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JP3382563B2 - Ink jet recording apparatus and ink jet recording method - Google Patents

Ink jet recording apparatus and ink jet recording method

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JP3382563B2
JP3382563B2 JP19657099A JP19657099A JP3382563B2 JP 3382563 B2 JP3382563 B2 JP 3382563B2 JP 19657099 A JP19657099 A JP 19657099A JP 19657099 A JP19657099 A JP 19657099A JP 3382563 B2 JP3382563 B2 JP 3382563B2
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recording
ink
pulse
ejection
energy
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道也 水谷
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Canon Inc
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  • Ink Jet Recording Methods And Recording Media Thereof (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

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】本発明はインクジェット記録
装置およびインクジェット記録方法に関し、詳しくは、
インク吐出に伴なって生ずるインクミストの低減に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording apparatus and an ink jet recording method.
The present invention relates to reduction of ink mist that occurs when ink is ejected.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、インクジェット記録方式における
カラー化、高速化、高画質化が目覚ましく進歩してきて
いる。インターネットやデジタルカメラの普及などによ
り、写真画質並みのカラー記録に対する需要も高まって
きている。
2. Description of the Related Art In recent years, there have been remarkable advances in colorization, speedup, and high image quality in ink jet recording systems. With the spread of the Internet and digital cameras, the demand for color recording that is comparable to photographic quality is increasing.

【0003】インクジェット記録方式においてこのよう
な高精細で、かつ階調性ある高品位の記録を達成する方
法としては、 記録ヘッドにおいてインクを吐出する吐出口のサイ
ズを小さくしてその配列密度を高めるとともに、その吐
出口から吐出するインク滴自体を小さくして小さなドッ
トを記録し、これによって記録される画像の解像度向上
を図る方法、 吐出口密度は高くすることなく、一つの色について
濃インクを吐出するヘッドとこのインクより濃度の低い
淡インクを吐出するヘッドを含む複数(最低2つ以上)
のヘッドを用意し、必要に応じて重ね打ちを行い、それ
により記録画像における階調性の向上を図り、画像品位
を上げる方法、 吐出口密度は高くすることなく、それらの吐出口か
ら吐出するインク量を可変にして記録されるドットのサ
イズを比較的大きな範囲で変化させることができるよう
にし、階調性の向上を図り画像品位を上げる方法、等の
方法が知られている。
As a method for achieving such high-definition and high-quality recording with gradation in the ink jet recording system, the size of the ejection port for ejecting ink in the recording head is reduced to increase the array density. At the same time, the ink droplets ejected from the ejection port are made smaller to record a small dot, thereby improving the resolution of the recorded image, and a dark ink for one color is used without increasing the ejection port density. A plurality (at least two or more) including a head for ejecting and a head for ejecting a light ink having a density lower than this ink
A method of preparing the heads of the above and performing overprinting as necessary, thereby improving the gradation of the recorded image and improving the image quality, ejection from these ejection ports without increasing the ejection port density A method is known in which the amount of ink is made variable so that the size of dots to be printed can be changed within a relatively large range, the gradation is improved, and the image quality is improved.

【0004】しかし、熱エネルギー発生素子によってイ
ンク中に気泡を形成し、その際の発泡の圧力でインクを
吐出させる、いわゆるバブルジェット方式(以下では、
バブル−ジェット方式ともいう)では、上記の方法は
その実行が一般に困難といわれている。
However, a so-called bubble jet method (hereinafter, referred to as a bubble jet method) in which bubbles are formed in the ink by the thermal energy generating element and the ink is ejected by the foaming pressure at that time
The bubble-jet method) is generally said to be difficult to implement.

【0005】一方、上記の方法は、一つの色インクに
ついて濃淡の種類を2種類より多くすると、使用する記
録ヘッドの数が増えコスト増大を招く場合がある。この
ため、通常は1つの色のインクについて濃,淡2種類の
インクを用いるのが一般的である。従って、この場合
は、濃淡の階調数が限られてしまうため、高画質化を追
求する上で一定の限界がある。
On the other hand, in the above method, if the number of shades of one color ink is more than two, the number of print heads used may increase and the cost may increase. For this reason, it is general to use two kinds of dark and light ink for one color ink. Therefore, in this case, the number of gradations of light and shade is limited, and there is a certain limit in pursuit of high image quality.

【0006】以上の点からバブル−ジェット方式では、
上記の方法のように、一つの吐出口から比較的小さな
インク滴を吐出させて記録を行う方法は、高画質下の点
で有力である。このような小さな液滴(吐出体積で10
pl以下)を吐出させる方式としては、バブル−ジェッ
ト方式の一種であって、生成される気泡を、インク滴が
吐出口を離れる前にその吐出口近傍で外気に連通させる
方式(以下、この方式を「バブルスルー方式」もしくは
「BTHJ方式」とも言う)が、例えば、特開平4−1
0940号公報、特開平4−10941号公報、特開平
4−10742号公報等において知られている。なお、
以下では、バブル−ジェット方式のうちBTHJ方式以
外の方式、すなわち、吐出口近傍で外気に連通させない
で吐出を行う方式をバブル−ジェット方式と呼ぶ。
From the above points, in the bubble-jet method,
The method of performing recording by ejecting relatively small ink droplets from one ejection port as in the above method is effective in terms of high image quality. Such small droplets (10 in discharge volume)
As a method for ejecting the ink (pl or less), it is a kind of bubble-jet method, in which the generated bubbles are communicated with the outside air in the vicinity of the ejection port before the ink droplet leaves the ejection port (hereinafter, this system). Is also referred to as a “bubble through method” or a “BTHJ method”).
It is known in Japanese Patent Laid-Open No. 0940, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-10941, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-10742, and the like. In addition,
Hereinafter, of the bubble-jet methods, methods other than the BTHJ method, that is, methods that perform discharge without communicating with the outside air near the discharge port are referred to as bubble-jet methods.

【0007】ところでバブル−ジェット方式にあって
は、吐出されるインク滴を小さくしようとすればするほ
ど、そのインク滴が吐出される吐出口に連通する液流路
を細くする必要があり、その場合は、吐出効率が低下
し、また、吐出速度が低下することになる。そして、こ
のように吐出速度が低下すると、吐出方向や吐出量が不
安定になるとともに、記録ヘッドの非吐出時等における
インク水分の蒸発による増粘の影響で吐出不安定化、初
期吐出不良等が発生し易くなり、信頼性の問題が生じや
すい。
In the bubble-jet method, the smaller the ejected ink droplet is, the thinner the liquid flow path communicating with the ejection port from which the ink droplet is ejected is required. In this case, the ejection efficiency is lowered and the ejection speed is also lowered. When the ejection speed decreases in this way, the ejection direction and ejection amount become unstable, and the ejection becomes unstable due to the thickening due to the evaporation of ink moisture when the recording head is not ejecting, initial ejection failure, etc. Are likely to occur, and reliability problems are likely to occur.

【0008】これに対し、BTHJ方式は、小液滴を吐
出するのに適したものであり、また、吐出される液滴の
量等は、主に吐出口の幾何学的形状で決まるため、温度
などの影響をうけにくく、吐出される液滴の吐出量がバ
ブル−ジェット方式に比べて比較的安定しているという
利点がある。
On the other hand, the BTHJ method is suitable for ejecting small droplets, and the amount of ejected droplets is mainly determined by the geometrical shape of the ejection port. It has the advantages that it is less susceptible to the effects of temperature and the like, and the ejection amount of ejected droplets is relatively stable compared to the bubble-jet method.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
には、吐出口から吐出する液滴のサイズを小さくするほ
ど、所定の記録領域を埋めるために必要なインクの打ち
込み回数が増すことになる。このため、インク滴の吐出
に伴って発生するサテライトの量もこの打込み回数の増
加に伴なって増える。また、打ち込み回数を増すことは
スループットの低下をもたらすことがあり、そのために
吐出口数を増してこの低下を補うことも考慮されるが、
この吐出口数の増加によって、さらにサテライトが増
す。
However, in general, the smaller the size of the liquid droplets ejected from the ejection port, the more the number of times ink is ejected to fill a predetermined recording area. Therefore, the amount of satellites generated with the ejection of the ink droplets also increases with the increase in the number of times of driving. Further, increasing the number of times of driving may bring about a decrease in throughput, and therefore it is considered to increase the number of ejection ports to compensate for this decrease.
This increase in the number of ejection ports further increases satellites.

