JPH0315556A - 記録方法、記録装置及び記録ヘッド - Google Patents

記録方法、記録装置及び記録ヘッド

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JPH0315556A
JPH0315556A JP2075470A JP7547090A JPH0315556A JP H0315556 A JPH0315556 A JP H0315556A JP 2075470 A JP2075470 A JP 2075470A JP 7547090 A JP7547090 A JP 7547090A JP H0315556 A JPH0315556 A JP H0315556A
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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、インクを吐出させて駆動することにより前記
インクジェット記録方法、インクジェット記録ヘッド、
該記録ヘッドの駆動方法および駆動装置、並びにインク
ジェット記録装置に関するものである。
ここに、本発明を適した記録装置としては、例えば、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
られるプリンタ、リーグ等と組合せた複写装置、キー人
力機能を有する日本語ワードプロセッサ、電子タイプラ
イター、さらには送受信機能を有するファクシミリ装置
等の形態を採るものが含まれる。
［従来の技術］ インクジェット記録方法は種々の方式によりインクの吐
出液滴を形成し、これを紙等の記録媒体に付着させて記
録を行う記録法である。なかでも吐出液滴形成のための
エネルギとして熱を利用す１１ るインクジェット記録装置は、高密度マルチノズル化が
容易に具現化できるので、高解像度，高画質の画像を高
速度に得られるという優れた特徴を有している。
この種のインクジェット記録装置としては、インクに熱
エネルギを与えることで吐出口よりインクの液滴を吐出
させるための複数の液滴形或手段、すなわち電流パルス
を供給することにより発熱しインクを加熱することがで
きる電気熱変換体を有する液滴形成手段と、その電気熱
変換体を駆動するための集積回路（駆動用ＩＣ）とを同
一基板上に複数配設し、ラインプリンタ用の記録ヘッド
、すなわち記録媒体の全幅にわたって吐出口を整列させ
た所謂フルマルチ型の記録ヘッドを構威したものがある
。
第ｌＯ図はかかる形態のインクジェット記録ヘッドの電
気的構成例を示したものであり、第ｌ１図はその駆動タ
イミングを示したものである。電気熱変換休７と同一の
ビット数である記録データ（ＳＩ；１３−ｂ）は、駆動
用ＩＣ３内のシフトレジスタ４にｌ　２ データ転送用クロック（ＣＬＫ）に同期して順次転送さ
れ、全データ入力後ラッチ信号（ＬＡＴ）の人力により
ラッチ回路５に読み込まれる。その後分割駆動用信号（
ＥＩ）および分割駆動信号転送クロツク（ＥＣＫ）の入
力に応じ、フリツプフロツブ（Ｆ／Ｆ）　６により駆動
用ＩＣ３を順次アクティブ状態にし、パルス幅設定用信
号（ＥＮＢ）のＯＮの間のみ記録データ信号がＯＮの状
態の電気熱変換体７を選択的に通電することにより、液
吐出を行うものである。
ところで、この種の装置では記録液（以下でインクとい
う）を記録ヘッドの吐出がなされる程度直接吐出させて
記録を行うので、インクを常に吐出可能な状態に保つた
めに他の方式の記録装置には見られない特別な配慮が必
要とされることがある。
すなわち、インクは非記録時においても記録ヘッドの液
路中に残留するので、この液路内のインクの乾燥ないし
、蒸発による粘度増加などの変質を防止する措置が必要
となることがあり、このために、非記録時に記録ヘッド
の吐出口を蓋で覆って、インクの乾燥や、蒸発を防止す
るいわゆるキャッピング手段を設けた装置が知られてい
る。
ところが低湿度の環境下、あるいは長期休止時などの場
合には上述のような乾燥防止手段のみではインクの粘度
増加は避けられない場合がある。
そこで、上述のキャッピング手段とともに、記録ヘッド
を覆うキャップ内の空気を吸引して吐出がなされる程度
負圧を与えることによりヘッドの液路内に滞っているイ
ンクを吸い出すようにしたり、あるいはポンプなどを用
いてインク供給系に圧力を与えることにより吐出がなさ
れる程度変質したインクを排出するようにしたり、ある
いは記録媒体以外の部分、例えばキャッピング手段に全
吐出がなされる程度インク吐出（空吐出とも呼ばれる）
を行わせて液路内の増粘インクを排出するようにした回
復機構が用いられてきた。
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような回復機構は、一般に電源投入
時などに自動的に駆動され、一般に記録動作中はインク
の消費量を節減するために、できるだけ長いインターバ
ルで駆動することが望ましい。しかし記録動作中駆動に
係らない液路内のインクの変質に対処するには、短い間
隔で頻繁に記録動作を中断して吐出回復処理を行うこと
になるが、この結果記録処理効率が低下することになる
。
特に、多数の吐出口がライン状に配列された記録ヘッド
による液体噴射記録装置では、記録データの統計的性質
によってはほとんど記録に使用されない吐出口があり、
このため吐出インターバルが非常に長くなるというよう
に、吐出駆動にバラツキがある。したがって、吐出回数
が少ない、ないしは吐出間隔が長い場合の液路内のイン
クは、湿度や温度などの雰囲気の条件によって乾燥によ
る粘度上昇が生じ、吐出がなされる程度のインク吐出が
不安定になったり、また吐出不能になったりする虞れが
あった。
そこで、低温時等におけるインク粘度の増加に対しても
