JP3323597B2 - インクジェットヘッド用基体、該基体を用いたインクジェットヘッドおよびインクジェットプリント装置 - Google Patents

インクジェットヘッド用基体、該基体を用いたインクジェットヘッドおよびインクジェットプリント装置

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Description

【発明の詳細な説明】

【0001】

【産業上の利用分野】本発明は、ノイズに対し、誤動作
のない安定したプリントを行い得るインクジェットヘッ
ド用基体、該基体を用いたインクジェットヘッド、およ
び該ヘッドを用いたプリンタ等のインクジェットプリン
ト装置に関する。

【0002】

【背景技術】インクジェット記録法(液体噴射記録法)
は、作動時における騒音の発生が無視し得る程度に極め
て小さいという点、高速記録が可能であり、しかも定着
という特別な処理を必要とせずに所謂普通紙に記録の行
なえる点等において極めて優れており、最近ではプリン
ト方式の主流になりつつある。

【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、熱エネルギを液体に作用さ
せて液滴吐出の為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。

【0004】すなわち、上記の公報に開示されている記
録法は、熱エネルギ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
力によって、インクジェットヘッド部先端のオリフィス
より液体が吐出されて、これが被記録部材に付着し記録
が行なわれるという特徴がある。

【0005】殊に、ドイツ公開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
マンド記録法に極めて有効に適用されるばかりではな
く、高密度に吐出口を配列し、さらにフルラインタイプ
としたインクジェットヘッド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。

【0006】上記の記録法に適用されるインクジェット
ヘッドは、液体を吐出するために設けられた吐出口と、
該吐出口に連通し、液滴を吐出するための熱エネルギが
液体に作用する部分である熱作用部を構成の一部とする
液路とを有する液吐出部を有し、液吐出部は熱エネルギ
を発生する手段としての電気熱変換体(発熱体)を具備
しているヘッド基体(ヒータボード)および吐出口や液
路を形成するための溝等を具備した天板等とからなって
いる。

【0007】近年、ヘッド用基体は、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
するラッチ回路とを、同一基板内に構成できるようにな
ってきた。

【0008】図4は従来の基体上の回路構成例を示す。
ここで、400は基体、401は発熱体、402はパワ
ートランジスタ、403はラッチ回路、404はシフト
レジスタである。他には、同時に駆動する発熱体を少な
くし瞬時に流れる電流を小さくすることによりプリンタ
本体電源の小型化をはかる目的で、発熱体群を所定個数
毎のブロックに分割し、ブロックを単位として分割駆動
を行うために設けられるデコーダ等の時分割駆動ブロッ
ク選択用ロジック405、ロジック系バッファ406等
を有している。入力信号としてはシフトレジスタを動か
すためのクロック、画像データを直列で受け取る画像デ
ータ入力、ラッチ回路でデータを保持させるためのラッ
チクロック、ブロック選択のためのブロックイネーブ
ル、パワートランジスタのオン時間、すなわち発熱体を
駆動している時間を外部からコントロールするための駆
動(ヒートパルス)パルス幅入力、ロジック回路駆動電
源(5V)、GND、発熱体駆動電源があり、それぞ
れ、基体上のパッド407,408,409,410,
411,412,413および414を介して入力され
る。

【0009】駆動シーケンスは、まずプリンタ本体より
画像データをクロックに同期してシリアルにヘッド内部
の基体に送り、それを基体内シフトレジスタ404が取
り込む。その取り込んだデータをラッチ回路403で一
時記憶し、次の画像データのラッチ回路保持までの間に
ブロック選択を時分割で行ない、そのブロック選択の各
々でヒートパルス411からパルスが入力されると、ブ
ロック選択され、かつ画像データがオンである、ひとつ
もしくは複数のパワートランジスタ402がオンとな
り、当該ブロック選択され、かつ画像データがオンであ
る、ひとつもしくは複数の発熱体に電流が流れて駆動さ
れるというものである。

【0010】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、最近
ではヘッド用基体へのドライバ,シフトレジスタ,ラッ
チ等のロジック回路の集積化が進んでいるが、ひとつあ
たりの発熱体に流れる電流パルスは瞬間的に100〜2
00mAにも達し、同時にオンする発熱体が例えば8エ
レメントであった場合、1〜1.5A程度の電流パルス
が発熱体駆動電源ラインおよびGNDラインに流れるこ
とになる。ここで問題となってくるのがプリンタ本体か
らインクジェットヘッドまでのフレキシブル配線やイン
クジェットヘッド内の配線等で発生する誘導結合による
ノイズによってヘッド用基体上のロジック回路部が誤動
作することである。

