JP5326514B2

JP5326514B2 - 液滴吐出ヘッドの駆動装置および駆動方法ならびに画像形成装置

Info

Publication number: JP5326514B2
Application number: JP2008293784A
Authority: JP
Inventors: 仁司木田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2008-11-17
Filing date: 2008-11-17
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2028-11-17
Also published as: US8702188B2; US20100123909A1; JP2010120188A

Description

本発明は、例えばインクなどの液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの駆動装置および駆動方法ならびに画像形成装置に係り、特に液滴吐出量を制御して諧調記録を行う液滴吐出ヘッドに関するものである。

インクジェットヘッドを用いた画像形成装置においては、被記録媒体上に画像を形成する際、インクジェットヘッドから吐出させた液滴が被記録媒体上に着弾して形成されたドットの集まりにより画像や文字などを表現する。そして一般的には、各ドットは決められた大きさの格子の上にしか形成されない。

そのような画像形成装置において、例えば６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉ（１inch四方のスペースに対し６００ドット×６００ドット）という解像度で画像を形成する際、４種類の異なる大きさのドットを用い、１画素に対して、ドットを形成しないのを含め５階調で記録を行うことで、６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉの解像度でありながら、同じ大きさのドットのみを用い、１画素に対してドットを形成する、しない、の２階調で１２００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉ程度の解像度で画像を形成したのと同等の画像を表現することが可能となる。しかも、６００ｄｐｉ×６００ｄｐｉの解像度で画像を形成しているので１２００ｄｐｉ×１２００ｄｐｉ程度の解像度で画像を形成するよりも短い時間で画像を形成することが可能である。

異なる大きさのドットを形成する方法として、一印字周期に圧力発生素子に印加するパルスの数を異ならせたり、液滴の吐出量が異なるパルスを選択して圧力発生素子に印加するなどして、一印字周期毎の液滴の吐出量を異ならせ、複数のパルスを圧力発生素子に印加した場合は、吐出した複数の液滴を空中で合体させてから被記録媒体に着弾させるか、空中で合体しなくとも全て近傍に着弾させることで、一画素分のドットを形成するマルチパルス印字による階調記録が広く行われている（例えば特許文献1、２参照）。

また例えば特許文献３には、複数パルスの駆動波形はパルス毎に電圧やパルス幅など形状を異ならせることで、夫々吐出量の異なるパルスによって構成して、その中から１つのパルスあるいは複数のパルスを選択して圧力発生素子に印加することで、印字周期毎に吐出量の異なる液滴を吐出させるインクジェットヘッドの駆動方法が開示されている。

そのような駆動方法においては、吐出する複数の液滴を空中で合体させるか全て近傍に着弾させるために、先に吐出した液滴の速度よりも次に吐出する液滴の速度が速くなるよう駆動電圧やパルス幅などによる設計が可能であるので、パルスとパルスの間隔を広く設計し、パルスとパルスの間であっても、駆動波形の電流が略止まってから余裕を持って駆動波形をＯＦＦすることが出来た。ところが、近年記録の高速化に伴い、一印字周期が短くなったため、パルスとパルスの間隔を狭くする必要が出て来た。

また、圧力発生素子に印加可能な限られた電圧で出来るだけ大きな液滴を吐出させようとした場合や、波形発生手段を簡略化しコストダウンを行うなどの目的で、各パルスを同一形状の電圧波形とし、圧力発生素子に印加するパルスの数を異ならせることで、同一のノズルから印字周期毎にサイズの異なる液滴を吐出させたいという要望がある。

同一形状のパルスを複数印加する手法において、例えば特許文献４には、図２に示したように、一印字周期に５パルスの駆動波形を有し、真中のパルスから順に、選択するパルスの数を増やすよう設定された駆動波形のＯＮ／ＯＦＦ制御信号が、０パルス選択するものから５パルス選択するものまで６種類用意され、０ｎｇ、１０ｎｇ、２０ｎｇ、３０ｎｇ、４０ｎｇ、５０ｎｇの液滴を吐出可能とし、その中から４種類を選択して階調記録を行うインクジェットヘッドの駆動方法が開示されている。

しかしこの特許文献４に記載されている発明では、吐出した複数の液滴を空中で合体させることは考慮されておらず、インクジェットヘッドと被記録媒体の相対移動速度が低速でないと、吐出した複数の液滴を全て近傍に着弾させることが出来ない。吐出する複数の液滴を空中で合体させるか、インクジェットヘッドと被記録媒体の相対移動速度が速くても吐出した複数の液滴を全て近傍に着弾させるために、先に吐出した液滴の速度よりも次に吐出する液滴の速度を速くするには、同一形状のパルスにおいては、後述するように先の吐出による残留振動を利用するため、やはりパルスとパルスの間隔を狭くする必要がある。
米国特許明細書５，２８５，２１５号特許第３２６４４２２号公報特許第３４１９３７２号公報特開２００１−３１５３２４号公報

インクジェットヘッドの電気回路には何かしら抵抗成分とコンデンサ成分とコイル成分を含んでおり、駆動波形の伝送路もＲＣ回路を形成している。そのため、駆動電圧の波形に対して駆動電流の波形は図３に示したように遅れを生じる。インクジェットヘッドの圧力発生素子としてよく用いられる圧電素子は、電極間に強誘電体を挟み込んだ構造をしており、コンデンサの特性を示すため、特にこの傾向が顕著である。

次に圧力発生素子として圧電素子を用いた場合を例にとって説明すると、図４の駆動波形ＯＦＦの時点において、圧電素子の充電は略終了しており、圧電素子の変位量は十分得られているため、このタイミングで駆動波形をＯＦＦしても吐出には殆ど影響は無いが、図４の駆動波形ＯＦＦの時点において多数の圧電素子に対して駆動波形を同時にＯＦＦすると、充電電流が相当量流れている所を急に止めることになるため、駆動波形の伝送路のコイル成分の影響で駆動電圧の波形に図４に示したようなノイズが乗ってしまう。

そのような原理で、前述した理由などにより、パルスとパルスの間隔を狭くした場合、駆動波形のＯＮ／ＯＦＦ制御により、複数パルスの中から幾つかのパルスを選択して圧力発生素子に印加しようとした際、従来のようにパルスとパルスの間で駆動波形をＯＦＦすると、間隔が狭いが故に、ＯＦＦしたタイミングでは駆動波形の伝送路にまだ電流が流れており、駆動波形にノイズが乗ってしまうことがある。駆動波形にノイズが乗ると、ＯＦＦしたノズル自体にはノイズは印加されないが、ノイズが乗った時にＯＮしているノズルにはノイズがそのまま印加されてしまい、吐出に影響が出てしまったり、放射ノイズにより装置が誤動作してしまうといった問題があった。

本発明は、このような問題を鑑みてなさされたものであり、その目的は、間隔が狭い複数のパルスから幾つかのパルスを選択してサイズの異なる液滴を打ち分ける場合でも、不具合が生じるような大きさのノイズを発生させることの無い液滴吐出ヘッドの駆動装置および駆動方法ならびに画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明は、
例えばインクなどの液体を吐出するノズルと、
各ノズルに対応して設けられた液体吐出用の圧力を発生する圧力発生素子と、
一印字周期に複数パルスの駆動波形を有し、その駆動波形を前記圧力発生素子に印加するか否かを決定する駆動波形のＯＮ／ＯＦＦ制御手段を備え、
そのＯＮ／ＯＦＦ制御手段により駆動波形を前記圧力発生素子に印加するタイミングを制御して、前記複数パルスの駆動波形のうち所望のパルスを選択して前記圧力発生素子に印加し、
前記パルスの選択の仕方によって同一のノズルから印字周期毎にサイズの異なる液滴を吐出するように構成した液滴吐出ヘッドの駆動装置を対象とするものである。

