JP3083441B2 - プリントヘッド及びその製造装置及び製造方法及びプリント装置 - Google Patents
プリントヘッド及びその製造装置及び製造方法及びプリント装置Info
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- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
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Description
しくは記録幅に対応する複数の記録素子を備えた長尺
(フルライン)のプリントヘッド及びその製造装置及び
製造方法及びプリント装置に関する。
リント装置は、画像情報に基づいて、紙、プラスチック
薄板、布等のプリント媒体上にドットパターンからなる
画像を記録していくように構成されている。
ットに対応する複数のプリント素子を配列させて構成す
る、インクジェット方式、サーマル方式、LED方式等
のプリントヘッドは、ローコストなプリント装置として
注目されている。
て配列させるプリントヘッドは、半導体製造工程と同様
のプロセスでプリント素子を構成できるため、それまで
駆動用集積回路を別体としていた形態から、近年におい
てはプリント素子が配列されている同一基板内部に駆動
用回路を構造的に作り込む形態に変化しつつある。
煩雑化を防ぐことが可能となり、プリント装置の小型
化、ローコスト化が達成されるのである。
は、熱エネルギーをインクに作用させ、熱膨張による圧
力を利用してインクを吐出させる方式であり、記録信号
に対する応答性が良く、吐出口の高密度化が容易である
ことなどの利点を有している点で、他のプリント方式に
比較しておおいに期待されている。
トヘッドを前記の様に半導体を製造する手法で製造する
場合、特に記録幅に対応するべく多数のプリント素子を
基板全域にわたって配列する場合、全ての記録素子を欠
陥なく製造することは非常に困難であった。そのため、
プリントヘッドの歩留りが悪く、それに伴ってコストが
高くなり、なかなか実用化まで達することができない場
合があった。
特開平2−2009号、特開平4−229278号、特
開平4−232749号、特開平5−24192号、U
SP5,016,023号等では、比較的少ない数のプ
リント素子、すなわち32個または48個または64個
または128個のプリント素子を配置した歩留りの高い
プリントヘッドを、ひとつの基板上(または上下)に、
プリント素子の配列密度に合わせて高精度に多数並べる
ことにより、必要な記録幅に対応する長尺の記録ヘッド
を得る方法を提案している。
子を64個、128個といった比較的少ない数で基板上
に配列し、その基板(プリント要素と呼ぶ)を必要なプ
リント幅に対応する分だけ、ベースとなるプレート上に
精度良く並べて接着することにより、簡単にフルライン
プリントヘッドを製造できるようになってきている。
ントヘッドが容易に製造できる様になったものの、ま
だ、上記の様な製造方法で製造されたプリントヘッドに
は次の様な性能上の問題点も残されている。例えば、並
べられたプリント要素(基板)間の性能のバラツキや、
配列したプリント要素とプリント要素の間付近のプリン
ト素子の性能のバラツキ、更には、印字の際の駆動ブロ
ック毎の蓄熱などの原因による、濃度ムラなどの印字品
位劣化が避けられないという問題点がある。
合、配列したプリント要素とプリント要素の間付近のプ
リント素子のバラツキだけでなく、プリント要素間のす
き間によるインク流動性能の低下などの問題も、ヘッド
の最終工程の歩留りを悪くする原因となっていた。それ
故に、この種のプリントヘッドの持つ性能は十分高いも
のであるにもかかわらず、大量に市場に出まわることを
妨げているのが現状であった。
れたものであり、その第1の目的は、製造が簡単で、且
つ歩留りが高く、印字品位の低下を招くことのないプリ
ントヘッドを提供することである。
リントヘッドを使用することのできるプリント装置を提
供することである。
リントヘッドを製造するための製造装置を提供すること
である。
リントヘッドを製造するための製造方法を提供すること
である。
目的を達成するために、本発明に係わるプリントヘッド
は、プリント装置に搭載されて駆動されることによりプ
リント媒体に画像をプリントするプリントヘッドであっ
て、プリント媒体上に画素を形成するための複数の発熱
抵抗体と、この発熱抵抗体のシート抵抗値と同じシート
抵抗値を有し、このシート抵抗値をモニタするためのモ
ニタ手段とがそれぞれ設けられた複数のプリント要素
と、前記プリント装置から送られるプリントデータに基
づいて前記複数のプリント要素を駆動する駆動手段と、
前記複数のプリント要素の夫々のモニタ手段からモニタ
されたプリント要素毎のシート抵抗値に基づいた補正デ
ータを記憶しておく記憶手段とを具備することを特徴と
している。
おいて、前記記憶手段に記憶されている補正データに基
づいて、前記複数のプリント要素の夫々が均一な画素を
形成する様に前記駆動手段の動作を制御する制御手段を
更に具備することを特徴としている。
おいて、前記記憶手段に記憶されている補正データを前
記プリント装置に送る送信手段と、前記プリント装置か
ら送信されるところの、前記補正データに基づいて設定
された制御信号を受信する受信手段とを更に具備するこ
とを特徴としている。
おいて、前記プリントヘッドは、インクを吐出して記録
を行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴とし
ている。
おいて、前記プリントヘッドは、熱エネルギーを利用し
