JP4784106B2

JP4784106B2 - 液滴吐出ヘッド及び画像記録装置

Info

Publication number: JP4784106B2
Application number: JP2005035002A
Authority: JP
Inventors: 広太中山
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2005-02-10
Filing date: 2005-02-10
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2025-02-10
Also published as: JP2006218766A; US20060176328A1; US7448708B2

Description

本発明は液滴吐出ヘッド及び画像記録装置に係り、特に、供給された駆動波形に応じて駆動されることによって対応するノズルから液滴を吐出させる駆動素子を備えた液滴吐出ヘッド及び画像記録装置に関する。

従来、画像記録装置として、インク等の液滴を複数のノズルから吐出させることによって画像データの各画素に対応するドットを記録するインクジェット記録装置等の画像記録装置が知られている。

このような画像記録装置では、駆動素子をインク滴の量に応じた時間駆動するための駆動波形を圧電素子等の駆動素子に供給することによって生じる駆動素子の変位を、インクで満たされた圧力室へ振動板を介して伝達することで、圧力室内の圧力変動によりノズルからインク滴を吐出させる。このような圧電方式を用いることによって、画像データに応じたインク滴をノズルから吐出させてドットを記録している。

ここで、良好な画質を得るには、全ノズルにおいて良好なインク吐出が望まれるが、現実には、加工精度やコストの面から全ノズルにおいて良好なインク吐出を行うことは難しく、各ノズル間で吐出されるインクの量にばらつきが生じる場合がある。また、温度及び湿度等の環境変動に伴ってインクの特性が変化すると、同一の駆動波形を駆動素子に供給しても、吐出されるインク滴の量にばらつきが発生する場合がある。

このような吐出されるインク滴の量のばらつきを補正するために、環境変動やノズルの特性に応じて駆動波形を補正する方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の技術では、記録ヘッド用の基体に、駆動波形としての複数のヒートパルス及び複数のプレヒートパルスを供給する。このとき、複数のヒートパルス及び複数のプレヒートパルスは、各々専用の信号線によって基板に設けられた対応する複数の入力端子を介して基体に供給される。インクジェット記録ヘッド用の基体側では、供給された複数のヒートパルス及び複数のプレヒートパルスから１つのヒートパルス及び１つのプレヒートパルスを選択して対応する駆動素子に供給している。この技術を適用することによって、環境温度や湿度に応じた駆動波形を記録ヘッド用の基体に供給するようにすれば、インク滴量のばらつきを補正することができる。
特開平７―２４１９９２号公報

しかし、上記従来技術では、記録ヘッドとしての液滴吐出ヘッドに複数の駆動波形各々を供給するために、各駆動波形に応じた数の専用の信号線を設ける必要があり、構成が複雑になると共に液滴吐出ヘッド及び画像記録装置の大型化を招くという問題があった。また、近年、複数の駆動素子を一列に配列した液滴吐出ヘッドを１単位としてこの１単位の液滴吐出ヘッドを複数配列させた構成の液滴吐出ヘッドも知られており、このような技術においては、特に信号線の増加が問題となるおそれがある。

そこで、１本の信号線によって複数の駆動波形をシリアルに液滴吐出ヘッドへ供給する方法も考えられるが、画像記録装置は高速化の傾向にあることから、駆動波形の供給時間が問題となる場合があった。

