JP3671932B2 - 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,印刷フィルム,CD−R(compact disc-recordable)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。
【0003】
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、電圧変化に対する変形の応答性も良い。このため、インク滴を吐出させる吐出パルス信号に関し、そ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。
【0004】
そして、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、圧電振動子には、常態においてバイアス電圧が供給されて駆動電位に調整されている。これは、圧電振動子を駆動電位に調整することで圧力室を中間容積に保ち、膨張側や収縮側の何れにも容積を変えられるようするためである。
また、極く少量のインク滴を高周波で吐出させるため、吐出パルス信号の始終端電位を駆動信号における最大電位に設定することも行われている。この場合には、最大電位に対応するバイアス電圧が圧電振動子に供給されることになる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この圧電振動子は、高い負担をかけると寿命が短くなってしまうことが知られている。従って、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る。しかし、圧電振動子の保護の観点からはこのバイアス電圧を極力低く設定することが好ましい。
【0006】
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。
【0007】
【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前記圧力室に連通したノズル開口を有する記録ヘッドと、インク滴を吐出させるための吐出パルス信号を少なくとも1つ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、駆動信号発生手段からの駆動信号を選択的に圧電振動子に供給可能な駆動信号供給手段とを有し、記録の有無を表す記録データに応じて前記吐出パルス信号を選択的に圧電振動子に供給してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録装置において、
今回記録周期を含む連続する2つの記録周期のそれぞれについて前記記録データを記憶する記録データ記憶手段と、前記圧電振動子の振動子電位を調整可能な振動子電位調整手段とを設け、
前記吐出パルス信号を、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パルス信号によって構成し、
前記振動子電位調整手段は、記録データ記憶手段が記憶している記録データに基づき、後の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、後の記録周期が記録の場合に吐出パルス信号の供給に先立って振動子電位を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である。
【0008】
この請求項1に記載の発明において、振動子電位調整手段は、先の記録周期と後の記録周期における記録と非記録の組み合わせに応じて振動子電位を調整する。例えば、先の記録周期が記録であって後の記録周期が非記録である場合には、吐出パルス信号の供給直後における振動子電位が駆動電位であるため、その後に振動子電位を駆動電位からベース電位に下降させる。一方、先の記録周期が非記録であって後の記録周期が記録である場合には、振動子電位がベース電位であるため、後の記録周期における吐出パルス信号の供給に先立って、振動子電位をベース電位から駆動電位に上昇させる。さらに、前回記録周期と今回記録周期とで記録状態が切り替わらない場合には、振動子電位の調整は行わない。
【0009】
このため、後の記録周期で記録を行わない場合、振動子電位はベース電位に調整される。そして、このベース電位は圧電振動子の保護に適した低電位であるので、非記録が連続して圧電振動子が長時間に亘ってベース電位に維持された場合、圧電振動子にかかる負担は少ない。従って、圧電振動子を保護することができる。
また、先の記録周期が非記録であって後の記録周期が記録の場合、振動子電位はベース電位から駆動電位まで上昇される。この駆動電位は吐出パルス信号の始端電位でもあるため、吐出パルス信号の供給開始時点において、振動子電位と吐出パルス信号の電位とを揃えることができ、吐出パルス信号を圧電振動子に円滑に供給することができる。このため、圧電振動子にかかる負担を軽減でき、圧電振動子を保護することができる。
【0010】
請求項2に記載のものは、前記記録データを、ドットの記録及び非記録に対応した二値データによって構成すると共に、前記駆動信号発生手段を、1記録周期内に1つの吐出パルス信号を含む一連の駆動信号を発生可能な構成とし、
前記記録データ記憶手段には、今回記録周期の二値データと次回記録周期の二値データとを記憶させ、
前記振動子電位調整手段は、今回記録周期の二値データが記録を、次回記録周期の二値データが非記録をそれぞれ示す場合に今回記録周期の終了時における振動子電位をベース電位に調整し、今回記録周期の二値データが非記録を、次回記録周期の二値データが記録をそれぞれ示す場合に今回記録周期の終了時における振動子電位を駆動電位に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。
【0011】
請求項3に記載のものは、前記記録データを、記録階調を示す階調データ及び前回記録周期における記録の有無を示す履歴データによって構成すると共に、前記駆動信号発生手段を、1記録周期内に複数の吐出パルス信号を含んだ一連の駆動信号を発生可能な構成とし、
前記記録データ記憶手段には、前記履歴データと今回記録周期の階調データとを記憶させ、
前記振動子電位調整手段は、履歴データが記録を、今回記録周期の階調データが非記録をそれぞれ示す場合に今回記録周期にて振動子電位をベース電位に調整し、履歴データが非記録を、今回記録周期の階調データが記録をそれぞれ示す場合に今回記録周期にて吐出パルス信号の供給に先立ち振動子電位を駆動電位に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。
【0012】
請求項4に記載のものは、前記駆動信号には、ベース電位から駆動電位まで電位を上昇させる第1連結パルス信号と、駆動電位からベース電位まで電位を下降させる第2連結パルス信号を含ませ、
前記振動子電位調整手段は、第1連結パルス信号と第2連結パルス信号の一方を選択して圧電振動子に供給することにより振動子電位を調整する連結パルス信号供給手段によって構成されていることを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載のインクジェット式記録装置である。
【0013】
請求項5に記載のものは、前記駆動信号発生手段は、吐出パルス信号よりも前に第1連結パルス信号を発生し、吐出パルス信号よりも後に第2連結パルス信号を発生することを特徴とする請求項4に記載のインクジェット式記録装置である。
【0014】
請求項6に記載のものは、前記第1連結パルス信号と第2連結パルス信号の少なくとも一方を、吐出パルス信号の一部分によって構成したことを特徴とする請求項4に記載のインクジェット式記録装置である。
【0015】
請求項7に記載のものは、前記駆動信号発生手段が発生する駆動パルスは、ノズル開口付近のインク増粘を防止するための微振動パルス信号を含み、
前記第1連結パルス信号と第2連結パルス信号の少なくとも一方によって微振動パルス信号の一部を構成したことを特徴とする請求項4に記載のインクジェット式記録装置である。
【0016】
請求項8に記載のものは、前記第1連結パルス信号及び第2連結パルス信号における勾配部分の発生時間を、前記圧力室内のインクの固有振動周期に揃えたことを特徴とする請求項4から請求項7の何れかに記載のインクジェット式記録装置である。
【0017】
請求項9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から請求項3の何れかに記載のインクジェット式記録装置である。
【0018】
請求項10に記載のものは、1回の主走査に対応する一群の記録データにおける最初のデータの前に非記録を示す開始前ダミーデータを設定し、最後のデータの後に非記録を示す終了時ダミーデータを設定するダミーデータ設定手段を設けたことを特徴とする請求項1から請求項9の何れかに記載のインクジェット式記録装置である。
【0019】
請求項11に記載のものは、始終端がベース電位よりも高い駆動電位に設定された吐出パルス信号を含む一連の駆動信号を駆動信号発生手段から記録周期毎に繰り返し発生させ、記録の有無を表す記録データに応じて前記吐出パルス信号を駆動信号供給手段によって選択的に圧電振動子に供給するインクジェット式記録装置の駆動方法において、
今回記録周期を含んだ連続する2つの記録周期のそれぞれについて前記記録データを記録データ記憶手段に記憶させ、
記録データ記憶手段に記憶させた記録データに基づき、後の記録周期の記録データが非記録の場合に振動子電位をベース電位に調整し、後の記録周期が記録の場合に吐出パルス信号の供給に先立って振動子電位を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。
【0020】
請求項12に記載のものは、前記記録データをドットの記録及び非記録に対応した二値データで構成すると共に、前記駆動信号を1記録周期内に1つの吐出パルス信号を含む一連の信号で構成し、
前記記録データ記憶手段には、今回記録周期の二値データと次回記録周期の二値データとを記憶させ、
今回記録周期のパルス信号を選択するにあたり今回記録周期の二値データと次回記録周期の二値データとを参照し、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今回記録周期の中で振動子電位をベース電位から駆動電位に上昇させ、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今回記録周期の中で振動子電位を駆動電位からベース電位まで下降させることを特徴とする請求項11に記載のインクジェット式記録装置の駆動方法である。
【0021】
請求項13に記載のものは、前記記録データを記録階調を示す階調データ及び前回記録周期における記録の有無を示す履歴データによって構成すると共に、前記駆動信号を1記録周期内に複数の吐出パルス信号を含んだ一連の信号で構成し、
前記記録データ記憶手段には、前記履歴データと今回記録周期の階調データとを記憶させ、
今回記録周期のパルス信号を選択するにあたり前記履歴データと今回記録周期の階調データとを参照し、前回記録周期が非記録であって今回記録周期が記録の場合に吐出パルス信号の供給に先立って振動子電位をベース電位から駆動電位に上昇させ、前回記録周期が記録であって今回記録周期が非記録の場合には今回記録周期の中で振動子電位を駆動電位からベース電位まで下降させることを特徴とする請求項11に記載のインクジェット式記録装置の駆動方法である。
【0022】
請求項14に記載のものは、前記駆動信号には、ベース電位から駆動電位まで電位を上昇させる第1連結パルス信号と、駆動電位からベース電位まで電位を下降させる第2連結パルス信号とを含ませ、
第1連結パルス信号或いは第2連結パルス信号とを選択して圧電振動子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11から請求項13の何れかに記載のインクジェット式記録装置の駆動方法である。
【0023】
請求項15に記載のものは、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接続する調整スイッチ手段を用いて振動子電位を調整することを特徴とする請求項11から請求項13の何れかに記載のインクジェット式記録装置の駆動方法である。
【0024】
【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。なお、以下の説明は、代表的なインクジェット式記録装置であるプリンタを例に挙げて行う。
【0025】
図1に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COM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。
【0026】
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。
【0027】
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。出力バッファにはドット毎の記録内容を示す記録データが記憶される。本実施形態では、この記録データとして、記録又は非記録(記録の有無)をドット毎に示す1ビットの二値データが記憶される。
【0028】
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であり、制御部6(信号発生制御手段)から出力される波形制御情報に基づき、複数の波形要素によって構成された一連の駆動信号COMを発生する。この波形制御情報は、例えば、極く短い更新期間Δtにおける電圧増減量Δvを表す情報である。そして、制御部6は、波形制御情報(電圧増減量±Δv)をメモリの所定領域にセットする。また、駆動信号発生回路9は、セットされた波形制御情報を更新期間Δt毎に参照し、参照時点での出力電圧に電圧増減量Δvを加算し、新たな出力電圧Vとする。なお、制御部6は、電圧が一定の場合には電圧増減量Δvとして値[0]をセットし、定電圧の期間中に亘ってこの値を書き換えない。
【0029】
本実施形態において、駆動信号発生回路9は、図3に示すように、複数のパルス信号PS1〜PS4を含んだ一連の駆動信号COMを発生する。この駆動信号COMは、記録ヘッド8のノズル開口(図2参照)付近のインクを攪拌するための微振動パルス信号VP1(微振動波形要素とも表現できる。図4参照。)を含む第1パルス信号PS1と、中間電位VM(本発明のベース電位に相当。)から最大電位VH(本発明の駆動電位に相当)まで一定勾配で電位を上昇させる第2パルス信号PS2(第1連結パルス信号であり、第1連結波形要素に相当。)と、インク滴を吐出させるための吐出パルス信号DP1(吐出波形要素とも表現できる。図4参照。)を含む第3パルス信号PS3と、最大電位VHから中間電位VMまで一定勾配で電位を下降させる第4パルス信号PS4(第2連結パルス信号であり、第2連結波形要素に相当。)とを1記録周期T内に備えた信号である。そして、駆動信号発生回路9は、これらのパルス信号PS1〜PS4を記録周期T毎に繰り返し発生する。なお、この駆動信号COMについては、後で詳しく説明する。
【0030】
上記の制御部6は、記録制御手段としても機能し、ROM5に格納された各種制御ルーチンに基づいて動作する。例えば、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したり、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記録データ(SI)に展開したりする。なお、本実施形態における記録データは、1ドットが1ビットのデータ(二値データ)によって構成されている。
【0031】
制御部6によって展開された記録データは出力バッファに記憶される。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が記憶されると、この1行分の記録データは、内部I/F10を介して記録ヘッド8にシリアル伝送される。出力バッファから1行分の記録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は次行の記録データを生成する。
【0032】
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COMを構成する複数のパルス信号PS1〜PS4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46からデコーダ45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。具体的には、図3に示すように、ラッチ信号LAT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。
【0033】
プリントエンジン2は、記録ヘッド8と、キャリッジ機構11と、紙送り機構12とを備えている。ここで、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。また、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。
【0034】
次に、記録ヘッド8について説明する。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を有しており、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。
【0035】
流路ユニット22は、インク供給口24となる通孔及び第1ノズル連通口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ノズル連通口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(図では下側)にノズルプレート31を、裏面側(同じく上側)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を接着によって一体化してある。
【0036】
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、供給側連通口35となる通孔及び第1ノズル連通口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。
【0037】
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第1の蓋部材32(弾性板)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第1の蓋部材32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とから構成されている。そして、圧電振動子21は、1つの圧力室33に1つ設けられており、例えば64個形成されている。
なお、この圧電振動子21は、コンデンサと同じように動作し、駆動信号COM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。
【0038】
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。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、定常状態にある圧力室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を膨張及び収縮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及び第2シフトレジスタ42からなるシフトレジスタ回路と、第1ラッチ回路43と第2ラッチ回路44とからなるラッチ回路と、デコーダ45と、制御ロジック46と、レベルシフタ47と、スイッチ回路48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41,42、各ラッチ回路43,44、デコーダ45、スイッチ回路48、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に対応させて複数設けられる。即ち、1つのノズル開口30に対して1組設けられる。
【0041】
この記録ヘッド8は、プリンタコントローラ1からの記録データに基づいてインク滴を吐出させる。即ち、プリンタコントローラ1からの記録データは、発振回路7からのクロック信号(CK)に同期して、まず第2シフトレジスタ42にシリアル伝送され、その後第1シフトレジスタ41にシリアル伝送される。そして、第2シフトレジスタ42にシリアル伝送された時点では次回記録周期Tの記録データとして用いられ、第1シフトレジスタ41にシリアル伝送された時点で今回記録周期Tの記録データとして用いられる。
この記録データは、上記したように[1]又は[0]の1ビットデータ(二値データ)であり、各ドット毎、即ち、各ノズル開口30毎に設定される。
【0042】
第1シフトレジスタ41には第1ラッチ回路43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44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43,44に入力されると、第1ラッチ回路43は今回記録周期Tの記録データをラッチし、第2ラッチ回路44は次回記録周期Tの記録データをラッチする。
【0043】
このような動作をする第1シフトレジスタ41及び第1ラッチ回路43と、第2シフトレジスタ42及び第2ラッチ回路44の組は、今回記録周期Tにおける記録データ及び次回記録周期Tにおける記録データを記憶可能な記録データ記憶手段として機能する。さらに、第1シフトレジスタ41及び第1ラッチ回路43の組が今回記録データ記憶手段として機能し、第2シフトレジスタ42及び第2ラッチ回路44の組が次回記録データ記憶手段として機能する。
【0044】
各ラッチ回路43,44でラッチされた記録データはそれぞれ、デコーダ45に入力される。このデコーダ45は、今回記録周期T及び次回記録周期Tの記録データに基づいて翻訳を行い、パルス信号PS1〜PS4を選択するためのパルス信号選択データ(波形要素選択データとも表現できる。以下、選択データという。)を生成する。即ち、このような動作をするデコーダ45は、選択データ生成手段(波形要素選択データ生成手段,翻訳手段とも表現できる。)として機能し、記録データから選択データを生成する。
なお、本実施形態では、1ノズル当たりの記録データが両記録周期T,Tで合計2ビットであり、1記録周期Tが4つのパルス信号PS1〜PS4で構成されているため、デコーダ45は、2ビットの記録データを翻訳して4ビットの選択データをノズル開口30に対応する複数生成する。
【0045】
また、デコーダ45には、制御ロジック46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46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、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。
【0046】
デコーダ45によって翻訳された4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47に入力される。このレベルシフタ47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48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。
【0047】
レベルシフタ47で昇圧された[1]の選択データは、供給スイッチ手段としても機能するスイッチ回路48に供給される。このスイッチ回路48の入力側には、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、出力側には圧電振動子21が接続されている。そして、上記の選択データは、スイッチ回路48の作動を制御する。即ち、スイッチ回路48に加わる選択データが[1]である期間中は、駆動信号COMが圧電振動子21に供給され、この駆動信号COMの電位に倣って圧電振動子21の電位(以下、振動子電位ともいう。)が変化する。一方、スイッチ回路48に加わる選択データが[0]の期間中は、レベルシフタ47からはスイッチ回路48を作動させる電気信号が出力されないので、圧電振動子21へは駆動信号COMが供給されない。要するに、選択データとして[1]が設定されたパルス信号が選択的に圧電振動子21に供給される。
【0048】
このように、本実施形態では、デコーダ45、制御ロジック46、レベルシフタ47、及び、スイッチ回路48が、選択されたパルス信号PS1〜PS4を圧電振動子21に供給し、本発明の駆動信号供給手段(波形要素供給手段とも表現できる。)として機能する。また、これらの各部45〜48は、連結パルス信号供給手段(本発明の振動子電位調整手段の一種。連結波形要素供給手段とも表現できる。)としても機能し、第1連結パルス信号(第2パルス信号PS2)と第2連結パルス信号(第4パルス信号PS4)とを圧電振動子21に選択的に供給することで振動子電位を調整する。
【0049】
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COMにおけるパルス信号PS1〜PS4の選択動作について説明する。
【0050】
まず、駆動信号COMについて説明する。図3に例示した駆動信号COMは、記録周期T内の第1周期t1で発生される第1パルス信号PS1と、第2周期t2で発生される第2パルス信号PS2と、第3周期t3で発生される第3パルス信号PS3と、第4周期t4で発生される第4パルス信号PS4とから構成されている。即ち、駆動信号発生回路9は、吐出パルス信号DP1よりも前に第1連結パルス信号としての第2パルス信号PS2を発生し、吐出パルス信号DP1よりも後に第2連結パルス信号としての第4パルス信号PS4を発生している。
そして、この駆動信号COMは、ベース電位の一種である中間電位VMから開始されてこの中間電位VMで終了する。なお、本実施形態における中間電位VMは、最大電位VH(本発明の駆動電位に相当。)の50%〜60%程度に設定されている。
【0051】
第1パルス信号PS1は、中間電位VMで一定の前側定電位要素P1と、この前側定電位要素P1に続いて発生されて中間電位VMから微振動電位VB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微振動膨張要素P2と、この微振動膨張要素P2に続いて発生されて微振動電位VBを保持する微振動ホールド要素P3と、微振動ホールド要素P3に続いて発生されて微振動電位VBから中間電位VMまでインク滴を吐出させない程度の一定電位で電位を上昇させる微振動収縮要素P4と、微振動収縮要素P4に続いて発生されて中間電位VMで一定の後側定電位要素P5とから構成されている。そして、これらの波形要素の内、微振動膨張要素P2、微振動ホールド要素P3及び微振動収縮要素P4が微振動パルス信号(微振動波形要素)VP1を構成する。
【0052】
この微振動パルス信号VP1が供給されると、圧電振動子21は、定常容積の圧力室33を少し膨張させた後に定常容積まで収縮させる。即ち、圧電振動子21は、微振動膨張要素P2の供給によって圧力室33を膨張させる側に少し撓み、微振動ホールド要素P3の供給期間に亘ってこの撓み状態を維持する。その後、微振動収縮要素P4の供給によって戻り方向に変形し、圧力室33の容積を定常状態に戻す。その結果、圧力室33内のインクには多少の圧力変動が生じてメニスカスが微振動し、ノズル開口付近のインクが攪拌される。この攪拌により、ノズル開口付近のインクの増粘が防止される。
【0053】
第2パルス信号PS2は、第1連結パルス信号として機能し、中間電位VMで一定の前側定電位要素P6と、前側定電位要素P6に続いて発生されて中間電位VMから最大電位VHまでインク滴を吐出させない程度の一定勾配で電位を上昇させる第1連結要素P7と、第1連結要素P7に続いて発生されて最大電位VHで一定の後側定電位要素P8とから構成されている。この第2パルス信号PS2の供給によって圧電振動子21は圧力室33を収縮させる方向に撓む。その結果、圧力室33は、最大電位VHで規定される最小容積となる。
なお、この第2パルス信号PS2の勾配部分(第1連結要素P7)の発生時間は、圧力室33内のインクの固有振動周期Tcに基づいて定めている。本実施形態では、固有振動周期Tcが約10μsであるため、第1連結要素P7の発生時間を固有振動周期Tcに揃えて10μsに設定している。
このように発生時間を設定すると、圧力室33を収縮させる際においてインク内に無用な振動が励起されてしまう不具合を防止しつつ、圧力室33を短時間で収縮させることができる。
【0054】
第3パルス信号PS3は、最大電位VHで一定の前側定電位要素P9と、前側定電位要素P9に続いて発生されて最大電位VHから最低電位VLまで一定の急勾配で電位を下降させる引き込み要素P10と、引き込み要素P10に続いて発生されて最低電位VLを極く短時間保持する引き込みホールド要素P11と、引き込みホールド要素P11に続いて発生されて最低電位VLから吐出収縮電位VF1まで一定の急勾配で電位を上昇させる吐出収縮要素P12と、吐出収縮要素P12に続いて発生されて吐出収縮電位VF1を極く短時間保持する第1吐出ホールド要素P13と、第1吐出ホールド要素P13に続いて発生されて吐出収縮電位VF1から吐出膨張電位VF2まで一定の急勾配で電位を下降させる吐出膨張要素P14と、吐出膨張要素P14に続いて発生されて吐出膨張電位VF2を極く短時間保持する第2吐出ホールド要素P15と、第2吐出ホールド要素P15に続いて発生され、吐出膨張電位VF2から最大電位VHまで一定の勾配で電位を上昇させる制振要素P16と、制振要素P16に続いて発生されて最大電位VHで一定の後側定電位要素P17とから構成されている。
【0055】
そして、これらの波形要素の内、引き込み要素P10から制振要素P16までの各波形要素は、吐出パルス信号(吐出波形要素)DP1を構成する。この吐出パルス信号DP1は、インク滴を吐出させるためのパルス信号であり、本実施形態では始終端が中間電位VMよりも高い最大電位VHに設定されている。この吐出パルス信号DP1が圧電振動子21に供給されると、圧力室33の容積は次のように変化する。
まず、圧電振動子21は、引き込み要素P10の供給によって収縮状態の圧力室33を大きく急速に膨張させる。次に、吐出収縮要素P12の供給によって圧力室33を急速に収縮させる。続いて、圧電振動子21は、吐出膨張要素P14の供給により圧力室33を再度膨張させ、制振要素P16の供給によって圧力室33を収縮状態に戻す。
【0056】
この一連の動作によってノズル開口30からは極く少量のインク滴が吐出される。即ち、圧力室33の容積が上記のように変動することで、メニスカスの中央部分が柱状に盛り上がって記録紙側(吐出側)に伸長し、その先端側の部分がちぎれて極く少量のインク滴となって飛翔する。その結果、粒状感のない高画質の画像が記録できる。
【0057】
第4パルス信号PS4は、第2連結パルス信号として機能し、最大電位VHで一定の前側定電位要素P18と、前側定電位要素P18に続いて発生されて最大電位VHから中間電位VM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第2連結要素P19と、第2連結要素P19に続いて発生されて中間電位VMで一定の後側定電位要素P20とから構成されている。この第4パルス信号PS4の供給によって圧電振動子21は中間電位VMに対応する定常状態に戻る。その結果、圧力室33は最大電位VHに対応する収縮容積から定常容積まで膨張復帰する。
なお、この第4パルス信号PS4の勾配部分(第2連結要素P19)の発生時間も圧力室33内のインクの固有振動周期に基づいて定められている。本実施形態では、第2パルス信号PS2の第1連結要素P7と同様に10μsに設定されている。
【0058】
次に、この駆動信号COMを構成する各パルス信号PS1〜PS4の選択動作、即ち、駆動信号供給手段(波形要素供給手段)及び連結パルス信号供給手段(デコーダ45,制御ロジック46,レベルシフタ47,スイッチ回路48,以下同様。)の動作について説明する。
【0059】
本実施形態において、駆動信号供給手段は、今回記録周期Tのパルス信号を選択するにあたって次回記録周期Tの記録データ(二値データ)も参照しており、次回記録周期Tでの記録或いは非記録のデータに基づき、選択するパルス信号PS1〜PS4を決めている。即ち、次回記録周期T(本発明における後の記録周期に相当)で記録が予定されている場合には、今回記録周期Tの終了時における振動子電位(以下、終了時振動子電位ともいう。)が最大電位VHになるようにパルス信号PS1〜PS4を選択し、非記録が予定されている場合には今回記録周期Tの終端電位が中間電位VMになるようにパルス信号PS1〜PS4を選択する。換言すれば、波形要素供給手段は、次回記録周期の記録データが記録を示す場合に今回記録周期での終端電位が駆動電位になるように波形要素を選択し、非記録を示す場合に今回記録周期での終端電位がベース電位になるように波形要素を選択する。
【0060】
具体的には、今回記録周期Tが記録であって次回記録周期Tが記録の場合には、第3パルス信号PS3(吐出パルス信号DP1)を選択し、第4パルス信号(第2連結パルス信号)PS4は選択しない。そして、今回記録周期Tが記録であって次回記録周期Tが非記録の場合には、第3パルス信号PS3と第4パルス信号PS4を選択する。一方、今回記録周期Tが非記録であって次回記録周期Tが記録の場合には、第2パルス信号(第1連結パルス信号)PS2を選択し、第3パルス信号PS3及び第4パルス信号PS4は選択しない。そして、今回記録周期Tが非記録であって次回記録周期Tが非記録の場合には、第1パルス信号PS1(微振動パルス信号VP1)を選択するのみで、第2パルス信号PS2、第3パルス信号PS3及び第4パルス信号PS4は選択しない。
【0061】
この場合において、デコーダ45は、第1ラッチ回路43にラッチされた今回記録周期Tにおける記録データと第2ラッチ回路44にラッチされた次回記録周期Tにおける記録データとをノズル開口30毎に組にして翻訳(デコード)し、そのノズル開口30に対応する選択データを生成する。
【0062】
