JP2003341061A

JP2003341061A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2003341061A
Application number: JP2002150905A
Authority: JP
Inventors: Maki Oikawa; 真樹及川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-05-24
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2003-12-03

Abstract

(57)【要約】【課題】記録ヘッドの駆動において、各ノズル列にお
ける設計値の違いや、製造バラツキを検知または認識
し、それぞれ駆動制御することにより、吐出速度、吐出
量、安定性をより適正化できる。【解決手段】各ノズル列数分の駆動信号供給手段を持
ち、各ノズル列のインク供給開口部の大きさや位置、配
線抵抗に応じて駆動パルス制御をする。また製造バラツ
キについてもそれぞれ各ノズル列に応じて検知し、その
出力に応じて、駆動パルス制御をする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録装置および記録方法に関し、特に熱エネルギーを利用
してインクを吐出する形態の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】近年、数多くの記録装置が使用されるよ
うになり、これらの記録装置に対して、高速記録、高解
像度、高画像品質、低騒音などが要求されている。この
ような要求に応える記録装置として、インクジェット装
置をあげることができる。インクジェット式は、記録ヘ
ッドの吐出口からインク（記録液）滴を吐出飛翔させ、
これを被記録材に付着させて記録するように構成されて
いる。このインクジェット記録装置では、記録ヘッドか
らインクを吐出させて記録を行うために非接触で印字が
可能でありこのために非常に安定した記録画像を得るこ
とができる。

【０００３】従来においてはノズル列方向の罫線を出来
るだけ直線状に印字可能なように複数あるノズルを出来
るだけ短時間に吐出しようとするものが多かった。しか
し従来の駆動方法にあっては、ノズル数が増加すると、
同時に駆動するノズル数を増やすことになり、電圧降下
や一時的に共通液室内の負圧のレベルが非常に高くなり
リフィルが間に合わなくなる。そのため、すべてのノズ
ルをいくつかのブロックに分け、時分割して駆動する方
法が取られている。時分割駆動をにおいては、ノズルの
位置を調節したり、ノズル列を傾けるなどして罫線が直
線になるように調整している。

【０００４】また駆動信号においては、当初１つの矩形
波によるシングルパルスによる駆動であったが、それで
は所望の吐出量、吐出速度、リフィル周波数等が得られ
ない。そのため１つのインク滴を吐出するのに対して複
数の矩形波を供給することがなされている。特にヒータ
に熱をかけて、インクを発泡させ吐出するサーマルイン
クジェット方式では、図６に示すように２つの矩形波に
よるダブルパルス駆動が一般的である。これは、第１の
パルスＰ１（プレパルス）によりヒータ上のインクを保
温し、Ｐ２の休止時間の後、第２のパルスＰ３（メイン
パルス）によりインクを発泡させるというものでありシ
ングルパルスに比べ効率が良い。またこのダブルパルス
により、プレパルスＰ１の期間や第１と第２のパルスの
休止時間Ｐ２を変化させることによって、吐出量、吐出
速度を制御することができる。

【０００５】さらには前記記録装置で用いられる記録ヘ
ッドは、熱エネルギーを利用してインクに気泡を生成
し、その気泡の生成に基づいてインクを吐出するもので
あるが、発生した熱エネルギーは、吐出に際しすべて消
費されることはなく、残りの熱エネルギーは蓄積され、
結果として記録ヘッドが記録特性に悪影響を及ぼす程の
昇温を生じることがある。一般には前記昇温により、記
録液（インク）の粘性が下がり、所定の吐出量より増え
てしまい画像に悪影響を及ぼしたり、インクの使用量が
増えるためランニングコストの増加につながることがあ
る。また昇温が大きい場合には不吐出や記録ヘッドの損
傷につながることがある。

【０００６】そこで従来では、装置や記録ヘッド自体に
放熱部材を設けたり、記録ヘッドに所定の冷却のための
時間を与えたりするなどの対策が行われてきた。

【０００７】また最近では更なる高速記録、高解像度の
要求され、ノズル数が数百から数千となり、駆動周波数
が数十ｋHｚという高速駆動が必要とされている。その
ため、従来の駆動方式では、時分割駆動による１ブロッ
ク毎における同時駆動素子数が増大し、そのため瞬間最
大電流が増大し電源電圧の途中配線による電圧降下が大
きくなる。印字データにより同時駆動素子数は変化する
のだが、同時駆動素子数が大きくなった時において吐出
に必要な電圧がヒータにかからなくなり吐出しなくなる
ということがある。この解決手段として、配線抵抗を極
力小さくし、最大電圧降下分マージンをもたせ、設定電
圧を上げるという方法が取られている。

