JP2000198223A - Ink-jet recording apparatus, ejection recovery method and production of ink-jet recording apparatus - Google Patents
Ink-jet recording apparatus, ejection recovery method and production of ink-jet recording apparatusInfo
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- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
- B41J2/14016—Structure of bubble jet print heads
- B41J2/14032—Structure of the pressure chamber
- B41J2/14056—Plural heating elements per ink chamber
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、インクジェット記
録装置、インクジェット記録装置の吐出回復方法、およ
びインクジェット記録ヘッドの製造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 an ink-jet recording apparatus, a method for recovering the ink-jet recording apparatus, and a method for manufacturing an ink-jet recording head.
【0002】本発明は、複写機、ファクシミリ、ワープ
ロ、ホストコンピュータの出力用端末としてのプリン
タ、ビデオプリンタ等に用いられるインクジェット記録
ヘッド、インクジェット記録ヘッドカートリッジおよび
インクジェット記録装置を対象とする。本発明は、特
に、インクを吐出するためのエネルギーとして利用され
る熱エネルギーを発生する電気熱変換体が形成された基
体を有するインクジェット記録ヘッド、およびそれを用
いる記録装置を対象とする。なお、ここで、記録とは、
布、糸、紙、シート材等のインク付与を受けるインク支
持体すべてへのインク付与等(プリント)を含み、ま
た、文字等の意味のある画像だけでなく、パターン画像
等をも含むものである。記録装置は、各種情報処理装置
すべてあるいはその出力器としてのプリンタを含むもの
であり、本発明はこれらへの用途が可能なものである。The present invention is directed to an ink jet recording head, an ink jet recording head cartridge, and an ink jet recording apparatus used in a copier, a facsimile, a word processor, a printer as an output terminal of a host computer, a video printer, and the like. The present invention is particularly directed to an inkjet printhead having a base on which an electrothermal converter that generates thermal energy used as energy for ejecting ink is formed, and a printing apparatus using the same. Here, the record is
It includes ink application (printing) to all ink supports to which ink is applied, such as cloth, thread, paper, and sheet material, and includes not only meaningful images such as characters but also pattern images. The recording device includes all of the various information processing devices or a printer as an output device thereof, and the present invention can be used for these devices.
【0003】[0003]
【従来の技術】液体噴射記録方法は、インク等の記録液
により飛翔的液滴を形成し、これを紙等の被記録材に付
着させて記録を行うものである。かかる記録方法を採用
した液体噴射記録装置は、低騒音で高速印字、高密度記
録ができ、しかも普通紙に対して現像、定着などの処理
が不要であることから、装置自体を小型化することが可
能である。さらに、このような液体噴射記録装置は、大
量生産時の生産性もよく、製造費用も廉価にできるもの
として特に注目されている。2. Description of the Related Art In a liquid jet recording method, a flying liquid droplet is formed by a recording liquid such as ink and the recording liquid is adhered to a recording material such as paper for recording. The liquid jet recording apparatus employing such a recording method can perform high-speed printing and high-density recording with low noise, and does not require processing such as development and fixing on plain paper. Is possible. Further, such a liquid jet recording apparatus has been particularly attracting attention as being capable of improving productivity in mass production and reducing manufacturing costs.
【0004】この飛翔的液滴を形成するために、熱エネ
ルギーを利用する液体噴射記録ヘッドにおいては、記録
液を加熱する手段として電気熱変換体を備えている。す
なわち、その記録ヘッドは、電気信号が印加されること
により、発熱して記録液を加熱することのできる発熱抵
抗体(以後、「ヒーター」とも称する)と、かかる発熱
抵抗体に電気信号を印加するための一対に電極とを有す
る。記録液は、ヒーターの発熱により発泡し、その発泡
エネルギーによって、インク吐出口から吐出される。ま
た、ここで使用される記録液は、一般に顔料や染料など
の記録成分と、これを溶解または分散させるための水、
あるいは水と水溶性有機溶剤とからなる溶媒成分と、に
よって形成されている。[0004] In order to form the flying droplets, a liquid jet recording head utilizing thermal energy has an electrothermal converter as a means for heating the recording liquid. That is, the recording head includes a heating resistor (hereinafter, also referred to as a “heater”) capable of heating the recording liquid by applying an electric signal and applying an electric signal to the heating resistor. And a pair of electrodes for performing the operation. The recording liquid foams by the heat generated by the heater, and is discharged from the ink discharge ports by the foaming energy. The recording liquid used here is generally a recording component such as a pigment or a dye, and water for dissolving or dispersing the same,
Alternatively, it is formed by a solvent component composed of water and a water-soluble organic solvent.
【0005】ところで、このような水系記録液におい
て、急激な気化を行うための加熱限界温度は、250℃
から350℃である。その加熱限界温度は、ヒーターの
面と液体との間の極めて薄く、かつ、安定した蒸気膜を
介して、液体に伝えられる熱量により蒸気が生ずる温度
である。従って、このような温度特性の記録液を用い、
そしてヒーターに電気信号を与えて記録液を発泡させる
ことにより、飛翔的液滴を形成して被記録材に記録をす
るためには、ヒーターは、電気信号が与えられる毎に、
雰囲気温度から300℃〜800℃までの温度で繰り返
して加熱されることになる。[0005] In such an aqueous recording liquid, the heating limit temperature for rapid vaporization is 250 ° C.
To 350 ° C. The heating limit temperature is the temperature at which steam is generated by the amount of heat transferred to the liquid via the extremely thin and stable vapor film between the surface of the heater and the liquid. Therefore, using a recording liquid having such a temperature characteristic,
Then, in order to form a flying droplet and record on a recording material by giving an electric signal to the heater to cause the recording liquid to foam, the heater is provided every time an electric signal is given.
Heating is repeated at a temperature from the ambient temperature to 300 ° C. to 800 ° C.
【0006】なお、ヒーター及び電極等は半導体プロセ
スによって形成されるものであり、例えば、基板上(た
とえば、Si、ガラス、セラミックス等)に設けられた
発熱抵抗体(例えば、HfB2、ZrB2、TaN2、T
aSi等の耐熱抵抗材)上に、中間層(例えば、Ti、
Cr等)を介して、電気良導体である金属からなる配線
部(電極、例えば、Al、Au、Ag、Cu等)が形成
される。その配線部は、上記中間層を露出するように積
層して形成され、その露出した部分がヒーターとなる。
また、ヒーターおよび電極上には、必要に応じて、記録
液からの電食、酸化を防ぐための耐熱性、記録液遮断性
に優れた保護膜等が形成される。The heater and the electrodes are formed by a semiconductor process. For example, a heating resistor (for example, HfB 2 , ZrB 2 , or the like) provided on a substrate (for example, Si, glass, ceramic, or the like) is provided. TaN 2 , T
an intermediate layer (for example, Ti,
A wiring portion (electrode, for example, Al, Au, Ag, Cu, or the like) made of a metal that is a good electrical conductor is formed via Cr or the like. The wiring portion is formed by laminating the intermediate layer so as to be exposed, and the exposed portion serves as a heater.
Further, on the heater and the electrode, if necessary, a protective film or the like having excellent heat resistance for preventing electrolytic corrosion and oxidation from the recording liquid and excellent recording liquid blocking property is formed.
【0007】以上のような記録ヘッドにおいては、ヒー
ターに対して記録信号に応じた電気信号を印加して、そ
のヒーターを繰り返し高温に発熱させて記録液を加熱す
ることにより、記録液の吐出を行う。このような構成の
記録ヘッド、およびかかる記録ヘッドを装着した記録装
置においては、上記のように、記録時の記録特性(特に
記録液の特性、例えば粘度、表面張力、密度等)を改善
することを目的とする処理が提案されている。In the above-described recording head, the discharge of the recording liquid is performed by applying an electric signal corresponding to the recording signal to the heater and repeatedly heating the heater to a high temperature to heat the recording liquid. Do. As described above, in a recording head having such a configuration and a recording apparatus equipped with such a recording head, it is necessary to improve recording characteristics during recording (particularly, characteristics of a recording liquid such as viscosity, surface tension, and density). There is proposed a process for the purpose.
