JPH09131876A

JPH09131876A - インクジェットヘッド

Info

Publication number: JPH09131876A
Application number: JP27778196A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kyogoku; 浩京極
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-10-21
Filing date: 1996-10-21
Publication date: 1997-05-20

Abstract

(57)【要約】【課題】ドット記録のずれを極力押えることができる
記録制御方式を提供する。【解決手段】ライン状に配列された複数の記録素子２
７をＡ〜Ｄの複数の素子群に分割し、シフトレジスタＳ
Ｒ１〜４によって各群内のいずれかの記録素子を選択的
に駆動する記録制御方式であって、隣り合ったシフトレ
ジスタのシフト順を逆にすることにより、隣り合った記
録素子群ＡとＢ，ＢとＣ，ＣとＤの駆動順を互いに逆の
順番にした。直線記録の場合には記録素子の各群の切れ
目での段差がなくなり、記録が連続するので略ゆるやか
な波形の記録となり、従来よりも直線に近づけることが
できる。画像記録などの場合にも、各群ごとの記録ズレ
が交互に現われるようにできるので、視覚上問題のない
良好な記録品質を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記録制御方式に係
り、さらに詳細にはインクジェットプリンタや感熱プリ
ンタなどの複数の記録素子をライン状に配列して成る記
録部を用いる記録制御方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置としてフルマルチア
レイの感熱プリンタや、インクジェットプリンタなどが
知られている。この種の装置で、用いられる記録媒体の
幅をＡ４とし、１２面素／mmの記録密度で記録を行なお
うとすると、素子数は２０４８個になる。これらの全部
を同時に駆動すると、瞬間的に膨大な電力が必要になる
（１素子あたり２００ｍＡ消費するとすれば上記の素子
数では瞬間電流は約４１０Ａとなり、このような大容量
の電源部はプリンタ自体より大きくなってしまう。）の
で、従来では素子をいくつかのブロックに分けて時分割
により駆動する方法がとられている。時分割による駆動
では、駆動回路一つあたりの駆動電流は大きくなるが、
必要な瞬間電流を小さくすることができ、また回路の配
線本数を少なくできる、という利点がある。

【０００３】図１にマルチアレイの記録素子の一例とし
てインクジェットヘッドの一部の分解斜視図を示す。

【０００４】図１において、符号１で示されるものは組
み立て後にインク噴射ノズルとして機能する隔壁３を有
する上板で、ガラスやセラミックなどから構成される。
各隔壁３の後部には組み立て時にインクタンクとして機
能する凹部７が設けられている。凹部７の上部にはイン
ク供給ロ２が穿設されており、このインク供給ロ２を介
して外部のメインインクタンクからインクが供給され
る。

【０００５】一方、下板４には各隔壁３の位置に対応し
て、発熱抵抗素子ないしは圧電素子などの駆動素子６が
形成されており、これらの駆動は同じく下板４上に形成
された電極５を介して行なわれる。この一つ一つの発熱
素子の記録周期をＴとして、駆動信号のパルス幅をｔと
すればＴ／ｔが最大の時分割数ということになる。すな
わち、記録周波数を２．５ＫＨｚとすれば、上記のＴは
４００μｓとなり、上記のｔを１０μｓとして２０４８
個の駆動素子を４０ブロックに分けて時分割駆動すれ
ば、電源容量は理論上約１／４０になる。

【０００６】図２に図１のような記録素子を駆動するた
めの回路の一例を示す。

【０００７】図２において符号２７で全体を示されてい
るものは、回路数を２４に減らし、簡略化して示された
前記の記録素子である。各駆動素子はＡ〜Ｄの４つのブ
ロックに分割されており、各ブロックの素子数は６個づ
つである（たとえばＡブロックはＡ１〜Ａ６）。これら
の各ブロックの素子の一端はダイオードＤｉを介して、
まとめてトランジスタなどのドライバ素子Ａ〜Ｄにより
電源電圧ＶＨの印加を選択される。また各ブロックの同
一番号の素子の他端は並列に接続されており、これらの
接続点の電圧は上記と同様のドライバ素子２１〜２６に
より制御される。したがって、ドライバ素子２１〜２６
に記録データを与え、ドライバ素子Ａ〜Ｄのいずれかを
オンとすることにより各ブロックごとに記録を行なわせ
ることができる。この記録データ信号とセレクト信号を
印加する素子は上記と逆の場合もありうる。

