JPH0444856A - Ink jet recording apparatus - Google Patents
Ink jet recording apparatusInfo
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- JPH0444856A JPH0444856A JP15217590A JP15217590A JPH0444856A JP H0444856 A JPH0444856 A JP H0444856A JP 15217590 A JP15217590 A JP 15217590A JP 15217590 A JP15217590 A JP 15217590A JP H0444856 A JPH0444856 A JP H0444856A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、記録ヘッドから被記録材へインクを吐出させ
て記録を行なうインクジェット記録装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an inkjet recording apparatus that performs recording by ejecting ink from a recording head onto a recording material.
プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記録装置は、画像
信号に基づいて、紙やプラスチック薄板等のシート状の
被記録材上にドツトパターンがら成る画像を記録してい
くように構成されている。2. Description of the Related Art Recording devices such as printers, copiers, and facsimile machines are configured to record images consisting of dot patterns on sheet-like recording materials such as paper and thin plastic plates based on image signals.
前記記録装置は、記録方式により、インクジェット式、
ワイヤドツト式、サーマル式、レーザービーム式等に分
けることができ、そのうちのインクジェット式(インク
ジェット記録装置)は、被記録材にインクを吐出させて
記録を行なうように構成されている。The recording device may be an inkjet type,
It can be divided into wire dot type, thermal type, laser beam type, etc. Among them, inkjet type (inkjet recording apparatus) is configured to perform recording by ejecting ink onto a recording material.
インクジェット記録装置は、ノンインパクト方式である
ため騒音が少なく、多色のインクを使用してカラー画像
を記録するのが容易であるなどの利点を有している。Inkjet recording apparatuses have advantages such as low noise because they are non-impact type, and the ability to easily record color images using multicolored inks.
インクジェット記録装置の一つに、吐出エネルギー発生
用の電気熱変換体を有する記録ヘッドを用い、該電気熱
変換体に電気信号を印加してインクを加熱することによ
り吐出させる熱エネルギー利用型のインクジェット記録
装置がある。One type of inkjet recording device is an inkjet that uses thermal energy, which uses a recording head that has an electrothermal converter for generating ejection energy, and applies an electric signal to the electrothermal converter to heat the ink and eject it. There is a recording device.
このような電気熱変換体を用いるインクジェット記録装
置は、特に、高速で高精細な記録が可能である点で優れ
ている。An inkjet recording device using such an electrothermal converter is particularly excellent in that high-speed, high-definition recording is possible.
反面、この種のインクジェット記録装置では、電気熱変
換体に駆動電圧パルスを印加した際に吐出エネルギーと
して発生する熱が記録ヘッドに蓄積され、記録ヘッドが
昇温するので、記録ヘッド内の液路等に充填されている
インクの粘度が低下し、インク吐出量が増大して画質が
変化する場合がある。On the other hand, in this type of inkjet recording device, the heat generated as ejection energy when a driving voltage pulse is applied to the electrothermal transducer is accumulated in the recording head, and the temperature of the recording head increases. The viscosity of the ink filled in the printer may decrease, the amount of ink ejected may increase, and the image quality may change.
そこで、ファンと加熱ヒーターとを併用して記録ヘッド
を予め設定した所定温度に保つ方法が提案されている。Therefore, a method has been proposed in which a fan and a heater are used in combination to maintain the recording head at a predetermined temperature.
〔発明が解決しようとする技術的課題〕しかしながら、
上記従来技術においては、記録ヘッドに設けた加熱ヒー
タを用いても、電源投入後、記録ヘッドの温度が記録可
能な所定温度に達するまでに、長い待ち時間を要すると
いう技術的課題があった。[Technical problem to be solved by the invention] However,
The above-mentioned conventional technology has a technical problem in that even if a heater provided in the print head is used, a long waiting time is required after the power is turned on until the temperature of the print head reaches a predetermined temperature at which printing is possible.
その対策として、前述のような場合に、記録ヘッドの電
気熱変換体にインクが吐出しない程度のパルス電圧を記
録周波数と同じ周波数で印加し、待ち時間の短縮化を図
る方法が提案されている。As a countermeasure, a method has been proposed in which, in the above-mentioned case, a pulse voltage that does not eject ink is applied to the electrothermal transducer of the print head at the same frequency as the print frequency, thereby reducing the waiting time. .
しかしながら、このような方法でも、例えば記録ヘッド
のフルマルチ化により記録ヘッドの熱容量が大きくなっ
た場合等においては、充分な待ち時間の短縮化を図るこ
とは困難であった。However, even with this method, it is difficult to sufficiently shorten the waiting time, for example, when the thermal capacity of the print head increases due to full multi-printing.
特に、上記フルマルチヘッドにおいては、記録ヘッドの
電気熱変換体の配列方向の温度均一化を図るためにヒー
トバイブが使用されるため、記録ヘッド全体の熱容量が
さらに大きくなり、待ち時間が長(なるという課題があ
った。In particular, in the full multi-head described above, a heat vibrator is used to equalize the temperature in the arrangement direction of the electrothermal transducers of the recording head, which further increases the thermal capacity of the entire recording head and increases the waiting time ( There was an issue of becoming.
