JPH09174847A

JPH09174847A - 記録装置

Info

Publication number: JPH09174847A
Application number: JP33729595A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Imanaka; 良行今仲; Masaaki Izumida; 昌明泉田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-12-25
Filing date: 1995-12-25
Publication date: 1997-07-08

Abstract

(57)【要約】【課題】高速な記録動作を達成しながら、高品位な記
録を行い、かつ、記録ヘッドの寿命を長くすることがで
きる記録装置を提供する。【解決手段】例えば、３２個の発熱体をもち４個づつ
８つのブロックに分割され、ブロック毎に時分割制御し
て記録動作を行なうことができる記録ヘッドをダブルパ
ルス制御によって、駆動する際、１サイクルの記録動作
の周期（Ｔ）を９分割し、その分割された最初と最後の
時間帯ではそれぞれ、ブロック１にプレパルスとブロッ
ク８にメインパルスを印加し、それ以外の時間帯ではブ
ロック（ｉ＋１）にはプレパルスをブロック（ｉ）には
メインパルスを印加するようにして、２つの分割時間帯
にまたがって、同一ブロックの記録要素に対してプレパ
ルスとメインパルスの印加が行われるように制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は記録装置に関し、特
に、インクジェット記録方式に従って記録を行なう記録
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】記録媒体にインク液滴をノズル口（オリ
フィス）より吐出して記録を行なうインクジェット記録
方式は、記録時における騒音の発生が無視し得る程度に
極めて小さいという点、高速記録が可能であるという
点、特別な加工や処理を施してはない所謂普通紙を用い
定着という特別な処理を必要とせずに記録が行なえる点
などの特徴があり、最近多くの関心を集めている。

【０００３】その中で、例えば、特開昭５４−５１８３
７号公報、ドイツ公開（ＤＯＬＳ）第２８４３０６４号
公報に記載されている記録方式は、熱エネルギーを液体
に作用させて液滴吐出の為の原動力をえるという点にお
いて、他のインクジェット記録方式とは、異なる特徴を
有している。

【０００４】即ち、上記の公開公報に開示されている記
録方式によれば、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こし、その状態変化
に基づく作用によって、記録ヘッドのオリフィスより液
体が吐出されて、液滴が飛翔し、その液滴が記録媒体に
付着し記録が行なわれる。

【０００５】殊に、ＤＯＬＳ２８４３０６４号公報に
開示されているインクジェット記録方式によれば、所謂
ドロップ−オンデマンド記録方法に極めて有効に適用
されるばかりではなく、記録ヘッドの記録幅を延長し、
所謂、フルラインタイプのオリフィスが高密度化した記
録ヘッドを容易に実現することが出来るので、高解像
度、高品質の画像を高速で得られることができる。

【０００６】このような記録方式を適用した記録ヘッド
は、液体を吐出するために設けられたオリフィスと、そ
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
生する電気熱変換体（発熱体）とを具備している基体部
とから成る。

【０００７】近年、そうした基体部は、複数の発熱体を
基板上に実装するのみならず、それぞれの発熱体駆動ド
ライバと、１ビットずつシリアル入力される画像データ
をドライバにパラレル転送するために備えられた発熱体
を同一ビット数のシフトレジスタと、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等の制御
ロジック回路を、同一基板内に実装できるようになって
きた。

【０００８】図９は従来の４ｎ個の発熱体をもつ記録ヘ
ッドの基体部の制御ロジック回路の構成例を示すブロッ
ク図である。図９において、２０００が基体、２００１
が発熱体、２００２がパワートランジスタ、２００３が
ラッチ回路、２００４がシフトレジスタ、２０１５は発
熱体２００１の抵抗値や基体温度をモニタするためのセ
ンサである。また、２００５〜２０１４は入力パッドを
表わし、これらは入力信号としてシフトレジスタを動か
すためのクロック入力パッド２００５、画像データをシ
リアルに入力する画像データ入力パッド２００６、ラッ
チ回路２００３で画像データを保持させるためのラッチ
クロックを入力するラッチ入力パッド２００７、パワー
トランジスタのオン時間、即ち、発熱体２００１に電流
を流して駆動する時間を外部からコントロールするため
の駆動信号入力（ヒートパルス）もしくはヒート信号を
入力する入力パッド２００８、４ｎ個の発熱体２００１
を４個ずつｎ個にブロック分割し（図９ではブロック
１、２、…、ｎ−１、ｎ）、時分割駆動する際のブロッ
ク選択を行なうブロック選択信号（ブロックイネーブ
ル）入力パッド２０１３−（１）〜２０１３（ｎ）、シ
フトレジスタ２００４とラッチ回路２００３を初期化す
るリセット信号の入力パッド２０１２、センサ駆動信号
の入力パッド２０１４ａ、２０１４ｂ、ロジック回路駆
動電圧（５Ｖ）の入力パッド２００９、ＧＮＤ端子２０
１０、発熱体駆動電源の入力パッド２０１等で構成され
ている。

