JP2003291334A

JP2003291334A - インクジェット式記録装置および同装置における記録ヘッドの駆動方法

Info

Publication number: JP2003291334A
Application number: JP2002096189A
Authority: JP
Inventors: Keiji Matsumoto; 圭次松本
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2003-10-14

Abstract

(57)【要約】【課題】記録ヘッドのノズル開口部から吐出される１
ショットのインク吐出量をほぼ同等に近付けるように制
御することで、印刷画質の一層の向上を図ることができ
るインクジェット式記録装置を提供すること。【解決手段】印刷制御手段６４には、記録ヘッド８の
圧電振動子２５に対して駆動信号を供給する駆動信号発
生回路８５が搭載されている。この駆動信号発生回路８
５には、駆動情報格納手段８６から各インクに応じた駆
動情報が与えられる。これにより、前記圧電振動子２５
に入力される駆動信号が、１ショットのインク吐出量が
それぞれのインクに応じてほぼ同等となる駆動信号が供
給される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、記録ヘッドから
の適性なインク滴の吐出量を補償することができ、これ
により印刷画質の向上を図ることができるインクジェッ
ト式記録装置および同装置における記録ヘッドの駆動方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、シリアルプリンティング方式の
インクジェット式記録装置は、キャリッジに搭載されて
主走査方向に往復移動するインクジェット式記録ヘッド
と、前記主走査方向に直交する副走査方向に記録用紙を
搬送させる紙送り手段が具備され、印刷データに基づい
て記録ヘッドよりインク滴を吐出させることにより、記
録用紙に対して印刷が行なわれる。そして、前記した構
成の記録装置においては、少なくともブラック、シア
ン、マゼンタ、およびイエローの各インクが用いられ、
ブラックインクによるテキスト印刷だけでなく、各イン
クの吐出割合を変えることにより、フルカラー印刷を可
能にしている。

【０００３】一方、前記記録へッドには、ノズル開口部
に連通した圧力室と、この圧力室を膨張および収縮させ
ることで圧力室内のインク圧力を変化させるアクチュエ
ータ、例えばピエゾ圧電振動子が備えられている。この
ような記録ヘッドでは、一連の駆動信号を前記ピエゾ圧
電振動子に供給することでインク圧力を変化させ、これ
によりノズル開口部からインク滴を吐出させることがで
きるように構成されている。

【０００４】そして、例えばホストコンピュータから送
られる印刷制御データを、印刷制御手段においてビット
マップデータに展開し、このビットマップデータに基づ
いて、各圧力室に配置された前記圧電振動子に対して駆
動信号を印加するか否かが制御され、これにより所定の
画像が印刷される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、昨今におい
ては印刷の多様化に伴い、従来の染料インクに代わっ
て、色材として顔料を分散させたインク（以下、顔料イ
ンクという）を用いる記録装置が提供されている。この
顔料インクは、一般にせん断速度の増加と共に、見かけ
の粘度が下がっていく現象が観察される。この特性は、
分散に用いる色材の種類あるいは色材の濃度によって、
その度合いが異なる。

【０００６】このため、せん断速度の幅が狭い範囲、あ
るいは特定の条件での粘度が一致した場合でも、記録ヘ
ッドの駆動周波数が異なる領域（すなわち、せん断速度
の異なる領域）では、見かけ上の粘度も異なるため、同
一の応力（せん断応力）を与えた場合でも、各インク間
で吐出するインク量が異なる結果となる。

【０００７】前記したせん断応力と、見かけ上の粘度、
およびせん断速度との関係は、一般的に、せん断応力
（γ）＝見かけ上の粘度×せん断速度（Γ）として示す
ことができる。したがって、粘度とせん断応力との関係
を示すと、図９のように表すことができる。図９に示す
特性ｇは、前記したような顔料インクの代表的な物性を
示しており、また、特性ｎは真水に代表されるニュート
ン流体の物性を示している。すなわち、顔料インクにお
いてはニュートン流体とは異なり、高いせん断応力側で
は見かけ上の粘度が下がる。

【０００８】前記したインクジェット式記録装置におい
ては、各々の印字モードにおいて、異なるせん断応力に
よって、インク滴の吐出動作が行われている。さらに、
前記したｇで示す特性は、顔料インクの種類（例えば、
前記したブラック、シアン、マゼンタ、およびイエロー
の各インク）によって異なるため、結果として色ごとに
インク滴の吐出量がばらつき、より高品位の印刷結果を
得ることが困難になるという問題を抱えている。

【０００９】しかしながら、従来においては、ある一定
のせん断応力に対応して見かけ上のインクの粘度をそれ
ぞれ調整することで、インク滴の吐出量を制御するとい
う考え方が採用されている。すなわち、図１０に印字モ
ードとして示すように、せん断応力（駆動周波数）の
ある１点で粘度が調整された状態を作っている。したが
って、図１０に示すように印字モードにおいては、イ
ンクの粘度を調整したことで、インクＡおよびインクＢ
の間で同等の吐出量が得られるものの、例えば高せん断
領域、すなわち高い駆動周波数領域である印字モード
においては、インクＡおよびインクＢにおける見かけ上
の粘度が異なるため、インクＡおよびインクＢにおける
インクの吐出量にばらつきが発生することは避けられな
い。

【００１０】この発明は、前記した問題点に着目してな
されたものであり、記録装置において利用されるインク
に応じて、記録ヘッドからの適性なインク滴の吐出量を
補償することができ、これにより印刷画質の一層の向上
を図ることができるインクジェット式記録装置および同
装置における記録ヘッドの駆動方法を提供することを目
的とするものである。

【００１１】前記した目的を達成するためになされたこ
の発明にかかるインクジェット式記録装置は、複数種類
の異なったインクを、印刷データに基づいてインク滴と
して吐出することで、記録媒体に対して印刷を行う記録
ヘッドを搭載したインクジェット式記録装置であって、
種類の異なった各インクにおけるせん断応力の差に基づ
く見かけ上の粘度の差分から生じるインク吐出量の差を
低減させるように制御された駆動信号を、前記記録ヘッ
ドのノズル開口部に対応して配置された各アクチュエー
タに対してそれぞれ供給する駆動信号発生手段を具備し
た点に特徴を有する。

