JP2000238262A

JP2000238262A - インクジェット記録装置

Info

Publication number: JP2000238262A
Application number: JP4856499A
Authority: JP
Inventors: Noboru Tamura; 登田村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2000-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】駆動する圧力発生素子の数が変動しても、ノ
ズル開口からインクを安定に吐出す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１において、次
の記録サイクルにおいて、駆動する圧力発生素子１７の
数を計数回路８７によって計数し、その結果に対応する
パラメータをメモリ８１から読みだして、波形生成回路
８５は、次の記録サイクルにおいて、駆動する圧力発生
素子１７の数が多い場合には、寄生インダクタンスの影
響等に起因する波形歪みを補正するような波形の駆動信
号ＣＯＭを発生させる。従って、駆動する圧力発生素子
１７の数が変動しても、圧力発生素子１７には常に最適
な波形の駆動信号ＣＯＭを印加できる。

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として用い
られる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ける圧力発
生素子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
トプロッタなどとして用いられるインクジェット記録装
置において、記録ヘッドでは、図４（Ａ）に多数のアク
チュエータのうちの１つを抜き出して示すように、ノズ
ル開口１１１に対応する複数の圧力発生素子１７がノズ
ル開口１１１に連通する圧力発生室１１３をそれぞれ収
縮させることによりノズル開口１１１からインク滴を吐
出する。このインクジェット記録装置では、このような
圧力発生素子１７、圧力発生室１１３およびノズル開口
１１１の組み合わせが複数形成されているが、複数の圧
力発生素子１７のうちのいずれの圧力発生素子１７を駆
動していずれのノズル開口１１１からインク滴を吐出す
るかを制御することによって、記録用紙などといった媒
体に所定の画像を記録する。このような制御は、駆動信
号発生回路から出力された共通の駆動信号をいずれの圧
力発生素子１７に印加すべきかによって行われる。ここ
で、共通の駆動信号を発生させる駆動信号発生回路は記
録装置本体の側に構成され、駆動信号は、フレキシブル
配線ケーブルなどを介して記録装置本体から記録ヘッド
に出力される。

【０００３】このように構成したインクジェット記録装
置において、圧力発生素子１７として圧電振動子を用い
た場合には、たとえば、図４（Ｂ）に示す波形の共通の
駆動信号ＣＯＭが用いられる。この駆動信号ＣＯＭにお
いて、充電パルス３１２が圧力発生素子１７に印加され
ると、図４（Ａ）示す圧力発生素子１７は圧力発生室１
１３の容積を膨張させる方に撓み、圧力発生室１１３に
負圧を発生させる。その結果、メニスカスはノズル開口
１１１から引っ込み、次に、放電パルス３１４を印加す
ると、圧力発生素子１７は圧力発生室１１３の容積を収
縮させる方向に撓み、圧力発生室１１３に正圧が発生す
る。その結果、ノズル開口１１１からインク滴が吐出さ
れる。ここで、放電パルス３１２や放電パルス３１４の
傾きは、たとえば全ての圧力発生素子１７を駆動する場
合などを基準にして、インク滴を最適条件で吐出するよ
うに設定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように構成したイ
ンクジェット記録装置では、記録速度の向上と記録品位
の向上とが強く望まれており、このような要求に応える
ことを目的に、記録ヘッドに形成されるノズル開口の数
は増大する傾向にある。しかしながら、記録ヘッドに対
してノズル開口の数を増やせば増やすほど、駆動信号発
生回路が発生する駆動信号の波形をいくら最適化して
も、実際に圧力発生素子に印加されるときの駆動信号の
波形が歪んでしまい、表示の品位が低下するという問題
点がある。すなわち、記録装置本体から記録ヘッドに駆
動信号ＣＯＭがフレキシブル配線基板などを介して出力
される際に、フレキシブル配線基板などがもつ寄生イン
ダクタンスや抵抗分が駆動信号ＣＯＭの波形を歪ませ
る。従って、このような歪みを見込んで駆動信号ＣＯＭ
の波形を設定すればよいが、波形が歪む度合いが、実際
に駆動される圧力発生素子１７の数によって変動するた
め、駆動信号ＣＯＭを常時、最適な波形で圧力発生素子
１７に印加することができないのが現状である。

【０００５】また、一度に駆動される圧力発生素子１７
の数が多いと、ノズルプレート１１０に大きな力が加わ
るために撓み、圧力発生素子１７で発生した力が有効に
吐出に使われず、吐出量、吐出スピードが少なくなる傾
向にある。

【０００６】そこで、本発明の課題は、駆動する圧力発
生素子の数が変動しても、ノズル開口からインクを安定
に吐出す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。

【０００７】

【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、複数のノズル開口の各々に対応する複
数の圧力発生素子が前記ノズル開口に連通する圧力発生
室内のインクを加圧することにより前記ノズル開口から
インク滴を吐出する記録ヘッドと、前記複数の圧力発生
素子に印加すべき共通の駆動信号を発生させる駆動信号
発生手段と、画像データに基づいて前記複数の圧力発生
素子のいずれに前記駆動信号を印加して駆動するかを選
択する選択回路とを有するインクジェット記録装置にお
いて、前駆動信号発生手段は、前記複数の圧力発生素子
のうち前記共通信号を印加して駆動する圧力発生素子の
数を計数する計数手段と、該計数手段の計数結果に基づ
いて所定の波形の前記駆動信号を生成する波形生成手段
とを備えていることを特徴とする。

【０００８】本発明において、前記駆動信号発生手段
は、たとえば、前記計数手段が計数した圧力発生素子の
数が多いときには少ないときに比較して、前記駆動信号
の電位が一定の状態から変化を開始する際における電位
変化が大きな波形の駆動信号を形成する。