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもの
であり、記録装置電源投入後の待ち時間を大幅に短縮化
し得るインクジェット記録装置を提供することを目的と
する。The present invention has been made in view of such technical problems, and an object of the present invention is to provide an inkjet printing apparatus that can significantly shorten the waiting time after the printing apparatus is powered on.
本発明は、吐出エネルギー発生用の電気熱変換体を有す
る記録ヘッドを用いて、インクを被記録材に吐出させて
記録を行なうインクジェット記録装置において、前記電
気熱変換体に記録周波数よりも高い周波数の電気信号を
印加することにより、前記記録ヘッドを所定温度以上に
加熱するヘッド加熱手段を有する構成とすることにより
、記録装置電源投入後の待ち時間を大幅に短縮化し得る
インクジェット記録装置を提供するものである。The present invention provides an inkjet recording apparatus that performs recording by ejecting ink onto a recording material using a recording head having an electrothermal transducer for generating ejection energy. To provide an inkjet recording device that can significantly shorten the waiting time after turning on the power of the recording device by having a head heating means that heats the recording head to a predetermined temperature or higher by applying an electric signal. It is something.
上記構成においては、記録ヘッドの温度検出手段を設け
、該記録ヘッドの検出温度が前記所定温度以下である時
に、前記電気信号を印加することが好ましい。In the above configuration, it is preferable that a recording head temperature detection means is provided and the electrical signal is applied when the detected temperature of the recording head is below the predetermined temperature.
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第8図は本発明を適用するのに好適なインクジェット記
録装置の要部構成を示す模式的斜視図である。FIG. 8 is a schematic perspective view showing the main structure of an inkjet recording apparatus suitable for applying the present invention.
第8図は、フルカラー記録が可能なフルマルチタイプの
記録ヘッドを複数個(図示の例では4個)備えたライン
型のインクジェット記録装置の場合を示す。FIG. 8 shows a case of a line-type inkjet printing apparatus equipped with a plurality of full multi-type printheads (four in the illustrated example) capable of full-color printing.
第8図において、11および12は、用紙やプラスチッ
クff仮等の被記録材】3を挟持し、矢印Fで示す副走
査方向(搬送方向)に搬送するための2組のローラ対で
ある。In FIG. 8, reference numerals 11 and 12 indicate two pairs of rollers for sandwiching the recording material 3 such as paper or plastic paper, and transporting it in the sub-scanning direction (conveyance direction) indicated by arrow F.
108k、IOY、IOM、IOCは、それぞれ、被記
録材13の略全幅にわたって吐出口が配列されたフルマ
ルチタイプのインクジェット記録ヘッドであり、以下、
これらの記録ヘッドl0Bk、IOY、IOM、IOC
のうちの任意の一つ(または全体)を“記録ヘッド10
”と呼ぶ。108k, IOY, IOM, and IOC are fully multi-type inkjet recording heads in which ejection ports are arranged over substantially the entire width of the recording material 13, and are as follows.
These recording heads l0Bk, IOY, IOM, IOC
Any one (or all) of the "recording head 10"
”.
フルカラー記録の場合は、上記4個の記録ヘッド10か
ら吐出されるインク色として、例えば、ブラック、イエ
ロー、マゼンタ、シアンが用いられ、図示の例では、4
個のインクジェット記録ヘッド10が被記録材搬送方向
上流側から(下から)この順序で配置されている。In the case of full-color recording, black, yellow, magenta, and cyan are used as the ink colors ejected from the four recording heads 10, and in the illustrated example, four ink colors are used.
The inkjet recording heads 10 are arranged in this order from the upstream side (from the bottom) in the recording material conveyance direction.
上記各インクジェット記録ヘッド10は、熱エネルギー
を利用してインクを吐出する記録ヘッドであって、熱エ
ネルギーを発生するための電気熱変換体を備えたもので
ある。Each of the inkjet recording heads 10 described above is a recording head that discharges ink using thermal energy, and is equipped with an electrothermal converter for generating thermal energy.
また、前記インクジェット記録ヘッド10は、前記電気
熱変換体によって印加される熱エネルギーにより生じる
膜沸騰による気泡の成長によって、吐出口よりインクを
吐出させ、記録を行なうものである。Further, the inkjet recording head 10 performs recording by ejecting ink from an ejection port by the growth of bubbles due to film boiling caused by thermal energy applied by the electrothermal converter.
16は回復系であり、吐出回復処理に当たっては、被記
録材13に代わって前記各記録ヘッド10に対面する。A recovery system 16 faces each of the recording heads 10 instead of the recording material 13 during ejection recovery processing.
また、前記各インクジェット記録ヘッド10は、ヘッド
装着部17に、相互位置関係を規制されて装着されてい
る。Further, each of the inkjet recording heads 10 is mounted on a head mounting portion 17 with their mutual positional relationship regulated.
以上により、本発明を適用するのに好適なインクジェッ
ト記録装置、すなわち、記録ヘッドlOを装着するだめ
のヘッド装着部17と、前記ヘッド装着部17に装着さ
れた記録へラド10の記録位置へ前記被記録材13を搬
送するための搬送手段11.12と、を有するインクジ
ェット記録装置が構成されている。As described above, an inkjet recording apparatus suitable for applying the present invention, that is, a head mounting section 17 for mounting the recording head 1O, and a recording position of the recording head 10 mounted on the head mounting section 17, are provided. An inkjet recording apparatus is configured, which includes conveyance means 11.12 for conveying the recording material 13.
