JPH08164602A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速印字を行なうインターレース駆動方式を
採用しても、主走査方向の直線性を損なわないようなイ
ンクジェット記録装置を提供する。 【構成】 図は６４個のノズルを有する記録ヘッドで記
録紙上に直線を印字した一部を模式的に表わした。主走
査方向に１本２０ａを印字する場合には、１印字周期Ｔ
の間に駆動される６４個ののずるで、１つの直線を印字
するのではなく、１３周期の間に６４個のノズルから噴
射されるインク滴を用いることによって１つの直線を印
字する。直線２０ａについてみると、最初の第１印字周
期で１〜５のノズルを駆動し、次の第２印字周期で６〜
１０のノズルにより、最初の印字周期印字した直線２０
ａの延長上に印字を行ない、この印字を順次行ない、最
後の第１３印字周期目で、６０〜６４のノズルで同じ直
線２０ａの延長上に印字をして、すべてのノズルにより
１つの直線を印字する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ノズルに対応する流路
内に設けられたインク滴噴射手段によりインク滴をノズ
ルから噴射して記録を行なうインクジェット記録ヘッド
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット記録方式は、高速記録が
可能であり、記録の際に発生する騒音がほとんどなく、
普通紙に印字でき、定着処理等を必要としないため、装
置の小型化が図れるという点で注目を集めている。

【０００３】インクジェット記録方式には、ノズルから
インクを噴射させる手段として、電気−機械変換素子
（例えば、圧電素子）を用いて、入力信号による機械的
変形に伴う運動によってインク滴を噴射する方式や、電
気−熱変換素子（ヒータ）を用い、電圧パルスが印加さ
れることにより、ヒータが発熱し、この発熱によりヒー
タ上で発生する蒸気バブルの圧力によってインク滴を噴
射するいわゆるサーマルインクジェット方式がある。

【０００４】図１３は、特開平５−１５５０２０号公報
に記載されたサーマルインクジェット記録ヘッドの一例
を示すもので、図１３（Ａ）はチャネル溝の軸方向に垂
直に切った断面図、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）のＢ−
Ｂ線で切った平面図、図１３（Ｃ）はノズル側からみた
正面図である。図中、１はチャネル基板、２はヒータ基
板、３はチャネル溝、４はインクリザーバ、５はノズ
ル、６は未エッチング部、７，７ａ，７ｂ，７ｃはヒー
タ、８は絶縁層、９は厚膜樹脂層、１０は第１の凹部、
１１は第２の凹部、１２は隔壁、１３はインク滴、１４
は記録媒体、１５はインク供給口、Ｐはノズル間隔であ
る。

【０００５】チャネル基板１には、異方性エッチングに
より、チャネル溝３とインクリザーバ４が形成され、チ
ャネル溝３の開口部がノズル５となっている。ヒータ基
板２には、ヒータ７が設けられ、ヒータ７に駆動信号を
供給するための電極、保護膜等が形成されているが、こ
れらの詳細は図示を省略した。また、ヒータ基板２に
は、絶縁層８、厚膜樹脂層９が形成されている。これら
２枚の基板が接合されたて、個々のヘッドチップに切断
分離され、記録ヘッドが作成される。

【０００６】インク供給口１５からインクリザーバ４に
供給されたインクは、第２の凹部１１を経て、インク流
路であるチャネル溝３に導かれ、第１の凹部１０の底部
に設けられたヒータ７の発熱により発生されるバブルの
圧力により、ノズル５からインク滴となって記録媒体１
４へ飛翔して、印字が行なわれる。

【０００７】このようなインクジェット記録ヘッドを用
いて、より高速な印字を実現する手段として、１つのノ
ズルから繰り返しインク滴を噴射する周波数を高くする
ことが考えられる。しかし、インク滴が噴射されてか
ら、次のインク滴を噴射するまでには、インクが流路内
に再充填（リフィル）されていなければならず、そのた
め繰り返し周波数をあまり高くすることはできない。現
在この周波数上限として、解像度３００ｓｐｉに対応す
るヘッドでは、４〜６ｋＨｚと考えられている。

【０００８】この繰り返し周波数上限を向上させるため
に、ヘッド内の流路構造を工夫することや、駆動順序を
工夫することが行なわれている。駆動順序の工夫は、例
えば、特開昭６１−２６６２５３号公報に記載されるよ
うな、いわゆるインターレース駆動方式と呼ばれるもの
がある。

【０００９】図１４，図１５は、記録ヘッドにおけるヒ
ータの駆動方式の説明図であり、図１４（Ａ），図１５
（Ａ）はヒータの駆動電圧、図１４（Ｂ），図１５
（Ｂ）は記録媒体上に印字された画素の説明図である。
図中、５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅは順に並んだノズ
ル、７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅは各ノズルのヒー
タ、１６は駆動パルス、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７
ｄ，１７ｅは画素、ｔは駆動パルスの周期（秒）、Ｐは
ノズル間隔である。

