JP3636129B2 - Ink jet recording apparatus and driving method thereof - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電振動子の作動によってインク滴を吐出可能な記録ヘッドを有するインクジェット式記録装置、及び、その駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
プリンタ、プロッタ、ファクシミリ等のインクジェット式記録装置は、記録ヘッドからインク滴を吐出させ、このインク滴を記録紙や印刷フィルム等の印刷記録媒体上に着弾させることでドットを記録する。この記録装置に用いられる記録ヘッドには、圧電振動子(PZT)を圧力発生源としたものがある。この記録ヘッドは、圧電振動子の変形によって圧力室を膨張或いは収縮させ、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせる。そして、このインクの圧力変動を利用してノズル開口からインク滴を吐出させる。
上記の圧電振動子は、供給される電圧値に応じて変形量が決まり、また、電圧値の変化に対する応答性も高い。このため、圧電振動子に供給する駆動信号の波形形状を適宜に設定することでインク圧力を高い精度で制御でき、所望量、所望速度のインク滴を吐出させることができる。
【0003】
また、この記録ヘッドでは、記録画像の高画質化及び記録の高速化等の要求に応えるべく、定常状態において圧力室の容積を中間状態に保ち、膨張側や収縮側の何れにも容積を変えられるようにしている。このため、常態において圧電振動子には、バイアス電圧が供給されている。言い換えれば、常態において圧電振動子の振動子電位は、最低電位と最大電位の間に設定された駆動電位に調整されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、圧電振動子には寿命があり、高い負担をかけると寿命が短くなってしまう。このため、従来のように、常態においてバイアス電圧を供給する構成では、圧電振動子に対して長時間に亘ってバイアス電圧を供給し続けることになり、圧電振動子の寿命を縮めてしまう虞がある。
【0005】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧電振動子の保護に適したインクジェット式記録装置、及び、その駆動方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
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、請求項1に記載のものは、圧力室内に圧力変動を生じさせ得る圧電振動子及び圧力室に連通したノズル開口を有する記録ヘッドと、複数の波形要素を含んだ一連の駆動信号を記録周期毎に繰り返し発生する駆動信号発生手段と、階調データに応じて選択された波形要素を圧電振動子に供給する波形要素供給手段とを備え、多階調の記録が可能なインクジェット式記録装置において、
次回記録周期における階調データに基づいて記録の有無を判定して判定データを取得する記録状態判定手段と、今回記録周期にて振動子電位を調整する振動子電位調整手段とを設け、
前記駆動信号発生手段が発生する波形要素は、インク滴を吐出させるための波形要素であって始終端電位がベース電位よりも高い駆動電位に設定された複数の吐出波形要素を含み、
振動子電位調整手段は、次回記録周期の判定データが記録を示す場合に今回記録周期の終期に振動子電位を駆動電位に調整し、非記録を示す場合に今回記録周期の終期に振動子電位をベース電位に調整することを特徴とするインクジェット式記録装置である。
【0007】
この請求項1に記載の発明では、今回記録周期及び次回記録周期が共に「非記録」の場合には、振動子電位調整手段は、今回記録周期の終期において振動子電位をベース電位に調整する。また、今回記録周期及び次回記録周期が共に「記録」の場合には、振動子電位調整手段は、今回記録周期の終期において振動子電位を駆動電位に調整する。
また、今回記録周期が「非記録」であって次回記録周期が「記録」の場合には、振動子電位調整手段は、今回記録周期において振動子電位を駆動電位に調整する。これにより、次回記録周期において吐出波形要素の始端電位と振動子電位とが同電位で揃う。さらに、今回記録周期が「記録」であって次回記録周期が「非記録」の場合には、振動子電位調整手段は、今回記録周期の終期において振動子電位をベース電位に調整する。
【0008】
従って、非記録が続く場合には、振動子電位はベース電位に調整されるので、圧電振動子への負担が軽減される。また、記録が続く場合には、吐出波形要素を供給していない期間において振動子電位が駆動電位で一定になるので、短時間で電位を高低することによる圧電振動子への負担がなくなる。さらに、次回記録周期において記録状態が切り変わる際には、今回記録周期の中で電位が調整されるので、次回記録周期において圧電振動子に円滑に波形要素を供給することができるし、短時間での電位の高低が防止されて圧電振動子への負担が軽減される。
その結果、始終端電位が高い波形要素によって高周波駆動しても圧電振動子への負担が軽減され、圧電振動子を保護できる。
【0009】
請求項2に記載のものは、前記駆動信号発生手段が発生する波形要素には、ベース電位から駆動電位まで電位を上昇させる第1連結要素と、駆動電位からベース電位まで電位を下降させる第2連結要素とを含ませ、
振動子電位調整手段を波形要素供給手段によって構成し、次回記録周期の判定データに応じて波形要素を圧電振動子に選択的に供給することで振動子電位を調整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である。
【0010】
請求項3に記載のものは、前記駆動信号発生手段は、前記第1連結要素と第2連結要素との間に少なくとも1つの吐出波形要素を発生する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である。
【0011】
請求項4に記載のものは、 前記駆動信号発生手段は、前記第2連結要素を記録周期内における最後の吐出波形要素よりも後に発生することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のインクジェット式記録装置である。
【0012】
請求項5に記載のものは、前記駆動信号発生手段は、前記第1連結要素を隣り合う吐出波形要素同士の間に発生することを特徴とする請求項2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である。
【0013】
請求項6に記載のものは、前記駆動信号発生手段は、吐出波形要素の終端電位と第1連結要素の始端電位との間で電位を変化させるが圧電振動子には供給されない接続要素を、吐出波形要素と第1連結要素との間に発生することを特徴とする請求項5に記載のインクジェット式記録装置である。
【0014】
請求項7に記載のものは、前記波形要素選択手段は、今回記録周期及び次回記録周期が共に非記録を示す場合に第1連結要素と第2連結要素とを選択して、圧力室内のインクを攪拌させることを特徴とする請求項2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である。
【0015】
請求項8に記載のものは、前記振動子電位調整手段を、抵抗素子と、この抵抗素子を介して圧電振動子を駆動電位の供給源或いはベース電位の供給源に選択的に接続する調整スイッチ手段とによって構成した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である。
【0016】
請求項9に記載のものは、前記駆動信号発生手段が発生する複数の吐出波形要素を、同一波形形状にした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である。
【0017】
請求項10に記載のものは、複数の波形要素を含んだ駆動信号を記録周期毎に繰り返し発生させ、階調データに応じて波形要素を選択し、選択した波形要素を記録ヘッドの圧電振動子に供給することで多階調の記録を行うインクジェット式記録装置の駆動方法において、
前記波形要素には、インク滴を吐出させるための波形要素であって、始終端電位がベース電位よりも高い駆動電位に設定された複数の吐出波形要素を含ませ、
今回記録周期における階調データ、及び、次回記録周期における判定データに基づいて、今回記録周期の終期における振動子電位を、次回記録周期が非記録の場合にはベース電位に調整し、次回記録周期が記録の場合には駆動電位に調整することを特徴とするインクジェット式記録装置の駆動方法である。
【0018】
この請求項10に記載の発明でも上記した請求項1と同様な作用となる。従って、この請求項10の発明でも、始終端電位が高い波形要素によって高周波駆動しても圧電振動子への負担が軽減され、圧電振動子を保護できる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は、本発明が適用されるインクジェット式プリンタの機能ブロック図である。
【0020】
例示したプリンタは、プリンタコントローラ1とプリントエンジン2とから構成されている。プリンタコントローラ1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3(以下、外部I/F3という。)と、各種データの記憶等を行うRAM4と、各種データ処理のためのルーチン等を記憶したROM5と、CPU等からなる制御部6と、クロック信号(CK)を発生する発振回路7と、記録ヘッド8へ供給する駆動信号(COM)を発生する駆動信号発生回路9と、ドットパターンデータ及び駆動信号等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10(以下、内部I/F10という)とを備えている。
【0021】
外部I/F3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/F3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。
【0022】
RAM4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/F3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6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、記録データや判定データが展開される。また、ROM5は、制御部6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。
【0023】
駆動信号発生回路9は、本発明における駆動信号発生手段の一種であり、制御部6(波形発生制御手段)からの波形制御情報に基づき、図3に示すように、複数のパルス信号PS1〜PS6を含んだ一連の駆動信号(COM)を発生する。そして、駆動信号発生回路9は、この駆動信号を記録周期T毎に繰り返し発生する。なお、この駆動信号については、後で詳しく説明する。
【0024】
制御部6は、記録制御手段としても機能する。即ち、制御部6は、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。また、制御部6は、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、ROM5内のフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して中間コードデータをドット毎の記録データに展開する。
【0025】
本実施形態の記録データは、1ドットが2ビットの階調データによって構成される。この階調データは、例えば、非記録(印字内微振動)を示す階調データ[00]と、小ドットによる記録を示す階調データ[01]と、中ドットによる記録を示す階調データ[10]と、大ドットによる記録を示す階調データ[11]とから構成される。従って、この構成では、各ドットを4階調で記録することができる。
【0026】
この記録データの展開時において制御部6は、本発明の記録状態判定手段としても機能し、次ドット(即ち、次回記録周期T)の階調データに基づいて記録の有無を判定して判定データを取得する。そして、この判定データを当該ドット(即ち、今回記録周期T)の階調データに付加する。この判定データは、記録の有無を示すものであるので、1ビットのデータで構成される。例えば、非記録の場合には判定データは[0]となり、小ドット〜大ドットの何れかを記録する場合には判定データは[1]となる。
【0027】
従って、記録ヘッド8に出力される出力データは、2ビットの階調データと1ビットの判定データとからなる合計3ビットのデータとなる。例えば、当該ドットの階調データが大ドットの記録を示し、次ドットの階調データが非記録を示す場合には、出力データは[110]となり、当該ドットの階調データが小ドットの記録を示し、次ドットの階調データが非記録を示す場合には、出力データは[010]となる。また、当該ドットの階調データが非記録を示し、次ドットの階調データが中ドットの記録を示す場合には、出力データは[001]となる。
【0028】
そして、1行分(1回の主走査に対応する1パス)に相当する記録データ及び判定データが出力バッファに展開されると、この1行分の出力データ(記録データ及び判定データ)が内部I/F10を介して記録ヘッド8にシリアル伝送される。また、出力バッファから1行分の出力データが出力されると中間バッファの内容が消去され、制御部6は次行のデータを展開する。
【0029】
また、制御部6は、タイミング信号発生手段の一部を構成し、内部I/F10を通じて記録ヘッド8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、駆動信号を構成する複数のパルス信号PS1〜PS6の供給開始タイミングを規定する。換言すれば、ラッチ信号やチャンネル信号は、制御ロジック48からデコーダ47に供給されるタイミング信号の発生タイミングを規定するトリガとなる。
【0030】
具体的には、図3に示すように、ラッチ信号は、第1パルス信号PS1の供給開始タイミングを規定し、1番目のチャンネル信号CH1は第2パルス信号PS2の供給開始タイミングを規定する。また、2番目のチャンネル信号CH2は第3パルス信号PS3の供給開始タイミングを規定し、3番目のチャンネル信号CH3は第4パルス信号PS4の供給開始タイミングを規定する。さらに、4番目のチャンネル信号CH4は第5パルス信号PS5の供給開始タイミングを規定し、5番目のチャンネル信号CH5は第6パルス信号PS6の供給開始タイミングを規定する。
なお、後述するように、本実施形態における第3パルス信号PS3は、圧電振動子21には供給されない。このため、2番目のチャンネル信号CH2は駆動信号の供給遮断タイミングを規定しているともいえる。
【0031】
プリントエンジン2は、キャリッジ機構11と、紙送り機構12と、記録ヘッド8とを備えている。
【0032】
キャリッジ機構11は、記録ヘッド8が取り付けられたキャリッジと、このキャリッジをタイミングベルト等を介して走行させるパルスモータ等からなり、記録ヘッド8を主走査方向に移動させる。紙送り機構12は、紙送りモータ及び紙送りローラ等からなり、記録紙(印刷記録媒体の一種)を順次送り出して副走査を行う。
【0033】
次に、記録ヘッド8について詳しく説明する。まず、記録ヘッド8の構造について説明する。図2に例示した記録ヘッド8は、所謂撓み振動モードの圧電振動子21を取り付けた記録ヘッド8であり、流路ユニット22とアクチュエータユニット23とから概略構成されている。
【0034】
流路ユニット22は、インク供給口24となる通孔及び第1ノズル連通孔25の一部となる通孔を開設した供給口形成基板26と、共通インク室27となる通孔及び第2ノズル連通孔28となる通孔を開設したインク室形成基板29と、複数(例えば、64個)のノズル開口30…を副走査方向に沿って開設したノズルプレート31から構成してある。そして、インク室形成基板29の表面側(図2の下側)にノズルプレート31を、裏面側(同上側)に供給口形成基板26をそれぞれ配置して、これらの供給口形成基板26、インク室形成基板29及びノズルプレート31を一体化してある。
【0035】
アクチュエータユニット23は、弾性板として機能する第1の蓋部材32と、圧力室33となる通孔を開設した圧力室形成基板34と、供給側連通孔35となる通孔及び第1ノズル連通孔25の一部となる通孔を開設した第2の蓋部材36と、圧電振動子21とによって構成してある。そして、圧力室形成基板34の裏面に第1の蓋部材32を、表面に第2の蓋部材36をそれぞれ配置して第1の蓋部材32と第2の蓋部材36とで圧力室形成基板34を挟んで一体化してある。
【0036】
圧電振動子21は、第1の蓋部材32の裏面側に形成されている。例示した圧電振動子21は、上記したように撓み振動モードであり、充電により電界と直交する方向に収縮して圧力室33の容積を少なくするように弾性板(第1の蓋部材32)を変形させ、放電により電界と直交する方向に伸長して圧力室33の容積を増すように弾性板を変形させる。この圧電振動子21は、第1の蓋部材32の裏面に形成された共通電極37と、この共通電極37の裏面に積層状態で形成した圧電体層38と、各圧電体層38の裏面に形成された駆動電極39とから構成され、圧力室33…に対応して複数(例えば64個)形成されている。
