JP2002301816A - インクジェット記録装置およびインクジェットヘッドの駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インクを吐出するための複数の吐出口と、該
複数の吐出口に連通する液室と有するインクジェットヘ
ッドの駆動にあたり、吐出口のインクのメニスカス面が
共振して生じ得るメニスカス振動を抑制して安定なイン
ク吐出を行い得るようにする。 【解決手段】 インクの吐出動作に伴う液室内の圧力変
動の周波数がインクジェットヘッド１０００の駆動周波
数と異なるように、インクジェットヘッドの駆動を行う
ことで、メニスカス面が液室内圧力波に共振しないよう
にしてメニスカス振動を抑制する。より具体的には、イ
ンクジェットヘッドの駆動周期内で複数の吐出口から時
分割にインクの吐出を行わせるべく駆動を行うにあた
り、前記時分割に割当てられる吐出口の駆動期間を均一
とならないように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリント媒体に対
しインクを吐出することによりプリントを行うためのイ
ンクジェットヘッドを用いるインクジェット記録装置お
よびインクジェットヘッドの駆動方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】（技術背景）プリンタ，複写機，ファク
シミリ等の画像出力手段として用いられるプリント装置
は、与えられる画像情報に基づいて、紙，プラスチック
薄板，布等のプリント媒体上にドットパターンからなる
画像を形成していくように構成されている。プリント装
置は、その画像形成の方式により、インクジェット方
式，ワイヤドット方式，熱転写式などのサーマル方式，
レーザービーム方式等に分けることができ、そのうちの
インクジェット方式を採用するインクジェットプリント
装置は、インクジェットヘッドに設けられた吐出口から
インク（記録液）を例えば滴として吐出させ、これをプ
リント媒体に付着させてプリントを行うように構成され
ている。

【０００３】かかるインクジェット方式に用いられるイ
ンクジェットヘッドの一形態として、吐出口に連通する
液路に電熱変換素子（吐出ヒータ）を有し、その通電に
伴って生じる熱の作用によって発生する気泡の膨張力を
インク吐出の原動力とする方式（例えばインクに膜沸騰
を生じさせることでインクを吐出するキヤノン株式会社
の提唱するバブルジェット（登録商標）方式）のものが
ある。この方式は、半導体製造プロセスと同様のプロセ
スを経てインクジェットヘッドを製造することができ
る。このため、各吐出口近傍ないしはその内方の液路に
沿って設けられる吐出ヒータ（以下、特に断らない限り
これらを総称してノズルという）のサイズを、従来イン
ク吐出に利用されるエネルギを発生する素子として用い
られていた圧電素子と比べて格段に小さくでき、ノズル
の高密度実装が可能となるという利点を有している。

【０００４】このように多数のノズルが実装されたイン
クジェットヘッドでは、最大消費電力の上限値を抑制す
る観点から同時駆動される吐出ヒータの数を制限すべ
く、吐出ヒータ群を複数のブロックに分割し、所定の駆
動周期内でブロックを単位として時分割駆動を行うのが
一般的である。

【０００５】図１〜図４を用いてかかる時分割駆動の従
来例を説明する。まず、図１（Ａ）は、インクジェット
ヘッドに配列されるノズルと、各ノズルに対して設けら
れる吐出ヒータに印加される信号波形との対応を説明す
るための図である。

【０００６】図１（Ａ）において、１０００はインクジ
ェットヘッドであり、吐出口前方より見た状態を模式的
に示している。１〜１２はノズルないしその吐出口であ
り、ここよりインクが吐出され、プリント媒体に着弾し
て画像が形成される。ここで、近年のインクジェットヘ
ッドは、プリントの高速化や高画質化のために、２００
〜２０００個ものノズルが実装される傾向にあるが、こ
こでは説明を簡単にするためにインクジェットヘッド１
０００は１２個のノズルを有するものとして示してあ
る。

【０００７】図中、インクジェットヘッド１０００の右
に示されるタイミングチャートは、各ノズルの吐出ヒー
タに通電される信号の波形を各ノズルに対応させて示す
ものである。その縦軸は印加電圧であり、“Ｈ”レベル
で通電（ＯＮ）状態、“Ｌ”レベルは非通電（ＯＦＦ）
状態である。また、横軸は時間軸である。

【０００８】ノズル配列は、便宜上、図の上からノズル
１〜１２として示されている。これら１２個のノズルを
３個ずつ一組みにし、同時に駆動される吐出ヒータで構
成される４個のブロックに分割して駆動される。具体的
には、ノズルは印加電圧が“Ｈ”レベルのときに、吐出
ヒータに通電され、加熱により発生した泡が膨張する力
を利用してインクを吐出する。一方、印加電圧が“Ｌ”
レベルでは通電がなされず、インク吐出は行われない。
これら１２個のノズルのうち、ノズル１，５，９は第１
ブロックのタイミングで、ノズル２，６，１０は第２ブ
ロックのタイミング、ノズル３，７，１１は第３ブロッ
クのタイミングで、そしてノズル４，８，１２は第４ブ
ロックのタイミングで時分割に駆動され、この結果第１
〜第４ブロックの吐出口が順次に吐出動作を行う。

【０００９】図２はかかる時分割駆動を行うための駆動
回路の従来例、図３はその駆動回路各部の動作タイミン
グチャートである。

【００１０】図２において、１００はワンショット回路
であり、所定のエンコーダ信号の立ち上がりを検出して
ワンショットのパルス信号Ａを発生させる回路である。
エンコーダ信号は、例えば所謂シリアルタイプのプリン
ト装置にあっては、インクジェットヘッドがプリント媒
体に対し主走査される過程で、等間隔に発生する信号で
ある。このワンショットのパルス信号Ａは、タイマ回路
１１４およびワンショット回路１０２に並列に供給され
ている。

【００１１】タイマ回路１１４はパルス信号Ａでリセッ
トされ、そこから等間隔の信号Ｂを発生させて、この信
号Ｂがシフト回路１０３およびヒートパルス生成回路１
０４に入力されるように接続されている。この信号Ｂ
が、図１におけるブロック駆動間隔の基準信号となる。

【００１２】ここで、図４についてタイマ回路１１４の
構成および動作を説明する。同図（Ａ）はタイマ回路
図、（Ｂ）はその動作タイミングチャートである。図
中、１１０、１１１、１１２および１１３は、Ｔ型のフ
リップフロップ（以下、ＴＦＦという）である。ＴＦＦ
１１０に入力されるパルスは、例えば周波数８００ｋＨ
ｚの方形波である。ＴＦＦ１１０は、入力したパルス信
号の立ち上がり毎に、端子Ｑから出力するパルス信号Ｑ
１を反転させる。このように、ＴＦＦは入力信号を１段
分分周することで周波数を半分にすることができ、図で
はこのＴＦＦを４段、シリーズに接続しているので、最
終段のＴＦＦ１１３の出力パルスＢは周波数５０ｋＨｚ
の方形波となる。ＴＦＦ１１０〜１１３のリセット入力
端子Ｒにはそれぞれ上述のパルス信号Ａが供給されてい
る。そのため、ワンショットのパルス信号Ａが入力する
毎に、ＴＦＦ１１０〜１１３はリセットされ、各段の出
力信号Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３およびＢは“Ｌ”状態となる。
その後、ＴＦＦ１１０には、周波数８００ｋＨｚのパル
ス信号が入力されるので、信号Ａの立ち下がりでスター
トし、４段分周された信号Ｂが出力される。

【００１３】図２および図３を参照するに、ワンショッ
ト回路１０２は信号Ｂの立ち下がりでワンショットのパ
ルス信号を発生させ、さらにそのパルス信号とパルス信
号ＡとのＯＲ信号Ｃを出力する。この信号Ｃはヒートパ
ルス生成回路１０４に供給される。一方、ジョンソンカ
ウンタ回路の形態を有するシフト回路１０３は、図３に
示すように、信号Ｂのタイミングでパルス信号ＱＡ１〜
ＱＡ４を時分割に出力し、ヒートパルス生成回路１０４
に入力する。

【００１４】ヒートパルス生成回路１０４は、吐出ヒー
タに通電する信号を生成してドライバ回路１０５に出力
する。ここで、インク吐出を行うための吐出ヒータへの
通電時間の情報は、不図示のプリント装置の制御部であ
るマイクロコンピュータ等により供給され、その情報に
よって吐出ヒータへの通電時間（ヒートパルス幅）が規
定される。ヒートパルス生成回路１０４は、図３に示す
ように、パルス信号ＱＡ１の立ち上がりタイミングに
て、上記情報によって規定される時間だけブロック駆動
信号ＢＬ１を出力し、ドライバ回路１０５に供給する。
同様に、ヒートパルス生成回路１０４は、パルス信号Ｑ
Ａ２、ＱＡ３およびＱＡ４の各立ち上がりタイミングに
て、上記情報によってそれぞれ規定される時間だけブロ
ック駆動信号ＢＬ２、ＢＬ３およびＢＬ４を出力し、ド
ライバ回路１０５に供給する。

