JP2004001572A - インクジェット式記録装置 - Google Patents

Abstract

　【課題】　高解像度モードにおいても印刷速度を下げずに記録を行えるインクジェット式記録装置を提供する。
　【解決手段】　基本モード及び高解像度モードにおける印字データの一印刷周期あたりのデータ量を同じに設定し、データ展開手段として機能する制御部は、高解像度モードの下で印刷データを、上位ビットが前半の高解像度単位画素の記録又は非記録を表し、下位ビットが後半の高解像度単位画素の記録又は非記録を表す２ビットの印字データに展開する。そして、この印字データに基づいて高解像度単位画素の記録を制御する。
【選択図】　　　図６

Description

　本発明は、主走査方向側の解像度を切り換え可能なインクジェット式記録装置に関する。

　インクジェット式プリンタやインクジェット式プロッタのように、記録ヘッドを主走査方向に移動させ、この移動に同期させて記録ヘッドからインク滴を吐出させるインクジェット式記録装置が知られている。この種の記録装置には、主走査方向（例えば、紙幅方向）に配列された複数のインク滴で基本の単位画素を構成するものがある（例えば、特許文献１参照）。この記録装置では、例えば、同じ波形形状とされた（つまり、等しいインク量に設定された）複数の駆動パルスを等間隔で配置した駆動信号を印刷周期単位で繰り返し生成し、記録媒体上に基本単位画素を記録する際には、これらの駆動パルスを記録ヘッドの圧力発生素子へ供給することで、この記録ヘッドから適宜インク滴を吐出させる。また、この記録装置に用いられる記録ヘッドは、複数のノズル開口を副走査方向（例えば、紙送り方向）に並べて構成されたノズル列を有する。

特開平９−３９２７２号公報

　ところで、上記の記録装置では、単位画素を構成するインク滴の数を基本単位画素よりも少なくして記録を行うと、主走査方向の解像度が高められた高解像度記録が行える。即ち、基本単位画素で記録を行う基本モードと、基本単位画素よりもインク滴の数が少ない高解像度単位画素で記録を行う高解像度モードとに記録モードを切り換えることができる。例えば、基本モードの基本単位画素が４つのインク滴で構成されている場合、１番目のインク滴と２番目のインク滴とで先に記録される高解像度単位画素を構成し、３番目のインク滴と４番目のインク滴とで後に記録される高解像度単位画素を構成することにより、主走査方向の解像度を基本モードの２倍にした高解像度モードで記録を行うことができる。

　しかしながら、最近の記録装置では、印刷速度の向上を図るために一印刷周期を短くする傾向があり、さらに、ノズル列を構成するノズル開口の数、即ち、一列の印字データの数は増える傾向にある。つまり、印刷周期内における印字データの数が増えたにも拘わらず、この印字データをセットするための時間は短くなっている。従って、上記の高解像度モードで１ドット、つまり、高解像度単位画素毎にデータを与えて記録を行おうとすると、極く短い時間に印字データをセットしなければならず制御が困難である。その結果、高解像度モードでは印刷周期を長くしたりキャリッジの走査速度を遅くするなどの対策が必要になり、印刷速度が低下してしまう。

　本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、上記の高解像度モードにおいても印刷速度を下げることなく記録が行えるインクジェット式記録装置を提供することを目的とする。

　本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、印刷データを印字データに展開するデータ展開手段と、
　複数の駆動パルスが配置された駆動信号を印刷周期単位で繰り返し生成する駆動信号生成手段と、
　印字データを翻訳することで各駆動パルスに対応したパルス選択情報を生成する翻訳手段、及び、パルス選択情報に基づいて駆動信号中の駆動パルスを圧力発生素子へ選択的に供給するスイッチ手段を有し、圧力発生素子への駆動パルスの供給によってインク滴を吐出する記録ヘッドと、
　一印刷周期に対応した領域毎に形成される基本単位画素で記録を行う基本モードと、該基本モードと同一の一印刷周期に対応した領域内に主走査方向に沿って複数形成可能な高解像度単位画素で記録を行う高解像度モードとを含む複数の記録モードの中から一の記録モードを設定する記録モード設定手段とを備えたインクジェット式記録装置であって、
　前記基本モード及び高解像度モードにおける印字データの一印刷周期あたりのデータ量を同じに設定し、
　前記データ展開手段は、基本モードの下で印刷データを、基本単位画素に対応する階調情報からなる複数ビットの印字データに展開し、高解像度モードの下で印刷データを、複数の高解像度単位画素に対応し、各ビットがそれぞれ各高解像度単位画素の記録又は非記録を表す複数ビットの印字データに展開し、
　展開された印字データに基づいて各モードにおける単位画素の記録を制御するように構成したことを特徴とする。

　ここで、「印刷データ」はホストコンピュータ等から記録装置に送られてきたデータを意味し、「印字データ」は記録ヘッドに送信するデータを意味する。

　上記構成において、前記翻訳手段は、印字データとパルス選択情報との関係を規定する波形選択テーブルを記録モード毎に備え、設定された記録モードに対応する波形選択テーブルを使用してパルス選択情報を生成する構成とすることが好ましい。そして、この構成において、前記波形選択テーブルを書き換え可能な構成を採用することができる。

