JP3062387B2 - 記録ヘッド及び該記録ヘッドを用いた記録方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数の記録要素を有する
記録ヘッド、及び該記録ヘッドを用いた記録方法とのそ
の装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット（液体噴射）記録法は、
記録時における騒音の発生が無視し得る程度に極めて小
さく、かつ高速記録が可能であり、しかも所謂、普通紙
にインク等を定着させるという特別な処理を必要としな
いため、最近特に注目されている記録方法である。

【０００３】そのなかで、例えば特開昭５４−５１８３
７号公報、ドイツ公開(DOLS)第２８４３０６４号公報に
記載されている液体噴射記録法は、熱エネルギーを液体
に作用させて、液滴吐出のための原動力を得るという点
において、他の液体噴射記録法とは異なる特徴を有して
いる。即ち、上記の公報に開示されている記録法では、
熱エネルギーの作用を受けた液体が急峻な体積の増大を
伴う状態変化を起こし、該状態変化に基づく作用によっ
て記録ヘッド部の先端のオリフィスより液体が吐出され
て飛翔的液滴が形成され、該液滴が被記録部材に付着し
記録が行なわれる。特にこの第２８４３０６４号公報に
開示されている液体噴射記録法は、所謂ドロップ・オン
・デマンド(drop-on demand)記録法に極めて有効に適用
されるばかりではなく、記録ヘッドをフルラインタイプ
とし、高密度にマルチ・オリフィスされた記録ヘッド部
を容易に具現化できるので、高解像度、高品質の画像を
高速で得られるという特徴を有している。

【０００４】上記の記録法に適用される装置の記録ヘッ
ド部は、液体を吐出するために設けられたオリフィス
と、該オリフィスに連通するとともに、液滴を吐出する
ための熱エネルギーが液体に作用する熱作用部を構成の
一部とする液流路とを有する液吐出部と、熱エネルギー
を発生する手段としての電気熱変換体（発熱体）とを具
備している記録ヘッドの基体とを備えている。

【０００５】近年、このような記録ヘッド用の基体で
は、複数の発熱体を基板上に構成するだけでなく、それ
ぞれの発熱体の駆動用ドライバと、直列に入力される画
像データをそれぞれドライバに並列に送るための発熱体
と同一ビット数のシフトレジスタと、シフトレジスタか
ら出力されるデータを一時記憶するラッチ回路とが同一
基体内に構成されている。

【０００６】図１０は従来の記録ヘッド部の回路構成例
を示すブロック図である。

【０００７】図において、９００はヘッド基体を示し、
９０１は発熱体（抵抗体）、９０２は発熱体９０１への
通電を制御するパワートランジスタである。９０３はラ
ッチクロック９０７に同期して、記録データをラッチす
るラッチ回路である。９０４はシフトレジスタで、シリ
アルデータ９０６と、これに同期するシリアルクロック
９０５とを入力して、１ラインのデータをラッチしてい
る。９１４は抵抗センサで、基体９００の発熱体９０１
の抵抗値をモニタするためのセンサである。９０５〜９
１３は入出力端子を表わし、９０８はパワートランジス
タ９０２のオン時間、即ち発熱体９０１に電流を流して
駆動する時間を記録ヘッド部の外部から制御するための
駆動パルス幅入力（ヒートパルス）端子９０８、ロジッ
ク回路の駆動電源（５Ｖ）端子９０９、接地端子９１
０、発熱体９０２の駆動電源の入力端子９１１がある。
９１２は、センサ９１４の駆動及びモニタ用の端子であ
る。

【０００８】以上の構成において、シリアルで入力され
た記録データは、シフトレジスタ９０４に記憶され、ラ
ッチ信号によりラッチ回路９０３にラッチされる。この
状態で端子９０８よりヒートパルスが入力されることに
より、記録データに応じてトランジスタ９０２がオンさ
れ、対応する発熱体９０１に電流が流れて、その液流路
のインクが発熱されてノズル先端より液滴として吐出さ
れる。