【００１５】ドライバ回路１０５は、画像情報に応じて
インク吐出を行わせるノズルに対応した吐出ヒータに駆
動信号を供給する。画像情報に応じてドライバ回路１０
５に供給される信号（画像情報に応じて各ノズルの吐出
の有無を規定する信号）がＧ１〜Ｇ１２で示す信号であ
り、不図示の制御部より入力される。すなわち、ドライ
バ回路１０５は、ブロック駆動信号ＢＬ１〜ＢＬ４のタ
イミングにて、信号Ｇ１〜Ｇ１２によって許可された吐
出ヒータの駆動信号を発生させる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】図１（Ｂ）は、以上の
ような吐出ヒータの駆動ないしノズルの吐出動作によっ
て生じるインクジェットヘッドの液室内の圧力変化を示
す図であり、縦軸が圧力、横軸が時間軸である。時間軸
に沿って示す破線が外気圧と等しい圧力であり、この破
線より上の部分は、液室内圧力が高いことを、下の部分
は、液室内圧力が低いことを示している。

【００１７】ここで、インクジェットヘッド全体として
見たときの駆動周期を吐出周期とすると、１吐出周期に
は、第１ブロックに割当てられる駆動期間（図１（Ａ）
におけるブロック間隔「１」）の開始から第４ブロック
に割当てられる駆動期間（図１（Ａ）におけるブロック
間隔「４」）の終了までの期間（以下、ＯＮ期間とい
う）と、その第４ブロックに割当てられる駆動期間の終
了から次の第１ブロックの駆動開始までの期間（以下、
ＯＦＦ期間）とが含まれる。ＯＮ期間では、吐出ヒータ
の発熱に伴って発生する泡がインクを吐出口から吐出さ
せる力を作用すると同時に、ノズル内の液室へもインク
を押し戻す力を作用するので、液室内の圧力は上昇す
る。一方、ＯＦＦ期間では、リフィル動作（毛細管現象
によりノズル内にインクが充填される動作）により液室
内の圧力は減少する。インクジェットヘッド１０００を
連続駆動すると、ＯＮ期間とＯＦＦ期間とが交互に繰り
返し現われ、液室内の圧力が吐出周期にて変動する。こ
のことにより、液室内圧力波が発生する。

【００１８】ところで、上述のバブルジェット（登録商
標）方式のようにインクに熱エネルギを作用させてイン
クを吐出する方式のものは、吐出ヒータによってインク
を急激に熱すると、吐出ヒータ表面付近のインクの主成
分であるところの水が状態変化を生じて水蒸気となる。
これが泡となり、その膨張する力を原動力としてインク
が吐出される。そのときに発生した水蒸気による泡は、
吐出ヒータへの通電が止まれば水蒸気が水に戻ることで
消泡する。しかし、インク中に溶け込んでいた空気は、
連続駆動に伴うインクの温度上昇により、やがてインク
中に溶け込んでいられらくなり、泡となって残存する。

【００１９】一般に、多数のインクドットにより画像形
成を行うには、多数回のインク吐出が必要であり、１個
のノズルが数千〜数万回もの吐出動作を行うこともあ
る。すると、上述のように溶け出した空気による泡が溜
まって行き、それが時間とともに成長して比較的粒径の
大きな気泡となって液室内に滞留することがある。この
ような気泡が液室内に滞留すると、ノズルの吐出口のメ
ニスカス面（インクと空気（外気）との境界面）の固有
振動数が下がって振動しやすくなる。。それが駆動周波
数近くとなると、共振が生じ易くなる。共振状態になる
と、液室内圧力が上昇したときに吐出口のインクがノズ
ル外方に向かって凸状態となり、液室内圧力が減少する
とノズル内方に向かって凹状態となる。この繰り返しで
メニスカス面が振動する（以下、この現象をメニスカス
振動と言う）。

【００２０】このように吐出口のインクが凸状態となっ
たタイミングで吐出動作が行われると吐出されるインク
量が多くなり、逆に凹状態となったタイミングで吐出動
作が行われると吐出されるインク量が少なくなる。この
ように、ノズルから吐出されるインクの量が変動する
と、形成された画像に筋が生じるなど、画像品位の低下
をもたらすものとなる。

【００２１】図１（Ｃ）を用いてこの現象を詳述する。
同図はインクジェットヘッドの側断面と各ノズルの吐出
口において生じるメニスカス振動の状態とを説明するた
めの図であり、縦軸が各ノズルの吐出口のインクと空気
が触れている面（メニスカス面）の状態を示している。
また、各吐出口に対応させて描いた破線の位置にメニス
カス面がある時が普通の状態であり、この状態から上に
行くほどメニスカス面が吐出口外方に凸状に出っ張って
いることを、逆に下に行くほどメニスカス面が吐出口内
方に凹状に引っ込んでいることを示す。

【００２２】図１（Ｃ）において、１００４は上述した
ようにして液室１００１内に滞留している気泡であり、
この図ではノズル１の付近に存在している。このような
滞留気泡１００４の近くに位置するノズルほどメニスカ
ス面の共振が生じ易く、メニスカス振動の振幅が大きく
なるが、気泡１００４より離れているノズルほどメニス
カス面の共振が生じにくく、メニスカス振動が小さい。
このようにメニスカス振動の差により、各ノズルの吐出
インク量や吐出方向に差が生じ、その結果、形成した画
像に斑による筋を形成してしまうので、画質を著しく低
下させてしまう。

【００２３】そこで、本出願人は、インクジェットヘッ
ドにある複数の吐出口のうち、吐出可能な全吐出口（６
４個）から吐出させたインク量の７％以下のインク量と
なる数（１個）の吐出口から同一のタイミングでインク
吐出させるとともに、吐出可能な全吐出口からのインク
吐出期間を駆動周期の７０％以上とするインクジェット
記録装置を提案した（特開平０５−０８４９１１号公
報）。同号公報開示の技術によれば、単位時間内に吐出
するインクの量を最小限として液室内に発生する負圧の
レベルを最も常圧に近づけることができるので、リフィ
ルの振動の振幅を最小限として吐出を安定化し、さらな
る駆動周波数の向上を図ることができる、と記載されて
いる。

【００２４】図１に即して上記公報開示の技術を説明す
るに、「インク吐出期間を駆動周期の７０％以上とする
こと」とは、ＯＮ期間が、吐出周期の７０％以上である
ことを意味する。式で表現すれば次のようになる。ＯＮ
期間＞吐出周期×０．７そして、このように定めること
で、図１（Ｂ）に示すような液室内の圧力変動が減少
し、図１（Ｃ）に示すような滞留気泡１００４が育って
も、メニスカス振動の振幅は小さくなる、ということで
ある。すなわち、ＯＮ期間を駆動周期に近くするほど、
液室内圧力波の駆動周波数成分が小さくなるので、メニ
スカス振動も小さくできることになる。

【００２５】しかしながら、インクジェットヘッドに対
して吐出動作を行わせるためのデータを転送する動作は
上記ＯＦＦ期間を利用して行われるので、ＯＦＦ期間を
全く無くすことはできない。よって、ＯＦＦ期間が存在
する限り上述のような駆動方法では液室内圧力波に駆動
周波数成分が残ることになり、従ってメニスカス面が共
振してメニスカス振動が生じるのは避け得ない。メニス
カス振動が生じる限り、上述のようにインクの吐出タイ
ミングによってインクの吐出量の変動や吐出方向のばら
つきが生じ、形成された画像の品位が低下することにな
る。

【００２６】本発明の目的は、上記課題を解決するため
になされたもので、メニスカス振動を抑制して安定なイ
ンク吐出を行い得るようになし、以って高画質のプリン
トを行い得るようにすることにある。

【００２７】

【課題を解決するための手段】そのために、本発明は、
インクを吐出するための複数の吐出口と、該複数の吐出
口にインクを供給する液室とを有するインクジェットヘ
ッドを用いて記録を行うインクジェット記録装置におい
て、前記複数の吐出口からインクを吐出させるために用
いられる複数の記録素子を複数のブロックに分割して駆
動を行うブロック分割手段と、前記ブロックの駆動間隔
を不均一に設定して前記記録素子の駆動を行う制御手段
と、を具えたことを特徴とする。

