(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｍ×Ｎ個の記録素子を備え、
Ｍ×Ｎ個の前記記録素子をＭ個ずつＮ個のブロックに分割して、Ｍ個の記録信号を受ける度にＭ個ずつ前記記録素子を駆動し、Ｎ回駆動することでＭ×Ｎ個の前記記録素子を時分割駆動するインクジェット記録ヘッドであって、
前記Ｍ個の記録素子に対応した前記記録信号の内、Ｌ（Ｌ＜Ｍ）個の記録素子に対応した記録信号をクロック信号を用いて第１の信号線からシリアル入力して一時的に格納する第１のシフトレジスタと、
前記Ｍ個の記録素子に対応した記録信号の内（Ｍ−Ｌ）個の記録素子に対応した記録信号と前記Ｎ個のブロックの内１つを選択するための選択制御信号とを前記クロック信号を用いて第２の信号線からシリアル入力して一時的に格納する第２のシフトレジスタと、
前記選択制御信号をデコードしてブロック選択を行うブロック選択信号を生成するデコーダと、
前記ブロック選択信号に基づいて選択されたブロックに属するＭ個の記録素子を前記第１及び第２のシフトレジスタに格納された前記Ｍ個の記録素子に対応した記録信号によって駆動する選択駆動回路とを有す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】
前記第１のシフトレジスタに格納された前記Ｌ個の記録素子に対応した記録信号をラッチする第１のラッチ回路と、
前記第２のシフトレジスタに格納された前記（Ｍ−Ｌ）個の記録素子に対応した記録信号をラッチする第２のラッチ回路と、
前記第２のシフトレジスタに格納された選択制御信号をラッチする第３のラッチ回路とをさらに有す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】
前記デコーダは前記第３のラッチ回路にラッチされた選択制御信号をデコードすることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項４】
前記選択駆動回路は前記第１及び第２のラッチ回路にラッチされた記録信号と前記ブロック選択信号との論理積を演算するＡＮＤ回路を含み、前記ＡＮＤ回路の演算結果に基づいて、駆動する記録素子を時分割に選択することを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項５】
前記第１、第２、及び第３のラッチ回路におけるラッチ動作は共通のラッチ信号によって実行されることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録ヘッド。
【請求項６】
Ｍ×Ｎ個の前記記録素子は電気熱変換体を含む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７】
前記インクジェット記録ヘッドは、熱エネルギーを利用してインクを吐出するために、前記電気熱変換体に通電することにより、インクに与える熱エネルギーを発生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ヘッド。
【請求項８】
請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドと該インクジェット記録ヘッドに供給するインクを貯留したインクタンクとを接続したことを特徴とする記録ヘッドカートリッジ。
【請求項９】
前記インクジェット記録ヘッドと前記インクタンクとは分離可能であることを特徴とする請求項８に記載の記録ヘッドカートリッジ。
【請求項１０】
前記インクジェット記録ヘッドと前記インクタンクとは一体化していることを特徴とする請求項８に記載の記録ヘッドカートリッジ。
【請求項１１】
請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載のインクジェット記録ヘッドを用いて記録を行なう記録装置であって、
記録データを１ブロックの記録当りＭ個の記録素子に対応する記録信号に変換し、前記記録信号を前記第１及び第２の信号線とを介して、前記クロック信号を用いて前記インクジェット記録ヘッドに転送するよう制御する制御手段を有することを特徴とする記録装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、１ブロック分の記録に対応する記録信号を前記インクジェット記録ヘッドに転送中に、該転送の直前に転送した１ブロックに対応する記録素子を駆動して記録動作を実行するために、イネーブル信号を転送するよう制御することを特徴とする請求項１１に記載の記録装置。
