JP2000052570A - インクジェット記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 共通信号の種類および共通信号線の数を増や
した分以上に、階調数の多値化を図ることのできるイン
クジェット記録装置を提供すること。 【解決手段】 インクジェット記録装置１００におい
て、多値階調情報を含む印字データＳＩ１、ＳＩ２が記
録ヘッドに入力されると、印字データＳＩ１、ＳＩ２に
基づいて、スイッチ回路は、異なる波形をもって共通信
号線から時系列的に供給される第１および第２の駆動信
号ＣＯＭ１、ＣＯ２の第１パルスＣＯＭ１１、ＣＯＭ２
１および第２パルスＣＯＭ１２、ＣＯＭ２２を各種組み
合わせて、それらを１記録周期内に圧電振動子に印加す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットプ
リンタあるいはインクジェットプロッタなどのインクジ
ェット記録装置に関するものである。さらに詳しくは、
インクジェット記録装置において階調表現を行うための
駆動技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】インクジェットプリンタやインクジェッ
トプロッタなどの各種インクジェット記録装置に用いら
れるインクジェットヘッドとしては、ノズル開口に連通
する圧力発生室の容積を変化させることによりインク滴
の吐出を行う形式のものが知られている。この種のイン
クジェット記録装置において階調表現を行うための駆動
方式として、たとえば、特開平９−１７４８８３号公報
には、系統毎に波形の異なるパルス（共通の駆動信号）
を供給する共通信号線を複数系統、形成し、１記録周期
毎にこれら複数系統の共通信号線のうち所定の共通信号
線を１つ選択することによって、所定の波形のパルスを
圧力発生素子に印加する構成が開示されている。ここ
で、圧力発生素子は、それに印加されるパルスの波形が
異なると、異なる重量のインク滴を吐出するので、階調
表現を行うことができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】特開平９−１７４８８
３号公報には階調表現が４値の例が記載され、アクチュ
エータの製造上あるいは温度特性のばらつきを考慮する
と６値以上に増やしても階調間でオーバーラップが生じ
るので、意味がないと記載されているが、インクジェッ
ト記録装置で行う階調表現に対してはより多値の階調化
が要求されている。また、近年は、アクチュエータやイ
ンクの品質が向上したので、６値以上の階調表現も技術
的には可能な状態にある。

【０００４】しかしながら、特開平９−１７４８８３号
公報に記載の駆動方式で一層の多値階調化を行うには、
増やした階調数分だけ、共通信号線の数（共通の駆動信
号の種類）も増やさなければならないので、回路構成な
どが複雑になるという問題点がある。

【０００５】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
共通の駆動信号の種類および共通信号線の数を増やした
分以上に、階調数の多値化を図ることのできるインクジ
ェット記録装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、１記録周期において波形の異なる複数
のパルスが時系列的に出力される共通の駆動信号を供給
する共通信号線と、前記複数のパルスから１つあるいは
複数のパルスを選択するためのパルス選択信号を出力す
るパルス選択信号出力手段と、該パルス選択信号出力手
段から出力された前記パルス選択信号に基づいて前記共
通信号線から所定のパルスを選択して前記圧力発生素子
に印加するスイッチ手段と、該スイッチ手段を介して印
加されたパルスによって駆動されることによりノズル開
口からインク滴を吐出させる圧力発生素子とを有するイ
ンクジェット記録装置において、前記パルスの波形が系
統毎に異なる前記共通信号線を複数系統有するととも
に、前記パルス選択信号出力手段は、前記パルス選択信
号として１記録周期内において前記複数系統の共通信号
線のうちいずれの系統の共通信号線からいずれのパルス
を選択すべきかを指定する信号を出力し、前記スイッチ
手段は、当該パルス選択信号に基づいて、前記複数系統
の共通信号線のうち所定の共通信号線から所定のパルス
を選択して前記圧力発生素子に印加することを特徴とす
る。

【０００７】本発明では、１つの共通信号線は、１記録
周期において波形の異なる複数のパルスが時系列的に出
力される共通の駆動信号を供給するので、パルス選択信
号出力手段からパルス選択信号が出力されると、パルス
選択信号に基づいて、スイッチ手段は、共通信号線から
時系列的に供給される複数のパルスのうち、所定のパル
スを１つあるいは複数、選択して圧力発生素子に時系列
的に印加する。その結果、いずれのパルスを選択したか
によって、ノズル開口から吐出されるインク滴の重量が
変わるので階調表現を行うことができる。

【０００８】また、１記録周期内で複数のパルスが時系
列的に選択されると、その都度、ノズル開口からインク
滴が吐出されるので、吐出されたインク滴が重なって実
質的に大きなドットを１つ形成することになる。それ
故、階調表現の多値化を図ることができる。さらに、本
発明では、共通信号線は複数系統、形成されているの
で、系統の異なる共通信号線の間でパルスの選択を組み
合わせることも可能である。それ故、各パルスの組合せ
間において、吐出されたインク滴の重量にオーバーラッ
プが一切ないとすれば、パルスの組合せの数に相当する
階調数での表示が可能となる。すなわち、インクジェッ
ト記録装置において階調表示する場合に、共通の駆動信
号の種類および共通信号線の数を増やした分以上に、階
調数の多値化を図ることができる。

【０００９】本発明において、前記パルス選択信号出力
手段は、１記録周期内において同一のタイミングでは前
記複数系統の共通信号線のうちいずれか１つの共通信号
線からのみパルスを選択する前記パルス選択信号を出力
するように構成される場合がある。

