JP3347584B2 - 記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置 - Google Patents

記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置

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JP3347584B2
JP3347584B2 JP14597596A JP14597596A JP3347584B2 JP 3347584 B2 JP3347584 B2 JP 3347584B2 JP 14597596 A JP14597596 A JP 14597596A JP 14597596 A JP14597596 A JP 14597596A JP 3347584 B2 JP3347584 B2 JP 3347584B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は記録ヘッド及びその
記録ヘッドを用いた記録装置に関し、特に、例えば、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
方式に従った記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記
録装置にに関する。
【0002】
【従来の技術】熱エネルギーを利用して記録を行うイン
クジェット方式に従う記録ヘッドは、インク液滴を吐出
する吐出口に連通する部位に発熱素子を設け、この発熱
素子に数μ秒程度の間通電することにより、インク中に
気泡を発生させ、インク液滴を吐出し記録を行なう。こ
のような記録ヘッドは、多数の吐出口及び発熱素子を高
密度に配置することが容易であり、これにより、高精細
な記録画像を行うことができる。
【0003】さて、このような記録ヘッドの全ての発熱
素子を同時に駆動すると瞬時に流れる電流が大きくなっ
てしまうので、通常は、数10ないし数100の発熱素
子を4ないし8程度のブロックに分け、ブロック毎の駆
動のタイミングを僅かに異ならせることにより、瞬時に
流れる電流を低く押えるようにしている。
【0004】また、多数の発熱素子を駆動するにあた
り、各々の発熱素子に電力を供給する線を記録ヘッド外
部より設けると配線数が多くなり、記録ヘッドとこれを
搭載する記録装置本体との間の電気的接続がやっかいに
なるという問題が有る。このため、通常は、記録ヘッド
に発熱素子の駆動回路を内蔵し、記録ヘッドと記録装置
との間の配線数が多くならないようにしている。この駆
動回路は発熱素子の基板とは独立に設けられ、両者の間
をワイヤボンディングなどの方法で接続していたが、最
近では、発熱素子の基板として駆動回路を内蔵したSi
(シリコン)ウエハが広く用いられている。
【0005】この駆動回路の構成には、様々なものがあ
るが、以下にその代表的な構成を挙げる。
【0006】(1)まず最も一般的な構成として、発熱
素子の数と等しいビット数のシフトレジスタ、ラッチ回
路、ゲート、トランジスタを設け、記録データを記録装
置よりそのシフトレジスタにシリアル転送し、これをラ
ッチし、ラッチされた信号でブロック毎に与えられる駆
動信号に対応するゲートを介してトランジスタを駆動す
るものがある。
【0007】(2)これは、ダイオードマトリックスを
用いる構成である。即ち、発熱素子をN×Mのマトリッ
クスに配線し、各発熱素子間の電流のクロストークを避
けるため、各発熱素子に直列にダイオードを設けるよう
に構成している。従って、記録ヘッド外部と接続する配
線の数は、N+Mでよい。
【0008】(3)これは、トランジスタマトリックス
を用いる構成である。これは、各発熱素子に対応したト
ランジスタを設け、そのコレクタを発熱素子の一端に接
続し、エミッタを共通に接続した回路を用い、発熱素子
の電力供給線とトランジスタのベース信号線をマトリッ
クスに配線し、駆動するものである。従って、記録ヘッ
ド外部と接続すべき配線の数は、ダイオードマトリック
スを用いる構成と比較してエミッタの共通配線だけ多く
なるのみである。トランジスタとしてはバイポーラトラ
ンジスタ、FETの何れでも良い。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例の駆動回路では、以下のような問題がある。
【0010】即ち、上記(1)で述べた構成であるシフ
トレジスタやラッチを設けたものは、接続すべき配線の
数が少ないという利点が有るものの、回路規模が大きい
ためコストが高いという問題が有る。殊に発熱素子の数
が多い場合には駆動回路の製造時の歩留まりが低く、著
しくコストを高くしてしまう。また、発熱素子を駆動す
るときには瞬時に大きな電流が流れ、強い電気的ノイズ
が発生するが、この構成の回路は多数のフリップフロッ
プを高速のクロックで駆動する回路であるので、シフト
レジスタのデータがノイズによりシフトしたり、データ
が変化するなどの問題が生じ易い。加えて、発熱素子は
複数のブロックに分割され、僅かに動作タイミングを異
ならせて駆動されるので、1回のデータ転送の間に強い
ノイズが繰返し発生し、さらに、誤動作の確率が高くな
る。
