JP2001246738A - インクジェット式記録装置およびインクジェット式記録ヘッドの駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同時に駆動されるノズル数を減らすことによ
り、負荷変動による吐出特性の変化を防止するインクジ
ェット式記録装置を提供する。 【解決手段】 複数のノズル開口からなるノズル列と、
各ノズル開口に連通する圧力発生室と、駆動波形の入力
により圧力発生室内を圧力変動させる圧電振動子と、駆
動タイミングが異なる同一波形形状の駆動波形Ｐ１〜Ｐ
４を複数含む駆動信号を発生させる駆動信号発生回路
と、上記複数の駆動波形Ｐ１〜Ｐ４から所望の駆動波形
を選択する駆動波形選択手段とを備え、複数のノズル列
を複数のグループＡ，Ｂに区分し、上記駆動波形のうち
所定のグループＡ，Ｂに対応するよう定められた駆動波
形Ｐ１とＰ３／Ｐ２とＰ４を選択してそのグループＡ，
Ｂに属するノズル列に入力することにより、駆動タイミ
ングがノズル列間でずれて同時に駆動されるノズル数が
減り、負荷変動に起因する吐出特性の変化を防止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動波形の入力に
よりインク滴を吐出して記録紙等にドットを形成させて
印刷を行うインクジェット式記録装置およびインクジェ
ット式記録ヘッドの駆動方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット式記録装置は、副走査方
向（記録紙の送り方向）に列設された多数のノズル開口
からなるノズル列を備えた記録ヘッドを有し、この記録
ヘッドをキャリッジ機構によって主走査方向（記録紙の
幅方向）に移動させ、所定の紙送りを行うことで所望の
印刷結果を得るものである。上記記録装置では、ホスト
コンピュータから入力された印刷データを展開して得ら
れたドットパターンデータに基づいて、記録ヘッドの各
ノズル開口からインク滴がそれぞれ所定のタイミングで
吐出され、これらの各インク滴が記録紙等の印刷記憶媒
体に着弾し付着することによりドットが形成され、印刷
が行われる。

【０００３】上記記録ヘッドは、圧電振動子の変形を振
動板に伝え、圧力発生室を収縮させて内部の圧力を上昇
させ、ノズル開口からインク滴を吐出するようになって
いる。上記圧電振動子の変形は、圧電振動子に入力され
る駆動電圧を変化させることによって行われる。上記圧
電振動子は、一般に、入力される駆動電圧が高くなると
変形し、反対に低くなると変形がなくなる。したがっ
て、インク滴の吐出は、最高駆動電圧と最低駆動電圧と
の間で電圧レベルを切り換える駆動波形を圧電振動子に
与え、圧力発生室を膨張収縮させることによって行われ
る。

【０００４】上記記録ヘッドは、一般に、図７に示すよ
うに、波形データの入力により波形を生成するＤＡコン
バータ５２と、上記ＤＡコンバータで生成された波形を
増幅して駆動波形（ＣＯＭ）を発生するパワートランジ
スタ５３と、上記パワートランジスタ５３で発生された
駆動波形と印字データとが入力されることにより、多数
の圧電振動子５０を駆動するヘッド駆動ＩＣ５１とを備
えている。そして、１組のＤＡコンバータ５２とパワー
トランジスタ５３とで発生させた駆動波形で、全ノズル
列の圧電振動子５０を駆動するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記記
録ヘッドでは、１つの駆動回路で多数のノズル開口をす
べて駆動するため、同時に駆動されるノズル数の多少に
よる負荷変動で、駆動波形に歪が生じるという問題があ
る。すなわち、同時に駆動するノズル数が少なく、全体
の負荷が小さいときは、図８（ａ）に示すように、歪の
少ない正常な駆動波形が発生するが、同時に駆動するノ
ズル数が増え、負荷が大きくなると、図８（ｂ）に示す
ように、駆動波形に歪が生じ、吐出されるインク滴の特
性（吐出速度やインク滴重量）に変化が生じて印字ムラ
の原因になる。

【０００６】具体的には、複数のノズル列を１つの駆動
波形で駆動する場合、例えば、図９（ａ）に示すよう
に、Ｃ列で吐出しているときに、Ｍ列の吐出が開始され
ると、１列分の負荷から２列分の負荷に増大し、負荷が
大きい間のＣの印字濃度が薄くなる「列間ムラ」が生じ
ることがある。また、１列だけで吐出している場合で
も、例えば、図９（ｂ）に示すように、ノズル列の下部
４分の１だけで吐出しているときに、残りの４分の３の
ノズルが間欠的にオンオフすると、駆動ノズル数が増え
て負荷が大きくなったときの印字濃度が薄くなる「列内
ムラ」が生じることがある。図において、５４は記録ヘ
ッド、５５はノズル列である。

