JPH01127361A

JPH01127361A - 記録ヘッドの制御回路

Info

Publication number: JPH01127361A
Application number: JP28428087A
Authority: JP
Inventors: Akira Nagatomo; 彰長友
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-11-12
Filing date: 1987-11-12
Publication date: 1989-05-19
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: JP2904489B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は記録装置、特にインクジェットプリンタで使用
されるオンデマンド型の記録ヘッドの制御回路に関する
ものである。

【従来の技術Ｊ近年、オフィスオートメーション化の波により、コンピ
ュータが種々の情報処理システムで用いられるようにな
り、その数は一層増加する傾向にある。そして、情報処
理システムでは、コンピュータによって情報処理した結
果を出力する手段としてのプリンタが数多く用いられて
いる。

このようなプリンタには種々の方式のものがあるが、従
来多用されているワイヤドツトプリンタでは騒音が大き
く、居室で使用するには不適当な場合がある。また、熱
転写プリンタは静かではあるが、印字速度が遅く、ラン
ニングコストが高いなどの問題点がある。これらのプリ
ンタに対し、インクジェットプリンタは、高速記録が可
能で、かつ動作音が静かであり、しかもランニングコス
トが安いなどの優れた利点があり、騒音を嫌う居室で使
用するのに最適である。

インクジェットプリンタはｔ皮体のインクを使用してい
ることから、記録品位はインクの特性に強く影響される
。このインクの特性のうちで記録ヘッドに大きな影響を
与えるのは粘性である。そして、インクの粘性が変化す
る要因は温度に依るものが大きい。インクの粘性が変化
するとインクジェットプリンタの記録ヘッド、特にイン
クの吐出エネルギ発生手段に電気熱変換体を用いた所謂
バブルジェット方式の記録ヘッド（以下ＢＪヘッドと略
す）では、インクの吐出特性が大きく変化し、液滴径や
吐出速度が変化することから、記録品位に大きな影響を
与えることになる。

そこで、従来はインク供給系内またはヘッド内のインク
の粘度をなるべく一定にするため、温度検知素子を用い
、温度によってヒータ等の加熱手段と冷却手段を使用し
て、インクの温度を一定にするようにしていた。

しかしながら、ＢＪヘッドは高速動作を行うため、記録
中のＢＪヘッドの付近の温度は瞬間的に変化する。この
瞬間的な温度変化を測定することは容易ではないので、
インクの温度を一定にするのは困難であり、従って必ず
しも安定した吐出特性を得ることができなかった。

［発明が解決しようとする問題点］本発明の目的は、８Ｊヘツド等のインクジェット記録ヘ
ッドに設けられるインク吐出ノズル付近のインクの温度
が一定しないために発生する記録品位の劣化を防止する
ことにある。

Ｅ問題点を解決するための手段１そのために、本発明は、インク吐出を行うための複数の
ノズルと、ノズルのそれぞれに設けた吐出エネルギ発生
素子とを有するオンデマンド型の記録ヘッドの制御回路
において、記録に際してインク吐出に係るノズルの吐出
エネルギ発生素子に所定のエネルギの駆動信号を供給す
る第１制御手段と、これと共にインク吐出に係らないノ
ズルの吐出エネルギ発生素子にはインク吐出がなされな
い範囲のエネルギの駆動信号を供給する第２制御手段と
を具えたことを特徴とする。

［作　用］本発明によれば、インクを吐出するノズルの吐出エネル
ギ発生素子には所定のＴｊＡ勅イ２号が印加され、イン
クを吐出しないノズルの吐出エネルギ発生素子にはイン
クを吐出しない範囲のエネルギの駆動信号、例えば所定
長の駆動信号パルスの数分の一程度の長さのパルスが１
回もしくは数回に分けて印加される。

これにより、インクを吐出する素子とインクを吐出しな
い素子の一定時間内に消費される電力をほぼ同じに近ず
けることができる。

このようにすればノズル毎の温度のばらつきがなくなり
、ノズル毎の温度管理は不要となる。

［実施例１以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２
図（Ａ）〜（Ｃ）はその詳細を示す回路図であり、同図
（Ａ）〜（Ｃ）における信号線または信号線群ＡｃＩ　
ＮＡＣ４およびＢＣＩ　、ＢＣ２が同一符号の信号線ま
たは信号線群と相互に接続している。

これら図において、１はデータバスＤθ〜ロアに結合し
た装置の主制御部（不図示）を介して記録データ供給源
たるホスト装置（不図示）より供給される記録データの
入力バッファ、２はホスト装置からの各ステータス信号
の人力バッファ、３はホスト装ほからの基準信号の入力
バッファである。

