JPH0985952A

JPH0985952A - 液体噴出による記録方法および記録装置

Info

Publication number: JPH0985952A
Application number: JP24774795A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Hayashi; 精一林; Yoichi Shimomichi; 洋一下道; Masanori Saito; 正憲斉藤; Masao Mitani; 正男三谷
Original assignee: Hitachi Denshi KK; Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Hitachi Denshi KK; Koki Holdings Co Ltd
Priority date: 1995-09-26
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】隣接する複数の発熱部上のノズルより噴出され
る液滴粒子の間の追従時間差を調整することにより、超
高速、超高精細、小電力で、液滴粒子同士の衝突の発生
が少なく、美しい記録をすることができる液体噴出によ
る記録方法および記録装置を提供する。【解決手段】マルチノズル記録ヘッド１の複数の発熱部
４を時間的に重複する駆動信号で駆動し、隣接する複数
の発熱部４を時間的に重複して順次駆動を行ない、記録
液体に熱エネルギーによる状態変化を発生させ、状態変
化に基づいて各発熱部４上のノズル１２より記録液体を
時間的に重複して順次噴出し、液滴粒子を記録対象物へ
飛行させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録液体を加熱
し、熱エネルギーの作用によって、液滴粒子を噴出口か
ら記録対象物へ噴出飛行させて、ノンインパクトで文字
・画像等を記録対象物に記録する液体噴出による記録方
法および記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ノンインパクト記録を行なう記録装置の
一つとして、記録液体を、記録ヘッドから熱エネルギー
の作用によって噴出飛行させて記録する装置が、すでに
商品化されている。この周知の記録装置では、記録ヘッ
ドに噴出飛行ノズルを多数設け（マルチノズル記録ヘッ
ド）、複数のノズルの所要のノズルより記録液体を液滴
粒子として噴出飛行させ、ノズルに対向して設けた記録
対象物、例えば記録紙上に、記録液体を付着させ、所要
数のドット状の記録とするものである。この記録装置に
使用している記録ヘッドにおいて、記録液体に対して熱
エネルギーを作用させる熱効率の向上と、薄膜発熱抵抗
体の構成についての合理化が、特開平６−２９７７１４
号公報等に開示されている。

【０００３】図１０は、従来使用されている記録方法の
一例を説明するための、記録液体の飛行状態の一例を示
す図で、４３は記録ヘッド（ノズル部分を省略した一部
断面図である。記録ヘッドを正面から見た図は、図４参
照。）、４２は記録対象物で例えば記録紙（図面に対し
垂直方向に移動しているものとする。）、４１は矢印Ａ
の方向へ飛行中の記録液体の液滴粒子を示す。なお、記
録液体の液滴粒子４１のうち、液滴粒子４１−２は、液
滴粒子４１−１より時間的に遅れて飛行しているのは図
示の通りであるが、実際には、さらに時間的に遅れがあ
るもので、図１０は時間的に圧縮して表現したものであ
る。図１０に示す記録液体の液滴粒子４１が記録紙４２
に記録されたドットパターンは、図１１に示すものとな
る。なお、図１１において、矢印Ｂは、記録紙４２の移
動方向を示す。前記のように、図１０、図１１に示した
記録方法の一例は、記録ヘッド４３の複数のノズルか
ら、ブロック単位で、同時に、記録液体の液滴粒子４１
が記録紙４２へ飛行して記録したときの一例を示したも
のである。このように、ブロック単位毎に、同時に、複
数の発熱抵抗体からなる発熱部に記録電流を流し、一度
に記録すると、複数の発熱抵抗体からなる発熱部に一度
に多量の記録電流が流れることになる。また、ブロック
内での記録時間を長時間必要とし、ブロック間の記録時
間の差による不連続の段差が現われる。また、記録速度
を速くするには、短時間に大電流を流す必要がある。

