WO2000043210A1

WO2000043210A1 - Procede d'entrainement de tete d'enregistrement a jet d'encre et circuit correspondant

Info

Publication number: WO2000043210A1
Application number: PCT/JP2000/000150
Authority: WO
Inventors: Fuminori Takizawa
Original assignee: Nec Corporation
Priority date: 1999-01-25
Filing date: 2000-01-14
Publication date: 2000-07-27
Also published as: CN1407928A; JP2000211132A; US6830305B1; JP3223901B2; EP1153753A4; EP1153753B1; EP1153753A1

Description

明細書インクジエツト記録へッドの駆動方法及びその回路この発明は、圧電ァクチユエ一夕を用いたインクジエツト記録へッドを駆動するィンクジ Xット記録へッドの駆動方法及びその回路に関し、特に、ノズルから吐出される微小なインク滴の径を階調表現された印字データにより変調する（滴径変調）ことにより、紙や〇H P (overhead projector) フィルム等の記録媒体上に形成するドットの大きさを変更して文字や画像の階調性を高めたインクジェット記録へッドの駆動方法及びその回路に関する。従来技術

インクジェット · プリンタは、複数のノズルを備え、記録解像度に合わせた均一の大きさの微小なィンク滴を各ノズルから選択的に吐出させて紙や〇 H Pフィルム等の記録媒体に文字や画像を記録するものであり、特に、文字や画像に必要なインク滴のみをノズルから吐出して記録するドロップ ' オン ' デマンド（drop on demand) 型の場合、小型化やカラー化が容易で騒音もほとんどないため、オフィスゃ一般家庭において幅広く用いられている。このようなインクジヱット . プリン夕において、より高品質の文字や画像を得るためには、ノズルから吐出される微小なィンク滴の径を階調表現された印字データにより変調する（滴径変調）ことにより、記録媒体上に形成するドットの大きさを変更する階調記録が有効である。

図 1 6は、そのような従来のィンクジエツト · プリンタに適用されるインクジェット記録へッドの駆動回路の電気的構成例（以下、第 1 の従来例と呼ぶ）を示すブロック図、また、図 1 7は、インクジエツト記録へッド 1 の要部の機械的構成例を示す断面図、図 1 8は、インクジェット ' プリンタの要部の機械的構成例を示す平面図である。この例のインクジェット記録ヘッド 1 は、複数のノズル（オリフィス） 2， 2， ……が穿設されたノズルプレート 3と、各ノズル 2に一対一に対応して複数の圧力発生室 4 , 4 , ……が凹設され、図示せぬィンクタンクから図示せぬィンクプール及びィンク供給口 5 aを介してィンクが供給されて充填される圧力発生室プレート 5と、各圧力発生室 4に一対一に対応して、それぞれ圧力発生室 4の同図中底板を形成する複数の振動板 6， 6 , ……と、各振動板 6に一対一に貼着される複数の圧電ァクチユエ一夕 7， 7 , ……との積層構造からなる。各圧電ァクチユエ一夕 7の両端には、電極 8及び 9が取り付けられ、電極 8又は電極 9の一方は電極線 1 0を介して接地され、他方は電極線 1 0を介して図 1 6に示す切換部 2 4に接続されている。このインクジェット記録ヘッドは、印字データに応じて、任意の組み合わせの圧電ァクチユエ一夕 7 , 7 , ……に切換部 2 4により、駆動波形信号が印加されると、これらの圧電ァクチユエータ 7 , 7， ……が、対応する振動板 6を変位させ、ィンクが充填された圧力発生室 4内の容積を急激に変化させることで、対応するノズル 2からインク滴 1 1 を吐出させるドロップ ' オン · デマンド型マルチへッドであって、その中のカイザー（Kyser) 型と呼ばれるものである。

そして、この例のインクジェット · プリンタにおいては、図 1 8に示すように、上記構成のインクジヱット記録へッド 1がへッド · ガイド軸 1 2に図中左右方向に摺動可能に取り付けられており、図示せぬへッド駆動モータによつて駆動される。一方、紙や〇 H Pフィルム等の記録媒体 1 3は、図示せぬ送りモータによって駆動された送り口一ラ 1 4により図中上下方向に搬送される。これ以降、インクジヱット記録へッド 1 の摺動方向を主走査方向と呼び、記録媒体 1 3の搬送方向を副走査方向と呼ぶことにする。

図 1 6に示すィンクジエツト記録へッドの駆動回路は、制御部 2 1 と、駆動波形記憶手段 2 2と、波形発生部 2 3と、切換部 2 4とから概略構成されている。制御部 2 1 は、外部から供給される指令に応じて、インクジエツト記録へッド 1 を駆動するへッド駆動モータや送りローラ 1 4を駆動する送りモータを制御すると共に、図 1 9に示すような波形を有する駆動波形信号を複数の圧電ァクチユエ一夕 7 , 7 , ……のいずれに印加するかを示すノズル選択データ D S Nを、インク滴 1 1 を各ノズル 2から吐出させるべき周期である吐出周期毎に、切換部 2 4に供給し、適当なタイミングで、各ノズル 2からのインク滴 1 1の吐出を開始させる命令である吐出開始命令を波形発生部 2 3に供給する。駆動波形記憶手段 2 2は、例えば、 R O M等からなり、複数の圧電ァクチユエ一夕 7 , 7 , ……に印加すべき駆動波形信号に関する駆動波形情報が予め記憶されている。

波形発生部 2 3は、波形発生回路 2 5や電力増幅回路（図示略）などからなり、波形発生回路 2 5が駆動波形記憶手段 2 2から読み出された駆動波形情報に基づいて駆動波形信号を生成した後、電力増幅回路が電力増幅し、制御部 2 1 から供給される吐出開始命令に基づいて切換部 2 4に供給する。切換部 2 4は、ノズル選択回路 2 6や圧電ァクチユエ一タ 7 , 7 , ……に対応して設けられたトランスファ ' ゲ一ト等からなるスィッチ 2 7 , 2 7， ……などからなり、ノズル選択回路 2 6が制御部 2 1 から供給されるノズル選択データ D S Nに基づいて、いずれかのスィツチ 2 7をオンして波形発生部 2 3から供給された駆動波形信号を対応する圧電ァクチユエ一夕 7に印加する。

上記構成のィンクジヱット ' プリンタにおいて、制御部 2 1 は、外部からの指令に応じて、インクジ： Lット記録へッド 1 を駆動するへッド駆動モータや送りローラ 1 4を駆動する送りモータを制御すると共に、ノズル選択データ D S Nを吐出周期毎に、切換部 2 4に供給し、適当なタイミングで、吐出開始命令を波形発生部 2 3に供給する。

これにより、インクジヱット記録へッド 1が主走査方向に移動すると共に、記録媒体 1 3が副走査方向に搬送され、波形発生回路 2 5が駆動波形記憶手段 2 2から読み出された駆動波形情報に基づいて駆動波形信号を生成した後、電力増幅回路が電力増幅し、制御部 2 1 から供給される吐出開始命令に基づいて切換部 2 4に供給するので、ノズル選択回路 2 6が制御部 2 1 から供給されるノズル選択データ D S N に基づいて、いずれかのスイッチ 2 7をオンして波形発生部 2 3から供給された駆動波形信号を対応する圧電ァクチユエ一夕 7に印加する。

したがって、駆動波形信号が印加された圧電ァクチユエ一夕 7に対応ずるノズル 2からインク滴 1 1が吐出され、記録媒体 1 3には、図 2 0に示すように、記録解像度の 1画素（図中 4本の直線で囲まれた部分）よりやや大きめのドットが形成される。

以上説明した動作を繰り返すことにより、記録媒体 1 3上の多数のドットが形成され、文字や画像が記録される。この場合、記録媒体 1 3上の任意の画素位置はノズル 2が 1回だけ通過する。以下、記録媒体上の任意の画素位置をノズル 2が通過することを単に走査と呼ぶ。また、特開平 4一 1 1 8 2 4 5号公報ゃ特開平 9一 1 7 4 8 8 4号公報には、標準のあるいは記録解像度に比較して小さめの微小な複数のインク滴を記録媒体上の同一箇所、あるいはその近傍に着弾させて 1つのドットを形成し、着弾させるィンク滴の数によつて画像の階調を表現する技術（以下、第 2の従来例と呼ぶ）が開示されている。さらに、特開平 4一 3 6 1 0 5 5号公報には、ィンク滴の体積が異なるノズルを複数設け、複数回の走査で異なる体積のィンク滴をほぼ同一箇所に重ねて着弾させることにより 1画素を形成し、階調記録を実現する技術（以下、第 3の従来例と呼ぶ）が開示されている。

加えて、特開平 9一 1 6 4 7 0 6号公報には、ノズル径の異なる複数列のノズル群を設け、記録媒体の同一箇所には複数のノズル列からノズル径の異なるノズルを排他的に駆動して、上記同一箇所にドット径の異なる点を 1回の走査で形成する技術（以下、第 4の従来例と呼ぶ）が開示されている。

また、特開平 1 0— 8 1 0 1 2号公報には、一印刷周期毎に出力される駆動波形信号を、中ドット程度のィンク滴を吐出させる第 1パルス、小ドット程度のインク滴を吐出させる第 2パルス、中ドット程度のインク滴を吐出させる第 3パルス、メニスカスに微振動を与えるのみの第 4パルスから構成し、階調値に基づいて第 1〜第 4パルスのうちいずれか 1つ又は複数を選択することにより、記録媒体上に径の異なるドットを形成して階調記録を実現する技術（以下、第 5の従来例と呼ぶ）が開示されている。

