JPH1016221A - Liquid ejection head and liquid ejection device - Google Patents

Liquid ejection head and liquid ejection device

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JPH1016221A
JPH1016221A JP16915696A JP16915696A JPH1016221A JP H1016221 A JPH1016221 A JP H1016221A JP 16915696 A JP16915696 A JP 16915696A JP 16915696 A JP16915696 A JP 16915696A JP H1016221 A JPH1016221 A JP H1016221A
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JP
Japan
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liquid
mode
discharge
discharging
ejection
Prior art date
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Pending
Application number
JP16915696A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masashi Miyagawa
昌士 宮川
Hideo Saikawa
英男 才川
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Priority to JP16915696A priority Critical patent/JPH1016221A/en
Publication of JPH1016221A publication Critical patent/JPH1016221A/en
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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Ink Jet (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高画質記録を可能にする液体吐出ヘッドおよ
び液体吐出装置を提供する。 【解決手段】 2つの液体吐出ヒータ2a、2bは1つ
のノズル104に対応して設けられている。ヒータ2
a、2bを種類別に独立に駆動して、前記液体をVd1
の体積で吐出する第1のモードと、前記液体を前記Vd
1より小さいVd2の体積で前記第1のモードよりも高
精細に前記液体を吐出する第2のモードとを有する。第
1のモードでは、両ヒータ2a、2bに同一条件の電圧
駆動パルスを同時に印加する。第2のモードでは、一方
のヒータ2aまたは2bに前記第1のモードにおける駆
動条件と異なる条件で駆動パルスを印加する。
(57) [Problem] To provide a liquid ejection head and a liquid ejection device that enable high-quality recording. SOLUTION: Two liquid ejection heaters 2a, 2b are provided corresponding to one nozzle 104. Heater 2
a and 2b are independently driven for each type, so that the liquid is Vd1
A first mode in which the liquid is discharged at a volume of
And a second mode in which the liquid is discharged with a higher definition than the first mode with a volume of Vd2 smaller than 1. In the first mode, voltage drive pulses under the same conditions are applied to both heaters 2a and 2b at the same time. In the second mode, a driving pulse is applied to one of the heaters 2a or 2b under a condition different from the driving condition in the first mode.

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、複写機、ファクシ
ミリ、ワープロ、ホストコンピュータの出力用端末とし
てのプリンタ、ビデオプリンタ等に用いられる液体吐出
ヘッドとしてのインクジェットヘッド、該ヘッドにタン
クを含めたインクジェットヘッドカートリッジおよび液
体吐出装置としてのインクジェット装置に関し、特にイ
ンクを吐出するためのエネルギとして熱エネルギを発生
する電気熱変換素子を形成した基体を有する液体吐出ヘ
ッドおよび該ヘッドを用いる液体吐出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet head as a liquid discharge head used in a copier, a facsimile, a word processor, a printer as an output terminal of a host computer, a video printer, etc., and an ink jet head including a tank. The present invention relates to a head cartridge and an ink jet apparatus as a liquid ejection apparatus, and more particularly to a liquid ejection head having a base on which an electrothermal conversion element that generates heat energy as energy for ejecting ink is formed, and a liquid ejection apparatus using the head.

【0002】ここで、記録とは、布、糸、紙、シート材
等のインク付与を受けるインク支持体全てへのインク付
与等(プリント)を含むもので、また、文字等の意味の
ある画像だけでなく、パターン画像等の無意味な画像を
も含むものである。液体吐出装置のうち記録装置は、各
種情報処理装置全てあるいはその出力器としてのプリン
タを含むものであり、本発明はこれらへの用途が可能な
ものである。
The term "recording" used herein includes printing (inking) on all ink supports to which ink is applied, such as cloth, thread, paper, and sheet material, and also includes meaningful images such as characters. Not only that, but also meaningless images such as pattern images are included. Among the liquid ejection devices, the recording device includes all of various information processing devices or a printer as an output device thereof, and the present invention can be used for these devices.

【0003】[0003]

【従来の技術】インクを吐出して記録紙等の被記録媒体
上に記録を行うインクジェット記録装置に関しては、装
置の小型化の容易性や低騒音性等の観点から多くの製品
が製造されている。
2. Description of the Related Art With respect to an ink jet recording apparatus which performs recording on a recording medium such as recording paper by discharging ink, many products have been manufactured from the viewpoint of easiness of miniaturization of the apparatus and low noise. I have.

【0004】そして、近年さらに小型化を図ることや高
画質、特に高画質カラー記録を行うことに対する要求が
高まってきている。このような要求を満たすための構成
として、特公昭62−48585号公報には、1ノズル
内に複数の電気熱変換素子を設けた構成が開示され、こ
のような電気熱変換素子を夫々独立に制御駆動すること
で、吐出されるインク滴のサイズを変調し、高画質記録
を実現する階調記録方法が提案されている。
[0004] In recent years, there has been an increasing demand for further miniaturization and high-quality color printing, especially high-quality color printing. As a configuration for satisfying such a demand, Japanese Patent Publication No. 62-48585 discloses a configuration in which a plurality of electrothermal conversion elements are provided in one nozzle, and such electrothermal conversion elements are independently provided. A gradation recording method has been proposed in which the size of ejected ink droplets is modulated by control driving to realize high-quality recording.

【0005】本発明者らが、1ノズル内に設けた複数の
電気熱変換素子を用いて、高画質の多階調記録を行う階
調記録方法を検討したところ以下のことが判明した。
The present inventors have studied a gradation recording method for performing high-quality multi-gradation recording using a plurality of electrothermal transducers provided in one nozzle, and have found the following.

【0006】(1)1ノズル内から種々の体積の液滴を
吐出させる場合、その液滴速度と吐出体積との間には相
関があり、吐出体積の大きい液滴は速度が速く、吐出体
積の小さい液滴は速度が小さいことが判明した。このこ
とは、液滴の吐出体積によって液滴の吐出速度が異なる
ことを意味し、複数のノズルを配設して多値画像を形成
しようとした場合に、被記録媒体への着弾位置が異な
り、画質を劣化させ、精細な多値画像を形成できないこ
とを示唆するものである。
(1) When droplets of various volumes are ejected from within one nozzle, there is a correlation between the droplet speed and the ejection volume, and a droplet having a large ejection volume has a high speed and an ejection volume. Small droplets were found to have lower velocities. This means that the ejection speed of the droplets differs depending on the ejection volume of the droplets.When a plurality of nozzles are arranged to form a multivalued image, the landing positions on the recording medium differ. This implies that the image quality is degraded and a fine multivalued image cannot be formed.

【0007】(2)また、複数の電気熱変換素子を配設
したノズルを複数個設けたヘッドを用いて記録を行う場
合には、これらの変換素子を画像データに従って個別に
制御するためには、信号を付与する電気的接点を変換素
子数+1個、必要となる。勿論、シフトレジスタ等を搭
載することにより上述の接点数を低減することは可能で
あるが、その場合には、基板の大型化を招くことにな
り、コストアップの要因となる。
(2) When printing is performed using a head provided with a plurality of nozzles provided with a plurality of electrothermal transducers, it is necessary to control these transducers individually in accordance with image data. , The number of the electrical contacts for applying the signal is +1. Of course, it is possible to reduce the number of contacts described above by mounting a shift register or the like, but in that case, the size of the substrate is increased, which causes an increase in cost.

【0008】(3)また最も大きな課題として、吐出体
積の小さい液滴の速度が極めて遅く勢いの無いものとな
り、吐出方向が安定しないという問題がある上、吐出し
ない時間が比較的長くなると、オリフィス(吐出口)近
傍のインク粘度が水分の蒸発によって高くなり、その増
粘物によりオリフィスが詰まり、インクの不吐出を招く
など、液滴吐出に対する信頼性が極めて低くなる。
(3) The biggest problem is that the speed of a droplet having a small ejection volume is extremely slow and has no momentum, and there is a problem that the ejection direction is not stable. The viscosity of the ink near the (ejection port) becomes higher due to the evaporation of water, and the orifice is clogged by the thickened substance, which causes non-ejection of the ink.

【0009】(4)また、一般に吐出周波数はインクの
リフィル周波数に大きく依存し、このリフィル周波数は
ノズル形状等が同一であれば、吐出される液滴の体積に
依存する。このため、ドット変調を行った場合には、吐
出液滴の体積の最も大きな吐出により駆動周波数が決ま
る。
(4) In general, the ejection frequency greatly depends on the refill frequency of ink, and this refill frequency depends on the volume of the ejected droplet if the nozzle shape and the like are the same. Therefore, when dot modulation is performed, the driving frequency is determined by the ejection of the largest volume of the ejection droplet.

【0010】以上、要するに、1ノズル内に複数の電気
熱変換素子を設けた液体吐出ヘッドでは、各電気熱変換
素子を独立して駆動することによって液滴の吐出体積を
異ならせ、ドット変調を行う場合、大液滴と小液滴の吐
出速度、吐出信頼性、吐出周波数が夫々異なるため、画
質の向上や記録速度を十分に高めることが困難であると
いう問題を有している。
In summary, in a liquid ejection head having a plurality of electrothermal transducers in one nozzle, the ejection volume of liquid droplets is varied by independently driving each electrothermal transducer, thereby performing dot modulation. In this case, the ejection speed, ejection reliability, and ejection frequency of the large droplet and the small droplet are different from each other, so that there is a problem that it is difficult to improve the image quality and sufficiently increase the recording speed.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した課
題を解決し、高画質記録を可能にする液体吐出ヘッドお
よび液体吐出装置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a liquid discharge head and a liquid discharge device which enable high-quality recording.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、1ノズル内に2種の電気熱変換素子
を有する液体吐出ヘッドであって、2種の電気熱変換素
子により気泡を生成して液体を吐出するモード1(第1
のモード)と、2種の電気熱変換素子のうち1種の電気
熱変換素子により気泡を生成して液体を吐出するモード
2(第2のモード)を含む2種のモードを有することを
主たる特徴としている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a liquid discharge head having two types of electrothermal transducers in one nozzle, and comprising two types of electrothermal transducers. Mode 1 (first
Mode) and two modes including a mode 2 (second mode) in which a bubble is generated by one of the two types of electrothermal conversion elements and the liquid is discharged. Features.

