JP2000043268A - 記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より少ない入力端子数で数多くの記録素子を
駆動することが可能な記録ヘッド及びその記録ヘッドを
用いた記録装置を提供することである。 【解決手段】 複数のヒータやこれらを駆動するＭＯＳ
トランジスタをグループ化することにより、これら記録
素子を駆動するために必要な信号入力を共通化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記録ヘッド及びその
記録ヘッドを用いた記録装置に関し、特に、インクジェ
ット方式に従ってインクを吐出して記録媒体に記録を行
なう記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いる記録装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェット方式に従って記録
媒体に記録を行う記録ヘッドの中には、ヒータに電流を
流し、この時生じる熱エネルギをインクを吐出させる力
に変換し、ノズルからインクを吐出させるものが知られ
ている。

【０００３】図８は従来のインクジェット方式に従う記
録ヘッドの構造を示す模式図である。

【０００４】図８に示すように、この記録ヘッドには電
気エネルギを熱エネルギに変換するヒータ５２が設けら
れた基板５１と、オリフィス（吐出口）５４に連通する
液流路５５や液室５６を形成するための天板５３と、基
板５１と天板５３とに挟まれてヒータ５２に対応して液
流路５５を形成するための流路壁部材５８とで構成され
ている。

【０００５】このような構成において、液室５６から液
流路５５に供給されたインクは、ヒータ５２によって発
生する熱エネルギによって加熱され膜沸騰を生じ、その
とき発生する気泡の圧力によってインクがオリフィス
（吐出口）５４から吐出する。

【０００６】さて、ヒータ５２を駆動するための最も単
純な形態としては、図９に示すように、例えば、配列さ
れた８個のヒータ（Ｈ１〜Ｈ８）６１の一端を共通ライ
ン６２として、他端を各ヒータの個別ライン６３として
引出し、これらのラインの間に電圧を印加すれば良い。
この例では、共通ライン６２は接地され、個別ライン６
３には、夫々、ＶH1、ＶH2、……、ＶH8の電圧が印加さ
れる。

【０００７】さて、図９に示す構成において、ヒータＨ
３を発熱させようとする場合、ヒータＨ３に対応した個
別ライン６３に電圧ＶH3を印加すれば、ヒータにはＩ＝
ＶH3／Ｒ3（Ｒ3はヒータＨ3の抵抗）の電流が流れ、ヒ
ータは発熱する。このような構成でヒータを駆動する場
合、ヒータを駆動するのに最低必要な入力端子数は、図
９からも分かるように、（ヒータ数＋１）個、つまり、
図９に示すような８つのヒータがある場合は、９つの入
力端子が必要となる。なお、近年のインクジェット方式
に従う記録ヘッドを搭載したプリンタでは、記録速度高
速化の要求から５０〜３００個のインク吐出ノズル（以
下、ノズルという）を有したもの、即ち、５０〜３００
個のヒータを実装したものが使われている。

【０００８】従って、ノズル数が６４個という比較的ノ
ズル数の少ない記録ヘッドを製造する場合でさえ、図９
に示すような構成に倣うとすれば、最低必要な入力端子
数は（ヒータ数＋１端子）個、つまり、“６５”とな
る。これは、記録ヘッドとこれを装着する記録装置との
電気的接続を行うために必要なパッド（ＰＡＤ）の数も
６５個必要であることを意味し、これらパッドを記録ヘ
ッドの回路基板上に設けるための領域が必要であること
を意味する。しかしながら、このようなパッド数の増加
は、回路基板面積の増大を招いたり、また、回路基板製
造工程におけるボンディング工程でのコストアップやボ
ンディング時の歩留まりの低下を引起す原因となる。

【０００９】このような問題点を改善するために、図１
０に示すように従来よりダイオードをヒータに通電して
駆動するためのスイッチング素子として用いた構成が知
られている。図１０では、ヒータを１６個（Ｈ１〜Ｈ１
６）使う場合を示している。

【００１０】このように、１６個のヒータ７１と１６個
のダイオード７４を１対１に接続し、さらに、４つずつ
のダイオードを１つの入力端子に接続し、４つずつのヒ
ータを１つの接地（ＧＮＤ）端子に接続することによ
り、４つのＧＮＤ端子（ＧＮＤ１〜４）７２、及び、４
つの電圧印加端子（ＶH1〜ＶH4）７３の計８つの端子
で、１６個のヒータ制御を可能にしている。