【０００７】上記のような負荷変動に起因する印字ムラ
を防止するためには、ノズル列５４ごとに独立した駆動
回路を設ける等、駆動回路の数を増やすことが考えられ
るが、極めてコストが高くなり、現実には行われていな
いのが実情である。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、同時に駆動されるノズル数を減らすことによ
り、負荷変動による吐出特性の変化を防止するインクジ
ェット式記録装置およびインクジェット式記録ヘッドの
駆動方法の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のため、
本発明のインクジェット式記録装置は、複数のノズル開
口が列設されてなる複数のノズル列と、上記各ノズル開
口に連通する圧力発生室と、駆動波形が入力されること
により上記圧力発生室内を圧力変動させる圧力発生素子
とを有し、上記圧力変動によりノズル開口からインク滴
を吐出させる記録ヘッドを有するインクジェット式記録
装置であって、駆動タイミングが異なる同一波形形状の
駆動波形を複数含む駆動信号を発生させる駆動信号発生
手段と、上記複数の駆動波形から所望の駆動波形を選択
する駆動波形選択手段とを備え、複数のノズル列が複数
のグループに区分され、上記駆動波形選択手段により、
駆動タイミングが異なる複数の同一波形形状の駆動波形
のうち各グループに対応するよう定められた駆動波形を
選択してそのグループに属するノズル列の圧力発生素子
に入力するように構成されていることを要旨とする。

【００１０】また、本発明のインクジェット式記録ヘッ
ドの駆動方法は、複数のノズル開口が列設されてなる複
数のノズル列と、上記各ノズル開口に連通する圧力発生
室と、駆動波形が入力されることにより上記圧力発生室
内を圧力変動させる圧力発生素子とを有し、上記圧力変
動によりノズル開口からインク滴を吐出させるインクジ
ェット式記録ヘッドの駆動方法であって、複数のノズル
列を複数のグループに区分し、駆動タイミングが異なる
同一波形形状の駆動波形を複数含む駆動信号を発生さ
せ、上記複数の同一波形形状の駆動波形のうち各グルー
プに対応するよう定められた駆動波形を選択してそのグ
ループに属するノズル列の圧力発生素子に入力するよう
にしたことを要旨とする。

【００１１】すなわち、本発明のインクジェット式記録
装置は、駆動タイミングが異なる同一波形形状の駆動波
形を複数含む駆動信号を発生させる駆動信号発生手段
と、上記複数の駆動波形から所望の駆動波形を選択する
駆動波形選択手段とを備え、複数のノズル列が複数のグ
ループに区分され、上記駆動波形選択手段により、駆動
タイミングが異なる複数の同一波形形状の駆動波形のう
ち各グループに対応するよう定められた駆動波形を選択
してそのグループに属するノズル列の圧力発生素子に入
力するように構成されている。また、本発明のインクジ
ェット式記録ヘッドの駆動方法は、複数のノズル列を複
数のグループに区分し、駆動タイミングが異なる同一波
形形状の駆動波形を複数含む駆動信号を発生させ、上記
複数の同一波形形状の駆動波形のうち各グループに対応
するよう定められた駆動波形を選択してそのグループに
属するノズル列の圧力発生素子に入力するようにしてい
る。

【００１２】このように、複数のノズル列を複数のグル
ープに区分され、駆動タイミングが異なる同一波形形状
の駆動波形を複数発生させ、各グループに対応するよう
定められた駆動波形を選択してそのグループに属するノ
ズル列の圧力発生素子に入力するようにしているため、
駆動波形が入力されて駆動されるタイミングがノズル列
の間でずれ、同時に駆動されるノズル数を減らし、負荷
の増大を防止することができる。したがって、従来のよ
うな負荷変動に起因する吐出特性の変化が防止され、印
字ムラも防止することができる。なお、上記グループに
属するノズル列の数は、１つでもよいし２つ以上でもよ
い。

【００１３】本発明のインクジェット式記録装置および
インクジェット式記録ヘッドの駆動方法において、上記
駆動信号が、異なる波形形状の駆動波形を複数備えると
ともに、上記複数の異なる波形形状の駆動波形のうち特
定の駆動波形が、駆動タイミングが異なる同一波形形状
の駆動波形を複数含むものである場合には、例えば負荷
変動による印字ムラの影響が大きい特定の駆動波形につ
いて負荷変動を防止し、他の駆動波形は各グループで共
通のものを使用することにより、駆動信号を短くでき、
複数の駆動波形を１印字周期内に効率よく収めることが
できる。

【００１４】本発明のインクジェット式記録装置および
インクジェット式記録ヘッドの駆動方法において、上記
特定の駆動波形が、小ドットを形成させるインク滴を吐
出させる小ドット用の駆動波形である場合には、負荷変
動による印字ムラの影響が大きい小ドットの駆動波形に
ついて負荷変動を防止し、他の駆動波形は各グループで
共通のものを使用することにより、駆動信号を短くで
き、複数の駆動波形を１印字周期内に効率よく収めるこ
とができる。なお、本発明において「小ドット」とは、
他のドットよりも相対的に体積が小さいインク滴をい
い、絶対的なインク滴の体積を限定する趣旨ではない。

【００１５】本発明のインクジェット式記録装置および
インクジェット式記録ヘッドの駆動方法において、同一
のノズル列内において、ノズル開口を複数のグループに
区分し、各グループに対応するよう定められた駆動波形
を選択してそのグループに属するノズル開口の圧力発生
素子に入力する場合には、ノズル列間だけでなく同一の
ノズル列内においても、負荷変動による吐出特性の変化
を防止できる。