【００１０】また、本発明においては、前記パルス選択
信号出力手段が１記録周期内において同一のタイミング
で前記複数系統の共通信号線のうち２以上の共通信号線
のそれぞれからパルスを選択する前記パルス選択信号を
出力したときに、前記スイッチ手段は、前記の選択され
た２以上の共通信号線のそれぞれから選択されたパルス
に対応するパルスを前記圧力発生素子に印加するように
構成される場合もある。このように共通信号線を同一の
タイミングで複数選択できるようにすれば、パルスの選
択の組合せ数を増やすことができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明を適用し
たインクジェット記録装置（インクジェットプリンタ）
を説明する。

【００１２】（インクジェット記録装置の全体構成）図
１は、インクジェット記録装置の要部を示す斜視図であ
る。

【００１３】図１に示すように、インクジェット記録装
置１００では、キャリッジ１０１がタイミングベルト１
０２を介してキャリッジ機構１２のキャリッジモータ１
０３に接続され、ガイド部材１０４に案内されて記録用
紙１０５の紙幅方向に往復動するように構成されてい
る。また、インクジェット記録装置１００には、紙送り
ローラ１０６を用いた紙送り機構１１も形成されてい
る。キャリッジ１０１は記録用紙１０５と対向する面、
この図に示す例では下面にインクジェット式の記録ヘッ
ド１０が取り付けられている。記録ヘッド１０はキャリ
ッジ１０１の上部に載置されているインクカートリッジ
１０７からインクの補給を受けてキャリッジ１０１の移
動に合わせて記録用紙１０５にインク滴を吐出してドッ
トを形成し、記録用紙１０５に画像や文字を印刷する。

【００１４】また、インクジェット記録装置１の非印刷
領域には、キャッピング装置１０８が構成され、印刷の
休止中に記録ヘッド１０のノズル開口を封止する。従っ
て、印刷の休止中、インクから溶媒が飛散することによ
ってインクが増粘あるいはインク膜を形成することがな
いので、印刷の休止中にノズルに目詰まりが発生するお
それはない。また、キャッピング装置１０８は、印刷動
作中に行われるフラッシング動作による記録ヘッド１０
からのインク滴を受ける。キャッピング装置１０８の近
傍にはクリーニング装置１０９が配置され、このクリー
ニング装置１０９は、記録ヘッド１０の表面をブレード
などでワイピングすることにより、そこに付着したイン
ク滓や紙粉を拭き取るように構成されている。

【００１５】図２は、記録ヘッド１０に構成されている
複数のノズルのうちの１つを示す断面図である。

【００１６】図２に示すように、記録ヘッド１０では、
ノズルプレート１１０にノズル開口１１１が形成され、
流路形成板１１２には、圧力発生室１１３を区画する通
孔、圧力発生室１１３に両側で連通する２つのインク供
給口１１４を区画する通孔または溝、およびこれらのイ
ンク供給口１１４にそれぞれ連通する２つの共通のイン
ク室１１５を区画する通孔が形成されている。振動板１
１６は弾性変形可能な薄板から構成され、ピエゾ素子な
どの圧電振動子１７（圧力発生素子）の先端に固着され
ている。また、振動板１１６は、流路形成板１１２を挟
んでノズルプレート１１０と液密に一体に固定され、流
路ユニット１１８を構成している。

【００１７】基台１１９には、圧電振動子１７を振動可
能に収容する収容室１２０と、流路ユニット１１８を支
持する開口１２１とが構成され、圧電振動子１７の先端
を開口１２１から露出させた状態で圧電振動子１７を固
定基板１２２で固定している。また、基台１１９は、振
動板１１６のアイランド部１１６ａを圧電振動子１７に
当接させた状態で、流路ユニット１１８を開口１２１に
固定して記録ヘッド１０を纏めている。

【００１８】このような構成により、後述する駆動信号
からパルスが圧電振動子１７に印加されることにより、
圧電振動子１７が収縮して圧力発生室１１３が膨張する
と、共通のインク室１１５のインクがインク供給口１１
４を経由して圧力発生室１１３に流れ込む。所定時間の
経過後に圧電振動子１７が伸長して圧力発生室１１３が
収縮すると、圧力発生室１１３のインクが圧縮されてノ
ズル開口１１１からインク滴が吐出する。そして、圧電
振動子１７が再び収縮して圧力発生室１１３が膨張する
と、共通のインク室１１５の新たなインクがインク供給
口１１４を経由して圧力発生室１１３に流れ込む。

【００１９】図３は、本形態のインクジェット記録装置
の機能ブロック図である。

【００２０】図３において、インクジェット記録装置１
００は、プリントコントローラ１とプリントエンジン２
とから構成されている。プリントコントローラ１は、ホ
ストコンピュータ（図示せず。）などからの多値階調情
報を含む記録データなどを受信するインターフェース３
と、多値階調情報を含む記録データなどの各種データの
記憶を行うＲＡＭ４と、各種データ処理を行うためのル
ーチンなどを記憶したＲＯＭ５と、ＣＰＵなどからなる
制御部６と、発振回路７と、後述する記録ヘッド１０へ
の共通の駆動信号ＣＯＭを発生させる駆動信号発生回路
８と、この駆動信号発生回路８で駆動信号ＣＯＭを発生
させるための電源を生成する電源生成部８０と、多値階
調情報を含むドットパターンデータに展開された印字デ
ータＳＩおよび駆動信号ＣＯＭをプリントエンジン２に
送信するためのインターフェース９とを備えている。