【００１０】図１４（Ａ）は、インターレース駆動方式
ではない順次駆動方式である。順次駆動方式では、各ノ
ズルに対応するヒータは端から配列順に駆動される。各
ノズル５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅに対応する各ヒー
タ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅが、周期ｔの駆動パル
ス１６で順に駆動されると、図１４（Ｂ）に示すよう
に、画素１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅが斜
めに並んで印字される。図１４（Ｂ）は、ノズル５ａ，
５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅを有する記録ヘッドが、図の下
方から上方に移動した場合、あるいは、記録媒体が上方
から下方に移動した場合を示している。この場合、ヒー
タの駆動方向を主走査方向と呼び、記録媒体と記録ヘッ
ドの相対的な移動方向を副走査方向と呼ぶことにする。
したがって、この例では、ノズル５ａ，５ｂ，５ｃ，５
ｄ，５ｅに対応するヒータ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７
ｅは、主走査方向に１回の走査で順次駆動されるという
ことができる。

【００１１】記録媒体上での印字状況を説明する。ヒー
タ７ａが駆動され、画素１７ａが印字される。ｔ秒後
に、ヒータ７ｂが駆動され、画素１７ｂが印字される
が、画素１７ｂは、画素１７ａに対して、ｔ秒間に記録
媒体と記録ヘッドとの移動距離だけずれて印字されるこ
とになり、記録媒体上でｔ相当分だけ副走査方向に遅れ
た位置に印字される。以下、画素１７ｃ，１７ｄ，１７
ｅもｔ相当分だけ順次遅れた位置に印字される。ノズル
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅは、ノズル間隔Ｐだけ離
れて配置しされているから、印字された画素１７ａ，１
７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅは、図１４（Ｂ）に示す
ように傾斜して印字される。

【００１２】順次駆動方式では、インク滴を吐出使用と
するノズルは、直前にインク滴を吐出するノズルが隣接
しているため、インクの再充填（リフィル）に時間がか
かり、高速印字には不適である。

【００１３】これに対して、隣接するヒータをなるべく
時間的に離して駆動するインターレース駆動方式では、
インク滴を吐出しようとするノズルに対して、直前にイ
ンクを吐出したノズルが離れているため、リフィルの時
間を短縮することができ、隣接するヒータを連続的に駆
動する場合より、繰り返し周波数を最大２倍程度まで高
くできることが分かっている。

【００１４】図１５（Ａ）は、インターレース駆動方式
の一例の駆動順序を示す。この例では、各ノズル５ａ，
５ｂ，５ｃ，５ｄ，５ｅに対応する各ヒータ７ａ，７
ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅが、周期ｔの駆動パルス１６で、
２つおきに駆動される。すなわち、ヒータ７ａ，７ｄ，
７ｂ，７ｅ，７ｃの順である。記録媒体上での印字状況
は、図１５（Ｂ）に示すように、隣接する画素である１
７ａ，１７ｂ，１７ｃは、副走査方向にｔ相当分の２倍
だけ離れ、画素１７ｃから画素１７ｄは、副走査方向に
ｔ相当分の３倍離れ、画素１７ｄから１７ｅは、副走査
方向にｔ相当分の２倍離れたパターンとなる。

【００１５】インターレース駆動方式では、上述したよ
うに、ある特定のノズルから他のノズルまでの距離と、
ある特定のノズルに対応するヒータが駆動されてから、
他のノズルに対応するヒータが駆動されるまでの時間と
の関係が一定ではないので、図１５（Ｂ）に示すよう
に、記録媒体上で、主走査方向のドット位置がズレ、例
えば、記録ヘッドの全ノズルからのインク滴によって、
主走査方向に直線を印字する際には、凹凸状の（ギザギ
ザする）パターンとなり、直線性が損なわれるという問
題がある。

【００１６】記録ヘッドにおけるノズル数を増加させる
のも高速印字を実現する手段である。例えば、記録紙の
幅に対応するだけノズル数を増加することが考えられ
る。この場合は、１つの記録ヘッドで記録紙の全幅をカ
バーする方法、すなわち、長尺化ヘッドを用いる方法
と、複数の記録ヘッドを直線的に繋ぎ合わせて記録紙の
全幅をカバーする方法がとある。

【００１７】長尺化ヘッドを用いる前者の場合、通常サ
ーマルインクジェット記録ヘッドは、その基板材料とし
てＳｉを用いているため、例えば、Ａ４短手サイズ（２
１０ｍｍ）に対応する記録ヘッドを作製しようとする
と、約２０３．２ｍｍ（８インチ）以上のＳｉウェハが
必要であり、また１枚のウェハから作製できるヘッド数
が非常に少なくなるため、記録ヘッドの作製コストは極
めて高くなる。また、１ヘッド当たりのノズル数が増え
るため、全てのノズル、ヒータ、配線等が無欠陥である
ヘッドを作製するのは非常に困難になる。

【００１８】それに比べて、複数の記録ヘッドを直線的
に繋ぎ合わせる後者の方法は、従来技術によって作製さ
れた記録ヘッドを用いて比較的簡単に紙幅に対応する記
録ヘッドを作製することができ、図１６はその１例を示
している。

【００１９】図１６（Ａ）はノズル側から見た図、図１
６（Ｂ）はインク供給口側から見た図である。図中、３
はチャネル溝、４はインクリザーバ、５はノズル、１５
はインク供給口、１８は記録ヘッド、１９は端部ノズル
である。この記録ヘッド１８は、図１３で説明した記録
ヘッドと同様の構造を有するものである。この場合、隣
接する記録ヘッドの端部ノズル１９同士の間隔は、１画
素分の距離Ｐで配置しなければならず、各記録ヘッド１
８における端部ノズル１９からヘッド端までの距離ｍが
短くなり、加工に困難が伴うとともに、端部ノズル１９
にとってインクリザーバ４の容量が十分に確保できず、
印字不良を起こしやすいという問題がある。

