JP3572822B2 - インクジェットプリントヘッド - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクをノズルから吐出させ、被記録材にインクドットを付着させて記録を行なうインクジェットプリントヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多数のノズルを備えたインクジェットプリントヘッドにおいては、全てのノズルを同時に駆動するためには大きな電流が必要であり、電源装置などが大型化するため、いくつかのノズルごとにブロックに分割し、ブロックごとに駆動するブロック駆動がなされている。図１１は、従来の駆動方法の一例の説明図である。図１１に示した例では、４本のノズルを１ブロックとして、各ブロック内のノズルを同時に駆動し、各ブロックを順次駆動している。これによって同時に駆動されるノズルは４本のみであるため、電源装置の電源容量を大幅に縮小することができる。
【０００３】
このような駆動によって、被記録材には図中右に示すように、４ドットずつ少しずつずれたドット列が形成される。このままでは直線が傾いてしまうため、通常はインクジェットプリントヘッドを少し傾けて配置し、補正している。あるいは、特開平５−２２０９８８号公報に記載されているように、隣接するノズルが同一ブロックとならないように構成し、ドット列を分散させて直線性を向上させようとしたものもある。さらに、特開平７−９６６０７号公報では、噴射領域を一部重複させて駆動することによって直線性を向上させている。しかしこのような駆動方法は、駆動制御回路が複雑となり、また、噴射完了までの時間が長くなるという欠点を有している。
【０００４】
また、多数のノズルを備えたインクジェットプリントヘッドでは、あるノズルからインクの噴射を行なうと、インクの噴射の際にノズル内に圧力変動やインクの流動が発生する。この圧力変動やインクの流動が他のノズルにも伝播し、流体的、音響的クロストークを引き起こす場合がある。すなわち、各ノズルでは、先に噴射を行なったノズルからの流体的、音響的クロストークの影響を受けて、噴射時に外乱を生じ、その結果、サテライト異常等の画質欠陥を引き起こす場合がある。このため、最も影響を受けやすい次のタイミングで噴射を行なうノズルを、インクを噴射したノズルからできるだけ物理的に離すことで外乱を避ける方法が取られてきている。しかし、距離を離しすぎることは、その電気的駆動方法が困難になるばかりでなく、印字タイミングのずれから画像上の直線性を損ない、高品質の画質を保つことができなくなるという問題があった。
【０００５】
例えば、特開平７−８１０６６号公報では、隣接するノズルを連続的に駆動している。そのため、隣接するノズル間でクロストークが発生し、画像が劣化するという問題がある。また、上述の特開平５−２２０９８８号公報や特開平７−９６６０７号公報でも、隣接するノズルが連続するタイミングで駆動されており、やはりクロストークが発生して画質の劣化を生じる。
【０００６】
このようなクロストークを回避する駆動方法として、インターレース方式が提案されている。図１２は、従来のインターレース方式の駆動方法の一例の説明図である。図１２では、８本のノズルを８回に分けて駆動する例を示している。インターレース方式では、あるノズルが駆動されたとき、次のタイミングではなるべく離れたノズルを駆動する。この例では、１番目のノズルを駆動した後、５番目のノズルを駆動し、以下、３番目、７番目、２番目、６番目、４番目、８番目の順で駆動する。このような駆動を行なうことによって、連続するタイミングで隣接するノズルが駆動されないので、クロストークは発生しにくく、良好な画質を維持できる。また、記録されたドットは、ある幅に広がるが、直線性は向上する。
【０００７】
このようなインターレース方式を、多数のノズルを有するインクジェットプリントヘッドに適用する場合、通常は全てのノズルを１本ずつ順次駆動することは行なわず、ある本数ごとにグループに分け、各グループ内でインターレース方式で駆動を行なう。そして、電源容量などの関係から同時に駆動可能なノズル数だけのグループをブロックとして、各グループのノズル１本ずつを同時に駆動する。各ブロックは順次駆動すればよい。
【０００８】
一方、１つのヘッドに配列されている複数のノズルを色数に分割し、複数色を記録可能なインクジェットプリントヘッドが開発されている。このようなインクジェットプリントヘッドは、例えば、特公平１−１２６７５号公報や、特開平２−２０４０５３号公報等に記載されている。しかし、これらの文献に記載されているインクジェットプリントヘッドでは、異なる色材を噴射するノズルが隣接しているため、混色などの問題がある。特開平４−２６３９４９号公報では、異なる色材を噴射するノズルの間隔を広くし、混色などを防いでいる。同様に特願平７−１０３６６２号においても、異なる色材を噴射するノズルの間隔を広くし、さらにダミーノズルを異なる色材を噴射するノズルの間に設けている。ダミーノズルは特開平５−１３８８８４号公報で提案されているように、実際の記録動作時には使用しないノズルであり、噴射の安定化を実現している。
【０００９】
このような複数色一体型のインクジェットプリントヘッドにおいて、上述のようなインターレース方式による駆動を行なう場合を考える。図１３は、複数色一体型のインクジェットプリントヘッドにおいてインターレース方式の駆動を行なった場合の段差の説明図である。図１３（Ａ）には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色一体型のインクジェットプリントヘッドを示している。なお、各ノズルの図示は省略している。このようなインクジェットプリントヘッドを例えば４つのブロックに分けて順次駆動することを考える。各ブロック内はインターレース方式によって駆動されるので、図１２に示すようにある幅ｄ内にドットが分散されて記録される。１つのブロックの駆動が終了し、次のブロックの駆動を行なう際には、図１３（Ｂ）に示すように先のブロックによって記録された幅ｄだけずれた、幅ｄの領域にドットが記録されることになる。
【００１０】
図１１に示したように隣接したノズルをブロックとして同時に駆動し、各ブロックを順次駆動した場合には各ドットのズレは微小であり、全体としてズレが生じるのみであったが、このインターレース方式では、図１３（Ｂ）に示すようにブロック間のズレ量が大きくなる。このブロック間のズレは、視覚的な段差となって画質を低下させる。この視覚的な段差は、主に文字を記録することが多い黒ではそれほど問題とはならず、主にチャートなどのグラフィックパターンを記録する場合の多い他のカラーで主に問題となっていた。図１３（Ａ）に示したようなブロックの分割を行なった場合、３色ともブロックの境界が存在し、このブロックの境界部分で視覚的な段差が生じる可能性がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、複数色一体型のインクジェットプリントヘッドにおいてインターレース方式の駆動を行なった場合でも、視覚的な段差を生じず、良好な画質を得ることのできるインクジェットプリントヘッドを提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、複数のノズルを有するヘッド部と、該ノズルを駆動する駆動制御手段を有し、前記複数のノズルを分割して複数の色材を記録可能なインクジェットプリントヘッドであって、異なる色材を噴射するノズル間に記録に用いないが駆動可能なダミーノズルを有しており、前記駆動制御手段が、前記色材を噴射するノズルにおいては、隣接するノズルを同時に駆動しないインターレース方式を用い、同時に駆動可能なノズル数と前記インターレース方式に応じてブロックごとに順次駆動して記録動作を行なわせるインクジェットプリントヘッドにおいて、前記駆動制御手段は、前記各色材を噴射するノズルを前記各色材ごとにそれぞれ１つのブロックとしてそれぞれ各色の記録を行なうように駆動し、前記ダミーノズルにおいては、前記各色材ごとのブロックとは異なるブロックとして、かつ、前記各色の記録を行なうブロックの駆動の間に駆動し、この間に各色の記録位置を合わせるようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリントヘッドにおいて、さらに、複数のノズルを有し１色のみ記録可能な第２のヘッド部と、該第２のヘッド部の駆動を制御する第２の駆動制御手段を有し、前記第２の駆動制御手段も、前記第２のヘッド部の各ノズルの噴射において隣接する前記ノズルを同時に噴射させないインターレース方式を用い、同時に駆動可能なノズル数と前記インターレース方式に応じてブロックごとに順次駆動して記録動作を行なうものであることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のインクジェットプリントヘッドにおいて、前記駆動制御手段および前記第２の駆動制御手段は、前記各ブロックに属するノズルの選択を、ブロックを選択するためのブロック選択信号線と、各ノズルの入切を指示する信号線の一部との電気的接続によって行なうことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載のインクジェットプリントヘッドにおいて、前記ダミーノズルのブロックは、インターレース方式による駆動は行なわないことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のインクジェットプリントヘッドにおいて、各色材ごとのブロックを駆動するインターレース方式と、前記ダミーノズルのブロックのインターレース方式以外の駆動方式は、前記駆動制御手段におけるブロック内のノズルを選択するためのブロック内選択信号線と、各ノズルの入切を指示する信号線の一部との電気的接続によって実現することを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態を示す概略構成斜視図であり、図１（Ａ）は単色のインクジェットプリントヘッドの一例を示し、図１（Ｂ）は３色一体型のインクジェットプリントヘッドの一例を示す。また図２は、同じく流路方向の断面図である。図中、１はチャネル基板、２はヒータ基板、３は厚膜樹脂層、４はインクリザーバ、５はリザーバ隔壁、６は印字記録用ノズル、７はダミーノズル、８は間隔、９は発熱体である。
【００２０】
チャネル基板１には、複数のインク流路およびインクリザーバ４が形成される。インクリザーバ４は各色のインクごとに形成される。図１（Ｂ）に示す３色一体型のインクジェットプリントヘッドでは、３つのインクリザーバ４が設けられている。この場合、インクとして、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色を用いることができる。各インクリザーバ４は、リザーバ隔壁５で隔てられている。また、図１（Ａ）に示すインクジェットプリントヘッドでは、１つのインクリザーバ４が設けられている。例えば黒（Ｋ）のインクを用いることができる。なお、インクリザーバ４はチャネル基板１を貫通して形成されており、この貫通孔から各色のインクが供給される。
【００２１】
また、チャネル基板１には複数のインク流路が設けられ、インクリザーバ４に連通している。図１に示す３色一体型のインクジェットプリントヘッドでは、複数のインク流路は、各色に対応して形成され、それぞれ対応するインクリザーバ４に連通している。インク流路は、例えば４００ＤＰＩの記録密度では６３．５μｍごとに設けられる。インク流路中には図２に示すように発熱体９が設けられており、後述する駆動制御部によって駆動されて発熱し、インク中に気泡を成長させて気泡の圧力によってインクをノズルから吐出させる。各インクリザーバ４に接続された複数のインク流路のうち、両端の１ないし複数のインク流路はダミーノズル７として用いられ、他は印字記録用ノズル６として用いられる。すなわち、印字記録を行なう際には、印字記録用ノズル６のみを用いて行なわれる。
【００２２】
