JP3488528B2 - インクジェット記録装置のヘッド駆動装置 - Google Patents
インクジェット記録装置のヘッド駆動装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリ、複写機
及びプリンタ等に用いられるインクジェット記録装置の
ヘッド駆動装置に関するものである。
及びプリンタ等に用いられるインクジェット記録装置の
ヘッド駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、インク吐出ノズル及びノズルに対
応して配設された圧電素子を有する記録ヘッドを備え、
圧電素子の変形によってノズルからインクを吐出するよ
うにしたインクジェット記録装置が普及している。ま
た、圧電素子に印加する電圧レベルを変化させると、圧
電素子の変形量が変化することが知られている。
応して配設された圧電素子を有する記録ヘッドを備え、
圧電素子の変形によってノズルからインクを吐出するよ
うにしたインクジェット記録装置が普及している。ま
た、圧電素子に印加する電圧レベルを変化させると、圧
電素子の変形量が変化することが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像デ
ータの階調に応じた電圧を圧電素子に印加することによ
って画像の階調表現を行うインクジェット記録装置は実
用化されていない。
ータの階調に応じた電圧を圧電素子に印加することによ
って画像の階調表現を行うインクジェット記録装置は実
用化されていない。
【０００４】本発明は、上記問題を解決するもので、画
像の階調表現を行うインクジェット記録装置のヘッド駆
動装置を提供することを目的とする。
像の階調表現を行うインクジェット記録装置のヘッド駆
動装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、階調を有する画像を記録紙に記録するイ
ンクジェット記録装置のヘッド駆動装置であって、圧電
素子の変形によってインク吐出ノズルからインクを吐出
する記録ヘッドと、交流成分を有する脈流電圧で形成さ
れる駆動電圧を出力する駆動電圧出力手段と、上記脈流
電圧が画像の階 調に対応するレベルになるタイミングで
当該脈流電圧を上記圧電素子に印加するヘッド駆動手段
とを備えたものである（請求項１）。
に、本発明は、階調を有する画像を記録紙に記録するイ
ンクジェット記録装置のヘッド駆動装置であって、圧電
素子の変形によってインク吐出ノズルからインクを吐出
する記録ヘッドと、交流成分を有する脈流電圧で形成さ
れる駆動電圧を出力する駆動電圧出力手段と、上記脈流
電圧が画像の階 調に対応するレベルになるタイミングで
当該脈流電圧を上記圧電素子に印加するヘッド駆動手段
とを備えたものである（請求項１）。
【０００６】また、上記記録ヘッドは、複数のインク吐
出ノズルが一方向に配列されてなるノズル列及び上記各
インク吐出ノズルに対応して配設された複数の圧電素子
を有するもので、上記ヘッド駆動手段は、同一階調のイ
ンク吐出ノズルについて同一レベルの駆動電圧を同一ノ
ズル列内における各圧電素子に同時に印加するものであ
る（請求項２）。
出ノズルが一方向に配列されてなるノズル列及び上記各
インク吐出ノズルに対応して配設された複数の圧電素子
を有するもので、上記ヘッド駆動手段は、同一階調のイ
ンク吐出ノズルについて同一レベルの駆動電圧を同一ノ
ズル列内における各圧電素子に同時に印加するものであ
る（請求項２）。
【０００７】また、上記記録ヘッドは、複数の上記ノズ
ル列を有するもので、上記駆動電圧出力手段は、各ノズ
ル列に対して設けられたものであって、各駆動電圧出力
手段は、最大レベルの駆動電圧を互いに異なるタイミン
グで出力するものである（請求項３）。
ル列を有するもので、上記駆動電圧出力手段は、各ノズ
ル列に対して設けられたものであって、各駆動電圧出力
手段は、最大レベルの駆動電圧を互いに異なるタイミン
グで出力するものである（請求項３）。
【０００８】また、階調を有する画像を記録紙に記録す
るインクジェット記録装置のヘッド駆動装置であって、
複数のインク吐出ノズルが一方向に配列されてなるノズ
ル列及び上記各インク吐出ノズルに対応して配設された
複数の圧電素子を有し、圧電素子の変形によって各イン
ク吐出ノズルからインクを吐出する記録ヘッドと、異な
るレベルの複数の駆動電圧をそれぞれ異なるタイミング
で周期的に出力する駆動電圧出力手段と、上記駆動電圧
の内、画像の階調に対応するレベルの駆動電圧を選択
し、同一階調のインク吐出ノズルについて同一レベルの
駆動電圧を同一ノズル列内の各圧電素子に同時に印加す
るヘッド駆動手段とを備えたものである（請求項４）。
るインクジェット記録装置のヘッド駆動装置であって、
複数のインク吐出ノズルが一方向に配列されてなるノズ
ル列及び上記各インク吐出ノズルに対応して配設された
複数の圧電素子を有し、圧電素子の変形によって各イン
ク吐出ノズルからインクを吐出する記録ヘッドと、異な
るレベルの複数の駆動電圧をそれぞれ異なるタイミング
で周期的に出力する駆動電圧出力手段と、上記駆動電圧
の内、画像の階調に対応するレベルの駆動電圧を選択
し、同一階調のインク吐出ノズルについて同一レベルの
駆動電圧を同一ノズル列内の各圧電素子に同時に印加す
るヘッド駆動手段とを備えたものである（請求項４）。
【０００９】また、上記記録ヘッドは、複数の上記ノズ
ル列を有するもので、上記駆動電圧出力手段は、各ノズ
ル列に対して設けられたものであって、各駆動電圧出力
