JPH1081012A - インクジェット式プリントヘッドの駆動装置及び駆動方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録紙上の記録ドット径を可変に制御して、
印刷時間を低下させることなく高品位の階調印刷を実現
すること。 【解決手段】 一印刷周期毎に出力される駆動信号を、
第１パルス、第２パルス、第３パルス及び第４パルスの
合計４つの駆動パルスから構成する。第１パルス及び第
３パルスは中ドット相当のインク滴を吐出させる。第２
パルスは小ドット相当のインク滴を吐出させる。第４パ
ルスはメニスカスに微振動を与えるのみである。最初に
与えられる階調値を、各駆動パルスにそれぞれ対応した
ビットデータからなる４ビットの印字データにデコード
する。これにより、各駆動パルスのうちいずれか一つま
たは複数の駆動パルスを適宜選択することができ、記録
紙上の記録ドット径を可変に制御して多階調印刷を行う
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同一のノズルから
異なる大きさのインク滴を吐出することができるインク
ジェット式プリントヘッドの駆動装置及び駆動方法に関
し、特に、一印刷周期中に複数のインク滴を吐出可能な
インクジェット式プリントヘッドの駆動装置及び駆動方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット式のプリンタは、副走査
方向（垂直方向）に多数のノズルを備えたプリントヘッ
ドを有しており、このプリントヘッドをキャリッジ機構
によって主走査方向（水平方向）に移動させ、所定の紙
送りを行うことで所望の印刷結果を得るものである。ホ
ストコンピュータから入力された印刷データを展開して
なるドットパターンデータに基づいて、プリントヘッド
の各ノズルからインク滴がそれぞれ所定のタイミングで
吐出され、これらの各インク滴が記録紙等の印刷記憶媒
体に着弾し付着することにより、印刷が行われる。この
ようにインクジェット式のプリンタは、インク滴を吐出
するかしないか、つまりドットのオンオフ制御を行うも
のであるため、このままでは灰色等の中間階調を印刷出
力することができない。

【０００３】そこで、従来より、例えば、１つの画素を
４×４、８×８等の複数のドットで表現することによっ
て中間階調を実現する方法が採用されている。４×４の
ドットマトリクスで１つの画素を表現すれば、１６階調
（全白を含めると１７階調）で濃淡を表すことができ
る。画素の分解能を上げれば、より細やかに階調表現を
行うことができる。しかし、記録ドット径を変えずに階
調を上げると実質的な解像度は低下する。また、記録紙
上の記録ドット径が大きいと、低濃度領域の粒状性が目
立つようになる。従って、インク滴の重量を少なくして
記録ドット径を小さくする必要がある。

【０００４】例えば、特開昭５５−１７５８９号公報等
に記載されているように、インクを収容した圧力室を膨
張させてから収縮させるという、いわゆる「引き打ち」
を行うことによって、吐出するインク滴の重量を少なく
し、記録ドット径を小さくすることが可能である。

【０００５】記録ドット径が小さくなれば、低濃度領域
での粒状性が目立たず印刷品質を高めることができる
が、印刷速度が大幅に低下する。例えば、通常の記録ド
ット径の半分にした小径のドットを用いる場合は、通常
の記録ドット径を用いた場合の４倍の印刷時間を要す
る。印刷速度の低下を防止するためには、インク滴を吐
出する駆動周波数を４倍に高めるか、あるいはノズル数
を４倍に増やせばよいが、いずれも容易ではない。

【０００６】そこで、同一のノズルから異なる重量のイ
ンク滴を吐出させ階調記憶を可能とする技術も提案され
ている（例えば、特公平４−１５７３５号公報、米国特
許第５，２８５，２１５号明細書）。かかる技術では、
複数のパルス信号を加えることによって微少なインク滴
を複数発生させ、記録紙上に着弾する前に、これら複数
の微少インク滴を合体させて大きなインク滴を生成する
ようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記公報記載の従来技
術によれば、微少なインク滴と大きなインク滴とを吐出
可能であるが、記録紙着弾前にインク滴を合体させるの
は難しい。また、記録紙に着弾する前に微少なインク滴
を合体させる必要があるため、記録ドット径の可変範囲
も狭いという問題がある。

【０００８】本発明は、上記のような種々の課題に鑑み
なされたものであり、その目的は、印刷速度を低下させ
ることなく同一ノズルからインク重量の異なる複数のイ
ンク滴を吐出できるようにしたインクジェット式プリン
トヘッドの駆動装置及び駆動方法を提供することにあ
る。また、本発明の更なる目的は、一印刷周期中に複数
のインク滴を複数吐出可能なインクジェット式プリント
ヘッドの駆動装置及び駆動方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明に係るインクジェット式プリントヘッドの駆動装置
では、一印刷周期毎に出力される駆動信号を複数の駆動
パルスから構成し、各駆動パルスにそれぞれ対応したパ
ルス選択信号を含んでなる印字データによって、各駆動
パルスのうちいずれか一つまたは複数の駆動パルスを選
択するようにしている。

【００１０】即ち、請求項１に係る発明では、インク滴
をそれぞれ吐出させるための複数の駆動パルスを含んで
なる駆動信号を発生させる駆動信号発生手段と、前記各
駆動パルスにそれぞれ対応したパルス選択信号を含んで
なる印字データに基づいて、前記各駆動パルスのうちい
ずれか一つまたは複数の駆動パルスを圧力発生素子に対
して一印刷周期内で選択的に入力させるスイッチ手段と
を備えたことを特徴としている。

【００１１】ある駆動パルスがパルス選択信号によって
選択されると、この駆動パルスはスイッチ手段を介して
圧力発生素子に入力される。そして、圧力発生素子は駆
動パルスに応じた圧力変化を引き起こすため、この圧力
変化に応じたインク量のインク滴が吐出される。従っ
て、一の駆動パルスを選択すれば一印刷周期で一のイン
ク滴が吐出され、複数の駆動パルスを選択すれば一印刷
周期で複数のインク滴が吐出される。これにより、記録
紙等の印刷記憶媒体上に着弾するインク量を調整して、
記録ドット径を可変に制御することができる。

【００１２】また、請求項２に係る発明では、それぞれ
インク滴を吐出させるための第１の駆動パルスと第２の
駆動パルスと第３の駆動パルスとを含んでなる駆動信号
を発生させる駆動信号発生手段と、前記各駆動パルスに
それぞれ対応して設けられたパルス選択信号により、一
印刷周期内で前記各駆動パルスのうちいずれか一つまた
は複数の駆動パルスを選択可能な印字データを生成する
印字データ生成手段と、前記印字データに基づいて、前
記駆動信号を圧力発生素子に対して入力させるスイッチ
手段とを備え、前記駆動信号は、第１のインク滴を吐出
させるための第１の駆動パルスと、前記第１のインク滴
よりも少量の第２のインク滴を吐出させるための第２の
駆動パルスと、前記第１のインク滴と同量の第３のイン
ク滴を吐出させるための第３の駆動パルスとを含んで構
成されていることを特徴としている。

