JP2000127458A - インクジェット記録装置 - Google Patents
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- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/10—Finger type piezoelectric elements
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- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 パルス数を増加させることなく、より多くの
階調表現ができるインクジェット記録装置を提供するこ
と。 【解決手段】 駆動波形生成回路により、図5(A)に
示すような最高濃度の1/2、1/4、1/8、1/1
6、1/32、1/32のそれぞれの濃度に相当する滴
量のインクを吐出し得るパルス波形a、b、c、d、
e、fを、一定の周期で出力すると共に、各ノズルに対
応して設けられた選択回路においては、図5(B)に示
すマスクデータに対応した図5(C)の選択パルス信号
がHighレベルとなる期間に一致するパルス波形を、
前記パルス波形a、b、c、d、e、fの中から選択
し、圧電素子に印加する。これにより、1ドット当たり
最高で6つのパルス波形を圧電素子に印加するだけで、
33段階の階調表現が可能となる。
階調表現ができるインクジェット記録装置を提供するこ
と。 【解決手段】 駆動波形生成回路により、図5(A)に
示すような最高濃度の1/2、1/4、1/8、1/1
6、1/32、1/32のそれぞれの濃度に相当する滴
量のインクを吐出し得るパルス波形a、b、c、d、
e、fを、一定の周期で出力すると共に、各ノズルに対
応して設けられた選択回路においては、図5(B)に示
すマスクデータに対応した図5(C)の選択パルス信号
がHighレベルとなる期間に一致するパルス波形を、
前記パルス波形a、b、c、d、e、fの中から選択
し、圧電素子に印加する。これにより、1ドット当たり
最高で6つのパルス波形を圧電素子に印加するだけで、
33段階の階調表現が可能となる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッドの圧電素子に駆動電圧を印加して圧力室内のインク
を加圧制御し、ノズルからインク滴を吐出することによ
り画像の記録を行うインクジェット記録装置の技術分野
に属するものである。
ッドの圧電素子に駆動電圧を印加して圧力室内のインク
を加圧制御し、ノズルからインク滴を吐出することによ
り画像の記録を行うインクジェット記録装置の技術分野
に属するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、複数のノズルを備えるインクジェ
ットプリンタにおいて、高い解像度により画像を印刷さ
せるために、ノズルから吐出させるインクの小液滴化が
要請されるようになっている。また、インクジェットヘ
ッドの圧電素子に複数のパルスを印加し、画像の1ドッ
トを複数のインク滴を着弾させて形成させる、いわゆる
マルチパルスによる駆動方式を採用することで、より高
解像度な階調表現に好適なインクジェットプリンタが普
及しつつある。
ットプリンタにおいて、高い解像度により画像を印刷さ
せるために、ノズルから吐出させるインクの小液滴化が
要請されるようになっている。また、インクジェットヘ
ッドの圧電素子に複数のパルスを印加し、画像の1ドッ
トを複数のインク滴を着弾させて形成させる、いわゆる
マルチパルスによる駆動方式を採用することで、より高
解像度な階調表現に好適なインクジェットプリンタが普
及しつつある。
【0003】このようなインクジェットプリンタでは、
小液滴化に伴ってインク滴の吐出数が増加すると共に、
高速な印刷を行うために、それぞれのノズルから吐出す
るインク滴の駆動を高速に行う必要がある。そのため、
各インク滴吐出の時間間隔は短縮され、インクジェット
ヘッドの圧力室内のインクを加圧して1つのインク滴を
ノズルから吐出させた後、直ちに、次のインク滴吐出の
ためのインクへの加圧を行うよう駆動制御しなければな
らない。
小液滴化に伴ってインク滴の吐出数が増加すると共に、
高速な印刷を行うために、それぞれのノズルから吐出す
るインク滴の駆動を高速に行う必要がある。そのため、
各インク滴吐出の時間間隔は短縮され、インクジェット
ヘッドの圧力室内のインクを加圧して1つのインク滴を
ノズルから吐出させた後、直ちに、次のインク滴吐出の
ためのインクへの加圧を行うよう駆動制御しなければな
らない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のインクジェットプリンタにおいては、1画素当りに
インクジェットヘッドの圧電素子に印加するパルスの電
圧値は一定であり、1つのパルス当りに吐出されるイン
クの量は常に一定であるため、表現できる階調数は、例
えば印加するパルスの数をnとすると、(n+1)階調
しか表現できない。
来のインクジェットプリンタにおいては、1画素当りに
インクジェットヘッドの圧電素子に印加するパルスの電
圧値は一定であり、1つのパルス当りに吐出されるイン
クの量は常に一定であるため、表現できる階調数は、例
えば印加するパルスの数をnとすると、(n+1)階調
しか表現できない。
【0005】従って、より多彩な階調表現を必要とした
場合には、1画素当りに印加するパルスの数を増加させ
るしかないが、圧電素子の動作速度には限界があるた
め、結果として印字速度が遅くなってしまうという問題
があった。
場合には、1画素当りに印加するパルスの数を増加させ
るしかないが、圧電素子の動作速度には限界があるた
め、結果として印字速度が遅くなってしまうという問題
があった。
【0006】そこで、本発明は、このような問題に鑑み
なされたものであり、パルス数を増加させることなく、
より多くの階調表現ができるインクジェット記録装置を
提供することを課題としている。
なされたものであり、パルス数を増加させることなく、
より多くの階調表現ができるインクジェット記録装置を
提供することを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載のインク
ジェット記録装置は、前記課題を解決するために、イン
クを吐出する複数のノズルと、該ノズルと連通する複数
のインク圧力室と、該インク圧力室内のインクに圧力変
動を与える圧電素子と、該圧電素子に対する所定のピー
ク電圧の駆動波形の供給と停止を記録情報に応じて行う
駆動手段とを備え、前記ノズルからインクを吐出させる
インクジェット記録装置であって、前記駆動手段は、前
記ピーク電圧値が異なる複数の駆動波形を所定間隔で生
成させる生成パターンを所定周期で繰り返す駆動波形生
成手段と、記録情報に含まれる階調情報に応じて、前記
生成パターンにより生成される複数の駆動波形に基づく
駆動波形の選択を行う駆動波形選択手段とを備えたこと
を特徴とする。
ジェット記録装置は、前記課題を解決するために、イン
クを吐出する複数のノズルと、該ノズルと連通する複数
のインク圧力室と、該インク圧力室内のインクに圧力変
動を与える圧電素子と、該圧電素子に対する所定のピー
ク電圧の駆動波形の供給と停止を記録情報に応じて行う
駆動手段とを備え、前記ノズルからインクを吐出させる
インクジェット記録装置であって、前記駆動手段は、前
記ピーク電圧値が異なる複数の駆動波形を所定間隔で生
成させる生成パターンを所定周期で繰り返す駆動波形生
成手段と、記録情報に含まれる階調情報に応じて、前記
生成パターンにより生成される複数の駆動波形に基づく
駆動波形の選択を行う駆動波形選択手段とを備えたこと
を特徴とする。
【0008】請求項1に記載のインクジェット記録装置
によれば、駆動波形生成手段により、ピーク電圧値が異
なる複数の駆動波形が所定間隔で生成され、且つこの生
成パターンが所定周期で繰り返されると、駆動波形選択
手段により、各周期毎に、記録情報に含まれる階調情報
に応じて、前記それぞれの生成パターンにより生成され
る複数の駆動波形に基づく駆動波形の選択が行われる。
即ち、1つのノズルに対応した1つの周期毎に、階調状
態に対応してピーク電圧値が異なる駆動波形が圧電素子
に対して印加されるので、各駆動波形毎に異なる滴量の
インクが吐出されることになる。従って、前記ピーク値
と前記階調情報とを対応させておくことにより、少ない
駆動波形により階調情報に対応した滴量のインク吐出が
行われる。
によれば、駆動波形生成手段により、ピーク電圧値が異
なる複数の駆動波形が所定間隔で生成され、且つこの生
成パターンが所定周期で繰り返されると、駆動波形選択
手段により、各周期毎に、記録情報に含まれる階調情報
に応じて、前記それぞれの生成パターンにより生成され
る複数の駆動波形に基づく駆動波形の選択が行われる。
即ち、1つのノズルに対応した1つの周期毎に、階調状
態に対応してピーク電圧値が異なる駆動波形が圧電素子
に対して印加されるので、各駆動波形毎に異なる滴量の
インクが吐出されることになる。従って、前記ピーク値
と前記階調情報とを対応させておくことにより、少ない
駆動波形により階調情報に対応した滴量のインク吐出が
行われる。