【００２８】また、本発明は、インクを吐出するための
複数の吐出口と、該複数の吐出口にインクを供給する液
室とを有するインクジェットヘッドを用いて記録を行う
インクジェット記録装置において、前記複数の吐出口か
らインクを吐出させるために用いられる複数の記録素子
を複数のブロックに分割して所定の駆動周期内で駆動を
行うブロック分割手段と、前記駆動周期内における最初
の前記ブロックの駆動開始タイミングを前記駆動周期間
で不均一に設定して前記記録素子の駆動を行う制御手段
と、を具えたことを特徴とする。

【００２９】また、本発明は、インクを吐出するための
複数の吐出口と該複数の吐出口に連通する液室とを有す
るインクジェットヘッドの駆動方法において、前記複数
の吐出口からインクを吐出させるために用いられる複数
の記録素子を複数のブロックに分割して駆動を行うブロ
ック分割工程と、前記ブロックの駆動間隔を不均一に設
定して前記記録素子の駆動を行う工程と、を具えたこと
を特徴とする。

【００３０】さらに、本発明は、インクを吐出するため
の複数の吐出口と該複数の吐出口に連通する液室とを有
するインクジェットヘッドの駆動方法において、前記複
数の吐出口からインクを吐出させるために用いられる複
数の記録素子を複数のブロックに分割して所定の駆動周
期内で駆動を行うブロック分割工程と、前記駆動周期内
における最初の前記ブロックの駆動開始タイミングを前
記駆動周期間で不均一に設定して前記記録素子の駆動を
行う制御工程と、を具えたことを特徴とする。

【００３１】以上において、前記インクジェットヘッド
は、前記記録素子として前記インクに膜沸騰を生じさせ
る熱エネルギを与える発熱素子を有するもの、または、
前記記録素子として圧電素子を有するものとすることが
できる。

【００３２】また、前記共通液室から前記吐出口までイ
ンクを供給する液路内に前記記録素子が配されているも
のとすることができる。

【００３３】本発明では、メニスカス振動を抑制するに
はメニスカス面が液室内圧力波に共振しないしないよう
にすればよいことに想到し、そのためにインクの吐出動
作に伴う液室内の圧力変動の周波数が前記インクジェッ
トヘッドの駆動周波数と異なるように、インクジェット
ヘッドの駆動を行うようにした。

【００３４】すなわち、本発明では、複数の記録素子を
複数のブロックに分割して駆動を行うにあたり、ブロッ
クの駆動間隔が均一とならないように設定される。また
は、複数の記録素子を複数のブロックに分割して所定の
駆動周期内で駆動を行うにあたり、駆動周期内における
最初の前記ブロックの駆動開始タイミングを前記駆動周
期間で均一とならないように（すなわち、駆動周期の開
始から最初に吐出が開始されるまでの期間が駆動周期間
で異なるように）設定される。

【００３５】これらによってメニスカス面の共振を防ぐ
ことによりメニスカス振動を減らすことができるので、
安定なインク吐出状態を得て斑や筋のない高画質のプリ
ントを行うことが可能となる。

【００３６】本明細書において、「プリント」（「記
録」という場合もある）とは、文字、図形等有意の情報
を形成する場合のみならず、有意無意を問わず、また人
間が視覚で知覚し得るように顕在化したものであるか否
かを問わず、広くプリント媒体上に画像、模様、パター
ン等を形成する場合、またはプリント媒体の加工を行う
場合を言うものとする。

【００３７】また、「プリンタ」とは、プリントを行う
１つの完結した装置だけでなく、プリントを行う機能を
担う装置をも言うものとする。

【００３８】また、「プリント媒体」とは、一般的なプ
リント装置で用いられる紙のみならず、広く、布、プラ
スチック・フィルム、金属板等、ガラス、セラミック
ス、木材、皮革等、インクを受容可能な物も言うものと
するが、以下では「用紙」または単に「紙」ともいうも
のとする。

【００３９】さらに、「インク」（「液体」という場合
もある）とは、上記「プリント」の定義と同様広く解釈
されるべきものであり、プリント媒体上に付与されるこ
とによって、画像、模様、パターン等の形成、プリント
媒体の加工、或いはインクの処理（例えば、プリント媒
体に付与されるインク中の色材の凝固または不溶化）に
供される液体を言うものとする。

【００４０】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照してこの発
明の実施形態を説明する。なお、以下の説明において、
上述した従来例と同様に構成できる、または類似の機能
を果たす各部には対応箇所に同一符号を付してある。

【００４１】（インクジェットプリント装置の全体的構
成）図５は本発明を適用可能なインクジェットプリント
装置の模式的斜視図である。

【００４２】このインクジェットプリント装置におい
て、キャリッジ２００は無端ベルト２０１に固定され、
かつガイドシャフト２０２に沿って移動可能になってい
る。無端ベルト２０１は、プーリ２０３および２０４に
巻回されている。プーリ２０３には、キャリッジ駆動モ
ータ２０５の駆動軸が連結されている。従って、キャリ
ッジ２００は、モータ２０５の回転駆動によってガイド
シャフト２０２に沿って主走査方向（Ａ方向）に往復走
査される。キャリッジ２００上には、複数のノズルが配
列されたインクジェットヘッド１０００およびインクを
収納する容器としてのインクタンクＩＴが搭載されてい
る。

【００４３】また、この装置には、キャリッジの移動位
置を検出するなどのためにリニアエンコーダ２０６が設
けられている。このリニアエンコーダ２０６は、キャリ
ッジ２００の移動方向に沿って延在し１インチ（参考
値。約２５．４ｍｍ）間に６００個などの等間隔でスリ
ットが形成されているリニアスケール２０７と、キャリ
ッジ２００上に設けられ、例えば発光部および受光セン
サを有するスリットの検出系２０８と、所要の信号処理
回路とを有している。従って、リニアエンコーダ２０６
からは、キャリッジ２００の移動に伴って、インク吐出
タイミングを規定する吐出タイミング信号およびキャリ
ッジの位置情報が出力される。スリットの検出毎にイン
クを吐出するようにすれば、主走査方向に６００ｄｐｉ
（ドット／インチ。参考値）の解像度のプリントを実行
することが可能となる。

【００４４】プリント媒体としての記録紙Ｐは、キャリ
ッジ２００の主走査方向と直交する矢印Ｂ方向（副走査
方向）に間欠的に搬送される。記録紙Ｐは上流側の一対
のローラユニット２０９，２１０と、下流側一対のロー
ラユニット２１１，２１２とにより支持され、一定の張
力を付与されてヘッド１０００に対する平面性を確保し
た状態で搬送される。各ローラユニットに対する駆動力
は、図示しない記録紙搬送モータによって付与される。
このような構成によって、キャリッジ２００の移動に伴
うヘッドの吐出口配列幅に対応した幅のプリントと、記
録紙Ｐの送りとを交互に繰り返しながら、記録紙Ｐ全体
にプリントがなされる。

【００４５】キャリッジ２００は、プリント開始時また
はプリント中に必要に応じてホームポジションで停止す
る。このホームポジションには、各ヘッドの吐出面側を
キャッピングするキャップ部材２１３が設けられ、この
キャップ部材２１３には、吐出口から強制的にインクを
吸収して吐出口の目詰まりを防止するための吸引回復手
段（不図示）が接続されている。

【００４６】（インクジェットヘッドの構成）次に、図
６〜図１２に従って、上記装置に適用可能なインクジェ
ットヘッドの構成例について説明する。図６はインクジ
ェットヘッド１０００を斜め下から見た斜視図、図７は
その透視図である。図８はインクジェットヘッド１００
０をノズルの並び方向と直角に切断して示す断面図、図
９はインクジェットヘッド１０００をノズルの並び方向
に切断して示す断面図である。図１０〜図１２はインク
ジェットヘッド１０００を記録紙Ｐと平行な面で切断し
て示す図であり、図１０は図９におけるＤ部分の断面図
で、図１１は同じくＥ部分の断面図で、図１２は同じく
Ｆ部分の断面図である。

【００４７】これらの図において、１００３は吐出口で
あり、インクジェットヘッド１０００には、プリント媒
体としての記録紙Ｐと対向する面に、記録紙Ｐの搬送方
向に並設された複数個のインク吐出口１００３が形成さ
れている。インクジェットヘッド１０００には、この複
数個の吐出口のそれぞれに連通して液路１００５が設け
られ、それぞれの液路１００５に対応して、インクを吐
出するために利用される熱エネルギを発生する電気熱変
換体（吐出ヒータ）１００２が設けられている。吐出ヒ
ータ１００２は、駆動データに応じて電気パルスを印加
されることによって発熱し、これによりインクに膜沸騰
を生じさせ、その気泡の生成を原動力として吐出口１０
０３からインクを吐出させる。各液路１００５には、こ
れらに共通に連通する共通液室１００１が設けられてお
り、この共通液室１００１はインクタンクＩＴに接続さ
れている。

