JPH07156408A - Bubble jet recording head and apparatus - Google Patents

Bubble jet recording head and apparatus

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Publication number
JPH07156408A
JPH07156408A JP31049793A JP31049793A JPH07156408A JP H07156408 A JPH07156408 A JP H07156408A JP 31049793 A JP31049793 A JP 31049793A JP 31049793 A JP31049793 A JP 31049793A JP H07156408 A JPH07156408 A JP H07156408A
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JP
Japan
Prior art keywords
ink
recording head
pressure chamber
jet recording
recording
Prior art date
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Pending
Application number
JP31049793A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jiro Moriyama
次郎 森山
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPH07156408A publication Critical patent/JPH07156408A/en
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To freely perform high-grade gradation recording by simple constitution without decreasing a recording speed. CONSTITUTION:In a BJ recording head 1 wherein an ink droplet 26A is emitted from an ink emitting orifice 4 by driving the electrothermal converter 9 arranged at the position opposed to the ink emitting orifice 4 of a pressure chamber 5, a means 10 changing the shape of the pressure chamber in order to change the size of the emitted ink droplet is provided.

Description

【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、紙などの被記録材に向
けて、微小インク滴を噴射させ、文字や画像を記録する
インクジェット記録装置の記録ヘッドの中でも発熱体の
発熱による発泡エネルギーでインクを噴射させる、バブ
ルジェット(BJ)記録ヘッドおよび記録装置に関し、
特に、噴射するインク滴の体積を変化させることが可能
なBJ記録ヘッドおよび記録装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses foaming energy generated by a heating element in a recording head of an ink jet recording apparatus for recording characters and images by ejecting minute ink droplets toward a recording material such as paper. A bubble jet (BJ) recording head and a recording device for ejecting ink,
In particular, the present invention relates to a BJ recording head and a recording device capable of changing the volume of ejected ink droplets.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、微小インク滴を噴射させて記
録を行うインクジェット記録装置が知られている。この
装置は、他の記録装置に比べ、 高速記録が可能 カラー化が容易 普通紙に記録が可能 騒音が小さい 記録品位が良い といった多くの利点を持っている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an ink jet recording apparatus has been known which ejects fine ink droplets for recording. Compared to other recording devices, this device has many advantages such as high-speed recording, easy colorization, recording on plain paper, low noise, and good recording quality.

【0003】このようなインクジェット記録装置では、
そのBJ記録ヘッドに少なくとも、インクを噴射するイ
ンク吐出口と、そのインク吐出口に連通しインク噴射の
エネルギーを発する圧力室とを備えており、記録ヘッド
に入力された記録情報に応じて選択的にインク吐出口か
らインク滴を噴射させ、被記録材上に文字や画像を形成
する。
In such an ink jet recording apparatus,
The BJ recording head is provided with at least an ink ejection port for ejecting ink and a pressure chamber communicating with the ink ejection port and emitting energy for ejecting ink, and selectively according to recording information input to the recording head. An ink droplet is ejected from the ink ejection port to form characters and images on the recording material.

【0004】図7は、従来のインクジェット記録ヘッド
の構造の一例を示す。
FIG. 7 shows an example of the structure of a conventional ink jet recording head.

【0005】ここで、21はそのBJ記録ヘッド、22
はプレスや成形加工あるいは電鋳等によって形成された
母材、23は母材22にその周囲部が接合されているオ
リフィスプレート、24はオリフィスプレート23に穿
設されたインク吐出口である。なお、母材22には不図
示のインク収容部から圧力室25にインク26を導くた
めのインク供給路27が設けられている。28は母材2
2に取付けられ、その圧力室25側に電気熱変換体(発
熱体)29が設けられている基板である。
Here, 21 is the BJ recording head, 22
Is a base material formed by pressing, molding, electroforming, or the like, 23 is an orifice plate whose peripheral portion is joined to the base material 22, and 24 is an ink discharge port formed in the orifice plate 23. It should be noted that the base material 22 is provided with an ink supply path 27 for guiding the ink 26 from the ink containing portion (not shown) to the pressure chamber 25. 28 is the base material 2
2 is a substrate provided with an electrothermal converter (heating element) 29 on the pressure chamber 25 side.

