(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が共通の電源に電気的に接続された複数の記録素子を有する記録ヘッドであって、
電気的に各記録素子の他端に直列に接続され、制御端子に印加される電圧で前記記録素子の駆動を制御する複数のスイッチング素子と、
前記電源を基準とし、この電源の電圧変動に対する依存性を持たない定電圧源と、
前記記録素子が駆動されたときに、該記録素子の端子間の電位差と前記定電圧源の電圧とが等しくなるように制御する電圧制御回路とを備えたことを特徴とする記録ヘッド。
【請求項２】
前記電圧制御回路は、
前記記録素子と並列に前記電源に一端が電気的に接続され、前記記録素子と同じ特性を有するダミー記録素子と、
電気的に前記ダミー記録素子の他端に直列に接続され、前記スイッチング素子と同じ特性を有するダミースイッチング素子と、
前記ダミー記録素子の端子間の電位差と前記定電圧源の電圧とが等しくなるように、検出出力を前記ダミースイッチング素子の制御端子にフィードバックする検出素子とを含むことを特徴とする請求項１に記載の記録ヘッド。
【請求項３】
前記検出出力が、前記スイッチング素子の前記制御端子に接続され、前記記録素子を駆動するか否かを示す選択信号が入力される論理回路の電源として使用されることを特徴とする請求項２に記載の記録ヘッド。
【請求項４】
前記定電圧源は、バンドギャップ電圧を利用した電圧源であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
【請求項５】
前記スイッチング素子は、ＭＯＳトランジスタであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
【請求項６】
各記録素子からインクを吐出して記録を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の記録ヘッド。
【請求項７】
熱エネルギーを利用してインクを吐出するべく、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各記録素子に備えていることを特徴とする請求項６に記載の記録ヘッド。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の記録ヘッドによって記録を行う記録装置であって、
各記録素子によって消費されるエネルギー量が等しくなるように各記録素子に供給する駆動信号を制御する駆動制御手段を備えたことを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は記録ヘッドおよび該記録ヘッドを備えた記録装置に関し、特に、共通の電源に接続された複数の記録素子の駆動条件を等しくすることができる記録ヘッドおよび該記録ヘッドを備えた記録装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばワードプロセッサ、パーソナルコンピュータ、ファクシミリ等に於ける情報出力装置として、所望される文字や画像等の情報を用紙やフィルム等シート状の記録媒体に記録を行うプリンタがある。
【０００３】
プリンタの記録方式としては様々な方式が知られているが、用紙等の記録媒体に非接触記録が可能である、カラー化が容易である、静粛性に富む、等の理由でインクジェット方式が近年特に注目されており、又その構成としては所望される記録情報に応じてインクを吐出する記録ヘッドを装着すると共に用紙等の記録媒体の送り方向と直角な方向に往復走査しながら記録を行なうシリアル記録方式が安価で小型化が容易などの点から一般的に広く用いられている。
【０００４】
インクジェット方式のうち、バブルジェット記録方式（ＢＪ方式）は、発熱体（ヒータ）によりインクを急激に加熱、気化させ、発生した気泡の圧力によりインク液滴をオリフィスから吐出させる方式である。
【０００５】
図４は、バブルジェット記録方式で記録を行うインクジェットプリンタの記録ヘッド内部のヒータ駆動回路の例を示す回路図である。
【０００６】
記録ヘッドの素子基板上に形成されたヒータ素子Ｒ１とそのヒータ素子に電流のスイッチングを行うためのスイッチング素子Ｑ１とが電源ＶＨとグランド間に直列接続されており、プリンタ本体からの記録情報に応じた制御信号により、任意のスイッチング素子がオン又はオフされ、駆動されたヒータ素子に対応するノズルからインクが吐出されて画像が形成される。
【０００７】
この様なヒータ素子から発生する熱エネルギーを利用してインクを吐出させる記録ヘッドを有するプリンタにおいて、高品位な画像を得るためには、吐出されるインク滴の体積を常に一定で安定させることが必要である。このためには、ヒータの発熱量を一定に保つことが望ましい。
【０００８】
ここで、電気エネルギーを熱エネルギーに変換するヒータでの発熱量Ｐは、
Ｖ：ヒータでの電位差
Ｒ：ヒータの抵抗値
ｔ：電圧印加時間
であるとき、
Ｐ＝（Ｖ２／Ｒ）ｔ                          （１）
で表される。
【０００９】
式（１）から解るように、ヒータでの発熱量はヒータの抵抗値及びヒータに印加される電圧によって大きく変化する。このうちヒータの抵抗値は、ヒータの製造プロセス上２０％程度のばらつきが発生する。このバラツキによる発熱量への影響を抑える方法として、特開平７−７６０７７号公報および特開平１０−９５１１６号公報に記載された方法が知られている。