てインクを吐出するプリントヘッドであって、前記発熱
抵抗体はインクに与える熱エネルギーを発生するための
抵抗体であることを特徴としている。
求項3に記載のプリントヘッドを使用するプリント装置
であって、前記補正データを前記プリントヘッドから受
信する受信手段と、前記補正データに基づいて、前記プ
リント要素の夫々が均一な画素を形成する様に前記駆動
手段の動作を制御するための制御信号を発生する制御手
段と、前記制御信号を前記プリントヘッドに送信する送
信手段とを具備することを特徴としている。
いて、前記プリントヘッドは、インクを吐出して記録を
行うインクジェット記録ヘッドであることを特徴として
いる。
いて、前記プリントヘッドは、熱エネルギーを利用して
インクを吐出するプリントヘッドであって、前記発熱抵
抗体はインクに与える熱エネルギーを発生するための抵
抗体であることを特徴としている。
造装置は、請求項1に記載のプリントヘッドを製造する
ための製造装置であって、前記モニタ手段からの前記複
数のプリント要素の夫々のシート抵抗値の情報を受け
て、このヒート抵抗値によるプリント要素毎のばらつき
を補正するための第1の補正データを生成する第1の補
正データ生成手段と、前記第1の補正データに基づい
て、前記プリントヘッドを制御しながらプリント媒体に
試験的にプリントを行うヘッド駆動手段と、前記プリン
ト媒体にプリントされた画素の前記プリント要素毎のば
らつきを検出する検出手段と、該検出手段により検出さ
れたプリント要素毎のばらつきを補正するための第2の
補正データを生成する第2の補正データ生成手段と、前
記第1の補正データと前記第2の補正データとに基づい
て、最終補正データを生成する第3の補正データ生成手
段と、前記最終補正データを、前記プリントヘッド内の
前記記憶手段に送信する送信手段とを具備することを特
徴としている。
製造装置において、前記検出手段は、前記プリントされ
た画素を撮影するテレビカメラと、該テレビカメラから
の画像信号を画像処理する画像処理装置とを備えること
を特徴としている。
製造装置において、前記ヘッド駆動手段は、前記プリン
トヘッドが定常状態になるまでプリントを行い、前記検
出手段は、前記プリントヘッドが定常状態になった後に
プリントされた画素のばらつきを検出することを特徴と
している。
製造装置において、前記プリントヘッドは、インクを吐
出して記録を行うインクジェット記録ヘッドであること
を特徴としている。
製造装置において、前記プリントヘッドは、熱エネルギ
ーを利用してインクを吐出するプリントヘッドであっ
て、前記発熱抵抗体はインクに与える熱エネルギーを発
生するための抵抗体であることを特徴としている。
造方法は、請求項1に記載のプリントヘッドを製造する
ための製造方法であって、前記モニタ手段からの前記複
数のプリント要素の夫々のシート抵抗値の情報を受け
て、このシート抵抗値による前記プリント要素毎のばら
つきを補正するための第1の補正データを生成する第1
の工程と、前記第1の補正データに基づいて、前記プリ
ントヘッドを制御しながらプリント媒体に試験的にプリ
ントを行う第2の工程と、前記プリント媒体にプリント
された画素の前記プリント要素毎のばらつきを検出する
第3の工程と、該第3の工程において検出されたプリン
ト要素毎のばらつきを補正するための第2の補正データ
を生成する第4の工程と、前記第1の補正データと前記
第2の補正データとに基づいて、最終補正データを生成
する第5の工程と、前記最終補正データを、前記プリン
トヘッド内の前記記憶手段に記憶させる第6の工程とを
具備することを特徴としている。
製造方法において、前記第2の工程では、前記プリント
ヘッドが定常状態になるまでプリントを行い、前記第3
の工程では、前記プリントヘッドが定常状態になった後
にプリントされた画素のばらつきを検出することを特徴
としている。
製造方法において、前記プリントヘッドは、インクを吐
出して記録を行うインクジェット記録ヘッドであること
を特徴としている。
製造方法において、前記プリントヘッドは、熱エネルギ
ーを利用してインクを吐出するプリントヘッドであっ
て、前記発熱抵抗体はインクに与える熱エネルギーを発
生するための抵抗体であることを特徴としている。
構成されているので、複数のプリント要素を並べてフル
ラインの長尺ヘッドとすることにより、製造が簡単で、
且つ歩留りが高いプリントヘッドが提供される。しか
も、複数のプリント要素の特性のばらつきを補正するデ
ータを記憶しておく記憶手段を備えているので、この記
憶手段から、プリント装置の内部あるいはプリントヘッ
ド自身の内部に設けられた制御装置に補正データを送
り、これに基づいて制御装置が、プリント要素の夫々が
均一な画素を形成する様に、プリント要素の駆動手段を
制御することにより、プリントの品質が一定化され、プ
リントの品位の低下を防止することができる。
プリントヘッド内の記憶手段からのプリント要素のばら
つきを補正するデータを受け取り、この補正データに基
づいてプリント要素の駆動手段を制御する制御手段を備
えているので、上記のプリントヘッドを使用したプリン
ト動作において、プリントの品質を一定化させ、プリン
トの品位の低下を防止することができる。
製造装置は、プリントヘッドを装着して試験的にプリン
トを行い、この際に発生したプリント要素毎の画素のば
らつきを検出してそれを補正するデータを生成する様に
構成されているので、この補正データをプリントヘッド
内の記憶手段に記憶させることができる。そのため、プ
リントヘッドは、自分自身のプリント要素のばらつきの
補正データを、自分自身の内部の記憶手段にデータとし
