JP2002240288A - インクジェット記録ヘッドおよびその駆動条件設定方法、ならびに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およびその駆動条件設定方法、ならびにインクジェット記録装置

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JP2002240288A
JP2002240288A JP2001037441A JP2001037441A JP2002240288A JP 2002240288 A JP2002240288 A JP 2002240288A JP 2001037441 A JP2001037441 A JP 2001037441A JP 2001037441 A JP2001037441 A JP 2001037441A JP 2002240288 A JP2002240288 A JP 2002240288A
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heating element
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雅彦 藤井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流路容積の違いに拘わらず安定したインクド
ロップの吐出を行うインクジェット記録ヘッドの駆動条
件設定方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 サーマルインクジェット記録ヘッド10
には、発熱体32からノズル面21までの距離(流路容
積)のずれがデータとしてメモリ64に格納されてお
り、インクジェット記録ヘッド10をインクジェット記
録装置に装着することにより、インクジェット記録装置
の制御部50に上記データが読み出され、データに基づ
いて発熱体32の駆動条件(プレパルス数等)が設定さ
れる。したがって、製造誤差等によって流路容積にずれ
があってもインク吐出状態をほぼ一定にでき、安定した
印字性能を確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は画像情報に応じて記
録媒体上にインクドロップを吐出して記録を行なうイン
クジェット記録ヘッドおよびその駆動条件設定方法、な
らびにインクジェット記録装置に関するものである。
【0002】
【従来技術】画像信号に応じてノズルからインクドロッ
プを紙に吐出し、記録を行なうインクジェット記録方法
には、ノズルからインクドロップを吐出するための駆動
力として、電気一熱変換素子(以下発熱体と呼ぶ)に電
気パルスを印可し、発熱体の発熱によりバブルを生じさ
せ、バブルの圧力でノズルからインクドロップを吐出さ
せるサーマルインクジェット方式がある。
【0003】サーマルインクジェット方式の場合には、
インクドロップの吐出によってインク温度が上昇し、粘
度変化によってインクドロップ体積が変化する問題があ
る。
【0004】この対策として、特許公報第278364
7号(以下、従来例1という)に示されるように、発熱
体上で発生したバブルが成長し、大気と連通することに
より、環境温度やヘッド温度によらず、一定体積のイン
クドロップを吐出するものが提案されている。また、こ
のようにすると、発熱体上でバブルが消滅しないので、
発熱体にバブル消滅時のキャビテーションダメージを与
えることがなく、発熱体の寿命を伸ばすこともできる。
【0005】また、上記従来例1の中には、大気と連通
する時に生じるスプラッシュやミストによる画像の汚れ
を防止するため、バブルの内圧が大気圧以下の条件で連
通させることを開示している。
【0006】すなわち、用紙に対するインクミストの付
着は、発熱体の駆動により発生したバブルの内圧が大気
圧より低くなる前にバブルが大気と連通することによ
り、ノズルから大気に向けて圧力勾配が生じることによ
って生じるものである。そこで、バブルの内圧が大気圧
よりも低くなった後でバブルと大気を連通させることに
より、ノズル内部に向かう圧力勾配として、用紙にイン
クミストが付着することを防止するものである。
【0007】ここで、上述の関係を達成するために大気
とバブルが連通するタイミングと発熱体からノズルまで
の流路容積の関係について一般的なバブルの内圧の時間
変化を示す図13を参照して説明する。
【0008】図13は、発熱体からノズルまでの距離を
変えて流路容積を変更したヘッド構造a、b、cについ
て、発熱体の駆動条件(発生するバブル体積)を一定に
してバブルと大気が連通するタイミングを流体シミュレ
ーションにより計算した結果を示したものである。ここ
で、それぞれの流路容積Va、Vb、Vcとすると、そ
の関係はVa<Vb<Vcとなる。