本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、効率よく複数の駆動波形を液滴吐出ヘッドに供給するとともに、液滴吐出ヘッド及び画像記録装置の大型化を抑制する事が可能な液滴吐出ヘッド及び画像記録装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の液滴吐出ヘッドは、供給された駆動波形に応じて駆動されることによって対応するノズルから液滴を吐出させる駆動素子と、前記駆動素子を液滴の量に応じた時間駆動するための複数の駆動波形各々が、各駆動波形の電圧レベル及び該電圧レベルの継続時間を示す２進数に変換されて得られた大滴用駆動圧縮データ、中滴用駆動圧縮データ、小滴用駆動圧縮データ及び非吐出用駆動圧縮データの順にシリアルに接続されて構成されたデジタル信号である駆動圧縮データ列がシリアル入力され、シリアル入力された駆動圧縮データ列に含まれる大滴用駆動圧縮データを記憶する大滴用駆動圧縮データメモリ部、該駆動圧縮データ列に含まれる中滴用駆動圧縮データを記憶する中滴用駆動圧縮データメモリ部、該駆動圧縮データ列に含まれる小滴用駆動圧縮データを記憶する小滴用駆動圧縮データメモリ部及び該駆動圧縮データ列に含まれる非吐出用駆動圧縮データを記憶する非吐出用駆動圧縮データメモリ部を備えた記憶手段と、前記大滴用駆動圧縮データメモリ部に記憶された大滴用駆動圧縮データに基づいて駆動波形を生成する大滴用伸張手段と、前記中滴用駆動圧縮データメモリ部に記憶された中滴用駆動圧縮データに基づいて駆動波形を生成する中滴用伸張手段と、前記小滴用駆動圧縮データメモリ部に記憶された小滴用駆動圧縮データに基づいて駆動波形を生成する小滴用伸張手段と、前記非吐出用駆動圧縮データメモリ部に記憶された非吐出用駆動圧縮データに基づいて駆動波形を生成する非吐出用伸張手段と、前記大滴用伸張手段、前記中滴用伸張手段、前記小滴用伸張手段及び前記非吐出用伸張手段の各々によって生成された駆動波形から前記駆動素子に供給する駆動波形を、入力された画像データに基づいて選択して前記駆動素子へ供給する供給手段と、を備えている。

本発明の液滴吐出ヘッドの記憶手段は、駆動素子を液滴の量に応じた時間駆動するための複数の駆動波形各々を、駆動波形の電圧レベル及びこの電圧レベルの継続時間を示す２進数に変換したデジタル信号として予め記憶している。駆動波形生成手段は、記憶手段に記憶された複数のデジタル信号に基づいて駆動波形を生成する。供給手段は、駆動波形生成手段によって生成された複数の駆動波形から、入力された画像データに基づいて駆動素子に供給する駆動波形を選択し駆動素子へ供給する。駆動素子は、供給された駆動波形に応じて駆動されることによって、対応するノズルから液滴を吐出させる。

このように、複数の駆動波形各々を、駆動波形の電圧レベル及びこの電圧レベルの継続時間を示す２進数に変換したデジタル信号として予め記憶し、このデジタル信号に基づいて駆動波形を生成して駆動素子へ供給するので、記憶手段の容量を低減することができ、液滴吐出ヘッドの大型化を抑制することができる。

また、駆動波形の電圧レベル及びこの電圧レベルの継続時間を示す２進数に変換されたデジタル信号を入力して記憶手段に記憶することができるので、記憶手段に記憶するデジタル信号を効率よく更新することができる。また、複数のデジタル信号をシリアルに液滴吐出ヘッドの記憶手段に入力するように制御することができるので、液滴吐出ヘッドへデジタル信号を入力する信号線の数を少なくすることができ、効率よく複数の駆動波形を液滴吐出ヘッドに供給するとともに、液滴吐出ヘッド及び画像記録装置の大型化を抑制する事ができる。

また、本発明の液滴吐出ヘッドを、請求項２に記載の発明のように、前記大滴用駆動圧縮データ、前記中滴用駆動圧縮データ、前記小滴用駆動圧縮データ及び前記非吐出用駆動圧縮データの各々を、８ビットのデジタルデータとし、該デジタルデータの内の先頭ビットを電圧レベルを示すビットとし、２ビット目から８ビット目までを前記継続時間を２進数で示すためのビットとしたものとしても良い。
また、画像記録装置に、請求項１又は請求項２に記載の液滴吐出ヘッドを備えれば、画像記録装置の小型化を図ることができる。

以上説明したように本発明の液滴吐出ヘッドによれば、複数の駆動波形各々を、駆動波形の電圧レベル及びこの電圧レベルの継続時間を示す２進数に変換したデジタル信号として予め記憶し、このデジタル信号に基づいて駆動波形を生成して駆動素子へ供給するので、液滴吐出ヘッドの大型化を抑制することができる、という効果が得られる。また、本発明の液滴吐出ヘッドを画像記録装置に設けることによって、画像記録装置の大型化を抑制することができる、という効果が得られる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る画像記録装置５０には、筐体５２に設けられたロッド５４及びこのロッド５４に沿って移動するキャリッジ５６が設けられている。キャリッジ５６上には、画像を記録するための記録ヘッド１０が着脱可能に搭載されている。このキャリッジ５６をロッド５４に沿って移動させながらインクを吐出することにより、主走査方向Ｘの記録が行なわれる。

