Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP3510486B2 - Ink jet recording apparatus, ink jet recording method, and ink jet recording head - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP3510486B2 - Ink jet recording apparatus, ink jet recording method, and ink jet recording head - Google Patents

Ink jet recording apparatus, ink jet recording method, and ink jet recording head

Info

Publication number
JP3510486B2
JP3510486B2 JP16036698A JP16036698A JP3510486B2 JP 3510486 B2 JP3510486 B2 JP 3510486B2 JP 16036698 A JP16036698 A JP 16036698A JP 16036698 A JP16036698 A JP 16036698A JP 3510486 B2 JP3510486 B2 JP 3510486B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
stimulus
jet recording
ink jet
recording apparatus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP16036698A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH11348321A (en
Inventor
昌也 永田
壽宏 田村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP16036698A priority Critical patent/JP3510486B2/en
Publication of JPH11348321A publication Critical patent/JPH11348321A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3510486B2 publication Critical patent/JP3510486B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、インク小滴を吐出
して画像記録を行うインクジェット記録装置及びインク
ジェット記録方法並びにインクジェット記録ヘッドに関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus, an ink jet recording method, and an ink jet recording head which eject an ink droplet to record an image.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、数μmの大きさの微粒子を作製す
る方法として、画像記録分野においては、液体として着
色インクを用い、直径数十μm程度の小さいノズルから
インクを押し出してインク粒子を形成、飛翔させて、記
録媒体上に文字や画像を得る方法がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for producing fine particles having a size of several μm, in the field of image recording, colored ink is used as a liquid, and the ink is extruded from a small nozzle having a diameter of several tens of μm to form ink particles. There is a method of flying and obtaining characters and images on a recording medium.

【0003】この方法は、一般的にインクジェット方式
と呼ばれ、 A)圧電素子を用いて着色インクに機械的振動または変
位を与えることによりインクの吐出を実現する方法 B)熱エネルギーを用いて、液体としてのインクを加熱
して発泡させる圧力を利用することによりインクの吐出
を実現する方法等のインクを吐出させる方法に分類され
る。
This method is generally called an ink jet method, and A) a method for realizing ejection of ink by applying mechanical vibration or displacement to a colored ink using a piezoelectric element, B) using thermal energy, The method is classified as a method of ejecting ink, such as a method of ejecting ink by utilizing a pressure for heating and foaming ink as a liquid.

【0004】上記インクジェット記録ヘッドを用いた方
式に関する技術としては、色々開示・提案されている。
Various techniques have been disclosed and proposed for the system using the above-mentioned ink jet recording head.

【0005】1)特開平6−31910号公報では、イ
ンクジェットヘッドにおいて、大きさの異なる粒子を作
製する方法として、必要とする液滴径に合わせてノズル
を複数形成する方法が開示されている。
1) Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-31910 discloses a method for forming particles having different sizes in an ink jet head, in which a plurality of nozzles are formed in accordance with a required droplet diameter.

【0006】2)特開平6−191142号公報では、
ヘッドの温度を変化させることにより液滴径を可変する
方法が開示されている。
2) In Japanese Patent Laid-Open No. 6-191142,
A method of changing the droplet diameter by changing the head temperature is disclosed.

【0007】3)特開平6−286138号公報では、
複数のノズルから吐出されるインクを個々に、またはそ
のいずれかを合体させることにより液滴径を可変する方
法が開示されている。
3) In Japanese Patent Laid-Open No. 6-286138,
A method is disclosed in which ink droplets ejected from a plurality of nozzles are individually combined or one of them is combined to change the droplet diameter.

【0008】4)特開平6−191026号公報では、
上記1)から3)のように液滴径を可変とすることはで
きないが、インク吐出孔付近を撥水処理することで従来
と同様のサイズのヘッドを用いながら微小液滴を生成す
るための技術が開示されている。
4) In Japanese Patent Laid-Open No. 6-191026,
Although it is not possible to make the droplet diameter variable as in 1) to 3) above, it is possible to generate minute droplets by using a head of the same size as the conventional one by performing water repellent treatment in the vicinity of the ink ejection holes. The technology is disclosed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記イ
ンクジェット記録装置及びインクジェット記録方法並び
にインクジェット記録ヘッドにおいては、なお以下のよ
うな問題を有している。
However, the above-mentioned ink jet recording apparatus, ink jet recording method, and ink jet recording head still have the following problems.

【0010】前記1)においては、粒子径の数に応じた
ノズル径を有するヘッドが必要になるため、装置が大型
化、複雑化する。また、インクジェットヘッドによって
より微小径の液体を作製するには、ヘッドをさらに微細
加工する必要があり、製造及び加工技術上困難である。
さらに、この時の加工精度により、作製される粒子の大
きさが影響を受け、安定かつ均一な粒径を得ることは困
難である。
In the above 1), since a head having a nozzle diameter corresponding to the number of particle diameters is required, the apparatus becomes large and complicated. Further, in order to produce a liquid having a smaller diameter with an inkjet head, the head needs to be further finely processed, which is difficult in terms of manufacturing and processing technology.
Further, the processing accuracy at this time affects the size of the particles produced, and it is difficult to obtain a stable and uniform particle size.

【0011】前記2)においては、ヘッドの温度制御が
難しく、環境温度の変化によって液滴径が変わってしま
うという問題が存在する。
In the above 2), it is difficult to control the temperature of the head, and there is a problem in that the droplet diameter changes due to changes in the environmental temperature.

【0012】前記3)においては、1つのインク吐出部
に対し2つ以上のインク吐出孔を形成しておかなければ
ならず、微細加工が要求され、高解像度化に対応できな
いといった問題が存在する。
In the above 3), it is necessary to form two or more ink ejection holes for one ink ejection portion, which requires fine processing, and there is a problem that high resolution cannot be dealt with. .

【0013】前記4)においては、本発明に対して最も
近い技術であり、インク吐出孔の内壁を撥液処理するこ
とにより従来と同サイズのヘッドを用いつつ、より小さ
な液滴を生成することは可能である。しかし、ヘッド製
造後に液滴の大きさを任意に変えることができないとい
う問題を有している。
In the above 4), which is the closest technique to the present invention, liquid-repellent treatment is applied to the inner wall of the ink ejection hole to generate smaller droplets while using a head of the same size as the conventional one. Is possible. However, there is a problem that the size of the droplet cannot be arbitrarily changed after the head is manufactured.

【0014】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的とするところは、高度な
微細加工技術を必要とせず、刺激供与の有無によりイン
クの吐出孔子部分の内壁面での接触角を可逆的に変化さ
せる、つまり液敵の吐出孔部分を可逆的に撥水あるいは
親水性に制御することにより、吐出させる液滴径を任意
に変えることができるインクジェット記録装置及びイン
クジェット記録方法並びにインクジェット記録ヘッドを
提供することである。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and its purpose is not to require a high-level fine processing technique, and to determine the ink ejection hole portion depending on the presence or absence of stimulation. An ink jet recording apparatus capable of arbitrarily changing the diameter of a droplet to be ejected by reversibly changing the contact angle on the inner wall surface, that is, reversibly controlling the ejection hole portion of the liquid enemy to be water repellent or hydrophilic. And an inkjet recording method and an inkjet recording head.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載に
係るインクジェット記録装置は、インク吐出孔と、前記
インク吐出孔へのインク流路と、前記インク流路内のイ
ンクを前記インク吐出孔から吐出させるためのインク吐
出用エネルギー発生手段と、を有し、少なくともインク
吐出孔を含む前記インク吐出孔から前記インク流路内の
所定位置までの内壁面は、刺激供与の有無によってイン
ク接触時の接触角が可逆的に変化する部材で形成されて
いる、記録ヘッドを備えてなるインクジェット記録装置
であって、前記刺激を供与するための刺激供与手段と、
前記刺激を除去するための刺激除去手段と、前記刺激供
与手段と前記刺激除去手段とのいずれか一方を選択した
後にインクの吐出制御を行なうための制御手段と、を備
えることを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording apparatus, an ink discharge hole, an ink flow path to the ink discharge hole, and an ink flow path in the ink flow path.
Has an ink ejection energy generating means for ejecting ink from the ink discharge hole, the inner wall surface from the ink discharge hole including at least the ink discharge hole to a predetermined position of the ink flow path is stimulated donor An ink jet recording apparatus provided with a recording head, which is formed of a member whose contact angle upon ink contact changes reversibly depending on the presence or absence of a stimulus, and a stimulus providing means for providing the stimulus,
A stimulus removing unit for removing the stimulus, and a control unit for controlling ink ejection after selecting one of the stimulus providing unit and the stimulus removing unit are provided.

【0016】本発明の請求項2記載に係るインクジェッ
ト記録装置は、請求項1記載のインクジェット記録装置
において、刺激供与手段は、インクの内壁面への接触角
が可逆的に変化する部材に電荷を与えて帯電させること
を特徴とする。
An ink jet recording apparatus according to a second aspect of the present invention is the ink jet recording apparatus according to the first aspect, wherein the stimulus providing means applies a charge to a member whose contact angle to the inner wall surface of the ink reversibly changes. It is characterized in that it is given and charged.

【0017】本発明の請求項3記載に係るインクジェッ
ト記録装置は、請求項1記載のインクジェット記録装置
において、刺激除去手段は、インクの内壁面への接触角
が可逆的に変化する部材に帯電している電荷を除去する
ことを特徴とする。
An ink jet recording apparatus according to a third aspect of the present invention is the ink jet recording apparatus according to the first aspect, wherein the stimulus removing means charges a member whose contact angle to the inner wall surface of the ink reversibly changes. It is characterized by removing the electric charges that are present.

【0018】本発明の請求項4記載に係るインクジェッ
ト記録装置は、請求項2または3記載のインクジェット
記録装置において、インクの内壁面への接触角が可逆的
に変化する部材は、絶縁性部材であることを特徴とす
る。
An ink jet recording apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the ink jet recording apparatus according to the second or third aspect, wherein the member whose contact angle to the inner wall surface of the ink reversibly changes is an insulating member. It is characterized by being.

【0019】本発明の請求項5記載に係るインクジェッ
ト記録装置は、請求項2または3記載のインクジェット
記録装置において、インクの内壁面への接触角が可逆的
に変化する部材は、光導電性部材であることを特徴とす
る。
An ink jet recording apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the ink jet recording apparatus according to the second or third aspect, in which the member whose ink contact angle with the inner wall surface reversibly changes is a photoconductive member. Is characterized in that.

【0020】本発明の請求項6記載に係るインクジェッ
ト記録装置は、請求項5記載のインクジェット記録装置
において、光導電性部材は、導電層、電荷輸送層、電荷
発生層の順で積層されてなる多層構造であることを特徴
とする。
An ink jet recording apparatus according to a sixth aspect of the present invention is the ink jet recording apparatus according to the fifth aspect, wherein the photoconductive member is formed by laminating a conductive layer, a charge transport layer and a charge generating layer in this order. It is characterized by having a multilayer structure.

【0021】本発明の請求項7記載に係るインクジェッ
ト記録方法は、画像記録信号に応じて記録媒体上へ吐出
させるインク量を変えて画像を記録するインクジェット
記録方法であって、刺激としての電荷を帯電させる処理
を行う刺激供与ステップと、前記帯電した電荷を除去す
る処理を行う刺激除去ステップと、前記画像記録信号に
応じて電荷の有無を制御し、該電荷の有無によりインク
の吐出孔内壁面への接触角を可逆的に変化させてインク
の吐出量を変化させる刺激制御ステップと、をインク吐
出前に含むことを特徴とするインクジェット記録方法。
An ink jet recording method according to a seventh aspect of the present invention is an ink jet recording method for recording an image by changing the amount of ink ejected onto a recording medium in accordance with an image recording signal, and a charge as a stimulus is applied. A stimulus applying step of performing a charging process, a stimulus removing step of performing a process of removing the charged electric charge, the presence / absence of an electric charge is controlled according to the image recording signal, and the inner wall surface of the ink ejection hole is controlled by the presence / absence of the electric charge. ink and stimulus control step of changing a discharge amount of ink reversibly changes, the contact angle of the ejection
An inkjet recording method, characterized in that it is included before delivery .