手段は、最大レベルの駆動電圧を互いに異なるタイミン
グで出力するものである（請求項５）。
ル列を有するもので、上記駆動電圧出力手段は、各ノズ
ル列に対して設けられたものであって、各駆動電圧出力
手段は、最大レベルの駆動電圧を互いに異なるタイミン
グで出力するものである（請求項５）。
【００１０】
【作用】請求項１記載の発明によれば、駆動電圧として
交流成分を有する脈流電圧が出力される。そして、この
脈流電圧が画像の階調に対応するレベルになるタイミン
グで圧電素子に印加される。これによって、画像の階調
に対応する量のインクがインク吐出ノズルから吐出され
て、階調を有する画像が記録される。また、駆動電圧が
交流成分を有する脈流電圧で形成されているので、圧電
素子への印加電圧の変化が滑らかになるため、インク吐
出ノズルのメニスカスの振動が一定になる。
交流成分を有する脈流電圧が出力される。そして、この
脈流電圧が画像の階調に対応するレベルになるタイミン
グで圧電素子に印加される。これによって、画像の階調
に対応する量のインクがインク吐出ノズルから吐出され
て、階調を有する画像が記録される。また、駆動電圧が
交流成分を有する脈流電圧で形成されているので、圧電
素子への印加電圧の変化が滑らかになるため、インク吐
出ノズルのメニスカスの振動が一定になる。
【００１１】また、請求項２記載の発明によれば、脈流
電圧から得た同一レベルの駆動電圧が同一ノズル列内に
おける各圧電素子に同時に印加されるため、画像が同一
階調のインク吐出ノズルからは同時にインクが吐出され
る。これによって、階調を有する画像が記録される。
電圧から得た同一レベルの駆動電圧が同一ノズル列内に
おける各圧電素子に同時に印加されるため、画像が同一
階調のインク吐出ノズルからは同時にインクが吐出され
る。これによって、階調を有する画像が記録される。
【００１２】また、請求項３記載の発明によれば、脈流
電圧から得た最大レベルの駆動電圧が各ノズル列に対し
て設けられた駆動電圧出力手段から互いに異なるタイミ
ングで出力される。従って、瞬時消費電力の増大が抑制
される。
電圧から得た最大レベルの駆動電圧が各ノズル列に対し
て設けられた駆動電圧出力手段から互いに異なるタイミ
ングで出力される。従って、瞬時消費電力の増大が抑制
される。
【００１３】また、請求項４記載の発明によれば、異な
るレベルの複数の駆動電圧がそれぞれ異なるタイミング
で周期的に出力される。そして、画像の階調に対応する
レベルの駆動電圧が選択され、同一階調のインク吐出ノ
ズルについて同一レベルの駆動電圧が同一ノズル列内の
各圧電素子に同時に印加され、画像の階調に対応する量
のインクがインク吐出ノズルから吐出される。これによ
って、階調を有する画像が記録される。
るレベルの複数の駆動電圧がそれぞれ異なるタイミング
で周期的に出力される。そして、画像の階調に対応する
レベルの駆動電圧が選択され、同一階調のインク吐出ノ
ズルについて同一レベルの駆動電圧が同一ノズル列内の
各圧電素子に同時に印加され、画像の階調に対応する量
のインクがインク吐出ノズルから吐出される。これによ
って、階調を有する画像が記録される。
【００１４】また、請求項５記載の発明によれば、各ノ
ズル列に対して設けられた駆動電圧出力手段の最大レベ
ルの駆動電圧が互いに異なるタイミングで出力される。
従って、瞬時消費電力の増大が抑制される。
ズル列に対して設けられた駆動電圧出力手段の最大レベ
ルの駆動電圧が互いに異なるタイミングで出力される。
従って、瞬時消費電力の増大が抑制される。
【００１５】
【実施例】以下、本発明に係るインクジェット記録装置
のヘッド駆動装置の一実施例について、図面を参照しな
がら説明する。このインクジェット記録装置は、階調を
有する画像データを記録ヘッドから記録紙にインクを吐
出して印字する構成を備えている。
のヘッド駆動装置の一実施例について、図面を参照しな
がら説明する。このインクジェット記録装置は、階調を
有する画像データを記録ヘッドから記録紙にインクを吐
出して印字する構成を備えている。
【００１６】まず、このヘッド駆動装置の構成について
図１、図２を用いて説明する。図１はインクジェット記
録装置のヘッド駆動装置の構成を示すブロック図であ
る。このヘッド駆動装置は、記録ヘッド１０、駆動電圧
発生部２０、画像メモリ３０及びヘッド駆動回路４０か
ら構成されている。
図１、図２を用いて説明する。図１はインクジェット記
録装置のヘッド駆動装置の構成を示すブロック図であ
る。このヘッド駆動装置は、記録ヘッド１０、駆動電圧
発生部２０、画像メモリ３０及びヘッド駆動回路４０か
ら構成されている。
【００１７】記録ヘッド１０は、複数のインク吐出ノズ
ルが定間隔で配列されたノズル列を備えている。各イン
ク吐出ノズルには、圧電素子１０１，１０２，１０３，
１０４，１０５，…で構成されるインク吐出機構が配設
され、各圧電素子１０１，…に印加される駆動電圧によ
ってインク吐出が制御されるようになっている。本実施
例では、画像データは４階調を有し、インク吐出量が多
量、中量、少量、０の４段階に制御されている。
ルが定間隔で配列されたノズル列を備えている。各イン
ク吐出ノズルには、圧電素子１０１，１０２，１０３，
１０４，１０５，…で構成されるインク吐出機構が配設
され、各圧電素子１０１，…に印加される駆動電圧によ
ってインク吐出が制御されるようになっている。本実施
例では、画像データは４階調を有し、インク吐出量が多
量、中量、少量、０の４段階に制御されている。
【００１８】駆動電圧発生部２０は、各圧電素子１０
１，…に印加するための駆動電圧を発生するもので、図