【0009】図13に示すように、発熱体からノズルに
至るまでの流路容積が小さ過ぎる構造aの場合には、バ
ブルの内圧と大気圧が等しくなる時間t1より早くバブ
ルと大気が連通する(バブルの内圧は大気圧より高い)
ため、用紙にインクミストが付着してしまう。また、発
熱体からノズルに至るまでの流路容積が大き過ぎる構造
cでは、バブルと大気との連通が起こらないため、上述
した温度によらず一定体積のインクドロップを吐出した
り、発熱体の寿命を伸ばす効果を得ることができない。
【0010】このように、大気とバブルが連通するタイ
ミングを支配するのは、発熱体からノズルに至るまでの
流路容積と発熱体の駆動条件(発熱体によって生ずるバ
ブルの体積)関係である。
【0011】このような観点から、特許公報第2877
589号(以下、従来例2という)には、発熱体の大き
さや、ノズルまでの流路容積をある一定の範囲内に規定
することが開示されている。
【0012】このように、従来例1、2には、インクミ
ストを防止すると共に、温度によらず一定体積のインク
ドロップを吐出する構成が開示されている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インク
ジェット記録ヘッドの製造誤差によって流路容積を一定
範囲で製造することが困難であるという問題がある。イ
ンクジェット記録ヘッド(ヘッドチップ)の製造工程に
おいて、発熱体からノズルまでの流路容積を変動させる
要因として以下のようなものが考えられる。
【0014】例えば、インク流路を形成した部材にノズ
ル板を貼り付け、ノズル板にノズルを形成するようなイ
ンクジェット記録ヘッドでは、ノズル板の厚みが所望の
厚みでなかったり、ノズルの形成時、所望の大きさのノ
ズルが形成できないことがある。
【0015】また、流路が形成された流路基板と、発熱
体が形成された発熱体基板を張り合わせ、ダイシングに
よりノズル面を形成するようなインクジェット記録ヘッ
ドでは、ダイシング位置がずれることがある。
【0016】このような場合に、発熱体からノズルまで
の流路容積が規定範囲外となってしまい、上記従来技術
1、2のように、所定のタイミングで大気とバブルを連
通させることができず、所望の作用(一定体積のインク
ドロップを吐出、インクミスト防止)を達成できなくな
るおそれがあった しかしながら、バブルの体積と流路容積を所定の関係に
するために、流路寸法の許容量を厳密に規定すれば、ヘ
ッド作製工程におけるインクジェット記録ヘッドの歩留
まりを低下させ、作製コストの上昇を招く。
【0017】そこで、ヘッドチップ毎の流路容積の変動
にかかわらず、所定の印字性能を確保するインクジェッ
ト記録ヘッドの駆動条件設定方法およびインクジェット
記録ヘッドならびにインクジェット記録装置を提供する
ことを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は、インクを加熱
して気泡を発生させる発熱体が配置される個別流路と、
個別流路先端でノズル面に開口されたインク吐出口とを
備えたインクジェット記録ヘッドの駆動条件設定方法で
あって、前記個別流路において、製造誤差による前記発
熱体から前記ノズル面に至る流路容積の違いに応じて前
記発熱体に対する駆動条件を設定することを特徴とす
る。
【0019】このように、発熱体からノズル面に至る個
別流路の流路容積違いに応じて発熱体に印加する駆動条
件を設定している。具体的には、インクジェット記録ヘ
ッド作製工程において、発熱体からノズル面までの流路
容積が所定値からずれた場合に、そのずれ量に応じて発
熱体を駆動する条件を変更することで、発熱体によって
生じるバブルの体積を変化させることにより、発熱体か
らノズルまでの流路容積とバブルの体積を所定の関係に
するものである。例えば、流路容積が小さい場合には、
発熱体に印加するエネルギを小さくすることによって、
インク中に発生させるバブルの体積を減少させ、反対に
流路容積が大きい場合には、発熱体の印加するエネルギ
を増大させることによって、インク中に発生させるバブ
ルの体積を増加させるものである。
【0020】このように、バブルの体積と流路容積を所
定の関係にすることにより、いかなる場合でもインク吐
出時にバブル内圧が大気圧以下で大気と連通するように
できるので、環境温度やヘッド温度によらず一定体積の
インクドロップを吐出でき、さらにスプラッシュやミス
トによる画像劣化を防止できる。
【0021】また、本発明のインクジェット記録ヘッド
は、インクを加熱して気泡を発生させる発熱体が配置さ
れる個別流路と、個別流路先端でノズル面に開口された
インク吐出口と、前記個別流路において、前記発熱体か
らノズル面に至る流路容積に基づく流路容積データを記
憶するデータ保持部と、を備えたことを特徴とする。
【0022】インクジェット記録ヘッドに流路容積デー