て持つことができる。従って、この補正データを、プリ
ントヘッド内の制御手段あるいはプリント装置内の制御
手段に与え、プリント要素の夫々が均一な画素を形成す
る様に、駆動手段を制御することができるので、実際に
プリント装置に装着された状態で、プリントの品質を一
定化させることができるプリントヘッドを製造すること
ができる。
は、プリントヘッドを装着して試験的にプリントを行
い、この際に発生したプリント要素毎の画素のばらつき
を検出してそれを補正するデータを生成する工程を備え
ているので、この補正データをプリントヘッド内の記憶
手段に記憶させることができる。そのため、プリントヘ
ッドは、自分自身のプリント要素のばらつきの補正デー
タを、自分自身の内部の記憶手段にデータとして持つこ
とができる。従って、この補正データを、プリントヘッ
ド内の制御手段あるいはプリント装置内の制御手段に与
え、プリント要素の夫々が均一な画素を形成する様に、
駆動手段を制御することができるので、実際にプリント
装置に装着された状態で、プリントの品質を一定化させ
ることができるプリントヘッドを製造することができ
る。
付図面を参照して詳細に説明する。
のプリンタの構成例を説明する。
ト記録装置IJRAの概観図である。同図において、駆
動モータ5013の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア
5011,5009を介して回転するリードスクリュー
5005の螺旋溝5004に対して係合するキャリッジ
HCはピン(不図示)を有し、矢印a,b方向に往復移
動される。このキャリッジHCには、インクジェットカ
ートリッジIJCが搭載されている。5002は紙押え
板であり、キャリッジHCの移動方向に亙って紙をプラ
テン5000に対して押圧する。5007,5008は
フォトカプラで、キャリッジのレバー5006のこの域
での存在を確認して、モータ5013の回転方向切り換
え等を行うためのホームポジション検知手段である。5
016は記録ヘッドIJHの前面をキャップするキャッ
プ部材5022を支持する部材で、5015はこのキャ
ップ内を吸引する吸引手段で、キャップ内開口5023
を介して記録ヘッドIJHの吸引回復を行う。5017
はクリーニングブレードで、5019はこのブレードを
前後方向に移動可能にする部材であり、本体支持板50
18にこれらが支持されている。ブレードは、この形態
でなく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。又、5012は、吸引回復の吸
引を開始するためのレバーで、キャリッジと係合するカ
ム5020の移動に伴って移動し、駆動モータからの駆
動力がクラッチ切り換え等の公知の伝達手段で移動制御
される。
引回復は、キャリッジHCがホームポジション側の領域
に来た時にリードスクリュー5005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、本例にはいずれも適用できる。
ための制御構成について、図2に示すブロック図を参照
して説明する。制御回路を示す同図において、1700
は記録信号を入力するインターフェース、1701はM
PU、1702はMPU1701が実行する制御プログ
ラムを格納するプログラムROM、1703は各種デー
タ(上記記録信号やヘッドに供給される記録データ等)
を保存しておくダイナミック型のRAMである。170
4は記録ヘッドIJHに対する記録データの供給制御を
行うゲートアレイであり、インターフェース1700、
MPU1701、RAM1703間のデータ転送制御も
行う。5013は記録ヘッドIJHを搬送するためのキ
ャリアモータ、1709は記録紙搬送のための搬送モー
タである。1706,1707はそれぞれ搬送モータ1
709、キャリアモータ5013を駆動するためのモー
タドライバである。1711は各基板のセンサ(例えば
図11に示す発熱体抵抗モニタ314、温度センサ31
5等)をモニタすると共に、記録ヘッドIJH内に備え
られている各基板(後述するヒータボード1000)の
ばらつきの補正データを記憶したメモリ13からの補正
データを送信する信号線である。1712はプレヒート
パルス及びラッチ信号、ヒートパルス信号等を含む信号
線である。MPU1701は、記録ヘッドIJH内のメ
モリ13からの補正データに基づいて、各基板が均一な
画素を形成することができる様に、信号線1712を介
して制御信号を記録ヘッドIJHに送る。
置の構成を示すブロック図である。図3において、1は
記録ヘッド製造装置のホストであり、全ての制御部を管
理するCPUユニットである。2は全ての制御部のI/
Oインターフェイス、3は画像処理部である。画像処理
部3はCCDカメラ4から読み取った紙送りステージ5
上の記録媒体の印字ドットパターンから、ドット径、濃
度ムラをピクセル値に変換する。画像処理装置3が記録
ヘッドIJHの全ての記録素子に対応したドットデータ
をCPU1に送信すると、CPU1はこれを演算して、
記録ヘッド12の駆動信号に合わせて濃度補正データを
駆動信号制御部7に送ると共にメモリ制御部8に、濃度
補正データを展開させる。
字させるドットパターンを送るもので、通常の印字の際
だけでなく、濃度補正データが確定した際にも、駆動信
号制御部7に同期信号を送りながら、濃度補正駆動信号
を送出させる。CPU1は記録ヘッドIJHの駆動電圧
を制御する電圧制御部9や、紙送りステージ5の動作を
制御するためのステージ/紙送り制御部11も管理し、
適正な駆動電圧の設定や、装置のステージ移動や印字す
る紙の送りなどの制御を行う。更に、ヘッドデータ検出