【００１３】これによれば、一印刷周期毎に出力される
駆動信号は、同量のインク滴を吐出する第１の駆動パル
ス及び第３の駆動パルスと、少量のインク滴を吐出する
第２の駆動パルスとの合計３つの駆動パルスから構成さ
れる。従って、これら第１、第２、第３のインク滴の組
み合わせにより記録ドット径を可変に制御することがで
きる。

【００１４】即ち、請求項３に記載の発明のように、印
字データは、前記駆動信号の各駆動パルスにそれぞれ対
応したパルス選択信号を組み合わせてなり、インク滴を
吐出させない第１の階調値と、前記第２の駆動パルスの
みを選択して前記第２のインク滴を吐出させる第２の階
調値と、前記第１の駆動パルスまたは前記第３の駆動パ
ルスのいずれかを選択して前記第１のインク滴または前
記第３のインク滴のいずれかを吐出させる第３の階調値
と、前記第１の駆動パルス及び第３の駆動パルスを選択
して前記第１のインク滴及び第３のインク滴を吐出させ
る第４の階調値とが、選択可能に構成することができ
る。

【００１５】これにより、第１の階調値では、インク滴
が吐出されないため、記録紙上に記録ドットが形成され
ない。第２の階調値では、少量のインク滴のみが吐出さ
れて記録紙に小径の記録ドットが形成される。第３の階
調値では、より多量の第１または第３のインク滴のいず
れかが記録紙に向けて吐出されるため、相対的に中程度
の記録ドットが形成される。第４の階調値では、第１の
インク滴と第３のインク滴の両方が吐出されるため、該
各インク滴が記録紙に着弾して混じり合い、相対的に最
も大径の記録ドットが形成される。

【００１６】また、請求項４に係る発明のように、駆動
信号は、インク滴が吐出しない程度に圧力発生素子を作
動させる第４の駆動パルスを含み、印字データが選択可
能な第１の階調値では該第４の駆動パルスのみを選択す
るようにしてもよい。

【００１７】圧力発生素子をインク滴が吐出しない程度
に作動させることにより、メニスカスを微振動させてイ
ンクの粘度増加を防止することができる。また、第１の
階調値をとる際に第４の駆動パルスを圧力発生素子に入
力することができるため、比較的頻繁にメニスカスを微
振動させることができる。

【００１８】請求項５に係る発明のように、第１の駆動
パルスと第３の駆動パルスとの間の周期をプリントヘッ
ドの最大駆動周期に設定するのが好ましい。

【００１９】最も高濃度の第４の階調値を実現するため
の第１の駆動パルスと第３の駆動パルスとの時間周期を
プリントヘッドの最大駆動周期に設定すれば、印刷速度
が低下することがない。この場合は、第１の駆動パルス
と第３の駆動パルスとの間に第２の駆動パルスを配置す
ればよい。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について詳細に説明する。

【００２１】１．第１の実施の形態 まず、図１は、本発明の第１の実施の形態が適用される
インクジェット式プリンタの機能ブロック図である。

【００２２】１−１ 全体構成 インクジェット式プリンタは、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、図外の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（以下「Ｉ／
Ｆ」という）３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ＲＯ
Ｍ５と、ＣＰＵ等からなる制御部６と、発振回路７と、
後述のプリントヘッド１０への駆動信号を発生させる
「駆動信号発生手段」としての駆動信号発生回路８と、
ドットパターンデータ（ビットマップデータ）に展開さ
れた印字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Ｉ／Ｆ９とを備えている。

【００２３】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
タまた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、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）等を出力することができる。

【００２４】ＲＡＭ４は、受信バッファ４Ａ、中間バッ
ファ４Ｂ、出力バッファ４Ｃ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４Ａ
には、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４Ｂ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４Ｃには、後述の
ように階調データをデコードした後のドットパターンデ
ータが展開される。ＲＯＭ５は、制御部６によって実行
される各種制御ルーチンと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。

【００２５】制御部６は、受信バッファ４Ａ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４Ｂに記憶する。次に、制御部６
は、中間バッファ４Ｂ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パターン
データに展開する。この展開されたドットパターンデー
タは、必要な装飾処理が行われた後、出力バッファ４Ｃ
に記憶される。

【００２６】プリントヘッド１０の１行分に相当するド
ットパターンデータが得られると、この１行分のドット
パターンデータは、Ｉ／Ｆ９を介してプリントヘッド１
０にシリアル伝送される。出力バッファ４Ｃから１行分
のドットパターンデータが出力されると、中間バッファ
４Ｂの内容が消去されて、次の中間コード変換が行われ
る。ここで、ドットパターンデータに展開された印字デ
ータは、後述するように、各ノズル毎の階調データとし
て例えば４ビット（あるいは３ビット）で構成されてい
る。

【００２７】プリントエンジン２は、プリントヘッド１
０と、紙送り機構（図中「紙送り」と略記）１１と、キ
ャリッジ機構（図中「キャリッジ」と略記）１２とを備
えている。紙送り機構１１は、紙送りモータ及び紙送り
ローラ等からなり、記録紙等の印刷記憶媒体を順次送り
だして副走査を行うものである。キャリッジ機構１２
は、プリントヘッド１０を搭載するキャリッジと、該キ
ャリッジをタイミングベルト等を介して走行させるキャ
リッジモータ等からなり、プリントヘッド１０を主走査
させるものである。

【００２８】プリントヘッド１０は、副走査方向に例え
ば６４個等の多数のノズルを有し、所定のタイミングで
各ノズルからインク滴を吐出させるものである。ドット
パターンデータに展開された印字データは、発振回路７
からのクロック信号（ＣＫ）に同期して、Ｉ／Ｆ９から
シフトレジスタ１３にシリアル伝送される。このシリア
ル転送された印字データ（ＳＩ）は、一旦、ラッチ回路
１４によってラッチされる。ラッチされた印字データ
は、電圧増幅器であるレベルシフタ１５によって、スイ
ッチ回路１６を駆動できる電圧、例えば数十ボルト程度
の所定の電圧値まで昇圧される。所定の電圧値まで昇圧
された印字データは、「スイッチ手段」としてのスイッ
チ回路１６に与えられる。スイッチ回路１６の入力側に
は、駆動信号発生回路８からの駆動信号（ＣＯＭ）が印
加されており、スイッチ回路１６の出力側には、「圧力
発生素子」としての圧電振動子１７が接続されている。

【００２９】印字データは、スイッチ回路１６の作動を
制御する。例えば、スイッチ回路１６に加わる印字デー
タが「１」である期間中は、駆動信号が圧電振動子１７
に印加され、この駆動信号に応じて圧電振動子は伸縮を
行う。一方、スイッチ回路１６に加わる印字データが
「０」の期間中は、圧電振動子１７への駆動信号の供給
が遮断される。

【００３０】１−２ プリントヘッドの具体的構成 プリントヘッド１０の構成を具体的に示したのが図２の
回路図である。図１中のシフトレジスタ回路１３、ラッ
チ回路１４、レベルシフタ１５、スイッチ回路１６及び
圧電振動子１７は、それぞれプリントヘッド１０の各ノ
ズルに対応した素子１３Ａ〜１３Ｎ、１４Ａ〜１４Ｎ、
１５Ａ〜１５Ｎ、１６Ａ〜１６Ｎ、１７Ａ〜１７Ｎから
構成されている。印字データは、（１０１０）、（０１
００）等の如く、各ノズル毎に、最上位のビット３から
最下位のビット０までの合計４ビットデータで構成され
ている。そして、全てのノズルについての各桁のビット
データが一印刷周期内にシフトレジスタ１３Ａ〜１３Ｎ
に入力される。

