JP2001232787A

JP2001232787A - インクジェット記録装置及びプリンタドライバ

Info

Publication number: JP2001232787A
Application number: JP2000044116A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Takaura; 淳高浦; Kenichi Ogata; 賢一尾方; Yasuyuki Okada; 康之岡田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2000-02-22
Publication date: 2001-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】非吐出チャンネルでの内圧変動を効果的に防
止できない。【解決手段】インク滴を吐出させる吐出チャンネルに
対してインク滴を吐出させる第１駆動波形を印加すると
ともに、インク滴を吐出させない非吐出チャンネルに対
して第１駆動波形と同位相でインク滴を吐出させないで
振動板を変位させる第２駆動波形を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインクジェット記録装置
及びプリンタドライバに関する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プ
ロッタ等の画像記録装置（画像形成装置）として用いる
インクジェット記録装置において使用するインクジェッ
トヘッドは、インク滴を吐出するノズルと、このノズル
が連通する加圧室（吐出室、圧力室、加圧液室、液室、
インク流路等とも称される。）と、この加圧室内のイン
クを加圧するエネルギーを発生するエネルギー発生手段
とを備えて、エネルギー発生手段を駆動することでイン
ク流路内インクを加圧してノズルからインク滴を吐出さ
せる。

【０００３】従来、加圧室内のインクを加圧するエネル
ギーを発生するエネルギー発生手段として、加圧室の壁
面を形成する振動板と電極とを平行に配置し、振動板と
電極との間に発生させる静電力によって振動板を変形変
位させることで、加圧室内インクを加圧してインク滴を
吐出させる静電型のもの（特開平６−７１８８２号公報
参照）が知られている。

【０００４】ところが、静電型インクジェットヘッドを
駆動してインク滴を吐出させる場合、隣接するチャンネ
ル間のクロストークの問題が発生する。特に、インク滴
を吐出させる吐出チャンネル（噴射モードチャンネル）
に隣接しているインク滴を吐出させない非吐出チャンネ
ル（非噴射モードチャンネル）に着目すると、吐出チャ
ンネルにおける振動板の振動及び加圧室内のインク流動
の影響によって、非吐出チャンネルにおいても振動板が
振動し、加圧室内のインクが流動する。この状態で非吐
出チャンネルを駆動状態にすると、ノズル近傍における
インクメニスカス面の位置が安定していないために、吐
出速度や吐出量が不安定になる。特に、高画質化による
ノズルピッチの高密度化に伴なって加圧室間隔が狭くな
る傾向にあることから、クロストークが顕著になってき
ている。

【０００５】従来、静電型インクジェットヘッドにおけ
る上述したようなクロストークを有効に防止する手段に
ついては知られていないが、圧電変換素子を用いるイン
クジェットヘッドにおいては、圧電変換素子間でのクロ
ストークを防止するため、例えば、特開平６−１４３５
６２号公報に記載されているように、稼動変換素子に主
パルスを印加するととも、主パルスを印加しない非稼動
変換素子には補助パルスを印加することで、稼動変換素
子の振動による非稼動変換素子に生じる振動と逆位相の
振動を生じさせるようにしたものが提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た圧電変換素子のクロストークを防止するものにあって
は、静電型インクジェットヘッドにおけるクロストーク
を解消できないだけでなく、吐出チャンネル側からの圧
力波による非吐出チャンネルの内圧変動を防止すること
ができないという課題がある。

【０００７】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、非吐出チャンネルの内圧変動を抑制して画像品
質を向上した静電型インクジェットヘッドを搭載したイ
ンクジェット記録装置及びこのインクジェット記録装置
の駆動に用いるプリンタドライバを提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係るインクジェット記録装置は、静電型イ
ンクジェットヘッドの吐出チャンネルに対してインク滴
を吐出させる第１駆動波形を印加するとともに、非吐出
チャンネルに対して第１駆動波形と同位相でインク滴を
吐出させないで振動板を変位させる第２駆動波形を印加
する構成としたものである。

【０００９】ここで、第２駆動波形は、第１駆動波形よ
りも電圧値の低いパルス、或いは、第１駆動波形よりも
幅の狭いパルス、又は第１駆動波形よりも幅が狭く、か
つ電圧値の低いパルスとすることができる。また、第２
駆動波形は複数のパルスからなるものとすることもでき
る。さらに、非吐出チャンネルに隣接する吐出チャンネ
ルが複数のときにのみ第２駆動波形を印加することがで
きる。

【００１０】本発明に係るプリンタドライバは、記録す
る描画データをビットマップデータに展開して、このビ
ットマップデータから予め定めた個数の吐出チャンネル
が隣接する非吐出チャンネルを抽出する手段を備えたも
のである。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。図１は本発明に係るインクジ
ェット記録装置の機構部の概略斜視説明図、図２は同機
構部の側面説明図である。