【０００９】このような構成の記録ヘッドの駆動シーケ
ンスは、次のようなものである。

【００１０】まず、記録装置本体より画像データをクロ
ックに同期してシリアルに記録ヘッドの基体部に送られ
ると、それを画像データ入力パッド２００６を介してシ
フトレジスタ２００４が取り込む。次に、その取り込ん
だ画像データはラッチ回路２００３で一時記憶され、そ
の画像データの値に応じたＯＮ／ＯＦＦ出力がラッチ回
路２００３よりなされる。その状態で、ヒート信号の入
力パッド２００８よりヒートパルスが入力されると、画
像データの値が“ＯＮ”であり、かつブロック選択され
ている部分の、１つもしくは複数のパワートランジスタ
２００２がそのヒートパルスがオンである時間駆動さ
れ、そのパワートランジスタ２００２に対応した１つも
しくは複数の発熱体に電流が流れ、熱エネルギーが発生
し、発熱体上のインクが発泡し、そのエネルギーでイン
クが吐出する。

【００１１】図１０は、ブロック分割数を“８（＝
ｎ）”とし、各ブロック当たりの発熱体の数を“４”と
した計３２個の発熱体を有する構成の記録ヘッドに印加
されるヒート信号やブロック選択信号を示すタイムチャ
ートである。図１０において、ＢＥＮＢは、各ブロック
を選択するためのブロック選択信号を表わし、ＢＥＮＢ
が“Ｈ”である時に、その信号が接続されている発熱体
やパワートランジスタを駆動可能状態となり、さらに、
画像データの値が“Ｈ”であり、Ｈｅａｔ（ヒート信
号）が“Ｈ”、対応する発熱体やパワートランジスタが
駆動する。発熱体の駆動をブロックに分けて時分割する
理由は、同時に駆動する発熱体数が多くなると、駆動に
必要な瞬間の電流値が大きくなり、電源容量、オーバ配
線抵抗による電圧ダウン、ノイズ等、種々の問題が発生
するからである。また、Ｔは時分割制御による記録動作
の１サイクルの周期、ＳＥＬＥＣＴＢＬＯＣＫは時分
割駆動時の選択ブロック番号を指定する信号である。

【００１２】さて、図１０の３００１にその一例を示す
ように、従来よりヒート信号として短パルスと長パルス
とで構成されるダブルパルスが用いられてきた。これ
は、インク吐出を発生させないレベルの短いパルス（プ
レパルス）により、発熱体の周囲にあるインク等の温度
を上昇させ、長いパルス（メインパルス）を印加するこ
とにより、シングルパルスの印加と比べてインク吐出量
を増やすことができ、また、そのプレパルスのパルス幅
やプレパルスとメインパルスとの間隔を変えることによ
り吐出量制御が行え、さらにメインパルス幅を制御する
ことにより、発熱体の抵抗値のバラツキ等により変化す
るインク吐出に必要な投入電源を調整できるからであ
る。

【００１３】

【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、近年の記録装置の記録速度の高速化に伴い、全
発熱体を駆動する為に用いることができる時間（周期）
がますます短くなってきている現状を考慮すると、次の
ような問題がある。

【００１４】即ち、ブロック分割による時分割駆動を行
う場合、１つのブロックの記録動作に用いることができ
る時間は短くなり、ダブルパルス制御において、プレパ
ルスとメインパルスの間隔や、それぞれのパルスの幅を
変化させることができる範囲が極めて限定的なものとな
り、インク吐出量の制御や発熱体抵抗値バラツキによる
投入電源調整（主にメインパルス幅の調整）が困難とな
ってきている。特に、プレパルスとメインパルスの間隔
が短くなった場合、本来の目的である発熱体周囲の温度
を上げるということがもはやできなくなり、例えば、発
熱体の表面温度のみが上昇したすぐ後に、メインパルス
が印加されてしまうと、インク発泡後さらに発熱体表面
温度が高くなり、すなわちエネルギー過剰状態となり、
吐出量の制御ができないだけでなく、熱ストレス等によ
り発熱体の寿命も短くなる等の問題が発生する。

【００１５】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、高速な記録動作を達成しながら、高品位な記録を行
い、かつ、記録ヘッドの寿命を長くすることができる記
録装置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
に本発明の記録装置は、次のような構成からなる。

