JP2000117999A - Recorder and recording method - Google Patents
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Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液体の自由表面に
一定の高を保つ液柱を形成しておいて、その液柱の液体
を画像記録媒体へ移動させて付着させ、記録を行う記録
装置および記録方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a recording method in which a liquid column for maintaining a constant height is formed on a free surface of a liquid, and the liquid in the liquid column is moved to and adhered to an image recording medium to perform recording. The present invention relates to an apparatus and a recording method.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、インクを液滴化し、画像記録
媒体上に飛翔させることによってドットを形成し、画像
を記録する装置は、インクジェットプリンタとして実用
化されている。一般的なインクジェット記録装置は、解
像度に応じた細かいノズルよりインク滴を飛翔させるた
め、目詰まりが発生するという問題がある。例えば、発
熱素子を利用したバブルによる圧力を用いる場合、イン
クとの熱的あるいは化学的な反応による不溶物がノズル
の内壁に付着することによって目詰まりが発生する。圧
電素子による圧力を用いる場合には、インク流路等の複
雑な構造により目詰まりが発生するという問題がある。
通常、目詰まりを防止するために様々な工夫がなされて
いるが、主走査方向にノズルを並べるライン走査型ヘッ
ドでは、目詰まりの頻度が格段に高くなり、インクジェ
ット装置の信頼性が著しく低下する。また、高精細画像
を記録するために高解像度が必要になる場合には、ノズ
ル径を数10μmの微小径に加工する必要がある。ライ
ン型ヘッドのような数千ものノズルを必要とする場合に
は、この記録ヘッドを加工する技術が必要となり、ライ
ン型ヘッドで解像度を上げることは製造上非常に困難で
ある。2. Description of the Related Art Heretofore, an apparatus for recording an image by forming dots by making ink into droplets and flying on an image recording medium has been practically used as an ink jet printer. A general inkjet recording apparatus has a problem that clogging occurs because ink droplets fly from fine nozzles corresponding to the resolution. For example, in the case where a pressure generated by a bubble using a heating element is used, clogging occurs due to the insoluble matter due to a thermal or chemical reaction with ink adhering to the inner wall of the nozzle. When the pressure by the piezoelectric element is used, there is a problem that clogging occurs due to a complicated structure such as an ink flow path.
Usually, various measures are taken to prevent clogging. However, in a line scanning type head in which nozzles are arranged in the main scanning direction, the frequency of clogging becomes extremely high, and the reliability of the ink jet apparatus is significantly reduced. . Further, when high resolution is required to record a high-definition image, it is necessary to process the nozzle diameter to a small diameter of several tens μm. When thousands of nozzles are required as in the case of a line type head, a technique for processing this recording head is required, and it is extremely difficult in manufacturing to increase the resolution with the line type head.
【0003】これらの問題点を克服するため、ノズルを
不要とする方式として、超音波ビームを用いてインク液
面からインク滴を飛翔させる装置が、特開昭62−66
943号公報や特開昭63−162253号公報、特開
昭63−166545号公報、特開平8−238764
号公報、特開平8−290587号公報、特開平9−3
9224号公報、特開平9−94957号公報、特開平
2−175157号公報、特開平2−55139号公
報、特開平2−103152号公報、特開平2−164
546号公報、特開平7−276622号公報等に記載
されている。これらの方式は、いずれもノズルレスの構
成であるため、上述した目詰まり等の問題は生じにく
い。[0003] In order to overcome these problems, an apparatus that uses an ultrasonic beam to eject ink droplets from the ink liquid surface has been proposed as a method that does not require a nozzle.
No. 943, JP-A-63-162253, JP-A-63-166545, and JP-A-8-238764.
JP, JP-A-8-290587, JP-A-9-3
No. 9224, JP-A-9-94957, JP-A-2-175157, JP-A-2-55139, JP-A-2-103152, JP-A-2-164
546 and JP-A-7-276622. Since all of these systems have a nozzleless configuration, the above-described problems such as clogging are unlikely to occur.
【0004】このようなノズルレス方式のインクジェッ
トプリンタは、ノズルタイプのインクジェットプリンタ
と比べ、容易に主走査方向へ印字部を並べることが可能
となり高速プリントに対し有効である。しかし、ノズル
レスであるゆえ、隣接する印字部同士の相互干渉が大き
く発生してしまうという新たな問題がある。例えば、印
字後に生じるインク液面の振動が他の印字部へ伝播し、
インク滴の飛翔の妨げとなり、吐出方向を不安定化させ
たり、またインク滴が飛翔しない空打ちが発生するなど
の障害が出てしまう。[0004] Such a nozzleless type ink jet printer can easily arrange the printing sections in the main scanning direction as compared with a nozzle type ink jet printer, and is effective for high speed printing. However, since the nozzles are nozzleless, there is a new problem that mutual interference between adjacent printing units occurs largely. For example, the vibration of the ink liquid surface that occurs after printing propagates to other printing units,
This hinders the flight of the ink droplets, causing the ejection direction to become unstable, and also causes obstacles such as the occurrence of idle hits in which the ink droplets do not fly.
【0005】相互干渉を防止する構成として、例えば特
開平6−238884号公報がある。この公報に記載さ
れた印字方式では、インク自由表面上に印字部ごとに大
口径を有する多孔カバーを取り付け、自由表面エリアを
印字部の大口径部で仕切り、他の印字部へ伝播する波を
防止している。しかし、カバーで遮られたインクの波
は、カバーで反射し、もとの印字部へ帰ってくることに
なる。そのため、他の印字部との相互干渉は防止できる
ものの、カバーで反射した波が相互干渉と同様の悪影響
をもたらすことになる。As a configuration for preventing mutual interference, for example, there is JP-A-6-238884. In the printing method described in this publication, a porous cover having a large diameter is attached to each free surface on the ink free surface, the free surface area is partitioned by the large diameter portion of the printing portion, and waves propagating to other printing portions are separated. Preventing. However, the ink wave blocked by the cover is reflected by the cover and returns to the original printing section. Therefore, although mutual interference with other printing units can be prevented, the wave reflected by the cover has the same adverse effect as the mutual interference.
【0006】通常、上述した障害の影響が実質的になく
なるまで待ち、印字を行わせる。そのため、高速印字に
対するデメリットとなり、記録装置としての性能を劣化
させることとなってしまう。また、カバー等で仕切るこ
とは印字部にインクを供給することに対しても、インク
と供給路の接触抵抗が大きくなるため、高速にインクを
補給するという点でもデメリットを負うことになる。Normally, printing is performed until the influence of the above-described obstacle is substantially eliminated. This is disadvantageous for high-speed printing, and degrades the performance as a recording device. In addition, partitioning with a cover or the like has a disadvantage in supplying ink to the printing unit because the contact resistance between the ink and the supply path is increased, so that ink is supplied at high speed.
【0007】インク表面の波に対しては、上述した周囲
に伝播する波の他に、印字後に印字部に残る残留振動が
ある。伝播する波による相互干渉はノズルレス方式特有
の問題であるが、残留振動はノズルタイプのインクジェ
ット記録装置においても存在するものである。残留振動
が発生している期間に再度印字を行わせようとすると、
相互干渉の時と同様にインク滴の飛翔の妨げとなり、吐
出方向が不安定化したり、インク滴が飛翔しない空打ち
の発生などが生じてしまう。[0007] In addition to the waves propagating to the surroundings, there are residual vibrations remaining in the printing portion after printing, in addition to the waves propagating around the ink surface. Mutual interference due to propagating waves is a problem unique to the nozzleless system, but residual vibration also exists in a nozzle type ink jet recording apparatus. If you try to print again while the residual vibration is occurring,
As in the case of mutual interference, it hinders the flight of the ink droplets, causing the ejection direction to become unstable and the occurrence of idle hits in which the ink droplets do not fly.
【0008】残留振動の影響を低減させる方式の一例
が、特開平9−226106号公報、特開平2−506
号公報、特開平5−338150号公報、特開平10−
24570号公報等に記載されている。例えば特開平9
−226106号公報に記載されている方法は、液面の
振動ができるだけ小さくなるように、駆動波形のパラメ
ータを設定することで、残留振動の影響により発生する
誤吐出を防止している。しかし、残留振動を抑制する方
法ではないため、残留振動の影響を低減させる効果は限
られている。また、特開平2−506号公報及び特開平
5−338150号公報に記載されている方法は、残留
振動の原因となる反射圧力波を打ち消すように、インク
を吐出させる駆動パルスの印加の後にサブパルス(又追
加パルス)を印加している。しかし、これらの方法は駆
動パルスのタイミングを高精度に制御することが重要で
あり、さらに、反射圧力波を有効に打ち消すためのパル
スタイミングはインク物性、環境温度などによって変化
をするため、固定したタイミングでは効果的に残留振動
を抑制できない。特開平10−24570号公報に記載
されている方法では、環境温度によってパルスタイミン
グを制御する駆動パルス制御手段を設置しているが、こ
の方法においても駆動パルスのタイミングを高精度に制
御する技術が必要であり、小型、低価格のデスクトップ
型インクジェットプリンタでは実現困難である。また、
上述したいずれの方式においても、ノズルタイプの記録
装置を前提としていたため、ノズルフリーの記録装置に
適用するのは難しい。One example of a system for reducing the influence of residual vibration is disclosed in JP-A-9-226106 and JP-A-2-506.
JP-A-5-338150, JP-A-10-338150
24570 and the like. For example, JP-A-9
In the method described in Japanese Patent No. 226106, erroneous ejection caused by the influence of residual vibration is prevented by setting parameters of a driving waveform so that vibration of the liquid surface is minimized. However, since this is not a method for suppressing residual vibration, the effect of reducing the effect of residual vibration is limited. Further, the methods described in JP-A-2-506 and JP-A-5-338150 disclose a method in which a sub-pulse is applied after application of a driving pulse for ejecting ink so as to cancel a reflected pressure wave which causes residual vibration. (Additional pulse) is applied. However, in these methods, it is important to control the timing of the drive pulse with high accuracy, and furthermore, the pulse timing for effectively canceling the reflected pressure wave is fixed because it changes depending on ink physical properties, environmental temperature, etc. At the timing, the residual vibration cannot be effectively suppressed. In the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-24570, a drive pulse control means for controlling the pulse timing according to the environmental temperature is installed. In this method, too, there is a technique for controlling the timing of the drive pulse with high accuracy. This is necessary and is difficult to achieve with a small, inexpensive desktop inkjet printer. Also,
In any of the above-described methods, a nozzle-type printing apparatus is premised, so that it is difficult to apply the present invention to a nozzle-free printing apparatus.