そして、この圧電振動子21は、コンデンサと同じように振る舞い、駆動信号の供給が遮断された場合には遮断直前の電位を保持する。
【0037】
このような構成を採る記録ヘッド8では、共通インク室27から圧力室33を通ってノズル開口30に至る一連のインク流路がノズル開口30毎に形成される。そして、圧電振動子21を充電したり放電したりすることで対応する圧力室33が収縮或いは膨張し、圧力室33内のインクに圧力変動が生じる。
【0038】
そして、このインク圧力を制御することで、ノズル開口30からインク滴を吐出させることができる。例えば、定常容積の圧力室33を一旦膨張させた後に急激に収縮させると、ノズル開口30からインク滴が吐出される。また、インク滴が吐出されない程度に圧力室33を収縮及び膨張させると、メニスカス(ノズル開口30で露出しているインクの自由表面)が微振動する。このメニスカスの微振動によって、ノズル開口30付近のインクが攪拌されるので、当該部分におけるインクの増粘を防止できる。
【0039】
次に、この記録ヘッド8の電気的構成について説明する。
【0040】
この記録ヘッド8は、図1に示すように、第1シフトレジスタ41、第2シフトレジスタ42、及び第3シフトレジスタ43からなるシフトレジスタ回路と、第1ラッチ回路44、第2ラッチ回路45、及び第3ラッチ回路46とからなるラッチ回路と、デコーダ47と、制御ロジック48と、レベルシフタ49と、スイッチ回路50と、圧電振動子21とを備えている。そして、各シフトレジスタ41〜43、各ラッチ回路44〜46、レベルシフタ49、スイッチ回路50、及び、圧電振動子21は、それぞれ記録ヘッド8のノズル開口30に対応して複数設けられる。
【0041】
この記録ヘッド8は、プリンタコントローラ1からの出力データ(記録データ及び判定データ)に基づいてインク滴を吐出させる。即ち、インク滴の吐出に先立って、まず、プリンタコントローラ1からの出力データが発振回路7からのクロック信号(CK)に同期して各シフトレジスタ41〜43にシリアル伝送される。この出力データは、全ノズル開口30…用の記録データの上位ビット群、記録データの下位ビット群、及び、判定データ群によって構成されている。
【0042】
本実施形態では、記録データの上位ビット群、記録データの下位ビット群、判定データ群の順に記録ヘッド8へ送られてくるので、まず、記録データの上位ビット群が第1シフトレジスタ41にセットされる。
全ノズル開口30…について記録データの上位ビット群が第1シフトレジスタ41にセットされると、続いて記録データの下位ビット群が第1シフトレジスタ41にセットされる。この記録データの下位ビット群のセットに伴い、記録データの上位ビット群はシフトして第2シフトレジスタ42にセットされる。
さらに、全ノズル開口30…について記録データの下位ビット群が第1シフトレジスタ41にセットされると、続いて判定データ群が第1シフトレジスタ41にセットされる。この判定データ群のセットに伴い、記録データの上位ビット群はシフトして第3シフトレジスタ43にセットされ、記録データの下位ビット群はシフトして第2シフトレジスタ42にセットされる。
【0043】
第1シフトレジスタ41には第1ラッチ回路44が電気的に接続され、第2シフトレジスタ42には第2ラッチ回路45が電気的に接続され、第3シフトレジスタ43には第3ラッチ回路46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1からのラッチ信号(LAT)が各ラッチ回路44〜46に入力されると、第3ラッチ回路46は今回記録周期Tにおける階調データの上位ビットをラッチし、第2ラッチ回路45は今回記録周期Tにおける階調データの下位ビットをラッチし、第1ラッチ回路44は次回記録周期Tにおける判定データをラッチする。
即ち、第3ラッチ回路46及び第2ラッチ回路45は今回記録周期Tにおける階調データを保持する階調データ保持手段として機能し、第1ラッチ回路44は次回記録周期Tにおける判定データを保持する判定データ保持手段として機能する。
【0044】
これらの第1ラッチ回路44、第2ラッチ回路45、及び、第3ラッチ回路46にラッチされたデータは、それぞれデコーダ47に入力される。そして、デコーダ47は、波形要素選択手段として機能し、今回記録周期Tにおける階調データと次回記録周期Tにおける判定データとから各パルス信号PS1〜PS6を選択するための選択データを生成する。即ち、デコーダ47は、各ラッチ回路44〜46がラッチした合計3ビットのデータに基づいて翻訳(デコード)を行い、6ビットの選択データを生成する。
【0045】
この選択データの各ビットは、各パルス信号PS1〜PS6に対応している。本実施形態では、最上位ビット(ビット5)が第1パルス信号PS1に対応し、5番目のビット(ビット4)が第2パルス信号PS2に対応し、4番目のビット(ビット3)が第3パルス信号PS3に対応している。同様に、3番目のビット(ビット2)が第4パルス信号PS4に対応し、2番目のビット(ビット1)が第5パルス信号PS5に対応し、最下位ビット(ビット0)が第6パルス信号に対応している。
【0046】
また、デコーダ47には、制御ロジック48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48は、制御部6と共にタイミング信号発生手段として機能しており、上記したように、ラッチ信号(LAT)やチャンネル信号(CH)の入力に同期してタイミング信号を発生する。
【0047】
デコーダ47によって翻訳された6ビットの選択データは、タイミング信号によって規定されるタイミングで上位ビット側から順次レベルシフタ49に入力される。このレベルシフタ49は、電圧増幅器として機能し、選択データが[1]の場合には、スイッチ回路50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。
【0048】
レベルシフタ49で昇圧された[1]の選択データは、スイッチ回路50に供給される。このスイッチ回路50の入力側(上流側)には、駆動信号発生回路9からの駆動信号(COM)が供給されており、スイッチ回路50の出力側(下流側)には圧電振動子21が接続されている。
【0049】
選択データは、スイッチ回路50の作動を制御する。即ち、スイッチ回路50に加わる選択データが[1]である期間中は、駆動信号(パルス信号PS1〜PS6)が圧電振動子21に供給され、この駆動信号に応じて圧電振動子21の振動子電位(即ち、駆動信号が供給される側の電極電位)が変化する。一方、スイッチ回路50に加わる選択データが[0]の期間中は、レベルシフタ49からはスイッチ回路50を作動させる電気信号が出力されず、圧電振動子21には駆動信号が供給されない。従って、選択データとして[1]が設定されたパルス信号PS1〜PS6が選択的に圧電振動子21に供給される。
【0050】
そして、本実施形態では、上記のデコーダ47、制御ロジック48、レベルシフタ49、及び、スイッチ回路50が、波形要素供給手段(本発明の振動子電位調整手段の一種)として機能しており、デコーダ47が生成した選択データに基づいて各パルス信号PS1〜PS6(即ち、後述する各波形要素)を選択的に圧電振動子21へ供給する。
【0051】
次に、駆動信号発生回路9が発生する駆動信号(COM)と、この駆動信号を構成する各パルス信号PS1〜PS6の選択動作について説明する。
【0052】
まず、駆動信号について説明する。図3に例示した駆動信号は、上記したように、第1パルス信号PS1、第2パルス信号PS2、第3パルス信号PS3、第4パルス信号PS4、第5パルス信号PS5、及び、第6パルス信号PS6からなる一連の信号である。そして、第1パルス信号PS1が記録周期T内の第1周期t1で発生され、第2パルス信号PS2が第2周期t2で発生され、第3パルス信号PS3が第3周期t3で発生される。また、第4パルス信号PS4が第4周期t4で発生され、第5パルス信号PS5が第5周期t5で発生され、第6パルス信号PS6が第6周期t6で発生される。
【0053】
第1パルス信号PS1は、中間電位Vcで一定の前側定電位要素P1と、中間電位Vcから最低電位VLまでインク滴を吐出させない程度の一定勾配で電位を下降させる膨張要素P2と、最低電位VLを所定時間保持する膨張ホールド要素P3と、最低電位VLから最大電位VHまで急勾配で電位を上昇させる吐出要素P4と、最大電位VHを所定時間保持する制振ホールド要素P5と、最大電位VHから中間電位Vcまでインク滴を吐出させない程度の一定勾配で電位を下降させる制振要素P6と、中間電位Vcで一定の後側定電位要素P7とを含んでいる。そして、これらの各波形要素の内、膨張要素P2、膨張ホールド要素P3、吐出要素P4、制振ホールド要素P5及び制振要素P6は、所定量のインク滴を吐出させるための第1吐出波形要素DP1を構成する。
【0054】
なお、上記の最低電位VLは駆動信号における最も低い電位であり、本発明のベース電位の一種である。本実施形態では、この最低電位VLを圧電振動子21の保護に適した接地電位(グランド電位)に設定している。また、中間電位Vcは吐出波形要素の始終端電位であり、本発明の駆動電位の一種である。
【0055】
第2パルス信号PS2もまた、前側定電位要素P8、膨張要素P9、膨張ホールド要素P10、吐出要素P11、制振ホールド要素P12、制振要素P13及び後側定電位要素P14を含んでおり、膨張要素P9から制振要素P13までの各要素によって第2吐出波形要素DP2が構成される。そして、膨張要素P9から制振要素P13までの各要素は、第1パルス信号PS1に含まれる各要素P2〜P6と同じ電位及び時間幅に設定されている。従って、第1パルス信号PS1に含まれる第1吐出波形要素DP1と、第2パルス信号PS2に含まれる第2吐出波形要素DP2とは同一波形形状である。
【0056】
第3パルス信号PS3は、中間電位Vcで一定の前側定電位要素P15と、中間電位Vcから最低電位VLまで急勾配で電位を下降する接続要素P16と、最低電位VLで一定の後側定電位要素P17とを含んでいる。上記の接続要素P16は、直前に発生される第2パルス信号PS2(即ち、第2吐出波形要素DP2)の終端電位と直後に発生される第4パルス信号PS4(第1連結要素P19)の始端電位とを接続するための要素である。そして、これらの接続要素P16、前側定電位要素P15、及び、後側定電位要素P17は、圧電振動子21には供給されない。このため、接続要素P16については勾配を可及的に急峻に設定し、前側定電位要素P15、及び、後側定電位要素P17については発生期間を可及的に短く設定して、第2パルス信号PS2と第4パルス信号PS4の発生間隔をできるだけ短くしている。
【0057】
第4パルス信号PS4は、最低電位VLで一定の前側定電位要素P18、最低電位VLから中間電位Vcまで一定勾配で電位を上昇させる第1連結要素P19、及び、中間電位Vcで一定の後側定電位要素P20を含んでいる。
上記の第1連結要素P19は、振動子電位を最低電位VLから中間電位Vcまで上昇させるための波形要素であり、その勾配は圧電振動子21への負担が少なく、且つ、インク滴が吐出しない程度の圧力変動が圧力室33内のインクに励起される程度に設定されている。
【0058】
第5パルス信号PS5は、前側定電位要素P21、膨張要素P22、膨張ホールド要素P23、吐出要素P24、制振ホールド要素P25、制振要素P26及び後側定電位要素P27を含んでおり、膨張要素P22から制振要素P26までの各要素によって第3吐出波形要素DP3が構成される。そして、膨張要素P22から制振要素P26までの各要素は、第1パルス信号PS1や第2パルス信号PS2に含まれる各要素と同じ電位及び時間幅に設定されている。従って、この第3吐出波形要素DP3と、第1吐出波形要素DP1及び第2吐出波形要素DP2とは同一波形形状である。
【0059】
第6パルス信号PS6は、中間電位Vcで一定の前側定電位要素P28、中間電位Vcから最低電位VLまで一定勾配で電位を下降させる第2連結要素P29、及び、最低電位VLで一定の後側定電位要素P30を含んでいる。従って、この駆動信号において、第2連結要素P29は、記録周期T内における最後の吐出波形要素である第3吐出波形要素DP3よりも後に発生される。また、この第2連結要素P29と上記した第1連結要素P19との間には、第3吐出波形要素DP3が発生される。
この第2連結要素P29は、振動子電位を中間電位Vcから最低電位VLまで下降させるための波形要素である。そして、その勾配は、第1連結要素P19と同様に、圧電振動子21への負担が少なく、且つ、インク滴が吐出しない程度の圧力変動が圧力室33内のインクに生じ得る程度に設定されている。
【0060】
この駆動信号では、吐出波形要素(DP1〜DP3)を圧電振動子21に供給すると、所定量のインクがノズル開口30から吐出される。即ち、膨張要素(P2,P9,P22)の供給によって圧力室33が中間電位Vcで規定される定常容積から最低電位VLで規定される最大容積まで膨張し、圧力室33内のインクが減圧されて圧力振動が励起される。次に、膨張ホールド要素(P3,P10,P23)が供給されると圧力室33の膨張状態が維持され、その間に圧力室33内のインク圧力が正圧に変化する。インク圧力が正圧になったタイミングで吐出要素(P4,P10,P24)が供給され、圧力室33の容積が最大電位VHで規定される最小容積まで急激に収縮する。これにより、圧力室33内のインクが押し出され、所定量のインク滴がノズル開口30から吐出される。その後、制振ホールド要素(P5,P11,P25)が供給されると圧力室33の収縮状態が維持され、この維持期間にインク圧力が変動する。そして、圧力室33内のインク圧力が正圧になるタイミングで制振要素(P6,P12,P26)が供給される。この制振要素の供給によって圧力室33が膨張し、インク圧力の変動を打ち消すように作用する。
【0061】
また、この駆動信号では、第1連結要素P19を圧電振動子21に供給すると、振動子電位が最低電位VLから中間電位Vcまで上昇する。そして、この振動子電位の上昇に伴って、圧力室33の容積は最低電位VLで規定される最小容積から中間電位Vcで規定される定常容積まで膨張する。この膨張によって圧力室33内のインクは、インク滴が吐出しない程度に少し負圧化され圧力振動が励起される。
一方、第2連結要素P29を圧電振動子21に供給すると、振動子電位は中間電位Vcから最低電位VLまで下降する。そして、この振動子電位の下降に伴って、圧力室33の容積は定常容積から最小容積まで収縮する。この収縮によって圧力室33内のインクは、インク滴が吐出しない程度に少し加圧され圧力振動が励起される。
【0062】
そして、本実施形態では、当該ドット(今回記録周期T)の階調データが非記録を示し、次ドット(次回記録周期T)の判定データが非記録を示す場合、即ち、出力データ[000]の場合には、上記の波形要素供給手段(振動子電位調整手段)は、今回記録周期Tにおいて上記の第1連結要素P19と第2連結要素P29とを圧電振動子21に供給する。これにより、今回記録周期Tにおいて、圧力室33内のインクにはインク滴を吐出させない程度の圧力振動が励起され、この圧力振動によってメニスカスが微振動し、ノズル開口30付近におけるインクの増粘が防止される。また、この場合、今回記録周期Tの終期における振動子電位は、最低電位VLに調整される。
【0063】
また、当該ドットの階調データが非記録を示し、次ドットの判定データが記録を示す場合、即ち、出力データ[001]の場合には、波形要素供給手段は、今回記録周期Tにおいて第1連結要素P19を圧電振動子21に供給する。これにより、今回記録周期Tの終期において、振動子電位が最低電位VLから中間電位Vcに上昇する。その結果、次回記録周期Tにおいて吐出波形要素を供給した際に、振動子電位と吐出波形要素の始端電位とが揃い、圧電振動子21を円滑に作動させることができる。
【0064】
また、当該ドットの階調データが小ドット、中ドット、大ドットの何れかの記録を示し、次ドットの判定データが非記録を示す場合、例えば、出力データ[110](当該ドットが大ドットで次ドットが非記録)の場合には、波形要素供給手段は、今回記録周期Tにおいて第2連結要素P29を圧電振動子21に供給する。これにより、今回記録周期Tの終期において、振動子電位は中間電位Vcから最低電位VLに下降する。その結果、次回記録周期Tにおいて振動子電位を最低電位VLに保つことができ、圧電振動子21の保護が図れる。
【0065】
さらに、当該ドットの階調データが小ドット、中ドット、大ドットの何れかの記録を示し、次ドットの判定データが記録を示す場合、例えば、出力データ[011](当該ドットが小ドットで次ドットが記録)の場合には、波形要素供給手段は、今回記録周期Tにおいて第1連結要素P19と第2連結要素P29の何れも圧電振動子21には供給しない。これにより、今回記録周期Tの終期において振動子電位は中間電位Vcとなる。その結果、次回記録周期Tにおいて吐出波形要素を供給した際に、振動子電位と吐出波形要素の始端電位とが揃い、圧電振動子21を円滑に作動させることができる。
【0066】
以下、この制御について詳細に説明する。まず、今回記録周期Tが非記録(階調データ[00])の場合における制御について説明する。
【0067】
本実施形態において波形要素供給手段は、出力データ(階調データ,判定データ)に基づき、選択するパルス信号PS1〜PS6を決めている。
【0068】