【００１０】
前者の公報に記載された方法は、記録ヘッド内にインク吐出用ヒータと同一材料で形成したダミーヒータの抵抗値を測定し、この抵抗値よりインク吐出用ヒータの抵抗値を算出し、算出されたヒータの抵抗値に応じてヒータへ印加するパルス信号のパルス幅を調節してヒータでの発熱量を最適化するものである。
【００１１】
また、後者の公報に記載された方法では、ヒータに直接に接続される、ＭＯＳトランジスタ等のスイッチング素子のオン抵抗も製造上のバラツキを持っている。このＭＯＳトランジスタのオン抵抗は電源とグランド間にヒータの抵抗と直列に挿入されるため、ヒータに対して印加される電圧は、電源電圧を、ヒータの抵抗とＭＯＳトランジスタのオン抵抗の比で分圧した電圧となる。
【００１２】
このためＭＯＳトランジスタのオン抵抗のバラツキは、式（１）におけるＶの項が変化するのと等価であり、ヒータの発熱量に影響を与える。この影響を抑えるために、上記公報の方法と同様に、記録ヘッド内にダミーのＭＯＳトランジスタを形成し、このＭＯＳトランジスタのオン抵抗を測定し、ヒータに印加される電圧Ｖを算出し、その結果を用いてヒータでの発熱量が一定となるようにヒータに印加するパルス信号のパルス幅を調節する方法が用いられている。
【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、ヒータの発熱量に影響を与える要因として、ヒータの抵抗値とヒータに直列に接続されたＭＯＳトランジスタのオン抵抗とのバラツキについては考慮されているが、これ以外にヒータの発熱量に影響を与える要因として、以下のようなものがあり、これらの点については考慮されていなかった。
【００１４】
ヒータに電力を供給する電源電圧の初期状態でのバラツキや電圧変動は、直接ヒータに印加される電圧の変動につながる。また、ヒータに接続される配線や記録ヘッドをプリンタ本体と接続するコネクタに存在する抵抗成分は、ヒータ抵抗と電源の間に直列につながるため、この抵抗により電圧降下が生じ、結果としてヒータに印加される電圧が変化する。
【００１５】
さらに、上記のＭＯＳトランジスタのオン抵抗は、常に一定ではなく、温度変化やゲート駆動電圧により変化する。
【００１６】
従来、これらの要因に対しても対策が取られてきたが、有効な対策が講じられていないのが現状である。例えば、電源電圧の変動に対しては、製品出荷時に電圧バラツキを少なくするため、電源電圧仕様を厳しくしたり、安定化回路によりヘッド近傍での電圧の安定化を図ることが行われているが、このようにすると、電源のコストアップや付加回路の追加により部品点数が増加して記録装置全体のコストが上昇するという問題が生じる。
【００１７】
配線抵抗やコネクタにおける抵抗等の寄生抵抗に対しては、ヒータの抵抗に対して十分小さくなるように設計することで対処しているが、記録装置が高画質化、高速化するにつれて記録素子数およびヒータ数が増加するため、これに伴って配線に流れる電流が増加し、これら寄生抵抗による電圧降下が大きくなり、無視できない問題となっている。
【００１８】
本発明は以上のような状況に鑑みてなされたものであり、電源電圧の変動や電源線の配線抵抗等の影響を抑え、各記録素子の駆動条件を等しくすることができる記録ヘッドおよび該記録ヘッドを備えた記録装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【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、一端が共通の電源に電気的に接続された複数の記録素子を有する記録ヘッドであって、
電気的に各記録素子の他端に直列に接続され、制御端子に印加される電圧で前記記録素子の駆動を制御する複数のスイッチング素子と、
前記電源を基準とし、この電源の電圧変動に対する依存性を持たない定電圧源と、
前記記録素子が駆動されたときに、該記録素子の端子間の電位差と前記定電圧源の電圧とが等しくなるように制御する電圧制御回路とを備えている。
【００２０】
また、上記目的を達成する本発明の記録装置は、一端が共通の電源に電気的に接続された複数の記録素子を有する記録ヘッドであって、電気的に各記録素子の他端に直列に接続され、制御端子に印加される電圧で前記記録素子の駆動を制御する複数のスイッチング素子と、前記電源を基準とし、この電源の電圧変動に対する依存性を持たない定電圧源と、前記記録素子が駆動されたときに、該記録素子の端子間の電位差と前記定電圧源の電圧とが等しくなるように制御する電圧制御回路とを備えた記録ヘッドによって記録を行う記録装置であって、
各記録素子によって消費されるエネルギー量が等しくなるように各記録素子に供給する駆動信号を制御する駆動制御手段を備えている。
【００２１】
すなわち、一端が共通の電源に電気的に接続された複数の記録素子を有する記録ヘッドにおいて、電気的に各記録素子の他端に直列に接続され、制御端子に印加される電圧で記録素子の駆動を制御する複数のスイッチング素子と、電源を基準とし、この電源の電圧変動に対する依存性を持たない定電圧源と、記録素子が駆動されたときに、該記録素子の端子間の電位差と定電圧源の電圧とが等しくなるように制御する電圧制御回路とを設けて、記録を行う際には各記録素子によって消費されるエネルギー量が等しくなるように各記録素子に供給する駆動信号を制御する。