【００３１】即ち、全ノズル分の最上位のビット３のデ
ータがシフトレジスタ１３Ａ〜１３Ｎにシリアル転送さ
れた後、この全ノズル分のビット３のデータはラッチ素
子１４Ａ〜１４Ｎによってラッチされる。このラッチに
より、次に、全ノズル分のビット２のデータがシフトレ
ジスタ１３Ａ〜１３Ｎに転送される。同様に、次いで全
ノズル分のビット１のデータ、全ノズル分のビット０の
データが順次シリアル転送される。

【００３２】そして、例えばアナログスイッチとして構
成される各スイッチ素子１６Ａ〜１６Ｎに加わるビット
データが「１」の場合は、駆動信号（ＣＯＭ）が圧電振
動子１７Ａ〜１７Ｎに直接印加され、各圧電振動子１７
Ａ〜１７Ｎは駆動信号の信号波形に応じて変位する。逆
に、各スイッチ素子１６Ａ〜１６Ｎに加わるビットデー
タが「０」の場合は、各圧電振動子１７Ａ〜１７Ｎへの
駆動信号が遮断され、各圧電振動子１７Ａ〜１７Ｎは直
前の電荷を保持する。

【００３３】１−３ プリントヘッドの機械的構成の一
例 図３は、プリントヘッド１０の機械的構造の一例を示し
ている。基板ユニット２１は、ノズル穴２２Ａが形成さ
れたノズルプレート２２とアイランド部２３Ａが形成さ
れた振動板２３とによって流路形成板２４を挟持するこ
とにより、構成されている。流路形成板２４には、イン
ク室２５、インク供給口２６及び圧力発生室２７が形成
されている。

【００３４】基台２８には収容室２９が形成されてお
り、収容室２９内には圧電振動子１７（正確には圧電振
動子１７Ａ〜１７Ｎのいずれか）が取り付けられてい
る。圧電振動子１７は、その先端が振動板２３のアイラ
ンド部２３Ａに当接するように、固定基板３０を介して
固定されている。ここで、圧電振動子１７には、例えば
縦振動横効果のＰＺＴが用いられ、充電されると収縮
し、放電すると伸長するようになっている。圧電振動子
１７への充放電はリード線３１を介して行われる。

【００３５】なお、圧電振動子１７は、縦振動横効果の
ＰＺＴに限らず、たわみ振動型のＰＺＴでもよい。ま
た、圧力発生素子としては、圧電振動子に限らず、例え
ば磁歪素子等の他の素子を用いてもよい。また、ヒータ
等の熱源によってインクを加熱させ、加熱により生じた
気泡によって圧力を変化させる構成でもよい。要する
に、外部から与えられる信号に応じて、圧力発生室２７
内に圧力変動を生じさせる素子であれば用いることがで
きる。

【００３６】圧電振動子１７を充電すると、圧電振動子
１７が収縮して圧力発生室２７が膨張し、圧力発生室２
７内の圧力が低下してインク室２５から圧力発生室２７
内にインクが流入する。圧電振動子１７を放電させる
と、圧電振動子１７が伸長して圧力発生室２７が縮小
し、圧力発生室２７内の圧力が上昇して圧力発生室２７
内のインクがノズル穴２２Ａを介して外部に吐出され
る。なお、圧力発生室２７の容積変化（圧力変化）とイ
ンク滴の吐出との関係は、さらに後述する。

【００３７】１−４ 各駆動パルスと階調表現の関係 次に、駆動信号と吐出されるインク滴及び階調表現方法
について図４を参照しつつ説明する。図４には、駆動信
号の波形と吐出されるインク滴の大小関係とが示されて
いると共に、駆動信号を用いた階調表現の方法が示され
ている。駆動信号発生回路８が発生させる駆動信号は、
「第１の駆動パルス」としての第１パルスと、「第２の
駆動パルス」としての第２パルスと、「第３の駆動パル
ス」としての第３パルスと、「第４の駆動パルス」とし
ての第４パルスとの合計４つの駆動パルスから構成され
ている。

【００３８】ここで、第１パルス及び第３パルスは、同
一のパルス形状を有し、例えば約１０ｎｇの中程度のイ
ンク滴を吐出するためのものである。この第１パルス、
第３パルスによって得られるドット径は、中程度の大き
さになるため、これら第１パルス及び第３パルスを「中
ドットパルス」として表現することもできる。第２パル
スは、第１パルスと第３パルスとの間に位置しており、
例えば約２ｎｇの小さいインク滴を吐出させるためのも
のである。この第２パルスによって小さいドット径が得
られるため、第２パルスを「小ドットパルス」として表
現することもできる。第３パルスと第１パルスとの間に
位置する第４パルスは、ノズル穴２２Ａ付近のインクを
微振動させてインクの粘度の増加を防止するためのもの
であり、この第４パルスによってインク滴は吐出されな
い。第４パルスは「微振動パルス」として表現可能であ
る。

【００３９】１−５ 各駆動パルスの詳細 次に、駆動信号を構成する各パルスについて、図４中に
示す如く、各パルスの各部分に付したＰ１１、Ｐ２１等
の符号を参照しつつ説明する。なお、中ドットを形成す
るための第１パルス及び第３パルスは同一形状なので、
第１パルスのみを説明し、第３パルスの説明は省略す
る。

【００４０】まず、第１パルスは、図４中に示すよう
に、その電圧値が中間電位Ｖｍからスタートし（Ｐ１
１）、中間電位Ｖｍから所定の電圧勾配θＣＭで「第１
の最大電位」としての最大電位ＶＰＭまで上昇し（Ｐ１
２）、最大電位ＶＰＭを所定時間だけ維持する（Ｐ１
３）。次に、第１パルスの電圧値は、最大電位ＶＰＭか
ら所定の電圧勾配θＤＭをもって最低電位ＶＬまで下降
する（Ｐ１４）。

【００４１】ここで、充電時の電圧勾配θＣＭよりも放
電時の電圧勾配θＤＭの方が大きくなるように設定され
ている。また、第１パルスの電圧値が最大電位ＶＰＭか
ら最低電位ＶＬまで低下するのに要する時間は、圧電振
動子１７の固有振動周期ＴＡと略同一に設定されてい
る。なお、最低電位ＶＬは、圧電振動子１７の分極反転
を防止するために、グランドレベル（０Ｖ）と同じか、
あるいはプラス電位であることが好ましい。

【００４２】そして、第１パルスの電圧値は、最低電位
ＶＬを所定時間だけ保持した後（Ｐ１５）、再び中間電
位Ｖｍまで上昇する（Ｐ１６）。ここで、最大電位ＶＰ
Ｍからの電圧下降の開始から最低電位ＶＬの維持終了ま
での時間は、インクの固有周期（ヘルムホルツ周期）と
略同一に設定されている。