【0009】請求項2に記載のインクジェット記録装置
は、前記課題を解決するために、請求項1に記載のイン
クジェット記録装置において、前記生成パターンにより
生成される複数の駆動波形のピーク電圧値は、最高の階
調が得られる駆動波形の前記ピーク電圧値に対して、1
/nで表される所定の減少倍率の電圧値に設定されてい
ることを特徴とする。
は、前記課題を解決するために、請求項1に記載のイン
クジェット記録装置において、前記生成パターンにより
生成される複数の駆動波形のピーク電圧値は、最高の階
調が得られる駆動波形の前記ピーク電圧値に対して、1
/nで表される所定の減少倍率の電圧値に設定されてい
ることを特徴とする。
【0010】請求項2に記載のインクジェット記録装置
によれば、前記生成パターンにより生成される複数の駆
動波形のピーク電圧値が、最高の階調が得られる駆動波
形の前記ピーク電圧値を1とした時、1/nで表される
所定の減少倍率の電圧値に設定されている。そして、上
述したようにそれぞれの駆動波形のピーク値は異なる。
従って、インク吐出を行わない段階を加えてn+1段階
の階調表現を行う場合でも、n個よりも少ない個数の駆
動波形により階調制御が行われる。例えば。33段階に
階調表現を行う場合には、駆動波形のピーク電圧値を、
1/2,1/4,1/8,1/16,1/32,1/3
2とすることにより、僅かに6個の駆動波形のみで、0
から32/32までの階調表現が可能である。
によれば、前記生成パターンにより生成される複数の駆
動波形のピーク電圧値が、最高の階調が得られる駆動波
形の前記ピーク電圧値を1とした時、1/nで表される
所定の減少倍率の電圧値に設定されている。そして、上
述したようにそれぞれの駆動波形のピーク値は異なる。
従って、インク吐出を行わない段階を加えてn+1段階
の階調表現を行う場合でも、n個よりも少ない個数の駆
動波形により階調制御が行われる。例えば。33段階に
階調表現を行う場合には、駆動波形のピーク電圧値を、
1/2,1/4,1/8,1/16,1/32,1/3
2とすることにより、僅かに6個の駆動波形のみで、0
から32/32までの階調表現が可能である。
【0011】請求項3に記載のインクジェット記録装置
は、前記課題を解決するために、請求項1または請求項
2にに記載のインクジェット記録装置において、記録材
の種類を情報の検出または入力に基づいて判定する記録
材種類判定手段を更に備え、前記駆動波形選択手段は、
当該記録材種類判定手段により判定した記録材の種類に
応じて、一の階調情報に対して選択する駆動波形を切り
換えることを特徴とする。
は、前記課題を解決するために、請求項1または請求項
2にに記載のインクジェット記録装置において、記録材
の種類を情報の検出または入力に基づいて判定する記録
材種類判定手段を更に備え、前記駆動波形選択手段は、
当該記録材種類判定手段により判定した記録材の種類に
応じて、一の階調情報に対して選択する駆動波形を切り
換えることを特徴とする。
【0012】請求項3に記載のインクジェット記録装置
によれば、記録材種類判定手段により、記録材の種類を
情報が判定され、当該情報が駆動波形選択手段によって
検出または入力される、当該駆動波形選択手段は、前記
記録材種類判定手段により判定された記録材の種類に応
じて、一の階調情報に対して選択する駆動波形を切り換
える。例えば、OHPシートのようにインクが殆ど吸収
されない記録材については同一の階調情報に対してもピ
ーク電圧値の低い駆動波形を選択したり、あるいはイン
クの吸収率が大きい記録材に対しては、同一の階調情報
に対してもピーク電圧値の大きい駆動波形を選択する。
その結果、記録材の種類によらず、旅行な階調表現が可
能となる。
によれば、記録材種類判定手段により、記録材の種類を
情報が判定され、当該情報が駆動波形選択手段によって
検出または入力される、当該駆動波形選択手段は、前記
記録材種類判定手段により判定された記録材の種類に応
じて、一の階調情報に対して選択する駆動波形を切り換
える。例えば、OHPシートのようにインクが殆ど吸収
されない記録材については同一の階調情報に対してもピ
ーク電圧値の低い駆動波形を選択したり、あるいはイン
クの吸収率が大きい記録材に対しては、同一の階調情報
に対してもピーク電圧値の大きい駆動波形を選択する。
その結果、記録材の種類によらず、旅行な階調表現が可
能となる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明
では、本発明を、マルチパルス駆動により1ドットを複
数のインク滴により形成するインクジェットプリンタに
対し適用した場合の実施の形態について説明を行う。
について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明
では、本発明を、マルチパルス駆動により1ドットを複
数のインク滴により形成するインクジェットプリンタに
対し適用した場合の実施の形態について説明を行う。
【0014】最初に、本実施形態のインクジェットヘッ
ド装置の概略について図7に基づいて説明する。
ド装置の概略について図7に基づいて説明する。
【0015】図7はライン型インクジェットプリンタ用
ヘッド1の要部を示す斜視図である。図7に示すよう
に、本実施形態のライン型インクジェットプリンタ用ヘ
ッド1は、複数の圧電式インクジェットヘッド2が第1
インク流路プレート3の表面に並設されている。
ヘッド1の要部を示す斜視図である。図7に示すよう
に、本実施形態のライン型インクジェットプリンタ用ヘ
ッド1は、複数の圧電式インクジェットヘッド2が第1
インク流路プレート3の表面に並設されている。
【0016】第1インク流路プレート3は、アルミニウ
ムまたはマグネシウムで形成された板状部材であり、表
面にはステンレス鋼のパターンをポリイミドフィルムに
挟持したヒータ4が取り付けられ、裏面には図示しない
インクタンクから供給されるインクの往路5が形成され
ている。また、第1インク流路プレート3には、表面か
ら裏面までを貫き前記往路5と連通した貫通孔7が形成
されており、前記往路5に供給されたインクは該貫通孔
7により表面側に供給される。更に、第1インク流路プ
レート3は、第2インク流路プレート9と貼り合わされ
る。
ムまたはマグネシウムで形成された板状部材であり、表
面にはステンレス鋼のパターンをポリイミドフィルムに
挟持したヒータ4が取り付けられ、裏面には図示しない
インクタンクから供給されるインクの往路5が形成され
ている。また、第1インク流路プレート3には、表面か
ら裏面までを貫き前記往路5と連通した貫通孔7が形成
されており、前記往路5に供給されたインクは該貫通孔
7により表面側に供給される。更に、第1インク流路プ
レート3は、第2インク流路プレート9と貼り合わされ
る。
【0017】第2インク流路プレート9は、前記第1イ
ンク流路プレート3と同様にアルミニウムまたはマグネ
シウムで形成された板状部材であり、裏面には前記イン
クタンクに対してインクを排出する復路8が形成されて
いる。
ンク流路プレート3と同様にアルミニウムまたはマグネ
シウムで形成された板状部材であり、裏面には前記イン
クタンクに対してインクを排出する復路8が形成されて
いる。
【0018】一方、圧電式インクジェットヘッド2は、
ベースプレート10、キャビティプレート12、ノズル
プレート16、及び圧電素子17から構成される。
ベースプレート10、キャビティプレート12、ノズル
プレート16、及び圧電素子17から構成される。
【0019】ベースプレート10は、アルミニウムまた
はマグネシウムで形成された板状部材であり、該ベース
プレート10には前記第1インク流路プレート3の貫通
孔7と連通する貫通孔11が形成されている。該ベース
プレート10は裏面が接着剤により第1インク流路プレ
ート3に接着され、表面にはキャビティプレート12が
同じく接着剤により接着される。
はマグネシウムで形成された板状部材であり、該ベース
プレート10には前記第1インク流路プレート3の貫通
孔7と連通する貫通孔11が形成されている。該ベース
プレート10は裏面が接着剤により第1インク流路プレ
ート3に接着され、表面にはキャビティプレート12が
同じく接着剤により接着される。
【0020】キャビティプレート12は、アルミニウ
ム、ガラス、あるいはセラミックの焼成体等から形成さ
れ、上面が開放された複数個のインク圧力室13と、各
インク圧力室13を区画する区画壁14と、各インク圧
力室13と連通すると共に裏面では前記貫通孔11と連
通するインク溜まり15が形成されている。
ム、ガラス、あるいはセラミックの焼成体等から形成さ
れ、上面が開放された複数個のインク圧力室13と、各
インク圧力室13を区画する区画壁14と、各インク圧
力室13と連通すると共に裏面では前記貫通孔11と連
通するインク溜まり15が形成されている。
【0021】ノズルプレート16は、ポリイミドで形成
されたシート状部材であり、表面から裏面までを貫くノ
ズル16aが複数個形成されている。前記インク圧力室
13の前記インク溜まり15側とは反対の先端側は、徐
々に幅が狭くなり、先端面には開口が形成されている。
前記ノズルプレート16は、この先端面において、前記
開口と前記ノズル16aの位置を一致させるように接着
剤により接着されている。