良好な吐出状態を得るためにインクの温１　５ 度を所定の範囲内に維持できるようにするべく、吐出信
号を印加しない時にも電気熱変換体にインクが吐出され
ないレベルで通電を行い、インクを加熱しておく方法（
予備加熱と称す）が種々考えられている。
例えば本件出願人は、記録パルスと予備加熱パルスとを
一体にしたパルス波形を印加して予備加熱を行う発明を
行った（ＵＳＰ．　４，　４６３，　３５９号、出願日
１９８０年３月２４日、登録日１９８４年７月３１日）
。また本件出願人は、共通液室の外部に加熱部を設けて
予備加熱を行う発明を行った（ＵＳＰ．　４，　３７６
，９４５号、出願日１９８１年５月２７日、登録日１９
８３年３月１５日）。さらに、共通液室の基板に作り込
みの予備加熱部を設ける発明を行った（ＵＳＰ．　４，
　７１９，　４７２号、出願日１９８３年　６月　６日
、登録日１９８８年１月１２日）。またさらに、所定時
間経過後に予備加熱を行う、あるいはメイン電源ＯＮ直
後に予備加熱を行う発明を行った（　ＵＳＰ．　４，　
７１２，　１７２号、出願日１９８５年４月ｌ２日、登
録日１９８７年１２月　８日）。さらに環境に応じて印
加パルス幅を変えて予備加熱を１６ 行う発明を行った（ＧＢ２，　１５９，　４６５号、出
願日１９８５年５月２４日、公開日１９８５年１２月４
日、登録日１９８８年３月９日）。また環境に応じて、
外部加熱を用いて予備加熱を行う発明を行った（ＧＢ２
，　１６９，　８５５号、出願日１９８５年１２月２０
日、公開日１９８６年７月２３日、登録日１９８９年１
１月　８日）。またさらに、電源ＯＮ直後と休止時間経
過後とで予備加熱の条件を変える発明を行った（ＧＢ２
，　１６９，８５６号、出願日ｌ９８５年１２月２３日
、公開日１９８６年７月２３日、登録日１９８９年ＩＯ
月２５日）。
本発明は、これら各発明をさらに発展させたものである
。
すなわち、本発明の目的は、安定した品位の記録を得る
ことのできるインクジェット記録方法、インクジェット
記録ヘッド、該記録ヘッドの駆動方法およびインクジェ
ット記録装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、効果的な予備加熱を行い得るイン
クジェット記録方法、インクジェット記録ヘッド、該記
録ヘッドの駆動方法およびインクジェット記録装置を提
供することにある。
本発明の他の目的は、良好な記録を行い得るいわゆるフ
ルマルチ型（フルライン型）のインクジェット記録ヘッ
ドを提供することにある。
本発明の他の目的は、いわゆるフルマルチ型のインクジ
ェット記録ヘッドを用いて、良好な記録を行い得るイン
クジェット記録ヘッドの駆動方法およびインクジェット
記録装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、比較的簡単な方法で効果的な予備
加熱を行い、吐出口間の吐出駆動による温度のバラツキ
を少なくし、回復機構による回復動作の実施頻度を大幅
に減少させることにより安定した品位で高速記録を行い
得るインクジェット記録方法、インクジェット記録ヘッ
ド、インクジェット記録装置および前記装置用記録ヘッ
ドの駆動方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ そのために、本発明では、インクを複数有する駆動する
ことにより前記インクジェッ！・記録方法において、駆
動することにより前記インクジェット記録方法において
、記録手段からインクを吐出して所定領域の記録を行っ
た後に、インクを吐出しない程度の値の電力を利用する
ことを搬送する。
また、インクを複数有する駆動することにより前記イン
クジェット記録装置において、駆動することにより前記
ために、インクを吐出可能な記録手段と、吐出を行わせ
る吐出駆動手段と、吐出に記録を行うインクジェット記
録方法において、前記記録ヘッドからインクを吐出して
所定領域の記録を行った後、インクを吐出しない程度の
値の電力を前記記録ヘッドからインクを吐出するよう制
御する制御手段とを具えたことを搬送する。
さらに、インクを複数有する駆動することにより前記イ
ンクジェット記録方法において、記録手段からインクを
複数有する所定領域の記録を行った後に、前記記録に用
いた記録データの反転データでインクが吐出しない程度
の値の電力を前記記録手１　９ 段からインクを吐出することを搬送する。
加えてインクを複数有する駆動することにより前記イン
クジェット記録装置において、駆動することにより前記
ために、インクを吐出可能な記録手段と、吐出を行わせ
る吐出駆動手段と、該吐出駆動手段による所定単位量の
記録を行った後に、前記記録に用いた記録データの反転
データでインクが吐出しない程度の値の電力を利用する
よう制御する制御手段とを具えたことを搬送する。
また、本発明インクジェット記録装置は、インク吐出に
利用される熱エネルギを発生する電気熱変換体を複数有
する記録ヘッドと、該記録ヘッドの前記複数の電気熱変
換体を記録データに応じた駆動信号を供給して駆動する
ことにより前記インク吐出を行わせる吐出駆動手段と、
整列させた形態を有し、前記所定単位置の駆動後に前記
整列した吐出口からのインク吐出がなされない程度の駆
動信号を供給することにより加熱を行わせる加熱駆動手
段とを具えたことを搬送する。
２　０ さらに、インク吐出に利用される熱エネルギを発生する
電気熱変換体を複数有するインクジェット記録装置用記
録ヘッドの駆動方法において、該記録ヘッドの前記複数
の整列した吐出口からの、記録データに応じた駆動信号
と、インク吐出のために利用される熱エネルギを発生す
ることを搬送する。
また、本発明インクジェット記録ヘッドは、インク吐出
のために利用される熱エネルギを素子に接続された電流
制限素子と、該電気熱変換素子に接続された電流制限素
子を並列に複数有し、入力されたデータに応じ、前記電