【００２１】このインクジェット記録装置１００におい
て、ホストコンピュータなどから送られた多値階調情報
を含む記録データはインターフェース３を介して記録装
置内部の受信バッファ４Ａに保持される。受信バッファ
４Ａに保持された記録データは、コマンド解析が行われ
てから中間バッファ４Ｂへ送られる。中間バッファ４Ｂ
内では、制御部６によって中間コードに変換された中間
形式としての記録データが保持され、各文字の印字位
置、修飾の種類、大きさ、フォントのアドレスなどが付
加される処理が制御部６によって実行される。次に、制
御部６は、中間バッファ４Ｂ内の記録データを解析し、
多値階調情報を含む印字データＳＩとして出力バッファ
４Ｃに展開し、記憶させる。記録ヘッド１０の１スキャ
ン分に相当する印字データＳＩが得られると、この印字
データＳＩは、インターフェース９を介して記録ヘッド
１０にシリアル転送される。

【００２２】このようにして記録ヘッド１０に転送され
る印字データＳＩは、記録ヘッド１０の各圧電振動子１
７毎に印加するパルスを駆動信号ＣＯＭから選択するた
めのパルス選択信号であり、本形態では、制御部６およ
びＲＡＭ４によってパルス選択信号出力制御手段が構成
されている。

【００２３】プリントエンジン２は、図１を参照して説
明したように、記録ヘッド１０と、紙送り機構１１と、
キャリッジ機構１２とを備えている。

【００２４】記録ヘッド１０は、副走査方向にたとえば
４８個などの多数のノズルを有し、所定のタイミングで
各ノズルからインク滴を吐出させるものである。ここ
で、出力バッファ４Ｃに展開し、記憶されていた印字デ
ータＳＩは、発振回路７からのクロック信号（ＣＬＫ）
に同期して、インターフェース９から記録ヘッド１０の
シフトレジスタ１３にシリアル転送される。このシリア
ル転送された印字データＳＩは、一旦、ラッチ回路１４
によってラッチされる。

【００２５】ラッチされた印字データＳＩは、データデ
コーダ１８によってデコードされた後、信号処理回路１
９を介して、電圧増幅器であるレベルシフタ１５に出力
され、このレベルシフタ１５によって、スイッチ回路１
６を駆動できる電圧、たとえば数十ボルト程度の所定の
電圧にまで昇圧される。所定の電圧まで昇圧された印字
データＳＩはスイッチ回路１６に与えられる。スイッチ
回路１６の入力側には、駆動信号発生回路８からの駆動
信号ＣＯＭが印加されており、スイッチ回路１６の出力
側には圧電振動子１７（圧力発生素子）が接続されてい
る。

【００２６】印字データＳＩは、スイッチ回路１６の動
作を制御する。たとえば、スイッチ回路１６に加わる印
字データが「１」である期間中は、駆動信号ＣＯＭが圧
電振動子１７に印加され、この信号に応じて圧電振動子
１７は伸縮を行う。一方、スイッチ回路１６に加わる印
字データが「０」である期間中は、圧電振動子１７への
駆動信号ＣＯＭの供給が遮断される。

【００２７】［実施形態１］このように構成したインク
ジェット装置１００において階調表示を行うことを目的
に本形態では、図４に示すように、記録ヘッド１０に
は、各ノズル間で共通の駆動信号ＣＯＭとして、第１の
駆動信号ＣＯＭ１および第２の駆動信号ＣＯＭ２からな
る２系統の駆動信号が第１の共通信号線ＬＩＮＥ１およ
び第２の共通信号線ＬＩＮＥ２を介してスイッチ回路１
６の入力側に供給されている。これらの第１および第２
の駆動信号ＣＯＭ１、ＣＯＭ２は、いずれも図３を参照
して説明した駆動信号発生回路８によって生成される。

【００２８】このような駆動信号ＣＯＭのうち、第１の
駆動信号ＣＯＭ１は、図５に示すように、１記録周期Ｔ
を時分割した期間Ｔ１、Ｔ２のうち、期間Ｔ１において
出力される第１パルスＣＯＭ１１と、期間Ｔ２において
第１パルスＣＯＭ１１と異なる波形をもって出力される
第２パルスＣＯＭ１２と備えている。また、第２の駆動
信号ＣＯＭ２も、第１の駆動信号ＣＯＭ１と同様、１記
録周期Ｔを時分割した期間Ｔ１、Ｔ２のうち、期間Ｔ１
において出力される第１パルスＣＯＭ２１と、期間Ｔ２
において第１パルスＣＯＭ２１と異なる波形をもって出
力される第２パルスＣＯＭ２２と備えている。

【００２９】ここで、第１および第２の駆動信号ＣＯＭ
１、ＣＯＭ２の各パルスＣＯＭ１１、ＣＯＭ１２、ＣＯ
Ｍ２１、ＣＯＭ２２はいずれも、その電圧値が最低電位
からスタートし、最大電位まで一定の勾配で上昇した
後、この最大電位を所定時間だけ維持する。

【００３０】次に、パルスは最低電位まで一定の勾配で
下降し、この最低電位を所定時間だけ維持するような波
形を有する。

【００３１】従って、図２に示す記録ヘッド１０では、
いずれのパルスＣＯＭ１１、ＣＯＭ１２、ＣＯＭ２１、
ＣＯＭ２２が印加された場合でも、電圧値が最低電位か
ら最大電位まで上昇すると圧電振動子１７が圧力発生室
３２の容積を膨張させる方向に撓んで圧力発生室３２に
負圧が生じ、この状態が維持された後、最低電位まで下
降するときに圧電振動子１７が圧力発生室１１３の容積
を収縮する方向に形状復帰して圧力発生室３２に正圧が
発生すると、ノズル開口１１１からインク滴が吐出され
る。

【００３２】ここで、第１および第２の駆動信号ＣＯＭ
１、ＣＯＭ２の各パルスＣＯＭ１１、ＣＯＭ１２、ＣＯ
Ｍ２１、ＣＯＭ２２は、図５からわかるように、いずれ
も、最大電位、最低電位から最大電位まで上昇するとき
の勾配、最大電位を維持する時間、および最大電位から
最低電位まで下降するときの勾配が相違する。

