JPH0811308A - 記録ヘッド、その記録ヘッドを用いた記録装置、及び、記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型化され、低コストで、高密度記録可能な
記録ヘッドとその記録ヘッドを用いた記録装置、記録方
法を提供する。 【構成】 電気熱変換素子１０１の総数（Ｎ）の８分の
１の電気熱変換素子からの記録に相当する記録情報を保
持するシフトレジスタ１１０を備えた記録ヘッドに対し
て、まずシフトレジスタ１１０の容量分のデータを転送
し、その後、シフトレジスタのシフト機能を停止させ、
データを保持し、同じ記録情報（ＤＡＴＡ）を入力する
入力端子２０１から３ビット分の選択信号（ＳＥＬ）を
入力する。その選択信号は時分割論理回路１０３に送ら
れ、電気熱変換素子を選択して、入力データについての
記録動作を行なわせる。以下、これを８回繰り返して、
電気熱変換素子１０１全体による記録を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は記録ヘッド、その記録ヘ
ッドを用いた記録装置、及び、記録方法に関し、特に、
複写機、ファクシミリ、ワードプロセッサ、ホストコン
ピュータの出力用端末としてのプリンタ、ビデオプリン
タ等に用いられるインクジェット方式の記録ヘッド、そ
の記録ヘッドを用いた記録装置、及び、記録方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェット方式の記録装置に
用いられてきた記録ヘッドの回路は図１１〜図１２に示
すような構成をしていた。このような、電気熱変換素子
（ヒータ）とその駆動回路を同一基板上に形成したもの
としては、特願平３−１９４１１８号に示されたものが
ある。

【０００３】さて、図１１〜図１２において、１０１は
熱エネルギーを発生する為の電気熱変換素子（ヒー
タ）、１０２はヒータに所望の電流を供給する為のパワ
ートランジスタ部、１０６は各ヒータに電流を供給しイ
ンクを吐出するか否かのデータを送るシフトレジスタ、
１０３はパワートランジスタ部１０２への電源供給を時
分割的に制御し、電気熱変換素子が時分割的に加熱され
るよう制御する時分割論理回路、１０４はシリアル入力
された電気熱変換素子（ヒータ）に対する記録情報を各
電気熱変換素子（ヒータ）に保持する為のラッチ回路、
１０５はシリアル入力された各電気熱変換素子（ヒー
タ）に電流を供給しインクを吐出するか否かのデータを
格納するシフトレジスタ、１０６は各電気熱変換素子１
０１に所定電圧を印加する電源ライン、１０７はラッチ
回路１０４にラッチされた記録情報をパワートランジス
タ部１０２に供給するかどうかを切り替えるスイッチで
ある。

【０００４】なお、シフトレジスタ１０５に格納される
記録情報を表すデータビット数は電気熱変換素子１０１
の数及びパワートランジスタ部１０２の数と同じであ
る。

【０００５】また、記録ヘッドに供給される各種制御信
号の入力端子として、２０１は記録情報（ＤＡＴＡ）の
データ入力端子、２０２はシフトレジスタ１０５の転送
クロック（ＣＬＫ）を入力する転送クロック入力端子、
２０３はラッチ回路１０４にラッチタイミング信号（Ｌ
ＡＴＣＨ）を供給するラッチ信号入力端子、２０４は各
電気熱変換素子（ヒータ）に電流を流すタイミングを決
定するためのヒータイネーブル信号（Ｈ．ＥＮＢ）を入
力するヒータイネーブル信号端子、そして、２０５は時
分割に各電気熱変換素子（ヒータ）に電流を流すよう電
気熱変換素子を複数のグループに分割し、そのグループ
を選択するための選択信号（ＳＥＬ）を入力する選択信
号入力端子である。

【０００６】図１３は図１１〜図１２に示された記録ヘ
ッドの回路を駆動する為の各種信号のタイミングチャー
トである。これを用いて、以下に図１１〜図１２に示す
回路の動作について説明する。

【０００７】まず、転送クロック入力端子２０２に転送
クロック（ＣＬＫ）パルスが入力される。そして、シフ
トレジスタ１０５のデータ転送が転送クロック（ＣＬ
Ｋ）の立上りのタイミングに同期して行なわれるものと
すると、各ヒータをＯＮ／ＯＦＦさせる為の記録情報の
データ（ＤＡＴＡ）がデータ入力端子２０１より加えら
れる。ここで、シフトレジスタ１０５に格納されるデー
タビット数は電気熱変換素子（ヒータ）及びパワートラ
ンジスタ部の数と同じであるから、ヒータの数分だけ転
送クロック（ＣＬＫ）を入力してデータ（ＤＡＴＡ）を
シフトレジスタ１０５に転送した後、ラッチ入力端子２
０３にラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）を入力して、各ヒータ
に対応した記録情報をラッチ回路１０４に保持する。