例えば、今回記録周期Tの記録データと次回記録周期Tの記録データとが共に非記録を示す[00]の場合、デコーダ45は選択データ[1000]を生成する。また、今回記録周期Tの記録データが非記録を示し次回記録周期Tの記録データが記録を示す[01]の場合、デコーダ45は選択データ[0100]を生成する。さらに、デコーダ45は、今回記録周期Tの記録データが記録を示し次回記録周期Tの記録データが非記録を示す[10]の場合には選択データ[0011]を生成し、今回記録周期Tの記録データと次回記録周期Tの記録データとが共に記録を示す[11]の場合には選択データ[0010]を生成する。
【0063】
これにより、今回記録周期T及び次回記録周期Tで非記録が連続する場合には、図4(a)に示すように、第1パルス信号PS1だけが圧電振動子21に供給され、今回記録周期Tの終了時振動子電位は中間電位VMとなる。また、今回記録周期Tが非記録であり次回記録周期Tが記録の場合には、図4(b)に示すように、第2パルス信号PS2だけが圧電振動子21に供給され、終了時振動子電位は最大電位VHとなる。同様に、今回記録周期Tが記録であり次回記録周期Tが非記録の場合には、図4(c)に示すように、第3パルス信号PS3と第4パルス信号PS4とが圧電振動子21に供給されて終了時振動子電位は中間電位VMとなり、今回記録周期T及び次回記録周期Tで記録が連続する場合には、図4(d)に示すように、第3パルス信号PS3だけが圧電振動子21に供給されて終了時振動子電位は最大電位VHとなる。
【0064】
従って、非記録が連続する場合には、図5(a)に示すように、圧電振動子21は中間電位VM以下の電位に保たれる。これにより、圧電振動子21の負担が軽減され、圧電振動子21を保護できる。また、微振動パルス信号VP1が圧電振動子21に供給されるので、ノズル開口付近におけるインクの増粘を防止できる。
【0065】
一方、記録が連続する場合には、図5(b)に示すように、今回記録周期Tにおける吐出パルス信号DP1の供給終了から次回記録周期Tにおける吐出パルス信号DP1の供給開始までの期間Aにおいて圧電振動子21には最大電位VHが供給される。しかし、この期間Aでの振動子電位は一定であるため、短時間で振動子電位を高低させるよりは圧電振動子21の負担が少ない。従って、この場合においても圧電振動子21を保護できる。さらに、この場合には、振動子電位が一定に保たれる期間が長いので圧力室33内のインク圧力を安定させることができ、インク滴の吐出曲がりを防止することもできる。
【0066】
また、記録状態から非記録状態に切り替わる場合には、図6(a)に示すように、第3パルス信号PS3(吐出パルス信号DP1)と該第3パルス信号PS3に続いて発生される第4パルス信号(第2連結パルス信号)PS4とを圧電振動子21に供給するので、次回記録周期Tの開始前に振動子電位を中間電位VMまで下げておくことができる。これにより、今回記録周期Tと次回記録周期Tの切り替わり時において、振動子電位と第1パルス信号PS1の始端電位とを揃えることができ、圧電振動子21に駆動信号COMを円滑に供給することができる。換言すれば、過度に大きい電位差による急激な変形を防止することができる。
【0067】
一方、非記録状態から記録状態に切り替わる場合には、図6(b)に示すように、記録を行う直前の記録周期Tで第2パルス信号(第1連結パルス信号)PS2が供給され、この記録周期T内で振動子電位が中間電位VMから最大電位VHに切り替わる。このため、振動子電位を最大電位VHに調整してから第3パルス信号PS3(吐出パルス信号DP1)の供給開始までに比較的長い時間Bを確保できる。このようにすると、振動子電位を短時間で急激に高低させることを防止でき、圧電振動子21の保護ができる。さらに、圧力室33内のインク圧力を安定させることができ、インク滴の吐出曲がりを防止することもできる。
【0068】
ところで、上記のように駆動信号供給手段及び連結パルス信号供給手段は、次回記録周期Tの記録データの内容(即ち、記録若しくは非記録の情報)に応じて今回記録周期Tの終了時振動子電位を決めている。このため、1行(1パス)における最初の記録データには、対応する前回記録周期Tの記録データがなく、そのままでは不定になってしまう。
この点に鑑み、本実施形態では、制御部6をダミーデータ設定手段として機能させ、図7に示すように、1行に対応する一群の記録データにおける最初のデータD1の前に、非記録を示す記録データを開始前ダミーデータとして設定する。即ち、制御部6は、印刷データを記録データ(二値データ)に展開するにあたって、1行の先頭部分(例えば、2記録周期T分)に、非記録を示す[0]の記録データを設定する。
【0069】
このように構成したことで、1番目の記録データD1に対しても事前に準備ができる。即ち、駆動信号供給手段は、まず、先頭の開始前ダミーデータと2番目の開始前ダミーデータとに基づいて、非記録/非記録(今回が非記録であり、次回も非記録であるという意味。以下同様。)であると判断する。このため、先頭の開始前ダミーデータに対応する記録周期Tでは、図4(a)のように、第1パルス信号PS1が圧電振動子21に供給される。次に、駆動信号供給手段は、2番目の開始前ダミーデータと1番目の印字データD1とに基づく判断を行う。ここで、印字データD1が非記録を示す場合には、駆動信号供給手段は非記録/非記録であると判断し、2番目の開始前ダミーデータに対応する記録周期Tでも、図4(a)のように、第1パルス信号PS1が圧電振動子21に供給される。一方、印字データD1が記録を示す場合には、駆動信号供給手段は非記録/記録であると判断する。これにより、2番目の開始前ダミーデータに対応する記録周期Tでは、図4(b)のように、第2パルス信号PS2が圧電振動子21に供給される。その結果、印字データD1に対する準備を事前に行うことができ、圧電振動子21への信号の供給を円滑に行うことができる。
【0070】
なお、この開始前ダミーデータに関し、本実施形態では2記録周期T分(2ビット)設定したがこれに限らず、1記録周期T分(1ビット)に設定してもよいし、3記録周期T分以上(3ビット以上)に設定してもよい。
【0071】
また、このプリンタでは、1行分の主走査の終了後直ちに次行に対する主走査が行われる。このため、今回と次行との間の繋ぎも重要になる。仮に、今回が最大電位VHで終了したとする。この場合、次行の開始直前の圧電振動子21の電位は最大電位VH付近となる。このため、次行において圧電振動子21に中間電位VMを供給すると電位差によって急激に変形してしまう。これにより、圧力室33内のインク圧力が乱されたり、場合によってはインク滴の異常吐出も起こり得る。
【0072】
そこで、本実施形態では、図7に示すように、制御部6(ダミーデータ設定手段)により、1行に対応する一群の記録データにおける最後のデータDnの後に非記録を示す記録データを終了時ダミーデータとして設定している。即ち、制御部6は、印刷データを記録データに展開するにあたって、1行の最終部分(2記録周期T分)に、非記録を示す[0]の記録データを終了時ダミーデータとして設定する。
【0073】
このように構成したことで、次行の主走査との間で繋ぎを円滑に行うことができる。即ち、今回主走査終了時点の振動子電位は、直前の記録周期Tにおける記録データDnの内容に拘わらず中間電位VMに設定される。従って、次行の主走査において圧電振動子21に中間電位VMが供給されても振動子電位に変化はなく、円滑に繋ぐことができる。そして、この終了時ダミーデータについても、2記録周期T分(2ビット)に限らず、1記録周期T分(1ビット)に設定してもよいし、3記録周期T分以上(3ビット以上)に設定してもよい。
【0074】
次に、本発明の第2実施形態について説明する。この第2実施形態は、駆動信号COMの波形形状と、記録データ記憶手段の構成が上記第1実施形態と相違する。
【0075】
まず、図8の機能ブロック図を参照してプリンタの構成について説明する。この第2実施形態のプリンタでは、シフトレジスタ回路とラッチ回路の構成が上記した第1実施形態と相違している。
【0076】
即ち、このプリンタでは、第1実施形態における2つのシフトレジスタ41,42に代えて単一のシフトレジスタ回路51が設けられている。このシフトレジスタ回路51は、一記録周期T分の記録データをセット可能な回路で構成されている。そして、このシフトレジスタ回路51には第2ラッチ回路44が電気的に接続されており、第2ラッチ回路44はラッチ信号(LAT)の入力によってシフトレジスタ回路51にセットされた記録データをラッチする。また、第1ラッチ回路43は、第2ラッチ回路44に電気的に接続されており、ラッチ信号が入力されると第2ラッチ回路44にラッチされている記録データをラッチする。このため、ラッチ信号が入力されると、シフトレジスタ回路51にセットされていた記録データは第2ラッチ回路44にラッチされ、第2ラッチ回路44に保持されていた記録データは第1ラッチ回路43にラッチされる。従って、本実施形態では、第1ラッチ回路43が今回記録データ記憶手段として機能し、第2ラッチ回路44が次回記録データ記憶手段として機能する。
【0077】
また、これらの第1ラッチ回路43及び第2ラッチ回路44は、制御部6からのリセット信号(RESET)が入力可能に構成される。このリセット信号が入力されると各ラッチ回路43,44は保持内容、つまり、ラッチした記録データをクリアし、非記録を示す初期データ、即ち[0]のデータを設定する。この場合において、制御部6は、記録データをクリアする初期化手段として機能する。
【0078】
次に、駆動信号発生回路9が発生する駆動信号COMについて説明する。
【0079】
図9に例示した駆動信号COMは、記録周期T内の第1周期t11で発生される第1パルス信号PS11と、第2周期t12で発生される第2パルス信号PS12と、第3周期t13で発生される第3パルス信号PS13と、第4周期t14で発生される第4パルス信号PS14とから構成されている。
【0080】
第1パルス信号PS11は、上記した第1パルス信号PS1と同様であり、中間電位VM(本発明のベース電位の一種)で一定の前側定電位要素P21と、中間電位VMから微振動電位VB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微振動膨張要素P22と、微振動電位VBを保持する微振動ホールド要素P3と、微振動電位VBから中間電位VMまでインク滴を吐出させない程度の一定電位で電位を上昇させる微振動収縮要素P4と、中間電位VMで一定の後側定電位要素P5とから構成されている。そして、これらの波形要素の内、微振動膨張要素P22、微振動ホールド要素P23及び微振動収縮要素P24が微振動パルス信号VP2(微振動波形要素とも表現できる。図10(a)参照。)を構成する。
そして、この微振動パルス信号VP2が圧電振動子21に供給されると、圧力室33内のインクには多少の圧力変動が生じてメニスカスが微振動し、ノズル開口付近のインクが攪拌される。
【0081】
第2パルス信号PS12は、第1連結パルス信号として機能し、中間電位VMで一定の前側定電位要素P26と、中間電位VMから第2最大電位VH´までインク滴を吐出させない程度の一定勾配で電位を上昇させる第1連結要素要素P27と、最大電位VHで一定の後側定電位要素P28とから構成されている。ここで、第2最大電位VH´は、本発明における駆動電位の一種であり、最大電位VHよりも少し低い電位に設定される。
【0082】
第3パルス信号PS13は、第2最大電位VH´で一定の前側定電位要素P29と、第2最大電位VH´から最低電位VLまで一定の急勾配で電位を下降させる引き込み要素P30と、最低電位VLを極く短時間保持する引き込みホールド要素P31と、最低電位VLから吐出収縮電位VF1まで一定の急勾配で電位を上昇させる吐出収縮要素P32と、吐出収縮電位VF1を極く短時間保持する第1吐出ホールド要素P33と、吐出収縮電位VF1から吐出膨張電位VF2まで一定の急勾配で電位を下降させる吐出膨張要素P34と、吐出膨張電位VF2を極く短時間保持する第2吐出ホールド要素P35と、吐出膨張電位VF2から最大電位VHまで一定の勾配で電位を上昇させる第1制振要素P36と、最大電位VHを保持する制振ホールド要素P37と、最大電位VHから第2最大電位VH´まで一定の勾配で電位を下降させる第2制振要素P38と、第2最大電位VH´で一定の後側定電位要素P39とから構成されている。
そして、これらの波形要素の内、引き込み要素P30から第2制振要素P38までの各波形要素は、吐出パルス信号(吐出波形要素)DP2を構成する。この吐出パルス信号DP2は、インク滴を吐出させるためのパルス信号であり、本実施形態では始終端が第2最大電位VH´に設定されている。
【0083】
この吐出パルス信号DP2が供給されると、圧電振動子21は、上記の吐出パルス信号DP1が供給された場合と同様に動作し、ノズル開口21から極く少量のインク滴を吐出させる。
即ち、圧電振動子21は、引き込み要素P30の供給によって収縮状態の圧力室33を大きく急速に膨張させ、吐出収縮要素P32の供給によって圧力室33を急速に収縮させる。続いて、圧電振動子21は、吐出膨張要素P34の供給によって圧力室33を再度膨張させ、第1制振要素P36の供給によって圧力室33を最小容積にする。その後、圧電振動子21は、制振ホールド要素P37で規定される時間の経過後に圧力室33を第2最大電位VH´で規定される容積まで戻す。
【0084】
第4パルス信号PS14は、第2連結パルス信号として機能し、第2最大電位VH´で一定の前側定電位要素P40と、第2最大電位VH´から中間電位VM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第2連結要素P41と、中間電位VMで一定の後側定電位要素P42とから構成されている。
この第4パルス信号PS14の供給によって圧電振動子21は中間電位VMに対応する定常状態に戻る。その結果、圧力室33は最大電位VHに対応する収縮容積から定常容積まで膨張復帰する。
【0085】
次に、各パルス信号PS11〜PS14の選択動作、即ち、駆動信号供給手段(波形要素供給手段)及び連結パルス信号供給手段(デコーダ45,制御ロジック46,レベルシフタ47,スイッチ回路48,以下同様。)の動作について説明する。
【0086】
本実施形態でも上記の第1実施形態と同様に、駆動信号供給手段及び連結パルス信号供給手段は次回記録周期Tでの記録或いは非記録の情報に基づいて選択するパルス信号PS11〜PS14を決める。即ち、デコーダ45は、記録データが[00]の場合に選択データ[1000]を生成し、記録データが[01]の場合に選択データ[0100]を生成する。また、記録データが[10]の場合に選択データ[0011]を生成し、記録データが[11]の場合には選択データ[0010]を生成する。
【0087】
従って、非記録が続く場合には、図10(a)に示すように、微振動パルス信号VP2(第1パルス信号PS11)のみが圧電振動子21に供給され、今回記録周期Tの終了時振動子電位は中間電位VMとなる。また、今回記録周期Tが非記録であり次回記録周期Tが記録の場合には、図10(b)に示すように、第2パルス信号(第1連結パルス信号)PS12が圧電振動子21に供給され、今回記録周期Tの終了時振動子電位は第2最大電位VH´となる。
同様に、今回記録周期Tが記録であり次回記録周期Tが非記録の場合には、図10(c)に示すように、吐出パルス信号DP2(第3パルス信号PS13)と第4パルス信号(第2連結パルス信号)PS14とが圧電振動子21に供給されて今回記録周期Tの終了時振動子電位は中間電位VMとなり、今回記録周期T及び次回記録周期Tで記録が連続する場合には、図10(d)に示すように、第3パルス信号PS13だけが圧電振動子21に供給されて今回記録周期Tの終了時振動子電位は第2最大電位VH´となる。
【0088】
これにより、本実施形態でも非記録が続く場合には、振動子電位が中間電位VMに調整されるので圧電振動子21への負担が軽減される。また、記録が続く場合には、第3パルス信号PS13を供給していない期間において振動子電位が第2最大電位VH´で一定になる。さらに、次回記録周期Tにおいて記録状態が切り変わる際には、今回記録周期Tの中で電位が調整されるので、短時間での電位の高低が防止される。
その結果、始終端電位が中間電位VMよりも高い第2最大電位VH´とされた吐出パルス信号DP2によって圧電振動子21を高周波駆動しても、圧電振動子21を保護できる。さらに、振動子電位の短時間での高低が減少することから圧力室33内のインク圧力が安定しやすくなり、インク滴の吐出曲がりも防止できる。
【0089】
次に、この第2実施形態の動作について、プリンタコントローラ1からのデータの送信方法、及び、記録ヘッド8内での記録データの使用方法を中心に説明する。
【0090】
本実施形態において、制御部6は、1行(1パス)の記録データが得られたならば、初期化手段として機能し、各ラッチ回路43,44にリセット信号を出力する。これにより、各ラッチ回路43,44の記憶内容はクリアされ[0](非記録)のデータがセットされる。各ラッチ回路43,44をリセットしたならば制御部6は、1ドット目の記録データ(二値データ)を全てのノズル開口分送信する。この送信された記録データはシフトレジスタ回路51にセットされる。
【0091】
シフトレジスタ回路51に全ノズル分の記録データをセットしたならば、制御部6は、各ラッチ回路43,44にラッチ信号を出力する。このラッチ信号の受信により、第1ラッチ回路43は第2ラッチ回路44の記録データをラッチし、第2ラッチ回路44はシフトレジスタ回路51にセットされた1ドット目の記録データをラッチする。つまり、第2ラッチ回路44の記録データが第1ラッチ回路43に移動し、シフトレジスタ回路51の記録データが第2ラッチ回路44に移動する。
【0092】
なお、各ラッチ回路43,44のリセットは、ラッチ信号の出力前に行えばよい。例えば、シフトレジスタ回路51に1ドット目の記録データをセットしている最中にリセットしてもよいし、1ドット目の記録データをセットした直後にリセットしてもよい。
【0093】
ラッチ信号の受信を契機にデコーダ45は、第1ラッチ回路43がラッチしたデータを今回記録周期Tの記録データとし、第2ラッチ回路44がラッチしたデータ(1ドット目の記録データ)を次回記録周期Tの記録データとしてパルス信号PS11〜PS14の選択を行う。これにより、1ドット目の記録に対する準備が行われる。
【0094】
次に制御部6は、2ドット目の記録データをシフトレジスタ回路51にセットし、各ラッチ回路43,44にラッチ信号を出力する。このラッチ信号の受信により、第1ラッチ回路43は1ドット目の記録データをラッチし、第2ラッチ回路44は2ドット目の記録データをラッチする。その結果、1ドット目の記録が行われると共に、2ドット目の記録に対する準備が行われる。
【0095】
以後、同様にして記録動作が行われる。そして、制御部6は、最終ドット(1行の終端)の記録データの後に、終了時ダミーデータとして[0]を1ドット分(つまり、1ビット)追加する。これにより、最終ドットの記録データが第1ラッチ回路43にラッチされた状態で、終了時ダミーデータが第2ラッチ回路44にラッチされる。従って、最終ドットに対する記録終了時において、全ての圧電振動子21…の電位を中間電位VMに揃えることができ、次行(次パス)の記録時において、振動子電位と駆動信号の始端電位とのギャップに起因する圧電振動子21の異常変形を防止できる。
【0096】
このように、本実施形態でも、対応する記録データが不定となってしまう不具合が防止できるし、次行への繋ぎも円滑に行うことができる。
【0097】
なお、この第2実施形態においては、1行の記録開始前(1ドット目の記録データをラッチさせる前)に各ラッチ回路43,44をリセットしているので、終了時ダミーデータを省略してもよい。
【0098】
次に、本発明の第3実施形態について説明する。この第3実施形態は、多階調の記録を行えるプリンタに本発明を適用したものである。この第3実施形態は、基本的に上記した各実施形態と同じ構成であるが、駆動信号COMの波形形状と、記録データ記憶手段の構成が相違する。
【0099】
まず、図11の機能ブロック図に基づいて構成上の相違点について説明する。この第2実施形態のプリンタでは、記録ヘッド8の電気的構成が上記した第1実施形態と相違している。即ち、この記録ヘッド8は、第1シフトレジスタ61及び第2シフトレジスタ62からなるシフトレジスタ回路と、第1ラッチ回路63、第2ラッチ回路64及び第3ラッチ回路65とからなるラッチ回路と、OR回路66と、デコーダ45と、制御ロジック46と、レベルシフタ47と、スイッチ回路48と、圧電振動子21とを備えている。
【0100】
本実施形態において、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階調で表すことができる。そして、この階調データは、上位ビットと下位ビットとに分けられて第1ラッチ回路63と第2ラッチ回路64にラッチ(記憶)される。即ち、階調データにおける上位ビットのデータ群が第2ラッチ回路64にラッチされ、下位ビットのデータ群が第1ラッチ回路63にラッチされる。
【0101】
そして、各シフトレジスタ61,62、各ラッチ回路63〜65、OR回路66、レベルシフタ47、スイッチ回路48、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。例えば、図12(a)に示すように、第1ラッチ回路63は複数の第1ラッチ素子63A〜63Nを備え、第2ラッチ回路64は複数の第2ラッチ素子64A〜64Nを備えている。また、第3ラッチ回路65は複数の第3ラッチ素子65A〜65Nを備え、OR回路66は複数のORゲート66A〜66Nを備えている。
【0102】
第1シフトレジスタ61には第1ラッチ回路63が電気的に接続され、第2シフトレジスタ62には第2ラッチ回路64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(制御部6)からの第1ラッチ信号(LAT1)が両ラッチ回路に入力されると、第1ラッチ回路63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2ラッチ回路64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する。このような動作をする第1シフトレジスタ61及び第1ラッチ回路63と、第2シフトレジスタ62及び第2ラッチ回路64の組は、今回記録周期Tにおける記録データ(即ち、階調データ)を記憶する階調データ記憶手段(記録データ記憶手段の一種)として機能する。
【0103】
上記のOR回路66は、第1ラッチ回路63及び第2ラッチ回路64がラッチした階調データに基づき、この階調データが記録を示すのか、非記録を示すのかを判定する。即ち、その記録周期Tでの記録の有無を判定する記録状態判定手段として機能する。
【0104】
本実施形態では、上記したように、非記録の階調データが[00]、小ドットの階調データが[01]、中ドットの階調データが[10]、及び、大ドットの階調データが[11]である。つまり、記録を行う階調データには[1]のデータが含まれている。そして、このOR回路66は、上記したようにノズル開口30に対応した複数のORゲート66A〜66Nを有し、各ORゲート66A〜66Nの一方の入力端子が、対応する第1ラッチ素子63A〜63Nに電気的に接続されている。同様に、他方の入力端子が対応する第2ラッチ素子64A〜64Nに電気的に接続されている。このため、図12(b)に示すように、第1ラッチ回路63がラッチした階調データの下位ビットと、第2ラッチ回路64がラッチした階調データの上位ビットとの論理和をOR回路66で演算すると、このOR回路66からの出力(演算結果)は、非記録の場合に[0]となり、小ドット〜大ドットの何れかを記録する場合に[1]となる。このため、OR回路66からの出力は、その記録周期Tでの記録の有無を示す判定データとして機能する。
【0105】
そして、第3ラッチ回路65は、プリンタコントローラ1(制御部6)からの第2ラッチ信号(LAT2)の受信を契機に、OR回路66からの出力をラッチする。つまり、記録の有無を示す判定データをラッチする。ここで、第2ラッチ信号は、後述するように第1ラッチ信号の供給に先立って第3ラッチ回路65に供給される。即ち、第3ラッチ回路65は、今回記録周期Tの階調データが新たに第1ラッチ回路63及び第2ラッチ回路64へラッチされる直前で階調データをラッチする。このため、OR回路66からの出力は前回記録周期Tにおける記録の有無を示す判定データとなり、第3ラッチ回路65にラッチされるデータは前回記録周期Tにおける記録の有無を示す履歴データとなる。
【0106】
以上から、第3ラッチ回路65は履歴データ記憶手段(記録データ記憶手段の一種)として機能する。また、OR回路66は前回記録周期Tの履歴データを生成する履歴データ生成手段ということもできる。
【0107】
そして、この記録ヘッド8は、プリンタコントローラ1からの記録データ(SI)に基づいてインク滴を吐出させる。
【0108】
本実施形態でも、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からの記録データが発振回路7からのクロック信号(CK)に同期してシフトレジスタ回路にシリアル伝送される。この記録データは、全ノズル開口30…の上位ビットのデータ群と、下位ビットのデータ群とから構成され、先ず下位ビットのデータ群が第2シフトレジスタ62にセットされ、その後、上位ビットのデータ群が第2シフトレジスタ62にセットされる。従って、上位ビットのデータ群が第2シフトレジスタ62にセットされると、これに伴って下位ビットのデータ群がシフトして順次第1シフトレジスタ61にセットされる。
【0109】
階調データにおける上位ビットのデータ群が第2シフトレジスタ62にセットされ、下位ビットのデータ群が第1シフトレジスタ61にセットされたならば、或いは、これらのデータ群の各シフトレジスタ61,62へのセット中において、プリンタコントローラ1の制御部6は第2ラッチ信号を出力する。この第2ラッチ信号により、第3ラッチ回路65は、書き換えられる直前の階調データに基づく判定結果(OR回路66からの出力)を、前回記録周期Tでの履歴データとしてラッチする。第3ラッチ回路65が履歴データをラッチし、今回記録周期Tにおける階調データが各シフトレジスタ61,62回路にセットされたならば、制御部6は第1ラッチ信号を出力する。この第1ラッチ信号により、第1ラッチ回路63は階調データの下位ビットをラッチし、第2ラッチ回路64は階調データの上位ビットをラッチする。
【0110】
これらの第1ラッチ回路63、第2ラッチ回路64、及び、第3ラッチ回路65にラッチされた階調データ及び履歴データは、図13に示すように、それぞれデコーダ45に入力される。本実施形態では、最下位ビット(ビット0)を第1ラッチ回路63にラッチされている階調データの下位ビットとしている。また、2番目のビット(ビット1)を第2ラッチ回路64がラッチした階調データの上位ビットとし、最上位ビット(ビット2)を第3ラッチ回路65がラッチした履歴データとしている。
なお、デコーダ45に入力するデータの内容はこれに限らず、任意に設定できる。例えば、履歴データをビット0とすると共に、階調データをビット1及びビット2としてもよい。
【0111】
そして、デコーダ45は、選択データ生成手段(波形要素選択データ生成手段,翻訳手段とも表現できる。)として機能し、履歴データと今回記録周期Tの階調データとからパルス信号PS20〜PS25(図14参照)を選択するための選択データを生成する。即ち、デコーダ45は、各ラッチ回路63,64,65がラッチした合計3ビットのデータに基づいて翻訳を行い、6ビットの選択データを生成する。
【0112】
この選択データの各ビットは、各パルス信号PS20〜PS25に対応している。本実施形態では、最上位ビット(ビット5)が準備パルス信号PS20に対応し、5番目のビット(ビット4)が第1パルス信号PS21に対応している。そして、4番目のビット(ビット3)が第2パルス信号PS22に対応し、3番目のビット(ビット2)が第3パルス信号PS23に対応している。同様に、2番目のビット(ビット1)が第4パルス信号PS24に対応し、最下位ビット(ビット0)が第5パルス信号PS25に対応している。
【0113】
また、デコーダ45には、制御ロジック46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46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、第1ラッチ信号(LAT1)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。
【0114】
そして、本実施形態でも、上記のデコーダ45、制御ロジック46、レベルシフタ47、及び、スイッチ回路48が、本発明の駆動信号供給手段(波形要素供給手段)及び連結パルス信号供給手段(振動子電位調整手段の一種)として機能しており、履歴データと階調データに基づいてパルス信号PS20〜PS25を駆動信号COMから選択し、選択したパルス信号を圧電振動子21に供給する。
【0115】
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COMにおけるパルス信号PS20〜PS25の選択動作について説明する。
【0116】
まず、駆動信号COMについて説明する。図14に例示した駆動信号COMも複数の波形要素によって構成される一連の信号である。そして、本実施形態の駆動信号COMは、記録周期T内の準備周期t20で発生される準備パルス信号PS20と、第1周期t21で発生される第1パルス信号PS21と、第2周期t22で発生される第2パルス信号PS22と、第3周期t23で発生される第3パルス信号PS23と、第4周期t24で発生される第4パルス信号PS24と、第5周期t25で発生される第5パルス信号PS25とから構成されている。
【0117】
準備パルス信号PS20は、中間電位VMで一定の前側定電位要素P50aと、中間電位VMから最低電位VLまで可及的急勾配で電位を下降させる接続要素50bとから構成される。
ここで、最低電位VLは駆動信号COM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VMは吐出パルス信号(吐出波形要素)DP3〜DP5の始終端電位であり、本発明の駆動電位の一種である。
なお、この準備パルス信号PS20は圧電振動子21には供給されない。
【0118】
第1パルス信号PS21は、第1連結パルス信号の一種であり、後述する吐出パルス信号(第1吐出パルス信号DP3)の一部を構成する。そして、この第1パルス信号PS21は、最低電位VLで一定の前側定電位要素51と、最低電位VLから中間電位VMまでインク滴を吐出させない程度の一定勾配で電位を上昇させる第1連結要素P52と、中間電位VMで一定の後側定電位要素53とから構成される。
【0119】
第2パルス信号PS22は、中間電位VMで一定の前側定電位要素P54と、中間電位VM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第2連結要素P55と、最低電位VLで一定の後側定電位要素P56とから構成される。
【0120】
第3パルス信号PS23は、最低電位VLで一定の前側定電位要素P57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第1吐出要素P58と、最大電位VHを所定時間保持する第1制振ホールド要素P59と、最大電位VHから中間電位VMまで一定勾配で電位を下降させる第1制振要素P60と、中間電位VMで一定の後側定電位要素P61とから構成される。
【0121】
第4パルス信号PS24は、中間電位VMで一定の前側定電位要素P62と、中間電位VM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第1膨張要素P63と、最低電位VLを保持する第1膨張ホールド要素P64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第2吐出要素P65と、最大電位VHを所定時間保持する第2制振ホールド要素P66と、最大電位VHから中間電位VMまで一定勾配で電位を下降させる第2制振要素P67と、中間電位VMで一定の後側定電位要素P68とから構成される。
【0122】
第5パルス信号PS25は、中間電位VMで一定の前側定電位要素P69と、中間電位VM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第2膨張要素P70と、最低電位VLを保持する第2膨張ホールド要素P71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第3吐出要素P72と、最大電位VHを所定時間保持する第3制振ホールド要素P73と、最大電位VHから中間電位VMまで一定勾配で電位を下降させる第3制振要素74と、中間電位VMで一定の後側定電位要素P75とから構成される。
【0123】
この駆動信号COMは、複数の駆動パルス信号を含んでいる。即ち、図15及び図16に示すように、駆動信号COMは、ノズル開口付近のインク増粘を防止するための微振動パルス信号VP3と、インク滴を吐出させるための吐出パルス信号(第1吐出パルス信号DP3,第2吐出パルス信号DP4,第3吐出パルス信号DP5)とを含んでいる。
【0124】
上記の微振動パルス信号VP3は、第1パルス信号PS21の第1連結要素P52及び後側定電位要素53と、第2パルス信号PS22の前側定電位要素P54及び第2連結要素P55とによって構成される。
【0125】
従って、この微振動パルス信号VP3を圧電振動子21に供給するためには、駆動信号COMを構成する準備パルス信号PS20〜第5パルス信号PS25の中から第1パルス信号PS21と第2パルス信号PS22とを選択する。そして、この微振動パルス信号VP3が圧電振動子21に供給されると、ノズル開口付近のインクが攪拌される。
【0126】
即ち、第1連結要素P52の供給に伴って圧電振動子21が変形し、圧力室33は、最低電位VLで規定される最大容積から中間電位VMで規定される基準容積まで比較的緩やかに収縮する。この圧力室33の収縮によって圧力室33内のインクが少し加圧され、メニスカスが吐出側に僅かに移動する。次に、後側定電位要素53と前側定電位要素P54とが続けて供給され、この供給期間に亘って圧力室33の収縮状態が維持される。そして、第2連結要素P55の供給に伴って、圧力室33は、基準容積から最大容積まで比較的緩やかに膨張する。この圧力室33の膨張によって圧力室33内のインクが少し減圧され、メニスカスは圧力室33側に僅かに移動する。このようなメニスカスの移動により、ノズル開口付近のインクが攪拌され、インクの増粘が防止される。