されたシート状部材であり、表面から裏面までを貫くノ
ズル16aが複数個形成されている。前記インク圧力室
13の前記インク溜まり15側とは反対の先端側は、徐
々に幅が狭くなり、先端面には開口が形成されている。
前記ノズルプレート16は、この先端面において、前記
開口と前記ノズル16aの位置を一致させるように接着
剤により接着されている。
【0022】圧電素子17は、各インク圧力室13の上
面(開放面)が閉塞するように取り付けられる積層型の
圧電素子であり、圧電・電歪効果を有するチタン酸ジル
コン酸鉛(PZT)系のセラミック材料からなるシート
の両面に、スクリーン印刷により銀パラジウム等の陽電
極及び陰電極のパターン26,27が形成されている。
面(開放面)が閉塞するように取り付けられる積層型の
圧電素子であり、圧電・電歪効果を有するチタン酸ジル
コン酸鉛(PZT)系のセラミック材料からなるシート
の両面に、スクリーン印刷により銀パラジウム等の陽電
極及び陰電極のパターン26,27が形成されている。
【0023】前記圧電素子17の前記電極パターン2
6,27は、それぞれが図示しない電源供給端部を有し
ており、該電源供給端部は、フレキシブルプリント基板
20を介して選択的に駆動パルス信号を出力する選択回
路21と接続されている。更に、該選択回路21はフレ
キシブルプリント基板20を介して図示しないCPU等
が備えられたメイン基板と接続されている。そして、メ
イン基板から出力される駆動パルス信号及び選択信号に
応じて選択回路21が駆動され、更に選択回路21から
駆動電圧が各電極パターン26,27に供給されること
により、前記圧電素子17の圧電セラミック層が変位
し、前記圧力室シート12とベースプレート10により
形成されるキャビティプレートのインク圧力室13内の
圧力を変動させ、ノズルプレート16に形成されたノズ
ル16aからインクを吐出させる。
6,27は、それぞれが図示しない電源供給端部を有し
ており、該電源供給端部は、フレキシブルプリント基板
20を介して選択的に駆動パルス信号を出力する選択回
路21と接続されている。更に、該選択回路21はフレ
キシブルプリント基板20を介して図示しないCPU等
が備えられたメイン基板と接続されている。そして、メ
イン基板から出力される駆動パルス信号及び選択信号に
応じて選択回路21が駆動され、更に選択回路21から
駆動電圧が各電極パターン26,27に供給されること
により、前記圧電素子17の圧電セラミック層が変位
し、前記圧力室シート12とベースプレート10により
形成されるキャビティプレートのインク圧力室13内の
圧力を変動させ、ノズルプレート16に形成されたノズ
ル16aからインクを吐出させる。
【0024】このインク吐出動作は、それぞれの圧電式
インクジェットヘッド2によって同時に行われ、かつ、
以上のように構成されるライン型インクジェットプリン
タ用ヘッドの全体は、図示しない揺動機構によって矢印
A方向に揺動するので、記録紙P上にはライン単位で高
速な印字が行われる。
インクジェットヘッド2によって同時に行われ、かつ、
以上のように構成されるライン型インクジェットプリン
タ用ヘッドの全体は、図示しない揺動機構によって矢印
A方向に揺動するので、記録紙P上にはライン単位で高
速な印字が行われる。
【0025】次に、本実施形態の圧電式インクジェット
ヘッド2の構成を図8及び図9を用いて詳しく説明す
る。
ヘッド2の構成を図8及び図9を用いて詳しく説明す
る。
【0026】図8は、本実施形態に係るインクジェット
ヘッド2の縦断面図である。図8に示すように、インク
ジェットヘッド2は、キャビティプレート12において
区画壁14により区画された凹部が、圧電素子17によ
り閉塞されてインク圧力室13を形成しており、該イン
ク圧力室13内で圧電素子17の変形部が変形できるよ
うに構成されている。
ヘッド2の縦断面図である。図8に示すように、インク
ジェットヘッド2は、キャビティプレート12において
区画壁14により区画された凹部が、圧電素子17によ
り閉塞されてインク圧力室13を形成しており、該イン
ク圧力室13内で圧電素子17の変形部が変形できるよ
うに構成されている。
【0027】この圧電素子17の構成を図9に示す。図
9は、図8におけるインクジェットヘッド2のX−X線
断面図であり、図9(a)が圧電素子17に駆動電圧を
印加しない状態、図9(b)が圧電素子17に駆動電圧
を印加した状態の図である。
9は、図8におけるインクジェットヘッド2のX−X線
断面図であり、図9(a)が圧電素子17に駆動電圧を
印加しない状態、図9(b)が圧電素子17に駆動電圧
を印加した状態の図である。
【0028】圧電素子17は、図9(a)に示すよう
に、圧電・電歪効果を有するチタン酸ジルコン酸鉛(P
ZT)系のセラミック材料からなる圧電シート18上
に、第1電極27と第2電極26がスクリーン印刷され
ている。第1電極27と第2電極26は、圧電シート1
8の表面上で圧電シート18の短手方向(図1の紙面に
垂直な方向)に延びて形成され、互いに図9(a)に示
すように圧電シート18の長手方向に沿って所定の間隙
を有して配置されている。また、圧電シート18の裏面
上にも同様に第1電極27と第2電極26が形成されて
おり、前記表面上の第1電極27に対しては裏面の第1
電極27が、また、前記表面上の第2電極26に対して
は裏面の第2電極が圧電シート18を挟んで対向するよ
うに配置されている。
に、圧電・電歪効果を有するチタン酸ジルコン酸鉛(P
ZT)系のセラミック材料からなる圧電シート18上
に、第1電極27と第2電極26がスクリーン印刷され
ている。第1電極27と第2電極26は、圧電シート1
8の表面上で圧電シート18の短手方向(図1の紙面に
垂直な方向)に延びて形成され、互いに図9(a)に示
すように圧電シート18の長手方向に沿って所定の間隙
を有して配置されている。また、圧電シート18の裏面
上にも同様に第1電極27と第2電極26が形成されて
おり、前記表面上の第1電極27に対しては裏面の第1
電極27が、また、前記表面上の第2電極26に対して
は裏面の第2電極が圧電シート18を挟んで対向するよ
うに配置されている。
【0029】このような構成において、第1電極27に
一定の駆動電圧を印加し、第2電極26に逆極性となる
一定の駆動電圧をそれぞれ印加して圧電素子17の駆動
を行う。なお、この駆動は、それぞれのインク圧力室1
3とそれに連通するノズル16aによる吐出に対して個
別に制御することができる。
一定の駆動電圧を印加し、第2電極26に逆極性となる
一定の駆動電圧をそれぞれ印加して圧電素子17の駆動
を行う。なお、この駆動は、それぞれのインク圧力室1
3とそれに連通するノズル16aによる吐出に対して個
別に制御することができる。
【0030】図9(a)に示すように、圧電素子17は
その厚み方向に分極されており、図9(a)の矢印に示
す分極方向を有する。すなわち、電界方向が分極方向と
直交する方向になるように配置され、いわゆるシェアモ
ードタイプの構成となっている。
その厚み方向に分極されており、図9(a)の矢印に示
す分極方向を有する。すなわち、電界方向が分極方向と
直交する方向になるように配置され、いわゆるシェアモ
ードタイプの構成となっている。
【0031】以上のように構成された圧電素子17に対
する駆動を行うため、図9(b)に示すように、第1電
極27にプラス電圧を、また、第2電極26にマイナス
電圧を印加する。すると、第1電極27と両隣の第2電
極26に挟まれた圧電素子2の変形領域が、厚みすべり
を生じて変形し、第1電極27の存在する部分を、外部
方向に凸となる状態に移動させるように作用する。これ
により、インク圧力室13の容積が増大し、インク圧力
室13内のインクの圧力は低下して、インク溜まり15
のインクをインク圧力室13に吸引する。
する駆動を行うため、図9(b)に示すように、第1電
極27にプラス電圧を、また、第2電極26にマイナス
電圧を印加する。すると、第1電極27と両隣の第2電
極26に挟まれた圧電素子2の変形領域が、厚みすべり
を生じて変形し、第1電極27の存在する部分を、外部
方向に凸となる状態に移動させるように作用する。これ
により、インク圧力室13の容積が増大し、インク圧力
室13内のインクの圧力は低下して、インク溜まり15
のインクをインク圧力室13に吸引する。
【0032】次に、第1電極27に対する駆動電圧の印
加を停止すると、前述の厚みすべりによる変形が行われ
なくなり、再び図9(a)の状態に戻るように作用す
る。これによりインク圧力室13の容積が元に戻り、イ
ンク圧力室13内のインクの圧力が増加して、インク圧
力室13内のインクがノズル16aからインク滴として
外部に噴射される。
加を停止すると、前述の厚みすべりによる変形が行われ
なくなり、再び図9(a)の状態に戻るように作用す
る。これによりインク圧力室13の容積が元に戻り、イ
ンク圧力室13内のインクの圧力が増加して、インク圧
力室13内のインクがノズル16aからインク滴として
外部に噴射される。
【0033】以上のような駆動電圧の値と圧電素子17
の変形量との間には比例関係があり、この変形量及びイ
ンクの特性等によって決定されるインクの滴量と、前記
駆動電圧の値との間にも所定の相関関係が存在する。ま
