JP3140406B2

JP3140406B2 - インクジェット記録ヘッドの吐出駆動方法

Info

Publication number: JP3140406B2
Application number: JP27285597A
Authority: JP
Inventors: 泰之田村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1997-10-06
Publication date: 2001-03-05
Anticipated expiration: 2016-03-05
Also published as: JPH1081017A

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記録
ヘッドの吐出駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクを加熱することにより吐出させ
る、いわゆる熱インクジェット方式の記録ヘッド（以
下、インクジェット記録ヘッドと称す。）は、個々のノ
ズルの構造が簡単で、小型であり、多数のノズルを一体
に構成することが容易である。そのため、従来より数１
０本のノズルを一体に形成し、高速かつ高密度の記録を
得るプリンタに用いられている。

【０００３】上述のようなインクジェット記録ヘッド
は、効率よく吐出させるために、インクの吐出エネルギ
ーを発生する電気熱変換体（以下、「発熱素子」とい
う。）の駆動を急速に短時間で行なう必要があり、一般
に数μｓｅｃ程度の短い電流パルスで駆動される。その
ため駆動の瞬間に流れる電流が大きく、複数の発熱素子
を微細な配線パターンにより共通に接続すると、共通配
線の部分で電圧降下が生じ、同時に駆動する発熱素子の
数に応じて駆動条件が変化してしまうという問題があ
る。

【０００４】そこで、従来は、上述のような問題を解決
するため、以下に示すようなものが知られている。

【０００５】（１）インクジェット記録ヘッドに設けら
れた発熱素子毎に、それぞれ正、負の電流が流れる２本
の配線パターンを設け、さらに、該配線パターンおよび
発熱素子の電気化学反応による破損を防止するため、そ
れらを、保護する絶縁体による保護層が設けられたも
の。

【０００６】（２）発熱素子を駆動する際、その駆動信
号を、各発熱素子に対するコモン電極に与えられている
一定の電位に対して、正および負の電位を示す複数のパ
ルス信号に分割して、駆動しようとする発熱素子のセレ
クト電極に印加するもの（特開昭６４−３８２４５号公
報に記載のもの）。

【０００７】（３）千鳥状に配置された複数の発熱素子
をダイオードマトリクスを介して、駆動するもの（特開
昭５５−１３２２５６号公報に記載のもの）。また、こ
のような配置の発熱素子の駆動方法としては、複数の発
熱素子を二つのブロックに分割して、各ブロック毎に、
交互にあるいは同時に所定の発熱素子を駆動するものが
ある（特開昭４９−１０５５４４号公報、特開昭５１−
９４９４０号公報に記載のもの）。

【０００８】（４）感熱記録等に用いるサーマルヘッド
においては、本出願人が先に出願した特開昭６２−２９
０５５７号公報に記載されているように、前記サーマル
ヘッドに設けられた複数の発熱素子の数より１本多いだ
けの配線により、該発熱素子と駆動部とが接続されて該
発熱素子が駆動され、しかも、駆動の際、発熱素子を流
れる駆動電流の方向が一定しないものがある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の技術は下記のような欠点がある。（１）発熱素子毎に２本の配線パターンを設けたものの
場合は、発熱素子数の２倍の配線パターンが必要となる
ため、インクジェット記録ヘッドにおいてノズルの密度
を大幅に高めることは、発熱素子の基板実装上困難なも
のとなり、より高精度な画像を得る上で大きな制約とな
る。

【００１０】さらに、この場合、発熱素子数の増加に伴
なって配線パターンを細くせざるを得ないため、該配線
パターンの電気抵抗が増大してインクジェット記録ヘッ
ド内の発熱が大きくなる。

【００１１】また、配線パターンおよび発熱素子を保護
する保護層は強固なものとする必要があるが、極めて微
細なピンホールが存在した場合であっても、その点に、
２本の配線パターンに加わる電位に伴なって正または負
の一方の電位が繰返し印加されることになるため、前記
配線パターンあるいは発熱素子の、電気化学反応による
腐食が起り、インクジェット記録ヘッドの破壊につなが
る。この保護層を強固にするため、その厚さを厚くした
場合、発熱素子の熱がインクに伝わり難いものとなり、
インク吐出力を高める上で大きな制約となる。そのた
め、インクとして、粘度の高いものあるいはインクの成
分が蒸発等によって変化しその粘度が増したものを使用
した場合、吐出不能を引き起す要因となる。（２）特開昭６４−３８２４５号公報に記載のものは、
セレクト電極に対して正および負のパルスを印加するの
で、前述の電気化学反応による、インクジェット記録ヘ
ッドの破壊は防止可能であるが、配線パターンの電気抵
抗の増大による電圧降下およびそれに伴なうインクジェ
ット記録ヘッド内の発熱量の増大という問題は解決され
ない。さらに、駆動信号として正および負のパルスを形
成するため、複数の駆動電源が必要となり、装置が大型
かつ複雑なものとなる。（３）特開昭５５−１３２２５６号公報に記載されたよ
うな、千鳥状に配置された発熱素子をダイオードマトリ
クスを介して駆動するものでは、ダイオードマトリクス
を使用するため、発熱素子に対する駆動電圧の印加方向
が一方向に限定され、前述の電気化学反応による、配線
パターンおよび発熱素子の腐食という問題がある。さら
に、ダイオードマトリクス特有のクロストークにより、
駆動発熱素子以外の発熱素子が発熱する可能性があり、
インクジェット記録ヘッド内の発熱量の増大につなが
る。

【００１２】また、この駆動方法では、複数の発熱素子
を２つのブロックに分割してブロック毎に発熱素子を駆
動することが行なわれるが、この場合、ブロック毎に、
インクを吐出するタイミングが異なり、インクジェット
記録ヘッドを被記録体に対して相対的に移動させながら
記録を行なう際、インクの付着位置が、インクジェット
記録ヘッドの移動方向にずれを生じ、記録画像の品位を
低下させる。（４）特開昭６２−２９０５５７号公報に記載のよう
な、サーマルヘッドの駆動方法を、熱を用いて記録する
インクジェット記録ヘッドに適用すると、発熱素子と駆
動部との間の配線パターンに流れる電流が一定しないた
め、配線パターンによる電圧降下が場合によって変化
し、発熱素子の駆動条件が一定にならない。また、熱を
用いるインクジェット記録ヘッドでは、通常、数ＫＨｚ
の繰返し周波数で発熱素子を駆動する場合でも、該発熱
素子の通電時間は数μｓｅｃないし１０μｓｅｃ程度が
適しており、その間に、インク吐出に必要なエネルギー
を得るため瞬時に流れる電流は大きなものとなる。

【００１３】したがって、前述のサーマルヘッドの駆動
方法によれば全発熱素子を一斉に駆動しなければならな
いので、この駆動方法をインクジェット記録ヘッドに適
用した場合、瞬時に流れる電流が膨大なものとなり、イ
ンクジェット記録ヘッドの発熱量の増大の要因となる。（５）従来のインクジェット記録装置では、インクジェ
ット記録ヘッドを画像信号にしたがって駆動する際、シ
リアルデータとして供給される画像信号を、シフトレジ
スタを用いてパラレルデータに変換して、吐出すべきノ
ズルの発熱素子を駆動するので、該画像信号の時間幅を
変化させることができず、各発熱素子の発熱量を個別に
制御することが困難である。

