JP2003225997A - 記録装置及び電圧制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録ヘッドの記録素子のオン／オフによる瞬
時変動に追従して記録ヘッドに安定電圧を供給すると共
に電圧降下を抑えることが可能な記録装置と電圧制御方
法とを提供することである。 【構成】 記録装置に搭載される複数の記録素子を備え
た記録ヘッドを駆動する駆動電圧を制御するため、外部
機器から送信された記録情報を入力し、その入力された
記録情報に基づいて、記録ヘッドの同時駆動すべき記録
素子の数を計数し、その計数結果に基づいて、前記記録
ヘッドに加えられる次の記録動作１サイクル分の負荷の
程度を評価し、その評価結果を表す評価信号を、記録ヘ
ッドの複数の記録素子を駆動するための制御された電圧
を供給する電圧制御ユニットに入力し、その評価信号に
基づいて、記録ヘッドを駆動するときの負荷によって発
生する電圧降下を補償するために補償電圧を加えるよう
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記録装置及び電圧制
御方法に関し、特に、インクジェット記録ヘッドを駆動
する直流電源をヘッドキャリッジ基板上に搭載した記録
装置及び電圧制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より記録装置として、熱転写方式の
記録装置や、記録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が知ら
れている。プリンタ、複写機、ファクシミリなどの情報
出力手段として用いられているインクジェット記録装置
は、記録媒体とインクジェット記録ヘッドの相対位置を
移動しながらインクを吐出して記録を行うものであっ
て、インクジェット記録ヘッドと記録媒体の相対速度制
御と、これに伴う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
である。

【０００３】インクジェット記録装置は、用いられてい
るインクジェット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の種類に大別される。こ
の中で、シリアル方式はインクジェット記録ヘッドを移
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】またインクを吐出する記録ヘッドには圧電
素子の動作によって、インクを吐出するものや、インク
を瞬間的に膜沸騰させることでインク吐出を行うものな
どがある。インクを沸騰させて吐出を行う方式の記録ヘ
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発生する熱エネルギーを利用
して近傍のインクを沸騰させることにより吐出エネルギ
ーを供給する。

【０００５】さて、インクを吐出するためのエネルギー
が常に安定的に供給され、かつ、同一条件でインク吐出
が行われるようにすることで均一なインク滴が得られ、
このことが、画質を良好に保つ上で重要である。しか
し、記録動作においては画像データによってデューティ
比が異なるため、同時に通電するヒータの数はまちまち
である。そのため、電源の出力電流差による電圧変動、
電力伝送系の抵抗分によるドロップ電圧の差などの影響
により、駆動条件は変化する。

【０００６】このようなインク吐出制御は、従来より、
電源出力電圧の高精度化と、電力伝送系をなるべくロス
の少ない構成にするなどの工夫によって安定な吐出条件
を満たす範囲ように実行されている。

【０００７】次に、記録ヘッドに電力を供給するＤＣ／
ＤＣコンバータについて説明する。

【０００８】図１１は従来のＤＣ／ＤＣコンバータを構
成する電圧制御回路を示すブロック図である。

【０００９】図１１に示すように、電源ユニット（不図
示）から供給されるＤＣ／ＤＣコンバータへの入力電圧
（Ｖin）は、スイッチング素子２０１に入力され、スイ
ッチング素子２０１及びダイオード２０９において変換
された直流出力はリアクタ２０２を介して出力され、負
荷としての記録ヘッドに出力電圧（ＶＨ−ｂ）として供
給される。スイッチング素子２０１の直流側にはコンデ
ンサ２０３が、交流側にはコンデンサ２０４が接続さ
れ、リアクタ２０２とコンデンサ２０４で平滑回路２０
５を構成している。

【００１０】また、平滑回路２０５の出力端から検出さ
れた出力電圧信号（ＶＨ−ｂ）は、電圧制御回路２０６
に抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とにより分圧され、電圧制御回路
２０６を構成する差分増幅器２０７の（−）側端子に入
力されフィードバック制御のために用いられる。一方、
基準電圧（Ｖref）を抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とによって分
圧された電位と上述した出力電圧信号（ＶＨ−ｂ）の分
圧を入力する差分増幅器２０７からの出力信号（Ｖre
f'）は電圧制御回路２０６の出力信号となって、ＰＭＷ
ゲート駆動回路２０８を通してスイッチング素子２０１
を制御し定電圧制御を実行する。

【００１１】なお、差分増幅器２０７の反転端子−出力
端子間に接続される抵抗Ｒ５、コンデンサＣ１は位相補
償回路の一例である。

【００１２】このように、負荷となる記録ヘッド上の同
時駆動ノズル数の変化による出力電流変化に対して安定
な出力電圧を供給するように、出力電圧信号（ＶＨ−
ｂ）はフィードバック制御される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】近年、コンピュータ等
の高速化により実現が容易に可能となったカラー画像処
理の画像出力や、高画素化されたデジタルカメラからの
画像出力に対応するために、出力装置としてのインクジ
ェット記録装置も高画質化と高速化の両立が求められて
いる。インクジェット記録装置の高速化は、インク吐出
周波数の高速化とインク同時吐出ノズル数を増やすこと
とによって可能であり、単位時間当たりのインク吐出量
を微小液滴で増加させていくことで高画質化と高速化の
両立を実現している。

【００１４】この同時吐出数ノズル数を増やして高速化
する場合について考えてみると、同時吐出が可能なよう
に準備されたノズルのうち実際にインクを吐出する必要
性は当然その時に記録する画像によって変化し、例え
ば、黒一色を記録媒体一面に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。他方、罫
線などデューティ比の低い画像においては、一部のノズ
ルからインク吐出を行い必要な画像を得る。

【００１５】前述したように、シリアル記録方式におけ
るインクジェット記録ヘッドの記録動作、すなわちイン
ク吐出はヒータに電流を流すことによって生じる熱によ
って行われる。

【００１６】このインク吐出において、同時にインクを
吐出するノズル数が増えるに比例して必要とされる電流
も大きくなる。しかも必要とされる電流は常に一定では
なく、逐次記録ヘッドに送られる記録データにより、吐
出するノズル数に比例して変化する。

【００１７】言い換えると、外部機器から送信される画
像データによって、記録媒体上に画像、模様、パターン
文字等を形成するインクジェット記録装置では、外部機
器から送信される画像データ量によって記録ヘッドの単
位時間当たりのインク液滴吐出量が決まり、単位時間あ
たりの画像データ量によって記録ヘッドの消費電力が決
まる。

