JPH07148924A - Ink jet recording head - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To enable high-grade and high speed recording to be carried out by excluding the effect on a recording image caused by the pressure fluctuations of ink by dividing the common liquid chamber of a recording head constituting a plurality of blocks each of which consists of a plurality of electrothermal converters and driving them in a time sharing manner corresponding to the blocks. CONSTITUTION:A member 22 for dividing a common liquid chamber 23 supplying ink to respective liquid passages is formed simultaneously with the formation of the liquid passages. The common liquid chamber 23 is divided by the projection part of a top plate 24 and the member 22 for dividing the cummon liquid chamber 23. When the common liquid chamber 23 is divided at every simultaneous driving bit, the fluctuations of an emitting liquid amt. generated because the number of bits are many can be prevented. By thus constituting a full- multiple type ink jet recording head corresponding to printing width, the nutural buffering between blocks constituted by a plurality of heat converters and liquid passages can be eliminated and the irregularity caused by ink vibration is also eliminated.

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、インクジェット記録ヘ
ッドの駆動方法及び前記駆動方法を用いた記録装置に関
し、特にフルマルチ型記録ヘッドの共通液室構造及び前
記フルマルチ型記録ヘッドを用いた記録装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of driving an ink jet recording head and a recording apparatus using the driving method, and more particularly to a common liquid chamber structure of a full multi type recording head and recording using the full multi type recording head. It relates to the device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】インクジェット記録装置は種々の方式に
よりインクの吐出液滴を形成し、これを記録紙等の被記
録材に付着させて記録を行う記録装置である。なかでも
吐出液滴形成のためのエネルギーとして熱を利用するイ
ンクジェット記録装置は、高密度のマルチノズル化が容
易に具現化できるので、高解像度，高画質の画像を高速
度に得られるという優れた特徴を有している。2. Description of the Related Art An ink jet recording apparatus is a recording apparatus which forms ejected liquid drops of ink by various methods and attaches them to a recording material such as recording paper for recording. Among them, the inkjet recording apparatus that uses heat as energy for forming discharged droplets can easily realize high density multi-nozzle, and thus is excellent in that a high-resolution and high-quality image can be obtained at high speed. It has features.

【０００３】この種のインクジェット記録装置として
は、インクに熱エネルギーを与えることで吐出口よりイ
ンクの液滴を吐出させるための複数の液滴形成手段、す
なわち電流パルスを供給することにより発熱しインクを
加熱することができる電気熱変換体を有する液滴形成手
段と、その電気熱変換体を駆動するための集積回路（駆
動用ＩＣ）とを同一基板上に複数配設し、ラインプリン
タ用の記録ヘッド、すなわち被記録材の全幅にわたって
吐出口を整列させた所謂フルマルチ型の記録ヘッドを構
成したものである。In this type of ink jet recording apparatus, heat is generated by supplying a plurality of droplet forming means for ejecting ink droplets from an ejection port by applying thermal energy to the ink, that is, by supplying a current pulse. For a line printer, a plurality of droplet forming means having an electrothermal converter capable of heating an electrothermal converter and a plurality of integrated circuits (driving ICs) for driving the electrothermal converter are arranged on the same substrate. The recording head, that is, a so-called full-multi type recording head in which the ejection openings are aligned over the entire width of the recording material is configured.

【０００４】図４は従来のインクジェット記録ヘッドを
示すもので、特に被記録材の全幅に対応した範囲にわた
って吐出口を整列させた形態の所謂フルマルチ型のもの
を示す。FIG. 4 shows a conventional ink jet recording head, in particular, a so-called full multi type in which ejection ports are aligned over a range corresponding to the entire width of a recording material.

【０００５】ここで、１１は通電に応じて発熱し、イン
ク内に膜沸騰による気泡を生じさせてインク吐出を行わ
せるための電気熱変換素子２を構成する発熱抵抗体であ
り、配線とともに基板１２上に半導体と同様の製造工程
を経て形成されている。１３Ａは発熱抵抗体１１に対応
して吐出口１３およびこれに連通する液路１４を形成す
るための液路形成部材、１５は天板である。また、１６
は各液路１４に共通に連通する共通液室であり、不図示
のインク供給源から供給されたインクを貯留する。Reference numeral 11 denotes a heat generating resistor which constitutes an electrothermal conversion element 2 for generating ink due to film boiling in the ink to discharge ink by generating heat in response to energization. It is formed on 12 through the same manufacturing process as the semiconductor. 13A is a liquid path forming member for forming the discharge port 13 and the liquid path 14 communicating with the discharge port 13 corresponding to the heating resistor 11, and 15 is a top plate. Also, 16
Is a common liquid chamber that communicates with each liquid passage 14 in common, and stores ink supplied from an ink supply source (not shown).