さらに、特開平 9 - 1 1 4 5 7号公報には、 3種類の大きさのドットを形成する場合及びィンクを吐出しない場合の計 4つの場合に対応した 4種類の駆動波形信号を発生する共通波形発生手段と、多値のプリントデータを 1個の肯定出力に変換し、記憶する記憶手段と、記憶手段の出力を所定形式で信号処理する信号処理手段と、信号処理手段の出力をレベル変換した制御信号により 4個のトランスファゲートの中の 1個を導通させて 4種類の駆動波形信号のうちの 1個を圧電ァクチユエ一夕に印加するマルチプレクサとからなり、階調記録を実現する技術（以下、第 6の従来例と呼ぶ）が開示されている。発明が解決しょうとする課題

ところで、上記した第 1 の従来例のィンクジ Iット記録へッドの駆動回路によって階調記録を実現するためには、ィンクジ 1ット記録へッド 1が同一の画素位置について駆動波形信号を変更しつつ必要な階調の回数だけ繰り返し走査する必要があるため、記録時間が非常に長くなつてしまうという欠点があった。

また、上記した第 2の従来例においては、第 1の従来例と同様、記録媒体上の同一の画素位置について何回も走査する必要があり、記録時間が非常に長くなってしまうと共に、 1個の画素内に着弾するィンク滴の数が多いため、特に、カラー記録においてコックリングや線太り、あるいはブリーデイング（にじみ）により記録画質が低下してしまう虞がある。

さらに、上記した第 3及び第 4の従来例においては、階調数に応じた数のノズルが必要となるので、インクジ： Lット記録へッドが大型化すると共に、多くのノズルを設ける結果圧電ァクチユエ一夕やその他の部品もノズルの数だけ必要であり、インクジ：ット ' プリンタが大型化、複雑化して高価になるという問題がある。

加えて、上記した第 5の従来例においては、一印刷周期という極短時間に同一のノズルから吐出量の異なる複数のィンク滴を吐出するように駆動しているが、短時間で確実に吐出量の異なる複数のィンク滴を吐出するためには、インクジエツト記録へッドを構成するノズルゃ圧力発生室を特別な構造にしたり、インクも短時間で異なる大きさのインク滴を連続的に吐出できるような性質（例えば、粘性や表面張力等）を有する成分のものを開発する必要がある。しかし、上記特開平

1 0— 8 1 0 1 2号公報にはノズルゃ圧力発生室の構造等ゃィンクの成分については何等開示されておらず、単に駆動波形信号の生成方法だけが開示されているに過ぎない。したがって、特開平 1 0— 8 1 0 1 2号公報に開示された技術では記録媒体上に径の異なるドットを形成して階調記録を実現することはできないという問題がある。

また、上記した第 6の従来例においては、共通波形発生手段から常時階調数に応じた駆動波形信号が出力されているので、それらのうち、いずれか 1個を選択して対応するトランスファゲートを導通させて圧電ァクチユエ一夕に印加すれば、 1回の走査で所望の大きさのドットを記録媒体上に形成することができる。しかし、階調数が多くなると、共通波形発生手段が発生する駆動波形信号もそれに応じて多くなると共に、多数の駆動波形信号の中から 1個の駆動波形信号を選択するためのマルチプレクサの構造（トランスファゲートが階調数だけ必要）もそれに応じて複雑になるため、インクジ Iット .プリンタが大型化、複雑化して高価になるという問題がある。

この発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、簡単かつ安価な構成で、一般的な構造を有するィンクジヱット記録へッドゃ一般的な成分を有するインクを用いて、短時間に、高品質な階調記録を実現することができるインクジヱット記録へッドの駆動方法及びその回路を提供することを目的としている。発明の開示

上記課題を解決するために、請求項 1記載の発明は、複数のノズル及びそれに対応した複数の圧力発生室を備え、記録時に上記圧力発生室に対応した位置に設けられた圧電ァクチユエ一夕に駆動波形信号を印加して、ィンクが充填された圧力発生室の容積を急激に変化させることにより、上記複数のノズルからィンク滴を吐出させて記録媒体上にドットを形成するィンクジエツト記録へッドの駆動方法に係り、上記ィンクジエツト記録へッドを上記記録媒体に対して相対的に上記複数のノズルの配置方向と直交する第 1 の方向へ走査させつつ、上記ィンク滴の吐出量に応じた複数の駆動波形信号を発生し、印字データの階調情報に応じて、上記複数のノズル毎に、上記複数の駆動波形信号のいずれか 1つを選択し、あるいは、いずれも選択せずに対応する圧電ァクチユエ一夕に印加して上記記録媒体上に複数のドットを形成するドット形成処理を、上記ィンクジヱット記録へッドを上記記録媒体に対して相対的に上記第 1 の方向と直交する第 2の方向へ走査させつつ、複数回行うことを特徴としている。

請求項 2記載の発明は、請求項 1記載のインクジ Xット記録へッドの駆動方法に係り、上記ドット形成処理において発生する複数の駆動波形信号の少なくとも 1つは、前に行われたドット形成処理において発生した複数の駆動波形信号のいずれとも異なることを特徴としている。

請求項 3記載の発明は、請求項 1又は 2記載のインクジエツト記録へッドの駆動方法に係り、上記ドット形成処理では、吐出量の多いィンク滴を吐出させるための駆動波形信号と吐出量の少ないインク滴を吐出させるための駆動波形信号とを組み合わせて発生することを特徴としている。

請求項 4記載の発明は、請求項 1 又は 2記載のィンクジェット記録へッドの駆動方法に係り、比較的吐出量の多いィンク滴を吐出させるための複数の駆動波形信号を発生するドット形成処理と、比較的吐出量の少ないィンク滴を吐出させるための複数の駆動波形信号を発生するドット形成処理とを交互に行うことを特徴としている。

請求項 5記載の発明は、請求項 1乃至 4のいずれか 1 に記載のインクジエツト記録へッドの駆動方法に係り、上記ドット形成処理を上記記録媒体の同一箇所について少なくとも 2回行うことを特徴としている。

請求項 6記載の発明は、請求項 5記載のィンクジェット記録へッドの駆動方法に係り、上記ドット形成処理では、上記記録媒体の同一箇所に対向する位置を、前に行われたドット形成処理で用いられたノズルとは異なる位置に配置されたノズルが通過することを特徴としている。

請求項 7記載の発明は、請求項 5記載のィンクジェット記録へッドの駆動方法に係り、上記ドット形成処理では、上記記録媒体の同一箇所に対向する位置を、前に行われたドット形成処理で用いられたノズルと同一の位置に配置されたノズルが通過することを特徴としている。請求項 8記載の発明は、請求項 6又は 7記載のィンクジェット記録ヘッドの駆動方法に係り、上記ドット形成処理を行う回数と、上記記録媒体の同一箇所に対向する位置を同一又は異なるノズルが通過する回数とに基づいて、 1回のドット形成処理において選択する駆動波形信号の組み合わせを決定することを特徴としている。

請求項 9記載の発明は、請求項 8記載のィンクジエツト記録へッドの駆動方法に係り、高速で印刷することが望まれる場合に設定される高速印刷モードや、高画質で印刷することが望まれる場合に設定される高画質モードに基づいて、上記ドット形成処理を行う回数と、上記記録媒体の同一箇所に対向する位置を同一又は異なるノズルが通過する回数とが決定されることを特徴としている。

請求項 1 0記載の発明は、複数のノズル及びそれに対応した複数の圧力発生室を備え、記録時に上記圧力発生室に対応した位置に設けられた圧電ァクチユエ一夕に駆動波形信号を印加して、インクが充填された圧力発生室の容積を急激に変化させることにより、上記複数のノズルからィンク滴を吐出させて記録媒体上にドットを形成するィンクジエツト記録へッドの駆動回路に係り、上記ィンク滴の吐出量毎の駆動波形信号に関する駆動波形情報を記憶する記憶手段と、上記記憶手段から読み出された複数の駆動波形情報に基づいて、複数の駆動波形信号を生成する波形発生手段と、上記ィンクジェット記録へッドを上記記録媒体に対して相対的に上記複数のノズルの配置方向と直交する第 1 の方向へ走査させつつ、印字データの階調情報に応じて、上記複数のノズル毎に、上記複数の波形発生手段から出力される複数の駆動波形信号のいずれか 1つを選択し、あるいはいずれも選択しないことを示す波形選択データを出力する制御手段と、上記波形選択データに基づいて、上記複数の波形発生手段から出力される複数の駆動波形信号のいずれか 1つを選択し、あるいはいずれも選択せずに上記圧電ァクチユエ一夕に印加する駆動手段とを備え、上記制御手段は、上記ィンクジ Xット記録へッドを上記記録媒体に対して相対的に上記第 1 の方向と直交する第 2の方向へ走査させつつ、上記ィンクジ Xット記録へッドの第 1 の方向への走査及び上記波形選択データの出力を複数回行うことを特徴としている。

請求項 1 1記載の発明は、請求項 1 0記載のインクジエツト記録へッドの駆動回路に係り、上記波形発生手段は、上記インクジエツト記録へッドの第 1 の方向への走査毎に、前の走査において発生した複数の駆動波形信号のいずれとも異なる少なくとも 1つの駆動波形信号を発生することを特徴としている。

