JP3320147B2 - Thermal ink jet recording apparatus - Google Patents

Thermal ink jet recording apparatus

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【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明はサーマルインクジェット記録装置、時に発熱抵抗体とこの発熱抵抗体に対向して設けられたオリフィスとの間に流入したインクを、発熱抵抗体に電力を印加してインクに熱滴な状態変化を生起し、オリフィスからインクを吐出させ記録を行なうサーマルインクジェット記録装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is a thermal ink jet recording apparatus, the ink that has flowed into between the orifice provided to face at the heating resistor and to the heating resistors, by applying a power to the heating resistor It occurred a Netsushizuku state change in the ink, relates to a thermal ink jet recording apparatus for recording by ejecting ink from the orifice.

【0002】 [0002]

【従来の技術】従来、この種のサーマルインクジェット記録装置は、図3に構成要素であるサーマルイングジェットカートリッジの代表的な構成図を、図4に図3中のサーマルヘッドの斜視図を、図5に図4中のA−A断面図を示すように構成され、サーマルイングジェットカートリッジ1は内部に設けられたインク供給手段2とサーマルヘッド3とで構成され、サーマルヘッド3はインク供給手段2内のインクの流入口であるスロット10を介してインク供給手段2に接続されている。 Conventionally, this type of thermal ink jet recording apparatus, a typical diagram of a thermal queuing jet cartridge which is a component in Figure 3, a perspective view of the thermal head of FIG. 3 in FIG. 4, FIG. 5 to be configured to show a-a sectional view in FIG. 4, thermal Ing jet cartridge 1 is composed of an ink supply unit 2 and the thermal head 3 provided in the thermal head 3 is an ink supply means 2 it is connected to an ink supply unit 2 through a slot 10 which is an inlet of the ink in the. またサーマルヘッド2はインク流路材8により形成されたインク流路9を有し、インク流路9に面して発熱抵抗体11が設けられ、この発熱抵抗体11に対面してオリフィス7を有するオリフィスプレート6によって覆われた構造となっている。 The thermal head 2 has an ink channel 9 formed by the ink flow path member 8, the heating resistor 11 is provided facing the ink flow path 9, an orifice 7 facing to the heat generating resistor 11 It has a covered structure by an orifice plate 6 having.

【0003】以上の構成において、発熱抵抗体11に図示されていない信号付与手段から駆動電力が印加されると、発熱抵抗体11から発生する熱エネルギーにより、 [0003] In the above configuration, when the driving power is applied from the signal applying means (not shown) to the heating resistor 11, the thermal energy generated from the heating resistor 11,
発熱抵抗体11上部のインク流路9にあるインク12は発熱抵抗体11と接している面上にて、瞬時的に気泡が生じる熱的な状態変化(膜沸騰あるいは均質核沸騰)を起こし、この状態変化に基づく作用力によって、インク流路9中に存在するインク12の一部、またはほぼ全部がオリフィス7から吐出される。 The ink 12 in the heat generating resistor 11 an upper portion of the ink flow path 9 at the surface in contact with the heating resistor 11, causing a thermal state change instantaneously bubbles occur (film boiling or homogeneous nucleate boiling), by acting force based on this state change, a portion of the ink 12 present in the ink flow path 9, or almost entirely discharged from the orifice 7. 一方、発熱抵抗体11 On the other hand, the heating resistor 11
からの熱エネルギーの供給が止められると、インク12 When the supply of heat energy is stopped from the ink 12
中に生じた気泡はその体積を瞬時に減縮され、消滅するか又はほとんど無視しうる程度の体積まで減縮される。 Bubbles generated in is Genchijimi its volume instantaneously, it is reduced shrinkage to a volume of negligible or almost eliminated.
そして吐出された分のインク12は、気泡の体積の収縮作用、および毛細管力によってスロット10を通って直ちにインク流路9に補給される。 The amount of the ink 12 ejected, the contracting action of the volume of the bubble, and is replenished into the ink passage 9 immediately through slot 10 by capillary force.

