JP2003211671A

JP2003211671A - 記録装置

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Publication number: JP2003211671A
Application number: JP2002022948A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Masuda; 和則増田; Kiyoshi Sekiguchi; 潔関口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2002-01-31
Publication date: 2003-07-29
Anticipated expiration: 2022-01-31
Also published as: US6652057B2; US20020145639A1; US20040036724A1; US7008035B2; JP3880411B2

Abstract

(57)【要約】【課題】プリントヘッドを駆動するための駆動電圧
を可変制御して、ヘッド駆動パルス幅の制御によらず印
刷制御に必要な電力量を常に安定して供給するための制
御手段をキャリッジユニット上に一体に設けた記録装置
を提供する。【解決手段】外部機器から送信された情報に基づい
て、キャリッジユニットを記録媒体上で走査させて記録
を行う記録装置は、そのキャリッジユニットの筐体に、
インクを吐出する複数のノズルを構成する着脱可能な記
録ヘッドと、ノズルを駆動する熱源数を検出する熱源検
出部と、熱源検出部により検出された熱源数に応じて、
ノズルを駆動するための熱源に電圧を供給する電圧生成
部と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタのプリント（記録）ヘッドを駆動する直流電源装
置を搭載した記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は高速記録が可
能であり、記録の際に発生する騒音がほとんどなく、普
通紙に直接記録でき、定着処理等を必要としないため、
装置の小型化が図れるという点で優れており、商品化が
進んでいる。インクジェット記録方式には、ノズルから
インク滴を噴射させる手段として、電気・機械変換素子
を用いて、入力信号に対するその機械的変形に伴う運動
によってインク滴を噴射する方式や、電気・熱変換素子
（発熱抵抗体）を用い、電圧パルスが印加されることに
より、発熱抵抗体が発熱し、この発熱により発熱抵抗体
上で発生するバブルの圧力によってインク滴を噴射す
る、いわゆるサーマルインクジェット方式がある。

【０００３】インクジェットプリンタにおけるインクの
吐出は、プリントヘッドに印加された電力によって抵抗
体を加熱し、インク流路のノズル内で発生する気泡によ
って、微少ノズルからインクを吐出する方式等が知られ
ている。この場合、インク吐出のためにヘッドを駆動す
る方法としては抵抗体に一定の直流電圧を印加し、抵抗
体に直列に接続されたスイッチ素子をＯＮ／ＯＦＦする
ことでインクに必要な電力量をヒーター抵抗体に加える
方法が採られている。

【０００４】ところで、インクジェットプリンタのプリ
ントヘッドは、印刷時に紙などの被記録体の幅に合わせ
て可動するキャリッジユニットに保持されていて、更に
取り外しが可能な構造になっている。したがって、プリ
ンタ本体に取付けられるプリントヘッドは必ずしも常に
同一のものでない。例えば、白黒画像を印刷する場合の
プリントヘッドとカラー画像を印刷する場合のプリント
ヘッド等、その用途によって使い分けることも可能であ
る。

【０００５】このように、任意のプリントヘッドを取付
けた場合にプリントヘッドにおけるヒーター抵抗体の抵
抗値の個体バラツキがあっても常に安定した印刷を可能
とするために、一度のインク吐出に必要なヘッド駆動電
力量をコントロールしている。従来この電力量のコント
ロールは、ヒーター抵抗値のバラツキをヒーター抵抗と
同一の素子内に設けた検出用抵抗の抵抗値を検出し、バ
ラツキデータをプリンタ本体に固定されたメイン基板上
の制御回路に入力し、メイン基板からプリントヘッドに
送られるヘッド駆動パルス幅を調整することによって行
っている。

【０００６】更にプリントヘッドの温度上昇についても
ヒーター抵抗と同一の素子内に設けた検温素子によって
検出し、メイン基板からプリントヘッドに送られるヘッ
ド駆動パルス幅を調整するヒーター駆動電力量のコント
ロールを行っている。

【０００７】ここで、ヒーター抵抗に印加される直流電
圧はＡＣアダプターまたはプリンタ内に設置された直流
電源装置から一定の電圧として与えられている。

【０００８】図７は従来のインクジェット記録装置の一
例を示す概略構成図である。図７において、５１はイン
クジェット記録ヘッド、５２はヘッドキャリッジ回路基
板、５３はヘッドキャリッジである。また、５４はフレ
キケーブルであり、５５は本体メインボード、そのボー
ド内には駆動パルス制御回路５６がある。そして、５７
は電源であり、５８はホスト装置である。

【０００９】インクジェット記録ヘッド５１は、複数の
発熱抵抗体を有し、本体メインボード５５内の駆動パル
ス制御回路５６による制御により電源５７から供給され
るエネルギーを熱に変換してバブルを発生させ、そのバ
ブルの圧力によってインク滴をノズルから噴射し、記録
を行う。

【００１０】本体メインボード５５は、外部のホスト装
置５８から送られてくる画像信号を、例えば、印刷モー
ド等に従って、各発熱抵抗体をＯＮ／ＯＦＦするビット
信号に変換して駆動パルス制御回路５６に送り駆動パル
スを生成する。駆動パルスは、例えば熱源選択信号、印
刷用シリアル信号等からなる。そして、インクジェット
記録ヘッド５１の温度等の情報によってパルス幅を変化
させ、最適なインク滴の噴射が行えるように制御されて
いる。

【００１１】生成された駆動パルスは、フレキケーブル
５４等の可動電線を通り、ヘッドキャリッジ５３に送ら
れ、ヘッドキャリッジ回路基板５２を経由してインクジ
ェット記録ヘッド５１に送られる。インクジェット記録
ヘッド５１は１つ以上の着脱可能な構成をとり、また、
ヘッドキャリッジ５３は可動な構成である。ヘッドキャ
リッジ回路基板５２は主に、フレキケーブル５４とイン
クジェット記録ヘッド５１を電気的に接続するための中
継の役割をする。

【００１２】また、電源５７は、例えば本体メインボー
ド５５等、ロジック回路部の電源電圧、モーター（図示
せず）、およびインクジェット記録ヘッド５１の電源電
圧を供給できる多出力のＡＣ／ＤＣコンバータの形式を
とっている。そして、特にインクジェット記録ヘッド５
１に供給する電圧は、長いフレキケーブル５４を経由し
た結果の配線抵抗による電圧降下の影響、更にはインク
滴の噴射の安定性から電圧精度を要求されている。

【００１３】図８は、従来のインクジェット記録ヘッド
の一例における発熱抵抗体と駆動スイッチとの接続の説
明図である。

【００１４】図８において、１６は発熱抵抗体であり、
１７は駆動スイッチ、１８は電源と接続する電源ライン
である。また、１９は発熱抵抗体駆動回路接続端子であ
り、発熱抵抗体１６の一方は電源から電圧の供給を受け
る電源ライン１８に接続し、他方はそれぞれ駆動スイッ
チ１７に接続している。

【００１５】ここでインクジェット記録ヘッドには、例
えば６４個のノズルが設けられている。この６４個のノ
ズルに対する発熱抵抗体１６の片側は、駆動電圧を供給
する電源ライン１８に接続している。また、他方の側は
駆動スイッチ１７に接続され、更に発熱抵抗体駆動回路
接続端子１９は、図示しない発熱抵抗体駆動回路に接続
され、本体メインボードからの熱源選択信号や印刷用シ
リアル信号に応じて選択された発熱抵抗体１６にのみ電
流が流れるように制御される。図８では、左端のノズル
から一連の番号Ｎ＃１〜Ｎ♯６４を付してある。