た、インクの滴量の多少によって記録画像の濃淡が変化
する。従って、所望の濃淡を得るためのインク滴量が分
かれば、この滴量を得るように圧電素子17の駆動電圧
を選択することにより、印字画像の階調を制御すること
ができる。
の変形量との間には比例関係があり、この変形量及びイ
ンクの特性等によって決定されるインクの滴量と、前記
駆動電圧の値との間にも所定の相関関係が存在する。ま
た、インクの滴量の多少によって記録画像の濃淡が変化
する。従って、所望の濃淡を得るためのインク滴量が分
かれば、この滴量を得るように圧電素子17の駆動電圧
を選択することにより、印字画像の階調を制御すること
ができる。
【0034】以下、図1乃至図6を参照して、本実施形
態のインクジェットプリンタにおける階調制御について
詳しく説明する。
態のインクジェットプリンタにおける階調制御について
詳しく説明する。
【0035】図1は本実施形態の階調制御部の概略構成
を示すブロック図、図2は図1のブロック図における選
択回路の一例を示す回路図、図3は図1のブロック図に
おける駆動波形生成回路から出力される圧電素子17に
印加する駆動電圧の波形パターンを示す図、図4は図1
のブロック図における選択回路による波形選択例を示す
図、図5は図1のブロック図におけるCPU31から出
力されるマスクデータと階調の関係を示す図、図6は本
実施形態の階調制御によるインク滴量のモデルを示す図
である。
を示すブロック図、図2は図1のブロック図における選
択回路の一例を示す回路図、図3は図1のブロック図に
おける駆動波形生成回路から出力される圧電素子17に
印加する駆動電圧の波形パターンを示す図、図4は図1
のブロック図における選択回路による波形選択例を示す
図、図5は図1のブロック図におけるCPU31から出
力されるマスクデータと階調の関係を示す図、図6は本
実施形態の階調制御によるインク滴量のモデルを示す図
である。
【0036】図1に示す駆動波形生成手段としての駆動
波形生成回路30は、一定の周期(本実施形態では一例
として16kHz)で図3に示すような6つのパルス波
形を生成する回路である。従って、本実施形態では、1
つのドットは最大で6つのインク滴を着弾させて形成さ
れる。
波形生成回路30は、一定の周期(本実施形態では一例
として16kHz)で図3に示すような6つのパルス波
形を生成する回路である。従って、本実施形態では、1
つのドットは最大で6つのインク滴を着弾させて形成さ
れる。
【0037】図3に示すように、まず、第1のパルスa
は、電圧値Va、パルス幅ΔTaのパルスであり、この
電圧値Va及びパルス幅ΔTaは、第1のパルスaが圧
電素子に印加された場合に、最高濃度の1/2の濃度に
相当するインクの滴量が吐出されるように設定する。
は、電圧値Va、パルス幅ΔTaのパルスであり、この
電圧値Va及びパルス幅ΔTaは、第1のパルスaが圧
電素子に印加された場合に、最高濃度の1/2の濃度に
相当するインクの滴量が吐出されるように設定する。
【0038】以下同様に、第2のパルスbは、第2のパ
ルスbが圧電素子に印加された場合に、最高濃度の1/
4の濃度に相当するインクの滴量が吐出されるように設
定された電圧値Vbとパルス幅ΔTbを有するパルスで
あり、第3のパルスcは最高濃度の1/8の濃度に相当
するインクの滴量が吐出されるように設定された電圧値
Vcとパルス幅ΔTcを、第4のパルスdは最高濃度の
1/16の濃度に相当するインクの滴量が吐出されるよ
うに設定された電圧値Vdとパルス幅ΔTdを、第5の
パルスeと第6のパルスfは最高濃度の1/32の濃度
に相当するインクの滴量が吐出されるように設定された
電圧値Veパルス幅ΔTeを、それぞれ有するパルスで
ある。なお、これらのパルスの電圧値とパルス幅は、実
験に基づいて設定される。
ルスbが圧電素子に印加された場合に、最高濃度の1/
4の濃度に相当するインクの滴量が吐出されるように設
定された電圧値Vbとパルス幅ΔTbを有するパルスで
あり、第3のパルスcは最高濃度の1/8の濃度に相当
するインクの滴量が吐出されるように設定された電圧値
Vcとパルス幅ΔTcを、第4のパルスdは最高濃度の
1/16の濃度に相当するインクの滴量が吐出されるよ
うに設定された電圧値Vdとパルス幅ΔTdを、第5の
パルスeと第6のパルスfは最高濃度の1/32の濃度
に相当するインクの滴量が吐出されるように設定された
電圧値Veパルス幅ΔTeを、それぞれ有するパルスで
ある。なお、これらのパルスの電圧値とパルス幅は、実
験に基づいて設定される。
【0039】再び図1に戻り、駆動波形生成回路30
は、以上のようなパルス信号a〜fを16kHzの周期
で常に生成して出力しており、出力されたパルス信号a
〜fは、図1に示す駆動波形選択手段としての選択回路
21に供給される。
は、以上のようなパルス信号a〜fを16kHzの周期
で常に生成して出力しており、出力されたパルス信号a
〜fは、図1に示す駆動波形選択手段としての選択回路
21に供給される。
【0040】選択回路21は、CPU31から出力され
るマスクデータに基づいて、前記駆動波形生成回路30
から出力されるパルス波形を選択して圧電素子17に供
給する回路である。なお、図1では便宜上、3つの選択
回路21a〜21cしか示していないが、実際には、各
ノズル16aと連通するインク圧力室13毎の圧電素子
17の変形部に一対一で対応するように設けられてい
る。即ち、選択回路21はノズル16aの数分だけ備え
られている。そして、全ての選択回路21の構成は同一
である。なお、図1に示す圧電素子17は、この圧電素
子17のインク圧力室13毎の変形部を示している。
るマスクデータに基づいて、前記駆動波形生成回路30
から出力されるパルス波形を選択して圧電素子17に供
給する回路である。なお、図1では便宜上、3つの選択
回路21a〜21cしか示していないが、実際には、各
ノズル16aと連通するインク圧力室13毎の圧電素子
17の変形部に一対一で対応するように設けられてい
る。即ち、選択回路21はノズル16aの数分だけ備え
られている。そして、全ての選択回路21の構成は同一
である。なお、図1に示す圧電素子17は、この圧電素
子17のインク圧力室13毎の変形部を示している。
【0041】図2に選択回路21aの構成を示す。図2
に示すように、選択回路21aは、FETトランジスタ
で構成されており、P−MOSFET40aとN−MO
SFET40bを組み合わせたオフ電圧側のC−MOS
トランスミッションゲートと、P−MOSFET40e
とN−MOSFET40fを組み合わせたオン電圧側の
C−MOSトランスミッションゲートとを備えている。
に示すように、選択回路21aは、FETトランジスタ
で構成されており、P−MOSFET40aとN−MO
SFET40bを組み合わせたオフ電圧側のC−MOS
トランスミッションゲートと、P−MOSFET40e
とN−MOSFET40fを組み合わせたオン電圧側の
C−MOSトランスミッションゲートとを備えている。
【0042】前記オフ電圧側においては、P−MOSF
ET40aとN−MOSFET40bを並列に接続し、
それぞれのゲート端子には、C−MOSFET40c、
40dを介して、CPU31からマスクデータが入力さ
れる。また、オン電圧側においては、P−MOSFET
40eとN−MOSFET40fを並列に接続し、それ
ぞれのゲート端子には、C−MOSFET40g、40
h、及びインバータ40iを介して、CPU31からマ
スクデータが入力される。
ET40aとN−MOSFET40bを並列に接続し、
それぞれのゲート端子には、C−MOSFET40c、
40dを介して、CPU31からマスクデータが入力さ
れる。また、オン電圧側においては、P−MOSFET
40eとN−MOSFET40fを並列に接続し、それ
ぞれのゲート端子には、C−MOSFET40g、40
h、及びインバータ40iを介して、CPU31からマ
スクデータが入力される。
【0043】C−MOSFET40c、40dを介して
供給されるマスクデータがHighレベルの信号の時
は、P−MOSFET40aとN−MOSFET40b
は、共にソース・ドレイン間が導通せず、オフ電圧側の
経路41d1を閉じることになる。しかし、インバータ
40i及びC−MOSFET40g、40hを介してL
owレベル信号が入力されるP−MOSFET40eと
N−MOSFET40fは共にソース・ドレイン間が導
通し、オン電圧側の経路41d2を開く。
供給されるマスクデータがHighレベルの信号の時
は、P−MOSFET40aとN−MOSFET40b
は、共にソース・ドレイン間が導通せず、オフ電圧側の
経路41d1を閉じることになる。しかし、インバータ
40i及びC−MOSFET40g、40hを介してL
owレベル信号が入力されるP−MOSFET40eと
N−MOSFET40fは共にソース・ドレイン間が導
通し、オン電圧側の経路41d2を開く。
【0044】一方、C−MOSFET40c、40dを
介して供給されるマスクデータがLowレベルの信号の
時は、P−MOSFET40aとN−MOSFET40
bは、共にソース・ドレイン間が導通し、オフ電圧側の
経路41d1を開く。しかし、インバータ40i及びC
−MOSFET40g、40hを介してHighレベル