【００１６】本発明のインクジェット式記録装置および
インクジェット式記録ヘッドの駆動方法において、上記
駆動信号が、インク滴が吐出されない範囲で圧力発生室
内の圧力を微小変動させる微振動波形を含み、上記微振
動波形は各ノズル列で共通のものを使用する場合には、
印字ムラに影響しない微振動波形を共通使用することに
より、他の駆動波形は各グループで共通のものを使用す
ることにより、駆動信号を短くでき、複数の駆動波形を
１印字周期内に効率よく収めることができる。

【００１７】本発明のインクジェット式記録装置および
インクジェット式記録ヘッドの駆動方法において、上記
駆動信号が、駆動タイミングが異なる同一波形形状の駆
動波形を２つ含み、記録ヘッドを主走査方向に往復走査
しながら印字する際に、往路と復路でノズル列ごとに選
択する駆動波形を反転させる場合には、往路と復路とで
相対的にインク滴の着弾位置がずれることによる印字ム
ラが防止される。

【００１８】本発明のインクジェット式記録装置および
インクジェット式記録ヘッドの駆動方法において、１印
字周期内の駆動波形を選択するプログラミングが可能に
なっている場合には、各ノズル列ごとに異なった駆動パ
ターンをプログラミングしておくだけで、任意の駆動波
形を選択できるようになり、印字データは、従来と同じ
ものを用いることができる。

【００１９】なお、本発明において、「同一波形形状の
駆動波形」とは、波形形状が同一であれば、駆動電圧が
異なるものも含む趣旨である。

【００２０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施の形態の
インクジェット式記録装置の機能ブロック図である。上
記インクジェット式記録装置は、記録ヘッド１０を備え
たプリントエンジン２と、プリンタコントローラ１とか
ら構成されている。

【００２１】上記プリンタコントローラ１は、ホストコ
ンピュータ（図示せず）等からの印刷データ等を受信す
るインターフェース（以下「Ｉ／Ｆ」という）３と、各
種データの記憶等を行うＲＡＭ４と、各種データ処理の
ためのルーチン等を記憶したＲＯＭ５と、ＣＰＵ等から
なる制御部６と、発振回路７と、記録ヘッド１０への駆
動信号を発生させる駆動信号発生回路（駆動信号発生手
段）８と、ドットパターンデータ（ビットマップデー
タ）に展開された印字データおよび駆動信号等をプリン
トエンジン２に送信するためのＩ／Ｆ９とを備えてい
る。

【００２２】上記Ｉ／Ｆ３は、例えばキャラクタコー
ド、グラフィック関数、イメージデータのいずれか１つ
のデータまたは複数のデータからなる印刷データをホス
トコンピュータ等から受信する。また、このＩ／Ｆ３
は、ホストコンピュータに対してビジー信号（ＢＵＳ
Ｙ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）等を出力することが
できる。

【００２３】上記ＲＡＭ４は、受信バッファ４ａ、中間
バッファ４ｂ、出力バッファ４ｃおよびワークメモリ
（図示せず）等として利用されるものである。受信バッ
ファ４ａには、Ｉ／Ｆ３が受信したホストコンピュータ
からの印刷データが一時的に記憶される。中間バッファ
４ｂには、制御部６によって中間コードに変換された中
間コードデータが記憶される。出力バッファ４ｃには、
階調データをデコードした後のドットパターンデータが
展開される。上記ＲＯＭ５は、制御部６によって実行さ
れる各種制御ルーチンとフォントデータおよびグラフィ
ック関数、各種手続き等を記憶している。

【００２４】上記制御部６は、受信バッファ４ａ内の印
刷データを読み出して中間コードに変換し、この中間コ
ードデータを中間バッファ４ｂに記憶する。つぎに、制
御部６は、中間バッファ４ｂから読み出した中間コード
データを解析し、ＲＯＭ５内のフォントデータおよびグ
ラフィック関数等を参照して中間コードデータをドット
パターンデータに展開する。この展開されたドットパタ
ーンデータは、必要な装飾処理が行われた後、出力バッ
ファ４ｃに記憶される。

【００２５】記録ヘッド１０の１行分に相当するドット
パターンデータが得られると、この１行分のドットパタ
ーンデータは、Ｉ／Ｆ９を介して記録ヘッド１０にシリ
アル伝送される。出力バッファ４ｃから１行分のドット
パターンデータが出力されると、中間バッファ４ｂの内
容が消去されて、つぎの中間コード変換が行われる。

【００２６】上記プリントエンジン２は、記録ヘッド１
０と、紙送り機構１１と、キャリッジ機構１２とを備え
ている。上記紙送り機構１１は、紙送りモータおよび紙
送りローラ等からなり、記録紙等の印刷記憶媒体を順次
送り出して副走査を行うものである。上記キャリッジ機
構１２は、記録ヘッド１０を搭載するキャリッジと、こ
のキャリッジをタイミングベルト等を介して走行させる
キャリッジモータ等からなり、記録ヘッド１０を主走査
させるものである。