【００１１】このような構成では、発熱させたいヒータ
に接続されているＧＮＤラインを接地し、電圧印加端子
（ＶH1〜ＶH4）７３に電圧を印加すれば、そのヒータを
発熱させることができる。このような構成に倣うと、例
えば、６４ノズルの記録ヘッドの場合、８つのＧＮＤ端
子と、８つの電圧印加端子とを備え、これらの端子への
電圧印加や接地を組み合わせることで、ヒータ駆動のた
めに必要な端子の１６個（即ち、パッドの数は１６個）
とすることができ、ヒータ数が６４個の構成で、上述し
たように６５個のパッドを必要とする場合に対して大幅
にパッド数を削減することができる。

【００１２】また、図１１に示す例のように、図１０に
示した例と同じように１６個のヒータを備える場合にダ
イオードの代わりにＭＯＳトランジスタをスイッチング
素子として用いる構成も知られている。

【００１３】このように、１６個のヒータ（Ｈ１〜Ｈ１
６）８１と１６個のＭＯＳトランジスタ８５を１対１に
接続し、さらに、４つずつのＭＯＳトランジスタのゲー
トを１つのゲート電圧入力端子に接続し、４つずつのヒ
ータを１つの電圧印加端子に接続することにより、４つ
のゲート電圧入力端子（Ｇ１〜Ｇ４）８４、４つの電圧
印加端子（ＶH1〜ＶH4）８３、及び、接地（ＧＮＤ）端
子８２の計９つの端子を用いて、１６個のヒータの制御
を可能としている。

【００１４】このような構成では、発熱させたいヒータ
に接続されているＭＯＳトランジスタのゲートにゲート
電圧入力端子（Ｇ１〜Ｇ４）８４と電圧印加端子（ＶH1
〜ＶH4）８３に電圧を印加すれば、そのヒータを発熱さ
せることができる。このような構成に倣うと、例えば、
６４ノズルの記録ヘッドの場合、８つのゲート電圧入力
端子と、８つの電圧印加端子と、１つの接地端子とを備
え、これらの端子への電圧印加を組み合わせることで、
ヒータ駆動のために必要な端子の数を１７個（即ち、パ
ッドの数は１７個）とすることができ、図１０に示した
構成の場合と同様に、やはり、大幅にパッド数を削減す
ることができる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】一方、最近の記録装置
にはその記録速度の高速化が要求されているために、そ
の要求に答えるため、その記録装置に搭載される記録ヘ
ッドにはますます多くのノズルを備えることが望まれ
る。

【００１６】しかしながら、図１０、図１１を参照して
説明した従来の構成では、記録ヘッドのノズル数が１０
００以上になると、やはり、その回路基板上に設けられ
るパッドの数は５０個を超えるようになる。例えば、記
録ヘッドのノズル数が１０２４個の場合、図１１に示し
た構成に倣うとすれば、３２個のゲート電圧入力端子
と、３２個の電圧印加端子と、１つの接地端子とを備え
ることが必要となり、合計で、ヒータ駆動のために必要
な端子の数は６５個（即ち、パッドの数は６５個）とな
ってしまう。

【００１７】また、最近の記録装置にはカラー記録のた
めに、記録ヘッドのキャリッジ上には、例えば、 Ｙ
（イエロ）インク、Ｍ（マゼンタ）インク、Ｃ（シア
ン）インク、Ｂｋ（ブラック）インクに対応して、これ
ら４色のインクを吐出するために４つのヘッド部を内蔵
した記録ヘッドを備えることが求められる場合がある。

【００１８】図１２は１つの記録ヘッド９１にＹ（イエ
ロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラッ
ク）インク吐出のために４つのヘッド部を備えた時の模
式図である。

【００１９】図１２に示すように、４つのヘッド部９１
Ｙ、９１Ｍ、９１Ｃ、９１Ｂが並べられ、記録ヘッド９
１を構成する。そして、記録ヘッド９１はインクタンク
９４と一体化されインクジェットカートリッジ９２を構
成する。なお、図１２において、９３はオリフィス（吐
出口）が並んだインク吐出面、９５は記録装置本体と電
気信号の授受を行なうための接点部である。

【００２０】そして、インクジェットカートリッジ９２
は記録装置のキャリッジ９６に装着され、これによっ
て、記録ヘッドの接点部９５がキャリッジ９６の接点部
９７と接触し、電気的に記録装置本体と接続される。な
お、接点部９７にはフレキシブルケーブル９８を介し
て、記録装置の制御部からの電気信号が転送され、キャ
ッリジ９６にインクジェットカートリッジ９２が装着さ
れているときには、その電気信号はさらに接点部９７、
９５を経て４つのヘッド部の回路基板に転送される。な
お、インクジェットカートリッジ９２は、キャリッジ９
６と機械的に接続するために、キャリッジ９６とインク
ジェットカートリッジ９２とに設けられたロック機構
（不図示）によって固定される。

