JP2000079680A

JP2000079680A - 記録装置及び記録制御方法

Info

Publication number: JP2000079680A
Application number: JP25147798A
Authority: JP
Inventors: Akira Shimoda; 明良霜田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2000-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】記録データによって記録動作条件が変化しな
いような制御を実行することにより記録動作の高速化が
可能な記録装置、及び、記録制御方法を提供する。【解決手段】電源ユニット９から可変抵抗３−１が接
続された電力供給ラインを介して供給される電力によっ
て駆動される記録ヘッドに備えられた複数のノズルヒー
タを複数のブロックに分割し、該ブロック毎に時分割記
録を記録を行う際に、ホストから入力される記録データ
に基づいて、複数のブロック各々で、記録のために同時
にインク吐出が発生するノズルヒータの数を計数し、そ
の計数結果に従って可変抵抗の値を設定し、その設定後
に、記録ヘッドに駆動信号を供給して記録ヘッドによる
記録を行わせる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記録装置及び記録制
御方法に関し、特に、例えば、インクジェット方式に従
って記録を行う記録ヘッドを用いた記録装置及び記録制
御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より記録装置として最も良く知られ
るものの１つとして、紙などの記録媒体にインクを吐出
して文字、画像等を記録するインクジェット記録装置で
ある。このインクジェット記録装置は、プリンタ単体と
して、或は、複写機、ファクシミリなどの情報出力手段
として広く用いられている。

【０００３】さて、インクジェット記録装置は記録媒体
とインクジェット方式に従ってインクを吐出する記録ヘ
ッドとの相対位置を移動させながらインクを吐出して記
録を行うので、その記録ヘッドと記録媒体の相対速度制
御とこれに伴うインク吐出タイミングの制御、記録ヘッ
ドへの電力供給の安定性等が記録結果の画質を左右する
要因となる。インクジェット記録装置は用いる記録ヘッ
ドの形態に応じていわゆるシリアル方式とフルライン方
式に大別される。この中で、シリアル方式は記録ヘッド
を移動させながらインクを吐出して記録を行う方式であ
り、一般に広く用いられている。

【０００４】また、その記録ヘッドにはピエゾ素子など
の圧電素子の動作によってインクを吐出するもの、イン
クを瞬間的に沸騰させることで生じる気泡の圧力でイン
ク吐出を行うものなどがある。この内、インクを沸騰さ
せて吐出を行う方式を採用した記録ヘッドは、インク吐
出口付近のインク流路近傍に設けられたヒータに通電す
ることで近傍のインクを沸騰させ吐出エネルギを供給し
ている。

【０００５】この吐出エネルギは常に安定的に供給さ
れ、同一条件でインク吐出が行われることで所望のイン
ク滴を得ることが高品位な画像の記録にとって重要であ
る。しかしながら現実にはインク吐出を続けるに際して
投入されたエネルギのうちの幾分かは損失分として記録
ヘッドの温度を上昇させるなどのインク吐出条件の変化
をもたらす。

【０００６】従って、従来より、インク吐出の条件をで
きるだけ同じにするように、記録ヘッドの温度変化に対
してヒータへのヒートパルス印加時間などを変化させる
制御を行うことなど様々な制御が実行されている。

【０００７】次に、インクジェット方式に従う記録ヘッ
ドを用いて、画像記録を行う際の記録ヘッド吐出制御の
例を説明する。

【０００８】図６はインク吐出の際の記録ヘッドのノズ
ル配列と記録ヘッドの走査方向との位置関係を示す図で
ある。なお、図６に示す記録ヘッドは（ｎ×８）個のイ
ンク吐出ノズルを有し、そのノズル列は走査方向に対し
て角度（θ）だけ傾けて配列されている。また、（ｎ×
８）個のインク吐出ノズルはその配列の仕方という観点
から８本ずつの単位でブロック化され、ｎ個のブロック
を有するようになっている。そして、各ブロックの８つ
のインク吐出ノズル（ｉ−ｊ：ｉ（ブロック番号）＝１
〜ｎ、ｊ（各ブロックのノズル番号）＝１〜８）は、図
６に示すように、ノズル番号（ｊ＝１〜８）の順に駆動
されインク吐出を行う。

【０００９】また、各ブロックの同一番号が振られたノ
ズル口は、図６に示すように、記録ヘッドの走査方向に
関して同じ位置に配置され、同じタイミングで吐出がな
されるように制御される。従って、インク吐出制御とい
う観点からは、（ｎ×８）個のインク吐出ノズルは、各
ブロックの同じ吐出番号をもつｎ個のノズルが１つのブ
ロックを構成し、記録ヘッド全体では８つのブロック
（Block1、Block2、Block3、……、Block8）に分割され
る。