【０００８】駆動時にはドライバ素子Ａ〜Ｄに順次図３
に示すような駆動パルスが印加される。このとき素子２
１〜２６のすべてに記録を指定する信号が印加されてい
るとすると、記録紙Ｐには図４に符号１０で示すような
直線記録が行なわれる。このとき、記録紙Ｐは連続移動
するものとする。ここで符号８で示されているものは印
加された記録データにより行なわれるべき理想的な直線
記録である。この記録８の上方には各記録素子の位置を
示す番号を付してある。

【０００９】また、上記と逆にドライバ素子Ａ〜Ｄに同
様の記録データを与え、ドライバ素子２１〜２６に図３
に示したのと同様なスキャン信号を与えれば各ブロック
の同一番号を付した素子が順次駆動されるので、記録は
図４に符号１１で示されるような鋸刃状の記録になる。

【００１０】上記のようないわゆるダイナミックドライ
ブ法では配線数の減少がそれほど見込めないので、最近
では図５に示すような回路が多用されている。ここでは
上記と同様の記録素子２７のそれぞれの一端にはドライ
バ素子１６が接続され、他端は全て電源電圧ＶＨに接続
される。

【００１１】ドライバ素子は入力の２本の信号の論理積
により作動されるもので、これらの入力線の一方は各ブ
ロックごとに並列に接続され、信号５１〜５４により制
御される。また、他方の入力線は各ブロックごとに４個
のシフトレジスタＳＲＬ１〜ＳＲＬ４の出力に接続され
ており、これらのシフトレジスタは同一のクロックＣＬ
Ｋにより歩進される。

【００１２】以上のような回路は図１の下板５上に半導
体技術により一体に構成することができ、接続すべき回
路数を減らせる、という利点がある。このような回路に
おける駆動方法の一例を図６（Ａ）に示す。

【００１３】記録位置を示す信号ＴＰの１周期中で４回
に分けて信号線５１〜５４に駆動信号を与え各ブロック
を選択する。このとき同時にクロックＣＬＫにより各シ
フトレジスタＳＲＬ１〜ＳＲＬ４の入力信号線Ａ〜Ｄに
与えられる記録データ信号をシフトし、図６最下段のラ
ッチ信号ＬＡＨによりデータを固定し、次の信号ＴＰの
サイクルでラッチされたデータに基づく時分割記録を行
なう。

【００１４】この方法ではさらにシフトレジスタＳＲＬ
１〜４の入力信号線Ａ〜Ｄを連結してしまい、記録デー
タを直列データとして与えることが一般によく行なわれ
ている。また、さらに信号線５１〜５４のスキャン信号
も４個のシフトレジスタにより制御するようにすれば、
記録素子から出る信号線は電源を別にすれば４本で済む
ことになる。この方法によれば画素数が増えても（通常
用いられる２０４８画素であっても）理論上はこの４本
の信号線のみで記録制御が行なえる。記録は図４に符号
１０で示すようになる。

【００１５】上記の方法の欠点はデータの直列転送を行
なうため、クロック速度が高くなることである。たとえ
ば、記録周期４００μｓに２０４８個のデータを送るた
めにはクロックは５．１２ＭＨｚ以上となってしまう。

