JPH05201030A - Recording device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To stabilize the ink discharge condition, and form a good recording image by operating the control unit conforming to the correlation between a nozzle diameter which is previously obtained in response to a recording density, and an input energy quantity to a heater. CONSTITUTION:The voltage from a driving power source varies in response to a continuous tone signal to show recording density, the expansion quantity of a piezoelectric element is made to be variable, and the discharge diameter is varied by making the curvature quantity variable. Since the response frequency of the piezoelectric element at this time is very rapid such as several KHz, a high speed printing becomes possible. A circuit which introduces energy to a heater for discharge is constituted of a heater for discharge 5113, control unit 1000, AND gate 1001 for pulse width information signals which are input from the control unit, and printing data signals, and a driver 1002 of the heater for discharge. The control unit 1000 inputs a pulse to the AND gate 1001 at each driving cycle of a recording head, regardless of the printing signals. The control of the input energy quantity is performed by controlling the previously mentioned pulse width.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【従来の技術】近年、パソコンやワープロ等のＯＡ機器
が広く普及しており、これら機器で入力した情報をプリ
ントアウトする方式としては、例えばワイヤードット方
式，熱転写方式，インクジェット方式等種々の記録方式
が開発されている。これらの記録方式は、それぞれの方
式よりなる記録ヘッドにより、搬送される記録シートに
所定記録を行うものである。2. Description of the Related Art In recent years, office automation equipment such as personal computers and word processors have become widespread, and various printing methods such as a wire dot method, a thermal transfer method, and an ink jet method are available as methods for printing out information input by these devices. Is being developed. In these recording methods, predetermined recording is performed on a recording sheet conveyed by a recording head of each method.

【０００２】これらの記録装置に対する要求としては、
高速記録，高解像度，高画像品位，低騒音などが挙げら
れる。特に近年のＭＰＵの高速化，半導体メモリーの高
集積化に伴って、イメージ画像の取扱いが増したことか
ら、中間調の高画像品位への要求が一段と高まってい
る。The requirements for these recording devices are:
Examples include high-speed recording, high resolution, high image quality, and low noise. In particular, with the recent increase in the speed of MPUs and the increase in integration of semiconductor memories, the handling of image images has increased, and therefore, the demand for high-quality halftone images has further increased.

【０００３】インクジェット記録装置における中間調
（ハーフトーン）の表現方法としては、記録媒体への単
位面積あたりのドットの打ち込み発数で表現する方法
（２値での疑似中間調表現）や、吐出量の異なるヘッド
あるいは濃度の異なるインクを吐出させる複数のヘッド
を配し中間調に応じてヘッドを選択して駆動し中間調を
表現する方法等がある。As a method of expressing a halftone in an ink jet recording apparatus, a method of expressing the number of shots of dots per unit area on a recording medium (pseudo-halftone expression with two values) or an ejection amount And a plurality of heads for ejecting inks having different densities are provided, and the heads are selected and driven according to the halftone to express the halftone.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の中間調
表現の手段にあっては、次に挙げるような問題点があっ
た。However, the conventional means for expressing halftone has the following problems.

【０００５】２値による疑似中間表現の手段にあって
は、複数のドットで１ピクセルを表現するために解像度
が落ちてしまう。In the means of pseudo intermediate representation by binary, one pixel is represented by a plurality of dots, so the resolution is lowered.

【０００６】また、吐出量の異なるヘッドあるいは濃度
の異なるインクを吐出させる複数のヘッドを配し中間調
表現を行う方法にあっては、コスト的な障害があるばか
りか小型化（省スペース化）設計をも妨げてしまう。特
に多値フルカラー記録装置の場合などには各色毎に複数
のヘッドを配さねばならずこのような各色毎の複数のヘ
ッドの設置は装置の小型化の観点からはほとんど不可能
である。Further, in the method of performing halftone expression by arranging heads having different ejection amounts or a plurality of heads ejecting inks having different densities, not only there is a cost obstacle but also miniaturization (space saving) It also hinders the design. Particularly in the case of a multi-value full-color recording apparatus, a plurality of heads must be arranged for each color, and it is almost impossible to install such a plurality of heads for each color from the viewpoint of downsizing of the apparatus.

【０００７】そこで、本発明の目的は、上記従来の課題
を解決し、解像度を犠牲にすることなく、かつ、複数の
同色のインクやヘッドを登載することなく吐出量を所望
の量に制御することができ、多値記録等を高画像品位を
安定して行うことを可能とした記録装置を提供すること
にある。Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to control the ejection amount to a desired amount without sacrificing the resolution and without mounting a plurality of inks or heads of the same color. (EN) It is possible to provide a recording device capable of stably performing multi-value recording and the like with high image quality.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、記録濃度に対応させて、記録ヘッ
ドのノズルから吐出するインク液滴の吐出量を変化させ
ることにより階調の表現を行う記録装置において、前記
ノズルの吐出有効面積を可変とするノズル制御手段と、
前記インク液滴を吐出するための投入エネルギーを供給
する投入エネルギー制御手段と、記録濃度の大きさに対
応させて前記ノズルの吐出有効面積と前記投入エネルギ
ーの大きさについての相関関係を予め定め、当該定めら
れた相関関係に従って、前記ノズル制御手段に吐出有効
面積を指示し、前記投入エネルギー制御手段には投入エ
ネルギーの大きさを指示する指示手段とを具えたことを
特徴とする。In order to achieve such an object, according to the present invention, the gradation is changed by changing the ejection amount of ink droplets ejected from the nozzles of the recording head in accordance with the recording density. In the recording apparatus for expressing the expression, nozzle control means for varying the effective discharge area of the nozzle,
An input energy control unit that supplies input energy for ejecting the ink droplets, and a predetermined correlation between the effective discharge area of the nozzle and the amount of input energy is determined in advance corresponding to the size of the recording density. In accordance with the determined correlation, the nozzle control means is instructed of an effective discharge area, and the input energy control means is provided with an instruction means for instructing the amount of input energy.

【０００９】[0009]

【作用】本発明によれば、インク吐出量に応じて最適な
インク吐出速度が得られるので、記録濃度が異なっても
インク吐出状態が安定化し、良質な記録画像が得られ
る。According to the present invention, since the optimum ink ejection speed can be obtained according to the ink ejection amount, the ink ejection state is stabilized even if the recording density is different, and a high quality recorded image can be obtained.

【００１０】[0010]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings.

【００１１】＜第１実施例＞図１は本発明を適用した記
録装置ＩＪＲＡの構造を示す。<First Embodiment> FIG. 1 shows the structure of a recording apparatus IJRA to which the present invention is applied.

【００１２】図１において、５００１はインクタンク
（ＩＴ）であり、５０１２はインクタンク５００１に結
合された記録ヘッド（ＩＪＨ）である。インクタンク５
００１と記録ヘッド５０１２および図２のインク滴を吐
出するためのノズル部５０２９により一体型の交換可能
なカートリッジ（ＩＪＣ）が形成される。In FIG. 1, 5001 is an ink tank (IT), and 5012 is a recording head (IJH) connected to the ink tank 5001. Ink tank 5
001, the recording head 5012, and the nozzle portion 5029 for ejecting ink droplets shown in FIG. 2 form an integrated replaceable cartridge (IJC).

【００１３】５０１４は、カートリッジ（ＩＪＣ）をプ
リンタ本体に取り付けるためのキャリッジ（ＨＣ）であ
り、５００３はそのキャリッジを副走査方向に走査する
ためのガイドである。Reference numeral 5014 is a carriage (HC) for attaching the cartridge (IJC) to the printer body, and reference numeral 5003 is a guide for scanning the carriage in the sub-scanning direction.

【００１４】５０００は、Ｐで示す被印字物を主走査方
向に走査させるためのプラテンローラである。５０２４
は、装置内の環境温度を測定するための温度センサであ
る。なお、キャリッジ５０１４には、記録ヘッド５０１
２に対して駆動のための信号パルス電流やヘッド温調用
電流を流すためのフレキシブルケーブル（図示せず）
が、プリンタをコントロールするための電気回路（上記
温度センサ５０１２等）を具備したプリント板（図示せ
ず）に接続されている。Reference numeral 5000 is a platen roller for scanning the print object indicated by P in the main scanning direction. 5024
Is a temperature sensor for measuring the environmental temperature in the device. The carriage 5014 has a recording head 501.
A flexible cable (not shown) for supplying a signal pulse current for driving or a current for head temperature adjustment to 2
Is connected to a printed board (not shown) having an electric circuit (such as the temperature sensor 5012) for controlling the printer.

【００１５】記録装置ＩＪＲＡは駆動モータ５０１３の
正逆回転に連動して駆動力伝達ギア５０１１，５００９
を介して回転するリードスクリュー５００５の螺旋溝５
００４に対して係合するキャリッジ５０１４はピン（不
図示）を有し、矢印ａ，ｂ方向の往復移動される。５０
０２は紙押え板であり、キャリッジ移動方向にわたって
紙をプラテン５０００に対して押圧する。５００７，５
００８はフォトカプラでキャリッジ５０１４のレバー５
００６のこの域での存在を確認してモータ５０１３の回
転方向切換等を行うためのホームポジション検知手段と
して動作する。５０１６は記録ヘッドの前面をキャップ
するキャップ部材５０２２を支持する部材で、５０１５
はこのキャップ内を吸引する吸引手段であり、キャップ
内開口５０２３を介して記録ヘッド５０１２の吸引回復
を行う。The recording device IJRA is connected to the forward / reverse rotation of the drive motor 5013, and the drive force transmission gears 5011 and 5009
Spiral groove 5 of the lead screw 5005 rotating through
The carriage 5014 engaging with 004 has a pin (not shown) and is reciprocated in the directions of arrows a and b. Fifty
A paper pressing plate 02 presses the paper against the platen 5000 in the carriage movement direction. 5007,5
Reference numeral 008 denotes a photo coupler, which is the lever 5 of the carriage 5014.
It operates as home position detecting means for confirming the existence of 006 in this region and switching the rotation direction of the motor 5013. Reference numeral 5016 denotes a member that supports a cap member 5022 that caps the front surface of the recording head.
Is a suction means for sucking the inside of the cap, and performs suction recovery of the recording head 5012 through the opening 5023 in the cap.

