JPH07241992A - 記録ヘッド及び該記録ヘッドを用いた記録方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヘッドの回路基板のサイズを大幅に増やすこ
となく、各記録要素のばらつきを補正して記録できる記
録ヘッドを提供することを目的とする。 【構成】 複数の記録要素を駆動するための発熱体９０
１と、記録データに応じて発熱体に通電して記録を行う
回路とを備える記録ヘッドであって、発熱体９０１に通
電するための複数のパルス信号を入力する入力端子１１
０と、入力端子１１０より入力される複数のパルス信号
のいずれかを選択する選択情報をシフトレジスタ９０４
を介して入力して記憶するラッチ回路９０３と、ラッチ
回路９０３に記憶された選択情報に応じて、入力端子１
１０より入力される複数のパルス信号の１つ或いは複数
を選択して発熱体に印加する選択回路１０１とを有す
る。を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数の記録要素を有する
記録ヘッド、及び該記録ヘッドを用いた記録方法とのそ
の装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット（液体噴射）記録法は、
記録時における騒音の発生が無視し得る程度に極めて小
さく、かつ高速記録が可能であり、しかも所謂、普通紙
にインク等を定着させるという特別な処理を必要としな
いため、最近特に注目されている記録方法である。

【０００３】そのなかで、例えば特開昭５４−５１８３
７号公報、ドイツ公開(DOLS)第２８４３０６４号公報に
記載されている液体噴射記録法は、熱エネルギーを液体
に作用させて、液滴吐出のため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。即ち、上記の公報に開示されている記録法では、
熱エネルギー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によっ
て記録ヘッド部の先端のオリフィスより液体が吐出され
て飛翔的液滴が形成され、該液滴が被記録部材に付着し
記録が行なわれる。特にこの第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(drop-on demand)記録法に極めて有効に適用
されるばかりではなく、記録ヘッドをフルラインタイプ
とし、高密度にマルチ・オリフィスされた記録ヘッド部
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。

【０００４】上記の記録法に適用される装置の記録ヘッ
ド部は、液体を吐出するために設けられたオリフィス
と、該オリフィスに連通するとともに、液滴を吐出する
ための熱エネルギーが液体に作用する熱作用部を構成の
一部とする液流路とを有する液吐出部と、熱エネルギー
を発生する手段としての電気熱変換体（発熱体）とを具
備している記録ヘッドの基体とを備えている。

【０００５】近年、このような記録ヘッド用の基体で
は、複数の発熱体を基板上に構成するだけでなく、それ
ぞれの発熱体の駆動用ドライバと、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が同一
基体内に構成されている。

【０００６】図１０は従来の記録ヘッド部の回路構成例
を示すブロック図である。

【０００７】図において、９００はヘッド基体を示し、
９０１は発熱体（抵抗体）、９０２は発熱体９０１への
通電を制御するパワートランジスタである。９０３はラ
ッチクロック９０７に同期して、記録データをラッチす
るラッチ回路である。９０４はシフトレジスタで、シリ
アルデータ９０６と、これに同期するシリアルクロック
９０５とを入力して、１ラインのデータをラッチしてい
る。９１４は抵抗センサで、基体９００の発熱体９０１
の抵抗値をモニタするためのセンサである。９１５は温
度センサで、基体９００の温度のモニタ等に使用され
る。９０５〜９１３は入出力端子を表わし、９０８はパ
ワートランジスタ９０２のオン時間、即ち発熱体９０１
に電流を流して駆動する時間を記録ヘッド部の外部から
制御するための駆動パルス幅入力（ヒートパルス）端子
９０８、ロジック回路の駆動電源（５Ｖ）端子９０９、
接地端子９１０、発熱体９０２の駆動電源の入力端子９
１１がある。９１２，９１３のそれぞれは、センサ９１
４或いは９１５の駆動及びモニタ用の端子である。

【０００８】以上の構成において、シリアルで入力され
た記録データは、シフトレジスタ９０４に記憶され、ラ
ッチ信号によりラッチ回路９０３にラッチされる。この
状態で端子９０８よりヒートパルスが入力されることに
より、記録データに応じてトランジスタ９０２がオンさ
れ、対応する発熱体９０１に電流が流れて、その液流路
のインクが発熱されてノズル先端より液滴として吐出さ
れる。