【０００９】インクジェット記録装置において、駆動信
号を印加して駆動する圧力発生素子の数が多い場合に
は、電流が大きい分、寄生インダクタンスの影響が大き
い。従って、駆動信号の電位が一定の状態から変化を開
始する際における電位変化が、最適な傾きよりも小さく
なってしまうなどの歪みが発生するとともに、数多くの
圧力発生素子を駆動する力によりノズルプレートが撓
み、インクへの力の伝達が悪くなる傾向にある。しかる
に本発明において、駆動信号発生手段は、駆動する圧力
発生素子の数が多い場合には、このような不具合を相殺
するような駆動信号を発生させる。このため、駆動する
圧力発生素子の数が変動しても、圧力発生素子には常に
最適な波形の駆動信号が印加される。それ故、どのよう
な画像を記録するときでも、インク滴が最適な状態で吐
出されるので、品位の高い記録を行うことができる。

【００１０】本発明は、前記圧力発生素子として圧電振
動子を用いた場合に効果的である。すなわち、圧力発生
素子として圧電振動子を用いた場合には、駆動信号の波
形が多少、変動しただけでも、インク滴の重量が変動し
やすい傾向にあるが、このようなタイプのインクジェッ
ト記録装置に本発明を適用して駆動信号の波形を補正す
れば、実際に駆動する圧電振動子の数が変動してもイン
ク滴を安定して吐出することができる。

【００１１】本発明において、前記波形生成手段は、た
とえば、前記計数手段が計数した圧力発生素子の数に対
応する各波形データを記憶しておく記憶手段と、前記計
数手段の計数結果に対応する波形データに基づいて演算
を行って所定のデジタル信号を生成する演算手段と、該
演算手段による演算結果をデジタル−アナログ変換して
前記駆動波形を生成するデジタル−アナログ変換手段と
を備えていることが好ましい。この場合に、前記波形デ
ータは、たとえば、前記波形生成手段が前記駆動信号と
して台形波状の駆動パルスを生成していく際の傾きを規
定するパラメータである。

【００１２】また、本発明において、前記波形生成手段
は、前記計数手段が計数した圧力発生素子の数に対応す
る波形データを記憶しておく記憶手段と、前記計数手段
の計数結果に対応する波形データをデジタル−アナログ
変換して前記駆動波形を生成するデジタル−アナログ変
換手段とを備えている構成であってもよい。

【００１３】本発明において、前記記憶手段は、前記計
数手段が計数した圧力発生素子の数を所定のランクに区
分けした各ランク毎の波形データを記憶していることが
好ましい。

【００１４】本発明において、前記計数手段は、前記圧
力発生素子に前記駆動信号を印加するか否かを制御する
画像データに基づいて、前記共通信号を印加して駆動す
る圧力発生素子の数を計数することが好ましい。このよ
うに構成すると、次の記録サイクルにおいて、共通信号
を印加して駆動する圧力発生素子の数を容易に計数する
ことができる。

【００１５】

【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を説明する。なお、各実施の
形態を説明する前に、各形態で共通する構成について説
明し、しかる後に各形態の特徴部分を説明する。

【００１６】（インクジェット記録装置の全体構成）図
１は、本発明を適用したインクジェット記録装置の構成
を示す斜視図である。図１において、本形態のインクジ
ェット記録装置１は、スキャナ（図示せず。）などとと
もにコンピュータ（図示せず。）に対して接続されて使
用される。このコンピュータには、所定のプログラムが
ロードされ、実行されることにより、これらの装置全体
が一体で記録装置として機能する。コンピュータでは、
所定のオペレーティングシステムの下でアプリケーショ
ンプログラムが動作し、スキャナから読み込んだ画像な
どに対して所定の処理を行いつつＣＲＴディスプレイ
（図示せず。）に画像を表示する。また、コンピュータ
は、アプリケーションプログラムが印刷命令を発する
と、スキャナを介して読み込んだ画像データやキーボー
ドを介して入力された文字データなどをインクジェット
記録装置１が使用するデータに変換し、インクジェット
記録装置１に出力する。

【００１７】インクジェット記録装置１では、キャリッ
ジ１０１がタイミングベルト１０２を介してキャリッジ
機構１２のキャリッジモータ１０３に接続され、ガイド
部材１０４に案内されて記録用紙１０５（媒体）の紙幅
方向に往復動するように構成されている。インクジェッ
ト記録装置１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には記録
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１
０５にインク滴を吐出してドットを形成し、記録用紙１
０５に画像や文字を印刷する。

【００１８】また、インクジェット記録装置１の非印刷
領域（非記録領域）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
成することを抑制することができる。それ故、印刷の休
止中にノズルに目詰まりが発生するのを防止できる。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の近傍にはワイピン
グ装置１０９が配置され、このワイピング装置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。

【００１９】図２は、本形態のインクジェット記録装置
１の機能ブロック図である。

【００２０】図２において、インクジェット記録装置１
には、プリントコントローラ４０およびプリントエンジ
ン５を備える記録装置本体１００と、記録ヘッド１０と
から概略構成されている。プリントコントローラ４０
は、コンピュータ（図示せず。）からの多値階層情報を
含む記録データなどを受信するインターフェース４３
と、多値階層情報を含む記録データなどの各種データの
記憶を行うＲＡＭ４４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ＲＯＭ４５と、ＣＰＵなどから
なる制御部６と、発振回路４７と、記録ヘッド１０への
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と、ドットパターンデータに展開
された印字データおよび駆動信号をプリントエンジン５
に送信するためのインターフェース４９とを備えてい
る。