そして第１の本発明は、前記液滴吐出ヘッドの駆動装置において、
前記ＯＮ／ＯＦＦ制御手段が駆動波形をＯＦＦするタイミングを、前記複数パルスの駆動波形の中で電圧変動が殆ど無い時間を長く取ることが出来る特定個所に幾つか集中させて設定する設定手段と、
前記特定個所よりも時間的に前に存在するパルスを、前記特定個所から順に選択する選択手段を有し、
その選択手段によって選択されたパルスを前記圧力発生素子に印加する構成になっており、
前記特定個所は、駆動波形をＯＦＦしても不具合が生じる程の大きなノイズが発生しない程度まで駆動波形の電流が小さくなる瞬間以上に駆動波形の電圧が殆ど変動しない状態を維持している個所であることを特徴とするものである。

第２の本発明は、前記液滴吐出ヘッドの駆動装置において、
前記ＯＮ／ＯＦＦ制御手段が駆動波形をＯＦＦするタイミングを、前記複数パルスの駆動波形の中で電圧変動が殆ど無い時間を長く取ることが出来る特定個所に幾つか集中させて設定する設定手段と、
前記特定個所よりも時間的に前に存在するパルスを、前記特定個所から順に選択する選択手段を有し、
その選択手段によって選択されたパルスを前記圧力発生素子に印加する構成になっており、
前記特定の個所よりも時間的に前に存在する駆動波形で、その駆動波形をＯＦＦしても不具合が生じる程の大きなノイズが発生しない程度まで駆動波形の電流が小さくなる瞬間以上に駆動波形の電圧が殆ど変動しない状態を維持出来る第二の特定個所がある場合、サイズが小さい液滴を吐出させるパルスを選択する際には前記ＯＮ／ＯＦＦ制御手段の駆動波形をＯＦＦするタイミングを第二の特定個所に設定することを特徴とするものである。

第３の本発明は、前記液滴吐出ヘッドの駆動方法において、
前記ＯＮ／ＯＦＦ制御手段が駆動波形をＯＦＦするタイミングを、前記複数パルスの駆動波形の中で電圧変動が殆ど無い時間を長く取ることが出来る特定個所に幾つか集中させて設定し、
前記特定個所よりも時間的に前に存在するパルスを、前記特定個所から順に選択し、
その選択されたパルスを前記圧力発生素子に印加する構成になっており、
前記特定個所は、駆動波形をＯＦＦしても不具合が生じる程の大きなノイズが発生しない程度まで駆動波形の電流が小さくなる瞬間以上に駆動波形の電圧が殆ど変動しない状態を維持している個所であることを特徴とするものである。

第４の本発明は、前記液滴吐出ヘッドの駆動方法において、
前記ＯＮ／ＯＦＦ制御手段が駆動波形をＯＦＦするタイミングを、前記複数パルスの駆動波形の中で電圧変動が殆ど無い時間を長く取ることが出来る特定個所に幾つか集中させて設定し、
前記特定個所よりも時間的に前に存在するパルスを、前記特定個所から順に選択し、
その選択されたパルスを前記圧力発生素子に印加する構成になっており、
前記特定の個所よりも時間的に前に存在する駆動波形で、その駆動波形をＯＦＦしても不具合が生じる程の大きなノイズが発生しない程度まで駆動波形の電流が小さくなる瞬間以上に駆動波形の電圧が殆ど変動しない状態を維持出来る第二の特定個所がある場合、サイズが小さい液滴を吐出させるパルスを選択する際には前記ＯＮ／ＯＦＦ制御手段の駆動波形をＯＦＦするタイミングを第二の特定個所に設定することを特徴とするものである。

第５の本発明は、画像形成装置において、吐出する液体がインクであって、前記第１または第２の発明に係る液滴吐出ヘッドの駆動装置を備えたことを特徴とするものである。

第１ないし第４の発明により、パルスどうしの間隔が狭くても、不具合が生じる程の大きなノイズを発生させること無く、サイズの異なる液滴を打ち分けることが可能な液滴吐出ヘッドの駆動装置ならびに駆動方法を提供することが出来る。

（第１実施例）
次に本発明の実施例を図とともに説明する。図１は、本発明の実施例を適用するインクジェットヘッドの構成例を示す一部斜視図である。

インク流路形成部材１１にインク圧力室１２が形成され、インク圧力室１２の一端はノズルプレート１３に開けられたノズル１４と連通している。インク圧力室１２の他端は、インクに加わった圧力が逃げるのを抑えるためにインク流路が絞ってある個所であるリストリクタ１５を経て、共通インク流路１６に連通している。

インク吐出用の圧力を発生させる素子として、積層構造の圧電素子１７を用いている。圧電素子１７は積層方向に設けた圧電素子支持基板１８に固定されており、ｄ３３方向の圧電伸縮を利用して圧力を発生させている。よって、圧電素子１７の正極に設けられた個別電極１９に印加する電圧が下がって圧電素子１７が放電されれば縮んでインク圧力室１２を減圧、圧電素子１７の個別電極１９に印加する電圧が上がって圧電素子１７が充電されれば伸びてインク圧力室１２を加圧という動作をする。

個別電極１９は圧電素子支持基板１８の片面に設けられ、制御素子２４の出力端子と超音波溶接により接続された配線２５と半田付けにより接続されており、制御素子２４の駆動電圧入力端子と超音波溶接により接続された配線２６は、駆動波形発生回路（図示せず）の出力に接続されている。圧電素子１７の負電極に設けられた共通電極２０は、各圧電素子１７の負電極に共通した電極となっており、圧電素子支持基板１８のもう一方の面に設けられ、駆動波形発生回路（図示せず）のグランドに接続されている。

圧電素子１７の圧電素子支持基板１８に固定されていない方の面は、弾性膜２１に固定されている。弾性膜２１はインク圧力室１２の壁の一部を形成しており、圧電素子１７の伸縮で弾性板２１が変形すると、圧力室１２の体積が変化するような構造となっている。

配線２６と接続された圧電素子１７の隣には、配線２６と接続されていない圧電素子２３が設けてあり、圧電素子２３の圧電素子支持基板１８に固定されていない方の面は、インク圧力室１２の仕切り２７に固定され、ヘッドの剛性を高めるのに役立っている。

本発明を適用したインクジェットヘッドは、以上のような構造と同じ物が１／１５０inch間隔で１列に多数個並んで構成されている。

次に、インクジェットヘッドの液滴吐出原理について説明する。
圧電素子１７の個別電極１９に接続されている制御素子２４により、上位制御装置（図示せず）から送られてくるデータに従って、液滴を吐出させるノズルに対応した圧電素子１７の個別電極１９にのみ、駆動電圧が供給されている配線２６を接続し、個別電極１９に印加される電圧により、圧電素子１７の充電及び放電が行われるようにする。

液滴を吐出させないノズルの圧電素子１７は、自然放電しないように個別電極１９にＤＣ電圧を印加して、圧電素子１７を充電して自然長（電圧を印加しないときの長さ）よりも積層方向に延びた状態として、弾性膜２１をインク圧力室１２に押し込んだ状態で略停止している。個別電極１９に印加している電圧が低下すると、放電が行われて積層方向に縮む。これにより弾性膜２１が引っ張られて圧力室１２が減圧し、共通インク流路１６からリストリクタ１５を通ってインクがインク圧力室１２に供給される。

続いて、個別電極１９に印加している電圧が上昇すると圧電素子１７が充電され、積層方向に伸びて、弾性膜２１をインク圧力室１２に押し込む。これによりインク圧力室１２のインクが加圧され、インク圧力室１２に連通したノズル１４よりインクが押し出され、液滴２２として吐出する。

インク圧力室１２が減圧過程では、リストリクタ１５の流路抵抗よりもノズル１４に働く表面張力の方が勝るように設計されているため、ノズル１４から空気を引き込むのではなく、インクがインク圧力室１２に供給される。インク圧力室１２の加圧過程では、ノズル１４に働く表面張力よりもリストリクタ１５の流路抵抗の方が勝るように設計されているため、リストリクタ１５から共通インク流路１６にインクが戻って行くのではなく、ノズル１４から液滴が吐出する。

さらに制御素子２４は、圧電素子１７の個別電極１９に、駆動電圧が供給されている配線２６を接続するタイミングを制御することも可能となっている。圧電素子１７の個別電極１９と、駆動電圧が供給されている配線２６は、上位制御装置（図示せず）から制御素子２４に入力されたＯＮ／ＯＦＦ制御信号がＨＩＧＨレベルの時接続され、ＬＯＷレベルの時切断される。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号は複数種類入力され、どのノズルに対してどのＯＮ／ＯＦＦ制御信号のタイミングに従って制御を行うかは、上位制御装置（図示せず）から送られてくるデータによって決定される。

