JPH08132646A - Ink jet recording apparatus - Google Patents

Ink jet recording apparatus

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JPH08132646A
JPH08132646A JP27516694A JP27516694A JPH08132646A JP H08132646 A JPH08132646 A JP H08132646A JP 27516694 A JP27516694 A JP 27516694A JP 27516694 A JP27516694 A JP 27516694A JP H08132646 A JPH08132646 A JP H08132646A
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JP
Japan
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ink
amount
liquid chamber
common liquid
orifice
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP27516694A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Doi
健 土井
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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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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PURPOSE: To properly control an ink emitting amt. corresponding to the temp. of ink. CONSTITUTION: The heater 6 heating and foaming the ink in the nozzle part 3 of a recording head, the piezoelectric element 7 connected to the diaphragm 8 forming the upper wall part of a common liquid chamber 4 and a fixing frame 10 and a temp. detection part detecting the temp. of the ink in the nozzle part 3 are provided. The change of the ink amt. between the part of the heater 6 and an orifice 1 is controlled by controlling the pressure in the common liquid chamber 4 by controlling the supply of a current to the piezoelectric element 7 immediately before the ink is emitted by the supply of a current to the heater 6 corresponding to the temp. of the ink in the nozzle part 3 and an air bubble is generated by the supply of a current to the heater 6 to emit the ink from the orifice 1 to perform recording.

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、所定のタイミングでイ
ンク中に熱エネルギーを投入することにより気泡を生成
させ、そのとき生じる急激な圧力変化を利用してインク
を吐出させ、被記録部材の所定箇所にインクを付着させ
ることによって記録を行うインクジェット記録装置に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention generates bubbles by injecting thermal energy into ink at a predetermined timing and ejects the ink by utilizing a rapid pressure change generated at that time to eject the ink on a recording member. The present invention relates to an inkjet recording apparatus that records by attaching ink to a predetermined place.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェット記録装置は、被記録部材
として主に紙やプラスチックなどのシートが使用され、
特に他の記録方法に比して動作騒音が少なく、基本的な
機械的構造が簡単かつ廉価で済む利点であり、コンピュ
ータ,ワードプロセッサーなどの出力装置として各方面
で採用されてきた。中でも、熱エネルギーによりインク
中に気泡を生成させ、これにより生じる急激な圧力変化
を利用しインクを吐出させるインクジェット記録装置
は、発熱体,電極等のノズルの基本部分が薄膜プロセス
により製造されるため、ノズルの高密度化,フルマルチ
化が容易で、現在インクジェット記録装置の主流となり
つつある。
2. Description of the Related Art Inkjet recording apparatuses mainly use sheets of paper or plastic as recording members,
In particular, compared to other recording methods, it has the advantages of less operating noise, simple and inexpensive basic mechanical structure, and has been adopted in various fields as an output device for computers, word processors and the like. Among them, in an ink jet recording apparatus in which bubbles are generated in the ink by thermal energy and the ink is ejected by utilizing a rapid pressure change caused by the bubbles, the basic parts of nozzles such as heating elements and electrodes are manufactured by a thin film process. Since it is easy to increase the density of nozzles and full multi nozzle, it is becoming the mainstream of ink jet recording apparatus at present.

【0003】ところで、この種のインクジェット記録装
置で、発熱体とオリフィスの間のインク量を適宜変化さ
せた後にインクを吐出させることによって吐出インク量
を変調し階調記録を行うものについて、特開昭60−2
7548号公報に開示されている。
By the way, in this type of ink jet recording apparatus, gradation recording is carried out by modulating the ink amount between the heating element and the orifice and then ejecting the ink to modulate the ejected ink amount for gradation recording. 60-2
It is disclosed in Japanese Patent No. 7548.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述従
来例においては、環境温度変化やインク吐出の履歴など
によって、記録ヘッドの温度が変化すると、ノズル内の
インクの粘度が変化し、共通液室を一定圧力で減圧した
ときにインクがノズルから共通液室側へ引き込まれる量
が変化する。そのため、発熱体−オリフィス間のインク
量を変化させ始めてから一定時間後に気泡を生成させた
ときの吐出インク量が変化し、その結果、吐出インク量
の変調特性が変わり、記録画像の階調特性が損なわれ画
質が大幅に低下するという問題が発生していた。
However, in the above-mentioned conventional example, when the temperature of the recording head changes due to the environmental temperature change or the history of ink ejection, the viscosity of the ink in the nozzle changes, and the common liquid chamber is changed. When the pressure is reduced at a constant pressure, the amount of ink drawn from the nozzle toward the common liquid chamber changes. Therefore, the amount of ejected ink changes when bubbles are generated after a certain period of time has elapsed since the amount of ink between the heating element and the orifice began to change, and as a result, the modulation characteristic of the ejected ink amount changes and the gradation characteristic of the recorded image changes. However, there was a problem in that the image quality was deteriorated and the image quality was significantly reduced.