【００２１】コンピュータ（図示せず。）などから送ら
れた多値階層情報を含む記録データはインターフェース
４３を介して記録装置内部の受信バッファ４４Ａに保持
される。受信バッファ４４Ａ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４４Ｂへ
送られる。中間バッファ４４Ｂ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４
４Ｂ内の記録データを解析し、後述するように階層デー
タをデコード化した後の２値化されたドットパターンデ
ータを出力バッファ４４Ｃに展開し、記憶させる。

【００２２】記録ヘッド１０の１スキャン分に相当する
ドットパターンデータが得られると、このドットパター
ンデータは、インターフェース４９およびフレキシブル
配線ケーブル１４０を介して記録ヘッド１０にシリアル
転送される。出力バッファ４４Ｃから１スキャン分に相
当するドットパターンデータが出力されると、中間バッ
ファ４４Ｂの内容が消去されて、次の中間コード変換が
行われる。

【００２３】プリントエンジン５は、前記の紙送り機構
１１と、前記のキャリッジ機構１２とを備えている。紙
送り機構１１は、記録紙などの記録媒体を順次送り出し
て副走査を行うものであり、キャリッジ機構１２は、記
録ヘッド１０を主走査させるものである。

【００２４】記録ヘッド１０は、所定のタイミングで各
ノズル開口からインク滴を吐出させるものであり、駆動
信号発生回路８で生成された駆動信号ＣＯＭは、インタ
ーフェース４９およびフレキシブル配線ケーブル１４０
を介して記録ヘッド１０に出力される。

【００２５】記録ヘッド１０は、副走査方向にたとえば
６４個のノズルを有し、所定のタイミングで各ノズル開
口１１１からインク滴を吐出させるものである。プリン
トコントローラ４０において、ドットパターンデータに
展開された記録データ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４９およびフ
レキシブル配線ケーブル１４０を介して記録ヘッド１０
にシリアル出力され、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記
録データＳＩは、一旦、ラッチ回路１４によってラッチ
される。ラッチされた記録データＳＩは、電圧増幅器で
あるレベルシフタ１５によって、ノズル選択回路１６
（ヘッド選択手段）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。

【００２６】所定の電圧まで昇圧された記録データはノ
ズル選択回路１６に与えられる。ノズル選択回路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、ノズル選択回路１６の出力側には、
圧力発生素子１７としての圧電振動子が接続されてい
る。ここで、圧力発生素子１７は、ノズル開口１１１に
対して１対１に関係をもってやはりノズル開口１１１と
同数（たとえば６４個）形成されている。

【００２７】ここで、記録データＳＩは、ノズル選択回
路１６の動作を制御する。たとえば、ノズル選択回路１
６に加わる記録データＳＩが「１」である期間中は、駆
動信号ＣＯＭが圧力発生素子１７に印加され、この信号
に応じて圧力発生素子１７は伸縮を行う。一方、ノズル
選択回路１６に加わる記録データＳＩが「０」である期
間中は、圧力発生素子１７への駆動信号ＣＯＭの供給が
遮断される。

【００２８】このように構成した記録ヘッド１０の構成
を具体的に示したのが図３である。

【００２９】この図３において、図２中のシフトレジス
タ回路１３、ラッチ回路１４、レベルシフタ１５、ノズ
ル選択回路１６および圧力発生素子１７は、各々記録ヘ
ッド１０の各ノズル開口１１１に対応した素子１３Ａ〜
１３Ｎ、１４Ａ〜１４Ｎ、１５Ａ〜１５Ｎ、１６Ａ〜１
６Ｎ、１７Ａ〜１７Ｎから構成されている。記録データ
ＳＩは、全てのノズル開口１１１についての各桁のビッ
トデータが一記録周期内にシフトレジスタ１３Ａ〜１３
Ｎにシリアル転送される。

【００３０】そして、アナログスイッチとして構成され
るノズル選択回路１６の各イッチ素子１６Ａ〜１６Ｎに
加わるビットデータが「１」の場合は、駆動信号ＣＯＭ
が圧力発生素子１７Ａ〜１７Ｎに直接印加され、各圧力
発生素子１７Ａ〜１７Ｎは駆動信号の信号波形に応じて
変位する。その結果、記録ヘッド１０では、圧力発生室
１１３が収縮し、圧力発生室１１３内のインクが加圧さ
れ、ノズル開口１１１からインク滴が吐出される。

【００３１】これに対して、各スイッチ素子１６Ａ〜１
６Ｎに加わるビットデータが「０」の場合は、各圧力発
生素子１７Ａ〜１７Ｎへの駆動信号が遮断され、各圧力
発生素子１７Ａ〜１７Ｎは直前の電荷を保持したままで
ある。それ故、ノズル開口１１１からインク滴が吐出さ
れることはない（記録ヘッドの構成）図４（Ａ）は、記録ヘッド１０に
形成されたアクチュエータのうちの１つを拡大して示す
断面図である。

【００３２】図４（Ａ）において、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を区画する通孔あるいは溝、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１１６は、弾性変形可能な薄板から形成され、ピエ
ゾ素子（圧電振動子）などの圧力発生素子の先端に当接
し、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。

【００３３】基台１１９には、圧力発生素子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とが形成され、圧力発生素子１７の
先端を開口１２１から露出させた状態で圧力発生素子１
７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を圧力発生素
子１７に当接させた状態で流路ユニット１１８を開口１
２１に固定して記録ヘッド１０を纏めている。