　また、前記記録モード設定手段は、印刷データに基づいて記録モードを設定することが好ましい。

　上記構成において、前記複数の駆動パルスは、同一波形形状であることが好ましく、また、前記印刷周期内で等間隔に配置することが好ましい。

　また、上記構成において、前記印刷周期の開始タイミングを、ヘッド走査機構より得る構成とすることができる。

　また、前記複数ビットの印字データを、各ビット毎に並列な状態で、データ展開手段から記録ヘッドに転送する構成とすることも可能である。

　そして、上記構成において、前記基本モードと前記高解像度モードとで、ヘッド走査速度が同一であることが好ましい。

　本発明によれば、以下の効果を奏する。即ち、基本モード及び高解像度モードにおける印字データの一印刷周期あたりのデータ量を同じに設定し、
　前記データ展開手段は、基本モードの下で印刷データを、基本単位画素に対応する階調情報からなる複数ビットの印字データに展開し、高解像度モードの下で印刷データを、複数の高解像度単位画素に対応し、各ビットがそれぞれ各高解像度単位画素の記録又は非記録を表す複数ビットの印字データに展開し、
　展開された印字データに基づいて各モードにおける単位画素の記録を制御するように構成したので、高解像度モードにおいても印字データをセットするための時間が確保することができ、印刷周期や記録ヘッドの走査速度等の条件を基本モードと同じに設定することができる。これにより、印刷速度を下げることなく高解像度モードでの記録を行うことが出来る。

　また、翻訳手段は、印字データとパルス選択情報との関係を規定する波形選択テーブルを記録モード毎に備え、設定された記録モードに対応する波形選択テーブルを使用してパルス選択情報を生成するようにし、さらにこの波形選択テーブルを書換可能に構成した場合には、各記録モード毎のパルス選択情報を容易に設定することができ、また、仕様が異なる記録装置への対応も容易である。

　また、記録モード設定手段が、印刷データに基づいて記録モードを設定する構成とした場合には、操作者による特別な操作を必要とせずに最適な記録モードが設定できる。

　また、印刷周期の開始タイミングを、前記ヘッド走査機構より得る構成とした場合には、ヘッド走査速度の変動に起因する画素の形成位置の位置ずれを防止することができる。

　また、複数ビットの印字データを、各ビット毎に並列な状態で、データ展開手段から記録ヘッドに転送する構成とした場合には、印字データの転送に必要な時間を短縮でき、より速い印刷速度にも対応させることができる。

　以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、代表的なインクジェット式記録装置であるインクジェットプリンタの斜視図である。

　例示したインクジェット式プリンタ１（以下、プリンタ１と呼ぶ）は、インクカートリッジ２を保持可能なカートリッジホルダ部３及び記録ヘッド４を有するキャリッジ５を備えている。このキャリッジ５は、ハウジング６に架設したガイド部材７に対して移動可能に取り付けられており、ヘッド走査機構によりこのガイド部材７に沿って往復移動される。

　ヘッド走査機構は、ハウジング６の左右一端側に設けたパルスモータ８と、このパルスモータ８の回転軸に接続した駆動プーリー９と、ハウジング６の左右他端側に設けた遊転プーリー１０と、駆動プーリー９と遊転プーリー１０との間に架け渡されると共にキャリッジ５に接続されたタイミングベルト１１と、パルスモータ８の回転を制御する制御部４６（図３参照）等を備えて構成してある。即ち、このヘッド走査機構は、パルスモータ８を動作させることにより、記録ヘッド４を印刷記録媒体の一種である記録紙１２の幅方向（つまり、主走査方向）に往復移動させる。また、プリンタ１は、記録紙１２を主走査方向とは直交する副走査方向に送り出す紙送り機構を備えている。この紙送り機構は、紙送りモータ１３及びプラテン１４等から構成されており、記録ヘッド４の主走査に連動させて記録紙１２を順次送り出す。

　上記の記録ヘッド４は、キャリッジ５における記録紙１２との対向面（下面）に取り付けられている。この記録ヘッド４は、図２に示すように、箱体状のケース２１の先端面に流路ユニット２２を接合してあり、ケース２１の内部に収納した振動子ユニット２３によって流路ユニット２２内の圧力室２４に圧力変動を生じさせてノズル開口２５からインク滴を吐出する構成である。

　ケース２１は、振動子ユニット２３を収容するための収容室２６を内部に備えており、例えば樹脂材によって成型される。この収容室２６は、流路ユニット２２との接合面側の開口から反対面まで連なっている。

　流路ユニット２２は、流路形成基板２７の一方の面にノズルプレート２８を、他方の面に振動板２９を接合した構成とされる。

　流路形成基板２７は、例えば、シリコンウエハーによって形成されており、これをエッチング加工することにより所定パターンに区画されていて、各ノズル開口２５と連通する複数の圧力室２４，共通インク室３０，共通インク室３０と各圧力室２４とを連通する複数のインク供給路３１等が適宜に形成されている。なお、共通インク室３０には、インク供給管３２と接続される接続口が設けられており、インクカートリッジ２に蓄えられたインクがインク供給管３２を通じて共通インク室３０に供給される。

　ノズルプレート２８には、ドット形成密度に対応したピッチで複数のノズル開口２５…が列状に開設されている。

　振動板２９は、ステンレス板３３にＰＰＳ膜等の弾性体膜３４を積層した二重構造を採り、各圧力室２４に対応する部分はステンレス板３３側が環状にエッチング加工されて、環内にアイランド部３５が形成されている。