【0010】以上のようにサテライトの量が増すと、結
果として装置内のミストが増え、装置内の汚れの問題、
最悪の場合は電気的接触部にミストが付着しプリンタの
動作不良を引き起こすという問題を派生する。なお、液
滴をそれ程小さくしない場合でも、の方法に上記の
方法を組み合わせた、濃、淡2つの記録ヘッドを用いる
場合には、ヘッドの数が増すのでやはり吐出するサテラ
イト量も増えてしまい、同様の問題が発生する。
As described above, when the amount of satellites is increased, the mist in the device is increased, resulting in a problem of stains in the device.
In the worst case, the problem arises that mist adheres to the electrical contact portion and causes malfunction of the printer. Even when the liquid droplets are not made so small, when the above-mentioned method is combined with the above method and two recording heads of dark and light are used, the number of heads increases and the amount of satellites to be ejected also increases. Similar problems occur.

【0011】本発明は、以上の問題を解決するためにな
されたものであり、その目的とするところは、高画質化
に伴なうインクミストの増加を抑制できるインクジェッ
ト記録装置およびインクジェット記録方法を提供するこ
とにある。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an ink jet recording apparatus and an ink jet recording method capable of suppressing an increase in ink mist associated with higher image quality. To provide.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明は、本願発明者が
検討したバブル−ジェット方式とBTHJ方式における
サテライトの次のような特徴に基づいてなされたもので
ある。
The present invention has been made based on the following characteristics of satellites in the bubble-jet system and the BTHJ system, which the inventors of the present invention have studied.

【0013】図1(a),(b),(c)および(d)
はバブル−ジェット方式においてインク滴が吐出される
過程を経時的に示す模式図である。一方、図2(a),
(b),(c)および(d)はBTHJ方式における同
様の過程を示す模式図である。これら図1および図2に
おいて、4は吐出口、11は主滴、12はサテライトを
それぞれ示している。
1 (a), 1 (b), 1 (c) and 1 (d)
FIG. 4 is a schematic diagram showing a process of ejecting ink droplets in the bubble-jet method over time. On the other hand, as shown in FIG.
(B), (c) and (d) are schematic diagrams showing a similar process in the BTHJ method. In these FIGS. 1 and 2, 4 is a discharge port, 11 is a main droplet, and 12 is a satellite.

【0014】BTHJ方式にあっては、原理的にヒータ
前方のインクは全部吐出される。また、バブル−ジェッ
ト方式のように消泡過程がないので主滴が吐出口から離
れるタイミングはバブル−ジェット方式と比較して早
い。このように、BTHJ方式は、原理上ヒータ前方の
インクは全て吐出されるのでサテライトは発生しない
が、実際はインクの一部は吐出口の壁面に残り、主滴に
ひっぱられ図2(a)に示すように尾を引く。尾の太さ
BTJはバブル−ジェット方式の場合(図1(a)に示す
BJ)よりも小さいことが特徴的である。図2(b)に
示す時点では、主滴部分の速度に引っ張られて尾の長さ
が長くなり、合体しようとする表面張力に打ち勝った時
点で図2(c)に示すような複数のサテイライトに分断
される。このようにして形成されたBTHJ方式におけ
るサテライト12(図2(d))は、バブル−ジェット
方式におけるサテライト12(図1(d))よりも、一
般に個数が多く、サイズが小さい。バブル−ジェット方
式では、サテライトは、図1(a)に示されるように、
尾の太さが太いので、サテライト部分が複数に分裂しに
くくなりサテライトの個数は少ない。
In principle, in the BTHJ method, all the ink in front of the heater is ejected. Moreover, since there is no defoaming process as in the bubble-jet method, the timing at which the main droplet leaves the ejection port is earlier than in the bubble-jet method. In this way, in the BTHJ method, since all the ink in front of the heater is ejected in principle, satellites do not occur, but in reality, a part of the ink remains on the wall surface of the ejection port and is pulled by the main droplets, as shown in FIG. Tail as shown. The tail thickness d BTJ is characteristically smaller than in the case of the bubble-jet method (d BJ shown in FIG. 1A). At the time point shown in FIG. 2B, the tail length is lengthened by being pulled by the velocity of the main droplet portion, and when the surface tension to be united is overcome, a plurality of satellites as shown in FIG. Divided into. The BTHJ satellites 12 (FIG. 2D) thus formed are generally larger in number and smaller in size than the bubble-jet satellites 12 (FIG. 1D). In the bubble-jet method, satellites are, as shown in FIG.
The thick tail makes it difficult for satellites to split into multiple parts, and the number of satellites is small.

【0015】このように、バブル−ジェット方式にあっ
ては、サテライトの大きさは体積で0.1〜6pl程度
である。これに対しBTHJ方式におけるサテライトの
体積は0.01〜0.5pl程度でバブル−ジェットに
比べて小さく、数も多いという特徴がある。
As described above, in the bubble-jet method, the size of the satellite is about 0.1 to 6 pl in volume. On the other hand, the volume of satellites in the BTHJ method is about 0.01 to 0.5 pl, which is smaller than that of bubble jets, and there is a large number of satellites.

【0016】本発明は上記のBTHJ方式とバブル−ジ
ェット方式のサテライトの現象を研究の結果、なされた
ものである。すなわち、吐出口および付与されるエネル
ギーに応じて熱エネルギーを発生する熱エネルギー発生
素子を有し、熱エネルギーによりインク中に発生した気
泡の圧力によって、吐出口から少なくともインク主滴
吐出する記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット
記録装置において、所定記録領域内の2値画像データに
基づいて得られる吐出デューティーに応じて、高デュー
ティー部と低デューティー部とを区別する手段と前記
高デューティー部に対して記録を行う場合に、前記熱エ
ネルギー発生素子に付与するエネルギーを相対的に小さ
くして前記気泡を大気に連通させない状態でインクの吐
出を行わせ、前記低デューティー部に対して記録を行う
場合に、前記熱エネルギー発生素子に付与するエネルギ
ーを相対的に大きくして前記発生した気泡を大気に連通
させてインクの吐出を行わせるよう前記熱エネルギー発
生素子に付与するエネルギーを制御する制御手段と、
備えたことを特徴とする。
The present invention has been made as a result of research on the phenomenon of satellites of the BTHJ method and the bubble-jet method. That is, a recording head that has a thermal energy generating element that generates thermal energy according to the ejection port and the applied energy, and ejects at least the main ink droplet from the ejection port by the pressure of the bubble generated in the ink by the thermal energy. In an ink jet recording apparatus that performs recording by using a high duty ratio , a high duty ratio is set according to an ejection duty obtained based on binary image data in a predetermined recording area.
And means for distinguishing the tea portion and a low duty portion, wherein
When performing recording on the high duty portion, the energy applied to the thermal energy generating element is made relatively small so that ink is ejected in a state where the bubbles are not in communication with the atmosphere, and the low duty portion is discharged. And record
In this case, the energy applied to the thermal energy generating element is relatively increased so that the generated bubbles communicate with the atmosphere.
The thermal energy is generated so that the ink is ejected.
And a control means for controlling the energy applied to the raw element .

