JP4202639B2 - インクジェット式記録装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録階調に応じて駆動パルスの圧力発生素子への供給を制御することで、ノズル開口からのインク滴の吐出を制御可能なインクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録の高速化と高画質化を両立すべく、ノズル開口から吐出されるインク量を変更可能としたインクジェット式記録装置（以下、記録装置と称する。）が知られている。
【０００３】
この記録装置は、例えば、圧力室に連通したノズル開口、及び、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせ得る圧電振動子等の圧力発生素子を有する記録ヘッドと、圧力発生素子に供給する駆動信号を発生可能な駆動信号発生回路とを備えている。上記の駆動信号は、複数の駆動パルスを１つの記録周期内に一連に接続した単一の信号とされ、記録データ（階調データ）に応じて駆動信号の必要部分を圧力発生素子に供給することで、ノズル開口から吐出されるインク量を変更している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、単一の駆動信号の必要部分を圧力発生素子に供給する従来の構成では、記録ヘッド本来の性能を十分に発揮させ難いという問題があった。即ち、１つの記録周期内に複数の駆動パルスを含ませた関係から、駆動可能な最大周波数よりも低い周波数で記録ヘッド（圧力発生素子）を駆動せざるを得なかった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、記録ヘッドをより高い周波数で駆動できるようにしたインクジェット式記録装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載のものは、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせ得る圧力発生素子及び圧力室に連通したノズル開口を有する記録ヘッドと、
駆動パルスを含んだ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、
前記駆動信号の圧力発生素子への供給を制御可能なスイッチ手段と、
スイッチ手段の作動を制御するスイッチ制御手段とを備え、
記録階調に応じて駆動パルスの圧力発生素子への供給を制御し、ノズル開口からのインク滴の吐出を制御可能なインクジェット式記録装置において、
前記駆動信号発生手段は、単位面積当たりの着弾インク量が最も多い記録階調で用いられ均等な間隔で発生される第１駆動パルス、及び、非記録の記録階調で用いられ第１駆動パルスの非発生期間で発生される微振動パルスを有する第１駆動信号と、他の記録階調で用いられる第２駆動パルスを有する一連の第２駆動信号とを発生し、且つ、前記第１駆動信号が有する各パルスの発生期間と第２駆動パルスの発生期間とを少なくとも一部で重畳させた状態で、前記第１駆動パルスを１記録周期内に複数発生すると共に、これら第１駆動パルス同士の間に微振動パルスを発生し、
前記スイッチ制御手段は、各駆動信号を選択的に圧力発生素子へ供給することを特徴とするインクジェット式記録装置である。
【０００７】
請求項２に記載のものは、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせ得る圧力発生素子及び圧力室に連通したノズル開口を有する記録ヘッドと、
駆動パルスを含んだ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、
前記駆動信号の圧力発生素子への供給を制御可能なスイッチ手段と、
スイッチ手段の作動を制御するスイッチ制御手段とを備え、
記録階調に応じて駆動パルスの圧力発生素子への供給を制御し、ノズル開口からのインク滴の吐出を制御可能なインクジェット式記録装置において、
前記駆動信号発生手段は、単位面積当たりの着弾インク量が最も多い記録階調で用いられ均等な間隔で発生される第１駆動パルス、及び、非記録の記録階調で用いられ第１駆動パルスの非発生期間で発生される微振動パルスを有する第１駆動信号と、他の記録階調で用いられる第２駆動パルスを有する一連の第２駆動信号とを発生し、且つ、前記第２駆動パルスを、第１駆動パルスよりもインク量が少ないスモールドット駆動パルスによって構成して、第１駆動信号が有する各パルスの発生期間とスモールドット駆動パルスの発生期間とを少なくとも一部で重畳させると共に、該スモールドット駆動パルスを、隣り合う第１駆動パルス同士の中間で発生し、
前記スイッチ制御手段は、各駆動信号を選択的に圧力発生素子へ供給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】
請求項３に記載のものは、前記微振動パルスが、インク滴が吐出されない程度に圧力室を膨張させる微振動膨張要素とインク滴が吐出されない程度に圧力室を収縮させる微振動収縮要素とを含む第１微振動パルスであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット式記録装置である。
【０００９】
請求項４に記載のものは、前記スイッチ制御手段が、非記録の記録階調にて微振動パルスの一部と第１駆動パルスの一部とを組み合わせて圧力発生素子に供給することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット式記録装置である。
【００１０】
請求項５に記載のものは、前記微振動パルスが、圧力発生素子に供給されない接続要素とインク滴が吐出されない程度に圧力室を収縮させる微振動収縮要素とを含む第２微振動パルスであり、
前記第１駆動パルスは、インク滴が吐出されない程度に圧力室を膨張させる膨張要素を含み、
前記スイッチ制御手段は、非記録の記録階調にて膨張要素と微振動収縮要素とを圧力発生素子に供給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。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用されるインクジェット式プリンタの機能ブロック図である。
【００１２】
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と称する。）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（ＣＯＭ１，ＣＯＭ２）を発生する駆動信号発生回路９と、記録データ及び駆動信号等をプリントエンジン２に送信するためのインターフェース１０（以下、内部Ｉ／Ｆ１０と称する。）とを備えている。
【００１３】
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。
【００１４】
ＲＡＭ４は、受信バッファ、中間バッファ、出力バッファ及びワークメモリ（図示せず）等として利用されるものである。受信バッファには、外部Ｉ／Ｆ３が受信したホストコンピュータからの印刷データが一時的に記憶される。中間バッファには、制御部６によって中間コードに変換された中間コードデータが記憶される。出力バッファには、記録データが展開される。また、ＲＯＭ５は、制御部６によって実行される各種制御ルーチン、フォントデータ及びグラフィック関数、各種手続き等を記憶している。
【００１５】
駆動信号発生回路９は、本発明の駆動信号発生手段に相当し、第１駆動信号ＣＯＭ１を発生可能な第１駆動信号発生部９Ａ（第１駆動信号発生手段）と、第２駆動信号ＣＯＭ２を発生可能な第２駆動信号発生部９Ｂ（第２駆動信号発生手段）とを備える。そして、図３に示すように、第１駆動信号ＣＯＭ１は、２つのミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２（本発明の第１駆動パルスの一種）及び１つの第１微振動パルスＶＰ１（本発明の微振動パルスの一種）を有する一連の信号であり、記録周期Ｔ毎に繰り返し発生される。また、第２駆動信号ＣＯＭ２は、スモールドット駆動パルスＤＰ３（本発明の第２駆動パルスの一種）を１記録周期Ｔ内に１つ有する一連の信号であり、記録周期Ｔ毎に繰り返し発生される。なお、これらの駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２については、後で詳しく説明する。
【００１６】
制御部６は、駆動信号発生回路９に対する信号発生の制御を行ったり、ホストコンピュータからの印刷データを記録データに展開したりする。そして、記録データへの展開時において、制御部６は、まず受信バッファ内の印刷データを読み出して中間コードに変換し、この中間コードデータを中間バッファに記憶する。次に、制御部６は、中間バッファから読み出した中間コードデータを解析し、ＲＯＭ５内のフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して中間コードデータをドット毎の記録データに展開する。
【００１７】
本実施形態の記録データは、１ドットが２ビットの階調データによって構成される。この階調データは、例えば、非記録（印字内微振動）を示す階調データ［００］と、スモールドットによる記録を示す階調データ［０１］と、ミドルドットによる記録を示す階調データ［１０］と、ラージドットによる記録を示す階調データ［１１］とから構成される。
従って、この構成では、各ドットを４階調で記録することができる。これら４種の記録階調に関し、単位面積当たりの着弾インク量は、ラージドットの記録階調が最も多く、ミドルドットの記録階調が２番目に多い。また、スモールドットの記録階調が３番目に多く、非記録の記録階調は０（ｐＬ）である。
【００１８】
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−Ａ，ＣＨ−Ｂ）を供給する。これらのラッチ信号やチャンネル信号に含まれるラッチパルスやチャンネルパルスは、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を構成する複数の波形部や調整要素（ＰＳ１〜ＰＳ６，Ｐ０，Ｐ２０）の供給開始タイミングを規定する。
【００１９】
具体的には、図３に示すように、ラッチパルスＬＡＴ１は、振動子充電期間（期間ｔ１０，期間ｔ２０）で発生される調整要素Ｐ０，Ｐ２０の供給開始タイミングを規定する。
また、第１チャンネル信号ＣＨ−Ａにおける第１チャンネルパルスＣＨ１１は、第１駆動信号ＣＯＭ１の期間ｔ１１で発生される第１波形部ＰＳ１の供給開始タイミングを規定し、第２チャンネルパルスＣＨ１２は、期間ｔ１２で発生される第２波形部ＰＳ２の供給開始タイミングを規定する。また、第３チャンネルパルスＣＨ１３は、期間ｔ１３で発生される第３波形部ＰＳ３の供給開始タイミングを規定する。
同様に、第２チャンネル信号ＣＨ−Ｂにおける第１チャンネルパルスＣＨ２１は、第２駆動信号ＣＯＭ２の期間ｔ２１で発生される第４波形部ＰＳ４の供給開始タイミングを規定し、第２チャンネルパルスＣＨ２２は、期間ｔ２２で発生される第５波形部ＰＳ５の供給開始タイミングを規定する。また、第３チャンネルパルスＣＨ２３は、期間ｔ２３で発生される第６波形部ＰＳ６の供給開始タイミングを規定する。
【００２０】
次に、プリントエンジン２について説明する。このプリントエンジン２は、図１に示すように、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。
【００２１】
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駆動モータ（例えば、ＤＣモータ）等からなり、記録ヘッド８を主走査方向に移動させる。紙送り機構１２は、紙送りモータ及び紙送りローラ等からなり、記録紙（印刷記録媒体の一種）を順次送り出して副走査を行う。
【００２２】
ここで、記録ヘッド８について詳しく説明する。まず、図２に基づいて記録ヘッド８の構造を説明する。例示した記録ヘッド８は、複数の圧電振動子２１…、固定板２２、及び、フレキシブルケーブル２３等をユニット化した振動子ユニット２４と、この振動子ユニット２４を収納可能なケース２５と、ケース２５の先端面に接合された流路ユニット２６とを備えている。
【００２３】
ケース２５は、先端と後端が共に開放された収納空部２７を形成した合成樹脂製のブロック状部材であり、収納空部２７内には振動子ユニット２４が収納固定されている。
【００２４】
圧電振動子２１は、本発明における圧力発生素子の一種であり、縦方向に細長い櫛歯状に形成されている。この圧電振動子２１は、圧電体と内部電極とを交互に積層して構成された積層型の圧電振動子であって、積層方向に直交する縦方向に伸縮可能な縦振動モードの圧電振動子である。そして、各圧電振動子２１…の先端面が、流路ユニット２６の島部２８に接合されている。
なお、この圧電振動子２１はコンデンサと同じように振る舞う。即ち、信号の供給が停止された場合において、圧電振動子２１の電位（振動子電位）は、停止直前の電位で保持される。
【００２５】
流路ユニット２６は、流路形成基板２９を間に挟んでノズルプレート３０を流路形成基板２９の一方の面側に配置し、弾性板３１をノズルプレート３０とは反対側となる他方の面側に配置して積層することで構成されている。
【００２６】
ノズルプレート３０は、複数（例えば、９６個）のノズル開口３２…を副走査方向に沿って開設した薄手の金属製板材（例えば、ステンレス板）によって構成してある。流路形成基板２９は、共通インク室３３、インク供給口３４、圧力室３５、及び、ノズル連通口３６からなるインク流路が形成された板状部材である。本実施形態では、この流路形成基板２９を、シリコンウェハーのエッチング処理によって作製している。弾性板３１は、ステンレス製の支持板３７上に樹脂フィルム３８をラミネート加工した二重構造の複合板材であり、圧力室３５に対応した部分の支持板３７を環状に除去して島部２８を形成している。
【００２７】
この記録ヘッド８では、共通インク室３３から圧力室３５を通ってノズル開口３２に至る一連のインク流路がノズル開口３２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圧電振動子２１が変形する。即ち、この縦振動モードの圧電振動子２１は、充電によって振動子長手方向に収縮し、放電によって振動子長手方向に伸長する。従って、充電によって振動子電位を上昇させると、島部２８が圧電振動子側に引っ張られ、島部周辺の樹脂フィルム３８が変形して圧力室３５が膨張する。また、放電によって振動子電位を下降させると、圧力室３５が収縮する。
【００２８】
このように、振動子電位に応じて圧力室３５の容積が制御できるので、圧力室３５内のインク圧力を可変でき、ノズル開口３２からインク滴を吐出させることができる。例えば、基準容積の圧力室３５を一旦膨張させた後に急激に収縮させることで、インク滴を吐出させることができる。
【００２９】
次に、この記録ヘッド８の電気的構成について説明する。
【００３０】
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、第１レベルシフタ４７及び第２レベルシフタ４８とからなるレベルシフタ回路と、第１スイッチ４９及び第２スイッチ５０とからなるスイッチ回路と、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、各レベルシフタ４７，４８、各スイッチ４９，５０、及び、圧電振動子２１は、それぞれノズル開口３２に対応して複数設けられる。
【００３１】
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。本実施形態では、記録データの上位ビット群、記録データの下位ビット群の順に記録ヘッド８へ送られてくるので、まず、記録データの上位ビット群が第２シフトレジスタ４２にセットされる。全ノズル開口３２…について記録データの上位ビット群が第２シフトレジスタ４２にセットされると、続いて記録データの下位ビット群が第２シフトレジスタ４２にセットされる。この記録データの下位ビット群のセットに伴い、記録データの上位ビット群はシフトして第１シフトレジスタ４１にセットされる。
【００３２】
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からのラッチパルス（ＬＡＴ１）が各ラッチ回路４３，４４に入力されると、第１ラッチ回路４３は記録データの上位ビット群をラッチし、第２ラッチ回路４４は記録データの下位ビット群をラッチする。
【００３３】
各ラッチ回路４３，４４でラッチされた記録データ（上位ビット群，下位ビット群）はそれぞれ、デコーダ４５に入力される。このデコーダ４５は、記録データの上位ビット群及び下位ビット群に基づいて翻訳を行い、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を構成する各波形部ＰＳ１〜ＰＳ６や調整要素Ｐ０，Ｐ２０を選択するための波形選択データを生成する。
【００３４】
本実施形態において波形選択データは、各駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２毎に生成される。即ち、第１駆動信号ＣＯＭ１に対応する第１波形選択データは、第１調整要素Ｐ０（期間ｔ１０）、第１波形部ＰＳ１（期間ｔ１１）、第２波形部ＰＳ２（期間ｔ１２）、及び、第３波形部ＰＳ３（期間ｔ１３）に対応する合計４ビットのデータによって構成されている。また、第２駆動信号ＣＯＭ２に対応する第２波形選択データは、第２調整要素Ｐ２０（期間ｔ２０）、第４波形部ＰＳ４（期間ｔ２１）、第５波形部ＰＳ５（期間ｔ２２）、及び、第６波形部ＰＳ６（期間ｔ２３）に対応する合計４ビットのデータによって構成されている。
【００３５】