【0008】従来、このような処理は、液体噴射記録ヘ
ッドを記録装置に装着した状態において、例えばUSP
−47122172号に示される予備吐出処理が含まれ
る記録モード、あるいはUSP−4463359号、U
SP−4296421号、USP−4719472号、
およびUSP−4712172号に示される予備加熱処
理が含まれる記録モードによって行われる。これらの処
理は、画像の記録に寄与しないインクを記録ヘッドから
吐出させて、インクの吐出状態を回復させるものであ
り、以下、このような吐出回復を「予備吐出」ともい
う。Conventionally, such processing is performed, for example, in USP with a liquid jet recording head mounted on a recording apparatus.
US Pat. No. 4,463,359 or U.S. Pat. No. 4,463,359.
SP-4296421, USP-4719472,
And a pre-heating process described in US Pat. No. 4,712,172. In these processes, ink that does not contribute to image printing is ejected from the print head to recover the ink ejection state. Hereinafter, such ejection recovery is also referred to as “preliminary ejection”.
【0009】ところで、このような処理を行うと、記録
動作時における記録液の吐出特性は改善される。しか
し、記録ヘッドの使用初期の段階から、最良の記録状態
を得るためには十分なものとはいえない。前述の予備吐
出処理や予備加熱処理を含む記録モードでの、ヒーター
の度重なる高温発熱により、ヒーター材の相変化、応力
変化、酸化、および組成変化が引き起こされて、ヒータ
ー材には、抵抗値変化が生じる。また、ヒーター材と配
線部(電極)との境界領域での界面抵抗、さらにその両
者間における拡散現象等によって、ヒーター材の抵抗配
分変化が生じる。そこで、それらの問題点を改善するた
めに、例えば、特開平2−78554号公報には、液体
噴射記録ヘッドの製造方法が提案されている。その方法
は、エージング過程において、ヒーター材の抵抗値等が
安定するために十分な電気信号をヒーターに印加して、
インクを吐出させることによって、ヒーター材を加熱処
理する方法である。By performing such processing, the ejection characteristics of the recording liquid during the recording operation are improved. However, it is not sufficient to obtain the best recording state from the initial stage of using the recording head. The repetitive high-temperature heat generation of the heater in the recording mode including the pre-ejection process and the pre-heating process described above causes phase change, stress change, oxidation, and composition change of the heater material, and the heater material has a resistance value. Changes occur. Also, the resistance distribution of the heater material changes due to the interface resistance in the boundary region between the heater material and the wiring portion (electrode), and furthermore, the diffusion phenomenon between the two. Therefore, in order to improve those problems, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-78554 proposes a method of manufacturing a liquid jet recording head. The method is to apply a sufficient electric signal to the heater to stabilize the resistance value of the heater material during the aging process,
This is a method of heating a heater material by discharging ink.
【0010】このように、インクジェット記録装置に装
着されたインクジェット記録ヘッドから、画像の記録に
寄与しないインクを吐出させる予備吐出処理や、インク
ジェット記録ヘッドの製造時のエージング処理過程にお
けるヒーター材の加熱処理によって、長時間にわたる記
録においても常に良好で安定したインクの吐出状態が得
られるようになった。As described above, a preliminary discharge process for discharging ink not contributing to image recording from an ink jet recording head mounted on an ink jet recording apparatus, and a heating process for a heater material during an aging process in manufacturing an ink jet recording head. As a result, a good and stable ink ejection state can be always obtained even in long-time printing.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】近年、イメージ画像の
取り扱いが増し、高画質カラー記録、特に中間調(ハー
フトーン)の画像の記録に対する要求が高まってきてい
る。In recent years, the handling of image images has increased, and the demand for high-quality color recording, particularly, recording of halftone images has been increasing.
【0012】インクジェット記録装置における中間調の
表現方法としては、被記録媒体上における所定画素当た
りのインク滴の打ち込み数の多少によって表現する方法
(2値での擬似中間調表現)がある。また、他の表現方
法としては、吐出量の異なる記録ヘッド、あるいは濃度
の異なるインクを吐出可能な複数の記録ヘッドを用い、
中間調に応じて記録ヘッドを選択して駆動することによ
り、中間調を表現する方法等がある。しかし、これらの
方法では、大幅に解像度を上げることができなかった
り、複数の記録ヘッドを用いるために記録装置の大型化
を招くおそれがある。そこで、1つの記録ヘッドにおい
て、吐出量を多段に変化させることにより、低コストで
記録装置の省スペース化と同時に、高解像度の記録が可
能なインクジェット記録装置が求められている。As a method of expressing halftone in an ink jet recording apparatus, there is a method of expressing the number of ink droplets ejected per predetermined pixel on a recording medium (pseudo halftone expression in binary). Further, as another expression method, a recording head having a different ejection amount or a plurality of recording heads capable of ejecting inks having different densities are used,
There is a method of expressing a halftone by selecting and driving a recording head according to the halftone. However, according to these methods, there is a possibility that the resolution cannot be significantly increased, and the size of the printing apparatus may be increased because a plurality of printing heads are used. Therefore, there is a demand for an ink jet recording apparatus capable of performing high-resolution recording at the same time as reducing the space of the recording apparatus at low cost by changing the ejection amount in multiple steps in one recording head.
【0013】このような目的を達成する構成として、例
えば、特公昭62−48585号公報には、吐出するイ
ンク滴のサイズを変調して高画質記録を実現する階調記
録法が開示されている。その記録法では、1つのインク
流路内に、それぞれ面積の異なる複数のヒーターを配置
して、それぞれのヒーターを独立に制御駆動する。As a configuration for achieving the above object, for example, Japanese Patent Publication No. 62-48585 discloses a gradation recording method for realizing high-quality recording by modulating the size of an ink droplet to be ejected. . In the recording method, a plurality of heaters having different areas are arranged in one ink channel, and each heater is independently controlled and driven.
【0014】しかしながら、このように1つのインク流
路内に複数のヒーターが配置された、いわゆるマルチヒ
ーターのインクジェット記録ヘッドを実現するには、い
くつかの課題がある。However, there are several problems in realizing a so-called multi-heater ink jet recording head in which a plurality of heaters are arranged in one ink flow path.
