JPH08108550A - 記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いたプリント装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】必要な信号入力端子数を少なくすることがで
き、記録ヘッドを接続するコネクタ部のコストアップ、
接続部における接点不良など低減できる記録ヘッド及び
その記録ヘッドを用いたプリント装置を提供する。 【構成】同時に駆動可能な記録要素をＮ個としてｎ個の
ブロックに分割された総数Ｍ個の記録要素Ｒ０１〜Ｒ０
Ｍを有する記録ヘッドであり、記録要素の駆動信号によ
りｎ個のブロックを選択するＭビットドライバ３０と、
画像データを記録するためにＭ個の記録要素へ選択的に
記録電流を通電するＭビットラッチ回路４０、Ｍビット
シフトレジスタ５０と、ドライバ３０による選択結果に
基づいてブロック内のｎ個の記録要素へ選択的に記録電
流を通電するＭ／Ｎビットシフトレジスタ６０、Ｍ／Ｎ
ビットラッチ回路７０とを備え、ドライバ３０への駆動
信号入力端子数をｎ本より少なくしたことを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、総数Ｍ個の記録要素を
有し、同時駆動可能な記録要素数をＮ個とするブロック
に分割されている記録要素ブロックに対し、選択的に記
録制御電流を通電するための手段を具備する記録ヘッド
及びその記録ヘッドを用いたプリント装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来から、複数個の記録素子を一列に配
列してなる記録ヘッドが種々知られている。この種の記
録ヘッドは、記録素子Ｎ個を１ブロックとして同時駆動
可能な駆動用集積回路を同一基板上に数個または数十個
搭載し、画像データを各記録素子に対応させて整列させ
ることにより、紙等の被記録材に任意の記録を行うこと
が可能である。これらのプリント装置は、高密度で、高
速記録が可能であるという点で現代のビジネスオフィス
やその他の事務処理部門、さらにはパーソナルユースに
おけるプリンタとして強く望まれている傍ら、更なるコ
ストダウン、あるいはカラー化等の開発、改良が計られ
ている。

【０００３】その様なプリント装置の中で、低騒音なノ
ンインパクト記録としてインクを記録素子上に配置した
吐出口から吐出させて記録を行うインクジェット記録装
置は、その構造的な特徴から、高密度で、高速記録が可
能であり、ローコストなカラープリンタ等の実現が熱望
されている。インクジェット記録装置は、吐出口及びこ
の吐出口からインクを吐出するための吐出エネルギーを
発生する電気熱変換素子を記録素子として、複数個配列
しこれらを記録ヘッドとした構成である。このような記
録ヘッドでは、記録素子を駆動するための電力が大きな
ものになる等の理由で、記録素子を複数のブロックに分
割し、ブロック毎に順次駆動する方法が知られている。

【０００４】特に、熱を利用して記録を行う記録素子の
場合、ひとつの印字素子が連続して駆動されると熱が蓄
積され、記録濃度が変化したり、あるいは記録素子その
ものを破壊してしまう可能性がある。また、記録素子
は、これに隣接する記録素子からもその熱の影響を受け
る。また、インクジェット記録装置においては、隣接す
る記録素子を同時に駆動すると、インク吐出の際に生じ
る圧力により、各々のノズルに相互的な圧力による干渉
を受ける。この圧力干渉（クロストーク）により、記録
濃度の変化を生じる場合がある。このために、記録素子
を駆動した後に、ある程度放熱、もしくはクロストーク
を避ける休止時間を設けることが望ましい。

【０００５】以上のような問題に関して、同時駆動する
記録素子を列方向に対して分散させる分散駆動が知られ
ている。この駆動方法によれば、隣接した記録素子が同
時に駆動されることがないため、休止時間を設けること
によって、隣接記録素子からの影響を排除することを可
能としている。その具体的な例として、図３に示すよう
な同時駆動可能な記録素子の全てに共通に接続された複
数のイネーブル端子（ＥＮＢ１Ｉ〜ＥＮＢＭ／ＮＩ）に
より分散駆動を実現している。

