JP3441743B2 - インクジェット記録装置 - Google Patents

インクジェット記録装置

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JP3441743B2 JP3484992A JP3484992A JP3441743B2 JP 3441743 B2 JP3441743 B2 JP 3441743B2 JP 3484992 A JP3484992 A JP 3484992A JP 3484992 A JP3484992 A JP 3484992A JP 3441743 B2 JP3441743 B2 JP 3441743B2
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純 足羽
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、インクジェット記録
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、インクジェット記録装置は、吐出
エネルギー発生素子として発熱体をノズル等の吐出部材
内に有し、吐出部材を整列させた形態のインクジェット
記録装置が用いられていた。
【0003】即ち、インク吐出を行う微細なノズル内に
設けられた発熱素子(以下、ヒータという)に通電を行
うことによりこれを発熱させ、ヒータ周辺のインクの加
熱ないし発泡時に起こる急激な体積変化を利用して、吐
出口よりインク滴を吐出させることにより記録を行うも
のであり、ノズルを所定方向に多数集積して配置したヘ
ッドを有するものがあった。
【0004】このようなインクジェット記録装置では、
通常、所定個数毎にノズルをグループ分けし、各グルー
プ毎にヒータを駆動させる分割駆動方式が採用されてい
た。これはヘッド駆動用の電源および電源コネクタフレ
キシブルケーブル等の電源用部材のコンパクト化を図る
上で効果的な方式である。
【0005】また、インクジェット用電源は、ヒータお
よびインク等の特性を考慮して安定した吐出を行うため
には、電圧値の変動を極めて少ない値にすべきことや、
電圧値の微調整を必要とすることから、電源の容量を大
きくすることは好ましくないため、これを避けるうえで
も上記方式は有効であった。
【0006】以下、従来例をあげて図面に基づいて説明
する。
【0007】図6は従来例のインクジェット記録装置の
構成図、図7はこの従来例の動作タイミングを示すタイ
ミング図である。
【0008】図6において、1はインクジェットヘッド
ユニットであり、例えば40本のノズルを有し、これら
のノズルは8個を1つのグループとして第1グループか
ら第5グループまで5つのグループに分割されている。
記録に際しては、これらの各グループがグループ単位で
順次駆動される。
【0009】2は前記各ノズルに対応して設けられたヘ
ッド駆動素子を有するヘッド駆動部であり、前記ヘッド
駆動素子はNPN型のトランジスタをダーリントン接続
したものが用いられる。
【0010】3はシフトレジスタ(SR)であり、図7
に示してあるようにECK信号とEIN信号により、E
CK信号1周期の間に各グループに対応した出力信号Q
A ないしQE のいずれかを順次出力させるものである。
【0011】4はヘッド駆動部2を制御するための制御
部であり、各ノズルに設けられたヒータに対応してアン
ドゲートを有している。各アンドゲートは3入力であ
り、第1の入力は分割制御部からの駆動制御信号を、第
2の入力はCPU等からのシリアル入力された40個の
ドットデータ(Dot Data)信号(SD信号)
を、第3の入力は印字許可信号(ENB信号)を受け取
り、印字許可時に第1ないし第5のグループのどのグル
ープにDot Dataを出力し印字させるのかを制御
するものである。
【0012】例えば、第1グループに対応するアンドゲ
ート4は駆動制御信号QA と記録信号Dot Data
#1,#6,#11,#16,#21,#26,#3
1,#36のそれぞれのいずれかを、第2グループに対
応するアンドゲート4は信号QB と#2,#7,#1
2,#17,#22,#27,#32,#37のいずれ
かを、第3グループに対応するアンドゲート4は信号Q
C と#3,#8,#13,#18,#23,#28,#
33,#38のいずれかを、第4グループに対応するア
ンドゲート4は信号QD と#4,#9,#14,#1
9,#24,#29,#34,#39のいずれかを、第
5グループに対応するアンドゲート4は信号QE と#
5,#10,#15,#20,#25,#30,#3
5,#40のいずれかをそれぞれ受容する。
【0013】5はシフトレジスタ3から出力された各D
ot Dataを一時的に記録しておくラッチである。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】以上のように従来例の
インクジェット記録装置において、所定個数毎にノズル
をグループ分けし各グループ毎に駆動を行う分割駆動方
式は、シリアル伝送によって入力されたDot Dat
aを各ノズルに対応したパラレルデータに変換するため