【0009】高速印刷を可能とするノズルレス方式のイ
ンクジェット記録装置には、上述したような大きな問題
点が存在する。これを集約すると、次の2点である。 (1)印字後のインク表面を伝播する波の影響によるイ
ンク滴の飛翔方向ばらつきと空打ち。 (2)印字後に印字部に残る残留振動の影響によるイン
ク滴の飛翔方向ばらつきと空打ち。(1)の問題につい
ては、ノズルタイプのインクジェット記録装置にはない
問題点でありノズルレス方式特有の問題である。(2)
の問題はノズルタイプのインクジェット記録装置におい
ても存在するものであり、上述した特開平5−3381
50号公報等の制御技術で解決を試みようとしている。The nozzleless ink jet recording apparatus capable of high-speed printing has the above-mentioned major problems. These are summarized in the following two points. (1) Fluctuations in the flying direction of ink droplets due to the influence of waves propagating on the ink surface after printing and blank hitting. (2) Fluctuations in the flying direction of ink droplets due to the influence of residual vibration remaining in the printing portion after printing, and blank hitting. The problem (1) does not exist in the nozzle type ink jet recording apparatus, and is a problem peculiar to the nozzleless system. (2)
The problem described above also exists in the nozzle type ink jet recording apparatus.
Attempts are being made to solve the problem by using a control technique such as that disclosed in Japanese Patent Publication No. 50.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した事
情に鑑みてなされたもので、比較的簡単な構成により、
上述したような液体表面を伝播する波による相互干渉、
および、記録後に記録部に残る残留振動による諸問題を
解決するものである。そして、これらを解決することに
より、高速印刷に有利なノズルレスの方式を採用し、さ
らに従来のノズルレス方式ではインク液面の振動により
行えなかった高速記録を達成することができる記録装置
および記録方法を提供することを目的とするものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a relatively simple structure.
Mutual interference by waves propagating on the liquid surface as described above,
Further, it is to solve various problems due to residual vibration remaining in the recording section after recording. By solving these problems, a recording apparatus and a recording method capable of adopting a nozzleless method that is advantageous for high-speed printing and achieving high-speed recording that could not be performed by the conventional nozzleless method due to vibration of the ink liquid surface. It is intended to provide.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、液体の自由表
面から液体を移動させ、液体の自由表面と対向する位置
にある画像記録媒体に液体を付着させて記録を行う記録
装置において、液体の自由表面を形成する液体層と、該
液体層に対しアパーチャを介して連通している液室と、
該液室内に設けられ該液室内の体積を変化させることの
できる体積変更素子と、該体積変更素子を駆動すること
により液室の体積を変化させてアパーチャを介して液体
の自由表面に向かって生じるインク流れを繰り返し発生
させることにより液体の自由表面に一定の高さの液柱を
形成させる駆動手段と、液柱より液体を画像記録媒体に
移動させる移動手段を有することを特徴とするものであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a recording apparatus for performing recording by moving a liquid from a free surface of the liquid and attaching the liquid to an image recording medium at a position facing the free surface of the liquid. A liquid layer forming a free surface of the liquid layer, a liquid chamber communicating with the liquid layer via an aperture,
A volume changing element provided in the liquid chamber and capable of changing the volume in the liquid chamber; and driving the volume changing element to change the volume of the liquid chamber to move toward the free surface of the liquid via the aperture. It is characterized by having driving means for forming a liquid column having a certain height on the free surface of the liquid by repeatedly generating the generated ink flow, and moving means for moving the liquid from the liquid column to the image recording medium. is there.
【0012】また、液体の自由表面から液体を移動さ
せ、液体の自由表面と対向する位置にある画像記録媒体
に液体を付着させて記録を行う記録方法において、液体
の自由表面を形成する液体層と、該液体層に対しアパー
チャを介して連通している液室を有し、液室の体積を変
化させてアパーチャを介して液体の自由表面に向かって
生じるインク流れを繰り返し発生させることにより液体
の自由表面に一定の高さの液柱を形成し、該液柱より液
体を画像記録媒体に移動させて記録を行うことを特徴と
するものである。In a recording method for performing recording by moving a liquid from a free surface of a liquid and attaching the liquid to an image recording medium at a position facing the free surface of the liquid, a liquid layer forming a free surface of the liquid is provided. And a liquid chamber communicating with the liquid layer via an aperture, and by changing the volume of the liquid chamber to repeatedly generate an ink flow generated toward the free surface of the liquid through the aperture, thereby forming a liquid. A liquid column having a certain height is formed on the free surface of the recording medium, and recording is performed by moving the liquid from the liquid column to the image recording medium.
【0013】液柱を形成する体積変更素子としては、例
えば圧電素子を用いることができ、圧電素子を駆動する
ことにより生じる液室内の体積変化を利用し、液体の自
由表面に液柱なる盛り上がりを形成することができる。
この液柱は、常に体積変更素子を駆動することによって
得られたものであるため、環境変化によって液体の物性
が変化しても液柱への影響は少ない。そのため、従来の
サブパルスを残留振動のカウンタ効果を狙って与える方
式と比較し、本発明では環境変化により生じる液体の物
性変化の管理や高精度なタイミング制御が必要なく、安
定した記録が可能である。As the volume changing element forming the liquid column, for example, a piezoelectric element can be used, and a volume change in the liquid chamber caused by driving the piezoelectric element is used to form a bulge as a liquid column on the free surface of the liquid. Can be formed.
Since the liquid column is always obtained by driving the volume changing element, even if the physical property of the liquid changes due to an environmental change, the liquid column is hardly affected. Therefore, in comparison with the conventional method in which the sub-pulse is provided with the counter effect of the residual vibration, the present invention does not require the management of the change in the physical properties of the liquid caused by the environmental change and the high-precision timing control, and enables stable recording. .
【0014】形成された液柱に何らかの外力を与えるこ
とによって任意に液体を画像記録媒体に移動させること
ができる。液滴を画像記録媒体に移動させる移動手段と
しては、圧電素子により液室の体積を変化させたり、熱
発生機構によりバブルを発生させたり、静電吸引力を用
いるなど、種々の手段を用いることができる。また、体
積変更素子と同一の圧電素子を用いてもよい。The liquid can be arbitrarily moved to the image recording medium by applying some external force to the formed liquid column. As a moving means for moving the liquid droplet to the image recording medium, various means such as changing the volume of the liquid chamber by a piezoelectric element, generating a bubble by a heat generating mechanism, or using an electrostatic attraction force are used. Can be. Further, the same piezoelectric element as the volume changing element may be used.
【0015】また、液柱の液体を画像記録媒体に移動さ
せる際には、液柱の液体を液滴化し、飛翔させて画像記
録媒体に付着させ、記録を行うことができる。もちろ
ん、曳糸状に液柱の先端部を画像記録媒体に付着させる
ようにして液体を移動させてもよい。Further, when the liquid in the liquid column is moved to the image recording medium, the liquid in the liquid column can be formed into droplets, fly, adhere to the image recording medium, and perform recording. Of course, the liquid may be moved in such a manner that the tip of the liquid column is attached to the image recording medium in a string form.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】図1ないし図3は、本発明の原理
的な構成の説明図である。図中、1はインク層、1aは
インク自由表面、1bは液柱、1cは凹部、2はアパー
チャ、3はインク室、4は液柱形成用圧電素子、5は記
録用圧電素子である。この例では、図示しない画像記録
媒体に付着させて画像を形成する液体としてインクを用
いている。また、体積変更素子として液柱形成用圧電素
子4を用い、移動手段として記録用圧電素子5を用いて
いる。なお、体積変更素子を駆動する駆動手段はここで
は図示を省略したが、液柱形成用圧電素子4に電気エネ
ルギーを供給するものとする。また、記録用圧電素子5
を駆動する駆動回路も図示を省略している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 1 to 3 are explanatory views of the principle configuration of the present invention. In the figure, 1 is an ink layer, 1a is an ink free surface, 1b is a liquid column, 1c is a concave portion, 2 is an aperture, 3 is an ink chamber, 4 is a liquid column forming piezoelectric element, and 5 is a recording piezoelectric element. In this example, ink is used as a liquid that is attached to an image recording medium (not shown) to form an image. The liquid column forming piezoelectric element 4 is used as the volume changing element, and the recording piezoelectric element 5 is used as the moving means. Although the drive means for driving the volume changing element is not shown here, it is assumed that electric energy is supplied to the liquid column forming piezoelectric element 4. Also, the recording piezoelectric element 5
Are not shown in the figure.
【0017】図1(A)に示すように、インク自由表面
1aが形成されたインク層1に、アパーチャ2を介して
連通するインク室3が設けられている。インク室3に
は、液柱形成用圧電素子4および記録用圧電素子5が設
けられている。As shown in FIG. 1 (A), an ink chamber 3 is provided on an ink layer 1 on which an ink free surface 1a is formed. The ink chamber 3 is provided with a liquid column forming piezoelectric element 4 and a recording piezoelectric element 5.
【0018】インク室3内に設けた例えば液柱形成用圧
電素子4を駆動すると、図1(B)に示すように、イン
ク室3は圧縮され、インク室3内のインクはアパーチャ
2を通り、インク自由表面1aに向かって流れる。この
インクの流れによって、図1(C)に示すようにインク
自由表面1aに液柱1bが形成される。その後、液柱1
bは自重および表面張力によりつぶれ、もとのインク自
由表面1aに戻る。When, for example, a piezoelectric element 4 for forming a liquid column provided in the ink chamber 3 is driven, the ink chamber 3 is compressed and the ink in the ink chamber 3 passes through the aperture 2 as shown in FIG. , Flowing toward the free ink surface 1a. Due to this flow of ink, a liquid column 1b is formed on the free ink surface 1a as shown in FIG. Then, liquid column 1
b is crushed by its own weight and surface tension, and returns to the original ink free surface 1a.
【0019】図1(D)に示すように、液柱形成用圧電
素子4を駆動したまま、インク自由表面1aが平らにな
った後、液柱形成用圧電素子4の駆動を停止する。する
と、図1(E)に示すように、インク自由表面1bを形
成するインク層1からインクがアパーチャ2を通過して
インク室3へと流れる。そして図1(F)に示すように
凹部1cがインク自由表面1aに形成される。As shown in FIG. 1D, after the ink free surface 1a is flattened while the liquid column forming piezoelectric element 4 is driven, the driving of the liquid column forming piezoelectric element 4 is stopped. Then, as shown in FIG. 1E, ink flows from the ink layer 1 forming the ink free surface 1b through the aperture 2 to the ink chamber 3. Then, as shown in FIG. 1F, a concave portion 1c is formed on the ink free surface 1a.