【００１６】５０１７は、クリーニングブレードで、５
０１９はこのブレード５０１７を前後方向に移動可能に
する部材であり、本体支持板５０１８にこれらは支持さ
れている。ブレードは、この形態でなく周知のクリーニ
ングブレードが本例に適用できることはいうまでもな
い。また、５０２１は、吸引回復の吸引を開始するため
のレバーで、キャリッジ５０１４と係合するカム５０２
０の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆動力がク
ラッチ切換等の公知の伝達手段で移動制御される。Reference numeral 5017 is a cleaning blade.
Reference numeral 019 is a member that allows the blade 5017 to move in the front-rear direction, and these members are supported by the main body support plate 5018. Needless to say, a well-known cleaning blade can be applied to this example instead of this form. Reference numeral 5021 is a lever for starting suction for suction recovery, and a cam 502 that engages with the carriage 5014.
It moves along with the movement of 0, and the driving force from the driving motor is movement-controlled by a known transmission means such as clutch switching.

【００１７】これらのキャッピング，クリーニング，吸
引回復は、キャリッジ５０１４がホームポジション側領
域にきたときに、リードスクリュー５００５の作用によ
ってそれらの対応位置で所望の処理が行えるように構成
されているが、周知のタイミングで所望の作動を行うよ
うにすれば、本例にはいずれも適用できる。The capping, cleaning, and suction recovery are configured such that when the carriage 5014 reaches the home position side area, desired action can be performed at the corresponding positions by the action of the lead screw 5005. Any of these can be applied to the present example if the desired operation is performed at the timing.

【００１８】図３は記録ヘッド５０１２の詳細を示す。FIG. 3 shows details of the recording head 5012.

【００１９】支持体５００３の上面に半導体製造プロセ
スにより形成されたヒータボード５１００が設けられて
いる。このヒータボード５１００に同一の半導体製造プ
ロセスで形成された、記録ヘッド５０１２を保温し、温
調するための温調用ヒータ（昇温用ヒータ）５１１０が
設けられている。符号５２００は前記支持体５３００上
に配設された配線基板であって、該配線基板５２００と
温調用ヒータ５１１０および吐出用（メイン）ヒータ５
１１３とがワイヤーボンディング等により配線されてい
る（配線は不図示）。また、温調用ヒータ５１１０は、
支持体５３００等にヒータボード５１００とは別のプロ
セスにより形成されたヒータ部材を貼りつけたものでも
よい。A heater board 5100 formed by a semiconductor manufacturing process is provided on the upper surface of the support body 5003. The heater board 5100 is provided with a temperature adjustment heater (temperature increase heater) 5110 formed in the same semiconductor manufacturing process for keeping the recording head 5012 warm and adjusting the temperature. Reference numeral 5200 is a wiring board disposed on the support 5300, and the wiring board 5200, the temperature adjustment heater 5110, and the discharge (main) heater 5 are provided.
113 is wired by wire bonding or the like (wiring is not shown). Further, the temperature adjustment heater 5110 is
A heater member formed by a process different from that of the heater board 5100 may be attached to the support 5300 or the like.

【００２０】５１１４は吐出用ヒータ５１１３によって
加熱されて発生したバブルである。５１１５は吐出され
たインク液滴を示す。５１１２は吐出用のインクが記録
ヘッド内に流入するための共通液室である。Reference numeral 5114 is a bubble generated by being heated by the discharge heater 5113. Reference numeral 5115 indicates the ejected ink droplet. Reference numeral 5112 denotes a common liquid chamber for the ejection ink to flow into the recording head.

【００２１】図４は記録ヘッド５０１２への投入エネル
ギーが５４ｍＷ／ノズルの時の吐出実験により得られた
「吐出口径と１ドットの吐出量」および「吐出口径と吐
出速度」の関係を示す。吐出の安定性を観る尺度は種々
あるが吐出速度は代表的な該尺度の１つである。吐出速
度が遅いのは１ドットを吐出させるのに投入したエネル
ギーが不足している場合に多く見られ、吐出方向が不安
定になったりドットの形成が不完全でショボい印字にな
る頻度が高い。一方、吐出速度が速いのは１ドットを吐
出させるのに投入したエネルギーが多すぎる場合に多く
見られ、メニスカスの振動の増加による２ドット目以降
のドットの吐出を不安定にしたり、蓄熱などの問題を引
き起こす。FIG. 4 shows the relationship between the "ejection diameter and the ejection amount of one dot" and the "ejection diameter and the ejection speed" obtained by the ejection experiment when the energy applied to the recording head 5012 is 54 mW / nozzle. Although there are various scales for observing the stability of discharge, the discharge speed is one of the representative scales. The slow ejection speed is often seen when the energy input for ejecting one dot is insufficient, and the ejection direction becomes unstable or the dot formation is incomplete, resulting in frequent printing. .. On the other hand, the high ejection speed is often seen when the amount of energy input for ejecting one dot is too large, and the ejection of the second and subsequent dots becomes unstable due to an increase in the vibration of the meniscus, and heat accumulation such as heat accumulation occurs. Cause problems.

【００２２】吐出口径を変えることにより吐出量を変化
させるのは公知の技術である。しかし吐出口径を制御す
ることによる吐出量制御は、図４の「吐出口径と吐出速
度」から明らかなように吐出の安定化を阻害し、吐出の
信頼性を低下させてしまう。It is a known technique to change the discharge amount by changing the discharge port diameter. However, the control of the ejection amount by controlling the ejection port diameter hinders the stabilization of ejection, as is clear from the "ejection port diameter and ejection speed" in FIG. 4, and reduces the ejection reliability.

【００２３】また図５は吐出口径が２２μｍとした吐出
実験により得られた吐出ヒータへの「投入エネルギーと
１ドットの吐出量」および「投入エネルギーと吐出速
度」の関係を示す。Further, FIG. 5 shows the relationship between "input energy and discharge amount of 1 dot" and "input energy and discharge speed" to the discharge heater obtained by the discharge experiment with the discharge port diameter of 22 μm.

【００２４】図５から明らかなように投入エネルギーを
増減させれば吐出量も増減するが吐出速度も比例的に増
減してしまい、投入エネルギーを制御することによる吐
出量制御は吐出の安定化を妨げる。As is apparent from FIG. 5, when the input energy is increased or decreased, the ejection amount also increases or decreases, but the ejection speed also proportionally increases or decreases. Therefore, the ejection amount control by controlling the input energy stabilizes the ejection. Hinder.

【００２５】上記のように、安定した吐出を可能とし、
かつ、吐出量を制御するためには投入エネルギーを制御
するだけでも、吐出口径を制御するだけでも不十分であ
る。そこで、本実施例では吐出量制御を行うに際し、上
記投入エネルギーと吐出口径の双方に相関関係を持たせ
制御することにより、吐出の安定化を図り、かつ吐出量
の制御を実行する。具体的には吐出量を増加させるとき
には吐出口を大きくするとともに投入エネルギーも増加
させる。吐出口径を大きくしたことで吐出量が増加し吐
出に要するエネルギーが不足する。この不足した分投入
エネルギーを増加する。よって吐出が安定化し、結果吐
出速度も安定する。As described above, stable ejection is possible,
Moreover, in order to control the ejection amount, it is not enough to control the input energy or the ejection port diameter. Therefore, in the present embodiment, when the ejection amount is controlled, the ejection energy is controlled and the ejection amount is controlled by controlling both the input energy and the ejection port diameter so as to have a correlation. Specifically, when increasing the discharge amount, the discharge port is enlarged and the input energy is also increased. By increasing the diameter of the discharge port, the discharge amount increases and the energy required for discharge becomes insufficient. The input energy is increased by this shortage. Therefore, the ejection is stabilized and the resulting ejection speed is also stabilized.

【００２６】本実施例では吐出量の制御範囲を１０から
５０ｎｇとし、吐出速度が１５±２ｍ／ｓｅｃの範囲に
入っていることを吐出が安定している尺度とする。具体
的な制御方法は、（ａ）最適吐出量が２０〜３５ｎｇの
範囲では、投入エネルギーを５４ｍＷ／ノズルに固定
し、（ｂ）最適吐出量が３５ｎｇ以上では、投入エネル
ギーを９０ｍＷ／ノズルに固定し、（ｃ）最適吐出量が
２０ｎｇ以下では、投入エネルギーを４０ｍＷ／ノズル
に固定する。In the present embodiment, the discharge amount control range is set to 10 to 50 ng, and the discharge speed being within the range of 15 ± 2 m / sec is used as a measure of stable discharge. A specific control method is as follows: (a) fixing the input energy to 54 mW / nozzle when the optimum discharge amount is in the range of 20 to 35 ng, and (b) fixing the input energy to 90 mW / nozzle when the optimum discharge amount is 35 ng or more. However, (c) When the optimal discharge amount is 20 ng or less, the input energy is fixed at 40 mW / nozzle.

【００２７】吐出口径は最適吐出量１ｎｇ毎に最適吐出
口径となるように制御する。The discharge port diameter is controlled so that it becomes the optimum discharge port diameter for every 1 ng of the optimum discharge amount.

【００２８】このための吐出口制御手段の構造を図６に
示す。図６は記録ヘッドの一部をなすノズルの吐出口付
近の断面構造をも示している。FIG. 6 shows the structure of the discharge port control means for this purpose. FIG. 6 also shows a cross-sectional structure in the vicinity of the ejection port of the nozzle forming a part of the recording head.

【００２９】吐出ヒータが形成されたヒータボード上に
ノズル壁と天板を重ねることでノズルが形成される。そ
の中において、１０１が圧電素子の膜であり、ＰＶｄＦ
等の材料を用いている。そしてその膜の両面に蒸着工程
により作製された電極１０２を密着させる。その電極間
に電圧を印加することで圧電素子が伸縮することを応用
して、かつ、圧電素子の吐出口側をヒータボードに対し
て密着させないようにすることで、図７のように圧電素
子の端部をノズルの内側に反らせることで図６，図７の
吐出口の有効面積を可変させる。The nozzle is formed by stacking the nozzle wall and the top plate on the heater board on which the discharge heater is formed. Among them, 101 is the film of the piezoelectric element, and PVdF
Etc. are used. Then, the electrodes 102 manufactured by the vapor deposition process are adhered to both surfaces of the film. The piezoelectric element expands and contracts by applying a voltage between the electrodes, and the ejection port side of the piezoelectric element is prevented from coming into close contact with the heater board. The effective area of the discharge port shown in FIGS. 6 and 7 is changed by bending the end portion of the nozzle inside the nozzle.

