JPH08216425A

JPH08216425A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JPH08216425A
Application number: JP3078695A
Authority: JP
Inventors: Genji Inada; 源次稲田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-02-20
Filing date: 1995-02-20
Publication date: 1996-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】印字品位が高く、安定した高速印字が可能な
インクジェット記録装置を提供する。【構成】吐出手段およびズリ速度発生手段をノズル内
に有した複数のノズル、及びこれらのノズルと連通し且
つインク源からインクが供給される液室を備え、さらに
この液室へ供給されるインクの粘度がチキソトロピー性
を有することを特徴とするインクジェット記録装置、お
よび前記装置のインク移動領域付近に振動手段を設置し
たインクジェット記録装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクジェット記録装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録装置は、インクを微
小な液滴としてノズルから吐出して文字・図形等の記録
を行なう装置であり、非常に精細な画像の出力かつ高速
印字の手段としてすぐれた利点を有している。特に、電
気熱変換体（以下「ヒータ」と表す。）等により生成し
たバブル（気泡）圧を用いる方法（熱インクジェット記
録方法）は装置の小型化や画像の高密度化が容易である
などの特徴を有している（特公昭６１−５９９１１号公
報）。

【０００３】インクジェット記録装置による印字は、イ
ンクを液滴として吐出し、記録紙上にインクの液滴を着
弾させ、その液滴が記録紙に定着することによりドット
が形成される。相変化をともなう常温固体インクを除け
ば、定着は記録紙への浸透と揮発成分の蒸発に依存す
る。この定着現象は印字の品位に非常に大きく影響す
る。すなわち、定着までの時間が長いと、インクが紙の
繊維に沿ってひろがり、その結果、印字は輪郭がぼやけ
た、すなわちエッジシャープネスの低いものになってし
まう。またカラー画像の印字では、異なる色の領域の隣
接部において色のにじみ（ブリーディング）が発生す
る。この問題に対して、印字品位を改善するために、イ
ンクの浸透や蒸発の速度を大きくして定着時間を短くす
ることが考えられるが、この方法はあまり好ましくな
い。なぜならば、インクの浸透速度を大きくしすぎた場
合は、インクの色材も記録紙中に浸透し易くなるため印
字の濃度が低下してしまう。またインクの蒸発速度を大
きくしすぎた場合は、インクジェット記録装置のノズル
が詰まる危険性が増大する。

【０００４】そこで、定着時間はある程度長いが、印字
のエッジシャープネスが高く、ブリーディングが起こり
にくい系として、現在実用されているインクジェット記
録装置のインク粘度（数ｍＰａ・ｓ）より大きな値、数
１０ｍＰａ・ｓ（例えば１０〜５０ｍＰａ・ｓ）程度の
高粘度のインクを用いることが考えられている。

【０００５】なお、このような高粘度のインクは、表面
が金属や樹脂の被記録材に対して利用価値が高い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、数十ｍＰａ・
ｓの高粘度を有するインクを微小なノズルに供給し、常
に安定に吐出させることは一般的に困難である（第１の
課題）。この問題を解決するためには、吐出時には粘度
が小さく、例えば数ｍＰａ・ｓであり、記録紙上への着
弾後には粘度が大きく、例えば数十ｍＰａ・ｓであるイ
ンク特性が得られればよい。このための手段として以下
に示すような種々の方法が提案されている。

【０００７】特開昭５５−５４３６８号公報に開示され
ているような常温固体インクを用いる方法があるが、こ
の方法は常温液体インクの場合よりも回復系の構造が複
雑になってしまう等の問題を有する。

【０００８】記録インクと定着促進インクを別々に吐出
させ、記録紙上で両者を反応させ定着を促進する方法が
提案されている（特開昭６１−２４９７５５号公報）。
しかし、定着促進インクの供給系を別途設ける必要があ
り、さらにその促進インクの管理のためにユーザーの負
担が増える等の欠点がある。

【０００９】記録時に吐出口近傍のインクを加熱するこ
とで粘度を低下させる方法がある（特開昭６３−１７０
０３８号公報）。しかしこの方法は、吐出口近傍のイン
クの揮発成分の蒸発を同時に促進してしまい、インクの
組成を変化させてしまう問題を有する。

【００１０】第２の課題として、高粘度のインクは、吐
出後のノズルへのリフィル速度がその粘性により低下す
るために、高速記録には不利である。

【００１１】インクの供給は一般的にノズルの毛管力に
よってなされるが、特開昭５６−１２９１７７号公報等
の技術を応用し、インクの供給系に振動手段を設け、こ
れによってインクを強制的に動かす方法が考えられる。
しかしインクを単に振動あるいは脈動させても、供給系
内に弁を設けない限りは、一定時間当たりのトータルの
インク流量は振動の有無にかかわらずほぼ一定であるた
め、インクの供給を促進することはできない。

【００１２】そこで本発明の目的は、上記の問題を解決
し、印字品位が高く及び／又は安定した高速印字が可能
なインクジェット記録装置を提供することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決するため種々の検討を重ねた結果、本発明を完成
した。すなわち本発明は第１に、吐出手段をノズル内に
有し且つズリ速度発生手段を少なくとも前記吐出手段と
吐出口との間のノズル内に有した複数のノズル、及びこ
れらのノズルとノズル端にて連通し且つインク源からイ
ンクが供給される液室を備え、さらにこの液室へ供給さ
れるインクの粘度が、べき乗則式： η＝ｋ×（ズリ速度）^(n-1) でインクのチキソトロピー性を近似したとき（ｋは擬塑
性粘度）、ズリ速度が１０〜１００（１／ｓ）の範囲に
おいて構造粘度指数（ｎ）が０．９３以下であり且つズ
リ速度が５００（１／ｓ）において粘度（η）が１０ｍ
Ｐａ・ｓ以下であるチキソトロピー性を有することを特
徴とするインクジェット記録装置に関する。

【００１４】本発明は第２に、インク源からノズルにわ
たるインクの移動領域付近に、ノズル内のインクの流速
を周期的に変動させる振動手段を備え、吐出手段と吐出
口との間のノズル内にズリ速度発生手段（Ａ）を有し、
且つ吐出手段とノズル端との間のノズル内にズリ速度発
生手段（Ｂ）を有した上記第１の発明のインクジェット
記録装置に関する。

【００１５】本発明によれば、良好な画像品位を得るこ
とができる比較的高粘度のインクを安定に吐出させるこ
とができ、又は／及び、ノズル内へのインクのリフィル
時間を短縮させ、高速記録を行うことができる。

