JP2001026102A - インクジェット記録ヘッドの駆動方法及び駆動装置 - Google Patents

インクジェット記録ヘッドの駆動方法及び駆動装置

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JP2001026102A
JP2001026102A JP11201261A JP20126199A JP2001026102A JP 2001026102 A JP2001026102 A JP 2001026102A JP 11201261 A JP11201261 A JP 11201261A JP 20126199 A JP20126199 A JP 20126199A JP 2001026102 A JP2001026102 A JP 2001026102A
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drive
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録速度を大幅に向上させることができ、か
つ、階調数が多くなっても前記記録時間を延長すること
なく、高品質な記録を実現することのできるインクジェ
ット記録ヘッドの駆動方法を提供する。 【解決手段】 一印字周期Ｔを複数の区分Ｔ１，Ｔ２に
分割し、各区分Ｔ１，Ｔ２ごとにインク滴の大きさに応
じた複数種類の駆動電圧波形ＳＤ１〜ＳＤ６を発生さ
せ、各区分Ｔ１，Ｔ２ごとに供給される複数種類の駆動
電圧波形ＳＤ１〜ＳＤ６の中から任意の駆動電圧波形を
選択して、前記各区分Ｔ１，Ｔ２ごとに振動発生手段７
に供給するようにしているので、一印字周期Ｔ内で、複
数の階調を得ることが可能になり、記録速度を大幅に向
上させるとともに高品質の印刷画像を得ることができ、
かつ、階調数が多くなっても記録時間を延長することも
ない。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動子などの
アクチュエータの作用によってインクが充填された圧力
発生室の体積を変化させ、この体積変化によって前記圧
力発生室に連通するノズルから微細なインク滴を吐出し
て文字や図などを記録媒体に記録するインクジェット記
録ヘッドに関し、特に、このインクジェット記録ヘッド
を駆動するため駆動方法及び駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】圧電振動子などのアクチュエータを用い
て、インクが充填された圧力発生室を体積変化（膨張・
収縮）させ、これによる内部の圧力変化によって前記圧
力発生室に連通して形成されたノズルの先端からインク
滴を吐出させる、いわゆるドロップオンデマンド形のイ
ンクジェット記録装置が、例えば特公昭５３−１２１３
８号公報や特開平１０−１９３５８７号公報などで知ら
れている。
【０００３】図１９は本発明の従来例にかかり、インク
ジェット記録ヘッドの駆動装置のブロック図、図２０
は、図１９の駆動装置によって駆動されるインクジェッ
ト記録ヘッドの構成を説明する断面概略図、図２１は、
インクジェット・プリンタにおける記録媒体とインクジ
ェット記録ヘッドとの関係を示す平面概略図、図２２
は、一印字周期にアクチュエータに供給される駆動波形
（電圧による波形、以下、駆動電圧波形という）の一例
を示すグラフ、図２３は、図２２の駆動電圧波形によっ
て形成されるドットを示す図である。
【０００４】インクジェット記録ヘッド１は、複数のノ
ズル（オリフィス）２が形成されたノズルプレート３
と、各ノズル２に対応して設けられノズル２から吐出す
るインク１１が充填される圧力発生室４と、図示しない
インクタンクから圧力発生室４にインク１１を供給する
インク供給路５ａと、各圧力発生室４に対応して設けら
れたアクチュエータ７とから概略構成される。そして、
アクチュエータ７を駆動させることによって圧力発生室
４が膨張又は収縮し、この体積変化によって内部に充填
されたインクがノズル２から吐出される。
【０００５】このインクジェット記録ヘッド１を駆動す
るための駆動装置は、図１９に示すように、アクチュエ
ータ７に供給する駆動電圧波形を発生する波形発生部２
３と、この波形発生部２３で駆動電圧波形を発生させる
ための情報が予め記憶された駆動波形記憶手段２２と、
各ノズル２に対応して設けられたアクチュエータ７，７
・・に供給する駆動電圧波形を切り換える切換部２４
と、前記した駆動波形記憶手段２２、波形発生部２３、
アクチュエータ７，７・・、切換部２４等の間で信号の
授受を行うとともにこれらを制御する制御部２１とを有
している。アクチュエータ７，７・・に供給される駆動
電圧波形としては、例えば図２２に示すようなものが挙
げられ、この駆動電圧波形によってノズル２からは図２
３に示すようなドットＤを形成するインク滴１１が吐出
される。
【０００６】波形発生部２３は単一の波形発生回路２４
を有していて、この波形発生回路２４と各アクチュエー
タ７，７・・とが信号線で接続されている。この信号線
から各アクチュエータ７，７・・に分岐する分岐信号線
にはスイッチ２７が設けられている。このスイッチ２７
の切り換えは切換部２４のノズル選択回路２６によって
行われる。ノズル選択回路２６は、制御部２１から供給
されたＤＳＮ指令信号によって、スイッチ２７のＯＮ，
ＯＦＦの切り換えを行う。駆動波形記憶手段２２には、
アクチュエータ７に印加すべき駆動電圧波形の発生に関
する情報が予め記憶されている。
【０００７】上記構成のインクジェット記録ヘッド１
は、外部からの指令信号に応じて制御部２１がインクジ
ェット記録ヘッド１の移動用の駆動体の駆動を制御した
り、記録媒体を送る送りローラの駆動体の駆動を制御し
たりしながら、ノズル選択データＤＳＮを一印字周期ご
とに切換部２４に送信し、適当なタイミングで吐出開始
指令を波形発生部２３に送信する。
【０００８】図２１に示すように、インクジェット記録
ヘッド１は、図示しないインクジェット・プリンタの本