【0013】モード1においては相対的に大きい液滴V
d1を吐出させ、モード2においては相対的に小さい液
滴Vd2を吐出させる。モード2において副走査方向に
2パスでの印字を行い、主走査方向に2倍の解像度で印
字を行えば、最大解像度を4倍とすることが可能であ
る。
In mode 1, a relatively large droplet V
d1 is discharged, and in mode 2, a relatively small droplet Vd2 is discharged. If printing is performed in two passes in the sub-scanning direction in mode 2 and printing is performed at twice the resolution in the main scanning direction, the maximum resolution can be quadrupled.

【0014】また、電気熱変換素子の制御に関しても、
多値の画像データに基いて複雑な制御を行う必要がな
く、モード1(2種の電気熱変換素子を同時にON/O
FFする)とモード2(1種の電気熱変換素子をON/
OFFする)の信号のみをヘッドに付与するのみとす
る。最も簡便には一方の電気熱変換素子の接続をON/
OFFだけで切替が可能となり、電気接点は1つ増える
のみであり、キャリッジとヘッドの電気的コンタクトの
信頼性も高く、コストアップも極めて少ない高画質記録
を行うことが可能である。
Further, regarding the control of the electrothermal transducer,
There is no need to perform complicated control based on multi-valued image data. Mode 1 (Two types of electrothermal transducers are simultaneously turned ON / O
FF) and mode 2 (one type of electrothermal transducer is turned ON /
OFF) is only given to the head. The simplest way is to turn on the connection of one of the electrothermal conversion elements.
Switching can be performed only by turning OFF, and only one electrical contact is added. High reliability of electrical contact between the carriage and the head is achieved, and high-quality recording with very little increase in cost can be performed.

【0015】また、モード2において、液滴の速度を十
分に信頼性あるものとする場合に、吐出体積Vd2が比
較的大きくなってしまったとき、被記録媒体のインク吸
収能力よりも多くのインクが付与され、インクが滲んで
しまうことがある。
In mode 2, when the speed of the droplets is made sufficiently reliable, when the ejection volume Vd2 becomes relatively large, more ink than the ink absorbing capacity of the recording medium is used. , And the ink may bleed.

【0016】本発明においては、簡便なマスクで間引き
印字を行うことで、上述の弊害を防止できる。このよう
に、1ノズル内に複数の電気熱変換素子を配したインク
ジェットヘッドにおいて、記録画像の濃度に応じて各ノ
ズル毎に吐出体積の変調を行わず、2種のモードに使い
分けて高解像度化することにより、制御が容易であり、
安価で、また信頼性の高い液体吐出ヘッドおよび液体吐
出装置を提供することができる。
In the present invention, the above-mentioned adverse effects can be prevented by performing thinning printing with a simple mask. As described above, in the ink jet head in which a plurality of electrothermal transducers are arranged in one nozzle, the ejection volume is not modulated for each nozzle according to the density of the recorded image, and the mode is selectively used in two modes to increase the resolution. By doing so, control is easy,
An inexpensive and highly reliable liquid discharge head and liquid discharge device can be provided.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図1は、本発明の液体吐出ヘッドとしての
インクジェットヘッド(以下、単にヘッドともいう)の
基本的態様の一例を示す図であって、(a)は複数ノズ
ルのうちの一ノズルの構成を示す断面図であり、(b)
〜(d)はそれぞれ(a)のa−a線に沿う断面図であ
って電気熱変換素子としての2個のヒータ駆動の態様に
応じた液体の吐出状態を示すものである。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a basic mode of an ink jet head (hereinafter, also simply referred to as a head) as a liquid discharge head according to the present invention, wherein (a) shows one of a plurality of nozzles. It is sectional drawing which shows a structure, (b)
(A) to (d) are cross-sectional views taken along the line aa in (a), and show the discharge state of the liquid according to the mode of driving two heaters as the electrothermal conversion elements.

【0019】本実施形態におけるヘッドでは、インクが
ノズル104の後方の共通液室より供給され、電気熱変
換素子の一部を構成する発熱抵抗体としての吐出ヒータ
2a、2b上で起こる急激な発泡の圧力によりインク吐
出口40から吐出される。
In the head according to the present embodiment, ink is supplied from the common liquid chamber behind the nozzle 104, and rapid bubbling occurs on the discharge heaters 2a and 2b serving as heating resistors constituting a part of the electrothermal conversion element. Is ejected from the ink ejection port 40 by the pressure of.

【0020】図1(c)に示すように、モード2におい
てはヒータ2bの表面のみに発泡が起こって小液滴が吐
出され、図(d)に示すように、モード1においては両
ヒータ2a、2bの表面で発泡が起こって大液滴が吐出
される。これらヒータの形状および面積、シート抵抗、
位置関係等に関しては、液滴の吐出速度および吐出体積
を考慮して最適化する必要がある。
As shown in FIG. 1C, in mode 2, bubbling occurs only on the surface of the heater 2b to discharge small droplets. As shown in FIG. 2b, foaming occurs and large droplets are ejected. The shape and area of these heaters, sheet resistance,
It is necessary to optimize the positional relationship and the like in consideration of the ejection speed and the ejection volume of the droplet.

【0021】本発明者らが、上記インクジェットヘッド
に関して鋭意検討したところ、該ヘッドにおいても、小
さい液滴の吐出速度は不十分な場合が多く、吐出方向が
偶発的に曲ったり、不吐出を招く場合が考えられる。
The present inventors have made intensive studies on the above-mentioned ink jet head. As a result, even in the case of the head, the discharge speed of small droplets is often insufficient, and the discharge direction is accidentally bent or non-discharge is caused. The case is conceivable.

【0022】液滴速度を十分に速くするためには、吐出
口面積を小さくしたり、電気熱変換素子を大きくして発
泡圧力を高める手段があるが、前者の吐出口面積を小さ
くする手段を採ると相対的に大きい液滴のVd1の大き
さが低下して十分な画像濃度を得られなくなる。
In order to increase the droplet speed sufficiently, there are means for reducing the area of the discharge port and increasing the electrothermal conversion element to increase the foaming pressure. If it is adopted, the magnitude of Vd1 of the relatively large liquid drop is reduced, and it becomes impossible to obtain a sufficient image density.

【0023】一方、後者の電気熱変換素子の面積を大き
くする手段を採っても、決められた領域に配設するた
め、限界がある。これは、従来の1ノズル内に一つの電
気熱変換素子を配設した場合と比べ、2種の電気熱変換
素子を配設する場合には、電気熱変換素子間の間隔を製
作上の誤差を加味して所定量設ける必要があること、ま
た2種に分けた場合には、効率が低下し、吐出体積の大
きい液滴を1種の変換素子で吐出させる場合よりも2種
の電気熱変換素子を用いた方が電気熱変換素子の総面積
を広くする必要があることが判明した。
On the other hand, even if the latter means for enlarging the area of the electrothermal conversion element is adopted, there is a limit because it is arranged in a predetermined area. This is because when two types of electrothermal transducers are disposed in a conventional nozzle, one electrothermal transducer is disposed in one nozzle. In the case of dividing into two kinds, the efficiency is reduced and two kinds of electric heat are required compared with the case where a droplet having a large ejection volume is ejected by one kind of conversion element. It has been found that it is necessary to increase the total area of the electrothermal conversion element using the conversion element.

【0024】このような問題を解決するため、本発明者
らがさらに鋭意検討した結果、上述のモード1における
電気熱変換素子に付与する駆動電圧パルスとモード2に
おける駆動電圧パルスを夫々異ならせることによって上
述の問題を解決できることが判明した。
To solve such a problem, the inventors of the present invention have made further studies and found that the driving voltage pulse applied to the electrothermal transducer in mode 1 and the driving voltage pulse in mode 2 are different from each other. It has been found that the above problem can be solved.

【0025】すなわち、モード1においては、2つの電
気熱変換素子を駆動させるため、吐出体積や吐出速度以
外にヘッド昇温も考慮して駆動する必要があるが、モー
ド2に関しては1つの電気熱変換素子のみしか駆動しな
いため、ヘッド昇温を殆ど考慮することなく駆動するこ
とが可能である。
That is, in mode 1, in order to drive two electrothermal transducers, it is necessary to drive in consideration of the temperature rise of the head in addition to the ejection volume and ejection speed. Since only the conversion element is driven, it is possible to drive the head almost without considering the temperature rise.

【0026】一般的なインクジェットヘッドの駆動方法
としては、図2に示すように、所定電圧をプレパルスと
メインパルスに分割して付与している。本発明において
は、モード1およびモード2において、電圧やプレパル
ス、メインパルスのパルス幅およびパルス間隔を変える
か、あるいはプレパルスを複数にするか等、何れの方法
であっても構わない。このような手段によって、小液滴
の速度を速めることが可能であり、信頼性の高い画像を
得ることができる。
As a general method of driving an ink jet head, as shown in FIG. 2, a predetermined voltage is divided into a pre-pulse and a main pulse. In the present invention, in mode 1 and mode 2, any method such as changing the voltage, the pre-pulse, the pulse width and pulse interval of the main pulse, or using a plurality of pre-pulses may be used. By such means, the speed of the small droplets can be increased, and a highly reliable image can be obtained.

【0027】また、モード1とモード2において、ヘッ
ドの制御温度を変えることも有効である。モード2にお
けるヘッドの制御温度をモード1に対して相対的に高く
することによって、小液滴の速度を速くすることができ
る。
In modes 1 and 2, it is also effective to change the control temperature of the head. By increasing the control temperature of the head in mode 2 relative to mode 1, the speed of the small droplets can be increased.