【００３０】また、記録濃度を示す多値信号に応じて駆
動電源からの電圧を変化させ、圧電素子の伸縮量を可変
させ、反り量を可変させることで吐出口径を変化させ
る。この時の圧電素子の応答周波数は数ｋＨｚと非常に
早いため、高速の印字が可能となる。上記吐出用ヒータ
にエネルギーを投入する回路の構成を図８に示す。Further, the discharge port diameter is changed by changing the voltage from the driving power source according to the multi-valued signal indicating the recording density to change the expansion / contraction amount of the piezoelectric element and the warp amount. Since the response frequency of the piezoelectric element at this time is as fast as several kHz, high-speed printing is possible. FIG. 8 shows the configuration of a circuit for supplying energy to the discharge heater.

【００３１】図８において５１１３は吐出用ヒータであ
り、１０００は制御部であり、１００１は制御部から入
力されるパルス幅情報信号と印字データ信号のアンドゲ
ートであり、１００２は吐出用ヒータのドライバであ
る。制御部１０００はアンドゲート１００１に対して、
印字信号とは無関係に記録ヘッドの駆動周期毎にパル４
を入力する。In FIG. 8, reference numeral 5113 is a discharge heater, 1000 is a control unit, 1001 is an AND gate for the pulse width information signal and print data signal input from the control unit, and 1002 is a driver for the discharge heater. Is. The control unit 1000 controls the AND gate 1001
Pal 4 is set at every recording head drive cycle regardless of the print signal.
Enter.

【００３２】投入エネルギー量の制御は上記パルス幅を
制御することにより行う。本実施例では駆動周波数は４
ｋＨｚ、駆動電圧は１８Ｖ、この時の電流は１５０ｍＡ
とする。従って、４０ｍＷ／ノズルのエネルギーを投入
する場合にはパルス幅は３．７μｓに、５４ｍＷ／ノズ
ルのエネルギーを投入する場合にはパルス幅は５．０μ
ｓに、９０ｍＷ／ノズルのエネルギーを投入する場合に
はパルス幅は８．３μｓに設定することにより、全体回
路構成を変更したり印字データ情報の出力タイミングを
制御するなどの他への影響を与えること無く、投入エネ
ルギー制御を容易に行うことが可能となる。The amount of input energy is controlled by controlling the pulse width. In this embodiment, the driving frequency is 4
kHz, drive voltage is 18V, current at this time is 150mA
And Therefore, when the energy of 40 mW / nozzle is input, the pulse width is 3.7 μs, and when the energy of 54 mW / nozzle is input, the pulse width is 5.0 μs.
When 90 mW / nozzle energy is input to s, the pulse width is set to 8.3 μs, which affects the other aspects such as changing the entire circuit configuration and controlling the output timing of print data information. It is possible to easily control the input energy without the need.

【００３３】次に、図８の制御部１０００の実行する印
字制御手順を図９のフローチャートを参照して説明す
る。Next, the print control procedure executed by the controller 1000 of FIG. 8 will be described with reference to the flowchart of FIG.

【００３４】まず、図９のステップ１００では制御部１
０００は電源ＯＮ（投入）とともに印字命令の入力待機
状態に入る。印字命令が入力されると、制御部１０００
は第ｎノズルの最適吐出量を検出する（Ｓ２１０）。制
御部１０００は最適吐出量が２０ｎｇ以下であった場合
には吐出用ヒータへの投入エネルギーを４０ｍＷ／ノズ
ルに設定し、２０ｎｇを越え３５ｎｇ未満であった場合
には５４ｍＷ／ノズルに、３５ｎｇ以上であった場合に
は９０ｍＷ／ノズルに投入エネルギーを設定する（Ｓ２
２０，Ｓ２３０，Ｓ２４０）。次に、制御部１０００は
予め設定されている内部テーブルに従って最適吐出量を
吐出するのに最適な吐出口径の値を検索し、この値に吐
出口径を調整する（Ｓ２５０）。ステップ１００で、上
記Ｓ２１０からＳ２５０までをノズルの本数分行い（本
実施例では１２８回）、１カラム分の印字を行う（Ｓ３
００）。その後ステップ１００に戻って次カラムの印字
入力を待つ。以上の制御処理を実行するときの制御部１
０００が本発明の指示手段として動作する。First, in step 100 of FIG. 9, the control unit 1
000 enters a print command input standby state when the power is turned on. When a print command is input, the control unit 1000
Detects the optimum ejection amount of the nth nozzle (S210). When the optimum discharge amount is 20 ng or less, the control unit 1000 sets the energy input to the discharge heater to 40 mW / nozzle, and when the optimum discharge amount is more than 20 ng and less than 35 ng, it is set to 54 mW / nozzle and 35 ng or more. If yes, the input energy is set to 90 mW / nozzle (S2
20, S230, S240). Next, the control unit 1000 searches for an optimal ejection port diameter value for ejecting the optimal ejection amount according to a preset internal table, and adjusts the ejection port diameter to this value (S250). In step 100, steps S210 to S250 are performed for the number of nozzles (128 times in this embodiment), and printing for one column is performed (S3).
00). After that, the process returns to step 100 to wait for the print input of the next column. Control unit 1 for executing the above control processing
000 operates as the indicating means of the present invention.

【００３５】上述の如く吐出量に応じて吐出口径を最適
に制御し、かつ吐出ヒータへの投入エネルギーを予め定
めた相関関係に基づき最適に制御することにより、解像
度を犠牲にすることなく、かつ、複数の同色のインクや
ヘッドを登載することなく、また吐出の安定化を妨げる
ことなく広いレンジで吐出量の変調が可能となり、多値
記録などの高画像品位が達成可能となる。As described above, the discharge aperture diameter is optimally controlled according to the discharge amount, and the energy input to the discharge heater is optimally controlled based on the predetermined correlation, without sacrificing the resolution and The ejection amount can be modulated in a wide range without mounting a plurality of inks or heads of the same color and without hindering the stabilization of ejection, and high image quality such as multi-value recording can be achieved.

【００３６】なお、本実施例においては投入エネルギー
の切り換えのランクを、理解を容易とするために比較的
ラフな３ランクに設定したが細分化するに従って精度が
増すことは云うまでもない。In this embodiment, the rank for switching the input energy is set to three relatively rough ranks for easy understanding, but needless to say, the accuracy increases as the rank is subdivided.

【００３７】また、本実施例において設定した吐出速度
の中心値、およびバラツキ等の定数は、製品により変動
する値であり、本発明を拘束するものではない。Further, the central value of the discharge speed and the constants such as variations set in the present embodiment are values that vary depending on the product and do not restrict the present invention.

【００３８】本実施例において設定した、吐出を安定に
保ちかつ吐出量を変動させられる幅は、吐出口径、およ
び投入エネルギーの変動範囲を大きくすることにより可
変である。より正確に所望の吐出量を得るために、吐出
口径と投入エネルギーを設定する因子として、環境温度
やあるいは記録ヘッド温度を追加しても良い。The width set in this embodiment for maintaining stable ejection and varying the ejection amount can be varied by increasing the ejection port diameter and the variation range of input energy. In order to obtain the desired ejection amount more accurately, the environmental temperature or the print head temperature may be added as a factor for setting the ejection aperture diameter and the input energy.

【００３９】＜第２実施例＞次に投入エネルギーを最適
化する第２の実施例について説明する。<Second Embodiment> Next, a second embodiment for optimizing the input energy will be described.

【００４０】第１実施例では、シングルパルスのパルス
幅を変化させて投入エネルギーを変化させていたが、同
等の吐出量を得るために、シングルパルスで駆動するよ
りもマルチパルスで駆動した方が投入エネルギーに対す
る効率は良い。そこで以下のようにマルチパルスのＰＷ
Ｍ制御を用いることもできる。In the first embodiment, the pulse width of the single pulse was changed to change the input energy. However, in order to obtain an equivalent ejection amount, it is preferable to drive with multiple pulses rather than with single pulse. Efficiency for input energy is good. Therefore, as shown below,
M control can also be used.

【００４１】マルチパルスの一例としてダブルパルスで
説明すると、前段のプレヒート時のエネルギーが、後段
のメインヒートが印加されるまでの休止時間中にノズル
内に拡散し、ノズル内の雰囲気温度を上昇させるための
伝導時間が設けられるので、効率が向上すると思われ
る。投入エネルギーの変動幅が大変大きい場合、効率の
悪いシングルパルスでのＰＷＭでは吐出用ヒータに与え
るダメージが大きい。よって高耐久性を要求される製品
には使用できない危険が有るが、投入エネルギーの変換
効率の良いマルチパルスＰＷＭ制御で投入エネルギーを
制御することにより吐出用ヒータの寿命を延ばすことが
可能となる。Explaining with double pulse as an example of multi-pulse, the energy at the time of pre-heating of the former stage is diffused in the nozzle during the rest time until the main heat of the latter stage is applied, and the atmospheric temperature in the nozzle is raised. A conduction time is provided to improve efficiency. When the fluctuation range of the input energy is very large, the PWM with the inefficient single pulse causes great damage to the ejection heater. Therefore, there is a risk that it cannot be used for products that require high durability, but it is possible to extend the life of the discharge heater by controlling the input energy by the multi-pulse PWM control with good conversion efficiency of the input energy.

【００４２】次に、マルチパルスＰＷＭ制御のための処
理内容を具体的に説明する。Next, the processing contents for the multi-pulse PWM control will be concretely described.

