JPH03208657A - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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JPH03208657A
JPH03208657A JP348190A JP348190A JPH03208657A JP H03208657 A JPH03208657 A JP H03208657A JP 348190 A JP348190 A JP 348190A JP 348190 A JP348190 A JP 348190A JP H03208657 A JPH03208657 A JP H03208657A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、インクジェット記録装置に関し、詳しくは記
録ヘッドを駆動するための供給電圧を設定するための構
成を具えたインクジェット記録装置に関する。
【従来の技術] 近年、デジタル方式の複写機,プリンタの実用化が急速
に進んでおり、特に、デジタル方式のカラープリンタ,
カラー複写機は、色調整,画像加工等が容易というデジ
タルの特徴が生かされるため、カラープリンタ,カラー
複写機の分野では主流となりつつある。
これら記録装置の記録方式としては、電子写真方式,イ
ンクジェット方式,熱転写方式等、種々の方式があるが
、インクジェット方式、例えば、吐出ヒークの発生する
熱によりインク液滴を吐出させるいわゆるバブルジェッ
ト方式のような記録方式では、以下に説明する様な問題
がある。
第8図は、インクジェット方式のフルカラープリンター
の構成例を示す模式的側面図である。
同図において、カセット10に格納された記録紙9は、
給紙ローラ7によって分離搬送され、レジストローラ6
により、搬送のタイミング合わせを行ない、搬送ベルト
5によって図中矢印の方向に搬送される。インクジェッ
ト方式の記録ヘッド1〜4は、記録紙幅に対応して吐出
口を配列したフルマルチヘッドであり、記録紙9の搬送
に伴なって、シアン(C).マゼンタ(M)、イエロー
(Y)、ブラック(K)の順にインクを吐出しフルカラ
ー画像を記録する。その後、記録紙9は、排紙ローラ8
により装置外に排出される。
上記記録ヘッドは、例えば、A4サイズの縦297mm
を400dpiの記録密度で記録するものとすれば、そ
の吐出口の数は、297 (mm) x 400 (d
pi)÷25. 4 (mm)ξ4677どなる。
バブルジェット方式の記録ヘッドでは、1吐出口、すな
わちl吐出ヒータ当り、100mA前後の電流を必要と
することから、1記録ヘッド当りの電流容量は、0。1
 (A) X 4677= 467. 7(A)必要と
なる。
しかし、実際はl/50程度に1記録ヘッドを分割して
時分割駆動を行なうので、記録ヘッドを駆動するための
供給電流をIOA程度にすることができる。
また、記録ヘッドを駆動するための供給電圧(以下、駆
動電圧という)は、バブルジェット方式の場合、20V
〜40V前後必要であり、かつ、製造プロセス等により
記録ヘッドによってインク吐出が可能な電圧にばらつき
を生じるため、記録ヘッド毎に駆動電圧を変える必要が
ある。
第9図に、従来の複数の記録ヘッドを駆動するための回
路構成例を示す。
すなわち、ボリューム抵抗llA〜14Aは可変抵抗で
あり、それぞれの抵抗値は、例えば製品検査工程で明ら
かとなるその記録ヘッドの適正な駆動電圧に応じて設定
される。同図において、記録ヘッド11〜l4は、交換
式のデイスポータブルなものであるため、それぞれ記録
ヘッド毎に差のある駆動電圧を記憶するためボリューム
抵抗11A〜14Aを一体に具える。DC電#i21〜
24は、ボリューム抵抗l1A〜14Aにそれぞれ記憶
された駆動電圧情報を基に適正な駆動電圧を供給する可
変電圧安定化電源である。
DC電源21〜24は、先に述べたように比較的大容量
となるため駆動電圧信号から離れた所に配置せざるをえ
ず、直接駆動電圧信号を、DC電源に入力させた場合、
この信号にノイズの混入等を生じ動作上の不安定な要因
となる。このため、第9図に示すような構或でノイズ混
入を防止する。すなわち、多入力のA/Dコンバータ1
5を用い、ヘッド駆動電圧情報の上記ボリューム抵抗値
を駆動電圧情報としてCPU16に読み込む。
CP016では、この情報について複数回サンプリング
したデータを基に設定電圧値を決定し、DC電源21〜
24近傍に配置されたD/Aコンバークl7〜20に、
DC電源21〜24の出力電圧の制御のための数値を出
力する。D/Aコンバータ17〜20は、設定した数値
に応じて所定の値の電流または電圧を出力する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記従来例では、以下に述べるような問
題点があった。
(1)記録ヘッドに、駆動電圧値設定のためのボリュー
ム抵抗等の記憶素子を設ける必要があり、また、これに
伴なってこの値を読みとるためのA/Dコンバータ等の
