JPH0437553A - Ink jet recording device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To form a high-quality image which is almost free from any missing part or ink stain by providing a temperature control device which controls the temperature of a printing head and a temperature setting device which sets the controlled temperature of the temperature control device. CONSTITUTION:Ink 10 is supplied one-way to an ink path 9 from an ink supply orifice 2 and a voltage from an electrode pulse is applied to a heater 7 installed in the path. Ink droplets 8 are ejected from a nozzle 6 by the pressure of a valve for vapor generated by heating of a heater and thereby reach a recording medium for data recording. A temperature detection part 11 and a heat generation part 12 are provided near an ink path in a printing head 1. A control part 14 sends a signal to the heat generation part by a signal from the temperature detection part 11 so that the temperature of the printing head 1 reaches a controlled temperature at which the printing head 1 is set. A controlled temperature switching signal 15 is entered in the control part 14 from a printing control part or a temperature setting part 16 such as a control panel of a printing device to set a controlled temperature. An optimal droplet amount is discharged in a simple manner to a recording medium which indicates a varying dot spread. Thus a high-quality image free from missing dots or ink stain is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、インク流路中に設置された圧力発生部から発
生する圧力によってインクドロップを噴射し、記録を行
うインクジェット記録装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field 1] The present invention relates to an inkjet recording apparatus that performs recording by ejecting ink drops using pressure generated from a pressure generating section installed in an ink flow path.

［従来の技術１ 従来、上記インクジェット記録装置として、特開昭５４
−５９１３９に圧力発生手段として電気−熱変換素子（
ヒーター）をインク流路中に設置し、このヒーターの発
熱により発生する蒸気バブルの圧力によってインクドロ
ップを噴射させ記録を行う装置（以下サーマルインクジ
ェット記録装置と記す）が開示されている。この記録装
置はその構造的特徴から高密度で高速記録が十分可能で
あり、かつマルチノズルの実現が極めて容易であるため
近年注目を集めている。[Prior art 1] Conventionally, as the above-mentioned inkjet recording device,
-59139, an electro-thermal conversion element (
An apparatus (hereinafter referred to as a thermal inkjet recording apparatus) has been disclosed in which a recording device (hereinafter referred to as a thermal inkjet recording apparatus) is installed in which a heater (heater) is installed in an ink flow path, and ink droplets are ejected by the pressure of vapor bubbles generated by the heat generated by the heater. This recording device has attracted attention in recent years because its structural features enable high-density and high-speed recording, and it is extremely easy to realize multi-nozzles.

しかしながら上記従来技術の場合には次のような問題点
を有−している。すなわち噴射されたインクドロップ量
が一定であると、例えば異なる記録媒体に記録を行う場
合、記録媒体によってドツトが形成される表面の状態、
及び表面構造が違うのでドツトの広がり方が異なり、あ
る所望の解像度に対応したピッチでノズルが複数配置さ
れている場合や、走査手段がピッチに対応して移動する
場合、画像の抜けやインクのにじみが生じ、結果として
著しい画質の劣化が生じてしまう。However, the above prior art has the following problems. In other words, if the amount of ejected ink drops is constant, for example, when recording on different recording media, the condition of the surface on which dots are formed depending on the recording medium,
Since the dots and surface structures are different, the dots spread differently, and when multiple nozzles are arranged at a pitch corresponding to a certain desired resolution, or when the scanning means moves in accordance with the pitch, missing images and ink may occur. Bleeding occurs, resulting in significant deterioration of image quality.

上記の問題点を解決し得るものとして特開昭６３−６４
３１６には、ドロップの広がりが比較的小さい記録媒体
（例えば０）−ＩＰレシートに対しては、２個以上のド
ロップで１つのドツトを形成する方法が開示されている
。しかし、この場合には複数のドロップを同一場所に噴
射させるため記録速度の低下を招くことになる。Unexamined Japanese Patent Publication No. 63-64 as a solution to the above problems.
No. 316 discloses a method of forming one dot with two or more drops for a recording medium (for example, 0)-IP receipt where the drop spread is relatively small. However, in this case, a plurality of drops are ejected to the same location, resulting in a decrease in recording speed.