【０００８】しかしながら、上記の設定電圧をあげる方
法では、更なる多ノズル化、高速化のため、駆動素子の
耐圧には限界があるため、対応が困難になってきてい
る。また同時駆動素子数が小さい時、ヒータに過大なエ
ネルギーが投入され、熱効率が悪いのはもとより、ヒー
タの耐久性を著しく落としてしまうという弊害が顕著化
し問題として発生していた。

【０００９】この解決手段として、特開平９−１１５０
４にあるように、同時駆動素子数をカウントし、駆動パ
ルスや駆動電圧を制御する方法がある。これは、同時駆
動素子数をカウントし、電圧降下分の電力ロスを計算
し、駆動パルスや駆動電圧を制御することにより上記不
吐出を補償するという方法がある。これは、同時駆動数
により計算された適性な駆動パルス及び駆動電圧が設定
されるため、熱効率や、ヒータの耐久性に大変有効であ
る。

【００１０】また図２は、具体的に各電気熱変換素子毎
の個別のインク流路を形成するための隔離壁がインク供
給口まで達している構成を持つインクジェットプリント
ヘッドである。これらのプリントヘッドは特開平4-1094
0号公開公報、特開平4-10941号公開公報に記載のインク
ジェット記録方法を特徴とするインク滴吐出手段、すな
わち吐出時の発泡を外気と連通させる特徴を持つ。な
お、各図とも電気熱変換素子を配した基板の正面から見
た拡大図および、A-A'、B-B’方向の垂直断面図を示し
ている。

【００１１】８は、インク供給口でエネルギー発生素子
が設けられた基板を貫通して形成することが一般的であ
る。このインク供給口の形成方法としては、ドリル等の
機械的手段、レーザー等の光エネルギーの使用、あるい
は化学的なエッチングによる方法などが知られている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記イ
ンク供給口の開口部は、製造工程上、バラツキをもって
製造されるものである。一般的に、ドリル等の機械的手
段にくらべ、レーザーや、エッチングに形成される供給
口は、マスクによって大きさが決定されるため、大変精
度が良いことが知られれている。しかしながら、最近で
は、コストダウン化のため、主に半導体プロセスにより
Ｓｉウェハーなどから作成される基板サイズ（チップサ
イズ）の小サイズ化、高密度化が進められているため、
エッチングなどの高精度の吐出口製法でも必要な精度が
得られないといった問題が発生していた。また、ヒータ
にエネルギーを供給する電気的配線についても、チップ
サイズを小さくするため、配線抵抗大きくなり、バラツ
キが大きくなるという問題も同時に起きていた。

【００１３】図１に示すように、複数のノズル列を備
え、かつインク供給口のサイズがノズル列毎に異なるも
のが、複数存在していたりするチップに対しては問題が
顕著である。配線抵抗においても、１ノズル列における
ノズル数が増加し、かつチップサイズを小さくしている
ため、特開平10-44416に記載されているように、個々の
発熱抵抗体と電極パッド間の配線抵抗値をほぼ等しくな
るようにするため、配線抵抗値が増大していた。そのた
め、従来の精度による半導体プロセスにおける配線の形
成において、必要とされる精度が得られなくなってい
た。図１に示す構成において、配線に当てられる領域Ｒ
１、Ｒ２、Ｒ３とあるように、配線幅が異なっており、
特にノズル列内のバラツキより、ノズル列毎におけるバ
ラツキが顕著である。

【００１４】従来の制御では、駆動パルスを各ノズル列
において共通とし、同じ信号を供給していたが、製造バ
ラツキなどにより、各ノズル列の吐出量やリフィル周波
数など吐出特性が変化し、印字列毎に濃度が異なるなど
の問題が発生していた。

【００１５】また同時駆動における瞬間最大電流がばら
つくため、必要な電圧がヒータにかからなくなり、印字
が乱れたり、吐出しなくなるということが発生してしま
う。その解決手段として、最大電圧降下分マージンをも
たせ、設定電圧を上げるという方法があるが、同時駆動
素子数が小さい時、ヒータに過大なエネルギーが投入さ
れ、熱効率が悪いのはもとより、ヒータの耐久性を著し
く落としてしまうという弊害が発生したり、更なる多ノ
ズル化、高速化のため、駆動素子の耐圧には限界がある
ため、対応が困難になったりしていた。

