JPH04193542A - 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１ 本発明は、ファクシミリ、複写機、プリンター等の機能
を有するインクジェット記録装置及びそれ等機能を備え
る複合機、ワークステーション等の出力機器として用い
られるインクジェット記録装置に関する。

［従来の技術］ ノンインパクト記録方法は、記録時に於ける騒音の発生
が無視しつる程度に極めて小さいという点に於いて、最
近関心を集めている。その中で高速記録の可能性が有り
、しかも所謂普通紙に特定の定着処理を必要とせずに記
録の行なえるインクジェット記録方法は極めて有力な記
録方法である。

インクジェット記録装置に連用される記録ヘッドは、一
般に微細な液体吐出口（オリフィス）、液路及びこの液
路の一部に設けられるエネルギー作用部と、該作用部に
ある液体に作用させる液滴形成エネルギーを発生するエ
ネルギー発生手段を具えている。

このようなエネルギーを発生するエネルギー発生手段と
してはピエゾ素子等の電気機械変換体を用いた記録方法
、レーザー等の電磁波を照射して、そこにある液体に吸
収させて発熱させ、該発熱による作用で液滴を吐出、飛
翔させるエネルギー発生手段を用いた記録方法、あるい
は発熱抵抗体を有する発熱素子等の電気熱変換体によっ
て液体を加熱して液体を吐出させるエネルギー発生手段
を用いた記録方法等がある。その中でも熱エネルギーに
よって液体を吐出させるインクジェット記録方法に用い
られる記録ヘッドは、記Ｂ「の液滴を吐出して飛翔用液
滴を形成するための液体吐出口（オリフィス）を高密度
に配列することができるために高解像力の記録をするこ
とが可能である。その中でも電気熱変換体を熱エネルギ
ー発生手段として用いた記録ヘッドは、記録ヘッドとし
て全体的なコンパクト化も容易で且つ、最近の半導体分
野における技術の進歩と信頼性の向上が著しいＩＣ技術
やマイクロ加工技術の長所を十二分に活用でき、長尺化
および面状化（２次元化）が容易であること等からマル
チノズル化、高密度実装化が容易で、しかも大量に生産
性良く、製造コストも安価なインクジェット記録用ヘッ
ドおよび該ヘッドを有する装置を提供することが可能で
ある。

このようにエネルギー発生手段に電気熱変換体を用い、
半導体製造プロセスを経て製造されたインクジェット用
記録ヘッドは、一般には各オリフィスに対応した液路を
設け、該液路毎に該液路を満たす液体に熱エネルギーを
作用させて、対応するオリフィスより液体を吐出して飛
翔用液滴を形成する手段としての電気熱変換体が設けら
れている。また、それ等液路には、各液路に連通してい
る共通液室より液体が供給される構造となりでいる。

第５図は上記したインクジェット記録ヘッドが実際に記
録装置に配置されているインクジェット！己録装置の構
成例を示す模式的斜視図である。同図においては、前記
した記録ヘッドと同様の記録ヘッド１１０１はモータ１
２１６の駆動により一対のレール１２１３上を往復動さ
れるキャリッジ１２１４と一体的に構成されている。イ
ンクタンク１２２２Ｙ、１２２２Ｍ。

１２２２Ｃ，１２２２Ｂ内に収容されたインクはポンプ
１２２３Ｙ、１２２３Ｍ、１２２３Ｃ。

１２２３Ｂにより記録ヘッド１１０１内に供給される。

記録媒体（記録紙）はプラテンローラ１２１２に沿って
搬送され一時停止する。そして、記録ヘッド１１０１は
レール１２１３に沿って往動しながらインクを吐出して
画像記録を行なう。所定紙幅分の画像記録を行なうと再
び記録ヘッド１１０１はレール１２１３に沿って復動し
ホームポジションＨＰへ戻るか、この間に記録紙はプラ
テンローラ１２１２により所望量搬送され再び停止する
。そして、このような動作を縁り返し、画像記録が行な
われる。