【００１０】図７は、記録ヘッドからのインク吐出周期
と、各ブロックの駆動タイミングを示すタイムチャート
である。この図から分かるように、Block1、Block2、Bl
ock3、……、Block8と順々に駆動され、１サイクルの駆
動（周期は６０μｓ）が終了すると、再び、Block1から
順々に駆動される。

【００１１】このような記録ヘッドからのインク吐出周
期と各ブロックの駆動順の制御に加え、記録ヘッドを搭
載するキャリッジの移動速度と、ノズル配列の相対関係
から各ノズルから吐出されたインク液滴は記録媒体上に
は直線状に付着する様になる。従って、以上のように配
列されたノズルを有した記録ヘッドが走査方向に移動し
ながら必要なインク滴を必要な位置で吐出することで所
望する画像が得られる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】さて、近年のパーソナ
ルコンピュータ（ＰＣ）性能の高速化により情報量の多
いカラー画像データを容易に扱うことが可能となってい
るので、その処理データを画像として出力するプリンタ
においても処理データ量は増え、その処理速度には益々
高速化が求められている。

【００１３】インクジェット方式の記録動作の高速化
は、記録ヘッドからのインク吐出周波数の高速化と同時
吐出ノズル数を増やすことによって理論的には可能であ
る。

【００１４】同時吐出数を増やして高速化を達成する場
合について考えてみると、同時吐出が可能なように準備
したノズルのうち、実際にインクを吐出する必要性は、
当然その時記録する画像データによって変化する。例え
ば、記録媒体の全面にわたって黒インクを吐出して画像
を記録する際には吐出可能な全てのノズルについて吐出
を行う必要があるし、罫線などを記録（デューティーの
低い画像）する際には、一部のノズルからのインク吐出
が必要なだけである。

【００１５】前述したように、ヒータに電流を流すこと
によって生じる熱エネルギをインクに印加してインクに
膜沸騰を生じさせ、そのとき発生する気泡の圧力によっ
てインク吐出を行う方式を用いた記録ヘッドでは、イン
ク吐出に電力が必要であるため同時に吐出するノズル数
が増えるに比例して必要とされる電力も大きくなる。し
かも必要とされる電力は常に一定ではなく記録データに
より実際に吐出が行われるノズル数に比例して変化す
る。

【００１６】さて、インク吐出のために記録ヘッドに電
力を供給する電源供給ラインは接続コネクタとの接触抵
抗や自身の配線抵抗のためにいくらかの抵抗分を持って
いる。従って、記録動作のためにヒータに通電している
瞬間にも、この抵抗分のために、記録ヘッドに印加され
る電圧は供給電流値に比例して降下する。その結果、同
時にインク吐出を行うノズル数が多い場合と少ない場合
とで記録ヘッドのヒータにかかる電圧が変化し同一条件
でのインク吐出が行われないという問題がある。

【００１７】電流値の変化すなわち電圧降下分は同時に
インクを吐出するノズル数に比例して大きくなるため、
記録動作を高速化する目的でノズル数を増やせば電圧変
動分も大きくなり、やがてはこの吐出条件の差が画像品
質に与える影響が無視できないレベルとなり、記録動作
高速化を妨げる要因となってしまう。

【００１８】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、記録データによって記録動作条件が変化しないよう
な制御を実行することにより記録動作の高速化が可能な
記録装置、及び、記録制御方法を提供することを目的と
している。

【００１９】

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

【００２０】即ち、記録ヘッドに備えられた複数の記録
要素を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に時分割
記録を行う記録装置であって、前記記録ヘッドを駆動す
るための電力を供給する電力供給部と、前記電力供給部
から前記記録ヘッドに電力を供給する電力供給ライン
と、前記電力供給ライン上に接続される可変抵抗と、外
部機器から記録データを入力する入力手段と、前記入力
手段によって入力される記録データに基づいて、前記複
数のブロック各々で、記録のために同時に駆動する記録
要素の数を計数する計数手段と、前記計数手段による計
数結果に従って、前記可変抵抗の値を設定する設定手段
と、前記設定手段による設定後に、前記記録ヘッドに駆
動信号を供給して、前記記録ヘッドによる記録を行わせ
る記録制御手段とを有することを特徴とする記録装置を
備える。

【００２１】ここで、前記可変抵抗は、ＦＥＴによって
構成されると良く、その場合、前記設定手段は、前記計
数手段による計数結果に従ったゲートバイアス電圧をそ
のＦＥＴに印加することでその可変抵抗の値を設定する
と良い。