手段をも必要とする。
このため、特に記録ヘッドおよびこれを駆動するための
構成が複雑となる。
(2)試験的に駆動電圧値を調べ、これに基づき、使用
の際の駆動電圧値をボリューム抵抗にセットするための
煩雑な工程が記録ヘッド製造時に必要となり、製造コス
トが高いものとなる。
また、(1)の理由によってもコストは高くなる。
(3)記録ヘッドの経持変化等によって設定した駆動電
圧が変化することがあり、この場合、ユーザーにおいて
ボリューム抵抗値の再設定を行うことは困難である。ま
た、ボリューム抵抗の設定そのものが経持変化等により
変化する場合も同様の問題がある。
本発明は、上述した記録ヘッド駆動電圧設定における従
来の問題点を解消するためになされたものであり、記録
ヘッドによるインク吐出の結果を検出し、この検出結果
に基づいて当該記録ヘッドの駆動電圧を設定してこれを
記憶し、これに基づいて記録を行うことにより記録ヘッ
ドの経持変化による設定駆動電圧の変化に対応すること
を可能とし、また、記録ヘッド製造工程の簡略化をも可
能とするインクジェット記録装置を提供することを目的
とする。
〔課題を解決するための手段〕
そのために本発明では、インク液滴を吐出し記録を行う
ための記録ヘッドと、該記録ヘッドに前記吐出のための
電力を供給し当該供給する電力を駆動電圧データに応じ
て可変とする電源とを具えたインクジェット記録装置に
おいて、前記記録ヘッドから吐出されるインク液滴を受
け、当該インク液滴を付着させるインク付着部材と、該
インク付着部材上に付着したインクを検出するためのイ
ンク検出手段と、前記インク付着部材を前記記録ヘッド
に相対して搬送する搬送手段と、該搬送手段による前記
インク付着部材の搬送に応じて、前記電源に供給する駆
動電圧データを変化させる電源電圧制御手段と、前記イ
ンク付着部材の搬送に応じて前記インク検出手段によっ
て所定のインク検出がなされたとき、当該検出時の前記
電源電圧制御手段が供給する駆動電圧データに基づき適
正駆動電圧データを設定する駆動電圧設定手段と、該駆
動電圧設定手段が設定した適正駆動電圧データを、前記
記録ヘッドの記録に関して、前記電源が供給する電力の
駆動電圧データとして記憶する記憶手段と、を具えたこ
とを特徴とする。
[作 用] 以上の構成によれば、電源が記録ヘッドに供給するイン
ク吐出のための駆動電圧を徐々に変化させて行き、これ
に応じて記録紙やこれを搬送するためのベルトに吐出さ
れるインクを検出することにより、例えば始めてインク
が吐出された(検出された)時点等の駆動電圧に基づい
て当該記録ヘッドの記録の際の適正駆動電圧を設定する
ことができ、また、この電圧データを記憶し記録の際の
電力供給のデータとすることができる。
〔実施例〕
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
第1図は、本発明の一実施例に関するインクジェット記
録装置の記録ヘッド駆動構成を示すブロック図である。
同図において、11〜l4は、それぞれシアン,マゼン
タ,イエロー,ブラックの各インク色に対応したバブル
ジェット方式のインクジェット記録ヘッドであり、搬送
される記録紙の幅に対応して複数の吐出口を配列する。
30はこれら記録ヘッドにより記録された画像を光学的
に検出することが可能な光学読み取りユニット、16は
、本例記録装置全体の制御を実行するCPUであり、第
1図に示す構成では読取りユニット30による検出に応
じて駆動電圧値を定めてRAM16Aに記憶し、また、
この値をD/Aコンバータに出力する。なお、RAM1
6Aは不揮発性メモリよりなり、記録装置の非使時等に
も上記駆動電圧値を保存する。17〜20はCPU16
からの駆動電圧値データをアナログデータに変換するD
/Aコンバータ、2l〜24はD/Aコンバータ17〜
20からのアナログデータに応じた値の電力を、記録ヘ
ッド11〜14に供給するヘッド駆動用DC電源である
第2図は、第1図に示したインクジェット記録装置の模
式的断面図であり、第8図にしたのと同様の図である。
第8図に示したのと同様の要素には同一の符号を付して
その説明は省略する。
第8図と異なるのは、光学読み取りユニット30が記録
紙搬送経路近傍に設けられたことであり、この詳細を第
3図に(A)および(B)に示す。
同図において、33は読取りヘッドであり、光源33A
およびセンサ33Bを格納する。ヘッド33は、11 ブーり31Aおよび31Bを介して記録紙の搬送方向と
直交する方向に張設されたベルト3lと接続し、このベ
ルト31をプーり31Bを介してモータ32によって駆
動することにより、読取りヘッド33は記録紙搬送方向
と直交する方向に走査し、記録紙上に記録されたインク
を検出することが可能となる。
この検出は、光源33Aから照射された光が記録紙上で
反射してフォトトランジスタよりなるセンサ33Bに受
光される際の反射率に応じた光量の差によって行う。
本例インクジェット記録装置による駆動電圧の測定およ
び設定の制御手順を、シアン色の記録ヘッドの場合を例
にとり、第4図のフローチャートを参照して説明する。