【００４３】（マルチパルスＰＷＭ制御）図１０は第２
実施例で用いる分割パルスを説明するための図である。
同図において、ＶＯＰは駆動電圧、Ｐ１は複数の分割さ
れたヒートパルスの最初のパルス（以下、プレヒートパ
ルスという）のパルス幅、Ｐ２はインターバルタイム、
Ｐ３は２番目のパルス（以下、メインヒートパルスとい
う）のパルス幅である。Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３はＰ１，Ｐ
２，Ｐ３を決めるための時間を示している。駆動電圧Ｖ
ＯＰは、この電圧を印加される電気・熱変換体がヒータ
ボードと天板とによって構成されるインク液路内のイン
クに熱エネルギーを発生させるために必要な電気エネル
ギーを示すものの一つである。その値は電気熱変換体の
面積，抵抗値，膜構造や記録ヘッドの液路構造によって
決まる。分割パルス幅変調駆動法は、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３
の幅で順次パルスを与えるものであり、プレヒートパル
スは、主に液路内のインク温度を制御するためのパルス
であり、吐出量制御の重要な役割を担っている。このプ
レヒートパルス幅はその印加によって電気熱変換体が発
生する熱エネルギーによってインク中に発泡現象が生じ
ないような値に設定される。(Multi-pulse PWM control) FIG.
It is a figure for explaining a division pulse used in an example.
In the figure, VOP is a drive voltage, P1 is the pulse width of the first pulse of a plurality of divided heat pulses (hereinafter referred to as preheat pulse), P2 is an interval time,
P3 is the pulse width of the second pulse (hereinafter referred to as the main heat pulse). T1, T2, T3 are P1, P
2 shows the time for determining P3. Drive voltage V
OP is one of the electric energy necessary for the electric / thermal converter to which this voltage is applied to generate thermal energy in the ink in the ink liquid path formed by the heater board and the top plate. .. The value depends on the area of the electrothermal converter, the resistance value, the film structure and the liquid path structure of the recording head. The divided pulse width modulation driving method is P1, P2, P3.
The preheat pulse is a pulse mainly for controlling the ink temperature in the liquid passage, and plays an important role in controlling the ejection amount. The preheat pulse width is set to a value such that the bubbling phenomenon does not occur in the ink due to the thermal energy generated by the electrothermal converter when it is applied.

【００４４】インターバルタイムは、プレヒートパルス
とメインヒートパルスが相互干渉しないように一定時間
の間隔を設けるため、およびインク液路内インクの温度
分布を均一化するために設けられる。メインヒートパル
スは液路内のインク中に発泡を生じぜしめ、吐出口より
インクを吐出させるためのものであり、その幅Ｐ３は電
気熱変換体の面積，抵抗値，膜構造や記録ヘッドのイン
ク液路の構造によって決まる。The interval time is provided in order to prevent a mutual interference between the pre-heat pulse and the main heat pulse, and to make the temperature distribution of the ink in the ink liquid passage uniform. The main heat pulse is for causing bubbling in the ink in the liquid path and ejecting the ink from the ejection port, and its width P3 is the area of the electrothermal converter, the resistance value, the film structure and the recording head. It depends on the structure of the ink channel.

【００４５】例えば、図１１および図１２に示すような
構造の記録ヘッドにおけるプレヒートパルスの作用につ
いて説明する。図１１は記録ヘッドのインク液路に沿っ
た概略縦断面を示し、図１２は概略正面を示す。同図に
おいて、電気熱変換体（吐出ヒータ）は上記分割パルス
の印加によって熱を発生する。この電気熱変換体はこれ
に分割パルスを印加するたの電極配線等とともにヒータ
ボード上に配設される。ヒータボードはシリコンにより
形成され、記録ヘッドの基板をなすアルミ板によって支
持される。天板には、インク液路等を構成するための溝
が形成されており、天板とヒータボード（アルミ板）と
が接合することによりインク液路や、これにインクを供
給する共通液室が構成される。また、天板には吐出口が
形成され、それぞれの吐出口にはインク液路が連通して
いる。For example, the action of the preheat pulse in the recording head having the structure shown in FIGS. 11 and 12 will be described. FIG. 11 shows a schematic vertical cross section along the ink liquid path of the recording head, and FIG. 12 shows a schematic front view. In the figure, the electrothermal converter (discharge heater) generates heat by the application of the divided pulse. This electrothermal converter is arranged on the heater board together with the electrode wiring for applying the divided pulse to the electrothermal converter. The heater board is made of silicon and is supported by an aluminum plate that forms the substrate of the recording head. A groove for forming an ink liquid path or the like is formed on the top plate, and the ink liquid path and the common liquid chamber for supplying ink to the top plate and the heater board (aluminum plate) are joined to each other. Is configured. In addition, ejection ports are formed on the top plate, and the ink liquid paths communicate with the respective ejection ports.

【００４６】図１１に示される記録ヘッドにおいて、駆
動電圧ＶＯＰ＝１８．０（Ｖ）、メインヒートパルス幅
Ｐ３＝４．１１４［μｓｅｃ］とし、プレヒートパルス
幅Ｐ１を０〜３．０００［μｓｅｃ］の範囲で変化させ
た場合、図１３に示すような吐出量Ｖｄ［ｎｇ／ｄｏ
ｔ］とプレヒートパルス幅Ｐ１［μｓｅｃ］との関係が
得られる。In the recording head shown in FIG. 11, the driving voltage VOP = 18.0 (V), the main heat pulse width P3 = 4.114 [μsec], and the preheat pulse width P1 is 0 to 3.000 [μsec]. When the discharge amount is changed in the range of, the discharge amount Vd [ng / do as shown in FIG.
The relationship between t] and the preheat pulse width P1 [μsec] is obtained.

【００４７】図１３は吐出量のプレヒートパルス依存性
を示す線図であり、図において、Ｖ０はＰ１＝０［μｓ
ｅｃ］のときの吐出量を示し、この値は図１１に示すヘ
ッド構造によって決まる。ちなみに、本実施例でのＶ０
は環境温度ＴＲ＝２５℃の場合でＶ０＝１８．０［ｎｇ
／ｄｏｔ］であった。図１３の曲線ａに示されるよう
に、プレヒートパルスのパルス幅Ｐ１の増加に応じて、
吐出量Ｖｄはパルス幅Ｐ１が０からＰ１ＬＭＴまで線形
性を有して増加し、パルス幅Ｐ１がＰ１ＬＭＴより大き
い範囲ではその変化が線形性を失い、パルス幅Ｐ１ＭＡ
Ｘで飽和し最大となる。FIG. 13 is a diagram showing the preheat pulse dependence of the ejection amount. In the figure, V0 is P1 = 0 [μs
ec], the ejection amount is determined by the head structure shown in FIG. By the way, V0 in this embodiment is
Is V0 = 18.0 [ng when the ambient temperature TR = 25 ° C.
/ Dot]. As shown by the curve a in FIG. 13, as the pulse width P1 of the preheat pulse increases,
The ejection amount Vd linearly increases from the pulse width P1 of 0 to P1LMT, and the change loses linearity in the range where the pulse width P1 is larger than P1LMT, and the pulse width P1MA.
It is saturated with X and becomes maximum.

【００４８】このように、パルス幅Ｐ１の変化に対する
吐出量Ｖｄの変化が線形性を示すパルス幅Ｐ１ＬＭＴま
での範囲は、パルス幅Ｐ１を変化させることによる吐出
量の制御を容易に行える範囲として有効である。ちなみ
に、曲線ａに示す本実施例ではＰ１ＬＭＴ＝１．８７
（μｓ）であり、このときの吐出量はＶＬＭＴ＝２４．
０［ｎｇ／ｄｏｔ］であった。また、吐出量Ｖｄが飽和
状態となるときのパルス幅Ｐ１ＭＡＸは、Ｐ１ＭＡＸ＝
２．１［μｓ］であり、このときの吐出量ＶＭＡＸ＝２
５．５［ｎｇ／ｄｏｔ］であった。As described above, the range up to the pulse width P1LMT in which the change in the ejection amount Vd with respect to the change in the pulse width P1 shows linearity is effective as a range in which the ejection amount can be easily controlled by changing the pulse width P1. Is. By the way, in the present embodiment shown by the curve a, P1LMT = 1.87.
(Μs), and the ejection amount at this time is VLMT = 24.
It was 0 [ng / dot]. Further, the pulse width P1MAX when the ejection amount Vd becomes saturated is P1MAX =
2.1 [μs], and the discharge amount VMAX at this time = 2
It was 5.5 [ng / dot].

【００４９】パルス幅がＰ１ＭＡＸより大きい場合、吐
出量ＶｄはＶＭＡＸより小さくなる。この現象は上記範
囲のパルス幅を有するプレヒートパルスが印加されると
電気熱変換体上に微小な発泡（膜沸騰の直前状態）を生
じ、この気泡が消泡する前に次のメインヒートパルスが
印加され、上記微小気泡がメインヒートパルスによる発
泡を乱すことによって吐出量が小さくなる。この領域を
プレ発泡領域と呼びこの領域ではプレヒートパルスを媒
介にした吐出量制御は困難なものとなる。When the pulse width is larger than P1MAX, the ejection amount Vd is smaller than VMAX. When a preheat pulse having a pulse width in the above range is applied, this phenomenon causes minute foaming (state immediately before film boiling) on the electrothermal converter, and the next main heat pulse is generated before the bubbles disappear. When applied, the minute bubbles disturb the foaming due to the main heat pulse, and the discharge amount is reduced. This area is called a pre-foaming area, and it is difficult to control the ejection amount through the pre-heat pulse in this area.

【００５０】図１３に示すＰ１＝０〜Ｐ１ＬＭＴ［μ
ｓ］の範囲の吐出量とパルス幅との関係を示す直線の傾
きをプレヒートパルス依存係数と定義すると、プレヒー
トパルス依存係数P1 = 0 to P1LMT [μ shown in FIG.
[s] range, the slope of a straight line showing the relationship between the discharge amount and the pulse width is defined as the preheat pulse dependence coefficient.

【００５１】[0051]

【数１】 [Equation 1]

【００５２】となる。この係数ＫＰは温度によらずヘッ
ド構造・駆動条件・インク物性等によって定まる。すな
わち、図１３中曲線ｂ，ｃは他の記録ヘッドの場合を示
しており、記録ヘッドが異なると、その吐出特性が変化
することが分かる。このように、記録ヘッドが異なると
プレヒートパルスＰ１の上限値Ｐ１ＬＭＴが異なるた
め、後述するように記録ヘッド毎の上限値Ｐ１ＬＭＴを
定めて吐出量制御を行う。ちなみに本実施例の曲線ａで
示される記録ヘッドおよびインクにおいては、ＫＰ＝
３．２０９「ｎｇ／μｓｅｃ・ｄｏｔ］であった。It becomes This coefficient KP is determined by the head structure, driving conditions, ink physical properties, etc., regardless of temperature. That is, the curves b and c in FIG. 13 show the case of other recording heads, and it can be seen that the ejection characteristics change when the recording heads are different. As described above, since the upper limit P1LMT of the preheat pulse P1 is different when the printhead is different, the ejection amount control is performed by setting the upper limit P1LMT for each printhead as described later. By the way, in the recording head and ink shown by the curve a of this embodiment, KP =
It was 3.209 “ng / μsec · dot].

【００５３】すなわち、インクジェット記録ヘッドの吐
出量を決定する別の要因として、記録ヘッドの温度（イ
ンク温度）がある。That is, another factor that determines the ejection amount of the ink jet recording head is the temperature of the recording head (ink temperature).

