JP2009073182A - 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

【課題】少ないパルスから多数のヒートパルスを生成して、高品質の記録を行う記録ヘッドを提供することである。
【解決手段】シフトレジスタに格納された記録データとｎ個のパルス信号のいずれかを選択するための第１の選択信号と第２の選択信号とを夫々、ラッチする。次に、入力される選択情報切換信号に従って、第１或は第２の選択信号を選択し、選択された信号に基づいて、n個の入力パルス信号のいずれかを選択する。そして、ヒートパルス選択回路では、選択されたパルス信号をヒートパルス信号として出力する。ここで、選択情報切換信号のレベルが途中で切り替わることにより、選択するパルス信号が切換り、切換の前後の２つのパルス信号の一部が組み合わされてヒートパルス信号が生成される。
【選択図】 図５

Description

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する。

近年になり、デジタル方式の複写機やプリンタの実用化が急速に進んでいる。特に、デジタル方式のカラープリンタやカラー複写機は、色調整、画像加工等が容易というデジタルの特徴が生かされるため、カラープリンタやカラー複写機の分野では主流となりつつある。

これら記録装置に採用される記録方式には、電子写真方式、インクジェット方式、熱転写方式などがある。

インクジェット記録方式の中でも、電気熱変換体（ヒータ）の発生する熱によりインク液滴を吐出させる方式を用いた場合、連続記録を行うと記録ヘッドの温度が上昇する。これに従って記録ヘッド内のインクの温度も上昇する。このため、インクジェット記録装置で使用されるインクには、温度が高くなると、その粘度が下がるなどの理由により、記録ヘッドから吐出するインクの吐出量が僅かに増える特性を持つものが広く使われている。

この吐出量の変化は記録品質に大きく影響する。そこで、変化した吐出量を補正するために、ヒータの加熱時間を変える方法が従来より広く用いられている。即ち、加熱時間に比例してインク吐出量が増える特性を利用し、温度上昇による吐出量の増加分に相当する時間だけ加熱時間を短くすることにより、温度変化に係らず吐出量を一定にするように制御するのである。

さて、近年の記録ヘッドはノズルの数が多くなることやカラー記録に対応するためにそのサイズが大きくなっている。特に、記録幅が４インチ以上の細長い記録ヘッドでは記録ヘッド内の温度ばらつきが大きく、ノズル毎にヒータの加熱時間を異ならせる必要が出てきた。この必要を満たすために、特許文献１には加熱時間の異なる複数のパルス信号の中から適切なパルスを選択する機構をノズル毎に適用する方法が開示されている。また、入力パルスの選択方法については、特許文献２や特許文献３に開示されている方法が知られている。

図９は従来の記録ヘッドの制御回路の構成を示すブロック図である。

従来の構成では複数のヒートパルス信号の中から１つを選択して、この選択したパルス波形をそのまま利用し、記録要素を駆動する。

ここで、図９に示す制御回路の構成と動作について説明する。

まず、シフトレジスタ１には、各ノズルのパルス選択信号と記録データとからなるシリアルデータ信号１０をデータクロック信号１１に従ってシリアルに入力する。次に、データラッチ信号１３が記録データラッチ回路２に入力されると、シフトレジスタ１に格納されているシリアルデータ信号の内、記録データをパラレルデータ信号１２としてラッチする。データラッチ信号１３は同様に選択情報ラッチ回路３１にも入力され、シフトレジスタ１に格納されているシリアルデータ信号の内、パルス選択信号をラッチする。

さて、複数の信号線を介して複数のパルス信号１９がヒートパルス選択回路６に入力され、複数のパルス信号１９の内の１つだけが選択情報ラッチ回路３１から出力されるパルス選択信号３２に従って選択される。その選択された信号はヒートパルス信号２０としてＮＡＮＤゲート７に入力される。一方、記録データラッチ回路２からは記録データ１４がＮＡＮＤゲート７に入力される。

ＮＡＮＤゲート７では、ＮＡＮＤの演算を行い記録データ１４とヒートパルス信号２０が共に有効の時に“ロー（Ｌｏｗ）”レベルの信号を出力する。この出力信号はパワートランジスタ（駆動素子）８に入力される。パワートランジスタ８はＮＡＮＤゲート７の出力が“ロー”レベルの時にＯＮになる。パワートランジスタ８がＯＮになることで電気熱変換体（ヒータ）９を駆動し、これに電流が流れ、発熱する。この発熱によりインクに熱エネルギーが供給され発泡し、インクがノズル（不図示）より吐出される。

