JPH09174834A

JPH09174834A - プリンタ装置

Info

Publication number: JPH09174834A
Application number: JP33364595A
Authority: JP
Inventors: Toshio Narishima; 俊夫成島
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1995-12-21
Filing date: 1995-12-21
Publication date: 1997-07-08

Abstract

(57)【要約】【課題】回路に瞬時に流れる電流や最大消費電力を小
さくする。【解決手段】グループＡの定量側及び吐出側の駆動信
号と、グループＢの定量側及び吐出側の駆動信号のそれ
ぞれ立ち上がり及び立ち下がりの電位変化の生じる期間
が相互に一致しないようにされる。なお定量側の駆動信
号の立ち下がりはプリント情報によって変化されるの
で、この立ち下がりが他のグループの吐出側の駆動信号
の立ち上がりに一致しないように各信号のタイミングを
定める。さらにこのためには、例えばタイミング制御部
から出力されるＤ／Ａ変換トリガ信号及び吐出タイミン
グ信号のタイミングを制御する。そして例えば図示のよ
うに、これらの信号がグループごとに順次シフトされた
タイミングで形成されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば記録媒体上
にインクを付着させてプリントを行う、いわゆるインク
ジェットプリンタに使用して好適なプリンタ装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばプリンタ装置として、プリント情
報に応じてインク液滴をノズルより吐出し、紙やフィル
ムなどの記録媒体上に付着させてプリントする、いわゆ
るオンデマンド型インクジェットプリンタは、小型化、
低コスト化が可能であるために、近年急速に普及しつつ
ある。

【０００３】図１１は、上述のいわゆるオンデマンド型
インクジェットプリンタに使用されるインクジェットプ
リントヘッド（以下、単にプリントヘッドと称する）の
構造を例示したもので、この例においては、例えばプリ
ント情報を駆動力に変換する電気機械変換素子としてピ
エゾ素子等の電歪素子を用いてインクの吐出を行うもの
である。

【０００４】この図１１において、Ａは円筒状の電歪素
子を用いたプリントヘッドの構造の例を示す。この例で
プリントヘッドの構造は、ガラス等からなる円管５１１
と、この円管５１１の外側面に設けられた円筒状の電歪
素子５１２とからなる。さらにこの円管５１１の両端部
には、円管５１１内部のインク室５１３にインクを充填
するためのインク供給口５１４と、インクをインク液滴
５１５として吐出するためのノズル５１６及びオリフィ
ス部５１７が設けられる。

【０００５】そして上述の電歪素子５１２に電圧発生器
５１８からの所定の電圧が印加されることによってこの
電歪素子５１２が変形され、この変形によって円管５１
１内部のインク室５１３の容積が変化される。さらにこ
の容積変化によってインク室５１３の内圧が増加され、
この内圧の増加によってインク液滴５１５がノズル５１
６から吐出される。

【０００６】従って上述の電圧発生器５１８を任意のプ
リント情報で駆動することにより、このプリント情報に
従って上述のノズル５１６からインク液滴５１５を吐出
させることができる。そしてこの吐出されたインク液滴
５１５が記録媒体となる用紙（図示せず）に付着されて
プリントが行われるものである。

【０００７】また図１１のＢは平面状の電歪素子を用い
たプリントヘッドの構造の例を示す。この例では、任意
の材質からなる匣体５２１の一面が振動板５２２とさ
れ、この振動板５２２の外側に電歪素子５２３が接着さ
れていわゆるバイモルフ板が形成される。さらにこの匣
体５２１の両端部には、匣体５２１内部のインク室５２
４にインクを充填するためのインク供給口５２５と、イ
ンクをインク液滴５２６として吐出するためのノズル５
２７及びオリフィス部５２８が設けられる。

【０００８】そして上述の電歪素子５２３に電圧発生器
５２９からの所定の電圧が印加されることによってこの
電歪素子５２３が変形され、この変形によって匣体５２
１内部のインク室５２４の容積が変化される。さらにこ
の容積変化によってインク室５２４の内圧が増加され、
この内圧の増加によってインク液滴５２６がノズル５２
７から吐出される。

【０００９】従って上述の電圧発生器５２９を任意のプ
リント情報で駆動することにより、このプリント情報に
従って上述のノズル５２７からインク液滴５２６を吐出
させることができる。そしてこの吐出されたインク液滴
５２６が記録媒体となる用紙（図示せず）に付着されて
プリントが行われるものである。

【００１０】さらに図１１のＣはいわゆるステメ（２
室）型のプリントヘッドの構造の例を示す。この例で
は、任意の材質からなる匣体５３１の一面が振動板５３
２とされ、この振動板５３２の外側に電歪素子５３３が
接着されていわゆるバイモルフ板が形成される。またこ
の匣体５３１内部に圧力室５３４が形成され、この圧力
室５３４に連結してインク供給路５３５が設けられる。

【００１１】さらにこのインク供給路５３５にインクを
充填するためのインク供給口５３６が設けられ、またこ
のインク供給路５３５の圧力室５３１との連結部に対向
する位置に、インクをインク液滴５３７として吐出する
ためのノズル５３８及びオリフィス部５３９が設けられ
る。