【００２０】この問題を解決するために、図１７に示す
ような、いわゆる千鳥配列による繋ぎ合わせが考えられ
る。図１７（Ａ）はノズル側から見た図、図１７（Ｂ）
はインク供給口側から見た図である。図中、図１６と同
様な部分には同じ符号を付して説明を省略する。この配
置では、記録ヘッド１８において、端部ノズル１９から
ヘッド端までの距離ｍは、十分にとることができるの
で、上述したような端部ノズルの印字不良の問題は生じ
ない。しかしこの配置においても、インターレース駆動
方法を採用したときには走査方向における直線性が損な
われる問題は解決していない。

【００２１】サーマルインクジェット方式は、印字速度
とともに、印字解像度の向上も求められている。直線上
にノズルを配列するサーマルインクジェット記録ヘッド
において、印字解像度はノズルの配列密度、さらにヒー
タの配列密度と対応しており、印字解像度の向上に対応
するためには、ノズル、ヒータの配列密度を高めなけれ
ばならず、ヘッド作製技術が困難になる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点に鑑みてなされたもので、高速印字を行なうために
インターレース駆動方式を採用した場合においても、主
走査方向の直線性を損なわないようなインクジェット記
録装置を提供し、さらに、記録ヘッドの作製技術を高め
ることなく高い印字解像度に対応できるインクジェット
記録装置を提供することを目的とするものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は、直線上に等間
隔に配列された複数のノズルとそれぞれのノズルに対応
したインク流路とインク滴噴射手段とそれぞれのインク
流路にインクを供給するための共通液室とインク供給口
を有するインクジェット記録ヘッドと、前記インク滴噴
射手段の駆動を制御する制御手段を有するインクジェッ
ト記録装置において、前記制御手段は、ノズル配列幅相
当の画像を複数の印字周期によって印字するよう制御す
るとともに、各印字周期においては、所定間隔ずつ順次
飛び越して一定範囲を重なりなく駆動するようにした飛
び越し駆動を行なうよう制御するものであり、かつ、前
記ノズルは、その配列された方向が、記録媒体と前記イ
ンクジェット記録ヘッドとの相対的な移動方向に垂直な
方向に対して、駆動するインク滴噴射手段の数と飛び越
し数によって決まる角度だけ傾けられていることを特徴
とするものである。

【００２４】前記飛び越し駆動を行なうよう制御する制
御手段は、隣接するインク滴噴射手段の駆動タイミング
までの間に駆動方向がその一定範囲内において複数回折
り返すように駆動制御するものでもよい。

【００２５】前記ノズルの配列方向が所定角度だけ傾斜
するよう取り付けられた記録ヘッドを、記録媒体と記録
ヘッドとの相対的な移動方向に対して垂直な方向に複数
配置してもよい。

【００２６】前記記録ヘッドにおいて直線上に等間隔に
配列される複数のノズルのピッチが、印字解像度から決
まる画素のピッチより大きいようにすることもできる。
また、前記インク滴噴射手段を駆動するための電圧パル
スに、次のタイミングで駆動されるインク滴噴射手段を
駆動するための電圧パルスの一部が、時間的な重なるよ
うにしてもよい。

【００２７】

【作用】インク滴を繰り返し噴射する繰り返し周波数を
高めるために、複数のインク滴噴射手段を所定間隔ずつ
飛び越し駆動するインターレース駆動方法を採用した場
合においては、あるノズルに対応するインク滴噴射手段
が駆動されてから隣接するノズルに対応するインク滴噴
射手段が駆動されるまでの時間的遅れが存在する。本発
明によれば、この時間遅れによる印字ズレ量に相当する
量だけノズルの配列方向を傾斜させているので、記録媒
体と記録ヘッドの相対的な移動方向に垂直な方向の直線
性の乱れ（ギザギザ）が起こらない。

【００２８】また、複数の記録ヘッドを、記録媒体と記
録ヘッドの相対的移動方向に対し垂直な方向に繋ぎ合わ
せて、記録速度のさらなる向上を図った場合において
も、上記駆動方法が適用され、駆動方法によって規定さ
れる所定角度だけヘッドを傾斜させているので、記録媒
体と記録ヘッドとの相対的移動方向に垂直な方向の直線
性が損なわれることはない。

【００２９】記録媒体と記録ヘッドの相対的移動方向に
垂直な方向に対し、記録ヘッドを傾斜させているので、
印字密度から決まる画素ピッチよりノズルやインク滴噴
射手段の配列ピッチを大きくすることができ、記録ヘッ
ドの作製技術を高めることなく高い印字解像度に対応す
ることができる。

