JP3223808B2 - 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

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。

【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、さらに、前記各駆動パルスの波形要
素を適宜組み合わせることにより、元の駆動信号には明
示的に含まれない新たな駆動パルスを生成できるように
してある。そして、前記駆動信号中の各駆動パルス及び
前記新たな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、これら各駆動パル
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
生素子に印加し、異なる重量のインク滴を吐出できるよ
うにしている。

【００１０】即ち、本発明は、複数の駆動パルスを含ん
で構成された駆動信号を発生させる駆動信号発生手段を
設け、前記各駆動パルス及び該各駆動パルスを構成する
信号波形の構成要素である複数の波形要素から選択され
た各波形要素同士を互いに等しい電位の連結点において
連結することにより得られる新たな駆動パルスのうちい
ずれか一つの駆動パルスまたは複数の駆動パルスを、一
印刷周期内で前記圧力発生素子に対して入力させること
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。また、駆
動信号中に最初から含まれる各駆動パルスのほかに、該
各駆動パルス中の波形要素を連結することによって、元
の駆動信号には明示的に含まれない新たな駆動パルスを
生成することができる。従って、種々の形状を有する駆
動パルスを圧力発生素子に印加することにより、吐出さ
れるインク滴の重量を違えることができ、階調表現を行
うことができる。

【００１２】また、本発明は、複数の駆動パルスを含ん
で構成された駆動信号を発生させる駆動信号発生手段
と、前記各駆動パルス及び該各駆動パルスを構成する信
号波形の構成要素である複数の波形要素から選択された
各波形要素同士を互いに等しい電位の連結点において連
結することにより得られる新たな駆動パルスのそれぞれ
に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の駆動パル
スまたは複数の駆動パルスを選択するための印字データ
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て構成することができる。

【００１３】各駆動パルスのそれぞれに対応したパルス
選択信号によって印字データを生成し、この印字データ
によってスイッチ手段を作動させれば、一印刷周期内で
一つまたは複数の駆動パルスを圧力発生素子に入力させ
ることができる。

【００１４】また、好ましくは、前記新たな駆動パルス
は、前記駆動信号中の各駆動パルスをパルス幅方向に分
割してなる前記複数の波形要素から選択された各波形要
素同士を互いに等しい電位の連結点において連結するこ
とにより形成される。

【００１５】駆動パルスをパルス幅方向で分割すること
により、一方の駆動パルスの波形要素と他方の駆動パル
スの波形要素とを連結して新たな駆動パルスを生成する
ことができる。

【００１６】

【００１７】本発明においては、各波形要素の連結点の
電圧値をそれぞれ等しくすることにより、各波形要素を
滑らかに連結することができ、スイッチ手段を構成する
トランジスタ等に突入電流が流れて破損等が生じるのを
防止することができる。

【００１８】より具体的な態様としては、前記駆動信号
中の各駆動パルスのうち前記新たな駆動パルスの形成に
関与する各駆動パルスは、共通の最大電圧を維持する平
坦なパルス頂部をそれぞれ有し、前記各駆動パルスのパ
ルス頂部をパルス幅方向に分割してなる前記複数の波形
要素から選択された各波形要素同士を前記共通の最大電
圧にある連結点において連結することにより、前記新た
な駆動パルスを形成することができる。

【００１９】共通の最大電圧を維持するパルス頂部を各
駆動パルスがそれぞれ有すれば、各駆動パルスのパルス
頂部をパルス幅方向で分割して得られる各波形要素の連
結点（切断点）の電位は、最大電位となる。また、平坦
なパルス頂部をパルス幅方向に分割するため、タイミン
グの変動等による駆動パルスの分割位置ずれに対応する
ことができる。

【００２０】また、駆動信号中の駆動パルスまたは新た
な駆動パルスのうちいずれか一つの駆動パルスは、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無印
刷パルスであることが好ましい。

【００２１】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。

【００２２】

【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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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、翻訳後の各ノズル毎の階調デ
ータとして例えば６ビット（あるいは他の実施の形態で
は５ビットまたは４ビット）で構成されている。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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１７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。

【００３２】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、図４と共に後述するよ
うに、例えば（１００１００）、（００１００１）等の
如く、各ノズル毎に、最上位のビット５から最下位のビ
ット０までの合計６ビットデータで構成されている。そ
して、後述する図７に示すように、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。

【００３３】即ち、全ノズル分の最上位のビット５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５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４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３のデータ、ビット２のデータ、ビッ
ト１のデータ、ビット０のデータが順次シリアル転送さ
れる。

【００３４】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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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
号の波形と該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パルスと、第２パルスと、第３パルスとの合計３つ
の駆動パルスから構成されている。駆動信号は、例えば
１４．４ｋＨｚの印刷周期で生成される。

【００４０】ここで、本発明では、重量の異なるインク
滴を複数種類吐出することができるため、説明の便宜
上、「極小」、「小」、「中」の基本的な段階表現を用
いて、インク滴の大小関係を説明することにする。な
お、この段階表現は、同一の実施の形態におけるインク
滴の相対的な大小関係を示すものである。