【０００９】ここで発熱体９０１における、液体を発泡
させるのに必要なエネルギーを考えた場合、放熱条件が
一定であれば、そのエネルギーは発熱体の必要な単位面
積あたりの投入エネルギーと発熱体の面積の積で表され
る。これにより、発熱体９０１の両端にかかる電圧、発
熱体９０１を流れる電流及び時間（パルス幅）を、その
必要なエネルギーが得られる値に設定すれば良い。ここ
で発熱体に印加される電圧については、プリンタ装置本
体の電源より電圧を供給することにより、ほぼ一定に保
持することができる。一方、発熱体９０１を流れる電流
については、発熱体の抵抗値が、基体の製造過程におけ
る発熱体の膜厚のばらつき等により、ロットにより、或
いは基体によって抵抗値が異なってくる。従って、印加
されるパルス幅が一定で、発熱体の抵抗値が設定よりも
大きい場合はその流れる電流値が小さくなり、その発熱
体に投入されるエネルギー量が不足してしまい、インク
を適正に発泡させることができなくなる。逆に、発熱体
の抵抗が小さくなると同じ電圧を印加しても電流値が設
定よりも大きくなる。この場合には、発熱体により過剰
なエネルギーが発生され、発熱体の焼損や短寿命につな
がる虞がある。これに対処するものとして、センサ９１
４によって発熱体９０１の抵抗値を常にモニタし、また
センサ９１５によって基体９００の温度をモニタし、そ
の値により電源電圧やヒートパルス幅を変化させ、発熱
体９０１にほぼ一定のエネルギーが印加されるようにす
る方法がある。

【００１０】次に、噴射されるインク液滴の吐出量を考
えた場合、その吐出量は主にインクの発泡体積に関係す
る。ここでインクの発泡体積は、発熱体及び周辺の温度
によって変化することから、インク吐出のためのヒート
パルスを印加する前に、インクを吐出しない程度の小さ
いエネルギーのパルス（プレヒートパルス）を加え、そ
のプレヒートパルスのパルス幅や、その出力タイミング
を変更することにより発熱体及び周辺の温度を調整し
て、一定の量のインク液滴を吐出するようにして印字品
位を維持するようにしている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】前述した発熱体の抵抗
値のばらつきの補正、基体の温度の制御は、それぞれの
温度センサよりの信号をフィードバックして、ヒートパ
ルスの幅、プレヒートパルスの幅、それらヒートパルス
のタイミングを変更したヒート信号を出力することで行
える。しかしながら、上記以外にも製造上のオリフィス
開口部の面積のバラツキ、発熱体上の保護膜の膜厚のバ
ラツキ等により、各ノズルによって吐出量のバラツキが
生じ、それが記録を行う上での濃度ムラ、筋等につなが
り、各ノズル単位或いは数ノズル単位の吐出量の制御が
必要となる。さらにマルチノズル化に伴い、記録ヘッド
用基体を複数並べてインクジェット記録ヘッドとする場
合には基体によって抵抗値が異なるため、インクを吐出
するためのヒートパルスを各基体で変え、印加するエネ
ルギーを合わせることもしなくてはならない。即ち、複
数の基体で構成された記録ヘッドの場合、上述したオリ
フィスの面積以外に、基体と基体の間の濃度差が目立ち
安くなるため、基体内におけるノズル単位での吐出量の
補正が、基体が単体である時よりもさらに重要となって
いる。

【００１２】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、ヘッドの回路基体のサイズを大幅に増やすことな
く、各記録要素のばらつきを補正して記録できる記録ヘ
ッドを提供することを目的とする。

【００１３】又本発明の他の目的は、記録装置側の処理
を少なくして、種々の通電駆動を行うことができる記録
ヘッドを提供することにある。

【００１４】又本発明の目的は、通電体の抵抗値のバラ
ツキに起因する記録特性をヒートパルスで調整できる記
録ヘッドを提供することにある。

【００１５】更に本発明の目的は、各記録要素のばらつ
きを補正して記録できる記録方法及び装置を提供するこ
とにある。

【００１６】又本発明の他の目的は、記録装置側の処理
を少なくして、種々の通電駆動を行うことができる記録
方法及び装置を提供することにある。

【００１７】又本発明の目的は、通電体の抵抗値のバラ
ツキに起因する記録特性をヒートパルスで調整して記録
する記録方法及び装置を提供することにある。

【００１８】又本発明の目的は、記録ヘッドの記録特性
のバラツキをプレヒートパルスで補正して記録する記録
方法及び装置を提供することにある。

【００１９】更に本発明は、複数の基体で構成される記
録ヘッドであっても、全ての基体の通電体のバラツキを
簡単に調整して記録できる記録方法及び装置を提供する
ことにある。

【００２０】

【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様な構成を備える。即
ち、複数の記録要素を駆動するための通電体と、記録デ
ータに応じて前記通電体に通電して記録を行う回路とを
備える記録ヘッドであって、前記通電体に通電するため
の複数のパルス信号を入力する入力端子と、前記入力端
子より入力される複数のパルス信号のいずれかを選択す
る選択情報を入力して記憶する記憶手段と、前記記憶手
段に記憶された選択情報に応じて前記入力端子より入力
される複数のパルス信号を選択して前記通電体に印加す
る印加手段とを有する。

