(57)【要約】【課題】ハイライト部における粒状感を低減しつつ滑らかな階調記録を行う高画質記録と、十分な濃度で高速に記録する高速記録の双方を実現する記録ヘッドおよび記録装置を提供する。【解決手段】個々のヒータ（２９ａ、２９ｂ、２９ｃおよび２９ｄ）を独立に駆動することで、ノズル間（２７ａと２７ｂ）で異なる量のインク滴を吐出したり、同量のインク滴を吐出したりする。【選択図】　　　　図１
2004009334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
並列した複数のインク路それぞれに対応して、インクを吐出するために利用されるエネルギを発生する複数の電気熱変換素子を有し、該電気熱変換素子を駆動することによって、前記インクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドにおいて、
前記インク路それぞれで所定の少なくとも２つの前記電気熱変換素子を同時に駆動させた場合には、前記複数のインク路間で吐出されるインク量が実質的に等しく、かつ
前記インク路それぞれで所定の１つの前記電気熱変換素子を駆動して吐出される最小のインク量が、前記複数のインク路間で互いに異なるように構成されてなることを特徴とするインクジェット記録ヘッド。
【請求項２】
前記インク路それぞれで所定の少なくとも２つの前記電気熱変換素子を同時に駆動させた場合には、前記複数のインク路間で吐出されるインク量が実質的に等しく、かつ前記インク路それぞれで所定の１つの前記電気熱変換素子を駆動して吐出される最小のインク量が、前記複数のインク路間で互いに異なるよう、前記複数のインク路それぞれが有する前記複数の電気熱変換体の寸法が定められてい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。
【請求項３】
前記並列した複数のインク路において、所定の１つの前記電気熱変換素子を駆動して吐出される最小のインク量は、互いに隣接した前記インク路間で異なっていることを特徴とした請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記並列した複数のインク路は、前記並列の方向に連続する同数のグループ毎に分割され、所定の１つの前記電気熱変換素子を駆動して吐出される最小のインク量は、互いに隣接した前記グループ間で異なっていることを特徴とする請求項１または２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置であって、
前記インク路それぞれで所定の少なくとも２つの前記電気熱変換素子を同時に駆動させて前記複数のインク路より概略等しいインク滴を吐出させる第１のヘッド駆動手段と、
前記インク路それぞれで少なくとも所定の１つの前記電気熱変換素子を駆動させ、前記複数のインク路間で互いに異なる量のインク滴を吐出させる第２のヘッド駆動手段と
を具えたことを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】
前記第１のヘッド駆動手段を用い、前記インクジェット記録ヘッドが記録媒体の所定領域に対して１回の記録走査で画像を完成させる記録モードと、前記第２のヘッド駆動手段を用い、前記インクジェット記録ヘッドが前記記録媒体の所定領域に対して複数の記録走査で画像を完成させる記録モードとを具えたことを特徴とする請求項５に記載のインクジェット記録装置。
【請求項７】
前記第１のヘッド駆動手段を用いた記録モードでは、２階調の画像を記録することを特徴とする請求項６に記載のインクジェット記録装置。
【請求項８】
前記第２のヘッド駆動手段を用いた記録モードでは、多階調の画像を記録することを特徴とした請求項６に記載のインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数段階のサイズの記録ドットを形成できるインクジェット記録ヘッド及びインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１つの流路（ノズル）内に互いに独立して駆動可能な複数の電気熱変換素子を有するインクジェット記録ヘッドが知られており、例えばキヤノン株式会社よりＢＣ−２１ｅとして提供されている。また、そのような記録ヘッドを用いた記録装置がキヤノン株式会社よりＢＪＣ−４３０Ｊとして提供されている。このような記録ヘッドは１つの流路内に互いに独立して駆動可能な２つの電気熱変換素子を有しており、画像の低濃度部は１つの電気熱変換素子の発泡によるインク滴で記録を行い、高濃度部は２つの電気熱変換素子の発泡によるインク滴で記録することによって多階調記録を実現している。
【０００３】
また、特開平８−１８３１７９号公報においても、互いに面積の異なる複数の電気熱変換素子を１つの流路内に具えた記録ヘッドを用い、解像度や階調数、および記録速度を変えて記録する手法が開示されている。
【０００４】
図１７は、上記特開平８−１８３１７９号公報における記録方法の１例を説明するための図であり、記録ヘッドの構造を示すための断面図である。各インク路２Ａには２つの電気熱変換素子（以下ヒータまたは発熱素子とも言う）ＳＨ１およびＳＨ２が配設されている。これら２つのヒータは相互に表面積を異ならせて設けられているものであり、各ヒータを別々に独立して駆動することもでき、また、２つのヒータを同時に駆動させることもできるように配線されている。図のヒータＳＨ１、ＳＨ２、吐出口２Ｎ、およびインク路２Ａ（以下、特にことわらない限り、これらを総称して「ノズル」という）は、上記記録ヘッドにおいて、例えば７２０ｄｐｉ（ドット数／インチ；参考値）の密度で所定数配設されている。各流路においては、２つのヒータを駆動するその組み合わせに応じて、吐出口毎に３段階に吐出量を変化させることが可能である。