【００４１】第１パルスは、例えば約５ｎｇのインク滴
を吐出するためのものである。第２パルスは、例えば約
２ｎｇのインク滴を吐出するためのものである。第３パ
ルスは、例えば約１０ｎｇのインク滴を吐出するための
ものである。これにより、第１パルスによって小径の記
録ドット（小ドット）を、第２パルスによって極小径の
記録ドット（極小ドット）を、第３パルスによって中程
度の径の記録ドット（中ドット）を、それぞれ得ること
ができる。

【００４２】従って、これらの各駆動パルスを適宜組み
合わせて圧電振動子１７に印加することにより、記録紙
上の記録ドット径を可変に制御して細やかな階調表現を
行うことができる。

【００４３】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。

【００４４】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（Ｐ１１）、中間
電位Ｖｍから所定の電圧勾配θＣ１で「共通の最大電
位」としての最大電位ＶＰまで上昇し（Ｐ１２）、最大
電位ＶＰを所定時間だけ維持する（Ｐ１３）。次に、第
１パルスの電圧値は、最大電位ＶＰから所定の電圧勾配
θＤ１をもって中間電位Ｖｍまで下降し（Ｐ１４）、中
間電位Ｖｍを維持する（Ｐ１５）。

【００４５】ここで、充電時の電圧勾配θＣ１よりも、
放電時の電圧勾配θＤ１の方が大きくなるように設定さ
れている。

【００４６】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、所定の電圧勾配θＣ２
で最大電位ＶＰまで上昇する（Ｐ２１）。そして、第２
パルスの電圧値は、最大電位ＶＰを所定時間だけ維持し
た後（Ｐ２２）、所定の電圧勾配θＤ２をもって中間電
位Ｖｍまで下降し（Ｐ２３）、この中間電位Ｖｍを保持
する（Ｐ２４）。なお、第２パルスでは、充電時の電圧
勾配θＣ２の方が放電時の電圧勾配θＤ２よりも大きく
なるように設定されている。

【００４７】第３パルスの電圧値は中間電位Ｖｍからス
タートして、所定の電圧勾配θＣ３をもって最大電位Ｖ
Ｐまで上昇し（Ｐ３１）、この最大電位ＶＰを所定時間
だけ維持する（Ｐ３２）。次に、第３パルスの電圧値
は、最大電位ＶＰから所定の電圧勾配θＤ３をもって最
低電位ＶＬまで下降する（Ｐ３３）。

【００４８】ここで、充電時の電圧勾配θＣ３よりも放
電時の電圧勾配θＤ３の方が大きくなるように設定され
ている。また、第３パルスの電圧値が最大電位ＶＰ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。

【００４９】そして、第３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（Ｐ３４）、再び中間電
位Ｖｍまで上昇する（Ｐ３５）。ここで、最大電位ＶＰ
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。

【００５０】第１〜第３の各駆動パルスは、それぞれパ
ルス幅方向で左右に２分割されている。即ち、各駆動パ
ルスは、左右一対の波形要素から構成されていると考え
ることができる。具体的には、第１パルスは、期間Ｔ１
の波形要素と期間Ｔ２の波形要素とからなり、パルス頂
部であるＰ１３の部分で分割されている。第２パルス
は、期間Ｔ３の波形要素と期間Ｔ４の波形要素とからな
り、パルス頂部であるＰ２２の部分で分割されている。
第３パルスは、期間Ｔ５の波形要素と期間Ｔ６の波形要
素とからなり、パルス頂部であるＰ３２の部分で分割さ
れている。

【００５１】以下に述べるように、これら各波形要素を
選択的に連結することにより、元の駆動信号中には明示
的に含まれていない新たな駆動パルスを幾つか得ること
ができる。従って、パルスの選択パターンが広がり、こ
の選択パターンの増大に応じて豊かな階調表現を行うこ
とができる。なお、元の駆動信号に明示的に含まれてい
る第１〜第３の駆動パルスを「原駆動パルス」として表
現することができ、これに対して、新たに形成された駆
動パルスを「合成駆動パルス」として表現することがで
きる。

【００５２】１−６ 駆動パルスの選択パターン 図５及び図６には、本実施の形態による駆動パルスの選
択可能なパターンが、インク滴重量が少ない順序で示さ
れている。ここで、図中に示す電圧変化のパターンは、
圧電振動子１７に加わる駆動信号（圧電振動子１７の両
端電圧）の変化パターンである。

【００５３】図５中左側のパルス選択パターンを示す軸
には、駆動パルスを「ＤＰ」として表示してある。従っ
て、例えば、「ＤＰ１」と表示されたパターンは、第１
パルスを選択する場合であることを示している。また、
図６中の「ＤＰ２３」、「ＤＰ１３」、「ＤＰ１２」
は、ＤＰ２とＤＰ３とを連結してなる新たな駆動パル
ス、ＤＰ１とＤＰ３とを連結してなる新たな駆動パル
ス、ＤＰ１とＤＰ２とを連結してなる新たな駆動パル
ス、をそれぞれ示している。なお、以上の表記法は、後
述する他の実施の形態でも使用される。