【００１６】以下、図面を参照しながら本発明を詳細に
説明する。

【００１７】図１は、第１の発明のインクジェット記録
装置のインクジェットヘッドの１例を示す説明図であ
る。基板（５）上には吐出手段（１）に電気信号を送る
電極配線を形成し（不図示）、この基板（５）にノズル
隔壁（６）を配置し、天板（７）を接合する。これによ
り、バブルを形成する吐出手段（１）を備えた複数のノ
ズル（２）、これらのノズルとノズル端にて接続した
（連通した）液室（４）が形成される。インクはインク
源から、天板（７）に開口された供給口（８）を通って
液室（４）へ入り、次いで個々のノズル（２）へ供給さ
れる。供給されたインクは吐出口（３）から吐出され
る。

【００１８】図２は、図１に示したインクジェットヘッ
ドのノズル付近の平面図およびその断面図である。吐出
手段（１）と吐出口（３）との間（以下「ＯＨ間」と表
す。）では、ノズル（２）は吐出口（３）方向に向けて
ノズル断面積が縮小した狭窄形状を有する。すなわちテ
ーパによる絞り形状である。一方、吐出手段（１）とノ
ズル端との間（以下「ＥＨ間」と表す。）では、ノズル
内はストレートの形状である。なおノズル端付近（ノズ
ルと液室（４）との接続付近）には、後に説明するノズ
ル断面積の変化部等のズリ速度発生手段（Ｂ）を設けて
もよい。ノズルの各部の寸法は、吐出口断面積（Ｓ
o）＝２００〜１０００μｍ²、ＥＨ間のノズル断面積
（Ｓr）＝２００〜３０００μｍ²、ＯＨ間の距離（ＬO
H）＝１０〜２００μｍ、ＥＨ間の距離（ＬEH）＝５０
〜２００μｍ、Ｌo＝０〜６０μｍ、Ｌf＝１０〜１８０
μｍ、吐出手段の面積＝６００〜５０００μｍ²の範囲
において、インクの粘度特性も含め、流抵抗のバランス
を考慮した寸法関係を選択すればよい。

【００１９】図２では、チキソトロピー性を有するイン
クを液滴として吐出するために好適な構造をＯＨ間に取
り入れている。すなわち、吐出手段（１）と吐出口
（３）との間（ＯＨ間）のノズル内にノズル断面積が吐
出口方向に縮小した狭窄形状（ズリ速度発生手段
（Ａ））を設けることによって、ＯＨ間でより大きなズ
リ速度を発生させ、これによりＯＨ間のインクの粘性に
よる流路抵抗をＥＨ間のインクの流路抵抗に対してより
小さくし、液滴の吐出のためのエネルギー効率を高めて
いる。

【００２０】ズリ速度発生手段（Ａ）としては、ノズル
断面積が吐出口方向に縮小した狭窄形状（上記図２）の
代わりに、流体抵抗素子や、メッシュ形状が均一ではな
いメッシュフィルターなどのインク流の攪乱手段を設け
てもよい。また、これらの攪乱手段とノズル断面積が吐
出口方向に縮小した狭窄形状とを併用してもよい。

【００２１】ノズル断面積が吐出口方向に縮小した狭窄
形状の代わりに用いるインク流の攪乱手段としては、流
体抵抗素子が望ましい。この流体抵抗素子としては、例
えば、ＬＣ素子と同様な構成、特殊な形状の部材をヒー
タの前および／または後ろに設けた構成（特開昭６０−
２０４３５２号公報）等が挙げられる。

【００２２】ノズル断面積が吐出口方向に縮小した狭窄
形状の他の例を図３に示す。このような狭窄形状であれ
ばより急激なズリ流動を得ることができるため好適であ
る。

【００２３】ズリ速度発生手段（Ａ）の設置位置として
は、図２に示すように、ＯＨ間においても吐出口付近に
設置することが望ましい。

【００２４】本発明においてズリ速度発生手段は、ＯＨ
間およびＥＨ間の双方のノズル内にそれぞれズリ速度発
生手段（Ａ）およびズリ速度発生手段（Ｂ）を設けても
よい。図４に、ＯＨ間とＥＨ間の双方のノズル内にノズ
ル断面積の変化部（ズリ速度発生手段（Ａ）およびズリ
速度発生手段（Ｂ））を設けた例を示す。ズリ速度発生
手段（Ａ）は前述と同様であり、ズリ速度発生手段
（Ｂ）はノズル断面積がノズル端方向に縮小した狭窄形
状である。この場合、ＯＨ間のノズル断面積の変化率ｒ
１（＝｜１−Ｓo／Ｓf｜／（ＬOH−Ｌf−Ｌo））をノズ
ル断面積の変化率ｒ２（＝｜１−Ｓc／Ｓr｜／（ＬEH−
Ｌr）)より大きく設定することが望ましい（ｒ１＞ｒ
２）。これにより、ＯＨ間にはＥＨ間よりも大きなズリ
流動が発生するため、発生したバブル圧のうち、より大
きな割合が液滴の吐出のために用いられる。なお、Ｓ
o、Ｓf、ＳcおよびＳrはそれぞれノズル断面積であり、
ＬOHおよびＬEHはそれぞれ吐出口とヒータとの間および
ヒータとノズル端との間のノズルの長さである。このよ
うな構造において、液滴の吐出後にインクがノズル内に
リフィルされる際には、ズリ速度発生手段（Ｂ）が設け
られたノズル端付近（ノズルと液室との接続部付近）に
おいてインクにズリ流動が生じる。その結果、インクの
粘度が低下し、インクのリフィルが速やかに行われる。

【００２５】なお、ズリ速度発生手段（Ｂ）は、ノズル
断面積がノズル端方向に縮小した狭窄形状の代わりに、
流体抵抗素子や、メッシュ形状が均一ではないメッシュ
フィルターなどのインク流の攪乱手段を設けてもよい。
また、これらの攪乱手段とノズル断面積がノズル端方向
に縮小した狭窄形状とを併用してもよい。なおインク流
の攪乱手段としては、流体抵抗素子が好ましい。

【００２６】ズリ速度発生手段（Ｂ）の設置位置として
は、図４に示すように、ＥＨ間においてもノズル端付近
に設置することが望ましい。

【００２７】吐出口（３）からノズル端までの限られた
ノズル内の領域において好適なズリ速度を発生させるた
めには、以下の点を考慮してノズル内の形状の好ましい
構成を選択する必要がある。（ｉ）吐出手段によるイン
クへの付与エネルギーの大きさ、（ｉｉ）前記付与エネ
ルギーによる吐出時の又はリフィル時のインク流動速
度、（ｉｉｉ）前記付与エネルギーによる吐出時の又は
リフィル時のノズル内の流速分布、（ｉｖ）インクのチ
キソトロピー性（後述の式（Ｉ）で近似される。）。例
えば、上述したようにインクの主たる流れ方向へのノズ
ル断面積の変化率を、本発明の思想に適した好適なズリ
速度が発生するように選択すればよい。