【０００６】図５は、図３に示す従来例の回路ブロック
の駆動方法を示すタイミングチャートである。画像デー
タ信号（Ｓ＿ＩＮ）の入力に際し、画像データ転送クロ
ック（ＳＣＬＫ）によって画像データを順に転送し、各
記録素子に対応して画像データを整列させれば、ラッチ
パルス信号（ＬＡＴ１Ｉ）の周期分、画像データに合わ
せて記録素子への通電が可能になる。ラッチパルスの周
期の範囲内で、Ｍ／Ｎ×ｎ（ここでは、Ｍ＝６４、Ｎ＝
８、ｎ＝１）本のイネーブル端子を順にアクティブにし
ていけば、分散駆動が達成されるものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来例の記録ヘッド及びプリント装置において、
装置を高速化、カラー化する場合、前述の同時駆動する
記録素子数との兼ね合いにより、分散幅が増加すること
がある。同時駆動可能な記録素子数が例えばＮ個と決ま
っている場合、プリント装置の有する記録素子の総数Ｍ
個に対して、Ｍ／Ｎ個分の分散幅が生じることになる。
分散幅が記録素子数にして４個以上となると、イネーブ
ル端子数も４個以上となり信号系列配線端子数が増加す
る。

【０００８】更に、諧調性を持たせるために記録素子に
通電するパルス幅を長くしたり、ダブルパルスや短パル
スを連続して通電するような複雑な駆動を行うようにな
ると、記録素子を駆動するための信号系列配線端子数が
増加する。従来から、記録ヘッドをキャリッジまたは本
体に取りつける時に端子数が増えることにより種々の問
題が生じていた。例えば、記録ヘッドを接続するコネク
タ部のコストアップ、接続部分における接点不良などを
挙げることができる。

【０００９】従って、本発明の記録ヘッド及びその記録
ヘッドを用いたプリント装置は、上記の事情に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、分散駆動
の手段として必要な信号入力端子数を少なくすることが
でき、記録ヘッドを接続するコネクタ部のコストアッ
プ、接続部における接点不良など低減できる記録ヘッド
及びその記録ヘッドを用いたプリント装置を提供するこ
とである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決し、目
的を達成するために、本発明の記録ヘッド及びその記録
ヘッドを用いたプリント装置は以下の構成を備える。即
ち、総数Ｍ個の記録要素を有し、同時に駆動可能な記録
要素数をＮ個としてＭ／Ｎ＝ｎ個のブロックに分割され
た記録ヘッドであって、前記記録要素を駆動するための
信号に基づいて前記ｎ個のブロックの内の少なくとも１
つを選択する選択手段と、画像データを記録するために
前記Ｍ個の記録要素へ選択的に記録制御信号を印加する
第１の記録制御手段と、前記選択手段による選択結果に
基づいて選択された前記各ブロック内のＮ個の記録要素
へ選択的に記録制御信号を印加する第２の記録制御手段
とを備え、前記選択手段への前記記録要素を駆動するた
めの信号入力端子数をｎ本より少なく設定したことを特
徴とする。

【００１１】また、好ましくは、上記の特徴を備える記
録ヘッドを用いて画像データを記録媒体に記録するプリ
ンタ装置であって、前記画像データを受信する受信手段
と、前記記録ヘッドを所定の第１の方向に走査する走査
手段と、前記第１の走査方向に対して交差する第２の方
向に前記記録媒体を搬送する搬送手段と、前記画像デー
タに基づいて前記第１の方向への走査及び第２の方向へ
の搬送を制御する手段とを具備することを特徴とする。

【００１２】

【作用】以上のように、この発明に係わる記録ヘッド及
びその記録ヘッドを用いたプリント装置は構成されてい
るので、同時に駆動可能な記録素子数をＮ個とするＭ／
Ｎ＝ｎブロックに分割し、記録素子へ選択的に記録電流
を通電する手段を具備した記録ヘッドを構成し、記録素
子ブロック内のｎ個分のイネーブル端子を持つのではな
く、ｎ未満の信号系列配線端子によって選択的に記録素
子ブロックへの通電が行われることにより、分散駆動の
手段として必要な信号入力端子数を少なくすることがで
き、記録ヘッドを接続するコネクタ部のコストアップ、
接続部における接点不良など低減できるものである。