【００４３】第２パルスの電圧値は、第１パルスと同様
に中間電位Ｖｍからスタートし（Ｐ２１）、所定の電圧
勾配θＣＳで「第２の最大電位」としての最大電位ＶＰ
Ｓまで上昇する（Ｐ２２）。この第２パルスの最大電位
ＶＰＳは、第１パルス及び第３パルスの最大電位ＶＰＭ
よりも小さい。そして、第２パルスの電圧値は、最大電
位ＶＰＳを所定時間だけ維持した後（Ｐ２３）、所定の
電圧勾配θＤＳをもって中間電位Ｖｍまで下降する（Ｐ
２４）。なお、第２パルスでは、充電時の電圧勾配θＣ
Ｓの方が放電時の電圧勾配θＤＳよりも大きくなるよう
に設定されている。

【００４４】第３パルスは第１パルスと同一なので説明
は省略するが、第１パルスと第３パルスとの間の時間周
期は、印刷周期の半分となっている。即ち、後述のよう
に記録紙上に大ドットを形成すべく第１パルス及び第３
パルスを選択した場合に、中ドット相当のインク滴が時
間的に等間隔で吐出されるようになっている。具体的に
は、例えば印刷周期を１４．４ｋＨｚとすると、中ドッ
ト相当のインク滴の吐出周期は２８．８ｋＨｚに設定さ
れる。また、第１パルスと第３パルスとの間の時間は、
プリントヘッド１０の最大駆動周期に設定されている。

【００４５】第４パルスの電圧も、第１〜第３パルスと
同様に、中間電位Ｖｍからスタートして（Ｐ４１）、例
えば「第３の最大電位」として表現可能な最大電位ＶＰ
Ｎまで上昇する（Ｐ４２）。そして、この最大電位ＶＰ
Ｎを所定時間維持した後（Ｐ４３）、中間電位Ｖｍまで
下降する。ここで、第４パルスはインク滴を吐出しない
程度の微振動を与えるものであるから、第４パルスの最
大電位ＶＰＮは、第２パルスの最大電位ＶＰＳよりも小
さい。また、第４パルスの充電時の電圧勾配と放電時の
電圧勾配とは略等しい。

【００４６】なお、図４中、Ｐ１２が「第１の電圧上昇
波形」、Ｐ１３が「第１の最大電位維持波形」、Ｐ１４
が「第１の電圧下降波形」、Ｐ１５が「最低電位維持波
形」、Ｐ１６が「中間電位復帰波形」にそれぞれ対応す
る。また、Ｐ２２が「第２の電圧上昇波形」、Ｐ２３が
「第２の最大電位維持波形」、Ｐ２４が「第２の電圧下
降波形」にそれぞれ対応する。

【００４７】次に、駆動信号の各パルス単独によるノズ
ル穴２２Ａ付近のインクの変化状態を図５〜図７を参照
しつつ説明する。まず、図５は、第１パルスまたは第３
パルスによるインクの変化状態を示している。

【００４８】中間電位ＶｍにあるＰ１１の状態では、メ
ニスカス４０はノズル穴２２の吐出面から若干引き込ま
れた位置にある。次に、中間電位Ｖｍから最大電位ＶＰ
Ｍに上昇するＰ１２の状態では、圧電振動子１７が収縮
して圧力発生室２７が膨張し、メニスカス４０がノズル
穴２２Ａ内に引き込まれる。このとき、圧力発生室２７
は、圧電振動子１７の収縮速度に応じた速度で膨張す
る。Ｐ１３の状態では、一旦引き込まれたメニスカス４
０が引き込まれる直前の位置に復帰しない程度の時間だ
け、最大電位ＶＰＭを保持する。

【００４９】Ｐ１４の状態では、メニスカス４０をノズ
ル穴２２Ａの奥に引き込んだ状態で、圧電振動子１７を
最大電位ＶＰＭから最低電位ＶＬまで急速に放電させ
る。これにより、圧電振動子１７が伸長して圧力発生室
２７が収縮し、メニスカス４０がノズル穴２２Ａの吐出
面から突出しはじめる。このとき、圧力発生室２７は、
圧電振動子１７の伸長速度に応じた速度で収縮する。最
低電位ＶＬを維持するＰ１５の状態でも、慣性によりメ
ニスカス４０の突出が続く。そして、Ｐ１６の状態で
は、メニスカス４０が突出した状態で圧電振動子１７を
再び中間電位Ｖｍまで充電する。これにより、圧電振動
子１７が収縮して圧力発生室２７が膨張し、ノズル穴２
２Ａから外部に突出したインクが引きちぎれて、中ドッ
トに相当する量のインク滴が吐出される。

【００５０】図６には、第２パルスを単独で圧電振動子
１７に印加した場合のインクの変動状態が示されてい
る。中間電位ＶｍにあるＰ２１の状態では、メニスカス
４０はノズル穴２２Ａの吐出面から若干引き込んだ位置
にある。次に、中間電位Ｖｍから最大電位ＶＰＳまで昇
圧させると、圧電振動子１７が収縮して圧力発生室２７
が膨張するため、メニスカス４０はノズル２２Ａ内に引
き込まれる。Ｐ２３の状態では、メニスカス４０が元の
位置に復帰しない程度の短時間だけ最大電位ＶＰＳを保
持する。従って、メニスカス４０は、ノズル穴２Ａ内に
引き込まれたままである。また、第２パルスの最大電位
ＶＰＳは、前記第１パルスの最大電位ＶＰＭよりも低い
ため、インク室２５から圧力発生室２７内に流入するイ
ンク量は第１パルスの場合よりも少ない。

【００５１】最大電位ＶＰＳから中間電位Ｖｍまで圧電
振動子１７を放電させるＰ２４の状態では、圧電振動子
１７が伸長して圧力発生室２７が収縮する。これによ
り、圧力発生室２７内に正圧が生じ、メニスカス４０は
ノズル穴２２Ａの外部に向けて押し出される（Ｐ２４ａ
の状態）。そして、ノズル穴２２Ａから微少なインク滴
が吐出される（Ｐ２４ｂの状態）。つまり、最大電位Ｖ
ＰＳを小さくすることにより圧力発生室２７内に流入さ
せるインク量を少なくし、かつ、メニスカス４０を引き
込んだ状態で弱い正圧方向の圧力変化を発生させるた
め、例えば、第１パルスによるインク滴の約１／５程度
の微少なインク滴が吐出される。

【００５２】図７には、第４パルスを単独で圧電振動子
１７に印加した場合のインクの変動状態が示されてい
る。まず、中間電位ＶｍにあるＰ４１の状態では、前記
Ｐ１１，Ｐ２１の状態と同様に、メニスカス４０はノズ
ル穴２２Ａから若干引き込んだ位置にある。次に、中間
電位Ｖｍから最大電位ＶＰＮまで圧電振動子１７を充電
すると、圧電振動子１７が収縮して圧力発生室２７が膨
張するため、メニスカス４０がノズル穴２２Ａ内に引き
込まれる。しかし、最大電位ＶＰＮは小さいため、メニ
スカスの引き込み量は僅かである。最大電位ＶＰＮを短
時間だけ保持するＰ４３の状態では、メニスカス４０は
ノズル穴２２内に少しだけ引き込まれた状態を維持して
いる。そして、最大電位ＶＰＮから中間電位Ｖｍまで圧
電振動子１７を放電させるＰ４４の状態では、圧力発生
室２７が収縮するため、メニスカス４０はノズル穴２２
Ａの吐出面に向けて押し戻される。

