JPH0920005A

JPH0920005A - インクジェットプリンタ

Info

Publication number: JPH0920005A
Application number: JP8187961A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Kanayama; 義雄金山; Koji Kubota; 浩司久保田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-07-18
Filing date: 1996-07-18
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】１回目の印字動作で形成できなかったドット
を２回目の印字動作によって形成するので、１行のキャ
ラクタを２回の印字動作で形成する必要があり、印字の
高速化が非常に困難であった。【解決手段】繰返しの先行するサイクルで、第１のイ
ンク噴射ノズルの配列の１つおきに選択されたインク噴
射ノズルを、キャラクタを表現するドット配列のデータ
に従って第１の噴射制御手段で噴射制御し、繰返しの後
続するサイクルで、第２のインク噴射ノズルの１つおき
に選択され、かつ第１のインク噴射ノズルの配列の１つ
おきに選択されたインク噴射ノズルとは異なる位置のイ
ンク噴射ノズルを、キャラクタを表現すべきドット配列
のデータに従って第２の噴射制御手段で噴射制御するこ
とにより、第１のインク噴射ノズルの配列のノズルと、
第２のインク噴射ノズルの配列のノズルとの噴射インク
のドット配列の組合わせによってキャラクタを表現す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はインクジェットプ
リンタに関し、特に、高速で動作可能なインクジェット
プリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１６は従来のインクジェットプリンタ
の印字ヘッドの典型的な一例の一部分解した斜視図であ
る。

【０００３】図１６を参照して、従来のインクジェット
プリンタの印字ヘッドは、圧電性の材料からなり、上面
に櫛状の複数の側壁１２２によって形成される溝を有す
るインク室ベース１０２と、同様に圧電性の材料からな
り、下面に櫛状の複数の溝を有し、かつ下面がインク室
ベース１０２の上面に接するように固定されたインク室
カバーブロック１０４と、インク室ベース１０２とイン
ク室カバーブロック１０４との各々の溝によって形成さ
れる各インク室１０６内の壁面に設けられた側壁電極１
０８と、インク室ベース１０２とインク室カバーブロッ
ク１０４との、インク室１０６が開口している側の端面
を覆うオリフィスプレート１１６と、インク室ベース１
０２の上面の溝が形成されていない部分に設けられ、各
側壁電極１０８に所定の電圧を印加するための駆動用集
積回路（以下「駆動用ＩＣ」）１１０とを含む。駆動用
ＩＣ１１０は、入力配線１１２によって外部の制御回路
（図示せず）と接続され、駆動配線パターン１１４によ
って各側壁電極１０８に接続される。

【０００４】オリフィスプレート１１６の、各インク室
１０６の開口部中央に相当する位置には、インクがそこ
から噴射されるノズルオリフィス１１８が設けられる。
インク室カバーブロック１０４には、各インク室１０６
ごとにインクを供給するための複数のインク導入孔１２
０が設けられる。

【０００５】図１７（Ａ）は、側壁１２２の拡大断面図
である。側壁１２２は圧電材料のインク室ベース１０２
の一部であり、やはり圧電性である。側壁１２２の両側
面には、それぞれ別々の側壁電極１０８ａ、１０８ｂが
設けられている。側壁１２２は、図１７（Ａ）において
矢印Ｄで示される方向に分極している。

【０００６】側壁電極１０８ａにプラスの電圧を、側壁
電極１０８ｂにマイナスの電圧を印加する。側壁１２２
は分極している。そのため図１７（Ｂ）に示されるよう
に、逆圧電効果により側壁１２２にはせん断変形が生ず
る。その現象を圧電せん断モード効果と呼ぶ。インク室
カバーブロック１０４の下面の各側壁は、矢印Ｄと反対
側に分極されている。

【０００７】図１８は、図１６のＸＶI−ＸＶI方向の
矢視断面図である。図１８は動作中の印字ヘッドの状態
を示す。注意すべきことは、図１６においては図の簡略
化のためにインク室１０６が５つしか描かれていないと
いうことである。実際の印字ヘッドにおいては、図１８
に示されるようにより多数のインク室１０６ａ，１０６
ｂ，１０６ｃ，１０６ｄ…が設けられる。

【０００８】図１６〜図１８を参照して、従来のインク
ジェットプリンタの印字ヘッドの動作が説明される。イ
ンク室１０６内は、インク導入孔１２０から供給された
インクで満たされている。駆動用ＩＣ１１０は、印字デ
ータのドットパターンに従って、側壁電極１０８の各々
に所定の電圧を印加する。インク室ブロック１０２とイ
ンク室カバーブロック１０４との各々に設けられている
側壁は、側壁電極１０８に加えられる電圧に応じてせん
断変形する。

【０００９】側壁の変形によって各インク室１０６の断
面形状が変化する。両側壁が内側に変形しその断面面積
が減少するインク室１０６内においては圧力が上がる。
そのため、ノズルオリフィス１１８からインクが噴出さ
れる。その他のインク室からはインクは噴出されない。

【００１０】図１８において側壁電極１０８ａ，１０８
ｂには電圧は印加されていない。側壁電極１０８ｃ，１
０８ｅにはプラスの電圧が印加されている。側壁電極１
０８ｄ，１０８ｆにはマイナスの電圧が印加されてい
る。各側壁のうち、その両面の側壁電極に電位差が生じ
ている側壁１２２ｃ，１２２ｄ，１２２ｅ，１２２ｆ等
が、図１８に示されるように変形を起こす。その後側壁
１２２ｃ，１２２ｅと、側壁１２２ｄ，１２２ｆとは、
その両面の側壁電極に印加されている電圧のプラスマイ
ナスが逆になっているため、逆向きの変形を起こす。

【００１１】上述のような側壁のせん断変形により、イ
ンク室１０６ｄ，１０６ｆの面積が減少して、これらの
インク室からインクが噴出される。他のインク室からは
インクが噴出されない。その結果、印字ヘッドのオリフ
ィスプレート１１６付近に配置された記録紙上に、縦１
列分のドットの集合が形成される。印字ヘッドは、イン
ク室１０６の配列方向と直交する方向に移動して、次の
縦１列分のドットの集合を形成する。