気熱変換素子に、前記インク吐出がなされる程度の通電
がなされるように前記電流制限素子を選択、または前記
インク吐出がなされない程度の電流が通電がなされるよ
うに前記電流制限素子を選択する駆動手段とを具えたこ
とを搬送する。
さらに加えて、本発明インクジェット記録ヘッドの駆動
装置は、インク吐出のために利用される熱エネルギを素
子に接続された電流制限素子を具えたインクジェット記
録ヘッドに組合され、前記電気熱変換素子に接続された
電流制限素子を並列に複数有し、入力されたデータに応
じ、前記電気熱変換素子に、前記インク吐出がなされる
程度の通電がなされるように前記電流制限素子を選択、
または前記インク吐出がなされない程度の電流が通電が
なされるように前記電流制限素子を選択する駆動手段を
具えたことを搬送する。
また、記録媒体に対しインク吐出を行うことにより記録
を行うインクジェット記録装置において、前記インク吐
出を行うための吐出口と、該吐出口に対応して設けられ
、インク吐出のために利用される熱エネルギを素子に接
続された電流制限素子を具えたインクジェット記録ヘッ
ドと、前記電気熱変換素子に接続された電流制限素子を
並列に複数有し、入力されたデータに応じ、前記電気熱
変換素子に、前記インク吐出がなされる程度の通電がな
されるように前記電流制限素子を選択、または前記イン
ク吐出がなされない程度の電流が通電がなされるように
前記電流制限素子を選択する駆動手段とを具えたことを
搬送する。
［作　用］ 本発明によれば、記録手段（インクジェット記録ヘッド
）にインク吐出用データを供給して所定量の記録を行っ
た後に、予備加熱のためにインクを吐出可能な値未満の
電力量を規定するデータを入力させることにより、吐出
を行わない液路に対しても予備加熱を適切なタイミング
で行うことができる。
また、本発明によれば、入力されるデータ信号に応じて
電流は電気熱変換素子および選択された電流制限素子を
介して流れるようにすることによって、データ信号によ
り予備加熱時の駆動と吐出時の駆動とを適切に選択でき
るようになる。
［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第１図は本発明を適用可能なインクジェット記２３ 録ヘッドの一部破断斜視図である。図においては、特に
記録媒体の全幅に対応した範囲にわたって吐出口を整列
させた形態の所謂フルマルチ型の記録ヘッドを示してい
る。
ここで、５４は発熱抵抗体であり、通電に応じて発熱し
、インクに膜沸騰を生じさせてインク内に気泡を生じさ
せ、この気泡の成長・収縮によってインク吐出を行わせ
るための電気熱変換素子７を構成する。この発熱抵抗体
５４は、配線とともに基板５ｌ上に半導体と同様の製造
工程を経て形成されている。５２Ａは液路形成部材であ
り、発熱抵抗体５４に対応して吐出口５２およびこれに
連通した液路５３を形成する。また、５６は天板であり
、液路形成部材を覆う。またさらに、５５は各液路５３
に共通に連通した液室であり、インク供給源（不図示）
から供給されたインクを記録ヘッド内で貯留する。
第２図（Ａ）は第１図に示す機械的構成を有するインク
ジェット記録ヘッド１を画像情報に応じて発熱駆動させ
るための駆動制御系の一例であ２　４ る。
図において、２は本実施例に係るヘッド駆動回路である
。このヘッド駆動回路２は、ヘッド駆動用電源８、タイ
ミング生成回路９、ゲート回路ｌＯ、予備加熱データ生
成回路ｌ１および記録データ・駆動タイミング生成回路
ｌ２を有している。
ここに、タイミング生成回路９は、記録データ・駆動タ
イミング生成回路ｌ２の制御信号ＣＩおよびＣ２に応じ
てパルス幅設定用信号ＥＮＢ，分割駆動用信号ＥＺ，分
割駆動信号転送クロックＥＣＫおよびラッチ信号ＬＡＴ
を生成し、記録ヘッド１の駆動用ＩＣ３に供給する。ま
た予備加熱データ生成回路１１は、前記制御信号Ｃ２に
応じて、記録データ・駆動タイミング生戊回路ｌ２から
の１ラインの記録データＳＩを入力し、本実施例ではこ
れを反転したデータを予備加熱データとして保持すると
ともに、ｌラインの吐出駆動後に当該予備加熱データを
出力する。またさらにゲート回路ＩＯは、記録データ・
駆動タイミング生成回路ｌ２からの１ラインの記録デー
タ、または予備加熱データ生成回路１ｌからの予備加熱
データを受容し、これをシフトレジスタ４に転送する。
そして、記録データ・駆動タイミング生戊回路ｌ２は１
ラインの記録データを順次出力し、インクを吐出するた
めの吐出駆動を行わせて行くが、その間に予備加熱デー
タを生成させて予備加熱データ生成回路１ｌで予備加熱
駆動を行わせる。すなわち、本実施例では吐出駆動と予
備加熱駆動とが交互に繰り返されるわけである。なお、
予備加熱駆動はｌライン記録の終了後の記録媒体搬送時
間をも利用するようにすれば、記録のスルーブットが大
きく低下することはない。また２４はＮＡＮＤ回路であ
る。
なお２０は記録装置全体を制御する制御部で、例えばマ
イクロプロセッサなどの（：ＰＵ　．　２１はＣＰＵ２
０の制御プログラムや各種データを記憶しているＲＯＭ
　．　２２はＣＰＵ２０のワークエリアとして使用され
るＲＡＭ　．　２３はＩ／Ｏボートである。これらはバ
スライン２４によって相互接続されており、記録データ
・駆動タイミング生戒回路ｌ２へ記録制御データを入力
する。またＴＨはヘッド基板に設けられた環境温度検出
素子であり、ヘッド温度，外部温度等のすべてあるいは
いずれかの温度情報をタイミング生戊回路９へ入力する
。そこで本実施例では、起動時の予備加熱を環境温度に
応じて行うことができる。
さて第２図（Ｂ）は、前述駆動制御ような、本例に係る
装置を用いて行うことができる駆動制御手順の一例を示
す。
まず記録装置の電源がＯＮされると、前述した通りゲー
ト回路１０を介して予備加熱データ生成回路１１から予