【0017】また、吐出口および付与されるエネルギー
に応じて熱エネルギーを発生する熱エネルギー発生素子
を有し、熱エネルギーによりインク中に発生した気泡の
圧力によって、吐出口から少なくともインク主滴を吐出
する記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録
方法において、所定記録領域内の2値画像データに基づ
いて得られる吐出デューティーに応じて、高デューティ
ー部と低デューティー部とを区別し、前記高デューティ
ー部に対して記録を行う場合に、前記熱エネルギー発生
素子に付与するエネルギーを相対的に小さくしてインク
中に発生した気泡が大気に連通しない状態でインクの吐
出を行わせ、前記低デューティー部に対して記録を行う
場合に、前記熱エネルギー発生素子に付与するエネルギ
ーを相対的に大きくして前記発生した気泡を大気に連通
させてインクを吐出させることで記録を行うことを特徴
とする。
Further, it has a thermal energy generating element for generating thermal energy according to the ejection port and the applied energy, and at least the main ink droplet is ejected from the ejection port by the pressure of the bubble generated in the ink by the thermal energy. In the inkjet recording method for performing recording using the recording head, the high duty is increased according to the ejection duty obtained based on the binary image data in the predetermined recording area.
Section is distinguished from the low duty section, and the high duty
-When recording on the upper part, the thermal energy generated
The energy applied to the element is made relatively small so that the ink is ejected in a state where the bubbles generated in the ink do not communicate with the atmosphere, and recording is performed on the low duty portion.
In this case, the energy applied to the thermal energy generating element
It is characterized in that recording is performed by making the bubble relatively large and communicating the generated bubbles with the atmosphere to eject ink.

【0018】以上の構成によれば、低デューティー部に
対して記録を行うときはインク中の気泡が大気と連通す
る方式(BTHJ方式)でインクが吐出される。ここ
で、デューティーが低いため全体としては発生するサテ
ライトも少ない。また、吐出される小液滴の体積は均一
でかつ小さいため、粒状性が目立たなくムラのない高品
位な画像を得ることができる。
According to the above configuration, the low duty portion is
On the other hand, when recording is performed , the ink is ejected by a method (BTHJ method) in which bubbles in the ink communicate with the atmosphere. Here, since the duty is low, few satellites are generated as a whole. Further, since the volume of the discharged small droplets is uniform and small, it is possible to obtain a high-quality image in which the graininess is not conspicuous and there is no unevenness.

【0019】一方、高デューティー部に対して記録を行
ときは気泡が大気と連通しない方式(バブル−ジェッ
ト方式)でインクが吐出されるので発生するサテライト
自体を少なくすることができる。なお、バブル−ジェッ
ト方式の場合、吐出体積の均一性を欠く恐れはあるが、
デューティーが高いため、孤立して形成されるドットは
ほとんど存在せず画像品位の点で問題になることはな
い。また、スループットの低下も防止できる。
On the other hand, recording is performed in the high duty area.
Cormorants time bubble method that does not communicate with the atmosphere - it is possible to reduce the satellite itself generated since ink is ejected in (bubble jet system). In the case of the bubble-jet method, there is a possibility that the discharge volume may not be uniform,
Since the duty is high, there are almost no dots formed independently, and there is no problem in terms of image quality. Further, it is possible to prevent a decrease in throughput.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0021】(実施形態1)図3(a)および(b)
は、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッドの概略
構成を示す図であり、図3(a)は、インク吐出口を側
方から見た断面図、図3(b)は吐出口を正面からみた
正面図である。
(Embodiment 1) FIGS. 3A and 3B
3A and 3B are diagrams showing a schematic configuration of an inkjet recording head according to the present embodiment. FIG. 3A is a cross-sectional view of an ink ejection port viewed from a side, and FIG. 3B is a front view of the ejection port. It is a front view.

【0022】本実施形態のインクジェット記録ヘッド
は、600dpiの密度で256個の吐出口を配列し、
各吐出口から吐出されるインク滴の体積は8.5plで
ある。素子基板2上の所定位置には、電気熱変換素子と
しての矩形のヒータ1が設けられている。この基板2の
上部には、これと平行にオリフィスプレート3が配設さ
れており、このオリフィスプレート3は上記ヒータ1に
対向する位置に矩形状に開口する吐出口4を有してい
る。基板2、オリフィスプレート3および液流路壁6に
よって囲まれた空間により連通路105およびこれに連
通する液流路5が形成される。図3(b)に示すよう
に、液流路5は、同図に示すx方向に延在しており、こ
の場合、吐出口4は、y方向に複数配列している。ま
た、本実施形態の記録ヘッドは、y方向の軸に関して対
称に図3(a)および(b)に示す構成と同様の構成を有し
ている。すなわち、y方向に配列する吐出口4の配列が
2列形成される。
In the ink jet recording head of this embodiment, 256 ejection ports are arranged at a density of 600 dpi,
The volume of the ink droplet ejected from each ejection port is 8.5 pl. A rectangular heater 1 as an electrothermal conversion element is provided at a predetermined position on the element substrate 2. An orifice plate 3 is arranged in parallel with the upper portion of the substrate 2, and the orifice plate 3 has a discharge port 4 opening in a rectangular shape at a position facing the heater 1. The space surrounded by the substrate 2, the orifice plate 3 and the liquid flow path wall 6 forms the communication passage 105 and the liquid flow path 5 communicating with the communication passage 105. As shown in FIG. 3B, the liquid flow path 5 extends in the x direction shown in the figure, and in this case, a plurality of discharge ports 4 are arranged in the y direction. Further, the recording head of this embodiment has the same configuration as that shown in FIGS. 3A and 3B symmetrically with respect to the y-axis. That is, two rows of the ejection ports 4 arranged in the y direction are formed.

【0023】次に、本実施形態に関し、ヒータ1に電圧
パルスを印加して投入するエネルギーによって、前述の
BTHJ方式による吐出(以下、「BTHJ吐出」とも
いう)とバブル−ジェット方式による吐出(以下、「バ
ブル−ジェット吐出」ともいう)を制御する点について
説明する。図4はこの制御の概念を説明する図である。
Next, regarding the present embodiment, depending on the energy applied by applying a voltage pulse to the heater 1, the discharge by the above-mentioned BTHJ system (hereinafter also referred to as “BTHJ discharge”) and the discharge by the bubble-jet system (hereinafter referred to as “BTHJ discharge”). , (Also referred to as “bubble-jet ejection”) will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating the concept of this control.

【0024】図4において、Ethは発泡閾値エネルギ
ーまたは吐出下限エネルギーであり、ヒータ1に対する
投入エネルギーがEthと等しいかそれより小さい場合
は、液体吐出に必要な発泡を得られず、インクは吐出し
ない。また、投入エネルギーがEoより大きい場合は、
図5(a)に示すように、吐出方向においてヒータ1の
前方にあるインクの略全てをすべて吐出させるのに十分
なエネルギーが供給され、BTHJ吐出となる。一方、
投入エネルギーがEoより小さい場合はヒータ1の前方
のインクをすべて吐出させるのに必要なエネルギーが得
られないため、図5(b)のようなバブル−ジェット吐
出状態になる。この場合、バブル−ジェット吐出とする
ために投入するエネルギーEは、12<E/Eth<
(1.1)2、ここで、Eo/Eth=(1.1)2の関
係がある。
In FIG. 4, Eth is the bubbling threshold energy or the ejection lower limit energy. When the input energy to the heater 1 is equal to or smaller than Eth, the bubbling required for ejecting the liquid cannot be obtained and the ink is not ejected. . If the input energy is larger than Eo,
As shown in FIG. 5A, sufficient energy is supplied to eject substantially all of the ink in front of the heater 1 in the ejection direction, and BTHJ ejection is performed. on the other hand,
If the input energy is smaller than Eo, the energy required to eject all the ink in front of the heater 1 cannot be obtained, and the bubble-jet ejection state as shown in FIG. In this case, the energy E applied for bubble-jet discharge is 1 2 <E / Eth <
(1.1) 2 , where Eo / Eth = (1.1) 2 .

