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JPH08332727A - インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置

Info

Publication number
JPH08332727A
JPH08332727A JP7139142A JP13914295A JPH08332727A JP H08332727 A JPH08332727 A JP H08332727A JP 7139142 A JP7139142 A JP 7139142A JP 13914295 A JP13914295 A JP 13914295A JP H08332727 A JPH08332727 A JP H08332727A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ink
orifice
heater
jet recording
ink jet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7139142A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Kamiyama
雄次 上山
Hiroyuki Ishinaga
博之 石永
Masaaki Izumida
昌明 泉田
Yoshiyuki Imanaka
良行 今仲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP7139142A priority Critical patent/JPH08332727A/ja
Priority to DE69628234T priority patent/DE69628234T2/de
Priority to EP96109037A priority patent/EP0747221B1/en
Priority to US08/659,324 priority patent/US6003973A/en
Publication of JPH08332727A publication Critical patent/JPH08332727A/ja
Priority to US09/383,925 priority patent/US6382772B1/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 階調性の制御機能を有し記録品位が優れるイ
ンクジェット記録装置。 【構成】 インクジェット記録ヘッドに備えインクを加
熱発泡させオリフィスから吐出させる電気熱変換素子で
あるヒーターは、１つのオリフィス４０に対して大ヒー
ター３と小ヒーター４が設けてあり、大ヒーター３とオ
リフィス４０との距離は小ヒーター４とオリフィス４０
との距離よりも大であり、大ヒーター３は電極配線６に
より小ヒーター４は電極配線７により選択して駆動可能
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気信号の入力により
記録媒体に向けてインクを吐出するインクジェット記録
ヘッド、及びインクジェット記録ヘッドを装着し記録媒
体に文字やイメージ画像等の記録を行うインクジェット
記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】計算機、ワードプロセッサ、ファクシミ
リ装置、複写装置、プリンター等、各種機器において、
用紙等の記録媒体に記録を行う手段として、騒音発生す
ることがなく高速な記録が可能、しかもカラー画像の記
録も容易なことからインクジェット記録装置が広く利用
されつつある。
【０００３】インクジェット記録装置に備えたインクジ
ェット記録ヘッドは、インクジェット記録装置からの信
号電流の入力により記録媒体に対向した位置からインク
を吐出して記録媒体に文字やイメージ画像等の記録を行
う部材であり、インクジェット記録装置からの信号電流
により発生させた熱エネルギーによりインクを吐出させ
る構成となっている。
【０００４】図８はインクジェット記録ヘッドの模式斜
視図、図９は同インクジェット記録ヘッドの模式断面図
である。
【０００５】４０はインクを吐出させる吐出口であるオ
リフィス、４１は第１基板、４１ａはインクを加熱し発
泡させるため第１基板４１に設置された電気熱変換素
子、４２は第２基板、４２ａはインク流路、４２ｂはイ
ンク室、４２ｃはインク供給口である。
【０００６】図示のように、第１基板４１と第２基板４
２を接合させてインク流路４２ａ、インク室４２ｂが形
成され、インク供給口４２ｃからインク室４２ｂそして
インク流路４２ａにインクが供給され、インク流路４２
ａ部分に備えた電気熱変換素子（以下、ヒーターとい
う）４１ａはインクジェット記録装置の電流供給手段か
ら供給される信号電流により発熱し、インク流路４２ａ
内のインクを加熱発泡させ、この発泡によりインク流路
４２ａ内のインクをオリフィス４０から記録媒体に向け
て吐出させる構成となっている。
【０００７】なお、インクジェット記録の濃度階調の制
御のために、１つのオリフィスに対して複数のヒーター
を設け、第１基板内に個々のヒーターに信号電気を供給
する機能素子回路を設けて、個々のヒーターに信号電気
を選択的に供給することによって、１画素に対して吐出
するインク量を変えることにより記録画像に階調性を持
たせることが可能な構成が知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成では、１つのオリフィスに対するインク流路（以
下、ノズルという）内にヒーター面積が異なる複数のヒ
ーターが並列に配置され、複数のヒーターを同時発泡さ
せた時に吐出量，画品位が安定するオリフィスヒーター
間距離にすると、小さな面積のヒーターを単独に駆動さ
せる場合にはオリフィスヒーター間距離が長くなり過ぎ
るため、インクを吐出させるためのパワーが不足して液
滴として吐出できない可能性がある。従って、１ノズル
内の最小の面積をもつヒーターは安定した吐出は行なえ
ず、階調性が不安定になり、印字品位が劣化する。