また、画像記録装置５０には、印字媒体としての用紙Ｐを載置するためのプラテン５８が設けられている。このプラテン５８上を用紙Ｐがキャリッジ５６の移動方向と交差する方向に移動することによって、副走査方向Ｙの記録が行なわれる。

すなわち、キャリッジ５６をロッド５４に沿って主走査方向に走査しながら、キャリッジ５６上に搭載された記録ヘッド１０からインク滴を吐出することにより主走査方向に画像が形成される。そして、主走査方向の画像形成と副走査方向の用紙送りを繰り返し行なうことによって、用紙Ｐ全面に画像が形成される。

図２に示すように、画像記録装置５０は、ＣＰＵ６０、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６４、及び周辺装置を備えたマイクロコンピュータ６６によって動作制御される。マイクロコンピュータ６６は、ＣＰＵ６０、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６４、入力インターフェース（入力Ｉ／Ｆ）６８、及び出力インターフェース（出力Ｉ／Ｆ）７０がバス７１で接続されて構成されている。入力Ｉ／Ｆ６８には、他の装置から画像データ等の各種データやコマンドが入力される。

出力Ｉ／Ｆ７０には、用紙Ｐを副走査方向に搬送するための用紙搬送モータ７２を駆動するドライバ７４、及びキャリッジ５６を移動するためのキャリッジ走査モータ７８を駆動するドライバ７４が接続されている。マイクロコンピュータ６６の指示に応じて用紙搬送モータ７２及びキャリッジ走査モータ７８が制御される。

また、出力Ｉ／Ｆ７０には、記録ヘッド１０が接続されている。記録ヘッド１０は、インク滴を吐出するためのインク滴吐出部１１、及びインク滴を吐出するようにインク滴吐出部１１を駆動するためのヘッド駆動部２４を含んで構成されている。

インク滴吐出部１１には、複数のノズル及び複数のインクタンクが設けられている。図３に示すように、各インクタンク１２には、図示しないインク供給路を介して供給されたインクが貯留されている。インクタンク１２は供給路１４を介して圧力室１６と連通されており、圧力室１６はインクタンク１２から供給路１４を介して供給されるインクで満たされている。圧力室１６の壁面の一部は振動板１６Ａで構成されており、振動板１６Ａには本発明に係る駆動素子としてのピエゾ素子２０が接合されている。ピエゾ素子２０に後述する駆動波形に応じて電圧が印加されると、ピエゾ素子２０が変位することで振動板１６Ａが振動し、振動板１６Ａの振動が圧力波として圧力室１６内を伝播することで、圧力室１６内のインクが、圧力室１６と連通されたノズル１８を介しインク滴として吐出される。

駆動波形は、例えば、図５に示すように、電圧レベルがハイレベルの状態及びローレベルの状態の２つの状態によって示される駆動波形８０であり、このような駆動波形８０がピエゾ素子２０に供給されることによって、ピエゾ素子２０は電圧レベルがハイレベルの状態にあるときに電圧レベルに応じて変位して圧力室１６内に圧力波を伝播し、ローレベルの状態にあるときには変位前の状態に戻り圧力室１６に圧力波を伝播しない状態となる。

インク滴吐出部１１の各々のノズルから吐出されるインク滴の液滴量は、対応するピエゾ素子２０に印加された駆動波形に依存し、各々のノズル１８から吐出されたインク滴によって記録媒体上に形成されるドットの大きさは、個々のノズル１８から吐出されたインク滴の液滴量に依存する。このため、駆動波形によってインク滴の液滴量を切替えることにより、個々のノズル１８から吐出されるインク滴によって記録媒体上に形成されるドットの大きさをノズル１８（ピエゾ素子２０）毎に調整可能となっている。

