
リフイス５を複数有するものとして示されてある
が、勿論本発明は、これに限定されるものではな
く単一オリフイスの場合の記録ヘツドへの適用の
場合も本発明の範囲にはいるものである。 液吐出部６は、その終端に液滴を吐出させる為
のオリフイス５と、電気熱変換体２より発生され
る熱エネルギーが液体に作用して気泡を発生し、
その体積の膨脹と収縮に依る急激な状態変化を引
起す処である熱作用部７とを有する。 熱作用部７は、電気熱変換体２の熱発生部８の
上部に位置し、熱発生部８の液体と接触する熱作
用面９をその底面としている。 熱発生部８は、基板３上に設けられた下部層１
０、該下部層１０上に設けられた発熱抵抗層１
１、該発熱抵抗層１１上に設けられた上部層１２
とで構成される。発熱抵抗層１１には、熱を発生
させる為に該層１１に通電する為の電極１３，１
４がその表面に設けられてある。電極１３は、各
液吐出部の熱発生部に共通の電極であり、電極１
４は、各液吐出部の熱発生部を選択して発熱させ
る為の選択電極であつて、液吐出部の流路に沿つ
て設けられてある。 上部層１２は、発熱抵抗層１１を、使用する液
体から化学的・物理的に保護する為に発熱抵抗層
１１と液吐出部６にある液体とを隔絶すると共
に、液体を通じて電極１３，１４間が短絡するの
を防止する発熱抵抗層１１の保護的機能を有して
いる。 上部層１２は、上記の様な機能を有するもので
あるが、発熱抵抗層１１が、耐液性があり、且つ
液体を通じて電極１３，１４間が電気的に短絡す
る心配が全くない場合には、必ずしも設ける必要
はなく、発熱抵抗層１１の表面に直ちに液体が接
触する構造の電気熱変換体として設計しても良
い。 下層部１０は、主に熱流量制御機能を有する。
即ち、液滴吐出の際には、発熱抵抗層１１で発生
する熱が基板３側の方に伝導するよりも、熱作用
部７側の方に伝導する割合が出来る限り多くな
り、液滴吐出後、詰り発熱抵抗層１１への通電が
OFFされた後には、熱作用部７及び熱発生部８
にある熱が速やかに基板３側に放出されて、熱作
用部７にある液体及び発生した気泡が急冷される
為に設けられる。 この様に、液滴吐出の際には、熱作用部７側へ
の熱流量の割合が出来る限り大きく、発熱抵抗層
１１への通電がOFFされた際には、基板３側へ
の熱流量の割合が出来る限り大きくなる様にし
て、液滴吐出エネルギーの高効率化と高熱応答性
及び連続的繰返し液滴吐出性の向上、液滴吐出周
波数の向上、吐出液滴量の均一化、液滴吐出方向
の安定化、液滴吐出スピードの均一化、及び記録
信号に対する応答の忠実性と確実性の向上を実現
させるには、熱作用面の温度変化カーブに於い
て、前記した関係が成立する様にして記録を実行
すれば良いものである。 この点を更に具体的に説明する。 第２図には、記録ヘツドに設けられた電気熱変
換体２に記号Ｐで示すパルス波形の電気信号を入
力した際の熱作用面９の表面温度の時間的変化が
示される。 今、電気熱変換体２に時刻toと時刻tpに於いて
ON−OFFされるパルス状の電気信号Ｐが入力さ
れると、熱作用面９の表面温度Ｔは、時刻toに於
いて立上り開始温度Tiより上昇し始め、時刻tp
に於いて最高温度Tpに到達する。なお、前記開
始温度Tiは使用するインクの物性および記録ヘ
ツドがおかれている環境温度により支配されて自
ずから定まるものであり、また前記最高温度Tp
は記録ヘツドに印加される電気信号の電圧および
パルス幅によつて定まりかつインクが加熱される
ことによつて急峻な体積の増大を伴う状態変化を
おこすのに必要な温度を意味する。次いで前記時
刻tpに於いて電気信号ｐがOFFされると表面温
度Ｔは減衰し始める。電気信号ｐがOFFされて
表面温度Ｔが減少する減少速度は時間toに於ける
表面温度Ｔの時間的変化率によつて大きく左右さ
れる。即ち、本発明で云う様に加熱時のその時間
変化率の平均値が１×106℃／sec以上である様な
温度カーブにすることによつて電気信号ｐを
OFFした場合の熱作用面の表面温度の減衰カー
ブを特別に冷却手段を用いずとも効果的に急峻に
する事が出来、前記した如きの本発明の目的が十
二分に達成することが出来る。 本発明に於いては、前記した時間変化率の平均
値（dT／dt）が１×106℃／sec以上とするものであ るが、更に好適には３×106℃／sec以上、最適に
は１×107℃／sec以上とされる。 以下本発明を実施例に従つて具体的に説明す