【００１３】また、このような記録ヘッドをカスケード
接続することにより、高密度、高速印字可能な記録ヘッ
ドを提供することができ、ローコストなカラープリンタ
等の実現が可能である。

【００１４】

【実施例】以下に本発明の実施例につき、添付の図面を
参照して詳細に説明する。 ＜回路構成＞図１は、本発明に基づく実施例の記録ヘッ
ドの回路構成を示すブロック図である。Ｍビットドライ
バ（M bit Driver）３０は、記録素子への通電状態を制
御する機能素子で、記録素子の数に対応している。Ｍビ
ットシフトレジスタ（M bitShift Register）５０は画
像データを記録素子に対応して整列させるシフトレジス
タ回路で、記録素子分のデータを保持するＭビットラッ
チ回路（M bit Latch）４０と直結している。更に、Ｍ
／Ｎビットシフトレジスタ（M/N bit Shift Register）
６０と、Ｍ／Ｎビットラッチ回路（M/N bit Latch）７
０は、記録素子の同時駆動数Ｎ個に合わせて分散駆動を
行う手段であり、具体的にはタイミングチャートに対応
させて、１６ビットのシフトレジスタと、ラッチ回路に
より構成されている（ここでは、Ｍ＝６４、Ｎ＝８、ｎ
＝２）。この分散駆動を行う手段の出力、ラッチ回路の
出力、および、記録素子の通電時間を制御するストロー
ブ端子（ＳＴＢＩ）の出力がアクティブになった時に、
ＡＮＤ回路を通して画像データに対応した記録素子を駆
動することになる。

【００１５】図４は、本発明に基づく実施例の記録ヘッ
ドの回路における駆動タイミングチャートである。画像
データ信号（Ｓ＿ＩＮ）の入力に際し、画像データ転送
クロック（ＳＣＬＫ）によって順に転送し、各記録素子
に対応して画像データを整列させれば、ラッチパルス信
号（ＬＳＴ１Ｉ）の周期分、画像データに合わせて記録
素子への通電が可能になる。Ｍ／Ｎビットのシフトレジ
スタに入力する分散駆動順序指定データ信号端子（Ｅ＿
ＩＮ）は、これを転送するクロック信号端子（ＥＣＬ
Ｋ）と合わせて、ブロック内のどの記録素子を駆動する
か制御するものである。例えば、同時に駆動するビット
を１、９、１７、２５、…というように選択すれば、Ｅ
ＣＬＫ端子に入力するクロック信号で、１と９番目の立
上がりポイントにデータ信号Ｅ＿ＩＮをセットすればよ
い。通常は、１、９、…ビット目から駆動を開始し、
２、１０、…ビット目、３、１１、…ビット目、…、最
後に８、１６、…ビット目の駆動をして記録素子Ｍ個の
１回の駆動を終了するため、図示のタイミングチャート
のような信号入力となる。この構成を利用すれば、記録
素子の総数Ｍに依らずＥ＿ＩＮ、ＥＣＬＫ、ＬＡＴ２Ｉ
の信号３本のみで分散駆動が達成され、端子数の増加を
防ぐことができる。

【００１６】本発明に基づく実施例の特徴は、Ｍ／Ｎビ
ットのシフトレジスタと、ラッチ回路の構成を生かし
て、記録素子ブロック内のＭ／Ｎ個の駆動順序をＥ＿Ｉ
Ｎの信号のみを変化させるだけで変えることができるこ
とにある。例えば、記録素子の特性を含む記録ヘッドの
記録特性に、濃度ムラ、ヨレ等の偏りを持っている場
合、これを補うようにＥ＿ＩＮの信号を変化させればよ
い。また、記録ヘッドのキャリッジ移動方向に合わせ
て、Ｅ＿ＩＮの信号を変化させる方法も可能である。