【００１２】そして上述の電歪素子５３３に電圧発生器
５４０からの所定の電圧が印加されることによってこの
電歪素子５３３が変形され、この変形によって匣体５３
１内部の圧力室５３４の容積が変化される。さらにこの
容積変化によって圧力室５３４の内圧が増加され、この
内圧の増加がインク供給路５３５に伝達されることによ
って、インク液滴５３７がノズル５３８から吐出され
る。

【００１３】従って上述の電圧発生器５４０を任意のプ
リント情報で駆動することにより、このプリント情報に
従って上述のノズル５３８からインク液滴５３７を吐出
させることができる。そしてこの吐出されたインク液滴
５３７が記録媒体となる用紙（図示せず）に付着されて
プリントが行われるものである。

【００１４】また、図１２は上述のいわゆるオンデマン
ド型インクジェットプリンタに使用されるプリントヘッ
ドの他の例の構造を示したもので、この例においては、
例えば発熱素子を用いてインクの吐出を行うものであ
る。

【００１５】この例でプリントヘッドの構造は、図１２
に示すようにノズル６０１の内部に発熱素子６０２が設
けられる。そしてこの発熱素子６０２に電力を加えるこ
とによってノズル６０１内のインク６０３を瞬時に気化
させ、この気化によって発生する泡の圧力によって先端
部６０４からインク液滴６０５を吐出させる。

【００１６】すなわち図１２のＡにおいて、発熱素子６
０２に電力を加えると、発熱素子６０２に接するインク
６０３が加熱沸騰して小さな泡６０６が複数発生する。
この複数の泡６０６は、図１２のＢに示すように一つの
大きな泡６０７にまとまり、この泡６０７の圧力によっ
てノズル６０１内のインク６０３が先端部６０４から押
し出される。

【００１７】さらに図１２のＣにおいて、発熱素子６０
２への電力が遮断されると、泡６０７は急速に縮小し、
ノズル６０１内の圧力が減少する。これにより先端部６
０４から押し出されたインクはノズル６０１内のインク
６０３と切り離され、図１２のＤに示すように切り離さ
れたインクがインク液滴６０５として吐出される。

【００１８】従って上述の発熱素子６０２を任意のプリ
ント情報で駆動することにより、このプリント情報に従
って上述のノズル６０１からインク液滴６０５を吐出さ
せることができる。そしてさらにこのインク液滴６０５
が記録媒体となる用紙（図示せず）に付着されてプリン
トが行われるものである。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】ところでこのようなオ
ンデマンド型インクジェットプリンタにおいて、プリン
トを短時間で行うための方策として、インクの吐出され
るノズルの数を増やして複数のプリント情報を同時にプ
リントできるようにする方法が考えられた。

【００２０】すなわち図１３は、例えば上述の図１１の
Ｂに示したプリントヘッドの構成を複数並列に設けたも
のである。この図１３において、それぞれのノズル５２
７₁、５２７₂・・・５２７_mごとにインク室（図示せ
ず）が設けられる。またこの一面に電歪素子５２３₁、
５２３₂・・・５２３_mが設けられる。

【００２１】そしてこれらの電歪素子５２３₁、５２３
₂・・・５２３_mがそれぞれプリント情報に従って変形
駆動される。これによってそれぞれノズル５２７₁、５
２７ ₂・・・５２７_mから、それぞれのプリント情報に
従ってインク液滴５２６が吐出され、記録媒体となる用
紙（図示せず）にプリントが行われる。

【００２２】従ってこの装置において、ノズルの数に相
当する例えばｍ個のプリント情報（画素）を同時にプリ
ントすることができ、これによってプリントに掛かる時
間を１／ｍに短縮することができる。

【００２３】ところが上述のように複数の電歪素子５２
３₁、５２３₂・・・５２３_mを駆動する場合に、例え
ばピエゾ素子を共振周波数以外で駆動する場合には、こ
れらの電歪素子５２３₁、５２３₂・・・５２３_mは電
気的にはコンデンサーと見做すことができる。

【００２４】従ってこのような電歪素子の駆動には、例
えば図１４に示すような電流ブースター型の駆動回路が
用いられる。すなわち図１４においては、入力端子７０
１に供給される電圧信号が相補型のトランジスタ７０
２、７０３、７０４、７０５に供給され、これらのトラ
ンジスタの両端には、例えば−１５Ｖ及び＋１５Ｖの電
圧が供給される。そして電流に変換された信号が出力端
子７０８に取り出され、この電流が電歪素子（ピエゾ素
子）５２３に供給される。

【００２５】そしてこの場合に電歪素子の１素子当たり
の流れる電流ｉは、例えば１素子の容量値Ｃ＝２０ｎＦ
とし、駆動波形を図１５に示すように変位電圧Ｖ＝３０
Ｖ、変化時間ｔ＝１０μ秒として、Ｑ＝ＣＶ、Ｑ＝ｉｔ
の公式から、

【数１】となる。

【００２６】また、この時の１素子当たりの消費電力Ｐ
は最大Ｐ_MAX＝ｉＶ＝６０ｍＡ×３０Ｖ＝１．８Ｗとなる。そこで上述のｍ個の電歪素子を駆動する場合に
は、これらのｍ倍の電流及び消費電力となり、例えばｍ
＝１６として、９６０ｍＡ、２８．８Ｗとなって、例え
ばこの駆動回路をＩＣ化しようとしたときの障害となる
ものであった。