【0028】さらに、電気熱変換素子の発泡開始エネル
ギを夫々異ならせておくことも有効である。
It is also effective to make the foaming start energies of the electrothermal transducers different from each other.

【0029】例えば、ヒータ2aの発泡開始エネルギを
E1とし、ヒータ2bの発泡開始エネルギをE2(E1
>E2)とした場合、モード1において両ヒータにE1
以上のエネルギを投入すれば、両ヒータの表面で発泡が
起こり、大液滴のVd1の吐出が可能である。一方、モ
ード2においては、ヒータ2aに対してE1以上、ヒー
タ2bに対してE2以下のエネルギを投入すれば、ヒー
タ2aに隣接したヒータ2bの表面温度も発泡直前まで
上昇するため、吐出される小液滴のVd2の吐出速度を
速くすることができる。
For example, assume that the foaming start energy of the heater 2a is E1, and the foaming start energy of the heater 2b is E2 (E1
> E2), in mode 1, both heaters have E1
When the above energy is applied, bubbling occurs on the surfaces of both heaters, and Vd1 of a large droplet can be discharged. On the other hand, in mode 2, if energy of E1 or more is applied to the heater 2a and E2 or less is applied to the heater 2b, the surface temperature of the heater 2b adjacent to the heater 2a is also increased until immediately before foaming, so that ejection is performed. The discharge speed of Vd2 of small droplets can be increased.

【0030】本実施形態例においては、ヒータ2a、2
bを同一の駆動パルスで同時に駆動しても構わないし、
また夫々個別に駆動パルスを印加しても構わない。
In this embodiment, the heaters 2a, 2a
b may be simultaneously driven by the same drive pulse,
Further, a drive pulse may be individually applied.

【0031】このような発泡開始エネルギを変える手段
としては、変換素子の長さを異ならせる手段があるが、
最も有効な手段としては、保護膜の膜厚を変えることを
挙げることができる。保護膜を薄くすることによって少
ないエネルギで発泡を開始させることが可能となるから
である。
As means for changing the foaming start energy, there is means for changing the length of the conversion element.
The most effective means is to change the thickness of the protective film. This is because foaming can be started with less energy by making the protective film thinner.

【0032】なお、本実施形態例では、図1(a)に示
すように、ヒータ2a、2bの上面に沿う方向に液体を
吐出させる、いわゆるエッジシュータタイプのヘッドを
例示して説明したが、本発明はこれに限定されることな
く、ヒータに対向する方向に液体を吐出させる、いわゆ
るサイドシュータタイプのヘッドにも適用されるもので
ある。
In this embodiment, as shown in FIG. 1A, a so-called edge shooter type head for discharging liquid in a direction along the upper surfaces of the heaters 2a and 2b has been described. The present invention is not limited to this, and is also applied to a so-called side shooter type head for discharging liquid in a direction facing a heater.

【0033】[0033]

【実施例】以下図面を参照しながら本発明について詳細
に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるもの
ではないことは言うまでもない。また本実施例において
は、吐出に利用される液体として水系インクを例として
取扱っているが、これらに限定されることなく、本発明
を利用して吐出可能な液体噴射記録ヘッドであれば、い
かなる液体であっても構わない。尚、本発明の実施例を
記載する前に、本発明者らが検討を行っているインクジ
ェットヘッドの基本的構成と製造方法について記載す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to the following embodiments. In the present embodiment, water-based ink is used as an example of the liquid used for ejection.However, the present invention is not limited to this, and any liquid ejecting recording head that can eject using the present invention can be used. It may be liquid. Before describing the embodiments of the present invention, a basic configuration and a manufacturing method of an ink jet head which the present inventors are studying will be described.

【0034】本発明における電気熱変換素子は、1つの
液流路(以下、ノズルともいう)に対して2種類設けら
れており、各電気熱変換素子の構成は、例えば図3
(a)、(b)に示されている。
In the present invention, two types of electrothermal conversion elements are provided for one liquid flow path (hereinafter, also referred to as a nozzle).
(A), (b) are shown.

【0035】図3は、電気熱変換素子基板に形成した変
換素子の形状を示す平面図(a)とA−A断面図(b)
である。
FIGS. 3A and 3B are a plan view and a sectional view taken along line AA, respectively, showing the shape of the conversion element formed on the electrothermal conversion element substrate.
It is.

【0036】電気熱変換素子は、熱を発生する発熱抵抗
素子(以下、吐出ヒータとも称する)2と、この吐出ヒ
ータ2に半導体の生産に用いられる薄膜プロセスによっ
て接続された電極3A,3Bとで構成されている。そし
て、前記2つの電極間に電圧を印加することで、吐出ヒ
ータ2に電流を流して発熱させる。吐出ヒータ2で生じ
た熱には図3(a)で示す矢印107の方向、すなわ
ち、平面方向に放熱するものと、同図(b)で示す断面
方向で放熱する成分がある。
The electrothermal transducer comprises a heating resistor element (hereinafter also referred to as a discharge heater) 2 for generating heat, and electrodes 3A and 3B connected to the discharge heater 2 by a thin film process used for semiconductor production. It is configured. Then, by applying a voltage between the two electrodes, a current flows through the discharge heater 2 to generate heat. The heat generated by the discharge heater 2 includes a component that radiates heat in the direction of arrow 107 shown in FIG. 3A, that is, a plane direction, and a component that radiates heat in the cross-sectional direction shown in FIG.

【0037】吐出ヒータ2は熱伝導性の低い材料で構成
される蓄熱層105とインクに対するヒータの保護のた
めに構成される保護膜103、および発泡したインクが
消泡する際に生じる衝撃波に対する耐キャビテーション
膜104で挟まれたサンドイッチ構造となっている。基
体106としてはシリコン基板が用いられる。それぞれ
の層の厚みは、吐出ヒータ2の熱がより効率良くインク
108に伝えられるように決められ、本発明の場合は、
耐キャビテーション膜104は0.1〜1.0μm、保
護膜103は0.3〜2.0μm、蓄熱層105は0.
5〜5.0μm程度のものが用いられ、基体106は
0.5〜1.0mmとされる。
The discharge heater 2 has a heat storage layer 105 made of a material having low thermal conductivity and a protective film 103 formed for protecting the heater against ink, and has a resistance to a shock wave generated when the foamed ink is defoamed. It has a sandwich structure sandwiched between cavitation films 104. As the base 106, a silicon substrate is used. The thickness of each layer is determined so that the heat of the discharge heater 2 is more efficiently transmitted to the ink 108. In the case of the present invention,
The anti-cavitation film 104 is 0.1 to 1.0 μm, the protective film 103 is 0.3 to 2.0 μm, and the heat storage layer 105 is 0.1 to 1.0 μm.
A substrate having a thickness of about 5 to 5.0 μm is used, and the base 106 has a thickness of 0.5 to 1.0 mm.

【0038】これら各層の成膜やパターニング、エッチ
ング等の加工は、汎用的な半導体プロセスを応用して作
製することが可能である。また、基板を用いてインクジ
ェット記録ヘッドを作製する手段の一例としては、射出
成型でインク供給口、共通インク室、およびノズルを形
成した樹脂製の天板にエキシマレーザによりインク吐出
口を形成させ、ノズルと吐出ヒータを位置合わせしつつ
接合し、バネ等で固定した後、接合面を封止材等により
封止することでインクジェットヘッドを作製できる。
Processing such as film formation, patterning, and etching of these layers can be performed by applying a general-purpose semiconductor process. Further, as an example of a means for manufacturing an ink jet recording head using a substrate, an ink supply port by injection molding, a common ink chamber, and an ink discharge port is formed by an excimer laser on a resin top plate formed with nozzles, The ink jet head can be manufactured by joining the nozzle and the discharge heater while aligning them and fixing them with a spring or the like, and then sealing the joint surface with a sealing material or the like.

【0039】ここで、インクを水系インクとした場合、
耐キャビテーション層104とインク108の接する面
の温度を約300℃とすることにより、インク10に発
泡が生じる。吐出ヒータ2は、耐熱温度や保護膜103
や蓄熱層105との熱膨張係数の差による応力のため、
前記表面温度が約700〜800℃を越えると耐久性が
急激に悪くなる。従って、表面温度を上記の範囲にコン
トロールすることが望ましい。
Here, when the ink is water-based ink,
By setting the temperature of the surface where the anti-cavitation layer 104 and the ink 108 are in contact with each other to about 300 ° C., the ink 10 foams. The discharge heater 2 has a heat resistant temperature and a protective film 103.
Due to the difference in thermal expansion coefficient with the thermal storage layer 105 and
When the surface temperature exceeds about 700 to 800 ° C., the durability is rapidly deteriorated. Therefore, it is desirable to control the surface temperature within the above range.

【0040】図4は、ヒータの表面温度分布を示すグラ
フである。図4中のa−a′は図3(a)のヒータ幅に
対応するものであり、耐キャビテーション層104の表
面温度分布をTempAで示す。ΔT1は発泡開始温度
で約300℃であり、ΔT2は耐久性が急激に変化する
温度であり、用いる薄膜材料によって変化するが、通常
約700〜800℃である。TempAでΔT1〜ΔT
2温度領域の範囲が実際にヒータ表面でインクが発泡す
る領域であり、b−b′で示される範囲である。
FIG. 4 is a graph showing the surface temperature distribution of the heater. Aa ′ in FIG. 4 corresponds to the heater width in FIG. 3A, and the surface temperature distribution of the anti-cavitation layer 104 is indicated by TempA. ΔT1 is a foaming start temperature of about 300 ° C., and ΔT2 is a temperature at which the durability changes abruptly and varies depending on the thin film material used, but is usually about 700 to 800 ° C. ΔT1 to ΔT in TempA
The range of the two temperature regions is a region where the ink actually foams on the heater surface, and is a range indicated by bb ′.