【００２１】さて、記録装置からの信号は、フレキシブ
ルケーブル９８、キャリッジ９６の接点部９７、カート
リッジ９２の接点部９５を介して各ヘッド部の回路基板
に伝達されるが、記録装置のコストダウンや、小型化の
ためには、フレキシブルケーブル９８の信号線の数や、
接点部９５及び９７の接点数が少ないことが望まれる。

【００２２】ここで、記録ヘッド９１の４つのヘッド部
各々が２５６個のヒータを有しているとし、それらヘッ
ド部夫々の回路基板の構成が従来例の図１１に示したよ
うな構成であるとすれば、各回路基板には１６個のゲー
ト電圧入力端子と１６個の電圧印加端子と１つの接地端
子とを備える、即ち、３３個の信号入力端子が必要とな
る。従って、記録ヘッド９１（インクジェットカートリ
ッジ）全体とすれば、単純には１３２個もの接点（パッ
ド）が必要となる。

【００２３】複数のヘッド部を備えた記録ヘッドでは、
接地端子やゲート電圧入力端子は複数の回路基板に対し
て共通に用いても、記録ヘッドの駆動は可能であるの
で、接点数をさらに減らし、１６個のゲート電圧入力端
子、１６×４個の電圧印加端子、１個の接地端子とし、
合計の信号入力端子数を８１個にまで接点数を減少する
ことができる。しかしながら、インクジェットカートリ
ッジのコストダウンや小型化のために、さらに少ない接
点数にすることが望まれる。

【００２４】同様に、記録ヘッド９１の４つのヘッド部
各々が１６個のヒータを有しているとし、接地端子やゲ
ート電圧入力端子は複数の回路基板に対して共通に用い
た場合には、合計の信号入力端子数を２１個にまで接点
数を減少することができる。

【００２５】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、より少ない入力端子数で数多くの記録素子を駆動す
ることが可能な記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた
記録装置を提供することを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の記録ヘッドは、以下のような構成からなる。

【００２７】即ち、Ｎ個の記録素子と、前記Ｎ個の記録
素子各々を駆動するための、第１と第２のゲート電極を
有するＭＯＳトランジスタで構成されたＮ個の駆動素子
と、前記Ｎ個の記録素子をＭ個のグループに分割し、前
記Ｍ個のグループ各々に所定の電圧を印加するＭ個の第
１の入力端子と、前記Ｎ個の駆動素子をＬ個のグループ
に分割し、前記Ｌ個のグループ各々に属するＭＯＳトラ
ンジスタの第１のゲートにゲート電圧を印加するＬ個の
第２の入力端子と、前記Ｎ個の駆動素子をＫ個のグルー
プに分割し、前記Ｋ個のグループ各々に属するＭＯＳト
ランジスタの第２のゲートにゲート電圧を印加するＫ個
の第３の入力端子と、前記Ｎ個の駆動素子に共通に接続
される１個の接地端子とを有することを特徴とする記録
ヘッドを備える。

【００２８】なお、前記Ｎ個の記録素子はヒータであ
り、さらに、Ｎ個のヒータに１対１に対応してインクを
吐出するＮ個のインク吐出ノズルを有するように構成
し、これらのヒータに通電することにより、インク吐出
ノズル内にあるインクを加熱して膜沸騰を生じさせ、気
泡を発生し、その気泡による圧力によってインクを吐出
するようにすることが望ましい。

【００２９】なお、イエロインク、マゼンタインク、シ
アンインク、ブラックインクの４色のインクを吐出して
カラー記録を行うため、４つのヘッド部を備え、異なっ
たヘッド間でＭ個の第１の入力端子及びＬ個の第２の入
力端子を共通に用いるようにすると良い。

【００３０】また他の発明によれば、Ｎ個の記録素子
と、前記Ｎ個の記録素子各々を駆動するために、前記Ｎ
個の記録素子各々に直列接続されたＮ個の第１のＭＯＳ
トランジスタと、前記Ｎ個の第１のＭＯＳトランジスタ
をＪ個のグループに分割し、前記Ｊ個のグループ各々に
直列接続されたＪ個の第２のＭＯＳトランジスタと、前
記Ｎ個の記録素子をＭ個のグループに分割し、前記Ｍ個
のグループ各々に所定の電圧を印加するＭ個の第１の入
力端子と、前記Ｎ個の第１のトランジスタをＬ個のグル
ープに分割し、前記Ｌ個のグループ各々に属する第１の
ＭＯＳトランジスタのゲートにゲート電圧を印加するＬ
個の第２の入力端子と、前記Ｊ個の第２のＭＯＳトラン
ジスタをＫ個のグループに分割し、前記Ｋ個のグループ
各々に属する第２のＭＯＳトランジスタのゲートにゲー
ト電圧を印加するＫ個の第３の入力端子と、前記Ｊ個の
第２のＭＯＳトランジスタに共通に接続される１個の接
地端子とを有することを特徴とする記録ヘッドを備え
る。