【0015】まず、インク吐出量を可変できることはも
ちろんのこと、さらに高品位の記録を行うために、イン
クの吐出速度を向上させて、インクを吐出しない時間が
長かった場合のインクの吐出直後等における吐出信頼性
の向上や、インク滴の着弾精度を高めるという要求があ
る。特に、1つのノズルを形成するインク流路内に、マ
ルチヒーターを持つインクジェット記録ヘッドを用いた
場合では、比較的大きな吐出口から体積の比較的小さい
液滴を吐出するときに、小液滴の吐出速度を大きくする
ことが困難な場合がある。その場合には、偶発的な発泡
不良や、吐出口付近の状態のために、インクの吐出が乱
れる可能性がある。ヒーター面積の小さい小液滴吐出用
ヒーターは、そのヒーター面上のわずかな異物等でもイ
ンク吐出に影響を及ぼしやすく、現状のままの予備吐出
処理や、エージング処理過程における加熱処理では、小
液滴の吐出の安定が不充分な場合があった。また、予備
吐出処理や、エージング過程における加熱処理の効果と
して、ヒーター面上の異物等の付着物を除去するという
こともある。しかし、マルチヒーターのインクジェット
記録ヘッドにおいては、複数のヒーターを同時駆動し
て、前述した予備吐出処理や、エージング過程における
加熱処理を行う場合、インクを吐出するための気泡が消
泡する位置が、ヒーターの中心上にない場合が多い。そ
のため、ヒーター面上のコゲや異物等を除去するための
キャビテーションの効果が小さい場合が多い。First, not only can the ink discharge amount be variable, but also in order to perform higher-quality printing, the ink discharge speed is improved so that immediately after ink discharge when ink is not discharged for a long time. There is a demand to improve the ejection reliability and to improve the landing accuracy of ink droplets. In particular, when an ink jet recording head having a multi-heater is used in an ink flow path forming one nozzle, when a relatively small volume droplet is ejected from a relatively large ejection port, a small droplet is ejected. It may be difficult to increase the ejection speed. In such a case, there is a possibility that the ejection of the ink is disturbed due to an accidental bubbling defect or a state near the ejection port. A small droplet discharge heater with a small heater area can easily affect the ink discharge even with a slight foreign matter on the heater surface. In the preliminary discharge process as it is and the heating process in the aging process, the small droplet discharge heater In some cases, the ejection stability was insufficient. In addition, as an effect of the preliminary discharge treatment or the heat treatment in the aging process, there is a case where extraneous matters such as foreign substances on the heater surface are removed. However, in a multi-heater ink jet recording head, when a plurality of heaters are simultaneously driven to perform the above-described preliminary ejection processing or the heating processing in the aging process, the position at which bubbles for ejecting ink are defoamed, Often not on the center of the heater. Therefore, the effect of cavitation for removing kogation and foreign matter on the heater surface is often small.
【0016】本発明の目的は、1つのインク流路に対し
て複数の電気熱変換体を備えたインクジェット記録ヘッ
ドに対して、吐出回復処理やエージング処理を効果的に
実施することにより、複数の電気熱変換体の駆動により
インクを吐出させる画像の記録動作時に、インクの吐出
速度や吐出量に代表される吐出特性をより安定的に維持
することにある。An object of the present invention is to perform an ejection recovery process and an aging process on an ink jet recording head having a plurality of electrothermal transducers for one ink flow passage, so that a plurality of electrothermal transducers can be effectively processed. It is an object of the present invention to more stably maintain an ejection characteristic represented by an ink ejection speed and an ejection amount during an image recording operation in which an ink is ejected by driving an electrothermal transducer.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
記録装置は、1つのインク液路に対して複数備えられた
電気熱変換体の発熱によって、前記インク液路中のイン
クを発泡させることにより、前記インク液路に連通する
インク吐出口からインクを吐出可能なインクジェット記
録ヘッドを用いて、被記録媒体に画像を記録するインク
ジェット記録装置において、前記インクジェット記録ヘ
ッドから画像の記録に寄与しないインクを吐出させて、
インクの吐出状態を回復させる際に、前記複数の電気熱
変換体に印加する駆動信号のずらし量を変化させて、前
記複数の電気熱変換体の発熱タイミングのずらし量を変
化させる制御手段を備えたことを特徴とする。An ink jet recording apparatus according to the present invention is characterized in that a plurality of electrothermal converters provided for one ink liquid path generate heat to cause the ink in the ink liquid path to foam. In an ink jet recording apparatus that records an image on a recording medium by using an ink jet recording head capable of discharging ink from an ink discharge port communicating with the ink liquid path, ink that does not contribute to image recording is discharged from the ink jet recording head. Let me
When recovering the ejection state of the ink, a control unit is provided for changing a shift amount of a drive signal applied to the plurality of electrothermal transducers to change a shift amount of heat generation timing of the plurality of electrothermal transducers. It is characterized by having.
【0018】本発明のインクジェット記録装置の吐出回
復方法は、1つのインク液路に対して複数備えられた電
気熱変換体の発熱によって、前記インク液路中のインク
を発泡させることにより、前記インク液路に連通するイ
ンク吐出口からインクを吐出可能なインクジェット記録
ヘッドを用いて、被記録媒体に画像を記録するインクジ
ェット記録装置の吐出回復方法において、前記インクジ
ェット記録ヘッドから画像の記録に寄与しないインクを
吐出させて、インクの吐出状態を回復させる吐出回復に
際し、前記複数の電気熱変換体に印加する駆動信号のず
らし量を変化させて、前記複数の電気熱変換体の発熱タ
イミングのずらし量を変化させることを特徴とする。In the ink jet recording apparatus of the present invention, the method for recovering the ejection of the ink is such that the ink in the ink liquid path is foamed by heat generated by a plurality of electrothermal transducers provided for one ink liquid path. In an ejection recovery method for an ink jet recording apparatus that records an image on a recording medium by using an ink jet recording head capable of discharging ink from an ink discharge port communicating with a liquid path, an ink that does not contribute to recording of an image from the ink jet recording head At the time of ejection recovery for restoring the ejection state of the ink, by changing the shift amount of the drive signal applied to the plurality of electrothermal transducers, the shift amount of the heat generation timing of the plurality of electrothermal transducers. It is characterized by changing.
【0019】本発明のインクジェット記録ヘッドの製造
方法は、1つのインク液路に対して複数備えられた電気
熱変換体の発熱によって、前記インク液路中のインクを
発泡させることにより、前記インク液路に連通するイン
ク吐出口からインクを吐出可能なインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法において、エージング処理のために前記
インクジェット記録ヘッドからインクを吐出させる際
に、前記複数の電気熱変換体に印加する駆動信号のずら
し量を変化させて、前記複数の電気熱変換体の発熱タイ
ミングのずらし量を変化させることを特徴とする。According to the method of manufacturing an ink jet recording head of the present invention, the ink in the ink liquid path is foamed by the heat generated by a plurality of electrothermal transducers provided for one ink liquid path. In a method of manufacturing an ink jet recording head capable of discharging ink from an ink discharge port communicating with a path, a driving signal applied to the plurality of electrothermal transducers when discharging ink from the ink jet recording head for aging processing The amount of shift of the heat generation timing of the plurality of electrothermal transducers is changed by changing the amount of shift.
【0020】[0020]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施形態について詳細に説明する。本発明は、以下
の実施形態に限定されるものではない。また、本実施形
態においては、吐出される液体としてインクを例として
記述するが、これに限定されることはなく、本発明を利
用して吐出可能な液体であれば、いかなる液体であって
も構わない。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the following embodiments. In the present embodiment, ink is described as an example of a liquid to be ejected, but the present invention is not limited to this, and any liquid that can be ejected using the present invention can be used. I do not care.
【0021】(第1の実施形態)図1は、本発明の第1
の実施形態における記録ヘッド1のインク流路部分の模
式的断面図である。(First Embodiment) FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an ink flow path portion of the recording head 1 according to the embodiment.
【0022】この記録ヘッド1には、複数のインク流路
12が、360dpiの密度で並列に配列されており、
それぞれの吐出口11は共通の液室13に連通してい
る。また、各インク流路12には、それぞれ2つのヒー
ター(電気熱変換体)SH1,SH2が設けられてい
る。各ヒーターSH1,SH2の長さLは等しく95μ
mである。ヒーターSH1の幅W1は30μmであり、
ヒーターSH2の幅W2は30μmである。各インク流
路12の幅W3は58μm、その高さを40μmとし
た。In the recording head 1, a plurality of ink channels 12 are arranged in parallel at a density of 360 dpi.
Each discharge port 11 communicates with a common liquid chamber 13. In addition, two heaters (electrothermal converters) SH1 and SH2 are provided in each ink flow path 12, respectively. The length L of each heater SH1, SH2 is equal to 95μ
m. The width W1 of the heater SH1 is 30 μm,
The width W2 of the heater SH2 is 30 μm. The width W3 of each ink channel 12 was 58 μm, and the height was 40 μm.