タを記憶するデータ保持部を備えたため、インクジェッ
ト記録ヘッドの作製精度が低くても、この流路容積デー
タに基づいて発熱体の駆動条件を設定することによっ
て、流路容積とバブルの体積を所定の関係にすることが
できる。したがって、温度変化に伴なうインクドロップ
の体積変動を抑制すると共に、インクミスト防止を達成
するインクジェット記録ヘッドを、歩留まりを低下させ
ることなく得ることができる。
【0023】さらに、本発明のインクジェット記録装置
は、請求項3〜8のいずれか1項インクジェット記録ヘ
ッドが装着されることにより、前記記録ヘッドの流路容
積データを読み出して前記発熱体の駆動条件を設定する
駆動条件設定手段を備えることを特徴とする。
【0024】上述のインクジェット記録ヘッドが装着さ
れることにより、インクジェット記録ヘッドの流路容積
データを読み出し、それに応じて発熱体の駆動条件を設
定するため、インクジェット記録ヘッドのバブル大きさ
と流路容積が所定の関係となり、インクミスト防止とイ
ンクドロップ体積の一定性が達成される。
【0025】
【実施の形態】本発明の一実施形態に係わるインクジェ
ット記録ヘッドおよびその駆動条件設定方法ならびにイ
ンクジェット記録装置について説明する。
【0026】インクジェット記録ヘッド10は、図1お
よび図2に示すように、発熱基板12と流路基板14を
接合して形成するものであり、流路基板14表面に開口
したインク供給口16から供給されたインクが、共通液
室18、個別流路20を介してノズル端面21に開口し
たノズル22からインクドロップとして吐出される構成
である。
【0027】共通液室18の個別流路20近傍には、図
2に示すように、一定間隔で柱が形成されたフィルタ2
4が形成されており、個別流路20が共通液室18に流
入したゴミによって目詰まりし、インクドロップの吐出
が不能となることを防止している。
【0028】個別流路20は、ノズル側と共通液室側に
それぞれ前方絞り26と後方絞り28を備えると共に、
凹部30を備えることによって、後述するバブルによっ
て効率的にインクドロップを吐出するようにされてい
る。
【0029】一方、発熱体基板12には、基板表面に形
成された回路等をインクから保護するために、表面に保
護層31が形成されると共に、流路基板14の凹部30
に対応する位置に保護層31から露出した発熱体32が
配置されている。
【0030】なお、インクジェット記録ヘッド10に
は、メモリ64(図8参照)を有しており、個別流路2
0の発熱体32からノズル22までの流路容積に応じた
後述するクラス情報が格納されている。本実施形態で
は、このクラス情報とは、個別流路20において発熱体
32の端部からノズル端面21までの距離(ダイシング
位置)Lの製造誤差(ずれ)量である。
【0031】以下、製造誤差量の検出方法についてイン
クジェット記録ヘッド10の作製方法と共に簡単に説明
する。
【0032】このようなインクジェット記録ヘッド10
の作製方法について図3を参照して簡単に説明する。
【0033】流路基板14は、円板上の基板14Aに複
数作成されるものである。基板14A上に形成される各
流路基板14に相当する部分には、特開平11−227
208号公報に示されるように、外部のインクタンクか
らインクジェット記録ヘッド10にインクを供給するた
めのインク供給口16、共通液室18等が湿式異方性エ
ッチングで作製され、個別流路20は形状精度が要求さ
れるため反応性イオンエッチングにより作製される。
【0034】一方、発熱体基板12も、円板上の基板1
2Aに複数作成されるものである。基板12Aに形成さ
れる各発熱体基板12に相当する部分には、発熱体32
等が形成される。
【0035】このようにぞれぞれ形成された流路基板1
4と発熱体基板12は、位置合わせ後、接合され、例え
ばダイサーによってダイシングライン38に沿って矩形
状に切断、分離されることによって、個々のインクジェ
ット記録ヘッド10とされる。このとき、基板12A、
14Aのダイシングされた端面がインクジェット記録ヘ
ッド10のノズル面21となり、ノズル面21にノズル
22が開口する。
【0036】ところで、この基板12A上のダイシング
ライン38を挟んだ位置に、特開2000‐24367
4号公報に示されるように、ノズル面21からダイシン
グ位置(製造誤差)が検出できるパターンが、例えばA
lにより基板12A上に形成されている。このパターン
の一例を図4に示す。
【0037】すなわち、互いに非平行な2本の直線パタ
ーン34A、34Bがダイシングライン38を跨ぐよう
に形成されており、ダイシングによってノズル面21に
露出したパターン34A、34B間の距離Jによってダ
イシング位置(発熱体32の端部からノズル面21まで
の距離L)を検出するものである(図4、図5参照)。
【0038】すなわち、ダイシング位置が設計値からず