【0022】本発明の請求項8記載に係るインクジェッ
ト記録ヘッドは、インク吐出孔と、前記インク吐出孔へ
のインク流路と、前記インク流路内に設けられたインク
吐出用エネルギー発生手段と、を有する記録ヘッドであ
って、前記記録ヘッドの少なくともインク吐出孔を含
み、該インク吐出孔からインク流路内の所定位置までの
内壁面は、外部からの刺激によってインクの該内壁面へ
の接触角が可逆的に変化する光導電性または絶縁性の部
材で形成されてなることを特徴とする。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an ink jet recording head, an ink discharge hole, an ink flow path to the ink discharge hole, an ink discharge energy generating means provided in the ink flow path, A recording head having at least an ink ejection hole of the recording head, and an inner wall surface from the ink ejection hole to a predetermined position in the ink flow path is in contact with the inner wall surface of the ink by an external stimulus. It is characterized by being formed of a photoconductive or insulating member whose corners reversibly change.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明におけるインクジェ
ット記録装置及びインクジェット記録方法並びにインク
ジェット記録ヘッドの実施形態について図面を用いて説
明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of an ink jet recording apparatus, an ink jet recording method and an ink jet recording head according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】まず、本発明におけるインクジェット記録
装置及びインクジェット記録方法並びにインクジェット
記録ヘッドの特徴を記載する。
First, the features of the ink jet recording apparatus, the ink jet recording method and the ink jet recording head according to the present invention will be described.

【0025】該特徴は、インク流路内壁をインクに対し
親液性とし、インク吐出孔の最表層の内壁の一部を非帯
電状態では撥水性のためにインクの漏出を阻止してメニ
スカスをインク吐出孔内部に形成し、また、帯電状態で
はインク吐出孔内壁に対するインクの接触角を低下せし
めてインクをインク吐出孔表面まで漏出させてメニスカ
スをインク吐出孔表面に形成することにより、吐出され
るインクの量を変化させるようにした点である。このイ
ンク量の可変制御によって、画像解像度あるいは画像階
調を変えることができることである。
The feature is that the inner wall of the ink flow path is made lyophilic with respect to the ink, and a part of the inner wall of the outermost layer of the ink ejection hole is water-repellent in the non-charged state to prevent the leakage of the ink and form a meniscus. It is formed by forming inside the ink ejection hole, and in the charged state, the contact angle of the ink with respect to the inner wall of the ink ejection hole is reduced to leak the ink to the surface of the ink ejection hole and form a meniscus on the surface of the ink ejection hole. The point is that the amount of ink used is changed. By this variable control of the ink amount, the image resolution or the image gradation can be changed.

【0026】次に、本発明におけるインクジェット記録
装置で用いる撥水性/親水性に関する基本原理について
記載する。
Next, the basic principle of water repellency / hydrophilicity used in the ink jet recording apparatus of the present invention will be described.

【0027】図1は、フィルム面上に液滴を与えた場合
の状態を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a state in which a droplet is applied on the film surface.

【0028】図1(a)に示すように、撥液性絶縁フィ
ルム9の表面に液滴Dを置くとフィルム面9における接
触角θは90゜より大きくなる。しかし、液滴Dはフィ
ルム面9は濡らさない。一方、図1(b)に示すよう
に、撥液性絶縁フィルム9に電荷10を与えて帯電させ
るとフィルム面9と液滴Dとの接触角θは減少し、やが
て90゜以下となりフィルム面9を濡らすようにするこ
とができる。
As shown in FIG. 1A, when the droplet D is placed on the surface of the liquid repellent insulating film 9, the contact angle θ on the film surface 9 becomes larger than 90 °. However, the droplet D does not wet the film surface 9. On the other hand, as shown in FIG. 1 (b), when the liquid repellent insulating film 9 is charged with an electric charge 10 to be charged, the contact angle θ between the film surface 9 and the droplet D decreases, and eventually becomes 90 ° or less. 9 can be made wet.

【0029】この性質は、フィルム面9の撥液性の強弱
と液体Dの種類及び印可する電圧によって異なるが、例
えば3フッ化塩化エチレン樹脂フィルムに水滴をおいた
場合、帯電前にθ=110゜であった接触角はマイナス
500Vの電圧を加えることによりθ’=55゜に低下
してフィルム面9を濡らすようになる。
This property varies depending on the liquid repellency of the film surface 9, the type of the liquid D and the applied voltage. For example, when water droplets are placed on the trifluorochloroethylene resin film, θ = 110 before charging. The contact angle, which was deg., Decreases to .theta. '= 55.degree. By applying a voltage of minus 500 V so that the film surface 9 becomes wet.

【0030】さらに、図1(c)に示すように、帯電さ
れた撥液性絶縁フィルム9の電荷を除去すると、図1
(d)に示すように再びフィルム面9における液滴Dの
接触角θは90゜より大きくなる。
Further, as shown in FIG. 1C, when the charge of the charged liquid-repellent insulating film 9 is removed, FIG.
As shown in (d), the contact angle θ of the droplet D on the film surface 9 becomes larger than 90 ° again.

【0031】以上の原理をインクジェット記録装置及び
インクジェット記録方法で利用することで吐出させるイ
ンク滴の大きさを可変にすることができる。
By utilizing the above principle in the ink jet recording apparatus and the ink jet recording method, the size of the ink droplet to be ejected can be made variable.

【0032】以下に、本発明の目的とするインクジェッ
ト記録装置及びインクジェット記録方法並びにインクジ
ェット記録ヘッドについて実施例及び適用例を用いて詳
細に説明する。
The ink jet recording apparatus, the ink jet recording method, and the ink jet recording head which are the objects of the present invention will be described in detail below with reference to examples and application examples.

【0033】(第1の実施例)本発明の第1の実施例に
ついて説明する。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described.

【0034】図2は、本実施例におけるインクジェット
記録装置のヘッドでのインク液量可変吐出方法を示した
ものである。
FIG. 2 shows a method for ejecting a variable amount of ink in the head of the ink jet recording apparatus in this embodiment.

【0035】インクジェット記録ヘッド1は、上ヘッド
2及び下ヘッド3から構成され、インク吐出孔Aより内
側であって下ヘッド3上にエネルギー発生手段31が設
けられている。さらにインク流路5内には、インクIN
Kが充填されており図示しないインク室(インクリザー
バ)からインクINKが供給されるようになっている。
またインク吐出孔Aの記録媒体Pに対向する表面上に撥
液性絶縁材料からなる機能層4が形成されている。
The ink jet recording head 1 is composed of an upper head 2 and a lower head 3, and an energy generating means 31 is provided on the lower head 3 inside the ink ejection hole A. Further, in the ink flow path 5, the ink IN
K is filled and ink INK is supplied from an ink chamber (ink reservoir) not shown.
A functional layer 4 made of a liquid repellent insulating material is formed on the surface of the ink ejection hole A facing the recording medium P.

【0036】ここで機能層4は、無帯電時には該層の部
分Bがその撥液性のためにインクINKを排除し、図2
(a)に示すようにインクメニスカスM1はインク吐出
孔Aから後退した位置に形成される。この状態でエネル
ギー発生手段31を駆動すると、インク滴D1が記録媒
体Pに向かって飛翔する。
Here, in the functional layer 4, the portion B of the functional layer 4 eliminates the ink INK due to its liquid repellency when it is not charged, and FIG.
As shown in (a), the ink meniscus M1 is formed at a position retracted from the ink ejection hole A. When the energy generating means 31 is driven in this state, the ink droplet D1 flies toward the recording medium P.

【0037】一方機能層4は、帯電させると、該層の部
分Bが親液性となり、インクINKをインク吐出孔Aま
で漏出させることができ、その結果図2(b)に示すよ
うにインクメニスカスM2はインク吐出孔A表面付近に
形成される。この状態でエネルギー発生手段31を駆動
すると、インク滴D2が記録媒体Pに向かって飛翔す
る。
On the other hand, when the functional layer 4 is charged, the portion B of the functional layer 4 becomes lyophilic, and the ink INK can leak to the ink ejection holes A. As a result, as shown in FIG. The meniscus M2 is formed near the surface of the ink ejection hole A. When the energy generating means 31 is driven in this state, the ink droplet D2 flies toward the recording medium P.

【0038】ここで上記機能層4を帯電させていない状
態と帯電させた状態とでは、吐出されるインク滴の大き
さは各々異なり、それぞれD1(体積:V1’)とD2
(体積:V2’)となる。さらに、V1’<V2’とな
るので、記録媒体P上に形成されるインクドットの大き
さもそれに応じた大きさとなる。つまり、帯電時は無帯
電の場合に比べて大きなインク滴を吐出することが可能
となる。
Here, the size of the ink droplets ejected differs depending on whether the functional layer 4 is uncharged or charged, and D1 (volume: V1 ') and D2, respectively.
(Volume: V2 '). Further, since V1 '<V2', the size of the ink dot formed on the recording medium P also becomes a size corresponding thereto. That is, it is possible to eject a large ink droplet when charged, as compared with the case where no charge is applied.

【0039】このようにして、インク吐出孔A表面に形
成した撥液性絶縁材料に刺激、ここでは帯電を与えるこ
とにより、帯電を与えない場合に比べて記録媒体P上に
形成されるインク滴径を変化させることができる。
In this way, ink droplets formed on the recording medium P by stimulating the liquid-repellent insulating material formed on the surface of the ink ejection hole A, in this case, charging, as compared with the case of not charging. The diameter can be changed.

【0040】なお、上記上ヘッド2及び下ヘッド3で形
成されたインク流路5は、インクに対して親液性を有す
る導電性の基板により形成されているものとする。ま
た、エネルギー発生手段31は、例えば電気−熱変換体
であるヒーターであってもよいし、あるいは電気−振動
変換体である圧電素子等であってもよい。
It is assumed that the ink flow path 5 formed by the upper head 2 and the lower head 3 is formed of a conductive substrate having a lyophilic property with respect to the ink. Further, the energy generating means 31 may be, for example, a heater which is an electro-thermal converter, or a piezoelectric element which is an electro-vibration converter.

【0041】次に、上記図2に示した内容をさらに具体
的な動作として説明する。
Next, the content shown in FIG. 2 will be described as a more specific operation.

【0042】図3は、インクジェット記録ヘッドでのイ
ンク液量可変吐出方法の動作シーケンスを示したもので
ある。
FIG. 3 shows an operation sequence of the ink liquid amount variable discharge method in the ink jet recording head.

【0043】図3(a)は、インクジェット記録ヘッド
1に負圧状態でインクINKを充填した状態である。
FIG. 3A shows a state in which the ink jet recording head 1 is filled with the ink INK in a negative pressure state.

【0044】絶縁性部材4が帯電していない場合には、
該部分BはインクINKに対し撥液性を示すのでインク
メニスカスM1は、図のように吐出孔Aから後退した位
置に形成される。この場合、吐出されるインク滴D1の
体積V1’はメニスカスM1とインク吐出手段31との
間のインク体積V1を用いて、 V1’=k・V1 … となる。ここで、kは定数であり、一般には、V1’=
10数pl(ピコリットル)である。
When the insulating member 4 is not charged,
Since the portion B exhibits liquid repellency with respect to the ink INK, the ink meniscus M1 is formed at a position retracted from the ejection hole A as shown in the figure. In this case, the volume V1 ′ of the ejected ink droplet D1 is V1 ′ = k · V1 ... Using the ink volume V1 between the meniscus M1 and the ink ejecting means 31. Here, k is a constant, and in general, V1 ′ =
10 and several pl (picoliter).