【００２２】なお、前記記録ヘッドはインクジェット方
式に従い記録媒体にインクを吐出することで記録を行う
インクジェット記録ヘッドであることが好ましく、その
場合、記録ヘッドには、熱エネルギーを利用してインク
を吐出するために、インクに与える熱エネルギーを発生
するための熱エネルギー変換体を備えていることが望ま
しい。

【００２３】さらに、その記録ヘッドがカラー記録を行
うインクジェット記録ヘッドであっても良く、その場合
には、その記録ヘッドにはブラックインクを吐出する第
１ヘッド、イエロインクを吐出する第２ヘッド、マゼン
タインクを吐出する第３ヘッド、シアンインクを吐出す
る第４ヘッドが含まれる。

【００２４】さらに、その場合には、前記可変抵抗を複
数個備え、第１の可変抵抗を経た電力供給ラインからの
出力は第１ヘッドに供給し、第２の可変抵抗を経た電力
供給ラインからの出力は第２、第３、第４ヘッドに供給
すると良い。

【００２５】また他の発明によれば、電源部から可変抵
抗が接続された電力供給ラインを介して供給される電力
によって駆動される記録ヘッドに備えられた複数の記録
要素を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に時分割
記録を行う記録制御方法であって、外部機器から記録デ
ータを入力する入力工程と、前記入力工程において入力
される記録データに基づいて、前記複数のブロック各々
で、記録のために同時に駆動する記録要素の数を計数す
る計数工程と、前記計数工程における計数結果に従っ
て、前記可変抵抗の値を設定する設定工程と、前記設定
工程における設定後に、前記記録ヘッドに駆動信号を供
給して、前記記録ヘッドによる記録を行わせる記録制御
工程とを有することを特徴とする記録制御方法を備え
る。

【００２６】以上の構成により本発明は、電源部から可
変抵抗が接続された電力供給ラインを介して供給される
電力によって駆動される記録ヘッドに備えられた複数の
記録要素を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に時
分割記録を記録を行う際に、外部機器から記録データを
入力し、その入力記録データに基づいて、複数のブロッ
ク各々で、記録のために同時に駆動する記録要素の数を
計数し、その計数結果に従って可変抵抗の値を設定し、
その設定後に、記録ヘッドに駆動信号を供給して記録ヘ
ッドによる記録を行わせるよう動作する。

【００２７】

【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。

【００２８】図１は本発明の代表的な実施形態であるイ
ンクジェット方式に従ってカラーインク（イエロ
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック
（Ｋ）の４色）を吐出してカラー記録を行う記録ヘッド
を備えた記録装置の構成を示す概観斜視図である。

【００２９】図１に示すように、各色の記録を受け持つ
４個の記録ヘッド、Ｂｋ（ブラック）ヘッド２−１、Ｙ
（イエロ）ヘッド２−２、Ｍ（マゼンタ）ヘッド２−
３、Ｃ（シアン）ヘッド２−４、およびそれぞれに一体
型のインクタンク１−１〜１−４、光学的ホームポジシ
ョンセンサ（以下、ＨＰセンサという）８が装着された
キャリッジ３が、キャリッジ駆動モータ５の駆動力を伝
達する駆動ベルト４の一部に連結されて、走査方向に対
して平行に配置されたガイドシャフト６Ａ、６Ｂに対し
て移動可能に取付けられており、キャリッジ駆動モータ
５の駆動力により、インクジェット記録ヘッド２−１〜
２−４の吐出面に対向して配置されたプラテン７に、紙
送りモータ１０によって駆動される記録媒体給送部（不
図示）から給送される記録紙の全幅にわたって往復運動
してその記録紙への記録を行なう構成となっている。

【００３０】記録ヘッド２−１〜２−４は、記録紙の記
録面に対向する吐出面に、インクの吐出を行なう細いパ
イプ状の複数のヘッドノズル口が並設されており、さら
に一体化されたインクタンク１−１〜１−４から供給さ
れるインクに吐出エネルギを与えるヒータがノズル口近
傍に設けられている。

【００３１】記録ヘッド２−１〜２−４のノズル口はそ
れぞれキャリッジ３の走査方向に対して垂直方向に配列
されるように構成され、さらに４個の記録ヘッド２−１
〜２−４はキャリッジ走査方向に並んで配置されてい
る。

【００３２】また、ＨＰセンサ８は、初期動作において
キャリッジ３がガイドシャフト６Ａ、６Ｂ上を移動した
際に、基準位置検出用突起物１２を検出することにより
記録動作の走査方向の基準位置（キャリッジホームポジ
ション）を決定する為に用いられる。

