JP2001199054A - インクジェット記録ヘッドの駆動回路、該回路を備える記録装置およびインクジェット記録ヘッドの駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録ヘッドの各記録素子を複数のパルスで駆
動するインクジェット記録装置において、高速記録を行
う際にもパルス間の休止時間を確保して最適な駆動パル
スを確保する。 【解決手段】 それぞれがインクを吐出する複数の記
録素子を有するインクジェット記録ヘッドを複数のブロ
ックに分割して時分割で駆動する際に、時分割で駆動す
るブロックを切り替えるブロック指定信号ＢＥＮＢ０〜
２を発生し、ブロック１〜４に対して第１のパルス状信
号を略同時に供給し、第１のパルス状信号が供給された
後に、ブロック指定信号ＢＥＮＢ０〜２で指定された各
ブロックに対して第２のパルス状信号をヒート信号ＨＥ
ＮＢのタイミングで供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット記
録ヘッドの駆動回路、該回路を備える記録装置およびイ
ンクジェット記録ヘッドの駆動方法に関し、特に、それ
ぞれがインクを吐出する複数の記録素子を時分割で駆動
する、インクジェット記録ヘッドの駆動回路、該回路を
備える記録装置およびインクジェット記録ヘッドの駆動
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばワードプロセッサ、パーソナルコ
ンピュータ、ファクシミリ等に於ける情報出力装置とし
て、所望される文字や画像等の情報を用紙やフィルム等
シート状の記録媒体に記録を行う記録装置が広く使用さ
れている。

【０００３】近年、これらの記録装置に対して、高速記
録、高解像度、高画像品質、低騒音などが要求されてい
る。このような要求に応える記録装置として、インクジ
ェット方式を採用した記録装置をあげることができる。
インクジェット方式は、記録ヘッドの吐出口からインク
（記録液）滴を吐出飛翔させ、これを記録媒体に付着さ
せて記録するものである。このインクジェット記録装置
では、記録ヘッドからインクを吐出させて記録を行うた
めに非接触で記録が可能でありこのために非常に安定し
た記録画像を得ることができる。

【０００４】インクジェット記録装置の構成としては、
所望される記録情報に応じてインクを吐出するノズル列
を有する記録ヘッドを備えると共に、記録媒体の送り方
向と直角な方向に往復走査しながら記録を行なうシリア
ル記録方式が、安価で小型化が容易などの点から一般的
に広く用いられている。

【０００５】従来のインクジェット記録装置において
は、ノズル列方向の罫線を出来るだけ直線状に記録可能
なように、複数あるノズルを出来るだけ短時間に吐出さ
せるように駆動するものが多かった。

【０００６】しかしながら、このような駆動方法におい
ては、記録ヘッドのノズル数が増加すると、同時に駆動
するノズル数が増えることとなり、駆動電圧の降下や一
時的に共通液室内の負圧のレベルが非常に高くなり、各
ノズルへのリフィル（再充填）が間に合わなくなる場合
が生じる。

【０００７】これに対応するため、すべてのノズルをい
くつかのブロックに分け、時分割して駆動する駆動方法
が採用されている。この時分割駆動においては、ノズル
の位置を調節したり、ノズル列を傾けるなどしてノズル
列で記録される罫線が直線状となるように調整してい
る。

【０００８】また上記駆動方法で使用される駆動信号と
しては、以前は１つの矩形波（シングルパルス）が用い
られていたが、吐出量、吐出速度、リフィル周波数等に
対する要求を満足できなくなり、そのため現在では１つ
のインク滴を吐出させるのに複数の矩形波を用いる場合
が多い。

【０００９】図２は、インクジェット方式のうち、ヒー
タによってインクを加熱・発泡させそのエネルギーによ
ってインク滴を吐出させる、サーマルインクジェット方
式における一般的な駆動パルスの例を示している。

