JP3658216B2 - 記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置に関し、特に、インクジェット方式に従ってインク液滴を記録媒体に吐出して記録を行う記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット方式に従う記録ヘッドを搭載したインクジェット記録装置は、記録時における静粛性に優れ、また、高速記録が可能であり、複数色のインクを使用して普通紙上に高品位のカラー画像を記録することができる。
【０００３】
また、インクジェット方式に従う記録ヘッドの中でも熱エネルギーを利用した記録ヘッドはコンパクト化、マルチオリフィス化、インク吐出ノズルの高密度化等を達成できる点で多くの利点がある。
【０００４】
このように熱エネルギーを利用したインクジェット記録ヘッドを搭載した記録装置は多くの利点を有する。さらに高品位の耐水性に富む画像を記録したり、高速度でカラー画像を記録しようとする場合には、複数の記録ヘッド或は複数のノズル列を設けた記録ヘッドと、耐水性をもちながらも高品位な記録ができる複数種のインクや同系色で濃度の異なる複数のカラーインクを用いることが望ましい。また、色調表現を行うためには、多値画像データに基づいて記録を行なう。
【０００５】
さて、高品位で耐水性に富む画像を記録したり、階調をもつカラー画像を表現するために、従来のインクジェット記録装置では、記録媒体上でインクによって記録されるドットが重複又は接するように、画像信号の情報に応じて複数の記録ヘッドのノズル各々に対応して複数種の異なるインクを吐出している。この場合、従来は、これら複数種の異なるインクを吐出させるために駆動回路を内蔵する複数種の記録ヘッド又はそのヘッド基板に対して、インクの種類に応じて各々異なる画像信号を生成して送信していた。
【０００６】
【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、カラー又はブラックのインクと透明な処理液とを記録媒体上で組み合わせて耐水性に富む高品位な画像を表現する為には、各種インクや処理液に応じた駆動回路が複数必要となり、このため、装置構成が複雑となり、かつ製造コストの比較的高い構成になるという問題があった。
【０００７】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、簡単な構成で複数種のインクや処理液を記録ヘッドから吐出させて、高品位でかつ耐水性に富む画像を記録することのできる記録ヘッド及びその記録ヘッドを用いた記録装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【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、以下のような構成からなる。
【０００９】
即ち、記録信号に応じた画像を記録媒体に記録するために用いられ、インクを吐出するための第１の記録要素群と、処理液を吐出する第２の記録要素群と、ラッチ信号によりラッチされた前記記録信号と偶奇選択信号とを受けて前記第１の記録要素群の記録要素をラッチ信号間で偶数番と奇数番とに分けて交互に駆動することでインクを吐出させる第１の駆動回路と、前記ラッチ信号と前記偶奇選択信号とを受け、前記偶奇選択信号によって指定される前記第２の記録要素群の偶数番と奇数番の記録要素を前記ラッチ信号毎に交互に選択して駆動を行う制御信号を生成する生成回路と、前記記録信号と前記生成回路から出力される前記制御信号とに応じて、前記第２の記録要素群を駆動して前記処理液を吐出させる第２の駆動回路とを有することを特徴とする記録ヘッドを備える。
【００１０】
なお、その生成回路は、記録信号を入力して保持するシフトレジスタと、そのシフトレジスタに保持された記録信号をラッチするラッチ回路とを有し、そのラッチされた記録信号と制御信号とに基づいて、動作することが望ましい。
【００１１】
さらに、処理液の吐出のための駆動信号を生成する信号生成回路を有することが望ましい。
【００１３】
さて、第１及び第２の駆動回路は夫々、第１及び第２の記録要素群の記録要素各々に対応して、トランジスタとそのトランジスタから通電される電気熱変換素子を有するように構成すると良く、また、第１及び第２の記録要素群の記録要素各々は、電気熱変換素子に対応して設けられたノズルと、そのノズルに連通してインク或は処理液を吐出するインク吐出口を備えているように構成すると良い。
【００１４】
そして、インク或は処理液は電気熱変換素子から発生する熱エネルギによって膜沸騰が生起され気泡が発生し、その気泡による発泡によってインク吐出口から吐出されるようにすると良い。
【００１５】
