JPH11157056A - インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のノズル間に生ずるクロストーク現象を
抑制して高品位の印刷画像を得ることを可能とするイン
クジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ
用記録ヘッドの駆動装置および方法を提供する。 【解決手段】 インク滴を吐出するための複数のノズル
１１８と、各ノズルごとに設けられ対応するノズルから
インク滴を吐出させるためのエネルギーを発生する圧電
素子１１６とを備える。駆動波形生成部１４２は、イン
ク滴の大きさを変調するための駆動信号と他のノズルの
インク滴吐出動作に伴って生ずる影響を打ち消すための
補助駆動信号とを含む複数種類の駆動信号１４５ａ〜１
４５ｄを出力する。波形選択部１４１−〜１４１−ｎ
は、それぞれ、駆動波形生成部１４２から出力される駆
動信号１４５ａ〜１４５ｄの中からいずれかを選択し
て、対応する圧電素子１１６に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のノズル部を
備えると共にこれらの各ノズル部からインク滴を吐出し
て記録用紙に記録を行うインクジェットプリンタ、なら
びにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置お
よび方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インク室に連通したノズル開口部
からインク滴を吐出して記録用紙に記録を行うインクジ
ェットプリンタが普及している。特に、最近では、印画
速度を向上させるために、複数のノズル部を備えたいわ
ゆるマルチノズルヘッドを有するインクジェットプリン
タが登場している。

【０００３】図１３は従来のインクジェットプリンタに
おけるマルチノズルヘッドおよびその駆動回路の概略構
成を表すものである。この図に示したように、このマル
チノズルヘッド５００は、複数のノズル５０１−１〜５
０１−ｎと、これらの各ノズルに対応して設けられた圧
電素子５０２−１〜５０２−ｎとを備えている。各圧電
素子５０２−１〜５０２−ｎは、図示しないインク流路
を介してインクが供給される複数のインク室（図示せ
ず）の各一壁面に固設されている。これらの圧電素子５
０２−１〜５０２−ｎには、それぞれ、オンオフスイッ
チ５０３−１〜５０３−ｎを介して、所定波形の駆動信
号５０４が選択的に入力されるようになっている。具体
的には、オンオフスイッチ５０３−１〜５０３−ｎのう
ち、オン状態となったオンオフスイッチに接続された圧
電素子に駆動信号５０４が入力される。そして、駆動信
号５０４が入力された圧電素子は、その対応するインク
室の容積を縮小させる方向にたわみ、これにより、ノズ
ルからインク滴を吐出させるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この種のインクジェッ
トプリンタにおいては、複数のノズルからの吐出動作を
同時にコントロールするようになっていることから、あ
るノズルにおけるインク吐出動作が他のノズルにおける
インク吐出動作に影響を与えてしまい、予定した通りの
インク滴サイズ等が得られなくなる可能性がある。この
ようなクロストーク現象は、特に、相互に隣接するノズ
ル同士において大きくなることが予想される。

【０００５】しかしながら、図１３に示した従来のマル
チノズルヘッドの駆動回路では、すべての圧電素子に対
してただ１種類の駆動信号５０４が入力されるようにな
っており、各ノズルごとに単に吐出を行うか吐出を行わ
ないかという制御を行っているに過ぎなかった。このた
め、各ノズル間において上記したクロストーク現象が生
じたとしても、これを抑制する手立てがなく、結果とし
て、予定した通りの印字品質を得ることができなくなる
おそれがあった。

【０００６】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、複数のノズル間に生ずるクロストー
ク現象を抑制して高品位の印刷画像を得ることを可能と
するインクジェットプリンタ、ならびにインクジェット
プリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係るインクジェ
ットプリンタは、インク滴を吐出するための複数のノズ
ル部と、各ノズル部ごとに設けられ対応するノズル部か
らインク滴を吐出させるためのエネルギーを発生する吐
出エネルギー発生手段と、インク滴の大きさを変調する
ための駆動信号と他のノズル部のインク滴吐出動作に伴
って生ずる影響を打ち消すための補助駆動信号とを含む
複数種類の駆動信号を出力する駆動信号出力手段と、各
吐出エネルギー発生手段ごとに設けられ駆動信号出力手
段から出力される駆動信号の中からいずれかを選択して
対応する吐出エネルギー発生手段に供給する選択手段と
を備えている。

【０００８】本発明に係るインクジェットプリンタ用記
録ヘッドの駆動装置は、インク滴を吐出するための複数
のノズル部と、各ノズル部ごとに設けられ対応するノズ
ル部からインク滴を吐出させるためのエネルギーを発生
する吐出エネルギー発生手段とを備えたインクジェット
プリンタ用記録ヘッドを駆動する装置であって、インク
滴の大きさを変調するための駆動信号と他のノズル部の
インク滴吐出動作に伴って生ずる影響を打ち消すための
補助駆動信号とを含む複数種類の駆動信号を出力する駆
動信号出力手段と、各吐出エネルギー発生手段ごとに設
けられ駆動信号出力手段から出力される駆動信号の中か
らいずれかを選択して対応する吐出エネルギー発生手段
に供給する選択手段とを備えている。