【００１２】上述の動作が繰返され、記録紙上にドット
の集合としてのキャラクタが形成される。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来のイ
ンクジェットプリンタには、その製造コストを上げずに
印字を高速化することが難しいという問題点がある。図
１８に示されるように、隣接するインク室は側壁を共有
する。そのため、隣接するインク室から同時にインクを
噴射させることは不可能である。したがって、１つおき
のインク室を交互に駆動させてドットの記録を行なう。
たとえば、まず奇数番目のインク室を駆動させ、次に偶
数番目のインク室を駆動させる。すなわち、２サイクル
の記録動作でノズル１列分のドットの記録が完了する。

【００１４】この場合、２サイクルの記録動作が終了す
るまでの間、記録紙と印字ヘッドとの相対的位置関係が
変更されてはならない。さもないと、１列に並ぶべきド
ットが２列以上に分散することになる。シリアルプリン
タにおいては、上述のように２サイクルの記録動作の間
印字ヘッドと記録紙との相対的移動を停止することは、
実際上不可能である。また、ラインプリンタにおいて
も、上述の動作は高速化の大きな妨げである。

【００１５】シリアルプリンタにおいて上述の困難を避
けるためには、以下の方法が考えられる。すなわち、印
字ヘッドと記録紙とを相対的に移動させながらまず１回
目の記録動作を１行にわたって行なう。次に、記録紙上
の同一の行に対して再度の記録動作を行なう。そして１
回目の記録動作で記録できなかったドットを２回目の記
録動作によって形成する。すなわち、この場合２回の記
録動作によってドットの配列の完全な形成が行なわれ
る。

【００１６】しかしながらこの方法によれば、１行を２
回の印字動作で記録する必要があり、当然印字の高速化
は難しい。

【００１７】また印字ヘッドのノズルの配列を長くし、
印字を高速化する方法も考えられる。しかしながらその
ためには、ヘッドの寸法を大きくしなければならない。
また一度に印字するデータが複数行にわたれば、印字の
際に一時的にデータを記憶するためのデータバッファは
はるかに大きな数が必要となる。そのため、そのような
機構を有するインクジェットプリンタはコスト的に不利
である。

【００１８】したがってこの発明の目的は、コストを上
げずに印字を高速化することが可能なインクジェットプ
リンタを提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明に係るインクジ
ェットプリンタは、複数の、整列された、個別的に噴射
制御可能なインク噴射ノズルの配列を含み、整列方向と
交差方向に被記録物体との間に相対的変位を行ないなが
らインク噴射ノズルが個別的に噴射制御されることによ
り、整列方向および交差方向の噴射インクのドット配列
として、キャラクタが表現されるインクジェットプリン
タであって、インク噴射ノズルの配列は、横に並んで配
置された第１のインク噴射ノズルの配列と、第２のイン
ク噴射ノズルの配列とを備える。

【００２０】この発明に係るインクジェットプリンタは
さらに繰返しの先行するサイクルで、第１のインク噴射
ノズルの配列の１つおきに選択されたインク噴射ノズル
を、キャラクタを表現するドット配列のデータに従って
噴射制御する第１の噴射制御手段と、繰返しの後続する
サイクルで、第２のインク噴射ノズルの１つおきに選択
され、かつ第１のインク噴射ノズルの配列の１つおきに
選択されたインク噴射ノズルとは異なる位置のインク噴
射ノズルを、キャラクタを表現すべきドット配列のデー
タに従って噴射制御する第２の噴射制御手段とを備え
る。

【００２１】第１の噴射制御手段は、繰返しの先行する
サイクルで、第１のインク噴射ノズルの配列の１つおき
に選択されたインク噴射ノズルを、キャラクタを表現す
べきドット配列のデータに従って噴射制御する。

【００２２】第２の噴射制御手段は、繰返しの後続する
サイクルで、第２のインク噴射ノズルの１つおきに選択
され、かつ第１のインク噴射ノズルの配列のうち先行す
るサイクルで選択されたインク噴射ノズルとは異なる位
置のインク噴射ノズルを、キャラクタを表現すべきドッ
ト配列のデータに従って噴射制御する。

【００２３】第１のインク噴射ノズルの配列のノズル
と、第２のインク噴射ノズルの配列のノズルとの噴射イ
ンクのドット配列の組合わせによりキャラクタが表現さ
れる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の実施形態のイン
クジェットプリンタの印字ヘッドの斜視図である。図２
は、図１に示される印字ヘッドの分解斜視図である。

【００２５】図１および図２を参照してこの印字ヘッド
は、第１のインク噴射ノズルの配列を有する第１のマル
チノズルヘッド１０と、第１のマルチノズルヘッド１０
の裏面に固定され、第２のインク噴射ノズルの配列を有
する第２のマルチノズルヘッド１２と、第１および第２
のインク噴射ノズルの配列の上を覆って第１のマルチノ
ズルヘツド１０と第２のマルチノズルヘツド１２とに固
定されたオリフィスプレート１４とを含む。

【００２６】第１のマルチノズルヘツド１０は、櫛状の
複数の側壁１３を隔てて形成された複数の溝を有し、か
つ圧電セラミクス等の圧電材料からなる第１のインク室
ベース１６と、第１のインク室ベース１６に形成された
溝と同様の形状を有する溝が下面に形成され、第１のイ
ンク室ベースｌ６の上面に固定され、圧電セラミクス等
からなる第１のインク室カバーブロック１８とを含む。
第１のインク室ベース１６の溝と第ｌのインク室カバー
ブロック１８の溝とは、複数のインク室３３を形成す
る。