また、特開昭５４−１２３０３４には、一つの記録装置
が径の異なるノズルを複数持ち、噴射されるドロップ量
を変える方法が示されている。この方法に従って、記録
媒体上でのドツトの広がり方に対応したドロップ量を噴
射する径の異なるノズルを複数用意することによって、
記録速度を低下させることなく上記問題を解決すること
ができる。しかし、この場合には常時使用しないノズル
を複数用意しなければならず、製造コストの上昇や装置
の大型化につながる。対応できる記録媒体の種類を増加
させればこの傾向はさらに強くなる。Further, Japanese Patent Laid-Open No. 54-123034 discloses a method in which one recording device has a plurality of nozzles with different diameters to vary the amount of drops ejected. According to this method, by preparing multiple nozzles with different diameters that eject drop amounts that correspond to the way the dots spread on the recording medium,
The above problem can be solved without reducing the recording speed. However, in this case, it is necessary to prepare a plurality of nozzles that are not always used, leading to an increase in manufacturing costs and an increase in the size of the device. This tendency will become even stronger if the types of compatible recording media are increased.

」発明が解決しようとする課題】 そこで本発明は、上記従来技術の問題点を解決しようと
するもので、その目的とするところは、ドツトの広がり
方が異なる記録媒体においても、画像の抜けやにじみが
生じない高画質な画像を形成できるインクジェット記録
装置を提供することにある。``Problems to be Solved by the Invention'' The present invention attempts to solve the above-mentioned problems of the prior art, and its purpose is to prevent image omission and An object of the present invention is to provide an inkjet recording device capable of forming high-quality images without bleeding.

［課題を解決するための手段１ このため本発明は、インクドロップ噴射部（以下プリン
トヘッドと記す）の温度によってインク物性や圧力発生
状態が異なり、噴射ドロップ量が変化することを利用し
て、画像信号に応じてインク流路中に発生する圧力によ
ってインク滴をノズルから噴射し、記録を行うプリント
ヘッドを有するインクジェット記録装置において、前記
プリン＼／、 トヘトの温度を制御する温度制御手段と、この温度制御
手段の制御温度を設定する温度設定手段とを具備したこ
とを特徴とするインクシェド記録装置。[Means for Solving the Problems 1] Therefore, the present invention takes advantage of the fact that the ink physical properties and pressure generation state vary depending on the temperature of the ink drop ejecting unit (hereinafter referred to as print head), and the amount of ejected drops changes. In an ink jet recording apparatus having a print head that performs recording by ejecting ink droplets from a nozzle using pressure generated in an ink flow path in response to an image signal, a temperature control means for controlling the temperature of the pudding; An ink shed recording apparatus comprising: temperature setting means for setting the control temperature of the temperature control means.

Ｌ作用Ｊ 本発明においでは温度設定手段によって設定された温度
に、温度制御手段によってプリントヘッドの温度を制御
し、インク物性変化や圧力発生状態変化を起こし噴射ド
ロップ量を変化させ、ドツトの広がり方が異なる記録媒
体においても最適な大きさのドツト径を得るものである
。L Effect J In the present invention, the temperature of the print head is controlled by the temperature control means to the temperature set by the temperature setting means, and the physical properties of the ink and the state of pressure generation are changed to change the amount of ejected droplets, thereby changing the spread of the dots. It is possible to obtain an optimum dot diameter even in recording media having different dots.

［実施例］ 以下に本発明を実施例に基づいて説明する。[Example] The present invention will be explained below based on examples.

第１図は実施例のサーマルインクジェットプリントドツ
トの断面図、第２図はその斜視図、第３図は温度制御手
段と温度設定手段との接続を示すブロック図である。図
において１はプリントヘッドであり、インク供給口２か
らインク流路９にインク１０を供給し、電極（図示せず
）からの電圧パルスを流路中に設置されたヒーター７に
印加する。FIG. 1 is a sectional view of a thermal ink jet print dot according to an embodiment, FIG. 2 is a perspective view thereof, and FIG. 3 is a block diagram showing the connection between temperature control means and temperature setting means. In the figure, 1 is a print head, which supplies ink 10 from an ink supply port 2 to an ink flow path 9, and applies voltage pulses from an electrode (not shown) to a heater 7 installed in the flow path.