４はステータス信号を制御信号に変換するステータスコ
ントローラ、５は本例に係る回路の動作を制御するコマ
ンドデータを記憶するコマンドレジスタである。６は８
ビツトのデータのＬＳＢ〜ＭＳＲ１ビット単位で、また
はバイト単位で全体に反転してキャラクタの「白抜き」
または倒立を行わせることが可能なビット反転器であり
、もちろん非反転も可能である。

７は記録データをラッチするときに制御を行う記録デー
タラッチコントローラ、８は記録データを出力するとき
のタイミングを制御するヒートコントローラ、９〜１４
はそれぞれ８本のノズルに対する記録データを記憶する
記録データラッチ部、１５〜２０は記録データラッチ部
９〜１４に記憶された記録データをヒートコントローラ
によって制御され、出力する出力制御回路である。

２１〜２６は出力制御回路１５〜２０からの信号を出力
用に増幅する出力バッファ、２７は本例に係る回路が動
作中を示す４８号を出力用に増幅する出力バッファであ
る。

また、第３図は第２図におけるビット反転器６で用いた
回路１１５Ｍ０１第４図は記録データラッチコントロー
ラ７で用いた回路１１５ＭＩ％第５図はコマンドレジス
タ５および記録データラッチ部９〜１４で用いた回路Ｕ
ＳＭ２、第６図はヒートコントローラ８で用いた回路ｔ
ｌｓＭ３、第７図はラッチコントローラ７およびヒート
、コントローラ８で用いた回路ＵＳＭ４、第８図はヒー
トコントローラ８で用いた回路ｕｓＭ５のそれぞれ詳細
な構成例を示す回路図である。

第９図は第１図および第２図における出力制御回路１５
〜２０の一構成例を示し、本例ではモノステーブルマル
チバイブレータを使用したパルス発生装置の形態である
。この中で抵抗とコンデンサはパルス幅を決定する素子
である。そして、この素子を可変とすることによって、
所望のパルス幅を得ることができる。

次に、（実施例１）の動作を順を追って説明する。

［電源投入時］電源投入時に主制御部よりリセット信号ｉ■１が人力さ
れると、この信号は大力バッファ３を介してコマンドレ
ジスタ５．記録データラッチコントローラ７およびヒー
トコントローラ８に伝えられる。このとき、コマンドレ
ジスタ５に記憶されているコマンドデータはクリアされ
、また、記録データラッチコントローラ７は印字データ
ラッチ部９〜１４に記憶されている記ｉ３データをクリ
アする。さらに、ヒートコントローラ８は記録データ出
力を禁止かつ停止する。

［コマンド設定時］コマンドデータ設定時の制御は信号Ｒ５，ＷＲ，Ｃ５に
よって行われ、コマンドデータはデータバスＤＯ〜Ｄ７
を介して伝えられる。

本例では、コマンド設定動作はＲ５＝　１　、ＷＲ＝ｏ
、己＝ｏのときに行われ、入力バッファ２およびステー
タスコントローラ４を介してコマンドレジスタ５を制御
することにより行われる。すなわち、ホスト装置は、出
力時のヒートパルス幅、記録データのビット単位のＬＳ
Ｄ　、ＭＳ［ｌの反転／非反転や記録データのバイト単
位のＬＳＢ　、ＭＳＢ反転／非反転等や、ヒート順序等
の設定データをデータバスＤＯ〜Ｄ７に出力し、入力バ
ッファ１を介してコマンドレジスタ５に設定される。

［記録データ設定］記録データ設定時の制御は信号Ｒ５，■、“■によって
行われ、記録データはバスＤＯ〜Ｄ７を介して伝えられ
る。

本例では、記録データ設定動作はＲ５＝　Ｏ、■＝ｏ、
ｃｓ＝ｏのときに行われ、人力バッファ２およびステー
タスコントローラ４を介して記録データラッチコントロ
ーラ７を制御することにより行われる。コマンドレジス
タ５に記憶されたビット単位のＬＳＢ、ＭＳＢの反転／
非反転やバイト単位の反転／非反転の設定データに応じ
て、ホスト装置から００〜［１７を介して供給される記
録データは、大力バッファ１およびビット反転器６を介
して、記録データラッチコントローラ７の制御の下に記
録データラッチ部９〜１４のうちの指示された記録デー
タラッチ部に記憶される。

［記録データの出力］以上のようにしてラッチされた記録データを出力する態
様は２通りある。１つは信号ＴＯｒによって、出力動作
を開始するものであり、他は信号Ｒ５，ＲＤ、Ｃ５によ
って、出力動作を開始するものである。

