JPH1177988A - インクジェットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる波形の駆動信号による吐出を行うこと
により多様な表現を忠実に行うことができるインクジェ
ットプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録
ヘッドの駆動装置および方法を提供する。 【解決手段】 波形選択部１４１−１は、駆動波形選択
制御部１４３からの波形選択信号１４６−１に基づき、
駆動波形生成部１４２から出力されている複数の駆動信
号１４５−０〜１４５−Ｎの中からいずれかを時分割的
に選択し、この選択した駆動信号を、対応するノズルに
設けられた圧電素子に供給する。これにより、時間的に
異なる波形の駆動信号によってインク滴の吐出制御が行
われる。他の波形選択部１４１−２〜１４１−ｎも同様
に動作する。駆動信号１４５−０〜１４５−Ｎの時分割
的選択は、吐出周期ごとのみならず吐出周期内において
も行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はノズル部からインク
滴を吐出して記録用紙に記録を行うインクジェットプリ
ンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの
駆動装置および方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、インク室に連通したノズル部から
インク滴を吐出して記録用紙に記録を行うインクジェッ
トプリンタが普及している。従来、この種のインクジェ
ットプリンタでは、つぎのようにしてインク滴の吐出制
御を行っていた。

【０００３】図２０は従来のインクジェットプリンタに
おける記録ヘッドおよびその駆動回路の概略構成を表す
ものである。この図に示したように、この記録ヘッド５
００は、ノズル５０１と、ノズル５０１に対応して設け
られた圧電素子５０２とを備えている。圧電素子５０２
は、図示しないインク流路を介してインクが供給される
インク室（図示せず）の一壁面に固設されている。この
圧電素子５０２には、オンオフスイッチ５０３を介し
て、所定波形の駆動信号５０４が選択的に入力されるよ
うになっている。すなわち、オンオフスイッチ５０３が
オン状態のときにのみ圧電素子５０２に駆動信号５０４
が印加される。圧電素子５０２は、駆動信号５０４が印
加されると、図示しないインク室の容積を縮小させる方
向にたわみ、これにより、ノズル５０１からインク滴を
吐出させるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のプ
リンタにおいて、中間階調の画像表現を行うためには、
画素ドット間でインク滴サイズを変化させる必要があ
る。しかしながら、図２０に示した従来の記録ヘッド駆
動回路では、圧電素子に対してただ１種類の駆動信号５
０４が入力され、単に、吐出を行うか吐出を行わない
か、という制御を行っているに過ぎなかったため、記録
ドットの間隔を調整することはできても、吐出されるイ
ンク滴ごとにサイズを異ならせるという制御を行うこと
ができず、結果として、より自然な中間階調を表現する
等、多様な画像表現を忠実に行うことが困難であった。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、異なる波形の駆動信号によるインク
滴吐出を行うことにより多様な画像表現を忠実に行うこ
とができるインクジェットプリンタ、ならびにインクジ
ェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置および方法を提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るインクジェ
ットプリンタは、インク滴を吐出するためのノズル部
と、ノズル部からインク滴を吐出させるためのエネルギ
ーを発生する吐出エネルギー発生手段と、複数の駆動信
号の中からいずれかを時分割的に選択して吐出エネルギ
ー発生手段に供給する選択手段とを備えている。ここ
で、複数の駆動信号には、インク滴を吐出させることの
ない一定電圧波形の駆動信号を含めることが可能であ
る。選択手段は、インク滴の吐出周期ごとに駆動信号の
選択を切り替えるようにしてもよいし、あるいは、イン
ク滴の吐出周期内においても駆動信号の選択を切り替え
可能にしてもよい。

【０００７】本発明に係るインクジェットプリンタ用記
録ヘッドの駆動装置は、ノズル部からインク滴を吐出さ
せるためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生手
段に対し、複数の駆動信号の中からいずれかを時分割的
に選択して供給する選択手段を備えたものである。

【０００８】本発明に係るインクジェットプリンタ用記
録ヘッドの駆動方法は、ノズル部からインク滴を吐出さ
せるためのエネルギーを発生する吐出エネルギー発生手
段に対し、複数の駆動信号の中からいずれかを時分割的
に選択して供給するようにしたものである。

【０００９】本発明に係るインクジェットプリンタ、な
らびにインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置
および方法では、複数の駆動信号の中から時分割的に選
択された駆動信号が吐出エネルギー発生手段に供給さ
れ、この駆動信号によってノズル部からのインク滴吐出
の制御が行われる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１１】［第１の実施の形態］図２は本発明の一実
施の形態に係るインクジェットプリンタの要部の概略構
成を表すものである。本実施の形態では、複数のノズル
を有するマルチノズルヘッドを備えたインクジェットプ
リンタについて説明するが、本発明は単一のノズルを有
するシングルノズルヘッドを備えたインクジェットプリ
ンタについても適用可能である。なお、本発明の実施の
形態に係るインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動
装置および方法は本実施の形態に係るインクジェットプ
リンタによって具現化されるので、以下併せて説明す
る。

【００１２】このインクジェットプリンタ１は、記録用
紙２に対してインク滴を吐出して記録を行う記録ヘッド
１１と、この記録ヘッド１１にインクを供給するインク
カートリッジ１２と、記録ヘッド１１の位置と記録用紙
２の紙送りとを制御するヘッド位置・紙送りコントロー
ラ１３と、駆動信号２１により記録ヘッド１１のインク
滴吐出動作を制御するヘッドコントローラ１４と、入力
される画像データに所定の画像処理を行い、印画データ
２２としてヘッドコントローラ１４に供給する画像処理
部１５と、制御信号２３，２４，２５によってそれぞれ
ヘッド位置・紙送りコントローラ１３、ヘッドコントロ
ーラ１４および画像処理部１５を制御するシステムコン
トローラ１６とを備えている。

【００１３】図３は図２における記録ヘッド１１の斜視
断面構造を表し、図４は図３における記録ヘッド１１を
矢印Ａの方向から見た断面図である。これらの図に示し
たように、記録ヘッド１１は、薄いノズルプレート板１
１１と、ノズルプレート１１１上に積層された流路プレ
ート１１２と、流路プレート１１２上に積層された振動
プレート１１３とを備えて構成されている。これらの各
プレートは、例えば、図示しない接着剤により相互に貼
り合わされている。

【００１４】流路プレート１１２の上面側には選択的に
凹部が形成されており、これらの凹部と振動プレート１
１３とによって、複数のインク室１１４とこれらのイン
ク室に連通する共同流路１１５とを構成している。共同
流路１１５と各インク室１１４との連通部分は挟路とな
っており、ここから各インク室１１４の方向に向かうに
従って流路幅が拡がるような構造となっている。各イン
ク室１１４の真上部分の振動プレート１１３上には、そ
れぞれ、例えばピエゾ素子等からなる圧電素子１１６が
固着されている。各圧電素子１１６上には、図示しない
電極がそれぞれ積層配置されており、これらの電極にヘ
ッドコントローラ１４（図２）からの駆動信号を印加す
ることによって各圧電素子１１６をたわませ、インク室
１１４の容積を増大（膨張）させたり減少（収縮）させ
ることができるようになっている。ここで、圧電素子１
１６が本発明における「吐出エネルギー発生手段」に対
応する。

【００１５】各インク室１１４における共同流路１１５
に連通した側と反対側の部分は、流路幅が次第に狭まっ
ていく構造になっており、その終端部の流路プレート１
１２には、厚み方向に穿たれた流路孔１１７が設けられ
ている。そして、この流路孔１１７は、最下層のノズル
プレート１１１に形成された微小なノズル１１８へと連
通しており、このノズル１１８からインク滴が吐出され
るようになっている。本実施の形態では、記録ヘッド１
１には、記録用紙２（図２）の紙送り方向（図３の矢印
Ｘ）に沿って、複数のノズル１１８が千鳥状に２列に等
間隔で形成されているが、その他の配列（例えば一列）
としてもよい。ここで、ノズル１１８が本発明における
「ノズル部」に対応する。