ヒーターの発熱により発生する蒸気バブルの圧力によっ
てノズル６よりインクドロップ８が噴射し、記録媒体（
図示せず）に到達して記録を行う。The ink drop 8 is ejected from the nozzle 6 by the pressure of the steam bubble generated by the heat generated by the heater, and the ink drop 8 is ejected onto the recording medium (
(not shown) and performs recording.

プリントヘッドにはインク流路近傍に温度検出部１１と
発熱部１２を備えられ、この温度検出部１１がらの信号
により、コントロール部１４はプリントヘッド１の温度
が設定された制御温度になるように発熱部に信号を送る
。この温度制御の具体的方法については、同業者によっ
て容易に実施可能であるのでここでは省略する。コシト
ロール部１４にはブリシト制御部（図示せず）、あるい
は記録装置の操作パネル（図示せず）なとの温度設定部
１６から制御温度切り換え信号１５が入力され、制御温
度が設定される。The print head is equipped with a temperature detection section 11 and a heat generation section 12 near the ink flow path, and a control section 14 controls the temperature of the print head 1 to a set control temperature based on a signal from the temperature detection section 11. Sends a signal to the heat generating part. The specific method of temperature control is omitted here because it can be easily implemented by those skilled in the art. A control temperature switching signal 15 is input to the control unit 14 from a temperature setting unit 16 such as a temperature control unit (not shown) or an operation panel (not shown) of a recording apparatus, and a control temperature is set.

次にサーマルインクジェット記録装置における具体的実
施例を説明する。Next, a specific example of a thermal inkjet recording apparatus will be described.

解像度４０００ＰＩに対応するピッチ（６３，ｓｌｌｍ
）で１２８個のノズルが配列されたブリシトヘッドを作
製した。このプリントヘッドは温度３５°Ｃにおいて２
４．３ρ１（ρ１＝１０　　ｍ）のドロップ量を噴射す
るよう、また、サーマルインクジェット記録装置に必要
な伯の特性を満足するようにヒーターの太きさや流路に
おける位置、ノズル径などが実験的回帰手法によって以
下のように決められた。ノズル径２７￥１ｍ、ヒーター
からノズルまでの距離１２０￥１ｍ、ヒーター　がらイ
ンク室までの距離１１０ｐｍ、ヒーター幅２５ｐｍ、ヒ
ーター長さ１０５ｐ１０５ｐ、３ｐｌというドロップ量
はドツトの広がり係数（ドロップ径とドツト径の比）が
２．５である紙（普通紙）において、４００ＤＰＩのピ
ッチ６３．５μｍをドツトですき間なく埋めるのに最適
なドロップ量である。Pitch corresponding to resolution 4000PI (63,sllm
) was used to fabricate a Brisito head with 128 nozzles arranged. This print head has a temperature of 2
The thickness of the heater, the position in the flow path, the nozzle diameter, etc. were experimentally adjusted to inject a drop amount of 4.3ρ1 (ρ1 = 10 m) and to satisfy the characteristics of 4.3ρ1 (ρ1 = 10 m) required for a thermal inkjet recording device. It was determined by regression method as follows. The nozzle diameter is 27 yen 1 m, the distance from the heater to the nozzle is 120 yen 1 m, the distance from the heater to the ink chamber is 110 pm, the heater width is 25 pm, the heater length is 105 yen, and the drop volume of 3 pl is determined by the dot spread coefficient (the difference between the drop diameter and the dot diameter). This is the optimum drop amount for filling a pitch of 63.5 μm at 400 DPI with dots without any gaps on paper (plain paper) with a ratio of 2.5.

このプリントヘッドにおけるヘッド温度と噴射されるド
ロップ量との関係を第４図に示す。すなわち温度１°Ｃ
の上昇に対し、ドロップ体積は２．２ρ１増加する。FIG. 4 shows the relationship between the head temperature and the amount of drops ejected in this print head. i.e. temperature 1°C
For an increase in , the drop volume increases by 2.2ρ1.

次にこのプリントヘッドを搭載した記録装置を使用して
、上記広がり係数２．５の普通紙の他にシリカコート紙
、それにインクジェット用○ＨＰシートを採用した。そ
れぞれの記録媒体のドツトの広がり係数の平均実測値と
、これより算出される最適ドロップ量は次表のようにな
る。Next, using a recording device equipped with this print head, in addition to plain paper with a spread coefficient of 2.5, silica-coated paper and inkjet ○HP sheet were used. The average measured value of the dot spread coefficient of each recording medium and the optimum drop amount calculated from this are shown in the following table.

