JPH08300644A - Driving controlling device of ink-jet print head - Google Patents

Driving controlling device of ink-jet print head

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JPH08300644A
JPH08300644A JP11083395A JP11083395A JPH08300644A JP H08300644 A JPH08300644 A JP H08300644A JP 11083395 A JP11083395 A JP 11083395A JP 11083395 A JP11083395 A JP 11083395A JP H08300644 A JPH08300644 A JP H08300644A
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JP
Japan
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ink
temperature
print head
jet print
control
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JP11083395A
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Japanese (ja)
Inventor
Kensuke Sawase
研介 澤瀬
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a driving controlling device of an ink-jet print, with which continuous controlling is possible in response to the temperature of ink and the cost of an ink-jet printer can be reduced. CONSTITUTION: A control signal applied to an operational amplifier 12 is amplified in the operational amplifier 12 by the gain in response to the temperature of ink by means of a temperature detecting resistance 14 and a resistance 16 so as to apply the output of the operational amplifier 12 to a booster 22 and then from the booster 22 through a controlling IC 24 to piezoelectric elements 10 in order to drive an ink-jet print head.

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、プリンタ、ファクシミ
リ装置、プロッタなどの印字部に用いられるインクジェ
ットプリントヘッドの駆動制御装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a drive control device for an ink jet print head used in a printing section of a printer, a facsimile machine, a plotter or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェットプリンタに使用される液
体インクは、温度によりその粘度が変化する。
2. Description of the Related Art The viscosity of liquid ink used in ink jet printers changes with temperature.

【0003】図3には、インクの温度と粘度との関係が
示される。図3に示されるように、インクの粘度は、小
さな温度変化で大きく変化し、この粘度の変化によって
インクジェットプリントヘッドの運転に大きな影響が出
る。従って、インクの温度に応じたインクジェットプリ
ントヘッドの駆動制御が必要となる。
FIG. 3 shows the relationship between ink temperature and viscosity. As shown in FIG. 3, the viscosity of the ink changes greatly with a small temperature change, and this change in viscosity greatly affects the operation of the inkjet printhead. Therefore, it is necessary to control the drive of the inkjet print head according to the temperature of the ink.

【0004】例えば、プリンタの使用開始時には、装置
全体の温度が低く、装置を使用していくうちに装置の温
度が上昇していくが、これに応じて装置内のインク溜め
中のインクの温度も変化していく。このため、インクの
粘度が大きく変化しインクジェットプリントヘッドから
のインクの吐出状態も大きく影響されることになる。こ
れにより印字品質の劣化等が生じるので、インクの温度
変化に応じてインクを吐出する手段を制御する必要があ
る。温度変化の原因としては、他に室温の変化なども考
えられる。
For example, at the start of use of the printer, the temperature of the entire apparatus is low, and the temperature of the apparatus rises as the apparatus is used. In response to this, the temperature of the ink in the ink reservoir in the apparatus Will also change. For this reason, the viscosity of the ink changes greatly, and the ejection state of the ink from the inkjet print head is greatly affected. As a result, the print quality is deteriorated, and it is necessary to control the means for ejecting the ink according to the temperature change of the ink. Another possible cause of temperature change is a change in room temperature.

【0005】従来のインクジェットプリントヘッドにお
いては、このインクの粘度の温度変化に対応するため
に、インクジェットプリンタ内にインクの温度を検出す
るためのサーミスタが設けられていた。すなわち、サー
ミスタによってインクの温度を検出し、その温度によっ
て圧電素子あるいは発熱抵抗体などのインクを吐出する
手段への印加電圧を制御していた。
In the conventional ink jet print head, a thermistor for detecting the temperature of the ink is provided in the ink jet printer in order to respond to the temperature change of the viscosity of the ink. That is, the temperature of the ink is detected by the thermistor, and the voltage applied to the means for ejecting the ink such as the piezoelectric element or the heating resistor is controlled by the temperature.