【００１６】共同流路１１５は、図２に示したインクカ
ートリッジ１２（図３および図４では図示せず）に連通
している。そして、このインクカートリッジ１２から共
同流路１１５を経て各インク室１１４に常時一定速度で
インクが供給されるようになっている。このインクの供
給は、例えば毛細管現象を利用して行うことができる
が、そのほか、インクカートリッジ１２に所定の加圧機
構を設けて加圧することで行うようにしてもよい。

【００１７】このような構成の記録ヘッド１１は、図示
しないキャリッジ駆動モータおよびこれに付随するキャ
リッジ機構によって記録用紙２の紙送り方向Ｘと直交す
る方向Ｙに往復移動しながらインク滴を吐出することに
より、記録用紙２に画像を記録するようになっている。

【００１８】図１は図２におけるヘッドコントローラ１
４の回路構成を表すものである。この図に示したよう
に、ヘッドコントローラ１４は、複数の波形選択部１４
１−１〜１４１−ｎと、互いに異なる波形からなる（Ｎ
＋１）個の駆動信号１４５−０〜１４５−Ｎを生成する
駆動波形生成部１４２と、波形選択部１４１−１〜１４
１−ｎの動作を制御する駆動波形選択制御部１４３とを
備えている。ここで、Ｎ，ｎは共に正の整数である。

【００１９】駆動波形生成部１４２から出力される駆動
信号１４５−０〜１４５−Ｎはそれぞれｎ個ずつに分岐
されて、それぞれ波形選択部１４１−１〜１４１−ｎに
入力されるようになっている。駆動波形選択制御部１４
３は、所定のタイミングで波形選択部１４１−１〜１４
１−ｎに選択信号１４６−１〜１４６−ｎをそれぞれ対
応するように入力する。各波形選択部１４１−１〜１４
１−ｎは、これらの選択信号に応じてそれぞれ駆動信号
１４５−０〜１４５−Ｎのいずれか一つを選択してそれ
ぞれ駆動信号２１−１〜２１−ｎとして記録ヘッド１１
に供給するようになっている。なお、駆動信号２１−１
〜２１−ｎは図１の駆動信号２１に相当する。ここで、
波形選択部１４１−１〜１４１−ｎがそれぞれ本発明に
おける「選択手段」に対応する。

【００２０】駆動波形生成部１４２は、例えば、いずれ
も図示しないが、マイクロプロセッサと、このマイクロ
プロセッサが実行するプログラムが格納されたＲＯＭ
（ReadOnly Memory）と、マイクロプロセッサによる所
定の演算や一時的なデータ記憶等に用いられるワークメ
モリとしてのＲＡＭ（Random Access Memory）と、不揮
発性メモリからなる駆動波形記憶部と、駆動波形記憶部
から読み出されたディジタルデータをアナログに変換す
るためのディジタルアナログ（Ｄ／Ａ）コンバータと、
Ｄ／Ａコンバータの出力を増幅するアンプとを備えて構
成される。ここで、駆動波形記憶部は、記録ヘッド１１
を駆動する駆動信号１４５−０〜１４５−Ｎの電圧波形
を示す波形データを記憶しており、この波形データが、
マイクロプロセッサによって読み出されてＤ／Ａコンバ
ータでアナログ信号に変換されたのちアンプで増幅さ
れ、駆動信号１４５−０〜１４５−Ｎとして出力される
ようになっている。ただし、この駆動波形生成部１４２
は、上記のような構成に限られることはなく、これと異
なる構成とすることも可能である。

【００２１】図５は駆動波形生成部１４２から出力され
る駆動信号１４５−０〜１４５−Ｎの各一周期分の波形
例を表すものである。この図の（ａ）は駆動信号１４５
−０、（ｂ）は駆動信号１４５−１、（ｃ）は駆動信号
１４５−２、（ｄ）は駆動信号１４５−Ｎを表す。ここ
で、縦軸は電圧、横軸は時間を表し、時間は図の左から
右方向へと進むものとする。これらのうち、駆動信号１
４５−０はインク滴を吐出させることのない一定電圧
（Ｖ１）の波形である。ここで、一定電圧Ｖ１は０Ｖ以
外の電圧である。一方、他の駆動信号１４５−１〜１４
５−Ｎは、吐出するインク滴サイズに対応してそれぞれ
設定された固有の起伏を有する波形であり、基準の電圧
Ｖ１のほかに０ＶとＶ２（ｉ）とを取り得るようになっ
ている。ここで、ｉ＝１，２，…Ｎである。

【００２２】図５に示したように、一周期の両端部は、
周期ごとに波形の選択を切り替える場合の切換タイミン
グｔｓに対応する。これらの各駆動信号は、波形選択部
１４１−１〜１４１−ｎによって周期ごとに選択の切り
替えが適宜行われるほか、周期内の所定の切替タイミン
グｔｓ′においても選択の切り替えが可能になってい
る。ここで、切替タイミングｔｓ′は、駆動信号波形が
０Ｖから電圧Ｖ２（ｉ）へと変化する過程で基準の電圧
Ｖ１と交差する時点である。また、切替タイミングｔ
ｓ′から周期の終端までの時間をτ１、周期の先端から
切替タイミングｔｓ′までの時間をτ２と表す。

【００２３】次に、図６を参照して、駆動信号１４５−
１〜１４５−Ｎの波形の意義について説明する。この図
６は、駆動信号１４５−１〜１４５−Ｎを一般化した波
形と、圧電素子１１６の挙動と、ノズル１１８内におけ
るインクの先端部の位置（以下、メニスカス位置とい
う。）の変化との関係を表すものである。この図の
（ａ）は駆動信号の波形を表し、このうち、切替タイミ
ングｔｓによって区切られた部分がその１周期分に相当
する。ここで、図５にも示したように、符号ｔｓは周期
ごとの切替タイミングを表し、符号ｔｓ′は周期内での
切替タイミングを表す。（ｂ）は（ａ）に示したような
波形の駆動信号が圧電素子１１６に印加されたときのイ
ンク室１１４の状態の変化を表し、（ｃ）はそのときの
ノズル１１８内におけるメニスカス位置の変化を表す。
なお、（ａ）では、説明の便宜上、同一波形の駆動信号
の周期的繰り返しを図示し、また、（ｃ）では、ノズル
の先端部（以下、ノズル開口端という。）を上にしてノ
ズル１１８を描いている。

【００２４】図６（ａ）において、まず、駆動電圧を第
１の電圧Ｖ１（＝一定）から電圧０に変化させる行程
（ＡからＢまで）を第１行程とし、これに要する時間を
ｔ１とする。また、電圧０を保持して待機する行程（Ｂ
からＣまで）を第２行程とし、これに要する時間をｔ２
とする。さらに、電圧０から第２の電圧Ｖ２に変化させ
る行程（ＣからＤまで）を第３行程とし、これに要する
時間をｔ３とする。なお、以下の説明では、第１の電圧
Ｖ１を引き込み電圧といい、第２の電圧Ｖ２を吐出電圧
という。また、切替タイミングｔｓ′は、第３工程にお
いて駆動電圧が一定電圧Ｖ１を横切る時点として定義さ
れる。

【００２５】この記録ヘッド１１は、一定の周波数（例
えば１〜１０ｋＨｚ程度）で駆動されるようになってお
り、この駆動周波数に対応してインク滴の吐出周期Ｔが
定まる。第３行程の開始時点である時点Ｃおよび時点Ｇ
等は、吐出が開始されるタイミング（吐出開始タイミン
グｔｅ）であり、この吐出開始に先立って第１および第
２行程が行われるようになっている。

【００２６】まず、時点Ａおよびそれ以前においては、
図６（ｂ）の状態Ｐ_A のように、圧電素子１２２への電
圧Ｖ１の印加により振動プレート１１３は内側にわずか
にたわんだ状態で静止し、インク室１１４は収縮状態と
なっている。時点Ａにおいて、ノズル１１８内における
メニスカス位置は、図６（ｃ）の状態Ｍ_A に示したよう
に、ノズル１１８のノズル開口端とほぼ同位置になって
いるものとする。