【請求項１３】
少なくとも、Ｍ×Ｎ個の記録素子を備え、
Ｍ×Ｎ個の前記記録素子をＭ個ずつＮ個のブロックに分割して、Ｍ個の記録信号を受ける度にＭ個ずつ前記記録素子を駆動し、Ｎ回駆動することでＭ×Ｎ個の前記記録素子を時分割駆動するインクジェット記録ヘッドの素子基板であって、
前記Ｍ個の記録素子に対応した前記記録信号の内、Ｌ（Ｌ＜Ｍ）個の記録素子に対応した記録信号をクロック信号を用いて第１の信号線からシリアル入力して一時的に格納する第１のシフトレジスタと、
前記Ｍ個の記録素子に対応した記録信号の内（Ｍ−Ｌ）個の記録素子に対応した記録信号と前記Ｎ個のブロックの内１つを選択するための選択制御信号とを前記クロック信号を用いて第２の信号線からシリアル入力して一時的に格納する第２のシフトレジスタと、
前記選択制御信号をデコードしてブロック選択を行うブロック選択信号を生成するデコーダと、
前記ブロック選択信号に基づいて選択されたブロックに属するＭ個の記録素子を前記第１及び第２のシフトレジスタに格納された前記Ｍ個の記録素子に対応した記録信号によって駆動する選択駆動回路とを有し、
前記記録素子、前記第１のシフトレジスタ、前記第２のシフトレジスタ、前記デコーダおよび前記選択駆動回路が同一基板上に形成されていることを特徴とする素子基板。
【請求項１４】
インクを供給するためのインク供給穴をさらに有し、
前記第１のシフトレジスタと前記第２のシフトレジスタとは前記インク供給穴の長さ方向の素子基板の両端にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１３記載の素子基板。
【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、その記録ヘッドを用いた記録装置、記録ヘッドカートリッジ、及び記録素子基板に関し、特に、例えば、熱エネルギーを利用してインクを吐出するインクジェット方式に従った記録ヘッド、その記録ヘッドを用いた記録装置、記録ヘッドカートリッジ、及び記録素子基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱エネルギーを利用して記録を行うインクジェット方式に従う記録ヘッドは、インク液滴を吐出する吐出口に連通する部位に発熱素子を設け、この発熱素子に数μ秒程度の間だけ通電することにより、インク中に気泡を発生させ、その発泡力を利用してインク液滴を吐出口から吐出させて記録を行う。このような記録ヘッドは、多数の吐出口及び発熱素子を高密度に配置することが容易であるので、高精細な記録画像を行うことができる。
【０００３】
さて、このように記録ヘッドの全ての発熱素子が同時に駆動すると、その記録ヘッドに瞬時に流れる電流が大きくなってしまうので、通常は、数１０ないし数１００個の発熱素子を複数のブロックに分け、ブロック毎の駆動のタイミングを僅かに異ならせることにより、記録ヘッドの全ての発熱素子を同時に駆動させないように制御することで、瞬時に流れる全電流を低く押えるようにしている。
【０００４】
また、多数の発熱素子を駆動するにあたり、記録ヘッドに発熱素子の駆動回路を内蔵し、記録ヘッドとこれを搭載する記録装置との間の配線数が多くならないようにしている。そして、この駆動回路を発熱素子の基板として用いるＳｉ（シリコン）ウエハに内蔵する構造が広く用いられている。
【０００５】
この駆動回路の構成には、様々なものがあるが、その代表的な構成を以下に挙げる。
【０００６】
各発熱素子の駆動は、各発熱素子のブロック番号を示すブロック制御信号（ＢＬＫｎ）とブロック制御信号に対応した記録信号（ＤＡＴＡ）により制御される。ブロック制御信号（ＢＬＫｎ）としては、ブロック番号を二値データにエンコードされたものが用いられている。全発熱素子数（Ｔ）を総ブロック数（Ｎ）で除算した値が１回の駆動動作で同時に駆動できる発熱素子数（Ｍ＝Ｔ／Ｎ）であり、また、記録データ１ビットが１発熱素子に対応し、これを１回の駆動動作で同時に駆動させる発熱素子分づつ転送するとすれば、Ｍが１回の駆動動作で同時に発熱素子（記録素子）を駆動させる記録信号（ＤＡＴＡ）のビット数である。
【０００７】
