JPH03227669A - 記録ヘッドおよび記録ヘッド駆動方法 - 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、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の記録装
置に用いられる記録ヘッド及び前記記録ヘッドの駆動方
法に関する。

〔従来の技術Ｊ 現在、プリンタやファクシミリ、複写機等に用いられる
記録ヘッドは、記録時間をなるべく短縮して記録の高速
化を図る為に１個の記録ヘッドに多数の記録素子を配列
させたマルチ記録ヘッドが主に用いられている。ところ
が、一般に製造上の問題から、１個のマルチ記録ヘッド
においてその個々の記録素子を同一の駆動条件で駆動し
た場合に各記録素子から得られる記録特性が均一になる
ようにする事は非常に難しく、結果として記録画像に濃
度むらが生じてしまう。また、均一な特性が得られるよ
うにするために記録ヘッドの製造上の歩留りが良くない
原因となっているのが現状である。

そこで、従来は、このように記録特性が不均一な記録素
子２（記録素子２−１〜）を有する記録ヘッド１に対し
、第５図に示すように、各記録素子２の記録特性に応じ
て１個々の記録素子２に印加するエネルギ量を記録素子
２毎に補正する記録特性補正用記憶回路３　（３−１〜
）を設け、その記憶された補正データに応じてエネルギ
量を補正することにより、例えば第６図のように記録ヘ
ッドｌの各記録素子２の記録特性において、記録ドツト
の径を均一化にし、記録画像の濃度むらを改善するよう
にしていた。なお、第６図において、白丸は補正前のド
ツトの径、黒丸は補正後のドツト径を示し、補正後は一
点鎖線で示すようにドツト径がｄのように平均化された
ことが分る。

〔発明が解決しようとする課題Ｊ しかしながら、上記従来例では記録ヘッドｌに設けられ
る記録素子２の数が多（なったり、記録ヘッド１の記録
密度が４００ｄｐｉといったように高（なるにつれて、
各記録素子２に対して設ける記録特性補正用記憶回路３
の数が多くなる為、記録ヘッドの大型化を招きコストア
ップになってしまう上に、記録ヘッド１上の記録特性補
正用記憶回路３を設ける間隔が狭（なりすぎて、記録ヘ
ッド上に実装できなくなってしまうという問題点があっ
た。

本発明の目的は、上述した従来の問題点に着目し、その
解決を図るべ（、簡単な補正手段により、各記録素子に
対してその特性を補正して濃度むらを無（すことができ
、しかも廉価ですむ記録ヘッドおよび記録ヘッドの駆動
方法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、本発明の記録ヘッドは、
配列された複数の記録素子を有し、該複数の記録素子に
選択的に電気信号を供給してその電気的エネルギにより
駆動し、記録を行う記録ヘッドにおいて、前記配列され
た複数の記録素子を同時駆動可能な少なくとも２つ以上
のブロックに編成し、前記電気的エネルギに関連する前
記記録素子の特性を前記ブロック別に同時に補正可能と
したことを特徴とするものである。

また、本発明の記録ヘッド駆動方法は、配列された複数
の記録素子に選択的に電気信号を供給し、その電気的エ
ネルギにより前記記録素子を駆動して記録を行う記録ヘ
ッドの駆動方法において、前記配列された複数の記録素
子を分割して編成した同時駆動可能な少なくとも２つ以
上のブロックに対し、前記電気的エネルギに関連して前
記記録素子の特性を補正する手段により前記ブロック別
に前記記録素子をその特性を同時に補正して駆動するこ
とを特徴とするものである。

〔作　用〕

本発明によれば、少なくとも２つ以上に編成された同時
駆動可能な記録素子のブロックの各々に対し、電気的エ
ネルギに関連して記録素子の特性を補正する手段により
そのブロックに属する複数の記録素子の特性を同時に補
正して駆動するもので、個々の記録素子の有する記録特
性のばらつきをそれぞれのブロックとしての巨視的な見
方から補正することができ、記録ヘッドの延命に貢献す
るのみならず、廉価で高品位の画像が得られる。

〔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１図は本発明の第１実施例による記録ヘッドの駆動系
を示す。ここで記録ヘッドｌは複数の記録素子２　（２
−１，２−２，−，２−ｎ、２−ｎ＋１．−．２−２ｎ
）を有し、ｎ個の記録素子ずつを１つのブロックとして
各ブロックｌおよび２の記録素子群をそれぞれ１つの吐
出波形出力駆動ＩＣ４−１および４−２からの出力パル
スにより駆動する。なお、この記録ヘッドｌの基本的構
成は従来の濃度むら補正が行なわれない形態のものと変
わらないが、本実施例では記録装置本体５側にＩＣ４−
１およびＩＣ４−２の記録特性補正データを格納した記
録特性補正用記憶回路６を設けることだけで従来と余り
変−わらぬ廉価な状態で各素子−の特性補正を可能とす
るものである。