体に設けられたガイド１２に沿って、主走査方向（Ｘ軸
方向）に移動するとともに、記録媒体１３を、送りロー
ラ１４によってこれと直交する副走査方向（Ｙ軸方向）
に送りながら、記録媒体１３上に多数のドットを形成し
て印刷が行われる。この場合、記録媒体１３上の任意の
画素位置には、ノズル２が一回だけ通過する。
【０００９】ところで、高品質の画像を得るためにイン
ク滴の吐出形態（吐出方法や吐出タイミング、インク滴
径等）に改良を加えたインクジェット記録ヘッド及びそ
の駆動装置，駆動方法として、図１９〜図２１に示すも
ののほか従来より種々のものが提案されている。例え
ば、特開平４−１１８２４５号公報や特開平９−１７４
８８４号公報には、標準のあるいは記録解像度に比較し
て小さい微小なインク滴を記録媒体上の同一箇所あるい
はその近傍に着弾させて一つのドットを形成し、着弾さ
せるインク滴の数によって画像の階調を実現する技術
（以下、従来技術２という）が開示されている。
【００１０】また、特開平４−３６１０５５号公報に
は、吐出するインク滴の体積が異なるノズルを複数設
け、複数回の走査で異なる体積のインク滴をほぼ同一箇
所に重ねて着弾させることにより一画素を形成し、階調
記録を実現する技術（以下、従来技術３という）が開示
されている。
【００１１】さらに、特開平９−１６４７０６号公報に
は、ノズル径の異なる複数のノズルを複数列設け、記録
媒体の同一箇所にドット径の異なる点を一回の走査で形
成する技術（以下、従来技術４という）が開示されてい
る。また、特開平１０−８１０１２号公報には、一印字
周期ごとに出力される駆動電圧波形信号を、中ドットの
インク滴を吐出させる第１パルス、小ドットのインク滴
を吐出させる第２パルス、大ドットのインク滴を吐出さ
せる第３パルス、メニスカスに微振動を与える第４パル
スから構成し、階調値に基づいて第１〜第４パルスのう
ちのいずれか一つ又は複数を選択することにより、記録
媒体上に径の異なるドットを形成して階調記録を実現す
る技術（以下、従来技術５という）が開示されている。
【００１２】さらに、特開平９−１１４５７号公報に
は、３つの大きさの違うドットを形成する場合とインク
を吐出しない場合の合計４つの駆動電圧波形を発生させ
る共通波形発生手段と、多値のプリントデータを１つの
所定出力に変換し記憶する記憶手段と、この記憶手段か
らの出力を所定形式で信号処理する信号処理手段と、こ
の信号処理手段の出力をレベル変換した制御信号により
４個のトランスファゲートの中の１個を導通させ、これ
によって４種類の駆動電圧波形信号のうちの１個を圧電
アクチュエータに印加するマルチフレクサとを有し、こ
れらの作用によって階調記録を実現する技術（以下、従
来技術６という）が開示されている。
【００１３】しかしながら、上記した各従来技術には、
以下のような問題点がある。すなわち、図１９〜図２１
で示した従来例のインクジェット記録ヘッドは、階調記
録を行うために同一の画素位置について駆動波形信号を
変えながら複数回繰り返して走査させる必要があり、記
録時間が長くなるという問題がある。また、従来技術２
は、一つの画素位置を何度も走査するため、特にカラー
記録においてはコックリングや線太り、にじみなどが生
じやすく、記録画質を低下させるという問題がある。
【００１４】さらに、従来技術３及び４は、走査回数を
減らすために階調数に応じてノズルを設けているため、
圧電アクチュエータなどの部品も各ノズルごとに必要に
なってインクジェット記録ヘッドが大型化するうえ、価
格も高くなるという問題がある。また、従来技術５は、
一印字周期というきわめて短い時間内で、同一のノズル
から吐出量の異なるインク滴を複数回吐出するようにし
ているために、ノズルや圧力発生室の構造が複雑大型化
するという問題がある。さらに、階調数が多くなると一
記録周期内に複数の駆動波形を導入することが困難にな
って、記録画質も低下するという問題もある。
【００１５】さらに、従来技術６は、共通の駆動波形発
生手段から常時階調数に応じた駆動波形信号を出力して
おき、トランスファゲートによってそれらのいずれか一
つを選択して圧電アクチュエータに付与するようにすれ
ば、一回の走査で所望の大きさのドットを記録媒体に吐
出させることができるが、階調数が大きくなるとその分
発生させる駆動波形信号も多数必要となり、トランスフ
ァゲートを階調数に応じて設ける必要があることから、
インクジェット記録ヘッドの構成が複雑、大型化して価
格も高くなるという問題がある。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術が有
する上記の問題点を一挙に解決し、インクジェット記録
ヘッドの構成を複雑、大型化することなく、記録速度を
大幅に向上させることができ、かつ、階調数が多くなっ
ても前記記録時間を延長することなく、高品質な記録を
実現することのできるインクジェット記録ヘッドの駆動
方法及び駆動装置を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、インクが充填された複数の圧力発
生室と、この圧力発生室に設けられ前記インクが吐出さ
れるノズルと、前記圧力発生室のそれぞれに対応して設
けられ前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせるための
振動発生手段とを有するインクジェット記録ヘッドの駆
動方法において、インクジェット記録ヘッドを記録媒体
に対して相対的に走査させる工程と、一印字周期を複数
の区分に分割する工程と、前記区分ごとにインク滴の大
きさに応じた複数種類の駆動波形を発生させる工程と、
前記区分ごとに供給される複数種類の前記駆動波形の中
から、印字条件に応じた前記駆動波形を選択し、選択さ
れた前記駆動波形を前記各区分ごとに前記振動発生手段
に供給する駆動波形供給工程とを有する方法としてあ
る。
【００１８】この方法によれば、複数種類の駆動波形が