【００１８】即ち、単位時間あたりの画像データ量が多
いほど同時にインク吐出を生じさせる状態になるノズル
数が多く、記録ヘッドの消費電力も大きい。逆に単位時
間あたりの画像データ量が少なければ同時にインク吐出
を行なうノズル数は少なく、記録ヘッドの消費電力は小
さくなる。また、同時にインク吐出を行なう記録ヘッド
の数に比例して、ＤＣ／ＤＣコンバータが記録ヘッドに
供給すべき電流量が決まる。

【００１９】＜電源側の問題点＞次に記録ヘッドに電力
を供給する電源について説明する。

【００２０】電源側からすれば負荷である記録ヘッドの
ヒータの同時駆動数に伴う電流変化に対する出力電圧の
変動を小さく抑えるためには電圧フィードバック制御回
路の定常利得（Ｋ）を大きくすることによって対応でき
る。しかしながら、定常利得（Ｋ）を大きくすると、無
負荷時における安定性が損なわれるばかりではなく、Ｐ
ＷＭ制御系の非線形性に起因する問題を生じる恐れがあ
る。

【００２１】このような理由により、定常利得（Ｋ）を
大きくできないので、負荷の（つまり、記録ヘッドのヒ
ータの）オン／オフ等による瞬時電流変動に対しては、
従来の電圧制御では十分に対応できず、出力電圧の過渡
変動特性は悪くなる。このため、従来は出力端に瞬時電
流を電解コンデンサに代表される容量性部品を挿入しこ
れによって平均電流に変換することにより、瞬時変動に
対する出力電圧降下を抑えていた。

【００２２】具体的に言えば、外部機器から送信された
画像データによってインク液滴を吐出する記録ヘッドの
駆動条件が大きく変わるインクジェット記録装置の電源
は、全ての記録ヘッド駆動条件を含む瞬時負荷変動に対
して安定な出力電圧を供給するように設計される。

【００２３】まず、無負荷状態（インク吐出が全くない
状態）から全てのノズルからインクが吐出される状態に
なるような記録ヘッド駆動となる仕様定格最大電流幅で
急激に振れる瞬時電流変動に対しては、電圧供給回路の
出力端に挿入されたアルミ電解コンデンサ等に代表され
る容量成分によって瞬時電流変動を平均化し出力電圧変
動を抑える。さらに、瞬時電流変動に対しては十分な利
得（Ｋ）が得られずに定電圧制御回路が追従できない分
を、電解コンデンサに蓄えられた電荷を放出することで
記録ヘッドに必要な供給電圧を維持する。

【００２４】まとめると、インク吐出のない無負荷状態
から全てのノズルから吐出する状態である最大電流ピー
ク値まで負荷電流が振れるような負荷急変時には、従来
の基準電圧と出力電圧からの電位差を用いた誤差増幅に
よる定電圧制御回路では、ＤＣ／ＤＣコンバータの定電
圧フィードバック量（差分増幅器の差分電圧）が遅延し
て、ＤＣ／ＤＣコンバータの定電圧制御回路の制御に追
従できなくなり、設定された電圧以下に低下してしまう
という問題がある。また、その対応として、従来は出力
電圧低下分を補正するために出力コンデンサの容量を非
常に大きくする必要があり、ＤＣ／ＤＣコンバータの小
型化、薄型化を妨げる。

【００２５】さらには、高速化と高精細化が進むインク
ジェット記録装置では、その記録ヘッドのノズルの長尺
化、多ノズル化が進み、同時吐出ノズル数は増える傾向
にある。このことは負荷急変時の出力電流ピーク幅を大
きくすることにつながるため、負荷急変時における出力
電圧の低下をコンデンサ容量の増加以外の手段で補正す
ることが求められている。

【００２６】このように上記従来例の抱える問題点を考
慮すると、記録素子数の増加に伴い、例えば、その駆動
に用いる瞬時電流変化の幅が増大する方向にあるインク
ジェット記録ヘッドにおいて、記録ヘッドの記録素子の
オン／オフによる瞬時変動に定電圧制御回路では追従で
きない区間に発生する出力電圧の低下の抑制をＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ出力端で電圧保持する役割の電解コンデン
サ容量を増大させること無く実行し、その結果、安定電
圧を常に供給すると共に電圧降下を最低限に抑えること
が望ましい。

【００２７】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、記録ヘッドの記録素子のオン／オフによる瞬時変動
に追従して記録ヘッドに安定電圧を供給すると共に電圧
降下を抑えることの可能な記録装置及び電圧制御方法を
提供することを目的としている。

【００２８】

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

【００２９】即ち、複数の記録素子を備えた記録ヘッド
を往復走査して記録媒体に記録を行なう記録装置であっ
て、外部機器から送信された記録情報を入力する入力手
段と、前記記録ヘッドの複数の記録素子を駆動するため
の制御された電圧を供給する電圧制御ユニットを備え、
前記記録ヘッドを搭載して往復移動するたキャリッジ
と、前記入力手段によって入力された記録情報に基づい
て、記録ヘッドの同時駆動すべき記録素子の数を計数す
る計数手段と、前記計数手段による計数結果に基づい
て、前記記録ヘッドに加えられる次の記録動作１サイク
ル分の負荷の程度を評価する評価手段と、前記評価手段
による評価結果を表す評価信号を前記電圧制御ユニット
に入力し、前記評価信号に基づいて、前記記録ヘッドを
駆動するときの負荷によって発生する電圧降下を補償す
るために補償電圧を加えるよう制御する制御手段とを有
することを特徴とする記録装置を備える。

【００３０】なお、前記評価手段は、負荷の程度を多段
階で評価すると良い。そして、その評価手段は、少なく
とも軽負荷検知回路、重負荷検知回路、中負荷検出回路
を含むことが望ましい。

【００３１】また、前記電圧制御ユニットは、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータであり、そのＤＣ／ＤＣコンバータは評価
信号の信号変化を検出する微分回路と、その微分回路か
らの出力をＤＣ／ＤＣコンバータの基準電圧に対して加
算する加算回路とを含むことが望ましい。さらに、その
ＤＣ／ＤＣコンバータには、微分回路による信号変化の
検出を鈍らせるための時定数回路を含むことが望まし
い。

【００３２】前記記録ヘッドは、インクを吐出して記録
を行うインクジェット記録ヘッドであり、そのインクジ
ェット記録ヘッドは、（１）ブラックインクを吐出する
第１のインクジェット記録ヘッドと、（２）シアンイン
クを吐出する第２のインクジェット記録ヘッドと、
（３）マゼンタインクを吐出する第３のインクジェット
記録ヘッドと、（４）イエロインクを吐出する第４のイ
ンクジェット記録ヘッドとを有していることが望まし
い。また、その記録インクジェットヘッドは、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
付与する熱エネルギーを発生する電気熱変換素子を有す
ることが望ましい。