【0020】上述の液柱形成用圧電素子4の駆動を開始
したときには、アパーチャ2を通るインクは慣性を持っ
てインク自由表面1aに向かって流れる。また、液柱形
成用圧電素子4の駆動を停止した時のインクの流れは、
液柱形成用圧電素子4の駆動を開始した時とは異なり、
図1(E)に示したようにアパーチャ2上およびその周
囲を含む全体からインク室3に流れ込む。When the driving of the above-described liquid column forming piezoelectric element 4 is started, the ink passing through the aperture 2 flows toward the ink free surface 1a with inertia. Further, the ink flow when the driving of the liquid column forming piezoelectric element 4 is stopped is as follows.
Unlike when the driving of the liquid column forming piezoelectric element 4 is started,
As shown in FIG. 1E, the ink flows into the ink chamber 3 from the entire area including the area above and around the aperture 2.
【0021】このように、インクは、アパーチャ2から
インク自由表面1aに向かって流れるときにはアパーチ
ャ2を通るインクは慣性を持って自由表面に向かって流
れ、狭い範囲で液柱を形成するが、逆にインク室3に引
き込まれるときは、インク層1側の広範囲から引き込ま
れ、くぼみ(凹部)を形成する。As described above, when the ink flows from the aperture 2 toward the free ink surface 1a, the ink passing through the aperture 2 flows toward the free surface with inertia and forms a liquid column in a narrow area. When the ink is drawn into the ink chamber 3, the ink is drawn from a wide area on the ink layer 1 side to form a depression (recess).
【0022】次に図2(A)に示すように、液柱形成用
圧電素子4を駆動し、すぐに駆動を停止する。このよう
な駆動を行った場合、上述のように液柱形成用圧電素子
4の駆動を開始したときと駆動を停止したときとで現象
が異なるため、図1(A)〜(C)に示した現象と、図
1(D)〜(F)に示した現象が同時に起こり、図2
(B)に示すように、インク自由表面1aに液柱1bが
形成されるとともにその周囲に凹部1cが形成される。
その後は、インク自由表面1aに働く表面張力によっ
て、液柱1bおよび凹部1cは図2(C)、(D)に示
すように次第に小さくなり、しばらくすると図2(E)
に示すようにフラットな液面に戻る。Next, as shown in FIG. 2A, the piezoelectric element 4 for forming a liquid column is driven, and the driving is immediately stopped. When such driving is performed, the phenomenon is different between when the driving of the liquid column forming piezoelectric element 4 is started and when the driving is stopped, as described above. 2 and the phenomena shown in FIGS. 1D to 1F simultaneously occur, and FIG.
As shown in (B), a liquid column 1b is formed on the ink free surface 1a, and a recess 1c is formed around the liquid column 1b.
Thereafter, due to the surface tension acting on the free ink surface 1a, the liquid column 1b and the concave portion 1c gradually become smaller as shown in FIGS. 2C and 2D, and after a while, as shown in FIG.
Return to the flat liquid level as shown in FIG.
【0023】液柱形成用圧電素子4の駆動開始および駆
動停止を、図2に示したように1回だけでなく、繰り返
して行った場合を図3に示している。この場合、図3
(A)に示すようにインク自由表面1aがフラットな状
態から、液柱形成用圧電素子4の駆動開始および駆動停
止によって図3(B)に示すように液柱1bが形成され
る。インク自由表面1aがフラットになる前に再び液柱
形成用圧電素子4の駆動開始および駆動停止を行うこと
により、液柱1bは常時形成されることになる。このと
き、液柱1bは液柱形成用圧電素子4の駆動開始および
駆動停止の1周期ごとに成長することになる。そのた
め、液柱1bは無限に高くなることはなく、実際は表面
張力とバランスする高さで落ち着く。FIG. 3 shows a case where the driving of the liquid column forming piezoelectric element 4 is started and stopped not only once as shown in FIG. 2 but also repeatedly. In this case, FIG.
The liquid column 1b is formed as shown in FIG. 3B by starting and stopping the driving of the liquid column forming piezoelectric element 4 from the state where the ink free surface 1a is flat as shown in FIG. By starting and stopping the driving of the liquid column forming piezoelectric element 4 again before the ink free surface 1a becomes flat, the liquid column 1b is always formed. At this time, the liquid column 1b grows in each period of the driving start and the driving stop of the liquid column forming piezoelectric element 4. Therefore, the liquid column 1b does not become infinitely high, but actually settles at a height that balances the surface tension.
【0024】1回の液柱形成用圧電素子4の駆動開始お
よび駆動停止で液面が盛り上がって液柱1bが形成され
てフラットに戻るまでの時間と、次に液柱形成用圧電素
子4を駆動するまでの繰り返し間隔が近いと、図3
(C)に示すように上下の振動を伴うものの、液柱1b
は連続して形成されるようになる。さらに短い間隔で液
柱形成用圧電素子4を連続的に駆動することより、図3
(D)〜(F)に示すように液柱1bの振動はほぼなく
なり、一定の高さを維持することができる。このように
液柱1bを振動なく形成するには、50kHz以上の繰
り返し間隔が望ましく、更には100kHz以上の繰り
返し間隔で行うことがより望ましい。The time from when the liquid column forming piezoelectric element 4 is driven once and when the driving is stopped to when the liquid surface rises and the liquid column 1b is formed and returns to a flat state, and then the liquid column forming piezoelectric element 4 If the repetition interval before driving is short, FIG.
As shown in (C), the liquid column 1b
Are formed continuously. By continuously driving the liquid column forming piezoelectric elements 4 at shorter intervals, FIG.
As shown in (D) to (F), the vibration of the liquid column 1b is almost eliminated, and a constant height can be maintained. In order to form the liquid column 1b without vibration as described above, a repetition interval of 50 kHz or more is desirable, and more preferably, a repetition interval of 100 kHz or more is more desirable.
【0025】図4は、インク液滴を飛翔させる過程の説
明図である。上述のようにして、図4(A)に示すよう
な平坦なインク自由表面1aに、図4(B)に示すよう
に安定した液柱1bを形成することができた。この状態
の液柱1bに対し、何らかの外力を与える。例えば記録
用圧電素子5を駆動し、インク室3内のインクをアパー
チャ2を介して移動させる。このときの力によって、図
4(C)に示すように、液柱1bの頂部をさらに押し上
げることができる。外力が停止すると、液柱1bの頂部
付近は慣性力によってそのまま上昇するが、液柱1bの
下部はその自重や表面張力などによってもとの液柱1b
の形状に戻ろうとし、押し上げられた液柱1bの頂部は
くびれる。さらに、液柱1bの上部付近は慣性力によっ
て移動を続け、図4(D)に示すようにくびれた部分が
切れてインクが液滴化する。そして、図4(E)に示す
ようにインク液滴は慣性力によってそのまま飛翔し、液
柱1bはもとの安定した形状に戻る。FIG. 4 is an explanatory diagram of the process of flying ink droplets. As described above, a stable liquid column 1b could be formed on the flat ink free surface 1a as shown in FIG. 4A, as shown in FIG. 4B. Some external force is applied to the liquid column 1b in this state. For example, the recording piezoelectric element 5 is driven to move the ink in the ink chamber 3 through the aperture 2. The force at this time can further push up the top of the liquid column 1b as shown in FIG. When the external force stops, the vicinity of the top of the liquid column 1b rises as it is due to the inertial force, but the lower portion of the liquid column 1b returns to the original liquid column 1b due to its own weight and surface tension.
The top of the pushed liquid column 1b is narrowed. Further, the vicinity of the upper portion of the liquid column 1b continues to move due to the inertial force, and the constricted portion is cut off as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 4E, the ink droplet flies as it is due to the inertial force, and the liquid column 1b returns to its original stable shape.
【0026】なお、液柱1bに対して与える外力は、上
述のような記録用圧電素子を用いるほか、例えば熱発生
機構によりバブルを発生させたり、静電吸引力を用いる
など、種々の手段を用いることができる。また、液柱形
成用圧電素子4に対して、さらに大きな電気エネルギを
与えてもよい。The external force applied to the liquid column 1b is not limited to the above-described recording piezoelectric element, but may be generated by various means such as generating bubbles by a heat generating mechanism or using electrostatic attraction. Can be used. Further, a larger electric energy may be applied to the liquid column forming piezoelectric element 4.
【0027】インク液滴を飛翔させるための外力は、図
4(A)に示すようなインク液面がフラットな状態から
インク液滴を飛翔させる場合より少ない力でよい。すな
わち、液柱1bが形成されていない状態から、インク液
滴を飛翔させる外力よりも、本発明のようにあらかじめ
液柱1bが形成された状態においてインク液滴を形成す
る方が、外力は小さくてよい。あらかじめ液柱を形成し
ておくと、例えば液面がフラットな状態からインク液滴
を飛翔させるときの約1/3程度のエネルギ(力)でイ
ンク液滴を飛翔させることができる。The external force for causing the ink droplets to fly may be smaller than when the ink droplets are caused to fly from a state where the ink liquid level is flat as shown in FIG. That is, the external force is smaller when the ink droplet is formed in the state where the liquid column 1b is formed in advance as in the present invention than when the liquid column 1b is formed and the external force that causes the ink droplet to fly from the state where the liquid column 1b is not formed. May be. If the liquid column is formed in advance, for example, the ink droplet can be made to fly with about one-third of the energy (force) when the ink droplet is made to fly from a flat liquid surface.
【0028】図5は、外力のエネルギと、液面の振動振
幅及び振動時間の関係の一例を示すグラフである。図5
(A)に示すように、インク液滴を飛翔させる際に与え
る外力のエネルギが大きいほど、インク液滴が飛翔した
後の液面の振動振幅が大きくなる。また同様に、図5
(B)に示すように、インク液滴を飛翔させる際に与え
る外力のエネルギが大きいほど、インク液滴が飛翔した
後に液面の振動が収束するまでに要する時間が長くな
る。上述のように、あらかじめ液柱を形成しておくこと
によって、インク液滴を飛翔させるために必要な外力の
エネルギは、液面がフラットな状態からインク液滴を飛
翔させるときの約1/3程度でよい。このように外力の
エネルギを小さくできることによって、図5(A),
(B)に示すようにインク液滴を飛翔させた後の振動振
幅および振動時間も約1/2〜1/3になる。そのた
め、インク液滴を飛翔させた後、次のインク液滴を飛翔
させるまでの待ち時間を大幅に減らすことができる。こ
のため記録後の残留振動や相互干渉による吐出不安定を
懸念することなく、従来より高速な記録を行うことが可
能となる。FIG. 5 is a graph showing an example of the relationship between the energy of the external force and the vibration amplitude and vibration time of the liquid surface. FIG.