２に示すように、電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３（Ｖ１＜Ｖ２＜
Ｖ３）を所定間隔Ｔで順に発生し、これを繰り返してい
る。なお、圧電素子の駆動は、いわゆる引き打ち方式を
採用している。
１，…に印加するための駆動電圧を発生するもので、図
２に示すように、電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３（Ｖ１＜Ｖ２＜
Ｖ３）を所定間隔Ｔで順に発生し、これを繰り返してい
る。なお、圧電素子の駆動は、いわゆる引き打ち方式を
採用している。
【００１９】画像メモリ３０は、例えばパソコンなどの
外部装置から入力された階調を有する多値の画像データ
を記憶するものである。そして、各インク吐出ノズルに
対応するデータが、駆動電圧発生部２０での電圧Ｖ１〜
Ｖ３の発生サイクル毎に、ヘッド駆動回路４０に対して
パラレルに出力するようになっている。なお、ＣＣＤな
どの画像読取装置で読み取った画像データを画像メモリ
３０に記憶するようにしてもよい。
外部装置から入力された階調を有する多値の画像データ
を記憶するものである。そして、各インク吐出ノズルに
対応するデータが、駆動電圧発生部２０での電圧Ｖ１〜
Ｖ３の発生サイクル毎に、ヘッド駆動回路４０に対して
パラレルに出力するようになっている。なお、ＣＣＤな
どの画像読取装置で読み取った画像データを画像メモリ
３０に記憶するようにしてもよい。
【００２０】ヘッド駆動回路４０は、各インク吐出ノズ
ル、すなわち各圧電素子１０１，１０２，１０３，１０
４，１０５，…に対応するタイミング選択部４０１，４
０２，４０３，４０４，４０５，…及び駆動部５０１，
５０２，５０３，５０４，５０５，…から構成され、画
像データの階調に応じた駆動電圧を各圧電素子１０１，
…に出力するものである。
ル、すなわち各圧電素子１０１，１０２，１０３，１０
４，１０５，…に対応するタイミング選択部４０１，４
０２，４０３，４０４，４０５，…及び駆動部５０１，
５０２，５０３，５０４，５０５，…から構成され、画
像データの階調に応じた駆動電圧を各圧電素子１０１，
…に出力するものである。
【００２１】タイミング選択部４０１，…は、画像メモ
リ３０から入力される多値の画像データに対応する駆動
電圧が駆動電圧発生部２０で発生されるタイミングを選
択するものである。駆動部５０１，…は、タイミング選
択部４０１，…で選択されたタイミングに駆動電圧発生
部２０で発生される駆動電圧を、各圧電素子１０１，…
に印加するものである。
リ３０から入力される多値の画像データに対応する駆動
電圧が駆動電圧発生部２０で発生されるタイミングを選
択するものである。駆動部５０１，…は、タイミング選
択部４０１，…で選択されたタイミングに駆動電圧発生
部２０で発生される駆動電圧を、各圧電素子１０１，…
に印加するものである。
【００２２】例えば、画像データに対応するインク吐出
量が少量の場合には、電圧Ｖ１のタイミングが選択され
て圧電素子に電圧Ｖ１が印加される。また、画像データ
に対応するインク吐出量が中量の場合には、電圧Ｖ２の
タイミングが選択されて圧電素子に電圧Ｖ２が印加され
る。また、画像データに対応するインク吐出量が多量の
場合には、電圧Ｖ３のタイミングが選択されて圧電素子
に電圧Ｖ３が印加される。また、画像データに対応する
インク吐出量が０の場合には、圧電素子に電圧が印加さ
れない。
量が少量の場合には、電圧Ｖ１のタイミングが選択され
て圧電素子に電圧Ｖ１が印加される。また、画像データ
に対応するインク吐出量が中量の場合には、電圧Ｖ２の
タイミングが選択されて圧電素子に電圧Ｖ２が印加され
る。また、画像データに対応するインク吐出量が多量の
場合には、電圧Ｖ３のタイミングが選択されて圧電素子
に電圧Ｖ３が印加される。また、画像データに対応する
インク吐出量が０の場合には、圧電素子に電圧が印加さ
れない。
【００２３】次に、動作について図３を用いて説明す
る。図３は駆動電圧発生部２０の出力電圧、タイミング
選択部４０１〜４０５の選択信号及び駆動部５０１〜５
０５の出力電圧を示す図である。
る。図３は駆動電圧発生部２０の出力電圧、タイミング
選択部４０１〜４０５の選択信号及び駆動部５０１〜５
０５の出力電圧を示す図である。
【００２４】ここで、画像メモリ３０には、各圧電素子
１０１〜１０５に対応するインク吐出ノズルからのイン
ク吐出量が順に中量、少量、０、多量、中量となるよう
な多値の画像データが記憶されているとする。そして、
これらの多値の画像データが、画像メモリ３０からヘッ
ド駆動回路４０にパラレルに入力される。
１０１〜１０５に対応するインク吐出ノズルからのイン
ク吐出量が順に中量、少量、０、多量、中量となるよう
な多値の画像データが記憶されているとする。そして、
これらの多値の画像データが、画像メモリ３０からヘッ
ド駆動回路４０にパラレルに入力される。
【００２５】タイミング選択部４０１は、入力された多
値の画像データに従って、圧電素子１０１に対応するイ
ンク吐出ノズルから中量のインクが吐出されるように、
駆動電圧発生部２０で電圧Ｖ２が出力される時刻ｔ２に
選択信号を出力する。そして、駆動部５０１は、時刻ｔ
２に駆動電圧発生部２０からの電圧Ｖ２を圧電素子１０
１に印加する。
値の画像データに従って、圧電素子１０１に対応するイ
ンク吐出ノズルから中量のインクが吐出されるように、
駆動電圧発生部２０で電圧Ｖ２が出力される時刻ｔ２に
選択信号を出力する。そして、駆動部５０１は、時刻ｔ