また他の発明によれば、上記構成の記録ヘッドを用いて記録を行う記録装置を備える。
【００１６】
以上の構成により本発明は、記録信号に応じた画像を記録媒体に記録するために用いられ、インクを吐出するための第１の記録要素群の記録要素をラッチ信号によりラッチされた記録信号と偶奇選択信号とによりラッチ信号間で偶数番と奇数番とに分けて交互に駆動し、その偶奇選択信号によって指定される処理液を吐出する第２の記録要素群の偶数番と奇数番の記録要素をラッチ信号毎に交互に選択して駆動を行う制御信号を生成し、記録信号とその制御信号とに応じて、第２の記録要素群を駆動して処理液を吐出させるよう動作する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下添付図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の代表的な実施形態であるインクジェット記録ヘッド（以下、記録ヘッドという）が組み込まれた記録装置の外観斜視図である。また、図２は記録ヘッドのインクを吐出するノズルの構造を示す記録ヘッドの部分破断図、図３は記録ヘッドの外観斜視図である。
【００１９】
次に、図１〜図３を参照してこの実施形態における記録装置の構成について説明する。
【００２０】
図１において、１、２はインクジェット方式に従ってインクを吐出するヘッドとそのインクを収容するインクタンクとからなる記録ヘッドである。この実施形態では、記録ヘッド１はブラック（Ｂｋ）インクを吐出するためのヘッドと高画質を維持し耐水性を促進する透明な機能インク（以下、機能インクと称す）を吐出するためのヘッドを有しており、記録ヘッド２はイエロ（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）のカラーインクを吐出する為に用いられるヘッドを有している。
【００２１】
また、３はこれらのヘッドと当接し、ヘッドの吸引回復処理や乾燥防止等のキャッピングに用いられるキャップ、４はヘッドに設けられるインクを吐出するノズル内にあるインクに熱エネルギを付与するための電気熱変換素子（以下、ヒータと称す）に電気信号を印加するためのフレキシブルプリンタケーブル（以下、ＦＰＣと称す）、５は記録ヘッド１、２を搭載し、後述する搬送モータからプーリ１８ａ、ベルト１８ｂを介して伝達される駆動力によって往復移動するキャリッジである。さらに、ＦＰＣ４に設けられた電気信号線はキャッリジ５内に設けられた電極（不図示）に接続している。
【００２２】
また、図２において、６はヒータ、７はノズル、８はインク吐出口である。
【００２３】
さらに、図３において、記録ヘッド１は、インク吐出口が形成された吐出面を眺めるような方向からの外観斜視図として示されている。そして、そのインク吐出面には複数のノズルを配列した２列の吐出口列１ａ、１ｂが形成されている。
【００２４】
吐出口列１ａのノズルからはブラックインクが、また、吐出口列１ｂのノズルからは機能インクが吐出される。また、インク吐出面の横側に形成された電極１ｃは、記録ヘッド１をキャッリジ５に搭載したときに、キャッリジ５内に設けられた電極と圧接し、記録ヘッド１とＦＰＣ４とが電気的に接続される。一方、電極１ｃから供給された電気信号は、記録ヘッド内の回路やヒータ６に供給される。
【００２５】
また、ここでは図示していないが、記録ヘッド２には複数のノズルを配列した３列の吐出口列が形成され、各々の吐出口列のインクからは、イエロ（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）のカラーインクを吐出する。
【００２６】
さて、この装置を用いて記録を行なうには、ＦＰＣ４から電極１ｃを介してヒータ６に記録信号、即ち、後述する記録装置の制御回路からの電気信号を印加する。
【００２７】
これによってヒータ６は発熱し、熱エネルギがヒータ６近傍のノズル７内に存在するインクに対して付与される。この様にインクに対してヒータ６から熱エネルギが付与されることでその部分において瞬間的に膜沸騰が起こりインク内に気泡が発生する。この気泡の発生に伴ってノズル７内のインクはヒータ６より上流側と下流側（インク吐出口側）に分かれて押し流され、ヒータ６より下流側に存在するインクが吐出口８より吐出されて、液滴が形成される。この液滴を記録ヘッドの前方に搬送されてきた記録紙等の記録媒体上に付着させることで所望の画像記録が行なわれる。
【００２８】
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。
【００２９】
図４は記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。
【００３０】