【００１２】この場合、好ましくは前記記録ヘッドは、
ノズル列ごとに種類の異なったインクが吐出されるよう
に構成され、前記駆動信号発生手段は、各ノズル列に対
応した前記各アクチュエータごとに、インク吐出量の差
を低減させるように制御された前記駆動信号をそれぞれ
供給するように構成される。

【００１３】そして、好ましい実施の形態においては、
前記駆動信号発生手段は、予め設定されている複数の基
本駆動波形信号のいずれかを選択することで、もしくは
予め設定されている基本駆動波形信号の複数を選択する
ことで、インク吐出量の差を低減させるように制御され
た前記駆動信号を生成するように構成される。また好ま
しい他の実施の形態においては、前記駆動信号発生手段
は、駆動信号の電圧レベルを変更することで、もしくは
予め設定されている複数の電圧レベルの駆動信号を選択
することで、インク吐出量の差を低減させるように制御
された前記駆動信号を生成するように構成される。

【００１４】この場合、前記記録装置に装着されたイン
クカートリッジに搭載されたデータ記憶手段から、せん
断応力の差に基づく見かけ上の粘度の情報を読み出すこ
とができるように構成され、前記駆動信号発生手段は、
データ記憶手段から読み出した前記情報に基づいて、各
インクに対応して制御された前記駆動信号を生成する構
成を好適に採用することができる。

【００１５】また、前記駆動信号発生手段は、記録装置
に対してマニュアル設定されたせん断応力の差に基づく
見かけ上の粘度の情報に基づいて、各インクに対応して
制御された前記駆動信号を生成する構成も好適に採用す
ることができる。この場合、前記マニュアル設定は、好
ましくは記録装置に搭載された駆動条件選択手段、もし
くは記録装置に対して印刷指令を行うホストコンピュー
タに搭載されたプリンタドライバのユーティリティ上で
実行される駆動条件選択手段によりなされるように構成
される。

【００１６】また、この発明にかかるインクジェット式
記録装置の他の形態においては、前記記録ヘッドのノズ
ル開口部から吐出される種類の異なったインクに対応し
て、当該ノズル開口部の開口径を異ならせて構成した点
に特徴を有する。この場合においても、好ましくは前記
記録ヘッドは、ノズル列ごとに異なったインクが吐出さ
れるように構成され、各ノズル列ごとにノズル開口部の
開口径を異ならせて構成される。

【００１７】そして、前記したいずれの構成を採用する
にしても、前記記録ヘッドに導入される各インクとし
て、顔料分散系のインクを利用する記録装置に対して好
適に採用することができる。

【００１８】一方、この発明にかかる記録ヘッドの駆動
方法は、複数種類の異なったインクを、印刷データに基
づいてインク滴として吐出することで、記録媒体に対し
て印刷を行う記録ヘッドを搭載したインクジェット式記
録装置における記録ヘッドの駆動方法であって、前記記
録ヘッドに導入される種類の異なった各インクの粘度特
性の情報を取得する情報取得ステップと、前記情報取得
ステップにより取得された各インクの粘度特性の情報に
基づいて、駆動信号発生手段に対して粘度特性の情報に
対応した駆動条件を設定する駆動条件設定ステップと、
前記駆動条件設定ステップにより設定された駆動条件に
対応して、種類の異なるインクが吐出されるノズル開口
部に対応した各アクチュエータに対し、前記粘度特性に
応じた駆動信号を前記駆動信号発生手段より供給する駆
動信号供給ステップとを順次実行するようになされる。

【００１９】この場合、好ましい態様においては、前記
情報取得ステップにおいて、各インクの粘度特性の情報
として、せん断応力に対応する粘度情報をそれぞれ取得
し、前記駆動条件設定ステップにおいて、せん断応力に
対応する粘度情報に基づいて、駆動信号発生手段に対し
て駆動条件を設定するようになされる。

【００２０】前記した駆動方法を採用したこの発明にか
かるインクジェット式記録装置によると、駆動信号発生
手段は、種類の異なった各インクにおけるせん断応力の
差に基づく見かけ上の粘度の差分から生じるインク吐出
量の差を低減させるように制御された駆動信号をそれぞ
れ生成する。そして、種類の異なった各インクを吐出す
るノズル開口部に対応して配置された各アクチュエータ
に対して、前記駆動信号がそれぞれ供給するようになさ
れる。

【００２１】すなわち、前記駆動信号発生手段により生
成される駆動信号が、駆動電圧を制御することでインク
吐出量の差を低減させるように補正する場合を考える
と、補正前の駆動信号電圧レベルをＶ１、補正後の駆動
信号電圧レベルをＶ２、駆動周波数をｆとして場合、Ｖ
２＝Ｋ×ｆ×Ｖ１の関係式で示すことができる。ここ
で、Ｋはインクの種類、インクの組成によって決定され
る係数であり、この係数Ｋは吐出に使われる一つのイン
クを基準にした場合には、そのインクに対して相対的な
係数でよい。前記関係式に示されるように、駆動周波数
が高周波になるにしたがって、駆動電圧の補正が大きく
なされる。

【００２２】これにより、それぞれの顔料インクに対応
して、１ショットにおいて吐出されるインク量を調整す
ることができ、せん断応力の差に基づく見かけ上のイン
ク粘度が異なる各顔料インクを用いても、１ショットに
おいて吐出されるインク量を同等に合わせることができ
る。これにより、印刷画質の一層の向上を図ることがで
きるインクジェット式記録装置を提供することができ
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるインクジ
ェット式記録装置について、図に示す実施の形態に基づ
いて説明する。図１はこの発明が適用された記録装置本
体の基本構成を斜視図によって示したものである。図１
において符号１はキャリッジであり、このキャリッジ１
はキャリッジモータ２により駆動されるタイミングベル
ト３を介し、ガイド部材４に案内されて紙送り部材５の
長手方向に沿った主走査方向に往復移動されるように構
成されている。