【００２１】上記目的を達成するために本発明の記録装
置は以下の様な構成を備える。即ち、記録ヘッドを通電
駆動して記録媒体に画像を記録する記録装置であって、
前記記録ヘッドは、複数の記録要素を駆動するための通
電体と、前記通電体に通電するための複数のパルス信号
を入力する入力端子と、前記入力端子より入力される複
数のパルス信号のいずれかを選択する選択情報を入力し
て記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された選択
情報に応じて前記入力端子より入力される複数のパルス
信号を選択して前記通電体に印加する印加手段とを有
し、前記記録ヘッドの記録要素の記録特性を記憶する特
性情報記憶手段と、前記特性情報記憶手段に記憶された
記録特性に基づいて前記選択情報を決定して前記記録ヘ
ッドに転送する転送手段と、記録に先だって複数のパル
ス信号を前記記録ヘッドに出力する予備通電手段と、前
記予備通電手段による予備通電の後、画像データに応じ
て前記記録ヘッドの前記通電体に通電して記録する記録
通電手段とを有する。

【００２２】上記目的を達成するために本発明の記録方
法は以下の様な工程を備える。即ち、請求項１或いは２
に記載の記録ヘッドを通電駆動して記録媒体に画像を記
録する記録方法であって、前記記録ヘッドの記録特性に
基づいて前記選択情報を決定する工程と、前記選択情報
を前記記憶ヘッドに転送して前記記憶手段に記憶させる
工程と、記録に先だって複数のパルス信号を前記記録ヘ
ッドに出力する工程と、前記記録ヘッドの予備通電の
後、画像データに応じて前記記録ヘッドの前記通電体に
通電して記録する工程とを有する。

【００２３】

【作用】以上の構成において、本発明の記録ヘッドは、
記録要素に対応する通電体に通電するための複数のパル
ス信号を入力する入力端子と、これら入力端子より入力
される複数のパルス信号を選択する選択情報を、記憶手
段に記憶する。こうして記憶された選択情報に応じて、
入力端子より入力される複数のパルス信号を選択して通
電体に印加する。

【００２４】又本発明の記録装置は、記憶している記録
ヘッドの記録要素の記録特性に基づいて選択情報を決定
して記録ヘッドに転送して記憶しておく。そして実際の
画像の記録に先だって複数のパルス信号を記録ヘッドに
出力して予備通電を行い、その後、画像データに応じて
記録ヘッドの通電体に通電して記録するように動作す
る。

【００２５】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の好適な実
施例を詳細に説明する。まず本実施例を説明する前に、
図５及び図６を参照して、本実施例の記録ヘッドを用い
たプリンタの構成例を説明する。

【００２６】図５は、本発明が適用できるインクジェッ
ト記録装置ＩＪＲＡの概観図である。同図において、駆
動モータ５０１３の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア
５０１１，５００９を介して回転するリードスクリュー
５００５の螺旋溝５００４に対して係合するキャリッジ
ＨＣはピン（不図示）を有し、矢印ａ，ｂ方向に往復移
動される。このキャリッジＨＣには、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紙をプラ
テン５０００に対して押圧する。５００７，５００８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手段である。５
０１６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、５０１５はこのキャ
ップ内を吸引する吸引手段で、キャップ内開口５０２３
を介して記録ヘッドＩＪＨの吸引回復を行う。５０１７
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５０
１８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、５０１２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手段で移動制御
される。

【００２７】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ＨＣ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作動を行うようにす
れば、本例にはいずれも適用できる。 ＜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、図６に示すブロック図
を参照して説明する。制御回路を示す同図において、１
７００は記録信号を入力するインターフェース、１７０
１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ＩＪＨ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、インターフェース１７
００、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３間のデータ転送
制御も行う。５０１３は記録ヘッドＩＪＨ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。１７０６，１７０７はそれぞれ搬送モ
ータ１７０９、キャリアモータ５０１３を駆動するため
のモータドライバである。１７１１は各基体のセンサ９
１４，９１５をモニタするための信号線、１７１２はプ
レヒートパルス及びラッチ信号、ヒートパルス（メイン
ヒートパルス）信号等を含む信号線である。図４は本実
施例の記録ヘッドＩＪＨの基体１００の構造を示す図で
ある。

【００２８】図４において、複数の吐出口４００に連通
する液路４０５を形成するための流路壁部材４０１と、
インク供給口４０３を有する天板４０２とが取り付けら
れている。ここで、インク供給口４０３から注入される
インクが内部の共通液室４０４へ蓄えられて各液路４０
５へ供給される。その状態で基体１００の発熱体９０１
に、記録データに応じて通電駆動することにより、吐出
口４００からインクが吐出されて記録が行われる。

【００２９】図１は本実施例のインクジェット記録装置
ＩＪＲＡの記録ヘッドＩＪＨの基体１００の回路構成例
を示すブロック図で、前述の図１０に示す従来の記録ヘ
ッドの基体の構成と共通する部分は同じ番号で示してい
る。