【００２２】
このようにすると、記録ヘッドの外部の状態や環境に係らず各記録素子での消費エネルギー量、すなわち駆動の際に発生するエネルギー量を一定として、高画質な記録が可能となる。
【００２３】
従って、記録ヘッドに供給される電源電圧の変動や、配線抵抗および寄生抵抗による影響を低減することができ、電源装置や配線のコストを低下することができる。また、記録ヘッドの温度変化による内部の素子の特性の変動に対しても、各記録素子を一定の条件で駆動することができるので、記録品質を保つことができる。
【００２４】
更に、従来行われていたように、配線や接続部分で予想される電圧降下をマージンとして加えた電圧を記録素子に印加して駆動する必要がなくなり、記録素子を最適な条件で駆動することができるので、記録ヘッドの耐久性が向上する。
【００２５】
【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。
【００２６】
なお、本発明において用いている「記録」という語は、文字や図形などの意味をもつ画像を記録媒体に対して付与することだけでなく、パターン等の意味をもたない画像を付与することをも意味するものである。
【００２７】
始めに、以下で説明する本発明の記録ヘッドを用いる記録装置の代表的な全体構成および制御構成について説明する。
【００２８】
＜装置本体の概略説明＞
図５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ＩＪＲＡの構成の概要を示す外観斜視図である。図５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５００３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。
【００２９】
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５０００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。
【００３０】
５０１６は記録ヘッドＩＪＨの前面をキャップするキャップ部材５０２２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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
＜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。
【００３４】
図６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。制御回路を示す同図において、１７００は記録信号を入力するインタフェース、１７０１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。
【００３５】
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１７０４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１７０６、１７０７が駆動されると共に、ヘッドドライバ１７０５に送られた記録データに従って記録ヘッドが駆動され、記録が行われる。
【００３６】
ここでは、ＭＰＵ１７０１が実行する制御プログラムをＲＯＭ１７０２に格納するものとしたが、ＥＥＰＲＯＭ等の消去／書き込みが可能な記憶媒体を更に追加して、インクジェットプリンタＩＪＲＡと接続されたホストコンピュータから制御プログラムを変更できるように構成することもできる。
【００３７】
なお、上述のように、インクタンクＩＴと記録ヘッドＩＪＨとは一体的に形成されて交換可能なインクカートリッジＩＪＣを構成しても良いが、これらインクタンクＩＴと記録ヘッドＩＪＨとを分離可能に構成して、インクがなくなったときにインクタンクＩＴだけを交換できるようにしても良い。
【００３８】
図７は、インクタンクとヘッドとが分離可能なインクカートリッジＩＪＣの構成を示す外観斜視図である。インクカートリッジＩＪＣは、図７に示すように、境界線Ｋの位置でインクタンクＩＴと記録ヘッドＩＪＨとが分離可能である。インクカートリッジＩＪＣにはこれがキャリッジＨＣに搭載されたときには、キャリッジＨＣ側から供給される電気信号を受け取るための電極（不図示）が設けられており、この電気信号によって、前述のように記録ヘッドＩＪＨが駆動されてインクが吐出される。
【００３９】
なお、図７において、５００はインク吐出口列である。また、インクタンクＩＴにはインクを保持するために繊維質状もしくは多孔質状のインク吸収体が設けられている。
【００４０】
以下、上記のインクジェットプリンタに搭載される、本発明の記録ヘッドの実施形態について説明する。
【００４１】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の記録ヘッドの第１の実施形態における、各記録素子（ノズル）毎に設けられた駆動制御回路の構成を示す回路図である。