【００４８】（実施形態の第１例）図１３〜図２２に従
って本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド駆動
の第１例を説明する。

【００４９】図１３（Ａ）は、インクジェットヘッドに
配列されるノズルと、各ノズルに対して設けられる吐出
ヒータに印加される信号波形との対応を説明するための
図である。同図では説明を簡単にするためにインクジェ
ットヘッド１０００は１２個のノズルを有するものとし
て示してあり、図の上から、ノズル１、ノズル２、・・
・ノズル１１、ノズル１２が配列されているものとす
る。

【００５０】図中、インクジェットヘッド１０００の右
に示されるタイミングチャートは、各ノズルの吐出ヒー
タに通電される信号の波形を各ノズルに対応させて示す
ものである。その縦軸は印加電圧であり、“Ｈ”レベル
で通電（ＯＮ）状態、“Ｌ”レベルは非通電（ＯＦＦ）
状態である。また、横軸は時間軸である。

【００５１】１２個のノズルを３個ずつ一組みにし、４
個のグループ（ブロック）に分割する。そして、ノズル
は印加電圧が“Ｈ”レベルのときに、吐出ヒータに通電
され、加熱により発生した泡が膨張する力を利用してイ
ンクを吐出する。一方、印加電圧が“Ｌ”レベルでは通
電がなされず、インク吐出は行われない。これら１２個
のノズルのうち、ノズル１，５，９は第１ブロックのタ
イミングで、ノズル２，６，１０は第２ブロックのタイ
ミング、ノズル３，７，１１は第３ブロックのタイミン
グで、そしてノズル４，８，１２は第４ブロックのタイ
ミングで時分割に駆動され、この結果第１〜第４ブロッ
クの吐出口が順次に吐出動作を行う。そして、同図に示
すように、各ブロックに割当てられる駆動期間（以下、
ブロック間隔という）「１」〜「４」は均一とならない
ようランダムに定められる。

【００５２】図１３（Ｂ）は、以上のような吐出ヒータ
の駆動ないしノズルの吐出動作によって生じるインクジ
ェットヘッドの液室内の圧力変化を示す図であり、縦軸
が圧力、横軸が時間軸である。時間軸に沿って示す破線
が外気圧（１気圧）と等しい圧力であり、この破線より
上の部分は、液室内圧力が高いことを、下の部分は、液
室内圧力が低いことを示している。本例では、図１３
（Ａ）に示されるように、ブロック間隔がランダムにな
っているので、液室内圧力波の周波数成分が分散してい
る。

【００５３】図１３（Ｃ）は、本例でのインクジェット
ヘッドの側断面と各ノズルの吐出口において生じるメニ
スカス振動の状態とを説明するための図であり、縦軸が
各ノズルの吐出口のインクと空気が触れている面（メニ
スカス面）の状態を示している。また、各吐出口に対応
させて描いた破線の位置にメニスカス面がある時が普通
の状態であり、この状態から上に行くほどメニスカス面
が吐出口外方に凸状に出っ張っていることを、逆に下に
行くほどメニスカス面が吐出口内方に凹状に凹状に引っ
込むこととなるが、本例ではブロック間隔をランダムに
することにより、液室内圧力波の周波数成分を分散させ
メニスカス面の共振をなくし、メニスカス振動が実質上
生じていない。

【００５４】なお、本例では、ノズルを４グループ（ブ
ロック）に分けて駆動するようにしているが、これは説
明の簡略化のためのものであるとともに、実施時に使用
される回路構成を簡単化する上で有効であると考えられ
るためのものである。すなわち、本発明の主眼は、液室
内圧力波の周波数成分を分散することにあり、そのため
にはノズル個数を含め、分割ブロック数は適宜定め得る
ものであり、例えば通電タイミングを各ノズルに設けて
もよく、あるいはグループ数を４以外としてもよい。

【００５５】図１４は上記各ブロック間隔をランダムと
した時分割駆動を行うための駆動回路の構成例、図１５
はその駆動回路各部の動作タイミングチャートである。

【００５６】図１４において、ワンショット回路１００
は、所定のエンコーダ信号の立ち上がりを検出してワン
ショットのパルス信号Ａを発生させる。エンコーダ信号
は、インクジェットヘッド１０００を搭載したキャリッ
ジ２００が主走査方向に移動する過程で、等間隔のスリ
ットが刻んであるリニアスケール２０７を読むエンコー
ダ２０６より出力される信号であり、キャリッジ２００
が等速度で主走査すると等間隔に発生する信号となる。
このワンショットのパルス信号Ａは、ブロック駆動基準
信号発生回路１０１およびワンショット回路１０２に並
列に供給されている。

【００５７】図１６についてワンショット回路１００の
構成および動作を説明する。同図（Ａ）はその回路図、
（Ｂ）はその動作タイミングチャートである。

【００５８】図中、１０７および１０８はＤ型のフリッ
プフロップ（Ｄ型の双安定マルチバイブレータ。以下、
ＤＦＦと略称する）であり、例えば１ＭＨｚのクロック
信号の立ち上がりタイミングでＤ端子に入力された情報
をラッチし、Ｑ出力端子に保持する。そのとき、反転出
力端子／Ｑには、Ｑ出力の反転した信号が保持される。
また、ＤＦＦのリセット（Ｒ）入力端子に“Ｈ” レベ
ルの信号が入力すると、Ｑ＝“Ｌ”、／Ｑ＝“Ｈ”にな
る。

【００５９】Ｒ入力端子に入力される信号ＰＵＣは、不
図示の電源が投入されたときに、一瞬“Ｈ”レベルにな
り、電源回路が落ち着いた頃に“Ｌ”レベルになる信号
である。この信号ＰＵＣが、ＤＦＦ１０７および１０８
のＲ入力端子に供給されるので、電源投入直後は、ＤＦ
Ｆ１０７のＱ＝“Ｌ”、ＤＦＦ１０８の／Ｑ＝“Ｈ”と
なる。

【００６０】ＤＦＦ１０７および１０８のクロック（Ｃ
Ｋ）入力端子には、１ＭＨｚの方形波が入力されてい
る。ＤＦＦ１０７のＤ入力にはエンコーダ信号が入力さ
れているので、ＤＦＦ１０７のＱ出力は、１ＭＨｚのク
ロック信号に同期して出力が変化するエンコーダの信号
となる。そしてＤＦＦ１０７のＱ出力がＤＦＦ１０８の
Ｄ入力に接続されているので、ＤＦＦ１０８の出力はＤ
ＦＦ１０７のＱ出力より１クロック分遅れて変化するも
のとなる。この場合、１クロックの遅れは、１ＭＨｚの
クロック信号を用いているので、１μｓの遅れとなる。
１０９はＡＮＤゲートであり、ＤＦＦ１０７のＱ出力と
ＤＦＦ１０８の／Ｑ出力とのＡＮＤを取った信号Ａを出
力する。以上の構成によって、ワンショット回路１００
は、エンコーダの立ち上がりのみ、１μｓ間だけ“Ｈ”
になる信号Ａを出力するものとなる。

【００６１】再び図１４を参照するに、回路１０１はパ
ルス信号Ａでリセットされ、そこからランダムなタイミ
ングでパルス信号Ｂを発生させて、この信号Ｂがシフト
回路１０３およびヒートパルス生成回路１０４に入力さ
れるように接続されている。この信号Ｂが、図１３にお
けるブロック駆動間隔の基準信号となる。このパルス信
号Ｂは、従来例では等間隔の信号であったが、本例では
ランダムな幅のパルスになっている。

【００６２】図１７について回路１０１の詳細を説明す
る。同図（Ａ）はその回路図、（Ｂ）および（Ｃ）は動
作タイミングチャートである。図４と同様にシリーズに
接続されているＴＦＦ１１０〜１１３は、クロック入力
端子ＣＫに入力された信号を２分周してそれぞれのＱ出
力端子に保持する。また、信号Ａ＝“Ｈ”のとき、全て
のＴＦＦのＲ入力端子に“Ｈ”レベルの信号が入力され
るので、Ｑ１＝Ｑ２＝Ｑ３＝Ｑ４＝“Ｌ”となる（リセ
ットされる）。つまり、エンコーダ信号の立ち上がりタ
イミングにてＴＦＦ１１０〜１１３がリセットされる。

【００６３】ＴＦＦ１１０に例えば８００ｋＨｚの方形
波が入力されているものとすると、この信号はＱ１＝４
００ｋＨｚ，Ｑ２＝２００ｋＨｚ，Ｑ３＝１００ｋＨｚ
と、それぞれ分周される。ＴＦＦ１１３には信号Ｑ３が
入力され、５０ｋＨｚに分周された出力Ｂが得られる。
この出力ＢはＡＮＤゲート１１１４の一方の入力端にも
供給される。