このように停止している記録紙に対し記録ヘットを往復
動させつつ印字を行なう記録方式を以降シリアルスキャ
ン方式と呼ぶ。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、記録ヘッドをマルチノズル化し、記録紙
と同一幅に長尺化したフルラインタイプの長尺ヘッドと
した場合、従来のシリアルスキャン方式とは全く異なっ
た記録方式となる。このため従来のシリアルスキャン方
式の記録装置とは異なる様々な問題が生ずることとなる
。

その一つとして、記録ヘットが長尺ヘッドであるために
、記録ヘッドのペースとなるプレートが製造時に反りを
生じ、また、記録ヘッド交換で本体にセットする際にも
反りが発生してしまう。

このため、出力画像か歪み、特にフルカラーのものでは
色ずれなどが生し、画像品位を低下させる原因になって
いた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり
、長尺ヘッドの反りによる出力画像の歪や色ずれ等がな
いインクシェツ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］ 本発明のインクジェット記録装置は、 記録媒体の記録域の全幅にわたって複数の吐出口を備え
たフルラインタイプの記録ヘッドを有するインクジェッ
ト記録装置において、 前記記録ヘットによる記録済の記録媒体上の画像を示す
データである記録データが与えられると、該記録データ
に基き前記記録ヘッドの反りの補正量を計算し、該補正
量に応じて以後の前記記録ヘッドの吐出タイミングを制
御する制御手段を備えたことを特徴とする。

そして、本発明のインクジェット記録装置は、記録済の
記録媒体上の画像を読み取り、該読み取った画像を示す
データを記録データとして制御手段に与える画像読取装
置を備えたものが好ましい。

また、本発明のインクジェット記録装置は、複数のフル
ラインタイプの記録ヘットを有し、制御手段が各記録ヘ
ッド毎にそれぞれ吐出タイミンクを制御するものとする
ことができる。

記録ヘッドは、熱エネルギーを利用して吐出口からイン
クを吐出させるもので、熱エネルギーを発生させる手段
として電気熱変換体を有しているものとすることが可能
である。

〔作用〕

記録ヘッドが反っていると、該記録ヘッドによる記録済
の記録媒体上の画像は前記記録ヘットの反りに応じて歪
む。制御手段は、記録データにより示される前記画像の
歪に基き記録ヘッドの反りの補正量を計算し、該補正量
に応じて以後の記録ヘッドの吐出タイミングを制御する
もので、以後、記録ヘッドの反りにより生じる画像の歪
みがなくなる。

画像読取装置を備えたものは、該画像読取装置が画像を
読み取り、記録データとして制御装置に与えることによ
り、該制御装置において補正量の計算上よび吐出タイミ
ンクの制御が行なわれる。

（実施例〕 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図に示す本実施例のインクジェット記録装置１０は
、フルマルチタイプの熱を利用して気泡を発生させ、イ
ンクを吐出させる記録ヘッドによって多色の記録か可能
なものであり、イエロー、シアン、マセンタ、ブラック
の各色のインクにそれぞれ対応する４個の記録ヘットｌ
が、ヘット取付枠２に一括して取り付けられ、後述する
搬送ベルト３に対向するよう設けられている。

各記録ヘット１は、液体を加熱して液滴を吐出させるエ
ネルギー発生手段として電気熱変換体を用いたものであ
り、それぞれ被記録媒体の記録領域の全幅にわたって、
記録媒体の搬送方向と直交する方向に、後述する吐出口
１１３（第２図参照）が形成されたフルラインタイプの
長尺ヘッドである。

各記録ヘッド１は、第２図に示すように、エツチング、
蒸着、スパッタリングなどの半導体製造プロセス工程を
経て基板１０２上に成膜された複数個の電気熱変換体１
０３、複数個の電極１０４、複数個のノズル壁１０５と
１枚の天板１０６とを有している。

