JPH08197732A - 記録ヘッド及び該記録ヘッドを用いた記録装置 - Google Patents

記録ヘッド及び該記録ヘッドを用いた記録装置

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JPH08197732A
JPH08197732A JP7008896A JP889695A JPH08197732A JP H08197732 A JPH08197732 A JP H08197732A JP 7008896 A JP7008896 A JP 7008896A JP 889695 A JP889695 A JP 889695A JP H08197732 A JPH08197732 A JP H08197732A
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博之 丸
Fumio Murooka
文夫 室岡
Yoshiyuki Imanaka
良行 今仲
Masaaki Izumida
昌明 泉田
Masami Kasamoto
雅己 笠本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録ヘッドの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
録ヘッド及び該記録ヘッドを用いた記録装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】 複数の発熱素子４０１と、記録データに応じ
て発熱素子４０１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、複数のプレヒートパルス信号のい
ずれかを選択する選択情報を予め入力して不揮発にＲＯ
Ｍ１０２に記憶しておき、入力端子１０７ａ〜１０７ｎ
より入力される複数のプレヒートパルス信号のいずれか
を、このＲＯＭ１０２に記憶されている選択情報に応じ
て選択して発熱素子４０１をプレヒートする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電気熱変換体で
ある発熱抵抗体を備えた記録ヘッド及び該記録ヘッドを
用いた記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット記録法は、記録時に発生
する騒音を無視できる程度に小さくでき、高速プリント
も可能であり、しかも特別な処理を必要とせずに、いわ
ゆる普通紙に定着させて記録できるなどの利点を有して
いるため、最近特に注目されている記録法である。
【０００３】その中で、例えば特公昭５４−５１８３７
号公報、ドイツ公開（DOLS）第２８４３０６４号公報に
記載されているインクジェット記録法は、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、他のインクジェット記録とは異なる特
徴を有している。即ち、上記公報に開示されている記録
法は、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し、その状態変化に基づく作用
力によって、インクジェットヘッド先端のオリフィスか
ら液体が吐出されて、飛翔的液滴が形成される。そし
て、この液滴が被記録材に付着して記録が行われる。
【０００４】特に、上述のDOLS第２８４３０６４号公報
に開示されているインクジェット記録法は、いわゆるド
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。更に、インクジェット記録ヘッド
をフルラインタイプで高密度してマルチオリフィス化さ
れたインクジェット記録ヘッドが容易に具現化できるの
で、高解像度、高品質の画像が高速に得られるという特
徴を有している。
【０００５】この記録法に適用される装置のインクジェ
ット記録ヘッドは、液体を吐出するために設けられたオ
リフィスと、このオリフィスに連通し、液滴を吐出する
ための熱エネルギーが液体に作用する部分である熱作用
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
抵抗体）とを具備しているプリントヘッド用基体を含
む。
【０００６】近年、上記のようなプリントヘッド用基体
としては、一列に配列された複数の発熱抵抗体と、これ
ら発熱抵抗体と１対１で対応し、それら発熱抵抗体を画
像データに応じてそれぞれ駆動するドライバと、直列に
入力される画像データを各ドライバに並列に出力する、
発熱抵抗体と同一ビット数のシフトレジスタと、そのシ
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
チ回路とを同一基板上に設けたものも開発されている。
【０００７】このような従来のプリントヘッド用基体４
００の回路構成を図４に示す。
【０００８】図４において、４０１は一列に配列された
発熱抵抗体であり、４０２はドライバとして機能するパ
ワートランジスタ、４０３はラッチ回路、４０４はシフ
トレジスタである。４０５は、シフトレジスタ４０４に
データをシフトインするためのクロック信号を入力する