２に駆動電圧発生部２０からの電圧Ｖ２を圧電素子１０
１に印加する。
【００２６】また、タイミング選択部４０２は、入力さ
れた多値の画像データに従って、圧電素子１０２に対応
するインク吐出ノズルから少量のインクが吐出されるよ
うに、駆動電圧発生部２０で電圧Ｖ１が出力される時刻
ｔ１に選択信号を出力する。そして、駆動部５０２は、
時刻ｔ１に駆動電圧発生部２０からの電圧Ｖ１を圧電素
子１０２に印加する。
れた多値の画像データに従って、圧電素子１０２に対応
するインク吐出ノズルから少量のインクが吐出されるよ
うに、駆動電圧発生部２０で電圧Ｖ１が出力される時刻
ｔ１に選択信号を出力する。そして、駆動部５０２は、
時刻ｔ１に駆動電圧発生部２０からの電圧Ｖ１を圧電素
子１０２に印加する。
【００２７】また、タイミング選択部４０３は、入力さ
れた多値の画像データに従って、圧電素子１０３に対応
するインク吐出ノズルからインクが吐出されないように
選択信号を出力せず、駆動部５０３は、駆動電圧発生部
２０からの電圧を圧電素子１０３に印加しない。
れた多値の画像データに従って、圧電素子１０３に対応
するインク吐出ノズルからインクが吐出されないように
選択信号を出力せず、駆動部５０３は、駆動電圧発生部
２０からの電圧を圧電素子１０３に印加しない。
【００２８】また、タイミング選択部４０４は、入力さ
れた多値の画像データに従って、圧電素子１０４に対応
するインク吐出ノズルから多量のインクが吐出されるよ
うに、駆動電圧発生部２０で電圧Ｖ３が出力される時刻
ｔ３に選択信号を出力する。そして、駆動部５０４は、
時刻ｔ３に駆動電圧発生部２０からの電圧Ｖ３を圧電素
子１０４に印加する。
れた多値の画像データに従って、圧電素子１０４に対応
するインク吐出ノズルから多量のインクが吐出されるよ
うに、駆動電圧発生部２０で電圧Ｖ３が出力される時刻
ｔ３に選択信号を出力する。そして、駆動部５０４は、
時刻ｔ３に駆動電圧発生部２０からの電圧Ｖ３を圧電素
子１０４に印加する。
【００２９】また、タイミング選択部４０５は、入力さ
れた多値の画像データに従って、圧電素子１０５に対応
するインク吐出ノズルから中量のインクが吐出されるよ
うに、駆動電圧発生部２０で電圧Ｖ２が出力される時刻
ｔ２に選択信号を出力する。そして、駆動部５０５は、
時刻ｔ２に駆動電圧発生部２０からの電圧Ｖ２を圧電素
子１０５に印加する。
れた多値の画像データに従って、圧電素子１０５に対応
するインク吐出ノズルから中量のインクが吐出されるよ
うに、駆動電圧発生部２０で電圧Ｖ２が出力される時刻
ｔ２に選択信号を出力する。そして、駆動部５０５は、
時刻ｔ２に駆動電圧発生部２０からの電圧Ｖ２を圧電素
子１０５に印加する。
【００３０】このように、画像データの階調に応じてイ
ンク吐出ノズル毎に圧電素子への印加電圧を変更するよ
うにしたので、ノズル単位で階調を有する画像を記録す
ることができる。また、記録ヘッド１０のノズル列にお
いて、画像データの階調が同一で同量のインクが吐出さ
れるインク吐出ノズルを、それぞれ同時に駆動するよう
にしたので、簡易な構成でノズル単位での階調画像記録
が実現できる。
ンク吐出ノズル毎に圧電素子への印加電圧を変更するよ
うにしたので、ノズル単位で階調を有する画像を記録す
ることができる。また、記録ヘッド１０のノズル列にお
いて、画像データの階調が同一で同量のインクが吐出さ
れるインク吐出ノズルを、それぞれ同時に駆動するよう
にしたので、簡易な構成でノズル単位での階調画像記録
が実現できる。
【００３１】なお、記録ヘッド１０は、ノズル列が一列
に限られず、複数のノズル列が設けられたものでもよ
い。この場合には、各ノズル列に対して画像メモリ及び
ヘッド駆動回路を設けるようにすれば、同様の効果が得
られる。
に限られず、複数のノズル列が設けられたものでもよ
い。この場合には、各ノズル列に対して画像メモリ及び
ヘッド駆動回路を設けるようにすれば、同様の効果が得
られる。
【００３２】また、複数のノズル列を備えた記録ヘッド
の場合には、各ノズル列に対して駆動電圧発生部を設け
るとともに、各駆動電圧発生部での電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ
３の発生順を入れ替えて電圧Ｖ３を同時に発生しないよ
うにすることにより、瞬時消費電力を抑制することがで
きる。
の場合には、各ノズル列に対して駆動電圧発生部を設け
るとともに、各駆動電圧発生部での電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ
３の発生順を入れ替えて電圧Ｖ３を同時に発生しないよ
うにすることにより、瞬時消費電力を抑制することがで
きる。
【００３３】例えば２列の場合には、各ノズル列に対し
て第１駆動電圧発生部２１及び第２駆動電圧発生部２２
を設けるとともに、図４に示すように、第１駆動電圧発
生部２１と第２駆動電圧発生部２２とで電圧Ｖ１，Ｖ
２，Ｖ３の発生順を反対にすることにより、瞬時消費電
力を抑制できる。
て第１駆動電圧発生部２１及び第２駆動電圧発生部２２
を設けるとともに、図４に示すように、第１駆動電圧発
生部２１と第２駆動電圧発生部２２とで電圧Ｖ１，Ｖ
２，Ｖ３の発生順を反対にすることにより、瞬時消費電
力を抑制できる。
【００３４】次に、駆動電圧発生部２０から異なる波形
の駆動電圧を発生する例について説明する。まず、構成
について図５、図６を用いて説明する。図５は図１にお
ける圧電素子１０１に対応するタイミング選択部４０１
及び駆動部５０１からなるヘッド駆動回路４０の一例を
