JPH1044411A - インクジェットプリントヘッドの保温制御装置、インクジェットプリントヘッドおよびインクジェットプリント装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の発熱素子を駆動することにより発熱さ
せ、当該熱エネルギを利用して発泡を生じさせてインク
を吐出する形態のインクジェットプリントヘッドにおい
て、発熱素子自体を加熱手段として用いる方式を採用し
つつ、プリント動作中にも適切な保温を行えるようにす
る。 【解決手段】 発熱素子１０２に対するプリントデータ
に応じた駆動信号の供給経路に、当該駆動信号と上記発
泡ないし吐出が生じない程度のエネルギを付与する保温
加熱信号ＳＵＢとを受容するオアゲート回路１３０を配
設し、プリントデータに応じて駆動される発熱素子に対
しては当該駆動信号が、駆動しない発熱素子に対しては
保温加熱信号ＳＵＢが供給されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リントヘッドおよび装置に関し、特に熱エネルギを利用
してインクを吐出する形態のインクジェットプリントヘ
ッドおよび装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリントヘッドは、イン
クを微小な液滴として吐出口より吐出し文字、数字、記
号などのキャラクタや図形、模様その他の画情報のプリ
ントを行うものである。

【０００３】特に、熱エネルギを利用してインクを吐出
する形態のインクジェットプリントヘッドは、インクを
吐出する吐出口に連通する液路に対応した部位に発熱素
子（吐出ヒータ）を設け、この発熱素子に数マイクロ秒
程度の期間通電を行うことにより気泡を発生させ、これ
によりインクを吐出してプリントを行うもので、多数の
吐出口および発熱素子を高密度に配置することが容易で
あり、高精細かつ高速な画像のプリント手段として優れ
た利点を有している。

【０００４】かかるプリントヘッドにおいては、すべて
の発熱素子を同時に駆動すると瞬時に大電流が流れるた
め、１ヘッドに配設される数十ないし数百の発熱素子を
４ないし８のブロックに分け、ブロック毎に駆動のタイ
ミングを僅かにずらすことにより、同時に流れる電流値
を低く抑える駆動方法が採用される。

【０００５】また、多数の発熱素子を駆動するために各
素子に独立に配線を設けたのでは配線数が膨大なものと
なり、プリントヘッドとこれを用いるプリント装置本体
との間の電気的接続が困難になるので、駆動回路をヘッ
ドに内蔵することが行われている。そして、その駆動回
路を発熱素子が形成された基板とは分離した基板に設
け、両基板の間をワイヤボンディング法などで接続する
方法も採られるが、最近では発熱素子基板状に駆動回路
を実装したシリコンウェハを用いることも広く行われて
いる。

【０００６】また、駆動回路の構成としては、発熱素子
数と等しいビット数のシフトレジスタ、ラッチ、ゲート
およびスイッチングトランジスタを設け、プリントデー
タに対応した駆動データをシフトレジスタにシリアル転
送し、これをラッチし、ラッチされた信号で上述のブロ
ック毎に与えられる駆動信号に対応するゲートを介して
トランジスタにスイッチング動作を行わせることによ
り、ヒータに通電を行うものが一般的である。

【０００７】駆動回路の別の構成として、ダイオードマ
トリクスによるものも広く用いられている。これは、発
熱素子をＮ×Ｍのマトリクスに配線し、各発熱素子間の
電流のクロストークを避けるために、各発熱素子に直列
にダイオードを設けたものである。なお、外部と接続を
行うための配線数はＮ＋Ｍでよい。

【０００８】駆動回路のさらに他の構成としては、トラ
ンジスタマトリクスによるものもある。これは、各発熱
素子に対応したトランジスタを設け、そのコレクタを発
熱素子の一端に接続し、エミッタは共通に接続した回路
を用い、発熱素子の電力供給線とトランジスタのベース
信号線とをマトリクス配線して駆動を行うものである。
外部と接続すべき配線の数は、ダイオードマトリクスに
よる場合と比べてエミッタの共通配線の分だけ多くなる
のみである。なお、トランジスタとしてはバイポーラ型
トランジスタおよびＦＥＴのいずれも使用可能である。