部10は記録ヘッドIJH内の各基板(プリント要素)
1000(図6参照)の特性を濃度補正にフィードバッ
クさせる重要な部分である。
録素子を配置した基板1000を複数個並べて構成した
記録ヘッドIJHでは、それぞれの基板1000がシリ
コンウエハのどの部分から切り出されたものかが判らな
い。従って、基板毎に異なる特性を示す場合がある。
濃度で印字できるよう、基板1000の内部には、記録
素子と同一のシート抵抗値で構成されたランク検出用素
子RH を配置している。この他にも、基板1000毎の
温度変化がモニタできる半導体素子等を設けている場合
もあり、ヘッドデータ検出部10はこれらの素子をモニ
タするものである。そして、ヘッドデータ検出部10が
これらの素子をモニタしたデータをCPU1に送ると、
CPU1は、記録ヘッドユニットの各基板1000がそ
れぞれ均一な濃度で印字できる様、各基板1000を駆
動するデータを補正する補正データを生成する。
反映されると、その状態で記録ヘッドIJHによる印字
動作が実行される。記録ヘッド製造装置は、この印字を
CCDカメラ4と画像処理部3により再度画像処理し、
予め決められた記録ヘッドの規格を満たした段階で、最
終補正データがメモリ制御部8よりメモリ13(E2P
ROMなど)に書き込まれる。
を示す斜視図と動作を示すフローチャートである。
PU1は、記録ヘッドユニットIJHが正常な位置で印
字できるよう、固定台50を動作させて記録ヘッドIJ
Hを固定台50上に固定する。同時に記録ヘッドIJH
に電気的なコンタクトが行われると共に、インク供給装
置52が記録ヘッドIJHに接続される(ステツプS
2)。次に、記録ヘッドIJHのランクを測定するた
め、基板1000のシート抵抗値をモニタする(ステツ
プS4)。長尺(フルライン)記録ヘッドユニットの場
合は、各ブロック(基板が複数個配列されて構成される
場合は基板毎)のシート抵抗値をモニタし、個別に駆動
パワーを決定し、テストパターン印字を行う(ステツプ
S6)。テストパターン印字を行う前処理として、記録
ヘッドIJHが安定した印字ができるよう、記録ヘッド
IJHの動作が安定するまで予備印字(エージング)を
行っている。エージングはヘッド回復処理部54に並設
されたエージング用トレー上で行なわれ、テストパター
ンとして正常な印字となる様回復処理される(インク吸
引、オリフィス面クリーニング等)。テストパターン印
字を行うと、その印字はCCDカメラ4と画像処理部3
の位置まで移動され、これらにより画像処理され、印字
評価のパラメータと比較される。特に改善できるパラメ
ータである記録素子の濃度バラツキにおいては、以下の
項目について演算処理が行われる。 (記録素子数nの場合) 各記録素子の前後1素子(計3素子)の平均ドット面
積(ドット径)を算出する。
ては、以下の様な平均をとる。
番目の素子の平均ドット面積(ドット径) n番目の素子の場合→(n−1)番目、n番目、1番目
の素子の平均ドット面積(ドット径) で求めた各記録素子の平均ドット面積に対し、次の
2つの値を求める。
積のMAX−各素子の平均ドット面積のMIN 濃度ムラf(2)=連続する各素子の平均ドット面積変
化のMAX これらの値を定めて、各素子をどのように補正するか決
定するのである。例えば、記録ヘッドの記録素子夫々の
駆動パワーがパルス幅で決定される場合、記録ヘッドの
駆動用集積回路に与える駆動パルス幅データを選択す
る。後で説明するが、駆動用集積回路のパルス幅制御回
路が、いくつかのパルス幅から選択する場合は、まず、
、で決定した値を基に選択されるパルス幅のMA
X,MINを決定し、その間のパルス幅を許容される分
解能で設定する。そして画像処理データに合わせて各素
子の記録濃度を補正する様パルス幅を設定し、各記録素
子に対応させることで、記録ヘッドユニットの記録濃度
の均一化を図ることが可能である。以上の処理がOKに
なるまで繰り返され、OKになったところでそのデータ
がメモリ13に記憶される。この処理がステツプS8〜
ステツプS12で行なわれる。
を説明するための分解斜視図である。この例においては
記録素子が、インク吐出のために使用する吐出エネルギ
発生素子(バブルジェット記録方式では一対の電極及び
これら電極の間に設けられた発熱抵抗体)である場合に
ついて説明する。以下に説明する方法によれば、今まで
フォトリソ加工等の技術で全幅にわたって無欠陥で作り
上げようとしていた長尺(フルライン)の記録ヘッドが
極めて高い歩留りで得られ、しかもこの上に、一端部に
形成された複数のインク吐出口と、これらの吐出口の各
々に連通し、かつ一端部から他端部に向けて形成された
複数の溝を有する一体の天板を、その複数の溝が基板に
ふさがれる様に接合することによって極めて簡単に長尺
(フルライン)のインクジェット記録ヘッドユニットを
製造することができる。
360dpi(70.5μm)、インクの吐出口数30
08ノズル(印字幅212mm)のインクジェット記録
ヘッドについて説明する。
称す)1000は吐出エネルギ発生素子1010が所定
の位置に360dpiの密度にて128個設けられてい
るものである。これには外部からの電気信号により任意
のタイミングで吐出エネルギ発生素子1010を駆動さ
せたりする、信号パッド、その駆動のための電力等を供
給するための電力パッド1020等が設けられている。
といった材質で作られたベースプレート3000の表面
上に接着剤にて複数個並べて接着固定されている。
態の詳細図を示す。ヒータボード1000は、ベースプ
レート3000の所定の場所に、所定の厚さで塗布され
た接着剤3010によって接着固定されている。この