【００３３】この記録装置は、外部機器であるホストコ
ンピュータ（以下、ホストという）などから入力された
画像情報、制御コマンドなどのデータを、後述する記録
制御部で受信し、その受信データに従って各色の画像デ
ータに展開した後、記録ヘッドにその画像データを転送
すると共にキャリッジ３を走査させ、必要なタイミング
でインク吐出を行う一連の記録動作を制御する。

【００３４】記録制御部とキャリッジ３はフレキシブル
ケーブル１３によって接続され各種信号及び吐出に必要
な電力の供給を受ける。

【００３５】また、キャリッジホームポジション付近に
は、記録ヘッド２−１〜２−４のインク吐出面に付着し
たインクを拭うブレード２０、記録ヘッド２−１〜２−
４の吸引回復を行うための吸引口２１や回復ユニット２
２が設けられている。

【００３６】次に記録装置の記録制御部について説明す
る。

【００３７】図２は記録制御部の構成を示すブロック図
である。

【００３８】図２に示すように、記録制御部３０は、Ｃ
ＰＵ３１、ＣＰＵ３１が実行する制御プログラム、記録
ヘッド制御に必要な各種テーブルデータ、文字データを
作成するためのキャラクタデータ等の定数情報を記憶す
るＲＯＭ３２、制御プログラムの実行のために必要な作
業領域や記録に必要な記録データを一時的に格納するメ
モリなどとして用いられるＲＡＭ３３、外部機器である
ホスト４１から記録装置へ転送される制御コマンドや制
御データや画像データの入力やホスト４１に対する応答
データの出力を行うインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路３
４、キャリッジ駆動モータ５及び紙送り（ＬＦ）モータ
１０を駆動するモータ制御回路３５、ＣＰＵ３１の動作
を補って各種制御を行う論理回路よりなるゲートアレイ
（Ｇ．Ａ．）３６により構成される。また、記録ヘッド
２−１〜２−４の吐出タイミング制御及び駆動を行うヘ
ッド制御ブロック３７はゲートアレイ３６に内蔵され
る。なお、キャリッジ駆動モータ５にはステッピングモ
ータが使用されている。

【００３９】さらに、ＲＡＭ３３は、ホスト４１からイ
ンタフェース回路３４を介して入力された記録データ及
び制御コードの一時的に格納する領域をもっているのみ
ならず、その記録データを記録ヘッドのノズルに対応さ
せたビットデータに展開した後、格納するプリントバッ
ファをも備えている。

【００４０】ＣＰＵ３１はキャリッジ３を移動させる為
にモータ制御回路３５にキャリッジ駆動モータ５の動作
信号を送出しながら、同時に走査方向基準位置からの動
作信号パルスの数を管理することによって現在キャリッ
ジ３がどの位置にいるかについても把握している。そし
て、キャリッジ３が移動し、搭載された記録ヘッド２−
１〜２−４がインク吐出を行うべき位置に到達した時に
はヘッド制御ブロック３７がインク吐出を行うよう制御
する。この実施形態ではこのようにモータの駆動パルス
の管理により走査方向の記録位置を検出しているが、専
用のエンコーダを設けてその位置検出を行っても良い。

【００４１】なお、ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２に予め格
納されている制御プログラム、あるいは、ホスト４１か
らインタフェース回路３４を介して入力される制御コマ
ンドに従って、記録装置の動作全般の制御を行なう。

【００４２】以上のような記録制御部３０及び記録ヘッ
ドによる記録は、電源ユニット９から供給される電力に
よって動作する。図２において、Ｖcc（例えば５Ｖ）
はＣＰＵ３１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３など記録制御部
の回路を動作させるためのロジック駆動電圧、Ｖｍは各
種モータ駆動電圧（例えば３０Ｖ）、Ｖｈは記録ヘッド
を駆動させるためのヒート電圧（例えば２５Ｖ）であ
り、ヒート電圧Ｖｈは記録ヘッドに、モータ駆動電圧Ｖ
ｍはモータ制御回路にそれぞれ印加される。なお、ヒー
ト電圧Ｖｈは図２に示すように、可変負荷を介して供給
される。

【００４３】次に、記録ヘッドの吐出回路の構成及びそ
の吐出制御を詳細に説明する。

【００４４】図３はヘッド制御ブロック３７と記録ヘッ
ドの論理回路の構成を示すブロック図である。この実施
形態では前述のように４個の記録ヘッドを搭載してカラ
ー記録を行うが、記録ヘッド各々の動作原理やインク吐
出特性は同一であるため、ここでは説明を簡単にするた
めに、Ｂｋヘッド２−１に注目して説明する。