【0023】インクタンク(不図示)から供給されたイ
ンクは、液室13に一時的に保持され、さらに毛管現象
により各インク流路12に進入し、吐出口11にてメニ
スカスを形成する。これにより、インク流路12は、イ
ンクで満たされた状態に保たれる。この状態で、ヒータ
ーSH1,SH2に駆動パルスを印加して、それを発熱
させて、インクに熱エネルギーを与えることにより、イ
ンクに急激な体積変化(気泡の発生)を伴う状態変化が
生じ、この状態変化に基づく作用力によって吐出口11
からインクが吐出される。The ink supplied from an ink tank (not shown) is temporarily held in a liquid chamber 13 and further enters each of the ink flow paths 12 by a capillary phenomenon to form a meniscus at the discharge port 11. Thereby, the ink flow path 12 is maintained in a state of being filled with the ink. In this state, a drive pulse is applied to the heaters SH1 and SH2 to generate heat and give thermal energy to the ink, thereby causing a state change accompanied by a rapid change in volume (generation of bubbles) in the ink. The discharge port 11 is operated by the action force based on the state change
Is ejected from the printer.
【0024】本例で用いたインクジェット記録ヘッド1
は、ヒーターSH1のみを駆動した場合と、2つのヒー
ターSH1,SH2を同時に駆動した場合とで、インク
の吐出量を変調させることによって、より高精細な画像
を得ることが可能となる。The ink jet recording head 1 used in this embodiment
By modulating the amount of ink ejected when the heater SH1 alone is driven and when the two heaters SH1 and SH2 are simultaneously driven, it is possible to obtain a higher definition image.
【0025】本発明者らは、印字等の記録中に行う前述
した予備吐出について、2つのヒーターSH1,SH2
に印加する電気信号の駆動タイミングをずらして、その
効果を検討した。図2は、本例で検討した予備吐出駆動
についての説明図であり、ΔTがずらし量である。図3
(a)には、1回の予備吐出において、ずらし量ΔT
と、予備吐出の駆動パルス数と、その予備吐出を行った
場合のキャビテーション位置と、の関係を示す。図3
(b)は、そのThe present inventors have made two heaters SH1 and SH2 for the above-mentioned preliminary ejection performed during recording such as printing.
The effect was examined by shifting the drive timing of the electric signal applied to the device. FIG. 2 is an explanatory diagram of the preliminary ejection drive studied in this example, where ΔT is a shift amount. FIG.
(A) shows the shift amount ΔT in one preliminary ejection.
And the relationship between the number of drive pulses for the preliminary ejection and the cavitation position when the preliminary ejection is performed. FIG.
(B)
【0026】[0026]
【外1】 [Outside 1]
【0027】の説明図である。本例では、1回の予備吐
出時に、吐出口11からインク滴を100回吐出させ
た。その際に、ヒーターSH1,SH2に印加する10
0パルスずつの駆動パルスの印加タイミングを、5段階
に分けてずらした。すなわち、ヒーターSH1,SH2
のそれぞれに印加する第1段階の20パルス分は、ヒー
ターSH2に駆動パルスを印加してから、5μsec後
にヒーターSH1に駆動パルスを印加する。次の第2段
階の20パルス分は、そのずらし量を2μsecにし、
次の第3段階の20パルス分は、ヒーターSH1,SH
2に同時に印加する。次の第4段階の20パルス分は、
逆に、ヒーターSH1に駆動パルスを印加してから、2
μsec後にヒーターSH2に駆動パルスを印加し、次
の第5段階の20パルス分は、そのずらし量を5μse
cにした。このように、ヒーターSH1,SH2の駆動
タイミングのずらし量を5段階に変化させることによ
り、従来の駆動においては一定の位置に発生しているキ
ャビテーションの位置を、ずらすことができた。FIG. In this example, the ink droplet was ejected 100 times from the ejection port 11 at the time of one preliminary ejection. At this time, the voltage applied to the heaters SH1 and SH2 is 10
The application timing of the drive pulse for each 0 pulse was shifted in five stages. That is, the heaters SH1 and SH2
After the drive pulse is applied to the heater SH2 for 20 pulses in the first stage applied to each of the above, the drive pulse is applied to the heater SH1 5 μsec later. For the next second stage of 20 pulses, the shift amount is set to 2 μsec.
The next third stage of 20 pulses corresponds to heaters SH1 and SH
2 at the same time. For the next 20 pulses of the fourth stage,
Conversely, after applying a drive pulse to the heater SH1,
A drive pulse is applied to the heater SH2 after μsec, and the shift amount is set to 5 μsec for the next 20 pulses in the fifth stage.
c. As described above, by changing the shift amount of the drive timing of the heaters SH1 and SH2 in five steps, the position of the cavitation generated at a fixed position in the conventional drive can be shifted.
【0028】図4は、インクジェット記録ヘッド1に印
加する駆動パルス数に対する、インク吐出量の変化を示
す。FIG. 4 shows a change in the ink ejection amount with respect to the number of driving pulses applied to the ink jet recording head 1.
【0029】図4中のAは従来例の変化特性、Bは本例
の変化特性を示し、両者はいずれも、従来の予備吐出処
理と同様に、予め設定された予備吐出間隔で印字等の記
録動作を中断して、予備吐出を行う。ただし、前者従来
の場合の予備吐出駆動は、ヒーターSH1,SH2に駆
動パルス(電気信号)を同時に印加する。後者の本例の
場合は、上述したように、ヒーターSH1,SH2の駆
動タイミングのずらし量を変化させる予備吐出駆動によ
って、予備吐出を行う。In FIG. 4, A indicates the change characteristic of the conventional example, and B indicates the change characteristic of the present example. Both of them show the change of the printing or the like at a preset preliminary ejection interval similarly to the conventional preliminary ejection processing. The recording operation is interrupted, and preliminary ejection is performed. However, in the former case of the preliminary discharge driving, a driving pulse (electric signal) is simultaneously applied to the heaters SH1 and SH2. In the latter case, as described above, the preliminary ejection is performed by the preliminary ejection drive that changes the shift amount of the drive timing of the heaters SH1 and SH2.
【0030】図4から明らかなように、従来例において
は、印加する駆動パルス数が105を超えたあたりか
ら、インクの吐出量が減少し始め、その印加する駆動パ
ルス数が107では、インクの吐出量の20%以上の低
下が見られた。これは、ヒーターの上面に砂状コゲ、あ
るいは、コゲのひび割れ状態が発生しているからであ
る。これに対して、本例の予備吐出駆動を行ったインク
ジェット記録ヘッドでは、インクの吐出量の低下が見ら
れなかった。これは、キャビテーションが効果的に発生
して、ヒーター面上等における異物が除去されたためだ
と考えられる。As is apparent from FIG. 4, in the conventional example, the ink discharge amount starts to decrease around the time when the number of drive pulses to be applied exceeds 10 5, and when the number of drive pulses to be applied is 10 7 , A decrease of the ink discharge amount of 20% or more was observed. This is because sand-like kogation or cracking of the kogation has occurred on the upper surface of the heater. On the other hand, in the ink jet recording head which performed the preliminary ejection driving of the present example, no decrease in the ink ejection amount was observed. This is considered to be because cavitation was effectively generated and foreign matter on the heater surface or the like was removed.