【0006】このように構成されたBJ記録ヘッド21
では、その発熱体29にインクを吐出させるための駆動
信号が供給されることによって発熱体29を発熱させ、
発熱体29に接する近傍のインク26中に気泡を発生さ
せることにより圧力室25内の圧力を急速に高め、その
圧力によりインク吐出口24からインク26をインク滴
26Aとして吐出させ、不図示の被記録材に向けて飛翔
させ、着弾させることによりドット記録を行わせること
ができる。
The BJ recording head 21 constructed as described above
Then, a drive signal for ejecting ink is supplied to the heating element 29 to heat the heating element 29,
By generating bubbles in the ink 26 near the heating element 29, the pressure in the pressure chamber 25 is rapidly increased, and the pressure causes the ink 26 to be ejected from the ink ejection port 24 as an ink droplet 26A. Dot recording can be performed by flying the recording material and landing it.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このようなBJ記録ヘッド21では噴射させるインク滴
の大きさを変化させてグレー階調の記録を実施すること
が難しいという点があった。その理由は、たとえ発熱体
29に供給するエネルギの量を変化させても噴射させる
インク滴26A自体の変化が微少であることによる。こ
れまでかかるインク滴の大きさを変化させる手段として
知られているものに例えば特開昭62−151348号
公報に開示されているものがある。この例では記録ヘッ
ドのインク吐出口および液路からなる噴射ノズルと被記
録材の裏面側との間に静電気力を作用させ、噴射ノズル
内に形成されるメニスカスの後退量を制御するようにす
ることで、噴射されるインク滴の大きさを変化させるよ
うにしている。
However, it has been difficult for the conventional BJ recording head 21 to change the size of the ink droplets to be ejected and perform gray gradation recording. The reason is that even if the amount of energy supplied to the heating element 29 is changed, the change in the ejected ink droplet 26A itself is small. A known means for changing the size of such an ink droplet has been disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-151348. In this example, an electrostatic force is applied between the ejection nozzle formed of the ink ejection port and the liquid passage of the recording head and the back surface side of the recording material to control the retreat amount of the meniscus formed in the ejection nozzle. Thus, the size of the ejected ink droplet is changed.

【0008】しかし、上記の例では被記録材の裏面側に
電極が必要であり、構造が複雑になる上、高い静電場の
制御を要し、そのための電気回路の構成にコストがかか
り過ぎる。そこで、これまでのBJ記録ヘッドによる階
調記録では、記録画素データを更に細分化した単位に分
けた上、その最小記録単位が1つのインク滴によるドッ
トで形成されるようにしたデジタル面積階調方式によっ
て実施されてきた。
However, in the above example, an electrode is required on the back surface side of the recording material, the structure is complicated, and a high electrostatic field control is required, so that the cost of the electric circuit construction is too high. Therefore, in the gradation recording by the BJ recording head so far, the recording pixel data is divided into further subdivided units, and the minimum recording unit is formed by dots of one ink droplet. Has been implemented by the method.

【0009】しかしながら、上述のようなこれまでのデ
ジタル面積階調方式によるものでは、記録速度を遅くす
るか、さもなくば記録分解能を下げるしかなく、結果的
には記録ヘッドとしての性質を低下させることになる。
However, with the above-described conventional digital area gradation method, the recording speed must be slowed down, or the recording resolution must be reduced otherwise, and as a result, the characteristics of the recording head are deteriorated. It will be.

【0010】本発明の目的は、上記従来の問題に着目
し、その解決を図るべく、簡単な構成で記録速度を落と
すことなく高品位のグレー階調記録が自在に実現できる
BJ記録ヘッドおよび記録装置を提供することにある。
An object of the present invention is to pay attention to the above-mentioned conventional problems, and in order to solve the problems, a BJ recording head and recording which can freely realize high-quality gray gradation recording with a simple structure without lowering the recording speed. To provide a device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明にかかるBJ記録ヘッドは、圧力室のイン
ク吐出口対向位置に配設された電気熱変換体の駆動によ
り前記圧力室内の圧力を高め、前記インク吐出口からイ
ンク滴が吐出されるバブルジェット記録ヘッドにおい
て、吐出されるインク滴の大きさを変化させるべく前記
圧力室の形状を変化させる手段を有することを特徴とす
るものである。
In order to achieve the above object, a BJ recording head according to the present invention is configured so that an electrothermal converter disposed at a position facing an ink ejection port of a pressure chamber drives the inside of the pressure chamber. In a bubble jet recording head that increases pressure and ejects ink droplets from the ink ejection port, it has means for changing the shape of the pressure chamber to change the size of the ejected ink droplets. Is.