【０００９】ここで発熱体９０１における、液体を発泡
させるのに必要なエネルギーを考えた場合、放熱条件が
一定であれば、そのエネルギーは発熱体の必要な単位面
積あたりの投入エネルギーと発熱体の面積の積で表され
る。これにより、発熱体９０１の両端にかかる電圧、発
熱体９０１を流れる電流及び時間（パルス幅）を、その
必要なエネルギーが得られる値に設定すれば良い。ここ
で発熱体に印加される電圧については、プリンタ装置本
体の電源より電圧を供給することにより、ほぼ一定に保
持することができる。一方、発熱体９０１を流れる電流
については、発熱体の抵抗値が、基体の製造過程におけ
る発熱体の膜厚のばらつき等により、ロットにより、或
いは基体によって抵抗値が異なってくる。従って、印加
されるパルス幅が一定で、発熱体の抵抗値が設定よりも
大きい場合はその流れる電流値が小さくなり、その発熱
体に投入されるエネルギー量が不足してしまい、インク
を適正に発泡させることができなくなる。逆に、発熱体
の抵抗が小さくなると同じ電圧を印加しても電流値が設
定よりも大きくなる。この場合には、発熱体により過剰
なエネルギーが発生され、発熱体の焼損や短寿命につな
がる虞がある。これに対処するものとして、センサ９１
４によって発熱体９０１の抵抗値を常にモニタし、その
値により電源電圧やヒートパルス幅を変化させ、発熱体
９０１にほぼ一定のエネルギーが印加されるようにする
方法がある。

【００１０】次に、噴射されるインク液滴の吐出量を考
えた場合、その吐出量は主にインクの発泡体積に関係す
る。ここでインクの発泡体積は、発熱体及び周辺の温度
によって変化することから、インク吐出のためのヒート
パルスを印加する前に、インクを吐出しない程度の小さ
いエネルギーのパルス（プレヒートパルス）を加え、そ
のプレヒートパルスのパルス幅や、その出力タイミング
を変更することにより発熱体及び周辺の温度を調整し
て、一定の量のインク液滴を吐出するようにして印字品
位を維持するようにしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述した発熱体の抵抗
値のばらつきの補正、基体の温度の制御は、前述の温度
センサよりの信号をフィードバックして、ヒートパルス
の幅、プレヒートパルスの幅、それらヒートパルスのタ
イミングを変更したヒート信号を出力することで行え
る。しかしながら、上記以外にも製造上のオリフィス開
口部の面積のバラツキ、発熱体上の保護膜の膜厚のバラ
ツキ等により、各ノズルによって吐出量のバラツキが生
じ、それが記録を行う上での濃度ムラ、筋等につなが
り、各ノズル単位或いは数ノズル単位の吐出量の制御が
必要となる。さらにマルチノズル化に伴い、記録ヘッド
用基体を複数並べてマルチノズルのインクジェット記録
ヘッドとする場合には基体によって抵抗値が異なるた
め、インクを吐出するためのヒートパルスを各基体で変
え、印加するエネルギーを合わせることもしなくてはな
らない。即ち、複数の基体で構成された記録ヘッドの場
合、上述したオリフィスの面積以外に、基体と基体の間
の濃度差が目立ち安くなるため、基体内におけるノズル
単位での吐出量の補正が、基体が単体である時よりも更
に重要となっている。

【００１２】また、プリンタ装置を制御している制御回
路で温度センサ９１４の抵抗値を常にモニタしながら制
御する場合、外来ノイズ等によりセンサよりの信号線に
ノイズが含まれて正確な制御ができなくなる可能性があ
り、また或いはこのようなセンサ出力をモニタしながら
パルス幅を決定する作業は、ＣＰＵにとって負担となり
印刷速度を低下させるなどの問題がある。

【００１３】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、制御回路の負担を少なくし、精度良く記録ヘッドを
駆動して記録できる記録ヘッドを提供することを目的と
する。

【００１４】又本発明の他の目的は、記録装置側の処理
を少なくして、パルス幅を変更して通電駆動を行うこと
ができる記録ヘッドを提供することにある。

【００１５】更に本発明の目的は、各記録要素のばらつ
きを補正して記録できる記録方法及び装置を提供するこ
とにある。

【００１６】又本発明の目的は、通電体の抵抗値のバラ
ツキに起因する記録特性をヒートパルスで調整して記録
する記録方法及び装置を提供することにある。

【００１７】又本発明の目的は、記録ヘッドの記録特性
のバラツキを検出して自動的にヒートパルスのパルス幅
を変更して記録する記録ヘッド、及び記録方法及び装置
を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の記録ヘッドは以下の様な構成を備える。即
ち、複数の記録要素を駆動するための通電体と、記録デ
ータに応じて前記通電体に通電して記録を行う回路とを
備える記録ヘッドであって、前記通電体に通電するパル
ス幅を決定するデータを入力する入力端子と、前記入力
端子より入力される前記パルス幅を決定するデータを複
数記憶する記憶手段と、クロック信号を入力して計数す
る計数手段と、前記通電体の抵抗値或いは温度を検出す
る検出手段と、前記計数手段による計数値と前記検出手
段により検出された抵抗値或いは温度に応じて前記記憶
手段に記憶された複数のデータのいずれかを選択して前
記通電体に通電する通電手段とを有することを特徴とす
る。