【００２７】第１のマルチノズルヘッド１０はさらに、
各インク室３３内に設けられ、各インク室３３の両側壁
と各インク室３３の第１のインク室ベース１６の側の底
面とを覆う導電性薄膜により形成された側壁電極２０
と、第ｌのインク室ベース１６上に固定され、側壁電極
２０に第ｌのインク噴射ノズルの配列を駆動するための
電圧を印加するための第１の駆動用ＩＣ２２と、図示さ
れない外部回路と第１の駆動用ＩＣ２２とを接続するた
めの入力配線２４と、第１の駆動用ＩＣ２２と各電極２
０とを接続するための駆動用配線パターン２６とを含
む。

【００２８】第２のマルチノズルヘッド１２も、第１の
マルチノズルヘツド１０と同様の構成を有する。第２の
マルチノズルヘッド１２は、圧電セラミクス等からなる
第２のインク室ベース２８と、第２のインク室ベース２
８の下面に固定され、第２のインク室ベース２８との間
で複数のインク室３４を形成する、圧電セラミクス等か
らなる第２のインク室カバーブロック３０と、各インク
室３４内に設けられた導電性薄膜からなる側壁電極３２
と、側壁電極３２に駆動電圧を印加するための第２の駆
動用ＩＣ（図示されない）および必要な配線パターンと
を含む。

【００２９】オリフィスプレート１４は、各インク室３
３、３４の開口部断面中央に相当する箇所にそれぞれノ
ズルオリフィス３８を有する。

【００３０】第１のインク室カバーブロック１８および
第２のインク室カバーブロック３０の、インク室と反対
側の面には、各インク室３３、３４へインクを供給する
ためのインク導入孔３６が設けられる。但し、第２のイ
ンク室カバーブロック３０のインク導入孔３６は図示さ
れていない。

【００３１】図３（Ａ）は図１のIIIＡ―IIIＡ方向矢視
図であり、オリフィスプレート１４の平面図である。

【００３２】図３（Ａ）を参照して、オリフィスプレー
ト１４は矢印Ａで示されるＡ列ノズル群と、矢印Ｂで示
されるＢ列ノズル群とを有する。印字ヘッドは、図３
（Ａ）において矢印Ｄで示される方向に記録紙上を移動
する。

【００３３】図３（Ｂ）は図１のIIIＢ―IIIＢ方向矢視
図であり、インク室３３、３４の断面を示す。図３
（Ｂ）を参照して、この印字ヘッドはＡ列のノズル群に
対応するＡ列インク室群と、Ｂ列のノズル群に対応する
Ｂ列インク室群とを有する。

【００３４】図３（Ｂ）を参照して、各インク室３３、
３４の側壁をなす圧電セラミクスは、図において小さな
矢印で示される方向に分極している。

【００３５】図３（Ａ）において、Ａ列ノズル群とＢ列
ノズル群との間隔をｌで表わすと、ｌは以下の式により
求められる。

【００３６】ｌ＝Ｎ×ｄ但し、Ｎは任意の自然数であり、ｄは記録されるべきド
ット間の間隔（以下「基本ドットピッチ」と呼ぶ）であ
る。

【００３７】基本ドットピッチｄは図４に示されてい
る。図３において矢印Ｄは印字ヘッドの移動方向を示
す。Ｎが偶数の場合と奇数の場合とでは、各インク噴射
ノズルの駆動方法には若干の相違がある。この実施形態
の場合、Ｎは奇数であるものとする。

【００３８】図１〜図３（Ｂ）を参照して、この印字ヘ
ッドの動作が説明される。駆動用ＩＣ２２および図示さ
れない駆動用ＩＣは、外部から送られる印字情報に応答
して、駆動配線パターン２６を介して各側壁電極２０、
３２に所定の電圧を印加する。

【００３９】各側壁電極２０、３２に電圧が印加される
と、従来の技術の項においても述べられたように、側壁
を構成する圧電セラミクスに、逆圧電効果によるせん断
変形が生ずる。その様子が図５に示されている。

【００４０】図５を参照して、Ａ列のインク室群、Ｂ列
のインク室群のそれぞれが、従来の技術におけるインク
室群と同様に駆動される。すなわち、所定の電位差が両
側の側壁電極間に加えられた側壁１３、１５はその分極
方向に応じた方向にせん断変形を起こす。インク室３
３、３４のうち、両側壁が内側に向かって変形したもの
は、その容積が減少する。容積の減少したインク室３
３、３４内は、予めインク導入孔３６から供給されたイ
ンクで満たされている。そのためそれら容積の減少した
インク室３３、３４の内部の圧力は上がり、ノズルオリ
フィス３３からインクが噴射される。

【００４１】図５から明らかなように、また従来の技術
の項でも述べられたとおり、各インク室３３、３４は隣
接するインク室と側壁を共有するため１つおきにしか駆
動できない。そのため、Ａ列ノズル群とＢ列ノズル群の
双方とも、ｌつおきのインク室が交互に駆動される。

【００４２】図６（Ａ）はＡ列ノズル群、Ｂ列ノズル群
とも奇数番目のインク噴出ノズルからインクが噴射され
る様子を示す。図６（Ｂ）は同様に、偶数番目のインク
噴射ノズルからインクが噴射される様子を示す。図６
（Ａ）、図６（Ｂ）に示されるノズルオリフィス３８の
うち、斜線の引かれたノズルオリフィス３８がインク噴
射可能なものである。

【００４３】図６（Ａ）、図６（Ｂ）の動作を交互に繰
返しながら印字ヘッドが矢印Ｄの方向に移動することに
より、Ｂ列の各ノズルとＡ列の各ノズルから噴射される
インクで、ドットの集合としてキャラクタが形成され
る。

【００４４】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）はＮ＝５としたと
きのドット形成の様子を示す記録紙上のドット配列の模
式図である。

【００４５】図７（Ａ）を参照して、Ｂ列のノズル群
は、Ａ列のノズル群に先行してドットを形成していく。
或る時点でＢ列ノズル群により形成される奇数番目のド
ット群をＢｌ列、Ａ列ノズル群により形成される奇数番
目のドット群をＡ１列とする。Ｂ１列とＡ１列との間隔
は、基本ドットピッチをｄとして５ｄである。Ａ１列と
Ｂｌ列との間には、既にＢ列ノズル群によって形成され
たドット群が存在している。