【0012】[0012]

【作用】本発明にかかるBJ記録ヘッドおよび記録装置
によれば、圧力室の形状を変化させる手段と、電気熱変
換体との双方の駆動のタイミングを選択することによっ
て圧力室の電気熱変換体対向位置に配設されているイン
ク吐出口から吐出されるインク滴の大きさを自在に変化
させることを可能とするもので、これにより階調記録が
可能となり、また、インクや記録ヘッドの使用環境温度
によって変化するインク滴の大きさを適切な大きさに補
正するように制御することもできる。
According to the BJ recording head and the recording apparatus of the present invention, the electrothermal converter of the pressure chamber is selected by selecting the driving timing of both the means for changing the shape of the pressure chamber and the electrothermal converter. The size of the ink droplets ejected from the ink ejection ports arranged at the opposite positions can be freely changed, which enables gradation recording, and the use of ink and recording heads. It is also possible to perform control so that the size of the ink droplet that changes depending on the environmental temperature is corrected to an appropriate size.

【0013】[0013]

【実施例】以下に、図面に基づいて本発明BJ記録ヘッ
ドの実施例を詳細かつ具体的に説明する。
Embodiments of the BJ recording head of the present invention will be described in detail and specifically below with reference to the drawings.

【0014】図1は本発明の第1の実施例を示す。ここ
で、1はそのBJ記録ヘッド、2は母材、3は母材2に
その周囲部が接合されているオリフィスプレート、4は
インク吐出口である。また、圧力室5、インク供給路
7、基板8および発熱体9の構成については図7に示し
た従来例と変わらないが、本例では、オリフィスプレー
ト3のインク吐出口4周囲部に、インク吐出口4の中心
にほぼその中心が一致するドーナッツ型の環状圧電素子
10が配設されている。オリフィスプレート3は母材2
と同様、プレスや成形加工、あるいは電鋳等によりイン
ク吐出口4と共に高精度に形成されるが、好ましくは振
動し易い、可撓性のある材料で形成することが望まし
い。
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. Here, 1 is the BJ recording head, 2 is the base material, 3 is an orifice plate whose peripheral portion is joined to the base material 2, and 4 is an ink ejection port. Further, the configurations of the pressure chamber 5, the ink supply path 7, the substrate 8 and the heating element 9 are the same as those of the conventional example shown in FIG. 7, but in this example, the ink is formed around the ink discharge port 4 of the orifice plate 3. A donut-shaped annular piezoelectric element 10 whose center substantially coincides with the center of the discharge port 4 is arranged. The orifice plate 3 is the base material 2
Similar to the above, it is formed with high precision together with the ink discharge port 4 by pressing, molding, electroforming, or the like, but it is preferable that it is formed of a flexible material that easily vibrates.

【0015】このようなオリフィスプレート3に環状圧
電素子10の一方の電極を導電性接着剤により電気的に
接続すると共に他方の電極にリード線(不図示)を接続
し、リード線を介して圧電素子10に駆動電圧を供給す
る。なお、図1では原理的構成による動作を説明するた
めに、インク吐出口4が1個しか示されていないが、イ
ンク吐出口4およびこれに対応する圧電素子9や圧力室
5等は複数組あってもよいことは勿論である。
One electrode of the ring-shaped piezoelectric element 10 is electrically connected to the orifice plate 3 with a conductive adhesive, and a lead wire (not shown) is connected to the other electrode. A drive voltage is supplied to the element 10. Although only one ink ejection port 4 is shown in FIG. 1 for the purpose of explaining the operation based on the principle configuration, a plurality of ink ejection ports 4 and corresponding piezoelectric elements 9 and pressure chambers 5 are provided. Of course, it is acceptable.