端子、４０６はシリアル画像データを入力する端子であ
る。４０７はラッチ信号の入力端子を示し、４０８はパ
ワートランジスタ４０２のオン時間を外部からコントロ
ールするためのヒートパルス入力端子であり、４０９は
ロジック電源用端子、４１０は接地用端子を示してい
る。４１１は発熱抵抗体駆動用の電源（ＶＨ）入力端子
である。
【０００９】このような構成のプリントヘッド用基体を
含むヘッドを有するプリンタ装置では、シリアル画像デ
ータが入力端子４０６からシフトレジスタ４０４に直列
（シリアル）に入力される。こうしてシフトレジスタ４
０４にセットされた画像データは、端子４０７より入力
されるラッチ信号によりラッチ回路４０３にラッチされ
る。そして、ヒートパルス入力端子４０８からパルスが
入力されると、画像データが“１”となっているパワー
トランジスタ４０２がオン状態となる。これにより、対
応する発熱抵抗体３０１が通電駆動され、駆動された発
熱抵抗体４０１の液流路中の液体（インク）が加熱さ
れ、吐出口からインクが吐出されてプリントが行われ
る。
【００１０】ここで発熱抵抗体に接触している液体を発
泡させるため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抵抗体の単位
面積当りの必要投入エネルギーと発熱抵抗体の面積の積
とのエネルギーとなることから、発熱抵抗体両端にかか
る電圧、発熱抵抗体を流れる電流及び時間（パルス幅）
を前記エネルギーとなるように設定すればよい。ここで
実使用上、電圧についてはプリンタ装置本体の電源によ
りほぼ一定とすることができるが、電流については発熱
抵抗体の抵抗値が基体製造過程での発熱抵抗体の膜厚の
ばらつきにより、ロット、基体間での値が異なってく
る。従って、印加パルス幅が一定で、発熱抵抗体の抵抗
が設定値よりも大きくなった場合は電流値が小さくなり
投入エネルギーが不足するため、インクを発泡させるこ
とができなくなる。逆に、発熱抵抗体の抵抗が小さくな
り、その発熱抵抗体を流れる電流値が設定よりも大きく
なると過剰なエネルギー投入となり、発熱抵抗体のコゲ
や発熱抵抗体の短寿命の原因となる。これに対処するた
めに、センサ４１４によって発熱抵抗体４０１の抵抗値
を常にモニタし、その抵抗値により電源電圧や印加パル
ス幅を変化させ、一定のエネルギーが加わるようにする
方法がある。
【００１１】次に噴射される液滴の吐出量を考えた場
合、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抵抗体及び周辺の温度によって
変化することから、吐出のためのヒートパルスの前に、
インクが吐出しない程度のエネルギーのパルス（プレヒ
ートパルス）を加え、そのパルス幅やタイミングにより
発熱抵抗体及び周辺の温度を調整することで、一定の量
の液滴を吐出するようにして、印刷品位を維持するよう
にしている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術に
よれば、発熱抵抗体４０１の抵抗値のばらつきの補正、
基体の温度の制御は、それぞれの値をモニタするための
センサ４１４，４１５よりの信号をフィードバックし
て、発熱抵抗体４０１に印加するヒートパルスの幅、プ
レヒートパルスの幅、そのタイミングをプリンタ装置本
体の制御の下に変更して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、発熱抵抗体４０１の保護膜厚
のバラツキ等により、各ノズルによってインク吐出量が
バラツキ、それが印刷上の濃度ムラ、スジ等につなが
り、各ノズル単位あるいは数ノズル単位での吐出量制御
が必要である。さらにインクジェットヘッドの多ノズル
化に伴い、プリントヘッド用基体を複数直列に接続して
マルチノズルインクジェットヘッドを形成する場合、各
プリントヘッド用基体によって発熱抵抗体の抵抗値が異
なるため、インクを吐出するためのヒートパルスを各基
体毎に変更して、各基体における投入エネルギーを程同
一にしなければならない。このように複数の基体により
ヘッドを構成した場合、上記のオリフィス面積以外に、
基体と基体の間のプリント濃度差が目立ちやすくなるた
め、基体内のノズル単位での吐出量の補正が、単体の基
体の場合よりも重要となる。
【００１３】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、記録ヘッドの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
ッド及び該記録ヘッドを用いた記録装置を提供すること
を目的とする。また本発明の他の目的は、記録要素の特
性に応じたプレヒートを行うための選択情報を不揮発に
記憶できる記録ヘッド及び該記録ヘッドを用いた記録装
置を提供することを目的とする。また本発明の目的は、
プレヒートパルスの選択情報を一度だけ記憶しておくだ
けで、それ以降出力する複数のプレヒートパルスの中か
ら１つを選択して発熱素子をプレヒートして記録できる
記録ヘッド及び該記録ヘッドを用いた記録装置を提供す
ることにある。
【００１４】
【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、前記記録要素をプレヒート