【0006】以上のように、インクの温度変化に応じた
制御をするために、従来は制御したい温度範囲を複数の
領域に分け、各領域ごとに最適と考えられる制御定数を
使用してインクの吐出状態の制御を行っていた。これ
は、上述のように、インクの粘度の温度変化が大きいの
で、全ての温度範囲に使用できる適当な制御定数を決定
することが困難だからである。
As described above, in order to perform control according to the temperature change of the ink, the temperature range to be controlled is divided into a plurality of areas in the related art, and a control constant considered to be optimum for each area is used to control the ink. The discharge state was controlled. This is because it is difficult to determine an appropriate control constant that can be used in all temperature ranges because the viscosity of ink changes greatly with temperature as described above.

【0007】例えば、図3に示される例では、所定の温
度範囲をA、B、Cの3つの領域に分け、それぞれの領
域ごとにインク吐出手段への印加電圧を制御することに
なる。制御定数は、各温度領域の中央α、β、γにおけ
るインクの粘度に基づいて決定される。この点が各温度
領域において最も平均的な粘度となっているからであ
る。
For example, in the example shown in FIG. 3, the predetermined temperature range is divided into three areas A, B and C, and the voltage applied to the ink ejecting means is controlled for each area. The control constant is determined based on the viscosity of the ink at the center α, β, γ of each temperature region. This is because this point has the most average viscosity in each temperature region.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のイ
ンクジェットプリントヘッドにおいては、サーミスタに
より、その時のインクの温度が複数に分割された温度領
域のどこにあるかを見て、その温度領域ごとに一定の制
御定数によってインクを吐出する手段を制御していた。
このため、インク吐出手段への印加電圧は、各温度領域
に応じて一定の電圧となっていた。従って、その温度領
域内だけについては連続的な制御が行えるが、異なる温
度領域の間においては、例えば温度領域のAとBとの間
及びBとCとの間においては、制御定数が異なるので、
温度領域の境界点でインク温度に対するインクを吐出す
る手段の制御状態が不連続となっていた。この制御状態
の不連続によって、温度領域の境界点におけるインクジ
ェットプリントヘッドの運転状態が滑らかではなくな
り、印字品質の劣化を招くという問題があった。
However, in the above-mentioned conventional ink jet print head, the temperature of the ink at that time is checked by the thermistor to see which of the temperature regions is divided into a plurality of temperature regions, and the temperature is constant for each temperature region. The means for ejecting ink was controlled by the control constant of.
Therefore, the voltage applied to the ink ejecting means is a constant voltage depending on each temperature region. Therefore, continuous control can be performed only within that temperature range, but the control constants differ between different temperature ranges, for example, between A and B and between B and C of the temperature range. ,
The control state of the means for ejecting ink with respect to the ink temperature was discontinuous at the boundary point of the temperature region. Due to the discontinuity of the control state, there is a problem that the operating state of the inkjet print head at the boundary point of the temperature region is not smooth and the print quality is deteriorated.

【0009】また、インクの温度検出にはサーミスタを
使用しているので、温度検出に専用のフィードバック回
路が必要となり、温度検出回路が高価になるという問題
もあった。
Further, since the thermistor is used to detect the temperature of the ink, a dedicated feedback circuit is required for the temperature detection, and the temperature detection circuit becomes expensive.

【0010】本発明は上記従来の課題に鑑みなされたも
のであり、その目的は、インクの温度に応じて連続的な
制御が可能であり、インクジェットプリンタのコストを
低減できるインクジェットプリントヘッドの駆動制御装
置を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to perform drive control of an ink jet print head capable of continuously controlling according to the temperature of ink and reducing the cost of an ink jet printer. To provide a device.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、インクを吐出するためのインク吐出手段
を有するインクジェットプリントヘッドの駆動制御装置
であって、前記インク吐出手段へ印加される駆動電圧を
増幅する増幅器を備え、前記増幅器は、インク温度に応
じて連続的に利得が可変されることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention is a drive control device for an ink jet print head having ink ejecting means for ejecting ink, which is applied to the ink ejecting means. An amplifier for amplifying a driving voltage is provided, and the amplifier is characterized in that the gain is continuously variable according to the ink temperature.