【0016】このような構成になるBJ記録ヘッド1に
よる基本的なインク吐出動作については従来と変わら
ず、発熱体9にパルス状の電圧を記録信号として供給す
ることにより圧力室5内の圧力を高め、インク吐出口4
からインク滴26Aを吐出させて記録が行われると同時
に吐出されたインク量だけ圧力室5にインク供給路7を
介してインク26が供給される。ところで、このように
構成したBJ記録ヘッド1では、その吐出時のタイミン
グに合わせて圧電素子10を駆動することで図1の
(A)に示す状態から図1の(B)に示すようにオリフ
ィスプレート3を変形させ、圧力室5の容積を変化させ
ることが可能である。
The basic ink ejection operation by the BJ recording head 1 having such a structure is the same as the conventional one, and the pressure in the pressure chamber 5 is controlled by supplying a pulsed voltage to the heating element 9 as a recording signal. Higher ink ejection port 4
At the same time as recording is performed by ejecting an ink droplet 26A from the ink, ink 26 is supplied to the pressure chamber 5 via the ink supply path 7 by the amount of the ejected ink. By the way, in the BJ recording head 1 configured as described above, the piezoelectric element 10 is driven in accordance with the timing of the ejection to change the orifice from the state shown in FIG. 1A to the orifice shown in FIG. 1B. It is possible to deform the plate 3 and change the volume of the pressure chamber 5.

【0017】その原理を図2に従って説明する。The principle will be described with reference to FIG.

【0018】なお、本例は交流電圧を使用して圧電素子
10を駆動するもので、Vp (v)はその駆動電圧を、
またVh (v)は発熱体9を付勢するパルス波形の電圧
をそれぞれ示す。また、Ti (μsec)は(A)に示す圧
電素子10の駆動波形に対して発熱体9を駆動するタイ
ミングを示すもので、ここで圧電素子10に供給される
交流電圧には周波数Fが20kHz の正弦波形のものが使
用される。いま(A)に示すような交流電圧が圧電素子
10に印加されたとすると、オリフィスプレート3がそ
の印加電圧Vp に応じて変形し、その変形に応じて圧力
室5におけるインク吐出口4と発熱体9との間のインク
量Cを変化させることができる。従って、圧電素子10
の駆動電圧Vp の最も高いときに、オリフィスプレート
3が外方に向けて凸形に変形することで上記のインク量
Cが最大となる。また逆にVp が最も低い時に図1の
(B)に示したようにオリフィスプレート3が最も大き
く凹形に変形し、インク量Cが最小となる。
In this example, the piezoelectric element 10 is driven by using an AC voltage, and V p (v) is the driving voltage thereof.
Further, V h (v) represents the voltage of the pulse waveform that urges the heating element 9, respectively. Further, T i (μsec) indicates the timing of driving the heating element 9 with respect to the drive waveform of the piezoelectric element 10 shown in (A), and the frequency F is applied to the AC voltage supplied to the piezoelectric element 10 here. A 20 kHz sine waveform is used. Assuming that an AC voltage as shown in (A) is applied to the piezoelectric element 10, the orifice plate 3 is deformed according to the applied voltage V p , and heat is generated along with the ink ejection port 4 in the pressure chamber 5 according to the deformation. The ink amount C between the body 9 can be changed. Therefore, the piezoelectric element 10
When the drive voltage V p is highest, the orifice plate 3 is deformed in a convex shape toward the outside, so that the ink amount C is maximized. On the contrary, when V p is the lowest, the orifice plate 3 is deformed into the largest concave shape as shown in FIG. 1B, and the ink amount C is minimized.

【0019】そこで、発熱体9を駆動するタイミング
(圧電素子駆動とのタイミング差)Ti を(B)に示す
ように制御することで圧力室5から吐出させるインク滴
26の大きさCD を、図3に示すように変化させること
ができる。なお、従来、特開昭60−27548号公報
などでは圧力室内のインクの圧力を変化させるようにし
たBJ記録ヘッドの提案がなされているが、これらの提
案による発明はインク供給路などを介して圧力室内のイ
ンクの圧力を変化させるようにしたものであり、本願に
よるもののように発熱体とインク吐出口との間に導かれ
たインクの量を変化させるものではない。
Therefore, the size C D of the ink droplet 26 ejected from the pressure chamber 5 is controlled by controlling the timing (timing difference from the driving of the piezoelectric element) T i for driving the heating element 9 as shown in (B). , Can be changed as shown in FIG. Conventionally, JP-A-60-27548 and the like have proposed BJ recording heads in which the pressure of ink in a pressure chamber is changed. However, the inventions by these proposals use ink supply paths or the like. The pressure of the ink in the pressure chamber is changed, and the amount of the ink introduced between the heating element and the ink ejection port is not changed as in the case of the present application.