上述の特開平５−１３８８８４号公報にも記載されているように、インクリザーバ４の側面付近のノズルでは、インクの吐出が不安定になりやすい。そのため、ダミーノズル７は、印字記録時には用いない。しかし、ダミーノズル７は、インクを吐出することは可能である。例えば、メンテナンス時にインクを吐出させたり、プライミング動作によってダミーノズル７からもインクを吸引することができる。これによって、インクリザーバ４の側面付近に滞留する気泡やゴミなどがダミーノズル７からインクとともに外部へ排出され、印字記録時の吐出不良を軽減することができる。
【００２３】
図１（Ｂ）に示す３色一体型のインクジェットプリントヘッドでは、異なる色の隣接するダミーノズル７の間には、印字記録用ノズル６およびダミーノズル７のピッチと同じピッチで間隔８が設けられている。この間隔８は、例えばノズル数本が配置できるだけの間隔とすることができる。印字記録時には、異なる色のインクを吐出する印字記録用ノズル６の間には、この間隔８とダミーノズル７の間隔が空くことになる。これによって異なる色のインクの混色を低減することができ、良好な画質を得ることができる。また、ダミーノズル７は、チャネル基板１とヒータ基板２を接着する際の接着剤の回り込みをを抑制する働きも有している。
【００２４】
一方、ヒータ基板２には、印字記録用ノズル６およびダミーノズル７に対応して発熱体９が設けられ、電極や保護膜等が形成され、その上に厚膜樹脂層３が設けられる。厚膜樹脂層３には、インク流路とインクリザーバ４とを接続する凹部、および、発熱体上の凹部が形成される。そして、チャネル基板１とヒータ基板２が接合され、インク流路の所定の位置で切断し、ヘッドチップが構成されている。
【００２５】
図１（Ｂ）には３色一体型のインクジェットプリントヘッドを示したが、３色に限らず、２色以上の複数色を一体化したインクジェットプリントヘッドにおいて同様に構成することができる。また、ここでは図１（Ｂ）に示す３色一体型のインクジェットプリントヘッドと図１（Ａ）に示す単色のインクジェットプリントヘッドを並置して用いるが、４色一体型のインクジェットプリントヘッドを１本のみ用いるなど、種々の変形が可能である。
【００２６】
図３は、本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態における具体例を示す正面図である。ここでは具体例として、インクジェットプリントヘッドは１６０個の発熱体を駆動制御可能な駆動制御部を有するものとし、駆動可能な１６０本のノズルについてその配置を示している。駆動可能なノズルの本数が多いほど、記録スピードを確保する上で好ましい。便宜上、左側のノズルから一連番号を付し、各ノズルを番号で示すことにする。図３（Ａ）に示す単色のインクジェットプリントヘッドでは、黒（Ｋ）を記録するものとし、１番から１６０番までの１６０本のノズル全てから黒（Ｋ）インクを噴射する。
【００２７】
図３（Ｂ）に示す３色一体型のインクジェットプリントヘッドは、左からシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインクを噴射して記録するものとし、それぞれ５２本、５６本、５２本のノズルを割り当てている。シアン（Ｃ）のインクを噴射する１番から５２番までのノズルのうち、１〜４番の４本と４５〜５２番の８本のノズルをダミーノズル７とし、５〜４４番の４０本のノズルを印字記録用ノズル６として用いる。また、マゼンタ（Ｍ）のインクを噴射する５３〜１０８番のノズルのうち、５３〜６０番の８本と１０１〜１０８番の８本のノズルをダミーノズル７とし、６１〜１００番までの４０本のノズルを印字記録用ノズル６として用いる。イエロー（Ｙ）のインクを噴射する１０９〜１６０番のノズルのうち、１０９〜１１６番の８本と１５７〜１６０番の４本のノズルをダミーノズル７とし、１１７〜１５６番の４０本のノズルを印字記録用ノズル６として用いる。
【００２８】
なお、間隔８として、８本のノズルを配置可能な間隔が設けられている。上述のようにチャネル基板１とヒータ基板２を接着してヘッドを組み立てるが、製造上、間隔８としてある程度大きさを確保する必要がある。そのため、色間のダミーノズルが存在しない間隔８の領域として、８本のノズル相当の領域を確保した。
【００２９】
図３（Ａ）に示した黒（Ｋ）のインクジェットプリントヘッドの１番のノズルが図３（Ｂ）に示した３色一体型のインクジェットプリントヘッドの５番のノズルに対応づけて、両者のインクジェットプリントヘッドが配置される。図３（Ａ）に示した黒（Ｋ）のインクジェットプリントヘッドの１６０番のノズルは、図３（Ｂ）に示した３色一体型のインクジェットプリントヘッドの１４８番のノズルと対応する。
【００３０】
このようなインクジェットプリントヘッドを用い、画信号に応じてノズルを駆動制御して記録を行なう。このとき、インターレース方式を用いて駆動を行なう。図４は、本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態におけるインターレース方式の駆動方法の一例の説明図である。ここでは、８ドットを離散させたインターレースを用いている。これはインターレース方式の駆動においては２のｎ乗が妥当であり、４では隣接するノズルが駆動されるので画質欠陥の発生の可能性があるため採用できず、１６では直線性の確保が困難だからである。
【００３１】
また、ここでは５本のノズルを同時に駆動する。４本のノズルを同時に駆動する場合、１６０本のノズルを駆動するのに４０回の駆動を要するため、全てのノズルを駆動するのに時間がかかり、印字スピードが低下する。そのため、５本以上のノズルの同時駆動が要求される。しかしながら、同時に駆動するノズル数の増加は、電源容量の増大と、発熱によるインクジェットプリントヘッドの昇温を招き、気泡に起因する画質欠陥を誘発するため、なるべく少ない方がよい。このような見地から、同時に駆動するノズル数を５本としている。
【００３２】
また、８ドットを離散させたインターレース方式の駆動と、５本のノズルの同時駆動を組み合わせることにより、１ブロックの単位は８×５＝４０本となる。上述の各インクジェットプリントヘッドの具体例において備えられているノズル数１６０本は４０の倍数であり、好ましい本数である。
【００３３】
図４では、このようにして決定された１ブロック内のインターレース方式の駆動方法を示している。図中の数字は１ブロック内のノズルの番号を示しており、上から８本ごとにグループを形成している。各グループ内でインターレース方式の駆動を行ない、駆動順序を○付きの数字で示している。また、各グループの同じ位置のノズル、すなわち駆動順序を示す○付きの数字の同じノズルを同時に駆動する。例えば、１〜８のノズルで構成されるグループでは、１，４，７，２，５，８，３，６の順で各ノズルが駆動される。また、１，９，１７，２５，３３の５本のノズルは同時に駆動される。このような駆動方法によって記録されるドットを拡大して模式的に左側に示している。このように、ブロック内では直線性を損なうことなく、また隣接するノズルが連続して駆動されないのでクロストークなどによるサテライトの発生が減少し、画質を向上させることができる。
【００３４】
図５、図６は、本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態における具体的な各ブロックの駆動順序の一例の説明図である。図５（Ａ）は図３（Ａ）に示した黒（Ｋ）インクを噴射するインクジェットプリントヘッドの場合を示し、図５（Ｂ）は図３（Ｂ）に示した３色一体型のインクジェットプリントヘッドを示している。なお、ここでは、各ブロックを順次駆動するので、駆動される順に各ブロックをずらして示している。上述のように、１ブロックは４０本のノズルによって構成されるものとする。
【００３５】
図５（Ａ）に示した黒（Ｋ）インクを噴射するインクジェットプリントヘッドの場合には、１番目のノズルから４０本ごとにブロックに分割し、各ブロックごとに順次駆動する。すなわち、図６にブラックヘッドとして示したように、ａ，ｂ，ｃ，ｄの順でブロックが駆動される。ブロック内は図４に示したようなインターレース方式の駆動を行なう。このとき、上述のようにブロック間で記録タイミングとして８噴射分だけズレてしまい、視覚的にも図１３（Ｂ）に示したような段差が生じるが、上述のように黒インクによる記録は文字などが多く、視覚上の画質の劣化にはつながらない。
【００３６】
図５（Ｂ）に示した３色一体型のインクジェットプリントヘッドの場合には、まずシアン（Ｃ）の印字記録用ノズルである５〜４４番目の４０本のノズル（ｂ）を１つのブロックとして駆動する。次に、シアン（Ｃ）のダミーノズルである１〜４番目のノズル（ａ）、４５〜５２番目のノズル（ｃ）と、マゼンタ（Ｍ）のダミーノズルである５３〜６０番目のノズル（ｄ）を１つのブロックとして駆動する。そして、マゼンタ（Ｍ）の印字記録用ノズルである６１〜１００番目の４０本のノズル（ｅ）を１つのブロックとして駆動する。次に、マゼンタ（Ｍ）のダミーノズルである１０１〜１０８番目のノズル（ｆ）と、イエロー（Ｙ）のダミーノズルである１０９〜１１６番目のノズル（ｇ）、１５７〜１６０番目のノズル（ｉ）を１つのブロックとして駆動する。最後に、イエロー（Ｙ）の印字記録用ノズルである１１７〜１５６番目のノズル（ｈ）を１つのブロックとして駆動する。すなわち、図６にカラーヘッドとして示したように、最初にブロック（ｂ）、次にブロック（ａ），（ｃ），（ｄ）、３番目にブロック（ｅ）、４番目にブロック（ｆ），（ｇ），（ｉ）、５番目にブロック（ｈ）が駆動される。
【００３７】
なお、２番目と４番目に駆動するダミーノズルのブロックについては、記録を行なわない画像データを用いて駆動を行なうので、実際にインクが噴射されることはない。また、通常は直線性を確保するためインクジェットプリントヘッドを傾けて装着しているが、各色間にダミーノズル７や間隔８が存在するため、例えば、シアン（Ｃ）を記録した位置にマゼンタ（Ｍ）のノズルが到着するまで、また、マゼンタ（Ｍ）を記録した位置にイエロー（Ｙ）のノズルが到着するまでに多少の時間を要する。ダミーノズルのブロックの駆動は、この時間調整にも用いられている。
【００３８】
また、ダミーノズルのブロックは、インターレース方式の駆動を行なわない。これによって、ダミーノズルのノズル数や配列順序などに制約を受けず、回路の設計自由度を高めることができる。ここでは、ダミーノズルの駆動は、例えば図１１に示したような隣接同時駆動で行なう。通常の記録時にはインクを噴射しないが、例えばメンテナンス時にはこのダミーノズルのブロックが駆動されてインクを噴射する。この時、ノズル周辺に溜まったインクを吹き飛ばすためには、隣接同時駆動が有効である。また、５本のノズルごとの隣接同時駆動を行なうことによって、４回の駆動でこのブロックの駆動動作を終了することができ、８回の駆動で１ブロックの駆動動作を行なうインターレース方式による駆動に比べて短時間で済み、高速化が可能である。また、２つのダミーノズルのブロックで印字記録用ノズルのブロック１つ分の駆動時間となり、全体として４ブロック分の駆動時間となるので、単色のインクジェットプリントヘッドと記録に要する時間を同じにすることができる。
【００３９】
図１３でも説明したように、この３色一体型のインクジェットプリントヘッドにおいて、単色のインクジェットプリントヘッドと同様にして、ダミーノズルを含めて４０本のノズルごとにブロックに分割すると、例えばシアン（Ｃ）では印字機録可能ノズルのうち、５〜４０の３６本と、４１〜４４の４本のノズルが別のブロックで記録されることになる。この場合、図１３（Ｂ）に示したようにブロック間で段差が生じる。黒以外のカラーインクは主にチャート等グラフィックパターンを記録する場合に多く用いられるため、このような段差が視覚的に現われやすく、画質が低下する。しかし、本発明では、各色の印字記録可能ノズルを１つのブロックとして記録を行なうので、各色におけるブロック間の段差は発生せず、良好な画質の記録画像を得ることができる。
【００４０】