【００２８】インクの吐出は、吐出手段（１）により形
成されるバブルがインクへ付与する圧力（以下「バブル
圧」と表す。）によって行われる。発明者の検討によれ
ば、実用的なインクジェット記録を行うためには、上記
のノズル内の形状は、このバブル圧の吐出口方向の圧
力、すなわち吐出圧によるインクのズリ速度が５００
（１／ｓ）以上となる箇所が発生するように設定するこ
とが望ましい。好ましくは８００（１／ｓ）以上であ
り、より好ましくは１０００（１／ｓ）以上である。

【００２９】吐出手段（１）の設定は、バブル圧の吐出
口方向の圧力（吐出圧）によって、上記のノズル内の形
状においてインクのズリ速度が５００（１／ｓ）以上と
なる箇所が発生するように設定することが望ましい。好
ましくは８００（１／ｓ）以上であり、より好ましくは
１０００（１／ｓ）以上である。例えば熱インクジェッ
ト方式（吐出手段としてヒータを用いた方式）では、吐
出圧を約５ＭＰａ以上に設定することが望ましい。バブ
ル圧は、ノズル内のインクに極めて短時間（０．１〜２
ｓ）作用し、インクを吐出口方向および液室方向へ流動
させる。このとき、実用的なインクジェットヘッドで
は、ノズル内の最大インク流速は０．０１〜１０．０ｍ
／ｓ程度またはそれ以上であり、ノズル内ではインクの
ズリ速度が５００（１／ｓ）以上となる箇所が発生す
る。

【００３０】バブル圧のインクへの付与時間は、記録の
高速化および安定化のために短時間であることが望まし
い。熱インクジェット方式においては、特に短時間であ
ることが望ましい。具体的には０．１〜２ｓ程度が適当
である。

【００３１】バブル圧を上記のように設定するために
は、吐出手段の形状や駆動方法を適宜設定すればよい。

【００３２】吐出手段（１）は、電気熱変換体（ヒー
タ）が望ましい。

【００３３】本発明のインクジェット記録装置に用いる
インクは、インクが記録媒体に着弾しズリ速度が低下し
た状態で比較的高い粘度を有する必要がある。具体的に
は、ズリ速度が０．０１（１／ｓ）以下のとき１５ｍＰ
・ｓ以上が適当であり、好ましくは２０ｍＰ・ｓ以上、
より好ましくは５０ｍＰ・ｓ以上であればよい。

【００３４】また、本発明のインクジェット記録装置に
は、非ニュートン粘度特性、具体的にはチキソトロピー
性を有するインクを使用する。すなわち、べき乗則式： η＝ｋ×（ズリ速度）^(n-1) でインクのチキソトロピー性を近似したとき（ｋは擬塑
性粘度）、ズリ速度が１０〜１００（１／ｓ）の範囲に
おいて構造粘度指数（ｎ）が０．９３以下であり且つズ
リ速度が５００（１／ｓ）において粘度（η）が１０ｍ
Ｐａ・ｓ以下であるチキソトロピー性を有するインクを
使用する。

【００３５】本発明において、インクジェット記録に好
適なインクのチキソトロピー性は、少なくともズリ速度
が１０〜１００（１／ｓ）の範囲において、式（Ｉ）の
べき乗則式で近似できる。

【００３６】本発明のインクジェット記録装置におい
て、インクの実用的な吐出状態を得るためには、インク
特性は、ズリ速度が５００（１／ｓ）においてインク粘
度（η）が１０ｍＰａ・ｓ以下へ低下する必要がある。
好ましくは５ｍＰａ・ｓ以下である。また本発明者の検
討によれば、印字の品位を保つためには、さらに上記の
条件に加え、式（Ｉ）においてズリ速度が１０〜１００
（１／ｓ）の範囲で構造粘度指数（ｎ）が０．９３以下
であるインク特性が必要である。好ましくは０．９０以
下、より好ましくは０．８０以下である。なお、構造粘
度指数（ｎ）が小さいほど吐出時に急激な粘度の低下を
実現できる。

【００３７】式（Ｉ）の構造粘度指数（ｎ）を規定する
際に、ズリ速度を１０〜１００（１／ｓ）の範囲に限定
することは、次の理由による。すなわち、本発明に好適
なインクは、１０^-2（１／ｓ）以下、あるいは１０
⁵（１／ｓ）以上の範囲では、粘度が実質的に各々異な
る値で一定であることが見いだされた。このため、１０
^-2〜１０⁵（１／ｓ）の範囲での粘度変化を全て（Ｉ）
式で近似することは困難である。また一方、本発明に好
適なインクは、図１３の座標系では１〜１０００（１／
ｓ）の範囲でほぼリニアに粘度が減少し、さらに１０〜
１００（１／ｓ）の範囲では、式（Ｉ）により近似でき
ることが見いだされた。このため、１０〜１００（１／
ｓ）の範囲における式（Ｉ）の構造粘度指数（ｎ）を決
めることで、本発明に好適なインクのチキソトロピー性
を規定することができる。

【００３８】チキソトロピー性によるインクの粘度低下
が液滴の吐出に与える効果について、図５を用いて説明
する。チキソトロピー性を有するインクを吐出する場合
は、吐出手段（１）の駆動によりバブル（９）が発生
し、このときのバブル圧でインクが吐出される（図５
（ａ））。一方、チキソトロピー性の無いインク（ニュ
ートン粘性を有し、ズリ速度が著しく小さい場合に前記
のインクと同程度の粘度を有する。）を吐出する場合
は、バブル（９）は発生するが、インクの流抵抗が大き
くその抵抗が低下することもないため、バブル（９）に
ともなって発生した微小な泡がノズル内に留まり、これ
らの泡が吐出の繰り返しにともない合体して固定泡（１
０）を形成し、この固定泡がバブル圧を吸収する（図５
（ｂ））。その結果、安定な吐出が行われなくなる。な
お、図５（ｂ）の現象は、インク組成が、例えばジエチ
レングリコール・色材（染料）・水からなる場合（イン
クＲ）において発生する。