【００５４】図１４は吐出量の温度依存性を示す線図で
ある。同図の曲線ａに示すように、記録ヘッドの環境温
度ＴＲ（＝ヘッド温度ＴＨ）の増加に対して吐出量Ｖｄ
は直線的に増加する。この直線の傾きを温度依存係数と
定義すると、温度依存係数：FIG. 14 is a diagram showing the temperature dependence of the discharge amount. As indicated by a curve a in the same figure, the ejection amount Vd with respect to the increase in the environmental temperature TR of the print head (= head temperature TH)
Increases linearly. If the slope of this line is defined as the temperature dependence coefficient, the temperature dependence coefficient:

【００５５】[0055]

【数２】 [Equation 2]

【００５６】となる。この係数ＫＴは駆動条件にはよら
ず、ヘッドの構造・インクの物性等によって定まる。図
１４においても他の記録ヘッドの場合を曲線ｂ，ｃに示
す。ちなみに本実施例の記録ヘッドにおいてはＫＴ＝
０．３［ｎｇ・℃・ｄｏｔ］であった。It becomes This coefficient KT does not depend on the driving conditions, but is determined by the structure of the head, the physical properties of the ink, and the like. Also in FIG. 14, curves b and c show cases of other recording heads. Incidentally, in the recording head of this embodiment, KT =
It was 0.3 [ng · ° C./dot].

【００５７】以上、図１３および図１４に示す関係を用
いることによって本発明にかかる吐出量制御を行うこと
ができる。As described above, the discharge amount control according to the present invention can be performed by using the relationships shown in FIGS. 13 and 14.

【００５８】吐出用ヒータへの投入エネルギー制御手段
以外の構成は、第１実施例と同様であるので説明は省略
する。Since the structure other than the means for controlling the energy input to the discharge heater is the same as that of the first embodiment, its explanation is omitted.

【００５９】＜第３実施例＞次にパルス幅を変動させる
こと無く吐出用ヒータへの投入エネルギーを変化させる
第３実施例について説明する。<Third Embodiment> Next, a third embodiment will be described in which the energy input to the discharge heater is changed without changing the pulse width.

【００６０】インクジェット記録ヘッドの一般的な駆動
方法では、全ノズルを同時に駆動するのではなく、１ノ
ズルずつ駆動するか、もしくは全ノズルをいくつかのブ
ロックに分割してブロック毎に駆動する。このように駆
動することにより電源容量を抑えることができ、記録ヘ
ッドの共通液室内の流体振動の振幅を低減できる等の効
果が得られる。しかし、全ノズルを駆動するのに要する
時間が増大するために高速駆動には不利な方向である。
第１実施例のようにパルス幅を大幅に大きくしなければ
ならない設定や、第２実施例のようにプレパルスとメイ
ンパルスの間に休止時間を持たねばならない場合には、
上記欠点が顕著に現れ、前記シーケンスが高速化の妨げ
となってしまう。In a general method for driving an ink jet recording head, not all nozzles are driven simultaneously, but one nozzle at a time is driven, or all nozzles are divided into several blocks and driven for each block. By driving in this way, the power supply capacity can be suppressed, and the effect of reducing the amplitude of fluid vibration in the common liquid chamber of the recording head can be obtained. However, this is disadvantageous for high-speed driving because the time required to drive all nozzles increases.
In the case where the pulse width needs to be significantly increased as in the first embodiment, or when a pause time must be provided between the pre-pulse and the main pulse as in the second embodiment,
The above-mentioned drawbacks are conspicuous, and the above sequence hinders speeding up.

【００６１】よって本実施例ではパルス幅は一定にして
印加電圧を制御することにより吐出用ヒータへの投入エ
ネルギーを制御する。Therefore, in this embodiment, the energy applied to the ejection heater is controlled by controlling the applied voltage while keeping the pulse width constant.

【００６２】次に、図１５を参照して本実施例の投入エ
ネルギー制御方法を説明する。Next, the input energy control method of this embodiment will be described with reference to FIG.

【００６３】図１５において、１０００は制御部であ
り、１００３は電圧選択回路、１００１ａ〜ｃはアンド
回路であり、１００２ａ〜ｃは吐出用ヒータのドライバ
回路、５１１３は吐出用ヒータを表わす。本実施例にお
ける記録ヘッド駆動電圧は３段階であり、制御部１００
０からは３段階のどのランクの駆動電圧を選択するかの
２ビットの情報が電圧選択回路１００３に入力される。
電圧選択回路は該電圧選択情報に準じて１００１ａ〜ｃ
の３つのアンド回路の１つをオン（ＯＮ）する。ＯＮ時
間は吐出用ヒータ５１１３を駆動するパルス幅に等し
く、印字データ情報とは無関係に駆動周期毎にＯＮ／Ｏ
ＦＦ（オフ）を繰り返す。ヘッド駆動用電圧は所望の３
ランクに分圧されており、どの分圧点からヘッドを駆動
するかを３つのアンド回路の選択で行っている。In FIG. 15, 1000 is a control unit, 1003 is a voltage selection circuit, 1001a to c are AND circuits, 1002a to 1002c are driver circuits for discharge heaters, and 5113 is a discharge heater. The printhead drive voltage in this embodiment has three levels, and the control unit 100
From 0, 2-bit information indicating in which rank the driving voltage of three stages is selected is input to the voltage selection circuit 1003.
The voltage selection circuit 1001a to 1001c according to the voltage selection information.
One of the three AND circuits of is turned on. The ON time is equal to the pulse width for driving the ejection heater 5113, and is ON / O for each drive cycle regardless of the print data information.
FF (off) is repeated. Head drive voltage is the desired 3
The voltage is divided into ranks, and the pressure dividing point from which the head is driven is selected by selecting three AND circuits.

【００６４】制御部１０００は印字データに応じて印字
データ情報を１００１ａ〜ｃのアンド回路に入力し、前
記により選択されている１つのアンド回路のみＯＮする
と、ドライバ１００２を介して吐出用ヒータ５１１３が
駆動される。The controller 1000 inputs the print data information to the AND circuits 1001a to 1001c according to the print data, and when only one AND circuit selected by the above is turned on, the discharge heater 5113 is turned on via the driver 1002. Driven.

【００６５】このように制御することにより、駆動パル
ス幅を変えることなく投入エネルギーを制御することが
できる。その結果、今後の大きな技術課題である高速駆
動の妨げとなること無く所望の吐出量制御を行うことが
可能となる。By controlling in this way, the input energy can be controlled without changing the drive pulse width. As a result, it becomes possible to perform the desired discharge amount control without hindering high-speed driving, which is a major technical issue in the future.

【００６６】吐出用ヒータへの投入エネルギー制御手段
以外の構成および作用は、第１実施例と同様であるので
説明は省略する。The structure and operation other than the means for controlling the energy supplied to the discharge heater are the same as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

【００６７】＜第４実施例＞ノズルの吐出口径を変化さ
せると共に、温調用（吐出用）ヒータを複数に分割する
ことにより投入エネルギーを制御するようにした第４実
施例について説明する。<Fourth Embodiment> A fourth embodiment will be described in which the injection energy is controlled by changing the nozzle outlet diameter and dividing the temperature adjustment (ejection) heater into a plurality of heaters.

【００６８】図１６にノズル部分の側断面構造を示し、
図１７に平断面構造を示す。FIG. 16 shows a side sectional structure of the nozzle portion.
FIG. 17 shows a plane sectional structure.

【００６９】図中の６００１は吐出口径（オリフィス穴
径）制御部材であり、制御信号に応じて吐出口径を変化
させることができる。Reference numeral 6001 in the figure denotes a discharge port diameter (orifice hole diameter) control member, which can change the discharge port diameter according to a control signal.

【００７０】６００２はノズル内で３つに分割された吐
出用ヒータ全体を示し、制御信号に応じて駆動させるヒ
ータの組み合わせを変えることができる。Reference numeral 6002 denotes the entire discharge heater divided into three in the nozzle, and the combination of heaters to be driven can be changed according to the control signal.

【００７１】ヒータ６００２は６００２Ａ，６００２
Ｂ，６００２Ｃのヒータに分割されており、それぞれに
対して６００３Ａ，６００３Ｂ，６００３Ｃの電極が付
随されている。これらの電極は図１８のように駆動電源
６００５に対して配線され、制御信号に応じてスイッチ
６００４を切り換えることでそれぞれヒータ６００２Ａ
のみ、６００２Ａと６００２Ｂ，６００２Ａ，６００２
Ｂ，６００２Ｃの３種類の組み合わせでヒータを駆動さ
せることが可能である。The heater 6002 is 6002A, 6002
The heater is divided into B and 6002C heaters, and electrodes 6003A, 6003B and 6003C are attached to the respective heaters. These electrodes are wired to the driving power source 6005 as shown in FIG. 18, and the heater 6002A is switched by switching the switch 6004 according to the control signal.
Only 6002A and 6002B, 6002A, 6002
It is possible to drive the heater with three combinations of B and 6002C.

【００７２】不図示の制御部では図１９の吐出量変調制
御テーブルに従って、所望する吐出量を吐出するための
各制御信号を吐出口径部材６００１とスイッチ６００４
に出力することで使用する吐出ヒータの組み合わせと吐
出口径を選択する。In the control unit (not shown), according to the ejection amount modulation control table of FIG. 19, each control signal for ejecting a desired ejection amount is sent to the ejection port member 6001 and the switch 6004.
Output to select the combination of discharge heaters and discharge port diameter to be used.

【００７３】本実施例では各ノズルの吐出量を１０ｐｌ
から４０ｐｌまで変えられるようになっている。そして
制御部により１０ｐｌの吐出量を選択する信号が入力さ
れるとヒータの切り換えスイッチ６００４が６００２Ａ
の吐出ヒータのみを駆動されるように切り換わり、か
つ、吐出口径制御部材６００１が吐出口を１６μｍにな
るように動作する。In this embodiment, the ejection amount of each nozzle is 10 pl.
To 40 pl. When a signal for selecting a discharge amount of 10 pl is input by the controller, the heater changeover switch 6004 is set to 6002A.
The discharge heater is switched so as to be driven, and the discharge port diameter control member 6001 operates so that the discharge port becomes 16 μm.