【０００８】この後、図１１に示す構成の記録ヘッドの
場合には、時分割論理回路１０３のヒータイネーブル信
号端子２０４と選択信号入力端子２０５にそれぞれ適当
なタイミングでヒータイネーブル信号（Ｈ．ＥＮＢ）と
選択信号（ＳＥＬ）とを供給してやれば、それらの信号
の“ＯＮ”となっているその時間に応じてパワートラン
ジスタ１０２及びヒータ１０１に電流が流れて記録情報
に見合ったインクが吐出される。

【０００９】また、図１２に示す構成の記録ヘッドの場
合には、適当なタイミングでスイッチ１０７を閉じてや
れば、その閉じている時間に応じてパワートランジスタ
１０２及びヒータ１０１に電流が流れて記録情報に見合
ったインクが吐出される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例では、次のような問題点がある。

【００１１】（１）シフトレジスタに格納するデータビ
ット数とラッチ部の数とが１対１の関係である時、記録
ヘッドを構成する電子回路基板における上記機能を果た
す素子の占める面積が大半を占め、回路基板の縮小化或
いは小型化の阻害要因となり、コスト的にも問題があ
る。

【００１２】このような問題点を解決するために、シフ
トレジスタ部に格納するデータビット数（Ａ）とラッチ
部の数（Ｂ）との関係をＡ：Ｂ＝１：ｎとし、シフトレ
ジスタ部をｎ回に分け動作させると、そのシフトレジス
タに必要な回路素子の占める面積は減少するが、そのラ
ッチ部を動作させるラッチクロック信号の入力端子数が
ｎ個必要となり、外部装置との導通を担うリードフレー
ムとの接続ワイヤ数が増え、結局の記録ヘッドの組立工
数が増大しコスト的に高くなる。

【００１３】一方、将来の技術進歩を考慮した多機能な
記録ヘッドを構成する際には、多数な論理回路を複雑に
組み合わせることによって、多種多様なデータを論理回
路に入力しなければならなくなることが予想され、その
論理回路へのデータ入力には必ず外部入力端子が必要と
なる。従って、多機能な記録ヘッドには多くの入力端子
が必要となり、組立工数の増大やコスト上昇が予想され
るので、できるかぎり入力端子数は最小限にとどめるこ
とが望まれる。

【００１４】（２）記録ヘッドには高い記録密度で記録
できるものが常に要求されているので、その記録ヘッド
の限られた面積の回路基板において、１画素（１ビッ
ト）当たりに占める電気素子の専有面積をできる限り狭
くすることが求められる。このような要求を満たすため
には記録ヘッドを構成する各電気素子をより小型化する
ことが必要であるが、電気熱変換素子やパワートランジ
スタ、スイッチなどは単体のデバイスであるので、小型
化は比較的容易に達成できる。また、ラッチ回路も構成
素子数が比較的少ないため小型化は比較的容易に達成で
きる。しかしながら、電気熱変換素子、パワートランジ
スタ、スイッチ、ラッチ回路の数に相当するデータビッ
トを格納するシフトレジスタは１画素当たりの構成素子
数が最も多く、たとえ素子自体の小型化しても、記録ヘ
ッドの電気熱変換素子数に対応するだけ素子が必要であ
るので、小型化の大きな阻害要因となっていた。

【００１５】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、小型化、高密度記録、及び生産コストの削減に資す
る記録ヘッド、その記録ヘッドを用いた記録装置、及
び、記録方法を提供することを目的としている。

【００１６】

【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ような構成からなる。即
ち、インクを吐出する吐出口を備え、Ｎビット分の記録
信号に基づいて記録するＮ個の記録要素と、前記Ｎ個の
記録要素に通電するＮ個の通電体と、記録信号を入力す
る入力端子と、前記記録信号を（Ｎ／ｎ）ビット分、一
時的に格納するレジスタとを有する記録ヘッドを備え
る。