【0045】この状態でエネルギー発生手段31を駆動
することにより、液滴D1が記録媒体Pに向かって飛翔
し、該記録媒体P上に画像を形成する。
By driving the energy generating means 31 in this state, the droplet D1 flies toward the recording medium P, and an image is formed on the recording medium P.

【0046】次に、図3(b)に示すように、外部の刺
激供与手段6により絶縁性部材4に刺激SAを与えた場
合には、該部分BはインクINKに対し親液性となりメ
ニスカスM2はインク吐出孔Aの最表層に形成されるこ
とになる(図3(c))。このとき吐出されるインク滴
D2の体積V2’は、メニスカスM2とインク吐出手段
31との間のインク体積V2を用いて、 V2’=k・V2 > V1’ … となる。ここで、kは定数であり、このとき、V2’=
数10plとなる。また、上記式及びでの係数kは
簡略化して同一とした。
Next, as shown in FIG. 3B, when the stimulus SA is applied to the insulating member 4 by the external stimulus providing means 6, the portion B becomes lyophilic to the ink INK and the meniscus. M2 will be formed on the outermost layer of the ink ejection hole A (FIG. 3C). The volume V2 ′ of the ink droplet D2 ejected at this time is V2 ′ = k · V2> V1 ′ ... Using the ink volume V2 between the meniscus M2 and the ink ejection means 31. Here, k is a constant, and at this time, V2 ′ =
It becomes several 10 pl. Further, the coefficient k in the above equation and is simplified to be the same.

【0047】上記刺激供与手段6は、刺激SAとして帯
電現象を利用した場合、例えば帯電器を用いることがで
きる。この帯電器は、電子写真方式の記録装置等で一般
的に用いられている非接触式あるいは接触式のいずれの
帯電装置であってもよい。
When the charging phenomenon is utilized as the stimulus SA, the stimulus providing means 6 may be, for example, a charger. This charger may be either a non-contact type or a contact type charging device generally used in electrophotographic recording devices and the like.

【0048】この状態でインク吐出手段31を駆動する
ことにより、液滴D2が記録媒体Pに向かって飛翔し、
該記録媒体P上に画像を形成する。このとき、吐出され
るインク滴D2の体積V2’はインク滴D1の体積V
1’よりも大きいので、記録媒体P上に形成されるイン
ク滴も大きくなる。
By driving the ink ejecting means 31 in this state, the droplet D2 flies toward the recording medium P,
An image is formed on the recording medium P. At this time, the volume V2 ′ of the ejected ink drop D2 is equal to the volume V2 of the ink drop D1.
Since it is larger than 1 ', the ink droplets formed on the recording medium P also become large.

【0049】このようにメニスカスMとエネルギー発生
手段(インク吐出手段)31との間のインク体積Vが吐
出するインクの体積V’に大きく依存することから、絶
縁性部材4に電荷を与えない状態では小さな吐出インク
体積とすることができ、一方、絶縁性部材4を帯電する
ことにより、吐出インク体積を大きくすることができ
る。
As described above, since the ink volume V between the meniscus M and the energy generating means (ink ejecting means) 31 largely depends on the volume V'of the ejected ink, the insulating member 4 is not charged. The discharge ink volume can be made small, while the discharge ink volume can be increased by charging the insulating member 4.

【0050】以上は、メニスカスがM1の状態からM2
の状態に変化させる場合について説明を行ったが、次に
メニスカスがM2の状態からM1の状態に変化させる場
合について説明する。
In the above, from the state where the meniscus is M1 to M2
The case where the meniscus is changed from the state M2 to the state M1 is described below.

【0051】メニスカスがM2の状態では、絶縁性部材
4がすでに帯電しているので、図3(d)に示すよう
に、刺激除去手段7によって刺激SBを与えて該帯電電
荷を除去する。その結果、図3(e)に示すように、機
能層4に帯電した電荷は除去されて、再び(a)と同じ
状態となる。つまりこの状態では、絶縁性部材4はイン
クINKに対し再び撥液性となるので、メニスカスはM
1となる。インク滴D1の吐出体積はV1’となり、小
さなインク滴が吐出される。
Since the insulating member 4 is already charged when the meniscus is M2, the stimulus removing means 7 applies the stimulus SB to remove the charged charge, as shown in FIG. 3 (d). As a result, as shown in FIG. 3 (e), the electric charges charged in the functional layer 4 are removed, and the state becomes the same as that in (a). That is, in this state, the insulating member 4 becomes lyophobic to the ink INK again, so that the meniscus is M
It becomes 1. The ejection volume of the ink droplet D1 becomes V1 ′, and a small ink droplet is ejected.

【0052】上記刺激除去手段7は、除電器を用いてい
る。除電器としてはコロトロン、スコロトロン、ダイコ
ロトロン等の帯電器もしくは鋸歯状の帯電器または除電
ブラシもしくは除電ブレード等を用いることができる。
また、刺激供与時に使用した帯電器の帯電電極に帯電時
とは逆極性の電圧を印可することにより絶縁性部材4の
帯電電荷が打ち消されて除去される方法でもよい。
The stimulus removing means 7 uses a static eliminator. As the static eliminator, a charger such as a corotron, a scorotron, a dicorotron, a sawtooth charger, a static eliminator brush or a static eliminator blade can be used.
Alternatively, a method may be used in which the charging charge of the insulating member 4 is canceled by applying a voltage having a polarity opposite to that at the time of charging to the charging electrode of the charger used at the time of providing the stimulus.

【0053】ここで、上記刺激供与手段6及び刺激除去
手段7は、実際にはインクジェット記録ヘッド1の近傍
あるいはその一部分として配置されていてもよい。
Here, the stimulus providing means 6 and the stimulus removing means 7 may actually be arranged in the vicinity of the ink jet recording head 1 or as a part thereof.

【0054】次に、上記インクジェット記録ヘッド1の
要部詳細構造に関して説明する。
Next, the detailed structure of the main part of the ink jet recording head 1 will be described.

【0055】図4は、上記図2、3でのインクジェット
記録ヘッド1の要部構成を示した側面断面図である。
FIG. 4 is a side sectional view showing the main structure of the ink jet recording head 1 shown in FIGS.

【0056】インクジェット記録ヘッド1は、インクI
NKに対し親液性を有する導電性の上ヘッド2と下ヘッ
ド3と、下ヘッド3内部に設けられたエネルギー発生素
子31とから構成されている。
The ink jet recording head 1 has ink I
It is composed of a conductive upper head 2 and a lower head 3 which are lyophilic with respect to NK, and an energy generating element 31 provided inside the lower head 3.

【0057】〈1〉上ヘッド2について 上ヘッド2としては、該ヘッドを構成する基板は、アル
ミニウム、鉄及びそれらを含めた各種金属の合金を用い
ることができる。さらに、導電処理を施したガラスある
いはポリカーボネート、アクリル樹脂、ポリビニルアル
コール、アクリル樹脂、スチレンアクリル共重合体、エ
チレン酢酸ビニル重合体、デンプン、ポリビニルブチラ
ール、ゼラチン、カゼイン、アイオノマー、アラビアゴ
ム、カルボキ シメチルセルロース、ポリビニルピロリ
ドン、ポリアクリルアミド、フェノール、メラミン、エ
ポキシ、αオレフィン、ビニルウレタン、セルロース混
合エステル、酢酸セルロース、硝酸セルロース、ポリ弗
化ビニルデン等の樹脂あるいはセラミック等を用いるこ
とができる。
<1> Upper Head 2 In the upper head 2, the substrate forming the head can be made of aluminum, iron, or alloys of various metals including them. Further, glass or polycarbonate subjected to conductive treatment, acrylic resin, polyvinyl alcohol, acrylic resin, styrene-acrylic copolymer, ethylene vinyl acetate polymer, starch, polyvinyl butyral, gelatin, casein, ionomer, gum arabic, carboxymethyl cellulose, Resins such as polyvinylpyrrolidone, polyacrylamide, phenol, melamine, epoxy, α-olefin, vinyl urethane, cellulose mixed ester, cellulose acetate, cellulose nitrate, and polyvinylidene fluoride, or ceramics can be used.

【0058】該ヘッド基材2上に親水性層を形成する方
法としては、上記親水性材料とバインダー混合スラリー
をロールコーティング法、ロッドバーコーティング法、
スプレーコーティング法、エアナイフコーティング法等
の公知の方法により、基材2上に塗工し、乾燥する方法
を用いることができる。バインダーとしては、一般にデ
ンプンやその変性物、ポリビニルアルコールやその変性
物、SBRラテックス、NBRラテックス、ヒドロキシ
セルロース、ポリビニルピロリドン等の有機物を用いる
ことができる。
As a method for forming the hydrophilic layer on the head substrate 2, a roll coating method, a rod bar coating method, or a slurry mixture of the hydrophilic material and the binder is used.
A known method such as a spray coating method or an air knife coating method may be used in which the base material 2 is coated and dried. As the binder, organic substances such as starch and modified products thereof, polyvinyl alcohol and modified products thereof, SBR latex, NBR latex, hydroxycellulose, and polyvinylpyrrolidone can be generally used.

【0059】なお、上記導電性を有するヘッド2の基板
は装置筐体に電気的に接地されている。
The substrate of the conductive head 2 is electrically grounded to the device casing.

【0060】〈2〉下ヘッド3について 下ヘッド3としては、該ヘッドを構成する基板は、上記
上ヘッド2を構成している基板と同じである。ただし、
下ヘッド3には、下記〈3〉に記載のエネルギー発生素
子31が内部に埋め込まれた構造で構成されている。
<2> Lower Head 3 As the lower head 3, the substrate forming the head is the same as the substrate forming the upper head 2. However,
The lower head 3 has a structure in which an energy generating element 31 described in <3> below is embedded.

【0061】〈3〉エネルギー発生素子31について エネルギー発生素子31としては、電気−熱変換素子を
用いており、このエネルギー発生素子31である発熱素
子31は酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン等
で形成される保護層32、アルミニウム、金、窒化アル
ミニウム等の放熱性のよい材料で形成される基板36上
に成り立っている。なお、34は発熱抵抗体層、35は
蓄熱層である。
<3> Energy Generating Element 31 As the energy generating element 31, an electro-thermal converting element is used, and the heat generating element 31, which is the energy generating element 31, is made of silicon oxide, silicon nitride, silicon carbide or the like. The protective layer 32 is formed on a substrate 36 formed of a material having a good heat dissipation property such as aluminum, gold, and aluminum nitride. Reference numeral 34 is a heating resistor layer, and 35 is a heat storage layer.

【0062】ここで発熱素子31を構成する電極33に
上記下ヘッド3からパルス状の電気信号が印可される
と、この発熱素子31の発熱部37の領域が急速に発熱
し、発熱部分37の表面に接しているインクINKに気
泡が発生し、その圧力でメニスカスMが突出し、インク
吐出孔Aよりインク液滴となり、記録媒体Pに向かって
飛翔する。
When a pulsed electric signal is applied from the lower head 3 to the electrode 33 constituting the heat generating element 31, the area of the heat generating portion 37 of the heat generating element 31 rapidly generates heat and the heat generating portion 37 is heated. Bubbles are generated in the ink INK that is in contact with the surface, and the meniscus M projects due to the pressure, becomes ink droplets from the ink ejection holes A, and flies toward the recording medium P.

【0063】なお、ここではエネルギー発生手段31と
して電気−熱変換体である素子を用いたが、これに限ら
ず、電気−変位変換体である圧電機能を有した素子を用
いてもよい。
Although the element which is the electro-thermal converter is used as the energy generating means 31 here, the element is not limited to this and an element having a piezoelectric function which is the electro-displacement converter may be used.