【０００６】図５はかかる形態のインクジェット記録ヘ
ッドの駆動装置の構成例を示したものであり、図６およ
び図７はその駆動タイミングを示したものである。図５
において、２は不図示の複数のインク吐出口に対応して
設けられる電気熱変換体であり、電気熱変換体２と同一
のビット数である記録データ（ＳＩ；１３−ｂ）が図６
に示すように、駆動用ＩＣ３内のシフトレジスタ４にデ
ータ転送用クロック（ＣＬＫ）に同期して順次転送さ
れ、転送された記録データＳＩは全データ入力後ラッチ
信号（ＬＡＴ）の入力によりラッチ回路５に読み込まれ
る。その後分割駆動用信号（ＥＩ）および分割駆動信号
転送クロック（ＥＣＫ）の入力に応じてフリップフロッ
プ（Ｆ／Ｆ）６により駆動用ＩＣ３が順次アクティブの
状態にされ、パルス幅設定用信号（ＥＮＢ）のＯＮの間
のみその駆動用ＩＣ３の記録データ信号がＯＮの状態の
電気熱変換体２を図７に示すような順序で選択的に通電
することにより、その吐出口１３からインクの吐出が行
われる。FIG. 5 shows an example of the construction of a drive device for an ink jet recording head of this type, and FIGS. 6 and 7 show the drive timing. Figure 5
6, 2 is an electrothermal converter provided corresponding to a plurality of ink ejection ports (not shown), and the recording data (SI; 13-b) having the same bit number as the electrothermal converter 2 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the recording data SI is sequentially transferred to the shift register 4 in the driving IC 3 in synchronization with the data transfer clock (CLK), and the transferred recording data SI is latched by the input of the latch signal (LAT) after the input of all data. Read in 5. Thereafter, the driving IC 3 is sequentially activated by the flip-flop (F / F) 6 in response to the input of the division driving signal (EI) and the division driving signal transfer clock (ECK), and the pulse width setting signal (ENB) is set. The ink is ejected from the ejection port 13 by selectively energizing the electrothermal converter 2 in which the recording data signal of the driving IC 3 is ON only in the order shown in FIG. Be seen.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の装
置ではインク中に電気熱変換体２の通電により気泡を発
生させ、その発泡の圧力により記録ヘッドのインク吐出
口から直接インクを吐出させて記録を行うのでインクを
常に安定して吐出可能な状態に保つことが望まれる。す
なわち、電気熱変換体２の通電によりインクの吐出が行
われると、そのときに発生する圧力の変動が共通液室を
介して隣接する液路内のインクを振動させる場合があ
る。そこで、隣接した液路に配設されている電気熱変換
体を連続して駆動すると、その圧力変動により吐出が不
安定となり、吐出液量が変化することによって、記録画
像に濃淡むらが生じる原因となる。なお、このようなイ
ンク圧力の変動による吐出液量の変動は連続して同時駆
動するビット数が多い程、また吐出口からの距離が近い
程顕著であり、各吐出口に連通している共通液室の形状
にも大きく影響される。By the way, in this kind of apparatus, bubbles are generated in the ink by energization of the electrothermal converter 2, and the pressure of the bubbling causes ink to be ejected directly from the ink ejection port of the recording head. Since printing is performed, it is desirable to always maintain a stable and ejectable state of ink. That is, when ink is ejected by energization of the electrothermal converter 2, fluctuations in pressure generated at that time may cause ink in adjacent liquid passages to vibrate via the common liquid chamber. Therefore, when the electrothermal converters arranged in the adjacent liquid paths are continuously driven, the pressure fluctuations make the ejection unstable and the amount of the ejected liquid changes, which causes uneven density in the recorded image. Becomes It should be noted that such a change in the discharge liquid amount due to the change in the ink pressure becomes more remarkable as the number of bits that are continuously driven simultaneously increases and as the distance from the discharge port decreases. It is also greatly affected by the shape of the liquid chamber.

【０００８】そのためにインクの圧力変化が他の吐出口
からのインク吐出動作に影響を与えないように、共通液
室を広くしたり、あるいは隣接する電気熱変換体への駆
動間隔を長くすることが必要であり、これらのことが記
録ヘッドの小型化，高速記録への障害となっていた。Therefore, the common liquid chamber is widened or the drive interval to the adjacent electrothermal converter is lengthened so that the change in ink pressure does not affect the ink ejection operation from the other ejection ports. However, these are obstacles to downsizing of the recording head and high-speed recording.