　振動子ユニット２３は、圧力発生素子の一種である圧電振動子３６と、この圧電振動子３６が接合される固定部材３７とから構成されている。圧電振動子３６は、圧電体と電極層とを交互に積層した一枚の圧電振動子板に、流路ユニット２２の各圧力室２４…に対応した所定ピッチでスリット部を形成することにより櫛歯状に構成される。また、固定部材３７は、この櫛歯状振動子の基端部分に固着される。この振動子ユニット２３は、圧電振動子３６の先端が開口から臨む姿勢でケース２１の収容室２６内に挿入されて、固定部材３７を収容室２６の内壁へ固着させることにより収容される。この収容状態において、圧電振動子３６の各先端は、振動板２９の対応するアイランド部３５に当接し接合される。

　各圧電振動子３６は、対向する電極間に電位差を与えることにより、積層方向と直交する素子長手方向に伸縮し、圧力室２４を区画する弾性体膜３４を変位させる。即ち、この記録ヘッド４では、圧電振動子３６を素子長手方向に伸長させることにより、アイランド部３５がノズルプレート２８側へ押され、アイランド部周辺の弾性体膜３４が変形して圧力室２４が収縮する。また、圧電振動子３６を素子長手方向に収縮させると、弾性体膜３４の変位により圧力室２４が膨張する。この圧力室２４の膨張や収縮に伴って圧力室２４内に充填されたインクに圧力変動が生じ、流路ユニット２２のノズル開口２５からインク滴が吐出される。

　次に、プリンタ１の電気的構成について説明する。図３に示すように、このプリンタ１は、プリンタコントローラ４１と、プリントエンジン４２とを備えている。

　プリンタコントローラ４１は、図示しないホストコンピュータ等からの印刷データ等を受信するインターフェース４３（以下、外部Ｉ／Ｆ４３という）と、各種データの記憶等を行うＲＡＭ４４と、各種データ処理のためのルーチン等を記憶したＲＯＭ４５と、ＣＰＵ等からなる制御部４６と、クロック信号（ＣＫ）を発生する発振回路４７と、記録ヘッド４へ供給する駆動信号（ＣＯＭ）を生成する駆動信号生成回路４８と、印字データ（ＳＩ）及び駆動信号等をプリントエンジン４２に送信するためのインターフェース４９（以下、内部Ｉ／Ｆ４９という）とを備えている。

　駆動信号生成回路４８は、本発明における駆動信号生成手段の一種であり、同一の波形形状にした駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ４（図５参照）を一定の時間間隔で複数配置した駆動信号を印刷周期単位で繰り返し生成する。つまり、駆動信号生成回路４８は、駆動パルスを一定間隔毎に発生する。なお、この駆動信号については後述する。

　外部Ｉ／Ｆ４３は、例えばキャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータのいずれか１つのデータ又は複数のデータからなる印刷データをホストコンピュータ等から受信する。また、外部Ｉ／Ｆ４３は、ホストコンピュータに対してビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）等を出力する。
　ＲＡＭ４４は、受信バッファ、中間バッファ、出力バッファ及びワークメモリ（図示せず）等として利用されるものである。受信バッファには、外部Ｉ／Ｆ４３が受信したホストコンピュータからの印刷データが一時的に記憶される。中間バッファには、制御部４６によって中間コードに変換された中間コードデータが記憶される。出力バッファには、記録ヘッド４にシリアル伝送される印字データが展開される。ＲＯＭ４５は、制御部４６によって実行される各種制御ルーチン、フォントデータ及びグラフィック関数、各種手続き等を記憶している。

　制御部４６は、データ展開手段として機能し、印刷データを印字データに展開する。即ち、受信バッファ内の印刷データを読み出して中間コードに変換し、この中間コードデータを中間バッファに記憶する。そして、中間バッファから読み出した中間コードデータを解析し、ＲＯＭ４５内のフォントデータやグラフィック関数等を参照して中間コードデータを複数ビットの印字データに展開する。なお、本実施形態における印字データは、後述するように２ビットのデータで構成される。この展開された印字データは出力バッファに記憶されて、記録ヘッド４の１行分に相当する印字データが得られると、この１行分の印字データ（ＳＩ）は、内部Ｉ／Ｆ４９を介して記録ヘッド４にシリアル伝送される。出力バッファから１行分の印字データが送信されると、中間バッファの内容が消去されて、次の中間コードに対する変換が行われる。

　また、制御部４６は、基本モードと高解像度モードとを含む複数の記録モードの中から一の記録モードを選択し設定する記録モード設定手段としても機能する。なお、本実施形態における記録モードは、基本モードと高解像度モードの２つのモードからなり、制御部４６は、ホストコンピュータ等からの印刷データに基づいて何れかの記録モードを設定する。また、プリンタ１に記録モード設定スイッチ（図示せず）を設け、この設定スイッチからの信号を制御部４６に入力することにより記録モードを設定するように構成しても良い。

　上記の基本モードは、一印刷周期ＴＡ（図５参照）に対応した記録領域内に１つの単位画素（基本単位画素）を記録可能なモードである。また、高解像度モードは、一印刷周期ＴＡに対応した記録領域内に複数の単位画素（高解像度単位画素）を主走査方向に沿って記録可能なモードであり、本実施形態では、主走査方向の解像度を基本モードの２倍に設定してある。つまり、この高解像度モードでは、基本モードにおける単位画素形成領域内に、２つの高解像度単位画素を記録できる。

　さらに、制御部４６は、タイミング信号発生手段の一部を構成し、内部Ｉ／Ｆ４９を通じて記録ヘッド４にラッチ信号（ＬＡＴ）やチャンネル信号（ＣＨ）を供給する。これらのラッチ信号やチャンネル信号は、駆動信号（ＣＯＭ）を構成する駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ４の供給開始タイミングを規定する。