【００３９】本発明において好適な構造粘性をインクに
付与する材料（チキソトロピー性付与剤）としては、例
えば、天然多糖類およびその誘導体、タマリンド、タマ
リンド種子多糖類、グアーガム、キサンタンガム、ジュ
ランガム、アルギン酸ナトリウム、ベントナイト、シリ
カ微粒子、高分子量ポリアクリルアミド、高分子量ポリ
エチレングリコール、ヒドロキシエチルセルロース等の
水溶性セルロース誘導体等が挙げられる。また、シリコ
ン樹脂等をマイクロエマルジョン状態としてインクに含
有させてもよい。

【００４０】本発明のインクの組成は、上記のチキソト
ロピー性付与剤、色材、水、添加助剤等からなる。これ
らの組成比は、チキソトロピー性付与剤：０．０１〜
２．０重量％、色材：０．３〜１０．０重量％、水溶性
有機溶剤：５〜５０重量％、水：５０〜９５重量％、添
加助剤：０．０１〜２．０重量％が適当である。

【００４１】本発明のインクに用いられる染料として
は、直接染料、酸性染料、食用色素、塩基性染料、反応
性染料、建染染料等がある。本発明のインクは、これら
の染料を、水を主体とする媒体に均一に溶解させた条件
で使用する。これらの染料の中でも、従来から、インク
ジェット記録装置用インクに適用するため、高純度で製
造されている酸性染料・直接染料・塩基性染料が特に好
ましい。具体的な物質としては、アシッドレッド６、ア
シッドレッド８、アシッドレッド１４、アシッドレッド
２７、アシッドレッド３５、アシッドレッド３７、アシ
ッドレッド４２、アシッドレッド５２、アシッドレッド
７３、アシッドレッド８９、アシッドレッド９７、アシ
ッドレッド１５４、ダイレクトレッド９、ダイレクトレ
ッド３１、ダイレクトレッド７９、ダイレクトレッド８
０、ダイレクトレッド８１、ダイレクトレッド２２５、
ダイレクトレッド２２７、アシッドイエロー２３、アシ
ッドイエロー４３、ダイレクトイエロー１２、ダイレク
トイエロー４４、アシッドブルー９、アシッドブルー５
９、アシッドバイオレット４９、ダイレクトブルー６、
ダイレクトブルー８６、ダイレクトブルー１９９、アシ
ッドブラック２６、ダイレクトブラック３２、ダイレク
トブラック３８、ダイレクトブラック５１、ダイレクト
ブラック７４、ダイレクトブラック１５４、ダイレクト
ブラック１６８、ダイレクトブラック１７１、ダイレク
トブラック１９、フードブラック２、フードブラック１
等が挙げられる。これらの染料は、２種以上を混合して
用いてもよい。これらの染料以外にインクジェット記録
装置用インクに用いるために新たに合成された染料もも
ちろん適用可能である。

【００４２】本発明のインクに用いられるカーボンブラ
ック顔料（Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌａｃｋ７）とし
ては、Ｎｏ．２３００、Ｎｏ．９００、ＭＣＦ−８８、
Ｎｏ．３３、Ｎｏ．４０、Ｎｏ．４５、Ｎｏ．５２、Ｍ
Ａ７、ＭＡ８、ＭＡ１００、Ｎｏ．２２００Ｂ（以上は
三菱化成製）、Ｒａｖｅｎ７００、Ｒａｖｅｎ５７５
０、Ｒａｖｅｎ５２５０、Ｒａｖｅｎ５０００、Ｒａｖ
ｅｎ３５００、Ｒａｖｅｎ１２５５（以上はコロンビア
製）、Ｒｅｇａｌ４００Ｒ、Ｒｅｇａｌ３３０Ｒ、Ｒｅ
ｇａｌ６６０Ｒ、ＭｏｇｕｌＬ、Ｍｏｎａｒｃｈ７０
０、Ｍｏｎａｒｃｈ８００、Ｍｏｎａｒｃｈ８８０、Ｍ
ｏｎａｒｃｈ９００、Ｍｏｎａｒｃｈ１０００、Ｍｏｎ
ａｒｃｈ１１００、Ｍｏｎａｒｃｈ１３００、Ｍｏｎａ
ｒｃｈ１４００（以上はキャボット製）、Ｃｏｌｏｒ
ＢｌａｃｋＦＷ１、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ２、Ｃ
ｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ２Ｖ、ＣｏｌｏｒＢｌａｃ
ｋＦＷ１８、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＦＷ２００、Ｃ
ｏｌｏｒＢｌａｃｋＳ１５０、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋ
Ｓ１６０、ＣｏｌｏｒＢｌａｃｋＳ１７０、Ｐｒｉ
ｎｔｅｘ３５、ＰｒｉｎｔｅｘＵ、Ｐｒｉｎｔｅｘ
Ｖ、Ｐｒｉｎｔｅｘ１４０Ｕ、Ｐｒｉｎｔｅｘ１４０
Ｖ、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ６、ＳｐｅｃｉａｌＢ
ｌａｃｋ５、ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４Ａ、Ｓｐｅ
ｃｉａｌＢｌａｃｋ４（以上はデグッサ製）等が挙げ
られる。イエローインクに使用される顔料としては、
Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１２、Ｃ．Ｉ．
ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍ
ｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１４、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹ
ｅｌｌｏｗ１６、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏ
ｗ１７、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ７３、
Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ７４、Ｃ．Ｉ．
ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ７５、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍ
ｅｎｔＹｅｌｌｏｗ８３、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹ
ｅｌｌｏｗ１０８、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌ
ｏｗ１０９、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１
１０、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１８０、
Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＹｅｌｌｏｗ１８２等が挙げら
れる。マゼンタインクとして使用される顔料としては、
Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ５、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍ
ｅｎｔＲｅｄ７、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１
２、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１１２、Ｃ．Ｉ．
ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１２２、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅｎ
ｔＲｅｄ１２３、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１６
８、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１８４、Ｃ．Ｉ．
ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２０２等が挙げられる。シアン
インクとして使用される顔料としては、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇ
ｍｅｎｔＢｌｕｅ１、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕ
ｅ２、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ３、Ｃ．Ｉ．
ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：３、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍ
ｅｎｔＢｌｕｅ１６、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕ
ｅ２２、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ６０、Ｃ．
Ｉ．ＶａｔＢｌｕｅ４、Ｃ．Ｉ．ＶａｔＢｌｕｅ６０
等が挙げられる。以上の他に、レッド、グリーン、ブル
ー、中間色が必要とされる場合には、以下の顔料を単独
で又は混合して用いることが好ましい。上記の場合に用
いられる顔料としては、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅ
ｄ２０９、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ２２４、
Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＲｅｄ１７７、Ｃ．Ｉ．Ｐｉ
ｇｍｅｎｔＲｅｄ１９４、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＯ
ｒａｎｇｅ４３、Ｃ．Ｉ．ＶａｔＶｉｏｌｅｔ３、
Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ１９、Ｃ．Ｉ．
ＰｉｇｍｅｎｔＧｒｅｅｎ３６、Ｃ．Ｉ．Ｐｉｇｍｅ
ｎｔＧｒｅｅｎ７、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌ
ｅｔ２３、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＶｉｏｌｅｔ３
７、Ｃ．Ｉ．ＰｉｇｍｅｎｔＢｌｕｅ１５：６等が挙
げられる。