【０００５】
図１８は、上記３段階の吐出量に応じて記録される３段階のドット径の状態を模式的に示した図である。入力されてくる多値データに応じて、大ドット、中ドット、小ドット、または非記録のいずれかに切りかえることにより、７２０ｄｐｉの画素に４値の記録を行うことが出来る。
【０００６】
ところで、１つのインク路内に設置された複数の電気熱変換素子によって、ある１ラインの記録を行う場合、一走査の連続的吐出において吐出量を変更させようとすると、複雑な回路構成が必要となる。よって、上記公報では、少なくとも一回の記録走査では、各吐出口が記録するドット径を、大、中、あるいは小のどれか一つに固定しておき、各ラインに対しては複数回の記録走査によって画像を形成する方法が採られている。複数回の記録走査で行う多階調記録は記録速度が遅いと言う欠点があるが、写真画像においては、解像度や記録速度よりも階調数や滑らかさを重視する場合も多く、このような記録方法が有効であると言える。
【０００７】
これに対し、文字や図形等の線画においては、階調数よりもコントラストおよび記録速度を重視する傾向がある。よって、夫々の吐出口から大ドットのみを記録し、２階調の画像を一回の記録走査で完成する高速な記録方法が一般に採られている。
【０００８】
以上の様に、１つの流路内に複数の電気熱変換素子を有する記録装置において、解像度、吐出量、記録方法を変更することによって、画像の種類に適応した記録が可能となっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の多階調記録では、インク路内に設置された複数の電気熱変換素子のうち、１つを駆動した時のインク滴の大きさをより小さく設計することで、低濃度部の粒状感（ドットの視覚認識性）を減少させ、ハイライト部において滑らかな画像を再現することが出来る。しかし、図１７の様に１つの流路に電気熱変換素子を２つしか設置しない場合、１つの電気熱変換素子を極力小さくしてしまうと、高濃度部や２階調記録で必要十分な濃度を得るために、もう一つの電気熱変換素子を更に大きく設計しなくてはならない。しかし、この様にすると、低濃度部で記録する小ドットと、中高濃度部で記録する中ドットとの面積差すなわち濃度差が大きくなり、滑らかな階調表現（グラデーション）を行うことが出来なくなってしまう。よって、従来では粒状感の少ない滑らかな階調記録と、十分な濃度での高速記録を１つの記録装置で両立させることが十分とは言えなかった。
【００１０】
本発明は、上述の問題点を解消するために成されたものであり、その目的とするところは、ハイライト部における粒状感を低減しつつ滑らかな階調記録を行う高画質記録と、十分な濃度で高速に記録する高速記録の双方を実現するインクジェット記録ヘッドおよびインクジェット記録装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明では、並列した複数のインク路それぞれに対応して、インクを吐出するために利用されるエネルギを発生する複数の電気熱変換素子を有し、該電気熱変換素子を駆動することによって、前記インクを吐出可能なインクジェット記録ヘッドにおいて、前記インク路それぞれで所定の少なくとも２つの前記電気熱変換素子を同時に駆動させた場合には、前記複数のインク路間で吐出されるインク量が実質的に等しく、かつ前記インク路それぞれで所定の１つの前記電気熱変換素子を駆動して吐出される最小のインク量が、前記複数のインク路間で互いに異なるように構成されてなることを特徴とする。
【００１２】
また、上記のインクジェット記録ヘッドを用いて記録媒体に記録を行うインクジェット記録装置であって、前記インク路それぞれで所定の少なくとも２つの前記電気熱変換素子を同時に駆動させて前記複数のインク路より概略等しいインク滴を吐出させる第１のヘッド駆動手段と、前記インク路それぞれで少なくとも所定の１つの前記電気熱変換素子を駆動させ、前記複数のインク路間で互いに異なる量のインク滴を吐出させる第２のヘッド駆動手段とを具えたことを特徴とする。
【００１３】
以上の構成によれば、個々のヒータを独立に駆動することで、ノズル間で異なる量のインク滴を吐出したり、同量のインク滴を吐出したりすることができるので、数段階の吐出量で多階調に記録を行う階調記録と、一定の吐出量で高速に記録を行う高速記録とを併せ持つことが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１５】
（記録装置本体）
図３は、本発明で適用可能なインクジェット記録装置の全体構成を示した斜視図である。
【００１６】
図３において、インクジェット記録装置１は、シリアル方式のカラープリンタとして構成されている。ガイドシャフト２は主走査方向と平行に配置されており、キャリッジユニット３はガイドシャフト２に支持されることで、主走査方向に移動自在となっている。また、ガイドシャフト２と平行な位置には、一対のタイミングプーリ４で循環自在に張架されたエンドレスのタイミングベルト５が配置されており、このタイミングベルト５にキャリッジユニット３が連結されている。このキャリッジユニット３には、カートリッジホルダ６が設けられており、このカートリッジホルダ６にインクジェットカートリッジ７が交換自在に装着されている。より詳細には、カートリッジホルダ６は、回動自在な手動レバー８に連動して変位するよう設けられており、この手動レバー８の回動に対応してインクジェットカートリッジ７を着脱自在に保持する。