【０００９】本発明は、上記従来の問題点を解消するた
めに成されたもので、階調性の制御機能を持たせた、記
録品位が優れるインクジェット記録ヘッド及びインクジ
ェット記録装置の提供を目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】このため、本発明に係る
インクジェット記録ヘッドは、インクを吐出するオリフ
ィスにインクを送る吐出口形成部と、電気信号入力によ
り熱エネルギーを発生し前記吐出口形成部内のインクを
加熱発泡させ前記オリフィスから吐出させる電気熱変換
素子が設けられた基板とを備えたインクジェット記録ヘ
ッドであって、前記電気熱変換素子は、１つのオリフィ
スからインクを吐出させる吐出口形成部内に、個別に電
気信号入力して駆動可能な複数の前記電気熱変換素子が
オリフィスからの距離を異ならせて設けられていること
を特徴とする構成によって、、また、前記１つのオリフ
ィスからインクを吐出させる吐出口形成部内に設けられ
ている複数の電気熱変換素子は、インクを加熱させる面
積が互いに異なっていることを特徴とする構成によっ
て、前記の目的を達成しようとするものである。
【００１１】本発明に係るインクジェット記録装置は、
前記のインクジェット記録ヘッドを備え、前記１つのオ
リフィスからインクを吐出させる吐出口形成部に設けら
れている複数の電気熱変換素子を選択して駆動し記録媒
体にインクを吐出して記録を行うことを特徴とする構成
によって、前記の目的を達成しようとするものである。
【００１２】
【作用】上記構成により、１ノズル内に互に面積の異な
る複数のヒーターを安定して吐出できるオリフィスヒー
ター間距離に配置することにより、複数のヒーターの面
積が異なっても安定した吐出が行なえるため、１画素当
りの打ち込むインク量を安定的に変えることが可能とな
り、高品位な階調性をもたせることができる。
【００１３】
【実施例】本発明に係るインクジェット記録ヘッド及び
インクジェット記録装置を実施例により説明する。
【００１４】本発明の実施例は、前記従来のインクジェ
ット記録ヘッドに準じた構成を備え、インクジェット記
録装置の電流供給手段からインクジェット記録ヘッドに
供給される電気信号により電気熱変換素子は発熱し、イ
ンク流路内のインクを加熱発泡させ、この発泡によりイ
ンク流路内のインクを記録媒体に対向した位置にあるオ
リフィス（インク吐出口）から記録媒体に向けて吐出
し、文字やイメージ画像等の記録を行う構成となってい
る。
【００１５】そして、実施例は、１つのオリフィスに対
して複数の電気熱変換素子を有しており、高品位な記録
の制御ができることに特徴を有しており、以下実施例の
特徴ある構成、効果について詳しく説明する。
【００１６】（実施例１）図１は本発明の実施例１であ
るインクジェット記録ヘッドの基板上の電気熱変換素子
の配置を示す模式図であり、図２は実施例１の電気熱変
換素子の電極配線を示す模式図である。
【００１７】ノズル壁５の間の１個の吐出ノズル内には
大ヒーター３と小ヒーター４の２つのヒーターがオリフ
ィス４０への距離を異ならせて配置してある。それぞれ
のヒーター３，４はスルーホール２を介してヒーターの
下層の層間絶縁膜下にあるコモン配線１と接続されてお
り、このコモン配線１より電圧を印加される。
【００１８】配線６，７は、それぞれ大ヒーター３，小
ヒーター４とスイッチングトランジスタ１０，１１とに
スルーホール１６を介して接続される。スイッチングト
ランジスタ１０，１１もヒーター下層の層間絶縁膜下に
配置される。さらにトランジスタ１０，１１のＯＮ，Ｏ
ＦＦを制御する為、信号配線１７，１８がトランジスタ
１０，１１とシフトレジスタ・ラッチ回路１９，２０に
接続してある。
【００１９】上記構成により、ヒーターの駆動データを
シフトレジスタ・ラッチ回路１９，２０で取り込んでト
ランジスタ１０，１１をＯＮ，ＯＦＦさせ制御する。ま
たグランド配線１２，１３，１４，１５はそれぞれのス
イッチングトランジスタ８，９，１０，１１のエミッタ
に接続されている。
【００２０】図３は実施例１の基板全体の構成を示す模
式図である。
【００２１】基板２３は、図１，図２に示すコモン配線
１を構成するセル２５の連続配置で構成される。コモン
配線１はコモン縦配線２３により接点２４に接続され、
外部電源からの供給を受ける。グランド配線１２，１
３，１４，１５はグランド縦配線２１により接点２４に
接続される。
【００２２】図１，図２，図３に示す構成の等価回路を
図４，図５に示す。
【００２３】図４ではシフトレジスタ・ラッチ回路１
９，２０を詳細に示してある。シフトレジスタ３６には
クロック信号線３７とシリアルデータ線３５が接続さ
れ、シリアルデータをクロック信号によりデータをシフ
トレジスタ３６に転送する。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３２はＡＮ
Ｄ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に印加する為のタイミング信号を入力する。
イネーブル信号３２が２本ある為、ヒーター３，４は同
時でもタイミングをずらしても駆動可能である。
【００２４】図５は、図４に示すセルを連続配置した基
板２３の全体構成の等価回路図である。
【００２５】図５にデコーダ３８とデコーダ信号線３９
が示してあるが、これは駆動タイミングを多様に制御す
る為のもので、イネーブル信号３２を複数持たず少ない
接点で多くのタイミングを駆動させられるものである。
これらの基本的なタイミングチャートを図６に示す。
【００２６】次に、この基板２３を用いたインクの吐出
量の安定制御を説明する。
【００２７】ノズル壁５に挾まれた吐出ノズルにはイン
クが満たされており、大ヒーター３，小ヒーター４を加
熱し発泡させると、発泡圧力によりオリフィス４０より
インクが吐出される。
【００２８】しかし、一般に大きなヒーターの場合は、
ヒーター／オリフィス間距離を短くし過ぎると吐出しよ
うとするインク量に対し、ヒータ／オリフィス間にある
インクが不足して、かすれた記録になったりする。ま
た、小さなヒーターの場合には、ヒーター／オリフィス
間距離を長くし過ぎるとヒータ／オリフィス間のインク