一印字周期を複数に分割した区分ごとに発生されるの
で、前記駆動波形の数と前記区分の数との積に応じた数
の種類の駆動波形によって、一印字周期で多数の階調の
印刷が可能になる。したがって、印字時間を延長するこ
となく、高品質の印刷画像を得ることが可能になる。
【００１９】請求項２に記載の発明は、前記駆動波形に
は、前記インクを前記ノズルから吐出させることなく前
記圧力発生室内の前記インクに微振動を与える駆動波形
を含む方法としてある。この方法によれば、インク滴を
吐出しない場合にも圧力発生室に振動を与えるので、圧
力発生室内のインクの増粘による不吐出や吐出不良を防
止することができる。
【００２０】請求項３に記載の発明は、前記駆動波形発
生工程の後に、前記駆動波形供給工程又は前記振動発生
手段への前記駆動波形の供給を遮断する駆動波形遮断工
程を選択的に設けた。この方法によれば、駆動波形遮断
工程で、前記駆動波形供給工程又は振動発生手段への駆
動波形の供給が遮断されるので、これによってインク滴
の吐出を停止させて０階調を実現することができる。
【００２１】請求項４に記載の発明は、前記駆動波形、
前記駆動波形の種類数、前記一印字周期における分割の
時期及び前記区分数及び前記駆動波形の供給又はその遮
断を、印刷の条件に応じて設定した方法としてある。こ
の方法によれば、上記した印刷時の諸条件に応じて駆動
波形の種類は一印字周期の分割数などを決定して、印刷
条件に応じた最適な状態で印刷を行うことができる。前
記条件によっては、一印字周期を３つ以上に分割するこ
とも可能で、これと複数種類の駆動波形とを組み合わせ
ることによって、一印字周期内で多数の階調を実現する
ことが可能になる。
【００２２】請求項５に記載の発明は、インクが充填さ
れた複数の圧力発生室と、この圧力発生室に設けられ前
記インクが吐出されるノズルと、前記圧力発生室のそれ
ぞれに対応して設けられ前記圧力発生室内に圧力変化を
生じさせるための振動発生手段とを有し、記録媒体に対
して走査させながら前記記録媒体に印刷を行うインクジ
ェット記録ヘッドの駆動装置において、一印字周期を複
数の区分に分割する分割手段と、インク滴の大きさに応
じて複数設けられ、前記分割手段によって分割された各
区分ごとに前記駆動波形を発生させる波形発生手段と、
各前記波形発生手段と前記振動発生手段とを接続する信
号線に設けられ、前記波形発生手段から供給される駆動
波形のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるスイッチと、前記一印
字周期に供給される全ての前記駆動波形の中から印字条
件に応じた前記駆動波形を選択して前記振動発生手段に
供給するために前記スイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り換え
る切換手段とを有する構成としてある。
【００２３】この構成によれば、複数種類の駆動波形を
一印字周期を複数に分割した区分ごとに発生することが
できるので、前記駆動波形の数と前記区分の数との積に
応じた数の種類の駆動波形によって、一印字周期で多数
の階調の印刷が可能になる。
【００２４】請求項６に記載の発明は、前記駆動波形に
は、前記インク滴を前記ノズルから吐出させることなく
前記圧力発生室内の前記インクに微振動を与える駆動波
形を含む構成としてある。この構成によれば、インク滴
を吐出しない場合にも圧力発生室に振動を与えるので、
圧力発生室内のインクの増粘による不吐出や吐出不良を
防止することができる。
【００２５】請求項７に記載の発明は、前記駆動波形、
前記駆動波形の種類数、前記一印字周期における分割の
時期及び前記区分数及び前記スイッチのＯＮ／ＯＦＦ
を、印刷の条件に応じて設定した構成としてある。この
構成によれば、上記した印刷時の諸条件に応じて駆動波
形の種類又は一印字周期の分割数などを決定して、印刷
条件に応じた最適な状態で印刷を行うことができる。前
記条件によっては、一印字周期を３つ以上に分割するこ
とも可能で、これと複数種類の駆動波形とを組み合わせ
ることによって、一印字周期内で多数の階調を実現する
ことが可能になる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明のインクジェット記
録ヘッドの駆動方法及び駆動装置を図面にしたがって詳
細に説明する。
【００２７】［第１の実施形態］図１は本発明の第１の
実施形態にかかるインクジェット記録ヘッドの駆動装置
の構成を説明するブロック図、図２はこの実施形態にお
けるインクジェット記録ヘッドの概略平面図である。
【００２８】図２に示すように、この実施形態において
インクジェット記録ヘッド１には、副走査方向（Ｙ軸方
向）に等間隔で４つのノズル２1，２2，２3，２4が設け
られる。図示しない記録媒体（記録紙）への記録は、前
記記録媒体に対してインクジェット記録ヘッド１を図中
主走査方向（Ｘ軸方向）に相対的に走査させながら行
う。この場合、記録媒体を固定してインクジェット記録
ヘッド１を移動させてもよいし、インクジェット記録ヘ
ッド１を固定して記録媒体を移動させてもよい。前記記
録媒体は水平に配置するものとしてもよいが、インクジ
ェット記録ヘッド１を前記記録媒体の表面に沿って相対
的に走査させることができるものであれば、前記記録媒
体の配置姿勢は特に問わない。
【００２９】なお、ノズル２1，２2，２3，２4の各々か
らインク滴を吐出させる装置構成については、図２０及
び図２１に示したものと同じであるので、同一部位には
同一の符号を付して詳しい説明は省略する。また、ノズ
ル２の数は４個に限らず、３個以下又は５個以上であっ
てもよいし、ノズル２1，２2，２3，２4のピッチも、上
記に限らず任意のピッチを選択することが可能である。
【００３０】さらに、ノズル２1，２2，２3，２4からの
インク滴の吐出は、インクジェット記録ヘッド１が初期
位置から図２１の左側から右側へ移動するときだけが行
うようにしてもよいが、この逆、すなわち前記初期位置