【0020】図4は本発明の第2の実施例を示す。この
例は、オリフィスプレート3と圧電素子20とを一体に
形成したもので、なおオリフィスプレート3と圧電素子
20とが同一材料の場合は殊更に積層して形成しなくて
よい。また、この図に示すように2層を共に圧電素子と
して形成した場合は一方の電極かその層間に埋め込まれ
るのに対し、その両側が同一方向に分離処理される。従
って、両端の電極に図2の(A)に示したような正弦波
形の電圧を印加した場合、オリフィスプレートとして構
成された積層の圧電素子20はバイモルフ素子として動
作し、図4で紙面と平行する方向に振動することにより
先に述べたインク量Cを変化させることができる。な
お、圧電素子20の形状やその電極配置は上述の構成に
限られるものではなく、要は圧電素子20をオリフィス
プレート3と一体に形成し、これを振動的に変形させる
ものである限り、どのような形態のものであってもよ
い。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. In this example, the orifice plate 3 and the piezoelectric element 20 are integrally formed, and when the orifice plate 3 and the piezoelectric element 20 are made of the same material, they need not be further laminated. Further, as shown in this figure, when two layers are both formed as a piezoelectric element, one electrode or one of the layers is embedded, whereas both sides thereof are separated in the same direction. Therefore, when a sinusoidal voltage as shown in FIG. 2A is applied to the electrodes at both ends, the laminated piezoelectric element 20 configured as an orifice plate operates as a bimorph element and is parallel to the paper surface in FIG. The ink amount C described above can be changed by vibrating in the direction indicated by the arrow. Note that the shape of the piezoelectric element 20 and the electrode arrangement thereof are not limited to the above-described configuration, and any point is essential as long as the piezoelectric element 20 is integrally formed with the orifice plate 3 and is vibratingly deformed. It may have such a form.

【0021】図5は本発明の第3の実施例を示す。この
例は、オリフィスプレート3自体をフィルム状の圧電素
子30として構成したもので、かかるフィルム状圧電素
子30として好適なものに、例えばPVDF(ポリフッ
化ビニリデン)などの圧電フィルムがある。ちなみに、
特公昭60−34469号公報に開示されている例で
は、かかるフィルムの収縮力を間接的に圧力室に作用さ
せるようにしているが、本発明のこの実施例のようにオ
リフィスプレート自体を圧電フィルムで形成し、インク
吐出口と発熱体との間に導かれたインクの量Cを直接変
化させるように制御するものではない。
FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention. In this example, the orifice plate 3 itself is configured as a film-shaped piezoelectric element 30, and a suitable film-shaped piezoelectric element 30 is, for example, a piezoelectric film such as PVDF (polyvinylidene fluoride). By the way,
In the example disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 60-34469, the contraction force of the film is indirectly applied to the pressure chamber. However, as in this embodiment of the present invention, the orifice plate itself is a piezoelectric film. The amount C of the ink formed by the method described above and introduced between the ink ejection port and the heating element is not directly controlled.

【0022】なお、図5において、フィルム状圧電素子
30の圧力室5側にはインクの侵食防止と共に電圧を印
加したときの収縮を限定するためのコーティングが施さ
れるもので、これによりフィルム状圧電素子30を第2
実施例と同様に動作させることができる。またかかる圧
電素子30に対してインク吐出口4穿設のための加工と
しては、例えば厚さが約50μmの圧電素子30の場
合、レーザ光線の照射等により直径50μm±1μmの
高精度の円形孔を穿孔することができる。
In FIG. 5, the film-shaped piezoelectric element 30 is provided with a coating on the pressure chamber 5 side to prevent ink erosion and to limit contraction when a voltage is applied. Second piezoelectric element 30
It can be operated similarly to the embodiment. Further, as the processing for forming the ink discharge port 4 in the piezoelectric element 30, for example, in the case of the piezoelectric element 30 having a thickness of about 50 μm, a highly accurate circular hole having a diameter of 50 μm ± 1 μm by irradiation of a laser beam or the like. Can be drilled.