【０００９】ところで、インクジェットプリントヘッド
は、温度の変化によってインク粘性が変化するため、吐
出特性が変化するという問題がある。そのためインクジ
ェットプリントヘッドには、プリントデータに応じ発熱
素子を駆動する上述の駆動回路に加えて、プリントヘッ
ドないしインクの温度を所定値ないし所定範囲に保持す
るための手段、ことに低温時にプリントヘッドを所定の
温度まで加熱するための手段が付加される。

【００１０】この手段の一例としては、加熱素子をプリ
ントヘッドの一部に貼着等により配設し、温度に応じて
加熱素子に通電を行うことによりプリントヘッドを所定
の温度に保つものがある。

【００１１】また、かかる加熱素子に代えて、インクを
吐出するために利用される発熱素子（吐出ヒータ）に加
え、当該発熱素子基板（ヒータボード）にヘッド加熱・
保温用の発熱素子（保温ヒータ）を形成したものを加熱
手段として用いることも広く行われている。これは、ヒ
ータボードの形成プロセスにおいて同時に保温ヒータも
形成することができるため、上記独立した加熱素子を用
いる場合より製造コストを低減できるという利点があ
る。

【００１２】さらに別の方式として、吐出ヒータに対し
プリント信号とは別に、インクの発泡ないし吐出が生じ
ない程度の電力を供給することにより発熱させ、これに
よりプリントヘッドないしはインクを加熱するようにす
ること、すなわち吐出ヒータ自体を加熱手段として用い
るものもある。この方式では保温ヒータを形成する必要
すらないために、さらに製造コストを低減できる。

【００１３】インクジェットプリントヘッドの吐出性能
を安定させるためには、通常１５℃ないし３５℃程度の
一定温度に保温が行われる。一般に、低温の場合にはイ
ンク粘度が増加してインク吐出量が小となり（甚だしい
場合には吐出が行われなくなることもある）、高温の場
合にはインク粘度が減少してインク吐出量が大となるの
で（ただし、温度が過剰に高い場合にはインク中に気泡
が生じて逆に吐出が行われなくなることもある）、温度
に応じてプリント画像が変動することになるからであ
る。

【００１４】このため、上述の加熱手段は、低温時には
発熱が生じるように作動させ、高温時には作動を停止す
るよう制御するのが強く望ましい。特に吐出ヒータを用
いるインクジェットプリントヘッドは、プリントデータ
に応じて吐出ヒータを駆動するとそれに応じて発熱する
ので、ヘッドが昇温する。そのため、プリント動作中に
おいて加熱手段を適切に制御し、過剰な昇温が生じない
ようにしている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、加熱素
子をプリントヘッドの一部に貼着等により配設する方式
は、当該配設の分プリントヘッドが大型化し、かつ製造
コストも増加するという問題がある。さらに、当該加熱
素子を駆動制御するためのパワートランジスタ等が必要
となるほか、プリントヘッド上の特定の部分での加熱と
なるため、プリントヘッドの内部に温度むらが生じ、プ
リント画像が不均一になるおそれもある。

【００１６】かかる問題を緩和するには加熱素子の発熱
量を小とすることも考えられるが、低温時において速や
かな加熱を行うことができず、プリント装置の電源を投
入してから使用可能な温度に到達するまでの時間が長く
なるという問題が生じる。

【００１７】これに対し、吐出ヒータ自体を加熱手段と
して用いる方式は、吐出ヒータがプリントヘッドの主要
部全域にわたって分布しているので温度むらが生じにく
いこと、電源およびこれを制御するトランジスタは本来
的にプリント動作用に設けられているものを兼用できる
ので別途用意する必要がなく、必要に応じロジック回路
を付加するのみで実現が可能であること等の利点を有し
ている。

【００１８】しかしながらこの方式は、加熱保温のため
の動作とプリント動作とを同時に行えないという問題が
ある。すなわち、加熱保温を行うためには、前述のいず
れの駆動回路を採用するにせよ、本来的なプリントデー
タに代えてすべての発熱素子を駆動するような擬似的な
プリントデータを発生させるとともに、当該データ信号
のエネルギ（例えばパルス幅）を吐出が生じない程度に
まで小とすべきであるので、両動作を同時に行うことが
できないのである。これに対しては、できうる限り高速
度で時分割に処理することもあるが、プリント速度の低
下は避け得ない問題である。