請求項 1 2記載の発明は、請求項 1 0又は 1 1記載のィンクジエツト記録ヘッドの駆動回路に係り、上記波形発生手段は、吐出量の多いィンク滴を吐出させるための駆動波形信号と吐出量の少ないィンク滴を吐出させるための駆動波形信号とを組み合わせて発生することを特徴としている。

請求項 1 3記載の発明は、請求項 1 0又は 1 1記載のィンクジエツト記録へッドの駆動回路に係り、上記波形発生手段は、上記インクジヱット記録へッドの第 1 の方向への走査毎に、比較的吐出量の多いィンク滴を吐出させるための複数の駆動波形信号と、比較的吐出量の少ないィンク滴を吐出させるための複数の駆動波形信号とを交互に発生することを特徴としている。

請求項 1 4記載の発明は、請求項 1 0乃至 1 3のいずれか 1 に記載のインクジット記録へッドの駆動回路に係り、上記制御手段は、上記インクジエツト記録へッドの第 1 の方向への走査及び上記波形選択データの出力を上記記録媒体の同一箇所について少なくとも 2回行うことを特徴としている。

請求項 1 5記載の発明は、請求項 1 4記載のィンクジ Xット記録へッドの駆動回路に係り、上記制御手段は、上記記録媒体の同一箇所に対向する位置を、前に行われた上記ィンクジ Xット記録へッドの第 1 の方向への走査で用いられたノズルとは異なる位置に配置されたノズルを通過させることを特徴としている。

請求項 1 6記載の発明は、請求項 1 4記載のィンクジエツト記録へッドの駆動回路に係り、上記制御手段は、上記記録媒体の同一箇所に対向する位置を、前に行われた上記ィンクジヱット記録へッドの第 1 の方向への走査で用いられたノズルと同一の位置に配置されたノズルを通過させることを特徴としている。

請求項 1 7記載の発明は、請求項 1 5又は 1 6記載のィンクジェット記録へッドの駆動回路に係り、上記制御手段は、外部から供給される、 1 回の上記ィンクジヱット記録へッドの第 1の方向への走査及び上記波形選択データの出力において選択する駆動波形信号の組み合わせに関するデータに基づいて、上記波形選択データを生成することを特徴としている。

請求項 1 8記載の発明は、請求項 1 7記載のインクジエツト記録へッドの駆動回路に係り、上記駆動波形信号の組み合わせは、上記インクジ Xット記録へッドの第 1 の方向への走査を行う回数と、上記記録媒体の同一箇所に対向する位置を同一又は異なるノズルを通過させる回数とに基づいて決定されることを特徴としている。

請求項 1 9記載の発明は、請求項 1 8記載のインクジ： nット記録へッドの駆動回路に係り、高速で印刷することが望まれる場合に設定される高速印刷モードや、高画質で印刷することが望まれる場合に設定される高画質モードに基づいて、上記ィンクジヱット記録へッドの第 1 の方向への走査を行う回数と、上記記録媒体の同一箇所に対向する位置を同一又は異なるノズルが通過する回数とが決定されることを特徴としている。

請求項 2 0記載の発明は、請求項 1 5又は 1 6記載のィンクジエツト記録へッドの駆動回路に係り、上記制御手段は、外部から供給される、高速で印刷することが望まれる場合に設定される高速印刷モードや、高画質で印刷することが望まれる場合に設定される高画質モードに基づいて、上記ィンクジヱット記録へッドの第 1 の方向への走査を行う回数と、上記記録媒体の同一箇所に対向する位置を同一又は異なるノズルが通過する回数とを決定し、決定された、上記インクジエツト記録へッドの第 1の方向への走査を行う回数と、上記記録媒体の同一箇所に対向する位置を同一又は異なるノズルを通過させる回数とに基づいて、 1回の上記ィンクジ：ット記録へッドの第 1 の方向への走査及び上記波形選択データの出力において選択する駆動波形信号の組み合わせを決定し、決定された、上記駆動波形信号の組み合わせに基づいて、上記波形選択データを生成することを特徴としている。図面の簡単な説明

図 1 は、この発明の第 1 の実施例であるインクジエツト記録へッドの駆動方法を適用したインクジット記録へッドの駆動回路の電気的構成を概略示すプロック図である。図 2は、同回路が適用されるィンクジ： Lット ' プリン夕を構成するインクジ： Lット記録へッドの構成の一例を示す裏面図である。

図 3は、同実施例における駆動波形信号 S D 1 〜 S D 3の波形の一例を示す図である。

図 4は、同実施例における駆動波形信号 S D 4 〜 S D 6の波形の一例を示す図である。

図 5は、同実施例における駆動波形信号 S D 1 〜 S D 3に基づいて記録媒体上に形成されるドット D 1 〜 D 3の一例を示す図である。図 6は、同実施例における駆動波形信号 S D 4 〜 S D 6に基づいて記録媒体上に形成されるドット D 4 〜 D 6の一例を示す図である。図 7は、同実施例における階調記録の一例を説明するための図である。

図 8は、同実施例における記録媒体の記録領域 Aとインクジエツト記録へッドとの位置関係を説明するための図である。

図 9は、同実施例におけるィンクジヱット記録へッドの駆動方法を説明するための図である。

図 1 0は、同実施例におけるインクジット記録へッドの駆動方法を説明するための図である。

図 1 1 は、この発明の第 2の実施例であるインクジェット記録へッドの駆動方法を説明するための図である。

図 1 2は、この発明の第 2の実施例であるィンクジヱット記録へッドの駆動方法を説明するための図である。

図 1 3は、この発明の第 3の実施例であるインクジット記録へッドの駆動方法における記録媒体の記録領域 Aとインクジエツト記録へッドとの位置関係を説明するための図である。

図 1 4は、この発明の第 3の実施例であるインクジヱット記録へッドの駆動方法を説明するための図である。

図 1 5は、この発明の第 3の実施例であるインクジヱット記録へッドの駆動方法を説明するための図である。図 1 6は、第 1 の従来例であるインクジヱット記録へッドの駆動回路の電気的構成例を示すプロック図である。

図 1 7は、、従来のィンクジット記録へッドの要部の機械的構成の一例を示す断面図である。

図 1 8は、従来のインクジェット，プリンタの要部の機械的構成の一例を示す平面図である。

図 1 9は、第 1 の従来例における駆動波形信号の波形の一例を示す図である。

図 2 0は、同従来例において記録媒体上に形成されたドットの一例を示す図である。作用

この発明の構成によれば、簡単かつ安価な構成で、一般的な構造を有するィンクジヱット記録へッドゃ一般的な成分を有するィンクを用いて、短時間に、高品質な階調記録を実現することができる。発明を実施するための最良の形態

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。

A . 第 1 の実施例

まず、この発明の第 1 の実施例について説明する。

図 1 は、この発明の第 1 の実施例であるインクジェット記録へッドの駆動方法を適用したインクジ Xット記録へッドの駆動回路の電気的構成を示すブロック図である。なお、この例のインクジヱット記録へッドの駆動回路が搭載されるィンクジ Iット . プリンタの要部及びィンクジヱット記録へッドの要部の機械的構成については、図 1 8及び図 1 7に示すものと略同様であるとする。但し、この実施例においては、インクジヱット記録へッド 1 は、図 2に示すように、副走査方向に所定の間隔で配置された 4個のノズル 2 i〜 2₄を有し、それに対応して、図 1 に示すように、 4個の圧電ァクチユエ一夕 7 i〜7₄を有するものとする。

図 1 に示すィンクジヱット記録へッドの駆動回路は、制御部 3 1 と、駆動波形記憶手段 32と、波形発生部 33と、切換部 34とから概略構成されている。

制御部 3 1は、外部から供給される制御指令 CMCに応じて、ィンクジェット記録ヘッド 1を駆動するへッド駆動モータを制御するための制御信号 S _{C 1}や送りローラ 1 4を駆動する送りモータを制御するための制御信号 S_C2を出力すると共に、外部から供給された滴径変調され、階調情報を含む印字データ D Pに基づいて、 4個の圧電ァクチユエ一夕 _{7 ι}〜7₄毎に、対応する圧電ァクチユエ一夕 7に、 3個の波形発生回路 35 _a〜35 _cから供給された駆動波形信号（後述）のいずれかを印加するか、あるいはいずれも印加しないかを示す波形 . ノズル選択データ D S WNを切換部 34に供給する。また、制御部 3 1は、主走査毎に、適当な 3個の駆動波形信号に関する駆動波形情報を駆動波形記憶手段 32から読み出して、波形発生部 33に供給すると共に、主走査毎に外部から印字開始命令 CM Pが供給されると、必要回数の吐出開始命令を波形発生部 33に供給する。

駆動波形記憶手段 32は、例えば、 ROM等からなり、 4個の圧電ァクチユエ一夕 7 i〜 7₄に印加すべき、インク滴の吐出量が異なる駆動波形信号 S D 1〜S D 6に関する駆動波形情報が予め記憶されている。ここで、図 3及び図 4に駆動波形信号 S_{D 1}〜S_D6の波形の一例を示す。また、図 5及び図 6に上記駆動波形信号 S_{D 1}〜S_D6に基づいて記録媒体上に形成されるドット D i〜D ₆の一例を示す。図 5及び図 6 において、 4本の直線で囲まれた部分は、記録媒体上の 1画素の位置を表している。