る。 実施例 アルミナ基板上にSiO2層（下部層）をスパツ
タリングにより3μｍ厚に形成、続いて発熱抵抗
層としてHfB2を1000Å厚に、アルミニウムを電
極として3000Å厚に積層した後、選択エツチング
によつて80μｍ×200μｍの発熱抵抗体パターンを
形成した。次にSiO2層をスパツタリングにより
0.5μｍ厚に保護層（上部層）として積層して基板
上に電気熱変換体を形成した後幅80μｍ×深さ
80μｍの溝を刻んだガラス板を溝と発熱抵抗体が
合致するように接合した。引続いて発熱抵抗体の
先端とオリフイスの距離が300μｍになるようオ
リフイス端面を研磨して記録ヘツドを作成した。
黒色染料とエタノールを主成とするインクを0.1
気圧の背圧で熱作用部に供給しながら、10μs、
40Vの矩形電圧パルス印字信号を200μsの周期で
電気熱変換体に10時間連続して印加したところ、
印字信号に従つて忠実且つ確実に液滴が吐出し
た。電圧印加時と同期させ乍らストロボを点滅
し、記録ヘツドのオリフイスからの液滴の吐出状
況及び熱作用面上に形成される気泡の体積の時間
変化を測定した結果、及び熱作用面の表面温度の
変化を赤外温度計で測定した結果を第１表に示
す。又同時に印加パルス幅を変化させることによ
り（dT／dT）を種々に変化させた場合の吐出状況、 最高応答周波数、消費エネルギー、吐出速度をも
同時に示した。 この結果から本発明の範囲が特に優れた吐出性
能を示すことが明らかになつた。
記録を行う液体噴射記録方法に関する。 ノンインパクト記録法は、記録時に於ける騒音
の発生が無視し得る程度に極めて小さいという点
に於いて、最近関心を集めている。その中で、高
速記録が可能であり、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
ンクジエツト記録法（液体噴射記録方法）は、極
めて有力な記録方法であつて、これ迄にも様々な
方式の提案とそれを具現化する装置が考案され、
改良が加えられて商品化されたものもあれば、現
在も尚実用化への努力が続けられているものもあ
る。 その中で、例えば特開昭54−51837号公報、ド
イツ公開（DOLS）第2843064号公報に記載され
てある液体噴射記録方法は、熱エネルギーを液体
に作用させて、液滴吐出の為の原動力を得るとい
う点に於いて、他の液体噴射記録方法とは、異な
る特徴を有している。 即ち、上記の公報に開示されてある記録方法
は、熱エネルギーの作用を受けた液体が急峻な体
積の増大を伴う状態変化を起し、該状態変化に基
く作用力によつて、記録ヘツド部先端のオリフイ
スより液滴が吐出、飛翔して被記録部材に付着し
記録が行われるという特徴である。 殊に、DOLS2843064に開示されている液体噴
射記録法は、所謂drop−on demand記録方法に
極めて有効に適用されるばかりではなく、記録ヘ
ツド部をfull lineタイプで高密度マルチオリフイ
ス化として容易に具現化出来るので、高解像度、
高品質の画像を高速で得られるという特徴を有し
ている。 この様に、上記の液体噴射記録方法は、優れた
特徴を有するものであるが、高解像度、高品質の
画像を更に高速で記録するには、１つのオリフイ
スから吐出される液滴の単位時間当りの個数No.を
増大させる必要がある。 つまり、上記の液体噴射記録方法は、熱作用に
よる気泡の発生とその急峻な体積の増大と減衰に
基く急激な状態変化によつて記録ヘツドのオリフ
イスより液滴を飛翔的に吐出させて記録するが、
この体積の増大と減衰の繰返し時間を短かくして
Noを増大させる（繰返し液滴吐出性の向上）必
要がある。この繰返し液滴吐出性を向上させるに
は、律速段階となつている増大した気泡体積の減
衰速度を向上させることが提案されている。即
ち、液体に作用させる熱の発生源である電気熱変
換体よりの熱が熱作用部にある液体に作用し、該
液体と接触する表面である熱作用面の温度の時間
的変化の減衰カーブを、例えば、具体的にはペル
チエ素子等の冷却手段を使用して、電気熱変換体
の熱発生部や液体を強制的に冷却する（強制冷
却）ことにより急峻なものとし、結果的にNoを
増大させ様とする工夫である。而乍ら、上記の様
に特別に冷却手段を記録ヘツドに設けることは、
装置自体の複雑化とコスト上昇を招き、殊にマル
チオリフイス化の記録ヘツドとした場合には、そ
の点が著しいものとなる。況してや、高密度化マ