【００２７】次に、時点Ａの電圧Ｖ１から時点Ｂの電圧
０へと駆動電圧を減少させる第１行程を行うと、圧電素
子１１６への印加電圧が０になるので振動プレート１１
３のたわみがなくなり、インク室１１４は膨張する（図
６（ｂ）の状態Ｐ_B ）。このため、ノズル１１８内にお
けるメニスカスはインク室１１４の方向に引き込まれ、
時点Ｂでは、例えば図６（ｃ）のＭ_B の状態にまで後退
する（すなわち、ノズル開口端から遠ざかる）。

【００２８】ここで、時点Ａと時点Ｂとにおける電位差
（引き込み電圧Ｖ１）の大きさを変更することにより第
１行程におけるメニスカスの引き込み量を変えることが
できるので、間接的に、次の第２行程の終了時点、すな
わち第３行程の開始時点におけるメニスカス位置を調整
することが可能である。このメニスカス位置、すなわち
ノズル開口端からメニスカスまでの距離は、第３行程に
おいて吐出されるインク滴のサイズに大きく影響するの
で、これを調整することでインク滴のサイズを制御する
ことができる。すなわち、この第１行程におけるメニス
カスの引き込み量（より具体的には、引き込み電圧Ｖ
１）を変えることによってインク滴のサイズを制御する
ことが可能である。

【００２９】次に、時点Ｂから時点Ｃまでの時間ｔ２の
間、駆動電圧を０に固定して振動プレート１１３ｃをた
わみがない状態に維持することでインク室１１４の容積
を一定に保つ第２行程を行う（図６（ｃ）の状態Ｐ_B 〜
Ｐ_C ）。ところが、この間もインクカートリッジ１２か
らのインク供給は連続的に行われているので、ノズル１
１８内におけるメニスカス位置はノズル開口端に向かっ
て変位し、時点Ｃでは、例えば図６（ｃ）のＭ_C の状態
にまで前進する。

【００３０】ここで、第２行程の所要時間ｔ２を変更す
ることによりメニスカス位置の前進量を変えることがで
きるので、これにより第３行程の開始時点におけるメニ
スカス位置を調整することができる。すなわち、第２行
程の所要時間ｔ２を調整することでインク滴のサイズを
制御することが可能である。

【００３１】次に、時点Ｃの電圧０から時点Ｄの吐出電
圧Ｖ２へと駆動電圧を急激に増大させる第３行程を行
う。ここで、時点Ｃは、上記したように、吐出開始タイ
ミングｔｅである。この場合、時点Ｄでは圧電素子１２
２に大きな吐出電圧Ｖ２が印加されるので、振動プレー
ト１１３は図６（ｂ）の状態Ｐ_D に示したように内側に
大きくたわみ、インク室１１４は急激に収縮する。この
ため、図６（ｃ）の状態Ｍ_D に示したように、ノズル１
１８内のメニスカスはノズル開口端に向かって一気に押
され、ここからインク滴として吐出される。吐出された
インク滴は空気中を飛翔し、記録用紙２（図２）上に着
弾する。この場合、第３行程の開始時点Ｃにおけるメニ
スカス位置がノズル開口端から離れているほど、インク
滴のサイズは小さくなる。

【００３２】その後、駆動電圧を再びＶ１まで減少させ
て振動プレート１１３を僅かに内側にたわませて初期状
態にし（図６（ｂ）の状態Ｐ_E ）、この状態を次の吐出
動作の第１行程開始時点Ｆまで維持する。駆動電圧を再
びＶ１に減少させた時点Ｅにおいては、図６（ｃ）の状
態Ｍ_E に示したように、吐出されたインク滴の体積とイ
ンク室１１４の容積増加分との和にほぼ対応する分だけ
メニスカス位置が後退した状態となるが、その後も行わ
れるインクの充填（リフィル）により、次回の吐出動作
の第１行程開始時点Ｆのメニスカス位置は、図６（ｃ）
の状態Ｍ_F に示したように、ノズル開口端と同じ位置に
まで回復し、時点Ａにおける状態Ｍ_A と同じになる。

【００３３】このようにして１回の吐出動作が終了す
る。以下、このようなサイクル動作を各ノズル１１８ご
とに並行してそれぞれ繰り返し行うことで、記録用紙２
（図２）への画像記録が連続的に行われる。

【００３４】さて、再び図５に戻って、駆動信号１４５
−１〜１４５−Ｎの特徴について説明する。この図に示
した例では、駆動信号１４５−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）は、サ
フィックスｉが大きくなるほど、第２行程所要時間ｔ１
（ｉ）が長くなると共に吐出電圧Ｖ２（ｉ）が小さくな
るように設定されている。但し、ここでは、第２工程の
所要時間の最大値ｔ１（Ｎ）は第１工程で引き込まれた
メニスカスがノズル開口端に到達するまでの所要時間以
下であるとし、第３工程の吐出電圧の最小値Ｖ２（Ｎ）
と一定電圧Ｖ１との差（Ｖ２（Ｎ）−Ｖ１）はインク滴
を吐出させるに足る範囲に入っているものとし、第３工
程の電圧変化の傾きはいずれも等しいものとする。

【００３５】図６においても説明したように、第２行程
所要時間ｔ１（ｉ）（但し、ｉ＝１〜Ｎ）に着目すれ
ば、サフィックスｉが大きい駆動信号ほどインク滴のサ
イズは大きくなるが、吐出電圧Ｖ２（ｉ）に着目すれ
ば、サフィックスｉが大きい駆動信号ほどインク滴のサ
イズは小さくなる。したがって、第２行程所要時間ｔ１
（ｉ）および吐出電圧Ｖ２（ｉ）の大きさを両者のバラ
ンスを適切に考慮して設定すると共に、後述するよう
に、これらの駆動信号の選択を周期ごとに（すなわち、
切替タイミングｔｓで）、および周期内の所定タイミン
グ（切替タイミングｔｓ′）で切り替えて各ノズルの圧
電素子に印加することにより、様々なサイズのインク滴
が吐出可能となる。

【００３６】次に、図７を参照して、図１のインクジェ
ットプリンタ１の全体動作を説明する。ここで、図７は
ヘッドコントローラ１４（図１）における１回の吐出動
作の要部を表すものである。

【００３７】図１において、図示しないパーソナルコン
ピュータ等の情報処理装置から印刷データがインクジェ
ットプリンタ１に入力されると、画像処理部１５は、こ
の入力データに対して所定の画像処理（例えば圧縮され
たデータの伸長等）を行ったのち、これを印画データ２
２としてヘッドコントローラ１４に送出する。

【００３８】ヘッドコントローラ１４の駆動波形選択制
御部１４３は、記録ヘッド１１のノズル数に対応したｎ
ドット分の印画データ２２が入力されると（図７ステッ
プＳ１０１）、これらの印画データ２２を基に、各ノズ
ル１１８ごとに、ドットを形成するためのインク滴サイ
ズを判定し、この判定結果から、各波形選択部１４１−
１〜１４１−ｎにおいてそれぞれ選択すべき駆動信号波
形を決定する。より具体的には、変数ｊを“１”から
“ｎ”まで順次インクリメントしながら、波形選択部１
４１−ｊによって選択すべき駆動信号波形を決定する
（ステップＳ１０２〜Ｓ１０５）。このとき、駆動信号
１４５−０〜１４５−Ｎの選択を周期ごとに（切替タイ
ミングｔｓで）切り替えて元の波形をそのまま用いるよ
うに決定することも可能であるし、あるいは、駆動信号
１４５−０〜１４５−Ｎを周期内の切替タイミングｔ
ｓ′で切り替えて新たな合成波形を作るように決定する
ことも可能である。さらに、周期ごとおよび周期内の両
方で切り替えるように決定することも可能である。