【００２７】この出願はこのような点に鑑みて成された
ものであって、解決しようとする問題点は、従来の装置
では、複数の電歪素子（電気機械変換素子）を駆動する
場合に、回路を流れる電流や最大消費電力が増大し、例
えば駆動回路をＩＣ化しようとしたときの障害となって
いたというものである。

【００２８】

【課題を解決するための手段】このため本発明において
は、複数のノズルを２以上のグループに分割してこれら
のグループ間で電気機械変換素子の電位変化の生じる駆
動のタイミングを異ならせるものであって、これによれ
ば、回路に瞬時に流れる電流や最大消費電力を小さくす
ることができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】すなわち本発明においては、電気
機械変換素子を駆動してインクの吐出を行うノズルが複
数設けられて成り、これらの複数のノズルをそれぞれの
プリント情報で制御してプリントを行うプリンタ装置に
おいて、複数のノズルを２以上のグループに分割してこ
れらのグループ間で電気機械変換素子の電位変化の生じ
る駆動のタイミングを異ならせるものである。

【００３０】ところで本願発明者は、先に希釈液または
インクの一方をプリント情報に従って定量し、他方を規
定量で混合した混合液を用いて中間調のプリントを行う
形式（キャリアジェット方式と称する）の新規なプリン
トヘッドを提案した。先願出願番号：特願平７−２５４
２５０号（出願日平成７年９月２９日）

【００３１】すなわち図３及び図４は、この新規なプリ
ントヘッドの構成図及び動作の波形図を示す。なお図３
において、Ａは全体図、Ｂは要部の拡大図である。これ
らの図において、オリフィスプレート３０１には定量側
ノズル３０２と吐出側ノズル３０３とが設けられる。こ
れらのノズル３０２、３０３にはそれぞれインク導入孔
３０４と希釈液導入孔３０５が連結して設けられる。

【００３２】さらにこれらの導入孔３０４、３０５の背
面側には定量側キャビティ３０６と吐出側キャビティ３
０７とが設けられる。またこれらのキャビティ３０６、
３０７の対向面側には振動板３０８が設けられる。この
振動板３０８がそれぞれ定量側電歪素子３０９と吐出側
電歪素子３１０によって駆動される。

【００３３】そしてこの装置において、定量側電歪素子
３０９と吐出側電歪素子３１０には、それぞれ例えば図
４のＡ、Ｂに示すような駆動信号が供給される。なおこ
の図４のＡ、Ｂは、それぞれ信号のタイミングのみを示
したものである。

【００３４】すなわち図４のＡは吐出側電歪素子３１０
に供給される駆動信号の例を示し、ａのタイミングで電
歪素子３１０に大きな変位を与えることによって吐出側
ノズル３０３から希釈液導入孔３０５に充填された希釈
液が吐出される。またｂ及びｃのタイミングでは、それ
ぞれ電歪素子３１０が引き込まれると共に、吐出側キャ
ビティ３０７から希釈液が希釈液導入孔３０５に再充填
される。

【００３５】また、図４のＢは定量側電歪素子３０９に
供給される駆動信号の例を示し、ｄ〜ｅの期間に定量側
ノズル３０２からインクが押し出され、この押し出され
たインク３１１は吐出側ノズル３０３の前面に滞留され
る。そしてこの吐出側ノズル３０３から希釈液が吐出さ
れることによって、この吐出された希釈液の液滴３１２
には滞留されたインク３１１の厚みに応じたインクが混
合される。

【００３６】従ってこの装置において、吐出（ａ）は例
えば１ｍ秒の間隔で行われ、このとき吐出側電歪素子３
１０には例えば０〜２０Ｖの電位変化が与えられ、この
電位変化による電歪素子３１０の変位によって希釈液が
吐出される。一方、タイミング（ｄ）において定量側電
歪素子３０９には例えば０〜１０Ｖの電位変化が与えら
れる。従ってこの電位変化による電歪素子３０９ではイ
ンクの吐出は起こらず、ノズル３０２先端からはインク
が押し出されだけである。

【００３７】そしてこの装置において、ｄ〜ｅの期間の
長さと電位変化幅に応じて押し出されるインクの量が制
御される。これによって吐出側ノズル３０３の前面に滞
留されるインク３１１の厚みを制御することができ、吐
出された液滴３１２のインクの濃度を任意に制御するこ
とができる。すなわち上述のプリント情報に従ってｄ〜
ｅの期間の長さと電位変化幅を、例えば１５０μ秒１０
Ｖ、５０μ秒１０Ｖのように制御することによって、任
意の中間調でプリントを行うことができる。

【００３８】しかしながらこの装置においても、複数の
電歪素子（電気機械変換素子）を駆動する場合に、回路
を流れる電流や最大消費電力が増大し、例えば駆動回路
をＩＣ化しようとしたときの障害となっていた。これ
は、特に吐出側の電歪素子では電位の変化が大きく急峻
に行われるために、電流や最大消費電力が大きく増大さ
れるものである。

【００３９】ところで上述の説明において、電歪素子と
して用いられるピエゾ素子はは、上述のように電気的に
はコンデンサーと見做されている。従ってこの素子に
は、印加される電位に変化が生じていないときは原理的
に電流が流れたり電力が消費されることはなく、この素
子で電流や消費電力が発生するのは、素子に印加される
電位に変化が生じている期間だけである。