【００１９】上記目的を達成するために本発明の記録装
置は以下の様な構成を備える。即ち、請求項１に記載の
記録ヘッドを通電駆動して記録媒体に画像を記録する記
録装置であって、前記記録ヘッドの前記記憶手段に、通
電体への通電時間を規定する複数種のデータを転送する
転送手段と、画像データに応じて前記記録ヘッドの前記
通電体に通電して記録する際、前記計数手段にクロック
信号を出力する記録通電手段と、を有することを特徴と
する。

【００２０】上記目的を達成するために本発明の記録方
法は以下の様な工程を備える。即ち、請求項２に記載の
記録ヘッドを通電駆動して記録媒体に画像を記録する記
録方法であって、前記パルス幅を指示する複数のデータ
を前記記録ヘッドに転送して前記記憶手段に記憶する工
程と、画像データに応じて前記記録ヘッドの前記通電体
に通電して記録する際、クロック信号を所定数出力する
工程とを有する。

【００２１】

【作用】

【００２２】また本発明の記録ヘッドは、通電体の抵抗
値或いは温度を自動的に検出し、その検出された抵抗値
或いは温度に応じて、画像を記録する際の通電パルス幅
を自動的に選択して記録できる。

【００２３】また本発明の記録方法及び装置によれば、
記録ヘッドに通電するパルス幅を決定して予め記録ヘッ
ドに転送して記憶しておくことにより、実際の画像記録
時にはクロック信号を出力するだけで通電を行うことが
できる。

【００２４】また本発明によれば、通電パルス幅を決定
する複数のデータを転送して記録ヘッドに記憶しておく
ことにより、実際の画像記録時における通電パルス幅
を、通電体の抵抗値或いは温度に応じて自動的に決定し
て記録することができる。

【００２５】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の好適な実
施例を詳細に説明する。まず本実施例を説明する前に、
図５及び図６を参照して、本実施例の記録ヘッドを用い
たプリンタの構成例を説明する。

【００２６】図５は、本発明が適用できるインクジェッ
ト記録装置ＩＪＲＡの概観図である。同図において、駆
動モータ５０１３の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア
５０１１，５００９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、矢印ａ，ｂ方向に往復移
動される。このキャリッジＨＣには、インクジェットカ
ートリッジＩＪＣが搭載されている。５００２は紙押え
板であり、キャリッジＨＣの移動方向に亙って紙をプラ
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手段である。５
０１６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、５０１５はこのキャ
ップ内を吸引する吸引手段で、キャップ内開口５０２３
を介して記録ヘッドＩＪＨの吸引回復を行う。５０１７
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５０
１８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。又、５０１２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５０２０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手段で移動制御
される。

【００２７】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ＨＣ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作動を行うようにす
れば、本例にはいずれも適用できる。

【００２８】＜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、図６に示
すブロック図を参照して説明する。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ＭＰＵ１７０１が
実行する制御プログラムを格納するプログラムＲＯＭ、
１７０３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）を保存しておくダイナミック型のＲ
ＡＭである。１７０４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。５０１３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。１７０６，１７０７はそ
れぞれ搬送モータ１７０９、キャリアモータ５０１３を
駆動するためのモータドライバである。１７１１は基体
のセンサ９１４をモニタするための信号線、１７１２は
プレヒートパルス及びラッチ信号、ヒートパルス（メイ
ンヒートパルス）信号等を含む信号線である。

【００２９】図４は本実施例の記録ヘッドＩＪＨの基体
１００の構造を示す図である。

【００３０】図４において、複数の吐出口４００に連通
する液路４０５を形成するための流路壁部材４０１と、
インク供給口４０３を有する天板４０２とが取り付けら
れている。ここで、インク供給口４０３から注入される
インクが内部の共通液室４０４へ蓄えられて各液路４０
５へ供給される。その状態で基体１００の発熱体９０１
に、記録データに応じて通電駆動することにより、吐出
口４００からインクが吐出されて記録が行われる。