なお、図９において、２１は電気熱変換体９の駆動電源、２２は論理回路用のロジック電源、２３は接地信号である。

図１０は図９に示した制御回路の詳細な構成を示す回路図である。特に、図１０ではパルス信号１９が４つであるときの、ヒータ１つ分の回路図が示されている。４つのパルス信号は入力パルス信号（０）、（１）、（２）、（３）として示されている。なお、ヒータ１つにはインクを吐出するノズルが対応する。

図１１は図１０に示す回路において、シリアルデータ信号１０を記録データラッチ回路２と選択情報ラッチ回路３１にラッチする際のタイミングを示すタイムチャートである。

図１０に示す回路において、シリアルデータ信号１０は図１１のタイムチャートに示すように、ノズル０に始まり、ノズル１、ノズル２、……ノズルｍ、……ノズルｎまで順番に入力される。その入力データはノズル０には記録データ（Ａ０）と２ビットのパルス選択信号（Ｂ０，Ｃ０）、ノズルｍには記録データ（Ａｍ）と２ビットのパルス選択信号（Ｂｍ，Ｃｍ）となる。ノズルｎには記録データ（Ａｎ）と２ビットのパルス選択信号（Ｂｎ，Ｃｎ）となる。

シフトレジスタ１の内部ではシリアルデータ信号１０を図１１のタイムチャートに示すようなデータクロック信号に従ってシフトする。この操作により、ノズル０からノズルｎまでの全てのデータをシフトレジスタ１の内部でシフトされ、ノズル０からノズルｎに対応したデータがシフトレジスタ１にセットされる。その結果、シフトレジスタ１の出力Ｑ（３ｍ＋２）には図１１に示したノズルｍの記録データＡｍが、出力Ｑ（３ｍ＋１）とＱ（３ｍ）には図１１に示したノズルｍのパルス選択信号ＢｍとＣｍが夫々出力される。

この状態の時にデータラッチ信号１３を入力する。その結果、その信号パルスの立ち上がりタイミングで、記録データ（Ａ０〜Ａｍ〜Ａｎ）が記録データラッチ回路２に、パルス選択信号（Ｂ０，Ｃ０〜Ｂｍ，Ｃｍ〜Ｂｎ，Ｃｎ）が選択情報ラッチ回路３１に同時にラッチされる。

次に、ラッチしたパルス選択信号は、各ノズル毎に２ビットのパルス選択信号３２として選択情報ラッチ回路３１からヒートパルス選択回路６へと出力される。ヒートパルス選択回路６ではパルス選択信号３２に従って、４つの入力パルス信号１９の中から１つを選択し、選択された信号をヒートパルス信号２０として出力する。ヒートパルス信号２０と記録データ１４が共に有効の時に、パワートランジスタ８がＯＮとなり電気熱変換体（ヒータ）９に通電してインクの吐出が行われる。

図１２は、入力パルス信号とヒートパルス信号のタイムチャートである。

図１２において、（ａ）はヒートパルス選択回路６が入力パルス（２）を選択する場合のタイムチャートである。この場合、２ビットのパルス選択信号３２の値は２進数表示で“１０”（例えば、Ｂｍが“１”、Ｃｍが“０”）となり、入力パルス信号（２）が選択され、これがヒートパルス信号２０として出力される。

また、図１２の（ｂ）は、４つのパルス信号（入力パルス信号（０）〜（３））を入力した時の選択可能な全てのヒートパルス信号を示したものである。図１２（ｂ）から分かるように、ここでは、４つの入力パルス信号に対して４通りのヒートパルス信号を出力できる。

以上のような制御を行なって、複数のパルス信号の中からノズル毎に最適なヒートパルス信号を選択して、インク吐出を行っている。
特開平７−２４１９９２号公報 特開平７−１０１０７７号公報 米国特許第５，９６９，７３０号明細書

さて、印刷業界などの記録品質に厳しい要求がある分野にインクジェット記録装置を適用するには従来以上にインク吐出量の変動を少なくする必要がある。そのために、ヒータの加熱時間を更に細かく変更するよう制御する必要が生じている。

ヒータがインクにより侵食するのを防ぐために、ヒータには保護膜が設けられている。保護膜は、吐出を繰り返すことにより削られ、薄くなる。その結果、インクへの熱の伝達が良くなるため、インク吐出量が増加する。このように記録ヘッドの使用時間によってもインク吐出量は変化する。

特に、記録ヘッドを固定し、記録媒体を搬送しながら記録を行うフルライン記録ヘッドを用いた記録装置では、ノズルにより吐出回数の差が顕著である。そのため、記録ヘッドの使用時間によって、次第にノズル毎の吐出量のばらつきが大きくなり記録品質を悪化させるという問題も生じている。