【００４０】この発明はこのような点に鑑みて成された
ものである。以下、図面を参照して本発明を説明する
に、図１は本発明を適用したプリンタ装置の一例の構成
を示すブロック図である。

【００４１】この図１において、ホストコンピュータ
（図示せず）からのプリントデータや、プリントの制御
データはセントロニクス、ＳＣＳＩ（パラレル）や、Ｒ
Ｓ２３２Ｃ、ＲＳ４２２（シリアル）等のデータ入力イ
ンターフェース（Ｉ／Ｆ）１を通じて内部のＣＰＵシス
テムバス２に供給される。このＣＰＵシステムバス２に
は、ＣＰＵ３、ＲＯＭ４、ＲＡＭ５の他、後述するプリ
ントを行う機構回路が接続されている。

【００４２】そしてこの装置において、システムバス２
からのプリント情報信号がＤ／Ａ変換部６に供給されて
任意のアナログ信号に変換される。この変換されたアナ
ログ信号がドライブ部７に供給される。そしてこのドラ
イブ部７で、例えば上述の図４のＢのｄ〜ｅの期間の長
さと電位変化幅を変調した変調信号が形成され、この変
調信号がプリントヘッド変調部８（図３の電歪素子３０
９）に印加される。

【００４３】また、システムバス２からのプリント制御
信号がタイミング制御部９に供給される。そしてこのタ
イミング制御部９からのＤ／Ａ変換トリガ信号がＤ／Ａ
変換部６に供給されると共に、例えば上述の図４のＡに
示すような吐出タイミング信号がタイミング制御部９で
形成されてドライブ部１０を通じてプリントヘッド吐出
部１１（図３の電歪素子３１０）に印加される。

【００４４】なお、図は１つのプリントヘッドの１個の
ノズルについてのみ示したが、複数のプリントヘッドの
複数のノズルの駆動を行う場合には、そのノズルの数の
分、上述のＤ／Ａ変換部６〜プリントヘッド変調部８、
及びドライブ部１０とプリントヘッド吐出部１１が設け
られるものである。

【００４５】さらにタイミング制御部９からのモータ駆
動トリガ信号がモータ制御部１２に供給される。またシ
ステムバス２からのモータ駆動制御信号がモータ制御部
１２に供給される。そしてこのモータ制御部１２からの
モータ駆動信号がモータドライブ部１３を通じて紙送り
モータ及びヘッド送りモータ１４に供給される。

【００４６】また、ヘッド位置検出センサ１５からの位
置検出信号がタイミング制御部９に供給される。また、
プリントヘッドのノズル（図示せず）の近傍等に設けら
れた温度センサ１６からの温度検出信号が、センサイン
ターフェース（Ｉ／Ｆ）１７を通じてシステムバス２に
供給される。これらのセンサからの信号によって例えば
プリントヘッドの往復走査における誤差の調整や、上述
の文献（特願平７−２５４２５０号）に述べられた温度
制御等が行われる。

【００４７】そしてこの装置において、上述の例えばｍ
個のノズルを２以上のグループに分割し、分割されたそ
れぞれのグループごとに、上述のヘッド変調部８（電歪
素子３０９）に供給される定量側の駆動信号と、プリン
トヘッド吐出部１１（電歪素子３１０）に供給される吐
出側の駆動信号のタイミングを異ならせる。

【００４８】すなわち例えば図２に示すように、グルー
プＡの定量側及び吐出側の駆動信号と、グループＢの定
量側及び吐出側の駆動信号のそれぞれ立ち上がり及び立
ち下がりの電位変化の生じる期間が相互に一致しないよ
うにされる。なお定量側の駆動信号の立ち下がりはプリ
ント情報によって変化されるので、この立ち下がりが他
のグループの吐出側の駆動信号の立ち上がりに一致しな
いように各信号のタイミングを定める。

【００４９】さらにこの動作を例えば上述の装置で実現
するためには、例えばタイミング制御部９から出力され
るＤ／Ａ変換トリガ信号及び吐出タイミング信号のタイ
ミングを制御する。そして例えば図２中に示すように、
グループごとに順次シフトされたタイミングで形成され
るようにすることによって、上述の動作を実現すること
ができる。

【００５０】これによって、例えば分割されるグループ
の数をｎにした場合には、それぞれのタイミングにおい
て回路を流れる電流及び消費電力を、上述の動作を行わ
ない場合の１／ｎにすることができる。

【００５１】すなわち上述のノズルの数をｍ個とした場
合に、回路を流れる電流及び消費電力をｍ／ｎにするこ
とができ、例えば上述の１素子当たりの電流ｉ＝６０ｍ
Ａ、消費電力の最大値Ｐ_MAX＝１．８Ｗとした場合に、
例えばｍ＝１６、ｎ＝４とすると、それぞれのタイミン
グにおいて回路を流れる電流は２４０ｍＡ、消費電力は
７．２Ｗにすることができる。

【００５２】従ってこの装置において、複数のノズルを
２以上のグループに分割してこれらのグループ間で電気
機械変換素子の電位変化の生じる駆動のタイミングを異
ならせることによって、回路に瞬時に流れる電流や最大
消費電力を小さくすることができる。

