JPH03227634A - インクジェット記録装置 - Google Patents

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およびそのインクジ
ェット記録ヘッドに関し、詳しくは、被記録材の記録可
能な全幅にわたって吐出口が形成されたフルライン型の
インクジェット記録ヘッドを具えたインクジェット記録
装置およびそのインクジェット記録ヘッドに関する。

［従来の技術］ 従来、インクジェット記録装置に用いられる記録ヘッド
としては、記録用紙等の被記録材に対し、その紙幅方向
に移動しながら記録を行うシリアルタイプのものと、被
記録材の記録域の紙幅に対応した吐出口および吐出口に
連通した液路と吐出エネルギ発生素子の配列を有するフ
ルラインタイプのものとが知られており、高速記録とい
う観点からするとフルラインタイプの記録ヘッドが有利
である。

第６図はこのようなフルラインタイプの記録ヘッドの一
例を示すもので、１はその吐出面ＩＡに多数の微細かつ
高密度に配列された吐出口２を有し、更に吐出口２に連
通ずる不図示の液路および吐出エネルギ発生素子として
の電気熱変換体等が形成された第１の基板である。また
、３Ａおよび３Ｂは記録ヘッド１０に対してインクを供
給するインク供給チューブ、４は第１の基板Ｉを固定保
持するための第２の基板であり、第１の基板１と第２の
基板４とは通常の場合、接着剤等により密着させた状態
で接着されている。

かくして、このように構成された記録ヘッド１０は記録
装置の所定の位置に正確に位置決めして固定されるもの
で、不図示のインク供給手段からインク供給チューブ３
Ａ、　３Ｂを介してインクが供給されることにより、記
録信号に応じて吐出エネルギ発生素子としての電気熱変
換体を駆動させそれにより発生した熱エネルギーを利用
して、吐出口２からインクを吐出させて対向して配置さ
れた被記録材上に着弾させて所望の記録が行われる。ま
た、このような記録ヘッド１０を例えば４本並列に配設
し、これらの記録ヘッドからシアン、イエロー、マゼン
タおよびブラックのインクを吐出させてフルカラー記録
を行うことができる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述したような従来のフルライン型の記
録ヘッドではその記録幅に対応して長手方向の長さが長
くなると共に短手方向の幅は製造上あるいは生産上の関
係から１枚の基板体（ウェハー）から複数の基板が切出
すようにされているために一層短（形成される傾向があ
り、第８図の（Ｂ）や（Ｃ）で示すように長手方向の反
りが大きく発生する傾向にある。

そこで、一般的に第１の基板ｌと第２の基板４とを接着
するにあたっては第１の基板１の反りが矯正されるよう
に外力を加えながら第２の基板４に接着固定されるが、
第１の基板１が長手方向に長ければ長いほど反りを完全
に矯正することが困難な場合が多かった。

殊に上述のようなフルラインタイプの記録ヘッドを複数
個並列に配置して複数色のインクを重ね打ちすることに
よってカラー記録を行なう場合、それぞれの記録ヘッド
の長平方向に生じた反りによって被記録材上での各記録
ヘッドからのインク滴の着弾位置がずれ、例えば第７図
の（Ｂ）に示すように長手方向の色の重なり具合が異な
るために色ズレを生じ色目が異なってしまう。特に、第
８図の（Ｂ）や（Ｃ）で示すように互いに反対方向の反
りを有する２つの記録ヘッドが記録装置に組込まれた場
合においては、これら２つの記録ヘッドを駆動してドツ
トを重ね合わせ記録を行なった場合、吐出口２の列の両
端部、すなわち記録紙の両端部ではお互いのドツトが正
確に重なり合うが、中央付近では第７図（Ｂ）に示すよ
うにまった（両ドツトが重ならない状態となる。

以上のように、反りのあるラインタイプの記録ヘッドを
記録装置に装着して記録を行なうと直線性がそこなわれ
るだけではな（、特に複数の記録ヘッドを用いて複数色
のインク滴を重ね合わせてカラー記録を行なう場合、従
来の装置では各記録ヘッドの反りによってインク滴の着
弾位置が記録紙の幅方向の位置次第で異なり、殊に幅方
向の中央付近では均一なドツトの重ね合わせが非常にむ
づかしい虞があり、色目が異なり著しく面品位を低下さ
せていた。