図４において、９は記録信号を入力するインタフェース、１０はＭＰＵ、１１はＭＰＵ１０が実行する制御プログラムを格納するＲＯＭ、１２は各種データ（上記記録信号や記録ヘッド１、２に供給される記録データ等）を保存しておくＤＲＡＭである。１３は記録ヘッド１、２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９、ＭＰＵ１０、ＲＡＭ１２間のデータ転送制御も行う。１５は記録ヘッド１、２を搭載したキャリッジ５を搬送するためのキャリアモータ、１８は記録紙搬送のための搬送モータである。１６は記録ヘッド１、２を駆動するヘッドドライバ、１７ａ，１７ｂはそれぞれ搬送モータ１８、キャリアモータ１５を駆動するためのモータドライバである。
【００３１】
上記制御構成の動作を説明すると、インタフェース９に記録信号が入るとゲートアレイ１３とＭＰＵ１０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１７ａ、１７ｂが駆動されると共に、ヘッドドライバ１６に送られた記録データに従って記録ヘッド１、２が駆動され、記録が行われる。
【００３２】
以下、上記構成の記録装置に搭載する記録ヘッド内部に設けられた制御回路の構成とその動作にについて説明する。
【００３３】
まず最初に、記録ヘッド１に備えられたブランクインクを吐出するノズル列を駆動するために用いられる制御回路について説明する。
【００３４】
図５はブラックインク吐出用のノズル列を駆動するために用いられる制御回路の構成を示すブロック図である。なお、ここでは記録ヘッド１のブランクインクを吐出するノズル列は３１０個のインク吐出口を備え、これらに対応して３１０個のノズルには各々、ヒータが備えられているとする。また、これらインク吐出口の配列方向は、記録用紙の搬送方向（副走査方向）に平行である。そして、記録ヘッド１、２が搭載されるキャリッジ５の移動方向は主走査方向という。
【００３５】
３１０個のノズル各々に備えられたヒータ６には、図６において、左端から順にseg1，seg2，seg3，seg4，…，seg310と番号が付されている。
【００３６】
さらに、図５において、１９は記録情報を一時的に保持するラッチ回路（Ｌａｔｃｈ）、２０は入力端子から供給される転送クロック（ＤＣＬＫ）に従って入力端子からシリアルに供給される記録情報（ＤＡＴＡ）を入力してこれを一時的に保持し、ラッチ回路１９に記録情報（ＤＡＴＡ）をパラレルに出力するシフトレジスタである。
【００３７】
この実施形態における記録ヘッドでは、シフトレジスタ２０がラッチ回路１９に接続され、ある任意の時点ではシフトレジスタ２０の出力は、入力されるラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）に従ってラッチ回路１９で保持される。また、従来と同様に複数のヒータ６が論理的に複数のグループに分割され（ここでは８分割）、入力端子から供給されるブロックイネーブル信号（ＢＥＮＢ０〜２）を３→８デコーダ（ｄｅｃｏｄｅ）２３でデコードして得られる選択信号に従って特定のグループが選択され、又、入力端子から供給される偶奇セグメント選択信号（ＯＤＤ、ＥＶＥＮ）に従って、選択されたグループに属するヒータの内、奇数番号或は偶数番号をもつセグメントが選択されて駆動される。
【００３８】
このために、３→８デコーダ（ｄｅｃｏｄｅ）２３から出力される選択信号（ＳＥＬ）と偶奇セグメント選択信号（ＯＤＤ、ＥＶＥＮ）とヒート信号（ＨＥＡＴ）とラッチ回路１９からの記録情報を入力して、上記のようなセグメントの選択を行い、その選択セグメントに対応するヒータを駆動するヒート選択論理回路２１が備えられる。
【００３９】
ヒート選択論理回路２１では、記録データに応じて入力されるヒート信号（ＨＥＡＴ）パルスと、上記のセグメント選択によって内部的に生成される信号との論理積（ＡＮＤ）を取って得られた信号を駆動信号としてヒータ駆動用トランジスタ２２に出力している。こうして駆動信号がハイレベルになると、対応する駆動用トランジスタ２２がオンして、それに接続されているヒータ６に電流が流れて、ヒータが発熱し、ノズル７内のインクに膜沸騰を生じさせ、その結果、インク吐出口８からブラックインクが吐出され、記録媒体上に記録がなされる。
【００４０】
なお、図５において、ＶＨはヒータ６に印加される駆動電圧である。
【００４１】
次に、図６に示す記録ヘッドの制御回路に入力される種々の制御信号のタイムチャートを参照し、図５に示したブラックインクを吐出用のノズル列を駆動するために用いられる制御回路の動作について説明する。
【００４２】
まず、ホストコンピュータ（以下ホストという）から記録データを受信してこれをＤＲＡＭ１２に格納する。次に、転送クロック（ＤＣＬＫ）を記録ヘッド１の入力端子に供給するとともに、記録情報（ＤＡＴＡ）として、“Ｈｉｇｈ”レベル信号を記録ヘッド１に入力する。