【００２７】上記記録ヘッド１０は、ノズル開口が副走
査方向に多数（例えば９６個等）列設されてなるノズル
列を有し、所定のタイミングで上記各ノズル開口からイ
ンク滴を吐出させるものである。ドットパターンデータ
に展開された印字データは、発振回路７からのクロック
信号（ＣＫ）に同期して、Ｉ／Ｆ９からシフトレジスタ
１３にシリアル伝送される。このシリアル転送された印
字データ（ＳＩ）は、一旦、ラッチ回路１４によってラ
ッチされる。ラッチされた印字データは、電圧増幅器で
あるレベルシフタ１５によってスイッチ回路１６を駆動
できる所定の電圧値（例えば数十ボルト程度）まで昇圧
され、スイッチ回路１６に与えられる。スイッチ回路１
６の入力側には、駆動信号発生回路８からの駆動信号
（ＣＯＭ）が印加されており、スイッチ回路１６の出力
側には、圧電振動子１７が接続されている。

【００２８】上記シフトレジスタ１３、ラッチ回路１
４、レベルシフタ１５およびスイッチ回路１６は、本発
明における駆動波形選択手段として機能し、駆動信号発
生回路８が発生した駆動信号から所望の駆動波形を選択
する。ここで、駆動波形とは実際に圧電振動子１７に入
力される印加パルスであり、駆動信号とは、上記駆動波
形選択手段によって選択される複数の駆動波形を含む元
波形により構成された一連のパルス信号（元駆動パル
ス）である。

【００２９】そして、上記印字データは、スイッチ回路
１６の作動を制御する。例えば、スイッチ回路１６に加
わる印字データが「１」である期間中は、駆動信号が圧
電振動子１７に入力され、この駆動信号に応じて圧電振
動子１７は伸縮変形を行う。一方、スイッチ回路１６に
加わる印字データが「０」の期間中は、圧電振動子１７
への駆動信号の供給が遮断され、圧電振動子１７は、直
前の電荷を保持し、直前の変位状態が保持される。この
ように、上記記録ヘッド１０では、印字データによって
駆動波形を選択して圧電振動子１７に入力するか否かを
制御することができる。

【００３０】つぎに、上記記録ヘッド１０について詳し
く説明する。

【００３１】上記記録ヘッド１０としては、例えば、縦
振動モードの圧電振動子１７が取り付けられた記録ヘッ
ド１０が用いられる。この記録ヘッド１０は、図２に示
すように、合成樹脂製の基台２１と、この基台２１の前
面（図の左側）に貼着された流路ユニット２２とを備え
ている。そして、この流路ユニット２２は、ノズル開口
２８が穿設されたノズルプレート２５と、振動板２６
と、流路形成板２７とから構成されている。

【００３２】上記基台２１は、前面と背面に開放された
収容空間２４が設けられたブロック状の部材であり、上
記収容空間２４に、固定基板２０に固定された圧電振動
子１７が収容されるようになっている。

【００３３】上記ノズルプレート２５は、副走査方向に
沿って多数のノズル開口２８が穿設された薄い板状部材
である。各ノズル開口２８は、ドット形成密度に対応し
た所定ピッチで列設され、複数のノズル列が形成されて
いる。振動板２６は、圧電振動子１７の先端が固着され
る厚肉のアイランド部２９と、このアイランド部２９の
周囲を囲うように設けられ弾性を有する薄肉部３０とを
備えた板状の部材である。上記アイランド部２９は、１
つのノズル開口２８に１つのアイランド部２９が対応す
るように、所定ピッチで多数設けられている。

【００３４】流路形成板２７は、圧力発生室３１，イン
ク貯留室３２，圧力発生室３１とインク貯留室３２とを
連通させるインク供給路３３に対応する空間が形成され
ている。そして、ノズルプレート２５を流路形成板２７
の前面に配設するとともに、振動板２６を背面側に配設
し、ノズルプレート２５と振動板２６とにより流路形成
板２７を挟んだ状態で、接着等により一体化されて流路
ユニット２２が形成されている。

【００３５】この流路ユニット２２では、ノズル開口２
８の背面側に圧力発生室３１が形成され、この圧力発生
室３１の背面側に振動板２６のアイランド部２９が位置
している。また、上記圧電振動子１７の先端は、アイラ
ンド部２９に背面側から固着され、この状態で圧電振動
子１７が基台２１に固定されている。また、この圧電振
動子１７には、フレキシブルケーブル２３を介して駆動
波形が供給される。

【００３６】ここで、圧電振動子１７は、充電されると
収縮し、放電すると伸長するようになっている。したが
って、上記構成の記録ヘッド１０では、充電されること
により圧電振動子１７は収縮し、この収縮に伴ってアイ
ランド部２９が後方に引き戻され、収縮した圧力発生室
３１が膨張する。この膨張に伴ってインク貯留室３２の
インクがインク供給路３３を通って圧力発生室３１内に
流入する。一方、放電することにより圧電振動子１７は
前方に向けて伸長し、弾性板のアイランド部２９が前方
に押されて圧力発生室３１が収縮する。この収縮に伴っ
て圧力発生室３１におけるインク圧力が高くなってノズ
ル開口２８からインク滴が吐出される。

【００３７】つぎに、上記記録ヘッド１０の制御につい
て説明する。

【００３８】図３（ａ）は、上記駆動信号発生回路８が
発生する駆動信号の一例を示した図である。この駆動信
号は、駆動タイミングが異なる４つの駆動波形Ｐ１，Ｐ
２，Ｐ３，Ｐ４を含んでなるものである。上記各駆動波
形Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４は、それぞれ同一の波形形状
を呈している。