この２つのいずれかの出力開始信号が人力されると、ヒ
ートコントローラ８が作動し、出力制御回路１５〜２０
を動作させ、記録データラッチ部９〜１４にラッチされ
た記録データを出力バッファ２１〜２６を介して出力す
る。このとき、本例に係る回路が動作中を示ず信号ＴＯ
Ｏがヒートコントローラ８から出力され、出力バッファ
２７を介して、例えばホスト装置に向けて出力される。

［ヒート制御動作］本例に係る回路がヒート開始コマンドを受信するか、あ
るいはヒート開始信号を受信すると、ヒートコントロー
ラ８が動作して、記録データを出力する動作を開始する
。ヒートコントローラ８によって制御された出力制御回
路１５〜２０は、記録データをコマンドレジスタ５に設
定されたヒートパルス幅で出力する。このときに出力制
御回路１５〜２０に設けた第９図示の回路も同時に動作
し、記録データのないビットに対応した記録ヘッド内の
吐出エネルギ発生素子にはインクが吐出しない範囲でパ
ルスを出力する。

以上説明した〈実施例１）では、記録データのあるビッ
トに対応するノズル内の吐出エネルギ発生素子には規定
のヒートパルスが出力され、記録データのないビットに
対応するノズル内の吐出エネルギ発生素子にはインクが
吐出しない範囲のヒートパルスが出力されるので、ＢＪ
ヘッドのノズル付近のインクの温度を一定に保つことが
可能となり、従来ではインクの温度が一定しないために
生じていた記録品位の劣化を抑制できる効果か得られた
。なお、第９図示の回路では、抵抗およびコンデンサの
値を変えることによって、すなわち調整可能な抵抗器お
よびコンデンサを用いたり、あるいは予め適切に選択し
た値の抵抗器およびコンデンサを用いる等によって、イ
ンクを吐出しないヒートパルス幅を可変とすることかで
きる。−また、この回路は簡単に廉価に゛できる利点が
ある。

（実施例２）本実施例は、基本的には第１図〜第８図に関して上述し
た（実施例１）とほぼ同様の構成を採るが、出力コント
ローラ１５〜２０の構成を変更しである。

第１０図は本例に係る出力コントローラ１５〜２０等の
構成例を示す回路図であり、（実施例１）に係る第２図
（Ｃ）の回路に代えて設けたものである。

本例に係る出力コントローラ１５〜２０はクロックＣＬ
にを受容するように構成してあり、このクロックＣＬに
は、第２図（Ａ）に破線で示したように、人力バッファ
３からの出力を用いることができる。

第１１図は本例に係る出力コントローラの詳細な構成例
を示し、本例ではＤ型のフリップフロップおよび２ビツ
トバイナリカウンタ等を用い、ここでは２μｓのパルス
幅を出力するように構成しである。この回路中の２ビツ
トバイナリカウンタをビット数の多いカウンタとすれば
、種々のパルス幅が設定可能となる。

次に、本例の動作について説明する。なお、本例２の動
作は、［電源没入時］、［コマンド設定時］、［印字デ
ータ設定］、［印字データの出力］については（実施例
１）と同様である。

［ヒート制御動作］本例に係る回路がヒート開始コマンドを受信するか、あ
るいはヒート開始信号を受信すると、ヒートコントロー
ラ８が動作して、記録データを出力する動作を開始する
。ヒートコントローラ８によって制御された出力制御回
路１５〜２０は記録データをコマンドレジスタ５に設定
されたヒートパルス幅で出力する。このときに出力制御
回路１５〜２０に内蔵された第１１図の回路も同時に動
作し、記録データのないビットに対応した記録ヘッド内
のノズルに設けた吐出エネルギ発生素子にはインクが吐
出しない範囲でパルスを出力する。

以上説明した（実施例２）では、記録データのあるビッ
トに対応するノズル内の吐出エネルギ発生素子には規定
のヒートパルスが出力され、記録データのないビットに
対応するノズル内の吐出エネルギ発生素子にはインクが
吐出しない範囲のヒートパルスが出力されるので、ＢＪ
ヘッドのノズル付近のインクの温度を一定に保つことが
可能となり、インクの温度を一定として高品位の記録が
行える効果が得られた。また、第１１図の回路はすべて
論理回路で構成されているので、ゲートアレイ化による
小型化と低廉化を実現できる等の効果もある。また、２
ビツトバイナリカウンタをビット数の多いカウンタに変
更したり、複数段のビット数の異なるカウンタを設けて
適宜選択を行ったり、あるいはプログラマブル・カウン
タ等を設ければ、種々のヒートパルスも出力可能となる
。