【００１６】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
のであり、各ノズル列数分の駆動信号供給手段を持ち、
各ノズル列のインク供給開口部の大きさや位置を検知
し、また各ノズル列における素子抵抗値を検知し、その
出力に応じて、駆動パルス制御をすることにより、上記
バラツキをもった複数ノズルを備えたヘッドにおいて
も、吐出速度、吐出量、安定性をより適正化することに
ができ、印字品位劣化、非効率など諸問題を解決するこ
とができる。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、請求項１に記
載の発明においては、インクを吐出するための複数のノ
ズルと、各ノズルに設けられ、かつ前記インクを吐出す
るための駆動信号を印加することによってエネルギーを
発生させる記録素子とを備えた記録ヘッド用基板におい
て、複数のノズル列と、複数のインク供給開口部と、各
ノズル列をそれぞれ駆動する複数の駆動信号供給手段
と、インク供給開口部の大きさまたは位置を検出または
認識する手段を有し、該検出または認識手段の出力に応
じて、各ノズル列それぞれの駆動パルス制御を行うこと
を特徴とするものである。

【００１８】また、請求項２に記載の発明においては、
インクを吐出するための複数のノズルと、各ノズルに設
けられ、かつ前記インクを吐出するための駆動信号を印
加することによってエネルギーを発生させる記録素子と
を備えた記録ヘッド用基板において、複数のノズル列
と、各ノズル列をそれぞれ駆動する複数の駆動信号供給
手段と、各ノズル列の素子抵抗値を検出または認識する
手段を有し、該検出または認識手段の出力に応じて、各
ノズル列それぞれの駆動パルス制御を行うことを特徴と
するものである。

【００１９】また、請求項３に記載の発明においては、
該インク供給開口部の大きさを検出または認識する手段
は、ノズル列方向に垂直である方向の幅を検出または認
識するものであることを特徴とするものである。

【００２０】また、請求項４に記載の発明においては、
該インク供給開口部の位置を検出または認識する手段
は、ノズル内の該記録素子とインク供給部の距離を検出
または認識することを特徴とするものである。

【００２１】また、請求項５に記載の発明においては、
該駆動パルスは、第一と第二のパルスから成るダブルパ
ルスであることを特徴とするものである。

【００２２】また、請求項６に記載の発明においては、
該インク供給開口部の大きさを検出または認識する手段
の検出または認識値が大きいほど、駆動制御パルスの第
一のパルス幅を大きくすることを特徴とするものであ
る。

【００２３】また、請求項７に記載の発明においては、
該インク供給開口部の位置を検出または認識する手段の
検出または認識値が小さいほど、駆動制御パルスの第一
のパルス幅を大きくすることを特徴とするものである。

【００２４】また、請求項８に記載の発明においては、
該素子抵抗値を検出または認識する手段は、各ノズル列
の素子抵抗値のあるひとつを検出または認識することを
特徴とするものである。

【００２５】また、請求項９に記載の発明においては、
該素子抵抗値を検出または認識する手段は、各ノズル列
のそれぞれの素子抵抗値の少なくとも２つ以上の平均値
を検出または認識することを特徴とするものである。

【００２６】また、請求項１０に記載の発明において
は、該素子抵抗値を検出または認識する手段の検出また
は認識値の値が大きいほど駆動制御パルスの第二のパル
ス幅を大きくすることを特徴とするものである。

【００２７】また、請求項１１に記載の発明において
は、該インク供給開口部の大きさを検出または認識する
手段の検出または認識値が大きいほど、発泡が大きくな
るように駆動制御パルスを制御することを特徴とするも
のである。

【００２８】また、請求項１２に記載の発明において
は、該インク供給開口部の位置を検出または認識する手
段の検出または認識値が小さいほど、発泡が大きくなる
ように駆動制御パルスを制御することを特徴とするもの
である。

【００２９】また、請求項１３に記載の発明において
は、インク供給開口部の周囲にあって、インク供給開口
部を開ける前段階においてインク供給開口部にオーバー
ラップされるように周回させる配線パターンと、該配線
パターンに通電して抵抗値を検出する手段とを有し、イ
ンク供給開口部の大きさまたは位置を検出または認識す
る手段は、該配線パターンの抵抗値によって行われるこ
とを特徴とするものである。

【００３０】また、請求項１４に記載の発明において
は、該配線パターンはTa層であることを特徴とするもの
である。

【００３１】また、請求項１５に記載の発明において
は、該記録素子にエネルギーを供給する陽極配線層と、
陰極配線層と、該陽極配線層及び陰極配線層上に設けた
ダミー配線パターンと該ダミー配線パターンに通電して
抵抗値を検出する手段とを有し、該素子抵抗値検出また
は認識する手段は、該ダミー配線の抵抗値によって行わ
れることを特徴とするものである。