信号が入力されるP−MOSFET40eとN−MOS
FET40fは共にソース・ドレイン間が導通せず、オ
ン電圧側の経路41d2を閉じる。
介して供給されるマスクデータがLowレベルの信号の
時は、P−MOSFET40aとN−MOSFET40
bは、共にソース・ドレイン間が導通し、オフ電圧側の
経路41d1を開く。しかし、インバータ40i及びC
−MOSFET40g、40hを介してHighレベル
信号が入力されるP−MOSFET40eとN−MOS
FET40fは共にソース・ドレイン間が導通せず、オ
ン電圧側の経路41d2を閉じる。
【0045】以上のように、選択回路21aは、CPU
31から供給されるマスクデータがHighレベルの信
号である場合には、オン電圧側の経路41d2を開き、
オフ電圧側の経路41d1を閉じる。そして、オン電圧
入力端子43に前記駆動波形生成回路30から出力され
た所定の電圧のパルス信号が供給されることにより、こ
のパルス信号が前記オン電圧側の経路41d2を経て圧
電素子17の所定の変形部に供給される。
31から供給されるマスクデータがHighレベルの信
号である場合には、オン電圧側の経路41d2を開き、
オフ電圧側の経路41d1を閉じる。そして、オン電圧
入力端子43に前記駆動波形生成回路30から出力され
た所定の電圧のパルス信号が供給されることにより、こ
のパルス信号が前記オン電圧側の経路41d2を経て圧
電素子17の所定の変形部に供給される。
【0046】また、CPU31から供給されるマスクデ
ータがLowレベルの信号である場合には、オフ電圧側
の経路41d1を開き、オン電圧側の経路41d2を閉
じる。そして、オフ電圧入力端子42に供給されるオフ
電圧、即ち接地電圧が前記オフ電圧側の経路41d1を
経て圧電素子17の所定の変形部に供給される。
ータがLowレベルの信号である場合には、オフ電圧側
の経路41d1を開き、オン電圧側の経路41d2を閉
じる。そして、オフ電圧入力端子42に供給されるオフ
電圧、即ち接地電圧が前記オフ電圧側の経路41d1を
経て圧電素子17の所定の変形部に供給される。
【0047】前記マスクデータは、図4に示すように、
8ビットデータ中の下位5ビット(b4〜b0)のデー
タと、最下位に加えた1ビットのデータとからなる6ビ
ットのデータにより階調データを2進数表記したもので
ある。例えば、階調データが0、即ち印字が行われない
場合には、マスクデータは「000000」となる。ま
た、階調データが最高濃度の1/32であるである場合
には、8ビットデータ中の下位5ビットの最下位ビット
b0が1となり、これに全体の最下位ビットの0が加え
られて「000010」となる。以下、同様に、階調デ
ータ2/32に対しては「000100」、階調データ
3/32に対しては「000110」、階調データ4/
32に対しては「001000」、階調データ31/3
2に対しては、「111110」となり、最後に階調デ
ータ32/32に対しては、「111111」となる。
8ビットデータ中の下位5ビット(b4〜b0)のデー
タと、最下位に加えた1ビットのデータとからなる6ビ
ットのデータにより階調データを2進数表記したもので
ある。例えば、階調データが0、即ち印字が行われない
場合には、マスクデータは「000000」となる。ま
た、階調データが最高濃度の1/32であるである場合
には、8ビットデータ中の下位5ビットの最下位ビット
b0が1となり、これに全体の最下位ビットの0が加え
られて「000010」となる。以下、同様に、階調デ
ータ2/32に対しては「000100」、階調データ
3/32に対しては「000110」、階調データ4/
32に対しては「001000」、階調データ31/3
2に対しては、「111110」となり、最後に階調デ
ータ32/32に対しては、「111111」となる。
【0048】従って、マスクデータの最上位ビットb4
が図3に示す波形aを選択するマスクデータであり、次
のビットb3が波形b、ビットb2が波形c、ビットb
1が波形d、ビットb0が波形e、最下位ビットが波形
fをそれぞれ選択するマスクデータである。
が図3に示す波形aを選択するマスクデータであり、次
のビットb3が波形b、ビットb2が波形c、ビットb
1が波形d、ビットb0が波形e、最下位ビットが波形
fをそれぞれ選択するマスクデータである。
【0049】このようなマスクデータを用いるには、印
字データ自体に含まれる階調データからマスクデータへ
の変換処理が必要となるが、この変換処理は、例えばパ
ーソナルコンピュータ等により実行され、変換された後
にインクジェットプリンタに供給されるものとする。
字データ自体に含まれる階調データからマスクデータへ
の変換処理が必要となるが、この変換処理は、例えばパ
ーソナルコンピュータ等により実行され、変換された後
にインクジェットプリンタに供給されるものとする。
【0050】図5にマスクデータによる駆動波形の選択
例を示す。図5(A)は、駆動波形生成回路30から出
力されるパルス信号を点線で示し、選択された波形を黒
く塗りつぶして示している。また、図5(B)は前記マ
スクデータであり、図5(C)は(B)のマスクデータ
に対応して実際にCPU31から出力されるパルス信号
を示す。
例を示す。図5(A)は、駆動波形生成回路30から出
力されるパルス信号を点線で示し、選択された波形を黒
く塗りつぶして示している。また、図5(B)は前記マ
スクデータであり、図5(C)は(B)のマスクデータ
に対応して実際にCPU31から出力されるパルス信号
を示す。
【0051】例えば、マスクデータが図5(B)に示す
ように「100000」であった場合には、駆動波形生
成回路30から出力されるパルス信号aと同期取りされ
た選択パルス信号が図5(C)に示すようにCPU31
から出力されAND回路33に供給される。AND回路
33は、各選択回路21a〜21cに対応した複数のA
ND回路33a〜33cからなり、前記選択パルス信号
は、全てのAND回路33a〜33cに供給されること
になる。しかし、各AND回路33a〜33cには、C
PU31からノズル選択信号が各々独立に供給されてお
り、CPU31は、Highレベルのノズル選択信号を
供給するAND回路を図3に示す1周期毎に切り換え
る。例えば、最初の1周期はAND回路33aに対して
Highレベルのノズル選択信号が出力され、次の1周
期はAND回路33bに対して、更に次の1周期はAN
D回路33cに対してHighレベルのノズル選択信号
が出力される。
ように「100000」であった場合には、駆動波形生
成回路30から出力されるパルス信号aと同期取りされ
た選択パルス信号が図5(C)に示すようにCPU31
から出力されAND回路33に供給される。AND回路
33は、各選択回路21a〜21cに対応した複数のA
ND回路33a〜33cからなり、前記選択パルス信号
は、全てのAND回路33a〜33cに供給されること
になる。しかし、各AND回路33a〜33cには、C
PU31からノズル選択信号が各々独立に供給されてお
り、CPU31は、Highレベルのノズル選択信号を
供給するAND回路を図3に示す1周期毎に切り換え
る。例えば、最初の1周期はAND回路33aに対して
Highレベルのノズル選択信号が出力され、次の1周
期はAND回路33bに対して、更に次の1周期はAN
D回路33cに対してHighレベルのノズル選択信号
が出力される。
【0052】従って、前記マスクデータ「10000
0」が第1番目のノズル16aに対してのデータであ
り、第1番目のノズル16aについての制御を有効にす
るために、CPU31からAND回路33aに対してH
ighレベルのノズル選択信号が出力されたとすると、
前記マスクデータ「100000」に対応した図5
(C)に示す選択パルス信号は、選択回路21aのみに
供給されることになる。
0」が第1番目のノズル16aに対してのデータであ
り、第1番目のノズル16aについての制御を有効にす
るために、CPU31からAND回路33aに対してH
ighレベルのノズル選択信号が出力されたとすると、
前記マスクデータ「100000」に対応した図5
(C)に示す選択パルス信号は、選択回路21aのみに
供給されることになる。
【0053】選択回路21aにおいては、上述したよう
に、マスクデータが「1」の期間、即ち選択パルス信号
がHighレベルの期間だけ、駆動波形生成回路30か
ら出力されるパルス信号を圧電素子17に印加する。こ
こで、前記選択パルス信号は、駆動波形生成回路30か
ら出力されるパルス信号aと同期が採られ、パルス信号
aと同じパルス幅を有しているので、結局、パルス信号
aが出力される期間だけ図2に示すオン電圧側の経路4
1d2が開き、オン電圧供給端子43に供給されるパル
ス信号aの電圧Vaが圧電素子17に供給される。これ
により、電圧Vaに対応した量だけ圧電素子17が変形
し、当該変形の量に応じた量のインクが、インク圧力室
13内に引き込まれる。そして、前記パルス信号aの印
加後は接地電圧が圧電素子17に印加されるので、前記
引き込まれたインクがノズル16aから吐出される。こ
の吐出の結果、図6の(a)に示すように、記録紙Pに
は最高濃度の1/2の滴量のインクが吐出され、最高濃
度の1/2の濃度の点が印字されることになる。
に、マスクデータが「1」の期間、即ち選択パルス信号