【００３９】例えば、高濃度を表現するにはインク滴サ
イズを大きくし、低濃度を表現する場合や高解像度表現
を行う場合にはインク滴サイズを小さくする。また、微
妙な中間階調を表現する場合には、隣接するドット間で
インク滴サイズを少しずつ異ならせるようにする。ま
た、例えば、各ノズル間でインク吐出特性がばらついて
いる場合には、これを補正することとなるような波形の
駆動信号を選択する。

【００４０】ｎ個の波形選択部１４１−１〜１４１−ｎ
のすべてについて、駆動信号の選択パターンが決定する
と（ステップＳ１０５；Ｙ）、駆動波形選択制御部１４
３は、周期ごとの切替タイミングｔｓもしくは周期内の
切替タイミングｔｓ′、またはその両方のタイミングに
おいて、波形選択部１４１−１〜１４１−ｎに対して、
それぞれ、決定された波形の駆動信号を選択するための
波形選択信号１４６−１〜１４６−ｎを出力する（ステ
ップＳ１０６）。

【００４１】波形選択部１４１−１〜１４１−ｎは、上
記の各切替タイミングにおいて、入力された波形選択信
号１４６−１〜１４６−ｎに基づき、駆動信号１４５−
０〜１４５−Ｎの中からそれぞれ該当するものを選択し
て出力する。これにより、例えば図５（ａ）〜（ｄ）に
示したような波形の駆動信号１４５−０〜１４５−Ｎの
いずれか、またはこれらを周期内の切替タイミングｔ
ｓ′で切り替えて合成した波形の信号が、駆動信号２１
−１〜２１−ｎとして、記録ヘッド１１における各ノズ
ルの圧電素子１１６にそれぞれ供給される。記録ヘッド
１１の各ノズルでは、供給された駆動信号の電圧波形に
基づいて、図６で説明したような３つの行程がそれぞれ
行われ、これにより、各ノズルごとに指定された通りの
サイズのインク滴が吐出される。

【００４２】なお、図３に示したようにノズル１１８を
千鳥状に２列に配列した場合、記録ヘッド１１の走行方
向の同じ位置で全ノズルのインク滴吐出を行うために
は、奇数番目のノズルからなる列と偶数番目のノズルか
らなる列との間で所定の時間差をもってインク滴吐出を
行う必要がある。これは、駆動波形選択制御部１４３
が、この時間差に対応した分だけ、奇数番目の波形選択
信号１４６−１，１４６−３，…の出力タイミングと、
偶数番目の波形選択信号１４６−２，１４６−４，…の
出力タイミングとをずらすように制御することで可能で
ある。

【００４３】図８は駆動波形生成部１４２から出力され
る駆動信号の一具体例を表すもので、図５においてＮ＝
１とした場合に対応する。この例では、駆動波形生成部
１４２は、一定電圧（Ｖ１）波形の駆動信号１４５−０
（同図（ａ））および一定電圧ではない起伏をもった駆
動信号１４５−１（同図（ｂ））という２つの駆動信号
を出力する。ここで、これらの２つの駆動信号の選択の
切り替えは、周期ごとの切替タイミングｔｓのみならず
吐出周期内の切替タイミングｔｓ′においても行われる
ものとする。

【００４４】この例では、周期ごとの切替タイミングｔ
ｓおよび周期内の切替タイミングｔｓ′において駆動信
号１４５−０，１４５−１の選択を切り替えて出力する
ことにより、図９に示したように、基本の駆動信号の数
よりも多い３種類の駆動信号波形が得られる。この図
で、「合成波形の作り方τ１，τ２」の各欄に記載した
「０」，「１」は、それぞれ、駆動信号１４５−０，１
４５−１を選択することを意味する。具体的には、波形
α１は、駆動信号１４５−０の前半部分τ２と駆動信号
１４５−１の後半部分τ１とを合成したものであり、波
形α２は前半部分τ２および後半部分τ１として共に駆
動信号１４５−１を選択したものであり、「吐出せず」
という波形は前半部分τ２および後半部分τ１として共
に駆動信号１４５−０を選択したものである。したがっ
て、波形α１は新たに作られた合成波形であり、波形α
２および「吐出せず」なる波形はそれぞれ図８に示した
駆動信号１４５−０および１４５−１と同じになる。こ
こで、波形α１と波形α２とを比較すると、波形α１で
はメニスカスの引き込み工程を行わずに吐出するのに対
し、波形α２ではメニスカスの引き込み工程を行ってか
ら吐出することとなるので、この点にのみ着目すると、
波形α１により得られるインク滴サイズは波形α２の場
合よりも大きくなる傾向がある。一方、波形α１の吐出
電圧は（Ｖ２（１）−Ｖ１）であって波形α２の吐出電
圧Ｖ２（１）よりも小さいので、この点のみを考慮する
と、波形α１により得られるインク滴サイズは波形α２
の場合よりも小さくなる傾向がある。したがって、これ
らの２つの波形におけるメニスカスの引き込みの有無と
吐出電圧の大小とはトレードオフの関係にあり、実際に
波形α１とα２によって得られるインク滴のサイズの大
小関係は一義的には決まらない。言い換えると、波形α
１の吐出電圧（Ｖ２（１）−Ｖ１）と波形α２の吐出電
圧Ｖ２（１）とのバランスや、波形α２における第２工
程所要時間ｔ１（１）の大きさ等を適切に設定すること
によって、吐出されるインク滴のサイズを自由にコント
ロールすることができるのである。

【００４５】図１０は駆動波形生成部１４２から出力さ
れる駆動信号の他の具体例を表すもので、図５において
Ｎ＝２とした場合に対応する。この場合、駆動波形生成
部１４２は、一定電圧（Ｖ１）波形の駆動信号１４５−
０（図１０（ａ））および一定電圧ではない起伏をもっ
た駆動信号１４５−１，１４５−２（同図（ｂ），
（ｃ））という３つの駆動信号を出力する。ここで、こ
れらの３つの駆動信号の選択は、周期ごとの切替タイミ
ングｔｓのみならず吐出周期内の切替タイミングｔｓ′
においても切り替えられるものとする。

【００４６】この例では、周期ごとの切替タイミングｔ
ｓおよび周期内の切替タイミングｔｓ′において駆動信
号１４５−０〜１４５−２の選択を切り替えて出力する
ことにより、図１１に示したような７種類の駆動信号波
形が得られる。この図で、「合成波形の作り方τ１，τ
２」の各欄に記載した「０」，「１」，「２」は、それ
ぞれ、駆動信号１４５−０，１４５−１，１４５−２を
選択することを意味する。例えば、波形α１は、駆動信
号１４５−０の前半部分τ２と駆動信号１４５−１の後
半部分τ１とを選択して合成したものであり、波形α２
は駆動信号１４５−２の前半部分τ２と駆動信号１４５
−１の後半部分τ１とを選択して合成したものである。
その他の波形も同様にして作られる。但し、波形α３，
β２および「吐出せず」なる波形は、それぞれ、基本の
駆動信号１４５−１，１４５−２，１４５−０の波形と
同じものである。