更にまたここで、７は記録回路６から補正データを読出
して、駆動ＩＣ４−１および４−２から出力するパルス
波形を補正させる信号を出力するパルス波形補正信号出
力回路、８−１および８−２はアンドゲートである。

そこで、このように構成した記録ヘッド駆動系では駆動
信号Ｓｌと選択信号５ＥＬＩまたは画像記号Ｓ１と選択
信号５ＥＬ２とが交互に駆動ＩＣ４−１および４−２に
出力されると共に駆動ＩＣ４−１および４−２にはパル
ス波形補正回路７から波形補正信号が出力されることに
より、駆動ＩＣ４−１，４−２ではそれぞれ予め設定さ
れている出力波形を上述の補正信号に応じて補正した上
それぞれの記録素子２に補正したパルス波形の信号を送
給し、ｌラインの記録に対し例えばドツトの径を全体的
に補正することができる。

いま、記録ヘッド１による記録密度が、例えば、４００
ｄｐｉと云った様に、高解像度になっている場合、第２
図および、第３図に示すように記録ヘッドの各記録素子
１，２．３・・・、　１６・・・をブロックＢｌ、８２
．Ｂ３．・・・別に駆動するものとして、その記録特性
として、記録ドツト径が第２図示の白丸のように各記録
素子毎にばらついている場合を考えると、実際の記録画
像上で視覚的に見えて（る記録濃度むらは、各記録素子
の記録特性のばらつきによる記録ドツト径のばらつきを
第３図の実線で示すような平均化した包絡線状の濃度分
布として見ている。そのために、各記録素子による記録
ドツトのばらつきが、記録画像上では、記録濃度の濃い
領域、或いは薄い領域といったように、記録素子のピッ
チよりも広い幅をもった領域的な濃度むらとして認識さ
れていることが判明した。

そこで、本実施例のように、記録ヘッドの各記録素子の
記録特性の補正を複数の記録素子毎にブロックとしてま
とめて行ない、記録濃度の濃い領域すなわち平均的にド
ツト径の大きい領域、例えば記録素子ブロックＢ１．Ｂ
２．Ｂ３．Ｂ４に対応する記録素子に対しては複数の記
録素子毎まとめて記録濃度が低（なるように記録特性を
補正し、また、記録濃度の薄い領域に対応する記録素子
に対しては記録素子ブロックＢ２のように複数の記録素
子毎まとめて記録濃度が高くなるように記録特性を補正
する。この事により、従来のように記録ヘッドの各記録
素子毎に記録特性を補正するという構成を取らずども第
２図で黒丸、第３図で破線で示すように実際の記録画像
上で視覚的に目立つ記録素子のピッチよりも広い幅の濃
度むらを改善する事ができる。

上述の実施例では、１つのＩＣ毎に１ブロツクとして記
録特性を補正する場合について述べたが、記録ヘッドに
よっては例えば両端と中央とで広域の部分について記録
特性のばらつきが顕著な場合がある。特に記録ヘッド長
の長いフルマルチ・インク・ジェットの場合は、インク
供給経路等の要因により、両端と中央とでばらつきが著
しい場合がある。また、サーマルヘッドの場合も両端と
中央の温度分布の差により、濃度分布が生じることがあ
る。

そこで、他の実施例として、図示はしないが先の実施例
における補正データの数ＩＣ分を１ブロツクとし、両端
と中央部の３ブロツクに大別する方法も有効であり、こ
れによりデータ数を減少させ、メモリー容量を減らすこ
とが可能である。すなわち、この様に本発明は、ＩＩＣ
を１ブロツクとして必ずしも分ける必要はない。

ついで、更に第３の実施例について説明する。

本例は、記録ヘッドの延命化に着目したもので、サーマ
ルヘッド、及びバブルジェット（Ｂ、　Ｊ、　）ヘッド
の様に各素子における抵抗値のばらつきがばらつきの要
因となっている場合、抵抗値の低い記録素子にならって
駆動印加エネルギーを揃えると、抵抗値の高い記録素子
には、必要以上のエネルギーが印加されることになり寿
命短縮の一因となる。