【0025】なお、BTHJ吐出またはバブル−ジェッ
ト吐出いずれの吐出状態であるかの判断は図5(a)お
よび(b)に示されるように、吐出直後に吐出方向にお
いてヒータ1の前方の吐出口4に至る部分にインクが残
っているか否かを観察することによって容易に判断でき
る。すなわち、同図(a)に示す場合のように、ヒータ
1の前方にインクが残っていない場合はBTHJ吐出が
行われており、同図(b)に示すようにインクが残って
いる場合はバブル−ジェットの吐出が行われていると判
断することができる。
As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), it is determined whether the discharge state is BTHJ discharge or bubble-jet discharge, immediately after discharge in the discharge direction in front of the heater 1 in the discharge direction. This can be easily determined by observing whether or not ink remains in the area up to 4. That is, when ink is not left in front of the heater 1 as in the case shown in FIG. 7A, BTHJ is ejected, and when ink is left as shown in FIG. It can be determined that the bubble-jet is being discharged.

【0026】本発明の一実施形態では、以上のように制
御されるバブル−ジェット吐出とBTHJ吐出とを画像
の記録デューティーに応じて切換える制御を行う。ここ
で、その制御に用いられる画像データ中のハイデューテ
ィー部を定義する。ハイデューティー部とは、2値の画
像データにおける所定領域で、その領域の画素の半分以
上でオン(吐出)のデータとなっている部分をいう。一
方、ローデューティー部とは、上記画素の半分未満がオ
ンデータとなっている部分をいう。
In one embodiment of the present invention, control is performed to switch the bubble-jet discharge and the BTHJ discharge controlled as described above according to the print duty of the image. Here, the high duty part in the image data used for the control is defined. The high-duty portion is a predetermined area in the binary image data, and is a portion in which more than half of the pixels in that area are on (ejection) data. On the other hand, the low duty portion is a portion in which less than half of the pixels have on-data.

【0027】なお、本実施形態のインクジェット記録装
置では、上述のように所定記録領域において吐出する画
素が1/2以上かそれ以下かによってハイデューティー
とローデューティーの区別をしたが、その基準が1/2
に限られないことは勿論である。この判断基準は、予め
いくつかのデューティー毎にミストの状態を調べ、それ
に基づいて判別基準を設定することもできる。
In the ink jet recording apparatus of the present embodiment, the high duty and the low duty are distinguished according to whether the number of pixels ejected in the predetermined recording area is 1/2 or less as described above. / 2
Of course, it is not limited to. As for this criterion, the state of mist may be checked in advance for every several duties, and the criterion may be set based on this.

【0028】次に、上記制御において投入エネルギーを
変化させる具体的手段について説明する。本実施形態に
係るバブル−ジェット方式もしくはBTHJ方式におい
ては、ヒータに加える電圧パルスの形状により、投入エ
ネルギーを変化させることができる。図6(a)に示す
パルス1つのみを加える場合(以下、「シングルパル
ス」ともいう)と、同図(b)に示すように、吐出パル
ス(以下、メインパルス)の前に発泡を生じさせない程
度の短いパルス(以下、プレパルス)を加えた場合(以
下、「ダブルパルス」ともいう)では、ダブルパルスの
方が投入エネルギーが大きくなる。なお、プレパルスの
立下がり時からメインパルスの立上がり時までの間は休
止時間という。
Next, concrete means for changing the input energy in the above control will be described. In the bubble-jet method or the BTHJ method according to this embodiment, the input energy can be changed by the shape of the voltage pulse applied to the heater. When only one pulse shown in FIG. 6A is added (hereinafter, also referred to as “single pulse”), as shown in FIG. 6B, foaming occurs before the ejection pulse (hereinafter, main pulse). When a short pulse (hereinafter referred to as “prepulse”) that is not allowed (hereinafter also referred to as “double pulse”) is applied, the double pulse has a larger input energy. Note that the period from the fall of the pre-pulse to the rise of the main pulse is called a pause time.

【0029】本実施形態のヘッドでは、図3(a)に示
される流路高さThは13μm、オリフィスプレートの
厚みToは12μm、ヒータサイズは26μm角の正方
形であり、ヒータ面積Snは676μm2である。図3
(b)に示される吐出口面積Anは400μm2であ
り、ヒータに9Vの電圧をかけたときに、BTHJ方式
ではヘッドから吐出される体積8.5plである。
In the head of this embodiment, the flow path height Th shown in FIG. 3A is 13 μm, the orifice plate thickness To is 12 μm, the heater size is a 26 μm square, and the heater area Sn is 676 μm 2. Is. Figure 3
The discharge port area An shown in (b) is 400 μm 2 , and the volume discharged from the head is 8.5 pl in the BTHJ method when a voltage of 9 V is applied to the heater.

【0030】ローデューティー時は、電圧9V、プレパ
ルス幅0.5μsec、休止時間1.0μsec、メイ
ンパルス幅1.6μsecのダブルパルスで駆動する。
これにより、図2に示すようなBTHJ吐出の状態とな
る。一方、ハイデューティー時には、電圧9V、1.9
μsec幅のシングルパルスで駆動する。これにより、
図1に示すようなバブル−ジェット吐出の状態となる。
このように、ローデューティー時にはBTHJ吐出をす
ることにより、ヘッドから吐出する液滴を比較的小さく
でき、また、その体積を一定に保ち、ムラのない高精細
な画像が得られる。これとともに、ローデューティーで
あることから全体のサテライト量を低減でき、装置内の
ミストの量を低減できる。一方、孤立して形成されるド
ットがほとんど存在しないハイデューティー時には、バ
ブル−ジェット吐出を行うことで、サテライト自体が減
少して同様にミスト量を低減でき、また、打ち込み回数
を多くしなくてもよいためスループットの低下を防止で
きる。
At the time of low duty, it is driven by a double pulse having a voltage of 9 V, a pre-pulse width of 0.5 μsec, a dwell time of 1.0 μsec, and a main pulse width of 1.6 μsec.
As a result, the BTHJ ejection state as shown in FIG. 2 is obtained. On the other hand, at high duty, the voltage is 9V and 1.9.
Drive with a single pulse of μsec width. This allows
A bubble-jet discharge state as shown in FIG. 1 is obtained.
As described above, by ejecting BTHJ at the time of low duty, the droplets ejected from the head can be made relatively small and the volume thereof can be kept constant to obtain a high-definition image without unevenness. At the same time, since the duty is low, the total satellite amount can be reduced, and the amount of mist in the device can be reduced. On the other hand, at the time of high duty in which there are almost no dots that are formed in isolation, by performing bubble-jet ejection, the satellite itself can be reduced and the amount of mist can be reduced as well. Since this is good, it is possible to prevent a decrease in throughput.

【0031】なお、本実施形態においては、パルス幅の
増減することにより、BTHJ吐出とバブル−ジェット
吐出の切り替えを行うものであるが、本願発明者が鋭意
検討したところ、上記切り替えはヘッドの構造と密接な
関係があることがわかった。
In the present embodiment, the BTHJ ejection and the bubble-jet ejection are switched by increasing / decreasing the pulse width, but the inventors of the present application have made earnest studies and found that the switching is the structure of the head. It has been found to have a close relationship with.