【００１９】そのため従来は、プリント動作中には発熱
素子がプリントデータに応じて駆動され発熱することを
利用し保温を行わないことが多かったが、実際には画像
データはほとんど白地である場合も多く、そのような場
合にはプリントヘッドの温度が低下し、画像品位が劣化
しうる不都合があった。

【００２０】本発明はかかる問題を解決し、吐出ヒータ
自体を加熱手段として用いる方式を採用しつつ、プリン
ト動作中にも適切な保温を行えるようにすることを目的
とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明は、
複数の発熱素子を駆動することにより発熱させ、当該熱
エネルギを利用してインクを吐出するインクジェットプ
リントヘッドに対し、前記発熱素子へのプリントデータ
に応じて前記吐出を行わせる駆動信号の供給経路に、前
記プリントデータに応じた第１の駆動信号と前記吐出が
生じない程度の熱エネルギを発生させる第２の駆動信号
とを受容して、前記プリントデータに応じて駆動される
発熱素子に対しては当該駆動信号が、駆動しない発熱素
子に対しては前記第２の駆動信号を供給する手段を具え
たことを特徴とする。

【００２２】ここで、前記第２の駆動信号を生成する手
段と、前記プリントヘッドの温度に応じて前記供給を制
御する手段とををさらに具えることができる。

【００２３】また、本発明は、前記複数の発熱素子と、
前記第１の駆動信号に応じて前記複数の発熱素子への電
力の供給をスイッチングする複数の制御素子と、該複数
の制御素子にプリントに係る画像に応じて前記第１の駆
動信号を整列分配するための論理回路とを一体に備えた
インクジェットプリントヘッドであって、前記プリント
データに応じた第１の駆動信号と前記吐出が生じない程
度の熱エネルギを発生させる第２の駆動信号とを受容し
て、前記プリントデータに応じて駆動される発熱素子に
対しては当該駆動信号が、駆動しない発熱素子に対して
は前記第２の駆動信号を供給する請求項１に記載の手段
としてのゲート回路素子を、前記制御素子と前記論理回
路との間に具備してなることを特徴とする。

【００２４】ここで、前記ゲート回路素子はオアゲート
回路素子とすることができる。

【００２５】また、前記複数の発熱素子は、Ｎ×Ｍのマ
トリクスに配線され、前記論理回路はＭ個の発熱素子毎
にすべての発熱素子をＮ回に分割して駆動する回路部分
を含み、前記ゲート回路素子は前記Ｍ個の発熱素子への
前記第１の駆動信号を供給するための経路の途中に設け
ることができる。

【００２６】または、前記論理回路素子は、前記供給経
路上、前記複数の発熱素子に対応した前記複数の制御素
子の直前に設けることができる。

【００２７】また、本発明インクジェットヘッドカート
リッジは、上記いずれかのプリントヘッドと、これに供
給すべきインクを保持するインク容器とを具える。

【００２８】さらに、本発明は、上記いずれかのプリン
トヘッドまたはインクジェットカートリッジを用いてプ
リントを行うプリント装置であって、前記第２の駆動信
号を生成する手段と、前記プリントヘッドの温度に応じ
て前記供給を制御する手段とを具えたことを特徴とす
る。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。

【００３０】（第１例）図１は本例に用いたインクジェ
ットプリント装置の斜視図である。インクジェットヘッ
ド１１はキャリッジ１２に搭載され、紙、フィルム、布
その他のプリント媒体Ｐの送り方向とは直交する方向に
往復走査しつつプリント動作を行う。また、インクジェ
ットヘッド回復操作時やプリント動作の待機時には、キ
ャリッジ１２はプリント範囲１３の外の吸引装置１４の
部位へ移動し、所定の操作（キャッピング、吸引等）が
行われる。