【0012】また、前記インク吐出手段としては、圧電
素子を使用するパルスジェット方式あるいは発熱抵抗素
子を使用するバブルジェット方式であることを特徴とす
る。
The ink ejecting means is of a pulse jet type using a piezoelectric element or a bubble jet type using a heating resistance element.

【0013】[0013]

【作用】上記構成によれば、増幅回路の利得がインク温
度に応じて連続的に変化するので、インク吐出手段に印
加される駆動電圧をインク温度に応じて連続的に制御で
きる。
According to the above construction, since the gain of the amplifier circuit continuously changes according to the ink temperature, the drive voltage applied to the ink ejecting means can be continuously controlled according to the ink temperature.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の好適な実施例を図面に基づい
て説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】インクの温度と粘度との関係は図3に示さ
れるとおりであるので、インク吐出手段に与えるエネル
ギーは、インクの温度が高い状態でインクを吐出させる
場合は小さく、低い温度でインクを吐出させる場合は大
きくする必要がある。従って、インク吐出手段への印加
電圧の波形の振幅は、低温時に大きく、高温時に小さく
する必要がある。
Since the relationship between the ink temperature and the viscosity is as shown in FIG. 3, the energy applied to the ink ejecting means is small when the ink is ejected at a high ink temperature, and the ink is ejected at a low temperature. It must be increased when ejecting. Therefore, the amplitude of the waveform of the voltage applied to the ink ejecting means needs to be large at low temperatures and small at high temperatures.

【0016】図1には、本発明に係るインクジェットプ
リントヘッドの駆動制御装置の実施例が示される。図1
においては、インク吐出手段として圧電素子10を使用
するパルスジェット方式が採用されている。この圧電素
子10に印加される電圧を、インクの温度に応じて連続
的に変化させれば、特定の温度領域の境界点でインクジ
ェットプリントヘッドの制御状態が不連続とならず、滑
らかな制御をおこなえる。
FIG. 1 shows an embodiment of a drive control device for an ink jet print head according to the present invention. FIG.
In the above, the pulse jet method using the piezoelectric element 10 as the ink ejecting means is adopted. If the voltage applied to the piezoelectric element 10 is continuously changed according to the temperature of the ink, the control state of the inkjet print head does not become discontinuous at the boundary point of the specific temperature region, and smooth control can be performed. You can do it.

【0017】図1に示された回路では、圧電素子10へ
の印加電圧は、オペアンプ12の反転入力端子に入力さ
れる制御信号を増幅して得られる。この制御信号は、オ
ペアンプ12と温度検出抵抗14及び抵抗16とによっ
て非反転増幅される。この出力は更に、NPNトランジ
スタ18及びPNPトランジスタ20によって構成され
るブースター22に入力される。ブースター22の出力
電圧は、圧電素子10のドライバである制御IC24に
入力され、制御IC24によって各圧電素子10に選択
的に駆動電圧として印加される。この時、制御IC24
の入力電圧波形と出力電圧波形とは同じになるよう構成
されているので、制御IC24への入力電圧をインク温
度に応じて連続的に可変できるようにすれば圧電素子1
0のインク温度に応じた連続的で滑らかな駆動制御が可
能となる。
In the circuit shown in FIG. 1, the voltage applied to the piezoelectric element 10 is obtained by amplifying the control signal input to the inverting input terminal of the operational amplifier 12. This control signal is non-inverted and amplified by the operational amplifier 12, the temperature detection resistor 14 and the resistor 16. This output is further input to the booster 22 constituted by the NPN transistor 18 and the PNP transistor 20. The output voltage of the booster 22 is input to the control IC 24 that is a driver of the piezoelectric element 10, and is selectively applied as a drive voltage to each piezoelectric element 10 by the control IC 24. At this time, the control IC 24
The input voltage waveform and the output voltage waveform are the same. Therefore, if the input voltage to the control IC 24 can be continuously varied according to the ink temperature, the piezoelectric element 1
A continuous and smooth drive control according to the ink temperature of 0 becomes possible.