そして、出力データが[000]であった場合、即ち、次ドットの判定データが非記録を示す[0]であった場合には、デコーダ47は選択データ[000101]を生成する。これにより、第1パルス信号PS1〜第6パルス信号PS6の中から第4パルス信号PS4と第6パルス信号PS6とが選択されて圧電振動子21に供給される。即ち、図4(a)に示すように、期間t4及び期間t6においてスイッチ回路50がオン状態となって駆動信号が圧電振動子21に供給され、期間t1〜期間t3,t5においてはスイッチ回路50がオフ状態となって駆動信号の圧電振動子21への供給が停止される。
【0069】
その結果、圧電振動子21には、第1連結要素P19と第2連結要素P29とによって構成される微振動波形要素VPが供給され、インク滴が吐出されない程度の圧力振動が圧力室33内に励起され、ノズル開口30付近でのインクの攪拌が行われる。また、微振動波形要素VPが供給された後は、振動子電位が最低電位VLとなるので、圧電振動子21に供給される電圧が低く抑えられる。これにより、圧電振動子21に対する負担が軽減され、寿命を延ばすことができる。
【0070】
この場合において、上記の微振動波形要素VPは、振動子電位を調整するためのための第1連結要素P19や第2連結要素P29によって構成されているので、これらの第1連結要素P19及び第2連結要素P29を多用途に用いることができ、限られた記録周期Tであっても複数の波形要素を効率よく収めることができる。また、第1連結要素P19が含まれる第4パルス信号PS4を第2吐出波形要素DP2(P9〜P13)と第3吐出波形要素DP3(P22〜P26)の間に発生させているので、この点でも限られた記録周期Tの中に複数の波形要素を効率よく収めることができる。
【0071】
また、出力データが[001]であった場合、即ち、次ドットの判定データが記録を示す[1]であった場合には、デコーダ47は選択データ[000100]を生成する。これにより、第1パルス信号PS1〜第6パルス信号PS6の中から第4パルス信号PS4のみが選択されて圧電振動子21に供給される。即ち、図4(b)に示すように、期間t4においてスイッチ回路50がオン状態となって駆動信号が圧電振動子21に供給され、期間t1〜期間t3,t5〜t6においてはスイッチ回路50がオフ状態となって駆動信号の圧電振動子21への供給が停止される。
【0072】
これにより、振動子電位は、期間t4で供給された第1連結要素P19によって最低電位VLから中間電位Vcまで上昇し、期間t5〜t6においてこの中間電位Vcを保持する。その後、次回印刷周期Tにおいて吐出波形要素が供給されるが、供給開始時点における振動子電位と吐出波形要素の始端電位は共に中間電位Vcで揃っている。このため、振動子電位を急激に変化させることなく、吐出波形要素を圧電振動子21へ円滑に供給できる。このため、前回記録周期Tで非記録であっても振動子電位を中間電位Vcまで上昇させることができ、圧電振動子21に負担を掛けることなく吐出波形要素を供給することができる。
【0073】
次に、今回記録周期Tが小ドット(階調データ[01])の場合における制御について説明する。
【0074】
出力データが[010]であった場合、即ち、次ドットの判定データが非記録を示す[0]であった場合には、デコーダ47は選択データ[010001]を生成する。これにより、第1パルス信号PS1〜第6パルス信号PS6の中から第2パルス信号PS2と第6パルス信号PS6とが選択されて圧電振動子21に供給される。即ち、図5(a)に示すように、期間t2及び期間t6においてスイッチ回路50がオン状態となって駆動信号が圧電振動子21に供給され、期間t1,期間t3〜t5においてはスイッチ回路50がオフ状態となって駆動信号の圧電振動子21への供給が停止される。
【0075】
その結果、圧電振動子21には、第2吐出波形要素DP2が供給され、所定量のインク滴が1回吐出される。また、インク滴が吐出された後には第2連結要素P29が供給され、振動子電位は最低電位VLとなる。このため、次回記録周期Tにおいて振動子電位は最低電位VLに保たれる。これにより、圧電振動子21に対する負担が軽減され、寿命を延ばすことができる。
【0076】
一方、出力データが[011]であった場合、即ち、次ドットの判定データが記録を示す[1]であった場合には、デコーダ47は選択データ[010000]を生成する。これにより、第1パルス信号PS1〜第6パルス信号PS6の中から第2パルス信号PS2が選択されて圧電振動子21に供給される。即ち、図5(b)に示すように、期間t2においてスイッチ回路50がオン状態となって駆動信号が圧電振動子21に供給され、期間t1,期間t3〜t6においてはスイッチ回路50がオフ状態となって駆動信号の圧電振動子21への供給が停止される。
【0077】
その結果、圧電振動子21には、第2吐出波形要素DP2が供給され、所定量のインク滴が1回吐出される。また、インク滴が吐出された後において振動子電位は中間電位Vcを維持する。このため、次回印刷周期Tにおいて、振動子電位と吐出波形要素の始端電位とが共に中間電位Vcで揃い、吐出波形要素を圧電振動子21へ円滑に供給できる。このため、圧電振動子21に負担を掛けることなく吐出波形要素を供給できる。
【0078】
次に、今回記録周期Tが中ドット(階調データ[10])の場合における制御について説明する。
【0079】
出力データが[100]であった場合、即ち、次ドットの判定データが非記録を示す[0]であった場合には、デコーダ47は選択データ[110001]を生成する。これにより、第1パルス信号PS1〜第6パルス信号PS6の中から第1パルス信号PS1、第2パルス信号PS2及び第6パルス信号PS6とが選択されて圧電振動子21に供給される。即ち、図6(a)に示すように、期間t1、期間t2及び期間t6においてスイッチ回路50がオン状態となって駆動信号が圧電振動子21に供給され、期間t3〜t5においてはスイッチ回路50がオフ状態となって駆動信号の圧電振動子21への供給が停止される。
【0080】
その結果、圧電振動子21には、第1吐出波形要素DP1(P2〜P6)及び第2吐出波形要素DP2が供給され、所定量のインク滴が2回吐出される。また、インク滴が吐出された後には、第2連結要素P29が供給されて振動子電位が最低電位VLとなる。このため、圧電振動子21に対する負担が軽減され、寿命を延ばすことができる。
【0081】
一方、出力データが[101]であった場合、即ち、次ドットの判定データが記録を示す[1]であった場合には、デコーダ47は選択データ[110000]を生成する。これにより、第1パルス信号PS1〜第6パルス信号PS6の中から第1パルス信号PS1と第2パルス信号PS2とが選択されて圧電振動子21に供給される。即ち、図6(b)に示すように、期間t1,t2においてスイッチ回路50がオン状態となって駆動信号が圧電振動子21に供給され、期間t3〜t6においてはスイッチ回路50がオフ状態となって駆動信号の圧電振動子21への供給が停止される。
【0082】
その結果、圧電振動子21には、第1吐出波形要素DP1及び第2吐出波形要素DP2が供給され、所定量のインク滴が2回吐出される。また、インク滴が吐出された後も振動子電位は中間電位Vcを維持するので、次回印刷周期Tにおいて、吐出波形要素を圧電振動子21へ円滑に供給できる。このため、圧電振動子21に負担を掛けることなく吐出波形要素を供給できる。
【0083】
次に、今回記録周期Tが大ドット(階調データ[11])の場合における制御について説明する。
【0084】
出力データが[110]であった場合、即ち、次ドットの判定データが非記録を示す[0]であった場合には、デコーダ47は選択データ[110011]を生成する。これにより、第1パルス信号PS1〜第6パルス信号PS6の中から第1パルス信号PS1、第2パルス信号PS2、第5パルス信号PS5及び第6パルス信号PS6とが選択されて圧電振動子21に供給される。即ち、図7(a)に示すように、期間t1、t2、t5及びt6においてスイッチ回路50がオン状態となって駆動信号が圧電振動子21に供給され、期間t3,t4においてはスイッチ回路50がオフ状態となって駆動信号の圧電振動子21への供給が停止される。
【0085】
その結果、圧電振動子21には、第1吐出波形要素DP1、第2吐出波形要素DP2及び第3吐出波形要素DP3が供給され、所定量のインク滴が3回吐出される。また、インク滴が吐出された後は振動子電位が最低電位VLとなるので、圧電振動子21に対する負担が軽減され、寿命を延ばすことができる。
この場合において、上記の第2連結要素P29は、最後の吐出波形要素である第3吐出波形要素DP3よりも後に発生されるので、非記録となる直前の記録周期Tが大ドットの記録であっても、即ち、第3吐出波形要素DP3を用いた記録であってもこの記録を支障なく行うことができる。
【0086】
一方、出力データが[111]であった場合、即ち、次ドットの判定データが記録を示す[1]であった場合には、デコーダ47は選択データ[110010]を生成する。これにより、第1パルス信号PS1〜第6パルス信号PS6の中から第1パルス信号PS1、第2パルス信号PS2及び第5パルス信号PS5が選択されて圧電振動子21に供給される。即ち、図7(b)に示すように、期間t1,t2,t5においてスイッチ回路50がオン状態となって駆動信号が圧電振動子21に供給され、期間t3,t4,t6においてはスイッチ回路50がオフ状態となって駆動信号の圧電振動子21への供給が停止される。
【0087】
その結果、圧電振動子21には、第1吐出波形要素DP1、第2吐出波形要素DP2及び第3吐出波形要素DP3が供給され、所定量のインク滴が3回吐出される。また、インク滴が吐出された後も振動子電位は中間電位Vcを維持するので、次回印刷周期Tにおいて吐出波形要素を圧電振動子21へ円滑に供給できる。このため、圧電振動子21に負担を掛けることなく吐出波形要素を供給することができる。
【0088】
そして、本実施形態では、各記録周期Tで非記録が連続した場合には、例えば、図8に示すように、各記録周期Tで微振動波形要素VPが供給される。そして、この微振動波形要素VPの非供給期間においては振動子電位は、最低電位VLに保たれる。このため、圧電振動子21に対する負担を軽減でき、圧電振動子21の寿命を延ばすことができる。
【0089】
また、ドットの記録から非記録に移行する場合には、例えば、図9に示すように、非記録の記録周期Tに移行する直前で第2連結要素P29が圧電振動子21に供給され、振動子電位が最低電位VLまで下降する。従って、非記録の記録周期Tにおいて振動子電位は最低電位VLに保たれることとなり、圧電振動子21の寿命を延ばすことができる。
【0090】
反対に、ドットの非記録から記録に移行する場合には、例えば、図10に示すように、非記録の記録周期Tに移行する直前の周期で第1連結要素P19が圧電振動子21に供給され、振動子電位が中間電位Vcまで上昇する。従って、次回記録周期Tで吐出波形要素(DP2)が供給されるまでの間において、振動子電位は中間電位Vcに保たれることとなり、吐出波形要素を円滑に供給することができる。
【0091】
さらに、前回記録周期Tと今回記録周期Tとで続けてドットを記録する場合には、例えば、図11に示すように、今回記録周期Tにおいて第2連結要素P29を供給しないで記録周期Tの終期における振動子電位を中間電位Vcとする。これにより、今回記録周期Tでの吐出波形要素(DP3)の供給終了時から次回記録周期Tでの吐出波形要素(DP1)の供給開始時までの期間において、振動子電位は中間電位Vcで一定となり、短時間で急激に高低することはない。このため、圧電振動子21の負担が軽減され、保護することができる。また、振動子電位が一定であることから圧力室33の容積変化もなく、インク圧力を安定させることができる。その結果、インク滴の吐出曲がりを防止することもできる。
【0092】
ところで、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づき種々の変形が可能である。
【0093】
まず、上記の実施形態では、最低電位VL(ベース電位)から中間電位Vc(駆動電位)まで電位を上昇させる第1連結要素P19と、中間電位Vcから最低電位VLまで電位を下降させる第2連結要素P29とを駆動信号に含ませ、これらの第1連結要素P19及び2連結要素P29を圧電振動子21に供給することで振動子電位を調整していたが、この構成に限定されるものではない。
【0094】
例えば、振動子電位調整手段を、抵抗素子と、該抵抗素子を介して圧電振動子をベース電位の供給源に接続する調整スイッチ手段とによって構成し、抵抗素子を介して駆動電位を供給することで振動子電位を調整してもよい。以下、このように構成した変形例について説明する。
【0095】
図12は、この変形例を説明する図であり、(a)は要部の回路構成を説明する図、(b)及び(c)は振動子電位を説明する図である。
この変形例では、上記のスイッチ回路50と圧電振動子21との間に調整スイッチ61(上記の調整スイッチ手段に相当)を設け、この調整スイッチ61及び抵抗素子62,63を介して圧電振動子21を駆動信号の供給線(駆動電位の供給源に相当)やグランド線(ベース電位の供給源に相当)へ選択的に接続可能に構成している。これに伴い、駆動信号発生回路9が発生する駆動信号(図3参照)に関し、期間t3,t4,t6において第3パルス信号PS3,第4パルス信号PS4,第6パルス信号PS6を発生させず、一定の中間電位Vcを発生させる。なお、期間t1,t2,期間t5においては、上記したパルス信号PS1,PS2,PS5を発生させる。
【0096】
この変形例の制御は基本的に上記の実施形態と同様であるが、次の点で相違する。即ち、期間t4においては、第4パルス信号PS4を選択する代わりにスイッチ回路50をオフにした状態で調整スイッチ61を抵抗素子62側(駆動電位の供給源側)に接続する。また、期間t6において、第6パルス信号PS6を選択する代わりにスイッチ回路50をオフにした状態で調整スイッチ61を抵抗素子63側(ベース電位の供給源側)に接続する。
【0097】
この制御では、期間t4に亘って駆動電位の供給源が圧電振動子21に接続されると、圧電振動子21は抵抗素子62を介して充電される。これにより、振動子電位は、図12(b)に示すように、時間の経過と共に比較的緩やかに上昇する。その結果、第4パルス信号PS4を供給した場合と同様に、期間t4の終了時点における振動子電位を中間電位Vcに調整することができる。
また、期間t6に亘ってベース電位の供給源が圧電振動子21に接続されると、圧電振動子21は抵抗素子63を介して放電される。これにより、振動子電位は、図12(c)に示すように、時間の経過と共に比較的緩やかに下降する。その結果、第6パルス信号PS6を供給した場合と同様に、次の記録周期Tが到来する前に振動子電位を最低電位VLに調整することができる。
これらの場合において、振動子電位の上昇や下降の度合い(傾き)は、抵抗素子62,63の抵抗値を変えることで調整可能である。このため、調整も容易である。
なお、調整スイッチ61のオンオフ制御は、制御部6によって行うことができるが、これに限定されるものではない。例えば、タイマー機能付きのスイッチによって制御してもよい。
【0098】
そして、この構成では、期間t3,t4,t6においてにおいて駆動信号発生回路9から中間電位Vcを発生させれば足りるので、波形発生制御手段としての制御部6は、これらの各期間に亘って駆動信号発生回路9に対する制御を行わずに済む。また、上記の調整スイッチ61のオンオフ制御に要する時間は、オン時点とオフ時点の極く僅かな時間で足りる。
このため、制御部6は、各期間t3,t4,t6において他の処理、例えば、キャリッジ機構11や紙送り機構12等の制御を行うことができる。従って、限られた時間を効率よく使用することができる。
【0099】
また、上記の実施形態では、複数の吐出駆動パルスは、何れも同じ波形形状であったがこれに限らず、異なる波形形状であってもよい。また、駆動電位も中間電位Vcに限らずベース電位よりも高い任意の電位に設定できる。同様に、ベース電位も圧電振動子21の保護に適した低電位であれば接地電位に限定されるものではない。
【0100】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば以下の効果を奏する。
即ち、振動子電位調整手段は、階調データ及び判定データに基づき、次回記録周期が非記録の場合に振動子電位をベース電位に調整し、次回記録周期が記録の場合に振動子電位を駆動電位に調整するので、次回記録周期が非記録の場合には、この次回記録周期において振動子電位はベース電位に保たれ、圧電振動子が保護される。また、次回記録周期で記録を行う場合には今回記録周期内において振動子電位が駆動電位に調整されるので、振動子電位と吐出波形要素の始端電位とが揃う。このため、圧電振動子に対し、吐出駆動パルスを円滑に供給することができ、圧電振動子に対する負担が軽減され、圧電振動子の保護ができる。
【0101】
また、振動子電位調整手段を波形要素供給手段によって構成し、次回記録周期の判定データに応じて波形要素を圧電振動子に選択的に供給することで今回記録周期での終端電位を調整するようにした場合には、特別な構成部材を必要とせず装置構成の簡素化が図れる。
【0102】
また、第1連結要素と第2連結要素との間に少なくとも1つの吐出波形要素を発生させた場合には、限られた記録周期の中に効率よく波形要素を収めることができる。
【0103】
また、第2連結要素を記録周期内における最後の吐出波形要素よりも後に発生させた場合には、今回記録周期において全ての吐出波形要素が使用できるので、今回記録周期の階調記録に支障を来すことなく振動子電位の調整を行うことができる。