【００３１】図２は本例に用いるインクジェットプリン
トヘッドの主要部の概略構成例を示す。図２に示すよう
に、基板（ヒータボード）１０１上には、所定の数の吐
出ヒータ１０２と、これら吐出ヒータ１０２にそれぞれ
電気信号を送る電極配線および駆動回路（図示せず）と
が形成され、これら吐出ヒータ１０２上に所定間隔で液
路１０３を形成しかつこれら液路１０３と連通する共通
液室１０４を形成するための壁１０５が設けられてい
る。そして、壁１０５上にインクの供給口１０６を有す
る天板１０７を接合することでインクジェットヘッドが
構成される。すなわち、壁１０５、基板１０１および天
板１０７で囲まれた部分が液路１０３となり、インクは
供給口１０６および共通液室１０４を介して液路１０３
に供給される。また、電極配線を通して吐出ヒータ１０
２に吐出信号を印加し吐出ヒータ１０２上にバブルを発
生させることで液路前方の吐出口より液滴が吐出され
る。また、基板１０１上には温度センサ（不図示）が作
り込まれており、その出力によりプリントヘッドの温度
をモニタすることが可能である。

【００３２】図３は本例における吐出ヒータおよび駆動
回路の電気的構成を示すもので、駆動回路は所定数（本
例では１２８個）の吐出ヒータとともにヒータボード１
０１上に配置されている。

【００３３】すなわち図において、＃１〜＃１２８は、
吐出口からインクを吐出するために利用される熱エネル
ギを発生するべく設けられた発熱素子であって、インク
に膜沸騰を生じさせる熱エネルギを発生する吐出ヒータ
１０２である。Ｔｒ１〜Ｔｒ１２８は吐出ヒータ駆動電
源（ＶＨ）ラインとグランド（ＧＲＤ）ラインとの間に
それぞれ吐出ヒータ＃１〜＃１２８とともに接続される
電力供給制御用トランジスタであり、吐出ヒータ＃１〜
＃１２８の導通をオン／オフする。

【００３４】本例の１２８個の吐出ヒータは、８×１６
（＝Ｎ×Ｍ）の論理マトリクスに分割され、位置的に連
続した吐出ヒータ１６個毎のブロック間で、位置的に対
応する吐出ヒータ（例えば＃１，＃１７，＃３３，・・
・，＃１１３）が同時駆動されるように配線されてい
る。すなわち同時駆動され得る吐出ヒータ数は８個であ
り、１６のタイミングに分割されて駆動される。デコー
ダ１３０はそのタイミングを規定する信号を発生するも
ので、ＢＥ０〜ＢＥ３の４本の入力信号（４ビット並列
信号）に応じ、１６個のタイミング信号を順次出力し、
その出力はアンドゲートＡＮＤ１〜ＡＮＤ１２８の各一
方の入力端に適切に接続される。

【００３５】一方、同時駆動される８個の吐出ヒータに
対応した８個のプリントデータＤＡは、クロック信号Ｃ
ＬＫに同期してシフトレジスタ１３２に入力され、ラッ
チ信号ＬＡに応じてラッチされる。シフトレジスタ１３
２にラッチされた８個のデータはオアゲート回路１３４
を介してアンドゲート回路１３６に送られる。

【００３６】オアゲート回路１３４は本実施形態の主要
部をなすものであり、一方の入力端子にプリントデータ
を、他方の入力端子に保温信号ＳＵＢを受容する８個の
オアゲートを有している。保温信号ＳＵＢは、インクの
発泡ないし吐出が生じない程度のエネルギを吐出ヒータ
に加える信号である。そのエネルギ量は吐出ヒータの構
成，寸法等に応じて適切に定められるが、例えばハイレ
ベル期間０．３μｓｅｃ、周波数１ＭＨｚの信号とする
ことができる。而してこの信号は、プリントヘッドの温
度が所定値よりも低いときに連続して与えられ、所定温
度を越えたときに停止する。

【００３７】アンドゲート回路１３６は一方の入力端子
にオアゲート出力を、他方にイネーブル信号ＥＮＢを受
容する８個のアンドゲートを有したものである。ここ
に、ＥＮＢ信号は吐出ヒータを駆動してインクを吐出さ
せるに最適な幅を規定するパルス信号である。

【００３８】アンドゲート回路１３６の出力とデコーダ
１３０の出力とは、吐出ヒータ＃１〜＃１２８のそれぞ
れに対応したアンドゲートＡＮＤ１〜ＡＮＤ１２８によ
り論理積演算され、その出力により電力制御素子である
トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ１２８が駆動される。なお、
トランジスタとしてはバイポーラ型、ＭＯＳ型のいずれ
であっても採用できる。