【００１０】この例は、期間ｔ１の第１のパルス（プレ
パルス）によりヒータ上のインクを予備加熱し、期間ｔ
２の休止時間の後、期間ｔ３の第２のパルス（メインパ
ルス）によりインクを発泡させる、いわゆるダブルパル
スによりヒータを駆動するものであり、シングルパルス
の場合に比べ効率が良い。また駆動信号をこのようなダ
ブルパルスにすると、プレパルスの期間ｔ１や第１と第
２のパルスの休止時間ｔ２を変化させることによって、
吐出量、吐出速度を制御することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、最近に
おいては記録装置に対して更なる高速化、高解像度化が
要求され、記録ヘッドのノズル数が数百から数千とな
り、それに伴なって駆動周波数が数十ｋＨｚという高速
駆動が必要とされている。

【００１２】そのため、従来の駆動方式では、時分割駆
動によるブロック時間に必要なパルス幅の確保が困難に
なるという問題が生じている。例えば、駆動周波数を１
５ｋＨｚ、ブロック数を１６とすると、１つのブロック
においてパルスを確保できる期間は３．７μｓ以下とな
ってしまう。この期間内に最適なダブルパルスを入れる
のは困難である。

【００１３】また休止時間に関しても、第１の所定時間
以上必要であり、第２の所定時間以下とすることで吐出
を最適化できる。しかしながら、上記のようにパルスを
確保できる期間が短い場合には、休止時間を削るなどの
処理が必要であり、吐出制御を最適化することができな
い。

【００１４】また、特開平７−９６６０８号公報に記載
されたように、プレパルスを前のブロックの休止時間に
入れるようにして、休止時間を確保するなどの提案もな
されている。しかしながら、この方法では、休止時間の
長さが常にメインパルス以上となるため、休止時間によ
る吐出量制御が困難となる。

【００１５】加えて、ブロックの切り替えを休止時間に
も行うため、ブロック選択信号などによって切り替えを
行う場合には、ブロック切り替えに関する部分を高速か
つ信頼性の高い（ロジック応答性の良い）回路とする必
要があり、ブロック数（時分割数）が大きい場合には不
利である。更に、上述のように高速駆動を行う場合に
は、パルスを確保できる期間自体が非常に短いため、休
止時間を確保すると、トータルのパルス幅が足りなくな
るといった状況も発生し得る。

【００１６】本発明は以上のような状況に鑑みてなされ
たものであり、記録ヘッドの各記録素子を複数のパルス
で駆動するインクジェット記録装置において、高速記録
を行う際にもパルス間の休止時間を確保して最適な駆動
パルスを確保することができる、インクジェット記録ヘ
ッドの駆動回路、該回路を備える記録装置およびインク
ジェット記録ヘッドの駆動方法を提供することを目的と
する。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のインクジェット記録ヘッドの駆動回路は、そ
れぞれがインクを吐出する複数の記録素子を有するイン
クジェット記録ヘッドの駆動回路であって、前記記録素
子を複数のブロックに分割し、時分割で駆動するブロッ
クを切り替えるブロック指定信号を発生するブロック指
定手段と、複数のブロックに対して第１のパルス状信号
を略同時に供給する第１駆動手段と、前記第１のパルス
状信号が供給された後に、前記ブロック指定信号で指定
された各ブロックに対して第２のパルス状信号を供給す
る第２駆動手段とを備えている。

【００１８】また、上記目的は前記インクジェット記録
ヘッドの駆動回路を備える記録装置によっても達成され
る。

【００１９】更に、上記目的を達成する本発明のインク
ジェット記録ヘッドの駆動方法は、それぞれがインクを
吐出する複数の記録素子を有するインクジェット記録ヘ
ッドの駆動方法であって、前記記録素子を複数のブロッ
クに分割し、時分割で駆動するブロックを切り替えるブ
ロック指定信号を発生するブロック指定工程と、複数の
ブロックに対して第１のパルス状信号を略同時に供給す
る第１駆動工程と、前記第１のパルス状信号が供給され
た後に、前記ブロック指定信号で指定された各ブロック
に対して第２のパルス状信号を供給する第２駆動工程と
を備えている。