【００１６】この点に鑑みて、図６（Ｂ）に示されるよ
うな方法も知られている。

【００１７】すなわち、図５の各シフトレジスタの入力
信号線Ａ〜Ｄを連結し、ここに信号５６を入力し、クロ
ックＣＬＫでシフトし、スキャン信号とする。そして各
ブロックごとの制御線５１〜５４に記録データを入力す
る。この方法によればスキャンのクロックは記録周期４
００μｓをブロック数で割った周期となるのでせいぜい
１００ＫＨｚ程度で済む。この方法によればラッチは必
要なくなるので、回路がより簡略になる、という利点が
ある。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法によ
る直線記録は図４に符号１１で示されるような鋸刃状の
記録となってしまう欠点がある。この記録を拡大すると
図７に示すようになる。

【００１９】ここではＡブロックとＢブロックの各記録
素子によるドット記録が示されており、また各ブロック
の素子数は９個として示してある。すなわち、上記の方
法では各ブロックの同一番号の素子が順次駆動されるの
で、９番の素子と１番の素子による記録ドットが、その
間に記録紙が移動する距離ｄだけ離れてしまう。画像な
どを記録する場合にはこのずれにより画像の記録品質が
劣化してしまう。

【００２０】本発明は以上の点に鑑みてなされたもの
で、ドット記録のずれを極力押えることができる記録制
御方式を提供することを課題とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によれば、ライン状に配列された複数の記録
素子を複数の素子群に分割し、各群内のいずれかの記録
素子を選択的に駆動する記録制御方式において、隣り合
った素子群の駆動順を互いに逆の順番にした方式を採用
した。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す本発明の実施の
形態を詳細に説明する。

【００２３】図８に本発明による駆動回路の一例を示
す。

【００２４】ここでは図５の従来例と同一部材には同一
符号を付し、その詳細な説明は省略する。

【００２５】図５と異なっている部分はシフトレジスタ
ＳＲ１〜４の信号をシフトする順番が隣り合ったレジス
タどうしで逆にしてある点である。

【００２６】このような構成により、隣り合ったブロッ
クどうしでドットの記録順が逆になるので、直線記録を
行なった場合には図４に符号１２で示すような記録を得
ることができる。これを拡大して示すと、図９のような
ドット記録となる。直線記録の場合には図示するように
記録素子のブロックの切れ目での段差がなくなり、記録
が連続するので略ゆるやかな波形の記録となり、従来よ
りも直線に近づけることができる。

【００２７】画像記録などの場合にも、各ブロックごと
の記録ズレが交互に現われるようにできるので、視覚上
問題のない良好な記録品質を得ることができる。このと
き、各シフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ４の入力端子を連結
し、この接続点Ｑに記録データを入力するようにして、
図５および図６（Ｂ）に関連して示した駆動方法を用い
れば、比較的低速なクロックにより記録動作を行なえ、
また装置をより少ない配線数で構成することができる。

【００２８】以上の構成は、図２に示したような構成で
あっても、結線順を変更するだけで容易に実施でき、同
様の効果を得ることができる。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ライン状に配列された複数の記録素子を複数
の素子群に分割し、各群内のいずれかの記録素子を順次
同時に駆動する記録制御方式において、隣り合った素子
群の駆動順を互いに逆の順番にした構成を採用している
ため、簡単安価に記録品質の低下が少なく、装置の製造
コストを低減できる優れた記録制御方式を提供すること
ができる。また本発明によれば、時分割駆動による記録
品質低下を最小限に押えることができるので、採用され
る装置の電源部や、記録速度あるいは見込める配線のた
めの製造コストなどに応じて適当な時分割数を自由に設
定できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の記録制御方式の欠点を説明する記録素子
の分解斜視図である。