【００１７】また他の発明によれば、インクを吐出する
吐出口を備え、Ｎビット分の記録信号に基づいて記録す
るＮ個の記録要素と、前記Ｎ個の記録要素に通電するＮ
個の通電体と、記録信号を入力する入力端子と、前記記
録信号を（Ｎ／ｎ）ビット分、一時的に格納するレジス
タとを有する記録ヘッドを有した記録装置であって、外
部から記録信号を入力する入力手段と、前記入力手段に
よって入力された記録信号に基づいて、前記記録ヘッド
が備えるＮ個の記録要素の（１／ｎ）に対応する記録信
号を供給する供給手段と、前記供給手段によって供給さ
れた記録信号を用いて記録を行なう前記記録ヘッドの記
録要素を選択する選択手段と、前記選択手段によって選
択された記録要素に対応する通電体に通電するよう指示
する通電指示手段と、前記供給手段による記録信号の供
給と、前記選択手段による選択と、前記通電指示手段に
よる指示をｎ回行なわせるよう制御する繰り返し制御手
段とを有することを特徴とする記録装置を備える。

【００１８】また他の発明によれば、Ｎ個の記録要素と
前記Ｎ個の記録要素の（１／ｎ）分の記録信号を保持す
るレジスタを有する記録ヘッドを用いた記録方法であっ
て、（Ｎ／ｎ）個の記録要素に対応した記録信号を前記
記録ヘッドに出力する出力工程と、前記出力工程によっ
て出力された記録信号を前記レジスタに格納する記憶工
程と、前記出力工程によって出力された記録信号を記録
する記録要素を選択する選択工程と、前記選択工程によ
って選択された記録要素に対応する通電体に通電するよ
う指示する指示工程と、前記出力工程と、前記記憶工程
と、前記選択工程と、前記指示工程とをｎ回繰り返す繰
り返し工程とを有することを特徴とする記録方法を備え
る。

【００１９】

【作用】以上の構成により本発明は、Ｎ個の記録要素の
（１／ｎ）分の記録信号をレジスタに格納することがで
きる記録ヘッドを用い、（Ｎ／ｎ）個の記録要素に対応
した記録信号をその記録ヘッドに出力し、その出力され
た記録信号をレジスタに格納させ、出力された記録信号
を記録する記録要素を選択し、その選択された記録要素
に対応する通電体に通電するよう指示するという工程を
ｎ回繰り返すことによりＮ個の記録要素をもつ記録ヘッ
ドから記録を行なわせるよう制御する。

【００２０】

【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。

【００２１】＜装置本体の概略説明＞図１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ＩＪＲＡ
の構成の概要を示す外観斜視図である。図１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。５０
１６は記録ヘッドの前面をキャップするキャップ部材５
０２２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。

【００２２】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。

【００２３】＜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。
図２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、１
７０１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ＤＲＡＭ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、ＭＰ
Ｕ１７０１、ＤＲＡＭ１７０３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１７０
９、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。

【００２４】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。

【００２５】以下、上記構成のインクジェットプリンタ
ＩＪＲＡに搭載する記録ヘッドのいくつかの実施例につ
いて説明する。

【００２６】［第１実施例］図３は本実施例に従う記録
ヘッドの内部回路の構成を示すブロック図である。な
お、この記録ヘッドの構成要素について、既に従来例の
図１０〜図１１で示したと共通の構成要素には同じ参照
番号を付し、ここでの説明は省略する。また、制御信号
についても、従来例で説明したと同じ制御信号には同じ
記号をもちいて言及するものとし、ここでの説明は省略
する。

【００２７】図３において、１０４ａ〜１０４ｂは記録
情報を一時的に保持するラッチ、１０８は入力端子２０
２から供給される転送クロック（ＣＬＫ）に従って入力
端子２０１から供給される記録情報（ＤＡＴＡ）を入力
し、ラッチ１０４ａとラッチ１０４ｂのいづれかに記録
情報（ＤＡＴＡ）を出力するシフトレジスタ、１０９は
入力端子２０３より供給されるラッチ信号（ＬＡＴＣ
Ｈ）とシフトレジスタ１０８の１つのから出力される記
録情報（ＤＡＴＡ）とに従ってラッチ１０４ａとラッチ
１０４ｂのいづれかでシフトレジスタ１０８からの出力
される記録情報（ＤＡＴＡ）をラッチするよう指示する
入力するラッチ選択信号（ＬＡＴＣＨ１、ＬＡＴＣＨ
２）を出力する論理回路である。

【００２８】図３に示すように、本実施例の記録ヘッド
は、１つのシフトレジスタ１０８が２つのラッチ１０４
ａと１０４ｂに接続され、ある任意の時点ではそのシフ
トレジスタ１０８の出力は、ラッチ１０４ａと１０４ｂ
のいづれか１つでラッチされる。ここで、複数のシフト
レジスタ１０８は、電気熱変換素子１０１の総数の半分
が記録できる記録情報（ＤＡＴＡ）が格納する容量を有
するとする。