【００３１】図１は本実施例のインクジェット記録装置
ＩＪＲＡの記録ヘッドＩＪＨの基体１００の回路構成例
を示すブロック図で、前述の図１０に示す従来の記録ヘ
ッドの基体９００の構成と共通する部分は同じ番号で示
している。

【００３２】ここで、１００は本実施例の記録ヘッドＩ
ＪＨの基体、１０１は図２及び図３を参照して後述する
ヒート幅を決定するためのヒートパルス生成回路、９０
３は記録データをラッチするためのラッチ回路である。
９０４はシフトレジスタで、シフトクロック９０５に同
期して記録データ或いはヒートパルス幅を決定するデー
タをシリアルで入力して保持する。１０３はヒートパル
ス幅を決定するためのクロック信号を入力する端子、１
０４はシフトレジスタ９０４よりのデータをヒートパル
ス生成回路１０１にラッチするためのラッチクロックで
ある。

【００３３】図２は本実施例のヒートパルス生成回路１
０１の一部構成を示すブロック図で、ここでは８個単位
での発熱素子用のヒートパルス信号を生成する回路で示
している。

【００３４】図２において、２０１はカウンタで、ここ
ではクロック信号１０３を入力して計数する４ビットカ
ウンタである。２０２は８ビットのラッチ回路で、シフ
トレジスタ９０４よりの８個の発熱素子分のヒートパル
スを決定するデータを入力してラッチしている。２０
３、２０４はともにコンパレータで、カウンタ２０１の
出力とラッチ回路２０２の出力とを比較して、これらが
一致するときにパルス信号を出力している。２０５はセ
ット・リセットタイプのフリップフロップで、コンパレ
ータ２０３の出力によりセットされ、ＯＲ回路２０７の
出力によりリセットされている。

【００３５】２１０はシフトレジスタ９０４より入力さ
れる立ち上がりデータ、２１１は同じくシフトレジスタ
９０４より入力される立ち下がりデータである。図３の
例では、立ち上がりデータを、例えば“００１０（２進
数）”とし、立ち下がりデータを例えば“１０１１（２
進数）”としている。これによりカウンタ２０１がクロ
ック信号１０３によりカウントを開始した後、その出力
値が立ち上がりデータの値と一致するとコンパレータ２
０３の出力がハイレベルとなり、フリップフロップ２０
５のＱ出力がハイレベルになる（タイミングＴ１）。更
に、カウンタ２０１が計数を実行し、その出力値が立ち
下がりデータに一致すると、コンパレータ２０４の出力
がハイレベルとなり、フリップフロップ２０５がリセッ
トされる（タイミングＴ２）。これにより８個の発熱素
子９０２分のヒートパルス信号が生成されて出力され
る。

【００３６】この実施例では、発熱素子９０２の所定の
数単位でヒートパルス幅を設定するようにしたが、本発
明はこれに限定されるものでなく、例えば図２のラッチ
回路２０２を多段で構成し、シフトレジスタ９０４より
１ビットデータを、合計８回に分けて入力してラッチす
ることにより、１つの発熱素子単位で、ヒートパルス幅
を決定することができる。なお、この場合は、ラッチク
ロック１０４はその段数に応じた数だけ必要となる。ま
た図２の回路では、ヒートパルス生成回路１０１の誤動
作を防止するために、ＭＰＵ１７０１より入力されるリ
セット信号を入力するためのリセット信号入力端子を設
けるのが好適である。このリセット信号により、カウン
タ２０１及びフリップフロップ２０５がリセットされ
る。

【００３７】また本実施例では、カウンタ２０１を４ビ
ットとしたが、生成したいヒートパルス信号のパルス
幅、タイミングの分解能、クロック１０３の周波数等に
より、そのカウンタのビット数は適宜決定できる。ま
た、分解能が異なる複数のヒートパルス信号を生成した
い場合、細かい分解能に合わせると必要となるパルス数
（カウンタ２０１のビット数）が増える場合には、複数
のクロック信号１０３を用いて、それぞれ周波数の異な
る信号を生成し、それらを合成することによりビット数
を増やすこと無く、それぞれ分解能の異なるヒートパル
ス信号を生成できる。