記録用のインクは、図示しない供給タンクから供給管１
１７．供給管用のコネクタ１０９を介して基板１０２上
の各ノズル１１０の後方に設けられている共通液室１１
２内に供給される。該共通液室１１２内に供給されたイ
ンクは、毛管現象により各ノズル１１０内に供給され、
該ノズル１１Ｏ先端の吐出口面１１４でメニスカスを形
成することにより安定に保持される。このとき、電極１
０４により電気熱変換体１０３に通電すると、該電気熱
変換体１０３上のインクが加熱され、発泡現象が発生し
、該発泡のエネルギーにより吐出口１１３から液滴が吐
出する。

再び第１図に戻り、記録紙などの記録媒体を静電力で吸
着保持して搬送するための搬送手段であるエンドレスの
ＩＲ送ベルト３は、少なくともその表面は絶縁性の材料
からなり、２個のローラ８゜９によって図示矢印Ｆ方向
に回転自在に保持されている。供給側のローラ８は接地
され、該ローラ８に対向して搬送ベルト３に圧接する帯
電ローラ５が設けられている。帯電ローラ５は搬送ベル
ト３の表面を帯電させるためのものであり、導電性の材
料からなって、図示しない高圧電源により正の電圧が印
加されるようになっている。さらに、接地されたブラシ
状の電極である２本の除電ブラシ６が、搬送ベルト３の
表面に接触するように設けられている。　　“ 記録媒体は、一対のレジストローラ４によって吸入され
て搬送ベルト３上に載せられ、図示矢印Ｆ方向に搬送さ
れ、記録ヘッド１からのインク吐出によって記録され、
ストッカ７上に排出されるようになっている。

該ストッカ７の略下方には、搬送ベルト３に付着する紙
粉や塵等の不要物を排除するベルトクリーナ１３が設け
られている。また、搬送ベルト３の各記録ヘット’　ｔ
に対向する部位の裏面には、搬送ベルト３を水平に保つ
ためのプラテン６が設けられており、さらに、搬送ヘル
ド３の上方で、各記録ヘッド１とストッカ７との間には
、各記録へ・ｌド１による記録が終了した記録媒体上に
形成された画像パターンを読み取る画像読取装置１１か
設けられており、該画像読取装置１１は、マイクロコン
ピュータ等で構成された、インクシェツト記録装置１０
を全体的に制御する制御装置１２に接続されている。

第３図（ａ）　、　（ｂ）は前記画像読取装置１１を示
し、（ａ）は平面図、（ｂ）は第３図（ａ）Ａ−Ａ線に
沿う断面図である。

第３図（ａ）に示すように、キャリッジ５１は、図示し
ない記録媒体の搬送方向である矢印Ｆ方向に直交するレ
ール５３に摺動可能に隙間なく嵌合しており、図示しな
いプーリ等からなる駆動源からワイヤ５２を介して張力
が伝えられるように構成されている。これにより、キャ
リッジ５１は、首記レール５３および該レール５３に平
行に配設されたガイド板５４に沿って矢印Ｓ方向に往復
移動する。キャリッジ５１には、前記記録媒体に光を射
出するレンズランプ６０が搭載されている。

さらに、第３図（ｂ）に示すように、キャリッジ５１の
内部には、前記記録媒体に対向し、該記録媒体から反射
されて入射する光の光路面積を規制する絞り５５と、該
絞りを通過した光を集光するレンズ５６と、該レンズ５
６を通過した光のうち、後述するセンサ５８に適する光
のみを通過させるフィルタ５７と、該フィルタ５７を介
して前記レンズ５６により集光された光を感知する、可
視光用ホトダイオード等からなるセンサ５８とが同軸上
に配列されている。該センサ５８は、該センサ５８が感
知した光から前記記録媒体の画像パターンを読み取るプ
リント基板５９に接続され、さらに、該プリント基板５
９は制御装置１２（第１図参照）に接続されている。