【００４５】図３に示すように、ヘッド制御ブロック３
７のデータ転送回路３７−１は記録ヘッドに対して吐出
データを送出するためにデータ信号（Ｄａｔａ）３７−
８、ラッチ信号（Ｌａｔｃｈ）３７−９、クロック信号
（Ｃｌｏｃｋ）３７−１０を送出する。そして、それぞ
れの信号はＢｋヘッド２−１に接続されている。

【００４６】データ信号（Ｄａｔａ）３７−８はＢｋヘ
ッド２−１上に構成されたシフトレジスタ２−１０１に
クロック信号（Ｃｌｏｃｋ）３７−９に同期して順次納
められ、記録ヘッドを構成するノズルのうちどのノズル
から吐出を行うかを選択する目的で使用される。さて、
ノズル数分のデータの送出が終わると次にラッチ信号
（Ｌａｔｃｈ）３７−９が送出されシフトレジスタ２−
１０１に納められたデータはレジスタ２−１０２に移り
データのセットは終了する。

【００４７】データのセットが終了するとキャリッジ３
の位置に合わせてヒートタイミングコントローラ３７−
２から３つのブロック選択信号（Ｂｌｏｃｋ１，２，
３）３７−１１とヒート信号（Ｈｅａｔ）３７−１２が
送出される。ブロック選択信号（Ｂｌｏｃｋ１，２，
３）は、従来技術において図６及び図７を参照して説明
したノズル配置におけるブロックの駆動順を決定するも
のであり、この実施形態の記録ヘッドにおいては、図３
に示すように、同一ブロックのノズルは８本おきに配置
されているとする。

【００４８】インク吐出ノズルに１対１に対応して備え
られる複数のヒータ抵抗（nozzle heater）は、図３に
示すように、（ｋ−ｌ：ｋ＝１〜８、ｌ＝１〜ｎ）で番
号が付されている。そして、吐出制御のために、ｋが同
じ値をもつインク吐出ノズルが同じブロックに属するよ
うにまとめられ、同一ブロックに属するヒータ抵抗は同
じタイミングで駆動される。従って、この記録ヘッドは
８つのブロック（BLK1、BLK2、……、BLK8）の分割吐出
制御ができるようになっている。

【００４９】３つのブロック選択信号（Ｂｌｏｃｋ１，
２，３）３７−１１によって選択されたブロックは、Ｂ
ｋヘッド２−１上に構成されるブロックデコーダ（Ｂｌ
ｏｃｋデコーダ）２−１０３によって該当ブロックのＡ
ＮＤ回路２−１０４の入力をアクティブにする。

【００５０】このような手順に従ってデータがセットさ
れ、ブロック選択されたノズルに対して、ヒート信号
（Ｈｅａｔ）３７−１２が入力されるとＡＮＤ回路２−
１０４の出力条件がそろい、各ノズルのヒータ抵抗（no
zzle heater）２−１０６に接続されたドライブトラン
ジスタ２−１０５が動作し、ヒート電流が流れる。ヒー
ト信号（Ｈｅａｔ）３７−１２は温度制御などの為に、
実際のヒート時間をコントロールする目的で使用されて
いる。

【００５１】以上説明した動作の連続によって、所望の
位置にインク滴を吐出し一連の記録動作が実現される。

【００５２】ここで、あるブロックにおいてただ１つの
ノズルをヒートする場合と、ブロック全てのノズルにつ
いて同時にヒートする場合について説明する。

【００５３】インク吐出に必要な電力の供給は電源ユニ
ット９からＶｈ−ｒライン９−１を通して行われる。こ
の際、前述のようにＮ本のノズルからインクを同時に吐
出した場合、Ｖｈ−ｒライン９−１の抵抗成分ｒと各ノ
ズルへのヒート電流（Ｉｈｅａｔ）によって、次のよう
な電圧降下（ΔＶ）を生じる。

【００５４】ΔＶ＝ｒ×Ｉｈｅａｔ×Ｎ従って、同時にインク吐出が発生するノズル数（Ｎ）に
比例してヒータ抵抗２−１０６にかかる電圧が変化（降
下）し、吐出動作に影響を与える結果となる。