【0104】
また、第1連結要素を隣り合う吐出波形要素同士の間に発生させた場合には、限られた記録周期の中に効率よく波形要素を収めることができる。
【0105】
また、接続要素を吐出波形要素と第1連結要素との間に発生させた場合には、隣り合う吐出波形要素同士の発生間隔を詰めることができ、限られた記録周期の中に効率よく波形要素を収めることができる。
【0106】
また、第1連結要素と第2連結要素とを選択することで圧力室内のインクを攪拌させるようにした場合には、これらの連結要素を多目的に用いることができ、限られた記録周期の中に効率よく波形要素を収めることができる。
【0107】
また、振動子電位調整手段を、抵抗素子と、この抵抗素子を介して圧電振動子を駆動電位の供給源或いはベース電位の供給源に選択的に接続する調整スイッチ手段とによって構成した場合には、調整スイッチ手段の作動によって振動子電位を調整できるので、その期間において駆動信号発生手段は一定電位の信号を発生すれば足り、制御が不要になる。このため、制御の効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のインクジェット式記録装置の全体構成を示すブロック図である。
【図2】記録ヘッドの機械的構造を説明する図である。
【図3】駆動信号を説明する図である。
【図4】波形要素の選択パターンを説明する図であり、(a)は今回記録周期及び次回記録周期が共に非記録の場合を示し、(b)は今回記録周期が非記録であって次回記録周期が記録の場合を示す。
【図5】波形要素の選択パターンを説明する図であり、(a)は今回記録周期が小ドットの記録であって次回記録周期が非記録の場合を示し、(b)は今回記録周期が小ドットの記録であって次回記録周期が記録の場合を示す。
【図6】波形要素の選択パターンを説明する図であり、(a)は今回記録周期が中ドットの記録であって次回記録周期が非記録の場合を示し、(b)は今回記録周期が中ドットの記録であって次回記録周期が記録の場合を示す。
【図7】波形要素の選択パターンを説明する図であり、(a)は今回記録周期が大ドットの記録であって次回記録周期が非記録の場合を示し、(b)は今回記録周期が大ドットの記録であって次回記録周期が記録の場合を示す。
【図8】非記録が連続する場合における波形要素の選択パターンを説明する図である。
【図9】小ドットの記録から非記録に切り換わる場合における波形要素の選択パターンを説明する図である。
【図10】非記録から小ドットの記録に切り換わる場合における波形要素の選択パターンを説明する図である。
【図11】大ドットを連続的に記録する場合における波形要素の選択パターンを説明する図である。
【図12】本発明の変形例を説明する図であり、(a)は要部構成を説明するブロック図、(b)及び(c)は振動子電位の変化を説明する図である。
【符号の説明】
1 プリンタコントローラ
2 プリントエンジン
3 外部I/F
4 RAM
5 ROM
6 制御部
7 発振回路
8 記録ヘッド
9 駆動信号発生回路
10 内部I/F
11 キャリッジ機構
12 紙送り機構
21 圧電振動子
22 流路ユニット
23 アクチュエータユニット
24 インク供給口
25 第1ノズル連通孔
26 供給口形成基板
27 共通インク室
28 第2ノズル連通孔
29 インク室形成基板
30 ノズル開口
31 ノズルプレート
32 第1の蓋部材
33 圧力室
34 圧力室形成基板
35 供給側連通孔
36 第2の蓋部材
37 共通電極
38 圧電体層
39 駆動電極
41 第1シフトレジスタ
42 第2シフトレジスタ
43 第3シフトレジスタ
44 第1ラッチ回路
45 第2ラッチ回路
46 第3ラッチ回路
47 デコーダ
48 制御ロジック
49 レベルシフタ
50 スイッチ回路
61 調整スイッチ
62,63 抵抗素子
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet recording apparatus having a recording head capable of ejecting ink droplets by operation of a piezoelectric vibrator, and a driving method thereof.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Inkjet recording apparatuses such as printers, plotters, and facsimiles record dots by ejecting ink droplets from a recording head and landing the ink droplets on a printing recording medium such as recording paper or a printing film. Some recording heads used in this recording apparatus use a piezoelectric vibrator (PZT) as a pressure generation source. The recording head expands or contracts the pressure chamber by deformation of the piezoelectric vibrator, and causes pressure fluctuation in the ink in the pressure chamber. Then, ink droplets are ejected from the nozzle openings using the pressure fluctuation of the ink.
The above-described piezoelectric vibrator has a deformation amount determined according to a supplied voltage value, and has high response to a change in voltage value. For this reason, the ink pressure can be controlled with high accuracy by appropriately setting the waveform shape of the drive signal supplied to the piezoelectric vibrator, and ink droplets having a desired amount and a desired speed can be ejected.
[0003]
Also, with this recording head, the volume of the pressure chamber is maintained in an intermediate state in a steady state and the volume is changed to either the expansion side or the contraction side in order to meet the demands for higher image quality and higher recording speed. I am trying to do it. For this reason, a bias voltage is normally supplied to the piezoelectric vibrator. In other words, in the normal state, the vibrator potential of the piezoelectric vibrator is adjusted to the drive potential set between the minimum potential and the maximum potential.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the piezoelectric vibrator has a life, and if a high load is applied, the life is shortened. For this reason, in the conventional configuration in which the bias voltage is supplied in a normal state, the bias voltage is continuously supplied to the piezoelectric vibrator for a long time, which may shorten the life of the piezoelectric vibrator. is there.
[0005]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an ink jet recording apparatus suitable for protecting a piezoelectric vibrator and a driving method thereof.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been proposed to achieve the above object, and the recording medium according to claim 1 includes a piezoelectric vibrator capable of causing a pressure fluctuation in the pressure chamber and a nozzle opening communicating with the pressure chamber. Head, drive signal generating means for repeatedly generating a series of drive signals including a plurality of waveform elements for each recording period, and waveform element supplying means for supplying waveform elements selected according to gradation data to the piezoelectric vibrator In an ink jet recording apparatus capable of multi-tone recording,
A recording state determination unit that determines the presence or absence of recording based on gradation data in the next recording cycle and obtains determination data, and a transducer potential adjustment unit that adjusts the transducer potential in the current recording cycle,
The waveform element generated by the drive signal generating means includes a plurality of ejection waveform elements that are waveform elements for ejecting ink droplets and whose start / end potential is set to a drive potential higher than the base potential,
The vibrator potential adjusting means adjusts the vibrator potential to the driving potential at the end of the current recording cycle when the determination data of the next recording cycle indicates recording and the vibrator potential at the end of the current recording cycle when indicating non-recording. The ink jet recording apparatus is characterized in that is adjusted to a base potential.
[0007]
According to the first aspect of the present invention, when both the current recording period and the next recording period are “non-recording”, the vibrator potential adjusting means adjusts the vibrator potential to the base potential at the end of the current recording period. . When both the current recording period and the next recording period are “recording”, the vibrator potential adjusting means adjusts the vibrator potential to the drive potential at the end of the current recording period.
In addition, when the current recording cycle is “non-recording” and the next recording cycle is “recording”, the vibrator potential adjusting unit adjusts the vibrator potential to the driving potential in the current recording period. Thereby, the starting end potential of the ejection waveform element and the vibrator potential are aligned at the same potential in the next recording cycle. Further, when the current recording cycle is “recording” and the next recording cycle is “non-recording”, the vibrator potential adjusting means adjusts the vibrator potential to the base potential at the end of the current recording period.
[0008]
Therefore, when non-recording continues, the vibrator potential is adjusted to the base potential, so the burden on the piezoelectric vibrator is reduced. Further, when recording continues, the vibrator potential becomes constant at the drive potential during the period when the ejection waveform element is not supplied, so that the burden on the piezoelectric vibrator due to high and low potentials is eliminated in a short time. Furthermore, when the recording state changes in the next recording cycle, the potential is adjusted in the current recording cycle, so that the waveform element can be smoothly supplied to the piezoelectric vibrator in the next recording cycle, Therefore, the potential on the piezoelectric vibrator is reduced.