波形発生部 33は、波形発生回路 35 _a〜 35 _eや各波形発生回路 3 5 _a〜35 に対応して設けられた 3個の電力増幅回路（図示略）などからなり、主走査毎に制御部 3 1から供給される駆動波形情報に基づいて各波形発生回路 35 _a〜 35 _cが駆動波形信号を生成した後、対応する電力増幅回路が電力増幅し、制御部 3 1から供給される吐出開始命令に基づいて切換部 34に供給する。

切換部 34は、波形選択回路 34や、 4個の圧電ァクチユエ一夕 7 1〜 74に対応すると共に、各圧電ァクチユエータ 7毎に 3個の波形発生回路 3 5 _a〜 3 5 _Cに対応して計 1 2個設けられたトランスフ Ύ ' ゲート等からなるスィッチ 37 _{l a}〜37 _{l c}, 37_{2 a}〜37_{2 c}, 37_{3 a}〜 37_{3 c}, 37_{4 a}〜 37_{4 c}などからなり、波形選択回路 36 が制御部 3 1から供給される波形 · ノズル選択データ D SWNに基づいて、各圧電ァクチユエ一夕 7毎に、スィッチ 37のいずれかをオンするか、あるいはいずれもオンしないかして、対応する圧電ァクチュエータ 7に、波形発生部 33を構成する 3個の電力増幅回路から供給される電力増幅された駆動波形信号のいずれかを印加するか、あるいはいずれも印加しない。

波形 · ノズル選択データ D S WNは、各圧電ァクチユエ一タ 7毎に、各スィッチ 37をオフする場合には" 0"に設定され、オンする場合には" 1 "に設定される 3ビットのパラレルデータである。すなわち、各圧電ァクチユエ一夕 7にはそれぞれ 3個のスィツチ 37が接続されているので、波形 · ノズル選択データ D S WNは、各圧電ァクチュエータマ毎に、波形発生回路 35 _a〜35 _eから供給される駆動波形信号のいずれも当該圧電ァクチユエ一タ 7に印加しない場合には" 000"となり、波形発生回路 3 5 cから供給される駆動波形信号を当該圧電ァクチユエ一タ 7に印加する場合には" 00 1 "となり、波形発生回路 3 5 _bから供給される駆動波形信号を当該圧電ァクチユエ一タ 7に印加する場合には" 0 1 0"となり、波形発生回路 35 _aから供給される駆動波形信号を当該圧電ァクチユエータ 7に印加する場合には" 1 00"となる。

次に、上記構成のィンクジヱット記録へッドの駆動回路によつて記録媒体の 7画素 x 7画素の記録領域に、図 7に示す 7階調の画像の記録（記録しない場合を含む）を行う動作について説明する。図 7において、各ます目は記録媒体上の 1画素の位置を表しており、各数字は階調値、すなわち、記録媒体上に形成されるドッ卜の大きさを表している。なお、図 7に示すます目において、空白の部分は記録しない場合を意味している。また、階調値 1〜6は、図 5及び図 6に示すドット D i〜D ₆に対応している。

まず、制御部 3 1は、外部から供給される制御指令 CMCに応じて、図示せぬへッド駆動モータに制御信号 S_{C 1}を供給してインクジエツト記録へッド 1を主走査方向へ摺動させてホームポジション（記録開始時における決まった位置）に位置させた後、図示せぬ送りモータに制御信号 S c ₂を供給して、図 8に示すように、インクジヱット記録へッド 1が記録媒体の 7画素 X 7画素の記録領域 Aに対して aの位置となるように送りローラ 1 4を回転駆動させて記録媒体を搬送させる。次に、制御部 3 1は、図 3 ( 1 )、図 3 (3) 及び図 4 (2) にそれぞれ示す駆動波形信号 S _Dい S _{D 3}及び S _{D 5}に関する駆動波形情報を駆動波形記憶手段 32から読み出して、波形発生部 33に供給する。その後、制御部 3 1は、図示せぬへッド駆動モータに制御信号 S_{C 1}を供給してインクジエツト記録へッド 1を主走査方向（図 8において左側から右側へ）へ摺動させると共に、外部から供給される印字開始命令 CMPに基づいて、必要回数（今の場合、 7回）の吐出開始命令を波形発生部 33に供給し、吐出開始命令毎に、記録媒体の画素位置の階調値（図 7参照）に応じた波形 · ノズル選択データ D SWNを切換部 34に供給する。

これにより、インクジ Xット記録へッド 1が主走査方向（図 8において左側から右側へ）に移動すると共に、波形発生部 33において、制御部 3 1から供給される駆動波形信号 S_{D 1}、 S_D3及び S _D5に関する駆動波形情報に基づいて、各波形発生回路 35 _a〜 35 _cが駆動波形信号 S_Dい S_D3及び S _D5を生成した後、対応する電力増幅回路が電力増幅し、制御部 3 1から供給される 7回の吐出開始命令に基づいて切換部 34に供給する。したがって、切換部 34において、波形選択回路 36は、制御部 3 1から供給される波形 · ノズル選択データ D S WNに基づいて、各圧電ァクチユエ一夕 7毎に、スィッチ 37のいずれかをオンするか、あるいはいずれもオンしないかして、対応する圧電ァクチユエ一夕 7に、波形発生部 33を構成する 3個の電力増幅回路から供給される電力増幅された駆動波形信号 S _{D 1}、 S_D3及び S_D5 のいずれかを印加するか、あるいはいずれも印加しない。

これにより、電力増幅された駆動波形信号 S_{D 1}、 S_D3及び S_D5が印加された圧電ァクチユエ一夕 7に対応するノズル 2からインク滴 1 1が吐出され、記録媒体の記録領域 Aには、図 9 ( 1 ) に示すように、階調値 1、 3及び 5のドット（図 5 ( 1 )、図 5 (3) 及び図 6 (2) のドット Dい 0₃及び0₅に相当）が形成されると共に、図 9 ( 1 ) の右下端の画素位置にはいずれのドットも形成されない。以上説明した処理を第 1の主走査処理と呼ぶ。

次に、制御部 3 1は、図示せぬへッド駆動モータに制御信号 S_{C 1}を供給してインクジエツト記録へッド 1 を主走査方向（図 8において右側から左側へ）へ摺動させてホームポジションに位置させた後、図示せぬ送りモータに制御信号 S_{C 2}を供給して、図 8に示すように、インクジエツト記録へッド 1が記録媒体の記録領域 Aに対して bの位置となるように送りローラ 1 4を回転駆動させて記録媒体を搬送させる。なお、 bの位置は、実際には aの位置と下半分が重なるが、図 8では便宜的に隣接して記載している。他の c〜 eの位置も同様である。次に、制御部 3 1は、図 3 (2)、図 4 ( 1 ) 及び図 4 (3) にそれぞれ示す駆動波形信号 S_{D 2}、 S_D4及び S_{D 6}に関する駆動波形情報を駆動波形記憶手段 32から読み出して、波形発生部 33に供給する。その後、制御部 3 1は、図示せぬへッド駆動モータに制御信号 S_{C 1}を供給してインクジヱット記録へッド 1 を主走查方向（図 8において左側から右側へ）へ摺動させると共に、外部から供給される印字開始命令 C MPに基づいて、必要回数（今の場合、 7回）の吐出開始命令を波形発生部 33に供給し、吐出開始命令毎に、記録媒体の画素位置の階調値（図 7参照）に応じた波形 · ノズル選択データ D SWNを切換部 3 4に供給する。

これにより、インクジヱット記録ヘッド 1が主走査方向（図 8において左側から右側へ）に移動すると共に、波形発生部 33において、制御部 3 1から供給される駆動波形信号 S_D2、 S_D4及び S _D6に関する駆動波形情報に基づいて、各波形発生回路 35 _a〜35。が駆動波形信号 S_{D 2}、 S_D4及び S_D6を生成した後、対応する電力増幅回路が電力増幅し、制御部 3 1から供給される 7回の吐出開始命令に基づいて切換部 34に供給する。したがって、切換部 34において、波形選択回路 36は、制御部 3 1から供給される波形 ■ ノズル選択データ D S WNに基づいて、各圧電ァクチユエ一夕 7毎に、スィッチ 37のいずれかをオンするか、あるいはいずれもオンしないかして、対応する圧電ァクチユエ一夕 7に、波形発生部 33を構成する 3個の電力増幅回路から供給される電力増幅された駆動波形信号 S_D2、 S_D4及び S_D6 のいずれかを印加するか、あるいはいずれも印加しない。

これにより、電力増幅された駆動波形信号 S_D2、 S_D4及び S_D6力；印加された圧電ァクチユエ一夕 7に対応するノズル 2からインク滴 1 1が吐出され、記録媒体の記録領域 Aには、図 9 (2) に示すように、階調値 2、 4及び 6のドット（図 5 (2)、図 6 ( 1 ) 及び図 6 (3) のドット D₂、 D₄及び D₆に相当）が形成される。以上説明した処理を第 2の主走査処理と呼ぶ。