【0005】本発明は、上記のような従来の問題点を解
消するために成されたもので、インクの温度によってイ
ンク吐出前のインク流路内のインク量が変化することに
対応した吐出インク量の適切な制御を行いインクジェッ
トによる高品位な画像記録を実施するインクジェット記
録装置の提供を目的とするものである。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and ejected ink corresponding to a change in the ink amount in the ink flow path before ink ejection depending on the temperature of the ink. It is an object of the present invention to provide an inkjet recording apparatus that performs high-quality image recording by inkjet by appropriately controlling the amount.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
インクジェット記録装置は、記録ヘッドに備えた電気熱
変換素子によりインク流路内のインクに熱エネルギーを
投入して気泡を発生させることによりインク流路内の圧
力を急激に変化させてインクをオリフィスから吐出さ
せ、被記録部材の所定箇所にインクを付着させて記録を
行うインクジェット記録装置であって、前記記録ヘッド
のノズル部内のインク温度を検出するインク温度検出手
段と、ノズル部またはノズル部にインクを供給する共通
液室内を減圧することによりインク流路内の電気熱変換
素子部分からオリフィスまでの間のインク吐出前のイン
ク量を変化させる吐出インク量変化手段を備え、前記イ
ンク温度検出手段により検出したインク温度に対応して
前記吐出インク量変化手段によるノズル部または共通液
室内の減圧量を変化させることを特徴とする構成によっ
て、前記の目的を達成しようとするものである。
Therefore, in the ink jet recording apparatus according to the present invention, thermal energy is applied to the ink in the ink flow path by the electrothermal conversion element provided in the recording head to generate bubbles. An ink jet recording apparatus for performing recording by ejecting ink from an orifice by abruptly changing the pressure in the ink flow path and adhering the ink to a predetermined position on a recording member, wherein the ink temperature in the nozzle portion of the recording head The ink temperature detecting means for detecting the ink temperature and the ink amount before the ink is ejected from the electrothermal conversion element part in the ink flow path to the orifice by reducing the pressure in the common liquid chamber that supplies ink to the nozzle part or the nozzle part. Ejection ink amount changing means for changing the discharge ink amount is provided corresponding to the ink temperature detected by the ink temperature detecting means. The configuration, characterized in that changing the pressure reduction amount of the nozzle portion or the common liquid chamber by means, is intended to achieve the above object.

【0007】そして、前記吐出インク量変化手段は、イ
ンク流路にインクを供給する共通液室に設けたダイヤフ
ラム構造部と、該ダイヤフラム構造部を押圧する圧電素
子とを有し、該圧電素子による共通液室の押圧を制御し
てインク流路内の電気熱変換素子部分からオリフィスま
での間のインク吐出前のインク量を変化させることを特
徴とする構成によって、更に、前記圧電素子は、積層型
圧電アクチュエータであり、該積層型圧電アクチュエー
タへの通電制御により伸縮させ共通液室への加圧を変化
させる構成を有することを特徴とする構成によって、ま
た、前記圧電素子は、印加する電圧を変化させることに
よりノズル内部または共通液室の減圧量の変化を実施す
ることを特徴とする構成によって、前記の目的を達成し
ようとするものである。
The ejected ink amount changing means has a diaphragm structure part provided in a common liquid chamber for supplying ink to the ink flow path, and a piezoelectric element for pressing the diaphragm structure part. According to a configuration characterized in that the pressure of the common liquid chamber is controlled to change the ink amount before the ink is ejected from the electrothermal conversion element portion in the ink flow path to the orifice, the piezoelectric element is further laminated. Type piezoelectric actuator having a configuration in which expansion / contraction is controlled by controlling energization of the laminated piezoelectric actuator to change pressurization to a common liquid chamber. In order to achieve the above-mentioned object, the configuration is characterized in that the pressure reduction amount inside the nozzle or in the common liquid chamber is changed by changing the change. That.