【００３２】また、請求項１６に記載の発明において
は、該ダミー配線パターンはTa層であることを特徴とす
るものである。

【００３３】

【発明の実施の形態】図９は本発明が実施もしくは適用
される好適なマルチヘッドで紙面上を印字していく際の
プリンタ部の構成を示したものである。ここでは、４色
分のノズル列を備えた上記記録ヘッドを記録走査方向に
備えたものとしている。この図において、７０１はイン
クカートリッジである。これらは、４色のカラーイン
ク、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローが詰め込ま
れたインクタンクと記録ヘッド７０２より構成されてい
る。

【００３４】７０３は紙送りローラで７０４の補助ロー
ラとともに印字紙７０７を抑えながら図の矢印の方向に
回転し、印字紙７０７をｙ方向に随時送っていく。また
７０５は給紙ローラであり印字紙の給紙を行うととも
に、７０３、７０４と同様、印字紙７０７を抑える役割
も果たす。７０６は４つのインクカートリッジを支持
し、印字とともにこれらを移動させるキャリッジであ
る。これは印字を行っていないとき、あるいはマルチヘ
ッドの回復作業などを行うときには、図の点線で示した
位置のホームポジション（ｈ）に待機するようになって
いる。

【００３５】印字開始前、ホームポジションにあるキャ
リッジ７０６は、印字開始命令がくると、ｘ方向に移動
しながら、マルチヘッド７０２上のｎ個のマルチノズル
により、紙面上に幅Ｄだけ記録する。この記録は、エン
コーダの読み取りタイミングに従い、前述発熱素子を記
録信号に基づいて駆動し、ブラック、シアン、マゼン
タ、イエローの順に被記録材上にインク液滴を吐出、付
着させることで画像を形成している。紙面端部までデー
タが終了するとキャリッジは元のホームポジションに戻
り、再びｘ方向（往走査方向）への印字を行う。あるい
は、往復印字であれば、−ｘ方向（復走査方向）に移動
しながら印字を行ってしまう。この最初の印字が終了し
てから２回目の印字が始まるまでに、紙送りローラ７０
３が矢印方向へ回転することにより幅Ｄだけｙ方向への
紙送りを行う。この様にしてキャリッジ１スキャンごと
にマルチヘッド幅Ｄだけｙ方向への紙送りを行う繰り返
しにより、一紙面上のデータ印字が完成するのである。

【００３６】また図１２は、本発明が実施もしくは適用
される好適なヘッドカートリッジ、記録ヘッド、インク
タンクのそれぞれ及びそれぞれの関係を説明するための
説明図である。以下、これらの図面を参照して各構成要
素の説明を行う。

【００３７】本発明の記録ヘッドH１００１は、図１２
（ａ）及び図１２（ｂ）の斜視図でわかるように、記録
ヘッドカートリッジH１０００を構成する一構成要素で
あり、記録ヘッドカートリッジH１０００は、記録ヘッ
ドH１００１と記録ヘッドH１００１に着脱自在に設けら
れたインクタンクH１９００（H１９０１，H１９０２，H
１９０３，H１９０４）とで構成されている。この記録
ヘッドカートリッジH１０００は、インクジェット記録
装置本体に載置されているキャリッジＭ４００１（不図
示）の位置決め手段及び電気的接点によって固定支持さ
れるとともに、該キャリッジＭ４００１に対して着脱可
能となっている。インクタンクH１９０１はブラックの
インク用、インクタンクH１９０２はシアンのインク
用、インクタンクH１９０３はマゼンタのインク用、イ
ンクタンクH１９０４はイエローのインク用である。こ
の様にインクタンクH１９０１，H１９０２，H１９０
３，H１９０４のそれぞれが記録ヘッドH１００１に対し
て着脱自在となり、それぞれのインクタンクが交換可能
となっていることにより、インクジェット記録装置にお
ける印刷のランニングコストが低減される。

【００３８】（実施例）以下に本発明の実施例を図面を
参照しながら具体的に説明する。

【００３９】図１０は本実施例におけるカラーインクジ
ェット記録装置の構成を示すブロック図である。図にお
いて、１６１はＣＣＤ等による原稿画像を光学的に読み
取るあるいはホストコンピュータやビデオ機器等から画
像輝度信号（ＲＧＢ）を入力する画像入力部を示し、１
６２は各種パラメータの設定及び印字開始を支持する各
種キーを備えている操作部を示している。１６３はＲＯ
Ｍ中の各種プログラムに従って本記録装置全体を制御
し、インク吐出制御手段を構成するＣＰＵを示してい
る。１６４は制御プログラム・エラー処理プログラムに
従って本記録装置を動作させるためのプログラム等を格
納しているＲＯＭを示している。ここでは、本発明に使
用しているインク供給開口部−駆動テーブル、素子抵抗
値−駆動テーブルを図示している。