図７は、本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態における単色のインクジェットプリントヘッドの駆動制御回路の一例を示すブロック構成図である。図中、１１は共通電極、１２は発熱体、１３はドライバ、１４はプリドライバ、１５はＮＡＮＤ回路、１６はデータ保持回路、１７は４ｂｉｔリングカウンタ、１８は８ｂｉｔリングカウンタ、１９はクロック発生回路、２０はレギュレータ、２１はＤラッチ、２２はプリドライバ電源電圧モニタ端子、２３，２４はテスト信号出力端子である。なお、発熱体１２は、図２で示した発熱体９と同じものである。また、各発熱体２を駆動する際には、僅かな時間だけ発熱体２に電流を流して発熱させておくプレパルス機能を用い、プレパルスとメインパルスによって駆動するマルチパルス駆動を行なうものとする。
【００４１】
１６０個の発熱体１２の一端はすべて共通電極１１を介して電源に接続されている。また、他端はそれぞれドライバ１３に接続されている。ドライバ１３は、例えばＭＯＳ−ＦＥＴやトランジスタなどで構成することができ、発熱体１２を駆動する。プリドライバ１４は、ドライバ１３を十分にＯＮさせるため、ＮＡＮＤ回路１５の出力をプリドライバ用電源と合成昇圧してドライバ１３を駆動する。プリドライバ用電源は、レギュレータ２０より供給する。レギュレータ２０は、２本の抵抗を電源とアースの間に直列に接続し、分圧した電圧をＦＥＴのゲートに接続して、ＦＥＴの出力をプリドライバ用電源としている。また、アースに接続された抵抗には、並列にＦＥＴが接続されており、そのゲートにはＮＦＣＬＲ信号を反転した信号が入力されている。これにより、ＮＦＣＬＲ信号に基づいてプリドライバ用電源を制御することができ、プリドライバ１４に電源を供給しない待機モードを実現することができる。なお、ドライバ１３としてバイポーラトランジスタを用いた場合には、昇圧駆動する必要はないので、プリドライバ１４およびレギュレータ２０を設けずに構成することもできる。
【００４２】
データ保持回路１６は、クロック発生回路１９で生成する信号に従って、同時に駆動する５本のノズル分の記録データを出力する。４ｂｉｔリングカウンタ１７、８ｂｉｔリングカウンタ１８は、クロック発生回路１９で生成する信号に従って、ブロック内選択信号およびブロック選択信号を出力する。ここでは、４ｂｉｔリングカウンタ１７の信号線と８ｂｉｔリングカウンタ１８の２本づつの信号線がブロック内選択信号となり、８ｂｉｔリングカウンタ１８の２本づつの組がブロック選択信号となる。ＮＡＮＤ回路１５は、それぞれの印字データ、４ｂｉｔリングカウンタ１７の出力、８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力から１つずつ取り出し、その論理積の信号を駆動信号としてプリドライバ１４に出力する。
【００４３】
データ保持回路１６は、同時に駆動するノズル５本分の記録データを１組として２組分の記録データを保持し、プレパルス時とメインパルス時とで記録データを切り換えて出力する。記録データは、ＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号として供給され、ＢＩＴ ＳＨＩＦＴ信号をクロックとして取り込む。記録データの切り換えは、プレパルスとメインパルスで構成されるＥＮＡＢＬＥ信号によって行なう。また、プレパルス時に用いた記録データをメインパルス時に用いるための転送を、クロック発生回路１９からの信号によって行なう。
【００４４】
４ｂｉｔリングカウンタ１７は、基本的にはＥＮＡＢＬＥ信号をクロックにしてシフト動作を行ない、４本の信号線のいずれかを選択する。また、８ｂｉｔリングカウンタ１８は、４ｂｉｔリングカウンタ１７のキャリーアウト信号をクロックとしてシフト動作を行ない、８本の信号線のいずれかを選択する。８ｂｉｔリンクカウンタ１８によって４個のブロックのうちのいずれのブロックか、および、各ブロックの前半か後半かを選択し、４ｂｉｔリングカウンタによって選択されたブロックの前半または後半のうち、インターレース方式の駆動における駆動順序に従った選択を行なう。
【００４５】
例えば、ある同時駆動を行なうノズルに対するプレパルスとメインパルスの間に他の同時駆動を行なうノズルに対するパルスを挿入する場合、プレパルスで駆動する同時駆動ノズルとプレパルスに続くメインパルスで駆動する同時駆動ノズルは異なるので、クロック発生回路１９からカウント用のクロックとともにプレパルスとメインパルスを切り換える信号を受け取っている。また、ブロックの選択順序はＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号によって与えられ、リセット信号であるＮＦＣＬＲ信号に基づいて選択順序が得られる。また、ＮＦＣＬＲ信号は４ｂｉｔリングカウンタ１７および８ｂｉｔリングカウンタのリセットにも用いられる。
【００４６】
クロック発生回路１９は、ＥＮＡＢＬＥ信号をもとに、プレパルスとメインパルスの切換信号、プレパルス、メインパルス１組分のクロック信号などを生成し、ＥＮＡＢＬＥ信号とともに出力する。また、ＮＦＣＬＲ信号とＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号から単一パルス駆動かダブルパルス駆動かを判別し、生成する信号を判別した駆動方法に対応させる。Ｄラッチ２１は、ＮＦＣＬＲ信号に基づいてＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号をラッチし、ブロックの駆動順序の切換信号であるＤＩＲ信号を出力する。
【００４７】
各信号について説明する。入力信号線は、ＮＦＣＬＲ信号、ＥＮＡＢＬＥ信号、ＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号、ＢＩＴ ＳＨＩＦＴ信号の４本のみである。ＮＦＣＬＲ信号は、リセットのためのクリア信号であり、‘Ｌ’で４ｂｉｔリングカウンタ１７および８ｂｉｔリングカウンタ１８がクリアされる。また、‘Ｌ’のとき、レギュレータ２０はプリドライバ１４に対してプリドライバ電源の供給を行なわない低消費電力モードとなる。さらに、立ち上がりでブロックの選択順序のセットを行ない、立ち下がりで単一パルス駆動かダブルパルス駆動かを選択してセットするためにも用いられる。
【００４８】
ＥＮＡＢＬＥ信号は、‘Ｈ’でドライバ１３をＯＮにする。ダブルパルス駆動を行なう際には、プレパルスとメインパルスが交互に現われた波形となる。プレパルスの立ち上がりでデータ保持回路１６は記録データをラッチする。また、メインパルスの立ち下がりで４ｂｉｔリングカウンタをシフトさせる。
【００４９】
ＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号は、シリアル記録データとともに、ブロックの駆動順序の選択信号および単一パルス駆動かダブルパルス駆動かを選択する信号も送られてくる。ＮＦＣＬＲ信号の立ち下がり時のＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号によって単一パルス駆動かダブルパルス駆動かが設定される。この設定はクロック発生回路１９内で行なわれる。また、ＮＦＣＬＲ信号の立ち上がり時のＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号によって、ブロックの駆動順序が設定される。この設定はＤラッチ２１によって行なわれる。すなわち、Ｄラッチ２１は、ＮＦＣＬＲ信号を反転した信号の立ち下がりにおいてＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号をラッチする。これをブロックの駆動順序を示すＤＩＲ信号として４ｂｉｔリングカウンタ１７、８ｂｉｔリングカウンタ１８に入力している。
【００５０】
ＢＩＴ ＳＨＩＦＴ信号は、シリアル記録データのクロック信号である。この信号の立ち下がりでデータ保持回路１６は記録データを取り込む。
【００５１】
プリドライバ電源電圧モニタ端子２２からはＭＶＤＤ信号が出力される。このＭＶＤＤ信号は、プリドライバ１４のためのプリドライバ電源の電圧をモニタするための出力である。また、テスト信号出力端子２３，２４からはＤＯＵＴ１，ＤＯＵＴ２信号が出力される。ＤＯＵＴ１，ＤＯＵＴ２信号は内部ロジックのテスト信号の出力である。図７に示した例では、ＤＯＵＴ１信号は４ｂｉｔリングカウンタ１７の出力線の１本と、８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線の１本の論理和が出力される。また、ＤＯＵＴ２信号は、８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線の１本と、データ保持回路１６の出力線の１本の論理和が出力される。
【００５２】
図８は、本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態において、単色のインクジェットプリントヘッドの駆動制御回路の一例における１サイクルの一例を示す信号シーケンス図である。ＮＦＣＬＲ信号の立ち上がりおよび立ち下がりでＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号をラッチして駆動方法および駆動方向を設定する。最初のＥＮＡＢＬＥ信号の立ち上がり前に、１番目のブロックの最初に記録を行なう５本のノズルに対応する記録データを読み込む。記録データは同時に駆動する５本ずつのノズルに対応して読み込まれる。図９は、１つのブロック内の記録データの転送順序の説明図である。図９中の１行に示した番号のノズルに対応する記録データが各回の駆動時に読み込まれる。以後、Ｎ回目の駆動時に、Ｎ＋１回目にプレパルス駆動する同時駆動ノズルに対応する記録データを読み込み、３２、３３回目の駆動時にはＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号を‘Ｌ’として印字データをリセットする。
【００５３】
一方、１回目の駆動時には、ＥＮＡＢＬＥ信号のプレパルスのみが用いられ、１番目のブロックの最初に駆動する５本のノズルに対応する発熱体１２のプレヒートが行なわれる。１回目のメインパルスでは記録は行なわれない。以後、Ｎ回目の駆動時にプレヒートが行なわれた５本の同時駆動ノズルについて、Ｎ＋１回目の駆動時にメインパルスによる記録が行なわれる。最後の３３回目の駆動時には、プレパルスによる駆動は行なわれず、メインパルスによって４番目のブロックの最後に駆動する５本のノズルが駆動される。
【００５４】
なお、プレパルス機能のない単一パルスによって駆動する際には、最初のＥＮＡＢＬＥ信号の立ち上がり前に１番目のブロックの最初に同時駆動される５本のノズルに対応する記録データを読み込む。以後、Ｎ回目の駆動時に、Ｎ＋１回目に駆動する同時駆動ノズルに対応する記録データを読み込み、順に駆動を行なってゆけばよい。
【００５５】
単色のインクジェットプリントヘッドでは、図５（Ａ）に示したように、端から４０ノズルずつブロックに分割し、ブロック内は図４に示したように５本のノズルを同時駆動しながらインターレース方式の駆動を行ない、各ブロックを順次駆動している。このような駆動方法は、４ｂｉｔリングカウンタ１７と８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線の選択のみによって実現している。例えば、図４より１，９，１７，２５，３３番目のノズルは同時に駆動されるので、対応するＮＡＮＤ回路１５には同じ４ｂｉｔリングカウンタ１７と８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線が選択されて接続される。そして、これらのノズルは、それぞれ異なるデータ保持回路１６の信号線に接続されている。
【００５６】