【００４３】
次に、転送クロック（ＤＣＬＫ）を供給しながら、ヒータ６に対応する記録情報（ＤＡＴＡ）を記録ヘッド１に出力し、カウントアップしてゆく。このようにして、ヒータ６に相当する記録情報（ＤＡＴＡ）がシフトレジスタ２０に格納されると、この時点でラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）を記録ヘッドの入力端子に供給すると、格納された“Ｈｉｇｈ”レベル信号はシフトレジスタ２０から出力され、ラッチ回路１９に入力されてシフトレジスタ２０に格納された記録情報（ＤＡＴＡ）が保持される。
【００４４】
このようにして、３１０個のヒータ６に対応する記録情報を記録ヘッド１に送信してやることでラッチ１９には３１０個全てのヒータ６に対応する記録情報が保持される。次に、ヒートイネーブル信号（ＨＥＡＴ）を記録ヘッドの入力端子に、そして、ブロックイネーブル信号（ＢＥＮＢ０，ＢＥＮＢ１，ＢＥＮＢ２）と偶奇選択信号（ＯＤＤ，ＥＶＥＮ）を記録ヘッド１の入力端子に入力してやることで、ヒート信号（ＨＥＡＴ）のパルスのハイレベルである時間だけ、時分割的に選択セグメント毎に対応する記録ヘッド１のヒータに通電され、その結果ブラックインクが記録用紙に吐出され記録が行なわれる。
【００４５】
次に、記録ヘッド１に備えられた高画質を維持しさらに耐水性を促進する機能インクを吐出するノズル列を駆動するために用いられる制御回路について説明する。
【００４６】
図７は機能インク吐出用のノズル列を駆動するために用いられる制御回路の構成を示すブロック図である。なお、ここでは記録ヘッド１の機能インクを吐出するノズル列にもブラックインクを吐出するノズル列と同様に３１０個のインク吐出口を備え、これらに対応して３１０個のノズルには各々、ヒータが備えられているとする。また、これらインク吐出口の配列方向は、記録用紙の搬送方向（副走査方向）に平行である。
【００４７】
なお、図７において、図５で説明したのと同じ構成要素や制御信号には同じ参照番号或は参照記号を付し、その説明は省略し、ここではその制御回路に特有の構成と動作についてのみ説明する。
【００４８】
この回路では、図７に示すように、ラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）と偶奇セグメント選択信号（ＯＤＤ、ＥＶＥＮ）とを入力して、ヒート選択論理回路２１に２つの信号（ＯＤＤＡ、ＥＶＥＮＡ）とを出力する機能インク吐出データ生成回路２４が内蔵されている。
【００４９】
図８は機能インク吐出データ生成回路２４の詳細な構成を示すブロック図である。
【００５０】
図８に示されるように、Ｄ型フリップフロップ２５にはシフトレジスタ２０からの出力される記録情報（ＤＡＴＡ）を保持するよう指示するためのラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）が入力され、ラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）の入力毎にＤ型フリップフロップ２５からの出力端子Ｑからの信号Ｑは“Ｈｉｇｈ”出力と“Ｌｏｗ”出力とを繰り返す。さて、Ｄ型フリップフロップ２５からの信号Ｑは、偶奇セグメント選択信号（ＯＤＤ，ＥＶＥＮ）がそれぞれ入力される２つのＡＮＤ回路２６、２７に入力される。そして、ＡＮＤ回路２６、２７からの出力信号（ＯＤＤＡ，ＥＶＥＮＡ）がヒータ６の偶数セグメント（seg2、seg4、……）と奇数セグメント（seg1、seg3、……）に対応させて、ヒート選択論理回路２１に出力される。
【００５１】
従って、機能インク吐出用のノズル列を駆動するために用いられる制御回路では、３１０個のヒータを時分割駆動してインク吐出を発生させる周期（以下これをカラム周期という）毎にＯＤＤ信号又はＥＶＥＮ信号のみを交互に有効にして、出力信号（ＯＤＤＡ，ＥＶＥＮＡ）が“Ｈｉｇｈ”レベルになると、対応する駆動用トランジスタ２２がオンして、それに接続されているヒータ８に電流が流れて発熱し、対応するノズル７内の機能インクに膜沸騰を生じさせ、インク吐出口８から機能インクが吐出されることになる。
【００５２】
図９は機能インク吐出に関連して用いられる種々の制御信号のタイムチャートである。なお、図９においても、図６において言及したのと同じ制御信号には同じ参照記号を付し、その制御信号についての説明は省略する。
【００５３】