備加熱データをシストレジスタ４に転送する（ステップ
Ｓｌ）。一方、環境温度検出素子ＴＨからの温度情報が
タイミング生成回路９へ入力されて、それに応じたパル
ス幅設定用信号ＥＮＢが記録ヘッド１の駆動用ＩＣ３に
供給される（ステップＳ２）。したがって、環境温度に
応じた全液路の予備加熱が起動時に行われる（ステップ
Ｓ３）。
次いで、ゲート回路ｌＯを介して、記録データ・駆動タ
イミング生成回路ｌ２から１ラインの記録２　７ データＳｌがシストレジスタ４に転送される（ステップ
Ｓ４）。そしてこの記録データＳｌに応じて選択された
電気熱変換素子７が発熱して、吐出がなされる程度イン
クが吐出されて記録が行われる（ステップＳ５）。ここ
で所定時間経過しても次の記録データの転送が無い場合
には記録を終了する（ステップＳ６）。
一方、記録データＳ１の転送がＮライン行われ（Ｎ≧１
）、そのＮライン分の記録が終了すると、ゲート回路ｌ
Ｏを介して予備加熱データ生成回路１１から予備加熱デ
ータをシストレジスタ４に転送する（ステップＳ７，　
Ｓ８）。そして、タイミング生成回路９から所定のパル
ス幅設定用信号ＥＮＢが記録ヘッド１の駆動用ＩＣ３に
供給されて、記録中の予備加熱が行われる（ステップＳ
９，ＳＩＯ）。
なおここで、記録中の予備加熱は、予め定められた一定
のパルス幅を設定するのに限定されずに、起動時（電源
ＯＮ時）の予備加熱と同様に環境温度に応じたパルス幅
を設定してもよい。しかしいずれにしても、起動時の予
備加熱のパルス幅よ２　８ りも短いパルス幅である。また、記録中の予備加熱は、
記録データの反転データを用いて行ってもよいし、全黒
データで全液路を対象に行ってもよい。すなわち、例え
ば前述の駆動制御のようにＮ＝１の場合には反転データ
で予備加熱を行い、Ｎ〉ｌの場合には全黒データで予備
加熱を行ってもよく、これら制御の態様は適宜選択でき
る。
第３図は本実施例の駆動タイミングを示したものである
。インクジェット記録ヘッドｌに入力される記録データ
信号ＳＩは、電気熱変換素子７と同一のビット数の記録
データ（１３−ｂ）と、その記録データの反転信号であ
る予備加熱データ（１３−ａ）とで形成され、インクジ
ェット記録ヘッド１には予備加熱データ１３−ａと記録
データ１　３−ｂとが交互に入力される。いずれかのデ
ータが入力されてシフトレジスタ４に整列された後、ラ
ッチ信号ＬＡＴによりこれが駆動用ＩＣ３内のラッチ回
路５に読み込まれる。その後、分割駆動用信号ＥＩと分
割駆動信号転送クロックＥＣＫの入力により、駆動用Ｉ
Ｃ３を順次アクティブ状態にして、パルス幅設定用信号
ＥＮＢがＯＮの間のみ電気熱変換素子７を選択的に通電
し、予備加熱またはインク液吐出が行われる。
また、その間を利用してシフトレジスタ４には次ライン
の記録データまたは予備加熱データが入力される。
ここで、前述した通り、本実施例の場合にはパルス幅設
定信号ＥＮＢのパルス幅は、予備加熱時はインク液吐出
に至らない時間内であり（例えば約０．５〜５μｓ）、
吐出駆動時（記録時）のパルス幅（例えば約３〜ｌＯμ
Ｓ）より短い。また、予備加熱データは、記録動作中は
前ラインの記録データの反転信号として入力されている
が、電源投入後の最初の記録時や、あるいは記録休止時
間が長時間にわたる場合においては、全電気熱変換素子
７に通電するようなデータとする。したがって、電源投
入後の最初の記録や長時間記録休止が続いた場合には、
必ず全液路が予備加熱される。
なお、記録動作時における予備加熱データは必ずしも前
ラインの記録データの反転信号としなくてもよく、液路
内の予備加熱の効果を損なわない範囲内で適宜定めるこ
とができる。例えば、ある電気熱変換体７が前のＮライ
ンに連続して通電が行われなかった場合のみ予備加熱を
行うようにする信号であってもよい。また例えば、Ｎラ
インの記録ごとに全液路の予備加熱を行うようにする信
号であってもよい。
以上のような記録ヘッドおよびその駆動系を用いて、例
えば第４図に示すようなフルカラー記録が可能なライン
プリンタを構成することができる。
第４図において、２０１Ａおよび２０１Ｂは、記録媒体
Ｒ（例えば、加工紙，普通紙，プラスチックシ一ト等）
を副走査方向ｖｌｌに扶持搬送するために設けたローラ
対である。また２０２８Ｋ，　２０２Ｙ，　２０２Ｍお
よび２０２Ｃは、それぞれ、記録媒体Ｒの全幅にわたっ
て液路を配列したブラック，イエロー，マゼンタおよび
シアンの記録を行うフルマルチタイプの記録ヘッドであ
り、その順に記録媒体搬送方向上流側よりヘッド装填部
２０３に配置してある。これらの記録ヘッド２０２は前
述第１図および第２図に示し３１ た実施例と同様の構成であって、前述した通りの駆動制
御が行われる。またさらに、２００は回復系であり、吐
出回復処理にあたっては記録媒体Ｒに代って記録ヘッド
２０２ＢＫ〜２０２Ｃに対向する。すなわち、ヘッド装
填部２０３が後方へ退避して、その空間に回復系２００
が侵入する。そして加圧や吸弓等の公知の回復処理が行
われる。しかし本実施例においては、適切なタイミング
予備加熱を行うために、その吐出回復処理の起動回数を
著しく低減できる。また２０４はプラテンであって、こ
のプラテン２０４によって記録媒体Ｒと記録ヘッド２０
２の吐出口との間隙を維持する。
なお、前述各実施例において、駆動用ＩＣの回路型式は
、バイボーラ型，　ＭＯＳ型，　ＢｉＣＭＯＳ型等任意
所望に定めうることは勿論である。また、ヘッドの形態
としては、前述実施例のようなフルマルチ型のものに限
られず、シリアルスキャンされる形態のものであっても
よい。さらに、予備加熱時に吐出がなされない程度のエ
ネルギを電気熱変換素子に加えるためには、前述実施例
のようなパルス３　２ 幅の変更に限られず、これに代えて、あるいはこれとと
もに駆動電圧が変更されるものであってもよく、記録時
