JPH0976496A - Ink jet head and ink jet print device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a print such as a favorable quality printing having neither uneven density not blur of dot nor missing of dot nor the like irrespective of the flow resistance and the driving frequency of an ink feeding system under the condition that the ink feeding system is fled from being influenced by pressure vibration. SOLUTION: The pressure vibration in an ink feeding system at the discharging of ink is detected with a pressure sensor 7 provided in a liquid chamber 3 so as to drive a piezoelectric element 6 provided in the liquid chamber 3 on the basis of the value of the detected pressure vibration in order to reduce the pressure vibration, resolution in preventing the print quality such as printing or the like from deteriorating due to poor discharging of ink.

Description

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

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、記録媒体に向けて
インク液滴を吐出させてプリントを行うためのインクジ
ェットヘッド、およびインクジェットプリント装置に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head for ejecting ink droplets toward a recording medium for printing and an ink jet printing apparatus.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来より、ヒーターによりインクに熱を
加えて気泡を発生させ、その気泡が膨張するときの圧力
によって、インクジェットヘッドの吐出口から記録媒体
に向けてインクを吐出させてプリントを行うインクジェ
ットプリント装置が開発されている。例えば、図２のよ
うなインクジェットプリントヘッドがある。図２（ａ）
はヘッドの断面図、図２（ｂ）は、同図（ａ）のＳ矢視
図である。2. Description of the Related Art Conventionally, a heater applies heat to ink to generate bubbles, and the pressure when the bubbles expand causes ink to be ejected from a discharge port of an inkjet head toward a recording medium for printing. Inkjet printing devices have been developed. For example, there is an inkjet print head as shown in FIG. Figure 2 (a)
2A is a cross-sectional view of the head, and FIG. 2B is a view on arrow S in FIG.

【０００３】図２において、１はノズルを成すインク流
路であり、ヒータ２を急激に加熱することにより、イン
ク流路１内のインクが沸騰し気泡が発生する。その気泡
によって押しのけられたインクは、流路１は図２（ａ）
中左側のインク吐出口から吐出する。その後、インク吐
出口におけるメニスカス力によって、共通液室３内のイ
ンクがインク流路１の方に引かれてから元に戻る。４は
インク供給路であり、図示しないインクタンクに接続さ
れており、共通液室３にインクを供給する。この図２の
プリントヘッドはシリアルプリントヘッドであり、イン
ク流路１は、図２（ｂ）のように６４ノズル分横方向
（副走査方向）に並んで形成されており、その並び方向
に対して直交する方向（主走査方向）にプリントヘッド
が移動して、記録媒体としての記録紙上を走査すること
によって、その記録紙に印字等のプリントをする。そし
て、プリントヘッドの１走査が終わる毎に、記録紙を副
走査方向に６４ドット分だけ移動させる動作を繰り返す
ことにより、１枚の記録紙に対しての印字等のプリント
を行う。In FIG. 2, reference numeral 1 denotes an ink flow path which forms a nozzle. When the heater 2 is rapidly heated, the ink in the ink flow path 1 boils and bubbles are generated. The flow path 1 of the ink displaced by the bubbles is shown in FIG.
The ink is ejected from the ink ejection port on the left side of the center. Then, the ink in the common liquid chamber 3 is drawn toward the ink flow path 1 by the meniscus force at the ink ejection port and then returns to the original state. Reference numeral 4 denotes an ink supply path, which is connected to an ink tank (not shown) and supplies ink to the common liquid chamber 3. The print head of FIG. 2 is a serial print head, and the ink flow path 1 is formed in parallel in the horizontal direction (sub-scanning direction) for 64 nozzles as shown in FIG. The print head moves in a direction (main scanning direction) orthogonal to each other and scans a recording paper as a recording medium, thereby performing printing such as printing on the recording paper. Then, each time the print head completes one scan, the operation of moving the recording paper by 64 dots in the sub-scanning direction is repeated to perform printing such as printing on one recording paper.

【０００４】このようなインクジェットプリント装置で
は、インク吐出口からのインクの吐出に伴って、インク
供給系に圧力振動が生じることが知られている。この圧
力振動は、インク供給系中の流動抵抗、インクタンク
（インク吸収体を含む）における慣性抵抗、およびイン
ク中の気泡などが圧力振動要素となり、インク吐出に伴
って発生すると考えられている。In such an ink jet printing apparatus, it is known that pressure oscillation occurs in the ink supply system as ink is ejected from the ink ejection port. It is considered that this pressure oscillation is caused by ink ejection, because flow resistance in the ink supply system, inertial resistance in the ink tank (including the ink absorber), and bubbles in the ink become pressure oscillation elements.