図４に示すように、ヘッド駆動部２４は、駆動圧縮データ入力回路２６、メモリ３０、伸張回路３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、及び３２Ｄ、シフトレジスタ群３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、及び３４Ｄ、選択データ入力回路２８、データ転送入力部３８、及び駆動信号電圧生成部４４を含んで構成されている。

メモリ３０は、比較的大きな液滴量のインク滴（以下、大滴という）、大滴より小さな液滴量のインク滴（以下、中滴という）、及び中滴より小さな液滴量のインク滴（以下、小滴という）各々を各ノズル１８から吐出させるために、各ノズル１８に対応するピエゾ素子２０に印加すべき駆動波形に基づいて生成された、大滴用、中滴用、及び小滴用各々の駆動圧縮データ（詳細後述）と、ノズル１８からインク滴を吐出させない程度に圧力室１６内に圧力波を伝播させるためにピエゾ素子２０に印加するための非吐出用の駆動波形に基づいて生成された非吐出用の駆動圧縮データ（詳細後述）と、を予め記憶している。

駆動圧縮データは、図５に示すように、駆動波形の電圧レベルの変化タイミングと変化タイミングとの間（以下、ウィンドウという）の電圧レベルと、各ウィンドウの継続時間とを２進数で示したデジタル信号である。なお、本実施の形態では、駆動波形をこのような２進数で表されたデジタル信号（駆動圧縮データ）に変換することを「圧縮」と称し、デジタル信号（駆動圧縮データ）に基づいて駆動波形を生成することを「伸張」と称する。

各ウィンドウを示すデジタルデータとして、本実施の形態では８ビットのデータが用意されている。この８ビットのデータの内の先頭ビットを、電圧レベルを示すビットとし、２ビット目から８ビット目までをウィンドウの継続時間を２進数で示すためのビットとする。ウィンドウの電圧レベルが「Ｈ」の場合には先頭ビットの値を「１」とし、電圧レベルが「Ｌ」の場合には、先頭ビットの値を「０」とする。

具体的には、図５に示すように、駆動波形８０が５つのウィンドウ８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ、及び８０Ｅを含み、ウィンドウ８０Ａ、ウィンドウ８０Ｃ、及びウィンドウ８０Ｅの電圧レベルが「Ｈ」であり、ウィンドウ８０Ｂ及びウィンドウ８０Ｄの電圧レベルが「Ｌ」であるものとする。また、ウィンドウ８０Ａの継続時間が１μＳ、ウィンドウ８０Ｂの継続時間が２μＳ、ウィンドウ８０Ｃの継続時間が０．４μＳ、ウィンドウ８０Ｄの継続時間が０．８μＳ、及びウィンドウ８０Ｅの継続時間が１２．７μＳである場合を想定する。この場合、クロック周波数が１０ＭＨＺの場合、ウィンドウ８０Ａは電圧レベル「Ｈ」であり継続時間が１μＳであることから、先頭ビットは「１」とされ２ビット目から８ビット目までは、継続時間１μＳであることから「０００１０１０」とされる。従って、ウィンドウ８０Ａは、圧縮データ「１０００１０１０」によって示される。同様に、ウィンドウ８０Ｂは、圧縮データ「０００１０１００」によって示され、ウィンドウ８０Ｃは、圧縮データ「１００００１００」によって示される。更に、ウィンドウ８０Ｄは、圧縮データ「００００１０００」によって示され、ウィンドウ８０Ｅは、圧縮データ「１１１１１１１１」によって示される。

従って、駆動波形８０は、２値で表されるデジタル信号に変換、すなわち圧縮されることによって、ウィンドウ８０Ａ、８０Ｂ、８０Ｃ、８０Ｄ、及び８０Ｅ各々の圧縮データを時系列順に連続させた駆動圧縮データとしての「１０００１０１００００１０１００１００００１００００００１０００１１１１１１１１」に変換される。