【００３４】（駆動信号の波形）図４（Ｂ）を参照し
て、駆動信号ＣＯＭを構成する各パルスについて説明す
る。図４（Ｂ）において、圧力発生素子１７を作動させ
るための駆動信号ＣＯＭは、その電圧値が中間電位Ｖｍ
からスタートした後（ホールドパルス３１１）、時刻Ｔ
１から時刻Ｔ２まで最大電位ＶＰＳまで一定の傾きで上
昇し（充電パルス３１２）、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３まで
最大電位ＶＰＳを所定時間だけ維持する（ホールドパル
ス３１３）。次に、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの間に最
低電位ＶＬＳまで一定の傾きで下降した後（放電パルス
３１４）、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５まで最低電位ＶＬＳを
所定時間だけ維持する（ホールドパルス３１５）。そし
て、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６までに電圧値は中間電位Ｖｍ
まで一定の傾きで上昇する（充電パルス３１６）。

【００３５】従って、図４（Ａ）、（Ｂ）において、充
電パルス３１２が圧力発生素子１７に印加されると、圧
力発生素子１７は圧力発生室１１３の容積を膨張させる
方に撓み、圧力発生室１１３に負圧を発生させる。その
結果、メニスカスはノズル開口１１１から引っ込み、次
に、放電パルス３１４を印加すると、圧力発生素子１７
は圧力発生室１１３の容積を収縮させる方向に撓み、圧
力発生室１１３に正圧が発生する。その結果、ノズル開
口１１１からインク滴が吐出される。そして、ホールド
パルス３１５が印加された後、充電パルス３１６を印加
してメニスカスの振動を抑える。

【００３６】［実施の形態１］（駆動信号発生回路６の構成）図５は、このような駆動
信号ＣＯＭを生成するための駆動信号発生回路８の構成
を示すブロック図である。図６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞ
れ、図５に示す駆動信号発生回路に用いた第１のラッチ
の説明図、および第２のラッチの説明図である。図７
は、図５に示す駆動信号発生回路に用いたメモリの説明
図である。図８は、図５に示す駆動信号発生回路に対し
て制御部から出力される傾き選択信号および傾き切り換
え信号の説明図である。図９は、図５に示す駆動信号発
生回路で駆動信号を生成していく過程を示すタイミング
チャートである。

【００３７】図５において、駆動信号発生回路８（駆動
信号発生手段）は、後述する計数回路８７（計数手段）
と、所定の波形の駆動信号ＣＯＭを生成する波形生成回
路８５（波形生成手段）とから概略構成されている。波
形生成回路８５は、駆動信号ＣＯＭの波形を決定するパ
ラメータが格納されているメモリ８１（記憶手段）と、
このメモリ８１に格納されているパラメータに基づいて
演算を行って波形を規定するデジタルデータを出力する
演算部８０と、この演算部８０から出力された８ビット
のデジタルデータをアナログ信号に変換するＤ／Ａコン
バータ８６（デジタル−アナログ変換手段）と、このＤ
／Ａコンバータ８６によって変換されたアナログ信号を
駆動信号ＣＯＭの電圧まで増幅する電圧増幅部８８と、
この電圧増幅部８８から出力される駆動信号ＣＯＭに対
する電流増幅器８９とから概略構成されている。

【００３８】ここで、演算部８０は、メモリ８１から所
定のパラメータを読み出して一時的に保持する第１のラ
ッチ８２と、この第１のラッチ８２の出力ともう一つの
第２のラッチ８４の出力とを加算する加算器８３とから
概略構成されている。

【００３９】この演算部８０において、第１のラッチ８
２は、駆動信号ＣＯＭの傾きを格納するラッチで、具体
的には８ビットのＤ／Ａコンバータ８６の入力データ
を、１クロックの間に増加させる値を格納している。た
とえば、図９に示す波形において、時刻Ｔ１でＤ／Ａコ
ンバータ８６の入力値がＤ１、Ｔ２ではＤ２であると
し、また、クロックの周期がΔＴであるとすると、Ｎ＝
（Ｔ２−Ｔ１）／ΔＴに相当する数のクロックが時刻Ｔ
１から時刻Ｔ２までの間に発生し、（Ｄ２−Ｄ１）／Ｎ
に相当する値が傾きとして第１のラッチ８２に格納され
る。これは一般的には割りきれないが、図６（Ａ）に示
すように、整数部５ビットと小数部４ビットというよう
に格納する。また、上位１ビットは正負の符号である。

【００４０】第２のラッチ８４は、Ｄ／Ａコンバータ８
６への出力データを格納しており、図６（Ｂ）に示すと
おり、全１２ビットのうち、下位４ビットが小数部であ
り、上位８ビットのみがＤ／Ａコンバータ８６に出力さ
れる。下位４ビットは、第１のラッチ８２の下位４ビッ
トと加算器８３で加算演算される。また、パルスの１周
期の初めと終わりのＤ／Ａコンバータ８６のデータが等
しくないとならないが、これは第２のラッチ８４の上位
８ビットが初めと終わりで等しければよく、下位４ビッ
トは異なっていても構わない。但し、下位４ビット部分
が初めと終わりで異なると、パルスを繰り返していくう
ちに、繰り上がりが生じ、上位８ビットを変化させるた
め、毎回パルスを開始する前にＦＬＯＯＲ信号を与え、
下位４ビットのみをクリアすることにより、この不具合
を解消する。

【００４１】メモリ８１は、駆動信号の波形を決める所
定のパラメータを記憶しておくものであり、本形態で
は、図４（Ｂ）を参照して説明した駆動信号ＣＯＭを生
成するにあたって、各期間における電位の傾きが記憶さ
れている。すなわち、図７に示すように、メモリ８０
は、後述する計数回路８７での計数結果８７に基づいて
選択される４つのブロック８１１、８１２、８１３、８
１４に分けられており、各ブロック８１１、８１２、８
１３、８１４毎のアドレスＡ０〜Ａ３には、計数回路８
７での計数結果８７に対応するパラメータ（電位の傾
き）が格納されている。