【００１７】
更に、キャリッジユニット３には、インクジェットカートリッジ７と電気的にコンタクトする複数の接続端子（図示せず）が設けられており、これらの接続端子にはフレキシブルケーブル９により駆動回路が接続されている。
【００１８】
また、キャリッジユニット３には、フォトカプラからなるポジションセンサ１１が装着されており、キャリッジュニット３がホームポジションに位置した状態でポジションセンサ１１が検知する位置に遮光板１２が配置されている。ポジションセンサ１１は、ヘッド回復系を含むホームポジションユニット１３に接続されている。
【００１９】
なお、キャリッジユニット３に装着されたインクジェットカートリッジ７に対向する位置には、記録媒体（図示せず）が副走査方向に順次搬送される経路が、複数のガイドプレート（図示せず）やフィードローラ１４により形成されている。
【００２０】
（記録ヘッド）
図４はインクジェットカートリッジ７の構成を示した斜視図である。
【００２１】
図４に示すように、インクジェットカートリッジ７は、カートリッジ本体２１に対し、ブラックインクを収容したタンク２２と、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）の３色カラーインクを収容したタンク２３とが着脱自在に装着される構成となっている。そして、これらのタンク２２，２３にはインク供給口２４が形成されており、このインク供給口２４が連結されるインク受給口２５がカートリッジ本体２１に形成されている。
【００２２】
インク受給口２５は、記録ヘッド部２６に連通している。記録ヘッド部２６にはヒータ（発熱素子）を形成した基板（以下、ヒータボードという）が配置されており、カートリッジ本体２１の側面に形成された接続端子３０に接続されている。この接続端子３０にはキャリッジユニット３の接続端子（図示せず）が着脱自在に接続される構成となっている。
【００２３】
（ヒータボード）
図５は、ヒーターボードの構成例を示した図である。
【００２４】
図５において、ヒータボード２８はシリコン基板３１で形成されており、その表面の前縁部に各色用の発熱素子群（ヒータ群）３２〜３５が所定の間隔を置いて並設されている。これらの発熱素子群３２〜３５は、３２がイエローインク用の発熱素子群、３３がマゼンタインク用の発熱素子群、３４がシアンインク用の発熱素子群、そして３５がブラックインク用の発熱素子群となっており、夫々にはインク加熱用の多数の発熱素子が配置されている。
【００２５】
ヒータボード２８の両側端部には、シリコン基板３１を適切な温度に保温するためのヒータ（以下、サブヒータという）３６が設けられている。また、ヒータボードの一側端部には、発熱素子の抵抗値のランクに応じた駆動を行うべくその抵抗値を推定するための測定を行う対象となるランクヒータ３７が設けられている。更に、ヒータボード２８の中央領域には、発熱素子やサブヒータ３６等を駆動するための駆動回路３８が薄膜により形成されており、ヒータボード２８の後縁部には、駆動回路３８に接続された接続端子３９が形成されている。
【００２６】
（ヒータボード上のヒータ部）
図１は、図５の発熱素子群３２〜３５の一部を拡大し、発熱素子の配列とノズルの構成とを説明するための図である。
【００２７】
シリコン基板３１の表面には、各発熱素子２９を隔てるための隔壁が薄膜によって形成されている。そしてこの隔壁と、隔壁上に接合された別体のシリコン基板により、複数のノズル２７が形成されている。夫々のノズル２７は、３６０ｄｐｉ（ドット／インチ）の密度で各色４８個ずつ配置されているが、各色の間には８ノズル分に対応した間隙がおかれている。また、このように並設された各ノズル２７には、図中、イエローの左端部のものからブラックの右端部のものまでシリアルナンバが付与されて管理されており、第１番目〜第４８番目がイエロー用のノズル、第５７番目〜第１０４番目がマゼンタ用のノズル、第１１３番目〜第１６０番目がシアン用のノズル、第１６９番目〜第２１６番目がブラック用のノズルとなっている。
【００２８】
本実施形態においては、一つのノズル２７に二個ずつの発熱素子（ヒータ）２９が配置されているが、隣接するノズル２７ａと２７ｂとでは、ノズル内に配置されたヒータのサイズが異なっている。そして、この２種類のノズルが交互にヒータボードに配置された構成となっている。奇数番目のノズル２７ａには互いに寸法の異なるヒータ２９ａおよびヒータ２９ｂ（以下、前者をＡヒータ、後者をＢヒータという）が配置されて、Ａヒータ２９ａは前後長さＬａ＝１２０（μｍ）、左右幅Ｗａ＝１０（μｍ）の長方形に、Ｂヒータ２９は前後長さＬｂ＝１２０（μ皿）、左右幅Ｗｂ＝３０（μｍ）の長方形に、それぞれ金属の高抵抗の薄膜で形成されている。一方、偶数番目のノズル２７ｂには互いに寸法の異なるヒータ２９ｃおよびヒータ２９ｄ（以下、前者をＣヒータ、後者をＤヒータという）が配置されており、Ｃヒータ２９ｃは前後長さＬｃ＝１２０（μｍ）、左右幅Ｗｃ＝２０（μｍ）の長方形に、Ｄヒータ２９ｃは前後長さＬｄ＝１２０（μｍ）、左右幅Ｗｄ＝２０（μｍ）の長方形に、それぞれ金属の高抵抗の薄膜で形成されている。また各吐出ヒータの前縁部はシリコン基板３１の吐出口側のエッジより同一の距離に位置している。