【００１７】即ち、ｎ個の記録要素をｍ個のブロックに
分割して、ブロック毎に時分割記録を行なう記録ヘッド
を用いダブルパルス制御によって記録媒体に記録を行な
う記録装置であって、前記ｎ個の記録要素を用いた記録
動作の周期を、ｍ＋Ｌ（Ｌ：正の整数）で分割する分割
手段と、前記ｍ個のブロックの１つ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ブロックの記録要
素に対して、プレパルス及びメインパルスを印加する印
加手段と、同一ブロックの記録要素に対する前記プレパ
ルスと前記メインパルスとの印加が、前記複数の分割時
間帯で行われるように、前記印加手段を制御する印加制
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】

【発明の実施の形態】以上の構成により本発明は、ｎ個
の記録要素をｍ個のブロックに分割して、ブロック毎に
時分割記録を行なう記録ヘッドを用いダブルパルス制御
によって記録媒体に記録を行なう際、ｎ個の記録要素を
用いた記録動作の周期を、ｍ＋Ｌ（Ｌ：正の整数）で分
割し、ｍ個のブロックの１つを選択し、その選択された
ブロックの記録要素に対して、プレパルス及びメインパ
ルスを印加する場合、同一ブロックの記録要素に対する
プレパルスとメインパルスとの印加が、複数の分割時間
帯で行われるように制御する。

【００１９】さらに、その制御において、ｍ＋Ｌ個の各
分割時間帯の内、最初のＬ個の分割時間帯では、選択さ
れたブロックの記録要素に対して、プレパルスのみを印
加し、最後のＬ個の分割時間帯では、選択されたブロッ
クの記録要素に対して、メインパルスのみを印加し、そ
して、最初のＬ個と最後のＬ個とを除く、ｍ−Ｌ個の分
割時間帯では、選択されたブロックの記録要素に対し
て、プレパルスとメインパルスとを印加する。

【００２０】ここで、Ｌ＝１である場合、分割時間帯の
内、連続する２つの分割時間帯内で、同じブロックの記
録要素に対するプレパルスとメインパルスの印加が行わ
れるように制御される。さらに、連続する２つの分割時
間帯内で、プレパルスとメインパルスのパルス間隔が設
定される。さらにまた、最初と最後の分割時間帯を除く
ｍ−２個の分割時間帯において、プレパルス印加のため
に（ｉ＋１）ブロックを、メインパルス印加のために
（ｉ）ブロックを選択する（１≦ｉ≦ｍ−１）。

【００２１】一方、Ｌ＝２である場合、分割時間帯の
内、連続する３つの分割時間帯内で、同じブロックの記
録要素に対するプレパルスとメインパルスの印加が行わ
れるように制御される。さらに、連続する３つの分割時
間帯内で、プレパルスとメインパルスのパルス間隔が設
定される。さらにまた、最初と最初から２番目と最後か
ら２番目と最後との分割時間帯を除くｍ−４個の分割時
間帯において、プレパルス印加のために（ｉ＋２）ブロ
ックを、メインパルス印加のために（ｉ）ブロックを選
択する（１≦ｉ≦ｍ−２）。

【００２２】さて、ブロックの選択に関し、分割ブロッ
ク数と同じ数の、選択信号線を有するように装置を構成
しても良いし、或は、分割ブロック数より少ない数の選
択信号線を有するように装置を構成しても良い。この場
合、記録ヘッドは、分割ブロック数より少ない数の選択
信号線を入力して、その分割ブロック数と同じ数のブロ
ック選択信号を生成するデコーダを備えるようにする。

【００２３】なお、上記記録ヘッドは、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も良いし、或
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ように構成しても
良い。

【００２４】以下添付図面を参照して本発明の好適な実
施の形態について詳細に説明する。

【００２５】＜装置本体の概略説明＞図１は、本発明の
代表的な実施の形態であるインクジェットプリンタＩＪ
ＲＡ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５００９〜５０１１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、ガイドレール５０
０３に支持されて矢印ａ，ｂ方向を往復移動する。キャ
リッジＨＣには、記録ヘッドＩＪＨとインクタンクＩＴ
とを内蔵した一体型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ＨＣの移動方向に亙って記録用紙Ｐをプラテン５０
００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器である。５０１６は記
録ヘッドＩＪＨの前面をキャップするキャップ部材５０
２２を支持する部材で、５０１５はこのキャップ内を吸
引する吸引器で、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、５０２１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機構で移動制御される。

【００２６】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動作を行うようにすれ
ば、本例にはいずれも適用できる。