【００５３】このように、第４パルスは、浅い充放電を
行うため、圧力発生室２７内の圧力変化が少なく、ノズ
ル穴２２Ａからインク滴を吐出させずにメニスカス４０
を微振動させることができる。これにより、インクの粘
度増大等を防止することができる。なお、プリントヘッ
ド１０がホームポジションにある場合等の限定された状
態のときに微振動を与えたり、ノズル穴２２Ａをキャッ
プで覆ったりすること等によってもノズル穴２２Ａの詰
まりを防止することができる。従って、第４パルスは必
ずしも必要ではなく、省略することも可能である。

【００５４】１−６ 印字データの転送タイミング 次に、第１パルス（中ドット）、第２パルス（小ドッ
ト）、第３パルス（中ドット）、第４パルス（微振動）
を一または複数選択して多階調表現する方法を、図４等
を参照しつつ考える。

【００５５】上述したように、シフトレジスタ１３から
ラッチ回路１４等を経てスイッチ回路１６に加わる印字
データのビットが「１」の期間中には、駆動信号が圧電
振動子１７に印加され、圧電振動子１７は駆動信号の波
形に応じて伸縮する。一方、印字データのビットが
「０」の期間中には、圧電振動子１７への駆動信号の供
給が遮断され、圧電振動子１７は直前の状態を保持す
る。従って、印字データのビットを第１〜第４パルスの
発生タイミングに同期させれば、第１〜第４パルスのう
ちいずれか１つあるいは複数のパルスを選択することが
できる。

【００５６】例えば、ドットを形成しない無ドットの場
合（階調値１）、小ドットのみ形成する場合（階調値
２）、１個の中ドットのみを形成する場合（階調値
３）、２個の中ドットで大ドットを形成する場合（階調
値４）の４パターンで記録紙上に記録ドットを形成すれ
ば、４段階のドット階調を行うことができる。なお、４
階調の場合、階調値１を（００）、階調値２を（０
１）、階調値３を（１０）、階調値４を（１１）のよう
に、各階調値を２ビットデータで表すことができる。

【００５７】インク滴を吐出しない無ドットの階調値１
の場合は、微振動を発生させるだけの第４パルスを圧電
振動子１７に供給すればよい。従って、階調値１の場合
は、スイッチ回路１６に対して、第１〜第３パルスの発
生期間中は「０」を印加する一方、第４パルスの発生と
同期させて「１」を印加すれば、第４パルスのみを圧電
振動子１７に加えることができる。つまり、階調値１を
示す２ビットのデータ（００）を４ビットデータ（００
０１）に翻訳（デコード）することにより、インク滴を
吐出しない第４パルスのみを圧電振動子１７に印加する
ことができ、無ドットの階調値１を実現することができ
る。

【００５８】同様に、スイッチ回路１６に対して、第１
パルス、第３パルス及び第４パルスの期間中に「０」を
与え、第２パルスに同期させて「１」を印加すれば、つ
まり、４ビットデータ（０１００）を所定のタイミング
でスイッチ回路１６に与えれば、第２パルスのみが圧電
振動子１７に供給され、これにより、小ドット相当のイ
ンク滴を記録紙に着弾させて階調値２を実現することが
できる。

【００５９】同様に、４ビットデータ（１０００）をス
イッチ回路１６に与えれば、第１パルスのみが圧電振動
子１７に印加され、これにより、記録紙に中ドットが１
個形成されて階調値３が実現される。

【００６０】同様に、４ビットデータ（１０１０）をス
イッチ回路１６に与えれば、中ドットを形成する第１パ
ルス及び第３パルスのみが圧電振動子１７に供給され
る。これにより、記録紙上に中ドット相当のインク滴が
続けて２発着弾し、各インク滴が混じり合って実質的に
１つの大ドットが形成される。

【００６１】上述のように、各駆動パルス毎に１ビット
のデータを割り当てて印字データを構成すれば、各ビッ
トの値によって所望の駆動パルスのみを選択することが
できる。この各駆動パルスそれぞれに割り当てられる１
ビットのデータが「パルス選択信号」に該当する。ま
た、印字データの生成は「印字データ生成手段」として
の制御部６が行い、生成された印字データは出力バッフ
ァ４Ｃに記憶される。なお、第４パルスを省略する場合
は、無ドットの階調値１を（０００）、小ドットのみの
階調値２を（０１０）、中ドットのみの階調値３を（１
００）、中ドット２発による大ドットの階調値４を（１
０１）のように、３ビットのデータをスイッチ回路１６
に与えればよい。

【００６２】次に、４ビットの印字データをスイッチ回
路１６等に与える具体的構成について、図８の波形図を
参照しつつ説明する。

【００６３】まず、各ノズルについての２ビットの階調
値（ｂ１，ｂ０）は、上述した４ビットの印字データ
（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）に翻訳された状態で出力バ
ッファ４Ｃに記憶されている。ここで、Ｄ１は第１パル
スの選択信号、Ｄ２は第２パルスの選択信号、Ｄ３は第
３パルスの選択信号、Ｄ４は第４パルスの選択信号であ
る。この４ビットの印字データは、一印刷周期内にプリ
ントヘッド１０の各ノズルに対応したスイッチ回路１６
に与えられる。

【００６４】ここで、プリントヘッド１０のノズル数を
ｎ個とし、副走査方向のある位置における１番目のノズ
ルの印字データを（Ｄ１１，Ｄ２１，Ｄ３１，Ｄ４
１）、２番目のノズルの印字データを（Ｄ１２，Ｄ２
２，Ｄ３２，Ｄ４２）のように表した場合、シフトレジ
スタ１３には、全ノズルについての第１パルス選択信号
Ｄ１のデータ（Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３，．．．Ｄ１
ｎ）がクロック信号に同期してシリアル入力される。同
様にして、全ノズルについての第２パルス選択信号Ｄ２
のデータ（Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ２３，．．．Ｄ２ｎ）、
全ノズルについての第３パルス選択信号Ｄ３のデータ
（Ｄ３１，Ｄ３２，Ｄ３３，．．．Ｄ３ｎ）、全ノズル
についての第４パルス選択信号Ｄ４のデータ（Ｄ４１，
Ｄ４２，Ｄ４３，．．．Ｄ４ｎ）が、一印刷周期内でシ
フトレジスタ１３に転送される。

【００６５】より具体的には、目的とする駆動パルスが
発生する前に、当該駆動パルスを選択する印字データが
シフトレジスタ１３に転送される。そして、目的とする
パルスの発生に同期させて、シフトレジスタ１３が記憶
した印字データをラッチ回路１４に転送して記憶させ
る。ラッチ回路１４に移された印字データは、レベルシ
フタ１５により所定電圧に昇圧されてからスイッチ回路
１６に入力される。