【0032】図3(a)のヘッド構造において、バブル
スルーするか否かは、吐出方向の前方イナータンスと、
流路方向の後方イナータンスとのバランスによる。T0
が短ければ短いほど、つまりオリフィスプレートが薄け
れば薄いほど吐出方向側の前方イナータンスが小さくな
り、BTJ吐出しやすくなる。また、同様に流路高さ方
向の距離Thが短ければ短いほど流路方向の後方イナー
タンスが大きくなり、パワーが流路方向に逃げないので
BTHJ吐出しやすくなる。一方、オリフィスプレート
の厚みT0が大きければ吐出方向側の前方イナータンス
が大きくなり、BTHJ吐出しにくくなる。同様に、流
路高さ方向の距離Thが長ければ長いほど流路方向の後
方イナータンスが小さくなり、パワーが流路方向に逃げ
てしまうのでBTHJ吐出しにくくなる。
In the head structure of FIG. 3 (a), whether or not to bubble through is determined by the front inertance in the ejection direction,
It depends on the balance with the backward inertance in the flow direction. T 0
Is shorter, that is, the thinner is the orifice plate, the smaller is the front inertance in the discharge direction, and the easier is BTJ discharge. Similarly, the shorter the distance Th in the flow path height direction, the greater the rear inertance in the flow path direction, and the more the power does not escape in the flow path direction, the easier the BTHJ discharge. On the other hand, if the thickness T 0 of the orifice plate is large, the front inertance on the discharge direction side becomes large and it becomes difficult to discharge BTHJ. Similarly, the longer the distance Th in the flow path height direction, the smaller the rear inertance in the flow path direction, and the power escapes in the flow path direction, making it difficult to eject BTHJ.

【0033】パルス幅の増減することにより、BTHJ
吐出とバブル−ジェット吐出の切り替えが可能なヘッド
のノズル構造は、以下のような関係があることがわかっ
た。
By increasing or decreasing the pulse width, BTHJ
It has been found that the nozzle structure of the head capable of switching ejection and bubble-jet ejection has the following relationship.

【0034】0.5 < T0/Th < 1.5 0.5よりも値が小さい場合は、T0が極端に小さい場
合とThが大きい2つのケースがあるが、前者の場合、
製造上の限界からオリフィスプレートは数μmオーダに
まで極端に小さくできないので現実的にはオリフィスプ
レートが極端に薄くて吐出方向側の前方イナータンスが
殆どないような状態での安定的な、BTHJ吐出は困難
である。次に、後者の場合は、Thが大きくなり、後方
イナータンスが小さくなり,吐出方向にパワーが集中せ
ず、流路方向に逃げてしまうので安定的なBTHJ吐出
は困難である。
When the value is smaller than 0.5 <T 0 / Th <1.5 0.5, there are two cases where T 0 is extremely small and Th is large. In the former case,
Due to manufacturing limitations, the orifice plate cannot be made extremely small to the order of a few μm, so in reality, the orifice plate is extremely thin, and stable BTHJ discharge is possible with almost no forward inertance in the discharge direction. Have difficulty. Next, in the latter case, Th increases, rear inertance decreases, power does not concentrate in the discharge direction, and the power escapes in the flow path direction, so stable BTHJ discharge is difficult.

【0035】本実施形態の比較例1として、T0=15
μm、Thが12μmのヘッドの場合も、本実施形態と
同様にパルス幅の切り替えが可能であった。しかし、比
較例2として、T0=18μm,Th=12μmのヘッ
ドの場合には安定的にはBTHJ吐出することができな
かった。
As Comparative Example 1 of this embodiment, T 0 = 15
Even in the case of the head having μm and Th of 12 μm, it was possible to switch the pulse width as in the present embodiment. However, as Comparative Example 2, in the case of the head having T 0 = 18 μm and Th = 12 μm, BTHJ ejection could not be stably performed.

【0036】さらに、実施形態2の比較例3として、T
h=16μm、T0=9μmのヘッド構造の場合、同様
にパルス幅の切り替えが可能であった。しかし、比較例
4として、Th=18μm、T0=9μmのヘッドの場
合には安定的にはBTHJ吐出することができなかっ
た。
Further, as Comparative Example 3 of the second embodiment, T
In the case of the head structure of h = 16 μm and T 0 = 9 μm, the pulse width could be similarly switched. However, as Comparative Example 4, in the case of a head having Th = 18 μm and T 0 = 9 μm, BTHJ ejection could not be stably performed.

【0037】なお、本発明の実施形態においては、より
安定的にBTHJ吐出する条件として、T0+Thが2
0μm程度〜30μm程度の範囲を特に好ましい条件と
している。T0+Thがそれ以下の場合は以下の理由が
考えられる。
In the embodiment of the present invention, T 0 + Th is 2 as a condition for more stable BTHJ ejection.
The range of about 0 μm to 30 μm is a particularly preferable condition. When T 0 + Th is less than that, the following reasons can be considered.

【0038】Thが10μm以下の場合、ヘッドの応答
周波数が低下してしまう。
When Th is 10 μm or less, the response frequency of the head is lowered.

【0039】T0が6μm以下場合、堅牢なオリフィス
をつくるのが困難となる。
When T 0 is 6 μm or less, it becomes difficult to form a robust orifice.

【0040】T0+Thが30μmを超えてはるかに大
きいと通常のバブル−ジェットのみになりやすくなる。
If T 0 + Th is much larger than 30 μm, only ordinary bubble-jets are likely to occur.

【0041】(実施形態2)本実施形態の記録ヘッド
は、図3(a)に示すToを9μm、Thを12μmと
したものである。ヒータサイズは、26μm×31μm
の長方形であり、Snは806μm2となる。図3
(b)に示されるAnは400μm2であり、ヒータに
10Vの電圧をかけたときに、BТHJ方式でヘッドか
ら吐出される体積は5plである。
(Embodiment 2) The recording head of this embodiment has To of 9 μm and Th of 12 μm shown in FIG. Heater size is 26μm × 31μm
And has Sn of 806 μm 2 . Figure 3
An shown in (b) is 400 μm 2 , and when a voltage of 10 V is applied to the heater, the volume ejected from the head in the BТHJ method is 5 pl.

【0042】本実施形態では、バブル−ジェット方式、
BТHJ方式いずれの場合も上述したシングルパルス駆
動を行い、パルス幅を増減させることによってヒータに
加える投入エネルギーを変化させる。すなわち、ローデ
ューティー時は電圧10Vで、パルス幅2.3μsec
で駆動する。これにより、図2に示されるようなBTH
J吐出状態となる。一方、ハイデューティー時には、電
圧10V、パルス幅1.8μsecのシングルパルスで
駆動し、図1に示すようなバブル−ジェット吐出を行
う。なお、本実施形態の記録ヘッドの発泡閾値パルス幅
もしくは吐出下限パルス幅Pthは1.5μsecであ
り、バブル−ジェット吐出の時の駆動パルスPは、12
<(P/Pth)<(1.1)2の関係を満たす。この
ように、ローデューティー時にはBTHJ吐出を行い、
一方、ハイデューティー時はバブル−ジェット吐出を行
うことで、第1の実施形態と同様、サテライトが減少さ
せて機内ミストを低減することができる。
In this embodiment, the bubble-jet method,
In any of the BHHJ methods, the single pulse drive described above is performed, and the input energy applied to the heater is changed by increasing or decreasing the pulse width. That is, at low duty, the voltage is 10 V and the pulse width is 2.3 μsec.
Drive with. This allows the BTH as shown in FIG.
J ejection state is set. On the other hand, at the time of high duty, driving is performed with a single pulse having a voltage of 10 V and a pulse width of 1.8 μsec, and bubble-jet ejection as shown in FIG. 1 is performed. The bubbling threshold pulse width or the ejection lower limit pulse width Pth of the recording head of the present embodiment is 1.5 μsec, and the drive pulse P at the time of bubble-jet ejection is 1 2
The relationship of <(P / Pth) <(1.1) 2 is satisfied. In this way, BTHJ ejection is performed at low duty,
On the other hand, by performing bubble-jet discharge at the time of high duty, it is possible to reduce satellites and reduce mist inside the aircraft, as in the first embodiment.