このような動作をするデコーダ４５は、波形選択データ生成手段として機能し、記録データ（階調データ）から波形選択データを駆動信号に対応した複数組生成する。
【００３６】
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−Ａ，ＣＨ−Ｂ）の入力に同期してタイミング信号（ＴＹＭ−Ａ，ＴＹＭ−Ｂ）を発生する。
このタイミング信号も駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２毎に生成される。即ち、制御ロジック４６は、ラッチパルス（ＬＡＴ１）と、第１駆動信号ＣＯＭ１用のチャンネルパルス（ＣＨ１１〜ＣＨ１３）とにより、第１タイミング信号（ＴＹＭ−Ａ）を生成し、ラッチパルスと、第２駆動信号ＣＯＭ２用のチャンネルパルス（ＣＨ２１〜ＣＨ２３）とにより、第２タイミング信号（ＴＹＭ−Ｂ）を生成する。
【００３７】
デコーダ４５によって生成された各波形選択データは、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各レベルシフタ４７，４８に入力される。即ち、第１タイミング信号ＴＹＭ−Ａに含まれる各タイミングパルスの発生タイミングに応じて、第１波形選択データが第１レベルシフタ４７に入力される。また、第２タイミング信号ＴＹＭ−Ｂに含まれる各タイミングパルスの発生タイミングに応じて、第２波形選択データが第２レベルシフタ４８に入力される。
【００３８】
これらのレベルシフタ４７，４８は、電圧増幅器として機能し、波形選択データが［１］の場合には、対応するスイッチ４９，５０を駆動できる電圧、例えば数十ボルト程度の電圧に昇圧された電気信号を出力する。即ち、第１波形選択データが［１］の場合には第１スイッチ４９に電気信号が出力され、第２波形選択データが［１］の場合には第２スイッチ５０に電気信号が出力される。
【００３９】
第１スイッチ４９の入力側には駆動信号発生回路９からの第１駆動信号ＣＯＭ１が供給されており、第２スイッチ５０の入力側には第２駆動信号ＣＯＭ２が供給されている。また、各スイッチ４９，５０の出力側には圧電振動子２１が導通されている。そして、これらの各スイッチ４９，５０は、発生される駆動信号の種類毎に設けられており、駆動信号発生回路９と圧電振動子２１との間に介在して各駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を圧電振動子２１へ選択的に供給する。このような動作をする第１スイッチ４９及び第２スイッチ５０は、第１スイッチ手段（本発明のスイッチ手段の一種）として機能する。
【００４０】
上記の波形選択データは、各スイッチ４９，５０の作動を制御する。即ち、第１スイッチ４９に入力された波形選択データが［１］である期間中は、この第１スイッチ４９が導通状態になり、第１駆動信号ＣＯＭ１が圧電振動子２１に供給される。同様に、第２スイッチ５０に入力された波形選択データが［１］である期間中は、第２駆動信号ＣＯＭ２が圧電振動子２１に供給される。そして、供給された駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２に応じて圧電振動子２１の振動子電位が変化する。一方、各スイッチ４９，５０に入力された波形選択データが共に［０］の期間中は、各レベルシフタ４７，４８からは各スイッチ４９，５０を作動させるための電気信号が出力されないので、圧電振動子２１へは駆動信号が供給されない。要するに、波形選択データとして［１］が設定された期間の調整要素Ｐ０，Ｐ２０、及び、波形部（第１波形部ＰＳ１〜第６波形部ＰＳ６）が選択的に圧電振動子２１に供給される。
【００４１】
このように、本実施形態では、デコーダ４５、制御ロジック４６、及び、各レベルシフタ４７，４８が本発明のスイッチ制御手段として機能し、記録データ（階調データ）に応じて各スイッチ４９，５０を制御する。
【００４２】
次に、駆動信号発生回路９が発生する各駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２と、これらの駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の圧電振動子２１への供給制御について説明する。
【００４３】
図３に例示した駆動信号は、上記したように、第１駆動信号ＣＯＭ１と、第２駆動信号ＣＯＭ２とからなる。そして、第１駆動信号ＣＯＭ１は、期間ｔ１０で発生される第１調整要素Ｐ０と、期間ｔ１１で発生される第１波形部ＰＳ１と、期間ｔ１２で発生される第２波形部ＰＳ２と、期間ｔ１３で発生される第３波形部ＰＳ３とからなる。また、第２駆動信号ＣＯＭ２は、期間ｔ２０で発生される第２調整要素Ｐ２０と、期間ｔ２１で発生される第４波形部ＰＳ４と、期間ｔ２２で発生される第５波形部ＰＳ５と、期間ｔ２３で発生される第６波形部ＰＳ６とからなる。
【００４４】
まず、第１駆動信号ＣＯＭ１について説明する。
【００４５】
第１調整要素Ｐ０は、中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素によって構成されている。この第１調整要素Ｐ０は、後述するように、記録周期Ｔの始期において振動子電位を中間電位Ｖｈｍに調整すべく圧電振動子２１に供給される。
なお、中間電位Ｖｈｍは、基準電位の一種であり、各駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３及び第１微振動パルスＶＰ１の始終端電位でもある。
【００４６】
第１波形部ＰＳ１は、第１定電位要素Ｐ１と、膨張要素Ｐ２と、膨張ホールド要素Ｐ３と、第１吐出要素Ｐ４と、制振ホールド要素Ｐ５と、膨張制振要素Ｐ６と、第２定電位要素Ｐ７とからなる。第１定電位要素Ｐ１は中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素であり、膨張要素Ｐ２は中間電位Ｖｈｍから膨張電位Ｖｈ１までインク滴を吐出させない程度の比較的緩やかな一定勾配で電位を上昇させる波形要素であり、膨張ホールド要素Ｐ３は膨張電位Ｖｈ１で一定な波形要素である。第１吐出要素Ｐ４は膨張電位Ｖｈ１から収縮電位ＶＬまで急勾配で電位を下降させる波形要素であり、制振ホールド要素Ｐ５は収縮電位ＶＬで一定な波形要素である。膨張制振要素Ｐ６は収縮電位ＶＬから中間電位Ｖｈｍ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波形要素であり、第２定電位要素Ｐ７は中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素である。
【００４７】
第２波形部ＰＳ２は、第３定電位要素Ｐ８と、微振動膨張要素Ｐ９と、微振動ホールド要素Ｐ１０と、微振動収縮要素Ｐ１１と、第４定電位要素Ｐ１２とからなる。第３定電位要素Ｐ８は中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素であり、微振動膨張要素Ｐ９は中間電位Ｖｈｍから膨張電位Ｖｈ１までインク滴を吐出させない程度の比較的緩やかな一定勾配で電位を上昇させる波形要素である。微振動ホールド要素Ｐ１０は膨張電位Ｖｈ１で一定な波形要素であり、微振動収縮要素Ｐ１１は膨張電位Ｖｈ１から中間電位Ｖｈｍまでインク滴を吐出させない程度の比較的緩やかな一定勾配で電位を下降させる波形要素である。また、第４定電位要素Ｐ１２は中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素である。
【００４８】
第３波形部ＰＳ３は、第５定電位要素Ｐ１３と、膨張要素Ｐ１４と、膨張ホールド要素Ｐ１５と、第１吐出要素Ｐ１６と、制振ホールド要素Ｐ１７と、膨張制振要素Ｐ１８とからなる。これらの各波形要素の内、膨張要素Ｐ１４、膨張ホールド要素Ｐ１５、第１吐出要素Ｐ１６、制振ホールド要素Ｐ１７及び膨張制振要素Ｐ１８はそれぞれ、第１波形部ＰＳ１の膨張要素Ｐ２、膨張ホールド要素Ｐ３、第１吐出要素Ｐ４、制振ホールド要素Ｐ５及び膨張制振要素Ｐ６と同じ電位差及び時間幅に設定されている。また、第５定電位要素Ｐ１３は、中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素である。
【００４９】
この第１駆動信号ＣＯＭ１では、第１波形部ＰＳ１の膨張要素Ｐ２、膨張ホールド要素Ｐ３、第１吐出要素Ｐ４、制振ホールド要素Ｐ５、及び、膨張制振要素Ｐ６が第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１を構成する。同様に、第３波形部ＰＳ３の膨張要素Ｐ１４、膨張ホールド要素Ｐ１５、第１吐出要素Ｐ１６、制振ホールド要素Ｐ１７、及び、膨張制振要素Ｐ１８が第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２を構成する。これらのミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２は何れも同じ波形形状であり、圧電振動子２１に供給されると、ミドルドットに対応する量のインク滴がノズル開口３２から吐出される。
【００５０】
第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１を例に挙げて説明すると、膨張要素Ｐ２の供給により圧電振動子２１は素子長手方向に収縮し、圧力室３５は中間電位Ｖｈｍ（基準電位）に対応する基準容積から膨張電位Ｖｈ１に対応する膨張容積まで膨張する。この膨張により、圧力室３５内には共通インク室３３側からインクが供給される。そして、この圧力室３５の膨張状態は、膨張ホールド要素Ｐ３の供給期間中に亘って維持される。
【００５１】
その後、第１吐出要素Ｐ４が供給されて圧電振動子２１は伸長する。この圧電振動子２１の伸長により、圧力室３５は、膨張容積から収縮電位ＶＬに対応する収縮容積まで急激に収縮される。この圧力室３５の急激な収縮により圧力室３５内のインクが加圧され、ノズル開口３２から所定量のインク滴が吐出される。
圧力室３５の収縮状態は、制振ホールド要素Ｐ５の供給期間に亘って維持される。この間に、インク滴の吐出によって減少した圧力室３５内のインク圧力は、その固有振動によって再び上昇する。この上昇タイミングにあわせて膨張制振要素Ｐ６が供給される。この膨張制振要素Ｐ６の供給により、圧力室３５が基準容積まで膨張復帰し、圧力室３５内のインクの圧力変動を吸収する。
【００５２】
また、この第１駆動信号ＣＯＭ１では、第２波形部ＰＳ２の微振動膨張要素Ｐ９、微振動ホールド要素Ｐ１０、微振動収縮要素Ｐ１１が第１微振動パルスＶＰ１を構成する。この第１微振動パルスＶＰ１が圧電振動子２１に供給されると、メニスカス（ノズル開口３２で露出しているインクの自由表面）がインク滴の吐出方向と圧力室３５側とに微振動し、ノズル開口３２付近のインク増粘を防止できる。
【００５３】
即ち、微振動膨張要素Ｐ９の供給により圧電振動子２１が収縮し、圧力室３５は基準容積から膨張容積まで膨張して負圧化される。この負圧化によりメニスカスは圧力室３５側に僅かに引き込まれる。その後、微振動ホールド要素Ｐ１０が供給されて圧力室３５は膨張状態で維持されるが、共通インク室３３側からインクが供給されるので圧力室３５内のインク圧力は上昇する。これにより、メニスカスはインク滴の吐出方向に移動する。そして、圧力室３５内のインク圧力の変動は微振動ホールド要素Ｐ１０の供給期間中に亘って持続し、この圧力変動に同期してメニスカスは移動する。続いて、微振動収縮要素Ｐ１１が供給され、圧力室３５は基準容積まで収縮する。この収縮に伴って圧力室３５内のインクが加圧され、メニスカスはインク滴の吐出方向に移動する。その後は、圧力室３５が基準容積で維持されるので、この維持期間に亘ってメニスカスは微振動する。
【００５４】
また、この第１駆動信号ＣＯＭ１では、上記の第１調整要素Ｐ０、第１定電位要素Ｐ１、第２定電位要素Ｐ７、第３定電位要素Ｐ８、第４定電位要素Ｐ１２、及び、第５定電位要素Ｐ１３によって、第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１、第１微振動パルスＶＰ１、及び、第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２を始終端電位（中間電位Ｖｈｍ）で接続している。さらに、各定電位要素Ｐ１，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ１２，Ｐ１３の時間幅の設定により、各ミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２が記録周期Ｔを跨いで一定間隔で発生されるようにしている。即ち、第１調整要素Ｐ０の開始から第１定電位要素Ｐ１の終了までと、第２定電位要素Ｐ７の開始から第５定電位要素Ｐ１３の終了までを同じ時間幅に設定している。
【００５５】
このように、各ミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２を、記録周期Ｔを跨いで一定間隔で発生させるようにすると、ミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２を連続的に圧電振動子２１に供給した際、即ち、ラージドットの記録階調（後述する）で記録を行う際に、供給開始時点におけるメニスカスの状態を一定にできる。これにより、インク滴の飛行が安定化でき、画質の向上が図れる。
【００５６】
また、この第１駆動信号ＣＯＭ１において、第１微振動パルスＶＰ１は、第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１の終了時から第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２の開始時までの期間内に発生させている。そして、この第１微振動パルスＶＰ１の発生期間は、各ミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２の発生間隔を最適化した上で、各パルスＤＰ１，ＤＰ２の非発生期間内に定めている。このため、第１駆動信号ＣＯＭ１に第１微振動パルスＶＰ１を含ませても、各ミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２の発生間隔を記録ヘッド８（圧電振動子２１）の応答可能な範囲で狭めることができる。その結果、ラージドットの記録階調において記録ヘッド８の性能を最大限に引き出すことができる。
【００５７】
次に、第２駆動信号ＣＯＭ２について説明する。
【００５８】
上記の第２調整要素Ｐ２０は、第１調整要素Ｐ０と同様に中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素によって構成されている。そして、この第２調整要素Ｐ２０も、記録周期Ｔの始期において振動子電位を中間電位Ｖｈｍに調整するために、圧電振動子２１に供給される。
なお、本実施形態では、記録周期Ｔの始期において、第２調整要素Ｐ２０と第１調整要素Ｐ０の何れか一方を圧電振動子２１へ供給する構成である。このため、第２調整要素Ｐ２０の発生期間ｔ２０を、第１調整要素Ｐ０の発生期間ｔ１０と同じ時間幅に設定している。
【００５９】
第４波形部ＰＳ４は、第６定電位要素Ｐ２１によって構成されている。この第６定電位要素Ｐ２１は、中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素である。
【００６０】
第５波形部ＰＳ５は、第７定電位要素Ｐ２２と、引き込み要素Ｐ２３と、引き込みホールド要素Ｐ２４と、第２吐出要素Ｐ２５と、吐出ホールド要素Ｐ２６と、収縮制振要素Ｐ２７と、第８定電位要素Ｐ２８とからなる。第７定電位要素Ｐ２２は、中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素であり、極く短時間に亘って発生される。引き込み要素Ｐ２３は中間電位Ｖｈｍから引き込み電位Ｖｈ２まで急激に電位を上昇させる波形要素であり、引き込みホールド要素Ｐ２４は引き込み電位Ｖｈ２で一定な波形要素である。そして、第２吐出要素Ｐ２５は引き込み電位Ｖｈ２から吐出電位Ｖｈ３まで急激に電位を下降させる波形要素であり、吐出ホールド要素Ｐ２６は吐出電位Ｖｈ３で一定な波形要素である。また、収縮制振要素Ｐ２７は、吐出電位Ｖｈ３から中間電位Ｖｈｍまで比較的緩やかな一定勾配で電位を下降させる波形要素であり、第８定電位要素Ｐ２８は中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素である。
【００６１】
第６波形部ＰＳ６は、第９定電位要素Ｐ２９からなる。この第９定電位要素Ｐ２９は、中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素であり、第８定電位要素Ｐ２８の終了時から記録周期Ｔの終了時まで発生される。
【００６２】
この第２駆動信号ＣＯＭ２では、第５波形部ＰＳ５の引き込み要素Ｐ２３、引き込みホールド要素Ｐ２４、第２吐出要素Ｐ２５、吐出ホールド要素Ｐ２６、及び、収縮制振要素Ｐ２７がスモールドット駆動パルスＤＰ３を構成する。そして、このスモールドット駆動パルスＤＰ３が圧電振動子２１に供給されると、スモールドットに対応する極く少量のインク滴がノズル開口３２から吐出される。
【００６３】
即ち、引き込み要素Ｐ２３の供給により圧電振動子２１は素子長手方向に急速に収縮し、中間電位Ｖｈｍに対応する基準容積から引き込み電位Ｖｈ２に対応する引き込み容積まで急速に膨張する。この膨張により、圧力室３５内には比較的強い負圧が発生し、メニスカスが圧力室３５側に大きく引き込まれる。そして、この圧力室３５の膨張状態は、引き込みホールド要素Ｐ２４の供給期間中に亘って維持される。この間にメニスカスの中心部分の移動方向が吐出方向に反転し、この中心部分が柱状に盛り上がった状態になる。