れた場合、切断されたノズル面21において、パターン
34Aとパターン34B間の距離Jが変るため、ヘッド
作製工程、あるいは検査工程においてこの距離Jを測定
することによりダイシング位置、すなわち発熱体32か
らノズル22までの距離Lのずれ量を検出することがで
きる。
【0039】なお、ここで求めるべきものは流路容積の
ずれ量であるが、このヘッド作製方法においては、個別
流路20、ノズル22が反応性イオンエッチングで形成
されるため、流路の作製精度は非常に高く、従って流路
断面積やノズル面積はほぼ設計通りできあがる。したが
って、ダイシング位置のずれ量を検出すれば、発熱体3
2からノズル22に至る流路容積の設計値からのずれ量
を推定することができるためである。
【0040】したがって、検査工程などで検出した距離
Jに基づいて、ダイシング位置(発熱体32からノズル
面21までの距離L)のずれ量を算出し、このずれ量に
基づいて図6に示すような5段階のクラス分けを行な
う。このクラス情報を入力装置によってインクジェット
記録ヘッド10のメモリ64(図8参照)に書き込んで
おく。例えば、インクジェット記録ヘッド10の作製誤
差によるダイシング位置のずれ量が±2μm以内である
場合には、クラス3との情報を書き込む。ここでは、こ
のクラス情報をメモリ64に書き込んだが、配線を切断
するヒューズ回路等でも良い。
【0041】続いて、このようなインクジェット記録ヘ
ッド10が一体的に形成されたインクカートリッジが装
着されるインクジェット記録装置について説明する。
【0042】インクジェット記録装置40は、図7に示
すように、ガイドシャフト42に沿って走査されるキャ
リッジ44にインクカートリッジ46が装着され、イン
クカートリッジ先端に一体的に設けられたインクジェッ
ト記録ヘッド10から用紙48にインクドロップが吐出
されることによって、用紙48に画像が記録されるもの
である。
【0043】また、インクジェット記録装置40は、図
8に示すように、制御部50を備えている。制御部50
は、CPU52、ROM54、RAM56、I/O58
を備え、バス60で接続されいる。ROM54には後述
する駆動条件設定テーブルが格納されている。また、制
御部50には、発熱体32に対する駆動用のパルス信号
を出力するパルス発生器52が備えられている。
【0044】パルス発生器52から発熱体32に出力さ
れるパルス信号は、図10に示すように、プレパルス6
6と、メインパルス68とからなり、クラス情報に基づ
いて設定される後述の駆動条件に基づいてプレパルス数
を変更させるものである。
【0045】駆動条件設定テーブルは、図9に示すよう
に、インクジェット記録ヘッド10のメモリ64から読
み出ししたクラス情報に基づいて発熱体32を駆動する
駆動パルスの条件を設定するものである。
【0046】ここで、インクジェット記録ヘッド10
は、流路容積に応じた駆動パルスを発熱体32に入力す
ることによって、図12(A)〜(E)の模式図に示す
ように、発熱体32によって個別流路20のインク70
中に発生するバブル72の体積を変化させて、インクド
ロップ74の吐出時にバブル72と大気を連通させて一
定体積のインクドロップ74を吐出させるものである。
【0047】また、発熱体32の駆動によって発生した
バブル72の内圧は、図13に示すように変化するもの
であるが、バブルの内圧が大気圧以下となった後(時間
t1以後)に連通させるようにしたものである。このよ
うに設定することによって、バブルと大気の連通時にバ
ブル内圧が大気圧以下となり、インクミストがノズル内
部に引き込まれ、用紙に付着することがないからであ
る。
【0048】しかしながら、インクジェット記録ヘッド
10の製造誤差によって流路容積が変動すると、発熱体
32の駆動条件(駆動パルス)が一定であればインク吐
出状態が変化してしまう。例えば、流路容積が減少する
とバブル72の内圧が大気圧以上のときにバブル72と
大気が連通することになり、インクミストが用紙に付着
する。一方、流路容積が増大した場合には、バブル72
と大気が連通できなくなり、環境温度やヘッド温度によ
ってインクドロップ72の体積が変動してしまう。
【0049】そこで、ダイシング位置(流路容積)のず
れ量に応じて、駆動条件(プレパルス数)を設定するテ
ーブルを設けたものである。
【0050】具体的には、図6に示すように、駆動条件
A〜Eはそれぞれヘッドのクラス1〜5に対応し、この
中の条件Cが、通常の駆動パルス条件である。所定の流
路容積より小さくなったインクジェット記録ヘッド1
0、すなわちクラス1やクラス2に分類されたインクジ
ェット記録ヘッド10に対しては、条件Cに比べ、プレ
パルス66の数が少ない駆動条件を適用し、発熱体32
によって生じるバブル72の体積を標準のものより小さ
くする。これにより発熱体32によって生じるバブル7