【００２９】また、以上の構成から明らかなように本実
施例の記録ヘッドは、従来例と同様に複数の電気熱変換
素子１０１が複数のグループに分割され、入力端子２０
５から供給される選択信号（ＳＥＬ）に従って特定のグ
ループが選択され、そのグループに属する電気熱変換素
子が加熱されて、インクを電気熱変換素子に１対１に対
応した吐出口（不図示）から記録媒体に吐出して記録を
行なう。

【００３０】次に、図４に示すタイムチャートと図５の
インクジェットプリンタＩＪＲＡの制御回路の記録動作
を示すフローチャートとを参照して、図３に示した記録
ヘッドの動作について説明する。なお、ここでは記録ヘ
ッドにＮ（偶数）個の電気熱変換素子が記録用紙の搬送
方向（副走査方向）に備えられており、それら電気熱変
換素子に図３において、左端から順に１、２、３、４、
…、Ｎと番号を付すものとする。そして、記録ヘッドが
搭載されるキャリッジの移動方向を主走査方向という。

【００３１】まず、ステップＳ１００ではホストコンピ
ュータ（不図示、以下ホストという）から記録データを
受信してこれをＤＲＡＭ１７０３に格納する。次に、ス
テップＳ１０５ではカウンタ（ｎ）を初期設定して、ｎ
＝１にセットする。続くステップＳ１１０では転送クロ
ック（ＣＬＫ）を記録ヘッドの入力端子２０２に供給す
るとともに（図４の４０１）、ステップＳ１１５では記
録情報（ＤＡＴＡ）として、“Ｌｏｗ”レベル信号（図
４の４０２）を記録ヘッドの入力端子２０１に入力す
る。

【００３２】次に処理はステップＳ１２０〜Ｓ１３５に
おいて、転送クロック（ＣＬＫ）を供給しながら、電気
熱変換素子１０１の奇数番目に対応する記録情報（ＤＡ
ＴＡ）を記録ヘッドの入力端子２０１に出力し、そし
て、カウンタ（ｎ）の値を＋１づつカウントアップして
ゆく。このようにして、（Ｎ／２）個分の電気熱変換素
子１０１に相当する記録情報（ＤＡＴＡ）がシフトレジ
スタ１０８に格納されると、処理はステップＳ１４０に
進む。この時点でステップＳ１１５で入力された“Ｌｏ
ｗ”レベル信号は図３の最右端のシフトレジスタ１０８
から出力され、論理回路１０９に入力される。

【００３３】さて処理はステップＳ１４０でラッチ信号
（ＬＡＴＣＨ）を記録ヘッドの入力端子２０３に供給す
る（図４の４０３）。この時、論理回路１０９の出力で
あるラッチ選択信号（ＬＡＴＣＨ１）は“Ｈｉｇｈ”レ
ベルとなって（図４の４０４）、ラッチ１０４ａでシフ
トレジスタ１０８に格納された記録情報（ＤＡＴＡ）が
ラッチされる。

【００３４】次に処理はステップＳ１４５に進み、カウ
ンタ（ｎ）を再初期設定して、ｎ＝２にセットするとと
もに、ステップＳ１５０では転送クロック（ＣＬＫ）を
記録ヘッドの入力端子２０２に供給し（図４の４０
５）、ステップＳ１５５では記録情報（ＤＡＴＡ）とし
て、“Ｈｉｇｈ”レベル信号（図４の４０６）を記録ヘ
ッドの入力端子２０１に入力する。さらに続いて、ステ
ップＳ１６０〜Ｓ１７５では転送クロック（ＣＬＫ）を
供給しながら、電気熱変換素子１０１の偶数番目に対応
する記録情報（ＤＡＴＡ）を記録ヘッドの入力端子２０
１に出力し、そして、カウンタ（ｎ）の値を＋１づつカ
ウントアップしてゆく。このようにして、（Ｎ／２）個
分の電気熱変換素子１０１に相当する記録情報（ＤＡＴ
Ａ）がシフトレジスタ１０８に格納されると、処理はス
テップＳ１８０に進む。この時点でステップＳ１５５で
入力された“Ｈｉｇｈ”レベル信号は図３の最右端のシ
フトレジスタ１０８から出力され、論理回路１０９に入
力される。