次に、制御部 3 1が図示せぬへッド駆動モータに制御信号 S_{C 1}を供給してインクジヱット記録へッド 1を主走査方向（図 8において右側から左側へ）へ摺動させてホームポジションに位置させた後、図示せぬ送りモータに制御信号 S _{C 2}を供給して、図 8に示すように、インクジェット記録へッド 1が記録媒体の記録領域 Aに対して cの位置となるように送りローラ 1 4を回転駆動させて記録媒体を搬送させた後、上記第 1の主走査処理と略同様の処理を行うことにより、記録媒体の記録領域 Aには、図 9 (3) に示すように、階調値 1、 3及び 5のドット Dい D₃及び D₅が形成される（第 3の主走査処理）。次に、制御部 3 1が図示せぬへッド駆動モータに制御信号 S _{C 1}を供給してインクジ Xット記録へッド 1 を主走査方向（図 8において右側から左側へ）へ摺動させてホームポジシヨンに位置させた後、図示せぬ送りモータに制御信号 S_{C 2}を供給して、図 8に示すように、インクジエツト記録ヘッド 1が記録媒体の記録領域 Aに対して dの位置となるように送りローラ 1 4を回転駆動させて記録媒体を搬送させた後、上記第 2の主走査処理と略同様の処理を行うことにより、記録媒体の記録領域 Aには、図 1 0 ( 1 ) に示すように、階調値 2、 4及び 6のドット D ₂、 D₄及び D₆が形成される（第 4の主走査処理）。次に、制御部 3 1が図示せぬへッド駆動モータに制御信号 S _c iを供給してィンクジェット記録ヘッド 1を主走査方向（図 8において右側から左側へ）へ摺動させてホームポジションに位置させた後、図示せぬ送りモータに制御信号 S _{c 2}を供給して、図 8に示すように、インクジエツト記録へッド 1が記録媒体の記録領域 Aに対して eの位置となるように送りローラ 1 4を回転駆動させて記録媒体を搬送させた後、上記第 1の主走査処理と略同様の処理を行うことにより、記録媒体の記録領域 Aには、図 1 0 (2) に示すように、階調値 1、 3及び 5のドット D ₁ D₃及び D₅が形成されると共に、図 1 0 (2) の左上端の画素位置にはいずれのドットも形成されない（第 5の主走査処理）。図 1 0 (2) は、図 7と同一である、すなわち、第 1〜第 5の主走査処理により、記録媒体上に図 7に示す画像が記録される。

このように、この例の構成によれば、同時に 3種類の駆動波形信号が選択可能であるので、記録媒体上の同一の画素位置について 2回の主走査処理で 7階調の画像の記録が可能であり、高速で高品質の文字や画像を記録することができる。

これに対し、図 1 6の構成を有する従来のィンクジェット . プリンタにおいて、 7階調の画像を記録する場合には、記録媒体上の同一の画素位置について 7回の主走査処理を行う必要がある。したがって、この例の構成によれば、従来に比べて、 2ノ 7の時間で 7階調の画像の記録が可能となる。

また、この例の構成によれば、記録媒体上の同一の画素位置についての 2回の主走査処理（奇数回の主走査処理と偶数回の主走査処理）において互いに異なるノズル 2が走査している、すなわち、記録媒体の任意の 1 ラインの文字や画像は複数のノズル 2から吐出されるィンク滴によつて記録されているため、部品や製造時の誤差によるインク滴の着弾位置ずれが原因で発生するバンディングが目立ち難くなる。

B . 第 2の実施例

次に、この発明の第 2の実施例について説明する。

まず、この発明の第 2の実施例であるィンクジエツト記録へッドの駆動方法を適用したィンクジェット記録へッドの駆動回路の電気的構成、インクジヱット ' プリン夕の要部及びインクジヱット記録へッドの要部の機械的構成については、上記した第 1 の実施例のものと略同様であるとする。

次に、この発明の第 2の実施例であるインクジヱット記録へッドの駆動方法によって記録媒体の 7画素 X 7画素の記録領域に、図 7に示す 7階調の画像の記録（記録しない場合を含む）を行う動作について説明する。

まず、制御部 3 1 は、外部から供給される制御指令 C M Cに応じて、図示せぬへッド駆動モータに制御信号 S _c を供給してインクジエツト記録ヘッド 1 を主走査方向（図 8において右側から左側へ）へ摺動させてホームポジションに位置させた後、図示せぬ送りモータに制御信号 S C 2を供給して、図 8に示すように、インクジェット記録へッド 1が記録媒体の 7画素 X 7画素の記録領域 Aに対して aの位置となるように送りローラ 1 4を回転駆動させて記録媒体を搬送させる。次に、制御部 3 1は、図 3 ( 1 ) 〜（3) にそれぞれ示す駆動波形信号 S D i〜 S _D3に関する駆動波形情報を駆動波形記憶手段 32から読み出して、波形発生部 33に供給する。その後、制御部 3 1は、図示せぬへッド駆動モータに制御信号 S c！を供給してィンクジ 1 ット記録ヘッド 1を主走査方向（図 8において左側から右側へ）へ摺動させると共に、外部から供給される印字開始命令 CMPに基づいて、必要回数（今の場合、 7回）の吐出開始命令を波形発生部 33に供給し、吐出開始命令毎に、記録媒体の画素位置の階調値（図 7参照）に応じた波形 · ノズル選択データ D S WNを切換部 34に供給する。

これにより、インクジヱット記録へッド 1が主走査方向（図 8において左側から右側へ）に移動すると共に、波形発生部 33において、制御部 3 1から供給される駆動波形信号 S_{D 1}〜S_D3に関する駆動波形情報に基づいて、各波形発生回路 35 a〜 35 cが駆動波形信号 S _{D 1}〜S _D3を生成した後、対応する電力増幅回路が電力増幅し、制御部 3 1から供給される 7回の吐出開始命令に基づいて切換部 34に供給する。したがって、切換部 34において、波形選択回路 36は、制御部 3 1から供給される波形 · ノズル選択データ D SWNに基づいて、各圧電ァクチユエ一夕 7毎に、スィツチ 37のいずれかをオンするか、あるいはいずれもオンしないかして、対応する圧電ァクチユエ一夕 7 に、波形発生部 33を構成する 3個の電力増幅回路から供給される電力増幅された駆動波形信号 S_{D 1}〜 S _D3のいずれかを印加するか、あるいはいずれも印加しない。

これにより、電力増幅された駆動波形信号 S_{D 1}〜S_D3が印加された圧電ァクチユエ一夕 7に対応するノズル 2からインク滴 1 1が吐出され、記録媒体の記録領域 Aには、図 1 1 ( 1 ) に示すように、階調値

1〜3のドット（図 5 ( 1 ) 〜（3) のドット D Dgに相当）が形成されると共に、図 1 1 ( 1 ) の右下端の画素位置にはいずれのドットも形成されない。以上説明した処理を第 1の主走査処理と呼ぶ。次に、制御部 3 1は、図示せぬへッド駆動モータに制御信号 S _{C 1}を供給してィンクジヱット記録へッド 1 を主走査方向（図 8において右側から左側へ）へ摺動させてホームポジションに位置させた後、図示せぬ送りモータに制御信号 S_{C 2}を供給して、図 8に示すように、インクジェット記録へッド 1が記録媒体の記録領域 Aに対して bの位置となるように送りローラ 1 4を回転駆動させて記録媒体を搬送させる。次に、制御部 3 1は、図 4 ( 1 ) 〜（3) にそれぞれ示す駆動波形信号 S_D4〜 S_D6に関する駆動波形情報を駆動波形記憶手段 32から読み出して、波形発生部 33に供給する。その後、制御部 3 1は、図示せぬへッド駆動モータに制御信号 S _c iを供給してインクジヱット記録ヘッド 1を主走査方向（図 8において左側から右側へ）へ摺動させると共に、外部から供給される印字開始命令 CMPに基づいて、必要回数（今の場合、 7回）の吐出開始命令を波形発生部 33に供給し、吐出開始命令毎に、記録媒体の画素位置の階調値（図 7参照）に応じた波形 · ノズル選択データ D S WNを切換部 34に供給する。

これにより、インクジェット記録ヘッド 1が主走査方向（図 8において左側から右側へ）に移動すると共に、波形発生部 33において、制御部 3 1から供給される駆動波形信号 S_D4〜S_D6に関する駆動波形情報に基づいて、各波形発生回路 35 a〜35 cが駆動波形信号 S _D4〜S_D6を生成した後、対応する電力増幅回路が電力増幅し、制御部 3 1から供給される 7回の吐出開始命令に基づいて切換部 34に供給する。したがって、切換部 34において、波形選択回路 36は、制御部 3 1から供給される波形 · ノズル選択データ D SWNに基づいて、各圧電ァクチユエ一夕 7毎に、スィッチ 37のいずれかをオンするか、あるいはいずれもオンしないかして、対応する圧電ァクチユエ一夕 7 に、波形発生部 33を構成する 3個の電力増幅回路から供給される電力増幅された駆動波形信号 S _D4〜 S _{D 6}のいずれかを印加するか、あるいはいずれも印加しない。

これにより、電力増幅された駆動波形信号 S _D4〜 S _{D 6}が印加された圧電ァクチユエ一夕 7に対応するノズル 2からインク滴 1 1が吐出され、記録媒体の記録領域 Aには、図 1 1 (2) に示すように、階調値 4〜 6のドット（図 6 ( 1 ) 〜（ 3 ) のドット D ₄〜 D ₆に相当）が形成される。以上説明した処理を第 2の主走査処理と呼ぶ。