【0043】(実施形態3)本実施形態3では、ヒータ
に加える投入エネルギーを変化させる手段として、駆動
電圧を増減させる。すなわち、ローデューティー時は電
圧10v、パルス幅2.3secのシングルパルスで駆
動する。これにより、図2に示すようなBTHJ吐出状
態となる。一方、ハイデューティー時には、電圧9V、
パルス幅2.3μsecのシングルパルスで駆動し、図
1に示すようなバブル−ジェット吐出を行う。なお、こ
のとき、バブル−ジェット吐出時の駆動電圧Vは、1<
(V/Vth)<1.1の関係を満たす。このように、
ローデューティー時にはBTHJ吐出を行い、一方、ハ
イデューティー時はバブル−ジェット吐出を行うことに
より上述した2つの実施形態と同様の効果を得ることが
できる。
(Third Embodiment) In the third embodiment, the driving voltage is increased or decreased as a means for changing the energy input to the heater. That is, at the time of low duty, a single pulse with a voltage of 10 v and a pulse width of 2.3 sec is used for driving. As a result, the BTHJ ejection state as shown in FIG. 2 is obtained. On the other hand, at high duty, the voltage is 9V,
Driving with a single pulse having a pulse width of 2.3 μsec, bubble-jet ejection as shown in FIG. 1 is performed. At this time, the drive voltage V at the time of bubble-jet ejection is 1 <
The relationship of (V / Vth) <1.1 is satisfied. in this way,
By performing BTHJ ejection at low duty, while performing bubble-jet ejection at high duty, the same effects as those of the above-described two embodiments can be obtained.

【0044】図7は上述した各実施形態に係るインクジ
ェットプリント装置の一例を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing an example of the ink jet printing apparatus according to each of the above-mentioned embodiments.

【0045】図7において、符号130は上述のインク
ジェットヘッドとインクカートリッジをそれぞれ2個づ
つ搭載することのできるキャリッジである。2つのイン
クジェットのうち、一方は、シアン、マゼンタ、イエロ
の各インクを吐出するそれぞれ所定数の吐出口を一体に
形成したものであり、これに応じてインクカートリッジ
は上記3種類のインクを個別に貯留するものである。ま
た、他方のインクジェットヘッドはブラックインクを吐
出するものであり、これに応じて他方のインクカートリ
ッジはブラックインクを貯留する。キャリッジ130
は、シャーシ131にその両端部が支持されて延在する
ガイドレール132および133により摺動可能に支持
されている。このキャリッジ130には、不図示の駆動
モータからの駆動を伝達するための駆動ベルト134
と、搭載するヘッド10に画像信号を伝達するためのフ
レキシブルケーブル135とがそれぞれ接続されてい
る。これにより、各インクジェットヘッド10から記録
媒体としての例えば記録用紙にインクを吐出してプリン
トを行うことができる。
In FIG. 7, reference numeral 130 is a carriage on which two ink jet heads and two ink cartridges can be mounted. Of the two ink jets, one has a predetermined number of ejection ports for ejecting cyan, magenta, and yellow inks integrally formed, and accordingly, the ink cartridge separately stores the above three types of inks. It is to store. The other ink jet head ejects black ink, and the other ink cartridge stores the black ink accordingly. Carriage 130
Is slidably supported by guide rails 132 and 133, both ends of which are supported and extended by the chassis 131. A drive belt 134 for transmitting drive from a drive motor (not shown) to the carriage 130.
And a flexible cable 135 for transmitting an image signal to the mounted head 10, respectively. As a result, printing can be performed by ejecting ink from each inkjet head 10 onto a recording medium, such as a recording medium.

【0046】キャリッジの移動範囲の一端側に設けられ
たホームポジションHPには、キャリッジ130上に搭
載されるインクジェットヘッドに対する吐出回復を目的
とする吸引または保護に用いられるキャップ(キャッピ
ング手段)136が設けられている。キャップ136を
用い、不図示のポンプ(ポンプ手段)によりキャップ1
36とヘッド部との間の空間を負圧とすることにより、
あるいはキャップ136に対して予備吐出させることに
よりヘッド部の吐出口またはこれに連通するインク流路
(吐出口)の目詰まり等を積極的に解消することができ
る。なお、図示しないが、上記キャップ136には、そ
の内部に連通し、ヘッド部から排出されたインクを所定
の部位へ導くインクチューブが取り付けられている。
At the home position HP provided at one end side of the carriage movement range, a cap (capping means) 136 used for suction or protection for the purpose of recovery of ejection to the ink jet head mounted on the carriage 130 is provided. Has been. The cap 136 is used, and the cap 1 is provided by a pump (pump means) not shown.
By making the space between 36 and the head part negative pressure,
Alternatively, by performing preliminary ejection on the cap 136, it is possible to positively eliminate clogging of the ejection port of the head portion or the ink flow path (ejection port) communicating with this. Although not shown, an ink tube communicating with the inside of the cap 136 and guiding the ink discharged from the head portion to a predetermined portion is attached to the cap 136.

【0047】図8は、図7に示したインクジェット記録
装置における制御構成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing the control arrangement of the ink jet recording apparatus shown in FIG.

【0048】制御部800は、記録データの処理、各機
構の動作制御処理等、を実行するCPU801を有して
本記録装置に係る制御を行う。ROM802は上記CP
U801による処理プログラムを格納し、また、RAM
803は、CPU801による処理実行のワークエリア
として用いられる。さらに、CPU801は、各モータ
ドライバ806D、807Dを介してキャリッジモータ
806および紙送りモータ807の駆動を制御すること
ができる。
The control unit 800 has a CPU 801 which executes processing of recording data, operation control processing of each mechanism, and the like, and controls the recording apparatus. ROM 802 is the CP
Stores the processing program by U801 and also RAM
Reference numeral 803 is used as a work area for processing execution by the CPU 801. Further, the CPU 801 can control the drive of the carriage motor 806 and the paper feed motor 807 via the motor drivers 806D and 807D.

【0049】図7に示した各インクジェットヘッドの駆
動制御は、CPU801の制御に基づいてヘッドコント
ローラ804によって行われる。すなわち、ヘッド駆動
コントローラ804は、キャリッジ130の移動のタイ
ミングに応じて、1ラインメモリに格納される2値の吐
出データをインクジェットヘッド808の各吐出口に対
応させてインクジェットヘッド808のドライバへ供給
し、これに基づいてインクジェットヘッド808からイ
ンクが吐出される。
The drive control of each ink jet head shown in FIG. 7 is performed by the head controller 804 based on the control of the CPU 801. That is, the head drive controller 804 supplies binary ejection data stored in the one-line memory to the driver of the inkjet head 808 in association with each ejection port of the inkjet head 808 in accordance with the timing of movement of the carriage 130. Based on this, ink is ejected from the inkjet head 808.