As a result, even if high-frequency driving is performed by a waveform element having a high start / end potential, the burden on the piezoelectric vibrator is reduced, and the piezoelectric vibrator can be protected.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, the waveform element generated by the drive signal generating means includes a first connection element that increases the potential from the base potential to the drive potential, and a second element that decreases the potential from the drive potential to the base potential. Including linking elements,
The vibrator potential adjusting means includes a waveform element supply means, and the vibrator potential is adjusted by selectively supplying a waveform element to the piezoelectric vibrator in accordance with determination data of a next recording cycle. 1. An ink jet recording apparatus according to 1.
[0010]
According to a third aspect of the present invention, the drive signal generating means generates at least one ejection waveform element between the first connection element and the second connection element. An ink jet recording apparatus.
[0011]
According to a fourth aspect of the present invention, in the driving signal generating unit, the second connection element is generated after the last ejection waveform element in the recording period. Inkjet recording apparatus.
[0012]
According to a fifth aspect of the present invention, the drive signal generating means generates the first connecting element between adjacent discharge waveform elements. Inkjet recording apparatus.
[0013]
According to a sixth aspect of the present invention, the drive signal generating means changes the potential between the terminal potential of the ejection waveform element and the first terminal potential of the first connecting element, but does not supply the connecting element to the piezoelectric vibrator. 6. The ink jet recording apparatus according to claim 5, wherein the ink jet recording apparatus is generated between the discharge waveform element and the first connection element.
[0014]
The waveform element selecting means selects the first connecting element and the second connecting element when both the current recording period and the next recording period indicate non-recording, and the ink in the pressure chamber The ink jet recording apparatus according to claim 2, wherein the ink jet recording apparatus is agitated.
[0015]
According to an eighth aspect of the present invention, the vibrator potential adjusting means includes a resistance element and an adjustment switch that selectively connects the piezoelectric vibrator to a drive potential supply source or a base potential supply source via the resistance element. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink jet recording apparatus is constituted by a device.
[0016]
The ink jet recording according to any one of claims 1 to 8, wherein a plurality of ejection waveform elements generated by the drive signal generating means have the same waveform shape. Device.
[0017]
According to a tenth aspect of the present invention, a driving signal including a plurality of waveform elements is repeatedly generated for each recording period, a waveform element is selected according to gradation data, and the selected waveform element is selected as a piezoelectric vibrator of a recording head. In a driving method of an ink jet recording apparatus that performs multi-gradation recording by supplying to
The waveform element is a waveform element for discharging ink droplets, and includes a plurality of discharge waveform elements in which a start / end potential is set to a drive potential higher than a base potential,
Based on the gradation data in the current recording cycle and the judgment data in the next recording cycle, the vibrator potential at the end of the current recording cycle is adjusted to the base potential when the next recording cycle is not recorded, and the next recording cycle In the case of recording, the ink jet recording apparatus is driven by adjusting the driving potential.
[0018]
The invention according to claim 10 has the same action as that of claim 1 described above. Therefore, even in the tenth aspect of the present invention, even when high-frequency driving is performed using a waveform element having a high start / end potential, the burden on the piezoelectric vibrator is reduced, and the piezoelectric vibrator can be protected.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a functional block diagram of an ink jet printer to which the present invention is applied.
[0020]
The illustrated printer includes a printer controller 1 and a print engine 2. The printer controller 1 includes an interface 3 (hereinafter referred to as an external I / F 3) that receives print data from a host computer (not shown), a RAM 4 that stores various data, a routine for various data processing, and the like. , A control unit 6 composed of a CPU or the like, an oscillation circuit 7 that generates a clock signal (CK), a drive signal generation circuit 9 that generates a drive signal (COM) to be supplied to the recording head 8, and a dot An interface 10 (hereinafter referred to as an internal I / F 10) for transmitting pattern data, drive signals, and the like to the print engine 2 is provided.
[0021]
The external I / F 3 receives print data including, for example, any one or more of character code, graphic function, and image data from a host computer or the like. The external I / F 3 outputs a busy signal (BUSY), an acknowledge signal (ACK), and the like to the host computer.
[0022]
The RAM 4 is used as a reception buffer, an intermediate buffer, an output buffer, a work memory (not shown), and the like. Print data from the host computer received by the external I / F 3 is temporarily stored in the reception buffer. The intermediate buffer stores intermediate code data converted into an intermediate code by the control unit 6. Recording data and determination data are developed in the output buffer. The ROM 5 stores various control routines executed by the control unit 6, font data and graphic functions, various procedures, and the like.
[0023]
The drive signal generation circuit 9 is a kind of drive signal generation means in the present invention, and based on waveform control information from the control unit 6 (waveform generation control means), as shown in FIG. 3, a plurality of pulse signals PS1 to PS6. A series of drive signals (COM) including are generated. Then, the drive signal generation circuit 9 repeatedly generates this drive signal every recording cycle T. This drive signal will be described in detail later.
[0024]
The control unit 6 also functions as a recording control unit. That is, the control unit 6 reads the print data in the reception buffer, converts it into an intermediate code, and stores this intermediate code data in the intermediate buffer. Further, the control unit 6 analyzes the intermediate code data read from the intermediate buffer, and develops the intermediate code data into recording data for each dot by referring to the font data and graphic functions in the ROM 5.
[0025]
The recording data of this embodiment is composed of gradation data in which one dot is 2 bits. The gradation data includes, for example, gradation data [00] indicating non-recording (fine vibration within printing), gradation data [01] indicating recording by small dots, and gradation data [01] indicating recording by medium dots. 10] and gradation data [11] indicating recording by large dots. Therefore, with this configuration, each dot can be recorded with four gradations.
[0026]
At the time of development of the recording data, the control unit 6 also functions as a recording state determination unit of the present invention, and determines the presence / absence of recording based on the gradation data of the next dot (that is, the next recording period T), and the determination data To get. Then, the determination data is added to the gradation data of the dot (that is, the current recording cycle T). Since this determination data indicates the presence or absence of recording, it is composed of 1-bit data. For example, the determination data is [0] in the case of non-recording, and the determination data is [1] in the case of recording any of small dots to large dots.
[0027]
Accordingly, the output data output to the recording head 8 is a total of 3-bit data including 2-bit gradation data and 1-bit determination data. For example, when the gradation data of the dot indicates large dot recording and the gradation data of the next dot indicates non-recording, the output data is [110], and the gradation data of the dot is small dot recording. When the gradation data of the next dot indicates non-recording, the output data is [010]. When the tone data of the dot indicates non-recording and the tone data of the next dot indicates medium dot recording, the output data is [001].
[0028]
When recording data and determination data corresponding to one line (one pass corresponding to one main scanning) are developed in the output buffer, the output data (recording data and determination data) for one line is internally stored. Serial transmission is performed to the recording head 8 via the I / F 10. When one line of output data is output from the output buffer, the contents of the intermediate buffer are erased, and the control unit 6 expands the next line of data.
[0029]
The control unit 6 constitutes a part of the timing signal generating means, and supplies a latch signal (LAT) and a channel signal (CH) to the recording head 8 through the internal I / F 10. These latch signals and channel signals define the supply start timing of the plurality of pulse signals PS1 to PS6 constituting the drive signal. In other words, the latch signal and the channel signal serve as a trigger that defines the generation timing of the timing signal supplied from the control logic 48 to the decoder 47.
[0030]
Specifically, as shown in FIG. 3, the latch signal defines the supply start timing of the first pulse signal PS1, and the first channel signal CH1 defines the supply start timing of the second pulse signal PS2. The second channel signal CH2 defines the supply start timing of the third pulse signal PS3, and the third channel signal CH3 defines the supply start timing of the fourth pulse signal PS4. Further, the fourth channel signal CH4 defines the supply start timing of the fifth pulse signal PS5, and the fifth channel signal CH5 defines the supply start timing of the sixth pulse signal PS6.
As will be described later, the third pulse signal PS3 in the present embodiment is not supplied to the piezoelectric vibrator 21. For this reason, it can be said that the second channel signal CH2 defines the drive signal supply cutoff timing.
[0031]
The print engine 2 includes a carriage mechanism 11, a paper feed mechanism 12, and a recording head 8.
[0032]
The carriage mechanism 11 includes a carriage to which the recording head 8 is attached and a pulse motor that moves the carriage via a timing belt or the like, and moves the recording head 8 in the main scanning direction. The paper feed mechanism 12 includes a paper feed motor, a paper feed roller, and the like, and sequentially feeds recording paper (a type of print recording medium) to perform sub-scanning.
[0033]
Next, the recording head 8 will be described in detail. First, the structure of the recording head 8 will be described. The recording head 8 illustrated in FIG. 2 is a recording head 8 to which a so-called flexural vibration mode piezoelectric vibrator 21 is attached, and is schematically composed of a flow path unit 22 and an actuator unit 23.
[0034]
The flow path unit 22 includes a supply port forming substrate 26 having a through hole that becomes an ink supply port 24 and a through hole that becomes a part of the first nozzle communication hole 25, and a through hole and a second nozzle that become a common ink chamber 27. An ink chamber forming substrate 29 having a through hole serving as a communication hole 28 and a plurality of (for example, 64) nozzle openings 30 are configured by a nozzle plate 31 having a sub-scanning direction. Then, the nozzle plate 31 is disposed on the front surface side (lower side in FIG. 2) of the ink chamber forming substrate 29, and the supply port forming substrate 26 is disposed on the rear surface side (upper side). The chamber forming substrate 29 and the nozzle plate 31 are integrated.
[0035]
The actuator unit 23 includes a first lid member 32 functioning as an elastic plate, a pressure chamber forming substrate 34 having a through hole serving as a pressure chamber 33, a through hole serving as a supply side communication hole 35, and a first nozzle communication hole. 25, the second lid member 36 having a through hole that is a part of 25, and the piezoelectric vibrator 21. Then, the first lid member 32 is disposed on the back surface of the pressure chamber forming substrate 34 and the second lid member 36 is disposed on the front surface, and the pressure chamber forming substrate is formed by the first lid member 32 and the second lid member 36. 34 is integrated.
[0036]
The piezoelectric vibrator 21 is formed on the back side of the first lid member 32. The illustrated piezoelectric vibrator 21 is in the flexural vibration mode as described above, and an elastic plate (first lid member 32) is provided so that the volume of the pressure chamber 33 is reduced by contracting in a direction orthogonal to the electric field by charging. The elastic plate is deformed so as to increase the volume of the pressure chamber 33 by being deformed and extending in a direction orthogonal to the electric field by electric discharge. The piezoelectric vibrator 21 includes a common electrode 37 formed on the back surface of the first lid member 32, a piezoelectric layer 38 formed in a stacked state on the back surface of the common electrode 37, and a back surface of each piezoelectric layer 38. The drive electrodes 39 are formed, and a plurality (for example, 64) of the pressure chambers 33 are formed corresponding to the pressure chambers 33.
The piezoelectric vibrator 21 behaves in the same way as a capacitor, and retains the potential immediately before the interruption when the supply of the drive signal is interrupted.
[0037]
In the recording head 8 having such a configuration, a series of ink flow paths from the common ink chamber 27 through the pressure chamber 33 to the nozzle opening 30 is formed for each nozzle opening 30. Then, when the piezoelectric vibrator 21 is charged or discharged, the corresponding pressure chamber 33 contracts or expands, and pressure fluctuation occurs in the ink in the pressure chamber 33.
[0038]
Ink droplets can be ejected from the nozzle openings 30 by controlling the ink pressure. For example, when the pressure chamber 33 having a steady volume is once expanded and then rapidly contracted, an ink droplet is ejected from the nozzle opening 30. Further, when the pressure chamber 33 is contracted and expanded to such an extent that no ink droplet is ejected, the meniscus (the free surface of the ink exposed at the nozzle opening 30) vibrates slightly. The ink in the vicinity of the nozzle opening 30 is agitated by the slight vibration of the meniscus, so that thickening of the ink in the portion can be prevented.
[0039]
Next, the electrical configuration of the recording head 8 will be described.
[0040]
As shown in FIG. 1, the recording head 8 includes a shift register circuit including a first shift register 41, a second shift register 42, and a third shift register 43, a first latch circuit 44, a second latch circuit 45, And a third latch circuit 46, a decoder 47, a control logic 48, a level shifter 49, a switch circuit 50, and the piezoelectric vibrator 21. A plurality of shift registers 41 to 43, latch circuits 44 to 46, level shifter 49, switch circuit 50, and piezoelectric vibrator 21 are provided corresponding to the nozzle openings 30 of the recording head 8.
[0041]
The recording head 8 ejects ink droplets based on output data (recording data and determination data) from the printer controller 1. That is, prior to ejection of ink droplets, first, output data from the printer controller 1 is serially transmitted to the shift registers 41 to 43 in synchronization with the clock signal (CK) from the oscillation circuit 7. This output data is composed of an upper bit group of print data for all nozzle openings 30..., A lower bit group of print data, and a determination data group.
[0042]
In this embodiment, since the upper bit group of the recording data, the lower bit group of the recording data, and the determination data group are sent to the recording head 8 in this order, first, the upper bit group of the recording data is set in the first shift register 41. Is done.
When the upper bit group of the recording data is set in the first shift register 41 for all the nozzle openings 30..., The lower bit group of the recording data is subsequently set in the first shift register 41. Along with the setting of the lower bit group of the recording data, the upper bit group of the recording data is shifted and set in the second shift register 42.
Further, when the lower bit group of the recording data is set in the first shift register 41 for all the nozzle openings 30..., The determination data group is subsequently set in the first shift register 41. With the determination data group set, the upper bit group of the recording data is shifted and set in the third shift register 43, and the lower bit group of the recording data is shifted and set in the second shift register 42.