【００４２】
図示されたように、各記録素子毎に、インクを吐出させる熱エネルギーを発生するヒータＲ１と、ヒータＲ１に電流を印加するためのＭＯＳトランジスタ等のスイッチング素子Ｑ１と、Ｑ１のゲートに印加される電圧を制御するためのビット選択ロジック１０２と、ビット選択ロジック１０２に電源を供給する電圧制御回路１０１とが設けられている。
【００４３】
電圧制御回路１０１において、Ｒ２はＲ１と同一の材料で造られたヒータ抵抗であり、Ｑ２はＱ１と同種のＭＯＳトランジスタである。すなわち、Ｒ２およびＱ２はインク吐出用のヒータおよびＭＯＳであるＲ１，Ｑ１とそれぞれ同一の特性を持つように同じ製造工程で製造される。Ｖｒ１はＶＨを基準とした定電圧源であり、オペアンプＯＰ１はヒータ抵抗Ｒ２の端子間電圧とＶｒ１の電圧を等しくなるようにＱ２のゲートを調節する。結果的にヒータ抵抗Ｒ１の端子間電位差とＶｒ１の電圧が等しくなるように調整している。ここで、Ｒ２，Ｑ２，Ｖｒ１，ＯＰ１は定電圧フィードバック回路を構成し、この出力がビット制御ロジック１０２に電源として供給される。
【００４４】
以下、図１の回路の動作について説明する。
【００４５】
プリンタ本体より、記録すべき情報に応じてビット制御ロジック１０２の入力ＩＮに「０」又は「１」を示す信号が入力される。図１の回路の場合、入力に「１」が入力された場合にＭＯＳトランジスタＱ１がオンとなり、ヒータＲ１に電流が流れてノズルからインクが吐出される。
【００４６】
この時のＱ１のゲートに印加される電圧は、ビット制御ロジック１０２の電源電圧に略等しく、この電源電圧は電圧制御回路１０１により供給される。上記で述べたように、Ｒ２およびＱ２はＲ１およびＱ１とそれぞれ同じ特性を持つので、Ｒ１の抵抗値とＱ１のオン抵抗値の比と、Ｒ２の抵抗値とＱ２のオン抵抗値の比は等しいとみなされる。Ｒ２の一端とＱ２のソースには、オペアンプＯＰ１の非反転入力が接続されており、オペアンプＯＰ１の反転入力には、ＶＨを基準とした定電圧源Ｖｒ１が接続されている。そして、ＯＰ１の出力にはＱ２のゲートが接続されているので、ＯＰ１によりＲ２端子間における電位差が常にＶｒ１となるようにＱ２のゲート電圧にフィードバックがかけられる。
【００４７】
ＯＰ１の出力は、ビット制御ロジック１０２の電源となっているため、ヒータＲ１の駆動時にＱ１のゲートにはＯＰ１の出力電圧、つまり、Ｑ２のゲート電圧と同じ電圧が印加される。Ｑ１およびＱ２のゲート電圧が等しくなることから、Ｒ１とＱ１のオン抵抗値の比と、Ｒ２とＱ２のオン抵抗値の比が等しくなり、Ｒ１の端子間の電位差がＶｒ１と等しくなる。
【００４８】
ここで、本実施形態では定電圧源Ｖｒ１をバンドギャップ電圧のように、電源電圧の変動に対する依存性や温度特性を持たない構成とすることで、Ｒ１の端子間の電位差を常に一定に保つことができる。
【００４９】
ヒータ抵抗Ｒ１の端子間の電位差はＶｒ１で一定であり、ヒータＲ１の抵抗値をダミー抵抗等を用いてあらかじめ測定可能であれば、ヒータＲ１での発熱量Ｐは、
Ｐ＝（Ｖｒ１２／Ｒ１）ｔ
であるから、ヒータＲ１の抵抗値に応じてパルス幅ｔをコントロールすることでヒータＲ１の発熱量を一定にすることができる。
【００５０】
なお、図１に示した回路の構成要素は、半導体プロセスによって製造される記録ヘッドの基板上に形成することができる。
【００５１】
以上説明したように本実施形態によれば、記録ヘッド外部の電源電圧の変動や、記録ヘッドまでの配線経路における配線抵抗および接触抵抗による影響を受けず、常にヒータの端子間の電位差（電圧）を一定にすることができる。また、ヒータに直列に接続されるスイッチングトランジスタのオン抵抗の個々のバラツキやオン抵抗の温度による変動の影響を受けずに、各ヒータに印加される電圧を一定にすることができる。
【００５２】
［第２の実施形態］
図２は、本発明の記録ヘッドの第２の実施形態における、各記録素子（ノズル）毎に設けられた駆動制御回路の構成を示す回路図である。
【００５３】
図２の回路図において、図１に示した第１の実施形態の構成要素と同様の構成要素は同じ符号で示し、説明を省略する。以下、第１の実施形態との相違点について記載する。
【００５４】
第１の実施形態においては、Ｑ１およびＱ２としてＮ型ＭＯＳトランジスタを用いたのに対し、本実施形態ではＱ１およびＱ２にＰ型のＭＯＳトランジスタを用いている。このため、ヒータ抵抗Ｒ１およびダミー抵抗Ｒ２がＭＯＳトランジスタＱ１およびＱ２のソースにそれぞれ接続され、Ｑ１およびＱ２のソース端子の電圧がＶｒ１に等しくなるように動作する。
【００５５】
本実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【００５６】
［第３の実施形態］
図３は、本発明の記録ヘッドの第３の実施形態における、各記録素子（ノズル）毎に設けられた駆動制御回路の構成を示す回路図である。
【００５７】
図３の回路図において、図２に示した第２の実施形態の構成要素と同様の構成要素は同じ符号で示し、説明を省略する。以下、第１および第２の実施形態との相違点について記載する。
【００５８】