【００３８】なお、このヒートパルス生成回路１０１
は、記録ヘッドの基体の基板に組み込まれて設けられて
いても良く、或いはＩＣ回路として形成され、基板実装
されても良い。また、本実施例の回路は、すべての発熱
素子を同時に駆動せず、電源容量の増大を抑えるために
分割して駆動する場合にも適用できる。

【００３９】以上の構成に基づく動作を説明する。

【００４０】まず、装置の電源が投入された後、予め測
定されている、記録ヘッドの基体に応じた各吐出口（発
熱体）よりのインク吐出量特性（一定温度で、所定のパ
ルス印加におけるインク吐出量）に応じて、各発熱体の
ヒートパルス幅を決定する。この決定した各吐出口に対
応するヒートパルス幅を決定するための立ち上がり、立
ち下がりデータを、シフトクロック９０５に同期してシ
フトレジスタ９０４に転送する。この後、ラッチクロッ
ク９０７を出力して、シフトレジスタ９０４の立ち上が
り、立ち下がりデータをヒートパルス生成回路１０１の
ラッチ回路２０２にラッチする。尚、前述の基体のイン
ク吐出量特性は、例えば記録ヘッドの基体の基板上のメ
モリに記憶されていても良く、或いはＲＯＭ１７０２或
いはＲＡＭ１７０３に記憶されていても良い。こうして
実際に記録を行うときは、クロック信号１０３を、例え
ばカウンタ２０１が４ビットの場合に１６パルス出力す
る。これにより、図３のタイミング図で示すように、立
ち上がり、立ち下がりデータに応じてヒートパルス幅が
決定されて、発熱素子９０１が発熱駆動される。

【００４１】以上述べた構成を有する記録ヘッドＩＪＨ
を、本実施例のインクジェット記録装置本体に装着し
て、記録ヘッドＩＪＨに記録信号を付与することによ
り、高速記録、高画質記録を行うことができるインクジ
ェット記録装置を得ることができる。

【００４２】図７は本実施例のインクジェット記録装置
における電源オンより１ページのプリント終了までの処
理を示すフローチャートで、この処理を実行する制御プ
ログラムはＲＯＭ１７０２に記憶されており、ＭＰＵ１
７０１により実行される。

【００４３】図７の処理は装置の電源がオンになること
により開始され、まずステップＳ１で記録ヘッドＩＪＨ
の基体の発熱素子の抵抗値、及び基体の各ノズル（吐出
口）よりのインク吐出量特性を読取り、それをＲＡＭ１
７０３に記憶する。なお、発熱体の抵抗値は抵抗センサ
９１４により検出され、各ノズルのインク吐出量特性
は、例えば記録ヘッドの基体のそれぞれに設けられた、
例えばメモリ等に記憶されていても良い。次にステップ
Ｓ３で、この基体の発熱素子の抵抗値及びインク吐出量
特性に応じて、前述した立ち上がり、立ち下がりデータ
を決定し、それをシリアルで記録ヘッドの基体のシフト
レジスタ９０４に転送し、基体のヒートパルス生成回路
１０１のラッチ回路２０２にラッチする。ここでラッチ
回路２０２が多段で構成されているときは、各段毎にラ
ッチ信号とセレクト信号（これらはまとめて入力され
る）を出力してラッチ回路２０２にラッチする。

【００４４】次にステップＳ４に進み、インターフェー
ス１７００を介して図示しない外部機器（ホストコンピ
ュータ）より記録データが入力されるかを調べ、記録デ
ータが入力されるとステップＳ５に進み、受信した記録
データをＲＡＭ１７０３に記憶する。そしてステップＳ
６に進み、例えば１ラインのプリントが開始できるよう
になったかどうかを調べ、そうでない時はステップＳ４
に、プリントを開始すする時はステップＳ７に進む。

【００４５】ステップＳ７では、まず最初の１列で記録
される記録データをシリアルでシフトレジスタ９０４に
転送する。次にステップＳ８に進み、基体におけるラッ
チ回路９０３に１ライン分の記録データがラッチされ、
ＡＮＤゲート回路に出力される。そしてステップＳ８に
進み、クロック信号１０３を、この実施例では１６パル
ス出力する。これにより、例えば図３で示すように、立
ち上がり、立ち下がりデータに応じてヒートパルスのパ
ルス幅が決定され、記録ヘッドの発熱素子９０１への通
電（ヒート）が行われる。こうして実際の画像記録が行
われる。