【００３９】なお、以上の回路は、吐出ヒータの基板と
してＳｉを用いる場合には、通常のＩＣ製造工程により
同基板上に容易に作成することができる。

【００４０】本例においては、プリント装置が非プリン
ト状態にあるときにはプリントデータとして「非駆動」
のデータＤＡを送る一方、イネーブル信号ＥＮＢを与え
る。その結果、プリントヘッドの温度に応じて保温加熱
信号ＳＵＢを与えれば、プリントヘッドを所定の温度ま
で上昇させ、適切な温度に保つことができる。

【００４１】保温加熱信号ＳＵＢはプリント動作中であ
るか否かによって変化させる必要はない。当該信号がオ
アゲートの一方の入力端に供給されていても、オアゲー
トの作用によってプリント動作中には当該動作に係る吐
出ヒータに向けて所定のプリントデータが供給されるか
らである。また、プリントデータに応じて吐出駆動され
る吐出ヒータに過剰な駆動信号が印加されることもな
い。

【００４２】加熱保温信号ＳＵＢの生成は例えば図４に
示すような構成を用いて行うことができる。すなわち、
上記パルス幅の信号を上記周波数で出力する発振手段２
０１と、プリントヘッドの温度情報を与える手段と保温
に係る温度情報とを比較し低温時に所定の出力を行う比
較手段２０２と、発振手段２０１および比較手段２０２
の出力を受容し、低温時のみに発振出力を加熱保温信号
ＳＵＢとして出力するアンドゲート２０３とを有したも
のとすることができる。

【００４３】かかる回路は、プリントヘッドに一体に設
けることもできるが、その大型化を避けることを考慮し
てプリント装置本体側に設けることもできる。この場
合、例えばプリント装置が概して有するコントローラ内
に論理回路を用いたハードウェアとして構成することも
できるし、その一部または全部の機能をソフトウェアで
実現することもできる。また、プリントヘッドの温度情
報を与える手段としては、プリントヘッドに内蔵させた
ダイオードあるいは抵抗体等を温度センサとして用いる
こともできるし、外気温とプリントに係る画像に応じた
駆動条件とから論理演算等によって推定する手段とする
こともできる。

【００４４】吐出ヒータとは独立した加熱素子により温
度制御を行う従来方法では、加熱素子を駆動してプリン
トヘッドを昇温させているときにプリント動作を開始す
ると、当該プリント動作に伴う発熱が加わることにより
プリントヘッドが過剰に昇温する場合があった。このよ
うな現象が生じるか否かは画像データの内容に依存する
ので、かかる現象の発生を抑制するには複雑な制御を必
要としていた。

【００４５】これに対し本例では、「吐出」を指令する
プリントデータが出力されるときには過剰な発熱を生じ
ることがないので、そのような現象の発生を防ぐことが
できるのである。

【００４６】本例においては、イネーブル信号ＥＮＢと
して加えられるパルス信号の幅は、吐出ヒータの製造時
における寸法のバラツキ等に起因した特性のバラツキに
応じて調整される場合が多いが、かかる調整は吐出ヒー
タの特性のバラツキによらず発熱量がほぼ一定となるよ
うに行われる。本例では、保温加熱信号ＳＵＢの吐出ヒ
ータへの印加期間もイネーブル信号によって規定される
ので、信号ＳＵＢ自体の調整を要することなく、保温の
ための発熱量についてもほぼ一定にすることができると
いう利点がある。すなわち、かかる利点は、プリントデ
ータによらず吐出ヒータを発熱させる信号を加える手段
（オアゲート回路１３４）が、吐出ヒータに加えるパル
ス信号の幅を制御する手段（アンドゲート回路１３６）
よりも、信号の流れにおいて上流側に配置されているこ
とによるものである。

【００４７】また、本例においては、電力供給用の制御
素子たるトランジスタと、プリントデータに応じた駆動
信号を整列分配するための論理回路たるシフトレジスタ
等とをヒータボード上に一体に有した構成を採ってお
り、そのためにプリントヘッドとこれを用いるプリント
装置本体との間の配線を少なくすることができるほか、
本例の主要部をなすオアゲート群を有する回路１３４お
よび各オアゲートあての内部配線を同時に作製すれば、
当該回路１３４へのプリント装置本体からの共通配線を
１本追加するのみで足りるという利点がある。