がHighレベルの期間だけ、駆動波形生成回路30か
ら出力されるパルス信号を圧電素子17に印加する。こ
こで、前記選択パルス信号は、駆動波形生成回路30か
ら出力されるパルス信号aと同期が採られ、パルス信号
aと同じパルス幅を有しているので、結局、パルス信号
aが出力される期間だけ図2に示すオン電圧側の経路4
1d2が開き、オン電圧供給端子43に供給されるパル
ス信号aの電圧Vaが圧電素子17に供給される。これ
により、電圧Vaに対応した量だけ圧電素子17が変形
し、当該変形の量に応じた量のインクが、インク圧力室
13内に引き込まれる。そして、前記パルス信号aの印
加後は接地電圧が圧電素子17に印加されるので、前記
引き込まれたインクがノズル16aから吐出される。こ
の吐出の結果、図6の(a)に示すように、記録紙Pに
は最高濃度の1/2の滴量のインクが吐出され、最高濃
度の1/2の濃度の点が印字されることになる。
【0054】また、次のドットのマスクデータが図5
(B)に示すように「010100」であった場合に
は、駆動波形生成回路30から出力されるパルス信号b
及びdと同期取りされた選択パルス信号が図5(C)に
示すようにCPU31から出力されAND回路33に供
給される。一方、CPU31からはAND回路33bに
対してHighレベルのノズル選択信号が出力される。
従って、前記マスクデータ「010100」に対応した
図5(C)に示す選択パルス信号は、選択回路21bの
みに供給されることになる。
(B)に示すように「010100」であった場合に
は、駆動波形生成回路30から出力されるパルス信号b
及びdと同期取りされた選択パルス信号が図5(C)に
示すようにCPU31から出力されAND回路33に供
給される。一方、CPU31からはAND回路33bに
対してHighレベルのノズル選択信号が出力される。
従って、前記マスクデータ「010100」に対応した
図5(C)に示す選択パルス信号は、選択回路21bの
みに供給されることになる。
【0055】この選択パルス信号は、パルス信号b及び
dと同期が採られ、パルス信号b及びdと同じパルス幅
を有しているので、選択回路21bにおいては、パルス
信号bが出力される期間とパルス信号dが出力される期
間だけ、図2に示すオン電圧側の経路41d2が開き、
オン電圧供給端子43に供給されるパルス信号bの電圧
Vbとパルス信号dの電圧Vdが圧電素子17に印加さ
れる。これにより、電圧Vbに対応した量だけ圧電素子
17が変形し、当該変形の量に応じた量のインクが、イ
ンク圧力室13内に引き込まれる。そして、前記パルス
信号bの印加後は接地電圧が圧電素子17に印加される
ので、前記引き込まれたインクがノズル16aから吐出
される。次に、電圧Vdに対応した量だけ圧電素子17
が変形し、当該変形の量に応じた量のインクが、インク
圧力室13内に引き込まれる。そして、前記パルス信号
dの印加後は接地電圧が圧電素子17に印加されるの
で、前記引き込まれたインクがノズル16aから吐出さ
れる。このような吐出の結果、図6の(b)に示すよう
に、記録紙Pには最高濃度の1/4の滴量のインクと1
/16の滴量のインクが重ねて吐出され、合計で5/1
6の滴量のインクが吐出されたことになり、最高濃度の
5/16の濃度の点が印字されることになる。
dと同期が採られ、パルス信号b及びdと同じパルス幅
を有しているので、選択回路21bにおいては、パルス
信号bが出力される期間とパルス信号dが出力される期
間だけ、図2に示すオン電圧側の経路41d2が開き、
オン電圧供給端子43に供給されるパルス信号bの電圧
Vbとパルス信号dの電圧Vdが圧電素子17に印加さ
れる。これにより、電圧Vbに対応した量だけ圧電素子
17が変形し、当該変形の量に応じた量のインクが、イ
ンク圧力室13内に引き込まれる。そして、前記パルス
信号bの印加後は接地電圧が圧電素子17に印加される
ので、前記引き込まれたインクがノズル16aから吐出
される。次に、電圧Vdに対応した量だけ圧電素子17
が変形し、当該変形の量に応じた量のインクが、インク
圧力室13内に引き込まれる。そして、前記パルス信号
dの印加後は接地電圧が圧電素子17に印加されるの
で、前記引き込まれたインクがノズル16aから吐出さ
れる。このような吐出の結果、図6の(b)に示すよう
に、記録紙Pには最高濃度の1/4の滴量のインクと1
/16の滴量のインクが重ねて吐出され、合計で5/1
6の滴量のインクが吐出されたことになり、最高濃度の
5/16の濃度の点が印字されることになる。
【0056】また、次のドットに対するマスクデータが
図5(B)に示すように「111111」であった場合
には、駆動波形生成回路30から出力される各パルス信
号a〜fと同期取りされた選択パルス信号が図5(C)
に示すようにCPU31から出力され、AND回路33
に供給される。一方、CPU31からはAND回路33
cに対してHighレベルのノズル選択信号が出力され
る。従って、前記マスクデータ「111111」に対応
した図5(C)に示す選択パルス信号は、選択回路21
cのみに供給されることになる。
図5(B)に示すように「111111」であった場合
には、駆動波形生成回路30から出力される各パルス信
号a〜fと同期取りされた選択パルス信号が図5(C)
に示すようにCPU31から出力され、AND回路33
に供給される。一方、CPU31からはAND回路33
cに対してHighレベルのノズル選択信号が出力され
る。従って、前記マスクデータ「111111」に対応
した図5(C)に示す選択パルス信号は、選択回路21
cのみに供給されることになる。
【0057】この選択パルス信号は、パルス信号a〜f
と同期が採られ、パルス信号a〜fと同じパルス幅を有
しているので、選択回路21cにおいては、パルス信号
a〜fが出力される期間だけ、図2に示すオン電圧側の
経路41d2が開き、オン電圧供給端子43に供給され
るパルス信号a〜fの電圧Va〜Vfが圧電素子17に
印加される。これにより、電圧Va〜Vfが印加される
毎に、印加された電圧に対応した量だけ圧電素子17が
変形し、当該変形の量に応じた量のインクが、インク圧
力室13内に引き込まれる。そして、それぞれのパルス
信号a〜fの印加後にはそれぞれ接地電圧が圧電素子1
7に印加されるので、前記引き込まれたインクがノズル
16aから吐出される。このような吐出の結果、図6の
(c)に示すように、記録紙Pには最高濃度の1/2、
1/4、1/8、1/16、1/32、1/32の滴量
のインクが重ねて吐出され、合計で32/32の滴量の
インクが吐出されたことになり、最高濃度の点が印字さ
れることになる。
と同期が採られ、パルス信号a〜fと同じパルス幅を有
しているので、選択回路21cにおいては、パルス信号
a〜fが出力される期間だけ、図2に示すオン電圧側の
経路41d2が開き、オン電圧供給端子43に供給され
るパルス信号a〜fの電圧Va〜Vfが圧電素子17に
印加される。これにより、電圧Va〜Vfが印加される
毎に、印加された電圧に対応した量だけ圧電素子17が
変形し、当該変形の量に応じた量のインクが、インク圧
力室13内に引き込まれる。そして、それぞれのパルス
信号a〜fの印加後にはそれぞれ接地電圧が圧電素子1
7に印加されるので、前記引き込まれたインクがノズル
16aから吐出される。このような吐出の結果、図6の
(c)に示すように、記録紙Pには最高濃度の1/2、
1/4、1/8、1/16、1/32、1/32の滴量
のインクが重ねて吐出され、合計で32/32の滴量の
インクが吐出されたことになり、最高濃度の点が印字さ
れることになる。
【0058】以下、同様にして全てのノズル16aにお
いて、33段階に階調制御されたインク吐出が行われる
ことになる。
いて、33段階に階調制御されたインク吐出が行われる
ことになる。
【0059】以上のように本実施形態においては、駆動
波形生成回路30から、最高濃度の1/2、1/4、1
/8、1/16、1/32、1/32の濃度が得られる
電圧値とパルス幅を持ったパルス信号が出力され、階調
データに対応したマスクデータにより、これらのパルス
信号が選択されて圧電素子17に印加されるので、1ド
ット当たり33段階の階調表現が可能である。
波形生成回路30から、最高濃度の1/2、1/4、1
/8、1/16、1/32、1/32の濃度が得られる
電圧値とパルス幅を持ったパルス信号が出力され、階調
データに対応したマスクデータにより、これらのパルス
信号が選択されて圧電素子17に印加されるので、1ド
ット当たり33段階の階調表現が可能である。
【0060】従って、本実施形態のインクジェットプリ
ンタにおいては、1ドットにつき僅か6つのパルス信号
を印加するだけで、33段階もの濃度調整を行うことが
でき、印字の多階調化と高速化の両立を図ることができ
る。
ンタにおいては、1ドットにつき僅か6つのパルス信号
を印加するだけで、33段階もの濃度調整を行うことが
でき、印字の多階調化と高速化の両立を図ることができ
る。
【0061】これに対し、従来のインクジェットプリン
タにおいては、1回のインク吐出における滴量が一定で
あったために、33段階の濃度調整を行おうとすると、
1回の吐出における滴量を最高濃度の1/32の濃度が
得られる滴量に設定し、最高で1周期中に32回のイン