さらに、発熱素子の数（Ｔ）と等しいビット数のゲートやトランジスタを有し、１回の駆動動作で同時に発熱素子（記録素子）を駆動させる記録信号（ＤＡＴＡ）のビット数とブロック制御信号（ＢＬＫｎ）のビット数分のシフトレジスタとラッチ回路を設ける。そして、これらの記録信号（ＤＡＴＡ）とブロック制御信号（ＢＬＫｎ）から構成される１本のシリアルデータを、記録装置からそのシフトレジスタにシリアル転送し、これをラッチさせ、ラッチされたブロック制御信号をデコードした結果、ラッチされた記録信号、及び、ブロック毎に与えられる駆動信号に対応するゲートを介して各発熱素子に対応したトランジスタを駆動する。
【０００８】
なお、トランジスタとしてはバイポーラトランジスタ、或いは、ＦＥＴの何れでも良い。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来例の駆動回路では、以下のような問題がある。
【００１０】
即ち、発熱素子の数が多い記録ヘッドの場合には、記録信号とブロック制御信号からなるシリアルデータのビット長は長くなる。一方、シリアルデータ転送は１本の信号線を用いてなされる構成となっている。
【００１１】
さて、半導体製造装置を導入して記録ヘッドの回路基板を大量生産することによる記録ヘッド製造のコストアップの防止や装置の共通化によるコストダウンを実施するために記録ヘッドを製造するときの半導体プロセスを同一とするのであれば、シリアルデータの転送クロック周波数を高めた回路を特別に構成して製造することができない。
【００１２】
従って、シリアルデータのビット長が長くなるのに伴って、必然的にシリアルデータの転送所要時間が長くなり、その結果、転送時間がネックになり記録時間の短縮ができないといった問題があった。
【００１３】
本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、たとえ記録素子の数が多くともより高速に記録を行うことのできる記録ヘッド、その記録ヘッドを用いた記録装置、記録ヘッドカートリッジ、及び記録素子基板を提供することを目的としている。
【００１４】
【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一側面としてのインクジェット記録ヘッドは、Ｍ×Ｎ個の記録素子を備え、Ｍ×Ｎ個の前記記録素子をＭ個ずつＮ個のブロックに分割して、Ｍ個の記録信号を受ける度にＭ個ずつ前記記録素子を駆動し、Ｎ回駆動することでＭ×Ｎ個の前記記録素子を時分割駆動するインクジェット記録ヘッドであって、前記Ｍ個の記録素子に対応した前記記録信号の内、Ｌ（Ｌ＜Ｍ）個の記録素子に対応した記録信号をクロック信号を用いて第１の信号線からシリアル入力して一時的に格納する第１のシフトレジスタと、前記Ｍ個の記録素子に対応した記録信号の内（Ｍ−Ｌ）個の記録素子に対応した記録信号と前記Ｎ個のブロックの内１つを選択するための選択制御信号とを前記クロック信号を用いて第２の信号線からシリアル入力して一時的に格納する第２のシフトレジスタと、前記選択制御信号をデコードしてブロック選択を行うブロック選択信号を生成するデコーダと、前記ブロック選択信号に基づいて選択されたブロックに属するＭ個の記録素子を前記第１及び第２のシフトレジスタに格納された前記Ｍ個の記録素子に対応した記録信号によって駆動する選択駆動回路とを有することを特徴とする。
【００２２】
本発明の別の側面としての記録ヘッドカートリッジは、上記構成のインクジェット記録ヘッドと該インクジェット記録ヘッドに供給するインクを貯留したインクタンクとを接続したことを特徴とする。
【００２４】
本発明の更に別の側面としての記録装置は、上記構成のインクジェット記録ヘッドを用いて記録を行なう記録装置であって、記録データを１ブロックの記録当りＭ個の記録素子に対応する記録信号に変換し、前記記録信号を前記第１及び第２の信号線とを介して、前記クロック信号を用いて前記インクジェット記録ヘッドに転送するよう制御する制御手段を有することを特徴とする。
【００２６】