【0041】図4に示すように、吐出ヒータ中央部の温
度分布はフラットである。フラット部分では極めて安定
的に発泡/消泡が繰り返されるため、この領域が大きい
方が安定的な印字性能を得ることができる。ヒータ端部
に近ずくと、図3(a)の矢印で示した平面方向の放熱
があるため、徐々に温度が低くなってゆき、WAでは吐
出ヒータ上でありながらインクを発泡させられない非発
泡領域となる。さらに、吐出ヒータの外側WBは、前記
平面方向の放熱により、いくらかの昇温が観察される。
As shown in FIG. 4, the temperature distribution at the center of the discharge heater is flat. Since the foaming / defoaming is repeated extremely stably in the flat portion, the larger this area is, the more stable printing performance can be obtained. When approaching the end of the heater, there is heat radiation in the plane direction indicated by the arrow in FIG. 3A, so that the temperature gradually decreases, and in WA, the ink cannot be foamed even though it is on the discharge heater. It becomes a foaming area. Further, the outside WB of the discharge heater is observed to have some temperature rise due to the heat radiation in the plane direction.

【0042】上記基本的特性に基づいて本発明の一実施
例を説明する。
An embodiment of the present invention will be described based on the above basic characteristics.

【0043】図5は、1ノズル内に2種の電気熱変換素
子を形成した素子基板の基本的態様を示している。基板
31上には2種の電気熱変換素子2A,2Bが形成さ
れ、電気熱変換素子2Aには3A,3Bの配線によって
電圧パルスが印加される。また同様に電気熱変換素子2
Bに対しては配線3C,3Dによって電圧パルスが印加
される。
FIG. 5 shows a basic mode of an element substrate in which two types of electrothermal conversion elements are formed in one nozzle. Two types of electrothermal conversion elements 2A and 2B are formed on the substrate 31, and voltage pulses are applied to the electrothermal conversion elements 2A by wirings 3A and 3B. Similarly, the electrothermal conversion element 2
A voltage pulse is applied to B by the wirings 3C and 3D.

【0044】図6は本発明の実施例に係わるインクジェ
ットヘッドの素子基板を構成する素子の配置を示す。素
子基板の上にはノズル壁5が設けられ、各ノズル壁5の
間の吐出ノズル内には大きな発熱抵抗体2aと小さな発
熱抵抗体2bの2つの吐出ヒータが配設されている。夫
々の吐出ヒータはスルーホール4を介して吐出ヒータの
下層の層間絶縁膜の下にあるコモン配線1と接続され
て、このコモン配線より電圧を印加される。配線6,7
は夫々、吐出ヒータ2a,2bとスイッチングトランジ
スタ11および10とをスルーホール16を介して接続
する。
FIG. 6 shows an arrangement of elements constituting an element substrate of an ink jet head according to an embodiment of the present invention. Nozzle walls 5 are provided on the element substrate, and two ejection heaters of a large heating resistor 2a and a small heating resistor 2b are arranged in the ejection nozzle between the nozzle walls 5. Each discharge heater is connected through a through hole 4 to a common wiring 1 below an interlayer insulating film below the discharge heater, and a voltage is applied from the common wiring. Wiring 6, 7
Connect the discharge heaters 2a and 2b to the switching transistors 11 and 10 through through holes 16, respectively.

【0045】スイッチングトランジスタ10および11
も、ヒータ下層の層間絶縁膜の下に配設される。さらに
トランジスタ10および11のON/OFFを制御する
ため、信号配線17および18がトランジスタ10およ
び11とシフトレジスタラッチ回路19および20に接
続されている。これにより、ヒータの駆動を、シフトレ
ジスタラッチ回路で取込んだデータによりトランジスタ
をON/OFFさせて制御する。また、グランド配線1
2,13,14および15は夫々スイッチングトランジ
スタ8,9,10および11のエミッタに接続される。
Switching transistors 10 and 11
Is also provided below the interlayer insulating film below the heater. Further, in order to control ON / OFF of the transistors 10 and 11, signal wirings 17 and 18 are connected to the transistors 10 and 11 and the shift register latch circuits 19 and 20, respectively. Thus, the driving of the heater is controlled by turning on / off the transistor based on the data taken in by the shift register latch circuit. Ground wiring 1
2, 13, 14 and 15 are connected to the emitters of switching transistors 8, 9, 10 and 11, respectively.

【0046】図6のインクジェットヘッドを駆動させる
等価回路を図7に示す。図7ではシフトレジスタラッチ
回路19,20を詳細に示す。シフトレジスタ36に
は、CLK信号線37とシリアルデータ線35とが入力
され、シリアルデータをクロック信号によりシフトレジ
スタ36に展開する。シフトレジスタ36に入力された
データはラッチ33にラッチ信号線34からのラッチ信
号で保持される。次に、イネーブル信号線32はAND
ゲート31に接続され、ラッチ33のデータをトランジ
スタ11に印加するタイミング信号を入力する。イネー
ブル信号線32が2本あるため吐出ヒータ2a,2bは
同時でも、あるいはタイミングをずらしても駆動可能で
ある。
FIG. 7 shows an equivalent circuit for driving the ink jet head of FIG. FIG. 7 shows the shift register latch circuits 19 and 20 in detail. The shift register 36 receives a CLK signal line 37 and a serial data line 35 and develops serial data in the shift register 36 by a clock signal. The data input to the shift register 36 is held in the latch 33 by the latch signal from the latch signal line 34. Next, the enable signal line 32 is AND
The timing signal is connected to the gate 31 and applies the data of the latch 33 to the transistor 11. Since there are two enable signal lines 32, the discharge heaters 2a and 2b can be driven simultaneously or at different timings.

【0047】実際のモード1,2の選択に関しては、2
本のイネーブル信号線32にスイッチングすることによ
り、吐出ヒータ2aのみによる印字および吐出ヒータ2
a,2bの両者を駆動した印字を選択することが可能と
なる。
Regarding the actual selection of modes 1 and 2,
By switching to this enable signal line 32, printing by only the discharge heater 2a and the discharge heater 2
It is possible to select printing in which both a and 2b are driven.

【0048】次に、この素子基板を用いたインクの吐出
量制御を図1(b)〜(d)を参照しながら説明する。
(b)に示すように、ノズル壁5で挟まれた吐出ノズル
104にはインクが満たされており、吐出ヒータ2a,
2bを加熱すると、各ヒータ上のインクに発生した発泡
の圧力によりオリフィス40からインクが吐出される。
(c)は吐出ヒータ2bによる加熱で生じた発泡113
により小液滴114(Vd2)が吐出された状態を示
す。次に、(d)は2つの吐出ヒータを同時に加熱して
大液滴115(Vd1)が吐出された状態を示す。
Next, the control of the ink ejection amount using the element substrate will be described with reference to FIGS. 1 (b) to 1 (d).
As shown in (b), the discharge nozzle 104 sandwiched between the nozzle walls 5 is filled with ink, and the discharge heaters 2a,
When 2b is heated, the ink is ejected from the orifice 40 by the pressure of the foam generated in the ink on each heater.
(C) shows a bubble 113 generated by heating by the discharge heater 2b.
Shows a state where the small droplet 114 (Vd2) is ejected. Next, (d) shows a state where two ejection heaters are simultaneously heated to eject a large droplet 115 (Vd1).

【0049】従来、1ノズル内に2つの吐出ヒータを設
けて吐出体積を変調する場合、2つの吐出ヒータの面積
を異ならせ、小さい吐出ヒータによる吐出、大きい吐出
ヒータによる吐出および2つの吐出ヒータを同時に駆動
することによる吐出の3種の液滴を吐出させ、4値の多
値画像を形成する方法が提案されているが、前記したよ
うに単に吐出体積を小さくした場合、液滴の吐出速度は
遅くなって画像の信頼性が低下する場合が多い。
Conventionally, when two ejection heaters are provided in one nozzle to modulate the ejection volume, the areas of the two ejection heaters are made different, and ejection by a small ejection heater, ejection by a large ejection heater, and two ejection heaters are performed. A method of forming a quaternary multi-valued image by ejecting three types of droplets by simultaneous driving has been proposed. However, when the ejection volume is simply reduced as described above, the ejection speed of the droplets is reduced. Often slows down and lowers the reliability of the image.

【0050】そこで、本発明においては、小液滴Vd2
の吐出速度を十分に速くすることを主たる目的としてお
り、小面積の吐出ヒータのみでの吐出は記録に使用せ
ず、小液滴Vd2を吐出させるモードでは、2種のヒー
タのうち大面積のヒータのみでの吐出を行うこととし
た。
Therefore, in the present invention, the small droplet Vd2
The main purpose is to make the ejection speed sufficiently high, and the ejection using only a small-area ejection heater is not used for recording, and in the mode in which the small droplet Vd2 is ejected, the large area of the two heaters is used. The discharge is performed only by the heater.

【0051】次に、以上説明した構成のヘッドの要部の
具体的態様の一例を図8に示す。基板素子1上には前記
した吐出ヒータ2a,2bが形成されており、素子基板
1は放熱を良好に行うためアルミ等で形成したベースプ
レート41上に接着してある。ベースプレートには基板
後方に記録装置とのコンタクトを行うための配線基板
(図示せず)を接着し、この配線基板と素子基板はワイ
ヤーボンディングにより接続されている。また、天板1
01は前記したように射出成型で作製され、ノズル10
4がノズル壁5で仕切られて形成されている。ノズル前
方にはインク吐出口40がエキシマレーザ加工によって
作製されている。
Next, FIG. 8 shows an example of a specific mode of a main part of the head having the above-described configuration. The above-described discharge heaters 2a and 2b are formed on the substrate element 1, and the element substrate 1 is adhered on a base plate 41 made of aluminum or the like in order to perform good heat radiation. A wiring board (not shown) for making contact with the printing apparatus is adhered to the rear of the base plate, and the wiring board and the element substrate are connected by wire bonding. Also, top plate 1
01 is manufactured by injection molding as described above, and the nozzle 10
4 is formed by being partitioned by a nozzle wall 5. An ink discharge port 40 is formed in front of the nozzle by excimer laser processing.