粘性抵抗に対し、吐出する為の発泡力が不足して液滴と
して吐出されないことも有り得る。
【００２９】そこで、大ヒーター３と小ヒーター４のオ
リフィス／ヒーター間距離を各々吐出が安定する距離に
設定し、しかも大ヒーター３と小ヒーター４が同時発泡
しても階調性を出させることができるオリフィス／ヒー
ター間距離に設定することで、大ヒーター３，小ヒータ
ー４を各々に駆動させても同時に駆動させても安定した
吐出量が得られるので、例えばヒーターをｘ種類設ける
ことにより、高品位な２x 階調が実現できる。
【００３０】（実施例２）図７は実施例２の電気熱変換
素子（ヒーター）の配置を示す模式図である。
【００３１】実施例２では、大ヒーター３と小ヒーター
４を直列に配置してあることにより、大ヒーター３と小
ヒーター４によるインク発泡の中心がノズル中心で発生
する為、インクを吐出させる為の発泡が効率的に行なわ
れる。そして大ヒーター３と小ヒーター４を各吐出量が
安定する距離に設定することで高品位な階調制御が可能
である。
【００３２】（他の実施例）本発明に係るインクジェッ
ト記録装置の実施例は、前記実施例１または実施例２の
インクジェット記録ヘッドを装着し、画像信号に基づい
てインク吐出口からインクを吐出させて記録媒体に文字
・画像等の記録を行う構成を備えており、前記実施例で
の説明のように、大・小の電気熱変換素子の選択駆動に
より、高品位な階調制御をして記録することができる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
１ノズル内に設ける複数の面積が異なるヒーターに対し
て安定的な吐出ができるオリフィス／ヒーター間距離を
個々のヒーターに設定したことで、高品位な画像階調制
御が可能となる。
【００３４】そして、データのパッド数を増やすことな
く階調制御が可能となり、パッド数が増えないのでコン
タクトの信頼性が上がるので、階調性が安定し印字品位
の優れたインクジェット記録ヘッドおよびインクジェッ
ト記録装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施例１のヒーター配置を示す模式図であ
る。
【図２】 実施例１の駆動部を示す模式図である。
【図３】 実施例１の基板上の駆動部の配置図である。
【図４】 実施例１のヒーターを駆動させる等価回路図
である。
【図５】 実施例１のヒーターを駆動させる等価回路図
である。
【図６】 実施例１の駆動タイミングチャートである。
【図７】 実施例２のヒーター配置を示す模式図であ
る。
【図８】 従来のインクジェット記録ヘッドの模式斜視
図である。
【図９】 従来のインクジェット記録ヘッドの模式断面
図である。
【符号の説明】
１ コモン配線 ２ スルーホール ３ 大ヒーター ４ 小ヒーター ５ ノズル壁 ６，７ 電極配線 ８，９，１０，１１ スイッチングトランジスタ １２，１３，１４，１５ 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 ２３ 基板 ４０ オリフィス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今仲 良行 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インクを吐出するオリフィスにインクを
    送る吐出口形成部と、電気信号入力により熱エネルギー
    を発生し前記吐出口形成部内のインクを加熱発泡させ前
    記オリフィスから吐出させる電気熱変換素子が設けられ
    た基板とを備えたインクジェット記録ヘッドであって、 前記電気熱変換素子は、１つのオリフィスからインクを
    吐出させる吐出口形成部内に、個別に電気信号入力して
    駆動可能な複数の前記電気熱変換素子がオリフィスから
    の距離を異ならせて設けられていることを特徴とするイ
    ンクジェット記録ヘッド。
  2. 【請求項２】 前記１つのオリフィスからインクを吐出
    させる吐出口形成部に設けられている複数の電気熱変換
    素子は、インクを加熱させる面積が互いに異なっている
    ことを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録ヘ
    ッド。
  3. 【請求項３】 前記請求項１または２に記載のインクジ
    ェット記録ヘッドを備え、前記１つのオリフィスからイ
    ンクを吐出させる吐出口形成部に設けられている複数の
    電気熱変換素子を選択して駆動し記録媒体にインクを吐
    出して記録を行うことを特徴とするインクジェット記録
    装置。
JP7139142A 1995-06-06 1995-06-06 インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置 Pending JPH08332727A (ja)

Priority Applications (5)

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JPH08332727A true JPH08332727A (ja) 1996-12-17

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ID=15238542

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7139142A Pending JPH08332727A (ja) 1995-06-06 1995-06-06 インクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置

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EP (1) EP0747221B1 (ja)
JP (1) JPH08332727A (ja)
DE (1) DE69628234T2 (ja)

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