本発明の更に別の側面としての素子基板は、少なくとも、Ｍ×Ｎ個の記録素子を備え、Ｍ×Ｎ個の前記記録素子をＭ個ずつＮ個のブロックに分割して、Ｍ個の記録信号を受ける度にＭ個ずつ前記記録素子を駆動し、Ｎ回駆動することでＭ×Ｎ個の前記記録素子を時分割駆動するインクジェット記録ヘッドの素子基板であって、前記Ｍ個の記録素子に対応した前記記録信号の内、Ｌ（Ｌ＜Ｍ）個の記録素子に対応した記録信号をクロック信号を用いて第１の信号線からシリアル入力して一時的に格納する第１のシフトレジスタと、前記Ｍ個の記録素子に対応した記録信号の内（Ｍ−Ｌ）個の記録素子に対応した記録信号と前記Ｎ個のブロックの内１つを選択するための選択制御信号とを前記クロック信号を用いて第２の信号線からシリアル入力して一時的に格納する第２のシフトレジスタと、前記選択制御信号をデコードしてブロック選択を行うブロック選択信号を生成するデコーダと、前記ブロック選択信号に基づいて選択されたブロックに属するＭ個の記録素子を前記第１及び第２のシフトレジスタに格納された前記Ｍ個の記録素子に対応した記録信号によって駆動する選択駆動回路とを有し、前記記録素子、前記第１のシフトレジスタ、前記第２のシフトレジスタ、前記デコーダおよび前記選択駆動回路が同一基板上に形成されていることを特徴とする。
【００３１】
【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。
【００３２】
＜装置本体の概略説明＞
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プリンタ（以下、プリンタという）ＩＪＲＡの構成の概要を示す外観斜視図である。図１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。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。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。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。
【００３３】
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。
【００３４】
＜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。
【００３５】
図２はプリンタ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は記録データ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プログラムＲＯＭ、１７０３は各種データ（上記記録データや記録ヘッドＩＪＨに供給される記録信号等）を保存しておくＤＲＡＭである。１７０４は記録ヘッドＩＪＨに対する記録信号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、ＤＲＡＭ１７０３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は記録媒体（例えば、記録紙）搬送のための搬送モータである。１７０５は記録ヘッドＩＪＨ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。
【００３６】
上記制御構成の動作を説明すると、インタフェース１７００に記録データが入るとゲートアレイ１７０４とＭＰＵ１７０１との間で記録データがプリント用の記録信号に変換される。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ＩＪＨが駆動され、記録が行われる。
【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３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３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３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おり、そのインク吸収体によってインクが保持される。
【００４０】
次に、上記構成のプリンタＩＪＲＡで用いられる記録ヘッドＩＪＨの駆動回路の詳細な構成について説明する。
【００４１】
なお、この実施形態における記録ヘッドＩＪＨはインクを吐出するための３２４個の記録素子（発熱素子）を有し、これらの記録素子が２７個づつ１２のブロック（分割数（Ｎ）＝１２）に分割され、各ブロックから１つずつの記録素子（合計２７個の記録素子）が同時駆動される（１回の駆動で同時に駆動させる記録素子数（Ｍ）＝２７）構成となっている。