【００１６】ここでは、例えば６４個のノズルを８個ず
つの８のブロックに分割し、各ブロックごとに駆動され
る。図８では、Ｎ＃１〜Ｎ＃８をブロック１、Ｎ＃９〜
Ｎ＃１６をブロック２、...、Ｎ＃５７〜Ｎ＃６４をブ
ロック８としている。

【００１７】各ブロックの８個のノズルは、記録する画
像によって、同時に駆動される可能性がある。ここで
は、例えば、駆動パルス制御回路５６から出力される信
号において、熱源選択信号は８つのブロックに分割され
たブロックで、駆動するブロックを決定するために使用
され、印刷用シリアル信号は、６４個のノズルそれぞれ
について、インクを噴射するノズルを選択するために使
用する。このとき、同時に駆動されるノズルの個数によ
って、電源ラインを流れる電流量は相違する。そのた
め、同じブロックを駆動する場合でも、ブロック内の駆
動されるノズルの個数によって配線抵抗による電圧降下
量が相違する。また、電源にとって急激な電流量の変動
による電圧降下量にも影響する。

【００１８】このように各ブロック内の駆動されるノズ
ルの個数によって、電圧降下量は違ってくる。従来は、
この電圧降下量を、駆動パルスの幅を制御することによ
って補正し、どのノズルの発熱抵抗体にも均一な発熱エ
ネルギー（電力）を供給できるように制御していた。こ
のような構成は、例えば特開平９−１１４６３公報など
にも記載されている。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】従来のプリンタヘッド
駆動の方式では、ヘッド駆動用の直流電圧はメイン基板
と可動するキャリッジ基板とを接続するフレキ基板を介
してプリントヘッドに供給される。フレキ基板はプリン
トヘッドの移動ストローク長は最低限必要とされるため
に、長い配線構造となる。このような長い配線を通し
て、ヘッド駆動用の直流電圧が供給されるため、配線の
インピーダンス分による電圧降下が生じてしまう問題が
ある。プリンタの高速・高画質化が要求され、ヘッド駆
動電流が増加してきているので、上記電圧降下の影響は
更に顕著になってきている。

【００２０】また、一度のインク吐出に必要なヘッド駆
動電力量をコントロールする手段として、駆動パルス幅
をプリントヘッドの状況により調整する方法では、ヒー
ターを駆動するパルス幅としてさまざまな変動要因に対
して補正することができる最大時間幅を常に確保する必
要があり、単位時間あたりに印刷できるノズル数、ひい
ては印刷速度が制限されてしまう問題も生じてくる。

【００２１】また、各ブロック内で駆動するノズルの個
数によって生じる電圧降下量を、駆動パルスの幅を制御
することによって補正し、どのノズルの発熱抵抗体にも
均一な発熱エネルギーを供給できるようにする制御方法
は、同時に駆動するノズル数が多いと、駆動パルス幅を
伸ばすように制御するため、パルス幅（すなわち時間）
が長くなり、インクジェット記録装置を高速化する際に
は問題となっていた。

【００２２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を鑑みて、本
発明は、プリントヘッドを駆動するための駆動電圧を可
変制御して、ヘッド駆動パルス幅の制御によらず印刷制
御に必要な電力量を常に安定して供給するための制御手
段をキャリッジユニット上に一体に設けた記録装置を提
供することを目的とする。

【００２３】また、本発明は、発熱抵抗体（ヒーター抵
抗）への電力供給量をインク吐出に必要な最適値とする
ために、インクジェット記録ヘッドに複数の熱源の素子
ばらつき、及び同時駆動数をＤＣ／ＤＣコンバータに検
出させる手段を備え、その情報に応じて、ＤＣ／ＤＣコ
ンバータの出力電圧を可変にして制御するインクジェッ
ト記録装置を提供することにある。

【００２４】上記目的を達成するべく、本発明にかかる
記録装置は以下の構成からなることを特徴とする。

【００２５】すなわち、外部機器から送信された情報に
基づいて、記録ヘッドと該記録ヘッドを制御する電圧制
御ユニットとを搭載したキャリッジユニットを記録媒体
上で走査させて記録を行う記録装置であって、該電圧制
御ユニットが、前記記録ヘッドから送られる情報信号を
受信するための受信手段と、前記受信手段により受信さ
れた前記情報信号に基づいて、該記録ヘッドを駆動する
ために調整制御された駆動電圧を生成する電圧生成手段
と、を備えることを特徴とする。

【００２６】また、上記の記録装置における好適な態様
として、前記電圧生成手段は、前記記録ヘッドに印加す
る直流電圧を、取付けられたヘッドを駆動するために適
切な値に変成するＤＣ／ＤＣコンバータである。

【００２７】また、上記の記録装置における好適な態様
として、前記情報信号は、前記記録ヘッドの種類を識別
する識別信号を含み、該識別信号に従い前記電圧生成手
段は前記駆動電圧を制御する。

【００２８】また、上記の記録装置における好適な態様
として、前記情報信号は、前記記録ヘッドが有する複数
のヒーター抵抗のばらつきを示す信号を含み、該信号に
従い前記電圧生成手段は前記駆動電圧を制御する。

【００２９】また、上記の記録装置における好適な態様
として、前記情報信号は、前記記録ヘッドの温度データ
を示す信号を含み、該信号に従い前記電圧生成手段は前
記駆動電圧を制御する。

【００３０】また、上記の記録装置における好適な態様
として、前記記録ヘッド内部には、前記ヒーター抵抗の
ばらつきを検出するための検出抵抗を備え、前記電圧生
成手段には、前記検出抵抗と直列に接続する内部抵抗を
備え、該電圧生成手段は、前記内部抵抗と前記検出抵抗
とにより分圧される基準電圧と前記記録ヘッドを駆動す
るための駆動電圧とを比較して、両電圧の誤差を無くす
ように前記電圧生成手段により駆動電圧を制御し、前記
ヘッドの負荷抵抗値のばらつきに応じて前記駆動電圧を
調整して、該ばらつきを補正する。

【００３１】また、上記の記録装置における好適な態様
として、前記記録ヘッド内部には、温度検出のためのダ
イオードを備え、前記電圧生成手段には、前記ダイオー
ドと直列に接続する内部抵抗を備え、該電圧生成手段
は、前記内部抵抗と前記記録ヘッド内部の検出抵抗及び
前記ダイオードとにより分圧される基準電圧と前記記録
ヘッドを駆動するための駆動電圧とを比較して、両電圧
の誤差を補正して、前記記録ヘッドを加熱するための供
給電力をヘッドの温度変動に応じてインク吐出するため
に最適な制御電圧を生成する。

【００３２】また、上記の記録装置における好適な態様
として、ノズル単位に駆動制御するための、バブル生成
用の熱を発生させる複数の熱源と、前記複数の熱源を駆
動するパルス列を発生する駆動パルス発生手段と、同時
に駆動する前記複数の熱源の数を検出する熱源数検出手
段と、とを備え、前記電圧生成手段は、前記は該熱源数
検出手段からの信号に基づき、前記熱源に対する出力電
圧を調整制御する。

