JPH0725006A - 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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JPH0725006A
JPH0725006A JP15385893A JP15385893A JPH0725006A JP H0725006 A JPH0725006 A JP H0725006A JP 15385893 A JP15385893 A JP 15385893A JP 15385893 A JP15385893 A JP 15385893A JP H0725006 A JPH0725006 A JP H0725006A
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recording
head
recording head
ink
recording medium
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JP15385893A
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Shinji Kanemitsu
伸二 金光
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録点の微妙なズレを容易に補正する。 【構成】 記録ヘッド1を支持するベース15はキャリ
ッジ2に上下方向に移動自在に設けられ、このキャリッ
ジ2には、ベース15をキャリッジ2に押圧し、3次元
方向の固定を行う複数のばね部材12a,12bが設け
られている。記録ヘッド1のインク滴の吐出方向が、吐
出口の並び方向(矢印X方向)に対して一定角度だけ傾
斜している。Z方向位置調整板17は、キャリッジ2に
回転中心20を中心に回動可能であり、キャリッジ2に
螺合したビス14により固定されている。ベース15は
Z方向位置調整板17と当接面23で当接し、ビス14
を締め込んでいくと、Z方向位置調整板17は回転中心
20の回りに時計方向に回転し、記録ヘッド1をZ方向
へ持ち上げることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、インクを被記録媒体に
向けて吐出するための吐出口が配列された記録ヘッドを
備えたインクジェット記録装置に関し、特に、記録ヘッ
ドからのインク滴の吐出方向の傾きを利用して、記録位
置を移動させることのできるインクジェット記録装置に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のインクジェット記録装置
には、キャリッジに記録ヘッドを搭載し、キャリッジの
シリアルスキャンを行いながら被記録媒体を定量送り
し、吐出口から前記被記録媒体にインク滴を吐出させて
画像を記録するものがある。
【0003】被記録媒体の定量送り毎の継ぎスジや、記
録ヘッドのスキャン方向の傾きによる段々状の記録が生
じないように、被記録媒体の送りローラの精度や、記録
ヘッドのキャリッジへの固定部の寸法精度を非常に高く
保っていた。さらに、キャリッジに複数個色違いの記録
ヘッドを搭載し、カラー画像の記録を行うインクジェッ
ト記録装置の場合、前述の精度の他に、各記録ヘッドに
よる記録位置が、キャリッジスキャン方向及び被記録媒
体の送り方向に一致しないとならないので、各記録ヘッ
ドを固定するキャリッジの固定位置の寸法精度及び、各
記録ヘッドの固定位置決め点から吐出口までの寸法の精
度が非常に高く要求されていた。すなわち、ドットの重
なりを保証するために、キャリッジスキャン方向の重ね
合せは印字のタイミングを電気的に調整することで可能
であるが、被記録媒体の送り方向のドットの重ね合せ
は、機械精度に頼らざるをえなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のインクジェ
ット記録装置では、ドットの重なりを保証するために、
キャリッジスキャン方向の重ね合せは印字のタイミング
を電気的に調整することで可能であるが、被記録媒体の
送り方向のドットの重ね合せは、機械精度に頼らざるを
えなかったので、部品の加工精度に限界があることか
ら、例えば、キャリッジ及び記録ヘッドそれぞれの必要
寸法の精度を±30μmに押えたとしても、希望する印
字位置から最大60μmのズレが生じていた。このズレ
量は、印字密度が400dot /inchの記録ヘッドの場
合、ドット間距離が63.5μmであるから、ほぼ1ド
ット分のズレに相当し、厳密な色重ねを行う上で大きな
支障となっていた。また、このズレ量を調整しようとし
ても、数十μmの位置の移動を行うには、非常に精密な
調整機構が必要になり、装置構成上およびコスト的にも
大きな負担となっていた。