As shown in (A), the larger the energy of the external force applied when the ink droplet flies, the larger the vibration amplitude of the liquid surface after the ink droplet flies. Similarly, FIG.
As shown in (B), the greater the energy of the external force applied when the ink droplet flies, the longer the time required for the vibration of the liquid surface to converge after the ink droplet flies. As described above, by forming the liquid column in advance, the energy of the external force required to cause the ink droplet to fly can be reduced to about の of the energy required to cause the ink droplet to fly from a flat liquid surface. Degree is fine. As shown in FIG. 5 (A),
As shown in (B), the vibration amplitude and the vibration time after the ink droplet is caused to fly are also reduced to about 1/2 to 1/3. Therefore, the waiting time from the time when the ink droplet flies to the time when the next ink droplet flies can be significantly reduced. For this reason, it is possible to perform printing at a higher speed than before, without having to worry about ejection instability due to residual vibration or mutual interference after printing.
【0029】さらに、従来のノズルレス方式では、イン
ク液滴を飛翔させた後にインク自由表面1aに生じる振
動が大きく、この振動が、次の記録や、隣接する印字部
へ与える影響が大きい。これに対して本発明では、イン
クの流れによって液柱1bを形成しているので、インク
液滴を飛翔させた後にインク自由表面に生じる振動は小
さく、また、他の印字部から伝播してくる振動波は、常
時形成している液柱より低い高さの波である。そのた
め、この伝播する波により液柱が多少揺れることはあっ
ても、液柱頂部はかなり安定を維持しており、影響は小
さい。したがって、液柱がなく印字部がインク自由表面
に伝播される振動波による影響に比べれば、本発明は、
振動波による影響は十分小さい。Further, in the conventional nozzleless system, the vibration generated on the ink free surface 1a after the ink droplet is caused to fly is large, and this vibration has a great influence on the next recording and the adjacent printing portion. On the other hand, in the present invention, since the liquid column 1b is formed by the flow of the ink, the vibration generated on the free surface of the ink after the ink droplet flies is small, and propagates from another printing portion. The vibration wave is a wave having a lower height than the liquid column which is always formed. Therefore, even though the liquid column may be slightly shaken by the propagating wave, the liquid column top portion is maintained at a considerably stable state, and the influence is small. Therefore, compared with the effect of the vibration wave that propagates the ink free surface without the liquid column, the present invention
The effect of the vibration wave is sufficiently small.
【0030】例えば600dpi以上の解像度で記録を
行わせる場合を想定すると、図4に示したようにして3
0μm程度の径のインク液滴を飛翔させることになる。
この場合に液柱1bを振動なく形成するには、上述のよ
うに望ましくは50kHz以上、さらに望ましくは10
0kHz以上の繰り返し間隔で行うとよい。微小液滴を
飛翔する時には、流体として移動させるインク量は大き
な液滴を飛翔させる時より少なくてよいが、インク液面
が振動する周波数は高くする必要がある。一般に運動す
る質量mに対する固有振動数は√(1/m)で変化す
る。本発明のような場合は、液体の接触抵抗等も変わっ
てくるため単純にこの式で表すことはできないが、基本
的には微小液滴化していけばインク液面の振動も速くな
り、連続して与えるパルスも速くする必要がある。10
0kHz以上の連続駆動になると、超音波による放射圧
の作用も加味されてくるが、放射圧のみで液柱を形成さ
せるには、数MHz以上の駆動周波数が必要である。こ
のような高周波数では駆動装置への負担が大きくなるた
め、本発明のようにインクの流れによって液柱を形成す
る方が駆動電力の点で望ましい。For example, assuming that recording is performed at a resolution of 600 dpi or more, as shown in FIG.
An ink droplet having a diameter of about 0 μm is caused to fly.
In this case, in order to form the liquid column 1b without vibration, it is desirable that the frequency be 50 kHz or more, more desirably, 10 kHz as described above.
It is preferable to perform the process at a repetition interval of 0 kHz or more. When flying fine droplets, the amount of ink moved as a fluid may be smaller than when flying large droplets, but the frequency at which the ink liquid surface oscillates must be high. In general, the natural frequency for a moving mass m changes by √ (1 / m). In the case of the present invention, since the contact resistance of the liquid and the like also change, it cannot be simply expressed by this equation. The pulse given must also be fast. 10
In the case of continuous driving at 0 kHz or more, the action of radiation pressure by ultrasonic waves is taken into consideration, but a driving frequency of several MHz or more is required to form a liquid column only by radiation pressure. At such a high frequency, the load on the driving device is increased. Therefore, it is desirable to form a liquid column by the flow of ink as in the present invention in terms of driving power.
【0031】また、インクの流量は液柱形成用圧電素子
4に与える電圧値より調整できる。これにより、液柱形
成用圧電素子4に与える駆動周波数と駆動電圧により、
インク自由表面1aに任意の高さの液柱1bを形成する
ことが可能となる。The flow rate of the ink can be adjusted by the voltage value applied to the liquid column forming piezoelectric element 4. Thereby, the driving frequency and the driving voltage given to the liquid column forming piezoelectric element 4
A liquid column 1b of an arbitrary height can be formed on the free ink surface 1a.
【0032】図6は、本発明のインク記録装置の実施の
形態の一例の概略構成図である。図中、11,13,1
4,15,16は記録ヘッド、12は液柱形成部、17
は画像記録媒体である。また、1bは図1〜図4で説明
した液柱であり、液柱形成部12により形成されたもの
である。液柱形成部12には、上述した圧電素子を用い
ることができることは勿論であり、他に、熱エネルギや
静電力を用いた構成としてもよい。以下の説明では、液
柱形成部12には、圧電素子を用いて説明する。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an example of an embodiment of the ink recording apparatus of the present invention. In the figure, 11, 13, 1
4, 15 and 16 are recording heads, 12 is a liquid column forming part, 17
Is an image recording medium. 1b is the liquid column described in FIGS. 1 to 4, and is formed by the liquid column forming portion 12. Of course, the above-described piezoelectric element can be used for the liquid column forming portion 12, and in addition, a configuration using thermal energy or electrostatic force may be used. In the following description, the liquid column forming part 12 will be described using a piezoelectric element.
【0033】図6(A)は、内部に液柱形成部12を設
けた記録ヘッドの説明図である。液柱形成部12である
圧電素子に所定の周波数の所定の電圧を印加することに
よって、記録画素に対応した液柱1bが一列に形成され
る。また、各液柱形成部12に対応して、インク液滴を
飛翔させるための外力を与えるための移動手段も配置さ
れる。FIG. 6A is an explanatory diagram of a recording head having a liquid column forming portion 12 provided therein. By applying a predetermined voltage at a predetermined frequency to the piezoelectric element, which is the liquid column forming section 12, the liquid columns 1b corresponding to the recording pixels are formed in a line. In addition, moving means for applying an external force for causing ink droplets to fly is also arranged corresponding to each liquid column forming section 12.
【0034】図6(B)は、フルカラー印字を行なうた
めの概略構成図である。記録ヘッド13はY(イエロ
ー)、記録ヘッド14はM(マゼンタ)、記録ヘッド1
5はC(シアン)、記録ヘッド16はK(ブラック)の
各色のインクを用いて記録を行う。記録ヘッド13,1
4,15,16が、4色分タンデム型に配置されてい
る。しかし、本発明は、記録ヘッドの配置に関しては、
図6の構成に固執するわけではなく、様々な装置レイア
ウトに適用されるものである。FIG. 6B is a schematic configuration diagram for performing full-color printing. The recording head 13 is Y (yellow), the recording head 14 is M (magenta), the recording head 1
Reference numeral 5 denotes recording using C (cyan) ink, and the recording head 16 performs recording using K (black) ink. Recording head 13, 1
4, 15 and 16 are arranged in tandem type for four colors. However, the present invention relates to the arrangement of the recording head,
The present invention is not limited to the configuration of FIG. 6 but is applied to various device layouts.
【0035】画像記録媒体17は、図示しない搬送手段
により記録ヘッド部に搬送される。画像記録媒体17
が、記録ヘッド部へ到達する前に、各インク色の記録ヘ
ッドにおいて、各画素ごとに所定の高さを有する液柱1
bを形成させる。画像記録媒体17へインクを移動さ
せ、図6(C)に示すように、所望の画像を画像記録媒
体17に形成させる。各画素を記録する動作は、図4で
説明したインク液滴の飛翔によって行う。画像記録が終
了したときには、図6(D)に示すように、液柱1bの
形成を止め、元のフラットなインク自由表面とすること
がエネルギロスの観点から好ましい。しかし断続的に搬
送されてくる画像記録媒体へ画像を形成する場合には、
液柱を形成したまま、次の画像記録媒体へ画像記録を行
っても差し支えない。画像記録媒体17として、連続紙
のように、常に記録ヘッド部に搬送されている場合は、
各色の記録ヘッドに対して、必要な画像記録領域が通過
するときのみ、必要な色の記録ヘッドに液柱を形成する
ようにしてもよい。また画像記録領域が断続的である場
合には、継続して液柱を形成させておいてもよい。The image recording medium 17 is conveyed to a recording head by a conveying means (not shown). Image recording medium 17
Before reaching the recording head unit, the liquid column 1 having a predetermined height for each pixel in the recording head of each ink color is used.
b is formed. The ink is moved to the image recording medium 17 to form a desired image on the image recording medium 17 as shown in FIG. The operation of recording each pixel is performed by the flight of the ink droplet described with reference to FIG. When the image recording is completed, as shown in FIG. 6D, it is preferable from the viewpoint of energy loss that the formation of the liquid column 1b is stopped and the original flat ink free surface is obtained. However, when forming an image on an image recording medium conveyed intermittently,
The image may be recorded on the next image recording medium while the liquid column is formed. If the image recording medium 17 is always conveyed to the recording head unit, such as continuous paper,
A liquid column may be formed on a recording head of a required color only when a required image recording area passes through the recording head of each color. When the image recording area is intermittent, the liquid column may be continuously formed.
【0036】図7は、図6で説明した記録ヘッドにおけ
る液柱の形成方法の他の方法の説明図である。図6で
は、それぞれの記録ヘッドについて、すべての記録ヘッ
ドに液柱を形成させる方法と、必要な色の記録ヘッドの
みについて、液柱を形成させることを説明した。したが
って、液柱が形成される記録ヘッドにおいては、すべて
の液柱を形成させる方法を説明した。FIG. 7 is an explanatory view of another method of forming a liquid column in the recording head described in FIG. FIG. 6 has described the method of forming the liquid columns on all the print heads for each print head and the method of forming the liquid columns only on the print heads of the required colors. Therefore, the method of forming all the liquid columns in the recording head in which the liquid columns are formed has been described.