【００３０】ここで、１００は記録ヘッドＩＪＨの基
体、１０１は図７及び図８を参照して後述するプレヒー
ト幅を選択するための選択回路、１０２はプレヒートパ
ルス１０３を選択する選択データを記憶するためのラッ
チ回路、９０３は記録データをラッチするためのラッチ
回路である。９０４はシフトレジスタで、シフトクロッ
ク１１６に同期して記録データ１１７或いはプレヒート
パルス１０３の選択データをシリアルで入力して保持す
る。１１０は、実施例のインクジェット記録装置の制御
部（ＭＰＵ１７０１）より入力されるプレヒートパルス
１０３を入力する端子、１１１は、ラッチ回路１０２に
ラッチされている選択データを選択してラッチするとと
もに、それを読出す信号を入力する端子である。ここで
はラッチ回路１０２は多段で構成されている場合を想定
して、端子１１１より複数のラッチクロックと読出し信
号を入力できるようにしている。尚、このラッチ回路１
０２が多段で構成されているときは、ラッチ回路１０２
より選択回路１０１に出力する信号線は、その段数に応
じた線数となる。１０７は記録データに応じてＡＮＤ回
路１０６より出力されるヒートパルスと、選択回路１０
１より選択されて出力されるプレヒートパルス信号とを
合成するためのＯＲ回路である。

【００３１】以上の構成に基づく動作の概略を説明す
る。

【００３２】まず、装置の電源が投入された後、予め測
定されている各基体に応じた各吐出口（発熱体）よりの
インク吐出量特性（一定温度で、所定のパルス印加にお
けるインク吐出量）に応じて、各発熱体のプレヒートパ
ルス幅を決定する。この決定した各吐出口に対応するプ
レヒートパルス幅を選択するための選択データを、シフ
トクロック１１６に同期してシフトレジスタ９０４に転
送する。この後、ラッチクロック１１１を出力して、シ
フトレジスタ９０４の選択データをラッチ回路１０２に
ラッチする。尚、前述の各基体のインク吐出量特性は、
例えば記録ヘッドの基体の基板上のメモリに記憶されて
いても良く、或いはＲＯＭ１７０２或いはＲＡＭ１７０
３に記憶されていても良い。

【００３３】このように、本実施例によれば、図１のａ
点で示すように、シフトレジスタ９０４の出力を、記録
データを保持用のラッチ回路９０３とプレヒートパルス
幅の選択データを保持するラッチ回路１０２とに出力す
るようにして、画像データ入力用のシフトレジスタ９０
４を、プレヒートパルス幅を選択するための選択データ
を入力するためのレジスタとを共用することにより、プ
レヒートパルス幅の選択データを入力するレジスタを省
略でき、これにより選択データを保持するためのラッチ
回路を、例えば多段にしても回路規模の増大を少なく抑
えることができる。

【００３４】また、ラッチ回路１０２を複数段とするこ
とにより、プレヒートパルス幅の選択できる範囲を多数
にすることができ、或いはその選択データがシフトレジ
スタ９０４の段数を上回った場合にも容易に対応でき
る。

【００３５】尚、上記のプレヒートパルス幅を決定する
選択データの保存は、例えば記録装置の起動時等に一度
行えば良い。従って、この機能を備えていても、記録デ
ータの記録ヘッドＩＪＨへの転送シーケンスは従来と全
く同様に行える。但し、ノイズ等による、ラッチ回路１
０２に記憶されている選択データの変化（データの化
け）を考慮すれば、非プリント中に、このデータをラッ
チ回路１０２に再保存しておくことが望ましい。

【００３６】こうしてプレヒートパルス幅を選択する選
択データをラッチ回路１０２に保持させた後のヒートパ
ルス１０５の入力について説明する。本実施例では、ヒ
ートパルス１０５と、インクの吐出量を変えるための複
数のプレヒートパルス１０３を個別に設けることを特徴
としている。

【００３７】まず、ヒートパルス１０５は、発熱体９０
１の抵抗値のモニタ用の抵抗センサ９１４よりの信号を
フィードバックして、その抵抗値に応じてインクを吐出
するのに適正なエネルギーを発熱体９０１に印加するよ
うに、ヒートパルス１０５のパルス幅を決定する。

【００３８】また、プレヒートパルスに関しては、複数
のプレヒートパルス１０３のそれぞれが温度センサ９１
５の値に応じて、そのパルス幅、そのタイミングを変化
するようにＭＰＵ１７０１により決定される。こうし
て、所定の温度状態においてもインクの吐出量が各ノズ
ルで一定になるように、複数のプレヒートパルス１０３
を設定して印加することができる。また温度以外の要
因、つまり各吐出口よりのインク吐出量の多少に対応さ
せてプレヒートパルス１０３の幅を設定することによ
り、インク吐出量を一定にして、記録された画像のム
ラ、スジをなくすことができる。こうして入力されてラ
ッチ回路１０２に保持されている複数のプレヒートパル
ス幅の選択データを用いて、０または１つ又は複数のパ
ルス幅を選択して記録を行うことができる。なお、以下
の説明では、択一的な選択に限定されるものでなく、上
述のように選択無し、或いは全選択を含めて選択と呼ぶ
ことにする。