【0005】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みてなされたものであり、記録点の微妙なズレを容易
に補正することが可能で、低コストなインクジェット記
録装置を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、インクを被記録媒体に向けて吐出するため
の吐出口が配列された記録ヘッドと、該記録ヘッドを搭
載し、主走査方向に移動されるキャリッジと、被記録媒
体を副走査方向に搬送するための搬送手段とを備え、前
記吐出口から前記被記録媒体にインク滴を吐出させて画
像を記録するインクジェット記録装置において、インク
滴の吐出方向が、吐出口の並び方向に対して一定角度傾
斜しており、記録ヘッドと被記録媒体との距離を変化さ
せることにより、吐出口の並び方向の記録位置を移動さ
せる位置調整手段を備えていることを特徴とするもので
ある。
【0007】また、前記キャリッジにはn(nは2以上
の自然数)個の記録ヘッドが搭載され、少なくともn−
1個の記録ヘッドと被記録媒体との距離を変化させる位
置調整手段を有している。
【0008】さらに、記録ヘッドは、インク吐出用の熱
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
ものや、前記電気熱変換体によって印加される熱エネル
ギーにより、インクに生ずる膜沸騰を利用して吐出口よ
りインクを吐出させるものとすることができる。
【0009】
【作用】上記のとおり構成された本発明では、記録ヘッ
ドのインク吐出方向を吐出口の並び方向に傾斜させ、ま
た、位置調整手段により記録ヘッドと被記録媒体の距離
を変えることにより、被記録媒体上での記録位置を移動
させるようにしたものである。すなわち、ごく微妙な記
録のズレに対し、記録ヘッドと被記録媒体との距離を移
動させることで、記録点を正規の点に移動させることが
できる。
【0010】
【実施例】次に、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。
【0011】先ず、インクジェット記録装置の全体構成
の概略について、図1を参照して説明する。
【0012】本実施例のインクジェット記録装置は、後
述する記録ヘッド1が装着されたキャリッジ2が、駆動
モータ10の駆動力を伝達する駆動ベルト9の一部に連
結されて、互いに平行に配設された2本のガイドシャフ
ト11a,11bに対して摺動可能に取付けられてお
り、前記駆動モータ10の駆動力により、前記記録ヘッ
ド1が、該記録ヘッド1の吐出口形成面に対向して配置
されたプラテン(不図示)上に、不図示の媒体給送装置
から給送される記録紙(被記録媒体)の全幅にわたって
往復運動して該記録紙上への記録を行なう構成となって
いる。
【0013】また、本実施例のインクジェット記録装置
は、記録ヘッド1の記録動作における往復運動の範囲外
で、ヘッド回復動作の際に記録ヘッド1が移動される位
置(図中ガイドシャフト11aの左端、以下、回復ポジ
ションと称す。)において、該記録ヘッド1の吐出口形
成面に対向して伝動機構4を介したクリーニング用モー
タ7の駆動力によって駆動され、前記記録ヘッド1の吐
出口形成面をキャッピングするキャップ3を備えたヘッ
ド回復装置6が設けられている。
【0014】このヘッド回復装置6は、ヘッド回復動作
の際、キャップ3による記録ヘッド1の吐出口形成面の
キャッピングに関連して、回復系ポンプ(不図示)によ
るインク吸引もしくは、記録ヘッド1へのインク供給経
路に設けた適宜の加圧手段によるインク圧送を行ない、
インクを吐出口より強制的に排出させて、吐出口内の増
粘インクを除去する等のヘッド回復動作を行なう。この
ヘッド回復処理により記録ヘッド1の各吐出口から吐出
不良要因とともに排出された廃インクは、貯蔵部材とし
ての廃インクタンク13に移送されて貯留される。
【0015】さらに、ヘッド回復装置6の側面には、シ
リコンゴムで形成されたワイピング部材としてのブレー
ド5がブレード保持部材8によってカンチレバー形態で
保持され、ヘッド回復装置6と同様、クリーニング用モ
ータ7および伝動機構によって動作し、記録ヘッド1の
吐出口形成面との係合が可能となる。これにより、ヘッ
ド回復装置6を用いたヘッド回復動作後に、ブレード5
を記録ヘッド1の移動経路中に突出させ、該記録ヘッド
1の移動動作に伴なって記録ヘッド1の吐出口形成面に
おける結露、濡れあるいは塵埃等を拭き取る。
【0016】以下、インクジェット記録ヘッド1につい
て説明する。
【0017】図2に示すように、記録ヘッド1には、列
状に設けられた複数個の吐出口30から記録液を吐出さ
せるために、印加電圧が供給される熱エネルギーを発生
させる電気熱変換体40が各液路毎に配設されている。
各液路はインクの共通液室1301に連通されている。