【０００４】図１２は、従来の他の記録方法の一例で、
記録ヘッドの複数のノズルを、前記例とは異なる複数の
ブロックに分け、順次、連続的に、記録液体の液滴粒子
４１を記録紙４２に記録したときのドットパターンを示
す図である。この場合、同じブロック内の複数の発熱抵
抗体に記録電流が同時に流れることはないが、ブロック
内の複数の発熱抵抗体の記録時間の差が大きく現われ、
ブロック間の記録時間の差による不連続の段差が現われ
る。また、記録速度を速くするには、短時間に大電流を
流す必要がある。一方、ブロック内の複数の発熱抵抗体
の記録数を減らせば、ブロック間には複数の発熱抵抗体
に記録電流が同時に多量に流れる。また、高精細度・高
密度記録と、高速化のために、隣接する複数の発熱抵抗
体を同時に駆動し、記録液体に発熱による状態変化を発
生させ、状態変化に基づいて液滴粒子を噴出口より噴出
飛行させた場合、隣接同士の液滴粒子の衝突が発生しや
すくなる。また、同時に記録する場合にはそのすべての
記録データを記録ヘッドを駆動する半導体回路に保持す
る必要があり、回路規模が大きくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の記録装置では、
複数のノズルを有するマルチノズル記録ヘッドで記録速
度を高速化するには、複数の発熱抵抗体からなる発熱部
を同時駆動すれば良いが、省電力化の要求に反して大電
流を必要とし、回路電流が増加すれば駆動回路素子や配
線は大きくなり、また、品質安定化に反して電極におけ
るマイグレイション等の作用による劣化等の問題があ
り、複数のノズルを同時に駆動できないという欠点があ
った。したがって、記録速度を上げることが難しく、マ
ルチノズル記録ヘッドによる多数の発熱抵抗体を使用し
た同時記録の実現は不可能であった。また、発熱抵抗体
からなる発熱部を駆動する記録信号回路と記録駆動回路
からなる半導体回路（ＬＳＩ）の回路規模が大形なもの
となれば、たとえ発熱部に供給するエネルギーが減少し
ても、記録保持する回路を必要とし、マルチノズル記録
ヘッドと一体化する上で実装の制約をうけ、高価なもの
となる。したがって、より一層の小形化・高精細化実現
に困難であった。また、生産性向上による一層の低価格
化の等の実現を行うためにも適さないという欠点があっ
た。また、より高精細化するには、マルチノズル記録ヘ
ッドの複数の噴出口（ノズル）を並列に設ける間隔（ピ
ッチ）を小さくしなければならないが、小さくした場合
には、噴出口より噴出飛行される記録液体の液滴粒子が
隣接同士で衝突したり、記録時ににじみを発生させ、か
えって精細化を妨げることとなり、より高精細化に適さ
ないという問題があった。

【０００６】本発明は、前記問題点を解決するため、隣
接する複数の発熱部上のノズルより噴出される液滴粒子
の間の追従時間差を調整することにより、超高速、超高
精細、小電力で、液滴粒子同士の衝突の発生が少なく、
美しい記録をすることができる液体噴出による記録方法
および記録装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の液体噴出による記録方法は、少なくとも、
記録液体に熱エネルギーによる状態変化を発生させる発
熱抵抗体からなる発熱部と、該発熱部上のノズルとを複
数備えたマルチノズル記録ヘッドを有し、記録する文字
・画像等に応じた駆動信号により前記複数の発熱抵抗体
からなる発熱部を駆動し、前記記録液体に熱エネルギー
による前記状態変化を発生させ、前記状態変化に基づい
て各発熱部上のノズルより記録液体を噴出し、液滴粒子
を記録対象物へ飛行させる液体噴出による記録方法にお
いて、前記マルチノズル記録ヘッドが備える前記複数の
発熱抵抗体からなる発熱部を時間的に重複する駆動信号
で駆動し、隣接する前記複数の発熱抵抗体からなる発熱
部を時間的に重複して順次駆動を行ない、前記記録液体
に熱エネルギーによる前記状態変化を発生させ、前記状
態変化に基づいて各発熱部上のノズルより記録液体を時
間的に重複して順次噴出し、前記液滴粒子を前記記録対
象物へ飛行させるようにしたものである。

【０００８】また、本発明の液体噴出による記録方法
は、少なくとも、記録液体に熱エネルギーによる状態変
化を発生させる発熱抵抗体からなる発熱部と、該発熱部
上のノズルとを複数備えたマルチノズル記録ヘッドを有
し、記録する文字・画像等に応じた駆動信号により前記
複数の発熱抵抗体からなる発熱部を駆動し、前記記録液
体に熱エネルギーによる前記状態変化を発生させ、前記
状態変化に基づいて各発熱部上のノズルより記録液体を
噴出し、液滴粒子を記録対象物へ飛行させる液体噴出に
よる記録方法において、前記マルチノズル記録ヘッドが
備える前記複数の発熱抵抗体からなる発熱部を時間的に
重複する駆動信号で駆動し、隣接する前記複数の発熱抵
抗体からなる発熱部を時間的に交互に駆動を行ない、前
記記録液体に熱エネルギーによる前記状態変化を発生さ
せ、前記状態変化に基づいて各発熱部上のノズルより記
録液体を時間的に重複して順次噴出し、前記液滴粒子を
前記記録対象物へ飛行させるようにしたものである。