【００３０】

【実施例】実施例に用いるサーマルインクジェット記録
ヘッドは、図１３で説明した特開平５−１５５０２０号
公報に記載されたインクジェット記録ヘッドと同様の構
造のものである。この例では、１つの記録ヘッドには、
直線上に等間隔に印字に使用される６４個のノズルを有
し、６４個のノズルは、それぞれ対応する流路内にヒー
タ７を有する。６４個のノズルおよびヒータを端から順
にＮＯ．１，ＮＯ．２，・・・，ＮＯ．６４と番号を付
けて説明する。なお、１つの記録ヘッドに設けられるノ
ズルを６４個としたことは一例であり、本発明における
記録ヘッドのノズル数は、６４個に限られるものではな
い。

【００３１】実施例を説明する前に、本発明の前提とな
る駆動方法を説明することにする。図１，図２は、ヒー
タの駆動順序の説明図であり、図１は、インターレース
駆動方法の一例の説明図、図２は、順次駆動方法の説明
図である。いずれも、６４個のヒータを駆動する例であ
る。

【００３２】図２に示す順次駆動方法では、図２（Ａ）
に示すように、駆動順序がヒータ番号順であり、Ｎｏ．
１，２，３，・・・，６４の順に１回の印字周期におい
ては、１回の走査で全ノズルの駆動が行なわれ、隣接す
るヒータを順々に駆動する方法である。図２（Ｂ）に駆
動電圧波形を示す。この駆動方法を用いると、インク滴
を噴射したノズルの流路内に、インクが再供給（リフィ
ル）されるときに、隣接したヒータを連続的に駆動する
ことによって、インクのリフィルがほぼ同時刻に行なわ
れ、局所的にインクリザーバのインク負圧が高まり、イ
ンクリフィル速度を遅くする。この理由により、順次駆
動方式は、印字の繰り返し周波数Ｆを高くすることがで
きないという問題があることは、上述したとおりであ
る。また、ヒータ上で発生したバブルの圧力が隣接する
流路に伝播してクロストークを起こし、ノズル部で不要
なメニスカス変動を起こすために、このメニスカス変動
が十分収まるまで時間をおかなければならず、安定して
インク滴を噴射することができる繰り返し周波数は低下
する。

【００３３】インターレース駆動方法の一例では、図１
（Ａ）に示すように、６４個のヒータを図に示すよう
に、Ｎｏ．１，６，１１，・・・，５６，６１，２，
７，・・・，６２，３，・・・，６３，４，・・・，６
４，５，・・・，６０の順序で駆動する。このインター
レース駆動方法において、ＮＯ．１ヒータに着目する
と、ＮＯ．１ヒータが駆動されてから次のタイミングで
は４つヒータを飛び越した先のＮＯ．６ヒータが駆動さ
れる。このようにして、１回の走査において飛び飛びの
ノズルを駆動し、１回の印字周期においては５回の走査
で全ノズルの駆動が行なわれる。図１（Ｂ）は駆動電圧
波形である。

【００３４】このように最初のヒータＮｏ．１ヒータが
駆動されて次のタイミングで駆動されるＮｏ．６ヒータ
までの空間的距離（ヒータ数：この例では４）をＭと
し、Ｍ＋１を飛び越し数と呼ぶ。また、Ｎｏ．１ヒータ
が駆動され、隣接するＮＯ．２ヒータが駆動されるまで
のヒータ数をＬ（この例では、１２個）で表す。このＬ
＋１をインターレースレベルと呼ぶことにする。

【００３５】図１から分かるように、このＭとＬはどの
ヒータに着目しても同じになる。なお、このようなイン
ターレース方式において、どのヒータに着目してもこの
ＭとＬを同じにするためには、１つのインターレースが
１周期内に網羅するヒータ数Ｎ（ここでは、全ノズル数
に等しく６４）に対して、 Ｎ＝（Ｍ＋１）×（Ｌ＋１）−１ の関係が成立することが必要である。したがって、この
関係が成立する場合には、インターレースレベルは、全
ノズル数と飛び越し数で決まる。

【００３６】記録ヘッドの傾斜配置について説明する。
上述したように、記録媒体と記録ヘッドの相対的移動方
向を副走査方向と呼び、副走査方向に垂直な方向を主走
査方向と呼ぶ。この場合の記録媒体と記録ヘッドの相対
的移動速度Ｖを計算する。１画素分の距離を進む間に必
要な時間は、図１で示すように、次のヒータを駆動する
までの時間をｔとすれば、全ノズル数×ｔであるから、
画素ピッチをＰとすると、 Ｖ＝Ｐ／６４ｔ となる。

【００３７】順次駆動方式の場合に、６４個のノズルが
駆動される１印字周期の間に、記録媒体と記録ヘッドの
相対移動量は１画素分である。したがって、ノズル配列
方向と副走査方向が垂直になるようにヘッドを配置する
と、図１４（Ｂ）で説明したように、印字パターンが傾
斜する。図１４（Ｂ），図１４（Ｃ）を参照して、画素
１７ａを印字するノズル５ａに対応するヒータ７ａ駆動
されてした後、画素１７ａに隣接する画素１７ｂを印字
するノズル５ｂに対応するヒータが駆動されるのはｔ後
であるから、画素１７ｂは、画素１７ａに対して、 Ｖ×ｔ＝Ｐ×（１／６４） だけ離れた位置に印字されることになる。したがって、
ノズル５ａに対して、このＰ×（１／６４）だけずらし
た位置に隣接するノズル５ｂを配置すれば、記録媒体上
では、主走査方向に一直線上となる位置に画素１７ｂが
印字されることになる。これを実現するためには、記録
ヘッドをあらかじめθだけ傾けておけばよく、このθ
は、 θ＝ｔａｎ^-1（１／６４） で求めることができ、この場合、約０．８９５゜にな
る。