際、隣接する2つのヒータボードの夫々の端部に位置す
る吐出エネルギ発生素子101同士のピッチが、ヒータ
ボード1000上の吐出エネルギ発生素子101のピッ
チP=70.5μmと同じになる様に、ヒータボード1
000が精度よく接着固定される。またこの際生じるヒ
ータボード1000同士の隙間は封止剤3020にて封
止される。
はヒータボード1000と同様に配線基板4000が接
着固定されている。この際、ヒータボード1000上の
パッド1020と、配線基板上に設けられた信号電力供
給パッド4010とが近接した状態で配線基板4000
がベースプレート3000に接着固定される。また配線
基板4000には外部からの印字信号や駆動電力を受け
るためのコネクタ4020が設けられている。
り、図8(a)は、天板2000を正面から見た正面
図、図8(b)は、図8(a)を上方から見た上面図、
図8(c)は、図8(a)を下方から見た下面図、図8
(d)は、図8(a)のX−X断面図である。
ド1000に設けられた吐出エネルギ発生素子1010
に対応して設けられた流路2020と、各流路2020
に対応して設けられ、インクを記録媒体に向けて吐出さ
せるための各流路2020に連通したオリフィス203
0と、各流路2020に対してインクを供給するために
各流路に連通した液室2010と、液室2010に対し
てインクタンク(図示せず)から供給されたインクを流
入させるためのインク供給口2040とから概略構成さ
れている。天板2000は当然のことながら、ヒータボ
ード1000を複数並べて構成された吐出エネルギ発生
素子列をほぼ覆い隠す長さに形成されている。
020と、ベースプレート3000上に並べられたヒー
タボード1000上の吐出エネルギ発生素子1010と
の位置関係を正確に一致させた状態でヒータボード10
00に結合される。
ってメカ的に押え込む方法、接着剤によって固定する方
法、それらを組み合わせた方法等いろいろな方法が考え
られる。
板2000とヒータボード1000は、図9のような関
係で固定される。
よる機械加工や、モールド成型法、注型法、フォトリン
グラフィーを使った方法等の公知の方法を用いて製造す
ることができる。
000上に設けられた駆動回路の回路構成例である。こ
こで100は基体、101はプレヒートパルス選択ロジ
ックブロック、102は画像データを一時記憶するため
のラッチ303と同じ回路構成であるプレヒートパルス
を選択するための選択データ保存用ラッチ、103はヒ
ートパルスとプレヒートパルスを合成するためのOR回
路である。
ジック電源309を投入後、あらかじめ測定した吐出量
特性(一定温度・パルス印加における吐出量)に応じて
プレヒートパルスを選択する各ノズルのデータを、画像
データをシリアルに入力するためのシフトレジスタ30
4を用いて、選択データ保存用ラッチ102に保存す
る。ここでは画像データ入力用シフトレジスタ304を
共用することから、ラッチを増やし、図10のa点の様
にシフトレジスタ304の出力をパラレルにしてラッチ
入力とするだけで済む為、ラッチ以外の素子面積の増大
を防ぐことができる。またプレヒートパルス数を多数設
けて、選択の為の必要ビット数がシフトレジスタ304
のビット数を上回った場合においてもラッチ102を複
数段として、保持を決めるラッチクロック入力108を
108a〜108nで示す様に複数とすれば容易に対応
できる。上記のプレヒートパルス選択の為のデータ保存
はインクジェット記録装置起動時等に一度行えばよく、
この機能を盛り込んでいても画像データの転送シーケン
スは従来と全く同様に行える。
の保持が完了した後のシーケンスとしてヒート信号の入
力について説明する。この基板ではヒート入力106と
吐出量を変える為の複数のプレヒート入力107a〜1
07nを個別に設けることを特徴としている。まずヒー
ト入力106は、発熱体抵抗モニタ314をフィードバ
ックして、その値に応じてインクを吐出するのに適正な
エネルギのパルス幅のヒート信号をインクジェット記録
装置側より印加する。次にプレヒート入力であるが複数
のプレヒート信号のそれぞれが温度センサ315の値に
応じてパルス幅、タイミングを変化させると同時に、あ
らかじめ一定温度状態においても吐出量が異なる様に複
数のプレヒートパルス107a〜107nに設定して印
加する。こうすることにより温度以外の要因、つまり各
ノズルの吐出量の大小に対応させて選択させれば吐出量
を一定にしてムラ、スジをなくすことができる。こうし
て入力した複数のプレヒートパルスのひとつをプレヒー
ト選択ロジックブロック102において前述のあらかじ
め保存してある選択データに応じて選択する。次に画像
データとヒート信号のAND信号と選択されたプレヒー
トパルスをOR回路103で合成し、パワートランジス
タ302を駆動することにより、発熱体1010に電流
が流れ吐出に至る。
00を多数並べて構成する多ノズルヘッドにおけるブロ
ック図である図11を用いて説明する。ここでは基板を
m個並べて、総ノズル数がn個とし、基板1のノズル
1、ノズル100、基板2のノズル150に注目して説
明する。一定温度・パルス幅印加時の吐出量がノズル1
が36pl、ノズル100が40pl、ノズル150が 40pl で
あるため、選択データ保存ラッチにノズル100、15
0に対して、より吐出量が出るレベルの選択データをノ
ズル1にセットする。ヒートパルスに関しては、抵抗セ
ンサより基板1が200 Ω、基板2が210 Ωであることか
ら基板2に印加するパルス幅が基板1より長くなる投入
パワーが一定となる様に駆動する。このような条件にお
いて駆動した際の駆動電流波形を同じく図12に示す。