【００１７】＜その他の実施例＞図２は、本発明に基づ
くその他の実施例を示す回路ブロックである。記録ヘッ
ドに配置したすべての記録素子数Ｍ個に対し、同時駆動
数をＮ個と設定されている場合、前述の分散駆動を行う
手段を、Ｍ／Ｎビットの出力を持つデコーダを用いて構
成することができる。信号入力は、Ｍ／Ｎの値により異
なるが、８以下ならば３本で対応できる。Ｍ／Ｎの値と
端子数Ｔの関係はデコーダの構成上、 Ｍ／Ｎ＝２T （Ｔが４であれば、１６ビット分の分散駆
動が可能） となり、イネーブル端子の本数を増やす従来の構成より
少ない信号入力端子数で分散駆動を達成できるものであ
る。

【００１８】更に、画像データ信号Ｓ＿ＩＮの入力に際
し、複数色の画像データをシリアルに入力することによ
り、端子数の増加を防止する効果を呈するカラーの記録
ヘッドを構成することができる。また、ＬＡＴ１Ｉの周
期分、画像データに合わせて記録素子への通電が可能に
なるので、その区間を各色に対応する記録素子ブロック
ごとに分割駆動すれば、ストローブ信号（ＳＴＢＩ）の
端子数を各色分用意するだけで各色の特性に合わせたパ
ルス幅による駆動も可能である。

【００１９】以上のようにカラーとモノクロの記録ヘッ
ドを同じように構成することにより、ひとつのプリンタ
に搭載するだけでカラーとモノクロの記録を行うことが
可能である。記録ヘッドのカラーとモノクロの判別につ
いては、例えばシリアルデータ内に識別コードを入れ
て、記録ヘッドのデータ出力からプリンタにフィードバ
ックさせることにより可能である。また、記録ヘッドに
切りかけ等を設けてプリンタの検知機構により判別して
もよい。

【００２０】＜インクジェット記録装置への適用例＞図
６は本発明に基づく実施例としてインクジェット記録装
置に適用した例を示す模式的斜視図である。１０１は、
吐出エレメントであり、インクを吐出するために利用さ
れる熱エネルギーを発生する電気熱変換素子（記録素
子）を配置したインク流路、各インク流路前方に開口し
た吐出口１１０、および各インク流路に供給されるイン
クを貯留するための共通液室を有し、吐出口１１０より
所定のインクを吐出して画像形成を行うものである。

【００２１】１０３は、吐出エレメント１０１を接着等
により固定するためのベースプレート、１０２は、吐出
エレメント１０１、およびベースプレート１０３の端部
に固定された前面プレートであり、吐出口１１０を被記
録材に直接対向させる開口１０２ａを有する。１１５、
１１６、および１１７は、インク供給系の一部をなす部
材であり、１１５は、吐出エレメント１０１内の共通液
室にインクを導入する接続部材、１１７は、インク供給
源としてのインクタンク等からインク供給経路途中に配
置されたフィルターユニット、１１６は、接続部材１１
５とフィルターユニット１１７を接続する供給管であ
る。

【００２２】＜基板の構成＞図８は、本発明に基づく実
施例として実現可能な記録ヘッドの記録素子等を配置し
た基板１００３の構成図である。尚、各素子は記録素子
が配された基板と同じ基板に半導体の工程により一体的
に作り込まれている。記録素子１００５は基板１００３
の長手方向に配列し、記録素子の電源供給側共通電極１
０１４にスルーホールを介して接続される。１０３９
は、記録素子の電源（以下、ＶＨと称す）供給パッドで
ある。１０１５、１０１６は、記録素子の通電を制御す
る機能素子アレイであり、高密度印字を可能にするため
その配置に工夫がなされている。１０１７は、記録素子
の記録電流共通接地（以下、ＧＮＤと称す）電極であ
り、記録素子に通電する電流値に依存してその面積が決
定する。１０３８は、その接地パッドである。機能素子
アレイのほかに論理ゲ−トロジック部１０２３、ラッチ
回路１０２４、シフトレジスタ１０２５等の駆動用集積
回路を１００３の基板表面内に構造的に設けてあり、こ
の部分に関しては、図７のように基板１００３上に駆動
用集積回路を別体とした回路基板１００６を実装する構
成も可能である。この駆動用集積回路に接続される信号
系列端子１００４を駆動用集積回路の下側に配置する。

