JPH03227664A - 記録ヘッド、記録装置、および記録方法 - 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、複写機等に用いられ
る記録ヘッドに関する。

［従来の技術］ 現在、プリンタ、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化するため、１
個の記録ヘッド内に複数個以上の記録素子を設けたマル
チ記録ヘッドが主に用いられている。

しかし、各記録素子の記録特性を均一になるように製造
することは非常に難しく、一般に、１個のマルチ記録ヘ
ッドの各記録素子を同一の駆動条件で駆動した場合、記
録画像に濃度ムラが生じてしまう。記録特性を均一にし
ようとすると、記録ヘッドの製造上の歩留が良くないの
が現状である。

各記録素子の記録特性が不均一な場合の記録ヘッド１に
対して、第１３図に示すように、記録素子２ａ、　２ｂ
、　２ｃ、　２ｄ、・・・の記録特性に応じて、各記録
素子に印加するエネルギー量を各記録素子ごとに記録特
性補正用記憶回路３ａ、　３ｂ、　３ｃ、　３ｄ、・・
・に記憶された補正データに応じて補正することにより
、記録ヘッドの各記録素子の記録特性として、例えば、
第１４図に示すように、記録ドツト径を均一にし、記録
画像の濃度ムラを改善する方法が考えられる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、記録ヘッドに設けられた記録素子数が多
（なったり、記録ヘッドの記録密度が４００ｄｐｉとい
ったように高くなるにつれて、各記録素子に対して設け
る記録特性補正用記憶回路の数も多くなるため、記録ヘ
ッドの大きさも大型化してしまい、コスト的に高価にな
ってしまう。また、記録特性補正用記憶回路を記録ヘッ
ド上に設ける間隔が狭（なり過ぎるため、記録ヘッド上
に実装できな（なってしまうという問題点があっ記録ヘ
ッドによる記録密度が、例えば、４００ｄｐｉといった
ように高解像になって（ると記録ヘッドの各記録素子の
記録特性として記録ドツト径が各記録素子毎にばらつい
た場合でも、実際の記録画像上で視覚的に見えてくる記
録濃度のムラは、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平均化した包絡線状の濃度
分析として見えてくる。そのため、各記録素子による記
録ドツトのばらつきは、記録画像上で記録濃度が濃い領
域、ある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濃度のムラとなってしまっている
ことが判明した。

本発明の目的は、上記のような問題点を解決し、小型で
安価な記録ヘッドを提供するとともに、記録画像の濃度
ムラが改善できる記録装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段１ このような目的を達成するため、本発明に係る素子群に
対応する補正データをそれぞれ記憶する記憶手段と、前
記記録素子群を構成する記録素子にそれぞれエネルギー
を供給するエネルギー供給手段とを備えたことを特徴と
する。

また、本発明に係る記録装置は複数の記録素子を分割し
てなる記録素子群に対応する補正データを入力する入力
手段と、該入力手段により入力された補正データを記憶
する記憶手段と、前記記録素子群を構成する記録素子に
それぞれエネルギーを供給するエネルギー供給手段と、
該エネルギー供給手段を前記記憶手段に記憶された補正
データに基づき制御する制御手段とを備えたことを特徴
とする。

さらに、本発明に係る記録方法は、記録画像信号に応じ
てエネルギーを印加することにより記録を行う複数の記
録素子を有し、複数の記録素子ごとに印加するエネルギ
ー量の補正を行うための補正データを記憶する記録特性
補正用記憶回路と、記録画像信号に応じて補正されたエ
ネルギーを各記録素子に印加するエネルギー印加回路を
具備する記録ヘッドと、この記録ヘッドの一複数の記録
素子ごとに、記録素子の記録特性に応じたエネルギー量
補正データを入力し、このエネルギー量補正データを記
録ヘッドの記録特性補正用記憶回路に記憶させ、記録画
像信号と複数の記録素子ごとに、記憶されたエネルギー
量補正データに対応したエネルギー量に応じて、記録ヘ
ッドの各記録素子を駆動することを特徴とする。