ここでは吐出量の小さいノズル1のプレヒートパルスが
ノズル100、150に対して長くなっていることが分
かる(t1<t2 )。またヒートパルスは(t4>t3) となって
いる。ここでt5はインクを発泡させ、液滴を飛翔させる
にの必要な最低パワーのパルス幅を示し、(t1,t2<t5)
及び(t3,t4>t5)が成り立つ。駆動中においての基板の
温度変化に対し(t1<t2 )、(t1,t2<t5)が成り立つ範
囲でプレヒートパルスが変化し、実駆動吐出量は全ての
ノズルで、常に40plとすることができ、ムラ、スジのな
い高品位の印字を実現できる。同時に投入パワーが大き
いヒートパルスについて基板の抵抗値に応じてパルス幅
を調整し、無理のない一定パワーとしているため、長寿
命化も実現できる。
レヒートパルスを選択するものを説明してきたが、メイ
ンパルスの幅をカウンタ等を用いて変化させる方式の機
能を有するものであっても、本発明の構成によって濃度
補正が可能である。
板であれば本発明により、濃度補正が行えることはいう
までもない。更に記録ヘッドの構成が違っても、同等の
濃度補正ができるものである。
内のメモリに記憶されている補正データに基づいて、イ
ンクジェット記録装置側の制御装置が記録ヘッドの印字
動作を制御する様に説明したが、この様な制御装置が記
録ヘッド内に設けられていても良い。
ば、シリアルタイプかフルラインタイプかの違い)や、
種類(インクジェットヘッド、サーマルヘッド、LED
プリントヘッド等)の違いに左右されることなく適用可
能である。
ワーを設定する方法に違いがあっても、同等の効果が得
られることは言うまでもない。
中でも、インク吐出を行わせるために利用されるエネル
ギーとして熱エネルギーを発生する手段(例えば電気熱
変換体やレーザ光等)を備え、前記熱エネルギーにより
インクの状態変化を生起させる方式のプリント装置につ
いて説明したが、かかる方式によれば記録の高密度化、
高精細化が達成できる。
ば、米国特許第4723129号明細書、同第4740
796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式はいわゆるオンデマンド
型、コンティニュアス型のいずれにも適用可能である
が、特に、オンデマンド型の場合には、液体(インク)
が保持されているシートや液路に対応して配置されてい
る電気熱変換体に、記録情報に対応していて膜沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも1つの駆動信号
を印加することによって、電気熱変換体に熱エネルギー
を発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさ
せて、結果的にこの駆動信号に1対1で対応した液体
(インク)内の気泡を形成できるので有効である。この
気泡の成長、収縮により吐出用開口を介して液体(イン
ク)を吐出させて、少なくとも1つの滴を形成する。こ
の駆動信号をパルス形状をすると、即時適切に気泡の成
長収縮が行われるので、特に応答性に優れた液体(イン
ク)の吐出が達成でき、より好ましい。
特許第4463359号明細書、同第4345262号
明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第4313124号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成(直線状液流路または直角液流路)の
他に熱作用面が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第4558333号明細書、米国特許第
4459600号明細書を用いた構成も本発明に含まれ
るものである。加えて、複数の電気熱変換体に対して、
共通するスロットを電気熱変換体の吐出部とする構成を
開示する特開昭59−123670号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応させる構成を
開示する特開昭59−138461号公報に基づいた構
成としても良い。
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによってその長さを満た
す構成や、一体的に形成された1個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよい。
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的にインクタンクが設けら
れたカートリッジタイプの記録ヘッドを用いてもよい。
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定にでき
るので好ましいものである。これらを具体的に挙げれ
ば、記録ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニ
ング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体あるい
はこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせに
よる予備加熱手段、記録とは別の吐出を行う予備吐出モ
ードを行うことも安定した記録を行うために有効であ
る。
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってで
も良いが、異なる色の複色カラー、または混色によるフ
ルカラーの少なくとも1つを備えた装置とすることもで
きる。
