JP3423412B2 - インクジェット記録方法及び記録装置 - Google Patents

インクジェット記録方法及び記録装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、記録ヘッドから被記録
材に対しインクを吐出させて記録を行うインクジェット
記録装置に適用されるインクジェット記録方法及び記録
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プリンタ、複写機、ファクシミリ等の記
録装置は、画像情報に基づいて、紙やプラスチック薄板
等の被記録材上にドットパターンからなる画像を記録し
ていくように構成されている。
【０００３】前記記録装置は、記録方式により、インク
ジェット式、ワイヤドット式、サーマル式、レーザービ
ーム式等に分けることができ、そのうちのインクジェッ
ト式（インクジェット記録装置）は、記録ヘッドの吐出
口からインク（記録液）滴を吐出飛翔させ、これを被記
録材に付着させて記録するように構成されている。
【０００４】近年、数多くの記録装置が使用されるよう
になり、これらの記録装置に対して、高速記録、高解像
度、高画像品質、低騒音などが要求されている。このよ
うな要求に応える記録装置として、前記インクジェット
記録装置を挙げることができる。このインクジェット記
録装置では、記録ヘッドからインクを吐出させて記録を
行なう為に非接触で印字が可能でありこのために非常に
安定した記録画像を得ることができる。
【０００５】しかし、インクジェット記録方式では流体
であるインクを取り扱う為に、記録ヘッドを限界印字ス
ピード以上または近傍で使用すると、流体力学的な種々
の不都合な現象が発生する。またインクは液体であるた
めにその粘性：ηや表面張力：γ等のインク物性による
物理的状態は、環境温度：Ｔｈや蒸発を主原因としたイ
ンクの放置時間などによって常に変動する。例えば、初
期状態で印字可能であっても、環境温度の低下やインク
タンクのインク残量の低下による負圧の増加等により印
字が困難になってしまう場合もある。
【０００６】従来においては、縦罫線を出来るだけ直線
状に印字可能なように、複数あるノズルを出来るだけ短
時間に全部吐出しようとするものが多かった。数十ある
ノズルをある程度、数ノズルから１６ノズル程度にまと
めて同時に吐出して、出来るだけ短時間化しているもの
がほとんどである。この場合、限界吐出周期付近で使用
しているとインクのノズルへのリフィル（再充填）が間
に合わなくなり、リフィルされる前に次の吐出が始まっ
てしまう。この結果、吐出不良を起こしたり、吐出量が
極端に低下する状況となる。特に、短時間（含む同時）
に多数のノズルの吐出を行うと、一時的に共通液室内の
負圧のレベルが非常に高くなり、リフィルが間に合わな
くなる。例えば、大きな振動をおこしてノズル面よりイ
ンクが盛り上がった状態で次の吐出が始まり、スプラッ
シュ状の吐出になる等、問題を起こすことが多かった。
一般的には、インクのメニスカスの移動加速度が最大値
の近辺で発生し易い。
【０００７】この対策として、隣接する吐出口から同時
にインクを吐出しないようにする制御がある。これは、
共通液室からノズルに向かって流れるインクの流入方向
の自由度を増すことにより、ノズル入り口に対するイン
ク供給量を同時に増す効果を有する。
【０００８】更に、隣接ノズルでの振動の位相差により
振動のダンピング効果、脈動によるリフィル速度の向上
を得ることが可能である。特に、吐出反動圧力波による
他のノズルのリフィル改善効果は非常に大きい。
【０００９】上記吐出反動圧力波による改善には、具体
的には２つの大きな要因がある。一つは吐出が完了しか
けたノズル、即ちノズル内のインクが吐出され最大メニ
スカス後退量に達する前のノズルに他のノズル、好まし
くは隣接ノズルを吐出させ、その反動圧力波を加えるこ
とにより最大メニスカス後退量に至る前にそのインクの
後退しようとする慣性力を減衰することにある。これに
より、リフィルしなくてはならない距離を短縮する効果
が得られ、リフィル時間を短くすることが可能となる。
【００１０】もう一つの効果は、最大メニスカス後退量
に達した後にリフィルしているノズルに吐出反動パルス
を多数回加えることにより、リフィル速度そのものを速
くするものである。以降、上記駆動方式をずらし駆動と
称す。
【００１１】また、ずらし駆動手段としては、１ドット
おきに駆動タイミングをずらし偶数ノズルと奇数ノズル
に分割する手段のほか、２ドットおきに等、複数ドット
おきに駆動タイミングを採るずらし駆動手段もある。
【００１２】一方、モノクロ・カラー画像を形成するプ
リンターにおいてはドットの再現性、濃度の安定性、階
調の再現性、色再現性など様々な安定性が望まれてお
り、これに対しても、駆動制御方法によって対応してい
る。
【００１３】特に、加熱型のインクジェット記録装置に
おいては、環境温度や、印字による自己昇温によってイ
ンクの吐出特性（吐出量・吐出速度・発泡状態・リフィ
ル状態など）が変動する。上記の安定性を保つために、
複数パルス波形による吐出量制御方法が提案されてお
り、上記ずらし制御と吐出量制御を合わせた装置も登場
している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記従来のず
らし駆動方式にあっては、 １．ノズル数：Ｎ（ブロック数：ｉ×セグメント数：
ｊ）が増加すると、同時に駆動するノズル数：ｊを増す
ことになり、電圧降下：Ｖdropや流体クロストークの影
響を強めたり、一方では分割数（ブロック数：ｉ）の増
加にともなうブロック開放時間：Ｔｂ（１ブロックあた
りの開放時間幅）の低下などが発生する。このため、ず
らし駆動を単純に行おうとするとブロック開放時間も半
分になり複数パルスによる吐出量の制御幅の確保が難し
くなる。
【００１５】２．更なる高駆動周波数化によってブロッ
ク開放時間は単調に減少する。
【００１６】従って、１．２．を合わせて行おうとする
とブロック開放時間幅が極端に低下し、流体クロストー
ク対策としての最適な制御時間幅の確保が難しくなる。
また、単位時間あたりの投入エネルギーが増大すること
で発生する蓄熱によるヘッドの自己昇温を吸収するだけ
の吐出量制御性が保てなくなる。即ち、各吐出群毎の複
数パルスの開放時間が短くなるため、複数パルス制御に
よる吐出量変動幅（吐出量制御範囲）を確保できなくな
る。
【００１７】３．偶数奇数の交互印字によってずらし駆
動を行うと、偶数と奇数のノズル数分だけ隣接ノズルに
よる流体圧力波の影響を直接受ける。
【００１８】また、 ４．偶数奇数ノズルによるずらし駆動においては、ＰＷ
Ｍ制御幅を十分に確保しようとしてブロック数（例え
ば、８ブロックを４ブロックにする事でＰＷＭ制御幅は
２倍とれる事になる）を減らして駆動すると、ブロック
毎の時間のズレによる段差や線幅が変化して罫線などの
直線性が乱れる。等の問題点を有していた。
【００１９】本発明の目的は、前記従来の課題を解決
し、直線性に乱れが生じないインクジェット記録方法及
び記録装置を提供することにある。
【００２０】また、本発明の他の目的は、多ノズル化と
高周波駆動化の両者を同時に実現するとともに、流体ク
ロストークの影響を低減できるインクジェット記録方法
及び記録装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の代表的な本発明は、インクを吐出する複数の吐出部を
有する記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記
録において、前記複数の吐出部で構成される吐出部列
を、複数の偶数番目の吐出部で構成されそれぞれ駆動の
タイミングが異なる複数の偶数吐出部群と、複数の奇数
番目の吐出部で構成されそれぞれ駆動のタイミングが異
なる複数の奇数吐出部群とに分割し、偶数吐出部群と奇
数吐出部群とを交互に駆動すると共に、前記吐出部群の
それぞれが配された位置に対応した各吐出領域の一部
が、前記偶数吐出部群と前記奇数吐出部群との間で順次
重複するように駆動がなされることを特徴とする。
【００２２】