【0052】現在一般的なインクジェットヘッドはノズ
ルピッチが約70.5μmであり解像度360dpiで
作製されている。更に高解像度化を図り、720dpi
のヘッドを作製するためには、ノズルピッチを約35μ
m程度とする必要があるが、このような微細な加工を行
うには製造方法の大幅な変更が必要となる。
At present, a general inkjet head has a nozzle pitch of about 70.5 μm and is manufactured at a resolution of 360 dpi. Higher resolution, 720 dpi
Nozzle pitch should be about 35μ
m, but such a fine processing requires a drastic change in the manufacturing method.

【0053】しかし、本発明によれば、吐出ヒータ2a
のみを用いて吐出体積を小さくし、2パスでの印字を行
うことにより720dpiの記録を行うことが可能であ
り、従来のインクジェットヘッドの製造技術を用いたま
ま高解像度化を図ることができる。
However, according to the present invention, the discharge heater 2a
Only by using this method, the ejection volume can be reduced, and printing in two passes can be performed, so that printing at 720 dpi can be performed, and high resolution can be achieved while using the conventional inkjet head manufacturing technology.

【0054】図9は、本発明のインクジェットヘッド5
00と該ヘッドにインクを供給するためのインクタンク
501を結合して作製したインクジェットヘッドカート
リッジである。
FIG. 9 shows an ink jet head 5 according to the present invention.
This is an inkjet head cartridge manufactured by combining an ink tank 501 for supplying ink to the head.

【0055】図10は、以上のようにして構成されるイ
ンクジェット記録ヘッドを用いる本発明の液体吐出装置
としてのインクジェット記録装置の一例の構成を示す模
式的斜視図である。このインクジェット記録装置IJR
Aは、駆動モータ2010の正逆回転に連動して駆動力
伝達ギア2020,2030を介して回転するリードス
クリュ2040を有する。インクジェット記録ヘッドと
インクタンクとが一体化されたインクジェットカートリ
ッジIJCが載置されるキャリッジHCは、キャリッジ
軸2050およびリードスクリュ2040の螺旋溝20
41に対して係合するピン(図示せず)を有しており、
リードスクリュ2040の回転に伴って、矢印a,b方
向に往復移動される。
FIG. 10 is a schematic perspective view showing the structure of an example of an ink jet recording apparatus as a liquid ejection apparatus of the present invention using the ink jet recording head constructed as described above. This inkjet recording apparatus IJR
A has a lead screw 2040 that rotates via driving force transmission gears 2020 and 2030 in conjunction with forward and reverse rotation of the drive motor 2010. The carriage HC on which the ink jet cartridge IJC in which the ink jet recording head and the ink tank are integrated is mounted, and the carriage shaft 2050 and the spiral groove 20 of the lead screw 2040 are provided.
41 has a pin (not shown) that engages with
As the lead screw 2040 rotates, it is reciprocated in the directions of arrows a and b.

【0056】2060は紙押さえ板であり、キャリッジ
移動方向にわたって紙Pをプラテンローラ2070に対
して押圧する。2080および2090はフォトカップ
ラで、これらは、キャリッジHCに設けられたレバー2
100のこの域での存在を確認してモータ2010の回
転方向切替等を行うためのホームポジション検知手段と
して動作する。2110は記録ヘッドの前面をキャップ
するキャップ部材であり、支持部材2120により支持
されている。
Reference numeral 2060 denotes a paper pressing plate, which presses the paper P against the platen roller 2070 in the carriage movement direction. Reference numerals 2080 and 2090 denote photocouplers, which are levers 2 provided on the carriage HC.
It operates as a home position detecting means for confirming the existence of the motor 100 in this region and switching the rotation direction of the motor 2010 and the like. Reference numeral 2110 denotes a cap member for capping the front surface of the recording head, which is supported by a support member 2120.

【0057】2130はこのキャップ内を吸引する吸引
手段であり、キャップ内開口を介して記録ヘッドの吸引
回復を行う。記録ヘッドの端面をクリーニングするクリ
ーニングブレード2140は、前後方向に移動可能に部
材2150に設けられており、これらは本体支持板21
60に支持されている。ブレード2140はこの形態に
限定されず、周知のクリーニングブレードが本例に適用
できることは言うまでもない。また2170は吸引回復
の吸引を開始するためのレバーであり、キャリッジHC
と係合するカム2180の移動に伴って移動するように
なっており、これにより駆動モータ2010からの駆動
力がクラッチ切替等の公知の伝達手段で移動制御され
る。
Reference numeral 2130 denotes suction means for sucking the inside of the cap, and recovers the suction of the recording head through the opening in the cap. A cleaning blade 2140 for cleaning the end face of the recording head is provided on a member 2150 so as to be movable in the front-back direction.
It is supported by 60. The blade 2140 is not limited to this form, and it goes without saying that a known cleaning blade can be applied to this example. Reference numeral 2170 denotes a lever for starting suction for suction recovery, and the carriage HC
The driving force from the driving motor 2010 is controlled by a known transmission means such as clutch switching.

【0058】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジHCがホームポジション側領域に
きたときにリードスクリュ2040の作用によってそれ
らの対応位置で所望の処理が行えるように構成されてい
るが、周知のタイミングで所望の作動を行うようにすれ
ば、本例には何れも適用できる。
The capping, cleaning, and suction recovery are configured so that desired processing can be performed at the corresponding positions by the action of the lead screw 2040 when the carriage HC reaches the home position side area. If a desired operation is performed at the timing, any of the embodiments can be applied.

【0059】[実施例1]前記した構成のインクジェッ
トヘッドにおいて、ノズル数128、ドットピッチ36
0dpiのヘッドを試作した。本ヘッドの保護膜および
蓄熱層の膜厚はそれぞれ1.0μm、吐出ヒータは小液
滴吐出用として幅20μm、長さ115μmの物、一方
は幅26μmで長さ112μmのものを作製した。尚基
板端面から吐出ヒータ先端までの距離は60μmとし
た。天板としては、吐出口面積は750μm2 、吐出口
を形成した天板先端部の厚さは55μm、ノズルの形状
は高さ43.5μm、幅は60.5μmとした。
[Embodiment 1] In the ink jet head having the above-described structure, the number of nozzles is 128, and the dot pitch is 36.
A 0 dpi head was prototyped. The protective film and the heat storage layer of the head had a thickness of 1.0 μm, respectively, and the ejection heaters for ejecting small droplets were 20 μm in width and 115 μm in length, one of which was 26 μm in width and 112 μm in length. The distance from the end face of the substrate to the tip of the discharge heater was 60 μm. The top plate had a discharge port area of 750 μm 2 , a thickness of the top of the top plate having the discharge ports of 55 μm, a nozzle shape of 43.5 μm, and a width of 60.5 μm.

【0060】このようなヘッドを前記した手段で作製
し、これにインクを充填したインクを装着してインクジ
ェットヘッドカートリッジを作製した。
Such a head was manufactured by the above-described means, and an ink-filled ink was mounted thereon to manufacture an ink jet head cartridge.

【0061】上記ヘッドは、従来のインクジェットヘッ
ドと異なり、360dpiと720dpiを選択できる
信号線を有しており、記録装置側からの信号によって両
者を切換えることが可能である。インク吐出は図11に
示すように、360dpi印字モード(第1のモード)
においては同時に8ノズル(1,17,33,49,6
5,81,97,113)のセグメントから吐出を行
い、16ブロックに分割して記録を行う構成とした。
The head has a signal line which can select 360 dpi and 720 dpi, unlike the conventional ink jet head, and can switch between them by a signal from the recording apparatus. As shown in FIG. 11, ink ejection is performed in a 360 dpi print mode (first mode).
At the same time, 8 nozzles (1, 17, 33, 49, 6
5, 81, 97, and 113), and recording is performed by dividing into 16 blocks.

【0062】一方、720dpiモード(第2のモー
ド)においては、同時に16セグメントの吐出を行い
(1,9,17,25,33,41,49,57,6
5,73,81,89,113,121)、縦罫線の曲
りを防止している。
On the other hand, in the 720 dpi mode (second mode), 16 segments are simultaneously discharged (1, 9, 17, 25, 33, 41, 49, 57, 6).
5, 73, 81, 89, 113, 121) to prevent bending of the vertical ruled line.

【0063】すなわち、高解像度においては、同時吐出
セグメントを増やさないと縦罫線ズレが生じたり、高周
波数での駆動が不可能となり、それに応じて必要な電源
容量が極めて増大するが、本発明においては、720d
piモードでは360dpiモードよりも1ノズルの吐
出に投入するエネルギを低減できることから(一つの吐
出ヒータしか駆動しない例がその一例であるが)、装置
の電源を大幅に増大することなく、同時吐出のノズル数
を増して縦罫線ズレを防止できる。また、吐出周波数は
360dpiモードでは6.0KHz、720dpiモ
ードでは12.0KHzとした。
That is, in the case of high resolution, if the number of simultaneous ejection segments is not increased, vertical ruled line deviation occurs or driving at a high frequency becomes impossible, and the necessary power supply capacity is extremely increased accordingly. Is 720d
Since the energy input to the ejection of one nozzle can be reduced in the Pi mode compared to the 360 dpi mode (an example in which only one ejection heater is driven), simultaneous ejection can be performed without greatly increasing the power supply of the apparatus. The number of nozzles can be increased to prevent vertical ruled line deviation. The ejection frequency was 6.0 KHz in the 360 dpi mode, and 12.0 KHz in the 720 dpi mode.