【００３５】さて処理はステップＳ１８０でラッチ信号
（ＬＡＴＣＨ）を記録ヘッドの入力端子２０３に供給す
る（図４の４０７）。この時、論理回路１０９の出力で
あるラッチ選択信号（ＬＡＴＣＨ２）は“Ｈｉｇｈ”レ
ベルとなって（図４の４０８）、ラッチ１０４ｂでシフ
トレジスタ１０８に格納された記録情報（ＤＡＴＡ）が
ラッチされる。

【００３６】このようにして、奇数番目の電気熱変換素
子に対応する記録情報と偶数番目の電気熱変換素子に対
応する記録情報とを別々に記録ヘッドに送信してやるこ
とでラッチ１０４ａと１０４ｂには全ての電気熱変換素
子に対応する記録情報がラッチされる。

【００３７】次に処理はステップＳ１８５でヒータイネ
ーブル信号（Ｈ．ＥＮＢ）を記録ヘッドの入力端子２０
４に、そして、ステップＳ１９０で選択信号（ＳＥＬ）
を記録ヘッドの入力端子２０５に入力してやることで、
時分割に記録ヘッドの各電気熱変換素子（ヒータ）には
通電され、その結果インクが記録用紙に吐出され記録が
行なわれる。

【００３８】その後処理はステップＳ１９５において、
キャリアモータ１７１０によって記録ヘッドを所定量だ
け主走査方向に移動させ、ステップＳ２００において記
録ヘッドが主走査方向の移動終点に達したかどうかを調
べる。ここで、その移動終点に達していないと判断され
た場合には処理はステップＳ１０５に戻って、記録動作
を続行する。これに対して、記録ヘッドがその移動終点
に達したと判断された場合には処理はステップＳ２０５
に進み、記録用紙１ページ分の記録動作が終了したかど
うかを調べる。ここで、記録動作終了ではないと判断さ
れた場合には処理はステップＳ２１０に進み、搬送モー
タ１７０９によって所定量だけ記録用紙を副走査方向に
搬送し、その後処理はステップＳ１００に戻って、記録
動作を続行する。これに対して、記録動作終了と判断さ
れた場合は処理を終了する。

【００３９】従って本実施例に従えば、記録情報を、奇
数番目の電気熱変換素子に対応する記録情報と偶数番目
の電気熱変換素子に対応する記録情報とに分けて別々に
記録ヘッドに送信するので、従来の半分の容量のシフト
レジスタを用いて記録動作を行なうことができる。また
本実施例の記録動作では入力端子数を増えることもない
ので、制御回路と記録ヘッドとのハード的なインタフェ
ースを変えなくとも良いという利点がある。

【００４０】このようにして、記録ヘッド内の回路基板
の多くの面積を占有するシフトレジスタの容量が小さく
なることは、シフトレジスタを構成する各電気素子が少
なくても良いことを意味し、回路基板の小型化に大きな
貢献をすることになる。

【００４１】なお本実施例では制御回路と記録ヘッドと
のハード的なインタフェースを変えないようにするため
に、論理回路１０９を記録ヘッドに内蔵した構成とした
が本発明はこれによって限定されるものではない。例え
ば、制御回路と記録ヘッドとのハード的なインタフェー
スにこだわらず、より記録ヘッドの小型化を進めたいの
であれば、図６に示すような論理回路１０９を記録ヘッ
ドから取り外した構成とし、図７に示すようにラッチ信
号（ＬＡＴＣＨ）の代わりに、ラッチ選択信号（ＬＡＴ
ＣＨ１、ＬＡＴＣＨ２）を外部から供給し、そして、奇
数番目の電気熱変換素子に対応する記録情報の転送前の
“Ｌｏｗ”レベル信号の転送や偶数番目の電気熱変換素
子に対応する記録情報の転送前の“ＨＩｇｈ”レベル信
号の転送を止めるようにしても良い。

【００４２】なお、図６において、１０５′は図１１に
示したシフトレジスタ１０５の半分の容量をもつシフト
レジスタ、２０３ａはラッチ選択信号（ＬＡＴＣＨ１）
を入力する入力端子、２０３ｂラッチ選択信号（ＬＡＴ
ＣＨ２）を入力する入力端子である。

【００４３】［第２実施例］図８は本実施例に従う記録
ヘッドの内部回路の構成を示すブロック図である。な
お、この記録ヘッドの構成要素について、既に従来例の
図１０〜図１１で示したと共通の構成要素や第１実施例
で説明したと共通の構成要素には同じ参照番号を付し、
ここでの説明は省略する。また、制御信号についても、
従来例や第１実施例で説明したと同じ制御信号には同じ
記号をもちいて言及するものとし、ここでの説明は省略
する。