【０００９】また、本発明の液体噴出による記録装置
は、少なくとも、記録液体に熱エネルギーによる状態変
化を発生させる発熱抵抗体からなる発熱部と、該発熱部
上のノズルとを複数備えたマルチノズル記録ヘッドを有
するものであって、記録する文字・画像等に応じた駆動
信号により前記複数の発熱抵抗体からなる発熱部を駆動
し、前記記録液体に熱エネルギーによる前記状態変化を
発生させ、前記状態変化に基づいて各発熱部上のノズル
より記録液体を噴出し、液滴粒子を記録対象物へ飛行さ
せる液体噴出による記録装置において、前記マルチノズ
ル記録ヘッドが備えた前記複数の発熱抵抗体からなる発
熱部を駆動する駆動信号を発生するための、記録する文
字・画像等に応じたシリアルデータを分配し保持するデ
ータ分配回路と、該データ分配回路が前記保持するデー
タを、時間的に重複する駆動信号として出力させるため
の出力イネーブル信号を発生するクロック信号幅伸長シ
フトレジスタ回路と、該クロック信号幅伸長シフトレジ
スタ回路からの前記出力イネーブル信号によりゲートさ
れ、前記データ分配回路の前記保持データを出力するゲ
ート回路とを有し、記録する文字・画像等に応じたシリ
アルデータをパラレルデータに変換し、前記発熱抵抗体
からなる発熱部を駆動するものである。

【００１０】また、さらに詳しくは、本発明の液体噴出
による記録装置は、データ分配回路が、シリアルデータ
とシフトクロック信号とデータ転送中信号とを入力信号
とする、複数のデータ時間伸長用フリップフロップ回路
と、分配出力回路とを有し、クロック信号幅伸長シフト
レジスタ回路が、シフトクロック信号とデータ転送中信
号とを入力信号とする、重畳度制御回路と、入力信号幅
伸長シフトレジスタ出力回路とを有するものである。ま
た、本発明の液体噴出による記録装置は、少なくとも、
データ分配回路と、クロック信号幅伸長シフトレジスタ
回路と、シフトクロック信号とデータ転送中信号とを入
力信号とする、重畳度制御回路と、入力信号幅伸長シフ
トレジスタ出力回路とを半導体回路で一体形成したもの
である。

【００１１】本発明の作用について説明すると、本発明
の液体噴出による記録方法は、記録する文字・画像等に
応じた駆動信号により複数の発熱抵抗体からなる発熱部
を駆動し、記録液体に熱エネルギーによる状態変化を発
生させ、前記状態変化に基づいて各発熱部上のノズルよ
り記録液体を噴出し、液滴粒子を記録対象物へ飛行させ
る液体噴出による記録方法であって、マルチノズル記録
ヘッドが備える前記複数の発熱抵抗体からなる発熱部を
時間的に重複する駆動信号で駆動し、隣接する前記複数
の発熱抵抗体からなる発熱部を時間的に重複して順次駆
動を行ない、前記記録液体に熱エネルギーによる前記状
態変化を発生させ、前記状態変化に基づいて各発熱部上
のノズルより記録液体を時間的に重複して順次噴出し、
前記液滴粒子を前記記録対象物へ飛行させる。

【００１２】

【発明の実施の形態】記録ヘッドに関する周知の技術で
あるが、発熱部の発熱抵抗体として、Ｔａ−Ｓｉ−Ｓｉ
Ｏ（タンタル−シリコン−酸化シリコン）等の、金属と
シリコンとシリコン酸化物薄膜とからなる発熱抵抗体を
使用することにより、発熱抵抗体表面に特別な保護膜を
必要としない（あるいは、保護膜を形成したとしても、
発熱抵抗体を約５００℃で短時間通電加熱処理し、約
０．０３μｍの酸化膜で同等の加熱特性のものができ
る。）ものができる。このような発熱抵抗体からなる発
熱部を有する記録ヘッドは、記録液体の電解質による反
応作用、発熱による熱衝撃等の物理的作用に影響され難
い構造であり、記録液体に直接熱エネルギーが作用する
ため、熱効率が極めて優れており、従来より１桁以上の
省電力が可能となることが、前述の特開平６−２３８９
０１号公報に開示されている。さらに、特開平６−２３
８９０１号公報には、薄膜半導体マルチノズル記録ヘッ
ドにおいて、記録液体を噴出して液滴粒子を形成するた
めの噴出口（ノズル）を形成するとき、薄膜製造プロセ
スのフォトエッチングにより、マルチノズル記録ヘッド
の形成が容易であることも開示されている。また、薄膜
製造プロセスによる記録信号回路は、発熱抵抗体に供給
するエネルギーが小さくなり、記録信号回路の消費電力
は小電力量となり、マルチノズル記録ヘッドと一体化す
ることを容易なものとしている。本発明は、半導体ウエ
ハ（半導体Ｓｉ基板等）に、薄膜半導体プロセスにより
回路（ＬＳＩ）を形成し、より小形・高精細ピッチの記
録回路の出力駆動用電極により、各々にマルチノズル記
録ヘッドの発熱抵抗体を形成することにより一層効果的
なものとしている。