【００４８】また本例では特に、複数の発熱素子（吐出
ヒータ）をＮ×Ｍのマトリクスに配線し、前記論理回路
はＭ個の発熱素子毎にすべての発熱素子ををＮ回に分割
して駆動するようにしているので、プリントデータを整
列分配するためのシフトレジスタからの出力信号線はＭ
本であり、従って必要とするオアゲートの数もＭ個で足
りるためオアゲート回路の規模を小さくできるという利
点もある。

【００４９】加えて、ダイオードマトリクス回路を採用
した場合には、ゲート回路を単なる論理回路ではなく電
力制御回路とする必要があるが、本例の構成ではこれを
排除することができる。

【００５０】なお、以上において発熱素子の数や同時駆
動される発熱素子の数あるいは分割数等は例示であっ
て、それらは任意所望に定めうるのは勿論である。ま
た、マトリクスの構成についても他の形態とすることが
できるのは言うまでもなく、さらに発熱素子の数が少な
かったりあるいは電源容量に十分な余裕があるのであれ
ば、分割駆動ないしはマトリクス駆動を行わなくてもよ
い。

【００５１】（第２例）以上の第１例においては、プリ
ントデータによらず吐出ヒータを発熱させる信号を加え
る手段を、吐出ヒータに加えるパルス信号の幅を制御す
る手段よりも信号の流れにおいて上流側に配置したが、
信号の流れにおいて電力制御手段の直前に配置すること
も有効である。

【００５２】図５はその一例を示すもので、電力制御素
子たるトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ１２８とアンドゲート
ＡＮＤ１〜ＡＮＤ１２８との間に、当該アンド出力と保
温加熱信号ＳＵＢとを受容してオア出力を行うオアゲー
トＯＲ１〜ＯＲ１２８をそれぞれ介挿している。かかる
構成により、オアゲートＯＲ１〜ＯＲ１２８に保温加熱
信号ＳＵＢを印加すると、プリントヘッドに加えられる
各種の信号とは無関係に吐出ヒータ＃１〜＃１２８を発
熱させてプリントヘッドの加熱保温を行うことができ
る。

【００５３】すなわち、第１例に係る図３の構成におい
ては、周囲環境が極めて低温の場合、発熱量が不足して
プリントヘッドの昇温に時間を要することが考えられ
る。これは、画像のプリント時においてデコーダ１３０
により選択されて同時駆動される一群の吐出ヒータに対
してのみ保温加熱信号ＳＵＢが印加され得ないからであ
る。

【００５４】これに対して本例では、その時点において
デコーダ１３によって選択されていない吐出ヒータに対
しても保温加熱信号ＳＵＢが印加されるので、すべての
吐出ヒータに発熱動作を行わせることができ、周囲環境
が極めて低温の場合であっても、プリントヘッドを速や
かに昇温させることができるという利点がある。もっと
も、そのような場合を考慮しなくてよいのであれば、第
１例の回路でも有効であるのは勿論である。

【００５５】（第３例）図３および図５の回路において
は、すべてのオアゲートの一方の入力端に単一のエネル
ギ量を持つ保温加熱信号ＳＵＢを供給しているが、異な
るエネルギ量を持つ複数の保温加熱信号ＳＵＢを選択的
に供給することも可能である。

【００５６】例えば吐出口ないしは吐出ヒータの配列範
囲が広い所謂長尺のプリントヘッドを用いる場合、当該
配列の中で温度の不均一が生じる場合も考えられるが、
このような場合に対処すべくプリントヘッドに複数の温
度検出素子を設け、各々の検出温度に対応して複数の保
温加熱信号のいずれかを選択して供給するようにするこ
ともできる。

【００５７】図３の構成においては、保温加熱信号を与
えるオアゲートの一つは１６個の吐出ヒータに対応して
いるが、その１６個の吐出ヒータは近接している。従っ
て、検出温度に応じ適切なエネルギ量を持つ保温加熱信
号ＳＵＢを与えれば、プリントヘッドを部分毎に温度制
御することが可能となる。

【００５８】（第４例）本発明の実施形態としては、以
上説明したようなプリントヘッドがインク供給源と別体
に用いられるものの他、両者を一体としたもの、さらに
はこれをカートリッジ化して図１のようなプリント装置
に着脱可能としたものであってもよく、またこれを用い
るプリント装置であってもよい。

