(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクが噴射されるノズルと、
当該ノズルの背後に設けられ、インクが充填されたインク室と、
当該インク室内の容積を変化させるためのアクチュエータと、
当該アクチュエータに駆動信号を印加することにより、インク室内に圧力波を発生させてインクに圧力を加え前記ノズルからインクを噴射させる噴射動作と、その噴射動作によって生じたインク室内の圧力波振動をほぼ相殺する相殺動作とを実行する駆動手段と、
当該駆動手段に所定の周期タイミングで噴射動作を行わせた後、前記所定の周期タイミングに対応する次の周期タイミングにおいて印字命令がない場合には前記相殺動作を実行させ、次の周期タイミングにおいて印字命令がある場合には相殺動作を実行させないように前記駆動手段を制御する制御手段とを備えたインク噴射装置であって、
前記制御手段は、
前記所定の周期タイミングにおける印字命令の有無を示す画像データを格納する第１の格納手段と、
前記次の周期タイミングにおける印字命令の有無を示す画像データを格納する第２の格納手段と、
前記第１の格納手段と前記第２の格納手段とに格納された両画像データの論理演算を行うことにより、前記駆動手段に相殺動作を実行させるための実行命令，または，相殺動作を実行させない非実行命令であるストップパルスデータを生成するストップパルスデータ生成手段と
を備えたことを特徴とするインク噴射装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインク噴射装置において、
前記ノズル，インク室，アクチュエータはそれぞれ複数個設けられ、
当該各アクチュエータに対応する印字命令である複数の画像データを記憶するイメージメモリを備え、
前記制御手段の第２の格納手段は、前記イメージメモリからパラレル転送されてくる複数の画像データを格納し、その画像データをシリアル出力することにより画像データのパラレル−シリアル変換を行い、
前記制御手段の第１の格納手段は、前記第２の格納手段からシリアル出力されてくる画像データを、前記第２の格納手段のシリアル出力と同じタイミングでシリアル入力すると共に当該画像データをシリアル出力し、
前記ストップパルスデータ生成手段は、前記第１の格納手段と前記第２の格納手段とからシリアル出力された両画像データの論理演算を行うことにより、前記ストップパルスデータを生成する
ことを特徴とするインク噴射装置。
【請求項３】
請求項２に記載のインク噴射装置において、
前記制御手段は、前記噴射動作と前記相殺動作とを実行させるためのイネーブル信号である印字クロックを生成すると共に、その印字クロックに同期する切替信号を生成し、
前記駆動手段は、
前記制御手段の第１または第２の格納手段からシリアル出力された画像データを格納し、その画像データをパラレル出力することにより画像データのシリアル−パラレル変換を行う第１のシリアル−パラレル変換手段と、
前記制御手段のストップパルスデータ生成手段からシリアル出力されたストップパルスデータデータを格納し、そのストップパルスデータをパラレル出力することによりストップパルスデータのシリアル−パラレル変換を行う第２のシリアル−パラレル変換手段と、
前記制御手段の生成した切替信号に従い、前記所定の周期タイミングにて、前記第１のシリアル−パラレル変換手段からパラレル出力された各画像データを選択した後に、前記第２のシリアル−パラレル変換手段からパラレル出力された各ストップパルスデータを選択するデータ選択手段と、
当該データ選択手段にて選択された各画像データまたは各ストップパルスデータのそれぞれと、前記制御手段の生成した印字クロックとの論理演算を行うことにより、各画像データに対応した各駆動データを生成する駆動データ生成手段と、
当該駆動データ生成手段の生成した各駆動データに基づいて、前記各アクチュエータに適した駆動信号を生成する駆動信号生成手段と
を備えたことを特徴とするインク噴射装置。
【請求項４】
請求項３に記載のインク噴射装置において、
前記駆動手段は、前記データ選択手段の選択した各画像データまたは各ストップパルスデータを前記印字クロックに同期して格納する第３の格納手段を備え、