【００４４】図８において、１１０は時分割論理回路１
０３に記録情報（ＤＡＴＡ）のデータを供給するシフト
レジスタ、１１１ａ〜１１１ｄは入力端子２０１から記
録情報（ＤＡＴＡ）を入力し、入力端子２０２から供給
される転送クロック（ＣＬＫ）に従って記録情報（ＤＡ
ＴＡ）をシフトする１ビットのシフトレジスタ、１１２
ａ〜１１２ｄは入力端子２０３から供給されるラッチ信
号（ＬＡＴＣＨ）に従って記録情報（ＤＡＴＡ）を１ビ
ット分、ラッチするラッチ回路、１１３はラッチ回路１
１２ａの出力と転送クロック（ＣＬＫ）との論理積をと
ってその出力をシフトレジスタ１１０にシフトクロック
として供給するＡＮＤ回路である。

【００４５】また、ラッチ回路１１２ｂ〜１１２ｄそれ
ぞれの出力、計３ビットは選択信号（ＳＥＬ）として時
分割論理回路１０３に入力される。従って、時分割論理
回路１０３は選択信号（ＳＥＬ）の値に従って時分割的
に複数の電気熱変換素子１０１を８つに分割して、その
選択された電気熱変換素子１０１に対して記録情報（Ｄ
ＡＴＡ）を供給する。このように、ある時刻時刻でとら
えると、時分割論理回路１０３は複数の電気熱変換素子
１０１の８分の１にデータを供給すれば良いので、シフ
トレジスタ１１０のデータ容量は、電気熱変換素子１０
１の総数（Ｎ）の８分の１に相当するデータを格納する
容量で良い。

【００４６】次に、図９に示すタイムチャートと図１０
のインクジェットプリンタＩＪＲＡの制御回路の記録動
作を示すフローチャートとを参照して、図８に示した記
録ヘッドの動作について説明する。なお、図１０のフロ
ーチャートでは、第１実施例で説明したと共通の処理ス
テップであるホストからのデータ入力や記録ヘッドの移
動処理、記録用紙の搬送処理などについての説明は省略
する。

【００４７】まず始めに、ステップＳ３００でカウンタ
（ｍ）の値を“０”に初期化する。次にステップＳ３０
５では転送クロック（ＣＬＫ）を入力端子２０２に供給
しながら（図９の９０１）、続くステップＳ３１０では
記録情報（ＤＡＴＡ）として、“Ｈｉｇｈ”レベル信号
（図９の９０２）を入力端子２０１からシフトレジスタ
１０１ａに入力する。さらに、ステップＳ３１５では入
力端子２０３からラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）を入力する
（図９の９０３）。これらのステップによって、ＡＮＤ
回路１１３からシフトレジスタ１１０にシフトクロック
が供給されるようになり、シフトレジスタ１１０が駆動
できるように初期化される。

【００４８】次に処理はステップＳ３２０において、デ
ータビットカウンタ（ｎ）の値を“０”に初期化する。
続いて、処理はステップＳ３２５〜Ｓ３４０において、
転送クロック（ＣＬＫ）を入力端子２０２に供給しなが
ら（図９の９０４）、記録情報（ＤＡＴＡ）のデータを
入力端子２０１に供給する（図９の９０５）。さらに、
そのデータビット数をデータビットカウンタ（ｎ）で計
数しながら、ｎの値が電気熱変換素子１０１の総数
（Ｎ）の８分の１になるまで、記録情報（ＤＡＴＡ）の
入力を続行する。そして、そのデータビット数が電気熱
変換素子１０１の総数（Ｎ）の８分の１に達したと判断
されたとき、処理はステップＳ３４５に進む。

【００４９】さて処理はステップＳ３４５〜Ｓ３５５に
おいて、転送クロック（ＣＬＫ）を入力端子２０２に供
給するとともに（図９の９０６）、記録情報（ＤＡＴ
Ａ）として、“Ｌｏｗ”レベル信号（図９の９０７）を
入力端子２０１からシフトレジスタ１０１ａに入力し、
さらに入力端子２０３からラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）を
入力する（図９の９０８）。この“Ｌｏｗ”レベル信号
のラッチによって、ＡＮＤ回路１１３からのシフトクロ
ックの供給が停止され、シフトレジスタ１１０のシフト
動作は停止するので、シフトレジスタ１１０内のデータ
は保持し続けられることになる。