１回目から４回目の駆動によって駆動されるノズルは、同じ８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線に接続され、同時駆動されるノズルごとに異なる４ｂｉｔリングカウンタ１７の出力線に接続される。また、５回目から８回目の駆動によって駆動されるノズルは、１回目から４回目の駆動によって駆動されるノズルとは異なる８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線に接続されている。このように、８ｂｉｔリングカウンタ１８の２本の出力線によって１つのブロックが選択される。８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線は８本あるので、各ブロックごとに２本づつの組が４組存在し、これがブロックの選択信号となる。このようにして、５本のノズルを同時駆動するインターレース方式の駆動を各ブロックごとに行ない、各ブロックを順次駆動する駆動方法が、配線の接続のみによって実現できる。
【００５７】
図１０は、本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態における３色一体型のインクジェットプリントヘッドの駆動制御回路の一例を示すブロック構成図である。図中の符号は図７と同様である。３色一体型のインクジェットプリントヘッドの駆動制御回路は、単色のインクジェットプリントヘッドと同一の構成を有しており、データ保持回路１６、４ｂｉｔリングカウンタ１７、８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線と、各ＮＡＮＤ回路１５との接続が異なるのみである。この接続によって、図５（Ｂ）に示すような順序でのブロック駆動と、印字記録用ノズルを有するブロック内の図４に示すような５本のノズルを同時駆動するインターレース方式の駆動、および、ダミーノズルを有するブロック内の隣接同時駆動を実現している。
【００５８】
すなわち、５〜４４番目のシアン（Ｃ）のインクを噴射する印字記録用ノズルで構成されるブロックについては、図７に示した単色のインクジェットプリントヘッドにおける１〜４０番目のノズルで構成されるブロックと同一の結線を行なう。このブロックでは、８ｂｉｔリングカウンタ１８の８本の出力線のうち、図１０における上から１本目と２本目が選択されている。
【００５９】
次に駆動されるブロックは、１〜４，４５〜６０番目のダミーノズルを有するブロックである。このブロックでは、８ｂｉｔリングカウンタ１８の８本の出力線のうち、図１０における上から３本目が選択されている。このブロックは隣接同時駆動を行なう。そのため、同時駆動を行なう５本のノズルについては同じ４ｂｉｔリングカウンタ１７の出力線を選択し、それぞれ異なるデータ保持回路１６の出力線に接続されている。また、５本のノズルごとに４ｂｉｔリングカウンタ１７の異なる出力線を選択している。例えば、図１０においては、１〜４，４５番目の５本のノズルが同時駆動されるので、同じ４ｂｉｔリングカウンタ１７の出力線に接続されている。また、４６〜５０番目の５本のノズルは、１〜４，４５番目のノズルとは異なる４ｂｉｔリングカウンタ１７の出力線に接続されている。このようにして、ダミーノズルを含むブロックについては、５本づつの隣接同時駆動を４回行なうことができる。
【００６０】
次のマゼンタ（Ｍ）の印字記録用ノズルのブロックは、８ｂｉｔリングカウンタ１８の８本の出力線のうち、図１０における上から４本目と５本目を用い、上述のシアン（Ｃ）の場合と同様に結線される。また、イエロー（Ｙ）の印字記録用ノズルのブロックは、８ｂｉｔリングカウンタ１８の８本の出力線のうち、図１０における上から７本目と８本目を用い、上述のシアン（Ｃ）の場合と同様に結線される。
【００６１】
１０１〜１１６，１５７〜１６０番目のダミーノズルを有するブロックについては、１〜４，４５〜６０番目のダミーノズルを有するブロックと同様である。８ｂｉｔリングカウンタ１８の８本の出力線のうち、図１０における上から６本目が選択され、隣接する５本のノズルは同じ４ｂｉｔリングカウンタ１７の出力線を選択し、それぞれ異なるデータ保持回路１６の出力が選択される。また、５本のノズルごとに、異なる４ｂｉｔリングカウンタ１７の出力線を選択して結線がなされる。なお、１１６番目と１５７〜１６０番目のノズルは同時に駆動される。
【００６２】
このように、データ保持回路１６、４ｂｉｔリングカウンタ１７、８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線と、各ノズルに対応するＮＡＮＤ回路１５との接続を上述のように行なうだけで、図５（Ｂ）に示すように各色ごとにブロック化した順次駆動が行なえるとともに、印字記録用ノズルを有する各ブロックにおいては図４に示すように複数本同時駆動しながらインターレース方式で駆動を行ない、ダミーノズルを有する各ブロックにおいては隣接同時駆動を行なうことができる。
【００６３】
また、図７と図１０を参照してわかるように、このようなブロック分けの変更や駆動方法の変更は、データ保持回路１６、４ｂｉｔリングカウンタ１７、８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線と、各ＮＡＮＤ回路１５との接続を変更するのみであり、他の駆動制御回路には影響しないため、単色のインクジェットプリントヘッドと３色一体のインクジェットプリントヘッドの作製に要するプロセスを共有化できるとともに、駆動回路を簡素化でき、信頼性の高いインクジェットプリントヘッドを安価に製造することが可能である。
【００６４】
なお、上述の例は一例であって、全駆動可能ノズル数や、同時駆動ノズル数、インターレース駆動回数など、種々の数値は、設計時に使用するインクジェットプリントヘッドに応じて設定すればよい。また、複数色一体のインクジェットプリントヘッドにおいて、ある色の印字記録用ノズルを１ブロックとしたとき、設計条件によっては、ダミーノズルが含まれてもかまわない。
【００６５】
【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、複数のノズルを有するヘッド部と、該ノズルを駆動する駆動制御手段を有し、前記複数のノズルを分割して複数の色材を記録可能なインクジェットプリントヘッドであって、異なる色材を噴射するノズル間に記録に用いないが駆動可能なダミーノズルを有しており、前記駆動制御手段が、前記色材を噴射するノズルにおいては、隣接するノズルを同時に駆動しないインターレース方式を用い、同時に駆動可能なノズル数と前記インターレース方式に応じてブロックごとに順次駆動して記録動作を行なわせるインクジェットプリントヘッドにおいて、各色はインターレース方式による駆動に応じた１つのブロック内で記録を全て完了し、色間にまたがるブロックを用いない。そのため、１バンドの記録時にブロックの継ぎ目が存在しないので視覚的な段差が発生せず、画質の向上を図ることができる。特に、各色の記録を行なうブロックの間にダミーノズルのブロックの駆動を行なうことによって、各色の記録位置を合わせることができる。
【００６６】
また、このようなブロック化を行なっても、単色のインクジェットプリントヘッドとは、駆動制御手段における各ブロックに属するノズルの選択のみが相違するのみであって、信号線との結線を変更するのみで実現でき、単色と複数色一体のインクジェットプリントヘッドを基本的に同一の回路構成とすることができるので、作製に要するプロセスの共有化と駆動回路の簡素化が計られ、低コストで製造することが可能となる。
【００６７】
さらに、色分離部のダミーノズルは記録に用いるノズルとは異なったブロックで駆動することによって、記録のタイミングを単色のインクジェットプリントヘッドと同等とすることができる。また、ダミーノズルの駆動は、インターレース方式を用いないことによって、ノズル数や配列順序などに制約を必要とせず、回路の設計自由度を高めることができるとともに、メンテナンス時の効果を高めることができる。例えば、隣接同時駆動を行なう場合でも、信号線との結線を変更するだけで実現可能である。本発明によれば、上述のように種々の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態を示す概略構成斜視図である。
【図２】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態を示す流路方向の断面図である。
【図３】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態における具体例を示す正面図である。
【図４】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態におけるインターレース方式の駆動方法の一例の説明図である。
【図５】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態における具体的な各ブロックの駆動順序の一例の説明図である。
【図６】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態における具体的な各ブロックの駆動順序の一例の説明図である。
【図７】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態における単色のインクジェットプリントヘッドの駆動制御回路の一例を示すブロック構成図である。
【図８】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態において、単色のインクジェットプリントヘッドの駆動制御回路の一例における１サイクルの一例を示す信号シーケンス図である。
【図９】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態におけるインターレース方式による１つのブロック内の記録データの転送順序の説明図である。
【図１０】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態における３色一体型のインクジェットプリントヘッドの駆動制御回路の一例を示すブロック構成図である。
【図１１】従来の駆動方法の一例の説明図である。
【図１２】従来のインターレース方式の駆動方法の一例の説明図である。
【図１３】複数色一体型のインクジェットプリントヘッドにおいてインターレース方式の駆動を行なった場合の段差の説明図である。
【符号の説明】
１…チャネル基板、２…ヒータ基板、３…厚膜樹脂層、４…インクリザーバ、５…リザーバ隔壁、６…印字記録用ノズル、７…ダミーノズル、８…間隔、９…発熱体、１１…共通電極、１２…発熱体、１３…ドライバ、１４…プリドライバ、１５…ＮＡＮＤ回路、１６…データ保持回路、１７…４ｂｉｔリングカウンタ、１８…８ｂｉｔリングカウンタ、１９…クロック発生回路、２０…レギュレータ、２１…Ｄラッチ、２２…プリドライバ電源電圧モニタ端子、２３，２４…テスト信号出力端子。
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクをノズルから吐出させ、被記録材にインクドットを付着させて記録を行なうインクジェットプリントヘッドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多数のノズルを備えたインクジェットプリントヘッドにおいては、全てのノズルを同時に駆動するためには大きな電流が必要であり、電源装置などが大型化するため、いくつかのノズルごとにブロックに分割し、ブロックごとに駆動するブロック駆動がなされている。図１１は、従来の駆動方法の一例の説明図である。図１１に示した例では、４本のノズルを１ブロックとして、各ブロック内のノズルを同時に駆動し、各ブロックを順次駆動している。これによって同時に駆動されるノズルは４本のみであるため、電源装置の電源容量を大幅に縮小することができる。
【０００３】
このような駆動によって、被記録材には図中右に示すように、４ドットずつ少しずつずれたドット列が形成される。このままでは直線が傾いてしまうため、通常はインクジェットプリントヘッドを少し傾けて配置し、補正している。あるいは、特開平５−２２０９８８号公報に記載されているように、隣接するノズルが同一ブロックとならないように構成し、ドット列を分散させて直線性を向上させようとしたものもある。さらに、特開平７−９６６０７号公報では、噴射領域を一部重複させて駆動することによって直線性を向上させている。しかしこのような駆動方法は、駆動制御回路が複雑となり、また、噴射完了までの時間が長くなるという欠点を有している。