【００１４】本発明は、上記従来の技術の有する欠点に
鑑みてなされたもので、インクジェット記録ヘッドの寿
命を高めるとともに、より高精度な記録を可能にする、
インクジェット記録ヘッドの吐出駆動方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の、インクジェッ
ト記録ヘッドの吐出駆動方法は、熱を用いてインクを吐
出するための複数の電気熱変換体と、該複数の電気熱変
換体に対応して設けられインクを吐出する複数のノズル
と、前記複数の電気熱変換体の各々の両端に接続される
と共に、両端に接続されたそれぞれが互いに隣接する前
記電気熱変換体に共通に接続され、前記複数の電気熱変
換体を選択的に駆動するための駆動信号を供給する配線
電極とを有するインクジェット記録ヘッドの吐出駆動方
法であって、前記複数の前記電気熱変換体を複数の群に
分割し、該群内の電気熱変換体を順に駆動可能に選択す
ると共に、前記選択と画像信号とに基づいて駆動すべき
電気熱変換体の両端に接続された前記配線電極に加えら
れる駆動信号の電圧レベルを変化させ、該駆動すべき電
気熱変換体の前記両端に接続された前記配線電極に流れ
る電流の向きを変えながら前記電気熱変換体を前記選択
に従って順に駆動させることを特徴とするもので代表さ
れる。他の構成要件として好ましいものは、電気熱変換
体の一回当たりの駆動期間内では、配線電極には常に同
一方向に駆動電流が流れるもの、さらに、各群内の電気
熱変換体の選択は、各配線電極が電気的に接続されたシ
フトレジスタのデータをシフトすることで成されるも
の、またさらに、画像信号のパルス幅変調を行なうこと
で、駆動すべき電気熱変換体の発熱量を変化させるもの
がある。

【００１６】〔作用〕本発明の、インクジェット記録ヘ
ッドの吐出駆動方法は、インクジェット記録ヘッドにＮ
個の電気熱変換体が設けられてそれらが列状に接続され
ているとすると、その電気熱変換体列にＮ十１本の配線
電極を接続することになり、それらの配線電極を介して
各電気熱変換体を所定の間隔で選択し、選択した電気熱
変換体に対応するノズルに対して吐出を指示する画像信
号を受けたときに、該電気熱変換体の両端の配線電極間
に異なるレベルの電圧を印加して駆動するものであり、
駆動しようとする電気熱変換体の選択動作に画像信号が
関っていないため、１つの電気熱変換体が選択されてい
る間で前記画像信号の幅、すなわち電気熱変換体を駆動
する期間を任意に定めることができる。

【００１７】各電気熱変換体を駆動する際、該電気熱変
換体の駆動電流を、電気熱変換体列上で、常に同一方向
に発生させる場合には、前記電気熱変換体列の両端の配
線電極を除く各配線電極には、該配線電極に接続された
２つの電気熱変換体を駆動する際、それぞれ逆方向の電
流が流れることになる。

【００１８】また、複数の電気熱変換体群毎に１つずつ
電気熱変換体を選択する場合には、同時に複数の電気熱
変換体が駆動され、記録の高速化が図れる。また、この
場合、電気熱変換体群毎の駆動タイミングの差によっ
て、被記録体上に記録されるドット列が歪む可能性があ
るが、インクジェット記録ヘッドのノズル列を所定角度
傾けて形成することにより改善される。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００２０】図１は本発明のインクジェット記録ヘッド
の吐出駆動方法の第１実施例である駆動回路を示す回路
図である。

【００２１】本実施例の駆動回路は、インバータ回路
３，４，７，８とノア回路（以下、ＮＯＲ回路と称
す。）５₁，・・・，５_2Nー1とシフトレジスタ６とで構
成されており、不図示のインクジェット記録ヘッドに設
けられた２Ｎ個のノズルに対応するインク吐出エネルギ
ーを付与するための電気熱変換体（以下、「発熱素子」
という。）１₁，１₂，・・・，１_2Nー1，１_2Nを、発熱素
子１₁，１₂，・・・，１_Nー1，１_Nー1の発熱素子群Ａと、
発熱素子１_N+1，１_N+2，・・・，１_2N-1，１_2Nの発熱素
子群Ｂとの、同数の２つのグループに分割し、それぞれ
のグループで、発熱素子１₁および発熱素子１_N+1から順
次、駆動するものである。

【００２２】前述の発熱素子１₁，１₂，・・・，
１_2N-1，１_2Nは、それぞれ隣接するノズルに対応する発
熱素子間で順次直列に接続されており、その端部となる
発熱素子１ ₁および発熱素子１_2Nの各一端側は、それぞ
れ、配線電極である配線２₀，２_2Nを介して、インバー
タ回路３，４の出力端と接続されている。また、発熱素
子１₁，１₂，・・・，１_2N-1，１_2Nの各隣接端部におい
ては、例えば発熱素子１₁と発熱素子１₂との隣接端部
が、配線電極である配線２₁を介してＮＯＲ回路５₁の出
力端と接続されているように、それぞれ同様に配線
２₂，・・・，２_2N-1，２_2Nを介して２入力のＮＯＲ回
路５₂，・・・，５_2N-1の出力端と接続されている。し
たがって、本実施例では、２Ｎ個の発熱素子に対して２
Ｎ十１本の配線を設けることによって、各発熱素子が駆
動回路に接続されて、順次駆動されることとなる。

【００２３】上述のＮＯＲ回路５₁，５₂，・・・，５
_2N-1の一方の入力端は、それぞれ２Ｎ−１ビットのシフ
トレジスタ６の出力端子Ｑ₁，Ｑ₂，・・・，Ｑ_2N-1に接
続される。

【００２４】シフトレジスタ６は、シリアル入力パラレ
ル出力タイプのもので、シリアルデータ入力端子ＳＩが
ＧＮＤに接続されてローレベル（以下、Ｌレベルとい
う。）となっており、クロック入力端子ＣＫに入力され
る所定の周期のクロック信号の立上りに同期してシリア
ル入力データを第１ビットから第２Ｎ−１ビートの方向
にシフトする。さらに、このシフトレジスタ６は、クロ
ックのＮ周期毎に、ロード信号入力端子ＬＤにロード信
号が入力され、このロード信号によって、パラレル入力
テータ（Ｐ₁,Ｐ_2N，・・・，Ｐ_N：ハイレベル（以下、
Ｈレベルという。）、Ｐ_N+1，・・・，Ｐ_2N-1：Ｌレベ
ル）がロードされ、このとき出力は出力端子Ｑ₁，・・
・，Ｑ_NがＨレベルで、出力端子Ｑ_N+1，・・・，Ｑ_2N-1
がＬレベルとなる。

【００２５】また、本実施例の駆動回路は、前述の発熱
素子群Ａと、発熱素子群Ｂとの２つのグループそれぞれ
に対応して、前記シフトレジスタ６に入力されるクロッ
ク信号に同期した画像信号１，２が供給されるものであ
り、画像信号１は、インバータ回路７を介して、前記イ
ンバータ回路３の入力端と前記ＮＯＲ回路５₁，・・
・，５_Nの他方の入力端に接続され、画像信号２はイン
バータ回路２を介して、前記インバータ回路４の入力端
と前記ＮＯＲ回路５_N+1，・・・，５_2N-1の他方の入力
端に接続されている。