【0064】印字方法としては、主走査方向への1パス
目に720dpiの密度で印字を行った後、ノズルのピ
ッチの半分だけ副走査方向に被記録媒体を搬送させたう
えで主走査方向への2パス目の720dpiの密度で印
字を行うことによって720dpi*720dpiの高
解像度としたが、印字速度の観点より1パスでの720
dpi*360dpiのモードも併用して有している。
As a printing method, after printing is performed at the density of 720 dpi in the first pass in the main scanning direction, the recording medium is conveyed in the sub-scanning direction by half the pitch of the nozzles, and then moved in the main scanning direction. The high resolution of 720 dpi * 720 dpi was obtained by performing printing at a density of 720 dpi in the second pass.
A mode of dpi * 360 dpi is also used.

【0065】本インクジェット記録装置においては、従
来、1ノズル内に複数の吐出ヒータを有して吐出量を変
調する記録装置と比べて、低解像度モードと高解像度モ
ードとに限定することによって、記録装置の電源容量の
増加を抑えることができる。また、吐出周波数として
も、高解像度モードにおいては小液滴の吐出のみであ
り、高速の記録が可能である。即ち、吐出量を変調する
インクジェットヘッドでは、吐出周波数を決める大液滴
(一般的には吐出周波数はインクのリフィル速度によっ
て決定し、該リフィル周波数は大液滴程遅くなる)を画
像情報に従って吐出する必要があり高速な記録を行えな
い。
In the present ink jet recording apparatus, compared to a recording apparatus in which a plurality of ejection heaters are provided in one nozzle to modulate the ejection amount, the ink jet recording apparatus is limited to a low resolution mode and a high resolution mode. An increase in the power supply capacity of the device can be suppressed. Also, as for the ejection frequency, in the high resolution mode, only small droplets are ejected, and high-speed recording is possible. That is, in the ink jet head that modulates the ejection amount, large droplets that determine the ejection frequency (generally, the ejection frequency is determined by the refill speed of the ink, and the refill frequency becomes slower as the larger droplets) are ejected in accordance with the image information. And high-speed recording cannot be performed.

【0066】しかし、本実施例に係るインクジェットヘ
ッドにおいて、安価に高品位の記録画像を形成すること
が可能となった。
However, in the ink jet head according to this embodiment, a high-quality recorded image can be formed at low cost.

【0067】[実施例2]図12に示すカラーインクジ
ェット記録ヘッドを試作した。本実施例に係るヘッドで
は、1〜24セグメントがイエロー、25〜48セグメ
ントがマゼンタ、49〜72セグメントがシアン、73
〜136セグメントがブラックのインクを吐出する構成
となっており、各色間は8セグメントの間隔を有してい
る。
Example 2 A color ink jet recording head shown in FIG. 12 was prototyped. In the head according to this embodiment, 1 to 24 segments are yellow, 25 to 48 segments are magenta, 49 to 72 segments are cyan, 73
136 segments are configured to eject black ink, and each color has an interval of 8 segments.

【0068】このヘッドは、ブラックインクのみを用い
た印字では、ブラックの64ノズルを使用し、カラー記
録においては各色24ノズルを用いて記録する構成とな
っている。尚、ブラックインクの印字においては64ノ
ズルピッチで記録紙の搬送を行い、カラーインク(Y、
M、C)の記録においては24ノズルピッチの搬送を行
う。
This head uses 64 nozzles of black for printing using only black ink, and performs recording using 24 nozzles of each color for color printing. In the printing of black ink, the recording paper is conveyed at a pitch of 64 nozzles, and the color ink (Y,
In the recording of M and C), conveyance at a pitch of 24 nozzles is performed.

【0069】図13は、本実施例に係る記録方法を示す
模式図である。図13に示すように、360dpiモー
ドにおいては同時に8セグメントの吐出を行い、720
dpiモードにおいては同時に12セグメント(1,
9,17,25,33,41,49,57,65,7
3,81,89)の吐出を行なって記録する。
FIG. 13 is a schematic diagram showing a recording method according to this embodiment. As shown in FIG. 13, in the 360 dpi mode, eight segments are discharged at the same time and 720
In the dpi mode, 12 segments (1,
9, 17, 25, 33, 41, 49, 57, 65, 7
3, 81, 89).

【0070】本実施例では、小液滴吐出用のヒータとし
て幅24μm、長さ115μm、他方の吐出ヒータとし
て幅22μm、長さ116μmのものを形成した。ま
た、天板は先の実施例1と同様であり、吐出口面積はブ
ラックの場合が680μm2 、カラーが360μm2
した。
In this embodiment, a heater for discharging small droplets having a width of 24 μm and a length of 115 μm was formed, and the other discharge heater having a width of 22 μm and a length of 116 μm was formed. Further, the top plate is similar to the previous embodiment 1, the discharge port area in the case of black 680 micrometer 2, the color was 360 .mu.m 2.

【0071】本インクジェットヘッドに付与する駆動パ
ルスとしては、駆動電圧24Vでプレパルス(図2にお
けるt1)を1.5μsecとし、休止時間(図2にお
けるt2)を1.8μsecとし、メインパルス(図2
におけるt3)を3.2μsecとして付与した。この
ような駆動条件でブラックインクの小液滴の速度は6m
/secで吐出量30ngであり、両方の吐出ヒータに
電圧を印加した場合の大液滴の速度は14m/sec、
吐出量65ngであった。
As the driving pulse applied to the ink jet head, a pre-pulse (t1 in FIG. 2) is set to 1.5 μsec at a driving voltage of 24 V, a pause time (t2 in FIG. 2) is set to 1.8 μsec, and a main pulse (t2 in FIG. 2) is set.
T3) was given as 3.2 μsec. Under such driving conditions, the speed of the small droplet of black ink is 6 m.
/ Sec, the discharge amount is 30 ng, and the speed of large droplets when applying voltage to both discharge heaters is 14 m / sec.
The discharge amount was 65 ng.

【0072】このような駆動条件で画像記録を行ったと
ころ、稀にではあるが、吐出方向が曲り印字の乱れが発
生した。そこで、小液滴の吐出モードのみにおいて、プ
レパルス(t1)を2.0μsecとし、休止時間(t
2)を3.0μsecとし、メインパルス(t3)を
2.7μsecとしたところ、吐出速度は9m/sec
となり良好な印字が可能となった。
When an image was recorded under such driving conditions, the ejection direction was bent and printing was disturbed, although rarely. Therefore, only in the small droplet discharge mode, the pre-pulse (t1) is set to 2.0 μsec, and the pause time (t
2) was set to 3.0 μsec and the main pulse (t3) was set to 2.7 μsec, and the ejection speed was 9 m / sec.
And good printing became possible.

【0073】また、上記条件のうちメインパルスを3.
2μsecとしたところ、速度は12m/secとなり
吐出方向の曲らない信頼性の高い画像を得ることが可能
であった。
In the above conditions, the main pulse is set to 3.
When the time was set to 2 μsec, the speed became 12 m / sec, and it was possible to obtain a highly reliable image in which the ejection direction was not bent.

【0074】[実施例3]実施例2と同様にしてカラー
インクジェットヘッドを作製し、小液滴の吐出モードの
場合に基板の温度制御を50℃として印字を行った。
尚、基板の温度制御は、基板中に吐出ヒータと同一の工
程で温調用ヒータを形成し、基板中に作製したダイオー
ドセンサーで温度を測定して制御した。尚、温度制御を
行わなかった実施例2におけるインクジェットヘッドの
基板温度は30℃であった。
Example 3 A color ink jet head was manufactured in the same manner as in Example 2, and printing was performed with the substrate temperature controlled at 50 ° C. in the case of the small droplet discharge mode.
The temperature of the substrate was controlled by forming a temperature control heater in the substrate in the same process as the discharge heater and measuring the temperature with a diode sensor fabricated in the substrate. The substrate temperature of the inkjet head in Example 2 in which the temperature control was not performed was 30 ° C.

【0075】本実施例では、小液滴の吐出は10m/s
ecであり、良好な画像を記録できた。
In this embodiment, the ejection of the small droplet is 10 m / s.
ec, and a good image could be recorded.

【0076】[実施例4]実施例2と同様にしてカラー
インクジェットヘッドカートリッジを作製した。本実施
例においては、小液滴用吐出ヒータの長さを90μm、
他方の吐出ヒータの長さを120μmとした。本ヘッド
において、プレパルス(t1)を1.5μsecとし、
休止時間(t2)を1.8μsecとし、メインパルス
(t3)を3.2μsecと固定し、駆動電圧を変化さ
せつつ吐出開始電圧を測定したところ、小液滴用吐出ヒ
ータのみを駆動した場合は17V、他方の吐出ヒータの
みを駆動した場合は21Vであった。
Example 4 A color ink jet head cartridge was produced in the same manner as in Example 2. In the present embodiment, the length of the discharge heater for small droplets is 90 μm,
The length of the other ejection heater was set to 120 μm. In this head, the pre-pulse (t1) is set to 1.5 μsec,
The pause time (t2) was 1.8 μsec, the main pulse (t3) was fixed at 3.2 μsec, and the discharge start voltage was measured while changing the drive voltage. When only the discharge heater for small droplets was driven, 17 V, and 21 V when only the other discharge heater was driven.

【0077】上記インクジェットヘッドで2つの吐出ヒ
ータに23Vの駆動電圧を付与して吐出を行ったとこ
ろ、大液滴の速度は15m/secであった、一方、小
液滴の駆動に際しては、駆動電圧を19Vとして吐出し
たところ、小液滴の吐出速度は12m/secであっ
た。このような条件で360dpiモード、および72
0dpiモードでの画像記録を行ったところ、良好な印
字を行うことができた。
When a driving voltage of 23 V was applied to the two ejection heaters by the ink jet head to perform ejection, the speed of the large droplet was 15 m / sec. When the voltage was discharged at 19 V, the discharge speed of the small droplets was 12 m / sec. Under these conditions, 360 dpi mode and 72
When the image was recorded in the 0 dpi mode, good printing could be performed.