【００３３】また、上記の記録装置における好適な態様
として、前記熱源数検出手段は、同時に駆動される前記
複数の熱源の数を画像データ信号から検出する。

【００３４】また、外部機器から送信された情報に基づ
いて、インクを吐出する複数のノズルを構成する記録ヘ
ッドを搭載可能なキャリッジユニットを記録媒体上で走
査させて記録を行う記録装置であって、該キャリッジユ
ニットの筐体に、前記ノズルを駆動する熱源数を検出す
る熱源検出手段と、前記熱源検出手段により検出された
熱源数に応じて、前記ノズルを駆動するための熱源に電
圧を供給する電圧生成手段と、を備えることを特徴とす
る。

【００３５】また、記録に必要な電気エネルギを記録ヘ
ッドの発熱抵抗体に対して供給し、記録媒体に画像を形
成する記録装置であって、各発熱抵抗体を制御するスイ
ッチ素子と、前記発熱抵抗体の抵抗値のバラツキを検出
するための検出用抵抗を有する記録ヘッドと、前記検出
用抵抗の抵抗値に応じて前記発熱抵抗体に印加する電源
電圧を、記録に適したエネルギになるように調整する電
圧可変回路と、前記検出用抵抗と、前記記録ヘッドの外
部に設けた抵抗と、により基準電圧を分圧して生成した
第一の電圧値と、該記録ヘッドを駆動するヘッド駆動電
源の出力電圧を抵抗分圧して生成した第二の電圧値と、
を比較して、その差を無くすように出力電圧を制御する
ヘッド駆動電源回路と、を有しており、前記記録ヘッド
内に設けられた検出抵抗のＧＮＤ側の一端が、該記録ヘ
ッドの駆動電流が流れるＧＮＤ線と共通配線として接続
していることを特徴とする。

【００３６】また、上記の記録装置における好適な態様
として、前記検出用抵抗のＧＮＤ側の一端と、負荷電流
が流れる共通配線とが接続する位置は、記録ヘッド内部
とし、該検出用抵抗のＧＮＤ側端子としての専用の引き
出しパッドを設けない。

【００３７】また、上記の記録装置における好適な態様
として、前記検出用抵抗のＧＮＤ側の一端と、負荷電流
が流れる共通配線とが接続する位置が記録ヘッドの外部
となる場合、該接続する位置は、前記記録ヘッドと前記
電源回路の出力電圧安定点との中間に位置する。

【００３８】また、上記の記録装置における好適な態様
として、前記共通配線の配線抵抗値と、前記電源回路と
記録ヘッドとを接続するヘッド負荷電流が流れる全配線
の配線抵抗との比を、配線抵抗による負荷の電圧降下を
キャンセルするように出力電圧に応じて適切に配分す
る。

【００３９】

【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。

【００４０】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。

【００４１】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表すものと
する。

【００４２】また、「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表すものとする。

【００４３】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
得る液体を表すものとする。

【００４４】＜装置本体の概略説明＞図９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９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。

【００４５】５００２は紙押え板であり、キャリッジＨ
Ｃの移動方向に亙って記録用紙Ｐをプラテン５０００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。

【００４６】５０１６は記録ヘッドＩＪＨの前面をキャ
ップするキャップ部材５０２２を支持する部材で、５０
１５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。５
０１７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。

【００４７】また、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５０２
０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。

【００４８】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。

【００４９】＜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。

【００５０】図１０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
ターフェース、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ１
７０１が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、１
７０３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。１７
０４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ッジモータ、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、キャリッジモータ１７１０を駆動
するためのモータドライバである。

【００５１】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が駆
動され、記録が行われる。

【００５２】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、インクジェットプリンタＩＪＲＡ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。

【００５３】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。

【００５４】図１１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１１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ＩＪＨとが分離可能である。インクカートリッジＩＪ
Ｃ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。

【００５５】なお、図１１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
が設けられている。

【００５６】＜第1実施形態＞以下、本発明にかかるプ
リントヘッドキャリッジの第1実施形態を図面を参照し
て説明する。

【００５７】図１は、本発明にかかるインクジェットプ
リンタのキャリッジユニット１およびＤＣ／ＤＣコンバ
ータを搭載したキャリッジプリント基板ユニット２の外
形図である。

【００５８】図２は上記のキャリッジプリント基板ユニ
ット２とプリントヘッド（若しくはプリントヘッドを構
成する素子基板）３との信号の流れを示す図である。図
２において、プリンタ本体のメインボード（不図示）か
らプリント制御信号、プリントデータ信号がキャリッジ
プリント基板ユニット２を介してプリントヘッド３に与
えられ、更にメインボードから直流電圧電源がキャリッ
ジプリント基板ユニット２に搭載されたＤＣ／ＤＣコン
バータ４に与えられる。ＤＣ／ＤＣコンバータ４はプリ
ントヘッド３の駆動用電源として必要な電圧を変換して
プリントヘッド３に直流電圧を与える。

【００５９】ＤＣ／ＤＣコンバータ４で変換出力される
電圧値はプリントヘッド３からの情報信号、例えばヘッ
ドの識別信号やヘッドヒーター抵抗のバラツキデータや
ヘッド温度データなどによって電圧値を可変できる構成
である。この構成は、どのようなプリントヘッドが取り
付けられていても常に安定したインク吐出を可能とする
ために、ヘッドの状態に応じてヒーター抵抗に印加され
る電力量が最適になるように電源電圧を調整することを
可能とする。

【００６０】この構成において、ヒーター抵抗に印加さ
れる電力量Ｗは、（１）式で与えられる。すなわち、Ｗ＝（Ｖ²／Ｒ）×Ｔ・・・（１）Ｖは印加電圧、Ｒはヒーター抵抗値、Ｔはパルス幅であ
り、電圧を可変することによってヘッド駆動パルスのパ
ルス幅は常時一定として制御することも可能である。

【００６１】更に、キャリッジプリント基板ユニット２
上にＤＣ／ＤＣコンバータを搭載することによって、メ
インボードとキャリッジ基板とを接続する長いフレキ基
板や途中に挿入されるコネクタ等配電線のインピーダン
スによる電圧降下が問題となることがなく、電源線の本
数を減らすことが可能である。

【００６２】＜回路構成と回路の動作＞次に、このキャ
リッジプリント基板ユニット２に搭載されたＤＣ／ＤＣ
コンバータの回路構成および動作について図３を用いて
説明する。図３において、２はキャリッジ基板であり、
３はプリントヘッドである。

【００６３】４はＤＣ／ＤＣコンバータであり、５はＤ
Ｃ／ＤＣコンバータの電圧変換部、６はＤＣ／ＤＣコン
バータの主スイッチ素子を駆動するＰＷＭコントロー
ラ、７は出力電圧と基準電圧とを比較する誤差アンプで
ある。また、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は電圧検出および基準電
圧の分圧用の高精度抵抗であり、Ｖ_refはＤＣ／ＤＣコ
ンバータの出力電圧を設定するための基準電圧である。