【００１２】このインクジェット記録装置は、記録装置
本体１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キ
ャリッジに搭載したインクジェットヘッドからなる記録
ヘッド、記録ヘッドへのインクを供給するインクカート
リッジ等で構成される印字機構部２等を収納し、装置本
体１の下方部には前方側から多数枚の用紙３を積載可能
な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい。）４を抜
き差し自在に装着することができ、また、用紙３を手差
しで給紙するための手差しトレイ５を開倒することがで
き、給紙カセット４或いは手差しトレイ５から給送され
る用紙３を取り込み、印字機構部２によって所要の画像
を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ６に排紙
する。

【００１３】印字機構部２は、図示しない左右の側板に
横架したガイド部材である主ガイドロッド１１と従ガイ
ドロッド１２とでキャリッジ１３を主走査方向（図２で
紙面垂直方向）に摺動自在に保持し、このキャリッジ１
３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ
（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する
本発明に係る液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッ
ドからなるヘッド１４をインク滴吐出方向を下方に向け
て装着し、キャリッジ１３の上側にはヘッド１４に各色
のインクを供給するための各インクタンク（インクカー
トリッジ）１５を交換可能に装着している。

【００１４】ここで、キャリッジ１３は後方側（用紙搬
送方向下流側）を主ガイドロッド１１に摺動自在に嵌装
し、前方側（用紙搬送方向下流側）を従ガイドロッド１
２に摺動自在に載置している。そして、このキャリッジ
１３を主走査方向に移動走査するため、主走査モータ１
７で回転駆動される駆動プーリ１８と従動プーリ１９と
の間にタイミングベルト２０を張装し、このタイミング
ベルト２０をキャリッジ１３に固定している。また、記
録ヘッドとしてここでは各色のヘッド１４を用いている
が、各色のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘ
ッドでもよい。

【００１５】一方、給紙カセット４にセットした用紙３
をヘッド１４の下方側に搬送するために、給紙カセット
４から用紙３を分離給装する給紙ローラ２１及びフリク
ションパッド２２と、用紙３を案内するガイド部材２３
と、給紙された用紙３を反転させて搬送する搬送ローラ
２４と、この搬送ローラ２４の周面に押し付けられる搬
送コロ２５及び搬送ローラ２４からの用紙３の送り出し
角度を規定する先端コロ２６とを設けている。搬送ロー
ラ２４は副走査モータ２７によってギヤ列を介して回転
駆動される。

【００１６】そして、キャリッジ１３の主走査方向の移
動範囲に対応して搬送ローラ２４から送り出された用紙
３を記録ヘッド１４の下方側で案内する用紙ガイド部材
である印写受け部材２９を設けている。この印写受け部
材２９の用紙搬送方向下流側には、用紙３を排紙方向へ
送り出すために回転駆動される搬送コロ３１、拍車３２
を設け、さらに用紙３を排紙トレイ６に送り出す排紙ロ
ーラ３３及び拍車３４と、排紙経路を形成するガイド部
材３５，３６とを配設している。

【００１７】また、キャリッジ１３の移動方向右端側に
はヘッド１４の信頼性を維持、回復するための信頼性維
持回復機構（以下「サブシステム」という。）３７を配
置している。キャリッジ１３は印字待機中にはこのサブ
システム３７側に移動されてキャッピング手段などでヘ
ッド１４をキャッピングされる。

【００１８】次に、このインクジェット記録装置のヘッ
ド１４を構成する液滴吐出ヘッドであるインクジェット
ヘッドの一例について図３及び図４を参照して説明す
る。なお、図３はインクジェットヘッドの長手方向の断
面説明図、図４は同ヘッドの短手方向の断面説明図、図
５は同ヘッドの流路部分の平面説明図である。

【００１９】このインクジェットヘッドは、インク流路
基板４１と、振動板４２と、電極基板４３と、ノズル板
４４とを備え、液滴であるインク滴を吐出する複数のノ
ズル４５、各ノズル４５が連通する加圧室４６、各加圧
室４６にインク供給路を兼ねた流体抵抗部４７を介して
連通する共通液室流路４８などを形成している。

【００２０】インク流路基板４１は単結晶シリコン基板
を用いており、加圧室４６及び共通液室流路４８を形成
する凹部と、流体抵抗部４７を形成する溝部と、ノズル
連通路４９を形成する溝部とをエッチングで形成してい
る。このインク流路基板４１に加圧室４６の壁面の一部
をなす例えば導電性ｎ型シリコン基板から形成した振動
板４２を一体に設けている。

【００２１】また、電極基板４３は、ｎ型又はｐ型の単
結晶シリコン基板を用いており、この単結晶シリコン基
板に熱酸化法などで酸化シリコン層（ＳiＯ₂層）４３ａ
を形成し、この酸化シリコン層４３ａに凹部５１を形成
して、この凹部５１の底面に沿って振動板４２に対向す
る電極５３を設け、振動板４２と電極５３との間にギャ
ップ５４を形成し、振動板４２と電極５３とによって静
電アクチュエータを構成している。

【００２２】なお、電極５３表面にはＳiＯ₂膜などの酸
化膜系絶縁膜、Ｓi₃Ｎ₄膜などの窒化膜系絶縁膜からな
る電極保護膜５５を成膜しているが、振動板４２の対向
面側に絶縁膜を形成することもできる。また、電極基板
４３としてシリコン基板以外にも、ガラス基板、セラミ
ック基板等の絶縁物基板を用いることもできる。この場
合、前記凹部５１はガラス基板、セラミック基板等の絶
縁部基板に形成する。