【0064】〈4〉インク吐出孔Aについて 上下ヘッド2、3のインク吐出孔A近傍に、機能層4と
して撥液性絶縁材料を積層し、両者を貫通するインク吐
出孔Aを形成する。インク吐出孔Aの大きさは、必要と
する画像解像度から決定され、10から100μm程度
である。
<4> Ink ejection hole A A liquid repellent insulating material is laminated as the functional layer 4 in the vicinity of the ink ejection hole A of the upper and lower heads 2 and 3, and the ink ejection hole A penetrating both is formed. The size of the ink ejection hole A is determined from the required image resolution and is about 10 to 100 μm.

【0065】最後に、本実施例で使用したインクINK
について記載する。
Finally, the ink INK used in this embodiment
Is described.

【0066】本実施例において良好に使用されるインク
INKとしては、インク吐出孔A内壁の撥液性部分Bに
対しては少なくとも90゜以上の接触角を示し、電荷を
授与した後の接触角は90゜以下でなければならない。
The ink INK which is preferably used in the present embodiment has a contact angle of at least 90 ° or more with respect to the liquid repellent portion B of the inner wall of the ink ejection hole A, and the contact angle after giving a charge. Must be less than 90 °.

【0067】撥液性材料がポリエチレン、ポリスチレ
ン、4フッ化エチレン、3フッ化塩化エチレン、シリコ
ンワニス、アルキッド樹脂である場合、液体としては
水、グリセリン、エチレングリコール等を使用すること
ができる。
When the liquid repellent material is polyethylene, polystyrene, tetrafluoroethylene, trifluoroethylene, silicon varnish, or alkyd resin, water, glycerin, ethylene glycol or the like can be used as the liquid.

【0068】着色剤としては、溶液状または縣濁状のい
ずれでもまたは両者の混合物を使用してもよい。
The colorant may be in the form of a solution or suspension, or a mixture of the two.

【0069】そのため、液体として水を使用する場合
は、直接染料、酸性染料、含金属酸性染料、塩基性染
料、カチオン染料、媒染染料、酸性媒染染料、アゾイッ
ク染料、可溶性硫化染料、反応性染料等の水溶性染料
を、また接触角調整剤として少量のアルコールを含む場
合には、ピグメントグリーン、カーミンFB等のアルコ
ール可溶染料が用いられる。
Therefore, when water is used as the liquid, direct dye, acid dye, metal-containing acid dye, basic dye, cationic dye, mordant dye, acid mordant dye, azoic dye, soluble sulfur dye, reactive dye, etc. In the case of containing the water-soluble dye of 1) and a small amount of alcohol as the contact angle adjusting agent, an alcohol-soluble dye such as Pigment Green or Carmine FB is used.

【0070】また、懸濁着色剤としては,カーボンブラ
ック、フタロシアニン、その他の有機または無機の顔料
を分散剤を用いて液体中に分散して用いる。
As the suspending colorant, carbon black, phthalocyanine, and other organic or inorganic pigments are dispersed in a liquid using a dispersant.

【0071】以上のように、インク吐出孔Aの表層に形
成した絶縁材料からなる機能層4に与える刺激を制御す
ることにより、インクジェット記録ヘッド1から吐出さ
れるインクドットの大きさを不可逆的に変化させること
ができる。
As described above, the size of the ink dot ejected from the ink jet recording head 1 is irreversibly controlled by controlling the stimulus applied to the functional layer 4 formed of the insulating material on the surface layer of the ink ejection hole A. Can be changed.

【0072】なお、上記では単一のインク吐出孔につい
て説明を行ったが、例えば、図5に示すように前記図2
から4で説明したインクジェット記録ヘッド1を複数有
したマルチヘッドタイプのものに対しても適用できる。
なお、インク吐出孔Aの配列は、図に示したライン状に
限らず、マトリクス状に配列されていてもよい。
Although a single ink ejection hole has been described above, for example, as shown in FIG.
It is also applicable to a multi-head type having a plurality of inkjet recording heads 1 described in 4 to 4.
The arrangement of the ink ejection holes A is not limited to the line shape shown in the figure, and may be arranged in a matrix.

【0073】つまり、これは文字あるいは画像記録にお
いて、記録の主走査方向に複数のインク吐出孔Aが形成
されたライン状のインクジェット記録ヘッド1、あるい
は記録の副走査方向に複数のインク吐出孔Aが形成され
主走査方向にインクジェット記録ヘッド1が移動するシ
リアルタイプのインクジェット記録ヘッド、あるいは記
録の主走査方向及び副走査方向に複数のインク吐出孔A
がマトリクス状に形成されたインクジェット記録ヘッド
1であっても、各吐出孔Aの絶縁性部材に対し同様に適
用すればよい。
That is, this is a line-shaped ink jet recording head 1 in which a plurality of ink ejection holes A are formed in the main scanning direction of recording in character or image recording, or a plurality of ink ejection holes A in the sub scanning direction of recording. A serial type inkjet recording head in which the inkjet recording head 1 moves in the main scanning direction, or a plurality of ink ejection holes A in the main scanning direction and the sub scanning direction of recording.
Even if the inkjet recording head 1 is formed in a matrix, it may be similarly applied to the insulating member of each ejection hole A.

【0074】以上、本実施例においては、インク吐出孔
の内壁面で吐出孔から所定位置を撥液性と親液性を該刺
激の有無によって制御することで、インク吐出量をオン
デマンド的に可変とすることができる効果を有してい
る。さらに、インクジェット記録ヘッドは、インク吐出
手段が電気エネルギーを与えることによって発熱し、イ
ンクに状態変化を生じせしめて吐出を行わせるための電
気−熱変換体であるので、高速なインク吐出を行うこと
ができる。また、刺激供与手段は絶縁性部材を帯電する
ための帯電器により行われ、刺激除去手段は絶縁性部材
に帯電している電荷を除去するための除電器により行わ
れるので、同一の部材、例えばコロナ帯電器を用いて帯
電及び除電を行うことができる効果も有している。ま
た、機能層として絶縁性部材を用いていることから、構
造的にも容易に実現できる。
As described above, in this embodiment, by controlling the liquid repellency and the lyophilicity at a predetermined position on the inner wall surface of the ink ejection hole from the ejection hole by the presence or absence of the stimulus, the ink ejection amount is on-demand. It has the effect of being variable. Furthermore, since the ink jet recording head is an electro-thermal converter for generating heat by the ink ejecting means giving electric energy and causing the ink to change its state, it is possible to eject ink at high speed. You can Further, the stimulus providing means is performed by a charger for charging the insulating member, and the stimulus removing means is performed by a static eliminator for removing the electric charge charged in the insulating member. It also has an effect that charging and discharging can be performed using a corona charger. Further, since the insulating member is used as the functional layer, it can be easily realized structurally.

【0075】(第2の実施例)本発明の第2の実施例に
ついて説明する。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described.

【0076】図6は、本実施例におけるインクジェット
記録装置のヘッドでのインク液量可変吐出方法を示した
ものである。なお、ここでは、前記実施例と異なってい
る部分のみ説明する。
FIG. 6 shows a method for ejecting a variable amount of ink in the head of the ink jet recording apparatus in this embodiment. It should be noted that here, only parts different from the above-described embodiment will be described.

【0077】相違点は、機能層4が光導電性を有する材
料で形成されていることである。
The difference is that the functional layer 4 is made of a material having photoconductivity.

【0078】まず、光導電性を有する材料からなる機能
層4について説明する。
First, the functional layer 4 made of a photoconductive material will be described.

【0079】この光導電性を有する材料からなる機能層
である光導電層(感光層)4は、粉末光導電体と樹脂溶
液の混合物を静電塗布によって所定の厚みに塗布するか
噴霧塗装法によって基板と反対極性の電荷を霧滴に与え
て基板に電着させて形成されたものである。あるいは、
無定形セレンのような金属光導電体を該層4とする場合
は電圧を印可して真空蒸着を行うことにより容易に形成
することができる。
The photoconductive layer (photosensitive layer) 4, which is a functional layer made of a material having photoconductivity, is formed by applying a mixture of a powder photoconductor and a resin solution to a predetermined thickness by electrostatic coating or by spray coating. It is formed by applying an electric charge having a polarity opposite to that of the substrate to the fog droplets to be electrodeposited on the substrate. Alternatively,
When the layer 4 is a metal photoconductor such as amorphous selenium, it can be easily formed by applying a voltage and performing vacuum deposition.

【0080】ここで、上記光導電層4に撥液性を与える
にはポリエチレン、3フッ化エチレン樹脂のような撥液
性樹脂をバインダーとして光導電層4を作ってもよい
が、光導電層4の表面に前記撥液性樹脂の被膜を形成し
てもよい。
Here, in order to impart liquid repellency to the photoconductive layer 4, the photoconductive layer 4 may be formed using a liquid repellent resin such as polyethylene trifluoride ethylene resin as a binder. A coating of the liquid repellent resin may be formed on the surface of No. 4.

【0081】インク吐出孔Aは、このようにして光導電
層4を形成した後に形成する。
The ink ejection holes A are formed after the photoconductive layer 4 is formed in this way.

【0082】一方、上記方法とは逆に、インク吐出孔A
を形成した後に、ディッピング、印刷、転写、スプレー
コート等の方法により光導電層(感光層)4を形成する
ことも可能である。
On the other hand, contrary to the above method, the ink ejection hole A
It is also possible to form the photoconductive layer (photosensitive layer) 4 by a method such as dipping, printing, transfer, spray coating or the like after forming.

【0083】なお、撥液性を有する光導電層(感光層)
4を形成するに当たっては、上記方法に限定されるもの
ではない。
A liquid-repellent photoconductive layer (photosensitive layer)
The formation of 4 is not limited to the above method.

【0084】次に、本実施例におけるインクジェット記
録装置のヘッドでのインク液量可変吐出方法について説
明する。
Next, a method for ejecting a variable amount of ink in the head of the ink jet recording apparatus in this embodiment will be described.

【0085】図6(a)に示すように、インクINK
は、機能層である光導電層4が撥液性のためにインク吐
出孔A表面層まで到達することができず、インクメニス
カスM1はインク吐出孔Aから後退した位置に形成され
る。このため、この状態でエネルギー発生手段31を駆
動すると、エネルギー発生手段31とインクメニスカス
M1の間に存在するインク(体積V1)が吐出されるよ
うになる。
As shown in FIG. 6A, the ink INK
Since the photoconductive layer 4, which is a functional layer, is liquid repellent, it cannot reach the surface layer of the ink ejection hole A, and the ink meniscus M1 is formed at a position retracted from the ink ejection hole A. Therefore, when the energy generating means 31 is driven in this state, the ink (volume V1) existing between the energy generating means 31 and the ink meniscus M1 comes to be ejected.

【0086】次に図6(b)に示すように、撥液性の光
導電層4の表面に光導電層4に応じた方法によって刺激
を与え、静電潜像IMGを形成することにより、インク
INKは潜像電荷の電場によって撥液性内壁Bに対する
接触角が90゜以下に低下して該内壁を濡らし、インク
吐出孔A表面にインクメニスカスM2が形成されること
になる。なお、刺激を供与する刺激供与手段は、前記実
施例に記載の帯電器による帯電であってもよい。この状
態でエネルギー発生手段31を駆動すると該エネルギー
発生手段31とインク吐出孔A表面の間に存在するイン
ク(体積V2)が吐出されるようになる。
Next, as shown in FIG. 6B, the surface of the liquid repellent photoconductive layer 4 is stimulated by a method according to the photoconductive layer 4 to form an electrostatic latent image IMG. The contact angle of the ink INK to the liquid repellent inner wall B is lowered to 90 ° or less by the electric field of the latent image charge to wet the inner wall, and an ink meniscus M2 is formed on the surface of the ink ejection hole A. The stimulus providing means for providing the stimulus may be the charging by the charger described in the above embodiment. When the energy generating means 31 is driven in this state, the ink (volume V2) existing between the energy generating means 31 and the surface of the ink ejection hole A is ejected.