【００４６】なお、この実際の記録のためのヒート処理
中においても、ホストコンピュータよりのデータ受信、
及び基体のシフトレジスタ９０４へ、次の列の記録デー
タの転送が行われている。また、ステップＳ８におい
て、全ての発熱素子に同時に通電するのでなく、発熱素
子を分割駆動して、時間をずらして通電するようにして
も良い。こうすることにより、装置の電源容量を少なく
できる。そしてステップＳ９で、１ラインの記録が終了
したかを調べ、１ラインの記録が終了していない時はス
テップＳ７に戻り、前述の処理を実行する。

【００４７】こうして１ラインの記録処理を終了すると
ステップＳ９よりステップＳ１０に進み、搬送モータ１
７０９を回転駆動して記録用紙を１ライン分だけ副走査
方向に搬送し、ステップＳ１１で、１ページの記録を終
了したかを判断し、終了していない時はステップＳ６に
戻り、次のラインの記録データの受信が完了しているか
をみる。以上の動作を繰返すことにより、１頁の画像の
記録を終了すると、この記録処理を終了する。

【００４８】以上説明したように本実施例によれば、簡
単な構成でヒートパルスの幅を変化させることができ、
実際のヒートパルスの出力時（画像記録時）には、単に
クロック信号１０３を出力するだけで済むため、ＭＰＵ
１７０１の負担を軽減できる効果がある。なお、この実
施例では、センサ９１４の値を１ラインの記録処理の最
初だけ検出しているが、各通電時ごとに行っても良い。

【００４９】図８は本発明の第２実施例の記録ヘッドの
基体の構成を示すブロック図で、前述の実施例と共通す
る部分は同じ番号で示し、それらの説明を省略する。

【００５０】この実施例では、ヒートパルス生成回路３
０１がセンサ９１４により発熱素子９０１の抵抗特性を
求め、自動的に適正なパルス幅を選択して発熱素子９０
１を駆動するものである。

【００５１】図８において、ヒートパルス生成回路３０
１は、前述の実施例と同様に立ち上がりデータと立ち下
がりデータとを入力してラッチしている。ただし、この
ヒートパルス生成回路３０１は複数種類の立ち下がりデ
ータを入力してラッチし、直接接続されている抵抗値セ
ンサ９１４の抵抗値を検出して、その抵抗値に応じたパ
ルス幅（立ち下がりデータ）を選択している点が、前述
の実施例と異なる点である。なお、この抵抗センサ９１
４は、発熱素子９０１と同時に基体上に形成されたもの
で、これら発熱素子９０１の抵抗特性を忠実に反映して
いる。

【００５２】図９はこの第２実施例のヒートパルス生成
回路３０１の一部構成を示すブロック図で、以下、この
図面を参照して動作を説明する。

【００５３】図９において、３３０は前述のカウンタ２
０１と同様のカウンタで、ここでは４ビットカウンタと
している。３３１〜３３４は、前述の実施例のコンパレ
ータ２０３と同様のコンパレータで、それぞれカウンタ
３３０の出力値とラッチ回路３３５にラッチされた立ち
上がり、立ち下がりデータとを比較し、一致するとハイ
レベルの一致信号を出力している。３３６は、前述のフ
リップフロップ２０５と同様のフリップフロップで、ヒ
ートパルス信号のパルス幅を決定している。また３３７
はヒートパルスの立ち下がりタイミング（即ち、パルス
幅）を選択するための選択回路である。３３８はウイン
ドウコンパレータで、アンプ・電流源３３９より出力さ
れる電圧レベルに応じて選択回路３３７で選択される立
ち下がりタイミングを決定している。

【００５４】即ち、抵抗値センサ９１４の抵抗値に応じ
て、複数設定されている立ち下がりデータに基づくパル
ス信号の立ち下がりタイミングのいずれかが選択回路３
３７により選択される。これにより、発熱素子９０１の
抵抗値に応じたヒートパルス幅での発熱素子の駆動を実
現できる。

【００５５】なお、この実施例においても、前述の実施
例と同様に、ラッチ回路３３５を複数段で構成し、それ
ぞれ１ビットデータの形式で入力することにより、１つ
の発熱素子に対応したパルス幅を設定することができ
る。