【０００５】具体例として、図３のプリントヘッドを用
いて、インク供給系の圧力を測定してみる。図３のプリ
ントヘッドは、図２のプリントヘッドの液室３に圧力セ
ンサ５を備えた試作ヘッドである。この図３のプリント
ヘッドを用いて、例えば、図８のように６４ノズル全部
のインク吐出口から４ドット分ずつインクを吐出して印
字を行った場合、液室３内の圧力センサ５により、図１
０のような圧力振動が観測される。As a concrete example, the pressure of the ink supply system will be measured using the print head of FIG. The print head of FIG. 3 is a prototype head having a pressure sensor 5 in the liquid chamber 3 of the print head of FIG. Using the print head of FIG. 3, for example, as shown in FIG. 8, when printing is performed by ejecting ink by 4 dots from the ink ejection ports of all 64 nozzles, the pressure sensor 5 in the liquid chamber 3 causes Figure 1
Pressure oscillations such as 0 are observed.

【０００６】図５は、図１０の圧力振動を模式的に表し
た圧力波形図、図４は、図５のような圧力振動が発生し
た場合のインク流路１内のインクの状態の変化を表した
ものである。FIG. 5 is a pressure waveform diagram schematically showing the pressure vibration of FIG. 10, and FIG. 4 shows changes in the state of ink in the ink flow path 1 when the pressure vibration as shown in FIG. 5 occurs. It is a representation.

【０００７】以下、図４，図５により、圧力振動による
印字の影響について説明する。図５において、インクの
吐出が行われる前のＴ１の時点では、圧力波形も安定し
ており、図４（ａ）のようにインク流路１はインクで満
たされている。そして、ヒータ２が図５（ｂ）の駆動パ
ルスＡによって発熱駆動されて、インクの吐出が行われ
た場合、Ｔ１時点からＴ２時点の間に図８のドットパタ
ーンが形成され、図５（ａ）の圧力波形に示される圧力
振動が発生する。その後、Ｔ２の時点では、圧力振動に
よりインク供給系の圧力が上昇してるため、図４（ｂ）
のように、インク流路１内のインクは吐出口から突き出
た状態になっており、このとき、図５（ｂ）中のＤ１の
駆動パルスが印加されると、図５（ｄ）のドットｄ２の
ように通常のドットｄ１よりも大きいドットが形成され
てしまう。The effect of printing due to pressure vibration will be described below with reference to FIGS. 4 and 5. In FIG. 5, the pressure waveform is stable at time T1 before ink is ejected, and the ink flow path 1 is filled with ink as shown in FIG. 4A. Then, when the heater 2 is driven to generate heat by the drive pulse A of FIG. 5B and ink is ejected, the dot pattern of FIG. 8 is formed between the time point T1 and the time point T2, and FIG. ) The pressure oscillation shown in the pressure waveform occurs. After that, at time T2, the pressure of the ink supply system rises due to the pressure vibration, so that FIG.
As described above, the ink in the ink flow path 1 is in a state of protruding from the ejection port. At this time, when the drive pulse of D1 in FIG. 5B is applied, the dots in FIG. Dots larger than the normal dot d1 such as d2 are formed.

【０００８】次に、図５（ｃ）の駆動パルスＢによって
インクの吐出が行われた場合、前記の場合と同様に、図
５（ａ）の圧力振動が発生する。そして、Ｔ３の時点で
は、圧力振動によりインク供給系の圧力が低下している
ため、図４（ｃ）のように、インク流路１内のインク
は、液室３の方向に後退した状態になっており、このと
き、図５（ｃ）中のＤ２の駆動パルスが印加されると、
図５（ｅ）のドットｄ３のように通常のドットｄ１より
も小さいドットとなる。Next, when ink is ejected by the drive pulse B shown in FIG. 5C, the pressure vibration shown in FIG. 5A is generated as in the case described above. Then, at time T3, the pressure of the ink supply system is lowered due to the pressure vibration, so that the ink in the ink flow path 1 is retracted toward the liquid chamber 3 as shown in FIG. 4C. At this time, if the drive pulse of D2 in FIG. 5C is applied,
The dot d3 in FIG. 5E is smaller than the normal dot d1.

【０００９】さらに、例えば図９に示すように、６４ノ
ズル全部のインク吐出口から４ドット分ずつインクを吐
出した後、６４ノズル全部のインク吐出口からのインク
の吐出を４ドット分休止する動作を繰り返して印字を行
った場合には、圧力振動が増長されて大きくなり、イン
クが吐出口からたれてしまったり、インクが不吐出にな
るおそれもある。Further, as shown in FIG. 9, for example, an operation of ejecting ink by 4 dots from the ink ejection ports of all 64 nozzles and then pausing the ejection of ink from all the ink ejection ports of 64 nozzles by 4 dots. When printing is repeated, the pressure vibration is increased and becomes large, and there is a possibility that ink may drip from the ejection port or ink may not be ejected.

【００１０】以上のように、圧力振動は、インクの吐出
量の変化、インクの吐出不良による濃度ムラやいわゆる
歯欠けなどの発生要因となって、プリント品位を悪化さ
せることになる。As described above, the pressure vibration causes a change in the ink ejection amount, density unevenness due to defective ink ejection, so-called tooth chipping, etc., and deteriorates print quality.