【0023】図6は本発明の第4の実施例を示す。この
実施例は、発熱体9を支持している基板8の裏面側、す
なわち、圧力室5の裏側に圧電素子40を配設したもの
で、このように配置した圧電素子40に上述と同様の電
圧を印加することによりインク吐出口4との間のインク
量Cを同様にして変化させることができる。ただし、本
例の場合、基板8としては、例えばポリイミドで形成し
た薄板など、できるだけ薄くて可撓性のあるものが良
い。
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, the piezoelectric element 40 is arranged on the back surface side of the substrate 8 supporting the heat generating element 9, that is, on the back surface side of the pressure chamber 5, and the piezoelectric element 40 arranged in this manner has the same structure as described above. By applying the voltage, the ink amount C between the ink ejection port 4 and the ink ejection port 4 can be similarly changed. However, in this example, the substrate 8 is preferably as thin and flexible as possible, such as a thin plate made of polyimide.

【0024】以上述べてきた各実施例では、圧電素子の
駆動電圧Vp として、図2の(A)に示したような正弦
波形の交流電圧を印加する場合についてであったが、駆
動電圧Pp としてはかかる正弦波形に限られるものでは
なく、例えばのこぎり状の波形電圧でもよく、のこぎり
状波形電圧の印加することによって図3に示した圧電素
子と発熱体との駆動タイミング差Ti とインク滴の26
の大きさCD との間に線形的な関係を保たせることがで
き、制御し易くなるという利点が得られる。
In each of the embodiments described above, the driving voltage V p of the piezoelectric element is the AC voltage having the sinusoidal waveform as shown in FIG. The p is not limited to such a sine waveform, but may be, for example, a sawtooth waveform voltage. By applying the sawtooth waveform voltage, the drive timing difference T i between the piezoelectric element and the heating element shown in FIG. 26 drops
It is possible to maintain a linear relationship with the size C D of C, and there is an advantage that it is easy to control.

【0025】図8は本発明BJ記録ヘッドの適用が可能
なインクジェット記録装置の構成例を示す。ここで、I
JCはインクタンクとインクジェット記録ヘッド1とが
一体形のインクジェットカートリッジであり、キャリッ
ジHCに搭載されている。5002は記録シートPを記
録位置に保持するプラテン、5003および5004は
キャリッジHCを記録シートPに沿って移動させるため
の案内軸およびリードスクリューであり、リードスクリ
ュー5004にはスクリューねじ5005が形成されて
いて、キャリッジHC側の不図示の係合ピンがスクリュ
ーねじ5005と係合することによりリードスクリュー
5004の回転に合わせて、キャリッジHCが移動させ
る。
FIG. 8 shows an example of the construction of an ink jet recording apparatus to which the BJ recording head of the present invention can be applied. Where I
JC is an inkjet cartridge in which the ink tank and the inkjet recording head 1 are integrated, and is mounted on the carriage HC. Reference numeral 5002 is a platen for holding the recording sheet P at the recording position, 5003 and 5004 are guide shafts and lead screws for moving the carriage HC along the recording sheet P, and a screw screw 5005 is formed on the lead screw 5004. Then, the engagement pin (not shown) on the carriage HC side engages with the screw screw 5005 to move the carriage HC in accordance with the rotation of the lead screw 5004.

【0026】また、5006はキャリッジHCから突設
したしゃ蔽突起、5007はストッパ、5008はしゃ
蔽突起5006のしゃ蔽によってキャリッジHCのホー
ムポジション位置を検出するセンサ、5009および5
011は駆動モータ5013により駆動されるギアであ
り、記録時にはこれらのギア5009,5011を介し
てリードスクリュー5004が所定のタイミングで駆動
され、キャリッジHCと共に記録ヘッド1を走査させて
記録ヘッド1からインクを吐出させ、記録シートP上に
記録を行うことができる。5016および5017はキ
ャリッジHCがホームポジション近傍にあるときに、記
録ヘッド1に対する回復動作にかかわるキャップ部材お
よび掃拭部材である。
Further, 5006 is a shielding projection protruding from the carriage HC, 5007 is a stopper, 5008 is a sensor for detecting the home position position of the carriage HC by shielding the shielding projection 5006, 5009 and 5
Reference numeral 011 denotes a gear driven by a drive motor 5013. At the time of recording, the lead screw 5004 is driven at a predetermined timing via these gears 5009 and 5011, and the recording head 1 is scanned together with the carriage HC so that the ink is ejected from the recording head 1. Can be discharged to perform recording on the recording sheet P. Reference numerals 5016 and 5017 are a cap member and a wiping member involved in the recovery operation for the recording head 1 when the carriage HC is near the home position.