このような背景から、経時的に進行するヒータ保護膜の劣化具合に応じて他のノズルと吐出量が一定になるように、ノズル毎に加熱時間を変化させる必要性が生じている。

以上のような理由により、ヒータ加熱時間の制御を細かくかつ広範囲にするため、選択可能な入力パルスの数を増大する必要がある。

図１０に示した従来の構成では、選択可能な複数の入力パルス信号を選択し、パルス波形をそのままヒートパルスとして利用する構成であった。従って、インクの吐出量を調整するためには、必要なヒートパルスと同じ数の入力パルス信号が必要であるため、例えば、ヒートパルス数が１６通り必要な場合には、入力パルス信号も１６種類必要となっていた。先述の特許文献１には２つの入力パルス信号を選択し、これら２つのパルス波形を組み合わせて新たなヒートパルスを生成する方法も開示されている。

図８はこのような方法によるヒートパルス信号の生成を説明するタイムチャートである。

ヒートパルス信号の組み合わせ数を増やそうとすると、入力パルスの波形整形とその組み合わせに複雑な設計作業が伴う。このため、必要とするヒートパルス信号が１つでも変更になると、最初から入力パルスの波形とその組み合わせを設計し直す必要があるなどの問題が生じる。これらの従来例においても、複数の入力パルス信号のパルス波形をそのまま利用して組み合わせるものであって、ヒータ加熱時間の制御を細かくかつ広範囲にするには至っていなかった。

しかしながら、このような入力パルス信号の増加を実際の記録ヘッドや記録装置で実現するには回路や端子数などの大幅な増加が必要となる。このことは記録ヘッドや記録装置の大型化およびコストアップを意味し、安価でランニングコストが低いというインクジェット記録の長所を損なうものとなっている。

本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、安価でありながら細かいヒータ制御を可能にし高品位の記録を行なう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している。

上記目的を達成するために本発明の記録ヘッドは、以下のような構成からなる。

即ち、複数の電気熱変換体と前記電気熱変換体を駆動する複数の駆動素子とを備え、前記複数の電気熱変換体に対して共通に入力される複数のパルス信号に基いて、各電気熱変換体を駆動し、記録を行なう記録ヘッドであって、前記複数のパルス信号のうちいずれかを選択するための複数の選択信号を、選択情報切換信号に基いて切換え、前記複数のパルス信号の一部を組み合わせることによって、各パルス信号またはその組み合わせとは異なる形状のヒートパルスを生成するヒートパルス選択回路を有することを特徴とする。

また、その記録ヘッドは以下のような構成でも良い。

即ち、複数の電気熱変換体と前記電気熱変換体を駆動する複数の駆動素子とを備え、前記複数の電気熱変換体に対して共通に入力される複数のパルス信号に基づいて、各電気熱変換体を駆動し記録を行なう記録ヘッドであって、記録データと前記複数のパルス信号とのうちいずれかを選択するための複数の選択信号が入力されるシフトレジスタと、前記シフトレジスタから出力される前記記録データをラッチするデータラッチ回路と、前記シフトレジスタから出力される第１の選択信号をラッチする第１の選択信号ラッチ回路と、前記シフトレジスタから出力される第２の選択信号をラッチする第２の選択信号ラッチ回路と、入力される選択情報切換信号に基づいて、前記第１の選択信号ラッチ回路から出力された選択信号と前記第２の選択信号ラッチ回路から出力された選択信号とを切り換える選択情報切換回路と、前記選択情報切換回路により切り換えられた選択信号に対応するパルス信号を、前記電気熱変換体に印加するヒートパルス選択回路とを有し、前記ヒートパルス選択回路は、前記選択情報切換回路から出力された選択信号に基づいて、対応する複数のパルス信号の一部を組み合わせることによって、各パルス信号またはその組み合わせとは異なる形状のヒートパルスを生成することを特徴とする。

また他の発明によれば、上記構成の記録ヘッドを用いた記録装置を備える。

従って本発明によれば、簡単な構成で少ない数の入力パルス信号から多くの数のヒートパルス信号を生成するがことでき、細かなヒート制御が可能になり、これにより高品質な記録を実現できるという効果がある。

以下添付図面を参照して本発明の好適な実施例について、さらに具体的かつ詳細に説明する。なお、既に説明した部分には同一符号を付し重複説明を省略する。

なお、この明細書において、「記録」とは、文字、図形等有意の情報を形成する場合のみならず、有意無意を問わない。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。

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。

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ある。従って、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。

またさらに、「記録要素」（「ノズル」という場合もある）とは、特にことわらない限り吐出口ないしこれに連通する液路およびインク吐出に利用されるエネルギーを発生する素子を総括して言うものとする。