【００３９】尚ここで、プレヒートパルス幅の選択方法
を工夫することにより、発熱体に供給されるプレヒート
パルス数を更に増やすこともできる。

【００４０】これについて、図７及び図８を参照して、
前述した選択データとプレヒートパルス幅の選択回路１
０１の構成を説明する。

【００４１】図７はインク吐出量を４段階で制御するた
めに、４種類のプレヒートパルス１０３を供給する例を
説明する図で、図７（Ａ）はヒートパルス１０３の所望
のパルスを選択する選択回路１０１の構成例を示す回路
図、図７（Ｂ）はそのタイミングを示すタイミング図で
ある。これら図から明らかなように、ラッチ回路１０２
より出力される選択信号（Ｓ１，Ｓ２）が（０，０）の
時はプレヒートパルス１が、選択信号（Ｓ１，Ｓ２）が
（０，１）の時はプレヒートパルス２が、以下同様にし
て、選択信号（Ｓ１，Ｓ２）が（１，１）の時はプレヒ
ートパルス４がそれぞれ選択されて出力されている。こ
れにより、入力されるプレヒートパルス１０３の信号数
と、出力されるプレヒートパルス数とが等しくなってい
る。

【００４２】これに対し図８では、プレヒートパルス
１，２に対して、その出力されたヒートパルスの数は４
種類になっている（１つはプレヒートパルス印加な
し）。即ち、図８（Ａ）の回路において、選択信号（Ｓ
１，Ｓ２）が（０，０）の時はプレヒートパルスは出力
されず、選択信号（Ｓ１，Ｓ２）が（０，１）の時はプ
レヒートパルス１が、選択信号（Ｓ１，Ｓ２）が（１，
０）の時はプレヒートパルス２が、そして選択信号（Ｓ
１，Ｓ２）が（１，１）の時はプレヒートパルス１と２
の和がそれぞれ出力される。

【００４３】この図８の回路を採用することにより、基
体上の回路面積を小さくできると共に、その回路基板を
小さくできる。これにより、例えば入力端子１１０より
入力されるプレヒートパルス信号を３種類とした時で
も、最大８種類のプレヒート信号を生成できることにな
る。一般的には、プレヒートパルス信号１０３の供給数
をＰとした場合、生成されるプレヒート信号の種類（吐
出量の種類）Ｐ′を最大２^P とすることができる。

【００４４】以上述べた構成を有する記録ヘッドＩＪＨ
を、本実施例のインクジェット記録装置本体に装着し
て、記録ヘッドＩＪＨに記録信号を付与することによ
り、高速記録、高画質記録を行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。

【００４５】図２は、複数の基体（基板）を並べて構成
された多ノズルの記録ヘッドＩＪＨの構成を示すブロッ
ク図で、但し、図２では、各基体におけるラッチ信号、
及びヒートパルス信号等を省略して示している。

【００４６】ここでは、ｍ枚の基体２００−１〜２００
−ｍを用いて総ノズル数がｎ個の記録ヘッドＩＪＨを実
現している。尚、ここで基体２００−２のデータ入力端
子９０６は、基体２００−１のシフト出力端子１０４
に、以下同様に各基体のシリアル出力端子１０４がシリ
アル入力端子９０６に接続されている。

【００４７】次に、基体２００−１のノズル１，ノズル
１００及び基体２００−２のノズル１５０に注目して説
明する。

【００４８】いま図３に示すように、ノズル１のインク
吐出量が、一定温度・パルス幅の印加時に３６ｐｌ，ノ
ズル１００インク吐出量が４０ｐｌ，ノズル１５０のイ
ンク吐出量が４０ｐｌであるとする。ここで、ラッチ回
路１０２のノズル１００，１５０に対する選択データ
を、例えば図８ので示すように（Ｓ１，Ｓ２）＝
（１，０）となるようにセットする。又、吐出量が少な
いノズル１に対する選択データを、例えば図８ので示
すように（Ｓ１，Ｓ２）＝（１，１）となるようにセッ
トする。尚、ヒートパルスに関しては、抵抗センサ９１
４より基体２００−１が２００Ω、基体２００−２が２
１０Ωであることから、基体２００−２に印加するヒー
トパルス幅を基体２００−１より長くなるように設定し
て、基体２００−１と２００−２に印加するエネルギー
がほぼ一定となるようにして発熱体９０１を駆動する。
このような条件において駆動した駆動電流波形が図３に
示されている。

【００４９】ここでは吐出量の小さいノズル１のプレヒ
ートパルスが、ノズル１００，１５０に対するプレヒー
トパルス幅よりも長くなっていることが分かる（ｔ１＜
ｔ２）。またヒートパルスに関しては、前述のようにノ
ズル１５０に対するヒートパルス幅ｔ４が、基体２００
−１のノズルに対するヒートパルス幅（ｔ３）よりも長
くなっている（ｔ４＞ｔ３）。尚、図３において、ｔ５
はインクを発泡させ、液滴を飛翔させるのに必要な最低
限のヒートパルス幅を示し、（ｔ１，ｔ２＜ｔ５＜ｔ
３，ｔ４）の関係が成り立つ。