【００２６】次に、本実施例の動作について、図２を参
照して説明する。図２はシフトレジスタ６に入力される
クロック信号およびロード信号と、画像信号１，２を示
すタインミングチャートである。

【００２７】ここで、画像信号１，２は、前述のように
クロック信号に同期したＨレベルまたはＬレベルの信号
であり本実施例の場合、画像信号１，２がＨレベルのと
き、対応する発熱素子が駆動される。

【００２８】まず、時刻ｔ₁で、クロック信号ととも
に、ロード信号がシフトレジスタ６に入力されたとする
と、該シフトレジスタ６の出力は、前述のように出力Ｑ
₁，・・・，Ｑ_NがＨレベルとなり、出力Ｑ_N+1，・・
・，Ｑ_2N-1がＬレベルになる（状態１）。

【００２９】この状態においては、ＮＯＲ回路５₁，・
・，５_Nの出力はＬレベルで全て同電位となり、また、
インバータ回路４およびＮＯＲ回路５_N+1，・・・，５
_2N-1の各出力は画像信号２のレベルに依存するが、それ
らの出力端は全て同電位となる。したがって、このと
き、画像信号１がＨレベルであれば、インバータ回路３
の出力のみＨレベルとなるため、該インバータ回路３の
出力端とＮＯＲ回路５₁の出力端との間に電位差が生
じ、インバータ回路３からＮＯＲ回路５₁の方向に発熱
素子１₁を介して電流が流れることになり該発熱素子１₁
が駆動される。また、画像信号２について考えると、該
画像信号２がＨレベルであれば、インバータ回路４およ
びＮＯＲ回路５_N+1，・・・，５_2N-1の各出力はＨレベ
ルとなり、該ＮＯＲ回路５_N+1の出力端と前述のように
ＬレベルとなっているＮＯＲ回路５_Nの出力端との間に
電位差が生じ、ＮＯＲ回路５_N+1からＮＯＲ回路５_Nの方
向に、発熱素子１_N+1を介して電流が流れることとな
り、発熱素子１₁と、同様に同時に発熱素子１_N+1が駆動
されることになる。逆に、画像信号１がＬレベルであれ
ば、インバータ回路３の出力はＬレベルとなるためＮＯ
Ｒ回路５₁の出力端と同電位となって電流は流れず、発
熱素子１₁は駆動されない。また、画像信号２がＬレベ
ルであれば、ＮＯＲ回路５_N+1，・・・，５_2N-1および
インバータ回路４の出力は全てＬレベルとなり、さらに
前述のようにＮＯＲ回路５_Nもその出力はＬレベルにな
っているので、同様に発熱素子１_N+1は駆動されない。

【００３０】つづいて、時刻₂で２番目のクロック信号
がシフトレジスタ６に入力されると、該シフトレジスタ
６のシフト動作により出力Ｑ₁，・・・，Ｑ_2N-1の状態
が変化して、出力Ｑ₂，・・・，Ｑ_N+1がＨレベルとな
り、その他の出力Ｑ₁およびＱ_N ₊₂，・・・，Ｑ_2N-1はＬ
レベルとなる（状態２）。

【００３１】この状態で画像信号１がＨレベルとする
と、インバータ回路３およびＮＯＲ回路５₁の出力はと
もにＨレベルで同電位となり、ＮＯＲ回路５2，・・
・，５_Nの出力はＬレベルとなる。

【００３２】したがって、この状態においては、発熱乗
子１₂を介してＮＯＲ回路５₁からＮＯＲ回路５₂の方向
に電流が流れるため、該発熱素子１₂が駆動される。

【００３３】また、画像信号２がＨレベルとすると、イ
ンバータ回路４およびＮＯＲ回路５_N ₊₂，・・・，５
_2N-1の出力はＨレベルとなるが、ＮＯＲ回路５_N+1の出
力は、シフトレジスタ６の出力Ｑ_N+1がＨレベルとなっ
ているためＬレベルとなる。したがって、ＮＯＲ回路５
_N+2からＮＯＲ回路５_N+1の方向に発熱素子１_N+2を介し
て電流が流れるため、該発熱素子１_N+2が駆動される。

【００３４】このように、状態１および状態２において
は、それぞれ２つの発熱素子が同時に駆動されており、
シフトレジスタ６のシフト動作に伴なって状態が１から
２に変わる際、駆動される発熱素子もそれぞれ１つずつ
シフトする。

【００３５】ここで、図２に示すように時間とともに変
化する状態（１〜Ｎ）においての、シフトレジスタ６の
出力Ｑ₁，・・・，Ｑ_2N-1の変化とそのとき駆動される
発熱素子を、表１に示す。

【００３６】

【表１】この表１からも明らかなように、各状態において、２つ
の発熱素子群Ａ，Ｂからそれぞれ１つずつ、同時に２つ
の発熱素子駆動されており、しかも、シフトレジスタ６
のシフト動作に伴なう状態の変化に応じて順に駆動され
ている。

【００３７】この発熱素子１₁，１₂，・・・，１_2Nが発
熱する期間は、画像信号１および画像信号２のパルス幅
に依存するため、該画像信号１および画像信号２にパル
ス幅変調を施すことにより、発熱素子それぞれの発熱量
を変えることができ、発熱素子のバラツキを補償する手
段として、有効となる。また、このようにして、各発熱
素子の発熱量を変化させることにより、インクジェット
記録ヘッドからのインクの吐出量が、発熱素子の発熱量
に応じて変化するため、カラー画像等の階調制御を行な
うことができるものとなる。

【００３８】上述の動作説明においては、各入出信号の
電圧レベルを便宜上、ＨレベルあるいはＬレベルで示し
たが、実際に発熱素子を駆動する電流を得るためには＋
２５Ｖ程度の電圧を必要とする。したがって、シフトレ
ジスタ６およびインバータ回路７，８としてＴＴＬレベ
ルのＩＣを用いた場合、インバータ回路３，４およびＮ
ＯＲ回路５₁，・・・，５_2N-1としては入力側はＴＴＬ
レベルで受けることができるが、直接発熱素子と接続さ
れる出力端においては、前記ＴＴＬレベルを前述のよう
に、発熱素子の駆動に必要となる電圧にレベル変換する
必要がある。

【００３９】また、発熱素子に接続される各ＮＯＲ回路
の出力端においては、駆動する発熱素子によって正およ
び負の電流、すなわち電流が流れ出す場合と電流が流れ
込む場合がある。例えば、発熱素子１₁および発熱素子
１₂について考えると、発熱素子１₁を駆動する場合、イ
ンバータ回路３からＮＯＲ回路５₁へ電流が流れるため
ＮＯＲ回路５₁においては、負の電流が流れたことにな
るが、発熱素子１₂２を駆動する場合、ＮＯＲ回路５₁か
らＮＯＲ回路５₂へ電流が流れるため、ＮＯＲ回路５₁に
おいては正の電流が流れたことになる。したがって、イ
ンバータ回路３，４およびＮＯＲ回路５₁，・・・，５
_2N-1としては、一般に、レベル変換用として用いられて
いるオープンコレクタ型のものは使用することができ
ず、その他のレベル変換用の回路が必要となる。