例えばデータ信号が３本、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号が６本、一印字周期に５パルスの駆動波形を有している場合、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号０は０パルス、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号１は１パルス、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号２は２パルス、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号３は３パルス、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号４は４パルス、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号５は５パルス選択するように、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号がＨＩＧＨになるタイミングを設定する。そして、ノズル毎に、データが（０，０，０）とセットされた場合ＯＮ／ＯＦＦ制御信号０、（１，０，０）とセットされた場合ＯＮ／ＯＦＦ制御信号１、（０，１，０）とセットされた場合ＯＮ／ＯＦＦ制御信号２、（１，１，０）とセットされた場合ＯＮ／ＯＦＦ制御信号３、（０，０，１）とセットされた場合ＯＮ／ＯＦＦ制御信号４、（１，０，１）とセットされた場合ＯＮ／ＯＦＦ制御信号５に従って圧電素子１７に駆動波形を印加するように制御素子２４で制御されるようになっている。

従ってデータが（０，０，０）とセットされた場合は液滴不吐出、データが（１，０，０）とセットされた場合は微小液滴、データが（０，１，０）とセットされた場合は小液滴、データが（１，１，０）とセットされた場合は中液滴、データが（０，０，１）とセットされた場合は大液滴、データが（１，０，１）とセットされた場合は特大液滴が吐出する。データは、印字周期毎にセットし直す。以上のような構成とすることで、同一のノズルから印字周期毎に５種類のサイズの異なる液滴を吐出させることが可能であり、液滴を吐出させない場合を含め６階調で画像が形成される。

次に、各パルスを同一形状の電圧波形とし、圧力発生素子に印加するパルスの数を異ならせることで、同一のノズルから印字周期毎にサイズの異なる液滴を吐出させる場合に、吐出した複数の液滴を空中で合体させるか、近傍に着弾させる方法について図５を用いて説明する。

同図は、本発明の第１実施例に係る駆動波形とＯＮ／ＯＦＦ制御信号との関係を示した説明図である。同図に示すように、パルスＰ５のみを圧力発生素子に印加して液滴を吐出させると被記録媒体上に微小サイズのドットを形成することが出来る。次にパルスＰ４とＰ５を圧力発生素子に印加して液滴を吐出させる場合、パルスＰ４の印加による液滴の吐出でメニスカスに生じた残留振動に対し、メニスカスの振動が強め合うタイミングでパルスＰ５を印加すると、パルスＰ４の印加により吐出した液滴の速度よりも、パルスＰ５の印加により吐出した液滴の速度を速くすることが可能で、パルスＰ４の印加により吐出した液滴とパルスＰ５の印加により吐出した液滴を、被記録媒体に着弾する前に合体させて１つの小サイズのドットを形成するか、被記録媒体の略同じ位置に着弾させて小サイズのドットを形成することが出来る。

さらに、パルスＰ３とＰ４とＰ５を圧力発生素子に印加して液滴を吐出させる場合、パルスＰ３の印加による液滴の吐出でメニスカスに生じた残留振動に対し、メニスカスの振動が強め合うタイミングでパルスＰ４を印加し、パルスＰ３とＰ４の印加による液滴の吐出でメニスカスに生じた残留振動に対し、メニスカスの振動がさらに強め合うタイミングでパルスＰ５印加すると、パルスＰ３の印加により吐出した液滴の速度よりも、パルスＰ４の印加により吐出した液滴の速度を速く、パルスＰ５の印加により吐出した液滴の速度をさらに速くすることが可能で、パルスＰ３の印加により吐出した液滴とパルスＰ４の印加により吐出した液滴とパルスＰ５の印加により吐出した液滴を、被記録媒体に着弾する前に合体させて１つの中サイズのドットを形成するか、被記録媒体の略同じ位置に着弾させて中サイズのドットを形成することが出来る。

同様に設計して、パルスＰ２とＰ３とＰ４とＰ５を圧力発生素子に印加して液滴を吐出させた場合、吐出した複数の液滴を被記録媒体に着弾する前に合体させて１つの大サイズのドットを形成するか、被記録媒体の略同じ位置に着弾させて大サイズのドットを形成することが出来る。同様に設計して、パルスＰ１とＰ２とＰ３とＰ４とＰ５を圧力発生素子に印加して液滴を吐出させた場合、吐出した複数の液滴を被記録媒体に着弾する前に合体させて１つの特大サイズのドットを形成するか、被記録媒体の略同じ位置に着弾させて特大サイズのドットを形成することが出来る。

このような原理で駆動波形を設計すると、パルスとパルスの間隔が狭くなる。例えば本実施例を適用したインクジェットヘッドにおいては、パルスＰ１とＰ２の間隔は２．８μｓ、パルスＰ２とＰ３の間隔は２μｓ、パルスＰ３とＰ４の間隔は１．７μｓ、パルスＰ４とＰ５の間隔は１．０μｓであった。

一方、駆動波形をＯＦＦした時に、不具合が生じない程度までノイズを小さくするには、駆動波形の電圧が略一定になってから、駆動波形の電流が略流れなくなるまでの時間以上経過してから駆動波形をＯＦＦする必要があり、駆動波形の電圧を再び変化させるまでは、駆動波形をＯＦＦするタイミングから制御素子の反応時間だけ必要である。よって、駆動波形をＯＦＦする際に必要なパルスとパルスの間隔は、駆動波形の電圧が略一定になってから駆動波形の電流が略流れなくなるまでの時間と、制御素子の反応時間を足した時間以上必要であり、例えば本実施例を適用したインクジェットヘッドにおいては１．８μｓであったので、パルスＰ１とＰ２の間と、パルスＰ２とＰ３の間と、パルスＰ５の後、何れかに駆動波形をＯＦＦするタイミングを設定すれば、駆動波形に不具合が生じる程のノイズが乗らないように駆動することが出来る。この例においては、請求項１乃至３記載の特定個所はパルスＰ５の後に相当し、請求項３記載の第二の特定個所はパルスＰ１とＰ２の間又はパルスＰ２とＰ３の間に相当する。

なお、駆動波形をＯＮする際は、ＯＦＦする際にノイズが乗る電流よりもかなり大きな電流を急激に流す場合を除いて、電流が流れている最中に駆動波形をＯＮしても駆動波形にノイズは乗らないので、駆動波形をＯＮするのに必要なパルスとパルスの間隔は、制御素子の反応時間だけであり、例えば本実施例を適用したインクジェットヘッドにおいては０．３μｓであるので、パルスＰ１の前、パルスＰ１からＰ５の各パルス間、パルスＰ５の後の何処でＯＮすることも可能である。

以上を踏まえ、本発明による第１施例について図５を用いてさらに詳細に説明する。
図５は、６階調で画像形成を行う場合の、駆動波形と、駆動波形のＯＮ／ＯＦＦ制御信号であるＭＮ０〜ＭＮ５について、一印字周期分示した説明図である。図５に示したパルスP１からP５は全て同じ形のパルスを連続させたものである。パルスＰ５側よりもパルスＰ１側の方が時間的に前に存在している。

駆動波形をＯＦＦするタイミングであるところのＯＮ／ＯＦＦ制御信号がＨＩＧＨからＬＯＷに切り替わるタイミングは、ＭＮ１からＭＮ５についてパルスＰ５の後に集中させて設定しており、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ１はパルスＰ５の後からパルスＰ５の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ５を選択するので微小滴を吐出させる際に用いる。

ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ２はパルスＰ５の後からパルスＰ４の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ４とＰ５を選択するので小滴を吐出させる際に用いる。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ３はパルスＰ５の後からパルスＰ３の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ３からＰ５を選択するので中滴を吐出させる際に用いる。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ４はパルスＰ５の後からパルスＰ２の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ２からＰ５を選択するので大滴を吐出させる際に用いる。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ５はパルスＰ５の後からパルスＰ１の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ１からＰ５を選択するので特大滴を吐出させる際に用いる。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ０は不吐出パルスで、駆動波形が吐出待機時の電圧で一定となっているタイミングでＯＮすることで補充電を行い、駆動しない圧電素子が自然放電により自然長に戻って行くのを防ぐ役割を果たすものであり、パルスは選択しないので、液滴を吐出させない際に用いる。