【００６４】また、８はプリントヘッドの各ヒーターを
駆動する制御信号を作るドライバーロジック回路で、９
はドライバーロジック回路８により生成された制御信号
により駆動するヒーター抵抗である。１０はヒーター抵
抗９のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチ素子である。
Ｒ_rankはプリントヘッド内に設けられた検出抵抗であ
り、ヒーター抵抗９のプリントヘッド毎でのバラツキを
検出するものである。図中、プリントヘッド３の符号"
Ｄ"はプリントヘッド内に設けられたヘッド温度の検出
用のダイオードである。ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力
電圧Ｖ_ｏは誤差アンプ７の非反転端子と反転端子の電圧
値が等しくなるようにスイッチ素子のＯＮ／ＯＦＦタイ
ミングを調整する。従って出力電圧は、出力電圧Ｖ_ｏを
分圧する抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗比、および基準電圧Ｖ
_refを分圧する抵抗Ｒ３、プリントヘッド内に設けられ
た検出抵抗Ｒ_rank、温度検出用ダイオードＤの分圧比に
よって決定される。ここで、プリントヘッド３内の検出
抵抗Ｒ_rankは記録を行なうための記録素子としてのヒー
ター抵抗９が設けられた同一素子基板３内に同一の半導
体の成膜プロセスで設けられたものであり、ヒーター抵
抗９の抵抗値の個体のバラツキと相対的に合致したバラ
ツキの範囲内にある。

【００６５】従って（１）式のヒーター抵抗値Ｒが設定
値に対してプラス（増加）にばらついた場合には、検出
抵抗Ｒ_rankもそのバラツキ分だけ大きい値となる。ＤＣ
／ＤＣコンバータ４の誤差アンプ７の反転入力端子の電
圧は、基準電圧Ｖ_refを抵抗「Ｒ３」と検出抵抗Ｒ_rank
で分圧した値であるので、Ｒ_rankの抵抗値がバラツキに
より大きくなると誤差アンプ７の反転入力電圧が大きく
なり出力電圧Ｖ_ｏも大きくなる。以上のような動作によ
ってヒーター抵抗９の抵抗値がばらついた場合でも駆動
パルスの時間幅を変えることなく、（１）で決まるヒー
ターに供給される電力量をほぼ一定に保つことができ
る。

【００６６】プリントヘッドの種類、例えば黒インクヘ
ッドとカラーインクヘッドによって、ヘッド駆動電圧を
変える場合でも上記の回路構成およびその回路構成によ
る動作でヒーターに供給される電力量をほぼ一定に保つ
ことができる。この場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４
の出力電圧Ｖ_ｏが所望の電圧となるように検出抵抗Ｒ
_rankの値を設定すればよい。

【００６７】＜プリントヘッドの温度制御＞次に、プリ
ントヘッド３の温度が上昇したときの動作について説明
する。ヘッド温度の検出にはダイオードＤが使用され
る。プリントヘッド３の温度が高くなると、インク吐出
に必要な電力量は少なくてよい。ここで、常温時と同じ
電力量を供給すると、吐出するインク液滴の量が多くな
ってしまい印刷濃度が変わってしまうこともある。また
インク液滴の大きさの変化が目視で判別できない場合で
も、過剰な電力量を供給していることになるので、プリ
ントヘッドの温度は更に上昇してしまう。したがって、
プリントヘッドの温度上昇に応じた電力量の制御を行う
ことが必要になっている。

【００６８】プリントヘッド３の温度上昇に応じた電力
量の制御を行うための動作を説明する。プリントヘッド
３内に設けられた温度検出用ダイオードＤの順方向電圧
ＶＦは負の温度係数を持っている。したがってプリント
ヘッド３内の温度が上昇すると順方向電圧ＶＦは減少す
る。このとき、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の誤差アンプ７
の反転入力電圧は基準電圧Ｖ_refを抵抗Ｒ３、プリント
ヘッド３内のダイオードＤ、検出抵抗Ｒ_rankによって分
圧された電圧であるので、ダイオードＤの順方向電圧Ｖ
Ｆが減少すると反転入力電圧は小さくなり、出力電圧Ｖ
_ｏも小さくなる。従って（１）で決まるヒーターに供給
される電力量を軽減することができる。

【００６９】＜プリント時の負荷電流変動＞次に、プリ
ント時の負荷電流変化によってＤＣ／ＤＣコンバータ４
の出力電圧を可変させることについて説明する。プリン
トヘッドの負荷電流は、プリントヘッドに形成された多
数あるインク吐出ノズルを同じタイミングで同時にいく
つのノズル駆動するかで決まる。この同時駆動されるノ
ズル数はメイン基板から送られてくるプリントデータ信
号およびプリント制御信号によって変化する。負荷電流
と出力電圧の負荷電流波形を図４に示す。プリントヘッ
ド３内のヒーター抵抗９にはＤＣ／ＤＣコンバータ４で
定電圧化した電圧が印加されるが、プリントヘッドのノ
ズル数が増大してくるとプリントヘッド３内の配線が多
くなり、１本あたりの配線抵抗値が大きくなってくる。

【００７０】従って、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力端
では定電圧であってもヒーター抵抗９端では、負荷電流
による配線での電圧降下が生じてしまって、実際にヒー
ターに印加される電力量が低下してしまう問題が生じ
る。これを解決するために、メインボードからプリント
ヘッドに送られるプリント制御信号から同時駆動するイ
ンク吐出ノズル数を与える信号をＤＣ／ＤＣコンバータ
４のＰＷＭコントローラ６に与え、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ４のＯＮ／ＯＦＦタイミングを補正することによって
出力電圧Ｖ_ｏを瞬時に変化させるような構成とする。こ
れによって図４に示す出力電圧の変化を実現する。つま
り、同時駆動するインク吐出ノズル数が多く負荷電流の
大きなタイミングでは出力電圧Ｖ_ｏを上昇させて、プリ
ントヘッド内の配線抵抗による電圧降下があってもヒー
ター抵抗には常時一定の電圧が印加されることになる。

【００７１】ＰＷＭコントローラ６によるパルス幅の制
御は、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力電圧Ｖ_ｏを制御可
能にするものであり、この場合（１）式で示される電力
量は、電圧及びパルス幅により制御される。

【００７２】＜第2実施形態＞以下、本発明に基づくイ
ンクジェット記録装置を図面を参照しながら説明する。
図５は、本発明にかかる第2実施形態にかかる記録装置
の概略構成図である。

【００７３】なお、図７の従来例と同一または相当する
部分には同一符号を付し、以下においては従来例との相
違点を主に説明する。図５において、５９は熱源数検回
路、６０はＤＣ／ＤＣコンバータである。

【００７４】図６は図５に示した構成図において、ヘッ
ドキャリッジ回路基板５２の概略的な構成を示す図であ
る。図６において、６１は直列−並列変換器、６２は並
列−直列変換器、６３はカウンタ、６４はＤ／Ａ変換
器、６５は出力電圧制御ユニットである。

【００７５】なお、インクジェット記録ヘッド５１は、
図８に示す従来のインクジェット記録ヘッドの一例にお
ける発熱抵抗体１６（ヒーター抵抗）と駆動スイッチと
の接続の説明図に示すものと同様の構成を有するもので
ある。

【００７６】本体メインボード５５内の駆動パルス制御
回路から出力された印刷用シリアル信号を、熱源数検出
回路５９内の直列−並列変換器６１で受信する。直列−
並列変換器６１は印刷用シリアル信号をパラレル信号に
変換する。変換されたパラレル信号は、８個を一組（１
ブロック）とし、８個のブロック分割された合計６４個
のノズルに対応する駆動信号となる。それを、ブロック
ごとに並列−直列変換器６２に入力する。