【００２０】すなわち、それぞれがインクを吐出する複
数の記録素子を有するインクジェット記録ヘッドを複数
のブロックに分割して時分割で駆動する際に、時分割で
駆動するブロックを切り替えるブロック指定信号を発生
し、複数のブロックに対して第１のパルス状信号を略同
時に供給し、第１のパルス状信号が供給された後に、ブ
ロック指定信号で指定された各ブロックに対して第２の
パルス状信号を供給する。

【００２１】これによれば、ブロック毎に第１および第
２のパルス状信号を供給して記録素子を駆動する場合と
比べ、２つのパルスの間隔および各パルスの幅を充分確
保することができる。

【００２２】従って、記録ヘッドの記録素子数が多く、
ブロック数が多い場合においても、安定した駆動条件を
確保しつつ高速に駆動することができる。

【００２３】また、第１のパルス状信号を複数のブロッ
クに略同時に供給することにより、第１のパルス状信号
による保温・蓄熱を効率よく行えるという効果も有す
る。

【００２４】

【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。

【００２５】なお、以下に説明する実施形態では、イン
クジェット記録方式を用いた記録装置としてプリンタを
例に挙げ説明する。

【００２６】なお、本明細書において、「記録」（「プ
リント」という場合もある）とは、文字、図形等有意の
情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、ま
た人間が視覚で知覚し得るように顕在化したものである
か否かを問わず、広く記録媒体上に画像、模様、パター
ン等を形成する、または媒体の加工を行う場合も言うも
のとする。

【００２７】ここで、「記録媒体」とは、一般的な記録
装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラスチッ
ク・フィルム、金属板、ガラス、セラミックス、木材、
皮革等、インクを受容可能なものも言うものとする。

【００２８】さらに、「インク」（「液体」と言う場合
もある）とは、上記「記録（プリント）」の定義と同様
広く解釈されるべきもので、記録媒体上に付与されるこ
とによって、画像、模様、パターン等の形成または記録
媒体の加工、或いはインクの処理（例えば記録媒体に付
与されるインク中の色剤の凝固または不溶化）に供され
得る液体を言うものとする。

【００２９】図５は、本発明のインクジェット記録装置
の実施形態におけるプリンタ部の構成例を示した図であ
る。

【００３０】図５において、１１はインクジェット記録
ヘッド部１９を有し、インクタンク１２が着脱可能なヘ
ッドカートリッジであり、１３はこれを搭載してガイド
軸１５ｘおよび１５ｙに沿って、図中ヘッド走査方向に
走査させるためのキャリッジである。また、１６は記録
媒体、１４は記録媒体を図中記録紙搬送方向に搬送する
搬送ローラである。

【００３１】キャリッジ１３および搬送ローラ１４はそ
れぞれ不図示のモータによって駆動され、記録ヘッド１
９をヘッド走査方向に移動させながら、記録媒体に対向
した面に設けられたノズル列から記録処理液あるいはイ
ンクを吐出させて記録を行うヘッド走査と、記録媒体１
６の搬送を交互に行うことにより、記録媒体全体へ記録
を行うことができる。

【００３２】１８はホームポジションにおいて記録ヘッ
ドの吐出口形成面と対向するゴム等の弾性材料で形成し
たキャップであり、記録ヘッドに対し当接／離脱が可能
なように支持されている。キャップ１８は非記録時の記
録ヘッドの保護や、固着した記録処理液あるいはインク
を除去したり、ノズルや液室（吐出に際しインクを貯め
ておく記録ヘッド内にある空間）にたまった気泡を除去
するため、吸引ポンプ（不図示）により強制的にインク
を吸引排出するため用いられる。

【００３３】本実施形態においては、後述するように記
録ヘッド１９にノズル列が２つ設けられており、各ノズ
ル列から記録処理液またはインクなどの特性の異なった
液体を吐出可能に構成されているため、キャップ１８は
記録処理液、インクをそれぞれ吸引回復させるための部
分１８ａおよび１８ｂに分割されている。これは、記録
処理液とインクは混合されるとすぐに固着して除去不能
となるためである。