【００５５】このような影響を考慮し、この実施形態で
は予め電源ユニット９からの供給電圧（Ｖｈ−ｒ）を必
要な電圧よりΔＶだけ高くセットした上で、Ｖｈ−ｒラ
イン９−１中に抵抗成分を変化させることができる可変
抵抗素子３−１を設け、同時にインクを吐出するノズル
数（Ｎ）に合わせて抵抗値を変化させる事で、記録動作
実行中のＶｈライン３−２の電圧を一定に保つように制
御する。この実施形態においては、可変抵抗素子３−１
にはＦＥＴを使用し、同時にインクを吐出するノズル数
（Ｎ）に合わせてゲートバイアス電圧をコン制御する事
で必要な抵抗値、すなわちこの素子での電圧降下分を得
ている。

【００５６】次に、図４に示すフローチャートを参照し
て、生成された可変抵抗素子３−１の制御信号（ＣＮＴ
Ｌ）３７−３０１による電圧補償処理について説明す
る。

【００５７】まず、記録ヘッドに対するデータ転送に関
して説明したように、ヘッド制御ブロック３７のデータ
伝送回路３７−１から各記録ヘッドに対して記録データ
が送出される（ステップＳ１０）。この時、同時にヘッ
ド制御ブロック３７に設けられた４つのデータカウンタ
３７−４〜７が記録ヘッド２−１〜２−４各々に対応し
た各色成分（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の記録データをカウント
する。このカウント動作はブロック毎（BLKi：ｉ＝１，
８）に分けて行われる（ステップＳ２０）。これによっ
て、あるブロックについての同時にインク吐出を行うヒ
ータ（ノズル）数を把握できるよう構成される。

【００５８】次に、データカウンタ３７−４〜７からの
出力はヒートタイミングコントローラ３７−２から送出
されるブロック選択信号（Ｂｌｏｃｋ１、Ｂｌｏｃｋ
２、Ｂｌｏｃｋ３）に同期してＤ／Ａコンバータ３７−
３へ送られる（ステップＳ３０）。

【００５９】Ｄ／Ａコンバータ３７−３では各記録ヘッ
ドに対応して設けられたデータカウンタ３７−４〜７の
値の合計値に従って制御信号（ＣＮＴＬ）３７−３０１
を生成し、可変抵抗素子３−１に印加するゲートバイア
ス電圧を制御する（ステップＳ４０）。なお、制御信号
（ＣＮＴＬ）３７−３０１はヒートタイミングコントロ
ーラ３７−２の出力に同期して選択ブロックが切り替わ
る毎にセットし直され、可変抵抗素子３−１の抵抗値が
変化する。

【００６０】このようにして、その抵抗値が変化した後
に、ヒートタイミングコントローラ３７−２からヒート
信号（Ｈｅａｔ）３７−１２を送出する（ステップＳ５
０）。

【００６１】この信号印加によってヒート電流（Ｉｈｅ
ａｔ）が発生すると、予めセットされたゲートバイアス
電圧値に対応した抵抗値に設定された可変抵抗素子３−
１に電流が流れ、それ自身の電圧降下によりヒータ抵抗
（nozzle heater）２−１０６に印加させる電圧が一定
になるように制御される（ステップＳ６０）。

【００６２】次に、全ブロックについてのカウントが終
了したかどうかを調べ、終了であれば、処理は次のステ
ップに進むが、カウント未終了であれば、選択ブロック
を切り替えて処理はステップＳ２０に戻るよう制御する
（ステップＳ７０）。

【００６３】最後に、記録動作が終了したかどうかを調
べ、未終了であれば、処理はステップＳ１０に戻り、再
びシフトレジスタ２−１０１へのデータ入力を行い上記
の処理を繰り返す。これに対して、記録動作終了と判断
されれば処理を終了する。

【００６４】以上説明したようにこの実施形態に従え
ば、同時にインク吐出が発生するノズル数をカウント
し、そのカウント結果に従って、予め記録動作による電
圧降下の分を補償するように電源供給ライン（Ｖｈ−ｒ
ライン）のに抵抗成分を変化させるので、常に一定の電
圧がヒータ抵抗に印加され、記録データのデューティ、
すなわち同時にインク吐出がなされるノズルの数によっ
てインク吐出条件に偏差を生じることなくなり、均一な
インク吐出がなされ、その結果記録される画像の品位を
良好に保つことができる。

【００６５】

【他の実施形態】上述の実施形態ではＢｋヘッドと他の
３つの記録ヘッド（Ｙ，Ｍ，Ｃヘッド）とは同一のヒー
タを用い同等の特性をもつことを前提として説明した
が、ここでは、Ｂｋヘッドのインク吐出特性が他の３つ
の記録ヘッドとは異なる場合について説明する。つま
り、この実施形態では、Ｂｋヘッドから吐出されるイン
ク滴の大きさが他のカラーインクと比較し大きくなるよ
うな特性をもつとして説明する。