【0087】この結果、光導電層(感光層)4を帯電さ
せていない状態と帯電させた状態とでは、吐出されるイ
ンク滴の大きさは各々異なり、それぞれD1(体積:V
1’)とD2(体積:V2’)となる。ここでは、V
1’<V2’となるので、記録媒体P上に形成されるイ
ンクドットの大きさもそれに応じた大きさとなる。つま
り、帯電時は無帯電時の場合に比べて大きなインク滴を
吐出することが可能となる。
As a result, the size of the ejected ink droplet is different between the state in which the photoconductive layer (photosensitive layer) 4 is not charged and the state in which it is charged, and D1 (volume: V
1 ') and D2 (volume: V2'). Here, V
Since 1 ′ <V2 ′, the size of the ink dot formed on the recording medium P also becomes a size corresponding thereto. That is, it is possible to eject a larger ink droplet when charged than when not charged.

【0088】このようにして、インク吐出孔A表面に形
成した撥液性光導電性材料に刺激、ここでは帯電を与え
ることにより、帯電を与えない場合に比べて記録媒体P
上に形成されるインク滴径を変化させることができる。
In this way, by stimulating the liquid-repellent photoconductive material formed on the surface of the ink discharge hole A, in this case, charging, the recording medium P is compared with the case of not charging.
The diameter of the ink droplet formed on the top can be changed.

【0089】その後、インク吐出孔A表層に形成された
光導電層(感光層)4全面に一様に光照射を行うことに
よって静電潜像IMGの残留電荷を除去すると撥液性を
回復して、インクメニスカスM1は後退する。つまり図
6(a)の状態に戻る。この状態でエネルギー発生手段
31を駆動すると該エネルギー発生手段31とインクメ
ニスカスM1の間に存在するインク(体積V1)が吐出
されるようになる。このとき、V1<V2であるので、
小さなインク滴を吐出することが可能である。
After that, when the residual charge of the electrostatic latent image IMG is removed by uniformly irradiating the entire surface of the photoconductive layer (photosensitive layer) 4 formed on the surface layer of the ink ejection hole A, the liquid repellency is restored. Then, the ink meniscus M1 retracts. That is, the state returns to the state of FIG. When the energy generating means 31 is driven in this state, the ink (volume V1) existing between the energy generating means 31 and the ink meniscus M1 is ejected. At this time, since V1 <V2,
It is possible to eject small ink droplets.

【0090】なお、この場合の刺激除去方法としては、
光を照射することにより行う、いわゆる光除電法を用い
る。
In this case, the stimulation removal method is as follows:
A so-called photo static elimination method, which is performed by irradiating light, is used.

【0091】以上のように、インク吐出部Aの内壁の一
部を光導電性部材により形成し、該部材の帯電及び光除
電操作を行うことにより、形成されるメニスカスの位置
を制御することによって吐出インク量を制御することが
可能となる効果を有している。さらに、除電方法として
光除電法を用いることができ、その結果、高電圧を発生
する必要がなく、使用者に対し安全である。また、ノイ
ズが発生しないので電気回路が誤動作することがなく信
頼性に優れている効果を有している。このことは、EM
I(ElectroMagnetic Interfe
rence:電磁妨害雑音)が少ないので環境面でも優
れている。
As described above, a part of the inner wall of the ink ejection portion A is formed of a photoconductive member, and the charging and photo-erasing operations of the member are performed to control the position of the meniscus to be formed. This has the effect of making it possible to control the amount of ejected ink. Furthermore, the optical static elimination method can be used as the static elimination method, and as a result, it is not necessary to generate a high voltage and it is safe for the user. In addition, since no noise is generated, the electric circuit does not malfunction and has an effect of excellent reliability. This is EM
I (ElectroMagnetic Interface)
It is also excellent in terms of environment because it has a small amount of electromagnetic interference.

【0092】(第3の実施例)本発明の第3の実施例に
ついて説明する。
(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described.

【0093】図7は、本実施例におけるインクジェット
記録装置のヘッドでのインク液量可変吐出方法を示した
ものである。なお、ここでは、前記実施例と異なってい
る部分のみ説明する。
FIG. 7 shows a method for ejecting a variable amount of ink in the head of the ink jet recording apparatus in this embodiment. It should be noted that here, only parts different from the above-described embodiment will be described.

【0094】相違点は、機能層4が光導電性樹脂により
インク吐出孔に積層されて形成されていることである。
すなわち、ヘッド基体2、3に対しインク吐出孔1の表
面層が光導電性樹脂により形成されており、該光導電性
樹脂はさらに多層構造となっていることである。
The difference is that the functional layer 4 is formed by laminating the photoconductive resin in the ink ejection hole.
That is, the surface layer of the ink ejection hole 1 is formed of a photoconductive resin for the head bases 2 and 3, and the photoconductive resin has a further multilayer structure.

【0095】機能層4は、上下ヘッド2、3の各基板上
に導電層41、電荷輸送層(CTL)42、電荷発生層
(CGL)43、表面保護層44の順で積層し構成さ
れ、電荷発生層43は電荷発生物質であるπ型無金属フ
タロシアニンをメラミン変性熱硬化型樹脂に分散したも
のを用い、電荷輸送層42は、電荷輸送物質であるテト
ラフェニルブタジエン誘導体をポリカーボネート樹脂
に、分散したものを用いている。なお、上記機能層4は
多層構造よりなる機能分離構造としたがこれに限るもの
ではない。
The functional layer 4 is formed by laminating a conductive layer 41, a charge transport layer (CTL) 42, a charge generation layer (CGL) 43, and a surface protective layer 44 in this order on each substrate of the upper and lower heads 2 and 3. The charge generation layer 43 uses a π-type metal-free phthalocyanine, which is a charge generation substance, dispersed in a melamine-modified thermosetting resin, and the charge transport layer 42 disperses a tetraphenylbutadiene derivative, which is a charge transport substance, in a polycarbonate resin. I am using what I did. Although the functional layer 4 has a function-separated structure having a multilayer structure, it is not limited to this.

【0096】本実施例においても、前記実施例と同様
に、刺激供与手段としては、帯電器を用い、このとき光
導電層4の表面電位は−500〜−900Vの範囲内で
帯電された。また、本実施例では負帯電型の光導電層4
を想定したが、正帯電型の光導電層4であってもよい。
Also in this example, as in the case of the above example, a charger was used as the stimulus providing means, and at this time, the surface potential of the photoconductive layer 4 was charged within the range of -500 to -900V. In addition, in this embodiment, the negative charging type photoconductive layer 4 is used.
However, the photoconductive layer 4 of positive charging type may be used.

【0097】上記ヘッド1を用いたところ、帯電なしの
状態でインクメニスカスはM1となり、この状態でのイ
ンク吐出量は数100plであった。
When the above-mentioned head 1 was used, the ink meniscus was M1 in the non-charged state, and the ink discharge amount in this state was several hundred pl.

【0098】実際には帯電手段により光導電層(感光
層)4部分を350Vに帯電したところ、インクは該光
導電層(感光層)4部分も濡らすようになり、インクメ
ニスカスはM2となり、この状態でのインク吐出量は数
10plであった。
In practice, when the photoconductive layer (photosensitive layer) 4 portion was charged to 350 V by the charging means, the ink also wets the photoconductive layer (photosensitive layer) 4 portion, and the ink meniscus becomes M2. The ink ejection amount in this state was several tens of pl.

【0099】さらに刺激除去手段として半導体レーザ光
のような光供与手段を用い、光導電層(感光層)4部分
に光を照射したところ、帯電電荷が除電されて再びイン
クメニスカスはM1となり、この状態でのインク吐出量
は数100plとなった。
Further, when a light providing means such as a semiconductor laser light is used as the stimulus removing means and light is irradiated to the photoconductive layer (photosensitive layer) 4 portion, the charge is removed and the ink meniscus becomes M1 again. The ink ejection amount in this state was several hundred pl.

【0100】ここで光供与手段としては半導体レーザに
限定されることはなく、光導電層(感光層)4、より詳
細には電荷発生層(CGL)43に用いられる材料の分
光感度特性に一致する光源を用いればよい。すなわち6
00〜900nm(ナノメータ)の波長範囲に分光感度
を有する材料の場合は、本実施例同様市販の半導体レー
ザを利用することができ、633nmであればHe−N
eレーザが、441nmであればHe−Cdレーザが、
また400〜500nmであれば半導体レーザの第2高
調波発生(SHG)により可能である。また、本実施例
ではレーザとしての特性を必要とするわけではないの
で、LED(Light Emitting Diod
e)あるいは紫外線ランプあるいはハロゲンランプ、蛍
光灯ランプ、冷陰極管、赤、緑などのネオンランプ等の
可視光光源等のインコヒーレント光を利用することがで
きる。
The light-providing means is not limited to the semiconductor laser, but is in agreement with the spectral sensitivity characteristics of the material used for the photoconductive layer (photosensitive layer) 4, more specifically, the charge generation layer (CGL) 43. A light source for Ie 6
In the case of a material having a spectral sensitivity in the wavelength range of 00 to 900 nm (nanometer), a commercially available semiconductor laser can be used as in the present embodiment, and if it is 633 nm, it is He-N.
If the e laser is 441 nm, the He-Cd laser is
Further, if it is 400 to 500 nm, it is possible to generate the second harmonic (SHG) of the semiconductor laser. In addition, since the characteristics of the laser are not required in this embodiment, an LED (Light Emitting Diode) is used.
e) Alternatively, incoherent light such as a visible light source such as an ultraviolet lamp, a halogen lamp, a fluorescent lamp, a cold cathode tube, a red or green neon lamp, or the like can be used.

【0101】以上のように、本実施例においても前記第
2の実施例同様に、インク吐出孔Aの表層内部に形成し
た光導電層(感光層)4部分を帯電及び光除電すること
により、インクメニスカスの位置を可変することがで
き、その結果吐出インク量を可変とすることができる効
果を有している。さらに、除電方法として光除電法を用
いることができ、その結果、高電圧を発生する必要がな
く、使用者に対し安全である。また、ノイズが発生しな
いので電気回路が誤動作することがなく信頼性に優れて
いる効果を有している。このことは、EMI(Elec
troMagnetic Interference:
電磁妨害雑音)が少ないので環境面でも優れている。
As described above, also in the present embodiment, as in the second embodiment, the photoconductive layer (photosensitive layer) 4 portion formed inside the surface layer of the ink ejection hole A is charged and light-erased. The position of the ink meniscus can be varied, and as a result, the amount of ejected ink can be varied. Furthermore, the optical static elimination method can be used as the static elimination method, and as a result, it is not necessary to generate a high voltage and it is safe for the user. In addition, since no noise is generated, the electric circuit does not malfunction and has an effect of excellent reliability. This means that EMI (Elec
troMagnetic Interference:
It is also environmentally friendly as it has little electromagnetic interference.

【0102】以下、本発明におけるインクジェット記録
装置及びインクジェット記録方法並びにインクジェット
記録ヘッドを実際に画像記録装置に適用した場合の適用
例についてその実施形態を説明する。
An embodiment of an application example in which the ink jet recording apparatus, the ink jet recording method and the ink jet recording head according to the present invention are actually applied to an image recording apparatus will be described below.

【0103】(適用例1)適用例1について説明する。Application Example 1 Application example 1 will be described.

【0104】特に本適用例は、画像情報を基に液滴の大
きさを制御する高解像度記録方法について図面を参照し
て説明する。なお、説明にあたって前記各実施例と重な
る部分に関してはその説明は省略する(説明にあたって
は分かりやすくするために上記いずれかの図面で使用し
た番号を用いることとする)。
Particularly, in this application example, a high resolution recording method for controlling the size of a droplet based on image information will be described with reference to the drawings. In the description, the description of the same parts as those of the above-described embodiments will be omitted (for the sake of simplicity, the numbers used in any of the above drawings will be used).