【００３３】さらに、前記計数手段は、前記記録情報を
ブラックデータ、シアンデータ、マゼンタデータ、及び
イエロデータの各色成分毎に計数することが望ましく、
この場合、前記評価手段は、前記評価信号をブラックデ
ータに基づいた白黒記録用の評価信号と、シアンデー
タ、マゼンタデータ、及びイエロデータに基づいたカラ
ー記録用の評価信号を出力し、前記電圧制御ユニット
は、前記白黒記録用の駆動電圧を供給するとともに、前
記カラー記録用の駆動電圧を供給するように構成しても
良い。

【００３４】また他の発明によれば、記録媒体に記録を
行なう記録装置に搭載される複数の記録素子を備えた記
録ヘッドを駆動する駆動電圧を制御する電圧制御方法で
あって、外部機器から送信された記録情報を入力する入
力工程と、前記入力工程において入力された記録情報に
基づいて、記録ヘッドの同時駆動すべき記録素子の数を
計数する計数工程と、前記計数工程における計数結果に
基づいて、前記記録ヘッドに加えられる次の記録動作１
サイクル分の負荷の程度を評価する評価工程と、前記評
価手段による評価結果を表す評価信号を、前記記録ヘッ
ドの複数の記録素子を駆動するための制御された電圧を
供給する電圧制御ユニットに入力し、前記評価信号に基
づいて、前記記録ヘッドを駆動するときの負荷によって
発生する電圧降下を補償するために補償電圧を加えるよ
う制御する制御工程とを有することを特徴とする電圧制
御方法を備える。

【００３５】以上の構成により本発明は、記録媒体に記
録を行なう記録装置に搭載される複数の記録素子を備え
た記録ヘッドを駆動する駆動電圧を制御するため、外部
機器から送信された記録情報を入力し、その入力された
記録情報に基づいて、記録ヘッドの同時駆動すべき記録
素子の数を計数し、その計数結果に基づいて、前記記録
ヘッドに加えられる次の記録動作１サイクル分の負荷の
程度を評価し、その評価結果を表す評価信号を、記録ヘ
ッドの複数の記録素子を駆動するための制御された電圧
を供給する電圧制御ユニットに入力し、その評価信号に
基づいて、記録ヘッドを駆動するときの負荷によって発
生する電圧降下を補償するために補償電圧を加えるよう
制御する。

【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。

【００３６】なお、以下に説明する実施形態では、イン
クジェット記録ヘッドを用いた記録装置を例に挙げて説
明する。

【００３７】なお、この明細書において、「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。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】図１は本発明の代表的な実施形態であるイ
ンクジェット記録装置の全体構成を示す斜視図である。

【００４１】図１に示すように、このインクジェット記
録装置にはカラー記録を行なうために４個のインクジェ
ット記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）２−１〜２
−４が備えられている。記録ヘッド２−１はＢｋ（ブラ
ック）インクを吐出し、記録ヘッド２−２はＹ（イエ
ロ）インクを、記録ヘッド２−３はＭ（マゼンタ）イン
クを、そして、記録ヘッド２−４はＣ（シアン）インク
を夫々吐出する。このために、これら４つの記録ヘッド
２−１〜２−４に対応したインクタンク１−１〜１−４
からは夫々の色のインクが供給される。これらのインク
タンクと記録ヘッドは一体的にキャリッジ３に搭載され
る。また、キャリッジ３には光学的ホームポジションセ
ンサ（以下、ＨＰセンサという）８が装着されている。

【００４２】さて、これらのインクタンクと記録ヘッド
とを装着されたキャリッジ３は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キ
ャリッジ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り付けられてお
り、キャリッジ駆動モータ５の駆動力により、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、ＡＰＦ（自動給紙機構：不図示）からフィード
される記録紙の全幅にわたって、往復運動してその記録
紙への記録を行う構成となっている。

【００４３】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、インク吐出を行う細いパイプ
状の複数の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
に吐出エネルギーを与えるために熱エネルギーを発生す
るヒータがノズル口近傍に設けられている。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つの記録ヘッドはキャリッジ走査方向に並んで
配置される。

【００４４】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に沿って移動し
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）を決定するために用いられる。

【００４５】インクジェット記録装置は、外部のホスト
機器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回路で受信する。記録制御回
路は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、このデータを記録ヘッドに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。記録制御回路とキャリッ
ジ３はフレキシブルケーブル１３によって接続され、記
録ヘッドに対して各種信号および吐出に必要な電力を供
給する。

【００４６】なお、図１において、８は記録ヘッドの吸
引回復動作を行なうための吸引ポンプ、８Ａは記録ヘッ
ドのノズル口をキャップする吸引キャップ、９は記録ヘ
ッドのノズル口面を拭うためのクリーニングブレード、
９Ａはブレードギア、１０は記録用紙を搬送するための
駆動力を発生する搬送モータ、及び１１は搬送ギアであ
る。

【００４７】図２は記録制御回路とキャリッジの構成を
示すブロック図である。

【００４８】記録制御回路３０は、ＣＰＵ３１、ＲＯＭ
３２、ＲＡＭ３３、外部装置であるホスト機器４１との
インタフェース（ＩＦ）回路３４、キャリッジ駆動モー
タ５及び搬送モータ１０を駆動するモータ制御回路３
５、ＣＰＵ３１の動作を補って各制御を行う論理回路よ
りなるゲートアレイ３６、及び負荷量遷移検知回路３８
より構成される。

【００４９】また、記録ヘッド２−１〜２−４の吐出タ
イミング制御および駆動を行うヘッド制御ブロック３７
はゲートアレイ３６の中に構成される。

【００５０】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。ＣＰＵ３１はキャリッジ３を
移動させるためにモータ制御回路３５にキャリッジ駆動
モータ５の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。

【００５１】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場所に達し
た時にはヘッド制御ブロック３７がインク吐出を行うよ
うに制御する。

【００５２】なお、この実施形態ではモータの駆動パル
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キャリッジ位置検出を行うよ
うに構成しても良い。

【００５３】ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２に予め格納され
ているプログラム、あるいはホスト機器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
ってインクジェット記録装置の動作全般の制御を行う。
ＲＯＭ３２にはＣＰＵ３１が動作するためのプログラム
や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ーデータ等が搭載されてい
る。