【００２９】
Ａヒータ２９ａの前縁部及びＢヒータ２９ｂの前縁部には、金属の薄膜からなる一個の共通電極４０ａが結線されており、Ａヒータ２９ａの後縁部およびＢヒータ２９ｂの後縁部には、それぞれ、金属の低抵抗の薄膜からなる個別電極４１ａおよび４１ｂが個々に結線されている。同様に、Ｃヒータ２９ｃの前縁部及びＤヒータ２９ｄの前縁部には、金属の薄膜からなる個々の共通電極４０ｂが結線されており、Ｃヒータ２９ｃの後縁部およびＤヒータ２９ｄの後縁部には、それぞれ、金属の低抵抗の薄膜からなる個別電極４１ｃおよび４１ｄが個々に結線されている。共通電極４０ａおよび４０ｂはアース配線（図示せず）に接続されており、個別電極４１ａ、４１ｂ、４１ｃおよび４１ｄは駆動回路３８に接続されている。
【００３０】
尚、各ヒータをヒートした場合に吐出されるインク量の比率は、上記で示したヒータサイズの表面積に順じ、（Ａヒータの吐出量）：（Ｂヒータの吐出量）：（Ｃヒータの吐出量）：（Ａヒータ＋Ｂヒータの吐出量）：（Ｃヒータ＋Ｄヒータの吐出量）≒１：３：２：４：４となっている。
【００３１】
（ヒータボードのロジック回路部）
図６は、駆動回路３８の内容を示すロジック回路図である。５１はシフトレジスタ、５２はラッチ回路、５３はブロック選択回路、５４はドライバ回路、５５は論理和回路、５６は各ノズルに対応したヒータであり、これらは薄膜にてヒータボード上に形成することができる。
【００３２】
シフトレジスタ５１は、記録装置本体からのイメージデータ（ＤＡＴＡ）とクロック信号（ＤＣＬＫ）とを受け取り、クロック信号に同期してシリアルに入力されるイメージデータを保持する。ラッチ回路５２は、外部入力されるラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）に対応して、シフトレジスタ５１に保持されたイメージデータをラッチする。このラッチされた信号によりデータに対応して使用されるノズルが選択される。なお、この信号を以後、ノズル選択信号と称する。
【００３３】
ブロック選択回路５３は、発泡を生じさせるためのヒータ駆動信号の印加タイミングをノズル間でずらしてエネルギー消費を分散させるために、ノズル群５６を複数のブロックに分けて、ブロック間で時分割駆動を行うとともに、同一ブロックに属するヒータに対しては同時駆動を行うようにするものである。本例のブロック選択回路５３は、３ビット並列のブロック選択信号（ＢＥＮＢ０〜ＢＥＮＢ２）を外部から受容し、その各ビットの信号値の組み合わせによって８ビットのブロック選択信号（Ｂ１ｏｃｋ０〜Ｂｌｏｃｋ７）を生成するデコーダの形態を有し、これらブロック選択信号が論理和回路５５に転送される。本実施形態では、ノズル群５６に対し記録ヘッドの一端側のノズルよりＳｅｇ．１、Ｓｅｇ．２…と番号付けした場合、各ブロック選択信号が下記のようにノズルを選択するように結線されている。
Ｂｌｏｃｋ０：Ｓｅｇ．１６ｋ＋１、Ｓｅｇ．１６ｋ＋２
Ｂｌｏｃｋ１：Ｓｅｇ．１６ｋ＋３、Ｓｅｇ．１６ｋ＋４
Ｂｌｏｃｋ２：Ｓｅｇ．１６ｋ＋５、Ｓｅｇ．１６ｋ＋６
Ｂｌｏｃｋ３：Ｓｅｇ．１６ｋ＋７、Ｓｅｇ．１６ｋ＋８
Ｂｌｏｃｋ４：Ｓｅｇ．１６ｋ＋９、Ｓｅｇ．１６ｋ＋１０
Ｂｌｏｃｋ５：Ｓｅｇ．１６ｋ＋１１、Ｓｅｇ．１６ｋ＋１２
Ｂｌｏｃｋ６：Ｓｅｇ．１６ｋ＋１３、Ｓｅｇ．１６ｋ＋１４
Ｂｌｏｃｋ７：Ｓｅｇ．１６ｋ＋１５、Ｓｅｇ．１６ｋ＋１６
ここで、ｋは０〜１３の整数である。またＳｅｇ．４９〜５６、Ｓｅｇ．１０５〜１１２およびＳｅｇ．１６１〜１６８は、図５で説明した各色の間隙に相当し、ドライバ回路５４までは結線されているがヒータ素子は設けられていない。
【００３４】
パルス信号ＨＥＮＢＡ，ＨＥＮＢＢ，ＨＥＮＢＣ，ＨＥＮＢＤは外部（記録装置本体側の駆動回路）から入力され、論理和回路５５では、それぞれのパルス信号が下記のようにノズル及びヒータを選択するように結線されている。
ＨＥＮＢＡ：２ｊ＋１のＡヒータ
ＨＥＮＢＢ：２ｊ＋１のＢヒータ
ＨＥＮＢＣ：２ｊ＋２のＣヒータ
ＨＥＮＢＤ：２ｊ＋２のＤヒータ
ここで、ｊは０〜１０７の整数である。
【００３５】
以上説明した様に、シフトレジスタ５１に保持されたイメージデータは、ラッチ回路５２のノズル選択信号により使用するノズルが選択され、ブロック選択信号（Ｂｌｏｃｋ０〜Ｂｌｏｃｋ７）及びパルス信号（ＨＥＮＢＡ〜ＨＥＮＢＤ）によって各ヒータに印加するパルス波形及びタイミングが選択される。そして、選択された各ヒータはドライバ回路５４により電圧ＶＨが印加される。
【００３６】
（記録装置本体側の駆動部）
図７は、記録装置の記録制御系の構成例を示したブロック図である。同図において、２０００は画像データを入力するインターフェースである。２０１２は記録装置の制御部であり、その制御部内において、２００５はＣＰＵ、２００４はＣＰＵ２００５が実行する制御プログラムその他固定データを格納するＲＯＭ、２００１は各種データ（ヘッドに供給されるデータ等）の保存用およびワーク用に用いられるＲＡＭである。また、２００２は記録ヘッド２０１０に対する記録データの供給制御を行うＡＳＩＣであり、インターフェース２０００、ＣＰＵ２００５、ＲＡＭ２００１間のデータ転送制御も行う。２００３はＣＰＵ２００５とＡＳＩＣ２００２との間のデータ転送を行うシステムバスである。
【００３７】