【0105】図8は、本発明におけるインクジェット記
録ヘッド1を用いたインクジェット記録装置の一例を示
している。また、図9は、その主要構成要素の機能ブロ
ック図であり、図10はそのフローチャートを示してい
る。
FIG. 8 shows an example of an ink jet recording apparatus using the ink jet recording head 1 of the present invention. Further, FIG. 9 is a functional block diagram of its main constituent elements, and FIG. 10 shows its flowchart.

【0106】ここで、図9に示されている刺激制御手段
102、刺激供与手段103A、刺激除去手段103B
は、構成上実際にはインクジェット記録ヘッド1の近傍
あるいはその一部分として配置されていてもよい。
Here, the stimulation control means 102, the stimulation providing means 103A, and the stimulation removal means 103B shown in FIG.
In practice, they may be arranged in the vicinity of the inkjet recording head 1 or as a part thereof.

【0107】図9に示すように、オペレーター、他の制
御機器あるいはネットワークを介して入力信号101が
制御手段102に印字動作信号S1として入力される
と、該制御手段102は印字付加情報を基に記録解像度
を決定する。ここで、印字付加情報とは、印字解像度が
例えば150DPI(dot per inch)、3
00DPI、600DPI、…であるかの情報、あるい
は印字階調数が24=16色、28=256色、216=6
5000色、…であるかの情報等である。
As shown in FIG. 9, when the input signal 101 is input as the print operation signal S1 to the control means 102 through the operator, another control device or the network, the control means 102 is based on the print additional information. Determine the recording resolution. Here, the print additional information is, for example, a print resolution of 150 DPI (dot per inch), 3
Information on whether it is 00 DPI, 600 DPI, or the number of print gradations is 2 4 = 16 colors, 2 8 = 256 colors, 2 16 = 6
Information such as 5000 colors, ...

【0108】本適用例においては、説明を簡単にするた
め、例えば、入力付加情報が、 1) 解像度150DPI 2) 解像度300DPI の2つである場合に、それぞれに応じた動作について説
明する。
In this application example, in order to simplify the explanation, for example, when the input additional information has two of 1) resolution 150 DPI 2) resolution 300 DPI, the operation corresponding to each will be described.

【0109】入力信号S1として上記1)が入力された
場合、制御手段102は制御信号として刺激供与手段1
03Aに対し駆動信号S2Aを出力する。これにより刺
激供与手段103A、例えばコロナ帯電器はインクジェ
ット記録ヘッド1の吐出孔Aの最表面部に形成されてい
る機能層4を帯電させることにより、インクメニスカス
M2がインク吐出孔A表層に形成される(図3を参
照)。
When the above 1) is input as the input signal S1, the control means 102 uses the stimulus providing means 1 as the control signal.
The drive signal S2A is output to 03A. As a result, the stimulus providing means 103A, for example, a corona charger, charges the functional layer 4 formed on the outermost surface portion of the ejection hole A of the inkjet recording head 1 to form the ink meniscus M2 on the surface layer of the ink ejection hole A. (See FIG. 3).

【0110】次に上記制御手段102は、エネルギー発
生手段104に対して駆動信号S3を出力することによ
り、画像データに応じてエネルギー発生手段104が駆
動され、インクが吐出される(図10の経路AAのシー
ケンス)。
Next, the control means 102 outputs a drive signal S3 to the energy generating means 104, whereby the energy generating means 104 is driven in accordance with the image data and ink is ejected (path of FIG. 10). AA sequence).

【0111】このとき吐出されるインクドットの大きさ
は記録媒体P到達時において、150DPIの解像度が
得られる大きさであり、例えば240μmとなるように
インクジェット記録ヘッド1を設計しておく。
The size of the ink dot ejected at this time is such that a resolution of 150 DPI can be obtained when reaching the recording medium P, and the ink jet recording head 1 is designed so as to be 240 μm, for example.

【0112】図8において、インクジェット記録ヘッド
1が例えば図5に示すような複数のインク吐出孔Aを有
している場合には、各インク吐出孔Aに対して設けられ
た個別のエネルギー発生手段31を画像データに応じて
駆動し、さらにインクジェット記録ヘッド1を矢印A1
の主走査方向に移動させることにより主走査方向に印字
が行われる。さらに、記録媒体Pを矢印A2方向に搬送
させることによって副走査方向への印字が行われ、最終
的に2次元の画像が得られる。
In FIG. 8, when the ink jet recording head 1 has a plurality of ink ejection holes A as shown in FIG. 5, for example, individual energy generating means provided for each ink ejection hole A. 31 is driven according to the image data, and the ink jet recording head 1 is moved to the arrow A1.
Printing is performed in the main scanning direction by moving in the main scanning direction. Further, by printing the recording medium P in the direction of arrow A2, printing is performed in the sub-scanning direction, and a two-dimensional image is finally obtained.

【0113】この結果、画像解像度が150DPIであ
る画像を形成することができる。
As a result, an image having an image resolution of 150 DPI can be formed.

【0114】次に、入力信号S1として上記2)が入力
された場合、制御手段102は制御信号として刺激除去
手段103Bに対し駆動信号S2Bを出力する。これに
より刺激除去手段103B、例えば光除電器はインク吐
出孔A最表面部に形成されている機能層4の帯電電荷を
除去させることにより、インクメニスカスM1がインク
吐出孔内部に形成される(図3を参照)。
Next, when the above 2) is input as the input signal S1, the control means 102 outputs the drive signal S2B to the stimulus removal means 103B as a control signal. As a result, the stimulus removing means 103B, for example, the optical static eliminator, removes the charged charges of the functional layer 4 formed on the outermost surface of the ink ejection hole A, so that the ink meniscus M1 is formed inside the ink ejection hole (FIG. See 3).

【0115】その後上記制御手段102は、エネルギー
発生手段104に対して駆動信号S3を出力することに
より、画像データに応じてエネルギー発生手段104が
駆動され、インクが吐出される(図10の経路BBのシ
ーケンス)。
After that, the control means 102 outputs a drive signal S3 to the energy generation means 104 to drive the energy generation means 104 in accordance with the image data and eject ink (path BB in FIG. 10). Sequence).

【0116】この場合、1)の場合に比べ吐出されるイ
ンクドットの大きさは小さく、記録媒体P上で例えば1
20μmとなるように機能層4の厚み等を設計してお
く。
In this case, the size of the ink dot to be ejected is smaller than that in the case of 1), and for example, it is 1 on the recording medium P.
The thickness of the functional layer 4 and the like are designed so as to be 20 μm.

【0117】この結果、画像解像度が300DPIであ
る画像を形成することができる。
As a result, an image having an image resolution of 300 DPI can be formed.

【0118】上記1)及び2)における記録媒体P上で
のインクドットの概念図を図11に示す。図11(a)
が解像度300DPIでの印字結果、図11(b)が解
像度150DPIでの印字結果を示す。
FIG. 11 shows a conceptual diagram of ink dots on the recording medium P in the above 1) and 2). FIG. 11 (a)
Shows the print result at a resolution of 300 DPI, and FIG. 11B shows the print result at a resolution of 150 DPI.

【0119】なお、上記1)及び2)においてインクジ
ェット記録ヘッド1を矢印A1の主走査方向へ移動する
速度あるいは1画素を記録する印字タイミング及び記録
媒体Pを矢印A2の副走査方向へ搬送する速度はそれぞ
れにおいて所望の解像度が得られるように調節する。
In the above 1) and 2), the speed at which the inkjet recording head 1 is moved in the main scanning direction indicated by the arrow A1 or the print timing for recording one pixel and the speed at which the recording medium P is conveyed in the sub scanning direction indicated by the arrow A2. Are adjusted so that the desired resolution is obtained.

【0120】このように高精細な印字を行う用途にあっ
ては、高解像度で印字を行い、印字時間を短縮する目的
の場合には、低解像度で印字を行うという印字方法が可
能となる。
As described above, for the purpose of performing high-definition printing, a printing method of performing printing with high resolution and printing with low resolution is possible for the purpose of shortening the printing time.

【0121】以上は、単一のインクジェット記録ヘッド
1を有するインクジェット記録装置の場合について説明
したが、これに限らず、イエロー(Y)、マゼンタ
(M)、シアン(C)等のカラーインクをそれぞれ備え
た複数のインクジェット記録ヘッド1を有するインクジ
ェット記録装置の場合には、各色を重ね合わせることに
よりフルカラー印字が可能となる。
The case of an ink jet recording apparatus having a single ink jet recording head 1 has been described above, but the present invention is not limited to this, and color inks of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), etc., are used. In the case of an inkjet recording apparatus having a plurality of inkjet recording heads 1 provided, full-color printing is possible by superimposing each color.

【0122】また、本適用例においては液体インクを基
に説明を行ってきたが、室温で固体であるインクを用い
てもよい。この場合、使用時において該固体インクを加
熱し、溶融状態として吐出を行うようにする。
Further, although the application example has been described based on the liquid ink, an ink which is solid at room temperature may be used. In this case, the solid ink is heated during use so as to be discharged in a molten state.

【0123】以上のことから、画像解像度に基づいて刺
激供与ステップ及び刺激除去ステップのどちらか一方を
駆動させるような制御を行うので、文字等の高精細な印
字を行う用途にあっては、小さなインクを生成すること
により高解像度で印字を行い、また、印字時間を短縮す
る目的の場合には、低解像度で印字を行うという印字方
法の選択が可能となる効果を有している。
From the above, control is performed so as to drive either the stimulus applying step or the stimulus removing step based on the image resolution, so that it is small for high-precision printing of characters and the like. By producing ink, printing is performed at high resolution, and for the purpose of shortening the printing time, it is possible to select a printing method of printing at low resolution.

【0124】(適用例2)適用例2について説明する。Application Example 2 Application example 2 will be described.

【0125】特に本適用例は、画像情報を基に液滴の大
きさを制御する高階調記録方法について図面を参照して
説明する。なお、説明にあたって前記各実施例や適用例
と重なる部分に関してはその説明は省略する(説明にあ
たっては分かりやすくするために上記いずれかの図面で
使用した番号を用いることとする)。
Particularly, in this application example, a high gradation recording method for controlling the size of a droplet based on image information will be described with reference to the drawings. It should be noted that, in the description, the description overlapping with the above-described embodiments and application examples will be omitted (for the sake of simplicity, the numbers used in any of the above drawings will be used).

【0126】前記適用例1においては、画像解像度に応
じて、刺激供与手段103Aを駆動するかあるいは刺激
除去手段103Bを駆動するかの選択を行った。これに
対し本適用例においては、画像階調数に応じて刺激供与
手段103Aを駆動するかあるいは刺激除去手段103
Bを駆動するかの選択を行うことにより、画像階調数を
制御する方法について説明を行う。
In the first application example, the stimulus providing means 103A or the stimulus removing means 103B is selected depending on the image resolution. On the other hand, in this application example, the stimulus providing unit 103A is driven or the stimulus removing unit 103 is driven according to the number of image gradations.
A method of controlling the number of image gradations by selecting whether to drive B will be described.

【0127】本適用例においては簡単のため、例えば、
入力付加情報が、 3) 階調数4 4) 階調数16 の2つである場合に、図9、10を用いてそれぞれに応
じた動作について説明する。このとき両者の解像度は同
じとする。
For simplicity in this application example, for example,
When the input additional information is two of 3) the number of gradations 4 4) the number of gradations 16, the operation according to each will be described with reference to FIGS. At this time, both resolutions are the same.

【0128】インクジェット方式のプリンタにおいて階
調を表現するには、一般に面積階調法が用いられる。こ
れは1画素に対してm×nのマトリックスを対応させ、
複数の面積パターンで表現するものである。
In order to express gradation in an ink jet type printer, the area gradation method is generally used. This corresponds to an m × n matrix for one pixel,
It is expressed by a plurality of area patterns.