【００２４】前記紙送り部材５には、紙送りローラ６が
配置されており、この紙送りローラ６と図示せぬ従動ロ
ーラとによって挟まれた記録用紙７が、紙送りローラ６
の回転駆動によって前記した主走査方向に直交する副走
査方向に搬送されるように構成されている。この場合、
前記紙送り部材５の上面には、多数の突起部５ａが長手
方向に沿って間欠的に形成されており、記録用紙７はこ
の突起部５ａの上面に沿って搬送されることにより、後
述する記録ヘッドとの間で所定のギャップが形成される
ようになされる。

【００２５】一方、前記キャリッジ１における記録用紙
７に対向する下側面には、破線で示すようにインクジェ
ット式記録ヘッド８が搭載されている。また、その上部
には前記記録ヘッド８にインクを供給するブラックイン
クカートリッジ９Ｂ、およびシアン、マゼンタ、イエロ
ーの各インクをそれぞれ封入した各カラーインクカート
リッジ９Ｃ，９Ｍ，９Ｙがそれぞれ主走査方向に隣接す
るようにして着脱可能に装着されている。

【００２６】図中符号１１は、非印字領域（ホームポジ
ション）に配置されたキャッピング手段であって、この
キャッピング手段１１は前記記録ヘッド８が直上に移動
した時に、上方に移動して記録ヘッドのノズル形成面
（この実施の形態においては、記録ヘッド８の下側面）
を封止することができるように構成されている。そして
キャッピング手段１１の下方には、キャッピング手段１
１の内部空間に負圧を与えるための吸引ポンプ１２が配
置されている。

【００２７】前記キャッピング手段１１は、記録装置の
休止期間中において、記録ヘッド８のノズル形成面を封
止してノズル開口からのインク溶媒の蒸発を抑制させる
蓋体として機能すると共に、前記吸引ポンプ１２からの
負圧を記録ヘッド８に作用させて、記録ヘッドからイン
クを吸引排出させることで、インク滴の吐出機能をメン
テナンスするクリーニング操作も実行されるように構成
されている。

【００２８】そして、図１に示すようにキャッピング手
段１１に隣接した印刷領域側には、ゴムなどの弾性素材
を短冊状に形成したワイピング部材１３が配置されてい
て、キャリッジ１がキャッピング手段１１側に往復移動
する際に、必要に応じて記録ヘッドの移動経路に水平方
向に進退し、記録ヘッド８のノズル形成面を払拭して清
掃するワイピング動作がなされるように構成されてい
る。

【００２９】図２は、図１に示した記録装置に装填され
た記録へッド８の一例について、そのノズル形成面を模
式的に示したものである。この記録へッド８は副走査方
向に例えば４８個または６４個の後述するノズル開口部
が列状に形成されて、それぞれノズル列Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ
を構成し、このノズル列が記録装置において使用される
インクの数（この実施の形態においては４つ）に対応し
て主走査方向に隣接して配置されている。

【００３０】すなわち、この実施の形態においては、図
２に示すように主走査方向の左から順にブラックインク
を吐出するノズル列Ｋ、シアンインクを吐出するノズル
列Ｃ、マゼンタインクを吐出するノズル列Ｍ、イエロー
インクを吐出するノズル列Ｙがそれぞれ配列されてい
る。

【００３１】図３は前記した記録へッド８における詳細
な一部の構成を断面図で示したものである。この図３に
例示した記録へッド８は、たわみ振動モードの圧電振動
子２５を取り付けた記録ヘッドである。この記録ヘッド
８は、圧力室３１を形成したアクチュエータユニット３
２と、このアクチュエータユニット３２の前面に接合さ
れた流路ユニット３３と、アクチュエータユニット３２
の背面に、圧力室３１に対応させて形成されたピエゾ圧
電振動子２５とを備えている。

【００３２】アクチュエータユニット３２は、圧力室３
１が形成された圧力室形成基板３４と、この圧力室形成
基板３４の前面に接合された蓋部材３５と、圧力室形成
基板３４の背面に接合されて圧力室３１の背面側開口面
を塞ぐ振動板３６とから構成されている。前記振動板３
６は、例えば、弾性を有する薄いセラミック板によって
構成されている。また蓋部材３５には、圧力室３１に連
通した第１インク流路３７および第２インク流路３８が
形成されている。また、流路ユニット３３は、インク室
形成基板４０と、インク室形成基板４０の前面に接合さ
れたノズルプレート４１と、インク室形成基板４０の背
面に接合された供給口形成板４２とから構成されてい
る。

【００３３】インク室形成基板４０には共通インク室４
３とノズル連通口４４とが形成されており、またノズル
プレート４１にはノズル開口部１６が列状に並べられた
状態で多数（例えば、前記したように４８個または６４
個）穿設されている。そして、各ノズル開口部１６は、
対応するノズル連通口４４にそれぞれ連通されている。
また、供給口形成板４２には、共通インク室４３と第１
インク流路３７とを連通するインク供給口４５が形成さ
れており、さらにノズル連通口４４と第２インク流路３
８とを連通する連通口４６が形成されている。

【００３４】そして、前記した構造を有する記録へッド
８には、共通インク室４３から、インク供給口４５、第
１インク流路３７、圧力室３１、第２インク流路３８、
連通口４６、および、ノズル連通口４４を通ってノズル
開口部１６に至る一連のインク流路が形成されている。

【００３５】一方、圧電振動子２５は、振動板３６を挟
んで圧力室３１の背面側に配置されている。この圧電振
動子２５の前面には下部電極５０が形成され、背面には
圧電振動子２５を覆うようにして上部電極５１が形成さ
れている。また、アクチュエータユニット３２の両端部
には、基端部分が各圧電振動子２５の上部電極５１に導
通する接続端子５２が配設されている。この接続端子５
２の先端面には、フレキシブル回路基板５３が接合され
ており、接続端子５２および上部電極５１を介して圧電
振動子２５に駆動信号が供給されるように構成されてい
る。