【０００４】
また、多数のノズルを備えたインクジェットプリントヘッドでは、あるノズルからインクの噴射を行なうと、インクの噴射の際にノズル内に圧力変動やインクの流動が発生する。この圧力変動やインクの流動が他のノズルにも伝播し、流体的、音響的クロストークを引き起こす場合がある。すなわち、各ノズルでは、先に噴射を行なったノズルからの流体的、音響的クロストークの影響を受けて、噴射時に外乱を生じ、その結果、サテライト異常等の画質欠陥を引き起こす場合がある。このため、最も影響を受けやすい次のタイミングで噴射を行なうノズルを、インクを噴射したノズルからできるだけ物理的に離すことで外乱を避ける方法が取られてきている。しかし、距離を離しすぎることは、その電気的駆動方法が困難になるばかりでなく、印字タイミングのずれから画像上の直線性を損ない、高品質の画質を保つことができなくなるという問題があった。
【０００５】
例えば、特開平７−８１０６６号公報では、隣接するノズルを連続的に駆動している。そのため、隣接するノズル間でクロストークが発生し、画像が劣化するという問題がある。また、上述の特開平５−２２０９８８号公報や特開平７−９６６０７号公報でも、隣接するノズルが連続するタイミングで駆動されており、やはりクロストークが発生して画質の劣化を生じる。
【０００６】
このようなクロストークを回避する駆動方法として、インターレース方式が提案されている。図１２は、従来のインターレース方式の駆動方法の一例の説明図である。図１２では、８本のノズルを８回に分けて駆動する例を示している。インターレース方式では、あるノズルが駆動されたとき、次のタイミングではなるべく離れたノズルを駆動する。この例では、１番目のノズルを駆動した後、５番目のノズルを駆動し、以下、３番目、７番目、２番目、６番目、４番目、８番目の順で駆動する。このような駆動を行なうことによって、連続するタイミングで隣接するノズルが駆動されないので、クロストークは発生しにくく、良好な画質を維持できる。また、記録されたドットは、ある幅に広がるが、直線性は向上する。
【０００７】
このようなインターレース方式を、多数のノズルを有するインクジェットプリントヘッドに適用する場合、通常は全てのノズルを１本ずつ順次駆動することは行なわず、ある本数ごとにグループに分け、各グループ内でインターレース方式で駆動を行なう。そして、電源容量などの関係から同時に駆動可能なノズル数だけのグループをブロックとして、各グループのノズル１本ずつを同時に駆動する。各ブロックは順次駆動すればよい。
【０００８】
一方、１つのヘッドに配列されている複数のノズルを色数に分割し、複数色を記録可能なインクジェットプリントヘッドが開発されている。このようなインクジェットプリントヘッドは、例えば、特公平１−１２６７５号公報や、特開平２−２０４０５３号公報等に記載されている。しかし、これらの文献に記載されているインクジェットプリントヘッドでは、異なる色材を噴射するノズルが隣接しているため、混色などの問題がある。特開平４−２６３９４９号公報では、異なる色材を噴射するノズルの間隔を広くし、混色などを防いでいる。同様に特願平７−１０３６６２号においても、異なる色材を噴射するノズルの間隔を広くし、さらにダミーノズルを異なる色材を噴射するノズルの間に設けている。ダミーノズルは特開平５−１３８８８４号公報で提案されているように、実際の記録動作時には使用しないノズルであり、噴射の安定化を実現している。
【０００９】
このような複数色一体型のインクジェットプリントヘッドにおいて、上述のようなインターレース方式による駆動を行なう場合を考える。図１３は、複数色一体型のインクジェットプリントヘッドにおいてインターレース方式の駆動を行なった場合の段差の説明図である。図１３（Ａ）には、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の３色一体型のインクジェットプリントヘッドを示している。なお、各ノズルの図示は省略している。このようなインクジェットプリントヘッドを例えば４つのブロックに分けて順次駆動することを考える。各ブロック内はインターレース方式によって駆動されるので、図１２に示すようにある幅ｄ内にドットが分散されて記録される。１つのブロックの駆動が終了し、次のブロックの駆動を行なう際には、図１３（Ｂ）に示すように先のブロックによって記録された幅ｄだけずれた、幅ｄの領域にドットが記録されることになる。
【００１０】
図１１に示したように隣接したノズルをブロックとして同時に駆動し、各ブロックを順次駆動した場合には各ドットのズレは微小であり、全体としてズレが生じるのみであったが、このインターレース方式では、図１３（Ｂ）に示すようにブロック間のズレ量が大きくなる。このブロック間のズレは、視覚的な段差となって画質を低下させる。この視覚的な段差は、主に文字を記録することが多い黒ではそれほど問題とはならず、主にチャートなどのグラフィックパターンを記録する場合の多い他のカラーで主に問題となっていた。図１３（Ａ）に示したようなブロックの分割を行なった場合、３色ともブロックの境界が存在し、このブロックの境界部分で視覚的な段差が生じる可能性がある。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、複数色一体型のインクジェットプリントヘッドにおいてインターレース方式の駆動を行なった場合でも、視覚的な段差を生じず、良好な画質を得ることのできるインクジェットプリントヘッドを提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、複数のノズルを有するヘッド部と、該ノズルを駆動する駆動制御手段を有し、前記複数のノズルを分割して複数の色材を記録可能なインクジェットプリントヘッドであって、異なる色材を噴射するノズル間に記録に用いないが駆動可能なダミーノズルを有しており、前記駆動制御手段が、前記色材を噴射するノズルにおいては、隣接するノズルを同時に駆動しないインターレース方式を用い、同時に駆動可能なノズル数と前記インターレース方式に応じてブロックごとに順次駆動して記録動作を行なわせるインクジェットプリントヘッドにおいて、前記駆動制御手段は、前記各色材を噴射するノズルを前記各色材ごとにそれぞれ１つのブロックとしてそれぞれ各色の記録を行なうように駆動し、前記ダミーノズルにおいては、前記各色材ごとのブロックとは異なるブロックとして、かつ、前記各色の記録を行なうブロックの駆動の間に駆動し、この間に各色の記録位置を合わせるようにしたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインクジェットプリントヘッドにおいて、さらに、複数のノズルを有し１色のみ記録可能な第２のヘッド部と、該第２のヘッド部の駆動を制御する第２の駆動制御手段を有し、前記第２の駆動制御手段も、前記第２のヘッド部の各ノズルの噴射において隣接する前記ノズルを同時に噴射させないインターレース方式を用い、同時に駆動可能なノズル数と前記インターレース方式に応じてブロックごとに順次駆動して記録動作を行なうものであることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のインクジェットプリントヘッドにおいて、前記駆動制御手段および前記第２の駆動制御手段は、前記各ブロックに属するノズルの選択を、ブロックを選択するためのブロック選択信号線と、各ノズルの入切を指示する信号線の一部との電気的接続によって行なうことを特徴とするものである。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載のインクジェットプリントヘッドにおいて、前記ダミーノズルのブロックは、インターレース方式による駆動は行なわないことを特徴とするものである。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のインクジェットプリントヘッドにおいて、各色材ごとのブロックを駆動するインターレース方式と、前記ダミーノズルのブロックのインターレース方式以外の駆動方式は、前記駆動制御手段におけるブロック内のノズルを選択するためのブロック内選択信号線と、各ノズルの入切を指示する信号線の一部との電気的接続によって実現することを特徴とするものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態を示す概略構成斜視図であり、図１（Ａ）は単色のインクジェットプリントヘッドの一例を示し、図１（Ｂ）は３色一体型のインクジェットプリントヘッドの一例を示す。また図２は、同じく流路方向の断面図である。図中、１はチャネル基板、２はヒータ基板、３は厚膜樹脂層、４はインクリザーバ、５はリザーバ隔壁、６は印字記録用ノズル、７はダミーノズル、８は間隔、９は発熱体である。
【００２０】
チャネル基板１には、複数のインク流路およびインクリザーバ４が形成される。インクリザーバ４は各色のインクごとに形成される。図１（Ｂ）に示す３色一体型のインクジェットプリントヘッドでは、３つのインクリザーバ４が設けられている。この場合、インクとして、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色を用いることができる。各インクリザーバ４は、リザーバ隔壁５で隔てられている。また、図１（Ａ）に示すインクジェットプリントヘッドでは、１つのインクリザーバ４が設けられている。例えば黒（Ｋ）のインクを用いることができる。なお、インクリザーバ４はチャネル基板１を貫通して形成されており、この貫通孔から各色のインクが供給される。
【００２１】
また、チャネル基板１には複数のインク流路が設けられ、インクリザーバ４に連通している。図１に示す３色一体型のインクジェットプリントヘッドでは、複数のインク流路は、各色に対応して形成され、それぞれ対応するインクリザーバ４に連通している。インク流路は、例えば４００ＤＰＩの記録密度では６３．５μｍごとに設けられる。インク流路中には図２に示すように発熱体９が設けられており、後述する駆動制御部によって駆動されて発熱し、インク中に気泡を成長させて気泡の圧力によってインクをノズルから吐出させる。各インクリザーバ４に接続された複数のインク流路のうち、両端の１ないし複数のインク流路はダミーノズル７として用いられ、他は印字記録用ノズル６として用いられる。すなわち、印字記録を行なう際には、印字記録用ノズル６のみを用いて行なわれる。
【００２２】
上述の特開平５−１３８８８４号公報にも記載されているように、インクリザーバ４の側面付近のノズルでは、インクの吐出が不安定になりやすい。そのため、ダミーノズル７は、印字記録時には用いない。しかし、ダミーノズル７は、インクを吐出することは可能である。例えば、メンテナンス時にインクを吐出させたり、プライミング動作によってダミーノズル７からもインクを吸引することができる。これによって、インクリザーバ４の側面付近に滞留する気泡やゴミなどがダミーノズル７からインクとともに外部へ排出され、印字記録時の吐出不良を軽減することができる。
【００２３】
図１（Ｂ）に示す３色一体型のインクジェットプリントヘッドでは、異なる色の隣接するダミーノズル７の間には、印字記録用ノズル６およびダミーノズル７のピッチと同じピッチで間隔８が設けられている。この間隔８は、例えばノズル数本が配置できるだけの間隔とすることができる。印字記録時には、異なる色のインクを吐出する印字記録用ノズル６の間には、この間隔８とダミーノズル７の間隔が空くことになる。これによって異なる色のインクの混色を低減することができ、良好な画質を得ることができる。また、ダミーノズル７は、チャネル基板１とヒータ基板２を接着する際の接着剤の回り込みをを抑制する働きも有している。
【００２４】
一方、ヒータ基板２には、印字記録用ノズル６およびダミーノズル７に対応して発熱体９が設けられ、電極や保護膜等が形成され、その上に厚膜樹脂層３が設けられる。厚膜樹脂層３には、インク流路とインクリザーバ４とを接続する凹部、および、発熱体上の凹部が形成される。そして、チャネル基板１とヒータ基板２が接合され、インク流路の所定の位置で切断し、ヘッドチップが構成されている。