【0031】また、上記本例のようなヒーターの駆動タ
イミングのずらし量を変化させたヒーター駆動によっ
て、製造時のエージング処理過程において、ヒーター材
を加熱処理とした。そして、このような処理によって製
造された直後のインクジェット記録ヘッドを用い、イン
ク滴の着弾により形成されるドットによって、画像を記
録した。そして、その記録画像における縦および横ライ
ンのそれぞれから、基準となる最小二乗線を求め、それ
から、インク滴の着弾によって形成されるドットの、最
小二乗線からのずれ量を顕微鏡観察によって測定した。
このようなインク滴の着弾点誤差測定方法による、5段
階の記録品位の評価結果「1(悪)」〜「5(良い)」
を図5に示す。In addition, the heater material is heated during the aging process in the manufacturing process by the heater drive in which the shift amount of the heater drive timing is changed as in the present embodiment. Then, an image was recorded by dots formed by landing of ink droplets, using an ink jet recording head immediately after being manufactured by such a process. Then, a reference least-square line was obtained from each of the vertical and horizontal lines in the recorded image, and then the amount of deviation of the dot formed by landing of the ink droplet from the least-square line was measured by microscopic observation.
The evaluation results of the recording quality in five levels from “1 (bad)” to “5 (good)” by such a method of measuring the landing point error of the ink droplet.
Is shown in FIG.
【0032】従来のような複数ヒーターの同時タイミン
グ駆動によるエージング処理(図5中の特性C)より
も、本例のように印加タイミングのずらし量を変化させ
たヒーター駆動のエージング処理(図5中の特性D)を
行った場合の方が、製造時初期の記録品位が向上する。
これは、上記本例のようなタイミングをずらしたヒータ
ー駆動によって、インク吐出時にヒーター面上に発生し
た気泡の消泡によって生じるキャビテーション力が、よ
り広範囲のヒーター面上に発生し、そのキャビテーショ
ン力がインクジェット記録ヘッドの製造時等にヒーター
面上に付着した異物を除去するために、よりいっそう安
定したインク吐出を行うことが可能となったと考えられ
る。また、このようなエージング処理過程においては、
ヒーターに印加する駆動パルス(電気信号)として、通
常の記録時に印加する駆動パルス(電気信号)よりも、
ヒーターに発生する熱エネルギーが大きい駆動パルスを
印加してもよい。このことによって、インク吐出時にヒ
ーター上に発生する気泡を大きくし、その気泡の消泡に
よって生じるキャビテーション力も同様に大きくするこ
とができて、そのキャビテーション力による効果をより
増すことが可能となる。In contrast to the conventional aging process by simultaneous timing driving of a plurality of heaters (characteristic C in FIG. 5), the aging process of the heater driving in which the shift amount of the application timing is changed as shown in FIG. When the characteristic D) is performed, the recording quality in the initial stage of manufacturing is improved.
This is because the cavitation force generated by the defoaming of the bubbles generated on the heater surface at the time of ink ejection is generated on a wider range of the heater surface by the heater drive with the timing shifted as in the above example, and the cavitation force is reduced. It is considered that more stable ink ejection can be performed in order to remove foreign matters adhering to the heater surface at the time of manufacturing an ink jet recording head or the like. Also, in such an aging process,
As the drive pulse (electric signal) applied to the heater, the drive pulse (electric signal) applied during normal recording is
A drive pulse with a large heat energy generated in the heater may be applied. As a result, the size of bubbles generated on the heater at the time of ink ejection can be increased, and the cavitation force generated by the defoaming of the bubbles can be similarly increased, so that the effect of the cavitation force can be further increased.
【0033】(第2の実施形態)図6は、本発明の第2
の実施形態のインクジェット記録ヘッドにおけるインク
流路部分の模式的断面図である。(Second Embodiment) FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an ink flow path portion in the inkjet recording head according to the embodiment.
【0034】本実施形態では、各ヒーターSH1,SH
2の幅は、W1=W2=20μmであり、それらの面積
は等しい。また、2つのヒーターSH1,SH2は、吐
出口11から等距離にある。他の寸法は、前述した第1
の実施形態と同じである。In this embodiment, each of the heaters SH1 and SH
The width of 2 is W1 = W2 = 20 μm and their areas are equal. The two heaters SH1 and SH2 are equidistant from the discharge port 11. Other dimensions are the first
This is the same as the embodiment.
【0035】本実施形態に関しても、前述した第1の実
施形態と同様のヒーター駆動を行った。図8は、前述し
た実施形態の図4と同様に、インクジェット記録ヘッド
に印加する駆動パルス数に対するインク吐出量の変化を
示す。In this embodiment, the same heater drive as in the first embodiment was performed. FIG. 8 shows a change in the ink ejection amount with respect to the number of driving pulses applied to the ink jet recording head, similarly to FIG. 4 of the above-described embodiment.
【0036】図8から明らかなように、従来例において
は印加する駆動パルス数が105を超えたあたりから、
インクの吐出量が減少し始め、その印加するパルス数が
107では、30%以上の低下が見られた。これに対し
て、本例のようなヒーター駆動のタイミングのずらし量
を変化させた予備吐出駆動を行ったインクジェット記録
ヘッドでは、インク吐出量の低下が10%に抑えられ
た。As is clear from FIG. 8, in the conventional example, when the number of applied driving pulses exceeds 10 5 ,
When the number of applied pulses was 10 7 , a decrease of 30% or more was observed. On the other hand, in the ink jet recording head in which the preliminary ejection drive in which the shift amount of the heater drive timing was changed as in the present example, the decrease in the ink ejection amount was suppressed to 10%.
【0037】図7(a)は、ずらし量ΔTとキャビテー
ション位置との関係の説明図、図7(b)は、そのキャ
ビテーション位置を示す。本例のように、吐出口11に
対してヒーターSH1,SH2を平行に配置した構成で
は、それぞれのヒーターSH1,SH2の幅を大きくす
ることが困難である。そのため、駆動パルスの印加タイ
ミングをずらした駆動を行っても、前述した第1の実施
形態の場合に比して、キャビテーション位置を大きく変
化させづらく、効果は若干小さい。しかし、本例の場合
も、キャビテーション位置の変化によるコゲの除去等の
効果は十分である。FIG. 7A illustrates the relationship between the shift amount ΔT and the cavitation position, and FIG. 7B illustrates the cavitation position. In the configuration in which the heaters SH1 and SH2 are arranged in parallel to the discharge port 11 as in this example, it is difficult to increase the width of each of the heaters SH1 and SH2. Therefore, even if the driving is performed with the application timing of the driving pulse shifted, the cavitation position is hardly changed largely as compared with the case of the above-described first embodiment, and the effect is slightly smaller. However, also in the case of this example, the effect of removing the kogation due to the change in the cavitation position is sufficient.
【0038】(他の実施形態)さらに、図9、図10の
ようなヒーターSH1,SH2の配置でも同様に効果が
あることが確認できた。このように、ヒーターの配置形
態および配置数は特に限定されない。また、ヒーターと
して、異なる大きさのものを複数備えてもよい。また、
ヒーターの駆動パルスは、ヒーター毎の発熱量などに応
じて、パルス幅や大きさを異ならせてもよい。また、吐
出回復処理およびエージング処理において、複数のヒー
ターに対する駆動パルスの印加タイミングに関しては、
少なくとも印加開始タイミングを変化させればよい。(Other Embodiments) Further, it was confirmed that the arrangement of the heaters SH1 and SH2 as shown in FIGS. 9 and 10 has the same effect. As described above, the arrangement mode and the number of heaters are not particularly limited. Further, a plurality of heaters having different sizes may be provided. Also,
The heater drive pulse may have a different pulse width or magnitude depending on the amount of heat generated by each heater. Further, in the ejection recovery process and the aging process, regarding the application timing of the drive pulse to the plurality of heaters,
At least the application start timing may be changed.