【００４６】印字ヘッドが矢印Ｄの方向にｄだけ進んだ
ときのドット配列を示すのが図７（Ｂ）である。図７
（Ｂ）を参照して、Ｂ列ノズル群により形成される偶数
番目のドット群をＢ２列、Ａ列ノズル群により形成され
る偶数番目のドット群をＡ２列とする。

【００４７】Ｂ２列は、矢印Ｄ方向に関しＢｌ列よりｄ
だけ前方にある。同様にＡ２列は、矢印Ｄ方向に関しＡ
ｌ列よりｄだけ前方にある。同時にＡ２列は、Ｂ列ノズ
ル群によって形成されていた１つのドット列のうち、ド
ットが形成されていなかった空白の部分をドットで埋め
ることになる。すなわち、Ｂ列ノズル群による記録動作
にＡ列ノズル群による記録動作が加わって、１列の完全
なドット列が形成される。

【００４８】印字ヘッドがさらに矢印Ｄの方向に距離ｄ
だけ移動したときのドット群の様子を示すのが図７
（Ｃ）である。図７（Ｃ）を参照して、Ｂ列ノズル群は
奇数番目のドット群Ｂ３列を形成し、Ａ列ノズル群は奇
数番目のドット群Ａ３列を形成する。Ａ３列の奇数番目
のドット群の形成により、この列のドット列は完成され
る。上述の動作の繰返しによって、ドットの配列として
のキャラクタが記録紙上に形成される。

【００４９】図８は、この発明に係るインク噴射ノズル
のより一般的なノズルオリフィスの配列状況を示すオリ
フィスプレート１４の平面図である。図８を参照してこ
のオリフィスプレート１４には、Ａ列の２ｎ個のノズル
オリフィス３８ａと、Ｂ列の２ｎ個のノズルオリフィス
３８ｂとが設けられる。各列のノズルは、１つおきに交
互に駆動される。

【００５０】図９は図８に示されるノズルオリフィスの
配列によって形成される記録紙上のドット配列を示す模
式平面図である。図９において、ドットはマトリクスと
して表現される。図９の最左端の最上部のドットはＤ
（１，１）と表現され、ｉ行ｊ列のドットはＤ（ｉ，
ｊ）と表現される。但しｌ≦ｉ≦２ｎである。

【００５１】図８においてＡ列とＢ列とは、距離ｌ＝Ｎ
×ｄだけ離れている。Ｎは任意の奇数であり、ｄは基本
ドットピッチを示す。

【００５２】図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）は、それぞれ
Ｂ列ノズル群、Ａ列ノズル群の印字タイミングおよび印
字されるドットを示すタイミング図である。図１０
（Ａ）および図１０（Ｂ）において、ｋは１以上ｎ以下
の任意の整数を表わし、ｊは時刻ｔ₀においてＢ列ノズ
ル群が記録しているドットの列番号を示す。但し図１０
（Ｂ）においては、ｊがＮ以下の場合はＡ列の記録動作
は行なわれない。

【００５３】１つのノズルが１秒間にインクを噴射でき
る最大回数を最大周波数と呼び、ｆ_MAXで表わす。ｔ₀は
ｆ_MAXの逆数に等しい。ｔ₀はノズルのインク噴射の時間
間隔の最短値を表わす。

【００５４】図１０（Ａ）および図１０（Ｂ）を参照し
て、時間ｔ＝ｔ₀のとき、Ｂ列ノズル群は、ドットマト
リクスのうちのＤ（２ｋ―１，ｊ）の各ドットを記録し
ている。すなわち、Ｂ列ノズル群の各ノズルのうち、奇
数番目のノズルのみがドットを記録可能である。一方、
このときＡ列ノズル群はドットマトリクスのＤ（２ｋ―
１，ｊ―Ｎ）の各ドットを記録する。すなわち、Ａ列ノ
ズル群の各ノズルのうち、奇数番目のノズルのみがドッ
ト記録可能である。但し、Ａ列ノズル群はＢ列ノズル群
よりｌ（＝Ｎ×ｄ）だけ後方にあることは注意されなけ
ればならない。

【００５５】時間がｔ₀／２経過したとき、Ｂ列ノズル
群においてはＤ（２ｋ，ｊ＋１）（ｋ＝ｌ，２，…，
ｎ）のドット群の記録動作が行なわれる。すなわち、前
回より１列先のドット列の、偶数番目のドットのみが記
録される。同様にＡ列のノズル群においても偶数番目の
ドットのみが記録される。

【００５６】さらにｔ₀／２の時間が経過すると、再び
Ｂ列ノズル群の奇数番目のノズルが動作してＤ（２ｋ―
１，ｊ＋２）（ｋ＝ｌ，２，…，ｎ）で表わされる奇数
番目のドット群が記録される。Ａ列ノズル群においても
Ｄ（２ｋ―１，ｊ―Ｎ＋２）（ｋ＝ｌ，２，…，ｎ）で
表わされる奇数番目のドット群が記録される。

【００５７】このようにして、Ａ列ノズル群およびＢ列
ノズル群によるドット形成が奇数ドット群、偶数ドット
群ごとに行なわれる。各ドット列について考えると、Ｂ
列ノズル群によって偶数または奇数番目のドットが形成
された後、時間Ｔ＝ｔ₀×Ｎ後に、Ａ列ノズル群によっ
て残りの奇数または偶数番目のドットが形成されて完全
なドット列となる。このドット列の形成は図７（Ａ）〜
図７（Ｃ）によって示されたドット列の形成の様子と同
様である。