から図２１の右側から左側へ移動するときに行うように
構成してもよい。このようにすると、より高速で階調記
録を行うことができるという利点がある。
【００３１】図１に示すように、インクジェット記録ヘ
ッドの駆動装置は、複数種類の駆動波形である駆動電圧
波形を発生する波形発生部３３と、この波形発生部３３
で発生させる電圧波形に関する情報が予め記憶された駆
動波形記憶手段３２と、各ノズル２1，２2，２3，２4に
対応するアクチュエータ７1，７2，７3，７4に供給する
駆動電圧波形を切り換える切換部３４と、前記各部間の
駆動と信号の授受の制御を行う制御部３１とを有してい
る。
【００３２】［波形発生部３３］波形発生部３３は、複
数種類（この実施形態では６種類）の駆動電圧波形を発
生させるために、３つの波形発生回路３５ａ，３５ｂ，
３５ｃを有している。この波形発生回路３５ａ，３５
ｂ，３５ｃにはそれぞれ図示しない電力増幅部が接続さ
れ、波形発生回路３５ａ，３５ｂ，３５ｃで発生させら
れた駆動電圧波形信号に基づいて前記電力増幅部が印加
電圧を上昇又は下降させて切換部３４に駆動電圧を供給
する。波形発生回路３５ａ，３５ｂ，３５ｃでは、次に
説明する駆動波形記憶手段３２に予め記憶されたパター
ンに基づいて駆動電圧波形が発生させられる。
【００３３】［駆動電圧波形記憶手段３２］駆動電圧波
形記憶手段３２は、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）や
ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＦＤ（フレキシブ
ルディスク）及びＨＤＤ（ハードディスク）などの記憶
手段からなり、各種印刷設定に基づいて予め作成された
駆動電圧波形を形成するための情報を記憶している。前
記情報は、後述する制御部３１により読み出されて、波
形発生部３３に送られる。
【００３４】［切換部３４］波形発生回路３５ａ，３５
ｂ，３５ｃの各々は、ノズル２1，２2，２3，２4に対応
するアクチュエータ７1，７2，７3，７4と信号線で接続
されている。そして、波形発生回路３５ａ，３５ｂ，３
５ｃで発生させられた所定の駆動電圧波形のうちの一つ
をアクチュエータ７1，７2，７3，７4に供給するため
に、各前記信号線とアクチュエータ７1，７2，７3，７4
との間には合計１２個のスイッチ３７1a・・・３７4cが
設けられている。
【００３５】例えば、波形発生回路３５ｂで発生させら
れた駆動電圧波形でアクチュエータ７のうちの任意のア
クチュエータ（例えば、アクチュエータ７2，７3）を駆
動させるには、スイッチ３７2b、３７3bをＯＮにし、残
りのスイッチ３７1a・・・３７4cをＯＦＦにすればよ
い。このスイッチ３７1a・・・３７4cのＯＮ，ＯＦＦの
切り換えは、制御部３１からの指令信号ＤＳＷＮに基づ
いて波形選択回路３６が行う。
【００３６】指令信号ＤＳＷＮは、スイッチ３７1a・・
・３７4cの切り換えを、「０」と「１」からなる３ビッ
トのパラレルデータにより行う。例えば、アクチュエー
タ７1に対応するスイッチ３７1a，３７1b，３７1cの全
てをＯＦＦにするには、「０００」のＤＳＷＮ信号が制
御部３１から波形選択回路３６に送信され、スイッチ３
７1aをＯＮにするには「１００」のＤＳＷＮ信号が制御
部３１から波形選択回路３６に送信され、スイッチ３７
1bをＯＮにするには「０１０」のＤＳＷＮ信号が制御部
３１から波形選択回路３６に送信され、スイッチ３７1c
をＯＮにするには「０００」のＤＳＷＮ信号が制御部３
１から波形選択回路３６に送信される。なお、他のアク
チュエータ７2，７3，７4についても同様である。
【００３７】スイッチ３７1a・・・３７4cの切り換え動
作は、供給されたデータを保持し、ラッチ信号（自己保
持信号）によってスイッチの状態を決定するようになっ
ている。このラッチ信号は、印字周期Ｔの分割数（この
実施形態では２つ）に応じて発生させられる。そして、
吐出開始命令とともに第１のラッチ信号が発生してスイ
ッチ３７1a・・・３７4cのいずれかを第１の波形選択の
状態にし、切り換えのタイミングに合わせて第２のラッ
チ信号が発生してスイッチ３７1a・・・３７4cのいずれ
かを第２の波形選択状態にする。
【００３８】［制御部３１］制御部３１は、外部から供
給された制御指令信号ＣＭＣに応じて、例えば、インク
ジェット記録ヘッド１を移動させる駆動モータの駆動指
令信号ＳＣ１や、送りローラ１４を回転させるための駆
動モータの駆動指令信号ＳＣ２を出力する。
【００３９】また、制御部３１は、外部から供給された
階調情報を含む印字データＤＰに基づいて、４個のアク
チュエータ７1，７2，７3，７4に、３個の波形発生回路
３５ａ，３５ｂ，３５ｃで発生させられた所定の駆動電
圧波形のいずれを供給するか、或いはいずれも供給しな
いかを判断して、スイッチ３７1a・・・３７4cを切り換
えるための指令信号ＤＳＷＮを波形選択回路３４に送信
する。
【００４０】さらに制御部３１は、主走査ごとに外部か
ら印字開始指令ＣＭＰが供給されると、必要な回数の吐
出開始指令信号を波形発生部３３に供給する。なお、高
速印字モードや高画質印字モード等の印字モードによ
り、予め駆動波形記憶手段３２から読み出す駆動波形情
報の回数や読み出すデータ、一印字周期Ｔごとに行う切
り換えの回数（前記ラッチ信号を発生させる回数、一印
字周期Ｔごとの分割回数に等しい）が決められ外部から
制御部３１に供給される。
【００４１】［駆動電圧波形の形状］図３及び図４は、
波形発生回路３５ａ，３５ｂ，３５ｃで発生される駆動
電圧波形を示すグラフ、図５及び図６は図３及び図４の
駆動電圧波形によって形成されるドットの形態を示す図
である。図３（ａ）〜（ｃ）の駆動電圧波形は図５
（ａ）〜（ｃ）のドットＤ１〜Ｄ３にそれぞれ対応し、
図４（ａ）〜（ｃ）の駆動電圧波形は図６（ａ）〜
（ｃ）のドットＤ４〜Ｄ６にそれぞれ対応している。
【００４２】［印字手順］この実施形態におけるインク