２００８は記録ヘッド２０１０を搬送するためのキャリッジモータ、２００９は記録媒体を搬送するための紙送りモータである。２００６および２００７は、それぞれ、キャリッジモータ２００８および紙送りモータ２００９を駆動するための各モータドライバである。
【００３８】
画像データの供給源をなすコンピュータ等からインターフェース２０００にイメージデータが入力されると、ＡＳＩＣ２００２とＣＰＵ２００５との間でこのイメージデータを記録用の記録信号に変換する。そして、その記録信号に応じて、キャリッジモータドライバ２００６および紙送りモータドライバ２００７が、それぞれ、キャリッジモータ２００８および紙送りモータを駆動する。また、キャリッジモータ２００８の行動に伴う記録ヘッドの主走査の過程で、記録ヘッド２０１０が記録信号に従って駆動され、記録媒体への記録が行われる。
【００３９】
図８は、ＡＳＩＣ２００２での制御系の機能的な構成を更に詳しく示したブロック図である。
【００４０】
図８において、２１０２はモータパルス発生部であり、ここで発生されたパルスはキャリッジモータドライバ２００６に転送される。キャリッジモータドライバ２００６は、受け取ったパルスによりキャリッジモータ２００８を駆動させる。
【００４１】
また、ヘッド駆動パルス生成部２１０３は、モータパルスに同期してヘッド駆動パルスを発生させ、記録ヘッド２０１０へ転送する。また、この駆動信号に同期して、データ転送部２１０４に対しても同期信号を転送する。
【００４２】
一方、ＲＡＭ２００１に格納されたイメージデータは、ＲＡＭコントローラ２１０７およびＤＭＡコントローラ２１０５により、例えば１回の記録走査（主走査）で記録される量を単位としてデータ転送部２１０４にＤＭＡ転送される。データ転送部２１０４は、ヘッド駆動パルス生成部２１０３から受け取った同期信号に同期して、１走査分のイメージデータを記録ヘッド２０１０に転送する。そして、１走査分のデータが全て転送されると、ＤＭＡコントローラ２１０５に転送終了の信号を出力する。ＤＭＡコントローラ２１０５は、転送終了信号を受けると、次の１主走査分のイメージデータをＤＭＡ転送する。
【００４３】
このような主走査単位でのデータ転送は、ＲＡＭ２００１上に格納されたイメージデータの走査開始アドレスと終了アドレス（もしくはデータ量）を、ＲＡＭコントローラ２１０７に指定することで制御することができる。
【００４４】
（ヘッド駆動パルス生成部）
次にヘッド駆動パルス生成部２１０３で生成されるパルスについて図７および図８を参照して説明する。ＣＰＵ２００５は、予めＰＲＯＭ２００４に記憶されているパルス設定値を参照して、ヘッド駆動パルス生成部２１０３より、パルス信号ＨＥＮＢＡ，ＨＥＮＢＢ，ＨＥＮＢＣ，ＨＥＮＢＤを出力させる。
【００４５】
図９は、上記ＰＲＯＭ２００４に記憶されているパルス設定値によって設定された、各ヒートパルス信号ＨＥＮＢＡ，ＨＥＮＢＢ，ＨＥＮＢＣ，ＨＥＮＢＤの出力状態を示したものである。
【００４６】
本例においては、各ヒータの駆動パルス信号は、インクを予熱することで安定した吐出量を得るために印加されるパルス（プレヒートパルス）と、これと適切なインターバル期間をおいて実際にインク吐出を行わせるために印加されるパルス（メインヒートパルス）とからなるものとする。
【００４７】
図９において、ＰＡ０、ＰＡ１、ＰＡ２およびＰＡ３がＲＯＭに記憶されているＡヒータ２９ａ用のパルス設定値であり、それぞれブロックの開始からプレヒートパルス開始タイミングまでの期間がＰＡ０、プレヒートパルスのパルス幅がＰＡ１、プレヒートパルスとメインヒートパルスとの間のインターバル期間がＰＡ２、メインヒートパルスのパルス幅がＰＡ３として設定されて、ヒート信号ＨＥＮＢＡとなる。Ｂヒータ２９ｂ，Ｃヒータ２９ｃ，Ｄヒータ２９ｄについても同様に、パルス設定値として、ブロックの開始からプレヒートパルス開始タイミングまでの期間がＰＢ０，ＰＣ０，ＰＤ０、プレヒートパルス幅がＰＢ１，ＰＣ１，ＰＤ１、インターバル期間がＰＢ２，ＰＣ２，ＰＤ２、メインヒートパルス幅がＰＢ３，ＰＣ３，ＰＤ３が設定されて、ヒート信号ＨＥＮＢＢ，ＨＥＮＢＣ，ＨＥＮＢＤとなる。
【００４８】
これらの設定値を書きかえることにより任意のパルスを設定することが出来、また、記録すべきデータがない場合には各設定値に「０」を設定すると、ヒートパルスはＬｏｗレベルのままになるよう構成されている。
【００４９】
また、ＲＯＭ２００４には、ブロック選択信号ＢＥＮＢ０，ＢＥＮＢ１，ＢＥＮＢ２の組み合わせ用のパターンも記憶されており、ＣＰＵ２００５はこのパターンを参照して、ヘッド駆動パルス生成部２１０３より、ブロックパルスＢＥＮＢ０，ＢＥＮＢ１，ＢＥＮＢ２を出力させる。このブロック選択信号は、モータ駆動パルス生成部２１０２から発生されるモータ駆動パルスに同期して出力される。
【００５０】
（画像形成）
以下に、実際にノズル２７からインクを吐出し、記録媒体上にドットを形成させる状態を説明する。図９で示した様に、互いに隣接するノズルはタイミングをずらして駆動され、更に図６で説明した様に、全ノズルを８つのブロックに分け、ブロック間でもタイミングをずらして駆動させるので、隣接するノズルがインクを吐出するタイミングは順次遅延して行くことになる。インクジェットカートリッジ２１は、記録媒体に対して主走査方向に移動しながら記録を行うので、このような遅延は記録媒体上で、記録位置ずれとなって現れる。そこで、本実施形態ではノズル列が副走査方向に対して傾斜する様に設計されている。