【００２７】＜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。

【００２８】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。図２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ＲＯＭ、１７０３は各種デー
タ（上記記録信号や記録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１７００、
ＭＰＵ１７０１、ＲＡＭ１７０３間のデータ転送制御も
行う。１７１０は記録ヘッドＩＪＨ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は記録ヘッドＩＪＨを駆動するヘッ
ドドライバ、１７０６、１７０７はそれぞれ搬送モータ
１７０９、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。

【００２９】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ＩＪＨ
が駆動され、記録が行われる。

【００３０】図３は、記録ヘッドＩＪＨの内部構造を示
す破断斜視図である。

【００３１】インクジェット記録方式を採用した記録ヘ
ッドＩＪＨは、図３に示すように、複数の吐出口６００
に連通する液路６０５を形成するための流路壁部材６０
１とインク供給口６０３を有する天板６０２とが取りつ
けられて構成されている。この場合、インク供給口６０
３から注入されるインクが内部の共通液室６０４へ蓄え
られて各液路６０５へ供給され、その状態で基体２００
０に備えられた発熱体２００１を駆動することで吐出口
６００からインクの吐出がなされる。

【００３２】以上、説明した構成の記録ヘッドＩＪＨを
記録装置ＩＪＲＡに装着し、装置本体から記録ヘッドＩ
ＪＨに信号を入力することにより、高画質な画像を高速
に記録をすることができる。

【００３３】次に、以上の構成の記録装置ＩＪＲＡが記
録ヘッドＩＪＨを用いて記録動作を行なうときの記録制
御のいくつかの実施形態について説明する。

【００３４】（第１の実施形態）図４は、従来例で説明
した図９に示すような制御ロジック回路を有し、ブロッ
ク分割数（ｎ）が“８”であり、各ブロック当たりの発
熱体の数を“４”とした計３２個の発熱体を有する構成
の記録ヘッドを時分割駆動する場合の制御信号のタイム
チャートである。

【００３５】図４において、ＢＥＮＢｉはブロック選択
信号、ＨＥＡＴはヒート信号、ＳＥＬＥＣＴＢＬＯＣ
Ｋは、時分割駆動時の選択ブロック番号である。この場
合、ブロック分割数（ｎ）が“８”であるので、各ブロ
ックのブロック選択信号は、ＢＥＮＢ１〜ＢＥＮＢ８と
なり、夫々のブロックが時分割駆動される。また、Ｔ
は、時分割制御による記録動作の１サイクルの周期であ
る。なお、ここで示した各種の制御信号は、図２に示し
た制御回路からヘッドドライバ１７０５を経て記録ヘッ
ドＩＪＨに供給される。

【００３６】次に、この実施形態の記録制御の特徴を、
図１０に示す従来技術に従う記録制御と比較しながら、
図５に示すダブルパルス制御におけるプレパルスとメイ
ンパルスの特徴を参照して説明する。

【００３７】従来技術においては、ヒート信号に関し、
図５（ａ）に示すように、１つのブロック選択された時
間内（Ｔ／８）でプレパルス幅（Ｔ１）、メインパルス
幅（Ｔ２）、プレパルス−メインパルス間隔（Ｔ３）を
設定しなくてはならなかったので、これらの値を変化さ
せてもよい許容範囲は極めて限られたものであった。言
い換えると、Ｔ１、Ｔ２の設定範囲はその選択ブロック
の発熱体が駆動されるＴ／８の時間で制限され、Ｔ１と
Ｔ２の値は夫々の値に依存して決定されていたのであ
る。

【００３８】これに対して、この実施形態では、図５
（ｂ）に示すように、各々のブロックに関するプレパル
ス駆動可能領域５０１とメインパルス駆動可能領域５０
２をＴ／８の時間の制限を取り除き、Ｔ１とＴ２の値が
互いの値に対して独立に設定できるようにする。これを
行なうために、従来は図１０に示すようにブロック選択
信号（ＢＥＮＢ１〜ＢＥＮＢ８）の“ＯＮ”となるタイ
ミングが、夫々のブロックの発熱体が駆動されるＴ／８
の時間で制限されていたのに対し、図４に示すように、
ブロック選択信号（ＢＥＮＢ１〜ＢＥＮＢ８）の“Ｏ
Ｎ”となるタイミングをＴ／８の時間の外に拡張する。