【図２】図１の素子の駆動制御回路の構成を示す回路図
である。

【図３】図２の回路の駆動タイミングを示すタイミング
チャート図である。

【図４】種々の記録状態を示す説明図である。

【図５】従来の異なった制御回路例を示す回路図であ
る。

【図６】図５の回路の異なる制御タイミングを説明する
タイミングチャート図である。

【図７】図４の一部を拡大して示した説明図である。

【図８】本発明方式による記録素子駆動制御回路の回路
図である。

【図９】本発明方式による記録動作を示した説明図であ
る。

【符号の説明】

１６ドライバ素子２７記録素子５１〜５４信号線

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年１１月２０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】インクジェットヘッド

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタに用いられ、インクを吐出して記録を行うインク
ジェットヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、フルマルチアレイのインクジェッ
トプリンタで用いられる記録媒体の幅をＡ４とし、１２
画素／mmの記録密度で記録を行なおうとすると、インク
ジェットヘッドの記録素子数は２０４８個になる。これ
らの全部を同時に駆動すると、瞬間的に膨大な電力が必
要になる（１素子あたり２００ｍＡ消費するとすれば上
記の素子数では瞬間電流は約４１０Ａとなり、このよう
な大容量の電源部はプリンタ自体より大きくなってしま
う。）ので、従来では素子をいくつかのブロックに分け
て時分割により駆動する方法がとられている。時分割に
よる駆動では、駆動回路一つあたりの駆動電流は大きく
なるが、必要な瞬間電流を小さくすることができ、また
回路の配線本数を少なくできる、という利点がある。

【０００３】図１にマルチアレイのインクジェットヘッ
ドの一部の分解斜視図を示す。

【０００４】図１において、符号１で示されるものは組
み立て後にインク噴射ノズルとして機能する隔壁３を有
する上板で、ガラスやセラミックなどから構成される。
各隔壁３の後部には組み立て時にインクタンクとして機
能する凹部７が設けられている。凹部７の上部にはイン
ク供給口２が穿設されており、このインク供給口２を介
して外部のメインインクタンクからインクが供給され
る。

【０００５】一方、各素子が設けられる基板（下板）４
には各隔壁３の位置に対応して、発熱抵抗素子ないしは
圧電素子などの記録素子６が形成されており、これらの
駆動は同じく基板４上に形成された電極５を介して行な
われる。この一つ一つの記録素子の記録周期をＴとし
て、駆動信号のパルス幅をｔとすればＴ／ｔが最大の時
分割数ということになる。すなわち、記録周波数を２．
５ＫＨｚとすれば、上記のＴは４００μｓとなり、上記
のｔを１０μｓとして２０４８個の駆動素子を４０ブロ
ックに分けて時分割駆動すれば、電源容量は理論上約１
／４０になる。

【０００６】図２に図１のインクジェットヘッドの記録
素子を駆動するための回路の一例を示す。

【０００７】図２において符号２７で全体を示されてい
るものは、回路数を２４に減らし、簡略化して示された
前記の記録素子である。各記録素子はＡ〜Ｄの４つのブ
ロックに分割されており、各ブロックの素子数は６個づ
つである（たとえばＡブロックはＡ１〜Ａ６）。これら
の各ブロックの素子の一端はダイオードＤｉを介して、
まとめてトランジスタなどのドライバ素子Ａ〜Ｄにより
電源電圧ＶＨの印加を選択される。また各ブロックの同
一番号の素子の他端は並列に接続されており、これらの
接続点の電圧は上記と同様のドライバ素子２１〜２６に
より制御される。したがって、ドライバ素子２１〜２６
に記録データを与え、ドライバ素子Ａ〜Ｄのいずれかを
オンとすることにより各ブロックごとに記録を行なわせ
ることができる。この記録データ信号とセレクト信号を
印加する素子は上記と逆の場合もありうる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来例
では、基板上にドライバ素子が配されているため、基板
上での配線数や基板外部との信号のやり取りを行うため
の電気的接続数をある程度低減できるものの、記録素子
数の増加に伴って駆動素子の数が大きく増加するため多
くの記録素子を持つヘッドにおいては、基板上での配線
数や基板外部との接続数や素子間での接続数が増加して
しまう。このため、基板上の配線の配置が複雑化した
り、また配線数の増加や外部との電気的接続数の増加に
よってヘッドが大型化したり、ヘッドの製造歩留りが低
下してしまう等の解決すべき課題があった。