に記録ヘッドからインクを吐出される値未満の値の電力
を印加するものであればよい。
また、上記実施例では、電気熱変換素子７を所定複数個
ずつの単位ブロックに分割し、順次分割駆動する場合を
示したが、電気熱変換素子７の数が比較的少ない場合や
駆動電源に十分余裕のある場合には必ずしも分割駆動を
行う必要はなく、全電気熱変換素子を同時駆動すること
も可能である。
さらに、より高速度の記録を可能とするために、第５図
に示すような構成を採用して記録データをいくつかの任
意の数のブロックＳＩＩ〜ＳＩｎに分割する。そして、
前記記録データをこのブロックＳＩ，〜ＳＩｎのそれぞ
れと駆動用ＩＣ３に供給することにより、第６図に示す
ようなタイミングにて動作を行うことも可能である。
以上説明したように、本実施例によれば・、記録データ
と予備加熱データとを交互に入力し、液吐出と予備加熱
とを交互に行うことにより、吐出駆動がなされなかった
ため吐出不良が生じつる吐出口に対応した電気熱変換素
子にも予備加熱データにより通電を行うことができる。
従って、全液路の温度が均一となり、良好な記録状態を
得ることができるようになった。またさらに、回復動作
のインターバルも長くでき、より高速度の記録が可能と
なった。
第７図は第１図に示すような機械的構成を有する記録ヘ
ッドの他の実施例に係る電気的構成を示すものである。
本実施例では駆動回路基板を一体としたものである。
本実施例においては、各吐出口５２に対応した電気熱変
換素子７の駆動系を２系統とし、電流制限抵抗器１０１
−１　（抵抗値Ｒ．）およびｌｏｔ−２（抵抗値Ｒｂ）
を介して駆動用ＩＣ１０８内のトランジスタ形態の駆動
素子１０２−１および１０２−２にそれぞれ接続してあ
る。１０３はフリップフロップ１０６の出力およびパル
ス幅設定信号ＥＮＢを受容するアンド回路であり、駆動
素子１０２−１および１０２−２に対応して設けられる
。しかして、１つの電気熱変換体７は駆動素子と同一ビ
ット数（本実施例では２ビット）のデータにより駆動さ
れ、そのためにラッチ回路８５およびシフトレジスタ８
４に関してもこれに対応した構成を採用する。
駆動素子１０２と同一のビット数で構成されるデータ信
号ＳＩは、データ転送クロックＣＬＫにより順次シフト
レジスタ８４に人力され、ラッチ信号ＬＡＴによりラッ
チ回路８５に読み込まれる。その後分割駆動用信号ＥＩ
と分割駆動信号転送クロツクＥＣＫとの入力により駆動
用ＩＣ８０を順次アクティブ状態にし、パルス幅設定用
信号ＥＮＢがＯＮの間のみ駆動素子１０２−１および／
または１０２−２を選択的にＯＮ状態にする。１つの電
気熱変換体７は接続された駆動素子の数と同一のビット
数のデータが対応し、本実施例においては２ビットのデ
ータより駆動される。そこで、駆動素子１０２−１，　
１０２−２を駆動するデータが（０．１）の場合電気熱
変換素子に流れる電流を■。１、データが（１．０）の
場合に電流をＩ　１０　、データが（１．１）の場合に
電流をＩｌ１　とする３　５ と、 Ｉｏ＋＝［ＶＨ−ＶｏＬｌ／［Ｒ＋＋＋ＲｂｌＩ＋ｏ・
［Ｖｏ−ＶｏＬ］／［Ｒ＋＋＋ＲｓｌＩ＋＋　　ｃｙ［
Ｖｕ−ＶｏＬ］／［ＲＨ＋Ｒ．Ｒｂ／（Ｒ．＋Ｒｂ）］
となる。ここで、ＶＨは駆動用電源電圧、ＶＯＬは駆動
素子の出力電圧、ＲＨは電気熱変換素子の抵抗値、Ｒ．
，Ｒｂは電流制限抵抗の抵抗値である。電流制限抵抗１
０１−１，　１０１−２の抵抗値Ｒ．，Ｒｂは、Ｉｌ１
を液滴吐出可能な電流値、Ｉｏ１，Ｌ。を液滴吐出に至
らない電流値となるように設定しておく。したがって電
気熱変換素子７に流れる電流値は人力データにより３種
類選択可能であり、予備加熱および液吐出のために駆動
がデータ入力のみによって各吐出口毎に選択可能となる
。
各種信号をかかる駆動回路に入力して駆動制御を行う駆
動制御手段１００の構成ないし駆動制御の態様としては
次に示す通りである。例えば１つの吐出口に１ビットを
対応させた記録データに基き、ある電気熱変換素子７に
吐出駆動を行わせる信号が゛ｔ　”のときには（１，１
）のデータを、３　６ ”　ｏ　”のときには（１．０）または（０．１）のデ
ータを生成するようにすることができる。また、Ｒ８お
よびＲゎに大小関係をもたせることにより、当該電気熱
変換素子７の非吐出駆動時間や位置その他の条件に応じ
て予備加熱のための駆動条件を変更することも可能であ
る。さらに、電源投入直後や長時間の記録動作休止後に
は大きな電流が流れるようにすることもできる。加えて
、予備加熱のための駆動は１ラインの記録動作時に同時
に行うことができる他、これを数ライン毎に行ったり、
吐出駆動とは異なる時間に行われるようにすることもで
きる。
以上のような記録ヘッドおよびその駆動系を用いて、例
えば前述した第４図に示すようなフルカラー記録が可能
なラインプリンタを構成することができる。
なお、本実施例においても、駆動用ＩＣの回路型式は、
バイボーラ型，　ＭＯＳ型，　ＢｉＣＭＯＳ型等任意所
望に定めうることは勿論である。また、ヘッドの形態と
しては、上記実施例のようなフルマルチ型のものに限ら
れず、シリアルスキャンされる形態のものであってもよ
い。さらに、上記実施例においては、電気熱変換素子に
接続される駆動素子が２つの場合を示したが、３つ以上
の駆動素子に接続し、電流制限抵抗を適切に設定すれば
液滴吐出の駆動電流および予備加熱のために駆動電流を
共に多段階に設定してよりきめ細かい抑制も可能となる
ことはいうまでもない。
また、電流制限抵抗は抵抗体を特別に熱変換素子と駆動
素子との間に配置する必要はなく、熱変換素子と駆動素
子とを接続するための配線部の配線抵抗で代用すること
も可能である。
加えて、上記実施例では電気熱変換素子７の群をいくつ
かの単位ブロックに分割し、順次分割駆動を行う場合を
示したが、例えば第８図に示すように、素子７の数が比
較的少ない場合や駆動電源に十分余裕のある場合には、