【００６６】図５は他の実施形態に従うヘッド制御ブロ
ック３７と記録ヘッドの論理回路の構成を示すブロック
図である。なお、図５において、図３に示したのと共通
の構成要素については同じ参照番号を付し、その説明は
省略する。

【００６７】この実施形態における記録ヘッド（Ｂｋヘ
ッド）の論理回路では、ヒート抵抗２−１０６′は吐出
されるインク滴径を大きくするため他の３つのカラーヘ
ッドと比べ面積的に幾分大きく構成されている。このよ
うにヒータ面積を大きく構成することで熱的な投入エネ
ルギーを増加させ吐出可能なインク滴径を大きくしてい
る。なお、この実施形態におけるＢｋヘッドのヒータ材
質、配置、構造的な要素については前述の実施形態にお
けるＢｋヘッドと同一に作られ、ヒータ面積の違いで吐
出されるインク滴径が異なるヘッドが構成される。

【００６８】このようにヒータの面積を変化させると、
Ｂｋヘッドのヒータ抵抗は他の３つのカラーヘッドとは
異なるので、他のヘッドと同一電圧で駆動すると最適な
吐出特性が得られない。

【００６９】従って、この実施形態では、図５に示すよ
うにＹ、Ｍ、Ｃヘッド用の可変抵抗素子３−１−２を新
たに設け、Ｄ／Ａコンバータ３７−３′が可変抵抗素子
３−１，３−１−２を各々独立に制御できるように構成
する。可変抵抗回路３−１−２はＶｈ−ｒライン９−１
に接続され、前述の実施形態では共通に接続されていた
Ｖｈライン３−２とは独立したカラーヘッド用のＶｈラ
イン３−２−２を設ける。

【００７０】同時にインクが吐出されるノズル数に応じ
て各々の抵抗値を変化させるよう制御するのは前述の実
施形態と同じであるが、Ｄ／Ａコンバータ３７−３′は
それぞれの可変抵抗回路に対して必要なバイアス電圧値
を印加してそれぞれの記録ヘッドに適した抵抗値を定め
る。

【００７１】以上説明した実施形態に従えば、ヒート電
圧供給路を独立に設けることなく、即ち、装置のコスト
アップを招くことなく、記録ヘッドの特性差にあった電
圧を同時にインクが吐出されるノズル数に応じて供給す
ることが可能となる。

【００７２】このような実施形態の記録ヘッドは大きな
ブラックのインク液滴を吐出することにより、ブラック
インクを多用する文字画像等の記録において視覚的な記
録品位を改善を図る場合に応用される。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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。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。

【００８３】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。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、電
源部から可変抵抗が接続された電力供給ラインを介して
供給される電力によって駆動される記録ヘッドに備えら
れた複数の記録要素を複数のブロックに分割し、該ブロ
ック毎に時分割記録を記録を行う際に、外部機器から記
録データを入力し、その入力記録データに基づいて、複
数のブロック各々で、記録のために同時に駆動する記録
要素の数を計数し、その計数結果に従って可変抵抗の値
を設定し、その設定後に、記録ヘッドに駆動信号を供給
して記録ヘッドによる記録を行わせるので、たとえ、入
力記録データに従って、同時に駆動して記録を行う記録
要素の数が変動しても、記録要素には常に一定の電圧を
印加することができるという効果がある。

【００８５】これにより、例えば、記録ヘッドがインク
に熱を与えることにより、その熱エネルギーを利用して
インク吐出を生じさせるインクジェット記録ヘッドであ
る場合、インク吐出時にヒータなどの熱エネルギー変換
体にかかる電圧を一定に保ち吐出条件をそろえることが
できるので、吐出されるインク滴も均一化されより高品
位な画像を得ることが可能となる。

【００８６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施形態であるインクジェッ
ト方式に従ってカラーインクを吐出してカラー記録を行
う記録ヘッドを備えた記録装置の構成を示す概観斜視図
である。