＜インクジェット記録装置の説明（図１）＞
図１は本発明の代表的な実施例であるインクジェット記録装置（以下、記録装置）１００の構成の概要を示す外観斜視図である。

図１に示すように、記録装置は、インクジェット方式に従ってインクを吐出して記録を行なうインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッド）１０３をキャリッジ１０２に搭載し、キャリッジ１０２を矢印Ａ方向に往復移動させて記録を行う。記録時には、例えば、記録紙などの記録媒体Ｐを給紙機構１０５を介して給紙し、記録位置まで搬送し、その記録位置において記録ヘッド１０３から記録媒体Ｐにインクを吐出することで記録を行なう。

記録装置１００のキャリッジ１０２には記録ヘッド１０３を搭載するのみならず、記録ヘッド１０３に供給するインクを貯留するインクカートリッジ１０６を装着する。インクカートリッジ１０６はキャリッジ１０２に対して着脱自在になっている。

図１に示した記録装置１００はカラー記録が可能であり、そのためにキャリッジ１０２にはマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロ（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインクを夫々、収容した４つのインクカートリッジを搭載している。これら４つのインクカートリッジは夫々独立に着脱可能である。

この実施例の記録ヘッド１０３は、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット方式を採用している。このため、記録ヘッド１０３には熱エネルギーを発生するために記録素子としての電気熱変換体を備えている。この電気熱変換体は各吐出口のそれぞれに対応して設けられ、記録信号に応じて対応する電気熱変換体にパルス電圧を印加することによって対応する吐出口からインクを吐出する。

＜インクジェット記録装置の制御構成（図２）＞
図２は図１に示した記録装置の制御構成を示すブロック図である。

図２に示すように、コントローラ６００は、ＭＰＵ６０１、ＲＯＭ６０２、特殊用途集積回路（ＡＳＩＣ）６０３、ＲＡＭ６０４、システムバス６０５、Ａ／Ｄ変換器６０６などで構成される。ここで、ＲＯＭ６０２は後述する制御シーケンスに対応したプログラム、所要のテーブル、その他の固定データを格納する。ＡＳＩＣ６０３は、キャリッジモータＭ１の制御、搬送モータＭ２の制御、及び、記録ヘッド１０３の制御のための制御信号を生成する。ＲＡＭ６０４は、画像データの展開領域やプログラム実行のための作業用領域等として用いられる。システムバス６０５は、ＭＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０３、ＲＡＭ６０４を相互に接続してデータの授受を行なう。Ａ／Ｄ変換器６０６は以下に説明するセンサ群からのアナログ信号を入力してＡ／Ｄ変換し、デジタル信号をＭＰＵ６０１に供給する。

また、図２において、６１０は画像データの供給源となるコンピュータ（或いは、画像読取り用のリーダやデジタルカメラなど）でありホスト装置と総称される。ホスト装置６１０と記録装置１００との間ではインタフェース（Ｉ／Ｆ）６１１を介して画像データ、コマンド、ステータス信号等を送受信する。この画像データは、例えば、ラスタ形式で入力される。

さらに、６２０はスイッチ群であり、電源スイッチ６２１、プリントスイッチ６２２、回復スイッチ６２３などから構成される。

６３０は装置状態を検出するためのセンサ群であり、位置センサ６３１、温度センサ６３２等から構成される。

さらに、６４０はキャリッジ１０２を矢印Ａ方向に往復走査させるためのキャリッジモータＭ１を駆動させるキャリッジモータドライバ、６４２は記録媒体Ｐを搬送するための搬送モータＭ２を駆動させる搬送モータドライバである。

ＡＳＩＣ６０３は、記録ヘッド１０３による記録走査の際に、ＲＡＭ６０４の記憶領域に直接アクセスしながら記録ヘッド１０３に対して電気熱変換体（ヒータ）の記録データ（ＤＡＴＡ）や制御信号を転送する。

なお、図１に示す構成は、インクカートリッジ１０６と記録ヘッド１０３とが分離可能な構成であるが、これらが一体的に形成されて交換可能なヘッドカートリッジを構成しても良い。

図３は、インクタンクと記録ヘッドとが一体的に形成されたヘッドカートリッジＩＪＣの構成を示す外観斜視図である。図３において、点線ＫはインクタンクＩＴと記録ヘッドＩＪＨの境界線である。ヘッドカートリッジＩＪＣにはこれがキャリッジ１０２に搭載されたときには、キャリッジ１０２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）が設けられている。そして、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。