複数個の吐出口30はオリフィスプレート400に形成
され、複数の電気熱変換体40はヒータボード100に
設けられている。そして、電気熱変換体40に駆動信号
を印加することによって、前記電気熱変換体40に熱エ
ネルギーを発生せしめて膜沸騰を生じインク液路内に気
泡を形成する。そしてこの気泡の成長によって前記吐出
口30からインク滴を吐出させる。
【0018】次に、本実施例の特徴部について説明す
る。図3はキャリッジ及び記録ヘッドの拡大側面図、図
4は本発明の特徴を示す、記録ヘッドからのインクの吐
出状況を示す図、図5は記録ヘッドの詳細断面図であ
る。
【0019】図5に示すように、記録ヘッド1には複数
の吐出口30が設けられていて、各液路50の先端は吐
出口30の並び方向に対して傾いている。これにより、
各吐出口30からのインク滴の吐出方向60が、吐出口
30の並び方向Xに対して一定角度(90度−θ)傾斜
することになる。
【0020】図3及び図4に示すように、記録ヘッド1
には吐出エレメントやインクを吐出する吐出口が構成さ
れていて、インク供給チューブ21よりインクの供給を
受けている。記録ヘッド1は、キャリッジ2に上下方向
(矢印Z方向)にのみ移動自在に設けられたベース15
に固定され、この記録ヘッド1には、キャリッジ2と当
接する位置決め部(不図示)や吐出の制御を受ける電気
信号を伝えるコネクタ部16が接続されている。キャリ
ッジ2には、ベース15をキャリッジ2に押圧し、X方
向(図3中左右方向)、Y方向(紙面前後方向)、Z方
向(図3中上下方向)方向の固定を行う3つのばね部材
12a,12b(1つのばね部材は不図示)が設けられ
ている。記録インク滴の吐出方向(図5中、符号60)
が、吐出口の並び方向(矢印X方向)に対して一定角度
(90度−θ)だけ傾斜している。Z方向位置調整板1
7は、キャリッジ2に回転中心20を中心に回動可能で
あり、その一端部がキャリッジ2に螺合したビス14に
より固定されている。ベース15はZ方向位置調整板1
7の他端部と当接面23で当接し、ばね部材12a,1
2bにより押圧固定されている。ここで、ビス14を締
め込んでいくと、Z方向位置調整板17は回転中心20
の回りに時計方向に回転し、記録ヘッド1をZ方向へ持
ち上げることができる。
【0021】記録動作については、被記録媒体22が、
搬送ローラ対19、及び排紙用ローラ対18により反矢
印X方向に搬送され、プラテン24上に一旦停止する。
その状態でキャリッジ2が主走査レール(ガイドシャフ
ト)11aと補助レール(ガイドシャフト)11bに沿
って矢印Y方向に移動し、記録信号を受けた記録ヘッド
1が記録を吐出口の並び方向の記録幅lだけ行う。その
後、搬送ローラ対19の定量送り動作で被記録媒体22
が送られ、次の記録が繰り返され、一枚の記録を完成さ
せる。
【0022】次に、記録ヘッド1の吐出状況を説明する
と、記録ヘッド1の位置は被記録媒体22と距離Z1
け離れて設定されている。通常の記録装置の場合、Z1
は1mm程度である。そして、記録ヘッド1には、数十〜
数百の吐出口が形成され、記録幅lを作り上げている。
本発明では、吐出方向が、吐出口並び方向に90度−θ
だけ傾いて吐出が行われている。しかしながら、従来と
同様に記録ヘッド1と被記録媒体22が平行に位置して
いるので、記録幅lは、被記録媒体22上でも変化がな
いことがわかる。ここで、記録ヘッド1の吐出口301
から吐出されたインク滴が被記録媒体22に記録する点
はL1 であるが、装置として正規に記録しなければいけ
ない点がL1 ’とすると、L1 とL1 ’との間にはΔL
1 のズレが生じたことになる。こうした場合、記録ヘッ
ド1と被記録媒体22との距離Z 1 をΔZ1 だけ移動さ
せることで、記録点L1 を正規の点L1 ’に移動させる
ことが容易にわかる。ここで、その例を挙げると、吐出
方向の角度θ=10°とし、記録点L1 と正規の点L
1 ’の差ΔL1 =40μmとすると、記録ヘッド1と被
記録媒体22の距離をΔZ1 =227μm(ΔZ1 =Δ
1 /tan 10°)移動させることで、記録点L1 を正
規の点L1 ’と一致させることができることになる。上
記説明から明らかなように、Z方向位置調整板17、ビ
ス14及び当接面23により、記録ヘッド1と被記録媒
体22との距離を変化させることにより、吐出口の並び
方向の記録位置を移動させる位置調整手段が構成されて
いる。
【0023】このように、ごく微妙な記録のズレを上下
方向の距離ΔZ1 に置き換えることで、図3に示したよ
うな構成で容易に調整することを可能にしている。すな
わち、Z方向位置調整板17は、キャリッジ2に回転中
心20を中心に回動可能で、キャリッジ2に係合したビ
ス14により、固定されている。記録ヘッド1はZ方向
位置調整板17とで当接しばね部材12a,12bによ
り押圧固定されている。ここで、ビス14を締め込んで