【００３９】上記駆動信号発生回路８は、この駆動信号
を一定の印字周期Ｔ（例えば、７．２ｋＨｚ＝１４０μ
ｓｅｃ）で発生する。上記駆動信号では、上記印字周期
Ｔがｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４の４つの期間に分割され、
上記各期間ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４に、それぞれ１つの
駆動波形Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を存在させている。な
お、上記印字周期Ｔは、プリンタにおける印刷速度を規
定する。

【００４０】上記各駆動波形Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４
は、中間駆動電圧ＶＭから最高駆動電圧ＶＨまで電圧を
上げて一定時間保持し、最高駆動電圧ＶＨから最低駆動
電圧ＶＬまで電圧を下げて一定時間保持したのち、再び
中間駆動電圧ＶＭまで電圧を戻す波形要素から構成され
ている。このとき、駆動電圧の上昇により、圧電振動子
１７が充電されて収縮し、圧力発生室３１が膨張し、反
対に、駆動電圧の下降により圧電振動子１７が放電され
て伸長し、圧力発生室３１が収縮する。

【００４１】したがって、上記駆動波形Ｐ１，Ｐ２，Ｐ
３，Ｐ４のいずれかを圧電振動子１７に入力すると、最
初の充電により圧力発生室３１が膨張して圧力発生室３
１内にインクが充填され、つぎの放電により、圧力発生
室３１が急激に収縮して圧力発生室３１内のインクの圧
力が高くなり、ノズル開口２８からインク滴が吐出さ
れ、つぎの充電により、圧力発生室３１は元の容積に戻
り、圧力発生室３１内へのインクの充填と吐出後のメニ
スカスの波打ちの制振とが行われる。ここで、メニスカ
スとは、ノズル開口２８に露呈したインクの湾曲した自
由表面をいう。

【００４２】一方、上記記録ヘッド１０では、図３
（ｃ）に示すように、ブラックインクを吐出するＫ列，
シアンインクを吐出するＣ列，マゼンタインクを吐出す
るＭ列，イエローインクを吐出するＹ列の４列のノズル
列３４が形成されている。そして、上記記録ヘッド１０
では、上記４列のノズル列３４がＡ，Ｂ２つのグループ
に区分されている。この例では、Ｋ列とＭ列がＡグルー
プに、Ｃ列とＹ列とがＢグループに、それぞれ区分され
ている。

【００４３】そして、上記記録ヘッド１０では、図３
（ｂ）に示すように、Ａグループに属するノズル列３４
には、４つの駆動波形Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４のうちＰ
１とＰ３を対応させ、Ｂグループに属するノズル列３４
では、Ｐ２とＰ４を対応させて各ノズル列３４を駆動す
るよう定められている。

【００４４】そして、Ａグループに属するノズル列３４
（Ｋ列，Ｍ列）からインク滴を吐出させる際には、シフ
トレジスタ１３、ラッチ回路１４、レベルシフタ１５お
よびスイッチ回路１６（本発明の「駆動波形選択手段」
である）により、上記一連の駆動信号から、駆動波形Ｐ
１とＰ３が選択され、Ａグループに属するノズル列３４
の圧電振動子１７に入力される。また、Ｂグループに属
するノズル列３４（Ｃ列，Ｙ列）からインク滴を吐出さ
せる際には、シフトレジスタ１３、ラッチ回路１４、レ
ベルシフタ１５およびスイッチ回路１６（駆動波形選択
手段）により、上記駆動信号から、駆動波形Ｐ２とＰ４
が選択され、Ｂグループに属するノズル列３４の圧電振
動子１７に入力される。

【００４５】そして、Ａグループのノズル列３４（Ｋ
列，Ｍ列）では、駆動タイミングがずれた２つの駆動波
形Ｐ１，Ｐ３が圧電振動子１７に入力されてインク滴の
吐出が行われる。また、Ｂグループのノズル列３４（Ｃ
列，Ｙ列）では、上記Ａグループとは駆動タイミングが
ずれた２つの駆動波形Ｐ２，Ｐ４が圧電振動子１７に入
力されてインク滴の吐出が行われる。

【００４６】このように、上記実施の形態の記録ヘッド
およびその駆動方法では、駆動タイミングが異なる同一
波形形状の駆動波形Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を発生さ
せ、Ａ，Ｂ各グループに対応するよう定められた駆動波
形Ｐ１とＰ３またはＰ２とＰ４を選択し、そのグループ
に属するノズル列３４の圧力発生素子１７に入力するよ
うにしている。このため、駆動波形Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，
Ｐ４が入力されて駆動されるタイミングが、Ａ，Ｂ各グ
ループのノズル列３４の間でずれ、同時に駆動されるノ
ズル数が減り、負荷の増大を防止することができる。し
たがって、負荷変動に起因する吐出特性の変化が防止さ
れ、印字ムラも防止される。

【００４７】ここで、上記記録装置および記録ヘッドの
駆動方法では、１印字周期Ｔ内の駆動波形Ｐ１，Ｐ２，
Ｐ３，Ｐ４を選択するプログラミングが可能な多値ヘッ
ド駆動ＩＣを用いることが好ましい。このようにするこ
とにより、各ノズル列３４ごとのヘッド駆動ＩＣに、異
なった駆動パターンをプログラミングしておくだけで、
任意の駆動波形Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を選択できるよ
うになり、印字データは、従来と同じものを用いること
ができるからである。