【００４３】本発明のインクに使用可能な水溶性有機溶
剤としては、保湿性に優れた溶剤として、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、トリプロピレングリコール、グリセリン、１，２，
４−ブタントリオール、１，２，６−ヘキサントリオー
ル、１，２，５−ペンタントリオール、１，２−ブタン
ジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジ
オール、ジメチルスルホキシド、ダイアセトンアルコー
ル、グリセリンモノアリルエーテル、プロピレングリコ
ール、ブチレングリコール、ポリエチレングリコール３
００、チオジグリコール、Ｎ−メチル−２−ピロリド
ン、２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、１，３−ジ
メチル−２−イミダゾリジノン、スルフォラン、トリメ
チロールプロパン、トリメチロールエタン、ネオペンチ
ルグリコール、エチレングリコールモノメチルエーテ
ル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレン
グリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコ
ールモノアリルエーテル、ジエチレングリコールモノメ
チルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテ
ル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリ
エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレング
リコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコール
モノメチルエーテル、β−ジヒドロシエチルウレア、ウ
レア、アセトニルアセトン、ペンタエリスリトール、
１，４−シクロヘキサンジオール等が挙げられる。ま
た、浸透性が優れた溶剤として、ヘキシレングリコー
ル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレ
ングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコール
モノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノフェ
ニルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチ
レングリコールモノイソブチルエーテル、トリエチレン
グリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコー
ルジメチルエーテル、トリエチレングリコールジエチル
エーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテ
ル、テトラエチレングリコールジエチルエーテル、プロ
ピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレング
リコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコール
モノプロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノブ
チルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエ
ーテル、グリセリンモノアセテート、グリセリンジアセ
テート、グリセリントリアセテート、エチレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコー
ルモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノー
ル、１，２−シクロヘキサンジオール、１−ブタノー
ル、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、３−ヘキ
セン−２，５−ジオール、２，３−ブタンジオール、
１，５−ペンタンジオール、２，４−ペンタンジオー
ル、２，５−ヘキサンジオール等が挙げられる。

【００４４】本発明のインクに用いられる添加助剤とし
ては、界面活性剤、防腐剤、ｐＨ調整剤、消泡剤、酸化
防止剤等がある。

【００４５】次に、第２の発明のインクジェット記録装
置について説明する。第２の発明のインクジェット記録
装置は、インク源からノズルにわたるインクの移動領域
付近に、ノズル内のインクの流速を周期的に変動させる
振動手段を備え、吐出手段と吐出口との間のノズル内に
ズリ速度発生手段（Ａ）を有し、且つ吐出手段とノズル
端との間のノズル内にズリ速度発生手段（Ｂ）を有した
第１の発明のインクジェット記録装置である。

【００４６】図６及び図７に、第２の発明のインクジェ
ット記録装置のインクジェットヘッドおよび振動手段の
１例を示す。図６においてインクジェットヘッドは、ノ
ズル内部の構造を除き図１に示したものと同様の構造で
あり、液室（４）の上部の天板（７）に振動手段（１
１）を設置する。この振動手段（１１）は、振動素子
（１２）を振動板（１３）を介して接合する。第２の発
明において、振動手段（１１）の設置位置は、インクジ
ェットヘッドの液室（４）の上部の天板（７）に設置す
ることが好ましい。図７に振動手段の好ましい設置位置
を示す。これによりインクは、振動手段（１１）の下部
の液室領域を通過し、次いで液室（４）とノズル（２）
との接続部を通過してノズル内に進入する。

【００４７】振動手段（１１）は、電気機械変換体また
はヒータ（吐出手段のヒータと異なる。）が望ましい。

【００４８】電気機械変換体としては、例えば、積層セ
ラミック等のピエゾ素子などが挙げられる。

【００４９】さらに第２の発明は、吐出手段とノズル端
との間（ＥＨ間）に少なくとも１つのズリ速度発生手段
（Ｂ）を備える。ズリ速度発生手段（Ｂ）としては、Ｅ
Ｈ間にノズル断面積がノズル端方向に縮小した狭窄形状
を設けることが望ましい。例えば前述した図４に示すよ
うに、ＯＨ間とＥＨ間の双方にノズル断面積の変化部を
設けることが望ましい。この場合、ＯＨ間のノズル断面
積の変化率ｒ１（＝｜１−Ｓo／Ｓf｜／（ＬOH−Ｌf−
Ｌ0）をノズル断面積の変化率ｒ２（＝｜１−Ｓc／Ｓr
｜／（ＬEH−Ｌr））より大きく設定する必要がある
（ｒ１＞ｒ２）。これにより、ＯＨ間にはＥＨ間よりも
大きなズリ流動が発生するため、バブル圧のより大きな
割合が液滴の吐出のために用いられる。なお、Ｓo、Ｓ
f、ＳcおよびＳrはそれぞれノズルの断面積であり、ＬO
HおよびＬEHはそれぞれ吐出口とヒータとの間およびヒ
ータとノズル端との間のノズルの長さである。

【００５０】ズリ速度発生手段（Ｂ）は、ノズル断面積
がノズル端方向に縮小した狭窄形状の代わりに、流体抵
抗素子や、メッシュ形状が均一ではないメッシュフィル
ターなどのインク流の攪乱手段を設けてもよい。また、
これらの攪乱手段とノズル断面積がノズル端方向に縮小
した狭窄形状とを併用してもよい。なおインク流の攪乱
手段としては、流体抵抗素子が好ましい。

【００５１】ズリ速度発生手段（Ｂ）の設置位置として
は、図４に示すように、ＥＨ間においてもノズル端付近
に設置することが望ましい。

【００５２】以上の構造において、液滴の吐出後にイン
クがノズル内にリフィルされる際には、ズリ速度発生手
段（Ｂ）が設けられたノズル端付近（ノズルと液室との
接続部付近）においてインクにズリ流動が生じる。その
結果、インクの粘度が低下し、インクのリフィルが速や
かに行われる。