【０００９】このような問題を解決するために全ての電
気熱変換体を同時に駆動することも考えられるが、１つ
の電気熱変換体に流れる電流が数１０ｍＡ〜数１００ｍ
Ａと大きい。そのために、駆動時に要する電流量がぼう
大になり駆動電源および記録ヘッドの小型には不向きで
あることから、複数の電気熱変換体を１ブロックとして
複数のブロックを構成し時分割に駆動する方法が用いら
れてきたものである。In order to solve such a problem, it is possible to drive all the electrothermal converters at the same time, but the current flowing through one electrothermal converter is several tens mA to several hundreds m.
A and big. For this reason, the amount of current required for driving becomes large, and it is not suitable for downsizing the driving power source and the recording head. Therefore, a method in which a plurality of electrothermal converters are configured as one block and a plurality of blocks are configured to be driven in a time division manner Has been used.

【００１０】本発明の目的は、かかる問題点に着目し、
その解決を図るべく比較的簡単な手段によりインク圧力
変動による記録画像への影響を排除し、小型かつ高品位
で高速記録が可能なインクジェット記録ヘッドの共通液
室構造及び前記記録ヘッドを用いた記録装置を提供する
ことにある。The object of the present invention is to focus on these problems,
In order to solve the problem, the common liquid chamber structure of an ink jet recording head capable of eliminating the influence on the recorded image by the fluctuation of the ink pressure by a relatively simple means and capable of high-speed recording with a small size and recording using the recording head To provide a device.

【００１１】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、複数の電気熱
変換体を１ブロックとして複数のブロックを構成し時分
割に駆動するインクジェット記録ヘッドの共通液室をブ
ロック毎に分割するものである。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a common liquid chamber of an ink jet recording head which is driven in a time-division manner by dividing a plurality of electrothermal converters into a plurality of blocks is divided into blocks. .

【００１２】本発明によれば、ブロック毎のインク吐出
時に発生する圧力波が共通液室を通して他のブロックに
影響する事がなくなるためインク振動によるムラをなく
すことができ、かつ記録ヘッドの小型化・高速化も実現
できる。According to the present invention, the pressure wave generated at the time of ink ejection for each block does not affect other blocks through the common liquid chamber, so that unevenness due to ink vibration can be eliminated and the recording head can be miniaturized.・ High speed can be realized.

【００１３】[0013]

【実施例】本発明を実施例に基づき更に詳細に説明す
る。EXAMPLES The present invention will be described in more detail based on examples.

【００１４】図１は本発明の適用が可能なインクジェッ
ト記録ヘッドを示すもので、特に被記録材の全幅に対応
した範囲にわたって吐出口を整列させた形態のフルマル
チ型のものを示す。FIG. 1 shows an ink jet recording head to which the present invention can be applied, in particular, a full multi type in which ejection ports are aligned over a range corresponding to the entire width of a recording material.

【００１５】ここで、２０は分割された各共通液室にイ
ンクを供給するための供給口であり、不図示のインク供
給源につながる。３は電気熱変換素子を駆動するための
駆動用ＩＣであり、回路構成は既に示した図５と同じで
ある。その他、インクジェット記録ヘッドの基本構成で
ある発熱抵抗体・基板・吐出口・液路については図４と
同じである。Reference numeral 20 denotes a supply port for supplying ink to each of the divided common liquid chambers, which is connected to an ink supply source (not shown). Reference numeral 3 is a driving IC for driving the electrothermal conversion element, and the circuit configuration is the same as that of FIG. 5 already shown. In addition, the heat generating resistor, the substrate, the ejection port, and the liquid path, which are the basic configuration of the ink jet recording head, are the same as those in FIG.

【００１６】本発明の特徴である共通液室２３について
は図１のＡＡ’断面図である図２と図１のＢＢ’断面図
である図３を用いて説明する。図２において２２は各液
路にインクを供給する共通液室２３を分割するための部
材であり液路形成時に同時形成される。図３において２
４は天板であり、２３は天板２４の突起部分と共通液室
を分割するための部材２２で分割された共通液室であ
る。共通液室２３を同時駆動ビット毎に分割すればビッ
ト数が多いために生ずる吐出液量の変動を防止できる。The common liquid chamber 23, which is a feature of the present invention, will be described with reference to FIG. 2 which is an AA ′ sectional view of FIG. 1 and FIG. 3 which is a BB ′ sectional view of FIG. In FIG. 2, reference numeral 22 is a member for dividing the common liquid chamber 23 that supplies ink to each liquid passage, and is formed at the same time when the liquid passage is formed. 2 in FIG.
Reference numeral 4 is a top plate, and 23 is a common liquid chamber divided by a member 22 for dividing the common liquid chamber from the protruding portion of the top plate 24. If the common liquid chamber 23 is divided for each simultaneously driven bit, it is possible to prevent the variation in the discharge liquid amount caused by the large number of bits.