ジェット記録ヘッドの駆動方法による記録媒体への印刷
手順を説明する。図７は、一印字周期Ｔ内に各波形発生
回路３５ａ，３５ｂ，３５ｃで発生させられる駆動電圧
波形を示すグラフである。
【００４３】制御部３１には、予め外部から一印字周期
における波形選択の回数が２回であることが入力されて
いる。すなわち、図７に示すように、一印字周期におい
て波形発生回路３５ａは図３（ａ）（ｂ）に示すの駆動
電圧波形ＳＤ１，ＳＤ２を発生させ、波形発生回路３５
ｂは図３（ｃ）及び図４（ａ）に示す駆動電圧波形ＳＤ
３，ＳＤ４を発生させ、波形発生回路３５ｃは図４
（ｃ）（ｄ）の駆動電圧波形ＳＤ５とＳＤ６を発生させ
る。
【００４４】３つの波形発生回路３５ａ，３５ｂ，３５
ｃで６つのドットＤ１〜Ｄ６を生じさせるには、波形発
生回路３５ａ，３５ｂ，３５ｃから供給される６つの駆
動電圧波形ＳＤ１〜ＳＤ６を適当に組み合わせる必要が
ある。これは、各ノズル２1，２2，２3，２4に対応する
アクチュエータ７1，７2，７3，７4ごとに設けられたス
イッチ３７1a・・・３７4cのＯＮ，ＯＦＦを切り換える
ことによって行うことができる。
【００４５】なお、一印字周期を複数の区分に分割した
場合において、上記したようなスイッチ３７1a・・・３
７4cのＯＮ，ＯＦＦの切り換えのタイミングは、インク
ジェット記録ヘッドのヘッド特性である最高連続駆動周
波数より長くする必要がある。前記最高連続駆動周波数
は、実際には吐出するインク滴の滴径等によって変化す
る値であるが、この第１の実施形態及び後に説明する第
２及び第３の実施形態では、説明の便宜のため一様とし
ている。
【００４６】図８は波形発生回路からの駆動電圧波形の
組み合わせによって各種のドットを形成するためのスイ
ッチの切り換えの組み合わせを示す表で、複数のアクチ
ュエータ７の中の任意の一つ（例えばアクチュエータ７
1）のスイッチ３７1a，３７1 b，３７1cの切り換えの組
み合わせを示している。図８の表の階調値の１〜６はド
ットＤ１〜Ｄ６にそれぞれ対応している。なお、図８の
表の階調値の０は、インク吐出をしないことを示してい
る。図９及び図１０は、図８の表にしたがったスイッチ
の切り換えの組み合わせによりアクチュエータに供給さ
れる駆動電圧波形を示すグラフで、図９（ａ）〜（ｄ）
は図８の表の階調値０〜３に、図１０（ａ）〜（ｃ）は
階調値４〜６それぞれ対応する。
【００４７】制御部３１は、図３及び図４に示す駆動電
圧波形ＳＤ１〜ＳＤ６に関する情報を、駆動電圧波形記
憶手段３２から読み出し、この情報を波形発生部３３に
供給する。これにより、各波形発生回路３５ａ，３５
ｂ，３５ｃからは、駆動電圧波形ＳＤ１〜ＳＤ６がアク
チュエータ７1，７2，７3，７4に向けて供給される。
【００４８】制御部３１は、外部から供給される印字開
始指令信号ＣＭＰに基づいて、必要な回数の吐出開始指
令信号を波形発生部３３に送信し、１印字周期Ｔにおけ
る吐出開始指令ごとに、記録媒体の画素位置の階調値に
応じた駆動電圧波形・ノズル選択のための指令信号ＤＳ
ＷＮを切換部３４に２回供給する。
【００４９】以下、任意のアクチュエータ７1に指令信
号を出力する場合について説明するが、他のアクチュエ
ータ７2，７3，７4についても同様であるので、これら
については説明は省略する。
【００５０】印字データＤＰに基づく階調データが階調
値０の場合は、アクチュエータ７1には駆動電圧波形信
号を供給せず、したがってアクチュエータ７1に対応す
るスイッチ３７1a，３７1b，３７1cの切り換えのために
供給される信号は、１回目及び２回目ともに「０００」
である（図８の表の階調値「０」の欄参照）。
【００５１】階調値が「１」の場合は、図８の表からも
わかるように、駆動電圧波形ＳＤ１をアクチュエータ７
1に供給するようにすればよい。駆動電圧波形ＳＤ１は
波形発生回路３５ａによって発生されるので、スイッチ
３７1aに第１回目「１００」、第２回目「０００」の波
形選択信号ＤＳＥＷを供給すればよい。同様にして各回
ごとのスイッチ３７1a，３７1b，３７1cの切り換えの組
み合わせによって、７つの階調を実現することができ
る。
【００５２】このようにして各アクチュエータ７1，
７2，７3，７4の駆動が制御されて、記録媒体上に図５
及び図６に示したようなドットＤ１〜Ｄ６が形成され
る。以上の説明のように、この実施形態によれば、３つ
の駆動波形発生回路３５ａ殻５ｃによって一回ごとに３
つの駆動波形信号ＳＤ１〜ＳＤ３及び駆動波形信号ＳＤ
４〜ＳＤ６が同時に発生させられ、かつ、一印字周期Ｔ
で２回の駆動波形信号ＳＤ１〜ＳＤ６の選択が可能であ
るので、記録媒体上の一つの画素について一回の走査で
７階調の画像記録が可能になり、高速で高品質の画像を
印刷することができるという利点がある。
【００５３】［第２の実施形態］次に、この発明の第２
の実施形態を、図１１〜図１５にしたがって説明する。
なお、この実施形態における駆動方法を実施するための
駆動装置は、第１の実施形態のものと変わりがないの
で、図示及び詳しい説明は省略する。
【００５４】図１１は、波形発生回路３５ａ，３５ｂ，
３５ｃ（図１参照）で発生される駆動電圧波形を示すグ
ラフである。グラフの駆動電圧波形ＳＤ１〜ＳＤ５は、
第１の実施形態の図３及び図４で示した駆動電圧波形Ｓ
Ｄ１〜ＳＤ５と同じもので、駆動電圧波形ＳＤ１〜ＳＤ
５によって形成されるドットは、図５及び図６に示すド
ットＤ１〜Ｄ５にそれぞれ対応する。
【００５５】この実施形態において第１の実施形態と異
なるところの第１点は、インク滴をノズル２1，２2，２
3，２4から吐出させない程度に圧力発生室４に微振動を
付与する駆動電圧波形ＳＤ０が発生させられる点であ
る。なお、図１１の駆動電圧波形ＳＤ０を発生させる代
わりに、アクチュエータ７を全く振動させない図１２に
示すようなフラットな駆動電圧波形ＳＤ０′を発生させ
てもよい。
【００５６】この実施形態においても、一印字周期Ｔが
２分割され、各区分Ｔ1，Ｔ2ごとに波形発生回路３５
ａ，３５ｂ，３５ｃで種類の異なる駆動電圧波形ＳＤ１