【００４０】このレベル変換用回路の一例を図３に示
す。

【００４１】このレベル変換用回路は、トランジスタＴ
Ｒｌ，ＴＲ２，ＴＲ３と抵抗器Ｒｌ，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ
４，Ｒ５，Ｒ６とで構成されており、ロジック回路電源
端子およびヘッド出力電源端子に所定の電圧を接続し、
出力端子に不図示の負荷抵抗を接続した場合、ロジック
入力がＬレベルであれば、トランジスタＴＲｌおよびト
ランジスタＴＲ２がオンして出力端子にはヘッド出力電
源の電圧が現われる。また、上記の状態でロジック入力
がＨレベルであれば、トランジスタＴＲ３のみオンする
ので出力端子は０Ｖとなる。したがって、上述のレベル
変換用回路はインバータ回路として作用することになる
ため、前述のインバータ回路３，４に対しては、ロジッ
ク回路電源を＋５Ｖ，ヘッド出力電源を、発熱素子の駆
動に要する電圧（例えば十２５Ｖ）とすることで、ＴＴ
Ｌレベルの、インバータ回路７およびインバータ回路８
と接続することができる。また、ＮＯＲ回路５₁，・・
・，５_2Nに対しては、ＴＴＬレベルのオア回路を前段に
使用し、その後段に上述のレベル変換用回路を接続する
ことでＮＯＲ回路として動作するとともに、発熱素子の
駆動が可能となる。

【００４２】このレベル変換用回路を前述の図１に示し
た駆動回路に組込んだ場合の動作を、前述の状態２にお
いて発熱素子１₂（駆動電圧十２５Ｖ）の駆動を例にし
て説明する。

【００４３】まず、発熱素子１₂を駆動する場合、ＮＯ
Ｒ回路５₁の出力が十２５Ｖ（Ｈレベル）でＮＯＲ回路
５₂の出力が０Ｖ（Ｌレベル）となっており、ＮＯＲ回
路５₁においては前述のようにトランジスタＴＲ２がオ
ンし、ＮＯＲ回路５₂においてはトランジスタＴＲ３が
オンしているため、ＮＯＲ回路５₁からＮＯＲ回路５₂へ
発熱素子１₂を介して電流が流れることになって該発熱
素子１₂が駆動される。

【００４４】本実施例では、インクジェット記録ヘッド
に形成された各ノズルが順次駆動されるため、被記録体
上に記録されるドット列が歪む場合が考えられるが、該
インクジェット記録ヘッドのノズル列を、被記録体に対
する相対移動方向に対して直交する方向に傾けて配置す
ることにより、被記録体に向うインク滴の方向が被記録
体に対して直角になり、被記録体上での像の歪をなくす
ことができる。

【００４５】また、本実施例は、同時に２つの発熱素子
を、駆動するものを示しており、駆動用の電源容量を、
特に大きくする必要がないという利点があるが、駆動す
る発熱素子数は１つあるいは２つ以上とすることも可能
である。

【００４６】前述のように、２Ｎ個の発熱素子１₁，・
・・，１_2Nを、２Ｎ＋１本の配線２，₀・・・，２_2Nを
介して駆動回路と接続した場合の、インクジェット記録
ヘッド内に配線パターンを形成した際の例を図４
（ａ）、（ｂ）に示す。

【００４７】図４（ａ）は、発熱素子１₁，・・・，１
_2N内の電流の方向が配線パターン２，₀・・・，２_2Nの
方向と平行な場合、（ｂ）は電流の方向が直角の場合で
ある。

【００４８】図４（ａ），（ｂ）から明らかなように、
各配線パターン２₀，・・・，２_2Nの幅を著しく太くす
ることができ、配線の電気抵抗が小さいものとなる。

【００４９】このような、発熱素子および配線パターン
は、例えば、Ｓｉ基板上に薄膜プロセスにより形成する
ことができる。さらに、通常は、発熱素子および配線パ
ターンの上に、ＳｉＯ₂等よりなる保護層およびＴａ等
よりなる耐キャビテーション層を設けて、前記発熱素子
および配線パターンを保護する。

【００５０】前述した駆動回路においては、配線パター
ン上を流れる電流の方向が変化し、電気化学反応が起り
難いので、前記保護層の厚みは従来よりも、薄くするこ
とが可能である。さらに、発熱素子として例えば、Ｔａ
Ａｌ合金等のように、耐キャビテーション性の強い材料
を用いれば、前記保護層および耐キャビテーション層を
省略することも可能である。その結果、発熱素子とイン
クの間の熱の伝達がよくなり、インクを急激に加熱する
ことが可能となり、インクの吐出力を高められるのみな
らず吐出の安定性および再現性がよくなる。

【００５１】また、上述のように、配線パターンを大く
できるので、従来に比べて、高密度に発熱素子を配置し
た場合でも、配線抵抗を小さくすることができる。さら
に、発熱素子の列の一方向にのみ配線パターンを配置す
ることが可能であるので、基板の端部から発熱素子まで
の距離を短くすることができ、より高性能なインクジェ
ット記録ヘッドの設計が可能となる。

【００５２】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。

【００５３】図５は本実施例の、インクジェット記録ヘ
ッドの駆動回路を示す回路図である。

【００５４】この駆動回路は、前述の第１実施例の場合
と同様に、不図示のインクジェット記録ヘッドに設けら
れた２Ｎ個のノズルに対応する発熱素子１１₁，・・
・，１１_2Nを発熱素子１１₁，・・・，１１_Nの発熱素子
群Ａと発熱素子１１_N+1，・・・，１１_2Nの発熱素子群
Ｂとの２つのグループに分割し、それぞれのグループ毎
に、前記発熱素子を１つずつ順次駆動する。

【００５５】本実施例においても、各発熱素子１１₁，
・・・，１１_2Nは、前述と同様に、直列に接続されてい
るとともに、２Ｎ十１本の配線１２₀，・・・，１２_2N
によって駆動回路に接続されている。ただし、本実施例
では発熱素子１１_Nと発熱素子１１_N+1との接続点に設け
られた配線１２_Nは、発熱素子１１_Nあるいは発熱素子１
１_N+1の駆動に要する電圧（以下、十２５Ｖとする。）
にプルアップされている。したがって、本実施例の場合
も、２Ｎ個の発熱素子に対して２Ｎ十１本の配線を設け
ることにより、該発熱素子を駆動回路と接続して駆動す
る。本実施例の駆動回路は、Ｎ−１ビットのシフトレジ
スタ１６とインバータ回路１３，１４と２入力のナンド
回路（以下、ＮＡＮＤ回路と称す。）１５₁，・・・，
１５_N-1，１５_N+1、・・・，１５_2Nとで構成されてお
り、画像信号としては、前述の発熱素子群Ａに対応する
画像信号１と発熱素子群Ｂに対応する画像信号２とが、
前記シフトレジスタ１６に印加されるクロック信号に同
期して供給される。

【００５６】シフトレジスタ１６は、シリアル入力パラ
レル出力のタイプのものであり、クロック信号に従って
シリアル入力データを順にシフトしていくが、本実施例
においてはシリアル入力端子が常にＨレベルとなってい
るので、Ｈレベルのデータが順にシフトされる。