【0011】ここで、容量結合によるノイズも当然に懸
念されるところであるがインクジェットヘッドのクロッ
ク周波数は最も高いところでも、高々数MHZ であり、
ロジック電源電圧が5V程度であれば動作に影響する可
能性は小さく、前者の誘導ノイズによる誤動作の影響の
ほうが大きい。特にノイズによってヘッド用基体内でク
ロックやラッチクロックが誤動作した場合、ヘッド用基
体内の画像データがプリンタ本体より送られたデータと
全く異なってしまう可能性が高く、プリント品位への影
響が非常に高い。誘導ノイズの大きさは単位時間あたり
の電流の変化量が大きくなるほどレベルが高くなること
から、現在開発が進められている高速プリント等のため
の吐出口数の増大に伴い、さらに同時オンされるエレメ
ント数の増加が予想され、電流パルスの電流値もさらに
大きくなり、すなわちノイズレベルが高くなることにな
る。

【0012】ここでいくつかの対策が考えられ、ひとつ
にはブロック数を増やすことにより同時にオンする発熱
体の数を減らし、電流パルスの大きさを抑制することが
考えられる。しかしながら高速プリントを行う場合、ラ
ッチ回路によるある時点のデータ保持から次のデータ保
持までの間隔、すなわち吐出周期が短くなり、ブロック
数を増やすことによってひとつあたりのブロックに割当
てられる時間が短くなってしまい、インク吐出のために
十分なエネルギが得られなくなるおそれがある。

【0013】ふたつめとしてはフレキシブル基板上での
誘導ノイズを減らすために、インクジェットヘッドを支
えるプリント本体のキャリッジ自身もしくは近辺に電流
供給用のコンデンサを設ける等、ノイズ対策部品を付加
することで誤動作を防ぐことも考えられ、実際にインク
ジェットプリンタのキャリッジ部分に採用しているケー
スも多い。しかしその場合、その対策のためにキャリッ
ジ部分の大型化が避けられないものとなり、プリンタ本
体の小型化ができないことや、対策部品のコストがかさ
む等の問題点が生じる。

【0014】

【課題を解決するための手段】本発明は以上のような問
題を解決すべき課題として捉えたもので、そのために本
発明は、基板上に、複数の発熱体と、該発熱体を画像デ
ータに応じて駆動させるドライバと、前記発熱体に印加
する駆動パルスの幅を規定するためのパルス幅規定信号
の入力部と、前記複数の発熱体を所定個数毎のブロック
に分割しブロックを単位とした時分割駆動を行わせるた
めのブロック選択部とを有するインクジェットヘッド用
基体において、前記ブロック選択部によって選択された
同一ブロック内の発熱体に印加される前記駆動パルスの
タイミングをそれぞれずらして発熱体に供給するための
積分回路を、前記入力部に電気的に接続された前記パル
ス幅規定信号のラインに設けたことを特徴とする。

【0015】ここで、直列入力される画像データを並列
に出力するためのシフトレジスタと、該シフトレジスタ
から出力されるデータを一時記憶するラッチ回路とが前
記基体上に設けられ、前記発熱体、前記ドライバ、前記
入力部、前記ブロック選択部、前記シフトレジスタ、前
記ラッチ回路は前記基板上に成膜工程により形成されて
おり、前記積分回路は、前記ドライバの膜構成で使用さ
れている拡散層の抵抗成分と、前記シフトレジスタおよ
び前記ラッチ回路を含む駆動制御ロジック系の膜構成で
使用されているゲート酸化膜を利用した容量成分とで構
成されたCR積分回路の形態を有し、当該CR積分回路
が前記成膜工程において同時に形成されているものと
ることができる。

【0016】また、本発明は、複数の発熱体と、該複数
の発熱体を画像データに応じて駆動させるドライバと、
該ドライバに与える駆動信号を制御する駆動制御ロジッ
回路とを配したインクジェットヘッド基体において、
前記複数の発熱体に供給される電流を受け取るための電
流端子と、 前記駆動制御ロジック回路に入力する信号を
受け取る端子を有する信号入力部とを有し、 前記信号入
力部には、前記電流端子が受け取る前記電流が前記駆動
制御ロジック回路に入力される信号に及ぼす影響を抑制
するための、信号の入力を判断するためのしきい値が立
ち上がりと立ち下がりとで異なるヒステリシス回路が設
けられていることを特徴とする。ここで、前記駆動制御
ロジック回路は、直列に入力される画像データをそれぞ
れ並列に出力するシフトレジスタと、該シフトレジスタ
から出力されるデータを一時記憶するラッチ回路とを有
するものとすることができる。