【００７４】そして制御部より４０ｐｌの吐出量の信号
が入力されるとヒータの切り換えスイッチ６００４が、
６００２Ａ〜６００２Ｃの吐出ヒータ全てを駆動される
ように切り換わり、かつ、吐出口径制御部材６００１が
吐出口を２７μｍになるように動作する。When a signal of a discharge amount of 40 pl is input from the controller, the heater changeover switch 6004 is turned on.
All the discharge heaters 6002A to 6002C are switched so as to be driven, and the discharge port diameter control member 6001 operates so that the discharge port becomes 27 μm.

【００７５】このようにして１０ｐｌから４０ｐｌまで
の範囲で吐出量を制御することができるが、このときの
駆動させる吐出ヒータをパラメータとして吐出口径（オ
リフィス穴径）を変化させたときの吐出量変化および吐
出速度の変化を図２０に示した。In this way, the discharge amount can be controlled in the range of 10 pl to 40 pl, but the discharge amount change when the discharge port diameter (orifice hole diameter) is changed by using the discharge heater to be driven at this time as a parameter. And the change in discharge speed is shown in FIG.

【００７６】この図から分かるように吐出速度の分布は
ある一定の範囲内に収まり、非常に安定した吐出状態を
保ちながら、かつ、広範囲に渡って吐出量を制御するこ
とが可能となる。As can be seen from this figure, the distribution of the discharge speed falls within a certain fixed range, and it becomes possible to control the discharge amount over a wide range while maintaining a very stable discharge state.

【００７７】第４実施例では吐出量を７段階に設定でき
るようにしたので、８階調を達成できる。これに対し、
無段階に吐出量を制御することも可能である。In the fourth embodiment, since the discharge amount can be set in 7 steps, 8 gradations can be achieved. In contrast,
It is also possible to control the discharge amount steplessly.

【００７８】また、第４実施例では、複数のノズルを持
ったヘッドにおける、各ノズルに対して吐出量を制御す
ることが可能にできる場合について説明しているが、各
ノズルは一定でヘッド全体の吐出量を変化させる場合で
も有効である。また、吐出ヒータは、吐出口からヘッド
内部に向かう方向に対して縦１列に並べるように構成し
たが、横方向に並べても構わない。加えて、吐出用ヒー
タ以外の構成部分については第１実施例と同様とするこ
とができる。Further, in the fourth embodiment, the case in which it is possible to control the ejection amount for each nozzle in a head having a plurality of nozzles has been described. It is also effective when changing the discharge amount of. Further, although the discharge heaters are arranged in a line in the vertical direction with respect to the direction from the discharge port to the inside of the head, they may be arranged in the horizontal direction. In addition, the components other than the discharge heater can be the same as in the first embodiment.

【００７９】なお、ここで吐出口径，投入エネルギー量
の個々について単独制御を行う場合の性能について参考
のために説明しておく。The performance in the case where the discharge port diameter and the input energy amount are individually controlled will be described here for reference.

【００８０】（オリフィス径のみを変化させる場合）オ
リフィス径を変えることのできるヘッドを用いて、実際
にオリフィス径を変化させインクを吐出させる実験を行
った。そして、一定のパルス幅と電圧を印加させて、イ
ンクを吐出させ、その時の吐出量を測定した。その時の
吐出量の変化を図２１に示す。(When Changing Only the Orifice Diameter) An experiment was conducted in which a head capable of changing the orifice diameter was used to actually change the orifice diameter and eject ink. Then, a constant pulse width and voltage were applied to eject the ink, and the ejection amount at that time was measured. FIG. 21 shows the change in the discharge amount at that time.

【００８１】この図から穴径が大きくなると吐出量も大
きくなることがわかる。一方、この図に併記された吐出
速度の変化から間接的に理解できるが、穴径が大きくな
ると吐出速度は小さくなり、弱々しく勢いのない不安定
な吐出状態となる。逆に穴径が小さくなると、吐出速度
が大きくなりすぎ、主滴以外にたくさんのサテライト滴
が発生し、やはり不安定な吐出状態となる。よって、実
際に安定した吐出状態で吐出量を変調するためには狭い
限られた範囲のオリフィス径となり実質的に吐出量の可
変範囲も限られたものとなる。It can be seen from this figure that the larger the hole diameter, the larger the discharge amount. On the other hand, although it can be indirectly understood from the change in the discharge speed also shown in this figure, the discharge speed decreases as the hole diameter increases, resulting in a weak, unsteady and unstable discharge state. On the contrary, when the hole diameter becomes small, the ejection speed becomes too high, a large number of satellite droplets are generated in addition to the main droplets, and the ejection state becomes unstable. Therefore, in order to actually modulate the discharge amount in a stable discharge state, the orifice diameter is a narrow and limited range, and the variable range of the discharge amount is also substantially limited.

【００８２】（ヒータサイズのみを変化させる場合）図
１７の吐出ヒータにおいてヒータサイズを変化させ、一
定のパルス幅と電圧を印加することによりインクを吐出
させ、その時の吐出量を測定した。その時の吐出ヒータ
の全面積に対する吐出量と吐出スピードの関係を図２２
に示す。(Changing Only Heater Size) In the discharge heater shown in FIG. 17, the heater size was changed and ink was discharged by applying a constant pulse width and voltage, and the discharge amount at that time was measured. FIG. 22 shows the relationship between the discharge amount and the discharge speed for the entire area of the discharge heater at that time.
Shown in.

【００８３】この図から吐出ヒータの全面積が大きくな
ると吐出量も大きくなることがわかる。一方、この図に
併記された吐出速度の変化から間接的に理解できるが、
吐出ヒータの全面積が小さくなると吐出速度は小さくな
り、弱々しく勢いのない不安定な吐出状態となる。逆に
吐出ヒータの全面積が大きくなると、吐出速度が大きく
なりすぎ、主滴以外にたくさんのサテライト滴が発生
し、やはり不安定な吐出状態となる。よって、実際に安
定した吐出状態で吐出量を変調するためには図２２のよ
うに狭い限られた範囲の吐出ヒータの全面積となり実質
的に吐出量の可変範囲も限られたものとなる。From this figure, it can be seen that the discharge amount increases as the total area of the discharge heater increases. On the other hand, it can be indirectly understood from the change in discharge speed also shown in this figure.
When the total area of the discharge heater becomes small, the discharge speed becomes small, resulting in a weak, unsteady and unstable discharge state. On the other hand, if the total area of the discharge heater becomes large, the discharge speed becomes too high and many satellite droplets are generated in addition to the main droplets, which also results in an unstable discharge state. Therefore, in order to actually modulate the discharge amount in a stable discharge state, the entire area of the discharge heater is a narrow and limited range as shown in FIG. 22, and the variable range of the discharge amount is substantially limited.

【００８４】＜第５実施例＞図２３に吐出口径制御手段
の他の構成例を示しておく。<Fifth Embodiment> FIG. 23 shows another structural example of the discharge port diameter control means.

【００８５】図２３において１１００は吐出口形状を形
成するオリフィスプレートであり、１１０１はオリフィ
スプレート１１００を可動する可動器である。１１０２
はオリフィスプレート１１００を接着する弾性回復介剤
である。５１１３は吐出用ヒータであり、５１００はヒ
ータボードであり、５３００は全体の支持体であり、５
２００は吐出用ヒータに記録信号を伝達する配線基板で
あり、５１１２は共通液室である。In FIG. 23, reference numeral 1100 is an orifice plate forming a discharge port shape, and 1101 is a movable unit for moving the orifice plate 1100. 1102
Is an elastic recovery agent that adheres the orifice plate 1100. 5113 is a discharge heater, 5100 is a heater board, 5300 is the whole support,
Reference numeral 200 is a wiring board for transmitting a recording signal to the ejection heater, and 5112 is a common liquid chamber.

【００８６】可動器１１０１は楕円形状に構成されてお
り、可動器１１０１が回転することによりオリフィスプ
レート１１００を図中矢印ａ方向，ｂ方向に可動する。
オリフィスプレート１１００は図２４，図２５に示すと
おり、吐出口形状が三角形の形状であり、図２３のａ方
向にオリフィスプレート１１００が移動した場合には吐
出口面積を狭める方向に、また図２３のｂ方向に移動し
た場合には吐出口面積を広げる方向に吐出口形状を変化
させる。よって可動器１１０１の回転角を制御すること
により所望の吐出量に応じた吐出口径を達成できる。The mover 1101 is formed in an elliptical shape, and the orifice plate 1100 is moved in the directions of arrows a and b in the figure by the rotation of the mover 1101.
As shown in FIGS. 24 and 25, the orifice plate 1100 has a triangular discharge port shape. When the orifice plate 1100 moves in the direction a in FIG. 23, the discharge port area is narrowed, and in FIG. When it moves in the b direction, the shape of the discharge port is changed so as to increase the area of the discharge port. Therefore, by controlling the rotation angle of the movable unit 1101, it is possible to achieve a discharge port diameter according to a desired discharge amount.

【００８７】なお、オリフィスプレート１１００が可動
しても該オリフィスプレート１１００が記録ヘッドの支
持体５３００等と剥離すること無く、かつ、ノズル（流
路）とオリフィスプレート間の密閉性を保つために、弾
性回復介剤１１０２は圧縮、引張り力に対して充分な弾
性復元性を有し、耐水性，対薬品性，耐久性，対候性に
優れていなければならない。また操作性を考慮して室温
硬化型の１液タイプで硬化前は流動性に優れているもの
が望ましい。上記条件を満足する弾性回復介剤として、
本実施例ではＲＴＶ（室温硬化型）シリコーン樹脂を用
いる。Even if the orifice plate 1100 moves, the orifice plate 1100 does not separate from the support 5300 of the recording head and the like, and in order to maintain the hermeticity between the nozzle (flow passage) and the orifice plate, The elastic recovery agent 1102 must have sufficient elastic recovery against compression and tensile forces, and be excellent in water resistance, chemical resistance, durability, and weather resistance. Further, in consideration of operability, it is desirable to use a one-liquid type which is a room temperature curing type and has excellent fluidity before curing. As an elastic recovery agent that satisfies the above conditions,
In this embodiment, RTV (room temperature curing type) silicone resin is used.

【００８８】上記のように構成，制御することにより簡
易に吐出口径を所望の大きさに制御することが可能とな
る。By configuring and controlling as described above, it becomes possible to easily control the discharge port diameter to a desired size.