本発明の目的は、上述した従来の問題点の解決を図るべ
く、記録ヘッドの長手方向の反りが補正され、高精度の
インク滴着弾位置が被記録材の全幅にわたって保証され
、高品位の記録画像が得られるインクジェット記録装置
およびそのインクジェット記録ヘッドを提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ かかる目的を達成するために、本発明インクジェット記
録装置は、長手方向に配列された複数のインク吐出口か
ら選択的にインクを吐出させて記録を行う記録ヘッドを
有するインクジェット記録装置において、 前記記録ヘッドの長手方向の形状を垂直方向に変形可能
な反り補正手段を前記記録ヘッドに関連して設けたこと
を特徴とするものである。

更に本発明インクジェット記録ヘッドは、長手方向に配
列された複数のインク吐出口をインク吐出手段と共に有
する第１の基板を前記長手方向に形成した第２の基板に
接着させて保持させるようにしたインクジェット記録ヘ
ッドにおいて、前記第２の基板の前記長手方向の形状を
前記インクジェット記録ヘッドの反りの補正が容易なよ
うにその両端部と中央部とで厚さを異ならせたことを特
徴とするものである。

［作　用］ 本発明によれば、記録ヘッドを記録装置に装着した状態
で記録ヘッドの反り補正手段により記録ヘッドの反りに
対応してその反りを打ち消す方向に力を加え、反りを矯
正することができる。これによりフルラインタイプの記
録ヘッドの反りを取除は着弾点精度の高い高品位の画像
を得ることが可能となる。

又、複数の記録ヘッドを使用してカラー記録を行う場合
、夫々の記録ヘッド間の被記録材に対する着弾点が確実
に補正でき、高品位カラー記録が可能となる。

［実施例］ 以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具体
的に説明する。

第１Ａ図および第１Ｂ図は本発明の一実施例としてイン
クジェット記録ヘッドとその反り補正手段の構成を示す
。これらの図において、１１は記録ヘッドｌＯを記録装
置の所定の位置に固定保持するための記録ヘッド固定台
、１２Ａおよび１２Ｂは記録ヘッドｌＯの両端を記録ヘ
ッド固定台１１に固定している固定ねじ、１３は記録ヘ
ッド固定台ＩＩの中央部から記録ヘッド１０の上面に跨
がるようにして設けられた腕部、１４および１５は互い
に対向する形で固定台１１の中央部および腕部１３の対
応する位置から記録ヘッド１０に向けて先端を突出させ
るようにした微調整ねじである。

すなわち、これらの微調整ねじ１４および１５はそれぞ
れ固定台１１およびその腕部１３に図示のような形で螺
着されており、双方を互いにねじ締め、ねじ戻しするこ
とにより、その先端を介して記録ヘッドｌＯの長手方向
の反りを自在に調整し、第８図の（Ａ）で示したような
反りのない平坦な姿勢に保つことができる。尚これは、
長尺タイプの記録ヘッドに発生した反り量が長手方向中
央部で最も大きくなる傾向にあるために、中央部に調整
用ねじ１４．１５をもうけている。長尺記録ヘッド全体
の反りをさらに精度良く調整するために調整ねじは一方
の面に対して複数設ける構成としてもよい。

その具体的な方法としては、まず、微調整ねじ１４およ
び１５を緩め記録ヘッドｌＯをあるがままの固定状態に
保って第２図に示すように記録シート２０上に数ドツト
間隔で数行分フルライン記録を行い、その記録ラインＬ
の破線で示す仮想の直線ラインに対する反り量Δ氾１と
その反りの方向を計測する。そしてその結果に基づき、
微調整ねじ１４および１５のうち凸となっている側の微
調整ねじを反り量Δβｌに応じて締め付けた上、さらに
再び数ドツト間隔でフルラインの記録を行い、記録ライ
ンＬの反り量とその方向を測定する。このようにして試
行錯誤的に反り量を減らすように微調整ねじを操作し、
反り量があらかじめ定められた反り量以下になったとこ
ろで双方の微調整ねじ１４および１５を固定する。

以上の説明は単一の記録ヘッドｌＯを用いた場合につい
て述べたが、次に複数の記録ヘッドを用いたカラーイン
クジェット記録装置について説明する。

第３図は４本の記録ヘッドを用いた本実施例の記録装置
の概略を示し、ＩＯｃ、　ＩＯＭ、　ＩＯＹおよびｌ０
ＢＫはシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの色
で記録を行う記録ヘッドであり、これらの記録ヘッドは
詳しく図示されていないが、それぞれ第１図に示すよう
な微調整ねじを含む固定台１１に固定されているもので
、２１および２２は連続する記録シート２０をシート送
りする紙送りローラである。