【００４２】
＜記録ヘッドＩＪＨの詳細な構成＞
図４は記録ヘッドＩＪＨを構成する素子基板上の駆動回路の構成を示すブロック図である。
【００４３】
この素子基板は、シリコンなどの基板に図４で示すような回路を成膜技術により作り込んだものである。そしてこの基板の発熱素子に対応した位置にインクを供給する流路とインクを吐出する吐出口が配されていて記録ヘッドＩＪＨが構成されている。
【００４４】
この回路は、記録ヘッドＩＪＨに供給される記録信号（Ｄ１〜Ｄ２７）、ブロック制御信号（Ｂ１〜Ｂ４）をシフトレジスタ及びラッチ回路を介して与えるように構成されている。図４に示されているように、プリンタＩＪＲＡから供給される記録信号（ＤＡＴＡ１）は記録信号（Ｄ１〜Ｄ１６）によって構成され、記録信号（ＤＡＴＡ２）は記録信号（Ｄ１７〜Ｄ２７）とブロック制御信号（Ｂ１〜Ｂ４）によって構成される。
【００４５】
図４において、１０３はプリンタＩＪＲＡから供給されるクロック信号（ＣＫ）に従って記録信号（ＤＡＴＡ１）をシリアルに入力する１６ビットシフトレジスタであり、１０４はプリンタＩＪＲＡから供給されるラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）に従って１６ビットシフトレジスタ１０３に格納された１６ビット分の記録信号（ＤＡＴＡ１）をラッチする１６ビットラッチ回路であり、１０８はプリンタＩＪＲＡから供給されるクロック信号（ＣＫ）に従って記録信号（ＤＡＴＡ２）をシリアルに入力する５ビットシフトレジスタであり、１０５はプリンタＩＪＲＡから供給されるクロック信号（ＣＫ）に従ってシフトレジスタ１０８からシフト出力される記録信号（ＤＡＴＡ２）をシリアルに入力する１１ビットシフトレジスタであり、１０６はプリンタＩＪＲＡから供給されるラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）に従って１１ビットシフトレジスタ１０５に格納された１１ビット分の記録データをラッチする１１ビットラッチ回路である。
【００４６】
また、１０９はプリンタＩＪＲＡから供給されるラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）に従って５ビットシフトレジスタ１０８に格納された４ビット分のブロック制御信号（Ｂ１〜Ｂ４）をラッチする４ビットラッチ回路であり、１０７はイネーブル信号（ＥＮＢ）と、１６ビットラッチ回路１０４と１１ビットラッチ回路１０６とにラッチされた合計２７ビットの記録信号各ビットとの論理積を演算するＡＮＤ回路１０７である。
【００４７】
１１０はプリンタＩＪＲＡから供給されるブロック制御信号（Ｂ１〜Ｂ４）を入力してデコードしブロック選択信号（Ｎ１〜Ｎ１２）を発生する４→１２デコーダであり、Ｈ１〜Ｈ３２４は記録を行うための発熱素子であり、Ｔ１〜Ｔ３２４は発熱素子Ｈ１〜Ｈ３２４に通電するパワートランジスタであり、Ａ１〜Ａ３２４はパワートランジスタＴ１〜Ｔ３２４に対応したＡＮＤ回路である。また、ＡＮＤ回路Ａ１〜Ａ３２４は、プリンタＩＪＲＡから入力される記録信号（Ｄ１〜Ｄ２７）と４→１２デコーダ１１０から出力されるブロック選択信号（Ｎ１〜Ｎ１２）との論理積を実行する。
【００４８】
このようにして、ブロック選択信号（Ｎ１〜Ｎ１２）による選択に基づいて、ＡＮＤ回路１０７からの出力が記録信号（Ｄ１〜Ｄ２７）として発熱素子Ｈ１〜Ｈ３２４に供給される。これらの出力と４→１２デコーダ１１０からの出力であるブロック選択信号（Ｎ１〜Ｎ１２）により発熱素子Ｈ１〜Ｈ３２４の駆動タイミング及び駆動パルス幅が定められる。なお、イネーブル信号（ＥＮＢ）は負論理で動作するようになっている。即ち、イネーブル信号（ＥＮＢ）が“ロー”のときに発熱素子Ｈ１〜Ｈ３２４は駆動される。
【００４９】
また、図４に示した構成によれば、電源電圧（ＶＨ）の供給線と接地電圧（ＧＮＤＨ）の信号線とを含めて、７本の信号線（記録信号（ＤＡＴＡ１）、記録信号（ＤＡＴＡ２）、クロック（ＣＫ）、イネーブル信号（ＥＮＢ）、ラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）、電源電圧（ＶＨ）、接地電圧（ＧＮＤＨ）の信号線が各１本ずつ）がプリンタＩＪＲＡとの間に存在する。
【００５０】