【００４７】図１１に示したように、波形α２〜α３の
グループでは、吐出電圧はＶ２（１）で同一であるが、
第２行程所要時間ｔ１（ｉ）はα２からα３の方向にい
くに従って短くなっているので、吐出されるインク滴の
サイズは次第に小さくなる。同様に、波形β２〜β３の
グループでは、吐出電圧はＶ２（２）で同一であるが、
第２行程所要時間ｔ１（ｉ）はβ２からβ３の方向にい
くに従って短くなっているので、吐出されるインク滴の
サイズはやはり次第に小さくなる。また、波形α１〜α
３のグループと波形β１〜β３のグループとを比較する
と、同一サフィックスの波形同士の第２行程所要時間ｔ
１（ｉ）は等しいが、波形βｉの吐出電圧Ｖ２（２）は
波形αｉの吐出電圧Ｖ２（１）よりも小さいので、波形
βｉの方がインク滴は小さくなる。なお、図１１に示し
た例では、波形α１，β１における実質的な吐出電圧
は、それぞれ、（Ｖ２（１）−Ｖ１），（Ｖ２（２）−
Ｖ１）となるので、上記の具体例（図９）の場合と同様
に、波形α１により得られるインク滴のサイズと波形α
２，α３により得られるインク滴のサイズとの比較や、
波形β１により得られるインク滴のサイズと波形β２，
β３により得られるインク滴のサイズとの比較を一義的
に行うことはできない。但し、図９においても述べたよ
うに、波形α１の吐出電圧（Ｖ２（１）−Ｖ１）と波形
α２，α３の吐出電圧Ｖ２（１）とのバランスや、波形
α２，α３におけるそれぞれの第２工程所要時間ｔ１
（２），ｔ１（１）の大きさ等を適切に設定することに
よって、波形α１〜α３のグループの中で、吐出される
インク滴のサイズを自由にコントロールすることができ
る。波形β１〜β３のグループについても同様である。

【００４８】このように、図１０および図１１に示した
例では、基本の３つの駆動信号を周期ごとおよび周期内
の所定のタイミングで切り替えるようにしたので、元の
信号数よりもはるかに多い７種類の駆動信号波形を作り
出すことができる。

【００４９】図１２は、Ｎ＝２の場合における、ある波
形選択部（例えば、波形選択部１４１−１）に入力され
る駆動信号と、そこから出力される駆動信号（ここで
は、駆動信号２１−１）の波形の一例を表すものであ
る。この図の（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、波形選択部
１４１−１に入力される駆動信号１４５−０〜１４５−
２の波形を示し、（ｄ）は波形選択部１４１−１から出
力される駆動信号２１−１を示す。ここで、（ａ）〜
（ｃ）に示した波形のうち、太実線で示した部分は波形
選択部１４１−１によって選択された部分を示す。ま
た、黒丸点「・」は、実際に切り替えの行われた時点を
表す。

【００５０】この例では、周期ごとの切替タイミングｔ
ｓおよび周期内の切替タイミングｔｓ′において駆動信
号１４５−０〜１４５−２の選択を切り替えて出力する
ことにより、駆動信号２１−１（同図（ｄ））として、
図中の最初の周期で「吐出せず」なる波形が出力され、
その次の周期では波形α２が得られている。さらに、そ
れに続き、波形β２，α１，β３，…という順序で駆動
信号２１−１の波形が変化している。この図では、一例
として駆動信号２１−１の波形のみを示したが、その他
の駆動信号２１−２〜２１−ｎについても同様である。

【００５１】なお、ある１周期に着目したときの駆動信
号２１−１〜２１−ｎの波形は互いに独立したものとな
っているので、すべてのノズルにおいて、吐出開始タイ
ミングｔｅに同期して、それぞれ独立した吐出動作が行
われる。これにより、全ノズルの吐出動作を同期させつ
つ、各ノズルから吐出されるインク滴のサイズをそれぞ
れ異ならせるようにしたり、あるいは、各ノズルの吐出
特性に合わせて駆動波形を変えてノズル間のばらつきを
補正することも可能となる。

【００５２】以上の例では、Ｎを１として一定電圧波形
を含む２個の駆動信号を基本波形に用いた場合と、Ｎを
２として一定電圧波形を含む３個の駆動信号を基本波形
に用いた場合とについて説明したが、より一般的には、
一定電圧波形を含む（Ｎ＋１）個の駆動信号を基本波形
として用いて波形合成を行うことにより、［（Ｎ＋１）
Ｎ＋１］個の波形を得ることができる。以下、この点を
詳しく説明する。

【００５３】図１３は、一定電圧波形を含む（Ｎ＋１）
個の駆動信号を基本波形として用いたときの合成波形の
作り方を表すものである。この図で、「合成波形の作り
方τ１，τ２」の各欄に記載した「０」，「１」，
「２」，…「Ｎ」は、それぞれ、駆動信号１４５−０，
１４５−１，１４５−２，…１４５−Ｎを選択すること
を意味する。

【００５４】この図に示したように、本例では、αグル
ープからζグループまでのＮ個のグループの波形と、一
定電圧の「吐出せず」なる波形とが作られる。この図に
示したように、αグループの波形はすべて、図５の後半
部分τ１として駆動信号１４５−１を選択して作られた
ものである。このうち、波形α１は、前半部分τ２とし
て駆動信号１４５−０を選択して作られ、また、波形α
２〜波形α（Ｎ＋１）は、前半部分τ２としてそれぞれ
駆動信号１４５−Ｎ〜１４５−１を選択することで作ら
れる。また、βグループの波形はすべて、後半部分τ１
として駆動信号１４５−２を選択して作られたものであ
る。このうち、波形β１は、前半部分τ２として駆動信
号１４５−０を選択して作られ、また、波形β２〜波形
β（Ｎ＋１）は、前半部分τ２としてそれぞれ駆動信号
１４５−Ｎ〜１４５−１を選択することで作られる。そ
の他のグループの波形の作り方も同様である。このよう
にして、αグループからζグループまで、それぞれ（Ｎ
＋１）個の波形からなるＮ個のグループが作られる。し
たがって、これに「吐出せず」なる波形を加えると、作
られる合成波形の総数は、上記したように、［Ｎ（Ｎ＋
１）＋１］個となる。

【００５５】このように、本実施の形態では、元の基本
波形数をはるかに超える数の波形を得ることができるの
で、駆動波形生成部１４２によってさほど多数の波形を
生成しなくとも多様なインク滴吐出制御が可能となる。
したがって、駆動波形生成部１４２、ひいてはヘッドコ
ントローラ１４の動作負荷を軽減することができる。

【００５６】［第２の実施の形態］次に、本発明の他の
実施の形態について説明する。

【００５７】本実施の形態は、図１に示した駆動波形生
成部１４２が、図５に示した駆動信号１４５−０〜１４
５−Ｎに代えて図１４に示したような波形の駆動信号２
４５−０〜２４５−Ｎを生成し出力するようにしたもの
である。その他の基本構成は上記実施の形態の場合と同
様である。なお、以下の説明では、駆動信号２４５−０
〜２４５−Ｎおよびその他必要な要素を除き、上記第１
の実施の形態で用いた符号と同符号を使用するものとす
る。

【００５８】図１４において、（ａ）は駆動信号２４５
−０、（ｂ）は駆動信号２４５−１、（ｃ）は駆動信号
２４５−２、（ｄ）は駆動信号２４５−Ｎを表す。この
図で、縦軸は電圧、横軸は時間を表し、時間は図の左か
ら右方向へと進むものとする。これらのうち、駆動信号
２４５−０はインク滴を吐出させることのない一定電圧
（０Ｖ）の波形である。一方、他の駆動信号２４５−１
〜２４５−Ｎは、それぞれ固有の起伏を有する波形であ
り、基準の電圧０Ｖのほかに電圧Ｖ１とＶ２（ｉ）とを
取り得るようになっている。ここで、ｉ＝１，２，…Ｎ
である。

【００５９】図１４に示したように、各駆動信号の一周
期の両端部は、周期ごとに波形の選択を切り替える場合
の切替タイミングｔｓに対応する。これらの各駆動信号
の選択は、波形選択部１４１−１〜１４１−ｎによって
周期ごとに切替タイミングｔｓで適宜切り替えられるほ
か、周期内の所定の切替タイミングｔｓ′においても切
り替え可能になっている。ここで、切替タイミングｔ
ｓ′は、駆動信号の電圧波形が基準の０Ｖから電圧Ｖ２
（ｉ）へと変化を開始する時点である。また、切替タイ
ミングｔｓ′から周期の終端までの時間をτ１、周期の
先頭から切替タイミングｔｓ′までの時間をτ２と表
す。