いくと、Z方向位置調整板17は回転中心20の回りに
時計方向に回転し、記録ヘッド1を持ち上げていき、前
述のΔZ1 の移動を可能としている。
【0024】前述の実施例では、キャリッジ2に1個の
記録ヘッド1を搭載した場合において、記録のX方向の
正規の点からのズレの調整について述べたが、本発明
は、キャリッジに複数のヘッドを搭載した場合に非常に
有効な手段となることを以下に示す。
【0025】図6は、キャリッジ31に、4色の記録ヘ
ッド(イエロー色用ヘッド32、マゼンタ色用ヘッド3
3、シアン色用ヘッド34、ブラック色用ヘッド35)
を搭載し、各記録ヘッド32,33,34,35にZ方
向の移動手段、Z方向位置調整板91,92,93,9
4を設けた場合を示している。この構成を用いた装置
は、組立後記録を行った際に、何かの色が、色重なりに
ズレを生じていた場合、その色に対応した、Z方向位置
調整板91〜94のビスを調整することで、色重なりを
一致させることが可能となっている。
【0026】また、前述の実施例では、各記録ヘッドに
対し、全てにZ方向位置移動手段を設けたが、特定の一
つの記録ヘッドを基準と考える、すなわち一つの記録ヘ
ッドを固定とする構成とした場合には、キャリッジに搭
載される残りの記録ヘッドにだけ、Z方向位置移動手段
を設ければ、全ての記録ヘッドの間の記録のズレの補正
を行うことが可能である。
【0027】この発明は、装置の寿命の間に、ヘッド部
のみ交換する方式や、ヘッド、インクタンク一体型で交
換する方式の装置においては、ヘッド部の寸法精度によ
るズレを補正することが可能となるため、特に有効な手
段となっている。
【0028】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも熱エネルギーを利用して飛翔的液滴を形成し、記
録を行うインク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。
【0029】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核沸騰を越
える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの駆動信号
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、少なくとも一つの滴を形成する。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。
【0030】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。
【0031】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。
【0032】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ー
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号公報に基づいた構成
としても本発明は有効である。
【0033】加えて、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た場合にも
本発明は有効である。
【0034】また、本発明の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。
【0035】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみを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を組み合わせによってで
もよいが、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一つを備えた装置にも本発明は極
めて有効である。
【0036】以上説明した本発明実施例においては、イ
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、室温で軟化するもの、もしくは
液体であるもの、あるいは上述のインクジェット方式で
はインク自体を30℃以上70℃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。
【0037】加えて、積極的に熱エネルギーによる昇温
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防止するか、またはイン
クの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを
用いるかして、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、液状インクとし