【００４０】１６５はＲＡＭで、ａは印字データ展開
用、ｂは設定ノズル列情報、ｃは設定パルス幅を格納す
るエリアを示している。そして１６６は画像信号処理を
行う処理部を示し、１６７は記録時に画像信号処理部で
処理した画像信号に基づいてドット画像を形成する記録
ヘッド部を示している。１６８は本装置内のアドレス信
号、データ、制御信号等を伝送するバスラインを示して
いる。

【００４１】次に１６７の記録ヘッド部における記録ヘ
ッド基板について説明する。図１は、本実施例を実施す
る最適な記録ヘッド基板の模式図であり、ノズル部を拡
大したものが、図２である。図１において、８はインク
供給開口部であり、２はノズル、１は２内にあるインク
を正面に飛ばすための記録素子（ヒータ）である。３０
１は個々の記録素子１に駆動電気エネルギーを伝える配
線であり、３００の電極パッドに接続され、この電気パ
ッドはＴＡＢなどの配線部品をワイヤボンディングする
ことにより、外部の電源供給系に接続される。本実施形
態の記録ヘッド部は、それぞれｄ１〜ｄ５に示すインク
供給幅をもつ５つのインク供給開口部と６つのノズル列
を備え、インク供給部の両端にノズルを配置する列と、
片方にのみノズル列を配置したものがある。また配線３
０１は、限られたチップサイズの中に６列のノズルを最
適に配置するため、Ｒ１〜Ｒ３に示されるような配線領
域の幅が様々となっている。図２はノズルを配した基板
の正面から見た拡大図および、A-A'、B-B’方向の垂直
断面図を示している。本発明における重要なパラメータ
として、図２のｔに示される距離が記録素子とインク供
給開口部の位置（距離）である。

【００４２】次に図５はインクジェット記録ヘッドの電
気的構成を説明するための回路図である。本実施例にお
けるインクジェット記録ヘッドの１つのノズル列は、図
５に示すように、１６０ｂｉｔのヒータエレメントがあ
り、１０ｂｉｔずつ１６分割(ブロック)に時分割駆動さ
れる構成になっている。この動作を図５（ｂ）、（ｃ）
に示すタイミングチャートに従って説明する。

【００４３】図５（ｂ）は１ブロックにおける印字ビッ
ト及び印字ブロックのデータ転送の様子を示したタイミ
ングチャートである。図５のＣＬＫ端子より発する、図
７のＣＬＫ信号のエッジタイミングに従って、図５のＤ
ＡＴＡ端子より発する、図７のＤＡＴＡ＋ＢＥ信号が出
力される。ＤＡＴＡ＋ＢＥ信号は図７下の表にあるよう
に、入力順序１〜１０のものは印字データ信号、すなわ
ちヒータのオンオフを示すもので、図５の１０ｂｉｔＳ
／Ｒ(シフトレジスタ)に順次格納される。また入力順序
１１〜１６のものは印字ブロック信号、すなわちヒータ
の駆動ブロックを示すもので、図５の６ｂｉｔＳ／Ｒ
(シフトレジスタ)に順次格納される。

【００４４】１ブロック分の印字ビット及び印字ブロッ
クのデータ転送が終わると、図５のＬＴ端子より発す
る、図８のＬＴ信号の立ち上がりエッジによって、図５
の１０ｂｉｔＳ／Ｒ、６ｂｉｔＳ／Ｒのデータは、１０
ｂｉｔＬＡＴＣＨ、６ｂｉｔＬＡＴＣＨにそれぞれラッ
チされる。

【００４５】次に図８は１ラスタにおける印字ビット及
び印字ブロックのデータ転送とヒータエレメントの駆動
を示したタイミングチャートである。１ブロックのデー
タの転送がおわると、次のブロックより、データの転送
とヒータエレメントの駆動は同時に行われることにな
る。ＬＴ信号に従い、６ｂｉｔＬＡＴＣＨにラッチされ
たブロックデータは図５のデコーダによって図８の下の
表に示すように１６本のデコード出力（ＢＥ０〜１５）
になる。ＢＥ０〜１５はそれぞれ１０本のヒータエレメ
ントのドライバーに接続されている。次に図５のＨＥ端
子よりＨＥ信号が入力される。ここでＨＥはＬowアクテ
ィブである。ＨＥ端子はすべてのヒータエレメントのド
ライバに接続されている。また１０ｂｉｔＬＡＴＣＨに
ラッチされた印字データは、１０本がそれぞれ１６本の
ヒータに接続され、印字データとブロックデータのマト
リクスにより１６０ｂｉｔのヒータエレメントが選択駆
動できる構成になっている。またＨＥは駆動パルス幅を
設定するものである。すなわちＢＥとＤＡＴＡとＨＥは
ドライバーでＡＮＤ回路（図示せず）に接続され、すべ
てがオンされると図８に示すＶＨ電流がヒータエレメン
トに流れることになる。図８に示すようにＢＥ０からＢ
Ｅ１５のブロックデータを送りを印字データに従って順
次それぞれ駆動することにより１ラスタにおける１６０
ｂｉｔのヒータエレメントが選択的に駆動される。

