(57)【要約】【課題】  記録ヘッドの高解像度化が進む過程で、吐出口の増加と高密度化が要求される。吐出口の増加は機能素子の増加に直結しており、その設置面積が増加する。【解決手段】  記録ヘッドの駆動回路内で、隣接する記録素子の共通電極を分離し、共通電極切り替え機能を設けることで機能素子を共通化する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の記録用素子を列状に配置する構成の記録ヘッドであって、前記記録用素子の複数が配置された記録ヘッド基板上には、前記記録用素子に対し記録電流通電制御可能な機能素子、記録電流通電のための共通電極とその接地導電体、記録画像情報を入力することで前記記録素子を選択的に通電制御可能な論理回路を配置すると共に、
隣接した前記記録素子を通電制御する前記機能素子を共有化したことを特徴とする記録ヘッド。
【請求項２】
隣接した前記記録素子の前記共通電極を分離可能な手段を有し、該共通電極の切り替え信号を前記記録画像情報乃至ブロック選択情報とともに転送する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】
前記隣接した記録素子の形状が異なることを特徴とする請求項１乃至請求項2に記載の記録ヘッド。
【請求項４】
前記記録ヘッドは、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乃至請求項３に記載の記録ヘッド。
【請求項５】
前記隣接した記録素子に対応する記録液滴の吐出口径が異なることを特徴とする請求項4に記載の記録ヘッド。
【請求項６】
隣接した前記記録素子を通電制御する前記機能素子を共有化した請求項1乃至請求項５に記載の記録ヘッドの駆動制御を行うことを特徴とする記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は記録ヘッドおよび記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばパーソナルコンピュータ、ファクシミリ等にお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記録装置が広く使用されている。これらの記録装置は、現代のビジネスオフィスやその他の事務処理部門、さらにはパーソナルユースにおけるプリンタとして使用され、高密度及び高速記録が強く望まれている傍ら、更なるコストダウン、あるいは高精細化等を達成するべく開発、改良が試みられている。
【０００３】
上述した記録装置の中で、低騒音なノンインパクト記録としてインクを記録素子上に配置した吐出口から吐出させて記録を行うインクジェット記録装置は、その構造的な特徴から、高密度及び高速記録が可能であり、ローコストなカラープリンタ等として広く普及している。インクジェット記録装置は、吐出口及びこの吐出口からインクを吐出するための吐出エネルギーを発生する電気熱変換素子を有する記録素子（インク吐出素子、ノズル）を備えた記録ヘッドを用い、所望される記録情報に応じてインクを吐出して記録を行うものである。
【０００４】
インクジェット記録ヘッドの構成としては、従来から、複数個のインク吐出素子を一列、もしくは複数列に配置してなるインクジェット記録ヘッドが種々知られている。この種のインクジェット記録ヘッドにおいては、インク吐出素子Ｎ個を１ブロックとして同時通電制御可能な制御配線端子を設け、この端子をアクティブにした期間、インク吐出素子に記録電流を通電し、紙等の被記録材（記録媒体）に任意の記録を行うことが可能である。
【０００５】
また、インク吐出素子Ｎ個を１ブロックとして同時通電制御可能な駆動用集積回路を同一基板上に数個または数十個搭載し、画像情報を各インク吐出素子に対応させて整列させることにより、紙等の被記録材（記録媒体）に任意の記録を行うことが可能である。
【０００６】
近年の高精細化、高画質化に伴い、インクジェット記録ヘッドの性能は格段に向上した。インク吐出素子の個数が増大したこと、或は記録スピードを上げるという目的のために、インク吐出素子の同時駆動数も増大する事でスループットの向上が達成されている。インク吐出素子の性能も進歩しており、１マイクロ秒程度のパルス幅で、数ピコリットルのインクを吐出させることが可能である。これは大電流を高速にスイッチングする機能素子（ＭＯＳ−ＦＥＴドライバ等）によって達成されるものである。この機能素子も年々サイズを小さくすることが可能となってきており、マルチチャネル(複数色のインクチャネル)を有するインクジェット記録ヘッド用基板の小型化も進んできている。
【０００７】