【0017】さらに、前記ヒステリシス回路は、前記駆
動ロジック回路に入力する信号を受け取る端子の中の、
前記シフトレジスタに画像データを入力する端子に電気
的に接続されたラインと、ラッチ信号を入力する端子に
電気的に接続されたラインとに設けられているものとす
ることができる。 または、前記発熱体、前記ドライバ、
前記シフトレジスタ、前記ラッチ回路は前記基板上に成
膜工程により形成されており、前記ヒステリシス回路
は、前記ドライバの膜構成で使用されている拡散層の抵
抗成分を利用して構成された抵抗器の形態を有し、当該
抵抗器が前記成膜工程において同時に形成されているも
のとすることができる。

【0018】また、前記基体は、前記発熱体に印加する
駆動パルスの幅を規定するためのパルス幅規定信号の入
力部と、前記複数の発熱体を所定個数毎のブロックに分
割しブロックを単位とした時分割駆動を行わせるための
ブロック選択部とをさらに有し、前記ブロック選択部に
よって選択された同一ブロック内の発熱体に印加される
前記駆動パルスのタイミングをそれぞれずらすための積
分回路が、前記パルス幅規定信号のラインに設けられて
いるものとすることができる。ここで、前記パルス幅規
定信号の入力部および前記ブロック選択部も前記成膜工
程により形成されており、前記積分回路は、前記ドライ
バの膜構成で使用されている拡散層の抵抗成分と、前記
シフトレジスタおよび前記ラッチ回路を含む駆動制御ロ
ジック系の膜構成で使用されているゲート酸化膜を利用
した容量成分とで構成されたCR積分回路の形態を有
し、当該CR積分回路も前記成膜工程において同時に
成されているものとすることができる。また、上記にお
いて、前記電流端子および前記信号入力部には、プリン
タ本体から前記インクジェットヘッド用基体を有する記
録ヘッド間の配線を介して、それぞれ、前記電流と前記
信号が供給されるものとすることができる。

【0019】加えて、本発明インクジェットヘッドは、
上記基体と、該基体に組合され、前記発熱体に関連する
液路および該液路の一端をなすインク吐出口を形成する
ための部材とを具えたことを特徴とする。

【0020】さらに、本発明インクジェットプリント装
置は、そのインクジェットヘッドと、該ヘッドに対しプ
リント媒体を相対搬送する手段を具える。ここで、上記
インクジェットヘッドを着脱自在に支持し、前記プリン
ト媒体に対して走査させるためのキャリッジを具えるこ
とができる。

【0021】

【作用】本発明によれば、インクジェットヘッド基体の
形成に際し、発熱体,ドライバ,シフトレジスタ等ロジ
ック吐出制御回路などの構成要素とともに、入力部には
ヒステリシス回路を、入力パルス幅信号(ヒートパル
ス)にはCR積分回路を形成することにより、高速プリ
ントに不可欠である吐出口数の増大や高密度実装に伴う
同時駆動される発熱体数の増加に対しても、発生するノ
イズを抑えることが可能で、かつノイズに対してのマー
ジンが増えることから安定した動作を実現できる。ま
た、これに伴い、本体キャリッジ部やインクジェットヘ
ッド自身に特別のノイズ対策を施さなくても済み、装置
のコストダウン,小型化の実現に効果がある。

【0022】また、積分回路,ヒステリシス回路を基体
上の各要素の膜構成を利用して形成すれば、従来の基体
製造プロセスを変える必要がなく、すなわち製造上のコ
ストアップを生じることなく、かつプリント装置本体、
フレキシブル基板、キャリッジ上にノイズ対策部品を設
けたり、対策のために従来の駆動シーケンスや回路等の
設計の変更をプリント装置本体側で行うことを必要とせ
ずインクジェット記録ヘッドでのノイズ問題を解決する
ものである。