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いる。

図４はこの実施例に従う記録ヘッドの制御回路の構成を示すブロック図である。

なお、図４において既に図９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、その説明は省略する。

図４と図９とを比較すると分かるように、従来の選択情報ラッチ回路３１の代わりに、この実施例では２つの選択情報ラッチ回路と、これら２つの選択情報ラッチ回路からの出力のいずれかを選択する選択情報切換回路とが設けられる。

即ち、選択情報ラッチ回路（第１の選択信号ラッチ回路）３ではパラレルデータ信号１２の中から第１の選択信号をデータラッチ信号１３の入力タイミングでラッチする。一方、選択情報ラッチ回路４（第２の選択信号ラッチ回路）ではパラレルデータ信号１２の中から第２の選択信号をデータラッチ信号１３の入力タイミングでラッチする。そして、選択情報ラッチ回路３、４はそれぞれ、パルス選択信号１５、パルス選択信号１６を出力する。

さらに、選択情報切換回路５では、入力される選択情報切換信号１７に従って、パルス選択信号１５とパルス選択信号１６の切り換えを行う。具体的には、選択情報切換信号１７が“ロー（Ｌｏｗ）”レベルの時にはパルス選択信号１５が選択され、選択情報切換信号１７が“ハイ（Ｈｉｇｈ）”レベルの時にはパルス選択信号１６が選択される。このような選択動作により、選択情報切換回路５はパルス選択信号１８を選択出力する。

図５は図４に示した制御回路の詳細な構成を示す回路図である。特に、図５ではパルス信号１９が４つであるときの、ヒータ１つ分の回路図が示されている。４つのパルス信号は入力パルス信号（０）、（１）、（２）、（３）として示されている。なお、ヒータ１つにはインクを吐出するノズルが対応する。

図６は図５に示す回路において、シリアルデータ信号１０を記録データラッチ回路２と２つの選択情報ラッチ回路３、４にラッチする際のタイミングを示すタイムチャートである。

図５示す回路において、シリアルデータ信号１０は図６のタイムチャートに示すように、ノズル０に始まり、ノズル１、ノズル２、……ノズルｍ、……ノズルｎまで順番に入力される。その入力データはノズル０に対しては記録データ（Ａ０）と２ビットのパルス選択信号（Ｂ０，Ｃ０）と２ビットのパルス選択信号（Ｄ０，Ｅ０）となる。また、ノズルｍに対しては記録データ（Ａｍ）と２ビットのパルス選択信号（Ｂｍ，Ｃｍ）と２ビットのパルス選択信号（Ｄｍ，Ｅｍ）となる。さらに、ノズルｎに対しては記録データ（Ａｎ）と２ビットのパルス選択信号（Ｂｎ，Ｃｎ）と２ビットのパルス選択信号（Ｄｎ，Ｅｎ）となる。

シフトレジスタ１の内部ではシリアルデータ信号１０を図６のタイムチャートに示すようなデータクロック信号に従ってシフトする。この操作により、ノズル０からノズルｎまでの全てのデータをシフトレジスタ１の内部でシフトされ、ノズル０からノズルｎに対応したデータがシフトレジスタ１にセットされる。その結果、シフトレジスタ１の出力Ｑ（５ｍ＋４）には図６に示したノズルｍの記録データＡｍが、出力Ｑ（５ｍ＋３）とＱ（５ｍ＋２）には図６に示したノズルｍのパルス選択信号ＢｍとＣｍが夫々出力される。さらに、出力Ｑ（５ｍ＋１）とＱ（５ｍ）には図６に示したノズルｍのパルス選択信号ＤｍとＥｍが夫々出力される。

この状態の時にデータラッチ信号１３を入力する。その結果、その信号パルスの立ち上がりタイミングで、記録データ（Ａ０〜Ａｍ〜Ａｎ）が記録データラッチ回路２にラッチされる。これと同時に、パルス選択信号（Ｂ０，Ｃ０〜Ｂｍ，Ｃｍ〜Ｂｎ，Ｃｎ）が選択情報ラッチ回路３に、パルス選択信号（Ｄ０，Ｅ０〜Ｄｍ，Ｅｍ〜Ｄｎ，Ｅｎ）が選択情報ラッチ回路４にラッチされる。

次に、ラッチしたパルス選択信号は各ノズル毎に２ビットのパルス選択信号１５および１６として最終的には、選択情報ラッチ回路３からヒートパルス選択回路６へと出力される。ヒートパルス選択回路６ではパルス選択信号１５および１６に従って、４つの入力パルス信号１９の中から１つを選択し、選択された信号をヒートパルス信号２０として出力する。パルス選択信号１５および１６にて選択された信号は、さらに、選択情報切り換え回路５においてパルス選択信号１８となる。ヒートパルス信号２０と記録データ１４が共に有効の時に、パワートランジスタ（駆動素子）８がＯＮとなり電気熱変換体（ヒータ）９を駆動してインクの吐出が行われる。