【００６４】
その後、第２吐出要素Ｐ２５が供給されて圧電振動子２１は伸長する。この圧電振動子２１の伸長により、圧力室３５は、引き込み容積から吐出電位Ｖｈ３に対応する吐出容積まで急激に収縮される。そして、この圧力室３５の急激な収縮により圧力室３５内のインクが加圧されて柱状部分の成長が促され、この柱状部分が途中でちぎれてインク滴として吐出される。
【００６５】
第２吐出要素Ｐ２５に続いて、吐出ホールド要素Ｐ２６が供給され、その後、収縮制振要素Ｐ２７が供給される。収縮制振要素Ｐ２７は、インク滴の吐出によって減少した圧力室３５内のインク圧力を補うべく圧力室３５を収縮させる。即ち、この収縮制振要素Ｐ２７の供給により、圧力室３５が基準容積まで収縮し、圧力室３５内のインクの圧力変動を吸収する。
【００６６】
そして、このスモールドット駆動パルスＤＰ３を構成する各波形要素（Ｐ２３〜Ｐ２７）は、その発生期間がミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２及び第１微振動パルスＶＰ１を構成する各波形要素（Ｐ２〜Ｐ６，Ｐ９〜Ｐ１１，Ｐ１４〜Ｐ１８）の発生期間に重なっている。即ち、スモールドット駆動パルスＤＰ３の引き込み要素Ｐ２３の発生期間は、第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１の制振ホールド要素Ｐ５及び膨張制振要素Ｐ６の発生期間と、第１微振動パルスＶＰ１の微振動膨張要素Ｐ９の発生期間とに重なっている。また、引き込みホールド要素Ｐ２４、第２吐出要素Ｐ２５及び吐出ホールド要素Ｐ２６の発生期間は、第１微振動パルスＶＰ１の微振動ホールド要素Ｐ１０及び微振動収縮要素Ｐ１１の発生期間に重なっている。さらに、スモールドット駆動パルスＤＰ３の収縮制振要素Ｐ２７の発生期間は、第１微振動パルスＶＰ１の微振動収縮要素Ｐ１１の発生期間と、第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２の膨張要素Ｐ１４の発生期間に重なっている。
【００６７】
このように、各駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３，第１微振動パルスＶＰ１を各駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２に分けて設け、時間的に重畳させて発生させると、限られた長さの記録周期Ｔであっても、駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３や第１微振動パルスＶＰ１を効率よく配置できる。その結果、記録ヘッド８の高周波駆動が実現できる。
【００６８】
また、このスモールドット駆動パルスＤＰ３の発生タイミングは、第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１と第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２との中間に設定している。詳しくは、スモールドット駆動パルスＤＰ３における第２吐出要素Ｐ２５の発生タイミングを、第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１における第１吐出要素Ｐ４の発生タイミングと第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２における第１吐出要素Ｐ１６の発生タイミングの丁度中間に設定している。これは、画質の向上を図るためである。
【００６９】
本実施形態では、ラージドットの記録時において第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１と第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２の両方を圧電振動子２１に供給し、ミドルドットの記録時において第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２を圧電振動子２１に供給する。さらに、スモールドットの記録時においてはスモールドット駆動パルスＤＰ３を圧電振動子２１に供給する。
【００７０】
ここで、スモールドット駆動パルスＤＰ３を、第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１と第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２の中間に発生させると、前回記録周期Ｔと今回記録周期Ｔとで記録階調が切り替わってもインク滴の吐出間隔を均等にできる。例えば、前回記録周期Ｔでスモールドットを、今回記録周期Ｔでラージドットをそれぞれ記録した場合の吐出間隔と、前回記録周期Ｔでラージドットを、今回記録周期Ｔでスモールドットをそれぞれ記録した場合の吐出間隔とを揃えることができる。
これにより、今回記録周期Ｔにおけるメニスカスの状態が一定となり、インク滴の吐出を安定化でき、ひいては画質の向上を図ることができる。
【００７１】
次に、図３〜図７に基づいて、本実施形態における多階調の制御について説明する。この多階調の制御において、各スイッチ４９，５０は、スイッチ制御手段は（デコーダ４５、制御ロジック４６、及び、各レベルシフタ４７，４８。以下同様。）により制御される。そして、各スイッチ４９，５０は、選択された駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を圧電振動子２１に供給する。即ち、第１駆動信号ＣＯＭ１と第２駆動信号ＣＯＭ２とは、同時に圧電振動子２１に供給されない。これは、振動子電位を安定化させるためである。
【００７２】
まず、非記録の場合について説明する。この場合、デコーダ４５は、非記録の階調データ［００］の翻訳により、第１波形選択データ［００１０］及び第２波形選択データ［１１０１］を生成する。そして、スイッチ制御手段は、生成された波形選択データに基づいて第１スイッチ４９及び第２スイッチ５０の動作を制御し、第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２の圧電振動子２１への供給を制御する。
【００７３】
即ち、期間ｔ１０（ｔ２０）においては、第２調整要素Ｐ２０を圧電振動子２１に供給する。これにより、振動子電位は中間電位Ｖｈｍに調整される。ここで、第１調整要素Ｐ０と第２調整要素Ｐ２０は、次に供給される波形部（波形要素）に応じて選択され、選択された要素が圧電振動子２１に供給される。具体的には、次に供給される波形部が第１駆動信号ＣＯＭ１のものであれば第１調整要素Ｐ０が選択され、第２駆動信号ＣＯＭ２のものであれば第２調整要素Ｐ２０が選択される。これは、各スイッチ４９，５０の作動回数を低減するためである。即ち、各スイッチ４９，５０の作動回数が低減すると、圧電振動子２１に供給される駆動信号が安定化され、圧電振動子２１の動作も安定化するためである。
【００７４】
そして、期間ｔ１１において第１スイッチ４９が切断状態に制御され、期間ｔ２１において第２スイッチ５０が接続状態に制御される。これにより、期間ｔ２１で第４波形部ＰＳ４が圧電振動子２１に供給される。即ち、図４に太線で示すように、第６定電位要素Ｐ２１が圧電振動子２１に供給される。この第６定電位要素Ｐ２１の供給により、振動子電位は中間電位Ｖｈｍに維持される。
【００７５】
続く期間ｔ２２においては第２スイッチ５０が切断状態に制御され、期間ｔ１２において第１スイッチ４９が接続状態に制御される。これにより、期間ｔ１２で第２波形部ＰＳ２が圧電振動子２１に供給される。即ち、第１微振動パルスＶＰ１が圧電振動子２１に供給される。この第１微振動パルスＶＰ１の供給により、インク滴を吐出させない程度の圧力変動が圧力室３５内のインクに付与され、メニスカスが微振動する。その結果、ノズル開口３２付近の増粘インクが分散され、インクの増粘が防止される。
【００７６】
その後、期間ｔ１３において第１スイッチ４９が切断状態に制御され、期間ｔ２３において第２スイッチ５０が接続状態に制御される。これにより、期間ｔ２３で第６波形部ＰＳ６が圧電振動子２１に供給される。即ち、第９定電位要素Ｐ２９が圧電振動子２１に供給される。この第９定電位要素Ｐ２９の供給により、振動子電位は中間電位Ｖｈｍに維持される。
【００７７】
そして、本実施形態では、非記録の記録階調において、第１駆動信号ＣＯＭ１を構成する一部の波形要素（第３定電位要素Ｐ８，微振動膨張要素Ｐ９，微振動ホールド要素Ｐ１０，微振動収縮要素Ｐ１１，第４定電位要素Ｐ１２）と、第２駆動信号ＣＯＭ２を構成する一部の波形要素（第６定電位要素Ｐ２１，第９定電位要素Ｐ２９）とを組み合わせて圧電振動子２１に供給している。即ち、波形要素の関係で第１駆動信号ＣＯＭ１を供給できない期間（期間ｔ１１，期間ｔ１３）において第２駆動信号ＣＯＭ２を供給することで、振動子電位を中間電位Ｖｈｍに維持している。
【００７８】
これは、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の圧電振動子２１への非供給期間を可及的に短くするためである。
即ち、プリンタを高湿下で使用したり、圧電振動子２１を長期間に亘って酷使する等によって圧電体の絶縁抵抗が低下した場合には、圧電振動子２１における電荷の保持力が低下する虞がある。そして、電荷の保持力が低下すると、非供給期間における放電により振動子電位が徐々に下降してしまう。このため、非供給期間が長期に亘ると振動子電位の下降幅が大きくなり、次に駆動信号を供給した際に駆動信号の電位と振動子電位との電位差が大きくなってしまう。この場合、圧電振動子２１の急激な変形が生じてインク滴が誤って吐出されてしまう。
そして、本実施形態のように、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の非供給期間を可及的に短くすると、万一、電荷の保持力が低下したとしても、振動子電位の下降幅を少なくできるので、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を支障なく供給することができる。
【００７９】
次に、スモールドットを記録する場合について説明する。この場合、デコーダ４５は、スモールドットの階調データ［０１］の翻訳により、第１波形選択データ［００００］及び第２波形選択データ［１１１１］を生成する。そして、スイッチ制御手段は、生成された波形選択データに基づいて第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２の圧電振動子２１への供給を制御する。
【００８０】
即ち、期間ｔ１０（ｔ２０）では、第２調整要素Ｐ２０が圧電振動子２１に供給され、振動子電位が中間電位Ｖｈｍに調整される。そして、期間ｔ１１〜期間ｔ１３において第１スイッチ４９が切断状態に制御され、期間ｔ２１〜期間ｔ２３において第２スイッチ５０が接続状態に制御される。これにより、図５に太線で示すように、期間ｔ２１で第４波形部ＰＳ４が、期間ｔ２２で第５波形部ＰＳ５が、期間ｔ２３で第６波形部ＰＳ６がそれぞれ圧電振動子２１に供給される。即ち、スモールドット駆動パルスＤＰ３が圧電振動子２１に供給される。
その結果、スモールドット駆動パルスＤＰ３による極く少量のインク滴がノズル開口３２から吐出される。
【００８１】
次に、ミドルドットを記録する場合について説明する。この場合、デコーダ４５は、ミドルドットの階調データ［１０］の翻訳により、第１波形選択データ［０００１］及び第２波形選択データ［１１００］を生成する。そして、スイッチ制御手段は、生成された波形選択データに基づいて第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２の圧電振動子２１への供給を制御する。
【００８２】
即ち、期間ｔ１０（ｔ２０）では、第２調整要素Ｐ２０が圧電振動子２１に供給され、振動子電位が中間電位Ｖｈｍに調整される。期間ｔ１１では第１スイッチ４９が切断状態とされ、期間ｔ２１において第２スイッチ５０が接続状態とされる。これにより、図６に太線で示すように、第２駆動信号ＣＯＭ２の第２波形部ＰＳ４が圧電振動子２１に供給され、第６定電位要素Ｐ２１によって振動子電位が中間電位Ｖｈｍで維持される。
【００８３】
続く期間ｔ２２では第２スイッチ５０が切断状態に制御され、また、期間ｔ１２でも第１スイッチ４９が切断状態に制御されるので、期間ｔ２２の開始時から期間ｔ１２の終了時まで、圧電振動子２１には第１駆動信号ＣＯＭ１も第２駆動信号ＣＯＭ２も供給されない。その結果、図６に中太線で示すように、振動子電位は切断直前の電位である中間電位Ｖｈｍを維持する。この場合、先の期間ｔ２１で第６定電位要素Ｐ２１が圧電振動子２１に供給されているため、駆動信号の非供給期間は比較的短時間となる。
【００８４】
そして、期間ｔ１３において第１スイッチ４９が接続状態に制御され、また、期間ｔ２３では第２スイッチ５０が切断状態に制御されるので、図６に太線で示すように、第１駆動信号ＣＯＭ１の第３波形部ＰＳ３が圧電振動子２１に供給される。これにより、第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２が供給されて、ミドルドットに対応する少量のインク滴が吐出される。
【００８５】
このように、ミドルドットの記録階調の場合にも、第１駆動信号ＣＯＭ１を構成する一部の波形要素（第５定電位要素Ｐ１３，膨張要素Ｐ１４，膨張ホールド要素Ｐ１５，第１吐出要素Ｐ１６，制振ホールド要素Ｐ１７，膨張制振要素Ｐ１８）と、第２駆動信号ＣＯＭ２を構成する一部の波形要素（第６定電位要素Ｐ２１）とを組み合わせて圧電振動子２１に供給し、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の圧電振動子２１への非供給期間を可及的に短くしている。これにより、万一、圧電振動子２１における電荷の保持力が低下したとしても、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を支障なく供給できる。
【００８６】
次に、ラージドットを記録する場合について説明する。この場合、デコーダ４５は、ラージドットの階調データ［１１］の翻訳により、第１波形選択データ［１１０１］及び第２波形選択データ［００００］を生成する。そして、スイッチ制御手段は、生成された波形選択データに基づいて第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２の圧電振動子２１への供給を制御する。
【００８７】
即ち、期間ｔ１０（ｔ２０）では、第１調整要素Ｐ０が圧電振動子２１に供給され、振動子電位が中間電位Ｖｈｍに調整される。そして、期間ｔ１１，期間ｔ１３において第１スイッチ４９が接続状態に制御される一方、期間ｔ２１〜期間ｔ２３では第２スイッチ５０が切断状態に制御される。これにより、期間ｔ１１で第１波形部ＰＳ１が、期間ｔ１３で第３波形部ＰＳ３がそれぞれ圧電振動子２１に供給される。即ち、図７に太線で示すように、第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１と第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２とが圧電振動子２１に供給される。
その結果、ミドルドット駆動パルスによる少量のインク滴がノズル開口３２から２回続けて吐出され、これらのインク滴によってラージドットが記録される。
【００８８】
以上説明した様に、本実施形態では、第１駆動信号ＣＯＭ１に関し、単位面積当たりのインク量が最も多いラージドットの記録階調で使用するミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２の発生間隔を最適化した上で、その非発生期間に第１微振動パルスＶＰ１を発生させているので、ミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２の発生間隔を記録ヘッド８（圧電振動子２１）の応答周波数に基づいて定めることができ、記録ヘッド８の性能を十分に発揮させることができる。
【００８９】
なお、このラージドットの記録階調は、単位面積当たりのインク量が最も多いため、記録紙上の所定領域を塗りつぶす所謂ベタ記録の際に設定される。そして、記録の高速化の観点では、このベタ記録時における記録を高速化することが重要である。これは、他の記録階調はベタ記録に用いられないので、他の記録階調における記録ヘッド８の駆動周波数は、ラージドット記録時の駆動周波数よりも低く設定できるためである。
【００９０】
また、ミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２及び第１微振動パルスＶＰ１の発生期間と、スモールドット駆動パルスＤＰ３の発生期間とが重畳しているので、複数の駆動パルスを一連に接続した場合よりも記録周期Ｔを短く設定することができる。この点でも、圧電振動子２１の高周波駆動が可能となり、記録ヘッド８の性能を十分に発揮させることができる。
【００９１】
さらに、第１駆動信号ＣＯＭ１を構成する波形要素の一部と、第２駆動信号ＣＯＭ２を構成する波形要素の一部とを組み合わせて圧電振動子２１に供給しているので、各駆動信号には明示されていない新たなパターンでの駆動が可能である。例えば、圧電振動子２１への駆動信号の非供給期間を可及的に短くすることができる。
【００９２】
ところで、本発明は、上記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いて種々の変形が可能である。
【００９３】