マルチチャネルを有するインクジェット記録ヘッド用基板は、主に小型カラーインクジェット記録ヘッドとして、近年そのニーズが高まっている。これはローコストでカラー画像を形成できるデバイスが、現在の製品構成上必要不可欠であるためである。同一基板上に複数色のインクチャネルを配置する方法はいくつか知られている。インク吐出素子を一列に配置し、インクチャネルを色間分離するタイプ、複数のインクチャネルの各々に対し一列のインク吐出素子列を割り当てる方法がある。更に、複数のインクチャネルの各々に対し、両側にインク吐出素子列を配置する方法も達成されている。これらの手法は高速印字、高解像度印字を達成するため必然的な技術手法であり、今後は如何に小型化するかが課題となってきている。
【０００８】
図７は従来の技術を示す図である。図７Bは記録ヘッド基板の概観図であり、図７A は内部回路の構成を示している。図７Bに示すように、記録ヘッド基板内部では機能素子領域は論理回路領域や記録素子領域に比較して、大きな面積を占めている。画像のセグメントに相当する吐出口に対応した記録画像情報は転送クロックによって、シフトレジスタに順次転送される。記録画像情報にはブロック選択情報が含まれており、時分割駆動によって同時駆動数を制限し、電流値の制限を行う。転送完了後、ラッチクロックによってシフトレジスタからラッチにデータが移行される。駆動パルス信号によって機能素子がオンし、エネルギー量が決定され、適正な吐出エネルギーが付与され、液滴の吐出を行う。
【０００９】
又、別の従来例としては、特許文献１をあげることが出来る。
【特許文献１】特開平０７-８９１３７号公報
【特許文献２】特開平０７-７６０７８号公報
【特許文献３】特開２００２-３７０３６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
記録ヘッドの高解像度化が進む過程で、吐出口の増加と高密度化が要求される。吐出口の増加は機能素子の増加に直結しており、その設置面積が増加する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
記録ヘッドの駆動回路内で、隣接する記録素子の共通電極を分離し、共通電極切り替え機能を設けることで機能素子を共通化する。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、共通電極の切り替え回路を内蔵することにより、隣接した記録素子に対応する機能素子を共有化することにより、機能素子の占有面積および、記録ヘッド基板サイズの縮小が可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１Aは本発明の特徴をもっともよく示す図であり、図２は図1Aの駆動回路の駆動タイミングチャート例である。H１〜8A/Bは記録素子であり、D1〜８はH１〜8A/Bを通電制御する機能素子である。Di１〜8A/Bは逆流防止用のダイオードである。例えば記録素子H1AおよびH1Bは、隣接して配置され、機能素子D1に共通接続されており、H1AはPower_Aに、H1BはPower_Bにそれぞれ接続されている。
【００１５】
記録画像情報１は転送クロック2によってシフトレジスタ5に順次転送される。記録画像情報１の転送が完了した時点でラッチ信号3が入力され、シフトレジスタ5に転送されたデータはラッチ6に保持される。
【００１６】
記録画像情報１にはブロック選択情報および、共通電極選択信号と、共通電極制御信号が含まれており、共通電極選択信号は図中でセレクト8、共通電極制御信号はイネーブル9と呼称する。今回の実施例ではイネーブル信号はHiアクティブとしている。ラッチ6の保持されたブロック選択情報はブロックデコーダ7に入力され機能素子群の時分割駆動を行う。記録画像情報がHiのビットによって機能素子D1〜８の動作が許可され、駆動パルス信号4によって記録素子H１〜8A/Bに記録エネルギーが付与される。
【００１７】
Q1A/Q2A/Q1B/Q2BはMOS-FET等で構成された共通電極切り替え素子であり、それぞれPower_A、Power_Bに記録電圧を供給する。Q3A/Q3Bは放電用素子であり、同じくMOS-FET等で構成される。イネーブル信号がLowの時、Q3A/Bがオンし、各共通電極Power_A/Bは抵抗を介して接地され、また各機能素子D1〜８の通電制御が制限される。
【００１８】