【００４６】ここで、本発明の請求項にあるように、Ｈ
Ｅが各ノズル列をそれぞれ駆動する複数の駆動信号供給
手段であり、ＨＥ端子をそれぞれ各ノズル列数分供給す
れば良い。他のＬＴ、ＣＬＫ端子は、６ノズル列共通の
信号を供給することで、駆動できる。

【００４７】次に本発明の第一の実施例における制御方
法を図１、図２、図３、図４、図１０、図１１、図１３
を用いて説明する。まず、記録ヘッドが製造される工程
において、請求項にあるように、図１の各ノズルにおけ
る、インク供給開口部の大きさｄ１〜ｄ５と図２のｔの
示す配置ｔ１〜ｔ６（ノズル列数分）を認識する必要が
ある。インク供給口の大きさを認識する手段として、図
１３に示す検知用のTa配線Ta1の抵抗値を測定する手段
が有効である。図１３は、図１のインク供給開口部を開
ける前段階のヘッド基板において、インク供給開口部周
り及び配線部の拡大模式図である。請求項にあるよう
に、インク供給開口部の周囲に、インク供給開口部が開
けられる位置にオーバーラップして、インク供給開口部
大きさ検知用Ta配線Ta1が張られている。次にインク供
給開口部８が開けられるが、図に示すように、製造工程
で４０１ａから４０１ｂまで大きさがばらつく。このと
き、同時に検知用配線Ta1がインク供給開口部のバラツ
キによって侵食される。このインク供給開口部の大きさ
のバラツキは、電極４００間に通電し、検知用配線Ta1
の抵抗値を読み取ることで検知することが出来るのであ
る。位置についても、それぞれ、ノズル列に配線をつけ
るなどすれば検知することが可能である。また図１１に
あるように、レーザー測長などを用いることによって、
検知する手段であっても良い。

【００４８】次に各ノズル列の素子抵抗値を測定する。
これも図１３に示す検知用のTa配線Ta2の抵抗値を測定
する手段が有効である。請求項にあるように、記録素子
１に駆動電気エネルギーを伝える配線３０１上に配線抵
抗検知用Ta配線Ta2が張られている。図１説明にあるよ
うに、製造工程で配線３０１はノズル列によって、バラ
ツキをもつ。そこで、請求項にあるように電極４００間
に通電し、配線抵抗検知用配線Ta2の抵抗値を読み取る
ことで検知することが出来るのである。これは、請求項
にあるように、個々のノズル抵抗値の平均でもいいし、
ある一つの抵抗値で代用してもよい。図１の説明にある
ように、ノズル列毎によるバラツキ値は、配線抵抗部領
域Ｒ１〜Ｒ３に示される幅で決定されるため、個々のノ
ズルにおける抵抗値のバラツキは、特開平10-44416にあ
る手段により抑えることが可能である。

【００４９】本実施例では、製造工程で測定するといっ
た手段を例にあげたが、図１にあるように、ｄ１〜ｄ５
に示すインク供給開口部幅が設計値より異なっており各
ノズル列のバラツキは設計値で決定されることもあるの
で設計値をそのまま利用しても良い。素子抵抗値につい
ても、ノズル列毎によるバラツキ値は、配線抵抗部領域
Ｒ１〜Ｒ３に示される幅で決定されるため、測定工程を
しなくとも、設計値により決定したり、配線幅より予測
制御することも可能である。

【００５０】次に、検知及び認識されたそれぞれのノズ
ル列のインク供給開口部大きさや、素子抵抗値情報を、
図１０の１６５ＲＡＭにあるｂ設定ノズル列情報に格納
する。本件では、記録装置内におけるＲＡＭとしたが、
これは、例えば記録ヘッド内にＥＥＰＲＯＭなどを設け
てその中に情報をＥＥＰＲＯＭ書き込み装置などを利用
して、格納しても良い。