【００１１】従来では、このような圧力振動を防ぐため
にインク供給路４中の流動抵抗を大きくしたり、液室３
の形状を工夫して圧力振動をインク流路１まで及ぼさな
いようにしたり、ヒータ２の駆動周波数を圧力振動の周
波数と重ならないようにしたりして、プリントに問題が
起きないようにしていた。Conventionally, in order to prevent such pressure oscillation, the flow resistance in the ink supply passage 4 is increased or the liquid chamber 3
By devising the shape of (1) so that the pressure vibration does not reach the ink flow path 1, or the driving frequency of the heater 2 does not overlap with the frequency of the pressure vibration, no problem occurs in printing.

【００１２】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかし、インク供給路
４中の流動抵抗を大きくした場合には、インクを吐出し
てからインク流路１内にインクがリフィルされるまでの
時間（リフィル周期）が大きくなって、ヒータ２の駆動
周波数が上げられなくなってしまう。また、ノズル数の
増大により液室３が大きくなった場合には、その液室３
の形状を容易に変えることができない。また、駆動周波
数と圧力振動の周波数との重なりを防ぐためには、駆動
周波数をある一定値に固定する必要性が生じることがあ
り、プリントの高速化を図る上での障害となる。However, when the flow resistance in the ink supply path 4 is increased, the time from the ejection of ink until the ink is refilled in the ink flow path 1 (refill cycle). Becomes large and the drive frequency of the heater 2 cannot be increased. Also, when the liquid chamber 3 becomes large due to the increase in the number of nozzles, the liquid chamber 3
The shape of can't be changed easily. Further, in order to prevent the drive frequency and the frequency of the pressure vibration from overlapping with each other, it may be necessary to fix the drive frequency to a certain constant value, which is an obstacle to speeding up printing.

【００１３】本発明の目的は、インク供給系の流動抵抗
や駆動周波数に拘りなく、インク供給系の圧力振動の影
響を回避して、濃度ムラ、ドットかすれ、またはドット
欠け等のない画質の良い印字等のプリントを実現するこ
とができるインクジェットヘッド、およびインクジェッ
トプリント装置を提供することにある。The object of the present invention is to avoid the influence of pressure vibration of the ink supply system regardless of the flow resistance and drive frequency of the ink supply system, and to provide good image quality without uneven density, blurred dots, or missing dots. An object of the present invention is to provide an inkjet head and an inkjet printing apparatus that can realize printing such as printing.

【００１４】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明のインクジェット
ヘッドは、インク供給系からインク導入部内に供給され
るインクをインク吐出口から吐出可能なインクジェット
ヘッドにおいて、前記インク導入部に、該インク導入部
内の圧力変動を減衰すべく該インク導入部内のインクの
圧力の調整が可能な圧力調整手段を備えたことを特徴と
する。An ink jet head of the present invention is an ink jet head capable of ejecting ink supplied from an ink supply system into an ink introducing part from an ink ejection port, wherein the ink introducing part is provided in the ink introducing part. It is characterized by comprising a pressure adjusting means capable of adjusting the pressure of the ink in the ink introducing portion so as to damp the pressure fluctuation.

【００１５】本発明のインクジェットプリント装置の第
１形態は、インクの吐出が可能なインクジェットヘッド
を用いてプリント媒体にプリントを行うインクジェット
プリント装置において、前記インクジェットヘッドとし
て上記本発明のインクジェットヘッドを備えると共に、
前記吐出口からのインクの吐出に伴う前記インク導入部
内の圧力変動に応じて前記圧力調整手段を制御する制御
手段を備えてなることを特徴とする。A first embodiment of the inkjet printing apparatus of the present invention is an inkjet printing apparatus for printing on a print medium using an inkjet head capable of ejecting ink, and the inkjet head of the present invention is provided as the inkjet head. ,
It is characterized by comprising a control means for controlling the pressure adjusting means in accordance with a pressure fluctuation in the ink introducing portion due to the ejection of ink from the ejection port.

【００１６】本発明のインクジェットプリント装置の第
２形態は、インクの吐出が可能なインクジェットヘッド
を用いてプリント媒体にプリントを行うインクジェット
プリント装置において、上記本発明のインクジェットヘ
ッドに、前記インク導入部内のインクの圧力を検出して
前記圧力調整手段の制御用の検出信号を出力する検出手
段を備えたインクジェットヘッドを有すると共に、前記
検出手段の検出信号に基づいて前記圧力調整手段を制御
する制御手段を備えてなることを特徴とする。A second aspect of the ink jet printing apparatus of the present invention is an ink jet printing apparatus for printing on a print medium using an ink jet head capable of ejecting ink. The ink jet head includes a detection unit that detects the pressure of ink and outputs a detection signal for controlling the pressure adjustment unit, and a control unit that controls the pressure adjustment unit based on the detection signal of the detection unit. It is characterized by being prepared.

【００１７】本発明によれば、インクの供給系の圧力振
動を低減させ、圧力振動によるインクの吐出不良を防止
する。According to the present invention, the pressure vibration of the ink supply system is reduced, and the defective ejection of ink due to the pressure vibration is prevented.

【００１８】また、低減させるべき圧力を検出すること
により、印字等のプリントパターンの如何に拘らず、イ
ンクの供給系の圧力振動を正確に読み取って、その圧力
振動を確実に低減させることができる。Further, by detecting the pressure to be reduced, the pressure vibration of the ink supply system can be accurately read and the pressure vibration can be surely reduced regardless of the print pattern such as printing. .

