JPH01130950A - Method for controlling multi-nozzle ink jet recording head - Google Patents
Method for controlling multi-nozzle ink jet recording headInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、インク摘を飛翔させて記録媒体に記録するイ
ンクジェット記録装置に用いられる記録ヘッドの制御法
に関し、特に固定式オンデマンド型のマルチノズルイン
クジェット記録ヘッドの制御方法に関する。Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method of controlling a recording head used in an inkjet recording device that records on a recording medium by flying an ink droplet, and particularly relates to a method of controlling a recording head of a fixed on-demand type The present invention relates to a method of controlling a nozzle inkjet recording head.
一般にインクジェット記録法(液体噴射記録法)は、記
録時における騒音の発生が無視し得る程度に極めて小さ
いので高速記録が可能であり、しかも、定着という特別
な処理を必要とせずに、いわゆる普通紙上に記録を行う
ことができるという点において、最近、関心を集めてい
る。In general, inkjet recording (liquid jet recording) generates negligible noise during recording, making it possible to perform high-speed recording.Furthermore, it is possible to record on so-called plain paper without the need for special processing such as fixing. Recently, there has been a lot of interest in the ability to record data.
その中で例えば特開昭54−51837号公報およびド
イツ公開(DOLS)第2843084号公報に記載さ
れているインクジェット記録法は、熱エネルギーをイン
クに作用させることによフて、インク滴吐出のための原
動力を得るという点において、他のインクジェット記録
法とは異なる特徴を有している。Among them, for example, the inkjet recording method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-51837 and German Opening of Publication (DOLS) No. 2843084 uses thermal energy to act on ink to eject ink droplets. It has a different feature from other inkjet recording methods in that it obtains the driving force.
すなわち、上記の公報に開示されている記録法は次のよ
うな特徴を有する。熱エネルギーの作用を受けたインク
が、急峻な体積の増大を伴なう状態変化を起こし、この
状態変化に基づく作用力によって、記録ヘッド部先端の
オリフィスよりインクが吐出されて、飛翔的インク滴が
形成される。That is, the recording method disclosed in the above publication has the following characteristics. The ink that has been affected by thermal energy undergoes a state change accompanied by a sharp increase in volume, and the acting force based on this state change causes the ink to be ejected from the orifice at the tip of the recording head, creating flying ink droplets. is formed.
そして、インク滴が被記録部材に付着することにより記
録が行なわれる。Then, recording is performed by the ink droplets adhering to the recording member.
殊に、DOLS第2843045号公報に開示されてい
る液体噴射記録法は、いわゆるオンデマンド型インクジ
ェット記録法に極めて有効に適用されるばかりではなく
、記録ヘッド部のインク吐出部がフルラインタイプであ
り、高密度マルチノズル化されたインクジェット記録ヘ
ッドが容易に具現化できるので、高解像度、高品質の画
像を高速で得られる。In particular, the liquid jet recording method disclosed in DOLS No. 2843045 is not only very effectively applied to the so-called on-demand inkjet recording method, but also because the ink ejection section of the recording head is a full-line type. Since a high-density, multi-nozzle inkjet recording head can be easily implemented, high-resolution, high-quality images can be obtained at high speed.
さて、この高密度マルチノズルインクジェット記録ヘッ
ドの特徴を最大限に活用するためには、例えばA4版紙
に対して記録ヘッドを走査することなく記録することが
できる、いわゆる固定式一体型フルマルチヘッドとする
ことが必要である。いまA4版紙の短手方向である20
8mm巾に1mm当り16ノズル、すなわち16ドツト
の密度で記録を行なうインクジェット記録ヘッドを同一
基板上に作製しようとするとノズル数は208x 16
= 3,328木にものぼる。1mm当りに16本とい
う密度を有するノズルを208mmに渡って無欠陥で、
しかも均一に製造することはかなりの高度な製造技術を
要するという問題点があった。さらに、3,328木の
ノズルをオンデマンド方式によって、制御するためには
、駆動回路の出力段はノズルと同数が必要となる。Now, in order to take full advantage of the features of this high-density multi-nozzle inkjet recording head, we need a so-called fixed integrated full multi-head, which can record on A4 size paper without scanning the recording head. It is necessary to do so. 20, which is the width direction of the A4 paper now.
If you try to make an inkjet recording head on the same substrate that records at a density of 16 nozzles per 1 mm in an 8 mm width, the number of nozzles will be 208 x 16.
= 3,328 trees. Nozzles with a density of 16 nozzles per 1 mm are defect-free over a length of 208 mm.