【００５４】例えば、ＤＰ１＝５ｎｇ、ＤＰ２＝２ｎ
ｇ、ＤＰ３＝１０ｎｇ程度の場合、ＤＰ１３＝２０ｎ
ｇ、ＤＰ２３＝１４ｎｇ程度となる。その場合、それぞ
れの選択パターンによるインク滴の大小関係は、次の通
りである。

【００５５】ＤＰ２＜ＤＰ１＜ＤＰ１＋ＤＰ２＜ＤＰ３
＜ＤＰ２＋ＤＰ３＜ＤＰ２３＜ＤＰ１＋ＤＰ３＜ＤＰ１
＋ＤＰ２＋ＤＰ３＜ＤＰ１３ また、図６中の最下段に示す第１パルスと第２パルスと
を連結してなる新たな駆動パルスＤＰ１２は、インク滴
を吐出しない「無印刷パルス」としての微振動パルスで
ある。この微振動パルスＤＰ１２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、インク表面の粘
度増大等を防止することができる。なお、微振動パルス
は必ずしも必要ではなく、省略することも可能である。

【００５６】１−７ 新たな駆動パルスの生成及び印字
データの転送タイミング等 次に、原駆動パルスである第１〜第３パルス中の波形要
素を連結して新たな駆動パルスを生成する方法と、これ
ら各駆動パルスを一または複数選択して多階調表現する
方法とについて説明する。

【００５７】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。

【００５８】従って、印字データのビットを各駆動パル
スの発生タイミングに同期させれば、図５及び図６に示
すように、所望の駆動パルスを選択することができる。
本実施の形態では、合計１０個のパルスパターンを得る
ことができるため、最大１０階調の表現を行うことが可
能である。１０階調の場合、図４中の下側左欄に示すよ
うに、各階調値を４ビットデータで圧縮して表現するこ
とができる。従って、各圧電振動子１７を駆動して実際
に所望の階調を得るには、図４中の下側右欄に示すよう
に、４ビットの階調値を、印刷周期の各期間Ｔ１〜Ｔ６
のそれぞれに対応した合計６ビットのデータに翻訳（デ
コード）しなければならない。本実施の形態では、６ビ
ットの印字データへの翻訳は、制御部６により実行され
る。

【００５９】階調値の翻訳について具体的に説明する。
例えば、図５中の最上段に示すように、第２パルスのみ
を選択する場合、この第２パルスを選択する階調値は
「０００１」として圧縮表現されている。実際に第２パ
ルスのみを圧電振動子１７に印加する場合は、第２パル
ス発生期間である期間Ｔ３及び期間Ｔ４の間だけ、印字
データを「１」に設定して、スイッチ回路１６を作動さ
せる必要がある。従って、階調値「０００１」の４ビッ
トデータを、「００１１００」の６ビットの印字データ
に翻訳することにより、第２パルスのみを圧電振動子１
７に印加することができる。同様にして、第１パルスの
みを選択する場合は、期間Ｔ１及び期間Ｔ２の間だけ印
字データを「１」にすればよく、第３パルスのみを選択
する場合は、期間Ｔ５及び期間Ｔ６の間だけ印字データ
を「１」にすればよい。

【００６０】また、新たな駆動パルスの生成は、以下の
ようにして実現される。例えば、図６中の最上段に示す
如く、第２パルスの波形要素と第３パルスの波形要素と
によって新たな駆動パルスＤＰ２３を得る場合を説明す
る。期間Ｔ３が開始されたときに印字データを「１」に
設定すれば、期間Ｔ３中の波形要素の形状に応じて圧電
振動子１７に電圧が印加される。次に、期間Ｔ４の開始
に同期して印字データを「０」に設定し、後続の期間Ｔ
５が終了するまで「０」を維持する。

【００６１】印字データが「０」に設定されている間
は、駆動信号の電圧変化が圧電振動子１７に伝達されな
い。従って、圧電振動子１７は電荷を保持し、圧電振動
子１７の両端電圧は直前の電圧値ＶＰに維持される。な
お、厳密に考えれば、印字データが「０」の期間中に、
圧電振動子１７が若干の放電、即ち、電荷の喪失が生じ
うるが、時間が短いため、実際には問題とならない。

【００６２】そして、期間Ｔ６の開始に合わせて印字デ
ータを「１」に設定すれば、再び駆動信号が圧電振動子
１７に印加されるため、圧電振動子１７は急速に放電し
て伸長する。

【００６３】このように、一方の波形要素と他方の波形
要素とを連結するには、一方の波形要素の発生期間中及
び他方の波形要素の発生期間中に印字データを「１」に
設定し、該各波形要素間の期間中は印字データを「０」
に設定すればよい。この各波形要素にそれぞれ割り当て
られた１ビットのデータが、「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」に該当する。なお、
スイッチ回路１６を構成するトランジスタに突入電流が
流れて破損するのを防止すべく、波形要素の連結点の電
位は等しいことが望まれる。