図９に示されているように、ヒータに相当する記録情報（ＤＡＴＡ）がシフトレジスタに格納され、次に、ラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）が供給されてラッチ回路１９でシフトレジスタ２０に格納された記録情報（ＤＡＴＡ）が保持される動作が繰り返される時。ラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）の入力に対応して、信号Ｑはハイレベルとローレベルの状態を繰り返す。そして、信号Ｑがハイレベルにあるとき、ＯＤＤＡ信号のみが有効になり，信号ＱがローレベルにあるときＥＶＥＮＡ信号のみが有効となる。
【００５４】
従って以上説明した実施形態に従えば、高画質化を促進するとともに耐水性を高める機能インクを吐出するためのデータ信号を生成する回路を記録ヘッドに内蔵することによって、ブラックインクを吐出するために用いられる制御信号と同一の信号を機能インクを吐出するために用いられる制御信号として送信しても、記録ヘッドに内蔵された回路によって機能インクを吐出する制御信号が生成される。
【００５５】
これによって、記録装置本体側に機能インク吐出制御を行うための特別な駆動回路を設けなくとも、実際の画像記録を行うための信号生成を行う回路を用いて機能インクの吐出制御がなされるので、記録装置本体側の回路構成を簡単にすることができる。
【００５６】
【他の実施形態】
前述した実施形態では、機能インク吐出を行うために記録ヘッドに設けられた制御回路もブラックインク吐出を行うために記録ヘッドに設けられた制御回路も、図５と図７が夫々示すように、１つのラッチ回路を備えていた。
【００５７】
しかしながら本発明はこれによって限定されるものではなく、複数のラッチ回路を備えても良い。そこで、この実施形態では、機能インク吐出を行うために記録ヘッドに設けられた制御回路に２つのラッチ回路を設け、ブラックインクを吐出させる画像信号に基づいて、機能インクを吐出するデータを生成する例について説明する。
【００５８】
図１０はこの実施形態に従う機能インク吐出用のノズル列を駆動するために用いられる制御回路の構成を示すブロック図である。
【００５９】
図１０において、前述の実施形態で説明したのと同じ構成要素や信号には同じ参照番号或は参照記号を付し、その説明は省略し、ここではこの実施形態に特徴的な要素と信号についてのみ説明する。
【００６０】
まず、シフトレジスタ２０に格納されたヒータ３１０個分に相当する記録情報（ＤＡＴＡ）が入力端子より供給されるラッチ信号（ＬＡＴＣＨＡ）に従ってラッチ回路（Ｌａｔｃｈ）２８にラッチされる。次に、これに続くヒータ３１０個分に相当する記録情報（ＤＡＴＡ）がシフトレジスタ２０に格納された時点で入力端子よりラッチ信号（ＬＡＴＣＨＡとＬＡＴＣＨＢ）とが供給されると、ラッチ回路２８にラッチされていた記録信号（ＤＡＴＡ）はラッチ回路（Ｌａｔｃｈ）２９にラッチされ、シフトレジスタ２０に格納された記録信号（ＤＡＴＡ）はラッチ回路２８にラッチされる。
【００６１】
以降、ヒータ３１０個分に相当する記録情報（ＤＡＴＡ）がシフトレジスタ２０に格納されるたび毎にその情報はラッチ回路２８へ、ラッチ回路２８にラッチされた情報はラッチ回路２９にラッチされることになり、２つのラッチ回路には記録周期で２周期分に相当する記録情報がラッチされていることになる。
【００６２】
さて、論理回路３０は、前述の実施形態で図５を参照して説明したヒート選択論理回路２１と同様に、ヒートイネーブル信号（ＨＥＡＴ）と偶奇選択信号（ＯＤＤ，ＥＶＥＮ）、そして、ブロックイネーブル信号（ＢＥＮＢ０，ＢＥＮＢ１，ＢＥＮＢ２）に基づいて３→８デコーダ２３によって生成されたブロック信号が入力され、時分割にヒータ６を駆動してインク吐出を行わせる時分割駆動信号を生成する。このとき、論理回路３０は同一セグメント（ヒータ）に関してラッチ回路２８と２９の両方に格納された記録情報を用いる。従って、論理回路３０は図１０に示すように、ラッチ回路２８と２９の両方から記録情報を入力できるようになっている。
【００６３】
図１１は論理回路３０にヒータ６各々に対応して備えられる論理回路の構成とその動作を示す真理値表を示す図である。図１１において、（ａ）は真理値表を、（ｂ）はその論理回路の構成を示す。論理回路にはこのような回路が３１０個備えられる。
【００６４】
また、図１１において、Ａはラッチ回路２８に格納された任意のセグメントに対するブラックインクを吐出させるための記録情報、Ｂはラッチ回路２９に格納されたその同じセグメントに対するブラックインクを吐出させる記録情報である。図１１（ａ）に示す真理値表によれば、この論理回路の出力Ｃは、（１）任意のセグメントに関してラッチ回路２８に格納された記録情報が“０（インク不吐出）”でかつ、その同じセグメントに関してラッチ回路２９に格納された記録情報が“１（インク吐出）”である場合と、（２）任意の同じセグメントに関してラッチ回路２８と２９の両方に格納された記録情報が“１（インク吐出）”である場合の時だけにハイレベル“１”となる。