Moreover, there is a problem in that a fairly sophisticated manufacturing technology is required to uniformly manufacture the film. Furthermore, in order to control 3,328 nozzles by an on-demand method, the same number of output stages as the number of drive circuits are required as the number of nozzles.
例えば64出力の駆動用ICチップを用いるのであれば
合計52個が必要である。しかも、52個の駆動用IC
と各ノズルからインクを吐出させるための各発熱体の取
り出し電極との接続は高密度かつ多数配線となるため、
この実装に要するコストも膨大なものになるという問題
点があった。For example, if a driving IC chip with 64 outputs is used, a total of 52 chips are required. Moreover, 52 driving ICs
The connection between the electrode and the extraction electrode of each heating element for ejecting ink from each nozzle requires high-density and multiple wiring.
There was a problem in that the cost required for this implementation would be enormous.
そこで、本発明の目的は、製造工程における歩留りを向
上させると共に、実装コストと、駆動回路とを削減する
ことによって低コストで作製することのできる固定式オ
ンデマンド型マルチノズルインクジェット記録ヘッドの
制御法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to improve the yield in the manufacturing process and to control a fixed on-demand multi-nozzle inkjet recording head, which can be manufactured at low cost by reducing mounting costs and drive circuits. Our goal is to provide the following.
このような目的を達成するために、本発明は、基板上に
所定の間隔で互いに平行に配置された複数の第1電極と
、所定の間隔で互いに平行に配置されかつ第1電極と直
角でない角度で交差する複数の第2電極と、第1および
第2電極のほぼ交点に配置された発熱素子とを具えたマ
ルチノズルインクジェット記録ヘッドにおいて、発熱素
子の発熱によりインクが発泡吐出するしぎい値以上の電
圧を、複数の第1電極のうちの選択された電極と複数の
第2電極のうちの選択された電極との間にのみ印加し、
被記録部材の送り速度に同期した時分割駆動によりイン
クの発泡吐出を制御する。To achieve such an object, the present invention includes a plurality of first electrodes arranged parallel to each other at predetermined intervals on a substrate, and a plurality of first electrodes arranged parallel to each other at predetermined intervals and not perpendicular to the first electrodes. In a multi-nozzle inkjet recording head that includes a plurality of second electrodes that intersect at an angle and a heat generating element disposed approximately at the intersection of the first and second electrodes, a threshold value at which ink foams and is ejected due to heat generated by the heat generating element. Applying the above voltage only between a selected one of the plurality of first electrodes and a selected one of the plurality of second electrodes,
Bubble ejection of ink is controlled by time-division driving synchronized with the feed speed of the recording member.
本発明においては、直角でない角度で交差するマトリク
ス電極配線を交点に発熱素子を設けて、被記録部材の送
り速度に同期した時分割駆動を行なうことにより、駆動
用ICを減少することができる。In the present invention, the number of driving ICs can be reduced by providing heating elements at the intersections of matrix electrode wires that intersect at non-perpendicular angles and performing time-division driving synchronized with the feeding speed of the recording member.
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明一実施例の全体を示す斜視図である。こ
こで、1は基板、2は走査電極、3は情報電極、4はオ
リフィス、5はオリフィスプレート、6はインクタンク
、7は走査駆動IC,8は情報駆動ICである。インク
滴は矢印Aの方向へ飛翔する。FIG. 1 is a perspective view showing an entire embodiment of the present invention. Here, 1 is a substrate, 2 is a scanning electrode, 3 is an information electrode, 4 is an orifice, 5 is an orifice plate, 6 is an ink tank, 7 is a scan drive IC, and 8 is an information drive IC. The ink droplets fly in the direction of arrow A.
第2図は第1図に示した矢印B方向から見た正面図であ
る。ここで、1は基板、5はオリフィスプレートである
。31〜332は、第1図に符号2で示した走査電極、
工、〜I +04は第1図に符号3で示した情報電極で
ある。走査電極81〜S32は互いに平行に配置されて
おり、情報電極II〜!+04もまた、互いに平行に配
置されている。走査電極Sl”’S32と情報電極工、
〜I+04とけ角θ(θ≠90度)で交差し、その交点
あるいは交点近傍に第1図に符号4で示したオリフィス
01〜033211が配置されている。走査電極と情報
電極とのなす角θを90度とはしない理由は、後述する
時分割駆動がθ=90度ではできないからである。FIG. 2 is a front view seen from the direction of arrow B shown in FIG. 1. Here, 1 is a substrate and 5 is an orifice plate. 31 to 332 are scanning electrodes indicated by reference numeral 2 in FIG.