【００３３】従って、これらの波形の異なるパルスＣＯ
Ｍ１１、ＣＯＭ１２、ＣＯＭ２１、ＣＯＭ２２が圧電振
動子１７に印加されると、ノズル開口１１１から吐出さ
れるインク滴の重量が相違する。たとえば、第１の駆動
信号ＣＯＭ１の第１パルスＣＯＭ１１あるいは第２パル
スＣＯＭ１２を単独で圧電振動子１７に印加したときに
吐出されるインク滴の重量はそれぞれ、３ｎｇ、６ｎｇ
である。また、第２の駆動信号ＣＯＭ２の第１パルスＣ
ＯＭ２１あるいは第２パルスＣＯＭ２２を単独で圧電振
動子１７に印加したときに吐出されるインク滴の重量は
それぞれ、８ｎｇ、１２ｎｇである。

【００３４】再び図４において、前記の第１および第２
の駆動信号ＣＯＭ１、ＣＯＭ２を用いて階調表現の多値
化を図ることを目的に、スイッチ回路１６には、第１の
共通信号線ＬＩＮＥ１を介して第１の駆動信号ＣＯＭ１
が入力される第１のトランスファゲート１６１と、第２
の駆動信号ＣＯＭ２が入力される第２のトランスファゲ
ート１６２とが構成されている。ここで、圧電振動子１
７への駆動信号の印加はスイッチ回路１６を介して行わ
れるが、本形態では、詳しくは後述するが、圧電振動子
１７への駆動信号の印加は、１記録周期内における同一
のタイミングでは、第１の共通信号線ＬＩＮＥ１または
第２の共通信号線ＬＩＮＥ２のうちのいずれか一方のみ
から行う。

【００３５】従って、スイッチ回路１６では、第１のト
ランスファゲート１６１からの出力、および第２のトラ
ンスファゲート１６２からの出力のうちのいずれか一方
のみが圧電振動子１７に印加されるように、第１および
第２のトランスファゲート１６１、１６２の各出力は、
入力選択用信号ＤＩＲおよびその反転信号とともにアナ
ログスイッチで構成されたセレクタ回路１６３、１６４
にそれぞれ入力され、これらのセレクタ回路１６３、１
６４からの出力がアナログスイッチで構成されたセレク
タ回路１６５を介して圧電振動子１７に印加される形態
になっている。なお、入力選択用信号ＤＩＲは、ホスト
コンピュータなどから送られた多値階調情報を含む記録
データに基づいて制御部６によって生成された印字デー
タＳＩとともに、プリントコントローラ１から記録ヘッ
ド１０に出力されたデータである。

【００３６】また、本形態では、制御部６によって生成
される印字データＳＩには、第１のトランスファゲート
１６１を制御するための第１の印字データＳＩ１と、第
２のトランスファゲート１６２を制御するための第２の
印字データＳＩ２との２系統で構成されている。これら
の第１および第２の印字データＳＩ１、ＳＩ２はそれぞ
れ、データデコーダ１８においてコード変換された後、
ＡＮＤゲート１９１、１９３およびＯＲゲート１９２、
１９４からなる信号処理回路１９、およびレベルシフタ
１５を介して第１および第２のトランスファゲート１６
１、１６２の制御端子に入力され、これらのトランスフ
ァゲート１６１、１６２の開閉動作を制御する。

【００３７】このように構成したインクジェット記録装
置１００において、ホストコンピュータなどから送られ
た多値階調情報を含む記録データに基づいて、制御部６
によて印字データＳＩ（ＳＩ１、ＳＩ２）が生成され、
記録ヘッド１０に入力されると、印字データＳＩ１、Ｓ
Ｉ２に基づいて、スイッチ回路１９は、共通信号線ＬＩ
ＮＥ１、ＬＩＮＥ２から時系列的に供給される第１およ
び第２の駆動信号ＣＯＭ１、ＣＯＭ２の第１パルスＣＯ
Ｍ１１、ＣＯＭ２１および第２パルスＣＯＭ１２、ＣＯ
Ｍ２２のうち、所定のパルスを１つあるいは複数、選択
して圧電振動子１７に時系列的に印加する。

【００３８】すなわち、図６（Ａ）に示すように、１記
録周期Ｔの第１の期間Ｔ１において第１の駆動信号ＣＯ
Ｍ１から第１パルスＣＯＭ１１のみが選択されて圧電振
動子１７に印加され、同じ記録周期Ｔの第２の期間Ｔ２
において第１の駆動信号ＣＯＭ１の第２パルスＣＯＭ１
２および第２の駆動信号ＣＯＭ２の第２パルスＣＯＭ２
２が選択されない場合には、３ｎｇの小さなインク滴の
みが吐出される。

【００３９】また、図示を省略するが、１記録周期Ｔの
第１の期間Ｔ１において、第１の駆動信号ＣＯＭ１の第
１パルスＣＯＭ１１および第２の駆動信号ＣＯＭ２の第
１パルスＣＯＭ２１が選択されず、同じ記録周期Ｔの第
２の期間Ｔ２において第１の駆動信号ＣＯＭ１の第２パ
ルスＣＯＭ１２のみが選択されて圧電振動子１７に印加
された場合には、６ｎｇのやや小さなインク滴が吐出さ
れる。

【００４０】同様に、１記録周期Ｔの第１の期間Ｔ１に
おいて第２の駆動信号ＣＯＭ２から第１パルスＣＯＭ２
１のみが選択されて圧電振動子１７に印加され、同じ記
録周期Ｔの第２の期間Ｔ２において第１の駆動信号ＣＯ
Ｍ１の第２パルスＣＯＭ１２および第２の駆動信号ＣＯ
Ｍ２の第２パルスＣＯＭ２２が選択されない場合には、
８ｎｇの中間のインク滴が吐出される。