のシフトレジスタとシフトレジスタから出力され各Do
t Dataを一時的に記憶させておくためのラッチが
インクジェットヘッドユニットの有するノズル数分必要
であるという解決すべき課題があった。
【0015】また、前記のようにノズル数が増えると、
その分だけシフトレジスタ及びラッチを用意しなければ
ならず、回路構成が複雑、且つ大規模になるという解決
すべき課題があった。
【0016】また、前記から回路の拡張に伴う基板,装
置本体の小型化,言い換えればコンパクト化を図ろうと
すると基板のパターンの高ピッチ化,ICの増加等によ
るコストアップが生じるという解決すべき課題があっ
た。
【0017】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、シフトレジスタとラッチの数を大
幅に削減し、回路自体を簡略化し、それに伴う装置の小
型化及びコストの低減を可能とすることを目的とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、インクジェット記録装置を次の
(1)〜()のとおりに構成する。
【0019】(1)インクを吐出するための複数のノズ
ルを用いて記録を行うインクジェット記録装置におい
て、全ノズルを所定ノズル数で複数のグループに分割し
た場合の該所定ノズル数分の記録情報であって離散的な
ノズル位置に対応した記録情報を、この記録情報が連続
配列されたシリアルデータとして受け取り、前記離散的
なノズル位置に対応したパラレルデータに変換すると共
に、前記所定ノズル数分の記録情報を単位として記録情
報の受け取りと前記変換を行う変換手段と、受け取った
データに対応した前記グループを駆動可能に選択するた
めのグループ選択回路と、前記変換手段で変換されたパ
ラレルデータと前記グループ選択回路からの信号とを受
けて、それぞれ各ノズルを選択的に駆動制御する前記全
ノズル数と同数設けられた駆動制御素子とを有し、前記
変換手段による記録情報の受け取りと前記変換と、記録
とを順次繰り返すことで全ノズル数に対応した記録情報
の変換処理と記録を行うインクジェット記録装置。
【0020】(2)記ノズルに対応して設けられ、イ
ンクに熱による状態変化を生起させ該状態変化に基づい
てインクを前記ノズルから吐出させて飛翔的液滴を形成
する熱エネルギー発生手段を備えた前記(1)記載のイ
ンクジェット記録装置。
【0021】(3)前記グループ選択回路は、記録を行
うグループの選択を行うための信号を順次発生させるシ
フトレジスタである前記(1)記載のインクジェット記
録装置。
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【作用】この発明では、全ノズルを所定ノズル数で複数
のグループに分割した場合の該所定ノズル数分の記録情
報であって離散的なノズル位置に対応した記録情報を、
この記録情報が連続配列されたシリアルデータとして受
け取り、前記離散的なノズル位置に対応したパラレルデ
ータに変換すると共に、前記所定ノズル数分の記録情報
を単位として記録情報の受け取りと前記変換を行い、グ
ループ選択回路で受け取ったデータに対応した前記グル
ープを駆動可能に選択し、全ノズル数と同数設けられた
駆動制御素子で変換手段で変換されたパラレルデータと
前記グループ選択回路からの信号とを受けて、それぞれ
各ノズルを選択的に駆動制御する。
【0026】
【実施例】以下この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0027】先ず、この発明の第1実施例であるインク
ジェット記録装置について図1ないし図3を用いて説明
する。
【0028】図1はこの発明の第1実施例であるインク
ジェット記録装置の主要部の構成図、図2は第1実施例
の動作タイミングを示すタイミング図、図3は図1の分
割駆動制御部の回路図である。
【0029】図中、前記従来例と同一符号は同一または
相当部分を示し、一部重複して説明する。
【0030】この第1実施例は、駆動手段である分割駆
動信号をDot Dataの出力用のセレクト信号とし
て利用することにより、シリアル伝送で入力されたデー
タを各ノズルに対応したパラレルのDot Dataに
変換を行うシフトレジスタ6とシフトレジスタ6より出
力された各Dot Dataを一時的に記憶するラッチ
5の数を各々n=全ノズル数/分割駆動数、すなわち分
割駆動によってグループ化された1つのグループの有す
るノズル数だけのシフトレジスタとラッチで構成されて
いる。
【0031】以下、図1ないし図3を用いて詳細に説明
する。
【0032】図1ないし図3において、1は40ノズル
を有するインクジェットヘッドユニットであり、前記各
ノズル内のヒータにはヘッド駆動電圧VH が供給されて
いる。2は各ノズルに対応して設けられたヘッド駆動素
子を有するヘッド駆動部である。3は分割駆動を行うた
めの分割信号を順次発生させるシフトレジスタである。
【0033】ここでヘッド駆動素子はNPN型のトラン
ジスタをダーリントン接続したものが用いられており、
前記各素子はシフトレジスタ3からの分割信号により8