【0129】入力信号S1として上記3)が入力された
場合、制御手段102は制御信号として刺激供与手段1
03Aに対し駆動信号S2Aを出力する。これにより刺
激供与手段103A、例えば帯電器はインクジェット記
録ヘッド1の吐出孔A最表面部に形成されている機能層
4を帯電させることにより、インクメニスカスがインク
吐出孔A表層に形成される(図3を参照)。
When the above 3) is input as the input signal S1, the control means 102 uses the stimulus providing means 1 as the control signal.
The drive signal S2A is output to 03A. As a result, the stimulus providing means 103A, for example, a charger, charges the functional layer 4 formed on the outermost surface of the ejection hole A of the inkjet recording head 1 to form an ink meniscus on the surface layer of the ink ejection hole A (FIG. See 3).

【0130】次に上記制御手段102は、エネルギー発
生手段104に対して駆動信号S3を出力することによ
り、画像データに応じてエネルギー発生手段104が駆
動され、インクが吐出される(図10の経路AAのシー
ケンス)。
Next, the control means 102 outputs a drive signal S3 to the energy generation means 104, whereby the energy generation means 104 is driven according to the image data and ink is ejected (path of FIG. 10). AA sequence).

【0131】このとき吐出されるインクドットの大きさ
は記録媒体P到達時において、例えば120μmとなる
ようにヘッド1を設計しておく。
The head 1 is designed so that the size of the ink dot ejected at this time is, for example, 120 μm when it reaches the recording medium P.

【0132】この結果、画像解像度が300DPI相当
のインクドットを形成することができる。これは、前記
適用例1で説明した通りである。
As a result, ink dots having an image resolution of 300 DPI can be formed. This is as described in the application example 1 above.

【0133】異なる点は、階調表現(ここではm=n=
2とし、m×n=4のマトリクス)を行うために記録す
る1画素に対し、4つのインクドットを使用することで
ある。図12は、この様子を示したものである。したが
って、この場合の実質的な解像度は、 300/4=75 DPI となる。
The difference is that gradation expression (here, m = n =
2 and 4 ink dots are used for one pixel to be printed in order to perform m × n = 4 matrix). FIG. 12 shows this state. Therefore, the substantial resolution in this case is 300/4 = 75 DPI.

【0134】この結果、記録1画素に対して4階調表現
を行うことができる。
As a result, four gradations can be expressed for one recorded pixel.

【0135】次に、入力信号S1として上記4)が入力
された場合、制御手段102は制御信号として刺激除去
手段103Bに対し駆動信号S2Bを出力する。これに
より刺激除去手段103B、例えば光除電器はインクジ
ェット記録ヘッド1の吐出孔A最表面部に形成されてい
る機能層4の帯電電荷を除去させることにより、インク
メニスカスがインク吐出孔A内部に形成される(図3を
参照)。
Next, when the above 4) is input as the input signal S1, the control means 102 outputs the drive signal S2B as the control signal to the stimulus removing means 103B. As a result, the stimulus removing means 103B, for example, an optical static eliminator, removes the charged charges of the functional layer 4 formed on the outermost surface of the ejection hole A of the inkjet recording head 1 to form an ink meniscus inside the ink ejection hole A. (See FIG. 3).

【0136】その後上記制御手段102は、エネルギー
発生手段104に対して駆動信号S3を出力することに
より、画像データに応じてエネルギー発生手段104が
駆動され、インクが吐出される(図10の経路BBのシ
ーケンス)。
After that, the control means 102 outputs a drive signal S3 to the energy generation means 104 to drive the energy generation means 104 in accordance with the image data and eject ink (path BB in FIG. 10). Sequence).

【0137】この場合、3)の場合に比べ吐出されるイ
ンクドットの大きさは小さく、記録媒体P上で例えば3
0μmとなるように機能層4の厚み等を設計しておく。
In this case, the size of the ejected ink dot is smaller than that in the case of 3), and for example, 3 on the recording medium P.
The thickness of the functional layer 4 and the like are designed so as to be 0 μm.

【0138】この結果、画像解像度が1200DPI相
当のインクドットを形成することができる。
As a result, ink dots having an image resolution of 1200 DPI can be formed.

【0139】この場合、16個のインクドット(m=n
=4とし、m×n=16のマトリクス)によって1画素
を表現するため、実際の解像度は、 1200/16=75 DPI となる。つまり3)と同じ解像度を維持したまま、4倍
(=16/4)の階調表現が可能となる。図13は、こ
のときの階調表現を示したものである。
In this case, 16 ink dots (m = n
= 4 and one pixel is represented by a matrix of m × n = 16), the actual resolution is 1200/16 = 75 DPI. That is, it is possible to express gradation four times (= 16/4) while maintaining the same resolution as 3). FIG. 13 shows the gradation expression at this time.

【0140】以上の結果、画像解像度を変化することな
く階調数のみを変化させることができる。
As a result, it is possible to change only the number of gradations without changing the image resolution.

【0141】なお、本適用例においても、イエロー
(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)等のカラーイン
クを備えたインクジェット記録ヘッド1を有するインク
ジェット記録装置において、各色に対し上記方法を適用
することにより、写真ライクな高画質記録が必要な場合
には高階調モードで印字を行い、また、それほど高画質
が必要でない場合、あるいは印字に要する時間を短縮す
る場合等においては低階調モードで印字を行うといった
使い方が可能である。
Also in this application example, the above method is applied to each color in the ink jet recording apparatus having the ink jet recording head 1 provided with color inks such as yellow (Y), magenta (M) and cyan (C). By doing so, printing is performed in the high gradation mode when high-quality recording that is photo-like is required, and when high image quality is not required or when the time required for printing is shortened, the low gradation mode is used. It can be used by printing with.

【0142】また、本適用例においては液体インクを基
に説明を行ってきたが、室温で固体であるインクを用い
てもよい。この場合、使用時において該固体インクを加
熱し、溶融状態として吐出を行うようにする。
In this application example, the description has been given based on the liquid ink, but an ink which is solid at room temperature may be used. In this case, the solid ink is heated during use so as to be discharged in a molten state.

【0143】さらに、実運用においては、前記適用例1
と本適用例とを組み合わせた形態で使用することも可能
である。
Furthermore, in actual operation, the application example 1 is applied.
It is also possible to use in combination with this application example.

【0144】以上のことから、画像階調数に基づいて刺
激供与ステップ及び刺激除去ステップのどちらか一方を
駆動させるような制御を行うので、必要に応じて階調数
を変化することができる効果を有している。
From the above, control is performed so as to drive either the stimulus providing step or the stimulus removing step based on the number of image gradations, so that the number of gradations can be changed as necessary. have.

【0145】なお、ここまで挙げた実施形態における実
施例及び適用例を含めた内容は、本発明の主旨を変えな
い限り、上記記載内容に限定されるものではない。
The contents including the examples and application examples in the above-mentioned embodiments are not limited to the above contents unless the gist of the present invention is changed.

【0146】[0146]

【発明の効果】本発明におけるインクジェット記録装置
及びインクジェット記録方法並びにインクジェット記録
ヘッドは、各請求項において以下の効果が得られる。
The ink jet recording apparatus, the ink jet recording method and the ink jet recording head according to the present invention have the following effects in each claim.

【0147】本発明の請求項1においては、インク吐出
孔の内壁面で吐出孔から所定位置までの部分を、該部分
への刺激の有無によってインクの内壁面に対する接触角
を制御することで、インク吐出量をオンデマンド的に可
変とすることができる効果を有している。
According to the first aspect of the present invention, by controlling the contact angle of the inner wall surface of the ink ejection hole from the ejection hole to a predetermined position, the contact angle of the ink with the inner wall surface is controlled by the presence or absence of stimulation to the portion. This has the effect that the ink ejection amount can be varied on demand.

【0148】本発明の請求項2、3においては、刺激の
供与/除去手段として電荷を供与/除去する一般的な帯
電器が使用できる利点を有している。これより、装置構
成も容易に実現できる。
According to the second and third aspects of the present invention, there is an advantage that a general charger for supplying / removing electric charge can be used as a means for supplying / removing stimulation. As a result, the device configuration can be easily realized.

【0149】本発明の請求項4においては、部材が絶縁
性部材であるため、装置の構造が容易に実現できる。さ
らに、刺激の供与/除去の手段においても電荷を供与/
除去する一般的な帯電器が使用できる利点を有してい
る。
In the fourth aspect of the present invention, since the member is an insulating member, the structure of the device can be easily realized. Furthermore, in the means of providing / removing the stimulus, the charge is provided /
There is an advantage that a general charger for removing can be used.

【0150】本発明の請求項5、6においては、部材が
光導電性部材であるため、刺激除去方法として光除電法
を用いることができ、その結果、高電圧を発生する必要
がなく、使用者に対し安全である。また、ノイズが発生
しないので電気回路が誤動作することがなく信頼性に優
れている効果を有している。また、EMI(Elect
roMagnetic Interference:電
磁妨害雑音)が少ないので環境面でも優れている。
According to the fifth and sixth aspects of the present invention, since the member is a photoconductive member, a photo-static elimination method can be used as a stimulus removing method, and as a result, it is not necessary to generate a high voltage and use. It is safe for the person. In addition, since no noise is generated, the electric circuit does not malfunction and has an effect of excellent reliability. In addition, EMI (Select
It is also environmentally friendly as it has low roMagnetic Interference.

【0151】本発明の請求項7においては、刺激制御ス
テップが刺激供与ステップと刺激除去ステップのいずれ
かをコントロールすることで、吐出するインク量を可変
に制御することができる。これは、画像信号に応じて刺
激供与と刺激除去の動作を制御しているので、画像解像
度または画像階調数をユーザの好みによって選択するこ
とが可能となる効果を有している。
In the seventh aspect of the present invention, the stimulus control step controls either the stimulus applying step or the stimulus removing step, whereby the ejected ink amount can be variably controlled. This has an effect that it is possible to select the image resolution or the number of image gradations according to the preference of the user, since the operations of providing the stimulus and removing the stimulus are controlled according to the image signal.

【0152】つまり、画像解像度に基づいて刺激供与ス
テップと刺激除去ステップのどちらか一方を選択して処
理させるような制御を行うので、文字等の高精細な印字
を行う用途にあっては、小さなインクを生成することに
より高解像度で印字を行い、また、印字時間を短縮する
目的の場合には、低解像度で印字を行うという印字方法
の選択が可能となる。また、画像階調数に基づいて刺激
供与ステップと刺激除去ステップのどちらか一方を選択
して処理させるような制御を行うので、必要に応じて階
調数を変化することができる。
That is, since control is performed such that either the stimulus applying step or the stimulus removing step is selected and processed based on the image resolution, it is small for high-precision printing of characters and the like. It is possible to select a printing method in which printing is performed at a high resolution by generating ink and printing is performed at a low resolution for the purpose of shortening the printing time. Further, since control is performed such that either the stimulus providing step or the stimulus removing step is selected and processed based on the number of image gradations, the number of gradations can be changed as necessary.

【0153】本発明の請求項8においては、インク吐出
孔の内壁面で吐出孔から所定位置までの部分を、該部分
への刺激の有無によってインクの内壁面に対する接触角
を制御することで、インク吐出量をオンデマンド的に可
変とすることができる効果を有している。
According to the eighth aspect of the present invention, by controlling the contact angle of the inner wall surface of the ink ejection hole from the ejection hole to a predetermined position, the contact angle of the ink with the inner wall surface is controlled by the presence or absence of stimulation to the portion. This has the effect that the ink ejection amount can be varied on demand.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による液量可変方法の原理を説明するた
めの図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining the principle of a liquid amount varying method according to the present invention.

【図2】本発明によるインクジェット記録ヘッドでの液
量可変方法の概要を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining an outline of a liquid amount varying method in an inkjet recording head according to the present invention.

【図3】本発明によるインクジェット記録ヘッドでの液
量可変方法の詳細を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining details of a liquid amount varying method in an inkjet recording head according to the present invention.