【００４２】ここで、４つのブロック８１１〜８１４の
うち、第１のブロック８１１は、次の記録サイクルにお
いて、共通信号ＣＯＭを印加して駆動する圧力発生素子
１７の数を計数回路８７によって計数したときの値が０
個〜１６個のときに用いられる。第２のブロック８１２
は、次の記録サイクルにおいて、共通信号ＣＯＭを印加
して駆動する圧力発生素子１７の数を計数回路８７によ
って計数したときの値が１７個〜３２個のときに用いら
れる。第３のブロック８１３は、次の記録サイクルにお
いて、共通信号ＣＯＭを印加して駆動する圧力発生素子
１７の数を計数回路８７によって計数したときの値が３
３個〜４８個のときに用いられる。第４のブロック８１
４は、次の記録サイクルにおいて、共通信号ＣＯＭを印
加して駆動する圧力発生素子１７の数を計数回路８７に
よって計数したときの値が４９個〜６４個のときに用い
られる。

【００４３】なお、図７には、各ブロック８１１〜８１
４の各アドレスＡ０〜Ａ３に格納されているパラメータ
として、各ブロック間でのパラメータの違いを表す数値
を便宜的に表してあるが、これらの各数値は、駆動信号
ＣＯＭの波形において、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期
間における電位の傾き、および時刻Ｔ３から時刻Ｔ４ま
での期間における電位の傾きをそれぞれ規定するアドレ
スＡ１、Ａ２に格納されているパラメータ（傾き）の絶
対値がブロック８１１、８１２、８１３、８１４の順に
大きくなっていることを表している。

【００４４】また、図５に示すように、制御部６から
は、メモリ８０のいずれのブロック８１１、８１２、８
１３、８１４を用いるかが選択された以降、いずれのア
ドレスＡ０〜Ａ３に格納されているパラメータ（電位の
傾き）を使用するかを指定する傾き選択信号９１がメモ
リ８１に出力されるとともに、傾き切り換え信号９２が
ラッチ１に出力される。このような信号は、図８に示す
条件に設定されている。

【００４５】この図８に示すデータは、駆動波形ＣＯＭ
を生成するにあたって、メモリ８１の各アドレスに格納
されているパラメータ（図７参照）のうち、アドレスＡ
０、Ａ１、Ａ０、Ａ２、Ａ０、Ａ３、Ａ０に格納されて
いるパラメータをこの順で用いることを規定している。
また、制御部６は、これらの各パラメータを用いて波形
を生成する期間をクロック数で規定して駆動信号ＣＯＭ
の電位の傾きを切り換えるタイミングを制御する傾き切
り換え信号９２を駆動信号発生回路８に出力する。この
クロック数は、メモリ８１のいずれのブロックを選択し
た場合でも一定である。このため、本形態では、メモリ
８１のいずれのブロックに格納されているパラメータを
用いた場合でも、駆動信号ＣＯＭにおいて傾きが変化す
るが、各パルスの時間幅は一定である。図８には、傾き
を切り換えるタイミングを規定するクロック数が一定で
あることを便宜的な数値で表してある。

【００４６】従って、図５に示す駆動信号発生回路８に
おいて、最初のクロック信号により、メモリ８の所定の
アドレスに記憶されているパラメータ（電位の傾き）が
第１のラッチ８２により保持された以降、次にクロック
信号が出力されると、第２のラッチ８４の出力に第１の
ラッチ８２の出力が加算された値が、第２のラッチ８４
に保持される。このため、メモリ８１のアドレスＡ０〜
Ａ３に対応した傾きが選択されると、その後、クロック
信号を受けるたびに、第２のラッチ８４の出力は、その
傾きに従って増減する。ここで、傾きは、図９に示す駆
動信号ＣＯＭにおいて、単位時間ΔＴ当たりの電圧ΔＶ
だけ電圧を上昇させたことに対応した値となっている。
なお、増加か減少かは、各アドレスＡ０〜Ａ３に格納さ
れたデータの符号により決定される。

【００４７】図９に示した例では、メモリ８１のアドレ
スＡ０には、傾きΔＶ０として値０、すなわち、電圧を
維持する場合の値が格納されている。従って、時刻Ｔ
０、Ｔ２、Ｔ４、Ｔ６においてクロック信号によりアド
レスＡ０が有効となると、駆動信号ＣＯＭの波形は、時
刻Ｔ０から時刻Ｔ１までの間、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３ま
での間、時刻Ｔ４から時刻Ｔ５までの間、時刻Ｔ６以
降、増減のないフラットな状態に保たれる。

【００４８】また、メモリ８１のアドレスＡ１には、傾
きΔＶ１として正の値が格納されているので、時刻Ｔ１
においてアドレスＡ１が有効となると、駆動信号ＣＯＭ
の波形は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの間、単位時間Δ
Ｔ当たり電圧をΔＶ１だけ上昇する。また、メモリ８１
のアドレスＡ２には、傾きΔＶ２として負の値が格納さ
れているので、時刻Ｔ３においてアドレスＡ２が有効と
なると、駆動信号ＣＯＭの波形は、時刻Ｔ３から時刻Ｔ
４までの間、単位時間ΔＴ当たり電圧をΔＶ２だけ下降
する。また、メモリ８１のアドレスＡ３には、傾きΔＶ
３として正の値が格納されているので、時刻Ｔ５におい
てアドレスＡ３が有効となると、駆動信号ＣＯＭの波形
は、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６までの間、単位時間ΔＴ当た
りの電圧をΔＶ３だけ上昇する。