【００１９】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００２０】図１は、本発明のインクジェットプリント
装置におけるプリントヘッドの概略断面図である。この
図１のプリントヘッドは、前述した従来のものと同様、
シリアルプリンタヘッドであり、図中１はノズルを成す
インク流路、２はヒータ、３は複数のインク流路１にイ
ンク供給する共通液室、４はインク供給路でインクタン
クに接続されている。共通液室３は、インク供給系から
インクが供給されるインク導入部を構成している。６
は、圧力振動を減衰させるために駆動される圧力調整手
段としての圧電素子、７は圧力振動を読み取る圧力セン
サである。FIG. 1 is a schematic sectional view of a print head in an ink jet printing apparatus of the present invention. The print head of FIG. 1 is similar to the conventional one described above.
In the figure, 1 is an ink flow path forming a nozzle, 2 is a heater, 3 is a common liquid chamber for supplying ink to a plurality of ink flow paths 1, and 4 is an ink supply path connected to an ink tank. . The common liquid chamber 3 constitutes an ink introducing section to which ink is supplied from the ink supply system. 6
Is a piezoelectric element as pressure adjusting means driven to damp the pressure vibration, and 7 is a pressure sensor for reading the pressure vibration.

【００２１】まず、問題となっている圧力振動と、本実
施例における圧力振動を防止する圧電素子６の動作につ
いて図１を用いて説明する。First, the pressure vibration in question and the operation of the piezoelectric element 6 for preventing the pressure vibration in this embodiment will be described with reference to FIG.

【００２２】圧力振動は、記録ヘッドの全ノズルからイ
ンクを吐出して、インクが多量に供給されるような時に
発生する。例えば、図１のインク流路１からインクが多
量に連続して吐出された場合、インクタンク中のインク
がインク供給路４を介して多量に供給されるため、イン
ク供給系の圧力は低くなる。この時、後述するように圧
電素子６を液室３の内方へ膨張させるべく駆動すること
により、液室３の容積が減少して、圧力低下が解消され
ることになる。図１において、Ｈ１は、圧電素子６の液
室３の内方への膨張量であり、圧電素子６の内面６ａが
通常の基準位置Ｐ０から膨張位置Ｐ１に変位することに
よって、液室３内の容積が減少して圧力低下が回避され
る。６ａ′は、膨張位置Ｐ１における圧電素子６の内面
を示し、また圧電素子６の膨張量Ｈ１は、後述するよう
に液室３内の圧力に応じた量に制御される。Pressure oscillation occurs when ink is ejected from all nozzles of the recording head and a large amount of ink is supplied. For example, when a large amount of ink is continuously ejected from the ink flow path 1 of FIG. 1, a large amount of ink in the ink tank is supplied through the ink supply path 4, so the pressure of the ink supply system becomes low. . At this time, as described later, by driving the piezoelectric element 6 to expand inward of the liquid chamber 3, the volume of the liquid chamber 3 is reduced and the pressure drop is eliminated. In FIG. 1, H1 is the amount of expansion of the piezoelectric element 6 inward of the liquid chamber 3, and the inner surface 6a of the piezoelectric element 6 is displaced from the normal reference position P0 to the expansion position P1 so that The volume is reduced and pressure drop is avoided. 6a 'indicates the inner surface of the piezoelectric element 6 at the expanded position P1, and the expansion amount H1 of the piezoelectric element 6 is controlled to an amount according to the pressure in the liquid chamber 3 as described later.

【００２３】次に、インクの吐出が急激に止まると、イ
ンクタンクからのインクの供給が急激に止まるため、イ
ンクの慣性力によりインク供給系の圧力が上昇する。こ
の時、後述するように圧電素子６を液室３の外方へ収縮
させるべく駆動することにより、液室３の容積が増大し
て、圧力上昇が解消されることになる。図１においてＨ
２は、圧電素子６の液室３の外方への収縮量であり、圧
電素子６の内面が基準位置Ｐ０から収縮位置Ｐ２に変位
することによって、液室３内の容積が増大して圧力上昇
が回避される。６ａ″は、収縮位置Ｐ２における圧電素
子６の内面を示し、また圧電素子６の収縮量Ｈ２は、後
述するように液室３内の圧力に応じた量に制御される。Next, when the ejection of the ink is suddenly stopped, the supply of the ink from the ink tank is suddenly stopped, so that the pressure of the ink supply system is increased by the inertial force of the ink. At this time, as described later, by driving the piezoelectric element 6 so as to contract to the outside of the liquid chamber 3, the volume of the liquid chamber 3 increases and the pressure rise is eliminated. In FIG. 1, H
2 is the amount of contraction of the piezoelectric element 6 to the outside of the liquid chamber 3, and when the inner surface of the piezoelectric element 6 is displaced from the reference position P0 to the contracted position P2, the volume inside the liquid chamber 3 increases and the pressure increases. Rise is avoided. 6a ″ indicates the inner surface of the piezoelectric element 6 at the contracted position P2, and the contracted amount H2 of the piezoelectric element 6 is controlled to an amount according to the pressure in the liquid chamber 3 as described later.