【００５３】次に、第２の発明のインクジェット記録装
置の駆動について図８および図９を用いて説明する。図
８は、振動手段のＯＮ／ＯＦＦ駆動によるインクの振動
状態を示した説明図である。図９は、液滴吐出後の吐出
口のメニスカス後退量の経時変化を示した説明図であ
る。説明を簡単にするため、複数の吐出手段を振動数ｆ
opの間隔で同時に駆動した場合を示すが、後に記述する
時分割駆動の場合にも適用できる。

【００５４】図８において振動手段（１１）は、吐出手
段（１）のＯＮ／ＯＦＦ駆動のタイミング（例えばｆop
＝０．５ｋＨｚ）に所定の位相で同期させて駆動制御を
行う。振動手段が電気機械変換体の場合、振動手段は、
天板（７）を介して液室内のインクを、例えば約４ｋＨ
ｚの周期でほぼ正弦波で流動するように設定する。

【００５５】吐出手段（１）に駆動信号が印加されると
液滴が吐出する。その後、振動手段（１１）を図８のタ
イミングで駆動すると、吐出後にノズル毛管力によって
ノズル内に向うインク流に振動が重調され、このインク
流が脈動流となる。振動手段の駆動は１〜１０μｓの短
パルスの反復により行われ、非吐出時（吐出手段のＯＦ
Ｆ時）において図８に示すようなインクの振動が発生す
る。なお、図８では吐出信号の印加（吐出手段の駆動）
と同時に振動手段を駆動していないが、これは液滴形成
時のメニスカス振動による液滴形状への影響を避けるた
めである。

【００５６】液滴吐出後の吐出口のメニスカス後退量
は、振動手段（１１）を駆動しない場合は図９（ａ）の
ように経時変化する。一方、上記のように振動手段を駆
動させてリフィル時のインク流を脈動させた場合は、図
９（ｂ）に示すように、より短時間でのリフィルが可能
となる。

【００５７】リフィル時間が短縮する上記の効果の発生
メカニズムは次のように説明できる。インクのリフィル
時に液室とノズルとの接続部ではインクにズリ流動が発
生するが、この時インクの流れを強制的に脈動させるこ
とによってこの接続部でのズリ速度はいっそう増大す
る。その結果、チキソトロピー性によるインクの粘度低
下が加速され、リフィル時の流抵抗が減少し、速やかに
リフィルが達成される。また、リフィルの開始直前では
インク流が停止し、インク粘度が局部的に約３０ｍＰａ
・ｓまで上昇するため、振動手段を設けない場合はこの
粘度上昇がリフィルの障害となることが考えられるが、
本発明の振動手段によればインク粘度を低下させ、強制
的にリフィルを開始することができる。

【００５８】振動手段の設定は、インク源からノズルへ
のインク供給時にインクに振動を与えることで、インク
のズリ速度が５００（１／ｓ）以上となる箇所が生じる
ように設定することが望ましい。好ましくは８００（１
／ｓ）以上であり、より好ましくは１０００（１／ｓ）
以上である。インクに付与する振動は、ズリ速度の発生
部でのインクの流速を周期的に変動させるものであれ
ば、正弦波状の振動以外であってもよい。また振動手段
の駆動のタイミングは、振動手段の駆動にともなう吐出
口のメニスカス振動による液滴形状への影響が無視でき
るならば、吐出手段の駆動と同時に振動手段を駆動する
か、または吐出手段の駆動後きわめて短い時間の経過後
に振動手段を駆動してもよい。

【００５９】複数の吐出手段を４ブロックに分けて時分
割駆動を行う例を図１０に示す。いずれのブロックにお
いてもインクに脈動を付与するためには、振動手段の駆
動周波数（ｆ1）を、ｆ1＞ｆop×Ｎb（Ｎbはブロック
数）とすることが望ましい。さらに安定な液滴の形成の
ためには、いずれのブロックにおいても液滴の吐出と脈
動の位相をそろえる目的で次の式（ＩＩ）を満たすこと
が望ましい。

【００６０】ｆ1＝ｉ×ｆop×Ｎb （ＩＩ）Ｎbはブロック数、ｉは２以上の整数である。

【００６１】振動手段（１１）の設置位置は、インク源
（１４）からインクジェットヘッドまでの供給路の流抵
抗が小さい場合あるいはその供給路においてインク振動
の減衰が小さい場合には、振動手段（１１）をインク源
（１４）に設置してもよい。例えば図１１に示すように
インクジェットヘッドとインクタンク（インク源（１
４））が直に接続される場合は、振動手段（１１）をイ
ンクタンク（インク源（１４））に設けることで装置の
小型化・コンパクト化が可能になる。

【００６２】また、振動手段の他の設置位置として、個
々のノズルの近傍に振動手段をそれぞれ設けてもよい。
例えば図１２においては、各ノズルと液室との接続部付
近にそれぞれ振動手段としてのヒータを１個ずつ配置し
ている。このとき１個の振動手段の駆動は、１個のノズ
ルへのインクの供給に対応して行えばよく、振動手段と
してのヒータは高速駆動に耐える構造でなくてもよい。
なお図１２のような構造では、式（ＩＩ）のＮbは、１
個の振動手段が脈動を作用すべき駆動ブロックの数とす
ればよい。

【００６３】

【実施例】以下、本発明を実施例によりさらに説明する
が、本発明はこれらに限定するものではない。

【００６４】実施例１図２に示すようにノズル内の構造を形成し、振動手段
（１）としてヒータを用い、図１で示される熱インクジ
ェットヘッドを作製した。すなわち、吐出手段（１）と
してのヒータと吐出口（３）との間（ＯＨ間）では、ノ
ズルは吐出口方向に向けてノズル断面積が縮小した狭窄
形状を有する。すなわちテーパによる絞り形状である。
一方、吐出手段（１）とノズル端との間（ＥＨ間）で
は、ノズル（２）内はストレートの形状である。各部の
寸法は、吐出口の断面積（Ｓo）＝４００μｍ²、ＥＨ間
のノズル断面積（Ｓr）＝２０００μｍ²、ＯＨ間の長さ
（ＬOH）＝８０μｍ、ＥＨ間の長さ（ＬEH）＝１５０μ
ｍ、Ｌo＝１２、Ｌf＝６０、ヒータの面積＝３７００μ
ｍ²とした。