【００５４】インタフェース回路３４は、ホスト機器４
１とインクジェット記録装置の間で入出力される制御コ
マンドや制御データのインタフェースである。ＲＡＭ３
３には、ＣＰＵ３１が演算処理を実行する時などの作業
領域や、ホスト機器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および制御コードの一時格
納領域が設けられる。また、記録データを記録ヘッド２
−１〜２−４のノズルに対応したビットデータに展開し
た後、そのビットマップデータを格納するプリントバッ
ファもＲＡＭ３３上に設けられる。

【００５５】電源ユニット９は、記録制御回路３０にＶ
cc電圧、モータ制御回路３５及び搬送モータ１０、駆動
モータ５にＶＭ電圧、及びＤＣ／ＤＣコンバータ４０に
フレキシブルケーブル１３を介してＶＨ−ｒ電圧を供給
している。

【００５６】負荷量遷移検知回路３８は、ヘッド制御ブ
ロック３７を含むゲートアレイ３６からキャリッジ３に
送られる制御信号の一部であるシリアルデータ信号によ
って駆動される記録ヘッドのノズル数に応じた画素数を
検知し、ある特定の画素数の遷移状態を検出し、キャリ
ッジ３に設けられた制御電圧補正回路３９にフレキシブ
ルケーブル１３を介して、制御信号を送信することでＤ
Ｃ／ＤＣコンバータ４０の出力電圧であるヘッド駆動電
圧ＶＨ−ｂ及びＶＨ−ｃを可変制御する。

【００５７】次に、以上のような構成のインクジェット
記録装置のヘッド駆動電圧の制御について２つの実施形
態を説明する。

【００５８】＜第１の実施形態＞ここでは、インクジェ
ット記録ヘッドの吐出回路および吐出制御について詳細
に説明する。

【００５９】図３はヘッド制御ブロック３７と負荷量遷
移検知回路３８と制御電圧補正回路３９と記録ヘッドの
内部構成を示すブロック図である。

【００６０】なお、図１に示したインクジェット記録ヘ
ッドには４つの記録ヘッド２−１〜２−４が搭載されて
いるが、各々の動作原理は同一であるため、説明を簡単
にするために図３では１つの記録ヘッド２−１を図示
し、ここでは、その１つの記録ヘッドについてのみ説明
する。

【００６１】まず記録ヘッドの記録動作１サイクルの駆
動手順について説明する。

【００６２】図３に示されているように、ヘッド制御ブ
ロック３７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シリアルデータ信号３
７−１３、クロック信号３７−１５、ラッチ信号３７−
１４を送出する。それぞれの信号を転送する信号線は記
録ヘッド２−１に接続されている。

【００６３】データ信号３７−１３は記録ヘッド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３７−１５に同期して順次格納され、ノズル数分のデ
ータの送出が終わるとラッチ信号３７−１４が送出され
シフトレジスタ２−１０１に格納されたデータはレジス
タ２−１０２に移動されデータのセットは終了する。

【００６４】データ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からブロック選択信号３７−１６が３本の信号線によ
り、またヒート信号３７−１２が１本の信号線により送
出される。この実施形態では、駆動タイミングが同じと
なる同一ブロックの記録素子（ノズル）は記録ヘッドの
ノズル列において８本おきに配置されているとする。３
本のブロック選択信号３７−１６によって選択されたブ
ロックは記録ヘッド２−１に設けられたデコーダ２−１
０３によって該当ブロックに対応したＡＮＤ回路２−１
０４のデコーダ入力をアクティブにする。

【００６５】以上の手順に従ってデータセットおよびブ
ロック選択がなされた記録要素（ノズル）に対してヒー
ト信号３７−１２が入力されると、ＡＮＤ回路２−１０
４の出力条件が満たされ、各ノズルに対応したヒータ抵
抗（ノズルヒータ）２−１０６に接続されたドライブト
ランジスタ２−１０５が動作し、ノズルヒータにヒート
電流が流れる。ヒート信号３７−１２は温度制御などの
ために、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。

【００６６】以上説明した１サイクル分の動作が連続す
ることによって、所望の位置にインク滴を吐出して一連
の記録動作が実現される。

【００６７】次に、負荷量遷移検知回路３８の動作につ
いて説明する。

【００６８】ここで、記録データの内、ブラック（Ｂ
ｋ)インクを吐出させるデータをカウントするＢＫデー
タカウンタ３７−４は軽負荷検出回路３０１、重負荷検
出回路３０２、中間負荷検出回路３０３に接続されてい
る。シリアルデータ信号３７−１３に基づいて実際にイ
ンクが吐出されるノズル数はＢＫデータカウンタ３７−
４によってカウントされ、そのカウントデータから予め
設定された吐出予定ノズル数範囲によって軽負荷検出回
路３０１、重負荷検出回路３０２、中間負荷検出回路３
０３が各々、負荷が軽いのか、中間程度であるのか、重
いのかを検出する。

【００６９】軽負荷検出回路３０１、重負荷検出回路３
０２、中間負荷検出回路３０３は、予め記録ヘッドのノ
ズル数、同時吐出数、ＤＣ／ＤＣコンバータのフィード
バック制御回路のステップ応答性能力から、その検出動
作が設定される。記録ヘッドに備えられた全ノズルに対
して吐出する予定のノズル数の数によって変化するＤＣ
／ＤＣコンバータから供給される電流量は、軽負荷検出
回路３０１、重負荷検出回路３０２、中間負荷検出回路
３０３によって３段階で検知される。

【００７０】なお、これらの検出回路は、この実施形態
のように３段階に検出をするだけでなく、キャリッジ３
に搭載される記録ヘッドの総ノズル数の整数分の１に設
定するように構成にしても構わない。

【００７１】上述したように、軽負荷検出回路３０１、
重負荷検出回路３０２、中間負荷検出回路３０３はシリ
アルデータ信号３７−１３からＢＫデータカウンタ３７
−４によってカウントされた信号から同時吐出するノズ
ル数に応じて検出信号を生成するもので、全てのシリア
ルプリント信号３７−１３に対して、軽負荷検知回路３
０１、重負荷検知回路３０２、中負荷検知回路３０３の
いずれかが反応して、負荷が重いのか、中程度なのか、
或いは軽いのかを検出する。また、瞬間瞬間で見れば、
ある任意のシリアルデータ信号３７−１３に対して、軽
負荷検知回路３０１、重負荷検知回路３０２、及び中負
荷検知回路３０３の中で一つの検出回路のみが反応す
る。