I+04 is an information electrode designated by the reference numeral 3 in FIG. The scanning electrodes 81-S32 are arranged parallel to each other, and the information electrodes II-! +04 are also arranged parallel to each other. Scanning electrode Sl'''S32 and information electrode work,
~I+04 intersect at an angle θ (θ≠90 degrees), and orifices 01 to 033211, indicated by reference numeral 4 in FIG. 1, are arranged at or near the intersection. The reason why the angle θ between the scanning electrode and the information electrode is not set to 90 degrees is that time-division driving, which will be described later, cannot be performed when θ=90 degrees.
いま、A4版紙短手方向の長さである208mmに16
木/mmのノズルを有するフルマルチノズルインクジェ
ット記録ヘッドを作製する場合、例えば第2図に示すよ
うに、走査電極を32木、情報電極を104木とすると
オリフィスは3328穴となる。走査電極と情報電極と
のなす角θを86.4度とすると、各オリフィスのピッ
チP、が1/16mmのときに、ピッチP2は1mmと
なる。このとき、走査電極の取り出し密度は1本/mm
となり、情報電極の取り出し密度は0.5木/mmとな
る。Now, 16
When manufacturing a full multi-nozzle inkjet recording head having nozzles of 1 mm/mm, for example, as shown in FIG. 2, if the scanning electrode is 32 mm and the information electrode is 104 mm, the orifice will be 3328 holes. If the angle θ between the scanning electrode and the information electrode is 86.4 degrees, then when the pitch P of each orifice is 1/16 mm, the pitch P2 is 1 mm. At this time, the scanning electrode extraction density is 1/mm
Therefore, the extraction density of the information electrode is 0.5 wood/mm.
第3図は第1図および第2図の電気的等価回路を示す図
である。ここで、符号81〜S32および符号11〜l
104で示すものは第2図と同様である。第3図におい
てr1〜r 3328はインク滴を飛翔させるための発
熱素子であり、それぞれオリフィスO2〜03328に
対応している。FIG. 3 is a diagram showing an electrical equivalent circuit of FIGS. 1 and 2. Here, codes 81 to S32 and codes 11 to l
104 is the same as in FIG. In FIG. 3, r1 to r3328 are heating elements for making ink droplets fly, and correspond to orifices O2 to 03328, respectively.
第4図は飛翔したインク滴によって紙等の被記録部材に
記録された任意のN行目のインク滴付着位置を示す図で
ある。ここで、(1)〜(32)で示すドツトは1木の
情報電極と、32木の走査電極により時分割で記録され
たものである。FIG. 4 is a diagram showing the adhesion position of an arbitrary Nth row of ink droplets recorded on a recording member such as paper by flying ink droplets. Here, the dots shown in (1) to (32) are recorded in a time-division manner by one tree of information electrodes and 32 trees of scanning electrodes.
第5図は本実施例における発熱素子部の拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of the heating element section in this embodiment.
第5図(A)は基板面方向から見た図である。第5図(
B) は第5図(A)図における肩−へ2断面図、第5
図(C)は第5図(A)におけるB1−82断面図であ
る。第5図においてはIは情報電極であり、Sは走査電
極である。9は発熱素子であり、10は絶縁素子である
。情報電極■および走査電極Sの作製には八tを用い膜
厚は5000人である。発熱素子の作製にはTaを用い
膜厚は1500人である。FIG. 5(A) is a view seen from the direction of the substrate surface. Figure 5 (
B) is a shoulder-to-shoulder 2 sectional view in Figure 5 (A).
Figure (C) is a sectional view taken along line B1-82 in Figure 5 (A). In FIG. 5, I is an information electrode and S is a scanning electrode. 9 is a heating element, and 10 is an insulating element. The information electrode (1) and the scanning electrode (S) were fabricated using 8t and had a film thickness of 5,000mm. The heating element was fabricated using Ta, and the film thickness was 1500 mm.
絶縁素子の作製には5in2を用い膜厚は1.5μm〜
2.0μm程度である。5in2 was used to fabricate the insulating element, and the film thickness was 1.5 μm ~
It is about 2.0 μm.
次に本発明におけるマルチノズルインクジェット記録ヘ
ッドの駆動方法について説明する。第6図は本発明を説
明するための簡略図である。第6図は情報電極■、〜I
3および走査電極81〜S3のそれぞれ3木のマトリク
スを示している。Next, a method for driving a multi-nozzle inkjet recording head according to the present invention will be explained. FIG. 6 is a simplified diagram for explaining the present invention. Figure 6 shows information electrodes ■, ~I
3 and scanning electrodes 81 to S3, respectively.