【０００９】本発明に係るインクジェットプリンタ用記
録ヘッドの駆動方法は、インク滴を吐出するための複数
のノズル部と、各ノズル部ごとに設けられ対応するノズ
ル部からインク滴を吐出させるためのエネルギーを発生
する吐出エネルギー発生手段とを備えたインクジェット
プリンタ用記録ヘッドを駆動する方法であって、インク
滴の大きさを変調するための駆動信号と他のノズル部の
インク滴吐出動作に伴って生ずる影響を打ち消すための
補助駆動信号とを含む複数種類の駆動信号を生成し、各
吐出エネルギー発生手段ごとに複数種類の駆動信号の中
からいずれかを選択して、対応する吐出エネルギー発生
手段に供給するようにしたものである。

【００１０】本発明に係るインクジェットプリンタ、な
らびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置
および方法では、インク滴の大きさを変調するための駆
動信号と他のノズル部のインク滴吐出動作に伴って生ず
る影響を打ち消すための補助駆動信号とを含む複数種類
の駆動信号が生成される。そして、各吐出エネルギー発
生手段ごとに、上記の生成された複数種類の駆動信号の
中からいずれかが選択されて、対応する吐出エネルギー
発生手段に供給される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１２】図２は本発明の一実施の形態に係るインク
ジェットプリンタの要部の概略構成を表すものである。
なお、本発明の実施の形態に係るインクジェットプリン
タ用記録ヘッドの駆動装置および方法は本実施の形態に
係るインクジェットプリンタによって具現化されるの
で、以下併せて説明する。

【００１３】このインクジェットプリンタ１は、記録用
紙２に対してインク滴を吐出して記録を行う記録ヘッド
１１と、この記録ヘッド１１にインクを供給するインク
カートリッジ１２と、記録ヘッド１１の位置と記録用紙
２の紙送りとを制御するヘッド位置・紙送りコントロー
ラ１３と、駆動信号２１により記録ヘッド１１のインク
滴吐出動作を制御するヘッドコントローラ１４と、入力
される画像データに所定の画像処理を行い、印画データ
２２としてヘッドコントローラ１４に供給する画像処理
部１５と、制御信号２３，２４，２５によってそれぞれ
ヘッド位置・紙送りコントローラ１３、ヘッドコントロ
ーラ１４および画像処理部１５を制御するシステムコン
トローラ１６とを備えている。

【００１４】図３は図２における記録ヘッド１１の斜視
断面構造を表し、図４は図３における記録ヘッド１１を
矢印Ｚ（図３）の方向から見た断面構造を表し、図５は
図３における記録ヘッド１１を矢印Ｗ（図３）の方向か
ら見た断面構造を表す。これらの図に示したように、記
録ヘッド１１は、薄いノズルプレート板１１１と、ノズ
ルプレート１１１上に積層された流路プレート１１２
と、流路プレート１１２上に積層された振動プレート１
１３とを備えて構成されている。これらの各プレート
は、例えば、図示しない接着剤により相互に貼り合わさ
れている。

【００１５】流路プレート１１２の上面側には選択的に
凹部が形成されており、これらの凹部と振動プレート１
１３とによって、複数のインク室１１４とこれらのイン
ク室に連通する共同流路１１５とを構成している。共同
流路１１５と各インク室１１４との連通部分は挟路とな
っており、ここから各インク室１１４の方向に向かうに
従って流路幅が拡がるような構造となっている。各イン
ク室１１４の真上部分の振動プレート１１３上には、そ
れぞれ、例えばピエゾ素子等からなる圧電素子１１６が
固着されている。各圧電素子１１６上には、図示しない
電極がそれぞれ積層配置されており、これらの電極にヘ
ッドコントローラ１４（図２）からの駆動信号を印加す
ることによって各圧電素子１１６、ひいては振動プレー
ト１１３を矢印Ｐ（図５）の方向にたわませ、インク室
１１４の容積を増大（膨張）させたり減少（収縮）させ
ることができるようになっている。ここで、圧電素子１
１６が本発明における「吐出エネルギー発生手段」に対
応する。

【００１６】各インク室１１４における共同流路１１５
に連通した側と反対側の部分は、流路幅が次第に狭まっ
ていく構造になっており、その終端部の流路プレート１
１２には、厚み方向に穿たれた流路孔１１７が設けられ
ている。そして、この流路孔１１７は、最下層のノズル
プレート１１１に形成された微小なノズル１１８へと連
通しており、このノズル１１８からインク滴が吐出され
るようになっている。本実施の形態では、記録ヘッド１
１には、記録用紙２（図２）の紙送り方向（図３の矢印
Ｘ）に沿って、複数のノズル１１８が等間隔で１列に形
成されているが、その他の配列（例えば千鳥状に２列）
としてもよい。ここで、ノズル１１８が本発明における
「ノズル部」に対応する。

【００１７】共同流路１１５は、図２に示したインクカ
ートリッジ１２（図３および図４では図示せず）に連通
している。そして、このインクカートリッジ１２から共
同流路１１５を経て各インク室１１４に常時一定速度で
インクが供給されるようになっている。このインクの供
給は、例えば毛細管現象を利用して行うことができる
が、そのほか、インクカートリッジ１２に所定の加圧機
構を設けて加圧することで行うようにしてもよい。