【００７２】軽負荷検出回路３０１は、ＢＫデータカウ
ンタ３７−４の信号からシリアルデータ信号３７−１３
にインク吐出を発生させる記録データ情報がない場合、
もしくはその情報が極端に少ない旨を検出し、検出信号
３０１−１をカウンタ回路３０４に送信する。送信され
た検出信号はカウンタ回路３０４によりカウントされ軽
負荷状態がある特定の時間以上続くとラッチ回路３０５
によりＡＮＤ回路３０６にハイレベルの信号を出力し続
ける。しかしながら、軽負荷検出回路３０１は、シリア
ルデータ信号３７−１３にインク吐出を同時に発生させ
る記録データ情報が設定された値以上にある場合には、
検出信号３０１−１を送信しない（或いは、ローレベル
の信号を出力し続ける）。

【００７３】中間負荷検出回路３０３は、ＢＫデータカ
ウンタ３７−４の信号からシリアルデータ信号３７−１
３によって転送されるインク吐出を発生させる記録デー
タ情報に関し、軽負荷検出回路３０１でも重負荷検出回
路３０２でも検出しない範囲の同時吐出するノズル数を
検出する。そして、中間負荷検出回路３０３は、軽負荷
検出回路３０１と重負荷検出回路３０２とが検出する範
囲外の同時吐出するノズル数の範囲を検出した時に、検
出信号３０３−１を送信する。中間負荷検出回路３０３
がシリアルデータ信号３７−１３からの記録データ情報
に基づいて中間負荷を検出した時には、軽負荷検出回路
３０１に接続されたカウンタ回路３０４とラッチ回路３
０５のリセット端子にリセット信号を送信し、カウンタ
回路３０４でのカウント値とラッチ回路３０５でのラッ
チされた情報をリセットする。

【００７４】重負荷検出回路３０２は、ＢＫデータカウ
ンタ３７−４の信号からインク吐出を発生させる記録デ
ータ情報が全てのノズルからの同時インク吐出、或いは
大部分（例えば、全ノズル数に対して８割以上の同時吐
出数）のノズルからの同時インク吐出を示す旨を検出す
る。その検出がなされた瞬間、即ち、レジスタ２−１０
２にシリアルプリント信号３７−１３が格納される直前
に、検出信号３０２−１としてＡＮＤ回路３０６へハイ
レベルの信号を出力する。これに対して、インク吐出を
発生させる記録データ情報が示すインク同時吐出のノズ
ル数が設定値以下である場合には、重負荷検出回路３０
２は検出信号３０２−１を出力しない（或いは、ＡＮＤ
回路３０６への信号はローレベルのままである）。

【００７５】ＡＮＤ回路３０６は、（ｉ）その入力端子
の一方に軽負荷検知回路３０１が出力した検出信号３０
１−１がカウンタ回路３０４によりある任意の設定され
た時間以上検出され、ラッチ回路３０５から出力されて
いるハイレベルの信号３０１−２が入力されているとき
に、（ii）もう一方の入力端子に重負荷検出回路３０２
によってレジスタ２−１０１に重負荷検出回路３０２で
検出されたシリアルデータ信号３７−１３がセットされ
る直前にハイレベルの信号が入力されると、ＡＮＤ回路
３０６からのハイレベルの信号が出力される条件が揃
い、その出力端子はハイレベルの信号を出力しラッチ回
路３０７を通し、ヒート信号３７−１２に同期してＤＣ
／ＤＣコンバータ３８の制御電圧補正回路３９へ送信す
る。

【００７６】即ち、ノズルヒータ駆動と同期して、ＤＣ
／ＤＣコンバータ４０の制御電圧補正回路３９へ制御信
号が送信される。

【００７７】以上のようにシリアルデータ信号３７−１
３をＢＫデータカウンタ３７−４によって逐次カウント
した情報によって、シリアル信号３７−１３がレジスタ
２−１０１に納まる間に、次の記録タイミング（サイク
ル）でインク吐出を行なう予定の記録ヘッドのノズル数
を軽負荷検出回路３０１、中間負荷検出回路３０３、重
負荷検出回路３０２によって、シリアルデータ信号３７
−１３からノズル吐出予定の状態予め設定した三段階で
知ることができる。そして、ノズルヒータ駆動と同期し
て、ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の制御電圧補正回路３９
へ制御信号が送信される。

【００７８】さて、負荷量遷移検知回路３８のラッチ回
路３０７の出力は制御電圧補正回路３９の微分回路３１
０に接続され、その出力が示すロジック信号は、微分回
路３１０によってロジック信号のエッジ部分が抽出され
る微分波形に変換される。

【００７９】次に、実際のＤＣ／ＤＣコンバータの構成
及び動作を図４〜図５を参照して説明する。

【００８０】図４はＤＣ／ＤＣコンバータ４０の構成を
示すブロック図である。

【００８１】ＤＣ／ＤＣコンバータ４０内にある制御電
圧補正回路３９の微分回路３１０の出力は電流加算回路
３１１に接続される。負荷量遷移検知回路３８から送信
されるロジック信号は微分回路３１０によってロジック
信号から微分波形に変換される。この微分波形信号は、
基準電圧（Ｖref）が抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とによって分
圧され差分増幅器２０７の非反転（＋）端子に入力され
ている直流電位に電流加算回路３１１を通して加算され
る。

【００８２】図５はＤＣ／ＤＣコンバータ４０で扱う種
々の信号の波形を示した図である。

【００８３】図５（ａ）の波形ａは、負荷遷移検知回路
３８がシリアルデータ信号３７−１３が示す実際に連続
した無負荷状態から連続した全吐状態（全ノズルからの
同時インク吐出が発生する状態）を検出し、ヒート信号
３７−１２に同期して出力された際のロジック信号（図
４のａ）であり、図５（ａ）の波形ｂは基準電位（Ｖre
f）が抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とによって分圧された電位に
電流加算回路３１１によって微分波形を加算し、差分増
幅器２０７の非反転（＋）端子に入力される直流電位を
示した波形（図４のｂ）である。

【００８４】また、図５（ａ）の区間Ａは、記録ヘッド
に電流を流さない連続した無負荷の区間を表し、区間Ｂ
は連続する全吐状態を表す区間である。

【００８５】図４に戻って説明を続けると、ＤＣ／ＤＣ
コンバータ４０の出力電圧（ＶＨ−ｂ）は差分増幅器２
０７の反転（−）端子と非反転（＋）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。よって、出力電圧は基準電圧（Ｖref）が
抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とによって分圧された電位に対して
微分波形を重畳された分だけ出力電圧（ＶＨ−ｂ）を持
ち上げる方向に制御しようとする。

【００８６】出力電圧（ＶＨ−ｂ）を持ち上げる制御
は、ヒート信号３７−１２により記録ヘッド内のレジス
タに送られたシリアル信号によってノズル吐出が行われ
るタイミングでなされるため、急激な負荷変動としてフ
ィードバック制御回路の利得（Ｋ）が不足している期間
に出力端に挿入されたコンデンサから放出された電荷を
補正する方向に働き、出力電圧の低下は相殺される制御
となる。