[0043]
A first latch circuit 44 is electrically connected to the first shift register 41, a second latch circuit 45 is electrically connected to the second shift register 42, and a third latch circuit 46 is connected to the third shift register 43. Are electrically connected. When a latch signal (LAT) from the printer controller 1 is input to each of the latch circuits 44 to 46, the third latch circuit 46 latches the upper bits of the gradation data in the current recording cycle T, and the second latch circuit 45 latches the lower bits of the gradation data in the current recording cycle T, and the first latch circuit 44 latches the determination data in the next recording cycle T.
That is, the third latch circuit 46 and the second latch circuit 45 function as gradation data holding means for holding gradation data in the current recording cycle T, and the first latch circuit 44 holds determination data in the next recording cycle T. It functions as determination data holding means.
[0044]
The data latched in the first latch circuit 44, the second latch circuit 45, and the third latch circuit 46 are input to the decoder 47, respectively. The decoder 47 functions as a waveform element selection unit, and generates selection data for selecting each of the pulse signals PS1 to PS6 from the gradation data in the current recording cycle T and the determination data in the next recording cycle T. That is, the decoder 47 translates (decodes) based on the data of a total of 3 bits latched by the latch circuits 44 to 46 to generate 6-bit selection data.
[0045]
Each bit of the selection data corresponds to each pulse signal PS1 to PS6. In the present embodiment, the most significant bit (bit 5) corresponds to the first pulse signal PS1, the fifth bit (bit 4) corresponds to the second pulse signal PS2, and the fourth bit (bit 3) corresponds to the first pulse signal PS1. This corresponds to the 3-pulse signal PS3. Similarly, the third bit (bit 2) corresponds to the fourth pulse signal PS4, the second bit (bit 1) corresponds to the fifth pulse signal PS5, and the least significant bit (bit 0) corresponds to the sixth pulse. It corresponds to the signal.
[0046]
The decoder 47 also receives a timing signal from the control logic 48. The control logic 48 functions as a timing signal generating means together with the control unit 6 and generates a timing signal in synchronization with the input of the latch signal (LAT) and the channel signal (CH) as described above.
[0047]
The 6-bit selection data translated by the decoder 47 is sequentially input to the level shifter 49 from the upper bit side at the timing specified by the timing signal. The level shifter 49 functions as a voltage amplifier. When the selection data is [1], the level shifter 49 outputs an electric signal boosted to a voltage that can drive the switch circuit 50, for example, a voltage of about several tens of volts.
[0048]
The selection data [1] boosted by the level shifter 49 is supplied to the switch circuit 50. A drive signal (COM) is supplied from the drive signal generation circuit 9 to the input side (upstream side) of the switch circuit 50, and the piezoelectric vibrator 21 is connected to the output side (downstream side) of the switch circuit 50. Has been.
[0049]
The selection data controls the operation of the switch circuit 50. That is, during the period when the selection data applied to the switch circuit 50 is [1], the drive signals (pulse signals PS1 to PS6) are supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the vibrator of the piezoelectric vibrator 21 is responded to this drive signal. The potential (that is, the electrode potential on the side to which the drive signal is supplied) changes. On the other hand, during the period when the selection data applied to the switch circuit 50 is [0], the level shifter 49 does not output an electrical signal for operating the switch circuit 50, and no drive signal is supplied to the piezoelectric vibrator 21. Accordingly, the pulse signals PS1 to PS6 in which [1] is set as selection data are selectively supplied to the piezoelectric vibrator 21.
[0050]
In this embodiment, the decoder 47, the control logic 48, the level shifter 49, and the switch circuit 50 function as waveform element supply means (a kind of vibrator potential adjustment means of the present invention). Each pulse signal PS1 to PS6 (that is, each waveform element to be described later) is selectively supplied to the piezoelectric vibrator 21 based on the selection data generated by.
[0051]
Next, the selection operation of the drive signal (COM) generated by the drive signal generation circuit 9 and the pulse signals PS1 to PS6 constituting this drive signal will be described.
[0052]
First, the drive signal will be described. As described above, the drive signal illustrated in FIG. 3 includes the first pulse signal PS1, the second pulse signal PS2, the third pulse signal PS3, the fourth pulse signal PS4, the fifth pulse signal PS5, and the sixth pulse signal. It is a series of signals composed of PS6. The first pulse signal PS1 is generated in the first period t1 within the recording period T, the second pulse signal PS2 is generated in the second period t2, and the third pulse signal PS3 is generated in the third period t3. Further, the fourth pulse signal PS4 is generated in the fourth period t4, the fifth pulse signal PS5 is generated in the fifth period t5, and the sixth pulse signal PS6 is generated in the sixth period t6.
[0053]
The first pulse signal PS1 includes a front constant potential element P1 that is constant at the intermediate potential Vc, an expansion element P2 that lowers the potential with a constant gradient that does not cause ink droplets to be ejected from the intermediate potential Vc to the lowest potential VL, and the lowest potential VL. From the maximum potential VH, the expansion hold element P3 that holds the maximum potential VH for a predetermined time, the discharge element P4 that rapidly increases the potential from the minimum potential VL to the maximum potential VH, the vibration suppression hold element P5 that holds the maximum potential VH for a predetermined time It includes a damping element P6 that drops the potential with a constant gradient that does not cause ink droplets to be ejected to the intermediate potential Vc, and a rear constant potential element P7 that is constant at the intermediate potential Vc. Among these waveform elements, the expansion element P2, the expansion hold element P3, the discharge element P4, the vibration suppression hold element P5, and the vibration suppression element P6 are first discharge waveform elements for discharging a predetermined amount of ink droplets. Configure DP1.
[0054]
Note that the lowest potential VL is the lowest potential in the drive signal and is a kind of the base potential of the present invention. In the present embodiment, this minimum potential VL is set to a ground potential (ground potential) suitable for protecting the piezoelectric vibrator 21. Further, the intermediate potential Vc is a start / end potential of the ejection waveform element, and is a kind of drive potential of the present invention.
[0055]
The second pulse signal PS2 also includes a front constant potential element P8, an expansion element P9, an expansion hold element P10, a discharge element P11, a vibration suppression hold element P12, a vibration suppression element P13, and a rear constant potential element P14. The second discharge waveform element DP2 is configured by the elements from the element P9 to the damping element P13. The elements from the expansion element P9 to the damping element P13 are set to the same potential and time width as the elements P2 to P6 included in the first pulse signal PS1. Accordingly, the first ejection waveform element DP1 included in the first pulse signal PS1 and the second ejection waveform element DP2 included in the second pulse signal PS2 have the same waveform shape.
[0056]
The third pulse signal PS3 includes a front constant potential element P15 that is constant at the intermediate potential Vc, a connection element P16 that drops steeply from the intermediate potential Vc to the lowest potential VL, and a rear constant potential that is constant at the lowest potential VL. Element P17. The connection element P16 has the terminal potential of the second pulse signal PS2 (that is, the second ejection waveform element DP2) generated immediately before and the beginning of the fourth pulse signal PS4 (the first connection element P19) generated immediately after. It is an element for connecting a potential. The connection element P16, the front side constant potential element P15, and the rear side constant potential element P17 are not supplied to the piezoelectric vibrator 21. Therefore, the gradient is set as steep as possible for the connection element P16, and the generation period is set as short as possible for the front side constant potential element P15 and the back side constant potential element P17. The generation interval of the signal PS2 and the fourth pulse signal PS4 is made as short as possible.
[0057]
The fourth pulse signal PS4 includes a constant front-side constant potential element P18 at the lowest potential VL, a first connection element P19 that increases the potential with a constant gradient from the lowest potential VL to the intermediate potential Vc, and a constant rear side at the intermediate potential Vc. A constant potential element P20 is included.
The first connecting element P19 is a waveform element for raising the vibrator potential from the lowest potential VL to the intermediate potential Vc, and the gradient has a small burden on the piezoelectric vibrator 21 and ink droplets are not ejected. The pressure fluctuation is set to such a degree that the ink in the pressure chamber 33 is excited.
[0058]
The fifth pulse signal PS5 includes a front constant potential element P21, an expansion element P22, an expansion hold element P23, a discharge element P24, a vibration suppression hold element P25, a vibration suppression element P26, and a rear constant potential element P27. The third discharge waveform element DP3 is configured by the elements from P22 to the damping element P26. Each element from the expansion element P22 to the damping element P26 is set to the same potential and time width as each element included in the first pulse signal PS1 and the second pulse signal PS2. Therefore, the third discharge waveform element DP3, the first discharge waveform element DP1, and the second discharge waveform element DP2 have the same waveform shape.
[0059]
The sixth pulse signal PS6 includes a constant constant potential element P28 having a constant intermediate potential Vc, a second connecting element P29 for decreasing the potential from the intermediate potential Vc to the lowest potential VL with a constant gradient, and a constant rear side having the lowest potential VL. A constant potential element P30 is included. Therefore, in this drive signal, the second coupling element P29 is generated after the third ejection waveform element DP3 which is the last ejection waveform element in the recording cycle T. Further, a third discharge waveform element DP3 is generated between the second connecting element P29 and the first connecting element P19.
The second connecting element P29 is a waveform element for lowering the vibrator potential from the intermediate potential Vc to the lowest potential VL. The gradient is set to such an extent that the pressure on the piezoelectric vibrator 21 is small and pressure fluctuations that do not eject ink droplets can occur in the ink in the pressure chamber 33, as in the first connecting element P19. ing.
[0060]
In this drive signal, when the ejection waveform elements (DP1 to DP3) are supplied to the piezoelectric vibrator 21, a predetermined amount of ink is ejected from the nozzle opening 30. That is, the pressure chamber 33 expands from the steady volume defined by the intermediate potential Vc to the maximum volume defined by the lowest potential VL by supplying the expansion elements (P2, P9, P22), and the ink in the pressure chamber 33 is decompressed. The pressure oscillation is excited. Next, when the expansion hold element (P3, P10, P23) is supplied, the expansion state of the pressure chamber 33 is maintained, and the ink pressure in the pressure chamber 33 changes to a positive pressure during that time. The ejection elements (P4, P10, P24) are supplied at the timing when the ink pressure becomes positive, and the volume of the pressure chamber 33 rapidly contracts to the minimum volume defined by the maximum potential VH. As a result, the ink in the pressure chamber 33 is pushed out, and a predetermined amount of ink droplets are ejected from the nozzle opening 30. Thereafter, when the vibration damping hold element (P5, P11, P25) is supplied, the contracted state of the pressure chamber 33 is maintained, and the ink pressure fluctuates during this maintenance period. And the damping element (P6, P12, P26) is supplied at the timing when the ink pressure in the pressure chamber 33 becomes positive. By supplying this damping element, the pressure chamber 33 expands and acts to cancel the fluctuation of the ink pressure.
[0061]
In this drive signal, when the first coupling element P19 is supplied to the piezoelectric vibrator 21, the vibrator potential rises from the lowest potential VL to the intermediate potential Vc. As the vibrator potential increases, the volume of the pressure chamber 33 expands from the minimum volume defined by the lowest potential VL to the steady volume defined by the intermediate potential Vc. By this expansion, the ink in the pressure chamber 33 is slightly reduced to such an extent that ink droplets are not ejected, and the pressure vibration is excited.
On the other hand, when the second connecting element P29 is supplied to the piezoelectric vibrator 21, the vibrator potential drops from the intermediate potential Vc to the lowest potential VL. As the vibrator potential decreases, the volume of the pressure chamber 33 contracts from the steady volume to the minimum volume. By this contraction, the ink in the pressure chamber 33 is slightly pressurized so that ink droplets are not ejected, and the pressure vibration is excited.
[0062]
In this embodiment, the gradation data of the dot (current recording cycle T) indicates non-recording, and the determination data of the next dot (next recording cycle T) indicates non-recording, that is, output data [000]. In this case, the waveform element supplying means (vibrator potential adjusting means) supplies the first connecting element P19 and the second connecting element P29 to the piezoelectric vibrator 21 in the current recording cycle T. As a result, in the current recording period T, pressure vibration that does not cause ink droplets to be ejected is excited in the ink in the pressure chamber 33, the meniscus is vibrated slightly by this pressure vibration, and the viscosity of the ink near the nozzle opening 30 is increased. Is prevented. In this case, the vibrator potential at the end of the current recording cycle T is adjusted to the lowest potential VL.
[0063]
Further, when the tone data of the dot indicates non-recording and the determination data of the next dot indicates recording, that is, when the output data is [001], the waveform element supply means is the first in the current recording cycle T. The connecting element P19 is supplied to the piezoelectric vibrator 21. Thereby, at the end of the current recording cycle T, the vibrator potential rises from the lowest potential VL to the intermediate potential Vc. As a result, when the discharge waveform element is supplied in the next recording cycle T, the vibrator potential and the start potential of the discharge waveform element are aligned, and the piezoelectric vibrator 21 can be operated smoothly.
[0064]
Further, when the gradation data of the dot indicates recording of any one of small dots, medium dots, and large dots, and the determination data of the next dot indicates non-recording, for example, output data [110] (the dot is a large dot When the next dot is not recorded), the waveform element supplying means supplies the second connecting element P29 to the piezoelectric vibrator 21 in the current recording period T. Thereby, at the end of the current recording cycle T, the vibrator potential drops from the intermediate potential Vc to the lowest potential VL. As a result, the vibrator potential can be kept at the lowest potential VL in the next recording cycle T, and the piezoelectric vibrator 21 can be protected.
[0065]
Further, when the gradation data of the dot indicates recording of a small dot, medium dot, or large dot and the determination data of the next dot indicates recording, for example, output data [011] (the dot is a small dot) In the case where the next dot is recording), the waveform element supply means supplies neither the first connection element P19 nor the second connection element P29 to the piezoelectric vibrator 21 in the current recording period T. Thus, the vibrator potential becomes the intermediate potential Vc at the end of the current recording cycle T. As a result, when the discharge waveform element is supplied in the next recording cycle T, the vibrator potential and the start potential of the discharge waveform element are aligned, and the piezoelectric vibrator 21 can be operated smoothly.
[0066]
Hereinafter, this control will be described in detail. First, the control when the current recording cycle T is non-recording (gradation data [00]) will be described.