　プリントエンジン４２は、記録ヘッド４の電気駆動系５１と、キャリッジ５を移動させるためのパルスモータ８と、プラテン１４を回転させる紙送りモータ１３等から構成される。

　記録ヘッド４の電気駆動系５１は、第１シフトレジスタ５２及び第２シフトレジスタ５３からなるシフトレジスタと、第１ラッチ回路５４と第２ラッチ回路５５とからなるラッチ回路と、デコーダ５６と、制御ロジック５７と、レベルシフタ５８と、スイッチ回路５９と、圧電振動子３６とを備えて構成されている。そして、各シフトレジスタ５２，５３、各ラッチ回路５４，５５、デコーダ５６、スイッチ回路５９、及び、圧電振動子３６は、それぞれ記録ヘッド４の各ノズル開口２５…に対応して複数設けられる。例えば、図４に示すように、第１シフトレジスタ５２Ａ〜５２Ｎと、第２シフトレジスタ５３Ａ〜５３Ｎと、第１ラッチ回路５４Ａ〜５４Ｎと、第２ラッチ回路５５Ａ〜５５Ｎと、デコーダ５６Ａ〜５６Ｎと、スイッチ回路５９Ａ〜５９Ｎと、圧電振動子３６Ａ〜３６Ｎとから構成される。なお、この図４において、レベルシフタ５８は省略されているが、このレベルシフタ５８も同様に複数設けられている。

　そして、記録ヘッド４は、プリンタコントローラ４１からの印字データに基づいてインク滴を吐出する。即ち、プリンタコントローラ４１からの印字データ（ＳＩ）は、発振回路４７からのクロック信号（ＣＫ）に同期して、内部Ｉ／Ｆ４９から第１シフトレジスタ５２及び第２シフトレジスタ５３にシリアル伝送される。

　この印字データは２ビットのデータであり、基本モードにおいては、非記録、小ドット、中ドット、大ドットからなる４階調を表す階調情報によって構成され、高解像度モードにおいては、一印刷周期ＴＡ内の前半ドット（前側の高解像度単位画素）及び後半ドット（後側の高解像度単位画素）の記録又は非記録を表す印字制御情報によって構成される。つまり、基本モードで記録可能なドットの階調の数は、高解像度モードで記録可能なドットの階調の数よりも多い。そして、本実施形態では、基本モードにおいて、非記録が階調情報（００）であり、小ドットが階調情報（０１）であり、中ドットが階調情報（１０）であり、大ドットが階調情報（１１）である。また、高解像度モードにおいて、印字データの上位ビット（Ｈ）が前半ドットに割り当てられてこの前半ドットの記録又は非記録を表し、下位ビット（Ｌ）が後半ドットに割り当てられてこの後半ドットの記録又は非記録を表している。例えば、印字データ（００）は前半ドットと後半ドットの何れも記録しないことを意味し、印字データ（１０）は前半ドットのみを記録することを意味し、印字データ（０１）は後半ドットのみを記録することを意味し、印字データ（１１）は前半ドットと後半ドットを連続して記録することを意味する。なお、印字データの上位ビットを後半ドットに下位ビットを前半ドットに割り当てても良い。

　従って、データ展開手段として機能する制御部４６は、基本モードが設定されると印刷データを階調情報からなる複数ビットの印字データに展開し、高解像度モードが設定されると印刷データを各ビットが各高解像度単位画素の記録又は非記録を表す複数ビットの印字データに展開する。そして、この展開された印字データに基づいて単位画素の記録が制御される。

　この印字データは、各ノズル開口２５毎に設定される。そして、全てのノズル開口２５…に関する下位ビット（Ｌ）のデータが第１シフトレジスタ５２（５２Ａ〜５２Ｎ）に入力され、全てのノズル開口２５…に関する上位ビット（Ｈ）のデータが第２シフトレジスタ５３（５３Ａ〜５３Ｎ）に入力される。

　第１シフトレジスタ５２には第１ラッチ回路５４が電気的に接続され、第２シフトレジスタ５３には第２ラッチ回路５５が電気的に接続されている。そして、プリンタコントローラ４１からのラッチ信号（ＬＡＴ）が各ラッチ回路５４，５５に入力されると、第１ラッチ回路５４は印字データの下位ビットのデータをラッチし、第２ラッチ回路５５は印字データの上位ビットのデータをラッチする。このような動作をする第１シフトレジスタ５２及び第１ラッチ回路５４の組と、第２シフトレジスタ５３及び第２ラッチ回路５５の組は、それぞれが記憶回路を構成し、デコーダ５６に入力される前の印字データを一時記憶する。

　各ラッチ回路５４，５５でラッチされた印字データは、デコーダ５６に入力される。このデコーダ５６は翻訳手段として機能し、２ビットの印字データを翻訳してパルス選択情報を生成する。本実施形態のデコーダ５６は、印字データと選択される駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ４との関係を規定する波形選択テーブルを備えており、この波形選択テーブルに基づいてパルス選択情報を生成する。この波形選択テーブルは、記録モードに応じて複数種類用意されており、記録モード毎に適宜選択される。パルス選択情報は、駆動信号（ＣＯＭ）を構成する各駆動信号に各ビットを対応させた複数ビットで構成されている。そして、各ビットの内容〔例えば、（０），（１）〕に応じて圧電振動子３６に対する駆動パルスの供給或いは非供給が選択される。なお、駆動パルスの供給制御については後で説明する。