適正電圧設定処理がシアンのヘッドに対し指示されると
、本処理が起動し、まず、ステップS41で第5図に示
す初期電圧■。を設定し、次に、ステップS42で、こ
の電圧Voにより所定間隔でインク吐出を行うと共に、
記録紙を搬送する。これと同時に、ステップS43で読
取ユニット33の走査をl 2 行ない、これに応じてステップS44ではインクを検出
したか否かを判断する。この判断が否定判断の場合は、
ステップS45で駆動電圧をlテツプ大きくし、ステッ
プS42の処理へ戻る。この処理が繰り返される間に、
駆動電圧VL(第5図参照)に達した時点でいずれかの
吐出口からはじめてインク吐出が行われ、それ以降ステ
ップS44でインク検出がなされるまで駆動電圧が高く
なるに従って順次吐出する吐出口が増えてゆき、例えば
、第6図に示すような記録結果を得る。この記録結果が
、光学読み取りユニット30に至り、駆動電圧■,によ
って最初に記録されたインクが検出されると、ステップ
S46において、シアンの記録ヘッド11から光学ユニ
ット30までの距離、記録紙を搬送する速度、及び第5
図に示す駆動電圧の変化の割合より、駆動電圧■,を求
める。次に、ステップS47で、この電圧■5に、係数
Kを乗じることにより、適正駆動電圧V。p=K・■,
を得る。
なお、ここで、Kは同一型式の記録ヘッドについて共通
の係数であって1より大きく、全ての吐出口からインク
吐出を行なう為に必要十分なものであり、本例ではその
値は1.7である。
ステップS47では、適正駆動電圧■。Pを求めると共
に、求めたV。PをRAMl6Aに格納し、本処理手順
を終了する。
上述の処理により、通常の記録動作においては、RAM
16Aから読み出したV。Pの値をD/Aコンバータ1
7に出力し、これに基づいて電源2lから適正電圧の電
力供給が行われる。なお、RAMl6Aの不揮発性メモ
リはこの種の記録装置にはごく普通に使用されており、
コストアップにはつながらない。
以上の動作をマゼンタ,イエロー,ブラックの記録ヘッ
ドに対しても同様に行なうことにより、各記録ヘッド毎
に適正駆動電圧が設定および記憶がなされ、これに基づ
いた電力供給が行われる。
なおvLに係数Kを乗じて得られるV。Pによって記録
ヘッドを駆動しても、なお不吐出の吐出口がある場合、
例えば上記処理手順を用いた製品検査においてはこの記
録ヘッドを不良とみなすこともできる。
本実施例では記録ヘッドの駆動電圧を徐々に増加させな
がらゆっくりと記録紙を搬送し、これに伴なって光学読
み取りユニットの走査を行うようにしたが、所定の一定
電圧で記録動作を行ない、光学読み取りユニットにより
記録紙にインクが打たれているかどうか調べ、打たれて
いなければ記録紙を逆搬送により戻してから駆動電圧わ
ずかに増加させて再び記録動作を繰り返し、インクの吐
出電圧を調べるようにしてもよい。
また、最初に吐出可能となる吐出口を調べるかわりに、
最後に吐出可能となる吐出口の吐出の際の駆動電圧を調
べることも可能で、その電圧を基準に適正電圧を設定し
てもよい。
さらに、適正電圧測定および設定の処理手順の起動は、
操作者が所定のキー等によって指示してもよいし、また
、RAMl6Aに格納される駆動電圧データを調べ、そ
れが異常値、例えばヘッド交換等により未だ上記処理が
行なわれていないため駆1 5 動電圧データの記憶がなされず、Ovを、保持する場合
には、自動的に上記処理手順を起動するようにしてもよ
い。あるいは、ヘッドの着脱を検知するセンサを設け、
ヘッド交換による新たな記録ヘッドの装着を検知したと
きに上記処理手順を起動してもよい。
なお、上述の実施例では、適正駆動電圧を測定する際に
記録紙上にインク吐出を行ない、このインクを検出する
ようにしたが、そのために少なくとも各インク色につい
て1枚以上の記録紙が必要となる。これを回避するため
、搬送ベルトの上に直接インクを吐出し、これを検出す
るようにしてもよい。この場合、搬送ベルトがインクに
より汚れてしまうため、これをふき取るためのクリーナ
等を設ける必要があり、また、光学読み取りのためにイ
ンクの背景となる搬送ベルトの色を白色等の色にする必
要がある。
また、上記実施例では、光学読み取りによりインク検出
を行うものとしたが、特にイエローイン1 6 クは反射光のコントラストが弱いために、検出の際のノ
イズに対するマージンが低く、インク検出が困難な場合
がある。これを避けるため、光学的読み取り手段にかわ
って、次のようにしてもよい。
すなわち、インク自体に導電性があることを利用し、抵
抗値の変化によるインク検出装置を用いれば、インクの
反射率とは無関係に安定した検出を行うことができる。
例えば、第7図に示すように、記録紙の進行方向に直交
するように記録紙に接触させた2本の電極40を設け、
これら電極間の抵抗値変化を検出すればよい。この方式
の利点は、インクの反射率に依存しないことと共に、検
出機構が安価に構成できること、およびインクの吐出が
不安定で吐出が間欠的になることによる記録結果の不連
続な部分は検出されず、連続吐出している部分だけを検
出できるので正確な駆動電圧の設定を行えることである