示す回路ブロック図で、圧電素子１０２，…に対応する
ヘッド駆動回路４０は、同様の回路構成を有するもので
図略している。図６は駆動電圧発生部２０で発生する電
圧の波形図である。
の駆動電圧を発生する例について説明する。まず、構成
について図５、図６を用いて説明する。図５は図１にお
ける圧電素子１０１に対応するタイミング選択部４０１
及び駆動部５０１からなるヘッド駆動回路４０の一例を
示す回路ブロック図で、圧電素子１０２，…に対応する
ヘッド駆動回路４０は、同様の回路構成を有するもので
図略している。図６は駆動電圧発生部２０で発生する電
圧の波形図である。
【００３５】この例では、駆動電圧発生部２０は、図６
に示すように、正弦波交流成分を有する脈流電圧を発生
するものである。この脈流電圧は常に各圧電素子１０
１，…に印加されており、その振幅及び周波数はインク
吐出ノズルの吐出面におけるインクの表面張力によって
インクが吐出しない程度になっている。なお、脈流電圧
の交流成分として三角波、台形波または鋸波等を用いて
もよい。
に示すように、正弦波交流成分を有する脈流電圧を発生
するものである。この脈流電圧は常に各圧電素子１０
１，…に印加されており、その振幅及び周波数はインク
吐出ノズルの吐出面におけるインクの表面張力によって
インクが吐出しない程度になっている。なお、脈流電圧
の交流成分として三角波、台形波または鋸波等を用いて
もよい。
【００３６】そして、画像メモリ３０から各インク吐出
ノズルに対応するデータが、駆動電圧発生部２０で脈流
電圧の周期毎に、ヘッド駆動回路４０に対してパラレル
に出力されるようになっている。
ノズルに対応するデータが、駆動電圧発生部２０で脈流
電圧の周期毎に、ヘッド駆動回路４０に対してパラレル
に出力されるようになっている。
【００３７】ヘッド駆動回路４０は、コンパレータ４
１，４２，４３、選択回路４４及びトランジスタＱ１な
どから構成されている。なお、各圧電素子１０２，…に
対応するタイミング選択部４０２，…及び駆動部５０
２，…からなるヘッド駆動回路４０も、同様の構成にな
っている。
１，４２，４３、選択回路４４及びトランジスタＱ１な
どから構成されている。なお、各圧電素子１０２，…に
対応するタイミング選択部４０２，…及び駆動部５０
２，…からなるヘッド駆動回路４０も、同様の構成にな
っている。
【００３８】コンパレータ４１，４２，４３は、駆動電
圧発生部２０で発生する脈流電圧の交流成分が、コンデ
ンサＣ１を介してそれぞれ非反転入力端子に入力され
る。そして、コンパレータ４１は、反転入力端子に所定
電圧Ｖ０が抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧された電圧が入力さ
れ、脈流電圧が最大のときにハイレベル信号を出力する
ものである。また、コンパレータ４２は、反転入力端子
に所定電圧Ｖ０が抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧された電圧が入
力され、脈流電圧が最大の１／２のときにハイレベル信
号を出力するものである。また、コンパレータ４３は、
反転入力端子に所定電圧Ｖ０が抵抗Ｒ５，Ｒ６で分圧さ
れた電圧が入力され、脈流電圧が最小のときにハイレベ
ル信号を出力するものである。
圧発生部２０で発生する脈流電圧の交流成分が、コンデ
ンサＣ１を介してそれぞれ非反転入力端子に入力され
る。そして、コンパレータ４１は、反転入力端子に所定
電圧Ｖ０が抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧された電圧が入力さ
れ、脈流電圧が最大のときにハイレベル信号を出力する
ものである。また、コンパレータ４２は、反転入力端子
に所定電圧Ｖ０が抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧された電圧が入
力され、脈流電圧が最大の１／２のときにハイレベル信
号を出力するものである。また、コンパレータ４３は、
反転入力端子に所定電圧Ｖ０が抵抗Ｒ５，Ｒ６で分圧さ
れた電圧が入力され、脈流電圧が最小のときにハイレベ
ル信号を出力するものである。
【００３９】選択回路４４は、画像メモリ３０から入力
される多値の画像データに応じて所定のパルス幅のハイ
レベル信号を出力してトランジスタＱ１をオンにするも
のである。トランジスタＱ１は、ベースが選択回路４４
の出力端子に、コレクタが圧電素子１０１の電圧印加側
に、エミッタがアースにそれぞれ接続されている。そし
て、選択回路４４から所定のパルス幅のハイレベル信号
が入力されるとオンし、所定時間後にオンからオフにな
ったときに、所定レベルの電圧を圧電素子１０１に印加
するものである。
される多値の画像データに応じて所定のパルス幅のハイ
レベル信号を出力してトランジスタＱ１をオンにするも
のである。トランジスタＱ１は、ベースが選択回路４４
の出力端子に、コレクタが圧電素子１０１の電圧印加側
に、エミッタがアースにそれぞれ接続されている。そし
て、選択回路４４から所定のパルス幅のハイレベル信号
が入力されるとオンし、所定時間後にオンからオフにな
ったときに、所定レベルの電圧を圧電素子１０１に印加
するものである。
【００４０】例えば、画像データに対応するインク吐出
量が多量の場合には、コンパレータ４１からハイレベル
信号が出力されたときに選択回路４４から所定のパルス
幅のハイレベル信号が出力され、トランジスタＱ１がオ
ンして圧電素子に電圧Ｖ３が印加される。また、画像デ
ータに対応するインク吐出量が中量の場合には、コンパ