【0050】この際、上述した第一の実施形態では、C
PU801は所定のバッファから1ライン分の記録デー
タを1ラインメモリ805に格納する際、オン(吐出)デ
ータの数をカウントし、これをヘッド駆動コントローラ
804の所定のメモリに格納する。そして、1ラインメ
モリ805に格納されたその吐出データをインクジェッ
トヘッド808に転送するとき上記カウント数に基づい
て得られるデューティーが予め設定されている基準デュ
ーティー以上か否かに応じて、前述したように、波形設
定部804Aからインクジェットヘッド808のドライ
バへ駆動パルスの波形信号を送り、デューティーに応じ
たパルス幅もしくは電圧値の駆動パルスでヒータの駆動
を行う。
At this time, in the above-described first embodiment, C
The PU 801 counts the number of ON (ejection) data when storing the print data for one line from the predetermined buffer in the one-line memory 805, and stores this in the predetermined memory of the head drive controller 804. Then, when the ejection data stored in the 1-line memory 805 is transferred to the inkjet head 808, as described above, the duty obtained based on the count number is equal to or greater than a preset reference duty. A waveform signal of a drive pulse is sent from the waveform setting unit 804A to the driver of the inkjet head 808, and the heater is driven with a drive pulse having a pulse width or a voltage value according to the duty.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、低デューティー部に対して記録を行うときは
インク中の気泡が大気と連通する方式(BTHJ方式)
でインクが吐出される。ここで、デューティーが低いた
め全体としては発生するサテライトも少ない。また、吐
出される小液滴の体積は均一でかつ小さいため、粒状性
が目立たなくムラのない高品位な画像を得ることができ
る。
As is apparent from the above description, according to the present invention, the system in which the bubbles in the ink communicate with the atmosphere (BTHJ system) when printing is performed on the low duty portion.
Ink is ejected. Here, since the duty is low, few satellites are generated as a whole. Further, since the volume of the discharged small droplets is uniform and small, it is possible to obtain a high-quality image in which the graininess is not conspicuous and there is no unevenness.

【0052】一方、高デューティー部に対して記録を行
ときは気泡が大気と連通しない方式(バブル−ジェッ
ト方式)でインクが吐出されるので発生するサテライト
自体を少なくすることができる。なお、バブル−ジェッ
ト方式の場合、吐出体積の均一性を欠く恐れはあるが、
デューティーが高いため、孤立して形成されるドットは
ほとんど存在せず画像品位の点で問題になることはな
い。また、スループットの低下も防止できる。
On the other hand, recording is performed for the high duty part.
Cormorants time bubble method that does not communicate with the atmosphere - it is possible to reduce the satellite itself generated since ink is ejected in (bubble jet system). In the case of the bubble-jet method, there is a possibility that the discharge volume may not be uniform,
Since the duty is high, there are almost no dots formed independently, and there is no problem in terms of image quality. Further, it is possible to prevent a decrease in throughput.

【0053】この結果、高速、高画質の両方を保ったま
ま、記録装置内に排出されるミスト量を減少させること
ができる。
As a result, the amount of mist discharged into the recording apparatus can be reduced while maintaining both high speed and high image quality.

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

【図1】(a)〜(d)は、バブル−ジェット吐出時の
インク滴およびサテライトの様子を時系列的に示す模式
図である。
FIG. 1A to FIG. 1D are schematic diagrams showing in chronological order the states of ink droplets and satellites during bubble-jet ejection.

【図2】(a)〜(d)は、BTHJ吐出時のインク滴
およびサテライトの様子を時系列的に示す模式図であ
る。
FIG. 2A to FIG. 2D are schematic diagrams showing the states of ink droplets and satellites during BTHJ ejection in time series.

【図3】(a)は、本発明の実施形態に係るインクジェ
ット記録ヘッドの要部構成を吐出口を側方から示す断面
図、(b)はその構成の正面図である。
FIG. 3A is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of an inkjet recording head according to an embodiment of the present invention from a lateral side of an ejection port, and FIG. 3B is a front view of the configuration.

【図4】熱エネルギー発生素子に投入するエネルギーと
吐出状態との関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between energy applied to a thermal energy generating element and a discharge state.

【図5】(a)はインクジェット記録ヘッドのBTHJ
吐出時の吐出口近傍を側面から見た模式図、(b)はバ
ブル−ジェット吐出時の吐出口近傍を側面から見た模式
図である。
FIG. 5A is a BTHJ of an inkjet recording head.
FIG. 3B is a schematic view of the vicinity of the discharge port at the time of discharge as seen from the side surface, and FIG. 7B is a schematic view of the vicinity of the discharge port at the time of bubble-jet discharge as viewed from the side face.

【図6】本実施形態において、熱エネルギー発生素子に
投入する駆動パルスを示し、(a)はシングルパルスを
示す図であり、(b)はプレパルスを有したダブルパル
スを示す図である。
6A and 6B show drive pulses applied to the thermal energy generating element in the present embodiment, FIG. 6A is a diagram showing a single pulse, and FIG. 6B is a diagram showing a double pulse having a prepulse.

【図7】本発明の実施形態に係るインクジェット記録装
置を示す斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view showing an inkjet recording apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図8】図7に示されるインクジェット記録装置の制御
構成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a block diagram showing a control configuration of the inkjet recording apparatus shown in FIG. 7.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ヒータ 2 素子基板 3 オリフィスプレート 4 吐出口 5 液流路 6 液流路壁 105 連通路 11 主滴 12 サテライト Th 流路高さ To オリフィスプレートの厚み Sn ヒータ面積 An 吐出口面積 dBTJ BTHJ吐出時のインク滴の尾の太さ dBJ バブル−ジェット吐出時のインク滴の尾の太さ1 Heater 2 Element substrate 3 Orifice plate 4 Discharge port 5 Liquid channel 6 Liquid channel wall 105 Communication channel 11 Main droplet 12 Satellite Th Channel height To Channel thickness Sn Orifice plate thickness Sn Heater area An Discharge port area d BTJ BTHJ During discharge Thickness of ink droplets of the ink droplet d BJ bubble-thickness of ink droplets when jetting

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/05 B41M 5/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) B41J 2/05 B41M 5/00