【0127】
上記の第1吐出パルス信号DP3は、第2パルス信号PS22の第2連結要素P55及び後側定電位要素P56と、第3パルス信号PS23の前側定電位要素P57、第1吐出要素P58、第1制振ホールド要素P59及び第1制振要素P60とによって構成される。
【0128】
そして、この第1吐出パルス信号DP3を圧電振動子21に供給するためには、駆動信号COMを構成する準備パルス信号PS20〜第5パルス信号PS25の中から第2パルス信号PS22と第3パルス信号PS23とを選択する。この第1吐出パルス信号DP3が圧電振動子21に供給されると、例えば13pL(ピコリットル)程度のインク滴がノズル開口30から吐出される。
【0129】
即ち、第2連結要素P55の供給に伴い、圧力室33は、基準容積から最大容積まで比較的緩やかに膨張する。次に、後側定電位要素P56と前側定電位要素P57とが続けて供給され、これらの供給期間に亘って圧力室33の膨張状態が維持される。そして、第1吐出要素P58の供給に伴って、圧力室33は、最大容積から最大電位VHで規定される最小容積まで急激に収縮する。この圧力室33の急激な収縮によって圧力室33内のインクが強く加圧される。この加圧によって押し出されたインクがノズル開口30からインク滴として吐出される。そして、第1制振ホールド要素P59によって圧力室33の収縮状態が維持され、インク滴吐出後のインク圧力の変動を打ち消し得るタイミングで第1制振要素P60が供給される。この第1制振要素P60の供給によって圧力室33は最小容積から基準容積まで膨張し、この膨張に伴うインクの減圧によってインク圧力の変動が効率よく打ち消される。
【0130】
上記の第2吐出パルス信号DP4は、上記の第1吐出パルス信号DP3と同じ波形形状に設定されている。即ち、この第2吐出パルス信号DP4は、第4パルス信号PS24の第1膨張要素P63、第1膨張ホールド要素P64、第2吐出要素P65、第2制振ホールド要素P66及び第2制振要素P67によって構成される。そして、第1膨張要素P63は上記の第2連結要素P55に対応し、第1膨張ホールド要素P64は上記の後側定電位要素P56及び前側定電位要素P57に対応し、電位差や供給時間が揃えられている。また、第2吐出要素P65、第2制振ホールド要素P66及び第2制振要素P67はそれぞれ、第1吐出要素P58、第1制振ホールド要素P59及び第1制振要素P60に対応する。
【0131】
そして、この第2吐出パルス信号DP4を圧電振動子21に供給するためには、駆動信号COMを構成する準備パルス信号PS20〜第5パルス信号PS25の中から第4パルス信号PS24を選択する。この第2吐出パルス信号DP4が圧電振動子21に供給されると、例えば13pL程度のインク滴がノズル開口30から吐出される。
【0132】
簡単に説明すると、第1膨張要素P63の供給に伴って圧力室33が基準容積から最大容積まで膨張し、第1膨張ホールド要素P64の供給によって圧力室33の膨張状態が維持される。その後、インク滴を吐出させるべく第2吐出要素P65が供給され、圧力室33が最小容積まで急激に収縮する。そして、第2制振ホールド要素P66の供給期間中に亘って収縮状態が維持され、インク滴吐出後のインク圧力の変動を抑えるべく第2制振要素P67が供給され、圧力室33が基準容積まで膨張する。
【0133】
上記の第3吐出パルス信号DP5も、上記の第1吐出パルス信号DP3及び第2吐出パルス信号DP4と同じ波形形状に設定されている。即ち、この第3吐出パルス信号DP5は、第5パルス信号PS25の第2膨張要素P70、第2膨張ホールド要素P71、第3吐出要素P72、第3制振ホールド要素P73、第3制振要素74によって構成される。そして、第2膨張要素P70は上記の第2連結要素P55に対応し、第2膨張ホールド要素P71は、上記の後側定電位要素P56及び前側定電位要素P57に対応している。また、第3吐出要素P72、第3制振ホールド要素P73及び第3制振要素74はそれぞれ、第1吐出要素P58、第1制振ホールド要素P59及び第1制振要素P60に対応している。
【0134】
そして、この第3吐出パルス信号DP5を圧電振動子21に供給するためには、駆動信号COMを構成する準備パルス信号PS20〜第5パルス信号PS25の中から第5パルス信号PS25を選択する。この第3吐出パルス信号DP5が圧電振動子21に供給されると、例えば13pL程度のインク滴がノズル開口30から吐出される。
【0135】
そして、本実施形態では、今回記録周期Tにおける階調データが非記録を示す場合(階調値[00]の場合)には、通常、上記の微振動パルス信号VP3を圧電振動子21に供給してメニスカスを微振動させる。また、階調データが小ドットを示す場合(階調値[01]の場合)には、上記の第2吐出パルス信号DP4のみを圧電振動子21に供給してインク滴を1回吐出させる。また、階調データが中ドットを示す場合(階調値[10]の場合)には、第1吐出パルス信号DP3と第2吐出パルス信号DP4とを圧電振動子21に供給してインク滴を2回吐出させ、階調データが大ドットを示す場合(階調値[11]の場合)には、第1吐出パルス信号DP3、第2吐出パルス信号DP4及び第3吐出パルス信号DP5を圧電振動子21に供給してインク滴を3回吐出させる。
【0136】
以下、この制御について説明する。
【0137】
本実施形態において駆動信号供給手段(波形要素供給手段)及び連結パルス信号供給手段(デコーダ45,制御ロジック46,レベルシフタ47,スイッチ回路48)は、前回記録周期T(本発明における先の記録周期に相当)での履歴データ及び今回記録周期T(本発明における後の記録周期に相当)における階調データに基づき、選択するパルス信号PS20〜PS25を決めている。これは、今回記録周期Tにおける駆動信号COMの供給開始電位が記録階調(階調データ)に応じて異なり、また、前回記録周期Tの終了時点における振動子電位も記録階調に応じて異なっているからである。
【0138】
例えば、今回記録周期Tが非記録の場合、駆動信号COMの供給開始電位は第1パルス信号PS21の始端電位である最低電位VLとなる。また、小ドットの場合、供給開始電位は、第4パルス信号PS24の始端電位である中間電位VMとなる。同様に、中ドット及び大ドットの場合も、供給開始電位は、第2パルス信号PS22の始端電位である中間電位VMとなる。
【0139】
一方、前回記録周期Tの終了時振動子電位については、前回記録周期Tが非記録であった場合、微振動パルス信号VP3の終端電位である最低電位VLとなる。また、前回記録周期Tで小ドット〜大ドットの何れかのドットを記録した場合には、終了時振動子電位は、吐出パルス信号の終端電位である中間電位VMとなる。
【0140】
従って、前回記録周期Tにおける記録の有無を考慮せずに今回記録周期Tの吐出制御を行ってしまうと、駆動信号COMの電位と振動子電位との間に大きなギャップが生じてしまい、振動子電位の急激な下降や上昇が生じてしまう。
例えば、前回記録周期Tの終了時振動子電位が中間電位VMであるにも拘わらず、今回記録周期Tで第1パルス信号PS21を供給した場合には、振動子電位は中間電位VMから最低電位VLまで急激に下降してしまう。この場合、圧電振動子21が大きく変形して圧力室33が急激に膨張し、圧力室内のインクに無用な圧力変動が生じてしまう。また、圧電振動子21に過度な負担がかかるので、寿命を縮めてしまう虞もある。
同様に、前回記録周期Tの終了時振動子電位が最低電位VLであるにも拘わらず、今回記録周期Tで第1パルス信号PS21を供給せずに第2パルス信号PS22から供給した場合には、振動子電位は最低電位VLから中間電位VMまで急激に上昇してしまう。やはり、この場合にも、圧力室内のインクに無用な圧力変動が生じるし、圧電振動子21の寿命を縮めてしまう虞もある。
【0141】
このような事情に鑑み、本実施形態では、前回記録周期Tにおける記録の有無を示す履歴データを今回記録周期Tの階調データに加味して選択データを生成し、今回記録周期Tが非記録の場合に振動子電位をベース電位に調整し、今回記録周期Tが記録の場合に吐出パルス信号の供給に先立って振動子電位を駆動電位に調整する。
【0142】
例えば、前回記録周期Tが非記録であって今回記録周期Tが記録の場合には、第1連結パルス信号としての第1パルス信号PS21(第1連結要素P52)を圧電振動子21に供給する。これにより、振動子電位を最低電位VL(ベース電位)から中間電位VM(駆動電位)まで上昇させ、振動子電位と駆動信号COM(吐出パルス信号DP3〜DP5)の電位とのギャップが生じないようにしている。一方、前回記録周期Tが記録であって今回記録周期Tが非記録の場合には、第2連結パルス信号としての第2パルス信号PS22(第2連結要素P55)を圧電振動子21に供給することで、振動子電位を中間電位VMから最低電位VLまで下降させ、振動子電位を積極的に低く保っている。
【0143】
以下、この制御について具体的に説明する。まず、前回記録周期Tが非記録の場合における制御について説明する。
【0144】
例えば、前回記録周期Tの履歴データが非記録を示す[0]であり、今回記録周期Tの階調データが非記録を示す[00]であった場合には、デコーダ45は選択データ[011000]を生成する。これにより、準備パルス信号PS20〜第5パルス信号PS25の中から第1パルス信号PS21と第2パルス信号PS22とが選択されて圧電振動子21に供給される。即ち、図15に示すように、期間t21及び期間t22においてスイッチ回路48がオン状態となって駆動信号COMが圧電振動子21に供給され、期間t20,期間t23〜期間t25においてはスイッチ回路48がオフ状態となって駆動信号COMの圧電振動子21への供給が停止される。
【0145】
その結果、圧電振動子21には、上記の微振動パルス信号VP3が供給され、ノズル開口付近でのインクの攪拌が行われる。また、微振動パルス信号VP3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。
【0146】
また、前回記録周期Tの履歴データが非記録を示す[0]であり、今回記録周期Tの階調データが小ドットを示す[01]であった場合には、デコーダ45は選択データ[010010]を生成する。これにより、準備パルス信号PS20〜第5パルス信号PS25の中から第1パルス信号PS21と第4パルス信号PS24とが選択されて圧電振動子21に供給される。即ち、図16(a)に示すように、期間t21及び期間t24においてスイッチ回路48がオン状態となって駆動信号COMが圧電振動子21に供給され、期間t20,期間t22,期間t23,期間t25においてはスイッチ回路48がオフ状態となって駆動信号COMの圧電振動子21への供給が停止される。
【0147】
これにより、振動子電位は、期間t21において最低電位VLから中間電位VMまで上昇し、期間t22,期間t23においてこの中間電位VMを保持する。その後、期間t24において駆動信号COM、即ち、第2吐出パルス信号DP4の供給が開始されるが、供給開始時点における振動子電位と第2吐出パルス信号DP4の始端電位は共に中間電位VMで揃っている。
【0148】
このため、振動子電位を急激に変化させることなく、第2吐出パルス信号DP4を圧電振動子21へ円滑に供給できる。即ち、期間t21にて第1パルス信号(第1連結パルス信号)PS21を供給して振動子電位を中間電位VMに調整し、その後に第2吐出パルス信号DP4を供給しているので、前回記録周期Tにおける終了時振動子電位が最低電位VLとなっていても圧電振動子21に負担を掛けることなく、第2吐出パルス信号DP4を供給できる。
【0149】
そして、期間t24で第2吐出パルス信号DP4が供給されてインク滴が吐出されると、期間t25でスイッチ回路48がオフ状態になる。この期間t25における振動子電位は、直前に供給された第2吐出パルス信号DP4の終端電位である中間電位VMとなる。
【0150】
また、前回記録周期Tの履歴データが非記録を示す[0]であり、今回記録周期Tの階調データが中ドットを示す[10]であった場合には、デコーダ45は選択データ[011110]を生成する。これにより、準備パルス信号PS20〜第5パルス信号PS25の中から第1パルス信号PS21〜第4パルス信号PS24の4つのパルス信号が選択されて圧電振動子21に供給される。即ち、図16(b)に示すように、期間t21から期間t24においてスイッチ回路48がオン状態となって駆動信号COMが圧電振動子21に供給され、期間t20,期間t25においてはスイッチ回路48がオフ状態となって駆動信号COMの圧電振動子21への供給が停止される。
【0151】
これにより、期間t21において、第1パルス信号(第1連結パルス信号)PS21が圧電振動子21に供給されるため、振動子電位は、最低電位VLから中間電位VMまで上昇する。その後、期間t22,期間t23において、圧電振動子21には第1吐出パルス信号DP3が供給される。そして、この第1吐出パルス信号DP3の供給開始時点の振動子電位と、第1吐出パルス信号DP3の始端電位とは共に中間電位VMで揃っているので、この場合においても、振動子電位を急激に変化させることなく、第1吐出パルス信号DP3を円滑に供給できる。
【0152】
第1吐出パルス信号DP3が供給されて1個目のインク滴が吐出されると、期間t24において第2吐出パルス信号DP4が供給されるが、第1吐出パルス信号DP3の終端電位と第2吐出パルス信号DP4の始端電位は共に中間電位VMであるので、ここでも第2吐出パルス信号DP4を円滑に供給できる。
【0153】
そして、期間t24で第2吐出パルス信号DP4が供給され2個目のインク滴が吐出されると、期間t25でスイッチ回路48がオフ状態になる。この期間t25における振動子電位は、直前に供給された第2吐出パルス信号DP4の終端電位である中間電位VMとなる。
【0154】
また、前回記録周期Tの履歴データが非記録を示す[0]であり、今回記録周期Tの階調データが大ドットを示す[11]であった場合には、デコーダ45は選択データ[011111]を生成する。これにより、第1パルス信号PS21〜第5パルス信号PS25が選択されて圧電振動子21に供給される。即ち、図16(c)に示すように、期間t21から期間t25の期間においてスイッチ回路48がオン状態となって駆動信号COMが圧電振動子21に供給される。
【0155】
これにより、期間t21において圧電振動子21には第1パルス信号PS21が供給され、振動子電位は最低電位VLから中間電位VMまで上昇する。その後、期間t22,期間t23において、圧電振動子21には第1吐出パルス信号DP3が供給される。また、期間t24では第2吐出パルス信号DP4が供給され、期間t25では第3吐出パルス信号DP5が供給される。
そして、この大ドットの記録時においても、中ドットの記録時と同様に、各吐出パルス信号の供給開始時点における振動子電位と、各吐出パルス信号の始端電位とが共に中間電位VMで揃っているので、振動子電位を急激に変化させることなく、各吐出パルス信号を円滑に供給できる。
【0156】
次に、前回記録周期Tが記録の場合における制御について説明する。
【0157】
例えば、前回記録周期Tの履歴データが記録を示す[1]であり、今回記録周期Tの階調データが非記録を示す[00]であった場合には、デコーダ45は選択データ[001000]を生成する。これにより、準備パルス信号PS20〜第5パルス信号PS25の中から第2パルス信号PS22が選択されて圧電振動子21に供給される。即ち、図17に示すように、期間t22においてスイッチ回路48がオン状態となって駆動信号COMが圧電振動子21に供給され、期間t20,期間t21及び期間t23〜期間t25においてはスイッチ回路48がオフ状態となって駆動信号COMの圧電振動子21への供給が停止される。
【0158】
その結果、圧電振動子21には、第2連結パルス信号としての第2パルス信号PS22(第2連結要素P55)が供給され、振動子電位が中間電位VMから最低電位VLに下降する。即ち、階調データが非記録を示す[00]ではあるが、微振動パルス信号VP3は供給しない。そして、第2パルス信号PS22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。
【0159】
また、前回記録周期Tの履歴データが記録を示す[1]であり、今回記録周期Tの階調データが小ドットを示す[01]であった場合には、デコーダ45は選択データ[000010]を生成する。これにより、準備パルス信号PS20〜第5パルス信号PS25の中から第4パルス信号PS24が選択されて圧電振動子21に供給される。即ち、図18(a)に示すように、期間t24においてスイッチ回路48がオン状態となって駆動信号COMが圧電振動子21に供給され、期間t20〜期間t23、及び、期間t25においてはスイッチ回路48がオフ状態となって駆動信号COMの圧電振動子21への供給が停止される。
【0160】
この場合、期間t20〜期間t23における振動子電位は、前回記録周期Tの終了時点の電位である中間電位VMで保持される。そして、期間t24から第2吐出パルス信号DP4の供給が開始されるが、このとき、供給開始時点における振動子電位と第2吐出パルス信号DP4の始端電位は共に中間電位VM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、第2吐出パルス信号DP4を円滑に供給できる。
【0161】
また、前回記録周期Tの履歴データが記録を示す[1]であり、今回記録周期Tの階調データが中ドットを示す[10]であった場合には、デコーダ45は選択データ[001110]を生成する。これにより、準備パルス信号PS20〜第5パルス信号PS25の中から第2パルス信号PS22〜第4パルス信号PS24の3つのパルス信号が選択されて圧電振動子21に供給される。即ち、図18(b)に示すように、期間t22から期間t24に亘ってスイッチ回路48がオン状態となって駆動信号COMが圧電振動子21に供給される。一方、期間t20,期間t21及び期間t25においてはスイッチ回路48がオフ状態となって駆動信号COMの圧電振動子21への供給が停止される。
【0162】
この場合、期間t20及び期間t21における振動子電位は、前回記録周期Tの終了時点の電位である中間電位VMで保持される。その後、期間t22,期間t23において、圧電振動子21には第1吐出パルス信号DP3が供給される。そして、この第1吐出パルス信号DP3の供給開始時点の振動子電位と第1吐出パルス信号DP3の始端電位は共に中間電位VMである。このため、振動子電位を急激に変化させることなく、第1吐出パルス信号DP3を円滑に供給できる。なお、以後は、上記した非記録/中ドットの場合と同様であるので、その説明は省略する。
【0163】
また、前回記録周期Tの履歴データが記録を示す[1]であり、今回記録周期Tの階調データが大ドットを示す[11]であった場合には、デコーダ45は選択データ[001111]を生成する。これにより、準備パルス信号PS20〜第5パルス信号PS25の中から第2パルス信号PS22〜第5パルス信号PS25の4つのパルス信号が選択されて圧電振動子21に供給される。即ち、図18(c)に示すように、期間t22から期間t25に亘ってスイッチ回路48がオン状態となって駆動信号COMが圧電振動子21に供給される。一方、期間t20及び期間t21においてはスイッチ回路48がオフ状態となって駆動信号COMの圧電振動子21への供給が停止される。
【0164】
この場合、期間t20及び期間t21における振動子電位は、前回記録周期Tの終了時点の電位である中間電位VMで保持される。その後、期間t22〜期間t25において、圧電振動子21には第1吐出パルス信号DP3〜第3吐出パルス信号DP5が供給される。そして、この場合にも、第1吐出パルス信号DP3の供給開始時点の振動子電位と、第1吐出パルス信号DP3の始端電位とは共に中間電位VMであり、第1吐出パルス信号DP3を円滑に供給できる。
なお、以後は、上記した非記録/大ドットの場合と同様であるので、その説明は省略する。
【0165】
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19(a)に示すように、各記録周期Tの始めに微振動パルス信号VP3が供給され、その後、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。
【0166】
また、上記の微振動パルス信号VP3は、振動子電位を調整するための第1パルス信号PS21(第1連結パルス信号)や第2パルス信号PS22(第2連結パルス信号)の一部分によって微振動パルス信号VP3を構成している。このため、これらの第1パルス信号PS21及び第2パルス信号PS22を多用途に用いることができ、限られた記録周期であっても複数の駆動パルスを効率よく収めることができる。
【0167】
また、前回記録周期Tが非記録であり、今回記録周期Tの階調データがドットの記録を示す場合には、例えば、図19(b),(c)に示すように、記録周期Tの始めに第1パルス信号PS21(第1連結パルス信号)が圧電振動子21に供給され、吐出パルス信号DP3〜DP5の供給に先立って、振動子電位を最低電位VLから中間電位VMまで上昇させている。このため、吐出パルス信号の供給を円滑に行うことができる。
【0168】
そして、上記の第1パルス信号PS21は、記録周期T内に1つ設ければ足り、限られた記録周期であっても複数の駆動パルス(VP3,DP3〜DP5)を効率よく収めることができる。さらに、上記の第2パルス信号PS22は、第1吐出パルス信号DP3の一部を構成している。このように、第2パルス信号PS22を多用途に用いているため、この点でも、限られた記録周期に複数の駆動パルスを効率よく収めることができる。
【0169】
また、前回記録周期Tでドットを記録し、今回記録周期Tの階調データが非記録を示す場合には、例えば、図20(a),(b)に示すように、今回記録周期Tにおいて上記の第2パルス信号(第2連結パルス信号)PS22を選択し、第2連結要素P55の供給によって振動子電位を中間電位VMから最低電位VLに下降させている。これにより、振動子電位が最低電位VLに保たれて圧電振動子21に対する負担が軽減され、寿命を延ばすことができる。
【0170】
また、前回記録周期Tと今回記録周期Tの両方でドットを記録する場合には、例えば、図20(c)に示すように、今回記録周期Tにおいて振動子電位を中間電位VMで維持し、その後、吐出パルス信号(DP3,DP4)を供給する。この場合、前回記録周期Tでの吐出パルス信号の供給終了時から今回記録周期Tでの吐出パルス信号の供給開始時間での期間において、振動子電位は中間電位VM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。さらに、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。
【0171】
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。
【0172】
まず、上記の第1実施形態では、中間電位VM(ベース電位)から最大電位VH(駆動電位)まで電位を上昇させる第2パルス信号PS2(第1連結パルス信号)と、最大電位VHから中間電位VMまで電位を下降させる第4パルス信号PS4(第2連結パルス信号)とを駆動信号COMに含ませ、これらのパルス信号を選択的に圧電振動子21へ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。
【0173】
例えば、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21を駆動電位の供給源或いは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或いはベース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。
【0174】
図21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)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48と並列に調整スイッチ71(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71と抵抗素子72とを介して駆動信号COMの供給線(本発明における駆動電位の供給源の一種であり、且つ、ベース電位の供給源の一種)を圧電振動子21に接続可能に構成している。これに伴い、第1実施形態において駆動信号発生回路9からは、期間t2にて最大電位VHで一定とし、期間t4にて中間電位VMで一定とした駆動信号COMを発生させる。
【0175】
この変形例の制御は基本的に上記の第1実施形態と同様であるが、期間t2にて第2パルス信号PS2を選択する代わりに、スイッチ回路48をオフにした状態で調整スイッチ71をオンにする。また、期間t4にて第4パルス信号PS4を選択する代わりに、スイッチ回路48をオフにした状態で調整スイッチ71をオンにする。
【0176】
そして、駆動信号COMの供給線には、期間t2において最大電位VH(駆動電位)が供給され、期間t4において中間電位VM(ベース電位)が供給されているので、期間t2に亘って調整スイッチ71がオンされると、圧電振動子21に対し、抵抗素子72を介して最大電位VHが供給される。これにより、振動子電位は、図21(b)に実線で示すように、時間の経過と共に比較的緩やかに上昇する。その結果、第2パルス信号PS2(第1連結パルス信号)を供給した場合と同様に、期間t3が到来する前に振動子電位を中間電位VMから最大電位VHまで上昇させることができる。この場合において、振動子電位の上昇度合い(傾き)は、抵抗素子72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。
【0177】
同様に、期間t4に亘って調整スイッチ71がオンされると、圧電振動子21に対し、抵抗素子72を介して中間電位VMが供給される。これにより、振動子電位は、図21(b)に一点鎖線で示すように、時間の経過と共に比較的緩やかに下降する。その結果、第4パルス信号PS4(第2連結パルス信号)を供給した場合と同様に、次記録周期Tが到来するよりも前に振動子電位を最大電位VHから中間電位VMまで下降させることができる。
【0178】
なお、調整スイッチ71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、期間t2,t4の長さは既知であるので、チャンネル信号CH1,CH3の入力に対応してオン状態となり、このオン状態を期間t2,t4に亘って継続するタイマー機能付きのスイッチ(例えば、ウオッチドッグタイマ)によって制御してもよい。
【0179】
そして、この構成では、期間t2にて最大電位VHを発生させ、期間t4にて中間電位VMを発生させれば足りるので、即ち一定電位の信号を発生させればよいので、信号形発生制御手段としての制御部6は、これらの期間t2,t4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71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、期間t2,t4において他の処理、例えば、他の期間のパルス信号を生成するための制御や、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。
【0180】
なお、これらの調整スイッチ71及び抵抗素子72を用いた振動子電位調整手段は、上記の第2実施形態及び第3実施形態についても同様に適用することができる。
【0181】
また、第3実施形態おいて、複数の吐出パルス信号は、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VM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。
【0182】
また、この第3実施形態では、第2連結パルス信号を吐出パルス信号の一部分によって構成したものを例示したが、吐出パルス信号の波形形状を変更することにより、第1連結パルス信号を吐出パルス信号の一部分によって構成することもできる。
【0183】
また、上記の第1及び第2実施形態において、駆動信号COMにおけるベース電位は、中間電位VMに限られるものではなく、第3パルス信号PS3の始終端電位(即ち、駆動電位)よりも低ければよい。例えば、第3実施形態と同様に、最低電位VLに設定してもよい。
【0184】
また、上記実施形態の記録ヘッド8は、所謂撓み振動モードの圧電振動子21を有していたが、所謂縦振動モードの圧電振動子であっても本発明を適用することができる。
【0185】
なお、本発明は、プリンタに限らず、プロッタやファクシミリ装置等の記録装置に適用できる。
【0186】
【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、記録データ記憶手段が記憶している記録データに基づき、後の記録周期Tの記録データが非記録の場合に振動子電位をベース電位に調整し、後の記録周期が記録の場合に吐出パルス信号の供給に先立って振動子電位を駆動電位に調整するので、後の記録周期Tが非記録の場合には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、後の記録周期で記録を行う場合には振動子電位と吐出パルス信号の電位とが揃うので圧電振動子に対し、吐出パルス信号を円滑に供給することができる。この点でも、圧電振動子に対する負担が軽減され、圧電振動子を保護できる。さらに、非記録が続く場合には振動子電位がベース電位に設定されて圧電振動子への負担が軽減される。
これにより、始終端電位が高い吐出パルス信号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。さらに、振動子電位の短時間での高低が減少することから圧力室内のインク圧力が安定しやすくなり、インク滴の吐出曲がりも防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されるプリンタの全体構成を示す機能ブロック図である。
【図2】記録ヘッドの機械的構造を示す断面図である。
【図3】駆動信号を説明する図である。
【図4】(a)〜(d)は、パルス信号の選択パターンを説明する図である。
【図5】(a)は非記録が続いた場合のパルス信号の選択パターンを説明する図、(b)は記録が続いた場合のパルス信号の選択パターンを説明する図である。
【図6】(a)は記録状態から非記録状態に切り換わる際のパルス信号の選択パターンを説明する図、(b)は非記録状態から記録状態に切り換わる際のパルス信号の選択パターンを説明する図である。
【図7】ダミーデータを説明する図である。
【図8】第2実施形態の全体構成を示す機能ブロック図である。
【図9】第2実施形態の駆動信号を説明する図である。
【図10】(a)〜(d)は、第2実施形態におけるパルス信号の選択パターンを説明する図である。
【図11】第3実施形態の全体構成を示す機能ブロック図である。
【図12】(a)は、第1ラッチ回路〜第3ラッチ回路、及び、OR回路の接続関係を説明するブロック図、(b)は各ラッチ回路にラッチされるデータの内容を説明する図である。
【図13】第1ラッチ回路〜第3ラッチ回路とデコーダとの接続関係を説明するブロック図である。
【図14】第3実施形態の駆動信号を説明する図である。
【図15】第3実施形態におけるパルス信号の選択パターンを説明する図であり、前回記録周期及び今回記録周期が共に非記録の場合を示す。
【図16】第3実施形態におけるパルス信号の選択パターンを説明する図であり、(a)〜(c)はそれぞれ、前回記録周期が非記録であって今回記録周期が記録の場合を示す。
【図17】第3実施形態におけるパルス信号の選択パターンを説明する図であり、前回記録周期が記録であって今回記録周期が非記録の場合を示す。
【図18】第3実施形態におけるパルス信号の選択パターンを説明する図であり、(a)〜(c)はそれぞれ、前回記録周期及び今回記録周期が共に記録の場合を示す。
【図19】第3実施形態におけるパルス信号の選択パターンを説明する図であり、(a)〜(c)はそれぞれ、前回記録周期が非記録の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20】第3実施形態におけるパルス信号の選択パターンを説明する図であり、(a)〜(c)はそれぞれ、前回記録周期が記録の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21】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)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 ノズル開口
12 キャリッジ機構
13 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ノズル連通口
26 供給口形成基板
27 共通インク室
28 第2ノズル連通口
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 供給側連通口
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1ラッチ回路
44 第2ラッチ回路
45 デコーダ
46 制御ロジック
47 レベルシフタ
48 スイッチ回路
51 シフトレジスタ回路
61 第1シフトレジスタ
62 第2シフトレジスタ
63 第1ラッチ回路
64 第2ラッチ回路
65 第3ラッチ回路
66 OR回路
71 調整スイッチ
72 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]
Inkjet recording apparatuses such as printers, plotters, facsimiles, and the like eject ink droplets from a recording head, and land these ink droplets on a printing recording medium such as recording paper, printing film, or CD-R (compact disc-recordable). To record dots. 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.