[0067]
In this embodiment, the waveform element supply means determines the pulse signals PS1 to PS6 to be selected based on the output data (gradation data, determination data).
[0068]
If the output data is [000], that is, if the next dot determination data is [0] indicating non-recording, the decoder 47 generates selection data [000101]. As a result, the fourth pulse signal PS4 and the sixth pulse signal PS6 are selected from the first pulse signal PS1 to the sixth pulse signal PS6 and supplied to the piezoelectric vibrator 21. That is, as shown in FIG. 4A, the switch circuit 50 is turned on in the periods t4 and t6, and the drive signal is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the switch circuit 50 is supplied in the periods t1 to t3 and t5. Is turned off, and the supply of the drive signal to the piezoelectric vibrator 21 is stopped.
[0069]
As a result, the piezoelectric vibrator 21 is supplied with the micro-vibration waveform element VP constituted by the first connecting element P19 and the second connecting element P29, and pressure vibrations that do not eject ink droplets are generated in the pressure chamber 33. When excited, the ink is stirred in the vicinity of the nozzle opening 30. Further, after the fine vibration waveform element VP is supplied, the vibrator potential becomes the lowest potential VL, so that the voltage supplied to the piezoelectric vibrator 21 is kept low. Thereby, the burden on the piezoelectric vibrator 21 can be reduced and the life can be extended.
[0070]
In this case, the fine vibration waveform element VP is composed of the first connecting element P19 and the second connecting element P29 for adjusting the vibrator potential, and therefore, the first connecting element P19 and the second connecting element P29 are used. The two connecting elements P29 can be used for various purposes, and a plurality of waveform elements can be efficiently stored even in a limited recording cycle T. Further, since the fourth pulse signal PS4 including the first coupling element P19 is generated between the second ejection waveform element DP2 (P9 to P13) and the third ejection waveform element DP3 (P22 to P26), this point However, a plurality of waveform elements can be efficiently stored in the limited recording period T.
[0071]
When the output data is [001], that is, when the next dot determination data is [1] indicating printing, the decoder 47 generates selection data [000100]. As a result, only the fourth pulse signal PS4 is selected from the first pulse signal PS1 to the sixth pulse signal PS6 and supplied to the piezoelectric vibrator 21. That is, as shown in FIG. 4B, the switch circuit 50 is turned on in the period t4 and the drive signal is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the switch circuit 50 is supplied in the periods t1 to t3 and t5 to t6. The supply of the drive signal to the piezoelectric vibrator 21 is stopped in the off state.
[0072]
Thereby, the vibrator potential rises from the lowest potential VL to the intermediate potential Vc by the first connecting element P19 supplied in the period t4, and holds this intermediate potential Vc in the periods t5 to t6. Thereafter, the discharge waveform element is supplied in the next printing cycle T, and the vibrator potential at the start of supply and the start potential of the discharge waveform element are both at the intermediate potential Vc. For this reason, the discharge waveform element can be smoothly supplied to the piezoelectric vibrator 21 without abruptly changing the vibrator potential. For this reason, the vibrator potential can be raised to the intermediate potential Vc even if the recording is not performed in the previous recording cycle T, and the discharge waveform element can be supplied without imposing a burden on the piezoelectric vibrator 21.
[0073]
Next, the control when the current recording cycle T is a small dot (gradation data [01]) will be described.
[0074]
When the output data is [010], that is, when the next dot determination data is [0] indicating non-recording, the decoder 47 generates selection data [010001]. Accordingly, the second pulse signal PS2 and the sixth pulse signal PS6 are selected from the first pulse signal PS1 to the sixth pulse signal PS6 and supplied to the piezoelectric vibrator 21. That is, as shown in FIG. 5A, the switch circuit 50 is turned on in the periods t2 and t6, and the drive signal is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the switch circuit 50 is supplied in the periods t1 and t3 to t5. Is turned off, and the supply of the drive signal to the piezoelectric vibrator 21 is stopped.
[0075]
As a result, the piezoelectric vibrator 21 is supplied with the second ejection waveform element DP2, and a predetermined amount of ink droplets are ejected once. Further, after the ink droplet is ejected, the second connecting element P29 is supplied, and the vibrator potential becomes the lowest potential VL. For this reason, the vibrator potential is kept at the lowest potential VL in the next recording cycle T. Thereby, the burden on the piezoelectric vibrator 21 can be reduced and the life can be extended.
[0076]
On the other hand, when the output data is [011], that is, when the next dot determination data is [1] indicating printing, the decoder 47 generates selection data [010000]. As a result, the second pulse signal PS2 is selected from the first pulse signal PS1 to the sixth pulse signal PS6 and supplied to the piezoelectric vibrator 21. That is, as shown in FIG. 5B, the switch circuit 50 is turned on in the period t2, and the drive signal is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the switch circuit 50 is turned off in the periods t1 and t3 to t6. Thus, the supply of the drive signal to the piezoelectric vibrator 21 is stopped.
[0077]
As a result, the piezoelectric vibrator 21 is supplied with the second ejection waveform element DP2, and a predetermined amount of ink droplets are ejected once. Further, after the ink droplet is ejected, the vibrator potential maintains the intermediate potential Vc. Therefore, in the next printing cycle T, the vibrator potential and the starting end potential of the ejection waveform element are both aligned at the intermediate potential Vc, and the ejection waveform element can be smoothly supplied to the piezoelectric vibrator 21. For this reason, the discharge waveform element can be supplied without imposing a burden on the piezoelectric vibrator 21.
[0078]
Next, the control when the current recording cycle T is a medium dot (gradation data [10]) will be described.
[0079]
When the output data is [100], that is, when the next dot determination data is [0] indicating non-printing, the decoder 47 generates selection data [110001]. As a result, the first pulse signal PS1, the second pulse signal PS2, and the sixth pulse signal PS6 are selected from the first pulse signal PS1 to the sixth pulse signal PS6 and supplied to the piezoelectric vibrator 21. That is, as shown in FIG. 6A, the switch circuit 50 is turned on in the periods t1, t2, and t6, and the drive signal is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the switch circuit 50 is supplied in the periods t3 to t5. Is turned off, and the supply of the drive signal to the piezoelectric vibrator 21 is stopped.
[0080]
As a result, the first ejection waveform element DP1 (P2 to P6) and the second ejection waveform element DP2 are supplied to the piezoelectric vibrator 21, and a predetermined amount of ink droplets are ejected twice. Further, after the ink droplet is ejected, the second connecting element P29 is supplied, and the vibrator potential becomes the lowest potential VL. For this reason, the burden on the piezoelectric vibrator 21 is reduced, and the life can be extended.
[0081]
On the other hand, when the output data is [101], that is, when the next dot determination data is [1] indicating printing, the decoder 47 generates selection data [110000]. Thus, the first pulse signal PS1 and the second pulse signal PS2 are selected from the first pulse signal PS1 to the sixth pulse signal PS6 and supplied to the piezoelectric vibrator 21. That is, as shown in FIG. 6B, the switch circuit 50 is turned on in the periods t1 and t2, and the drive signal is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the switch circuit 50 is turned off in the periods t3 to t6. Thus, the supply of the drive signal to the piezoelectric vibrator 21 is stopped.
[0082]
As a result, the first ejection waveform element DP1 and the second ejection waveform element DP2 are supplied to the piezoelectric vibrator 21, and a predetermined amount of ink droplets are ejected twice. Further, since the vibrator potential is maintained at the intermediate potential Vc even after the ink droplet is ejected, the ejection waveform element can be smoothly supplied to the piezoelectric vibrator 21 in the next printing cycle T. For this reason, the discharge waveform element can be supplied without imposing a burden on the piezoelectric vibrator 21.
[0083]
Next, the control when the current recording cycle T is a large dot (gradation data [11]) will be described.
[0084]
When the output data is [110], that is, when the next dot determination data is [0] indicating non-recording, the decoder 47 generates selection data [110011]. As a result, the first pulse signal PS1, the second pulse signal PS2, the fifth pulse signal PS5, and the sixth pulse signal PS6 are selected from the first pulse signal PS1 to the sixth pulse signal PS6 and applied to the piezoelectric vibrator 21. Supplied. That is, as shown in FIG. 7A, the switch circuit 50 is turned on in the periods t1, t2, t5, and t6 and the drive signal is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the switch circuit 50 is supplied in the periods t3 and t4. Is turned off, and the supply of the drive signal to the piezoelectric vibrator 21 is stopped.
[0085]
As a result, the first ejection waveform element DP1, the second ejection waveform element DP2, and the third ejection waveform element DP3 are supplied to the piezoelectric vibrator 21, and a predetermined amount of ink droplets are ejected three times. Further, since the vibrator potential becomes the lowest potential VL after the ink droplet is ejected, the burden on the piezoelectric vibrator 21 is reduced, and the life can be extended.
In this case, since the second connecting element P29 is generated after the third ejection waveform element DP3 which is the last ejection waveform element, the recording cycle T immediately before the non-recording is large dot recording. In other words, even when recording is performed using the third ejection waveform element DP3, this recording can be performed without any trouble.
[0086]
On the other hand, when the output data is [111], that is, when the next dot determination data is [1] indicating printing, the decoder 47 generates selection data [110010]. Thus, the first pulse signal PS1, the second pulse signal PS2, and the fifth pulse signal PS5 are selected from the first pulse signal PS1 to the sixth pulse signal PS6 and supplied to the piezoelectric vibrator 21. That is, as shown in FIG. 7B, the switch circuit 50 is turned on in the periods t1, t2, and t5 and the drive signal is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the switch circuit 50 is supplied in the periods t3, t4, and t6. Is turned off, and the supply of the drive signal to the piezoelectric vibrator 21 is stopped.
[0087]
As a result, the first ejection waveform element DP1, the second ejection waveform element DP2, and the third ejection waveform element DP3 are supplied to the piezoelectric vibrator 21, and a predetermined amount of ink droplets are ejected three times. Further, since the vibrator potential is maintained at the intermediate potential Vc even after the ink droplet is ejected, the ejection waveform element can be smoothly supplied to the piezoelectric vibrator 21 in the next printing cycle T. For this reason, the discharge waveform element can be supplied without imposing a burden on the piezoelectric vibrator 21.
[0088]
In this embodiment, when non-recording continues in each recording cycle T, for example, as shown in FIG. 8, the micro-vibration waveform element VP is supplied in each recording cycle T. The vibrator potential is kept at the lowest potential VL during the non-supply period of the fine vibration waveform element VP. For this reason, the burden on the piezoelectric vibrator 21 can be reduced, and the life of the piezoelectric vibrator 21 can be extended.
[0089]
In the case of shifting from dot recording to non-recording, for example, as shown in FIG. 9, the second connecting element P29 is supplied to the piezoelectric vibrator 21 immediately before shifting to the non-recording recording cycle T, and vibration is generated. The child potential falls to the lowest potential VL. Accordingly, the vibrator potential is maintained at the lowest potential VL in the non-recording recording cycle T, and the life of the piezoelectric vibrator 21 can be extended.
[0090]
On the contrary, when shifting from non-recording of dots to recording, for example, as shown in FIG. 10, the first connecting element P19 is supplied to the piezoelectric vibrator 21 in a cycle immediately before shifting to the non-recording recording cycle T. Then, the vibrator potential rises to the intermediate potential Vc. Therefore, the vibrator potential is maintained at the intermediate potential Vc until the ejection waveform element (DP2) is supplied in the next recording cycle T, and the ejection waveform element can be smoothly supplied.
[0091]
Further, when dots are recorded continuously in the previous recording cycle T and the current recording cycle T, for example, as shown in FIG. The vibrator potential at the end is set to the intermediate potential Vc. Thus, the vibrator potential is constant at the intermediate potential Vc during the period from the end of the supply of the discharge waveform element (DP3) in the current recording cycle T to the start of the supply of the discharge waveform element (DP1) in the next recording cycle T. Therefore, there is no sudden rise or fall in a short time. For this reason, the burden on the piezoelectric vibrator 21 can be reduced and protected. Further, since the vibrator potential is constant, the volume of the pressure chamber 33 is not changed, and the ink pressure can be stabilized. As a result, it is possible to prevent ink droplets from being bent.
[0092]
By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made based on the description of the scope of claims.
[0093]
First, in the above embodiment, the first connection element P19 that increases the potential from the lowest potential VL (base potential) to the intermediate potential Vc (drive potential) and the second connection that decreases the potential from the intermediate potential Vc to the lowest potential VL. Although the element P29 is included in the drive signal and the first connecting element P19 and the second connecting element P29 are supplied to the piezoelectric vibrator 21 to adjust the vibrator potential, the invention is not limited to this configuration. Absent.
[0094]
For example, the vibrator potential adjusting means is constituted by a resistance element and an adjustment switch means for connecting the piezoelectric vibrator to a base potential supply source via the resistance element, and supplying the drive potential via the resistance element. The vibrator potential may be adjusted with Hereinafter, a modified example configured as described above will be described.
[0095]
FIGS. 12A and 12B are diagrams for explaining this modified example. FIG. 12A is a diagram for explaining the circuit configuration of the main part, and FIGS.
In this modification, an adjustment switch 61 (corresponding to the adjustment switch means) is provided between the switch circuit 50 and the piezoelectric vibrator 21, and the piezoelectric vibrator is connected via the adjustment switch 61 and the resistance elements 62 and 63. 21 is configured to be selectively connectable to a drive signal supply line (corresponding to a drive potential supply source) and a ground line (corresponding to a base potential supply source). Accordingly, with respect to the drive signal generated by the drive signal generation circuit 9 (see FIG. 3), the third pulse signal PS3, the fourth pulse signal PS4, and the sixth pulse signal PS6 are not generated in the periods t3, t4, and t6. A constant intermediate potential Vc is generated. Note that the pulse signals PS1, PS2, and PS5 are generated in the periods t1, t2, and t5.
[0096]
The control of this modification is basically the same as that of the above embodiment, but differs in the following points. That is, in the period t4, instead of selecting the fourth pulse signal PS4, the adjustment switch 61 is connected to the resistance element 62 side (drive potential supply side) with the switch circuit 50 turned off. In the period t6, instead of selecting the sixth pulse signal PS6, the adjustment switch 61 is connected to the resistance element 63 side (base potential supply source side) with the switch circuit 50 turned off.