【0027】かくして、本実施例によれば不図示の制御
部よりBJ記録ヘッド1に設けた圧電素子および発熱体
を先に述べたタイミングで駆動制御することにより吐出
されるインク滴の大きさを自在に変化させ、所望のグレ
ー階調記録を実施することができる。
Thus, according to the present embodiment, the size of the ink droplet ejected is controlled by controlling the driving of the piezoelectric element and the heating element provided in the BJ recording head 1 by the control unit (not shown) at the timing described above. It is possible to freely change and implement desired gray gradation recording.

【0028】なお、図8では単体のインクジェットカー
トリッジIJCをキャリッジHCに搭載して記録を行う
インクジェット記録装置IJRAの場合について述べた
が、本発明BJ記録ヘッド1の適用はこれに限られるも
のではなく、インクタンクと記録ヘッドとが別に設けら
れるものでもよく、また、カラーインクジェット記録装
置は勿論のこと、シリアルでなく、被記録材の幅一杯に
わたって記録が可能なフルライン記録にも適用できるこ
とはいうまでもない。
Although FIG. 8 shows the case of the inkjet recording apparatus IJRA in which a single inkjet cartridge IJC is mounted on the carriage HC for recording, the application of the BJ recording head 1 of the present invention is not limited to this. The ink tank and the recording head may be separately provided, and the present invention can be applied not only to a color ink jet recording apparatus but also to a full line recording capable of recording over the width of a recording material instead of serial. There is no end.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、吐出されるインク滴の大きさを変化させるべく前記
圧力室の形状を変化させる手段を有するので、自在にイ
ンク滴の大きさを変化させてグレー階調の記録を実施す
ることが可能となった。このために、高品位で高速記録
が可能となり、さらには周囲温度によって画像品位が劣
化するのをインク滴の大きさ制御により防止することが
できる。
As described above, according to the present invention, since the means for changing the shape of the pressure chamber to change the size of the ejected ink droplet is provided, the size of the ink droplet can be freely changed. It has become possible to carry out recording of gray gradation by changing the. Therefore, high-quality and high-speed recording can be performed, and furthermore, deterioration of image quality due to ambient temperature can be prevented by controlling the size of ink droplets.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例によるBJ記録ヘッドの構
成を圧電素子の非駆動状態(A)および駆動状態(B)
で示す断面図である。
FIG. 1 shows a configuration of a BJ recording head according to a first embodiment of the present invention in a non-driving state (A) and a driving state (B) of a piezoelectric element.
It is sectional drawing shown by.

【図2】本発明による圧電素子の駆動波形および発熱体
の駆動波を(A)および(B)によって示す波形図であ
る。
FIG. 2 is a waveform diagram showing a drive waveform of a piezoelectric element and a drive wave of a heating element according to the present invention by (A) and (B).

【図3】本発明によるインク滴の大きさの変化を示す特
性曲線図である。
FIG. 3 is a characteristic curve diagram showing changes in ink droplet size according to the present invention.

【図4】本発明の第2実施例による構成を示す断面図で
ある。
FIG. 4 is a sectional view showing a structure according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3実施例による構成を示す断面図で
ある。
FIG. 5 is a sectional view showing a structure according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4実施例による構成を示す断面図で
ある。
FIG. 6 is a sectional view showing a configuration according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.

【図7】従来例の構成を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional example.

【図8】本発明の適用が可能なインクジェット記録装置
の構成を示す斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of an inkjet recording apparatus to which the present invention can be applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 (BJ)記録ヘッド 2 母材 3 オリフィスプレート 4 インク吐出口 5 圧力室 7 インク供給路 8 基板 9 発熱体 10,20,30,40 圧電素子 26 インク 26A インク滴 IJRA インクジェット記録装置 IJC インクジェットカートリッジ HC キャリッジ P 記録シート Vp 圧電素子駆動電圧 Vh 発熱体駆動パルス電圧 C インク吐出口−発熱体間のインク量 CD インク滴の大きさ1 (BJ) Recording Head 2 Base Material 3 Orifice Plate 4 Ink Ejection Port 5 Pressure Chamber 7 Ink Supply Channel 8 Substrate 9 Heating Element 10, 20, 30, 40 Piezoelectric Element 26 Ink 26A Ink Droplet IJRA Inkjet Recording Device IJC Inkjet Cartridge HC Carriage P Recording sheet Vp Piezoelectric element drive voltage Vh Heating element drive pulse voltage C Ink amount between ink ejection port and heating element C D Ink drop size