レータ４２からハイレベル信号が出力されたときに選択
回路４４から所定のパルス幅のハイレベル信号が出力さ
れ、トランジスタＱ１がオンして圧電素子に電圧Ｖ２が
印加される。また、画像データに対応するインク吐出量
が少量の場合には、コンパレータ４３からハイレベル信
号が出力されたときに選択回路４４から所定のパルス幅
のハイレベル信号が出力され、トランジスタＱ１がオン
して圧電素子に電圧Ｖ１が印加される。また、画像デー
タに対応するインク吐出量が０の場合には、選択回路４
４からハイレベル信号が出力されず、圧電素子には駆動
電圧発生部２０の出力電圧がそのまま印加される。
量が多量の場合には、コンパレータ４１からハイレベル
信号が出力されたときに選択回路４４から所定のパルス
幅のハイレベル信号が出力され、トランジスタＱ１がオ
ンして圧電素子に電圧Ｖ３が印加される。また、画像デ
ータに対応するインク吐出量が中量の場合には、コンパ
レータ４２からハイレベル信号が出力されたときに選択
回路４４から所定のパルス幅のハイレベル信号が出力さ
れ、トランジスタＱ１がオンして圧電素子に電圧Ｖ２が
印加される。また、画像データに対応するインク吐出量
が少量の場合には、コンパレータ４３からハイレベル信
号が出力されたときに選択回路４４から所定のパルス幅
のハイレベル信号が出力され、トランジスタＱ１がオン
して圧電素子に電圧Ｖ１が印加される。また、画像デー
タに対応するインク吐出量が０の場合には、選択回路４
４からハイレベル信号が出力されず、圧電素子には駆動
電圧発生部２０の出力電圧がそのまま印加される。
【００４１】次に、動作について図７を用いて説明す
る。図７は駆動電圧発生部２０及び駆動部５０１〜５０
５の出力電圧を示す電圧波形図である。
る。図７は駆動電圧発生部２０及び駆動部５０１〜５０
５の出力電圧を示す電圧波形図である。
【００４２】ここで、画像メモリ３０には、上記実施例
（図３）と同様に、各圧電素子１０１〜１０５に対応す
るインク吐出ノズルからのインク吐出量が順に中量、少
量、０、多量、中量となるような多値の画像データが記
憶されているとする。そして、これらの多値の画像デー
タが、画像メモリ３０からヘッド駆動回路４０にパラレ
ルに入力される。
（図３）と同様に、各圧電素子１０１〜１０５に対応す
るインク吐出ノズルからのインク吐出量が順に中量、少
量、０、多量、中量となるような多値の画像データが記
憶されているとする。そして、これらの多値の画像デー
タが、画像メモリ３０からヘッド駆動回路４０にパラレ
ルに入力される。
【００４３】タイミング選択部４０１及び駆動部５０１
は、入力された多値の画像データに従って、圧電素子１
０１に対応するインク吐出ノズルから中量のインクが吐
出されるようにトランジスタＱ１がオンして、電圧Ｖ２
が圧電素子１０１に印加される。
は、入力された多値の画像データに従って、圧電素子１
０１に対応するインク吐出ノズルから中量のインクが吐
出されるようにトランジスタＱ１がオンして、電圧Ｖ２
が圧電素子１０１に印加される。
【００４４】また、タイミング選択部４０２及び駆動部
５０２は、入力された多値の画像データに従って、圧電
素子１０２に対応するインク吐出ノズルから少量のイン
クが吐出されるようにトランジスタＱ１がオンして、電
圧Ｖ１が圧電素子１０２に印加される。
５０２は、入力された多値の画像データに従って、圧電
素子１０２に対応するインク吐出ノズルから少量のイン
クが吐出されるようにトランジスタＱ１がオンして、電
圧Ｖ１が圧電素子１０２に印加される。
【００４５】また、タイミング選択部４０３及び駆動部
５０３は、入力された多値の画像データに従って、圧電
素子１０３に対応するインク吐出ノズルからインクが吐
出されないようにトランジスタＱ１がオンせず、駆動電
圧発生部２０で発生する脈流電圧がそのまま圧電素子１
０３に印加される。
５０３は、入力された多値の画像データに従って、圧電
素子１０３に対応するインク吐出ノズルからインクが吐
出されないようにトランジスタＱ１がオンせず、駆動電
圧発生部２０で発生する脈流電圧がそのまま圧電素子１
０３に印加される。
【００４６】また、タイミング選択部４０４及び駆動部
５０４は、入力された多値の画像データに従って、圧電
素子１０４に対応するインク吐出ノズルから多量のイン
クが吐出されるようにトランジスタＱ１がオンして、電
圧Ｖ３が圧電素子１０４に印加される。
５０４は、入力された多値の画像データに従って、圧電
素子１０４に対応するインク吐出ノズルから多量のイン
クが吐出されるようにトランジスタＱ１がオンして、電
圧Ｖ３が圧電素子１０４に印加される。
【００４７】また、タイミング選択部４０５及び駆動部
５０５は、入力された多値の画像データに従って、圧電
素子１０５に対応するインク吐出ノズルから中量のイン
クが吐出されるようにトランジスタＱ１がオンして、電
圧Ｖ２が圧電素子１０５に印加される。
５０５は、入力された多値の画像データに従って、圧電
素子１０５に対応するインク吐出ノズルから中量のイン
クが吐出されるようにトランジスタＱ１がオンして、電
圧Ｖ２が圧電素子１０５に印加される。
【００４８】このように、駆動電圧発生部２０でインク
が吐出しない程度の脈流電圧を発生して常に圧電素子に
印加し、トランジスタＱ１のオンのタイミングを画像デ
ータの階調に応じて変更するようにしたので、簡単な構
成でノズル単位の階調を有する画像を記録することがで
きる。
が吐出しない程度の脈流電圧を発生して常に圧電素子に
印加し、トランジスタＱ１のオンのタイミングを画像デ
ータの階調に応じて変更するようにしたので、簡単な構