【００６４】次に、６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７の波形図を
参照しつつ説明する。

【００６５】まず、各ノズルについての４ビットの階調
値（ｂ３，ｂ２，ｂ１，ｂ０）は、上述した６ビットの
印字データ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６）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の期間Ｔ１の波形要素を、Ｄ２は第
２の期間Ｔ２の波形要素を、Ｄ３は第３の期間Ｔ３の波
形要素を、Ｄ４は第４の期間Ｔ４の波形要素を、Ｄ５は
第５の期間Ｔ５の波形要素を、Ｄ６は第６の期間Ｔ６の
波形要素を、それぞれ選択するための選択信号である。
そして、これら６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。

【００６６】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，Ｄ４１，
Ｄ５１，Ｄ６１）、２番目のノズルの印字データを（Ｄ
１２，Ｄ２２，Ｄ３２，Ｄ４２，Ｄ５２，Ｄ６２）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の選択信号Ｄ１のデータ（Ｄ１１，Ｄ１
２，Ｄ１３，．．．Ｄ１ｎ）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、第２の選択信号Ｄ２
のデータ（Ｄ２１，Ｄ２２，Ｄ２３，．．．Ｄ２ｎ）、
第３の選択信号Ｄ３のデータ（Ｄ３１，Ｄ３２，Ｄ３
３，．．．Ｄ３ｎ）、第４の選択信号Ｄ４のデータ（Ｄ
４１，Ｄ４２，Ｄ４３，．．．Ｄ４ｎ）、第５の選択信
号Ｄ５のデータ（Ｄ５１，Ｄ５２，Ｄ５３，．．．Ｄ５
ｎ）、第６の選択信号Ｄ６のデータ（Ｄ６１，Ｄ６２，
Ｄ６３，．．．Ｄ６ｎ）が、一印刷周期内でシフトレジ
スタ１３に転送される。

【００６７】より具体的には、目的とする波形要素が発
生する前に、当該波形要素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１
５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。

【００６８】例えば、図７に示す如く、第１の期間Ｔ１
の波形要素を選択するＤ１のデータは、直前の第６の期
間Ｔ６内にシフトレジスタ１３に転送されている。そし
て、第１の期間Ｔ１の開始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の期間Ｔ１中の波形要素に従って
圧電振動子１７が伸縮し、与えられたＤ１の値が「０」
であるノズルは、圧電振動子１７に駆動信号が印加され
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波形要素が発生する直
前の期間内にシフトレジスタ１３に転送される。

【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信号を形成し、各駆動パルス
（または各波形要素）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】また、各駆動パルスをそれぞれパルス幅方
向に分割して波形要素を形成し、これらの各波形要素を
適宜組み合わせることにより、元の駆動信号には一見し
て含まれない新たな駆動パルス（ＤＰ２３，ＤＰ１３，
ＤＰ１２）を合成することができる。従って、原駆動パ
ルスの選択可能なパターン数が７個であるのに対し、合
成駆動パルスを含めるとパターン数が合計１０個に増加
するため、より豊かな階調表現を行うことが可能であ
る。

【００７１】さらに、各駆動パルスは共通の最大電位Ｖ
Ｐを維持する平坦なパルス頂部をそれぞれ有し、これら
のパルス頂部をパルス幅方向に分割して波形要素を形成
する構成のため、所望の波形要素を等しい電位（最大電
位ＶＰ）で接続することができる。また、タイミング変
動等によってパルス分割位置が多少ずれた場合でも、こ
の位置ずれをパルス頂部の幅分だけ吸収することができ
る。

【００７２】なお、例えば、波形要素に注目すれば、本
実施の形態を以下のように表現することも可能である。
「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、複数の駆動パルスを含んで構成された
駆動信号を発生させる駆動信号発生手段と、前記各駆動
パルスのうち少なくとも二つの駆動パルスがパルス幅方
向で分割された波形要素からそれぞれ形成されるよう
に、前記駆動信号の発生期間を複数の期間（Ｔ１〜Ｔ
６）に分け、該各期間のそれぞれに対応して設けられた
選択信号（Ｄ１〜Ｄ６）からなる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作動
することにより、前記各駆動パルス及び前記各波形要素
を連結することにより得られる新たな駆動パルスのうち
いずれか一つの駆動パルスまたは複数の駆動パルスを圧
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」。

【００７３】２．第２の実施の形態 次に、図８〜図１０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。また、以下の各実
施の形態でも、選択可能なパターンの説明図中に印字デ
ータを付記してある。

【００７４】図８に示された本実施の形態の駆動信号
は、例えば約５ｎｇのインク滴を吐出させるための第１
パルス（小ドット用）と、例えば約１０ｎｇのインク滴
を吐出させるための第２パルス（中ドット用）と、例え
ば約２ｎｇのインク滴を吐出させるための第３パルス
（極小ドット用）とから構成されている。