さらに、本発明の特徴であるラッチ以降の、ヒートパルスを生成する部分の動作の詳細を、図７に示すタイムチャートを参照して説明する。

図７（ａ）では、ヒートパルス信号の前半部分（左側矢印部分）をパルス選択信号１５により入力パルス信号（１）を選択している。さらにヒートパルス信号の後半部分（右側矢印部分）をパルス選択信号１６により入力パルス信号（３）を選択した場合の例を示している。この選択は図７（ａ）に示された第１の選択情報と第２の選択情報に基づいて実行される。第１の選択情報は２ビットのパルス選択信号１５に基づくもので、この２ビットにより４つの入力パルス信号の内のいずれか１つが指定される。同様に、第２の選択情報は２ビットのパルス選択信号１６に基づくもので、この２ビットにより４つの入力パルス信号の内のいずれか１つが指定される。

図７（ａ）に示されているように、選択情報切換信号１７は最初は“ロー（Ｌｏｗ）”レベルになっているため、選択情報ラッチ回路３からの出力信号を選択する。従って、パルス選択信号１５が選択情報切換回路５により選択される。図７（ａ）に示す例では、パルス選択信号１５に基づく第１の選択情報は入力パルス信号（１）を指定しているので、その結果、入力パルス信号（１）が選択されヒートパルス信号２０に出力される。

その後、ヒートパルス信号２０で加熱している途中で選択情報切換信号１７が“ハイ（Ｈｉｇｈ）”レベルに変化する。このため、選択情報切換回路５は選択情報ラッチ回路４からの出力であるパルス選択信号１６を選択する。図７（ａ）に示す例では、パルス選択信号１６に基づく第２の選択情報は入力パルス信号（３）を指定しているので、その結果、入力パルス信号（３）が選択される。この結果、前半部分が入力パルス信号（１）、後半部分が入力パルス信号（３）という組み合わせのヒートパルス信号がヒートパルス信号２０として出力される。

その後は、ヒートパルス信号２０と記録データ１４が共に有効の時に、パワートランジスタ８をＯＮとなり、電気熱変換体９に通電してインク吐出が行われる。

なお、この実施例では、選択情報切換信号１７のレベルの切換はこの記録ヘッドを搭載する記録装置本体から送信される制御信号による。

このように、複数のヒータに共通な４つの入力パルス信号１９の選択をヒートパルス信号による加熱期間の途中で切り換えることにより図７（ｂ）に示すような１６通りのヒートパルス信号が生成できる。このことを一般化していうなら、入力したｎ個のパルス信号の選択をヒートパルス信号による加熱期間の途中で切り換えることにより、これらを組み合わせて、ｎ²のヒートパルス信号を生成することができる。

従って以上説明した実施例に従えば、入力パルス信号を途中で別の入力パルス信号に切換え、２つの入力パルス信号を組み合わせて新しい波形の形状のヒートパルス信号を生成することができる。新しい波形のヒートパルスとは、元になる入力パルス信号の波形とは異なる波形であることを意味する。具体的には、図７（ａ）で示すように、選択情報切り換え信号が“ハイ”となったタイミングから入力パルス信号（３）を選択する制御を行なっている。

この制御によって、図７（ａ）の入力パルス信号（３）のなかで、ヒートパルス信号として利用されるパルス波形は、点線で囲まれた部分の波形のみである。（右矢印に対応）。入力パルス信号（３）は、選択情報切換信号がハイとなる以前のタイミングから“ハイ”となっているが、この部分はヒートパルスとして利用されない。入力パルス信号（１）の波形も、点線で囲んだ部分のみがヒートパルスとして利用されている（図７（ａ）の左矢印に対応）。この点線で囲まれた波形とは、選択情報切換信号が“ロー”となっている期間のパルスに相当する。

これにより、入力パルス信号の数に対し多種類のヒートパルス信号が生成でき、少ない数の入力パルスからより多くのヒートパルス信号を生成できる。例えば、図７（ｂ）で示すように、４種の入力パルス信号を用いて１６通りのヒートパルスを生成することができる。選択切換信号を入力するタイミングによって所望のヒートパルス波形を生成することが可能になり、細かな吐出制御が可能になった。