【００１８】記録ヘッド１１は、図示しないキャリッジ
駆動モータおよびこれに付随するキャリッジ機構によっ
て記録用紙２の紙送り方向Ｘと直交する方向Ｙに往復移
動しながらインク滴を吐出することにより、記録用紙２
に画像を記録するようになっている。

【００１９】図１は図２におけるヘッドコントローラ１
４の回路構成を表すものである。この図に示したよう
に、ヘッドコントローラ１４は、複数の波形選択部１４
１−１〜１４１−ｎと、互いに異なる波形からなる４個
の駆動信号１４５ａ〜１４５ｄを生成する駆動波形生成
部１４２と、波形選択部１４１−１〜１４１−ｎの動作
を制御する駆動波形選択制御部１４３とを備えている。
ここで、ｎは正の整数である。

【００２０】駆動波形生成部１４２から出力される駆動
信号１４５ａ〜１４５ｄはそれぞれｎ個ずつに分岐され
て、それぞれ波形選択部１４１−１〜１４１−ｎに入力
されるようになっている。駆動波形選択制御部１４３
は、波形選択部１４１−１〜１４１−ｎに選択信号１４
６−１〜１４６−ｎをそれぞれ対応するように入力し、
この選択信号に応じて、各波形選択部１４１−１〜１４
１−ｎがそれぞれ駆動信号１４５ａ〜１４５ｄのいずれ
か一つを選択するように制御を行う。波形選択部１４１
−１〜１４１−ｎは、それぞれ、駆動信号１４５ａ〜１
４５ｄの中から選択した駆動信号２１−１〜２１−ｎを
記録ヘッド１１に供給するようになっている。なお、駆
動信号２１−１〜２１−ｎは図１の駆動信号２１に相当
する。ここで、波形選択部１４１−１〜１４１−ｎがそ
れぞれ本発明における「選択手段」に対応する。

【００２１】駆動波形生成部１４２は、例えば、いずれ
も図示しないが、マイクロプロセッサと、このマイクロ
プロセッサが実行するプログラムが格納されたＲＯＭ
（ReadOnly Memory）と、マイクロプロセッサによる所
定の演算や一時的なデータ記憶等に用いられるワークメ
モリとしてのＲＡＭ（Random Access Memory）と、不揮
発性メモリからなる駆動波形記憶部と、駆動波形記憶部
から読み出されたディジタルデータをアナログに変換す
るためのディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）コンバータと、
Ｄ／Ａコンバータの出力を増幅するアンプとを備えて構
成される。ここで、駆動波形記憶部は、記録ヘッド１１
に供給する駆動信号１４５ａ〜１４５ｄの電圧波形を示
す波形データを記憶しており、この波形データが、マイ
クロプロセッサによって読み出されてＤ／Ａコンバータ
でアナログ信号に変換されたのちアンプで増幅され、駆
動信号１４５ａ〜１４５ｄとして出力されるようになっ
ている。ただし、この駆動波形生成部１４２は、上記の
ような構成に限られることはなく、これと異なる構成と
することも可能である。

【００２２】図６は駆動波形生成部１４２から出力され
る駆動信号１４５ａ〜１４５ｄの波形の一例を表すもの
である。この図で（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ駆動信号１
４５ａ〜１４５ｄを表している。これらのうち、駆動信
号１４５ａは、実際にインク吐出動作を行うのに用いら
れる信号波形であり、駆動信号１４５ｂ，１４５ｃは、
ノズル相互間のクロストークの影響を抑制するための信
号波形である。駆動信号１４５ｄはインク滴を吐出させ
ることのない一定電圧（Ｖ１）の波形となっている。こ
こで、駆動信号１４５ｂ，１４５ｃが本発明における
「補助駆動信号」に対応する。

【００２３】次に、図７を参照して、駆動信号１４５ａ
の波形の意義について詳しく説明する。

【００２４】図７は、駆動信号１４５ａの波形と、圧電
素子１１６の挙動と、ノズル１１８内におけるインクの
先端部の位置（以下、メニスカス位置という。）の変化
との関係を表すものである。この図の（ａ）は駆動信号
１４５ａの１周期分の波形を表している。（ｂ）はイン
ク室１１４の状態を表し、（ｃ）はノズル１１８内にお
けるメニスカス位置の変化を表す。なお、（ａ）では、
説明の便宜上、同一波形の駆動信号の繰り返しを描いて
いる。この図で、符号ｔｓは周期ごとの信号切替タイミ
ングを表し、符号ｔｅはインク滴の吐出開始タイミング
を表す。

【００２５】図６（ａ）において、まず、駆動電圧を第
１の電圧Ｖ１（＝一定）から電圧０に変化させる行程
（ＡからＢまで）を第１行程とし、これに要する時間を
ｔ１とする。また、電圧０を保持して待機する行程（Ｂ
からＣまで）を第２行程とし、これに要する時間をｔ２
とする。さらに、電圧０から第２の電圧Ｖ２に変化させ
る行程（ＣからＤまで）を第３行程とし、これに要する
時間をｔ３とする。なお、以下の説明では、第１の電圧
Ｖ１を引込電圧といい、第２の電圧Ｖ２を吐出電圧とい
う。