第9図は、第8図中のインクジェット記録ヘッド10の
要部構成を示す一部破断斜視図である。FIG. 9 is a partially cutaway perspective view showing the main part configuration of the inkjet recording head 10 in FIG. 8. FIG.
第9図において、記録ヘッドlOは、基板22、電気熱
変換体23、電極24、液路壁25、天板26などを備
えている。In FIG. 9, the recording head IO includes a substrate 22, an electrothermal transducer 23, an electrode 24, a liquid path wall 25, a top plate 26, and the like.
前記電気熱変換体23および電極24は、例えば、エツ
チング、蒸着またはスパッタリング等の半導体製造プロ
セスを経て前記基板22上に製膜する方法で形成されて
いる。The electrothermal converter 23 and the electrode 24 are formed, for example, by a method of forming a film on the substrate 22 through a semiconductor manufacturing process such as etching, vapor deposition, or sputtering.
インク2は、不図示のインクタンクからインク供給管2
7を通して、記録ヘッドlOの共通液室28内へ供給さ
れる。Ink 2 is supplied from an ink tank (not shown) to an ink supply pipe 2.
7 and is supplied into the common liquid chamber 28 of the recording head IO.
第9図中の29は、前記インク供給管27が接続される
供給口を示す。Reference numeral 29 in FIG. 9 indicates a supply port to which the ink supply pipe 27 is connected.
共通液室28内へ供給されたインク2は、毛管力により
各液路30内へ供給され、それらの先端の吐出口21で
メニスカスを形成することにより安定状態で保持される
。The ink 2 supplied into the common liquid chamber 28 is supplied into each liquid path 30 by capillary force, and is maintained in a stable state by forming a meniscus at the ejection opening 21 at the tip thereof.
電気熱変換体23に駆動パルス信号を印加することによ
り、該電気熱変換体の表面に隣接するインクが急速加熱
されて膜沸ll(発泡現象)が生し、その発泡のエネル
ギーにより吐出口21からインク滴が吐出される。By applying a driving pulse signal to the electrothermal transducer 23, the ink adjacent to the surface of the electrothermal transducer is rapidly heated to cause film boiling (bubbling phenomenon), and the energy of the bubbling causes the ejection port 21 to Ink droplets are ejected from.
なお、31は、前記吐出口21が形成された吐出口面(
フェイス面)を示す。Note that 31 is a discharge port surface (where the discharge port 21 is formed).
face) is shown.
以上のような構成により、吐出口密度400dpi(1
6個/m)といった高密度の吐出口配置で128ドツト
あるいは256ドツトというマルチタイプのインクジェ
ット記録ヘッドを構成することができる。With the above configuration, the ejection port density is 400 dpi (1
A multi-type inkjet recording head of 128 dots or 256 dots can be constructed with a high-density arrangement of ejection ports (6 pieces/m).
第1図は本発明を実施したインクジェット記録装置の記
録ヘッド10を例示する平面図である。FIG. 1 is a plan view illustrating a recording head 10 of an inkjet recording apparatus embodying the present invention.
第1図において、■はインクジェット記録ヘッド10の
本体であり、2は電気熱変換体23の配列方向の温度を
均一化するためのヒートバイブであり、3は記録ヘッド
10を加熱するための加熱手段を構成するヒーターであ
り、4は記録ヘフ1−10の放熱効率を高めるための放
熱フィンであり、5は記録ヘッド10を冷却する冷却風
を発生するためのファンであり、6は記録ヘッド10(
侍に、ヘッド本体1)の温度を検出するための温度検出
手段である。In FIG. 1, ■ is the main body of the inkjet recording head 10, 2 is a heat vibrator for equalizing the temperature in the arrangement direction of the electrothermal transducers 23, and 3 is a heating device for heating the recording head 10. 4 is a heat radiation fin for increasing the heat radiation efficiency of the recording head 1-10; 5 is a fan for generating cooling air to cool the recording head 10; 6 is a fan for generating cooling air for cooling the recording head 10; 10(
This is a temperature detection means for detecting the temperature of the head body 1).
記録ヘッドIOを放熱する場合は、前記ファン5からの
冷却風を前記放熱フィン4に当てて強制冷却を行なう。When heat is to be radiated from the recording head IO, cooling air from the fan 5 is applied to the heat radiating fins 4 to perform forced cooling.
そこで、記録ヘッド10の温度は、前記温度検出手段6
からの検出信号に応じて、前記ヒーター3および前記フ
ァン5を制御することにより、常に、所定の画像記録が
可能な温度範囲T a ”” T m内に保たれる。Therefore, the temperature of the recording head 10 is determined by the temperature detection means 6.
By controlling the heater 3 and the fan 5 in response to a detection signal from the sensor, the temperature is always maintained within a temperature range T a "" T m in which a predetermined image can be recorded.