前記駆動データ生成手段は、前記第３の格納手段の格納した各画像データまたは各ストップパルスデータのそれぞれと、前記制御手段の生成した印字クロックとの論理演算を行うことにより、各画像データに対応した各駆動データを生成する
ことを特徴とするインク噴射装置。
【請求項５】
請求項３に記載のインク噴射装置において、
前記駆動手段は、
前記第１のシリアル−パラレル変換手段からパラレル出力された各画像データを印字クロックに同期して格納する第４の格納手段と、
前記第２のシリアル−パラレル変換手段からパラレル出力された各ストップパルスデータを印字クロックに同期して格納する第５の格納手段とを備え、
前記データ選択手段は、前記制御手段の生成した切替信号に従い、前記所定の周期タイミングにて、前記第４の格納手段に格納された各画像データを選択した後に、前記第５の格納手段に格納された各ストップパルスデータを選択する
ことを特徴とするインク噴射装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のインク噴射装置において、
前記駆動手段は、前記所定の周期タイミングにて、アクチュエータを駆動し、まず、前記インク室の容積を、一旦増加させた後に減少あるいは一旦減少させた後に増加させることにより前記ノズルからインクを噴射する前記噴射動作を実行し、次に、前記インク室の容積を、再び増加させた後に減少あるいは再び減少させた後に増加させることにより前記相殺動作を実行し、
前記制御手段は、前記所定の周期タイミングにて、前記駆動手段に前記噴射動作を実行させる第１の時間と、前記相殺動作を実行させる第２の時間と、前記噴射動作を終えてから前記相殺動作を開始するまでの第３の時間とを、それぞれ前記インク室内をインクの圧力波が片道伝播する時間に基づいて決定する
ことを特徴とするインク噴射装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のインク噴射装置において、
前記駆動手段は、前記噴射動作時と前記相殺動作時とで、同じ電圧の駆動信号を前記アクチュエータに印加する
ことを特徴とするインク噴射装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のインク噴射装置において、
前記アクチュエータは、前記インク室の側壁をなす圧電材料を用いて構成されている
ことを特徴とするインク噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はインク噴射装置に係り、詳しくは、インクを噴射して被記録媒体に画像を形成するインク噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
今日、これまでのインパクト方式の印字装置にとってかわり、その市場を大きく拡大しつつあるノンインパクト方式の印字装置の中で、原理が最も単純で、且つ多階調化やカラー化が容易であるものとして、インクジェット方式の印字装置があげられる。その中でも、印字に使用するインクのみを噴射するドロップ・オン・デマンド型が、噴射効率の良さ、ランニングコストの安さなどから急速に普及しつつある。
【０００３】
ドロップ・オン・デマンド型の印字装置に用いられるインク噴射装置として、例えば、特開昭６３−２４７０５１号公報に記載の圧電材料を利用したせん断モード型のインク噴射装置がある。図１１に、この種のインク噴射装置の一例を示す。尚、図１１（ａ）は図１１（ｂ）のＸ−Ｘ線断面に、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＹ−Ｙ線断面に、それぞれ対応している。
【０００４】
図１１に示すように、インク噴射装置を構成する印字ヘッド６００は、底壁６０１、天壁６０２、それら各壁６０１，６０２間に挟持されたせん断モード型のアクチュエータ壁６０３からなる。アクチュエータ壁６０３は、天壁６０２に接着され且つ矢印６０９方向に分極された圧電材料製の上部壁６０５と、底壁６０１に接着され且つ矢印６１１方向に分極された圧電材料製の下部壁６０７とからなる。アクチュエータ壁６０３は一対となって、その間にインク室６１３を形成し、且つその隣の一対のアクチュエータ壁６０３との間には、インク室６１３よりも狭い空気室６１５を形成している。
【０００５】