【００３４】１７はインクの吐出回復処理における吐出
回復動作のためのインク排出口である。吐出回復処理と
は、インク排出口１７に吐出口面を対向させ、各ノズル
からインクを吐出させることによって気泡や塵挨、増粘
して記録に適さなくなったインク等を１７に強制的に排
出させる処理である。

【００３５】図６は、記録ヘッド部１９を記録媒体に対
向する面からみたノイズル列の構成を示す模式図であ
る。本実施形態の記録ヘッド部１９は、それぞれ２つの
ノズル列を有する（ａ）および（ｂ）の２つのヘッドカ
ートリッジ１１からなる。

【００３６】（ａ）のカートリッジは、１９ａのノズル
列から処理液（Ｓ）を、１９ｂのノズル列からＢｋ（ブ
ラック）のインクを吐出する。（ｂ）のカートリッジ
は、２つのノズル列がそれぞれ３つの部分に別れてお
り、１９ｂ1、１９ｂ2、１９ｂ3のノズル列からＹ（イ
エロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の３色のイン
クを、１９ａ1、１９ａ2、１９ａ3のノズル列からｙ
（薄いイエロー）、ｍ（薄いマゼンタ）、ｃ（薄いシア
ン）の３色のインクを、それぞれ吐出する。

【００３７】このように、様々な種類のインクおよび処
理液を吐出可能とした、２つのヘッドカートリッジをキ
ャリッジに搭載させることにより、文書やカラーグラフ
ィック、写真画像など様々な要求に応じた記録を行うこ
とができる。

【００３８】本実施形態ではこのような構成としたが、
本発明の記録装置はこのようなキャリッジやヘッド構成
に限定されるものではなく、インク１色に付き１列のノ
ズル列を持ったヘッドカートリッジでも良いし、複数の
ノズル列を持ったヘッドカートリッジであっても良い。

【００３９】次に、本実施形態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。

【００４０】図７は本発明のインクジェット記録装置の
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
ーフェース、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ１７
０１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、１７
０３は各種データ（上記記録信号やヘッドに供給される
記録データ等）を保存しておくＤＲＡＭである。１７０
４は記録ヘッド部１９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、インターフェー
ス１７００、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３間のデー
タ転送制御も行う。１７１０は記録ヘッドＩＪＨ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１７１０を駆動するた
めのモータドライバである。

【００４１】上記制御構成の動作を説明すると、インタ
ーフェース１７００に記録信号が入るとゲートアレイ１
７０４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１
７０６、１７０７が駆動されると共に、ヘッドドライバ
１７０５に送られた記録データに従って記録ヘッド部１
９が駆動され、記録が行われる。

【００４２】ここでは、ＭＰＵ１７０１が実行する制御
プログラムをＲＯＭ１７０２に格納するものとしたが、
ＥＥＰＲＯＭ等の消去／書き込みが可能な記憶媒体を更
に追加して、インクジェット記録装置と接続されたホス
トコンピュータから制御プログラムを変更できるように
構成することもできる。

【００４３】図４は本実施形態における記録ヘッド部１
９の１つのノズル列の詳細な回路構成を示すブロック図
である。図のＮはノズル群であり、１２８個のノズルＮ
１〜Ｎ１２８から構成されている。各ノズルＮ１〜Ｎ１
２８には、各ノズル番号に対応して抵抗体などの電気熱
変換体である吐出ヒータＨ１〜Ｈ１２８（吐出ヒータ群
Ｈ）が設けられている。