【００８７】図５（ｂ）は、実際に負荷量遷移検知回路
３８と制御電圧補正回路３９を付加して、連続した無負
荷状態から連続した全吐状態へと変化する遷移時に出力
電圧の降下を補正した際の波形を示す図である。

【００８８】図５（ｂ）の波形ｃはＤＣ／ＤＣコンバー
タ４０が記録ヘッドの吐出ノズルへ供給している電流を
示し、波形ｄは負荷量遷移検知回路３８と制御電圧補正
回路３９がない場合の出力電圧波形を示し、波形ｅは負
荷量遷移検知回路３８と制御電圧補正回路３９を付加し
た際の出力電圧波形を示す。

【００８９】また、図５（ｂ）の区間Ａは記録ヘッドに
電流を流さない連続した無負荷の区間を表し、区間Ｂは
連続する全吐状態を表す区間である。

【００９０】なお、図３におけるラッチ回路３０７は、
重負荷検知回路３０２からの検出信号３０２−１の反転
信号によってリセットされる。

【００９１】次に、制御電圧補正回路の構成と動作の例
について説明する。

【００９２】図６は制御電圧補正回路３９の構成を示す
ブロック図である。

【００９３】図６に示すように、微分回路３１０は入力
段に設けられたコンデンサＣ２、抵抗Ｒ６によって構成
される。この実施形態では、反転増幅器Ｑ１、Ｑ２の２
段構成にとすることで抵抗Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９の値
によって反転増幅器Ｑ１、Ｑ２によって利得を調整して
いる。

【００９４】また電流加算回路３１１は、抵抗Ｒ１０、
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４はラダー型のＤ/Ａコ
ンバータ構造とすることで構成されている。負荷量遷移
検知回路３８から制御信号が入力されたときは、微分回
路３１０及び電流加算回路３１１を通して基準電位（Ｖ
ref）を抵抗Ｒ３、Ｒ４によって分圧された電位に微分
波形が加算されて差分増幅器２０７の非反転（＋）端子
に入力される。

【００９５】従って、図５（ｂ）に示すように微分波形
が加算された区間のみ出力電圧を持ち上げる方向に制御
される。

【００９６】また、負荷量遷移検知回路３８から制御信
号が入力されない時は、基準電位（Ｖref）が抵抗Ｒ
３、Ｒ４によって分圧された直流電位のみによって出力
電圧（ＶＨ−ｂ）は制御される。

【００９７】フォロワ回路Ｑ３は信号減衰を考慮して挿
入されている。従って、信号波形やレベルが変化しなけ
れば必要ない。

【００９８】また、電流加算回路３１１はラダー型のＤ
／Ａコンバータ構造としているため、インク吐出するノ
ズル数に応じてさらに細かい負荷量検知として多段制御
とすることも容易である。

【００９９】従って以上説明した実施形態に従えば、負
荷量遷移検知回路３８は、ＢＫデータカウンタ３７−４
の信号に従って、軽負荷検知回路３０１が検出するある
一定の時間継続する無負荷もしくは、極端に吐出ノズル
数が少ない状態（軽負荷の状態）をラッチ回路によって
保持し、重負荷検知回路３０２が検出する全吐状態もし
くは大部分のノズルがインクを吐出する状態（重負荷の
状態）と中間負荷検知回路３０３が検出する中間的な負
荷をＡＮＤ回路３０６により検出することで、ＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ４０が供給する、電流を通電しない状態或
いは軽負荷状態から全吐状態或いは重負荷に変化する特
定の瞬時電流変化のみを検出することが出きる。

【０１００】なお、負荷量遷移検知回路３８が検知しな
い同時ノズル吐出状態の遷移の場合は、制御電圧補正回
路３９の微分回路３１０の入力端子への信号入力がない
ため、その入力端子での信号レベルはグランド信号レベ
ルである。これは、ＤＣ／ＤＣコンバータ制御回路部の
差分増幅器の正（＋）端子に入力される信号がＤＣ／Ｄ
Ｃコンバータ内の制御ＩＣ内部で生成される基準電圧
（Ｖref）が抵抗Ｒ３、Ｒ４で分圧された直流電位のみ
であり、通常の定電圧制御が行われていることを表す。

【０１０１】このように、外部機器から入力されるシリ
アルデータから、軽負荷検出回路と重負荷検出回路によ
って記録ヘッドの無負荷又は軽負荷区間の吐出が行われ
ない又は吐出が少ない区間から、記録ヘッドの全ノズル
からインク吐出が発生するような重負荷への切り替わり
タイミングとなる負荷急変にあたる負荷量遷移を検出
し、ＤＣ／ＤＣコンバータ内にあるフィードバック制御
ループ内の基準電圧に微分波形信号を加算することで負
荷急変時における定電圧制御回路の変動追従できない区
間分の電圧降下分を補正することが可能となり、ステッ
プ的に負荷が変化するような条件で記録ヘッドを駆動す
る場合にもＤＣ／ＤＣコンバータからの出力電圧を安定
的に供給することができる。これにより、どんな条件で
も記録ヘッドの記録素子が十分な電圧が印加されて駆動
され、その結果、良好な記録を行なうことができ画像品
質を保つことが可能になる。

【０１０２】さらに、負荷急変が記録動作の前に予想で
き、電圧降下を補償することが可能となるため、電圧降
下分を補償するために従来は備えられていたＤＣ／ＤＣ
コンバータ出力端に接続されるコンデンサ容量をより少
なくすることができ、ＤＣ／ＤＣコンバータの小型化・
薄型化に貢献するという利点もある。

【０１０３】＜第２実施形態＞次に第１実施形態におい
て説明した制御回路補正回路３９内にある微分回路３１
０と電流加算回路３１１の間に時定数回路３１２を設け
た例について、図７〜図１０を参照して説明する。な
お、図７〜図１０において、既に第１実施形態で説明し
たのと同じ構成要素については同じ参照番号を付し、そ
れら点についてはその説明を省略する。

【０１０４】さて、この実施形態において設けられる時
定数回路３１２は、負荷量遷移検出回路３８が出力する
信号を微分回路３１０に入力して微分演算を行なうこと
によって得られる変換された微分波形信号を鈍らせる働
きをする。

【０１０５】図７はヘッド制御ブロック３７と負荷量遷
移検知回路３８と制御電圧補正回路３９と記録ヘッドの
内部構成を示すブロック図である。図３と比較すると分
かるように、微分回路３１０と電流加算回路３１１の間
に時定数回路３１２が設けられている。