【００２３】図９は、図８を更に詳しく説明した構造模
式図である。１００５は記録素子、１０１１は、記録素
子からＶＨに至る第２層配線である。１０１２は、記録
素子から機能素子に至る第２層配線で、１０１３は機能
素子の接地端子とＧＮＤを結ぶ第２層配線である。ま
た、第２層配線は、アルミニウム等の導電材料からなる
ものである。１０１４はＶＨ配線で、１０１５、１０１
６はそれぞれ第１列、第２列機能素子を示す。１０１２
は、１０１５、１０１６に対して千鳥状に接続されるこ
とにより高密度な記録素子の配列を達成している。１０
１７はＧＮＤ配線、１０１８は、機能素子のベースまた
はゲ−ト配線を示し、基板内部にポリシリコン等で作り
込まれる。１０１９、１０２０、１０２１、１０２２は
ＧＮＤ配線と同様、第１層目に作り込まれたラッチ、シ
リアルデータ、クロック等の配線であり、第２層の導電
材料と同じもので構成されている。１０２３は論理ゲ−
トロジック、１０２４と１０２５、１０２６はそれぞれ
ラッチ、シフトレジスタ回路を示す。１０２７は、第１
層目と第２層目を電気的に分離する。層間絶縁膜であ
り、１０２８は蓄熱層、１０２９はシリコン基板であ
る。

【００２４】＜キャリッジへの搭載例＞図１０は、キャ
リッジに搭載される記録ヘッドの模式的斜視図である。
１は、インクを画像データに対応して吐出させるインク
ジェット記録装置であり、２は、これに設けられたイン
ク供給管である。４は、インクカートリッジであり、イ
ンク供給口３を図示のようにインク供給管２に対応させ
て配置してある。

【００２５】ここで、図中右側は黒色のインクを保持す
るカートリッジ、左側は内部に複数色（シアン、イエロ
ー、マゼンタ等）のインクを有するカートリッジであ
る。このインクジェット記録装置１は、次のような構成
になっている。即ち、前端部にシアン、イエロー、マゼ
ンタ、ブラック用の吐出口のグループを１１のように一
直線上に有している。この吐出口に対応する記録素子列
は、前述の図７、８に示す基板１００３上にあり、必要
な吐出口数に応じて記録素子数Ｍを増減させることがで
きる。例えば、記録素子数が多ければ、記録素子を配置
した基板上に複数の駆動用集積回路１００６を実装する
ことも可能である。この際、駆動用集積回路１００６を
カスケード接続すれば、基板上の記録素子数に対応する
画像データに合わせてインクを吐出させることができ
る。

【００２６】シアン、イエロー、マゼンタ、ブラック用
の吐出口グループ１１の各色には吐出口に連通するイン
ク流路が設けられており、インク流路が配置される部分
の後方には、これら流路にインクを供給するための共通
液室が設けられている。これらの部材は、基板１００３
上に樹脂、ガラス材からなる隔壁、天板等を積層して構
成される。

【００２７】更に後方には、駆動用集積回路を駆動する
信号系列配線を敷設するプリント基板の形態の部材が設
けられており、その端子部１６がキャリッジ上のコネク
タに接続される。基板１００３とプリント基板の形態の
部材は、アルミニウムなどのベースプレート１３上に固
定されている。インクカートリッジ４は、ベースプレー
ト１３とほぼ平行に挿入され、同じくベースプレート１
３と平行に突出するインク供給管２と連結する。インク
供給管２は基板と垂直方向に拡がったディストリビュー
タ１４と呼ばれるプラスチックの部材から突出してお
り、更にその内部のインク流路１５と連通しており、こ
の流路は共通液室に連通している。