［作　用］ 本発明に係る記録ヘッドでは、このように構成したので
、小型で安価にすることができる。

また、本発明に係る記録装置では、複数の記録素子を分
割してなる記録素子群に対応する補正データを入力手段
により入力し、入力手段により入力された補正データを
記憶手段により記憶し、前記記録素子群を構成する記録
素子にそれぞれエネルギーをエネルギー供給手段により
供給し、エネルギー供給手段を、記憶手段に記憶された
補正データに基づき制御手段により制御し、記録画像の
濃度ムラを改善することができる。

さらに、本発明に係る記録方法では、記録ヘッドの複数
の記録素子ごとに、記録素子の記録特性に応じたエネル
ギー量補正データを入力し、このエネルギー量補正デー
タを記録ヘッドの記録特性補正用記憶回路に記憶させ、
記録画像信号と複数の記録素子ごとに、記憶されたエネ
ルギー量補正データに対応したエネルギー量に応じて、
記録ヘッドの各記録素子を駆動する。

［実施例１ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

１上立叉呈眉 第１図は本発明第１の実施例の記録ヘッドを示す。

この記録ヘッドは、４個の発熱素子５により１個の記録
素子群が構成され、１個の記録素子群に対して１個のエ
ネルギー供給手段としてのエネルに−ａ目１白践）１ν
　　１　瀉ｈｎ１μ檜壬陽ν　１．で／７１々ノ７トレ
ジスタ１１を有する。

シフトレジスタ１１は、複数の発熱素子を分割してなる
記録素子群に対応する補正データをそれぞれ記憶するも
のである。エネルギー印加回路２１は記録素子群を構成
する記録素子にそれぞれエネルギーを供給するもので、
第２図に示すように、４ビツトカウンタ１０、シフトレ
ジスタ９、データバッファ８、ＡＮＤゲート７、および
Ｓ／Ｗ　トランジスタ６により構成されている。

本実施例の記録ヘッドは、補正データを記憶するシフト
レジスタｌｌを複数の発熱素子ごとに設けるようにした
ので、シフトレジスタＵの数を少なくすることができ、
小型で安価にすることができる。

第３図は本発明第１の実施例の記録ヘッドを駆動する駆
動装置を示す。

つまり、第２図に示す記録ヘッド４の各発熱素子５に対
して、４個ごとの発熱素子の記録特性を補正するための
波形データを予め波形データＲＯＭ　Ｉ　Ａ　Ｌ＝　＠
；Ａ　４６　Ａｃ　ｍでセｊ）　　Ｓ／　　）ｒ’ｔ１
１％７　Ｌ　ｍ−ラ１３により、この記録特性補正用の
波形−データを記録ヘッド４のシフトレジスタ１１へと
転送し、カウンタｌＯのプリセット値をセット後、記録
画像信号バッファ１２に格納された記録画像信号を、順
次、記録ヘッド４に入力し、記録ヘッド４の各発熱素子
５を４個の発熱素子ごとに設定された補正データに応じ
て駆動するようにしである。

このような記録ヘッドを有する記録装置を第４図に示す
。

第４図において、２０１Ａおよび２０１Ｂは、記録媒体
Ｒを副走査方向にｖ３に挟持搬送するために設けたロー
ラ対である。２０２８Ｋ　、　２０２Ｙ、　２０２Ｍお
よび２０２Ｃは、それぞれ記録媒体Ｒの全幅にわたって
ノズルを配列したブラック、イエロー、マゼンタおよび
シアンの記録を行うフルマルチタイプの記録ヘッドであ
り、その順に記録媒体搬送方向上流側より配置しである
。

２００は回復系であり、吐出回復処理にあたっては記録
媒体Ｒに代って記録ヘッド２０２８に〜２０２Ｃに対向
する。しかし、本例においては、適切なタイミンク予備
加熱を行うために、そ０吐出回復処理の起動回数を著し
く低減できる。