ク吐出を行う必要がある。従って、現在の圧電素子17
の性能では、1回の吐出当たり10μsec程度の速度
が限界であり、また、次の吐出まで10μsec程度の
時間を空ける必要があるため、32回の吐出を行うに
は、640μsecの時間を要する。従って、1ドット
当たり、1.563kHz程度の低い周期でしか印字を
行うことができない。
タにおいては、1回のインク吐出における滴量が一定で
あったために、33段階の濃度調整を行おうとすると、
1回の吐出における滴量を最高濃度の1/32の濃度が
得られる滴量に設定し、最高で1周期中に32回のイン
ク吐出を行う必要がある。従って、現在の圧電素子17
の性能では、1回の吐出当たり10μsec程度の速度
が限界であり、また、次の吐出まで10μsec程度の
時間を空ける必要があるため、32回の吐出を行うに
は、640μsecの時間を要する。従って、1ドット
当たり、1.563kHz程度の低い周期でしか印字を
行うことができない。
【0062】これに対し、本実施形態のインクジェット
プリンタによれば、最高でも6回の吐出で良く、所要時
間は120μsecとなる。従って、1ドット当たり
8.3kHzもの極めて高い周期で印字を行うことがで
きる。
プリンタによれば、最高でも6回の吐出で良く、所要時
間は120μsecとなる。従って、1ドット当たり
8.3kHzもの極めて高い周期で印字を行うことがで
きる。
【0063】なお、上述した実施形態の変形例として、
記録材の種類を判別する記録材種類判別手段を備え、例
えば使用される記録材がOHPシートのように殆どイン
クを吸収しない記録材の場合には、同じ階調データであ
っても、電圧値の小さいパルス信号を生成するように構
成しても良い。また、使用者の入力により、使用する記
録材がインクの吸収率の大きい記録材であることが判明
した場合には、同じ階調データであっても、電圧値の大
きいパルス信号を生成するように構成しても良い。この
ように構成することにより、記録材の種類によらず、良
好な階調表現を行うことができる。
記録材の種類を判別する記録材種類判別手段を備え、例
えば使用される記録材がOHPシートのように殆どイン
クを吸収しない記録材の場合には、同じ階調データであ
っても、電圧値の小さいパルス信号を生成するように構
成しても良い。また、使用者の入力により、使用する記
録材がインクの吸収率の大きい記録材であることが判明
した場合には、同じ階調データであっても、電圧値の大
きいパルス信号を生成するように構成しても良い。この
ように構成することにより、記録材の種類によらず、良
好な階調表現を行うことができる。
【0064】また、上述した実施形態では、駆動パルス
の波形の形状を急峻な立ち上がりと立ち下がりを有する
矩形はとしているが、波形の立ち上がりと立ち下がりを
比較的ゆっくりと変化させた台形波を用いても良い。
の波形の形状を急峻な立ち上がりと立ち下がりを有する
矩形はとしているが、波形の立ち上がりと立ち下がりを
比較的ゆっくりと変化させた台形波を用いても良い。
【0065】また、上述した実施形態では33段階に濃
度を調整する例について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、圧電素子の性能、インクジェッ
トヘッドのノズル数等を勘案して適宜の数に調整するこ
とができる。
度を調整する例について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、圧電素子の性能、インクジェッ
トヘッドのノズル数等を勘案して適宜の数に調整するこ
とができる。
【0066】また、上述した実施形態においては、電界
方向が分極方向と直交する方向になるように配置され
た、いわゆるシェアモードタイプの圧電素子を用いた構
成について説明したが、電界方向が分極方向と一致する
方向になるように配置された、伸縮モード、ユニモルフ
モード、あるいはバイモルフモードで変形する圧電素子
を用いた構成にしてもよい。更に、シェアモードとユニ
モルモードを複合させた構成としたり、バイモルフモー
ドと伸縮モードとを複合させた構成にしてもよい。
方向が分極方向と直交する方向になるように配置され
た、いわゆるシェアモードタイプの圧電素子を用いた構
成について説明したが、電界方向が分極方向と一致する
方向になるように配置された、伸縮モード、ユニモルフ
モード、あるいはバイモルフモードで変形する圧電素子
を用いた構成にしてもよい。更に、シェアモードとユニ
モルモードを複合させた構成としたり、バイモルフモー
ドと伸縮モードとを複合させた構成にしてもよい。
【0067】なお、伸縮モードとは、分極している圧電
体に対してその分極方向に平行に電界を印加した時に当
該圧電体に生じる変形のモードであり、分極方向に平行
な方向に圧電体自体が伸縮することにより生じる変形モ
ードである。
体に対してその分極方向に平行に電界を印加した時に当
該圧電体に生じる変形のモードであり、分極方向に平行
な方向に圧電体自体が伸縮することにより生じる変形モ
ードである。
【0068】また、ユニモルフモードとは、分極してい
る圧電体の当該分極に垂直な面の一方に弾性体を固定す
ると共に分極方向と平行に電界を印加した時、圧電体が
面方向に伸縮し、弾性体がそれを拘束するように作用す
ることにより生じる撓み変形のモードである。
る圧電体の当該分極に垂直な面の一方に弾性体を固定す
ると共に分極方向と平行に電界を印加した時、圧電体が
面方向に伸縮し、弾性体がそれを拘束するように作用す
ることにより生じる撓み変形のモードである。
【0069】また、バイモルフモードとは、厚さ方向の
同方向に分極された2層の圧電体のうち、一方の圧電体
に対して分極方向と反対方向に電界を印加すると共に、
他方の圧電体に対して、分極方向と同方向の電界を印加
した時、2層の圧電体が撓みを起こすことにより生じる
変形のモードである。
同方向に分極された2層の圧電体のうち、一方の圧電体
に対して分極方向と反対方向に電界を印加すると共に、
他方の圧電体に対して、分極方向と同方向の電界を印加
した時、2層の圧電体が撓みを起こすことにより生じる
変形のモードである。
【0070】また、上述した実施形態においては、圧力
室の容積を増加させ、インクをインク室から圧力室に流
入させた後、圧力室の容積を元に戻しインク滴を吐出さ
せる、いわゆる引き打ちを行う場合を説明したが、先に
圧力室内のインク容積を減少させ、インク滴を吐出させ
てからインクを供給する、いわゆる押し打ちを行うよう
にしてもよいし、それ以外の方法としてもよい。
室の容積を増加させ、インクをインク室から圧力室に流
入させた後、圧力室の容積を元に戻しインク滴を吐出さ
せる、いわゆる引き打ちを行う場合を説明したが、先に
圧力室内のインク容積を減少させ、インク滴を吐出させ
てからインクを供給する、いわゆる押し打ちを行うよう
にしてもよいし、それ以外の方法としてもよい。
【0071】
【発明の効果】請求項1に記載のインクジェット記録装
置によれば、駆動波形生成手段により、ピーク電圧値が
異なる複数の駆動波形を所定間隔で生成させる生成パタ
ーンを所定周期で繰り返すと共に、駆動波形選択手段に
より、記録情報に含まれる階調情報に応じて、前記生成
パターンにより生成される複数の駆動波形に基づく駆動
波形の選択を行うので、少ない駆動波形により多階調表
現が可能となり、印字の高速化と多階調化の両立を図る
ことができる。
置によれば、駆動波形生成手段により、ピーク電圧値が
異なる複数の駆動波形を所定間隔で生成させる生成パタ
ーンを所定周期で繰り返すと共に、駆動波形選択手段に
より、記録情報に含まれる階調情報に応じて、前記生成
パターンにより生成される複数の駆動波形に基づく駆動
波形の選択を行うので、少ない駆動波形により多階調表
現が可能となり、印字の高速化と多階調化の両立を図る
ことができる。
【0072】請求項2に記載のインクジェット記録装置
によれば、前記生成パターンにより生成される複数の駆
動波形のピーク電圧値を、最高の階調が得られる駆動波
形の前記ピーク電圧値に対して、1/nで表される所定
の減少倍率の電圧値に設定したので、インク吐出を行わ
ない段階を加えてn+1段階の階調表現を行う場合で
も、n個よりも少ない個数の駆動波形により階調制御を
行うことができ、印字の高速化と多階調化の両立を図る
ことができる。
によれば、前記生成パターンにより生成される複数の駆
動波形のピーク電圧値を、最高の階調が得られる駆動波
形の前記ピーク電圧値に対して、1/nで表される所定
の減少倍率の電圧値に設定したので、インク吐出を行わ
ない段階を加えてn+1段階の階調表現を行う場合で
も、n個よりも少ない個数の駆動波形により階調制御を
行うことができ、印字の高速化と多階調化の両立を図る
ことができる。
【0073】請求項3に記載のインクジェット記録装置
によれば、記録材種類判定手段により記録材の種類を判
定し、当該情報の検出または入力に基づいて駆動波形選
択手段により、前記判定された記録材の種類に応じて、
一の階調情報に対して選択する駆動波形を切り換えるの
で、記録材の種類によらず、旅行な階調表現が可能とな
る。
によれば、記録材種類判定手段により記録材の種類を判
定し、当該情報の検出または入力に基づいて駆動波形選
択手段により、前記判定された記録材の種類に応じて、
一の階調情報に対して選択する駆動波形を切り換えるの