【００４４】４はデコーダであり、ブロックを指定する
３つの入力端子から入力されるブロックイネーブル信号
ＢＥＮＢ０〜２から各ブロックのＯＮ／ＯＦＦを示す出
力信号Ｂ１〜Ｂ８を得るように構成されている。またＣ
１〜Ｃ８はＯＲ回路であり、デコーダ４からの出力信号
Ｂ１〜Ｂ８と２つのＰＨＢＥ端子からのプレヒートブロ
ックイネーブル信号ＰＨＢＥ０〜１の２系統の信号の論
理和をそれぞれ信号Ｄ１〜Ｄ８に出力されるように構成
されている。

【００４５】従って、入力されるブロックイネーブル信
号ＢＥＮＢ０〜２の入力パターンによってデコーダ４の
出力Ｂ１〜Ｂ８のいずれか１つの出力が「Ｈ」になり、
Ｃ１〜Ｃ８のＯＲ回路に入力されるプレヒートブロック
イネーブル信号ＰＨＢＥ０またはＰＨＢＥ１のいずれか
が「Ｈ」となると出力Ｄ１〜Ｄ４またはＤ５〜Ｄ８のい
ずれか４つの出力が「Ｈ」になるように構成されてい
る。

【００４６】ＡはＡＮＤゲート群であり、いずれも第１
の端子にヒートイネーブル信号ＨＥＮＢが入力される１
２８個の３入力ＡＮＤゲートＡ１〜Ａ１２８から構成さ
れている。またＡＮＤゲートＡ１〜Ａ１６の第２の端子
はＯＲ回路Ｃ１の出力Ｄ１と接続され、Ａ１７〜Ａ３２
の第２の端子はＯＲ回路Ｃ２の出力端子Ｄ２と接続され
るように、Ｄ１からＤ８の端子はそれぞれＡの１６個の
ＡＮＤゲートの第２の端子と接続されている。さらに、
各ＡＮＤゲートＡ１〜Ａ１２８から「Ｈ」が出力された
時に、その番号に対応する吐出ヒータがヘッドドライバ
８によって駆動される。これにより１２８個のノズルを
８つのブロック毎に時分割駆動することが可能となる。

【００４７】６はシフトレジスタであり、クロック信号
ＣＬＫが入力される毎に画像データＩＤＡＴＡが、１ビ
ットずつ入力される。７はデータラッチであり、１２８
ビットの記録データをラッチできる構成になっている。
シフトレジスタ６に１２８ビットの記録データが揃った
時点で、ラッチクロック信号ＬＴＣＬＫにより１２８ビ
ットの記録データがデータラッチ７に取り込まれる。

【００４８】データラッチ７は１２８個の出力端子ＬＴ
１〜ＬＴ１２８を持ち、各端子はそれぞれ端子番号に対
応するＡＮＤゲートＡ１〜Ａ１２８の第３の端子に接続
されている。ＶＨとＧＮＤＨは吐出ヒータ群Ｈを駆動す
るための駆動電圧が印加される端子であり、ＶｃｃとＧ
ＮＤＬは記録ヘッドの電源端子である。

【００４９】次に本実施形態における各ノズルの駆動に
ついて図１のタイミングチャートを参照して説明する。
図１において（ａ）は図４の回路の各信号の状態を示し
ており、（ｂ）は各ブロックのノズルのヒータに印加さ
れる駆動信号の状態を示している。

【００５０】記録データＩＤＡＴＡがシフトレジスタ６
を介してデータラッチ７にラッチされると、ラッチクロ
ック信号ＬＴＣＬＫにより、ブロックイネーブル信号Ｂ
ＥＮＢ０〜２が「Ｌ」に、プレヒートブロックイネーブ
ル信号ＰＨＢＥ０が「Ｈ」にセットされる。従って、こ
のとき信号Ｄ１〜４は「Ｈ」となる。

【００５１】ここでヒートイネーブル信号ＨＥＮＢが
「Ｈ」になると、データラッチ７の出力端子ＬＴ１〜Ｌ
Ｔ６４に対応するＡＮＤゲートＡ１〜Ａ６４より記録デ
ータがドライバ８へ出力され、このタイミングで時分割
ブロック１〜４のノズルに含まれる吐出ヒータＨ１〜Ｈ
６４が駆動される。ここでの駆動は、図２に関して説明
したプレパルスによる予備加熱に相当するものであり、
ノズルからインクが吐出されることはない。