2の体積が小さくなるため、流路容積との関係が所定の
ものになり、所定のタイミングでバブル72と大気が連
通する。所定の流路容積より大きくなったインクジェッ
ト記録ヘッド10、すなわちクラス4やクラス5に分類
されたインクジェット記録ヘッド10に対しては、条件
Cに比べプレパルス66の数を多くして、発熱体32に
よって生じるバブル72の体積を標準のものより大きく
し、所定のタイミングでインク吐出を行なう。本実施例
では、いずれの場合もプレパルス間のインターバルは
0。3μsである。
【0051】続いて、このように構成されたインクジェ
ット記録ヘッド10(インクジェット記録装置40)の
作用(駆動条件設定方法)について説明する。
【0052】インクジェット記録装置10にインクカー
トリッジ46が装着されることにより、制御部50はイ
ンクジェット記録ヘッド10のメモリ64からクラス情
報を読み出し、ROM54に格納されている駆動条件設
定テーブルに基づいて駆動条件を設定する。
【0053】例えば、インクジェット記録ヘッド10の
作製誤差によるダイシング位置のずれ量が±2μm以内
である場合には、クラス情報がクラス3とされているた
め、0.1μsのプレパルス66が4個、1.8μsの
メインパルス68が1個とされる駆動条件Cが設定さ
れ、駆動条件CがRAMに記憶される。
【0054】以下、インクジェット記録装置40に画像
出力信号が入力されると、制御部50では、RAM54
に記憶された駆動条件Cに基づいてパルス発生器62が
パルス信号を発生し、インクジェット記録ヘッド10
(発熱体32)に出力する。すなわち、インクドロップ
1個の吐出に対して0.1μsのプレパルス66を4
個、1.8μsのメインパルス68を1個とするパルス
信号が出力され、発熱体32が駆動される。この結果、
流路容積と個別流路20のインク中に発生するバブル7
2の体積が所定の関係となり、インクドロップ74の吐
出前に大気とバブル72が連通してヘッド温度によらず
インクドロップ74の体積を一定にすると共に、バブル
72と大気の連通時にはバブル72の内圧が大気圧より
も低下しているためインクミストが用紙に付着すること
はない。
【0055】このように、インクジェット記録ヘッド1
0にそれぞれの流路容積情報(ダイシング位置のずれ
量)をクラス情報として保持させ、インクジェット記録
装置40にインクジェット記録ヘッド10(インクカー
トリッジ46)を装着することによって、インクジェッ
ト記録装置40の制御部50がクラス情報を読み出して
流路容積に応じて発熱体32の駆動条件を設定する構成
としたため、インクジェット記録ヘッド10の製造誤差
にかかわらず、環境温度やヘッド温度変化に拘わらず一
定体積のインクドロップを吐出することができる。ま
た、用紙48に対するインクミストの付着も防止でき
る。
【0056】図11はクラス1〜5に分類されたインク
ジェット記録ヘッドを、それぞれの駆動条件で駆動した
ときの、ヘッド温度と吐出インクドロップ量の関係を示
すものである。設計したインクドロップ体積は15pl
である。
【0057】このようにクラス(ダイシング位置のずれ
量)によって吐出インクドロップ体積は設計値の15p
lからずれるが、ヘッド温度が変ってもほぼ一定体積の
インクドロップを吐出することができることが確認され
た。また、いずれのインクジェット記録ヘッドにおいて
もスプラッシュやミストによる画像劣化は見られなかっ
た。
【0058】ヘッドクラスによるインクドロップ量差
は、プリンタ毎のばらつきになるため、最低限要求され
る印字濃度以上であるならば、この程度の差はあまり問
題になるものではない。
【0059】なお、本実施形態では、インク吐出時にバ
ブルと大気が連通するタイプのものについて説明した
が、連通しないタイプのものに適用することもできる。
【0060】また、発熱体32からノズル面21までの
距離、すなわち流路容積を検査するためのパターンとし
ては、特開平5−24203号公報に示されるように、
流路基板側に流路作製方法と同じ手段で構を設け、その
構の数をノズル面から数えることにより発熱体32から
ノズル面21までの距離を測定することもできる。
【0061】さらに、インクジェット記録ヘッド10の
作製方法が異なる場合には、ダイシング位置のずれに変
えて、流路容積(あるいはそのパラメータ)のずれ量に
基づいて駆動条件を設定すれば良い。
【0062】
【発明の効果】このように、バブルと大気を連通させ、
環境温度やヘッド温度によらず一定体積のインクドロッ
プを吐出するインクジェット記録ヘッドにおいて、発熱
体からノズル面までの流路容積によって発熱体の駆動条
件を変更するため、流路容積のずれによらず、常に一定
体積のインクドロップ吐出を実現させ、スプラッシュや
ミストによる画像劣化を防止することができる。また、
上述の効果を有するインクジェット記録ヘッドを、歩留