【００２４】図６は、記録ヘッドを駆動制御する駆動回
路のブロック構成図、図７は、本実施例によるインク供
給系の圧力制御の概念図である。次に、図１、図６およ
び図７を用いて、駆動制御の動作を説明する。FIG. 6 is a block diagram of a drive circuit for driving and controlling the recording head, and FIG. 7 is a conceptual diagram of pressure control of the ink supply system according to this embodiment. Next, the drive control operation will be described with reference to FIGS. 1, 6 and 7.

【００２５】まず、印字等の画像データがホストコンピ
ュータから、記録装置の画像メモリ８に蓄積される。印
字等のプリントが開始されると、画像データがヘッド駆
動部１１に送られるとともに、圧力センサ７は、液室３
内の圧力振動の検出を開始する。液室３内の圧力に応じ
た圧力センサ７の検出電圧は、反転増幅回路９によっ
て、前述したように液室３内の圧力振動を減衰すべく圧
電素子６を駆動するために適切な電圧に反転増幅変換さ
れる。そして、圧電素子ドライバ１０は、その変換され
た電圧により圧電素子６を駆動する。圧電素子６は、前
述したように、インク供給系の圧力が大きい時には、そ
の内面６ａが図１中の６ａ′の位置に変位するように膨
張駆動され、一方、圧力が小さい時には、その内面６ａ
が図１中の６ａ″の位置に変位するように収縮駆動され
る。First, image data such as printing is stored in the image memory 8 of the recording device from the host computer. When printing such as printing is started, the image data is sent to the head drive unit 11, and the pressure sensor 7 causes the liquid chamber 3 to move.
The detection of the pressure oscillation inside is started. The detection voltage of the pressure sensor 7 corresponding to the pressure in the liquid chamber 3 is set to an appropriate voltage for driving the piezoelectric element 6 by the inverting amplifier circuit 9 to attenuate the pressure vibration in the liquid chamber 3 as described above. Inverted, amplified and converted. Then, the piezoelectric element driver 10 drives the piezoelectric element 6 by the converted voltage. As described above, the piezoelectric element 6 is expanded and driven so that the inner surface 6a thereof is displaced to the position of 6a 'in FIG. 1 when the pressure of the ink supply system is high, while the inner surface 6a thereof is driven when the pressure is small.
Is contracted and driven so as to be displaced to the position of 6a ″ in FIG.

【００２６】圧電素子６によるインク供給系の圧力制御
の概念を図７より説明する。インク供給系の圧力振動
は、圧力センサ７により検出電圧として反転増幅回路９
に送られ、その検出電圧は、反転増幅回路９にて圧電素
子駆動電圧に変換され、その駆動電圧により圧電素子６
が駆動されることにより、インク供給系の圧力振動が減
衰される。つまり、圧力振動の検出結果に応じ圧電素子
６を駆動することにより、インク供給系の圧力をフィー
ドバック制御して、圧力振動を減衰させることになる。The concept of pressure control of the ink supply system by the piezoelectric element 6 will be described with reference to FIG. The pressure vibration of the ink supply system is detected by the pressure sensor 7 as a detection voltage, and the inverting amplifier circuit 9
To the piezoelectric element 6 by the inverting amplifier circuit 9, and the detected voltage is converted to a piezoelectric element drive voltage by the inverting amplifier circuit 9.
Is driven, the pressure vibration of the ink supply system is attenuated. That is, by driving the piezoelectric element 6 according to the detection result of the pressure vibration, the pressure of the ink supply system is feedback-controlled to attenuate the pressure vibration.

【００２７】ここで、図７中の反転増幅回路９の利得Ａ
は、重要な要素であり、仮りに、圧電素子６の駆動量が
小さすぎた場合には圧力振動が減衰されず、また、大き
すぎた場合には逆に圧力振動が大きく発振してしまう可
能性がある。この利得Ａの設定については、例えば、記
録ヘッドの開発段階において、図９のような極めて圧力
振動の影響のでやすい印字を行いながら、利得Ａを調整
し、最適条件を見つければよい。利得Ａが記録ヘッドに
よって異なる場合は、例えば記録ヘッドの製造行程中
に、製造ロット毎にヘッドを抽出して、利得Ａを調整す
ることもできる。Here, the gain A of the inverting amplifier circuit 9 in FIG.
Is an important factor, and if the driving amount of the piezoelectric element 6 is too small, the pressure vibration is not attenuated, and if it is too large, the pressure vibration may oscillate greatly. There is a nature. Regarding the setting of the gain A, for example, at the development stage of the recording head, the gain A may be adjusted and the optimum condition may be found while performing printing as shown in FIG. When the gain A differs depending on the recording head, for example, the head can be extracted for each manufacturing lot during the manufacturing process of the recording head to adjust the gain A.

【００２８】このように、圧電素子６を駆動することに
よって、インク供給系の圧力振動を減衰させて、圧力振
動による印字等のプリント品位の悪化を防止することが
できる。As described above, by driving the piezoelectric element 6, it is possible to damp the pressure vibration of the ink supply system and prevent deterioration of print quality such as printing due to the pressure vibration.