【００５６】また前述の説明では、センサ９１４を抵抗
値センサとして説明したが、例えばサーミスタ等の温度
センサとしても良く、この場合には基体の温度或いは発
熱素子の蓄熱の程度を検知して、それに応じた記録制御
（通電制御）を実現でき、より高品位の記録画像を得る
ことができる。

【００５７】この場合のＭＰＵ１７０１の処理として
は、前述の図９のフローチャートにおいて、ステップＳ
１でのセンサ９１４の値を読みとる処理が不要となり、
またステップＳ３において、予め複数種類の立ち下がり
データを設定しておくだけで、後は前述の実施例と全く
同様にして行うことができる。

【００５８】以上説明したように第２実施例によれば、
ＭＰＵ１７０１による制御を必要としないので、制御部
の負荷を軽減できるという効果がある。また、これらセ
ンサを複数設けて各部の抵抗値や温度をモニタすること
が重要となるが、このような場合にも、センサの数が増
えることによる制御回路への負担がなくなるので、リア
ルタイムでの処理が可能となる。

【００５９】また前述の実施例では、時事刻々変化する
抵抗値或いは温度に対応させるためにはＭＰＵ１７０１
の処理が膨大なものとなったが、この第２実施例ではＭ
ＰＵ１７０１への負担を増大することなく、リアルタイ
ムで発熱素子の温度変化等に対応できる。

【００６０】また外部と接続するためのケーブルやコネ
クタ等を必要としないので、外部ノイズによる影響をな
くし、製造コストを低下させることができる。

【００６１】以上の説明においては、記録ヘッドの基体
をインクジェット方式の記録ヘッドに採用した例につい
て説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、
例えばサーマルヘッド用の基体にも応用できる。

【００６２】本発明は、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のプリント装置につ
いて説明したが、かかる方式によれば記録の高密度化、
高精細化が達成できる。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】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。

【００６７】加えて、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、あ
るいは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を用いてもよい。

【００６８】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段等を付加することは本発明の効果を一層安定にでき
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、記録とは別の吐出を行う予備吐出モ
ードを行うことも安定した記録を行うために有効であ
る。

【００６９】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。

【００７０】以上説明した本発明の実施例においては、
インクを液体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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても１つの機器から成る装置に適用し
ても良い。また、本発明は、システム或は装置に本発明
を実行するプログラムを供給することによって達成され
る場合にも適用できることはいうまでもない。

【００７４】又本発明は、本実施例のように記録ヘッド
を走査して記録を行うシリアル型の記録ヘッドだけでな
く、ライン型のヘッドにも適用できる。

【００７５】又本発明は、実施例のインクジェットヘッ
ドだけでなく、サーマルヘッド或いはワイヤドット等の
ように、電流を流して記録要素（ノズルや発熱素子等）
を駆動する他の記録方式の記録ヘッド及び該記録ヘッド
を用いた記録方法及び装置にも適用できる。

【００７６】以上説明したように本実施例によれば、イ
ンクジェット記録ヘッド用の基体にヒートパルスのパル
ス幅を決定するためにデータをラッチしておくだけで、
ヒートパルスを自動的に決定して発熱素子に通電するこ
とができる。また従来のシフトレジスタを、パルス幅を
決定するデータの入力に活用できることから、パルス幅
データを入力する回路素子を省略でき、回路スペースの
増大を防止できる。

【００７７】更に、ヒートパルスを決定するデータを記
録ヘッドに記憶しておくだけで容易に任意の幅のヒート
パルスを出力できるので、簡単に各ノズルよりのインク
吐出量を制御できる。

【００７８】また更に、長寿命の記録ヘッド、およびそ
れを使用した記録装置を提供することができる。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ヘ
ッドの回路基体のサイズを大幅に増やすことなく、また
制御回路の負担を少なくして各記録要素の通電タイミン
グを補正して記録できる。

【００８０】又本発明によれば、記録装置側の処理を少
なくして、通電駆動を行うことができる。

【００８１】又本発明によれば、通電体の抵抗値のバラ
ツキに起因する記録特性をヒートパルスで調整できる。

【００８２】更に本発明によれば、各記録要素のばらつ
きを補正して記録できる。

【００８３】又本発明によれば、通電体の抵抗値のバラ
ツキに起因する記録特性をヒートパルス幅を調整して記
録することにより、高品位の画像が得られる効果があ
る。

【００８４】また本発明によれば、制御回路の負担を増
大することなく、記録要素の温度或いは抵抗値の変動に
リアルタイムに対応して記録できる効果がある。

【００８５】

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のインクジェット記録装置で使用され
るインクジェット記録ヘッド基体のブロック図である。