【００２８】ディストリビュータ１４内のインク流路１
５は、シアン、イエロー、マゼンタ、ブラック用の４本
が存在し、それぞれの共通液室とインク供給管２とを連
結している。インクカートリッジ４は、ベースプレート
１３に対し左右にカラー用（シアン、イエロー、マゼン
タ）とブラック用を振り分けて配置するために、インク
供給管２は左側に３本、右側に１本と振り分けられる。

【００２９】更に図１１は、本発明に基づく実施例とし
て実現可能なインクジェット記録装置を各色、もしくは
同色に対応させてカスケード接続することにより、高速
印字を可能にするその他の実施例を示す図である。図１
１において、各色に対応したインクジェット記録装置３
００Ｃ、３００Ｙ、３００Ｍ、３００Ｂの接続端子パッ
ド３０１Ｃ、３０１Ｙ、３０１Ｍ、３０１Ｂを接続部材
３０３によりカスケード接続する。接続部材３０３は、
電源端子が共有化され、信号系列配線端子をカスケード
接続するための配線を敷設されたプリント基板等を含む
ものであり、この部材がインクジェット記録装置３００
Ｃ、３００Ｙ、３００Ｍ、３００Ｂを接続した状態でひ
とつのカラーインクジェット記録装置ユニットと成る。
更に、インクジェット記録装置３０１Ｃ、３０１Ｙ、３
０１Ｍ、３０１Ｂに対応するインクカートリッジ３０４
Ｃ、３０４Ｙ、３０４Ｍ、３０４Ｂが接続されることに
よって、各色に対応したインク吐出がなされるものであ
る。

【００３０】＜装置本体の概略説明＞図１２は、本発明
の代表的な実施例であるインクジェットプリンタＩＪＲ
Ａの構成の概要を示す外観斜視図である。図１２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。
５０１６は記録ヘッド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、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。

【００３１】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説明する。

【００３２】図１３は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。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、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ１７
０１が実行する制御プログラムを格納するプログラムＲ
ＯＭ、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、ＲＡＭ１７
０３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。

【００３３】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、印字が行われる。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。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５
９−１２３６７０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５
９−１３８４６１号公報に基づいた構成としても良い。

【００３７】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。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。

【００３８】また、本発明のプリント装置の構成として
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。

【００３９】さらに、プリント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。以上説明した本発明実施例においては、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。

【００４０】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。

【００４１】さらに加えて、本発明に係るプリント装置
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。また、メンテナンスフリーになり得るという点
で、１ラインの記録幅に相当する記録素子と機能素子、
および駆動用集積回路を基板上に実装、または同一基板
上表面内部に構造的に設けることにより、信頼性の高
い、高密度、高速印字可能なフルラインインクジェット
記録装置を提供できる。

【００４２】図１４は、本発明に基づく実施例おける、
数十個の記録ヘッドに相当する記録素子、機能素子、お
よび駆動用集積回路を基板上に実装、または同一基板上
表面内部に構造的に設けることによりフルラインインク
ジェット記録装置を構成し、これら４本のライン記録装
置にそれぞれシアン、イエロー、マゼンタ、ブラックを
対応させて構成した、高品位なフルカラー記録装置であ
る。２０１Ａおよび２０１Ｂは、記録媒体Ｒを副走査方
向Ｖｓに挟持搬送するために設けた搬送手段としてのロ
ーラ対である。２０２ＢＫ、２０２Ｙ、２０２Ｍおよび
２０２Ｃは、それぞれ、記録媒体Ｒの全幅にわたってノ
ズル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ラインタイプのインクジェット記
録装置でありブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの
順に記録媒体搬送方向上流側より配置されて記録ヘッド
集合体を構成している。２００は吐出回復手段であり、
吐出回復処理にあたっては記録媒体Ｒに代わって記録ヘ
ッド集合体に対向する構成で、キャップ、インク吸収
体、ワイピングブレード等を含む。