次に、制御部 3 1が図示せぬへッド駆動モータに制御信号 S_{C 1}を供給してインクジ：ット記録へッド 1を主走査方向（図 8において右側から左側へ）へ摺動させてホームポジションに位置させた後、図示せぬ送りモータに制御信号 S_C2を供給して、図 8に示すように、インクジェット記録へッド 1が記録媒体の記録領域 Aに対して cの位置となるように送りローラ 1 4を回転駆動させて記録媒体を搬送させた後、上記第 1の主走査処理と略同様の処理を行うことにより、記録媒体の記録領域 Aには、図 1 1 (3) に示すように、階調値 1〜 3のドット D i Dsが形成される（第 3の主走査処理）。次に、制御部 3 1が図示せぬへッド駆動モ一夕に制御信号 S _{C 1}を供給してインクジヱット記録ヘッド 1 を主走査方向（図 8において右側から左側へ）へ摺動させてホームポジションに位置させた後、図示せぬ送りモータに制御信号 S _{c 2}を供給して、図 8に示すように、インクジエツト記録へッド 1 が記録媒体の記録領域 Aに対して dの位置となるように送りローラ 1 4を回転駆動させて記録媒体を搬送させた後、上記第 2の主走査処理と略同様の処理を行うことにより、記録媒体の記録領域 Aには、図 1 2 ( 1 ) に示すように、階調値 4〜 6のドット D ₄〜D ₆が形成される (第 4の主走査処理）。次に、制御部 3 1が図示せぬへッド駆動モータに制御信号 S c！を供給してィンクジエツト記録へッド 1 を主走査方向（図 8において右側から左側へ）へ摺動させてホームポジションに位置させた後、図示せぬ送りモータに制御信号 S_C2を供給して、図 8 に示すように、インクジ： πット記録へッド 1が記録媒体の記録領域 A に対して eの位置となるように送りローラ 1 4を回転駆動させて記録媒体を搬送させた後、上記第 1の主走査処理と略同様の処理を行うことにより、記録媒体の記録領域 Aには、図 1 2 (2) に示すように、階調値 1〜 3のドット D i〜 D ₃が形成されると共に、図 1 2 (2) の左上端の画素位置にはいずれのドットも形成されない（第 5の主走査処理）。図 1 2 ( 2 ) は、図 7と同一である、すなわち、第 1〜第 5の主走査処理により、記録媒体上に図 7に示す画像が記録される。

このように、この例の構成によれば、ドット径の小さいドットとドット径の大きいドッ卜とを別々の主走査処理の時に記録しているので、上記した第 1 の実施例で得られる効果の他、インクのにじみやすい、あるいはインクの乾きにくい種類の記録媒体の記録において、きれいなドットを形成することができる。これは、以下に示す理由による。すなわち、インクのにじみやすい、あるいはインクの乾きにくい種類の記録媒体の記録においては、短時間で大きいドットと小さいドットが隣合って形成された場合には、それらが混ざってきれいなドットが形成されない場合がある。そこで、この実施例のように、ドット径の小さいドットとドット径の大きいドットとを別々の主走查処理の時に記録するようにすれば、ドット径の小さいドットとドット径の大きいドットとがそれぞれ形成される時間が長くなるので、インクがにじんだり、乾きにくくても、ドット径の小さいドッ卜とドット径の大きいドットとが互いに混ざることがなく、きれいなドットを形成することができるのである。

C . 第 3の実施例

次に、この発明の第 3の実施例について説明する。

まず、この発明の第 3の実施例であるィンクジヱット記録へッドの駆動方法を適用したィンクジ Xット記録へッドの駆動回路の電気的構成、インクジェット ' プリンタの要部及びインクジヱット記録へッドの要部の機械的構成については、上記した第 1の実施例のものと略同様であるとする。

次に、この発明の第 3の実施例であるィンクジット記録へッドの駆動方法によつて記録媒体の 7画素 X 7画素の記録領域に、図 7に示す 7階調の画像の記録（記録しない場合を含む）を行う動作について説明する。

まず、制御部 3 1は、外部から供給される制御指令 CMCに応じて、図示せぬへッド駆動モータに制御信号 S _c Jを供給してィンクジェット記録ヘッド 1を主走査方向（図 1 3において右側から左側へ）へ摺動させてホームポジションに位置させた後、図示せぬ送りモータに制御信号 S _{C 2}を供給して、図 1 3に示すように、インクジヱット記録へッド 1が記録媒体の 7画素 X 7画素の記録領域 Aに対して aの位置となるように送りローラ 1 4を回転駆動させて記録媒体を搬送させる。次に、制御部 3 1は、図 3 ( 1 )、図 3 (3) 及び図 4 (2) にそれぞれ示す駆動波形信号 S_{D 1}、 S_D3及び S_D5に関する駆動波形情報を駆動波形記憶手段 32から読み出して、波形発生部 33に供給する。その後、制御部 3 1は、図示せぬへッド駆動モータに制御信号 S_{C 1}を供給してインクジェット記録へッド 1を主走査方向（図 1 3において左側から右側へ）へ摺動させると共に、外部から供給される印字開始命令 CMPに基づいて、必要回数（今の場合、 7回）の吐出開始命令を波形発生部 33に供給し、吐出開始命令毎に、記録媒体の画素位置の階調値（図 7参照）に応じた波形，ノズル選択データ D SWNを切換部 34に供給する。

これにより、インクジヱット記録へッド 1が主走査方向（図 1 3において左側から右側へ）に移動すると共に、波形発生部 33において、制御部 3 1から供給される駆動波形信号 S_{D 1}、 S_D3及び S_D5に関する駆動波形情報に基づいて、各波形発生回路 35 a〜35 cが駆動波形信号 S_{D 1}、 S_D3及び S_{D 5}を生成した後、対応する電力増幅回路が電力増幅し、制御部 3 1から供給される 7回の吐出開始命令に基づいて切換部 34に供給する。したがって、切換部 34において、波形選択回路 36は、制御部 3 1から供給される波形 · ノズル選択データ D SWNに基づいて、各圧電ァクチユエ一夕 7毎に、スィッチ 37のいずれかをオンするか、あるいはいずれもオンしないかして、対応する圧電ァクチユエ一夕 7に、波形発生部 33を構成する 3個の電力増幅回路から供給される電力増幅された駆動波形信号 S_{D 1}、 S_D3及び s _D

₅のいずれかを印加するか、あるいはいずれも印加しない。これにより、電力増幅された駆動波形信号 S_{D 1}、 S_D3及び S_D5が印加された圧電ァクチユエ一タ 7に対応するノズル 2からインク滴 1 1が吐出され、記録媒体の記録領域 Aには、図 1 4 ( 1 ) に示すように、階調値 1、 3及び 5のドット（図 5 ( 1 )、図 5 ( 3 ) 及び図 6 ( 2 ) のドット 0₃及び0₅に相当）が形成されると共に、図 1 4 ( 1 ) の右下端の画素位置にはいずれのドットも形成されない。以上説明した処理を第 1の主走査処理と呼ぶ。

次に、制御部 3 1は、図 3 (2)、図 4 ( 1 ) 及び図 4 (3) にそれそれ示す駆動波形信号 S _D2、 S_D4及び S_D6に関する駆動波形情報を駆動波形記憶手段 32から読み出して、波形発生部 33に供給する。

この後、制御部 3 1は、図示せぬへッド駆動モータに制御信号 S_{C 1} を供給してィンクジヱット記録へッド 1 を主走査方向（図 1 3において左側から右側へ）へ摺動させると共に、外部から供給される印字開始命令 CMPに基づいて、必要回数（今の場合、 7回）の吐出開始命令を波形発生部 33に供給し、吐出開始命令毎に、記録媒体の画素位置の階調値（図 7参照）に応じた波形 · ノズル選択データ D S WNを切換部 34に供給する。

これにより、インクジ： Lット記録へッド 1が主走査方向（図 1 3において左側から右側へ）に移動すると共に、波形発生部 33において、制御部 3 1から供給される駆動波形信号 S_D2、 S_D4及び S _D6に関する駆動波形情報に基づいて、各波形発生回路 35 a〜 35 cが駆動波形信号 S_D2、 S_D4及び S_{D 6}を生成した後、対応する電力増幅回路が電力増幅し、制御部 3 1から供給される 7回の吐出開始命令に基づいて切換部 34に供給する。したがって、切換部 34において、波形選択回路 36は、制御部 3 1から供給される波形 · ノズル選択データ D SWNに基づいて、各圧電ァクチユエ一タ 7毎に、スィッチ 37のいずれかをオンするか、あるいはいずれもオンしないかして、対応する圧電ァクチユエ一夕 7に、波形発生部 33を構成する 3個の電力増幅回路から供給される電力増幅された駆動波形信号 S_D2、 S_D4及び S_D ₆のいずれかを印加するか、あるいはいずれも印加しない。これにより、電力増幅された駆動波形信号 S_D2、 S_D4及び S_D6が印加された圧電ァクチユエ一夕 7に対応するノズル 2からインク滴 1 1が吐出され、記録媒体の記録領域 Aには、図 1 4 (2) に示すように、階調値 2、 4及び 6のドット（図 5 (2)、図 6 ( 1 ) 及び図 6 (3) のドット D₂、 D₄及び D₆に相当）が形成される。以上説明した処理を第 2 の主走査処理と呼ぶ。