【００５７】また、インバータ回路１３，１４とＮＡＮ
Ｄ回路１５₁ ・・・，１５_N-1,１５ _N+1,１５_2Nの出力端
とには、前述の第１実施例の場合と同様に図３に示した
レベル変換回路が組込まれている。

【００５８】ＡＮＤ回路１５₁，・・・，１５_N-1につい
ては、それぞれの一方の入力端が前記シフトレジスタ１
６の出力Ｑ₁，・・・，Ｑ_N-1と順に接続されており、Ｎ
ＡＮＤ回路１５_N+1，・・・，１５_2Nについては、それ
ぞれの一方の入力端が前記シフトレジスタ１６の出力端
と出力Ｑ_N-1，・・・，Ｑ₁の順に接続されている。さら
に、ＮＡＮＤ回路１５₁，・・・，１５_N-1の他方の入力
端は、前記インバータ回路１３の入力端とともにそれぞ
れ画像信号１と接続されており、ＮＡＮＤ回路１
５_N+1，・・・，１５_2Nの他方の入力端は前記インバー
タ回路１４の入力端とともに、それぞれ画像信号２と接
続されている。

【００５９】つづいて、本実施例の動作について、図６
のタイミングチャートに沿って説明する。

【００６０】まず、時刻ｔ₀でクリア信号がシフトレジ
スタ１６に入力すると、時刻ｔ₁におけるクロック信号
の立上りのタイミングで該シフトレジスタ１６がクリア
され、出力Ｑ₁，・・・，Ｑ_N-1は全てＬレベルとなる
（状態１）。

【００６１】この状態１においては、ＮＡＮＤ回路１５
₁，・・・，１５_N-1，１５_N+1，・・・，１５_2Nの出力
は全て十２５Ｖとなっており、このとき、画像信号１が
Ｈレベルであればインバータ回路１３の出力は０Ｖとな
るので発熱素子１₁が駆動され、また、画像信号２がＨ
レベルであればインバータ回路１４の出力が０Ｖとなる
ので発熱素子１２_Nが駆動される。逆に、画像信号１，
２がＬレベルであれば、インバータ回路１３，１４の出
力は＋２５Ｖとなって、ＮＡＮＤ回路１５₁，１５_2Nの
出力と同電位になるため、発熱素子１１₁，１１_2Nには
電流は流れない。

【００６２】つづいて、時刻ｔ₂でのクロック信号の立
上りにより、シフトレジスタ１６の出力Ｑ₁がＨレベル
となる（状態２）。この状態２では、インバータ回路１
３，１４およびＮＡＮＤ回路１５₁，１５_2Nの各出力は
画像信号１あるいは画像信号２に依存するが、その他の
ＮＡＮＤ回路１５₂，・・・，１５_N-1，１５_N+1，・・
・，１５_2N-1の出力は十２５Ｖとなっている。このと
き、画像信号１がＨレベルであれば、インバータ回路１
３およびＮＡＮＤ回路１５１の出力は０Ｖとなるため、
ＮＡＮＤ回路１５₂からＮＡＮＤ回路１５₁へ発熱素子１
１₂を介して電流が流れ、該発熱素子１１₂が駆動され
る。また、画像信号２がＨレベルであれば、インバータ
回路１４およびＮＡＮＤ回路１５_2Nの出力が０Ｖとなる
ため、ＮＡＮＤ回路１５_2N-1からＮＡＮＤ回路１５_2Nへ
発熱素子１１_2N-1を介して電流が流れ、該発熱素子１１
_2N-1が駆動される。

【００６３】このようにして発熱素子群Ａにおいてはシ
フトレジスタ１６のシフト動作に伴なって発熱素子１１
₁側から１つずつ順に駆動され、発熱素子群Ｂにおいて
は、同様にシフトレジスタ１６のシフト動作に伴なって
発熱素子１１_2N側から１つずつ順に駆動されていく。

【００６４】ここで、クロック信号が第Ｎ周期目になる
時刻ｔ_Nについて考えると、この場合、シフトレジスタ
の出力Ｑ₁，・・・，Ｑ_N-1は全てＨレベルとなっている
（状態Ｎ）。

【００６５】この状態においては、インバータ回路１
３，１４およびＮＡＮＤ回路１５₁，・・・，１５_N-1，
１５_N+1，・・・，１５_2Nの各出力は画像信号１あるい
は画像信号２に依存する。このとき、画像信号１がＨレ
ベルであればインバータ回路１３およびＮＡＮＤ回路１
５₁，・・・，１５_N-1の各出力は０Ｖとなるが、前述の
ように発熱素子１１_Nと発熱素子１１_N+1との間が十２５
Ｖにプルアップされでいるため、該発熱素子１１_Nを介
してＮＡＮＤ回路１５_N-1へ電流が流れて該発熱素子１
１_Nが駆動される。また、画像信号２がＨレベルであれ
ばインバータ回路１４およびＮＡＮＤ回路１５_N+1，・
・・，１５_2Nの各出力は０Ｖとなるため、発熱素子１１
_Nの場合と同様に、発熱素子１１_N+1を介してＮＡＮＤ回
路１５_N+1へ電流が流れて該発熱素子１１_N+1が駆動され
る。

【００６６】この状態Ｎが終了することにより、発熱素
子群Ａ，Ｂともに全ての発熱素子が一通り駆動されたこ
とになり、その後、シフトレジスタ１６に再びクリア信
号が入力されることにより、前述の状態１に戻って同様
な動作が繰返される。

【００６７】本実施例によれば、シフトレジスタ１６は
Ｎ−１ビットのものであるため、前述の第１実施例のよ
うに２Ｎ−１ビットのシフトレジスタを用いる場合に比
ベて回路実装上、より小規模なものとすることができ
る。

【００６８】また、本実施例においては、各ノズルは両
端から順次駆動されてインクを吐出するため、各ノズル
の駆動の時間差によってインクジェット記録ヘッドを被
記録体に対して相対的に移動しつつ記録する場合、記録
画像に歪を生じることが考えられるが、その歪は、被記
録体上に記録されたドット列が、くの字型になるだけで
あり隣接ドット間が大きくはなれることはないので、比
較的目立たないものである。このドット列の歪は、各発
熱素子の駆動時間を短くして、全ての発熱素子の駆動に
要する時間を各発熱素子の駆動の繰返しの間隔よりも十
分小さくすれば、抑えることができる。

【００６９】次に、本発明の第３の実施例について、図
７を参照して説明する。図７は本実施例の、インクジェ
ット記録ヘッドの駆動回路を示す回路図である。

【００７０】本実施例は、Ｎ個のノズルを有するインク
ジェット記録ヘッドの各ノズルそれぞれに設けられた発
熱素子２１₁，・・・，２１_Nを画像信号に応じて駆動す
る駆動回路であり、インバータ回路２３，２４と２入力
のＮＯＲ回路２５₁，・・・，２５Ｎ＋１とＮ−１ビッ
トのシフトレジスタ２６と２入力の排他的論理和回路
（以下、ＥＸ−０Ｒ回路と称す。）２７₁，・・・，２
７_Nー1とで構成されている。