【００７５】各駆動パルスは、共通の最大電位ＶＰを短
時間維持するパルス頂部をそれぞれ備えている。各駆動
パルスの詳細は、第１の実施の形態の説明が援用され
る。即ち、本実施の形態の第１パルスは第１の実施の形
態の第１パルスと、本実施の形態の第２パルスは第１の
実施の形態の第３パルスと、本実施の形態の第３パルス
は第１の実施の形態の第２パルスと、それぞれ同一形状
である。各充電時の電圧勾配θＣ及び各放電時の電圧勾
配θＤは、それぞれパルス発生番号を添え字として付し
てあるため、第１の実施の形態と符号上は一致しない場
合がある。

【００７６】本実施の形態では、図９及び図１０に示す
ように、合計９個の信号パターンを選択することができ
る。例えば、ＤＰ１＝５ｎｇ、ＤＰ２＝１０ｎｇ、ＤＰ
３＝２ｎｇ程度の場合、ＤＰ１２＝２０ｎｇ程度とな
る。その場合、それぞれの選択パターンによるインク滴
の大小関係は、次の通りである。

【００７７】ＤＰ３＜ＤＰ１＜ＤＰ１＋ＤＰ３＜ＤＰ２
＜ＤＰ２＋ＤＰ３＜ＤＰ１＋ＤＰ２＜ＤＰ１＋ＤＰ２＋
ＤＰ３＜ＤＰ１２ また、図１０中の最下段に示す第１パルスと第３パルス
とを連結してなる新たな駆動パルスＤＰ１３は、微振動
パルスである。

【００７８】このように構成される本実施の形態でも、
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。

【００７９】３．第３の実施の形態 次に、図１１〜図１３に基づいて本発明の第３の実施の
形態を説明する。

【００８０】図１１の波形図に示すように、本実施の形
態による駆動信号は、例えば約３ｎｇのインク滴を吐出
させるための第１パルス（極小ドット用）と、例えば約
８ｎｇのインク滴をそれぞれ吐出させるための第２パル
ス及び第３パルス（いずれも中ドット用）とから構成さ
れている。

【００８１】各駆動パルスの詳細は、第１の実施の形態
の説明が援用される。本実施の形態の第１パルスは第１
の実施の形態の第１パルスと、本実施の形態の第２パル
ス及び第３パルスは第１の実施の形態の第３パルスと、
それぞれ実質的に同一形状である。

【００８２】本実施の形態では、図１２及び図１３に示
すように、合計９個の信号パターンを選択することがで
きる。例えば、ＤＰ１＝３ｎｇ、ＤＰ２＝ＤＰ３＝８ｎ
ｇ、ＤＰ１２＝１２ｎｇ程度の場合、ＤＰ２３＝１５ｎ
ｇ、ＤＰ１３＝２２ｎｇ程度となる。その場合、それぞ
れの選択パターンによるインク滴の大小関係は、次の通
りである。なお、本実施の形態では、微振動パルスを省
略している。

【００８３】ＤＰ１＜ＤＰ２（またはＤＰ３）＜ＤＰ１
＋ＤＰ２（またはＤＰ３）＜ＤＰ１２＜ＤＰ２３＜ＤＰ
１＋ＤＰ２３＜ＤＰ１＋ＤＰ２＋ＤＰ３＜ＤＰ１２＋Ｄ
Ｐ３＜ＤＰ１３ 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。

【００８４】４．第４の実施の形態 次に、図１４及び図１５に基づいて本発明の第４の実施
の形態を説明する。

【００８５】図１４の波形図に示す如く、本実施の形態
による駆動信号は、少量のインク滴を吐出させるための
第１パルス（極小ドット用）と、中程度のインク滴を吐
出させるための第２パルス（中ドット用）と、インク滴
を吐出しない第３パルス（微振動パルス）とから構成さ
れている。第１パルス及び第２パルスは共通の最大電位
ＶＰを有し、第３パルスは最大電位ＶＰより小さい最大
電位ＶＮを有する。また、第３パルスは単独で用いられ
るため、波形要素に分割されていない。従って、本実施
の形態では一印刷周期は期間Ｔ１〜Ｔ５の５期間に分割
されており、印字データは５ビットで構成される。ま
た、後述のように、本実施の形態で選択可能なパターン
は４個であるから、プリンタコントローラ１では階調デ
ータを２ビットに圧縮しておくことができる。

【００８６】本実施の形態における第１パルスは第１の
実施の形態の第２パルスと類似するが、充電時の電圧勾
配θＣ１は、第１の実施の形態よりも急峻である点に注
目すべきである。この急峻な充電時の電圧勾配により、
メニスカスが発振し、最大電位ＶＰに達したときに微少
なインク滴が吐出される。また、本実施の形態の第２パ
ルスは第１の実施の形態の第３パルスとほぼ同様の形状
である。