【００４９】それ故、メモリ８１の各アドレスに格納さ
れている傾きを所定の値に設定しておけば、駆動信号Ｃ
ＯＭを任意の波形で生成することができ、図７に示すよ
うに、各アドレス毎に異なるパラメータが格納された４
つのブロック８１１、８１２、８１３、８１４を構成し
ておけば、いずれのブロックを選択するかによって、生
成する駆動信号ＣＯＭの波形を選択できることになる。
すなわち、以下に説明するように、記録ヘッド１０にお
いて、駆動する圧力発生素子１７の数に応じて、いずれ
のブロックを選択するかによって、駆動する圧力発生素
子１７の数に応じた波形を形成できることになる。

【００５０】そこで、本形態では、計数回路８７によっ
て、複数の圧力発生素子１７のうち、次の記録サイクル
において共通信号ＣＯＭを印加して駆動する圧力発生素
子１７の数を計数し、この計数結果によって、いずれの
ブロックに格納されているパラメータを使用するかを選
択する。このような計数回路８７は、たとえば、図１０
に示すように構成することができる。この計数回路８７
では、記録ヘッド１０に対してシリアル出力される画像
データＳＩに基づいて計数する。すなわち、計数回路８
７において、転送クロック信号に同期して画像データＳ
Ｉが「１」か「０」を判定し、この判定によって、
「１」が出力される回数をカウンタ８７１（図５参照）
で計数する。

【００５１】このように構成したインクジェット記録装
置１において、計数回路８７の計数結果において、駆動
信号ＣＯＭを印加して駆動する圧力発生素子１７の数が
０個〜１６個の場合には、図７に示すブロック８１１を
使用し、このブロック８１１の各アドレスＡ０〜Ａ３に
格納されているパラメータ（傾き）に基づいて駆動信号
ＣＯＭを生成する。ここで、第１のブロック８１１のア
ドレスＡ１、Ａ２に格納されているパラメータ（傾き）
は、他のブロック８１２〜８１４の各アドレスＡ１、Ａ
２に格納されているパラメータ（傾き）と比較して絶対
値が最も小さな値に設定されている。

【００５２】従って、このブロック８１１の各アドレス
Ａ０〜Ａ３に格納されているパラメータ（傾き）を用い
て生成した駆動信号ＣＯＭの波形は、図１１に駆動信号
ＣＯＭ１として示すように、他のブロック８１２〜８１
４の各アドレスＡ０〜Ａ３に格納されているパラメータ
（傾き）を用いて生成した駆動信号ＣＯＭ２（駆動信号
ＣＯＭを印加して駆動する圧力発生素子１７の数が１７
個〜３２個の場合の駆動信号）、ＣＯＭ３（駆動信号Ｃ
ＯＭを印加して駆動する圧力発生素子１７の数が３３個
〜４８個の場合の駆動信号）、ＣＯＭ４（駆動信号ＣＯ
Ｍを印加して駆動する圧力発生素子１７の数が４９個〜
６４個の場合の駆動信号）と比較して、各パルスの時間
幅はそれぞれ同一であるが、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２まで
の期間における電位の傾き、および時刻Ｔ３から時刻Ｔ
４までの期間における電位の傾きが小さい。

【００５３】また、各ブロック８１１、８１２、８１
３、８１４の各アドレスＡ０〜Ａ３に格納されているパ
ラメータ（傾き）を用いて生成した駆動信号ＣＯＭ１、
ＣＯＭ２、ＣＯＭ３、ＣＯＭ４の波形において、時刻Ｔ
１から時刻Ｔ２までの期間における電位の傾き、および
時刻Ｔ３から時刻Ｔ４までの期間における電位の傾き
は、この順に大きくなっている。すなわち、本形態で
は、計数回路８７の計数結果において、駆動信号ＣＯＭ
を印加して駆動する圧力発生素子１７の数が多い程、駆
動信号発生回路８は、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの期間
における電位の傾き、および時刻Ｔ３から時刻Ｔ４まで
の期間における電位の傾きが大きな駆動信号ＣＯＭを発
生させる。

【００５４】従って、本形態のインクジェット記録装置
１において、駆動信号ＣＯＭを印加して駆動する圧力発
生素子１７の数が多い場合には、電流が大きい分、寄生
インピーダンスの影響が大きいことに起因して駆動信号
ＣＯＭの電位が一定の状態から変化を開始する際におけ
る電位に変化があっても、また、数多くの圧力発生素子
１７を駆動する力によりノズルプレートが撓み、インク
への力の伝達が悪くなっても、それらを相殺するよう
に、駆動信号発生回路８から出力される駆動信号ＣＯＭ
の波形を予め、補正してある。このため、本形態のイン
クジェット記録装置１によれば、駆動する圧力発生素子
１７の数が変動しても、圧力発生素子１７には常に最適
な波形の駆動信号ＣＯＭが印加される。それ故、どのよ
うな画像を記録するときでも、インク滴が最適な状態で
吐出されるので、品位の高い記録を行うことができる。

【００５５】特に本形態のインクジェット記録装置１の
ように、圧力発生素子１７として圧電振動子を用いた場
合には、駆動信号ＣＯＭの波形が多少、変動しただけで
も、インク滴の重量が変動しやすい傾向にあるが、本形
態のように、駆動信号ＣＯＭの波形を補正すれば、実際
に駆動する圧力発生素子１７（圧電振動子）の数が変動
してもインク滴を安定して吐出させることができるとい
う点で効果的である。