【0039】(記録装置としての構成例)図11は、本
発明に係るインクジェット記録装置全体の構成例を示
す。(Structural Example of Recording Apparatus) FIG. 11 shows a structural example of the entire ink jet recording apparatus according to the present invention.
【0040】インクジェット記録装置300において、
キャリッジ400は、互いに平行に延在する2本のガイ
ド軸304および305と摺動可能に係合する。キャリ
ッジ400は、駆動用モータおよびその駆動力を伝達す
るベルト等の駆動力伝達機構(いずれも不図示)によ
り、ガイド軸304および405に沿って、矢印Aの主
走査方向に往復動される。キャリッジ400には、前述
した記号ヘッドと、このヘッドで用いられるインクを収
納するインク容器としてのインクタンク151と、が搭
載される。In the ink jet recording apparatus 300,
The carriage 400 is slidably engaged with two guide shafts 304 and 305 extending parallel to each other. The carriage 400 is reciprocated in the main scanning direction indicated by an arrow A along guide shafts 304 and 405 by a driving motor and a driving force transmission mechanism (not shown) such as a belt for transmitting the driving force. On the carriage 400, the above-described symbol head and an ink tank 151 as an ink container for storing ink used by the head are mounted.
【0041】記録ヘッドにおいて、被記録媒体としての
用紙306と対向する面には、用紙306の搬送方向に
沿って並ぶように、前述した記録ヘッド1と同様のイン
ク吐出口11が、例えば64個形成されている。記録ヘ
ッドには、前述したように、吐出口11のそれぞれに連
通するインク流路12が設けられ、それぞれのインク流
路12に対応して、インク吐出のための熱エネルギーを
発生するヒーター(電気熱変換体)SH1,SH2が設
けられている。In the recording head, for example, 64 ink ejection ports 11 similar to the recording head 1 described above are arranged on the surface of the recording head facing the paper 306 so as to be arranged in the transport direction of the paper 306. Is formed. As described above, the recording head is provided with the ink flow passages 12 communicating with the respective ejection openings 11, and the heater (electricity generator) that generates thermal energy for ink ejection corresponding to each ink flow passage 12 is provided. Heat converters) SH1 and SH2 are provided.
【0042】用紙306は、装置の前端部に設けられる
挿入口311から挿入されてから、その搬送方向が反転
され、そして、送りローラ309によって、主走査方向
Aと直交する矢印Bの副走査方向に沿って、上記キャリ
ッジ400の移動領域の下部に搬送される。キャリッジ
400に搭載された記録ヘッドは、その移動に伴って、
プラテン308によって支持された用紙306上のプリ
ント領域に、画像をプリントする。After the paper 306 is inserted from the insertion port 311 provided at the front end of the apparatus, the transport direction is reversed, and the paper is fed by the feed roller 309 in the sub-scanning direction indicated by an arrow B perpendicular to the main scanning direction A. Is transported to the lower part of the moving area of the carriage 400 along the path. The recording head mounted on the carriage 400 moves with the movement of the recording head.
The image is printed on a print area on the sheet 306 supported by the platen 308.
【0043】以上のようにして、キャリッジ101の移
動に伴う1行分のプリント動作、つまり記録ヘッドの吐
出口配列の幅に対応した幅のプリント動作と、用紙30
6の送り動作と、を交互に繰り返しながら、用紙306
全体にプリントがなされる。プリント後の用紙306
は、装置前方に排出される。As described above, the printing operation of one line accompanying the movement of the carriage 101, that is, the printing operation of the width corresponding to the width of the ejection port array of the recording head, and the paper 30
6 while repeating the feeding operation of
The print is made entirely. Paper 306 after printing
Is discharged to the front of the device.
【0044】キャリッジ400の移動可能な領域に左端
には、キャリッジ400上の各記録ヘッドの下部と対向
可能な回復系ユニット310が設けられている。この回
復系ユニット310により、非記録時等に、各記録ヘッ
ドの吐出口をキャップする動作や、各記録ヘッドの吐出
口からインクを吸引する等の動作を行うことができる。
また、キャリッジ400の移動可能な領域の左端側の所
定位置は、記録ヘッドのホームポジションとして設定さ
れる。回復系ユニット310は、記録ヘッドから予備吐
出されたインクを、キャップ内にて受容してから、廃イ
ンクとして処理することもできる。At the left end of the movable area of the carriage 400, there is provided a recovery system unit 310 which can face the lower part of each recording head on the carriage 400. The recovery system unit 310 can perform operations such as capping the ejection openings of each recording head and suctioning ink from the ejection openings of each recording head during non-printing or the like.
Further, a predetermined position on the left end side of the movable area of the carriage 400 is set as a home position of the recording head. The recovery system unit 310 can also receive the ink preliminarily ejected from the recording head in the cap, and then process the ink as waste ink.
【0045】一方、装置の右端部には、スイッチや表示
素子を備えた操作部307が設けられる。ここにおける
スイッチは、装置電源のオン/オフや各種プリントモー
ドの設定時等に使用され、表示素子は、装置の各種状態
を表示する役割をする。On the other hand, an operation unit 307 provided with switches and display elements is provided at the right end of the apparatus. The switches here are used when turning on / off the apparatus power, setting various print modes, and the like, and the display element plays a role in displaying various states of the apparatus.
【0046】(その他)なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
(例えば電気熱変換体やレーザ光等)を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば記録の高密度化,高精細化が
達成できるからである。(Others) It should be noted that the present invention includes a means (for example, an electrothermal converter or a laser beam) for generating thermal energy as energy used for performing ink ejection, particularly in an ink jet recording system. An excellent effect is obtained in a recording head and a recording apparatus of a type in which the state of ink is changed by the thermal energy. This is because according to such a method, it is possible to achieve higher density and higher definition of recording.
【0047】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第4723129号明細書,同第4740
796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型,
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体(インク)
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長,収縮により吐出用開口を介して液体(インク)を吐
出させて、少なくとも1つの滴を形成する。この駆動信
号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が
行われるので、特に応答性に優れた液体(インク)の吐
出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信
号としては、米国特許第4463359号明細書,同第
4345262号明細書に記載されているようなものが
適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明の米国特許第4313124号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。The typical configuration and principle are described in, for example, US Pat. Nos. 4,723,129 and 4,740.
It is preferable to use the basic principle disclosed in the specification of Japanese Patent No. 796. This method is a so-called on-demand type,
Although it can be applied to any type of continuous type, in particular, in the case of the on-demand type, it can be applied to a sheet holding liquid (ink) or an electrothermal converter arranged corresponding to the liquid path. By applying at least one drive signal corresponding to the recorded information and giving a rapid temperature rise exceeding the nucleate boiling, heat energy is generated in the electrothermal transducer, and film boiling occurs on the heat acting surface of the recording head. Liquid (ink) corresponding to this drive signal on a one-to-one basis.
This is effective because air bubbles inside can be formed. The liquid (ink) is ejected through the ejection opening by the growth and contraction of the bubble to form at least one droplet. When the drive signal is formed into a pulse shape, the growth and shrinkage of the bubble are performed immediately and appropriately, so that the ejection of liquid (ink) having particularly excellent responsiveness can be achieved, which is more preferable. As this pulse-shaped drive signal, those described in U.S. Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. Further, if the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 relating to the temperature rise rate of the heat acting surface are adopted, more excellent recording can be performed.
【0048】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口,液路,電気熱変換体
の組合せ構成(直線状液流路または直角液流路)の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第4558333号明細書,米国特許第44
59600号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭59−123670号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭59−138461号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。As the configuration of the recording head, in addition to the combination of the discharge port, the liquid path, and the electrothermal converter (linear liquid flow path or right-angled liquid flow path) as disclosed in the above-mentioned respective specifications, U.S. Pat. No. 4,558,333 and U.S. Pat. No. 44,558 which disclose a configuration in which a heat acting portion is arranged in a bending region.