〜ＳＤ５が同時に発生される。具体的には、波形発生回
路３５ａで駆動電圧波形ＳＤ０（又はＳＤ０′），ＳＤ
１が、波形発生回路３５ｂで駆動電圧波形ＳＤ２，ＳＤ
３が、波形発生回路３５ｃで駆動電圧波形ＳＤ４，ＳＤ
５が発生させられる。
【００５７】図１３は、スイッチ３７1a・・・３７4cの
ＯＮ，ＯＦＦの切り換えの組み合わせによって形成され
る階調値を示す表で、図１４及び図１５は、図１３の表
にしたがったスイッチの切り換えの組み合わせによりア
クチュエータに供給される駆動電圧波形を示すグラフで
る。なお、図１３の表における階調値「０」は、インク
吐出をしないことを示し、図１３の表の階調値０，１，
２は、図１４の（ａ），（ｂ），（ｃ）の駆動電圧波形
にそれぞれ対応し、階調値３，４，５は、図１５の
（ａ），（ｂ），（ｃ）の駆動電圧波形にそれぞれ対応
している。
【００５８】この実施形態において第１の実施形態と異
なるところの第２点は、印字データＤＰに基づく階調デ
ータが階調値「０」の場合は、例えばアクチュエータ７
1に対応するスイッチ３７1a，３７1b，３７1cに１回目
「０００」の信号を供給し、２回目「１００」の信号を
供給する点である。この信号「１００」によってスイッ
チ３７1aがＯＮに切り換えられ、波形発生回路３５ａか
ら駆動電圧波形ＳＤ０（又はＳＤ０′）がアクチュエー
タ７1に供給される。したがって、ノズル２1からはイン
ク滴が吐出されず、階調値「０」が実現される。
【００５９】この第２の実施形態のように、インク滴を
吐出しない程度に圧力発生室４を振動させる駆動電圧波
形ＳＤ０を付与することにより、圧力発生室内のインク
の増粘による不吐出や吐出不良を防止することができ
る。
【００６０】［第３の実施形態］次に、この発明の第３
の実施形態を、図１６〜図１８にしたがって説明する。
なお、この実施形態における駆動方法を実施するための
装置は、第１の実施形態及び第２の実施形態のものと変
わりがないので、図示及び詳しい説明は省略する。
【００６１】図１６は波形発生回路３５ａ，３５ｂ，３
５ｃで発生される駆動電圧波形を示すグラフ、図１７は
スイッチ３７1a・・・３７4cのＯＮ，ＯＦＦの切り換え
の組み合わせによって形成される階調値を示す表で、図
１８は、図１７の表にしたがったスイッチの切り換えの
組み合わせにより各アクチュエータに供給される駆動電
圧波形を示すグラフである。
【００６２】この第３の実施形態は、高速印字モードに
本発明の駆動方法を適用した場合を示している。ここ
で、「高速印字モード」とは、一印字周期Ｔが第１及び
第２の実施形態で示した一印字周期Ｔよりも短いことを
意味する。そのため、第１及び第２の実施形態のよう
に、一印字周期Ｔを複数に分割しても各区分ごとに駆動
電圧波形を供給することは困難である。
【００６３】そこで、この第３の実施形態では、図１６
（ｂ）に示すように、波形発生回路３５ｂで駆動電圧波
形ＳＤ３を発生し、図１６（ｃ）に示すように、波形発
生回路３５ｃで駆動電圧波形ＳＤ６を発生している。な
お、駆動電圧波形ＳＤ１及び駆動電圧波形ＳＤ０は比較
的周期が短いので、波形発生回路３５ａでは、図１６
（ａ）に示すように、二つに分割した各区分Ｔ4，Ｔ5の
うちの一方（前半の区分Ｔ4）で駆動電圧波形ＳＤ１を
発生させ、他方（後半の区分Ｔ5）で駆動電圧波形ＳＤ
０を発生させている。なお、上記した駆動電圧波形ＳＤ
０，ＳＤ１，ＳＤ６は、第１の実施形態及び第２の実施
形態の駆動電圧波形ＳＤ０，ＳＤ１，ＳＤ６と同じもの
である。
【００６４】図１７の表に示すように、この実施形態で
は、スイッチ３７1a・・・３７4cのＯＮ，ＯＦＦの切り
換えによって４つの階調値、すなわち、階調値「０」，
「１」，「３」，「６」が実現される。これら４つの階
調値０，１，３，６は図１８の（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ）にそれぞれ対応している
【００６５】階調値０を実現するには、高速モードにお
ける一印字周期Ｔ′を二つの区分Ｔ4，Ｔ5に分割し、後
半の区分Ｔ5に駆動電圧波形ＳＤ０を供給すればよい。
階調値１を実現するには、前半の区分Ｔ4に駆動電圧波
形ＳＤ１を供給すればよい。階調値３を実現するには、
前半の区分Ｔ4及び後半の区分Ｔ5の双方においてスイッ
チをＯＮ状態にして動電圧波形ＳＤ３を供給すればよ
い。階調値６を実現するには、前半の区分Ｔ4及び後半
の区分Ｔ5の双方においてスイッチをＯＮ状態にして動
電圧波形ＳＤ６を供給すればよい。
【００６６】この第３の実施形態では、第２の実施形態
と同様に、インク滴を吐出しない程度に圧力発生室４を
振動させる駆動電圧波形ＳＤ０を付与することにより、
圧力発生室内のインクの増粘による不吐出や吐出不良を
防止することができる。また、高速印刷のように短い印
字周期Ｔ′であっても、複数（この場合は４種類）の階
調を得ることができるので、高速印刷においても高品質
の印刷画像を得ることができるという利点がある。
【００６７】ところで、上記した各実施形態において、
駆動電圧波形、駆動電圧波形の種類数、一印字周期にお
ける分割の時期及び分割によってせきる区分数及びスイ
ッチの切り換えは、印字周期（印字時間）と画質との相
関関係によって決定される。
【００６８】そこで、例えば、インクジェットプリンタ
の各部を制御する中央処理装置（ＣＰＵ）やインクジェ
ットプリンタに印字データを供給するパーソナルコンピ
ュータのような情報処置装置を構成するＣＰＵが、操作
者の設定した画質モードに基づいて駆動方法を選択し、
それに関するデータを制御部３１に供給するように構成
すればよい。
【００６９】なお、インクジェットプリンタのＣＰＵや
情報処理装置を構成するＣＰＵから送信される画質モー
ドに関するデータに基づいて、制御部３１が直接駆動方
式を選択するように構成してもよい。
【００７０】画質モードとしては、高速印字モードや高
画質モードなどを挙げることができる。高速印刷モード