【００５１】
図１０は、このようなノズルの傾斜状態を示した図である。ノズル列の傾斜角度は、インクジェットカートリッジ２１の移動速度とヒータ２９の駆動周波数とに応じて決定されており、実際に記録を行った場合には、図面の方眼の位置にドットが直線状に記録されるようになっている。
【００５２】
本実施形態では、２値記録の高速記録モードと５値記録の高画質記録モードとの２つの記録モードを有する。なお、このようなモード設定は、インターフェイス２０００を介した外部のホスト装置ないしはＣＰＵ２００５に基づいて行うことができる。そして、モードに応じて、次のような制御を行うことができる。
【００５３】
図１１は、高速記録モードでの駆動パルスを示したものである。
【００５４】
図に示すように、高速記録モードでは、どのノズルにおいても、設置されている２つのヒータ（Ａヒータ２９ａとＢヒータ２９ｂ、Ｃヒータ２９ｃとＤヒータ２９ｄ）を同時に駆動させている。
【００５５】
図１２は、このような駆動によって記録媒体上に得られる記録ドットを示す図である。既に図１を用いて説明した様に、本実施形態では（Ａヒータ＋Ｂヒータの吐出量）と（Ｃヒータ＋Ｄヒータの吐出量）が略同等であるから、ヒータＡとヒータＢとを同時に駆動させて得られたドットａｂも、ヒータＣとヒータＤとを同時に駆動させて得られたドットｃｄも、全て同じ大きさで記録されているのが分かる。よって、記録媒体の各領域に対しては１回の記録走査で一色分の画像を完成させることが可能である。
【００５６】
このように、高速記録モードでは、１回の記録走査（主走査）で副走査方向にノズル数分、すなわち４８画素分の記録が成されるので、４８画素分の副走査（紙送り）を続いて行うことにより、次の記録走査を行うことが出来る。すなわち、次の１と２の操作を繰り返すことで画像を完成することができる。
１：記録走査（主走査）
２：副走査（４８画素分紙送り）
【００５７】
図１３は本実施形態高画質記録モードでの駆動パルスを示した図である。
【００５８】
高画質記録モードの場合、各ノズルに２つずつ設置されている全４種類のヒータを、同時あるいは個別に駆動させることにより、４段階の大きさのドットを記録する構成となっている。
【００５９】
図１４は図１３で示した駆動によって、記録媒体上に得られる記録ドットを示したものである。この図によると、Ａヒータのみ駆動させたノズルからは最も小さなドットａが記録され、Ｃヒータのみ駆動させたノズルからは次いで小さなドットｃが記録される。また、Ｂヒータのみ駆動させたノズルからは更に大きなドットｂが記録され、ＣヒータとＤヒータを同時に駆動させたノズルからは最も大きなドットｃｄが記録されている。このように高画質記録モードでは、隣接する２つのノズル、すなわち図１で示したノズル２７ａと２７ｂとで１つの画素に対応し、４段階のドット径と非記録との５値で画像を形成している。
【００６０】
ところで、このような記録を行う場合、１つのノズルが１回の記録走査（主走査）で数種類のドット径を記録することは制御的に困難であり、また、回路も大がかりになりやすい。そこで、本実施形態では一回の記録走査につき記録可能なドット径を１種類に限定させ、一回の記録走査で記録されるのは５値の内（空白画素を除く）１値分とする。よって、記録媒体の同一領域に対し、少なくとも４回記録走査が行われる。
【００６１】
図１５は、本実施形態の高画質記録モードにおける各ノズルの記録ドット径と副走査量を示した図である。この図に示す様に、各ノズルで吐出量を固定した状態で、次の１から８の操作を繰り返し行うことにより、本実施形態の高画質記録画像を完成することができる。
１：記録走査（主走査）
２：副走査（１画素分紙送り）
３：記録走査（主走査）
４：副走査（１画素分紙送り）
５：記録走査（主走査）
６：副走査（１画素分紙送り）
７：記録走査（主走査）
８：副走査（４５画素分紙送り）
【００６２】
また、図１６は、本実施形態の高画質記録モードにおける別の記録方法（各ノズルの記録ドット径と副走査量）を示した図である。図１６では図１５に対し、各ノズルの記録ドット径分布、および各記録走査毎に行われる副走査量が異なっているのがわかる。この図によれば、次の１から８の操作を繰り返し行うことで、本実施形態の高画質記録画像を完成させている。
１：記録走査（主走査）
２：副走査（１１画素分紙送り）
３：記録走査（主走査）
４：副走査（１１画素分紙送り）
５：記録走査（主走査）
６：副走査（１１画素分紙送り）
７：記録走査（主走査）
８：副走査（１３画素分紙送り）
【００６３】
このような記録を行った場合、図１５で説明した場合にくらべ、以下の点が改良される。
【００６４】
通常、記録ヘッド内のノズル列においては、両端のノズルの吐出量が少なかったり、またその反対であったりと、その位置によってある程度の吐出分布が存在する。この場合、図１５のような方法では、記録媒体上の同一領域に対し、近接した４つのノズルを使用して４回の記録走査が行われるのでノズル間の吐出量分布を分散することが出来ない。しかし、ここで説明した図１６の方法では、各記録走査毎に、記録媒体に対するノズル位置が大きく移動し、ほぼノズル列の全域を使って記録されるので、吐出量ばらつきによる画像全体のざらつきや濃度ムラを低減することが出来る。
【００６５】