【００２３】また、電極５３は、反応性スパッタ法、Ｃ
ＶＤ法などによって形成できるチタン、タングステン、
タルタン等の金属とその窒化物、化合物等の高融点金
属、好ましくは窒化チタン、或いはＰ型又はＮ型の不純
物原子を含むシリコンからなる。

【００２４】ここで、振動板４２と電極５３の対向面は
振動板短手方向で非平行状態としている。すなわち、電
極基板４３の凹部５１は底面を振動板短手方向で傾斜さ
せて形成し、この凹部５１底面に電極５３を形成するこ
とによって、振動板４２の対向面に対して電極５３の対
向面を傾斜させて非平行状態で対向させている。

【００２５】したがって、振動板４２と電極５３との実
効的な間隔（電極保護膜５５表面と振動板４２との間
隔：実効ギャップ長）は、「０」から漸次増加するよう
に変化する。

【００２６】ノズル板４４は金属、樹脂、金属と樹脂の
複層構造体、ガラス板などで形成し、ノズル連通路４９
を介して加圧室４６に連通する複数のノズル４５を形成
している。また、インク流路基板４１には共通液室流路
４８にインクカートリッジ１５からインクを供給するた
めのインク供給穴５６を有する連結部材５７を接合して
いる。

【００２７】このように構成したインクジェットヘッド
においては、振動板４２を共通電極とし電極５３を個別
電極として（逆でもよい。）、振動板４２と電極５３と
の間に駆動波形を印加することにより、振動板４２と電
極５３との間に静電力（静電吸引力）が発生して、振動
板４２が電極５３側に変形変位する。これにより、加圧
室４６の内容積が拡張されて内圧が下がるため、流体抵
抗部４７を介して共通液室流路４８から加圧室４６にイ
ンクが充填される。次いで、電極５３への電圧印加を断
つと、静電力が作用しなくなり、振動板４２はそれ自身
のもつ弾性によって復元する。この動作に伴い加圧室４
６の内圧が上昇し、ノズル連通路４９を経て、ノズル４
５からインク滴が吐出される。再び電極に電圧を印加す
ると、再び静電吸引力によって振動板は電極側に引き込
まれる。

【００２８】この場合、振動板４２には電極５３との間
の実効的なギャップ長（保護膜５６の厚みを除く長さ）
が短い部分、このヘッドでは振動板４２と電極５３とは
保護膜５６を介して接触している（実効ギャップ長＝
０）ので、この部分から変位を開始し、それに伴なって
漸次振動板４２と電極５３とのギャップ長が短くなる。
したがって、振動板４２の変位開始位置のバラツキが低
減するとともに、駆動電圧を低電圧化することができ
る。

【００２９】次に、このインクジェット記録装置の制御
部の概要について図６を参照して説明する。この制御部
は、この記録装置全体の制御を司るマイクロコンピュー
タ（以下、「ＣＰＵ」と称する。）８０と、所要の固定
情報を格納したＲＯＭ８１と、ワーキングメモリ等とし
て使用するＲＡＭ８２と、ホスト側から転送される画像
データをビットマップ展開する処理などを行うプリンタ
コントローラ８３と、パラレル入出力（ＰＩＯ）ポート
８４と、入力バッファ８５と、パラレル入出力（ＰＩ
Ｏ）ポート８６と、波形生成回路８７と、ヘッド駆動回
路８８及びドライバ８９等を備えている。

【００３０】ここで、ＰＩＯポート８４にはホスト９０
のプリンタドライバ９１によって画像データなどの各種
情報が転送されるとともに、図示しない操作パネルから
の各種指示情報、用紙の始端、終端を検知する紙有無セ
ンサからの検知信号、キャリッジ１３のホームポジショ
ン（基準位置）を検知するホームポジションセンサ等の
各種センサからの信号等が入力され、またこのＰＩＯポ
ート８４を介してホスト側や操作パネル側に対して所要
の情報が送出される。

【００３１】また、波形生成回路８７は、Ｄ／Ａ変換器
を用いてＣＰＵ８０から与えられる電圧データをＤ／Ａ
変換することにより、インクジェットヘッド４０の振動
板５０と電極５５との間にインク滴を吐出させるエネル
ギーを発生する、つまり、振動板５０をインク滴が吐出
するだけの変位量、タイミングで電極５５側に変位させ
る電圧値Ｖ１の第１駆動波形と、振動板５０と電極５５
との間にインク滴を吐出させないで振動板５０を振動さ
せるにとまるエネルギーを発生する、つまり振動板５０
をインク滴が吐出しないで振動だけする変位量、タイミ
ングで電極５５側に変位させる電圧値Ｖ２の第２駆動波
形とを発生する。