【0011】ダイオードマトリックスやトランジスタマ
トリックスを用いた回路では、基本的にフリップフロッ
プを用いていないので、強いノイズが混入した場合で
も、そのノイズの入った瞬間以外は正常な動作をし、一
瞬のノイズの影響がその後に及ぶことがないので、誤動
作の問題は少ない。また、通常、1回の記録動作で発熱
素子は数μsec駆動されるのに対し、ノイズの発生時
間は10nsec程度の場合が多く、その影響は無視す
ることが出来る。しかし、この2つの回路構成は何れ
も、記録ヘッド内の駆動回路を駆動する記録装置側の回
路で電力線を高速度でスイッチングする必要が有る。そ
のため、記録装置側の駆動回路が大形かつ高価になると
いう問題が有る。さらに、記録ヘッドの電源から接地の
間に、発熱素子のプラス側でスイッチングするトランジ
スタ、マイナス側でスイッチングするトランジスタの2
つのトランジスタが存在することになるので、電力の損
失が大きいという問題が有る。
【0012】さらに、ダイオードマトリックスやトラン
ジスタマトリックスを用いたマトリックスドライブの回
路では、信号線の本数がN+M本以上必要であるので、
ノズル数の多い、即ち、多くの発熱素子を駆動する記録
ヘッドでは、記録ヘッドと記録装置とを電気的に接続す
る配線の数が多くなってしまうという問題が生じる。こ
れは結局のところコストの上昇や信頼性の低下につなが
る。
【0013】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、誤動作の発生が少なく信頼性の高い、コンパクトで
安価な記録ヘッドと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。
【0014】
【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、以下のような構成からなる。
【0015】即ち、M個ずつN個のブロックに分割され
てM個ずつN回に分けて分割駆動されるM×N個の記録
素子と、前記M×N個の記録素子に通電して駆動するM
×N個の駆動回路と、外部から入力されるブロック制御
信号に応じて前記分割駆動されるブロックを選択するた
めのブロック選択信号を発生する選択回路と、記録デー
タを入力し、前記記録素子の駆動を許可する信号を付加
したM個の記録素子に対応する記録データ信号として出
力する入力回路と、前記入力回路から入力する記録デー
タ信号と前記選択回路が発生する前記ブロック選択信号
に応じて前記駆動回路を駆動する信号を出力する出力回
路とを有することを特徴とする。
【0016】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。
【0017】
【発明の実施の形態】以上の構成により本発明の記録ヘ
ッドは、M個ずつN個のブロックに分割されてM個ずつ
N回に分けて分割駆動されるM×N個の記録素子と、M
×N個の記録素子に通電して駆動するM×N個の駆動回
路と、M個の記録素子に対応した記録データを入力する
入力回路とを備え、その駆動回路により記録素子を駆動
する場合には、分割駆動されるブロックをブロック選択
信号によって選択し、入力回路から入力される記録デー
タとブロック選択信号に応じて駆動信号を駆動回路に出
力するよう動作する。
【0018】ここで、駆動信号を駆動回路に出力する出
力回路は、ブロック選択信号と記録データとの論理積を
演算するAND回路を備え、そのAND回路の演算結果
によって駆動信号を駆動回路に出力するように構成して
も良いし、さらに、出力回路は、Mビットパラレルに入
力される記録データとブロック選択信号との論理積を演
算し、その演算結果に基づいて記録素子を駆動するため
の駆動信号を出力するようにしても良い。
【0019】また、入力回路は、供給されるクロックに
従って記録データをシリアルに入力して一時的に格納す
るシフトレジスタと、シフトレジスタに格納された記録
データをラッチするラッチ回路とを有するように構成で
きる。
【0020】そして、上記の出力回路は、ラッチ回路に
よってラッチされた記録データとブロック選択信号との
論理積を演算するAND回路を備え、そのAND回路の
演算結果に従って駆動回路に駆動信号を出力するように
構成できる。
【0021】或は、上記の入力回路は、記録データを入
力して一時的にホールドする複数のフリップフロップ
と、フリップフロップに格納された記録データをラッチ
するラッチ回路と、選択信号を入力してデコードし、そ
のデコード結果に従って記録データをホールドすべきフ
リップフロップを複数のフリップフロップから選択する
デコード回路とを有するように構成しても良い。
【0022】なお、記録ヘッドの記録素子は発熱体を備
え、その発熱体から発生する熱エネルギーを利用してイ
ンクを吐出して記録を行うインクジェット記録ヘッドを
用いることができる。
【0023】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。
【0024】<装置本体の概略説明>図1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(以
下、プリンタという)IJRAの構成の概要を示す外観