【0023】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【0024】図1は本発明インクジェットヘッド用基体
の回路構成の一例である。ここで101は入力しきい値
にヒステリシスを設けるための回路であり、本実施例で
は、図2に等価的に示すように従来のヘッド用基体ロジ
ック系入力部(同図(A))のバッファ部202に対
し、同図(B)に示すように抵抗201を付加してあ
る。これは実際にはドライバの膜構成で使用している拡
散層の抵抗成分を利用して簡単に構成できる。抵抗20
1の抵抗値R1,R2の比は1対2.5とした。

【0025】この構成により、従来信号のハイレベルと
ローレベルとの判断基準となるしきい値が立ち上がり
(LOWからHIGH),立ち下がり(HIGHからL
OW)にかかわりなく2.5Vであったものが、本実施
例では立ち上がり時は3.5V、立ち下がり時は1.5
Vとなった。すなわちノイズのレベルがしきい値を越え
る可能性が少なくなったことになる。インクジェットヘ
ッド用基体が入力する信号の周波数は本発明が解決しよ
うとする課題の項において説明したように高いものでは
なく、入力にヒステリシスをつけることによる応答の遅
れは全く問題とならないことから、本例の如き構成によ
る誤動作防止への効果は大きい。

【0026】なお、抵抗201の抵抗値R1,R2の比
を変えることによりヒステリシスの幅を変えられること
は言うまでもなく、拡散層の抵抗成分のバラツキ等を考
慮して適切な抵抗比とすることが望ましい。

【0027】図1において、102はバッファとドライ
バ402の膜構成で使用している拡散層の抵抗成分と、
ロジック制御回路の膜構成で使用しているゲ−ト酸化膜
を利用した容量成分との3つで構成されたCR積分回路
であり、同一ブロックに含まれるエレメントのうちその
数から1を減じた数のエレメントに対するヒートパルス
信号ラインに設ける。従来すべてのエレメントにパラレ
ルで同時に信号が伝わっていたヒートパルス411の信
号ライン部分に対し、本実施例では4エレメントで1ブ
ロックを構成しているので、CR積分回路を3素子設け
て4種類のライン103を構成し、ブロック選択回路4
05で同時にオンされる4つのエレメントの間で実際に
ヒートパルスが伝わる時間がそれぞれのエレメントで1
0〜200nsec、好ましくは10〜200nsec
ずれるように配線した。

【0028】ここで、CR積分回路102を構成した場
合と従来の場合の比較を図1のブロック選択回路405
で同時に選択されるエレメント(発熱体)A,B,C,
Dに着目して、ラッチ403からの信号はすべてHIG
H(アクティブ)、すなわちヒートパルスがHIGH
(アクティブ)の間パワートランジスタ402がオンし
発熱体401に電流が流れるものとして、本例の動作を
図3を用いて説明する。

【0029】図3では、従来(図中左側部分)と実施例
(図中右側部分)とについて、4つエレメントA,B,
C,Dにヒートパルスが印加される電圧波形とそれがし
きい値を越える時間、その時に発熱体駆動電源とGND
のラインに流れる電流パルスの波形、そしてその電流パ
ルスによって発生する誘導ノイズを受けたロジック系信
号の電圧波形をそのロジック系信号の実際のレベルがL
OW(0V)の際とHIGH(5V)の際の2つ(2つ
としたのは上記ヒステリシス回路101の従来と実施例
の比較をするため)について示している。

【0030】ここで従来の回路構成においてはヒートパ
ルスが4つエレメントA,B,C,Dに同時に伝わるこ
とから、パワートランジスタ402をオンとするための
しきい値を同時に越え、一斉に電流が流れ始め、すなわ
ち立ち上がり部分の単位時間あたりの電流変化量はひと
つの発熱体401がオンした場合の4倍となり、その分
ロジック系信号ラインに発生させるノイズレベルが高く
なってしまう。ここでロジック系信号ラインのしきい値
を越えてしまい、誤動作が生じて画像データの化けが発
生する。

【0031】しかし本実施例であるCR積分回路102
を構成した場合では、図3のヒートパルス波形から明ら
かなように、発熱体Aのヒートパルスを積分した波形が
発熱体Bのヒートパルスとなり、実際に発熱体Bのヒー
トパルスがしきい値を越えオンする時間は発熱体Aがオ
ンする時間より遅れる。同様にして発熱体C,Dも遅れ
ることから、発熱体駆動電源ラインに流れる電流パルス
は階段状となる。すなわち単位時間あたりの電流変化量
はひとつの発熱体がオンする場合と大差がなくなりノイ
ズレベルは大幅に小さくなる。