【００３２】ヘッド駆動回路８８は、ＰＩＯポート８６
を介して与えられる各種データに基づいて、波形生成回
路８７からの第１駆動波形及び第２駆動波形のいずれ
か、若しくは、第１駆動波形、第２駆動波形及び電圧値
０Ｖのいずれかを選択して、ヘッド１４の各ノズル４４
に対応するアクチュエータ手段（振動板５０と電極５
５）に対して印加する。さらに、ドライバ８９は、ＰＩ
Ｏポート８６を介して与えられる駆動データに応じて主
走査モータ１７及び副走査モータ２７を各々駆動制御す
ることで、キャリッジ１３を主走査方向に移動走査し、
搬送ローラ２４を回転させて用紙３を所定量搬送させ
る。

【００３３】次に、このように構成したインクジェット
記録装置の作用について図７以降をも参照して説明す
る。まず、波形生成回路８７から出力する第１、第２駆
動波形について図７をも参照して説明する。

【００３４】インクジェットヘッドの特定のチャンネル
をインク滴を吐出させる駆動状態（これを「吐出チャン
ネル」又は「噴射モードチャンネル」という。）とし、
この吐出チャンネルに隣接するチャンネルをインク滴を
吐出させない非駆動状態（これを「非吐出チャンネル」
又は「非噴射モードチャンネル」という。）にして、吐
出チャンネルを駆動することで当該加圧室４６の内圧が
振動板４２の変位によって上昇する。

【００３５】これに伴い、吐出チャンネルと非吐出チャ
ンネル間の加圧室間隔壁が振動し、振動伝達によって非
吐出チャンネルの加圧室の圧力が変動する。また、吐出
チャンネルの加圧室４６から流体抵抗部４７へのインク
の流動が生じ、共通液室流路４８の液量が増加し、圧力
も上昇する。

【００３６】したがって、非吐出チャンネルの加圧室４
６と共通液室流路４８の内圧差によってインクは非吐出
チャンネルの加圧室４６側に流れる。非吐出チャンネル
の加圧室４６の内圧が共通液室流路４８の内圧より高く
なると、非吐出チャンネルの加圧室４６から共通液室流
路４８側へインクが流動する。

【００３７】これら一連の現象によって、非吐出チャン
ネルの加圧室４６内のインクが流動して内圧が変動し、
ノズル４５のインクメニスカス面が振動し、インクメニ
スカス面が不安定な状態で非吐出チャンネルを駆動状態
に移行させると、滴吐出速度や吐出量が不安定になっ
て、画像品質が低下する。

【００３８】ここで、インク滴を吐出させる第１駆動波
形と同位相でインク滴を吐出させないで振動板を変位さ
せる第２駆動波形を非吐出チャンネルに印加すると、非
吐出チャンネルの振動板４２を電極５３側に変位させる
ことができる。しかる後、吐出チャンネルに印加してい
る第１駆動波形と同位相で非吐出チャンネルに印加して
いる第２駆動波形の印加を停止すると、非吐出チャンネ
ルの振動板４２が復帰振動を開始して加圧室４６内の圧
力は吐出チャンネルの加圧室４６の圧力と同位相で上昇
する。これにより、共通液室流路４８から非吐出チャン
ネルの加圧室４６へのインクの流入が防止される。

【００３９】この場合、非吐出チャンネルの加圧室４６
の内圧と共通液室流路４８の内圧の差が小さくなるよう
に、非吐出チャンネルに印加する第２駆動波形のエネル
ギーを定めるのが好ましい。したがって、波形生成回路
８７からは図７に示すように電圧値Ｖ１の第１駆動波形
と電圧値Ｖ１より低い電圧値Ｖ２の第２駆動波形を生成
して出力するようにしている。なお、実際には電圧を印
加する時刻ｔ１から電圧をＶ１ないしＶ２に到達させる
までの時間δｔ１をゼロにすることはできないが、同図
は模式的にδｔ１＝０と表現したものである。

【００４０】なお、駆動エネルギーから見ると、第１駆
動波形のパルス幅をＰ１、第２駆動波形のパルス幅をＰ
２としたとき、第２駆動波形のパルス幅Ｐ２は第１駆動
波形のパルス幅Ｐ１よりも狭くすることもでき、また、
これらを組み合わせて、第２駆動波形の電圧値Ｖ２及び
パルス幅Ｐ２は第１駆動波形の電圧値Ｖ１及びパルス幅
Ｐ１より小さく、かつ狭くすることもできる。さらに、
第２駆動波形は複数のパルスとすることもできる。

【００４１】また、第１駆動波形と第２駆動波形との位
相を同じくすることで、チャンネル間の干渉によって増
大した圧力波の振動が非吐出チャンネル内に発生するこ
とを抑制し、非吐出チャンネルの加圧室の内圧変動増大
によるインク漏れや気泡の吸い込み等の問題を回避する
ことができる。