　また、デコーダ５６には、制御ロジック５７からのタイミング信号も入力されている。この制御ロジック５７は、制御部４６と共にタイミング信号発生手段として機能しており、ラッチ信号（ＬＡＴ）やチャンネル信号（ＣＨ）に基づいてタイミング信号を発生する。即ち、この制御ロジック５７は、図５に示すように、ラッチ信号或いはチャンネル信号を受信する毎にタイミング信号を発生する。
　デコーダ５６によって翻訳されたパルス選択情報は、上位ビット側から順に、タイミング信号によって規定されるタイミングが到来する毎にレベルシフタ５８に入力される。例えば、印刷周期ＴＡにおける最初のタイミング（Ｔ１の開始時）ではパルス選択情報の最上位ビットのデータがレベルシフタ５８に入力され、２番目のタイミング（Ｔ２の開始時）ではパルス選択情報における２番目のビットのデータがレベルシフタ５８に入力される。

　このレベルシフタ５８は、電圧増幅器として機能し、パルス選択情報が（１）の場合には、スイッチ回路５９を駆動できる電圧、例えば数十ボルト程度の電圧に昇圧された電気信号を出力する。レベルシフタ５８で昇圧された（１）のパルス選択情報は、スイッチ手段として機能するスイッチ回路５９に供給される。このスイッチ回路５９の入力側には、駆動信号生成回路４８からの駆動信号（ＣＯＭ）が供給されており、スイッチ回路５９の出力側には圧電振動子３６が接続されている。

　パルス選択情報は、スイッチ回路５９の作動、つまり、駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ４の圧電振動子３６への選択的な供給を制御する。例えば、スイッチ回路５９に加わるパルス選択情報が（１）である期間中は、スイッチ回路５９が接続状態になって駆動パルスが圧電振動子３６に供給され、この駆動パルスに応じて圧電振動子３６の電位レベルが変化する。一方、スイッチ回路５９に加わるパルス選択情報が（０）の期間中は、レベルシフタ５８からはスイッチ回路５９を作動させる電気信号が出力されない。このため、スイッチ回路５９が切断状態になって圧電振動子３６へは駆動パルスが供給されない。

　次に、駆動信号生成回路４８が生成する駆動信号（ＣＯＭ）について説明する。本実施形態における駆動信号生成回路４８は、図５に示すように、インク滴の量が等しい４つの駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ４を印刷周期内で等間隔で配置した一連の駆動信号を生成する。

　この駆動信号は、期間Ｔ１に配置された（つまり、期間Ｔ１で発生する）第１駆動パルスＤＰ１と、期間Ｔ１の後の期間Ｔ２に配置された第２駆動パルスＤＰ２と、期間Ｔ２の後の期間Ｔ３に配置された第３駆動パルスＤＰ３と、期間Ｔ３の後の期間Ｔ４に配置された第４駆動パルスＤＰ４とを有し、印刷周期ＴＡで繰り返し発生される信号である。この駆動信号において、第１駆動パルスＤＰ１、第２駆動パルスＤＰ２、第３駆動パルスＤＰ３、及び、第４駆動パルスＤＰ４は、何れも同じ波形形状とされており、圧電振動子３６に供給されることにより記録ヘッド４のノズル開口２５から所定量（例えば９ｐＬ）のインク滴を吐出させる。

　これらの駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ４は、中間電位ＶＭから勾配θ１に沿って最大電位ＶＨまで電位を上昇させる充電要素Ｐ１と、この最大電位ＶＨを維持する第１ホールド要素Ｐ２と、最大電位ＶＨから急勾配θ２に沿って最低電位ＶＬまで極く短時間で電位を下降させる吐出要素Ｐ３と、最低電位ＶＬを維持する第２ホールド要素Ｐ４と、最低電位ＶＬから勾配θ３に沿って中間電位ＶＭまで電位を上昇させる制振要素Ｐ５とから構成される。この駆動パルスが圧電振動子３６に供給されると、次のようにしてインク滴が吐出される。即ち、充電要素Ｐ１が供給されると、圧力室２４の容積は、基準容積である中間容積から最大容積まで膨張する。そして、吐出要素Ｐ３が供給されることにより、圧力室２４は最小容積まで急激に収縮する。この圧力室２４の収縮状態は第２ホールド要素Ｐ４が供給されている期間に亘って維持される。この圧力室２４の急激な収縮及び収縮状態の保持により、圧力室２４内のインク圧力が急速に高まりノズル開口２５からはインク滴が吐出する。そして、制振要素Ｐ５が供給されて、メニスカス（ノズル開口２５で露出しているインクの自由表面）の振動を短時間で収束させるべく圧力室２４が中間容積まで膨張復帰される。

　次に、図５及び図６に基づき、各駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ４を選択的に圧電振動子３６に供給する制御について説明する。

　まず、基本モードにおける制御について説明する。この基本モードでは、基本単位画素による階調記録が行われる。即ち、この基本モードでは、圧電振動子３６に供給する駆動パルスの数を増減することで、異なる大きさのドット（つまり、基本単位画素）による記録を行う。例えば、１つの駆動パルスを供給することでインク滴を１回吐出させて小ドットの記録を行い、２つの駆動パルスを供給することでインク滴を２回吐出させて中ドットの記録を行い、４つの駆動パルスを供給することでインク滴を４回吐出させて大ドットの記録を行う。つまり、この基本モードでは、４階調の記録が行える。