このような駆動圧縮データは、マイクロコンピュータ６６によって大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用各々について作成され、作成された大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用の駆動圧縮データは、大滴用駆動圧縮データ、中滴用駆動圧縮データ、小滴用駆動圧縮データ、及び非吐出用駆動圧縮データの順にシリアルに接続されて、駆動圧縮データ列として順次ヘッド駆動部２４に入力される。ヘッド駆動部２４では、駆動圧縮データ入力回路２６を介して駆動圧縮データ列が入力されると、入力された駆動圧縮データ列の各大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用各々の駆動圧縮データをメモリ３０に記憶する。

メモリ３０は、大滴用の駆動圧縮データを記憶するための大滴用駆動圧縮データメモリ３０Ａ、中滴用の駆動圧縮データを記憶するための中滴用駆動圧縮データメモリ３０Ｂ、小滴用の駆動圧縮データを記憶するための小滴用駆動圧縮データメモリ３０Ｃ、及び非吐出用の駆動圧縮データを記憶するための非吐出用駆動圧縮データメモリ３０Ｄを含んで構成されている。大滴用駆動圧縮データメモリ３０Ａ、中滴用駆動圧縮データメモリ３０Ｂ、小滴用駆動圧縮データメモリ３０Ｃ、及び非吐出用駆動圧縮データメモリ３０Ｄ各々は、所定のクロック信号に同期したタイミングで、記憶している駆動圧縮データを１ビットずつ読出して出力する。

伸張回路３２Ａ、伸張回路３２Ｂ、伸張回路３２Ｃ、及び伸張回路３２Ｄ各々の入力端は、各々大滴用駆動圧縮データメモリ３０Ａ、中滴用駆動圧縮データメモリ３０Ｂ、小滴用駆動圧縮データメモリ３０Ｃ、及び非吐出用駆動圧縮データメモリ３０Ｄ各々の出力端に接続されている。また、伸張回路３２Ａ、伸張回路３２Ｂ、伸張回路３２Ｃ、及び伸張回路３２Ｄ各々の出力端は、シフトレジスタ群３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、及び３４Ｄ各々の入力端に接続されている。

大滴用駆動圧縮データメモリ３０Ａ、中滴用駆動圧縮データメモリ３０Ｂ、小滴用駆動圧縮データメモリ３０Ｃ、及び非吐出用駆動圧縮データメモリ３０Ｄ各々から出力された駆動圧縮データ各々は、各伸張回路３２Ａ、伸張回路３２Ｂ、伸張回路３２Ｃ、及び伸張回路３２Ｄによって各々大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用の駆動波形に伸張され、各々対応するシフトレジスタ群３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、及び３４Ｄに出力される。

シフトレジスタ群３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、及び３４Ｄは、各々複数のシフトレジスタ３６Ａ、複数のシフトレジスタ３６Ｂ、複数のシフトレジスタ３６Ｃ、及び複数のシフトレジスタ３６Ｄ各々が直列に接続されて構成されている。なお、複数のシフトレジスタ３６Ａ、複数のシフトレジスタ３６Ｂ、複数のシフトレジスタ３６Ｃ、及び複数のシフトレジスタ３６Ｄ各々は、複数のピエゾ素子２０₁〜_nに対応して設けられた複数の駆動信号電圧生成部４４各々へ対応して設けられている。

シフトレジスタ群３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、及び３４Ｄ各々に、大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用の駆動波形が入力されると、各駆動波形は、所定のクロック信号に同期した周期で各シフトレジスタ群３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、及び３４Ｄ毎に、直接に接続された複数のシフトレジスタ３６Ａ、複数のシフトレジスタ３６Ｂ、複数のシフトレジスタ３６Ｃ、及び複数のシフトレジスタ３６Ｄ各々を順次転送される。複数のシフトレジスタ３６Ａ、複数のシフトレジスタ３６Ｂ、複数のシフトレジスタ３６Ｃ、及び複数のシフトレジスタ３６Ｄ各々の出力端は、対応する駆動信号電圧生成部４４の後述するセレクタ４６の入力端に接続されており、複数のシフトレジスタ３６Ａ、複数のシフトレジスタ３６Ｂ、複数のシフトレジスタ３６Ｃ、及び複数のシフトレジスタ３６Ｄ各々に転送された駆動波形は、対応する駆動信号電圧生成部４４各々へ出力される。

このため、駆動信号電圧生成部４４各々には大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用各々の駆動波形が入力される。