【００２９】図１１は、本発明の一実施例にかかるイン
クジェットプリント装置の要部を示す概略斜視図であ
る。FIG. 11 is a schematic perspective view showing a main part of an ink jet printing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【００３０】図１１において、プリントヘッド５１は、
プリント媒体としての記録紙５７と対向する面に、記録
紙５７の搬送方向に例えば６４個のインク吐出口（不図
示）を具える。また、プリントヘッド５１には、この６
４個のインク吐出口それぞれに連通してインク流路（不
図示）が設けられ、それぞれのインク流路に対応して、
プリントヘッド１を構成する基板にインク吐出のための
熱エネルギーを発生する電気熱変換体が形成されてい
る。電気熱変換体は、駆動データに応じて印加される電
気パルスによって熱を発生し、これによりインクに膜沸
騰を生じさせ、その膜沸騰による気泡の生成に伴なって
インク吐出口からインクを吐出させる。各インク流路に
は、これらに共通に連通する共通液室が設けられてお
り、これに貯留されるインクは、各インク路での吐出動
作に応じてそのインク流路に供給される。In FIG. 11, the print head 51 is
For example, 64 ink ejection ports (not shown) are provided in the conveying direction of the recording paper 57 on the surface facing the recording paper 57 as a print medium. In addition, the print head 51 has this 6
An ink flow path (not shown) is provided so as to communicate with each of the four ink ejection ports.
An electrothermal converter that generates thermal energy for ejecting ink is formed on a substrate that constitutes the print head 1. The electrothermal converter generates heat by an electric pulse applied according to drive data, which causes film boiling in the ink, and the ink is ejected from the ink ejection port as bubbles are generated by the film boiling. Let A common liquid chamber that is commonly communicated with the ink channels is provided in each ink channel, and the ink stored therein is supplied to the ink channels according to the ejection operation in each ink channel.

【００３１】キャリッジ５２は、プリントヘッド５１を
搭載し、また、記録紙５７の記録面に対して平行に延在
する１対のガイドレール５３と摺動可能に係合する。こ
れにより、プリントヘッド５１は、ガイドレール５３に
沿って移動することができ、この移動に伴なって所定の
タイミングで上記記録面に向けてインクを吐出すること
により記録を行う。上記移動の後、記録紙５７を、図中
矢印方向に所定量搬送し、再び上記移動を行い記録を行
う。このような動作を繰り返すことにより、記録紙５７
に、順次記録を行っていく。The carriage 52 carries the print head 51 and slidably engages with a pair of guide rails 53 extending parallel to the recording surface of the recording paper 57. As a result, the print head 51 can move along the guide rail 53, and recording is performed by ejecting ink toward the recording surface at a predetermined timing in accordance with this movement. After the above movement, the recording paper 57 is conveyed by a predetermined amount in the direction of the arrow in the figure, and the above movement is performed again to perform recording. By repeating such an operation, the recording paper 57
Then, record sequentially.

【００３２】上述した記録紙５７の搬送は、その記録面
の上下にそれぞれ配設された各々１対の搬送ローラ５４
および５５が回転することによって行われる。また、記
録紙５７の記録面の裏側には、記録面の平面性を保つた
めのプラテン５６が配設されている。The above-mentioned conveyance of the recording paper 57 is carried out by a pair of conveying rollers 54 arranged above and below the recording surface.
And 55 are rotated. Further, a platen 56 for maintaining the flatness of the recording surface is provided on the back side of the recording surface of the recording paper 57.

【００３３】なお、上述したキャリッジ５２の移動は、
これに取付けられる不図示の例えばベルトがモータによ
って駆動されることによって可能となり、また、搬送ロ
ーラ５４および５５の回転も同様にモータの回転がこれ
らに伝達されることによって可能となる。The movement of the carriage 52 described above is
For example, a belt (not shown) attached thereto can be driven by a motor, and rotation of the transport rollers 54 and 55 can be similarly performed by transmitting the rotation of the motor to them.

【００３４】（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) It should be noted that the present invention includes a means (for example, an electrothermal converter or a laser beam) for generating thermal energy as energy used for performing ink ejection, particularly in an ink jet recording system. An excellent effect is obtained in a recording head and a recording apparatus of a type in which the state of ink is changed by the thermal energy. This is because according to such a method, it is possible to achieve higher density and higher definition of recording.

【００３５】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 the typical structure and principle thereof, 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,
Although it can be applied to any type of continuous type, in particular, in the case of the on-demand type, it can be applied to a sheet holding liquid (ink) or an 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 the nucleate boiling, heat energy is generated in the electrothermal transducer, and film boiling occurs on the heat acting surface of the recording head. Liquid (ink) corresponding to this drive signal on a one-to-one basis.
It is effective because bubbles can be formed inside. The liquid (ink) is ejected through the ejection opening by the growth and contraction of the bubble to form at least one droplet. It is more preferable to make this drive signal into a pulse shape because bubbles can be immediately and appropriately grown and contracted, so that liquid (ink) ejection 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.