【００６６】例えば、図８に示す如く、第１パルスを選
択するＤ１のデータは、第１パルスの直前の第４パルス
発生期間内にシフトレジスタ１３に転送されている。そ
して、第１パルスの発生に合わせてラッチ信号が出力さ
れ、このラッチ信号により、シフトレジスタ１３が記憶
したＤ１の印字データは、パラレル信号に変換されてラ
ッチ回路１４に転送される。このラッチ回路１４に転送
されたＤ１の印字データは、レベルシフタ１５によって
所定の電圧値に昇圧された後、スイッチ回路１６に供給
される。これにより、ノズルに与えられたＤ１の値が
「１」の場合は、第１パルスに従って圧電振動子１７が
伸縮するため、該ノズルから中ドット相当のインク滴が
吐出され、このインク滴が記録紙に着弾して中ドットの
記録ドットが形成される。一方、与えられたＤ１の値が
「０」であるノズルは、第１パルスが圧電振動子１７に
印加されないため、インク滴を吐出しない。同様にし
て、Ｄ２のデータ、Ｄ３のデータ、Ｄ４のデータは、そ
れぞれ目的とする駆動パルスが発生する直前の期間内に
シフトレジスタ１３に転送される。

【００６７】図９は、各駆動パルスの組み合わせにより
得られるパターンを示している。上述したように、４ビ
ットの印字データ（０１００）を与えれば小ドットが、
（１０００）を与えれば中ドットが、（１０１０）を与
えれば中ドット２発による大ドットが、（００００）を
与えれば微振動のみの無ドットが得られる。

【００６８】また、図９中の最下段に示すように、印字
データ（０１１０）を与えれば、小ドット相当のインク
滴と中ドット相当のインク滴とを続けて記録紙に着弾さ
せることができる。この場合は、記録紙上で小ドット相
当のインク滴と中ドット相当のインク滴とが混じり合っ
て、中ドットと大ドットの略中間の大きさの記録ドット
を得ることが可能である。ここで、注目すべきは、最初
に小ドット相当のインク滴を吐出し、次に中ドット相当
のインク滴を吐出している点である。これとは逆に、最
初に中ドット相当のインク滴を吐出し、次に小ドット相
当のインク滴を吐出する構成の場合、つまり、印字デー
タ（１１００）を与えて第１パルス及び第２パルスを選
択する場合を考える。この場合は、先に吐出された中ド
ット相当のインク滴を圧力発生室２７内に補充するため
の時間及びインク滴吐出後のメニスカスの残留振動が静
定するまでの時間がかかる。従って、インク滴を安定的
に吐出するのが難しい。しかし、本実施の形態では、ま
ず最初に小ドット相当のインク滴を吐出し、次に中ドッ
ト相当のインク滴を吐出するため、インクの補充時間が
短く、メニスカスの残留振動も速やかに静定する。従っ
て、一印刷周期内に重量の異なる２つのインク滴を吐出
することができる。

【００６９】本実施の形態によれば、複数の駆動パルス
によって基本波形たる駆動波形を形成し、各駆動パルス
に対応したビットデータからなる印字データをスイッチ
回路１６に与える構成のため、一印刷周期内で、各ノズ
ルから一つまたは複数のインク滴をそれぞれ吐出させる
ことができる。従って、記録紙上における各記録ドット
毎に多階調の表現を行うことができ、印刷速度を低下さ
せることなく高品位の印刷を実現することができる。

【００７０】具体的には、中ドット相当のインク滴を吐
出させる第１パルス及び第３パルスと小ドット相当のイ
ンク滴を吐出させる第２パルスとを含んで駆動信号を形
成するため、インク滴を吐出しない「第１の階調値」と
しての階調値１、小ドット相当のインク滴を吐出させる
「第２の階調値」としての階調値２、中ドット相当のイ
ンク滴を吐出させる「第３の階調値」としての階調値３
及び中ドット相当のインク滴を２つ吐出させる「第４の
階調値」としての階調４、の合計４段階の階調表現を各
ノズル毎に行うことができる。

【００７１】また、第１パルスと第３パルスとの間の時
間は、プリントヘッド１０の最大駆動周期に設定されて
いるため、印刷速度を低下させることなく中ドットを連
続して吐出させることができる。なお、第４パルスを省
略する場合は、第４パルスの時間だけ中間電位Ｖｍを保
持すればよい。

【００７２】２．第２の実施の形態 次に、図１０及び図１１に基づいて本発明の第２の実施
の形態を説明する。なお、以下の各実施の形態では、上
述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一の符号
を付し、その説明を省略するものとする。

【００７３】図１０に示された本実施の形態の駆動信号
も、第１の実施の形態の駆動信号と同様に、中ドット相
当のインク滴を吐出させる第１パルス及び第３パルス
と、小ドット相当のインク滴を吐出させる第２パルス
と、メニスカスを微振動させる第４パルスとから構成さ
れている。しかし、本実施の形態では、中間電位Ｖｍに
替わってベース電位ＶＢが電圧変化の基準になってお
り、各駆動パルスは台形状に形成されている。

【００７４】第１パルスは、例えばグランドレベルのベ
ース電位ＶＢから始まり（Ｐ１１）、次に、最大電位Ｖ
ＰＭまで所定の電圧勾配θＣＭで上昇する（Ｐ１２）。
そして、この最大電位ＶＰＭを所定時間だけ維持した後
（Ｐ１３）、ベース電位ＶＢまで所定の電圧勾配θＤＭ
で低下し（Ｐ１４）、このベース電位ＶＢを維持する
（Ｐ１５）。ここで、放電時の電圧勾配θＤＭは、充電
時の電圧勾配θＣＭよりも大きい。また、最大電位ＶＰ
Ｍを保持する時間は、メニスカスが直前の状態に戻らな
い程度の短時間に設定されている。

【００７５】第２パルスは、ベース電位ＶＢから所定の
電圧勾配θＣＳをもって最大電位ＶＰＳまで上昇し（Ｐ
２１）、最大電位ＶＰＳをメニスカスが直前の位置に復
帰しない程度の短時間だけ維持する（Ｐ２２）。そし
て、最大電位ＶＰＳから所定の電圧勾配θＤＳでベース
電位ＶＢまで低下する。ここで、充電時の電圧勾配θＣ
Ｓの方が放電時の電圧勾配θＤＳよりも大きい。

【００７６】第３パルスは第１パルスと同形状なので説
明を省略する。なお、第１パルスと第３パルスとの間の
時間は、プリントヘッド１０の最大駆動周期に設定され
ている。

【００７７】微振動を与える第４パルスは、ベース電位
ＶＢから最大電位ＶＰＮまで上昇し（Ｐ４１）、最大電
位ＶＰＮを短時間だけ保持した後（Ｐ４２）、ベース電
位ＶＢまで低下する（Ｐ４３）。