【００８９】＜第６実施例＞図２６は吐出口径制御手段
のさらに他の構成を示す。記録ヘッドの全体構造は図３
に示す第１実施例と同等であるのでここでは説明を省略
し、オリフィスプレート部の吐出口形状構成例のみ説明
する。<Sixth Embodiment> FIG. 26 shows still another structure of the discharge port diameter control means. The overall structure of the recording head is shown in FIG.
Since it is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, the description thereof is omitted here, and only the configuration example of the ejection port shape of the orifice plate will be described.

【００９０】図２６において１２００ａ，ｂは絞りバ
ネ、１２０１ａ，ｂはスライド窓、１２０２ａ，ｂは絞
りバネとは別部材から立てられている固定ピン、Ｐａ，
Ｐｂは絞りバネの回転支点である。In FIG. 26, reference numerals 1200a and b are diaphragm springs, 1201a and b are sliding windows, 1202a and b are fixing pins standing up from a member different from the diaphragm springs, Pa,
Pb is a rotation fulcrum of the diaphragm spring.

【００９１】所望の吐出口径に応じて、絞りバネ１２０
０ａ，ｂは図中ｘ，ｙ方向に、それぞれの回転支点Ｐ
ａ，Ｐｂを中心として回転移動する。絞りバネの移動幅
（回転角）はスライド窓１２０２ａ，ｂの両端が固定ピ
ン１２０２ａ，ｂに突き当たることにより決められる。
この時絞りバネａ，ｂによって構成された空隙が吐出口
形状となる。According to the desired discharge port diameter, the diaphragm spring 120
0a and b are the rotation fulcrums P in the x and y directions in the figure.
It rotates around a and Pb. The movement width (rotation angle) of the diaphragm spring is determined by the ends of the sliding windows 1202a, 1202 abutting the fixing pins 1202a, 120b.
At this time, the gap formed by the diaphragm springs a and b has a discharge port shape.

【００９２】本例では吐出口形状（吐出口径）は図２
６，図２７に示すように２段階にしか切り換えることは
できないが、例えばスライド窓に複数段のクリックを設
け、固定ピンがどのクリック部で固定されるかで吐出口
径を制御するようにしても良い。あるいは絞りバネの駆
動方法で絞りバネの移動幅を規定し（例えば駆動パルス
数等）吐出口径を制御するようにしても良い。In this example, the shape of the discharge port (discharge port diameter) is as shown in FIG.
6, it is possible to switch to only two steps as shown in FIG. 27. However, for example, even if the slide window is provided with a plurality of steps of clicks and the fixing pin is fixed at which click portion, the discharge port diameter can be controlled. good. Alternatively, the movement width of the diaphragm spring may be defined by the driving method of the diaphragm spring (for example, the number of driving pulses or the like) to control the ejection port diameter.

【００９３】また、本実施例では絞りバネは２枚で構成
しているが何枚構成であっても良い。複数枚のハネ部材
が回転移動し互いのハネの空隙で口形状を構成しかつ回
転角で口径を制御する方法はカメラ等に用いられている
一般的な「絞り」機構であり、衆知の技術であるので詳
細な説明は省略する。Further, in the present embodiment, the diaphragm spring is composed of two pieces, but it may be composed of any number of pieces. A method in which a plurality of blade members are rotationally moved to form a mouth shape by the air gap between the blades and the diameter is controlled by a rotation angle is a general “iris” mechanism used in cameras and the like. Therefore, detailed description is omitted.

【００９４】＜第７実施例＞図２８は記録ヘッドの一部
であるノズルの構成および吐出口付近の断面図を描いた
ものである。図２８において、圧電素子を筒状に形成し
てその内面は分割された電極を密着させている。筒の外
側は一様に電極を覆い、それらの電極間に電圧を印加
し、筒の内径を変化させることにより、吐出口を変化さ
せる。<Seventh Embodiment> FIG. 28 is a sectional view showing the structure of a nozzle which is a part of a recording head and the vicinity of an ejection port. In FIG. 28, the piezoelectric element is formed in a cylindrical shape, and the divided electrodes are closely attached to the inner surface thereof. The outer side of the cylinder uniformly covers the electrodes, a voltage is applied between these electrodes, and the inner diameter of the cylinder is changed to change the ejection port.

【００９５】＜第８実施例＞図２９に示したような１つ
の吐出口に対して別の穴の開いた部材をスライドさせる
構成で吐出口の有効面積を変化させる。<Eighth Embodiment> As shown in FIG. 29, the effective area of the discharge port is changed by sliding one member having another hole with respect to one discharge port.

【００９６】＜第９実施例＞図３０に示したように電圧
印加によりインク吐出方向に部材を変形させることによ
っても吐出口の有効面積を変化させることができる。<Ninth Embodiment> As shown in FIG. 30, the effective area of the ejection port can be changed by deforming the member in the ink ejection direction by applying a voltage.

【００９７】以上説明したように単独でオリフィス穴径
や吐出ヒータの面積を可変にしても吐出速度が不安定と
なるので安定した状態での吐出量制御は困難であり、ま
た安定領域内で吐出量制御を行ったとしても１つのノズ
ルで多階調を達成できるほどの吐出量の可変幅は期待で
きない。As described above, even if the orifice hole diameter and the area of the discharge heater are individually changed, the discharge speed becomes unstable, so that it is difficult to control the discharge amount in a stable state, and the discharge is performed within the stable region. Even if the amount control is performed, it is not possible to expect a variable range of the ejection amount that can achieve multiple gradations with one nozzle.

【００９８】すなわち、吐出安定性と吐出速度との関係
は重要であり、速度が速すぎたり、遅すぎたりすると正
常な吐出ができなくなるのである。That is, the relationship between the ejection stability and the ejection speed is important, and normal ejection cannot be performed if the speed is too fast or too slow.

【００９９】上記でも簡単には説明したが、吐出速度が
遅くなるのは１つのドロップレットを吐出するための投
入されるエネルギーが足りないためであり、俗にゆうシ
ョボ吐出となる。この場合、非常に吐出口の形状等に影
響され吐出方向が不安定になり、印字品位を低下させる
だけでなく、吐出量のばらつきも大きくなる。一方、吐
出速度が速くなるのは、１つのドロップレットを吐出す
るための投入されるエネルギーが多すぎるためであり、
主滴以外のサテライト滴を形成しやすく、また吐出量の
ばらつきも大きくなり、やはり印字品位を低下させる。Although briefly described above, the reason why the discharge speed becomes slow is that the energy to be supplied for discharging one droplet is insufficient, and it is commonly referred to as the "Yuusho" discharge. In this case, the ejection direction becomes very unstable due to the shape of the ejection port and the like, so that not only the printing quality is deteriorated, but also the ejection amount varies greatly. On the other hand, the reason why the discharge speed becomes faster is that the energy input to discharge one droplet is too much,
It is easy to form satellite droplets other than the main droplets, and the dispersion of the ejection amount becomes large, which also deteriorates the printing quality.

【０１００】本実施例では吐出速度が安定するようにノ
ズル吐出口吐出の有効面積と、吐出のためのエネルギー
印加量について相対関係を定め、制御するようにしてい
るので、安定した吐出性能が得られる。In the present embodiment, since the relative relationship between the effective area of the nozzle outlet and the energy application amount for ejection is determined and controlled so that the ejection speed is stable, stable ejection performance is obtained. Be done.

【０１０１】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば記録の高密度化，高精細化が
達成できるからである。(Others) In particular, the present invention is provided with means (eg, electrothermal converter or laser light) for generating thermal energy as energy used for ejecting ink, especially in the ink jet recording system. The present invention provides excellent effects in a recording head and a recording apparatus of the type in which the thermal energy causes a change in ink state. This is because such a system can achieve high density recording and high definition recording.

【０１０２】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第４７２３１２９号明細書，同第４７４０
７９６号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型，
コンティニュアス型のいずれにも適用可能であるが、特
に、オンデマンド型の場合には、液体（インク）が保持
されているシートや液路に対応して配置されている電気
熱変換体に、記録情報に対応していて核沸騰を越える急
速な温度上昇を与える少なくとも１つの駆動信号を印加
することによって、電気熱変換体に熱エネルギを発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体（インク）
内の気泡を形成できるので有効である。この気泡の成
長，収縮により吐出用開口を介して液体（インク）を吐
出させて、少なくとも１つの滴を形成する。この駆動信
号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収縮が
行われるので、特に応答性に優れた液体（インク）の吐
出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の駆動信
号としては、米国特許第４４６３３５９号明細書，同第
４３４５２６２号明細書に記載されているようなものが
適している。なお、上記熱作用面の温度上昇率に関する
発明の米国特許第４３１３１２４号明細書に記載されて
いる条件を採用すると、さらに優れた記録を行うことが
できる。Regarding its typical structure and principle, see, for example, US Pat. No. 4,723,129 and US Pat. No. 4,740.
What is done using the basic principles disclosed in 796 is preferred. This method is a so-called on-demand type,
It can be applied to any of the continuous type, but especially in the case of the on-demand type, it can be applied to the sheet holding the liquid (ink) or the electrothermal converter arranged corresponding to the liquid path. By applying at least one drive signal corresponding to the recorded information and giving a rapid temperature rise exceeding nucleate boiling, heat energy is generated in the electrothermal converter, and film boiling is caused on the heat acting surface of the recording head. Liquid (ink) corresponding to this drive signal as a result
This is effective because bubbles can be formed inside. Due to the growth and contraction of the bubbles, liquid (ink) is ejected through the ejection openings to form at least one droplet. It is more preferable to make this drive signal into a pulse shape, because the bubble growth and contraction are immediately and appropriately performed, so that the ejection of the liquid (ink) with excellent responsiveness can be achieved. As the pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. If the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 of the invention relating to the rate of temperature rise on the heat acting surface are adopted, more excellent recording can be performed.

【０１０３】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口，液路，電気熱変換体
の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の他に
熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開示す
る米国特許第４５５８３３３号明細書，米国特許第４４
５９６００号明細書を用いた構成も本発明に含まれるも
のである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、共通
するスリットを電気熱変換体の吐出部とする構成を開示
する特開昭５９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。As the constitution of the recording head, in addition to the combination constitution of the discharge port, the liquid passage, and the electrothermal converter (the linear liquid passage or the right-angled liquid passage) as disclosed in the above-mentioned specifications, U.S. Pat. No. 4,558,333, U.S. Pat. No. 44, which discloses a configuration in which a heat acting portion is arranged in a bending region.
The configuration using the specification of No. 59600 is also included in the present invention. In addition, Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-123670 discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge portion of the electrothermal converter for a plurality of electrothermal converters, and an opening for absorbing a pressure wave of thermal energy is provided. The effect of the present invention is effective even if the configuration corresponding to the ejection portion is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-138461. That is, according to the present invention, recording can be surely and efficiently performed regardless of the form of the recording head.