【００６５】
そして、その時に、ヒートイネーブル信号（ＨＥＡＴ）と偶奇選択信号（ＯＤＤ，ＥＶＥＮ）、ブロック信号とがハイレベル“１”であれば、ＡＮＤ回路３１の出力は“１”となり、これが駆動用トランジスタ２２に出力され、対応するヒータ６が加熱され、機能インクが吐出する。
【００６６】
このように、この実施形態では、制御回路に２つのラッチ回路を設けることで、任意のセグメントからの機能インクの吐出を、これらのラッチ回路に格納された２つの周期にわたるその同じセグメント対応するブラックインクを吐出させるための記録情報に基づいて、制御する。
【００６７】
従って以上説明した実施形態に従えば、インク吐出２周期分のブラックインクを吐出するために用いられるデータ信号を一時的に保持できるように２つのラッチ回路を記録ヘッドに内蔵し、これら２周期分のデータ信号を用いて機能インクを吐出させる駆動信号を生成することができる。
【００６８】
これによって、ブラックインクを吐出するために用いられる制御信号と同一の信号を機能インクを吐出するために用いられる制御信号として送信しても、記録ヘッドに内蔵された回路によって機能インクを吐出する制御信号が生成される。また、インク吐出２周期分のブラックインクを吐出するために用いられるデータ信号に基づいて、機能インクを吐出する制御信号が生成される。
【００６９】
なお、以上の実施形態では、ブラックインクを吐出するために用いる記録信号や制御信号を機能インクの吐出のために流用する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、カラー記録を専用に行う場合であれば、カラーインクの内のいづれか１つをを吐出するために用いる記録信号や制御信号を機能インクの吐出のために流用するようにしても良い。
【００７０】
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。
【００７１】
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４７４０７９６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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。このような場合インクは、特開昭５４−５６８４７号公報あるいは特開昭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。
【００８０】
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。
【００８１】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ，インタフェース機器，リーダ，プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機，ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００８２】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００８３】
この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００８４】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディスク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭなどを用いることができる。
【００８５】
また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００８６】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、記録信号とラッチ信号と偶奇選択信号との供給によって第２の記録要素群が駆動され、例えば、記録媒体上に千鳥状に処理液を付与することができるという効果がある。
【００８８】
これにより、その記録信号や駆動信号を送信する記録装置本体側ではその信号生成回路を共通化でき、これによって装置構成を簡略化して製造コストを低減しながらも、耐水性のある高品位画像を記録することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の代表的な実施形態であるインクジェット記録ヘッドが組み込まれた記録装置の外観斜視図である。