例えば、記録ヘンド10が400dp iで4737個
の吐出口21を有する膜沸騰方式のフルマルチヘッドの
場合、前記温度範囲T A= T mは40℃〜50°
Cに設定される。For example, if the recording head 10 is a film boiling type full multi-head having 400 dpi and 4737 ejection ports 21, the temperature range T A = T m is 40°C to 50°.
It is set to C.
そこで、本発明によれば、吐出エネルギー発生用の電気
熱変換体23を有する記録ヘッドを用いて、インクを被
記録材13に吐出させて記録を行なうインクジェット記
録装置において、前記電気熱変換体23に記録周波数よ
りも高い周波数の電気信号を印加することにより、前記
記録ヘンド10を所定温度以上に加熱するヘッド加熱手
段を有することを特徴とするインクジェット記録装置が
提供される。Therefore, according to the present invention, in an inkjet recording apparatus that performs recording by discharging ink onto a recording material 13 using a recording head having an electrothermal transducer 23 for generating ejection energy, the electrothermal transducer 23 An inkjet recording apparatus is provided, characterized in that it has a head heating means for heating the recording head 10 to a predetermined temperature or higher by applying an electric signal of a higher frequency than the recording frequency to the recording head.
また、上記構成においては、記録ヘッド10の温度検出
手段3を設け、該記録ヘッドの検出温度が前記所定温度
TA以下である時に、前記電気信号を印加することが好
ましい。Further, in the above configuration, it is preferable that a temperature detection means 3 of the recording head 10 is provided, and that the electric signal is applied when the detected temperature of the recording head is equal to or lower than the predetermined temperature TA.
第2図は本発明によるインクジェット記録装置の記録ヘ
ッドの温度制御動作のシーケンスを示すフローチャート
である。FIG. 2 is a flowchart showing the sequence of temperature control operations for the recording head of the inkjet recording apparatus according to the present invention.
第2図において、記録装置の電源オンの後、ステップ8
1〜ステツプS3のような制御動作によって、ヘッド温
度が記録可能な最低温度T、に達するまで、前記ヒータ
ー3を駆動すると同時に、電気熱変換体23に記録周波
数fI(通常の記録時に印加する駆動電圧パルスの周波
数)より高い周波数f2で駆動パルスを与える。In FIG. 2, after turning on the recording device, step 8
By control operations such as Steps 1 to S3, the heater 3 is driven until the head temperature reaches the lowest recordable temperature T, and at the same time the recording frequency fI (driving applied during normal recording) is applied to the electrothermal transducer 23. A driving pulse is given at a higher frequency f2 than the voltage pulse frequency).
第3図は記録時の電気熱変換体23の駆動電圧波形を示
し、第4図は本発明に一実施例によるヘッド加熱時の電
気熱変換体23の駆動電圧波形を示し、第5図は従来の
ヘッド加熱時の電気熱変換体23の駆動電圧波形を示す
。3 shows the driving voltage waveform of the electrothermal converter 23 during recording, FIG. 4 shows the driving voltage waveform of the electrothermal converter 23 during head heating according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows the driving voltage waveform of the electrothermal converter 23 during recording. The drive voltage waveform of the electrothermal transducer 23 during conventional head heating is shown.
ここで、記録時の駆動電圧パルスの周波数は、従来例お
よび本発明とも、第3図に示すようにf1=2に七であ
る。Here, the frequency of the driving voltage pulse during recording is f1=2 and 7 in both the conventional example and the present invention, as shown in FIG.
また、第6図は、本発明によるヘッド加熱を実施した場
合の経過時間に対するヘッド温度を、従来例と比較して
例示するグラフである。Further, FIG. 6 is a graph illustrating head temperature versus elapsed time when head heating according to the present invention is performed in comparison with a conventional example.
第3図〜第6図において、本実施例では、50Wのヒー
ター3を駆動すると同時に、第4図に示すようなf、−
4k)(zの駆動電圧パルスを全電気熱変換体23に印
加することにより、インクを吐出させずに記録ヘッド1
0を加熱した。3 to 6, in this embodiment, the 50W heater 3 is driven, and at the same time f, - as shown in FIG.
4k) (by applying a drive voltage pulse of z to all the electrothermal transducers 23, the recording head 1 is
0 was heated.
この本実施例の場合のヘッド温度の立ち上がり方を、第
6図中の曲線lで示す。The way the head temperature rises in this embodiment is shown by curve 1 in FIG.
一方、従来例では、50Wのヒーター3を駆動すると同
時に、第5図に示すように記録周波数と同じf 、=
2 kHzの駆動電圧パルスを全電気熱変換体23に印
加することにより、インクを吐出させずに記録ヘッド1
0を加熱した。On the other hand, in the conventional example, while driving the 50W heater 3, as shown in FIG.
By applying a 2 kHz driving voltage pulse to all the electrothermal transducers 23, the recording head 1 is heated without ejecting ink.
0 was heated.
この従来例の場合のヘッド温度の立ち上がり方を、第6
図中の曲線■で示す。The way the head temperature rises in this conventional example is explained in the sixth section.
It is shown by the curve ■ in the figure.