【００３９】即ち、図４に示すように、記録動作の１サ
イクルの周期Ｔを「ブロック分割数（ｎ）＋１」の値
（ここの例では“９”）で分割し、更にその９分割した
最初の時間帯（時分割１）では、ブロック１のプレパル
スのみを印加するように、そして、最後の時間帯（時分
割９）ではブロック８のメインパルスのみを印加するよ
うにしている。また、最初と最後の時間帯（時分割１と
９）を除いた時間帯（時分割２〜８）では、ブロック１
のメインパルス、ブロック２〜７のプレパルスとメイン
パルス、ブロック８のプレパルスを印加するようにして
いる。特に、時間帯（時分割２〜８）では、印加される
パルスの順番が、即ち、駆動されるブロックの順番が、
ブロック番号（１≦ｍ≦ブロック分割数ｎ）をｍとし、
プレパルスとメインパルスの区別を夫々、ｍに付加され
た括弧（）の中の記号ＰとＭとで行なうとしたとき、ｍ
（Ｐ）→ｍ−１（Ｍ）→ｍ＋１（Ｐ）→ｍ（Ｍ）となる
ようにブロック選択信号（ＢＬＯＣＫＳＥＬＥＣＴ）
が印加される。

【００４０】この点を、図４を参照して説明すると、例
えば、３ブロック目のプレパルスに注目して考えれば、
３ブロック（プレパルス）→２ブロック（メインパル
ス）→４ブロック（プレパルス）→３ブロック（メイン
パルス）となるように、ブロック選択信号（ＢＥＮＢ１
〜８）を印加する。

【００４１】従って、以上説明した実施形態の制御に従
えば、従来ではＴ／８時間内に収まるようにプレパルス
とメインパルスとその間隔を設定したのに対し、本実施
形態では図５（ｂ）に示すように、２Ｔ／９時間内でプ
レパルスとメインパルスとその間隔の設定とが可能とな
り、従来に比較して、ほぼ倍の時間幅でパルス制御を行
なうことが可能になる。さらに、Ｔ１とＴ２の値が互い
に対して独立に設定できるので、夫々のパルスの駆動可
能領域を十分に利用したパルス幅制御が可能となる。

【００４２】このように以上の実施形態では、他の制御
信号を増やすことなくブロック選択信号（ＢＥＮＢ１〜
８）とヒート信号（ＨＥＡＴ）の印加タイミングを変化
させるだけで、記録動作の周期は変える事なく、プレパ
ルスとメインパルスとの間隔を十分にとることができる
ようになる点に特徴がある。

【００４３】さて、以上の説明では記録ヘッドがカラー
記録対応のものであるか、或は、モノクロ記録対応のも
のであるかについては特に触れなかった。カラー記録対
応の記録ヘッドの場合、ブラック、シアン、マゼンタ、
イエロ、夫々の色の記録剤（例えば、インク）を吐出す
る専用の記録ヘッドを用いて、即ち、４つの記録ヘッド
を用いて記録動作を実行することが一般的である。その
ような記録ヘッドにおいて、ブロック選択信号は各色共
通とできるが、ヒート信号は各色の記録剤の特性などか
らその記録ヘッドの駆動パルス幅が異なるように制御し
なければならないことが多く、ヒート信号の共通化は困
難である場合が多い。このような記録ヘッドでの高速記
録に対応するためにはヒート信号線を増やすことが一般
的であるが、例えば、ヒート信号線を２本とした場合、
４色では８本となるので、信号数の増大は記録ヘッドの
大型化や記録装置と記録ヘッドとの接続ケーブルの大型
化を招く。

【００４４】従って、以上説明した実施形態によれば、
信号数が増えないので、記録ヘッドがカラー記録対応の
ものである場合、この実施形態の特徴は、特に大きな利
点と言える。

【００４５】（第２の実施形態）ここでは、別の構成の
記録ヘッドを用いた実施形態について説明する。

【００４６】図６は、４ｎ個の発熱体をもつ記録ヘッド
の基体部の制御ロジック回路の構成例を示すブロック図
である。図６において、既に図９で説明したものと同じ
構成要素には同じ参照番号を付してあり、ここでの説明
は省略する。ここでは、特に、この実施形態について特
徴的な部分についてのみ説明する。

【００４７】図９に示す記録ヘッドでは、ブロック選択
信号線を直接、パワートランジスタに接続したＡＮＤ回
路から引き出した構成となっていたが、この実施の形態
では、そのＡＮＤ回路から引き出した信号線とブロック
選択信号入力パッド２０１７−（１）、２０１７−
（２）、２０１７−（３）との間に、デコーダ２０１６
を設ける構成とし、ブロック信号選択入力パッドの数を
減らしている。