次に、制御部 3 1が図示せぬへッド駆動モータに制御信号 S_{C 1}を供給してインクジヱット記録へッド 1 を主走査方向（図 1 3において右側から左側へ）へ摺動させてホームポジションに位置させた後、図示せぬ送りモータに制御信号 S _{C 2}を供給して、図 1 3に示すように、ィンクジェット記録へッド 1が記録媒体の記録領域 Aに対して bの位置となるように送りローラ 1 4を回転駆動させて記録媒体を搬送させた後、上記第 1の主走査処理と略同様の処理を行うことにより、記録媒体の記録領域 Aには、図 1 5 ( 1 ) に示すように、階調値 1、 3及び 5のドット D _{1 ¾} D₃及び D₅が形成される（第 3の主走査処理）。次に、制御部 3 1が図示せぬへッド駆動モータに制御信号 S _{C 1}を供給してインクジヱット記録へッド 1を主走查方向（図 1 3において右側から左側へ）へ摺動させてホームポジションに位置させた後、上記第 2の主走査処理と略同様の処理を行うことにより、記録媒体の記録領域 A には、図 1 5 ( 2 ) に示すように、階調値 2、 4及び 6のドット D ₂、 D ₄及び D ₆が形成されると共に、図 1 5 (2) の左上端の画素位置にはいずれのドットも形成されない（第 4の主走査処理）。図 1 5 (2) は、図 7と同一である、すなわち、第 1〜第 4の主走査処理により、記録媒体上に図 7に示す画像が記録される。

また、この例の構成によれば、記録媒体上の同一の画素位置についての 2回の主走査処理（奇数回の主走査処理と偶数回の主走査処理）において同一のノズル 2が走査している、すなわち、記録媒体の任意の 1 ラインの文字や画像は同一のノズル 2から吐出されるインク滴によつて記録されているため、送りモータの精度や送り動作に関連した機械系のずれや記録媒体の送りむらによる影響を削減することができ、高品質な文字や画像を記録することができる。

以上、この発明の実施例を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があつてもこの発明に含まれる。

例えば、上述の各実施例においては、一色で階調記録する例を示したが、これに限定されず、インクジェット記録ヘッドに複数色のインク滴を吐出するノズルを設けることにより、カラーの階調記録を行うことができることはいうまでもない。

また、上述の各実施例においては、 7階調で階調記録する例を示したが、これに限定されず、階調数はいくつでも良い。

さらに、上述の各実施例においては、記録媒体上の任意の画素位置に着弾するィンク滴は 1滴である例を示したが、これに限定されず、同一の画素位置に複数のィンク滴を重ねて着弾させることにより、さらに階調数の高い文字や画像を階調記録することができる。

また、上述の各実施例においては、制御部 3 1 から切換部 3 4にパラレルの波形 · ノズル選択データ D S W Nを供給する例を示したが、これに限定されず、シリアルの波形 · ノズル選択データ D S W Nを供給するように構成しても良いし、切換部 3 4にデコーダを設けてノズル 2 1〜2 4毎の階調値デ一夕を供給するように構成しても良い。また、記録媒体上にノズル 2からインク滴を吐出しない場合には、ノズル 2からインク滴が吐出しない程度に圧電ァクチユエ一タ 7を振動させる駆動波形信号を発生させ、その駆動波形信号を圧電ァクチユエ一タ 7に印加するように 1個の圧電ァクチユエ一夕 7当たりのスィッチ 3 7の個数を 1個ずつ増加させても良い。

さらに、上述の各実施例においては、制御部 3 1 が波形発生部 3 3 に吐出開始命令を供給する例を示したが、これに限定されず、インクジット記録へッド 1 の位置を検出するエンコーダ等の位置検出手段を設け、この位置検出手段によりインクジ Xット記録へッド 1 が所定の画素位置を通過することを検出し、その検出の度に吐出開始命令を波形発生部 3 3に供給するように構成しても良い。

また、上述の各実施例においては、 4個のノズル 2を設ける例を示したが、これに限定されず、ノズル 2の個数は何個でも良い。また、各ノズル 2間の間隔（ノズルピッチ）も図 2に示すものに限定されず、どのようなピッチでも良い。さらに、上述の各実施例においては、制御部 3 1 が各走査処理における駆動波形信号の選択等を行う例を示したが、これに限定されず、外部からの制御に基づいて駆動波形信号の選択等を行うように構成しても良い。

加えて、上述の各実施例においては、インクジ： cット記録ヘッド 1 がホームポジションから図 1 8の左側から右側へ移動する時にだけィンク滴の吐出が行われる例を示したが、これに限定されず、インクジェット記録へッド 1がホームポジシヨンから図 1 8の右側から左側へ移動する時にだけィンク滴の吐出が行われるように構成しても良いし、図 1 8の左側から右側へ移動する時と右側から左側へ移動する時の両方の時にインク滴の吐出が行われるように構成しても良い。後者の場合には、より高速で階調記録を行うことができる。

また、上述の各実施例においては、 3個の波形発生回路 3 5 a〜3 5 cを設ける例を示したが、これに限定されず、少なくとも 2個設ければ良い。

さらに、上述の各実施例においては、記録媒体を固定してインクジェット記録へッド 1 を摺動させる例を示したが、これに限定されず、インクジエツト記録へッド 1 を固定して記録媒体を主走査方向へ移動させるように構成しても良い。

加えて、上述の各実施例においては、連続して行う 2回の主走査処理の際選択する 3つずつの駆動波形信号はいずれも異なるものである例を示したが、これに限定されず、少なくとも 1つの駆動波形信号が異なつていれば良い。

また、上述の各実施例においては、記録媒体上の 7画素 X 7画素の記録領域 Aについてのみ階調記録する例を示したが、これに限定されず、記録媒体の全面に対しても同様の処理により階調記録することができるのはいうまでもない。

さらに、上述の各実施例においては、記録媒体を水平面に設置し、その上方においてィンクジヱット記録へッド 1 を摺動させ、インク滴を下方に吐出させる例を示したが、これに限定されず、要するに、記録媒体に対向する面に沿ってインクジェット記録へッド 1が摺動する構造であればどのようなものでも良い。

さらに、上述の第 1 の実施例においては、記録領域 Aを主走査処理する回数が 5回であり、同一の画素位置を走査する回数が 2回であるため、主走査処理の奇数回と偶数回とで 3つの駆動波形信号の組み合わせを選択する例を示したが、これに限定されず、同一の画素位置を走査する回数が 3回以上の場合には、主走査処理の回数を同一の画素位置を走査する回数で除した余りに基づいて駆動波形信号の組み合わせを選択するように構成しても良い。

このような同一の画素位置を走査する回数と駆動波形信号の組み合わせの選択との関係は、印字時間と画質との相関関係、すなわち、印字時間を優先すれば高画質は望めず、画質を重視すれば印字時間が長くなることに影響される。

そこで、例えば、インクジェット ' プリンタの各部を制御する C P U (中央処理装置）やインクジェット . プリンタに印字データを供給するパーソナル'コンピュー夕等の情報処理装置を構成する C P Uが、操作者が設定した画質モードに基づいて、同一の画素位置を走査する回数と駆動波形信号の組み合わせとの選択を行い、それに関するデー夕を制御部 3 1 に供給するように構成すれば良い。画質モードとしては、高速印刷モードや高画質モード等が考えられる。高速印刷モードは、画像の全体のレイァゥト等をチヱックするいわゆる試し印刷の場合など、多少画質が悪くても高速で印刷することが望まれる場合に設定されるモードであり、高画質モードは、多少時間がかかっても高画質で印刷することが望まれる場合に設定されるモードである。

また、上記ィンクジェット ' プリンタの C P Uや情報処理装置を構成する C P Uから供給される画質モ一ドに関するデータに基づいて、制御部 3 1が直接同一の画素位置を走査する回数と駆動波形信号の組み合わせとの選択を行うように構成しても良い。

加えて、上述の第 2の実施例においては、第 1、第 3及び第 5の走査処理においてドット系の小さいドット D i D gを形成し、第 2及び第 4の走査処理においてドット系の大きいドット D ₄〜D ₆を形成する例を示したが、これに限定されず、第 1、第 3及び第 5の走査処理においてドット系の大きいドット D ₄〜D ₆を形成し、第 2及び第 4の走査処理においてドット系の小さいドット D 1 〜D 3を形成するように構成しても良い。産業上の利用可能性

以上説明したように、この発明の構成によれば、簡単かつ安価な構成で一般的な構造を有するィンクジエツト記録へッドゃ一般的な成分を有するインクを用いて、短時間に高品質な階調記録を実現することができる。また、少ない走査回数で多くの階調値を実現することができるので、記録媒体上の 1画素に着弾するインク滴の数も少なく、記録画質の低下を防止することができる。

また、この発明の別の構成によれば、比較的吐出量の多いインク滴を吐出させるための複数の駆動波形信号を発生するドット形成処理と、比較的吐出量の少ないインク滴を吐出させるための複数の駆動波形信号を発生するドット形成処理とを交互に行ってので、インクのにじみやすい、あるいはインクの乾きにくい種類の記録媒体の記録において、きれいなドットを形成することができる。

また、この発明の別の構成によれば、ドット形成処理毎に、記録媒体の同一箇所上を、複数のノズルの異なる位置に配置されたノズルが通過するので、部品や製造時の誤差によるィンク滴の着弾位置ずれが原因で発生するバンディングが目立ち難くなる。