斜視図である。図1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50
04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5003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。5002
は紙押え板であり、キャリッジHC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。50
07,5008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。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。又、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機構で移
動制御される。
【0025】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。
【0026】<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。
【0027】図2はプリンタ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フェース、1
701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RAMであ
る。1704は記録ヘッド1708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1708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。1705は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、キャリアモータ1710を駆動するための
モータドライバである。
【0028】上記制御構成の動作を説明すると、インタ
フェース1700に記録信号が入るとゲートアレイ17
04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17
06、1707が駆動されると共に、ヘッドドライバ1
705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。
【0029】以下、上記構成のプリンタIJRAで用い
られる記録ヘッドIJHの3つの実施形態について説明
する。なお、以下に説明する実施形態の記録ヘッドIJ
Hは全て、128個の記録素子を有し、これらの記録素
子が8個づつ16のブロック(分割数N:16)に分割
され、各ブロックより1つずつの記録素子(8個の記録
素子)が同時に駆動される(同時駆動記録素子数M:
8)構成となっている。また、3つの実施形態におい
て、共通の構成要素には同じ参照番号(記号)を付して
説明する。
【0030】<記録ヘッドIJHの第1の実施形態>図
3は記録ヘッドIJHの第1の実施形態に従う駆動回路
の構成を示すブロック図である。図3において、100
はプリンタIJRAから供給されるブロック制御信号B
1、B2、B3、B4を入力してデコードしブロック選
択信号N1、N2、…、N16を発生する4→16デコ
ーダ、101はプリンタIJRAから供給されるイネー
ブル信号ENBを反転するインバータ、102は反転さ
れたイネーブル信号ENBとブロック選択信号N1、N
2、…、N16各々の論理積を演算する16個のAND
回路、H1〜H128は発熱素子、T1〜T128は発
熱素子H1〜H128に通電するパワートランジスタ、
A1〜A128はパワートランジスタT1〜T128に
対応したAND回路である。
【0031】また、AND回路A1〜A128は、プリ
ンタIJRAから入力される記録信号D1〜D8とブロ
ック選択信号N1、N2、…、N16との論理積とを演
算する。
【0032】この構成から明らかなように、記録素子の
分割数(N)は16であるが、デコーダにより4つの信
号線より入力されるブロック制御信号B1、B2、B
3、B4に基づいて、16個のブロック選択信号N1、
N2、…、N16を発生している。さらに、誤動作によ
り発熱素子H1〜H128が駆動されることを確実に防
止するためにイネーブル信号ENBを供給する信号線が
備えられている。
【0033】図4は図3に示す構成の記録ヘッドIJH
のに駆動タイミングを示すタイムチャートである。この
タイムチャートによれば、プリンタIJRAから送られ
るブロック制御信号B1〜B4の組み合わせによってバ
イナリ表現で0(0000)から15(1111)を示
す信号が順次送られる。これによって、4→16デコー
ダ100の出力であるブロック選択信号N1〜N16が
順次1つだけ“ハイ”となる。しかしながら、これらの
ブロック選択信号は直接、AND回路A1〜A128、
パワートランジスタT1〜T128、そして、発熱素子
H1〜H128に供給されるのではなく、AND回路1
02を介して供給される。
【0034】一方、AND回路102にはプリンタIJ
RAから送られるイネーブル信号ENBの反転信号が供
給されるので、イネーブル信号ENBが“ロウ”である