【図２】本実施例のヒートパルス生成回路の構成を示す
ブロック図である。

【図３】本実施例のヒートパルス生成回路における動作
例を示すタイミング図である。

【図４】本実施例の記録ヘッドの構成を示す構造図であ
る。

【図５】本実施例のインクジェット記録装置の主要部を
示す外観斜視図である。

【図６】図５の記録装置の概略構成を示すブロック図で
ある。

【図７】本実施例のインクジェット記録装置における記
録処理を示すフローチャートである。

【図８】本発明の第２実施例の記録ヘッドの基体のブロ
ック図である。

【図９】本発明の第２実施例の記録ヘッドのヒートパル
ス生成回路の一部構成を示すブロック図である。

【図１０】従来のインクジェット記録ヘッド基体のブロ
ック図である。

【符号の説明】

１００、３００ 記録ヘッドの基体 １０１、３０１ ヒートパルス生成回路 ２０１、３３０ カウンタ ２０２、９０３ ラッチ回路 ２０３、２０４、３３１〜３３４ コンパレータ ２０５、３３６ フリップフロップ ３３７ 選択回路 ３３８ ウインドウコンパレータ ３３９ アンプ・電流源 ９０１ 発熱素子 ９０３ ラッチ回路 ９０４ シフトレジスタ ９１４ 抵抗（温度）センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 雅実 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キ ヤノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平３−227663（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−227633（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/05 B41J 2/35

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の記録要素を駆動するための通電体
   と、記録データに応じて前記通電体に通電して記録を行
   う回路とを備える記録ヘッドであって、 前記通電体に通電するパルス幅を決定するデータを入力
   する入力端子と、 前記入力端子より入力される前記パルス幅を決定するデ
   ータを複数記憶する記憶手段と、 クロック信号を入力して計数する計数手段と、 前記通電体の抵抗値或いは温度を検出する検出手段と、 前記計数手段による計数値と前記検出手段により検出さ
   れた抵抗値或いは温度に応じて前記記憶手段に記憶され
   た複数のデータのいずれかを選択して前記通電体に通電
   する通電手段と、 を有することを特徴とする記録ヘッド。
2. 【請求項２】 前記通電体は発熱抵抗体であることを特
   徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
3. 【請求項３】 前記記憶手段は、記録データをシリアル
   で入力して保持するシフトレジスタを介して前記データ
   を入力し、前記データを保持するラッチ回路を含むこと
   を特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記データは前記通電体に通電するパル
   ス信号の立ち下がりタイミングを規定する情報を少なく
   とも含むことを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッ
   ド。
5. 【請求項５】 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又は４に記載の記録ヘッド。
6. 【請求項６】 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、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５に記載の記録ヘ
   ッド。
7. 【請求項７】 請求項１に記載の記録ヘッドを通電駆動
   して記録媒体に画像を記録する記録装置であって、 前記記録ヘッドの前記記憶手段に、通電体への通電時間
   を規定する複数種のデータを転送する転送手段と、 画像データに応じて前記記録ヘッドの前記通電体に通電
   して記録する際、前記計数手段にクロック信号を出力す
   る記録通電手段と、 を有することを特徴とする記録装置。
8. 【請求項８】 前記通電体は発熱抵抗体であることを特
   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７に記載の記録装置。
10. 【請求項１０】 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、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９に記載の記録
    装置。
11. 【請求項１１】 請求項１に記載の記録ヘッドを通電駆
    動して記録媒体に画像を記録する記録方法であって、 前記パルス幅を指示する複数のデータを前記記憶ヘッド
    に転送して前記記憶手段に記憶する工程と、 画像データに応じて前記記録ヘッドの前記通電体に通電
    して記録する際、クロック信号を所定数出力する工程
    と、 を有することを特徴とする記録方法。
12. 【請求項１２】 前記通電体は発熱抵抗体であることを
    特徴とする請求項１１に記載の記録方法。
13. 【請求項１３】 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１１に記載の記録方法。
14. 【請求項１４】 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、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１３に記載の記
    録方法。