まず、微振動パルスに関し、上記の実施形態では、微振動膨張要素Ｐ９、微振動ホールド要素Ｐ１０及び微振動収縮要素Ｐ１１を有する第１微振動パルスＶＰ１を例示したが、これに限定されない。例えば、微振動パルスを、接続要素と微振動収縮要素とを含む第２微振動パルスによって構成してもよい。
【００９４】
図８に示す例は、第１駆動信号ＣＯＭ１´が、上記実施形態における第１駆動信号ＣＯＭ１と相違しており、第１微振動パルスＶＰ１に代えて、接続要素Ｐ３４と微振動収縮要素Ｐ３７とを含む第２微振動パルスＶＰ２を含ませている。なお、第２駆動信号ＣＯＭ２は上記実施形態と同じであるので、その説明を省略する。
【００９５】
例示した第１駆動信号ＣＯＭ１´は、期間ｔ１０で発生される第１調整要素Ｐ０と、期間ｔ１１で発生される第７波形部ＰＳ７と、期間ｔ１２で発生される第８波形部ＰＳ８と、期間ｔ１３で発生される第９波形部ＰＳ９と、期間ｔ１４で発生される第１０波形部ＰＳ１０と、期間ｔ１５で発生される第１１波形部ＰＳ１１とからなる。
【００９６】
各波形部ＰＳ７〜ＰＳ１１について簡単に説明すると、第７波形部ＰＳ７は、第１定電位要素Ｐ１と、膨張要素Ｐ２と、前側膨張ホールド要素Ｐ３１とからなる。また、第８波形部ＰＳ８は、後側膨張ホールド要素Ｐ３２と、第１吐出要素Ｐ４と、制振ホールド要素Ｐ５と、膨張制振要素Ｐ６と、第２定電位要素Ｐ７とからなる。ここで、同じ符号を付した波形要素は、上記した実施形態と同じ波形要素である。また、前側膨張ホールド要素Ｐ３１及び後側膨張ホールド要素Ｐ３２は、膨張ホールド要素Ｐ３を期間ｔ１１と期間ｔ１２の境界で２分した波形要素である。このため、前側膨張ホールド要素Ｐ３１と後側膨張ホールド要素Ｐ３２の発生期間の和は、膨張ホールド要素Ｐ３の発生期間に等しい。
【００９７】
第９波形部ＰＳ９は、前側接続定電位要素Ｐ３３と、接続要素Ｐ３４と、後側接続定電位要素Ｐ３５とからなる。前側接続定電位要素Ｐ３３は、中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素であり、極く短時間に亘って発生される。接続要素Ｐ３４は、中間電位Ｖｈｍから膨張電位Ｖｈ１まで急勾配で電位を下降させる波形要素である。後側接続定電位要素Ｐ３５は、膨張電位Ｖｈ１で一定な波形要素であり、極く短時間に亘って発生される。
この第９波形部ＰＳ９は、終端電位と始端電位が互いに異なる２つの波形要素を接続する接続波形要素であり、圧電振動子２１には供給されない。従って、接続要素Ｐ３４の勾配は制御可能な最大限まで急勾配に設定できる。これにより、前後の波形要素同士を、極く短い時間間隔で発生させることができる。
【００９８】
第１０波形部ＰＳ１０は、微振動ホールド要素Ｐ３６と、微振動収縮要素Ｐ３７と、第１０定電位要素Ｐ３８とからなる。微振動ホールド要素Ｐ３６は膨張電位Ｖｈ１で一定な波形要素であり、微振動収縮要素Ｐ３７は膨張電位Ｖｈ１から中間電位Ｖｈｍまでインク滴を吐出させない程度の比較的緩やかな一定勾配で電位を下降させる波形要素である。また、第１０定電位要素Ｐ３８は中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素である。
【００９９】
第１１波形部ＰＳ１１は、上記実施形態における第３波形部ＰＳ３と同じ波形要素によって構成されている。即ち、この第１１波形部ＰＳ１１は、第５定電位要素Ｐ１３と、膨張要素Ｐ１４と、膨張ホールド要素Ｐ１５と、第１吐出要素Ｐ１６と、制振ホールド要素Ｐ１７と、膨張制振要素Ｐ１８とからなる。
【０１００】
この第１駆動信号ＣＯＭ１´では、第７波形部ＰＳ７及び第８波形部ＰＳ８の膨張要素Ｐ２、膨張ホールド要素Ｐ３１，Ｐ３２、第１吐出要素Ｐ４、制振ホールド要素Ｐ５、及び、膨張制振要素Ｐ６が第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１を構成する。同様に、第１１波形部ＰＳ１１の膨張要素Ｐ１４、膨張ホールド要素Ｐ１５、第１吐出要素Ｐ１６、制振ホールド要素Ｐ１７、及び、膨張制振要素Ｐ１８が第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２を構成する。
また、第９波形部ＰＳ９及び第１０波形部ＰＳ１０の接続要素Ｐ３４、後側接続定電位要素Ｐ３５、微振動ホールド要素Ｐ３６、及び、微振動収縮要素Ｐ３７が第２微振動パルスＶＰ２を構成する。そして、この第２微振動パルスＶＰ２は、非記録の記録階調において、第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１の一部と共に用いられる。
【０１０１】
次に、これらの駆動信号ＣＯＭ１´，ＣＯＭ２を用いて行う多階調の制御について説明する。この例において、デコーダ４５は、６ビットの第１波形選択データと４ビットの第２波形選択データを生成する。第１波形選択データは、上位ビット側から順に、第１調整要素Ｐ０（期間ｔ１０）、第７波形部ＰＳ７（期間ｔ１１）、第８波形部ＰＳ８（期間ｔ１２）、第９波形部ＰＳ９（期間ｔ１３）、第１０波形部ＰＳ１０（期間ｔ１４）、及び、第１１波形部ＰＳ１１（期間ｔ１５）に対応している。また、第２波形選択データは、上記実施形態と同様に構成されている。
【０１０２】
まず、非記録の場合について説明する。この場合、デコーダ４５は、非記録の階調データ［００］の翻訳により、第１波形選択データ［１１００１０］及び第２波形選択データ［０００１］を生成する。これらの波形選択データに基づいて、スイッチ制御手段は、第１駆動信号ＣＯＭ１´及び第２駆動信号ＣＯＭ２の圧電振動子２１への供給を制御する。
【０１０３】
これにより、期間ｔ１０（ｔ２０）では、第１調整要素Ｐ０が圧電振動子２１に供給されて振動子電位が中間電位Ｖｈｍに調整される。また、期間ｔ１１，ｔ１４で第１スイッチ４９が、期間ｔ２３で第２スイッチ５０がそれぞれ接続状態に制御されるので、第７波形要素ＰＳ７と第１０波形要素ＰＳ１０と第６波形要素ＰＳ６とが圧電振動子２１に供給される。即ち、ミドルドット駆動パルスＤＰ１の一部と第２微振動パルスＶＰ２の一部とが圧電振動子２１に供給される。
その結果、第７波形部ＰＳ７の膨張要素Ｐ２と第１０波形部ＰＳ１０の微振動収縮要素Ｐ３７とによって圧力室３５内のインクに圧力変動が付与され、メニスカスが微振動する。
【０１０４】
そして、この構成では、第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１の膨張要素Ｐ２を微振動に用いているので、第２微振動パルスＶＰ２には微振動収縮要素Ｐ３７を含ませれば足りる。このため、第２微振動パルスＶＰ２の発生期間を短くでき、第１駆動パルスＤＰ１の発生終了時から第２駆動パルスＤＰ２の発生開始時までが短時間であっても、第２微振動パルスＶＰ２を支障なく含ませることができる。さらに、この構成では、圧電振動子２１に供給されない接続波形要素（ＰＳ９）を第２微振動パルスＶＰ２に含ませているので、この点でも第２微振動パルスＶＰ２の発生期間を短くできる。
【０１０５】
また、他の記録階調、即ち、スモールドット、ミドルドット、及び、ラージドットの記録は、上記実施形態と同様に制御される。即ち、スモールドットの記録階調ではスモールドット駆動パルスＤＰ３を供給し、ミドルドットの記録階調では第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２を供給し、ラージドットの記録階調では第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１と第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２を供給する。
【０１０６】
即ち、デコーダ４５は、スモールドットの階調データ［０１］の翻訳により、第１波形選択データ［００００００］及び第２波形選択データ［１１１１］を生成する。これにより、第４波形部ＰＳ４、第５波形部ＰＳ５、及び、第６波形部ＰＳ６が圧電振動子２１に供給され、スモールドットに対応する極く少量のインク滴が吐出される。また、ミドルドットの階調データ［１０］の翻訳により、第１波形選択データ［０００００１］及び第２波形選択データ［１１００］を生成する。これにより、第４波形部ＰＳ４、及び、第１１波形部ＰＳ１１が圧電振動子２１に供給され、ミドルドットに対応する少量のインク滴が吐出される。さらに、ラージドットの階調データ［１１］の翻訳により、第１波形選択データ［１１１００１］及び第２波形選択データ［００００］を生成する。これにより、第７波形部ＰＳ７、第８波形部ＰＳ８、及び、第１１波形部ＰＳ１１が圧電振動子２１に供給され、少量のインク滴がノズル開口３２から２回続けて吐出されてラージドットが記録される。
【０１０７】
また、本発明におけるスイッチ手段に関し、上記実施形態では、発生される駆動信号の種類毎に設けられた第１スイッチ４９及び第２スイッチ５０により、各駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を圧電振動子２１へ選択的に供給するようにしたものを例示したが、この構成に限定されるものではない。例えば、図９に示す切換スイッチ６１により、各駆動信号ＣＯＭ１（ＣＯＭ１´），ＣＯＭ２を圧電振動子２１へ選択的に供給してもよい。
【０１０８】
例示した切換スイッチ６１は、第２スイッチ手段として機能し、各圧電振動子２１…毎に設けられる。この切換スイッチ６１は、発生される駆動信号の種類に対応して設けられた第１入力接点６１ａ、第２入力接点６１ｂ及びオフ接点６１ｃと、圧電振動子２１に導通される出力端子６１ｄとを有しており、各接点６１ａ〜６１ｃの１つが選択的に出力端子６１ｄに導通される。そして、第１入力接点６１ａには第１駆動信号ＣＯＭ１の供給線が電気的に接続され、第２入力接点６１ｂには第２駆動信号ＣＯＭ２の供給線が電気的に接続され、オフ接点６１ｃは電気的に非接続とされている。
【０１０９】
この切換スイッチ６１では、出力端子６１ｄに導通する接点６１ａ〜６１ｃを切り換えることで、各駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を選択的に圧電振動子２１へ供給できる。即ち、第１入力接点６１ａを導通させると第１駆動信号ＣＯＭ１を供給でき、第２入力接点６１ｂを導通させると第２駆動信号ＣＯＭ２を供給できる。また、オフ接点６１ｃを導通させると第１駆動信号ＣＯＭ１と第２駆動信号ＣＯＭ２の何れも供給されない。
【０１１０】
そして、この切換スイッチ６１は、デコーダ６２及びスイッチ制御回路６３（本発明のスイッチ制御手段に相当）によって、動作が制御される。即ち、デコーダ６２は、スイッチ切換データ生成手段として機能し、記録データ（階調データ）の翻訳により、第１入力接点６１ａ（［１］）、第２入力接点６１ｂ（［２］）、オフ接点６１ｃ（［０］）の何れかを示すスイッチ切換データを生成する。そして、このスイッチ切換データを、制御ロジック４６´からのタイミングに同期させてスイッチ制御回路６３に出力する。これにより、上記した実施形態と同様に、各駆動信号ＣＯＭ１及びＣＯＭ２を選択的に圧電振動子２１へ供給することができる。
【０１１１】
また、駆動信号に関し、上記実施形態では、１記録周期Ｔ内に２つのミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２を有する第１駆動信号ＣＯＭ１を例示したが、これに限定されない。
例えば、第１駆動信号ＣＯＭ１（ＣＯＭ１´）は、１記録周期Ｔ内に１つのラージドット駆動パルス、即ち、ラージドットに対応する量のインク滴を吐出可能な駆動パルスを有する信号であってもよい。この場合、第２駆動信号ＣＯＭ２には、例えば、ミドルドット駆動パルス、及び、スモールドット駆動パルスからなる複合パルス（本発明の第２駆動パルスの一種）を含ませる。
【０１１２】
また、上記実施形態では、２種類の駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を例示したが、３種類以上の駆動信号を発生させても同様に実施できる。
【０１１３】
また、圧力発生素子に関し、上記実施形態では、所謂縦振動モードの圧電振動子２１を用いた場合について説明したが、これに限らず所謂撓み振動モードの圧電振動子を用いても同様に実施できる。また、圧電振動子の他、静電アクチュエータを用いてもよい。
【０１１４】
なお、本発明は、プリンタに限らず、プロッタ、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置にも適用可能である。
【０１１５】
【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、単位面積当たりの着弾インク量が最も多い記録階調で用いられ均等な間隔で発生される第１駆動パルス、及び、非記録の記録階調で用いられ第１駆動パルスの非発生期間で発生される微振動パルスを有する第１駆動信号と、他の記録階調で用いられる第２駆動パルスを有する一連の第２駆動信号とを発生させ、且つ、前記第１駆動信号が有する各パルスの発生期間と第２駆動パルスの発生期間とを少なくとも一部で重畳させた状態で、前記第１駆動パルスを１記録周期内に複数発生すると共に、これら第１駆動パルス同士の間に微振動パルスを発生させて、第１駆動パルスの発生期間と第２駆動パルスの発生期間とを少なくとも一部で重畳させ、各駆動信号を選択的に圧力発生素子へ供給するように構成したので、第１駆動パルスの発生間隔を微振動パルスや第２駆動パルスに制約されることなく自由に設定できる。従って、第１駆動パルスの発生間隔を圧力発生素子の応答周波数に合わせて設定できる。その結果、記録ヘッドをより高い周波数で駆動することができる。
【０１１６】
また、スモールドット駆動パルスを、隣り合う第１駆動パルス同士の中間で発生させた場合には、インク滴の吐出間隔の偏りが防止でき、画質を向上させることができる。
【０１１７】
また、非記録の記録階調にて微振動パルスの一部と第１駆動パルスの一部とを組み合わせて圧力発生素子に供給する構成とした場合には、第１駆動パルスの非発生期間が極く短くても、微振動パルスを第１駆動信号内に支障なく含ませることができる。
【０１１８】
また、微振動パルスを、圧力発生素子に供給されない接続要素とインク滴が吐出されない程度に圧力室を収縮させる微振動収縮要素とを含む第２微振動パルスによって構成した場合には、接続要素の電位勾配を急峻にできるので、第２微振動パルスの発生期間をより短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 インクジェット式プリンタの機能ブロック図である。
【図２】 縦振動モードの記録ヘッドの構成を説明する断面図である。
【図３】 駆動信号発生回路が発生する駆動信号とこの駆動信号の供給制御を説明する図である。
【図４】 非記録時における駆動信号の供給制御を説明する図である。
【図５】 スモールドット記録時における駆動信号の供給制御を説明する図である。
【図６】 ミドルドット記録時における駆動信号の供給制御を説明する図である。
【図７】 ラージドット記録時における駆動信号の供給制御を説明する図である。
【図８】 駆動信号発生回路が発生する他の駆動信号とこの駆動信号の供給制御を説明する図である。
【図９】 スイッチ手段の他の例を説明するブロック図である。
【符号の説明】
１ プリンタコントローラ
２ プリントエンジン
３ 外部Ｉ／Ｆ
４ ＲＡＭ
５ ＲＯＭ
６ 制御部
７ 発振回路
８ 記録ヘッド
９ 駆動信号発生回路
１０ 内部Ｉ／Ｆ
１１ キャリッジ機構
１２ 紙送り機構
２１ 圧電振動子
２２ 固定板
２３ フレキシブルケーブル
２４ 振動子ユニット
２５ ケース
２６ 流路ユニット
２７ 収納空部
２８ 島部
２９ 流路形成基板
３０ ノズルプレート
３１ 振動板
３２ ノズル開口
３３ 共通インク室
３４ インク供給口
３５ 圧力室
３６ ノズル連通口
３７ 支持板
３８ 樹脂フィルム
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
４６，４６´ 制御ロジック
４７ 第１レベルシフタ
４８ 第２レベルシフタ
４９ 第１スイッチ
５０ 第２スイッチ
６１ 切換スイッチ
６２ デコーダ
６３ スイッチ制御回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録階調に応じて駆動パルスの圧力発生素子への供給を制御することで、ノズル開口からのインク滴の吐出を制御可能なインクジェット式記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
記録の高速化と高画質化を両立すべく、ノズル開口から吐出されるインク量を変更可能としたインクジェット式記録装置（以下、記録装置と称する。）が知られている。
【０００３】
この記録装置は、例えば、圧力室に連通したノズル開口、及び、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせ得る圧電振動子等の圧力発生素子を有する記録ヘッドと、圧力発生素子に供給する駆動信号を発生可能な駆動信号発生回路とを備えている。上記の駆動信号は、複数の駆動パルスを１つの記録周期内に一連に接続した単一の信号とされ、記録データ（階調データ）に応じて駆動信号の必要部分を圧力発生素子に供給することで、ノズル開口から吐出されるインク量を変更している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、単一の駆動信号の必要部分を圧力発生素子に供給する従来の構成では、記録ヘッド本来の性能を十分に発揮させ難いという問題があった。即ち、１つの記録周期内に複数の駆動パルスを含ませた関係から、駆動可能な最大周波数よりも低い周波数で記録ヘッド（圧力発生素子）を駆動せざるを得なかった。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、記録ヘッドをより高い周波数で駆動できるようにしたインクジェット式記録装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１に記載のものは、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせ得る圧力発生素子及び圧力室に連通したノズル開口を有する記録ヘッドと、