【００５２】プレヒートブロックイネーブル信号ＰＨＢ
Ｅ０は、プレパルス駆動のための所定時間経過後「Ｌ」
となる。休止時間経過後、時分割ブロック１のノズルを
駆動すべく、ヒートイネーブル信号ＨＥＮＢを「Ｈ」に
する。ここで、ブロックイネーブル信号ＢＥＮＢ０〜２
の設定は、Ｄ１が「Ｈ」となるようになっているため、
今度は時分割ブロック１のノズルに含まれる吐出ヒータ
Ｈ１〜Ｈ１６が駆動される。ここでの駆動は、図２に関
して説明したメインパルスによる駆動に相当するもので
あり、このタイミングで対応するノズルＮ１〜Ｎ１６か
らインクが吐出される。

【００５３】次に時分割ブロック２のノズルを駆動すべ
く、ブロックイネーブル信号ＢＥＮＢ０〜２の設定を、
Ｄ２が「Ｈ」となるように変更する。そして、ヒートイ
ネーブル信号ＨＥＮＢを「Ｈ」にすると、このタイミン
グで時分割ブロック２のノズルに含まれる吐出ヒータＨ
１７〜Ｈ３２が駆動され、対応するノズルＮ１７からＮ
３２よりインクが吐出される。

【００５４】同様にして、ブロックイネーブル信号ＢＥ
ＮＢ０〜２の設定を値が１つずつ更新されて出力される
毎に、ヒートイネーブル信号ＨＥＮＢを「Ｈ」にするこ
とで、ノズルＮ３３〜４８、ノズルＮ４９〜６４から順
次インクが吐出される。

【００５５】次に、ブロックイネーブル信号ＢＥＮＢ０
〜２が「Ｌ」に、プレヒートブロックイネーブル信号Ｐ
ＨＢＥ１が「Ｈ」にセットされる。従って、このとき信
号Ｄ５〜８は「Ｈ」となる。

【００５６】ここでヒートイネーブル信号ＨＥＮＢが
「Ｈ」になると、データラッチ７の出力端子ＬＴ６５〜
ＬＴ１２８に対応するＡＮＤゲートＡ６５〜Ａ１２８よ
り記録データがドライバ８へ出力され、このタイミング
で時分割ブロック５〜８に含まれる吐出ヒータＨ６５〜
Ｈ１２８が駆動される。ここでの駆動も図２のプレパル
スに相当するため、ノズルからインクが吐出されること
はない。

【００５７】プレヒートブロックイネーブル信号ＰＨＢ
Ｅ１は、プレパルス駆動のための所定時間経過後、
「Ｌ」となる。休止時間経過後、時分割ブロック５のノ
ズルを駆動すべく、ヒートイネーブル信号ＨＥＮＢを
「Ｈ」にする。ここで、ブロックイネーブル信号ＢＥＮ
Ｂ０〜２の設定は、Ｄ５が「Ｈ」となるようになってい
るため、今度は時分割ブロック５に相当する吐出ヒータ
Ｈ６５〜Ｈ８０が駆動される。ここでの駆動は、図２に
関して説明したメインパルスによる駆動に相当するもの
であり、このタイミングで対応するノズルＮ６５〜Ｎ８
０からインクが吐出される。

【００５８】同様にして、ブロックイネーブル信号ＢＥ
ＮＢ０〜２の設定を値が１つずつ更新されて出力される
毎に、ヒートイネーブル信号ＨＥＮＢを「Ｈ」にするこ
とで、ノズルＮ８１〜９６、ノズルＮ９７〜１１２、ノ
ズルＮ１１３〜１２８から順次インクが吐出される。