そして、発熱素子の記録特性補正用の波形データは、４
個の発熱素子ごとに対応した４ビツトのデータで構成さ
れ、１ビットシリアル信号としてシフトレジスタ１１に
入力され、このシフトレジスタ１１から４個の発熱素子
ごとに対応したカウンタのプリセット値が４ビツトパラ
レルでカウンタｌＯに入力される。

そこで、カウンタｌＯにクロック信号が入力されると、
プリセット値に応じたパルス幅の信号が各カウンタから
４個の発熱素子に対して出力される。この記録特性補正
用のパルス幅の信号の各発熱素子５への印加のＯＮ−Ｏ
ＦＦは、シフトレジスタ９に入力された記録画像信号と
のＡＮＤゲート７によって制御され、Ｓ／Ｗトランジス
タ６により、各発熱素子５への電気エネルギーの印加が
スイッチングされる。

第５図および第６図に示すように、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ごとにまとめて
行ない、記録濃度の濃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Ｂｌ、　Ｂ３．　Ｂ４のように
複数の記録素子ごとにまとめて記録濃度が低くなるよう
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も同様に、記録素子ブロックＢ２
のように複数の記録素子ごとに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とにより、記録ヘッド
の各記録素子ごとに記録特性を補正するという構成を取
らずとも、実際の記録画像上で視覚的に見えて（る記録
ヘッドの記録素子のピッチよりも広い幅の濃度のムラを
改善することができる。

なお、本発明に係る記録装置のように、熱記録ヘッドの
各発熱素子に対する記録特性の補正を複数の発熱素子ご
とに行なうことにより、補正データを記憶してお（波形
データＲＯＭの容量を小さくすることができる。

１１１しも４例 第７図は本発明筒２の実施例の記録ヘッドを示す６ 本実施例は第１の実施例との比較でいえば、エネルギー
印加回路の構成が相違する。第１の実施例では、４ビツ
トカウンタ１０、シフトレジスタ９、データバッファ８
、ＡＮＤゲート７、およびＳ／Ｗ　トランジスタ６によ
り構成したが、本実施例では、４ビツトカウンタＩＯＡ
　、　ＩＯＢ、ＯＲゲート１５、シフトレジスタ９、デ
ータバッファ８、ＡＮＤゲート７、およびトランジスタ
６により構成した。

つまり、本実施例においては、熱記録ヘッド４の各発熱
素子５の記録特性を補正する補正データを記憶するため
のシフトレジスタ１１に入力される記録特性補正用の波
形データを８ビツトのデータで構成し、この８ビツトの
波形データを４ビットカウンタＩＯＡ、　ＩＯＨに入力
し、ＯＲゲート１５により熱記録ヘッド４の発熱素子５
の記録特性を２個の発熱素子ごとに行なうか、あるいは
、４個の発熱素子ごとに行なうか、各発熱素子の特性に
応じて選択可能となるように構成されている。

そして、このように熱ＬＦＲヘッド４の各発熱素子５の
記録特性の補正を複数の発熱素子−ごとに複数段に分け
て行ない、本実施例のように２個の発熱素子ごとか、４
個の発熱素子ごとかで記録特性補正用の波形データを選
択することにより、熱記録ヘッド４の発熱素子５のピッ
チよりも、より広い幅の濃度ムラのある発熱素子領域に
対しては、４個の発熱素子ごとの記録特性の補正で濃度
ムラを均一化し、熱記録ヘッド４の発熱素子５のピッチ
に近い幅の濃度ムラのある発熱素子領域に対しては、２
個の発熱素子ごとの記録特性の補正を行なうことができ
るので、熱記録ヘッドの記録画像の濃度分布の均一性を
さらに向上させることが可能となる。

第８図は第２の実施例の記録ヘッド４の各発熱素子５に
印加される記録特性補正用のパルス波形の一例を示す。

第７図（Ａ）に示すように、カウンタＢから出力される
パルスのパルス幅がｐＨで、カウンタＡから出力される
パルスのパルス幅ＰＡ（０≦ＰＡ＜Ｐａ）の場合には、
各発熱素子に印加されるパルス幅はＰ、となる。第７図
（Ｂ）に示すように、０≦Ｐ　ａ　＜　Ｐ　Ａの場合に
は、各発熱素子に印加されるパルス幅はＰＡとなるよう
に、２個の発熱素子ごとか、あるいは４個の発熱素子ご
とに記録ヘッドの各発熱素子が駆動され、記録ヘッドの
記録画像の濃度ムラがより均一に補正される。