なお、第3図〜第5図に示すように、電気熱変換体23
の駆動電圧パルスは、電圧はいずれの場合も24Vであ
るが、パルス幅は記録時には10μ秒とし、ヘッド加熱
時にはインクが吐出しない範囲の5μ秒とした。In addition, as shown in FIGS. 3 to 5, the electrothermal converter 23
The voltage of the driving voltage pulse was 24 V in all cases, but the pulse width was 10 μsec during recording, and 5 μsec during head heating, a range in which ink was not ejected.
また、第6図において、記録ヘッド10の初期温度はT
O=25°Cであり、最低記録可能温度T、は40°C
である。Further, in FIG. 6, the initial temperature of the recording head 10 is T
O = 25°C, and the lowest recordable temperature T is 40°C
It is.
以上の測定結果から明らかなごとく、本実施例では、初
期温度T、=25°Cから記録可能温度T、=40℃に
達するまでに約2分を要したのに対し、従来例では、同
じ温度に達するまでに約5分を要し、したがって、本実
施例により、記録ヘッド10の温度の立ち上がり時間を
大幅に短縮できたことが分る。As is clear from the above measurement results, in this example, it took about 2 minutes to reach the recordable temperature T, = 40°C from the initial temperature T, = 25°C, whereas in the conventional example, it took about 2 minutes to reach the recordable temperature, T, = 40°C. It takes about 5 minutes to reach the temperature, and therefore, it can be seen that this example significantly shortened the time for the temperature of the recording head 10 to rise.
第7図は、本発明によるインクジェット記録装置のヘッ
ド加熱時に電気熱変換体23に印加する駆動電圧パルス
の別の波形を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another waveform of the drive voltage pulse applied to the electrothermal transducer 23 during head heating of the inkjet recording apparatus according to the present invention.
第4図の波形に代えて、第7図に示すようなバースト波
の駆動電圧を印加すると、前述の実施例の場合より、さ
らにヘッド温度の立ち上がり時間を短縮することができ
た。When a burst wave driving voltage as shown in FIG. 7 was applied instead of the waveform shown in FIG. 4, the rise time of the head temperature could be further shortened compared to the case of the above-mentioned embodiment.
この場合の駆動電圧波形は、第7図に示すように、電圧
値が同じ24Vであり、周波数は記録周波数より高いf
2=4kHzであるが、パルス波形としては、インクが
吐出しない範囲の幅10μ秒のバースト波を用いた。In this case, as shown in FIG. 7, the driving voltage waveform has the same voltage value of 24V, and the frequency is f higher than the recording frequency.
2=4 kHz, and the pulse waveform used was a burst wave with a width of 10 μsec, which was within the range in which ink was not ejected.
第6図中の曲線■は、この第7図の駆動電圧を電気熱変
換体23に印加した場合のヘッド温度の立ち上がり特性
を示し、本実施例では、初期温度T、=25“Cから記
録可能温度TA=40℃まで約1分で昇温させることが
でき、立ち上がり時間をさらに短縮化することができた
。Curve 2 in FIG. 6 shows the rise characteristic of the head temperature when the drive voltage shown in FIG. 7 is applied to the electrothermal transducer 23. The temperature could be raised to the possible temperature TA=40° C. in about 1 minute, and the rise time could be further shortened.
以上説明した実施例によれば、インクジェット記録装置
において、記録ヘッド温度を速やかに記録可能な温度ま
で昇温させることにより、装置の電源投入後の待ち時間
を大幅に短縮化することができた。According to the embodiments described above, in the inkjet recording apparatus, by quickly raising the temperature of the recording head to a temperature at which printing is possible, the waiting time after the apparatus is powered on can be significantly shortened.
なお、インクジェット記録装置では、インク不吐出回復
のため、インクの加圧循環処理を行なう場合がある。Note that in the inkjet recording apparatus, pressurized ink circulation processing may be performed in order to recover from ink ejection failure.
このインクの加圧循環処理の後でも、記録ヘッドlOの
温度が急激に低下して記録不能になる場合がある。Even after this pressurized ink circulation process, the temperature of the print head IO may drop suddenly and become unable to print.
このような場合においても、前述した本発明による記録
ヘッド加熱動作を行なうことにより、記録ヘッド10を
速やかに記録可能な温度まで昇温させることかできた。Even in such a case, by performing the recording head heating operation according to the present invention described above, it was possible to quickly raise the temperature of the recording head 10 to a temperature at which recording was possible.
なお、以上の実施例では、本発明を、被記録材13の紙
幅方向記録領域をカバーするフルマルチ型の記録ヘッド
10を用いるライン型のインクジェット記録装置に適用
する場合を例に挙げて説明したが、本発明は、記録ヘッ
ドがキャリッジに搭載されたシリアルスキャン型のイン
クジェット記録装置など、他の記録方式のインクジェッ
ト記録装置に対しても同様に適用でき、同様の作用効果
を達成し得るもの−である。Note that in the above embodiments, the present invention is applied to a line type inkjet recording apparatus using a full multi-type recording head 10 that covers the recording area in the paper width direction of the recording material 13. However, the present invention can be similarly applied to inkjet recording apparatuses of other recording methods, such as serial scan type inkjet recording apparatuses in which a recording head is mounted on a carriage, and can achieve similar effects. It is.