【００５０】このように本実施例によれば、プリント中
において、基体の温度変化に対し（ｔ１＜ｔ２），（ｔ
１，ｔ２＜ｔ５）が成立する条件の下でプレヒートパル
スの幅を変化させることにより、各ノズルよりのインク
吐出量を、常にほぼ４０ｐｌとすることができる。これ
により、画像の濃度ムラやスジの発生しない、極めて高
品位の画像を記録できる。更に、ヒートパルスについて
も、各基体の発熱体の抵抗値に応じて、そのパルス幅を
調整することにより無理のない一定のエネルギーを印加
しているので、発熱体の長寿命化も実現できる。

【００５１】図９は本実施例のインクジェット記録装置
における電源オンより１ページのプリント終了までの処
理を示すフローチャートで、この処理を実行する制御プ
ログラムはＲＯＭ１７０２に記憶されており、ＭＰＵ１
７０１により実行される。

【００５２】図９の処理は装置の電源がオンになること
により開始され、まずステップＳ１で記録ヘッドＩＪＨ
の基体（ｍ枚の基板）のそれぞれの発熱体の抵抗値、及
び各基体の各ノズル（吐出口）よりのインク吐出量特性
を読取り、それをＲＡＭ１７０３に記憶する。なお、発
熱体の抵抗値は抵抗センサ９１４により検出され、各ノ
ズルのインク吐出量特性は、例えば記録ヘッドの基体の
それぞれに設けられた、例えばメモリ等に記憶されてい
ても良い。次にステップＳ３で、各基体の発熱体の抵抗
値及びインク吐出量特性に応じて、前述した選択データ
を決定し、それをシリアルで記録ヘッドの各基体のシフ
トレジスタ９０４に転送し、各基体のラッチ回路１０２
にラッチする。ここでラッチ回路１０２が多段で構成さ
れているときは、各段毎にラッチ信号とセレクト信号
（これらはまとめて端子１１１より入力される）を出力
してラッチ回路１０２にラッチする。

【００５３】次にステップＳ４に進み、インターフェー
ス１７００を介して図示しない外部機器（ホストコンピ
ュータ）より記録データが入力されるかを調べ、記録デ
ータが入力されるとステップＳ５に進み、受信した記録
データをＲＡＭ１７０３に記憶する。そしてステップＳ
６に進み、例えば１ラインのプリントが開始できるよう
になったかどうかを調べ、そうでない時はステップＳ４
に、プリントを開始すする時はステップＳ７に進む。

【００５４】ステップＳ７では、まず最初の１列で記録
される記録データをシリアルでシフトレジスタ９０４に
転送する。次にステップＳ８に進み、各基体におけるラ
ッチ回路１０２の出力を選択する（ラッチ回路１０２が
多段で構成されている場合）。そして、プレヒートパル
ス１０３を出力する。これにより、例えば図７或いは図
８で示すように、ラッチ回路１０２よりの選択信号に応
じてプレヒートパルス１０３のパルス幅が決定され、記
録ヘッドのプレヒートが行われる。次にステップＳ９に
進み、各基体にヒートパルス１０５を出力して、実際に
画像記録を行う。

【００５５】なお、このプレヒート或いは実際の記録の
ためのヒート処理中においても、ホストコンピュータよ
りのデータ受信、及び各基体のシフトレジスタ９０４
へ、次の列の記録データの転送が行われている。又、図
２に示すように記録ヘッドＩＪＨが複数の基体で構成さ
れているときは、ステップＳ９において、全ての基体の
発熱体に同時に通電するのでなく、各基体毎に時間をず
らして通電するようにしても良い。こうすることによ
り、装置の電源容量を少なくできる。そしてステップＳ
１０で、１ラインの記録が終了したかを調べ、１ライン
の記録が終了していない時はステップＳ７に戻り、前述
の処理を実行する。

【００５６】こうして１ラインの記録処理を終了すると
ステップＳ１０よりステップＳ１１に進み、搬送モータ
１７０９を回転駆動して記録用紙を１ライン分だけ副走
査方向に搬送し、ステップＳ１２で、１ページの記録を
終了したかを判断し、終了していない時はステップＳ６
に戻り、次のラインの記録データの受信が完了している
かをみる。以上の動作を繰返すことにより、１頁の画像
の記録を終了すると、この記録処理を終了する。

【００５７】以上の説明においては、記録ヘッドの基体
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、本発明はこれに限定されるものでなく、
例えばサーマルヘッド用の基体にも応用できる。

【００５８】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
変換体やレーザ光等）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のプリント装置につ
いて説明したが、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。

【００５９】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、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。

【００６０】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。

【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。

【００６２】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。

【００６３】加えて、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てもよい。

【００６４】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、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本発明の効果を一層安定にでき
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、記録とは別の吐出を行う予備吐出モ
ードを行うことも安定した記録を行うために有効であ
る。

【００６５】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。

【００６６】以上説明した本発明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、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。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】尚、本発明は複数の機器から構成されるシ
ステムに適用しても、１つの機器からなる装置に適用し
ても良い。また、本発明はシステム或は装置に、本発明
を実施するプログラムを供給することによって達成され
る場合にも適用できることは言うまでもない。