ここで、選択データ入力回路２８は、マイクロコンピュータ６６から画像データを入力し、入力した画像データに基づいて、個々のノズル１８からのインク滴吐出の有無（不吐出か否か）及び吐出させるインク滴の液滴量（大滴、中滴、または小滴）を判断し、この判断結果に基づいて、ピエゾ素子２０₁〜_n各々に対応して設けられた各駆動信号電圧生成部４４毎に大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用の各駆動波形のうち何れの駆動波形を選択するかを指示するための選択データを生成し、生成した選択データを、選択データ入力回路２８へ順次出力する。

選択データ入力回路２８の出力端は、データ転送入力部３８の入力端に接続されている。データ転送入力部３８は、各駆動信号電圧生成部４４に対応して設けられ、選択データ入力回路２８から順次出力される選択データを順次転送するためのた複数のシフトレジスタ４２が直列に接続されて構成されると共に、複数の各シフトレジスタ４２各々に対応して設けられ各シフトレジスタ４２各々から出力された選択データを保持すると共に対応する駆動信号電圧生成部４４に出力するための複数のラッチ７２を含んで構成されている。選択データ入力回路２８から各駆動信号電圧生成部４４毎に作成されて出力された選択データは、データ転送入力部３８を介して対応する駆動信号電圧生成部４４各々に出力される。

各駆動信号電圧生成部４４には、大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用の駆動波形各々が入力されると共に、選択データが入力され、入力された駆動波形の内の１つを選択データに基づいて選択するためのセレクタ４６、セレクタ４６によて選択された駆動波形を所定の電圧レベルまで昇圧して出力するための昇圧回路４８、昇圧回路４８から入力された駆動波形に応じた電圧を対応するピエゾ素子２０₁〜_nに出力するためのドライバ回路４９を含んで構成されている。

セレクタ４６の入力端は、対応するラッチ４０の出力端、対応するシフトレジスタ３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ、及び３６Ｄ各々の出力端に接続されている。昇圧回路４８の入力端はセレクタ４６の出力端に接続され、昇圧回路４８の出力端はドライバ回路４９の入力端に接続されている。ドライバ回路４９の出力端は、対応するピエゾ素子２０₁〜_nに接続されている。

セレクタ４６によって、入力された大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用の駆動波形の内の１つの駆動波形が、入力された選択データに基づいて選択されると、選択された駆動波形に応じた電圧が対応するピエゾ素子２０₁〜_nに印加されることによって、対応するノズル１８から大滴、中滴、または小滴のインク滴が吐出、または非吐出がなされる。

次に本実施の形態の作用を説明する。

インクジェット記録装置の図示を省略した電源スイッチが操作されることによって、画像記録装置５０に電力が供給されると、ＣＰＵ６０では、図６に示す処理ルーチンが実行されてステップ１００へ進み、大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用各々の各駆動波形に応じて大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用各々の駆動圧縮データを作成する。

この大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用各々の駆動波形は、外部から入力されるようにしてもよいし、予めＲＡＭ６４に記憶するようにしてこのＲＡＭ６４から読取るようにしてもよい。

次のステップ１０２では、上記ステップ１００で生成した大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用各々の駆動圧縮データを、大滴用駆動圧縮データ、中滴用駆動圧縮データ、小滴用駆動圧縮データ、及び非吐出用駆動圧縮データの順にシリアルに接続した駆動圧縮データ列としてヘッド駆動部２４へシリアルに転送する。

次のステップ１０４では、記録する画像の画像データをヘッド駆動部２４へ出力した後に、本ルーチンを終了する。

なお、本実施の形態では、画像データをヘッド駆動部２４に出力する前に、駆動圧縮データ列をシリアルにヘッド駆動部２４へ転送する場合を説明するが、駆動圧縮データの転送タイミングは、ノズル１８からのインク滴の非吐出時であればよく、このようなタイミングに限られるものではない。