駆動パルスを含んだ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、
前記駆動信号の圧力発生素子への供給を制御可能なスイッチ手段と、
スイッチ手段の作動を制御するスイッチ制御手段とを備え、
記録階調に応じて駆動パルスの圧力発生素子への供給を制御し、ノズル開口からのインク滴の吐出を制御可能なインクジェット式記録装置において、
前記駆動信号発生手段は、単位面積当たりの着弾インク量が最も多い記録階調で用いられ均等な間隔で発生される第１駆動パルス、及び、非記録の記録階調で用いられ第１駆動パルスの非発生期間で発生される微振動パルスを有する第１駆動信号と、他の記録階調で用いられる第２駆動パルスを有する一連の第２駆動信号とを発生し、且つ、前記第１駆動信号が有する各パルスの発生期間と第２駆動パルスの発生期間とを少なくとも一部で重畳させた状態で、前記第１駆動パルスを１記録周期内に複数発生すると共に、これら第１駆動パルス同士の間に微振動パルスを発生し、
前記スイッチ制御手段は、各駆動信号を選択的に圧力発生素子へ供給することを特徴とするインクジェット式記録装置である。
【０００７】
請求項２に記載のものは、圧力室内のインクに圧力変動を生じさせ得る圧力発生素子及び圧力室に連通したノズル開口を有する記録ヘッドと、
駆動パルスを含んだ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、
前記駆動信号の圧力発生素子への供給を制御可能なスイッチ手段と、
スイッチ手段の作動を制御するスイッチ制御手段とを備え、
記録階調に応じて駆動パルスの圧力発生素子への供給を制御し、ノズル開口からのインク滴の吐出を制御可能なインクジェット式記録装置において、
前記駆動信号発生手段は、単位面積当たりの着弾インク量が最も多い記録階調で用いられ均等な間隔で発生される第１駆動パルス、及び、非記録の記録階調で用いられ第１駆動パルスの非発生期間で発生される微振動パルスを有する第１駆動信号と、他の記録階調で用いられる第２駆動パルスを有する一連の第２駆動信号とを発生し、且つ、前記第２駆動パルスを、第１駆動パルスよりもインク量が少ないスモールドット駆動パルスによって構成して、第１駆動信号が有する各パルスの発生期間とスモールドット駆動パルスの発生期間とを少なくとも一部で重畳させると共に、該スモールドット駆動パルスを、隣り合う第１駆動パルス同士の中間で発生し、
前記スイッチ制御手段は、各駆動信号を選択的に圧力発生素子へ供給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】
請求項３に記載のものは、前記微振動パルスが、インク滴が吐出されない程度に圧力室を膨張させる微振動膨張要素とインク滴が吐出されない程度に圧力室を収縮させる微振動収縮要素とを含む第１微振動パルスであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット式記録装置である。
【０００９】
請求項４に記載のものは、前記スイッチ制御手段が、非記録の記録階調にて微振動パルスの一部と第１駆動パルスの一部とを組み合わせて圧力発生素子に供給することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット式記録装置である。
【００１０】
請求項５に記載のものは、前記微振動パルスが、圧力発生素子に供給されない接続要素とインク滴が吐出されない程度に圧力室を収縮させる微振動収縮要素とを含む第２微振動パルスであり、
前記第１駆動パルスは、インク滴が吐出されない程度に圧力室を膨張させる膨張要素を含み、
前記スイッチ制御手段は、非記録の記録階調にて膨張要素と微振動収縮要素とを圧力発生素子に供給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。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明が適用されるインクジェット式プリンタの機能ブロック図である。
【００１２】
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と称する。）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（ＣＯＭ１，ＣＯＭ２）を発生する駆動信号発生回路９と、記録データ及び駆動信号等をプリントエンジン２に送信するためのインターフェース１０（以下、内部Ｉ／Ｆ１０と称する。）とを備えている。
【００１３】
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。
【００１４】
ＲＡＭ４は、受信バッファ、中間バッファ、出力バッファ及びワークメモリ（図示せず）等として利用されるものである。受信バッファには、外部Ｉ／Ｆ３が受信したホストコンピュータからの印刷データが一時的に記憶される。中間バッファには、制御部６によって中間コードに変換された中間コードデータが記憶される。出力バッファには、記録データが展開される。また、ＲＯＭ５は、制御部６によって実行される各種制御ルーチン、フォントデータ及びグラフィック関数、各種手続き等を記憶している。
【００１５】
駆動信号発生回路９は、本発明の駆動信号発生手段に相当し、第１駆動信号ＣＯＭ１を発生可能な第１駆動信号発生部９Ａ（第１駆動信号発生手段）と、第２駆動信号ＣＯＭ２を発生可能な第２駆動信号発生部９Ｂ（第２駆動信号発生手段）とを備える。そして、図３に示すように、第１駆動信号ＣＯＭ１は、２つのミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２（本発明の第１駆動パルスの一種）及び１つの第１微振動パルスＶＰ１（本発明の微振動パルスの一種）を有する一連の信号であり、記録周期Ｔ毎に繰り返し発生される。また、第２駆動信号ＣＯＭ２は、スモールドット駆動パルスＤＰ３（本発明の第２駆動パルスの一種）を１記録周期Ｔ内に１つ有する一連の信号であり、記録周期Ｔ毎に繰り返し発生される。なお、これらの駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２については、後で詳しく説明する。
【００１６】
制御部６は、駆動信号発生回路９に対する信号発生の制御を行ったり、ホストコンピュータからの印刷データを記録データに展開したりする。そして、記録データへの展開時において、制御部６は、まず受信バッファ内の印刷データを読み出して中間コードに変換し、この中間コードデータを中間バッファに記憶する。次に、制御部６は、中間バッファから読み出した中間コードデータを解析し、ＲＯＭ５内のフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して中間コードデータをドット毎の記録データに展開する。
【００１７】
本実施形態の記録データは、１ドットが２ビットの階調データによって構成される。この階調データは、例えば、非記録（印字内微振動）を示す階調データ［００］と、スモールドットによる記録を示す階調データ［０１］と、ミドルドットによる記録を示す階調データ［１０］と、ラージドットによる記録を示す階調データ［１１］とから構成される。
従って、この構成では、各ドットを４階調で記録することができる。これら４種の記録階調に関し、単位面積当たりの着弾インク量は、ラージドットの記録階調が最も多く、ミドルドットの記録階調が２番目に多い。また、スモールドットの記録階調が３番目に多く、非記録の記録階調は０（ｐＬ）である。
【００１８】
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−Ａ，ＣＨ−Ｂ）を供給する。これらのラッチ信号やチャンネル信号に含まれるラッチパルスやチャンネルパルスは、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を構成する複数の波形部や調整要素（ＰＳ１〜ＰＳ６，Ｐ０，Ｐ２０）の供給開始タイミングを規定する。
【００１９】
具体的には、図３に示すように、ラッチパルスＬＡＴ１は、振動子充電期間（期間ｔ１０，期間ｔ２０）で発生される調整要素Ｐ０，Ｐ２０の供給開始タイミングを規定する。
また、第１チャンネル信号ＣＨ−Ａにおける第１チャンネルパルスＣＨ１１は、第１駆動信号ＣＯＭ１の期間ｔ１１で発生される第１波形部ＰＳ１の供給開始タイミングを規定し、第２チャンネルパルスＣＨ１２は、期間ｔ１２で発生される第２波形部ＰＳ２の供給開始タイミングを規定する。また、第３チャンネルパルスＣＨ１３は、期間ｔ１３で発生される第３波形部ＰＳ３の供給開始タイミングを規定する。
同様に、第２チャンネル信号ＣＨ−Ｂにおける第１チャンネルパルスＣＨ２１は、第２駆動信号ＣＯＭ２の期間ｔ２１で発生される第４波形部ＰＳ４の供給開始タイミングを規定し、第２チャンネルパルスＣＨ２２は、期間ｔ２２で発生される第５波形部ＰＳ５の供給開始タイミングを規定する。また、第３チャンネルパルスＣＨ２３は、期間ｔ２３で発生される第６波形部ＰＳ６の供給開始タイミングを規定する。
【００２０】
次に、プリントエンジン２について説明する。このプリントエンジン２は、図１に示すように、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。
【００２１】
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駆動モータ（例えば、ＤＣモータ）等からなり、記録ヘッド８を主走査方向に移動させる。紙送り機構１２は、紙送りモータ及び紙送りローラ等からなり、記録紙（印刷記録媒体の一種）を順次送り出して副走査を行う。
【００２２】
ここで、記録ヘッド８について詳しく説明する。まず、図２に基づいて記録ヘッド８の構造を説明する。例示した記録ヘッド８は、複数の圧電振動子２１…、固定板２２、及び、フレキシブルケーブル２３等をユニット化した振動子ユニット２４と、この振動子ユニット２４を収納可能なケース２５と、ケース２５の先端面に接合された流路ユニット２６とを備えている。
【００２３】
ケース２５は、先端と後端が共に開放された収納空部２７を形成した合成樹脂製のブロック状部材であり、収納空部２７内には振動子ユニット２４が収納固定されている。
【００２４】
圧電振動子２１は、本発明における圧力発生素子の一種であり、縦方向に細長い櫛歯状に形成されている。この圧電振動子２１は、圧電体と内部電極とを交互に積層して構成された積層型の圧電振動子であって、積層方向に直交する縦方向に伸縮可能な縦振動モードの圧電振動子である。そして、各圧電振動子２１…の先端面が、流路ユニット２６の島部２８に接合されている。
なお、この圧電振動子２１はコンデンサと同じように振る舞う。即ち、信号の供給が停止された場合において、圧電振動子２１の電位（振動子電位）は、停止直前の電位で保持される。
【００２５】
流路ユニット２６は、流路形成基板２９を間に挟んでノズルプレート３０を流路形成基板２９の一方の面側に配置し、弾性板３１をノズルプレート３０とは反対側となる他方の面側に配置して積層することで構成されている。
【００２６】
ノズルプレート３０は、複数（例えば、９６個）のノズル開口３２…を副走査方向に沿って開設した薄手の金属製板材（例えば、ステンレス板）によって構成してある。流路形成基板２９は、共通インク室３３、インク供給口３４、圧力室３５、及び、ノズル連通口３６からなるインク流路が形成された板状部材である。本実施形態では、この流路形成基板２９を、シリコンウェハーのエッチング処理によって作製している。弾性板３１は、ステンレス製の支持板３７上に樹脂フィルム３８をラミネート加工した二重構造の複合板材であり、圧力室３５に対応した部分の支持板３７を環状に除去して島部２８を形成している。
【００２７】
この記録ヘッド８では、共通インク室３３から圧力室３５を通ってノズル開口３２に至る一連のインク流路がノズル開口３２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圧電振動子２１が変形する。即ち、この縦振動モードの圧電振動子２１は、充電によって振動子長手方向に収縮し、放電によって振動子長手方向に伸長する。従って、充電によって振動子電位を上昇させると、島部２８が圧電振動子側に引っ張られ、島部周辺の樹脂フィルム３８が変形して圧力室３５が膨張する。また、放電によって振動子電位を下降させると、圧力室３５が収縮する。
【００２８】
このように、振動子電位に応じて圧力室３５の容積が制御できるので、圧力室３５内のインク圧力を可変でき、ノズル開口３２からインク滴を吐出させることができる。例えば、基準容積の圧力室３５を一旦膨張させた後に急激に収縮させることで、インク滴を吐出させることができる。
【００２９】
次に、この記録ヘッド８の電気的構成について説明する。
【００３０】
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、第１レベルシフタ４７及び第２レベルシフタ４８とからなるレベルシフタ回路と、第１スイッチ４９及び第２スイッチ５０とからなるスイッチ回路と、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、各レベルシフタ４７，４８、各スイッチ４９，５０、及び、圧電振動子２１は、それぞれノズル開口３２に対応して複数設けられる。
【００３１】
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。本実施形態では、記録データの上位ビット群、記録データの下位ビット群の順に記録ヘッド８へ送られてくるので、まず、記録データの上位ビット群が第２シフトレジスタ４２にセットされる。全ノズル開口３２…について記録データの上位ビット群が第２シフトレジスタ４２にセットされると、続いて記録データの下位ビット群が第２シフトレジスタ４２にセットされる。この記録データの下位ビット群のセットに伴い、記録データの上位ビット群はシフトして第１シフトレジスタ４１にセットされる。
【００３２】
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からのラッチパルス（ＬＡＴ１）が各ラッチ回路４３，４４に入力されると、第１ラッチ回路４３は記録データの上位ビット群をラッチし、第２ラッチ回路４４は記録データの下位ビット群をラッチする。
【００３３】
各ラッチ回路４３，４４でラッチされた記録データ（上位ビット群，下位ビット群）はそれぞれ、デコーダ４５に入力される。このデコーダ４５は、記録データの上位ビット群及び下位ビット群に基づいて翻訳を行い、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を構成する各波形部ＰＳ１〜ＰＳ６や調整要素Ｐ０，Ｐ２０を選択するための波形選択データを生成する。
【００３４】
本実施形態において波形選択データは、各駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２毎に生成される。即ち、第１駆動信号ＣＯＭ１に対応する第１波形選択データは、第１調整要素Ｐ０（期間ｔ１０）、第１波形部ＰＳ１（期間ｔ１１）、第２波形部ＰＳ２（期間ｔ１２）、及び、第３波形部ＰＳ３（期間ｔ１３）に対応する合計４ビットのデータによって構成されている。また、第２駆動信号ＣＯＭ２に対応する第２波形選択データは、第２調整要素Ｐ２０（期間ｔ２０）、第４波形部ＰＳ４（期間ｔ２１）、第５波形部ＰＳ５（期間ｔ２２）、及び、第６波形部ＰＳ６（期間ｔ２３）に対応する合計４ビットのデータによって構成されている。
【００３５】
このような動作をするデコーダ４５は、波形選択データ生成手段として機能し、記録データ（階調データ）から波形選択データを駆動信号に対応した複数組生成する。
【００３６】
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−Ａ，ＣＨ−Ｂ）の入力に同期してタイミング信号（ＴＹＭ−Ａ，ＴＹＭ−Ｂ）を発生する。
このタイミング信号も駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２毎に生成される。即ち、制御ロジック４６は、ラッチパルス（ＬＡＴ１）と、第１駆動信号ＣＯＭ１用のチャンネルパルス（ＣＨ１１〜ＣＨ１３）とにより、第１タイミング信号（ＴＹＭ−Ａ）を生成し、ラッチパルスと、第２駆動信号ＣＯＭ２用のチャンネルパルス（ＣＨ２１〜ＣＨ２３）とにより、第２タイミング信号（ＴＹＭ−Ｂ）を生成する。
【００３７】
デコーダ４５によって生成された各波形選択データは、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各レベルシフタ４７，４８に入力される。即ち、第１タイミング信号ＴＹＭ−Ａに含まれる各タイミングパルスの発生タイミングに応じて、第１波形選択データが第１レベルシフタ４７に入力される。また、第２タイミング信号ＴＹＭ−Ｂに含まれる各タイミングパルスの発生タイミングに応じて、第２波形選択データが第２レベルシフタ４８に入力される。
【００３８】
これらのレベルシフタ４７，４８は、電圧増幅器として機能し、波形選択データが［１］の場合には、対応するスイッチ４９，５０を駆動できる電圧、例えば数十ボルト程度の電圧に昇圧された電気信号を出力する。即ち、第１波形選択データが［１］の場合には第１スイッチ４９に電気信号が出力され、第２波形選択データが［１］の場合には第２スイッチ５０に電気信号が出力される。