【００５０】次に、ステップＳ３６０ではデータビット
カウンタ（ｎ）をリセットし、さらにステップＳ３６５
〜Ｓ３８０では、転送クロック（ＣＬＫ）を入力端子２
０２に供給するとともに（図９の９０９）、記録情報
（ＤＡＴＡ）として３ビット分の選択信号（ＳＥＬ）の
情報（図９の９１０）を入力端子２０１に供給する。さ
らに、続いてステップＳ３８５ではヒータイネーブル信
号（Ｈ．ＥＮＢ）を記録ヘッドの入力端子２０４に、そ
して、ステップＳ３９０でラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）を
入力端子２０３から入力する（図９の９１１）。これに
よって、３ビットの選択信号（ＳＥＬ）がラッチ回路１
１２ｂ〜１１２ｄから時分割論理回路１０３に供給さ
れ、８つに分割された電気熱変換素子１０１のグループ
の１つが選択され、その選択された電気熱変換素子（ヒ
ータ）１０１は通電され、その結果インクが記録用紙に
吐出され記録が行なわれる。

【００５１】次に処理はステップＳ３９５において、カ
ウンタ（ｍ）の値を“＋１”だけカウントアップし、更
にステップＳ４００ではそのカウントアップされたｍの
値が８となったかどうかを調べる。ここで、ｍ＜８であ
れば、８つに分割された電気熱変換素子１０１の全ての
グループに通電が終了しておらず記録動作を続行すると
判断して、処理はステップＳ３０５に戻り、次の８分の
１の電気熱変換素子１０１のグループに対する記録動作
を行なう。これに対して、ｍ＝８であれば、８つに分割
された電気熱変換素子１０１の全てのグループに通電が
終了したと判断して処理を終了する。

【００５２】従って本実施例に従えば、４つの１ビット
のシフトレジスタと４つのラッチ回路と１つの論理積回
路を用いて、記録情報を電気熱変換素子の総数の８分の
１づつ順次入力して記録を行なうことができるので、従
来と比べ、記録情報を格納するシフトレジスタの容量を
８分の１にすることができる。さらに、ラッチ回路につ
いても、わずか４つで良く、従来の電気熱変換素子の総
数だけのラッチ回路を必要とした構成に比べて、回路構
成を簡略化することができる。さらにまた、記録ヘッド
に選択信号（ＳＥＬ）のための入力端子が不要となるの
で、制御回路と記録ヘッドとのハード的なインタフェー
スを簡略化することができる。これによって、記録ヘッ
ドの小型化が進むとともに、記録ヘッドと制御回路間の
データケーブルなどをさらに小さくすることが可能にな
る。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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良いし、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
適用できることは言うまでもない。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｎ
個の記録要素の（１／ｎ）分の記録信号をレジスタに格
納することができる記録ヘッドを用い、（Ｎ／ｎ）個の
記録要素に対応した記録信号をその記録ヘッドに出力
し、その出力された記録信号をレジスタに格納させ、出
力された記録信号を記録する記録要素を選択し、その選
択された記録要素に対応する通電体に通電するよう指示
するという工程をｎ回繰り返すことによりＮ個の記録要
素をもつ記録ヘッドから記録を行なわせるよう制御する
ので、より少ないシフトレジスタ容量をもつ、即ち、よ
り小さい記録ヘッドを用いることができるという効果が
ある。

【００６６】また記録ヘッドの小型化は記録ヘッドを構
成する回路素子の低減の結果でもあるので、その生産コ
ストの削減にも資することになる。さらに、記録ヘッド
を構成する回路素子の削減は、一定の容積をもつ記録ヘ
ッドでの高密度記録実現にも貢献することになる。

【００６７】さらにまた小型化低コスト高密度記録可能
な記録ヘッドの実現は小型化低コスト高密度記録可能な
記録装置の提供にもつながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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ＩＪＲＡの構成の概要を示す外観斜視図であ
る。