【００７７】ここで、それぞれインクを吐出するための
ヒーター抵抗が設けられた６４個のノズルの駆動信号を
ブロック単位に分割する。そして、１つのブロック内で
同時に駆動するノズルの数（ヒーター抵抗数）を、駆動
を行なわせるためのデータや信号を利用してカウンタ６
３においてカウントする。このカウンタは全てのブロッ
クに対応する８個のカウンタで構成される。カウンタ６
３でカウントされる同時に駆動されるノズルの数は、デ
ジタル信号として出力される。このデジタル信号は、Ｄ
／Ａ変換器６４においてアナログ信号に変換され、この
アナログ信号はＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力電圧制
御ユニット６５にブロックごとの駆動パルスにあわせて
入力され、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は同時に駆動する
ノズルの数に応じて出力電圧を可変するように制御され
る。

【００７８】電源５７は、例えば、ＡＣ電圧入力をスイ
ッチング等の手段で制御を行ってＤＣ電圧を出力するス
イッチングレギュレータである。そして、電源５７は少
なくとも本体メインボード５５等のロジック回路の電源
電圧である５Ｖ、モータ（図示せず）、ヘッドキャリッ
ジ５３に搭載されているＤＣ／ＤＣコンバータ６０の電
源である３０Ｖの２種類の電圧を出力する。

【００７９】ここで、３０Ｖの出力電圧の精度は、モー
タに要求される電圧のばらつきの精度範囲内であればよ
い。電源から、高い精度が要求されない出力電圧は、イ
ンクジェット記録装置内を通り、フレキケーブル５４を
介し、ヘッドキャリッジ５３につながっている。ヘッド
キャリッジ５３のヘッドキャリッジ回路基板５２に搭載
されているＤＣ／ＤＣコンバータ６０はこの出力電圧３
０Ｖを入力としスイッチングユニット等によって出力電
圧が得られる。ＤＣ／ＤＣコンバータ６０の出力電圧
は、インクジェット記録ヘッドが要求する高精度の電圧
を出力する。

【００８０】なお、インクジェット記録ヘッド５１が複
数あり、それぞれに要求する電源電圧が異なる場合、多
出力のＤＣ／ＤＣコンバータの方式を取ることもある。
更に、複数のインクジェット記録ヘッド５１をそれぞれ
のインクジェット記録ヘッドごとにインクが噴射する数
が異なるような場合にも、複数のインクジェット記録ヘ
ッドごとに熱源数検出回路５９とＤＣ／ＤＣコンバータ
６０を備えることで本発明の目的は達せられる。

【００８１】熱源検出回路５９は同時に駆動する熱源
（ヒーター抵抗）の数を印刷用シリアル信号から検出
し、その検出結果に応じて、ＤＣ/ＤＣコンバータ６０
は電源の出力電圧を制御する。この出力電圧の制御はイ
ンクジェット記録ヘッド５1に印加する電力を一定とす
るものであり、インクジェット記録ヘッド５１の各ノズ
ルから噴出するインクは均一に安定する。更に、熱源の
制御として、時間の関数となるパルス幅を制御すること
なく、時間の関数ではない直流（ＤＣ）電圧を制御する
ことから、インクの吐出制御、インクジェット記録装置
の高速化が可能となる。

【００８２】更に、ヘッドキャリッジ５３に、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ６０を搭載することにより、ノズルの駆動
の多少に関わらず、安定した電力を供給することができ
る。

【００８３】また、電源は、従来の多出力ＡＣ／ＤＣコ
ンバータとは別にヘッドキャリッジにＤＣ／ＤＣコンバ
ータを搭載することで、ＡＣ／ＤＣコンバータの出力電
圧精度は、例えば±５％程でよくなり、ＡＣ／ＤＣコン
バータの設計の自由度は向上し、また、コストダウンも
可能である。

【００８４】更には、ヘッドキャリッジに搭載するＤＣ
／ＤＣコンバータを各製品仕様ごとに設計することで、
ＡＣ／ＤＣコンバータの仕様はそのままで、他の製品に
も使用可能なものとすることができ、ＡＣ／ＤＣコンバ
ータのリサイクル（リユース）も可能となる。このと
き、生産台数の増加によるコストダウンも可能となる。

【００８５】＜第３実施形態＞図１２は、第3の実施形
態にかかるインクジェット記録装置の概略的な構成を示
す図である。この図において、従来技術として説明した
図７と同一または相当する部分には同一符号を付し、以
下、従来技術との相違点を主に説明する。

【００８６】図１２において、ヘッドキャリッジ回路基
板５２には、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００が設けられて
いる。このＤＣ／ＤＣコンバータ９００はインクジェッ
ト記録装置の電源５７より電圧を受け、更に、インクジ
ェット記録ヘッド５１におけるヒーター抵抗等のばらつ
きを検出する（９０ｂ）。そして、電源５７より受給し
た電圧と、そのばらつきの結果とに基づき、インクジェ
ット記録ヘッド５１を制御してインク滴を最適に噴射す
るための駆動電圧を生成し、出力する（９０ａ）。

【００８７】また、図１３は、インクジェット記録ヘッ
ドの回路構成を示す図である。図１３において、１３０
は電源供給端子１３０、１４０はＧＮＤ端子、１５０は
基準電圧側端子、１６０はランク抵抗、１７０、１７２
は共通配線（太線の配線部分）である。これらは通常、
シリコンプロセスを使用したシリコン基板（チップ）上
に形成される。このような記録用のヒーター抵抗体と、
回路とが形成されたチップが素子基板である。また、各
ブロックのＧＮＤ側配線は、各ブロックごとに分割さ
れ、ａ点でＧＮＤと接続し、ＧＮＤ側端子１４０に配線
される。電源供給側の配線も、各ブロックごとに分割さ
れた分割配線であり、ｂ点で接続し、共通配線１７２を
介して電源供給端子１３０に配線される。

【００８８】また、図１４は、図１３で示したインクジ
ェット記録ヘッド５１と図１２で説明したＤＣ／ＤＣコ
ンバータ９００の接続状態を示す回路構成図である。図
１４において、１０１は直流電源、１０２はスイッチン
グ素子、１０３はダイオード、１０４はインダクタ、１
０５はコンデンサ、１０６，１０７は分圧抵抗、１０８
は発振制御回路、１０９は誤差増幅器、１１０は基準電
圧入力端子、１１１は基準電圧分圧抵抗である。

【００８９】インクジェット記録ヘッド５１は、１つ以
上の着脱可能な構成であり、インクジェット記録ヘッド
５１のヘッド駆動回路部（図１３全体）は、通常シリコ
ンプロセスで製造されるシリコン基板（チップ）として
形成されるため、インクジェット記録ヘッド５１のヒー
ター抵抗１００（ここでは６４個：１ブロックに８個の
ヒーター抵抗が８ブロック分）は、ほぼ同じ抵抗値とな
る。ランク抵抗１６０も同様である。同一ロットにおけ
るシリコン基板の製造上のばらつきは、インクジェット
記録ヘッド５１全体として発生することになる。なお、
インクジェット記録ヘッド５１には、上述した素子基板
と、素子基板に設けられたヒーター抵抗に対応したノズ
ル（吐出口及びインク流路）が設けられている。