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであっても、室温で軟化もしくは液化する
ものを用いても良く、あるいはインクジェット方式では
インク自体を30°C以上70°C以下の範囲内で温度
調整を行ってインクの粘性を安定吐出範囲にあるように
温度制御するものが一般的であるから、使用記録信号付
与時にインクが液状をなすものであればよい。
をインクの固形状態から液体状態への状態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで積極的に防止するため、
またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し
加熱によって液化するインクを用いても良い。いずれに
しても熱エネルギーの記録信号に応じた付与によってイ
ンクが液化し、液状インクが吐出されるものや、記録媒
体に到達する時点では既に固化し始めるもの等のよう
な、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質の
インクを使用する場合も本発明は適用可能である。この
ような場合インクは、特開昭54−56847号公報あ
るいは特開昭60−71260号公報に記載されるよう
な、多孔質シート凹部または貫通孔に液状または固形物
として保持された状態で、電気熱変換体に対して対向す
るような形態としてもよい。本発明においては、上述し
た各インクに対して最も有効なものは、上述した膜沸騰
方式を実行するものである。
態としては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力
端末として一体または別体に設けられるものの他、リー
ダ等と組み合わせた複写装置、さらには送受信機能を有
するファクシミリ装置の形態を取るものであっても良
い。
システムに適用しても1つの機器から成る装置に適用し
ても良い。また、本発明は、システム或は装置にプログ
ラムを供給することによって達成される場合にも適用で
きることはいうまでもない。
ッドによれば、複数のプリント要素を並べてフルライン
の長尺ヘッドとすることにより、製造が簡単で、且つ歩
留りが高いプリントヘッドが提供される。しかも、複数
のプリント要素の特性のばらつきを補正するデータを記
憶しておく記憶手段を備えているので、この記憶手段か
ら、プリント装置の内部あるいはプリントヘッド自身の
内部に設けられた制御装置に補正データを送り、これに
基づいて制御装置が、プリント要素の夫々が均一な画素
を形成する様に、プリント要素の駆動手段を制御するこ
とにより、プリントの品質が一定化され、プリントの品
位の低下を防止することができる。
プリントヘッド内の記憶手段からのプリント要素のばら
つきを補正するデータを受け取り、この補正データに基
づいてプリント要素の駆動手段を制御する制御手段を備
えているので、上記のプリントヘッドを使用したプリン
ト動作において、プリントの品質を一定化させ、プリン
トの品位の低下を防止することができる。
置によれば、プリントヘッドを装着して試験的にプリン
トを行い、この際に発生したプリント要素毎の画素のば
らつきを検出してそれを補正するデータを生成する様に
構成されているので、この補正データをプリントヘッド
内の記憶手段に記憶させることができる。そのため、プ
リントヘッドは、自分自身のプリント要素のばらつきの
補正データを、自分自身の内部の記憶手段にデータとし
て持つことができる。従って、この補正データを、プリ
ントヘッド内の制御手段あるいはプリント装置内の制御
手段に与え、プリント要素の夫々が均一な画素を形成す
る様に、駆動手段を制御することができるので、実際に
プリント装置に装着された状態で、プリントの品質を一
定化させることができるプリントヘッドを製造すること
ができる。
によれば、プリントヘッドを装着して試験的にプリント
を行い、この際に発生したプリント要素毎の画素のばら
つきを検出してそれを補正するデータを生成する工程を
備えているので、この補正データをプリントヘッド内の
記憶手段に記憶させることができる。そのため、プリン
トヘッドは、自分自身のプリント要素のばらつきの補正
データを、自分自身の内部の記憶手段にデータとして持
つことができる。従って、この補正データを、プリント
ヘッド内の制御手段あるいはプリント装置内の制御手段
に与え、プリント要素の夫々が均一な画素を形成する様
に、駆動手段を制御することができるので、実際にプリ
ント装置に装着された状態で、プリントの品質を一定化
させることができるプリントヘッドを製造することがで
きる。
JRAの概観図である。
ための制御構成を示すブロック図である。
すブロック図である。
る。
トである。
めの分解斜視図である。
る。
駆動回路の回路構成例を示した図である。
する多ノズルヘッドのブロック図である。
Claims (17)
- 【請求項1】 プリント装置に搭載されて駆動されるこ
とによりプリント媒体に画像をプリントするプリントヘ
ッドであって、 プリント媒体上に画素を形成するための複数の発熱抵抗
体と、この発熱抵抗体のシート抵抗値と同じシート抵抗
値を有し、このシート抵抗値をモニタするためのモニタ
手段とがそれぞれ設けられた複数のプリント要素と、 前記プリント装置から送られるプリントデータに基づい
て前記複数のプリント要素を駆動する駆動手段と、 前記複数のプリント要素の夫々のモニタ手段からモニタ
されたプリント要素毎のシート抵抗値に基づいた補正デ
ータを記憶しておく記憶手段とを具備することを特徴と
するプリントヘッド。 - 【請求項2】 前記記憶手段に記憶されている補正デー