【００４２】ところで、このように波形生成回路８７で
生成した第２駆動波形を印加する非吐出チャンネルの選
択については、第１にすべての非吐出チャンネルに印加
する方法と、第２に非吐出チャンネルのうちの予め定め
た非吐出チャンネルに印加する方法とがある。第１の方
法による場合には、吐出チャンネルか非吐出チャンネル
かに応じて図７に示すいずれかの駆動波形が印加される
ことになる。これに対して、第２の方法による場合に
は、図８に示すように、電圧値＝０Ｖの第２駆動波形を
考えて、吐出チャンネルには電圧値Ｖ１の第１駆動波形
を、非吐出チャンネルのうちの予め定めた非吐出チャン
ネルには電圧値Ｖ２の第２駆動波形を、その他の非吐出
チャンネルには電圧値０Ｖの第２駆動波形を印加するこ
とになる。

【００４３】すなわち、上記インクジェットヘッドにお
いて、特定の１チャンネルを駆動してインク滴を吐出さ
せるときに隣接するチャンネルが非吐出であると、吐出
チャンネルの内圧は振動板の変位によって上昇し、これ
に伴い吐出チャンネルと非吐出チャンネルとの間の隔壁
が振動する。また、吐出チャンネルの加圧室から流体抵
抗部へのインクの流動が生じ、共通液室流路へインクが
流動して内圧が上昇し、共通液室流路の内圧が非吐出チ
ャンネルの加圧室の内圧よりも大きくなって、インクが
非吐出チャンネルの加圧室側に流れる。これらの現象に
よって、非吐出チャンネルの加圧室内の液体が流動して
内圧が変動することになる。

【００４４】ここで、非吐出チャンネルの振動板に対し
て電圧の印加を行わないようにしたところ、振動板は非
吐出チャンネルにおける加圧室の内圧変動と連動して振
動し、非吐出チャンネルの振動板に電圧を印加して振動
板の振動を拘束した場合よりも液室の内圧変動が少なく
なる。これは、振動板が加圧室内の液体の運動エネルギ
ーを吸収するダンパーとして機能しているためと考えら
れる。

【００４５】ところが、非吐出チャンネルの両側に連続
的に並置されているチャンネルの内、非吐出チャンネル
の隣りから数えて２つ以上が連続して吐出チャンネルに
なっているときには、吐出チャンネルの加圧室の内圧上
昇に伴い加圧室に連通した流体抵抗部を介して共通液室
流路にインク流体が流動することによって生じる共通液
室流路の内圧上昇量が更に増大し、増大した共通液室流
路の内圧に対する、非吐出チャンネルの加圧室の内圧と
の格差が増加して、非吐出チャンネルの加圧室に大量の
インクが流入し、非吐出チャンネルの加圧室内圧の上昇
率が高くなり、振動板の変位量が増大して、振動板が大
きな復元力をもつようになる。

【００４６】その結果、非吐出チャンネルの加圧室内の
圧力変動が増大し、非噴射ノズル端近傍のインクメニス
カス面の振動も大きくなる。その結果、メニスカス面が
下降する際に気泡を吸入したり、メニスカス面が上昇し
てノズルからインクが漏れるなどの不具合が発生するこ
とが判明した。

【００４７】この傾向は非吐出チャンネルに並ぶ吐出チ
ャンネル数が増える程その傾向が顕著なものになる。つ
まり、非吐出チャンネルに及ぼす吐出チャンネルによる
相互干渉が、吐出チャンネル数の増加に伴い累積される
のであって、その影響度は吐出チャンネルが連続してい
て、その間に非吐出チャンネルがある場合に特に顕著な
ものになる。

【００４８】例えば、吐出チャンネルから隣接する非吐
出チャンネルに与えるエネルギーがＮ％程度とすると、
吐出チャンネルと非吐出チャンネルが交互に並んでいる
場合には、ひとつの吐出チャンネルからその両側の非吐
出チャンネルへ各々Ｎ／２％ずつエネルギーが分配され
る、と考えられるので、非吐出チャンネルに伝わるエネ
ルギーの総和はＮ％になる。

【００４９】次に、吐出チャンネルが２つ連続して並
び、その横のチャンネルが非駆動である場合について同
様に考えると、非吐出チャンネルに伝わるエネルギーの
総和はほぼ２Ｎ％に達する。つまり、非吐出チャンネル
は電圧を印加しなくても吐出チャンネルとほぼ同等のエ
ネルギーをもつ換算になる。実際には非吐出チャンネル
からの距離が遠いほど相互干渉度は下がるため、エネル
ギーの振幅強度は２Ｎ％を割り込むことになるが、更
に、吐出チャンネルが３つ連続して並び、その横のチャ
ンネルが非駆動である場合には、上記の原理によってや
はり同様の問題が生じることが理解できる。

【００５０】したがって、非吐出チャンネルと吐出チャ
ンネルが並ぶパターンが予め定めたパターンのときに
は、当該パターンに含まれる非吐出チャンネルに電圧値
Ｖ２の第２駆動波形を印加し、それ以外の非吐出チャン
ネルには電圧値０Ｖの第２駆動波形を印加する、つまり
駆動波形を印加しないようにすることにより、消費電力
を低減しつつ、非吐出チャンネルのインク流動を抑制す
ることができる。