【図２】記録ヘッドのインクを吐出するノズルの構造を示す記録ヘッドの部分破断図である。
【図３】記録ヘッドの外観斜視図である。
【図４】記録装置の制御回路の構成を示すブロック図である。
【図５】ブラックインク吐出用のノズル列を駆動するために用いられる制御回路の構成を示すブロック図である。
【図６】図５に示した制御回路に入力される種々の制御信号のタイムチャートである。
【図７】機能インク吐出用のノズル列を駆動するために用いられる制御回路の構成を示すブロック図である。
【図８】機能インク吐出データ生成回路２４の詳細な構成を示すブロック図である。
【図９】図７に示した制御回路に入力される種々の制御信号のタイムチャートである。
【図１０】他の実施形態に従う機能インク吐出用のノズル列を駆動するために用いられる制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１１】論理回路３０にヒータ６各々に対応して備えられる論理回路の構成とその動作を示す真理値表を示す図である。
【符号の説明】
１、２ 記録ヘッド
１ａ、１ｂ インク吐出口列
１ｃ 電極
３ キャップ
４ フレキシブルプリントケーブル（ＦＰＣ）
５ キャリッジ
６ 電気熱変換素子（ヒータ）
７ ノズル
８ インク吐出口
９ インタフェース
１０ ＭＰＵ
１１ ＲＯＭ
１２ ＤＲＡＭ
１３ ゲートアレイ（Ｇ．Ａ）
１５ キャリアモータ
１６ ヘッドドライバ
１７ａ、１７ｂ モータドライバ
１８ 搬送モータ
１８ａ プーリ
１８ｂ ベルト
１９ ラッチ回路
２０ シフトレジスタ
２１ ヒート選択論理回路
２２ トランジスタ
２３ ３→８デコーダ
２４ データ生成回路
２５ Ｄ型フリップフロップ
２６、２７ ＡＮＤ回路
２８、２９ ラッチ回路
３０ 論理回路

Claims (8)

1. 記録信号に応じた画像を記録媒体に記録するために用いられ、インクを吐出するための第１の記録要素群と、
   処理液を吐出する第２の記録要素群と、
   ラッチ信号によりラッチされた前記記録信号と偶奇選択信号とを受けて前記第１の記録要素群の記録要素をラッチ信号間で偶数番と奇数番とに分けて交互に駆動することでインクを吐出させる第１の駆動回路と、
   前記ラッチ信号と前記偶奇選択信号とを受け、前記偶奇選択信号によって指定される前記第２の記録要素群の偶数番と奇数番の記録要素を前記ラッチ信号毎に交互に選択して駆動を行う制御信号を生成する生成回路と、
   前記記録信号と前記生成回路から出力される前記制御信号とに応じて、前記第２の記録要素群を駆動して前記処理液を吐出させる第２の駆動回路とを有することを特徴とする記録ヘッド。
2. 前記第２の駆動回路は、
   前記記録信号を入力して保持するシフトレジスタと、
   前記シフトレジスタに保持された記録信号をラッチするラッチ回路とを有し、
   前記ラッチ回路にラッチされた記録信号と、前記制御信号とに基づいて動作することを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
3. 前記処理液の吐出のための駆動信号を生成する信号生成回路をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の記録ヘッド。
4. 前記第１及び第２の駆動回路は夫々、前記第１及び第２の記録要素群の記録要素各々に対応して、トランジスタと前記トランジスタから通電される電気熱変換素子を有していることを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
5. 前記第１及び第２の記録要素群の記録要素各々は、前記電気熱変換素子に対応して設けられたノズルと、前記ノズルに連通してインク或は処理液を吐出するインク吐出口を備えていることを特徴とする請求項４に記載の記録ヘッド。
6. 前記インク或は処理液は前記電気熱変換素子から発生する熱エネルギによって膜沸騰が生起され気泡が発生し、前記気泡による発泡によって前記インク吐出口から吐出されることを特徴とする請求項５に記載の記録ヘッド。
7. 前記第１の駆動回路は、
   前記第１の記録要素群の記録要素全てに対応した記録データを受け取るシフトレジスタと、
   前記シフトレジスタが受け取った記録データを前記ラッチ信号でラッチするラッチ回路と、
   前記第１の記録要素を複数のブロックに分割すると共に、該分割された各ブロック内の記録要素をさらに前記偶奇選択信号で分割して駆動を行う回路を有することを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載の記録ヘッドと、
   前記記録ヘッドに前記ラッチ信号、前記記録信号、及び前記偶奇選択信号を出力する手段とを有することを特徴とする記録装置。

Images