【００２６】この記録ヘッド１１は、一定の周波数（例
えば１〜１０ｋＨｚ程度）で駆動されるようになってお
り、この駆動周波数に対応してインク滴の吐出周期Ｔが
定まる。第３行程の開始時点である時点Ｃおよび時点Ｇ
等は、吐出が開始されるタイミングであり、この吐出開
始に先立って第１および第２行程が行われるようになっ
ている。

【００２７】まず、時点Ａおよびそれ以前においては、
図６（ｂ）の状態Ｐ_A のように、圧電素子１２２への電
圧Ｖ１の印加により振動プレート１１３は内側にわずか
にたわんだ状態で静止し、インク室１１４は収縮状態と
なっている。時点Ａにおいて、ノズル１１８内のメニス
カスの位置は、図６（ｃ）の状態Ｍ_A に示したように、
ノズル１１８の開口端とほぼ同位置になっているものと
する。

【００２８】次に、時点Ａの電圧Ｖ１から時点Ｂの電圧
０Ｖへと駆動電圧を減少させる第１行程を行うと、圧電
素子１１６への印加電圧が０になるので振動プレート１
１３のたわみがなくなり、インク室１１４は膨張する
（図６（ｂ）の状態Ｐ_B ）。このため、ノズル１１８内
におけるメニスカスはインク室１１４の方向に引き込ま
れ、時点Ｂでは、例えば図６（ｃ）のＭ_B の状態にまで
後退する（すなわち、開口端から遠ざかる）。

【００２９】ここで、時点Ａと時点Ｂとにおける電位差
（引き込み電圧Ｖ１）の大きさを変更することにより第
１行程におけるメニスカスの引き込み量を変えることが
できるので、間接的に、次の第２行程の終了時点、すな
わち第３行程の開始時点におけるメニスカス位置を調整
することが可能である。このメニスカス位置、すなわち
開口端からメニスカスまでの距離は、第３行程において
吐出されるインク滴のサイズに大きく影響するので、こ
れを調整することでインク滴のサイズを制御することが
できる。すなわち、この第１行程におけるメニスカスの
引き込み量（より具体的には、引き込み電圧Ｖ１）を変
えることによってインク滴のサイズを制御することが可
能である。

【００３０】次に、時点Ｂから時点Ｃまでの時間ｔ２の
間、駆動電圧を０に固定して振動プレート１１３ｃをた
わみがない状態に維持することでインク室１１４の容積
を一定に保つ第２行程を行う。ところが、この間もイン
クカートリッジ１２からのインク供給は連続的に行われ
ているので、ノズル１１８内におけるメニスカス位置は
開口端に向かって変位し、時点Ｃでは、例えば図６
（ｃ）のＭ_C の状態にまで前進する。

【００３１】ここで、第２行程の所要時間ｔ２を変更す
ることによりメニスカス位置の前進量が変わり、第３行
程の開始時点におけるメニスカス位置を調整することが
できるので、結果として、インク滴のサイズを制御する
ことが可能である。具体的には、第２行程の所要時間ｔ
２を短くするほどインク滴のサイズを小さくすることが
できる。

【００３２】次に、時点Ｃの電圧０Ｖから時点Ｄの吐出
電圧Ｖ２へと駆動電圧を急激に増大させる第３行程を行
う。ここで、時点Ｃは、上記したように、吐出を開始す
るタイミングである。この場合、時点Ｄでは圧電素子１
２２に大きな吐出電圧Ｖ２が印加されるので、振動プレ
ート１１３は図６（ｂ）の状態Ｐ_D に示したように内側
に大きくたわみ、インク室１１４は急激に収縮する。こ
のため、図６（ｃ）の状態Ｍ_D に示したように、ノズル
１１８内のメニスカスは開口端に向かって一気に押さ
れ、ここからインク滴として吐出される。吐出されたイ
ンク滴は空気中を飛翔し、記録用紙２（図２）上に着弾
する。ここで、吐出電圧Ｖ２の大きさを変えることでイ
ンク滴のサイズを制御することが可能である。

【００３３】その後、駆動電圧を再びＶ１まで減少させ
て振動プレート１１３を僅かに内側にたわませて初期状
態にし（図６（ｂ）の状態Ｐ_E ）、この状態を次の吐出
動作の第１行程開始時点Ｆまで維持する。駆動電圧を再
びＶ１に減少させた直後の時点Ｅにおいては、図６
（ｃ）の状態Ｍ_E に示したように、吐出されたインク滴
量にほぼ対応する分だけメニスカス位置が後退した状態
となるが、その後も行われるインクの充填（リフィル）
により、次の吐出動作の第１行程開始時点Ｆのメニスカ
ス位置は、図６（ｃ）の状態Ｍ_F に示したように、開口
端と同じ位置にまで回復し、時点Ａにおける状態Ｍ_A と
同じになる。

【００３４】このようにして１回の吐出動作が終了す
る。以下、このようなサイクル動作を各ノズル１１８ご
とに並行してそれぞれ繰り返し行うことで、記録用紙２
（図２）への画像記録が連続的に行われる。

【００３５】なお、駆動波形１４５ａは、以下の条件を
満たすように作成される。すなわち、第２行程の所要時
間ｔ１はメニスカスを引き込んでからメニスカスがノズ
ル先端部に到達するまでの所要時間以下であること、吐
出電圧Ｖ２はインク滴を吐出し得るだけの大きさを有す
ること、および第３行程における電圧変化の傾きは一定
であること、の３つの条件である。