【００６０】次に、図１５を参照して、駆動信号２４５
−１〜２４５−Ｎの波形の意義について説明する。この
図は、上記第１の実施の形態における図６に対応するも
ので、駆動信号２４５−１〜２４５−Ｎを一般化した波
形と、圧電素子１１６の挙動と、ノズル１１８内におけ
るメニスカス位置の変化との関係を表すものである。こ
の図の（ａ）は駆動信号の波形を表し、このうち、切替
タイミングｔｓによって区切られた部分がその１周期分
に相当する。図１４にも示したように、符号ｔｓは周期
ごとの切替タイミングを表し、符号ｔｓ′は周期内での
切替タイミングを表す。（ｂ）は（ａ）に示したような
波形の駆動信号が圧電素子１１６に印加されたときのイ
ンク室１１４の状態の変化を表し、（ｃ）はそのときの
ノズル１１８内におけるメニスカス位置の変化を表す。
なお、（ａ）では、説明の便宜上、同一波形の駆動信号
の繰り返しを図示し、また、（ｃ）では、ノズル開口端
を上にしてノズル１１８を描いている。

【００６１】図１５（ａ）において、まず、駆動電圧を
基準の電圧０Ｖから第１の電圧Ｖ１（＝一定）に変化さ
せる行程（ＡからＢまで）を第１の前行程とし、電圧Ｖ
１を一定時間保持する行程（ＢからＣまで）を第２の前
行程とする。また、駆動電圧を第１の電圧Ｖ１から電圧
０Ｖに変化させる行程（ＣからＤまで）を第１行程と
し、これに要する時間をｔ１とする。また、電圧０Ｖを
保持して待機する行程（ＤからＥまで）を第２行程と
し、これに要する時間をｔ２とする。さらに、電圧０Ｖ
から第２の電圧Ｖ２に変化させる行程（ＥからＦまで）
を第３行程とし、これに要する時間をｔ３とする。な
お、以下の説明では、上記第１の実施の形態と同様、第
１の電圧Ｖ１を引き込み電圧といい、第２の電圧Ｖ２を
吐出電圧という。

【００６２】本実施の形態において、第３行程の開始時
点である時点Ｅ等は、吐出が開始されるタイミング（吐
出開始タイミングｔｅ）であると同時に、切替タイミン
グｔｓ′にもなっており、このタイミングに先立って第
１の前行程、第２の前行程、第１行程、および第２行程
が行われるようになっている。

【００６３】まず、時点Ａおよびそれ以前においては、
圧電素子１２２への印加電圧は０Ｖであるので、図１５
（ｂ）の状態Ｐ_A のように、振動プレート１１３にたわ
みはなく、インク室１１４の容積は最大となっている。
時点Ａにおいて、ノズル１１８内におけるメニスカス位
置は、図１５（ｃ）の状態Ｍ_A に示したように、ノズル
開口端から所定距離だけ後退した所に位置しているもの
とする。

【００６４】次に、時点Ａの電圧０Ｖから時点Ｂの電圧
Ｖ１へと駆動電圧をゆっくりと増加させる第１の前行程
を行うと、振動プレート１１３が内側にたわみ、インク
室１１４は少し収縮する（図１５（ｂ）の状態Ｐ_B ）。
このときのインク室１１４の収縮速度はゆっくりとした
ものなので、インク室１１４の容積の減少分は、ノズル
１１８内のメニスカス位置を前進させると同時に、図３
に示した共同流路１１５へのインクの逆流をも引き起こ
す。このときのインクの前進量と逆流量との比は、主と
して、ノズル１１８内の流路抵抗と、インク室１１４と
共同流路１１５とをつなぐ狭路における流路抵抗との比
によって決まるが、これを最適化することにより、図１
５（ｃ）の状態Ｍ_B で示したように、時点Ｂでのメニス
カス位置がノズル開口端から突出することなく、ノズル
開口端とほぼ同じ位置にくるように設定することができ
る。

【００６５】次に、時点Ｂから時点Ｃまでの間、駆動電
圧をＶ１に保持することでインク室１１４の容積を一定
に保つ第２の前行程を行う。ところが、この間もインク
カートリッジ１２からのインク供給は連続的に行われて
いるので、ノズル１１８内におけるメニスカス位置はノ
ズル開口端に向かって変位し、時点Ｃでは、例えば図１
５（ｃ）の状態Ｍ_C で示したように、ノズル開口端より
もやや突出した位置まで前進する。

【００６６】次に、時点Ｃの電圧Ｖ１から時点Ｂの電圧
０Ｖへと駆動電圧を減少させる第１行程を行うと、圧電
素子１１６への印加電圧が０になるので振動プレート１
１３のたわみがなくなり、インク室１１４は膨張する
（図１５（ｂ）の状態Ｐ_D ）。このため、ノズル１１８
内のメニスカスはインク室１１４の方向に引き込まれ、
時点Ｄでは、例えば図１５（ｃ）の状態Ｍ_D に示したよ
うに後退する（すなわち、ノズル開口端から遠ざか
る）。

【００６７】ここで、第１の実施の形態の場合と同様
に、時点Ｃと時点Ｄとにおける電位差（引き込み電圧Ｖ
１）の大きさを変更することにより第１行程におけるメ
ニスカスの引き込み量が変化するので、これによりイン
ク滴のサイズを制御することが可能である。

【００６８】次に、時点Ｄから時点Ｅまでの時間ｔ２の
間、駆動電圧を０Ｖに固定して振動プレート１１３ｃを
たわみがない状態に維持することでインク室１１４の容
積を一定に保つ第２行程を行う（図１５（ｃ）の状態Ｐ
_D 〜Ｐ_E ）。ところが、この間もインクカートリッジ１
２からのインク供給は連続的に行われているので、ノズ
ル１１８内のメニスカス位置はノズル開口端に向かって
変位し、時点Ｅでは、例えば図１５（ｃ）の状態Ｍ_E に
示した位置まで前進する。

【００６９】ここで、第１の実施の形態の場合と同様
に、第２行程の所要時間ｔ２を変更することによりメニ
スカス位置の前進量が変化し、第３行程の開始時点にお
けるメニスカス位置を調整することができるので、これ
により、吐出されるインク滴のサイズを制御することが
可能である。

【００７０】次に、時点Ｅの電圧０Ｖから時点Ｆの吐出
電圧Ｖ２へと駆動電圧を急激に増大させる第３行程を行
う。ここで、時点Ｅは、上記したように、吐出開始タイ
ミングｔｅである。このとき、時点Ｆにおいて振動プレ
ート１１３は図１５（ｂ）の状態Ｐ_F に示したように内
側に大きくたわみ、インク室１１４は急激に収縮するの
で、図１５（ｃ）の状態Ｍ_F に示したように、ノズル１
１８内のメニスカスはノズル開口端に向かって一気に押
され、ここからインク滴として吐出される。吐出された
インク滴は空気中を飛翔し、記録用紙２（図２）上に着
弾する。

【００７１】その後、駆動電圧を再び０Ｖまで減少させ
て振動プレート１１３をたわみのない状態に戻し（図１
５（ｂ）の状態Ｐ_G ）、この状態を次の吐出動作におけ
る第１前行程の開始時点Ｈまで維持する。駆動電圧を再
び０Ｖに減少させた直後の時点Ｇにおいては、図１５
（ｃ）の状態Ｍ_G に示したように、吐出されたインク滴
の体積とインク室１１４の容積の増加分とを加えた体積
に相当する分だけメニスカス位置が後退した状態となる
が、その後も行われるインクの充填（リフィル）によ
り、次回の吐出動作における第１の前行程の開始時点Ｈ
のメニスカス位置は、図１５（ｃ）の状態Ｍ_H に示した
ように、当初の時点Ａにおける状態Ｍ_A と同じになる。

【００７２】このようにして１回の吐出動作が終了す
る。以下、このようなサイクル動作を各ノズル１１８ご
とに並行してそれぞれ繰り返し行うことで、記録用紙２
（図２）への画像記録が連続的に行われる。