従って第４図と上記表よりシリカコート紙に対してはヘ
ッド温度を４０°Ｃに設定すれば最適なドロップ量が得
られ、すき間なく画像を埋めることが出来る。同様にＯ
ＨＰシートに対しては４９°Ｃにヘッド温度を設定すれ
ば良い。Therefore, from FIG. 4 and the table above, for silica-coated paper, setting the head temperature to 40° C. will yield the optimum drop amount and fill the image without gaps. Similarly O
For HP sheets, the head temperature may be set at 49°C.

温度検出部として白金測温抵抗体（ｐｔｉｏｏΩ）、発
熱部として面状発熱体を用い、温度設定手段として、記
録装置上に手動で上記３つの温度を選択、設定できるス
イッチを設けた（スイッチには温度ではなく対応する記
録媒体名が表示しである）。A platinum resistance thermometer (ptioΩ) was used as the temperature detection section, a planar heating element was used as the heat generation section, and a switch was provided on the recording device to allow manual selection and setting of the three temperatures mentioned above as the temperature setting means. (The name of the corresponding recording medium is displayed instead of the temperature.)

このようにして装置オペレーターは使用する３つの記録
媒体のうちどれを使用するがを判断し、ヘッド温度を選
択することができる。In this way, the device operator can determine which of the three recording media to use and select the head temperature.

尚、いずれの制御温度下においでも流路中のヒーターに
印加する電圧パルスの条件は電圧２７Ｖ、パルス幅３ｐ
ｓｅｃ、パルス間隔２５０ｐｓｅｃである。インクは水
６０ｗｔ％、ジエチレングリコール３９ｗｔ％、染料１
　ｗｔ％で構成されるものを使用した。In addition, under any control temperature, the conditions for the voltage pulse applied to the heater in the flow path are a voltage of 27V and a pulse width of 3p.
sec, and the pulse interval is 250 psec. Ink: 60wt% water, 39wt% diethylene glycol, 1 dye
The composition consisting of wt% was used.

この実施例では３つの記録媒体に対して３つの温度設定
を行ったが、記録媒体と設定温度の数はこれに限定され
るものではない。また、さまざまな広がり係数を持つ記
録媒体に対応するため、設定温度を連続的に変えられる
ようにしてもかまわない。In this example, three temperature settings were made for three recording media, but the number of recording media and temperature settings is not limited to this. Further, in order to accommodate recording media having various spread coefficients, the set temperature may be changed continuously.

また、温度設定手段として、記録媒体の厚み、光透過度
などから自動的に記録媒体の種類を判別し、コントロー
ル部に制御温度を設定こともできる。Further, as the temperature setting means, it is also possible to automatically determine the type of recording medium from the thickness of the recording medium, light transmittance, etc., and set the control temperature in the control section.

さらには中間滴記録の濃度をインク滴の大きさによって
制御す゛る時には、温度設定手段は画像の濃度信号によ
って、設定温度を変えるものでもよい ここではヒフターの発熱によって発生する蒸気バブルの
圧力によってインクドロップを噴射するサーマルインク
ジェット記録装置を実施例にあげたが、圧力発生手段と
して電気−機械変換素子（電歪素子）を使用するピエゾ
オンデマンドイシクジェット記録装置など、温度によっ
て噴射されるドロップ量が変化するインクジェット記録
装置であれば方式によらず、本発明が適用できる。Furthermore, when the density of intermediate droplet recording is controlled by the size of the ink droplet, the temperature setting means may change the set temperature according to the density signal of the image. In this example, a thermal inkjet recording device that jets a droplet is given as an example, but the amount of droplets jetted changes depending on the temperature, such as a piezo-on-demand inkjet recording device that uses an electro-mechanical conversion element (electrostrictive element) as a pressure generating means. The present invention can be applied to any inkjet recording apparatus regardless of the method.