【００９０】例えば、あるインクジェット記録ヘッド５
１のヒーター抵抗１００の抵抗値が１００Ω、ランク抵
抗１６０の抵抗値が１ＫΩで製造された場合でも、別の
インクジェット記録ヘッド５１では、抵抗値がばらつい
て、ヒーター抵抗１００の抵抗値が８０Ω、ランク抵抗
１６０の抵抗値が８００Ωとなる場合も生じ得る。この
場合、インクジェット記録ヘッド５１のヒーター抵抗１
００とランク抵抗１６０は同じ割合でばらつきを生じ、
上記の例では、前者のインクジェット記録ヘッドに対し
て、後者の記録ヘッドは−２０％のばらつきで各抵抗が
形成されていることになる。

【００９１】このように、インクジェット記録ヘッド５
１のヒーター抵抗１００、ランク抵抗１６０は、製造上
のばらつきが生じる場合があり、インクジェット記録装
置の構造上、インクジェット記録ヘッド５１を着脱可能
な構成としているため、装着する記録ヘッドにおける抵
抗値のばらつきが内在することとなる。インク滴を安定
して噴射するためには、このばらつきを含めたインクジ
ェット記録ヘッド５１を制御するための駆動電圧を個別
のインクジェット記録ヘッドに応じて補正して、生成す
る必要がある。すなわち、上記の例では、−２０％のば
らつきを補填するように記録ヘッドの駆動電圧を制御す
る必要がある。

【００９２】このばらつきを補正するために、インクジ
ェット記録ヘッド５１のヒーター抵抗１００の抵抗値を
検出する必要があり、それをインクジェット記録装置に
情報として検出させる検出手段として、ランク抵抗１６
０（図１３、図１４）を記録ヘッド５１に構成してい
る。ランク抵抗１６０の抵抗値を知ることによって、ヒ
ーター抵抗１００の抵抗値を検出することができる。

【００９３】ランク抵抗１６０は、図１３及び図１４に
示すようにインクジェット記録装置に情報を伝達するた
めの基準電圧側端子１５０とＧＮＤ側端子１４０間に接
続されている。共通配線１７０は、本体メインボード５
５からの熱源選択信号や印刷用シリアル信号に応じて選
択されたヒーター抵抗１００に流れる電流がすべて流れ
る。共通配線１７０には、配線抵抗があり、ここでは例
えば１Ωとする。なお、この共通配線１７０の配線抵抗
は、シリコン基板上に形成される記録ヘッド内部の配線
抵抗、外部基板との接触抵抗、及び外部基板上の配線抵
抗の合計値であるが、配線パターンの厚さ、幅、長さ等
から、その概略値は設計値として抵抗値を決めることが
できる。ヒーター抵抗１００は従来例で述べたようにブ
ロックごとに駆動されるため、印刷条件によって、最小
０個、最大８個のヒーター抵抗１００に電流が流れる。
ヒーター抵抗１００の抵抗値を１００Ω、電源供給端子
１３０の端子電圧を２０Ｖとすると、ヒーター抵抗１０
０一個当たり０．２Ａ流れることになる。

【００９４】したがって、共通配線１７０では、配線抵
抗によって、０Ｖ（ヒーター抵抗０個駆動）から１．６
Ｖ（ヒーター抵抗８個駆動）の電圧降下が発生する。Ｇ
ＮＤ端子は０Ｖであるから、ａ点の電圧が０Ｖから１．
６Ｖまで変動することになる。

【００９５】ここで、上述の「共通配線」について図１
７を参照して説明する。共通配線とは、電源の出力電圧
平滑用コンデンサのＧＮＤ側端子を一点アースポイント
としたとき、このアースポイントから負荷電流が流れる
ＧＮＤ配線のラインと、アースポイントから検出抵抗の
ＧＮＤ側端子に接続されるＧＮＤ配線とが分割されない
配線部分で、その同一配線部分に相互の電流が流れるラ
インを共通配線とするものである。

【００９６】ＤＣ／ＤＣコンバータ９００は、降圧型Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータの形式をとっている。インクジェッ
ト記録ヘッド５１に個体のばらつきがあっても、インク
滴を最適に噴射するため、基準電圧入力端子１１０の電
圧は、ランク抵抗１６０と基準電圧分圧抵抗１１１によ
って分圧され、この電圧を誤差増幅器１０９のプラス端
子電圧とし、出力電圧を分圧する分圧抵抗１０６，１０
７によって分圧された電圧を誤差増幅器１０９のマイナ
ス端子電圧として比較して、その比較の結果を発振制御
回路１０８に出力する。

【００９７】発振制御回路１０８は誤差増幅器１０９の
比較結果に応じてスイッチング素子１０２を制御し、電
源供給端子１３０にインクジェット記録ヘッド５１に最
適な出力電圧を出力するようになっている。つまり、Ｄ
Ｃ／ＤＣコンバータ９００は、ランク抵抗１６０によっ
て出力電圧が可変するように構成され、ヒーター抵抗１
００に、パルス幅を制御することなく、パルス幅を一定
とした時にも、一定の電力を供給することができ、イン
ク滴を安定に噴射するための電圧をインクジェット記録
ヘッドに供給することが可能となる。

【００９８】ヒーター抵抗１００の同時駆動数と、共通
配線１７０の配線抵抗とによってａ点の電圧は変動す
る。ヒーター抵抗１００の同時駆動数が多くなると、共
通配線１７０の配線抵抗によってａ点の電圧が上昇する
ため、誤差増幅器１０９における基準電圧入力端子１１
０の電圧を分圧する基準電圧分圧抵抗１１１とランク抵
抗１６０とで決定されるプラス端子電圧が上昇し、それ
に伴いマイナス端子電圧も上昇するように制御され、そ
のマイナス端子電圧は、出力電圧にかかる分圧抵抗１０
６，１０７で決定される分圧電圧であることから、最終
的に出力電圧が上昇するように発振制御回路１０８が動
作し、出力電圧が上昇することになる。配線抵抗による
電圧降下は、これまでに説明したような共通配線部（Ｇ
ＮＤ配線側）だけでなく、電源側配線によっても生じ
る。従って、記録ヘッドの発熱抵抗体（ヒーター抵抗）
に印加される電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００の出
力電圧から、電源側及びＧＮＤ側の配線抵抗による電圧
降下分を差し引いた値となってしまう。

【００９９】そこで、共通配線部の配線抵抗を適切に設
定することによって、この電圧降下分を上手くキャンセ
ルするように、ランク抵抗１６０のＧＮＤ側端子の接続
位置を決めてやればよい。以下、図１５の等価回路図で
説明する。

【０１００】図１５において、電源側の配線抵抗を
ｒ_ｈ、ＧＮＤ側の配線抵抗のうち、共通配線部の抵抗を
ｒ_ｇ１、共通でない配線部分の抵抗をｒ_ｇ2、とし、負
荷電流をＩ_０、とする。負荷電流Ｉ_oは同時に駆動され
るノズル数により変化する。また、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ９００の出力電圧をＶ_o、記録ヘッドのヒーター抵抗
に印加される電圧をＶ'_oとする。このとき、誤差増幅器
のプラス端子電圧Ｖ_＋は、