また、以上の実施例では、4個の記録へラド10を使用
するカラーインクジェット記録装置の場合を説明したが
、本発明は、1個の記録ヘッドを使用する単色記録用、
あるいは色彩が同じで濃度が異なる複数の記録ヘッドを
使用する諧調記録用のインクジェット記録装置など、記
録ヘッドの個数にも関係無く同様に適用でき、同様の作
用効果を達成し得るものである。Furthermore, in the above embodiments, the case of a color inkjet recording apparatus using four recording heads 10 has been described, but the present invention is applicable to monochrome recording using one recording head,
Alternatively, the present invention can be similarly applied to an inkjet recording device for gradation recording using a plurality of recording heads with the same color but different densities, regardless of the number of recording heads, and can achieve the same effects.
本発明は、特に、インクジェット記録方式の中でも、キ
ャノン(株)が提唱するバブルジェット方式のインクジ
ェット記録ヘッドを用いるインクジェット記録装置にお
いて、優れた効果をもたらすものである。The present invention brings about excellent effects particularly in an inkjet recording apparatus using an inkjet recording head of the bubble jet method proposed by Canon Co., Ltd. among inkjet recording methods.
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4740796号明細
書に開示されている基本的な原理を用いて行なうのが好
ましい。As for typical configurations and principles thereof, it is preferable to use the basic principles disclosed in, for example, US Pat. No. 4,723,129 and US Pat. No. 4,740,796.
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
少なくとも一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ーを発生せしめ、記録ヘッドの
熱作用面に膜沸騰させて、結果的にこの駆動信号に一対
一対応し液体(インク)内の気泡を形成出来るので有効
である。This method can be applied to both the so-called on-demand type and the continuous type, but especially in the case of the on-demand type, it is necessary to place the liquid (ink) on the sheet or liquid path where it is held. By applying at least one drive signal that corresponds to recorded information and causes a rapid temperature rise exceeding nucleate boiling to the electrothermal transducer, the electrothermal transducer generates thermal energy, and the recording head This is effective because it causes film boiling on the heat acting surface of the liquid (ink), resulting in the formation of bubbles in the liquid (ink) in one-to-one correspondence with this drive signal.
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、少なくとも一つの滴を形成する
。Due to the growth and contraction of these bubbles, liquid (
ink) to form at least one droplet.
この駆動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の
成長収縮が行なわれるので、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。If this drive signal is in the form of a pulse, bubble growth and contraction will occur immediately and appropriately, so liquids with particularly excellent responsiveness (
As a more preferable pulse-shaped drive signal that can achieve ejection of ink, those described in US Pat. No. 4,463,359 and US Pat. No. 4,345,262 are suitable.
尚、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、更に優れた記録を行なうことができる。Further, if the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 concerning the temperature increase rate of the heat acting surface are adopted, even more excellent recording can be achieved.
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、電気熱変換体の組み合わせ
構成(直線状液流路又は直角液流路)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4459600
号明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。The configuration of the recording head includes, in addition to the combined configuration of ejection ports, liquid paths, and electrothermal converters (straight liquid flow path or right-angled liquid flow path) as disclosed in the above-mentioned specifications, a heat acting section. US Pat. No. 4,558,333 and US Pat. No. 4,459,600 disclose a configuration in which the
The present invention also includes a configuration using the specification of the above specification.
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年第123670号公報や熱エネルギーの圧力波を
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年第138461号公報に基づいた構成としても
本発明は有効である。In addition, Japanese Patent Application Laid-open No. 123670 of 1982 discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge part for a plurality of electrothermal converters, and a hole that absorbs pressure waves of thermal energy is disclosed. The present invention is also effective as a configuration based on Japanese Patent Application Laid-Open No. 138461 of 1981, which discloses a configuration in which a discharge portion corresponds to a discharge portion.
更に、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅に対応し
た長さを有するフルラインタイプの記録ヘッドとしては
、」−述した明細書に開示されているような複数記録ヘ
ッドの組み合ねセによって、その長さを満たす構成や一
体的に形成された一個の記録ヘッドとしての構成のいず
れでも良いが、本発明は、上述した効果を一層有効に発
揮することができる。Furthermore, as a full-line type recording head having a length corresponding to the width of the maximum recording medium that can be recorded by the recording apparatus, a full-line type recording head having a length corresponding to the width of the maximum recording medium that can be recorded by the recording apparatus can be produced by combining a plurality of recording heads as disclosed in the above-mentioned specification. , a configuration that satisfies that length or a configuration as a single recording head formed integrally may be used, but the present invention can more effectively exhibit the above-mentioned effects.
加えて、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設けられたカートリッジタイプの記
録−・ノドを用いた場合にも本発明は有効である。In addition, a replaceable chip-type recording head that is attached to the device body enables electrical connection to the device body and ink supply from the device body, or a chip-type recording head that is installed integrally with the recording head itself. The present invention is also effective when using a cartridge type recording nozzle.
又、本発明の記録装置の構成として設けられる、記録ヘ
ッドに対しての回復手段、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。Further, it is preferable to add recovery means, preliminary auxiliary means, etc. for the recording head, which are provided as a configuration of the recording apparatus of the present invention, because the effects of the present invention can be further stabilized.