【００５９】以上のように本実施形態では、図１（ｂ）
に示すように、時分割ブロック１〜４の各ノズルは同じ
プレパルス期間で駆動され、時分割ブロック５〜８の各
ノズルは同じプレパルス期間で駆動されるように構成さ
れている。

【００６０】なお、このプレパルス期間には同時に６４
個のノズルのヒータを通電するため瞬間的に大きな電流
が流れるが、このプレパルス期間が極めて短いため、こ
こで消費される電力は、駆動電源の供給される記録ヘッ
ド末端部（例えば記録ヘッドを保持するキャリッジ１
３）にコンデンサなどを設けることで補償可能である。

【００６１】また電圧降下についても、プレパルスはあ
くまで保温・蓄熱のためであるため、液滴を吐出するた
めのメインパルスに比べ、電圧降下の影響は少なく問題
はない。むしろ同時に駆動することにより、保温・蓄熱
の効率が上がるという効果も期待できる。またプレパル
スとメインパルスとは別々に制御可能であるので、メイ
ンパルスのパルス幅を制御することによりプレパルスの
ばらつきを容易に補償できる。

【００６２】次に休止時間については、図１（ｂ）に示
すように、ブロックによってその長さがｔ２ａ〜ｔ２ｄ
の間で変化する。図３は、実験により得られた休止時間
と吐出量との関係を示すグラフである。ここで示された
実験データによると、休止時間ｔ２の長さが、１μｓ〜
７μｓの間においては、吐出量はほぼ一定となる。従っ
て、ｔ２ａ〜ｔ２ｄがこの範囲内となるように、駆動タ
イミングを設定すれば問題はない。

【００６３】以上説明したように本実施形態によれば、
各ノズルをダブルパルスで駆動する場合におけるプレパ
ルス期間を、複数のブロックにおいて同時とすることに
より、パルス間隔およびメインパルスのパルス幅を確保
することができ、記録ヘッドのノズル数が多い場合にも
駆動速度を高速とすることができる。

【００６４】更に、ダブルパルスのプレパルス期間を複
数のブロックにおいて同時とすることにより、プレパル
スによるインクの保温・蓄熱が効率よく行えるという効
果もある。

【００６５】

【他の実施形態】なお、本実施形態においては、ノズル
数１２８、時分割ブロック数を８とし、プレパルスのタ
イミングを４つのブロックに対して同時とする例を示し
たが、ノズル数や時分割数についてはこれ以外であって
も実施可能である。

【００６６】また、プレパルスの駆動については、プレ
ヒートブロックイネーブル信号ＰＨＢＥ０および１を用
いて２つの駆動タイミングを設定する例を説明したが、
プレパルスの時分割数が２であればこの信号を１つとす
ることもでき、プレパルスの時分割数が２より多い場合
には、それに応じた種類のプレヒートブロックイネーブ
ル信号を設ければ良い。

【００６７】更に、上記実施形態では４つの時分割ブロ
ックに対して同じタイミングでプレパルスを供給する構
成を例として示したが、プレパルスの供給タイミングは
必ずしも同じである必要はなく、間に遅延素子等を設け
てブロック毎に異なるタイミングとしてもよい。

【００６８】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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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号明細書に記載され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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】このような場合インクは、特開昭５４−５
６８４７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】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。

【００８１】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（または記録媒体）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
ラムコードを読み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。この場合、記憶媒体から読
み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。また、
コンピュータが読み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オペレーティングシステム(OS)
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。

【００８２】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
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、その機能拡張カ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。

【００８３】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明した（図１に示す）タイミン
グチャートに対応する信号を発生させるプログラムコー
ドが格納されることになる。

【００８４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、ブロック毎に第１および第２のパルス状信号を供給
して化記録素子を駆動する場合と比べ、２つのパルスの
間隔および各パルスの幅を充分確保することができる。

【００８５】従って、記録ヘッドの記録素子数が多く、
ブロック数が多い場合においても、安定した駆動条件を
確保しつつ高速に駆動することができる。

【００８６】また、第１のパルス状信号を複数のブロッ
クに略同時に供給することにより、第１のパルス状信号
による保温・蓄熱を効率よく行えるという効果も有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態における駆動回路の各信号の
状態を示すタイミングチャートである。