【0037】しかし、記録画像によっては、1つの色の
記録ヘッドについて、すべての液柱を必ずしも形成させ
ておく必要はない。図7では、画像記録中に全画素に対
応する液柱を常に形成するわけではなく、必要な画素に
対応する液柱だけを選択的に形成させるものである。図
6(B),(C)を参照して説明すると、例えば、画像
記録媒体17の搬送方向(副走査方向)の記録を列とし
た場合、記録画像データを先読みして、ある列にある色
の記録が所定長さ以上ない場合、その列の液柱は、その
間においては形成させないようにする。この方式は、図
6に比べて、エネルギを低減できるほか、インク自由表
面全体の波を自由に制御可能とできるため、発生する振
動波を、液柱を形成することで打ち消すよう制御するこ
とも可能となる。よって、液柱形成を選択的に行うこと
により、隣接する画素に対応する各印字部の相互干渉を
効率的に抑えることも可能にできる利点がある。However, depending on the recorded image, it is not always necessary to form all the liquid columns for a recording head of one color. In FIG. 7, liquid columns corresponding to all pixels are not always formed during image recording, but only liquid columns corresponding to necessary pixels are selectively formed. Explaining with reference to FIGS. 6B and 6C, for example, when the recording in the transport direction (sub-scanning direction) of the image recording medium 17 is set as a column, the recorded image data is read in advance and is in a certain column. If the color record is not longer than a predetermined length, the liquid column in the row is prevented from being formed therebetween. This method can reduce the energy as compared with FIG. 6 and can freely control the wave on the entire free surface of the ink. Therefore, it is also possible to control the generated vibration wave to cancel by forming a liquid column. It becomes possible. Therefore, by selectively forming the liquid column, there is an advantage that it is possible to efficiently suppress the mutual interference between the printing portions corresponding to the adjacent pixels.
【0038】図6,図7では、各記録ヘッドの印字部
は、主走査方向へ1列に並んだ構成を示しているが、2
次元的な印字部の構成を採用してもよい。図8は、2次
元的な配列の一例である。液柱の形成部を○印で示し
た。この○印の位置にアパーチャ2が形成されるととも
に、その下部にインク室3および液柱形成部12が配置
されるとともに、インク液滴を飛翔させるための外力を
与える移動手段などが配置される。図8(A)は斜視図
であり、主走査方向に並んだ液柱形成部に列が副走査方
向に複数列配置された状態を示している。図8(B)に
平面的に位置関係を図示した。第1列に対して、第2〜
4列は、画素間のピッチPの1/4ずつ位相がずれるよ
うに配置されている。副走査方向のピッチもPとした。
1/4Pずつ画像記録媒体を移動させることによって、
Pの4倍の画素密度での画像記録が可能である。なお、
図8では、4列の配置を例示したが、4列に限られるも
のではなく、2列以上の配置で2次元配列を行うことが
できる。FIGS. 6 and 7 show a configuration in which the printing sections of each recording head are arranged in a line in the main scanning direction.
A configuration of a dimensional printing unit may be adopted. FIG. 8 is an example of a two-dimensional array. The formation of the liquid column is indicated by a circle. The aperture 2 is formed at the position of the circle, the ink chamber 3 and the liquid column forming section 12 are arranged below the aperture 2, and a moving means for applying an external force for causing ink droplets to fly is arranged. . FIG. 8A is a perspective view, and shows a state where a plurality of rows are arranged in the sub-scanning direction in the liquid column forming portions arranged in the main scanning direction. FIG. 8B illustrates the positional relationship in a plan view. For the first row,
The four rows are arranged such that the phase is shifted by 1 / of the pitch P between pixels. The pitch in the sub-scanning direction was also set to P.
By moving the image recording medium by 1 / 4P,
Image recording with a pixel density four times P is possible. In addition,
In FIG. 8, the arrangement of four rows is illustrated, but the arrangement is not limited to four rows, and a two-dimensional arrangement can be performed with an arrangement of two or more rows.
【0039】図9は、形成された液柱に外力を付与する
移動手段の第1の実施例の説明図である。図中、図1〜
図4と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略す
る。21はインク支持体、22は天板である。この実施
例では、図1〜図4と同様に、外力付与部手段として圧
電素子を駆動することによる圧力変化を利用したもので
ある。図9(A)に示すように、インク室3は、インク
支持体21に設けられ、ほぼ円錐状の空間とその下部に
円筒状の空間により構成されている。インク室3の円筒
状の空間の周囲には、その円筒状の空間を取り巻くよう
に記録用圧電素子5が設けられている。インク室3の円
筒状の空間の底面部に該当する位置に、液柱形成用圧電
素子4が設けられている。FIG. 9 is an explanatory view of a first embodiment of the moving means for applying an external force to the formed liquid column. In the figures, FIGS.
The same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. 21 is an ink support, and 22 is a top plate. In this embodiment, as in FIGS. 1 to 4, a pressure change caused by driving a piezoelectric element is used as an external force applying unit. As shown in FIG. 9 (A), the ink chamber 3 is provided in the ink support 21 and includes a substantially conical space and a cylindrical space below the space. A recording piezoelectric element 5 is provided around the cylindrical space of the ink chamber 3 so as to surround the cylindrical space. A liquid column forming piezoelectric element 4 is provided at a position corresponding to the bottom of the cylindrical space of the ink chamber 3.
【0040】インク支持体21の上面には、精度よくア
パーチャ2が形成された天板22が取り付けられてい
る。そして、天板22に設けられたアパーチャ2を介し
て、上部のインク層1とインク室3とが連通している。
図9(A)に示すように、液柱形成用圧電素子4を所定
の周波数、所定の電圧で駆動することによって、液柱形
成用圧電素子4は円筒状のインク室3の中心軸方向に振
動する。これによってインク室3からアパーチャ2を通
ってインク自由表面1aに至るインクの流れが発生し、
液柱1bが形成される。A top plate 22 on which the aperture 2 is accurately formed is attached to the upper surface of the ink support 21. The upper ink layer 1 and the ink chamber 3 communicate with each other via an aperture 2 provided on the top plate 22.
As shown in FIG. 9A, by driving the liquid column forming piezoelectric element 4 at a predetermined frequency and a predetermined voltage, the liquid column forming piezoelectric element 4 is moved in the central axis direction of the cylindrical ink chamber 3. Vibrate. This causes a flow of ink from the ink chamber 3 through the aperture 2 to the free ink surface 1a,
The liquid column 1b is formed.
【0041】図9(B)に示すように、記録用圧電素子
5は、記録信号に応じて円筒状のインク室3の半径方向
に対し振動する。これによりインク室3内のインクは、
インク室3内の容積が減少するため、円筒半径方向に対
して圧縮を受け、アパーチャ2に向かって流れを生じ
る。このインクの流れは、インク室3内の円錐状の空間
およびアパーチャ2により増幅されて、インク自由表面
1a方向に流れようとするため、液柱1bをさらに持ち
上げることになる。液柱1bの頂部は少ない外力により
液滴化し、飛翔するため、記録用圧電素子5では通常の
圧電素子を駆動したときに比べ少ない力を発生させるだ
けでよい。飛翔したインク液滴は、図示しない画像記録
媒体に付着して、記録が行われる。As shown in FIG. 9B, the recording piezoelectric element 5 vibrates in the radial direction of the cylindrical ink chamber 3 according to a recording signal. Thereby, the ink in the ink chamber 3 is
Since the volume in the ink chamber 3 is reduced, the ink is compressed in the radial direction of the cylinder, and a flow is generated toward the aperture 2. This ink flow is amplified by the conical space and the aperture 2 in the ink chamber 3 and tends to flow toward the ink free surface 1a, so that the liquid column 1b is further lifted. Since the top of the liquid column 1b is formed into droplets by a small external force and flies, the recording piezoelectric element 5 only needs to generate a smaller force than when a normal piezoelectric element is driven. The ejected ink droplets adhere to an image recording medium (not shown) to perform recording.
【0042】図9(C)は、図9(A)に示した構成
を、主走査方向に対し1列に配置した例を示す。基本的
には、インク室3は画像記録を行うために必要な解像度
に応じて各々の間隔を決定する必要があるが、図8で説
明したように、2次元的な配置を千鳥配列状に並べるこ
とで、各列については、画像記録に必要な解像度より広
いピッチで1列に配置されてもよい。FIG. 9C shows an example in which the configuration shown in FIG. 9A is arranged in one line in the main scanning direction. Basically, the intervals between the ink chambers 3 need to be determined according to the resolution required for image recording. However, as described with reference to FIG. 8, the two-dimensional arrangement is arranged in a staggered arrangement. By arranging, each row may be arranged in one row at a pitch wider than the resolution required for image recording.
【0043】図10は、図9で説明した第1の実施例の
変形例である。図中、図9と同様の部分には同じ符号を
付して説明を省略する。上述の第1の実施例では、記録
用圧電素子5を円筒状のインク室3の周囲に巻き付けた
が、この変形例では、管内の一部の壁面に梁状に取り付
けた。すなわち、図10(A)に示すように、インク支
持体21に、断面四角形状のインク室3を形成し、その
底部に液柱形成用圧電素子4を設け、側壁に記録用圧電
素子5を設けた。記録用圧電素子5は、側壁の4面に設
けても、一部、例えば1面の側壁に設けてもよい。図1
0では、1面だけに記録用圧電素子5を設けた例を示し
ている。この場合も、液柱形成用圧電素子4を駆動して
液柱1bが形成された状態で、記録用圧電素子5に記録
信号を与えることによって、図10(B)に示すよう
に、インク室3内の容積を減少させ、インク室3内のイ
ンクをインク自由表面1aの方向に流す。その結果、液
柱1bの頂部を液滴化し、インク液滴を図示しない画像
記録媒体に飛翔させることができる。FIG. 10 is a modification of the first embodiment described with reference to FIG. In the figure, the same parts as those in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals, and the description is omitted. In the above-described first embodiment, the recording piezoelectric element 5 is wound around the cylindrical ink chamber 3, but in this modified example, the recording piezoelectric element 5 is attached to a part of the wall surface inside the tube in a beam shape. That is, as shown in FIG. 10A, an ink chamber 3 having a rectangular cross section is formed in an ink support 21, a piezoelectric element 4 for forming a liquid column is provided at the bottom, and a piezoelectric element 5 for recording is provided on a side wall. Provided. The recording piezoelectric element 5 may be provided on four surfaces of the side wall, or may be provided partially, for example, on one side wall. FIG.