駆動波形をＯＦＦするタイミングは、駆動波形をＯＦＦしても不具合が生じる程の大きなノイズが発生しない程度まで駆動波形の電流が小さくなっている瞬間以降であり、本発明を適用したインクジェットヘッドにおいてはパルスの電圧が略一定になってから１．５μｓ以上後であったが、この値は圧力発生素子の種類や定数や駆動ノズル数や駆動波形や回路等によって異なる。

駆動波形をＯＦＦするタイミングを、パルスの電圧が略一定になってから、駆動波形をＯＦＦしてもノイズが発生しない程度まで圧力発生素子に流れる電流が小さくなる瞬間以上後にすることが出来ればなお良い。本実施例を適用したインクジェットヘッドにおいては、その時間はパルスの電圧が略一定になってから２．２μｓ以上後であった。

駆動波形をＯＮするタイミングは各パルスの電圧が変化し始めるよりも制御素子の反応時間以上前であり、今回実験に用いたインクジェットヘッドにおいては各パルスの電圧が変化し始めるよりも０．３μｓ以上前であったが、この値は制御素子や回路等によって異なる。

制御素子は、セットされたデータに従い、ノズル毎にＯＮ／ＯＦＦ制御信号を選択し、該ＯＮ／ＯＦＦ制御信号に従い圧電素子に駆動波形を印加して諧調記録を行う。本実施例では、図５を用いて説明したようなＯＮ／ＯＦＦ制御信号、引いてはＯＮ／ＯＦＦ制御信号発生手段と、制御素子が、駆動波形をＯＦＦするタイミングを、前記複数パルスの駆動波形の中で電圧変動が殆ど無い時間を長く取ることが出来る特定個所に幾つか集中させて設定する設定手段と、前記特定個所よりも時間的に前に存在するパルスを、前記特定個所から順に選択する選択手段とを兼ねている。

（第２実施例）
次に本発明の第２実施例について図６を用いて説明する。同図は、６階調で画像形成を行う場合の、駆動波形と、駆動波形のＯＮ／ＯＦＦ制御信号であるＭＮ０〜ＭＮ５について、一印字周期分示した説明図である。

図６に示したパルスＰ１〜Ｐ５は、全て同じ形のパルスを連続させたものである。パルスＰ５側よりもパルスＰ１側の方が時間的に前に存在し、パルスＰ１の印加による液滴の吐出よりもパルスＰ２の印加による液滴の吐出の方が吐出タイミングが遅く、パルスＰ２の印加による液滴の吐出よりもパルスＰ３の印加による液滴の吐出の方が吐出タイミングが遅く、パルスＰ３の印加による液滴の吐出よりもパルスＰ４の印加による液滴の吐出の方が吐出タイミングが遅く、パルスＰ４の印加による液滴の吐出よりもパルスＰ５の印加による液滴の吐出の方が吐出タイミングが遅い。

駆動波形をＯＦＦするタイミングであるところのＯＮ／ＯＦＦ制御信号がＨＩＧＨからＬＯＷに切り替わるタイミングは、ＭＮ２からＭＮ５についてパルスＰ５の後に集中させて設定しており、ＭＮ１はパルスＰ１とＰ２の間に設定してある。

ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ１はパルスＰ１の後からパルスＰ１の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ１を選択するので微小滴を吐出させる際に用いる。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ２はパルスＰ５の後からパルスＰ４の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ４とＰ５を選択するので小滴を吐出させる際に用いる。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ３はパルスＰ５の後からパルスＰ３の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ３からＰ５を選択するので中滴を吐出させる際に用いる。

ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ４はパルスＰ５の後からパルスＰ２の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ２からＰ５を選択するので大滴を吐出させる際に用いる。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ５はパルスＰ５の後からパルスＰ１の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ１からＰ５を選択するので特大滴を吐出させる際に用いる。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ０は、駆動波形が吐出待機時の電圧で一定となっているタイミングでＯＮすることで補充電を行い、駆動しない圧電素子が自然放電により自然長に戻って行くのを防ぐ役割を果たすものであり、パルスは選択しないので、液滴を吐出させない際に用いる。

制御素子はセットされたデータに従い、ノズル毎にＯＮ／ＯＦＦ制御信号を選択し、該ＯＮ／ＯＦＦ制御信号に従い圧電素子に駆動波形を印加して諧調記録を行う。本実施例では、図６を用いて説明したようなＯＮ／ＯＦＦ制御信号、引いてはＯＮ／ＯＦＦ制御信号発生手段と、制御素子が、駆動波形をＯＦＦするタイミングを、前記複数パルスの駆動波形の中で電圧変動が殆ど無い時間を長く取ることが出来る特定個所に幾つか集中させて設定する設定手段と、前記特定個所よりも時間的に前に存在するパルスを、前記特定個所から順に選択する選択手段とを兼ねている。

印字周期内の複数の駆動パルスの中から吐出すべき液滴の量に応じた数の駆動パルスが順次圧力発生素子に供給されるため、どの駆動パルスが供給されるかによってインク滴の吐出タイミングが異なる。複数の液滴を被記録媒体に着弾する前に合体させるといった目的のために、後から吐出した液滴の速度を先に吐出した液滴の速度よりも速くなるよう設定した場合、パルスＰ１からＰ５を印加して吐出させた特大液滴に対して、パルスＰ５のみを印加して吐出させた微小液滴は、パルスＰ１よりも吐出タイミングが遅い上に、液滴の加速が無いため、かなり遅れて着弾する。その結果、インク滴の着滴位置ずれが発生し印刷品質が劣化するという問題があるが、以上のような構成とすることで、微小液滴の吐出開始のタイミングが早くなるので、改善することが出来る。

例えば本発明を適用したインクジェットヘッドに対して、図５を用いて説明した実施例を適用した場合、パルスＰ１からＰ５を印加して吐出した液滴が被記録媒体に着弾するタイミングに対して、パルスＰ２からＰ５を印加して吐出した液滴が被記録媒体に着弾するタイミングは５．１μｓ遅れ、パルスＰ３からＰ５を印加して吐出した液滴が被記録媒体に着弾するタイミングは１４．９μｓ遅れ、パルスＰ４とＰ５を印加して吐出した液滴が被記録媒体に着弾するタイミングは２９．４μｓ遅れ、パルスＰ１を印加して吐出した液滴が被記録媒体に着弾するタイミングは６４．１μｓも遅れてしまい、一印字周期が５０μｓであった場合、諧調記録を行うことによる着弾位置ずれは最大±０．６ドット程度もある。

ところが図６を用いて説明した本実施例を適用した場合、パルスＰ１からＰ５を印加して吐出した液滴が被記録媒体に着弾するタイミングに対して、パルスＰ２からＰ５を印加して吐出した液滴が被記録媒体に着弾するタイミングは５．１μｓ遅れ、パルスＰ３からＰ５を印加して吐出した液滴が被記録媒体に着弾するタイミングは１４．９μｓ遅れ、パルスＰ４とＰ５を印加して吐出した液滴が被記録媒体に着弾するタイミングは２９．４μｓ遅れ、パルスＰ１を印加して吐出した液滴が被記録媒体に着弾するタイミングは２８．６μｓの遅れで済み、一印字周期が５０μｓであった場合、諧調記録を行うことによる着弾位置ずれは最大±０．３ドット程度に抑えることが出来る。

（第３実施例）
次に本発明の第３実施例について図７を用いて説明する。同図は、６階調で画像形成を行う場合の、駆動波形と、駆動波形のＯＮ／ＯＦＦ制御信号であるＭＮ０〜ＭＮ５について、一印字周期分示した説明図である。図６を用いて説明した前記実施例と比べて、請求項における第二の特定個所をパルスＰ２とパルスＰ３の間とした点が異なる。