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のサーマルインクジェット記録装置は、発熱抵抗体がインク流路中にあるインクの一部を熱して熱的な状態変化を生起させることにより吐出されるインク滴を形成するための熱エネルギーを発生する信号を発熱抵抗体に与える信号付与手段に対して、予めパルス幅、印加電圧、および駆動タイミングを設定している。 [SUMMARY OF THE INVENTION] The above-mentioned conventional thermal ink jet recording apparatus, the ink heating resistors is discharged by causing a thermal state change by heating a portion of the ink in the ink flow path to the signal providing means for providing a signal for generating thermal energy for forming droplets to the heating resistor, and preset pulse width, the applied voltage, and the driving timing. しかしオリフィスから吐出され飛翔するインク滴の滴量および滴速度はサーマルヘッドの構造、印加する熱エネルギー量、インクの表面張力および粘度に大きく依存しており、特にインクの表面張力および粘度は外界の温度によって変化するので、記録装置の推奨動作環境を離れて使用した場合には、印字ににじみ,白抜け,フェザリング等の品質劣化を生じるという問題点を有している。 However discharged from orifice structure drop volume and drop speed thermal head of the ink droplet flying, heat energy to be applied, are highly dependent on the surface tension and the viscosity of the ink, in particular the surface tension and the viscosity of the ink outside the since changes with temperature, when using off recommended operating environment of the recording apparatus, blur in printing, white spots, has a problem that results in quality deterioration such as feathering.

【0005】 [0005]

【課題を解決するための手段】本発明のサーマルインクジェット記録装置は、インク供給手段からインク流入口およびインク流路材を介して発熱抵抗体面上に流入したインクに信号付与手段から発熱抵抗体に印加した電力により熱的な状態変化を生起し、発熱抵抗体面に対向するオリフィスからインク滴を所定の方向に吐出させて記録媒体上に記録を行なうサーマルインクジェット記録装置において、インク供給手段を区切った発熱抵抗体側内部 Thermal ink jet recording apparatus of the present invention, in order to solve the problems] from the ink to the signal applying means having flowed into the heat-generating resistor on the body surface through an ink inlet and an ink passage material from the ink supply means to the heat-generating resistor by applying electric power to rise to thermal state change in thermal ink jet printing apparatus the ink droplets from the orifices opposed to the heating resistor body surface by ejecting a predetermined direction performs recording on a recording medium, separated ink supply means internal heating resistor side
に蓄えられたインクの温度を計測する温度計測手段と、 And temperature measuring means for measuring the temperature of the ink stored in,
インクの温度に対する発熱抵抗体の最適印加電力情報を保持する記憶手段と、前記温度計測手段が計測した温度に対する最適印加電力情報を前記記憶手段から読出す制御手段と、この制御手段が読出した最適印加電力情報に従って発熱抵抗体への印加電力を出力する信号付与手段とを有することにより構成される。 Storage means for holding the optimum application power information of the heating resistor for the temperature of the ink, the control means reads out the optimum application power information with respect to the temperature of the temperature measuring means is measured from the storage means, the control means read out the optimal It constituted by having a signal applying means for outputting the power applied to the heating resistor as the applied power information.

【0006】 [0006]

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明する。 EXAMPLES Next, will be described with reference to the drawings the present invention.

【0007】図1は本発明の第1の実施例に用いられる発熱抵抗体への電力印加手段の構成図である。 [0007] Figure 1 is a block diagram of a power applying means to the first embodiment heating resistor used in the Examples of the present invention. 図2は図1に示される温度計測手段を含むサーマルインクジェットカートリッジの構成を示す縦断面図で、実施例におけるサーマルヘッドの構成は図4,図5に示した従来のものと同じである。 Figure 2 is a vertical sectional view showing a configuration of a thermal ink jet cartridge comprising a temperature measuring means shown in FIG. 1, the structure of the thermal head in the embodiment 4 are the same as those of the prior art shown in FIG.

【0008】図2に示すサーマルインクジェットカートリッジ1は、インク供給手段2をサーマルヘッド3の近傍にフィルタ5を設けて区切り、この内部に温度検出手段4を設けて、サーマルヘッド近傍のインクの安定した温度を検出できるようにしている。 [0008] Thermal ink jet cartridge 1 shown in FIG. 2, separate the ink supply means 2 provided with a filter 5 in the vicinity of the thermal head 3, provided with a temperature detection means 4 to the internal, stable ink in the vicinity of the thermal head and to be able to detect the temperature.