【００６４】この出力Ｂ＝“Ｈ”のとき、ＡＮＤゲート
１１１４の他方の入力端に供給される信号ＲＮＤ＝
“Ｈ”であれば、ＡＮＤゲート１１１４の出力は“Ｈ”
レベルとなる。ＡＮＤゲート１１１４の出力はＯＲゲー
ト１１１５に接続されており、ＡＮＤゲート１１１４か
ら“Ｈ”レベルの信号が入力されると、ＯＲゲート１１
１５の出力も“Ｈ”レベルとなってＴＦＦ１１３をリセ
ットする。

【００６５】このように、信号Ｂが“Ｈ”レベルとなる
には、信号Ａが立ち下がってから１０μｓかかることに
なる、その後１０μｓが経過する前に、ＲＮＤ＝“Ｈ”
になるとＴＦＦ１１３がリセットされる。このように、
信号Ｂは、１０μｓ〜２０μｓでばらつく信号になる。
この信号Ｂこそが、本例におけるブロック間隔の基準と
なる信号である。

【００６６】ＲＮＤ信号は、図１４のランダム信号発生
回路１０６より出力される、“Ｈ”または“Ｌ”がラン
ダムに変化する信号である。これは、例えばマイクロコ
ンピュータなどのランダム（ＲＮＤ）関数を使って発生
させることもできる。

【００６７】また、ランダム信号発生回路１０６は、図
１８に示すように、演算増幅器（ＯＰアンプ）１５５の
の＋入力は基準電圧に接続し、−入力と出力との間に、
高抵抗器１５６を接続するとともに、ＯＰアンプ１５５
の出力をコンデンサ１５７を介してＮＯＴ回路１５９に
接続してなる構成としてもよい。すなわち、高抵抗器１
５６は白色ノイズ（ランダムなノイズ）を発生している
ので、それをＯＰアンプ１５５で増幅し、コンデンサ１
５７を介してＮＯＴ回路１５９に入力することでランダ
ム信号の発生を実現しても良い。なお、抵抗器１５８は
片方を基準電圧に接続している。

【００６８】図１４および図１５を参照するに、ワンシ
ョット回路１０２は信号Ｂの立ち下がりでワンショット
のパルス信号を発生させ、さらにそのパルス信号とパル
ス信号ＡとのＯＲ信号Ｃを出力する。この信号Ｃはヒー
トパルス生成回路１０４に供給される。

【００６９】図１９を参照してワンショット回路１０２
の詳細を説明する。同図（Ａ）はその回路図、（Ｂ）は
動作タイミングチャートである。図中、１１７および１
１８はＤＦＦであり、クロック（ＣＫ）の立ち上がりタ
イミングでＤ端子への入力情報をラッチし、Ｑ出力端に
保持する。そのとき、／Ｑ端子には、Ｑの反転信号が出
力される。また、ＤＦＦ１１７および１１８のＲ入力端
にはＲＥＳＥＴ信号が入力され、ここに“Ｈ”レベルの
信号が入力すると、Ｑ＝“Ｌ”、／Ｑ＝“Ｈ”となる。

【００７０】信号ＰＵＣは、不図示の電源が投入され電
源回路が立ち上がり時の不安定時のみ一瞬“Ｈ”レベル
になり、安定した頃に“Ｌ”レベルになる信号である。
この信号ＰＵＣが、ＤＦＦ１１７および１１８のＲ入力
端子に供給されるので、電源投入直後は、ＤＦＦ１１７
のＱ＝“Ｌ”、ＤＦＦ１１８の／Ｑ＝“Ｈ”となる。

【００７１】ＤＦＦ１１７および１１８のクロック（Ｃ
Ｋ）入力端子には、１ＭＨｚの方形波が入力されてい
る。ＤＦＦ１１７のＤ入力にはエンコーダ信号が入力さ
れているので、ＤＦＦ１１７のＱ出力は、１ＭＨｚのク
ロック信号に同期して出力が変化するエンコーダの信号
となる。そしてＤＦＦ１１７のＱ出力がＤＦＦ１０８の
Ｄ入力に接続されているので、ＤＦＦ１１８の出力はＤ
ＦＦ１１７のＱ出力より１クロック分遅れて変化するも
のとなる。この場合、１クロックの遅れは、１ＭＨｚの
クロック信号を用いているので、１μｓの遅れとなる。
１１９はＡＮＤゲートであり、ＤＦＦ１１７のＱ出力と
ＤＦＦ１０８の／Ｑ出力とのＡＮＤを取った信号Ｃ１を
出力する。１２０はＯＲゲートであり、信号Ｃ１と信号
ＡとのＯＲを取った信号Ｃを出力する。以上の構成によ
って、ワンショット回路１０２は、ブロック基準信号Ｂ
の立ち下がり時のみ１μｓ間だけ“Ｈ”になる信号Ｃ１
と、エンコーダの立ち上がり時のみ１μｓ間だけ“Ｈ”
になる信号ＡとのＯＲ信号Ｃを出力するものとなる。信
号Ｃは、吐出ヒータの通電開始タイミング信号であり、
信号Ｃのワンショットの間隔がブロック間隔となる。

【００７２】図１４および図１５を参照するに、シフト
回路１０３は、信号Ｂのタイミングでパルス信号ＱＡ１
〜ＱＡ４を出力し、ヒートパルス生成回路１０４に入力
する。

【００７３】図２０を参照してシフト回路１０３の詳細
を説明する。同図（Ａ）はその回路図、（Ｂ）は動作タ
イミングチャートである。図中、１２２〜１２５はＤＦ
Ｆである。ＤＦＦ１２２のＤ入力端は“Ｈ”にプルアッ
プされており、ＤＦＦ１２２のＱ出力がＤＦＦ１２３の
Ｄ入力に、ＤＦＦ１２３のＱ出力がＤＦＦ１２４のＤ入
力に、ＤＦＦ１２４のＱ出力がＤＦＦ１２５のＤ入力に
それぞれ接続され、所謂シフトレジスタのような構成に
なっている。

【００７４】１２９はＯＲゲートであり、電源回路がオ
ンとなって安定するまでリセット信号であるところの信
号ＰＵＣとワンショット回路１００より出力される信号
ＡとのＯＲをとって出力する。この信号は、ＤＦＦ１２
２〜１２５のリセット入力に接続されているので、ＤＦ
Ｆ１２２〜１２５は、電源投入時と信号Ａのタイミング
（エンコーダの立ち上がり毎）とでリセットされ、ＤＦ
Ｆ１２２〜１２５のＱ出力は“Ｌ”レベルとなる。

【００７５】ＤＦＦ１２２〜１２５のＣＫ入力には、Ａ
ＮＤゲート１２１から、回路１０１より出力される信号
Ｂの反転信号とＤＦＦ１２５の／Ｑ信号とのＡＮＤを取
った信号が入力される。エンコーダ信号が立ち上がると
回路１００がワンショット信号Ａを出力し、ＤＦＦ１２
２〜１２５がリセットされる。このとき／Ｑ４＝“Ｈ”
であるので、信号Ｂの反転信号がＤＦＦ１２２〜１２５
のＣＫ端子に入力される。信号Ｂの最初の立ち下がり
で、Ｑ１＝“Ｈ”になり、２回目の立ち下がりでＱ２＝
“Ｈ”、３回目の立ち下がりでＱ３＝“Ｈ”となる。そ
して、４回目の立ち下がりでＱ４＝“Ｈ”になると、反
転信号／Ｑ４（“Ｌ”レベル）がＡＮＤゲート１２１に
入力されることよって、ＤＦＦ１２２〜１２５のクロッ
クＣＫを止め、各ＤＦＦはそれぞれの出力を保持する。

【００７６】１２６〜１２８はＡＮＤゲートであり、Ｄ
ＦＦ１２２のＱ１出力とＤＦＦ１２３の反転出力Ｑ２と
のＡＮＤ、ＤＦＦ１２３のＱ１出力とＤＦＦ１２４の反
転出力Ｑ２とのＡＮＤ、およびＤＦＦ１２３のＱ１出力
とＤＦＦ１２４の反転出力Ｑ２とのＡＮＤをそれぞれ演
算して、信号ＱＡ２、ＱＡ３およびＱＡ４を出力する。
これら信号ＱＡ２、ＱＡ３およびＱＡ４はエンコーダ信
号の立ち上がりでリセットされるものとなり、ＤＦＦ１
２２のＱ１出力に等しい信号ＱＡ１のみ“Ｈ”になる。
そして、信号Ｂの立ち下がり毎に、“Ｈ”レベルがＱＡ
２，ＱＡ３，ＱＡ４とシフトしていく。これら信号ＱＡ
１〜ＱＡ４はブロック間隔を示す信号である。