図７に示したパルスＰ１〜Ｐ５は、全て同じ形のパルスを連続させたものである。パルスＰ５側よりもパルスＰ１側の方が時間的に前に存在し、パルスＰ１の印加による液滴の吐出よりもパルスＰ２の印加による液滴の吐出の方が吐出タイミングが遅く、パルスＰ２の印加による液滴の吐出よりもパルスＰ３の印加による液滴の吐出の方が吐出タイミングが遅く、パルスＰ３の印加による液滴の吐出よりもパルスＰ４の印加による液滴の吐出の方が吐出タイミングが遅く、パルスＰ４の印加による液滴の吐出よりもパルスＰ５の印加による液滴の吐出の方が吐出タイミングが遅い。駆動波形をＯＦＦするタイミングであるところのＯＮ／ＯＦＦ制御信号がＨＩＧＨからＬＯＷに切り替わるタイミングは、ＭＮ３からＭＮ５についてパルスＰ５の後に集中させて設定しており、ＭＮ１とＭＮ２はパルスＰ２とＰ３の間に設定してある。

ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ１はパルスＰ２の後からパルスＰ２の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ２を選択するので微小滴を吐出させる際に用いる。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ２はパルスＰ２の後からパルスＰ１の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ１とＰ２を選択するので小滴を吐出させる際に用いる。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ３はパルスＰ５の後からパルスＰ３の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ３からＰ５を選択するので中滴を吐出させる際に用いる。

制御素子はセットされたデータに従い、ノズル毎にＯＮ／ＯＦＦ制御信号を選択し、該ＯＮ／ＯＦＦ制御信号に従い圧電素子に駆動波形を印加して諧調記録を行う。本実施例では、図７を用いて説明したようなＯＮ／ＯＦＦ制御信号、引いてはＯＮ／ＯＦＦ制御信号発生手段と、制御素子が、駆動波形をＯＦＦするタイミングを、前記複数パルスの駆動波形の中で電圧変動が殆ど無い時間を長く取ることが出来る特定個所に幾つか集中させて設定する設定手段と、前記特定個所よりも時間的に前に存在するパルスを、前記特定個所から順に選択する選択手段とを兼ねている。

印字周期内の複数の駆動パルスの中から吐出すべき液滴の量に応じた数の駆動パルスが順次圧力発生素子に供給されるため、どの駆動パルスが供給されるかによってインク滴の吐出タイミングが異なる。複数の液滴を被記録媒体に着弾する前に合体させるといった目的のために、後から吐出した液滴の速度を先に吐出した液滴の速度よりも速くなるよう設定した場合、パルスＰ１からＰ５を印加して吐出させた特大液滴に対して、パルスＰ５のみを印加して吐出させた微小液滴や、パルスＰ４とＰ５を印加して吐出させた小液滴は、パルスＰ１よりも吐出タイミングが遅い上に、液滴の加速が無いか小さいため、かなり遅れて着弾する。その結果、インク滴の着滴位置ずれが発生し印刷品質が劣化するという問題があるが、以上のような構成とすることで、微小液滴や小液滴の吐出開始のタイミングが早くなるので、改善することが出来る。

（第４実施例）
次に本発明の第４実施例について、図８を用いて説明する。
同図に示すように駆動波形は一印字周期に徐々に電圧の高くなる３つのパルスを有しているため、パルスＰ１により吐出した液滴よりもパルスＰ２により吐出した液滴の方が速度が速く、パルスＰ２により吐出した液滴よりもパルスＰ３により吐出した液滴の方がさらに速度が速くなっているので、一印字周期に吐出した複数液滴は空中で合体してから被記録媒体に着弾するか、被記録媒体の近傍に着弾する。駆動周波数を高くするため一印字周期が短いので、パルスＰ１とパルスＰ２の間隔と、パルスＰ２とパルスＰ３の間隔は狭く、そこで駆動波形をＯＦＦすると駆動波形にノイズが乗る恐れがある。パルスＰ３と次の印字周期の先頭パルスの間隔は広く取ってある。

駆動波形をＯＦＦするタイミングであるところのＯＮ／ＯＦＦ制御信号がＨＩＧＨからＬＯＷに切り替わるタイミングは、ＭＮ１〜ＭＮ３についてパルスＰ３の後に集中させて設定している。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ１はパルスＰ３の後からパルスＰ３の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ３を選択するので小滴を吐出させる際に用いる。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ２はパルスＰ３の後からパルスＰ２の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ３とＰ２を選択するので中滴を吐出させる際に用いる。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ３はパルスＰ３の後からパルスＰ１の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ１からＰ３を選択するので大滴を吐出させる際に用いる。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ０は、駆動波形が吐出待機時の電圧で一定となっているタイミングでＯＮすることで補充電を行い、駆動しない圧電素子が自然放電により自然長に戻って行くのを防ぐ役割を果たすものであり、パルスは選択しないので、液滴を吐出させない際に用いる。

駆動波形をＯＦＦするタイミングは、駆動波形をＯＦＦしても不具合が生じる程の大きなノイズが発生しない程度まで駆動波形の電流が小さくなっている瞬間以降であるが、この値は圧力発生素子の種類や定数や駆動ノズル数や駆動波形や回路等によって異なる。

駆動波形をＯＦＦするタイミングを、パルスの電圧が略一定になってから、駆動波形をOFFしてもノイズが発生しない程度まで圧力発生素子に流れる電流が小さくなる瞬間以上後にすることが出来ればなお良い。

制御素子は、セットされたデータに従い、ノズル毎にＯＮ／ＯＦＦ制御信号を選択し、該ＯＮ／ＯＦＦ制御信号に従い圧電素子に駆動波形を印加して諧調記録を行う。本実施例では、図８を用いて説明したようなＯＮ／ＯＦＦ制御信号、引いてはＯＮ／ＯＦＦ制御信号発生手段と、制御素子が、駆動波形をＯＦＦするタイミングを、前記複数パルスの駆動波形の中で電圧変動が殆ど無い時間を長く取ることが出来る特定個所に幾つか集中させて設定する設定手段と、前記特定個所よりも時間的に前に存在するパルスを、前記特定個所から順に選択する選択手段とを兼ねている。

（第５実施例）
次に第５実施例について、図９を用いて説明する。同図は、６階調で画像形成を行う場合の、駆動波形と、駆動波形のＯＮ／ＯＦＦ制御信号であるＭＮ０〜ＭＮ５について、一印字周期分示した説明図である。

図９に示したパルスＰ１〜Ｐ５は、パルスＰ５の波形が他と異なるなどの理由から、パルスＰ４とＰ５の間隔が広い。パルスＰ５側よりもパルスＰ１側の方が時間的に前に存在している。駆動波形をＯＦＦするタイミングであるところのＯＮ／ＯＦＦ制御信号がＨＩＧＨからＬＯＷに切り替わるタイミングは、ＭＮ１〜ＭＮ４についてパルスＰ４とＰ５の間に集中させて設定しており、ＭＮ５はパルスＰ５の後に設定してある。

ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ１はパルスＰ４の後からパルスＰ４の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ４を選択するので微小滴を吐出させる際に用いる。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ２はパルスＰ４の後からパルスＰ３の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ３とＰ４を選択するので小滴を吐出させる際に用いる。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ３はパルスＰ４の後からパルスＰ２の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ２からＰ４を選択するので中滴を吐出させる際に用いる。

ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ４はパルスＰ４の後からパルスＰ１の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ１からＰ４を選択するので大滴を吐出させる際に用いる。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ５はパルスＰ５の後からパルスＰ１の前までＨＩＧＨとし、パルスＰ１からＰ５を選択するので特大滴を吐出させる際に用いる。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＭＮ０は、駆動波形が吐出待機時の電圧で一定となっているタイミングでＯＮすることで補充電を行い、駆動しない圧電素子が自然放電により自然長に戻って行くのを防ぐ役割を果たすものであり、パルスは選択しないので、液滴を吐出させない際に用いる。

駆動波形をＯＦＦするタイミングを、パルスの電圧が略一定になってから、駆動波形をＯＦＦしてもノイズが発生しない程度まで圧力発生素子に流れる電流が小さくなる瞬間以上後にすることが出来ればなお良い。