[0003]
The above-described piezoelectric vibrator has a deformation amount determined according to a supplied voltage value, and has a good deformation response to a voltage change. For this reason, regarding the ejection pulse signal for ejecting ink droplets, the ink pressure can be controlled with high accuracy by appropriately setting the waveform shape, and ink droplets having a desired amount and a desired speed can be ejected.
[0004]
In order to meet the demands for higher image quality and higher recording speed, the piezoelectric vibrator is normally supplied with a bias voltage and adjusted to the drive potential. This is to adjust the piezoelectric vibrator to the drive potential to keep the pressure chamber at an intermediate volume and change the volume on either the expansion side or the contraction side.
In addition, in order to eject a very small amount of ink droplets at a high frequency, the start / end potential of the ejection pulse signal is set to the maximum potential in the drive signal. In this case, a bias voltage corresponding to the maximum potential is supplied to the piezoelectric vibrator.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, it is known that the life of the piezoelectric vibrator is shortened when a high load is applied. Therefore, in the 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. However, it is preferable to set the bias voltage as low as possible from the viewpoint of protecting the piezoelectric vibrator.
[0006]
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.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been proposed in order to achieve the above object, and the one 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. A recording head, a driving signal generating unit that repeatedly generates a series of driving signals including at least one ejection pulse signal for ejecting ink droplets for each recording period, and a driving signal from the driving signal generating unit is selectively selected An ink jet having a drive signal supply means capable of being supplied to the piezoelectric vibrator, and selectively supplying the ejection pulse signal to the piezoelectric vibrator in accordance with recording data indicating the presence or absence of recording to eject ink droplets from the nozzle openings In the recording device,
A recording data storage means for storing the recording data for each of two continuous recording periods including the recording period, and a vibrator potential adjusting means capable of adjusting the vibrator potential of the piezoelectric vibrator,
The ejection pulse signal is constituted by a pulse signal 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 base potential when the subsequent recording cycle is non-recording based on the recording data stored in the recording data storage means, and when the subsequent recording cycle is recording. In addition, the ink jet recording apparatus is characterized in that the vibrator potential is adjusted to the drive potential prior to the supply of the ejection pulse signal.
[0008]
In the first aspect of the present invention, the vibrator potential adjusting means adjusts the vibrator potential according to a combination of recording and non-recording in the previous recording period and the subsequent recording period. For example, when the previous recording cycle is recording and the subsequent recording cycle is non-recording, the transducer potential immediately after the supply of the ejection pulse signal is the drive potential. Lower to base potential. On the other hand, when the previous recording cycle is non-recording and the later recording cycle is recording, the vibrator potential is the base potential, so that the vibrator is supplied prior to the supply of the ejection pulse signal in the later recording cycle. The potential is raised from the base potential to the drive potential. Further, when the recording state is not switched between the previous recording cycle and the current recording cycle, the transducer potential is not adjusted.
[0009]
For this reason, when recording is not performed at a later recording cycle, the vibrator potential is adjusted to the base potential. Since this base potential is a low potential suitable for protecting the piezoelectric vibrator, when non-recording continues and the piezoelectric vibrator is maintained at the base potential for a long time, the load on the piezoelectric vibrator is not Few. Therefore, the piezoelectric vibrator can be protected.
When the previous recording cycle is non-recording and the later recording cycle is recording, the vibrator potential is raised from the base potential to the drive potential. This drive potential is also the starting potential of the ejection pulse signal, so that the vibrator potential and the potential of the ejection pulse signal can be made uniform at the start of delivery of the ejection pulse signal, and the ejection pulse signal is smoothly supplied to the piezoelectric vibrator. can do. For this reason, the burden placed on the piezoelectric vibrator can be reduced, and the piezoelectric vibrator can be protected.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, the recording data is constituted by binary data corresponding to dot recording and non-recording, and the drive signal generating means includes one ejection pulse signal within one recording period. A configuration that can generate a series of drive signals,
In the recording data storage means, binary data of the current recording cycle and binary data of the next recording cycle are stored,
The vibrator potential adjusting means adjusts the vibrator potential at the end of the current recording cycle to the base potential when the binary data of the current recording cycle indicates recording and the binary data of the next recording cycle indicates non-recording. The vibrator potential at the end of the current recording cycle is adjusted to the drive potential when the binary data of the current recording cycle indicates non-recording and the binary data of the next recording cycle indicates recording, respectively. 1. An ink jet recording apparatus according to 1.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, the recording data is composed of gradation data indicating a recording gradation and history data indicating the presence / absence of recording in the previous recording period, and the drive signal generating means is within one recording period. A configuration capable of generating a series of drive signals including a plurality of ejection pulse signals in
The recording data storage means stores the history data and gradation data of the current recording cycle,
The vibrator potential adjusting means adjusts the vibrator potential to the base potential at the current recording period when the history data indicates recording and the gradation data of the current recording period indicates non-recording, and the history data is not recorded. 2. The ink jet recording according to claim 1, wherein when the gradation data of the current recording period indicates recording, the vibrator potential is adjusted to the driving potential prior to supply of the ejection pulse signal in the current recording period. Device.
[0012]
According to a fourth aspect of the present invention, the drive signal includes a first connection pulse signal for increasing the potential from the base potential to the drive potential and a second connection pulse signal for decreasing the potential from the drive potential to the base potential. ,
The vibrator potential adjusting means is constituted by a connected pulse signal supplying means for adjusting the vibrator potential by selecting one of the first connected pulse signal and the second connected pulse signal and supplying the selected one to the piezoelectric vibrator. 4. An ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink jet recording apparatus is characterized in that:
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, the drive signal generating means generates a first connection pulse signal before the ejection pulse signal and generates a second connection pulse signal after the ejection pulse signal. The ink jet recording apparatus according to claim 4.
[0014]
According to a sixth aspect of the invention, there is provided the ink jet recording apparatus according to the fourth aspect, wherein at least one of the first connected pulse signal and the second connected pulse signal is constituted by a part of the ejection pulse signal. is there.
[0015]
According to a seventh aspect of the present invention, the drive pulse generated by the drive signal generating means includes a fine vibration pulse signal for preventing ink thickening in the vicinity of the nozzle opening,
5. The ink jet recording apparatus according to claim 4, wherein at least one of the first connection pulse signal and the second connection pulse signal forms a part of the fine vibration pulse signal.
[0016]
The invention according to claim 8 is characterized in that the generation time of the gradient portion in the first connection pulse signal and the second connection pulse signal is aligned with the natural vibration period of the ink in the pressure chamber. An ink jet recording apparatus according to claim 7.
[0017]
According to a ninth aspect of the present invention, the vibrator potential adjusting means includes a resistance element and an adjustment switch means for connecting the piezoelectric vibrator to a drive potential supply source or a base potential supply source via the resistance element. 4. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink jet recording apparatus is configured.
[0018]
According to a tenth aspect of the present invention, dummy data before starting indicating non-recording is set before the first data in a group of recording data corresponding to one main scan, and ending indicating non-recording after the last data. 10. The ink jet recording apparatus according to claim 1, further comprising dummy data setting means for setting hour dummy data.
[0019]
According to the eleventh aspect of the present invention, a series of drive signals including an ejection pulse signal whose start / end is set to a drive potential higher than the base potential is repeatedly generated from the drive signal generating means for each recording period, and the presence / absence of recording is determined. In a driving method of an ink jet recording apparatus that selectively supplies the ejection pulse signal to a piezoelectric vibrator by a driving signal supply unit according to recording data to be represented,
The recording data is stored in the recording data storage means for each of two consecutive recording periods including the current recording period,
Based on the recording data stored in the recording data storage means, the transducer potential is adjusted to the base potential when the recording data in the subsequent recording cycle is non-recording, and the ejection pulse signal is supplied when the recording cycle is recording In the ink jet recording apparatus, the vibrator potential is adjusted to the drive potential prior to the ink jet recording apparatus.
[0020]
According to a twelfth aspect of the present invention, the recording data is composed of binary data corresponding to dot recording and non-recording, and the drive signal is a series of signals including one ejection pulse signal within one recording cycle. Configure
In the recording data storage means, binary data of the current recording cycle and binary data of the next recording cycle are stored,
When selecting the pulse signal of the current recording cycle, refer to the binary data of the current recording cycle and the binary data of the next recording cycle. If the current recording cycle is non-recording and the next recording cycle is recording, the current recording is recorded. When the vibrator potential is increased from the base potential to the drive potential in the cycle, and the current recording cycle is recording and the next recording cycle is non-recording, the vibrator potential is changed from the drive potential to the base potential in the current recording cycle. The method of driving an ink jet recording apparatus according to claim 11, wherein the ink jet recording apparatus is lowered to a lower position.
[0021]
According to a thirteenth aspect of the present invention, the recording data is composed of gradation data indicating a recording gradation and history data indicating the presence / absence of recording in the previous recording cycle, and the drive signal is discharged in a plurality of recording cycles within one recording cycle. Consists of a series of signals including pulse signals,
The recording data storage means stores the history data and gradation data of the current recording cycle,
When selecting the pulse signal of the current recording cycle, refer to the history data and the gradation data of the current recording cycle, and prior to supplying the ejection pulse signal when the previous recording cycle is non-recording and the current recording cycle is recording. The transducer potential is increased from the base potential to the drive potential, and when the previous recording cycle is recording and the current recording cycle is non-recording, the transducer potential is decreased from the drive potential to the base potential in the current recording cycle. The method of driving an ink jet recording apparatus according to claim 11.
[0022]
According to a fourteenth aspect of the present invention, the drive signal includes a first connection pulse signal for increasing the potential from the base potential to the drive potential, and a second connection pulse signal for decreasing the potential from the drive potential to the base potential. Not
14. The ink jet type according to claim 11, wherein the vibrator potential is adjusted by selecting the first connection pulse signal or the second connection pulse signal and supplying the selected signal to the piezoelectric vibrator. This is a driving method of the recording apparatus.
[0023]
According to a fifteenth aspect of the present invention, the vibrator potential is adjusted using adjustment switch means for connecting the piezoelectric vibrator to a drive potential supply source or a base potential supply source via a resistance element. 14. A driving method for an ink jet recording apparatus according to any one of items 11 to 13.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, a printer that is a typical ink jet recording apparatus will be described as an example.
[0025]
The printer illustrated in FIG. 1 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. ROM 5 storing CPU, control unit 6 including a CPU, 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 dot pattern data And an interface 10 (hereinafter referred to as an internal I / F 10) for transmitting a drive signal COM and the like to the print engine 2.