【００３８】従来のインターレース駆動方法において
も、６４個のノズルが駆動される１回の印字周期の間
に、記録媒体と記録ヘッドの相対移動量は１画素分であ
る。この駆動方法においても、上述した角度だけ記録ヘ
ッドを傾けて配置することができる。しかし、記録ヘッ
ドを傾けて配置しても、印字順序が前後するから、直線
を印字した場合、図１５（Ｂ）で説明したように、直線
性の乱れを避けることはできない。

【００３９】上述した従来例を参考にしながら、本発明
の第１の実施例を説明する。ノズルの駆動順序は、図１
で説明した順序と同じである。

【００４０】ここで、ノズル配列方向と副走査方向が垂
直になるようにヘッドを配置することを考える。図３を
参照して説明する。１つのノズルａに隣接するノズルに
対応するヒータが駆動されるのは１３ｔ後であるから、
ａに隣接してｂ１に位置するノズルから噴射されたイン
ク滴は、 Ｖ×１３ｔ＝Ｐ×（１３／６４） だけ離れたｂ２の位置に印字されることになる。したが
って、この１３Ｐ／６４だけずらしたｂ３の位置に隣接
ノズルを配置すれば、記録媒体上では、ｂ１の位置に印
字され、主走査方向にａと一直線上になる。これを実現
するためには、図３から分かるように記録ヘッドをあら
かじめθだけ傾けておけばよく、このθは、 θ＝ｔａｎ^-1（１３／６４） で求めることができ、この場合約１１．４８゜になる。

【００４１】図４は、６４個のノズル全部を、図１で示
した駆動方法で噴射した場合の記録媒体として用いた記
録紙上のドット配列の一部を模式的に表わしたもので、
説明のため、わざとヘッドが傾いていない場合（副走査
方向とノズル配列方向が垂直のまま）について表わして
いる。縦方向と横方向の縮尺は異なっており、ドットの
大きさの縮尺も実際とは異なる。

【００４２】このように本発明では、主走査方向に１本
の直線を形成する場合には、１印字周期Ｔ（１／Ｆ）の
間に駆動される例えば６４個のヒータによって噴射され
るインク滴によるドットで、１つの直線を印字するので
はなく、図１に示す駆動順序の場合には、１３回の印字
周期の間に６４個のノズルから噴射されるインク滴を用
いることによって１つの直線を印字するのである。例え
ば、直線２０ａについて着目すると、最初の印字周期内
に形成される直線は、Ｎｏ．１，２，３，４，５のノズ
ルまでであり、次の印字周期で、Ｎｏ．６，７，８，
９，１０のノズルで、最初の印字周期で印字した直線２
０ａの延長上に印字を行ない、第３印字周期で、Ｎｏ．
１１，１２，１３，１４，１５のノズルで、さらに、第
２回の印字周期で印字した直線２０ａの延長上に印字を
行ない、以下同様にして、直線２０ａの延長上にさらに
印字を行ない、そして、最後の第１３印字周期目で、Ｎ
ｏ．６１，６２，６３，６４のノズルで、同じ直線２０
ａの延長上に印字を行なって、すべてのノズルにより１
つの直線２０ａが印字されることになる。

【００４３】この直線の印字に用いられないある印字周
期内のドットも、他の直線２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２
０ｅ，・・・の印字に使用されるので無駄になるもので
はなく、記録媒体と記録ヘッドとが副走査方向への１回
の相対移動によって印字を行なうのに、（１３−１）の
印字周期分が余計にかかるだけである。繰り返し周波数
Ｆを５ｋＨｚとすれば、１２周期は２．４ｍｓｅｃであ
り、印字速度を低下させるものでは全くない。記録ヘッ
ドがキャリッジによって移動しながら印字を行なう場合
を考えると、１キャリッジリターンの周期において、
２．４ｍｓｅｃだけ、印字時間が増大するに過ぎないと
いうこともできる。

【００４４】図５は、このインターレース駆動方法でベ
タ（Ｓｏｌｉｄ）印字を行なった場合のドット配列の模
式図を示している。図中のライン番号として付した数字
は、副走査方向に直角なライン（主走査方向のライン）
に番号を付したものであり、各ラインは、ノズル配列幅
相当の長さである。上述した６４個のノズルを有する記
録ヘッドで印字した様子を示したものであり、各５つず
つのドットの上に示した数字は、印字周期の順番を示し
ており、第１番目の印字周期から第ｎ＋１２番目の印字
周期を示している。したがって、各数字の下の５ドット
が、その印字周期において印字されるドットである。な
お、各ラインは、１ドット間隔であるから、隙間はない
ものであるが、図を分かりやすくするためにわざと間隔
を開けて図示した。この図からも分かるように、副走査
方向にｎライン印字する場合にはｎ＋１２の印字周期の
繰り返しを必要とする。