さらに、上記実施例において光学読み取りを行なう場合
はセンサを移動することによって検出走査を行うものと
したが、記録ヘッドの吐出口配列に対応したラインセン
サを用いれば可動部分なしに同じ動作を、より高速に実
行できる。
ラインセンサは一般にかなり高価なものとなるが、本例
装置が記録装置単体でなく、複写装置またはファクシミ
リ装置などのように読み取り部を持つものとすれば、一
度排紙された第6図のような出力を読み取り部において
読み取ることができ、新めで専用のセンサを設けなくと
も適正駆動電圧設定のための読取り手段を構成すること
ができる。
〔その他〕
なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも
バブルジェット方式の記録ヘッド、記録装置において優
れた効果をもたらすものである。
かかる方式によれば記録の高密度化,高精細化が達成で
きるからである。
その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許
第4723129号明細書,同第4740796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。この方式は所謂オンデマンド型,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
ートや波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核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
動信号を一対一で対応した液体(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
とすると、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。このパルス形状の駆動信号としては、米
国特許第4463359号明細書,同1 9 第4345’262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。
記録ヘッドの構成としては、上述の明細書に開示されて
いるような吐出口,液路,電気熱変換体の組合せ構成(
直線状液流路または直角液流路)の他に熱作用部が屈曲
する領域に配置されている構成を開示する米国特許第4
558333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、共通するスリットを
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の圧力波を吸収する開
札を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭59− 
138461号公報に基いた構成としても本発明の効果
は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのよう
なものであっても、記録を確実に効率よく行いつるから
である。
2 0 さらに、上記のように記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一休的に形成された1個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。加えて、シ
リアルタイプのものでも装置本体に装着されることで、
装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設けられたカートリ
ッジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効
である。
また、本発明に記録装置の構成として設けられる、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
することは記録結果を一層安定できるので、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、加圧或は
吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或は
これらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別の
吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定した記
録を行うために有効である。
また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数について
も、例えば単色のインクに対応して1個のみが設けられ
たものの他、上例のように記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。
さらに加えて、本発明インクジェット記録装置の形態と
しては、コンピュータ等の情報処理機器の画像出力端末