【００７３】さて、再び図１４に戻って、駆動信号２４
５−１〜２４５−Ｎの特徴について説明する。この図に
示した例では、駆動信号２４５−ｉ（ｉ＝１〜Ｎ）は、
サフィックスｉが大きくなるほど、第２行程所要時間ｔ
１（ｉ）が長くなると共に吐出電圧Ｖ２（ｉ）が小さく
なるように設定されている。但し、第２工程の所要時間
の最大値ｔ１（Ｎ）は第１工程で引き込まれたメニスカ
スがノズル開口端に到達するまでの所要時間以下である
とし、第３工程の吐出電圧の最小値Ｖ２（Ｎ）はインク
滴を吐出させるに足る範囲に入っているものとし、第３
工程の電圧変化の傾きはすべて等しいものとする。

【００７４】したがって、図１５において説明したよう
に、第２行程所要時間ｔ１（ｉ）に着目すれば、サフィ
ックスｉが大きい駆動信号ほどインク滴のサイズは大き
くなるが、吐出電圧Ｖ２（ｉ）に着目すれば、サフィッ
クスｉが大きい駆動信号ほどインク滴のサイズは小さく
なる。したがって、第２行程所要時間ｔ１（ｉ）および
吐出電圧Ｖ２（ｉ）の大きさを両者のバランスを適切に
考慮して設定すると共に、後述するように、これらの駆
動信号の選択を周期ごとに（すなわち、切替タイミング
ｔｓで）、および周期内の所定タイミング（切替タイミ
ングｔｓ′）で切り替えて各ノズルの圧電素子に印加す
ることにより、様々なサイズのインク滴が吐出可能とな
る。

【００７５】図１６は駆動波形生成部１４２から出力さ
れる駆動信号の一具体例を表すもので、図１４において
Ｎ＝１とした場合に対応する。この場合、駆動波形生成
部１４２は、一定電圧（０Ｖ）波形の駆動信号２４５−
０（図１６（ａ））および一定電圧ではない起伏をもっ
た駆動信号２４５−１（同図（ｂ））という２つの駆動
信号を出力する。ここで、これらの２つの駆動信号の選
択の切り替えは、周期ごとの切替タイミングｔｓのみな
らず吐出周期内の切替タイミングｔｓ′においても行わ
れるものとする。

【００７６】この例では、周期ごとの切替タイミングｔ
ｓおよび周期内の切替タイミングｔｓ′において駆動信
号２４５−０，２４５−１の選択を切り替えて出力する
ことにより、図１７に示したように、基本の駆動信号の
数よりも多い３種類の駆動信号波形が得られる。この図
で、「合成波形の作り方τ１，τ２」の各欄に記載した
「０」，「１」は、それぞれ、駆動信号２４５−０，２
４５−１を選択することを意味する。具体的には、波形
α１は、駆動信号２４５−０の前半部分τ２と駆動信号
２４５−１の後半部分τ１とを合成したものであり、波
形α２は前半部分τ２および後半部分τ１として共に駆
動信号２４５−１を選択したものであり、「吐出せず」
なる波形は前半部分τ２および後半部分τ１として共に
駆動信号２４５−０を選択したものである。したがっ
て、波形α１は新たに作られた合成波形であり、波形α
２および「吐出せず」なる波形はそれぞれ図１４に示し
た駆動信号２４５−０および２４５−１と同じになる。
ここで、波形α１と波形α２とを比較すると、両者の吐
出電圧は共にＶ２（１）であって等しいが、波形α１で
はメニスカスの引き込み工程を行わずに吐出を行うの
で、得られるインク滴サイズはメニスカスの引き込みを
行う波形α２の場合よりも大きくなる。

【００７７】図１８は駆動波形生成部１４２から出力さ
れる駆動信号の他の具体例を表すもので、図１４におい
てＮ＝２とした場合に対応する。この場合、動波形生成
部１４２は、一定電圧（Ｖ１）波形の駆動信号２４５−
０（図１８（ａ））および一定電圧ではない起伏をもっ
た駆動信号２４５−１，２４５−２（同図（ｂ），
（ｃ））という３つの駆動信号を出力する。ここで、こ
れらの３つの駆動信号の選択は、周期ごとの切替タイミ
ングｔｓのみならず吐出周期内の切替タイミングｔｓ′
においても切り替えられるものとする。

【００７８】この例では、周期ごとの切替タイミングｔ
ｓおよび周期内の切替タイミングｔｓ′において駆動信
号２４５−０〜２４５−２の選択を切り替えて出力する
ことにより、図１９に示したような７種類の駆動信号波
形が得られる。この図で、「合成波形の作り方τ１，τ
２」の各欄に記載した「０」，「１」，「２」は、それ
ぞれ、駆動信号２４５−０，２４５−１，２４５−２を
選択することを意味する。例えば、波形α１は、駆動信
号２４５−０の前半部分τ２と駆動信号２４５−１の後
半部分τ１とを選択して合成したものであり、波形α２
は駆動信号２４５−２の前半部分τ２と駆動信号２４５
−１の後半部分τ１とを選択して合成したものである。
その他の波形も同様にして作られる。但し、波形α３，
β２および「吐出せず」なる波形は、それぞれ、基本の
駆動信号２４５−１，２４５−２，２４５−０の波形と
同じものである。

【００７９】図１９に示したように、波形α１〜α３の
グループについて見ると、吐出電圧はＶ２（１）で同一
であるが、波形α１ではメニスカスの引き込みを行わ
ず、また、波形α３の第２行程所要時間ｔ１（１）は波
形α２のｔ１（２）よりも小さくなっているので、吐出
されるインク滴のサイズはα１からα３に向かって次第
に小さくなる。同様に、波形β１〜β３について見る
と、吐出電圧はＶ２（２）で同一であるが、波形β１で
はメニスカスの引き込みを行わず、また、波形β３の第
２行程所要時間ｔ１（１）は波形β２のｔ１（２）より
も小さくなっているので、吐出されるインク滴のサイズ
はβ１からβ３に向かって次第に小さくなる。また、波
形α１〜α３のグループおよび波形β１〜β３のグルー
プにおける同一サフィックスの波形同士を比較すると、
両者の第２行程所要時間ｔ１（ｉ）は等しいが、波形β
ｉの吐出電圧Ｖ２（２）は波形αｉの吐出電圧Ｖ２
（１）よりも小さいので、波形βｉの方がインク滴は小
さくなる。

【００８０】このように、図１８および図１９に示した
例では、基本の３つの駆動信号を周期ごとおよび周期内
の所定のタイミングで切り替えるようにしたので、元の
信号数よりもはるかに多い７種類の駆動信号波形を作り
出すことができる。

【００８１】以上の図１６〜図１９では、Ｎを１として
一定電圧波形を含む２個の駆動信号を基本波形に用いた
場合と、Ｎを２として一定電圧波形を含む３個の駆動信
号を基本波形に用いた場合とについて説明したが、より
一般的には、一定電圧波形を含む（Ｎ＋１）個の駆動信
号を基本波形として用いて波形合成を行うことにより、
［（Ｎ＋１）Ｎ＋１］個の波形を得ることができる。こ
の場合の合成波形の作り方は、上記第１の実施の形態で
示したもの（図１３）と同じなので説明を省略する。

【００８２】このように、本実施の形態においても、元
の基本波形の数をはるかに超える数の波形を得ることが
できるので、駆動波形生成部１４２によってさほど多数
の波形を生成しなくとも多様なインク滴吐出制御が可能
となり、駆動波形生成部１４２、ひいてはヘッドコント
ローラ１４の動作負荷を軽減することができる。

【００８３】以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発
明を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定さ
れず、種々変更可能である。例えば、上記の各実施の形
態では、図５および図１４に示したような駆動信号を基
本波形として採用することとしたが、他の波形の信号を
用いるようにしてもよい。