ときのみ、ブロック選択信号N1〜N16が発熱素子に
供給され駆動されることになる。
【0035】なお、発熱素子の発熱時間とそのタイミン
グは、イネーブル信号ENB又は記録信号D1〜D8で
定めることができる。また、イネーブル信号をダブルパ
ルスとした制御を行っても良い。この回路では、データ
のパルス幅を制御すれば、個々の発熱素子毎にヒートパ
ルスの幅を制御することができ、それによりインクジェ
ットヘッドの吐出を細かく制御することも可能である。
【0036】図3に示した構成によれば、電源電圧(V
H)の供給線と接地電圧(GH)の信号線とを含めて、1
5本の信号線(記録信号D1〜D8の信号線が8本、ブ
ロック制御信号B1〜B4の信号線が4本、イネーブル
信号ENB、電源電圧(VH)、接地電圧(GH)の信号
線が各1本ずつ)がプリンタIJRAとの間に存在す
る。
【0037】従ってこの実施形態に従えば、プリンタI
JRAから供給されるブロック制御信号をデコードした
ブロック選択信号によって直接発熱素子が駆動されるの
ではなく、イネーブル信号とブロック選択信号とによっ
て駆動されるので、例えば、デコーダの誤動作による発
熱素子の駆動がされる。
【0038】<記録ヘッドIJHの第2の実施形態>図
5は記録ヘッドIJHの第2の実施形態に従う駆動回路
の構成を示すブロック図である。この回路は第1の実施
形態の記録ヘッドIJHに供給される記録信号D1〜D
8をシフトレジスタ及びラッチ回路を介して与えるよう
に構成されている。図5において、103はプリンタI
JRAから供給されるクロック信号CKに従って記録デ
ータDATAをシリアルに入力する8ビットシフトレジ
スタ、104はプリンタIJRAから供給されるラッチ
信号LATCHに従って8ビットシフトレジスタ103
に格納された8ビット分の記録データDATAをラッチ
する8ビットラッチ回路、105はイネーブル信号EN
Bと8ビットラッチ回路104にラッチされた8ビット
のデータ各ビットとの論理積を演算するAND回路10
5である。
【0039】そして、AND回路105からの出力が記
録信号D1〜D8として発熱素子に供給される。これら
の出力と4→16デコーダ100からの出力であるブロ
ック選択信号N1〜N16により発熱素子の駆動のタイ
ミング及びパルス幅を定める。この実施形態と第1実施
形態とを比較すると、イネーブル信号ENBは正論理で
動作するようになっている。即ち、イネーブル信号EN
Bが“ハイ”のときに発熱素子は駆動される。
【0040】図5に示した構成によれば、電源電圧(V
H)の供給線と接地電圧(GH)の信号線とを含めて、1
0本の信号線(ブロック制御信号B1〜B4の信号線が
4本、記録データDATA、クロックCK、イネーブル
信号ENB、ラッチ信号LATCH、電源電圧(V
H)、接地電圧(GH)の信号線が各1本ずつ)がプリン
タIJRAとの間に存在する。このようにこの構成は、
第1実施形態で説明した構成と比較してさらに信号線の
本数を減らすことが出来る。
【0041】図6は図5に示す構成の記録ヘッドIJH
のに駆動タイミングを示すタイムチャートである。この
タイムチャートによれば、記録データを8ビットシフト
レジスタ103にシリアル転送するタイミングと発熱素
子を駆動するタイミングとが重複しないようになってい
る。さて、ノイズの発生はヒートパルス(イネーブル信
号ENB)のエッジ付近に集中するが、図6のタイムチ
ャートが示すような制御であれば、1回のデータ転送に
対して、イネーブル信号ENBとデータ転送のタイミン
グが近接、或は、重複する可能性は、1回又は2回程度
であるので、誤動作の可能性はほとんど無視できるよう
になる。
【0042】このように、プリンタIJRAのMPU1
701がヘッドドライバ1705を介して制御すること
で、記録データの転送中に発熱素子の駆動による発熱素
子などからのノイズが発生しないようにし、誤動作の可
能性はほとんど無視し得るようにしている。
【0043】従ってこの実施形態に従えば、ノイズの発
生原因となる発熱素子の駆動が記録データの転送中にな
らないように記録制御することで誤動作の発生を防止す
ることができる。
【0044】さらには、駆動回路にシフトレジスタやラ
ッチ回路を備えることで、プリンタIJRAと記録ヘッ
ドとの信号線の数をより減らすようにしている。これに
よって、記録ヘッドとプリンタとの間を接続するケーブ
ルがより小さなものとなり、装置の小型化やコストの削
減にも資する。
【0045】また、図6に示すように、記録データの転
送を発熱素子の駆動が終了した後に行なう場合には、図
5に示した8ビットラッチ回路104を省略することも
可能であり、それにより回路規模を小さくすることも可
能となる。
【0046】なお、以上の構成に第1実施形態と同じよ
うに、4→16デコーダ100の出力であるブロック信
号N1〜N16とイネーブル信号ENBとの論理積を求
めるANDゲートを設けてもよい。このようにして誤動
作により発熱素子が駆動されることを一層確実に防ぐこ
とが出来る。
【0047】さらに、発熱素子の数が多い構成の記録ヘ
ッドの場合には、シフトレジスタの容量をより大きくし
ても良いが、クロックの周波数を高めることなく多数の
発熱素子を駆動するために、複数のシフトレジスタ及び