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前記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不揮発に記憶する記
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のいずれ
かを選択して前記記録要素をプレヒートする駆動手段と
を有する。上記目的を達成するために本発明の記録装置
は以下のような構成を備える。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、前記通電体をプレヒート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
入力して不揮発に記憶するメモリと、前記メモリに記憶
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同時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
ヘッドに転送して前記メモリに不揮発に記憶する手段
と、記録に先だって複数のパルス信号を前記記録ヘッド
に出力してプレヒートする予備通電手段と、前記予備通
電手段によるプレヒートの後、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。
【００１５】
【作用】以上の構成により、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、それら通電体をプレヒ
ートするための複数のパルス信号を入力する入力端子
と、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不揮発に記憶するメモ
リと、そのメモリに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印加す
る。また、この記録ヘッドを備える記録装置は、記録ヘ
ッドの記録要素の記録特性を記憶しておき、その記憶さ
れている特性情報に基づいて、選択情報を決定して記録
ヘッドに転送してメモリに不揮発に記憶し、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プレヒー
トするとともに、そのプレヒートの後、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。
【００１６】
【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。
【００１７】図１は、本実施例のインクジェットヘッド
用基体の回路構成を示す回路図で、図４の従来の回路図
と共通する部分は同じ番号で示している。
【００１８】図１において、１００は記録ヘッドの基
体、１０１はプレヒート幅を選択するためのプレヒート
パルス選択回路、１０２は、図６及び図７を参照して後
述するプレヒートパルスを選択する選択データを記憶す
るメモリ（ＲＯＭ）、４０３は記録データをラッチする
ためのラッチ回路である。４０４はシフトレジスタで、
シフトクロック１０４に同期して記録データ１０５、或
いはＲＯＭ１０２に記憶される（焼き付けられる）プレ
ヒートパルスの選択データをシリアルで入力して保持す
る。４０７は、実施例のインクジェット記録装置の制御
部より入力される記録データのラッチ信号である。
【００１９】１０３はＯＲ回路で、記録データに応じて
ＡＮＤ回路４１６より出力されるヒートパルスと、選択
回路１０１より選択されて出力されるプレヒートパルス
信号との論理和を取って駆動用トランジスタ４０２に出
力している。こうしてＯＲ回路１０３の出力がハイレベ
ルになると、対応する駆動用トランジスタ４０２がオン
して、そレに接続されている発熱抵抗体４０１に電流が
流されて発熱駆動される。
【００２０】また、１０８ａ〜１０８ｇは、ＲＯＭ１０
２に選択データを焼き付けるための高電圧源よりの電圧
信号である。１１６はシフトレジスタ４０４よりシフト
アウトされ、次の基体（例えば図２の基体２００−１よ
り基体２００−２）にシフトデータを出力する端子であ
る。
【００２１】以上の構成の記録ヘッドを用いたプリンタ
装置の動作の概略を説明する。
【００２２】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（発熱抵抗体）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、各発熱抵抗体のプレ
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１０４に同期してシフトレジスタ４
０４に転送する。この後、電圧信号１０８ａ〜１０８ｇ
を出力して、シフトレジスタ４０４の選択データをＲＯ
Ｍ１０２に焼き付ける。こうして実際にプレヒートを行
う際に、ＲＯＭ１０２に記憶されている対応する選択デ
ータに従ってプレヒート信号１０７ａ〜１０７ｎのいず
れかが選択回路１０１により選択され、これに応じて発