【００４８】図４は、本発明の第２の実施の形態を示
す。この例では、駆動信号発生回路８から、図４（ａ）
に示すように、１印字周期Ｔ内に４つの同一波形形状の
駆動波形を含む駆動信号が発生されるようになってい
る。また、図４（ｃ）に示すように、同一のノズル列３
４内において、１つおきのノズル開口２８ごとにＡグル
ープに属するノズル開口２８（奇数ノズル）とＢグルー
プに属するノズル開口２８（偶数ノズル）とに区分され
ている。

【００４９】そして、図４（ｂ）に示すように、ヘッド
駆動ＩＣ３６には、印字データ，クロック信号，駆動信
号（ＣＯＭ）が入力されるとともに、ノズル選択信号が
入力されるようになっている。上記ノズル選択信号は、
駆動信号と同期して入力され、駆動波形Ｐ１，Ｐ３に対
応する期間ｔ１，ｔ３において電位が高く（レベル
Ｈ）、駆動波形Ｐ２，Ｐ４に対応する期間ｔ２，ｔ４に
おいて電位が低い（レベルＬ）矩形波である。そして、
上記ノズル選択信号がレベルＨのときにＡグループのノ
ズル開口２８において駆動波形Ｐ１，Ｐ３が選択されて
圧電振動子１７に入力され、上記ノズル選択信号がレベ
ルＬのときにＢグループのノズル開口２８において駆動
波形Ｐ２，Ｐ４が選択されて圧電振動子１７に入力され
るようになっている。

【００５０】この実施の形態の記録ヘッドおよびその駆
動方法では、ノズル列３４間だけでなく、同一のノズル
列３４内においても、負荷変動による吐出特性の変化を
防止できる。それ以外は、上記第１の実施の形態と同様
であり、同様の作用効果を奏する。なお、この実施の形
態では、同一ノズル列３４内において、１つおきのノズ
ル開口２８にグループ分けをしたが、これに限定するも
のではなく、２つや３つ等所定個数ごとのノズル開口２
８でグループ分けしてもよいし、ある点を境にしたブロ
ックごとにグループ分けすることもできる。

【００５１】図５は、本発明の第３の実施の形態を示
す。この例では、図５（ａ）に示すように、駆動信号発
生回路８から、１印字周期Ｔ内に５つの駆動波形Ｐ１，
Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５を含む駆動信号が発生されるよ
うになっている。上記駆動信号は、体積が異なる３種類
のインク滴を同一のノズル開口２８から吐出させる異な
る波形形状の駆動波形を含むものである。すなわち、Ｐ
２，Ｐ３は、小ドットのインク滴を吐出する小ドット用
の駆動波形であり、Ｐ４は、中ドットのインク滴を吐出
する中ドット用の駆動波形であり、Ｐ５は、大ドットの
インク滴を吐出する大ドット用の駆動波形である。ま
た、Ｐ１は、インク滴が吐出されない範囲で圧力発生室
３１内の圧力を微小変動させる微振動波形である。

【００５２】ここで、上記大ドットとは、中ドットより
もインク体積が相対的に大きいインク滴をいい、上記小
ドットとは、中ドットよりもインク体積が相対的に小さ
いインク滴をいい、いずれも、絶対的なインク体積の大
小を限定するものではない。

【００５３】この例では、４種類の異なる波形形状の駆
動波形のうち、小ドット用の駆動波形について、駆動タ
イミングが異なる２つの同一波形形状の駆動波形Ｐ２，
Ｐ３を備えている。そして、Ａグループに属するノズル
列３４（Ｋ列，Ｍ列）から小ドットのインク滴を吐出さ
せる際には、シフトレジスタ１３、ラッチ回路１４、レ
ベルシフタ１５およびスイッチ回路１６（駆動波形選択
手段）により、上記一連の駆動信号から、駆動波形Ｐ２
が選択され、Ａグループに属するノズル列３４の圧電振
動子１７に入力される。また、Ｂグループに属するノズ
ル列３４（Ｃ列，Ｙ列）から小ドットのインク滴を吐出
させる際には、シフトレジスタ１３、ラッチ回路１４、
レベルシフタ１５およびスイッチ回路１６（駆動波形選
択手段）により、上記駆動信号から、駆動波形Ｐ３が選
択され、Ｂグループに属するノズル列３４の圧電振動子
１７に入力される。

【００５４】一方、中ドット，大ドットのインク滴を吐
出させる場合には、Ａ，Ｂいずれのグループでも、中ド
ット用の駆動波形Ｐ４，大ドット用の駆動波形Ｐ５が選
択される。また、微振動動作を行う場合にも、Ａ，Ｂい
ずれのグループでも、微振動波形Ｐ１が選択される。