さらに、この発明の別の構成によれば、ドット形成処理毎に、記録媒体の同一箇所上を、複数のノズルの同一の位置に配置されたノズルが通過するので、送りモータの精度や送り動作に関連した機械系のずれゃ記録媒体の送りむらによる影響を削減することができ、高品質な文字や画像を記録することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 複数のノズル及びそれに対応した複数の圧力発生室を備え、記録時に前記圧力発生室に対応した位置に設けられた圧電ァクチユエ一夕に駆動波形信号を印加して、ィンクが充填された圧力発生室の容積を急激に変化させることにより、前記複数のノズルからィンク滴を吐出させて記録媒体上にドットを形成するィンクジヱット記録へッドの駆動方法であって、

前記ィンクジ Xット記録へッドを前記記録媒体に対して相対的に前記複数のノズルの配置方向と直交する第 1 の方向へ走査させつつ、前記ィンク滴の吐出量に応じた複数の駆動波形信号を発生し、印字デー夕の階調情報に応じて、前記複数のノズル毎に、前記複数の駆動波形信号のいずれか 1つを選択し、あるいは、いずれも選択せずに対応する圧電ァクチユエ一夕に印加して前記記録媒体上に複数のドットを形成するドット形成処理を、

前記ィンクジェット記録へッドを前記記録媒体に対して相対的に前記第 1 の方向と直交する第 2の方向へ走査させつつ、複数回行う

ことを特徴とするィンクジ 3：ット記録へッドの駆動方法。

2 . 前記ドット形成処理において発生する複数の駆動波形信号の少なくとも 1つは、前に行われたドット形成処理において発生した複数の駆動波形信号のいずれとも異なることを特徴とする請求項 1記載のィンクジエツト記録へッドの駆動方法。

3 . 前記ドット形成処理では、吐出量の多いインク滴を吐出させるための駆動波形信号と吐出量の少ないインク滴を吐出させるための駆動波形信号とを組み合わせて発生することを特徴とする請求項 1 又は 2記載のィンクジヱット記録へッドの駆動方法。

4 . 比較的吐出量の多いインク滴を吐出させるための複数の駆動波形信号を発生するドット形成処理と、比較的吐出量の少ないィンク滴を吐出させるための複数の駆動波形信号を発生するドット形成処理とを交互に行うことを特徴とする請求項 1 又は 2記載のィンクジェット記録へッドの駆動方法。

5 . 前記ドット形成処理を前記記録媒体の同一箇所について少なくとも 2回行うことを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれか 1 に記載のィンクジエツト記録へッドの駆動方法。

6 . 前記ドット形成処理では、前記記録媒体の同一箇所に対向する位置を、前に行われたドット形成処理で用いられたノズルとは異なる位置に配置されたノズルが通過することを特徴とする請求項 5記載のインクジ Xット記録へッドの駆動方法。

7 . 前記ドット形成処理では、前記記録媒体の同一箇所に対向する位置を、前に行われたドット形成処理で用いられたノズルと同一の位置に配置されたノズルが通過することを特徴とする請求項 5記載のインクジヱット記録へッドの駆動方法。

8 . 前記ドット形成処理を行う回数と、前記記録媒体の同一箇所に対向する位置を同一又は異なるノズルが通過する回数とに基づいて、 1 回のドット形成処理において選択する駆動波形信号の組み合わせを決定することを特徴とする請求項 6又は 7記載のィンクジェット記録へッドの駆動方法。

9 . 高速で印刷することが望まれる場合に設定される高速印刷モードや、高画質で印刷することが望まれる場合に設定される高画質モードに基づいて、前記ドット形成処理を行う回数と、前記記録媒体の同一箇所に対向する位置を同一又は異なるノズルが通過する回数とが決定されることを特徴とする請求項 8記載のィンクジヱット記録へッドの駆動方法。

1 0 . 複数のノズル及びそれに対応した複数の圧力発生室を備え、記録時に前記圧力発生室に対応した位置に設けられた圧電ァクチユエ一夕に駆動波形信号を印加して、ィンクが充填された圧力発生室の容積を急激に変化させることにより、前記複数のノズルからインク滴を吐出させて記録媒体上にドットを形成するィンクジ Xット記録へッドの駆動回路であって、

前記ィンク滴の吐出量毎の駆動波形信号に関する駆動波形情報を記憶する記憶手段と、

前記記憶手段から読み出された複数の駆動波形情報に基づいて、複数の駆動波形信号を生成する波形発生手段と、

前記ィンクジェット記録へッドを前記記録媒体に対して相対的に前記複数のノズルの配置方向と直交する第 1 の方向へ走査させつつ、印字データの階調情報に応じて、前記複数のノズル毎に、前記複数の波形発生手段から出力される複数の駆動波形信号のいずれか 1つを選択し、あるいはいずれも選択しないことを示す波形選択データを出力する制御手段と、

前記波形選択データに基づいて、前記複数の波形発生手段から出力される複数の駆動波形信号のいずれか 1つを選択し、あるいはいずれも選択せずに前記圧電ァクチユエ一夕に印加する駆動手段とを備え、前記制御手段は、前記インクジェット記録ヘッドを前記記録媒体に対して相対的に前記第 1 の方向と直交する第 2の方向へ走査させつつ、前記ィンクジ Xット記録へッドの第 1 の方向への走査及び前記波形選択データの出力を複数回行うことを特徴とするインクジェット記録へッドの駆動回路。

1 1 . 前記波形発生手段は、前記インクジエツト記録へッドの第 1 の方向への走査毎に、前の走査において発生した複数の駆動波形信号のいずれとも異なる少なくとも 1つの駆動波形信号を発生することを特徴とする請求項 1 0記載のィンクジ Iット記録へッドの駆動回路。

1 2 . 前記波形発生手段は、吐出量の多いインク滴を吐出させるための駆動波形信号と吐出量の少ないインク滴を吐出させるための駆動波形信号とを組み合わせて発生することを特徴とする請求項 1 0 又は 1 1記載のィンクジヱット記録へッドの駆動回路。

1 3 . 前記波形発生手段は、前記インクジエツト記録へッドの第 1 の方向への走査毎に、比較的吐出量の多いィンク滴を吐出させるための複数の駆動波形信号と、比較的吐出量の少ないィンク滴を吐出させるための複数の駆動波形信号とを交互に発生することを特徴とする請求項 1 0又は 1 1記載のィンクジヱット記録へッドの駆動回路。

1 4 . 前記制御手段は、前記インクジ Xット記録へッドの第 1 の方向への走査及び前記波形選択データの出力を前記記録媒体の同一箇所について少なくとも 2回行うことを特徴とする請求項 1 0乃至 1 3のいずれか 1 に記載のィンクジ Iット記録へッドの駆動回路。

1 5 . 前記制御手段は、前記記録媒体の同一箇所に対向する位置を、前に行われた前記ィンクジヱット記録へッドの第 1 の方向への走査で用いられたノズルとは異なる位置に配置されたノズルを通過させることを特徴とする請求項 1 4記載のィンクジ 1ット記録へッドの駆動回路。

1 6 . 前記制御手段は、前記記録媒体の同一箇所に対向する位置を、前に行われた前記ィンクジ Iット記録へッドの第 1 の方向への走査で用いられたノズルと同一の位置に配置されたノズルを通過させることを特徴とする請求項 1 4記載のィンクジヱット記録へッドの駆動回路。

1 7 . 前記制御手段は、外部から供給される、 1回の前記インクジェット記録へッドの第 1 の方向への走査及び前記波形選択データの出力において選択する駆動波形信号の組み合わせに関するデータに基づいて、前記波形選択データを生成することを特徴とする請求項 1 5又は 1 6記載のィンクジ Iット記録へッドの駆動回路。

1 8 . 前記駆動波形信号の組み合わせは、前記インクジ：: ット記録へッドの第 1 の方向への走査を行う回数と、前記記録媒体の同一箇所に対向する位置を同一又は異なるノズルを通過させる回数とに基づいて決定されることを特徴とする請求項 1 7記載のィンクジヱット記録へッドの駆動回路。

1 9 . 高速で印刷することが望まれる場合に設定される高速印刷モードや、高画質で印刷することが望まれる場合に設定される高画質モードに基づいて、前記ィンクジヱット記録へッドの第 1 の方向への走査を行う回数と、前記記録媒体の同一箇所に対向する位置を同一又は異なるノズルが通過する回数とが決定されることを特徴とする請求項 1 8記載のィンクジヱット記録へッドの駆動回路。

2 0 . 前記制御手段は、外部から供給される、高速で印刷することが望まれる場合に設定される高速印刷モードゃ、高画質で印刷することが望まれる場合に設定される高画質モードに基づいて、前記ィンクジエツト記録へッドの第 1の方向への走査を行う回数と、前記記録媒体の同一箇所に対向する位置を同一又は異なるノズルが通過する回数とを決定し、決定された、前記インクジヱット記録へッドの第 1 の方向への走査を行う回数と、前記記録媒体の同一箇所に対向する位置を同一又は異なるノズルを通過させる回数とに基づいて、 1 回の前記インクジエツト記録へッドの第 1 の方向への走査及び前記波形選択データの出力において選択する駆動波形信号の組み合わせを決定し、決定された、前記駆動波形信号の組み合わせに基づいて、前記波形選択データを生成することを特徴とする請求項 1 5又は 1 6記載のィンクジ Iット記録へッドの駆動回路。