【0032】なお、本実施例では4つのエレメントが同
時にブロック選択され、かつ1エレメント毎にヒートパ
ルス伝達時間がずれるようにした場合について例示した
が、1ブロックを構成するエレメント数は適宜定め得る
ものであり、またノイズレベルが問題とならない範囲で
いくつかのエレメントを組合せてもよく、CR積分回路
の素子を増減させ、配線を適切に施すことによりあらゆ
る数の同時オンのケ−スにあてはめられることは勿論で
ある。

【0033】上記ヒステリシス回路101およびCR積
分回路102は、いずれも、基板上に発熱体,ドライ
バ,シフトレジスタ,ラッチ回路を含む駆動制御ロジッ
ク系、パルス幅入力部411およびブロック選択回路4
05等を成膜工程により形成してヘッド用基体400を
製造するプロセスをかえることなく、同時に製造でき
る。したがって基体の入力部のパッド数や基体内の他の
回路構成は大きく変える必要が無いことから、基体自身
のコストアップはほとんど生じない。またヘッド内でノ
イズに対処することができたためキャリッジ部分に対策
用のコンデンサ等の部品をつける必要が無いことから、
装置本体のコストダウン,小型化をも実現するものであ
る。

【0034】こうして構成されたヘッド用基体には、図
5に示すように複数の吐出口500に連通する液路50
5を形成するための液路壁部材501とインク供給口5
03を有する天板502とが取り付けられて、インクジ
ェット記録方式の記録ヘッド510とすることができ
る。この場合、インク供給口503から注入されるイン
クが内部の共通液室504へ蓄えられて各液路505へ
供給され、その状態で基体400発熱部506を駆動す
ることで吐出口500からインクの吐出がなされる。

【0035】以上述べた構成の記録ヘッド510を記録
装置本体に装着して装置本体から記録ヘッド510に信
号を付与することにより、高速記録、高画質記録を行な
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。

【0036】次に、本発明の記録ヘッドを用いたインク
ジェット記録装置について図6を参照して説明する。図
6は本発明が適用されるインクジェット記録装置600
の一例を示す外観斜視図である。

【0037】記録ヘッド510は、駆動モータ601の
正逆回転に連動して駆動力伝達ギア602,603を介
して回転するリードスクリュー604の螺旋溝621に
対して係合するキャリッジ620上に搭載されており、
前記駆動モータ601の動力によってキャリッジ620
とともにガイド619に沿って矢印a,b方向に往復移
動される。図示しない記録媒体給送装置によってプラテ
ン606上に搬送される記録用紙P用の紙押え板605
は、キャリッジ移動方向にわたって記録用紙Pをプラテ
ン606に対して押圧する。

【0038】607,608はフォトカプラであり、キ
ャリッジ620のレバー609のこの域での存在を確認
して駆動モータ601の回転方向切換等を行うためのホ
ームポジション検知手段である。610は前述の記録ヘ
ッド610の全面をキャップするキャップ部材611を
支持する支持部材で、612は前記キャップ部材611
内を吸引する吸引手段で、キャップ内開口613を介し
て記録ヘッド510の吸引回復を行う。614はクリー
ニングブレードで、615はこのブレードを前後方向に
移動可能にする移動部材であり、本体支持板616にこ
れらは支持されている。クリーニングブレード614
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いうまでもない。また、617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
620と係合するカム618の移動に伴って移動し、駆
動モータ601からの駆動力がクラッチ切換等の公知の
伝達手段で移動制御される。前記記録ヘッド510に設
けられた発熱部506に信号を付与したり、前述した各
機構の駆動制御を司ったりする印字制御部は、装置本体
側に設けられている(不図示)。

【0039】上述のような構成のインクジェット記録装
置600は、前記記録媒体給送装置によってプラテン6
06上に搬送される記録用紙Pに対し、記録ヘッド51
0が前記記録用紙Pの全幅にわたって往復移動しながら
記録を行うものであり、記録ヘッド510は、前述した
ような方法で製造したものを用いているため、高精度で
高速な記録が可能である。

【0040】以上の説明においては、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、本発明により基体は、たとえば、サーマルヘッド用
基体にも応用できるものである。

【0041】(その他)なお、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として熱エネルギを発生する手段
(例えば電気熱変換体やレーザ光等)を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば記録の高密度化,高精細化が
達成できるからである。