【００５５】上記記録装置および記録ヘッドの駆動方法
では、小ドット用の特定の駆動波形について、駆動タイ
ミングが異なる２つの同一波形形状の駆動波形Ｐ１，Ｐ
２を有し、Ａ，Ｂ各グループに対応するよう定められた
駆動波形Ｐ２またはＰ３を選択し、そのノズル列３４の
圧力発生素子１７に入力するようにしているため、負荷
変動による印字ムラの影響が大きい小ドットについて有
効に負荷変動を防止し、印字ムラに影響しない微振動波
形や比較的影響の少ない大ドットや中ドットの駆動波形
は、Ａ，Ｂ両グループで共通のものを使用することによ
り、駆動信号を短くでき、複数の駆動波形を１印字周期
内に効率よく収めることができる。それ以外は、上記第
１の実施の形態と同様であり、同様の作用効果を奏す
る。

【００５６】図６は、本発明の第４の実施の形態を示
す。この例では、図６（ａ）に示すように、駆動信号発
生回路８から、１印字周期Ｔ内に２つの同一波形形状の
駆動波形Ｐ１，Ｐ２を含む駆動信号が発生されるように
なっている。そして、記録ヘッド１０を主走査方向に往
復走査しながら印字する際に、図６（ｂ）に示すよう
に、Ａグループでは、往路で駆動波形Ｐ１が選択され、
復路で駆動波形Ｐ２が選択され、Ｂグループでは、往路
で駆動波形Ｐ２が選択され、復路で駆動波形Ｐ１が選択
され、往路と復路でＡグループとＢグループとで選択す
る駆動波形が反転されるようになっている。

【００５７】上記記録装置および記録ヘッドの駆動方法
では、図６（ｃ）に示すように、往路と復路で形成され
るドット３５が、副走査方向で一列に並び、往路と復路
とで相対的にインク滴の着弾位置がずれることによる印
字ムラが防止される。それ以外は、上記第１の実施の形
態と同様であり、同様の作用効果を奏する。

【００５８】なお、上記各実施の形態では、本発明を、
縦振動モードの圧電振動子１７が用いられた記録ヘッド
に適用した例を示したが、これに限定するものではな
く、たわみ振動モードの圧電振動子が用いられた記録ヘ
ッドに適用することもできる。この場合、圧電振動子の
充放電による電圧レベルと、圧力発生室が膨張収縮する
方向との関係が、上記各実施の形態とはまったく逆にな
り、上記各実施の形態で示した駆動信号および駆動波形
とまったく逆の駆動信号および駆動波形が用いられる。
この場合でも、上記各実施の形態と同様の作用効果を奏
する。

【００５９】また、上記各実施の形態において、ノズル
列３４の数は、４列に限定するものではなく、３列以下
でもよいし、５列以上でもよい。また、上記各実施の形
態では、ノズル列３４もしくはノズル開口２８を、Ａ，
Ｂ２つのグループに区分してそれぞれのグループに駆動
波形を対応させて定めるようにしたが、これに限定する
ものではなく、３グループ以上に区分してそれぞれのグ
ループに駆動波形を対応させて定めるようにすることも
できる。これらの場合でも、同様の作用効果を奏する。

【００６０】さらに、上記各実施の形態において、複数
のノズル列３４の各ノズル列３４ごとを別々のグループ
として区分することもできる。この場合、それぞれのグ
ループ（ノズル列３４）に対応する駆動波形の電圧を、
各ノズル列３４が吐出するインクの特性に合わせて調整
し、各ノズル列３４でのインク吐出特性を揃えるように
することもできる。このようにすることにより、印字品
質の一層の向上を図ることができる。それ以外は、上記
各実施の形態と同様の作用効果を奏する。

【００６１】

【発明の効果】以上のように、本発明のインクジェット
式記録装置およびインクジェット式記録ヘッドの駆動方
法によれば、複数のノズル列を複数のグループに区分さ
れ、駆動タイミングが異なる同一波形形状の駆動波形を
複数発生させ、各グループに対応するよう定められた駆
動波形を選択してそのグループに属するノズル列の圧力
発生素子に入力するようにしているため、駆動波形が入
力されて駆動されるタイミングがノズル列の間でずれ、
同時に駆動されるノズル数を減らし、負荷の増大を防止
することができる。したがって、従来のような負荷変動
に起因する吐出特性の変化が防止され、印字ムラも防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態のインクジェット式記録
装置の全体構成を示す構成説明図である。

【図２】記録ヘッドの機械的構造を示す構成説明図であ
る。

【図３】本発明の第１の実施の形態を説明する図であ
り、（ａ）は駆動信号を示す線図、（ｂ）は駆動波形の
選択状態を示す図、（ｃ）はノズル列のグループ分け状
態を示す図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を説明する図であ
り、（ａ）は駆動信号を示す線図、（ｂ）は構成説明
図、（ｃ）はノズル開口のグループ分け状態を示す図で
ある。

【図５】本発明の第３の実施の形態を説明する図であ
り、（ａ）は駆動信号を示す線図、（ｂ）は駆動波形の
選択状態を示す図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態を説明する図であ
り、（ａ）は駆動信号を示す線図、（ｂ）は駆動波形の
選択状態を示す図、（ｃ）は記録紙に形成されたドット
を示す拡大図である。