【００３６】さて、再び図６に戻って、駆動信号１４５
ｂ，１４５ｃの特徴について説明する。上記したよう
に、駆動信号１４５ｂ，１４５ｃは、ノズル相互間のク
ロストークの影響を抑制するための信号波形である。こ
のうち、駆動信号１４５ｂは、駆動信号１４５ａとほぼ
同位相の波形形状を有しており、駆動信号１４５ａの第
２工程期間中は引込電圧Ｖ１よりも僅かに小さい電圧Ｖ
３を保持すると共に、駆動信号１４５ａが吐出電圧Ｖ２
に保持されている期間中は引込電圧Ｖ１よりも僅かに大
きい電圧Ｖ４を保持するようになっている。それ以外の
期間は引込電圧Ｖ１を保持している。一方、駆動信号１
４５ｃは、駆動信号１４５ａとほぼ逆位相の波形形状を
有しており、駆動信号１４５ａの第２工程期間中は引込
電圧Ｖ１よりも僅かに大きい電圧Ｖ５を保持すると共
に、駆動信号１４５ａが吐出電圧Ｖ２に保持されている
期間中は引込電圧Ｖ１よりも僅かに小さい電圧Ｖ６を保
持するようになっている。それ以外の期間は引込電圧Ｖ
１を保持している。

【００３７】次に、図８を参照して、図１のインクジェ
ットプリンタ１の全体動作を説明する。ここで、図７は
ヘッドコントローラ１４（図１）における１吐出動作の
要部を表すものである。

【００３８】図１において、図示しないパーソナルコン
ピュータ等の情報処理装置から印刷データがインクジェ
ットプリンタ１に入力されると、画像処理部１５は、こ
の入力データに対して所定の画像処理（例えば圧縮され
たデータの伸長等）を行ったのち、これを印画データ２
２としてヘッドコントローラ１４に送出する。

【００３９】ヘッドコントローラ１４の駆動波形選択制
御部１４３は、記録ヘッド１１のノズル数に対応したｎ
ドット分の印画データ２２が入力されると（図８ステッ
プＳ１０１、これらの印画データ２２を基に、各ノズル
１１８ごとに、ドット形成の有無とクロストーク抑制措
置の要否とを判定し、この判定結果から、各波形選択部
１４１−１〜１４１−ｎにおいて選択すべき駆動信号波
形を決定する。より具体的には、変数ｊを“１”から
“ｎ”まで順次インクリメントしながら、波形選択部１
４１−ｊが選択すべき駆動信号波形を決定する（ステッ
プＳ１０２〜Ｓ１０５）。

【００４０】ｎ個の波形選択部１４１−１〜１４１−ｎ
のすべてについて、選択すべき駆動信号の決定を終了す
ると（ステップＳ１０５；Ｙ）、駆動波形選択制御部１
４３は、所定の切り替えタイミングｔｓ（図７）が到来
した時点で（ステップＳ１０６；Ｙ）、波形選択部１４
１−１〜１４１−ｎに対して、それぞれ、決定された波
形の駆動信号を選択するための波形選択信号１４６−１
〜１４６−ｎを出力する（ステップＳ１０７）。

【００４１】波形選択部１４１−１〜１４１−ｎは、そ
れぞれ、入力された波形選択信号１４６−１〜１４６−
ｎに基づき、駆動信号１４５ａ〜１４５ｄの中から該当
するものを選択し、これを出力する。これにより、例え
ば図６（ａ）〜（ｄ）に示したような波形の駆動信号１
４５ａ〜１４５ｄが記録ヘッド１１の各ノズルの圧電素
子１１６に供給される。記録ヘッド１１の各ノズルで
は、各駆動信号の電圧波形に基づいて、図７で説明した
ような３つの行程によるインク滴吐出や、後述するよう
なクロストーク抑制動作が行われる。

【００４２】次に、図９〜図１２を参照して、本実施の
形態に係るインクジェットプリンタの特徴的な作用につ
いて具体的に説明する。

【００４３】図９は、特段のクロストーク対策を講じな
い場合における駆動中の記録ヘッド１１の状態の一例を
表すもので、図５と同じ方向から見た状態を表してい
る。ここでは、例えば図の中央のインク室１１４−３に
対応して設けられた圧電素子１１６−３に図６の駆動信
号１４５ａが印加されてインク滴の吐出が行われたとき
の状態を示している。このとき、他の圧電素子１１６−
１，１１６−２，１１６−４，１１６−５には一定電圧
波形（図６の駆動信号１４５ｄ）が印加されており、イ
ンク滴吐出は行われていないものとする。

【００４４】この図において、インク室１１４−３の圧
電素子１１６−３に駆動信号１４５ａが印加されてその
インク室１１４−３の振動プレート１１３が内側にたわ
んだときには、その振動が他のインク室１１４−１，１
１４−２，１１４−４，１１４−５の振動プレート１１
３にも伝わる。このため、ある条件の下では、図示のよ
うに他の圧電素子１１６−１，１１６−２，１１６−
４，１１６−５の下の振動プレート１１３が交互に逆位
相となる形で変位し、それぞれのインク室の容積も変化
する。特に、隣接するインク室１１４−２，１１４−４
の振動プレート１１３は大きく外側にたわむので、これ
らのインク室１１４−２，１１４−４の容積増加量は大
きい。ところが、このような振動プレート１１３の変位
が生ずると、吐出を行った圧電素子１１６−３に対応す
るインク室１１４−３内のインクが共通流路１１５を経
て隣接するインク室１１４に流入してしまい、インク室
１１４−３内の圧力が所期の状態にまで至らなくなる。
このため、予定したサイズのインク滴が得られなくなる
等の問題が生ずる。