【0042】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。この方式は所謂オンデマンド型,
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一対一で対応した液体(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。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。

【0043】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
の組合せ構成(直線状液流路または直角液流路)の他に
熱作用部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44
59600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
するスリ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の圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭59−138461号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。

【0044】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
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。

【0045】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
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
記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効である。

【0046】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、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、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。

【0047】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して1個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば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るか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モードの少なくとも一つを備
えた装置にも本発明は極めて有効である。

【0048】さらに加えて、以上説明した本発明実施例
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、室温で軟化もし
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を30℃以上70℃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を用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、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よい。いずれにしても熱エネルギの
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
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
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。このような場合のインクは、
特開昭54−56847号公報あるいは特開昭60−7
1260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又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。

【0049】さらに加えて、本発明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
画像出力端末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。

【0050】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のインクジ
ェットヘッド基体によれば、発熱体,ドライバ,シフト
レジスタ等ロジック吐出制御回路などの構成要素ととも
に、入力パルス幅信号(ヒートパルス)の入力部にCR
積分回路を設けた構成としたり、駆動制御ロジック回路
への信号入力部にヒステリシス回路を設けた構成とする
ことで、高速プリントに不可欠である吐出口数の増大や
高密度実装に伴う同時駆動される発熱体数の増加に対し
ても、発生するノイズを抑えることが可能で、かつノイ
ズに対してのマージンが増えることから安定した動作を
実現できる。また、これに伴い、本体キャリッジ部やイ
ンクジェットヘッド自身に特別のノイズ対策を施さなく
ても済み、装置のコストダウン,小型化の実現に効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の一実施例によるインクジェットヘッド
用基体の回路構成図である。

【図2】本発明の一実施例によるインクジェットヘッド
用基体内のヒステリシス回路の構成例を示す図である。

【図3】従来および本実施例のインクジェットヘッド用
基体内のヒートパルス波形,駆動電流波形,ノイズ波形
を示す図である。

【図4】従来のインクジェットヘッド用基体の回路構成
図である。

【図5】図1に示した基体を用いたインクジェットヘッ
ドの構成例を示す模式的斜視図である。

【図6】図5に示したヘッドを用いて構成したプリンタ
の構成例を示す模式的斜視図である。

【符号の説明】

101 ヒステリシス回路 102 CR積分回路 201 抵抗 202 バッファ部 400 インクジェットヘッド用基体 401 発熱体 402 パワートランジスタ 403 ラッチ回路 404 シフトレジスタ 405 ブロック選択用ロジック 407〜414 パッド 500 吐出口 501 液路壁部材 502 天板 510 インクジェットヘッド 600 インクジェット記録装置 601 駆動モータ 602,603 駆動力伝達ギヤ 606 プラテン 620 キャリッジ P 記録用紙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古川 達生 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 (72)発明者 丸 博之 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2−174248(JP,A) 特開 昭63−76668(JP,A) 特開 昭57−78573(JP,A) 実開 平2−138922(JP,U) 実開 昭62−178622(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/05 B41J 2/16