［立去見立 第９図は本発明第３の実施例の記録ヘッドを示す。

本実施例は第３の実施例との比較でいえば、エネルギー
印加回路の構成が相違する。すなわち、第１の実施例で
は、４ビツトカウンタ１０、シフトレジスタ９、データ
バッファ８、ＡＮＤゲート７、およびＳ／Ｗ　）ランジ
スタロにより構成したが、本実施例では、３ビツトカウ
ンタ１６Ａ、４ビツトカウンタ１ＧＢ　、ＯＲゲート１
５、シフトレジスタ９、データバッファ８、ＡＮＤゲー
ト７、およびＳ／Ｗ　）ランジスタロにより構成した。

ここでは、３ビットカウンタ１６Ａ、４ビツトカウンタ
１６Ｂを順次動作させて、第１０図に示すような２つの
パルスで構成される記録特性補正用のパルス波形を各発
熱素子５に印加することができるようにしである。

そして、このように記録ヘッド４の発熱素子５に、２つ
のパルスで構成される信号を印加することにより、各発
熱素子５の記録特性の補正の際の補正幅および補正精度
がさらに向上し、熱記録ヘッドの濃度ムラ補正効果をさ
らに向上させることが可能となる。

第１１図は、第８図に示す本発明の第３の実施例におい
て、カウンタ１６Ａ、　１６Ｂにプリセットする値を「
４」と「８」に設定し、クロックＡおよびクロックＢを
Ｉ　ＭＨｚとし、クロックへのｌパルス目とクロックＢ
の１パルス目の時間差を８μＳｅｃとした場合に、発熱
素子５に印加される駆動パルスの波形を示したものであ
る。

第１２図は本実施例の記録ヘッドを駆動する駆動装置を
示す。

ここでは、記録ヘッド４の各発熱素子５を一定の駆動波
形で一度記録した濃度ムラのある画像を光学的に読取り
、ムラを検出する画像ムラ検出器１８から得られる画像
ムラ信号を受信して予め与えられているアルゴリズムに
従って画像が均一になるようなパルス波形を波形データ
演算器１７により各発熱素子ごとに決定するようになっ
ている。また、この波形データ演算器１７からの記録特
性補正用の波形データを７ビツトで構成し、１ビットシ
リアル信号として熱記録ヘッド４のシフトレジスタ１１
に入力するようにしである。

本実施例の記録装置は、熱記録ヘッド４の発熱素子５の
記録特性の補正データを１画像ムラ検出器１８からの画
像ムラ信号による波形データ演算器１７で計算して各発
熱素子を駆動するようにしたので、記録ヘッド４の各発
熱素子５の記録特性が変化してしまった場合にも、その
変化に合わせて再び記録特性を補正することが可能とな
り、常に、濃度ムラのない高品質の記録画像を記録でき
る。

なお、第１ないし第３の実施例では、記録ヘッドとして
発熱素子を有する記録ヘッドを用いた例を説明したが、
圧電素子を用いた記録ヘッド、電極素子を用いた記録ヘ
ッドを用いても所期の目的を達成することができる。

（その他） なお、本発明は、特にインクシェッド記録方式の中でも
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４７４０７９
６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５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
る開孔な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。

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、一体重に形成され
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、上側のような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
タイプの言２童番へ−ノド−本スい１＋２μ鱒へ、す関
白仕１７−汰的息ご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。

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、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僧出力嫁東
と１．で用いられろものの他、り一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］ 以上説明したように、本発明によれば、複数の記録素子
を分割してなる記録素子群に対応する補正データをそれ
ぞれ記憶する記憶手段と、記録素子群を構成する記録素
子にそれぞれエネルギーを供給するエネルギー供給手段
とを備えるようにしたので、小型で安価な記録ヘッドを
提供することができる。