【００１１】本発明は、以上の点に鑑みてなされたもの
であり、記録素子数が多くなっても小型化や製造が容易
なインクジェットヘッドを提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めの本発明のインクジェットヘッドは、インクを吐出す
るための熱を発生する複数の発熱素子がインク噴射ノズ
ルに対応して配された基板を有するインクジェットヘッ
ドであって、前記基板には、前記発熱素子のそれぞれに
駆動信号を供給するための配線電極と、前記配線電極に
対して駆動信号を供給することで前記発熱素子を選択的
に駆動するための駆動素子と、信号をシフトして前記駆
動素子に与えるためのシフトレジスタとが一体的に作り
込まれていることを特徴とするインクジェットヘッドで
ある。

【００１３】このような構成によって、基板上での配線
の数や接続数を大幅に減少させることができるため小型
化や製造が容易なインクジェットヘッドを得ることがで
きる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を詳細に説明する。

【００１５】図５は本発明のインクジェットヘッドを構
成する基板（下板）４上の回路構成を示したものであ
る。

【００１６】符号２７は、記録素子としてのインクを吐
出するための発熱素子であり、発熱素子２７のそれぞれ
の一端には発熱素子を選択的に駆動するための駆動素子
としてのドライバ素子１６が接続され、他端は全て電源
電圧ＶＨに接続される。

【００１７】ドライバ素子は入力の２本の信号の論理積
により作動されるもので、これらの入力線の一方は各ブ
ロックごとに並列に接続され、信号５１〜５４により制
御される。また、他方の入力線は各ブロックごとに４個
のシフトレジスタＳＲＬ１〜ＳＲＬ４の出力に接続され
ており、これらのシフトレジスタは同一のクロックＣＬ
Ｋにより歩進される。

【００１８】以上のような回路は図１の基板（下板）４
上に半導体技術により一体に構成されている。このた
め、接続すべき回路数を減らせると共に、基板上での配
線数を減らすことができるため、ヘッド自体の小型化
や、ヘッド製造の容易性を達成することができるという
利点がある。なおノズル等の構成については、図１と同
様なので、ここでの説明は省略する。このような回路に
おける駆動方法の一例を図６（Ａ）に示す。

【００１９】記録位置を示す信号ＴＰの１周期中で４回
に分けて信号線５１〜５４に駆動信号を与え各ブロック
を選択する。このとき同時にクロックＣＬＫにより各シ
フトレジスタＳＲＬ１〜ＳＲＬ４の入力信号線Ａ〜Ｄに
与えられる記録データ信号をシフトし、図６最下段のラ
ッチ信号ＬＡＨによりデータを固定し、次の信号ＴＰの
サイクルでラッチされたデータに基づく時分割記録を行
なう。

【００２０】この方法ではさらにシフトレジスタＳＲＬ
１〜４の入力信号線Ａ〜Ｄを連結してしまい、記録デー
タを直列データとして与えることが一般によく行なわれ
ている。また、さらに信号線５１〜５４のスキャン信号
も４個のシフトレジスタにより制御するようにすれば、
発熱素子から出る信号線は電源を別にすれば４本で済む
ことになる。この方法によれば画素数が増えても（通常
用いられる２０４８画素であっても）理論上はこの４本
の信号線のみで記録制御が行なえる。記録は図４に符号
１０で示すようになる。

【００２１】上記の方法の欠点はデータの直列転送を行
なうため、クロック速度が高くなることである。たとえ
ば、記録周期４００μｓに２０４８個のデータを送るた
めにはクロックは５．１２ＭＨｚ以上となってしまう。