【００５９】図６は図２に示したプリントヘッド５００
と、このプリントヘッドに供給するためのインクを保持
したインク容器５０１とを一体に具備した（これらは相
互に分離可能であってもよい）インクジェットヘッドカ
ートリッジＩＪＣの構成例である。

【００６０】なお、このインクジェットヘッドカートリ
ッジを構成するインク容器へのインクの注入は、次のよ
うに行えばよい。

【００６１】インク容器にインク供給パイプ等を接続す
ることでインクを導入するインク導入路を形成し、この
インク導入路を介してインク容器にインクを注入すれば
よい。インク容器側のインク供給口としては、インクジ
ェットヘッド側への供給口、大気連通口や、インク容器
の壁面にあけた穴等を用いればよい。

【００６２】（その他）なお、本発明は、特にインクジ
ェットプリント（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として熱エネルギを発
生する手段（例えば電気熱変換体やレーザ光等）を備
え、前記熱エネルギによりインクの状態変化を生起させ
る方式のプリントヘッド、プリンタにおいて優れた効果
をもたらすものである。

【００６３】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。この方式は所謂オンデマンド型，
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核沸騰を越える急
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を発生せ
しめ、プリント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一対一で対応した液体（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とすると、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。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。

【００６４】プリント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
換体の組合せ構成（直線状液流路または直角液流路）の
他に熱作用部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、
共通するスリ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
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開
示する特開昭５９−１３８４６１号公報に基いた構成と
しても本発明の効果は有効である。すなわち、プリント
ヘッドの形態がどのようなものであっても、本発明によ
れば記録を確実に効率よく行うことができるようになる
からである。

【００６５】さらに、プリンタが記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプのプリ
ントヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。その
ようなプリントヘッドとしては、複数プリントヘッドの
組合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個のプリントヘッドとしての構成のいずれでも
よい。

【００６６】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定されたプリントヘッド、あるい
は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
のチップタイプのプリントヘッド、あるいはプリントヘ
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
ッジタイプのプリントヘッドを用いた場合にも本発明は
有効である。

【００６７】また、本発明のプリンタの構成として、プ
リントヘッドの吐出回復手段、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、プリント
ヘッドに対してのキャッピング手段、クリーニング手
段、加圧或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の
加熱素子或はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予
備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を
挙げることができる。

【００６８】また、搭載されるプリントヘッドの種類な
いし個数についても、例えば単色のインクに対応して１
個のみが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする
複数のインクに対応して複数個数設けられるものであっ
てもよい。すなわち、例えばプリンタの記録モードとし
ては黒色等の主流色のみの記録モードだけではなく、プ
リントヘッドを一体的に構成するか複数個の組み合わせ
によるかいずれでもよいが、異なる色の複色カラー、ま
たは混色によるフルカラーの各記録モードの少なくとも
一つを備えた装置にも本発明は極めて有効である。

【００６９】さらに加えて、本発明インクジェットプリ
ンタの形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態をとるもの等であってもよい。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の発熱素子を駆動することにより発熱させ、当該熱
エネルギを利用して液体（プリント剤としてのインクで
あってもよく、あるいはそれ自体は吐出されないもので
もよい）に発泡を生じさせてインクを吐出する形態のイ
ンクジェットプリントヘッドに対し、プリントデータに
応じて駆動される発熱素子に対しては当該駆動信号を、
駆動しない発熱素子に対しては発泡ないし吐出が生じな
い程度のエネルギを持つ信号を供給する手段を設けたの
で、発熱素子自体を加熱手段として用いる方式を採用し
つつ、プリント動作中にも適切な保温を行えるようにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に用いたインクジェットプリ
ント装置の概略構成を示す斜視図である。