【００６５】本実施例で用いたインクは、インクＡとし
て次の組成とした。

【００６６】インクＡ：ＫＥＬＺＡＮＴ０．０３部（三洋化成工業製のキサンタンガム）ダイレクトブルー１９９２．８部ジエチレングリコール２２．１部水７５．１部インクＡの非ニュートン特性（チキソトロピー性）を図
１３に示す。インクＡは、ズリ流動が十分に小さい場
合、その粘度は約３０ｍＰａ・ｓである。一方、１００
０〜１００００（１／ｓ）のズリ流動を付与した場合、
その粘度は約２〜３ｍＰａ・ｓである。このようなチキ
ソトロピー性は式（Ｉ）で近似できる。図１３におい
て、粘度が急変するズリ速度の範囲（１０〜１０００
（１／ｓ））では、式（Ｉ）のｎ値は０．６７であっ
た。

【００６７】なお図１３において、ズリ速度が０．１
（１／ｓ）以下または１００００（１／ｓ）以上の範囲
では、インクＡの粘度特性曲線の勾配は緩やかであり、
すなわち構造粘度指数（ｎ）が１．０に近くなり、１０
〜１０００（１／ｓ）での指数（ｎ）より大きなの値と
なっている。本発明のポイントは、ズリ速度の増加に対
してインク粘度が大幅に低下する性質を利用することで
あるため、適用するインクを、図１３の粘度特性曲線の
ようにズリ速度の増大に対してその勾配が顕著に大きく
なる粘度特性を有するものに限定することは重要であ
る。

【００６８】ヒータは、バブル圧による吐出圧が５ＭＰ
ａ以上になるように設定した。本実施例では、５００
（μｓ）ごとに約４０ｐｌ（ピコリットル）の液滴が８
ｍ／ｓの飛翔速度で吐出したことから、液滴形成および
リフィルの際にノズル内に生ずるインクのズリ速度は、
ノズルの中心軸及びノズル内壁のそれぞれの近傍を除く
領域において概算で約１０００（１／ｓ）以上と推測さ
れた。したがって図１３からインクＡの粘度は、通常使
用されているインクの粘度２〜５ｍＰａ・ｓと同等ある
いはそれ以下まで低下しており、安定かつ速やかな液滴
形成およびリフィルが可能となっている。その結果、安
定した高速印字が可能であり、印字は高品位であった。

【００６９】実施例２インクＡを以下の組成を有するインクＢに代えた以外は
実施例１と同様にしてインクジェット記録装置を作製
し、記録を行った。結果として、実施例１と同様な効果
が得られた。

【００７０】インクＢ：アエロジル３００２部（日本アエロジル製のシリカ微粒子）ダイレクトイエロー８６２．５部エチレングリコール２０部水７６部実施例３インクＡを以下の組成を有するインクＣに代えた以外は
実施例１と同様にしてインクジェット記録装置を作製
し、記録を行った。結果として、実施例１と同様な効果
が得られた。

【００７１】インクＣ：ベントナイト１．５部ダイレクトブラック１７２．３部Ｎ−メチルピロリドン１５部エチレングリコール１５部水６６．２部実施例４図４に示すようにノズル内の構造を形成し、振動手段
（１）としてヒータを用い、図１で示される熱インクジ
ェットヘッドを作製した。すなわち、ＯＨ間とＥＨ間の
双方にノズル断面積の変化部を設けた。この場合、ＯＨ
間のノズル断面積の変化率ｒ１（＝｜１−Ｓo／Ｓf｜／
（ＬOH−Ｌf−Ｌo））をノズル断面積の変化率ｒ２（＝
｜１−Ｓc／Ｓr｜／（ＬEH−Ｌr））より大きく設定し
た。なお、Ｓo、Ｓf、ＳcおよびＳrはそれぞれノズルの
断面積であり、それぞれＳo＝３６０μｍ²、Ｓf＝１６
００μｍ²、Ｓr＝１６００μｍ²、Ｓc＝５００μｍ²と
した。また、ＬOHおよびＬEHはそれぞれ吐出口とヒータ
との間およびヒータとノズル端との間のノズルの長さで
あり、それぞれＬOH＝４０μｍ、ＬEH＝５０μｍとし
た。その他の長さとして、Ｌo＝１０μｍ、Ｌf＝１５μ
ｍ、Ｌr＝２０μｍとした。ヒータの形状は実施例１と
同様とし、ヒータ面積は２４００μｍ²とした。

【００７２】上記のインクジェットヘッドに振動手段
（１１）を図６および図７に示すように設置した。この
振動手段（１１）は、振動素子（１２）を振動板（１
３）を介して接合する。この振動手段（１１）の設置位
置は、インクジェットヘッドの液室上部の天板（７）に
接合した。このときインクは、振動手段（１１）の下部
の液室領域を通過し、次いで液室（４）とノズル（２）
との接続部を通過してノズル内に進入する。

【００７３】振動手段（１１）としては、電気機械変換
体を用いた。

【００７４】記録液としては、チキソトロピー性を有す
るインクＡを用いた。

【００７５】本実施例のインクジェット記録装置の駆動
は、図８および図９に示すように行った。図８は、振動
手段のＯＮ／ＯＦＦ駆動によるインクの振動状態を示し
た説明図である。複数の吐出手段を振動数ｆopの間隔で
同時に駆動した場合を示す。図９は、液滴吐出後の吐出
口のメニスカス後退量の経時変化を示した説明図であ
る。

【００７６】振動手段（１１）は、吐出手段（１）であ
るヒータのＯＮ／ＯＦＦ駆動のタイミング（ｆop＝０．
５ｋＨｚ）に所定の位相で同期させて駆動制御を行った
（図８）。振動手段（１１）は、天板（７）を介して液
室内のインクを約４ｋＨｚの周期でほぼ正弦波で流動す
るように設定した（図８）。

【００７７】吐出手段（１）に駆動信号が印加されると
液滴が吐出する。その後、振動手段（１１）を図８のタ
イミングで駆動すると、吐出後にノズル毛管力によって
ノズル内に向うインク流に振動が重調され、このインク
流が脈動流となる。振動手段の駆動は１〜１０μｓの短
パルスの反復により行い、非吐出時（吐出手段のＯＦＦ
時）において図８に示すようなインクの振動が発生し
た。

【００７８】液滴吐出後の吐出口のメニスカス後退量
は、振動手段（１１）を駆動しない場合は図９（ａ）の
ように経時変化した。一方、上記のように振動手段を駆
動させてリフィル時のインク流を脈動させた場合は、図
９（ｂ）に示すように、より短時間でのリフィルが可能
となった。振動手段を駆動した場合のリフィル時間は、
およそ１．３〜１．５ｍｓであり、振動手段を駆動しな
い場合のリフィル時間は、およそ１．８〜１．９ｍｓで
あった。これにより安定した高速印字が可能となり、印
字は高品位であった。