【００５１】このように、吐出チャンネルに対してイン
ク滴を吐出させる第１駆動波形を印加するとともに、非
吐出チャンネルに対して第１駆動波形と同位相でインク
滴を吐出させないで振動板を変位させる第２駆動波形を
印加することによって、非吐出チャンネルにおける加圧
室内圧の変動を抑制することができる。すなわち、加圧
室内圧は、図９に示すように、振動板の変位を拘束した
ときには破線図示のように大きく変動するが、本発明の
ように駆動波形を印加することで実線図示のように抑制
低減する。

【００５２】ここで、本明細書においては、第１駆動波
形を印加する吐出チャンネルを「吐出駆動チャンネ
ル」、第２駆動波形（電圧値Ｖ２）を印加する非吐出チ
ャンネルを「非吐出駆動チャンネル」、第１、第２駆動
波形のいずれも印加しない非吐出チャンネルを「非吐出
非駆動チャンネル」と称することとする。

【００５３】上述したような非吐出駆動チャンネルに対
する駆動制御は、吐出チャンネルと非吐出チャンネルの
並び方を管理する時系列データテーブルを用いて行うこ
とができる。この時系列データテーブルの時間分解能は
ヘッドの噴射周波数の最大値とすることができる。

【００５４】すなわち、時系列データテーブルにおい
て、例えば、駆動を符号１、非駆動を符号０と表わす。
そして、符号並びの中で符号列が（１１０１１）となっ
ているチャンネル群を抽出し、その中の符号０のチャン
ネル番号を特定し、該当するチャンネルに対しては第２
駆動波形（電圧値Ｖ２）の印加を行い、符号が０で（１
１０１１）のパターンに該当しないチャンネルについて
は特に電圧の印加は行わないようにする。符号１のチャ
ンネルについては第１駆動波形（電圧値Ｖ１）の印加を
行ってインク滴を吐出させるようにする。なお、上の例
では便宜的に駆動を符号１、非駆動を符号０としたが、
符号を逆に定義してもよい。

【００５５】また、上述の符号例で（１１０１１）以外
の場合、例えば両隣りが吐出チャンネルである（１０
１）のとき、或いは両隣りに３個以上の吐出チャンネル
が並ぶ（１１１０１１１）の場合にのみ第２駆動波形を
印加するような構成を採用することもできる。要は適用
するインクジェットヘッドの特性に応じて最適のパター
ンを選択すればよい。

【００５６】そこで、制御部のプリンタコントローラ８
３で行うパターン抽出処理の一例について図１０を参照
して説明する。プリンタコントローラ８３は、ホスト９
０からの描画データを内部のビットマップメモリに展開
した後この処理を開始し、チャンネル番号の初期化を行
ってチャンネル番号ｉをｉ＝ｎ（ｎは処理に応じて設定
した任意の値）に設定する。

【００５７】そして、チャンネル番号ｉが非吐出チャン
ネルか否かを判別し、チャンネル番号ｉが非吐出チャン
ネルであれば、両隣りのチャンネル番号ｉ±１が吐出チ
ャンネルか否かを判別する。ここで、チャンネル番号ｉ
±１が吐出チャンネルであれば、更に両隣りのチャンネ
ル番号ｉ±２が吐出チャンネルか否かを判別し、チャン
ネル番号ｉ±２も吐出チャンネルであれば、当該チャン
ネル番号ｉを非吐出駆動チャンネルとして第２駆動波形
を印加するデータを書き込む。

【００５８】これに対して、チャンネル番号ｉが非吐出
チャンネルであっても、両隣りのチャンネル番号ｉ±１
が吐出チャンネルでないとき、あるいは、更に両隣りの
チャンネル番号ｉ±２が吐出チャンネルでないときに
は、当該チャンネル番号ｉを非吐出非駆動チャンネルと
して第２駆動波形も印加しない（電圧値０Ｖとする）デ
ータを書き込む。

【００５９】その後、チャンネル番号ｉをインクリメン
ト（＋１）し、ｉ＞ｍ（ｍは対象とするチャンネル数の
最大値）か否かを判別して、ｉ＞ｍでなければ、チャン
ネル番号ｉが非吐出チャンネルか否かの判別処理に戻
る。また、チャンネル番号ｉが非吐出チャンネルでない
ときにはそのままチャンネル番号ｉをインクリメント
（＋１）する処理に移行する。

【００６０】次に、プリンタコントローラ８３で行うパ
ターン抽出処理の他の例について図１１及び図１２を参
照して説明する。プリンタコントローラ８３は、ホスト
９０からの描画データを内部のビットマップメモリに展
開した後、図１１の処理を開始し、チャンネル番号Ｉの
初期化を行ってチャンネル番号ＩをＩ＝０に設定する。

【００６１】そして、チャンネル番号Ｉをインクリメン
ト（＋１）して更新し、チャンネル番号Ｉがすべてのチ
ャンネル数Ｎより大きくなったか否かを判別する。ここ
で、Ｉ＞Ｎでなければ、チャンネル番号Ｉが非吐出チャ
ンネルか否かを判別し、非吐出チャンネルであれば、当
該チャンネル番号Ｉをチャンネル番号Ｊとして記憶す
る。そして、Ｉ＞Ｎになるまで、チャンネル番号Ｉを更
新して上記の処理を繰返す。これにより、非吐出チャン
ネルのチャンネル番号Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３……Ｊｍが記憶
される。