【００５１】次に実際に印字が実行される時において、
説明する。図３、図４は図１０のＲＯＭ１６４における
各ノズル列情報から駆動パルスを導く変換テーブルの一
例である。まずスタンバイ状態から、印字信号が画像入
力部１６１より入力される。次に画像信号処理部１６６
において、データバッファに格納される。次に画像処理
部１６６に一時格納された印字信号は、ＲＡＭ１６５の
データ展開用エリアａに展開される。次にＣＰＵ１６３
は、１６５ｂにあるノズル列情報を参照し、図３、図４
に示されるテーブルにより、各ノズル列の駆動パルスを
決定し、ＲＡＭ１６５の設定パルス幅ｃに書き込まれ
る。

【００５２】次に図３、図４に示すＲＯＭ１６４内の変
換テーブルについて説明する。まず、図３のテーブルよ
り、インク供給開口部の幅ｄと距離ｔから、図６に示す
ダブルパルスのプレパルスに相当するパルス幅Ｐ１が決
定される。Ｐ１は、図６説明にあるように、発泡サイズ
を決定するパラメータである。例えば、図１のｄ１＝６
６μｍのインク供給開口部のノズル列の位置ｔ１＝３５
μｍであったとき、駆動パルスＰ１＝0.53μｓとなる。

【００５３】次に、図４のテーブルより、素子抵抗値Ｒ
ｌより、Ｐtotalが決定される。これにより図６に示す
ダブルパルスのメインパルスに相当するＰ３＝Ｐtatal
−Ｐ１より決定される。例えば、上記ｄ１に相当するノ
ズル列のＲｌ＝１４６Ωであるとき、Ｐtotal＝2.00μ
ｓとなり、Ｐ３＝1.47μｓとなる。本例において、Ｐ２
＝0.7μｓと固定されているため、以上の変換により、
ｄ１に相当するノズル列の駆動パルスは、Ｐ１＝0.53μ
ｓ、Ｐ２＝0.7μｓ、Ｐ３＝1.47μｓと決定される。こ
の駆動パルスは、図５に示すＨＥより供給されるパルス
幅であり、図５の前述動作説明にあるように、画像デー
タに従って、ｄ１のノズル列は、このダブルパルスによ
り印字が実行される。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、各ノズ
ル列のインク供給開口部の設計値の違いや、製造バラツ
キを検知または認識し、大きさや位置を検知し、また各
ノズル列における素子抵抗値を検知し、その出力に応じ
て、駆動パルス制御をすることにより、上記バラツキを
もった複数ノズルを備えたヘッドにおいても、吐出速
度、吐出量、安定性をより適正化することにができ、印
字品位劣化、非効率など諸問題を解決することができ
る。

【００５５】またパルス幅をそれぞれ制御することによ
り、高駆動周波数で、電圧降下による吐出量変動や不吐
出といった問題なく、かつ高耐久性、高信頼性のインク
ジェット記録装置および記録方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の本実施例を実施する最適な記録ヘッド
基板の模式図である。