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧力室のインク吐出口対向位置に配設さ
れた電気熱変換体の駆動により前記圧力室内の圧力を高
め、前記インク吐出口からインク滴が吐出されるバブル
ジェット記録ヘッドにおいて、 吐出されるインク滴の大きさを変化させるべく前記圧力
室の形状を変化させる手段を有することを特徴とするバ
ブルジェット記録ヘッド。
1. A bubble jet recording head in which an electrothermal converter disposed at a position facing an ink ejection port of a pressure chamber increases the pressure in the pressure chamber to eject an ink droplet from the ink ejection port. A bubble jet recording head comprising means for changing the shape of the pressure chamber so as to change the size of the ejected ink droplet.
【請求項2】 前記圧力室の形状を変化させる手段は圧
電素子であることを特徴とする請求項1に記載のバブル
ジェット記録ヘッド。
2. The bubble jet recording head according to claim 1, wherein the means for changing the shape of the pressure chamber is a piezoelectric element.
【請求項3】 前記圧電素子は前記インク吐出口の形成
面に設けられることを特徴とする請求項2に記載のバブ
ルジェット記録ヘッド。
3. The bubble jet recording head according to claim 2, wherein the piezoelectric element is provided on a surface on which the ink ejection port is formed.
【請求項4】 前記圧電素子は前記電気熱変換体が配設
される基板に設けられることを特徴とする請求項2に記
載のバブルジェット記録ヘッド。
4. The bubble jet recording head according to claim 2, wherein the piezoelectric element is provided on a substrate on which the electrothermal converter is provided.
【請求項5】 前記圧電素子は周期的に駆動され、該圧
電素子の駆動と前記電気熱変換体の駆動との駆動タイミ
ングの選択により前記吐出されるインク滴の大きさを変
化させるように制御されることを特徴とする請求項1な
いし4のいずれかの項に記載のバブルジェット記録ヘッ
ド。
5. The piezoelectric element is cyclically driven, and is controlled so that the size of the ejected ink droplet is changed by selecting the drive timing of driving the piezoelectric element and driving the electrothermal converter. The bubble jet recording head according to any one of claims 1 to 4, wherein
【請求項6】 前記圧力室の形状が小さく変化させられ
るほど前記インク滴の大きさが小さく変化することを特
徴とする請求項5に記載のバブルジェット記録ヘッド。
6. The bubble jet recording head according to claim 5, wherein the size of the ink droplet changes smaller as the shape of the pressure chamber is changed smaller.
【請求項7】 前記圧力室の形状を変化させる手段によ
り階調記録が可能であることを特徴とする請求項1ない
し6のいずれかの項に記載のバブルジェット記録ヘッ
ド。
7. The bubble jet recording head according to claim 1, wherein gradation recording is possible by means for changing the shape of the pressure chamber.
【請求項8】 使用環境温度によって変化する前記イン
ク滴の大きさが前記圧力室の形状を変化させる手段によ
って補正可能であることを特徴とする請求項1ないし6
のいずれかの項に記載のバブルジェット記録ヘッド。
8. The size of the ink droplet that changes depending on the ambient temperature can be corrected by means for changing the shape of the pressure chamber.
The bubble jet recording head according to any one of items.
【請求項9】 圧力室のインク吐出口対向位置に配設さ
れた電気熱変換体の駆動により前記圧力室内の圧力を高
め、前記インク吐出口からインク滴が吐出されるバブル
ジェット記録ヘッドに前記インク滴の大きさを変化させ
るように前記圧力室の形状を変化させる手段を有し、前
記バブルジェット記録ヘッドにより記録が行われること
を特徴とする記録装置。
9. A bubble jet recording head for ejecting ink droplets from the ink ejection port by increasing the pressure in the pressure chamber by driving an electrothermal converter arranged at a position facing the ink ejection port of the pressure chamber. A recording apparatus comprising means for changing the shape of the pressure chamber so as to change the size of an ink droplet, and recording is performed by the bubble jet recording head.
JP31049793A 1993-12-10 1993-12-10 Bubble jet recording head and apparatus Pending JPH07156408A (en)

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