次にヘッド駆動部２４で実行される処理を説明する。

ヘッド駆動部２４では、所定時間毎に図７に示す処理ルーチンが実行されてステップ２００へ進み、マイクロコンピュータ６６から駆動圧縮データ列がシリアルに入力されるとステップ２０２へ進み、入力された駆動圧縮データ列に含まれる大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用各々の駆動圧縮データ各々を対応する大滴用駆動圧縮データメモリ３０Ａ、中滴用駆動圧縮データメモリ３０Ｂ、小滴用駆動圧縮データメモリ３０Ｃ、及び非吐出用駆動圧縮データメモリ３０Ｄ各々に記憶する。

次にステップ２０４では、マイクロコンピュータ６６から画像データが入力されるとステップ２０５へ進み、非入力の場合には本ルーチンを終了する。

ステップ２０５では、入力された画像データに基づいて選択データを生成して順次シフトレジスタ列３８へ出力する。シフトレジスタ列３８へ出力された選択データは、直列に接続された複数のシフトレジスタ４２各々によって順次転送されると共に、対応する各ラッチ４０に保持されることで、対応する駆動信号電圧生成部４４のセレクタ４６に入力される。

ステップ２０６では、各大滴用駆動圧縮データメモリ３０Ａ、中滴用駆動圧縮データメモリ３０Ｂ、小滴用駆動圧縮データメモリ３０Ｃ、及び非吐出用駆動圧縮データメモリ３０Ｄ各々に記憶された大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用の駆動圧縮データ各々を、所定のクロック信号に同期したタイミングで読出し、大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用の駆動波形を生成することによって、駆動圧縮データを伸張する。

次のステップ２１０では、上記ステップ２０６で伸張されることによって生成された大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用の駆動波形を、各々対応するシフトレジスタ群３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、及び３４Ｄ各々へ所定のクロック信号に同期したタイミングで転送する。

ステップ２１０の処理によって、各シフトレジスタ群３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、及び３４Ｄ各々へ転送された大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用の駆動波形は、各シフトレジスタ群３４Ａ、３４Ｂ、３４Ｃ、及び３４Ｄ各々のシフトレジスタによって各々転送されて、対応する駆動信号電圧生成部４４に所定のクロック信号の１周期分ずつずれたタイミングで各々出力される。

ステップ２０６及びステップ２１０の処理によって、例えば、図４に示すポイント９０の地点では、図８に示す駆動圧縮データ９１であった信号が、伸張回路３２Ｃによって伸張されることによってポイント９２（図４参照）では、小滴用の駆動波形９３としてシフトレジスタ群３４Ｃを順次転送され、ポイント９２（図４参照）から０．１μＳ後れてポイント９４（図４参照）へ転送され、更にポイント９４（図４参照）から０．１μＳ後れてポイント９６（図４参照）へ転送される。

次のステップ２１２では、各駆動信号電圧生成部４４各々のセレクタ４６において、入力された大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用の駆動波形の内、選択データ入力回路２８から対応するラッチ４０を介して入力された選択データによって選択が指示された駆動波形を選択し、対応するピエゾ素子２０₁〜_nへ昇圧回路４８及びドライバ回路４９を介して出力した後に、本ルーチンを終了する。

以上説明したように、本発明の画像記録装置５０によれば、大滴用、中滴用、小滴用、及び非吐出用の駆動波形各々を、各駆動波形の電圧レベルの変化タイミングと変化タイミングとの間（ウィンドウ）の電圧レベルと、各ウィンドウの継続時間とを２進数で示したデジタル信号である駆動圧縮データに変換して、この駆動圧縮データをシリアルにヘッド駆動部２４へ転送することができるので、駆動波形をヘッド駆動部２４へ転送するための信号線の数を１本にすることができる。このため、画像記録装置５０の大型化を抑制することができる。

また、画像記録装置５０の使用環境温度や湿度によって駆動波形を調整する必要が生じた場合等の駆動波形を調整するときに、駆動波形に基づいて生成した駆動圧縮データをシリアルにヘッド駆動部２４へ転送することができるので、効率よく駆動圧縮データをヘッド駆動部２４へ転送することができる。

また、ヘッド駆動部２４では、駆動波形を波形としてではなく、各駆動波形の電圧レベルの変化タイミングと変化タイミングとの間（ウィンドウ）の電圧レベルと、各ウィンドウの継続時間とを２進数で示したデジタル信号である駆動圧縮データとして記憶することができるので、ヘッド駆動部２４のメモリ３０の容量を低減することができ、ヘッド駆動部２４の大型化及び画像記録装置５０の大型化を抑制することができる。