ラッチ回路を備え、デコーダは各々のシフトレジスタで
駆動される発熱素子に共通に用いるように構成しても良
い。
【0048】<記録ヘッドIJHの第3の実施形態>図
7は記録ヘッドIJHの第3の実施形態に従う駆動回路
の構成を示すブロック図である。この回路は第2の実施
形態の記録ヘッドIJHに含まれる8ビットシフトレジ
スタ103に代えて、8つのフリップフロップ回路と3
ビットのデータ選択信号S1、S2、S3をデコードす
る3→8デコーダが設けられている。図7において、1
06は3→8デコーダ、107はフリップフロップ回路
である。
【0049】このような構成の駆動回路において、記録
データDATAは第2実施形態と同様にシリアルに転送
され、その転送データは1ビットずつ、3→8デコーダ
106の出力に従って選択されたフリップフロップから
ラッチ回路104に記憶される。その他の点では第2実
施形態と同様である。
【0050】この実施形態ではプリンタIJRAとの信
号線の数は12(ブロック制御信号B1〜B4の信号線
が4本、データ選択信号S1〜S3の信号線が3本、記
録データDATA、イネーブル信号ENB、ラッチ信号
LATCH、電源電圧(VH)、接地電圧(GH)の信号
線が各1本ずつ)となり、第2実施形態の構成のように
シフトレジスタを使用した場合と比較して、信号線の本
数は若干増す。しかし、シフトレジスタを使用した場合
には、クロック信号CKに1パルス分のノイズが混入し
ただけでその時の転送データの並び全体がずれてしま
い、異なる位置にドットが記録されるという問題がある
が、この実施形態ではデータ転送中に同様にデータ1ビ
ット分のノイズが混入しても誤動作の及ぶ範囲がその1
ビットだけに限定される。
【0051】このように、この実施形態に従えば、ノイ
ズ混入時の誤動作の及ぶ範囲をより局所化できるという
利点がある。また、この実施形態のようにフリップフロ
ップを用いた回路は、シフトレジスタ回路と比較してそ
の回路規模が非常に小さいので、回路構造上も、ノイズ
による誤動作の可能性を一層小さくすることができる。
【0052】さらに、この実施形態でも第2実施形態と
同様に、発熱素子の数が多い構成の記録ヘッドの場合に
は、クロックの周波数を高めることなく多数の発熱素子
を駆動するために、複数のラッチ回路や3→8デコーダ
を備えるように構成しても良い。
【0053】以上説明した記録ヘッドの駆動回路は、発
熱素子の基板としてSiなどを用いる場合にはその基板
に内蔵することができるし、或は、その駆動回路を発熱
素子を有する基板として接続して用いるようにしても良
い。さらに、その駆動回路は、発熱素子の基板に対して
垂直方向にインクを吐出するいわゆるサイドシュータタ
イプの記録ヘッドにも、或は、その基板の端面から基板
に平行方向にインク吐出するいわゆるエッジシュータタ
イプの記録ヘッドにも適用可能である。
【0054】また、以上説明した3つの実施形態の記録
ヘッドは、その駆動回路の主要部が基本的にはマトリッ
クス回路であり、ノイズによる誤動作が発生したとして
も、その影響は発熱素子の駆動時間と比較して非常に短
い、ノイズが発生した瞬間の僅か10nsec程度の時
間だけであるので、インク吐出への影響を小さくできる
という利点もある。
【0055】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)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。
【0056】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、本発明に従ってオンデマンド型とした場合に
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。
【0057】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。
【0058】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。
【0059】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。
【0060】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。
【0061】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。
【0062】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。
【0063】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。
【0064】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。
【0065】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。
【0066】なお、本発明は、複数の機器(例えば、ホ
ストコンピュータ、インタフェース機器、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。