【００４１】また、１記録周期Ｔの第１の期間Ｔ１にお
いて、第１の駆動信号ＣＯＭ１の第１パルスＣＯＭ１１
および第２の駆動信号ＣＯＭ２の第１パルスＣＯＭ２１
が選択されず、同じ記録周期Ｔの第２の期間Ｔ２におい
て第２の駆動信号ＣＯＭ２の第２パルスＣＯＭ２２のみ
が選択されて圧電振動子１７に印加された場合には、１
２ｎｇのやや大きなインク滴が吐出される。

【００４２】さらに、本形態では、印字データＳＩ（Ｓ
Ｉ１、ＳＩ２）に基づいて、１記録周期内で複数のパル
スが時系列的に選択されると、その都度、インク滴が吐
出されるので、吐出されたインク滴が重なって実質的に
大きなドットを１つ形成することになる。

【００４３】すなわち、図６（Ｂ）に示すように、１記
録周期Ｔの第１の期間Ｔ１において、第１の駆動信号Ｃ
ＯＭ１の第１パルスＣＯＭ１１が選択されて圧電振動子
１７に印加された後、同じ記録周期Ｔの第２の期間Ｔ２
において第１の駆動信号ＣＯＭ１の第２パルスＣＯＭ１
２が選択されて圧電振動子１７に印加された場合には、
記録紙上に３ｎｇと６ｎｇの大小２発のインク滴が続け
て着弾し、各インク滴が混ざり合って実質的に９ｎｇ
（３ｎｇ＋６ｎｇ）の中間のドット径が得られる。

【００４４】また、図示を省略するが、１記録周期Ｔの
第１の期間Ｔ１において、第２の駆動信号ＣＯＭ２の第
１パルスＣＯＭ２１が選択されて圧電振動子１７に印加
された後、同じ記録周期Ｔの第２の期間Ｔ２において第
２の駆動信号ＣＯＭ２の第２パルスＣＯＭ２２が選択さ
れて圧電振動子１７に印加された場合には、記録紙上に
８ｎｇと１２ｎｇの大小２発のインク滴が続けて着弾
し、各インク滴が混ざり合って実質的に２０ｎｇ（８ｎ
ｇ＋１２ｎｇ）の大きなドット径が得られる。

【００４５】これに対して、第１および第２の駆動信号
ＣＯＭ１、ＣＯＭ２のいずれにおいても、第１パルスお
よび第２パルスのいずれもが選択されない場合には、イ
ンク滴は吐出されない。

【００４６】従って、本形態のインクジェット記録装置
１００では、第１および第２の駆動信号ＣＯＭ１、ＣＯ
Ｍ２をそれぞれ単独で用いるだけで、インク滴の重量を
０ｎｇ、３ｎｇ、６ｎｇ、８ｎｇ、９ｎｇ、１２ｎｇ、
２０ｎｇに切り換えることができる。

【００４７】さらにまた、本形態では、印字データＳＩ
（ＳＩ１、ＳＩ２）に基づいて、系統の異なる各共通信
号ＣＯＭ１、ＣＯＭ２の間でのパルスの組合せも可能で
ある。

【００４８】すなわち、図６（Ｃ）に示すように、１記
録周期Ｔの第１の期間Ｔ１において、第１の駆動信号Ｃ
ＯＭ１の第１パルスＣＯＭ１１が選択されて圧電振動子
１７に印加された後、同じ記録周期Ｔの第２の期間Ｔ２
において第２の駆動信号ＣＯＭ２の第２パルスＣＯＭ２
２が選択されて圧電振動子１７に印加された場合には、
記録紙上に３ｎｇと１２ｎｇの大小２発のインク滴が続
けて着弾し、各インクが混ざり合って実質的に１５ｎｇ
（３ｎｇ＋１２ｎｇ）のやや大きなドット径が得られ
る。

【００４９】また、図示を省略するが、１記録周期Ｔの
第１の期間Ｔ１において、第２の駆動信号ＣＯＭ２の第
１パルスＣＯＭ２１が選択されて圧電振動子１７に印加
された後、同じ記録周期Ｔの第２の期間Ｔ２において第
１の駆動信号ＣＯＭ１の第２パルスＣＯＭ１２が選択さ
れて圧電振動子１７に印加された場合には、記録紙上に
８ｎｇと６ｎｇの大小２発のインク滴が続けて着弾し、
各インク滴が混ざり合って実質的に１４ｎｇ（８ｎｇ＋
６ｎｇ）のやや大きなドット径が得られる。

【００５０】従って、第１および第２の駆動信号ＣＯＭ
１、ＣＯＭ２のパルスを組合せると、さらにインク滴の
重量を１４ｎｇ、１５ｎｇに切り換えることができるの
で、本形態のインクジェット記録装置１００では、２系
統の駆動信号（第１および第２の駆動信号ＣＯＭ１、Ｃ
ＯＭ２）を用いるだけで、インク滴の重量を０ｎｇ、３
ｎｇ、６ｎｇ、８ｎｇ、９ｎｇ、１２ｎｇ、１４ｎｇ、
１５ｎｇ、２０ｎｇに切り換えることができる。よっ
て、本形態によれば、共通信号ＣＯＭ（ＣＯＭ１、ＣＯ
Ｍ２）の種類および共通信号線ＬＩＮＥ１、ＬＩＮＥ２
の数を増やした分以上に、階調表示を９値まで多値化す
ることができる。