［比較例１ 上記実施例で用いた言己録装置と同じ記録装置において
、ヘッド温度の制御温度選択手段（手動スイッチ）を設
置せず、あらかじめコントロール部に４０°Ｃの制御温
度のみを設定した記録装置を製作した。この記録装置で
実施例と同じように普通紙、シリカコート紙、ＯＨＰシ
ートに画像を印字したところ、シリカコート紙に対して
は高品質な画像が得られたが、普通紙に対しては画像の
にじみが生じ、又ＯＨＰシートではドツトが小さくなり
、ラインがつながらなかったり、ベタ画像にすき間が多
くみられた。[Comparative Example 1] In the same recording device as the recording device used in the above example, only a control temperature of 40°C was set in the control section in advance without installing a control temperature selection means (manual switch) for the head temperature. A recording device was created. When this recording device was used to print images on plain paper, silica coated paper, and OHP sheets in the same manner as in the example, high quality images were obtained on silica coated paper, but images were printed on plain paper. On OHP sheets, dots became smaller, lines did not connect, and there were many gaps in solid images.

尚、温度制御手段としては、プリントヘッド内部のイン
ク流路に接して、各インク流路に共通の加熱手段を設け
てもよいし、また圧力発生のためのモーターを電気的に
制御してもよい。As the temperature control means, a heating means common to each ink flow path may be provided in contact with the ink flow paths inside the print head, or a motor for generating pressure may be electrically controlled. good.

Ｌ発明の効果］ 本発明は以上の構成及び作用よりなるもので、ドツトの
広がり方が異なる記録媒体に対しても簡単一な方法で最
適のドロップ量を噴射することができるので、ドツトの
抜けやにじみのない高品質な画像の印字が行える。[Effects of the Invention] The present invention has the above-described structure and operation, and it is possible to eject the optimum amount of drops using a simple method even on recording media in which the dots spread in different ways, thereby preventing dots from falling out. High-quality images can be printed without any smudging or bleeding.

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

第１図は本発明に係るインクジェット記録装置の一実施
例を示すプリントヘッドの断面図、第２図は同ブリシト
ヘッドの斜視図、第３図は温度制御の方法を示す説明図
、第４図はヘッド温度と噴射されるドロップ量との関係
を示すグラフである。 ［符号の説明］ １１０．プリントヘッド ３０８．チャネル基板 ４０１．ヒーター基板 ５１１．インク室 ６０９．ノズル ７５０．ヒーター ８９０．インクドロップ ９０６．インク流路 １１　、、、温度検出部 １２　、、、発熱部 １３　、、、　　リード線 １４　、、、　　コントロール部 １５　、、、制御温度切り換え信号 １６　、、、温度設定手段 特許出願人　富士ゼロックス株式会社 代　理　人　小１）富士雄 半周　　明 第１図 第３図 第２図 第４図 噴射ドロップｊｌ　（ｐｉ） ヘッド温度（０ｃ）FIG. 1 is a cross-sectional view of a print head showing an embodiment of an inkjet recording apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the printing head, FIG. 3 is an explanatory diagram showing a temperature control method, and FIG. It is a graph showing the relationship between head temperature and the amount of drops ejected. [Explanation of symbols] 110. Print head 308. Channel substrate 401. Heater board 511. Ink chamber 609. Nozzle 750. Heater 890. Ink drop 906. Ink flow path 11 , Temperature detection section 12 , Heat generating section 13 , Lead wire 14 , Control section 15 , Control temperature switching signal 16 , Temperature setting means Patent applicant Fuji Xerox Co., Ltd. Substitute Elementary School 1) Fujio half turn Akira Fig. 1 Fig. 3 Fig. 2 Fig. 4 Injection drop jl (pi) Head temperature (0c)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）画信号に応じてインク流路中に発生する圧力によ
ってインク滴をノズルより噴射し、記録を行うプリント
ヘッドを有するインクジェット記録装置において、前記
プリントヘッドの温度を制御する温度制御手段と、この
温度制御手段の制御温度を設定する温度設定手段とを備
えたことを特徴とするインクジェット記録装置。(1) In an inkjet recording apparatus having a print head that performs recording by ejecting ink droplets from a nozzle using pressure generated in an ink flow path in response to an image signal, a temperature control means for controlling the temperature of the print head; An inkjet recording apparatus comprising: temperature setting means for setting the control temperature of the temperature control means.