【００２２】この点に鑑みて、図６（Ｂ）に示されるよ
うな方法も知られている。

【００２３】すなわち、図５の各シフトレジスタの入力
信号線Ａ〜Ｄを連結し、ここに信号５６を入力し、クロ
ックＣＬＫでシフトし、スキャン信号とする。そして各
ブロックごとの制御線５１〜５４に記録データを入力す
る。この方法によればスキャンのクロックは記録周期４
００μｓをブロック数で割った周期となるのでせいぜい
１００ＫＨｚ程度で済む。この方法によればラッチは必
要なくなるので、回路がより簡略になる、という利点が
ある。

【００２４】しかし、この方法による直線記録は図４に
符号１１で示されるような鋸刃状の記録となってしま
う。この記録を拡大すると図７に示すようになる。

【００２５】ここではＡブロックとＢブロックの各発熱
素子によるドット記録が示されており、また各ブロック
の素子数は９個として示してある。すなわち、上記の方
法では各ブロックの同一番号の素子が順次駆動されるの
で、９番の素子と１番の素子による記録ドットが、その
間に記録紙が移動する距離ｄだけ離れてしまう。画像な
どを記録する場合にはこのずれにより画像の記録品質が
劣化してしまう。

【００２６】上述の点をさらに改良した本発明の駆動回
路の例を図８に示す。

【００２７】ここでは図５の例と同一部材には同一符号
を付し、その詳細な説明は省略する。

【００２８】図５と異なっている部分はシフトレジスタ
ＳＲ１〜４の信号をシフトする順番が隣り合ったレジス
タどうしで逆にしてある点である。

【００２９】このような構成により、隣り合ったブロッ
クどうしでドットの記録順が逆になるので、直線記録を
行なった場合には図４に符号１２で示すような記録を得
ることができる。これを拡大して示すと、図９のような
ドット記録となる。直線記録の場合には図示するように
発熱素子のブロックの切れ目での段差がなくなり、記録
が連続するので略ゆるやかな波形の記録となり、従来よ
りも直線に近づけることができる。

【００３０】画像記録などの場合にも、各ブロックごと
の記録ズレが交互に現われるようにできるので、視覚上
問題のない良好な記録品質を得ることができる。このと
き、各シフトレジスタＳＲ１〜ＳＲ４の入力端子を連結
し、この接続点Ｑに記録データを入力するようにして、
図５および図６（Ｂ）に関連して示した駆動方法を用い
れば、比較的低速なクロックにより記録動作を行なえ、
また装置をより少ない配線数で構成することができる。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、複数の発熱素子が設けられた基板上に、発熱
素子のそれぞれに駆動信号を供給するための配線電極
と、前記配線電極に対して駆動信号を供給することで前
記発熱素子を選択的に駆動するための駆動素子と、信号
をシフトして前記駆動素子に与えるためのシフトレジス
タとが一体的に作り込まれているため、発熱素子数が増
加しても配線数や基板外部との電気的な接続数がほとん
ど増加しないため、製造が容易でしかも小型のインクジ
ェットヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のインクジェットヘッドの欠点を説明する
一部の分解斜視図である。

【図２】図１のヘッドの記録素子の駆動制御回路の構成
を示す回路図である。

【図４】種々の記録状態を示す説明図である。

【図５】本発明のインクジェットヘッドを構成する基板
の制御回路例を示す回路図である。

【図７】図４の一部を拡大して示した説明図である。

【図８】本発明ヘッドの記録素子駆動制御回路の他の例
を示す回路図である。

【図９】同回路の記録動作を示した説明図である。

【符号の説明】１６ドライバ素子２７発熱素子５１〜５４信号線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ライン状に配列された複数の記録素子を
複数の素子群に分割し、各群内のいずれかの記録素子を
選択的に駆動する記録制御方式において、隣り合った素
子群の駆動順を互いに逆の順番にしたことを特徴とする
記録制御方式。