ストローブ信号ＳＴＢにより同時駆動を行うこともでき
る。なお、第８図においては、電流制限抵抗器を３つ（
１−１〜１−３）具備した構戊を示している。
さらに加えて、第９図に示すように、通電のラインを各
ブロック毎にＶＨＩ〜■Ｈｎのように設けるとともに駆
動系統を共通として分割駆動を行うようにしてもよい。
なお、第９図において１０９は逆流防止用のダイオード
である。
以上説明したように、本実施例によれば、入力データに
応じて吐出口に対応した電気熱変換素子毎の予備加熱駆
動および吐出駆動の選択が可能となるために、各吐出口
の温度を均一化し、簡単な構成で良好な品位の記録が可
能となる。また、回復動作のインターバルも長くでき、
より高速度の記録が可能となった。
（その他） なお、前述各実施例は、インクジェット記録方式の中で
も特にバブルジェット記録方式を適用した、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。
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４７４０７９６号明３
　９ 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−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４３４５２６
２号明細書に記載されているようなもの４　０ 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。
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４４５９６００号
明細書を用いた構成も前述各実施例に適用可能である。
加えて、複数の整列した吐出口からの、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前述
各実施例は有効である。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。
加えて、上例のようなシリアルタイプのものでも、装置
本体番ご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
を用いた場合にも前述各実施例は有効である。
また、前述各実施例に記録装置の構成として、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
ことは前述各実施例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による予備加熱手段、記録と
は別の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定
した記録を行なうために有効である。
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、記録ヘッドを一休的
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
ラーの少なくとも一つを備えた装置にも前述各実施例は
極めて有効である。
さらに加えて、以上説明したインクジェット記録装置の
実施例においては、インクを液体として説明しているが
、例えば室温やそれ以下で固化するインクであって、室
温より高温で軟化もしくは液状をなすものであってもよ
い。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のが一般
的であるから、記録信号付与時にインクがｌ夜状をなす
ものであればよい。加えて、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４　３ しめることで、熱エネルギによる昇温を防止するか、ま
たはインクの蒸発防止を目的として放置状態で固化する
インクを用いるかして、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前述各実
施例には適用可能である。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、多孔質シ一ト凹部
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
、整列した吐出口からの対向するような形態としてもよ
い。前述各実施例においては、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。
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４　４ 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。
一方、インク吐出エネルギを発生するエネルギ発生手段
としては、前述した電気熱変換体に限定されることはな
く、例えばピエゾ素子等の電気機械変換体、あるいはレ
ーザ等の電磁波を照射して液体に吸収させて発熱させ、
この発熱作用でインクを吐出させる方式等も含まれる。
［発明の効果ｌ 以上詳述したように、本発明によれば、所期の目的を達
成し、記録品位を向上させることのできるインクジェッ
ト記録方法、インクジェット記録ヘッド、該記録ヘッド
の駆動方法およびインクジェット記録装置を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を適用可能なインクジェット記録ヘッド
の一構成例を示す斜視図、 第２図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、本実施例に係
るその駆動制御系の一例を示すブロック図、およびその