[0026]
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.
[0027]
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. The output buffer stores recording data indicating the recording contents for each dot. In this embodiment, 1-bit binary data indicating recording or non-recording (recording presence / absence) for each dot is stored as the recording data.
[0028]
The drive signal generation circuit 9 is drive signal generation means in the present invention, and generates a series of drive signals COM composed of a plurality of waveform elements based on waveform control information output from the control unit 6 (signal generation control means). Occur. This waveform control information is, for example, information indicating the voltage increase / decrease amount Δv in the very short update period Δt. Then, the control unit 6 sets the waveform control information (voltage increase / decrease amount ± Δv) in a predetermined area of the memory. Further, the drive signal generation circuit 9 refers to the set waveform control information every update period Δt, and adds the voltage increase / decrease amount Δv to the output voltage at the reference time point to obtain a new output voltage V. When the voltage is constant, the control unit 6 sets the value [0] as the voltage increase / decrease amount Δv, and does not rewrite this value during the constant voltage period.
[0029]
In the present embodiment, the drive signal generation circuit 9 generates a series of drive signals COM including a plurality of pulse signals PS1 to PS4 as shown in FIG. This drive signal COM includes a first pulse signal including a fine vibration pulse signal VP1 (which can also be expressed as a fine vibration waveform element, see FIG. 4) for stirring ink near the nozzle opening (see FIG. 2) of the recording head 8. PS1 and a second pulse signal PS2 (first connected pulse signal) that increases the potential at a constant gradient from the intermediate potential VM (corresponding to the base potential of the present invention) to the maximum potential VH (corresponding to the driving potential of the present invention). ), And a third pulse signal PS3 including an ejection pulse signal DP1 (which can also be expressed as an ejection waveform element, see FIG. 4) for ejecting ink droplets, and an intermediate from the maximum potential VH. The fourth pulse signal PS4 (which is a second coupled pulse signal, corresponding to the second coupled waveform element) that lowers the potential at a constant gradient to the potential VM is a signal provided within one recording cycle T. Then, the drive signal generation circuit 9 repeatedly generates these pulse signals PS1 to PS4 every recording cycle T. The drive signal COM will be described in detail later.
[0030]
The control unit 6 also functions as a recording control unit, and operates based on various control routines stored in the ROM 5. For example, the print data in the reception buffer is read and converted into an intermediate code, and the intermediate code data is stored in the intermediate buffer, or the intermediate code data read from the intermediate buffer is analyzed, and the font data and graphic functions in the ROM 5 are analyzed. The intermediate code data is expanded into recorded data (SI) with reference to FIG. Note that the recording data in the present embodiment is composed of data in which 1 dot is 1 bit (binary data).
[0031]
The recording data developed by the control unit 6 is stored in the output buffer. When recording data corresponding to one line (one pass corresponding to one main scan) is stored, this one line of recording data is serially transmitted to the recording head 8 via the internal I / F 10. Is done. When recording data for one line is output from the output buffer, the contents of the intermediate buffer are erased, and the control unit 6 generates the recording data for the next line.
[0032]
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 PS4 constituting the drive signal COM. 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 46 to the decoder 45. Specifically, as shown in FIG. 3, the latch signal LAT 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.
[0033]
The print engine 2 includes a recording head 8, a carriage mechanism 11, and a paper feed mechanism 12. Here, the carriage mechanism 11 includes a carriage to which the recording head 8 is attached and a pulse motor that travels 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.
[0034]
Next, the recording head 8 will be described. First, the structure of the recording head 8 will be described. The recording head 8 illustrated in FIG. 2 includes a so-called flexural vibration mode piezoelectric vibrator 21, and is roughly configured by a flow path unit 22 and an actuator unit 23.
[0035]
The flow path unit 22 includes a supply port forming substrate 26 having a through hole to be an ink supply port 24 and a through hole to be a part of the first nozzle communication port 25, and a through hole and a second nozzle to be a common ink chamber 27. An ink chamber forming substrate 29 having a through hole serving as a communication port 28 and a plurality (for example, 64) of nozzle openings 30 are configured by a nozzle plate 31 having a sub-scanning direction. The nozzle plate 31 is disposed on the front surface side (lower side in the drawing) of the ink chamber forming substrate 29, and the supply port forming substrate 26 is disposed on the rear surface side (also upper side). The formation substrate 29 and the nozzle plate 31 are integrated by bonding.
[0036]
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 port 35, and a first nozzle communication port. 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.
[0037]
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 the first lid member 32 (elastic plate) is deformed so that the volume of the pressure chamber 33 is reduced by contracting in a direction orthogonal to the electric field by charging. Then, the first lid member 32 is deformed so as to extend in a direction orthogonal to the electric field by discharge and increase the volume of the pressure chamber 33. 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 electrode 39 is formed. One piezoelectric vibrator 21 is provided in one pressure chamber 33, for example, 64 pieces are formed.
The piezoelectric vibrator 21 operates in the same manner as a capacitor. When the supply of the drive signal COM is interrupted, the piezoelectric vibrator 21 holds the potential immediately before the interruption.
[0038]
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. Ink droplets can be ejected from the nozzle openings 30 by controlling the ink pressure. For example, when the pressure chamber 33 in a steady state is once expanded and then rapidly contracted, an ink droplet is ejected from the nozzle opening 30. Further, when the pressure chamber 33 is expanded and contracted to such an extent that no ink droplets are ejected, the meniscus (the free surface of the ink exposed at the nozzle openings 30) vibrates slightly. The ink in the vicinity of the nozzle opening 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 and a second shift register 42, a latch circuit including a first latch circuit 43 and a second latch circuit 44, and a decoder. 45, a control logic 46, a level shifter 47, a switch circuit 48, and the piezoelectric vibrator 21. A plurality of shift registers 41, 42, latch circuits 43, 44, decoder 45, switch circuit 48, and piezoelectric vibrator 21 are provided corresponding to the nozzle openings 30 of the recording head 8. That is, one set is provided for one nozzle opening 30.
[0041]
The recording head 8 ejects ink droplets based on the recording data from the printer controller 1. That is, print data from the printer controller 1 is first serially transmitted to the second shift register 42 and then serially transmitted to the first shift register 41 in synchronization with the clock signal (CK) from the oscillation circuit 7. When the data is serially transmitted to the second shift register 42, it is used as recording data for the next recording cycle T, and when it is serially transmitted to the first shift register 41, it is used as recording data for the current recording cycle T.
This recording data is 1-bit data (binary data) of [1] or [0] as described above, and is set for each dot, that is, for each nozzle opening 30.
[0042]
A first latch circuit 43 is electrically connected to the first shift register 41, and a second latch circuit 44 is electrically connected to the second shift register 42. When the latch signal (LAT) from the printer controller 1 is input to the latch circuits 43 and 44, the first latch circuit 43 latches the recording data of the current recording period T, and the second latch circuit 44 records the next time. The recording data of period T is latched.
[0043]
The set of the first shift register 41 and the first latch circuit 43, and the second shift register 42 and the second latch circuit 44 that perform the above operation, stores the recording data in the current recording cycle T and the recording data in the next recording cycle T. It functions as a storable recording data storage means. Further, the set of the first shift register 41 and the first latch circuit 43 functions as the current recording data storage means, and the set of the second shift register 42 and the second latch circuit 44 functions as the next recording data storage means.
[0044]
The recording data latched by the latch circuits 43 and 44 is input to the decoder 45, respectively. The decoder 45 performs translation based on the recording data of the current recording period T and the next recording period T, and can also be expressed as pulse signal selection data (waveform element selection data for selecting the pulse signals PS1 to PS4. Data). That is, the decoder 45 that performs such an operation functions as selection data generation means (which can also be expressed as waveform element selection data generation means or translation means), and generates selection data from recorded data.
In this embodiment, since the recording data per nozzle is 2 bits in total in both recording periods T and T, and the one recording period T is composed of four pulse signals PS1 to PS4, the decoder 45 is A plurality of 4-bit selection data corresponding to the nozzle openings 30 are generated by translating the 2-bit recording data.
[0045]
The decoder 45 also receives a timing signal from the control logic 46. The control logic 46 functions as a timing signal generating means together with the control unit 6 and generates a timing signal in synchronization with an input of a latch signal (LAT) or a channel signal (CH).
[0046]
The 4-bit selection data translated by the decoder 45 is sequentially input to the level shifter 47 from the upper bit side at the timing defined by the timing signal. The level shifter 47 functions as a voltage amplifier. When the selection data is [1], the level shifter 47 outputs an electric signal boosted to a voltage capable of driving the switch circuit 48, for example, a voltage of about several tens of volts.
[0047]
The selection data [1] boosted by the level shifter 47 is supplied to a switch circuit 48 that also functions as supply switch means. A drive signal COM from the drive signal generation circuit 9 is supplied to the input side of the switch circuit 48, and the piezoelectric vibrator 21 is connected to the output side. The selection data controls the operation of the switch circuit 48. That is, during the period when the selection data applied to the switch circuit 48 is [1], the drive signal COM is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the potential of the piezoelectric vibrator 21 (hereinafter referred to as vibration) is followed by the potential of the drive signal COM. Also called child potential). On the other hand, during the period when the selection data applied to the switch circuit 48 is [0], the level shifter 47 does not output an electrical signal for operating the switch circuit 48, so the drive signal COM is not supplied to the piezoelectric vibrator 21. In short, a pulse signal in which [1] is set as selection data is selectively supplied to the piezoelectric vibrator 21.
[0048]
As described above, in this embodiment, the decoder 45, the control logic 46, the level shifter 47, and the switch circuit 48 supply the selected pulse signals PS1 to PS4 to the piezoelectric vibrator 21, and drive signal supply means of the present invention. (It can also be expressed as waveform element supply means). Each of these units 45 to 48 also functions as a connection pulse signal supply means (a kind of vibrator potential adjustment means of the present invention, which can also be expressed as a connection waveform element supply means), and a first connection pulse signal (second state). By selectively supplying the pulse signal PS2) and the second coupled pulse signal (fourth pulse signal PS4) to the piezoelectric vibrator 21, the vibrator potential is adjusted.
[0049]
Next, the drive signal COM generated by the drive signal generation circuit 9 and the selection operation of the pulse signals PS1 to PS4 in the drive signal COM will be described.
[0050]
First, the drive signal COM will be described. The drive signal COM illustrated in FIG. 3 includes a first pulse signal PS1 generated in the first period t1 within the recording period T, a second pulse signal PS2 generated in the second period t2, and a third period t3. The third pulse signal PS3 is generated and the fourth pulse signal PS4 is generated at the fourth period t4. That is, the drive signal generation circuit 9 generates the second pulse signal PS2 as the first connection pulse signal before the ejection pulse signal DP1, and the fourth pulse as the second connection pulse signal after the ejection pulse signal DP1. Signal PS4 is generated.
The drive signal COM starts from an intermediate potential VM that is a kind of base potential and ends at the intermediate potential VM. Note that the intermediate potential VM in the present embodiment is set to about 50% to 60% of the maximum potential VH (corresponding to the driving potential of the present invention).
[0051]
The first pulse signal PS1 has a constant front potential element P1 that is constant at the intermediate potential VM, and a constant gradient that is generated following the front constant potential element P1 and does not eject ink droplets from the intermediate potential VM to the micro-vibration potential VB. , A fine vibration expansion element P2 that lowers the electric potential, a fine vibration hold element P3 that is generated following this fine vibration expansion element P2 and holds the fine vibration potential VB, and is generated following the fine vibration hold element P3. A fine vibration contraction element P4 that raises the potential at a constant potential that does not cause ink droplets to be ejected from the vibration potential VB to the intermediate potential VM, and a rear constant potential that is generated following the fine vibration contraction element P4 and is constant at the intermediate potential VM. And element P5. Of these waveform elements, the fine vibration expansion element P2, the fine vibration hold element P3, and the fine vibration contraction element P4 constitute a fine vibration pulse signal (fine vibration waveform element) VP1.
[0052]
When this micro-vibration pulse signal VP1 is supplied, the piezoelectric vibrator 21 slightly expands the pressure chamber 33 having a steady volume and then contracts it to the steady volume. That is, the piezoelectric vibrator 21 is slightly bent toward the side where the pressure chamber 33 is expanded by the supply of the fine vibration expansion element P2, and this bending state is maintained over the supply period of the fine vibration hold element P3. After that, the fine vibration contraction element P4 is supplied to deform in the return direction, and the volume of the pressure chamber 33 is returned to the steady state. As a result, some pressure fluctuation occurs in the ink in the pressure chamber 33, the meniscus vibrates slightly, and the ink near the nozzle opening is agitated. This stirring prevents thickening of the ink near the nozzle opening.
[0053]
The second pulse signal PS2 functions as a first connected pulse signal, and is generated following the front constant potential element P6, which is constant at the intermediate potential VM, and the front constant potential element P6, and the ink droplet from the intermediate potential VM to the maximum potential VH. The first connecting element P7 raises the potential with a constant gradient so as not to be discharged, and the rear constant potential element P8 generated following the first connecting element P7 and constant at the maximum potential VH. By supplying the second pulse signal PS2, the piezoelectric vibrator 21 is bent in a direction in which the pressure chamber 33 is contracted. As a result, the pressure chamber 33 has a minimum volume defined by the maximum potential VH.
The generation time of the gradient portion (first connecting element P7) of the second pulse signal PS2 is determined based on the natural vibration period Tc of the ink in the pressure chamber 33. In the present embodiment, since the natural vibration period Tc is about 10 μs, the generation time of the first coupling element P7 is set to 10 μs in alignment with the natural vibration period Tc.
When the generation time is set in this manner, the pressure chamber 33 can be contracted in a short time while preventing a problem that unnecessary vibration is excited in the ink when the pressure chamber 33 is contracted.
[0054]
The third pulse signal PS3 includes a front constant potential element P9 that is constant at the maximum potential VH, and a pull-in element that is generated following the front constant potential element P9 and decreases the potential with a constant steep slope from the maximum potential VH to the minimum potential VL. P10, a pull-in hold element P11 that is generated following the pull-in element P10 and holds the minimum potential VL for a very short time, and a constant abruptly generated from the minimum potential VL to the discharge contraction potential VF1 generated following the pull-in hold element P11. Following the discharge contraction element P12 that raises the potential with a gradient, the first discharge hold element P13 that is generated following the discharge contraction element P12 and holds the discharge contraction potential VF1 for a very short time, and the first discharge hold element P13. A discharge expansion element P14 that is generated and drops the potential with a constant steep slope from the discharge contraction potential VF1 to the discharge expansion potential VF2, and a discharge A second discharge hold element P15 that is generated following the tension element P14 and holds the discharge expansion potential VF2 for a very short time, and is generated following the second discharge hold element P15, and is constant from the discharge expansion potential VF2 to the maximum potential VH. The vibration damping element P16 raises the potential with a gradient of the following, and the rear constant potential element P17 generated following the vibration damping element P16 and constant at the maximum potential VH.
[0055]
Of these waveform elements, each waveform element from the pull-in element P10 to the vibration damping element P16 constitutes a discharge pulse signal (discharge waveform element) DP1. This ejection pulse signal DP1 is a pulse signal for ejecting ink droplets, and in this embodiment, the start and end are set to the maximum potential VH higher than the intermediate potential VM. When the ejection pulse signal DP1 is supplied to the piezoelectric vibrator 21, the volume of the pressure chamber 33 changes as follows.
First, the piezoelectric vibrator 21 expands the contracted pressure chamber 33 greatly and rapidly by supplying the pull-in element P10. Next, the pressure chamber 33 is rapidly contracted by supplying the discharge contraction element P12. Subsequently, the piezoelectric vibrator 21 expands the pressure chamber 33 again by supplying the discharge expansion element P14, and returns the pressure chamber 33 to the contracted state by supplying the damping element P16.
[0056]
By this series of operations, a very small amount of ink droplets are ejected from the nozzle opening 30. That is, when the volume of the pressure chamber 33 fluctuates as described above, the central portion of the meniscus rises in a columnar shape and extends to the recording paper side (discharge side), and the leading end side portion is torn off, so that a very small amount of ink is obtained. Fly as droplets. As a result, a high-quality image without graininess can be recorded.
[0057]
The fourth pulse signal PS4 functions as a second connection pulse signal, and is generated following the front constant potential element P18, which is constant at the maximum potential VH, and the front constant potential element P18, and the ink droplet from the maximum potential VH to the intermediate potential VM. The second connecting element P19 lowers the potential with a constant gradient that does not discharge the liquid, and the rear constant potential element P20 generated following the second connecting element P19 and constant at the intermediate potential VM. By supplying the fourth pulse signal PS4, the piezoelectric vibrator 21 returns to a steady state corresponding to the intermediate potential VM. As a result, the pressure chamber 33 expands and recovers from the contracted volume corresponding to the maximum potential VH to the steady volume.
The generation time of the gradient portion (second coupling element P19) of the fourth pulse signal PS4 is also determined based on the natural vibration period of the ink in the pressure chamber 33. In the present embodiment, the second pulse signal PS2 is set to 10 μs similarly to the first coupling element P7.
[0058]
Next, the selection operation of each of the pulse signals PS1 to PS4 constituting the drive signal COM, that is, drive signal supply means (waveform element supply means) and connection pulse signal supply means (decoder 45, control logic 46, level shifter 47, switch) The operation of the circuit 48, and so on) will be described.
[0059]
In this embodiment, the drive signal supply means also refers to the recording data (binary data) of the next recording cycle T when selecting the pulse signal of the current recording cycle T, and recording or non-recording at the next recording cycle T is performed. Based on the data, the pulse signals PS1 to PS4 to be selected are determined. That is, when recording is scheduled in the next recording cycle T (corresponding to a later recording cycle in the present invention), the transducer potential at the end of the current recording cycle T (hereinafter also referred to as the transducer potential at the end). ) Is selected so that the maximum potential VH is obtained, and when non-recording is scheduled, the pulse signals PS1 to PS4 are selected so that the terminal potential of the current recording period T becomes the intermediate potential VM. To do. In other words, the waveform element supply means selects the waveform element so that the terminal potential in the current recording cycle becomes the drive potential when the recording data of the next recording cycle indicates recording, and the current recording when the recording data indicates non-recording. The waveform element is selected so that the terminal potential in the cycle becomes the base potential.
[0060]
Specifically, when the current recording cycle T is recording and the next recording cycle T is recording, the third pulse signal PS3 (ejection pulse signal DP1) is selected and the fourth pulse signal (second coupled pulse signal) is selected. ) PS4 is not selected. When the current recording cycle T is recording and the next recording cycle T is non-recording, the third pulse signal PS3 and the fourth pulse signal PS4 are selected. On the other hand, when the current recording cycle T is non-recording and the next recording cycle T is recording, the second pulse signal (first coupled pulse signal) PS2 is selected, and the third pulse signal PS3 and the fourth pulse signal PS4 are selected. Is not selected. When the current recording cycle T is non-recording and the next recording cycle T is non-recording, the second pulse signal PS2, the third pulse signal PS2, and the third pulse signal PS1 are selected only by selecting the first pulse signal PS1 (fine vibration pulse signal VP1). The pulse signal PS3 and the fourth pulse signal PS4 are not selected.
[0061]
In this case, the decoder 45 sets the recording data in the current recording cycle T latched in the first latch circuit 43 and the recording data in the next recording cycle T latched in the second latch circuit 44 for each nozzle opening 30. Then, the data is translated (decoded), and selection data corresponding to the nozzle opening 30 is generated.
[0062]
For example, when the recording data of the current recording cycle T and the recording data of the next recording cycle T are both [00] indicating non-recording, the decoder 45 generates selection data [1000]. When the recording data of the current recording cycle T indicates non-recording and the recording data of the next recording cycle T is [01] indicating recording, the decoder 45 generates selection data [0100]. Further, the decoder 45 generates selection data [0011] when the recording data of the current recording cycle T indicates recording and the recording data of the next recording cycle T indicates non-recording [10]. When the recording data and the recording data of the next recording period T are both [11] indicating recording, selection data [0010] is generated.
[0063]
As a result, when non-recording continues in the current recording cycle T and the next recording cycle T, only the first pulse signal PS1 is supplied to the piezoelectric vibrator 21 as shown in FIG. At the end of T, the vibrator potential becomes the intermediate potential VM. If the current recording cycle T is non-recording and the next recording cycle T is recording, only the second pulse signal PS2 is supplied to the piezoelectric vibrator 21 as shown in FIG. The child potential becomes the maximum potential VH. Similarly, when the current recording cycle T is recording and the next recording cycle T is non-recording, as shown in FIG. 4C, the third pulse signal PS3 and the fourth pulse signal PS4 are converted into the piezoelectric vibrator 21. When the recording is continued in the current recording cycle T and the next recording cycle T, as shown in FIG. 4D, only the third pulse signal PS3 is supplied. When it is supplied to the piezoelectric vibrator 21 and ends, the vibrator potential becomes the maximum potential VH.
[0064]
Therefore, when non-recording continues, as shown in FIG. 5A, the piezoelectric vibrator 21 is maintained at a potential equal to or lower than the intermediate potential VM. Thereby, the burden on the piezoelectric vibrator 21 is reduced, and the piezoelectric vibrator 21 can be protected. Further, since the fine vibration pulse signal VP1 is supplied to the piezoelectric vibrator 21, it is possible to prevent the ink from being thickened near the nozzle opening.
[0065]
On the other hand, when recording continues, as shown in FIG. 5B, in a period A from the end of supply of the ejection pulse signal DP1 in the current recording cycle T to the start of supply of the ejection pulse signal DP1 in the next recording cycle T. The maximum potential VH is supplied to the piezoelectric vibrator 21. However, since the vibrator potential during the period A is constant, the burden on the piezoelectric vibrator 21 is less than when the vibrator potential is raised and lowered in a short time. Therefore, the piezoelectric vibrator 21 can be protected even in this case. Further, in this case, since the period during which the vibrator potential is kept constant is long, the ink pressure in the pressure chamber 33 can be stabilized, and ink droplet ejection bending can be prevented.
[0066]
When switching from the recording state to the non-recording state, as shown in FIG. 6A, the fourth pulse generated after the third pulse signal PS3 (ejection pulse signal DP1) and the third pulse signal PS3. Since the pulse signal (second coupled pulse signal) PS4 is supplied to the piezoelectric vibrator 21, the vibrator potential can be lowered to the intermediate potential VM before the next recording cycle T starts. Thereby, at the time of switching between the current recording period T and the next recording period T, the vibrator potential and the start potential of the first pulse signal PS1 can be made uniform, and the drive signal COM can be smoothly supplied to the piezoelectric vibrator 21. Can do. In other words, rapid deformation due to an excessively large potential difference can be prevented.
[0067]
On the other hand, when switching from the non-recording state to the recording state, as shown in FIG. 6B, the second pulse signal (first coupled pulse signal) PS2 is supplied in the recording cycle T immediately before recording, Within the recording period T, the vibrator potential is switched from the intermediate potential VM to the maximum potential VH. For this reason, it is possible to secure a relatively long time B from the adjustment of the vibrator potential to the maximum potential VH until the start of the supply of the third pulse signal PS3 (ejection pulse signal DP1). In this way, it is possible to prevent the vibrator potential from being raised or lowered rapidly in a short time, and the piezoelectric vibrator 21 can be protected. Furthermore, the ink pressure in the pressure chamber 33 can be stabilized, and ink droplet ejection bending can be prevented.
[0068]
By the way, as described above, the drive signal supply means and the connected pulse signal supply means have the vibrator potential at the end of the current recording period T according to the contents of the recording data of the next recording period T (that is, information of recording or non-recording). Have decided. For this reason, the first recording data in one line (one pass) does not have the corresponding recording data of the previous recording cycle T, and is undefined as it is.
In view of this point, in the present embodiment, the control unit 6 functions as a dummy data setting unit, and non-recording is performed before the first data D1 in the group of recording data corresponding to one row as shown in FIG. The recording data shown is set as dummy data before start. That is, when the print unit 6 develops print data into record data (binary data), [0] record data indicating non-recording is set at the head of one line (for example, two recording cycles T). To do.