【００７８】図１１は、本実施の形態によるインク滴の
吐出パターンを示している。第１の実施の形態で述べた
と同様に、第２パルスのみを選択すれば記録紙上に小径
の記録ドットが形成され（印字データ（０１００））、
第１パルスのみを選択すれば中程度の記録ドットが形成
される（印字データ（１０００））。また、第１パルス
及び第３パルスを選択すれば、中ドット相当のインク滴
が記録紙上に２発着弾して大径の記録ドットが形成され
（印字データ（１０１０））、第４パルスのみを選択す
ればメニスカスに微振動が与えられる（印字データ（０
００１））。さらに、印字データ（０１１０）をスイッ
チ回路１６に与えれば、第２パルス及び第３パルスを選
択して、小ドット相当のインク滴と中ドット相当のイン
ク滴とを記録紙上に２発着弾させることができ、これに
より、中ドットと大ドットとの中間の大きさの記録ドッ
トを得ることができる。

【００７９】このように構成される本実施の形態でも、
複数の駆動パルスから基本波形としての駆動信号を形成
し、印字データによっていずれか一つの駆動パルスまた
は複数の駆動パルスを選択可能に構成しているため、第
１の実施の形態と同様に、印刷速度の低下を招くことな
く高品位の多階調印刷を実現することができる。

【００８０】なお、本実施の形態は、例えば以下のよう
に表現することができる。「第１の駆動パルス及び第３
の駆動パルスは、ベース電位ＶＢから第１の最大電位Ｖ
ＰＭまで上昇する第１の電圧上昇波形（Ｐ１２,Ｐ３
２）と、前記第１の最大電位ＶＰＭを維持する第１の最
大電位維持波形（Ｐ１３，Ｐ３３）と、前記第１の最大
電位ＶＰＭから前記ベース電位ＶＢまで下降する第１の
電圧下降波形（Ｐ１４，Ｐ３４）とを有して構成され、
第２の駆動パルスは、ベース電位ＶＢから前記第１の最
大電位ＶＰＭよりも小さい第２の最大電位ＶＰＳまで上
昇する第２の電圧上昇波形（Ｐ２１）と、前記第２の最
大電位ＶＰＳを維持する第２の最大電位維持波形（Ｐ２
２）と、前記第２の最大電位ＶＰＳから前記ベース電位
ＶＢまで下降する第２の電圧下降波形（Ｐ２３）とを有
して構成されていることを特徴とする請求項２〜請求項
５に記載のインクジェット式プリントヘッドの駆動装
置」。

【００８１】３．第３の実施の形態 次に、図１２及び図１３に基づいて本発明の第３の実施
の形態を説明する。

【００８２】図１２の波形図に示すように、本実施の形
態による駆動信号も、中ドット相当のインク滴を吐出さ
せる第１パルス及び第３パルスと、小ドット相当のイン
ク滴を吐出させる第２パルスと、メニスカスに微振動を
与えるための第４パルスとを含んで構成されている。

【００８３】各パルスの形状について説明する。まず、
第１パルスは、中間電位Ｖｍから始まり（Ｐ１１）、次
に、中間電位Ｖｍから第１の最低電位ＶＬＭまで所定の
電圧勾配θＤＭで下降する（Ｐ１２）。そして、この第
１の最低電位ＶＬＭをメニスカスが直前の位置に復帰し
ない程度の短時間だけ維持した後（Ｐ１３）、中間電位
Ｖｍまで所定の電圧勾配θＣＭで上昇し（Ｐ１４）、こ
の中間電位Ｖｍを維持する（Ｐ１５）。ここで、放電時
の電圧勾配θＤＭは、充電時の電圧勾配θＣＭよりも大
きい。第３パルスは第１パルスと同一形状であり、第１
パルスと第３パルスとの間の時間はプリントヘッド１０
の最大駆動周期に設定されている。

【００８４】第２パルスは、中間電位Ｖｍから所定の電
圧勾配θＣＳをもって最大電位ＶＰＳまで上昇し（Ｐ２
１）、最大電位ＶＰＳをメニスカスが直前の位置に復帰
しない程度の短時間だけ維持する（Ｐ２２）。そして、
最大電位ＶＰＳから所定の電圧勾配θＤＳで中間電位Ｖ
ｍまで低下する。ここで、充電時の電圧勾配θＣＳの方
が放電時の電圧勾配θＤＳよりも大きい。

【００８５】第４パルスは、中間電位Ｖｍから第２の最
低電位ＶＬＮまで下降し（Ｐ４１）、この最低電位ＶＬ
Ｎを短時間だけ保持した後（Ｐ４２）、中間電位Ｖｍに
復帰する（Ｐ４３）。

【００８６】図１３は、本実施の形態によるインク滴の
吐出パターンである。前記各実施の形態で述べたと同様
に、第２パルスのみの選択、第１パルスのみの選択、第
１パルス及び第３パルスの選択、第４パルスのみの選
択、第２パルス及び第３パルスの選択によって、それぞ
れ小径の記録ドット、中程度の記録ドット、大ドット、
微振動、中ドットと大ドットとの中間の記録ドットを得
ることができる。

【００８７】このように構成される本実施の形態でも、
上述した各実施の形態と同様の効果を得ることができ
る。なお、本実施の形態は、例えば以下のように表現す
ることができる。「第１の駆動パルス及び第３の駆動パ
ルスは、中間電位Ｖｍから第１の最低電位ＶＬＭまで下
降する第１の電圧下降波形（Ｐ１２,Ｐ３２）と、前記
第１の最低電位ＶＬＭを維持する第１の最低電位維持波
形（Ｐ１３，Ｐ３３）と、前記第１の最低電位ＶＬＭか
ら前記中間電位Ｖｍに復帰する第１の中間電位復帰波形
（Ｐ１４，Ｐ３４）とを有して構成され、第２の駆動パ
ルスは、中間電位Ｖｍから最大電位ＶＰＳまで上昇する
電圧上昇波形（Ｐ２１）と、前記最大電位ＶＰＳを維持
する最大電位維持波形（Ｐ２２）と、前記最大電位ＶＰ
Ｓから前記中間電位Ｖｍまで下降する第２の電圧下降波
形（Ｐ２３）とを有して構成されていることを特徴とす
る請求項２〜請求項５に記載のインクジェット式プリン
トヘッドの駆動装置」。

【００８８】なお、当業者であれば、各実施の形態に記
載された本発明の要旨の範囲内で種々の追加、変更等が
可能である。例えば、２ビットの階調データから４ビッ
トの印字データへの変換をデコード回路によって行って
もよい。

【００８９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係るインク
ジェット式プリントヘッドの駆動装置及び駆動方法によ
れば、駆動信号を形成する複数の駆動パルスを印字デー
タによって選択可能な構成としたため、同一のノズルか
ら重量の異なるインク滴を吐出できると共に、一印刷周
期内で複数のインク滴を吐出することができる。従っ
て、記録紙上の記録ドット径を可変に調整して高品位の
多階調画像を高速に印刷することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態が適用されるインクジェッ
ト式プリンタの全体構成を示す構成説明図。