制御素子は、セットされたデータに従い、ノズル毎にＯＮ／ＯＦＦ制御信号を選択し、該ＯＮ／ＯＦＦ制御信号に従い圧電素子に駆動波形を印加して諧調記録を行う。本実施例では、図９を用いて説明したようなＯＮ／ＯＦＦ制御信号、引いてはＯＮ／ＯＦＦ制御信号発生手段と、制御素子が、駆動波形をＯＦＦするタイミングを、前記複数パルスの駆動波形の中で電圧変動が殆ど無い時間を長く取ることが出来る特定個所に幾つか集中させて設定する設定手段と、前記特定個所よりも時間的に前に存在するパルスを、前記特定個所から順に選択する選択手段とを兼ねている。

（第６実施例）
次に第６実施例について、図１０を用いて説明する。同図は、６階調で画像形成を行う場合の、駆動波形と、データ信号のパターンＤＴ０〜ＤＴ５と、データをラッチするラッチ信号について、一印字周期分示した説明図である。

ノズル毎にセットする値をＨＩＧＨ又はＬＯＷで表現したデータ信号が、図示しないクロック信号によりシフトレジスタに書き込まれ、ラッチ信号の立ち上がり又は立下りでラッチされた瞬間レジスタにセットされて、１がセットされたノズルはそれ以降０がセットされるまで駆動波形がＯＮして圧力発生素子に印加され、０がセットされたノズルは駆動波形がＯＦＦして印加されないようになっている。

ラッチ９０１ａはパルＰ１と先の印字周期の最後のパルスとの間に設けてあり、ラッチ９０２はパルスＰ１とＰ２の間に設けてあり、ラッチ９０３はパルスＰ２とＰ３の間に設けてあり、ラッチ９０４はパルスＰ３とＰ４の間に設けてあり、ラッチ９０５はパルスＰ４とＰ５の間に設けてあり、ラッチ９０１ｂはパルスＰ５と次の一印字周期の最初のパルスとの間に設けてある。

データパターンＤＴ０は常にＬＯＷであり、データパターンＤＴ１はラッチ９０４と９０５の間でＨＩＧＨとなるデータ９１０が設けてあり、データパターンＤＴ２はラッチ９０３と９０４の間でＨＩＧＨとなるデータ９１１、及びラッチ９０４と９０５の間でＨＩＧＨとなるデータ９１２が設けてあり、データパターンＤＴ３はラッチ９０２と９０３の間でＨＩＧＨとなるデータ９１３、及びラッチ９０３と９０４の間でＨＩＧＨとなるデータ９１４、及びラッチ９０４と９０５の間でＨＩＧＨとなるデータ９１５が設けてある。データパターンＤＴ４はラッチ９０１ａと９０２の間でＨＩＧＨとなるデータ９１６、及びラッチ９０２と９０３の間でＨＩＧＨとなるデータ９１７、及びラッチ９０３と９０４の間でＨＩＧＨとなるデータ９１８、及びラッチ９０４と９０５の間でＨＩＧＨとなるデータ９１９が設けてあり、データパターンＤＴ５はラッチ９０１ａの前でＨＩＧＨとなるデータ９２０、及びラッチ９０１ａと９０２の間でＨＩＧＨとなるデータ９２１、及びラッチ９０２と９０３の間でＨＩＧＨとなるデータ９２２、及びラッチ９０３と９０４の間でＨＩＧＨとなるデータ９２３、及びラッチ９０４と９０５の間でＨＩＧＨとなるデータ９２４が設けてある。

ＤＴ０のようなパターンのデータを制御素子に送った際はラッチ９０１ａ、９０２、９０３、９０４、９０５、９０１ｂ全てで０がセットされ、圧力発生素子にパルスは印加されないので、液滴は吐出しない。ＤＴ１のようなパターンのデータを制御素子に送った際は、ラッチ９０１ａ、９０２、９０３、９０４では０がセットされ、パルスＰ１からＰ３は圧力発生素子に印加されないが、データ９１０がラッチ９０５で１にセットされ、ラッチ９０５のタイミングで駆動波形がＯＮしてパルスＰ４が圧力発生素子に印加されるので微小液滴が吐出する。
そして次の印字周期で特大滴を吐出しない場合はラッチ９０１ｂで０がセットされるので、ラッチ９０１ｂのタイミングで駆動波形がＯＦＦされる。

ＤＴ２のようなパターンのデータを制御素子に送った際は、ラッチ９０１ａ、９０２、９０３では０がセットされ、パルスＰ１からＰ３は圧力発生素子に印加されないが、データ９１１がラッチ９０４で１にセットされ、データ９１２がラッチ９０５で１にセットされ、ラッチ９０４のタイミングで駆動波形がＯＮしてパルスＰ４とＰ５が圧力発生素子に印加されるので小液滴が吐出される。
次の印字周期で特大滴を吐出しない場合はラッチ９０１ｂで０がセットされるので、ラッチ９０１ｂのタイミングで駆動波形がＯＦＦされる。

ＤＴ３のようなパターンのデータを制御素子に送った際は、ラッチ９０１ａ、９０２では０がセットされ、パルスＰ１とＰ２は圧力発生素子に印加されないが、データ９１３がラッチ９０３で１にセットされ、データ９１４がラッチ９０４で１にセットされ、データ９１５がラッチ９０５で１にセットされ、ラッチ９０３のタイミングで駆動波形がＯＮしてパルスＰ３からＰ５が圧力発生素子に印加されるので中液滴が吐出される。
そして次の印字周期で特大滴を吐出しない場合はラッチ９０１ｂで０がセットされるので、ラッチ９０１ｂのタイミングで駆動波形がＯＦＦされる。

ＤＴ４のようなパターンのデータを制御素子に送った際は、ラッチ９０１ａでは０がセットされ、パルスＰ１は圧力発生素子に印加されないが、データ９１６がラッチ９０２で１にセットされ、データ９１７がラッチ９０３で１にセットされ、データ９１８がラッチ９０４で１にセットされ、データ９１９がラッチ９０５で１にセットされ、ラッチ９０２のタイミングで駆動波形がＯＮしてパルスＰ２からＰ５が圧力発生素子に印加されるので大液滴が吐出される。
次の印字周期で特大滴を吐出しない場合はラッチ９０１ｂで０がセットされるので、ラッチ９０１ｂのタイミングで駆動波形がＯＦＦされる。

ＤＴ５のようなパターンのデータを制御素子に送った際は、データ９２０がラッチ９０１ａで１にセットされ、データ９２１がラッチ９０２で１にセットされ、データ９２２がラッチ９０３で１にセットされ、データ９２３がラッチ９０４で１にセットされ、データ９２４がラッチ９０５で１にセットされ、ラッチ９０１ａのタイミングで駆動波形がＯＮしてパルスＰ１からＰ５が圧力発生素子に印加されるので特大液滴が吐出される。
そして次の印字周期で特大滴を吐出しない場合はラッチ９０１ｂで０がセットされるので、ラッチ９０１ｂのタイミングで駆動波形がＯＦＦされる。

次の印字周期で特大滴を吐出させる場合は、図示していないがラッチ９０５と９０１ｂの間でＨＩＧＨとなるデータが設けられ、ラッチ９０１ｂで１にセットされるので、ラッチ９０１ｂのタイミングで駆動波形がＯＦＦされず圧力発生素子に印加され続ける。

ＤＴ０からＤＴ５どのようなパターンのデータを制御素子に送るかは、ノズル毎に、また一印字周期毎に設定可能であり、制御素子は、セットされたデータに従い、ノズル毎に、また一印字周期毎に駆動波形のＯＮ／ＯＦＦ制御を行い、異なった大きさの液滴を吐出させて、諧調記録を行うことが出来る。

本実施例では、図１０を用いて説明したようなラッチ信号、引いてはラッチ信号発生手段と、制御素子が、駆動波形をＯＦＦするタイミングを、前記複数パルスの駆動波形の中で電圧変動が殆ど無い時間を長く取ることが出来る特定個所に幾つか集中させて設定する設定手段となり、図１０を用いて説明したようなパターンのデータ信号、引いてはデータ信号発生手段と、制御素子が、前記特定個所よりも時間的に前に存在するパルスを、前記特定個所から順に選択する選択手段となっている。