【００４５】上記１ヘッド内のノズル数をインターレー
スレベルから計算される傾き角度θだけ記録ヘッドを傾
けた場合、紙上に印字される画素ピッチＰを実現するた
めには、記録ヘッド内におけるノズルピッチＰは、 Ｐｎ＝Ｐ／ｃｏｓθ である。画素密度を３００ｓｐｉとすると、画素ピッチ
Ｐは約８４．５μｍとなり、ノズルピッチＰｎはこれよ
り広い８６．２μｍとなる。

【００４６】図６は、本発明の第２の実施例における駆
動順序を示すものである。これは隣接するヒータを駆動
するのまでの間に走査方向が複数回折り返すようにした
ものであり、ハイオーダーのインターレース駆動と呼ば
れる。ここではインターレースレベルＬ＋１＝１１、飛
び越し数Ｍ＋１＝３５の場合についてである。このイン
ターレースにおいては、Ｋ＝６として、 Ｎ×Ｋ＝（Ｌ＋１）（Ｍ＋１）−１ が成り立っている。このＫをインターレースのオーダー
と呼ぶ。すなわち図１（Ａ）で示したインターレース
は、インターレースオーダーＫが１のインターレースと
いうことができる。ここでは次のタイミングで駆動する
ヒータまでに存在するヒータの数は３４，２９の２通り
存在する。図１で説明した方法においては、Ｌ＋１＝１
３であり、この方法ではＬ＋１＝１１であり、隣接ノズ
ルにおいてクロストークによるメニスカス振動の影響を
避ける効果はあまり変わらない。しかし、次のタイミン
グで駆動するヒータの空間的距離（Ｍ＋１）は、この方
法の方が大きくなり、あるヒータで発生したバブル圧力
が十分減衰した位置で、すなわち、不要なメニスカス振
動がない状態で、バブルを発生し、インク滴を噴射する
ことができる。この方法では、記録ヘッドを傾ける角度
θは、 θ＝ｔａｎ^-1（１１／６４） で与えられ、約９．７５゜になる。

【００４７】図７は、ヒータの駆動方法の第３の実施例
の説明図である。第１の実施例や第２の実施例で説明し
た駆動方法においては、全く同じタイミングで駆動する
ヒータ数は１であったが、この実施例では、図７（Ａ）
に示す順序で、同時に２つのヒータを駆動する。すなわ
ち、Ｎｏ．１〜３２までに、インターレースレベル（Ｌ
＋１）が１１、飛び越し数（Ｍ＋１）が３であるＫ＝１
のインターレース駆動方法を適用する。図７（Ｂ）に示
すように、全く同じインターレース駆動方法を、同じタ
イミングでＮｏ．３３〜６４のヒータに適用したもので
ある。この場合においても、１つのインターレースが１
周期で網羅するヒータ数Ｎが３２に対し、 Ｎ×Ｋ＝（Ｍ＋１）（Ｌ＋１）−１ の関係が成り立っている。また、この場合には、記録ヘ
ッドを傾ける角度θは、 θ＝ｔａｎ^-1（１１／３２）＝１８．９７゜ となる。

【００４８】これを全ノズル数Ｎ，インターレースレベ
ルＬ＋１を用いて表わすと、 θ＝ｔａｎ^-1｛（Ｌ＋１）／Ｎ｝ となる。この場合には、３００ｓｐｉの画素ピッチ８
４．５μｍに対して、ノズルピッチは約８９．４μｍと
なる。

【００４９】また、これを全ノズル数Ｎと飛び越し数Ｍ
＋１で表せば、 θ＝ｔａｎ^-1｛（Ｎ＋１）／Ｎ・（Ｍ＋１）｝ ということになる。

【００５０】次に、図１３に示すインクジェット記録ヘ
ッドにおいて、ノズル数を２６４個に増やした第４の実
施例について説明する。この場合、同時に噴射するヒー
タ数は１であり、Ｌ＋１＝５３、Ｍ＋１＝５、Ｋ＝１の
インターレースを適用する。図８（Ａ）に駆動順を示
し、図８（Ｂ）の駆動電圧波形を示す。この実施例で
は、記録ヘッドを主走査方向に対して傾ける角度は、 θ＝ｔａｎ^-1（５３／２６４） で与えられ、約１１．３５゜になる。

【００５１】この実施例の記録ヘッドでは、ノズル数が
多いので、図１（Ｂ）で示したように、駆動パルスは、
１つのヒータの駆動が完全に終了してから、次のタイミ
ングで駆動するヒータを駆動するようにした場合、再び
同じヒータを駆動するまでにかかる時間Ｔ（１印字周
期）が非常に長くなる。例えば、１つの電圧パルス長を
２．４μｓとし、次のタイミングで駆動するまでの時間
を０．２５μｓとすると、ｔ＝２．６５μｓとなり、１
印字周期は、 Ｔ＝２６４×２．６５＝６９９．６μｓ となり、繰り返し周波数が約１．４ｋＨｚとなって、限
界とされる周波数上限をはるかに下回る。

【００５２】このＴを短くするには図７で示した実施例
の駆動方法のように、１つのヘッド内で同じインターレ
ース駆動を複数適用し、同時に駆動するヒータを複数に
すればよい。この場合、同時駆動ヒータを４とすると、
Ｔは１／４になり、Ｆも４倍になる。しかし、ここでは
他の方法を用いた実施例を説明する。