この実施形態に示す駆動回路は、発熱素子Ｈ１〜Ｈ３２４と発熱素子Ｈ１〜Ｈ３２４に通電するパワートランジスタＡ１〜Ａ３２４とともに同一の半導体基板（例えば、シリコン基板）に半導体製造工程を用いて形成される。
【００５１】
図５は図４に示す構成の記録ヘッドＩＪＨの駆動タイミングを示すタイムチャートである。
【００５２】
図５に示されているように、また、図４に示す構成からも分かるように、記録信号（ＤＡＴＡ１とＤＡＴＡ２）とは共通のクロック信号（ＣＫ）を用いて並列的にデータ転送することができる。また、４ビットのブロック制御信号（Ｂ１〜Ｂ４）を１１ビットの記録信号（ＤＡＴＡ２）に続けて同じ信号ラインを用いて転送するので、１６ビットの記録データ（ＤＡＴＡ１）を転送し終わったときには（図５のｔ＝ｔ1）、１１ビットの記録信号（ＤＡＴＡ２）と４ビットのブロック制御信号（Ｂ１〜Ｂ４）の転送も終了していることになるので、直ぐにラッチ信号（ＬＡＴＣＨ）を送信して（図５のｔ＝ｔ2）、合計２７ビットの記録信号（ＤＡＴＡ１とＤＡＴＡ２）と４ビットのブロック制御信号（Ｂ１〜Ｂ４）のラッチ動作を実行することができる。
【００５３】
また、ラッチ動作が完了すると、ＡＮＤ回路１０７のラッチ回路からの信号入力端子には直ちに記録信号（ＤＡＴＡ１とＤＡＴＡ２）が供給され、ＡＮＤ回路Ａ１〜Ａ３２４の４→１２デコーダ１１０からの信号入力端子にはブロック選択信号（Ｎ１〜Ｎ１２）が供給される状態となっている。
【００５４】
従って、イネーブル信号（ＥＮＢ）がプリンタから供給されるや否やパワートランジスタＴ１〜Ｔ３２４を駆動して記録動作が実行される（ｔ＝ｔ3）。また、この状態ではラッチ動作が完了しているので、次のサイクルの記録信号（ＤＡＴＡ１とＤＡＴＡ２）とブロック制御信号（Ｂ１〜Ｂ４）の入力が可能になる。
【００５５】
以上のように、この実施形態に従う記録ヘッドＩＪＨの駆動回路は、プリンタからの供給される記録信号（ＤＡＴＡ１とＤＡＴＡ２）を１６ビットシフトレジスタ１０３、５ビットシフトレジスタ１０８、及び１１ビットシフトレジスタ１０５がシリアル転送されるタイミングと、プリンタから供給される発熱素子を駆動するためのイネーブル信号（ＥＮＢ）の入力タイミングとが重複しても動作する。これにより、転送タイミングと駆動タイミングとを時間的に重複させることが可能になるので、記録信号の転送タイミング間隔と発熱素子の駆動タイミング間隔の短縮が可能になり、その結果、プリンタＩＪＲＡの記録速度が向上する。
【００５６】
図６は、記録ヘッド素子基板を半導体チップ上に作り込む場合のレイアウト構成を示す図である。この図に示す構成では、図４に示した回路をインク供給穴２０２に対してほぼ線対称に２組有している。なお記録ヘッド素子基板の材料（素子基体）としては、従来と同様にＳｉ（シリコン）ウェハなどが用いられる。
【００５７】
２２１、２２２、２２３および２２４は、プリンタＩＪＲＡ本体から記録ヘッドＩＪＫへ供給される信号線（記録データＤＡＴＡ１およびＤＡＴＡ２、ラッチ信号ＬＡＴＣＨ、クロック信号ＣＫ、イネーブル信号ＥＮＢ、電源電圧ＶＨ、接地電圧ＧＮＤＨ）を接続するための入力端子のエリアである。
【００５８】
記録データＤＡＴＡ１は、端子２２１、２２２へ接続され、記録データＤＡＴＡ２は、端子２２３、２２４へ接続される。２１９および２２０は、１６ビットのシフトレジスタのエリアであり、１６ビットシフトレジスタ１０３により構成される。２２４および２２５は、１６ビットのシフトレジスタのエリアであり、５ビットシフトレジスタ１０８と１１ビットシフトレジスタ１０５により構成される。
【００５９】
２１７および２１８は、１６ビットのラッチ回路のエリアであり、１６ビットラッチ回路１０４により構成される。２２６および２２７は、１６ビットのラッチ回路のエリアであり、４ビットラッチ回路１０９と１１ビットラッチ回路１０６により構成される。
【００６０】
２１５および２１６はＡＮＤ回路１０７のエリアであり、２０３および２０４はデコーダ１１０のエリアであり、２０９および２１０はＡ１〜３２４のＡＮＤゲートのエリアであり、２１１および２１２はＴ１〜３２４のパワートランジスタのエリアであり、２１３および２１４は、Ｈ１〜３２４の発熱素子のエリアである。２０７および２０８は、Ｄ１〜２７，Ｎ１〜１２およびＢ１〜４の各信号線の配線エリアである。
【００６１】