【００３６】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 ejection port, the liquid passage, and the electrothermal converter (the linear liquid passage or the right-angled liquid passage) as disclosed in the above-mentioned respective specifications. US Pat. No. 4,558,333, US Pat. No. 4,558,333, which discloses a configuration in which a heat acting portion is arranged in a bending region.
The structure 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 JP-A-59-138461. That is, according to the present invention, recording can be surely and efficiently performed regardless of the form of the recording head.

【００３７】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。Further, 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.

【００３８】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 electrical connection to the main body of the apparatus and the ink from the main body of the apparatus by being mounted on the main body of the apparatus. 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.

【００３９】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 ejection recovery means of the recording head, preliminary auxiliary means and the like since the effects of the present invention can be further stabilized. If these are specifically mentioned, the recording head is heated using capping means, cleaning means, pressurizing or suction means, an electrothermal transducer, another heating element or a combination thereof. Pre-heating means for performing the pre-heating and pre-discharging means for performing the discharging other than the recording can be used.

【００４０】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, or 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 it may be either the recording head is integrally formed or a plurality of combinations may be used. The present invention is also extremely effective for an apparatus provided with at least one of full-color recording modes by color mixing.

【００４１】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 system, it is common to control 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. Sometimes, a liquid ink may be used. In addition, the temperature rise due to thermal energy is positively prevented by using it as the energy of the state change from the solid state of the ink to the liquid state, or in order to prevent the evaporation of the ink, it is solidified and heated in the 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-A-54-56847 or JP-A-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.

【００４２】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, besides the one used as an image output terminal of an information processing apparatus such as a computer, a copying apparatus combined with a reader or the like, and a facsimile apparatus having a transmitting / receiving function. It may be a form or the like.

【００４３】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
圧電素子等の圧力調整手段を駆動することにより、イン
ク供給系の圧力振動を減衰させ、圧力振動の影響による
印字等のプリント品位の悪化を防ぐことができる。As described above, according to the present invention,
By driving the pressure adjusting means such as a piezoelectric element, the pressure vibration of the ink supply system can be attenuated, and the deterioration of print quality such as printing due to the influence of the pressure vibration can be prevented.

【００４４】この結果、圧力振動防止のためにインクの
流動抵抗を上げたり、ヘッドの形状を工夫したり、駆動
周波数を下げたりする必要をなくして、ヘッドのインク
供給系の設計を簡単化することができると共に、駆動周
波数を上げることによって印字等のプリントスピードを
上げることができる。As a result, it is not necessary to increase the flow resistance of ink, to devise the shape of the head, or to lower the drive frequency in order to prevent pressure vibration, and simplify the design of the ink supply system of the head. In addition, the printing speed such as printing can be increased by increasing the driving frequency.

【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プリント装置における
インクジェットヘッドの概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of an inkjet head in an inkjet printing apparatus of the present invention.

【図２】従来のインクジェットプリント装置におけるイ
ンクジェットヘッドの概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an inkjet head in a conventional inkjet printing apparatus.

【図３】図２のインクジェットヘッドに圧力振動を測定
するための圧力センサを備えた場合の概略構成の断面図
である。3 is a cross-sectional view of a schematic configuration in the case where the inkjet head of FIG. 2 is provided with a pressure sensor for measuring pressure vibration.

【図４】図２のインクジェットヘッドの圧力振動による
インクの変化を説明するための要部の断面図である。4 is a cross-sectional view of a main part for explaining a change in ink due to pressure vibration of the inkjet head of FIG.

【図５】図２のインクジェットヘッドにおける圧力振動
波形、駆動パルス、および記録ドットの関係を説明する
ためのタイミングチャートである。5 is a timing chart for explaining a relationship between a pressure vibration waveform, a drive pulse, and a recording dot in the inkjet head of FIG.

【図６】本発明のインクジェットプリント装置における
インクジェットヘッドの駆動回路のブロック構成図であ
る。FIG. 6 is a block configuration diagram of a drive circuit of an inkjet head in the inkjet printing apparatus of the present invention.

【図７】本発明のインクジェットプリント装置における
圧力制御系の概念図である。FIG. 7 is a conceptual diagram of a pressure control system in the inkjet printing apparatus of the present invention.

【図８】従来のインクジェットヘッドにおいて圧力振動
が生じる駆動パターンの一例を説明するための印字ドッ
トの模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram of print dots for explaining an example of a drive pattern in which pressure vibration occurs in a conventional inkjet head.

【図９】従来のインクジェットヘッドにおいて圧力振動
が生じる駆動パターンの他の一例を説明するための印字
ドットの模式図である。FIG. 9 is a schematic diagram of print dots for explaining another example of a drive pattern in which pressure vibration occurs in a conventional inkjet head.

【図１０】図８の駆動パターンの実施時における液室の
観測圧力波形の説明図である。10 is an explanatory diagram of an observed pressure waveform of the liquid chamber when the drive pattern of FIG. 8 is executed.