【００７７】図１４および図１５を参照するに、ヒート
パルス生成回路１０４は、吐出ヒータに通電する信号を
生成してドライバ回路１０５に出力する。ここで、イン
ク吐出を行うための吐出ヒータへの通電時間の情報は、
不図示のプリント装置の制御部であるマイクロコンピュ
ータ等により供給され、その情報によって吐出ヒータへ
の通電時間（ヒートパルス幅）が規定される。ヒートパ
ルス生成回路１０４は、図１５に示すように、パルス信
号ＱＡ１の立ち上がりタイミングにて、上記情報によっ
て規定される時間だけブロック駆動信号ＢＬ１を出力
し、ドライバ回路１０５に供給する。同様に、ヒートパ
ルス生成回路１０４は、パルス信号ＱＡ２、ＱＡ３およ
びＱＡ４の各立ち上がりタイミングにて、上記情報によ
ってそれぞれ規定される時間だけブロック駆動信号ＢＬ
２、ＢＬ３およびＢＬ４を出力し、ドライバ回路１０５
に供給する。

【００７８】図２１を参照してヒートパルス生成回路１
０４の詳細を説明する。同図（Ａ）はその回路図、
（Ｂ）は動作タイミングチャートである。図中、１３１
はカウンタであり、１ＭＨｚの方形波をカウントして、
出力端ＱＱ１，ＱＱ２，ＱＱ３，ＱＱ４を介し１μｓ毎
に２進数でカウントアップしていく信号を出力する。

【００７９】１３０は４ビットの一致回路であり、上記
ＱＱ１，ＱＱ２，ＱＱ３，ＱＱ４にそれぞれ接続された
Ａ１、Ａ２，Ａ３，Ａ４の４ビット入力と、Ｂ１，Ｂ
２，Ｂ３，Ｂ４の４ビット入力とを比較し、これらＡ系
列の信号とＢ系列の信号とが４ビット共に等しければＯ
ＵＴ＝“Ｈ”でそれ以外は“Ｌ”を出力する。すなわ
ち、４ビット並列のパルス幅情報の信号Ｂ１，Ｂ２，Ｂ
３，Ｂ４と、１μｓ毎にカウントアップされる信号ＱＱ
１，ＱＱ２，ＱＱ３，ＱＱ４とが比較され、一致したと
ころで、ＯＵＴ＝“Ｈ”になる。

【００８０】１３２はセット・リセット型のフリップフ
ロップ（以下ＳＲＦＦと略称する）である。ＳＲＦＦ１
３２は、Ｓ入力＝“Ｈ”でかつＲ入力＝“Ｌ”のときＱ
Ｅ出力＝“Ｈ”、Ｓ入力＝“Ｌ”でかつＲ入力＝“Ｈ”
のときＱＥ出力＝“Ｌ”、Ｓ入力＝“Ｌ”でかつＲ入力
＝“Ｌ”のときＱＥ出力＝保持（不変）とする。なお、
Ｓ入力＝“Ｈ”でかつＲ入力＝“Ｈ”は禁止されてい
る。

【００８１】上記信号Ｃは、カウンタ１３１のリセット
入力とＳＲＦＦ１３２のセット（Ｓ）入力に供給されて
いる。信号Ｃのワンショットタイミングでカウンタ１３
１はリセットされ、ＳＲＦＦのＱＥ＝“Ｈ”となる。カ
ウンタ１３１のＯＵＴとＳＲＦＦ１３２のＲ入力とが接
続されているので、吐出ヒータパルス幅データの信号Ｂ
１〜Ｂ４が示す時間の後、ＱＥ＝“Ｌ”になる。

【００８２】信号ＱＡ１〜ＱＡ４は上述したブロック信
号である。１３３〜１３６は、ＡＮＤゲートであり、信
号ＱＡ１〜ＱＡ４と信号ＱＥとのＡＮＤをとって、ＢＬ
１〜ＢＬ４の信号を出す。この信号ＢＬ１〜ＢＬ４は、
各ブロックの吐出ヒータ通電タイミングの信号である。

【００８３】図１４および図１５を参照するに、ドライ
バ回路１０５は、画像情報に応じてインク吐出を行わせ
るノズルに対応した吐出ヒータに駆動信号を供給する。
画像情報に応じてドライバ回路１０５に供給される信号
（画像情報に応じて各ノズルの吐出の有無を規定する信
号）がＧ１〜Ｇ１２で示す信号であり、不図示の制御部
より入力される。すなわち、ドライバ回路１０５は、ブ
ロック駆動信号ＢＬ１〜ＢＬ４のタイミングにて、信号
Ｇ１〜Ｇ１２によって許可された吐出ヒータの駆動信号
を発生させる。

【００８４】図２２はドライバ回路１０５の詳細な構成
例を示す。図において、１３７はＡＮＤゲートであり、
信号ＢＬ１と信号Ｇ１とのＡＮＤをとり、その出力がＮ
チャネル型のＭＯＳ ＦＥＴ１３９のゲートに接続され
ている。１３８は吐出ヒータであり、一端が吐出ヒータ
用電源に、他端がＭＯＳ ＦＥＴ１３９のドレインに接
続されている。また、ＭＯＳ ＦＥＴ１３９のソースは
電源のＧＮＤに接続されている。ＭＯＳ ＦＥＴ１３９
は、吐出ヒータ１３８のスイッチング素子をなし、その
ゲートが“Ｌ”のときはオフ状態であってドレイン−ソ
ース間の抵抗が高い（数ＧΩ以上）が、ゲートが“Ｈ”
になるとオン状態となってドレイン−ソース間の抵抗が
低くなり（数Ω以下）、吐出ヒータ電源から吐出ヒータ
１３９、ドレイン、ソースを介してＧＮＤへと電流が流
れ、吐出ヒータが発熱する。そしてこれに伴う発泡現象
を利用してインク吐出が行われる。

【００８５】なお、吐出ヒータのスイッチング素子とし
て図示の例ではＮチャネル型のＭＯＳ ＦＥＴを用いて
いるが、その他、例えばＮＰＮ型のトランジスタ、ＩＧ
ＢＴ、ＳＩＴ（静電効果型トランジスタ）等を用いて構
成してもよい。また、電源側にスイッチング素子、ＧＮ
Ｄ側に吐出ヒータを接続するならば、Ｐチャンネル型の
ＭＯＳＦＥＴやＰＮＰ型のトランジスタを用いてもよ
い。

【００８６】また、図では１つの吐出ヒータ（ノズル１
に対応したもの）に対するドライバ回路の構成を示して
いるが、同様のドライバ回路がノズルの数に対応して設
けられる。すなわち、ブロック駆動信号ＢＬ１，ＢＬ
２，ＢＬ３，ＢＬ４と、それぞれ画像信号Ｇ１，Ｇ２，
Ｇ３，Ｇ４とのＡＮＤ出力で、それぞれノズル１，２，
３，４の吐出ヒータの通電制御が行われる。また、ブロ
ック駆動信号ＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ３，ＢＬ４と、それ
ぞれ画像信号Ｇ５，Ｇ６，Ｇ７，Ｇ８とのＡＮＤ出力
で、それぞれノズル５，６，７，８の吐出ヒータの通電
制御が行われる。さらに、ブロック駆動信号ＢＬ１，Ｂ
Ｌ２，ＢＬ３，ＢＬ４と、それぞれ画像信号Ｇ９，Ｇ１
０，Ｇ１１，Ｇ１２とのＡＮＤ出力で、それぞれノズル
９，１０，１１，１２の吐出ヒータの通電制御が行われ
る。

【００８７】そしてその際、本例では、ブロック駆動信
号ＢＬ１，ＢＬ２，ＢＬ３，ＢＬ４によりブロックの間
隔が異なるように設定されているので、液室内圧力波の
周波数成分が分散されてメニスカス面の共振が生じず、
メニスカス振動が防止される。特にランダムにブロック
間隔を変えているので、さらにメニスカスの共振を防止
しやすい。

【００８８】なお、上記ドライバ回路は、インクジェッ
トヘッドの吐出ヒータが形成される基板上に一体に形成
されたものとすることができるが、図１４の所定の各回
路についても、適宜基板またはインクジェットヘッドに
一体に設けられていてもよい。