【００４５】本実施の形態に係るインクジェットプリン
タでは、このようなクロストークによる影響を軽減する
ため、例えば図１０に示したような組み合わせによっ
て、インク滴吐出を行った圧電素子１１６−３以外の圧
電素子に対して、補助駆動信号を印加するようにしてい
る。なお、図１０は、図９に示した各圧電素子１１６−
１〜１１６−５に印加する駆動信号の組み合わせの時系
列的変化を表すものである。また、この図の“ａ”，
“ｂ”，“ｃ”は、それぞれ、駆動信号１４５ａ，１４
５ｂ，１４５ｃを印加することを示す。

【００４６】この具体例では、例えば、ある吐出タイミ
ングにおいて圧電素子１１６−３に駆動信号１４５ａ
が印加されてインク的吐出が行われる場合、その両隣の
圧電素子１１６−２，１１６−４に対しては駆動信号１
４５ａと同位相の駆動信号１４５ｂを印加し、また、圧
電素子１１６−３からみてそれぞれ１つずつ隔てた圧電
素子１１６−１，１１６−５に対しては、駆動信号１４
５ａと逆位相の駆動信号１４５ｃを印加する。この場
合、外側に変位しようとする圧電素子１１６−２，１１
６−４には、それぞれ、基準の電圧Ｖ１よりやや大きい
電圧Ｖ４が印加され、振動プレート１１３の変位が抑制
される。一方、内側に変位しようとする圧電素子１１６
−１，１１６−５には、基準の電圧Ｖ１よりやや小さい
電圧Ｖ６が印加され、振動プレート１１３の変位が抑制
される。

【００４７】また、これに続く吐出タイミング〜に
おいても同様であり、吐出動作を行う圧電素子に隣接す
る圧電素子には同位相の駆動信号１４５ｂを印加すると
共に、吐出動作を行う圧電素子からそれぞれ１つずつ隔
てた圧電素子には、逆位相の駆動信号１４５ｃを印加す
る。

【００４８】このように、本具体例では、吐出動作を行
った圧電素子以外の圧電素子に対して、それぞれのイン
ク室の容積変位を抑制し得るような補助駆動信号を印加
するようにしたことにより、あるノズル１１８における
吐出動作によって他のノズルに対応するインク室の容積
が変位するということがなくなり、予定したサイズのイ
ンク滴が得られるようになる等、印字品質のばらつきを
なくすことが可能となる。

【００４９】次に、他の具体例を説明する。

【００５０】図１１は、特段のクロストーク対策を講じ
ない場合における駆動中の記録ヘッド１１の他の状態を
表すもので、図５と同じ方向から見た状態を表してい
る。ここでは、例えば図の中央のインク室１１４−３に
対応して設けられた圧電素子１１６−３に図６の駆動信
号１４５ａが印加されてインク滴の吐出が行われたとき
の状態を示している。このとき、他の圧電素子１１６−
１，１１６−２，１１６−４，１１６−５には一定電圧
波形（図６の駆動信号１４５ｄ）が印加されており、イ
ンク滴吐出は行われていないものとする。

【００５１】ここに示した例では、圧電素子１１６−３
に駆動信号１４５ａが印加されてそのインク室１１４−
３の振動プレート１１３が内側にたわんだときに、その
振動が他のインク室１１４−１，１１４−２，１１４−
４，１１４−５の振動プレート１１３にも伝わり、図示
のように他の圧電素子１１６−１，１１６−２，１１６
−４，１１６−５の下の振動プレート１１３がすべて同
位相となる形で内側に変位している。したがって、上記
の例の場合と同様の理由により、予定したサイズのイン
ク滴が得られなくなる等の問題が生ずる。

【００５２】本具体例では、このようなクロストークに
よる影響を軽減するため、例えば図１２に示したような
組み合わせによって、インク滴吐出を行った圧電素子１
１６−３以外の圧電素子に対して、補助駆動信号を印加
するようにしている。なお、図１２は、図１１に示した
各圧電素子１１６−１〜１１６−５に印加する駆動信号
の組み合わせの時系列的変化を表すものであり、また、
“ａ”，“ｃ”は、それぞれ、駆動信号１４５ａ，１４
５ｃを印加することを示す。

【００５３】本具体例では、例えば、ある吐出タイミン
グにおいて圧電素子１１６−３に駆動信号１４５ａが
印加されてインク的吐出が行われる場合、それ以外のす
べての圧電素子１１６−１，１１６−２，１１６−４，
１１６−５に対して駆動信号１４５ａと逆位相の駆動信
号１４５ｃを印加する。この場合、内側に変位しようと
する圧電素子１１６−１，１１６−２，１１６−４，１
１６−５には、それぞれ、基準の電圧Ｖ１よりやや小さ
い電圧Ｖ６が印加されるので、振動プレート１１３の変
位が抑制される。