として用いられるものの他、リーグ等と組合せた複写装
置、されには送受信機能を有するファクシミリ装置の形
態を採るものであってもよい。
[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明によれば電源が
記録ヘッドに供給するインク吐出のための駆動電圧を徐
々に変化させて行き、これに応じて記録紙やこれを搬送
するためのベルトに吐出されるインクを検出することに
より例えば始めてインクが吐出された(検出された)時
点等の駆動電圧に基づいて当該記録ヘッドの記録の際の
適正駆動電圧を設定することができ、また、この電圧デ
ータを記憶し記録の際の電力供給のデータとすることが
できる。
この結果、記録ヘッド毎に適正電圧を設定する作業が容
易になり、記録ヘッドの製造工程において、この設定作
業が容易になると共に、検査工程にもこの処理を用いる
ことが可能となる。
また、記録ヘッドの経年変化によって駆動電圧を変える
必要が生じた場合、その修正作業を、特にユーザーにお
いて容易に行うことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
第l図は、本発明の一実施例に関するインクジェット記
録装置における記録ヘッド駆動の構成を示すブロック図
、 第2図は、第l図に示した装置の模式的側断面図、 第3図(A)およびCB)は、第1図および第2図に示
しインク読取りユニットとの詳細を示すそれぞれ模式的
斜視図および回路図、 第4図は、本発明の一実施例に関する記録ヘッドの適正
駆動電圧設定の処理手順を示すフローチャート、 第5図は、上記処理手順における駆動電圧の上昇のさせ
方を概念的に示す線図、 第6図は、上記処理手順のインク吐出による記録結果を
示す模式的平面図、 第7図は、インク読取りユニットの他の実施例を示す模
式的平面図、 第8図は、インクジェット記録装置の一従来例を示す模
式的側断面図、 第9図は、インクジェット記録装置における記録ヘッド
駆動構成を示すブロック図である。 11〜I4・・・記録ヘッド、 16・・・CPU  . 16A  ・・・RAM  . 17〜20・・・D/Aコンバータ、 21〜24・・・DC電源、 30・・・読取りユニット、 31・・・ベルト、 31A, 31B・・・ブーリ、 32・・・モータ、 33・・・読取りヘッド、 33A・・・光源、 33B・・・センサ、 40・・・電極対。 区 Cリ 派 ―一 濠 時賜 第6図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)インク液滴を吐出し記録を行うための記録ヘッドと
    、該記録ヘッドに前記吐出のための電力を供給し当該供
    給する電力を駆動電圧データに応じて可変とする電源と
    を具えたインクジェット記録装置において、 前記記録ヘッドから吐出されるインク液滴を受け、当該
    インク液滴を付着させるインク付着部材と、 該インク付着部材上に付着したインクを検出するための
    インク検出手段と、 前記インク付着部材を前記記録ヘッドに相対して搬送す
    る搬送手段と、 該搬送手段による前記インク付着部材の搬送に応じて、
    前記電源に供給する駆動電圧データを変化させる電源電
    圧制御手段と、 前記インク付着部材の搬送に応じて前記インク検出手段
    によって所定のインク検出がなされたとき、当該検出時
    の前記電源電圧制御手段が供給する駆動電圧データに基
    づき適正駆動電圧データを設定する駆動電圧設定手段と
    、 該駆動電圧設定手段が設定した適正駆動電圧データを、
    前記記録ヘッドの記録に関して前記電源が供給する電力
    の駆動電圧データとして記憶する記憶手段と、 を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 2)前記インク付着部材は、記録に伴なって搬送される
    被記録媒体であ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。 3)前記インク付着部材は、被記録媒体を搬送するため
    の搬送ベルトであ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。 4)前記インク検出手段は、光学的にインクを吐出する
    ためのセンサを具えたことを特徴とする請求項1ないし
    3のいずれかに記載のインクジェット記録装置。 5)前記インク検出手段は、インクの電気抵抗を利用し
    てインクの検出を行うための電極を具えたことを特徴と
    した請求項1ないし3のいずれかに記載のインクジェッ
    ト記録装置。 6)前記記録ヘッドは、電気熱変換素子が発生する熱エ
    ネルギーを利用してインク液滴を吐出することを特徴と
    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。
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