【００５１】［実施形態２］図７は、本形態に係るイン
クジェット記録装置において、階調表示を行うための回
路構成を示すブロック図である。

【００５２】本形態でも、図７に示すように、記録ヘッ
ド１０には、各ノズル間で共通の駆動信号ＣＯＭとし
て、第１の駆動信号ＣＯＭ１および第２の駆動信号ＣＯ
Ｍ２からなる２系統の駆動信号が第１の共通信号線ＬＩ
ＮＥ１および第２の共通信号線ＬＩＮＥ２を介してスイ
ッチ回路１６の入力側に供給されている。これらの第１
および第２の駆動信号ＣＯＭ１、ＣＯＭ２は、いずれも
図３を参照して説明した駆動信号発生回路８によって生
成される。

【００５３】このような駆動信号ＣＯＭのうち、第１の
駆動信号ＣＯＭ１は、図８に示すように、１記録周期Ｔ
を時分割した期間Ｔ１、Ｔ２のうち、期間Ｔ１において
出力される第１パルスＣＯＭ１１と、期間Ｔ２において
第１パルスＣＯＭ１１と異なる波形をもって出力される
第２パルスＣＯＭ１２と備えている。また、第２の駆動
信号ＣＯＭ２も、第１の駆動信号ＣＯＭ１と同様、１記
録周期Ｔを時分割した期間Ｔ１、Ｔ２のうち、期間Ｔ１
において出力される第１パルスＣＯＭ２１と、期間Ｔ２
において第１パルスＣＯＭ２１と異なる波形をもって出
力される第２パルスＣＯＭ２２と備えている。ここで、
各パルスＣＯＭ１１、ＣＯＭ１２、ＣＯＭ２１、ＣＯＭ
２２は、波形が相違しているので、圧電振動子１７に印
加されると、ノズル開口１１１から吐出されるインク滴
の重量が相違する。

【００５４】たとえば、第１の駆動信号ＣＯＭ１の第１
パルスＣＯＭ１１あるいは第２パルスＣＯＭ１２を単独
で圧電振動子１７に印加したときに吐出されるインク滴
の重量はそれぞれ、３ｎｇ、６ｎｇである。また、第２
の駆動信号ＣＯＭ２の第１パルスＣＯＭ２１あるいは第
２パルスＣＯＭ２２を単独で圧電振動子１７に印加した
ときに吐出されるインク滴の重量はそれぞれ、８ｎｇ、
１３ｎｇである。

【００５５】再び図７において、前記の第１および第２
の駆動信号ＣＯＭ１、ＣＯＭ２を用いて階調表現の多値
化を図ることを目的に、スイッチ回路１６には、第１の
共通信号線ＬＩＮＥ１を介して第１の駆動信号ＣＯＭ１
が入力される第１のトランスファゲート１６１と、第２
の駆動信号ＣＯＭ２が入力される第２のトランスファゲ
ート１６２とが構成されている。

【００５６】本形態では、実施形態１と違って、入力選
択用信号ＤＩＲによりスイッチ回路１６の制御を行わな
いので、後述するように、圧電振動子１７への駆動信号
の印加は同一のタイミングであっても、第１および第２
の駆動信号ＣＯＭ１、ＣＯＭ２の双方から選択できる。
すなわち、第１および第２の駆動信号ＣＯＭ１、ＣＯＭ
２の電圧を分圧抵抗１６８、１６９で分圧した電圧を圧
電振動子１７に印加する。

【００５７】本形態でも、制御部６によって生成される
印字データＳＩには、第１のトランスファゲート１６１
を制御するための第１の印字データＳＩ１と、第２のト
ランスファゲート１６２を制御するための第２の印字デ
ータＳＩ２との２系統で構成されている。これらの第１
および第２の印字データＳＩ１、ＳＩ２はそれぞれ、デ
ータデコーダ１８においてコード変換された後、ＡＮＤ
ゲート１９１、１９３およびＯＲゲート１９２、１９４
からなる信号処理回路１９、およびレベルシフタ１５を
介して第１および第２のトランスファゲート１６１、１
６２の制御端子に入力され、これらのトランスファゲー
ト１６１、１６２の開閉動作を制御する。

【００５８】このように構成したインクジェット記録装
置１００において、ホストコンピュータなどから送られ
た多値階調情報を含む記録データに基づいて、制御部６
によて印字データＳＩ（ＳＩ１、ＳＩ２）が生成され、
記録ヘッド１０に入力されると、印字データＳＩ１、Ｓ
Ｉ２に基づいて、スイッチ回路１９は、共通信号線ＬＩ
ＮＥ１、ＬＩＮＥ２から時系列的に供給される第１およ
び第２の駆動信号ＣＯＭ１、ＣＯ２の第１パルスＣＯＭ
１１、ＣＯＭ２１および第２パルスＣＯＭ１２、ＣＯＭ
２２のうち、所定のパルスを１つあるいは複数、選択し
て圧電振動子１７に時系列的に印加する。

【００５９】従って、図９（Ａ）に示すように、１記録
周期Ｔの第１の期間Ｔ１において第１の駆動信号ＣＯＭ
１から第１パルスＣＯＭ１１のみが選択されて圧電振動
子１７に印加され、同じ記録周期Ｔの第２の期間Ｔ２に
おいて第１の駆動信号ＣＯＭ１の第２パルスＣＯＭ１２
および第２の駆動信号ＣＯＭ２の第２パルスＣＯＭ２２
が選択されない場合には、３ｎｇの小さなインク滴のみ
が吐出される。同様に、１記録周期Ｔにおいて第１の駆
動信号ＣＯＭ１の第２パルスＣＯＭ１２、第２の駆動信
号ＣＯＭ２の第１パルスＣＯＭ２１あるいは第２パルス
ＣＯＭ１２がそれぞれ単独で選択された場合に吐出され
るインク滴の重量は、６ｎｇ、８ｎｇ、１３ｎｇであ
る。