【００２５】
図１（Ｂ）には３色一体型のインクジェットプリントヘッドを示したが、３色に限らず、２色以上の複数色を一体化したインクジェットプリントヘッドにおいて同様に構成することができる。また、ここでは図１（Ｂ）に示す３色一体型のインクジェットプリントヘッドと図１（Ａ）に示す単色のインクジェットプリントヘッドを並置して用いるが、４色一体型のインクジェットプリントヘッドを１本のみ用いるなど、種々の変形が可能である。
【００２６】
図３は、本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態における具体例を示す正面図である。ここでは具体例として、インクジェットプリントヘッドは１６０個の発熱体を駆動制御可能な駆動制御部を有するものとし、駆動可能な１６０本のノズルについてその配置を示している。駆動可能なノズルの本数が多いほど、記録スピードを確保する上で好ましい。便宜上、左側のノズルから一連番号を付し、各ノズルを番号で示すことにする。図３（Ａ）に示す単色のインクジェットプリントヘッドでは、黒（Ｋ）を記録するものとし、１番から１６０番までの１６０本のノズル全てから黒（Ｋ）インクを噴射する。
【００２７】
図３（Ｂ）に示す３色一体型のインクジェットプリントヘッドは、左からシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のインクを噴射して記録するものとし、それぞれ５２本、５６本、５２本のノズルを割り当てている。シアン（Ｃ）のインクを噴射する１番から５２番までのノズルのうち、１〜４番の４本と４５〜５２番の８本のノズルをダミーノズル７とし、５〜４４番の４０本のノズルを印字記録用ノズル６として用いる。また、マゼンタ（Ｍ）のインクを噴射する５３〜１０８番のノズルのうち、５３〜６０番の８本と１０１〜１０８番の８本のノズルをダミーノズル７とし、６１〜１００番までの４０本のノズルを印字記録用ノズル６として用いる。イエロー（Ｙ）のインクを噴射する１０９〜１６０番のノズルのうち、１０９〜１１６番の８本と１５７〜１６０番の４本のノズルをダミーノズル７とし、１１７〜１５６番の４０本のノズルを印字記録用ノズル６として用いる。
【００２８】
なお、間隔８として、８本のノズルを配置可能な間隔が設けられている。上述のようにチャネル基板１とヒータ基板２を接着してヘッドを組み立てるが、製造上、間隔８としてある程度大きさを確保する必要がある。そのため、色間のダミーノズルが存在しない間隔８の領域として、８本のノズル相当の領域を確保した。
【００２９】
図３（Ａ）に示した黒（Ｋ）のインクジェットプリントヘッドの１番のノズルが図３（Ｂ）に示した３色一体型のインクジェットプリントヘッドの５番のノズルに対応づけて、両者のインクジェットプリントヘッドが配置される。図３（Ａ）に示した黒（Ｋ）のインクジェットプリントヘッドの１６０番のノズルは、図３（Ｂ）に示した３色一体型のインクジェットプリントヘッドの１４８番のノズルと対応する。
【００３０】
このようなインクジェットプリントヘッドを用い、画信号に応じてノズルを駆動制御して記録を行なう。このとき、インターレース方式を用いて駆動を行なう。図４は、本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態におけるインターレース方式の駆動方法の一例の説明図である。ここでは、８ドットを離散させたインターレースを用いている。これはインターレース方式の駆動においては２のｎ乗が妥当であり、４では隣接するノズルが駆動されるので画質欠陥の発生の可能性があるため採用できず、１６では直線性の確保が困難だからである。
【００３１】
また、ここでは５本のノズルを同時に駆動する。４本のノズルを同時に駆動する場合、１６０本のノズルを駆動するのに４０回の駆動を要するため、全てのノズルを駆動するのに時間がかかり、印字スピードが低下する。そのため、５本以上のノズルの同時駆動が要求される。しかしながら、同時に駆動するノズル数の増加は、電源容量の増大と、発熱によるインクジェットプリントヘッドの昇温を招き、気泡に起因する画質欠陥を誘発するため、なるべく少ない方がよい。このような見地から、同時に駆動するノズル数を５本としている。
【００３２】
また、８ドットを離散させたインターレース方式の駆動と、５本のノズルの同時駆動を組み合わせることにより、１ブロックの単位は８×５＝４０本となる。上述の各インクジェットプリントヘッドの具体例において備えられているノズル数１６０本は４０の倍数であり、好ましい本数である。
【００３３】
図４では、このようにして決定された１ブロック内のインターレース方式の駆動方法を示している。図中の数字は１ブロック内のノズルの番号を示しており、上から８本ごとにグループを形成している。各グループ内でインターレース方式の駆動を行ない、駆動順序を○付きの数字で示している。また、各グループの同じ位置のノズル、すなわち駆動順序を示す○付きの数字の同じノズルを同時に駆動する。例えば、１〜８のノズルで構成されるグループでは、１，４，７，２，５，８，３，６の順で各ノズルが駆動される。また、１，９，１７，２５，３３の５本のノズルは同時に駆動される。このような駆動方法によって記録されるドットを拡大して模式的に左側に示している。このように、ブロック内では直線性を損なうことなく、また隣接するノズルが連続して駆動されないのでクロストークなどによるサテライトの発生が減少し、画質を向上させることができる。
【００３４】
図５、図６は、本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態における具体的な各ブロックの駆動順序の一例の説明図である。図５（Ａ）は図３（Ａ）に示した黒（Ｋ）インクを噴射するインクジェットプリントヘッドの場合を示し、図５（Ｂ）は図３（Ｂ）に示した３色一体型のインクジェットプリントヘッドを示している。なお、ここでは、各ブロックを順次駆動するので、駆動される順に各ブロックをずらして示している。上述のように、１ブロックは４０本のノズルによって構成されるものとする。
【００３５】
図５（Ａ）に示した黒（Ｋ）インクを噴射するインクジェットプリントヘッドの場合には、１番目のノズルから４０本ごとにブロックに分割し、各ブロックごとに順次駆動する。すなわち、図６にブラックヘッドとして示したように、ａ，ｂ，ｃ，ｄの順でブロックが駆動される。ブロック内は図４に示したようなインターレース方式の駆動を行なう。このとき、上述のようにブロック間で記録タイミングとして８噴射分だけズレてしまい、視覚的にも図１３（Ｂ）に示したような段差が生じるが、上述のように黒インクによる記録は文字などが多く、視覚上の画質の劣化にはつながらない。
【００３６】
図５（Ｂ）に示した３色一体型のインクジェットプリントヘッドの場合には、まずシアン（Ｃ）の印字記録用ノズルである５〜４４番目の４０本のノズル（ｂ）を１つのブロックとして駆動する。次に、シアン（Ｃ）のダミーノズルである１〜４番目のノズル（ａ）、４５〜５２番目のノズル（ｃ）と、マゼンタ（Ｍ）のダミーノズルである５３〜６０番目のノズル（ｄ）を１つのブロックとして駆動する。そして、マゼンタ（Ｍ）の印字記録用ノズルである６１〜１００番目の４０本のノズル（ｅ）を１つのブロックとして駆動する。次に、マゼンタ（Ｍ）のダミーノズルである１０１〜１０８番目のノズル（ｆ）と、イエロー（Ｙ）のダミーノズルである１０９〜１１６番目のノズル（ｇ）、１５７〜１６０番目のノズル（ｉ）を１つのブロックとして駆動する。最後に、イエロー（Ｙ）の印字記録用ノズルである１１７〜１５６番目のノズル（ｈ）を１つのブロックとして駆動する。すなわち、図６にカラーヘッドとして示したように、最初にブロック（ｂ）、次にブロック（ａ），（ｃ），（ｄ）、３番目にブロック（ｅ）、４番目にブロック（ｆ），（ｇ），（ｉ）、５番目にブロック（ｈ）が駆動される。
【００３７】
なお、２番目と４番目に駆動するダミーノズルのブロックについては、記録を行なわない画像データを用いて駆動を行なうので、実際にインクが噴射されることはない。また、通常は直線性を確保するためインクジェットプリントヘッドを傾けて装着しているが、各色間にダミーノズル７や間隔８が存在するため、例えば、シアン（Ｃ）を記録した位置にマゼンタ（Ｍ）のノズルが到着するまで、また、マゼンタ（Ｍ）を記録した位置にイエロー（Ｙ）のノズルが到着するまでに多少の時間を要する。ダミーノズルのブロックの駆動は、この時間調整にも用いられている。
【００３８】
また、ダミーノズルのブロックは、インターレース方式の駆動を行なわない。これによって、ダミーノズルのノズル数や配列順序などに制約を受けず、回路の設計自由度を高めることができる。ここでは、ダミーノズルの駆動は、例えば図１１に示したような隣接同時駆動で行なう。通常の記録時にはインクを噴射しないが、例えばメンテナンス時にはこのダミーノズルのブロックが駆動されてインクを噴射する。この時、ノズル周辺に溜まったインクを吹き飛ばすためには、隣接同時駆動が有効である。また、５本のノズルごとの隣接同時駆動を行なうことによって、４回の駆動でこのブロックの駆動動作を終了することができ、８回の駆動で１ブロックの駆動動作を行なうインターレース方式による駆動に比べて短時間で済み、高速化が可能である。また、２つのダミーノズルのブロックで印字記録用ノズルのブロック１つ分の駆動時間となり、全体として４ブロック分の駆動時間となるので、単色のインクジェットプリントヘッドと記録に要する時間を同じにすることができる。
【００３９】
図１３でも説明したように、この３色一体型のインクジェットプリントヘッドにおいて、単色のインクジェットプリントヘッドと同様にして、ダミーノズルを含めて４０本のノズルごとにブロックに分割すると、例えばシアン（Ｃ）では印字機録可能ノズルのうち、５〜４０の３６本と、４１〜４４の４本のノズルが別のブロックで記録されることになる。この場合、図１３（Ｂ）に示したようにブロック間で段差が生じる。黒以外のカラーインクは主にチャート等グラフィックパターンを記録する場合に多く用いられるため、このような段差が視覚的に現われやすく、画質が低下する。しかし、本発明では、各色の印字記録可能ノズルを１つのブロックとして記録を行なうので、各色におけるブロック間の段差は発生せず、良好な画質の記録画像を得ることができる。
【００４０】
図７は、本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態における単色のインクジェットプリントヘッドの駆動制御回路の一例を示すブロック構成図である。図中、１１は共通電極、１２は発熱体、１３はドライバ、１４はプリドライバ、１５はＮＡＮＤ回路、１６はデータ保持回路、１７は４ｂｉｔリングカウンタ、１８は８ｂｉｔリングカウンタ、１９はクロック発生回路、２０はレギュレータ、２１はＤラッチ、２２はプリドライバ電源電圧モニタ端子、２３，２４はテスト信号出力端子である。なお、発熱体１２は、図２で示した発熱体９と同じものである。また、各発熱体２を駆動する際には、僅かな時間だけ発熱体２に電流を流して発熱させておくプレパルス機能を用い、プレパルスとメインパルスによって駆動するマルチパルス駆動を行なうものとする。
【００４１】
１６０個の発熱体１２の一端はすべて共通電極１１を介して電源に接続されている。また、他端はそれぞれドライバ１３に接続されている。ドライバ１３は、例えばＭＯＳ−ＦＥＴやトランジスタなどで構成することができ、発熱体１２を駆動する。プリドライバ１４は、ドライバ１３を十分にＯＮさせるため、ＮＡＮＤ回路１５の出力をプリドライバ用電源と合成昇圧してドライバ１３を駆動する。プリドライバ用電源は、レギュレータ２０より供給する。レギュレータ２０は、２本の抵抗を電源とアースの間に直列に接続し、分圧した電圧をＦＥＴのゲートに接続して、ＦＥＴの出力をプリドライバ用電源としている。また、アースに接続された抵抗には、並列にＦＥＴが接続されており、そのゲートにはＮＦＣＬＲ信号を反転した信号が入力されている。これにより、ＮＦＣＬＲ信号に基づいてプリドライバ用電源を制御することができ、プリドライバ１４に電源を供給しない待機モードを実現することができる。なお、ドライバ１３としてバイポーラトランジスタを用いた場合には、昇圧駆動する必要はないので、プリドライバ１４およびレギュレータ２０を設けずに構成することもできる。