【0078】尚、本実施例においては、一方の吐出ヒー
タにも吐出開始電圧以下の電圧パルスを印加した。この
ことにより、小液滴の吐出に際しても、他方の吐出ヒー
タ上のインクは発泡しないものの、発泡温度附近まで昇
温し、小液滴吐出ヒータの駆動によって極めて大きな発
泡が可能となったため、先の実施例2に比べて小液滴の
吐出速度が向上する。
In this embodiment, a voltage pulse equal to or lower than the discharge start voltage is applied to one of the discharge heaters. As a result, even when the small droplets are ejected, the ink on the other ejection heater does not foam, but the temperature rises to near the foaming temperature, and extremely large foaming is possible by driving the small droplet ejection heater. The discharge speed of the small droplet is improved as compared with the second embodiment.

【0079】本実施例では、駆動電圧を変えることによ
り2種の記録モードを設定したが、駆動パルスを変えて
駆動することも可能である。
In this embodiment, two types of recording modes are set by changing the drive voltage. However, it is also possible to change the drive pulse to drive.

【0080】[実施例5]実施例2と同様にしてカラー
インクジェットヘッドカートリッジを作製した。本実施
例においては、小液滴吐出ヒータの保護膜の膜厚を0.
5μmとし、他方の吐出ヒータの保護膜の膜厚を1.0
μmとした。保護膜に関しては、一旦、膜厚1.0μm
の窒化シリコン膜をスパッタリングで成膜した後、小液
滴吐出ヒータ上部のみをフッ化水素ガスでエッチングし
て保護膜の膜厚を減らした。
Example 5 A color ink jet head cartridge was produced in the same manner as in Example 2. In the present embodiment, the thickness of the protective film of the small droplet discharge heater is set to 0.
5 μm, and the thickness of the protective film of the other discharge heater is set to 1.0 μm.
μm. As for the protective film, once the film thickness is 1.0 μm
After the silicon nitride film was formed by sputtering, only the upper portion of the small droplet discharge heater was etched with hydrogen fluoride gas to reduce the thickness of the protective film.

【0081】実施例4と同様にして小液滴吐出ヒータの
みに駆動電圧を付与したところ、吐出開始電圧は16.
5Vであった。他方の吐出ヒータに関しては20.5V
であった。本インクジェットヘッドに23Vの駆動電圧
を付与したところ、大液滴の吐出速度は14m/se
c、吐出体積は68ngであった。一方、小液滴の吐出
に際しては19Vの駆動電圧を印加したところ吐出速度
は11m/secであり、吐出体積は40ngであっ
た。
When a drive voltage was applied only to the small droplet discharge heater in the same manner as in Example 4, the discharge start voltage was 16.
It was 5V. 20.5 V for the other discharge heater
Met. When a driving voltage of 23 V was applied to this inkjet head, the ejection speed of large droplets was 14 m / sec.
c, the discharge volume was 68 ng. On the other hand, when a driving voltage of 19 V was applied when discharging small droplets, the discharge speed was 11 m / sec and the discharge volume was 40 ng.

【0082】本実施例においては、小液滴の吐出量が比
較的大きいため、主走査方向のみ720dpiで12.
5kHzで画像形成を行った。尚、720dpi*72
0dpiの印字モードにおいては、一律30%の割合で
吐出を間引いて記録を行ったところ良好な印字が可能で
あった。
In the present embodiment, since the ejection amount of the small droplet is relatively large, only 12. dpi at 720 dpi in the main scanning direction.
Image formation was performed at 5 kHz. In addition, 720 dpi * 72
In the print mode of 0 dpi, when the recording was performed by thinning out the ejection at a uniform rate of 30%, good printing was possible.

【0083】[0083]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
1つのノズル内に2つの吐出ヒータを形成して低解像度
モードと高解像度モードの2種のモードを有するので、
以下のような優れた効果を奏する。
As described above, according to the present invention,
Since two discharge heaters are formed in one nozzle to have two modes of a low resolution mode and a high resolution mode,
It has the following excellent effects.

【0084】1:安価で高品位記録画像の得られる記録
装置を提供できる。
1: An inexpensive recording apparatus capable of obtaining a high-quality recorded image can be provided.

【0085】2:低解像度モードにおいては、従来と同
一の解像度等の仕様とすることにより、ヘッドのコンパ
チ性を有したまま高解像度化できるため、ヘッドの種類
を増やすことなく市場に高品位ヘッドを提供できる。
2: In the low-resolution mode, by adopting the same specifications such as the resolution as in the past, it is possible to increase the resolution while maintaining the compatibility of the head, so that high-quality heads can be marketed without increasing the types of heads. Can be provided.

【0086】3:2つのモードを切換える1信号を付与
する端子が増えるのみであるので、キャリッジ等が従来
の設計のまま信頼性よくヘッドと記録装置のコンタクト
を図れる。
3: Only the number of terminals for applying one signal for switching between the two modes is increased, so that the carriage and the like can reliably contact the head and the recording apparatus with the conventional design.

【0087】4:各ノズルごとに種々の吐出量の液滴を
吐出しないため、高速で記録できる。 5:小液滴吐出に際して、別の駆動電圧パルスで駆動す
るため、小液滴の吐出速度が速くなり信頼性の高い記録
が可能である。
4: Since droplets of various discharge amounts are not discharged for each nozzle, high-speed recording can be performed. 5: At the time of discharging a small droplet, since it is driven by another driving voltage pulse, the discharging speed of the small droplet is increased, and highly reliable recording is possible.

【0088】6:2つの吐出ヒータの発泡開始エネルギ
を変えることにより、小液滴吐出に際しても、他方の吐
出ヒータ表面の温度も昇温し、小液滴の吐出速度が速く
なり、信頼性の高い記録が可能となる。
6: By changing the bubbling start energy of the two discharge heaters, the temperature of the surface of the other discharge heater also rises when discharging a small droplet, and the discharge speed of the small droplet increases. High recording is possible.

【0089】7:保護膜の膜厚を変えることによって、
吐出ヒータの発泡開始温度を変えることができ、吐出ヒ
ータの面積を小さくする必要がなく、コゲ等が発生して
も吐出劣化を起こさない信頼性の高いインクジェットヘ
ッドを提供できる。
7: By changing the thickness of the protective film,
The foaming start temperature of the discharge heater can be changed, and there is no need to reduce the area of the discharge heater, and a highly reliable ink jet head that does not cause discharge deterioration even when kogation or the like occurs can be provided.

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

【図1】(a)は本発明の液体吐出ヘッドとしてのイン
クジェットヘッドの要部を示す断面図であり、(b)〜
(d)は(a)のa−a線に沿う断面図である。
FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a main part of an inkjet head as a liquid ejection head according to the present invention, and FIGS.
(D) is sectional drawing which follows the aa line of (a).

【図2】吐出ヒータに印加する電圧パルスの形状を示し
たグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the shape of a voltage pulse applied to a discharge heater.

【図3】電気熱変換素子基板に形成した変換素子の形状
を示す平面図(a)とA−A断面図(b)である。
FIGS. 3A and 3B are a plan view and a sectional view taken along line AA, respectively, showing the shape of a conversion element formed on an electrothermal conversion element substrate.

【図4】電気熱変換素子の発泡領域を説明するためのグ
ラフである。
FIG. 4 is a graph for explaining a foaming region of the electrothermal conversion element.

【図5】2つの吐出ヒータを1つの流路内に配置する構
成を示した平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing a configuration in which two discharge heaters are arranged in one flow path.

【図6】本発明の一実施例に係るインクジェット記録ヘ
ッドの基体を構成する基板上の素子配置を示す平面図で
ある。
FIG. 6 is a plan view showing an arrangement of elements on a substrate constituting a base of the ink jet recording head according to one embodiment of the present invention.

【図7】図6の等価回路を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an equivalent circuit of FIG. 6;

【図8】本発明の液体吐出ヘッドとしてのインクジェッ
トヘッドの要部を示す分解斜視図である。
FIG. 8 is an exploded perspective view showing a main part of an ink jet head as a liquid ejection head of the present invention.

【図9】本発明の液体吐出ヘッドを含むインクジェット
ヘッドカートリッジの基本的態様を示す概略斜視図であ
る。
FIG. 9 is a schematic perspective view showing a basic mode of an ink jet head cartridge including the liquid discharge head of the present invention.

【図10】本発明のインクジェットヘッドカートリッジ
を搭載して記録を行う記録装置の基本的態様を示す概略
斜視図である。
FIG. 10 is a schematic perspective view showing a basic mode of a recording apparatus which carries out recording by mounting an ink jet head cartridge of the present invention.

【図11】本発明のインクジェットヘッドの吐出タイミ
ングを示す模式図である。
FIG. 11 is a schematic diagram showing the ejection timing of the inkjet head of the present invention.

【図12】本発明を適用したインクジェットカラーヘッ
ドのノズル構成を示す図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a nozzle configuration of an inkjet color head to which the present invention is applied.