また、２００および２０１は、パワートランジスタ２１１および２１２の駆動能力をアップさせるために、パワートランジスタのゲート電圧をロジック回路の駆動電圧よりも上昇させるための昇圧回路のエリアである。２０２は、インクを裏面から発熱素子Ｈ１〜３２４に供給するための供給穴のエリアである。２０５および２０６は、１つの発熱素子とその発熱素子に対応して設けられているパワートランジスタおよびＡＮＤゲートとを含んでいる駆動回路用エリアである。
【００６２】
なお、言うまでもないことであるが、この実施形態に従う記録ヘッドＩＪＨを用いるプリンタからは記録信号（ＤＡＴＡ１とＤＡＴＡ２）を同時に転送するために２本の信号線とこの転送に必要な共通のクロック信号（ＣＫ）を供給する信号線が記録ヘッドＩＪＨと接続され、１回の記録動作当り３２４ビットの記録データを記録ヘッドＩＪＨの構成に合わせて１２分割し、１２分割された各２７ビットの記録データを１６ビットと１１ビットとに分けて前者を記録信号（ＤＡＴＡ１）とし、後者を記録信号（ＤＡＴＡ２）として記録ヘッドＩＪＨに転送するようにＭＰＵ１７０１が制御する。
【００６３】
以上説明した実施形態に従えば、１つのクロック信号（ＣＫ）を用いて記録信号（ＤＡＴＡ１とＤＡＴＡ２）を２つに分けて並列的に記録ヘッドに転送することが可能になるので、１記録サイクル当りの記録信号が長いものであっても簡単な制御で分割転送でき、これによって記録信号の転送時間を短くすることができる。さらに、上述のように発熱素子Ｈ１〜３２４の駆動区間と記録信号の転送時間とを重複させることにより、記録動作に要する時間を短縮することができる。このようにして、記録動作の高速化を図ることができる。
【００６４】
また、記録信号の転送を発熱素子Ｈ１〜３２４の駆動が終了した後にのみ行なうように制御するのであれば、図４に示した１６ビットラッチ回路１０４、１１ビットラッチ回路１０６、及び４ビットラッチ回路１０９を記録ヘッドの駆動回路から省略することも可能であり、これにより回路規模を小さくすることができるという利点もある。
【００６５】
さらに、図５のタイムチャートから分かるように、この実施形態では、クロック信号（ＣＫ）の立ち上がりと立ち下がりの両エッジを用いて、記録信号（ＤＡＴＡ１とＤＡＴＡ２）を、１６ビットシフトレジスタ１０３、５ビットシフトレジスタ１０８、１１ビットシフトレジスタ１０５に取り込んでいるが、本発明はこれによって限定されるものではない。例えば、クロック信号（ＣＫ）の立ち上がりエッジ、或いは、立ち下がりエッジのみに同期して記録信号を取り込んでも良い。
【００６６】
またさらに、シフトレジスタの構成をクロック信号（ＣＫ）のエッジに同期して動作するフリップフロップ回路による構成から、スルーラッチで構成されるラッチ回路により構成しても良い。同様に、１６ビットラッチ回路１０４、１１ビットラッチ回路１０６や４ビットラッチ回路１０９もラッチ回路による構成からフリップフロップ回路による構成にしても良いし、ラッチ回路のラッチ論理をハイスルーにしても良いし、フリップフロップ回路で構成するなら、信号の取り込み条件をラッチ信号の立ち上がりエッジでも、立ち下がりエッジにしても良い。
【００６７】
またさらに、以上の構成のＡＮＤゲート１０７の代わりに、４→１２デコーダ１１０の出力であるブロック選択信号（Ｎ１〜Ｎ１２）とイネーブル信号（ＥＮＢ）との論理積を求めるＡＮＤゲートを設けても良いし、４→１２デコーダ１１０の出力であるブロック選択信号（Ｎ１〜Ｎ１２）とイネーブル信号（ＥＮＢ）と１６ビットラッチ回路１０４と１１ビットラッチ回路１０６の出力との論理積の演算をＡＮＤ回路Ａ１〜Ａ３２４の構成を３入力構成にすることにより実現しても良い。
【００６８】
またさらに、以上説明した実施形態では、ブロック制御信号（Ｂ１〜Ｂ４）を記録データ（ＤＡＴＡ２）と同じ信号線を用いてシリアル転送し、その後、この信号をデコードする構成としているが、ブロック選択信号（Ｎ１〜Ｎ１２）そのものをシリアル転送し、４→１２デコーダを削除しても良い。
【００６９】
また以上説明した実施形態では、記録データ（ＤＡＴＡ２）とこの記録データ（ＤＡＴＡ２）に後続するブロック制御信号（Ｂ１〜Ｂ４）をシフトレジスタ１０８に転送し、このシフトレジスタ１０８を経由して後段のシフトレジスタ１０５に記録データ（ＤＡＴＡ２）を転送しているが、シフトレジスタ１０５から、記録データ（ＤＡＴＡ２）を入力するように構成することで、記録データ（ＤＡＴＡ２）より先行してブロック制御信号（Ｂ１〜Ｂ４）を転送させるようにしても良い。