いま印のついた発熱素子r21、r3+、r12、r2
3のみをSl、S2、S3の順の時分割で駆動する場合
について説明する。それぞれの発熱素子の抵抗値は約1
00Ωであり、インクが発泡して吐出するしきい値電圧
はパルス巾lOμsecでIOVである。The heating elements marked now r21, r3+, r12, r2
A case will be described in which only 3 is driven in time division in the order of Sl, S2, and S3. The resistance value of each heating element is approximately 1
00Ω, and the threshold voltage at which the ink foams and is ejected is IOV with a pulse width of 10 μsec.
第7図は第6図に示した例のタイミング図である。ここ
で、横軸は時間、縦軸は電圧である。FIG. 7 is a timing diagram of the example shown in FIG. Here, the horizontal axis is time and the vertical axis is voltage.
VSI〜VS3およびVll〜VI3はそれぞれ走査電
極31〜S3および情報電極I +”” I 3に印加
する電圧を示す。■、□1〜Vr33は発熱素子r11
〜r33間に印加する電圧を示すものである。VSI-VS3 and Vll-VI3 indicate voltages applied to scanning electrodes 31-S3 and information electrodes I+""I3, respectively. ■, □1~Vr33 is heating element r11
This shows the voltage applied between r33 and r33.
インクが発泡吐出するしきい値電圧なVT、走査電極に
印加する電圧なOあるいはVlとするとき、情報電極■
1〜I3に印加する電圧は■1あるいは■2とする。そ
して、これらの電圧は、式1v11≧IVTI> l
VdカッlV+ V21<IVTIを満たさなければ
ならない。いま、しきい値電圧をv′T=10Vとする
と、例えばv、=12V%V2=8Vに設定することが
できる。When VT is the threshold voltage at which the ink is foamed and ejected, and O or Vl is the voltage applied to the scanning electrode, the information electrode ■
The voltage applied to 1 to I3 is 1 or 2. And these voltages are determined by the formula 1v11≧IVTI>l
Vd+V21<IVTI must be satisfied. Now, assuming that the threshold voltage is v'T=10V, it can be set to, for example, v,=12V%V2=8V.
第6図に示した発熱素子の時分割駆動を第7図によって
説明する。走査電極に印加する電圧Vsは0あるいはV
lであり、情報電極V1に印加する電圧はVlあるいは
V2であるので、この場合はVs=0かつV、=V、の
ときにインクの発泡吐出が行なわれる。Time division driving of the heating element shown in FIG. 6 will be explained with reference to FIG. The voltage Vs applied to the scanning electrode is 0 or V
1, and the voltage applied to the information electrode V1 is Vl or V2, so in this case, ink is foamed and ejected when Vs=0 and V,=V.
第7図において、初めの時分割で印加電圧がしきい値電
圧■Tを越えている発熱素子はr2+とr3+であるの
で符号にで示す期間、具体的には10μsec間インク
の発泡吐出が行なわれる。走査電極S2による次の時分
割でも同様に、発熱素子r12によるインクの発泡吐出
が行なわれる。なお、時分割駆動は被記録部材の送り速
度に同期して行なわれる。走査電極および情報電極は、
記録装置全体を制御する制御部により、走査駆動IC7
および情報駆動IC8の制御を行なうことにより駆動さ
れる。In FIG. 7, the heating elements whose applied voltage exceeds the threshold voltage ■T in the first time division are r2+ and r3+, so the bubbling discharge of ink is performed for the period indicated by the symbol, specifically, for 10 μsec. It will be done. In the next time division using the scan electrode S2, the heating element r12 similarly performs bubbling and ejecting of ink. Note that time-division driving is performed in synchronization with the feeding speed of the recording member. The scanning electrode and information electrode are
The control unit that controls the entire printing apparatus controls the scanning drive IC 7.
and is driven by controlling the information driving IC 8.
上述の実施例においては、走査電極への印加電圧を0あ
るいはVls情報電極への印加電圧を■1あるいはV2
としたがこれに限るものではなく、インク発泡吐出の条
件を満たすような電圧設定であればよい。本実施例にお
いては走査電極を32本、情報電極を104本としてい
るので、実装は合計136木であり、従って駆動用IC
は136ビツト分でよく実装コストも低い。また同じ総
ノズル数(3328本)で走査電極、情報電極の本数を
それぞれ64本、52本とすれば駆動用ICは116ビ
ツト分でよくさらに低コスト化も可能である。In the above embodiment, the voltage applied to the scan electrode is set to 0 or Vls, and the voltage applied to the information electrode is set to 1 or V2.