【図13】図12のヘッドを用いて記録を行う吐出タイ
ミングを示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing ejection timings at which printing is performed using the head of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コモン配線 2A,2B,2a,2b 電気熱変換素子 3A,3B,6,7 配線電極 8,9,10,11 スイッチングトランジスタ 12,14,15 グランド配線 17,18 信号配線 19,20 シフトレジスタラッチ回路 21 グランド縦配線 22 コモン縦配線 23 基板 24 接点 25 セル 31 ANDゲート 32 イネーブル信号 33 ラッチ 34 ラッチ信号線 35 シリアルデータ線 36 シフトレジスタ 37 CLK信号線 38 デコーダー回路 39 デコーダー信号線 40 オリフィス 41 基板 42,43,45,46 ヒータ 44 インク予備加熱ヒータ 51 層間絶縁膜 53 シリコン層 104 吐出ノズル 109 ノズル壁 112 大発泡 113 小発泡 120,121 発泡 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Common wiring 2A, 2B, 2a, 2b Electrothermal conversion element 3A, 3B, 6, 7 Wiring electrode 8, 9, 10, 11 Switching transistor 12, 14, 15 Ground wiring 17, 18 Signal wiring 19, 20 Shift register latch Circuit 21 Ground vertical wiring 22 Common vertical wiring 23 Substrate 24 Contact 25 Cell 31 AND gate 32 Enable signal 33 Latch 34 Latch signal line 35 Serial data line 36 Shift register 37 CLK signal line 38 Decoder circuit 39 Decoder signal line 40 Orifice 41 Substrate 42 , 43, 45, 46 Heater 44 Ink preheater 51 Interlayer insulating film 53 Silicon layer 104 Discharge nozzle 109 Nozzle wall 112 Large foam 113 Small foam 120, 121 Foam

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 液体を吐出するための吐出口を有する液
流路と、該1つの液流路に対応して設けられ、前記液体
を吐出するための熱エネルギを発生するための2種類の
電気熱変換素子とを含み、前記2種類の電気熱変換素子
を種類別に独立に駆動して、前記液体をVd1の体積で
吐出する第1のモードと、前記液体を前記Vd1より小
さいVd2の体積で前記第1のモードよりも高精細に前
記液体を吐出する第2のモードとを有する液体吐出ヘッ
ドであって、 前記第1のモードで前記液体を吐出する場合には、前記
2種類の電気熱変換素子に同一条件の電圧駆動パルスを
同時に印加し、前記第2のモードで前記液体を吐出する
場合には、前記2種類の電気熱変換素子のうち、いずれ
か一方の電気熱変換素子に前記第1のモードにおける駆
動条件と異なる条件で駆動パルスを印加する駆動パルス
印加手段をさらに含むことを特徴とする液体吐出ヘッ
ド。
1. A liquid flow path having a discharge port for discharging a liquid, and two kinds of liquid flow paths provided corresponding to the one liquid flow path for generating heat energy for discharging the liquid. A first mode in which the two types of electrothermal conversion elements are independently driven by each type to discharge the liquid at a volume of Vd1, and a volume of Vd2 smaller than the Vd1. And a second mode for discharging the liquid with higher definition than the first mode. In the case where the liquid is discharged in the first mode, the two types of electricity are discharged. When simultaneously applying voltage drive pulses of the same condition to the heat conversion element and ejecting the liquid in the second mode, to one of the two types of electrothermal conversion elements, Driving condition in the first mode Furthermore the liquid discharge head characterized in that it comprises a driving pulse applying means for applying a driving pulse at the different conditions.
【請求項2】 前記第2のモードで前記液体を吐出する
場合において、前記駆動パルス印加手段は、前記他方の
電気熱変換素子に吐出駆動電圧以下の駆動パルスを印加
することを特徴とする請求項1記載の液体吐出ヘッド。
2. The method according to claim 2, wherein when the liquid is ejected in the second mode, the drive pulse applying unit applies a drive pulse equal to or less than an ejection drive voltage to the other electrothermal transducer. Item 2. The liquid discharge head according to Item 1.
【請求項3】 液体を吐出するための吐出口を有する液
流路と、該1つの液流路に対応して設けられ、前記液体
を吐出するための熱エネルギを発生するための2種類の
電気熱変換素子とを含み、前記2種類の電気熱変換素子
を種類別に独立に駆動して、前記液体をVd1の体積で
吐出する第1のモードと、前記液体を前記Vd1より小
さいVd2の体積で前記第1のモードよりも高精細に前
記液体を吐出する第2のモードとを有する液体吐出ヘッ
ドであって、 前記第2のモードで前記液体を吐出する場合に、前記第
1のモードで前記液体を吐出する場合における前記液体
吐出ヘッドに対する制御温度より高い温度に制御する手
段をさらに含むことを特徴とする液体吐出ヘッド。
3. A liquid flow path having a discharge port for discharging a liquid, and two kinds of liquid flow paths provided corresponding to the one liquid flow path for generating thermal energy for discharging the liquid. A first mode in which the two types of electrothermal conversion elements are independently driven by each type to discharge the liquid at a volume of Vd1, and a volume of Vd2 smaller than the Vd1. A liquid ejection head having a second mode for ejecting the liquid with higher definition than the first mode, wherein when the liquid is ejected in the second mode, the first mode is used. The liquid discharge head according to claim 1, further comprising a unit configured to control a temperature higher than a control temperature of the liquid discharge head when discharging the liquid.
【請求項4】 前記温度制御手段は前記液体吐出用の電
気熱変換素子を構成する発熱抵抗体と同一工程で形成さ
れた発熱抵抗体を含むことを特徴とする請求項3記載の
液体吐出ヘッド。
4. The liquid ejection head according to claim 3, wherein said temperature control means includes a heating resistor formed in the same step as a heating resistor constituting said electrothermal transducer for discharging liquid. .
【請求項5】 液体を吐出するための吐出口を有する液
流路と、該1つの液流路に対応して設けられ、前記液体
を吐出するための熱エネルギを発生するための2種類の
電気熱変換素子とを含み、前記2種類の電気熱変換素子
を種類別に独立に駆動して、前記液体をVd1の体積で
吐出する第1のモードと、前記液体を前記Vd1より小
さいVd2の体積で前記第1のモードよりも高精細に前
記液体を吐出する第2のモードとを有する液体吐出ヘッ
ドであって、 前記第2のモードで前記液体を吐出するのに用いられる
前記一方の電気熱変換素子の液体発泡開始温度が、前記
他方の電気熱変換素子の液体発泡開始温度よりも低く設
定されていることを特徴とする液体吐出ヘッド。
5. A liquid flow path having a discharge port for discharging a liquid, and two types of liquid flow paths provided to correspond to the one liquid flow path for generating thermal energy for discharging the liquid. A first mode in which the two types of electrothermal conversion elements are independently driven by each type to discharge the liquid at a volume of Vd1, and a volume of Vd2 smaller than the Vd1. A second mode for ejecting the liquid with higher definition than the first mode, wherein the one electric heat used for ejecting the liquid in the second mode. A liquid discharge head, wherein a liquid foaming start temperature of the conversion element is set lower than a liquid foaming start temperature of the other electrothermal conversion element.
【請求項6】 前記2種類の電気熱変換素子は、前記液
流路に、その長さ方向に交差する方向に沿って配列され
ていることを特徴とする請求項5記載の液体吐出ヘッ
ド。
6. The liquid discharge head according to claim 5, wherein the two types of electrothermal transducers are arranged in the liquid flow path along a direction intersecting the length direction.
【請求項7】 前記2種類の電気熱変換素子は、前記液
流路の長さ方向に沿う寸法が異なるものであり、これら
の寸法の相異により前記2種類の電気熱変換素子の発泡
開始電圧が異なるものであることを特徴とする請求項5
または6に記載の液体吐出ヘッド。
7. The two types of electrothermal transducers have different dimensions along the length direction of the liquid flow path, and the two types of electrothermal transducers start foaming due to the difference in these dimensions. The voltage is different from each other.
Or the liquid discharge head according to 6.
【請求項8】 前記2種類の電気熱変換素子の上には、
それぞれ異なる厚さの保護膜が設けられており、これら
の膜厚の相異により前記2種類の電気熱変換素子の発泡
開始電圧が異なることを特徴とする請求項5記載の液体
吐出ヘッド。
8. On the two types of electrothermal transducers,
6. The liquid ejection head according to claim 5, wherein protective films having different thicknesses are provided, respectively, and the foaming start voltages of the two types of electrothermal transducers are different due to the difference in the film thicknesses.
【請求項9】 前記液体はインクであることを特徴とす
る請求項1〜8のいずれかの項に記載の液体吐出ヘッ
ド。
9. The liquid discharge head according to claim 1, wherein the liquid is ink.
【請求項10】 前記吐出口は前記電気熱変換素子の上
面に沿う方向に配されていることを特徴とする請求項1
〜9のいずれかの項に記載の液体吐出ヘッド。
10. The discharge port according to claim 1, wherein the discharge port is arranged in a direction along an upper surface of the electrothermal transducer.
Item 10. The liquid discharge head according to any one of Items 9 to 9.
【請求項11】 前記吐出口は前記電気熱変換素子に対
向する方向に配されていることを特徴とする請求項1〜
5、8または9のいずれかの項に記載の液体吐出ヘッ
ド。
11. The discharge port according to claim 1, wherein the discharge port is arranged in a direction facing the electrothermal transducer.
10. The liquid discharge head according to any one of items 5, 8, and 9.
【請求項12】 液体を吐出するための吐出口を有する
液流路と、該1つの液流路に対応して設けられ、前記液
体を吐出するための熱エネルギを発生するための2種類
の電気熱変換素子とを含む液体吐出ヘッドを用い、前記
2種類の電気熱変換素子を種類別に独立に駆動して、前
記液体をVd1の体積で吐出する第1のモードと、前記
液体を前記Vd1より小さいVd2の体積で前記第1の
モードよりも高精細に前記液体を吐出する第2のモード
とで前記液体吐出を行う液体吐出装置であって、 前記第1のモードで前記液体を吐出する場合と、前記第
2のモードで前記液体を吐出する場合において、駆動パ
ルス、温度制御および駆動電圧からなる液体吐出条件群
より選択された少なくとも1つの条件を異ならせること
を特徴とする液体吐出装置。
12. A liquid flow path having a discharge port for discharging a liquid, and two kinds of liquid flow paths provided to correspond to the one liquid flow path and for generating heat energy for discharging the liquid. A first mode in which the two types of electrothermal conversion elements are independently driven by using a liquid discharge head including an electrothermal conversion element, and the liquid is discharged in a volume of Vd1; A liquid ejection apparatus which ejects the liquid in a second mode in which the liquid is ejected with a smaller volume of Vd2 with higher definition than in the first mode, wherein the liquid is ejected in the first mode. Wherein at least one condition selected from a liquid discharge condition group consisting of a drive pulse, a temperature control, and a drive voltage is made different between the case and the case of discharging the liquid in the second mode. .
JP16915696A 1996-06-28 1996-06-28 Liquid ejection head and liquid ejection device Pending JPH1016221A (en)

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