【００５３】これによって、従来の装置では複数の電歪
素子（電気機械変換素子）を駆動する場合に、回路を流
れる電流や最大消費電力が増大していろいろな問題を生
じていたものを、本発明によれば分割されるグループの
数に従って回路を流れる電流や最大消費電力を小さくす
ることができ、例えば駆動回路をＩＣ化しようとしたと
きの障害を解決することができるものである。

【００５４】さらに、消費電力を小さくできることによ
って、駆動回路の発生する熱量が小さくなる。従って駆
動回路に設けられる放熱器を小さくし、あるいは無くす
ことも可能になる。また供給される電流の最大量も小さ
くなるため、より小さい電流供給量の電源回路を用いる
ことが可能になり、装置全体の小型化や総合的なコスト
の削減も実現することができる。

【００５５】また、特にこの装置を上述の希釈液または
インクの一方をプリント情報に従って定量し、他方を規
定量で混合した混合液を用いて中間調のプリントを行う
形式のプリントヘッドに適用する場合には、定量側及び
吐出側の駆動信号のそれぞれ立ち上がり及び立ち下がり
の電位変化の生じる期間が各グループの間で相互に一致
しないようにすることによって、回路に瞬時に流れる電
流や最大消費電力を小さくすることができる。

【００５６】さらにこの場合に、吐出側の駆動信号の立
ち上がりは、各グループの相互間でタイミング差を小さ
くして、吐出が隣接または近接して行われるようにす
る。これによって例えば縦線をプリントしたときの各グ
ループ間の記録媒体上にインクの付着される位置のずれ
が小さくされ、視覚上問題にならないようにしてプリン
トの画質を向上させることができる。

【００５７】またこの装置は、特に電気機械変換素子の
駆動が最高周波数で行われる場合に、グループ間で電気
機械変換素子の電位変化の生じる駆動のタイミングを異
ならせることによって、大きな効果を生み出すことがで
きるものである。

【００５８】さらにこの装置において、上述の各グルー
プに分割されたノズルの数の分のＤ／Ａ変換部６〜プリ
ントヘッド変調部８、及びドライブ部１０とプリントヘ
ッド吐出部１１を設ける場合の具体的な構成は、例えば
図５に示すようにされる。

【００５９】すなわち図５の例においては、ノズルはグ
ループＡ〜Ｄの４グループに分割されている。そしてシ
ステムバス２からのプリント情報信号が、各グループご
とに設けられるノイズの数ずつのＤ／Ａ変換部６Ａ〜６
Ｄに供給され、それぞれ任意のアナログ信号に変換され
る。さらにこの変換されたアナログ信号がそれぞれノイ
ズの数ずつのドライブ部７Ａ〜７Ｄに供給される。

【００６０】そしてこのドライブ部７Ａ〜７Ｄで、例え
ば上述の図４のＢのｄ〜ｅの期間の長さと電位変化幅を
変調した変調信号が形成され、この変調信号がそれぞれ
ノイズの数ずつのプリントヘッド変調部８Ａ〜８Ｄに印
加される。またシステムバス２からのプリント制御信号
がタイミング制御部９に供給され、このタイミング制御
部９からのＤ／Ａ変換トリガ信号がＤ／Ａ変換部６Ａ〜
６Ｄに供給される。

【００６１】また、例えば上述の図４のＡに示すような
吐出タイミング信号がタイミング制御部９で形成されて
ドライブ部１０Ａ〜１０Ｄに供給される。ここでドライ
ブ部１０Ａ〜１０Ｄは各グループごとに１つずつ設けら
れる。そしてこのドライブ部１０Ａ〜１０Ｄからの駆動
信号が、各グループごとに設けられるノイズの数ずつの
プリントヘッド吐出部１１Ａ〜１１Ｄに印加される。

【００６２】さらに図６はプリントヘッドの全体の構成
を示す。この図６において、例えば各色（シアン、マゼ
ンタ、イエロー、ブラック）のプリントヘッド２１、２
２、２３、２４には、それぞれ１つのプリントヘッドの
匣体ごとに例えば１６組の電歪素子３０９、３１０が設
けられ、それぞれ１６個のノズルが設けられる。

【００６３】そして電歪素子３０９からはそれぞれ信号
路が導出され、定量側の駆動信号はそれぞれ独立に供給
される。それと共に、電歪素子３１０からの信号路は、
例えば４個置きに４グループに分割されて、それぞれの
グループごとに共通に接続され、これらのグループごと
に吐出側の駆動信号が供給される。

【００６４】このようにして、各グループに分割された
複数のノズルの電歪素子３０９、３１０に対して、それ
ぞれ定量側の駆動信号及び吐出側の駆動信号を供給し、
それぞれノズルから、それぞれ所定のタイミングでプリ
ント情報によって変調されたインク液滴３１２の吐出を
行うことができる。

【００６５】さらに図７は、本発明によるプリンタ装置
を実施する場合の例えばホストコンピュータでの操作の
手順を示すフローチャートである。この図７において、
操作がスタートされると、まずステップ〔１〕で、自然
画像の取り込みや文字の編集を可能にするためのアプリ
ケーションソフトウェアが起動される。なおこの起動は
使用者によって行われるものである。