【００５３】図８（Ｂ）に示すように、全く同じタイミ
ングで駆動するヒータ数は１であるが、ある電圧パルス
と次のタイミングで駆動する電圧パルスの１部分を重ね
合わせる。ここでは、ある電圧パルスを印加し始めてか
ら、次の電圧パルスを印加するまでの時間ｔを０．３μ
ｓとする。この駆動方法では、ある時刻には最大８個の
ヒータに電圧パルスが印加されていることになる。この
ようにすればＴ＝７９．２μｓとなり、最大の繰り返し
周波数は、約１２．６ｋＨｚとなる。

【００５４】上述した記録ヘッドを複数個繋ぎ合わせ、
広い印字幅に対応する場合について説明する。

【００５５】図９は、本発明のインクジェット記録装置
の第５の実施例におけるヘッド配置の概念図である。こ
の実施例では、複数のヘッドを繋ぎ合わせるように配置
した。図中、２２は各ヘッドにおけるノズル群であり、
２１はそれぞれノズル群において、最初に駆動するノズ
ル（例えば、Ｎｏ．１ノズル）を示している。最初に駆
動するノズル（Ｎｏ．１ノズル）の位置が、それぞれの
ヘッドで同じ側にあり、各ノズル群の傾斜角度θは、同
じであるから、同じＮｏ．のノズルは、同一の主走査線
方向に位置している。隣接するノズル群２２の対向する
端部のノズルの間隔は、画素ピッチＰである。各ノズル
に対応するヒータは、各ノズル群における同じＮｏ．の
ものが同時に駆動される。駆動順序は、上述した各実施
例で説明したように、インターレース駆動方法が採用さ
れる。

【００５６】図１０は、本発明のインクジェット記録装
置の第６の実施例におけるヘッド配置の概念図である。
この実施例では、第５の実施例と同様に、複数のヘッド
を繋ぎ合わせるように配置したが、最初に駆動するノズ
ル２１が、隣接する記録ヘッドのノズル群２２では、反
対側に位置している。この実施例においても、各ノズル
群の傾斜角度θは、同じであるから、同じＮｏ．のノズ
ルは、同一の主走査線方向に位置している。隣接するノ
ズル群２２の対向する端部のノズルの間隔は、画素ピッ
チＰである。各ノズルに対応するヒータは、各ノズル群
における同じＮｏ．のものが同時に駆動される。駆動順
序は、上述した第５の実施例と同様に、インターレース
駆動方法が採用される。

【００５７】第５および第６の実施例のように、複数の
記録ヘッドを繋ぎ合わせて配置する場合に、各記録ヘッ
ドは、同じ記録印字幅内を印字するように、主走査方向
に同じ位置に配置するように説明した。

【００５８】しかしながら２６４ノズルを持ち、Ｌ＋１
＝５３、Ｍ＋１＝５のインターレース駆動が適用される
記録ヘッドを用いて、傾き角度θが１１．３５゜となる
ように、傾き角度が小さい場合には、図９，図１０のよ
うに全てのヘッドの最初に駆動するノズルの位置を主走
査方向の１直線上に配置することが困難である。

【００５９】図１１は、第５の実施例の変形例における
記録ヘッドの配置の説明図であり、傾斜角度が小さい場
合に適した配置方法である。図中、１８ａ，１８ｂ，１
８ｃ，１８ｄ，１８ｅは記録ヘッド、２１ａ，２１ｂ，
２１ｃ，２１ｄ，２１ｅはＮｏ．１ノズル、２２ａ，２
２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅはノズル群、２３ａ，２
３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅはジョイント部である。
図に示すように、隣接する記録ヘッドのＮｏ．１ノズル
の位置を副走査方向に距離ｄだけずらした、いわゆる千
鳥配列において、角度θだけ傾ける。このような配置に
することによって、各記録ヘッドの両端ノズルから記録
ヘッド端までの距離を十分にとることができ、インクリ
ザーバを十分広くできるので、両端ノズルの印字不良が
起こることもない。また、両端ノズルからヘッド端まで
の距離を画素ピッチＰの半分にするといった高い加工精
度も必要ない。もちろん、この場合には、記録ヘッド１
８ａと記録ヘッド１８ｂは、距離ｄを紙が移動する時間
だけ、印字開始タイミングをずらさなければならない
が、そのような印字制御は非常に容易である。

【００６０】図１２は、第６の実施例の変形例における
記録ヘッドの配置の説明図であり、傾斜角度が小さい場
合に適した配置方法である。図中、図１１と同様な部分
には同じ符号を付して説明を省略する。図１３で説明し
たようなサーマルインクジェット記録ヘッドのインクリ
ザーバにインクタンクからインクを供給するために、記
録ヘッドのインク供給口に、外部との接続をするジョイ
ント部を設置する必要があり、通常インク供給口の真上
に位置する場合が多い。そのため、図９で示したように
記録ヘッドを繋ぎ合わせると、ジョイント部２３ｃと記
録ヘッド１８ｂが干渉しないように距離ｄを大きくする
必要があり、複数のヘッドが繋ぎ合わされた印字ヘッド
全体が大きくなる。図１２では隣接するヘッドのジョイ
ント部はお互いに反対側の向きに取り付けられているの
で、図１１の配置より距離ｄを小さくすることができ、
装置の小型化が図れる。