【００５６】さらに、本形態において、計数回路８７
は、圧力発生素子１７に駆動信号ＣＯＭを印加するか否
かを制御する画像データＳＩに基づいて、共通信号ＣＯ
Ｍを印加して駆動する圧力発生素子１７の数を計数する
ので、比較的簡単な回路構成で、次の記録サイクルにお
いて、駆動する圧力発生素子１７の数を計数することが
できる。

【００５７】［実施の形態２］（駆動信号発生回路６の構成）図１２は、本形態のイン
クジェット記録装置における駆動信号発生回路８の構成
を示すブロック図である。図１３は、この駆動信号発生
回路で用いた波形データの説明図である。

【００５８】図１２において、本形態の駆動信号発生回
路８（駆動信号発生手段）は、実施の形態１で説明した
構成の計数回路８７（計数手段）と、所定の波形の駆動
信号ＣＯＭを生成する波形生成回路８５Ａ（波形生成手
段）とから概略構成されている。本形態において、波形
生成回路８５Ａは、駆動信号ＣＯＭの波形を決定する波
形データが格納されているメモリ８１Ａ（記憶手段）
と、このメモリ８１Ａに格納されている波形データをア
ナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ８６（デジタル
−アナログ変換手段）と、このＤ／Ａコンバータ８６に
よって変換されたアナログ信号を駆動信号ＣＯＭの電圧
まで増幅する電圧増幅部８８と、この電圧増幅部８８か
ら出力される駆動信号ＣＯＭに対する電流増幅器８９と
から概略構成されている。

【００５９】本形態において、メモリ８１Ａは、駆動信
号の波形を決める波形データを記憶しておくものであ
り、Ｄ／Ａコンバータ８６の入力データが時系列で記憶
されている。また、メモリ８１Ａは、計数回路８７での
計数結果８７に基づいて選択される４つのブロック８１
１、８１２、８１３、８１４に分けられており、各ブロ
ック８１１、８１２、８１３、８１４毎の各アドレスに
は、計数回路８７での計数結果８７に対応する波形デー
タが格納されている。ここで、４つのブロック８１１〜
８１４のうち、第１のブロック８１１は、次の記録サイ
クルにおいて、共通信号ＣＯＭを印加して駆動する圧力
発生素子１７の数を計数回路８７によって計数したとき
の値が０個〜１６個のときに用いられる。

【００６０】第２のブロック８１２は、次の記録サイク
ルにおいて、共通信号ＣＯＭを印加して駆動する圧力発
生素子１７の数を計数回路８７によって計数したときの
値が１７個〜３２個のときに用いられる。第３のブロッ
ク８１３は、次の記録サイクルにおいて、共通信号ＣＯ
Ｍを印加して駆動する圧力発生素子１７の数を計数回路
８７によって計数したときの値が３３個〜４８個のとき
に用いられる。第４のブロック８１４は、次の記録サイ
クルにおいて、共通信号ＣＯＭを印加して駆動する圧力
発生素子１７の数を計数回路８７によって計数したとき
の値が４９個〜６４個のときに用いられる。

【００６１】本形態においては、図１３に示すように、
波形の出力を開始するまでカウンタ８００のＣＬＲがア
クティブであり、カウンタ８００は”０”を出力してい
て、この値は、メモリのアドレスに接続されているが、
メモリ８１Ａのこのアドレスには、パルス開始前および
パルス終了後のＤ／Ａコンバータ８６の入力データを格
納しておく。ＣＬＲがインアクティブになると、カウン
タ８００は計数を開始し、メモリ８１Ａのアドレスもイ
ンクリメントされ、続いてＤ／Ａコンバータ８６の入力
データも変化し、Ｄ／Ａコンバータ８６はこの入力デー
タをラッチし出力電位も変化する。このサイクルを繰り
返し、１パルスを出力し終えたら、カウンタ８００をク
リアし、次のパルスのために待機する。

【００６２】これらいずれのブロックに格納されている
波形データも、基本的には略同様な波形を生成するため
のデータであるが、図１３に示すように、第１ないし第
４のブロック８１１、８１２、８１３、８１４のいずれ
のブロックに格納されているデータを用いるかによっ
て、駆動波形を選択できる。従って、たとえば、図１４
に示すように、同時に駆動する圧力発生素子１７の数が
多いほど、一定状態から電位が変化する際の傾きが急に
なるような波形の駆動信号ＣＯＭ１、ＣＯＭ２、ＣＯＭ
３、ＣＯＭ４を生成することができる。

【００６３】従って、インクジェット記録装置１におい
て、駆動信号ＣＯＭを印加して駆動する圧力発生素子１
７の数が多い場合には、電流が大きい分、寄生インピー
ダンスの影響が大きいことに起因して駆動信号ＣＯＭの
電位が一定の状態から変化を開始する際における電位に
変化があっても、また、数多くの圧力発生素子１７を駆
動する力によりノズルプレートが撓み、インクへの力の
伝達が悪くなっても、それらを相殺するように、駆動信
号発生回路８から出力される駆動信号を、図１４に示す
波形の駆動信号ＣＯＭ４とするように、予め、補正する
ことができる。このため、本形態のインクジェット記録
装置１によれば、駆動する圧力発生素子１７の数が変動
しても、圧力発生素子１７には常に最適な波形の駆動信
号ＣＯＭが印加される。それ故、どのような画像を記録
するときでも、インク滴が最適な状態で吐出されるの
で、品位の高い記録を行うことができる。