【００３６】このように構成された記録へッド８におい
ては、後述するような駆動信号が供給されると上部電極
５１と下部電極５０との間に電位差が生じる。この電位
差により圧電振動子２５は例えば、電界とは直交する方
向に収縮し、圧電振動子２５および振動板３６は、圧力
室３１側に突出するように撓んで圧力室３１を収縮させ
る。

【００３７】そして、ノズル開口部１６からインク滴を
吐出させる場合には、例えば、圧力室３１を急激に収縮
させる。すなわち、圧力室３１が急激に収縮されると圧
力室３１内のインク圧力が上昇し、この圧力上昇に伴っ
てノズル開口部１６からインク滴が吐出される。また、
インク滴の吐出後に、上部電極５１と下部電極５０との
間の電位差をなくすと、圧電振動子２５および振動板３
６が元の状態に戻る。これにより、収縮されていた圧力
室３１内が膨張し、共通インク室４３からインク供給口
４５および第１インク流路３７を通して圧力室３１内に
インクが補給される。

【００３８】次に図４は、前記した構成の記録装置に搭
載された制御回路の一例をブロック図によって示したも
のである。なお図４において、すでに説明した各部に相
当する部分は同一符号で示しており、したがってその詳
細な説明は省略する。図４においては、吸引ポンプ１２
によって吸引したインク廃液を排出する廃液タンク１４
が示されており、廃液タンク１４に排出されたインク廃
液は、この廃液タンク１４内に収納された廃液吸収材１
５によって保持するように構成されている。

【００３９】図４に示す符号６０はホストコンピュータ
であり、このホストコンピュータ６０には、プリンタド
ライバ６１が搭載されている。そしてプリンタドライバ
６１のユーティリティ上で、入力装置６２およびディス
プレイ６３を利用して、周知の用紙サイズ、モノクロ／
カラー印刷の選択、記録モードの選択、フォント等のデ
ータおよび印刷指令等が入力できるように構成されてい
る。

【００４０】前記入力装置６２による印刷指令の入力に
より、プリンタドライバ６１からは、記録装置に搭載さ
れた印刷制御手段６４に対して印刷データが送出される
ようになされる。この印刷制御手段６４は、前記ホスト
コンピュータ６０からの印刷データに基づいてビットマ
ップデータを生成し、このデータに基づいてヘッド駆動
手段６５により駆動信号を発生させて、キャリッジ１に
搭載された記録ヘッド８からインク滴を吐出させる機能
を備えている。ヘッド駆動手段６５は、印刷データに基
づく駆動信号の他に、フラッシング制御手段６６からの
フラッシング指令信号を受けてフラッシング操作のため
の駆動信号を記録ヘッド８に出力するようにも構成され
ている。

【００４１】符号６７はクリーニング制御手段であり、
このクリーニング制御手段６７は、ポンプ駆動手段６８
を起動させて、吸引ポンプ１２を動作させるようになさ
れる。そして、例えば操作パネルに配置されたクリーニ
ング指令スイッチ６９のオン操作を受けたクリーニング
指令検知手段７０からの指令信号により、クリーニング
動作が実行される。また、クリーニング制御手段６７
は、中央制御手段７１を介して、前記したホストコンピ
ュータよりクリーニング指令を受けた場合においても、
同様にクリーニング動作を実行させる機能を備えてい
る。

【００４２】また、前記中央制御手段７１より、キャリ
ッジモータ制御手段７２に対して制御信号が送出される
ように構成されており、これによりキャリッジモータ２
が駆動され、キャリッジ１を所定の位置に移動させる制
御がなされる。

【００４３】前記中央制御手段７１には、読み出し書き
込み手段７３が接続されており、この読み出し書き込み
手段７３は、インクカートリッジを記録装置に装着した
時、各インクカートリッジに搭載されたデータ記憶手段
７４としての例えばＥＥＰＲＯＭとの間で、データの授
受がなされるように機能する。この実施の形態において
は、前記したデータ記憶手段７４には、それぞれのカー
トリッジに封入されたインク粘度の特性情報（せん断応
力に対応した見かけ上のインク粘度の情報）が書き込ま
れており、前記読み出し書き込み手段７３は、この情報
を取得して中央制御手段に７１に供給するように機能す
る。また、この読み出し書き込み手段７３は、記録装置
側において生成されるデータを、必要に応じて前記デー
タ記憶手段７４に書き込むことができるようにも作用す
る。

【００４４】そして、前記中央制御手段７１には、前記
したインク粘度の情報に対応する記録ヘッドの駆動条件
に関するデータが格納された駆動条件設定テーブル７５
が接続されており、中央制御手段７１は前記テーブル７
５にアクセスし、インクカートリッジ側から読み出した
前記インク粘度の情報に対応した記録ヘッドの駆動条件
に関するデータを取得することができるように構成され
ている。

【００４５】この場合、データ記憶手段７４に予め格納
されるインク粘度の情報としては、せん断応力に対応す
る粘度情報を二次元の関係で持たせるのが好ましいが、
記録装置において使用される染料インクが、各色に応じ
て予め定められた物性のものである場合には、インク粘
度の情報として数桁のコードを利用して持たせることも
でき、このコードから、駆動条件設定テーブル７５に二
次元のマップで記述された、せん断応力に対応する粘度
情報を取得するように構成されていてもよい。

【００４６】一方、前記中央制御手段７１には、駆動条
件選択手段７６からの制御信号が供給されるようにも構
成されている。この駆動条件選択手段７６には操作スイ
ッチ７７が具備されており、この操作スイッチ７７を利
用して、装着された各カートリッジに封入されたインク
粘度の情報をマニュアル操作により設定することができ
る。

【００４７】この場合、前記したように装着されたイン
クカートリッジにデータ記憶手段７４が装填されていな
い場合、あるいはデータ記憶手段７４が装填されていて
も、前記したインク粘度の情報が記録されていない場合
において、前記操作スイッチ７７を利用することができ
る。また、前記したインク粘度の情報の設定は、記録装
置に対して印刷指令を行うホストコンピュータ６０に搭
載されたプリンタドライバ６１のユーティリティ上にお
いて設定可能となるように構築されていてもよい。