【0067】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、記
録素子の選択のみによって記録動作が発生する場合と比
べて、誤動作の可能性をより低く抑え、信頼性の高い記
録動作を実行できるという効果がある。
【0068】また、記録データをシリアルに入力するこ
とでその記録ヘッドを用いる記録装置との信号線の数を
減らしたり、或は、入力記録データのホールドのために
フリップフロップを用いることで回路規模をより小さく
することができるので、記録ヘッドそれ自体とその記録
装置の小型化やコストの削減に貢献できる。
【0069】
【図面の簡単な説明】
【図1】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IJRAの構成の概要を示す外観斜視図で
ある。
【図2】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。
【図3】記録ヘッドIJHの第1の実施形態に従う駆動
回路の構成を示すブロック図である。
【図4】図3に示す構成の記録ヘッドIJHのに駆動タ
イミングを示すタイムチャートである。
【図5】記録ヘッドIJHの第2の実施形態に従う駆動
回路の構成を示すブロック図である。
【図6】図5に示す構成の記録ヘッドIJHのに駆動タ
イミングを示すタイムチャートである。
【図7】記録ヘッドIJHの第3の実施形態に従う駆動
回路の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1700 インタフェース 1701 MPU 1702 ROM 1703 RAM 1704 ゲートアレイ(G.A.) 1705 ヘッドドライバ IJH 記録ヘッド
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/01 B41J 2/505 B41J 2/35 B41J 2/45

Claims (16)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 M個ずつN個のブロックに分割されてM
    個ずつN回に分けて分割駆動されるM×N個の記録素子
    と、 前記M×N個の記録素子に通電して駆動するM×N個の
    駆動回路と、外部から入力されるブロック制御信号に応じて 前記分割
    駆動されるブロックを選択するためのブロック選択信号
    を発生する選択回路と、記録データを入力し、前記記録素子の駆動を許可する信
    号を付加した前記 M個の記録素子に対応する記録データ
    信号として出力する入力回路と、 前記入力回路から入力する記録データ信号と前記選択回
    が発生する前記ブロック選択信号に応じて前記駆動回
    を駆動する信号を出力する出力回路とを有することを
    特徴とする記録ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記出力回路は、前記入力回路から出力
    されるMビットパラレルの記録データ信号と前記ブロッ
    ク選択信号との論理積を演算するAND回路を備え、 前記AND回路の演算結果によって記録素子を駆動する
    ための駆動信号を前記駆動回路に出力することを特徴と
    する請求項1に記載の記録ヘッド。
  3. 【請求項3】 前記入力回路は、供給されるクロックに
    従って記録データをシリアルに入力して一時的に格納す
    るシフトレジスタと、前記シフトレジスタに格納された
    記録データをラッチするラッチ回路とを有し、 前記記録素子の駆動を許可する信号の付加を、前記ラッ
    チ回路から出力される記録データに対して行う 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】 前記出力回路は、前記記録データ信号
    前記選択回路から発生するブロック選択信号との論理積
    を演算するAND回路を備え、 前記AND回路の演算結果に従って前記駆動回路に前記
    駆動信号を出力することを特徴とする請求項に記載の
    記録ヘッド。
  5. 【請求項5】 前記入力回路は、 記録データを入力して一時的にホールドする複数のフリ
    ップフロップと、 前記フリップフロップに格納された記録データをラッチ
    するラッチ回路と、 選択信号を入力してデコードし前記デコード結果に従っ
    て前記記録データをホールドすべきフリップフロップを
    前記複数のフリップフロップから選択するデコード回路
    とを有することを特徴とする請求項1に記載の記録ヘッ
    ド。
  6. 【請求項6】 前記選択回路は、前記外部から入力され
    るブロック制御信号をデコードして前記ブロック選択信
    号を発生するデコーダを有することを特徴とする請求項
    1に記載の記録ヘッド。
  7. 【請求項7】 M個ずつN個のブロックに分割されてM
    個ずつN回に分けて分割駆動されるM×N個の記録素子
    と、 前記M×N個の記録素子に通電して駆動するM×N個の
    駆動回路と、 外部から入力されるブロック制御信号に応じて前記分割
    駆動されるブロックを選択するための選択信号を発生す