[0069]
With this configuration, the first recording data D1 can be prepared in advance. That is, the driving signal supply means first means non-recording / non-recording (this time is non-recording and next time non-recording based on the first pre-start dummy data and the second pre-start dummy data. The same shall apply hereinafter.) For this reason, in the recording cycle T corresponding to the leading pre-start dummy data, the first pulse signal PS1 is supplied to the piezoelectric vibrator 21 as shown in FIG. Next, the drive signal supply means makes a determination based on the second pre-start dummy data and the first print data D1. Here, when the print data D1 indicates non-recording, the drive signal supply means determines that recording / non-recording is performed, and the recording cycle T corresponding to the second pre-start dummy data is also shown in FIG. ), The first pulse signal PS1 is supplied to the piezoelectric vibrator 21. On the other hand, when the print data D1 indicates recording, it is determined that the drive signal supply means is non-recording / recording. As a result, in the recording cycle T corresponding to the second pre-start dummy data, the second pulse signal PS2 is supplied to the piezoelectric vibrator 21 as shown in FIG. As a result, preparation for the print data D1 can be performed in advance, and signals can be smoothly supplied to the piezoelectric vibrator 21.
[0070]
In this embodiment, the pre-start dummy data is set for two recording periods T (2 bits). However, the present invention is not limited to this, and may be set for one recording period T (1 bit), or three recording periods. It may be set to T minutes or more (3 bits or more).
[0071]
In this printer, the main scan for the next row is performed immediately after the main scan for one row is completed. For this reason, the connection between this time and the next line is also important. Suppose that this time ends at the maximum potential VH. In this case, the potential of the piezoelectric vibrator 21 immediately before the start of the next row is near the maximum potential VH. For this reason, when the intermediate potential VM is supplied to the piezoelectric vibrator 21 in the next row, the piezoelectric vibrator 21 is rapidly deformed due to the potential difference. As a result, the ink pressure in the pressure chamber 33 may be disturbed, or abnormal ejection of ink droplets may occur in some cases.
[0072]
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, when the control unit 6 (dummy data setting means) finishes recording data indicating non-recording after the last data Dn in a group of recording data corresponding to one row, It is set as dummy data. That is, the control unit 6 sets [0] recording data indicating non-recording as dummy data at the end in the last part of one line (for two recording periods T) when expanding the print data into recording data.
[0073]
With this configuration, it is possible to smoothly connect to the main scanning of the next row. That is, the vibrator potential at the end of the main scanning this time is set to the intermediate potential VM regardless of the contents of the recording data Dn in the immediately preceding recording cycle T. Therefore, even if the intermediate potential VM is supplied to the piezoelectric vibrator 21 in the main scanning of the next row, the vibrator potential does not change and can be connected smoothly. The dummy data at the end is not limited to 2 recording cycles T (2 bits), but may be set to 1 recording cycle T (1 bit), or more than 3 recording cycles T (3 bits or more). ) May be set.
[0074]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The second embodiment is different from the first embodiment in the waveform shape of the drive signal COM and the configuration of the recording data storage means.
[0075]
First, the configuration of the printer will be described with reference to the functional block diagram of FIG. In the printer of the second embodiment, the configurations of the shift register circuit and the latch circuit are different from those of the first embodiment described above.
[0076]
That is, in this printer, a single shift register circuit 51 is provided in place of the two shift registers 41 and 42 in the first embodiment. The shift register circuit 51 is composed of a circuit capable of setting recording data for one recording period T. A second latch circuit 44 is electrically connected to the shift register circuit 51, and the second latch circuit 44 latches recording data set in the shift register circuit 51 in response to an input of a latch signal (LAT). . The first latch circuit 43 is electrically connected to the second latch circuit 44, and latches the recording data latched in the second latch circuit 44 when a latch signal is input. For this reason, when the latch signal is input, the recording data set in the shift register circuit 51 is latched in the second latch circuit 44, and the recording data held in the second latch circuit 44 is the first latch circuit 43. Is latched on. Accordingly, in the present embodiment, the first latch circuit 43 functions as the current recording data storage unit, and the second latch circuit 44 functions as the next recording data storage unit.
[0077]
Further, the first latch circuit 43 and the second latch circuit 44 are configured to be able to input a reset signal (RESET) from the control unit 6. When this reset signal is input, the latch circuits 43 and 44 clear the held contents, that is, the latched recording data, and set initial data indicating non-recording, that is, data of [0]. In this case, the control unit 6 functions as an initialization unit that clears the recording data.
[0078]
Next, the drive signal COM generated by the drive signal generation circuit 9 will be described.
[0079]
The drive signal COM illustrated in FIG. 9 includes a first pulse signal PS11 generated in the first period t11 within the recording period T, a second pulse signal PS12 generated in the second period t12, and a third period t13. It consists of a third pulse signal PS13 generated and a fourth pulse signal PS14 generated at a fourth period t14.
[0080]
The first pulse signal PS11 is the same as the first pulse signal PS1 described above, and has an intermediate potential VM (a kind of base potential of the present invention) and a constant front constant potential element P21, and from the intermediate potential VM to the micro-vibration potential VB. A fine vibration expansion element P22 that lowers the electric potential at a constant gradient that does not cause ink droplets to discharge, a fine vibration hold element P3 that holds the fine vibration potential VB, and a level that does not discharge ink droplets from the fine vibration potential VB to the intermediate potential VM. The micro-vibration contraction element P4 that raises the potential at a constant potential and the rear constant potential element P5 that is constant at the intermediate potential VM. Among these waveform elements, the fine vibration expansion element P22, the fine vibration hold element P23, and the fine vibration contraction element P24 are the fine vibration pulse signal VP2 (also expressed as the fine vibration waveform element, see FIG. 10A). Constitute.
When this fine vibration pulse signal VP2 is supplied to the piezoelectric vibrator 21, some pressure fluctuation occurs in the ink in the pressure chamber 33, the meniscus slightly vibrates, and the ink near the nozzle opening is agitated.
[0081]
The second pulse signal PS12 functions as a first connected pulse signal, and has a constant constant gradient that does not cause ink droplets to be ejected from the intermediate potential VM to the second maximum potential VH ′ with a constant front potential element P26 that is constant at the intermediate potential VM. The first connecting element element P27 that increases the potential and the rear constant potential element P28 that is constant at the maximum potential VH are included. Here, the second maximum potential VH ′ is a kind of drive potential in the present invention, and is set to a potential slightly lower than the maximum potential VH.
[0082]
The third pulse signal PS13 includes a front constant potential element P29 that is constant at the second maximum potential VH ′, a pull-in element P30 that lowers the potential with a constant steep slope from the second maximum potential VH ′ to the minimum potential VL, and a minimum potential. A pull-in hold element P31 that holds VL for a very short time, a discharge contraction element P32 that increases the potential at a constant steep slope from the lowest potential VL to the discharge contraction potential VF1, and a first hold that holds the discharge contraction potential VF1 for a very short time. A first discharge hold element P33, a discharge expansion element P34 that lowers the potential at a constant steep slope from the discharge contraction potential VF1 to the discharge expansion potential VF2, and a second discharge hold element P35 that holds the discharge expansion potential VF2 for an extremely short time. The first damping element P36 that increases the potential with a constant gradient from the discharge expansion potential VF2 to the maximum potential VH, and the damping ho that holds the maximum potential VH And the second constant potential element P39 which is constant at the second maximum potential VH '. The second damping element P38 is configured to decrease the potential with a constant gradient from the maximum potential VH to the second maximum potential VH'. Has been.
Of these waveform elements, each waveform element from the pull-in element P30 to the second damping element P38 constitutes a discharge pulse signal (discharge waveform element) DP2. The ejection pulse signal DP2 is a pulse signal for ejecting ink droplets, and in this embodiment, the start and end are set to the second maximum potential VH ′.
[0083]
When the ejection pulse signal DP2 is supplied, the piezoelectric vibrator 21 operates in the same manner as when the ejection pulse signal DP1 is supplied, and ejects a very small amount of ink droplets from the nozzle opening 21.
That is, the piezoelectric vibrator 21 rapidly expands the contracted pressure chamber 33 by supplying the pulling element P30, and rapidly contracts the pressure chamber 33 by supplying the discharge contracting element P32. Subsequently, the piezoelectric vibrator 21 expands the pressure chamber 33 again by supplying the discharge expansion element P34, and makes the pressure chamber 33 minimum volume by supplying the first vibration damping element P36. Thereafter, the piezoelectric vibrator 21 returns the pressure chamber 33 to the volume defined by the second maximum potential VH ′ after elapse of the time defined by the vibration suppression hold element P37.
[0084]
The fourth pulse signal PS14 functions as a second connected pulse signal, and does not cause ink droplets to be ejected from the second maximum potential VH ′ to the intermediate potential VM, and the constant constant potential element P40 constant at the second maximum potential VH ′. The second connecting element P41 lowers the potential with a constant gradient and the rear constant potential element P42 with a constant intermediate potential VM.
By supplying the fourth pulse signal PS14, the piezoelectric vibrator 21 returns to a steady state corresponding to the intermediate potential VM. As a result, the pressure chamber 33 expands and recovers from the contracted volume corresponding to the maximum potential VH to the steady volume.
[0085]
Next, the selection operation of each pulse signal PS11 to PS14, that is, drive signal supply means (waveform element supply means) and connection pulse signal supply means (decoder 45, control logic 46, level shifter 47, switch circuit 48, and so on). Will be described.
[0086]
In this embodiment as well, as in the first embodiment, the drive signal supply means and the connected pulse signal supply means determine the pulse signals PS11 to PS14 to be selected based on the recording or non-recording information in the next recording period T. That is, the decoder 45 generates selection data [1000] when the recording data is [00], and generates selection data [0100] when the recording data is [01]. Further, the selection data [0011] is generated when the recording data is [10], and the selection data [0010] is generated when the recording data is [11].
[0087]
Therefore, when non-recording continues, as shown in FIG. 10A, only the minute vibration pulse signal VP2 (first pulse signal PS11) is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the vibration at the end of the current recording cycle T occurs. The child potential becomes the intermediate potential VM. When the current recording cycle T is non-recording and the next recording cycle T is recording, the second pulse signal (first coupled pulse signal) PS12 is applied to the piezoelectric vibrator 21 as shown in FIG. When the current recording cycle T ends, the vibrator potential becomes the second maximum potential VH ′.
Similarly, when the current recording cycle T is recording and the next recording cycle T is non-recording, as shown in FIG. 10C, the ejection pulse signal DP2 (third pulse signal PS13) and the fourth pulse signal ( When the second coupling pulse signal) PS14 is supplied to the piezoelectric vibrator 21 and the vibrator potential becomes the intermediate potential VM at the end of the current recording cycle T, and recording continues in the current recording cycle T and the next recording cycle T. As shown in FIG. 10D, only the third pulse signal PS13 is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the vibrator potential at the end of the current recording period T becomes the second maximum potential VH ′.
[0088]
Thereby, when non-recording continues in the present embodiment, the vibrator potential is adjusted to the intermediate potential VM, so that the burden on the piezoelectric vibrator 21 is reduced. When recording continues, the vibrator potential becomes constant at the second maximum potential VH ′ during the period when the third pulse signal PS13 is not supplied. Furthermore, when the recording state is switched in the next recording cycle T, the potential is adjusted in the current recording cycle T, so that the potential level can be prevented from increasing or decreasing in a short time.
As a result, the piezoelectric vibrator 21 can be protected even if the piezoelectric vibrator 21 is driven at a high frequency by the ejection pulse signal DP2 in which the start / end potential is the second maximum potential VH ′ higher than the intermediate potential VM. Further, since the height of the vibrator potential in a short time is reduced, the ink pressure in the pressure chamber 33 is easily stabilized, and ink droplet ejection bending can be prevented.
[0089]
Next, the operation of the second embodiment will be described focusing on the data transmission method from the printer controller 1 and the recording data use method in the recording head 8.
[0090]
In the present embodiment, the control unit 6 functions as an initializing unit and outputs a reset signal to each of the latch circuits 43 and 44 when recording data for one row (one pass) is obtained. As a result, the stored contents of the latch circuits 43 and 44 are cleared and data [0] (not recorded) is set. If the latch circuits 43 and 44 are reset, the control unit 6 transmits the first dot recording data (binary data) for all the nozzle openings. The transmitted recording data is set in the shift register circuit 51.
[0091]
When the print data for all the nozzles is set in the shift register circuit 51, the control unit 6 outputs a latch signal to each of the latch circuits 43 and 44. By receiving this latch signal, the first latch circuit 43 latches the recording data of the second latch circuit 44, and the second latch circuit 44 latches the recording data of the first dot set in the shift register circuit 51. That is, the recording data of the second latch circuit 44 moves to the first latch circuit 43, and the recording data of the shift register circuit 51 moves to the second latch circuit 44.
[0092]
The reset of the latch circuits 43 and 44 may be performed before the output of the latch signal. For example, the reset may be performed while the first dot recording data is being set in the shift register circuit 51, or may be reset immediately after the first dot recording data is set.
[0093]
Upon receipt of the latch signal, the decoder 45 uses the data latched by the first latch circuit 43 as the recording data of the current recording cycle T, and the data latched by the second latch circuit 44 (recording data for the first dot) is recorded next time. The pulse signals PS11 to PS14 are selected as recording data of the period T. Thus, preparation for the first dot recording is performed.
[0094]
Next, the control unit 6 sets the recording data of the second dot in the shift register circuit 51 and outputs a latch signal to each of the latch circuits 43 and 44. By receiving this latch signal, the first latch circuit 43 latches the recording data of the first dot, and the second latch circuit 44 latches the recording data of the second dot. As a result, the first dot recording is performed and the preparation for the second dot recording is performed.
[0095]
Thereafter, the recording operation is performed in the same manner. Then, the control unit 6 adds [0] for one dot (that is, one bit) as dummy data at the end after the recording data of the last dot (end of one line). Thereby, the dummy data at the end is latched by the second latch circuit 44 in a state where the recording data of the last dot is latched by the first latch circuit 43. Therefore, the potentials of all the piezoelectric vibrators 21... Can be made equal to the intermediate potential VM at the end of recording for the last dot. The abnormal deformation of the piezoelectric vibrator 21 due to the gap can be prevented.
[0096]
As described above, also in this embodiment, it is possible to prevent a problem that corresponding recording data becomes indefinite, and it is possible to smoothly connect to the next line.
[0097]
In the second embodiment, since the latch circuits 43 and 44 are reset before the start of recording of one row (before the recording data of the first dot is latched), the dummy data at the end is omitted. Also good.
[0098]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, the present invention is applied to a printer capable of multi-tone recording. The third embodiment has basically the same configuration as each of the embodiments described above, but the waveform shape of the drive signal COM and the configuration of the recording data storage means are different.
[0099]
First, structural differences will be described based on the functional block diagram of FIG. In the printer of the second embodiment, the electrical configuration of the recording head 8 is different from that of the first embodiment. That is, the recording head 8 includes a shift register circuit including a first shift register 61 and a second shift register 62, a latch circuit including a first latch circuit 63, a second latch circuit 64, and a third latch circuit 65; An OR circuit 66, a decoder 45, a control logic 46, a level shifter 47, a switch circuit 48, and the piezoelectric vibrator 21 are provided.
[0100]
In this embodiment, the recording data 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, in this configuration, each dot can be represented by four gradations. The gradation data is latched (stored) in the first latch circuit 63 and the second latch circuit 64 by being divided into upper bits and lower bits. In other words, the upper bit data group in the gradation data is latched by the second latch circuit 64, and the lower bit data group is latched by the first latch circuit 63.
[0101]
Each of the shift registers 61 and 62, the latch circuits 63 to 65, the OR circuit 66, the level shifter 47, the switch circuit 48, and the piezoelectric vibrator 21 are provided in correspondence with the nozzle openings 30 of the recording head 8. . For example, as shown in FIG. 12A, the first latch circuit 63 includes a plurality of first latch elements 63A to 63N, and the second latch circuit 64 includes a plurality of second latch elements 64A to 64N. The third latch circuit 65 includes a plurality of third latch elements 65A to 65N, and the OR circuit 66 includes a plurality of OR gates 66A to 66N.
[0102]
A first latch circuit 63 is electrically connected to the first shift register 61, and a second latch circuit 64 is electrically connected to the second shift register 62. When the first latch signal (LAT1) from the printer controller 1 (control unit 6) is input to both latch circuits, the first latch circuit 63 latches the lower bits of the gradation data in the current recording cycle T, The second latch circuit 64 latches the upper bits of the gradation data in the current recording cycle T. The set of the first shift register 61 and the first latch circuit 63 and the second shift register 62 and the second latch circuit 64 that operate as described above stores recording data (that is, gradation data) in the current recording period T. Functions as gradation data storage means (a kind of recording data storage means).
[0103]
The OR circuit 66 determines whether the gradation data indicates recording or non-recording based on the gradation data latched by the first latch circuit 63 and the second latch circuit 64. That is, it functions as a recording state determination unit that determines whether or not recording is performed in the recording cycle T.
[0104]
In the present embodiment, as described above, the non-recording gradation data is [00], the small dot gradation data is [01], the medium dot gradation data is [10], and the large dot gradation data. The data is [11]. That is, the gradation data to be recorded includes the data [1]. The OR circuit 66 has a plurality of OR gates 66A to 66N corresponding to the nozzle openings 30 as described above, and one input terminal of each of the OR gates 66A to 66N corresponds to the corresponding first latch element 63A to 63A. It is electrically connected to 63N. Similarly, the other input terminal is electrically connected to the corresponding second latch elements 64A to 64N. For this reason, as shown in FIG. 12B, an OR circuit calculates the logical sum of the lower bits of the gradation data latched by the first latch circuit 63 and the upper bits of the gradation data latched by the second latch circuit 64. When the operation is performed at 66, the output (calculation result) from the OR circuit 66 is [0] when non-printing is performed, and is [1] when any of small dots to large dots is printed. For this reason, the output from the OR circuit 66 functions as determination data indicating the presence or absence of recording in the recording cycle T.
[0105]
The third latch circuit 65 latches the output from the OR circuit 66 when receiving the second latch signal (LAT2) from the printer controller 1 (control unit 6). That is, determination data indicating the presence / absence of recording is latched. Here, the second latch signal is supplied to the third latch circuit 65 prior to the supply of the first latch signal, as will be described later. That is, the third latch circuit 65 latches the gradation data immediately before the gradation data of the current recording period T is newly latched by the first latch circuit 63 and the second latch circuit 64. Therefore, the output from the OR circuit 66 is determination data indicating the presence / absence of recording in the previous recording cycle T, and the data latched by the third latch circuit 65 is history data indicating the presence / absence of recording in the previous recording cycle T.
[0106]
From the above, the third latch circuit 65 functions as history data storage means (a kind of recording data storage means). The OR circuit 66 can also be regarded as history data generating means for generating history data of the previous recording cycle T.
[0107]
The recording head 8 ejects ink droplets based on the recording data (SI) from the printer controller 1.
[0108]
Also in this embodiment, prior to the ejection of ink droplets, first, the recording data from the printer controller 1 is serially transmitted to the shift register circuit in synchronization with the clock signal (CK) from the oscillation circuit 7. This recording data is composed of a high-order bit data group of all nozzle openings 30 and a low-order bit data group. First, the low-order bit data group is set in the second shift register 62, and then the high-order bit data. A group is set in the second shift register 62. Therefore, when the upper bit data group is set in the second shift register 62, the lower bit data group is shifted and set in the first shift register 61 sequentially.
[0109]
If the data group of upper bits in the gradation data is set in the second shift register 62 and the data group of lower bits is set in the first shift register 61, or each shift register 61, 62 of these data groups. During the setting, the control unit 6 of the printer controller 1 outputs the second latch signal. By this second latch signal, the third latch circuit 65 latches the determination result (output from the OR circuit 66) based on the gradation data immediately before being rewritten as history data in the previous recording cycle T. If the third latch circuit 65 latches the history data and the gradation data in the current recording cycle T is set in each of the shift registers 61 and 62, the control unit 6 outputs the first latch signal. With this first latch signal, the first latch circuit 63 latches the lower bits of the gradation data, and the second latch circuit 64 latches the upper bits of the gradation data.
[0110]
The gradation data and the history data latched by the first latch circuit 63, the second latch circuit 64, and the third latch circuit 65 are respectively input to the decoder 45 as shown in FIG. In the present embodiment, the least significant bit (bit 0) is the lower bit of the gradation data latched by the first latch circuit 63. The second bit (bit 1) is the upper bit of the gradation data latched by the second latch circuit 64, and the most significant bit (bit 2) is the history data latched by the third latch circuit 65.
The content of data input to the decoder 45 is not limited to this and can be arbitrarily set. For example, the history data may be bit 0 and the gradation data may be bit 1 and bit 2.
[0111]
The decoder 45 functions as selection data generation means (which can also be expressed as waveform element selection data generation means or translation means), and generates pulse signals PS20 to PS25 (FIG. 14) from the history data and the gradation data of the current recording period T. Select data for selecting (see) is generated. That is, the decoder 45 performs translation based on a total of 3 bits of data latched by the latch circuits 63, 64, 65, and generates 6 bits of selection data.
[0112]
Each bit of the selection data corresponds to each pulse signal PS20 to PS25. In the present embodiment, the most significant bit (bit 5) corresponds to the preparation pulse signal PS20, and the fifth bit (bit 4) corresponds to the first pulse signal PS21. The fourth bit (bit 3) corresponds to the second pulse signal PS22, and the third bit (bit 2) corresponds to the third pulse signal PS23. Similarly, the second bit (bit 1) corresponds to the fourth pulse signal PS24, and the least significant bit (bit 0) corresponds to the fifth pulse signal PS25.
[0113]
The decoder 45 also receives a timing signal from the control logic 46. The control logic 46 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 first latch signal (LAT1) and the channel signal (CH) as described above.
[0114]
Also in the present embodiment, the decoder 45, the control logic 46, the level shifter 47, and the switch circuit 48 include the drive signal supply means (waveform element supply means) and the connected pulse signal supply means (oscillator potential adjustment) of the present invention. The pulse signal PS20 to PS25 is selected from the drive signal COM based on the history data and the gradation data, and the selected pulse signal is supplied to the piezoelectric vibrator 21.
[0115]
Next, the drive signal COM generated by the drive signal generation circuit 9 and the selection operation of the pulse signals PS20 to PS25 in the drive signal COM will be described.
[0116]
First, the drive signal COM will be described. The drive signal COM illustrated in FIG. 14 is also a series of signals composed of a plurality of waveform elements. The drive signal COM of the present embodiment is generated in the preparation pulse signal PS20 generated in the preparation period t20 within the recording period T, the first pulse signal PS21 generated in the first period t21, and the second period t22. Second pulse signal PS22 generated, third pulse signal PS23 generated in the third period t23, fourth pulse signal PS24 generated in the fourth period t24, and fifth pulse generated in the fifth period t25. Signal PS25.
[0117]
The preparation pulse signal PS20 includes a front constant potential element P50a that is constant at the intermediate potential VM, and a connection element 50b that lowers the potential as much as possible from the intermediate potential VM to the lowest potential VL.
Here, the lowest potential VL is the lowest potential in the drive signal COM and is a kind of 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. The intermediate potential VM is a start / end potential of the ejection pulse signals (ejection waveform elements) DP3 to DP5, and is a kind of driving potential of the present invention.
The preparation pulse signal PS20 is not supplied to the piezoelectric vibrator 21.
[0118]
The first pulse signal PS21 is a kind of first connection pulse signal, and constitutes a part of an ejection pulse signal (first ejection pulse signal DP3) described later. The first pulse signal PS21 includes a first constant potential element 51 that is constant at the lowest potential VL and a first coupling element P52 that increases the potential at a constant gradient that does not cause ink droplets to be ejected from the lowest potential VL to the intermediate potential VM. And a constant rear potential element 53 having a constant intermediate potential VM.
[0119]
The second pulse signal PS22 includes a front constant potential element P54 that is constant at the intermediate potential VM, a second coupling element P55 that lowers the potential at a constant gradient that does not cause ink droplets to be ejected from the intermediate potential VM to the lowest potential VL, and the lowest The rear constant potential element P56 is constant at the potential VL.
[0120]
The third pulse signal PS23 holds the constant potential element P57, which is constant at the lowest potential VL, the first discharge element P58 that increases the potential steeply from the lowest potential VL to the maximum potential VH, and the maximum potential VH for a predetermined time. A first damping hold element P59, a first damping element P60 that lowers the potential with a constant gradient from the maximum potential VH to the intermediate potential VM, and a rear constant potential element P61 that is constant with the intermediate potential VM.
[0121]
The fourth pulse signal PS24 includes a front constant potential element P62 that is constant at the intermediate potential VM, a first expansion element P63 that lowers the potential with a constant gradient that does not cause ink droplets to be ejected from the intermediate potential VM to the lowest potential VL, and the lowest A first expansion hold element P64 that holds the potential VL, a second discharge element P65 that raises the potential steeply from the lowest potential VL to the maximum potential VH, and a second vibration suppression hold element P66 that holds the maximum potential VH for a predetermined time. And a second damping element P67 that lowers the potential at a constant gradient from the maximum potential VH to the intermediate potential VM, and a rear constant potential element P68 that is constant at the intermediate potential VM.