【００４２】
データ保持回路１６は、クロック発生回路１９で生成する信号に従って、同時に駆動する５本のノズル分の記録データを出力する。４ｂｉｔリングカウンタ１７、８ｂｉｔリングカウンタ１８は、クロック発生回路１９で生成する信号に従って、ブロック内選択信号およびブロック選択信号を出力する。ここでは、４ｂｉｔリングカウンタ１７の信号線と８ｂｉｔリングカウンタ１８の２本づつの信号線がブロック内選択信号となり、８ｂｉｔリングカウンタ１８の２本づつの組がブロック選択信号となる。ＮＡＮＤ回路１５は、それぞれの印字データ、４ｂｉｔリングカウンタ１７の出力、８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力から１つずつ取り出し、その論理積の信号を駆動信号としてプリドライバ１４に出力する。
【００４３】
データ保持回路１６は、同時に駆動するノズル５本分の記録データを１組として２組分の記録データを保持し、プレパルス時とメインパルス時とで記録データを切り換えて出力する。記録データは、ＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号として供給され、ＢＩＴ ＳＨＩＦＴ信号をクロックとして取り込む。記録データの切り換えは、プレパルスとメインパルスで構成されるＥＮＡＢＬＥ信号によって行なう。また、プレパルス時に用いた記録データをメインパルス時に用いるための転送を、クロック発生回路１９からの信号によって行なう。
【００４４】
４ｂｉｔリングカウンタ１７は、基本的にはＥＮＡＢＬＥ信号をクロックにしてシフト動作を行ない、４本の信号線のいずれかを選択する。また、８ｂｉｔリングカウンタ１８は、４ｂｉｔリングカウンタ１７のキャリーアウト信号をクロックとしてシフト動作を行ない、８本の信号線のいずれかを選択する。８ｂｉｔリンクカウンタ１８によって４個のブロックのうちのいずれのブロックか、および、各ブロックの前半か後半かを選択し、４ｂｉｔリングカウンタによって選択されたブロックの前半または後半のうち、インターレース方式の駆動における駆動順序に従った選択を行なう。
【００４５】
例えば、ある同時駆動を行なうノズルに対するプレパルスとメインパルスの間に他の同時駆動を行なうノズルに対するパルスを挿入する場合、プレパルスで駆動する同時駆動ノズルとプレパルスに続くメインパルスで駆動する同時駆動ノズルは異なるので、クロック発生回路１９からカウント用のクロックとともにプレパルスとメインパルスを切り換える信号を受け取っている。また、ブロックの選択順序はＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号によって与えられ、リセット信号であるＮＦＣＬＲ信号に基づいて選択順序が得られる。また、ＮＦＣＬＲ信号は４ｂｉｔリングカウンタ１７および８ｂｉｔリングカウンタのリセットにも用いられる。
【００４６】
クロック発生回路１９は、ＥＮＡＢＬＥ信号をもとに、プレパルスとメインパルスの切換信号、プレパルス、メインパルス１組分のクロック信号などを生成し、ＥＮＡＢＬＥ信号とともに出力する。また、ＮＦＣＬＲ信号とＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号から単一パルス駆動かダブルパルス駆動かを判別し、生成する信号を判別した駆動方法に対応させる。Ｄラッチ２１は、ＮＦＣＬＲ信号に基づいてＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号をラッチし、ブロックの駆動順序の切換信号であるＤＩＲ信号を出力する。
【００４７】
各信号について説明する。入力信号線は、ＮＦＣＬＲ信号、ＥＮＡＢＬＥ信号、ＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号、ＢＩＴ ＳＨＩＦＴ信号の４本のみである。ＮＦＣＬＲ信号は、リセットのためのクリア信号であり、‘Ｌ’で４ｂｉｔリングカウンタ１７および８ｂｉｔリングカウンタ１８がクリアされる。また、‘Ｌ’のとき、レギュレータ２０はプリドライバ１４に対してプリドライバ電源の供給を行なわない低消費電力モードとなる。さらに、立ち上がりでブロックの選択順序のセットを行ない、立ち下がりで単一パルス駆動かダブルパルス駆動かを選択してセットするためにも用いられる。
【００４８】
ＥＮＡＢＬＥ信号は、‘Ｈ’でドライバ１３をＯＮにする。ダブルパルス駆動を行なう際には、プレパルスとメインパルスが交互に現われた波形となる。プレパルスの立ち上がりでデータ保持回路１６は記録データをラッチする。また、メインパルスの立ち下がりで４ｂｉｔリングカウンタをシフトさせる。
【００４９】
ＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号は、シリアル記録データとともに、ブロックの駆動順序の選択信号および単一パルス駆動かダブルパルス駆動かを選択する信号も送られてくる。ＮＦＣＬＲ信号の立ち下がり時のＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号によって単一パルス駆動かダブルパルス駆動かが設定される。この設定はクロック発生回路１９内で行なわれる。また、ＮＦＣＬＲ信号の立ち上がり時のＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号によって、ブロックの駆動順序が設定される。この設定はＤラッチ２１によって行なわれる。すなわち、Ｄラッチ２１は、ＮＦＣＬＲ信号を反転した信号の立ち下がりにおいてＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号をラッチする。これをブロックの駆動順序を示すＤＩＲ信号として４ｂｉｔリングカウンタ１７、８ｂｉｔリングカウンタ１８に入力している。
【００５０】
ＢＩＴ ＳＨＩＦＴ信号は、シリアル記録データのクロック信号である。この信号の立ち下がりでデータ保持回路１６は記録データを取り込む。
【００５１】
プリドライバ電源電圧モニタ端子２２からはＭＶＤＤ信号が出力される。このＭＶＤＤ信号は、プリドライバ１４のためのプリドライバ電源の電圧をモニタするための出力である。また、テスト信号出力端子２３，２４からはＤＯＵＴ１，ＤＯＵＴ２信号が出力される。ＤＯＵＴ１，ＤＯＵＴ２信号は内部ロジックのテスト信号の出力である。図７に示した例では、ＤＯＵＴ１信号は４ｂｉｔリングカウンタ１７の出力線の１本と、８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線の１本の論理和が出力される。また、ＤＯＵＴ２信号は、８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線の１本と、データ保持回路１６の出力線の１本の論理和が出力される。
【００５２】
図８は、本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態において、単色のインクジェットプリントヘッドの駆動制御回路の一例における１サイクルの一例を示す信号シーケンス図である。ＮＦＣＬＲ信号の立ち上がりおよび立ち下がりでＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号をラッチして駆動方法および駆動方向を設定する。最初のＥＮＡＢＬＥ信号の立ち上がり前に、１番目のブロックの最初に記録を行なう５本のノズルに対応する記録データを読み込む。記録データは同時に駆動する５本ずつのノズルに対応して読み込まれる。図９は、１つのブロック内の記録データの転送順序の説明図である。図９中の１行に示した番号のノズルに対応する記録データが各回の駆動時に読み込まれる。以後、Ｎ回目の駆動時に、Ｎ＋１回目にプレパルス駆動する同時駆動ノズルに対応する記録データを読み込み、３２、３３回目の駆動時にはＤＡＴＡ／ＤＩＲ信号を‘Ｌ’として印字データをリセットする。
【００５３】
一方、１回目の駆動時には、ＥＮＡＢＬＥ信号のプレパルスのみが用いられ、１番目のブロックの最初に駆動する５本のノズルに対応する発熱体１２のプレヒートが行なわれる。１回目のメインパルスでは記録は行なわれない。以後、Ｎ回目の駆動時にプレヒートが行なわれた５本の同時駆動ノズルについて、Ｎ＋１回目の駆動時にメインパルスによる記録が行なわれる。最後の３３回目の駆動時には、プレパルスによる駆動は行なわれず、メインパルスによって４番目のブロックの最後に駆動する５本のノズルが駆動される。
【００５４】
なお、プレパルス機能のない単一パルスによって駆動する際には、最初のＥＮＡＢＬＥ信号の立ち上がり前に１番目のブロックの最初に同時駆動される５本のノズルに対応する記録データを読み込む。以後、Ｎ回目の駆動時に、Ｎ＋１回目に駆動する同時駆動ノズルに対応する記録データを読み込み、順に駆動を行なってゆけばよい。
【００５５】
単色のインクジェットプリントヘッドでは、図５（Ａ）に示したように、端から４０ノズルずつブロックに分割し、ブロック内は図４に示したように５本のノズルを同時駆動しながらインターレース方式の駆動を行ない、各ブロックを順次駆動している。このような駆動方法は、４ｂｉｔリングカウンタ１７と８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線の選択のみによって実現している。例えば、図４より１，９，１７，２５，３３番目のノズルは同時に駆動されるので、対応するＮＡＮＤ回路１５には同じ４ｂｉｔリングカウンタ１７と８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線が選択されて接続される。そして、これらのノズルは、それぞれ異なるデータ保持回路１６の信号線に接続されている。
【００５６】
１回目から４回目の駆動によって駆動されるノズルは、同じ８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線に接続され、同時駆動されるノズルごとに異なる４ｂｉｔリングカウンタ１７の出力線に接続される。また、５回目から８回目の駆動によって駆動されるノズルは、１回目から４回目の駆動によって駆動されるノズルとは異なる８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線に接続されている。このように、８ｂｉｔリングカウンタ１８の２本の出力線によって１つのブロックが選択される。８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線は８本あるので、各ブロックごとに２本づつの組が４組存在し、これがブロックの選択信号となる。このようにして、５本のノズルを同時駆動するインターレース方式の駆動を各ブロックごとに行ない、各ブロックを順次駆動する駆動方法が、配線の接続のみによって実現できる。
【００５７】
図１０は、本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態における３色一体型のインクジェットプリントヘッドの駆動制御回路の一例を示すブロック構成図である。図中の符号は図７と同様である。３色一体型のインクジェットプリントヘッドの駆動制御回路は、単色のインクジェットプリントヘッドと同一の構成を有しており、データ保持回路１６、４ｂｉｔリングカウンタ１７、８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線と、各ＮＡＮＤ回路１５との接続が異なるのみである。この接続によって、図５（Ｂ）に示すような順序でのブロック駆動と、印字記録用ノズルを有するブロック内の図４に示すような５本のノズルを同時駆動するインターレース方式の駆動、および、ダミーノズルを有するブロック内の隣接同時駆動を実現している。
【００５８】