0 shows an example in which the recording piezoelectric element 5 is provided only on one surface. In this case as well, by driving the liquid column forming piezoelectric element 4 and forming a liquid column 1b, a recording signal is applied to the recording piezoelectric element 5 to form an ink chamber as shown in FIG. 3, the ink in the ink chamber 3 is caused to flow in the direction of the free ink surface 1a. As a result, the top of the liquid column 1b is turned into a droplet, and the ink droplet can be caused to fly to an image recording medium (not shown).
【0044】図11は、形成された液柱に外力を付与す
る移動手段の第2の実施例の説明図である。図中、図9
と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。2
3は発熱素子、24はバブルである。この実施例では、
移動手段として発熱素子23を駆動することによって生
じるバブルを利用して、バブル成長による圧力変化を利
用している。発熱素子23は、電気信号を与えられるこ
とにより熱を発生するものである。図11(A)に示す
ように液柱1bが形成された状態で、発熱素子23に電
子信号が与えられると、発熱素子23が発熱し、発熱素
子23とインクの接触している面において膜沸騰が生
じ、バブル(気泡)24が発生する。この現象は、一般
的なバブルジェット方式のプリンタに応用されている現
象である。この発生したバブル24の成長によってイン
ク室3内の容積が減少し、インク室3内のインクはイン
ク自由表面1aの方向に流れる。その結果、液柱1bの
頂部が液滴化し、インク液滴を図示しない画像記録媒体
に飛翔させて付着させ、記録を行うことができる。FIG. 11 is an explanatory view of a second embodiment of the moving means for applying an external force to the formed liquid column. In the figure, FIG.
The same parts as those described above are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. 2
3 is a heating element, and 24 is a bubble. In this example,
As a moving means, a bubble generated by driving the heating element 23 is used, and a pressure change due to bubble growth is used. The heating element 23 generates heat by receiving an electric signal. When an electronic signal is applied to the heating element 23 in a state where the liquid column 1b is formed as shown in FIG. 11A, the heating element 23 generates heat, and a film is formed on the surface where the heating element 23 and the ink are in contact. Boiling occurs, and bubbles (bubbles) 24 are generated. This phenomenon is a phenomenon applied to a general bubble jet type printer. Due to the growth of the generated bubbles 24, the volume in the ink chamber 3 is reduced, and the ink in the ink chamber 3 flows toward the ink free surface 1a. As a result, the top of the liquid column 1b is turned into droplets, and the ink droplets are allowed to fly and adhere to an image recording medium (not shown) to perform recording.
【0045】この発熱素子23を用いた構成では、発熱
素子23となる発熱抵抗体をパターン化してインク室3
内に構成することができるため、比較的容易に高密度化
を実現することができる。In the configuration using the heating element 23, the heating resistor serving as the heating element 23 is patterned to form the ink chamber 3.
, The density can be relatively easily realized.
【0046】図12は、形成された液柱に外力を付与す
る移動手段の第3の実施例の説明図である。図中、図
9,図11と同様の部分には同じ符号を付して説明を省
略する。25は光熱変換層である。この実施例でも、熱
により発生するバブルを利用して外力を付与するように
している。図12(A)に示すように、インク室3の側
壁に光熱変換層25が設けられている。また、光熱変換
層25側のインク支持体21は、光を透過できるよう、
透明材料で形成されている。この実施例で用いる光熱変
換層25は、例えば数μm〜10数μmの薄いアルミ層
で形成されているが、受光した部分が光を吸収して発熱
する材料であればよい。FIG. 12 is an explanatory view of a third embodiment of the moving means for applying an external force to the formed liquid column. In the figure, the same parts as those in FIGS. 25 is a photothermal conversion layer. Also in this embodiment, an external force is applied by utilizing bubbles generated by heat. As shown in FIG. 12A, a photothermal conversion layer 25 is provided on the side wall of the ink chamber 3. In addition, the ink support 21 on the light-to-heat conversion layer 25 side can transmit light.
It is formed of a transparent material. The light-to-heat conversion layer 25 used in this embodiment is formed of a thin aluminum layer having a thickness of several μm to several tens μm, for example.
【0047】図12(B)に示すように、外部より光照
射された光熱変換層25の一部が光のエネルギを吸収し
て急激に発熱する。発熱によって光熱変換層25とイン
クの界面に図11に示したのと同様にバブル24が発生
する。これによりインク室3内にあるインクをインク自
由表面1aの方向に流す。これにより、液柱1bの頂部
を液滴化し、インク液滴を図示しない画像記録媒体に飛
翔させることができる。As shown in FIG. 12B, a part of the light-to-heat conversion layer 25 irradiated with light from the outside absorbs light energy and rapidly generates heat. Due to the heat generation, bubbles 24 are generated at the interface between the light-to-heat conversion layer 25 and the ink in the same manner as shown in FIG. This causes the ink in the ink chamber 3 to flow toward the free ink surface 1a. Thus, the top of the liquid column 1b can be turned into droplets, and the ink droplets can fly to an image recording medium (not shown).
【0048】図12(C)は、図12(A),(B)に
示した構成を、主走査方向に対し1列に配置した例を示
す。記録信号に応じて、インク液滴を飛翔させる画素に
対応する光熱変換層25上の位置に、スポットライト状
の光を照射する。すると上述のように光熱変換層25は
光が照射された部分が発熱し、発熱位置のインク室3内
にバブルを発生する。これによって選択的にインク液滴
を飛翔させることができる。FIG. 12C shows an example in which the configurations shown in FIGS. 12A and 12B are arranged in one line in the main scanning direction. In accordance with the recording signal, a spotlight-like light is applied to a position on the light-to-heat conversion layer 25 corresponding to the pixel that causes the ink droplet to fly. Then, as described above, the light-heat conversion layer 25 generates heat in the light-irradiated portion, and generates bubbles in the ink chamber 3 at the heat generation position. Thus, the ink droplet can be selectively caused to fly.
【0049】図13は、形成された液柱に外力を付与す
る移動手段の第4の実施例の説明図である。図中、図1
0と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。
この実施例では、図13(A)に示すように、液柱形成
用圧電素子4を記録用圧電素子5としても用いた例を示
している。液柱形成用圧電素子4には、液柱形成用の駆
動信号と、記録信号に基づく駆動信号が重畳して与えら
れる。この場合、液柱形成用圧電素子4を駆動するパル
ス信号を変調することで、インク室3の容積を記録する
ときだけ大きく変化させることにより、インク液滴を飛
翔させることができる。例えば図13(D)に示すよう
に、液柱形成用圧電素子4は、液柱形成用の低い電圧の
駆動信号により常時駆動されている。この状態では、図
13(A),(C)に示すように液柱1bが形成される
のみでインク液滴は飛翔しない。記録を行う場合には、
高電圧の記録信号を液柱形成用の駆動信号に重畳する。
これによって、図13(B)に示すように、インク液滴
を図示しない画像記録媒体に飛翔させ、記録を行うこと
ができる。このような構成では、1つの素子で液柱1b
の形成と、インク液滴の移動を行うことができるため、
構成を簡略化して低コストで装置を製造することができ
る。FIG. 13 is an explanatory view of a fourth embodiment of the moving means for applying an external force to the formed liquid column. In the figure, FIG.
The same reference numerals are given to the same parts as 0, and the description is omitted.
In this embodiment, as shown in FIG. 13A, an example is shown in which the liquid column forming piezoelectric element 4 is also used as the recording piezoelectric element 5. A drive signal for forming a liquid column and a drive signal based on a recording signal are applied to the piezoelectric element 4 for forming a liquid column in a superimposed manner. In this case, by modulating the pulse signal for driving the liquid column forming piezoelectric element 4, the ink droplet can be made to fly by changing the volume of the ink chamber 3 only when recording. For example, as shown in FIG. 13D, the liquid column forming piezoelectric element 4 is constantly driven by a low voltage driving signal for forming a liquid column. In this state, as shown in FIGS. 13A and 13C, only the liquid column 1b is formed, and the ink droplet does not fly. When recording,
A high-voltage recording signal is superimposed on a driving signal for forming a liquid column.
Thus, as shown in FIG. 13B, ink droplets can be made to fly onto an image recording medium (not shown) to perform recording. In such a configuration, the liquid column 1b
Formation and movement of ink droplets,
The apparatus can be manufactured at a low cost by simplifying the configuration.
【0050】なお、上述の図9,図10に示したように
液柱形成用圧電素子4とは別に記録用圧電素子5を設け
る構成では、液柱形成用圧電素子4の駆動と関係なく、
任意のタイミングで記録用圧電素子5を駆動し、インク
液滴を飛翔させることができ、高速記録に対して利点を
有している。In the configuration in which the recording piezoelectric element 5 is provided separately from the liquid column forming piezoelectric element 4 as shown in FIGS. 9 and 10 described above, regardless of the driving of the liquid column forming piezoelectric element 4,
The recording piezoelectric element 5 can be driven at an arbitrary timing to cause ink droplets to fly, which is advantageous for high-speed recording.
【0051】図14は、形成された液柱に外力を付与す
る移動手段の第5の実施例の説明図である。図中、図1
0と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。
17は画像記録媒体、26,27は電極、28は記録信
号である。この実施例では、外力付与手段として静電吸
引力を利用した。図14(A)に示すように、インク層
1を支持する天板22上に一方の電極26を配置し、イ
ンク自由表面1aと対向する位置に搬送された画像記録
媒体17の裏面側に他方の電極27を配置している。そ
して両電極間に記録信号28を与えて電界を形成するこ
とによって、インク自由表面に形成されている液柱1b
に電荷を与えるように構成されている。ここで使用する
インク支持体21側の電極26は、リング状であっても
左右対称に分離して配置されたものであってもよい。画
像記録媒体17の裏面側に配置した電極27は、インク
支持体21側の電極26と対となるようにそれぞれ独立
して配置されている。なお、いずれか一方の電極は複数
の印字部に共通して設けてもよい。FIG. 14 is an explanatory view of a fifth embodiment of the moving means for applying an external force to the formed liquid column. In the figure, FIG.
The same reference numerals are given to the same parts as 0, and the description is omitted.
17 is an image recording medium, 26 and 27 are electrodes, and 28 is a recording signal. In this embodiment, an electrostatic attraction force is used as the external force applying means. As shown in FIG. 14A, one electrode 26 is disposed on a top plate 22 supporting the ink layer 1, and the other electrode 26 is disposed on the back side of the image recording medium 17 transported to a position facing the free ink surface 1a. Electrodes 27 are arranged. By applying a recording signal 28 between the two electrodes to form an electric field, the liquid column 1b formed on the free surface of the ink is formed.