次に本発明を適用可能な第２の実施例について説明する。

インク温度の上昇による吐出制御と、ヒータ保護膜の経時的な変化による制御とをヒートパルス信号の前半部分の生成と後半部分の生成それぞれ個別に対応させることにより、これら２つの要素に対して個別的な制御を行うことができる。これは、装置構成を複雑にすることなく、複雑な制御が可能となることにつながる。

例えば、記録ヘッドの回路基板上に温度センサを設け、基板温度やインクの温度が一定温度になった場合に選択情報切換信号１７が入力され、選択されるパルスの変更を行なうような構成にしても良い。また、温度とヒータ保護膜の変化状況や吐出量変化状況を予めヘッドに設けたメモリなどの記憶手段などに記憶させておき、所定の温度になった場合選択情報切換信号１７が入力される構成にしても構わない。

第１の実施例では、選択情報切換信号１７は記録装置本体側から入力される信号であったが、このように記録ヘッド内部に設けられた機構により入力される信号であっても良い。

なお、本発明は以上説明した実施例の構成に限定されることなく、種々の変形例が考えられる。この実施例では、各ノズル毎に図５に示すような回路の構成について説明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、近年のノズル数の増大に対応して、ノズルをブロック分割し、生成ヒートパルスを各ブロックで切換えながら吐出を行っていくことにより、１ブロック分の回路を共有するような構成にしても良い。

このような例として図１３に示すように、各ヒータに対応したＮＡＮＤゲート７をブロック分割するためのブロック３００毎にヒートパルス信号２０を入力する構成にしても良い。

また、パルス波形として“ハイ”となる波形を組み合わせてヒートパルスを生成するだけでなく、パルスが“ロー”となる波形を組み合わせてヒートパルスを生成する構成であっても良い。本発明は、複数のパルスを選択情報切換信号によって途中で切り換え、複数のパルス波形の一部をそれぞれ利用し、単なる元の波形の組み合わせとは異なる新たな波形のヒートパルスを生成するものである。この主旨の範囲内であれば、どのような波形の入力パルス信号のどのような組み合わせであっても構わないことは言うまでも無い。

また、選択情報ラッチ回路３は複数ノズル単位に兼用し、記憶回路の規模を削減するような構成にしても良い。同様に選択情報ラッチ回路４も複数ノズル単位に兼用し、記憶回路数を削減するような構成にしても良い。このような時、選択情報ラッチ回路３と選択情報ラッチ回路４の記憶回路規模とが異なってもいても良い。

さらに、入力パルス信号の１つをパルスが無い信号にすることにより、記録データ１４がない場合には吐出を行えないように制御することにより、記録データラッチ回路２を削除した構成にしても良い。

またさらに、ヒートパルス選択回路における選択条件の１つに、いずれの入力ヒートパルスも選択しないことを採用することで、記録データ１４なしでは吐出を行えないように制御することにより、さらに回路規模を削減する構成にしても良い。

またさらに、入力されるシリアルデータ信号１０は、信号の内容に応じて２つ以上に分割しても良い。

またさらに、データラッチ信号１３は、記録データラッチ回路２、選択情報ラッチ回路３、選択情報ラッチ回路４毎に異なる信号にしても良い。

なお、以上の実施例において、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。

以上の実施例は、特にインクジェット記録方式の中でも、インク吐出のために熱エネルギーを発生する手段（例えば電気熱変換体等）を備え、その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て記録の高密度化、高精細化が達成できる。

さらに加えて、本発明のインクジェット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装置として用いられるものの他、リーダ等と組合せた複写装置、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採るもの等であってもよい。さらには、本発明は各種処理装置と複合的に組み合わせた産業用記録装置に適用できる。

本発明の実施例であるインクジェット記録装置の外観斜視図である。 本発明に従う記録装置の制御構成を示すブロック図である。 ヘッドカートリッジＩＪＣの構成を示す外観斜視図である。 本発明に従う記録ヘッドの制御回路の構成を示すブロック図である。 本発明に従う記録ヘッド制御回路の回路図である。 シリアルデータ信号を記録データラッチ回路と２つの選択情報ラッチ回路にラッチする際のタイミングを示すタイムチャートである。 複数の入力パルスからヒートパルス信号を生成するタイムチャートと生成されたヒートパルス信号のタイムチャートである。 従来例における入力パルス信号を説明するタイムチャートと従来例における生成されたヒートパルス信号の生成を説明するタイムチャートである。 従来の記録ヘッドの制御回路の構成を示すブロック図である。 従来の制御回路の詳細な構成を示す回路図である。 従来の制御回路における、シリアルデータ信号を記録データラッチ回路と選択情報ラッチ回路にラッチする際のタイミングを示すタイムチャートである。 従来例における入力パルス信号とヒートパルス信号のタイムチャートと従来例における選択可能な全てのヒートパルス信号タイムチャートである。 ヒートパルス信号をブロック毎に入力する回路の主要部を説明する図である。