【００４８】図５は図４に示した特に印刷制御手段６
４、およびヘッド駆動手段６５のさらに詳細な構成をブ
ロック図によって示したものである。まず、印刷制御手
段６４は、前記したホストコンピュータ６０からの印刷
データ等を受信するインターフェース８０と、各種デー
タの記憶等を行うＲＡＭ８１と、各種データ処理のため
の制御ルーチン等を記憶したＲＯＭ８２と、ＣＰＵ等を
含み、前記中央制御手段７１との間でデータの授受を行
い、印刷制御手段６４における各種の制御を実行する制
御部８３と、発振回路８４と、駆動信号を発生する駆動
信号発生回路８５と、前記中央制御手段７１を介した駆
動条件設定テーブル７５より読み出された駆動情報を格
納する駆動情報格納手段８６と、ドットパターンデータ
（ビットマップデータ）に展開された印刷データや駆動
信号等を、前記ヘッド駆動手段６５に送信するためのイ
ンターフェース８７とを備えている。

【００４９】前記インターフェース８０は、例えばキャ
ラクタコード、グラフィック関数、イメージデータのい
ずれか１つのデータまたは複数のデータからなる印刷デ
ータをホストコンピュータ６０から受信する。また、イ
ンターフェース８０は、ホストコンピュータ６０に対し
てビジー（ＢＵＳＹ）信号やアクノレッジ（ＡＣＫ）信
号等を出力することができる。

【００５０】ＲＡＭ８１は、受信バッファ８１ａ、中間
バッファ８１ｂ、出力バッファ８１ｃを備え、ワークメ
モリ等として利用されるものである。受信バッフア８１
ａには、インターフェース８０が受信したホストコンピ
ュータ６０からの印刷データ等が一時的に記憶される。
また中間バッファ８１ｂには、制御部８３によって中間
コードに変換された中間コードデータが記憶される。さ
らに出力バッフア８１ｃには、ドットパターンデータが
展開される。

【００５１】ＲＯＭ８２は、前記したように制御部８３
によって実行される各種制御ルーチン、フォントデー
タ、および、グラフィック関数等を記憶している。また
制御部８３は、受信バッファ８１ａ内の印刷データを読
み出して中間コードに変換し、変換した中間コードデー
タを中間バッファ８１ｂに記憶させる機能を備えてい
る。さらに、制御部８３は、中間バッファ８１ｂから読
み出した中間コードデータを、ＲＯＭ８２内のフォント
データおよびグラフィック関数等を参照してドットパタ
ーンデータに展開する機能を備えている。また、この展
開されたドットパターンデータは、必要な装飾処理が行
われた後、出力バッファ８１ｃに記憶されるように機能
する。

【００５２】そして、記録へッド８による印刷の１行分
に相当するドットパターンデータが得られると、この１
行分のドットパターンデータは、インターフェース８７
を介してヘッド駆動手段６５にシリアル伝送される。ま
た、出力バッファ８１ｃから１行分のドットパターンデ
ータが出力されると、中間バッファ８１ｂの内容が消去
されて、次の中間コードに対する展開が行われる。

【００５３】次に、前記したヘッド駆動手段６５の電気
的な構成について説明する。このヘッド駆動手段６５に
は、シフトレジスタ９０、ラッチ回路９１、レベルシフ
タ９２、アナログスイッチ９３が具備されている。そし
て、アナログスイッチ９３を介して記録ヘッド８におけ
る圧電振動子２５に対して駆動信号が供給されるように
構成されている。

【００５４】さらに詳細には、図６に示すように、これ
らのシフトレジスタ９０、ラッチ回路９１、レベルシフ
タ９２、およびアナログスイッチ９３は、各ノズル開口
部１６毎に対応させて、それぞれシフトレジスタ９０ａ
〜９０ｎ、ラッチ回路９１ａ〜９１ｎ、レベルシフタ９
２ａ〜９２ｎ、アナログスイッチ９３ａ〜９３ｎが具備
されている。そして、前記各アナログスイッチ９３ａ〜
９３ｎをそれぞれ介して記録ヘッド８における圧電振動
子２５ａ〜２５ｎに対して駆動信号が供給される。

【００５５】前記した構成において、ドットパターンデ
ータに展開された印刷データ（ＳＩ）は、発振回路８４
からのクロック信号（ＣＫ）に同期して、インターフェ
ース８７を通じてヘッド駆動手段６５に搭載されたシフ
トレジスタ９０（すなわち、図６に示す各シフトレジス
タ９０ａ〜９０ｎ）に対して順次シリアル伝送される。
このシリアル転送された印刷データ（ＳＩ）は、インタ
ーフェース８７を通じて送られるラッチ指令信号（ＬＡ
Ｔ）を受けるラッチ回路９１（９１ａ〜９１ｎ）によっ
て、ラッチされる。

【００５６】そして、ラッチされた印刷データは、電圧
増幅器であるレベルシフタ９２（９２ａ〜９２ｎ）によ
って、アナログスイッチ９３が駆動可能な電圧まで昇圧
され、この昇圧されたスイッチング信号を前記アナログ
スイッチ９３（９３ａ〜９３ｎ）に供給するように作用
する。

【００５７】前記アナログスイッチ９３の入力側には、
駆動信号発生回路８５からの駆動信号（ＣＯＭ）が入力
されており、アナログスイッチ９３の出力は、記録ヘッ
ド８に搭載された前記ピエゾ素子による圧電振動子２５
（２５ａ〜２５ｎ）に供給される。そして、前記した印
刷データは、アナログスイッチ９３のオン・オフ動作を
制御する。例えば、アナログスイッチ９３に加わる印刷
データが“１”である期間中は、駆動信号が圧電振動子
２５に供給され、この駆動信号に応じて圧電振動子２５
は変形する。一方、アナログスイッチ９３に加わる印刷
データが“０”の期間中は、圧電振動子２５への駆動信
号の供給が遮断される。このような圧電振動子２５の変
形に伴って、ノズル開口部１６からインク滴が吐出され
る。