【0008】[0008]

【作用】上記構成により、ノズル内部または共通液室を
減圧することによって、発熱体からオリフィスまでの間
のインク量を変化させた後に、インク吐出を行うことに
よって吐出インク量を変調するインクジェット記録装置
であって、記録ヘッドの温度に応じて、発熱体からオリ
フィスまでの間のインク量を変化させる際の、ノズル内
部または共通液室の減圧量を変化させることによって、
記録ヘッドの温度が変化したときでも、画像データに対
して常に安定して所定量のインク吐出を維持することが
可能となり、その結果、常に所定の吐出インク量変調特
性が維持され、高品位な画像記録を安定して維持するこ
とが可能となる。
With the above structure, an ink jet recording apparatus which modulates the ejected ink amount by ejecting ink after changing the ink amount from the heating element to the orifice by depressurizing the inside of the nozzle or the common liquid chamber That is, by changing the pressure reduction amount inside the nozzle or the common liquid chamber when changing the ink amount between the heating element and the orifice according to the temperature of the recording head,
Even when the temperature of the recording head changes, it is possible to stably maintain a predetermined amount of ink ejection for the image data, and as a result, a predetermined ejection ink amount modulation characteristic is always maintained and high quality is maintained. It is possible to maintain stable image recording.

【0009】[0009]

【実施例】図1は本発明の一実施例が備える記録ヘッド
の断面図である。図2はインク吐出プロセスのタイミン
グチャート、図3はインク粘度の温度依存性を示すデー
タ図、図4は共通液室を一定圧力で減圧したときにイン
クの端部表面(以下、メニスカスという)がノズル内部
に引き込まれる量(以下、メニスカス後退量という)の
時間変化特性の温度依存性を示すデータ図、図5はメニ
スカスが後退を始めてから気泡生成までの時間に対する
吐出インク量の関係の温度依存性を示すデータ図、図6
は各インク温度における、所定のメニスカス後退量の時
間変化特性を実現するために必要な圧電素子への印加電
圧データ図、図7は本発明の実施例が備える記録ヘッド
の外観を示す斜視図である。
1 is a sectional view of a recording head included in an embodiment of the present invention. 2 is a timing chart of the ink ejection process, FIG. 3 is a data diagram showing the temperature dependence of ink viscosity, and FIG. 4 shows the end surface of ink (hereinafter referred to as meniscus) when the common liquid chamber is depressurized at a constant pressure. FIG. 5 is a data diagram showing the temperature dependence of the time variation characteristic of the amount drawn into the nozzle (hereinafter referred to as the meniscus receding amount). FIG. 5 is the temperature dependence of the relationship between the amount of ejected ink and the time from the start of receding of the meniscus until bubble formation. Data chart showing sex
FIG. 7 is a data diagram of the voltage applied to the piezoelectric element necessary to realize the time-varying characteristic of the predetermined meniscus receding amount at each ink temperature. FIG. 7 is a perspective view showing the appearance of the recording head included in the embodiment of the present invention. is there.

【0010】まず、図7を参照して本実施例が備える記
録ヘッドを説明する。1はインクが吐出するオリフィス
で、記録ヘッドの端面に1個または複数個並置されてお
り、その後方にはノズル部3がそれぞれ続き、それらは
全て共通液室4に続いている。共通液室4には図示され
ていないインク供給管によって常時、インクが供給され
ている。2は基板であり、図示されていないが、絶縁
膜,対キャビテーション膜等に加え、ノズル部3に対応
してそれぞれヒーター,電極等が薄膜構造で形成されて
いる。5は支持部材でアルミニウム等からなり基板2を
支えている。
First, the recording head of this embodiment will be described with reference to FIG. Reference numeral 1 denotes an orifice for ejecting ink, and one or a plurality of orifices are juxtaposed on the end surface of the recording head, behind which nozzle portions 3 are respectively connected, and they are all connected to a common liquid chamber 4. Ink is constantly supplied to the common liquid chamber 4 by an ink supply pipe (not shown). Reference numeral 2 denotes a substrate, which is not shown in the drawing, but in addition to an insulating film, an anti-cavitation film, etc., a heater, an electrode, etc. are formed in a thin film structure corresponding to the nozzle portion 3. A support member 5 is made of aluminum or the like and supports the substrate 2.