次に、本実施例による記録ヘッドの反りの検出および補
正について説明する。

各記録ヘッド１を用いてそれぞれ直線の画像パターンを
形成させようとした場合、第４図に示すように、実際の
画像パターン２１ａ、２２ａ。

２３ａ、２４ａは理想の画像パターン２１ｂ。

２２ｂ、２３ｂ、２４ｂに対してそれぞれ上または下に
反った曲線となっている。すなわち、各記録ヘッド１が
長尺ヘッドであるために、いろいろな反り方をしている
ことを示している。

そこで、それぞれの実際の画像パターン２１ａ、２２ａ
、２３ａ、２４ａを前記画像読取装置１１が記録領域り
外から各記録ヘット１のノズル配列方向である矢印Ｓ方
向に平行移動しなからスキャンして読み取っていく。画
像読取装置１１が読み取った各画像パターン２１ａ、２
２ａ。

２３ａ、２４ａはそれぞれ記録データとして制御装置１
２へフィードバックされ、数値化される。

制御装置１２は、数値化された記録データに基き、印字
領域り内における各部位の理想位置までの補正量に、ｙ
、ｍ、ｃをそれぞれ計算し、各補正量に、ｙ、ｍ、ｃを
記憶する。

以後の記録においては、前記制御装置１２は、各補正量
に、ｙ、ｍ、ｃによりそれぞれ記録位置を補正しながら
各記録ヘッド１の吐出タイミンクを制御して記録を行な
う。

本実施例では、画像読取装置を用いて画像パターンを読
み取り、印字領域内の各部位について補正量を求めるよ
うにしているが、最大補正量、すなわち実際の画像パタ
ーンが理想の画像パターンから最も離れた部位の補正量
のみを記録データとしそまず求め、各記録ヘッドの反り
は例えば円弧形状をしているものとみなして計算するよ
うにしてもよい。このようにすれば、最初に求める最大
補正量は各記録ヘットにつき１個となり、画像読取装置
を用いずに、サービスマン等が目視で求めることも可能
となる。

また、本実施例では記録ヘッドの個数を４個としている
が、記録ヘッドの個数に特に制限がないのはもちろんで
ある。

本発明は、特にインクジェット記録方式の中でもキャノ
ン■が提唱するバブルジェット方式の記録ヘッド、記録
装置に於いて、優れた効果をもたらすものである。

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なうものか
好ましい。この方式は所謂オンデマント型、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
マント型の場合には、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させて、結果的にこの駆動
信号に一対一対応し液体（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なわれるので、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。尚５上
記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３
１３１２４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なうことかできる。

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、電気熱変換体の組み合わせ
構成（直線状液流路又は直角液流路）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
号明細書にそれぞれ記載されたものでもよい。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年第
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せる構成を開示する特開昭５９年第
１３８４６１号公報に基づいた構成としても本発明は有
効である。

更に、記録装置が記録できる最大記録媒体の幅じ対応し
た長さを有するフルラインタイプの長尺記録ヘッドとし
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フて、その長さを満たす構成や
一体的に形成された一個の記録ヘッドとしての構成のい
ずれでも良いが、本発明は、上述した効果を一層有効に
発揮することができる。

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ト、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。

又、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
は二わらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは別
に吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定して
記録を行なうために有効である。

更に、記録装置の記録モートとしては黒色等の主流色の
みの記録モードたけではなく、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よいが、異な
る色の複色カラー又は、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。