【0018】このため、本実施例においては、温度検出
抵抗14の温度特性を利用して、この抵抗によりインク
の温度を検出し、抵抗値の変化をオペアンプ12の利得
の変化に反映させて圧電素子10の駆動電圧を変化させ
ている。すなわち、インクの温度に応じてオペアンプ1
2の利得が変化すると、ブースター22に入力される電
圧が変化し、ブースター22の出力電圧も変化して制御
IC24への入力電圧も変化する。上述のとおり、制御
IC24への入力電圧と出力電圧とは等価なので、イン
クの温度変化に応じて圧電素子10の駆動電圧を変化さ
せることになる。なお、温度検出抵抗14の抵抗値はイ
ンクの温度変化に応じて連続的に滑らかに変化するの
で、圧電素子10の駆動電圧の制御も連続的で滑らかな
ものにできる。上記の温度検出抵抗14としては、例え
ばポリシリコンによって形成された抵抗を使用する。ま
た抵抗16としては、温度によって抵抗値が変化しない
抵抗を使用する。
Therefore, in the present embodiment, the temperature characteristic of the temperature detecting resistor 14 is utilized to detect the temperature of the ink by this resistor, and the change in the resistance value is reflected in the change in the gain of the operational amplifier 12 to make the piezoelectric element. The drive voltage of the element 10 is changed. That is, according to the temperature of the ink, the operational amplifier 1
When the gain of 2 changes, the voltage input to the booster 22 changes, the output voltage of the booster 22 also changes, and the input voltage to the control IC 24 also changes. As described above, since the input voltage and the output voltage to the control IC 24 are equivalent, the drive voltage of the piezoelectric element 10 is changed according to the temperature change of the ink. Since the resistance value of the temperature detection resistor 14 continuously and smoothly changes according to the temperature change of the ink, the control of the drive voltage of the piezoelectric element 10 can be made continuous and smooth. As the temperature detecting resistor 14, a resistor formed of, for example, polysilicon is used. A resistor whose resistance value does not change with temperature is used as the resistor 16.

【0019】ここで、上述したオペアンプ12、温度検
出抵抗14、抵抗16により本発明の増幅器が構成され
ている。
The operational amplifier 12, the temperature detecting resistor 14 and the resistor 16 described above constitute an amplifier of the present invention.

【0020】次に、制御信号としてオペアンプ12に入
力される電圧をe0 とし、オペアンプ12から出力され
る電圧をe1 として、出力電圧e1 のインク温度に対す
る変化の様子を説明する。以上において、制御信号は、
オペアンプで増幅される前の信号を表し、通常D/Aコ
ンバータに制御信号を入力することによって得られる。
Next, assuming that the voltage input to the operational amplifier 12 as a control signal is e 0 and the voltage output from the operational amplifier 12 is e 1 , the change of the output voltage e 1 with respect to the ink temperature will be described. In the above, the control signal is
It represents a signal before being amplified by an operational amplifier and is usually obtained by inputting a control signal to a D / A converter.

【0021】25℃における温度検出抵抗14の抵抗値
を8Rとし、抵抗16の抵抗値をRとすると、e0 及び
1 の関係は、
When the resistance value of the temperature detecting resistor 14 at 25 ° C. is 8R and the resistance value of the resistor 16 is R, the relationship between e 0 and e 1 is

【数1】 e1 =e0 ×(8R+R)/R=9e0 …(1) となる。## EQU1 ## e 1 = e 0 × (8R + R) / R = 9e 0 (1)