【００６０】また、本形態でも、印字データＳＩ（ＳＩ
１、ＳＩ２）に基づいて、１記録周期内で複数のパルス
が時系列的に選択されると、その都度、インク滴が吐出
されるので、吐出されたインク滴が重なって実質的に大
きなドットを１つ形成することになる。すなわち、図９
（Ｂ）に示すように、１記録周期Ｔの第１の期間Ｔ１に
おいて、第１の駆動信号ＣＯＭ１の第１パルスＣＯＭ１
１が選択されて圧電振動子１７に印加された後、同じ記
録周期Ｔの第２の期間Ｔ２において第１の駆動信号ＣＯ
Ｍ１の第２パルスＣＯＭ１２が選択されて圧電振動子１
７に印加された場合には９ｎｇ（３ｎｇ＋６ｎｇ）の中
間のドット径が得られる。同様に、１記録周期Ｔの第１
の期間Ｔ１において、第２の駆動信号ＣＯＭ２の第１パ
ルスＣＯＭ２１が選択されて圧電振動子１７に印加され
た後、同じ記録周期Ｔの第２の期間Ｔ２において第２の
駆動信号ＣＯＭ２の第２パルスＣＯＭ２２が選択されて
圧電振動子１７に印加された場合には２１ｎｇ（８ｎｇ
＋１３ｎｇ）の大きなドット径が得られる。

【００６１】さらに、印字データＳＩ（ＳＩ１、ＳＩ
２）に基づいて、系統の異なる各共通信号ＣＯＭ１、Ｃ
ＯＭ２の間でのパルスの組合せも可能である。すなわ
ち、図９（Ｃ）に示すように、１記録周期Ｔの第１の期
間Ｔ１において、第１の駆動信号ＣＯＭ１の第１パルス
ＣＯＭ１１が選択されて圧電振動子１７に印加された
後、同じ記録周期Ｔの第２の期間Ｔ２において第２の駆
動信号ＣＯＭ２の第２パルスＣＯＭ２２が選択されて圧
電振動子１７に印加された場合には、１６ｎｇ（３ｎｇ
＋１３ｎｇ）のやや大きなドット径が得られる。同様
に、１記録周期Ｔの第１の期間Ｔ１において、第２の駆
動信号ＣＯＭ２の第１パルスＣＯＭ２１が選択されて圧
電振動子１７に印加された後、同じ記録周期Ｔの第２の
期間Ｔ２において第１の駆動信号ＣＯＭ１の第２パルス
ＣＯＭ１２が選択されて圧電振動子１７に印加された場
合には、１４ｎｇ（８ｎｇ＋６ｎｇ）のやや大きなドッ
ト径が得られる。

【００６２】これに対して、第１および第２の駆動信号
ＣＯＭ１、ＣＯＭ２のいずれにおいても、第１パルスお
よび第２パルスのいずれもが選択されない場合には、イ
ンク滴は吐出されない。

【００６３】従って、第１および第２の駆動信号ＣＯＭ
１、ＣＯＭ２のパルスを組合せると、インク滴の重量を
０ｎｇ、３ｎｇ、６ｎｇ、８ｎｇ、９ｎｇ、１３ｎｇ、
１４ｎｇ、１６ｎｇ、２１ｎｇに切り換えることができ
る。

【００６４】さらに、本形態では、制御部６が１記録周
期Ｔ内において同一のタイミングで２つの系統の共通信
号線ＬＩＮＥ１、ＬＩＮＥ２のそれぞれからパルスを選
択するような印字データＳＩ（ＳＩ１、ＳＩ２）を出力
したときには、スイッチ部１６は、印字データＳＩ（Ｓ
Ｉ１、ＳＩ２）に基づいて、第１および第２の共通信号
線ＬＩＮＥ１、ＬＩＮＥ２のそれぞれから選択されたパ
ルス波形を合成したパルスを圧電振動子１７に印加す
る。すなわち、図９（Ｄ）に示すように、１記録周期Ｔ
の第１の期間Ｔ１において、第１および第２の駆動信号
ＣＯＭ１の第１パルスＣＯＭ１１、ＣＯＭ２１の双方が
選択されたときには、第１パルスＣＯＭ１１、ＣＯＭ２
１の各電位を分圧抵抗１６８、１６９によって平均化し
た波形のパルスＰ３１が圧電振動子１７に印加されるの
で、この第１の期間Ｔ１では、５．５ｎｇ（（３ｎｇ＋
８ｎｇ）／２）のインク滴が吐出される。

【００６５】また、図９（Ｄ）に示すように、１記録周
期Ｔの第２の期間Ｔ２において、第１および第２の駆動
信号ＣＯＭ１の第２パルスＣＯＭ１２、ＣＯＭ２２の双
方が選択されたときには、第１パルスＣＯＭ１２、ＣＯ
Ｍ２２の各電位を平均した波形のパルスＰ３２が圧電振
動子１７に印加されるので、この第２の期間Ｔ２では、
９．５ｎｇ（（６ｎｇ＋１３ｎｇ）／２）のインク滴が
吐出される。

【００６６】従って、本形態によれば、インク滴の重量
１６ｎｇにおいてオーバーラップがあるが、インク滴の
重量を０ｎｇ、３ｎｇ、５．５ｎｇ、６ｎｇ、８ｎｇ、
９ｎｇ、９．５ｎｇ、１１．５ｎｇ、１２．５ｎｇ、１
３ｎｇ、１４ｎｇ、１６ｎｇ、１７．５ｎｇ、１８．５
ｎｇ、２１ｎｇに切り換えることができる。よって、本
形態によれば、共通信号ＣＯＭ（ＣＯＭ１、ＣＯＭ２）
の種類および共通信号線ＬＩＮＥ１、ＬＩＮＥ２の数を
増やした分以上に、階調表示を１５値まで多値化するこ
とができる。