【００１３】本発明の液体噴出による記録方法および記
録装置の実施の形態を説明する。はじめに、図３〜図７
を使用して、記録装置に使用する記録ヘッドの構造とそ
の動作について説明をする。図３は、本発明の液体噴出
による記録装置に使用している半導体回路を一体とした
マルチノズル記録ヘッドの構成の一部を示す断面図、図
７は、図３のノズル部分を中心とした拡大断面図、図４
は、記録ヘッド正面図、図５は、図３の外壁を外した状
態とした記録ヘッド正面図、図６は、図３の外壁と隔壁
を外した状態とした記録ヘッド正面図を示す。なお、図
３、図７は、発熱部で記録液体が加熱され、発熱部上に
気泡が発生した状態を示している。これら図３〜図７に
おいて、１は記録ヘッド、１１は外壁、５０は記録液
体、８は、記録液体５０の供給通路、７は隔壁、４は発
熱抵抗体からなる発熱部、１２は発熱部４上のノズル、
１３はノズル端部、２は半導体基板、３は半導体回路、
５３はスイッチングトランジスタ、５ａは、発熱抵抗体
からなる発熱部４に接続する駆動用共通電極、５ｂは、
発熱抵抗体からなる発熱部４に接続する駆動用個別電
極、６は配線電極、５２は、半導体回路３を絶縁する酸
化膜絶縁層、５１は保護膜層、１４は、記録液体５０の
共通供給通路、１８は記録液体タンクを示す。

【００１４】半導体基板２は、例えばシリコン（Ｓｉ）
からなるＰ形の半導体で形成され、半導体回路３の記録
駆動回路５４の最終段のスイッチングトランジスタ５３
はＮＰＮのトランジスタで形成されている。また、発熱
部４を構成する発熱抵抗体は、保護膜を設けていないＴ
ａ−Ｓｉ−ＳｉＯ（あるいは、酸化膜を形成した発熱抵
抗体。）であり、この発熱抵抗体は特別の保護層がなく
ても電解質記録液体中での発熱作用状態、停止状態での
放置、空気中での放置のいずれにおいても安定である。
また、配線電極６はＡｌ（アルミニウム）、酸化膜絶縁
層５２はＳｉＯ₂ 、保護膜層５１はＣＶＤ（化学蒸着）
によるＳｉＯ₂ 膜とＰ−ＳｉＮ膜、駆動用共通電極５ａ
と駆動用個別電極５ｂはＮｉ膜で形成されている。

【００１５】以下、動作を説明する。なお、記録液体の
噴出飛行動作は広く周知技術であるため、ここでは簡単
に説明する。記録装置において、記録液体５０は、記録
液体タンク１８から、記録ヘッド取付けフレ−ム台１６
内の共通供給通路１７、記録ヘッド１の共通供給通路１
４、供給通路８を経て、発熱部４真上のノズル１２に充
満しており、ノズル端部１３から噴出しない程度に、ノ
ズル端部１３での表面張力と、記録液体タンク１８から
の供給圧力（図示しないポンプ等による。）とがバラン
スされている。このバランスされている状態において、
半導体回路３から発熱抵抗体からなる発熱部４へ、記録
する文字、画像等に応じた駆動信号を供給する。このと
き、発熱部４における発熱作用により発生する熱エネル
ギーが、記録液体５０に状態変化、すなわち、気泡２２
を発生させ、発熱部上のノズル１２に充満した記録液体
５０を、一気に所要の噴出飛行方向（矢印Ａ）へ噴出さ
せる。

【００１６】つぎに、本発明の特徴的な動作について説
明をする。図１は、本発明の実施例における記録結果を
示す一例であり、１９は記録紙、２０は、記録紙１９に
付着し記録された記録液体５０の液滴粒子、矢印Ｂは記
録紙１９の移動方向を示す。図１に示す記録液体による
記録方法は、記録液体５０の液滴粒子２０−１の次に２
０−２、２０−２の次に２０−３と、液滴粒子２０が位
置的に見て重複するように、順次、記録液体５０の液滴
粒子を飛行付着させている。つまり、図１に示す記録を
するように液滴粒子２０を飛行させるため、発熱部４へ
の電流を、各発熱部４に対し、時間的に重なりを持たせ
ながら順次印加していき、各液滴粒子２０の飛行タイミ
ングをずらすように制御するものである。このとき、複
数の発熱部４の動作時間は順次重複しながら増加し、や
がて減少しており、このために、発熱部４に記録電流を
流すときの電流変化が緩やかになる。すなはち、記録電
流は徐々に増えていき、徐々に減っていくように変化し
ており、また、隣接する液滴粒子の追従飛行時間差によ
り、隣接する液滴粒子の衝突も少ない。