【００３１】さらに別の発明によれば、上記構成の記録
ヘッドを用いた記録装置を備える。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
好適な実施形態について詳細に説明する。

【００３３】＜装置本体の概略説明＞図１は、本発明の
代表的な実施の形態であるインクジェットプリンタＩＪ
ＲＡの構成の概要を示す外観斜視図である。図１におい
て、駆動モータ５０１３の正逆回転に連動して駆動力伝
達ギア５００９〜５０１１を介して回転するリードスク
リュー５００５の螺旋溝５００４に対して係合するキャ
リッジＨＣはピン（不図示）を有し、ガイドレール５０
０３に支持されて矢印ａ，ｂ方向を往復移動する。キャ
リッジＨＣには、記録ヘッドＩＪＨとインクタンクＩＴ
とを内蔵した一体型インクジェットカートリッジＩＪＣ
が搭載されている。５００２は紙押え板であり、キャリ
ッジＨＣの移動方向に亙って記録用紙Ｐをプラテン５０
００に対して押圧する。５００７，５００８はフォトカ
プラで、キャリッジのレバー５００６のこの域での存在
を確認して、モータ５０１３の回転方向切り換え等を行
うためのホームポジション検知器である。５０１６は記
録ヘッドＩＪＨの前面をキャップするキャップ部材５０
２２を支持する部材で、５０１５はこのキャップ内を吸
引する吸引器で、キャップ内開口５０２３を介して記録
ヘッドの吸引回復を行う。５０１７はクリーニングブレ
ードで、５０１９はこのブレードを前後方向に移動可能
にする部材であり、本体支持板５０１８にこれらが支持
されている。ブレードは、この形態でなく周知のクリー
ニングブレードが本例に適用できることは言うまでもな
い。又、５０２１は、吸引回復の吸引を開始するための
レバーで、キャリッジと係合するカム５０２０の移動に
伴って移動し、駆動モータからの駆動力がクラッチ切り
換え等の公知の伝達機構で移動制御される。

【００３４】これらのキャッピング、クリーニング、吸
引回復は、キャリッジがホームポジション側の領域に来
た時にリードスクリュー５００５の作用によってそれら
の対応位置で所望の処理が行えるように構成されている
が、周知のタイミングで所望の動作を行うようにすれ
ば、本例にはいずれも適用できる。

【００３５】＜制御構成の説明＞次に、上述した装置の
記録制御を実行するための制御構成について説明する。

【００３６】図２はインクジェットプリンタＩＪＲＡの
制御回路の構成を示すブロック図である。制御回路を示
す同図において、１７００は記録信号を入力するインタ
フェース、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ１７０
１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、１７０
３は各種データ（上記記録信号や記録ヘッドＩＪＨに供
給される記録データ等）を保存しておくＤＲＡＭであ
る。１７０４は記録ヘッドＩＪＨに対する記録データの
供給制御を行うゲートアレイ（Ｇ．Ａ．）であり、イン
タフェース１７００、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３
間のデータ転送制御も行う。１７１０は記録ヘッドＩＪ
Ｈを搬送するためのキャリアモータ、１７０９は記録紙
搬送のための搬送モータである。１７０５は記録ヘッド
ＩＪＨを駆動するヘッドドライバ、１７０６，１７０７
はそれぞれ搬送モータ１７０９、キャリアモータ１７１
０を駆動するためのモータドライバである。

【００３７】上記制御構成の動作を説明すると、インタ
フェース１７００に記録信号が入るとゲートアレイ１７
０４とＭＰＵ１７０１との間で記録信号がプリント用の
記録データに変換される。そして、モータドライバ１７
０６、１７０７が駆動されると共に、ヘッドドライバ１
７０５に送られた記録データに従って記録ヘッドＩＪＨ
が駆動され、記録が行われる。

【００３８】なお、上述のように、インクタンクＩＴと
記録ヘッドＩＪＨとは一体的に形成されて交換可能なイ
ンクカートリッジＩＪＣを構成しても良いが、これらイ
ンクタンクＩＴと記録ヘッドＩＪＨとを分離可能に構成
して、インクがなくなったときにインクタンクＩＴだけ
を交換できるようにしても良い。

【００３９】図３は、インクタンクとヘッドとが分離可
能なインクカートリッジＩＪＣの構成を示す外観斜視図
である。インクカートリッジＩＪＣは、図３に示すよう
に、境界線Ｋの位置でインクタンクＩＴと記録ヘッドＩ
ＪＨとが分離可能である。インクカートリッジＩＪＣに
はこれがキャリッジＨＣに搭載されたときには、キャリ
ッジＨＣ側から供給される電気信号を受け取るための電
極（不図示）が設けられており、この電気信号によっ
て、前述のように記録ヘッドＩＪＨが駆動されてインク
が吐出される。