は、画像の全体のレイアウトなどをチェックするいわゆ
る試し印刷の場合などのように、多少画質が悪くても高
速での印刷が望まれる場合に設定されるモードであり、
高画質モードは、多少印刷に時間がかかっても高画質で
印刷することが望まれる場合に設定されるモードであ
る。
【００７１】本発明の好適な実施形態について説明して
きたが、本発明は上記の実施形態により何ら限定される
ものではない。例えば、上記の実施形態では、一色で階
調記録をする場合についてのみ説明したが、インクジェ
ット記録ヘッドに複数色のインク滴を吐出するノズルを
設けることで、カラーの階調記録を可能にすることがで
きる。
【００７２】また、上記の実施形態では、制御部３１か
ら切換部３４にパラレルの波形・ノズル選択データＤＳ
ＷＮを供給するものとして説明したが、スイッチを切り
換えることができるものであれば、これに限定されな
い。さらに、ノズル選択データＤＳＷＮを供給するよう
に構成してもよいし、切換部３４にデコーダを設けて、
ノズル２1〜２4ごとの階調値データを供給するように構
成してもよい。
【００７３】また、制御部３１が波形発生部３３に吐出
開始指令信号を供給するものとして説明したが、これに
限らず、インクジェット記録ヘッド１の位置を検出する
位置エンコーダなどの位置検出手段を設け、所定の画素
位置を通過したインクジェット記録ヘッド１をこの位置
検出手段で検出させ、前記位置検出手段の検出信号で吐
出開始命令を波形発生部３３に供給するように構成して
もよい。
【００７４】さらに、上記の実施形態では制御部３１が
各走査処理における駆動電圧波形信号の選択等を行うも
のとして説明したが、これに限らず、外部からの制御に
基づいて駆動波形信号の選択を行うように構成してもよ
い。また、上記の説明では、波形発生部３５に３つの波
形発生回路３５ａ，３５ｂ，３５ｃを設けるものとして
説明したが、波形発生回路３５ａ，３５ｂ，３５ｃは４
つ以上設けてもよい。
【００７５】さらに、一印字周期Ｔを２つの区分に分割
するものとして説明したが、スイッチ３７1a・・・３７
4cのＯＮ，ＯＦＦの切り換えのタイミングを、前記最高
連続駆動周波数より長くすることができるものであれば
３つ以上に分割するものとしてもよい。このようにする
ことにより、一印字周期に実現することのできる階調数
を増やすことができる。
【００７６】さらに、印字周期Ｔを２分割した前半、後
半のいずれか一方に、複数の駆動電圧波形の中の一つを
供給するものとして説明しているが、前半、後半の両方
に駆動電圧波形を選択して供給することも可能である。
すなわち、前記前半と後半で異なる階調のインク滴を吐
出させるように駆動電圧波形を供給することで、さらに
多くの階調の実現が可能になる。また、上記の実施形態
では、波形発生回路で駆動電圧波形を発生させるものと
して説明しているが、圧力発生室内の体積を変化させて
ノズルからインク滴を吐出させることができるのであれ
ば、波形発生回路で発生させるのは電圧波形に限らず電
流波形やその他の波形であってもよい。
【００７７】
【発明の効果】本発明によれば、一印字周期を複数の区
分に分割し、各区分ごとにインク滴の大きさに応じた複
数種類の駆動波形を発生させ、各区分ごとに供給される
複数種類の前記駆動波形の中から任意の前記駆動波形を
選択して、前記各区分ごとに前記振動発生手段に供給す
るようにしているので、一印字周期内で、複数の階調を
得ることが可能になり、記録速度を大幅に向上させると
ともに高品質の印刷画像を得ることができ、かつ、階調
数が多くなっても前記記録時間を延長することもない。
また、インクジェット記録ヘッドの構成を複雑、大型化
することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかるインクジェッ
ト記録ヘッドの駆動装置の構成を説明するブロック図で
ある。
【図２】第１の実施形態におけるインクジェット記録ヘ
ッドの概略平面図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は、３つの波形発生回路で
発生される６種類の駆動電圧波形のうちの３つを示すグ
ラフである。
【図４】図４（ａ）〜（ｃ）は、３つの波形発生回路で
発生される６種類の駆動電圧波形のうちの残りの３つを
示すグラフである。
【図５】図３（ａ）〜（ｃ）の駆動電圧波形によって形
成されるドットを示す図で、図５（ａ）〜（ｃ）のドッ
トは、それぞれ図３（ａ）〜（ｃ）の駆動電圧波形に対
応している。
【図６】図４（ａ）〜（ｃ）の駆動電圧波形によって形
成されるドットを示す図で、図６（ａ）〜（ｃ）のドッ
トは、それぞれ図４（ａ）〜（ｃ）の駆動電圧波形に対
応している。
【図７】一印字周期内に３つの波形発生回路で発生され
る駆動電圧波形を示すグラフである。
【図８】波形発生回路からの駆動電圧波形の組み合わせ
によって各種のドットを形成するためのスイッチの切り
換えの組み合わせを示す表である。
【図９】図８の表にしたがったスイッチの切り換えの組
み合わせによりアクチュエータに供給される駆動電圧波
形を示すグラフで、図９（ａ）〜（ｄ）は図８の表の階
調値０〜３にそれぞれ対応する。
【図１０】図８の表にしたがったスイッチの切り換えの
組み合わせによりアクチュエータに供給される駆動電圧
波形を示すグラフで、図１０（ａ）〜（ｃ）は図８の表
の階調値４〜６にそれぞれ対応する。
【図１１】この発明の第２の実施形態にかかり、図１１
（ａ）〜（ｃ）は、図１で示した駆動装置の３つの波形
発生回路で発生される６種類の駆動電圧波形を示すグラ
フである。
【図１２】ノズルからインク滴を吐出させないようにす
る駆動電圧波形の他の例を示すグラフである。
【図１３】スイッチのＯＮ，ＯＦＦの切り換えの組み合
わせによって形成される階調値を示す表である。
【図１４】図１３の表にしたがったスイッチの切り換え
の組み合わせによりアクチュエータに供給される駆動電
圧波形を示すグラフで、図１４（ａ）〜（ｃ）は図１３
の表の階調値０〜２にそれぞれ対応する。