【００４８】第１の実施形態や従来例で説明したのと同
様に、この記録ヘッドの発熱体の数が３２、ブロック分
割数（ｎ）が８、各ブロックの発熱体の数が４とすれ
ば、デコーダ２０１６は、３つの入力パッドからブロッ
ク選択信号（ＢＥＮＢ１〜ＢＥＮＢ３）を入力し、これ
らの信号の値を組合わせて８種類の選択信号を生成する
３−８デコーダである。このような構成により、ブロッ
ク選択信号線を８本から３本に減らすことができる。例
えば、ＢＥＮＢ１〜３の値が夫々、０，０，０の時には
１ブロックが選択され、ＢＥＮＢ１〜３の値が夫々、
１，０，０の時は２ブロックが、ＢＥＮＢ１〜３の値が
夫々、０，１，０の時は３ブロックが、…、そして、Ｂ
ＥＮＢ１〜３の値が夫々、１，１，１の時は８ブロック
が選択される。

【００４９】図７は、図６に示す構成の記録ヘッドを時
分割駆動する場合の制御信号のタイムチャートである。
この場合を、図４と比較してみれば、より少ない制御信
号線で第１の実施形態で実行したのと同様の記録制御を
行なうことが分かる。

【００５０】このようにこの実施形態の場合は、記録ヘ
ッド内にデコーダを設けることにより、より少ない信号
制御線で、第１実施形態と同様の制御を行なうことが可
能になる。なお、ブロック分割数やブロック選択信号の
数は、ここで説明した例に限定されるものではないこと
は言うまでもない。

【００５１】（第３の実施形態）第１及び第２の実施形
態では、記録動作１周期（Ｔ）の時間を「ブロック分割
数（ｎ）＋１」の数で分割して記録制御を行なう場合に
ついて説明してきたが、ここでは、第１及び第２実施形
態では対応できない更なる記録動作の高速化に対応する
ための記録制御の例について説明する。

【００５２】図８は、この実施形態に従って記録ヘッド
を時分割駆動する場合の制御信号のタイムチャートであ
る。なお、ここでは、第２実施形態で説明した構成の記
録ヘッドを用いることとする。

【００５３】この実施形態では、プレパルスとメインパ
ルスの間隔を十分にとれるようにする為に、記録動作１
周期（Ｔ）の時間を「ブロック分割数（ｎ）＋Ｌ（Ｌ：
整数、Ｌ≧２）」で分割し、即ち、時分割駆動ブロック
数をｎ＋Ｌとする。そして、その（ｎ＋Ｌ）分割した最
初の時間帯（時分割１）からＬ番目までの時間帯（時分
割Ｌ）では、ヒート信号としてプレパレスのみを印加
し、最後の時間帯からＬ番目の時間帯（時分割ｎ−Ｌ＋
１）から最後の時間帯（時分割ｎ）ではヒート信号とし
てメインパルスのみを印加する。また、最初の時間帯
（時分割１）からＬ番目の時間帯（時分割Ｌ）までと、
最後の時間帯からＬ番目の時間帯（時分割ｎ−Ｌ＋１）
から最後の時間帯（時分割ｎ）を除く時間帯では、プレ
パルスとメインパルスが印加される。これらの時間帯で
は、印加されるパルスの順番、即ち、駆動されるブロッ
クの順番が、ブロック番号（１≦ｍ≦ブロック分割数
ｎ）をｍとし、プレパルスとメインパルスの区別を夫
々、ｍに付加された括弧（）の中の記号ＰとＭとで行な
うとしたとき、ｍ（Ｐ）→ｍ−Ｌ（Ｍ）→ｍ＋Ｌ（Ｐ）
→ｍ−Ｌ（Ｍ）→ｍ＋２（Ｐ）→ｍ−Ｌ＋２（Ｍ）→…
→ｍ＋Ｌ（Ｐ）→ｍ（Ｍ）となるようにブロック選択信
号（ＢＬＯＣＫＳＥＬＥＣＴ）が印加される。

【００５４】この点を、Ｌ＝２とした場合を示す図８を
参照して説明すると、最初の時間帯（時分割１）から２
番目までの時間帯（時分割２）では、ヒート信号として
プレパルスのみが印加され、９番目の時間帯（時分割
９）から最後の時間帯（時分割１０）にはヒート信号と
してメインパルスのみが印加される。さらに、３番目の
時間帯（時分割３）から８番目の時間帯（時分割８）に
はプレパルスとメインパルスが印加される。例えば、時
分割３〜８において、４ブロックのプレヒート印加から
着目すると、４ブロックのプレパルス→２ブロックのメ
インパルス→５ブロックのプレパルス→３ブロックのメ
インパルス→６ブロックのプレパルス→４ブロックのメ
インパルスという順番にブロック選択信号（ＢＥＮＢ１
〜ＢＥＮＢ３）を印加している。