【０１０６】図８はこの実施形態に従うＤＣ／ＤＣコン
バータ４０の構成を示すブロック図である。図４と比較
すると分かるように、微分回路３１０と電流加算回路３
１１の間に時定数回路３１２が設けられている。

【０１０７】図９はＤＣ／ＤＣコンバータ４０で扱う種
々の信号の波形を示した図である。

【０１０８】さて、時定数回路３１２が設けることによ
り微分波形が鈍らせられ、図５（ａ）の波形ｂが実際に
は、図９（ａ）の波形ｆのようになり、ＤＣ／ＤＣコン
バータ４０が定電圧フィードバック制御回路の遅れによ
る電圧降下分が最大になるタイミングに、基準電圧（Ｖ
ref）が抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とによって分圧された直流
電位に電流加算回路３１１によって時定数回路３１２に
よって鈍らせられた微分波形を加算する構成することに
より、電圧降下分を補正する。

【０１０９】図９（ｂ）は微分回路及３１０と電流加算
回路３１１の間に時定数回路３１２を付加して、連続し
た無負荷状態から連続した全吐状態による遷移時に出力
電圧降下を補正した際の波形を示す図である。図９
（ｂ）において、波形ｇはＤＣ／ＤＣコンバータ４０が
記録ヘッドへ供給している電流波形を示し、波形ｈが負
荷量遷移検知回路３８と制御電圧補正回路３９がない場
合の出力電圧波形を示し、波形ｉがこの実施形態に従う
時定数回路３１２を含む制御電圧補正回路３９と負荷量
遷移検知回路３８とを付加した際の波形を示している。

【０１１０】また、図９において、区間Ａは記録ヘッド
が電流を流さない連続した無負荷の区間であり、区間Ｂ
は連続する全吐状態の区間である。

【０１１１】次に、この実施形態に従う制御電圧補正回
路の動作について説明する。

【０１１２】図１０はこの実施形態に従う制御電圧補正
回路３９の構成を示すブロック図である。

【０１１３】図６と図１０とを比較すると分かるよう
に、第１実施形態の構成と大きく異なるのは、増幅器Ｑ
１の反転端子と出力端子間に挿入される抵抗Ｒ７にコン
デンサＣ３を直列に挿入することで、時定数回路３１２
を構成し、抵抗Ｒ６、コンデンサＣ２によってロジック
信号から微分波形に変換された微分波形を鈍らせる構成
となっている点である。

【０１１４】従って、抵抗Ｒ１０、Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ
１３、Ｒ１４によって構成されるラダー型のＤ／Ａコン
バータである電流加算回路３１１によって差分増幅器２
０７の非反転（＋）端子には、基準電位（Ｖref）が抵
抗Ｒ３と抵抗Ｒ４とによって分圧された電位に抵抗Ｒ７
及びコンデンサＣ３によって微分波形を鈍らせた波形が
加算されて入力される。

【０１１５】従って以上説明した実施形態に従えば、微
分回路３１０は、ロジック信号のエッジ部分が最大とな
る波形を作り出すため、実際の負荷急変時における定電
圧制御回路の制御遅れによる電圧降下の最大点と時間タ
イミングがずれるので、時定数回路３１２を負荷するこ
とにより、微分波形を鈍らせ、電流加算回路に入力する
信号波形の最大値を負荷急変による電圧降下最大点に合
わせることで、より精度の良い電圧制御が可能となる。

【０１１６】また、上述した実施形態には記載していな
いが、記録媒体の搬送や初期動作などから記録ヘッドが
駆動されないモードを検出できる信号として、搬送モー
タ制御信号やモータ駆動信号を別途軽負荷検出回路に組
み込んでも構わない。

【０１１７】さらに上述した実施形態では、ＤＣ／ＤＣ
コンバータの出力電圧を４つの記録ヘッドに等しく供給
することを仮定したが、本発明はこれによって限定され
るものではない。例えば、白黒記録とカラー記録で異な
る電圧とする２出力、又は、各色の記録ヘッドに異なる
出力電圧を供給する多出力型の電源形態でも良い。この
場合には、各出力電圧もしくは各出力電圧制御回路に、
負荷量遷移検出回路３８、制御電圧補正回路３９を設け
れば良い。

【０１１８】さらに上述した実施形態では、図３や図７
が示すように、記録ヘッド２−１と記録ヘッド２−２〜
４のカラー記録ヘッドを別電源とする２出力ＤＣ／ＤＣ
コンバータとしたが、記録データ各色成分のシリアルデ
ータ信号をカウントした値を演算し、同一の出力電圧と
するようにＤＣ／ＤＣコンバータを構成することは可能
であるし、或いは、各記録ヘッド毎にシリアルデータ信
号をカウントし各々異なる出力電圧とするようにＤＣ／
ＤＣコンバータを構成することは可能である。

【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】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。

【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。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。

【０１２２】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。

【０１２３】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。

【０１２４】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。

【０１２５】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。

【０１２６】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。

【０１２７】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。

【０１２８】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。

【０１２９】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。

【０１３０】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。

【０１３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明に従えば、記
録装置に搭載される複数の記録素子を備えた記録ヘッド
を駆動する駆動電圧を制御するため、外部機器から送信
された記録情報を入力し、その入力された記録情報に基
づいて、記録ヘッドの同時駆動すべき記録素子の数を計
数し、その計数結果に基づいて、前記記録ヘッドに加え
られる次の記録動作１サイクル分の負荷の程度を評価
し、その評価結果を表す評価信号を、記録ヘッドの複数
の記録素子を駆動するための制御された電圧を供給する
電圧制御ユニットに入力し、その評価信号に基づいて、
記録ヘッドを駆動するときの負荷によって発生する電圧
降下を補償するために補償電圧を加えるよう制御するの
で、入力される記録情報に従って発生する記録ヘッドの
記録素子のオン／オフによる駆動電圧の瞬時変動に追従
して記録ヘッドに安定電圧を供給すると共に電圧降下を
抑えることができるという効果がある。

【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
ト記録装置の構成を示す斜視図である。

【図２】記録制御回路とキャリッジ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と負荷量遷移検知回路
３８と制御電圧補正回路３９と記録ヘッドの内部構成を
示すブロック図である。