そこで、本実施例ではＢＪマルチヘッドの具体例をあげ
て説明する。

第４図はＢＪマルチヘッドにおける吐出臨界電圧のばら
つきの一例を示す。なお、本例はａ、　ｂ、　ｃの全域
にわたってパルス幅７μｓの方形パルス波形を印加した
場合であり、Δ印はその補正前の各素子の吐出臨界電圧
を示す。また、図中のヘッド駆動電圧は、１本の記録ヘ
ッドにおける最小吐出臨界電圧を有する記録素子に対応
して設定されている。従ってこの電圧で駆動した場合そ
の最小吐出臨界電圧を有する記録素子に最適、すなわち
最も安定した吐出が得られるような値となるようにしで
ある。

そこで、図中に示される様にΔ印で示す吐出臨界電圧が
、ヘッド駆動電圧を越えたものにおいては、記録素子が
不吐出となってしまう、また逆にその記録素子の最適駆
動電圧を印加したとすると、今度はこの記録素子に過度
の電圧が印加されることになり記録ヘッドとしての寿命
が著しく短くなる。

そこで、この区間を図示のようにａ、　ｂ、　ｃの３つ
の領域に分け、各領域ａ、　ｂ、　ｃにおける記録素子
をそれぞれ７μｓ、　７．５μｓ、　８．０μｓのパル
ス幅で駆動することによりＸ印で示すように無補正時（
△印）よりかなりばらつきを抑制することができる。す
なわち、本実施例は大まかなブロック分けをした例で、
従来ならば一般的にいってこの例のような記録ヘッドは
、記録素子間で特性のばらつきが大きいということで、
使用不可となってしまうのに対し、本実施例の様に大ま
かながらブロック毎にパルス幅制御をするだけでヘッド
の歩留りを向上させるという効果が得られる。又、ばら
つきのもっと少ないヘッドに関しては均等した最適に近
い電圧及びパルス幅で駆動できるので、更に一層ヘッド
寿命の向上と印加エネルギーバラツキによる吐出ドツト
径のバラツキを抑えることができる。

なお前述各実施例は、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、記録ヘッド駆動方法
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。この膜沸騰による気泡の成長
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４３
４５２６２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。

また、本発明に記録装置の構成と七で設けられる、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
することは本発明の効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
た記録を行なうために有効である。

さらに加えて、本発明記録ヘッドおよび前記記録ヘッド
駆動方法を適用する形態としては、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、
リーダ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てもよい
。

〔発明の効果Ｊ 以上、説明した様に、本発明によれば、配列された複数
の記録素子を分割して編成した複数のブロックに対し、
ブロック別に記録特性の補正が可能なようにしたので記
録画像に濃度むらのない高品質画像を廉価な構成で得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による駆動回路の構成を示す
ブロック図、 第２図および第３図は本発明によるブロック別補正の一
例をグラフとしてそれぞれ示す説明図、 第４図はバブルジェット記録ヘッドに本発明を適用して
補正した例をグラフで示す説明図、第５図は従来例によ
る駆動回路の構成を示すブロック図、 第６図は従来例による補正状態をグラフで示す説明図で
ある。 ｌ・・・記録ヘッド、 ２．２−１〜２−２ｎ・・・記録素子、６・・・記録特
性補正用記憶回路、 ７・・・パルス波形補正信号出力回路、Ｂ１−８４・・
・ブロック番号。 ０　禰正費Ｉのドツト慢 第３図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）配列された複数の記録素子を有し、該複数の記録素
   子に選択的に電気信号が供給されてその電気的エネルギ
   により駆動し、記録を行う記録ヘッドにおいて、 前記配列された複数の記録素子を同時駆動可能な少なく
   とも２つ以上のブロックに編成し、前記電気的エネルギ
   に関連する前記記録素子の特性を前記ブロック別に同時
   に補正可能としたことを特徴とする記録ヘッド。 ２）前記記録素子は記録のためのインクを吐出するエネ
   ルギとして利用する熱エネルギを前記電気的エネルギか
   ら変換する電気熱変換体を有することを特徴とする請求
   項１に記載の記録ヘッド。 ３）配列された複数の記録素子に選択的に電気信号を供
   給し、その電気的エネルギにより前記記録素子を駆動し
   て記録を行う記録ヘッドの駆動方法において、 前記配列された複数の記録素子を分割して編成した同時
   駆動可能な少なくとも２つ以上のブロックに対し、前記
   電気的エネルギに関連して前記記録素子の特性を補正す
   る手段により前記ブロック別に前記記録素子をその特性
   を同時に補正して駆動することを特徴とする記録ヘッド
   の駆動方法。 ４）前記記録ヘッドの記録素子は記録のためのインクを
   吐出するエネルギとして利用する熱エネルギを前記電気
   的エネルギから変換する電気熱変換体を有することを特
   徴とする請求項３に記載の記録ヘッドの駆動方法。