まりを低下させることなく作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態に係るインクジェット記
録ヘッドの模式断面図である。
【図2】 図1におけるA−A線断面図である。
【図3】 本発明の一実施形態に係るインクジェット記
録ヘッドの作製状態説明図である。
【図4】 本発明の一実施形態に係る基板上に形成され
た発熱体からノズルまでの距離を検査するためのパター
ンの一例を示す平面図である。
【図5】 ノズル面からパターンが露出した状態を示す
インクジェット記録ヘッドの正面図である。
【図6】 実施例におけるダイシング位置によるクラス
別けを示す表である。
【図7】 本発明の一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。
【図8】 本発明の一実施形態に係るインクジェット記
録ヘッドの制御部を示すブロック図である。
【図9】 本発明の一実施形態に係るノズルダイシング
位置のクラス別けに対応する駆動パルス設定条件テーブ
ルを示す図である。
【図10】 本発明の一実施形態に係る発熱体を駆動す
る駆動パルスを示すパルス波形図である。
【図11】 実施例におけるヘッド温度と吐出インクド
ロップ量の関係を示す図である。
【図12】 本発明の一実施形態に係るインクジェット
記録ヘッドにおけるインクドロップ現象を説明する模式
図である。
【図13】 インクジェット記録ヘッドにおけるバブル
内圧の時間変化を示す図である。
【符号の説明】
10…インクジェット記録ヘッド 20…個別流路 21…ノズル面 22…ノズル(インク吐出口) 32…発熱体 40…インクジェット記録装置

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクを加熱して気泡を発生させる発熱
    体が配置される個別流路と、個別流路先端でノズル面に
    開口されたインク吐出口とを備えたインクジェット記録
    ヘッドの駆動条件設定方法であって、 前記個別流路において、製造誤差による前記発熱体から
    前記ノズル面に至る流路容積の違いに応じて前記発熱体
    に対する駆動条件を設定することを特徴とするインクジ
    ェット記録ヘッドの駆動条件設定方法。
  2. 【請求項2】 前記発熱体から前記ノズル面に至る流路
    容積の違いとは、前記発熱体から前記ノズル面に至る距
    離の違いであ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の駆動条件設定方法。
  3. 【請求項3】 インク吐出口からインクドロップが吐出
    する時に、前記発熱体の駆動によってインク中に発生し
    た気泡が大気と連通するように前記発熱体の駆動条件を
    設定することを特徴とする請求項1または2記載のイン
    クジェット記録ヘッドの駆動条件設定方法。
  4. 【請求項4】 インクを加熱して気泡を発生させる発熱
    体が配置される個別流路と、 個別流路先端でノズル面に開口されたインク吐出口と、 前記個別流路において、前記発熱体からノズル面に至る
    流路容積に基づく流路容積データを記憶するデータ保持
    部と、 を備えたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
  5. 【請求項5】 前記流路容積データは、前記発熱体から
    前記ノズル面に至る距離データであることを特徴とする
    請求項4記載のインクジェット記録ヘッド。
  6. 【請求項6】 前記流路容積データは、製造誤差データ
    であることを特徴とする請求項4または5記載のインク
    ジェット記録ヘッド。
  7. 【請求項7】 前記発熱体の駆動によってインク中に発
    生した気泡が、インク吐出口からのインクドロップ吐出
    時に大気と連通することを特徴とする請求項4〜6のい
    ずれか1項記載のインクジェット記録ヘッド。
  8. 【請求項8】 個別流路等となる溝が表面に形成された
    基板と、発熱体が形成された基板を張り合わせ、接合さ
    れた基板を切断することにより前記ノズル面が形成され
    たことを特徴とする請求項4〜7のいずれか1項記載の
    インクジェット記録ヘッド。
  9. 【請求項9】 個別流路やインク吐出口が反応性イオン
    エッチングで形成されたことを特徴とする請求項8記載
    のインクジェット記録ヘッド。
  10. 【請求項10】 請求項4〜9のいずれか1項インクジ
    ェット記録ヘッドが装着されることにより、前記記録ヘ
    ッドの流路容積データを読み出して前記発熱体の駆動条
    件を設定する駆動条件設定手段を備えることを特徴とす