【０１０１】

【数２】と表せる。ただし、Ｖ_lは共通配線１７０の電圧降下
で、Ｖ_l＝ｒ_ｇ１×Ｉ_oである。

【０１０２】従って、

【０１０３】

【数３】となる。ＤＣ／ＤＣコンバータ９００の出力電圧Ｖ_o
は、

【０１０４】

【数４】となる。したがって、ヒーター抵抗に印加される電圧
Ｖ'_oは、

【０１０５】

【数５】と表せる。ここで、Ｖ'_oが負荷電流によらず一定値とな
るためには、

【０１０６】

【数６】となればよい。つまり、（７）式の関係を満たす必要が
ある。

【０１０７】

【数７】

【０１０８】ここで、ｒ_ｈ＝ｒ_ｇ１＋ｒ_ｇ２、つまり、
電源側の配線抵抗とＧＮＤ側の配線抵抗が等しいとする
と、

【０１０９】

【数８】となるように、共通配線の接続位置を決めてやれば、配
線抵抗による電圧降下の影響がキャンセルされ、負荷電
流が変動しても常に一定の電圧がヒーター抵抗に印加さ
れることになる。

【０１１０】一例として、Ｖ_o＝２０Ｖ、Ｖ_ref＝２．５
Ｖ，Ｒ_１＝１５ＫΩ、Ｒ_２＝１ＫΩ、Ｒ_３＝Ｒ_４＝１Ｋ
Ω、ｒ_ｈ＝１Ωとすると、

【０１１１】

【数９】とすればよい。

【０１１２】図１４では、ランク抵抗１６０のＧＮＤ側
端子のＧＮＤラインとの接続位置を記録ヘッド５１の内
部としたが、図１６のようにこの接続点を記録ヘッドの
外部、つまり、記録ヘッド５１と、ＤＣ／ＤＣコンバー
タ９００の中間位置としてもよい。

【０１１３】電源供給端子１３０から印加された駆動電
圧に対して、ヒーター抵抗１００の抵抗特性はインクジ
ェット記録ヘッドに形成された共通配線１７０の配線抵
抗とランク抵抗１６０とにより検出することが可能であ
り、更に、熱源選択信号等により同時駆動するヒーター
抵抗群についても、共通配線１７０及びランク抵抗１６
０を通じて回路（共通配線の接点ａ）に生じる電圧降下
量の変動として検出することが可能となる。共通配線１
７０及びランク抵抗は、ヒーター抵抗１００の同時駆動
数を検出する同時駆動数検出手段として作用する。

【０１１４】電源５７はＡＣ入力をスイッチング等の手
段で制御を行い、ＤＣ電圧を出力するスイッチングレギ
ュレータである。そして、この電源５７は本体メインボ
ード５５等のロジック回路の電源電圧の５Ｖと、モータ
１７１０、ヘッドキャリッジ５３に搭載されているＤＣ
／ＤＣコンバータ９００の電源となる３０Ｖの２出力の
出力電圧を持つ。ここで、３０Ｖの出力電圧に関する精
度は、モータの駆動に要求される精度があればよい。例
えば、３０Ｖ±１．５Ｖのばらつきは許容される。電源
５７から出力される電圧のうち、精度のそれほど要求さ
れない出力電圧３０Ｖは、インクジェット記録装置内か
ら本体メインボード５５を経由しないでフレキケーブル
４を介し、ヘッドキャリッジ５３に供給される。

【０１１５】ヘッドキャリッジ５３におけるヘッドキャ
リッジ回路基板５２に搭載されているＤＣ／ＤＣコンバ
ータ９００は、この出力電圧３０Ｖを入力電圧として駆
動する。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ９００の出力電
圧は、インクジェット記録ヘッド５１が要求する高精度
の電圧を生成して出力する。例えば、電圧レベルのオー
ダーでは２０Ｖ±０．３Ｖの精度が要求される。また、
ヘッドキャリッジ５３にＤＣ／ＤＣコンバータ９００を
搭載することで、高精度に制御された駆動電圧の供給部
からインクジェット記録ヘッド５１までの配線距離（電
源供給ラインの配線抵抗）を最小にすることができ、ヒ
ーター抵抗１００の同時駆動数によらず、出力電圧を安
定して供給できる。

【０１１６】なお、インクジェット記録ヘッド５１が複
数あり、それぞれ要求する電源電圧が異なる場合、多出
力のＤＣ／ＤＣコンバータの方式を取ることにより、複
数のインクジェット記録ヘッドそれぞれに駆動電圧を出
力することが可能となる。更に、複数のインクジェット
記録ヘッド５１をそれぞれのインクジェット記録ヘッド
５１ごとにインクが噴射する数が異なるような場合に
も、複数のインクジェット記録ヘッド５１ごとにランク
抵抗１６０と共通配線１７０とＤＣ／ＤＣコンバータ９
００を備えることで本発明の目的は達せられる。

【０１１７】このように、ヒーター抵抗１００のばらつ
きと同時駆動するヒーター抵抗１００の数をランク抵抗
１６０と共通配線１７０から検出し、その検出結果に応
じてＤＣ／ＤＣコンバータ９００の出力電圧を可変でき
ることから、パルス幅を制御せずに一定としても、ヒー
ター抵抗１００に印加される電力を一定とすることがで
き、各ノズルから噴出するインク滴は安定したものとな
る。更に、時間方向への制御に代えて、電圧方向への制
御であることから、インジェット記録装置の高速化も可
能となる。

【０１１８】更に、同時駆動するヒーター抵抗１００の
数を共通配線から検出することで、新たな部品追加がな
く、コスト、大きさの面でも効果がある。

【０１１９】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。

【０１２０】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。

【０１２１】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。

【０１２２】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。

【０１２３】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。

【０１２４】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。

【０１２５】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。

【０１２６】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。

【０１２７】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。

【０１２８】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。

【０１２９】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。

【０１３０】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。

【０１３１】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。

【０１３２】

【他の実施形態】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。

【０１３３】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。

【０１３４】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。

【０１３５】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明にかかる
インクジェット記録装置において、ＤＣ／ＤＣコンバー
タを搭載したキャリッジプリント基板ユニットは、プリ
ントヘッドの温度上昇などの変動要因に対して、常に安
定にインク吐出できる電力量を供給することを可能にす
る。

【０１３６】更に上記の変動要因に対してヒータ抵抗の
駆動パルスの時間幅を固定しても、電圧を高精度に可変
制御することが可能であり、ノズル数が非常に多くなる
インクジェットプリンタにおいても高速・高画質化が可
能である。

【０１３７】本発明にかかるインクジェット記録装置に
おいて、熱源検出回路は同時に駆動する熱源の数を印刷
用シリアル信号から検出し、その検出結果に応じて、Ｄ
Ｃ/ＤＣコンバータは電源の出力電圧を制御する。この
出力電圧の制御はインクジェット記録ヘッドに印加する
電力を一定とするものであり、インクジェット記録ヘッ
ドの各ノズルから噴出するインクは均一に安定化でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態にかかる記録装置のキャリッ
ジユニットの構成を示す外観図である。