すなわち、５〜４４番目のシアン（Ｃ）のインクを噴射する印字記録用ノズルで構成されるブロックについては、図７に示した単色のインクジェットプリントヘッドにおける１〜４０番目のノズルで構成されるブロックと同一の結線を行なう。このブロックでは、８ｂｉｔリングカウンタ１８の８本の出力線のうち、図１０における上から１本目と２本目が選択されている。
【００５９】
次に駆動されるブロックは、１〜４，４５〜６０番目のダミーノズルを有するブロックである。このブロックでは、８ｂｉｔリングカウンタ１８の８本の出力線のうち、図１０における上から３本目が選択されている。このブロックは隣接同時駆動を行なう。そのため、同時駆動を行なう５本のノズルについては同じ４ｂｉｔリングカウンタ１７の出力線を選択し、それぞれ異なるデータ保持回路１６の出力線に接続されている。また、５本のノズルごとに４ｂｉｔリングカウンタ１７の異なる出力線を選択している。例えば、図１０においては、１〜４，４５番目の５本のノズルが同時駆動されるので、同じ４ｂｉｔリングカウンタ１７の出力線に接続されている。また、４６〜５０番目の５本のノズルは、１〜４，４５番目のノズルとは異なる４ｂｉｔリングカウンタ１７の出力線に接続されている。このようにして、ダミーノズルを含むブロックについては、５本づつの隣接同時駆動を４回行なうことができる。
【００６０】
次のマゼンタ（Ｍ）の印字記録用ノズルのブロックは、８ｂｉｔリングカウンタ１８の８本の出力線のうち、図１０における上から４本目と５本目を用い、上述のシアン（Ｃ）の場合と同様に結線される。また、イエロー（Ｙ）の印字記録用ノズルのブロックは、８ｂｉｔリングカウンタ１８の８本の出力線のうち、図１０における上から７本目と８本目を用い、上述のシアン（Ｃ）の場合と同様に結線される。
【００６１】
１０１〜１１６，１５７〜１６０番目のダミーノズルを有するブロックについては、１〜４，４５〜６０番目のダミーノズルを有するブロックと同様である。８ｂｉｔリングカウンタ１８の８本の出力線のうち、図１０における上から６本目が選択され、隣接する５本のノズルは同じ４ｂｉｔリングカウンタ１７の出力線を選択し、それぞれ異なるデータ保持回路１６の出力が選択される。また、５本のノズルごとに、異なる４ｂｉｔリングカウンタ１７の出力線を選択して結線がなされる。なお、１１６番目と１５７〜１６０番目のノズルは同時に駆動される。
【００６２】
このように、データ保持回路１６、４ｂｉｔリングカウンタ１７、８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線と、各ノズルに対応するＮＡＮＤ回路１５との接続を上述のように行なうだけで、図５（Ｂ）に示すように各色ごとにブロック化した順次駆動が行なえるとともに、印字記録用ノズルを有する各ブロックにおいては図４に示すように複数本同時駆動しながらインターレース方式で駆動を行ない、ダミーノズルを有する各ブロックにおいては隣接同時駆動を行なうことができる。
【００６３】
また、図７と図１０を参照してわかるように、このようなブロック分けの変更や駆動方法の変更は、データ保持回路１６、４ｂｉｔリングカウンタ１７、８ｂｉｔリングカウンタ１８の出力線と、各ＮＡＮＤ回路１５との接続を変更するのみであり、他の駆動制御回路には影響しないため、単色のインクジェットプリントヘッドと３色一体のインクジェットプリントヘッドの作製に要するプロセスを共有化できるとともに、駆動回路を簡素化でき、信頼性の高いインクジェットプリントヘッドを安価に製造することが可能である。
【００６４】
なお、上述の例は一例であって、全駆動可能ノズル数や、同時駆動ノズル数、インターレース駆動回数など、種々の数値は、設計時に使用するインクジェットプリントヘッドに応じて設定すればよい。また、複数色一体のインクジェットプリントヘッドにおいて、ある色の印字記録用ノズルを１ブロックとしたとき、設計条件によっては、ダミーノズルが含まれてもかまわない。
【００６５】
【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、複数のノズルを有するヘッド部と、該ノズルを駆動する駆動制御手段を有し、前記複数のノズルを分割して複数の色材を記録可能なインクジェットプリントヘッドであって、異なる色材を噴射するノズル間に記録に用いないが駆動可能なダミーノズルを有しており、前記駆動制御手段が、前記色材を噴射するノズルにおいては、隣接するノズルを同時に駆動しないインターレース方式を用い、同時に駆動可能なノズル数と前記インターレース方式に応じてブロックごとに順次駆動して記録動作を行なわせるインクジェットプリントヘッドにおいて、各色はインターレース方式による駆動に応じた１つのブロック内で記録を全て完了し、色間にまたがるブロックを用いない。そのため、１バンドの記録時にブロックの継ぎ目が存在しないので視覚的な段差が発生せず、画質の向上を図ることができる。特に、各色の記録を行なうブロックの間にダミーノズルのブロックの駆動を行なうことによって、各色の記録位置を合わせることができる。
【００６６】
また、このようなブロック化を行なっても、単色のインクジェットプリントヘッドとは、駆動制御手段における各ブロックに属するノズルの選択のみが相違するのみであって、信号線との結線を変更するのみで実現でき、単色と複数色一体のインクジェットプリントヘッドを基本的に同一の回路構成とすることができるので、作製に要するプロセスの共有化と駆動回路の簡素化が計られ、低コストで製造することが可能となる。
【００６７】
さらに、色分離部のダミーノズルは記録に用いるノズルとは異なったブロックで駆動することによって、記録のタイミングを単色のインクジェットプリントヘッドと同等とすることができる。また、ダミーノズルの駆動は、インターレース方式を用いないことによって、ノズル数や配列順序などに制約を必要とせず、回路の設計自由度を高めることができるとともに、メンテナンス時の効果を高めることができる。例えば、隣接同時駆動を行なう場合でも、信号線との結線を変更するだけで実現可能である。本発明によれば、上述のように種々の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態を示す概略構成斜視図である。
【図２】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態を示す流路方向の断面図である。
【図３】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態における具体例を示す正面図である。
【図４】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態におけるインターレース方式の駆動方法の一例の説明図である。
【図５】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態における具体的な各ブロックの駆動順序の一例の説明図である。
【図６】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態における具体的な各ブロックの駆動順序の一例の説明図である。
【図７】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態における単色のインクジェットプリントヘッドの駆動制御回路の一例を示すブロック構成図である。
【図８】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態において、単色のインクジェットプリントヘッドの駆動制御回路の一例における１サイクルの一例を示す信号シーケンス図である。
【図９】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態におけるインターレース方式による１つのブロック内の記録データの転送順序の説明図である。
【図１０】本発明のインクジェットプリントヘッドの実施の一形態における３色一体型のインクジェットプリントヘッドの駆動制御回路の一例を示すブロック構成図である。
【図１１】従来の駆動方法の一例の説明図である。
【図１２】従来のインターレース方式の駆動方法の一例の説明図である。
【図１３】複数色一体型のインクジェットプリントヘッドにおいてインターレース方式の駆動を行なった場合の段差の説明図である。
【符号の説明】
１…チャネル基板、２…ヒータ基板、３…厚膜樹脂層、４…インクリザーバ、５…リザーバ隔壁、６…印字記録用ノズル、７…ダミーノズル、８…間隔、９…発熱体、１１…共通電極、１２…発熱体、１３…ドライバ、１４…プリドライバ、１５…ＮＡＮＤ回路、１６…データ保持回路、１７…４ｂｉｔリングカウンタ、１８…８ｂｉｔリングカウンタ、１９…クロック発生回路、２０…レギュレータ、２１…Ｄラッチ、２２…プリドライバ電源電圧モニタ端子、２３，２４…テスト信号出力端子。
Claims (5)
- 複数のノズルを有するヘッド部と、該ノズルを駆動する駆動制御手段を有し、前記複数のノズルを分割して複数の色材を記録可能なインクジェットプリントヘッドであって、異なる色材を噴射するノズル間に記録に用いないが駆動可能なダミーノズルを有しており、前記駆動制御手段が、前記色材を噴射するノズルにおいては、隣接するノズルを同時に駆動しないインターレース方式を用い、同時に駆動可能なノズル数と前記インターレース方式に応じてブロックごとに順次駆動して記録動作を行なわせるインクジェットプリントヘッドにおいて、前記駆動制御手段は、前記各色材を噴射するノズルを前記各色材ごとにそれぞれ１つのブロックとしてそれぞれ各色の記録を行なうように駆動し、前記ダミーノズルにおいては、前記各色材ごとのブロックとは異なるブロックとして、かつ、前記各色の記録を行なうブロックの駆動の間に駆動し、この間に各色の記録位置を合わせるようにしたことを特徴とするインクジェットプリントヘッド。
- さらに、複数のノズルを有し１色のみ記録可能な第２のヘッド部と、該第２のヘッド部の駆動を制御する第２の駆動制御手段を有し、前記第２の駆動制御手段も、前記第２のヘッド部の各ノズルの噴射において隣接する前記ノズルを同時に噴射させないインターレース方式を用い、同時に駆動可能なノズル数と前記インターレース方式に応じてブロックごとに順次駆動して記録動作を行なうものであることを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
- 前記駆動制御手段および前記第２の駆動制御手段は、前記各ブロックに属するノズルの選択を、ブロックを選択するためのブロック選択信号線と、各ノズルの入切を指示する信号線の一部との電気的接続によって行なうことを特徴とする請求項２に記載のインクジェットプリントヘッド。
- 前記ダミーノズルのブロックは、インターレース方式による駆動は行なわない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プリントヘッド。
- 各色材ごとのブロックを駆動するインターレース方式と、前記ダミーノズルのブロックのインターレース方式以外の駆動方式は、前記駆動制御手段におけるブロック内のノズルを選択するためのブロック内選択信号線と、各ノズルの入切を指示する信号線の一部との電気的接続によって実現することを特徴とする請求項４に記載のインクジェットプリントヘッド。
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| JP24792296A JP3572822B2 (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | インクジェットプリントヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24792296A JP3572822B2 (ja) | 1996-09-19 | 1996-09-19 | インクジェットプリントヘッド |
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-
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