【００３９】
第１スイッチ４９の入力側には駆動信号発生回路９からの第１駆動信号ＣＯＭ１が供給されており、第２スイッチ５０の入力側には第２駆動信号ＣＯＭ２が供給されている。また、各スイッチ４９，５０の出力側には圧電振動子２１が導通されている。そして、これらの各スイッチ４９，５０は、発生される駆動信号の種類毎に設けられており、駆動信号発生回路９と圧電振動子２１との間に介在して各駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を圧電振動子２１へ選択的に供給する。このような動作をする第１スイッチ４９及び第２スイッチ５０は、第１スイッチ手段（本発明のスイッチ手段の一種）として機能する。
【００４０】
上記の波形選択データは、各スイッチ４９，５０の作動を制御する。即ち、第１スイッチ４９に入力された波形選択データが［１］である期間中は、この第１スイッチ４９が導通状態になり、第１駆動信号ＣＯＭ１が圧電振動子２１に供給される。同様に、第２スイッチ５０に入力された波形選択データが［１］である期間中は、第２駆動信号ＣＯＭ２が圧電振動子２１に供給される。そして、供給された駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２に応じて圧電振動子２１の振動子電位が変化する。一方、各スイッチ４９，５０に入力された波形選択データが共に［０］の期間中は、各レベルシフタ４７，４８からは各スイッチ４９，５０を作動させるための電気信号が出力されないので、圧電振動子２１へは駆動信号が供給されない。要するに、波形選択データとして［１］が設定された期間の調整要素Ｐ０，Ｐ２０、及び、波形部（第１波形部ＰＳ１〜第６波形部ＰＳ６）が選択的に圧電振動子２１に供給される。
【００４１】
このように、本実施形態では、デコーダ４５、制御ロジック４６、及び、各レベルシフタ４７，４８が本発明のスイッチ制御手段として機能し、記録データ（階調データ）に応じて各スイッチ４９，５０を制御する。
【００４２】
次に、駆動信号発生回路９が発生する各駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２と、これらの駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の圧電振動子２１への供給制御について説明する。
【００４３】
図３に例示した駆動信号は、上記したように、第１駆動信号ＣＯＭ１と、第２駆動信号ＣＯＭ２とからなる。そして、第１駆動信号ＣＯＭ１は、期間ｔ１０で発生される第１調整要素Ｐ０と、期間ｔ１１で発生される第１波形部ＰＳ１と、期間ｔ１２で発生される第２波形部ＰＳ２と、期間ｔ１３で発生される第３波形部ＰＳ３とからなる。また、第２駆動信号ＣＯＭ２は、期間ｔ２０で発生される第２調整要素Ｐ２０と、期間ｔ２１で発生される第４波形部ＰＳ４と、期間ｔ２２で発生される第５波形部ＰＳ５と、期間ｔ２３で発生される第６波形部ＰＳ６とからなる。
【００４４】
まず、第１駆動信号ＣＯＭ１について説明する。
【００４５】
第１調整要素Ｐ０は、中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素によって構成されている。この第１調整要素Ｐ０は、後述するように、記録周期Ｔの始期において振動子電位を中間電位Ｖｈｍに調整すべく圧電振動子２１に供給される。
なお、中間電位Ｖｈｍは、基準電位の一種であり、各駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３及び第１微振動パルスＶＰ１の始終端電位でもある。
【００４６】
第１波形部ＰＳ１は、第１定電位要素Ｐ１と、膨張要素Ｐ２と、膨張ホールド要素Ｐ３と、第１吐出要素Ｐ４と、制振ホールド要素Ｐ５と、膨張制振要素Ｐ６と、第２定電位要素Ｐ７とからなる。第１定電位要素Ｐ１は中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素であり、膨張要素Ｐ２は中間電位Ｖｈｍから膨張電位Ｖｈ１までインク滴を吐出させない程度の比較的緩やかな一定勾配で電位を上昇させる波形要素であり、膨張ホールド要素Ｐ３は膨張電位Ｖｈ１で一定な波形要素である。第１吐出要素Ｐ４は膨張電位Ｖｈ１から収縮電位ＶＬまで急勾配で電位を下降させる波形要素であり、制振ホールド要素Ｐ５は収縮電位ＶＬで一定な波形要素である。膨張制振要素Ｐ６は収縮電位ＶＬから中間電位Ｖｈｍ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波形要素であり、第２定電位要素Ｐ７は中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素である。
【００４７】
第２波形部ＰＳ２は、第３定電位要素Ｐ８と、微振動膨張要素Ｐ９と、微振動ホールド要素Ｐ１０と、微振動収縮要素Ｐ１１と、第４定電位要素Ｐ１２とからなる。第３定電位要素Ｐ８は中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素であり、微振動膨張要素Ｐ９は中間電位Ｖｈｍから膨張電位Ｖｈ１までインク滴を吐出させない程度の比較的緩やかな一定勾配で電位を上昇させる波形要素である。微振動ホールド要素Ｐ１０は膨張電位Ｖｈ１で一定な波形要素であり、微振動収縮要素Ｐ１１は膨張電位Ｖｈ１から中間電位Ｖｈｍまでインク滴を吐出させない程度の比較的緩やかな一定勾配で電位を下降させる波形要素である。また、第４定電位要素Ｐ１２は中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素である。
【００４８】
第３波形部ＰＳ３は、第５定電位要素Ｐ１３と、膨張要素Ｐ１４と、膨張ホールド要素Ｐ１５と、第１吐出要素Ｐ１６と、制振ホールド要素Ｐ１７と、膨張制振要素Ｐ１８とからなる。これらの各波形要素の内、膨張要素Ｐ１４、膨張ホールド要素Ｐ１５、第１吐出要素Ｐ１６、制振ホールド要素Ｐ１７及び膨張制振要素Ｐ１８はそれぞれ、第１波形部ＰＳ１の膨張要素Ｐ２、膨張ホールド要素Ｐ３、第１吐出要素Ｐ４、制振ホールド要素Ｐ５及び膨張制振要素Ｐ６と同じ電位差及び時間幅に設定されている。また、第５定電位要素Ｐ１３は、中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素である。
【００４９】
この第１駆動信号ＣＯＭ１では、第１波形部ＰＳ１の膨張要素Ｐ２、膨張ホールド要素Ｐ３、第１吐出要素Ｐ４、制振ホールド要素Ｐ５、及び、膨張制振要素Ｐ６が第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１を構成する。同様に、第３波形部ＰＳ３の膨張要素Ｐ１４、膨張ホールド要素Ｐ１５、第１吐出要素Ｐ１６、制振ホールド要素Ｐ１７、及び、膨張制振要素Ｐ１８が第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２を構成する。これらのミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２は何れも同じ波形形状であり、圧電振動子２１に供給されると、ミドルドットに対応する量のインク滴がノズル開口３２から吐出される。
【００５０】
第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１を例に挙げて説明すると、膨張要素Ｐ２の供給により圧電振動子２１は素子長手方向に収縮し、圧力室３５は中間電位Ｖｈｍ（基準電位）に対応する基準容積から膨張電位Ｖｈ１に対応する膨張容積まで膨張する。この膨張により、圧力室３５内には共通インク室３３側からインクが供給される。そして、この圧力室３５の膨張状態は、膨張ホールド要素Ｐ３の供給期間中に亘って維持される。
【００５１】
その後、第１吐出要素Ｐ４が供給されて圧電振動子２１は伸長する。この圧電振動子２１の伸長により、圧力室３５は、膨張容積から収縮電位ＶＬに対応する収縮容積まで急激に収縮される。この圧力室３５の急激な収縮により圧力室３５内のインクが加圧され、ノズル開口３２から所定量のインク滴が吐出される。
圧力室３５の収縮状態は、制振ホールド要素Ｐ５の供給期間に亘って維持される。この間に、インク滴の吐出によって減少した圧力室３５内のインク圧力は、その固有振動によって再び上昇する。この上昇タイミングにあわせて膨張制振要素Ｐ６が供給される。この膨張制振要素Ｐ６の供給により、圧力室３５が基準容積まで膨張復帰し、圧力室３５内のインクの圧力変動を吸収する。
【００５２】
また、この第１駆動信号ＣＯＭ１では、第２波形部ＰＳ２の微振動膨張要素Ｐ９、微振動ホールド要素Ｐ１０、微振動収縮要素Ｐ１１が第１微振動パルスＶＰ１を構成する。この第１微振動パルスＶＰ１が圧電振動子２１に供給されると、メニスカス（ノズル開口３２で露出しているインクの自由表面）がインク滴の吐出方向と圧力室３５側とに微振動し、ノズル開口３２付近のインク増粘を防止できる。
【００５３】
即ち、微振動膨張要素Ｐ９の供給により圧電振動子２１が収縮し、圧力室３５は基準容積から膨張容積まで膨張して負圧化される。この負圧化によりメニスカスは圧力室３５側に僅かに引き込まれる。その後、微振動ホールド要素Ｐ１０が供給されて圧力室３５は膨張状態で維持されるが、共通インク室３３側からインクが供給されるので圧力室３５内のインク圧力は上昇する。これにより、メニスカスはインク滴の吐出方向に移動する。そして、圧力室３５内のインク圧力の変動は微振動ホールド要素Ｐ１０の供給期間中に亘って持続し、この圧力変動に同期してメニスカスは移動する。続いて、微振動収縮要素Ｐ１１が供給され、圧力室３５は基準容積まで収縮する。この収縮に伴って圧力室３５内のインクが加圧され、メニスカスはインク滴の吐出方向に移動する。その後は、圧力室３５が基準容積で維持されるので、この維持期間に亘ってメニスカスは微振動する。
【００５４】
また、この第１駆動信号ＣＯＭ１では、上記の第１調整要素Ｐ０、第１定電位要素Ｐ１、第２定電位要素Ｐ７、第３定電位要素Ｐ８、第４定電位要素Ｐ１２、及び、第５定電位要素Ｐ１３によって、第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１、第１微振動パルスＶＰ１、及び、第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２を始終端電位（中間電位Ｖｈｍ）で接続している。さらに、各定電位要素Ｐ１，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ１２，Ｐ１３の時間幅の設定により、各ミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２が記録周期Ｔを跨いで一定間隔で発生されるようにしている。即ち、第１調整要素Ｐ０の開始から第１定電位要素Ｐ１の終了までと、第２定電位要素Ｐ７の開始から第５定電位要素Ｐ１３の終了までを同じ時間幅に設定している。
【００５５】
このように、各ミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２を、記録周期Ｔを跨いで一定間隔で発生させるようにすると、ミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２を連続的に圧電振動子２１に供給した際、即ち、ラージドットの記録階調（後述する）で記録を行う際に、供給開始時点におけるメニスカスの状態を一定にできる。これにより、インク滴の飛行が安定化でき、画質の向上が図れる。
【００５６】
また、この第１駆動信号ＣＯＭ１において、第１微振動パルスＶＰ１は、第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１の終了時から第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２の開始時までの期間内に発生させている。そして、この第１微振動パルスＶＰ１の発生期間は、各ミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２の発生間隔を最適化した上で、各パルスＤＰ１，ＤＰ２の非発生期間内に定めている。このため、第１駆動信号ＣＯＭ１に第１微振動パルスＶＰ１を含ませても、各ミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２の発生間隔を記録ヘッド８（圧電振動子２１）の応答可能な範囲で狭めることができる。その結果、ラージドットの記録階調において記録ヘッド８の性能を最大限に引き出すことができる。
【００５７】
次に、第２駆動信号ＣＯＭ２について説明する。
【００５８】
上記の第２調整要素Ｐ２０は、第１調整要素Ｐ０と同様に中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素によって構成されている。そして、この第２調整要素Ｐ２０も、記録周期Ｔの始期において振動子電位を中間電位Ｖｈｍに調整するために、圧電振動子２１に供給される。
なお、本実施形態では、記録周期Ｔの始期において、第２調整要素Ｐ２０と第１調整要素Ｐ０の何れか一方を圧電振動子２１へ供給する構成である。このため、第２調整要素Ｐ２０の発生期間ｔ２０を、第１調整要素Ｐ０の発生期間ｔ１０と同じ時間幅に設定している。
【００５９】
第４波形部ＰＳ４は、第６定電位要素Ｐ２１によって構成されている。この第６定電位要素Ｐ２１は、中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素である。
【００６０】
第５波形部ＰＳ５は、第７定電位要素Ｐ２２と、引き込み要素Ｐ２３と、引き込みホールド要素Ｐ２４と、第２吐出要素Ｐ２５と、吐出ホールド要素Ｐ２６と、収縮制振要素Ｐ２７と、第８定電位要素Ｐ２８とからなる。第７定電位要素Ｐ２２は、中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素であり、極く短時間に亘って発生される。引き込み要素Ｐ２３は中間電位Ｖｈｍから引き込み電位Ｖｈ２まで急激に電位を上昇させる波形要素であり、引き込みホールド要素Ｐ２４は引き込み電位Ｖｈ２で一定な波形要素である。そして、第２吐出要素Ｐ２５は引き込み電位Ｖｈ２から吐出電位Ｖｈ３まで急激に電位を下降させる波形要素であり、吐出ホールド要素Ｐ２６は吐出電位Ｖｈ３で一定な波形要素である。また、収縮制振要素Ｐ２７は、吐出電位Ｖｈ３から中間電位Ｖｈｍまで比較的緩やかな一定勾配で電位を下降させる波形要素であり、第８定電位要素Ｐ２８は中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素である。
【００６１】
第６波形部ＰＳ６は、第９定電位要素Ｐ２９からなる。この第９定電位要素Ｐ２９は、中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素であり、第８定電位要素Ｐ２８の終了時から記録周期Ｔの終了時まで発生される。
【００６２】
この第２駆動信号ＣＯＭ２では、第５波形部ＰＳ５の引き込み要素Ｐ２３、引き込みホールド要素Ｐ２４、第２吐出要素Ｐ２５、吐出ホールド要素Ｐ２６、及び、収縮制振要素Ｐ２７がスモールドット駆動パルスＤＰ３を構成する。そして、このスモールドット駆動パルスＤＰ３が圧電振動子２１に供給されると、スモールドットに対応する極く少量のインク滴がノズル開口３２から吐出される。
【００６３】
即ち、引き込み要素Ｐ２３の供給により圧電振動子２１は素子長手方向に急速に収縮し、中間電位Ｖｈｍに対応する基準容積から引き込み電位Ｖｈ２に対応する引き込み容積まで急速に膨張する。この膨張により、圧力室３５内には比較的強い負圧が発生し、メニスカスが圧力室３５側に大きく引き込まれる。そして、この圧力室３５の膨張状態は、引き込みホールド要素Ｐ２４の供給期間中に亘って維持される。この間にメニスカスの中心部分の移動方向が吐出方向に反転し、この中心部分が柱状に盛り上がった状態になる。
【００６４】
その後、第２吐出要素Ｐ２５が供給されて圧電振動子２１は伸長する。この圧電振動子２１の伸長により、圧力室３５は、引き込み容積から吐出電位Ｖｈ３に対応する吐出容積まで急激に収縮される。そして、この圧力室３５の急激な収縮により圧力室３５内のインクが加圧されて柱状部分の成長が促され、この柱状部分が途中でちぎれてインク滴として吐出される。
【００６５】
第２吐出要素Ｐ２５に続いて、吐出ホールド要素Ｐ２６が供給され、その後、収縮制振要素Ｐ２７が供給される。収縮制振要素Ｐ２７は、インク滴の吐出によって減少した圧力室３５内のインク圧力を補うべく圧力室３５を収縮させる。即ち、この収縮制振要素Ｐ２７の供給により、圧力室３５が基準容積まで収縮し、圧力室３５内のインクの圧力変動を吸収する。
【００６６】
そして、このスモールドット駆動パルスＤＰ３を構成する各波形要素（Ｐ２３〜Ｐ２７）は、その発生期間がミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２及び第１微振動パルスＶＰ１を構成する各波形要素（Ｐ２〜Ｐ６，Ｐ９〜Ｐ１１，Ｐ１４〜Ｐ１８）の発生期間に重なっている。即ち、スモールドット駆動パルスＤＰ３の引き込み要素Ｐ２３の発生期間は、第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１の制振ホールド要素Ｐ５及び膨張制振要素Ｐ６の発生期間と、第１微振動パルスＶＰ１の微振動膨張要素Ｐ９の発生期間とに重なっている。また、引き込みホールド要素Ｐ２４、第２吐出要素Ｐ２５及び吐出ホールド要素Ｐ２６の発生期間は、第１微振動パルスＶＰ１の微振動ホールド要素Ｐ１０及び微振動収縮要素Ｐ１１の発生期間に重なっている。さらに、スモールドット駆動パルスＤＰ３の収縮制振要素Ｐ２７の発生期間は、第１微振動パルスＶＰ１の微振動収縮要素Ｐ１１の発生期間と、第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２の膨張要素Ｐ１４の発生期間に重なっている。