【図１１】本発明のインクジェットプリント装置の要部
の概略斜視図である。FIG. 11 is a schematic perspective view of a main part of the inkjet printing apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ インク流路 ２ ヒータ ３ 液室 ４ インク供給路 ５ 圧力センサ ６ 圧電素子 ７ 圧力センサ ８ 画像メモリ ９ 反転増幅回路 １０ 圧電素子ドライバ １１ ヘッド駆動部 1 Ink flow path 2 Heater 3 Liquid chamber 4 Ink supply path 5 Pressure sensor 6 Piezoelectric element 7 Pressure sensor 8 Image memory 9 Inversion amplification circuit 10 Piezoelectric element driver 11 Head drive unit

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 インク供給系からインク導入部内に供給
されるインクをインク吐出口から吐出可能なインクジェ
ットヘッドにおいて、 前記インク導入部に、該インク導入部内の圧力変動を減
衰すべく該インク導入部内のインクの圧力の調整が可能
な圧力調整手段を備えたことを特徴とするインクジェッ
トヘッド。1. An ink jet head capable of ejecting ink supplied from an ink supply system into an ink introducing section from an ink ejection port, wherein the ink introducing section is provided in the ink introducing section so as to attenuate pressure fluctuations in the ink introducing section. An ink jet head, comprising a pressure adjusting means capable of adjusting the pressure of the ink. 【請求項２】 前記インク導入部は、複数の前記インク
吐出口に連通する液室を有し、 前記圧力調整手段は、前記液室内のインクの圧力を調整
可能であることを特徴とする請求項１に記載のインクジ
ェットヘッド。2. The ink introducing section has a liquid chamber communicating with a plurality of the ink ejection ports, and the pressure adjusting means is capable of adjusting the pressure of ink in the liquid chamber. Item 2. The inkjet head according to Item 1. 【請求項３】 前記圧力調整手段は、前記液室内の容積
が調整可能であることを特徴とする請求項２に記載のイ
ンクジェットヘッド。3. The ink jet head according to claim 2, wherein the pressure adjusting means is capable of adjusting the volume of the liquid chamber. 【請求項４】 前記圧力調整手段は、前記液室の内方ま
たは外方に変位制御可能な圧電素子を有することを特徴
とする請求項２または３に記載のインクジェットヘッ
ド。4. The ink jet head according to claim 2, wherein the pressure adjusting unit has a piezoelectric element capable of displacement control inward or outward of the liquid chamber. 【請求項５】 前記インク導入部内のインクの圧力を検
出して前記圧力調整手段の制御用の検出信号を出力する
検出手段を備えたことを特徴とする請求項１から４のい
ずれかに記載のインクジェットヘッド。5. The detecting means for detecting the pressure of the ink in the ink introducing portion and outputting a detection signal for controlling the pressure adjusting means, according to any one of claims 1 to 4. Inkjet head. 【請求項６】 前記インクジェットヘッドは、インクを
吐出させるために利用させるエネルギとして前記インク
に膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電気熱変換
素子を有することを特徴とする請求項１から５のいずれ
かに記載のインクジェットヘッド。6. The ink jet head according to claim 1, wherein the ink jet head has an electrothermal conversion element that generates heat energy that causes film boiling in the ink, as energy used for ejecting the ink. The inkjet head according to any one of claims. 【請求項７】 インクの吐出が可能なインクジェットヘ
ッドを用いてプリント媒体にプリントを行うインクジェ
ットプリント装置において、 前記インクジェットヘッドとして請求項１から４のいず
れかに記載のインクジェットヘッドを備えると共に、 前記吐出口からのインクの吐出に伴う前記インク導入部
内の圧力変動に応じて前記圧力調整手段を制御する制御
手段を備えてなることを特徴とするインクジェットプリ
ント装置。7. An inkjet printing apparatus for printing on a print medium using an inkjet head capable of ejecting ink, comprising the inkjet head according to claim 1 as the inkjet head, and An ink jet printing apparatus comprising: a control unit that controls the pressure adjusting unit according to a pressure fluctuation in the ink introducing unit due to the ejection of ink from an outlet. 【請求項８】 インクの吐出が可能なインクジェットヘ
ッドを用いてプリント媒体にプリントを行うインクジェ
ットプリント装置において、 前記インクジェットヘッドとして請求項５に記載のイン
クジェットヘッドを有すると共に、 前記検出手段の検出信号に基づいて前記圧力調整手段を
制御する制御手段を備えてなることを特徴とするインク
ジェットプリント装置。8. An inkjet printing apparatus for printing on a print medium by using an inkjet head capable of ejecting ink, wherein the inkjet head has the inkjet head according to claim 5, and the detection signal of the detection means is provided. An ink jet printing apparatus comprising a control means for controlling the pressure adjusting means based on the above. 【請求項９】 前記インクジェットヘッドは、インクを
吐出させるために利用させるエネルギとして前記インク
に膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する電気熱変換
素子を有することを特徴とする請求項７または８に記載
のインクジェットプリント装置。9. The ink jet head according to claim 7, wherein the ink jet head has an electrothermal conversion element that generates heat energy that causes film boiling in the ink, as energy used for ejecting the ink. The inkjet printing apparatus described.