【0022】ここで、温度検出抵抗14に負の温度特性
を持たせた場合、温度が高くなると抵抗値が低下し、温
度が低くなると抵抗値が上昇する。この温度特性まで考
慮して上記式(1)を書き換えると、温度特性をθ、イ
ンク温度をTとして、
When the temperature detecting resistor 14 has a negative temperature characteristic, the resistance value decreases as the temperature rises, and the resistance value rises as the temperature lowers. When the above equation (1) is rewritten in consideration of this temperature characteristic, the temperature characteristic is θ, the ink temperature is T, and

【数2】 e1 =e0 ×(8R×(1+(T−25)×θ)+R)/R …(2) となる。この式(2)から分かるように、出力電圧e1
はインク温度Tの変化に応じて直線的に連続変化する。
[Equation 2] e 1 = e 0 × (8R × (1+ (T-25) × θ) + R) / R (2) As can be seen from this equation (2), the output voltage e 1
Changes linearly and continuously according to the change of the ink temperature T.

【0023】例えば、温度検出抵抗14に−1%(θ=
−0.01/℃)の温度係数を持たせると、室温が10
℃低下して15℃となった時
For example, -1% (θ =
With a temperature coefficient of −0.01 / ° C., room temperature is 10
When the temperature drops to 15 ° C

【数3】 e1 =e0 ×(8R×1.1+R)/R=9.8e0 室温が10℃上昇して35℃となった時## EQU00003 ## e 1 = e 0 × (8R × 1.1 + R) /R=9.8e 0 When the room temperature rises by 10 ° C. to 35 ° C.

【数4】 e1 =e0 ×(8R×0.9+R)/R=8.2e0 となる。## EQU00004 ## e 1 = e 0 × (8R × 0.9 + R) /R=8.2e 0 .

【0024】以上に述べた出力電圧e1 のインク温度T
への依存性を利用して、圧電素子10の駆動電圧の温度
制御を行うことができる。
Ink temperature T of output voltage e 1 described above
It is possible to control the temperature of the drive voltage of the piezoelectric element 10 by utilizing the dependency of

【0025】なお、温度検出抵抗14の温度係数として
正の特性を持たせても同様の効果を得ることができる。
但し、この場合、インクの特性によってその物性が変わ
るので、インクの物性によって温度補正係数を変える必
要がある。
The same effect can be obtained even if the temperature coefficient of the temperature detecting resistor 14 has a positive characteristic.
However, in this case, since the physical properties of the ink change depending on the characteristics of the ink, it is necessary to change the temperature correction coefficient depending on the physical properties of the ink.

【0026】図2には、インク吐出手段として発熱抵抗
素子26を使用するバブルジェット方式の例が示され
る。
FIG. 2 shows an example of the bubble jet method using the heat generating resistance element 26 as the ink ejecting means.

【0027】図2において、制御信号が入力されるオペ
アンプ12からブースター22までは図1と同じ構成と
なっている。ブースター22の出力側に発熱抵抗素子2
6が複数接続されており、発熱抵抗素子26は、吸い込
み型の制御IC28に接続されている。吸い込み型の制
御IC28により、所定の発熱抵抗素子26に選択的に
電流が流れ、所定のノズルからインクの噴射を行うこと
ができる。
In FIG. 2, the configuration from the operational amplifier 12 to which the control signal is input to the booster 22 is the same as that in FIG. The heating resistor element 2 is provided on the output side of the booster 22.
A plurality of 6 are connected, and the heating resistance element 26 is connected to a suction type control IC 28. By the suction type control IC 28, an electric current selectively flows through a predetermined heating resistance element 26, and ink can be ejected from a predetermined nozzle.

【0028】本実施例の場合には、インクの温度を温度
検出抵抗14によって検出し、このインク温度に応じた
発熱抵抗素子26の駆動電圧をブースター22から供給
することになる。バブルジェット方式の場合には、発熱
抵抗素子26に印加される電圧は定電圧として運転され
るが、本実施例は発熱抵抗素子26を駆動するための定
電圧の値をインクの温度によって制御している。
In the case of the present embodiment, the temperature of the ink is detected by the temperature detection resistor 14, and the drive voltage of the heating resistance element 26 according to the ink temperature is supplied from the booster 22. In the case of the bubble jet method, the voltage applied to the heating resistor element 26 is operated as a constant voltage, but in the present embodiment, the value of the constant voltage for driving the heating resistor element 26 is controlled by the temperature of the ink. ing.