【００６７】
このように、各駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３，第１微振動パルスＶＰ１を各駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２に分けて設け、時間的に重畳させて発生させると、限られた長さの記録周期Ｔであっても、駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３や第１微振動パルスＶＰ１を効率よく配置できる。その結果、記録ヘッド８の高周波駆動が実現できる。
【００６８】
また、このスモールドット駆動パルスＤＰ３の発生タイミングは、第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１と第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２との中間に設定している。詳しくは、スモールドット駆動パルスＤＰ３における第２吐出要素Ｐ２５の発生タイミングを、第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１における第１吐出要素Ｐ４の発生タイミングと第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２における第１吐出要素Ｐ１６の発生タイミングの丁度中間に設定している。これは、画質の向上を図るためである。
【００６９】
本実施形態では、ラージドットの記録時において第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１と第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２の両方を圧電振動子２１に供給し、ミドルドットの記録時において第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２を圧電振動子２１に供給する。さらに、スモールドットの記録時においてはスモールドット駆動パルスＤＰ３を圧電振動子２１に供給する。
【００７０】
ここで、スモールドット駆動パルスＤＰ３を、第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１と第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２の中間に発生させると、前回記録周期Ｔと今回記録周期Ｔとで記録階調が切り替わってもインク滴の吐出間隔を均等にできる。例えば、前回記録周期Ｔでスモールドットを、今回記録周期Ｔでラージドットをそれぞれ記録した場合の吐出間隔と、前回記録周期Ｔでラージドットを、今回記録周期Ｔでスモールドットをそれぞれ記録した場合の吐出間隔とを揃えることができる。
これにより、今回記録周期Ｔにおけるメニスカスの状態が一定となり、インク滴の吐出を安定化でき、ひいては画質の向上を図ることができる。
【００７１】
次に、図３〜図７に基づいて、本実施形態における多階調の制御について説明する。この多階調の制御において、各スイッチ４９，５０は、スイッチ制御手段は（デコーダ４５、制御ロジック４６、及び、各レベルシフタ４７，４８。以下同様。）により制御される。そして、各スイッチ４９，５０は、選択された駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を圧電振動子２１に供給する。即ち、第１駆動信号ＣＯＭ１と第２駆動信号ＣＯＭ２とは、同時に圧電振動子２１に供給されない。これは、振動子電位を安定化させるためである。
【００７２】
まず、非記録の場合について説明する。この場合、デコーダ４５は、非記録の階調データ［００］の翻訳により、第１波形選択データ［００１０］及び第２波形選択データ［１１０１］を生成する。そして、スイッチ制御手段は、生成された波形選択データに基づいて第１スイッチ４９及び第２スイッチ５０の動作を制御し、第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２の圧電振動子２１への供給を制御する。
【００７３】
即ち、期間ｔ１０（ｔ２０）においては、第２調整要素Ｐ２０を圧電振動子２１に供給する。これにより、振動子電位は中間電位Ｖｈｍに調整される。ここで、第１調整要素Ｐ０と第２調整要素Ｐ２０は、次に供給される波形部（波形要素）に応じて選択され、選択された要素が圧電振動子２１に供給される。具体的には、次に供給される波形部が第１駆動信号ＣＯＭ１のものであれば第１調整要素Ｐ０が選択され、第２駆動信号ＣＯＭ２のものであれば第２調整要素Ｐ２０が選択される。これは、各スイッチ４９，５０の作動回数を低減するためである。即ち、各スイッチ４９，５０の作動回数が低減すると、圧電振動子２１に供給される駆動信号が安定化され、圧電振動子２１の動作も安定化するためである。
【００７４】
そして、期間ｔ１１において第１スイッチ４９が切断状態に制御され、期間ｔ２１において第２スイッチ５０が接続状態に制御される。これにより、期間ｔ２１で第４波形部ＰＳ４が圧電振動子２１に供給される。即ち、図４に太線で示すように、第６定電位要素Ｐ２１が圧電振動子２１に供給される。この第６定電位要素Ｐ２１の供給により、振動子電位は中間電位Ｖｈｍに維持される。
【００７５】
続く期間ｔ２２においては第２スイッチ５０が切断状態に制御され、期間ｔ１２において第１スイッチ４９が接続状態に制御される。これにより、期間ｔ１２で第２波形部ＰＳ２が圧電振動子２１に供給される。即ち、第１微振動パルスＶＰ１が圧電振動子２１に供給される。この第１微振動パルスＶＰ１の供給により、インク滴を吐出させない程度の圧力変動が圧力室３５内のインクに付与され、メニスカスが微振動する。その結果、ノズル開口３２付近の増粘インクが分散され、インクの増粘が防止される。
【００７６】
その後、期間ｔ１３において第１スイッチ４９が切断状態に制御され、期間ｔ２３において第２スイッチ５０が接続状態に制御される。これにより、期間ｔ２３で第６波形部ＰＳ６が圧電振動子２１に供給される。即ち、第９定電位要素Ｐ２９が圧電振動子２１に供給される。この第９定電位要素Ｐ２９の供給により、振動子電位は中間電位Ｖｈｍに維持される。
【００７７】
そして、本実施形態では、非記録の記録階調において、第１駆動信号ＣＯＭ１を構成する一部の波形要素（第３定電位要素Ｐ８，微振動膨張要素Ｐ９，微振動ホールド要素Ｐ１０，微振動収縮要素Ｐ１１，第４定電位要素Ｐ１２）と、第２駆動信号ＣＯＭ２を構成する一部の波形要素（第６定電位要素Ｐ２１，第９定電位要素Ｐ２９）とを組み合わせて圧電振動子２１に供給している。即ち、波形要素の関係で第１駆動信号ＣＯＭ１を供給できない期間（期間ｔ１１，期間ｔ１３）において第２駆動信号ＣＯＭ２を供給することで、振動子電位を中間電位Ｖｈｍに維持している。
【００７８】
これは、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の圧電振動子２１への非供給期間を可及的に短くするためである。
即ち、プリンタを高湿下で使用したり、圧電振動子２１を長期間に亘って酷使する等によって圧電体の絶縁抵抗が低下した場合には、圧電振動子２１における電荷の保持力が低下する虞がある。そして、電荷の保持力が低下すると、非供給期間における放電により振動子電位が徐々に下降してしまう。このため、非供給期間が長期に亘ると振動子電位の下降幅が大きくなり、次に駆動信号を供給した際に駆動信号の電位と振動子電位との電位差が大きくなってしまう。この場合、圧電振動子２１の急激な変形が生じてインク滴が誤って吐出されてしまう。
そして、本実施形態のように、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の非供給期間を可及的に短くすると、万一、電荷の保持力が低下したとしても、振動子電位の下降幅を少なくできるので、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を支障なく供給することができる。
【００７９】
次に、スモールドットを記録する場合について説明する。この場合、デコーダ４５は、スモールドットの階調データ［０１］の翻訳により、第１波形選択データ［００００］及び第２波形選択データ［１１１１］を生成する。そして、スイッチ制御手段は、生成された波形選択データに基づいて第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２の圧電振動子２１への供給を制御する。
【００８０】
即ち、期間ｔ１０（ｔ２０）では、第２調整要素Ｐ２０が圧電振動子２１に供給され、振動子電位が中間電位Ｖｈｍに調整される。そして、期間ｔ１１〜期間ｔ１３において第１スイッチ４９が切断状態に制御され、期間ｔ２１〜期間ｔ２３において第２スイッチ５０が接続状態に制御される。これにより、図５に太線で示すように、期間ｔ２１で第４波形部ＰＳ４が、期間ｔ２２で第５波形部ＰＳ５が、期間ｔ２３で第６波形部ＰＳ６がそれぞれ圧電振動子２１に供給される。即ち、スモールドット駆動パルスＤＰ３が圧電振動子２１に供給される。
その結果、スモールドット駆動パルスＤＰ３による極く少量のインク滴がノズル開口３２から吐出される。
【００８１】
次に、ミドルドットを記録する場合について説明する。この場合、デコーダ４５は、ミドルドットの階調データ［１０］の翻訳により、第１波形選択データ［０００１］及び第２波形選択データ［１１００］を生成する。そして、スイッチ制御手段は、生成された波形選択データに基づいて第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２の圧電振動子２１への供給を制御する。
【００８２】
即ち、期間ｔ１０（ｔ２０）では、第２調整要素Ｐ２０が圧電振動子２１に供給され、振動子電位が中間電位Ｖｈｍに調整される。期間ｔ１１では第１スイッチ４９が切断状態とされ、期間ｔ２１において第２スイッチ５０が接続状態とされる。これにより、図６に太線で示すように、第２駆動信号ＣＯＭ２の第２波形部ＰＳ４が圧電振動子２１に供給され、第６定電位要素Ｐ２１によって振動子電位が中間電位Ｖｈｍで維持される。
【００８３】
続く期間ｔ２２では第２スイッチ５０が切断状態に制御され、また、期間ｔ１２でも第１スイッチ４９が切断状態に制御されるので、期間ｔ２２の開始時から期間ｔ１２の終了時まで、圧電振動子２１には第１駆動信号ＣＯＭ１も第２駆動信号ＣＯＭ２も供給されない。その結果、図６に中太線で示すように、振動子電位は切断直前の電位である中間電位Ｖｈｍを維持する。この場合、先の期間ｔ２１で第６定電位要素Ｐ２１が圧電振動子２１に供給されているため、駆動信号の非供給期間は比較的短時間となる。
【００８４】
そして、期間ｔ１３において第１スイッチ４９が接続状態に制御され、また、期間ｔ２３では第２スイッチ５０が切断状態に制御されるので、図６に太線で示すように、第１駆動信号ＣＯＭ１の第３波形部ＰＳ３が圧電振動子２１に供給される。これにより、第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２が供給されて、ミドルドットに対応する少量のインク滴が吐出される。
【００８５】
このように、ミドルドットの記録階調の場合にも、第１駆動信号ＣＯＭ１を構成する一部の波形要素（第５定電位要素Ｐ１３，膨張要素Ｐ１４，膨張ホールド要素Ｐ１５，第１吐出要素Ｐ１６，制振ホールド要素Ｐ１７，膨張制振要素Ｐ１８）と、第２駆動信号ＣＯＭ２を構成する一部の波形要素（第６定電位要素Ｐ２１）とを組み合わせて圧電振動子２１に供給し、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の圧電振動子２１への非供給期間を可及的に短くしている。これにより、万一、圧電振動子２１における電荷の保持力が低下したとしても、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を支障なく供給できる。
【００８６】
次に、ラージドットを記録する場合について説明する。この場合、デコーダ４５は、ラージドットの階調データ［１１］の翻訳により、第１波形選択データ［１１０１］及び第２波形選択データ［００００］を生成する。そして、スイッチ制御手段は、生成された波形選択データに基づいて第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２の圧電振動子２１への供給を制御する。
【００８７】
即ち、期間ｔ１０（ｔ２０）では、第１調整要素Ｐ０が圧電振動子２１に供給され、振動子電位が中間電位Ｖｈｍに調整される。そして、期間ｔ１１，期間ｔ１３において第１スイッチ４９が接続状態に制御される一方、期間ｔ２１〜期間ｔ２３では第２スイッチ５０が切断状態に制御される。これにより、期間ｔ１１で第１波形部ＰＳ１が、期間ｔ１３で第３波形部ＰＳ３がそれぞれ圧電振動子２１に供給される。即ち、図７に太線で示すように、第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１と第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２とが圧電振動子２１に供給される。
その結果、ミドルドット駆動パルスによる少量のインク滴がノズル開口３２から２回続けて吐出され、これらのインク滴によってラージドットが記録される。
【００８８】
以上説明した様に、本実施形態では、第１駆動信号ＣＯＭ１に関し、単位面積当たりのインク量が最も多いラージドットの記録階調で使用するミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２の発生間隔を最適化した上で、その非発生期間に第１微振動パルスＶＰ１を発生させているので、ミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２の発生間隔を記録ヘッド８（圧電振動子２１）の応答周波数に基づいて定めることができ、記録ヘッド８の性能を十分に発揮させることができる。
【００８９】
なお、このラージドットの記録階調は、単位面積当たりのインク量が最も多いため、記録紙上の所定領域を塗りつぶす所謂ベタ記録の際に設定される。そして、記録の高速化の観点では、このベタ記録時における記録を高速化することが重要である。これは、他の記録階調はベタ記録に用いられないので、他の記録階調における記録ヘッド８の駆動周波数は、ラージドット記録時の駆動周波数よりも低く設定できるためである。
【００９０】
また、ミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２及び第１微振動パルスＶＰ１の発生期間と、スモールドット駆動パルスＤＰ３の発生期間とが重畳しているので、複数の駆動パルスを一連に接続した場合よりも記録周期Ｔを短く設定することができる。この点でも、圧電振動子２１の高周波駆動が可能となり、記録ヘッド８の性能を十分に発揮させることができる。
【００９１】
さらに、第１駆動信号ＣＯＭ１を構成する波形要素の一部と、第２駆動信号ＣＯＭ２を構成する波形要素の一部とを組み合わせて圧電振動子２１に供給しているので、各駆動信号には明示されていない新たなパターンでの駆動が可能である。例えば、圧電振動子２１への駆動信号の非供給期間を可及的に短くすることができる。
【００９２】
ところで、本発明は、上記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いて種々の変形が可能である。
【００９３】
まず、微振動パルスに関し、上記の実施形態では、微振動膨張要素Ｐ９、微振動ホールド要素Ｐ１０及び微振動収縮要素Ｐ１１を有する第１微振動パルスＶＰ１を例示したが、これに限定されない。例えば、微振動パルスを、接続要素と微振動収縮要素とを含む第２微振動パルスによって構成してもよい。
【００９４】
図８に示す例は、第１駆動信号ＣＯＭ１´が、上記実施形態における第１駆動信号ＣＯＭ１と相違しており、第１微振動パルスＶＰ１に代えて、接続要素Ｐ３４と微振動収縮要素Ｐ３７とを含む第２微振動パルスＶＰ２を含ませている。なお、第２駆動信号ＣＯＭ２は上記実施形態と同じであるので、その説明を省略する。
【００９５】
例示した第１駆動信号ＣＯＭ１´は、期間ｔ１０で発生される第１調整要素Ｐ０と、期間ｔ１１で発生される第７波形部ＰＳ７と、期間ｔ１２で発生される第８波形部ＰＳ８と、期間ｔ１３で発生される第９波形部ＰＳ９と、期間ｔ１４で発生される第１０波形部ＰＳ１０と、期間ｔ１５で発生される第１１波形部ＰＳ１１とからなる。
【００９６】
各波形部ＰＳ７〜ＰＳ１１について簡単に説明すると、第７波形部ＰＳ７は、第１定電位要素Ｐ１と、膨張要素Ｐ２と、前側膨張ホールド要素Ｐ３１とからなる。また、第８波形部ＰＳ８は、後側膨張ホールド要素Ｐ３２と、第１吐出要素Ｐ４と、制振ホールド要素Ｐ５と、膨張制振要素Ｐ６と、第２定電位要素Ｐ７とからなる。ここで、同じ符号を付した波形要素は、上記した実施形態と同じ波形要素である。また、前側膨張ホールド要素Ｐ３１及び後側膨張ホールド要素Ｐ３２は、膨張ホールド要素Ｐ３を期間ｔ１１と期間ｔ１２の境界で２分した波形要素である。このため、前側膨張ホールド要素Ｐ３１と後側膨張ホールド要素Ｐ３２の発生期間の和は、膨張ホールド要素Ｐ３の発生期間に等しい。
【００９７】