【００６６】次にステップ〔２〕で、画像ソースから必
要な画像の選択及び取り込みが行われる。画像ソースと
しては、フォト−ＣＤや、スキャナー等が想定される。
さらにステップ〔３〕で、画像及び文字を希望する位置
に編集する操作が行われる。なおこの編集操作は任意の
編集ソフトウェア等により使用者によって行われる。そ
してステップ〔４〕で、使用者によってプリントの処理
が起動される。

【００６７】これによってステップ〔５〕で、例えばホ
ストコンピュータ上のプリンタドライバーソフトウェア
が起動され、プリンタ装置でのプリント起動処理のコマ
ンドがプリンタ装置に送信される。なおこの処理コマン
ドはプリンタ装置の固有のＰＤＬ（Page Description L
anguage ）によって規定され、転送データ形式：圧縮な
し、プリント画質モード：自然画モードなどのコマンド
が送信される。

【００６８】さらにステップ〔６〕で、上述のプリンタ
ドライバーソフトウェアにより例えば１ページ分のプリ
ント情報（プリント開始位置、終了位置、画像データ）
が形成されプリンタ装置に送信される。そしてステップ
〔７〕で、起動されたアプリケーションソフトウェアが
終了されて、操作の手順が終了（エンド）される。

【００６９】また、図８は、上述の例えば１ページ分の
プリント情報の送信の手順を示すフローチャートであ
る。なおこの例は、例えば図９に示すような画像１、
２、３と文字パターンからなる１ページ分のプリント情
報を送信する場合である。そしてこの図８において、プ
リント情報の送信がスタートされると、まずステップ
〔１１〕で、例えばフルカラーのプリント情報の転送モ
ードとされる。

【００７０】次にステップ〔１２〕で、Ａ点の絶対位置
（ｘ、ｙ）と、画像１のｘ方向の画素数、プリントヘッ
ドの１回の走査でプリントされる画像１の画像データが
送信される。さらにステップ〔１３〕で、Ａ′点から
Ｂ′点までのプリントヘッドの２回目の走査でプリント
される画像１の画像データが送信される。なおこのとき
絶対位置（ｘ、ｙ）及び画素数の指定は不用である。ま
たフルカラーのプリント情報のプリントは左右双方向の
走査で行うことができる。そしてステップ〔１４〕で、
この操作が画像１が終了するまで繰り返される。

【００７１】さらにステップ〔１５〕で、Ｅ点の絶対位
置（ｘ、ｙ）と、画像２のｘ方向の画素数が送信され
る。またステップ〔１６〕で、Ｉ点の絶対位置（ｘ、
ｙ）と、画像３のｘ方向の画素数が送信される。さらに
ステップ〔１７〕で、プリントヘッドの１回の走査でプ
リントされる画像２の画像データと、画像３の画像デー
タが送信される。なおこの送信は、画像２、３のデータ
が交互に送信され、１回の走査でプリントされる分のデ
ータが送信される。

【００７２】またステップ〔１８〕で、Ｅ′点からＦ′
点までのプリントヘッドの２回目の走査でプリントされ
る画像２の画像データと、Ｉ′点からＪ′点までのプリ
ントヘッドの２回目の走査でプリントされる画像３の画
像データが送信される。なおこの送信は、画像２、３の
データが交互に送信され、１回の走査でプリントされる
分のデータが送信される。そしてステップ〔１９〕で、
この操作が画像２、３が終了するまで繰り返される。

【００７３】さらにステップ〔２０〕で、文字パターン
のプリント情報の転送モードとされる。そしてステップ
〔２１〕で、Ｍ点の絶対位置（ｘ、ｙ）と、文字パター
ンのｘ方向の画素数が送信される。さらにステップ〔２
２〕で、プリントヘッドの１回の走査でプリントされる
文字パターンのデータが送信される。

【００７４】また、ステップ〔２３〕で、プリントヘッ
ドの２回目の走査でプリントされる文字パターンのデー
タが送信される。なおこのとき絶対位置（ｘ、ｙ）及び
画素数の指定は不用である。また文字パターンのプリン
トは左右双方向の走査で行うことができる。そしてステ
ップ〔２４〕で、この操作が文字パターンのプリントが
終了するまで繰り返されて、送信の手順が終了（エン
ド）される。

【００７５】このようにして、例えば上述の図９に示す
ような画像１、２、３と文字パターンからなる１ページ
分のプリント情報が送信される。

【００７６】さらに図１０は、本発明の適用されるプリ
ンタ装置の機構の説明のための構成図である。この図１
０において、記録紙２１０はプラテン２１１の周面に巻
き付けられて移送されると共に、このプラテン２１１は
紙送りモータ２１２によって、プーリ２１３、２１４、
ベルト２１５を介して回転駆動される。

【００７７】また、プリントヘッド２１６はヘッド送り
機構２１７を介して、プラテン２１１の周面に平行に設
けられた送りネジ２１８に取り付けられる。そしてこの
ヘッド送り機構２１７によってプラテン２１１の周面に
平行に移動される。さらにこのヘッド送り機構２１７に
は舌片２０１が設けられ、この舌片２０１がヘッド送り
機構２１７の移動経路に設けられた位置検出センサ２０
２によって検出されて、プリントヘッド２１６の走査位
置が検出されるようになされている。