【００７０】
またさらに、記録信号（ＤＡＴＡ１とＤＡＴＡ２）とブロック制御信号の信号線への割付はいかなるように構成しても良い。
【００７１】
またさらに、以上説明した実施形態では、記録信号の転送を２つの信号線（ＤＡＴＡ１とＤＡＴＡ２とを夫々転送する信号線）で行なう構成としたが、本発明はこれによって限定されるものではなく、例えば、発熱素子の数が多い構成の記録ヘッドの場合には、記録線の本数を２本から更に増加させても良いことは言うまでもない。
【００７２】
また、図６に示すように、ＤＡＴＡ１に接続されるシフトレジスタとラッチ回路、ＤＡＴＡ２に接続されるシフトレジスタとラッチ回路を、チップレイアウト的に反対辺の端子に接続することにより、シフトレジスタとラッチ回路を記録素子の列の片一方の端に設ける場合より、記録素子の列の両端に設けた場合の方が、シフトレジスタとラッチ回路が均等にレイアウトできることにより、回路のバランスが良くなるので、全体の配置面積を減少させることができる。従って、一枚の半導体ウェハからの収量が増加し、記録ヘッドのコストを低減することができる。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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核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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。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。
【００８７】
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。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、Ｎ個のブロックに分割された各ブロックに属するＭ個の記録素子の駆動に必要な記録信号とそのブロック選択に必要な選択制御信号の転送を、Ｌ（Ｌ＜Ｍ）個の記録素子に対応した記録信号をクロック信号を用いて第１の信号線からシリアル入力するとともに、残りの（Ｍ−Ｌ）個の記録素子に対応した記録信号と選択制御信号とを同じクロック信号を用いて第２の信号線からシリアル入力するようにして行なうので、たとえ記録素子の数が多い構成の記録ヘッドを用いる場合においても、記録信号と選択制御信号から構成される信号を複数のシリアルデータに分割する事により記録装置から転送できるので、シリアルデータの転送時間の短縮が図られるという効果がある。
【００８９】
これにより記録時間も短縮され、トータルな記録速度を向上させることができるという利点がある。
【００９０】
また、同じクロック信号を用いて記録信号の転送を行なうので、複雑な転送制御が必要になることなく、簡単な構成でデータ転送時間の短縮が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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ＩＪＲＡの外観斜視図である。
【図２】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３】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。
【図４】記録ヘッドＩＪＨの駆動回路の構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示す構成の記録ヘッドＩＪＨの駆動タイミングを示すタイムチャートである。
【図６】記録ヘッド素子基板を半導体チップ上に作り込む場合のレイアウト構成を示す図である。
【符号の説明】
１７００  インタフェース
１７０１  ＭＰＵ
１７０２  ＲＯＭ
１７０３  ＲＡＭ
１７０４  ゲートアレイ（Ｇ．Ａ．）
１７０５  ヘッドドライバ
ＩＪＨ  記録ヘッド
【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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