However, the present invention is not limited to this, and any voltage setting that satisfies the conditions for foaming and ejecting ink may be used. In this example, there are 32 scanning electrodes and 104 information electrodes, so a total of 136 trees are mounted, and therefore the drive IC
It only takes 136 bits and the implementation cost is low. Furthermore, if the number of scanning electrodes and information electrodes is set to 64 and 52, respectively, with the same total number of nozzles (3328), the driving IC can be used for 116 bits, and further cost reduction is possible.
以上説明したように、本発明においては基板上に直角で
ない角度で交差するマトリクス電極配線を設け、その各
交点近傍に発熱素子を設けて、被記録部材の送り速度に
同期した時分割駆動を行なうようにしたので、駆動用I
Cと実装のコストが大幅に減少するという効果がある。As explained above, in the present invention, matrix electrode wirings that intersect at non-perpendicular angles are provided on the substrate, and heating elements are provided near each of the intersections to perform time-division driving synchronized with the feeding speed of the recording member. I made it so that the drive I
This has the effect of significantly reducing C and implementation costs.
第1図は本発明一実施例の全体斜視図、第2図は第1図
の矢印Bから見た正面図、第3図は本発明一実施例の電
気的等価回路図、
第4図は飛翔したインク滴の付着位置を示す図、
第5図は発熱素子部の拡大図、
第6図は本発明を適用した駆動方法を説明するための模
式図、
第7図は本発明を適用した駆動方法を説明するタイミン
グ図である。
1・・・基板、
2、 I 、 I r 〜I +04 ”’走査電
極、3、S、S、〜S32 ・・・情報電極、4.0
1〜03328・・・オリフィス、5・・・オリフィス
プレート、
6・・・インクタンク、
7・・・走査駆動rc、
8・・・情報駆動IC1
9、r1〜r 3328・・・発熱素子、10・・・絶
縁素子。
仕宿札だイン7滴の4寸着4立置を枦・亙置第4図
Al−A2断面
B/−B乙祈面
発熱素子部の払友図
第5図
不発明−実方他イlIJの不【代図
第6図Fig. 1 is an overall perspective view of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a front view seen from arrow B in Fig. 1, Fig. 3 is an electrical equivalent circuit diagram of an embodiment of the invention, and Fig. 4 is Figure 5 is an enlarged view of the heating element section; Figure 6 is a schematic diagram for explaining the driving method to which the present invention is applied; Figure 7 is a diagram showing the attachment position of the flying ink droplets; Figure 7 is a schematic diagram to explain the driving method to which the present invention is applied. FIG. 3 is a timing diagram illustrating a driving method. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Substrate, 2, I, Ir~I+04'' scanning electrode, 3, S, S, ~S32... Information electrode, 4.0
1-03328... Orifice, 5... Orifice plate, 6... Ink tank, 7... Scanning drive rc, 8... Information drive IC1 9, r1-r 3328... Heat generating element, 10 ...Insulating element. Figure 4: Al-A2 cross section B/-B Figure 6
Claims (1)
1電極と、所定の間隔で互いに平行に配置されかつ前記
第1電極と直角でない角度で交差する複数の第2電極と
、前記第1および第2電極のほぼ交点に配置された発熱
素子とを具えたマルチノズルインクジェット記録ヘッド
において、前記発熱素子の発熱によりインクが発泡吐出
するしきい値以上の電圧を、前記複数の第1電極のうち
の選択された電極と前記複数の第2電極のうちの選択さ
れた電極との間にのみ印加し、 被記録部材の送り速度に同期した時分割駆動によりイン
クの発泡吐出を制御することを特徴とするマルチノズル
インクジェット記録ヘッドの制御方法。[Scope of Claims] A plurality of first electrodes arranged parallel to each other at predetermined intervals on a substrate, and a plurality of first electrodes arranged parallel to each other at predetermined intervals and intersecting the first electrodes at an angle that is not perpendicular to the first electrodes. In a multi-nozzle inkjet recording head comprising two electrodes and a heating element disposed approximately at the intersection of the first and second electrodes, a voltage above a threshold value at which ink is foamed and ejected due to the heat generated by the heating element is applied; The ink is applied only between a selected one of the plurality of first electrodes and a selected one of the plurality of second electrodes, and is driven in time division in synchronization with the feeding speed of the recording member. A method for controlling a multi-nozzle inkjet recording head, the method comprising controlling foam discharge.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28943687A JPH01130950A (en) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | Method for controlling multi-nozzle ink jet recording head |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP28943687A JPH01130950A (en) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | Method for controlling multi-nozzle ink jet recording head |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH01130950A true JPH01130950A (en) | 1989-05-23 |
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JP28943687A Pending JPH01130950A (en) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | Method for controlling multi-nozzle ink jet recording head |
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JP (1) | JPH01130950A (en) |
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