素子(8ノズル)単位で5つのグループに分割されてい
る。
【0034】第1グループは#1,#6,#11,#1
,#21,#26,#31,#36のそれぞれの各素
子(ノズル)で、第2グループは#2,#7,#12,
#17,#22,#27,#32,#37のそれぞれの
各素子で、第3グループは#3,#8,#13,#1
8,#23,#28,#33,#38のそれぞれの各素
子で、第4グループは#4,#9,#14,#19,#
24,#29,#34,#39のそれぞれの各素子で、
第5グループは#5,#10,#15,#20,#2
5,#30,#35,#40のそれぞれの各素子で構成
されている。
【0035】4は分割駆動制御部であり、入力された8
つのDot Dataをシフトレジスタ3からの分割信
号によって第1ないし第5のどのグループにデータを出
力するかをセレクトし、印字許可信号(ENB信号)で
ヘッド駆動部2に出力し、40個の3入力アンドゲート
が各グループ単位で接続されている。
【0036】そして、第1実施例では、図3に示すよう
に各グループの先頭のアンドゲートのDot Data
の入力はDot Data1が共通に入力され分割信号
によってグループをセレクトするように接続されてい
る。6はメモリ等からのシリアルで伝送された記録情報
を8個単位でパラレル出力するシフトレジスタであり、
5はシフトレジスタ6より出力された8個のDot D
ata信号を各々ラッチし、分割駆動制御部4に供給す
るラッチである。
【0037】次に第1実施例の動作を図2を用いて説明
する。
【0038】図2は図1の動作タイミングを示したもの
である。
【0039】まず、メモリ等からSD信号である記録情
報(Dot Data)が8個単位でシフトレジスタ6
に入力される。シフトレジスタ6はこのDot Dat
aをSCK信号により順次取り込みパラレル信号に変換
する。この後、ラッチ信号(LA信号)により各Dot
Dataは8個のラッチに一時的に記憶される。
【0040】一方、シフトレジスタ3には常にECK信
号が入力されており、Dot Dataのラッチされた
時点でEIN信号によって分割信号QA がECK信号の
1周期間だけ出力される。これによってDot Dat
aはQA が接続されている分割制御部4の#1,#6,
#11,#16,#21,#26,#31,#36に各
々入力され、印字許可信号(ENB信号)によって印字
される。印字後、S/L CLR信号によってシフトレ
ジスタ6とラッチ5がクリアされ、Dot Data入
力待ちとなる。
【0041】そして、次の8個のDot Dataはシ
フトレジスタ3の出力QB により分割制御部4の#2,
#7,#12,#17,#22,#27,#32,#3
7に出力されENB信号により印字される。以後、8個
単位でDot DataをQC ,QD ,QE で第3グル
ープないし第5グループのゲートに出力し印字を行う。
【0042】第5グループの印字が終了した時点でSC
LR信号を出力しシフトレジスタ3をクリアして再び分
割信号QA によって第1グループから順次8個単位での
印字を行う。
【0043】すなわち、第1実施例によればシフトレジ
スタ3の出力であるQA ないしQEの分割信号を利用し
てインクジェットヘッドユニットの駆動をグループ化し
グループ毎に印字を行うので、Dot Data入力部
のシフトレジスタとラッチを大幅に削減することが可能
となり、基板の簡略化,小型化および装置の小型化,コ
ストの低減を行うことができ、分割駆動方式による利点
を最大限に生かすことができる。
【0044】次にこの発明の第2実施例のインクジェッ
ト記録装置について図4および図5を用いて説明する。
【0045】第2実施例はカラーインクジェット記録装
置の分割駆動方式に関するものである。
【0046】図4はこの発明の第2実施例におけるイン
クジェット記録装置の構成図、図5は第2実施例の動作
タイミングを示すタイミング図である。
【0047】図4において、1は64ノズルを有するイ
ンクジェットヘッドユニットであり、シアン用ヘッド,
マゼンタ用ヘッド,イエロー用ヘッド,ブラック用ヘッ
ドそれぞれ4個のヘッドユニットから構成されており、
各ヘッドの各ノズル内のヒータには各ヘッド毎に駆動電
圧VHC,VHM,VHY,VHKがそれぞれ供給されている。
【0048】3は分割駆動を行うための8本の分割信号
を順次発生させるシフトレジスタ(SR)であり、各ヘ
ッドにそれぞれ同様に接続されている。ここでヘッド駆
動素子はNPN型のトランジスタをダーリントン接続し
たものが用いられており、各ヘッド内の各素子はシフト
レジスタ3からの分割駆動信号により8素子(8ノズ
ル)単位で8つのグループに同様に分割されている。
【0049】前記8つのグループのうち、第1グループ
は#1,#9,#17,#25,#33,#41,#4
9,#57の各素子(ノズル)で、第2グループは#
2,#10,#18,#26,#34,#42,#5
0,#58の各素子で、第3グループは#3,#11,
#19,#27,#35,#43,#51,#59の各
素子で以下のグループについてもそれぞれ8個の素子
(ノズル)の組合せによって構成されている。4は分割