各インク室６１３の一端には、ノズル６１８を有するノズルプレート６１７が固着され、他端には、マニホールド６２６を介してインクカートリッジなどのインク供給源（図示略）が接続されている。尚、マニホールド６２６は、各インク室６１３に連通する開口部を有する前部壁６２７と、各壁６０１，６０２間を密閉する後部壁６２８とを備え、インク供給源から各壁６２７，６２８間に供給されたインクを各インク室６１３に分配するものである。
【０００６】
各アクチュエータ壁６０３の両側面には電極６１９，６２１が金属化層として設けられている。すなわち、インク室６１３側のアクチュエータ壁６０３には電極６１９が設けられ、空気室６１５側および印字ヘッド６００の外周側のアクチュエータ壁６０３には電極６２１が設けられている。尚、電極６１９の表面はインクと絶縁するための絶縁層で覆われている。そして、各インク室６１３内に設けられた各電極６１９は駆動回路６４０に接続されている。駆動回路６４０は、制御回路６４１の制御に基づいて、後述するような電圧（駆動信号）を生成して各電極６１９に印加する。また、各電極６２１はアース６２３に接続されている。
【０００７】
そして、各インク室６１３の電極６１９に駆動回路６４０が電圧を印加することによって、各アクチュエータ壁６０３がインク室６１３の容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。この動作の一例を図１２に示す。尚、図１２では、各部６０３〜６１９の符号に図の左側からａ，ｂ，ｃ，…の添え字を付して、それぞれを区別している。図１２に示すように、インク室６１３ｃの電極６１９ｃに所定の電圧Ｅ（Ｖ）が印加されると、アクチュエータ壁６０３ｅ，６０３ｆにそれぞれ矢印６３１，６３２の方向の電界が発生し、アクチュエータ壁６０３ｅ，６０３ｆがインク室６１３ｃの容積を増加する方向に圧電厚みすべり変形する。このとき、ノズル６１８ｃ付近を含むインク室６１３ｃ内の圧力が減少する。
【０００８】
この電圧Ｅ（Ｖ）の印加をインク室６１３内の圧力波の片道伝播時間Ｔだけ維持する。すると、その間に前述のインク供給源からインクが供給される。尚、上記片道伝播時間Ｔはインク室６１３内のインクの圧力波が、インク室６１３の長手方向に片道伝播する時間であり、インク室６１３の長さＬと、インク室６１３内部のインク中における音速ａとにより、Ｔ＝Ｌ／ａなる式で算出される。
【０００９】
圧力波の伝播理論によると、上記電圧Ｅの印加から片道伝播時間Ｔが経過するとインク室６１３内の圧力が逆転し、正の圧力に転じるが、このタイミングに合わせてインク室６１３ｃの電極６１９ｃに印加されている電圧を０（Ｖ）に戻す。すると、アクチュエータ壁６０３ｅ，６０３ｆが図１１に示す変形前の状態に戻り、インクに圧力が加えられる。そのとき、上記正に転じた圧力と、アクチュエータ壁６０３ｅ，６０３ｆが変形前の状態に戻ることにより発生した圧力とが加え合わされ、比較的高い圧力がインク室６１３ｃのノズル６１８ｃ付近の部分に生じて、ノズル６１８ｃからインクが噴射される。その噴射されたインクが印字用紙などの被記録媒体の表面に付着し、被記録媒体に画像が形成される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本願出願人は、前述のようにインク室６１３内のインクに圧力波振動を発生させてノズル６１８からインクを噴射する噴射動作の終了後、インク室６１３内のインクの残留圧力波振動をほぼ相殺する相殺動作を実行することを考えた。この相殺動作は、電極６１９ｃに印加される電圧を所定のタイミングで一旦電圧Ｅ（Ｖ）にし、続いて０（Ｖ）に戻してインク室６１３の容積を増減させることによってなされる。この相殺動作によってインク室６１３内の残留圧力波振動が早期に収束し、残留圧力波振動によりノズル６１８からインクが非所望に噴射されるアクシデンタルドロップが発生するのを防止すると共に、次の印字命令に対する処理に早期に移行することができる。従って、被記録媒体に一層正確な画像を形成すると共に、印字速度を良好に向上させることができる。
【００１１】