    るインクジェット記録装置。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7021754B2 (en) * 2002-05-15 2006-04-04 Konica Corporation Ink-jet recording method
JP2003342505A (ja) * 2002-05-28 2003-12-03 Konica Minolta Holdings Inc 画像形成方法、印刷物及び記録装置
JP2004051924A (ja) * 2002-07-24 2004-02-19 Konica Minolta Holdings Inc インクジェット記録用インクの保存方法及び画像形成方法
DE602005021765D1 (de) * 2005-06-16 2010-07-22 Toshiba Tec Kk Verfahren zum Betreiben eines Tintenstrahldruckkopfes
JP2007022073A (ja) * 2005-06-16 2007-02-01 Toshiba Tec Corp インクジェットヘッドの駆動方法及び駆動装置
JP2009537356A (ja) * 2006-05-24 2009-10-29 オセ−テクノロジーズ・ベー・ヴエー インクジェットプリンタを使用して画像を得る方法およびその方法の実施に適したプリンタ
JP2010504228A (ja) * 2006-10-09 2010-02-12 シルバーブルック リサーチ ピーティワイ リミテッド 大型安定蒸気気泡のためのmems気泡発生器
US7491911B2 (en) 2006-10-10 2009-02-17 Silverbrook Research Pty Ltd MEMS bubble generator for large stable vapor bubbles
US9669627B2 (en) * 2014-01-10 2017-06-06 Fujifilm Dimatix, Inc. Methods, systems, and apparatuses for improving drop velocity uniformity, drop mass uniformity, and drop formation
JP6740041B2 (ja) * 2016-07-15 2020-08-12 キヤノン株式会社 液体吐出方法、液体吐出装置、および液体吐出ヘッド
JP7218586B2 (ja) * 2019-01-28 2023-02-07 セイコーエプソン株式会社 プリントヘッド、及びアクティベーションシステム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4380771A (en) * 1980-06-27 1983-04-19 Canon Kabushiki Kaisha Ink jet recording process and an apparatus therefor
US4878992A (en) * 1988-11-25 1989-11-07 Xerox Corporation Method of fabricating thermal ink jet printheads
JP2783647B2 (ja) 1990-04-27 1998-08-06 キヤノン株式会社 液体噴射方法および該方法を用いた記録装置
US5036337A (en) * 1990-06-22 1991-07-30 Xerox Corporation Thermal ink jet printhead with droplet volume control
JP3109154B2 (ja) 1991-07-17 2000-11-13 富士ゼロックス株式会社 インクジェット記録ヘッドの製造方法
JP2877589B2 (ja) 1991-10-29 1999-03-31 キヤノン株式会社 インク滴噴射記録ヘッド及びその記録方法
US5412410A (en) * 1993-01-04 1995-05-02 Xerox Corporation Ink jet printhead for continuous tone and text printing
US5497174A (en) * 1994-03-11 1996-03-05 Xerox Corporation Voltage drop correction for ink jet printer
JP3659303B2 (ja) 1997-12-11 2005-06-15 富士ゼロックス株式会社 液体噴射記録装置の製造方法
JP3928681B2 (ja) 1999-02-18 2007-06-13 富士ゼロックス株式会社 半導体装置およびその製造方法

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