熱素子４０１がプレヒートされる。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、或いはプリンタ装置
の制御部に記憶されていても良い。
【００２３】このように本実施例の記録ヘッド基体によ
れば、プレヒートデータＲＯＭ１０２及びプレヒートパ
ルス選択回路１０１の回路規模を小さくできる。また、
図１のａ点で示すように、シフトレジスタ４０４の出力
を、記録データを保持用のラッチ回路４０３と、プレヒ
ートパルス幅の選択データを保持するＲＯＭ１０２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
４０４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
省略できる。
【００２４】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、例えばプリンタ装置の最初の起動
時等に一度だけ行えば良い。従って、この機能を備えて
いても、プリントデータの記録ヘッドへの転送シーケン
スは従来と全く同様に行える。
【００２５】こうしてプレヒートパルス幅を選択する選
択データをＲＯＭ１０２に保持させた後のプレヒート信
号１０７ａ〜１０７ｎの入力について説明する。本実施
例では、インクの吐出量を変えるための複数のプレヒー
ト信号１０７ａ〜１０７ｎを個別に設けることを特徴と
している。
【００２６】まず、ヒートパルスは、発熱抵抗体４０１
の抵抗値のモニタ用の抵抗センサ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抵抗体４０１に印加するように
ヒートパルスのパルス幅を決定する。また、プレヒート
パルスに関しては、複数のプレヒート信号１０７ａ〜１
０７ｎのそれぞれが温度センサ４１４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、プリン
タ制御部により決定される。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の幅
を設定することにより、インク吐出量を一定にして、プ
リントされた画像のムラ、スジをなくすことができる。
こうして予めＲＯＭ１０２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、プレヒート信号
１０７ａ〜１０７ｎのいずれかを選択して印刷すること
ができる。
【００２７】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、発熱抵抗体４０１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。図６は
本発明の第１実施例のＲＯＭ１０２の回路構成を示す図
である。シフトレジスタ４０４から選択データが出力さ
れてインバータ３０４にデータが入力されると、そのデ
ータがハイレベルであればトランジスタ３０３，３０６
はカットオフされて、高電圧信号１０８ａより供給され
る電流はダーリントン・トランジスタ３０２を通ってダ
イオード３０１に流れる。これによりダイオード３０１
に印加される電圧は、高電圧信号１０８のＶH1の電圧付
近まで上昇して、ダイオード３０１の逆耐圧を越える
と、ダイオード３０１のｐｎ接合部に大電流が流れ始め
る。この電圧と電流の積によるエネルギーがジュール熱
となり、ｐｎ型接合部のアルミニウムを溶解し、ｐｎ接
合部を導通状態にする。(ツエナーザッピング）、これ
によりダイオード３０１は、シフトレジスタ４０４より
のデータの如何に拘わらず、常に導通した状態、即ち、
インバータ３０５の入力は常にロウレベルとなる（出力
ａがロウレベル）。一方、電圧信号１０８ｂに電圧が印
加されていない時は、ダーリントン・トランジスタ３０
７を通ってダイオード３０８に電流が流れないため、ダ
イオード３０８はツエナー・ザッピングを起こすことは
ない。この場合は、インバータ３０９の入力は常にハイ
レベルとなり、出力ｂは常にハイレベルになる。
【００２８】又、シフトレジスタ４０４よりインバータ
３０４に入力されるデータがロウレベルの時、トランジ
スタ３０３はオン状態となってしてＶH1からの電流を引
き込み、ダーリントン・トランジスタ３０２を常にオフ
させるので、ダイオード３０１はツエナー・ザッピング
を行すことはない。従って、インバータ３０５の入力は
プルアップ抵抗により常にハイレベルとなる。図８は、
プレヒート選択回路１０１の１つの発熱素子４０１に対
応するプレヒート選択ロジックの構成を示す回路図であ
る。図中、信号ａ，ｂ及び信号ａ，ｂの反転信号はＲＯ
Ｍ１０２より出力され、プレヒート信号１０７ａ〜１０
７ｄは外部より入力されるプレヒート信号である。図９
は、これら信号ａ，ｂ及びその反転信号によりプレヒー
ト信号を選択する真理値データを示し、このような選択
ロジックにしたがってプレヒート信号が選択される。従
って以上の説明より、プレヒート信号１０７ａ〜１０７
ｎの数をｎ個とすると、高電圧信号線の数はｎ／２とな
る。
【００２９】このように本実施例では、メインヒート入
力１０６と、インク吐出量を変えるための複数のプレヒ
ート信号１０７ａ〜１０７ｎを個別に設けることを特徴