【００６２】このようにして、Ｉ＞Ｎになるまでの非吐
出チャンネル番号を記憶する処理が終了した後、図１２
に示す処理に移行し、チャンネル番号Ｊを読出して、両
隣りのチャンネル番号Ｊ±１が吐出チャンネルか否かを
判別する。ここで、チャンネル番号Ｊ±１が吐出チャン
ネルであれば、更に両隣りのチャンネル番号Ｊ±２が吐
出チャンネルか否かを判別し、チャンネル番号Ｊ±２も
吐出チャンネルであれば、当該チャンネル番号Ｊを非吐
出駆動チャンネルとして第２駆動波形を印加するデータ
を書き込む。

【００６３】これに対して、両隣りのチャンネル番号Ｊ
±１が吐出チャンネルでないとき、あるいは、更に両隣
りのチャンネル番号Ｊ±２が吐出チャンネルでないとき
には、当該チャンネル番号Ｊを非吐出非駆動チャンネル
として第２駆動波形も印加しない（電圧値０Ｖとする）
データを書き込む。

【００６４】その後、第２駆動波形を印加するチャンネ
ル番号Ｊを記憶した後、チャンネル番号Ｊをインクリメ
ント（＋１）し、Ｊ＞Ｊｍか否かを判別して、Ｊ＞Ｊｍ
でなければ、次のチャンネル番号Ｊの読出し処理に戻
る。

【００６５】このように予めすべての非吐出チャンネル
を抽出した後、抽出した非吐出チャンネルについて第２
駆動波形を印加する非吐出駆動チャンネルか否かを判別
する処理を行うようにすることで、図１２に示す処理は
並行処理が可能になって処理速度の高速化を図ることが
できる。

【００６６】次に、制御部による全体的なヘッド駆動制
御の一例について図１３を参照して説明する。ここで
は、ホスト９０から与えられた描画データをプリンタコ
ントローラ８３でビットマップに展開し、上述したよう
にして非吐出駆動チャンネルを抽出する処理を行って、
非吐出駆動チャンネルには第２駆動波形を、吐出駆動チ
ャンネルには第１駆動波形を印加するデータを書き込ん
で、これをヘッド駆動回路８８に転送して、ヘッド１４
の吐出駆動チャンネルに第１駆動波形を、非吐出駆動チ
ャンネルに第２駆動波形を印加して駆動する。

【００６７】次に、制御部による全体的なヘッド駆動制
御の他の例について図１４を参照して説明する。ここで
は、ホスト９０から与えられた描画データをプリンタコ
ントローラ８３でビットマップに展開し、更に、１走査
で描画する範囲毎にデータをブロック化し、各ブロック
毎に上述したようにして非吐出駆動チャンネルを抽出す
る処理を行って、非吐出駆動チャンネルには第２駆動波
形を、吐出駆動チャンネルには第１駆動波形を印加する
データを書き込んで、これをヘッド駆動回路８８に転送
して、ヘッド１４の吐出駆動チャンネルに第１駆動波形
を、非吐出駆動チャンネルに第２駆動波形を印加して駆
動する。そして、ヘッド１４の主走査中に次にデータブ
ロックについてプリンタコントローラ８３は非吐出駆動
チャンネルの抽出処理を行うことで、処理の高速化を図
る。

【００６８】上述した描画データから非吐出駆動チャン
ネルを抽出する処理をインクジェット記録装置側で行う
のに代えて、ホスト９０のプリンタドライバ９１によっ
て行うこともできる。

【００６９】この場合には、プリンタドライバ９１で描
画データをビットマップ展開して、このビットマップデ
ータから前述した図１０或いは図１１及び図１２で説明
した抽出処理を行い、吐出駆動チャンネル、非吐出駆動
チャンネル及び非吐出非駆動チャンネルに対応する画像
データをインクジェット記録装置に転送する。これによ
り、インクジェット記録装置側での処理を少なくでき、
記録装置本体コストを低減することができる。

【００７０】なお、上記各実施形態においては、静電型
インクジェットヘッドの振動板と電極の平面形状を矩形
とした例で説明したが、平面形状を台形、三角形とする
こともできる。また、上記各実施形態ではインクジェッ
トヘッドは振動板と加圧室とを別部材で形成している
が、シリコン基板をエッチングして振動板と加圧室を形
成するなど同一部材から形成することもできる。

【００７１】また、本発明で駆動制御するインクジェッ
トヘッドは振動板／液室基板中に形成したノズル、加圧
室、流体抵抗部、共通流路液室の形状、配置、形成方法
は適切に変更することができる。例えば、上記実施形態
においては、ノズルは振動板の変位方向と直交する方向
にインク滴が吐出するように形成したエッジシュータ方
式のインクジェットヘッドであるが、ノズルを振動板の
変位方向にインク滴が吐出するように形成したサイドシ
ュータ方式のインクジェットヘッドでもよい。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイン
クジェット記録装置によれば、静電型インクジェットヘ
ッドの吐出チャンネルに対してインク滴を吐出させる第
１駆動波形を印加するとともに、非吐出チャンネルに対
して第１駆動波形と同位相でインク滴を吐出させないで
振動板を変位させる第２駆動波形を印加する構成とした
ので、非吐出チャンネルでの内圧変動を抑制することが
できて、画像品質が向上する。