【００７０】又本発明は、本実施例のように記録ヘッド
を走査して記録を行うシリアル型の記録ヘッドだけでな
く、ライン型のヘッドにも適用できる。

【００７１】又本発明は、実施例のインクジェットヘッ
ドだけでなく、サーマルヘッド或いはワイヤドット等の
ように、電流を流して記録要素（ノズルや発熱素子等）
を駆動する他の記録方式の記録ヘッド及び該記録ヘッド
を用いた記録方法及び装置にも適用できる。

【００７２】以上説明したように本実施例によれば、イ
ンクジェット記録ヘッド用の基体にヒートパルスと複数
のプレヒートパルスを個別に供給し、前記基体内に設け
た選択データ保存用ラッチでプレヒートパルスを選択
し、画像吐出パルス（ヒートパルスと画像データのＡＮ
Ｄ）と合成する構成にすることにより、従来のシフトレ
ジスタを有効に活用できることから選択データを入力す
る回路素子を省略でき、回路スペースの増大を防止でき
る。

【００７３】更に、プレヒートパルスを選択する選択デ
ータを記録ヘッドに記憶しておくだけで容易に任意のプ
レヒートパルスを選択できるので、簡単に各ノズルより
のインク吐出量を制御できる。

【００７４】また、複数の基体で構成されている記録ヘ
ッドにおいても、印加エネルギーをほぼ一定にして記録
することができる。これにより、吐出量の変動に伴う画
像の濃度ムラ、スジが発生しない高品位の記録画像を得
ることができる。

【００７５】また更に、長寿命の記録ヘッド、およびそ
れを使用した記録装置を提供することができる。

【００７６】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ヘ
ッドの回路基体のサイズを大幅に増やすことなく、各記
録要素のばらつきを補正して記録できる。

【００７７】又本発明によれば、記録装置側の処理を少
なくして、種々の通電駆動を行うことができる。

【００７８】又本発明によれば、通電体の抵抗値のバラ
ツキに起因する記録特性をヒートパルスで調整できる。

【００７９】更に本発明によれば、各記録要素のばらつ
きを補正して記録できる。

【００８０】又本発明によれば、記録装置側の処理を少
なくして、種々の通電駆動を行うことができる。

【００８１】又本発明によれば、通電体の抵抗値のバラ
ツキに起因する記録特性をヒートパルスで調整して記録
することにより、高品位の画像が得られる効果がある。

【００８２】更に本発明によれば、複数の基体で構成さ
れる記録ヘッドであっても、全ての基体の通電体のバラ
ツキを簡単に調整して記録できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のインクジェット記録装置で使用され
るインクジェット記録ヘッド基体のブロック図である。

【図２】本実施例のインクジェット記録ヘッドの構成例
を示す図である。

【図３】本実施例の記録ヘッドのノズルに対応したイン
ク吐出量とプレヒートパルス、ヒートパルスの一例を示
す図である。

【図４】本実施例の記録ヘッドの構成を示す構造図であ
る。

【図５】本実施例のインクジェット記録装置の主要部を
示す外観斜視図である。

【図６】図５の記録装置の概略構成を示すブロック図で
ある。

【図７】本実施例のプレヒートの選択回路例とそのタイ
ミングを示す図である。

【図８】本実施例のプレヒートの選択回路例とそのタイ
ミングを示す図である。

【図９】本実施例のインクジェット記録装置における記
録処理を示すフローチャートである。

【図１０】従来のインクジェット記録ヘッド基体のブロ
ック図である。

【符号の説明】

１００ 記録ヘッドの基体 １０１ 選択回路 １０２，９０３ ラッチ回路 １０３ プレヒートパルス １０５ ヒートパルス ９０１ 発熱体 ９１４ 抵抗センサ ９１５ 温度センサ

フロントページの続き (72)発明者 林崎 公之 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 (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 片尾 周一 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