【００１７】また、印字幅に対応したフルマルチ型イン
クジェット記録ヘッドを前記構成にすることにより、複
数の熱変換体と液路で構成されたブロック間での相互緩
衝をなくすことができ、インク振動によるムラもなくす
ことができる。Further, by constructing the full-multi type ink jet recording head corresponding to the print width, it is possible to eliminate mutual buffering between the blocks constituted by a plurality of heat conversion bodies and liquid paths, and ink vibration. The unevenness due to can be eliminated.

【００１８】[0018]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、イ
ンク吐出時に発生する圧力波が別のブロックへ及ぼす影
響がなくなり、インク圧変動が引き起こす記録画像の濃
度ムラの発生を解消することができ、記録ヘッドの小型
化・高速化を図ることができる。As described above, according to the present invention, the influence of the pressure wave generated at the time of ink ejection on another block is eliminated, and the occurrence of density unevenness of a recorded image caused by ink pressure fluctuation is eliminated. It is possible to reduce the size and speed of the recording head.

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

【図１】本発明のインクジェット記録ヘッドの構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an inkjet recording head of the present invention.

【図２】図１のＡ−Ａ’断面図で共通液室を表わした
図。FIG. 2 is a view showing a common liquid chamber in the AA ′ sectional view of FIG.

【図３】図１のＢ−Ｂ’断面図で共通液室を表わした
図。FIG. 3 is a view showing a common liquid chamber in the BB ′ sectional view of FIG. 1.

【図４】従来のインクジェット記録ヘッドの構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional inkjet recording head.

【図５】インクジェット記録ヘッドの回路構成を示すブ
ロック図。FIG. 5 is a block diagram showing a circuit configuration of an inkjet recording head.

【図６】図５における各信号のタイミング図。FIG. 6 is a timing chart of each signal in FIG.

【図７】図６における駆動方法を説明するための図。FIG. 7 is a diagram for explaining a driving method in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

２ 電気熱変換素子 ３ 駆動用ＩＣ ４ シフトレジスタ ５ ラッチ回路 ６ フリップフロップ １１ 発熱抵抗体 １２ 基板 １３ 吐出口 １３Ａ，２２ 液路形成部材 １４ 液路 １５，２４ 天板 １６，２３ 共通液室 ２０ インク供給口 2 Electrothermal conversion element 3 Driving IC 4 Shift register 5 Latch circuit 6 Flip-flop 11 Heating resistor 12 Substrate 13 Discharge port 13A, 22 Liquid path forming member 14 Liquid path 15, 24 Top plate 16, 23 Common liquid chamber 20 Ink Supply port

フロントページの続き (72)発明者 広沢 稔明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内Front page continuation (72) Inventor Toshiaki Hirosawa 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Canon Inc.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 記録液滴形成のための熱エネルギーを発
生する複数の電気熱変換体と駆動信号に応じて前記電気
熱変換体の通電を制御する駆動素子と前記熱変換体に対
応して形成された複数の液路と前記複数の液路にインク
を供給する共通液室を備えたインクジェット記録ヘッド
において、一定数の液路毎に前記共通液室を分割するこ
とを特徴とするインクジェット記録ヘッド。1. A plurality of electrothermal converters that generate thermal energy for forming recording droplets, and a drive element that controls energization of the electrothermal converters in response to a drive signal, and a corresponding heat converter. Inkjet recording head having a plurality of formed liquid passages and a common liquid chamber for supplying ink to the plurality of liquid passages, wherein the common liquid chamber is divided for every fixed number of liquid passages head. 【請求項２】 請求項１に記載のインクジェット記録ヘ
ッドにおいて共通液室が同時駆動ビット毎に分割された
事を特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘ
ッド。2. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the common liquid chamber is divided for each simultaneous drive bit. 【請求項３】 請求項１に記載のインクジェット記録ヘ
ッドが印字幅に対応したフルマルチ型インクジェット記
録ヘッドであることを特徴とする請求項１又は２に記載
のインクジェット記録ヘッド。3. The ink jet recording head according to claim 1, wherein the ink jet recording head according to claim 1 is a full-multi type ink jet recording head corresponding to a print width.