　具体的に説明すると、制御部４６（データ展開手段）は、ホストコンピュータ等からの印刷データを２ビットの階調情報からなる印字データに展開し、記録ヘッド４にシリアル伝送する。例えば、制御部４６は、印刷データを、非印字の印字データ（階調情報００）、小ドットの印字データ（階調情報０１）、中ドットの印字データ（階調情報１０）、或いは、大ドットの印字データ（階調情報１１）に展開する。展開された印字データは、記録ヘッド４のシフトレジスタ５２，５３にセットされた後に、ラッチ信号のタイミングでラッチ回路５４，５５にラッチされる。

　デコーダ５６（翻訳手段）は、ラッチ回路５４，５５にラッチされた印字データを翻訳して各駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ４に対応した４ビットのパルス選択情報を生成する。即ち、デコーダ５６は、非印字の印字データ（００）を翻訳することでパルス選択情報（００００）を生成し、小ドットの印字データ（０１）を翻訳することでパルス選択情報（０１００）を生成し、中ドットの印字データ（１０）を翻訳することでパルス選択情報（０１１０）を生成し、大ドットの印字データ（１１）を翻訳することでパルス選択情報（１１１１）を生成する。

　このパルス選択情報の各ビットは、各駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ４に対応している。つまり、パルス選択情報の最上位ビットがの第１駆動パルスＤＰ１に対応し、２番目のビットが第２駆動パルスＤＰ２に対応し、３番目のビットが第３駆動パルスＤＰ３に対応し、最下位ビットが第４駆動パルスＤＰ４に対応している。そして、パルス選択情報の最上位ビットが（１）の場合には、最初のタイミング信号の発生タイミングである期間Ｔ１の開始時から２番目のタイミング信号の発生タイミングである期間Ｔ２の開始時までの間に亘ってスイッチ回路５９が接続状態になる。２番目のビットが（１）の場合には、期間Ｔ２の開始時から３番目のタイミング信号の発生タイミングである期間Ｔ３の開始時までの間に亘ってスイッチ回路５９が接続状態になる。３番目のビットが（１）の場合には、期間Ｔ３の開始時から４番目のタイミング信号の発生タイミングである期間Ｔ４の開始時までの間に亘ってスイッチ回路５９が接続状態になる。同様に、最下位のビットが（１）の場合には、期間Ｔ４の開始時から次の印刷周期ＴＡにおける期間Ｔ１の開始時までの間に亘ってスイッチ回路５９が接続状態になる。

　従って、小ドットの印字データ（０１）に基づき、対応する圧電振動子３６には第２駆動パルスＤＰ２が供給される。同様に、中ドットの印字データ（１０）に基づいて第２駆動パルスＤＰ２と第３駆動パルスＤＰ３とが供給され、大ドットの印字データ（１１）に基づいて第１駆動パルスＤＰ１〜第４駆動パルスＤＰ４が続けて供給される。その結果、小ドットの印字データに対応してノズル開口２５からは９ｐＬのインク滴が１回吐出し、一印刷周期ＴＡに対応する記録領域には小ドットが記録される。また、中ドットの印字データに対応してノズル開口２５からは９ｐＬのインク滴が２回続けて吐出し、記録領域には合計１８ｐＬのインク滴による中ドットが記録される。同様に、大ドットの印字データに対応してノズル開口２５からは９ｐＬのインク滴が４回連続して吐出し、記録領域には合計３６ｐＬのインク滴による大ドットが記録される。

　次に、高解像度モードにおける制御について説明する。この高解像度モードでは、高解像度単位画素による記録が行われる。即ち、この高解像度モードでは、一印刷周期ＴＡに対応した記録領域内に２つの高解像度単位画素を主走査方向に沿って記録することができる。言い換えれば、この高解像度モードでは、２階調の記録が行える。本実施形態では、第１駆動パルスＤＰ１と第２駆動パルスＤＰ２とを供給することで前側の高解像度単位画素（前側ドット）を記録し、第３駆動パルスＤＰ３と第４駆動パルスＤＰ４とを供給することで後側の高解像度単位画素（後側ドット）を記録する。

　具体的に説明すると、制御部４６（データ展開手段）は、ホストコンピュータ等からの印刷データを２ビットの印字制御情報からなる印字データに展開し、記録ヘッド４にシリアル伝送する。例えば、制御部４６は、印刷データを、非印字の印字データ（制御情報００）、前側ドットの印字データ（制御情報１０）、後側ドットの印字データ（制御情報０１）、或いは、前後ドットの印字データ（制御情報１１）に展開する。この印字データは、記録ヘッド４のシフトレジスタ５２，５３にセットされた後に、ラッチ信号のタイミングでラッチ回路５４，５５にラッチされる。

　デコーダ５６（翻訳手段）は、ラッチ回路５４，５５にラッチされた印字データを翻訳して各駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ４に対応した４ビットのパルス選択情報を生成する。即ち、デコーダ５６は、非印字の印字データを翻訳することでパルス選択情報（００００）を生成し、前側ドットの印字データを翻訳することでパルス選択情報（１１００）を生成し、後側ドットの印字データを翻訳することでパルス選択情報（００１１）を生成し、前後ドットの印字データを翻訳することでパルス選択情報（１１１１）を生成する。