【００７９】本実施例の装置を用いてさらに、複数の吐
出手段を４ブロックに分けて時分割駆動を行った。図１
０にその説明図を示す。いずれのブロックにおいてもイ
ンクに脈動を付与するため、振動手段の駆動周波数（ｆ
1）を、ｆ1＞ｆop×Ｎb（Ｎbはブロック数）に適合する
ように設定した。さらに、いずれのブロックにおいても
液滴の吐出と脈動の位相をそろえる目的で式（ＩＩ）を
満たすようにｆ1を設定した。前記の場合と同様に、安
定した高速印字が可能であり、印字は高品位であった。

【００８０】

【発明の効果】本発明の第１のインクジェット記録装置
は、液滴形成時にはその吐出が容易に行われる程度に粘
度が低く、液滴が記録紙上に着弾した後にはブリーディ
ングや好ましくないインクの流動が生じない程度に粘度
が高いインクの粘度特性が得られ、印字品位が高い記録
が可能となる。

【００８１】本発明の第２のインクジェット記録装置
は、インク源からノズルへのインク供給時にインクに脈
動を付与することで、チキソトロピー性によりインクの
流動中の平均粘度を低下させ、供給系の流抵抗を低減で
きる。これによりノズル内へのインクのリフィルに要す
る時間が短縮され、より高速な記録が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のインクジェット記録装置のインクジェ
ットヘッドの１例を示した説明図である。

【図２】図（ａ）は図１に示したインクジェットヘッド
のノズル付近の平面図（天板（７）を除く）であり、図
（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】図（ａ）は本発明のインクジェット記録装置の
ノズル形状を示した平面図（天板（７）を除く）であ
り、図（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図（ａ）は本発明のインクジェット記録装置の
ノズル形状を示した平面図（天板（７）を除く）であ
り、図（ｂ）は図（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】チキソトロピー性によるインクの粘度低下が液
滴の吐出に与える効果を示した説明図である。

【図６】第２の発明のインクジェット記録装置のインク
ジェットヘッドおよび振動手段の１例を示した説明図で
ある。

【図７】第２の発明のインクジェット記録装置におい
て、振動手段（１１）の好ましい設置位置を示した図６
のＡ−Ａ線断面図である。。

【図８】第２の発明のインクジェット記録装置におい
て、振動手段のＯＮ／ＯＦＦ駆動によるインクの振動状
態を示した説明図である。

【図９】第２の発明のインクジェット記録装置におい
て、液滴吐出後の吐出口のメニスカス後退量の経時変化
を示した説明図である。

【図１０】第２の発明のインクジェット記録装置におい
て、複数の吐出手段を４ブロックに分けて時分割駆動を
行う例を示した説明図である。

【図１１】インクジェットヘッドとインク源とが直に接
続され、そのインク源に振動手段が設置された第２の発
明のインクジェット記録装置を示した説明図である。

【図１２】第２の発明のインクジェット記録装置におい
て、各ノズルと液室との接続部付近にそれぞれ振動手段
を１個ずつ配置したノズル付近の構成を示した説明図で
ある。

【図１３】本発明の実施例で用いたインクの粘度特性を
示した説明図である。

【符号の説明】

１吐出手段２ノズル３吐出口４液室５基板６ノズル隔壁７天板８供給口９バブル１０固定泡１１振動手段１２振動素子１３振動板１４インク源

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年６月８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吐出手段をノズル内に有し且つズリ速度
発生手段を少なくとも前記吐出手段と吐出口との間のノ
ズル内に有した複数のノズル、及びこれらのノズルとノ
ズル端にて連通し且つインク源からインクが供給される
液室を備え、さらにこの液室へ供給されるインクの粘度
が、べき乗則式： η＝ｋ×（ズリ速度）^(n-1) でインクのチキソトロピー性を近似したとき（ｋは擬塑
性粘度）、ズリ速度が１０〜１００（１／ｓ）の範囲に
おいて構造粘度指数（ｎ）が０．９３以下であり且つズ
リ速度が５００（１／ｓ）において粘度（η）が１０ｍ
Ｐａ・ｓ以下であるチキソトロピー性を有することを特
徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】吐出手段と吐出口との間および／または
吐出手段とノズル端との間のノズル内において、吐出手
段の駆動時にインクのズリ速度が５００（１／ｓ）以上
となる箇所が発生するように、吐出手段およびズリ速度
発生手段の設定が行われている請求項１記載のインクジ
ェット記録装置。
【請求項３】吐出手段と吐出口との間のノズル内にズ
リ速度発生手段（Ａ）を有し、且つ吐出手段とノズル端
との間のノズル内にズリ速度発生手段（Ｂ）を有した請
求項１又は２記載のインクジェット記録装置。
【請求項４】ズリ速度発生手段（Ａ）が、ノズル断面
積が吐出口方向に縮小した狭窄形状である請求項３記載
のインクジェット記録装置。
【請求項５】ズリ速度発生手段（Ａ）が、流体抵抗素
子である請求項３記載のインクジェット記録装置。
【請求項６】ズリ速度発生手段（Ｂ）が、ノズル断面
積がノズル端方向に縮小した狭窄形状である請求項４記
載のインクジェット記録装置。
【請求項７】ズリ速度発生手段（Ｂ）が、ノズル断面
積がノズル端方向に縮小した狭窄形状である請求項３又
は５記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】ズリ速度発生手段（Ｂ）が、流体抵抗素
子である請求項３、４又は５記載のインクジェット記録
装置。
【請求項９】吐出口と吐出手段との間のノズル断面積
の変化率の最大値（ｒ１）と、吐出手段とノズル端との
間のノズル断面積の変化率の最大値（ｒ２）との関係
が、ｒ１＞ｒ２である請求項６記載のインクジェット記
録装置。
【請求項１０】ズリ速度発生手段を、吐出手段と吐出
口との間のノズル内にのみに有した請求項１又は２記載
のインクジェット記録装置。
【請求項１１】ズリ速度発生手段が、ノズル断面積が
吐出口方向に縮小した狭窄形状である請求項１０記載の
インクジェット記録装置。
【請求項１２】ズリ速度発生手段が、流体抵抗素子で
ある請求項１０記載のインクジェット記録装置。
【請求項１３】吐出手段がヒータである請求項１〜１
２のいずれか１項に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１４】インク源からノズルにわたるインクの
移動領域付近に、ノズル内のインクの流速を周期的に変
動させる振動手段を備えた請求項３〜９のいずれか１項
に記載のインクジェット記録装置。
【請求項１５】振動手段が電気機械変換体である請求
項１４記載のインクジェット記録装置。
【請求項１６】振動手段がヒータである請求項１４記
載のインクジェット記録装置。