また、副走査量の大きさにおいても図１６の方が優れているといえる。図１５では、記録走査毎の副走査量が、４５画素分１回と、１画素分３回とをセットとしているため、４５画素分の記録走査バンドと３画素分の記録走査バンドとが発生し４８画素ピッチの画像のムラとなることもあり得る。しかし、図１６に示した様に、各記録走査毎の副走査量が１１〜１３画素とほぼ同等の量を保たれていれば、各記録走査間の副走査が略均等になり、上記の問題を解消することができる。
【００６６】
以上説明した様に、本実施形態によれば、１つのノズル内に２つのヒータを吐出方向に対し並列して設け、２つのヒータを同時にヒートした場合には隣接するノズル間で吐出量が略同等となるような構成にしたことにより、大吐出量で高速に記録を行う記録モードと、数段階の吐出量で多階調に記録を行う高画質モードとを併せ持つことが可能となった。
【００６７】
（第２の実施形態）
次に本発明の第２実施形態を説明する。
本実施形態においても図３から図１６で説明した記録装置本体構成、および記録ヘッドの駆動方法は上述した第１実施形態と同様である。
【００６８】
本実施形態が第１実施形態と異なる点は、各ノズル内に配置されているヒータの構成である。
【００６９】
図２は本実施形態のヒータ構成を示したものである。
【００７０】
図２において、各ノズル１２７には２個ずつの発熱素子（ヒータ）１２９が吐出方向に配置されており、隣接するノズル１２７ａと１２７ｂでは、ノズル内に配置されたヒータのサイズが異なっている。そして、この２種類のノズルが交互にヒータボードに配置された構成となっている。奇数番目のノズル１２７ａにはＡヒータ１２９ａとＢヒータ１２９ｂが配置されており、Ａヒータ１２９ａは前後長さＬａ＝３０（μｍ）、左右幅Ｗａ＝４０（μｍ）の長方形に、Ｂヒータ１２９ｂは前後長さＬｂ＝９０（μｍ）、左右幅Ｗｂ＝４０（μｍ）の長方形に、それぞれ金属の高抵抗の薄膜で形成されている。一方、偶数番目のノズル１２７ｂにはＣヒータ１２９ｃとＤヒータ１２９ｄが配置されており、Ｃヒータ１２９ｃは前後長さＬｃ＝６０（μｍ）、左右幅Ｗｃ＝４０（μｍ）の長方形に、Ｄヒータ１２９ｄは前後長さＬｄ＝６０（μｍ）、左右幅Ｗｄ＝４０（μｍ）の長方形に、それぞれ金属の高抵抗の薄膜で形成されている。
【００７１】
また、Ａヒータ１２９ａとＣヒータ１２９ｃの前縁部はシリコン基板３１の吐出口側のエッジより同一の距離に位置しており、Ｂヒータ１２９ｂとＤヒータ１２９ｄの後縁部もシリコン基板３１の吐出口側のエッジより同一の距離に位置している。
【００７２】
Ａヒータ１２９ａの後縁部及びＢヒータ１２９ｂの前縁部には、金属の薄膜からなる１個の共通電極１４０ａが結線されており、Ａヒータ１２９ａの後縁部およびＢヒータ１２９ｂの後縁部には、それぞれ、金属の低抵抗の薄膜からなる個別電極１４１ａおよび１４１ｂが個々に結線されている。同様に、Ｃヒータ１２９ｃの後縁部及びＤヒータ１２９ｄの前縁部には、金属の薄膜からなる１個の共通電極１４０ｂが結線されており、Ｃヒータ１２９ｃの後縁部およびＤヒータ１２９ｄの後縁部には、それぞれ、金属の低抵抗の薄膜からなる個別電極１４１ｃおよび１４１ｄが個々に結線されている。共通電極１４０ａおよび１４０ｂはビアホールコンタクトによって立体配線されており、アース配線（図示せず）に接続され、また個別電極１４１ａ、１４１ｂ、１４１ｃおよび１４１ｄは駆動回路３８に接続されている。
【００７３】
この様なヒータ構成によるインク吐出量の比率は、（Ａヒータの吐出量）：（Ｂヒータの吐出量）：（Ｃヒータの吐出量）：（Ａヒータ＋Ｂヒータの吐出量）：（Ｃヒータ＋Ｄヒータの吐出量）≒１：３：２：４：４になっており、本実施形態においても第１実施形態と同様の高階調記録と高速記録が可能となる。更に、本実施形態の方が、第一実施形態に比べて各ノズルにおける最小のインク滴を吐出した場合の安定性が高くなることが確認されている。
【００７４】
以上説明した様に、本実施形態によれば、１つのノズル内に２つのヒータを吐出方向に対し縦列して設け、２つのヒータを同時にヒートした場合には隣接するノズル間で吐出量が略同等となるような構成にしたことにより、大吐出量で高速に記録を行う記録モードと、数段階の吐出量で多階調に記録を行う高画質モードとを併せ持つことが可能となった。
【００７５】
（その他の実施形態）
以上、説明した２つの実施形態では、
Ｓｅｇ．２ｉ＋１にヒータＡとヒータＢ、
Ｓｅｇ．２ｉ＋２にヒータＣとヒータＤ、
（ただしｉは０〜１１１の整数である）とし、奇数番目のノズルと偶数番目のノズルでヒータ構成を異ならせているが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば次に示す様な構成でも本発明は有効である。すなわち、
Ｓｅｇ．８ｔ＋１〜Ｓｅｇ．８ｔ＋４にヒータＡとヒータＢ、
Ｓｅｇ．８ｔ＋５〜Ｓｅｇ．８ｔ＋８にヒータＣとヒータＤ、
（ただしｔは０〜２７の整数である）である。これは、４ノズル毎にヒータ構成を異ならせた例である。この様な構成でも、高画質モードにおける副走査量を必ず４種類のドット径で記録出来るように調整することにより、上記実施形態と同様の効果を得ることが出来る。
更に広く言えば、
Ｓｅｇ．２ｍ×ｎ＋１〜Ｓｅｇ．２ｍ×ｎ＋ｍにヒータＡとヒータＢ、
Ｓｅｇ．２ｍ×ｎ＋（ｍ＋１）〜Ｓｅｇ．２ｍ×ｎ＋２ｍにヒータＣとヒータＤ
（ただしｍは１，２，４，７，８であり、ｎは０〜１１２／ｍ−１の整数である）の条件が満たされれば、すなわち、同数ずつ（ｍ個ずつ）のグループにノズル群を分割し、隣接するグループ間でヒータ構成が異なる構成であれば、本発明は有効となるのである。
【００７６】