【図２】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。

【図３】第１実施例に従う記録ヘッドの構成を示すブロ
ック図である。

【図４】図３に示した記録ヘッドの動作を説明する為の
タイミングチャートである。

【図５】第１実施例に従う制御回路の記録動作を示すフ
ローチャートである。

【図６】第１実施例の変形例となる記録ヘッドの構成を
示すブロック図である。

【図７】図６に示した記録ヘッドの動作を説明する為の
タイミングチャートである。

【図８】第２実施例に従う記録ヘッドの構成を示したブ
ロック図である。

【図９】図８に示した記録ヘッドの動作を説明する為の
タイミングチャートである。

【図１０】第２実施例に従う制御回路の記録動作を示す
フローチャートである。

【図１１】従来の記録ヘッドの内部構成の一例を示すブ
ロック図である。

【図１２】従来の記録ヘッドの内部構成の一例を示すブ
ロック図である。

【図１３】図１１〜図１２に示した従来の記録ヘッドの
動作を説明する為のタイミングチャートである。

【符号の説明】

１０１ 電気熱変換素子 １０２ パワートランジスタ部 １０３ 時分割論理回路 １０４ ラッチ回路 １０４ａ、１０４ｂ、１１２ａ〜１１２ｄ ラッチ回路 １０５、１０５′、１０８、１１０、１１１ａ〜１１１
ｄ シフトレジスタ １０６ 電源ライン １０７ スイッチ １０９ 論理回路 １１３ ＡＮＤ回路 ２０１ 転送クロック（ＣＬＫ）入力端子 ２０２ 記録情報（ＤＡＴＡ）入力端子 ２０３ ラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）入力端子 ２０３ａ、２０３ｂ ラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）入力端
子 ２０４ ヒータイネーブル信号（Ｈ．ＥＮＢ）入力端子 ２０５ 選択信号（ＳＥＬ）入力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下田 準二 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 泉田 昌明 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 三隅 義範 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 石永 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 (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出する吐出口を備え、Ｎビッ
   ト分の記録信号に基づいて記録するＮ個の記録要素と、 前記Ｎ個の記録要素に通電するＮ個の通電体と、 記録信号を入力する入力端子と、 前記記録信号を（Ｎ／ｎ）ビット分、一時的に格納する
   レジスタとを有する記録ヘッド。
2. 【請求項２】 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。
3. 【請求項３】 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１に記載の記録ヘ
   ッド。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の記録ヘッドを有した記
   録装置であって、 外部から記録信号を入力する入力手段と、 前記入力手段によって入力された記録信号に基づいて、
   前記記録ヘッドが備えるＮ個の記録要素の（１／ｎ）に
   対応する記録信号を供給する供給手段と、 前記供給手段によって供給された記録信号を用いて記録
   を行なう前記記録ヘッドの記録要素を選択する選択手段
   と、 前記選択手段によって選択された記録要素に対応する通
   電体に通電するよう指示する通電指示手段と、 前記供給手段による記録信号の供給と、前記選択手段に
   よる選択と、前記通電指示手段による指示をｎ回行なわ
   せるよう制御する繰り返し制御手段とを有することを特
   徴とする記録装置。
5. 【請求項５】 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４に記載の記録装置。
6. 【請求項６】 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４に記載の記録装
   置。
7. 【請求項７】 前記記録ヘッドに備えられたレジスタへ
   の記録信号の入力を開始させる第１の指示信号と、前記
   レジスタへの記録信号の入力を抑止させる第２の指示信
   号とを前記記録ヘッドに送信する指示発生手段とをさら
   に有することを特徴とする請求項４に記載の記録装置。
8. 【請求項８】 前記ｎの値は“２”であり、 前記供給手段は、前記Ｎ個の記録要素の内、まず偶数番
   目の記録要素に対応する（Ｎ／２）ビット分の記録信号
   を供給し、次に奇数番目の記録要素に対応する（Ｎ／
   ２）ビット分の記録信号を供給するよう制御することを
   特徴とする請求項４に記載の記録装置。
9. 【請求項９】 前記ｎの値は“８”であり、 前記Ｎ個の記録要素を８分割して、前記繰り返し制御手
   段による制御により、前記供給手段による記録信号の供
   給と、前記選択手段による選択と、前記通電指示手段に
   よる指示を８回行なうことにより、前記記録ヘッドによ
   る１回の記録動作が完了することをを特徴とする請求項
   ４に記載の記録装置。
10. 【請求項１０】 Ｎ個の記録要素と前記Ｎ個の記録要素
    の（１／ｎ）分の記録信号を保持するレジスタを有する
    記録ヘッドを用いた記録方法であって、 （Ｎ／ｎ）個の記録要素に対応した記録信号を前記記録
    ヘッドに出力する出力工程と、 前記出力工程によって出力された記録信号を前記レジス
    タに格納する記憶工程と、 前記出力工程によって出力された記録信号を記録する記
    録要素を選択する選択工程と、 前記選択工程によって選択された記録要素に対応する通
    電体に通電するよう指示する指示工程と、 前記出力工程と、前記記憶工程と、前記選択工程と、前
    記指示工程とをｎ回繰り返す繰り返し工程とを有するこ
    とを特徴とする記録方法。