図１１は、本発明によるインクジェットヘッドの駆動装置を具備した画像形成装置の一例を示した図である。

ガントリーアーム１０１の上にＸ軸直動ガイド１０２が設置され、Ｘ軸直動ガイド１０２に取り付けられたヘッドベース１０３に、インクジェットヘッド１０４が４台取り付けてあり、インクジェットヘッド１０４は主走査方向に移動可能となっている。ステージ１０５はＹ軸直動ガイド１０６に取り付けられており，ステージ１０５上に置かれた被記録媒体１０７は、主走査方向に対して直角な副走査方向に移動可能となっている。

インクジェットヘッド１０４はサブインクタンク１０８からインクが供給され，サブインクタンク１０８は、負圧コントローラ兼インク補充ポンプ１０９により、常に適切な圧力に減圧されており、ノズルからインクが垂れないようになっている。サブインクタンク１０８のインク残量が少なくなれば、負圧コントローラ兼インク補充ポンプ１０９により、メインインクタンク１１０からインクが補充される。

インクジェットヘッド１０４には図示しない制御素子が搭載されており、図示しない上位制御装置から制御素子へ、図８に示したような駆動波形及びＯＮ／ＯＦＦ制御信号と、データ信号、クロック信号、ラッチ信号が送られて来る。

データ信号とクロック信号によりノズル毎のデータが読み込まれ、ラッチ信号でセットされたデータにより、どのノズルに対しどのＯＮ／ＯＦＦ制御信号により駆動波形のＯＮ／ＯＦＦを行うかがセレクトされて、各ノズルの圧力発生素子に駆動波形が印加され、不吐出と大、中、小、３つのサイズの液滴４階調記録が可能となっている。

Ｘ軸直動ガイド１０２によりインクジェットヘッド１０４を主走査方向に動かしながら、インクジェットヘッド１０４から被記録媒体１０７に向けて３つのサイズのインクを吐出するか否かで、４階調記録を行いながら、被記録媒体１０７上に所望の画像の一部を形成する。Ｙ軸直動ガイド１０６により被記録媒体１０７を副走査方向に所望の量だけ動かした後に、再度Ｘ軸直動ガイド１０２によりインクジェットヘッド１０４を主走査方向に動かしながら、インクジェットヘッド１０４から被記録媒体１０７に向けて大、中、小、３つのサイズのインクを吐出するか否かで、４階調記録を行いながら、被記録媒体１０７上に所望の画像の一部を形成する。この動作を繰り返すことにより、被記録媒体１０７に所望の画像１１１が形成される。

４台のインクジェットヘッドには別々にシアン、マゼンダ、イエロー、ブラックのインクが供給されており、各々４階調記録を行い、各色を重ね合わせて１画素を形成するので、１画素当たり４×４×４×４＝２５６階調でカラー画像を形成することが出来る。

なお、本発明によるインクジェットヘッドの駆動装置は、現在知られている、インクジェットヘッドを用いた画像形成装置の構成全般に対して適用可能であり、図１１に示した構成に限定されるものではない。

以上、圧力発生素子が容量性負荷の圧電素子であり、駆動波形の電圧が一定になっても暫く充放電電流が流れ続ける場合を例に取って説明した。圧力発生素子が容量性負荷（コンデンサの特性を有する圧力発生素子）であれば、駆動波形の電圧が一定になってから駆動波形の電流が流れなくなるまでの時間差が大きいため、本発明は圧力発生素子が容量性負荷である場合に好適ではあるが、駆動波形の電圧が一定になっても駆動波形の経路に暫くは電流が流れるインクジェットヘッドであれば本発明は適用可能であり、圧力発生素子を圧電素子に限ったものではないし、ヘッド構造も図１を用いて説明した構造に限ったものではない。

さらに、６階調記録を行う場合と４階調記録を行う場合を例に取って説明したが、請求項３以外は３階調以上、請求項３は４階調以上であれば本発明は適用可能である。

さらに、明細書に記載した制御方式は一般的な例であり、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号をノズル毎に設けたスイッチに個別に送って駆動を制御する方式のインクジェットヘッドに適用しても良いし、信号の種類やＨＩＧＨアクティブ、ＬＯＷアクティブの違い等、制御方式によって本発明が制限されるものではない。

さらに、駆動波形をＯＦＦしても不具合が生じる程大きなノイズが駆動波形に乗らない程度まで駆動波形の電流が小さくなるような駆動波形の電圧変動であれば、駆動波形の電圧が僅かに変動していても本発明の請求項における特定個所や第二の特性個所として設定することが出来る。

さらに、請求項における特性個所に、駆動波形をＯＦＦするタイミングを幾つか集中させる数は、他の個所のＯＦＦタイミングが設定されている数よりも多い数とする。

本発明はインクジェットヘッドのみならず、例えば液晶ディスプレイのカラーフィルタの製造に用いられる色材液など特殊な液体を吐出する液体吐出装置、あるいは液滴の吐出量を多様に制御しながら分注を行う分注器などにも適用出来る。

本発明の実施例を適用したインクジェットヘッドの一部斜視図である。従来例によるインクジェットヘッドの駆動装置の駆動方法を示した説明図である。駆動電圧と駆動電流の関係を示した説明図である。駆動電圧と駆動電流の関係を示した説明図である。本発明の第１実施例に係る駆動波形とＯＮ／ＯＦＦ制御信号との関係を一印字周期分示した説明図である。本発明の第２実施例に係る駆動波形とＯＮ／ＯＦＦ制御信号との関係を一印字周期分示した説明図である。本発明の第３実施例に係る駆動波形とＯＮ／ＯＦＦ制御信号との関係を一印字周期分示した説明図である。本発明の第４実施例に係る駆動波形とＯＮ／ＯＦＦ制御信号との関係を一印字周期分示した説明図である。本発明の第５実施例に係る駆動波形とＯＮ／ＯＦＦ制御信号との関係を一印字周期分示した説明図である。本発明の第６実施例に係る駆動波形とラッチ信号とデータとの関係を一印字周期分示した説明図である。本発明によるインクジェットヘッドの駆動装置を備えた画像形成装置の斜視図である。

符号の説明

１…高圧電源端子に繋がる配線、２…グランド端子に繋がる配線、３…共通電極に繋がる配線、４…ダイオード、５…ダイオード、６…ダイオード、７…ダイオード、１１…インク流路形成部材、１２…インク圧力室、１３…ノズルプレート、１４…ノズル、１５…リストリクタ、１６…共通インク流路、１７…圧電素子、１８…圧電素子支持基板、１９…個別電極、２０…共通電極、２１…弾性膜、２２…インク滴、２３…圧電素子、２４…制御素子、２６…駆動電圧入力端子に繋がる配線、２７…圧力室の仕切り、９０１ａ…ラッチ、９０１ｂ…ラッチ、９０２〜９０５…ラッチ、９１０〜９２４…データ、１０１…ガントリーアーム、１０２…X軸直動ガイド、１０３…ヘッドベース、１０４…インクジェットプリントヘッド、１０５…ステージ、１０６…Ｙ軸直動ガイド、１０７…被記録媒体、１０８…サブインクタンク、１０９…負圧コントローラ兼インク補充ポンプ、１１０…メインインクタンク、１１１…画像。