ルチオリフイス記録ヘツドを作成するとなると、
構造上、加工上、組立上等に於いて高度な微細精
密技術を要求され、コスト上昇、歩留りの低下、
保守上の問題が生じ、好ましい結果とはならな
い。 更に、前記の如き冷却手段を用いて強制冷却す
ることによつて発生した気体の体積を減少させる
ことを加速し様としても、発生する気泡周辺にあ
る液体の冷却を介して気泡を冷却する為に冷却効
率が低い、冷却手段と電気熱変換体とを同期させ
て駆動する必要がある。冷却手段の応答性が遅い
為に繰返し液滴吐出性を向上させるのに限度があ
る、冷却速度を上げ様とすると冷却手段周辺の液
体を必要以上に冷却して仕舞うことによる極度の
液体の物性変化に基く液滴吐出特性の低下、等々
の不都合さを生ずる。 これ等の不都合さは、記録ヘツドに設けられて
ある熱作用部への液体の補給不安定、吐出液滴量
の不均一、液滴吐出方向の乱れ、液滴吐出スピー
ドの不均一、記録信号に対する応答の忠実性及び
確実性の低下等を招来し、記録画像の品質低下、
強いては記録停止の原因となる。 本発明は、この点に鑑み成されたものであつ
て、連続的長時間記録に於いても常時安定して高
速で且つより高解像度、より高品質の画像を記録
することが出来る液体噴射記録方法を提供する事
を目的とする。 本発明は、上記の目的を達成する為に、諸々の
角度から検討し、実際に多種多様の記録ヘツドを
設計製造し、種々の角度からの実験を繰返し行つ
ている過程で、熱作用面の温度の時間変化の減衰
カーブが加熱時の増加カーブに大きく依存するこ
とを突止め熱作用面の温度波形が後述する波形状
態をとれば、強制冷却しなくとも前記の諸問題を
生ぜずに本発明の目的が達成される事を見出した
点に基いて成されたものである。 本発明者の実験検討の結果に因れば、記録ヘツ
ドに設けられてある電気熱変換体に電気信号を入
力して、熱エネルギーを発生させ、該熱エネルギ
ーの作用によつて熱作用部にある液体中に気泡を
発生させる場合、発生した気泡表面上に周りより
は比較的高い温度を有する高温液層が形成され、
この高温液層の層厚が厚くなるに従つて気泡体積
Ｖの減少速度が著しく低下し、この高温液層の冷
却は、前記した様な冷却手段によつて外部的に行
つても左程効果が上がらないこと、高温液層の層
厚は熱作用部にある液体の加熱速度に大いに依存
していることが判明している。 本発明はこの点の総合的実験を検討の上に築か
れたものである。 本発明の液体噴射記録方法は、熱エネルギーの
作用によつて液体に状態変化を生じせしめ該状態
変化に基づいて液体を吐出して液滴を形成するた
めのオリフイス及び該オリフイスに連通し前記熱
エネルギーが液体に作用する部分である熱作用部
を有する液吐出部と、前記熱エネルギーを発生す
るための電気熱交換体とを具備する記録ヘツドを
使用する液体噴射記録方法であつて、前記電気熱
変換体よりの熱が前記熱作用部にある液体に作用
し、該液体と接触する表面である熱作用面の温度
の立上り開始温度Tiより最高温度Tpに至るまで
の温度の時間変化率の平均値を１×106℃／sec以
上とする電圧とパルス幅成分を有するパルス波を
入力して記録を実行することを特徴とする。 この様に熱作用面の温度の、立上り開始温度
Tiより最高温度Tpに至る迄の時間変化率dT／dtの 平均値（dT／dt）を１×106℃／sec以上となる様に して記録を実行すれば吐出液滴量の均一化、液滴
吐出方向の安定化、液滴吐出スピードの均一化、
及び記録信号に対する応答の忠実性と確実性の向
上を計ることが出来、高解像度で高品質の画像を
高速記録することが極めて容易に行える。更に
は、前記熱作用面の温度変化を波形状とすること
によつて、熱作用部に於いて、電気信号の電気熱
変換体への入力によつて発生される熱エネルギー
が、該熱作用部にある液体に高効率で作用し、そ
の結果生じた液滴吐出の為の原動力が液滴吐出に
有効に消費される様になるので省液滴吐出エネル
ギー化を実現することが容易となる。 以下、本発明を図面に従つて、更に具体的に説
明する。 第１図ａは、本発明が適用される液体噴射記録
ヘツドのオリフイス側から見た正面部分図、第１
図ｂは、第１図ａに一点鎖線XYで示す部分で切
断した場合の切断面部分図である。 図に示される記録ヘツド１は、その表面に電気
熱変換体２が設けられている基板３の表面に、所
定の線密度で所定の巾と深さの溝が所定数設けら