【００７３】ここで、第２駆動波形は、第１駆動波形よ
りも電圧値の低いパルス、或いは、第１駆動波形よりも
幅の狭いパルス、又は第１駆動波形よりも幅が狭く、か
つ電圧値の低いパルス、複数のパルスからなるものとす
るができ、これにより非吐出チャンネルからインク滴が
吐出されることなく効果的に振動板を変位させて、非吐
出チャンネルの内圧変動を抑制することができる。

【００７４】さらに、非吐出チャンネルに隣接する吐出
チャンネルが複数のときにのみ第２駆動波形を印加する
ことにより、消費電力を低減しつつ、非吐出チャンネル
の内圧変動を抑制することができる。

【００７５】本発明に係るプリンタドライバは、記録す
る描画データをビットマップデータに展開して、このビ
ットマップデータから予め定めた個数の吐出チャンネル
が隣接する非吐出チャンネルを抽出する手段を備えたの
で、非吐出チャンネルにもインク滴を吐出しない駆動波
形を印加するインクジェット記録装置における処理の簡
素化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の機構部
の概略斜視説明図

【図２】同機構部の側面説明図

【図３】同記録装置のヘッドの振動板長手方向の模式的
断面説明図

【図４】同ヘッドの振動板短手方向の模式的断面説明図

【図５】同ヘッドの流路部分の平面説明図

【図６】同記録装置の制御部の一例を示すブロック図

【図７】同制御部の波形生成回路で生成する第１、第２
駆動波形の説明に供する説明図

【図８】ヘッドに与える駆動波形の説明に供する説明図

【図９】非吐出チャンネルに駆動波形を与えた場合の内
圧変動の説明に供する説明図

【図１０】非吐出駆動チャンネルの抽出処理の一例を説
明するフロー図

【図１１】非吐出駆動チャンネルの抽出処理の他の例を
説明するフロー図

【図１２】非吐出駆動チャンネルの抽出処理の他の例の
図１１に続く部分を説明するフロー図

【図１３】同制御部による全体的なヘッド駆動制御の一
例の説明に供する説明図

【図１４】同制御部による全体的なヘッド駆動制御の他
の例の説明に供する説明図

【符号の説明】

１３…キャリッジ、１４…ヘッド、２４…搬送ローラ、
３３…排紙ローラ、４０…インクジェットヘッド、４１
…インク流路基板、４２…振動板、４３…電極基板、４
４…ノズル板、４５…ノズル、４６…加圧室、４７…流
体抵抗部、４８…共通流路液室、５３…電極、８７…波
形生成回路、９１…プリンタドライバ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡田康之東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー内Ｆターム(参考） 2C057 AF40 AG12 AG54 AM18 AM21 AM22 BA05 BA15

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】インク滴を吐出するノズルと、このノズ
ルが連通する加圧室と、加圧室の壁面を形成する振動板
と、この振動板に対向する電極とを有し、前記振動板を
静電力で変位させてインク滴を吐出させるインクジェッ
トヘッドを搭載したインクジェット記録装置において、
インク滴を吐出させる吐出チャンネルに対してインク滴
を吐出させる第１駆動波形を印加するとともに、インク
滴を吐出させない非吐出チャンネルに対して前記第１駆
動波形と同位相でインク滴を吐出させないで前記振動板
を変位させる第２駆動波形を印加することを特徴とする
インクジェット記録装置。
【請求項２】請求項１に記載のインクジェット記録装
置において、前記第２駆動波形は第１駆動波形よりも電
圧値の低いパルスであることを特徴とするインクジェッ
ト記録装置。
【請求項３】請求項１に記載のインクジェット記録装
置において、前記第２駆動波形は第１駆動波形よりも幅
の狭いパルスであることを特徴とするインクジェット記
録装置。
【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載のイン
クジェット記録装置において、前記第２駆動波形は第１
駆動波形よりも幅が狭く、かつ電圧値の低いパルスであ
ることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項５】請求項１乃至４のいずれかに記載のイン
クジェット記録装置において、前記第２駆動波形は複数
のパルスからなることを特徴とするインクジェット記録
装置。
【請求項６】請求項１乃至５のいずれかに記載のイン
クジェット記録装置において、前記非吐出チャンネルに
隣接する吐出チャンネルが複数のときにのみ当該非吐出
チャンネルに前記第２駆動波形を印加することを特徴と
するインクジェット記録装置。
【請求項７】インクジェット記録装置を駆動制御する
ためのプリンタドライバであって、記録する描画データ
をビットマップデータに展開して、このビットマップデ
ータから予め定めた個数の吐出チャンネルが隣接する非
吐出チャンネルを抽出する手段を備えていることを特徴
とするプリンタドライバ。