【００７１】また、Ｎ個の発熱素子２１₁，・・・，２
１_Nは、前述の各実施例と同様に直列に接続されてお
り、その端部となる、発熱素子２１₁と発熱素子２１_Nの
各一端は、それぞれ配線２２₀，２２_Nを介して、駆動回
路内のＮＯＲ回路２５₁，２５_N+1の出力端に接続され、
また、発熱素子２１₁，・・・，２１_Nの各隣接端部にお
いては、例えば発熱素子２１₁と発熱素子２１₂との接続
点が配線２２₁を介して、駆動回路内のＮＯＲ回路２５₂
の出力端と接続されているように、同様に、それぞれ、
配線２２₂，・・・，２２_Nー1を介してＮＯＲ回路２
５₃，・・・，２５_Nの出力端と接続されている。

【００７２】したがって、本実施例の場合も、Ｎ個の発
熱素子２１₁，・・・，２１_Nに対してＮ十１本の配線を
設けることにより、各発熱素子が駆動回路に接続されて
順次駆動されることになる。

【００７３】ＮＯＲ回路２５₁，・・・，２５_N+1は前述
の第１実施例で用いたＮＯＲ回路と同様に図３に示した
レベル変換回路が組込まれたもので、一方の入力端はそ
れぞれ、画像信号が入力されるインバータ回路２３の出
力端と接続されている。このＮＯＲ回路２５₁，・・
・，２５_N+1のうち、ＮＯＲ回路２５₁の他方の入力端は
後述する高速パルス信号が入力され、また、ＮＯＲ回路
２５_N+1の他方の入力端は、インバータ回路２４を介し
て、同様に高速パルス信号が入力される。さらに、ＮＯ
Ｒ回路２５₂，・・・，２５_Nの各他方の入力端は、それ
ぞれ前記ＥＸ−０Ｒ回路２７₁，・・・，２７_Nー1の出力
端と接続されている。このＥＸ−０Ｒ回路２７₁，・・
・，２７_Nー1については、一方の入力端が、シフトレジ
スタ２６の出力Ｑ₁，・・・，Ｑ_Nー1と順に接続され、他
方の入力端は、いずれも高速パルス信号が入力されてい
る。

【００７４】前記高速パルス信号は、各発熱素子が駆動
されている時間より短い周期のパルス信号であり、該高
速パルス信号のレベル変化に伴なって、発熱素子を流れ
る駆動電流の方向が変化する構成となっている。

【００７５】つづいて、本実施例の動作について説明す
る。

【００７６】今、シフトレジスタ２６にロード信号が入
力されたとすると、予めパラレル入力端子Ｐ_Nー1，・・
・，Ｐ_Nー1に設定されているＨレベルの入力データがロ
ードされて、シフトレジスタ２６の出力Ｑ₁，・・・，
Ｑ_Nー1は全てＨレベルとなる。このとき、画像信号がＨ
レベルであれば、発熱素子２１₁が駆動されるが、その
駆動の間に、前述の高速パルス信号のＨ，Ｌレベルの変
化に伴なって、発熱素子２１₁を流れる電流の方向が、
ＮＯＲ回路２５₁とＮＯＲ回路２５₂との間で変化する。
高速パルス信号がＨレベルであれば、ＮＯＲ回路２５
_Nー1の出力は０Ｖであり、また、ＥＸ−０Ｒ回路２７₁の
出力がＬレベルとなってＮＯＲ回路２５₂の出力が＋２
５Ｖとなるので、この場合は、ＮＯＲ回路２５₂からＮ
ＯＲ回路２５₁へ発熱素子２１₁を介して電流が流れる。
逆に、高速パルス信号がＬレベルであれば、ＮＯＲ回路
２５₁の出力は十２５Ｖとなり、また、ＥＸ−０Ｒ回路
２７₁の出力がＨレベルとなってＮＯＲ回路２５₂の出力
は０Ｖとなるので、この場合は、ＮＯＲ回路２５₁から
ＮＯＲ回路２５₂へ発熱素子２１₁を介して、電流が流れ
る。

【００７７】このように本実施例は、前記高速パルス信
号のレベル変化に伴なって、画像信号に依存する駆動電
圧を発熱素子の両端で入替えることで、該発熱素子およ
び該発熱素子の両端に接続されている配線を流れる電流
の方向を変化させている。

【００７８】その他の発熱素子２１₂，・・・，２１_Nに
ついても、シフトレジスタ２６のシフト動作に伴なって
順次１つずつ駆動され、さらに、その駆動の間に、前述
したように高速パルス信号のレベル変化に伴なって、発
熱素子に流れる電流の方向が変わることになる。

【００７９】インクを加熱して吐出させるインクジェッ
ト記録ヘッドに対しては、一般に、電気化学反応による
腐食等が起り難い発熱素子および配線材を用いるが、発
熱素子が発熱し、高温となった状態では、電気化学反応
に対して十分に強いとは言えない。そこで発熱素子を駆
動している間に該発熱素子を流れる電流の向きを変化さ
せることにより、電気化学反応の進行を抑制することが
でき、インクジェット記録ヘッドの耐久性を大幅に増す
ことができる。

【００８０】前述した高速パルス信号のタイミングは発
熱素子の駆動のタイミングと同期している必要はなく、
シフトレジスタ２６のクロック信号よりも高い周波数と
すれば十分な効果がある。このように、発熱素子の両端
において高速に電位を変化させることにより、電気化学
反応によって生じるイオンの拡散に要する時間よりも短
い時間で電位が変化するので、電気化学反応による障害
は著しく小さくなる。また、配線パターン等の腐食だけ
でなく、インクの電気分解による水素の気泡の発生等も
防止される。

【００８１】次に、本発明の第４実施例について図８を
参照して説明する。

【００８２】図８は本実施例の、インクジェット記録ヘ
ッドの駆動回路を示す回路図である。本実施例の駆動回
路は、前述の図１に示した回路に対し、インバータ回路
３，４をＴＴＬレベルのバッファ回路３３，３４に代
え、また、ＮＯＲ回路５₁，・・・，５_2N-1をＴＴＬレ
ベルの２入力のオア回路（以下、０Ｒ回路と称す。）３
５₁，・・・，３５_2N-1に代えたものであり、さらに、
図１の場合と同様に２つの発熱素子群Ａ，Ｂに分割さ
れ、直列に接続された発熱素子３１₁，・・・，３１２_N
と前記０Ｒ回路３５₁，・・・，３５_2N-1およびバッフ
ァ回路３３，３４との間の配線３２₀，・・・，３２_2N
上に、それぞれ排他的論理和否定回路（以下、ＥＸ−Ｎ
ＯＲ回路と称す。）３９₁，・・・，３９２_N+1を配置し
たものである。

【００８３】本実施例の駆動回路では、ＥＸ−ＮＯＲ回
路３９₁，・・・，３９２_N+1の出力端がそれぞれ、発熱
素子３１₁，・・・，３１２_Nの両端部分に接続され、該
ＥＸ−ＮＯＲ回路３９₁，・・・，３９_2N+1の一方の入
力端は、いずれも前述の第３実施例と同様に高速パルス
信号に接続されており、他方の入力端は、それぞれバッ
ファ回路３３、０Ｒ回路３２₁，・・・，３２_2N+1、バ
ッファ回路３４の各出力端と接続されている。したがっ
て、末実施例の場合も、２Ｎ個の発熱素子は２Ｎ十１本
の配線によって駆動回路と接続されていることになる。