【図２】本発明の実施形態にかかる記録装置のキャリッ
ジプリント基板ユニット２とプリントヘッド３の関係を
説明する図である。

【図３】本発明の実施形態にかかる記録装置のキャリッ
ジプリント基板ユニット２が行なう電圧制御の内容を説
明する図である。

【図４】本発明の実施形態における電圧制御の効果を説
明するための電流波形、電圧波形を示す図である。

【図５】本発明の第2実施形態にかかる記録装置の概略
的な構成を示す図である。

【図６】ヘッドキャリッジ回路基板の概略構成図を示す
図である。

【図７】従来のインクジェット記録装置の構成を示す概
略図である。

【図８】従来のインクジェット記録ヘッドの一例におけ
る発熱抵抗体と駆動スイッチとの接続の説明図である。

【図９】本発明の好適な実施形態であるプリンタの外観
を示す図である。

【図１０】図９のプリンタの制御構成を示すブロック図
である。

【図１１】図９のプリンタのインクジェットカートリッ
ジを示す図である。

【図１２】第3の実施形態にかかるインクジェット記録
装置の概略的な構成を示す図である。

【図１３】インクジェット記録ヘッドの回路構成を示す
図である。

【図１４】インクジェット記録ヘッド５１とＤＣ／ＤＣ
コンバータ９００の接続状態を示す回路構成図である。

【図１５】ランク抵抗１６０のＧＮＤ側端子の接続位置
を説明するための等価回路図である。

【図１６】インクジェット記録ヘッド５１とＤＣ／ＤＣ
コンバータ９００の接続状態を示す回路構成図である。

【図１７】共通配線を説明する図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外部機器から送信された情報に基づい
て、記録ヘッドと該記録ヘッドを制御する電圧制御ユニ
ットとを搭載したキャリッジユニットを記録媒体上で走
査させて記録を行う記録装置であって、該電圧制御ユニ
ットが、前記記録ヘッドから送られる情報信号を受信するための
受信手段と、前記受信手段により受信された前記情報信号に基づい
て、該記録ヘッドを駆動するために調整制御された駆動
電圧を生成する電圧生成手段と、を備えることを特徴と
する記録装置。
【請求項２】前記電圧生成手段は、前記記録ヘッドに
印加する直流電圧を、取付けられたヘッドを駆動するた
めに適切な値に変成するＤＣ／ＤＣコンバータであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】前記情報信号は、前記記録ヘッドの種類
を識別する識別信号を含み、該識別信号に従い前記電圧
生成手段は前記駆動電圧を制御することを特徴とする請
求項１または２に記載の記録装置。
【請求項４】前記情報信号は、前記記録ヘッドが有す
る複数のヒーター抵抗のばらつきを示す信号を含み、該
信号に従い前記電圧生成手段は前記駆動電圧を制御する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の記
録装置。
【請求項５】前記情報信号は、前記記録ヘッドの温度
データを示す信号を含み、該信号に従い前記電圧生成手
段は前記駆動電圧を制御することを特徴とする請求項１
乃至４のいずれかに記載の記録装置。
【請求項６】前記記録ヘッド内部には、前記ヒーター
抵抗のばらつきを検出するための検出抵抗を備え、前記電圧生成手段には、前記検出抵抗と直列に接続する
内部抵抗を備え、該電圧生成手段は、前記内部抵抗と前記検出抵抗とによ
り分圧される基準電圧と前記記録ヘッドを駆動するため
の駆動電圧とを比較して、両電圧の誤差を無くすように
前記電圧生成手段により駆動電圧を制御し、前記ヘッド
の負荷抵抗値のばらつきに応じて前記駆動電圧を調整し
て、該ばらつきを補正することを特徴とする請求項１乃
至５のいずれかに記載の記録装置。
【請求項７】前記記録ヘッド内部には、温度検出のた
めのダイオードを備え、前記電圧生成手段には、前記ダイオードと直列に接続す
る内部抵抗を備え、該電圧生成手段は、前記内部抵抗と前記記録ヘッド内部
の検出抵抗及び前記ダイオードとにより分圧される基準
電圧と前記記録ヘッドを駆動するための駆動電圧とを比
較して、両電圧の誤差を補正して、前記記録ヘッドを加
熱するための供給電力をヘッドの温度変動に応じてイン
ク吐出するために最適な制御電圧を生成することを特徴
とする請求項１乃至６のいずれかに記載の記録装置。
【請求項８】ノズル単位に駆動制御するための、バブ
ル生成用の熱を発生させる複数の熱源と、前記複数の熱源を駆動するパルス列を発生する駆動パル
ス発生手段と、同時に駆動する前記複数の熱源の数を検出する熱源数検
出手段と、とを備え、前記電圧生成手段は、前記は該熱源数検出手
段からの信号に基づき、前記熱源に対する出力電圧を調
整制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか
に記載の記録装置。
【請求項９】前記熱源数検出手段は、同時に駆動され
る前記複数の熱源の数を画像データ信号から検出するこ
とを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の記録
装置。
【請求項１０】外部機器から送信された情報に基づい
て、インクを吐出する複数のノズルを構成する記録ヘッ
ドを搭載可能なキャリッジユニットを記録媒体上で走査
させて記録を行う記録装置であって、該キャリッジユニ
ットの筐体に、前記ノズルを駆動する熱源数を検出する熱源検出手段
と、前記熱源検出手段により検出された熱源数に応じ
て、前記ノズルを駆動するための熱源に電圧を供給する
電圧生成手段と、を備えることを特徴とする記録装置。
【請求項１１】記録に必要な電気エネルギを記録ヘッ
ドの発熱抵抗体に対して供給し、記録媒体に画像を形成
する記録装置であって、各発熱抵抗体を制御するスイッチ素子と、前記発熱抵抗
体の抵抗値のバラツキを検出するための検出用抵抗を有
する記録ヘッドと、前記検出用抵抗の抵抗値に応じて前記発熱抵抗体に印加
する電源電圧を、記録に適したエネルギになるように調
整する電圧可変回路と、前記検出用抵抗と、前記記録ヘッドの外部に設けた抵抗
と、により基準電圧を分圧して生成した第一の電圧値
と、該記録ヘッドを駆動するヘッド駆動電源の出力電圧
を抵抗分圧して生成した第二の電圧値と、を比較して、
その差を無くすように出力電圧を制御するヘッド駆動電
源回路と、を有しており、前記記録ヘッド内に設けられた検出抵抗のＧＮＤ側の一
端が、該記録ヘッドの駆動電流が流れるＧＮＤ線と共通
配線として接続していることを特徴とする記録装置。
【請求項１２】前記検出用抵抗のＧＮＤ側の一端と、
負荷電流が流れる共通配線とが接続する位置は、記録ヘ
ッド内部とし、該検出用抵抗のＧＮＤ側端子としての専
用の引き出しパッドを設けないことを特徴とする請求項
１１に記載の記録装置。
【請求項１３】前記検出用抵抗のＧＮＤ側の一端と、
負荷電流が流れる共通配線とが接続する位置が記録ヘッ
ドの外部となる場合、該接続する位置は、前記記録ヘッ
ドと前記電源回路の出力電圧安定点との中間に位置する
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載の記録装
置。
【請求項１４】前記共通配線の配線抵抗値と、前記電
源回路と記録ヘッドとを接続するヘッド負荷電流が流れ
る全配線の配線抵抗との比を、配線抵抗による負荷の電
圧降下をキャンセルするように出力電圧に応じて適切に
配分することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれ
かに記載の記録装置。