【００８７】本実施の形態では、図１５に示すように、
合計４個のパターンを選択することができる。それぞれ
の選択パターンによるインク滴の大小関係は、ＤＰ１＜
ＤＰ２＜ＤＰ１２である。

【００８８】ここで、第１パルスと第２パルスとの合成
パルスＤＰ１２によるインク滴吐出のメカニズムついて
説明する。まず、期間Ｔ１の波形要素によって圧電振動
子１７が急速に充電されると、圧電振動子１７は急速に
縮小する。これにより、メニスカスが急速に引き込まれ
て発振するため、微少なインク滴が吐出される。即ち、
期間Ｔ１では、発振現象を利用して微少なインク滴が吐
出され、この微少なインク滴は記録紙に着弾して付着す
る。微少なインク滴吐出後、期間Ｔ２及び期間Ｔ３での
ホールド期間中にインクが充填されて、メニスカスはイ
ンク滴吐出前の元の位置に復帰する。そして、期間Ｔ４
に至ると、圧電振動子１７は最大電位ＶＰから最低電位
ＶＬまで急速に放電し、該圧電振動子１７は急速に伸長
する。これにより、ホールド期間（Ｔ２，Ｔ３）中に復
帰したメニスカスは、急激に外部に押し出されるため、
第２パルス単独によるインク滴よりも大きいインク滴が
吐出される。従って、合成パルスＤＰ１２を圧電振動子
１７に印加すると、最初に微少なインク滴が吐出され、
次いで大きなインク滴が吐出される。

【００８９】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。

【００９０】５．第５の実施の形態 次に、図１６及び図１７に基づいて本発明の第５の実施
の形態を説明する。

【００９１】図１６の波形図に示すように、本実施の形
態による駆動信号は、微少なインク滴を吐出させるため
の第１パルスと、中程度のインク滴を吐出させるための
第２パルスとから構成されている。そして、各駆動パル
スはパルス幅方向で２個の波形要素に分割されるため、
本実施の形態の印字データは４ビットとなる。また、後
述の如く、本実施の形態の選択可能パターンは４個であ
るから、プリンタコントローラ１では階調値を２ビット
に圧縮しておくことができる。

【００９２】各駆動パルスの詳細を説明する。第１パル
スは、グランドレベル程度のベース電圧ＶＢからスター
トし（Ｐ１１）、所定の電圧勾配θＣ１をもって中間電
位Ｖｍまで上昇する（Ｐ１２）。そして、中間電位Ｖｍ
を短時間だけ維持した後（Ｐ１３）、所定の電圧勾配θ
Ｄ１でベース電位ＶＢまで低下する。ここで、充電時の
電圧勾配θＣ１の方が放電時の電圧勾配θＤ１よりも大
きい。

【００９３】第２パルスは、ベース電位ＶＢから所定の
電圧勾配θＣ２で中間電位Ｖｍまで上昇し（Ｐ２１）、
一旦中間電位Ｖｍを短時間だけ維持してから（Ｐ２
２）、最大電位ＶＰまで上昇する（Ｐ２３）。そして、
最大電位ＶＰを維持した後（Ｐ２４）、ベース電位ＶＢ
まで低下する。そして、期間Ｔ３と期間Ｔ４との分断位
置は、中間電位Ｖｍを維持するＰ２２の部分に設定され
ている。ここで、Ｐ２２において中間電位Ｖｍをとるの
は、スイッチングトランジスタのタイミングをとるため
である。

【００９４】図１７に示すように、本実施の形態では、
合計４個のパターンを選択することができる。第１パル
スのみを選択すれば（ＤＰ１）、極小のドット径を得る
ことができ、第２パルスのみを選択すれば（ＤＰ２）、
中程度のドット径を得ることができ、第１パルスと第２
パルスとの合成駆動パルスを選択すれば（ＤＰ１２）、
大きいドット径を得ることができる。

【００９５】６．第６の実施の形態 次に、図１８〜図２０に基づいて本発明の第６の実施の
形態を説明する。

【００９６】図１８の波形図に示すように、本実施の形
態による駆動信号は、例えば約５ｎｇの小さいインク滴
を吐出させるための第１パルス（小ドット用）と、例え
ば約１０ｎｇのインク滴をそれぞれ吐出させるための第
２パルス及び第４パルス（いずれも中ドット用）と、例
えば約２ｎｇの極小なインク滴を吐出させるための第３
パルス（極小ドット用）との４個の駆動パルスから構成
されている。

【００９７】各駆動パルスについて説明する。第１パル
ス及び第３パルスは共通の第１の最大電位ＶＰ１を有
し、第２パルス及び第４パルスは共通の第２の最大電位
ＶＰ２を有する。ここで、第２の最大電位ＶＰ２の方が
第１の最大電位ＶＰ１よりも大きい。