（実施例３）上述の（実施例１）および（実施例２）では、ヒートコ
ントローラ８により、記録データがあるビットに対応す
るノズル内の吐出エネルギ発生素子には規定パルスを出
力し、記録データのないピッドに対応するノズル内の吐
出エネルギ発生素子にはインクの吐出しないヒートパル
スが出力されるようにした。すなわち、吐出ビットのヒ
ートパルスと非吐出ビットのヒートパルスとの関係は第
１２図示の如くなる。

しかしながら、第１２図から明らかなように、上述の２
例では、１回のインク吐出に関して、吐出ビットに比べ
て非吐出ビットは２／６の電力しか消費できず、ノズル
毎の温度のばらつきを完全に無くすことができないこと
も考えられる。

そこで本例では、基本的には上述の２例と同様の構成を
採るとともに、ヒートコントローラ８の動作を第１３図
のようにすることによって、すなわち非吐出ビットにヒ
ートパルスを３回出力することによって、吐出ビットと
非吐出ビットとのノズル毎の温度のばらつきを無くすよ
うにした。

なお、第１３図の例では、非吐出ビットのヒートパルス
を３回に分けているが、この回数は吐出ビットと非吐出
ビットとのノズル毎の温度のばらつきが少なくなるので
あれは任意所望の回数とすることができる。また、吐出
／非吐出ビットのヒートパルス長は図示の例に限られな
いのは勿論である。

この（実施例３）によれば、吐出ビットと非吐出ビット
とのそれぞれに対応するノズルで消費される電力のばら
つきを最小にしたことにより、ノズル毎の温度のばらつ
きが極小になり、インクの吐出の安定化から高品位の記
録が可能となった。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、記録データのあ
るビットに対応する吐出エネルギ発生素子には規定の駆
動パルスを出力し、記録データのないビットに対応する
吐出エネルギ発生素子にはインクが吐出しない範囲のエ
ネルギの駆動パルスを出力する回路を設けたので、記録
ヘッドのノズル付近のインクの温度を一定に保ち、さら
にノズル毎の温度のばらつきを最小にすることによって
、インクの温度が一定しないときに発生する記録品位の
劣化を抑制できる効果が得られた。

さらに記録ヘッドのノズル毎の温度のばらつきが事実上
無くなるので、吐出動作を行ったノズルを記憶する等に
よって温度補正を行う制御か不要となった。このことは
記録ヘッドを制御するＭＰＩＩ等の制御装置の負担を軽
減し、高速記録に対応する効果を生じるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示すブロック図、第２図（Ａ）〜（Ｃ）は第１図の詳細な構成例を示す回
路図、第３図〜第９図は第２図（八）〜（Ｃ）における各部の
さらに詳細な構成例を示す回路図、第１０図は本発明の
第２の実施例の主要部を示す回路図、第１１図は第１Ｏ図示の主要部のさらに詳細な構成例を
示す回路図、第１２図は第１および第２実施例の動作を示す波形図、第１３図は本発明の第３の実施例を説明するための波形
図である。１〜３・・・人力バッファ、４・・・ステータスコントローラ、５・・−コマンドレジスタ、６・・・ヒツト反転器、７・・・記録データラッチコントローラ、８・・・ヒー
トコントローラ、９〜１４・・・記録データラッチ部、１５〜２０・・・出力制御回路、２１〜２７・・・出力バッフ７゜第３図 −第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】１）インク吐出を行うための複数のノズルと、該ノズル
のそれぞれに設けた吐出エネルギ発生素子とを有するオ
ンデマンド型の記録ヘッドの制御回路において、記録に
際してインク吐出に係るノズルの吐出エネルギ発生素子
に所定のエネルギの駆動信号を供給する第１制御手段と
、これと共にインク吐出に係らないノズルの吐出エネル
ギ発生素子には前記インク吐出がなされない範囲のエネ
ルギの駆動信号を供給する第２制御手段とを具えたこと
を特徴とする記録ヘッドの制御回路。２）前記第１制御手段は、前記インクを吐出するノズル
の吐出エネルギ発生素子に供給する駆動信号のパルス幅
を可変とする制御手段を有し、前記第２制御手段は、前
記インクを吐出しないノズルの吐出エネルギ発生素子に
供給する駆動信号のパルス幅をインクが吐出しない範囲
で可変とする制御手段を有することを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の記録ヘッドの制御回路。