　このパルス選択情報の各ビットもまた、各駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ４に対応している。従って、前側ドットの印字データ（１０）に基づき、対応する圧電振動子３６には第１駆動パルスＤＰ１及び第２駆動パルスＤＰ２が供給される。同様に、後側ドットの印字データ（０１）に基づいて第３駆動パルスＤＰ３と第４駆動パルスＤＰ４が供給され、前後ドットの印字データ（１１）に基づいて第１駆動パルスＤＰ１〜第４駆動パルスＤＰ４が続けて供給される。その結果、前側ドットの印字データに基づき、印刷周期ＴＡの前半でノズル開口２５から９ｐＬのインク滴が２回吐出し、一印刷周期ＴＡに対応する記録領域の前半部分には前側ドットが記録される。また、後側ドットの印字データに基づき、印刷周期ＴＡの後半でノズル開口２５から９ｐＬのインク滴が２回吐出し、一印刷周期ＴＡに対応する記録領域の後半部分には後側ドットが記録される。同様に、前後ドットの印字データに対応してノズル開口２５からは９ｐＬのインク滴が４回連続して吐出し、記録領域には前側ドットと後側ドットが連続的に記録される。

　このような動作を行う高解像度モードでは、印字データの上位ビット（Ｈビット）が前側ドットの記録又は非記録を表し、印字データの下位ビット（Ｌビット）が後側ドットの記録又は非記録を表している。即ち、一印刷周期内の前側ドット及び後側ドットに係わる記録制御情報（つまり、ドット毎の記録又は非記録の情報）を、印字データによって一括して送信している。このため、記録ヘッド４に対する印字データの供給を印刷周期毎に行えば済み、高解像度モードにおいても基本モードと同じデータ量となる。従って、高解像度モードにおいても印字データをセットするための時間を確保することができる。その結果、印刷周期や記録ヘッド４の走査速度等の条件を基本モードと同じに設定することができ、印刷速度を下げることなく高解像度モードでの記録を行うことができる。

　なお、上記の実施形態に関し、本発明の要旨の範囲内で種々の追加、変更等が可能である。

　まず、上記実施形態の高解像度モードでは、主走査方向の解像度を基本モードの２倍にしているが、３倍以上の解像度に設定することもできる。例えば、一印刷周期内に配置される駆動パルスを６個とし（つまり、基本単位画素を６個のインク滴で構成し）、印字データを３ビットで構成することにより、主走査方向の解像度を基本モードの３倍に設定することができる。この場合、高解像度モードでは、１番目の駆動パルスと２番目の駆動パルスとを圧電振動子３６に供給することで前側ドットを記録可能とし、３番目の駆動パルスと４番目の駆動パルスとを圧電振動子３６に供給することで中央ドットを記録可能とし、５番目の駆動パルスと６番目の駆動パルスとを圧電振動子３６に供給することで後側ドットを記録可能にする。また、印字データの最上位ビットを前側ドットの記録状態を表す情報とし、２番目のビットを中央ドットの記録状態を表す情報とし、最下位ビットを後側ドットの記録状態を表す情報として使用する。

　また、上記の波形選択テーブルに関し、このテーブルを書換可能に構成してもよい。このように構成すると、波形選択テーブルを書き換えることで、印字データと選択される駆動パルスとの組み合わせを比較的自由に設定することができ、仕様が異なるプリンタを簡単に製造することができる。例えば、高解像度モードの解像度が基本モードの２倍に設定されたプリンタと、基本モードの３倍に設定されたプリンタとをテーブルの書換により、簡単に製造することができる。

　また、印刷周期ＴＡの開始タイミングをヘッド走査機構から得るように構成してもよい。このように構成すると、ヘッド走査速度（つまり、キャリッジ５の走査速度）の変動に起因する画素の形成位置の位置ずれを防止することができる。具体的には、プリンタ１のハウジング６にはキャリッジ５のガイド部材７と平行にリニアスケールを架設し、キャリッジ５にはリニアスケールを読み取り可能な状態でリニアエンコーダを搭載する。この構成では、リニアエンコーダからの検出信号に基づいて記録ヘッド４（キャリッジ５）の走査速度を取得でき、この走査速度に応じて印刷周期ＴＡの開始タイミングを得ることができる。

　また、１行分の印字データＳＩを一印刷周期当たりのビット数に分けてパラレルに、つまり、各ビット毎に並列な状態で、制御部４６（データ展開手段）から記録ヘッド４へと転送するようにしてもよい。例えば、２ビットの印字データＳＩを、上位ビットの第１印字データＳＩ１と、下位ビットの第２印字データＳＩ２との２系統に分け、それぞれの系統毎に記録ヘッド４に転送する。このように構成すると、印字データの転送に必要な時間を短縮できる。例えば、印字データが２ビットの場合はシリアル伝送時の１／２の時間に短縮でき、印字データが３ビットの場合は１／３の時間に短縮できる。その結果、より速い印刷速度にも対応させることができる。