【００４０】なお、図３において、５００はインク吐出
口列である。また、インクタンクＩＴにはインクを保持
するために繊維質状もしくは多孔質状のインク吸収体が
設けられており、そのインク吸収体によってインクが保
持される。

【００４１】図４は、記録ヘッドＩＪＨの回路基板に設
けられた駆動回路の構成を示す図である。ここでは、説
明を簡単にするために、インクを吐出するノズルを１６
個備え、各ノズルにはインクを加熱して吐出させるため
に１個のヒータが備えられている例について考える。

【００４２】図４から分かるように、この実施形態の駆
動回路では、１６個のヒータ１（Ｈ１〜Ｈ１６）のオン
・オフを決定するスイッチング素子として、２つのゲー
ト電極を持つＭＯＳトランジスタ６を用いていることが
特徴である。

【００４３】これら１６個のヒータ１のオン・オフは、
２つの電圧印加端子３から入力されるヒータ印加電圧
（ＶH1、ＶH2）、４個のゲート電圧入力端子４から入力
されるゲート信号（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４）、及び、
２個のゲート電圧入力端子５から入力されるゲート信号
（ｇ１、ｇ２）の３つの独立した信号の組合せによって
制御される。

【００４４】表１は、図４に示す１６個のヒータを備え
た記録ヘッドに入力される信号の組合せを示す表であ
る。

【００４５】

【表１】

【００４６】 （注）○は信号入力のあることを示す 表１に示したように、２つのヒータ印加電圧（ＶH1、Ｖ
H2）、４つのゲート信号（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４）、
及び、２つのゲート信号（ｇ１、ｇ２）を組み合わせる
ことで、１６個のヒータ（Ｈ１〜Ｈ１６）の内所望のヒ
ータをオン状態にすることができる。なお、このような
構成の場合、上記の信号端子に加えて、接地端子（ＧＮ
Ｄ）２が最低１つ必要であるので、これらの信号を入力
する必要な端子の数は、計９個になる。

【００４７】この実施形態に倣うとすれば、例えば、１
０２４個のヒータを備える記録ヘッドでは、８つのヒー
タ印加電圧（ＶH1、ＶH2、……、ＶH8）、１６個のゲー
ト信号（Ｇ１、Ｇ２、……、Ｇ１６）、８つのゲート信
号（ｇ１、ｇ２、……、ｇ８）を組み合せることにより
制御が可能となる。同様に、この場合にも、ＧＮＤ端子
が最低１つ必要なので、必要な入力端子数は３３個とな
る。

【００４８】これら２つの場合を、例えば、図１１に示
した従来例と比較すると、ヒータ数が１６個の場合に
は、この実施形態においても必要な入力端子数は９個で
あるが、ヒータ数が１０２４個である場合には、上述し
たように、必要な入力端子数は６５個となる。

【００４９】同様な考え方で、ヒータ数と入力端子数の
関係をいくつかのヒータ数の場合について示すと表２に
示すようにになる。

【００５０】

【表２】

【００５１】 このように、ヒータ数が多くなるほど、この実施形態に
従う入力端子数の削減の効果は顕著になる。

【００５２】なお、上述の実施形態では、１６個のヒー
タを、２つのヒータ印加電圧信号（ＶH1、ＶH2）、４つ
のゲート信号（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４）、２つのゲー
ト信号（ｇ１、ｇ２）の組合せで制御する場合について
述べたが、これら３つの制御信号の組み合わせは、これ
に限られるものではない。例えば、図５に示すように、
同じヒータ数、同じＭＯＳトランジスタ構成であってと
しても、これらの配線接続のみを変更し、４つのヒータ
印加電圧信号（ＶH1、ＶH2、ＶH3、ＶH4）、２つのゲー
ト信号（Ｇ１、Ｇ２）、２つのゲート信号（ｇ１、ｇ
２）の組合せで制御することも可能である。このような
構成でも、必要な入力端子数は変化しない。なお、この
場合の各ヒータを駆動するための入力信号の組合せは表
３に示したようになる。