【００５８】次に前記した構成を利用し、各インクの粘
度情報に基づいて記録ヘッドから適性な量の各インク滴
を吐出させる作用について説明する。図７には駆動信号
の波形と、これらの各波形の出力タイミングが示されて
いる。図５に示した駆動信号発生回路８５より生成され
る駆動信号は、図７（Ａ）に示した第１の駆動波形信号
と、図７（Ｂ）に示した第２の駆動波形信号と、図７
（Ｃ）に示した第３の駆動波形信号が用意されている。
なお、第３の駆動波形信号は、第１の駆動波形信号と第
２の駆動波形信号の両者を共に選択することにより生成
される。したがって、ここでは第１駆動波形信号と第２
駆動信号波形の発生タイミングの合計の時間が、記録ヘ
ッド８における１ショットの駆動周期に設定されてい
る。

【００５９】前記した各駆動波形信号は、それぞれ複数
の傾きをもっており、（Ａ）として示す第１の駆動波形
信号は、ａとして示す傾きで駆動電圧が降下し、ｂとし
て示す傾きで駆動電圧が上昇する駆動波形を形成してい
る。ここで、ａとして示す傾きは、アクチュエータとし
ての圧電振動子２５をドライブした時、記録ヘッドのノ
ズル開口部１６に形成されたインクのメニスカスを引き
込む作用を発生し、ｂとして示す傾きは、メニスカスが
引き込まれた状態のインクをノズル開口部１６側に押し
出す作用を発生する。これにより、ノズル開口部よりイ
ンク滴が吐出される。

【００６０】また、（Ｂ）として示す第２の駆動波形信
号は、ｃとして示す傾きで駆動電圧が降下し、ｄとして
示す傾きで駆動電圧が上昇する駆動波形を形成してい
る。ここで、ｃとして示す傾きは、同様に圧電振動子２
５をドライブした時、記録ヘッドのノズル開口部１６に
形成されたインクのメニスカスを引き込む作用を発生
し、ｄとして示す傾きは、メニスカスが引き込まれた状
態のインクをノズル開口部１６側に押し出す作用を発生
する。この場合、ｄとして示す傾きは、前記したｂとし
て示す傾きに対して若干急峻になされ、その電圧レベル
の変化も若干大きい。したがって、（Ｂ）として示す第
２の駆動波形信号は、（Ａ）として示す第１の駆動波形
信号よりも、圧電振動子をドライブした時のインク滴の
吐出機能は大きくなる。

【００６１】さらに、（Ｃ）として示す第３の駆動波形
信号は、前記した第１と第２の駆動波形信号の両者を共
に選択した状態であり、圧電振動子２５をドライブした
時において、最大のインク滴の吐出機能を発揮する。す
なわち、前記したｂとｄのタイミングにおいて、それぞ
れインク滴を吐出することになる。そして、図５に示し
た駆動信号発生回路８５においては、前記した第１と第
２の駆動波形信号を繰り返して発生するようになされて
いる。

【００６２】この実施の形態においては、前記したイン
クの粘度の情報に基づいて、それぞれのインクを吐出さ
せる圧電振動子２５に対して、前記したような第１また
は第２の駆動波形信号のいずれか、もしくは両者を選択
することにより生成される駆動信号を記録ヘッドに供給
するようになされる。これにより、ノズル開口部からの
１ショットにおけるインクの吐出量を補正し、顔料イン
クの種類（粘度特性）にかかわらず、１ショットにおけ
る各色のインクの吐出量がほぼ同等に近付けるように制
御される。

【００６３】前記したように、各シフトレジスタ９０ａ
〜９０ｎから、ラッチ回路９１ａ〜９１ｎ等を経てアナ
ログスイッチ９３ａ〜９３ｎに加わる印刷データのビッ
トが“１”の期間中には、駆動信号が圧電振動子２５ａ
〜２５ｎに印加され、圧電振動子２５ａ〜２５ｎは駆動
信号の波形に応じて伸縮する。一方、印刷データのビッ
トが“０”の期間中は、圧電振動子２５ａ〜２５ｎへの
駆動信号の供給が遮断される。

【００６４】したがって、図７に示すように繰り返して
発生する第１および第２の駆動波形信号の発生タイミン
グに合わせて、印刷データのビットを“１”または
“０”に設定することによって、第１または第２の駆動
波形信号のいずれか一方、もしくは第１および第２の駆
動波形信号の双方を選択して駆動信号として生成するこ
とができる。この場合、図５に示す駆動情報格納手段８
６には、中央制御手段７１を介して各インクの粘度情報
に対応した駆動情報が格納されており、駆動信号発生回
路８５に対して、第１および第２の駆動波形信号の発生
タイミングに合わせて、印刷データのビットを“１”ま
たは“０”に制御する情報が供給される。

【００６５】したがって、例えばせん断応力に対応する
見かけ上のインク粘度の差分が小さな場合においては、
印刷データのビットを“１，０”に設定することで、駆
動信号として図７（Ａ）に示す第１駆動波形信号が、こ
れを吐出させるノズル開口部に対応する圧電振動子２５
に供給される。また、前記差分が中程度である場合にお
いては、印刷データのビットを“０，１”に設定するこ
とで、駆動信号として図７（Ｂ）に示す第２駆動波形信
号が、これを吐出させるノズル開口部に対応する圧電振
動子２５に供給される。さらに、前記差分が大きな場合
においては、印刷データのビットを“１，１”に設定す
ることで、駆動信号として図７（Ｃ）に示す第３駆動波
形信号が、これを吐出させるノズル開口部に対応する圧
電振動子２５に供給される。

【００６６】これにより、ノズル開口部からの１ショッ
トにおける各顔料インクの吐出量が補正され、インクの
種類にかかわらず、１ショットにおけるインクの吐出量
がほぼ同等に近付けるように制御される。それ故、特に
顔料インクで代表されるように、せん断応力に対応した
粘度の特性が、各インクによって異なるような物性のイ
ンクを組み合わせて用いても、１ショットにおけるイン
クの吐出量がほぼ同等となるように補償することがで
き、これにより印刷画質の向上を図ることができる。