【００５８】図１１はこの発明に係るインクジェットプ
リンタにおいて、上述の印字ヘッドの動作を実現するた
めの制御回路の一例の回路ブロック図である。

【００５９】図１１を参照してこのインクジェットプリ
ンクは、外部から印字データを受取る入力ポート４０
と、入力ポート４０に接続されたバス４２と、バス４２
に接続され、インクジェットプリンタ全体の制御を行な
うためのＣＰＵ４４と、ＣＰＵ４４が実行するプログラ
ムと、キャラクタ印字のためのキャラクタのドットパタ
ーンと、その他必要な情報とを予め格納するＲＯＭ４６
と、バス４２に接続され、入力ポート４０から入力され
てくる印字データを一時格納するためのバッファエリア
や、ＣＰＵ４４の作業領域等として使用されるＲＡＭ４
８と、バス４２に接続され、ＣＰＵ４４の指令によって
キャラクタの列ごとのドットパターンを出力する印字デ
ータ出力ポート５０と、バス４２に接続され、ＣＰＵ４
４からの指令によりインクジェットプリンタの駆動系に
駆動信号を出力するための駆動信号出力ポート５２と、
バス４２に接続され、インクジェットプリンタの動作の
基準となるタイミング信号を出力するためのタイマ／カ
ウンタ５４とを含む。

【００６０】駆動信号出力ポート５２に接続され、印字
ヘッドと記録紙との相対的位置を変更するためのモータ
５６およびモータドライバ５８と、印字ヘッドと記録紙
との相対的位置関係を検出してヘッド位置検出信号を出
力するためのヘッド位置検出手段６０と、タイマ／カウ
ンタ５４に接続され、印字のタイミングを表わす印字パ
ルスを出力するための印字パルス生成手段６２と、印字
データ出力ポート５０と、印字パルス生成手段６２と、
駆動信号出カポート５２とに接続され、キャラクタを表
現すべき１列分のドットパターンを入力されて、各イン
ク室の側壁電極に印加する電極信号を出力する電極信号
生成回路６４と、電極信号生成回路６４に接続され、記
録紙上にインクを噴射してドットの配列としてのキャラ
クタを形成するための印字ヘッド６６とを含む。

【００６１】印字ヘッド６６は、各々電極信号生成回路
６４に接続された第１の電極群６８と、第２の電極群７
０とを含む。第１の電極群６８は図８に示されるＢ列の
ノズル群を駆動するためのものである。第２の電極群７
０は、図８に示されるＡ列のノズルを駆動するためのも
のである。

【００６２】印字パルス生成手段６２は、信号線６３に
よって電極信号生成回路６４に接続されている。印字デ
ータ出力ポート５０と電極信号生成回路６４とは、２ｎ
本の信号線５１によって接続される。駆動信号出力ポー
ト５２は信号線５３によって電極信号生成回路６４に接
続される。第１の電極群６８、第２の電極群７０は、各
々２ｎ本の接続線６９、７１によって電極信号生成回路
６４に接続される。

【００６３】図１２は電極信号生成回路６４のより詳細
な回路ブロック図である。図１２を参照して、電極信号
生成回路６４は、２ｎ本の信号線５１から印字すべきキ
ャラクタのｌ列分のドットパターンを表わすドットパタ
ーン信号を入力され、信号線５３から入力されるＯＤＤ
／ＥＶＥＮ切換信号に応答して第１の電極群６８の奇数
番目の電極を駆動するための奇数ドット信号と偶数番目
の電極を駆動するための偶数ドット信号とを出力するた
めの第１のＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換回路７２と、第ｌのＯ
ＤＤ／ＥＶＥＮ切換回路７２に接続され、接続線６３か
ら入力される印字パルスに応答して第ｌの電極群６８を
駆動する電極信号を出力する第１の電極信号ゲート回路
７４と、信号線５１から印字すべきキャラクタの１列分
のドットパターンを表わすドットパターン信号を入力さ
れて格納し、信号線６３からの入力パルス信号に応答し
て１段ずつシフトしてＮ段シフトした後出力するための
２ｎ×Ｎ段シフトレジスタ７６と、２ｎ×Ｎ段シフトレ
ジスタ７６に接続され、接続線５３からのＯＤＤ／ＥＶ
ＥＮ切換信号に応答して、第２の電極群７０の奇数番目
の電極を駆動するための奇数ドット信号と、第２の電極
群７０の偶数番目の電極を駆動するための偶数ドット信
号とを切換えて交互に出力するための第２のＯＤＤ／Ｅ
ＶＥＮ切換回路７８と、第２のＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換回
路７８に接続され、按続線６３から入力される印字パル
スに応答して第２の電極群７０を駆動する電極信号を出
力する第２の電極信号ゲート回路８０とを含む。

【００６４】図１３は第１のＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換回路
７２のより詳細なブロック図である。図１３を参照して
第１のＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換回路７２は、各々の入力の
一方に、印字すべきキャラクタの１列分のドットパター
ンのうちの１つのドットのＯＮ／ＯＦＦを示す信号ｂ１
が入力され、他方には定電位“１”が入力され、ＯＤＤ
／ＥＶＥＮ切換信号に応答してｂ１と、“ｌ”とを切換
えて出力する２ｎ個のセレクク８２を含む。注意すべき
ことは、偶数番目のセレクタ８２への入力と奇数番目の
セレクタ８２への入力とでは、信号ｂ１と定電位“ｌ”
との接続が逆になっていることである。

【００６５】図１４は２ｎ×Ｎ段シフトレジスタ７６と
第２のＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換回路７８とのより詳細なブ
ロック図てある。図１４を参照して２ｎ×Ｎ段シフトレ
ジスタ７６は、各々印字すべきキャラクタのｌ列分のド
ットパターンのうち１ドット分のＯＮ／ＯＦＦを表わす
信号ｂ１を入力されて格納し、信号線６３から入力され
る印字パルスに応答して１段ずつシフトし、Ｎ段シフト
した後出力する２ｎ個のＮ段シフトレジスタ８４を含
む。

【００６６】第２のＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換回路７８の構
造は、第ｌのＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換回路７２の構造と全
く同様で、２ｎ個のセレクタ８６を含む。但しセレクタ
８６には、Ｎ段シフトレジスタ８４によりＮ回印字に相
当する時間遅延されたドットパターン信号が入力され
る。