【００８４】上述のＥＸ−ＮＯＲ回路３９₁，・・・，
３９２_N+1は、発熱素子３１₁，・・・，３１_2Nの駆動電
流が流れる部分であるので、前述の図３に示したレベル
変換用回路が組込まれたものである。

【００８５】本実施例の場合も、前述の第１実施例の場
合と同様に、発熱素子群Ａ、Ｂ毎にそれぞれ１つずつ発
熱素子がシフトレジスタ３６のシフト動作に伴なって順
次駆動されるとともに、前述の第３実施例の場合と同様
に、高速パルス信号のレベル変化に伴なって各発熱素子
の駆動期間中に、該発熱素子を流れる電流の方向が変化
するものである。

【００８６】例えば、前述の表１における状態１の場合
では、発熱素子３１₁および発熱素子３１_N+1が同時に駆
動される。この状態で高速パルス信号のレベルが変化し
た際の発熱素子３１₁に流れる電流の方向についてみる
と、まず、高速パルス信号がＨレベルの場合は、ＥＸ−
ＮＯＲ回路３９₁の出力は０Ｖであり、ＥＸ−ＮＯＲ回
路３９₂の出力は十２５Ｖとなるので、発熱素子３１₁に
流れる電流はＥＸ−ＮＯＲ回路３９₂からＥＸ−ＮＯＲ
回路３９₁の方向となり、逆に高速パルス信号がＬレベ
ルの場合は、ＥＸーＮＯＲ回路３９₁の出力が十２５Ｖ
となり、ＥＸ−ＮＯＲ回路３９₂の出力が０Ｖとなるの
で、電流の方向はＥＸ−ＮＯＲ回路３９₁からＥＸ−Ｎ
ＯＲ回路３９₂となる。

【００８７】また、発熱素子３１_N+1についてみると、
ＥＸ−ＮＯＲ回路３９_NとＥＸ−ＮＯＲ回路３９_N+1の間
で、上述の発熱素子３１₁の場合と同様に、高速パルス
信号のレベル変化に伴なって電流の方向が変化する。本
実施例によれば、同時に２つの発熱素子を駆動すること
ができるので前述の第３実施例の場合に比ベて、より高
速な記録が行えるとともに、電気化学反応による、配線
および発熱素子の障害を防止することができる。また、
前述した第２実施例に対しても、本実施例と同様にＥＸ
−ＮＯＲ回路を配置して外部から高速パルス信号を印加
することにより、同様な効果を得られる。

【００８８】前述した各実施例で説明した駆動回路を、
１つのインクジェット記録ヘッドに対して、それぞれ複
数設けることにより、同時に多数の発熱素子を駆動する
ことが可能となり、記録の高速化を図ることができる。
また、それらの駆動回路によって駆動されるインクジエ
ット記録ヘッドは、複数のノズルが一直線状に配置され
たものであってもよいが、必ずしもその必要はない。例
えば、発熱素子が実装された基板に対して垂直に吐出す
る形態のインクジェット記録ヘッドにおいてはノズルの
配列は比較的自由に設計することができる。その場合に
は、駆動されるタイミングに対応して、前述のようにノ
ズルの位置を所定角度傾けて配置することにより、複数
の発熱素子群毎に、同時に複数の発熱素子を駆動すると
きであっても歪のない画像を得ることができる。

【００８９】さらに、インクジェット記録ヘッドにおい
て、インクを吐出するノズルは、必ずしもノズル壁を有
するものである必要はなく、例えば複数の吐出位置に対
応するスリット状の吐出口を有するもの等、実質的に吐
出位置を定める機能を有するものであればよい。

【００９０】次に、本発明を実施する代表的な記録装置
について、図９を参照して説明する。

【００９１】図９は、本発明のインクジェット記録ヘッ
ドの吐出駆動方法を実施した駆動回路を備えたインクジ
ェット記録装置の一例を示す斜視図である。

【００９２】このインクジェット記録装置は、インクジ
ェット記録ヘッド８２および不図示のインクタンクを一
体化したインクジェットヘッドカーリッジ８１が装着さ
れたキャリッジ８３が、駆動モータ８５の駆動力を伝達
する駆動ベルト８４の一部に連結されて、互いに平行に
配設された２本のガイドシヤフト８６Ａ，８６Ｂに対し
て摺動可能に取付けられており、前記駆動モータ８５の
駆動力により、前記インクジェット記録ヘッド８２が、
該インクジェット記録ヘッド８２の吐出面に対向して配
置されたプラテン９７上に、不図示の媒体給送装置から
給送される記録媒体である記録紙の全幅にわたって往復
運動して該記録紙への記録を行なう構成となっている。

【００９３】前述のインクジェット記録ヘッド８２は、
記録紙の記録面に対向する吐出面に、熱エネルギーを利
用してインクの吐出を行なうノズル群を備え、インクジ
ェットヘッドカートリッジ８３内に一体化されたインク
タンクからインクが供給される。

【００９４】また、このインクジェット記録装置は、イ
ンクジェット記録ヘッド８２の記録動作における往復運
動の範囲外で、ヘッド回復動作の際にインクジェット記
録ヘッド８２が移動される位置（図中ガイドシャフト８
６Ａの左端、以下、回復ポジションと称す。）におい
て、該インクジェット記録ヘッド８２の吐出面に対向し
て伝動機構９１を介したモータ９０の駆動力によって駆
動され、前記インクジェット記録ヘッド８２の吐出面を
キャッピングするキャップ部８８Ａを備えたヘッド回復
装置８８が設けられている。

【００９５】このヘッド回復装置８８は、ヘッド回復動
作の際、キャップ部８８Ａによるインクジェット記録ヘ
ッド８２の吐出面のキャッピングに関連して、適宜の吸
引手段によるインク吸引もしくはインクジェット記録ヘ
ッド８２へのインク供給経路に設けた適宜の加圧手段に
よるインク圧送を行ない、インクを吐出口より強制的に
排出させることによりノズル内の増粘インクを除去する
等の吐出回復動作を行なう。

【００９６】さらに、ヘッド回復装置８８の側面には、
シリコンゴムで形成されるワイピング部材としてのブレ
ード８９がブレード保持部材８９Ａによってカンチレバ
ー形態で保持され、ヘッド回復装置８８と同様、モータ
および伝動機構９１によって動作し、インクジェット記
録ヘッド８２の吐出面との係合が可能となる。これによ
り、ヘッド回復装置８８を用いた吐出回復動作後に、ブ
レード８９をインクジェット記録ヘッド８２の移動経路
中に突出させ、該インクジェット記録ヘッド８２の移動
動作に伴なってインクジェット記録ヘッド８２の吐出面
における結露、濡れあるいは塵挨等をふきとる構成とな
っている。

【００９７】また、このインクジェット記録装置は、前
述の各実施例に示したようなインクジェット記録ヘッド
８２の吐出を制御する駆動回路を不図示の印字制御ブロ
ックに備えており、該駆動回路によって吐出動作が制御
される。