【００６７】なお、前記した第１の実施の形態において
は、説明の便宜上、図７に示すように第１と第２の駆動
波形信号を用意し、これらのいずれかまたは両者を採用
することで、３段階の補償を実現するようにしている
が、例えば３つの基本駆動波形信号を用意し、同様にそ
れらのいずれか、または組み合わせて利用することで、
６段階の補償を実現させることができる。

【００６８】次に図８は、各インクの粘度情報に基づい
て記録ヘッドから適性な量の各インク滴を吐出させる他
の例について説明するものである。図８には各ノズル開
口部に対応した各アクチュエータとしての圧電振動子に
加える駆動信号の形態が示されている。この駆動信号
は、図７に示した例と同様に、駆動電圧レベルが降下す
る傾きと、これに引き続いて駆動電圧が上昇する傾きを
もっている。

【００６９】これにより、すでに説明したように、記録
ヘッドのノズル開口部に形成されたインクのメニスカス
を引き込むと共に、メニスカスが引き込まれた状態のイ
ンクをノズル開口部側に押し出すことで、ノズル開口部
よりインク滴を吐出させるようになされる。

【００７０】この実施の形態においては、せん断応力に
対応する見かけ上のインク粘度の特性情報に基づいて、
駆動信号の電圧レベルが例えば実線から破線で示すよう
な範囲で変化するようになされる。すなわち、実線で示
す基準駆動波形に対して、その基準電位を上昇させると
共に、図中ｈ，ｉ，ｊとして示すようにその振幅も増大
させるようになされる。この様に駆動波形信号が実線の
状態から破線で示す状態に変更されるにしたがって、圧
電振動子をドライブした時において、インク滴の吐出機
能が増大する。

【００７１】したがって、せん断応力に対応する見かけ
上の粘度の差分が小さなインクを吐出させる場合におい
ては、実線に示すような駆動波形を採用し、前記差分が
大きなインクを吐出させる場合においては、破線で示す
ような駆動波形を採用することで、ノズル開口部からの
１ショットにおけるインクの吐出量を補正し、インクの
種類（粘度特性）にかかわらず、１ショットにおける各
色のインクの吐出量をほぼ同等に近付けるように制御す
ることができる。この例によると、インクの種類（粘度
特性）に対応して当該インクを吐出させる圧電振動子に
加える駆動波形信号の電圧レベルを適宜変更すること
で、無段階に１ショットにおけるインクの吐出量を補正
することが可能となる。

【００７２】一方、例えば図８に実線で示す駆動波形
と、破線で示す駆動波形とを、図７における（Ａ）およ
び（Ｂ）で示す出力タイミングのように、時分割で交互
に繰り返して発生させるようにした場合には、図５およ
び図６に示すような回路構成をそのまま使用することが
できる。すなわち、図８に実線で示す駆動波形の出力タ
イミングにおいて、印刷データのビットを“１”に制御
し、図８に破線で示す駆動波形の出力タイミングにおい
て、印刷データのビットを“０”に制御することで、実
線で示す低振幅の駆動波形を選択することができ、これ
を圧電振動子に加えることができる。

【００７３】また、図８に実線で示す駆動波形の出力タ
イミングにおいて、印刷データのビットを“０”に制御
し、図８に破線で示す駆動波形の出力タイミングにおい
て、印刷データのビットを“１”に制御することで、破
線で示す高振幅の駆動波形を選択することができ、これ
を圧電振動子に加えることができる。これにより、ノズ
ル開口部からの１ショットにおけるインクの吐出量を補
正し、インクの種類（粘度特性）にかかわらず、１ショ
ットにおける各色のインクの吐出量をほぼ同等に近付け
るように制御することができる。

【００７４】この場合、図８に示す実線と破線の中間レ
ベルの駆動波形をさらに作成し、同様に時分割で各駆動
波形を選択させるように構成することで、さらに多段階
にわたり１ショットにおけるインクの吐出量を補正させ
ることが可能となる。

【００７５】なお、以上の説明においては、それぞれの
異なったインクが吐出されるノズル開口部に対応する圧
電振動子に対して、異なる駆動信号を供給することで、
各インクの粘度特性の相異による１ショットの吐出量を
揃えるようにしているが、種類（粘度特性）が異なった
インクに対応して、ノズル開口部の開口径を異ならせて
構成しても、同様の結果を得ることができる。

【００７６】すなわち、この種の記録装置においては、
当該記録装置にそれぞれに指定されたインクを専ら使用
するようなインクカートリッジの供給体制が採られてお
り、したがって、当該記録装置に対応した物性のインク
が使用される。それ故、この記録装置に使用される各色
のインクの粘度特性に対応して、粘度が低いインクを吐
出させるノズル開口部の開口径を小とし、粘度が高いイ
ンクを吐出させるノズル開口部の開口径を大となるよう
に予め記録ヘッドのノズル開口部の開口径を異ならせて
構成することで、各インクの粘度の相異に対応して１シ
ョットの吐出量を揃えることが可能となる。

【００７７】

【発明の効果】この発明による駆動方法を採用したイン
クジェット式記録装置によると、例えば顔料インクに代
表されるように、せん断応力に対応する粘度の関係が異
なる各インクを利用した場合であっても、記録ヘッドの
ノズル開口部から吐出される１ショットのインク吐出量
をほぼ同等に近付けるように制御することができるの
で、印刷画質の一層の向上を図ることができるインクジ
ェット式記録装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用されたインクジェット式記録装
置の基本構成を示した斜視図である。