また、本出願人は、所定の周期タイミングでノズル６１８からインクを噴射する噴射動作を行わせた後、前記所定の周期タイミングに対応する次の周期タイミングにおいて印字命令がない場合には前記相殺動作を実行し、次の周期タイミングにおいて印字命令がある場合には相殺動作を実行しないことを考えた。つまり、所定の周期タイミングに対応する次の周期タイミングにおいて印字命令がない場合には、アクシデンタルドロップが発生するおそれがあるため相殺動作を実行し、インクの飛散による汚れのない良好な画像が形成されるようにする。また、次の周期タイミングにおいて印字命令がある場合には、インク室６１３内の残留圧力波振動を積極的に利用し、その残留圧力波振動と、次の周期タイミングの印字命令によって発生させた圧力波振動とを加え合わせて大きな圧力波振動を発生させ、ノズル６１８から大きなインク滴を噴射させることにより、印字濃度を増大させて濃厚で鮮明な画像が形成されるようにする。
【００１２】
このように、所定の周期タイミングに対応する次の周期タイミングにおいて印字命令がない場合とある場合とで相殺動作の実行・非実行を選択的に切り替えるには、駆動回路６４０による電極６１９ｃへの電圧印加動作を正確に制御する必要があり、そのためには、駆動回路６４０を制御する制御回路６４１が確実な制御動作を行うことが要求される。
【００１３】
本発明は上記要求を満足するためになされたものであって、その目的は、所定の周期タイミングに対応する次の周期タイミングにおいて印字命令がない場合とある場合とで、インクの圧力波振動を相殺する相殺動作の実行・非実行を確実に切り替えることが可能なインク噴射装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１に記載の発明は、インクが噴射されるノズルと、当該ノズルの背後に設けられ、インクが充填されたインク室と、当該インク室内の容積を変化させるためのアクチュエータと、当該アクチュエータに駆動信号を印加することにより、インク室内に圧力波を発生させてインクに圧力を加え前記ノズルからインクを噴射させる噴射動作と、その噴射動作によって生じたインク室内の圧力波振動をほぼ相殺する相殺動作とを実行する駆動手段と、当該駆動手段に所定の周期タイミングで噴射動作を行わせた後、前記所定の周期タイミングに対応する次の周期タイミングにおいて印字命令がない場合には前記相殺動作を実行させ、次の周期タイミングにおいて印字命令がある場合には相殺動作を実行させないように前記駆動手段を制御する制御手段とを備えたインク噴射装置であって、前記制御手段は、前記所定の周期タイミングにおける印字命令の有無を示す画像データを格納する第１の格納手段と、前記次の周期タイミングにおける印字命令の有無を示す画像データを格納する第２の格納手段と、前記第１の格納手段と前記第２の格納手段とに格納された両画像データの論理演算を行うことにより、前記駆動手段に相殺動作を実行させるための実行命令，または，相殺動作を実行させない非実行命令であるストップパルスデータを生成するストップパルスデータ生成手段とを備えたことをその要旨とする。
【００１５】
従って、本発明によれば、第１の格納手段に格納された所定の周期タイミングにおける印字命令の有無を示す画像データと、第２の格納手段に格納された次の周期タイミングにおける印字命令の有無を示す画像データとの論理演算を行うことにより、ストップパルスデータが生成される。そして、駆動手段はストップパルスデータに従って制御され、所定の周期タイミングに対応する次の周期タイミングにおいて印字命令がない場合に相殺動作を実行し、次の周期タイミングにおいて印字命令がある場合には相殺動作を実行しないことができる。従って、所定の周期タイミングに対応する次の周期タイミングにおいて印字命令がない場合とある場合とで、インクの圧力波振動を相殺する相殺動作の実行・非実行を確実に切り替えることができる。
【００１６】
尚、上記相殺とは、圧力波振動を完全に解消するものでなくともよく、例えば、ノズルからインクが噴射されない程度に圧力波振動を抑制するものであってもよい。