【0009】図1の電力印加手段は温度検出手段4,制御部13,記憶部14,信号付与手段15,および発熱抵抗体11から構成され、記憶部14には予め、インクの各温度に対する表面張力および粘度の値から好ましい飛翔インク滴を得るための最適印加電力の情報をテーブルとして保持してる。 [0009] Power application means of Figure 1 is composed of the temperature detecting means 4, the control unit 13, storage unit 14, the signal applying means 15 and the heating resistor 11, and the storage unit 14 in advance, the surface of each ink temperature It holds the optimum application power information to obtain the preferred flying ink droplets from the values ​​of tension and viscosity as a table. 制御部13は温度検出手段4により周期的にインクの温度を測定し、記憶部13を参照して測定した温度に対応する最適印加電力の情報を入手し、信号付与手段15にパルス幅,印加電圧および駆動タイミング値を指示する。 The control unit 13 periodically measures the temperature of the ink by the temperature detecting means 4, the optimum application power information corresponding to the temperature measured by referring to the storage unit 13 to obtain the pulse width signal applying means 15, applied It instructs the voltage and driving timing value. 信号付与手段15はこの指示値に従って発熱抵抗体11に駆動パルスを出力する。 Signal applying means 15 outputs a driving pulse to the heat generating resistor 11 according to the instruction value.

【0010】本発明の第2の実施例では、図1および図2の温度検出手段4に代えて表面張力・粘度検出手段が用いられ、記憶部14には予め、インクの各表面張力・ [0010] In a second embodiment of the present invention is used is the surface tension, viscosity detecting means instead of the temperature detecting means 4 of FIG. 1 and FIG. 2, the storage unit 14 in advance, the surface tension-ink
粘度に対する好ましい飛翔インク滴を得るための最適印加電力の情報をテーブルとして保持していて、これ以外は第1の実施例と同じに構成される。 And holds the optimum application power information to obtain the preferred flying ink droplets on the viscosity as a table, other is configured the same as the first embodiment. 従って第1の実施例でのインクの温度の代りにインクの表面張力および粘度により最適印加電力の情報を入手し、この情報に基づいて発熱抵抗体11に駆動パルスを出力する。 Thus to obtain the information of the optimum applied power by the surface tension and the viscosity of the ink instead of the temperature of the ink in the first embodiment, and outputs a driving pulse to the heat generating resistor 11 on the basis of this information.

【0011】本発明の第3の実施例では、図1の温度検出手段4に代えてオリフィスから吐出されて記録媒体に付着した印字ドットの形状を計測する印字ドット形状計測手段が用いられ、この印字ドット形状計測手段はサーマルインクジェットカートリッジの側面のサーマルヘッド走査線上に設けられる。 [0011] In a third embodiment of the present invention is used the printing dot shape measuring means for measuring the shape of the printing dots adhered to which the recording medium discharged from an orifice in place of the temperature detecting means 4 of Figure 1, this print dot shape measuring means is provided on the thermal head scanning line side of the thermal inkjet cartridge. また、記憶手段14には予め最適印字ドット形状と実際の印字ドットとの差異による補正駆動条件がテーブルとして保持されていて、これ以外は第1の実施例と同じに構成される。 The correction driving conditions due to the difference between the actual printing dot in advance optimum print dot shape in the storage means 14 is being held as a table, other is configured the same as the first embodiment. 制御手段12は印字ドット形状計測手段により周期的に印字ドット形状を測定し、記憶部14を参照して測定した印字ドットに対応する補正駆動条件を入手し、信号付与手段15にパルス幅,印加電圧および駆動タイミングの変動値を指示する。 Control means 12 periodically printed dot shape was measured by the print dot shape measurement means, by referring to the storage unit 14 to obtain a corrected driving condition corresponding to the print dots of measurement, the pulse width signal applying means 15, applied instructing change of the voltage and the drive timing. 信号付与手段15はこの指示に従って発熱抵抗体11に駆動パルスを出力する。 Signal applying means 15 outputs a driving pulse to the heat generating resistor 11 according to the instruction.