まず、これら４本の記録ヘッドＩＯｃ、　ＩＯＭ、　Ｉ
ＯＹおよびｌ０ＢＫのうちのいずれか１本の記録ヘッド
を用いて第２図に示すように数ドツト間隔でフルライン
を記録し、そのラインＬの反り量Δ氾１とその反りの方
向とを測定し、先に述べたようにしてその反り量Δ℃１
と方向に応じて微調整ねじ１４および１５を調整する。

そして、その１本の記録ヘッドの反りの量があらかじめ
定められた反り量Ｖｌ下となるように調整する１次に４
本の記録ヘッドＩＯＣ〜１０ｆｌＫにより４色重ね打ち
したフルラインを数ドツト間隔で記録すると、この場合
記録された記録ラインには先に第２図で示したようにあ
との３本の記録ヘッドの反り量に応じて各色で紙送り方
向にドツトずれが生じているはずである。そこで最初に
反りを矯正した第１の記録ヘッド以外の３本の記録ヘッ
ドについて、反りが矯正された第１の記録ヘッドの記録
ラインに、他の３本の記録ヘッドの記録ラインが全て長
手方向に重なるようにそれぞれのヘッドに設けられた微
調整ねじをそれぞれ調整して、３本の記録ヘッドの反り
を矯正する。

なお、記録ヘッドの反り量があらかじめ定められた反り
量以下となるように製造されているヘッドがある場合は
その予め決められた色、例えばブラックの記録ラインに
他の３色の記録ラインを重ね合わせることで３本のヘッ
ドの反りを調整してもよい。

第４Ａ図および第４Ｂ図は本発明の他の実施例によるイ
ンクジェット記録ヘッドの反り補正手段を示すものであ
る。本例は先に第１Ａ図および第１Ｂ図で示した記録ヘ
ッド固定台１１側の微調整ねじ１４に代えて、記録ヘッ
ドｌＯと固定台１１中央部上面との間に形成される調整
用空間１６に図示のような折曲げ板ばね１７を設けたも
ので、この板ばね１７のばね力により強制的に記録ヘッ
ド１０が上方の微調整ねじ１５の先端に向けて偏倚する
ようにしである。従って、本例によれば、微調整ねじ１
５による記録ヘッド１０への押え込み力を微調整ねじ１
５の操作だけで板ばね１７のばね力に抗して強めたりあ
るは逆に弱めて板ばね１７のばね力により記録ヘッドｌ
Ｏを上方に押し上げたりすることができる。

なお、以上の説明からも明らかなように、本発明におい
ては、記録ヘッドに対し、その長手方向の中央部におい
て力を加えることにより強制的に反りを矯正する必要が
ある。したがって記録ヘッドが外力によって比較的容易
にそのインク吐出方向とは直角の方向に変形し易くして
おくことが望ましい。

第５Ａ図〜第５Ｃ図はそれぞれ本発明の記録装置に適し
た記録ヘッドとした実施例である。これらの実施例にお
いては、記録ヘッドｌＯの長手方向に複数の吐出エネル
ギ発生素子が配列される第１の基板１が保持、固定され
る第２の基板４で撓み易い形態に形成したもので、第５
Ａ図ではその第２基板４の長手方向の厚さを中央部で最
小となり、両端部で最大となるように滑らかに変化させ
ている。

また、第５Ｂ図はその長手方向の中央部厚さを段差をつ
けて薄くしたもの、第５Ｃ図は長平方向の両端部から中
央部に向けて厚さをテーパ状に漸減させるようにしたも
のである。なお、第２基板４の撓み易い形態としては、
これらの例に限られるものではないことはいうまでもな
い。

このように構成したインクジェット記録ヘッドでは、そ
の長手方向の中央部に大きい付加力を用いずども容易に
図で上下方向に変形させることができ、反りの微調整を
し易くすることができる。

（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
動信号に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。

記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示され
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
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５
９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧力波を吸収す
る開孔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。

さらに、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が、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。