【００４３】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つの機器から成る装置に適用し
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
きることはいうまでもない。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の記録ヘッ
ド及びその記録ヘッドを用いたプリント装置によれば、
同時に駆動可能な記録素子数をＮ個とするｎブロックに
分割し、記録素子へ選択的に記録電流を通電する手段を
具備した記録ヘッドを構成し、記録素子ブロック内のｎ
個分のイネーブル端子を持つのではなく、ｎ未満の信号
系列配線端子によって選択的に記録素子ブロックへの通
電が行われることにより、分散駆動の手段として必要な
信号入力端子数を少なくすることができ、記録ヘッドを
接続するコネクタ部のコストアップ、接続部における接
点不良など低減できるものである。

【００４５】またこのような記録ヘッドをカスケード接
続することにより、高密度、高速印字可能なプリント装
置を提供することができ、ローコストなカラープリンタ
等の実現が可能である。本発明が上記の効果を呈する以
上、記録ヘッド及びプリント装置の用途、および解像度
等に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく実施例として適用した場合の記
録ヘッドの回路構成を示すブロック図である。

【図２】本発明に基づく実施例として適用した場合の記
録ヘッドのその他の回路構成を示すブロック図である。

【図３】分散駆動可能な記録ヘッドの従来の回路構成を
示すブロック図である。

【図４】本発明に基づく実施例として適用した場合の記
録ヘッドの回路の駆動を行うためのタイミングチャート
である。

【図５】分散駆動可能な記録ヘッドの従来の回路の駆動
を行うためのタイミングチャートである。

【図６】本発明に基づく実施例として適用可能なインク
ジェット記録装置のインク吐出口付近の構成を示す斜視
図である。

【図７】本発明に基づく実施例として適用可能な記録ヘ
ッドの基板の構成を示す模式図である。

【図８】本発明に基づく実施例として適用可能な記録ヘ
ッドのその他の基板の構成を示す模式図である。

【図９】本発明に基づく実施例として適用可能な図８に
示す記録ヘッドの基板の内部構成を示す模式図である。

【図１０】本発明に基づく実施例として適用可能なカラ
ーインクジェット記録装置の構成を示す模式図である。

【図１１】本発明に基づく実施例として適用可能なカラ
ーインクジェット記録装置のその他の構成を示す模式図
である。

【図１２】本発明に基づく実施例として適用可能な記録
ヘッドを搭載可能なシリアルプリンタの構成を示す模式
図である。

【図１３】図１２に示すシリアルプリンタの回路構成を
示すブロック図である。

【図１４】本発明に基づく実施例として適用可能な記録
ヘッドを搭載可能なラインプリンタの構成を示す模式図
である。

【符号の説明】

１ インクジェット記録装置 ２、１１６ インク供給管 ３ インク供給口 ４ インクカートリッジ １１、１１０ 吐出口 １３、１０３ ベースプレート １４ ディストリビュータ １５ インク流路 １６ 端子部 １０１ 吐出エレメント １０２ 前面プレート １０２ａ 前面プレート開口部 １１５ 接続部材 １１７ フィルターユニット ２００ 吐出回復手段 ２０１Ａ、Ｂ ローラ対 ２０２Ｃ フルラインインクジェット記録装置（シア
ン） ２０２Ｙ フルラインインクジェット記録装置（イエロ
ー） ２０２Ｍ フルラインインクジェット記録装置（マゼン
タ） ２０２ＢＫ フルラインインクジェット記録装置（ブラ
ック） ３００Ｃ シリアルインクジェット記録装置（シアン） ３００Ｙ シリアルインクジェット記録装置（イエロ
ー） ３００Ｍ シリアルインクジェット記録装置（マゼン
タ） ３００Ｂ シリアルインクジェット記録装置（ブラッ
ク） ３０１Ｃ〜Ｂ 接続端子パッド ３０３ シリアルインクジェット記録装置接続部材 ３０４Ｃ〜Ｂ インクカートリッジ（シリアル） １００３ 半導体基板 １００４ 信号系列配線接続パッド １００５ 記録素子 １００６ 駆動用集積回路 １０１１ ＶＨ−記録素子配線（Ａ１２） １０１２ ＶＨ−機能素子配線（Ａ１２） １０１３ 機能素子−ＧＮＤ配線（Ａ１２） １０１４ ＶＨ配線（Ａ１１） １０１５ 機能素子（第１列） １０１６ 機能素子（第２列） １０１７ ＧＮＤ配線（Ａ１１） １０１８ 機能素子ベース（ゲ−ト）配線（ポリシリコ