[0122]
The fifth pulse signal PS25 includes a constant constant potential element P69 that is constant at the intermediate potential VM, a second expansion element P70 that lowers the potential with a constant gradient that does not cause ink droplets to be ejected from the intermediate potential VM to the lowest potential VL, and the lowest A second expansion hold element P71 that holds the potential VL, a third discharge element P72 that raises the potential steeply from the minimum potential VL to the maximum potential VH, and a third vibration suppression hold element P73 that holds the maximum potential VH for a predetermined time. And a third damping element 74 that lowers the potential at a constant gradient from the maximum potential VH to the intermediate potential VM, and a rear constant potential element P75 that is constant at the intermediate potential VM.
[0123]
This drive signal COM includes a plurality of drive pulse signals. That is, as shown in FIGS. 15 and 16, the drive signal COM includes a fine vibration pulse signal VP3 for preventing ink thickening in the vicinity of the nozzle opening and an ejection pulse signal (first ejection) for ejecting ink droplets. Pulse signal DP3, second ejection pulse signal DP4, third ejection pulse signal DP5).
[0124]
The fine vibration pulse signal VP3 is constituted by the first connecting element P52 and the rear constant potential element 53 of the first pulse signal PS21, and the front constant potential element P54 and the second connecting element P55 of the second pulse signal PS22. The
[0125]
Accordingly, in order to supply the micro-vibration pulse signal VP3 to the piezoelectric vibrator 21, the first pulse signal PS21 and the second pulse signal PS22 from the preparation pulse signal PS20 to the fifth pulse signal PS25 constituting the drive signal COM. And select. When this fine vibration pulse signal VP3 is supplied to the piezoelectric vibrator 21, the ink near the nozzle opening is agitated.
[0126]
That is, the piezoelectric vibrator 21 is deformed with the supply of the first connecting element P52, and the pressure chamber 33 contracts relatively slowly from the maximum volume defined by the lowest potential VL to the reference volume defined by the intermediate potential VM. To do. Due to the contraction of the pressure chamber 33, the ink in the pressure chamber 33 is slightly pressurized, and the meniscus moves slightly to the ejection side. Next, the rear side constant potential element 53 and the front side constant potential element P54 are continuously supplied, and the contraction state of the pressure chamber 33 is maintained over this supply period. As the second connecting element P55 is supplied, the pressure chamber 33 expands relatively slowly from the reference volume to the maximum volume. By the expansion of the pressure chamber 33, the ink in the pressure chamber 33 is slightly decompressed, and the meniscus moves slightly toward the pressure chamber 33. By such movement of the meniscus, the ink in the vicinity of the nozzle opening is agitated, and thickening of the ink is prevented.
[0127]
The first ejection pulse signal DP3 includes the second coupling element P55 and the rear constant potential element P56 of the second pulse signal PS22, the front constant potential element P57, the first ejection element P58, and the first of the third pulse signal PS23. It is comprised by the vibration suppression hold element P59 and the 1st vibration suppression element P60.
[0128]
In order to supply the first ejection pulse signal DP3 to the piezoelectric vibrator 21, the second pulse signal PS22 and the third pulse signal among the preparation pulse signals PS20 to the fifth pulse signal PS25 constituting the drive signal COM. Select PS23. When the first ejection pulse signal DP3 is supplied to the piezoelectric vibrator 21, an ink droplet of about 13 pL (picoliter), for example, is ejected from the nozzle opening 30.
[0129]
That is, with the supply of the second connecting element P55, the pressure chamber 33 expands relatively slowly from the reference volume to the maximum volume. Next, the rear side constant potential element P56 and the front side constant potential element P57 are continuously supplied, and the expanded state of the pressure chamber 33 is maintained over these supply periods. As the first discharge element P58 is supplied, the pressure chamber 33 rapidly contracts from the maximum volume to the minimum volume defined by the maximum potential VH. The ink in the pressure chamber 33 is strongly pressurized by the rapid contraction of the pressure chamber 33. Ink pushed out by this pressurization is ejected from the nozzle opening 30 as ink droplets. Then, the contracted state of the pressure chamber 33 is maintained by the first vibration damping hold element P59, and the first vibration damping element P60 is supplied at a timing at which the fluctuation of the ink pressure after ink droplet ejection can be canceled. The pressure chamber 33 expands from the minimum volume to the reference volume by the supply of the first vibration damping element P60, and the ink pressure variation accompanying this expansion efficiently cancels out the ink pressure fluctuation.
[0130]
The second ejection pulse signal DP4 is set to have the same waveform shape as the first ejection pulse signal DP3. That is, the second discharge pulse signal DP4 is the first expansion element P63, the first expansion hold element P64, the second discharge element P65, the second vibration suppression hold element P66, and the second vibration suppression element P67 of the fourth pulse signal PS24. Consists of. The first expansion element P63 corresponds to the second connection element P55, and the first expansion hold element P64 corresponds to the rear constant potential element P56 and the front constant potential element P57, and the potential difference and the supply time are aligned. It has been. The second discharge element P65, the second vibration suppression hold element P66, and the second vibration suppression element P67 correspond to the first discharge element P58, the first vibration suppression hold element P59, and the first vibration suppression element P60, respectively.
[0131]
In order to supply the second ejection pulse signal DP4 to the piezoelectric vibrator 21, the fourth pulse signal PS24 is selected from the preparation pulse signals PS20 to the fifth pulse signal PS25 constituting the drive signal COM. When the second ejection pulse signal DP4 is supplied to the piezoelectric vibrator 21, an ink droplet of about 13 pL is ejected from the nozzle opening 30, for example.
[0132]
Briefly, the pressure chamber 33 expands from the reference volume to the maximum volume with the supply of the first expansion element P63, and the expansion state of the pressure chamber 33 is maintained by the supply of the first expansion hold element P64. Thereafter, the second ejection element P65 is supplied to eject the ink droplets, and the pressure chamber 33 is rapidly contracted to the minimum volume. The contracted state is maintained over the supply period of the second vibration suppression hold element P66, the second vibration suppression element P67 is supplied to suppress fluctuations in the ink pressure after ink droplet ejection, and the pressure chamber 33 has the reference volume. Expands to
[0133]
The third ejection pulse signal DP5 is also set to have the same waveform shape as the first ejection pulse signal DP3 and the second ejection pulse signal DP4. That is, the third discharge pulse signal DP5 is the second expansion element P70, the second expansion hold element P71, the third discharge element P72, the third vibration suppression hold element P73, and the third vibration suppression element 74 of the fifth pulse signal PS25. Consists of. The second expansion element P70 corresponds to the second connection element P55, and the second expansion hold element P71 corresponds to the rear constant potential element P56 and the front constant potential element P57. Further, the third discharge element P72, the third vibration suppression hold element P73, and the third vibration suppression element 74 correspond to the first discharge element P58, the first vibration suppression hold element P59, and the first vibration suppression element P60, respectively. .
[0134]
In order to supply the third ejection pulse signal DP5 to the piezoelectric vibrator 21, the fifth pulse signal PS25 is selected from the preparation pulse signals PS20 to the fifth pulse signal PS25 constituting the drive signal COM. When the third ejection pulse signal DP5 is supplied to the piezoelectric vibrator 21, an ink droplet of about 13 pL is ejected from the nozzle opening 30, for example.
[0135]
In the present embodiment, when the gradation data in the current recording period T indicates non-recording (in the case of gradation value [00]), the above-described fine vibration pulse signal VP3 is normally supplied to the piezoelectric vibrator 21. Then, the meniscus is vibrated slightly. When the gradation data indicates a small dot (in the case of gradation value [01]), only the second ejection pulse signal DP4 is supplied to the piezoelectric vibrator 21 to eject an ink droplet once. Further, when the gradation data indicates a medium dot (in the case of gradation value [10]), the first ejection pulse signal DP3 and the second ejection pulse signal DP4 are supplied to the piezoelectric vibrator 21 to generate ink droplets. When the discharge is performed twice and the gradation data indicates a large dot (in the case of gradation value [11]), the first discharge pulse signal DP3, the second discharge pulse signal DP4, and the third discharge pulse signal DP5 are subjected to piezoelectric vibration. The ink droplets are ejected three times by supplying to the child 21.
[0136]
Hereinafter, this control will be described.
[0137]
In the present embodiment, the drive signal supply means (waveform element supply means) and the connection pulse signal supply means (decoder 45, control logic 46, level shifter 47, switch circuit 48) have the previous recording period T (the previous recording period in the present invention). The pulse signals PS20 to PS25 to be selected are determined on the basis of the history data and the gradation data in the current recording cycle T (corresponding to the later recording cycle in the present invention). This is because the supply start potential of the drive signal COM in the current recording cycle T differs according to the recording gradation (gradation data), and the vibrator potential at the end of the previous recording cycle T also differs depending on the recording gradation. Because.
[0138]
For example, when the current recording cycle T is non-recording, the supply start potential of the drive signal COM is the lowest potential VL that is the start end potential of the first pulse signal PS21. In the case of small dots, the supply start potential is the intermediate potential VM that is the start potential of the fourth pulse signal PS24. Similarly, in the case of medium dots and large dots, the supply start potential is the intermediate potential VM that is the start end potential of the second pulse signal PS22.
[0139]
On the other hand, the vibrator potential at the end of the previous recording cycle T becomes the lowest potential VL that is the terminal potential of the micro-vibration pulse signal VP3 when the previous recording cycle T is not recorded. Further, when any dot of small dots to large dots is recorded in the previous recording cycle T, the vibrator potential at the end becomes the intermediate potential VM that is the terminal potential of the ejection pulse signal.
[0140]
Therefore, if ejection control is performed in the current recording cycle T without considering the presence or absence of recording in the previous recording cycle T, a large gap is generated between the potential of the drive signal COM and the transducer potential. A sudden drop or rise in potential occurs.
For example, when the first pulse signal PS21 is supplied in the current recording cycle T even though the vibrator potential at the end of the previous recording cycle T is the intermediate potential VM, the vibrator potential is changed from the intermediate potential VM to the lowest potential. It drops rapidly to VL. In this case, the piezoelectric vibrator 21 is greatly deformed, and the pressure chamber 33 expands rapidly, causing unnecessary pressure fluctuations in the ink in the pressure chamber. In addition, since an excessive load is applied to the piezoelectric vibrator 21, there is a possibility that the lifetime may be shortened.
Similarly, when the vibrator potential at the end of the previous recording cycle T is the lowest potential VL, but the first pulse signal PS21 is not supplied in the current recording cycle T but supplied from the second pulse signal PS22. The vibrator potential suddenly rises from the lowest potential VL to the intermediate potential VM. Again, in this case, unnecessary pressure fluctuations occur in the ink in the pressure chamber, and the life of the piezoelectric vibrator 21 may be shortened.
[0141]
In view of such circumstances, in this embodiment, selection data is generated by adding history data indicating the presence or absence of recording in the previous recording cycle T to the gradation data of the current recording cycle T, and the current recording cycle T is not recorded. In this case, the vibrator potential is adjusted to the base potential, and when the current recording cycle T is printing, the vibrator potential is adjusted to the drive potential prior to the supply of the ejection pulse signal.
[0142]
For example, when the previous recording cycle T is non-recording and the current recording cycle T is recording, the first pulse signal PS21 (first connection element P52) as the first connection pulse signal is supplied to the piezoelectric vibrator 21. . As a result, the vibrator potential is raised from the lowest potential VL (base potential) to the intermediate potential VM (drive potential) so that no gap occurs between the vibrator potential and the potential of the drive signals COM (ejection pulse signals DP3 to DP5). I have to. On the other hand, when the previous recording cycle T is recording and the current recording cycle T is non-recording, the second pulse signal PS22 (second connection element P55) as the second connection pulse signal is supplied to the piezoelectric vibrator 21. Thus, the vibrator potential is lowered from the intermediate potential VM to the lowest potential VL, and the vibrator potential is positively kept low.
[0143]
Hereinafter, this control will be specifically described. First, the control when the previous recording cycle T is non-recording will be described.
[0144]
For example, when the history data of the previous recording cycle T is [0] indicating non-recording and the gradation data of the current recording cycle T is [00] indicating non-recording, the decoder 45 selects the selection data [011000. ] Is generated. Accordingly, the first pulse signal PS21 and the second pulse signal PS22 are selected from the preparation pulse signals PS20 to the fifth pulse signal PS25 and supplied to the piezoelectric vibrator 21. That is, as shown in FIG. 15, the switch circuit 48 is turned on in the periods t21 and t22, and the drive signal COM is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the switch circuit 48 is supplied in the periods t20 and t23 to t25. The supply of the drive signal COM to the piezoelectric vibrator 21 is stopped in the off state.
[0145]
As a result, the above-mentioned fine vibration pulse signal VP3 is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the ink is stirred in the vicinity of the nozzle opening. Further, after the fine vibration pulse signal VP3 is supplied, the vibrator potential becomes the lowest potential VL, so that the voltage supplied to the piezoelectric vibrator 21 can be kept low. Thereby, the burden on the piezoelectric vibrator 21 can be reduced and the life can be extended.
[0146]
When the history data of the previous recording period T is [0] indicating non-recording and the gradation data of the current recording period T is [01] indicating small dots, the decoder 45 selects the selection data [010010]. ] Is generated. Thus, the first pulse signal PS21 and the fourth pulse signal PS24 are selected from the preparation pulse signals PS20 to the fifth pulse signal PS25 and supplied to the piezoelectric vibrator 21. That is, as shown in FIG. 16A, the switch circuit 48 is turned on in the period t21 and the period t24, and the drive signal COM is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the period t20, the period t22, the period t23, and the period t25 are supplied. , The switch circuit 48 is turned off, and the supply of the drive signal COM to the piezoelectric vibrator 21 is stopped.
[0147]
Thereby, the vibrator potential rises from the lowest potential VL to the intermediate potential VM in the period t21, and the intermediate potential VM is held in the periods t22 and t23. Thereafter, supply of the drive signal COM, that is, the second ejection pulse signal DP4 is started in the period t24, and the vibrator potential and the start potential of the second ejection pulse signal DP4 at the start of supply are both set to the intermediate potential VM. Yes.
[0148]
For this reason, the second ejection pulse signal DP4 can be smoothly supplied to the piezoelectric vibrator 21 without abruptly changing the vibrator potential. That is, in the period t21, the first pulse signal (first connection pulse signal) PS21 is supplied to adjust the vibrator potential to the intermediate potential VM, and then the second ejection pulse signal DP4 is supplied. Even if the vibrator potential at the end of the period T is the lowest potential VL, the second ejection pulse signal DP4 can be supplied without imposing a burden on the piezoelectric vibrator 21.
[0149]
When the second ejection pulse signal DP4 is supplied in the period t24 and ink droplets are ejected, the switch circuit 48 is turned off in the period t25. The vibrator potential in the period t25 becomes an intermediate potential VM that is the terminal potential of the second ejection pulse signal DP4 supplied immediately before.
[0150]
When the history data of the previous recording cycle T is [0] indicating non-recording and the gradation data of the current recording cycle T is [10] indicating medium dots, the decoder 45 selects the selection data [011110. ] Is generated. Accordingly, four pulse signals of the first pulse signal PS21 to the fourth pulse signal PS24 are selected from the preparation pulse signal PS20 to the fifth pulse signal PS25 and supplied to the piezoelectric vibrator 21. That is, as shown in FIG. 16B, the switch circuit 48 is turned on from the period t21 to the period t24, and the drive signal COM is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the switch circuit 48 is supplied to the period t20 and the period t25. The supply of the drive signal COM to the piezoelectric vibrator 21 is stopped in the off state.
[0151]
Thereby, in the period t21, the first pulse signal (first coupled pulse signal) PS21 is supplied to the piezoelectric vibrator 21, so that the vibrator potential rises from the lowest potential VL to the intermediate potential VM. Thereafter, in the period t22 and the period t23, the first ejection pulse signal DP3 is supplied to the piezoelectric vibrator 21. Since the vibrator potential at the start of supply of the first ejection pulse signal DP3 and the start potential of the first ejection pulse signal DP3 are both equal to the intermediate potential VM, the vibrator potential is rapidly increased even in this case. The first ejection pulse signal DP3 can be smoothly supplied without changing to.
[0152]
When the first discharge pulse signal DP3 is supplied and the first ink droplet is discharged, the second discharge pulse signal DP4 is supplied in the period t24, but the terminal potential of the first discharge pulse signal DP3 and the second discharge pulse are supplied. Since both of the start potentials of the pulse signal DP4 are the intermediate potential VM, the second ejection pulse signal DP4 can be smoothly supplied here.
[0153]
When the second ejection pulse signal DP4 is supplied in the period t24 and the second ink droplet is ejected, the switch circuit 48 is turned off in the period t25. The vibrator potential in the period t25 becomes an intermediate potential VM that is the terminal potential of the second ejection pulse signal DP4 supplied immediately before.
[0154]
When the history data of the previous recording cycle T is [0] indicating non-recording and the gradation data of the current recording cycle T is [11] indicating large dots, the decoder 45 selects the selection data [011111. ] Is generated. Thus, the first pulse signal PS21 to the fifth pulse signal PS25 are selected and supplied to the piezoelectric vibrator 21. That is, as shown in FIG. 16C, the switch circuit 48 is turned on during the period from the period t21 to the period t25, and the drive signal COM is supplied to the piezoelectric vibrator 21.
[0155]
As a result, the first pulse signal PS21 is supplied to the piezoelectric vibrator 21 in the period t21, and the vibrator potential rises from the lowest potential VL to the intermediate potential VM. Thereafter, in the period t22 and the period t23, the first ejection pulse signal DP3 is supplied to the piezoelectric vibrator 21. Further, the second ejection pulse signal DP4 is supplied in the period t24, and the third ejection pulse signal DP5 is supplied in the period t25.
Also during the recording of the large dots, similarly to the recording of the medium dots, the vibrator potential at the start of supply of each ejection pulse signal and the start potential of each ejection pulse signal are both set at the intermediate potential VM. Therefore, each ejection pulse signal can be smoothly supplied without rapidly changing the vibrator potential.
[0156]
Next, control when the previous recording cycle T is recording will be described.
[0157]
For example, when the history data of the previous recording cycle T is [1] indicating recording and the gradation data of the current recording cycle T is [00] indicating non-recording, the decoder 45 selects the selection data [001000]. Is generated. Thus, the second pulse signal PS22 is selected from the preparation pulse signal PS20 to the fifth pulse signal PS25 and supplied to the piezoelectric vibrator 21. That is, as shown in FIG. 17, the switch circuit 48 is turned on in the period t22 and the drive signal COM is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the switch circuit 48 is supplied in the period t20, the period t21, and the period t23 to the period t25. The supply of the drive signal COM to the piezoelectric vibrator 21 is stopped in the off state.
[0158]
As a result, the piezoelectric vibrator 21 is supplied with the second pulse signal PS22 (second connection element P55) as the second connection pulse signal, and the vibrator potential falls from the intermediate potential VM to the lowest potential VL. That is, although the gradation data is [00] indicating non-recording, the fine vibration pulse signal VP3 is not supplied. Since the vibrator potential becomes the lowest potential VL after the second pulse signal PS22 is supplied, the voltage supplied to the piezoelectric vibrator 21 can be kept low. Thereby, the burden on the piezoelectric vibrator 21 can be reduced and the life can be extended.
[0159]
When the history data of the previous recording cycle T is [1] indicating recording and the gradation data of the current recording cycle T is [01] indicating small dots, the decoder 45 selects the selection data [000010]. Is generated. As a result, the fourth pulse signal PS24 is selected from the preparation pulse signal PS20 to the fifth pulse signal PS25 and supplied to the piezoelectric vibrator 21. That is, as shown in FIG. 18A, the switch circuit 48 is turned on in the period t24 and the drive signal COM is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the switch circuit is supplied in the periods t20 to t23 and t25. 48 is turned off, and the supply of the drive signal COM to the piezoelectric vibrator 21 is stopped.
[0160]
In this case, the transducer potential in the period t20 to the period t23 is held at the intermediate potential VM that is the potential at the end of the previous recording cycle T. Then, the supply of the second ejection pulse signal DP4 is started from the period t24, and at this time, the vibrator potential at the supply start time and the starting potential of the second ejection pulse signal DP4 are both equal to the intermediate potential VM. For this reason, the second ejection pulse signal DP4 can be smoothly supplied without rapidly changing the vibrator potential.
[0161]
When the history data of the previous recording period T is [1] indicating recording and the gradation data of the current recording period T is [10] indicating medium dots, the decoder 45 selects the selection data [001110]. Is generated. Accordingly, three pulse signals of the second pulse signal PS22 to the fourth pulse signal PS24 are selected from the preparation pulse signal PS20 to the fifth pulse signal PS25 and supplied to the piezoelectric vibrator 21. That is, as shown in FIG. 18B, the switch circuit 48 is turned on from the period t22 to the period t24, and the drive signal COM is supplied to the piezoelectric vibrator 21. On the other hand, in the period t20, the period t21, and the period t25, the switch circuit 48 is turned off and the supply of the drive signal COM to the piezoelectric vibrator 21 is stopped.
[0162]
In this case, the transducer potential in the period t20 and the period t21 is held at the intermediate potential VM that is the potential at the end of the previous recording cycle T. Thereafter, in the period t22 and the period t23, the first ejection pulse signal DP3 is supplied to the piezoelectric vibrator 21. The vibrator potential at the start of supply of the first ejection pulse signal DP3 and the start potential of the first ejection pulse signal DP3 are both the intermediate potential VM. For this reason, the first ejection pulse signal DP3 can be smoothly supplied without rapidly changing the vibrator potential. Hereafter, since it is the same as the case of the non-recording / medium dot described above, its description is omitted.
[0163]
When the history data of the previous recording cycle T is [1] indicating recording and the gradation data of the current recording cycle T is [11] indicating large dots, the decoder 45 selects the selection data [001111]. Is generated. Accordingly, four pulse signals of the second pulse signal PS22 to the fifth pulse signal PS25 are selected from the preparation pulse signals PS20 to the fifth pulse signal PS25 and supplied to the piezoelectric vibrator 21. That is, as shown in FIG. 18C, the switch circuit 48 is turned on from the period t22 to the period t25, and the drive signal COM is supplied to the piezoelectric vibrator 21. On the other hand, in the period t20 and the period t21, the switch circuit 48 is turned off and the supply of the drive signal COM to the piezoelectric vibrator 21 is stopped.
[0164]
In this case, the transducer potential in the period t20 and the period t21 is held at the intermediate potential VM that is the potential at the end of the previous recording cycle T. Thereafter, in the period t22 to the period t25, the first ejection pulse signal DP3 to the third ejection pulse signal DP5 are supplied to the piezoelectric vibrator 21. Also in this case, the vibrator potential at the start of supply of the first ejection pulse signal DP3 and the starting potential of the first ejection pulse signal DP3 are both the intermediate potential VM, and the first ejection pulse signal DP3 is smoothly smoothed. Can supply.
Since the subsequent steps are the same as those in the case of non-recording / large dots, the description thereof will be omitted.
[0165]
In the present embodiment, when non-recording continues in each recording cycle T, for example, as shown in FIG. 19A, the fine vibration pulse signal VP3 is supplied at the beginning of each recording cycle T, and thereafter The vibrator potential is kept at the lowest potential VL. For this reason, the burden on the piezoelectric vibrator 21 can be reduced, and the life of the piezoelectric vibrator 21 can be extended.
[0166]
Further, the fine vibration pulse signal VP3 is a fine vibration pulse generated by a part of the first pulse signal PS21 (first connection pulse signal) and the second pulse signal PS22 (second connection pulse signal) for adjusting the vibrator potential. The signal VP3 is configured. Therefore, the first pulse signal PS21 and the second pulse signal PS22 can be used for many purposes, and a plurality of drive pulses can be efficiently stored even in a limited recording cycle.
[0167]
Further, when the previous recording period T is non-recording and the gradation data of the current recording period T indicates dot recording, for example, as shown in FIGS. 19B and 19C, the recording period T First, the first pulse signal PS21 (first connection pulse signal) is supplied to the piezoelectric vibrator 21, and the vibrator potential is raised from the lowest potential VL to the intermediate potential VM prior to the supply of the ejection pulse signals DP3 to DP5. Yes. For this reason, it is possible to smoothly supply the ejection pulse signal.