【図４】ＤＣ／ＤＣコンバータ４０の構成を示すブロッ
ク図である。

【図５】ＤＣ／ＤＣコンバータ４０で扱う種々の信号の
波形を示した図である。

【図６】制御電圧補正回路３９の構成を示すブロック図
である。

【図７】第２実施形態に従うヘッド制御ブロック３７と
負荷量遷移検知回路３８と制御電圧補正回路３９と記録
ヘッドの内部構成を示すブロック図である。

【図８】第２実施形態に従うＤＣ／ＤＣコンバータ４０
の構成を示すブロック図である。

【図９】第２実施形態に従うＤＣ／ＤＣコンバータ４０
で扱う種々の信号の波形を示した図である。

【図１０】第２実施形態に従う制御電圧補正回路３９の
構成を示すブロック図である。

【図１１】従来のＤＣ／ＤＣコンバータを構成する電圧
制御回路を示すブロック図である。

【符号の説明】

１−１〜１−４ インクタンク ２−１〜２−４ 記録ヘッド ２−１０１ シフトレジスタ ２−１０２ レジスタ ２−１０３ デコーダ ２−１０４ ＡＮＤ回路 ３ キャリッジ ４ 駆動ベルト ５ キャリッジ駆動モータ ６ 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 １２ 基準位置検出用突起物 １３ フレキシブルケーブル ３０ 記録制御部 ３１ ＣＰＵ ３２ ＲＯＭ ３３ ＲＡＭ ３４ インタフェース回路 ３５ モータ制御回路 ３６ ゲートアレイ 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 ３７−４ ＢＫデータカウンタ ３７−１２ ヒート信号 ３７−１３ データ信号 ３７−１４ ラッチ信号 ３７−１５ クロック信号 ３７−１６ ブロック選択信号 ３８ 負荷量遷移検知回路 ３９ 制御電圧補正回路 ４０ ＤＣ／ＤＣコンバータ ４１ ホスト機器 ２０１ スイッチング素子 ２０２ リアクタ ２０３ コンデンサ ２０４ コンデンサ ２０５ 平滑回路 ２０６ 電圧制御回路 ２０７ 差分増幅器 ２０８ ＰＭＷゲート駆動回路 ３０１ 軽負荷検出回路 ３０２ 重負荷検出回路 ３０３ 中間負荷検出回路 ３０４ カウンタ ３０５ ラッチ回路 ３０６ ＡＮＤ回路 ３０７ ラッチ回路 ３０８ 電圧生成回路 ３０９ 制御電圧補正回路 ３１０ 微分回路 ３１１ 電流加算回路 ３１２ 時定数回路 Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５ 抵抗 Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ コンデンサ Ｖref 基準電圧

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の記録素子を備えた記録ヘッドを往
   復走査して記録媒体に記録を行なう記録装置であって、 外部機器から送信された記録情報を入力する入力手段
   と、 前記記録ヘッドの複数の記録素子を駆動するための制御
   された電圧を供給する電圧制御ユニットを備え、前記記
   録ヘッドを搭載して往復移動するたキャリッジと、 前記入力手段によって入力された記録情報に基づいて、
   記録ヘッドの同時駆動すべき記録素子の数を計数する計
   数手段と、 前記計数手段による計数結果に基づいて、前記記録ヘッ
   ドに加えられる次の記録動作１サイクル分の負荷の程度
   を評価する評価手段と、 前記評価手段による評価結果を表す評価信号を前記電圧
   制御ユニットに入力し、前記評価信号に基づいて、前記
   記録ヘッドを駆動するときの負荷によって発生する電圧
   降下を補償するために補償電圧を加えるよう制御する制
   御手段とを有することを特徴とする記録装置。
2. 【請求項２】 前記評価手段は、負荷の程度を多段階で
   評価することを特徴とする請求項１に記載の記録装置。
3. 【請求項３】 前記評価手段は、少なくとも軽負荷検知
   回路、重負荷検知回路、中負荷検出回路を含むことを特
   徴とする請求項２に記載の記録装置。
4. 【請求項４】 前記電圧制御ユニットは、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。
5. 【請求項５】 前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、 前記評価信号の信号変化を検出する微分回路と、 前記微分回路からの出力を前記ＤＣ／ＤＣコンバータの
   基準電圧に対して加算する加算回路を含むことを特徴と
   する請求項１に記載の記録装置。
6. 【請求項６】 前記ＤＣ／ＤＣコンバータはさらに、前
   記微分回路による信号変化の検出を鈍らせるための時定
   数回路を有することを特徴とする請求項４に記載の記録
   装置。
7. 【請求項７】 前記記録ヘッドは、インクを吐出して記
   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。
8. 【請求項８】 前記インクジェット記録ヘッドは、 ブラックインクを吐出する第１のインクジェット記録ヘ
   ッドと、 シアンインクを吐出する第２のインクジェット記録ヘッ
   ドと、 マゼンタインクを吐出する第３のインクジェット記録ヘ
   ッドと、 イエロインクを吐出する第４のインクジェット記録ヘッ
   ドとを有することを特徴とする請求項７に記載の記録装
   置。
9. 【請求項９】 前記記録インクジェットヘッドは、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
   クに付与する熱エネルギーを発生する電気熱変換素子を
   有することを特徴とする請求項７又は８に記載の記録装
   置。
10. 【請求項１０】 前記計数手段は、前記記録情報をブラ
    ックデータ、シアンデータ、マゼンタデータ、及びイエ
    ロデータの各色成分毎に計数することを特徴とする請求
    項１に記載の記録装置。
11. 【請求項１１】 前記評価手段は、前記評価信号を前記
    ブラックデータに基づいた白黒記録用の評価信号と、前
    記シアンデータ、マゼンタデータ、及びイエロデータに
    基づいたカラー記録用の評価信号を出力し、 前記電圧制御ユニットは、前記白黒記録用の駆動電圧を
    供給するとともに、前記カラー記録用の駆動電圧を供給
    することを特徴とする請求項１０に記載の記録装置。
12. 【請求項１２】 記録媒体に記録を行なう記録装置に搭
    載される複数の記録素子を備えた記録ヘッドを駆動する
    駆動電圧を制御する電圧制御方法であって、 外部機器から送信された記録情報を入力する入力工程
    と、 前記入力工程において入力された記録情報に基づいて、
    記録ヘッドの同時駆動すべき記録素子の数を計数する計
    数工程と、 前記計数工程における計数結果に基づいて、前記記録ヘ
    ッドに加えられる次の記録動作１サイクル分の負荷の程
    度を評価する評価工程と、 前記評価手段による評価結果を表す評価信号を、前記記
    録ヘッドの複数の記録素子を駆動するための制御された
    電圧を供給する電圧制御ユニットに入力し、前記評価信
    号に基づいて、前記記録ヘッドを駆動するときの負荷に
    よって発生する電圧降下を補償するために補償電圧を加
    えるよう制御する制御工程とを有することを特徴とする
    電圧制御方法。