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の記録要素を駆動するための通電体
   と、記録データに応じて前記通電体に通電して記録を行
   う回路とを備える記録ヘッドであって、 前記通電体に通電するための複数のパルス信号を入力す
   る入力端子と、 前記入力端子より入力される複数のパルス信号のいずれ
   かを選択する選択情報を入力して記憶する記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された選択情報に応じて前記入力端
   子より入力される複数のパルス信号を選択して前記通電
   体に印加する印加手段と、を有することを特徴とする記
   録ヘッド。
2. 【請求項２】 複数の記録要素を駆動するための通電体
   と、記録データに応じて前記通電体に通電して記録を行
   う回路とを備える基体を複数用いて構成された記録ヘッ
   ドであって、 前記基体のそれぞれは、通電体に通電するための複数の
   パルス信号を入力する入力端子と、前記入力端子より入
   力される複数のパルス信号のいずれかを選択する選択情
   報を入力して記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶
   された選択情報に応じて前記入力端子より入力される複
   数のパルス信号を選択して前記通電体に印加する印加手
   段とを有することを特徴とする記録ヘッド。
3. 【請求項３】 前記通電体は発熱抵抗体であることを特
   徴とする請求項１又は２に記載の記録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記記憶手段は、記録データをシリアル
   で入力して保持するシフトレジスタを介して前記選択情
   報を入力し、前記選択情報を保持するラッチ回路を含む
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の記録ヘッド。
5. 【請求項５】 前記複数のパルス信号は、前記発熱抵抗
   体のプレヒート信号であることを特徴とする請求項３に
   記載の記録ヘッド。
6. 【請求項６】 前記通電体の抵抗値を検出する検出手段
   を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の
   記録ヘッド。
7. 【請求項７】 前記通電体の温度を検出する温度検出手
   段を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載
   の記録ヘッド。
8. 【請求項８】 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又は３に記載の記録ヘッド。
9. 【請求項９】 前記記録ヘッドは、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って、インクに与
   える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換体
   を備えていることを特徴とする請求項８に記載の記録ヘ
   ッド。
10. 【請求項１０】 前記印加手段は、前記選択情報に応じ
    て前記複数のパルス信号のそれぞれの論理和を取って前
    記通電体に通電することを特徴とする請求項１又は３に
    記載の記録ヘッド
11. 【請求項１１】 前記印加手段は、前記複数のパルス信
    号の数をＰとし、前記選択情報に応じて出力されるパル
    スの数をＰ′とする時、Ｐ≦Ｐ′≦２^P の条件を満たす
    種類のパルス信号に基づいて前記通電体に印加すること
    を特徴とする請求項１又は３に記載の記録ヘッド。
12. 【請求項１２】 記録ヘッドを通電駆動して記録媒体に
    画像を記録する記録装置であって、 前記記録ヘッドは、複数の記録要素を駆動するための通
    電体と、前記通電体に通電するための複数のパルス信号
    を入力する入力端子と、前記入力端子より入力される複
    数のパルス信号のいずれかを選択する選択情報を入力し
    て記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶された選択
    情報に応じて前記入力端子より入力される複数のパルス
    信号を選択して前記通電体に印加する印加手段とを有
    し、 前記記録ヘッドの記録要素の記録特性を記憶する特性情
    報記憶手段と、 前記特性情報記憶手段に記憶された記録特性に基づいて
    前記選択情報を決定して前記記録ヘッドに転送する転送
    手段と、 記録に先だって複数のパルス信号を前記記録ヘッドに出
    力する予備通電手段と、 前記予備通電手段による予備通電の後、画像データに応
    じて前記記録ヘッドの前記通電体に通電して記録する記
    録通電手段と、を有することを特徴とする記録装置。
13. 【請求項１３】 請求項２に記載の記録ヘッドを通電駆
    動して記録媒体に画像を記録する記録装置であって、 前記記録ヘッドの記録要素の記録特性を記憶する特性情
    報記憶手段と、 前記特性情報記憶手段に記憶された記録特性に基づいて
    前記選択情報を決定して前記記録ヘッドの各基体に転送
    する転送手段と、 記録に先だって複数のパルス信号を前記記録ヘッドに出
    力する予備通電手段と、 前記予備通電手段による予備通電の後、画像データに応
    じて前記記録ヘッドの前記通電体に通電して記録する記
    録通電手段と、を有することを特徴とする記録装置。
14. 【請求項１４】 前記通電体の抵抗値を検出する検出手
    段を更に有し、前記記録手段は前記抵抗値に応じて前記
    通電体への記録通電時間を決定することを特徴とする請
    求項１２又は１３に記載の記録装置。
15. 【請求項１５】 前記通電体の温度を検出する温度検出
    手段を更に有し、前記記録手段は前記温度に応じて前記
    通電体への予備通電時間或いは予備通電と記録通電の間
    の休止時間を決定することを特徴とする請求項１２又は
    １３に記載の記録装置。
16. 【請求項１６】 前記通電体は発熱抵抗体であることを
    特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか１項に記載の
    記録装置。
17. 【請求項１７】 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１１乃至１６のいずれか１項に記載の記録
    装置。
18. 【請求項１８】 前記記録ヘッドは、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って、インクに
    与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換
    体を備えていることを特徴とする請求項１７に記載の記
    録装置。
19. 【請求項１９】 請求項１又は２に記載の記録ヘッドを
    通電駆動して記録媒体に画像を記録する記録方法であっ
    て、 前記記録ヘッドの記録特性に基づいて前記選択情報を決
    定する工程と、 前記選択情報を前記記憶ヘッドに転送して前記記憶手段
    に記憶させる工程と、 記録に先だって複数のパルス信号を前記記録ヘッドに出
    力する工程と、 前記記録ヘッドの予備通電の後、画像データに応じて前
    記記録ヘッドの前記通電体に通電して記録する工程と、
    を有することを特徴とする記録方法。
20. 【請求項２０】 前記通電体は発熱抵抗体であることを
    特徴とする請求項１９に記載の記録方法。
21. 【請求項２１】 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１９に記載の記録方法。
22. 【請求項２２】 前記記録ヘッドは、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って、インクに
    与える熱エネルギーを発生するための熱エネルギー変換
    体を備えていることを特徴とする請求項２１に記載の記
    録方法。