【００１７】つぎに、発熱抵抗体からなる発熱部４を駆
動する駆動信号を発生する回路について説明をする。図
８は、この駆動信号を発生するためのデータ変換部のブ
ロック図、図９は、図８のデータ変換部におけるタイミ
ングチャートである。図８に示すデータ変換部は、図示
していない前段回路から供給されるシリアルデ−タ、す
なわち、記録ヘッドの各ノズルから記録液体を噴出飛行
させるためのＯＮ、ＯＦＦを示すデータを、前述したよ
うな駆動信号として動作させるようなパラレルデータに
変換して出力するものであり、このパラレルデータによ
り、本発明の特徴である発熱部４に流れる電流に時間的
に重なりを持たすようにしたものである。この図８に示
すデータ変換部は、大別すると、シリアルデ−タを分配
するデータ分配回路２００と、クロック信号の幅を伸長
しシフトするクロック信号幅伸長シフトレジスタ回路２
０２と、次段のゲート回路２０３の各ブロックから構成
されている。

【００１８】データ分配回路２００は、さらに、複数の
デ−タ時間伸長用フリップフロップ回路２０１と、分配
出力回路２０４とからなっており、分配出力回路２０４
の複数の出力Ｑ１〜Ｑｚが複数のデ−タ時間伸長用フリ
ップフロップ回路２０１のそれぞれへ入力している。ま
た、クロック信号幅伸長シフトレジスタ回路２０２は、
さらに、シフトレジスタからなる重畳度制御回路２０５
と、入力信号幅伸長シフトレジスタ出力回路２０６とか
らなっており、重畳度制御回路２０５のシフトレジスタ
各段に接続された出力Ｑ１からＱｚは、記録ヘッドのノ
ズルの数ｚに対応しており、同数となっている。また、
入力端子２２１は、シフトクロック信号ａが入力され、
分配出力回路２０４と重畳度制御回路２０５に接続さ
れ、入力端子２２０は、シリアルデータｂ（１、…、
ｎ、ｎ＋１、…）が入力され、各データ時間伸長用フリ
ップフロップ回路２０１に接続され、入力端子２２２
は、データ転送中信号ｃが入力され、分配出力回路２０
４と入力信号幅伸長シフトレジスタ出力回路２０６に接
続されている。入力信号幅伸長シフトレジスタ出力回路
２０６には、さらに、重畳度制御回路２０５からの重畳
度設定信号ｅが入力され、重畳度制御信号ｄを重畳度制
御回路２０５へ出力している。また、各データ時間伸長
用フリップフロップ回路２０１からは出力データ列信号
ｇ（ｍ・ｎ＋１、…、ｍ・ｎ＋ｎ、但しｍ：０、１、
２、…）、そして重畳度制御回路２０５からは出力イネ
ーブルシフト信号ｆ（１、…、ｎ、ｎ＋１、…、ｚ）が
ゲート回路２０３へ出力されており、ゲート回路２０３
から駆動出力信号ｈ（１、…、ｎ、ｎ＋１、…、ｚ）が
出力されている。

【００１９】さらに、図９に示すタイミングチャートも
使用しながら説明する。シフトクロック信号ａと、シリ
アルデータｂおよびデ−タ転送中信号ｃの位相関係は、
図９に記載されているようにシフトクロック信号ａに同
期したものとなっており、データ転送中信号ｃが“Ｈ”
レベル状態のときに、データ転送および駆動信号が出力
される。データ分配回路２００に入力したシリアルデー
タｂは、シフトクロック信号ａおよびデータ転送中信号
ｃに応じて、順次、各データ時間伸長用フリップフロッ
プ回路２０１に（ｍ・ｎ＋１）データ列、（ｍ・ｎ＋
２）データ列、…、（ｍ・ｎ＋ｎ）データ列（但し、
ｍ：０、１、２、…）とセットされるが、ｎ番目のデー
タがセットされた後、ｎ＋１番目のデータからは最初の
デ−タ時間伸長用フリップフロップ回路２０１に戻りセ
ットされ、以後継続される。