符号の説明

１ シフトレジスタ
２ 記録データラッチ回路
３、４ 選択情報記憶回路
５ 選択情報切換回路
６ ヒートパルス選択回路
７ ＮＡＮＤゲート
８ パワートランジスタ
９ 電気熱変換体（ヒータ）
１０ シリアルデータ信号
１１ データクロック信号
１２ パラレルデータ信号
１３ データラッチ信号
１４ 記録データ
１５、１６ パルス選択信号
１７ 選択情報切換信号
１８ パルス選択信号
１９ 入力パルス信号
２０ ヒートパルス信号
２１ 駆動電源
２２ ロジック電源
２３ 接地信号

Claims (10)

1. 複数の電気熱変換体と前記電気熱変換体を駆動する複数の駆動素子とを備え、前記複数の電気熱変換体に対して共通に入力される複数のパルス信号に基いて、各電気熱変換体を駆動し、記録を行なう記録ヘッドであって、
   前記複数のパルス信号のうちいずれかを選択するための複数の選択信号を、選択情報切換信号に基いて切換え、前記複数のパルス信号の一部を組み合わせることによって、各パルス信号またはその組み合わせとは異なる形状のヒートパルスを生成するヒートパルス選択回路を有することを特徴とする記録ヘッド。
2. 前記ヒートパルス選択回路は、前記電気熱変換体の駆動の途中に前記選択情報切換信号に基づいて、選択信号を切換えることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
3. 前記複数のパルス信号の一部とは、パルスのハイまたはローの状態の一部であることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
4. 複数の電気熱変換体と前記電気熱変換体を駆動する複数の駆動素子とを備え、前記複数の電気熱変換体に対して共通に入力される複数のパルス信号に基づいて、各電気熱変換体を駆動し記録を行なう記録ヘッドであって、
   記録データと前記複数のパルス信号とのうちいずれかを選択するための複数の選択信号が入力されるシフトレジスタと、
   前記シフトレジスタから出力される前記記録データをラッチするデータラッチ回路と、
   前記シフトレジスタから出力される第１の選択信号をラッチする第１の選択信号ラッチ回路と、
   前記シフトレジスタから出力される第２の選択信号をラッチする第２の選択信号ラッチ回路と、
   入力される選択情報切換信号に基づいて、前記第１の選択信号ラッチ回路から出力された選択信号と前記第２の選択信号ラッチ回路から出力された選択信号とを切り換える選択情報切換回路と、
   前記選択情報切換回路により切り換えられた選択信号に対応するパルス信号を、前記電気熱変換体に印加するヒートパルス選択回路とを有し、
   前記ヒートパルス選択回路は、前記選択情報切換回路から出力された選択信号に基づいて、対応する複数のパルス信号の一部を組み合わせることによって、各パルス信号またはその組み合わせとは異なる形状のヒートパルスを生成することを特徴とする記録ヘッド。
5. 前記選択情報切換信号のレベルが前記ヒートパルス信号による前記電気熱変換体の加熱期間の途中に変化することにより、前記ヒートパルス選択回路が選択するパルス信号の一部が切り換わることを特徴とする請求項４に記載の記録ヘッド。
6. 前記データラッチ回路にラッチされた記録データと前記ヒートパルス選択回路から出力されたヒートパルス信号のＮＡＮＤを演算するＮＡＮＤゲートをさらに有することを特徴とする請求項４に記載の記録ヘッド。
7. 前記複数の駆動素子それぞれはパワートランジスタであり、
   前記ＮＡＮＤゲートからの出力信号により前記パワートランジスタがＯＮとなり、対応する電気熱変換体が駆動されることを特徴とする請求項６に記載の記録ヘッド。
8. 前記複数のパルス信号の数がｎであるとき、
   前記ヒートパルス選択回路は、前記２つのパルス信号を組み合わせて、ｎ²のヒートパルス信号を生成することを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
9. 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乃至８のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
10. 複数の電気熱変換体と前記電気熱変換体を駆動する複数の駆動素子を備え、前記複数の電気熱変換体に対して共通に入力される複数のパルス信号に基いて、各電気熱変換体を駆動することにより記録を行い、さらに前記複数のパルス信号のうちいずれかを選択するための複数の選択信号を、選択情報切換信号に基いて切換え、前記複数のパルス信号の一部を組み合わせることによって、各パルス信号またはその組み合わせとは異なる形状のヒートパルスを生成するヒートパルス選択回路を備える記録ヘッドを搭載が可能な記録装置。

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