第９波形部ＰＳ９は、前側接続定電位要素Ｐ３３と、接続要素Ｐ３４と、後側接続定電位要素Ｐ３５とからなる。前側接続定電位要素Ｐ３３は、中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素であり、極く短時間に亘って発生される。接続要素Ｐ３４は、中間電位Ｖｈｍから膨張電位Ｖｈ１まで急勾配で電位を下降させる波形要素である。後側接続定電位要素Ｐ３５は、膨張電位Ｖｈ１で一定な波形要素であり、極く短時間に亘って発生される。
この第９波形部ＰＳ９は、終端電位と始端電位が互いに異なる２つの波形要素を接続する接続波形要素であり、圧電振動子２１には供給されない。従って、接続要素Ｐ３４の勾配は制御可能な最大限まで急勾配に設定できる。これにより、前後の波形要素同士を、極く短い時間間隔で発生させることができる。
【００９８】
第１０波形部ＰＳ１０は、微振動ホールド要素Ｐ３６と、微振動収縮要素Ｐ３７と、第１０定電位要素Ｐ３８とからなる。微振動ホールド要素Ｐ３６は膨張電位Ｖｈ１で一定な波形要素であり、微振動収縮要素Ｐ３７は膨張電位Ｖｈ１から中間電位Ｖｈｍまでインク滴を吐出させない程度の比較的緩やかな一定勾配で電位を下降させる波形要素である。また、第１０定電位要素Ｐ３８は中間電位Ｖｈｍで一定な波形要素である。
【００９９】
第１１波形部ＰＳ１１は、上記実施形態における第３波形部ＰＳ３と同じ波形要素によって構成されている。即ち、この第１１波形部ＰＳ１１は、第５定電位要素Ｐ１３と、膨張要素Ｐ１４と、膨張ホールド要素Ｐ１５と、第１吐出要素Ｐ１６と、制振ホールド要素Ｐ１７と、膨張制振要素Ｐ１８とからなる。
【０１００】
この第１駆動信号ＣＯＭ１´では、第７波形部ＰＳ７及び第８波形部ＰＳ８の膨張要素Ｐ２、膨張ホールド要素Ｐ３１，Ｐ３２、第１吐出要素Ｐ４、制振ホールド要素Ｐ５、及び、膨張制振要素Ｐ６が第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１を構成する。同様に、第１１波形部ＰＳ１１の膨張要素Ｐ１４、膨張ホールド要素Ｐ１５、第１吐出要素Ｐ１６、制振ホールド要素Ｐ１７、及び、膨張制振要素Ｐ１８が第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２を構成する。
また、第９波形部ＰＳ９及び第１０波形部ＰＳ１０の接続要素Ｐ３４、後側接続定電位要素Ｐ３５、微振動ホールド要素Ｐ３６、及び、微振動収縮要素Ｐ３７が第２微振動パルスＶＰ２を構成する。そして、この第２微振動パルスＶＰ２は、非記録の記録階調において、第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１の一部と共に用いられる。
【０１０１】
次に、これらの駆動信号ＣＯＭ１´，ＣＯＭ２を用いて行う多階調の制御について説明する。この例において、デコーダ４５は、６ビットの第１波形選択データと４ビットの第２波形選択データを生成する。第１波形選択データは、上位ビット側から順に、第１調整要素Ｐ０（期間ｔ１０）、第７波形部ＰＳ７（期間ｔ１１）、第８波形部ＰＳ８（期間ｔ１２）、第９波形部ＰＳ９（期間ｔ１３）、第１０波形部ＰＳ１０（期間ｔ１４）、及び、第１１波形部ＰＳ１１（期間ｔ１５）に対応している。また、第２波形選択データは、上記実施形態と同様に構成されている。
【０１０２】
まず、非記録の場合について説明する。この場合、デコーダ４５は、非記録の階調データ［００］の翻訳により、第１波形選択データ［１１００１０］及び第２波形選択データ［０００１］を生成する。これらの波形選択データに基づいて、スイッチ制御手段は、第１駆動信号ＣＯＭ１´及び第２駆動信号ＣＯＭ２の圧電振動子２１への供給を制御する。
【０１０３】
これにより、期間ｔ１０（ｔ２０）では、第１調整要素Ｐ０が圧電振動子２１に供給されて振動子電位が中間電位Ｖｈｍに調整される。また、期間ｔ１１，ｔ１４で第１スイッチ４９が、期間ｔ２３で第２スイッチ５０がそれぞれ接続状態に制御されるので、第７波形要素ＰＳ７と第１０波形要素ＰＳ１０と第６波形要素ＰＳ６とが圧電振動子２１に供給される。即ち、ミドルドット駆動パルスＤＰ１の一部と第２微振動パルスＶＰ２の一部とが圧電振動子２１に供給される。
その結果、第７波形部ＰＳ７の膨張要素Ｐ２と第１０波形部ＰＳ１０の微振動収縮要素Ｐ３７とによって圧力室３５内のインクに圧力変動が付与され、メニスカスが微振動する。
【０１０４】
そして、この構成では、第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１の膨張要素Ｐ２を微振動に用いているので、第２微振動パルスＶＰ２には微振動収縮要素Ｐ３７を含ませれば足りる。このため、第２微振動パルスＶＰ２の発生期間を短くでき、第１駆動パルスＤＰ１の発生終了時から第２駆動パルスＤＰ２の発生開始時までが短時間であっても、第２微振動パルスＶＰ２を支障なく含ませることができる。さらに、この構成では、圧電振動子２１に供給されない接続波形要素（ＰＳ９）を第２微振動パルスＶＰ２に含ませているので、この点でも第２微振動パルスＶＰ２の発生期間を短くできる。
【０１０５】
また、他の記録階調、即ち、スモールドット、ミドルドット、及び、ラージドットの記録は、上記実施形態と同様に制御される。即ち、スモールドットの記録階調ではスモールドット駆動パルスＤＰ３を供給し、ミドルドットの記録階調では第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２を供給し、ラージドットの記録階調では第１ミドルドット駆動パルスＤＰ１と第２ミドルドット駆動パルスＤＰ２を供給する。
【０１０６】
即ち、デコーダ４５は、スモールドットの階調データ［０１］の翻訳により、第１波形選択データ［００００００］及び第２波形選択データ［１１１１］を生成する。これにより、第４波形部ＰＳ４、第５波形部ＰＳ５、及び、第６波形部ＰＳ６が圧電振動子２１に供給され、スモールドットに対応する極く少量のインク滴が吐出される。また、ミドルドットの階調データ［１０］の翻訳により、第１波形選択データ［０００００１］及び第２波形選択データ［１１００］を生成する。これにより、第４波形部ＰＳ４、及び、第１１波形部ＰＳ１１が圧電振動子２１に供給され、ミドルドットに対応する少量のインク滴が吐出される。さらに、ラージドットの階調データ［１１］の翻訳により、第１波形選択データ［１１１００１］及び第２波形選択データ［００００］を生成する。これにより、第７波形部ＰＳ７、第８波形部ＰＳ８、及び、第１１波形部ＰＳ１１が圧電振動子２１に供給され、少量のインク滴がノズル開口３２から２回続けて吐出されてラージドットが記録される。
【０１０７】
また、本発明におけるスイッチ手段に関し、上記実施形態では、発生される駆動信号の種類毎に設けられた第１スイッチ４９及び第２スイッチ５０により、各駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を圧電振動子２１へ選択的に供給するようにしたものを例示したが、この構成に限定されるものではない。例えば、図９に示す切換スイッチ６１により、各駆動信号ＣＯＭ１（ＣＯＭ１´），ＣＯＭ２を圧電振動子２１へ選択的に供給してもよい。
【０１０８】
例示した切換スイッチ６１は、第２スイッチ手段として機能し、各圧電振動子２１…毎に設けられる。この切換スイッチ６１は、発生される駆動信号の種類に対応して設けられた第１入力接点６１ａ、第２入力接点６１ｂ及びオフ接点６１ｃと、圧電振動子２１に導通される出力端子６１ｄとを有しており、各接点６１ａ〜６１ｃの１つが選択的に出力端子６１ｄに導通される。そして、第１入力接点６１ａには第１駆動信号ＣＯＭ１の供給線が電気的に接続され、第２入力接点６１ｂには第２駆動信号ＣＯＭ２の供給線が電気的に接続され、オフ接点６１ｃは電気的に非接続とされている。
【０１０９】
この切換スイッチ６１では、出力端子６１ｄに導通する接点６１ａ〜６１ｃを切り換えることで、各駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を選択的に圧電振動子２１へ供給できる。即ち、第１入力接点６１ａを導通させると第１駆動信号ＣＯＭ１を供給でき、第２入力接点６１ｂを導通させると第２駆動信号ＣＯＭ２を供給できる。また、オフ接点６１ｃを導通させると第１駆動信号ＣＯＭ１と第２駆動信号ＣＯＭ２の何れも供給されない。
【０１１０】
そして、この切換スイッチ６１は、デコーダ６２及びスイッチ制御回路６３（本発明のスイッチ制御手段に相当）によって、動作が制御される。即ち、デコーダ６２は、スイッチ切換データ生成手段として機能し、記録データ（階調データ）の翻訳により、第１入力接点６１ａ（［１］）、第２入力接点６１ｂ（［２］）、オフ接点６１ｃ（［０］）の何れかを示すスイッチ切換データを生成する。そして、このスイッチ切換データを、制御ロジック４６´からのタイミングに同期させてスイッチ制御回路６３に出力する。これにより、上記した実施形態と同様に、各駆動信号ＣＯＭ１及びＣＯＭ２を選択的に圧電振動子２１へ供給することができる。
【０１１１】
また、駆動信号に関し、上記実施形態では、１記録周期Ｔ内に２つのミドルドット駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２を有する第１駆動信号ＣＯＭ１を例示したが、これに限定されない。
例えば、第１駆動信号ＣＯＭ１（ＣＯＭ１´）は、１記録周期Ｔ内に１つのラージドット駆動パルス、即ち、ラージドットに対応する量のインク滴を吐出可能な駆動パルスを有する信号であってもよい。この場合、第２駆動信号ＣＯＭ２には、例えば、ミドルドット駆動パルス、及び、スモールドット駆動パルスからなる複合パルス（本発明の第２駆動パルスの一種）を含ませる。
【０１１２】
また、上記実施形態では、２種類の駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を例示したが、３種類以上の駆動信号を発生させても同様に実施できる。
【０１１３】
また、圧力発生素子に関し、上記実施形態では、所謂縦振動モードの圧電振動子２１を用いた場合について説明したが、これに限らず所謂撓み振動モードの圧電振動子を用いても同様に実施できる。また、圧電振動子の他、静電アクチュエータを用いてもよい。
【０１１４】
なお、本発明は、プリンタに限らず、プロッタ、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置にも適用可能である。
【０１１５】
【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、単位面積当たりの着弾インク量が最も多い記録階調で用いられ均等な間隔で発生される第１駆動パルス、及び、非記録の記録階調で用いられ第１駆動パルスの非発生期間で発生される微振動パルスを有する第１駆動信号と、他の記録階調で用いられる第２駆動パルスを有する一連の第２駆動信号とを発生させ、且つ、前記第１駆動信号が有する各パルスの発生期間と第２駆動パルスの発生期間とを少なくとも一部で重畳させた状態で、前記第１駆動パルスを１記録周期内に複数発生すると共に、これら第１駆動パルス同士の間に微振動パルスを発生させて、第１駆動パルスの発生期間と第２駆動パルスの発生期間とを少なくとも一部で重畳させ、各駆動信号を選択的に圧力発生素子へ供給するように構成したので、第１駆動パルスの発生間隔を微振動パルスや第２駆動パルスに制約されることなく自由に設定できる。従って、第１駆動パルスの発生間隔を圧力発生素子の応答周波数に合わせて設定できる。その結果、記録ヘッドをより高い周波数で駆動することができる。
【０１１６】
また、スモールドット駆動パルスを、隣り合う第１駆動パルス同士の中間で発生させた場合には、インク滴の吐出間隔の偏りが防止でき、画質を向上させることができる。
【０１１７】
また、非記録の記録階調にて微振動パルスの一部と第１駆動パルスの一部とを組み合わせて圧力発生素子に供給する構成とした場合には、第１駆動パルスの非発生期間が極く短くても、微振動パルスを第１駆動信号内に支障なく含ませることができる。
【０１１８】
また、微振動パルスを、圧力発生素子に供給されない接続要素とインク滴が吐出されない程度に圧力室を収縮させる微振動収縮要素とを含む第２微振動パルスによって構成した場合には、接続要素の電位勾配を急峻にできるので、第２微振動パルスの発生期間をより短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 インクジェット式プリンタの機能ブロック図である。
【図２】 縦振動モードの記録ヘッドの構成を説明する断面図である。
【図３】 駆動信号発生回路が発生する駆動信号とこの駆動信号の供給制御を説明する図である。
【図４】 非記録時における駆動信号の供給制御を説明する図である。
【図５】 スモールドット記録時における駆動信号の供給制御を説明する図である。
【図６】 ミドルドット記録時における駆動信号の供給制御を説明する図である。
【図７】 ラージドット記録時における駆動信号の供給制御を説明する図である。
【図８】 駆動信号発生回路が発生する他の駆動信号とこの駆動信号の供給制御を説明する図である。
【図９】 スイッチ手段の他の例を説明するブロック図である。
【符号の説明】
１ プリンタコントローラ
２ プリントエンジン
３ 外部Ｉ／Ｆ
４ ＲＡＭ
５ ＲＯＭ
６ 制御部
７ 発振回路
８ 記録ヘッド
９ 駆動信号発生回路
１０ 内部Ｉ／Ｆ
１１ キャリッジ機構
１２ 紙送り機構
２１ 圧電振動子
２２ 固定板
２３ フレキシブルケーブル
２４ 振動子ユニット
２５ ケース
２６ 流路ユニット
２７ 収納空部
２８ 島部
２９ 流路形成基板
３０ ノズルプレート
３１ 振動板
３２ ノズル開口
３３ 共通インク室
３４ インク供給口
３５ 圧力室
３６ ノズル連通口
３７ 支持板
３８ 樹脂フィルム
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
４６，４６´ 制御ロジック
４７ 第１レベルシフタ
４８ 第２レベルシフタ
４９ 第１スイッチ
５０ 第２スイッチ
６１ 切換スイッチ
６２ デコーダ
６３ スイッチ制御回路
Claims (5)
- 圧力室内のインクに圧力変動を生じさせ得る圧力発生素子及び圧力室に連通したノズル開口を有する記録ヘッドと、
駆動パルスを含んだ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、
前記駆動信号の圧力発生素子への供給を制御可能なスイッチ手段と、
スイッチ手段の作動を制御するスイッチ制御手段とを備え、
記録階調に応じて駆動パルスの圧力発生素子への供給を制御し、ノズル開口からのインク滴の吐出を制御可能なインクジェット式記録装置において、
前記駆動信号発生手段は、単位面積当たりの着弾インク量が最も多い記録階調で用いられ均等な間隔で発生される第１駆動パルス、及び、非記録の記録階調で用いられ第１駆動パルスの非発生期間で発生される微振動パルスを有する第１駆動信号と、他の記録階調で用いられる第２駆動パルスを有する一連の第２駆動信号とを発生し、且つ、前記第１駆動信号が有する各パルスの発生期間と第２駆動パルスの発生期間とを少なくとも一部で重畳させた状態で、前記第１駆動パルスを１記録周期内に複数発生すると共に、これら第１駆動パルス同士の間に微振動パルスを発生し、
前記スイッチ制御手段は、各駆動信号を選択的に圧力発生素子へ供給することを特徴とするインクジェット式記録装置。 - 圧力室内のインクに圧力変動を生じさせ得る圧力発生素子及び圧力室に連通したノズル開口を有する記録ヘッドと、
駆動パルスを含んだ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、
前記駆動信号の圧力発生素子への供給を制御可能なスイッチ手段と、
スイッチ手段の作動を制御するスイッチ制御手段とを備え、
記録階調に応じて駆動パルスの圧力発生素子への供給を制御し、ノズル開口からのインク滴の吐出を制御可能なインクジェット式記録装置において、
前記駆動信号発生手段は、単位面積当たりの着弾インク量が最も多い記録階調で用いられ均等な間隔で発生される第１駆動パルス、及び、非記録の記録階調で用いられ第１駆動パルスの非発生期間で発生される微振動パルスを有する第１駆動信号と、他の記録階調で用いられる第２駆動パルスを有する一連の第２駆動信号とを発生し、且つ、前記第２駆動パルスを、第１駆動パルスよりもインク量が少ないスモールドット駆動パルスによって構成して、第１駆動信号が有する各パルスの発生期間とスモールドット駆動パルスの発生期間とを少なくとも一部で重畳させると共に、該スモールドット駆動パルスを、隣り合う第１駆動パルス同士の中間で発生し、
前記スイッチ制御手段は、各駆動信号を選択的に圧力発生素子へ供給することを特徴とするインクジェット式記録装置。 - 前記微振動パルスは、インク滴が吐出されない程度に圧力室を膨張させる微振動膨張要素とインク滴が吐出されない程度に圧力室を収縮させる微振動収縮要素とを含む第１微振動パルスであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット式記録装置。
- 前記スイッチ制御手段は、非記録の記録階調にて微振動パルスの一部と第１駆動パルスの一部とを組み合わせて圧力発生素子に供給することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインクジェット式記録装置。
- 前記微振動パルスは、圧力発生素子に供給されない接続要素とインク滴が吐出されない程度に圧力室を収縮させる微振動収縮要素とを含む第２微振動パルスであり、
前記第１駆動パルスは、インク滴が吐出されない程度に圧力室を膨張させる膨張要素を含み、
前記スイッチ制御手段は、非記録の記録階調にて膨張要素と微振動収縮要素とを圧力発生素子に供給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。
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