【００６１】上述した実施例で示したインターレース順
序の他にも、説明した関係式が成り立つような、Ｌ，
Ｍ，Ｋの値を適当に選ぶことができる。この際、ノズル
列の傾斜角θが大きくなるようにＮ，Ｌ，Ｍの数字を選
択すれば、図１１や図１２に示したような千鳥配置をせ
ずに、図９，図１０で示した配置が可能になり、印字ヘ
ッドの一層の小型化が図ることができる。傾斜角θを大
きくすれば、必要な画素ピッチよりノズルやヒータの配
列ピッチを大きくすることもでき、ヘッド作製がより容
易になる。また、あるノズルにおいてインクが噴射さ
れ、インクリザーバからインク流路へインクがリフィル
しているときに、隣接するヒータからバブルが発生する
ようにＬを選べば、隣接ヒータからのバブル圧力がイン
クリフィルを促進する力となり、繰り返し周波数を高く
できる。

【００６２】なお、上述した実施例では、インク滴噴射
手段としてヒータを用いるサーマルインクジェット方式
を例に挙げたが、電気−機械変換素子を用いるような、
他の方式のインクジェット記録方式に本発明が適用され
ることは明らかである。また、カラー印字の場合は、そ
れぞれのカラーについて、上述した方式を適用すること
により高速印字を行なうことができる。

【００６３】

【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、インターレースレベルとノズル数から決まる
角度だけノズル列を傾けたので、インターレース駆動を
用いた場合にも主走査方向の直線性が損なわれることは
ない。また、ノズル列を傾ける角度を大きくすれば、必
要な画素ピッチよりノズルやヒータのピッチを大きくで
きるので、高い画素密度に対応でき、高画質印字を実現
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 インターレース駆動方法の一例の説明図であ
る。

【図２】 順次駆動方法の説明図である。

【図３】 記録ヘッドの傾斜配置についての説明図であ
る。

【図４】 本発明の第１の実施例における印字状態のド
ット配列の一部を模式的に表わした説明図である。

【図５】 第１の実施例で、ベタ（Ｓｏｌｉｄ）印字を
行なった場合のドット配列の模式図である。

【図６】 本発明のインクジェット記録装置の第２の実
施例における駆動順序を示す説明図である。

【図７】 本発明のインクジェット記録装置の第３の実
施例の説明図である。

【図８】 本発明のインクジェット記録装置の第４の実
施例の説明図である。

【図９】 本発明のインクジェット記録装置の第５の実
施例におけるヘッド配置の概念図である。

【図１０】 本発明のインクジェット記録装置の第６の
実施例におけるヘッド配置の概念図である。

【図１１】 本発明のインクジェット記録装置の第５の
実施例の変形例における記録ヘッドの配置の説明図であ
る。

【図１２】 本発明のインクジェット記録装置の第６の
実施例の変形例における記録ヘッドの配置の説明図であ
る。

【図１３】 従来のサーマルインクジェット記録ヘッド
の一例を示すもので、（Ａ）はチャネル溝の軸方向に垂
直に切った断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線で切った
平面図、（Ｃ）はノズル側からみた正面図である。

【図１４】 順次駆動方法の印字状態の説明図である

【図１５】 インターレース駆動方法の一例の印字状態
の説明図である

【図１６】 直線配列による記録ヘッドの配置図であ
る。

【図１７】 千鳥配列による記録ヘッドの配置図であ
る。

【符号の説明】

１はチャネル基板、２はヒータ基板、３はチャネル溝、
４はインクリザーバ、５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ，５
ｅはノズル、６は未エッチング部、７，７ａ，７ｂ，７
ｃ，７ｄ，７ｅはヒータ、８は絶縁層、９は厚膜樹脂
層、１０は第１の凹部、１１は第２の凹部、１２は隔
壁、１３はインク滴、１４は記録媒体、１５はインク供
給口、１６は駆動パルス、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１
７ｄ，１７ｅは画素、１８は記録ヘッド、１９は端部ノ
ズル、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅは印字
した直線、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅは
Ｎｏ．１ノズル、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２
２ｅはノズル群、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２
３ｅはジョイント部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ４１Ｊ 3/10 １０６ Ｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線上に等間隔に配列された複数のノズ
   ルとそれぞれのノズルに対応したインク流路とインク滴
   噴射手段とそれぞれのインク流路にインクを供給するた
   めの共通液室とインク供給口を有するインクジェット記
   録ヘッドと、前記インク滴噴射手段の駆動を制御する制
   御手段を有するインクジェット記録装置において、前記
   制御手段は、ノズル配列幅相当の画像を複数の印字周期
   によって印字するよう制御するとともに、各印字周期に
   おいては、所定間隔ずつ順次飛び越して一定範囲を重な
   りなく駆動するようにした飛び越し駆動を行なうよう制
   御するものであり、かつ、前記ノズルは、その配列され
   た方向が、記録紙と前記インクジェット記録ヘッドとの
   相対的な移動方向に垂直な方向に対して、駆動するイン
   ク滴噴射手段の数と飛び越し数によって決まる角度だけ
   傾けられていることを特徴とするインクジェット記録装
   置。