Claims

液体を吐出するノズルと、
各ノズルに対応して設けられた液体吐出用の圧力を発生する圧力発生素子と、
一印字周期に複数パルスの駆動波形を有し、その駆動波形を前記圧力発生素子に印加するか否かを決定する駆動波形のＯＮ／ＯＦＦ制御手段を備え、
そのＯＮ／ＯＦＦ制御手段により駆動波形を前記圧力発生素子に印加するタイミングを制御して、前記複数パルスの駆動波形のうち所望のパルスを選択して前記圧力発生素子に印加し、
前記パルスの選択の仕方によって同一のノズルから印字周期毎にサイズの異なる液滴を吐出するように構成した液滴吐出ヘッドの駆動装置において、
前記ＯＮ／ＯＦＦ制御手段が駆動波形をＯＦＦするタイミングを、前記複数パルスの駆動波形の中で電圧変動が殆ど無い時間を長く取ることが出来る特定個所に幾つか集中させて設定する設定手段と、
前記特定個所よりも時間的に前に存在するパルスを、前記特定個所から順に選択する選択手段を有し、
その選択手段によって選択されたパルスを前記圧力発生素子に印加する構成になっており、
前記特定個所は、駆動波形をＯＦＦしても不具合が生じる程の大きなノイズが発生しない程度まで駆動波形の電流が小さくなる瞬間以上に駆動波形の電圧が殆ど変動しない状態を維持している個所であることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動装置。
液体を吐出するノズルと、
各ノズルに対応して設けられた液体吐出用の圧力を発生する圧力発生素子と、
一印字周期に複数パルスの駆動波形を有し、その駆動波形を前記圧力発生素子に印加するか否かを決定する駆動波形のＯＮ／ＯＦＦ制御手段を備え、
そのＯＮ／ＯＦＦ制御手段により駆動波形を前記圧力発生素子に印加するタイミングを制御して、前記複数パルスの駆動波形のうち所望のパルスを選択して前記圧力発生素子に印加し、
前記パルスの選択の仕方によって同一のノズルから印字周期毎にサイズの異なる液滴を吐出するように構成した液滴吐出ヘッドの駆動装置において、
前記ＯＮ／ＯＦＦ制御手段が駆動波形をＯＦＦするタイミングを、前記複数パルスの駆動波形の中で電圧変動が殆ど無い時間を長く取ることが出来る特定個所に幾つか集中させて設定する設定手段と、
前記特定個所よりも時間的に前に存在するパルスを、前記特定個所から順に選択する選択手段を有し、
その選択手段によって選択されたパルスを前記圧力発生素子に印加する構成になっており、
前記特定の個所よりも時間的に前に存在する駆動波形で、その駆動波形をＯＦＦしても不具合が生じる程の大きなノイズが発生しない程度まで駆動波形の電流が小さくなる瞬間以上に駆動波形の電圧が殆ど変動しない状態を維持出来る第二の特定個所がある場合、サイズが小さい液滴を吐出させるパルスを選択する際には前記ＯＮ／ＯＦＦ制御手段の駆動波形をＯＦＦするタイミングを第二の特定個所に設定することを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動装置。
請求項１または２に記載の液滴吐出ヘッドの駆動装置において、
前記複数のパルスの駆動波形は各パルスが同じ形状の電圧波形であり、前記圧力発生手段に印加するパルスの数を異ならせることで、同一のノズルから印字周期毎にサイズの異なる液滴を吐出することを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動装置。
請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの駆動装置において、
前記複数のパルスは電圧が徐々に高くなっている複数のパルスであって、前記圧力発生手段に印加するパルスの電圧の違いによって同一のノズルからサイズの異なる液滴を吐出し、
前記特定箇所は、前記複数のパルスのうち最も電圧の高いパルスと次の印字周期の先頭パルスの間に設定されることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動装置。
請求項１に記載の液滴吐出ヘッドの駆動装置において、
前記複数のパルスは、第１の電圧を有する第１のパルスと、その第１のパルスの直後に存在する前記第１のパルスよりも高い電圧を有する第２のパルスを備え、
前記特定箇所は、前記第１のパルスと第２のパルスの間に設定されることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動装置。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドの駆動装置において、
前記複数パルスは、前記ノズルから液体を吐出しない時に前記圧力発生素子に印加する不吐出パルスを有し、その不吐出パルスを前記圧力発生素子に印加して圧力発生素子を充電することを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動装置。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドの駆動装置において、
前記圧力発生素子がコンデンサの特性を有する圧力発生素子であることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動装置。
液体を吐出するノズルと、
各ノズルに対応して設けられた液体吐出用の圧力を発生する圧力発生素子と、
一印字周期に複数パルスの駆動波形を有し、その駆動波形を前記圧力発生素子に印加するか否かを決定する駆動波形のＯＮ／ＯＦＦ制御手段とを備え、
そのＯＮ／ＯＦＦ制御手段により駆動波形を前記圧力発生素子に印加するタイミングを制御して、前記複数パルスの駆動波形のうち所望のパルスを選択して前記圧力発生素子に印加し、
前記パルスの選択の仕方によって同一のノズルから印字周期毎にサイズの異なる液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの駆動方法において、
前記ＯＮ／ＯＦＦ制御手段が駆動波形をＯＦＦするタイミングを、前記複数パルスの駆動波形の中で電圧変動が殆ど無い時間を長く取ることが出来る特定個所に幾つか集中させて設定し、
前記特定個所よりも時間的に前に存在するパルスを、前記特定個所から順に選択し、
その選択されたパルスを前記圧力発生素子に印加する構成になっており、
前記特定個所は、駆動波形をＯＦＦしても不具合が生じる程の大きなノイズが発生しない程度まで駆動波形の電流が小さくなる瞬間以上に駆動波形の電圧が殆ど変動しない状態を維持している個所であることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
液体を吐出するノズルと、
各ノズルに対応して設けられた液体吐出用の圧力を発生する圧力発生素子と、
一印字周期に複数パルスの駆動波形を有し、その駆動波形を前記圧力発生素子に印加するか否かを決定する駆動波形のＯＮ／ＯＦＦ制御手段とを備え、
そのＯＮ／ＯＦＦ制御手段により駆動波形を前記圧力発生素子に印加するタイミングを制御して、前記複数パルスの駆動波形のうち所望のパルスを選択して前記圧力発生素子に印加し、
前記パルスの選択の仕方によって同一のノズルから印字周期毎にサイズの異なる液滴を吐出する液滴吐出ヘッドの駆動方法において、
前記ＯＮ／ＯＦＦ制御手段が駆動波形をＯＦＦするタイミングを、前記複数パルスの駆動波形の中で電圧変動が殆ど無い時間を長く取ることが出来る特定個所に幾つか集中させて設定し、
前記特定個所よりも時間的に前に存在するパルスを、前記特定個所から順に選択し、
その選択されたパルスを前記圧力発生素子に印加する構成になっており、
前記特定の個所よりも時間的に前に存在する駆動波形で、その駆動波形をＯＦＦしても不具合が生じる程の大きなノイズが発生しない程度まで駆動波形の電流が小さくなる瞬間以上に駆動波形の電圧が殆ど変動しない状態を維持出来る第二の特定個所がある場合、サイズが小さい液滴を吐出させるパルスを選択する際には前記ＯＮ／ＯＦＦ制御手段の駆動波形をＯＦＦするタイミングを第二の特定個所に設定することを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
請求項８または９に記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法において、
前記複数パルスの駆動波形は各パルスが同じ形状の電圧波形であり、前記圧力発生手段に印加するパルスの数を異ならせることで、同一のノズルから印字周期毎にサイズの異なる液滴を吐出することを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
請求項８に記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法において、
前記複数のパルスは電圧が徐々に高くなっている複数のパルスであって、前記圧力発生手段に印加するパルスの電圧の違いによって同一のノズルからサイズの異なる液滴を吐出し、
前記特定箇所は、前記複数のパルスのうち最も電圧の高いパルスと次の印字周期の先頭パルスの間に設定されることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
請求項８に記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法において、
前記複数のパルスは、第１の電圧を有する第１のパルスと、その第１のパルスの直後に存在する前記第１のパルスよりも高い電圧を有する第２のパルスを備え、
前記特定箇所は、前記第１のパルスと第２のパルスの間に設定されることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
請求項８ないし１２のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法において、
前記複数パルスは、前記ノズルから液体を吐出しない時に前記圧力発生素子に印加する不吐出パルスを有し、その不吐出パルスを前記圧力発生素子に印加して圧力発生素子を充電することを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
請求項８ないし１２のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドの駆動方法において、
前記圧力発生素子がコンデンサの特性を有する圧力発生素子であることを特徴とする液滴吐出ヘッドの駆動方法。
吐出する液体がインクで、請求項１ないし７のいずれか１項に記載の液滴吐出ヘッドの駆動装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
請求項１５に記載の画像形成装置において、
色の異なるインクが供給される複数台のインクジェットヘッドが設けられていることを特徴とする画像形成装置。