A configuration using the specification of Japanese Patent No. 59600 is also included in the present invention. In addition, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 59-123670 discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge portion of an electrothermal converter for a plurality of electrothermal converters, and an aperture for absorbing a pressure wave of thermal energy is provided. The effect of the present invention is effective even if the configuration is based on JP-A-59-138461, which discloses a configuration corresponding to a discharge unit. That is, according to the present invention, recording can be reliably and efficiently performed regardless of the form of the recording head.
【0049】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された1個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。Further, the present invention can be effectively applied to a full line type recording head having a length corresponding to the maximum width of a recording medium on which a recording apparatus can record. Such a recording head may have a configuration that satisfies the length by a combination of a plurality of recording heads, or a configuration as one integrally formed recording head.
【0050】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。In addition, even in the case of the serial type as described above, a recording head fixed to the apparatus main body or an electric connection with the apparatus main body or ink from the apparatus main body by being attached to the apparatus main body. The present invention is also effective when a replaceable chip-type recording head that can be supplied or a cartridge-type recording head in which an ink tank is provided integrally with the recording head itself is used.
【0051】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。Further, it is preferable to add ejection recovery means for the recording head, preliminary auxiliary means, and the like as the constitution of the recording apparatus of the present invention since the effects of the present invention can be further stabilized. If these are specifically mentioned, the recording head is heated using capping means, cleaning means, pressurizing or suction means, an electrothermal transducer, another heating element or a combination thereof. Pre-heating means for performing the pre-heating and pre-discharging means for performing the discharging other than the recording can be used.
【0052】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して1個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。The type and number of recording heads to be mounted are not limited to those provided only for one color ink, for example, and for a plurality of inks having different recording colors and densities. A plurality may be provided. That is, for example, the printing mode of the printing apparatus is not limited to a printing mode of only a mainstream color such as black, but may be any of integrally forming a printing head or a combination of a plurality of printing heads. The present invention is also very effective for an apparatus provided with at least one of the recording modes of full color by color mixture.
【0053】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を30℃以上70℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭54−56847号公報あるいは特開昭60−7
1260号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。In addition, in the embodiments of the present invention described above, the ink is described as a liquid. However, an ink which solidifies at room temperature or lower and which softens or liquefies at room temperature may be used. In general, the ink jet method generally controls the temperature of the ink itself within a range of 30 ° C. or more and 70 ° C. or less to control the temperature so that the viscosity of the ink is in a stable ejection range. Sometimes, the ink may be in a liquid state. In addition, in order to positively prevent the temperature rise due to thermal energy by using the energy of the state change from the solid state of the ink to the liquid state, or to prevent the ink from evaporating, the ink is solidified in a standing state and heated. May be used. In any case, the application of heat energy causes the ink to be liquefied by the application of the heat energy according to the recording signal and the liquid ink to be ejected, or to start to solidify when reaching the recording medium. The present invention is also applicable to a case where an ink having a property of liquefying for the first time is used. In such a case, the ink
JP-A-54-56847 or JP-A-60-7
As described in Japanese Patent Publication No. 1260, it is also possible to adopt a form in which the sheet is opposed to the electrothermal converter in a state where it is held as a liquid or solid substance in the concave portion or through hole of the porous sheet. In the present invention, the most effective one for each of the above-mentioned inks is to execute the above-mentioned film boiling method.
【0054】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。In addition, the form of the ink jet recording apparatus of the present invention is not limited to those used as image output terminals of information processing equipment such as computers, copying apparatuses combined with readers and the like, and facsimile apparatuses having a transmission / reception function. It may take a form.
【0055】[0055]
【発明の効果】本発明は、1つのインク流路に対して複
数の電気熱変換体を備えたインクジェット記録ヘッド
が、インクジェット記録装置に装着されているときに、
そのインクジェット記録ヘッドの吐出回復処理や、その
インクジェット記録ヘッドの製造時におけるエージング
処理において、それぞれの電気熱変換体に印加する駆動
信号の印加タイミングをずらす。このことによって、長
期的な記録品位の劣化を少なくし、さらに製造後の初期
段階における記録品位も向上させることができる。According to the present invention, when an ink jet recording head having a plurality of electrothermal transducers for one ink flow path is mounted on an ink jet recording apparatus,
In the ejection recovery processing of the ink jet recording head and the aging processing at the time of manufacturing the ink jet recording head, the application timing of the drive signal applied to each electrothermal transducer is shifted. As a result, long-term deterioration of the recording quality can be reduced, and the recording quality in the initial stage after manufacturing can be improved.
【図1】本発明の第1の実施形態における記録ヘッドの
インク流路部分の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an ink flow path portion of a print head according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1のヒーターに対する駆動信号の印加タイミ
ングの説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of an application timing of a drive signal to the heater of FIG.
【図3】(a)は、本発明の第1の実施形態における駆
動信号の印加タイミングの説明図、(b)は、その印加
タイミングによって変化するキャビテーション位置の説
明図である。FIG. 3A is an explanatory diagram of a drive signal application timing according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3B is an explanatory diagram of a cavitation position that changes according to the application timing.
【図4】本発明の第1の実施形態における駆動パルスの
印加数とインクの吐出量との関係の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a relationship between the number of application of drive pulses and the ejection amount of ink according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第1の実施形態のエージング処理によ
る記録品位の初期状態の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of an initial state of recording quality by an aging process according to the first embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第2の実施形態における記録ヘッドの
インク流路部分の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of an ink flow path portion of a print head according to a second embodiment of the present invention.
【図7】(a)は、本発明の第2の実施形態における駆
動信号の印加タイミングの説明図、(b)は、その印加
タイミングによって変化するキャビテーション位置の説
明図である。FIG. 7A is an explanatory diagram of a drive signal application timing according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7B is an explanatory diagram of a cavitation position that changes according to the application timing.
【図8】本発明の第2の実施形態における駆動パルスの
印加数とインクの吐出量との関係の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a relationship between the number of application of drive pulses and the ejection amount of ink according to a second embodiment of the present invention.
【図9】本発明の他の実施形態における記録ヘッドのイ
ンク流路部分の断面図である。FIG. 9 is a sectional view of an ink flow path portion of a print head according to another embodiment of the present invention.
【図10】本発明のさらに他の実施形態における記録ヘ
ッドのインク流路部分の断面図である。FIG. 10 is a sectional view of an ink flow path portion of a print head according to still another embodiment of the present invention.
【図11】本発明に係るインクジェット記録装置の概略
斜視図である。FIG. 11 is a schematic perspective view of an ink jet recording apparatus according to the present invention.
1 記録ヘッド 11 吐出口 12 インク流路 13 液室 SH1,SH2 ヒーター(電気熱変換体) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Recording head 11 Discharge port 12 Ink flow path 13 Liquid chamber SH1, SH2 Heater (electric heat conversion body)
Claims (16)
た電気熱変換体の発熱によって、前記インク液路中のイ
ンクを発泡させることにより、前記インク液路に連通す
るインク吐出口からインクを吐出可能なインクジェット
記録ヘッドを用いて、被記録媒体に画像を記録するイン
クジェット記録装置において、 前記インクジェット記録ヘッドから画像の記録に寄与し
ないインクを吐出させて、インクの吐出状態を回復させ
る際に、前記複数の電気熱変換体に印加する駆動信号の
ずらし量を変化させて、前記複数の電気熱変換体の発熱
タイミングのずらし量を変化させる制御手段を備えたこ
とを特徴とするインクジェット記録装置。1. A method according to claim 1, wherein a plurality of electrothermal transducers provided for one ink liquid path generate heat so that the ink in the ink liquid path is foamed, so that ink is discharged from an ink discharge port communicating with the ink liquid path. In an ink jet recording apparatus that records an image on a recording medium by using an ink jet recording head capable of ejecting ink, the ink jet recording head ejects ink that does not contribute to image recording to recover the ink ejection state. An ink jet recording apparatus comprising: control means for changing a shift amount of a drive signal applied to the plurality of electrothermal transducers to change a shift amount of heat generation timing of the plurality of electrothermal transducers. .