【0011】次に、図1を参照して説明する。図1は、
図7に示した記録ヘッドをノズル部3に平行で基板2に
対し垂直な平面で切ったときの、オリフィス1から共通
液室4までの断面図であり、ノズル部3内のヒーター6
とオリフィス1までの間のインク量を適宜変化させるた
めの機構も併せて示してある。
Next, description will be made with reference to FIG. Figure 1
8 is a cross-sectional view from the orifice 1 to the common liquid chamber 4 when the recording head shown in FIG. 7 is cut in a plane parallel to the nozzle portion 3 and perpendicular to the substrate 2, and a heater 6 in the nozzle portion 3 is formed.
A mechanism for appropriately changing the ink amount between the nozzle and the orifice 1 is also shown.

【0012】6はヒーターでここからインク中に熱エネ
ルギーが投入され気泡が発生し、このとき発生する急激
な圧力変化によって、オリフィス1からインクが吐出す
る。8はダイヤフラムで共通液室4の上面をなし、弾性
体9を介して共通液室4の他の側面によって支えられて
いる。7は圧電素子で一方の端部はダイヤフラム8によ
り支えられており、他方の端部は固定枠10に固定され
ている。また、固定枠10には支持部材5が固定されて
いる。圧電素子7には図示されない電力供給装置によっ
て適宜電圧が印加され、図中矢印方向に伸縮する。20
はインクで、斜線部で示す。また、基板2には図示され
ていないが、ヒーター,電極とともに温度検出部が薄膜
構造で形成されており、その出力は不図示のコントロー
ラに接続されている。このコントローラは、温度検出部
からの検出温度に従って、圧電素子7に印加する電圧を
変化させる。
Reference numeral 6 denotes a heater, from which thermal energy is introduced into the ink to generate bubbles, and the ink is ejected from the orifice 1 due to the abrupt pressure change generated at this time. Reference numeral 8 denotes a diaphragm which forms the upper surface of the common liquid chamber 4 and is supported by the other side surface of the common liquid chamber 4 via an elastic body 9. Reference numeral 7 denotes a piezoelectric element, one end of which is supported by a diaphragm 8 and the other end of which is fixed to a fixed frame 10. The support member 5 is fixed to the fixed frame 10. An appropriate voltage is applied to the piezoelectric element 7 by a power supply device (not shown), and the piezoelectric element 7 expands and contracts in the direction of the arrow in the figure. 20
Is ink and is shown by the shaded area. Although not shown on the substrate 2, a temperature detecting portion is formed in a thin film structure together with a heater and electrodes, and its output is connected to a controller (not shown). This controller changes the voltage applied to the piezoelectric element 7 in accordance with the temperature detected by the temperature detector.

【0013】次に、図2を参照してインク吐出プロセス
を説明する。図2に示す(A),(B),(C),
(D),(E)の5つのグラフは同期したタイミングチ
ャートで、横軸は全て、同期のとれた同一単位の時間で
ある。グラフ(A)は画素クロック、グラフ(B)は圧
電素子に印加される電圧、グラフ(C)はメニスカス後
退量で、メニスカスがノズルの内部にあるときを正と
し、メニスカスがオリフィスの外へ出る場合は省略して
ある。グラフ(D)は気泡を生成させるためにヒーター
6へ印加される電圧(以下、ヒートパルスという)、グ
ラフ(E)はヒートパルスにより生成した気泡の体積変
化を示している。
Next, the ink ejection process will be described with reference to FIG. (A), (B), (C) shown in FIG.
The five graphs (D) and (E) are synchronized timing charts, and the abscissas are all times of the same unit in synchronization. Graph (A) is the pixel clock, graph (B) is the voltage applied to the piezoelectric element, and graph (C) is the meniscus receding amount. The meniscus is positive when the meniscus is inside the nozzle, and the meniscus goes out of the orifice. The case is omitted. Graph (D) shows the voltage applied to the heater 6 to generate bubbles (hereinafter referred to as heat pulse), and graph (E) shows the volume change of bubbles generated by the heat pulse.