【００５５】このように、ブロック選択信号（ＢＥＮＢ
ｉ）、ヒート信号（ＨＥＡＴ）、時分割駆動時の選択ブ
ロック番号（ＳＥＬＥＣＴＢＬＯＣＫ）を与える事に
より、時分割数を“９”とした第１及び第２実施形態に
比べて、図５（ｃ）に示すように、さらに長い３Ｔ／１
０時間内でプレパルスとメインパルスの間隔を設定する
ことができる。そして、Ｌの値を増やすことにより、さ
らに長い値を選択できる。

【００５６】従って、以上説明した実施形態に従えば、
他の制御信号を増やす事なく、また、記録ヘッドの構成
を変える事なく、ブロック選択信号及びヒート信号の印
加パターンを変更するだけで、プレパルスとメインパル
スの間隔をさらに十分にとることができる。

【００５７】なお、以上説明した第２及び第３実施形態
では、３２個の発熱体を８ブロックに分割し各ブロック
に４つの発熱体をもつようにし、そのブロックの選択の
ためにデコーダを備えた構成の記録ヘッドを用いた場合
について説明したが、本発明はこれによって限定される
ものではない。例えば、異なる発熱体数、ブロック分割
数、ブロック内発熱体数の記録ヘッドにも適用可能であ
る。特に、ブロック分割数が多くして時分割数を増やす
程、瞬間的に必要とする電流最大値を低く抑え、記録ヘ
ッドへの負荷を小さくすることができる。

【００５８】さらに、以上説明した第１、第２及び第３
実施形態で用いた記録ヘッドはその基体部の基板上に駆
動回路やロジック回路等を実装した構成であったが、本
発明はこれによって限定されるものではない。例えば、
記録装置と記録ヘッドとの間のワイヤーボンディング
数、コンタクト数を問題にしなければ、記録装置に上記
駆動回路やロジック回路を設けても良い。

【００５９】以上の説明においては、インクジェット方
式の記録ヘッドを採用した例について説明したが、本発
明はこれによって限定されるものではない。例えば、熱
転写方式によって記録を行なうサーマル記録ヘッドなど
にも応用できる。

【００６０】以上の実施形態は、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を用いるこ
とにより記録の高密度化、高精細化が達成できる。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】加えて、上記の実施形態で説明した記録ヘ
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のみならず、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
記録ヘッドを用いてもよい。

【００６６】また、以上説明した記録装置の構成に、記
録ヘッドに対する回復手段、予備的な手段等を付加する
ことは記録動作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などが
ある。また、記録とは別の吐出を行う予備吐出モードを
備えることも安定した記録を行うために有効である。

【００６７】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。

【００６８】以上説明した実施の形態においては、イン
クが液体であることを前提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。

【００６９】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。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。

【００７０】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。

【００７１】また、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つの機器からなる装
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実施される場合に
も適用できることは言うまでもない。この場合、本発明
に係るプログラムを格納した記憶媒体が本発明を構成す
ることになる。そして、該記憶媒体からそのプログラム
をシステム或は装置に読み出すことによって、そのシス
テム或は装置が、予め定められた仕方で動作する。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ｎ
個の記録要素をｍ個のブロックに分割して、ブロック毎
に時分割記録を行なう記録ヘッドを用いダブルパルス制
御によって記録媒体に記録を行なう際、ｎ個の記録要素
を用いた記録動作の周期を、ｍ＋Ｌ（Ｌ：正の整数）で
分割し、ｍ個のブロックの１つを選択し、その選択され
たブロックの記録要素に対して、プレパルス及びメイン
パルスを印加する場合、同一ブロックの記録要素に対す
るプレパルスとメインパルスとの印加が、複数の分割時
間帯で行われるように制御するので、記録動作の周期を
長くすることなく、プレパルスとメインパルスとの間隔
やメインパルスのパルス幅を十分に広くとれ、その結
果、十分に記録要素が加熱され、安定した記録動作を行
なわれ、高品位な記録を行なうことができるという効果
がある。また、安定した記録動作は、記録ヘッドの長寿
命化にも貢献する。

【００７３】さらに、本発明によれば、記録速度の高速
化により、時分割制御における１つのブロックでの記録
動作時間が短くなっても、そのブロックに属する記録要
素を駆動するためには十分なプレパルスとメインパルス
の間隔やメインパルスのパルス幅を十分にとることがで
きるので、記録の高速化に対応し、かつ、高品位な記録
を行なうことができるという利点もある。

【００７４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の代表的な実施の形態であるインクジェ
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】記録ヘッドＩＪＨの内部構造を示す破断斜視図
である。