としている。まずヒート入力１０６は、発熱体抵抗モニ
タ４１４よりの抵抗値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のパ
ルス幅のヒート信号を印加する。次にプレヒート信号
は、複数のプレヒート信号１０７ａ〜１０７ｎのそれぞ
れが、温度センサ４１５の値に応じてパルス幅、タイミ
ングを変化させると同時に、予め一定温度状態において
も吐出量が異なるように、複数のプレヒート信号１０７
ａ〜１０７ｎを設定して印加し、ＲＯＭ１０２に記憶さ
れた選択データに応じて何れかのプレヒート信号を選択
する。こうすることにより、温度以外の要因、つまり各
ノズルの吐出量の大小に対応させて選択することによ
り、インクの吐出量を一定にして、記録ムラや記録スジ
を無くすことができる。
【００３０】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。
【００３１】ここでは、ｍ枚の基体２００−１〜２００
−ｍを用いて総ノズル数がｓ個の記録ヘッドを実現して
いる。尚、ここで基体２００−２のデータ入力端子１０
５は、基体２００−１のシフト出力端子１１６に、以下
同様に各基体のシリアル出力端子１１６がシリアル入力
端子１０５に接続されている。
【００３２】次に、基体２００−１のノズル１，ノズル
１００に注目して説明する。
【００３３】いま図３に示すように、ノズル１と１００
の発熱体抵抗値が共に２００Ωであるとし、一定温度・
パルス幅の印加時に、ノズル１のインク吐出量が３６ｐ
ｌ（ピコ・リットル），ノズル１００のインク吐出量が
４０ｐｌであるとする。ここで、メモリ（ＲＯＭ）１０
２のノズル１００，１５０に対する選択データをノズル
１００を基準にしてセットすることにより、例えば吐出
量が少ないノズル１に対する駆動電圧波形のプレヒート
パルス幅を長くする。尚、ヒートパルスに関しては、抵
抗センサ４１４，４１５により、例えば基体２００−１
が２００Ω、基体２００−２が２１０Ωであることが分
かっているので、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抵抗体３０１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。
【００３４】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に対して長くなっているこ
とが分かる（ｔ１＜ｔ２）。ここで、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パワーのパル
ス幅を示し、（ｔ１，ｔ２＜ｔ５）及び（ｔ３＞ｔ５）
が成り立つ。駆動中においての基板の温度変化に対し
（ｔ１＜ｔ２），（ｔ１，ｔ２＜ｔ５）が成り立つ範囲
でプレヒートパルスが変化し、実駆動吐出量は全てのノ
ズルで、常に４０plとすることができ、ムラ、スジのな
い高品位のプリントを実現できる。これと同時に、投入
パワーが大きいヒートパルスについて、基板の抵抗値に
応じてパルス幅を調整し、無理のない一定パワーとして
いるため、長寿命化も実現できる。
【００３５】図５は本実施例の記録ヘッドの基体１００
の構造を示す図で、前述の図１と共通する部分は同じ番
号で示している。
【００３６】図５において、複数の吐出口５００に連通
する液路５０５を形成するための流路壁部材５０１と、
インク供給口５０３を有する天板５０２とが取り付けら
れている。ここで、インク供給口５０３から注入される
インクが内部の共通液室５０４へ蓄えられて各液路５０
５へ供給される。その状態で基体１００の発熱抵抗体３
０１に、記録データに応じて通電駆動することにより、
吐出口５００からインクが吐出されて記録が行われる。
尚、５０７は配線を示している。
【００３７】＜装置本体の概略説明＞図１０は本発明の
代表的な実施例であるインクジェット方式のプリンタＩ
ＪＲＡの主要部の構成を示す外観斜視図である。本実施
例のインクジェット方式のプリンタは、図１０に示すよ
うに、記録用紙（連続シート）Ｐの全幅にわたる範囲に
インクジェットを吐出する記録ヘッド（フルマルチ型記
憶ヘッド）ＩＪＨを記録用紙の搬送方向に配列した構成
をもっている。これらの記録ヘッドＩＪＨの吐出口ＩＮ
からはインクが所定のタイミングで記録用紙Ｐに向けて
吐出される。
【００３８】本実施例では、折畳の可能な連続シートで
ある記録用紙Ｐが以下に説明する制御回路からの制御に
よって搬送モータを駆動し、図１０に示すＶＳ方向に搬
送され、記録用紙上に画像記録がなされる。なお、図１
０において、５０１８はシート送り用ローラ、５０１９
は排出側のローラで、シート送りローラ５０１８と共に
連続シートである記録用紙Ｐを記録位置に保持すると共
に、駆動モータ（不図示）によって駆動されるシート送
りローラ５０１８に連動して記録用紙Ｐを矢印ＶＳ方向
にシート送りする。
【００３９】図１１はインクジェット方式のプリンタの
制御回路の構成を示すブロック図である。
【００４０】図１１において、１７００は記録信号を例
えば、ホストコンピュータなどの外部装置から入力する
インタフェース、１７０１はＭＰＵ、１７０２はＭＰＵ