【００６７】図１１〜図１４を参照して、このインクジ
ェットプリンタの動作が説明される。入力ポート４０に
は、印字すべきキャラクタを示すキャラクタコードが外
部から入力される。タイマ／カウンタ５４は、直前のキ
ャラクタの記録動作の終了をヘッド位置検出信号により
検知してＣＰＵ４４に割込信号を送る。

【００６８】ＣＰＵ４４は、割込信号に応答して入力ポ
ート４０から入力されたキャラクタコードをＲＡＭ４８
に一旦格納する。ＣＰＵ４４はＲＡＭ４８から印字すべ
き第１のキャラクタコードを読出し、そのキャラクタの
ドットパターンをＲＯＭ４６に格納されているドットパ
ターンの中から読込んでくる。

【００６９】ＣＰＵ４４はさらに、ドットパターンのう
ちの１列分のドットパターンを表わすドット信号を印字
データ出力ポート５０に出力する。ＣＰＵ４４は同時
に、奇数番目のドットを形成するか、偶数番目のドット
を形成するかの切換えを指定するＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換
信号を駆動信号出力ポート５２に出力する。なお、イン
ク室の側壁を形成する圧電体に図３（Ｂ）に示されるよ
うな方向の分極処理が施されている場合、側壁の両側に
設けられている２つの側壁電極のうち、駆動されるイン
ク室側の側壁電極の電位は、駆動されないインク室側の
側壁電極の電位より低くされる。

【００７０】一方、キャラクタのドットを表わすドット
信号はその値が“ｌ”のときドットを記録し、“０”の
ときドットを記録しないことを意味する。そのため、第
１のＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換回路７２および２ｎ×Ｎ段シ
フトレジスタ７６に入力されるドット信号は予め反転さ
れている。図１３において、ドット信号ｂ１の上部に引
かれているバーは上述の信号の反転を意味している。

【００７１】第１のＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換回路７２に
は、反転されたドット信号ｂ１がそのまま入力される。
一方２ｎ×Ｎ段シフトレジスタ７６に入力されたドット
信号ｂ１は、Ｎ回分の印字動作に相当する時間遅延され
て第２のＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換回路７８に入力される。
各セレクタ８２、８６は、ＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換信号に
応答してドット信号ｂ１および“１”のどちらかを選択
して出力する。但し、この選択は以下のように行なわれ
る。

【００７２】ＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換信号がハイレベルで
あるとき、奇数番目のセレクタ８２、８６はドット信号
ｂ１を出力し、偶数番目のセレクタ８２、８６は定電圧
“ｌ”を出力する。一方ＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換信号がロ
ーレベルであるとき、奇数番目のセレクタ８２、８６は
定電位“ｌ”を出力し、偶数番目のセレクタ８２、８６
はドット信号ｂ１を出力する。

【００７３】印字パルス生成手段６２は、第１のＯＤＤ
／ＥＶＥＮ切換回路７２および第２のＯＤＤ／ＥＶＥＮ
切換回路７８の出力が安定した頃に、印字パルス信号を
送出する。第１の電極信号ゲート回路７４および第２の
電極信号ゲート回路８０は、印字パルス信号に応答して
ドット信号の電圧を増幅して各々第ｌの電極群６８、第
２の電極群７０の各電極に与える電極信号を出力する。

【００７４】この際、ＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換信号がハイ
レベルなら、偶数番目の電極には一律に高電位が与えら
れ、奇数番目の電極にはドットの形成の有無に応じて接
地電位または高電位が与えられる。そのため、奇数番目
のインク室のうちでも接地電位が与えられたもののみ、
その側壁が内側に変形し、インクを噴出する。その結
果、奇数番目のドットのみが形成される。このとき、各
Ｎ段シフトレジスタ８４においては、格納内容が１段シ
フトされる。

【００７５】モータ５６はモータドライバ５８および駆
動信号出力ポート５２を介してＣＰＵ４４によって駆動
されており、記録紙と印字ヘッド６６との相対的位置を
変更させている。

【００７６】ヘッド位置検出手段６０は、記録紙と印字
ヘッド６６との相対的位置の変化を検出して、ヘッド位
置検出信号を出力する。ＣＰＵ４４は、タイマ／カウン
タ５４を介してヘッド位置検出信号により、１列分のド
ットの形成の終了を検知する。但し、実際には２つの電
極群６８、７０により、ｌ＝ＮＸｄだけ離れた２つの列
において奇数番目のドットの形成が行なわれている。

【００７７】ＣＰＵ４４は、印字データ出力ポート５０
に次の１列分のドットパターンの信号を出力すると同時
に、ＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換信号をハイレベルからローレ
ベルに切換える。これによって第１のＯＤＤ／ＥＶＥＮ
切換回路７２からはＢ列の各ノズルによって偶数番目の
ドットを形成するためのドット信号が、第２のＯＤＤ／
ＥＶＥＮ切換回路７８からはＡ列の各ノズルによって偶
数番目のドットを形成するためのＮ回遅延されたドット
信号が出力される。奇数番目のドットの形成と同様に印
字パルスが発生されることによって偶数番目のドットが
記録される。

【００７８】ＣＰＵ４４は上述の動作を所定回数繰返
し、１キャラクタの印字が終了すると、ＲＡＭ４８から
次のキャラクタを読出してきて、同様の動作を繰返す。
ＲＡＭ４８内の全キャラクタの印字が終了した後、ＣＰ
Ｕ４４の動作は再び元に戻って入力ポート４０に到着し
ているキャラクタコードをＲＡＭ４８に格納する。上述
の動作により、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示されるよう
な形態で記録紙上にドットの配列が形成される。

【００７９】図１５の（ａ），（ｂ）は、各々印字パル
スの発生タイミングと、ＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換信号の変
化とを示す図である。図１５（ａ），（ｂ）に示される
ように、ＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換信号はドット１列の形成
ごとにハイレベルとローレベルとの値を交互にとる。そ
の結果、偶数番目のドットと奇数番目のドットが交互に
形成されることになる。