【図２】図１の装置に用いられるインクジェットプリン
トヘッドの主要部の概略構成例を示す斜視図である。

【図３】本発明の第１例に係り、図２のプリントヘッド
の基板上に形成することのできる駆動回路を模式的に示
す回路図である。

【図４】図３の回路に対して保温加熱信号を供給するた
めの回路構成の一例を示すブロック図である。

【図５】本発明の第２例に係り、図２のプリントヘッド
の基板上に形成することのできる駆動回路を模式的に示
す回路図である。

【図６】本発明の実施形態のいずれかに係るプリントヘ
ッドとインク容器とを一体に構成したインクジェットヘ
ッドカートリッジの構成例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１１ インクジェットプリントヘッド １２ キャリッジ １０１ 基板（ヒータボード） １０２，＃１〜＃１２８ 発熱素子（吐出ヒータ） １０３ 液路 １３０ デコーダ １３２ シフトレジスタ １３４ オアゲート回路 １３６ アンドゲート回路 ２０１ 発振手段 ２０２ 比較手段 ２０３ アンドゲート ５００ プリントヘッド ５０１ インク容器 ＡＮＤ１〜ＡＮＤ１２８ アンドゲート Ｔｒ１〜Ｔｒ１２８ 電力制御素子（スイッチングトラ
ンジスタ） ＳＵＢ 保温加熱信号

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の発熱素子を駆動することにより発
   熱させ、当該熱エネルギを利用してインクを吐出するイ
   ンクジェットプリントヘッドに対し、前記発熱素子への
   プリントデータに応じて前記吐出を行わせる駆動信号の
   供給経路に、前記プリントデータに応じた第１の駆動信
   号と前記吐出が生じない程度の熱エネルギを発生させる
   第２の駆動信号とを受容して、前記プリントデータに応
   じて駆動される発熱素子に対しては当該駆動信号が、駆
   動しない発熱素子に対しては前記第２の駆動信号を供給
   する手段を具えたことを特徴とするインクジェットプリ
   ントヘッドの保温制御装置。
2. 【請求項２】 前記第２の駆動信号を生成する手段と、
   前記プリントヘッドの温度に応じて前記供給を制御する
   手段とををさらに具えたことを特徴とする請求項１に記
   載の保温制御装置。
3. 【請求項３】 前記複数の発熱素子と、前記第１の駆動
   信号に応じて前記複数の発熱素子への電力の供給をスイ
   ッチングする複数の制御素子と、該複数の制御素子にプ
   リントに係る画像に応じて前記第１の駆動信号を整列分
   配するための論理回路とを一体に備えたインクジェット
   プリントヘッドであって、 前記プリントデータに応じた第１の駆動信号と前記吐出
   が生じない程度の熱エネルギを発生させる第２の駆動信
   号とを受容して、前記プリントデータに応じて駆動され
   る発熱素子に対しては当該駆動信号が、駆動しない発熱
   素子に対しては前記第２の駆動信号を供給する請求項１
   に記載の手段としてのゲート回路素子を、前記制御素子
   と前記論理回路との間に具備してなることを特徴とする
   インクジェットプリントヘッド。
4. 【請求項４】 前記ゲート回路素子はオアゲート回路素
   子であることを特徴とする請求項３に記載のインクジェ
   ットプリントヘッド。
5. 【請求項５】 前記複数の発熱素子は、Ｎ×Ｍのマトリ
   クスに配線され、前記論理回路はＭ個の発熱素子毎にす
   べての発熱素子をＮ回に分割して駆動する回路部分を含
   み、前記ゲート回路素子は前記Ｍ個の発熱素子への前記
   第１の駆動信号を供給するための経路の途中に設けられ
   ていることを特徴とする請求項３または４に記載のイン
   クジェットプリントヘッド。
6. 【請求項６】 前記論理回路素子は、前記供給経路上、
   前記複数の発熱素子に対応した前記複数の制御素子の直
   前に設けられていることを特徴とする請求項３または４
   に記載のインクジェットプリントヘッド。
7. 【請求項７】 請求項３ないし６のいずれかに記載のプ
   リントヘッドと、該プリントヘッドに供給すべきインク
   を保持するインク容器とを具えたことを特徴とするイン
   クジェトヘッドカートリッジ。
8. 【請求項８】 請求項３ないし６のいずれかに記載のプ
   リントヘッドまたは請求項７に記載のインクジェットヘ
   ッドカートリッジを用いてプリントを行うプリント装置
   であって、前記第２の駆動信号を生成する手段と、前記
   プリントヘッドの温度に応じて前記供給を制御する手段
   とを具えたことを特徴とするインクジェットプリント装
   置。