れている溝付板４で覆う様に接合することによつ
て、オリフイス５と液滴吐出部６が形成された構
造を有している。図に示す記録ヘツドの場合、オ
リフイス５を複数有するものとして示されてある
が、勿論本発明は、これに限定されるものではな
く単一オリフイスの場合の記録ヘツドへの適用の
場合も本発明の範囲にはいるものである。 液吐出部６は、その終端に液滴を吐出させる為
のオリフイス５と、電気熱変換体２より発生され
る熱エネルギーが液体に作用して気泡を発生し、
その体積の膨脹と収縮に依る急激な状態変化を引
起す処である熱作用部７とを有する。 熱作用部７は、電気熱変換体２の熱発生部８の
上部に位置し、熱発生部８の液体と接触する熱作
用面９をその底面としている。 熱発生部８は、基板３上に設けられた下部層１
０、該下部層１０上に設けられた発熱抵抗層１
１、該発熱抵抗層１１上に設けられた上部層１２
とで構成される。発熱抵抗層１１には、熱を発生
させる為に該層１１に通電する為の電極１３，１
４がその表面に設けられてある。電極１３は、各
液吐出部の熱発生部に共通の電極であり、電極１
４は、各液吐出部の熱発生部を選択して発熱させ
る為の選択電極であつて、液吐出部の流路に沿つ
て設けられてある。 上部層１２は、発熱抵抗層１１を、使用する液
体から化学的・物理的に保護する為に発熱抵抗層
１１と液吐出部６にある液体とを隔絶すると共
に、液体を通じて電極１３，１４間が短絡するの
を防止する発熱抵抗層１１の保護的機能を有して
いる。 上部層１２は、上記の様な機能を有するもので
あるが、発熱抵抗層１１が、耐液性があり、且つ
液体を通じて電極１３，１４間が電気的に短絡す
る心配が全くない場合には、必ずしも設ける必要
はなく、発熱抵抗層１１の表面に直ちに液体が接
触する構造の電気熱変換体として設計しても良
い。 下層部１０は、主に熱流量制御機能を有する。
即ち、液滴吐出の際には、発熱抵抗層１１で発生
する熱が基板３側の方に伝導するよりも、熱作用
部７側の方に伝導する割合が出来る限り多くな
り、液滴吐出後、詰り発熱抵抗層１１への通電が
OFFされた後には、熱作用部７及び熱発生部８
にある熱が速やかに基板３側に放出されて、熱作
用部７にある液体及び発生した気泡が急冷される
為に設けられる。 この様に、液滴吐出の際には、熱作用部７側へ
の熱流量の割合が出来る限り大きく、発熱抵抗層
１１への通電がOFFされた際には、基板３側へ
の熱流量の割合が出来る限り大きくなる様にし
て、液滴吐出エネルギーの高効率化と高熱応答性
及び連続的繰返し液滴吐出性の向上、液滴吐出周
波数の向上、吐出液滴量の均一化、液滴吐出方向
の安定化、液滴吐出スピードの均一化、及び記録
信号に対する応答の忠実性と確実性の向上を実現
させるには、熱作用面の温度変化カーブに於い
て、前記した関係が成立する様にして記録を実行
すれば良いものである。 この点を更に具体的に説明する。 第２図には、記録ヘツドに設けられた電気熱変
換体２に記号Ｐで示すパルス波形の電気信号を入
力した際の熱作用面９の表面温度の時間的変化が
示される。 今、電気熱変換体２に時刻toと時刻tpに於いて
ON−OFFされるパルス状の電気信号Ｐが入力さ
れると、熱作用面９の表面温度Ｔは、時刻toに於
いて立上り開始温度Tiより上昇し始め、時刻tp
に於いて最高温度Tpに到達する。なお、前記開
始温度Tiは使用するインクの物性および記録ヘ
ツドがおかれている環境温度により支配されて自
ずから定まるものであり、また前記最高温度Tp
は記録ヘツドに印加される電気信号の電圧および
パルス幅によつて定まりかつインクが加熱される
ことによつて急峻な体積の増大を伴う状態変化を
おこすのに必要な温度を意味する。次いで前記時
刻tpに於いて電気信号ｐがOFFされると表面温
度Ｔは減衰し始める。電気信号ｐがOFFされて
表面温度Ｔが減少する減少速度は時間toに於ける
表面温度Ｔの時間的変化率によつて大きく左右さ
れる。即ち、本発明で云う様に加熱時のその時間
変化率の平均値が１×106℃／sec以上である様な
温度カーブにすることによつて電気信号ｐを
OFFした場合の熱作用面の表面温度の減衰カー
ブを特別に冷却手段を用いずとも効果的に急峻に
する事が出来、前記した如きの本発明の目的が十
二分に達成することが出来る。 本発明に於いては、前記した時間変化率の平均
値（dT／dt）が１×106℃／sec以上とするものであ るが、更に好適には３×106℃／sec以上、最適に