【００８０】以上の実施形態においては、逆圧電効果を
用いたせん断変形を利用したインクジェットの印字ヘッ
ドが使用された。しかしこの発明は上記の実施形態には
限定されず、インク室を隔てる側壁の変形を利用するイ
ンクの噴出方法を利用するものであればどのようなもの
にも応用可能である。

【００８１】以上の実施形態においてはＮが奇数の場合
が説明された。しかしこの発明はこれに限定されるわけ
ではない。Ｎが偶数のときには、たとえば２つの列に配
置されているノズル群のうち、一方の列が偶数ドットを
形成するときには他方の列は奇数ドットを形成するよう
にすればよい。この場合、第２のＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換
回路７８中の各セレクタ８６の人力の接続を多少変更す
るだけで十分である。

【００８２】さらに、上記の実施形態においては電極信
号の生成が回路によって実現されていた。しかしながら
この発明はそれに限定されるわけではない。たとえばＣ
ＰＵ４４内で実行されるプログラムによつて、各電極信
号の値を決定するようにしてもよい。

【００８３】

【発明の効果】この発明に係るインクジェットプリンク
においては、第１の噴射制御手段は、繰返しの先行する
サイクルで第ｌのインク噴射ノズルの配列のｌつおきに
選択されたインク噴射ノズルを、キャラクタを表現すべ
きドット配列のデータに従って噴射制御する。

【００８４】第２の噴射制御手段は、繰返しの後続する
サイクルで、第２のインク噴射ノズルの１つおきに選択
され、かつ第１のインク噴射ノズルの配列のうち先行す
るサイクルで選択されたインク噴射ノズルとは異なる位
置のインク噴射ノズルを、キャラクタを表現すべきドッ
ト配列のデータに従って噴射制御する。

【００８５】第１のインク噴射ノズルの配列のノズル
と、第２のインク噴射ノズルの配列のノズルとの噴射イ
ンクのドット配列の組合わせによリキャラクタが表現さ
れる。そのため、１行分のヤヤラクタの印字は一度の印
字動作によって完成される。

【００８６】その間印字ヘッドの移動を停止させる必要
はない。したがって。高速な印字動作が容易に実現でき
る。

【００８７】また、２列に配列されたインク噴射ノズル
の配列はコンパクトなものであり、高速印字を実現する
ためにヘッドを大型化する必要はない。また、多数の行
を一度に印字する必要がないため大領域のバッファを必
要とすることもない。そのため、コストの大幅の増加を
避けることができる。

【００８８】したがって、コストを上げずに印字を高速
化することが可能なインクジェットプリンタを提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のインクジェットプリンタの
印字ヘッドの一部分解した斜視図である。

【図２】図１に示される印字ヘッドの分解斜視図であ
る。

【図３】（Ａ）は図１のIIIＡ―IIIＡ方向矢視図であ
り、（Ｂ）は図１のIIIＢ―IIIＢ方向矢視断面図であ
る。

【図４】記録紙上に形成されるドット配列の模式平面図
である。

【図５】図１に示される印字ヘッドの動作状態を示すII
IＢ―IIIＢ方向矢視断面図である。

【図６】（Ａ）および（Ｂ）は、本発明に係るインクジ
ェットプリンタのオリフィスプレートの平面図である。

【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明に係るインクジェッ
トプリンタによるドット配列の形成を示す模式平面図で
ある。

【図８】この発明の他の実施形態のインクジェットプリ
ンタのノズルオリフィスの平面図である。

【図９】この発明によるドット配列の形成過程を示すた
めの模式平面図である。

【図１０】（Ａ）および（Ｂ）はこの発明に係るインク
ジェットプリンタの２つの列のうちそれぞれ一方のノズ
ルによるドット形成のタイミングを示すタイミング図で
ある。

【図１１】この発明の実施形態の回路ブロック図であ
る。

【図１２】この発明の実施形態に係る電極信号生成回路
のより詳細なブロック図である。

【図１３】この発明の実施形態に係る第ｌのＯＤＤ／Ｅ
ＶＥＮ切換回路のブロック図である。

【図１４】この発明の実施形態に係る２ｎ×Ｎ段シフト
レジスクおよび第２のＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換回路のブロ
ック図である。

【図１５】この発明の実施形態における印字パルスと、
ＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換了言号との関連を示すタイミング
チャートである。