タに基づいて、前記複数のプリント要素の夫々が均一な
画素を形成する様に前記駆動手段の動作を制御する制御
手段を更に具備することを特徴とする請求項1に記載の
プリントヘッド。 - 【請求項3】 前記記憶手段に記憶されている補正デー
タを前記プリント装置に送る送信手段と、前記プリント
装置から送信されるところの、前記補正データに基づい
て設定された制御信号を受信する受信手段とを更に具備
することを特徴とする請求項1に記載のプリントヘッ
ド。 - 【請求項4】 前記プリントヘッドは、インクを吐出し
て記録を行うインクジェット記録ヘッドであることを特
徴とする請求項1に記載のプリントヘッド。 - 【請求項5】 前記プリントヘッドは、熱エネルギーを
利用してインクを吐出するプリントヘッドであって、前
記発熱抵抗体はインクに与える熱エネルギーを発生する
ための抵抗体であることを特徴とする請求項4に記載の
プリントヘッド。 - 【請求項6】 請求項3に記載のプリントヘッドを使用
するプリント装置であって、 前記補正データを前記プリントヘッドから受信する受信
手段と、 前記補正データに基づいて、前記プリント要素の夫々が
均一な画素を形成する様に前記駆動手段の動作を制御す
るための制御信号を発生する制御手段と、 前記制御信号を前記プリントヘッドに送信する送信手段
とを具備することを特徴とするプリント装置。 - 【請求項7】 前記プリントヘッドは、インクを吐出し
て記録を行うインクジェット記録ヘッドであることを特
徴とする請求項6に記載のプリント装置。 - 【請求項8】 前記プリントヘッドは、熱エネルギーを
利用してインクを吐出するプリントヘッドであって、前
記発熱抵抗体はインクに与える熱エネルギーを発生する
ための抵抗体であることを特徴とする請求項7に記載の
プリント装置。 - 【請求項9】 請求項1に記載のプリントヘッドを製造
するための製造装置であって、 前記モニタ手段からの前記複数のプリント要素の夫々の
シート抵抗値の情報を受けて、このシート抵抗値による
プリント要素毎のばらつきを補正するための第1の補正
データを生成する第1の補正データ生成手段と、 前記第1の補正データに基づいて、前記プリントヘッド
を制御しながらプリント媒体に試験的にプリントを行う
ヘッド駆動手段と、 前記プリント媒体にプリントされた画素の前記プリント
要素毎のばらつきを検出する検出手段と、 該検出手段により検出されたプリント要素毎のばらつき
を補正するための第2の補正データを生成する第2の補
正データ生成手段と、 前記第1の補正データと前記第2の補正データとに基づ
いて、最終補正データを生成する第3の補正データ生成
手段と、 前記最終補正データを、前記プリントヘッド内の前記記
憶手段に送信する送信手段とを具備することを特徴とす
るプリントヘッドの製造装置。 - 【請求項10】 前記検出手段は、前記プリントされた
画素を撮影するテレビカメラと、該テレビカメラからの
画像信号を画像処理する画像処理装置とを備えることを
特徴とする請求項9に記載のプリントヘッドの製造装
置。 - 【請求項11】 前記ヘッド駆動手段は、前記プリント
ヘッドが定常状態になるまでプリントを行い、前記検出
手段は、前記プリントヘッドが定常状態になった後にプ
リントされた画素のばらつきを検出することを特徴とす
る請求項9に記載のプリントヘッドの製造装置。 - 【請求項12】 前記プリントヘッドは、インクを吐出
して記録を行うインクジェット記録ヘッドであることを
特徴とする請求項9に記載のプリントヘッドの製造装
置。 - 【請求項13】 前記プリントヘッドは、熱エネルギー
を利用してインクを吐出するプリントヘッドであって、
前記発熱抵抗体はインクに与える熱エネルギーを発生す
るための抵抗体であることを特徴とする請求項12に記
載のプリントヘッドの製造装置。 - 【請求項14】 請求項1に記載のプリントヘッドを製
造するための製造方法であって、 前記モニタ手段からの前記複数のプリント要素の夫々の
シート抵抗値の情報を受けて、このシート抵抗値による
前記プリント要素毎のばらつきを補正するための第1の
補正データを生成する第1の工程と、 前記第1の補正データに基づいて、前記プリントヘッド
を制御しながらプリント媒体に試験的にプリントを行う
第2の工程と、 前記プリント媒体にプリントされた画素の前記プリント
要素毎のばらつきを検出する第3の工程と、 該第3の工程において検出されたプリント要素毎のばら
つきを補正するための第2の補正データを生成する第4
の工程と、 前記第1の補正データと前記第2の補正データとに基づ
いて、最終補正データを生成する第5の工程と、 前記最終補正データを、前記プリントヘッド内の前記記
憶手段に記憶させる第6の工程とを具備することを特徴
とするプリントヘッドの製造方法。 - 【請求項15】 前記第2の工程では、前記プリントヘ
ッドが定常状態になるまでプリントを行い、前記第3の
工程では、前記プリントヘッドが定常状態になった後に
プリントされた画素のばらつきを検出することを特徴と
する請求項14に記載のプリントヘッドの製造方法。 - 【請求項16】 前記プリントヘッドは、インクを吐出
して記録を行うインクジェット記録ヘッドであることを
特徴とする請求項14に記載のプリントヘッドの製造方
法。 - 【請求項17】 前記プリントヘッドは、熱エネルギー
を利用してインクを吐出するプリントヘッドであって、
前記発熱抵抗体はインクに与える熱エネルギーを発生す
るための抵抗体であることを特徴とする請求項16に記
載のプリントヘッドの製造方法。
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