[0168]
Then, it is sufficient to provide one first pulse signal PS21 within the recording cycle T, and a plurality of drive pulses (VP3, DP3 to DP5) can be efficiently stored even in a limited recording cycle. . Further, the second pulse signal PS22 constitutes a part of the first ejection pulse signal DP3. As described above, since the second pulse signal PS22 is used for various purposes, a plurality of drive pulses can be efficiently stored in a limited recording cycle in this respect as well.
[0169]
Further, when dots are recorded in the previous recording cycle T, and the gradation data in the current recording cycle T indicates non-recording, for example, in the current recording cycle T as shown in FIGS. The second pulse signal (second connection pulse signal) PS22 is selected, and the vibrator potential is lowered from the intermediate potential VM to the lowest potential VL by supplying the second connection element P55. As a result, the vibrator potential is kept at the lowest potential VL, the burden on the piezoelectric vibrator 21 is reduced, and the life can be extended.
[0170]
Further, when dots are recorded in both the previous recording cycle T and the current recording cycle T, for example, as shown in FIG. 20C, the vibrator potential is maintained at the intermediate potential VM in the current recording cycle T, Thereafter, ejection pulse signals (DP3, DP4) are supplied. In this case, during the period from the end of the supply of the ejection pulse signal in the previous recording cycle T to the supply start time of the ejection pulse signal in the current recording cycle T, the vibrator potential becomes constant at the intermediate potential VM, and rapidly increases in a short time. There is no ups and downs. 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.
[0171]
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.
[0172]
First, in the first embodiment, the second pulse signal PS2 (first connection pulse signal) that increases the potential from the intermediate potential VM (base potential) to the maximum potential VH (drive potential), and the intermediate potential from the maximum potential VH. The drive signal COM includes a fourth pulse signal PS4 (second connection pulse signal) that lowers the potential to VM, and selectively supplies these pulse signals to the piezoelectric vibrator 21 to adjust the vibrator potential. However, it is not limited to this configuration.
[0173]
For example, the vibrator potential adjusting means includes a resistance element and an adjustment switch means for connecting the piezoelectric vibrator 21 to a drive potential supply source or a base potential supply source via the resistance element, and the resistance element is interposed therebetween. Then, the vibrator potential may be adjusted by supplying the drive potential or the base potential. Hereinafter, a modified example configured as described above will be described.
[0174]
FIGS. 21A and 21B are diagrams for explaining this modification. FIG. 21A is a diagram for explaining the circuit configuration of the main part, and FIG. 21B is a diagram for explaining the vibrator potential. In this modification, an adjustment switch 71 (corresponding to the adjustment switch means) is provided in parallel with the switch circuit 48, and a drive signal COM supply line (in the present invention) is connected via the adjustment switch 71 and the resistance element 72. A type of drive potential supply source and a type of base potential supply source) are configured to be connectable to the piezoelectric vibrator 21. Accordingly, in the first embodiment, the drive signal generation circuit 9 generates a drive signal COM that is constant at the maximum potential VH during the period t2 and constant at the intermediate potential VM during the period t4.
[0175]
The control of this modification is basically the same as in the first embodiment, but instead of selecting the second pulse signal PS2 in the period t2, the adjustment switch 71 is turned on with the switch circuit 48 turned off. To. Further, instead of selecting the fourth pulse signal PS4 in the period t4, the adjustment switch 71 is turned on while the switch circuit 48 is turned off.
[0176]
Since the maximum potential VH (drive potential) is supplied to the supply line of the drive signal COM in the period t2 and the intermediate potential VM (base potential) is supplied in the period t4, the adjustment switch 71 is supplied over the period t2. When is turned on, the maximum potential VH is supplied to the piezoelectric vibrator 21 via the resistance element 72. As a result, the vibrator potential rises relatively slowly as time passes, as shown by the solid line in FIG. As a result, similarly to the case where the second pulse signal PS2 (first coupled pulse signal) is supplied, the transducer potential can be raised from the intermediate potential VM to the maximum potential VH before the period t3 arrives. In this case, the degree of increase (slope) of the vibrator potential can be adjusted by changing the resistance value of the resistance element 72. For this reason, adjustment is also easy.
[0177]
Similarly, when the adjustment switch 71 is turned on over the period t4, the intermediate potential VM is supplied to the piezoelectric vibrator 21 via the resistance element 72. As a result, the vibrator potential falls relatively slowly with the passage of time, as shown by the one-dot chain line in FIG. As a result, similarly to the case where the fourth pulse signal PS4 (second coupled pulse signal) is supplied, the vibrator potential is lowered from the maximum potential VH to the intermediate potential VM before the next recording period T arrives. it can.
[0178]
The on / off control of the adjustment switch 71 can be performed by the control unit 6, but is not limited thereto. For example, since the lengths of the periods t2 and t4 are known, the switches with a timer function (for example, the ON state corresponding to the input of the channel signals CH1 and CH3 are continued over the periods t2 and t4 (for example, Or a watchdog timer).
[0179]
In this configuration, it is sufficient to generate the maximum potential VH during the period t2 and the intermediate potential VM during the period t4. That is, it is sufficient to generate a signal having a constant potential. The controller 6 does not need to control the drive signal generation circuit 9 over these periods t2 and t4. Further, the time required for the on / off control of the adjustment switch 71 is very short between the on time and the off time. Therefore, the control unit 6 can perform other processing in the periods t2 and t4, for example, control for generating pulse signals in other periods, and control of the carriage mechanism 11, the paper feed mechanism 12, and the like. Therefore, the limited time can be used efficiently.
[0180]
It should be noted that the vibrator potential adjusting means using the adjustment switch 71 and the resistance element 72 can be similarly applied to the second embodiment and the third embodiment.
[0181]
In the third embodiment, the plurality of ejection pulse signals 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 VM, 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.
[0182]
In the third embodiment, the second connection pulse signal is configured by a part of the ejection pulse signal. However, the first connection pulse signal is changed to the ejection pulse signal by changing the waveform shape of the ejection pulse signal. It can also be constituted by a part of.
[0183]
In the first and second embodiments, the base potential in the drive signal COM is not limited to the intermediate potential VM, and may be lower than the start / end potential (that is, the drive potential) of the third pulse signal PS3. Good. For example, as in the third embodiment, the minimum potential VL may be set.
[0184]
The recording head 8 of the above embodiment has the so-called flexural vibration mode piezoelectric vibrator 21, but the present invention can be applied to a so-called longitudinal vibration mode piezoelectric vibrator 21.
[0185]
The present invention is applicable not only to printers but also to recording devices such as plotters and facsimile machines.
[0186]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
That is, based on the recording data stored in the recording data storage means, the vibrator potential is adjusted to the base potential when the recording data of the subsequent recording period T is not recorded, and the ejection is performed when the subsequent recording period is recording. Since the vibrator potential is adjusted to the drive potential prior to the supply of the pulse signal, the vibrator potential is kept at the base potential and the piezoelectric vibrator is protected when the subsequent recording cycle T is non-recording. Further, when recording is performed at a later recording cycle, the vibrator potential and the potential of the ejection pulse signal are aligned, so that the ejection pulse signal can be smoothly supplied to the piezoelectric vibrator. In this respect as well, the burden on the piezoelectric vibrator is reduced, and the piezoelectric vibrator can be protected. Further, when non-recording continues, the vibrator potential is set to the base potential, and the burden on the piezoelectric vibrator is reduced.
As a result, even when high-frequency driving is performed by an ejection pulse signal having a high start / end potential, the burden on the piezoelectric vibrator is reduced and the piezoelectric vibrator can be protected. Further, since the level of the vibrator potential in a short time is reduced, the ink pressure in the pressure chamber is easily stabilized, and ink droplet ejection bending can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a functional block diagram showing an overall configuration of a printer to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a mechanical structure of a recording head.
FIG. 3 is a diagram illustrating a drive signal.
FIGS. 4A to 4D are diagrams for explaining a selection pattern of a pulse signal. FIG.
FIG. 5A is a diagram for explaining a selection pattern of a pulse signal when non-recording is continued, and FIG. 5B is a diagram for explaining a selection pattern of a pulse signal when recording is continued.
6A is a diagram illustrating a selection pattern of a pulse signal when switching from a recording state to a non-recording state, and FIG. 6B is a selection pattern of a pulse signal when switching from a non-recording state to a recording state. It is a figure explaining.
FIG. 7 is a diagram illustrating dummy data.
FIG. 8 is a functional block diagram showing an overall configuration of a second embodiment.
FIG. 9 is a diagram illustrating drive signals according to the second embodiment.
FIGS. 10A to 10D are diagrams for explaining a selection pattern of a pulse signal in the second embodiment.
FIG. 11 is a functional block diagram showing an overall configuration of a third embodiment.
12A is a block diagram for explaining the connection relationship of the first to third latch circuits and the OR circuit, and FIG. 12B is a diagram for explaining the contents of data latched in each latch circuit. It is.
FIG. 13 is a block diagram illustrating a connection relationship between the first to third latch circuits and a decoder.
FIG. 14 is a diagram illustrating drive signals according to the third embodiment.
FIG. 15 is a diagram for explaining a selection pattern of pulse signals in the third embodiment, and shows a case where both the previous recording cycle and the current recording cycle are non-recording.
FIGS. 16A and 16B are diagrams for explaining a selection pattern of pulse signals in the third embodiment, and FIGS. 16A to 16C each show a case where the previous recording cycle is non-recording and the current recording cycle is recording.
FIG. 17 is a diagram for explaining a selection pattern of pulse signals in the third embodiment, and shows a case where the previous recording cycle is recording and the current recording cycle is non-recording.
FIGS. 18A to 18C are diagrams illustrating pulse signal selection patterns according to the third embodiment, and FIGS. 18A to 18C each show a case where both the previous recording cycle and the current recording cycle are recorded.
FIGS. 19A to 19C are diagrams illustrating pulse signal selection patterns according to the third embodiment, and FIGS. 19A to 19C are diagrams illustrating waveform element selection patterns when the previous recording cycle is non-recording. FIGS. is there.
FIGS. 20A to 20C are diagrams illustrating pulse signal selection patterns in the third embodiment, and FIGS. 20A to 20C are diagrams illustrating waveform element selection patterns when the previous recording cycle is recording. FIGS. .
FIGS. 21A and 21B are diagrams illustrating a modified example of the present invention, in which FIG. 21A is a block diagram illustrating a configuration of a main part, and FIG. 21B is a diagram illustrating a change 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 Nozzle opening
12 Carriage mechanism
13 Paper feed mechanism
21 Piezoelectric vibrator
22 Channel unit
23 Actuator unit
24 Ink supply port
25 1st nozzle communication port
26 Supply port forming substrate
27 Common ink chamber
28 Second nozzle communication port
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 port
36 Second lid member
37 Common electrode
38 Piezoelectric layer
39 Drive electrode
41 First shift register
42 Second shift register
43 First latch circuit
44 Second latch circuit
45 decoder
46 Control logic
47 Level Shifter
48 switch circuit
51 Shift register circuit
61 First shift register
62 Second shift register
63 First latch circuit
64 Second latch circuit
65 Third latch circuit
66 OR circuit
71 Adjustment switch
72 resistance element

Claims (15)

  1. 圧力室内に圧力変動を生じさせ得る圧電振動子及び前記圧力室に連通したノズル開口を有する記録ヘッドと、インク滴を吐出させるための吐出パルス信号を少なくとも1つ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、駆動信号発生手段からの駆動信号を選択的に圧電振動子に供給可能な駆動信号供給手段とを有し、記録の有無を表す記録データに応じて前記吐出パルス信号を選択的に圧電振動子に供給してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録装置において、
    今回記録周期を含む連続する2つの記録周期のそれぞれについて前記記録データを記憶する記録データ記憶手段と、前記圧電振動子の振動子電位を調整可能な振動子電位調整手段とを設け、
    前記吐出パルス信号を、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パルス信号によって構成し、
    前記振動子電位調整手段は、記録データ記憶手段が記憶している記録データに基づき、後の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、後の記録周期が記録の場合に吐出パルス信号の供給に先立って振動子電位を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。
    Recording cycle of a series of drive signals including at least one ejection pulse signal for ejecting ink droplets, and a piezoelectric head capable of causing pressure fluctuation in the pressure chamber and a nozzle opening communicating with the pressure chamber Drive signal generation means that repeatedly generates each time, and drive signal supply means that can selectively supply a drive signal from the drive signal generation means to the piezoelectric vibrator, and according to the recording data representing the presence or absence of recording In an ink jet recording apparatus that selectively supplies an ejection pulse signal to a piezoelectric vibrator to eject ink droplets from a nozzle opening,
    A recording data storage means for storing the recording data for each of two continuous recording periods including the recording period, and a vibrator potential adjusting means capable of adjusting the vibrator potential of the piezoelectric vibrator,
    The ejection pulse signal is constituted by a pulse signal whose start / end potential is set to a drive potential higher than the base potential,
    The vibrator potential adjusting unit adjusts the vibrator potential to the base potential when the subsequent recording cycle is non-recording based on the recording data stored in the recording data storage unit, and when the subsequent recording cycle is recording. An ink jet recording apparatus wherein the vibrator potential is adjusted to a drive potential prior to supply of the ejection pulse signal.
  2. 前記記録データを、ドットの記録及び非記録に対応した二値データによって構成すると共に、前記駆動信号発生手段を、1記録周期内に1つの吐出パルス信号を含む一連の駆動信号を発生可能な構成とし、
    前記記録データ記憶手段には、今回記録周期の二値データと次回記録周期の二値データとを記憶させ、
    前記振動子電位調整手段は、今回記録周期の二値データが記録を、次回記録周期の二値データが非記録をそれぞれ示す場合に今回記録周期の終了時における振動子電位をベース電位に調整し、今回記録周期の二値データが非記録を、次回記録周期の二値データが記録をそれぞれ示す場合に今回記録周期の終了時における振動子電位を駆動電位に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 recording data is composed of binary data corresponding to dot recording and non-recording, and the drive signal generating means can generate a series of drive signals including one ejection pulse signal within one recording cycle. age,
    In the recording data storage means, binary data of the current recording cycle and binary data of the next recording cycle are stored,
    The vibrator potential adjusting means adjusts the vibrator potential at the end of the current recording cycle to the base potential when the binary data of the current recording cycle indicates recording and the binary data of the next recording cycle indicates non-recording. The transducer potential at the end of the current recording cycle is adjusted to the drive potential when the binary data of the current recording cycle indicates non-recording and the binary data of the next recording cycle indicates recording, respectively. 2. An ink jet recording apparatus according to 1.
  3. 前記記録データを、記録階調を示す階調データ及び前回記録周期における記録の有無を示す履歴データによって構成すると共に、前記駆動信号発生手段を、1記録周期内に複数の吐出パルス信号を含んだ一連の駆動信号を発生可能な構成とし、
    前記記録データ記憶手段には、前記履歴データと今回記録周期の階調データとを記憶させ、
    前記振動子電位調整手段は、履歴データが記録を、今回記録周期の階調データが非記録をそれぞれ示す場合に今回記録周期にて振動子電位をベース電位に調整し、履歴データが非記録を、今回記録周期の階調データが記録をそれぞれ示す場合に今回記録周期にて吐出パルス信号の供給に先立ち振動子電位を駆動電位に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 recording data is composed of gradation data indicating a recording gradation and history data indicating the presence / absence of recording in the previous recording cycle, and the drive signal generating means includes a plurality of ejection pulse signals within one recording cycle. A configuration that can generate a series of drive signals,
    The recording data storage means stores the history data and gradation data of the current recording cycle,
    The vibrator potential adjusting means adjusts the vibrator potential to the base potential in the current recording period when the history data indicates recording and the gradation data of the current recording period indicates non-recording, and the history data is not recorded. 2. The ink jet recording according to claim 1, wherein when the gradation data of the current recording cycle indicates recording, the vibrator potential is adjusted to the driving potential prior to supply of the ejection pulse signal in the current recording cycle. apparatus.
  4. 前記駆動信号には、ベース電位から駆動電位まで電位を上昇させる第1連結パルス信号と、駆動電位からベース電位まで電位を下降させる第2連結パルス信号を含ませ、
    前記振動子電位調整手段は、第1連結パルス信号と第2連結パルス信号の一方を選択して圧電振動子に供給することにより振動子電位を調整する連結パルス信号供給手段によって構成されていることを特徴とする請求項1から請求項3の何れかに記載のインクジェット式記録装置。
    The drive signal includes a first connection pulse signal that increases the potential from the base potential to the drive potential, and a second connection pulse signal that decreases the potential from the drive potential to the base potential.
    The vibrator potential adjusting means is constituted by a connected pulse signal supply means for adjusting the vibrator potential by selecting one of the first connected pulse signal and the second connected pulse signal and supplying the selected one to the piezoelectric vibrator. The ink jet recording apparatus according to claim 1, wherein the ink jet recording apparatus is an ink jet recording apparatus.
  5. 前記駆動信号発生手段は、吐出パルス信号よりも前に第1連結パルス信号を発生し、吐出パルス信号よりも後に第2連結パルス信号を発生することを特徴とする請求項4に記載のインクジェット式記録装置。5. The ink jet type according to claim 4, wherein the drive signal generating unit generates a first connection pulse signal before the ejection pulse signal and generates a second connection pulse signal after the ejection pulse signal. Recording device.
  6. 前記第1連結パルス信号と第2連結パルス信号の少なくとも一方を、吐出パルス信号の一部分によって構成したことを特徴とする請求項4に記載のインクジェット式記録装置。The ink jet recording apparatus according to claim 4, wherein at least one of the first connection pulse signal and the second connection pulse signal is constituted by a part of the ejection pulse signal.
  7. 前記駆動信号発生手段が発生する駆動パルスは、ノズル開口付近のインク増粘を防止するための微振動パルス信号を含み、
    前記第1連結パルス信号と第2連結パルス信号の少なくとも一方によって微振動パルス信号の一部を構成したことを特徴とする請求項4に記載のインクジェット式記録装置。
    The drive pulse generated by the drive signal generating means includes a fine vibration pulse signal for preventing ink thickening near the nozzle opening,
    5. The ink jet recording apparatus according to claim 4, wherein a part of the fine vibration pulse signal is constituted by at least one of the first connection pulse signal and the second connection pulse signal.
  8. 前記第1連結パルス信号及び第2連結パルス信号における勾配部分の発生時間を、前記圧力室内のインクの固有振動周期に揃えたことを特徴とする請求項4から請求項7の何れかに記載のインクジェット式記録装置。8. The generation time of the gradient portion in the first connection pulse signal and the second connection pulse signal is aligned with the natural vibration period of the ink in the pressure chamber. 8. Inkjet recording device.
  9. 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から請求項3の何れかに記載のインクジェット式記録装置。The vibrator potential adjusting means comprises a resistance element and an adjustment switch means for 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 any one of claims 1 to 3.
  10. 1回の主走査に対応する一群の記録データにおける最初のデータの前に非記録を示す開始前ダミーデータを設定し、最後のデータの後に非記録を示す終了時ダミーデータを設定するダミーデータ設定手段を設けたことを特徴とする請求項1から請求項9の何れかに記載のインクジェット式記録装置。Dummy data setting for setting pre-start dummy data indicating non-printing before the first data in a group of print data corresponding to one main scan, and setting end dummy data indicating non-printing after the last data 10. The ink jet recording apparatus according to claim 1, further comprising means.
  11. 始終端がベース電位よりも高い駆動電位に設定された吐出パルス信号を含む一連の駆動信号を駆動信号発生手段から記録周期毎に繰り返し発生させ、記録の有無を表す記録データに応じて前記吐出パルス信号を駆動信号供給手段によって選択的に圧電振動子に供給するインクジェット式記録装置の駆動方法において、
    今回記録周期を含んだ連続する2つの記録周期のそれぞれについて前記記録データを記録データ記憶手段に記憶させ、
    記録データ記憶手段に記憶させた記録データに基づき、後の記録周期の記録データが非記録の場合に振動子電位をベース電位に調整し、後の記録周期が記録の場合に吐出パルス信号の供給に先立って振動子電位を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 series of drive signals including an ejection pulse signal whose start / end is set to a drive potential higher than the base potential is repeatedly generated from the drive signal generating means for each recording cycle, and the ejection pulse is determined according to the recording data indicating the presence / absence of recording. In a driving method of an ink jet recording apparatus that selectively supplies a signal to a piezoelectric vibrator by a driving signal supply means,
    The recording data is stored in the recording data storage means for each of two consecutive recording periods including the current recording period,
    Based on the recording data stored in the recording data storage means, the transducer potential is adjusted to the base potential when the recording data in the subsequent recording cycle is non-recording, and the ejection pulse signal is supplied when the recording cycle is recording A method for driving an ink jet recording apparatus, wherein the vibrator potential is adjusted to a drive potential prior to the step.
  12. 前記記録データをドットの記録及び非記録に対応した二値データで構成すると共に、前記駆動信号を1記録周期内に1つの吐出パルス信号を含む一連の信号で構成し、
    前記記録データ記憶手段には、今回記録周期の二値データと次回記録周期の二値データとを記憶させ、
    今回記録周期のパルス信号を選択するにあたり今回記録周期の二値データと次回記録周期の二値データとを参照し、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今回記録周期の中で振動子電位をベース電位から駆動電位に上昇させ、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今回記録周期の中で振動子電位を駆動電位からベース電位まで下降させることを特徴とする請求項11に記載のインクジェット式記録装置の駆動方法。
    The recording data is composed of binary data corresponding to dot recording and non-recording, and the drive signal is composed of a series of signals including one ejection pulse signal within one recording cycle,
    In the recording data storage means, binary data of the current recording cycle and binary data of the next recording cycle are stored,
    When selecting the pulse signal for the current recording cycle, refer to the binary data for the current recording cycle and the binary data for the next recording cycle. When the vibrator potential is increased from the base potential to the drive potential in the cycle, and the current recording cycle is recording and the next recording cycle is non-recording, the vibrator potential is changed from the drive potential to the base potential in the current recording cycle. The method for driving an ink jet recording apparatus according to claim 11, wherein the ink jet recording apparatus is lowered to a lower position.
  13. 前記記録データを記録階調を示す階調データ及び前回記録周期における記録の有無を示す履歴データによって構成すると共に、前記駆動信号を1記録周期内に複数の吐出パルス信号を含んだ一連の信号で構成し、
    前記記録データ記憶手段には、前記履歴データと今回記録周期の階調データとを記憶させ、
    今回記録周期のパルス信号を選択するにあたり前記履歴データと今回記録周期の階調データとを参照し、前回記録周期が非記録であって今回記録周期が記録の場合に吐出パルス信号の供給に先立って振動子電位をベース電位から駆動電位に上昇させ、前回記録周期が記録であって今回記録周期が非記録の場合には今回記録周期の中で振動子電位を駆動電位からベース電位まで下降させることを特徴とする請求項11に記載のインクジェット式記録装置の駆動方法。
    The recording data is composed of gradation data indicating recording gradation and history data indicating the presence or absence of recording in the previous recording cycle, and the drive signal is a series of signals including a plurality of ejection pulse signals within one recording cycle. Configure
    The recording data storage means stores the history data and gradation data of the current recording cycle,
    When selecting the pulse signal of the current recording cycle, refer to the history data and the gradation data of the current recording cycle, and prior to supplying the ejection pulse signal when the previous recording cycle is non-recording and the current recording cycle is recording. The transducer potential is increased from the base potential to the drive potential, and when the previous recording cycle is recording and the current recording cycle is non-recording, the transducer potential is decreased from the drive potential to the base potential in the current recording cycle. The method of driving an ink jet recording apparatus according to claim 11.
  14. 前記駆動信号には、ベース電位から駆動電位まで電位を上昇させる第1連結パルス信号と、駆動電位からベース電位まで電位を下降させる第2連結パルス信号とを含ませ、
    第1連結パルス信号或いは第2連結パルス信号とを選択して圧電振動子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11から請求項13の何れかに記載のインクジェット式記録装置の駆動方法。
    The drive signal includes a first connection pulse signal that increases the potential from the base potential to the drive potential, and a second connection pulse signal that decreases the potential from the drive potential to the base potential.
    14. The ink jet type according to claim 11, wherein the vibrator potential is adjusted by selecting the first connection pulse signal or the second connection pulse signal and supplying the signal to the piezoelectric vibrator. Driving method of recording apparatus.
  15. 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接続する調整スイッチ手段を用いて振動子電位を調整することを特徴とする請求項11から請求項13の何れかに記載のインクジェット式記録装置の駆動方法。14. The vibrator potential is adjusted using adjustment switch means for connecting the piezoelectric vibrator to a drive potential supply source or a base potential supply source via a resistance element. A method for driving the ink jet recording apparatus according to the above.
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