【００２０】ここでｎは重畳度設定信号ｅによる重畳度
を示しており、また、重畳度とは前記各ノズルに係る発
熱体４に電流を流す時間を隣接するノズルに係る発熱体
４と重複する度合いを示している。つまり、ｎは重畳し
て電流が流れている発熱体４の数を表しており、ｎとｍ
とｚの関係はｎ×ｍ＝ｚとなる。このような構成におい
て、データ分配回路２００は、入力してくるシリアルデ
ータｂ（各ノズルにおける記録液体飛行のＯＮ、ＯＦＦ
を示すデータ）を各ノズル単位に、各データ時間伸長用
フリップフロップ回路２０１に順次セットしてゆき、一
方、クロック信号幅伸長シフトレジスタ回路２０２は、
発熱部４への通電時間を制御するもので、Ｑ₁ 〜Ｑ_z が
出力される出力イネーブルシフト信号の各出力が“Ｈ”
レベル状態のときに、ゲート回路２０３からデータ分配
回路２００に保持されている出力データ列信号ｇが出力
される。シリアルデータｂは、データ分配回路２００に
おいて、シフトクロック信号ａにより、ｎ個の出力デー
タ列信号ｇ₁ 〜ｇ_n として出力される。このデ−タ列
は、例えば、（ｍ・ｎ＋１）の列ｇ₁ ：１、ｎ＋１、２ｎ＋１、……、（ｍ・ｎ＋２）の列ｇ₂ ：２、ｎ＋２、２ｎ＋２、……、 ……、（ｍ・ｎ＋ｎ）の列ｇ_n ：ｎ、ｎ＋ｎ、２ｎ＋ｎ、……、のようにｎ個おきの複数のデータ列である。

【００２１】なお、データ分配回路２００は、分配出力
回路２０４を、例えば、デコーダ付ｎ進カウンタで構成
し、データ時間伸長用フリップフロップ回路２０１を、
ｎ個のフリップフロップ回路でデータ時間出力を伸長
し、順次分配出力する回路で構成する。前記構成におい
て、分配出力回路２０４は、入力端子２２２から入力し
たデータ転送中信号ｃが“Ｈ”レベル状態になると、入
力端子２２１から入力したシフトクロック信号ａのカウ
ントを開始し、それぞれにデコーダに対応したｎ個の計
数パルスを発生する。このｎ進カウンタは、ｎカウント
後再び最初の第１カウントに戻る構成となっており、ｎ
個の出力は、それぞれ１クロックずつ出力のタイミング
がずれて、ｎクロック毎にパルス発生を繰り返す。この
ｎ進カウンタの出力は、それぞれｎ個のデータ時間伸長
用フリップフロップ回路２０１に入力され、各データ時
間伸長用フリップフロップ回路２０１はパルスの発生し
た時点においてデータ時間をｎクロック時間伸長し１ク
ロック順次重畳配分しつつ、シリアルデータｂを取り込
む動作をする。そしてデータ分配回路２００は、全ての
シリアル−パラレル変換が終了すると、データ転送中信
号ｃが“Ｌ”レベル状態となることにより、初期状態と
なり、ｎ進カウンタはリセットされる。前記の動作によ
り、ゲート回路２０３は、前記のような出力データ列で
ある駆動出力信号ｈを出力する。なお、ｎ進カウンタ
は、時間伸長のためにはデコーダ付き分周器でも良い。

【００２２】一方、クロック信号幅伸長シフトレジスタ
回路２０２（所要の値である重畳度設定信号ｅを重畳度
ｎに設定。）においては、入力端子２２２から入力信号
幅伸長シフトレジスタ出力回路２０６に入力しているデ
ータ転送中信号ｃが“Ｈ”レベル状態になると、入力信
号幅伸長シフトレジスタ出力回路２０６から重畳度制御
回路２０５（例えばフリップフロップ回路）へ出力して
いる重畳度制御信号ｄが“Ｈ”レベル状態となる。重畳
度制御回路２０５においては、“Ｈ”レベル状態の重畳
度制御信号ｄがシフトクロック信号ａにより順次シフト
していくが、重畳度ｎにおいて出力イネーブルシフト信
号ｆが“Ｈ”レベル状態となり、重畳度設定信号ｅによ
り重畳度制御回路２０５の重畳度制御信号ｄが“Ｌ”レ
ベル状態となる。