は１×107℃／sec以上とされる。 以下本発明を実施例に従つて具体的に説明す
る。 実施例 アルミナ基板上にSiO2層（下部層）をスパツ
タリングにより3μｍ厚に形成、続いて発熱抵抗
層としてHfB2を1000Å厚に、アルミニウムを電
極として3000Å厚に積層した後、選択エツチング
によつて80μｍ×200μｍの発熱抵抗体パターンを
形成した。次にSiO2層をスパツタリングにより
0.5μｍ厚に保護層（上部層）として積層して基板
上に電気熱変換体を形成した後幅80μｍ×深さ
80μｍの溝を刻んだガラス板を溝と発熱抵抗体が
合致するように接合した。引続いて発熱抵抗体の
先端とオリフイスの距離が300μｍになるようオ
リフイス端面を研磨して記録ヘツドを作成した。
黒色染料とエタノールを主成とするインクを0.1
気圧の背圧で熱作用部に供給しながら、10μs、
40Vの矩形電圧パルス印字信号を200μsの周期で
電気熱変換体に10時間連続して印加したところ、
印字信号に従つて忠実且つ確実に液滴が吐出し
た。電圧印加時と同期させ乍らストロボを点滅
し、記録ヘツドのオリフイスからの液滴の吐出状
況及び熱作用面上に形成される気泡の体積の時間
変化を測定した結果、及び熱作用面の表面温度の
変化を赤外温度計で測定した結果を第１表に示
す。又同時に印加パルス幅を変化させることによ
り（dT／dT）を種々に変化させた場合の吐出状況、 最高応答周波数、消費エネルギー、吐出速度をも
同時に示した。 この結果から本発明の範囲が特に優れた吐出性
能を示すことが明らかになつた。
【表】
第１図ａは、本発明の適用される液体噴射記録
ヘツドの好適な実施態様の１つのオリフイス側か
らの正面部分図、第１図ｂは、第１図ａの一点鎖
線XYで示す部分で切断した場合の切断面部分
図、第２図は、記録ヘツドに入力される電気信号
と熱作用面９の表面温度の時間的変化を示すタイ
ミングチヤートである。 １……液体噴射記録ヘツド、２……電気熱変換
体、３……基板、４……溝付板、５……オリフイ
ス、６……液吐出部、７……熱作用部、８……熱
発生部、９……熱作用面、１０……下層部、１１
……発熱抵抗層、１２……上部層、１３……共通
電極、１４……選択電極。
ヘツドの好適な実施態様の１つのオリフイス側か
らの正面部分図、第１図ｂは、第１図ａの一点鎖
線XYで示す部分で切断した場合の切断面部分
図、第２図は、記録ヘツドに入力される電気信号
と熱作用面９の表面温度の時間的変化を示すタイ
ミングチヤートである。 １……液体噴射記録ヘツド、２……電気熱変換
体、３……基板、４……溝付板、５……オリフイ
ス、６……液吐出部、７……熱作用部、８……熱
発生部、９……熱作用面、１０……下層部、１１
……発熱抵抗層、１２……上部層、１３……共通
電極、１４……選択電極。
Claims (1)
- １ 熱エネルギーの作用によつて液体に状態変化
を生じせしめ該状態変化に基づいて液体を吐出し
て液滴を形成するためのオリフイス及び該オリフ
イスに連通し前記熱エネルギーが液体に作用する
部分である熱作用部を有する液吐出部と、前記熱
エネルギーを発生するための電気熱変換体とを具
備する記録ヘツドを使用する液体噴射記録方法で
あつて、前記電気熱変換体よりの熱が前記熱作用
部にある液体に作用し、該液体と接触する表面で
ある熱作用面の温度の立上り開始温度Tiより最
高温度Tpに至るまでの温度の時間変化率の平均
値を１×106℃／sec以上とする電圧とパルス幅成
分を有するパルス波を入力して記録を実行するこ
とを特徴とする液体噴射記録方法。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6856879A JPS55161664A (en) | 1979-06-01 | 1979-06-01 | Liquid injection recording method |
| US06/149,429 US4313124A (en) | 1979-05-18 | 1980-05-13 | Liquid jet recording process and liquid jet recording head |
| DE3051241A DE3051241C2 (de) | 1979-05-18 | 1980-05-16 | Aufzeichnungskopf zum Ausstoßen von Flüssigkeitströpfchen auf einen Aufzeichnungsträger |