ほぼ同幅の駆動パルスを前記複数の電気熱変換体にずら
して印加することを特徴とする請求項1に記載のインク
ジェット記録装置。2. The control unit according to claim 1, wherein the driving signal is
2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein drive pulses having substantially the same width are applied to the plurality of electrothermal transducers while being shifted.
体に印加する前記駆動信号の少なくとも印加開始時期を
変化させることを特徴とする請求項1に記載のインクジ
ェット記録装置。3. The ink-jet recording apparatus according to claim 1, wherein the control unit changes at least the application start timing of the drive signal applied to the plurality of electrothermal transducers.
流路の長さ方向にずれて配備されていることを特徴とす
る請求項1に記載のインクジェット記録装置。4. The ink-jet recording apparatus according to claim 1, wherein the plurality of electrothermal transducers are arranged so as to be shifted in a length direction of the ink flow path.
流路の幅方向にずれて配備されていることを特徴とする
請求項1に記載のインクジェット記録装置。5. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the plurality of electrothermal transducers are arranged so as to be shifted in a width direction of the ink flow path.
された、画像の記録に寄与しないインクを受容するキャ
ップを備えたことを特徴とする請求項1に記載のインク
ジェット記録装置。6. An ink jet recording apparatus according to claim 1, further comprising a cap for receiving ink discharged from said ink jet recording head and not contributing to image recording.
記録媒体を主走査方向に相対移動させる第1の移動手段
と、 前記インクジェット記録ヘッドと前記被記録媒体を前記
主走査方向と交差する副走査方向に相対移動させる第2
の移動手段とを備えたことを特徴とする請求項1に記載
のインクジェット記録装置。7. A first moving means for relatively moving the ink jet recording head and the recording medium in the main scanning direction, and moving the ink jet recording head and the recording medium in a sub scanning direction intersecting the main scanning direction. Second to move relatively
2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, further comprising: a moving unit.
た電気熱変換体の発熱によって、前記インク液路中のイ
ンクを発泡させることにより、前記インク液路に連通す
るインク吐出口からインクを吐出可能なインクジェット
記録ヘッドを用いて、被記録媒体に画像を記録するイン
クジェット記録装置の吐出回復方法において、 前記インクジェット記録ヘッドから画像の記録に寄与し
ないインクを吐出させて、インクの吐出状態を回復させ
る吐出回復に際し、 前記複数の電気熱変換体に印加する駆動信号のずらし量
を変化させて、前記複数の電気熱変換体の発熱タイミン
グのずらし量を変化させることを特徴とするインクジェ
ット記録装置の吐出回復方法。8. An ink jet printer according to claim 1, wherein a plurality of electrothermal transducers provided for one ink liquid path generate heat so that the ink in the ink liquid path is foamed, so that the ink is discharged from an ink discharge port communicating with the ink liquid path. In an ejection recovery method of an inkjet recording apparatus that records an image on a recording medium using an inkjet recording head capable of ejecting ink, an ink that does not contribute to image recording is ejected from the inkjet recording head to change the ejection state of the ink. An ink jet recording apparatus, wherein, at the time of ejection recovery to be recovered, a shift amount of a drive signal applied to the plurality of electrothermal transducers is changed to change a shift amount of heat generation timing of the plurality of electrothermal transducers. Ejection recovery method.
ルスを前記複数の電気熱変換体にずらして印加すること
を特徴とする請求項8に記載のインクジェット記録装置
の吐出回復方法。9. The ejection recovery method for an ink jet recording apparatus according to claim 8, wherein a drive pulse having substantially the same width is applied to the plurality of electrothermal transducers as the drive signal while being shifted.
記駆動信号の少なくとも印加開始時期を変化させること
を特徴とする請求項8に記載のインクジェット記録装置
の吐出回復方法。10. The ejection recovery method for an ink jet recording apparatus according to claim 8, wherein at least application start timing of the drive signal applied to the plurality of electrothermal transducers is changed.
れた電気熱変換体の発熱によって、前記インク液路中の
インクを発泡させることにより、前記インク液路に連通
するインク吐出口からインクを吐出可能なインクジェッ
ト記録ヘッドの製造方法において、 エージング処理のために前記インクジェット記録ヘッド
からインクを吐出させる際に、前記複数の電気熱変換体
に印加する駆動信号のずらし量を変化させて、前記複数
の電気熱変換体の発熱タイミングのずらし量を変化させ
ることを特徴とするインクジェット記録ヘッドの製造方
法。11. The ink in the ink passage is foamed by the heat generated by a plurality of electrothermal transducers provided for one ink passage, so that the ink is discharged from an ink discharge port communicating with the ink passage. In the method of manufacturing an ink jet recording head capable of ejecting, when the ink is ejected from the ink jet recording head for an aging process, a shift amount of a drive signal applied to the plurality of electrothermal transducers is changed, A method for manufacturing an ink jet recording head, wherein a shift amount of heat generation timing of a plurality of electrothermal transducers is changed.
パルスを前記複数の電気熱変換体にずらして印加するこ
とを特徴とする請求項11に記載のインクジェット記録
ヘッドの製造方法。12. The method according to claim 11, wherein a drive pulse having substantially the same width is applied to the plurality of electrothermal transducers as the drive signal while being shifted.
記駆動信号の少なくとも印加開始時期を変化させること
を特徴とする請求項11に記載のインクジェット記録ヘ
ッドの製造方法。13. The method according to claim 11, wherein at least application start timing of the drive signal applied to the plurality of electrothermal transducers is changed.
ク流路の長さ方向にずれて配備されていることを特徴と
する請求項11に記載のインクジェット記録ヘッドの製
造方法。14. The method according to claim 11, wherein the plurality of electrothermal transducers are arranged so as to be shifted in a length direction of the ink flow path.
ク流路の幅方向にずれて配備されていることを特徴とす
る請求項11に記載のインクジェット記録ヘッドの製造
方法。15. The method according to claim 11, wherein the plurality of electrothermal transducers are arranged so as to be shifted in a width direction of the ink flow path.
に印加する前記駆動信号によって、前記電気熱変換体
に、前記インクジェット記録ヘッドを用いての記録動作
時よりも大きな熱エネルギーを発生させることを特徴と
する請求項11に記載のインクジェット記録ヘッドの製
造方法。16. The method according to claim 1, wherein the drive signal applied to the electrothermal transducer during the aging process causes the electrothermal transducer to generate more thermal energy than during the recording operation using the ink jet recording head. The method for manufacturing an ink jet recording head according to claim 11, wherein
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30568999A JP2000198223A (en) | 1998-10-27 | 1999-10-27 | Ink-jet recording apparatus, ejection recovery method and production of ink-jet recording apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10-304953 | 1998-10-27 | ||
JP30495398 | 1998-10-27 | ||
JP30568999A JP2000198223A (en) | 1998-10-27 | 1999-10-27 | Ink-jet recording apparatus, ejection recovery method and production of ink-jet recording apparatus |
Publications (1)
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JP2000198223A true JP2000198223A (en) | 2000-07-18 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP30568999A Pending JP2000198223A (en) | 1998-10-27 | 1999-10-27 | Ink-jet recording apparatus, ejection recovery method and production of ink-jet recording apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2000198223A (en) |
-
1999
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