【図２】プリントヘッド駆動回路の要部を示す回路図。

【図３】プリントヘッドの機械的構造を示す構成説明
図。

【図４】本発明の第１の実施の形態に用いられる駆動信
号と階調値等との関係を示す説明図。

【図５】第１の駆動パルスまたは第３の駆動パルスを単
独で圧電振動子に印加した場合のメニスカスの挙動を示
す説明図。

【図６】第２の駆動パルスを単独で圧電振動子に印加し
た場合のメニスカスの挙動を示す説明図。

【図７】第４の駆動パルスを単独で圧電振動子に印加し
た場合のメニスカスの挙動を示す説明図。

【図８】駆動信号の各駆動パルスと印字データの転送タ
イミング等との関係を示すタイムチャート。

【図９】駆動パルスの選択パターンを示すタイムチャー
ト。

【図１０】本発明の第２の実施の形態に用いられる駆動
信号の各駆動パルスと印字データ等との関係を示すタイ
ムチャート。

【図１１】駆動パルスの選択パターンを示すタイムチャ
ート。

【図１２】本発明の第３の実施の形態に用いられる駆動
信号の各駆動パルスと印字データ等との関係を示すタイ
ムチャート。

【図１３】駆動パルスの選択パターンを示すタイムチャ
ート。

【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 ６ 制御部 ８ 駆動信号発生回路 １０ プリントヘッド １６ スイッチ回路 １７ 圧電振動子 ２２Ａ ノズル穴 ２７ 圧力発生室

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のノズルのそれぞれに対応して設け
   られた圧力発生素子を作動させることにより、前記各ノ
   ズルからインク滴を吐出させるインクジェット式プリン
   トヘッドの駆動装置において、 インク滴をそれぞれ吐出させるための複数の駆動パルス
   を含んでなる駆動信号を発生させる駆動信号発生手段
   と、 前記各駆動パルスにそれぞれ対応したパルス選択信号を
   含んでなる印字データに基づいて、前記各駆動パルスの
   うちいずれか一つまたは複数の駆動パルスを前記圧力発
   生素子に対して一印刷周期内で選択的に入力させるスイ
   ッチ手段とを備えたことを特徴とするインクジェット式
   プリントヘッドの駆動装置。
2. 【請求項２】 複数のノズルのそれぞれに対応して設け
   られた圧力発生素子を作動させることにより、前記各ノ
   ズルからインク滴を吐出させるインクジェット式プリン
   トヘッドの駆動装置において、 それぞれインク滴を吐出させるための第１の駆動パルス
   と第２の駆動パルスと第３の駆動パルスとを含んでなる
   駆動信号を発生させる駆動信号発生手段と、 前記各駆動パルスにそれぞれ対応して設けられたパルス
   選択信号により、一印刷周期内で前記各駆動パルスのう
   ちいずれか一つまたは複数の駆動パルスを選択可能な印
   字データを生成する印字データ生成手段と、 前記印字データに基づいて、前記駆動信号を前記圧力発
   生素子に対して入力させるスイッチ手段とを備え、 前記駆動信号は、第１のインク滴を吐出させるための第
   １の駆動パルスと、前記第１のインク滴よりも少量の第
   ２のインク滴を吐出させるための第２の駆動パルスと、
   前記第１のインク滴と同量の第３のインク滴を吐出させ
   るための第３の駆動パルスとを含んで構成されているこ
   とを特徴とするインクジェット式プリントヘッドの駆動
   装置。
3. 【請求項３】 前記印字データは、前記駆動信号の各駆
   動パルスにそれぞれ対応したパルス選択信号を組み合わ
   せてなり、インク滴を吐出させない第１の階調値と、前
   記第２の駆動パルスのみを選択して前記第２のインク滴
   を吐出させる第２の階調値と、前記第１の駆動パルスま
   たは前記第３の駆動パルスのいずれかを選択して前記第
   １のインク滴または前記第３のインク滴のいずれかを吐
   出させる第３の階調値と、前記第１の駆動パルス及び第
   ３の駆動パルスを選択して前記第１のインク滴及び第３
   のインク滴を吐出させる第４の階調値とが、選択可能で
   あることを特徴とする請求項２に記載のインクジェット
   式プリントヘッドの駆動装置。
4. 【請求項４】 前記駆動信号は、インク滴が吐出しない
   程度に前記圧力発生素子を作動させる第４の駆動パルス
   を含み、前記印字データが選択可能な第１の階調値では
   該第４の駆動パルスのみを選択することを特徴とする請
   求項３に記載のインクジェット式プリントヘッドの駆動
   装置。
5. 【請求項５】 前記第１の駆動パルスと前記第３の駆動
   パルスとの間の周期がプリントヘッドの最大駆動周期に
   設定されていることを特徴とする請求項２〜請求項４の
   いずれかに記載のインクジェット式プリントヘッドの駆
   動装置。
6. 【請求項６】 前記第１の駆動パルス及び第３の駆動パ
   ルスは、中間電位から第１の最大電位まで上昇する第１
   の電圧上昇波形と、前記第１の最大電位を維持する第１
   の最大電位維持波形と、前記第１の最大電位から最低電
   位まで下降する第１の電圧下降波形と、前記最低電位を
   維持する最低電位維持波形と、前記最低電位から前記中
   間電位に復帰する中間電位復帰波形とを有してそれぞれ
   構成され、 前記第２の駆動パルスは、中間電位から前記第１の最大
   電位よりも小さい第２の最大電位まで上昇する第２の電
   圧上昇波形と、前記第２の最大電位を維持する第２の最
   大電位維持波形と、前記第２の最大電位から中間電位ま
   で下降する第２の電圧下降波形とを有して構成されてい
   ることを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれかに記
   載のインクジェット式プリントヘッドの駆動装置。
7. 【請求項７】 前記第１の電圧下降波形における電圧勾
   配は、前記第１の電圧上昇波形における電圧勾配よりも
   大きいことを特徴とする請求項６に記載のインクジェッ
   ト式プリントヘッドの駆動装置。
8. 【請求項８】 前記第１の電圧下降波形における電圧降
   下時間は前記圧力発生素子の固有振動周期と略同一に設
   定され、前記第１の電圧下降波形の開始から前記中間電
   位復帰波形の開始までの時間がヘルムホルツ周期と略同
   一に設定されていることを特徴とする請求項６または請
   求項７に記載のインクジェット式プリントヘッドの駆動
   装置。
9. 【請求項９】 前記圧力発生素子は、圧電振動子である
   ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載
   のインクジェット式プリントヘッドの駆動装置。
10. 【請求項１０】 複数のノズルのそれぞれに対応して設
    けられた圧力発生素子を作動させることにより、圧力発
    生室を膨縮させて前記各ノズルからインク滴を吐出させ
    るインクジェット式プリントヘッドの駆動方法におい
    て、 第１のインク滴を吐出させるための第１の駆動パルスと
    前記第１のインク滴よりも少量の第２のインク滴を吐出
    させるための第２の駆動パルスと前記第１のインク滴と
    同量の第３のインク滴を吐出させるための第３の駆動パ
    ルスとを含んでなる駆動信号を駆動信号発生手段により
    発生させ、 前記各駆動パルスにそれぞれ対応して設けられたパルス
    選択信号により一印刷周期内で前記各駆動パルスのうち
    いずれか一つまたは複数の駆動パルスを選択可能に生成
    された印字データをスイッチ手段に入力し、 前記印字データに基づいてスイッチ手段を駆動すること
    により前記駆動信号を前記圧電振動子に対して入力させ
    ることを特徴とするインクジェット式プリントヘッドの
    駆動方法。