| DE3051238A DE3051238C2 (de) | 1979-05-18 | 1980-05-16 | Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung |
| DE3051239A DE3051239C2 (de) | 1979-05-18 | 1980-05-16 | Schreibkopf für einen Tintenstrahldrucker |
| DE19803018852 DE3018852A1 (de) | 1979-05-18 | 1980-05-16 | Verfahren zum tintenstrahldrucken sowie schreibkopf fuer einen tintenstrahldrucker |
| DE3051240A DE3051240C2 (de) | 1979-05-18 | 1980-05-16 | Tintenstrahl-Schreibkopf |
| DE3051237A DE3051237C2 (de) | 1979-05-18 | 1980-05-16 | Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6856879A JPS55161664A (en) | 1979-06-01 | 1979-06-01 | Liquid injection recording method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55161664A JPS55161664A (en) | 1980-12-16 |
| JPS647871B2 true JPS647871B2 (ja) | 1989-02-10 |
Family
ID=13377493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6856879A Granted JPS55161664A (en) | 1979-05-18 | 1979-06-01 | Liquid injection recording method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55161664A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0717065B2 (ja) * | 1986-11-27 | 1995-03-01 | 富士ゼロックス株式会社 | インクジエツト記録装置 |
| JPH021317A (ja) * | 1988-02-18 | 1990-01-05 | Ricoh Co Ltd | 液体噴射記録ヘッド |
| US5980024A (en) * | 1993-10-29 | 1999-11-09 | Hitachi Koki Co, Ltd. | Ink jet print head and a method of driving ink therefrom |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5451837A (en) * | 1977-09-30 | 1979-04-24 | Ricoh Co Ltd | Ink jet head device |
| JPS5459936A (en) * | 1977-10-03 | 1979-05-15 | Canon Inc | Recording method and device therefor |
| JPS5459139A (en) * | 1977-10-19 | 1979-05-12 | Canon Inc | Recording head |
-
1979
- 1979-06-01 JP JP6856879A patent/JPS55161664A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55161664A (en) | 1980-12-16 |
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