尚、上記実施形態では、１つのノズル内に２つのヒータを配置させる例を説明してきたが、本発明におけるヒータの数は、２つに限定されるものではない。３つ以上のヒータが配置される構成においても、また隣接するノズル間（グループ間）でヒータの数が異なったとしても、ノズル内の複数ヒータのうち、少なくとも２つを駆動させた場合の吐出量が各ノズルで概略等しければ、本発明は有効となる。
【００７７】
更に、上記実施形態では、ヒータ構成が異なる２種類のノズルを用いて、多値の記録を実現させてきたが、本発明のヒータ構成は２種類に限定されるものではない。互いにヒータ構成の異なる３種類以上のノズルを用いて、より高階調な記録を行うことも本発明では可能である。
【００７８】
また、上記実施形態では図４、図５を参照し、各色の記録ノズルが同一のヒータボードに１列に設置され、同一のインクカートリッジに搭載される構成としたが、本発明はこれに限定されるものではない。インク色別にヒータボードを独立させ、主走査方向に並列させた構成であっても、また各色でインクカートリッジが別体であっても本発明は有効である。
【００７９】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、１つのノズル内に複数のヒータを具えながら、互いにヒータ構成の異なる複数種類のノズルを有した記録ヘッドおよび記録装置において、個々のヒータを独立に駆動することで、ノズル間で異なる量のインク滴を吐出したり、同量のインク滴を吐出したりすることができ、数段階の吐出量で多階調に記録を行うモードと、一定の吐出量で高速に記録を行うモードとを併せ持つことが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態における記録ヘッドのヒータ構成の説明図である。
【図２】本発明第２実施形態における記録ヘッドのヒータ構成の説明図である。
【図３】本発明の実施形態に適用したインクジェット記録装置の全体構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態に適用したインクジェット記録ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に適用したインクジェット記録ヘッドのヒータボードの構成を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態に適用したインクジェット記録ヘッドのヒータボードのロジック回路図である。
【図７】本発明の実施形態に適用したインクジェット記録装置の内部構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施形態に適用したインクジェット記録装置のＡＳＩＣ内部構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施形態に適用した記録ヘッド駆動パルスの設定パラメータの説明図である。
【図１０】本発明の実施形態に適用した記録ヘッドの記録素子配列を説明する概略図である。
【図１１】本発明の実施形態で高速記録を行う際の記録ヘッド駆動パルスを示すタイミングチャートである。
【図１２】本発明の実施形態で高速記録を行う際の形成ドットの説明図である。
【図１３】本発明の実施形態で高画質記録を行う際の記録ヘッド駆動パルスを示すタイミングチャートである。
【図１４】本発明の実施形態で高画質記録を行う際の形成ドットの説明図である。
【図１５】本発明の実施形態で高画質記録を行う際の副走査方法の１例を示した図である。
【図１６】本発明の実施形態で高画質記録を行う際の副走査方法の別例を示した図である。
【図１７】従来技術で適用されている記録ヘッドのヒータ構成の説明図である。
【図１８】図１７の記録ヘッドで記録可能なドット径を示した図である。
【符号の説明】
１　インクジェット記録装置
２　ガイドシャフト
３　キャリッジユニット
４　タイミングプーリ
５　タイミングベルト
６　カートリッジホルダ
７　インクジェットカートリッジ
８　手動レバー
９　フレキシブルケーブル
１１　ポジションセンサ
１２　遮光板
１３　ホームポジションユニット
１４　フィードローラ
２１　カートリッジ本体
２２、２３　タンク
２４　インク供給口
２５　インク受給口
２６　記録ヘッド部
２７　ノズル
２８　ヒータモード
２９　発熱素子
３０　接続端子
３１　シリコン基板
３２〜３５　発熱素子群
３６　サブヒータ
３７　ランクヒータ
３８　駆動回路
３９　接続端子
４０　共通電極
４１　個別電極
５１　シフトレジスタ
５２　ラッチ回路
５３　ブロック選択回路
５４　ドライバ回路
５５　論理和回路
５６　ヒータ
１２７　ノズル
１２９　発熱素子
１４０　共通電極
１４１　個別電極
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2004009334.tif 000013
【図１２】
2004009334.tif 000014
【図１３】
2004009334.tif 000015
【図１４】
2004009334.tif 000016
【図１５】
2004009334.tif 000017
【図１６】
2004009334.tif 000018
【図１７】
2004009334.tif 000019
【図１８】
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