【図４】第１の実施形態に従って記録ヘッドを時分割駆
動する場合の制御信号のタイムチャートである。

【図５】ダブルパルス制御におけるプレパルスとメイン
パルスの特徴を示す図である。

【図６】第２の実施形態に従う記録ヘッドの基体部の制
御ロジック回路の構成例を示すブロック図である。

【図７】第２の実施形態に従って記録ヘッドを時分割駆
動する場合の制御信号のタイムチャートである。

【図８】第３の実施形態に従って記録ヘッドを時分割駆
動する場合の制御信号のタイムチャートである。

【図９】従来の４ｎ個の発熱体をもつ記録ヘッドの基体
部の制御ロジック回路の構成例を示すブロック図であ
る。

【図１０】ブロック分割数を“８（＝ｎ）”とし、各ブ
ロック当たりの発熱体の数を“４”とした計３２個の発
熱体を有する構成の記録ヘッドに印加されるヒート信号
やブロック選択信号を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

６００吐出口６０１流路壁部材６０２天板６０３インク供給口６０４共通液室６０５液路２０００基体２００１発熱体２００２パワートランジスタ２００３ラッチ回路２００４シフトレジスタＩＪＨ記録ヘッド

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ｎ個の記録要素をｍ個のブロックに分割
して、ブロック毎に時分割記録を行なう記録ヘッドを用
いダブルパルス制御によって記録媒体に記録を行なう記
録装置であって、前記ｎ個の記録要素を用いた記録動作の周期を、ｍ＋Ｌ
（Ｌ：正の整数）で分割する分割手段と、前記ｍ個のブロックの１つ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ブロックの記録要素に
対して、プレパルス及びメインパルスを印加する印加手
段と、同一ブロックの記録要素に対する前記プレパルスと前記
メインパルスとの印加が、前記複数の分割時間帯で行わ
れるように、前記印加手段を制御する印加制御手段とを
有することを特徴とする記録装置。
【請求項２】前記印加制御手段は、さらに、前記ｍ＋
Ｌ個の各分割時間帯の内、最初のＬ個の分割時間帯で
は、前記選択手段によって選択されたブロックの記録要
素に対して、前記プレパルスのみを印加し、最後のＬ個
の分割時間帯では、前記選択手段によって選択されたブ
ロックの記録要素に対して、前記メインパルスのみを印
加し、そして、前記最初のＬ個と前記最後のＬ個とを除
く、ｍ−Ｌ個の分割時間帯では、前記選択手段によって
選択されたブロックの記録要素に対して、前記プレパル
スと前記メインパルスとを印加するよう制御することを
特徴とする請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】Ｌ＝１である場合、前記印加制御手段は、前記分割時間帯の内、連続する２
つの分割時間帯内で、同じブロックの記録要素に対する
前記プレパルスと前記メインパルスの印加が行われるよ
うに制御することを特徴とする請求項２に記載の記録装
置。
【請求項４】前記連続する２つの分割時間帯内で、前
記プレパルスと前記メインパルスのパルス間隔が設定さ
れることを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
【請求項５】前記選択手段は、最初と最後の分割時間
帯を除くｍ−２個の分割時間帯において、前記プレパル
ス印加のために（ｉ＋１）ブロックを、前記メインパル
ス印加のために（ｉ）ブロックを選択する（１≦ｉ≦ｍ
−１）ことを特徴とする請求項３に記載の記録装置。
【請求項６】Ｌ＝２である場合、前記印加制御手段は、前記分割時間帯の内、連続する３
つの分割時間帯内で、同じブロックの記録要素に対する
前記プレパルスと前記メインパルスの印加が行われるよ
うに制御することを特徴とする請求項２に記載の記録装
置。
【請求項７】前記連続する３つの分割時間帯内で、前
記プレパルスと前記メインパルスのパルス間隔が設定さ
れることを特徴とする請求項６に記載の記録装置。
【請求項８】前記選択手段は、最初と最初から２番目
と最後から２番目と最後との分割時間帯を除くｍ−４個
の分割時間帯において、前記プレパルス印加のために
（ｉ＋２）ブロックを、前記メインパルス印加のために
（ｉ）ブロックを選択する（１≦ｉ≦ｍ−２）ことを特
徴とした請求項６に記載の記録装置。
【請求項９】前記選択手段は、前記分割ブロック数と
同じ数の、選択信号線を有することを特徴とする請求項
１に記載の記録装置。
【請求項１０】前記選択手段は、前記分割ブロック数
より少ない数の選択信号線を有することを特徴とする請
求項１に記載の記録装置。
【請求項１１】前記記録ヘッドは、前記分割ブロック
数より少ない数の選択信号線を入力して、前記分割ブロ
ック数と同じ数のブロック選択信号を生成するデコーダ
を有することを特徴とする請求項１０に記載の記録装
置。
【請求項１２】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に記載の記録装置。
【請求項１３】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
装置。