【図２】図１に示す記録装置に搭載された記録ヘッドを
ノズル形成面から見た状態を示す模式図である。

【図３】記録へッドにおける一部の詳細な構成を示した
断面図である。

【図４】図１示す記録装置における制御回路を示したブ
ロック図である。

【図５】図４に示す制御回路におけるさらにその一部の
ブロックにおける詳細な構成を示したブロック図であ
る。

【図６】記録へッド駆動手段の要部を示したブロック図
である。

【図７】記録へッドに供給される駆動信号の例を示した
波形図である。

【図８】記録ヘッドに供給される他の駆動信号の例を示
した波形図である。

【図９】粘度とせん断応力との関係を解説する特性図で
ある。

【図１０】異なるインクにおけるせん断応力に対応する
インク吐出量の関係を解説する特性図である

【符号の説明】

１キャリッジ２キャリッジモータ５紙送り部材７記録用紙８記録ヘッド９Ｂ〜９Ｙインクカートリッジ１１キャッピング手段１２吸引ポンプ１３ワイピング部材１６ノズル開口部２５圧電振動子（アクチュエータ）３１圧力室３６振動板４１ノズルプレート６０ホストコンピュータ６１プリンタドライバ６４印刷制御手段６５ヘッド駆動手段７１中央制御手段７３読み出し書き込み手段７４データ記憶手段７５駆動条件設定テーブル７６駆動条件選択手段９０シフトレジスタ９１ラッチ回路９２レベルシフタ９３アナログスイッチＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙノズル列

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数種類の異なったインクを、印刷デー
タに基づいてインク滴として吐出することで、記録媒体
に対して印刷を行う記録ヘッドを搭載したインクジェッ
ト式記録装置であって、種類の異なった各インクにおけるせん断応力の差に基づ
く見かけ上の粘度の差分から生じるインク吐出量の差を
低減させるように制御された駆動信号を、前記記録ヘッ
ドのノズル開口部に対応して配置された各アクチュエー
タに対してそれぞれ供給する駆動信号発生手段を具備し
たことを特徴とするインクジェット式記録装置。
【請求項２】前記記録ヘッドは、ノズル列ごとに種類
の異なったインクが吐出されるように構成され、前記駆
動信号発生手段は、各ノズル列に対応した前記各アクチ
ュエータごとに、インク吐出量の差を低減させるように
制御された前記駆動信号をそれぞれ供給するように構成
した請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項３】前記駆動信号発生手段は、予め設定され
ている複数の基本駆動波形信号のいずれかを選択するこ
とで、もしくは予め設定されている基本駆動波形信号の
複数を選択することで、インク吐出量の差を低減させる
ように制御された前記駆動信号を生成するように構成し
た請求項１または請求項２に記載のインクジェット式記
録装置。
【請求項４】前記駆動信号発生手段は、駆動信号の電
圧レベルを変更することで、もしくは予め設定されてい
る複数の電圧レベルの駆動信号を選択することで、イン
ク吐出量の差を低減させるように制御された前記駆動信
号を生成するように構成した請求項１または請求項２に
記載のインクジェット式記録装置。
【請求項５】前記記録装置に装着されたインクカート
リッジに搭載されたデータ記憶手段から、せん断応力の
差に基づく見かけ上の粘度の情報を読み出すことができ
るように構成され、前記駆動信号発生手段は、データ記
憶手段から読み出した前記情報に基づいて、各インクに
対応して制御された前記駆動信号を生成するように構成
した請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインク
ジェット式記録装置。
【請求項６】前記駆動信号発生手段は、記録装置に対
してマニュアル設定されたせん断応力の差に基づく見か
け上の粘度の情報に基づいて、各インクに対応して制御
された前記駆動信号を生成するように構成した請求項１
ないし請求項４のいずれかに記載のインクジェット式記
録装置。
【請求項７】前記マニュアル設定が、記録装置に搭載
された駆動条件選択手段、もしくは記録装置に対して印
刷指令を行うホストコンピュータに搭載されたプリンタ
ドライバのユーティリティ上で実行される駆動条件選択
手段によりなされるように構成した請求項６に記載のイ
ンクジェット式記録装置。
【請求項８】複数種類の異なったインクを、印刷デー
タに基づいてインク滴として吐出することで、記録媒体
に対して印刷を行う記録ヘッドを搭載したインクジェッ
ト式記録装置であって、前記記録ヘッドのノズル開口部から吐出される種類の異
なったインクに対応して、当該ノズル開口部の開口径を
異ならせて構成したことを特徴とするインクジェット式
記録装置。
【請求項９】前記記録ヘッドは、ノズル列ごとに異な
ったインクが吐出されるように構成され、各ノズル列ご
とにノズル開口部の開口径を異ならせて構成した請求項
８に記載のインクジェット式記録装置。
【請求項１０】前記記録ヘッドに導入される各インク
が、顔料分散系のインクである請求項１ないし請求項９
のいずれかに記載のインクジェット式記録装置。
【請求項１１】複数種類の異なったインクを、印刷デ
ータに基づいてインク滴として吐出することで、記録媒
体に対して印刷を行う記録ヘッドを搭載したインクジェ
ット式記録装置における記録ヘッドの駆動方法であっ
て、前記記録ヘッドに導入される種類の異なった各インクの
粘度特性の情報を取得する情報取得ステップと、前記情報取得ステップにより取得された各インクの粘度
特性の情報に基づいて、駆動信号発生手段に対して粘度
特性の情報に対応した駆動条件を設定する駆動条件設定
ステップと、前記駆動条件設定ステップにより設定された駆動条件に
対応して、種類の異なるインクが吐出されるノズル開口
部に対応した各アクチュエータに対し、前記粘度特性に
応じた駆動信号を前記駆動信号発生手段より供給する駆
動信号供給ステップと、を順次実行するようになされたインクジェット式記録装
置における記録ヘッドの駆動方法。
【請求項１２】前記情報取得ステップにおいて、各イ
ンクの粘度特性の情報として、せん断応力に対応する粘
度情報をそれぞれ取得し、前記駆動条件設定ステップに
おいて、せん断応力に対応する粘度情報に基づいて、駆
動信号発生手段に対して駆動条件を設定するようになさ
れる請求項１１に記載のインクジェット式記録装置にお
ける記録ヘッドの駆動方法。