駆動制御部であり、入力された8個のDot Data
をシフトレジスタ3からの分割信号によって各ヘッドの
第1ないし第8のどのグループにDot Dataを出
力させるかをセレクトし、印字許可信号(ENB信号)
で、ヘッド駆動部2に出力を行い、1色(1ヘッド)あ
たり64個の3入力アンドゲートが各グループ単位で接
続されている。
【0050】7は4色の各ヘッドをセレクトするための
デコーダであり、HEADSEL0,HEADSEL1
の2本の信号によって4色のヘッドを順次切換えるもの
である。
【0051】8はデコーダ7の出力であるヘッドセレク
ト信号により出力制御を行うバッファである。6はメモ
リ等からのシリアルで伝送された記録情報を8個単位で
パラレル変換して出力するためのシフトレジスタ(S
R)であり、5はシフトレジスタ6より出力された8個
のDot Dataの信号を各々ラッチし、分割駆動制
御部4に供給するためのラッチ(LA)である。
【0052】次に第2実施例の動作タイミングを図5を
用いて説明する。
【0053】図5は図4の動作タイミングを示したもの
である。図5において、まず、メモリ等からSD信号で
ある記録情報(Dot Data)が8個単位でシフト
レジスタ6(図4)に入力される。シフトレジスタ6は
このDot DataをSCK信号により順次取り込み
パラレル信号に変換する。この後、ラッチ信号(LA信
号)により各Dot Dataは8個のラッチ5に一時
的に記憶される。次にラッチ5に記憶した8個のDot
Dataをどのヘッドを使って印字を行うかを決定す
るために、HEADSEL0,HEADSEL1の2本
の信号で順次ヘッドをセレクトし、この信号によって選
択された8個の各ヘッドに対応したバッファ8の出力制
御を行い、セレクトされたヘッドに対応するバッファ8
からDot Dataが出力される。
【0054】例えば、図5ではHEADSEL0,HE
ADSEL1が共に“Low”状態であり、この状態が
シアンヘッドをセレクトしているとすれば、シアンヘッ
ドに対応するバッファ8に転送されることとなる。
【0055】次に、バッファ8に入力されたDot D
ataは、ECK信号とEIN信号により、シフトレジ
スタ3より得られる分割駆動信号によってシアンヘッド
の第1ないし第8のグループのうちどのグループにDo
t Dataを出力するかがセレクトされる。ここで
は、まず、分割駆動信号QA が出力されており、QA
よって、第1グループがセレクトされ、#1,#9,#
17,#25,#33,#41,#49,#57に出力
され、印字許可信号(ENB信号)により、シアンヘッ
ドに出力される。印字後、S/L CLR信号によって
シフトレジスタ6とラッチ5をクリアし、次のデータ待
ちとなる。
【0056】以後、8個単位で入力されたDot Da
taを分割駆動信号QB ないしQHによって第2ないし
第8グループが順次セレクトされ印字を行う。そして、
分割駆動信号QH によって、第8グループの印字が終了
した時点でシアンヘッドの64個のDot Data
(ヘッドユニット1ライン分)の印字を終了し、次にH
EADSEL0とHEADSEL1の信号が“Lo
w”,“Hi”になることによって、マゼンタヘッドが
セレクトされ、分割駆動信号QA ないしQH により第1
ないし第8グループが順次セレクトされ同様に印字を行
う。
【0057】すなわち、本例によれば、シフトレジスタ
3の出力であるQA ないしQH の分割駆動信号を利用し
てインクジェットユニットの駆動をグループ化し、グル
ープ毎に駆動を行い、且つ、デコーダ7によって使用す
るヘッドをセレクトし、印字を行うのでDot Dat
aの入力部のシフトレジスタ6とラッチ5が大幅に削減
することが可能であり、基板の簡略化ならびに小型化、
それに伴う装置の小型化,コストの低減を行ううえで十
分な効果を得ることが可能となる。
【0058】また、印字スピードにおいては、図5に示
す各クロック信号等をアップすることによってスピード
を落とさないように対応することが可能である。
【0059】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも熱エネルギーを利用す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。
【0060】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一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させて、結果的にこ
の駆動信号に一対一対応し液体(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
くとも一つの滴を形成する。この駆動信号パルス形状と
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。尚、
上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第4
313124号明細書に記載されている条件を採用する
と、更に優れた記録を行うことができる。