【図７】従来例のインクジェット式記録ヘッドを示す構
成説明図である。

【図８】上記記録ヘッドにおける駆動波形の歪を説明す
る線図である。

【図９】印字ムラの発生状態を説明する図である。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のノズル開口が列設されてなる複数
   のノズル列と、上記各ノズル開口に連通する圧力発生室
   と、駆動波形が入力されることにより上記圧力発生室内
   を圧力変動させる圧力発生素子とを有し、上記圧力変動
   によりノズル開口からインク滴を吐出させる記録ヘッド
   を有するインクジェット式記録装置であって、 駆動タイミングが異なる同一波形形状の駆動波形を複数
   含む駆動信号を発生させる駆動信号発生手段と、上記複
   数の駆動波形から所望の駆動波形を選択する駆動波形選
   択手段とを備え、 複数のノズル列が複数のグループに区分され、上記駆動
   波形選択手段により、駆動タイミングが異なる複数の同
   一波形形状の駆動波形のうち各グループに対応するよう
   定められた駆動波形を選択してそのグループに属するノ
   ズル列の圧力発生素子に入力するように構成されている
   ことを特徴とするインクジェット式記録装置。
2. 【請求項２】 上記駆動信号が、異なる波形形状の駆動
   波形を複数備えるとともに、上記複数の異なる波形形状
   の駆動波形のうち特定の駆動波形が、駆動タイミングが
   異なる同一波形形状の駆動波形を複数含むものである請
   求項１記載のインクジェット式記録装置。
3. 【請求項３】 上記特定の駆動波形が、小ドットを形成
   させるインク滴を吐出させる小ドット用の駆動波形であ
   る請求項２記載のインクジェット式記録装置。
4. 【請求項４】 同一のノズル列内において、ノズル開口
   を複数のグループに区分し、各グループに対応するよう
   定められた駆動波形を選択してそのグループに属するノ
   ズル開口の圧力発生素子に入力するようになっている請
   求項２または３記載のインクジェット式記録装置。
5. 【請求項５】 上記駆動信号が、インク滴が吐出されな
   い範囲で圧力発生室内の圧力を微小変動させる微振動波
   形を含み、上記微振動波形は各ノズル列で共通のものを
   使用するようになっている請求項１〜４のいずれか一項
   に記載のインクジェット式記録装置。
6. 【請求項６】 上記駆動信号が、駆動タイミングが異な
   る同一波形形状の駆動波形を２つ含み、記録ヘッドを主
   走査方向に往復走査しながら印字する際に、往路と復路
   でノズル列ごとに選択する駆動波形を反転させるように
   なっている請求項１〜５のいずれか一項に記載のインク
   ジェット式記録装置。
7. 【請求項７】 １印字周期内の駆動波形を選択するプロ
   グラミングが可能になっている請求項１〜６のいずれか
   一項に記載のインクジェット式記録装置。
8. 【請求項８】 複数のノズル開口が列設されてなる複数
   のノズル列と、上記各ノズル開口に連通する圧力発生室
   と、駆動波形が入力されることにより上記圧力発生室内
   を圧力変動させる圧力発生素子とを有し、上記圧力変動
   によりノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェ
   ット式記録ヘッドの駆動方法であって、 複数のノズル列を複数のグループに区分し、駆動タイミ
   ングが異なる同一波形形状の駆動波形を複数含む駆動信
   号を発生させ、上記複数の同一波形形状の駆動波形のう
   ち各グループに対応するよう定められた駆動波形を選択
   してそのグループに属するノズル列の圧力発生素子に入
   力するようにしたことを特徴とするインクジェット式記
   録ヘッドの駆動方法。
9. 【請求項９】 上記駆動信号が、異なる波形形状の駆動
   波形を複数備えるとともに、上記複数の異なる波形形状
   の駆動波形のうち特定の駆動波形が、駆動タイミングが
   異なる同一波形形状の駆動波形を複数含むものである請
   求項８記載のインクジェット式記録ヘッドの駆動方法。
10. 【請求項１０】 上記特定の駆動波形が、小ドットを形
    成させるインク滴を吐出させる小ドット用の駆動波形で
    ある請求項９記載のインクジェット式記録ヘッドの駆動
    方法。
11. 【請求項１１】 同一のノズル列内において、ノズル開
    口を複数のグループに区分し、各グループに対応するよ
    う定められた駆動波形を選択してそのグループに属する
    ノズル開口の圧力発生素子に入力するようにした請求項
    ９または１０記載のインクジェット式記録ヘッドの駆動
    方法。
12. 【請求項１２】 上記駆動信号が、インク滴が吐出され
    ない範囲で圧力発生室内の圧力を微小変動させる微振動
    波形を含み、上記微振動波形は各ノズル列で共通のもの
    を使用するようにした請求項８〜１１のいずれか一項に
    記載のインクジェット式記録ヘッドの駆動方法。
13. 【請求項１３】 上記駆動信号が、駆動タイミングが異
    なる同じ駆動波形を２つ含み、記録ヘッドを主走査方向
    に往復走査しながら印字する際に、往路と復路で選択す
    る駆動波形を反転させるようにした請求項８〜１２のい
    ずれか一項に記載のインクジェット式記録ヘッドの駆動
    方法。
14. 【請求項１４】 １印字周期内の駆動波形を選択するプ
    ログラミングが可能になっている請求項８〜１３のいず
    れか一項に記載のインクジェット式記録ヘッドの駆動方
    法。