【００８９】（実施形態の第２例）図２３〜図２５に従
って本発明の実施形態に係るインクジェットヘッド駆動
の第２例を説明する。

【００９０】図２３（Ａ）は、インクジェットヘッドに
配列されるノズルと、各ノズルに対して設けられる吐出
ヒータに印加される信号波形との対応を説明するための
図である。上例と同様、説明を簡単にするためにインク
ジェットヘッド１０００は１２個のノズルを有するもの
として示しており、図の上から、ノズル１、ノズル２、
・・・ノズル１１、ノズル１２が配列されているものと
する。

【００９１】図中、インクジェットヘッド１０００の右
に示されるタイミングチャートは、各ノズルの吐出ヒー
タに通電される信号の波形を各ノズルに対応させて示す
ものである。その縦軸は印加電圧であり、“Ｈ”レベル
で吐出ヒータへの通電（ＯＮ）状態となり、発熱に伴う
発泡によってインクが吐出される。“Ｌ”レベルは非通
電（ＯＦＦ）状態であり、インクは吐出されない。ま
た、横軸は時間軸である。

【００９２】そして上例と同様、１２個のノズルを３個
ずつ一組みにして４個のグループ（ブロック）に分割
し、ノズル１，５，９は第１ブロックのタイミングで、
ノズル２，６，１０は第２ブロックのタイミング、ノズ
ル３，７，１１は第３ブロックのタイミングで、そして
ノズル４，８，１２は第４ブロックのタイミングで時分
割に駆動され、この結果第１〜第４ブロックの吐出口が
順次に吐出動作を行う。

【００９３】図２３（Ａ）に示すように、本例ではブロ
ック間隔「１」、ブロック間隔「２」、ブロック間隔
「３」、ブロック間隔「４」の各ブロック間隔の長さは
均一にしてある。つまりブロック間隔を均一なものとし
ている。上記第１例では、吐出周期におけるブロック駆
動の開始時点を一定とする一方でブロック間隔を不均一
なものとしたが、本例では、吐出周期毎に駆動周期内で
のブロック駆動の開始時点を可変とするよう構成されて
いる。特に実施例ではランダムにこの開始時点を変えて
いる。

【００９４】図２３（Ｂ）は、以上のような吐出ヒータ
の駆動ないしノズルの吐出動作によって生じるインクジ
ェットヘッドの液室内の圧力変化を示す図であり、縦軸
が圧力、横軸が時間軸である。時間軸に沿って示す破線
が外気圧（１気圧）と等しい圧力であり、この破線より
上の部分は、液室内圧力が高いことを、下の部分は、液
室内圧力が低いことを示している。本例では、図２３
（Ａ）に示されるように、ブロック駆動開始のタイミン
グがランダムになっているので、液室内圧力波の周波数
成分が分散している。

【００９５】図２３（Ｃ）は、本例でのインクジェット
ヘッドの側断面と各ノズルの吐出口において生じるメニ
スカス振動の状態とを説明するための図であり、縦軸が
各ノズルの吐出口のインクと空気が触れている面（メニ
スカス面）の状態を示している。また、各吐出口に対応
させて描いた破線の位置にメニスカス面がある時が普通
の状態であり、この状態から上に行くほどメニスカス面
が吐出口の外方に凸状に出っ張ることを、逆に下に行く
ほどメニスカス面が吐出口内方に凹状に引っ込んでいる
ことを示す。

【００９６】本例では吐出周期の開始時点からブロック
駆動の開始時点までの間隔をランダムにすることによ
り、液室内圧力波の周波数成分を分散し、メニスカス面
の共振をなくすことで、メニスカス振動が実質上生じて
いない。

【００９７】このような駆動を行うために、基本的には
図１４について示した上記第１例と同様の回路構成とす
ることができるが、本例の場合にはワンショット回路１
００およびブロック駆動基準信号発生回路１０１の構成
が第１例と異なる。

【００９８】図２４（Ａ）は本例に係るワンショット回
路の回路構成例を示す図、（Ｂ）は動作タイミングチャ
ートである。図中１４８、１５２および１５３はＤＦＦ
である。Ｑ０は、エンコーダ信号の立ち下がり毎に、上
述と同様のランダム信号発生回路から供給される信号Ｒ
ＮＤをＤＦＦ１４８でラッチした信号である。

【００９９】ＡＮＤゲート１４９、ＡＮＤゲート１５０
（片方のみＮＯＴ入力）、およびＯＲゲート１５１で選
択回路を構成している。例えば１００ｋＨｚの方形波の
信号と、１ＭＨｚの方形波の信号とは信号Ｑ０によって
選択的に出力される。すなわち、選択信号Ｑ０によって
ＯＲゲート１５１からは１００ｋＨｚまたは１ＭＨｚの
クロック信号ＣＫが出力される。

【０１００】ＤＦＦ１５２および１５３とＡＮＤゲート
１５４とでワンショット回路を構成しており、エンコー
ダ信号の立ち上がり毎に、クロック信号ＣＫの幅のワン
ショットパルスをＡＮＤゲート１５４より出力する。信
号ＰＵＣが、ＤＦＦ１５２および１５３に接続されてい
るので、電源投入直後はＤＦＦ１５２のＱ＝“Ｌ”、Ｄ
ＦＦ１５３の／Ｑ＝“Ｈ”になる。

【０１０１】ＤＦＦ１５２および１５３のクロック入力
端にはクロック信号ＣＫが入力されている。ＤＦＦ１５
３のＤ入力にはエンコーダ信号が入力されているので、
ＤＦＦ１５２のＱ端子からはエンコーダ信号がクロック
信号ＣＫに同期して出力される。このＤＦＦ１５２のＱ
出力がＤＦＦ１５３のＤ入力に接続されている。ＤＦＦ
１５３のＱ出力はＤＦＦ１５２のＱ出力より１クロック
分遅れて変化する。この場合、１クロック分の遅れは、
１ＭＨｚの信号と１００ｋＨｚの信号とがランダムに変
わるので、１μｓまたは１０μｓとなる。

【０１０２】ＡＮＤゲート１５４は、ＤＦＦ１５２のＱ
出力とＤＦＦ１５３の／Ｑ出力とのＡＮＤを取った信号
Ａを出力する。すなわち、本例のワンショット回路１０
０は、エンコーダ信号の立ち上がりのみ、ランダムに１
μｓまたは１０μｓ間だけ“Ｈ”レベルとなる信号Ａを
出力する。ブロック駆動基準信号発生回路１０１につい
ては図２におけるタイマ回路と同様な構成を採用するこ
とができる。

【０１０３】以上のようにして、図２５に示すように、
エンコーダ信号の立ち上がりに対して吐出ヒータの駆動
ブロックが１μｓまたは１０μｓ遅れてスタートされる
ようにすることにより、吐出周波数が微妙にずれ、メニ
スカス面の共振を抑制することができる。すなわち、本
例では、各吐出周期におけるブロックの開始ブロックの
タイミングが均一とならないようランダムに設定するこ
とにより、液室内圧力波の周波数成分を分散し、メニス
カス面の共振を抑えてメニスカス振動を防止している。

【０１０４】なお、以上の遅延時間またはその種類は適
宜定め得るのは言うまでもない。また、以上の実施例に
おいては、ブロック間隔や、吐出周期内でのブロック駆
動の開始タイミングをランダムに変更する例で説明した
が、ランダムでなくても異なる間隔や異なる開始タイミ
ングで駆動を行えばよい。ただし、ランダムに変更する
方がさらに周期性を排除することができるので望まし
い。

【０１０５】（その他）以上の説明では、吐出口内方に
電熱変換素子（吐出ヒータ）を有し、その通電に伴って
生じる熱の作用によって発生する気泡の膨張力をインク
吐出の原動力とする方式（例えばインクに膜沸騰を生じ
させることでインクを吐出するキヤノン株式会社の提唱
するバブルジェット（登録商標）方式）のものに本発明
を適用した場合について説明した。しかし、メニスカス
振動によって吐出インク量や吐出方向の変動が生じ得る
のであれば、その他の方式（インク吐出に利用されるエ
ネルギを発生する記録素子として圧電素子を用いるもの
など）のインクジェット方式によるインクジェットヘッ
ドないしインクジェットプリント装置にも有効に適用で
きるのは勿論である。

【０１０６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インクの吐出動作に伴う液室内の圧力変動の周波数がイ
ンクジェットヘッドにおける各ノズル共振周波数と異な
るようにインクジェットヘッドの駆動を行い、メニスカ
ス面が液室内圧力波に共振しないようにすることでメニ
スカス振動が抑制される。