【図２】記録制御部の構成を示すブロック図である。

【図３】ヘッド制御ブロック３７と記録ヘッドの論理回
路の構成を示すブロック図である。

【図４】電圧補償処理を示すフローチャートである。

【図５】他の実施形態に従うヘッド制御ブロック３７と
記録ヘッドの論理回路の構成を示すブロック図である。

【図６】インク吐出の際の記録ヘッドのノズル配列と記
録ヘッドの走査方向との位置関係を示す図である。

【図７】記録ヘッドからのインク吐出周期と、各ブロッ
クの駆動タイミングを示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１−１〜１−４インクタンク２−１Ｂｋ（ブラック）ヘッド２−２Ｙ（イエロ）ヘッド２−３Ｍ（マゼンタ）ヘッド２−４Ｃ（シアン）ヘッド２−１０１シフトレジスタ２−１０２レジスタ２−１０３ブロックデコーダ２−１０４ＡＮＤ回路２−１０６、２−１０６′ ヒータ抵抗３キャリッジ３−１、３−１−２可変抵抗素子３−２Ｖｈライン４駆動ベルト５キャリッジ駆動モータ６Ａ、６Ｂガイドシャフト７プラテン８光学的ホームポジションセンサ９電源ユニット９−１Ｖｈ−ｒライン１０紙送りモータ１２基準位置検出用突起物１３フレキシブルケーブル２０ブレード２１吸引口２２回復ユニット３０記録制御部３１ＣＰＵ３２ＲＯＭ３３ＲＡＭ３４インタフェース（Ｉ／Ｆ）回路３５モータ制御回路３６ゲートアレイ（Ｇ．Ａ．）３７ヘッド制御ブロック３７−１データ転送回路３７−２ヒートタイミングコントローラ３７−３、３７−３′ Ｄ／Ａコンバータ３７−４〜７データカウンタ３７−８データ信号（Ｄａｔａ）３７−９ラッチ信号（Ｌａｔｃｈ）３７−１０クロック信号（Ｃｌｏｃｋ）３７−１１ブロック選択信号（Ｂｌｏｃｋ１，２，
３）３７−１２ヒート信号（Ｈｅａｔ）３７−３０１制御信号（ＣＮＴＬ）４１ホスト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録ヘッドに備えられた複数の記録要素
を複数のブロックに分割し、該ブロック毎に時分割記録
を行う記録装置であって、前記記録ヘッドを駆動するための電力を供給する電力供
給部と、前記電力供給部から前記記録ヘッドに電力を供給する電
力供給ラインと、前記電力供給ライン上に接続される可変抵抗と、外部機器から記録データを入力する入力手段と、前記入力手段によって入力される記録データに基づい
て、前記複数のブロック各々で、記録のために同時に駆
動する記録要素の数を計数する計数手段と、前記計数手段による計数結果に従って、前記可変抵抗の
値を設定する設定手段と、前記設定手段による設定後に、前記記録ヘッドに駆動信
号を供給して、前記記録ヘッドによる記録を行わせる記
録制御手段とを有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】前記可変抵抗は、ＦＥＴによって構成さ
れることを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】前記設定手段は、前記計数手段による計
数結果に従ったゲートバイアス電圧を前記ＦＥＴに印加
することで前記可変抵抗の値を設定することを特徴とす
る請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】前記記録ヘッドはインクジェット方式に
従い記録媒体にインクを吐出することで記録を行うイン
クジェット記録ヘッドであることを特徴とする請求項１
に記載の記録装置。
【請求項５】前記記録ヘッドは、熱エネルギーを利用
してインクを吐出するために、前記インクに与える熱エ
ネルギーを発生するための熱エネルギー変換体を備えて
いることを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
【請求項６】前記記録ヘッドは、カラー記録を行うイ
ンクジェット記録ヘッドであって、ブラックインクを吐
出する第１ヘッド、イエロインクを吐出する第２ヘッ
ド、マゼンタインクを吐出する第３ヘッド、シアンイン
クを吐出する第４ヘッドを含むことを特徴とする請求項
４に記載の記録装置。
【請求項７】前記可変抵抗を複数個備え、第１の可変抵抗を経た前記電力供給ラインからの出力は
前記第１ヘッドに供給し、第２の可変抵抗を経た前記電力供給ラインからの出力は
前記第２、第３、第４ヘッドに供給することを特徴とす
る請求項６に記載の記録装置。
【請求項８】電源部から可変抵抗が接続された電力供
給ラインを介して供給される電力によって駆動される記
録ヘッドに備えられた複数の記録要素を複数のブロック
に分割し、該ブロック毎に時分割記録を記録を行う記録
制御方法であって、外部機器から記録データを入力する入力工程と、前記入力工程において入力される記録データに基づい
て、前記複数のブロック各々で、記録のために同時に駆
動する記録要素の数を計数する計数工程と、前記計数工程における計数結果に従って、前記可変抵抗
の値を設定する設定工程と、前記設定工程における設定後に、前記記録ヘッドに駆動
信号を供給して、前記記録ヘッドによる記録を行わせる
記録制御工程とを有することを特徴とする記録制御方
法。