【００５４】また、これに続く吐出タイミング〜に
おいても同様であり、吐出動作を行う圧電素子以外のす
べての圧電素子に、逆位相の駆動信号１４５ｃを印加す
る。

【００５５】このように、本具体例では、吐出動作を行
った圧電素子以外のすべての圧電素子に対して、それぞ
れのインク室の容積変位を抑制し得るような補助駆動信
号を印加するようにしたことにより、あるノズル１１８
における吐出動作によって他のノズルに対応したインク
室の容積が変位するということがなくなり、予定したサ
イズのインク滴が得られるようになる等、印字品質のば
らつきをなくすことが可能となる。

【００５６】ところで、図９および図１１において、イ
ンク滴吐出を行わない他のインク室における振動プレー
ト１１３の変位量は、インク滴吐出を行ったインク室か
ら離れるほど小さくなると考えられる。そこで、クロス
トーク抑制用の補助駆動信号として、それぞれ異なる波
高値（電圧値Ｖ３〜Ｖ６）を持った複数種類の補助駆動
信号を用意しておき、これらをそれぞれ対応する圧電素
子に印加するようにしてもよい。このようにすることに
より、よりきめの細かいクロストーク抑制制御が可能と
なる。

【００５７】また、図９〜図１２で説明した例では、あ
る１つの圧電素子でのみインク滴吐出動作を行い、他の
圧電素子ではインク滴動作を行わないものとして説明し
たが、より一般的に、隣接する複数の圧電素子、あるい
はいくつか隔てた複数の圧電素子が同時にインク滴吐出
を行う場合には、次のようにすればよい。

【００５８】例えば、図９において圧電素子１１６−３
および１１６−４によって同時にインク滴吐出を行うも
のとすると、これらの圧電素子１１６−３，１１６−４
については次のようにする。すなわち、圧電素子１１６
−３のみによってインク滴吐出を行うこととした場合に
隣接する圧電素子１１６−４に印加すべき補助駆動信号
の波形（ここでは駆動信号１４５ｂまたは１４５ｃ）
と、本来のインク滴吐出用波形（ここでは駆動信号１４
５ａ）とを重畳して得られる波形の駆動信号を予め用意
しておき、これを圧電素子１１６−３および１１６−４
に印加する。

【００５９】一方、インク滴吐出を行わない圧電素子１
１６−１，１１６−２，１１６−５については、次のよ
うにする。すなわち、圧電素子１１６−３のみによって
インク滴吐出を行うこととした場合に圧電素子１１６−
１，１１６−２，１１６−５のそれぞれに印加すべき補
助駆動信号の波形（ここでは駆動信号１４５ｂまたは１
４５ｃ）と、圧電素子１１６−４のみによってインク滴
吐出を行うこととした場合に圧電素子１１６−１，１１
６−２，１１６−５のそれぞれに印加すべき補助駆動信
号の波形（ここでは駆動信号１４５ｂまたは１４５ｃ）
とを、互いに対応付けて重畳して得られる波形の駆動信
号を予め用意しておき、これらをそれぞれ適宜選択して
圧電素子１１６−１，１１６−２，１１６−５に印加す
る。

【００６０】その他の組み合わせによって２つの圧電素
子を同時駆動する場合や、さらに、３以上の圧電素子を
任意の組み合わせで同時駆動する場合についても同様で
ある。すなわち、それぞれ単独で駆動したときに他の圧
電素子に印加すべき波形の補助駆動信号を互いに重畳し
て得られるすべての波形パターンの駆動信号を予め用意
しておき、圧電素子の駆動パターンに応じて対応する駆
動信号を印加するようにすればよいのである。このよう
にすることにより、複数のノズルによって同時にインク
滴吐出を行う場合においても、ノズル間相互のクロスト
ークによる影響を軽減することができる。

【００６１】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明はこの実施の形態に限定されず、種々変更
可能である。例えば、上記実施の形態では、図６に示し
たように、吐出動作には１種類の駆動信号しか用いてお
らず、インク滴サイズは１種類となるが、本発明はこれ
に限定されることはなく、例えば引込電圧Ｖ１や第２工
程所要時間ｔ２あるいは吐出電圧Ｖ２を適宜に設定した
様々な波形の駆動信号を複数用意して各ドットごとに選
択的に切り替えて各ノズルの圧電素子に供給するように
すれば、多くのサイズのインク滴を吐出することも可能
となる。

【００６２】また、上記実施の形態（図６）では、同位
相クロストーク抑制用および逆位相クロストーク抑制用
の補助駆動信号としてそれぞれ１種類ずつの駆動信号し
か用意していないが、本発明はこれに限定されることは
なく、既に述べたように、例えば電圧値Ｖ３〜Ｖ６を適
宜に設定した様々な波形の補助駆動信号を用意し、これ
らを必要に応じて選択的に各ノズルの圧電素子に供給す
るようにすれば、よりきめの細かいクロストーク対策が
可能となる。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るインク
ジェットプリンタ、インクジェットプリンタ用記録ヘッ
ドの駆動装置またはインクジェットプリンタ用記録ヘッ
ドの駆動方法によれば、インク滴の大きさを変調するた
めの駆動信号と他のノズル部のインク滴吐出動作に伴っ
て生ずる影響を打ち消すための補助駆動信号とを含む複
数種類の駆動信号を生成し、各吐出エネルギー発生手段
ごとに、上記の生成した複数種類の駆動信号の中からい
ずれかを選択して、対応する吐出エネルギー発生手段に
供給するようにしたので、複数のノズル相互間に生ずる
クロストークの影響を抑制することができる。これによ
り、複数のノズルにおけるインク滴吐出状態のばらつき
を少なくすることができ、安定した高品質の印刷出力を
得ることが可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るインクジェットプ
リンタ用記録ヘッドの駆動装置の概略構成を表すブロッ
ク図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係るインクジェットプ
リンタの概略構成を表すブロック図である。