駆動制御手順の一例を示すフローチャート、 第３図はその駆動タイミングを示すタイミングチャート
、 第４図は本実施例に係る記録ヘッドおよびその駆動系を
用いて構成したインクジェット記録装置の構成例を示す
斜視図、 第５図および第６図は、それぞれ、本発明の他の実施例
に係る記録ヘッド駆動制御系の一例を示すブロック図お
よびその駆動タイミングを示すタイミングチャート、 第７図は本発明を適用した他の実施例に係るその駆動制
御系の一例を示すブロック図、第８図および第９図は、
それぞれ、本発明の他の実施例に係る記録ヘッド駆動制
御系の２実施例を示すブロック図、 第ｌＯ図は記録ヘッドの電気的構成の一般例を示すブロ
ック図、 第１１図は従来の駆動タイミングを示すタイミングチャ
ートである。 １・・・記録ヘッド、 ２・・・ヘッド駆動回路、 ３・・・ヘッド駆動用ＩＣ、 ４・・・シフトレジスタ、 ５・・・ラッチ回路、 ６・・・フリップフロツブ、 ７・・・電気熱変換素子、 ８・・・ヘッド駆動用電源、 ９・・・タイミング生成回路、 ｌＯ・・・ゲート回路、 １１・・・予備加熱データ生成回路、 ｌ２・・・記録データ・タイミング生成回路、２０・・
・ＣＰＵ　、 ２１・・・ＲＡＭ　　． ２２・・・ＲＯＭ　　． ５２・・・吐出口、 ５３・・・液路、 ５４・・・発熱抵抗体、 ４　７ ８４・・・シフトレジスタ、 ８５・・・ラッチ回路、 ｉｏｏ・・・駆動制御手段、 １０１−１〜１０１−３・・・電流制限抵抗器、１０２
−１，　１０２−２・・・駆動素子、１０６・・・フリ
ップフロツプ。 ４　８

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）インクを吐出して記録媒体に記録を行うインクジェ
    ット記録方法において、 記録媒体に記録を行うためにインクを吐出可能な値の電
    力を記録手段に印加して所定領域の記録を行った後に、
    インクを吐出可能な前記値未満の値の電力を前記記録手
    段に印加することを特徴とするインクジェット記録方法
    。 ２）前記記録手段は熱エネルギを利用してインクを吐出
    する記録ヘッドであって、前記熱エネルギを発生するた
    めの電気熱変換体を有していることを特徴とするインク
    ジェット記録方法。 ３）前記記録手段は、記録領域の全幅にわたって吐出口
    の配列されたフルラインタイプの記録ヘッドを有するこ
    とを特徴とするインクジェット記録方法。 ４）前記インクを吐出可能な値未満の値の電力は、１ラ
    インの記録終了ごとに前記記録手段に印加されることを
    特徴とするインクジェット記録方法。 ５）前記インクを吐出可能な値未満の値の電力は、１ラ
    インの記録終了ごとに記録データの反転データとして前
    記記録手段に印加されることを特徴とするインクジェッ
    ト記録方法。 ６）前記インクを吐出可能な値未満の値の電力は、電源
    投入後および／または記録動作の休止後に前記記録手段
    に印加されることを特徴とするインクジェット記録方法
    。 ７）インクを吐出して記録媒体に記録を行うインクジェ
    ット記録装置において、 記録媒体に記録を行うために、インクを吐出可能な記録
    手段と、 前記記録媒体を搬送する搬送手段と、 前記記録媒体に記録を行うためにインクを吐出可能な値
    の電力を前記記録ヘッドに印加して所定領域の記録を行
    った後、インクを吐出可能な前記値未満の値の電力を前
    記記録ヘッドに印加するよう制御する制御手段と を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 ８）前記記録手段は熱エネルギを利用してインクを吐出
    する記録ヘッドであって、前記熱エネルギを発生するた
    めの電気熱変換体を有していることを特徴とするインク
    ジェット記録装置。 ９）前記記録手段は、記録領域の全幅にわたって吐出口
    の配列されているフルラインタイプの記録ヘッドを有す
    ることを特徴とするインクジェット記録装置。 １０）前記インクを吐出可能な値未満の値の電力は、１
    ラインの記録終了ごとに前記記録手段に印加されること
    を特徴とするインクジェット記録装置。 １１）前記インクを吐出可能な値未満の値の電力は、１
    ラインの記録終了ごとに記録データの反転データとして
    前記記録手段に印加されることを特徴とするインクジェ
    ット記録装置。 １２）前記インクを吐出可能な値未満の値の電力は、電
    源投入後および／または記録動作の休止後に前記記録手
    段に印加されることを特徴とするインクジェット記録装
    置。 １３）インクを吐出して記録媒体に記録を行うインクジ
    ェット記録方法において、 記録手段からインクを吐出して所定領域の記録を行った
    後に、前記記録に用いた記録データの反転データでイン
    クが吐出しない程度の値の電力を前記記録手段に印加す
    ることを特徴とするインクジェット記録方法。 １４）前記記録手段は、熱エネルギを利用してインクを
    吐出する記録ヘッドであって、前記熱エネルギを発生す
    るための電気熱変換体を有していることを特徴とするイ
    ンクジェット記録方法。 １５）インクを吐出して記録媒体に記録を行うインクジ
    ェット記録装置において、 記録媒体に記録を行うために、インクを吐出可能な記録
    手段と、 前記記録媒体を搬送する搬送手段と、 前記記録手段からインクを吐出して所定領域の記録を行
    った後に、前記記録に用いた記録データの反転データで
    インクが吐出しない程度の値の電力を前記記録手段に印
    加するよう制御する制御手段と を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 １６）前記記録手段は、熱エネルギを利用してインクを