成でノズル単位の階調を有する画像を記録することがで
きる。
【００４９】また、交流成分を有する脈流電圧で圧電素
子の駆動電圧を形成したので、単一の電源で種々のレベ
ルの駆動電圧を圧電素子に印加することができる。ま
た、抵抗Ｒ１，Ｒ２、抵抗Ｒ３，Ｒ４及び抵抗Ｒ５，Ｒ
６の値を調整してコンパレータ４１，４２，４３の反転
入力端子に入力する分圧電圧を変更することにより、圧
電素子への印加電圧を容易に変更できる。従って、イン
ク吐出量を容易に調整することができる。
子の駆動電圧を形成したので、単一の電源で種々のレベ
ルの駆動電圧を圧電素子に印加することができる。ま
た、抵抗Ｒ１，Ｒ２、抵抗Ｒ３，Ｒ４及び抵抗Ｒ５，Ｒ
６の値を調整してコンパレータ４１，４２，４３の反転
入力端子に入力する分圧電圧を変更することにより、圧
電素子への印加電圧を容易に変更できる。従って、イン
ク吐出量を容易に調整することができる。
【００５０】また、駆動電圧を交流成分を有する脈流電
圧で形成することにより、圧電素子への印加電圧の変化
が滑らかになるため、インク吐出ノズルのメニスカスの
振動が一定となる。従って、印加電圧レベルの変化によ
り圧電素子の振動が不規則になってインク吐出周波数を
低下させる必要が生じる等、インク吐出性能に対して悪
影響を及ぼすことがない。特に、交流成分を正弦波で形
成すると顕著な効果が得られる。
圧で形成することにより、圧電素子への印加電圧の変化
が滑らかになるため、インク吐出ノズルのメニスカスの
振動が一定となる。従って、印加電圧レベルの変化によ
り圧電素子の振動が不規則になってインク吐出周波数を
低下させる必要が生じる等、インク吐出性能に対して悪
影響を及ぼすことがない。特に、交流成分を正弦波で形
成すると顕著な効果が得られる。
【００５１】なお、上記実施例では、画像データの階調
を４段階としているが、これに限られない。画像データ
の階調がｎ段階であれば、図２の場合には、（ｎ−１）
段階の駆動電圧を順に発生するようにすればよい。ま
た、図５の場合には、（ｎ−１）個のコンパレータを配
設すればよい。これによって、上記実施例の場合と同様
の効果が得られる。
を４段階としているが、これに限られない。画像データ
の階調がｎ段階であれば、図２の場合には、（ｎ−１）
段階の駆動電圧を順に発生するようにすればよい。ま
た、図５の場合には、（ｎ−１）個のコンパレータを配
設すればよい。これによって、上記実施例の場合と同様
の効果が得られる。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、駆動電圧が交流成分を有する脈流電圧で形成さ
れ、この脈流電圧を画像の階調に対応するレベルになる
タイミングで圧電素子に印加するようにしたので、画像
の階調に対応する量のインクがインク吐出ノズルから吐
出され、階調を有する画像を記録することができる。ま
た、駆動電圧が交流成分を有する脈流電圧で形成される
ので、圧電素子への印加電圧の変化が滑らかになり、イ
ンク吐出ノズルのメニスカスの振動を一定とすることが
できる。従って、印加電圧レベルの変化により圧電素子
の振動が不規則になってインク吐出周波数を低下させる
必要が生じる等、インク吐出性能に対して悪影響を及ぼ
すことがない。
よれば、駆動電圧が交流成分を有する脈流電圧で形成さ
れ、この脈流電圧を画像の階調に対応するレベルになる
タイミングで圧電素子に印加するようにしたので、画像
の階調に対応する量のインクがインク吐出ノズルから吐
出され、階調を有する画像を記録することができる。ま
た、駆動電圧が交流成分を有する脈流電圧で形成される
ので、圧電素子への印加電圧の変化が滑らかになり、イ
ンク吐出ノズルのメニスカスの振動を一定とすることが
できる。従って、印加電圧レベルの変化により圧電素子
の振動が不規則になってインク吐出周波数を低下させる
必要が生じる等、インク吐出性能に対して悪影響を及ぼ
すことがない。
【００５３】また、請求項２の発明によれば、記録ヘッ
ドは、複数のインク吐出ノズルが一 方向に配列されてな
るノズル列及び各インク吐出ノズルに対応して配設され
た複数の圧電素子を有するものであり、同一階調のイン
ク吐出ノズルについて脈流電圧から得た同一レベルの駆
動電圧が同一ノズル列内における各圧電素子に同時に印
加されるようにしたので、簡易な構成で階調を有する画
像を記録することができる。
ドは、複数のインク吐出ノズルが一 方向に配列されてな
るノズル列及び各インク吐出ノズルに対応して配設され
た複数の圧電素子を有するものであり、同一階調のイン
ク吐出ノズルについて脈流電圧から得た同一レベルの駆
動電圧が同一ノズル列内における各圧電素子に同時に印
加されるようにしたので、簡易な構成で階調を有する画
像を記録することができる。
【００５４】また、請求項３の発明によれば、複数のノ
ズル列を有し、駆動電圧出力手段が各ノズル列に対して
設けられたものであり、脈流電圧から得た最大レベルの
駆動電圧が各駆動電圧出力手段から互いに異なるタイミ
ングで出力されるようにしたので、瞬時消費電力の増大
を抑制することができる。
ズル列を有し、駆動電圧出力手段が各ノズル列に対して
設けられたものであり、脈流電圧から得た最大レベルの
駆動電圧が各駆動電圧出力手段から互いに異なるタイミ
ングで出力されるようにしたので、瞬時消費電力の増大
を抑制することができる。
【００５５】また、請求項４の発明によれば、異なるレ
ベルの複数の駆動電圧がそれぞれ異なるタイミングで周
期的に出力され、画像の階調に対応するレベルの駆動電
圧が選択され、同一階調のインク吐出ノズルについて同