【図３】記録ヘッドの一構造例を表す斜視断面図であ
る。

【図４】記録ヘッドの一構造例を表す断面図である。

【図５】記録ヘッドの一構造例を表す他の断面図であ
る。

【図６】図１における駆動波形生成部から出力される駆
動信号の波形の一例を表す図である。

【図７】吐出用の駆動信号波形とインク室の状態および
ノズル内のメニスカス位置の変化との関係を説明するた
めの図である。

【図８】ヘッドコントローラの主な動作を説明するため
の流れ図である。

【図９】特段のクロストーク対策を講じない場合におけ
る駆動中の記録ヘッドの状態を表す断面図である。

【図１０】図９に示した変位モードにおいて各圧電素子
に印加する駆動信号の組み合わせを表す図である。

【図１１】特段のクロストーク対策を講じない場合にお
ける駆動中の記録ヘッドの他の状態を表す断面図であ
る。

【図１２】図１１に示した変位モードにおいて各圧電素
子に印加する駆動信号の組み合わせを表す図である。

【図１３】従来のインクジェットプリンタにおけるマル
チノズルヘッドおよびその駆動回路の概略構成を表すブ
ロック図である。

【符号の説明】

１…インクジェットプリンタ、２…記録用紙、１１…記
録ヘッド、１２…インクカートリッジ、１４…ヘッドコ
ントローラ、２１…駆動信号、２２…印画データ、１１
３…振動プレート、１１４…インク室、１１５…共同流
路、１１６…圧電素子、１１８…ノズル、１４１−１〜
１４１−ｎ…波形選択部、１４２…駆動波形生成部、１
４３…駆動波形選択制御部、１４５ａ〜１４５ｄ…駆動
信号、１４６−１〜１４６−ｎ…波形選択信号、Ｖ１…
引込電圧、Ｖ２…吐出電圧、ｔ１…第１行程の所要時
間、ｔ２…第２行程の所要時間、ｔ３…第３行程の所要
時間、ｔｓ…切替タイミング、ｔｅ…吐出開始タイミン
グ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク滴を吐出するための複数のノズル
   部と、 前記各ノズル部ごとに設けられ、対応するノズル部から
   インク滴を吐出させるためのエネルギーを発生する吐出
   エネルギー発生手段と、 インク滴の大きさを変調するための駆動信号と、他のノ
   ズル部のインク滴吐出動作に伴って生ずる影響を打ち消
   すための補助駆動信号とを含む複数種類の駆動信号を出
   力する駆動信号出力手段と、 前記各吐出エネルギー発生手段ごとに設けられ、前記駆
   動信号出力手段から出力される駆動信号の中からいずれ
   かを選択して、対応する吐出エネルギー発生手段に供給
   する選択手段とを備えたことを特徴とするインクジェッ
   トプリンタ。
2. 【請求項２】 インク滴を吐出するための複数のノズル
   部と、前記各ノズル部ごとに設けられ、対応するノズル
   部からインク滴を吐出させるためのエネルギーを発生す
   る吐出エネルギー発生手段とを備えたインクジェットプ
   リンタ用記録ヘッドを駆動する装置であって、 インク滴の大きさを変調するための駆動信号と、他のノ
   ズル部のインク滴吐出動作に伴って生ずる影響を打ち消
   すための補助駆動信号とを含む複数種類の駆動信号を出
   力する駆動信号出力手段と、 前記各吐出エネルギー発生手段ごとに設けられ、前記駆
   動信号出力手段から出力される駆動信号の中からいずれ
   かを選択して、対応する吐出エネルギー発生手段に供給
   する選択手段とを備えたことを特徴とするインクジェッ
   トプリンタ用記録ヘッドの駆動装置。
3. 【請求項３】 インク滴を吐出するための複数のノズル
   部と、前記各ノズル部ごとに設けられ、対応するノズル
   部からインク滴を吐出させるためのエネルギーを発生す
   る吐出エネルギー発生手段とを備えたインクジェットプ
   リンタ用記録ヘッドを駆動する方法であって、 インク滴の大きさを変調するための駆動信号と、他のノ
   ズル部のインク滴吐出動作に伴って生ずる影響を打ち消
   すための補助駆動信号とを含む複数種類の駆動信号を生
   成し、 前記各吐出エネルギー発生手段ごとに、前記複数種類の
   駆動信号の中からいずれかを選択して、対応する吐出エ
   ネルギー発生手段に供給することを特徴とするインクジ
   ェットプリンタ用記録ヘッドの駆動方法。