Is configured to give an electric charge to. The electrode 26 on the ink support 21 side used here may be ring-shaped or may be separated symmetrically. The electrodes 27 arranged on the back side of the image recording medium 17 are independently arranged so as to be paired with the electrodes 26 on the ink support 21 side. Note that any one of the electrodes may be provided in common for a plurality of printing units.
【0052】図14(B)に示すように、記録信号28
が電極26,27間に印加されると、インク支持体21
側の電極26が−電極であったとすると、この−電極と
接するインクの下部には+電荷が溜まる。逆にインク自
由表面1a側には−電荷が溜まり、液柱1bの頂部の−
電荷は、画像記録媒体17の裏面側に配置された+電極
に向けて吸引され、液柱1bが画像記録媒体17へ向け
て伸びる。さらに、液柱1bの頂部のインクが液柱1b
からちぎれ、画像形成媒体17上に飛翔する。記録信号
が消滅して、両電極間の電界が解消すると、画像記録媒
体17方向へ外力によって伸びていた液柱1bは、イン
ク表面張力により、液柱形成用圧電素子4によって形成
される元の高さの液柱に戻る。As shown in FIG. 14B, the recording signal 28
Is applied between the electrodes 26 and 27, the ink support 21
If the electrode 26 on the side is a negative electrode, a positive charge accumulates below the ink in contact with the negative electrode. Conversely, on the free ink surface 1a side,-electric charges are accumulated, and-on the top of the liquid column 1b-
The electric charges are sucked toward the + electrode disposed on the back side of the image recording medium 17, and the liquid column 1 b extends toward the image recording medium 17. Further, the ink at the top of the liquid column 1b is
Torn off, it flies over the image forming medium 17. When the recording signal is extinguished and the electric field between the two electrodes is eliminated, the liquid column 1b extending by the external force in the direction of the image recording medium 17 becomes the original liquid column formed by the liquid column forming piezoelectric element 4 due to the ink surface tension. Return to height column.
【0053】このような静電吸引力を用いる方法では、
上述のような圧電素子や発熱素子の駆動による方式に比
べて、少ないエネルギでインク液滴を飛翔させることが
可能である。また、両電極間に与える電圧を制御するこ
とによって電界の強さを制御できるので、飛翔させるイ
ンク液滴の液滴量を変化させることができる。これを用
いることによって、記録画像の階調制御を容易に行い、
多階調の高精細な画像を記録することができる。In the method using such an electrostatic attraction force,
It is possible to fly ink droplets with less energy as compared with the above-described method in which the piezoelectric element or the heating element is driven. Further, since the intensity of the electric field can be controlled by controlling the voltage applied between the two electrodes, the amount of the ink droplet to be jetted can be changed. By using this, it is easy to control the gradation of the recorded image,
It is possible to record a multi-tone high-definition image.
【0054】図15は、形成された液柱に外力を付与す
る移動手段の第6の実施例の説明図である。図中、図1
4と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。
この実施例では、図15(A)に示す基本的な構成は、
図14で説明した第5の実施例と同様である。FIG. 15 is an explanatory view of a sixth embodiment of the moving means for applying an external force to the formed liquid column. In the figure, FIG.
The same parts as in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
In this embodiment, the basic configuration shown in FIG.
This is the same as the fifth embodiment described with reference to FIG.
【0055】図15(B)に示す記録信号28の印加時
には、静電吸引力によって液柱1bの頂部が伸びるが、
液滴化せずに液柱のまま画像記録媒体17に付着させる
ようにした。これは、液柱形成用圧電素子4によって常
時形成される液柱1bの高さや画像記録媒体17の高さ
等を調整することによって実現できる。When the recording signal 28 shown in FIG. 15B is applied, the top of the liquid column 1b extends due to the electrostatic attraction force.
The liquid column was allowed to adhere to the image recording medium 17 without forming a liquid droplet. This can be realized by adjusting the height of the liquid column 1b constantly formed by the liquid column forming piezoelectric element 4, the height of the image recording medium 17, and the like.
【0056】印字信号が消滅して、両電極間の電界が解
消すると、図15(C)に示すように、画像記録媒体1
7の方向へ外力によって伸びた液柱1bは、インクの表
面張力により戻り、この戻る力を利用して画像記録媒体
17上に付着したインクと液柱1bを切断させる。切断
された液柱1bは、液柱形成用圧電素子4によって形成
される元の高さの液柱1bに戻る。When the print signal is extinguished and the electric field between both electrodes is eliminated, as shown in FIG.
The liquid column 1b extended by the external force in the direction of 7 returns due to the surface tension of the ink, and the ink adhered on the image recording medium 17 and the liquid column 1b are cut using the returning force. The cut liquid column 1b returns to the original liquid column 1b formed by the liquid column forming piezoelectric element 4.
【0057】この実施例のように、液柱の先端を液滴化
することなく画像記録媒体に付加させる方法は、この第
6の実施例に限られず、上述した各実施例に適用でき
る。したがって、特許請求の範囲における「移動」と
は、液柱の先端部を液滴化して、画像記録媒体に付着さ
せるものや、液柱の先端部を画像記録媒体に付着させた
後切断するものを含むものである。The method of adding the tip of the liquid column to the image recording medium without forming droplets as in this embodiment is not limited to the sixth embodiment, but can be applied to the above-described embodiments. Therefore, "moving" in the claims means that the tip of the liquid column is formed into droplets and attached to the image recording medium, or that the tip of the liquid column is attached to the image recording medium and then cut. Is included.
【0058】このように本発明では、インク室3の体積
を変更して常時液柱を形成させるための体積変更素子を
用いている。上述の例では、この体積変更素子として、
圧電素子を用いた例を示した。しかしこれ以外でも、イ
ンク室3内の体積を周期的に変化させてインク自由表面
1aに液柱1bを形成できれば、他の素子であってもよ
い。As described above, in the present invention, the volume changing element for changing the volume of the ink chamber 3 to always form the liquid column is used. In the above example, as this volume changing element,
An example using a piezoelectric element has been described. However, other elements may be used as long as the liquid column 1b can be formed on the free ink surface 1a by periodically changing the volume in the ink chamber 3.
【0059】このように本発明では、体積変更素子を用
いて液柱1bを常時形成しているため、例えば複数のイ
ンク室および体積変更素子などを配置した構成において
も、インク自由表面1aを伝播する干渉波の影響も低減
することができる。また、液柱1bにあらかじめエネル
ギを与えているため、液柱1bよりインクを画像記録媒
体に移動させるために必要な力(エネルギ)は、液柱が
ない状態からインク滴を飛翔させる従来のノズルレス方
式より少なくてよい。そのため、他の印字部から押し寄
せてくる波の力も従来より弱いものとなり、さらに印字
部の相互干渉が低減されることになる。インクを画像記
録媒体に移動させる力が従来より少なくてよいというこ
とは、記録後に印字部に残る残留振動も弱めることにも
なる。すなわち、本発明によりインク表面を伝播する波
による相互干渉及び記録後に印字部に残る残留振動の2
つの課題に対する大きな改善効果を得ることができる。
なお、本発明ではインク以外の液体についても同様に使
用することが可能である。As described above, in the present invention, since the liquid column 1b is always formed by using the volume changing element, the liquid column 1b propagates along the ink free surface 1a even in a configuration in which a plurality of ink chambers and the volume changing element are arranged. The effect of the interfering waves can also be reduced. Further, since energy is given to the liquid column 1b in advance, the force (energy) required to move the ink from the liquid column 1b to the image recording medium is a conventional nozzleless method for ejecting ink droplets from a state where there is no liquid column. It may be less than the method. Therefore, the force of the waves coming from the other printing units is weaker than before, and the mutual interference of the printing units is further reduced. The fact that the force for moving the ink to the image recording medium may be smaller than before, which also reduces the residual vibration remaining in the printing unit after recording. That is, according to the present invention, two types of mutual interference due to the wave propagating on the ink surface and residual vibration remaining in the printing portion after recording.
It is possible to obtain a significant improvement effect on the two issues.
In the present invention, liquids other than ink can be used in the same manner.
【0060】[0060]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ノズルレス構成の記録装置において記録を行
う際に、隣接する印字部間で生じる相互干渉の問題と印
字後の残留振動を抑制するという効果があり、残留振動
振幅ならび残留振動収束時間は従来の約1/2〜1/3
程度にまで低減することが可能である。そのため、記録
ごとにタイムディレイを設けることなく、かつ、安定し
た記録を行うことができる高速な記録装置を提供するこ
とができる。As is apparent from the above description, according to the present invention, when printing is performed in a printing apparatus having a nozzleless configuration, the problem of mutual interference between adjacent printing sections and the residual vibration after printing are reduced. The residual vibration amplitude and the residual vibration convergence time are about 1/2 to 1/3 of the conventional one.
It is possible to reduce to the extent. Therefore, it is possible to provide a high-speed recording apparatus capable of performing stable recording without providing a time delay for each recording.
【図1】 本発明の原理的な構成の説明図であり、イン
ク室の体積を変化させたときのインク自由表面の挙動の
説明図である。FIG. 1 is an explanatory view of a principle configuration of the present invention, and is an explanatory view of a behavior of an ink free surface when a volume of an ink chamber is changed.
【図2】 本発明の原理的な構成の説明図であり、イン
ク室の体積を減少後すぐに増大させたときのインク自由
表面の挙動の説明図である。FIG. 2 is an explanatory view of a principle configuration of the present invention, and is an explanatory view of a behavior of an ink free surface when the volume of an ink chamber is increased immediately after the volume is reduced.
【図3】 本発明の原理的な構成の説明図であり、イン
ク室の体積を連続して増減を繰り返したときのインク自
由表面の挙動の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a principle configuration of the present invention, and is an explanatory diagram of a behavior of an ink free surface when a volume of an ink chamber is continuously increased and decreased.
【図4】 インク液滴を飛翔させる過程の説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory diagram of a process of flying ink droplets.
【図5】 外力のエネルギと、液面の振動振幅及び振動
時間の関係の一例を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing an example of the relationship between the energy of external force and the vibration amplitude and vibration time of the liquid surface.
【図6】 本発明のインク記録装置の実施の形態の一例
の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram illustrating an example of an embodiment of an ink recording apparatus according to the invention.
【図7】 図6で説明した記録ヘッドにおける液柱の形
成方法の他の方法の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of another method of forming a liquid column in the recording head described in FIG.
【図8】 記録ヘッドの別の構成例の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of another configuration example of the recording head.
【図9】 形成された液柱に外力を付与する移動手段の
第1の実施例の説明図である。FIG. 9 is an explanatory view of a first embodiment of a moving means for applying an external force to the formed liquid column.