【図２】従来のダブルパルスを説明する図である。

【図３】ダブルパルス駆動時のパルス間の休止時間と吐
出量との関係を示すグラフである。

【図４】本発明の実施形態における記録ヘッドの詳細な
回路構成を１つのノズルに対して示すブロック図であ
る。

【図５】本発明の実施形態におけるプリンタ部の構成例
を示したものである。

【図６】本発明のインクジェット記録ヘッドのノズル配
列を示す模式図である。

【図７】本発明の実施形態の制御構成を示すブロック図
である。

【符号の説明】

１ 記録ヘッド ２ ノズル列 ４ デコーダ ６ シフトレジスタ ７ データラッチ ８ ドライバ Ａ１〜Ａ１２８ ＡＮＤ回路 Ｂ１〜Ｂ８ デコーダ出力端子 Ｃ１〜Ｃ８ ＯＲ回路 Ｄ１〜Ｄ８ 出力ブロック端子 Ｈ１〜Ｈ１２８ 吐出ヒータ Ｎ１〜Ｎ１２８ 吐出ノズル １１ ヘッドカートリッジ １２ インクタンク １３ キャリッジ １４ 搬送ローラ １５ ガイド軸 １６ 記録媒体 １７ インク排出口 １８ キャップ １８ａ 記録処理液吸引部 １８ｂ インク吸引部 １９ 記録ヘッド部 １９ ノズル列

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれがインクを吐出する複数の記録
   素子を有するインクジェット記録ヘッドの駆動回路であ
   って、 前記記録素子を複数のブロックに分割し、時分割で駆動
   するブロックを切り替えるブロック指定信号を発生する
   ブロック指定手段と、 複数のブロックに対して第１のパルス状信号を略同時に
   供給する第１駆動手段と、 前記第１のパルス状信号が供給された後に、前記ブロッ
   ク指定信号で指定された各ブロックに対して第２のパル
   ス状信号を供給する第２駆動手段とを備えることを特徴
   とするインクジェット記録ヘッドの駆動回路。
2. 【請求項２】 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記録ヘッドであって、各記録素子
   は、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１
   に記載のインクジェット記録ヘッドの駆動回路。
3. 【請求項３】 前記第１および第２のパルス状信号の波
   形は、前記第１のパルス状信号によってインクを予備加
   熱し、前記第２のパルス状信号によってインクを吐出さ
   せるように設定されていることを特徴とする請求項２に
   記載のインクジェット記録ヘッドの駆動回路。
4. 【請求項４】 各記録素子において、前記第１のパルス
   状信号が供給されてから前記第２のパルス状信号が供給
   されるまでの時間が、前記予備加熱に適切な所定時間と
   なるように設定されていることを特徴とする請求項３に
   記載のインクジェット記録ヘッドの駆動回路。
5. 【請求項５】 前記所定時間が、１μｓｅｃ以上７μｓ
   ｅｃ以下であることを特徴とする請求項４に記載のイン
   クジェット記録ヘッドの駆動回路。
6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれかに記載のイン
   クジェット記録ヘッドの駆動回路を備えることを特徴と
   する記録装置。
7. 【請求項７】 それぞれがインクを吐出する複数の記録
   素子を有するインクジェット記録ヘッドの駆動方法であ
   って、 前記記録素子を複数のブロックに分割し、時分割で駆動
   するブロックを切り替えるブロック指定信号を発生する
   ブロック指定工程と、 複数のブロックに対して第１のパルス状信号を略同時に
   供給する第１駆動工程と、 前記第１のパルス状信号が供給された後に、前記ブロッ
   ク指定信号で指定された各ブロックに対して第２のパル
   ス状信号を供給する第２駆動工程とを備えることを特徴
   とするインクジェット記録ヘッドの駆動方法。