【0014】記録シーケンスが開始されると、グラフ
(A),(B)に示すように、画素クロックに先立ち圧
電素子7に電圧が印加される。すると、圧電素子7は図
1に示す矢印方向に伸長するが、圧電素子7の上端部は
固定枠10によって支持部材5に対し固定されているの
で、結局、ダイヤフラム8が弾性体9の収縮によって支
持部材5の方向へ移動することになる。このとき、共通
液室4内部は容積が急激に減少することになり、その結
果、圧力が急激に上昇する。すると、この圧力によっ
て、ノズル部3に充填されていたインクがオリフィス1
から押し出される。しかしながら、オリフィス部1で
は、インクは表面張力によって、吐出したり端面全体に
流れ出したりすることなく保持され、一定の時間の後に
共通液室4内部の圧力が緩和されるに従い、ノズル部3
の内部へ戻る。その後、時刻t0において、グラフ
(B)に示すように画素クロックに同期して圧電素子7
に印加している電圧を零電位もしくは逆極性の電位にす
ると、圧電素子7は収縮し、再びダイヤフラム8が、支
持部材5から離れる方向に移動する。
When the recording sequence is started, a voltage is applied to the piezoelectric element 7 prior to the pixel clock, as shown in graphs (A) and (B). Then, the piezoelectric element 7 extends in the direction of the arrow shown in FIG. 1, but since the upper end portion of the piezoelectric element 7 is fixed to the support member 5 by the fixing frame 10, eventually the diaphragm 8 contracts due to the contraction of the elastic body 9. It will move in the direction of the support member 5. At this time, the volume of the inside of the common liquid chamber 4 is rapidly reduced, and as a result, the pressure is rapidly increased. Then, due to this pressure, the ink with which the nozzle portion 3 is filled is changed to the orifice 1.
Is extruded from. However, in the orifice portion 1, the ink is held by the surface tension without being ejected or flowing out to the entire end face, and as the pressure inside the common liquid chamber 4 is relaxed after a certain time, the nozzle portion 3
Return to inside. Thereafter, at time t0, the piezoelectric element 7 is synchronized with the pixel clock as shown in the graph (B).
When the voltage applied to is set to a zero potential or a reverse polarity potential, the piezoelectric element 7 contracts and the diaphragm 8 moves again in the direction away from the support member 5.

【0015】すると、今度は共通液室4内部は急激に容
積が増加することになり、その結果、圧力が急激に減少
する。そして、ノズル部3の中のインクは共通液室4方
向に引き込まれ、メニスカス後退量はグラフ(C)に示
すように変化する。メニスカス後退量が所定量になった
ときにグラフ(D)に示すようなタイミングでヒーター
6にヒートパルスを加えると、それより数μs遅れてグ
ラフ(E)に示すように気泡が生成し成長する。このと
き、メニスカス後退量が大きいと、即ち、気泡生成時の
発熱体−オリフィス間に存在するインク量が少ないと吐
出インク量は少なくなり、逆にこのインク量が多いと吐
出インク量も大きくなる。従って、圧電素子7を収縮さ
せ始めてから、ヒーター6にヒートパルスを加えるまで
の時間を適宜変化させると、吐出インク量を変化させる
ことができる。
Then, the volume of the inside of the common liquid chamber 4 suddenly increases, and as a result, the pressure sharply decreases. Then, the ink in the nozzle portion 3 is drawn toward the common liquid chamber 4, and the meniscus receding amount changes as shown in the graph (C). When a heat pulse is applied to the heater 6 at the timing shown in the graph (D) when the meniscus receding amount reaches a predetermined amount, bubbles are generated and grow as shown in the graph (E) with a delay of several μs. . At this time, if the meniscus receding amount is large, that is, if the ink amount existing between the heating element and the orifice at the time of bubble generation is small, the ejected ink amount is small, and conversely, if the ink amount is large, the ejected ink amount also becomes large. . Therefore, the amount of ejected ink can be changed by appropriately changing the time from when the piezoelectric element 7 starts contracting until the heat pulse is applied to the heater 6.