【００５３】

【表３】

【００５４】 （注）○は信号入力のあることを示す また、信号ラインの接続に関し、図４に示した例ではヒ
ータＨ１，Ｈ５，Ｈ９，Ｈ１３に接続されているＭＯＳ
トランジスタのゲートはゲート信号Ｇ１に、ヒータＨ
２，Ｈ６，Ｈ１０，Ｈ１４に接続されているＭＯＳトラ
ンジスタのゲートはゲート信号Ｇ２に、ヒータＨ３，Ｈ
７，Ｈ１１，Ｈ１５に接続されているＭＯＳトランジス
タのゲートはゲート信号Ｇ３に、そして、ヒータＨ４，
Ｈ８，Ｈ１２，Ｈ１６に接続されているＭＯＳトランジ
スタのゲートはゲート信号Ｇ４に接続されているが、本
発明はこれに限定されるものではない。例えば、ヒータ
Ｈ１，Ｈ５，Ｈ９，Ｈ１３に接続されているＭＯＳトラ
ンジスタのゲートはゲート信号Ｇ３に、ヒータＨ２，Ｈ
６，Ｈ１０，Ｈ１４に接続されているＭＯＳトランジス
タのゲートはゲート信号Ｇ４に、ヒータＨ３，Ｈ７，Ｈ
１１，Ｈ１５に接続されているＭＯＳトランジスタのゲ
ートはゲート信号Ｇ１に、ヒータＨ４，Ｈ８，Ｈ１２，
Ｈ１６に接続されているＭＯＳトランジスタのゲートは
ゲート信号Ｇ２に接続するように変更しても良い。

【００５５】

【他の実施形態】前述の実施形態では、各ヒータに対応
したスイッチング素子として直列接続した２つのＭＯＳ
トランジスタを用いた例について説明したが、この実施
形態ではスイッチング素子として用いるＭＯＳトランジ
スタの数を減らした例について説明する。なお、ここで
も、説明を簡単にするために、記録ヘッドＩＪＨには前
述の実施形態と同様に１６個のヒータが設けられるとす
る。

【００５６】図６はこの実施形態に従う記録ヘッドＩＪ
Ｈの駆動回路の構成を示すブロック図である。なお、こ
の回路において、前述の実施形態において説明した構成
要素や信号については同じ参照番号や参照記号を用いそ
の説明は省略し、ここではこの実施形態に特徴的な構成
についてのみ説明する。

【００５７】この実施形態では、ヒータ１のオン・オフ
を決定するスイッチング素子として、図６に示すよう
に、４つのヒータに１対１に対応した４つのＭＯＳトラ
ンジスタを並列接続し、さらに、これを１つのＭＯＳト
ランジスタに直列接続した構成とすることを特徴とす
る。即ち、４つのＭＯＳトランジスタのドレイン各々は
対応するヒータに接続され、そのソースはＭＯＳトラン
ジスタ７のドレインに、そして、 ＭＯＳトランジスタ
７のソースはＧＮＤ端子２に接続されている。

【００５８】また、この構成の駆動回路は、前述の実施
形態と同様に、２つのヒータ印加電圧信号（ＶH1、ＶH
2）、４つのゲート信号（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４）、
２つのゲート信号（ｇ１、ｇ２）の組合せで制御され
る。即ち、このような構成では、各ヒータを駆動するた
めの入力信号の組合せは、表１に示したようになる。

【００５９】従ってこの実施形態に従えば、前述の実施
形態に従って得られるのと全く同様な効果が得られ、従
来例と比較して入力端子数の削減が可能となる。

【００６０】なお、３つの制御信号の組合せ方、及び、
信号線の接続方法は、上述の構成に限定されるものでな
いことは言うまでもない。また、図６に示す構成では、
４つのＭＯＳトランジスタを１つのＭＯＳトランジスタ
に接続しているが、本発明はこれによって限定されるも
のではない。例えば、１つのＭＯＳトランジスタを１つ
のＭＯＳトランジスタに１対１に接続する形態でも構わ
ない。

【００６１】

【さらに他の実施形態】ここでは、複数のインク（例え
ば、 Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、
Ｂｋ（ブラック）の４色）を吐出してカラー記録を行う
ために、夫々のインクに対応して４つのヘッド部を備え
た記録ヘッドの駆動回路について説明する。

【００６２】図７は、４つのヘッド部を備えた記録ヘッ
ドの駆動回路に設けられる入力端子を示した図である。
なお、この例でも、前述の実施形態において説明したの
と同じ構成要素には同じ参照番号を付しその説明は省略
する。

【００６３】図７において、４１ＹはＹ（イエロ）イン
クを吐出するヘッドを駆動するＹインク用ヘッド駆動回
路、４１ＭはＭ（マゼンタ）インクを吐出するヘッドを
駆動するＭインク用ヘッド駆動回路、４１ＣはＣ（シア
ン）インクを吐出するヘッドを駆動するＣインク用ヘッ
ド駆動回路、４１ＢｋはＢｋ（ブラック）インクを吐出
するヘッドを駆動するＢｋインク用ヘッド駆動回路であ
り、それらの構成は、図４或は図６に示した回路と同じ
構成をしている。従って、夫々の回路は１６個のヒータ
を駆動し、これらのヒータは２つのヒータ印加電圧信号
（ＶH1、ＶH2）、４つのゲート信号（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ
３、Ｇ４）、２つのゲート信号（ｇ１、ｇ２）の組合せ
で制御される。