また、複数記録素子を分割してなる記録素子群に対応す
る補正データを入力し、入力された補正データを記憶し
、記憶された補正データに基づき、記録素子群を構成す
る記録素子にそれぞれエネルギーを供給するようにした
ので、濃度ムラのない高品質な画像を記録できる記録装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１の実施例の記録ヘッドの構成を示す
ブロック図、 第２図は第１図示エネルギー印加回路２１の構成を示す
図、 第３図は第１図示の記録ヘッドを駆動する駆動装置を示
すブロック図、 第４図は第２図示記録ヘッドを有する記録装置を示す図
。 第５図は記録ドツト径の第１の実施例と従来例との比較
を示す図、 第６図は記録濃度の第１の実施例と従来例との比較を示
す図、 第７図は本発明第２の実施例の記録ヘッドを示す図、 第８図は第２の実施例において発熱素子に印加される記
録特性補正用のパルス波形の一例を示す図、 第９図は本発明第３の実施例の記録ヘッドを示す図、 第１Ｏ図は第３の実施例において発熱素子に印加される
記録特性補正用のパルス波形の一例を示す図、 第１１図は第３の実施例において発熱素子に印加される
駆動パルス波形の一例を示す図、第１２図は第９図示記
録ヘッドを駆動する駆動装置を示すブロック図、 第１３図は従来の記録ヘッドの構成を示すブロック図、 第１４図は記録画像の濃度ムラを軽減する従来の方法を
説明する説明図である。 ４・・・記録ヘッド、 ５・・・発熱素子、 ６・・・Ｓ／Ｗ　トランジスタ、 ７・・・ＡＮＤゲート、 ８・・・データバッファ、 ９．１１・・・シフトレジスタ、 １０、　ＩＯＡ　、　ＩＯＢ　、　１６Ａ　、　１６Ｂ
１２・・・記録信号バッファ、 ・・・カウンタ、 １３・・・シーケンスコントローラ、 １４・・・波形データＲＯＭ、 １５・・・ＯＲゲート、 １７・・・波形データ演算器、 １８・・・画像ムラ検出器。 第４図 ０　羽―匡ヒ犀１Ｄドゥト９ト 第５図 刀フンタＡめｄぶつ ｉワン９Ｂの出コ 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）複数の記録素子を分割してなる記録素子群に対応す
   る補正データをそれぞれ記憶する記憶手段と、 前記記録素子群を構成する記録素子にそれぞれエネルギ
   ーを供給するエネルギー供給手段とを備えたことを特徴
   とする記録ヘッド。 ２）複数の記録素子を分割してなる記録素子群に対応す
   る補正データを入力する入力手段と、該入力手段により
   入力された補正データを記憶する記憶手段と、 前記記録素子群を構成する記録素子にそれぞれエネルギ
   ーを供給するエネルギー供給手段と、該エネルギー供給
   手段を前記記憶手段に記憶された補正データに基づき制
   御する制御手段とを備えたことを特徴とする記録装置。 ３）記録画像信号に応じてエネルギーを印加することに
   より記録を行う複数の記録素子を有し、複数の記録素子
   ごとに印加するエネルギー量の補正を行うための補正デ
   ータを記憶する記録特性補正用記憶回路と、記録画像信
   号に応じて補正されたエネルギーを各記録素子に印加す
   るエネルギー印加回路を具備する記録ヘッドと、この記
   録ヘッドの複数の記録素子ごとに、記録素子の記録特性
   に応じたエネルギー量補正データを入力し、このエネル
   ギー量補正データを記録ヘッドの記録特性補正用記憶回
   路に記憶させ、記録画像信号と複数の記録素子ごとに、
   記憶されたエネルギー量補正データに対応したエネルギ
   ー量に応じて、記録ヘッドの各記録素子を駆動すること
   を特徴とする記録方法。 ４）請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、記録
   素子は熱エネルギーを記録用インクに与えて膜沸騰を生
   じさせる電気熱変換素子であることを特徴とする記録ヘ
   ッド、記録装置、および記録方法。