【００２３】重畳度制御信号ｄとして“Ｌ”レベル状態
が入力信号幅伸長シフトレジスタ出力回路２０６から重
畳度制御回路２０５へ入力されると、“Ｌ”レベル状態
の重畳度制御信号ｄがシフトクロック信号ａにより順次
シフトされる。したがって、出力イネーブルシフト信号
ｆは、それぞれの出力がｎクロック分の幅を有し、部分
的に重畳したパルスなる。この出力イネーブルシフト信
号ｆが“Ｈ”レベル状態となっている期間だけ、ゲート
回路２０３の各ゲート回路に対応する各発熱抵抗体から
なる発熱部４へ、順次出力データ列信号ｇをゲートし、
駆動出力信号ｈを出力することになる。

【００２４】前記のように、本発明の液体噴出による記
録方法および記録装置を使用することにより、入力され
た複数データのシリアルデータｂを複数のパラレルデー
タに変換し、パラレルデータを時間差を設けて順次重畳
して連続出力するシリアル−パラレル変換において、シ
リアルデータの転送開始からパラレルデータの出力完了
まで、特にデータ保持の回路を持たず、回路規模を小さ
くすることが可能である。本発明の回路構成により、駆
動出力信号ｈの出力の幅は、シフトクロック信号ａのク
ロック信号の数により制御されるために、任意に設定が
可能となる。なお、重畳度ｎについては、ｎ個の重畳度
が大きくなるほど、記録液体の同時一斉の噴出飛行に近
づいた発熱部の同時駆動が可能となる。また、ｎ個の重
畳度が小さくなるほど、個別の噴出飛行に近づいた駆動
が可能となる。

【００２５】なお、図８に示したデータ変換部の回路に
おいて、入力端子２２０に入力するシリアルデータｂ
を、各データ間に“０”を挿入したシリアルデータｂ’
（１、０、…、ｎ、０、ｎ＋１、０、…）とすれば、図
２に示したように、複数のノズル１２に対応する複数の
発熱抵抗体４に対して、記録データを交互配分し、記録
データ毎に一定期間シフトして記録することができる。
この構成方法により、記録保持する回路を不必要とし、
半導体回路により、回路規模は小さくなり、小形に形成
され、より一層高速化、駆動回路素子、配線は小さくな
り、また、発熱抵抗体に供給するエネルギ−は低減さ
れ、また、電極におけるマイグレション等の作用による
劣化等々に対してより安定化した、マルチノズル記録ヘ
ッドを可能とする。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、隣接する複数の発熱部
上のノズルより噴出される液滴粒子の間の追従時間差を
調整することにより、超高速、超高精細、小電力で、液
滴粒子同士の衝突の発生が少なく、美しい記録をするこ
とができる液体噴出による記録方法および記録装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による記録結果を示す平面
図。