    る選択回路と、 前記選択回路が発生した選択信号に対して前記記録素子
    の駆動を許可する信号を付加したブロック選択信号を出
    力するブロック選択信号出力回路と、 記録データを入力し、前記M個の記録素子に対応する記
    録データを出力する入力回路と、 前記入力回路から入力する記録データと前記ブロック選
    択信号出力回路によるブロック選択信号に応じて前記駆
    動回路を駆動する信号を出力する出力回路と、を有する
    ことを特徴とする記録ヘッド。
  8. 【請求項8】 M個ずつN個のブロックに分割されてM
    個ずつN回に分けて分割駆動されるM×N個の記録素子
    と、 前記M×N個の記録素子に通電して駆動するM×N個の
    駆動回路と、 外部から入力されるブロック制御信号と、前記記録素子
    の駆動を許可する信号とに応じたブロック選択信号を出
    力するブロック選択信号出力回路と、 記録データを入力し、前記M個の記録素子に対応する記
    録データを出力する入力回路と、 前記入力回路から入力する記録データと前記ブロック選
    択信号出力回路によるブロック選択信号に応じて前記駆
    動回路を駆動する信号を出力する出力回路と、を有する
    ことを特徴とする記録ヘッド。
  9. 【請求項9】 前記記録素子は発熱体を備えることを特
    徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の記録ヘッ
    ド。
  10. 【請求項10】 前記記録ヘッドは、前記発熱体から発
    生する熱エネルギーを利用してインクを吐出する記録ヘ
    ッドであることを特徴とする請求項に記載の記録ヘッ
    ド。
  11. 【請求項11】 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10のいずれかに記載の記録ヘッ
    ド。
  12. 【請求項12】 請求項1乃至11のいずれかに記載の
    記録ヘッドと、 該記録ヘッドに供給するデータの供給制御を行う回路と
    を備えたことを特徴とする記録装置。
  13. 【請求項13】 M個ずつN個のブロックに分割されて
    M個ずつN回に分けて分割駆動されるM×N個の記録素
    子と、 前記M×N個の記録素子に通電して駆動するM×N個の
    駆動回路と、 外部から入力されるブロック制御信号に応じて前記分割
    駆動されるブロックを選択するためのブロック選択信号
    を発生する選択回路と、 記録データを入力し、前記記録素子の駆動を許可する信
    号を付加した前記M個の記録素子に対応する記録データ
    信号として出力する入力回路と、 前記入力回路から入力する記録データ信号と前記選択回
    路が発生する前記ブロック選択信号に応じて前記駆動回
    路を駆動する信号を出力する出力回路と、 を有することを特徴とする記録ヘッド用基板。
  14. 【請求項14】 前記入力回路は、供給されるクロック
    に従って記録データをシリアルに入力して一時的に格納
    するシフトレジスタと、前記シフトレジスタに格納され
    た記録データをラッチするラッチ回路とを有し、 前記記録素子の駆動を許可する信号の付加を前記ラッチ
    回路から出力される記録データに対して行うことを特徴
    とする請求項13に記載の記録ヘッド用基板。
  15. 【請求項15】 M個ずつN個のブロックに分割されて
    M個ずつN回に分けて分割駆動されるM×N個の記録素
    子と、 前記M×N個の記録素子に通電して駆動するM×N個の
    駆動回路と、 外部から入力されるブロック制御信号に応じて前記分割
    駆動されるブロックを選択するための選択信号を発生す
    る選択回路と、 前記選択回路が発生した選択信号に対して前記記録素子
    の駆動を許可する信号を付加したブロック選択信号を出
    力するブロック選択信号出力回路と、 記録データを入力し、前記M個の記録素子に対応する記
    録データを出力する入力回路と、 前記入力回路から入力する記録データと前記ブロック選
    択信号出力回路によるブロック選択信号に応じて前記駆
    動回路を駆動する信号を出力する出力回路と、を有する
    ことを特徴とする記録ヘッド用基板。
  16. 【請求項16】 M個ずつN個のブロックに分割されて
    M個ずつN回に分けて分割駆動されるM×N個の記録素
    子と、 前記M×N個の記録素子に通電して駆動するM×N個の
    駆動回路と、 外部から入力されるブロック制御信号と、前記記録素子
    の駆動を許可する信号とに応じたブロック選択信号を出
    力するブロック選択信号出力回路と、 記録データを入力し、前記M個の記録素子に対応する記
    録データを出力する入力回路と、 前記入力回路から入力する記録データと前記ブロック選
    択信号出力回路によるブロック選択信号に応じて前記駆
    動回路を駆動する信号を出力する出力回路と、を有する
    ことを特徴とする記録ヘッド用基板。
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