【図２】本発明の本実施例を実施する最適な記録ヘッド
におけるノズル部の模式図である。

【図３】本発明の実施例におけるインク供給開口部−駆
動パルスP1テーブルである。

【図４】本発明の実施例における素子抵抗−駆動パルス
テーブルである。

【図５】本発明の実施例における記録ヘッドの駆動制御
に関わる回路図である。

【図６】従来における記録ヘッドのダブルパルスの模式
図である。

【図７】本発明の実施例における記録ヘッドの駆動制御
のタイミングチャートと転送データ対応表である。

【図８】本発明の実施例のおける記録ヘッドの駆動制御
のタイミングチャートとデコーダ出力真理値表である。

【図９】本発明に用いるインクジェットプリンタの図で
ある。

【図１０】本発明の実施例のおけるインクジェットプリ
ンタのブロック図である。

【図１１】本発明の実施例におけるインク供給開口部検
知装置の一例である。

【図１２】本発明が実施もしくは適用される好適なヘッ
ドカートリッジ、記録ヘッド、インクタンクのそれぞれ
及びそれぞれの関係を説明するための説明図である。

【図１３】本発明の実施例におけるインク供給開口部
検知及び素子抵抗検知用の配線一例である。

【符号の説明】

１記録素子２吐出口４基板５吐出口プレート６ノズル壁８インク供給開口部１６１画像入力部１６２走査部１６３ＣＰＵ１６４ＲＯＭ１６５ＲＡＭ１６６画像信号処理部１６７記録ヘッド部１６８バスライン７０１インクカートリッジ７０２記録ヘッド７０３紙送りローラ７０４補助ローラ７０５給紙ローラ７０６キャリッジ７０７印字紙Ｈ１０００記録ヘッドカートリッジＨ１００１記録ヘッドＨ１９００（Ｈ１９０１，Ｈ１９０２，Ｈ１９０３，Ｈ
１９０４）インクタンク３００電極パッド３０１配線４００検知用Ta配線パッド４０１インク供給開口部バラツキ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出するための複数のノズル
と、各ノズルに設けられ、かつ前記インクを吐出するた
めの駆動信号を印加することによってエネルギーを発生
させる記録素子とを備えた記録ヘッド用基板において、複数のノズル列と、複数のインク供給開口部と、各ノズ
ル列をそれぞれ駆動する複数の駆動信号供給手段と、イ
ンク供給開口部の大きさまたは位置を検出または認識す
る手段を有し、該検出または認識手段の出力に応じて、各ノズル列それ
ぞれの駆動パルス制御を行うことを特徴とするインクジ
ェット記録装置。
【請求項２】インクを吐出するための複数のノズル
と、各ノズルに設けられ、かつ前記インクを吐出するた
めの駆動信号を印加することによってエネルギーを発生
させる記録素子とを備えた記録ヘッド用基板において、複数のノズル列と、各ノズル列をそれぞれ駆動する複数
の駆動信号供給手段と、各ノズル列の素子抵抗値を検出
または認識する手段を有し、該検出または認識する手段の出力に応じて、各ノズル列
それぞれの駆動パルス制御を行うことを特徴とするイン
クジェット記録装置。
【請求項３】請求項１の構成において、該インク供給
開口部の大きさを検出または認識する手段は、ノズル列
方向に垂直である方向の幅を検出または認識するもので
あることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】請求項１の構成において、該インク供給
開口部の位置を検出または認識する手段は、ノズル内の
該記録素子とインク供給部の距離を検出または認識する
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】請求項１，２の構成において、該駆動パ
ルスは、第一と第二のパルスから成るダブルパルスであ
ることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】請求項３及び５の構成において、該イン
ク供給開口部の大きさを検出または認識する手段の検出
または認識値が大きいほど、駆動制御パルスの第一のパ
ルス幅を大きくすることを特徴とするインクジェット記
録装置。
【請求項７】請求項３及び５の構成において、該イン
ク供給開口部の位置を検出または認識する手段の検出ま
たは認識値が小さいほど、駆動制御パルスの第一のパル
ス幅を大きくすることを特徴とするインクジェット記録
装置。
【請求項８】請求項２の構成において、該素子抵抗値
を検出または認識する手段は、各ノズル列の素子抵抗値
のあるひとつを検出または認識することを特徴とするイ
ンクジェット記録装置。
【請求項９】請求項２の構成において、該素子抵抗値
を検出または認識する手段は、各ノズル列のそれぞれの
素子抵抗値の少なくとも２つ以上の平均値を検出または
認識することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１０】請求項２の構成において、該素子抵抗
値を検出または認識する手段の検出または認識値の値が
大きいほど駆動制御パルスの第二のパルス幅を大きくす
ることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１１】請求項３の構成において、該インク供
給開口部の大きさを検出または認識する手段の検出また
は認識値が大きいほど、発泡が大きくなるように駆動制
御パルスを制御することを特徴とするインクジェット記
録装置。
【請求項１２】請求項４の構成において、該インク供
給開口部の位置を検出または認識する手段の検出または
認識値が小さいほど、発泡が大きくなるように駆動制御
パルスを制御することを特徴とするインクジェット記録
装置。
【請求項１３】請求項１の構成において、インク供給
開口部の周囲にあって、インク供給開口部を開ける前段
階においてインク供給開口部にオーバーラップされるよ
うに周回させる配線パターンと、該配線パターンに通電
して抵抗値を検出する手段とを有し、インク供給開口部の大きさまたは位置を検出または認識
する手段は、該配線パターンの抵抗値によって行われる
ことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項１４】請求項１３の構成において、該配線パ
ターンはTa層であることを特徴とするインクジェット記
録装置。
【請求項１５】請求項２の構成において、該記録素子
にエネルギーを供給する陽極配線層と、陰極配線層と、
該陽極配線層及び陰極配線層上に設けたダミー配線パタ
ーンと該ダミー配線パターンに通電して抵抗値を検出す
る手段とを有し、該素子抵抗値検出または認識する手段は、該ダミー配線
の抵抗値によって行われることを特徴とするインクジェ
ット記録装置。
【請求項１６】請求項１５の構成において、該ダミー
配線パターンはTa層であることを特徴とするインクジェ
ット記録装置。