更に、駆動圧縮データを伸張することによって駆動波形を生成して、生成した駆動波形をシフトレジスタによって転送することができるので、生成した駆動波形を記憶するための特別なメモリをヘッド駆動部２４に設ける必要がなく、ヘッド駆動部２４の大型化を抑制することができる。

本実施形態に係る画像記録装置の概略を示す構成図である。本実施形態に係る画像記録装置の電気的構成を示すブロック図である。本実施形態に係るインク滴吐出部内部構造を示す断面図である。本実施形態に係るヘッド駆動部の概略構成を示すブロック図である。駆動波形及び圧縮駆動データを示す模式図である。画像記録装置のマイクロコンピュータで実行される処理を示すフローチャートである。ヘッド駆動部で実行される処理を示すフローチャートである。ヘッド駆動部を転送される圧縮データ及び駆動波形の一例を示す模式図である。

符号の説明

１０記録ヘッド
２０ピエゾ素子
２６駆動圧縮データ入力回路
２８選択データ入力回路
３０メモリ
３０Ａ大滴用駆動圧縮データメモリ部
３０Ｂ中滴用駆動圧縮データメモリ部
３０Ｃ小滴用駆動圧縮データメモリ部
３０Ｄ非吐出用駆動圧縮データメモリ部
３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄ伸張回路
５０画像記録装置
６６マイクロコンピュータ
６６選択データ入力回路

Claims

供給された駆動波形に応じて駆動されることによって対応するノズルから液滴を吐出させる駆動素子と、
前記駆動素子を液滴の量に応じた時間駆動するための複数の駆動波形各々が、各駆動波形の電圧レベル及び該電圧レベルの継続時間を示す２進数に変換されて得られた大滴用駆動圧縮データ、中滴用駆動圧縮データ、小滴用駆動圧縮データ及び非吐出用駆動圧縮データの順にシリアルに接続されて構成されたデジタル信号である駆動圧縮データ列がシリアル入力され、シリアル入力された駆動圧縮データ列に含まれる大滴用駆動圧縮データを記憶する大滴用駆動圧縮データメモリ部、該駆動圧縮データ列に含まれる中滴用駆動圧縮データを記憶する中滴用駆動圧縮データメモリ部、該駆動圧縮データ列に含まれる小滴用駆動圧縮データを記憶する小滴用駆動圧縮データメモリ部及び該駆動圧縮データ列に含まれる非吐出用駆動圧縮データを記憶する非吐出用駆動圧縮データメモリ部を備えた記憶手段と、
前記大滴用駆動圧縮データメモリ部に記憶された大滴用駆動圧縮データに基づいて駆動波形を生成する大滴用伸張手段と、
前記中滴用駆動圧縮データメモリ部に記憶された中滴用駆動圧縮データに基づいて駆動波形を生成する中滴用伸張手段と、
前記小滴用駆動圧縮データメモリ部に記憶された小滴用駆動圧縮データに基づいて駆動波形を生成する小滴用伸張手段と、
前記非吐出用駆動圧縮データメモリ部に記憶された非吐出用駆動圧縮データに基づいて駆動波形を生成する非吐出用伸張手段と、
前記大滴用伸張手段、前記中滴用伸張手段、前記小滴用伸張手段及び前記非吐出用伸張手段の各々によって生成された駆動波形から前記駆動素子に供給する駆動波形を、入力された画像データに基づいて選択して前記駆動素子へ供給する供給手段と、
を備えた液滴吐出ヘッド。
前記大滴用駆動圧縮データ、前記中滴用駆動圧縮データ、前記小滴用駆動圧縮データ及び前記非吐出用駆動圧縮データの各々を、８ビットのデジタルデータとし、
該デジタルデータの内の先頭ビットを電圧レベルを示すビットとし、２ビット目から８ビット目までを前記継続時間を２進数で示すためのビットとした請求項１に記載の液滴吐出ヘッド。
請求項１又は請求項２に記載の液滴吐出ヘッドを備えた画像記録装置。