一レベルの駆動電圧が同一ノズル列内の各圧電素子に同
時に印加されるようにしたので、簡易な構成で階調を有
する画像を記録することができる。
ベルの複数の駆動電圧がそれぞれ異なるタイミングで周
期的に出力され、画像の階調に対応するレベルの駆動電
圧が選択され、同一階調のインク吐出ノズルについて同
一レベルの駆動電圧が同一ノズル列内の各圧電素子に同
時に印加されるようにしたので、簡易な構成で階調を有
する画像を記録することができる。
【００５６】また、請求項５の発明によれば、複数のノ
ズル列を有し、駆動電圧出力手段が各ノズル列に対して
設けられたものであり、各駆動電圧出力手段の最大レベ
ルの駆動電圧が互いに異なるタイミングで出力されるよ
うにしたので、瞬時消費電力の増大を抑制することがで
きる。
ズル列を有し、駆動電圧出力手段が各ノズル列に対して
設けられたものであり、各駆動電圧出力手段の最大レベ
ルの駆動電圧が互いに異なるタイミングで出力されるよ
うにしたので、瞬時消費電力の増大を抑制することがで
きる。
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置のヘッド
駆動装置の一実施例の構成を示すブロック図である。
駆動装置の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】駆動電圧発生部で発生する電圧の波形図であ
る。
る。
【図３】駆動電圧発生部の発生電圧、タイミング選択部
の選択信号及び駆動部の出力電圧を示す図である。
の選択信号及び駆動部の出力電圧を示す図である。
【図４】ノズル列が２列の場合の第１駆動電圧発生部と
第２駆動電圧発生部の発生電圧を示す図である。
第２駆動電圧発生部の発生電圧を示す図である。
【図５】駆動電圧発生部で発生する電圧が脈流電圧の場
合のタイミング選択部及び駆動部からなるヘッド駆動回
路の一例を示す回路ブロック図である。
合のタイミング選択部及び駆動部からなるヘッド駆動回
路の一例を示す回路ブロック図である。
【図６】駆動電圧発生部で発生する電圧の波形図であ
る。
る。
【図７】駆動電圧発生部の発生電圧及び駆動部の出力電
圧を示す電圧波形図である。
圧を示す電圧波形図である。
１０ 記録ヘッド
１０１〜１０５ 圧電素子
２０ 駆動電圧発生部
３０ 画像メモリ
４０ ヘッド駆動回路
４１，４２，４３ コンパレータ
４４ 選択回路
４０１〜４０５ タイミング選択部
５０１〜５０５ 駆動部
Ｑ１ トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ６ 抵抗
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 瓜生 嘉子
大阪市中央区玉造１丁目２番28号 三田
工業株式会社内
(56)参考文献 特開 昭57−160654（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B41J 2/045
B41J 2/055
B41J 2/205
Claims (5)
- 【請求項１】 階調を有する画像を記録紙に記録するイ
ンクジェット記録装置のヘッド駆動装置であって、圧電
素子の変形によってインク吐出ノズルからインクを吐出
する記録ヘッドと、交流成分を有する脈流電圧で形成さ
れる駆動電圧を出力する駆動電圧出力手段と、上記脈流
電圧が画像の階調に対応するレベルになるタイミングで
当該脈流電圧を上記圧電素子に印加するヘッド駆動手段
とを備えたことを特徴とするインクジェット記録装置の
ヘッド駆動装置。 - 【請求項２】 上記記録ヘッドは、複数のインク吐出ノ
ズルが一方向に配列されてなるノズル列及び上記各イン
ク吐出ノズルに対応して配設された複数の圧電素子を有
するもので、上記ヘッド駆動手段は、同一階調のインク
吐出ノズルについて同一レベルの駆動電圧を同一ノズル
列内における各圧電素子に同時に印加するものであるこ
とを特徴とする請求項１記載のインクジェット記録装置
のヘッド駆動装置。 - 【請求項３】 上記記録ヘッドは、複数の上記ノズル列
を有するもので、上記駆動電圧出力手段は、各ノズル列
に対して設けられたものであって、各駆動電圧出力手段
は、最大レベルの駆動電圧を互いに異なるタイミングで
出力するものであることを特徴とする請求項２記載のイ
ンクジェット記録装置のヘッド駆動装置。 - 【請求項４】 階調を有する画像を記録紙に記録するイ
ンクジェット記録装置のヘッド駆動装置であって、複数
のインク吐出ノズルが一方向に配列されてなるノズル列
及び上記各インク吐出ノズルに対応して配設された複数
の圧電素子を有し、圧電素子の変形によって各インク吐
出ノズルからインクを吐出する記録ヘッドと、異なるレ
ベルの複数の駆動電圧をそれぞれ異なるタイミングで周
期的に出力する駆動電圧出力手段と、上記駆動電圧の
内、画像の階調に対応するレベルの駆動電圧を選択し、
同一階調のインク吐出ノズルについて同一レベルの駆動
電圧を同一ノズル列内の各圧電素子に同時に印加するヘ
ッド駆動手段とを備えたことを特徴とするインクジェッ
ト記録装置のヘッド駆動装置。 - 【請求項５】 上記記録ヘッドは、複数の上記ノズル列
を有するもので、上記駆動電圧出力手段は、各ノズル列
に対して設けられたものであって、各駆動電圧出力手段
は、最大レベルの駆動電圧を互いに異なるタイミングで
出力するものであることを特徴とする請求項４記載のイ
ンクジェット記録装置のヘッド駆動装置。
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