【０１０４】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された１個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。Furthermore, the present invention can be effectively applied to a full-line type recording head having a length corresponding to the maximum width of a recording medium which can be recorded by the recording apparatus. Such a recording head may have a configuration that satisfies the length by a combination of a plurality of recording heads or a configuration as one recording head integrally formed.

【０１０５】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
置本体に装着されることで装置本体との電気的な接続や
装置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチ
ップタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一
体的にインクタンクが設けられたカートリッジタイプの
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。In addition, even in the case of the serial type as in the above example, the recording head fixed to the main body of the apparatus or the ink jet from the main body of the apparatus is electrically connected to the main body of the apparatus by mounting the recording head. The present invention is also effective when a replaceable chip-type recording head that can be supplied or a cartridge-type recording head in which an ink tank is integrally provided in the recording head itself is used.

【０１０６】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、好ましい
ものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッドに
対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。Further, as the constitution of the recording apparatus of the present invention, it is preferable to add the ejection recovery means of the recording head, the preliminary auxiliary means and the like because the effects of the present invention can be further stabilized. Specifically, heating is performed by using a capping means, a cleaning means, a pressure or suction means for the recording head, an electrothermal converter or a heating element other than this, or a combination thereof. Examples thereof include a preliminary heating unit for performing the discharge and a preliminary discharge unit for performing discharge different from the recording.

【０１０７】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して１個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば記録装置の記録モードとしては
黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘ
ッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによるか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。Regarding the type and number of recording heads to be mounted, for example, only one is provided corresponding to a single color ink, and a plurality of inks having different recording colors and densities are supported. A plurality of pieces may be provided. That is, for example, the recording mode of the recording apparatus is not limited to the recording mode of only the mainstream color such as black, but may be either integrally formed of the recording heads or a combination of a plurality of them. The present invention is also very effective for an apparatus provided with at least one of full-color recording modes by color mixing.

【０１０８】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
においては、インクを液体として説明しているが、室温
やそれ以下で固化するインクであって、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を３０℃以上７０℃以下の範囲
内で温度調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあ
るように温度制御するものが一般的であるから、使用記
録信号付与時にインクが液状をなすものを用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭６０−７
１２６０号公報に記載されるような、多孔質シート凹部
または貫通孔に液状又は固形物として保持された状態
で、電気熱変換体に対して対向するような形態としても
よい。本発明においては、上述した各インクに対して最
も有効なものは、上述した膜沸騰方式を実行するもので
ある。In addition, in the above-described embodiments of the present invention, the ink is described as a liquid, but an ink that solidifies at room temperature or lower and that softens or liquefies at room temperature may be used. Or, in the inkjet method, it is common to adjust the temperature of the ink itself within the range of 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower to control the temperature so that the viscosity of the ink is within the stable ejection range. At times, a liquid ink may be used. In addition, the temperature rise due to thermal energy is positively prevented by using it as the energy for changing the state of the ink from the solid state to the liquid state, or in order to prevent the evaporation of the ink, it is solidified and heated in a standing state. You may use the ink liquefied by. In any case, by applying heat energy such as ink that is liquefied by applying heat energy according to the recording signal and liquid ink is ejected, or that begins to solidify when it reaches the recording medium. The present invention can be applied to the case where an ink having a property of being liquefied for the first time is used. In this case, the ink is
JP 54-56847 A or JP 60-7.
As described in Japanese Patent No. 1260, it may be configured to face the electrothermal converter in a state of being held as a liquid or a solid in the concave portion or the through hole of the porous sheet. In the present invention, the most effective one for each of the above-mentioned inks is to execute the above-mentioned film boiling method.

【０１０９】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。In addition, as the form of the ink jet recording apparatus of the present invention, other than the one used as an image output terminal of information processing equipment such as a computer, a copying apparatus combined with a reader or the like, and a facsimile apparatus having a transmitting / receiving function can be used. It may be a form or the like.

【０１１０】[0110]

【発明の効果】以上説明したように、インク吐出量に応
じて最適なインク吐出速度が得られるので、記録濃度が
異なってもインク吐出状態が安定化し、良質な記録画像
が得られる。As described above, since the optimum ink ejection speed can be obtained according to the ink ejection amount, the ink ejection state is stabilized even if the recording density is different, and a high quality recorded image can be obtained.

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

【図１】本発明実施例における記録装置の構造を示す斜
視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a recording apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図２】図１の記録ヘッドの外観を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the recording head of FIG.

【図３】図１の記録ヘッドの内部構造を示す側断面図で
ある。FIG. 3 is a side sectional view showing the internal structure of the recording head of FIG.

【図４】吐出口径と吐出速度，吐出量の関係を示す特性
図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship among a discharge port diameter, a discharge speed, and a discharge amount.

【図５】投入エネルギーと吐出口径，吐出量の関係を示
す特性図である。FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship among input energy, a discharge port diameter, and a discharge amount.

【図６】図３のノズル部の内部構造を示す断面図であ
る。6 is a cross-sectional view showing the internal structure of the nozzle portion of FIG.

【図７】図３のノズル部の内部構造を示す断面図であ
る。7 is a cross-sectional view showing the internal structure of the nozzle portion of FIG.

【図８】第１実施例の投入エネルギー供給回路の構成を
示すブロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of an input energy supply circuit of the first embodiment.

【図９】図８の制御部の実行する制御手順を示すフロー
チャートである。9 is a flowchart showing a control procedure executed by the control unit of FIG.

【図１０】第２実施例の分割パルスの波形を示す波形図
である。FIG. 10 is a waveform diagram showing a waveform of a divided pulse according to the second embodiment.

【図１１】第２実施例における記録ヘッドの内部構造を
示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the internal structure of the recording head in the second embodiment.

【図１２】第２実施例における記録ヘッドの内部構造を
示す正面図である。FIG. 12 is a front view showing the internal structure of the recording head in the second embodiment.

【図１３】吐出量のプレヒートパルス依存性を示す特性
図である。FIG. 13 is a characteristic diagram showing the preheat pulse dependency of the ejection amount.

【図１４】吐出量の温度依存性を示す特性図である。FIG. 14 is a characteristic diagram showing temperature dependence of discharge amount.

【図１５】第３実施例の投入エネルギー供給回路の構成
を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of an input energy supply circuit of a third embodiment.

【図１６】第４実施例におけるノズル部の内部構造を示
す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing the internal structure of the nozzle portion in the fourth embodiment.

【図１７】第４実施例におけるノズル部の内部構造を示
す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing the internal structure of the nozzle portion in the fourth embodiment.

【図１８】第４実施例の投入エネルギー切換回路の構成
を示す回路図である。FIG. 18 is a circuit diagram showing a configuration of an input energy switching circuit according to a fourth embodiment.

【図１９】第４実施例における吐出ヒータの組み合わせ
と吐出口径の関係を示す説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram showing the relationship between the combination of discharge heaters and the discharge port diameter in the fourth embodiment.

【図２０】第４実施例におけるオリフィス口径と吐出量
の関係を示す特性図である。FIG. 20 is a characteristic diagram showing the relationship between the orifice diameter and the discharge amount in the fourth embodiment.

【図２１】第４実施例におけるオリフィス口径と吐出量
の関係を示す特性図である。FIG. 21 is a characteristic diagram showing the relationship between the orifice diameter and the discharge amount in the fourth embodiment.

【図２２】吐出ヒータ面積と吐出量の関係を示す特性図
である。FIG. 22 is a characteristic diagram showing the relationship between the discharge heater area and the discharge amount.

【図２３】第５実施例における吐出口径制御手段の構造
を示す断面図である。FIG. 23 is a sectional view showing the structure of a discharge port diameter control means in the fifth embodiment.

【図２４】第５実施例における吐出口径制御手段の構造
を示す断面図である。FIG. 24 is a sectional view showing the structure of the discharge port diameter control means in the fifth embodiment.

【図２５】第５実施例における吐出口径制御手段の構造
を示す断面図である。FIG. 25 is a sectional view showing the structure of the discharge port diameter control means in the fifth embodiment.

【図２６】第６実施例における吐出口径制御手段の構成
を示す構造図である。FIG. 26 is a structural diagram showing the structure of a discharge port diameter control means in the sixth embodiment.

【図２７】第６実施例における吐出口径制御手段の構成
を示す構造図である。FIG. 27 is a structural diagram showing the structure of a discharge port diameter control means in the sixth embodiment.

【図２８】第７実施例における吐出口径制御手段の構成
を示す構造図である。FIG. 28 is a structural diagram showing the structure of a discharge port diameter control means in the seventh embodiment.

【図２９】第８実施例における吐出口径制御手段の構成
を示す構造図である。FIG. 29 is a structural diagram showing the structure of the discharge port diameter control means in the eighth embodiment.

【図３０】第９実施例における吐出口径制御手段の構成
を示す構造図である。FIG. 30 is a structural diagram showing the structure of a discharge port diameter control means in the ninth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０００ 制御部 ５１１３ 吐出用ヒータ 1000 Control unit 5113 Discharge heater

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 記録濃度に対応させて、記録ヘッドのノ
ズルから吐出するインク液滴の吐出量を変化させること
により階調の表現を行う記録装置において、 前記ノズルの吐出有効面積を可変とするノズル制御手段
と、 前記インク液滴を吐出するための投入エネルギーを供給
する投入エネルギー制御手段と、 記録濃度の大きさに対応させて前記ノズルの吐出有効面
積と前記投入エネルギーの大きさについての相関関係を
予め定め、当該定められた相関関係に従って、前記ノズ
ル制御手段に吐出有効面積を指示し、前記投入エネルギ
ー制御手段には投入エネルギーの大きさを指示する指示
手段とを具えたことを特徴とする記録装置。1. In a recording apparatus that expresses gradation by changing the ejection amount of ink droplets ejected from nozzles of a recording head in accordance with recording density, the effective ejection area of the nozzles is made variable. Nozzle control means, input energy control means for supplying input energy for ejecting the ink droplets, and correlation between the effective ejection area of the nozzle and the amount of input energy corresponding to the size of the recording density. A relationship is determined in advance, and in accordance with the determined correlation, the nozzle control unit is instructed of an effective discharge area, and the input energy control unit is provided with an instruction unit for instructing the amount of input energy. Recording device.