【００９８】このようなインクジェット記録装置によれ
ば、従来よりはるかに品質の長期安定を達成できる。

【００９９】本発明は、特に、インクジェット記録方式
の中でもバブルジェット方式の記録ヘッド、記録装置に
おいて、優れた効果をもたらすものである。

【０１００】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
行なうものが好ましい。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一つの駆動信号
を印加することによって、該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させ
て、結果的にこの駆動信号に一対一対応し液体（イン
ク）内の気抱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、少なくとも一つの滴を形成する。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
が行なわれるので、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なう
ことができる。

【０１０１】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４
４５９６００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ー１２３６７０号公報や熱エネルギー
の圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応せる構成を開示
する特開昭５９ー１３８４６１号公報に基づいた構成と
しても本発明は有効である。

【０１０２】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一個の記録ヘッドとしての
構成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を一
層有効に発揮することができる。

【０１０３】加えて、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、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。

【０１０４】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、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、
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合わせによる
予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出モー
ドを行なうことも安定した記録を行なうために有効であ
る。

【０１０５】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―体的に構成するか複数個の組合わせによってでも
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。

【０１０６】以上説明した本発明の実施例においては、
インクを液体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、室温で軟化もしくは液となる
もの、或いは、インクジェットにおいて一般的に行なわ
れている温度調整の温度範囲である３０℃以上７０℃以
下の範囲内で軟化もしくは液体となるものでもよい。す
なわち、使用記録信号付与時にインクが液状をなすもの
であれば良い。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態変化のエネル
ギーとして使用せしめることで防止するかまたは、イン
クの蒸発防止を目的として放置状態で固化するインクを
用いるかして、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てインク液状とし
て吐出するものや記録媒体に到達する時点ではすでに固
化し始めるもの等のような、熱エネルギーによって初め
て液化する性質のインク使用も本発明には適用可能であ
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、多孔質シート凹部又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。

【０１０７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下に示すような効果を秦する。（１）電気熱変換体列に接続する配線電極の本数が電気
熱変換体の数より１本多いだけで各電気熱変換体を順に
駆動することができるので、インクジェット記録ヘッド
のノズルの高密度化が向上し、高精度な画像を得ること
が可能となる。さらに、電気熱変換体および配線電極を
基板上に実装する際、配線電極パターンを太く形成する
ことができ、特定の配線電極に対して駆動電流が集中し
なくなるので、配線電極による電圧降下が防止されると
ともにインクジェット記録ヘッド内での発熱を小さくす
ることができる。（２）駆動しようとする電気熱変換体の選択動作に画像
信号が依存しないため、各電気熱変換体が選択されてい
る間で該画像信号の幅を変化させることにより、電気熱
変換体毎に発熱量を制御することが可能となる。また、
これによって、電気熱変換体の特性のバラツキを改善す
ることができるとともに、電気熱変換体の発熱量に応じ
てインク吐出量が変化するインクジェット記録ヘッドを
用いれば、カラー画像を記録する際の階調制御に対して
も利用することができる。（３）配線電極を流れる駆動電流の方向を変化させるこ
とにより、該配線電極の電気化学反応による腐食の進行
が抑制されるので、インクジェット記録ヘッドの寿命が
大幅に長くなる。また、これによって、電気化学反応防
止用の保護層を薄くするかあるいは該保護層を廃止する
ことができるので、インクへの熱伝導の向上とともに吐
出の安定性が高くなり、記録装置としての信頼性が高ま
る。さらに、インクへの熱伝導の向上に伴う吐出力の増
大により、比較的粘度の高いインクも使用することがで
きるので、インクの設計自由度が増し、より美しい画像
を得ることが可能となる。（４）電気熱変換体を複数の電気熱変換体群に分割し
て、各電気熱変換体群毎に電気熱変換体を選択すること
により、同時に複数の電気熱変換体を駆動することがで
き、記録速度の高速化につながる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の、インクジェット記録ヘッドの吐出駆
動方法の第１実施例を示す回路図

【図２】図１の駆動回路の動作を示すタイミングチャー
ト

【図３】レベル変換用回路の一例を示す回路図

【図４】（ａ），（ｂ）はインクジェット記録ヘッド内
に実装した発熱素子と配線パターンの一例を示す図で、
（ａ）は発熱素子と、配線パターンを流れる駆動電流の
方向とが平行な場合を示す平面図、（ｂ）は発熱素子
と、配線パターンを流れる駆動電流の方向とが直角の場
合を示す平面図

【図５】本発明の第２の実施例を示す回路図

【図６】図５に示す駆動回路の動作を示すタイミングチ
ャート

【図７】本発明の第３実施例を示す回路図

【図８】本発明の第４実施例を示す回路図

【図９】本発明が適用される記録装置の一例を示す斜視
図

【符号の説明】

１，１１，２１，３１発熱素子２，１２，２２，３２配線３，４，７，８，１３，１４，２３，２４，３７，３８
インバータ回路５，２５ノア回路６，１６，２６，３６シフトレジスタ１５ナンド回路２７，３９排他的論理和回路３３，３４バッファ回路３５オア回路３９排他的論理和否定回路８１インクジェットヘッドカートリッジ８２インクジェット記録ヘッド８３キャリッジ８４駆動ベルト８５駆動モータ８６Ａ，８６Ｂガイドシャフト８７プラテン８８ヘッド回復装置８８Ａキャップ部８９ブレート８９Ａブレート保持部材９０モータ９１伝動機構ｔ時刻ＴＲｌ〜ＴＲ３トランジスタＲｌ〜Ｒ６抵抗器

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】熱を用いてインクを吐出するための複数
の電気熱変換体と、該複数の電気熱変換体に対応して設けられインクを吐出
する複数のノズルと、前記複数の電気熱変換体の各々の両端に接続されると共
に、両端に接続されたそれぞれが互いに隣接する前記電
気熱変換体に共通に接続され、前記複数の電気熱変換体
を選択的に駆動するための駆動信号を供給する配線電極
とを有するインクジェット記録ヘッドの吐出駆動方法で
あって、前記複数の前記電気熱変換体を複数の群に分割し、該群
内の電気熱変換体を順に駆動可能に選択すると共に、前記選択と画像信号とに基づいて駆動すべき電気熱変換
体の両端に接続された前記配線電極に加えられる駆動信
号の電圧レベルを変化させ、該駆動すべき電気熱変換体
の前記両端に接続された前記配線電極に流れる電流の向
きを変えながら前記電気熱変換体を前記選択に従って順
に駆動させることを特徴とするインクジェット記録ヘッ
ドの吐出駆動方法。
【請求項２】前記電気熱変換体の一回当たりの駆動期
間内では、前記配線電極には常に同一方向に駆動電流が
流れることを特徴とする請求項１に記載のインクジェッ
ト記録ヘッドの吐出駆動方法。
【請求項３】前記各群内の電気熱変換体の選択は、前
記各配線電極が電気的に接続されたシフトレジスタのデ
ータをシフトすることで成される請求項１に記載のイン
クジェット記録ヘッドの吐出駆動方法。
【請求項４】前記画像信号のパルス幅変調を行なうこ
とで、前記駆動すべき電気熱変換体の発熱量を変化させ
る請求項１から３のいずれかに記載のインクジェット記
録ヘッドの吐出駆動方法。