以上説明した本発明実施例においては、インクを液体と
して説明しているか、室温やそれ以下で固化するインク
であって、室温で軟化もしくは液体となるもの、或いは
、インクジェットにおいて一般的に行なわれている温度
調整の温度範囲である３０℃以上７０℃以下の温度範囲
で軟化もしくは液体となるものでもよい。すなわち、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良
い。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態変化のエネルキーとして
使用せしめることで防止するが又は、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てインク液状として吐出するも
のや記録媒体に到達する時点ではすでに固化し始めるも
の等のような、熱エネルキーによって初めて液化する性
質のインク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５４−５６８４７号公報あるい
は特開昭６０−７１２６０号公報に記載されるような、
多孔質シート凹部又は貫通孔に液状又は固形物として保
持された状態で、電気熱変換体に対して対向するような
形態としても良い。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。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載するような効果を奏する。

記録ヘッドの反りにより生じる画像の歪みをなくすこと
ができ、高画質の記録が可能となる。

このため、カラーの記録装置においては、ト記効果に加
え色ずれをなくすこともできる。

画像読取装置を備えたものは、画像の読み取りから補正
量の計算右よび吐出タイミングの制御までを自動化する
ことが可能となり、作業者の作業が容易になるとともに
、人為的なミス等を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のインクジェット記録装置の一実施例を
示す模式図、第２図は第１図に示す記録ヘッドの要部斜
視図、第３図は第１図に示す画像読取装置の要部を示し
、（ａ）は平面図、（ｂ）は第３図（ａ）のＡ−Ａ線に
沿う断面図、第４図は本実施例で用いる画像パターンを
示す説明図、第５図はインクジェット記録装置の従来例
を示す概略斜視図である。 １−・記録ヘッド、　　　　２−・ヘッド取付枠、３・
・・搬送ベルト、　　　　４・・・レジストローラ、５
１０．帯電。−ラ、　　　　６・・・除電ブラシ、７・
・・ストッカ、　　　　　８．９−・・ローラ、１０°
°°インクシエツト記録装置、 ｔ　ｉ　−・・画像読取装置、　　工２・・・制御装置
、１３−・ベルトクリーナ、 ２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２３ａ。 ２３ｂ、２４ａ、２４ｂ−−−画像パターン、５１・・
・キャリッジ、　　　５２・・・ワイヤ、５３−・・レ
ール、　　　　　５４−・・ガイド板、５５−・・絞り
、　　　　　　５６・・・レンズ、５７−・フィルタ、
　　　　５８・・・センサ、５９・・・プリント基板、
　　６０・・・レンズランプ、１０２−・・基板、　　
　　　１０３−・・電気熱変換体、１０４・・・電極、
　　　　　Ｉ　Ｑ　５−・・ノズル壁、１０６−・天板
、　　　　　１０９−・・コネクタ。 １１０−・・ノズル、　　　　　１１２−・・共通液室
、１１３−・・吐出口、　　　　１１４−・吐出口面、
１１７−・・供給管。 第２図 第３図（ａ） 第３図（ｂ） 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、記録媒体の記録域の全幅にわたって複数の吐出口を
   備えたフルラインタイプの記録ヘッドを有するインクジ
   ェット記録装置において、 前記記録ヘッドによる記録済の記録媒体上の画像を示す
   データである記録データが与えられると、該記録データ
   に基き前記記録ヘッドの反りの補正量を計算し、該補正
   量に応じて以後の前記記録ヘッドの吐出タイミングを制
   御する制御手段を備えたことを特徴とするインクジェッ
   ト記録装置。 ２、記録済の記録媒体上の画像を読み取り、該読み取っ
   た画像を示すデータを記録データとして制御手段に与え
   る画像読取装置を備えた請求項１記載のインクジェット
   記録装置。３、複数のフルラインタイプの記録ヘッドを
   有し、制御手段が各記録ヘッド毎にそれぞれ吐出タイミ
   ングを制御するものである請求項１または２記載のイン
   クジェット記録装置。４、記録ヘッドは、熱エネルギー
   を利用して吐出口からインクを吐出させるもので、熱エ
   ネルギーを発生させる手段として電気熱変換体を有して
   いる請求項１、２または３記載のインクジェット記録装
   置。