【0012】 [0012]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、インク供給手段に保持されているインクの温度を、サーマルヘッドに供給される前に温度検出手段にて測定し、制御部にてあらかじめ保持している温度と最適印加電力の情報とを参照し、その情報に基ずき最適な駆動条件にて信号付与手段を制御したり、インク供給手段に保持されているインクの表面張力及び粘度を、サーマルヘッドに供給される前に表面張力/粘度検出手段にて測定し、制御部にてあらかじめ保持している情報を参照し、その情報に基ずき最適な駆動条件にて信号付与手段を制御したり、オリフィスから吐出されて記録媒体に付着した印字ドット形状を計測する印字ドット形状計測手段にて、印字ドット形状を測定し、制御部にてあらかじめ保持している情報を参照して、そ The present invention described above, according to the present invention, the temperature of the ink held in the ink supplying unit, measured by the temperature detection means before being supplied to the thermal head, and held in advance in the control unit with and with reference to the temperature and the optimum applied power information, and controls the signal applying means at optimal driving conditions Ki not a group in its information, surface tension and viscosity of the ink held in the ink supplying means, was measured by the surface tension / viscosity detection means before being supplied to the thermal head, referring to the information stored in advance in the control unit, the control signal providing means at optimal driving conditions Ki not a group of the information or, at the print dot shape measuring means for measuring a print dot shape attached to which the recording medium ejected from the orifices, the print dot shape was measured with reference to the information stored in advance in the control unit, its 情報に基ずき最適な駆動条件にて信号付与手段を制御することによって、いかなる環境の変化、あるいは印字媒体に変化が起こっても、オリフィスから吐出すインク滴の適量および滴速度が一定となり、 By controlling the signal applying means at the proximal not a Ki optimum drive condition information, a change in any environment, or even change happens to the print medium, an appropriate amount and droplet velocity of the ink droplets ejected from the orifice it is constant,
ひいては記録媒体上に高品質で且つ安定した印字を行なうことができるという効果がある。 Hence there is an effect that it is possible to perform and stable printing of high quality on the recording medium.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明の第1の実施に用いられる発熱抵抗体への電力印加手段の構成図である。 1 is a configuration diagram of a power applying means to the heating resistor used in the first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示される温度検出手段を含むサーマルインクジェットカートリッジの縦断面図である。 2 is a longitudinal sectional view of a thermal ink jet cartridge comprising a temperature detecting means shown in FIG.

【図3】従来のサーマルインクジェット記録装置に用いられるサーマルインクジェットカートリッジの縦断面図である。 3 is a longitudinal sectional view of a thermal ink jet cartridge for use in conventional thermal ink jet printing apparatus.

【図4】図3のサーマルインクジェットカートリッジに用いられるサーマルヘッドの斜視図である。 4 is a perspective view of a thermal head for use in thermal inkjet cartridge of FIG.

【図5】図4のサーマルヘッドのA−A断面図である。 5 is an A-A sectional view of the thermal head of FIG.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 サーマルインクジェットカートリッジ 2 インク供給手段 3 サーマルヘッド 4 温度検出手段 7 オリフィス 11 発熱抵抗体 12 インク 13 制御部 14 記憶部 15 信号付与手段 1 thermal inkjet cartridge 2 Ink supply means 3 thermal head 4 temperature detection means 7 orifice 11 heating resistor 12 ink 13 control unit 14 storage unit 15 signal applying means

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 インク供給手段からインク流入口およびインク流路材を介して発熱抵抗体面上に流入したインクに信号付与手段から発熱抵抗体に印加した電力により熱的な状態変化を生起し、発熱抵抗体面に対向するオリフィスからインク滴を所定の方向に吐出させて記録媒体上に記録を行なうサーマルインクジェット記録装置において、インク供給手段を区切った発熱抵抗体側内部に蓄えられたインクの温度を計測する温度計測手段と、インクの温度に対する発熱抵抗体の最適印加電力情報を保持する記憶手段と、前記温度計測手段が計測した温度に対する最適印加電力情報を前記記憶手段から読出す制御手段と、この制御手段が読出した最適印加電力情報に従って発熱抵抗体への印加電力を出力する信号付与手段とを有することを特徴とす [Claim 1] occurred a thermal state change by the power applied to the heating resistor from the signal providing means to the ink that has flowed into the heat-generating resistor on the body surface through an ink supply means ink inlet and the ink passage material from, in the heat generation in the resistor body surface from the opposite orifice ejecting ink droplets in a predetermined direction thermal ink jet recording apparatus for recording on a recording medium, measuring the temperature of the ink stored in the internal heating resistor side separated ink supply means and temperature measuring means for a storage unit for holding the optimum application power information of the heating resistor for the temperature of the ink, the control means reads out the optimum application power information with respect to the temperature of the temperature measuring means is measured from the storage means, this It is characterized in that the control means and a signal applying means for outputting the power applied to the heating resistor according to the optimal applied power information read out るサーマルインクジェット記録装置。 Thermal ink jet recording apparatus that.
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