【0016】そして、記録ヘッドの温度が変化すると、
ノズル内のインク温度も変化し、それに従ってインク粘
度が図3に示すように変化する。そのため、共通液室を
一定圧力で減圧したときのメニスカス後退量の時間変化
特性は変化し、図4に示すようになる。
When the temperature of the recording head changes,
The ink temperature in the nozzle also changes, and the ink viscosity changes accordingly, as shown in FIG. Therefore, the time-varying characteristic of the meniscus receding amount when the common liquid chamber is depressurized at a constant pressure changes, as shown in FIG.

【0017】図4の横軸は図1に示した機構によって共
通液室4を減圧し始めてからの経過時間で、縦軸はメニ
スカス後退量であり、T1,T2はインク温度で、T1
<T2であり、共通液室4を減圧し始めてからのメニス
カス後退量の時間変化は、インク温度がT1のときは丸
状のプロットのグラフのように変化し、インク温度がT
2のときは四角状のプロットのグラフのように変化す
る。
The horizontal axis of FIG. 4 is the elapsed time after the pressure reduction of the common liquid chamber 4 is started by the mechanism shown in FIG. 1, the vertical axis is the meniscus receding amount, T1 and T2 are ink temperatures, and T1 is
<T2, and the temporal change of the meniscus receding amount after the depressurization of the common liquid chamber 4 is started changes like a graph of a circular plot when the ink temperature is T1, and the ink temperature is T
When it is 2, it changes like the graph of a square plot.

【0018】このとき、吐出インク量変調特性は、イン
ク温度がT1のときは図5の丸状のプロットのグラフの
ように変化し、インク温度がT2のときは四角状のプロ
ットのグラフのように変化する。図5の横軸は図4と全
く同じで、両者は同期がとれており、縦軸はそれぞれの
時間に気泡を生成させたときの吐出インク量である。
At this time, the ejection ink amount modulation characteristic changes as shown by the circle plot graph in FIG. 5 when the ink temperature is T1, and as shown by the square plot graph when the ink temperature is T2. Changes to. The horizontal axis of FIG. 5 is exactly the same as that of FIG. 4, both are synchronized, and the vertical axis is the ejected ink amount when bubbles are generated at each time.

【0019】従って、記録ヘッド温度が変動すると、発
熱体−オリフィス間のインク量を変化させ始めてから一
定時間後に気泡を生成させたときに吐出インク量が変化
し、所定の吐出インク量の変調特性が得られなくなる。
Therefore, when the temperature of the recording head fluctuates, the amount of ejected ink changes when bubbles are generated after a certain period of time from when the amount of ink between the heating element and the orifice starts to change, and the modulation characteristic of the predetermined amount of ejected ink is changed. Will not be obtained.

【0020】上記に対して本実施例では、あらかじめ図
6に示すような、所定のメニスカス後退量の時間変化特
性が得られる圧電素子への印加電圧を各インク温度に対
応して供給し、これをデータとしてコントローラに持
ち、基板2上に形成された温度検出部から不図示のコン
トローラに送られてくる記録ヘッドの温度データに従っ
て、コントローラが前記圧電素子7への印加電圧データ
の中から、所定のメニスカス後退量の時間変化特性が得
られる電圧を選び出し、設定する。
On the other hand, in the present embodiment, the voltage applied to the piezoelectric element, which gives a predetermined time-dependent characteristic of meniscus receding amount as shown in FIG. 6, is supplied corresponding to each ink temperature. Is stored in the controller as data, and the controller determines a predetermined value from the voltage data applied to the piezoelectric element 7 according to the temperature data of the recording head sent from the temperature detection unit formed on the substrate 2 to the controller (not shown). Select and set the voltage that gives the time change characteristic of the meniscus receding amount of.