【０１０７】すなわち、本発明では、複数の記録素子を
複数のブロックに分割して駆動を行うにあたり、ブロッ
クの駆動間隔が均一とならないように設定される。また
は、複数の記録素子を複数のブロックに分割して所定の
駆動周期内で駆動を行うにあたり、駆動周期内における
最初の前記ブロックの駆動開始タイミングを前記駆動周
期間で均一とならないように（すなわち、駆動周期の開
始から最初に吐出が開始されるまでの期間が駆動周期間
で異なるように）設定される。これらによってメニスカ
ス面の共振を防ぐことによりメニスカス振動を減らすこ
とができるので、安定なインク吐出状態を得て斑や筋の
ない高画質のプリントを行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】複数のノズルの従来の時分割駆動によって生じ
る問題点を説明するための図であり、（Ａ）は各ノズル
に対して設けられる吐出ヒータに印加される信号波形と
の対応を説明するための図、（Ｂ）は吐出ヒータの駆動
ないしノズルの吐出動作によって生じるインクジェット
ヘッドの液室内の圧力変化を示す図、（Ｃ）は各ノズル
の吐出口において生じるメニスカス振動の状態を説明す
るための図である。

【図２】複数のノズルの時分割駆動を行うための駆動回
路の従来例を示すブロック図である。

【図３】図２の駆動回路における各部の動作タイミング
チャートである。

【図４】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、図２におけ
るタイマ回路の構成を示す回路図およびその動作タイミ
ングチャートである。

【図５】本発明を適用可能なインクジェットプリント装
置の模式的斜視図である。

【図６】図５の装置に適用可能なインクジェットヘッド
の構成例を示す斜視図である。

【図７】図６のインクジェットヘッドの透視図である。

【図８】図６のインクジェットヘッドをノズルの並び方
向と直角に切断して示す断面図である。

【図９】図６のインクジェットヘッドをノズルの並び方
向に切断して示す断面図である。

【図１０】図６のインクジェットヘッドを記録紙Ｐと平
行な面で切断して示す図であり、図９におけるＤ部分の
断面図である。

【図１１】図６のインクジェットヘッドを記録紙Ｐと平
行な面で切断して示す図であり、図９におけるＥ部分の
断面図である。

【図１２】図６のインクジェットヘッドを記録紙Ｐと平
行な面で切断して示す図であり、図９におけるＦ部分の
断面図である。

【図１３】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッ
ド駆動の第１例を説明するための図であり、（Ａ）は各
ノズルに対して設けられる吐出ヒータに印加される信号
波形との対応を説明するための図、（Ｂ）は吐出ヒータ
の駆動ないしノズルの吐出動作によって生じるインクジ
ェットヘッドの液室内の圧力変化を示す図、（Ｃ）は各
ノズルの吐出口において生じるメニスカス振動の状態を
説明するための図である。

【図１４】本発明の一実施形態に係るインクジェットヘ
ッドの時分割駆動を行うための駆動回路の構成例を示す
ブロック図である。

【図１５】図１４の駆動回路における各部信号のタイミ
ングチャートである。

【図１６】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、図１４に
おけるワンショット回路の構成例を示す回路図およびそ
の各部信号のタイミングチャートである。

【図１７】（Ａ）は図１４におけるブロック駆動基準信
号発生回路の構成例を示す回路図、（Ｂ）および（Ｃ）
はその各部信号のタイミングチャートである。

【図１８】図１４ないし図１７（Ａ）の回路に適用可能
なランダム信号発生回路の一例を示す回路図である。

【図１９】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、図１４に
おけるワンショット回路の構成例を示す回路図およびそ
の各部信号のタイミングチャートである。

【図２０】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、図１４に
おけるシフト回路の構成例を示す回路図およびその各部
信号のタイミングチャートである。

【図２１】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、図１４に
おけるヒートパルス生成回路の構成例を示す回路図およ
びその各部信号のタイミングチャートである。

【図２２】図１４におけるドライバ回路の構成例を示す
回路図である。

【図２３】本発明の実施形態に係るインクジェットヘッ
ド駆動の第２例を説明するための図であり、（Ａ）は各
ノズルに対して設けられる吐出ヒータに印加される信号
波形との対応を説明するための図、（Ｂ）は吐出ヒータ
の駆動ないしノズルの吐出動作によって生じるインクジ
ェットヘッドの液室内の圧力変化を示す図、（Ｃ）は各
ノズルの吐出口において生じるメニスカス振動の状態を
説明するための図である。

【図２４】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ、図２３の
駆動方式の例に適用可能なワンショット回路の構成例を
示す回路図およびその各部信号のタイミングチャートで
ある。

【図２５】第２の実施形態の各部信号のタイミングチャ
ートである。

【符号の説明】

１〜１２ ノズル １００ ワンショット回路 １０１ ブロック駆動基準信号発生回路 １０２ ワンショット回路 １０３ シフト回路 １０４ ヒートパルス生成回路 １０５ ドライバ回路 １０６ ランダム信号発生回路 １０７，１０８，１１７，１１８，１２２〜１２５，１
４８，１５２，１５３Ｄ型フリップフロップ（ＤＦＦ） １０９，１１９，１２１，１２６〜１２８，１３３〜１
３６，１３７，１４９，１５０，１１１４ ＡＮＤゲー
ト １１０〜１１３ Ｔ型フリップフロップ（ＴＦＦ） １１４ タイマ回路 １２０，１２９，１５１，１１１５ ＯＲゲート １３０ 一致回路 １３１ カウンタ １３８ 吐出ヒータ １３９ ＭＯＳ ＦＥＴ ２００ キャリッジ ２０６ リニアエンコーダ １０００ インクジェットヘッド １００１ 液室 １００３ 吐出口 １００４ 滞留気泡

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C056 EA08 EB03 EB11 EB36 EC03 EC07 EC37 FA03 FA04 FA10 JA01 2C057 AF41 AG12 AG44 AG46 AM03 AM19 AN01 AR20 BA03 BA13 BA14

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インクを吐出するための複数の吐出口
   と、該複数の吐出口にインクを供給する液室とを有する
   インクジェットヘッドを用いて記録を行うインクジェッ
   ト記録装置において、 前記複数の吐出口からインクを吐出させるために用いら
   れる複数の記録素子を複数のブロックに分割して駆動を
   行うブロック分割手段と、 前記ブロックの駆動間隔を不均一に設定して前記記録素
   子の駆動を行う制御手段と、を具えたことを特徴とする
   インクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 インクを吐出するための複数の吐出口
   と、該複数の吐出口にインクを供給する液室とを有する
   インクジェットヘッドを用いて記録を行うインクジェッ
   ト記録装置において、 前記複数の吐出口からインクを吐出させるために用いら
   れる複数の記録素子を複数のブロックに分割して所定の
   駆動周期内で駆動を行うブロック分割手段と、 前記駆動周期内における最初の前記ブロックの駆動開始
   タイミングを前記駆動周期間で不均一に設定して前記記
   録素子の駆動を行う制御手段と、を具えたことを特徴と
   するインクジェット記録装置。
3. 【請求項３】 前記インクジェットヘッドは、前記記録
   素子として前記インクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギ
   を与える発熱素子を有す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装置。
4. 【請求項４】 前記インクジェットヘッドは、前記記録
   素子として圧電素子を有す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装置。
5. 【請求項５】 前記共通液室から前記吐出口までインク
   を供給する液路内に前記記録素子が配されていることを
   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
   録装置。
6. 【請求項６】 インクを吐出するための複数の吐出口と
   該複数の吐出口に連通する液室とを有するインクジェッ
   トヘッドの駆動方法において、 前記複数の吐出口からインクを吐出させるために用いら
   れる複数の記録素子を複数のブロックに分割して駆動を
   行うブロック分割工程と、 前記ブロックの駆動間隔を不均一に設定して前記記録素
   子の駆動を行う工程と、を具えたことを特徴とするイン
   クジェットヘッドの駆動方法。
7. 【請求項７】 インクを吐出するための複数の吐出口と
   該複数の吐出口に連通する液室とを有するインクジェッ
   トヘッドの駆動方法において、 前記複数の吐出口からインクを吐出させるために用いら
   れる複数の記録素子を複数のブロックに分割して所定の
   駆動周期内で駆動を行うブロック分割工程と、 前記駆動周期内における最初の前記ブロックの駆動開始
   タイミングを前記駆動周期間で不均一に設定して前記記
   録素子の駆動を行う制御工程と、を具えたことを特徴と
   するインクジェットヘッドの駆動方法。
8. 【請求項８】 前記インクジェットヘッドは、前記記録
   素子として前記インクに膜沸騰を生じさせる熱エネルギ
   を与える発熱素子を有することを特徴とする請求項６ま
   たは７に記載のインクジェットヘッドの駆動方法。
9. 【請求項９】 前記インクジェットヘッドは、前記記録
   素子として圧電素子を有することを特徴とする請求項６
   または７に記載のインクジェットヘッドの駆動方法。