【００９８】第１パルスは、放電時の電圧勾配θＤ１の
方が充電時の電圧勾配θＣ１よりも大きい。これとは逆
に、第３パルスは、充電時の電圧勾配θＣ３の方が放電
時の電圧勾配θＤ３よりも大きい。従って、第１パルス
と第３パルスとは、共通の最大電位ＶＰ１を有するが、
第１パルスによるインク滴の方が第３パルスによるイン
ク滴よりも大きくなる。即ち、第１パルスではメニスカ
スを比較的緩やかに引き込んでおいてから急速に押し出
すのに対し、第３パルスではメニスカスを急速に引き込
んで発振させ、この発振の勢いでインク滴を吐出するた
めである。これら第１パルス及び第３パルスは、第１の
最大電位ＶＰ１を維持するパルス頂部でパルス幅方向に
分割された２個の波形要素からなる。

【００９９】第２パルス及び第４パルスは同一形状であ
り、第１の実施の形態で述べた第３パルスと実質的に同
一である。また、第２パルス及び第４パルスは、それぞ
れ単独で使用されるため、第１パルス及び第３パルスの
ように、期間は分割されていない。

【０１００】本実施の形態では、図１９及び図２０に示
すように、合計１０個の信号パターンを選択することが
できる。例えば、ＤＰ１＝５ｎｇ、ＤＰ２＝ＤＰ４＝１
０ｎｇ、ＤＰ３＝２ｎｇとした場合、それぞれの選択パ
ターンによるインク滴の大小関係は、次の通りである。
なお、本実施の形態では、インク滴吐出のためには新た
な駆動パルスを生成せず、微振動パルスのみを合成して
いる。

【０１０１】ＤＰ３＜ＤＰ１＜ＤＰ１＋ＤＰ３＜ＤＰ２
（またはＤＰ４）＜ＤＰ３＋ＤＰ４（またはＤＰ２）＜
ＤＰ１＋ＤＰ４（またはＤＰ２）＜ＤＰ１＋ＤＰ３＋Ｄ
Ｐ４（またはＤＰ２）＜ＤＰ２＋ＤＰ４＜ＤＰ１＋ＤＰ
２＋ＤＰ３＋ＤＰ４ なお、図２０中の最下段に示す第１パルスと第３パルス
の合成駆動パルスＤＰ１３は、微振動パルスである。

【０１０２】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。

【０１０３】７．第７の実施の形態 図２１及び図２２には本発明の第７の実施の形態が示さ
れている。本実施の形態による駆動信号は、第１パルス
〜第３パルスの合計３個の駆動パルスから構成されてお
り、第１パルス及び第３パルスは２個の波形要素からな
っている。

【０１０４】第１パルスは、中間電位Ｖｍからスタート
し（Ｐ１１）、所定の電圧勾配θＣ１で最大電位ＶＰま
で上昇する（Ｐ１２）。そして、最大電位ＶＰを維持し
た後（Ｐ１３）、所定の電圧勾配θＤ１で中間電位Ｖｍ
まで低下し（Ｐ１４）、中間電位Ｖｍを短時間だけ保持
する（Ｐ１５）。ここで、放電時の電圧勾配θＤ１の方
が充電時の電圧勾配θＣ１よりも急峻である。

【０１０５】第２パルスは、中間電位Ｖｍから所定の電
圧勾配θＤ２で最低電位ＶＬまで低下し（Ｐ２１）、最
低電位ＶＬを維持した後（Ｐ２２）、所定の電圧勾配θ
Ｃ２で中間電位Ｖｍに復帰する。また、Ｐ１５で中間電
位Ｖｍを短時間保持した後に第２パルスを発生させてい
るのは、スイッチングトランジスタのタイミングをとる
ためである。このＰ１５における待ち時間は可及的に短
い方が好ましい。

【０１０６】第３パルスは、中間電位Ｖｍからスタート
し（Ｐ３１）、所定の電圧勾配θＣ３をもって共通の最
大電位ＶＰまで上昇する（Ｐ３２）。そして、この最大
電位ＶＰを保持した後（Ｐ３３）、所定の電圧勾配θＤ
３で中間電位Ｖｍまで低下する（Ｐ３４）。ここで、充
電時の電圧勾配θＣ３は放電時の電圧勾配θＤ３よりも
急峻である。前記同様に、第３パルスは、メニスカスを
急速に引き込むことにより得られる発振現象を利用する
ため、吐出されるインク滴は微少である。

【０１０７】図２２には、本実施の形態による選択パタ
ーンが６個示されている。例えば、ＤＰ１＝５ｎｇ、Ｄ
Ｐ３＝２ｎｇ、ＤＰ１２＝１５ｎｇとすると、各信号パ
ターンによるインク滴の大小関係は、ＤＰ３＜ＤＰ１＜
ＤＰ１＋ＤＰ３＜ＤＰ１２＜ＤＰ１２＋ＤＰ３となる。
なお、図２２中の合成駆動パルスＤＰ１３は、微振動パ
ルスである。