【0029】これにより、本実施例においても、温度に
よって変化するインクの粘度に応じた適切な駆動電圧で
インクジェットプリントヘッドを駆動することができ
る。この際、温度検出抵抗14によってインクの温度が
連続的に検出されているので、上記駆動電圧もそのイン
クの温度に応じて連続的な制御がなされている。
As a result, also in this embodiment, the ink jet print head can be driven with an appropriate drive voltage according to the viscosity of the ink which changes with temperature. At this time, since the temperature of the ink is continuously detected by the temperature detection resistor 14, the drive voltage is also continuously controlled according to the temperature of the ink.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オペアンプによりインク吐出手段へ印加される駆動電圧
がインク温度に応じて連続的に可変されるので、インク
ジェットプリントヘッドを温度に応じて連続的に制御す
ることができる。
As described above, according to the present invention,
Since the drive voltage applied to the ink ejecting means by the operational amplifier is continuously changed according to the ink temperature, the inkjet print head can be continuously controlled according to the temperature.

【0031】また、温度検出用に特別なフィードバック
回路が不要となるので、装置のコストダウンを図ること
ができる。
Further, since no special feedback circuit for temperature detection is required, the cost of the device can be reduced.

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

【図1】 本発明に係るパルスジェット方式のインクジ
ェットプリントヘッドの駆動制御装置の例を示す回路図
である。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an example of a drive control device of a pulse jet type inkjet print head according to the present invention.

【図2】 本発明に係るバブルジェット方式のインクジ
ェットプリントヘッドの駆動制御装置の例を示す回路図
である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a drive control device of a bubble jet type ink jet print head according to the present invention.

【図3】 インクの温度と粘度との関係を示すグラフ図
である。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between ink temperature and viscosity.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 圧電素子、12 オペアンプ、14 温度検出抵
抗、16 抵抗、18 NPNトランジスタ、20 P
NPトランジスタ、22 ブースター、24,28 制
御IC、26 発熱抵抗素子。
10 piezoelectric element, 12 operational amplifier, 14 temperature detecting resistor, 16 resistor, 18 NPN transistor, 20 P
NP transistor, 22 booster, 24, 28 control IC, 26 heating resistor element.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 インクを吐出するためのインク吐出手段
を有するインクジェットプリントヘッドの駆動制御装置
であって、 前記インク吐出手段へ印加される駆動電圧を増幅する増
幅器を備え、 前記増幅器は、インク温度に応じて連続的に利得が可変
されることを特徴とするインクジェットプリントヘッド
の駆動制御装置。
1. A drive control device for an ink jet print head having an ink ejecting unit for ejecting ink, comprising an amplifier for amplifying a drive voltage applied to the ink ejecting unit, wherein the amplifier is an ink temperature controller. A drive control device for an inkjet print head, wherein the gain is continuously variable according to the above.
【請求項2】 請求項1記載のインクジェットプリント
ヘッドの駆動制御装置において、 前記インク吐出手段が、圧電素子を使用するパルスジェ
ット方式であることを特徴とするインクジェットプリン
トヘッドの駆動制御装置。
2. The drive control device for an ink jet print head according to claim 1, wherein the ink ejecting means is a pulse jet system using a piezoelectric element.
【請求項3】 請求項1記載のインクジェットプリント
ヘッドの駆動制御装置において、 前記インク吐出手段が、発熱抵抗素子を使用するバブル
ジェット方式であることを特徴とするインクジェットプ
リントヘッドの駆動制御装置。
3. The drive control device for an ink jet print head according to claim 1, wherein the ink ejecting means is of a bubble jet type using a heating resistance element.
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