で、記録材の種類によらず、旅行な階調表現が可能とな
る。
【図1】本発明の一実施形態に係る階調制御部の概略構
成を示すブロック図である。
成を示すブロック図である。
【図2】図1の階調制御部における選択回路の一例を示
す回路図である。
す回路図である。
【図3】図1の階調制御部における駆動波形生成回路か
ら出力されるパルス信号を示す図である。
ら出力されるパルス信号を示す図である。
【図4】図1の階調制御部におけるCPUから出力され
る階調データに対応したマスクデータの構成を示す図で
ある。
る階調データに対応したマスクデータの構成を示す図で
ある。
【図5】図1の階調制御部における選択回路によるパル
ス信号の選択例を示す図であり、(A)は駆動波形生成
回路から出力されるパルス信号のうち選択されるパルス
信号を示す図、(B)はマスクデータの例を示す図、
(C)は(B)のマスクデータに対応してCPUから出
力される選択パルス信号を示す図である。
ス信号の選択例を示す図であり、(A)は駆動波形生成
回路から出力されるパルス信号のうち選択されるパルス
信号を示す図、(B)はマスクデータの例を示す図、
(C)は(B)のマスクデータに対応してCPUから出
力される選択パルス信号を示す図である。
【図6】図1の階調制御部により階調制御されて、吐出
されたインクの滴量をモデル化して示す図である。
されたインクの滴量をモデル化して示す図である。
【図7】本発明の一実施形態におけるライン型インクジ
ェットプリンター用ヘッドの構成を示す斜視図である。
ェットプリンター用ヘッドの構成を示す斜視図である。
【図8】本発明の一実施形態におけるインクジェットヘ
ッドの構成を示す断面図である。
ッドの構成を示す断面図である。
【図9】図8のインクジェットヘッドの動作状態を示す
断面図であり、(a)は図8のX−X線断面図、(b)
は(a)の状態から一つのインク圧力室に対応する圧電
素子が変位した状態を示す断面図である。
断面図であり、(a)は図8のX−X線断面図、(b)
は(a)の状態から一つのインク圧力室に対応する圧電
素子が変位した状態を示す断面図である。
2…圧電式インクジェットヘッド 12…キャビティプレート 13…インク圧力室 14…区画壁 16…ノズルプレート 16a…ノズル 17…圧電素子 18…圧電シート 30…駆動波形生成回路 31…CPU 32…選択回路 33…OR回路
Claims (3)
- 【請求項1】 インクを吐出する複数のノズルと、該ノ
ズルと連通する複数のインク圧力室と、該インク圧力室
内のインクに圧力変動を与える圧電素子と、該圧電素子
に対する所定のピーク電圧の駆動波形の供給と停止を記
録情報に応じて行う駆動手段とを備え、前記ノズルから
インクを吐出させるインクジェット記録装置であって、 前記駆動手段は、 前記ピーク電圧値が異なる複数の駆動波形を所定間隔で
生成させる生成パターンを所定周期で繰り返す駆動波形
生成手段と、 記録情報に含まれる階調情報に応じて、前記生成パター
ンにより生成される複数の駆動波形に基づく駆動波形の
選択を行う駆動波形選択手段とを備えた、 ことを特徴とするインクジェット記録装置。 - 【請求項2】 前記生成パターンにより生成される複数
の駆動波形のピーク電圧値は、最高の階調が得られる駆
動波形の前記ピーク電圧値に対して、1/nで表される
所定の減少倍率の電圧値に設定されていることを特徴と
する請求項1に記載のインクジェット記録装置。 - 【請求項3】 記録材の種類を情報の検出または入力に
基づいて判定する記録材種類判定手段を更に備え、前記
駆動波形選択手段は、当該記録材種類判定手段により判
定した記録材の種類に応じて、一の階調情報に対して選
択する駆動波形を切り換えることを特徴とする請求項1
または請求項2に記載のインクジェット記録装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10301349A JP2000127458A (ja) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | インクジェット記録装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10301349A JP2000127458A (ja) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | インクジェット記録装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000127458A true JP2000127458A (ja) | 2000-05-09 |
Family
ID=17895805
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10301349A Pending JP2000127458A (ja) | 1998-10-22 | 1998-10-22 | インクジェット記録装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000127458A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004505820A (ja) * | 2000-08-11 | 2004-02-26 | スペクトラ インコーポレイテッド | インクジェットプリント方法 |
JP2011056760A (ja) * | 2009-09-09 | 2011-03-24 | Toshiba Tec Corp | インクジェットヘッドの駆動装置 |
JP2011523384A (ja) * | 2008-05-23 | 2011-08-11 | フジフィルム ディマティックス, インコーポレイテッド | 埋め込み波形により可変液滴サイズの射出を与えるプロセス及び装置 |
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WO2020099945A1 (en) | 2018-11-15 | 2020-05-22 | Landa Corporation Ltd. | Pulse waveforms for ink jet printing |
-
1998
- 1998-10-22 JP JP10301349A patent/JP2000127458A/ja active Pending
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JP2004505820A (ja) * | 2000-08-11 | 2004-02-26 | スペクトラ インコーポレイテッド | インクジェットプリント方法 |
US9114616B2 (en) | 2001-11-30 | 2015-08-25 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink-jet head having passage unit and actuator units attached to the passage unit, and ink-jet printer having the ink-jet head |
US8025369B2 (en) | 2001-11-30 | 2011-09-27 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink-jet head and ink-jet printer having ink-jet head |
US9925774B2 (en) | 2001-11-30 | 2018-03-27 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink-jet head having passage unit and actuator units attached to the passage unit, and ink-jet printer having the ink-jet head |
US10357968B2 (en) | 2001-11-30 | 2019-07-23 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink-jet head having passage unit and actuator units attached to the passage unit, and ink-jet printer having the ink-jet head |
US8393711B2 (en) | 2001-11-30 | 2013-03-12 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Ink-jet head having passage unit and actuator units attached to the passage unit, and ink-jet printer having the ink-jet head |
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