【０１０８】このように構成される本実施の形態でも、
前記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【０１０９】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、階調データから印字データへの変
換をデコード回路によって行ってもよい。また、デコー
ド回路をプリントヘッド内に設けてもよい。例えば、３
ビットの階調データを６ビットの印字データに翻訳する
場合、プリンタコントローラからは圧縮された３ビット
の階調データをプリントヘッドに出力し、プリントヘッ
ド内で６ビットの印字データに翻訳すると、データ転送
量を半減することができ、比較的遅い転送クロックでデ
ータを送ることができる。

【０１１０】また、各実施の形態で選択可能なパターン
として示された全てのパターンを必ずしも用いる必要は
ない。例えば、一例を挙げれば、第３の実施の形態で
は、ＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ１２、ＤＰ２３、ＤＰ１３の
５パターンで十分な階調表現を行うことができる。特
に、合成された駆動パルスを多用することにより、一印
刷周期内で圧電振動子に印加するパルスの数を１個のみ
とし、充電及び放電を１回にできるため（中間電位復帰
の充電を除く）、消費電力を低減して素子からの発熱を
抑えることができるという特有の効果を得ることができ
る。

【０１１１】共通の最大電位は、文字通りの最大電圧に
限られるわけではない。使用する圧力発生素子の特性等
によっては、例えば、共通の最低電位で波形要素を連結
することも考えられる。

【０１１２】

【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、駆動信号を複数の駆動パルスで構成し、印字デー
タによって、前記各駆動パルス及び該各駆動パルス中に
含まれる波形要素を連結してなる新たな駆動パルスを選
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】駆動パルスの選択パターンを示すタイムチャー
ト。

【図６】駆動パルスの選択パターンを示すタイムチャー
ト。

【図７】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８】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】駆動パルスの選択パターンを示すタイムチャ
ート。

【図１１】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１２】駆動パルスの選択パターンを示すタイムチャ
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。

【図１４】本発明の第４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１５】駆動パルスの選択パターンを示すタイムチャ
ート。

【図１６】本発明の第５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１７】駆動パルスの選択パターンを示すタイムチャ
ート。

【図１８】本発明の第６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１９】駆動パルスの選択パターンを示すタイムチャ
ート。

【図２０】駆動パルスの選択パターンを示すタイムチャ
ート。

【図２１】本発明の第７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２２】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 (7)

(57)【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、 複数の駆動パルスを含んで構成された駆動信号を発生さ
   せる駆動信号発生手段を設け、 前記各駆動パルス及び該各駆動パルスを構成する信号波
   形の構成要素である複数の波形要素から選択された各波
   形要素同士を互いに等しい電位の連結点において連結す
   ることにより得られる新たな駆動パルスのうちいずれか
   一つの駆動パルスまたは複数の駆動パルスを、一印刷周
   期内で前記圧力発生素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、 複数の駆動パルスを含んで構成された駆動信号を発生さ
   せる駆動信号発生手段と、 前記各駆動パルス及び該各駆動パルスを構成する信号波
   形の構成要素である複数の波形要素から選択された各波
   形要素同士を互いに等しい電位の連結点において連結す
   ることにより得られる新たな駆動パルスのそれぞれに対
   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の駆動パルスま
   たは複数の駆動パルスを選択するための印字データを生
   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。
3. 【請求項３】前記新たな駆動パルスは、前記駆動信号中
   の各駆動パルスをパルス幅方向に分割してなる前記複数
   の波形要素から選択された各波形要素同士を互いに等し
   い電位の連結点において連結することにより形成される
   ことを特徴とする請求項１又は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】前記駆動信号中の各駆動パルスのうち前記
   新たな駆動パルスの形成に関与する各駆動パルスは、共
   通の最大電圧を維持する平坦なパルス頂部をそれぞれ有
   し、前記各駆動パルスのパルス頂部をパルス幅方向に分
   割してなる前記複数の波形要素から選択された各波形要
   素同士を前記共通の最大電圧にある連結点において連結
   することにより、前記新たな駆動パルスを形成すること
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のイ
   ンクジェット式プリントヘッドの駆動装置。
5. 【請求項５】前記駆動信号中の駆動パルスまたは前記新
   たな駆動パルスのうちいずれか一つの駆動パルスは、イ
   ンク滴が吐出されない程度に前記圧力発生素子を作動さ
   せる無印刷パルスであることを特徴とする請求項１乃至
   ４のいずれか一項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乃至５のいずれか一項に記載の
   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】複数のノズルのそれぞれに対応して設けら
   れた圧電振動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、 複数の駆動パルスを含んで構成された駆動信号を駆動信
   号発生手段によって発生させ、 前記駆動パルスを構成する信号波形の構成要素であって
   前記駆動信号中の駆動パルスをパルス幅方向に分割して
   なる複数の波形要素から選択された各波形要素同士を互
   いに等しい電位の連結点において連結することにより前
   記駆動信号中に明示的に含まれない新たな駆動パルスを
   生成し、 前記各駆動パルス及び前記新たな駆動パルスのそれぞれ
   に対応して設けられたパルス選択信号によって、一印刷
   周期内で前記各駆動パルスのうち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するために生成され
   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前記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。