１７０１が実行する制御プログラム（必要によっては文
字フォントを含む）を格納する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）を一時的に保存しておくＤＲＡＭ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（Ｇ．Ａ．）であり、インタフェース１
７０１、ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３間のデータ転
送制御も行う。１７０８は記録用紙（本実施例では連続
シート）搬送のための搬送モータである。１７０５は記
録ヘッドを駆動するヘッドドライバ、１７０６は搬送モ
ータ１７０８を駆動するためのモータドライバである。
【００４１】上記制御回路の動作概要を説明すると、イ
ンタフェース１７００に記録信号が入るとゲートアレイ
１７０４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
１７０６が駆動されると共に、ヘッドドライバ１７０５
に送られた記録データに従って記録ヘッドＩＪＨが駆動
され、記録動作が行われる。
【００４２】１７１１は各基板のセンサのばらつきの補
正データを記憶したメモリ（不図示）からの補正データ
を送信する信号線である。１７１２はプレヒートパルス
及びラッチ信号、ヒートパルス信号、更には前述の高電
圧信号等を含む信号線である。ＭＰＵ１７０１は、記録
ヘッドＩＪＨ内のメモリ（例えば、記録ヘッドのＥＥＰ
ＲＯＭ）からの補正データに基づいて、各基板が均一な
画素を形成することができる様に、信号線１７１２を介
して制御信号を記録ヘッドＩＪＨに送る。図１２は本実
施例のインクジェットプリンタ装置における電源オン時
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、ＭＰ
Ｕ１７０１の制御の下に実行される。図１２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
れの発熱抵抗体の抵抗値、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ＤＡＭ１
７０３に記憶する。なお、発熱抵抗体の抵抗値は抵抗セ
ンサ４１４，４１５により検出され、また各ノズルのイ
ンク吐出量特性は、例えば記録ヘッドの基体１００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、各基体の発熱抵抗体の抵
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４０４に転送する。そしてステップＳ４に
進み、高電圧信号１０８ａ〜１０８ｇを出力してメモリ
（ＲＯＭ）１０２に、その選択データを書込む。これで
メモリ１０２の選択データが準備されたことになる。図
１３は、本実施例のインクジェットプリンタにおける印
刷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に記憶されている。
【００４３】まずステップＳ１１で、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）よりプリントデータが入力されるかを調べ、プリ
ントデータが入力されるとステップＳ１２に進み、受信
したプリントデータをＲＡＭ１７０３に記憶する。そし
てステップＳ１３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Ｓ１１に、プリントを開始すする時はステッ
プＳ１４に進む。
【００４４】ステップＳ１４では、まず最初の１列で記
録されるプリントデータをシリアルでシフトレジスタ４
０４に転送する。次にステップＳ１５に進み、ラッチ信
号を４０７を出力して、各基体におけるデータラッチ回
路４０３にプリントデータをラッチする。次にステップ
Ｓ１６に進み、プレヒートパルス信号１０７ａ〜１０７
ｎを出力すると、メモリ（ＲＯＭ）１０２に記憶されて
いる選択データに応じてプレヒート選択回路１０１によ
りプレヒート信号が選択され、ＯＲ回路１０３を通して
プレヒート信号が出力される。
【００４５】（他の実施例）図７はメモリ（ＲＯＭ）１
０２の他の実施例の回路構成を示す回路図である。前述
の図６との差異は、ダイオード３０１の代わりに発熱体
３１０を用いた点にある。この回路の動作は、シフトレ
ジスタ４０４から選択データが転送されるとインバータ
３０４に入力される。その際、インバータ３０４の入力
データがハイレベルならばトランジスタ３０３はカット
オフされ、高電圧信号よりの電流はダーリントン・トラ
ンジスタ３０２を通って発熱抵抗体３１０をオンさせ
る。こうして発熱体３１０は、高電圧１０８のＶH1の電
圧付近まで上昇し、かつ発熱体の抵抗値により電流も増
加するためジュール熱を発し、最終的には溶断する。こ
れにより発熱抵抗体３１０カットオフされた状態にな
り、プルアップ抵抗によりインバータ３０５の入力が常
にハイレベルとなる。
【００４６】又、インバータ３０４に入力される選択デ
ータがロウレベルの時、トランジスタ３０３はオン状態
になり、高電圧信号１０８の電圧ＶH1からの電流を引き