【００７８】そしてこの装置において、例えばホストコ
ンピュータ（図示せず）からのプリント情報２０３が供
給されてヘッドドライブ、ヘッド送り制御、紙送り制御
等の制御信号２０４が形成される。そしてこれらの制御
信号が各プリントヘッド２１６、ヘッド送り機構２１
７、紙送りモータ２１２に供給されて、プリント情報に
従ったプリントと、記録紙の移送及びプリントヘッドの
走査が行われる。

【００７９】こうして上述のプリンタ装置によれば、電
気機械変換素子を駆動してインクの吐出を行うノズルが
複数設けられて成り、これらの複数のノズルをそれぞれ
のプリント情報で制御してプリントを行うプリンタ装置
において、複数のノズルを２以上のグループに分割して
これらのグループ間で電気機械変換素子の電位変化の生
じる駆動のタイミングを異ならせることにより、回路に
瞬時に流れる電流や最大消費電力を小さくすることがで
きるものである。

【００８０】なお本発明のプリンタ装置は、上述の図１
１〜図１５に示した従来のプリントヘッドに適用して
も、回路に瞬時に流れる電流や最大消費電力を小さくす
ることができるなどの効果を奏するものである。また、
単色、単ノズルのプリンタ装置に適用しても同様の効果
を奏するものである。

【００８１】さらに上述の希釈液またはインクの一方を
プリント情報に従って定量し、他方を規定量で混合した
混合液を用いて中間調のプリントを行う形式のプリント
ヘッドでは、６４階調の中間調を安定的に得られること
が、本願発明者らの実験によって確認されている。そこ
でこのようなプリントヘッドを用いた本発明のプリンタ
装置において、さらに多階調誤差拡散法等の階調拡大手
段を併用することにより、例えば２５６階調のプリント
を得ることが可能になるものである。

【００８２】

【発明の効果】この発明によれば、複数のノズルを２以
上のグループに分割してこれらのグループ間で電気機械
変換素子の電位変化の生じる駆動のタイミングを異なら
せることによって、回路に瞬時に流れる電流や最大消費
電力を小さくすることができるようになった。

【００８３】これによって、従来の装置では複数の電歪
素子（電気機械変換素子）を駆動する場合に、回路を流
れる電流や最大消費電力が増大していろいろな問題を生
じていたものを、本発明によれば分割されるグループの
数に従って回路を流れる電流や最大消費電力を小さくす
ることができ、例えば駆動回路をＩＣ化しようとしたと
きの障害を解決することができるものである。

【００８４】さらに、本発明によれば消費電力を小さく
できることによって、駆動回路の発生する熱量が小さく
なる。従って駆動回路に設けられる放熱器を小さくし、
あるいは無くすことも可能になる。また供給される電流
の最大量も小さくなるため、より小さい電流供給量の電
源回路を用いることが可能になり、装置全体の小型化や
総合的なコストの削減も実現することができるものであ
る。

【００８５】また、特に本発明の装置を上述の希釈液ま
たはインクの一方をプリント情報に従って定量し、他方
を規定量で混合した混合液を用いて中間調のプリントを
行う形式のプリントヘッドに適用する場合には、定量側
及び吐出側の駆動信号のそれぞれ立ち上がり及び立ち下
がりの電位変化の生じる期間が各グループの間で相互に
一致しないようにすることによって、回路に瞬時に流れ
る電流や最大消費電力を小さくすることができるもので
ある。

【００８６】さらにこの場合に、吐出側の駆動信号の立
ち上がりは、各グループの相互間でタイミング差を小さ
くして、吐出が隣接または近接して行われるようにす
る。これによって例えば縦線をプリントしたときの各グ
ループ間の記録媒体上にインクの付着される位置のずれ
が小さくされ、視覚上問題にならないようにしてプリン
トの画質を向上させることができるものである。

【００８７】また本発明の装置は、特に電気機械変換素
子の駆動が最高周波数で行われる場合に、グループ間で
電気機械変換素子の電位変化の生じる駆動のタイミング
を異ならせることによって、大きな効果を生み出すこと
ができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の適用されるプリンタ装置の一例の構成
図である。

【図２】その動作の説明のための図である。

【図３】プリントヘッドの一例の構成図である。

【図４】プリントヘッドの一例の要部の構成図である。

【図５】プリントヘッドの説明のための図である。

【図６】駆動回路の説明のための図である。

【図７】動作の説明のためのフローチャート図である。

【図８】動作の説明のためのフローチャート図である。

【図９】その説明のためのプリントの例を示す図であ
る。

【図１０】プリントヘッドの機構の説明のための図であ
る。

【図１１】従来のプリントヘッドの構成図である。

【図１２】従来のプリントヘッドの構成図である。

【図１３】従来の装置の動作の説明のための図である。

【図１４】従来の装置の動作の説明のための図である。

【図１５】従来の装置の動作の説明のための図である。

【符号の説明】

１データ入力インターフェース（Ｉ／Ｆ）２ＣＰＵシステムバス３ＣＰＵ４ＲＯＭ５ＲＡＭ６Ｄ／Ａ変換部７ドライブ部８プリントヘッド変調部９タイミング制御部１０ドライブ部１１プリントヘッド吐出部１２モータ制御部１３モータドライブ部１４紙送りモータ及びヘッド送りモータ１５ヘッド位置検出センサ１６温度センサ１７センサインターフェース（Ｉ／Ｆ）