【作用】上記構成によれば、偶奇等の組み合わせによる
ずらし駆動と同等の流体クロストーク制御（リフィルの
最大後退量の短縮とリフィル速度の高速化）が行え、ま
た、吐出部群のそれぞれが配された位置に対応した各吐
出領域の一部が、前記偶数吐出部群と前記奇数吐出部群
との間で順次重複するように駆動がなされるので直線性
の乱れの少ない駆動が行える。このため、画像品位を低
減することなく記録の高速化を実現することが可能とな
る。
【００２３】
【実施例】以下、本発明のインクジェット記録装置に係
る実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】 （実施例１）モノクロプリンター・ファイン駆動 本実施例はモノクロプリンターに本発明を適用したもの
で、ヘッドのノズル数は１２８ノズル（１６×８）、ヘ
ッドの駆動周波数はｆｏｐ＝１０．８（ＫＨｚ）を実現
するための方法について説明する。
【００２５】図１乃至図５は、本発明が実施もしくは適
用される好適なインクジエツトユニツトＩＪＵ，インク
ジエツトヘツドＩＪＨ，インクタンクＩＴ，インクジエ
ツトカートリツジＩＪＣ，インクジエツト記録装置本体
ＩＪＲＡ，キヤリツジＨＣの夫々及び夫々の関係を説明
するための説明図である。以下、これらの図面を用いて
各部構成の説明を行う。
【００２６】(i) 装置本体の概略説明 図１は、本発明に適用されるインクジエツト記録装置Ｉ
ＪＲＡの概観図の一例である。図において、駆動モータ
５０１３の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア５０１
１，５００９を介して回転するリードスクリユー５００
５の螺旋溝５００４に対して係合するキヤリツジＨＣは
ピン（不図示）を有し、矢印ａ，ｂ方向に往復移動され
る。このキヤリツジＨＣには、インクジエツトカートリ
ツジＩＪＣが搭載されている。５００２は紙押え板であ
り、キヤリツジ移動方向にわたって紙をプラテン５００
０に対して押圧する。５００７，５００８はフオトカプ
ラで、キヤリツジのレバー５００６のこの域での存在を
確認して、モータ５０１３の回転方向切換等を行うため
のホームポジシヨン検知手段である。５０１６は記録ヘ
ツドの前面をキヤツプするキヤツプ部材５０２２を支持
する部材で、５０１５はこのキヤツプ内を吸引する吸引
手段でキヤツプ内開口５０２３を介して記録ヘツドの吸
引回復を行う。５０１７はクリーニングブレードで、５
０１９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にこれらは支持されてい
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いうまでもない。
【００２７】又、５０１２は、吸引回復の吸引を開始す
るためのレバーで、キヤリツジと係合するカム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
ツチ切換等の公知の伝達手段で移動制御される。
【００２８】これらのキヤツピング、クリーニング、吸
引回復は、キヤリツジがホームポジシヨン側領域にきた
ときにリードスクリユー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作動を行うようにすれ
ば、本例には何れも適用できる。
【００２９】本例でのインクジエツトカートリツジＩＪ
Ｃは、インクの収納割合が大きくなっているもので、イ
ンクタンクＩＴの前方面よりもわずかにインクジエツト
ユニツトＩＪＵの先端部が突出した形状である。このイ
ンクジエツトカートリツジＩＪＣは、インクジエツト記
録装置本体ＩＪＲＡに載置されているキヤリツジＨＣの
前述の位置決め手段、及び電気的接点とによって固定支
持されると共に、該キヤリツジＨＣに対して着脱可能な
タイプである。
【００３０】 （ii）インクジェットユニットＩＪＵ構成説明 インクジエツトユニツトＩＪＵは、電気信号に応じて膜
沸騰をインクに対して生じせしめるための熱エネルギー
を生成する電気熱変換体を用いて記録を行う方式のユニ
ツトである。
【００３１】(iii)ヒーターボードの説明 図２は本実施例で使用しているヘッドのヒーターボード
１００の模式図を示している。ヘッドの温度を制御する
ための温調用（サブ）ヒーター８ｄ、インクを吐出させ
るための吐出用（メイン）ヒーター８ｃが配された吐出
部列８ｇ、駆動素子８ｈが同図で示される様な位置関係
で同一基板上に形成されている。この様に各素子を同一
基板上に配することでヘッド温度の検出、制御が効率よ
く行え、更にヘッドのコンパクト化、製造工程の簡略化
を計ることができる。また同図には、ヒーターボードが
インクで満たされる領域と、そうでない領域とに分離す
る天板の外周壁断面８ｆの位置関係を示す。この天板の
外周壁断面８ｆの吐出用ヒーター８ｄ側が、共通液室と
して機能する。なお、天板の外周壁断面８ｆの吐出部列
８ｇ上に形成された溝部によって、液路が形成される。
【００３２】(iv) 制御構成の説明 次に、上述した装置構成の各部の記録制御を実行するた
めの制御構成について、図３に示すブロック図を参照し
て説明する。
【００３３】同図に於いて１００のインターフェースに
印字信号が入ると１０４のゲートアレイと１０１のＭＰ
Ｕとの間で信号がプリント用の信号に変換され、さらに
１０６のモータドライバーや１０７のモータドライバー
が駆動され１０５のヘッドドライバーに送られた信号ど
おりに記録ヘッドが駆動され印字が行われる。
【００３４】図４は、ゲートアレイ１０４内のヘッド駆
動部の一例を示すブロック図である。１つのヘッドには
１２８のノズルとそれらに対応した吐出ヒーターがあ
る。吐出ヒーターはｓｅｇ１〜ｓｅｇ１２８で示され
る。Ｖｈ端子は１２８の吐出ヒータに共通のコモン電極
である。Ｖｈは記録動作時は２０〜３５（Ｖ）電圧が掛
けられている。Ｔｏｐ（Ｒｎｋ）端子は、記録ヘッドの
ランクを判断する端子であり、内部のランク抵抗１４１
の値によって吐出ヒータ駆動パルスの幅や高さまたは駆
動タイミングなどを補正し、結果としてどの記録ヘッド
から吐出するインク液適の体積も同一になるように制御
される。ＧＮＤ端子は、１２８の吐出ヒータ駆動回路部
の基準電位を与える端子である。また、ＳＵＢ端子はサ
ブヒータ１４２用の端子である。サブヒータ１４２は、
記録ヘッドの温度を上げるときに使用される。サブヒー
タ１４２は記録ヘッド内の左右に２個配置されている。
気泡ヒータ１４３は、記録ヘッド内の共通液室の近傍に
設けられ、パルス信号を与えることで急激に加熱し気泡
を発生させ、記録動作時の共通液室内のインクの瞬時的
な圧力変動を吸収することも可能である。
【００３５】ＨｅａｔＥＮ−Ａ，ＨｅａｔＥＮ−Ｂは、
それぞれブロックＡ、ブロックＢの吐出ヒーター駆動の
イネーブル信号端子である。ＨｅａｔＥＮ−ＡとＨｅａ
ｔＥＮ−Ｂは独立に制御可能な構成としてある。
【００３６】ＲＥＳＥＴ端子、ＣＬＫ−ＡとＣＬＫ−Ｂ
端子，Ｕ／Ｄ端子はデータをセットするノズルをブロッ
ク毎に選択するカウンタ１４４Ａとカウンタ１４４Ｂに
関する端子である。カウンタ１４４の次の段にはデコー
ダ１４５があり、更に次の段には記録信号との論理積を
とるロジック１４６があり、トランジスタアレイ１４７
を介して各吐出ヒータに接続される。ＲＥＳＥＴは、カ
ウンタ１４４のクリア端子である。ＣＬＫ−Ａ及びＣＬ
Ｋ−Ｂはカウンタ１４４Ａ及びカウンタ１４４Ｂに入る
クロック端子である。Ｕ／Ｄは、カウンタ１４４のアッ
プダウンを選択する端子である。往復記録動作時には、
往路ではアップ、復路ではダウンのようにアップとダウ
ンが交互に入れ替わり記録する。
【００３７】ＩＤＡＴＡ端子は、データ入力端子であ
り、ＤＣＬＫ端子からのデータクロック信号と同期して
データが入力され１２８ビットのシリアルパラレル変換
回路１４８を介して１２８ビットのラッチ回路で一時的
にデータがラッチされる。ＲＥＳＥＴ端子は、ラッチ回
路１４９のリセット端子でもある。また、ＬＴＣＬＫ端
子は、ラッチ信号をラッチ回路１４９に与える端子であ
る。
【００３８】ＶDD端子は、ロジック系の電源電圧入力端
子で、ここでは、５（Ｖ）である。また、ＧＮＤＬ端子
はロジック系の基準電位を与える端子である。ＤｉＡ端
子は，ＤｉＫ端子との間の２個のシリアル接続されたダ
イオード１５０の端子である。２個のダイオード１５０
は記録ヘッドの左右に配置され、記録ヘッドの平均的な
温度をセンスするのに使用される。
【００３９】図５は、図４における駆動ブロックの吐出
ヒータをオン・オフするタイミングを示すタイミングチ
ャートである。また、図６は特にカウンタ部のタイミン
グを示すタイミングチャートである。
【００４０】図５において、本実施例ではデータをセッ
トし、ラッチするまでの時間に約１６（μｓｅｃ）を要
し、また、ヒートの合計時間は７６．６（μｓｅｃ）で
ある。したがって、全体で約９２．６（μｓｅｃ）を要
する。この時のヘッドの駆動周波数は、約１０．８（Ｋ
Ｈｚ）に相当する。
【００４１】図６で、ＨｅａｔＥＮ−ＡとＨｅａｔＥＮ
−Ｂとは独立な信号である。ＲＥＳＥＴはカウンタ１４
４Ａとカウンタ１４４Ｂに共通であり、まず、ＲＥＳＥ
Ｔ信号が入ってカウンタ１４４をクリアする。この時例
えば、Ｕ／Ｄはアップにセットされている。ＣＬＫ−Ａ
にＨｅａｔＥＮ−Ａと同期してＣＬＫ−Ａからクロック
が入れられると、ブロックＡ−１に１個の吐出ヒートパ
ルスが発生する。このパルスでブロックＡ−１に対応し
たノズルにデータがある場合にはインクが吐出される。
以下同様に、ブロックＡ−２、ブロックＡ−３、ブロッ
クＡ−４、ブロックＡ−５と続く。一方、ＣＬＫ−Ｂに
ＨｅａｔＥＮ−Ｂと同期してＣＬＫ−Ｂからクロックが
入れられると、ブロックＢ−１に１個の吐出ヒートパル
スが発生する。このヒートパルスはブロックＡでのヒー
トパルスのオン時間と重ならないタイミングとなってい
る。このタイミングに関しては後で詳細に述べる。以下
ブロックＡと同様にブロックＢ−４まで続く。
【００４２】また、ブロックＢ−５では、気泡ヒータ１
４３に通電し、記録ヘッドの共通液室内に気泡を発生さ
せても良い。気泡発生のタイミングは、次回の記録デー
タのデータセット時間と重複する時間としても良い。
【００４３】以上のようにして、各ブロックに対応した
吐出ヒータの駆動が行われる。
【００４４】次に、本実施例の吐出量制御方法について
説明する。吐出量制御を行うにはヘッドの駆動波形に特
徴を持たせることが必要で、ヘッド駆動は分割パルス
（複数パルス）駆動法を用いている。代表的なパルス波
形として、図７に示すようにダブルパルス波形を用いて
おり、Ｖｏｐは駆動電圧、Ｐ1 はプレヒートパルス幅、
Ｐ2 はインターバルタイム（オフタイム）、Ｐ3 はメイ
ンヒートパルス幅を示している。Ｔ1 ・Ｔ2 ・Ｔ3 はＰ
1 ・Ｐ2 ・Ｐ3 を決めるための時間を示している。ＶOP
はヒーターボードＨ・Ｂ上に熱エネルギーを発生させる
ために必要な電気的エネルギーであり、Ｈ・Ｂの面積・
抵抗値・膜構造やヘッドのノズル構造によって決まる。
【００４５】本実施例で用いた分割パルス幅変調駆動法
は、Ｐ1 ・Ｐ2 ・Ｐ3 の順にパルスを与え、Ｐ1 はダイ
オード温度センサー１５０からの出力値であるヘッドベ
ース温度；ＴH （Ｋ・Ｃ・Ｍ・Ｙ）で印字開始前・印字
中のパルス幅を決定し、ＰＷＭ制御を行っている。各パ
ルスの役割は、Ｐ1 はプレヒートパルスで主にノズル内
のインク温度分布を制御するためのパルス幅であり、吐
出量を直接変えるのに使用し、ヘッドの温度に応じてＰ
1 のパルス幅を制御する。この時Ｈ・Ｂ上に熱エネルギ
ーを加えすぎてプレ発泡現象が発生しないようにしてい
る。Ｐ2 はインターバルタイムで、プレヒートパルスＰ
1 とメインヒートパルスＰ2 が相互干渉しないように一
定時間の間隔を設けるためと、ノズル内インクの温度分
布を制御する働きがある。なお、このインターバルによ
っても吐出量を制御可能である。Ｐ3 はメインヒートパ
ルスでＨ・Ｂ上に発泡現象を発生させノズル穴よりイン
ク滴を吐出させる。これらのパルス幅は，Ｈ・Ｂの面積
・抵抗値・膜構造やヘッドのノズル構造・インク物性に
よって決まる。
【００４６】従って、ヘッド構造、インクが決定し、所
望の吐出量：Ｖｄ（ｐｌ／ｄｏｔ）が決定するとＰ１，
Ｐ２，Ｐ３は任意に決定される。なお、同一の吐出量を
発生するＰ１，Ｐ２，Ｐ３の組み合わせは１つとは限ら
ない。ただし、後述する吐出量の温度依存性を考慮する
と、温度変化に対する吐出量の制御範囲を広げるために
インターバルタイム：Ｐ２は可能な限り長い方が好まし
い（但し、十数（μｓ）以下）。
【００４７】次にプレヒートパルス：Ｐ1 （Ｐ2 でも同
様に制御可能）を用いた吐出量制御方法について簡単に
述べる。
【００４８】ヘッド温度（ＴH ）一定の条件でプレヒー
トパルス：Ｐ1 と吐出量：ＶD との関係は、図８に示す
ようにＰ1 のパルス幅の増加に対してＰ1LMTまでは直線
的（または非線形に）に増加し、それ以後はプレ発泡現
象によりメインヒートパルスＰ3 の発泡が乱されて、Ｐ
1MAXを過ぎると吐出量が減少する傾向を示す。
【００４９】同様に、ヘッド温度（ＴH ）と、Ｐ1 ／Ｐ
3 が一定の条件でプレヒートパルス：Ｐ2 と吐出量：Ｖ
D との関係は、図９に示すようにＰ2 のパルス幅の増加
（温度の低下が主要因）によりＰ2MAXを過ぎると吐出量
が減少する傾向を示す。本発明者らによると、Ｐ2MAXは
ヘッド構造やインクの物性等で決まる熱伝導によって支
配されるが、約１０±４（μｓｅｃ）の間でほぼ同一の
吐出量を出せることが分かっている。
【００５０】プレヒートパルス：Ｐ1 一定の条件で、ヘ
ッド温度：ＴH （環境温度）と吐出量：ＶD との関係
は、図１０に示すようにヘッド温度ＴH の増加に対して
直線的に増加する傾向を示す。それぞれの直線性を示す
領域の係数は、 吐出量のプレヒートパルス依存係数： ＫP1＝△ＶDP/ △Ｐ1 （ｎｇ/ μｓ・ｄｏｔ） 吐出量のインターバル時間依存係数： ＫP2＝△ＶDP/ △Ｐ2 （ｎｇ/ μｓ・ｄｏｔ） 吐出量のヘッド温度依存係数： ＫTH＝△ＶDT/ △ＴH （ｎｇ/ ℃・ｄｏｔ） のように決まる。
【００５１】本実施例で用いたヘッド構造のものでは上
記係数は、 ＫPBk ＝８．２５（ｎｇ/ μｓｅｃ・ｄｏｔ） ＫTHBk＝０．７（ｎｇ/ μｓｅｃ・ｄｏｔ） となる。これらのふたつの関係を以下に説明するように
有効に利用すると、図１１に示すように、ヘッド温度に
応じてＰ1 またはＰ2 をパルス幅変調：ＰＷＭ制御する
と、環境温度・印字による自己昇温によるヘッド温度変
化が発生しても吐出量を一定に保てることがわかる。こ
のようにして各色のインク吐出量を常に目標どおり一定
に保てる吐出特性制御方法（吐出量と吐出速度）が可能
となる。
【００５２】また、上記のような駆動方法を用いて各色
を独立に駆動制御したヘッドの吐出特性としては、本実
施例の場合は、ヘッド温度ＴH ＝２５. ０（℃）の環境
でＶOP＝２８（Ｖ）の時にＰ1 ＝２．００（μｓｅ
ｃ）、Ｐ2 ＝９．０±３（μｓｅｃ）、Ｐ3 ＝４. ００
（μｓｅｃ）のパルスを与えると最適な駆動条件となり
安定したインク吐出状態が得られる。この時の吐出特性
は、インク吐出量ＶD ＝８０. ０（ｎｇ/ ｄｏｔ）、吐
出速度Ｖ＝１４. ０（ｍ／ｓｅｃ）であった。
【００５３】次に、本実施例では記録ヘッドを高速駆動
する為に前記ずらし駆動を行う。以下、本実施例に於け
るずらし駆動の制御の考え方及び手段の詳細を図面を参
照して説明する。説明には簡単のため８×８に分割した
６４ノズルの場合を例にとって行なう。
【００５４】図１２（Ａ）は図１２（Ｂ）で示す吐出反
動圧力波を多数回受けた場合と、図１２（Ｃ）で示す自
分自身は１回も反動圧力波を受けなかった場合のメニス
カス後退量の挙動を示すものである。これによれば、吐
出反動圧力波を受けた方が最大メニスカス後退量が小さ
く、更にリフィル（インクの再充填）のカーブが立って
いることからリフィル速度も速いことが判る。
【００５５】最大メニスカス後退量は、通常は共通液室
内の負圧レベルとノズルの持つインピーダンス設計値で
決まる。しかし、一吐出周期内の連続する次のタイミン
グの吐出によって、吐出の反動で生じる共通液室に向か
う瞬間的な正の圧力波を、この最大メニスカス後退点に
達する前に加えると、その瞬間的な圧力波により今まで
ノズルの中を吐出反動の慣性力で高速に後退していたメ
ニスカスが、衝撃により慣性力を失って最大後退位置を
浅くする。
【００５６】リフィル速度は、同様に通常は共通液室内
の負圧レベルとノズルの持つインピーダンス設計値で決
まる。しかし、一吐出周期内の連続する次のタイミング
以降の吐出により、吐出の反動で生じる共通液室内に向
かう瞬間的な正の圧力波を、リフィルしている最中に多
数回加えると、リフィル速度を速くする。
【００５７】この観点で、ずらし駆動のありなし時での
メニスカス後退変動を見てみる。図１３はずらし駆動な
し時の例である。図１３（Ｂ）に於いて、ＣＯＭ１のノ
ズル１、ＣＯＭ２のノズル９、ＣＯＭ３のノズル１７、
ＣＯＭ８のノズル５７と徐々に最大メニスカス後退量と
リフィル速度が変化して行くのが判る。ＣＯＭ１のタイ
ミングで吐出されたものは、リフィルの初期からその後
の吐出の全ての吐出反動圧力波を受けるためにリフィル
速度が最も速くなっている。ＣＯＭ２，ＣＯＭ３，ＣＯ
Ｍ８と後半のノズルになるに従って、リフィルの初期に
受ける吐出反動圧力波の回数が減り、リフィル速度が遅
くなっていく。更にＣＯＭ８については、最大メニスカ
ス後退量も最大になるために一層リフィル時間がかかる
ものとなる。
【００５８】一方、本実施例では図１４のずらし駆動を
行うものである。本例ではセグメント信号ＳＥＧのタイ
ミングが隣接ノズルが同時に吐出しないようにシフトし
ている。更に、コモン信号ＣＯＭはもともとシフトして
いるため、吐出ヒータＨ１からＨ６４までが隣接ノズル
を吐出することなく４ノズルづつ吐出することになる。
図１４（Ｂ）は各コモン毎のノズルの最大メニスカス後
退量を図に記したものである。図から明かなように、前
記ずらし駆動を行わなかった場合とは異なり、各コモン
により駆動されるノズルのメニスカス後退量に差がな
く、特に最終駆動コモンであるＣＯＭ８で駆動されるノ
ズルに於いても、許容メニスカス後退量の範囲以内とな
ることが判明した。
【００５９】以上のように、本実施例ではずらし駆動を
行うことにより、ノズルへのインクのリフィルを積極的
に支援し、昨今の記録装置の高速化のニーズに答える制
御手段を実現する。
【００６０】次に、本発明の最も特徴とするファイン駆
動について説明する。
【００６１】１．吐出量制御手段のための複数パルス印
加手段（ＰＷＭ制御） ２．流体クロストーク低減のためのずらし駆動 ３．各ブロック毎の時間のズレによる段差・直線性の乱
れの低減 を組み合わせて、多ノズル・高周波数駆動に対応する新
規駆動（以後はファイン駆動方式と称す）手段について
説明する。
【００６２】通常の方法によって上記２のずらし制御を
行うと図１５、１６に示すように、あるブロックのノズ
ルでの吐出パルス（複数パルスの全て）が完全に終了し
てから、次のブロックの吐出パルス波形を出力する。こ
の方法だと、ＰＷＭ制御幅の確保が困難、着弾位置ズレ
による罫線などの段差、直線性の乱れ、流体クロストー
クの影響が発生する。
【００６３】図１７〜１９を用いて、従来の駆動、その
変形による駆動法及び、本実施例のファイン駆動に於け
るＰＷＭ制御幅、流体クロストークの影響、直線性につ
いて簡単に説明する。図１７は従来の８ブロック偶奇ず
らし駆動、図１８は４ブロック偶奇ずらし駆動、図１９
は本実施例の９ブロックファイン駆動を示す。図中のＬ
w は線幅を、Ｄr は段差を示す。ここで、記録ヘッドは
１２８ノズル、駆動周波数ｆ＝１０．８（ＫＨｚ）、解
像度３６０ｄｐｉで、キャリッジ速度は約７６２（ｍｍ
／ｓ）である。
【００６４】図２０にそれぞれの駆動方式によるデータ
を示した。これらの図からわかるように、図１７の方式
では、罫線は問題ないが、１発の吐出に要するＰＷＭ制
御幅が約５．２（μｓ）程度しか設定できないために吐
出量の安定化制御が困難となる。図１８の方式では、Ｐ
ＷＭ制御幅の確保は約１０．４（μｓ）と充分である。
しかし、特に段差による罫線ズレが目立つ事と、セグメ
ントを偶数奇数交互で駆動するために流体クロストーク
が１６ノズルずつの隣接ノズルの直接の影響を受ける事
になり好ましくない。図１９の方式では、ＰＷＭ制御幅
（約９．３（μｓ））、流体クロストーク（隣接ノズル
の直接の影響を受けるのは８ノズル相当）、罫線ズレと
もにバランス良く確保可能で好ましい。
【００６５】次に、本実施例での実際の駆動状態を更に
詳しく述べる。なお、ここでは、図５に示す駆動を分か
りやすくするため、図２１を参照して説明する。図２１
に示すように分割ブロック数を１つ増やして、更に、そ
れぞれのブロックを例えば偶数と奇数に分け、第１ブロ
ック：８本（奇数ノズル）の半分（仮想のブロックなの
で、半分のノズルしか吐出しない）を吐出した後に、第
２ブロック：１６本（偶数ノズル）を吐出する。ここ
で、第１ブロックと第２ブロックは吐出領域の一部が重
複するように部分ノズル（吐出部）列に分割されてい
る。この時、流体クロストークの影響を強く受ける隣接
ノズルの数は、従来の６４ノズルの時と同じ８本ずつと
することができる。
【００６６】従って、１つのブロックの解放時間：ＴBL
を最大限に確保でき、各ブロック間でのトータルパルス
幅：Ｐop＝Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３の確保と、ずらし時間：Ｔ
delay の確保を実現したものである。
【００６７】以下に、本実施例における１２８ノズル、
駆動周波数ｆ＝１０．８（ＫＨｚ）のファイン駆動方法
について順次説明する。
【００６８】駆動パルス波形は偶奇共に、Ｖｏｐ＝２８
（Ｖ）、Ｐ１＝２（μｓ）、Ｐ２＝３（μｓ）、Ｐ３＝
４（μｓ）で駆動する。
【００６９】まず、第１Ｂｌｏｃｋの１、３、５、７、
９、１１、１３、１５の奇数ｓｅｇを８個同時にダブル
パルス駆動する。次に、第２Ｂｌｏｃｋの２、４、６、
８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２
４、２６、２８、３０、３２の偶数ｓｅｇを１６個同時
に、第１ブロックの奇数時のダブルパルス駆動の後に第
２ブロックの偶数時のダブルパルス駆動を行う。このと
き、Ｐ１2BｏｄｄはＰ１1Bｅｖｅｎとは約９（μｓ）の
ｄｅｌａｙが発生する。
【００７０】次に、第３Ｂｌｏｃｋの１７、１９、２
１、２３、２５、２７、２９、３１、３３、３５、３
７、３９、４１、４３、４５、４７の奇数ｓｅｇを１６
個同時に、第２ブロックの偶数時のダブルパルス駆動の
後に第３ブロックの奇数時のダブルパルス駆動を行う。
このとき、Ｐ１3BｅｖｅｎはＰ１2Bｏｄｄとは約９（μ
ｓ）のｄｅｌａｙが発生する。
【００７１】次に、同様にして、第４Ｂｌｏｃｋの３
４、３６、３８、４０、４２、４４、４６、４８、５
０、５２、５４、５６、５８、６０、６２、６４の偶数
ｓｅｇを１６個同時に駆動する。以下同様にして、第９
ブロックの奇数ノズルまでをファイン駆動することで、
１カラム毎のパルス開放時間（Ｔblock ＝Ｐ１＋Ｐ２＋
Ｐ３）を約９（μｓ）確保できるうえ、１２８ノズルを
９ブロック偶奇ファインずらし駆動（ずらし時間：約９
（μｓ））を行っても、約１０．８（ＫＨｚ）駆動を達
成できる。
【００７２】ただし、このときの各制御パラメータには
以下の条件が必要となる。
【００７３】 Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３≦Ｔdelay （ずらし時間） Ｔdelay ×８＋（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）＜０．９５×１０
００／ｆｏｐ Ｐ１：プレヒートパルス幅（μｓ） Ｐ２：インターバルタイム（オフタイム）（μｓ） Ｐ３：メインヒートパルス幅（μｓ） Ｔdelay ：ずらし時間（μｓ） ｆｏｐ：駆動周波数（ＫＨｚ） ここで、上記第１式は、ずらし時間Ｔdelay によってパ
ルスＰ１、Ｐ３が重複しないためである。また、第２式
は、パルス列の長さＴdelay ×８＋（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ
３）が駆動周期１０００／ｆｏｐよりも短い必要がある
からである。なお、第２式の係数０．９５はパルスのデ
ィレイ（図２１では約１μｓ）等のマージンを考慮した
ものであり、０．９〜０．９５が一般的である。プレヒ
ートパルス幅は０〜Ｐ１の間で可変制御される。
【００７４】また、図２２に示すように、同一ブロック
間で偶数奇数を変更しない方法で駆動しても良い。
【００７５】前記のごとく、上記ずらし駆動手段の弊害
と該弊害修復効果を交互に繰り返す駆動制御手段を実現
したことにより、ずらし駆動の弊害で発生する前記画像
不良を抑制し、リフィルの高速化効果を引き出すことが
可能となり、高速且つ高画像品位の記録を行うことが可
能となる。
【００７６】更に、各ブロックを構成するノズルの吐出
領域は一部が重複しているため、直線性の乱れを低減す
ることができる。
【００７７】ここで、図２１に対応する図５の駆動につ
いて説明する。
【００７８】図５においては、第１ブロックの複数パル
スの第１のパルス波形が終了して、第２のパルス波形が
出力される前段階のインターバル時間中に第２のブロッ
ク第１のパルス波形を出力して、次に第１ブロックの第
２のパルス波形を出力し、最後に第２ブロックの第２の
パルス波形を出力する。それぞれの複数パルスが重なら
ないよう入れ子状態にして、トータルパルス幅：Ｐop＝
Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３の確保と、ずらし時間：Ｔdelayの確
保を実現したものである。
【００７９】以下、本実施例における１２８ノズル、駆
動周波数ｆ＝１０．８（ＫＨｚ）のファインインターレ
ース駆動方法について、図５を用いて順に説明する。
【００８０】駆動パルス波形は偶奇共に、Ｖｏｐ＝２８
（Ｖ）、Ｐ１＝２（μｓ）、Ｐ２＝９（μｓ）、Ｐ３＝
４（μｓ）で駆動する。但し、ブロック数は通常の８ブ
ロックから９ブロックに増やして駆動する。
【００８１】まず、第１Ｂｌｏｃｋの１、３、５、７、
９、１１、１３、１５、からなる奇数ｓｅｇを８個同時
にダブルパルス駆動する。
【００８２】次に、第２Ｂｌｏｃｋの２、４、６、８、
１０、１２、１４、１６、１８、２０、２２、２４、２
６、２８、３０、３２からなる偶数ｓｅｇを１６個同時
に、第１ブロックの奇数時のダブルパルス駆動のＰ１1B
ｏｄｄとＰ３1Bｏｄｄの間に第２ブロックの偶数時のダ
ブルパルス駆動のＰ１2Bｅｖｅｎが入り込む形で駆動す
る。このとき、Ｐ１2BｅｖｅｎはＰ１1Bｏｄｄとは約８
（μｓ）のｄｅｌａｙが発生する。
【００８３】次に、第３Ｂｌｏｃｋの１７、１９、２
１、２３、２５、２７、２９、３１、３３、３５、３
７、３９、４１、４３、４５、４７からなる奇数ｓｅｇ
を１６個同時に、第２ブロックの偶数ノズル時のダブル
パルス駆動のＰ１2BｅｖｅｎとＰ３2Bｅｖｅｎの間に第
３ブロックの奇数時のダブルパルス駆動のＰ１3Bｏｄｄ
が入り込む形で駆動する。このとき、Ｐ１3BｏｄｄはＰ
１2Bｅｖｅｎとは約８（μｓ）のｄｅｌａｙが発生す
る。
【００８４】次に、同様にして、第４Ｂｌｏｃｋの３
４、３６、３８、４０、４２、４４、４６、４８、５
０、５２、５４、５６、６８、６０、６２、６４からな
る偶数ｓｅｇを１６個同時に駆動する。以下同様にし
て、第９ブロックの奇数ノズルまでをインターレース駆
動することで、１カラム毎のパルス開放時間（Ｔblock
＝Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）を約１５（μｓ）確保できたう
えで、１２８ノズルを８ブロック偶奇ずらし駆動（ずら
し時間：約８（μｓ））を行っても、図２１と同様約１
０．８（ＫＨｚ）駆動を達成できる。
【００８５】ただし、このときの各制御パラメータには
以下の条件が必要となる。
【００８６】 Ｐ１＋Ｐ３＜Ｔdelay （ずらし時間）＜Ｐ２ Ｔdelay ×８＋（Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）＜０．９５×１
０００／ｆｏｐ Ｐ１：プレヒートパルス幅 Ｐ２：インターバルタイム（オフタイム） Ｐ３：メインヒートパルス幅 Ｔdelay ：ずらし時間 ｆｏｐ：駆動周波数 前記のごとく、上記ずらし駆動手段の弊害と該弊害修復
効果を交互に繰り返す駆動制御手段を実現したことによ
り、ずらし駆動の弊害である前記画像不良を抑制し、リ
フィルの最大後退量の短縮とリフィル速度の高速化の効
果を引き出すことが可能となり、高速且つ高画像品位の
記録を行うことが可能となる。
【００８７】 （実施例２）カラープリンター（４色）ファイン駆動 図２３に、本発明の駆動方法を採用したカラーインクジ
ェット記録装置の斜視図を示す。この装置は交換可能な
記録ヘッドを黒（Ｂｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ
（Ｍ），イエロー（Ｙ）の４色のインクに対応して備え
たフルカラーシリアルタイプのプリンターである。本プ
リンターに使用したヘッドは、解像度３６０ｄｐｉ、駆
動周波数１０．８（ＫＨｚ）で、１２８個の吐出口を有
している。
【００８８】同図において、ＣはＢｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙの各
インクに対応した４個一体型の記録ヘッドカートリッジ
であり、記録ヘッドとこれにインクを供給するインクを
貯蔵したインクタンクとが一体に形成されている。記録
ヘッドカートリッジＣはキャリッジに対して不図示の構
成によって着脱自在に装着される。キャリッジ２は、ガ
イド軸１１に沿って摺動可能に係合し、また、不図示の
主走査モータによって移動する駆動ベルト５２の一部と
接続する。これにより、記録ヘッドカートリッジＣはガ
イド軸１１に沿った走査のための移動が可能となる。１
５、１６及び１７、１８は記録ヘッドカートリッジＣの
走査による記録領域の図中奥側及び手前側においてガイ
ド軸１１とほぼ平行に延在する搬送ローラである。搬送
ローラ１５、１６および１７、１８は不図示の副走査モ
ータによって駆動され記録媒体Ｐを搬送する。この搬送
される記録媒体Ｐは記録ヘッドカートリッジＣの吐出口
面が配設された面に対向し記録面を構成する。
【００８９】記録ヘッドカートリッジＣによる記録領域
に隣接するカートリッジＣの移動可能な領域に臨んで回
復係ユニットが設けられる。回復係ユニットにおいて、
３００は記録ヘッドを有する複数のカートリッジＣにそ
れぞれ対応して設けたキャップユニットであり、キャリ
ッジ２の移動にともなって図中左右方向にスライド可能
であると共に、上下方向に昇降可能である。そしてキャ
リッジ２がホームポジションにあるときは、記録ヘッド
部と接合してこれをキャッピングする。また、回復係ユ
ニットにおいて、４０１及び４０２は、それぞれワイピ
ング部材としての第１及び第２のブレード、４０３は第
１ブレード４０１をクリーニングするために、例えば吸
収体でなるブレードクリーナーである。
【００９０】さらに、５００はキャップユニット３００
を介して記録ヘッドの吐出口及びその近傍からインクな
どを吸収するためのポンプユニットである。
【００９１】図２４は、上記カラーインクジェット記録
装置における制御系の構成例を示すブロック図である。
【００９２】ここで、８００は主制御部をなすコントロ
ーラであり、様々なシーケンスを実行する例えばマイク
ロコンピュータ形態のＣＰＵ８０１、その手順に対応し
たプログラムやテーブル、その他の設定値などを格納し
たＲＯＭ８０３、及び画像データの供給源をなすホスト
装置（画像読み取りのリーダー部であっても良い）であ
り、画像データその他のコマンド、ステータス信号等は
インターフェース（Ｉ／Ｆ）８１２を介してコントロー
ラと送受信される。８２０は電源スイッチ８２２、記録
開始を指令するためのスイッチ８２４及び回復の起動を
指示するための回復スイッチ８２６など、操作者による
指令入力を受容するスイッチ群である。８３０はホーム
ポジションセンサーやスタートポジションなどキャリッ
ジ２の位置を検出するためのセンサ８３２、及びリーフ
スイッチ５３０を含みポンプ位置検出のために用いるセ
ンサ８３４など、装置の状態を検出するためのセンサ群
である。
【００９３】８４０は記録データなどに応じて記録ヘッ
ドの電気熱変換体を駆動するためのヘッドドライバーで
ある。また、ヘッドドライバーの一部はヒーター３０
Ａ、３０Ｂを駆動することにも用いられる。さらに、温
度センサ２０Ａ、２０Ｂからの温度検出値はコントロー
ラ８００に入力する。８５０はキャリッジ２を主走査方
向に移動させるための主走査モータ、８５２はそのドラ
イバーである。８６０は副走査モータであり、記録媒体
を搬送するために用いられる。
【００９４】以下、本実施例における１２８ノズル、駆
動周波数ｆ＝１０．８（ＫＨｚ）のファイン駆動方法に
ついて図２５を用いて順に説明する。
【００９５】駆動パルス波形は偶（Ｅ）奇（Ｏ）共に、
Ｖｏｐ＝２８（Ｖ）、Ｐ１＝２（μｓ）、Ｐ２＝３（μ
ｓ）、Ｐ３＝４（μｓ）で駆動する。但し、ブロック数
は通常の８ブロックから９ブロックに増やして駆動す
る。
【００９６】まず、第１Ｂｌｏｃｋの２、４、６、８、
１０、１２、１４、１６からなる偶数ｓｅｇを、８個同
時にダブルパルス駆動する。次に、第２Ｂｌｏｃｋの
１、３、５、７、９、１１、１３、１５、１７、１９、
２１、２３、２５、２７、２９、３１からなる奇数ｓｅ
ｇを、１６個同時に第１ブロックの偶数時のダブルパル
ス駆動の後に第２ブロックの奇数時のダブルパルス駆動
する。このとき、Ｐ１2BｅｖｅｎはＰ１1Bｏｄｄとは約
９（μｓ）のｄｅｌａｙが発生する。
【００９７】次に、第３Ｂｌｏｃｋの１８、２０、２
２、２４、２６、２８、３０、３２、３４、３６、３
８、４０、４２、４４、４６、４８からなる偶数ｓｅｇ
を１６個同時に、第２ブロックの奇数ノズル時のダブル
パルス駆動の後に第３ブロックの偶数時のダブルパルス
駆動する。このとき、Ｐ１3BｏｄｄはＰ１2Bｅｖｅｎと
は約９（μｓ）のｄｅｌａｙが発生する。
【００９８】以下同様にして、第９ブロックの奇数ノズ
ルまでをファイン駆動することで１カラム毎のパルス開
放時間（Ｔblock ＝Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３）を約９（μｓ）
確保できるうえ、１２８ノズルを９ブロック偶奇ファイ
ンずらし駆動（ずらし時間：約９（μｓ））を行っても
約１０．８（ＫＨｚ）駆動を達成できる。
【００９９】ただし、このとき各制御パラメータには、
上述と同様の条件が必要となる。同図において、奇数パ
ルスと偶数パルスの位相がずれているのは、同時吐出を
避けるためである。
【０１００】前記のごとく、上記ずらし駆動手段の弊害
と該弊害修復効果を交互に繰り返す駆動制御手段を実現
したことにより、ずらし駆動の弊害である前記画像不良
を抑制し、リフィルの高速化効果を引き出すことが可能
となり、高速且つ高画像品位の記録を行うことが可能と
なる。
【０１０１】更には、各ブロックを構成するノズルの吐
出領域は一部が重複しているため、直線性の乱れを低減
することができる。
【０１０２】 （実施例３）濃淡多値構成（含ファイン駆動） 本実施例は、実施例２で述べたカラーインクジェット装
置のヘッドカートリッジユニットとインクタンクユニッ
トを、濃淡多値ヘッド（濃淡２種類の染料濃度による３
値記録）に交換し、偶奇ファイン交互駆動を適用するこ
とで、高画質な印字を可能にしたものである。濃淡多値
ヘッドのノズル数は、３２ノズル（４×８）×４色（色
間スペース：８ノズル×３）合計１５２ノズル相当で、
このヘッドを９ブロックに分割して駆動する。ヘッドの
解像度は３６０ｄｐｉである。ヘッド数は２本で、濃淡
多値で用いるインクの最適化された各色の染料濃度の異
なるものを搭載している（各色ともに、２種類：合計８
種類）。ヘッドの駆動周波数はｆｏｐ＝１０．８（ＫＨ
ｚ）である。
【０１０３】本実施例では、各色のインクの染料濃度
は、Ｂｋ（淡・・・１．０（％）、濃・・・３．５
（％））、Ｃ（淡・・・０．７（％）、濃・・・２．５
（％））、Ｍ（淡・・・０．６（％）、濃・・・２．５
（％））、Ｙ（淡・・・０．７（％）、濃・・・２．０
（％））であり、１画素に打ち込む順序は、濃→淡とし
た。
【０１０４】図２６は、本実施例の特徴を最もよく表す
ヘッドの構造を示した図面である。このヘッド２０１
は、ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙの４つの異なる色を一つのヘッド
で印字可能にしたもので、各色のノズル２１１の数はＢ
Ｋ：３２、Ｃ：３２，Ｍ：３２，Ｙ：３２で構成されて
いる。２０２はインクタンク２０４の供給口２０３と結
合される連結部で、供給路２１５を介してノズル（吐出
口）２１１にインクをヘッド２０１はベースプレート２
１３によってキャリッジ２２０に搭載され、キャリッジ
２２０はガイド軸２２１に沿って移動する。温度センサ
ーにはダイオードセンサーを利用しており、ノズル列の
両サイドと、ＢｋとＣの間に合計３つ配置した。このダ
イオードセンサーはヘッドの平均温度（ベース温度：Ｔ
B ）をモニターする。また、各色のノズル近傍の温度は
別に設けた本体側の各色のドットカウントから計算で求
めて、独立に温度推定制御するように工夫したものであ
る。
【０１０５】まず、本発明の特徴であるファイン交互駆
動について説明する。
【０１０６】図２７に示すように、濃淡いずれのヘッド
の駆動は、ブラック：３２ノズルを３ブロック、シア
ン：３２ノズルを３ブロック、マゼンタ：３２ノズルを
３ブロック、イエロー：３２ノズルを３ブロックにそれ
ぞれ分割して、色間スペースのそれぞれの８ノズル分
（２４ノズル：合計２ブロック分）は、時間的には差が
ないものとして９ブロックで駆動する。
【０１０７】駆動順序は、ブラックの第１Ｂｌｏｃｋの
１、３、５、７、９、１１、１３、１５の奇数ｓｅｇを
８個同時にダブルパルス駆動する。次に、第２Ｂｌｏｃ
ｋの２、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、
２０、２２、２４、２６、２８、３０、３２の偶数ｓｅ
ｇを１６個同時に、第１ブロックの奇数時のダブルパル
ス駆動の後に第２ブロックの偶数時をダブルパルス駆動
する。このとき、Ｐ１2BｅｖｅｎはＰ１1Bｏｄｄとは約
９（μｓ）のディレイ時間がとれる。
【０１０８】次に、第３Ｂｌｏｃｋはブラックとシアン
をあたかも１つのブロックとして、それぞれを同時に１
７、１９、２１、２３、２５、２７、２９、３１、３３
（１Ｃ）、３５（３Ｃ）、３７（５Ｃ）、３９（７
Ｃ）、４１（９Ｃ）、４３（１１Ｃ）、４５（１３
Ｃ）、４７（１５Ｃ）の奇数ｓｅｇを１６個同時に、第
２ブロックの偶数時のダブルパルス駆動の後に第３ブロ
ックの奇数時をダブルパルス駆動する。このとき、Ｐ１
3BｏｄｄはＰ１2Bｅｖｅｎとは約９（μｓ）のディレイ
時間がとれる。
【０１０９】従って、シアンの第１ブロックから第３ブ
ロックまでを、見かけ上のブラックの第３から第５ブロ
ックとして駆動する。
【０１１０】さらに、同様にして、第４Ｂｌｏｃｋの３
４（２Ｃ）、３６（４Ｃ）、３８（６Ｃ）、４０（８
Ｃ）、４２（１０Ｃ）、４４（１２Ｃ）、４６（１４
Ｃ）、４８（１６Ｃ）、５０（１８Ｃ）、５２（２０
Ｃ）、５４（２２Ｃ）、５６（２４Ｃ）、５８（２６
Ｃ）、６０（２８Ｃ）、６２（３０Ｃ）、６４（３２
Ｃ）の偶数ｓｅｇを１６個同時に駆動する。
【０１１１】次に、第５Ｂｌｏｃｋはシアンとマゼンタ
をあたかも１つのブロックとして、それぞれを同時に４
９（１７Ｃ）、５１（１９Ｃ）、５３（２１Ｃ），５５
（２３Ｃ），５７（２５Ｃ），５９（２７Ｃ）、６１
（２９Ｃ），６３（３１Ｃ），６５（１Ｍ）、６７（３
Ｍ），６９（５Ｍ），７１（７Ｍ），７３（９Ｍ），７
５（１１Ｍ）、７７（１３Ｍ），７９（１５Ｍ）の奇数
ｓｅｇを１６個同時に駆動する。この時、シアンの第４
ブロックの偶数時のダブルパルス駆動の後に第５ブロッ
クの奇数時をダブルパルス駆動する。Ｐ１5BｏｄｄはＰ
１4Bｅｖｅｎとは約９（μｓ）のディレイ時間がとれ
る。
【０１１２】以下同様にして、マゼンタとイエローの各
３ブロックづつを見かけ上のブラックのブロックとして
割り振ることで、９ブロックのファイン交互順次駆動が
実現する。
【０１１３】以上のようにして、ブラックからイエロー
までの第１、・・・、第９Ｂｌｏｃｋまでを順次駆動し
ている。ブロック間隔：ＴBL（１つの吐出を行うために
開放している時間）は約９（μｓｅｃ）に設定してあ
る。
【０１１４】濃淡３値カラー画像を形成する方法に関し
ては、本実施例で使用した多色一体ヘッドを用いてカラ
ー印字を行うと、１つのヘッドでの印字の順序は、図２
８のようになる。
【０１１５】つまり、第１スキャン（パス）は、Ｂｋを
３２ノズル印字する。紙を３２ノズル分ずらして、第２
スキャンは、Ｃを２４ノズルのみ印字する（２行目のＢ
ｋも３２ノズル印字）。
【０１１６】紙を３２ノズル分ずらして、第３スキャン
は、Ｃを８ノズル印字する（３行目のＢｋを３２ノズ
ル、２行目のＣを２４ノズル印字する）。
【０１１７】紙を３２ノズル分ずらして、第４スキャン
は、Ｍを２４ノズル印字する（４行目のＢｋを３２ノズ
ル、３行目のＣを８ノズル、２行目のＣを２４ノズル印
字する）。
【０１１８】紙を３２ノズル分ずらして、第５スキャン
は、Ｙを２４ノズル印字する（５行目のＢｋを３２ノズ
ル、４行目のＣを８ノズル、３行目のＣを２４ノズル、
２行目のＭを８ノズル印字する）。
【０１１９】紙を３２ノズル分ずらして、第６スキャン
は、Ｙを２４ズル印字する（６行目のＢｋを３２ノズ
ル、５行目のＣを８ノズル、４行目のＣを２４ノズル、
３行目のＭを８ノズル印字する、２行目のＹを８ノズル
印字する）。
【０１２０】以上のように印字され、６スキャンで１つ
の染料濃度での１行分の濃インクのカラー印字が形成さ
れることがわかる。
【０１２１】同様にして、淡インクによる染料濃度の異
なったヘッドを順次駆動することで４色の濃淡３値記録
が完了する。
【０１２２】次に、濃淡記録の手順を簡単に説明する。
本装置を用いて、４色（Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）の各色濃淡
３値（３階調）のフルカラー記録を行う方法に関して説
明する。
【０１２３】色の印字順序は、Ｂｋ（１（Ｎ１）・２
（Ｔ１）），Ｃ（１（Ｎ１）・２（Ｔ１）），Ｍ（１
（Ｎ１）・２（Ｔ１）），Ｙ（１（Ｎ１）・２（Ｔ
１））の順である。ここで、１（Ｎ１）は濃インク、２
（Ｔ１）は淡インクを表す。階調を表すために、１画素
当たりの各色インク滴数を０から２の範囲で変化させて
記録を行う。但し、階調数は３階調表現可能であり、１
画素・１色当たりのインク打ち込み量は４０（ｎｇ/ ｄ
ｏｔ）とする。但し、最大インク打ち込み量は１画素当
たり８０（ｎｇ/ ｄｏｔ）；約２. ０色相当に抑えるよ
うに画像処理（濃淡振り分けテーブル、３値処理等）で
対処している。
【０１２４】本実施例では、図２９に示すような画像処
理ブロックを用い、図３０に示すような濃淡振り分けテ
ーブルによって、濃インク・淡インクを画像の濃度度デ
ータによって振り分けながら使用している。上記では１
色について説明したが、他の色についても同様に印字す
ればよく、全色の印字によって簡単に高階調なフルカラ
ー画像が形成される。
【０１２５】以上の記録方法を用いて種々の画像を記録
すれば、従来の濃インクのみによる画像に比べ、ヘッド
数を増やさずに簡単に濃淡インク３値記録を行えるの
で、本体装置のコストアップやキャリッジを増大させる
ことがない。また、ヘッドの信頼性を低下させることな
く階調数を増やせ、スジ・ムラがなく極めて高精細・高
コントラストな画像を得ることができる。
【０１２６】本実施例では、２ヘッドを用いて、濃淡３
値記録を行ったが、さらにヘッドを増やして、３、４ヘ
ッドで、４値、５値記録を同様に行っても良い。この時
にもファイン駆動を適用することで、高周波駆動を行っ
ても優れた画像安定性を保つことができる。
【０１２７】更には、各ブロックを構成するノズルの吐
出領域は一部が重複しているため、直線性の乱れを低減
することができる。
【０１２８】（その他） １．４パターンファイン駆動 図３１（４）にファイン駆動の変形例として、流体クロ
ストークの影響を更に低減する方法として、１１ブロッ
クによるファイン駆動の例を示す。これは、隣接ノズル
による直接の流体クロストークを低減させ、隣接した場
所で同時に吐出するノズル数を減らすものである。
【０１２９】まず、第１Ｂｌｏｃｋの１、５、９、１３
の奇数ｓｅｇを４個同時にダブルパルス駆動する。次
に、第２Ｂｌｏｃｋの２、６、１０、１４、１８、２
２、２６、３０の偶数ｓｅｇを８個同時に、第１ブロッ
クの奇数時のダブルパルス駆動の後に第２ブロックの偶
数時のダブルパルス駆動を行う。
【０１３０】次に、第３Ｂｌｏｃｋの３、７、１１、１
５、１９、２３、２７、３１、３５、３９、４３、４７
の奇数ｓｅｇを１２個同時に、第２ブロックの偶数時の
ダブルパルス駆動の後に第３ブロックの奇数時のダブル
パルス駆動を行う。次に、第４Ｂｌｏｃｋの４、８、１
２、１６、２０、２４、２８、３２、３６、４０、４
４、４８、５２、５６、６０、６４の偶数ｓｅｇを１６
個同時に駆動する。
【０１３１】以下同様にして、第１１ブロックの奇数ノ
ズルまでをファイン駆動することによって、１カラム毎
の流体クロストークの影響を低減することができる。な
お、同図（１）には、吐出領域が重複しないように分割
したブロックを順次駆動する方法を、（２）には、吐出
領域の１／２が重複するように分割したブロックを順次
駆動する方法を示す。
【０１３２】そのほかにＮパターンによる多数ブロック
構成でも同様の効果が得られる。
【０１３３】２．シングルパルスファイン駆動 図３２にファイン駆動の変形例として、シングルパルス
を用いた例を示す。本実施例においても、吐出量制御を
行うために複数パルスを用いた先の実施例と同様、ファ
イン駆動による流体クロストーク低減効果と、直線性の
乱れを低減する効果を有するものである。
【０１３４】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でも熱エネルギーを利用する方式の記録ヘッド、記録
装置に於いて、優れた効果をもたらすものである。その
代表的な構成や原理については、例えば、米国特許第４
７２３１２９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なうものが好ま
しい。この方式は所謂オンデマンド型、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
える少なくとも一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させて、結果的にこの駆動信号
に一対一対応し液体（インク）内の気泡を形成出来るの
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、少なくとも一つ
の滴を形成する。この駆動信号をパルス形状とすると、
即時適切に気泡の成長収縮が行なわれるので、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。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。尚、上記熱
作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許第４３１３
１２４号明細書に記載されている条件を採用すると、更
に優れた記録を行なうことができる。
【０１３５】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（直線状液流路又は直角液流路）の他
に熱作用部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４
４５９６００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
通するスリ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年第１２３６７０号公報や熱エネルギ
ーの圧力波を吸収する開孔を吐出部に対応せる構成を開
示する特開昭５９年第１３８４６１号公報に基づいた構
成としても本発明は有効である。
【０１３６】
【発明の効果】本発明によれば、ファイン駆動を用いる
ことによってずらし駆動のリフィルの最大後退量の短縮
とリフィル速度の高速化の効果を実現しながら、流体ク
ロストークの直接の影響を半減できる。また、ブロック
間の時間的ズレによって発生する段差や直線性の乱れを
低減でき、記録の更なる高速化及び高画像品位を実現す
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１によるインクジエツト記録装置の概観
図を説明する斜視図である。
【図２】実施例１で使用しているヘッドのヒーターボー
ドの模式図である。
【図３】実施例１の制御構成を示すブロック図である。
【図４】実施例１の駆動回路を示すブロック図である。
【図５】実施例１の駆動回路のタイミングチャート１で
ある。
【図６】実施例１の駆動回路のタイミングチャート２で
ある。
【図７】ヘッドの駆動パルス波形を示す図である。
【図８】プレパルス：Ｐ１と吐出量：Ｖｄの関係を示す
図である。
【図９】インターバル：Ｐ２と吐出量：Ｖｄの関係を示
す図である。
【図１０】環境温度と吐出量の関係を示す図である。
【図１１】本実施例に適用した吐出量制御の状態を示す
図である。
【図１２】本実施例によるずらし駆動を説明する説明図
１である。
【図１３】本実施例によるずらし駆動を説明する説明図
２である。
【図１４】本実施例によるずらし駆動を説明する説明図
３である。
【図１５】従来のずらし駆動方法で用いる駆動波形を示
す図である。
【図１６】従来のずらし駆動方法の説明図である。
【図１７】８ブロック偶奇ずらし駆動方法の印字状態の
説明図である。
【図１８】４ブロック偶奇ずらし駆動方法の印字状態の
説明図である。
【図１９】９ブロックファイン駆動方法の印字状態の説
明図である。
【図２０】図１７〜図１９に示す駆動方法の各種データ
を示すテーブルを示す図である。
【図２１】実施例１で用いたファイン駆動方法を説明す
る波形図である。
【図２２】実施例１で用いた他のファイン駆動方法の説
明図である。
【図２３】実施例２のカラーインクジェット記録装置の
斜視図である。
【図２４】実施例２の制御回路を示すブロック図であ
る。
【図２５】実施例２のファイン駆動方法を示す駆動波形
を示す図である。
【図２６】実施例３のヘッドの斜視図である。
【図２７】実施例３のヘッドの駆動順序を示す駆動波形
を示す図である。
【図２８】実施例３の記録動作を示す図である。
【図２９】実施例３の画像処理構成を示すブロック図で
ある。
【図３０】実施例３の濃淡振り分けテーブルを示す図で
ある。
【図３１】その他の実施例の複数パターンによるファイ
ン駆動を示す図である。
【図３２】その他の実施例のシングルパルスによるファ
イン駆動を示す図である。
【符号の説明】
１４ ゲートアレイ １５ ヘッドドライバ １８ 記録ヘッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小板橋 規文 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 秋山 勇治 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 池田 雅実 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 樫野 俊雄 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 岡崎 猛史 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 泉田 昌明 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−59349（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−5161（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−92565（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−104721（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−84911（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−182981（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−226981（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−96608（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/01 - 2/13 B41M 5/00

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インクを吐出する複数の吐出部を有する
    記録ヘッドを用いて記録を行うインクジェット記録方法
    において、前記複数の吐出部で構成される吐出部列を、複数の偶数
    番目の吐出部で構成されそれぞれ駆動のタイミングが異
    なる複数の偶数吐出部群と、複数の奇数番目の吐出部で
    構成されそれぞれ駆動のタイミングが異なる複数の奇数
    吐出部群とに分割し、偶数吐出部群と奇数吐出部群とを
    交互に駆動すると共に 、前記吐出部群のそれぞれが配さ
    れた位置に対応した各吐出領域の一部が、前記偶数吐出
    部群と前記奇数吐出部群との間で順次重複するように駆
    動がなされることを特徴とするインクジェット記録方
    法。
  2. 【請求項２】 前記駆動信号は、複数のパルスから形成
    されることを特徴とする請求項１記載のインクジェット
    記録方法。
  3. 【請求項３】 前記駆動信号は、単一のパルスから形成
    されることを特徴とする請求項１記載のインクジェット
    記録方法。
  4. 【請求項４】 前記記録ヘッドは、熱エネルギーによっ
    てインクを吐出することを特徴とする請求項１記載のイ
    ンクジェット記録方法。
  5. 【請求項５】 インクを吐出する複数の吐出部を有する
    記録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、前記複数の吐出部で構成される吐出部列を、複数の偶数
    番目の吐出部で構成されそれぞれ駆動のタイミングが異
    なる複数の偶数吐出部群と、複数の奇数番目の吐出部で
    構成されそれぞれ駆動のタイミングが異なる複数の奇数
    吐出部群とに分割し、偶数吐出部群と奇数吐出部群とを
    交互に駆動すると共に 、前記吐出部群のそれぞれが配さ
    れた位置に対応した各吐出領域の一部が、前記偶数吐出
    部群と前記奇数吐出部群との間で順次重複するように制
    御を行う制御手段を有することを特徴とするインクジェ
    ット記録装置。
  6. 【請求項６】 前記駆動信号は、複数のパルスから形成
    されることを特徴とする請求項５記載のインクジェット
    記録装置。
  7. 【請求項７】 前記駆動信号は、単一のパルスから形成
    されることを特徴とする請求項５記載のインクジェット
    記録装置。
  8. 【請求項８】 前記記録ヘッドは、熱エネルギーによっ
    てインクを吐出することを特徴とする請求項５記載のイ
    ンクジェット記録装置。
JP13030294A 1993-06-23 1994-06-13 インクジェット記録方法及び記録装置 Expired - Fee Related JP3423412B2 (ja)

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