第２の実施形態においては、Ｑ１およびＱ２としてＰ型ＭＯＳトランジスタを用いたのに対し、本実施形態ではＱ１およびＱ２にＮ型のＭＯＳトランジスタを用いている。また、ヒータ抵抗Ｒ１およびダミー抵抗Ｒ２は、第２の実施形態と同様にＭＯＳトランジスタＱ１およびＱ２のソースにそれぞれ接続され、Ｑ１およびＱ２のソース端子の電圧がＶｒ１に等しくなるように動作する。
【００５９】
本実施形態によれば、上記第１および第２の実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【００６０】
【他の実施形態】
以上説明した実施形態は、発熱体（ヒータ）によりインクを急激に加熱、気化させ、発生した気泡の圧力によりインク液滴をオリフィスから吐出させる、いわゆるバブルジェット方式のインクジェット記録ヘッドを例に挙げて説明したが、電源電圧の変動や接続に関する寄生抵抗の影響を抑えるという本発明の作用・効果に鑑みれば、これ以外の方式によって記録を行う記録ヘッドに対しても本発明が適用できることは明らかであろう。
【００６１】
この場合、上記各実施形態におけるヒータ抵抗の代わりに、各方式で使用する素子がそれぞれ設けられることとなる。
【００６２】
なお、以上の実施形態において、記録ヘッドから吐出される液滴はインクであるとして説明し、さらにインクタンクに収容される液体はインクであるとして説明したが、その収容物はインクに限定されるものではない。例えば、記録画像の定着性や耐水性を高めたり、その画像品質を高めたりするために記録媒体に対して吐出される処理液のようなものがインクタンクに収容されていても良い。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、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。
【００７４】
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（または記録媒体）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み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。この場合、記憶媒体から読み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。
【００７５】
また、コンピュータが読み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オペレーティングシステム（ＯＳ）などが実際の処理の一部または全部を行い、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。
【００７６】
さらに、記憶媒体から読み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カ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、その機能拡張カ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。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、記録ヘッドの外部の状態や環境に係らず各記録素子での消費エネルギー量、すなわち駆動の際に発生するエネルギー量を一定として、高画質な記録が可能となる。
【００７８】
従って、記録ヘッドに供給される電源電圧の変動や、配線抵抗および寄生抵抗による影響を低減することができ、電源装置や配線のコストを低下することができる。また、記録ヘッドの温度変化による内部の素子の特性の変動に対しても、各記録素子を一定の条件で駆動することができるので、記録品質を保つことができる。
【００７９】
更に、従来行われていたように、配線や接続部分で予想される電圧降下をマージンとして加えた電圧を記録素子に印加して駆動する必要がなくなり、記録素子を最適な条件で駆動することができるので、記録ヘッドの耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の記録ヘッドの各記録素子の制御回路を示す回路図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の記録ヘッドの各記録素子の制御回路を示す回路図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の記録ヘッドの各記録素子の制御回路を示す回路図である。
【図４】従来の記録ヘッドの駆動回路図である。
【図５】本発明の代表的な実施形態であるインクジェットプリンタの構成の概要を示す外観斜視図である。
【図６】図５のインクジェットプリンタの制御回路の構成を示すブロック図である。
【図７】インクタンクとヘッドとが分離可能なインクカートリッジの構成を示す外観斜視図である。
【符号の説明】
Ｑ１，Ｑ２  ＭＯＳトランジスタ
Ｒ１，Ｒ２  ヒータ抵抗
１０１  電圧制御回路
１０２  ビット選択ロジック
Ｖｒ１  定電圧源
ＯＰ１  オペアンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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