【図１６】従来のインクジェットプリンタの印字ヘッド
の一部分解した斜視図である。

【図１７】（Ａ）および（Ｂ）は圧電体で形成されたイ
ンク室側壁のの断面図である。

【図１８】従来のインクジェットプリンタの印字ヘッド
の動作状況を示す、図１６のＸＶI―ＸＶI方向矢視断面
図である。

【符号の説明】

１０第１のマルチノズルヘッド１２第２のマルチノズルヘッド１４オリフィスプレート１６第１のインク室ベース１８第１のインク室カバーブロック２０側壁電極２２駆動用ＩＣ２８第２のインク室ベース３０第２のインク室カバーブロック３２側壁電極３３インク室３４インク室３８ノズルオリフィス４０人力ポート４２バス４４ＣＰＵ４６ＲＯＭ４８ＲＡＭ５０印字データ出力ポート５２駆動信号出力ポート５４タイマ／カウンタ６０ヘッド位置検出手段６２印字パルス生成手段６４電極信号生成回路６６印字ヘッド６８第１の電極群７０第２の電極群７２第１のＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換回路７４第１の電極信号ゲート回路７６２ｎ×Ｎ段シフトレジスタ７８第２のＯＤＤ／ＥＶＥＮ切換回路８０第２の電極信号ゲート回路８２セレクタ８４Ｎ段シフトレジスタ８６セレクタ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年８月２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明に係るインクジ
ェットプリンタは、複数の、整列された、個別的に噴射
制御可能なインク噴射ノズルの配列を含み、整列方向と
交差方向に被記録物体との間に相対的変位を行ないなが
らインク噴射ノズルが個別的に噴射制御されることによ
り、整列方向および交差方向の噴射インクのドット配列
として、キャラクタが表現させるインクジェットプリン
タであって、複数のインク噴射ノズルを有し、インク室
ベースと該インク室ベースの表面を覆うインク室カバー
部材とから第１および第２のノズルヘッドを形成し、該
第１および第２のノズルヘッドの一側面に上記インク噴
射ノズルの開口を形成するとともに、他側面側のインク
室ベースの表面上に上記インク噴射ノズルを駆動させる
駆動部を設け、上記第１のノズルヘッドのインク室ベー
スの裏面と上記第２のノズルヘッドのインク室ベースの
裏面とを固着し、上記第１および第２のノズルヘッドの
一側面のインク噴射ノズルの開口を覆うように、上記夫
々のインク噴射ノズルに対応した第１のノズルオリフィ
スの配列と、第２のノズルオリフィスの配列とを有した
オリフィスプレートを設けている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】上記のインクジェットプリンタは、第１の
ノズルヘッドのインク噴射ノズルと上記第２のノズルヘ
ッドのインク噴射ノズルとを上記駆動部により駆動し、
第１のノズルヘッドのインク噴射ノズルによる噴射イン
クのドット配列と第２のノズルヘッドのインク噴射ノズ
ルによる噴射インクのドット配列との組合わせによりキ
ャラクタを表現する。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】削除

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】削除

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】削除

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４０】図５を参照して、Ａ列のインク室群、Ｂ列
のインク室群のそれぞれが、従来の技術におけるインク
室群と同様に駆動される。すなわち、所定の電位差が両
側の側壁電極間に加えられた側壁１３、１５はその分極
方向に応じた方向にせん断変形を起こす。インク室３
３、３４のうち、両側壁が内側に向かって変形したもの
は、その容積が減少する。容積の減少したインク室３
３、３４内は、予めインク導入孔３６から供給されたイ
ンクで満たされている。そのためそれら容積の減少した
インク室３３、３４の内部の圧力は上がり、ノズルオリ
フィス３８からインクが噴射される。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８３】この発明に係るインクジェットプリンタに
おいては、複数のインク噴射ノズルを有し、インク室ベ
ースと該インク室ベースの表面を覆うインク室カバー部
材とから第１および第２のノズルヘッドを形成し、該第
１および第２のノズルヘッドの一側面に上記インク噴射
ノズルの開口を形成するとともに、他側面側のインク室
ベースの表面上に上記インク噴射ノズルを駆動させる駆
動部を設け、上記第１のノズルヘッドのインク室ベース
の裏面と上記第２のノズルヘッドのインク室ベースの裏
面とを固着し、上記第１および第２のノズルヘッドの一
側面のインク噴射ノズルの開口を覆うように、上記夫々
のインク噴射ノズルに対応した第１のノズルオリフィス
の配列と、第２のノズルオリフィスの配列とを有したオ
リフィスプレートを設け、第１のノズルヘッドのインク
噴射ノズルと上記第２のノズルヘッドのインク噴射ノズ
ルとを上記駆動部により駆動し、第１のノズルヘッドの
インク噴射ノズルによる噴射インクのドット配列と第２
のノズルヘッドのインク噴射ノズルによる噴射インクの
ドット配列との組合わせによりキャラクタを表現してい
る。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８４

【補正方法】削除

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８５】第１のノズルヘッドのインク噴射ノズルに
よる噴射インクのドット配列と第２のノズルヘッドのイ
ンク噴射ノズルによる噴射インクのドット配列との組合
わせによりキャラクタを表現されるので、１行分のキャ
ラクタの印字は一度の印字動作によって完成される。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００８８】したがって、コストを上げずに印字を高速
化することが可能なインクジェットプリンタを提供する
ことができる。しかも、上記第１および第２のノズルヘ
ッドの一側面のインク噴射ノズルの開口を覆うように、
上記夫々のインク噴射ノズルに対応した第１のノズルオ
リフィスの配列と、第２のノズルオリフィスの配列とを
有したオリフィスプレートを設けているので、第１のノ
ズルヘッドと第２のノズルヘッドの製造時の寸法誤差や
固着時のズレの影響を受けることなく、第１のノズルオ
リフィスと第２のノズルオリフィスの配列位置を精度よ
く形成することができ、インク噴射ノズルによる噴射イ
ンクのドット配列を正確に得ることができ、１行分のキ
ャラクタを正確かつ明瞭に表現することができる。ま
た、駆動部への制御信号や電源供給等の電気的な接続を
容易に行うことができる。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の、整列された、個別的に噴射制御
可能なインク噴射ノズルの配列を含み、整列方向と交差
方向に被記録物体との間に相対的変位を行ないながら前
記インク噴射ノズルが個別的に噴射制御されることによ
り、前記整列方向および前記交差方向の噴射インクのド
ット配列として、キャラクタが表現されるインクジェッ
トプリンタであって、前記インク噴射ノズルの配列は横に並んで配置された第
１のインク噴射ノズルの配列と第２のインク噴射ノズル
の配列とを含み、繰返しの先行するサイクルで、前記第１のインク噴射ノ
ズルの配列の１つおきに選択されたインク噴射ノズル
を、前記キャラクタを表現するドット配列のデータに従
って噴射制御する第１の噴射制御手段と、繰返しの後続するサイクルで、前記第２のインク噴射ノ
ズルの１つおきに選択され、かつ前記第１のインク噴射
ノズルの配列の１つおきに選択されたインク噴射ノズル
とは異なる位置のインク噴射ノズルを、前記キャラクタ
を表現すべきドット配列のデータに従って噴射制御する
第２の噴射制御手段とを備え、それによって前記第１のインク噴射ノズルの配列のノズ
ルと、前記第２のインク噴射ノズルの配列のノズルとの
噴射インクのドット配列の組合わせによりキャラクタが
表現されるインクジェットプリンタ。