    吐出する記録ヘッドであって、前記熱エネルギを発生す
    るための電気熱変換体を有していることを特徴とするイ
    ンクジェット記録装置。 １７）インク吐出に利用される熱エネルギを発生する電
    気熱変換体を複数有する記録ヘッドと、該記録ヘッドの
    前記複数の電気熱変換体を記録データに応じた駆動信号
    を供給して駆動することにより前記インク吐出を行わせ
    る吐出駆動手段と、 該吐出駆動手段による所定単位量の駆動後に前記電気熱
    変換体に対してインク吐出がなされない程度の駆動信号
    を供給することにより加熱を行わせる加熱駆動手段と を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。 １８）前記記録ヘッドは記録媒体の全幅に対応した範囲
    にわたって吐出口を整列させた形態を有し、前記所定単
    位置の駆動は前記整列した吐出口からのインク吐出によ
    って前記記録媒体上に１ラインの記録を行う駆動であり
    、前記加熱駆動手段は当該１ラインの記録データ群を反
    転したデータ群を供給することを特徴とする請求項１７
    に記載のインクジェット記録装置。 １９）前記加熱駆動手段は、電源投入後および／または
    記録動作の休止後にはすべての電気熱変換体を駆動する
    信号を供給することを特徴とする請求項１７に記載のイ
    ンクジェット記録装置。 ２０）前記記録ヘッドは記録媒体の全幅に対応した範囲
    にわたって吐出口を整列させた形態を有し、前記所定単
    位量の駆動は前記整列した吐出口からのインク吐出によ
    って前記記録媒体上に複数ラインの記録を順次行う駆動
    であり、前記加熱駆動手段は当該複数ラインの記録時に
    駆動されなかつた電気熱変換体に対して前記加熱のため
    の駆動信号を供給することを特徴とする請求項１７に記
    載のインクジェット記録装置。 ２１）インク吐出に利用される熱エネルギを発生する電
    気熱変換体を複数有するインクジェット記録装置用記録
    ヘッドの駆動方法において、 該記録ヘッドの前記複数の電気熱変換体に対して、記録
    データに応じた駆動信号と、インク吐出がなされない程
    度の加熱用駆動信号とを交互に供給することを特徴とす
    るインクジェット記録装置用記録ヘッドの駆動方法。 ２２）前記記録ヘッドは記録媒体の全幅に対応した範囲
    にわたって吐出口を整列させた形態を有し、前記整列し
    た吐出口からのインク吐出によって前記記録媒体上に１
    ラインの記録を行った後に当該１ラインの記録データ群
    を反転したデータ群を前記加熱のための駆動信号として
    供給することを特徴とする請求項２１に記載のインクジ
    ェット記録装置用記録ヘッドの駆動方法。 ２３）電源投入後および／または記録動作の休止後には
    すべての電気熱変換体を加熱のために駆動する信号を供
    給することを特徴とする請求項２１に記載のインクジェ
    ット記録装置用記録ヘッドの駆動方法。 ２４）前記記録ヘッドは記録媒体の全幅に対応した範囲
    にわたって吐出口を整列させた形態を有し、前記整列し
    た吐出口からのインク吐出によって前記記録媒体上に複
    数ラインの記録を順次行った後に当該複数ラインの記録
    時に駆動されなかった電気熱変換体に対して前記加熱の
    ための駆動信号を供給することを特徴とする請求項２１
    に記載のインクジェット記録装置用記録ヘッドの駆動方
    法。 ２５）インク吐出のために利用される熱エネルギを発生
    する複数の電気熱変換素子と、 該電気熱変換素子に接続された電流制限素子を並列に複
    数有し、入力されたデータに応じ、前記電気熱変換素子
    に、前記インク吐出がなされる程度の通電がなされるよ
    うに前記電流制限素子を選択、または前記インク吐出が
    なされない程度の電流が通電がなされるように前記電流
    制限素子を選択する駆動手段と を具えたことを特徴とするインクジェット記録ヘッド。 ２６）インク吐出のために利用される熱エネルギを発生
    する複数の電気熱変換素子を具えたインクジェット記録
    ヘッドに組合され、 前記電気熱変換素子に接続された電流制限素子を並列に
    複数有し、入力されたデータに応じ、前記電気熱変換素
    子に、前記インク吐出がなされる程度の通電がなされる
    ように前記電流制限素子を選択、または前記インク吐出
    がなされない程度の電流が通電がなされるように前記電
    流制限素子を選択する駆動手段を具えたことを特徴とす
    るインクジェット記録ヘッドの駆動装置。 ２７）記録媒体に対しインク吐出を行うことにより記録
    を行うインクジェット記録装置において、前記インク吐
    出を行うための吐出口と、該吐出口に対応して設けられ
    、インク吐出のために利用される熱エネルギを発生する
    複数の電気熱変換素子を具えたインクジェット記録ヘッ
    ドと、 前記電気熱変換素子に接続された電流制限素子を並列に
    複数有し、入力されたデータに応じ、前記電気熱変換素
    子に、前記インク吐出がなされる程度の通電がなされる
    ように前記電流制限素子を選択、または前記インク吐出
    がなされない程度の電流が通電がなされるように前記電
    流制限素子を選択する駆動手段と を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
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