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に、複数の発熱体と、該発熱体を
    画像データに応じて駆動させるドライバと、前記発熱体
    に印加する駆動パルスの幅を規定するためのパルス幅規
    定信号の入力部と、前記複数の発熱体を所定個数毎のブ
    ロックに分割しブロックを単位とした時分割駆動を行わ
    せるためのブロック選択部とを有するインクジェットヘ
    ッド用基体において、 前記ブロック選択部によって選択された同一ブロック内
    の発熱体に印加される前記駆動パルスのタイミングをそ
    れぞれずらして発熱体に供給するための積分回路を、
    記入力部に電気的に接続された前記パルス幅規定信号の
    ラインに設けたことを特徴とするインクジェットヘッド
    用基体。
  2. 【請求項2】 直列入力される画像データを並列に出力
    するためのシフトレジスタと、該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前記基体
    上に設けられ、前記発熱体、前記ドライバ、前記入力
    部、前記ブロック選択部、前記シフトレジスタ、前記ラ
    ッチ回路は前記基板上に成膜工程により形成されてお
    、 前記積分回路は、前記ドライバの膜構成で使用されてい
    る拡散層の抵抗成分と、前記シフトレジスタおよび前記
    ラッチ回路を含む駆動制御ロジック系の膜構成で使用さ
    れているゲート酸化膜を利用した容量成分とで構成され
    たCR積分回路の形態を有し、当該CR積分回路が前記
    成膜工程において同時に形成され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ヘッド用基体。
  3. 【請求項3】 複数の発熱体と、該複数の発熱体を画像
    データに応じて駆動させるドライバと、該ドライバに与
    える駆動信号を制御する駆動制御ロジック回路とを配し
    たインクジェットヘッド基体において、前記複数の発熱体に供給される電流を受け取るための電
    流端子と、 前記駆動制御ロジック回路に入力する信号を受け取る端
    子を有する信号入力部とを有し、 前記信号入力部には、前記電流端子が受け取る前記電流
    が前記駆動制御ロジック回路に入力される信号に及ぼす
    影響を抑制するための、信号の入力を判断するためのし
    きい値が立ち上がりと立ち下がりとで異なるヒステリシ
    ス回路が設けら れている ことを特徴とするインクジェッ
    トヘッド用基体。
  4. 【請求項4】 前記駆動制御ロジック回路は、直列に入
    力される画像データをそれぞれ並列に出力するシフトレ
    ジスタと、該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を有することを特徴とする請求
    項3に記載のインクジェットヘッド用基体。
  5. 【請求項5】 前記ヒステリシス回路は、前記駆動ロジ
    ック回路に入力する信号を受け取る端子の中の、前記シ
    フトレジスタに画像データを入力する端子に電気的に接
    続されたラインと、ラッチ信号を入力する端子に電気的
    に接続されたラインとに設けられていることを特徴とす
    る請求項4に記載のインクジェットヘッド用基体。
  6. 【請求項6】 前記発熱体、前記ドライバ、前記シフト
    レジスタ、前記ラッチ回路は前記基板上に成膜工程によ
    り形成されており、前記ヒステリシス回路は、前記ドラ
    イバの膜構成で使用されている拡散層の抵抗成分を利用
    して構成された抵抗器の形態を有し、当該抵抗器が前記
    成膜工程において同時に形成されていることを特徴とす
    る請求項4に記載のインクジェットヘッド用基体。
  7. 【請求項7】 前記基体は、前記発熱体に印加する駆動
    パルスの幅を規定するためのパルス幅規定信号の入力部
    と、前記複数の発熱体を所定個数毎のブロックに分割し
    ブロックを単位とした時分割駆動を行わせるためのブロ
    ック選択部とをさらに有し、前記ブロック選択部によっ
    て選択された同一ブロック内の発熱体に印加される前記
    駆動パルスのタイミングをそれぞれずらすための積分回
    路が、前記パルス幅規定信号のラインに設けられている
    ことを特徴とする請求項3または6に記載のインクジェ
    ットヘッド用基体。
  8. 【請求項8】 前記パルス幅規定信号の入力部および前
    記ブロック選択部も前記成膜工程により形成されてお
    、前記積分回路は、前記ドライバの膜構成で使用され
    ている拡散層の抵抗成分と、前記シフトレジスタおよび
    前記ラッチ回路を含む駆動制御ロジック系の膜構成で使
    用されているゲート酸化膜を利用した容量成分とで構成
    されたCR積分回路の形態を有し、当該CR積分回路も
    前記成膜工程において同時に形成されていることを特徴
    とする請求項7に記載のインクジェットヘッド用基体。
  9. 【請求項9】 前記電流端子および前記信号入力部に
    は、プリンタ本体から前記インクジェットヘッド用基体
    を有する記録ヘッド間の配線を介して、それぞれ、前記
    電流および前記信号が供給されることを特徴とする請求
    項3ないし5のいずれかに記載のインクジェットヘッド
    用基体。
  10. 【請求項10】 請求項1ないしのいずれかに記載の
    基体と、 該基体に組合され、前記発熱体に関連する液路および該
    液路の一端をなすインク吐出口を形成するための部材
    と、 を具えたことを特徴とするインクジェットヘッド。
  11. 【請求項11】 請求項10に記載のインクジェットヘ
    ッドと、 該ヘッドに対しプリント媒体を相対搬送するための手段
    と、 を具えたことを特徴とするインクジェットプリント装
    置。
  12. 【請求項12】 前記インクジェットヘッドを着脱自在
    に支持し、前記プリント媒体に対して走査させるための
    キャリッジを具えたことを特徴とする請求項11に記載
    のインクジェットプリント装置。
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