て吐出するものや、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、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインクの使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭54−5684
7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。
【0038】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
態としては、ワードプロセッサや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採る
ものであっても良い。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、記録ヘ
ッドのインク吐出方向を吐出口の並び方向に一定角度傾
け、記録ヘッドと被記録媒体の距離を変化させる調整手
段を設けることにより、記録点の微妙なズレを、容易に
補正することが可能となる。
【0040】特に、多色の記録ヘッドを有する装置にお
いては、色重なりの不一致を除去することが有効で、品
位の高い記録を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクジェット記録装置の一実施例の
概略斜視図である。
【図2】記録ヘッドの概略斜視図である。
【図3】キャリッジ及び記録ヘッドの拡大側面図であ
る。
【図4】本発明の特徴を示す、記録ヘッドからのインク
の吐出状況を示す図である。
【図5】記録ヘッドの詳細断面図である。
【図6】4色の記録ヘッドを搭載したキャリッジを示す
図である。
【符号の説明】
1 記録ヘッド 2 キャリッジ 3 キャップ 4 伝動機構 5 ブレード 6 ヘッド回復装置 7 クリーニング用ブレード 8 ブレード保持部材 9 駆動ベルト 10 駆動モータ 11a ガイドシャフト(主走査レ
−ル) 11b ガイドシャフト(補助レ−
ル) 12a ばね部材 12b ばね部材 13 廃インクタンク 14 ビス 15 ベ−ス 16 コネクタ部 17 Z方向位置調整板 18 排紙用ロ−ラ対 19 搬送ロ−ラ対 20 回転中心 21 インク供給チュ−ブ 22 被記録媒体(記録紙) 23 当接面(押し上げ面) 24 プラテン 30 吐出口 31 キャリッジ 32,33,34,35 記録ヘッド 36 主走査レ−ル 40 電気熱変換体 50 液路 60 インク滴の吐出方向 91,92,93,94 Z方向位置調整板 100 ヒータボード 400 オリフィスプレート 1301 共通液室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B41J 25/312 25/316

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクを被記録媒体に向けて吐出するた
    めの吐出口が配列された記録ヘッドと、該記録ヘッドを
    搭載し、主走査方向に移動されるキャリッジと、被記録
    媒体を副走査方向に搬送するための搬送手段とを備え、
    前記吐出口から前記被記録媒体にインク滴を吐出させて
    画像を記録するインクジェット記録装置において、 前記記録ヘッドからのインク滴の吐出方向が、吐出口の
    並び方向に対して一定角度傾斜しており、 記録ヘッドと被記録媒体との距離を変化させることによ
    り、吐出口の並び方向の記録位置を移動させる位置調整
    手段を備えていることを特徴とするインクジェット記録
    装置。
  2. 【請求項2】 前記キャリッジにはn(nは2以上の自
    然数)個の記録ヘッドが搭載され、少なくともn−1個
    の記録ヘッドと被記録媒体との距離を変化させる位置調
    整手段を有している請求項1に記載のインクジェット記
    録装置。
  3. 【請求項3】 記録ヘッドは、インク吐出用の熱エネル
    ギーを発生するための電気熱変換体を備えている請求項
    1または2に記載のインクジェット記録装置。
  4. 【請求項4】 記録ヘッドは、前記電気熱変換体によっ
    て印加される熱エネルギーにより、インクに生ずる膜沸
    騰を利用して吐出口よりインクを吐出させるものである
    請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインクジェット
    記録装置。
JP15385893A 1993-06-24 1993-06-24 インクジェット記録装置 Pending JPH0725006A (ja)

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