【００６４】しかしながら、図７に示すように、これら
３種類の信号のうち、ヒータ印加電圧信号（ＶH1、ＶH
2）の入力端子３と、ゲート信号（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、
Ｇ４）の入力端子４は４つのヘッド部に共通に使用する
ことによって、必要な入力端子数を削減している。

【００６５】従って、図７に示す実施形態に従えば、従
来例で示した入力端子数２１個を１５個に削減できる。
なお、図７において、参照番号５′で総称しているゲー
ト信号入力端子（ｇ１Ｙ、ｇ２Ｙ、ｇ１Ｍ、ｇ２Ｍ、ｇ
１Ｃ、ｇ２Ｃ、ｇ１Ｂｋ、ｇ２Ｂｋ）は各ヘッドに対応
して、２つずつ計８個備えられる。

【００６６】この実施形態に従って、同様な考え方を他
のヒータ数に適用すると、ヒータ数と入力端子数の関係
は表３に示すようになる。

【００６７】

【表４】

【００６８】 このようにヒータ数が多くなるほど、この実施形態に従
う入力端子数の削減の効果は顕著になる。

【００６９】なお、以上の実施形態において、記録ヘッ
ドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さ
らにインクタンクに収容される液体はインクであるとし
て説明したが、その収容物はインクに限定されるもので
はない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めた
り、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対し
て吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容
されていても良い。

【００７０】以上の実施形態は、特にインクジェット記
録方式の中でも、インク吐出を行わせるために利用され
るエネルギーとして熱エネルギーを発生する手段（例え
ば電気熱変換体やレーザ光等）を備え、前記熱エネルギ
ーによりインクの状態変化を生起させる方式を用いるこ
とにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。

【００７１】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膜沸騰を越
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１対１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をすると、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。

【００７２】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。

【００７３】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
他に熱作用面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、
共通するスロ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口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
成としても良い。

【００７４】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の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。

【００７５】加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘ
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のみならず、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
記録ヘッドを用いてもよい。

【００７６】また、以上説明した記録装置の構成に、記
録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加する
ことは記録動作を一層安定に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などが
ある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを
備えることも安定した記録を行うために有効である。

【００７７】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみの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の組み合わせによってで
も良いが、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１つを備えた装置とすることもで
きる。

【００７８】以上説明した実施の形態においては、イン
クが液体であることを前提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も、室温で軟化も
しくは液化するものを用いても良く、あるいはインクジ
ェット方式ではインク自体を３０°Ｃ以上７０°Ｃ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。

【００７９】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積極的に防止するため、
またはインクの蒸発を防止するため、放置状態で固化し
加熱によって液化するインクを用いても良い。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、液状インクが吐出されるものや、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、熱エネルギーの付与によって初めて液化する性質の
インクを使用する場合も本発明は適用可能である。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。

【００８０】さらに加えて、本発明に係る記録装置の形
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取るものであっても良
い。

【００８１】なお、本発明は、複数の機器（例えばホス
トコンピュータ，インタフェイス機器，リーダ，プリン
タなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの
機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置
など）に適用してもよい。

【００８２】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。

【００８３】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【００８４】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。

【００８５】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。

【００８６】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の記録素子やこれらを駆動する駆動素子をグループ化
することにより、これら記録素子を駆動するために必要
な信号入力を共通化することができるので、信号入力端
子の数をより少なくすることができるという効果があ
る。

【００８８】これにより、記録ヘッドの回路基板面積を
より小さくすることができ、記録ヘッドの小型化、その
記録ヘッドを用いる記録装置の小型化に貢献する。

【００８９】さらにその小型化により記録ヘッドやその
記録ヘッドを用いる記録装置の生産コストの削減にも資
する。

【００９０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施の形態であるインクジェ
ットプリンタＩＪＲＡの構成の概要を示す外観斜視図で
ある。

【図２】インクジェットプリンタＩＪＲＡの制御回路の
構成を示すブロック図である。

【図３】インクタンクとヘッドとが分離可能なインクカ
ートリッジＩＪＣの構成を示す外観斜視図である。

【図４】本発明の第１の実施例を示す図である。

【図５】本発明の第１の実施例の他の形態を示す図であ
る。

【図６】本発明の第２の実施例を示す図である。

【図７】本発明の第３の実施例を示す図である。

【図８】従来のインクジェット方式に従う記録ヘッドの
構造を示す模式図である。

【図９】ヒータを駆動するための最も単純な形態の従来
の駆動回路の構成を示す図である。

【図１０】ダイオードをスイッチング素子として用いた
従来の駆動回路の構成を示す図である。

【図１１】ＭＯＳトランジスタをスイッチング素子とし
て用いた従来の駆動回路の構成を示す図である。

【図１２】１つの記録ヘッド９１にＹ（イエロ）、Ｍ
（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）インク
吐出のために４つのヘッド部を備えた時の模式図であ
る。