　また、上記した実施形態は、インク吐出に係わる駆動パルスのみを含んだ駆動信号を例に挙げて説明したが、この駆動信号中にノズル開口２５付近のインク増粘を防止するための微振動信号を含ませてもよい。
　例えば、図７に示すように、駆動信号ＣＯＭの先頭に、つまり、駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ４に先立って、インクがノズル開口から吐出しない程度にメニスカスを微振動させるための駆動パルスＤＰ０（微振動駆動パルス）を配置する。
　そして、印字データが非印字のデータ（階調情報００）である場合には、デコーダ５６（翻訳手段）は、ラッチ回路５４，５５にラッチされた印字データを翻訳し、各駆動パルスＤＰ０〜ＤＰ４に対応した５ビットのパルス選択情報を生成する。即ち、デコーダ５６は、非印字の印字データを翻訳することでパルス選択情報（１００００）を生成する。これにより、圧電振動子３６には、駆動パルスＤＰ０が供給される。一方、吐出に係わる印字データの場合には、デコーダ５６は、駆動パルスＤＰ０が圧電振動子３６に供給されないようにパルス選択情報を生成する。
　なお、この駆動パルスＤＰ０を選択して供給するか否かは任意であり、本例のように、吐出に係わる印字データの場合には駆動パルスＤＰ０を選択しないように制御するほか、印字データの内容に拘わらず常に選択するように制御してもよい。

　また、圧力室２４の容積を変化させる圧力発生素子は、圧電振動子３６に限定されるものではない。例えば、磁歪素子を圧力発生素子として用い、この磁歪素子によって圧力室２４を膨張・収縮させて圧力変動を生じさせるようにしてもよいし、発熱素子を圧力発生素子として用い、この発熱素子からの熱で膨張・収縮する気泡によって圧力室２４に圧力変動を生じさせるように構成してもよい。

インクジェットプリンタの斜視図である。 記録ヘッドの内部構造を説明する断面図である。 プリンタの電気的構成を説明するブロック図である。 記録ヘッドの電気駆動系を説明するブロック図である。 駆動信号とタイミング信号を説明する図である。 記録制御を説明する図である。 変形例の記録制御を説明する図である。

符号の説明

　１　インクジェット式プリンタ，２　インクカートリッジ，３　カートリッジホルダ部，４　記録ヘッド，５　キャリッジ，６　ハウジング，７　ガイド部材，８　パルスモータ，９　駆動プーリー，１０　遊転プーリー，１１　タイミングベルト，１２　記録紙，１３　紙送りモータ，１４　プラテン，２１　ケース，２２　流路ユニット，２３　振動子ユニット，２４　圧力室，２５　ノズル開口，２６　収容室，２７　流路形成基板，２８　ノズルプレート，２９　振動板，３０　共通インク室，３１　インク供給路，３２　インク供給管，３３　ステンレス板，３４　弾性体膜，３５　アイランド部，３６　圧電振動子，４１　プリンタコントローラ，４２　プリントエンジン，４３　外部インターフェース，４４　ＲＡＭ，４５　ＲＯＭ，４６　制御部，４７　発振回路，４８　駆動信号生成回路，４９　内部インターフェース，５１　記録ヘッドの電気駆動系，５２　第１シフトレジスタ，５３　第２シフトレジスタ，５４　第１ラッチ回路，５５　第２ラッチ回路，５６　デコーダ，５７　制御ロジック，５８　レベルシフタ，５９　スイッチ回路

Claims (9)

1. 　印刷データを印字データに展開するデータ展開手段と、
   　複数の駆動パルスが配置された駆動信号を印刷周期単位で繰り返し生成する駆動信号生成手段と、
   　印字データを翻訳することで各駆動パルスに対応したパルス選択情報を生成する翻訳手段、及び、パルス選択情報に基づいて駆動信号中の駆動パルスを圧力発生素子へ選択的に供給するスイッチ手段を有し、圧力発生素子への駆動パルスの供給によってインク滴を吐出する記録ヘッドと、
   　一印刷周期に対応した領域毎に形成される基本単位画素で記録を行う基本モードと、該基本モードと同一の一印刷周期に対応した領域内に主走査方向に沿って複数形成可能な高解像度単位画素で記録を行う高解像度モードとを含む複数の記録モードの中から一の記録モードを設定する記録モード設定手段とを備えたインクジェット式記録装置であって、
   　前記基本モード及び高解像度モードにおける印字データの一印刷周期あたりのデータ量を同じに設定し、
   　前記データ展開手段は、基本モードの下で印刷データを、基本単位画素に対応する階調情報からなる複数ビットの印字データに展開し、高解像度モードの下で印刷データを、複数の高解像度単位画素に対応し、各ビットがそれぞれ各高解像度単位画素の記録又は非記録を表す複数ビットの印字データに展開し、
   　展開された印字データに基づいて各モードにおける単位画素の記録を制御するように構成したことを特徴とするインクジェット式記録装置。
2. 　前記翻訳手段は、印字データとパルス選択情報との関係を規定する波形選択テーブルを記録モード毎に備え、設定された記録モードに対応する波形選択テーブルを使用してパルス選択情報を生成することを特徴とする請求項１に記載のインクジェット式記録装置。
3. 　前記波形選択テーブルを書き換え可能に構成したことを特徴とする請求項２に記載のインクジェット式記録装置。
4. 　前記記録モード設定手段は、印刷データに基づいて記録モードを設定することを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のインクジェット式記録装置。
5. 　前記複数の駆動パルスは同一波形形状であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載のインクジェット式記録装置。
6. 　前記複数の駆動パルスは、前記印刷周期内で等間隔に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載のインクジェット式記録装置。
7. 　前記印刷周期の開始タイミングを、ヘッド走査機構より得ることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載のインクジェット式記録装置。
8. 　前記複数ビットの印字データを、各ビット毎に並列な状態で、データ展開手段から記録ヘッドに転送することを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載のインクジェット式記録装置。
9. 　前記基本モードと前記高解像度モードとで、ヘッド走査速度が同一であることを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載のインクジェット式記録装置。
   

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