これらを具体的に挙げれば、記録へ・7ドに対しての、
キャンピング手段、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
の組み合わゼによる予備加熱手段、記録とは別の吐出を
行なう予備吐出v−1’を行なうことも安定し、た記録
を行なうために有効である。Specifically, for record and 7 do,
Camping means, cleaning means, pressurizing or suction means, preheating means using an electrothermal converter or another heating element, or a combination thereof, preliminary ejection v-1 for ejecting other than recording. ' is also stable and effective for recording data.
更に、記録装置の記録モードど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ってでもよいが、異な
る色の複色カラー又は、混色によるフルカラーの少なく
とも一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。Furthermore, the recording mode of the recording apparatus is not limited to a recording mode for only mainstream colors such as black, but may also be configured by integrally configuring the recording head or by a combination of a plurality of recording heads; The present invention is also extremely effective for devices equipped with at least one full color by color mixture.
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L2でいるが、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、くは液体、あるいは上述
のインクジェットではインク自体を30’C以上70″
C以下の範囲で温度調整を行な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−S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で
あればよい。In the embodiments of the present invention described above, the ink is described as a liquid in L2, but it is an ink that solidifies at room temperature or lower, and may be softened or liquid at room temperature, or in the above-mentioned inkjet, the ink itself is 'C or higher 70''
-S is the one in which the temperature is adjusted within the range below C so that the viscosity of the ink is within the stable ejection range, so it is sufficient if the ink is in a liquid state when the recording signal is applied.
加えて、積極的に熱エネルギーによるM温をインクの固
形状態から液体状態への態度化のエネルギーとして使用
することで防止するか、または、インクの蒸発防止を目
的として放置状態で固化するインクを用いるかして、い
ずれにしても、熱エネルギーの記録信号に応じた付醪に
よってインクが液化してインク液状として吐出するもの
や、被記録材に到達する時点で既に固化し始めるもの等
のような、熱エネルギーによって初めて液化する性質の
インク使用も本発明には適用可能である。In addition, it can be prevented by actively using the M temperature caused by thermal energy as energy to transform the ink from a solid state to a liquid state, or by preventing ink from solidifying when left for the purpose of preventing ink evaporation. In any case, the ink may be liquefied by the addition of heat energy in response to the recording signal and ejected as liquid ink, or the ink may already begin to solidify by the time it reaches the recording material. Note that the use of ink that is liquefied only by thermal energy is also applicable to the present invention.
このような場合、インクは、特開昭54−56847号
公報のように、多孔質シートの凹部または貫通孔に液状
また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L7でもよい。In such a case, as in Japanese Patent Application Laid-open No. 54-56847, the ink is held as a liquid or solid in the recesses or through holes of the porous sheet and is placed facing the electrothermal transducer. It may be a form of L7.
本発明においては、上述したインクに対して最も有効な
ものは、上述した膜沸謄方式を実行するものである。In the present invention, the most effective method for the above-mentioned inks is the one that implements the above-mentioned film boiling method.
以上の説明から明らかなごとく、本発明によれば、吐出
エネルギー発生用の電気熱変換体を有する記録ヘッドを
用いて、インクを被記録材に叶出さセで記録を行なうイ
ンクジェット記録装置において、前記電気熱変換体に記
録周波数よりも高い周波数の電気信号を印加することに
より、前記記録ヘッドを所定温度以上に加熱するヘッド
加熱手段を有する構成としたので、記録へ・7ドを記録
可能な温度まで速やかに昇温させることができ、記録装
置電源投入後の待ち時間を大幅に短縮化し得るインクシ
エンド記録装置が促供される。As is clear from the above description, according to the present invention, in an inkjet recording apparatus that performs recording by ejecting ink onto a recording material using a recording head having an electrothermal transducer for generating ejection energy, The structure includes a head heating means that heats the recording head to a predetermined temperature or higher by applying an electric signal with a frequency higher than the recording frequency to the electrothermal transducer, so that the temperature at which recording can be made is possible. The present invention provides an ink-end printing apparatus that can quickly raise the temperature to 1000 ml and can significantly shorten the waiting time after the printing apparatus is powered on.
また2本発明によれば、上記構成において、記録ヘッド
の温度検出手段を設け、該記録ヘッドの検出温度が前記
所定温度以下である時に、前記電気信月を印加する構成
としたので、J−記記録一・ノドの加熱動イ1を効率良
く制御し得るインクシエンド記録装置が提供される。According to the second aspect of the present invention, in the above structure, a recording head temperature detection means is provided, and the electrical signal is applied when the detected temperature of the recording head is below the predetermined temperature. An ink-end recording device is provided that can efficiently control the heating movement of the recording gutter.