【符号の説明】

１ ヒータ（Ｈ１〜Ｈ１６） ２ 接地（ＧＮＤ）端子 ３ 電圧印加端子 ４、５ ゲート電圧入力端子 ６、７ ＭＯＳトランジスタ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎ個の記録素子と、 前記Ｎ個の記録素子各々を駆動するための、第１と第２
   のゲート電極を有するＭＯＳトランジスタで構成された
   Ｎ個の駆動素子と、 前記Ｎ個の記録素子をＭ個のグループに分割し、前記Ｍ
   個のグループ各々に所定の電圧を印加するＭ個の第１の
   入力端子と、 前記Ｎ個の駆動素子をＬ個のグループに分割し、前記Ｌ
   個のグループ各々に属するＭＯＳトランジスタの第１の
   ゲートにゲート電圧を印加するＬ個の第２の入力端子
   と、 前記Ｎ個の駆動素子をＫ個のグループに分割し、前記Ｋ
   個のグループ各々に属するＭＯＳトランジスタの第２の
   ゲートにゲート電圧を印加するＫ個の第３の入力端子
   と、 前記Ｎ個の駆動素子に共通に接続される１個の接地端子
   とを有することを特徴とする記録ヘッド。
2. 【請求項２】 前記Ｎ個の記録素子はヒータであること
   を特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
3. 【請求項３】 前記Ｎ個のヒータに１対１に対応してイ
   ンクを吐出するＮ個のインク吐出ノズルをさらに有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の記録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記ヒータに通電することにより、前記
   インク吐出ノズル内にあるインクを加熱して膜沸騰を生
   じさせ、気泡を発生し、前記気泡による圧力によってイ
   ンクを吐出することを特徴とする請求項３に記載の記録
   ヘッド。
5. 【請求項５】 イエロインク、マゼンタインク、シアン
   インク、ブラックインクの４色のインクを吐出してカラ
   ー記録を行うため、４つのヘッド部を備え、異なったヘ
   ッド間で、前記Ｍ個の第１の入力端子及び前記Ｌ個の第
   ２の入力端子を共通に用いることを特徴とする請求項４
   に記載の記録ヘッド。
6. 【請求項６】 Ｎ個の記録素子と、 前記Ｎ個の記録素子各々を駆動するために、前記Ｎ個の
   記録素子各々に直列接続されたＮ個の第１のＭＯＳトラ
   ンジスタと、 前記Ｎ個の第１のＭＯＳトランジスタをＪ個のグループ
   に分割し、前記Ｊ個のグループ各々に直列接続されたＪ
   個の第２のＭＯＳトランジスタと、 前記Ｎ個の記録素子をＭ個のグループに分割し、前記Ｍ
   個のグループ各々に所定の電圧を印加するＭ個の第１の
   入力端子と、 前記Ｎ個の第１のトランジスタをＬ個のグループに分割
   し、前記Ｌ個のグループ各々に属する第１のＭＯＳトラ
   ンジスタのゲートにゲート電圧を印加するＬ個の第２の
   入力端子と、 前記Ｊ個の第２のＭＯＳトランジスタをＫ個のグループ
   に分割し、前記Ｋ個のグループ各々に属する第２のＭＯ
   Ｓトランジスタのゲートにゲート電圧を印加するＫ個の
   第３の入力端子と、 前記Ｊ個の第２のＭＯＳトランジスタに共通に接続され
   る１個の接地端子とを有することを特徴とする記録ヘッ
   ド。
7. 【請求項７】 前記Ｎ個の記録素子はヒータであること
   を特徴とする請求項６に記載の記録ヘッド。
8. 【請求項８】 前記Ｎ個のヒータに１対１に対応してイ
   ンクを吐出するＮ個のインク吐出ノズルをさらに有する
   ことを特徴とする請求項７に記載の記録ヘッド。
9. 【請求項９】 前記ヒータに通電することにより、前記
   インク吐出ノズル内にあるインクを加熱して膜沸騰を生
   じさせ、気泡を発生し、前記気泡による圧力によってイ
   ンクを吐出することを特徴とする請求項８に記載の記録
   ヘッド。
10. 【請求項１０】 イエロインク、マゼンタインク、シア
    ンインク、ブラックインクの４色のインクを吐出してカ
    ラー記録を行うため、４つのヘッド部を備え、前記Ｍ個
    の第１の入力端子及び前記Ｌ個の第２の入力端子を共通
    に用いることを特徴とする請求項９に記載の記録ヘッ
    ド。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至１０のいずれかに記載の
    記録ヘッドを用いた記録装置。