【0061】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
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年第123670号公報や熱エネル
ギー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年第138461号公報に基づい
た構成としても本発明は有効である。
【0062】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、シフトレジスタとラッチの数を大幅に削減でき、回
路自体を簡略化し、それに伴う装置の小型化およびコス
トの低減を可能とすることができる。さらに本発明にお
いては全ノズルを所定ノズル数で複数のグループに分割
した場合の該所定ノズル数分の記録情報であって離散的
なノズル位置に対応した記録情報を、この記録情報が連
続配列されたシリアルデータとして受け取り、前記離散
的なノズル位置に対応したパラレルデータに変換すると
共に、前記所定ノズル数分の記録情報を単位として記録
情報の受け取りと前記変換を行い、グループ選択回路で
受け取ったデータに対応した前記グループを駆動可能に
選択し、全ノズル数と同数設けられた駆動制御素子で変
換手段で変換されたパラレルデータと前記グループ選択
回路からの信号とを受けて、それぞれ各ノズルを選択的
に駆動制御するため、シフトレジスタ等の数を減らしつ
つ複雑な駆動を行うことなくノズルの駆動を分散させて
駆動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の第1実施例であるインクジェット
記録装置の主要部の構成図
【図2】 第1実施例の動作タイミングを示すタイミン
グ図
【図3】 図1の分割駆動制御部の回路図
【図4】 この発明の第2実施例であるインクジェット
記録装置の構成図
【図5】 第2実施例の動作タイミングを示すタイミン
グ図
【図6】 従来例のインクジェット記録装置の構成図
【図7】 従来例の動作タイミングを示すタイミング図
【符号の説明】
1 インクジェットヘッドユニット 2 ヘッド駆動部 3 分割駆動信号発生用シフトレジスタ 4 分割駆動制御部 5 ラッチ 6 データ入力用シフトレジスタ 7 デコーダ(またはセレクタ) 8 バッファ SCK,ECK クロック信号 SD シリアルデータ信号 LA ラッチ信号 EIN 分割駆動信号発生用入力信号 QA ないしQH ヘッドユニットセレクト信号 S/L CLR,SCLR シフトレジスタ/ラッチ用
クリア信号 ENB 印字許可信号 なお、図中同一符号は同一また相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 足羽 純 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3−15556(JP,A) 特開 平1−198368(JP,A) 実開 平3−62844(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B41J 2/01 B41J 2/05

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 インクを吐出するための複数のノズルを
    用いて記録を行うインクジェット記録装置において、 全ノズルを所定ノズル数で複数のグループに分割した場
    合の該所定ノズル数分の記録情報であって離散的なノズ
    ル位置に対応した記録情報を、この記録情報が連続配列
    されたシリアルデータとして受け取り、前記離散的なノ
    ズル位置に対応したパラレルデータに変換すると共に、
    前記所定ノズル数分の記録情報を単位として記録情報の
    受け取りと前記変換を行う変換手段と、 受け取ったデータに対応した前記グループを駆動可能に
    選択するためのグループ選択回路と、 前記変換手段で変換されたパラレルデータと前記グルー
    プ選択回路からの信号とを受けて、それぞれ各ノズルを
    選択的に駆動制御する前記全ノズル数と同数設けられた
    駆動制御素子とを有し、 前記変換手段による記録情報の受け取りと前記変換と、
    記録とを順次繰り返すことで全ノズル数に対応した記録
    情報の変換処理と記録を行うことを 特徴とするインクジ
    ェット記録装置。
  2. 【請求項2】 前記ノズルに対応して設けられ、インク
    に熱による状態変化を生起させ該状態変化に基づいてイ
    ンクを前記ノズルから吐出させて飛翔的液滴を形成する
    熱エネルギー発生手段を備えたことを特徴とする請求項
    1記載のインクジェット記録装置。
  3. 【請求項3】 前記グループ選択回路は、記録を行うグ
    ループの選択を行うための信号を順次発生させるシフト
    レジスタである請求項1記載のインクジェット記録装
    置。
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