【００８４】また、上記の各実施の形態では、インク滴
サイズの制御に重点を置いて波形の選択合成等を行う場
合について説明したが、これとは異なり、インク滴の飛
翔速度の制御に重点を置いて波形の選択合成等を行うよ
うにしてもよい。さらに、インク滴のサイズおよび飛翔
速度の双方を制御する目的で波形の選択合成等を行うよ
うにすることも可能である。

【００８５】また、上記の各実施の形態では、吐出周期
ごとのみならず吐出周期内においても駆動信号の選択を
切り替えるようにしたが、いずれか一方のタイミングで
のみ切り替えるようにしてもよい。但し、両方のタイミ
ングで切り替えを行うようにした方が、より多くの波形
を得ることができる。

【００８６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし請求
項４記載のインクジェットプリンタ、ならびに請求項５
ないし請求項８記載のインクジェットプリンタ用記録ヘ
ッドの駆動装置および請求項９ないし請求項１２記載の
インクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動方法によれ
ば、複数の駆動信号の中から時分割的に選択した駆動信
号を吐出エネルギー発生手段に供給し、この駆動信号に
よってノズル部からのインク滴吐出を制御するようにし
たので、時間的に異なる波形の駆動信号による吐出動作
が可能となり、インク滴の吐出状態を様々に変化させる
ことができる。このため、例えば自然な階調表現等、多
様な画像表現を忠実に行うことができ、高品質の印刷出
力を得ることが可能になるという効果がある。

【００８７】特に、請求項４記載のインクジェットプリ
ンタ、ならびに請求項８記載のインクジェットプリンタ
用記録ヘッドの駆動装置および請求項１２記載のインク
ジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動方法によれば、イ
ンク滴の吐出周期内においても駆動信号の選択を切り替
え可能にしたので、元の駆動信号の波形と異なる波形の
駆動信号を得ることも可能となる。このため、少ない種
類の駆動信号を入力として用いた場合においても、より
多様性のあるインク滴吐出制御を行うことができるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係るインクジェットプ
リンタ用記録ヘッドの駆動装置としてのヘッドコントロ
ーラの概略構成を表すブロック図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係るインクジェットプ
リンタの概略構成を表すブロック図である。

【図３】記録ヘッドの一構造例を表す斜視断面図であ
る。

【図４】記録ヘッドの一構造例を表す断面図である。

【図５】図１における駆動波形生成部から出力される駆
動信号の波形の一例を表す図である。

【図６】図５に示した駆動信号の波形とインク室の状態
およびノズル内のメニスカス位置の変化との関係を説明
するための図である。

【図７】ヘッドコントローラの主な動作を説明するため
の流れ図である。

【図８】図５に示した駆動信号の一具体例を表す図であ
る。

【図９】図８に示した駆動信号から合成される波形の一
例を表す図である。

【図１０】図５に示した駆動信号の他の具体例を表す図
である。

【図１１】図１０に示した駆動信号から合成される波形
の一例を表す図である。

【図１２】図１０に示した３つの駆動信号から新たな駆
動信号が合成される様子を表す図である。

【図１３】図５の複数の駆動信号を基にした合成波形の
作り方を表す図である。

【図１４】本発明の他の実施の形態に係るインクジェッ
トプリンタ、ならびにインクジェットプリンタ用記録ヘ
ッドの駆動装置および方法に使用される駆動信号の波形
を表す図である。

【図１５】図１４に示した駆動信号の波形とインク室の
状態およびノズル内のメニスカス位置の変化との関係を
説明するための図である。

【図１６】図１４に示した駆動信号の一具体例を表す図
である。

【図１７】図１６に示した駆動信号から合成される波形
の一例を表す図である。

【図１８】図１４に示した駆動信号の他の具体例を表す
図である。

【図１９】図１８に示した駆動信号から合成される波形
の一例を表す図である。

【図２０】従来のインクジェットプリンタにおける記録
ヘッドおよびその駆動回路の概略構成を表すブロック図
である。

【符号の説明】

１…インクジェットプリンタ、２…記録用紙、１１…記
録ヘッド、１２…インクカートリッジ、１４…ヘッドコ
ントローラ、２１…駆動信号、２２…印画データ、１１
３…振動プレート、１１４…インク室、１１５…共同流
路、１１６…圧電素子、１１８…ノズル、１４１−１〜
１４１−ｎ…波形選択部、１４２…駆動波形生成部、１
４３…駆動波形選択制御部、１４５−０〜１４５−Ｎ…
駆動信号、１４６−１〜１４６−ｎ…波形選択信号、Ｖ
１…引き込み電圧、Ｖ２…吐出電圧、ｔ１…第１行程の
所要時間、ｔ２…第２行程の所要時間、ｔ３…第３行程
の所要時間、ｔｓ，ｔｓ′…切替タイミング、ｔｅ…吐
出開始タイミング

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岸本 正樹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 雪田 康夫 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 徳永 洋 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インク滴を吐出するためのノズル部と、 前記ノズル部からインク滴を吐出させるためのエネルギ
   ーを発生する吐出エネルギー発生手段と、 複数の駆動信号の中からいずれかを時分割的に選択して
   前記吐出エネルギー発生手段に供給する選択手段とを備
   えたことを特徴とするインクジェットプリンタ。
2. 【請求項２】 前記複数の駆動信号は、インク滴を吐出
   させることのない一定電圧波形の駆動信号を含むことを
   特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
3. 【請求項３】 前記選択手段は、インク滴の吐出周期ご
   とに駆動信号の選択を切り替えることを特徴とする請求
   項１記載のインクジェットプリンタ。
4. 【請求項４】 前記選択手段は、インク滴の吐出周期内
   においても駆動信号の選択を切り替え可能であることを
   特徴とする請求項１記載のインクジェットプリンタ。
5. 【請求項５】 インク滴を吐出するためのノズル部と、
   前記ノズル部からインク滴を吐出させるためのエネルギ
   ーを発生する吐出エネルギー発生手段とを備えたインク
   ジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動装置であって、 複数の駆動信号の中からいずれかを時分割的に選択して
   前記吐出エネルギー発生手段に供給する選択手段を備え
   たことを特徴とするインクジェットプリンタ用記録ヘッ
   ドの駆動装置。
6. 【請求項６】 前記複数の駆動信号は、インク滴を吐出
   させることのない一定電圧波形の駆動信号を含むことを
   特徴とする請求項５記載のインクジェットプリンタ用記
   録ヘッドの駆動装置。
7. 【請求項７】 前記選択手段は、インク滴の吐出周期ご
   とに駆動信号の選択を切り替えることを特徴とする請求
   項５記載のインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動
   装置。
8. 【請求項８】 前記選択手段は、インク滴の吐出周期内
   においても駆動信号の選択を切り替え可能であることを
   特徴とする請求項５記載のインクジェットプリンタ用記
   録ヘッドの駆動装置。
9. 【請求項９】 インク滴を吐出するためのノズル部と、
   前記ノズル部からインク滴を吐出させるためのエネルギ
   ーを発生する吐出エネルギー発生手段とを備えたインク
   ジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動方法であって、 複数の駆動信号の中からいずれかを時分割的に選択し、 選択した駆動信号を前記吐出エネルギー発生手段に供給
   することを特徴とするインクジェットプリンタ用記録ヘ
   ッドの駆動方法。
10. 【請求項１０】 前記複数の駆動信号は、インク滴を吐
    出させることのない一定電圧波形の駆動信号を含むこと
    を特徴とする請求項９記載のインクジェットプリンタ用
    記録ヘッドの駆動方法。
11. 【請求項１１】 前記駆動信号の選択は、インク滴の吐
    出周期ごとに切り替えられることを特徴とする請求項９
    記載のインクジェットプリンタ用記録ヘッドの駆動方
    法。
12. 【請求項１２】 前記駆動信号の選択は、インク滴の吐
    出周期内においても切り替え可能であることを特徴とす
    る請求項９記載のインクジェットプリンタ用記録ヘッド
    の駆動方法。