込みダーリントン・トランジスタ３０２を常にオフす
る。これにより、発熱抵抗体３１０は溶断に至らない。
従って、発熱抵抗体３１０は常に導通状態となりインバ
ータ３０５の入力は常にロウレベルとなる。
【００４７】尚、電圧Ｖddへのプルアップ抵抗と発熱体
３１０の抵抗値との関係は、（プルアップ抵抗）》（発
熱体の抵抗）であり、Ｖddより流れる電流により発熱体
３１０は溶断しないことは言うまでもない。
【００４８】以上説明したように本実施例では、インク
を吐出させるために印加するヒートパレスと、インクを
吐出させない程度のパワーで吐出量（発熱体周囲温度）
を制御するプレヒートパルスのそれぞれを、個別の入力
パッドを介して独立に印加する構成とし、更にプレヒー
トパルスについては、各ノズルの吐出量のバラツキを抑
えるために、複数のプレヒートパルスを各パッドより入
力する。ここで、予め各ノズルにおける所定温度に対す
るインク吐出量を基体内のメモリに蓄えておき、それに
基づいて、入力される複数のプレヒートパルスの内から
所望のパルスを選択して各ノズルに印加する。
【００４９】ここで基体内メモリには、ダイオードに逆
バイアスを印加し、アルミの橋渡し(ザッピング：Zappi
ng）を用いたもの。又は発熱体に電気エネルギーを与え
て溶断する方法のいずれでも良いものとする。
【００５０】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。また、
本実施例ではシリアル式のプリンタ装置の場合で説明し
たが、本発明は複数の基体で構成されたライン型のサー
マルヘッド或はインクジェットヘッドを用いたライン型
のプリンタ装置であっても良い。
【００５１】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。
【００５２】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。
【００５３】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。
【００５４】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。
【００５５】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。
【００５６】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。
【００５７】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。
【００５８】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。
【００５９】以上説明した本実施例においては、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、室温で軟化もしくは液体あるいは、
上述のインクジェットではインク自体を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。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防止するかまたは、イン
クの蒸発防止を目的として報知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ーの記録信号
に応じた付与によってインクが液化してインク液状とし
て吐出するものや記録媒体に到達する時点ではすでに固
化し始めるものなどのような、熱エネルギーによって初
めて液化する性質のインク使用も本発明には適用可能で
ある。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４
７号方向あるいは特開昭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。
【００６０】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。
【００６１】以上説明したように本実施例によれば、従
来のデータ転送用のシフトレジスタを有効に活用して選
択データの取り込みもできるので、選択用データの入力
のための素子スペース増大を防止できる。
【００６２】又これにより、各ノズルのインク吐出量を
精度良く制御することができる。
【００６３】また、複数の基体で構成されているヘッド
において、各ヘッドへの投入パワーも一定とすることが
できる。
【００６４】更に、各基体におけるノズルよりのインク
吐出量を一定にすることにより、記録ムラやスジのな
い、長寿命のインクジェット記録ヘッド、及びそれを使
用した記録装置を提供できる。
【００６５】又、本実施例の記録ヘッドによれば、選択
データが半永久的に保存されているため、ユーザ自らも
簡単に取り替えることが出来る。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、記
録ヘッドの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効果がある。ま