【００６４】なお、本実施例においては、直線的でない
微妙な変化をする波形も生成できるので、ノズルの数の
変化により適正な波形を生成することができる。

【００６５】

【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、駆動信号発生手段は、計数手
段が計数した圧力発生素子の数が多いときには少ないと
きに比較して電位が一定の状態から変化を開始する際に
おける電位変化が大きな波形の駆動信号を形成する。従
って、駆動信号を印加して駆動する圧力発生素子の数が
多い場合には、電流が大きい分、寄生インピーダンスの
影響が大きいことに起因して駆動信号の電位が一定の状
態から変化を開始する際における電位に変化があって
も、また、数多くの圧力発生素子を駆動する力によりノ
ズルプレートが撓み、インクへの力の伝達が悪くなって
も、それらを相殺するように、駆動信号発生回路から出
力される駆動信号の波形を予め、補正しておく。それ
故、どのような画像を記録するときでも、インク滴が最
適な状態で吐出されるので、品位の高い記録を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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】本発明を適用したインクジェット記録装置のブ
ロック図である。

【図３】図２に示すインクジェット記録装置におけるシ
フトレジスタ、ラッチ、レベルシフタ、選択回路の等価
回路図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図２に示すインク
ジェット記録装置の記録ヘッドに形成されているアクチ
ュエータの断面図、およびこのアクチュエータに用いた
圧力発生素子に印加される駆動信号の波形図である。

【図５】本発明の実施の形態１に係るインクジェット記
録装置に形成した駆動信号発生回路のブロック図であ
る。

【図６】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、図５に示す駆動信
号発生回路に用いた第１のラッチの説明図、および第２
のラッチの説明図である。

【図７】図５に示す駆動信号発生回路に用いたメモリの
説明図である。

【図８】図５に示す駆動信号発生回路に対して制御部か
ら出力される傾き選択信号および傾き切り換え信号の説
明図である。

【図９】図５に示す駆動信号発生回路で駆動信号を生成
していく過程を示すタイミングチャートである。

【図１０】図５に示す駆動信号発生回路に形成した計数
回路の説明図である。

【図１１】図５に示す駆動信号発生回路で生成される各
駆動信号の典型例を示す波形図である。

【図１２】本発明の実施の形態２に係るインクジェット
記録装置に形成した駆動信号発生回路のブロック図であ
る。

【図１３】図１２に示す駆動信号発生回路で扱う波形デ
ータの説明図である。

【図１４】図１２に示す駆動信号発生回路で実際に生成
される各駆動信号の波形図である。

【符号の説明】

１インクジェット記録装置５プリントエンジン６制御部８駆動信号発生回路１０記録ヘッド１７圧力発生素子８０演算部８１メモリ（記憶手段）８２、８４ラッチ８３加算器８５波形生成回路８６Ｄ／Ａコンバータ（デジタル−アナログ変換手
段）８７計数回路８８電圧増幅部８９電流増幅器９１傾き選択信号９２傾き切り換え信号１００記録装置本体１１１ノズル開口１１３圧力発生室ＣＯＭ駆動信号ＳＩ画像データ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のノズル開口の各々に対応する複数
の圧力発生素子が前記ノズル開口に連通する圧力発生室
内のインクを加圧することにより前記ノズル開口からイ
ンク滴を吐出する記録ヘッドと、前記複数の圧力発生素
子に印加すべき共通の駆動信号を発生させる駆動信号発
生手段と、画像データに基づいて前記複数の圧力発生素
子のいずれに前記駆動信号を印加して駆動するかを選択
する選択回路とを有するインクジェット記録装置におい
て、前記駆動信号発生手段は、前記複数の圧力発生素子のう
ち前記共通信号を印加して駆動する圧力発生素子の数を
計数する計数手段と、該計数手段の計数結果に基づい
て、該計数結果に対応する波形の前記駆動信号を生成す
る波形生成手段とを備えていることを特徴とするインク
ジェット記録装置。
【請求項２】請求項１において、前記駆動信号発生手
段は、前記計数手段が計数した圧力発生素子の数が多い
ときには少ないときに比較して、前記駆動信号の電位が
一定の状態から変化を開始する際における電位変化が大
きな波形の駆動信号を形成することを特徴とするインク
ジェット記録装置。
【請求項３】請求項１または２において、前記圧力発
生素子は、圧電振動子であることを特徴とするインクジ
ェット記録装置。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記波形生成手段は、前記計数手段が計数した圧力発生
素子の数に対応する波形データを記憶しておく記憶手段
と、前記計数手段の計数結果に対応する波形データに基
づいて演算を行って所定のデジタル信号を生成する演算
手段と、該演算手段による演算結果をデジタル−アナロ
グ変換して前記駆動波形を生成するデジタル−アナログ
変換手段とを備えていることを特徴とするインクジェッ
ト記録装置。
【請求項５】請求項４において、前記波形データは、
前記波形生成手段が前記駆動信号として台形波状の駆動
パルスを生成していく際の傾きを規定するパラメータで
あることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項６】請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記波形生成手段は、前記計数手段が計数した圧力発生
素子の数に対応する波形データを記憶しておく記憶手段
と、前記計数手段の計数結果に対応する波形データをデ
ジタル−アナログ変換して前記駆動波形を生成するデジ
タル−アナログ変換手段とを備えていることを特徴とす
るインクジェット記録装置。
【請求項７】請求項４ないし６のいずれかにおいて、
前記記憶手段は、前記計数手段が計数した圧力発生素子
の数を所定のランクに区分けした各ランク毎の波形デー
タを記憶していることを特徴とするインクジェット記録
装置。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれかにおいて、
前記計数手段は、画像データに基づいて、前記共通信号
を印加して駆動する圧力発生素子の数を計数することを
特徴とするインクジェット記録装置。