【図10】 図9で説明した第1の実施例の変形例であ
る。FIG. 10 is a modification of the first embodiment described with reference to FIG.
【図11】 形成された液柱に外力を付与する移動手段
の第2の実施例の説明図である。FIG. 11 is an explanatory view of a second embodiment of the moving means for applying an external force to the formed liquid column.
【図12】 形成された液柱に外力を付与する移動手段
の第3の実施例の説明図である。FIG. 12 is an explanatory view of a third embodiment of the moving means for applying an external force to the formed liquid column.
【図13】 形成された液柱に外力を付与する移動手段
の第4の実施例の説明図である。FIG. 13 is an explanatory view of a fourth embodiment of the moving means for applying an external force to the formed liquid column.
【図14】 形成された液柱に外力を付与する移動手段
の第5の実施例の説明図である。FIG. 14 is an explanatory view of a fifth embodiment of the moving means for applying an external force to the formed liquid column.
【図15】 形成された液柱に外力を付与する移動手段
の第6の実施例の説明図である。FIG. 15 is an explanatory view of a sixth embodiment of the moving means for applying an external force to the formed liquid column.
1…インク層、1a…インク自由表面、1b…液柱、1
c…凹部、2…アパーチャ、3…インク室、4…液柱形
成用圧電素子、5…記録用圧電素子、11,13,1
4,15,16…記録ヘッド、12…液柱形成部、17
…画像記録媒体、21…インク支持体、22…天板、2
3…発熱素子、24…バブル、25…光熱変換層、2
6,27…電極、28…記録信号。1 ... ink layer, 1a ... free surface of ink, 1b ... liquid column, 1
c: concave portion, 2: aperture, 3: ink chamber, 4: piezoelectric element for forming a liquid column, 5: piezoelectric element for recording, 11, 13, 1
4, 15, 16: recording head, 12: liquid column forming part, 17
... image recording medium, 21 ... ink support, 22 ... top plate, 2
3 heating element, 24 bubble, 25 light-to-heat conversion layer, 2
6, 27 ... electrodes, 28 ... recording signals.
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Claims (16)
記液体の自由表面と対向する位置にある画像記録媒体に
前記液体を付着させて記録を行う記録装置において、前
記液体の自由表面を形成する液体層と、該液体層に対し
アパーチャを介して連通している液室と、該液室内に設
けられ該液室内の体積を変化させることのできる体積変
更素子と、該体積変更素子を駆動することにより前記液
室の体積を変化させて前記アパーチャを介して前記液体
の自由表面に向かって生じるインク流れを繰り返し発生
させることにより前記液体の自由表面に一定の高さの液
柱を形成させる駆動手段と、前記液柱より液体を前記画
像記録媒体に移動させる移動手段を有することを特徴と
する記録装置。1. A recording apparatus for moving a liquid from a free surface of the liquid and attaching the liquid to an image recording medium at a position facing the free surface of the liquid to perform recording, wherein the free surface of the liquid is formed. A liquid layer, a liquid chamber communicating with the liquid layer via an aperture, a volume changing element provided in the liquid chamber and capable of changing the volume in the liquid chamber, and driving the volume changing element. By changing the volume of the liquid chamber to repeatedly generate an ink flow generated toward the free surface of the liquid through the aperture, a liquid column having a constant height is formed on the free surface of the liquid. A recording apparatus comprising: a driving unit; and a moving unit that moves a liquid from the liquid column to the image recording medium.
れの前記液室に対応して前記体積変更素子および前記移
動手段を設けたことを特徴とする請求項1に記載の記録
装置。2. The recording apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the liquid chambers are provided, and the volume changing element and the moving unit are provided corresponding to each of the liquid chambers.
とを特徴とする請求項1または請求項2に記載の記録装
置。3. The recording apparatus according to claim 1, wherein the volume changing element is a piezoelectric element.
電素子を駆動することにより発生する体積変化を利用し
て液体を前記画像記録媒体に移動させることを特徴とす
る請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の記録
装置。4. The apparatus according to claim 1, wherein the moving means is a piezoelectric element, and moves the liquid to the image recording medium by using a volume change generated by driving the piezoelectric element. Item 4. The recording device according to any one of Items 3.
熱発生機構によって液中にバブルを発生させ、該バブル
から受ける圧力を利用して液体を前記画像記録媒体に移
動させることを特徴とする請求項1ないし請求項3のい
ずれか1項に記載の記録装置。5. The moving means is a heat generating mechanism, which generates bubbles in the liquid by the heat generating mechanism, and moves the liquid to the image recording medium using pressure received from the bubbles. The recording apparatus according to claim 1, wherein:
同一の圧電素子を用い、前記駆動手段は、前記液柱を形
成するための駆動信号に液体を前記画像記録媒体に移動
させる記録信号を重畳させて前記圧電素子を駆動するこ
とを特徴とする請求項3に記載の記録装置。6. The driving means uses the same piezoelectric element as the volume changing element as the moving means, and the driving means superimposes a recording signal for moving a liquid to the image recording medium on a driving signal for forming the liquid column. The recording apparatus according to claim 3, wherein the piezoelectric element is driven by driving the piezoelectric element.
基板上に配置された第1の電極と、前記画像記録媒体の
前記液体の自由表面と対向する面の反対面側に配置され
た第2の電極を有し、前記第1の電極および前記第2の
電極間に画像記録信号を送ることによって前記液体の自
由表面に形成された前記液柱に電荷を与え、静電吸引力
を利用して液体を前記画像記録媒体に移動させることを
特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記
載の記録装置。7. The moving means is arranged on a first electrode disposed on a substrate supporting the liquid layer, and on a surface of the image recording medium opposite to a surface facing the free surface of the liquid. A liquid electrode formed on a free surface of the liquid by transmitting an image recording signal between the first electrode and the second electrode, thereby providing an electrostatic attraction force; The recording apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the liquid is moved to the image recording medium by utilizing the liquid.
化させて飛翔させ、前記画像記録媒体に付着させること
を特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に
記載の記録装置。8. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the moving unit changes the liquid in the liquid column into droplets, causes the liquid to fly, and attaches the liquid to the image recording medium. Recording device.
記液体の自由表面と対向する位置にある画像記録媒体に
前記液体を付着させて記録を行う記録方法において、前
記液体の自由表面を形成する液体層と、該液体層に対し
アパーチャを介して連通している液室を有し、前記液室
の体積を変化させて前記アパーチャを介して前記液体の
自由表面に向かって生じるインク流れを繰り返し発生さ
せることにより前記液体の自由表面に一定の高さの液柱
を形成し、該液柱より液体を前記画像記録媒体に移動さ
せて記録を行うことを特徴とする記録方法。9. A recording method in which a liquid is moved from a free surface of a liquid and the liquid is attached to an image recording medium at a position facing the free surface of the liquid to perform recording, wherein the free surface of the liquid is formed. A liquid layer that communicates with the liquid layer via an aperture, the ink chamber flowing toward the free surface of the liquid through the aperture by changing the volume of the liquid chamber. A recording method comprising: forming a liquid column having a predetermined height on a free surface of the liquid by repeatedly generating the liquid; and moving the liquid from the liquid column to the image recording medium to perform recording.
柱を形成し、それぞれ独立して液体を前記画像記録媒体
に移動させることを特徴とする請求項9に記載の記録方
法。10. The recording method according to claim 9, wherein a plurality of the liquid chambers are provided, a liquid column is formed for each liquid chamber, and the liquid is independently moved to the image recording medium.
記液室の体積を変化させて前記液柱を形成することを特
徴とする請求項9または請求項10に記載の記録方法。11. The recording method according to claim 9, wherein the liquid column is formed by changing a volume of the liquid chamber by driving a piezoelectric element.
する圧力変化により、前記液柱より液体を前記画像記録
媒体に移動させることを特徴とする請求項9ないし請求
項11のいずれか1項に記載の記録方法。12. The liquid ejecting apparatus according to claim 9, wherein a liquid is moved from the liquid column to the image recording medium by a pressure change generated by driving a piezoelectric element. Recording method.
生させ、該バブルから受ける圧力を利用して液体を前記
画像記録媒体に移動させることを特徴とする請求9ない
し請求項11のいずれか1項に記載の記録方法。13. The method according to claim 9, wherein a bubble is generated in the liquid using a heat generating mechanism, and the liquid is moved to the image recording medium by utilizing a pressure received from the bubble. Or the recording method according to item 1.
形成するための駆動信号に対して、別の記録信号を重畳
させることにより前記圧電素子をさらに歪ませ、前記液
室の体積をさらに変化させて液体を前記画像記録媒体に
移動させることを特徴とする請求項11に記載の記録方
法。14. The piezoelectric element is further distorted by superimposing another recording signal on a drive signal applied to the piezoelectric element for forming the liquid column, thereby further changing the volume of the liquid chamber. The recording method according to claim 11, wherein the liquid is moved to the image recording medium.
液柱に電荷を与え、静電吸引力を利用して液体を前記画
像記録媒体に移動させることを特徴とする請求項9ない
し請求項11のいずれか1項に記載の記録方法。15. The liquid column formed on a free surface of the liquid is provided with an electric charge, and the liquid is moved to the image recording medium using an electrostatic attraction force. 12. The recording method according to any one of items 11 to 11.
に移動させる際には、前記液柱の液体を液滴化して飛翔
させ、前記画像記録媒体に移動させることを特徴とする
請求項9ないし請求項15のいずれか1項に記載の記録
方法。16. The method according to claim 9, wherein when the liquid is moved from the liquid column to the image recording medium, the liquid in the liquid column is formed into liquid droplets, flies, and moves to the image recording medium. The recording method according to claim 15.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28932498A JP2000117999A (en) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Recorder and recording method |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP28932498A JP2000117999A (en) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Recorder and recording method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000117999A true JP2000117999A (en) | 2000-04-25 |
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ID=17741729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28932498A Pending JP2000117999A (en) | 1998-10-12 | 1998-10-12 | Recorder and recording method |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000117999A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006321121A (en) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Fuji Xerox Co Ltd | Manufacturing method for liquid droplet ejecting head |
| JP2008080807A (en) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Samsung Electro Mech Co Ltd | Ink jetting device and method |
-
1998
- 1998-10-12 JP JP28932498A patent/JP2000117999A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006321121A (en) * | 2005-05-19 | 2006-11-30 | Fuji Xerox Co Ltd | Manufacturing method for liquid droplet ejecting head |
| JP2008080807A (en) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Samsung Electro Mech Co Ltd | Ink jetting device and method |
| US7744199B2 (en) | 2006-09-27 | 2010-06-29 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Ink-jetting apparatus and ink-jetting method |
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