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 吐出口および付与されるエネルギーに応
じて熱エネルギーを発生する熱エネルギー発生素子を有
し、熱エネルギーによりインク中に発生した気泡の圧力
によって、吐出口から少なくともインク主滴を吐出する
記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置
において、所定記録領域内の2値画像データに 基づいて得られる吐
出デューティーに応じて、高デューティー部と低デュー
ティー部とを区別する手段と前記高デューティー部に対して記録を行う場合に、 前記
熱エネルギー発生素子に付与するエネルギーを相対的に
小さくして前記気泡を大気に連通させない状態でインク
の吐出を行わせ、前記低デューティー部に対して記録を
行う場合に、前記熱エネルギー発生素子に付与するエネ
ルギーを相対的に大きくして前記発生した気泡を大気に
連通させてインクの吐出を行わせるよう前記熱エネルギ
ー発生素子に付与するエネルギーを制御する制御手段
と、 を備えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
1. A thermal energy generating element that generates thermal energy in accordance with an ejection port and applied energy, and at least a main ink droplet is ejected from the ejection port by the pressure of bubbles generated in the ink by the thermal energy. In an ink jet recording apparatus that performs recording using a recording head, the high duty section and the low duty section are selected according to the ejection duty obtained based on the binary image data in the predetermined recording area.
A means for distinguishing between a tee portion and an ink ejected in a state where the energy applied to the thermal energy generating element is relatively small when recording is performed on the high duty portion so that the bubbles do not communicate with the atmosphere. And perform recording on the low duty section.
When performing, the energy applied to the thermal energy generating element is made relatively large and the generated bubbles are released into the atmosphere.
The thermal energy is used so that ink is ejected by communicating with each other.
-Control means for controlling the energy applied to the generating element
An ink jet recording apparatus comprising the and.
【請求項2】 前記記録ヘッドは、前記低デューティー
部に対して記録を行う場合に前記制御手段によって付与
されるエネルギーにより、生成した気泡が大気と連通し
た後インクが吐出される構造を有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 recording head comprises the low duty
2. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink is ejected after the generated bubbles are communicated with the atmosphere by the energy applied by the control unit when recording is performed on the copy. .
【請求項3】 前記手段は、前記熱エネルギー発生素子
に付与するエネルギーをパルスの形態で付与し、該パル
スの形状を異ならせることによって前記エネルギーを制
御す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 means for applying the energy to be applied to the thermal energy generating element in the form of a pulse, and controlling the energy by changing the shape of the pulse. The inkjet recording device according to item 1.
【請求項4】 前記手段は、インクの吐出に直接関与す
るパルスとそれ以外のパルスとの組み合わせを含んだ複
数パルスを用いて前記エネルギーを制御することを特徴
とする請求項3に記載のインクジェット記録装置。
4. The inkjet according to claim 3, wherein the means controls the energy by using a plurality of pulses including a combination of a pulse directly related to ink ejection and a pulse other than the pulse. Recording device.
【請求項5】 前記低デューティー部に対して記録を行
う場合のパルスは、インクの吐出に直接関与するパルス
とそれ以外のパルスとの組み合わせを含んだ複数パルス
で成り、前記高デューティー部に対して記録を行う場合
パルスは、単一のパルスから成ることを特徴とする請
求項4に記載のインクジェット記録装置。
5. Recording is performed on the low duty portion.
In this case, the pulse in the case of being composed of a plurality of pulses including a combination of a pulse directly related to the ejection of ink and a pulse other than that, and when recording is performed on the high duty portion.
The ink jet recording apparatus according to claim 4, wherein the pulse is a single pulse.
【請求項6】 前記高デューティー部に対して記録を行
う場合に熱エネルギー発生素子に付与するエネルギーE
が、 1<E/Eth<(1.1) ここで、Ethは吐出に必要な吐出下限エネルギーであ
ることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載
のインクジェット記録装置。
6. Recording is performed on the high duty portion.
Energy E to be applied to the thermal energy generating element when cormorants
1 2 <E / Eth <(1.1) 2 Here, Eth is the ejection lower limit energy required for ejection, and the inkjet recording apparatus according to any one of claims 1 to 5.
【請求項7】 前記高デューティー部に対して記録を行
う場合に熱エネルギー発生素子に付与するパルスの幅P
が、 1<(P/Pth)<(1.1) ここで、Pthは吐出に必要な吐出下限パルス幅である
ことを特徴とする請求項3ないし5のいずれかに記載の
インクジェット記録装置。
7. The recording is performed on the high duty portion.
In this case, the width P of the pulse applied to the heat energy generating element
However, 1 2 <(P / Pth) <(1.1) 2 Here, Pth is an ejection lower limit pulse width required for ejection, and inkjet recording according to any one of claims 3 to 5. apparatus.
【請求項8】 前記発生した気泡を大気に連通させて吐
出されるインク滴は、主となる液滴と、この主滴から分
断されたサテライト滴である請求項1に記載のインクジ
ェット記録装置。
8. The generated bubbles are discharged by communicating with the atmosphere.
The ejected ink droplet is divided into the main droplet and the main droplet.
The ink droplet according to claim 1, which is a broken satellite droplet.
Recording device.
【請求項9】 吐出口および付与されるエネルギーに応
じて熱エネルギーを発生する熱エネルギー発生素子を有
し、熱エネルギーによりインク中に発生した気泡の圧力
によって、吐出口から少なくともインク主滴を吐出する
記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録方法
において、所定記録領域内の2値画像データに 基づいて得られる吐
出デューティーに応じて、高デューティー部と低デュー
ティー部とを区別し、 前記高デューティー部に対して記録を行う場合に、前記
熱エネルギー発生素子に付与するエネルギーを相対的に
小さくして インク中に発生した気泡が大気に連通しない
状態でインクの吐出を行わせ、前記低デューティー部に
対して記録を行う場合に、前記熱エネルギー発生素子に
付与するエネルギーを相対的に大きくして前記発生し
気泡を大気に連通させてインクを吐出させることで記録
を行うことを特徴とするインクジェット記録方法。
9. A thermal energy generating element that generates thermal energy in accordance with an ejection port and applied energy, and at least an ink main droplet is ejected from the ejection port by the pressure of bubbles generated in the ink by the thermal energy. In the ink jet recording method for performing recording using the recording head, the high duty part and the low duty part are selected according to the ejection duty obtained based on the binary image data in the predetermined recording area.
When the recording is performed on the high duty portion by distinguishing from the tee portion ,
The energy applied to the thermal energy generating element is relatively
The ink is ejected in a state where air bubbles generated in the ink do not communicate with the atmosphere by making it small, and
When recording on the other hand,
An ink jet recording method, wherein recording is performed by relatively increasing the energy to be applied and communicating the generated bubbles with the atmosphere to eject ink.
【請求項10】 前記記録を行うステップは、前記熱エ
ネルギー発生素子に付与するエネルギーをパルスの形態
で付与し、該パルスの形状を異ならせることによって前
記エネルギーを制御し、前記大気に連通する吐出または
前記大気に連通しない吐出を行うことを特徴とする請求
に記載のインクジェット記録方法。
10. The step of performing the recording, the energy applied to the thermal energy generating element is applied in the form of a pulse, the shape of the pulse is made different to control the energy, and the ejection is communicated to the atmosphere. Alternatively, the ink jet recording method according to claim 9 , wherein ejection is performed without communicating with the atmosphere.
【請求項11】 前記記録を行うステップは、インクの
吐出に直接関与するパルスとそれ以外のパルスとの組み
合わせを含んだ複数パルスを用いて前記エネルギーを制
御することを特徴とする請求項10に記載のインクジェ
ット記録方法。
11. The method according to claim 10, wherein the recording step controls the energy using a plurality of pulses including a combination of a pulse directly related to ink ejection and a pulse other than the pulse. Inkjet recording method described.
【請求項12】 前記低デューティー部に対して記録を
行う場合のパルスは、インクの吐出に直接関与するパル
スとそれ以外のパルスとの組み合わせを含んだ複数パル
スで成り、前記高デューティー部に対して記録を行う場
合のパルスは、単一のパルスから成ることを特徴とする
請求項11に記載のインクジェット記録方法。
12. Recording to the low duty portion
The pulse to be performed is composed of a plurality of pulses including a combination of a pulse directly related to ink ejection and a pulse other than that, and when recording is performed on the high duty portion.
The ink jet recording method according to claim 11, wherein the combined pulse comprises a single pulse.
【請求項13】 高デューティー部に対して記録を行う
場合に熱エネルギー発生素子に付与するエネルギーE
が、 1<E/Eth<(1.1) ここで、Ethは吐出に必要な吐出下限エネルギーであ
ることを特徴とする請求項ないし12のいずれかに記
載のインクジェット記録方法。
13. A recording is performed on a high duty portion.
Energy E given to the thermal energy generating element in this case
1 2 <E / Eth <(1.1) 2 Here, Eth is the ejection lower limit energy required for ejection, and the inkjet recording method according to any one of claims 9 to 12.
【請求項14】 高デューティー部に対して記録を行う
場合に熱エネルギー発生素子に付与するパルスの幅P
が、 1<(P/Pth)<(1.1) ここで、Pthは吐出に必要な吐出下限パルス幅である
ことを特徴とする請求項ないし12のいずれかに記載
のインクジェット記録方法。
14. Recording is performed on a high duty portion.
In this case , the width P of the pulse applied to the heat energy generating element
There, 1 2 <(P / Pth ) <(1.1) 2 where, Pth jet recording according to any one of claims 9, characterized in that a discharge lower limit pulse width required for discharge 12 Method.
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