【図２】本発明の他の実施例による記録結果を示す平面
図。

【図３】本発明の記録装置に使用している記録ヘッドの
断面図。

【図４】記録ヘッドのノズル部分の正面図。

【図５】記録ヘッドの外壁を外した状態の正面図。

【図６】記録ヘッドの外壁および隔壁を外した状態の正
面図。

【図７】本発明の記録装置に使用している記録ヘッドの
ノズル部分を中心とした拡大断面図。

【図８】本発明の記録装置に使用しているシリアル−パ
ラレル変換を行なうデータ変換部を示すブロック図。

【図９】図８に示すデータ変換部のタイミングチャー
ト。

【図１０】従来例における記録液体の飛行状態の一例を
示す図。

【図１１】図１０に示す従来例の記録結果を示す平面
図。

【図１２】従来例における他の記録結果を示す平面図。

【符号の説明】

１…記録ヘッド、２…半導体基板、３…半導体回路、４
…発熱部、５…駆動用電極、６…配線電極、７…隔壁、
８…記録液体供給通路、１１…外壁、１２…発熱部真上
のノズル、１３…ノズル端部、１４…記録液体共通供給
通路、１６…記録ヘッド取付けフレーム台、１７…フレ
ーム台内の記録液体供給通路、１８…記録液体タンク、
１９…記録対象物、２０…記録液体の液滴粒子、２２…
気泡、５０…記録液体、５１…保護膜層、５２…酸化膜
絶縁層、５３…スイッチングトランジスタ、５４…記録
駆動回路、２００…データ分配回路、２０１…データ時
間伸長用フリップフロップ回路、２０２…クロック信号
幅伸長シフトレジスタ回路、２０３…ゲート回路、２０
４…分配出力回路、２０５…重畳度制御回路、２０６…
入力信号幅伸長シフトレジスタ出力回路。ａ…シフトク
ロック信号、ｂ…シリアルデータ、ｃ…データ転送中信
号、ｄ…重畳度制御信号、ｅ…重畳度設定信号、ｆ…出
力イネーブルシフト信号、ｇ…出力データ列信号、ｈ…
駆動出力信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者斉藤正憲東京都小平市御幸町32番地日立電子株式会社小金井工場内 (72)発明者三谷正男茨城県ひたちなか市武田1060番地日立工機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、記録液体に熱エネルギーに
よる状態変化を発生させる発熱抵抗体からなる発熱部
と、該発熱部上のノズルとを複数備えたマルチノズル記
録ヘッドを有し、記録する文字・画像等に応じた駆動信
号により前記複数の発熱抵抗体からなる発熱部を駆動
し、前記記録液体に熱エネルギーによる前記状態変化を
発生させ、前記状態変化に基づいて各発熱部上のノズル
より記録液体を噴出し、液滴粒子を記録対象物へ飛行さ
せる液体噴出による記録方法において、前記マルチノズル記録ヘッドが備える前記複数の発熱抵
抗体からなる発熱部を時間的に重複する駆動信号で駆動
し、隣接する前記複数の発熱抵抗体からなる発熱部を時間的
に重複して順次駆動を行ない、前記記録液体に熱エネル
ギーによる前記状態変化を発生させ、前記状態変化に基づいて各発熱部上のノズルより記録液
体を時間的に重複して順次噴出し、前記液滴粒子を前記
記録対象物へ飛行させるようにしたことを特徴とする液
体噴出による記録方法。
【請求項２】少なくとも、記録液体に熱エネルギーに
よる状態変化を発生させる発熱抵抗体からなる発熱部
と、該発熱部上のノズルとを複数備えたマルチノズル記
録ヘッドを有し、記録する文字・画像等に応じた駆動信
号により前記複数の発熱抵抗体からなる発熱部を駆動
し、前記記録液体に熱エネルギーによる前記状態変化を
発生させ、前記状態変化に基づいて各発熱部上のノズル
より記録液体を噴出し、液滴粒子を記録対象物へ飛行さ
せる液体噴出による記録方法において、前記マルチノズル記録ヘッドが備える前記複数の発熱抵
抗体からなる発熱部を時間的に重複する駆動信号で駆動
し、隣接する前記複数の発熱抵抗体からなる発熱部を時間的
に交互に駆動を行ない、前記記録液体に熱エネルギーに
よる前記状態変化を発生させ、前記状態変化に基づいて各発熱部上のノズルより記録液
体を時間的に重複して順次噴出し、前記液滴粒子を前記
記録対象物へ飛行させるようにしたことを特徴とする液
体噴出による記録方法。
【請求項３】少なくとも、記録液体に熱エネルギーに
よる状態変化を発生させる発熱抵抗体からなる発熱部
と、該発熱部上のノズルとを複数備えたマルチノズル記
録ヘッドを有するものであって、記録する文字・画像等
に応じた駆動信号により前記複数の発熱抵抗体からなる
発熱部を駆動し、前記記録液体に熱エネルギーによる前
記状態変化を発生させ、前記状態変化に基づいて各発熱
部上のノズルより記録液体を噴出し、液滴粒子を記録対
象物へ飛行させる液体噴出による記録装置において、前記マルチノズル記録ヘッドが備えた前記複数の発熱抵
抗体からなる発熱部を駆動する駆動信号を発生するため
の、記録する文字・画像等に応じたシリアルデータを分配し
保持するデータ分配回路と、該データ分配回路が前記保持するデータを、時間的に重
複する駆動信号として出力させるための出力イネーブル
信号を発生するクロック信号幅伸長シフトレジスタ回路
と、該クロック信号幅伸長シフトレジスタ回路からの前記出
力イネーブル信号によりゲートされ、前記データ分配回
路の前記保持データを出力するゲート回路とを有し、記録する文字・画像等に応じたシリアルデータをパラレ
ルデータに変換し、前記発熱抵抗体からなる発熱部を駆
動することを特徴とする液体噴射による記録装置。
【請求項４】請求項３記載のものにおいて、データ分
配回路は、シリアルデータとシフトクロック信号とデー
タ転送中信号とを入力信号とする、複数のデータ時間伸
長用フリップフロップ回路と、分配出力回路とを有し、クロック信号幅伸長シフトレジスタ回路は、シフトクロ
ック信号とデータ転送中信号とを入力信号とする、重畳
度制御回路と、入力信号幅伸長シフトレジスタ出力回路
とを有することを特徴とする液体噴射による記録装置。
【請求項５】請求項３および請求項４記載のものにお
いて、少なくとも、データ分配回路と、クロック信号幅
伸長シフトレジスタ回路と、シフトクロック信号とデー
タ転送中信号とを入力信号とする、重畳度制御回路と、
入力信号幅伸長シフトレジスタ出力回路とを半導体回路
で一体形成したことを特徴とする液体噴射による記録装
置。