【0021】例えば、インク温度が図6のT1であると
きにはV1に、インク温度がT2であるときはV2と
し、常に所定のメニスカス後退量の時間変化特性が実現
されるようにした後に、画像データに従って、圧電素子
7を収縮させ始めてからある決められた時間間隔で気泡
を生成させることによって、常に安定して所定インク量
の吐出が保たれる。図6は横軸がインク温度で、縦軸は
それぞれのインクで所定のメニスカス後退量の時間変化
特性が得られる圧電素子収縮過程を実現する圧電素子へ
の印加電圧である。温度が低いとインク粘度が大きくな
るので、共通液室方向へ引き込むのに、より大きな圧力
を必要とし、そのために、所定のメニスカス後退量の時
間変化特性を維持するのに圧電素子には大きな電圧を印
加することが必要となる。
For example, when the ink temperature is T1 in FIG. 6, it is set to V1 and when the ink temperature is T2, it is set to V2 so that a predetermined time change characteristic of the meniscus receding amount is always realized, and then the image data is set. Accordingly, by generating bubbles at a predetermined time interval after the contraction of the piezoelectric element 7 is started, a stable discharge of a predetermined amount of ink is always maintained. In FIG. 6, the horizontal axis represents the ink temperature, and the vertical axis represents the voltage applied to the piezoelectric element that realizes the piezoelectric element contraction process in which a predetermined time change characteristic of the meniscus receding amount is obtained for each ink. When the temperature is low, the ink viscosity increases, so a larger pressure is required to draw the ink toward the common liquid chamber.Therefore, a large voltage is applied to the piezoelectric element in order to maintain the time-varying characteristic of the predetermined meniscus receding amount. Need to be applied.

【0022】以上説明したごとく、本実施例によれば、
記録ヘッド温度が変動しても、常に安定して所定の吐出
インク量の変調特性が維持でき、高品位な画像記録を安
定して維持することが可能となる。
As described above, according to this embodiment,
Even if the printhead temperature fluctuates, a predetermined ejection ink amount modulation characteristic can always be stably maintained, and high-quality image recording can be stably maintained.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上、説明したごとく、本発明によれ
ば、ノズル内部または共通液室を減圧することによっ
て、発熱体からオリフィスまでの間のインク量を変化さ
せた後に、インク吐出を行うことによって吐出インク量
を変調するインクジェット記録装置であって、記録ヘッ
ドの温度に応じて、発熱体からオリフィスまでの間のイ
ンク量を変化させる際の、ノズル内部または共通液室の
減圧量を変化させることによって、記録ヘッドの温度が
変化したときでも、画像データに対して常に安定して所
定量のインク吐出を維持することが可能となり、その結
果、常に所定の吐出インク量変調特性が維持され、高品
位な画像記録を安定して維持することが可能となる。
As described above, according to the present invention, ink is discharged after the ink amount between the heating element and the orifice is changed by reducing the pressure inside the nozzle or the common liquid chamber. An ink jet recording apparatus that modulates the amount of ejected ink by changing the amount of depressurized ink inside the nozzle or in the common liquid chamber when changing the amount of ink from the heating element to the orifice according to the temperature of the recording head. As a result, even when the temperature of the recording head changes, it is possible to maintain a stable discharge of a predetermined amount of image data, and as a result, a predetermined discharge ink amount modulation characteristic is always maintained. It becomes possible to stably maintain high-quality image recording.

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

【図1】 一実施例が備える記録ヘッドの断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a recording head included in an embodiment.

【図2】 一実施例のインク吐出プロセスのタイムチャ
ートである。
FIG. 2 is a time chart of an ink ejection process of an example.

【図3】 インク粘度の温度依存性を示すデータ図であ
る。
FIG. 3 is a data diagram showing temperature dependence of ink viscosity.

【図4】 共通液室を一定圧力で減圧したときのメニス
カス後退量の時間変化特性の温度依存性を示すデータ図
である。
FIG. 4 is a data diagram showing the temperature dependence of the time change characteristic of the meniscus receding amount when the common liquid chamber is depressurized at a constant pressure.

【図5】 メニスカス後退を始めてから気泡生成までの
時間に対する吐出インク量の温度依存性を示すデータ図
である。
FIG. 5 is a data diagram showing the temperature dependence of the ejected ink amount with respect to the time from the start of meniscus retreat to the generation of bubbles.