【図１５】図１３の表にしたがったスイッチの切り換え
の組み合わせによりアクチュエータに供給される駆動電
圧波形を示すグラフで、図１５（ａ）〜（ｃ）は図１３
の表の階調値３〜５にそれぞれ対応する。
【図１６】この発明の第３の実施形態にかかり、図１６
（ａ）〜（ｃ）は、３つの波形発生回路で発生される４
種類の駆動電圧波形を示すグラフである。
【図１７】スイッチのＯＮ，ＯＦＦの切り換えの組み合
わせによって形成される階調値を示す表である。
【図１８】図１７の表にしたがったスイッチの切り換え
の組み合わせによりアクチュエータに供給される駆動電
圧波形を示すグラフで、図１８（ａ）〜（ｄ）は図１７
の表の階調値０，１，３，６にそれぞれ対応する。
【図１９】本発明の従来例にかかるインクジェット記録
ヘッドの駆動装置のブロック図である。
【図２０】インクジェット記録ヘッドの従来例にかか
り、インクジェット記録ヘッドの構成を説明する断面概
略図である。
【図２１】インクジェット・プリンタにおける記録媒体
とインクジェット記録ヘッドとの関係を示す平面概略図
である。
【図２２】本発明の従来例にかかり、一印字周期にアク
チュエータに供給される駆動電圧波形の一例を示すグラ
フである。
【図２３】図２２の駆動電圧波形によって形成されるド
ットを示す図である。
【符号の説明】
１ インクジェット記録ヘッド ２，２1〜２4 ノズル ４ 圧力発生室 ７，７1〜７4 アクチュエータ ３１ 制御部 ３２ 駆動波形記憶手段 ３３ 波形発生部 ３４ 切換部 ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ 波形発生回路 ３６ 波形選択回路 ３７1a〜３７4c スイッチ（切換手段） ＤＳＮ，ＤＳＷＮ スイッチ切換用の指令信号 ＤＰ 印字データ信号 ＳＤ 駆動電圧波形 Ｄ ドット

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インクが充填された複数の圧力発生室
    と、この圧力発生室に設けられ前記インクが吐出される
    ノズルと、前記圧力発生室のそれぞれに対応して設けら
    れ前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせるための振動
    発生手段とを有するインクジェット記録ヘッドの駆動方
    法において、 インクジェット記録ヘッドを記録媒体に対して相対的に
    走査させる工程と、 一印字周期を複数の区分に分割する工程と、 前記区分ごとにインク滴の大きさに応じた複数種類の駆
    動波形を発生させる駆動波形発生工程と、 前記区分ごとに供給される複数種類の前記駆動波形の中
    から、印字条件に応じた前記駆動波形を選択し、選択さ
    れた前記駆動波形を前記各区分ごとに前記振動発生手段
    に供給する駆動波形供給工程と、 を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの
    駆動方法。
  2. 【請求項２】 前記駆動波形には、前記インクを前記ノ
    ズルから吐出させることなく前記圧力発生室内の前記イ
    ンクに微振動を与える駆動波形を含むことを特徴とする
    請求項１に記載のインクジェット記録ヘッドの駆動方
    法。
  3. 【請求項３】 前記駆動波形発生工程の後に、前記駆動
    波形供給工程又は前記振動発生手段への前記駆動波形の
    供給を遮断する駆動波形遮断工程を選択的に設けたこと
    を特徴とする請求項２に記載のインクジェット記録ヘッ
    ドの駆動方法。
  4. 【請求項４】 前記駆動波形、前記駆動波形の種類数、
    前記一印字周期における分割の時期及び前記区分数及び
    前記駆動波形の供給又はその遮断を、印刷の条件に応じ
    て設定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
    記載のインクジェット記録ヘッドの駆動方法。
  5. 【請求項５】 インクが充填された複数の圧力発生室
    と、この圧力発生室に設けられ前記インクが吐出される
    ノズルと、前記圧力発生室のそれぞれに対応して設けら
    れ前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせるための振動
    発生手段とを有し、記録媒体に対して走査させながら前
    記記録媒体に印刷を行うインクジェット記録ヘッドの駆
    動装置において、 一印字周期を複数の区分に分割する分割手段と、 インク滴の大きさに応じて複数設けられ、前記分割手段
    によって分割された各区分ごとに前記駆動波形を発生さ
    せる波形発生手段と、 各前記波形発生手段と前記振動発生手段とを接続する信
    号線に設けられ、前記波形発生手段から供給される駆動
    波形のＯＮ／ＯＦＦを切り換えるスイッチと、 前記一印字周期に供給される全ての前記駆動波形の中か
    ら印字条件に応じた前記駆動波形を選択して前記振動発
    生手段に供給するために前記スイッチのＯＮ／ＯＦＦを
    切り換える切換手段と、 を有することを特徴とするインクジェット記録ヘッドの
    駆動装置。
  6. 【請求項６】 前記駆動波形には、前記インクを前記ノ
    ズルから吐出させることなく前記圧力発生室内の前記イ
    ンクに微振動を与える駆動波形を含むことを特徴とする
    請求項５に記載のインクジェット記録ヘッドの駆動装
    置。
  7. 【請求項７】 前記駆動波形、前記駆動波形の種類数、
    前記一印字周期における分割の時期及び前記区分数及び
    前記スイッチのＯＮ／ＯＦＦを、印刷の条件に応じて設
    定したことを特徴とする請求項５又は６に記載のインク
    ジェット記録ヘッドの駆動装置。
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