【００６７】［その他の実施形態］なお、上記形態で
は、圧電振動子１７として撓み振動子型のＰＺＴを用い
たが、縦振動横効果のＰＺＴを用いてもよく、この縦振
動横効果のＰＺＴを用いた場合には、充電と放電とか入
れ代わることになる。また、圧力発生素子としては、圧
電振動子に限らず、磁歪素子などを用いてもよい。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るイン
クジェット記録装置では、１つの共通信号線は、１記録
周期において波形の異なる複数のパルスが時系列的に出
力される共通信号を供給するので、パルス選択信号出力
手段からパルス選択信号が出力されると、パルス選択信
号に基づいて、スイッチ手段は、共通信号線から時系列
的に供給される複数のパルスのうち、所定のパルスを１
つあるいは複数、選択して圧力発生素子に時系列的に印
加する。その結果、いずれのパルスを選択したかによっ
て、ノズル開口から吐出されるインク滴の重量が変わる
ので階調表現を行うことができる。また、１記録周期内
で複数のパルスが時系列的に選択されると、その都度、
ノズル開口からインク滴が吐出されるので、吐出された
インク滴が重なって実質的に大きなドットを１つ形成す
ることになる。それ故、階調表現の多値化を図ることが
できる。

【００６９】さらに、本発明では、共通信号線は複数系
統、形成されているので、系統の異なる共通信号線の間
でパルスの選択を組み合わせることも可能である。それ
故、共通信号の種類および共通信号線の数を増やした分
以上に、階調数の多値化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の係るインクジェット記録装置の要部を
示す斜視図である。

【図２】図１に示すインクジェット記録装置の記録ヘッ
ドの機械的構造を示す説明図である。

【図３】図１に示すインクジェット記録装置のブロック
図である。

【図４】本発明の実施形態１に係るインクジェット記録
装置の記録ヘッドに形成した階調表現用の回路を示す説
明図である。

【図５】図４に示す階調表現用の回路で扱われる信号の
タイミングチャートである。

【図６】（Ａ）〜（Ｃ）はそれぞれ、図４に示すインク
ジェット記録装置において階調表現を行う際に圧電振動
子に印加される信号の波形図である。

【図７】本発明の実施形態２に係るインクジェット記録
装置の記録ヘッドに形成した階調表現用の回路を示す説
明図である。

【図８】図７に示す階調表現用の回路で扱われる信号の
タイミングチャートである。

【図９】（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、図７に示すインク
ジェット記録装置において階調表現を行う際に圧電振動
子に印加される信号の波形図である。

【符号の説明】

１ プリントコントローラ ２ プリントエンジン ４ ＲＡＭ ６ 制御部 ８ 駆動信号発生回路 １０ 記録ヘッド １５ レベルシフタ １６ スイッチ回路 １７ 圧電振動子（圧力発生素子） １８ データデコーダ １９ 信号処理回路 ２３ ノズル開口 ３２ 圧力発生室 １００ インクジェット記録装置 １６１、１６２ トランスファゲート ＣＯＭ、ＣＯＭ１、ＣＯＭ２ 共通の駆動信号 ＣＯＭ１１、ＣＯＭ２１ 第１パルス ＣＯＭ１２、ＣＯＭ２２ 第２パルス ＬＩＮＥ１、ＬＩＮＥ２ 共通信号線 ＳＩ、ＳＩ１、ＳＩ２ 印字データ（パルス選択信号）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １記録周期において波形の異なる複数の
   パルスが時系列的に出力される共通の駆動信号を供給す
   る共通信号線と、前記複数のパルスから１つあるいは複
   数のパルスを選択するためのパルス選択信号を出力する
   パルス選択信号出力手段と、該パルス選択信号出力手段
   から出力された前記パルス選択信号に基づいて前記共通
   信号線から所定のパルスを選択して前記圧力発生素子に
   印加するスイッチ手段と、該スイッチ手段を介して印加
   されたパルスによって駆動されることによりノズル開口
   からインク滴を吐出させる圧力発生素子とを有するイン
   クジェット記録装置において、 前記パルスの波形が系統毎に異なる前記共通信号線を複
   数系統有するとともに、 前記パルス選択信号出力手段は、前記パルス選択信号と
   して１記録周期内において前記複数系統の共通信号線の
   うちいずれの系統の共通信号線からいずれのパルスを選
   択すべきかを指定する信号を出力し、前記スイッチ手段
   は、当該パルス選択信号に基づいて、前記複数系統の共
   通信号線のうち所定の共通信号線から所定のパルスを選
   択して前記圧力発生素子に印加することを特徴とするイ
   ンクジェット記録装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記パルス選択信号
   出力手段は、１記録周期内において同一のタイミングで
   は前記複数系統の共通信号線のうちいずれか１つの共通
   信号線からパルスを選択する前記パルス選択信号を出力
   するように構成されていることを特徴とするインクジェ
   ット記録装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、前記パルス選択信号
   出力手段が１記録周期内において同一のタイミングで前
   記複数系統の共通信号線のうち２以上の共通信号線のそ
   れぞれからパルスを選択する前記パルス選択信号を出力
   したときに、前記スイッチ手段は、前記の選択された２
   以上の共通信号線のそれぞれから選択されたパルスに対
   応するパルスを前記圧力発生素子に印加するように構成
   されていることを特徴とするインクジェット記録装置。