第1図は本発明によるインクジェット記録装置の記録ヘ
ッドの構成例を示す模式的平面図、第2図は本発明によ
るインフジエラ1記録装置における記録ヘッド加熱動作
のシーケンスを示すフローチャート、第3図〜第5図は
それぞれ記録ヘッドの電気熱変換体に印加される駆動電
圧波形を示し、第3図は記録時の波形を、第4図は従来
の記録ヘッド加熱時の波形を、第5図は本発明の一実施
例における記録ヘッド加熱時の波形を示す電圧波形図、
第6図は本発明のインクジェット記録装置における記録
ヘッド加熱時の温度上記を従来例と比較して示すグラフ
、第7図は本発明の他の実施例における記録ヘッド加熱
時の駆動電圧波形を示す図、第8図は本発明を適用する
のに好適なインクジェット記録装置の要部構成を示す模
式的斜視図、第9図は第8図中の記録ヘッドの構造を例
示する模式的一部破断斜視図である。
以下に、図面中の主要な構成部分を表す符号を列挙する
。
1−・・−・−記録ヘッド本体、2−−−−−・−ヒー
トバイブ、3・・・−・・・ヒーター、4−・−・・放
熱フィン、5−−−−−−−ファン、6−・−・−温度
検出手段、10.108k、10Y、10 M、 1
0 C−−−−−一記録ヘッド、11.12搬送手段、
13−−一−−・・被記録材、16・−・・・・不吐出
回復手段、17−・−ヘッド装着部、21・・・・・・
・吐出口、23・・・−・−・電気熱変換体、28・・
−・−共通液室、30−・・−・・液路、31・・−一
−−−吐出口面。FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration example of a print head of an inkjet printing apparatus according to the present invention, FIG. Figure 5 shows the drive voltage waveform applied to the electrothermal transducer of the recording head, Figure 3 shows the waveform during recording, Figure 4 shows the waveform when heating the conventional recording head, and Figure 5 shows the waveform of the conventional recording head. A voltage waveform diagram showing waveforms during heating of the recording head in an embodiment of the invention,
FIG. 6 is a graph showing the temperature during heating of the recording head in the inkjet recording apparatus of the present invention in comparison with the conventional example, and FIG. 7 is a graph showing the drive voltage waveform during heating of the recording head in another embodiment of the present invention. 8 is a schematic perspective view showing the main part configuration of an inkjet recording apparatus suitable for applying the present invention, and FIG. 9 is a schematic partially broken view illustrating the structure of the recording head in FIG. 8. FIG. Below, symbols representing main components in the drawings are listed. 1-- Recording head body, 2-- Heat vibrator, 3-- Heater, 4-- Heat dissipation fin, 5----- Fan , 6---Temperature detection means, 10.108k, 10Y, 10M, 1
0 C-----1 recording head, 11.12 conveyance means,
13--1-- Recording material, 16-- Non-ejection recovery means, 17-- Head mounting section, 21...
・Discharge port, 23...--Electrothermal converter, 28...
--- Common liquid chamber, 30 --- Liquid path, 31 --- Discharge port surface.
Claims (3)
録ヘッドを用いて、インクを被記録材に吐出させて記録
を行なうインクジェット記録装置において、前記電気熱
変換体に記録周波数よりも高い周波数の電気信号を印加
することにより、前記記録ヘッドを所定温度以上に加熱
するヘッド加熱手段を有することを特徴とするインクジ
ェット記録装置。(1) In an inkjet recording apparatus that performs recording by ejecting ink onto a recording material using a recording head having an electrothermal transducer for generating ejection energy, the electrothermal transducer has a frequency higher than the recording frequency. An inkjet recording apparatus comprising a head heating means for heating the recording head to a predetermined temperature or higher by applying an electric signal.
度が前記所定温度以下である時に、前記電気信号を印加
することを特徴とする請求項1に記載のインクジェット
記録装置。(2) The inkjet recording apparatus according to claim 1, wherein the head heating means applies the electric signal when the detected temperature of the recording head is equal to or lower than the predetermined temperature.
加される熱エネルギーにより生じる膜沸騰による気泡の
成長によって、吐出口よりインクを吐出させることを特
徴とする請求項1または2に記載のインクジェット記録
装置。(3) The inkjet according to claim 1 or 2, wherein the recording head ejects ink from an ejection port by the growth of bubbles due to film boiling caused by thermal energy applied by the electrothermal converter. Recording device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15217590A JPH0444856A (en) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | Ink jet recording apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15217590A JPH0444856A (en) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | Ink jet recording apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0444856A true JPH0444856A (en) | 1992-02-14 |
Family
ID=15534688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15217590A Pending JPH0444856A (en) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | Ink jet recording apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0444856A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5581281A (en) * | 1992-07-14 | 1996-12-03 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Ink-jet recording apparatus having drive pulse width control dependent on printhead temperature |
| US5606355A (en) * | 1993-01-07 | 1997-02-25 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Ink jet recording apparatus for adjusting recording mode based on number of recording heads |
| US5673071A (en) * | 1992-09-18 | 1997-09-30 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Preparatory head drive method for an ink jet printer |
-
1990
- 1990-06-11 JP JP15217590A patent/JPH0444856A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5581281A (en) * | 1992-07-14 | 1996-12-03 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Ink-jet recording apparatus having drive pulse width control dependent on printhead temperature |
| US5673071A (en) * | 1992-09-18 | 1997-09-30 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Preparatory head drive method for an ink jet printer |
| US5606355A (en) * | 1993-01-07 | 1997-02-25 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Ink jet recording apparatus for adjusting recording mode based on number of recording heads |
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