[0097]
In this control, when a drive potential supply source is connected to the piezoelectric vibrator 21 over a period t4, the piezoelectric vibrator 21 is charged via the resistance element 62. Thereby, as shown in FIG. 12B, the vibrator potential rises relatively slowly with time. As a result, similarly to the case where the fourth pulse signal PS4 is supplied, the vibrator potential at the end of the period t4 can be adjusted to the intermediate potential Vc.
In addition, when the base potential supply source is connected to the piezoelectric vibrator 21 over the period t <b> 6, the piezoelectric vibrator 21 is discharged via the resistance element 63. Thereby, as shown in FIG.12 (c), vibrator | oscillator electric potential falls comparatively gently with progress of time. As a result, similarly to the case where the sixth pulse signal PS6 is supplied, the vibrator potential can be adjusted to the lowest potential VL before the next recording period T arrives.
In these cases, the degree (inclination) of the rise or fall of the vibrator potential can be adjusted by changing the resistance values of the resistance elements 62 and 63. For this reason, adjustment is also easy.
The on / off control of the adjustment switch 61 can be performed by the control unit 6, but is not limited thereto. For example, it may be controlled by a switch with a timer function.
[0098]
In this configuration, since it is sufficient to generate the intermediate potential Vc from the drive signal generation circuit 9 in the periods t3, t4, and t6, the control unit 6 serving as the waveform generation control means drives over these periods. There is no need to control the signal generation circuit 9. Further, the time required for the on / off control of the adjustment switch 61 is very short between the on time and the off time.
For this reason, the control unit 6 can perform other processing, for example, control of the carriage mechanism 11 and the paper feed mechanism 12 in each of the periods t3, t4, and t6. Therefore, the limited time can be used efficiently.
[0099]
In the above embodiment, the plurality of ejection drive pulses all have the same waveform shape, but the present invention is not limited to this, and may have different waveform shapes. Further, the drive potential is not limited to the intermediate potential Vc and can be set to any potential higher than the base potential. Similarly, the base potential is not limited to the ground potential as long as it is a low potential suitable for protecting the piezoelectric vibrator 21.
[0100]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
That is, the vibrator potential adjusting means adjusts the vibrator potential to the base potential when the next recording cycle is non-recording based on the gradation data and the determination data, and drives the vibrator potential when the next recording cycle is recording. Since the potential is adjusted, when the next recording cycle is non-recording, the vibrator potential is maintained at the base potential in the next recording cycle, and the piezoelectric vibrator is protected. Further, when recording is performed in the next recording cycle, the transducer potential is adjusted to the drive potential within the current recording cycle, so that the transducer potential and the start potential of the ejection waveform element are aligned. For this reason, the ejection drive pulse can be smoothly supplied to the piezoelectric vibrator, the burden on the piezoelectric vibrator is reduced, and the piezoelectric vibrator can be protected.
[0101]
Further, the vibrator potential adjusting means is constituted by the waveform element supply means, and the waveform element is selectively supplied to the piezoelectric vibrator according to the determination data of the next recording period so as to adjust the terminal potential in the current recording period. In this case, the device configuration can be simplified without the need for a special component member.
[0102]
Further, when at least one ejection waveform element is generated between the first connection element and the second connection element, the waveform element can be efficiently accommodated in a limited recording cycle.
[0103]
In addition, when the second connecting element is generated after the last ejection waveform element in the recording cycle, all ejection waveform elements can be used in the current recording cycle, which may hinder gradation recording in the current recording cycle. The vibrator potential can be adjusted without coming.
[0104]
Further, when the first coupling element is generated between the adjacent ejection waveform elements, the waveform elements can be efficiently contained within a limited recording cycle.
[0105]
In addition, when the connection element is generated between the discharge waveform element and the first coupling element, the generation interval between the adjacent discharge waveform elements can be reduced, and the waveform can be efficiently used within a limited recording cycle. Can contain elements.
[0106]
Further, when the ink in the pressure chamber is agitated by selecting the first connecting element and the second connecting element, these connecting elements can be used for various purposes, and within a limited recording cycle. Can efficiently accommodate waveform elements.
[0107]
In the case where the vibrator potential adjusting means is constituted by a resistance element and an adjustment switch means for selectively connecting the piezoelectric vibrator to a drive potential supply source or a base potential supply source via the resistance element. Since the vibrator potential can be adjusted by the operation of the adjustment switch means, it is sufficient for the drive signal generating means to generate a signal having a constant potential during that period, and control is not required. For this reason, the efficiency of control can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an ink jet recording apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a mechanical structure of a recording head.
FIG. 3 is a diagram illustrating a drive signal.
FIGS. 4A and 4B are diagrams for explaining a waveform element selection pattern, in which FIG. 4A shows a case where both the current recording period and the next recording period are non-recording, and FIG. The case where the recording cycle is recording is shown.
FIGS. 5A and 5B are diagrams for explaining a waveform element selection pattern, in which FIG. 5A shows a case where the current recording cycle is a recording of small dots and the next recording cycle is non-recording, and FIG. A case where the recording is a small dot and the next recording cycle is recording is shown.
6A and 6B are diagrams for explaining a waveform element selection pattern, in which FIG. 6A shows a case where the current recording cycle is medium dot recording and the next recording cycle is non-recording, and FIG. This is a case where medium dot recording is performed and the next recording cycle is recording.
FIGS. 7A and 7B are diagrams for explaining a waveform element selection pattern, in which FIG. 7A shows a case where the current recording cycle is large dot recording and the next recording cycle is non-recording, and FIG. This is a case where large dots are recorded and the next recording cycle is recording.
FIG. 8 is a diagram for explaining a selection pattern of waveform elements when non-recording continues.
FIG. 9 is a diagram illustrating a waveform element selection pattern when switching from small dot recording to non-recording.
FIG. 10 is a diagram for explaining a waveform element selection pattern when switching from non-recording to small dot recording;
FIG. 11 is a diagram illustrating a selection pattern of waveform elements when large dots are continuously recorded.
FIGS. 12A and 12B are diagrams illustrating a modification of the present invention, where FIG. 12A is a block diagram illustrating a configuration of a main part, and FIGS. 12B and C are diagrams illustrating changes in vibrator potential.
[Explanation of symbols]
1 Printer controller
2 Print engine
3 External I / F
4 RAM
5 ROM
6 Control unit
7 Oscillator circuit
8 Recording head
9 Drive signal generation circuit
10 Internal I / F
11 Carriage mechanism
12 Paper feed mechanism
21 Piezoelectric vibrator
22 Channel unit
23 Actuator unit
24 Ink supply port
25 1st nozzle communication hole
26 Supply port forming substrate
27 Common ink chamber
28 Second nozzle communication hole
29 Ink chamber forming substrate
30 Nozzle opening
31 Nozzle plate
32 First lid member
33 Pressure chamber
34 Pressure chamber forming substrate
35 Supply side communication hole
36 Second lid member
37 Common electrode
38 Piezoelectric layer
39 Drive electrode
41 First shift register
42 Second shift register
43 Third shift register
44 First latch circuit
45 Second latch circuit
46 Third latch circuit
47 Decoder
48 Control logic
49 Level Shifter
50 switch circuit
61 Adjustment switch
62,63 resistance element

Claims (10)

圧力室内に圧力変動を生じさせ得る圧電振動子及び圧力室に連通したノズル開口を有する記録ヘッドと、複数の波形要素を含んだ一連の駆動信号を記録周期毎に繰り返し発生する駆動信号発生手段と、階調データに応じて選択された波形要素を圧電振動子に供給する波形要素供給手段とを備え、多階調の記録が可能なインクジェット式記録装置において、
次回記録周期における階調データに基づいて記録の有無を判定して判定データを取得する記録状態判定手段と、今回記録周期にて振動子電位を調整する振動子電位調整手段とを設け、
前記駆動信号発生手段が発生する波形要素は、インク滴を吐出させるための波形要素であって始終端電位がベース電位よりも高い駆動電位に設定された複数の吐出波形要素を含み、
振動子電位調整手段は、次回記録周期の判定データが記録を示す場合に今回記録周期の終期に振動子電位を駆動電位に調整し、非記録を示す場合に今回記録周期の終期に振動子電位をベース電位に調整することを特徴とするインクジェット式記録装置。
A piezoelectric vibrator capable of causing pressure fluctuations in the pressure chamber, a recording head having a nozzle opening communicating with the pressure chamber, and a drive signal generating means for repeatedly generating a series of drive signals including a plurality of waveform elements at each recording period; In an inkjet recording apparatus that includes waveform element supply means for supplying a waveform element selected according to gradation data to a piezoelectric vibrator, and capable of multi-gradation recording,
A recording state determination unit that determines the presence or absence of recording based on gradation data in the next recording cycle and obtains determination data, and a transducer potential adjustment unit that adjusts the transducer potential in the current recording cycle,
The waveform element generated by the drive signal generating means includes a plurality of ejection waveform elements that are waveform elements for ejecting ink droplets and whose start / end potential is set to a drive potential higher than the base potential,
The vibrator potential adjusting means adjusts the vibrator potential to the drive potential at the end of the current recording cycle when the next recording cycle judgment data indicates recording, and when the non-recording indicates the transducer potential at the end of the current recording cycle. Is adjusted to a base potential.
前記駆動信号発生手段が発生する波形要素には、ベース電位から駆動電位まで電位を上昇させる第1連結要素と、駆動電位からベース電位まで電位を下降させる第2連結要素とを含ませ、
振動子電位調整手段を波形要素供給手段によって構成し、次回記録周期の判定データに応じて波形要素を圧電振動子に選択的に供給することで振動子電位を調整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。
The waveform element generated by the drive signal generating means includes a first connection element that increases the potential from the base potential to the drive potential, and a second connection element that decreases the potential from the drive potential to the base potential,
The vibrator potential adjusting means includes a waveform element supply means, and the vibrator potential is adjusted by selectively supplying a waveform element to the piezoelectric vibrator in accordance with determination data of a next recording cycle. 2. An ink jet recording apparatus according to 1.
前記駆動信号発生手段は、前記第1連結要素と第2連結要素との間に少なくとも1つの吐出波形要素を発生する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。3. The ink jet recording apparatus according to claim 2, wherein the drive signal generating unit generates at least one ejection waveform element between the first connection element and the second connection element. 前記駆動信号発生手段は、前記第2連結要素を記録周期内における最後の吐出波形要素よりも後に発生することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のインクジェット式記録装置。4. The ink jet recording apparatus according to claim 2, wherein the drive signal generating unit generates the second connecting element after the last ejection waveform element in a recording cycle. 前記駆動信号発生手段は、前記第1連結要素を隣り合う吐出波形要素同士の間に発生することを特徴とする請求項2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。5. The ink jet recording apparatus according to claim 2, wherein the drive signal generating unit generates the first connecting element between adjacent ejection waveform elements. 6. 前記駆動信号発生手段は、吐出波形要素の終端電位と第1連結要素の始端電位との間で電位を変化させるが圧電振動子には供給されない接続要素を、吐出波形要素と第1連結要素との間に発生することを特徴とする請求項5に記載のインクジェット式記録装置。The drive signal generating means changes the potential between the terminal potential of the discharge waveform element and the start potential of the first connection element, but does not supply the piezoelectric vibrator to the connection element. The ink jet recording apparatus according to claim 5, wherein the ink jet recording apparatus occurs during 前記波形要素選択手段は、今回記録周期及び次回記録周期が共に非記録を示す場合に第1連結要素と第2連結要素とを選択して、圧力室内のインクを攪拌させることを特徴とする請求項2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。The waveform element selecting means selects the first connecting element and the second connecting element when both the current recording period and the next recording period indicate non-recording, and stirs the ink in the pressure chamber. Item 7. The ink jet recording apparatus according to any one of Items 2 to 6. 前記振動子電位調整手段を、抵抗素子と、この抵抗素子を介して圧電振動子を駆動電位の供給源或いはベース電位の供給源に選択的に接続する調整スイッチ手段とによって構成した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。The vibrator potential adjusting means includes a resistance element and an adjustment switch means for selectively connecting the piezoelectric vibrator to a drive potential supply source or a base potential supply source via the resistance element. The ink jet recording apparatus according to claim 1. 前記駆動信号発生手段が発生する複数の吐出波形要素を、同一波形形状にした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。9. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein a plurality of ejection waveform elements generated by the drive signal generating means have the same waveform shape. 複数の波形要素を含んだ駆動信号を記録周期毎に繰り返し発生させ、階調データに応じて波形要素を選択し、選択した波形要素を記録ヘッドの圧電振動子に供給することで多階調の記録を行うインクジェット式記録装置の駆動方法において、
前記波形要素には、インク滴を吐出させるための波形要素であって、始終端電位がベース電位よりも高い駆動電位に設定された複数の吐出波形要素を含ませ、
今回記録周期における階調データ、及び、次回記録周期における判定データに基づいて、今回記録周期の終期における振動子電位を、次回記録周期が非記録の場合にはベース電位に調整し、次回記録周期が記録の場合には駆動電位に調整することを特徴とするインクジェット式記録装置の駆動方法。
A drive signal including a plurality of waveform elements is repeatedly generated every recording period, a waveform element is selected according to gradation data, and the selected waveform element is supplied to the piezoelectric vibrator of the recording head, thereby generating a multi-gradation In a driving method of an ink jet recording apparatus that performs recording,
The waveform element is a waveform element for discharging ink droplets, and includes a plurality of discharge waveform elements in which a start / end potential is set to a drive potential higher than a base potential,
Based on the gradation data in the current recording cycle and the judgment data in the next recording cycle, the vibrator potential at the end of the current recording cycle is adjusted to the base potential when the next recording cycle is not recorded, and the next recording cycle A method of driving an ink jet recording apparatus, characterized in that in the case of recording, the driving potential is adjusted.
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