【手続補正書】

【提出日】平成８年１月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】ところが上述のように複数の電歪素子５２
３₁、５２３₂・・・５２３_mを駆動する場合に、例え
ばピエゾ素子を電気的共振周波数以外で駆動する場合に
は、これらの電歪素子５２３₁、５２３₂・・・５２３
_mは電気的にはコンデンサーと見做すことができる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】そしてこの場合に電歪素子の１素子当たり
の流れる電流ｉは、簡略化して説明すると、例えば１素
子の容量値Ｃ＝２０ｎＦとし、駆動波形を図１５に示す
ように変位電圧Ｖ＝３０Ｖ、変化時間ｔ＝１０μ秒とし
て、Ｑ＝ＣＶ、Ｑ＝ｉｔの公式から、

【数１】となる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】また、この時の１素子当たりの駆動回路の
消費電力Ｐは最大Ｐ_MAX＝ｉＶ＝６０ｍＡ×３０Ｖ＝１．８Ｗとなる。そこで上述のｍ個の電歪素子を駆動する場合に
は、これらのｍ倍の電流及び消費電力となり、例えばｍ
＝１６として、９６０ｍＡ、２８．８Ｗとなって、例え
ばこの駆動回路をＩＣ化しようとしたときの障害となる
ものであった。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３９】ところで上述の説明において、電歪素子と
して用いられるピエゾ素子は、上述のように電気的には
コンデンサーと見做されている。従ってこの素子には、
印加される電位に変化が生じていないときは原理的に電
流が流れたり電力が消費されることはなく、電流や消費
電力が発生するのは、素子に印加される電位に変化が生
じている期間だけである。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５９】すなわち図５の例においては、ノズルはグ
ループＡ〜Ｄの４グループに分割されている。そしてシ
ステムバス２からのプリント情報信号が、各グループご
とに設けられるノズルの数ずつのＤ／Ａ変換部６Ａ〜６
Ｄに供給され、それぞれ任意のアナログ信号に変換され
る。さらにこの変換されたアナログ信号がそれぞれノズ
ルの数ずつのドライブ部７Ａ〜７Ｄに供給される。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６０】そしてこのドライブ部７Ａ〜７Ｄで、例え
ば上述の図４のＢのｄ〜ｅの期間の長さと電位変化幅を
変調した変調信号が形成され、この変調信号がそれぞれ
ノズルの数ずつのプリントヘッド変調部８Ａ〜８Ｄに印
加される。またシステムバス２からのプリント制御信号
がタイミング制御部９に供給され、このタイミング制御
部９からのＤ／Ａ変換トリガ信号がＤ／Ａ変換部６Ａ〜
６Ｄに供給される。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６１】また、例えば上述の図４のＡに示すような
吐出タイミング信号がタイミング制御部９で形成されて
ドライブ部１０Ａ〜１０Ｄに供給される。ここでドライ
ブ部１０Ａ〜１０Ｄは各グループごとに１つずつ設けら
れる。そしてこのドライブ部１０Ａ〜１０Ｄからの駆動
信号が、各グループごとに設けられるノズルの数ずつの
プリントヘッド吐出部１１Ａ〜１１Ｄに印加される。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】プリントヘッドの動作の説明のための図であ
る。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】駆動回路の説明のための図である。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】プリントヘッドの一例の要部の構成図である。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正１２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】

【手続補正１３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１５】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気機械変換素子を駆動してインクの吐
出を行うノズルが複数設けられて成り、これらの複数のノズルをそれぞれのプリント情報で制御
してプリントを行うプリンタ装置において、上記複数のノズルを２以上のグループに分割してこれら
のグループ間で上記電気機械変換素子の電位変化の生じ
る駆動のタイミングを異ならせることを特徴とするプリ
ンタ装置。
【請求項２】請求項１記載のプリンタ装置において、上記複数のノズルには、それぞれ一の上記電気機械変換素子を駆動して希釈液ま
たはインクの一方を上記プリント情報に応じて定量する
定量手段と、他の上記電気機械変換素子を駆動して上記希釈液または
インクの他方の規定量を上記定量された上記希釈液また
はインクの一方の中を通過して吐出させる吐出手段とが
設けられ、上記定量された希釈液またはインクの一方と吐出される
規定量の他方とを混合した混合液を用いて中間調のプリ
ントを行うと共に、上記定量手段側の上記電気機械変換素子または／及び上
記吐出手段側の上記電気機械変換素子の電位変化の生じ
る駆動のタイミングを上記グループ間で異ならせること
を特徴とするプリンタ装置。
【請求項３】請求項２記載のプリンタ装置において、少なくとも上記吐出手段側の上記電気機械変換素子の電
位変化の生じる駆動のタイミングは、上記グループの相
互間でタイミング差を小さくして、上記吐出が隣接また
は近接して行われることを特徴とするプリンタ装置。
【請求項４】請求項１記載のプリンタ装置において、上記電気機械変換素子の駆動が最高周波数で行われる場
合に、上記グループ間で上記電気機械変換素子の電位変
化の生じる駆動のタイミングを異ならせることを特徴と
するプリンタ装置。