ン） １０１９ イネーブル配線（Ａ１１） １０２０ ラッチ配線（Ａ１１） １０２１ シリアルデータ配線（Ａ１１） １０２２ クロック配線（Ａ１１） １０２３ 論理ゲ−トロジック １０２４ ラッチ回路 １０２５ シフトレジスタ１ １０２６ シフトレジスタ２ １０２７ 層間絶縁膜 １０２８ 蓄熱層 １０２９ シリコン層 １０３８ ＧＮＤ端子 １０３９ ＶＨ端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 2/51 Ｂ４１Ｊ 3/04 １０１ Ａ 3/10 １０１ Ｆ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 総数Ｍ個の記録要素を有し、同時に駆動
   可能な記録要素数をＮ個としてＭ／Ｎ＝ｎ個のブロック
   に分割された記録ヘッドであって、 前記記録要素を駆動するための信号に基づいて前記ｎ個
   のブロックの内の少なくとも１つを選択する選択手段
   と、 画像データを記録するために前記Ｍ個の記録要素へ選択
   的に記録制御信号を印加する第１の記録制御手段と、 前記選択手段による選択結果に基づいて選択された前記
   各ブロック内のＮ個の記録要素へ選択的に記録制御信号
   を印加する第２の記録制御手段とを備え、 前記選択手段への前記記録要素を駆動するための信号入
   力端子数をｎ本より少なく設定したことを特徴とする記
   録ヘッド。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２の記録制御手段は、前
   記Ｍ個の記録要素が配置されている同一の基板上に実
   装、もしくは同一基板上の表面部分に構造的に設けられ
   てい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】 前記第２の記録制御手段は、前記選択手
   段へ入力する信号パターンを変更することにより任意に
   前記記録要素の駆動順序を変更可能であることを特徴と
   する請求項１に記載の記録ヘッド。
4. 【請求項４】 前記Ｍ個の記録要素は、イエロー、マゼ
   ンダ、シアン及びブラックの各色を１ブロックとして夫
   々分割して配置されることを特徴とする請求項１に記載
   の記録ヘッド。
5. 【請求項５】 前記記録ヘッドを複数設け、該夫々の記
   録ヘッドは、共通の信号入力端子から各々の記録ヘッド
   への駆動信号入力端子へ接続され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】 前記記録ヘッドは、イエロー、マゼン
   ダ、シアン及びブラックの各色に夫々対応させて設けら
   れることを特徴とする請求項５に記載の記録ヘッド。
7. 【請求項７】 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に記載の記録ヘッド。
8. 【請求項８】 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
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッ
   ド。
9. 【請求項９】 請求項１に記載の記録ヘッドを用いて画
   像データを記録媒体に記録するプリンタ装置であって、 前記画像データを受信する受信手段と、 前記記録ヘッドを所定の第１の方向に走査する走査手段
   と、 前記第１の走査方向に対して交差する第２の方向に前記
   記録媒体を搬送する搬送手段と、 前記画像データに基づいて前記第１の方向への走査及び
   第２の方向への搬送を制御する手段とを具備することを
   特徴とするプリンタ装置。
10. 【請求項１０】 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９に記載のプリンタ装置。
11. 【請求項１１】 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
    体を備える前記記録要素をインクを吐出のための電気熱
    変換素子として用いることを特徴とする請求項９に記載
    のプリンタ装置。