【図6】 各インク温度における所定のメニスカス後退
量の時間変化特性を実現するために必要な圧電素子への
印化電圧データ図である。
FIG. 6 is a data diagram of printing voltage for a piezoelectric element necessary to realize a time-varying characteristic of a predetermined meniscus receding amount at each ink temperature.

【図7】 一実施例が備える記録ヘッドの斜視図であ
る。
FIG. 7 is a perspective view of a recording head included in one embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 オリフィス 2 基板 3 ノズル部 4 共通液室 5 支持部材 6 ヒーター 7 圧電素子 8 ダイヤフラム 9 弾性体 10 固定枠 20 インク 1 Orifice 2 Substrate 3 Nozzle Part 4 Common Liquid Chamber 5 Support Member 6 Heater 7 Piezoelectric Element 8 Diaphragm 9 Elastic Body 10 Fixing Frame 20 Ink

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 記録ヘッドに備えた電気熱変換素子によ
りインク流路内のインクに熱エネルギーを投入して気泡
を発生させることによりインク流路内の圧力を急激に変
化させてインクをオリフィスから吐出させ、被記録部材
の所定箇所にインクを付着させて記録を行うインクジェ
ット記録装置であって、 前記記録ヘッドのノズル部内のインク温度を検出するイ
ンク温度検出手段と、ノズル部またはノズル部にインク
を供給する共通液室内を減圧することによりインク流路
内の電気熱変換素子部分からオリフィスまでの間のイン
ク吐出前のインク量を変化させる吐出インク量変化手段
を備え、前記インク温度検出手段により検出したインク
温度に対応して前記吐出インク量変化手段によるノズル
部または共通液室内の減圧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。
1. An electrothermal conversion element provided in a recording head applies thermal energy to ink in an ink flow path to generate bubbles, thereby rapidly changing the pressure in the ink flow path to cause the ink to flow from an orifice. An ink jet recording apparatus for ejecting and recording ink by adhering ink to a predetermined portion of a recording member, comprising ink temperature detecting means for detecting ink temperature in a nozzle portion of the recording head, and ink for the nozzle portion or the nozzle portion. Is provided with a discharge ink amount changing means for changing the ink amount before the ink is discharged from the electrothermal converting element portion in the ink flow path to the orifice by depressurizing the common liquid chamber. It is possible to change the depressurized amount in the nozzle section or the common liquid chamber by the ejected ink amount changing means in accordance with the detected ink temperature. An ink jet recording apparatus according to symptoms.
【請求項2】 前記吐出インク量変化手段は、インク流
路にインクを供給する共通液室に設けたダイヤフラム構
造部と、該ダイヤフラム構造部を押圧する圧電素子とを
有し、該圧電素子による共通液室の押圧を制御してイン
ク流路内の電気熱変換素子部分からオリフィスまでの間
のインク吐出前のインク量を変化させることを特徴とす
る請求項1記載のインクジェット記録装置。
2. The ejected ink amount changing means has a diaphragm structure portion provided in a common liquid chamber for supplying ink to an ink flow path, and a piezoelectric element for pressing the diaphragm structure portion. 2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the pressure of the common liquid chamber is controlled to change the amount of ink before the ink is ejected from the electrothermal converting element portion in the ink flow path to the orifice.
【請求項3】 前記圧電素子は、積層型圧電アクチュエ
ータであり、該積層型圧電アクチュエータへの通電制御
により伸縮させ共通液室への加圧を変化させる構成を有
することを特徴とする請求項2記載のインクジェット記
録装置。
3. The piezoelectric element is a laminated piezoelectric actuator, and is configured to expand and contract by controlling energization of the laminated piezoelectric actuator to change the pressure applied to the common liquid chamber. The inkjet recording device described.
【請求項4】 前記圧電素子は、印加する電圧を変化さ
せることによりノズル内部または共通液室の減圧量の変
化を実施することを特徴とする請求項2記載のインクジ
ェット記録装置。
4. The ink jet recording apparatus according to claim 2, wherein the piezoelectric element changes the amount of pressure reduction in the nozzle or in the common liquid chamber by changing the applied voltage.
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