【図4】本発明によるインクジェット記録ヘッドの構造
の一例を示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a structure of an inkjet recording head according to the present invention.

【図5】本発明によるインクジェット記録ヘッドの外観
の一例を示した図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of an external appearance of an inkjet recording head according to the present invention.

【図6】本発明による別のインクジェット記録ヘッドで
の液量可変方法の概要を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining an outline of a liquid amount varying method in another ink jet recording head according to the present invention.

【図7】本発明による別のインクジェット記録ヘッドで
の液量可変方法の概要を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining an outline of a liquid amount varying method in another ink jet recording head according to the present invention.

【図8】本発明によるインクジェット記録装置の要部を
示す概略斜視図である。
FIG. 8 is a schematic perspective view showing a main part of an inkjet recording apparatus according to the present invention.

【図9】本発明によるインクジェット記録装置の機能制
御ブロックを示した図である。
FIG. 9 is a diagram showing a function control block of the inkjet recording apparatus according to the present invention.

【図10】本発明によるインクジェット記録装置の機能
制御ブロックでの制御シーケンスを示した図である。
FIG. 10 is a diagram showing a control sequence in a function control block of the inkjet recording apparatus according to the present invention.

【図11】本発明によるインクジェット記録装置におけ
る記録解像度の違いによる印字サンプルの概念図であ
る。
FIG. 11 is a conceptual diagram of a print sample according to a difference in recording resolution in the inkjet recording apparatus according to the present invention.

【図12】本発明によるインクジェット記録装置におけ
る低階調表現時の様子を示すための図である。
FIG. 12 is a diagram showing a state during low gradation expression in the inkjet recording apparatus according to the present invention.

【図13】本発明によるインクジェット記録装置におけ
る高階調表現時の様子を示すための図である。
FIG. 13 is a diagram showing a state of high-gradation expression in the inkjet recording apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 インクジェット記録ヘッド 2 上ヘッド 3 下ヘッド 4 機能層 5 インク流路 6 刺激供与手段 7 刺激除去手段 A インク吐出孔 M メニスカス 1 Inkjet recording head 2 upper head 3 lower head 4 functional layers 5 ink channels 6 stimulus providing means 7 Stimulus removal means A ink ejection hole M Meniscus

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/205 B41J 2/135 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/205 B41J 2/135

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 インク吐出孔と、前記インク吐出孔への
インク流路と、前記インク流路内のインクを前記インク
吐出孔から吐出させるためのインク吐出用エネルギー発
生手段と、を有し、少なくともインク吐出孔を含む前記
インク吐出孔から前記インク流路内の所定位置までの内
壁面は、刺激供与の有無によってインク接触時の接触角
が可逆的に変化する部材で形成されている、記録ヘッド
を備えてなるインクジェット記録装置であって、 前記刺激を供与するための刺激供与手段と、 前記刺激を除去するための刺激除去手段と、 前記刺激供与手段と前記刺激除去手段とのいずれか一方
を選択した後にインクの吐出制御を行なうための制御手
段と、を備えることを特徴とするインクジェット記録装
置。
1. An ink discharge hole, an ink flow path to the ink discharge hole, and an ink discharge energy generating unit for discharging ink in the ink flow path from the ink discharge hole, The inner wall surface from at least the ink ejection hole including at least the ink ejection hole to a predetermined position in the ink flow path is formed of a member whose contact angle at ink contact reversibly changes depending on the presence or absence of stimulation. An inkjet recording apparatus comprising a head, wherein any one of a stimulus applying means for applying the stimulus, a stimulus removing means for removing the stimulus, and a stimulus applying means and the stimulus removing means. An ink jet recording apparatus, comprising: a control unit for controlling ink ejection after selecting.
【請求項2】 刺激供与手段は、インクの内壁面への接
触角が可逆的に変化する部材に電荷を与えて帯電させる
ことを特徴とする請求項1記載のインクジェット記録装
置。
2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the stimulus providing means charges a member whose contact angle to the inner wall surface of the ink reversibly changes by charging the member.
【請求項3】 刺激除去手段は、インクの内壁面への接
触角が可逆的に変化する部材に帯電している電荷を除去
することを特徴とする請求項1記載のインクジェット記
録装置。
3. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the stimulus removing means removes the electric charge charged on the member whose contact angle with the inner wall surface of the ink reversibly changes.
【請求項4】 インクの内壁面への接触角が可逆的に変
化する部材は、絶縁性部材であることを特徴とする請求
項2または3記載のインクジェット記録装置。
4. The ink jet recording apparatus according to claim 2, wherein the member whose contact angle of ink with the inner wall surface reversibly changes is an insulating member.
【請求項5】 インクの内壁面への接触角が可逆的に変
化する部材は、光導電性部材であることを特徴とする請
求項2または3記載のインクジェット記録装置。
5. The ink jet recording apparatus according to claim 2, wherein the member whose contact angle of ink with the inner wall surface reversibly changes is a photoconductive member.
【請求項6】 光導電性部材は、導電層、電荷輸送層、
電荷発生層の順で積層されてなる多層構造であることを
特徴とする請求項5記載のインクジェット記録装置。
6. The photoconductive member comprises a conductive layer, a charge transport layer,
The ink jet recording apparatus according to claim 5, wherein the ink jet recording apparatus has a multilayer structure in which charge generation layers are laminated in this order.
【請求項7】 画像記録信号に応じて記録媒体上へ吐出
させるインク量を変えて画像を記録するインクジェット
記録方法であって、 刺激としての電荷を帯電させる処理を行う刺激供与ステ
ップと、 前記帯電した電荷を除去する処理を行う刺激除去ステッ
プと、 前記画像記録信号に応じて電荷の有無を制御し、該電荷
の有無によりインクの吐出孔内壁面への接触角を可逆的
に変化させてインクの吐出量を変化させる刺激制御ステ
ップと、をインク吐出前に含むことを特徴とするインク
ジェット記録方法。
7. An inkjet recording method for recording an image by changing the amount of ink ejected onto a recording medium according to an image recording signal, comprising a stimulus applying step of performing a process of charging an electric charge as a stimulus, and the charging. A step of removing a stimulus for removing the electric charge, and controlling the presence or absence of the electric charge according to the image recording signal, and reversibly changing the contact angle of the ink to the inner wall surface of the ink ejection hole depending on the presence or absence of the electric charge. And a stimulus control step of changing the ejection amount of the ink before the ink ejection.
【請求項8】 インク吐出孔と、前記インク吐出孔への
インク流路と、前記インク流路内に設けられたインク吐
出用エネルギー発生手段と、を有する記録ヘッドであっ
て、前記記録ヘッドの少なくともインク吐出孔を含み、
該インク吐出孔からインク流路内の所定位置までの内壁
面は、外部からの刺激によってインクの該内壁面への接
触角が可逆的に変化する光導電性または絶縁性の部材で
形成されてなることを特徴とするインクジェット記録ヘ
ッド。
8. A recording head having an ink ejection hole, an ink flow path to the ink ejection hole, and an ink ejection energy generating means provided in the ink flow path, the recording head comprising: Including at least ink ejection holes,
The inner wall surface from the ink ejection hole to a predetermined position in the ink flow path is formed of a photoconductive or insulating member in which the contact angle of the ink with the inner wall surface is reversibly changed by an external stimulus. An inkjet recording head characterized by the following.
【請求項9】 画像記録信号に応じて記録媒体上へ吐出
させるインク量を変えて画像を記録するインクジェット
記録方法であって、 刺激としての電荷を帯電させる処理を行なう刺激供与ス
テップと帯電した電荷を除去する処理を行なう刺激除去
ステップとのいずれを行なうかの選択を前記画像記録信
号に応じて行なうことにより、インクの吐出孔内壁面へ
の接触角を可逆的に変化させてインクの吐出量を変化さ
せる刺激制御ステップ、を含み、 前記刺激制御ステップは、インク吐出の前に前記選択を
行なうことを特徴とするインクジェット記録方法。
9. An ink jet recording method for recording an image by changing the amount of ink ejected onto a recording medium according to an image recording signal, wherein a stimulus applying step for performing a process of charging a charge as a stimulus and a charged charge. The stimulus removing step for removing the ink is selected according to the image recording signal to reversibly change the contact angle of the ink with the inner wall surface of the ejection hole to eject the ink. And a stimulus control step for changing the stimulus, wherein the stimulus control step performs the selection before ink ejection.
【請求項10】 前記刺激制御ステップにおいては、解
像度または階調数に基づいて前記選択を行なうことを特
徴とする請求項9に記載のインクジェット記録方法。
10. The ink jet recording method according to claim 9, wherein in the stimulus control step, the selection is performed based on the resolution or the number of gradations.
JP16036698A 1998-06-09 1998-06-09 Ink jet recording apparatus, ink jet recording method, and ink jet recording head Expired - Fee Related JP3510486B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16036698A JP3510486B2 (en) 1998-06-09 1998-06-09 Ink jet recording apparatus, ink jet recording method, and ink jet recording head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16036698A JP3510486B2 (en) 1998-06-09 1998-06-09 Ink jet recording apparatus, ink jet recording method, and ink jet recording head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11348321A JPH11348321A (en) 1999-12-21
JP3510486B2 true JP3510486B2 (en) 2004-03-29

Family

ID=15713432

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16036698A Expired - Fee Related JP3510486B2 (en) 1998-06-09 1998-06-09 Ink jet recording apparatus, ink jet recording method, and ink jet recording head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3510486B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005081672A (en) * 2003-09-08 2005-03-31 Fuji Photo Film Co Ltd Electrostatic ejection inkjet head
JP4929873B2 (en) * 2005-06-30 2012-05-09 ブラザー工業株式会社 Liquid discharge device
JP4893197B2 (en) * 2006-09-28 2012-03-07 ブラザー工業株式会社 Liquid transfer device
JP5178577B2 (en) * 2009-02-23 2013-04-10 富士フイルム株式会社 Inkjet head and inkjet recording method
JP6465271B2 (en) * 2014-08-18 2019-02-06 セイコーエプソン株式会社 Liquid ejecting apparatus and method for controlling liquid ejecting apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JPH11348321A (en) 1999-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6817692B2 (en) Inkjet recording device and recording method
JPS63502261A (en) Multitone inkjet printers and how they work
JPS63312153A (en) Acoustic ink printer
JP2001315426A (en) Ink jet printing method and printing apparatus
US20140015901A1 (en) Large-particle inkjet discharged-area development printing
US8791971B2 (en) Large-particle inkjet dual-sign development printing
JP3510486B2 (en) Ink jet recording apparatus, ink jet recording method, and ink jet recording head
US6099102A (en) Ink jet recording method, recording apparatus, and information-processing system
CA2151093C (en) Method for producing gradient tonal representations and a printhead for producing the same
US20140015879A1 (en) Intermediate member for large-particle inkjet development
US20140015893A1 (en) Large-particle inkjet discharged-area development printing
JP2004080065A (en) Tone reproduction method, threshold matrix, image processing method, image processing apparatus, image forming apparatus, and printer driver
JP2000117967A (en) Ink recording method
US8717395B2 (en) Large-particle inkjet receiver-charging intermediate member
CN103842914B (en) Utilize oarse-grained ink jet printing
JP2614265B2 (en) Liquid jet recording head
US20050068347A1 (en) Three-dimensional image forming method
JP4064313B2 (en) Method for forming a stereoscopic image
Romano 3 The Business and Market for Desktop Printers
JPH0671907A (en) Ink-jet recording apparatus
JP2859647B2 (en) Liquid jet recording device
Chang et al. Printers PT Krein and KS Robinson
JP3380811B2 (en) Inkjet recording head
JP2002137420A (en) Ink jet recording method, writing head and recorder
Meyer Printing Technologies and Systems

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030603

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20031216

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20031225

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080109

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090109

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100109

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110109

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees