JP3508382B2

JP3508382B2 - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP3508382B2
Application number: JP10848796A
Authority: JP
Inventors: 浩司今井
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1996-04-03
Filing date: 1996-04-03
Publication date: 2004-03-22
Anticipated expiration: 2016-04-03
Also published as: JPH09272200A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、チャンネルをグル
ープ分けして駆動タイミングをずらすことにより駆動電
流の集中による過電流の防止を図ったインクジェット記
録装置に関し、さらに詳細には、グループごとの分割駆
動をキャリッジ側で行うようにして、インクジェットヘ
ッドを搭載するキャリッジと装置本体との間の配線を簡
略化したインクジェット記録装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のインクジェット記録装置における
分割駆動用ヘッドドライバの例を図１１に示す。このド
ライバは、印字データをシリアルからパラレルに変換す
る変換回路９１と、変換回路９１で変換したデータを取
り込んで保持するラッチ回路９２とを主要部として構成
されている。そして、ラッチ回路９２に保持されている
印字データを所定のタイミングで出力するアンドゲート
９３（ａ、ｂ、…）と、その出力に従いインクジェット
ヘッドの駆動電極を駆動するアンプ９４（ａ、ｂ、…）
とが、英小文字の添字で示す各チャンネルごとに設けら
れている。ここで各チャンネルは、Ａグループ（ａ、
ｂ、ｃ、…）からＤグループ（ｍ、ｎ、ｏ、…）までの
４つのグループに組分けされている。かかるヘッドドラ
イバは、インクジェット記録装置のキャリッジに、イン
クジェットヘッドとともに搭載されている。

【０００３】変換回路９１には、印字データと転送クロ
ックとが入力される。印字データはパソコンのような上
位機から伝送されるデータであり、インクジェット記録
装置内でイメージデータに展開されてからドライバに入
力される。転送クロックは、変換回路９１に印字データ
の取り込みを指示するクロック信号である。ラッチ回路
９２には、ラッチ信号が入力される。ラッチ信号は、ラ
ッチ回路９２にパラレルデータの取り込みを指示するパ
ルス信号である。

【０００４】そして、Ａグループの各アンドゲート９３
（ａ、ｂ、ｃ、…）には印字クロックＡが、Ｂグループ
の各アンドゲート９３（ｅ、ｆ、ｇ、…）には印字クロ
ックＢが、Ｃグループの各アンドゲート９３（ｉ、ｊ、
ｋ、…）には印字クロックＣが、Ｄグループの各アンド
ゲート９３（ｍ、ｎ、ｏ、…）には印字クロックＤが、
それぞれ入力される。印字クロックＡ〜Ｄは、対応する
グループのアンドゲート９３に、ラッチ回路９２が保持
している当該チャンネルの印字データの出力を指示する
クロック信号である。転送クロック、ラッチ信号、印字
クロックＡ〜Ｄは、いずれもインクジェット記録装置の
本体からヘッドドライバに送信されるものである。

【０００５】かかるヘッドドライバにより、図１２に示
すタイミングチャートに従ってインクジェットヘッドの
駆動が行われる。このタイミングチャートで時刻ｔ₁ か
ら時刻ｔ₂ までが印字サイクルＬの１周期を示してい
る。印字データは、印字サイクルＬ内の初期に入力さ
れ、転送クロックに同期して転送される。この転送クロ
ックにより変換回路９１が印字データを取り込むので、
シリアル−パラレル変換出力が新たな印字データを反映
して更新される。また、ラッチ信号のパルスは、印字サ
イクルＬの変わり目、すなわち時刻ｔ₁、同ｔ₂に印加さ
れる。このパルスによりラッチ回路９２がシリアル−パ
ラレル変換出力を取り込む。従ってラッチ出力は、印字
サイクルＬの変わり目直前におけるシリアル−パラレル
変換出力を、そのサイクル中保持する。

【０００６】印字クロックＡ〜Ｄは、それぞれ印字サイ
クルＬ開始後にハイアップし、駆動時間経過後に印字サ
イクルＬを跨ぐことなくローダウンする。ただし印字ク
ロックＢは同Ａより、印字クロックＣは同Ｂより、印字
クロックＤは同Ｃより、それぞれハイアップ、ローダウ
ンとも所定時間ずつ遅延している。印字クロックＡ〜Ｄ
のハイ信号に従い、各グループごとにアンドゲート９３
（ａ、ｂ、…）、アンプ９４（ａ、ｂ、…）を介して、
対応するチャンネルのラッチ出力に基づきインクジェッ
トヘッドが駆動される。このグループ間での印字クロッ
クの時間差により、インクジェットヘッドへの駆動電流
の集中が緩和されるのである。電流集中の緩和により瞬
間電流のピーク値が低下するので、インクジェットヘッ
ドとヘッドドライバとの間の配線の電流容量を小さなも
ので済ますことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら近年で
は、高解像度化のためのチャンネル数自体の増加や、あ
るいは多色印字のためのマルチヘッドなど、分割駆動の
グループ数を増やす方向の要請がますます強まる傾向に
あり、前記従来のインクジェット記録装置でグループの
組分け数を増やそうとすると、以下のような問題点があ
った。

【０００８】すなわち従来のインクジェット記録装置で
は、グループの組分け数（ここでは４）に等しい数の印
字クロックを本体側で作成してキャリッジ上のヘッドド
ライバに送信しているので、グループ数を増やせば増や
すほど、本体とキャリッジとの間を接続するハーネスの
必要本数も多くなってしまう。キャリッジが可動体であ
ることから、当該ハーネスとしては必要本数をテープ状
に集合させたフレキシブルケーブルが用いられるのが通
常であり、本数が多いとテープ幅が広くなってしまい、
また、ハーネスとヘッドドライバとを結線するディンプ
ル接点の点数もその分多くなるのである。このことが、
グループ数を増やすことに対する障害となっていた。

【０００９】本発明は、前記従来技術の問題点を解決す
るためになされたものであり、各グループごとの印字ク
ロックの発生をキャリッジ側で行うことにより、本体と
キャリッジとの間の配線を簡素化し、グループ数を容易
に増加させることができるようにしたインクジェット記
録装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明は、インクを吐出するノズルに連通された複数の
チャンネルを有するインクジェットヘッドと、このイン
クジェットヘッドの前記各チャンネルに駆動信号を印加
するヘッドドライバとをキャリッジに搭載し、前記キャ
リッジを支持した装置本体に、前記ヘッドドライバに印
字データ、クロック信号及びパラメータデータを伝送す
る制御系を設置し、前記ヘッドドライバは、前記クロッ
ク信号及びパラメータデータに基づいて印字クロックを
発生する印字クロック発生部を有し、前記印字クロック
のタイミングで前記印字データにより前記チャンネルを
駆動するインクジェット記録装置であって、前記装置本
体の制御系は、異なる前記印字クロックを設定するため
の前記パラメータデータを、前記印字クロック発生部に
対して送信し、前記印字クロック発生部は、前記パラメ
ータデータを前記クロック信号に基づいて入力して前記
印字クロックに関する値を保持するパラメータレジスタ
を有し、前記パラメータレジスタに保持した値に基づい
て前記印字データを前記チャンネルに出力することを特
徴とする。

【００１１】また、本発明は、前記パラメータデータと
前記印字データとを共通のデータ信号線により前記装置
本体側から前記ヘッドドライバに送信し、前記クロック
信号の状態に基づいて、前記パラメータデータを前記印
字クロック発生部に入力することを特徴とする。

【００１２】また、本発明は、前記ヘッドドライバが、
前記印字データを各チャンネルに対応したパラレル形に
変換する変換手段と、前記変換手段により変換されたパ
ラレル形の印字データを取り込んで保持するラッチ手段
とを備えることを特徴とする。

【００１３】また、本発明の前記パラメータデータに
は、前記チャンネルをグループごとに所定間隔ずつ遅延
させて駆動するための、前記印字クロックの遅延量を設
定できることを特徴とする。

【００１４】また、本発明は、前記遅延量を、前記キャ
リッジの往路と復路とで各グループに対して変更するこ
とを特徴とする。

【００１５】また、本発明の前記パラメータデータに
は、前記印字クロックの波形を設定できることを特徴と
する。

【００１６】また、本発明は、前記インクジェットヘッ
ドが多色ヘッドであり、前記波形は、インクの色によっ
て異なることを特徴とする。

【００１７】また、本発明は、前記波形を、動作温度に
より変更することを特徴とする。

【００１８】また、本発明は、前記インクジェットヘッ
ドが圧電素子式のインクジェットヘッドであることを特
徴とする。

【００１９】本発明のインクジェット記録装置では、印
字データが伝送されると、その印字データに従いインク
ジェットヘッドの各チャンネルが選択的に駆動されて所
定の印字サイクルで印字が行われる。その際、装置本体
の制御系からパラメータデータがキャリッジ上の印字ク
ロック発生部に送信され、そのパラメータデータに基づ
いた印字クロックに関する値をパラメータレジスタに保
持し、その値に基づいて印字データを各チャンネルに出
力し、チャンネルの駆動が行われる。

【００２０】また、本発明のインクジェット記録装置で
は、印字データ、クロック信号及びパラメータデータを
伝送する制御系が本体側に設けられているが、制御系か
らのパラメータデータのキャリッジ側への送信は、印字
データと共通のデータ信号線を利用して行われる。この
ため、本体とキャリッジとの間の配線本数が少なくてす
む。

【００２１】また、本発明のインクジェット記録装置で
は、印字データはまず、キャリッジ上の変換手段により
チャンネルに対応したパラレル形に変換され、そしてラ
ッチ手段に取り込まれて保持され、インクジェットヘッ
ドの駆動に供される。

【００２２】また、本発明のインクジェット記録装置で
は、本体側の制御系から伝送したパラメータデータによ
って遅延量を設定し、印字クロック発生部がその設定に
従って印字クロックの発生を行う。従って、印字の態様
に応じて最適な遅延量を設定でき、グループごとの分割
駆動を最適な遅延量で行うことができる。

【００２３】また、本発明のインクジェット記録装置で
は、キャリッジの往路で印字するときと復路で印字する
ときとで各グループの遅延量が異なる。このため、キャ
リッジ移動の向きにかかわらず同等の記録品質を得るこ
とができる。

【００２４】また、本発明のインクジェット記録装置で
は、パラメータデータによって印字クロックの波形を設
定でき、最適な駆動クロック信号の波形でチャンネル駆
動を行うことができる。ここで「波形」には、例えば、
オン時間の長さや、あるいは信号自体の有無も含まれ
る。

【００２５】また、本発明のインクジェット記録装置で
は、インクの色によって最適な駆動クロック信号の波形
でチャンネル駆動を行うことができる。

【００２６】また、本発明のインクジェット記録装置で
は、動作温度によって最適な駆動クロック信号の波形で
チャンネル駆動を行うことができる。

【００２７】また、圧電素子式のインクジェットヘッド
の場合には、各チャンネルには印字クロックの開始時と
終了時とに電流が流れるがその間にはほとんど電流が流
れない。従って、駆動が分割されていることにより、チ
ャンネル間での駆動電流の重なり合いがほとんどない。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図面を参照しつつ詳細に説明する。本実施の形態に係る
インクジェット記録装置１０は、圧電素子式のインクジ
ェットヘッドを使用したものであり、その主要部は図１
に示す概略構成を有している。

【００２９】図１の概略斜視図において、インクジェッ
ト記録装置１０のフレーム８０には、記録用紙Ｓを搬送
するための円筒状のプラテンローラ８１が軸まわりに回
転可能に配置されている。そしてプラテンローラ８１と
平行にガイドロッド８２およびガイドレール８３が設け
られ、これらに支持されつつキャリッジ８４がプラテン
ローラ８１と平行に移動できるようになっている。キャ
リッジ８４は、フレーム８０の下部に設けられたＣＲモ
ータ８５によりベルト８６を介して駆動されるようにな
っている。

【００３０】キャリッジ８４には、ノズルからインクを
吐出してフルカラー印刷記録を行う４色（ブラック、シ
アン、マゼンタ、イエロー）のインクジェットヘッド７
０が搭載されている。そしてキャリッジ８４には、図１
には現れないが後述するヘッドドライバ２０も搭載され
ている。このキャリッジ８４は、多数の素線をテープ状
に集合させたフレキシブルケーブル７９により装置本体
側（フレーム８０側）と接続されており、本体側から必
要なデータや信号等を受信することができるようになっ
ている。キャリッジ８４においてフレキシブルケーブル
７９とヘッドドライバ２０は、公知のディンプル接点に
より必要な接触がとられている。

【００３１】またフレーム８０には、インクジェットヘ
ッド７０のインク吐出状態が悪化したときにこれを回復
させるための回復系として、ノズル面を拭き払うワイパ
８７と、ノズル面を覆って劣化したインクを吸引除去す
るパージキャップ８８とが設けられている。さらに、プ
ラテンローラ８１や回復系を駆動するＰＦモータ８９が
搭載されている。

【００３２】インクジェットヘッド７０の主要部は、各
色ごとに図２に示すように、概略、圧電セラミックスプ
レート７１と、カバープレート７２と、ノズルプレート
７３とを組み合わせて構成されている。圧電セラミック
スプレート７１は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）系
のセラミックス材料で形成され、複数の同一深さおよび
同一ピッチの平行な溝７４を有している。この溝７４間
の隔壁部分には分極処理がほどこされている。各溝７４
の側面上部には、金属電極７５がスパッタリング等によ
り形成されている。

【００３３】カバープレート７２は、アルミナ等のセラ
ミックスで形成され、圧電セラミックスプレート７１の
上面に接着されて溝７４を封止するものである。封止さ
れた溝７４は使用状態ではインクが満たされるチャンネ
ルであり、金属電極７５はその駆動電極である。ノズル
プレート７３は、プラスチック製であり圧電セラミック
スプレート７１およびカバープレート７２の前面に接着
されている。ノズルプレート７３には、各チャンネルに
対応する位置にノズル７６が設けられている。実際には
ノズル７６の個数はずっと多い。

【００３４】次に、インクジェット記録装置１０の制御
系を説明する。この制御系は、図３に示すように、ヘッ
ドドライバ２０と、ゲートアレイ３１と、ＣＰＵ３２と
を中心に構成されている。図３中、ヘッドドライバ２０
とインクジェットヘッド７０とがキャリッジ８４に搭載
されており、他（ホスト７８を除く）は装置本体内に設
置されている。ヘッドドライバ２０は、インクジェット
ヘッド７０の各チャンネルに駆動信号を印加する回路で
ある。ゲートアレイ３１は、ホスト（パソコン等）７８
からインタフェイス３３を介して印字データ（コードデ
ータ）を受け取り、そのイメージデータへの展開やヘッ
ドドライバ２０への転送等を行う回路である。その印字
データの転送等、ゲートアレイ３１からヘッドドライバ
２０への種々の送信はフレキシブルケーブル７９を通し
てなされるようになっており、フレキシブルケーブル７
９にはそのためのデータ信号線、転送クロック線、基本
クロック線、ラッチ信号線、の各ラインが含まれてい
る。また、ゲートアレイ３１には、展開したイメージデ
ータを貯蔵するイメージメモリ３４が付設されている。

【００３５】ＣＰＵ３２は、インクジェット記録装置１
０の動作全体の統括制御を行うワンチップマイコンであ
る。ＣＰＵ３２とゲートアレイ３１とはバス３５で接続
されており、データやタイミング信号等のやりとりがで
きるようになっている。また、ＲＯＭ３６やＲＡＭ３７
にも接続されている。ＣＰＵ３２およびゲートアレイ３
１により行われる主要な制御として、インクジェットヘ
ッド７０の分割駆動がある。分割駆動とは、印字記録を
行うに際し、インクジェットヘッド７０の各チャンネル
をグループ分けしてグループごとに所定時間ずつ遅延さ
せて駆動することであり、その詳細は後述する。そして
ＣＰＵ３２は、印字パラメータ等の設定操作や表示を行
うスイッチパネル３８や機械部分の駆動系３９にも接続
されている。ここで駆動系３９には、ＣＲモータ８５や
ＰＦモータ８９およびそれらのための位置センサ等が含
まれる。

【００３６】ヘッドドライバ２０について、図４により
さらに詳細に説明する。ヘッドドライバ２０は、印字ク
ロック発生部１１、シリアルパラレル変換回路１４、ラ
ッチ回路１５を中心に構成されている。印字クロック発
生部１１は、インクジェットヘッド７０の各チャンネル
をグループ分けし所定時間ずつ遅延して分割駆動するた
めの印字クロック信号を発生する回路である。シリアル
パラレル変換回路１４は、ゲートアレイ３１から伝送さ
れる印字データ（イメージデータ）がシリアル形である
ために、これをインクジェットヘッド７０の各チャンネ
ルに対応したパラレル形に変換する回路である。ラッチ
回路１５は、シリアルパラレル変換回路１４で変換して
得られたパラレル形の印字データを取り込んでこれを保
持する回路である。

【００３７】そして、ラッチ回路１５に保持されている
印字データに基づいてインクジェットヘッド７０の金属
電極７５に駆動信号を印加するためのアンドゲート１６
（ａ、ｂ、…）およびアンプ１７（ａ、ｂ、…）が、チ
ャンネルごとに設けられている。ここで英小文字の添字
がチャンネルを示している。以下の説明では適宜、添字
を省略して言及する。チャンネル（ａ、ｂ、ｃ、…）が
グループＡを、チャンネル（ｅ、ｆ、ｇ、…）がグルー
プＢを、チャンネル（ｉ、ｊ、ｋ、…）がグループＣ
を、チャンネル（ｍ、ｎ、ｏ、…）がグループＤを、そ
れぞれ構成している。これら各グループは、インクジェ
ットヘッド７０における印字色に対応している。

【００３８】このヘッドドライバ２０において、印字ク
ロック発生部１１は、ゲートアレイ３１からフレキシブ
ルケーブル７９を通してデータ信号と転送クロックと基
本クロックとラッチ信号とを入力されるようになってい
る。データ信号には、印字データ（シリアル）の他、分
割駆動の遅延量を設定するパラメータデータが含まれて
いる。転送クロックは、そのデータ立ち上がりエッジ毎
に、データ信号線に出力されているデータ（印字データ
またはパラメータデータ）の取り込みを行わせる信号で
ある。データ信号と転送クロックとは、ゲートアレイ３
１から互いに同期して送出される。基本クロックは、イ
ンクジェットヘッド７０の金属電極７５に印加される駆
動信号を司るクロック信号であり、実際には印字クロッ
ク発生部１１で各グループごとに遅延量を反映した印字
クロックＡ〜Ｄに変換されて用いられる。ラッチ信号に
は、ラッチ回路１５にシリアルパラレル変換回路１４の
出力データの取り込みを指示する励起パルスの他、デー
タ信号線に出力されているデータがパラメータデータで
あることを表示する表示信号が含まれている。

【００３９】印字クロック発生部１１について、図５を
参照してさらに詳細に説明する。印字クロック発生部１
１は、チャンネルの各グループに対応するパラメータレ
ジスタ１２Ａ〜Ｄおよびディレイ回路１３Ａ〜Ｄを主要
部とし、さらにアンドゲート２１〜２４を配置して構成
されている。パラメータレジスタ１２Ａ〜Ｄは、ゲート
アレイ３１からデータ信号線を通して供給されたパラメ
ータデータから当該グループにおける遅延量を決定して
ディレイ回路１３Ａ〜Ｄに出力するものである。ディレ
イ回路１３Ａ〜Ｄは、ゲートアレイ３１から供給された
基本クロックに対し、所定時間遅延した印字クロックＡ
〜Ｄを対応するグループのアンドゲート１６へ向けて出
力するものであり、その遅延量は対応するパラメータレ
ジスタ１２Ａ〜Ｄで決定された遅延量である。

【００４０】この印字クロック発生部１１における各種
信号類の入力関係は、次のようになっている。基本クロ
ックは、各ディレイ回路１３Ａ〜Ｄに直接入力される。
データ信号は、アンドゲート２１を介して各パラメータ
レジスタ１２Ａ〜Ｄに入力され、またアンドゲート２３
を介してシリアルパラレル変換回路１４へ向かう。転送
クロックは、アンドゲート２２を介して各パラメータレ
ジスタ１２Ａ〜Ｄに入力され、またアンドゲート２４を
介してシリアルパラレル変換回路１４へ向かう。

【００４１】ラッチ信号は、アンドゲート２１、２２に
正入力され、またアンドゲート２３、２４に反転入力さ
れる。これは、データ信号および転送クロックについ
て、ラッチ信号がハイであるときに入力されたもの、す
なわちパラメータデータは各パラメータレジスタ１２Ａ
〜Ｄに入力させ、ラッチ信号がローであるときに入力さ
れたもの、すなわち印字データは印字クロック発生部１
１をスルーしてシリアルパラレル変換回路１４へ向かわ
せるようにしたものである。なおラッチ信号は前記のよ
うに、印字クロック発生部１１に入力する以前に２つに
分岐されラッチ回路１５にも入力される。

【００４２】図４に戻ってシリアルパラレル変換回路１
４は、シリアル形の印字データを取り込んでパラレル形
に変換し、ラッチ回路１５に向けて出力するものであ
る。このため、印字クロック発生部１１から、データ信
号のうち印字データ（シリアル）と転送クロックのうち
印字データに同期するものとの入力を受けるようになっ
ている。そして、転送クロックの立ち上がりエッジ毎に
印字データの取り込みを行ってパラレル形に変換し、以
後新たな印字データをラッチ回路１５に向けて出力する
のである。このシリアルパラレル変換回路１４の出力の
ハイローは、ドットのオンオフと対応している。

【００４３】ラッチ回路１５は、シリアルパラレル変換
回路１４からチャンネルごとのデータを受け取るほか、
ゲートアレイ３１からラッチ信号の入力を受けるように
なっており、その信号（励起パルス）を受けるとシリア
ルパラレル変換回路１４の出力データを取り込み、以後
それを保持するものである。従って、ゲートアレイ３１
からフレキシブルケーブル７９を通してヘッドドライバ
２０に送信されたラッチ信号は、印字クロック発生部１
１およびラッチ回路１５に分岐されて入力される。

【００４４】アンドゲート１６は、ラッチ回路１５から
該当するチャンネルの印字データを入力されるほか、印
字クロック発生部１１から印字クロックＡ〜Ｄの入力を
受けるようになっている。印字クロックの添字Ａ〜Ｄ
は、チャンネルのグループに対応する。つまり、グルー
プＡに属するアンドゲート１６（ａ、ｂ、ｃ、…）は、
印字クロックＡの入力を受ける。グループＢ〜Ｄも同様
である。印字クロックＡ〜Ｄは、インクジェットヘッド
７０の金属電極７５が駆動される間ハイとなり、それ以
外はローである。そしてアンドゲート１６は、印字デー
タとクロック信号とがともにハイであるときに限りアン
プ１７にハイ信号を出力するものである。言い換える
と、印字クロックＡ〜Ｄは、該当するグループのアンド
ゲート１６に、ラッチ回路１５からの入力データをアン
プ１７に向けて出力させるものである。そして、各印字
クロックＡ〜Ｄは、駆動電流の集中排除のため印字クロ
ックＡを先頭に所定時間ずつ遅延して出力される。

【００４５】アンプ１７は、アンドゲート１６が印字ク
ロックを受けるとインクジェットヘッド７０の金属電極
７５に駆動信号を印加するものである。この駆動信号の
波形を図６により説明する。インクジェットヘッド７０
が圧電素子式であるため、金属電極７５の電圧は印字ク
ロック（図６の上段）の立ち上がりによりハイアップ
し、立ち下がりによりローダウンする波形（図６の中
段）でなければならない。これを実現するため駆動信号
の電流波形は、図６の下段に示すものである。すなわ
ち、電極電圧を時間微分した波形であり、立ち上がり時
の正パルスと立ち下がり時の負パルスとからなりそれ以
外の電流はほとんどゼロである。

【００４６】続いて、インクジェット記録装置１０の動
作を説明する。その基本的な動作は、ホスト７８から伝
送される印字データに従い、記録用紙Ｓの搬送およびキ
ャリッジ８４の移動を行いつつ、インクジェットヘッド
７０のノズル７６からインクを吐出して記録用紙Ｓに印
字記録を行うことである。この動作は、ＣＰＵ３２が統
括制御して行う。ここで、前記したようにホスト７８か
ら伝送される印字データは、まずゲートアレイ３１によ
りイメージメモリ３４上にイメージデータとして展開さ
れそしてそのイメージデータがゲートアレイ３１からヘ
ッドドライバ２０に供給されて、インクジェットヘッド
７０の実際の駆動が行われる。そしてインクジェットヘ
ッド７０の駆動は、グループごとの分割駆動である。

【００４７】この分割駆動は、図７のタイミングチャー
トに示すように行われる。すなわち、初期に波形設定区
間があり分割駆動の遅延量の設定がなされ、その後に印
字区間があり所定の印字周期Ｌに従って周期的に印字デ
ータが送信されそれに基づいてインクジェットヘッド７
０の分割駆動による印字が行われる。図７のうちゲート
アレイ３１からフレキシブルケーブル７９を介してヘッ
ドドライバ２０へ入力される信号を示しているのは、１
行目の「データ信号」と２行目の「転送クロック」と３
行目の「ラッチ信号」と１１行目の「基本クロック」と
の４つである。

【００４８】「データ信号」は、データ信号線の出力を
示している。このデータのうち、波形設定区間に出力さ
れているのはパラメータデータであり、印字区間に出力
されているのは印字データである。「転送クロック」
は、転送クロック線の出力を示している。データ信号線
にデータが出力されているときには、パラメータデータ
か印字データかにかかわらず、同期して転送クロックが
出力され、シリアルパラレル変換回路１４もしくはパラ
メータレジスタ１２Ａ〜Ｄでのデータ取り込みを行わせ
る。

【００４９】「ラッチ信号」は、ラッチ信号線の出力を
示している。この出力は、波形設定区間においてはパラ
メータデータが出力される期間を包含する期間でハイで
あり、それ以外はローである。このハイ信号は、データ
信号線の出力データがパラメータデータである旨をヘッ
ドドライバ２０の印字クロック発生部１１に対し表示す
る表示信号である。また、印字区間においては各印字周
期Ｌの境目（ｔ₁、ｔ₂、…）にパルス信号が出力され、
これはラッチ回路１５に対しシリアルパラレル変換回路
１４の出力データの取り込みを指示する励起パルスであ
る。

【００５０】「基本クロック」は、基本クロック線の出
力を示している。この出力は、波形設定区間においては
常にローであり、印字区間においてのみ、印字周期Ｌの
比較的初期のｔ_SSにハイアップして印字周期Ｌを跨ぐこ
となくほぼ中期のｔ_SEにローダウンする。このハイ信号
は、インクジェットヘッド７０の金属電極７５を分割駆
動するグループごとのクロック信号の基準となるもので
ある。

【００５１】他の行は、ヘッドドライバ２０内での信号
である。４行目の「パラメータデータ」は、印字クロッ
ク発生部１１のアンドゲート２１からパラメータレジス
タ１２Ａ〜Ｄへの出力を示している。この出力は、ラッ
チ信号がハイである（表示信号）ときのデータ信号線の
出力である。５行目の「転送クロックａ」は同様にアン
ドゲート２２からパラメータレジスタ１２Ａ〜Ｄへの出
力を示している。この出力は、ラッチ信号がハイである
（表示信号）ときの転送クロック線の出力である。６行
目の「パラメータレジスタ出力」は、パラメータレジス
タ１２Ａ〜Ｄの出力を示している。この出力は、「転送
クロックａ」が出力されているときに「パラメータデー
タ」を反映して変更され、それ以外は一定である。

【００５２】７行目の「印字データ」は、印字クロック
発生部１１のアンドゲート２３からシリアルパラレル変
換回路１４への出力を示している。この出力は、ラッチ
信号がローであるときのデータ信号線の出力である。８
行目の「転送クロックｂ」は同様にアンドゲート２４か
らシリアルパラレル変換回路１４への出力を示してい
る。この出力は、ラッチ信号がローであるときの転送ク
ロック線の出力である。９行目の「シリアルパラレル変
換出力」は、シリアルパラレル変換回路１４の出力を示
している。この出力は、「転送クロックｂ」が出力され
ているときに「印字データ」を反映して変更され、それ
以外は一定である。１０行目の「ラッチ出力」は、ラッ
チ回路１５の出力を示している。この出力は、「ラッチ
信号」のパルスが出力されたときに、その時点での「シ
リアルパラレル変換出力」を反映して変更され、それ以
外は一定である。

【００５３】１２〜１５行目の「印字クロックＡ」〜
「印字クロックＤ」はそれぞれ、印字クロック発生部１
１のディレイ回路１３Ａ〜Ｄの出力を示している。この
出力は、「基本クロック」を対応するパラメータレジス
タ１２Ａ〜Ｄの遅延量だけ遅延させたものである。すな
わち、印字クロックＡはｔ_ASにハイアップして印字周期
Ｌを跨ぐことなくｔ_AEにローダウンする。印字クロック
Ｂはｔ_BSにハイアップして印字周期Ｌを跨ぐことなくｔ
_BEにローダウンする。印字クロックＣはｔ_CSにハイアッ
プして印字周期Ｌを跨ぐことなくｔ_CEにローダウンす
る。印字クロックＤはｔ_DSにハイアップして印字周期Ｌ
を跨ぐことなくｔ_DEにローダウンする。これらのハイ信
号は、該当するグループのチャンネルを駆動するクロッ
ク信号である。

【００５４】波形設定区間における処理を説明する。こ
の区間では前記のように、パラメータデータ（データ信
号線）が転送クロックと同期して出力され、その出力期
間中はラッチ信号がハイ（表示信号）とされている（図
７の１〜３行目）。これらの信号は、図４に示すように
ヘッドドライバ２０において印字クロック発生部１１に
入力される。そして印字クロック発生部１１において
は、ラッチ信号がハイなのでアンドゲート２１、２２が
開かれる一方でアンドゲート２３、２４は閉じられてい
る。このため、パラメータデータおよび転送クロックは
パラメータレジスタ１２Ａ〜Ｄには送られるが（図７の
４、５行目）、シリアルパラレル変換回路１４には送ら
れない。そしてパラメータレジスタ１２Ａ〜Ｄでは、入
力されたパラメータデータに基づいて各グループ（Ａ〜
Ｄ）ごとに分割駆動の遅延量を決定してそれを保持す
る。その遅延量の値はその後、対応するディレイ回路１
３Ａ〜Ｄに向けて出力される（図７の６行目）。かくし
て、分割駆動の遅延量が各グループごとに設定される。

【００５５】なお、表示信号は、ラッチ回路１５にも到
達するのでその出力データに影響を与えるが、その後実
際の印字が行われるまでには必ず後述する印字区間の処
理がなされるので、印字結果に影響することはない。

【００５６】印字区間ににおける処理を説明する。この
区間では、毎印字周期Ｌの比較的初期に印字データ（イ
メージデータ、シリアル）のゲートアレイ３１からヘッ
ドドライバ２０への転送が行われる（図７の１行目）。
そしてこの印字データの転送が行われる間、ゲートアレ
イ３１は転送クロック信号をクロック出力する（図７の
２行目）。この印字データと転送クロック信号とは受け
側であるヘッドドライバ２０においてともに、前記のよ
うにまず印字クロック発生部１１に入力される。する
と、このときにはラッチ信号がローであるため（図７の
３行目）、印字クロック発生部１１ではアンドゲート２
１、２２が閉じられる一方でアンドゲート２３、２４は
開かれている。このため、印字データおよび転送クロッ
クはパラメータレジスタ１２Ａ〜Ｄには送られず、シリ
アルパラレル変換回路１４に送られる（図７の７、８行
目）。

【００５７】そして、シリアルパラレル変換回路１４
は、転送クロックに同期して印字データの取り込みを行
い転送クロックが入力されている間取り込みを続け、取
り込んだ印字データを順に各チャンネルに割り振ってパ
ラレルに保持する。これによりシリアルパラレル変換回
路１４の出力データは、古い印字データから新しい印字
データに更新される（図７の９行目）。

【００５８】また、毎印字周期Ｌの境目（ｔ₁、ｔ₂、
…）には、ゲートアレイ３１からヘッドドライバ２０へ
の励起パルスの印加がラッチ信号線によりなされる（図
７の３行目）。この励起パルスによりラッチ回路１５が
起動され、シリアルパラレル変換回路１４の出力データ
を取り込む。これによりラッチ回路１５の保持データ
（出力データも同じ）は、古い印字データから新しい印
字データに更新される（図７の１０行目）。すなわち各
印字周期Ｌの比較的初期に転送クロックとともに転送さ
れた印字データは、ラッチ回路１５により次周期の間保
持されるのである。なお、励起パルスは印字クロック発
生部１１にも到達してアンドゲート２１〜２４の状態に
影響を与えるが、データ信号（転送クロックも同じ）と
同時に励起パルスが印加されることはないので、遅延量
の設定等に影響することはない。

【００５９】そして、ディレイ回路１３Ａから出力され
る印字クロックＡは、タイミングｔ_ASにハイアップし、
そしてタイミングｔ_AEにローダウンする（図７の１２行
目）。タイミングｔ_ASとｔ_AEとは同一の印字周期Ｌ内に
ある。印字クロックＡはグループＡに属する各チャンネ
ルのアンドゲート１６（ａ、ｂ、ｃ、…）に入力され、
これにより各アンドゲート１６（ａ、ｂ、ｃ、…）は、
ラッチ回路１５の出力する印字データに従い、アンプ１
７（ａ、ｂ、ｃ、…）を介してインクジェットヘッド７
０の対応する金属電極７５に駆動信号を印加する。すな
わち、印字データがハイ（ドットオン）であるチャンネ
ルについて、図６で説明したように、タイミングｔ_ASに
正のパルス電流が印加されそしてタイミングｔ_AEに負の
パルス電流が印加され、タイミングｔ_ASとｔ_AEとの間当
該チャンネルの電極電圧がハイとなる。これにより当該
チャンネルではインクの吐出による印字記録がなされ
る。

【００６０】ディレイ回路１３Ｂから出力される印字ク
ロックＢは、毎タイミングｔ_SSに対し少し遅延してタイ
ミングｔ_BSにハイアップし、そしてタイミングｔ_BEにロ
ーダウンする（図７の１３行目）。その遅延量は、波形
設定区間においてパラメータレジスタ１２Ｂにより指定
された値である。印字クロックＡの場合と同様にタイミ
ングｔ_BSとｔ_BEとは同一の印字周期Ｌ内にあり、またハ
イ信号が維持される長さも印字クロックＡの場合と同様
である。印字クロックＢはグループＢに属する各チャン
ネルのアンドゲート１６（ｅ、ｆ、ｇ、…）に入力さ
れ、当該チャンネルで印字記録がなされる。グループ
Ｃ、Ｄでも同様に、パラメータレジスタ１２Ｃ、Ｄに指
定されている遅延量により、印字記録が行われる。

【００６１】かくして、グループＡ〜Ｄごとの分割駆動
による印字動作が行われる。図６で説明したように、駆
動電流は印字クロックの立ち上がり時および立ち下がり
時にパルス状に流れるだけなので、２以上のグループの
ための駆動電流が同時に流れることはない。ここにおい
て、波形設定区間の処理は、新たに印字を開始するとき
の他、印字の態様を変更するときにも行われる。なお、
図７では、印字クロックＡは基本クロックに遅延してお
らず、すなわちパラメータレジスタ１２Ａの遅延量は０
であるが、これを有限値としてもよい。

【００６２】次に、本発明の応用例として、波形設定区
間を利用して往復印字や単色印字、動作温度への対応を
行うようにした例を説明する。

【００６３】（第１応用例）キャリッジ移動の往路で印字するときと復路で印字する
ときとで各グループの遅延量を変更するようにしたもの
である。すなわち図８に示すように、往路と復路とで各
グループの駆動順序を逆転させている。これにより、往
路と復路との間で印字品質に差が生じることがなくな
る。このような印字は、往路印字前と復路印字前とにそ
れぞれ波形設定区間を設け、ゲートアレイからそれぞれ
専用のパラメータデータを送信することにより実現でき
る。

【００６４】（第２応用例）インクジェットヘッド７０は前記のように４色ヘッドで
あるが、単色印字を行う場合もある。そして単色印字に
は、印字データ自体が単色である場合と、印字データは
多色だが単色の印字結果を得たい場合とがある。前者の
場合には印字する色に相当するグループにのみ、印字デ
ータがオンであるチャンネルがあり、それ以外の色に相
当するグループではすべての印字データがオフである。
従ってそのまま印字動作を行えば単色印字がなされる。
後者の場合には、印字クロックを単色用のものに変更す
ることにより単色印字が可能となる。

【００６５】図９に示すのがその例で、単色印字の場合
には印字クロックＡのみが出力され、他のグループの印
字クロック（Ｂ〜Ｄ）は出力されない。これにより単色
印字がなされる。このような印字は、波形設定区間にゲ
ートアレイから、印字する色を特定するとともにその色
に相当するグループにのみ遅延量を設定するパラメータ
データを送信することにより実現できる。なお、図９に
示すグループＡでは、フルカラー印字時と単色印字時と
で遅延量に差はないが、差を設けてもよい。例えば、フ
ルカラー印字時に遅延量の大きいグループＣやＤに相当
する色で単色印字をするときは、フルカラー印字時より
遅延量を小さくすることが考えられる。

【００６６】（第３応用例）インクジェットヘッド７０におけるインク吐出１回当た
りの液量は、動作温度の影響を受ける。そこで図１０に
示すように印字クロックＡ〜Ｄのハイ時間の長さを動作
温度に応じて変更すればこれを補正して動作温度にに関
わらず一定の印字品質が得られる。このような印字は、
波形設定区間にゲートアレイから、各グループの遅延量
のみならず、印字クロックＡ〜Ｄの波形（ここではハイ
時間の長さ）をも設定するパラメータデータを送信する
ことにより実現できる。その場合には、動作温度が変化
したら改めて波形設定区間の処理を行い、最新の動作温
度に合わせて印字クロックＡ〜Ｄの波形を設定する。さ
らに、インクの色によって粘度が異なり最適なハイ時間
の長さが異なるようなことも考えられるが、その場合に
はグループごとにハイ時間の長さを変えるようなパラメ
ータデータを送信すればよい。なお、図１０の基本クロ
ックに示すように、印字クロックＡ〜Ｄの波形を設定す
るデータがパラメータデータに含まれている場合には、
基本クロックはパルスデータでもよい。

【００６７】以上詳細に説明したように、本実施の形態
に係るインクジェット記録装置１０によれば、ヘッドド
ライバ２０内に印字クロック発生部１１を設け、チャン
ネルの各グループごとの印字クロックＡ〜Ｄの発生をキ
ャリッジ８４上で行うようにしている。このため、装置
本体とキャリッジ８４とを結ぶフレキシブルケーブル７
９には、印字クロック線を、分割駆動の組分け数である
４本設ける必要がなく１本の基本クロック線で済んでい
る。

【００６８】また、各印字クロックＡ〜Ｄの基本クロッ
クに対する遅延量を設定するパラメータデータの印字ク
ロック発生部１１への送信を、印字データのデータ信号
線を用いて行うので、パラメータデータのために特別の
信号線を設ける必要もない。さらに、データ信号線のデ
ータがパラメータデータであるときにアンドゲート２１
〜２４を切り替えさせる表示信号の送信を、励起パルス
のラッチ信号線を用いて行うので、表示信号のために特
別の信号線を設ける必要もない。そしてこれらのことか
ら、ディンプル接点の点数も増やす必要がない。

【００６９】従って、配線の困難を伴うことなく容易に
分割駆動の組分け数を増やすことができるインクジェッ
ト記録装置１０が実現されている。そして、インクジェ
ットヘッド７０が駆動開始時と終了時とにしか電流を要
しない圧電素子式のヘッドであることから、分割駆動の
結果として、２以上のグループに同時に電流を供給する
ことがなく、分割駆動の意義が大きい。特に、高解像度
化等のためのチャンネル数や分割のグループ数を多くす
る必要のある場合において効果が大きい。

【００７０】また、パラメータデータにより各グループ
Ａ〜Ｄごとの遅延量を変更することもできるので、印字
の態様により最適な分割駆動をすることができる。例え
ばキャリッジ８４の移動の往路と復路とで遅延量の順序
を逆にして、往路でも復路でも印字品質に差が出ないよ
うにすることができる。さらに、パラメータデータで
は、各グループＡ〜Ｄごとの遅延量ばかりでなく、グル
ープＡ〜Ｄごとに印字クロックを出力するか否かを設定
することもできるので、印字データが多色のデータであ
っても、これを単色印字することができる。また、パラ
メータデータでは、各グループＡ〜Ｄごとの印字クロッ
クについてハイ時間の長さ等、波形を設定することもで
きるので、動作温度ごとにハイ時間の長さを変更して印
字品質を均一にすることもできる。

【００７１】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の
改良、変形が可能であることはもちろんである。例え
ば、図５において、アンドゲート２１からのパラメータ
データおよびアンドゲート２２からの転送クロックａ
は、一旦パラメータレジスタ１２Ａに入力されてから順
次パラメータレジスタ１２Ｂ、Ｃ、Ｄに転送されるよう
になっているが、並列に直接入力するようにしても構わ
ない。また、前記実施の形態では、駆動開始時と終了時
とにしか電流を要しない圧電素子式のインクジェットヘ
ッドを用いることとしたが、駆動開始時から終了時まで
一定の電流を流し続けるバブルジェット式のヘッドの場
合であっても、本発明の適用は可能である。

【００７２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、本体側の制御系からパラメータデータがキャリ
ッジ上の印字クロック発生部に送信され、そのパラメー
タデータに基づいた印字クロックに関する値をパラメー
タレジスタに保持し、その値に基づいて印字データを各
チャンネルに出力し、チャンネルの駆動を行うことがで
きる。そして、本発明によれば、制御系からのパラメー
タデータのキャリッジ側への送信は、印字データと共通
のデータ信号線を利用して行われるので、本体とキャリ
ッジとの間の配線本数が少なくてすむ。

【００７３】そして、本発明によれば、本体側の制御系
から伝送したパラメータデータによって遅延量を設定
し、印字クロック発生部がその設定に従って印字クロッ
クの発生を行うので、印字の態様に応じて最適な遅延量
を設定できる。また、キャリッジの往路で印字するとき
と復路で印字するときとで各グループの遅延量が異なる
ことで、キャリッジ移動の向きにかかわらず同等の印字
品質を得ることができる。

【００７４】また、本発明のインクジェット記録装置で
は、パラメータデータによって印字クロックの波形を設
定し、最適な駆動クロック信号の波形でチャンネル駆動
を行うことができる。また、インクの色によって、ある
いは動作温度によって最適な駆動クロック信号の波形で
チャンネル駆動を行うことができる。

【００７５】また、本発明によれば、インクジェットヘ
ッドが、印字クロックの立ち上がり時と立ち下がり時と
にパルス的に電流が流れる圧電素子式のヘッドであるの
で、分割駆動を行うことにより、グループ間での電流の
重なりはほとんどなく、電流集中排除の効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】インクジェット記録装置の概略構成を示す図で
ある。

【図２】インクジェットヘッドの概略構成を示す図であ
る。

【図３】インクジェット記録装置の制御系を示すブロッ
ク図である。

【図４】ヘッドドライバの概略構成を示すブロック図で
ある。

【図５】印字クロック発生部の概略構成を示すブロック
図である。

【図６】圧電素子式インクジェットヘッドの駆動信号を
説明する図である。

【図７】インクジェットヘッドの分割駆動を説明するタ
イミングチャートである。

【図８】キャリッジの往路と復路とで遅延量を変更する
場合のタイミングチャートである。

【図９】フルカラー印字と単色印字とで印字クロックを
変更する場合のタイミングチャートである。

【図１０】動作温度により印字クロックをの長さ変更す
る場合のタイミングチャートである。

【図１１】従来のインクジェット記録装置のヘッドドラ
イバを示すブロック図である。

【図１２】従来の分割駆動を説明するタイミングチャー
トである。

【符号の説明】

１１印字クロック発生部１４シリアルパラレル変換回路１５ラッチ回路３１ゲートアレイ３２ＣＰＵ７０インクジェットヘッド７６ノズル７９フレキシブルケーブル８４キャリッジＡ〜Ｄ分割グループａ、ｂ、… チャンネルＬ印字周期

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41J 2/01 B41J 2/045 B41J 2/055 B41J 2/51

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】インクを吐出するノズルに連通された複
数のチャンネルを有するインクジェットヘッドと、この
インクジェットヘッドの前記各チャンネルに駆動信号を
印加するヘッドドライバとをキャリッジに搭載し、前記キャリッジを支持した装置本体に、前記ヘッドドラ
イバに印字データ、クロック信号及びパラメータデータ
を伝送する制御系を設置し、前記ヘッドドライバは、前記クロック信号及びパラメー
タデータに基づいて印字クロックを発生する印字クロッ
ク発生部を有し、前記印字クロックのタイミングで前記印字データにより
前記チャンネルを駆動するインクジェット記録装置にお
いて、前記装置本体の制御系は、異なる前記印字クロックを設
定するための前記パラメータデータを、前記印字クロッ
ク発生部に対して送信し、前記印字クロック発生部は、前記パラメータデータを前
記クロック信号に基づいて入力して前記印字クロックに
関する値を保持するパラメータレジスタを有し、前記パラメータレジスタに保持した値に基づいて前記印
字データを前記チャンネルに出力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に記載するインクジェット記録
装置において、前記パラメータデータと前記印字データとを共通のデー
タ信号線により前記装置本体側から前記ヘッドドライバ
に送信し、前記クロック信号の状態に基づいて、前記パ
ラメータデータを前記印字クロック発生部に入力するこ
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２に記載するインクジェット記録
装置において、前記ヘッドドライバは、前記印字データを各チャンネルに対応したパラレル形に
変換する変換手段と、前記変換手段により変換されたパラレル形の印字データ
を取り込んで保持するラッチ手段とを備えることを特徴
とするインクジェット記録装置。
【請求項４】請求項１ないし請求項３のいずれかに記
載するインクジェット記録装置において、前記パラメータデータには、前記チャンネルをグループ
ごとに所定間隔ずつ遅延させて駆動するための、前記印
字クロックの遅延量を設定でき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４に記載するインクジェット記録
装置において、前記遅延量を、前記キャリッジの往路と復路とで各グル
ープに対して変更す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ないし請求項５のいずれかに記
載するインクジェット記録装置において、前記パラメータデータには、前記印字クロックの波形を
設定できることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項７】請求項６に記載するインクジェット記録
装置において、前記インクジェットヘッドが多色ヘッドであり、前記波形は、インクの色によって異なることを特徴とす
るインクジェット記録装置。
【請求項８】請求項６または請求項７に記載するイン
クジェット記録装置において、前記波形を、動作温度により変更することを特徴とする
インクジェット記録装置。
【請求項９】請求項４に記載するインクジェット記録
装置において、前記インクジェットヘッドが圧電素子式のインクジェッ
トヘッドであることを特徴とするインクジェット記録装
置。