また、本発明に記録装置の構成として設けらイる、記録
ヘッドに対しての回復手段、予備的な猶助手段等を付加
することは本発明の効果を一層ｌ定できるので、好まし
いものである。これらを１体的に挙げれば、記録ヘッド
に対してのキャッヒング手段、クリーニング手段、加圧
或は吸引１段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子
或番：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
した記録を行な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３について
も、例えば単色のインクに対応して１（［ｉのみが設け
られたものの他、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、さら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でもよい。

［発明の効果］ 以上説明してきたように、請求項１の本発明インクジェ
ット記録装置によれば、記録ヘッドの長手方向の形状を
垂直方向に変形可能な反り補正手段を記録ヘッドに関連
して設けたので、装着状態の記録ヘッドに反りがあって
もあらかじめ決められた反り量以下に容易に調整するこ
とができ、その結果長手方向の記録の直線性を維持向上
させることができると共に、特に複数本の記録ヘッドを
用いて複数色のドツトを重ねてカラー記録を行なう場合
、長手方向全域においてドツトの重なりずれがなくなり
、きわめて正確なドツトの重なりが得られ色目が均一と
なって、高品位の画像記録が行える。また記録ヘッドの
製造においてその反りをあらかじめ定められた反り量以
下に規整する必要がないため、製造プロセスが容易とな
るばかりでなく歩留りも向上して大幅にコストダウンが
計れる。

更にまた、請求１託よれば記録ヘッドを形成している第
１の基板を保持する第２の基板の長手方向の形状を変形
容易なように両端部と中央部とで厚さを異ならせること
により、反りの調整を更に容易とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図および第１８図は本発明の一実施例における記
録ヘッド固定台の構成を示す正面図およびそのＡ−Ａｌ
ｌ断面図、 第２図は記録ヘッドの反り量を測定するための記録パタ
ーンの説明図、 第３図は複数の記録ヘッドを具えた本発明の適用例を示
す斜視図、 第４Ａ図および第４Ｂ図は本発明の他の実施例における
記録ヘッド固定台の構成を示す平面図およびそのＡ−Ａ
線断面図、 第５Ａ図、第５Ｂ図および第５Ｃ図は本発明記録ヘッド
の構成例をそれぞれ示す斜視図、 第６図はインクジェット記録ヘッドの従来例を示す斜視
図、 第７図は記録ヘッドの反りによるドツトのずれを示す説
明図、 第８図は記録ヘッドに発生する反りの状態の説明図であ
る。 １・・・第１基板、 ２・・・吐出口、 ３Ａ、　３Ｂ・・・固定ねじ、 ４・・・第２基板、 １０、１０Ｃ，ＩＯＭ、　ＩＯＹ、　ｌ０ＢＫ・・・記
録ヘラｌｌ・・・記録ヘッド固定台、 １２Ａ、１２Ｂ・・・固定ねじ、 １３・・・腕部、 １４、１５・・・微調整ねじ、 １６・・・空間、 １７・・・板ばね、 ２０・・・被記録材。 ド、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）長手方向に配列された複数のインク吐出口から選択
   的にインクを吐出させて記録を行う記録ヘッドを有する
   インクジェット記録装置において、 前記記録ヘッドの長手方向の形状を垂直方向に変形可能
   な反り補正手段を前記記録ヘッドに関連して設けたこと
   を特徴とするインクジェット記録装置。 ２）前記記録ヘッドの複数が並列に配設され、個々の記
   録ヘッドから前記インクが吐出され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）長手方向に配列された複数のインク吐出口をインク
   吐出手段と共に有する第１の基板を前記長手方向に形成
   した第２の基板に接着させて保持させるようにしたイン
   クジェット記録ヘッドにおいて、 前記第２の基板の前記長手方向の形状を前記インクジェ
   ット記録ヘッドの反りの補正が容易なようにその両端部
   と中央部とで厚さを異ならせたことを特徴とするインク
   ジェット記録ヘッド。 ４）前記第２の基板の厚さはその中央部で最小に形成さ
   れることを特徴とする請求項３に記載のインクジェット
   記録ヘッド。 ５）前記インクジェット記録ヘッドは熱エネルギーを利
   用してインクを吐出するものであり、熱エネルギーを発
   生するための電気熱変換体を備えていることを特徴とす
   る請求項１又は２のいずれかに記載のインクジェット記
   録装置。 ６）前記インクジェット記録ヘッドは熱エネルギーを利
   用してインクを吐出するものであり、熱エネルギーを発
   生するための電気熱変換体を備えていることを特徴とす
   る請求項３又は４のいずれかに記載のインクジェット記
   録ヘッド。