ロジック電源投入後、イネーブルビットがLowとなる記録画像情報を転送、ラッチし、ヘッドの内部状態を初期化する。次の転送タイミングでセレクト信号がLow、イネーブル信号がHiのデータを転送することでQ3A/Bがオフし、Q２A、Q１Aがオンし、Power_Aラインがアクティブとなる。Di１〜8BによってPower_B側への逆流は遮断され、H１〜8B側には電流は流れない。機能素子D１〜8は駆動パルス信号によってオンし、H１〜8Aを通電制御する。セレクト信号がHiの場合、Q２A、Q１Aがオフとなり、Q２B、Q１Bがオンし、Power_Bラインがアクティブになり、機能素子D１〜8はH１〜8Bを通電制御する。Di１〜8AによってPower_A側への逆流は遮断され、H１〜8A側には電流は流れない。電源供給方法がレベルで行われる場合、共通電極の容量成分に蓄積された電荷を放電するため、共通電極の切り替えを行う前に初期化動作を行い、Q3A/Bをオンし、共通電極の放電を行う。この動作を繰り返すことで印字を実行する。図１Bに示すように、機能素子が共有されているので、その占有面積は実質的に1/2になる。さらに、隣接する記録素子の形状や記録液滴の吐出口径が異なり、必要とされる記録エネルギー量が異なる場合も、駆動パルス信号4の幅によって容易に制御可能である。
【実施例２】
【００１９】
図３および図４は電源供給方法がパルスで行われる場合の駆動回路及び駆動タイミングチャート例である。この場合、共通電極の容量成分に蓄積された電荷を放電する必要はないので、共通電極切り替え前の初期化動作は必要ない。また、実施例１の駆動回路内に設けたQ3A/B自体も必ずしも必要ではない。
【００２０】
ここで、共通電極の切り替えに使用されるドライバQ1〜3A／Bの占有面積をX、個別の機能素子の占有面積をY、ダイオードの占有面積をZ、各共通電極に接続される記録素子数をnとすると、本発明の機能素子の設置面積はY×ｎ/2＋n×Z、切り替えドライバの設置面積はX×２となる。従来の機能素子設置面積はY×nであるので、Y×n/2+X×2＋n×Z <Y×n、すなわち、X<（Y−2×Z）×ｎ/4の関係が満たされる場合、駆動回路全体の占有面積を縮小することができる。
【実施例３】
【００２１】
図５および図６は、記録画像情報とブロック選択情報が別々に転送される場合の駆動回路および駆動タイミングチャート例である。共通電極選択信号と、共通電極制御信号はブロック選択情報に含まれている。実施例１と同様に、ロジック電源投入後、イネーブルビットがLowとなる記録画像情報を転送、ラッチし、ヘッドの内部状態を初期化する。次の転送タイミングでセレクト信号がLow、イネーブル信号がHiのデータを転送することでQ3A/Bがオフし、Q２A、Q１Aがオンし、Power_Aラインがアクティブとなる。Di１〜8BによってPower_B側への逆流は遮断され、H１〜8B側には電流は流れない。機能素子D１〜8は駆動パルス信号によってオンし、H１〜8Aを通電制御する。セレクト信号がHiの場合、Q２A、Q１Aがオフとなり、Q２B、Q１Bがオンし、Power_Bラインがアクティブになり、機能素子D１〜8はH１〜8Bを通電制御する。Di１〜8AによってPower_A側への逆流は遮断され、H１〜8A側には電流は流れない。電源供給方法がレベルで行われる場合、共通電極の容量成分に蓄積された電荷を放電するため、共通電極の切り替えを行う前に初期化動作を行い、Q3A/Bをオンし、共通電極の放電を行う。この動作を繰り返すことで印字を実行する。共通電極選択信号と、共通電極制御信号が記録画像情報に含まれている場合や、実施例２のように電源供給方法がパルスで行われる場合についても同様である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一の実施例の構成を示す駆動回路である。
【図２】本発明の第一の実施例の基本的な駆動波形である。
【図３】本発明の第二の実施例の構成を示す駆動回路である。
【図４】本発明の第二の実施例の基本的な駆動波形である。
【図５】本発明の第三の実施例の構成を示す駆動回路である。
【図６】本発明の第三の実施例の基本的な駆動波形である。
【図７】従来の構成を示す駆動回路である。
【符号の説明】
【００２３】
1  記録画像情報
2  転送クロック
3  ラッチ信号
4  駆動パルス信号
5  シフトレジスタ
6  ラッチ
7  ブロックデコーダ
8  イネーブル（共通電極制御信号）
9  セレクト（共通電極選択信号）
10  シフトレジスタ
11  ブロック選択情報
Q1・2  共通電極切り替え素子
Q3  共通電極放電用素子
D  機能素子
H  記録素子
Di  ダイオード
【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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