た本発明によれば、記録要素の特性に応じたプレヒート
を行うための選択情報を不揮発に記憶できる。また本発
明によれば、プレヒートパルスの選択情報を一度だけ記
憶しておくだけで、それ以降出力する複数のプレヒート
パルスの中から１つを選択して発熱素子をプレヒートし
て記録できる効果がある。
【００６７】
【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構成を示すブロック
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】従来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ヘッドの主要部
を示す斜視図である。
【図６】本実施例のメモリ（ＲＯＭ）のデータ保持回路
の構成示すブロック図である。
【図７】他の本実施例のメモリ（ＲＯＭ）のデータ保持
回路の構成を示すブロック図である。
【図８】本実施例のプレヒート選択回路の１発熱体に相
当する回路例を示す図である。
【図９】本実施例の選択回路における選択ロジックを示
す真理値データの表す図である。
【図１０】本実施例のインクジェットプリンタ装置の概
略構成を示す斜視図である。
【図１１】本実施例のインクジェットプリンタ装置の構
成を示すブロック図である。
【図１２】本実施例のインクジェットプリンタ装置にお
ける電源オン時の選択データの設定処理を示すフローチ
ャートである。
【図１３】本実施例のインクジェットプリンタ装置にお
ける記録処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００ 記録ヘッドの基体 １０１ プレヒートパルス選択回路 １０２ 選択データ保存用メモリ（ＲＯＭ） １０７ａ〜１０７ｎ プレヒートパルス信号 １０８ａ〜１０８ｇ 高電圧信号 ３０１ ツエナーダイオード ３１０ 発熱体 ４０１ 発熱抵抗体 ４０２ トランジスタ ４０３ データラッチ回路 ４０４ シフトレジスタ ４１４，４１５ 温度センサ
フロントページの続き (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 笠本 雅己 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 (7)

    【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、 前記記録要素をプレヒート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前記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不揮発に記憶する
    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のいずれかを選択し
    て前記記録要素をプレヒートする駆動手段と、を有する
    ことを特徴とする記録ヘッド。
  2. 【請求項２】 前記選択情報と記録データは共に、シリ
    アルデータを入力して保持するシフトレジスタに共通に
    入力され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】 前記記憶手段はダイオードに逆バイアス
    電圧を印加し、この逆耐圧を越えた時点で拡散層部と金
    属部の接触点で金属部が溶融して短絡する特性を利用し
    て選択データを記憶す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】 前記記憶手段は、ジュール熱で溶断が可
    能な発熱素子を用いて選択データを記憶することを特徴
    とする請求項１に記載の記録ヘッド。
  5. 【請求項５】 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、前記通電体をプレヒート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
    入力して不揮発に記憶するメモリと、前記メモリに記憶
    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して前記
    メモリに不揮発に記憶する手段と、 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
    力してプレヒートする予備通電手段と、 前記予備通電手段によるプレヒートの後、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。
  6. 【請求項６】 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５に記載の記録装置。
  7. 【請求項７】 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６に記載の記録装
    置。
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