次に、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のインク噴射装置において、前記ノズル，インク室，アクチュエータはそれぞれ複数個設けられ、当該各アクチュエータに対応する印字命令である複数の画像データを記憶するイメージメモリを備え、前記制御手段の第２の格納手段は、前記イメージメモリからパラレル転送されてくる複数の画像データを格納し、その画像データをシリアル出力することにより画像データのパラレル−シリアル変換を行い、前記制御手段の第１の格納手段は、前記第２の格納手段からシリアル出力されてくる画像データを、前記第２の格納手段のシリアル出力と同じタイミングでシリアル入力すると共に当該画像データをシリアル出力し、前記ストップパルスデータ生成手段は、前記第１の格納手段と前記第２の格納手段とからシリアル出力された両画像データの論理演算を行うことにより、前記ストップパルスデータを生成することをその要旨とする。
【００１７】
従って、本発明においては、イメージメモリからパラレル転送されてくる複数の画像データを第２の格納手段に格納させる。そして、第２の格納手段から画像データをシリアル出力することにより、画像データのパラレル−シリアル変換を行う。また、第２の格納手段からシリアル出力されてくる画像データを、第２の格納手段のシリアル出力と同じタイミングで、第１の格納手段にシリアル入力する。そして、第２の格納手段のシリアル出力と同じタイミングで、第１の格納手段から画像データをシリアル出力することにより、ストップパルスデータ生成手段にストップパルスデータを生成させる。そのため、各アクチュエータに対応した各画像データ毎にストップパルスデータを生成することができる。従って、複数個設けられた前記ノズル，インク室，アクチュエータに対して１つの制御手段を設けるだけで、請求項１に記載の発明と同様の作用および効果を得ることができる。
【００１８】
次に、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のインク噴射装置において、前記制御手段は、前記噴射動作と前記相殺動作とを実行させるためのイネーブル信号である印字クロックを生成すると共に、その印字クロックに同期する切替信号を生成し、前記駆動手段は、前記制御手段の第１または第２の格納手段からシリアル出力された画像データを格納し、その画像データをパラレル出力することにより画像データのシリアル−パラレル変換を行う第１のシリアル−パラレル変換手段と、前記制御手段のストップパルスデータ生成手段からシリアル出力されたストップパルスデータデータを格納し、そのストップパルスデータをパラレル出力することによりストップパルスデータのシリアル−パラレル変換を行う第２のシリアル−パラレル変換手段と、前記制御手段の生成した切替信号に従い、前記所定の周期タイミングにて、前記第１のシリアル−パラレル変換手段からパラレル出力された各画像データを選択した後に、前記第２のシリアル−パラレル変換手段からパラレル出力された各ストップパルスデータを選択するデータ選択手段と、当該データ選択手段にて選択された各画像データまたは各ストップパルスデータのそれぞれと、前記制御手段の生成した印字クロックとの論理演算を行うことにより、各画像データに対応した各駆動データを生成する駆動データ生成手段と、当該駆動データ生成手段の生成した各駆動データに基づいて、前記各アクチュエータに適した駆動信号を生成する駆動信号生成手段とを備えたことをその要旨とする。
【００１９】
従って、本発明によれば、制御手段が生成した印字クロックに従い、データ選択手段が選択した画像データまたはストップパルスデータに基づいて、駆動手段により複数のアクチュエータを駆動することができる。そのため、複数個設けられた前記ノズル，インク室，アクチュエータに対して１つの駆動手段を設けるだけで、請求項１に記載の発明と同様の作用および効果を得ることができる。また、制御手段から駆動手段へシリアル出力されてきた画像データおよびストップパルスデータが、駆動手段内の第１および第２のシリアル−パラレル変換手段にて変換されるため、制御手段から駆動手段へ画像データおよびストップパルスデータを転送するラインをそれぞれ１本ずつにすることが可能になる。そのため、制御手段から駆動手段へ画像データおよびストップパルスデータをそれぞれパラレル出力する場合に比べて、画像データおよびストップパルスデータが転送されるラインを減らせる分だけ、コストを低減することができる。
【００２０】
次に、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のインク噴射装置において、前記駆動手段は、前記データ選択手段の選択した各画像データまたは各ストップパルスデータを前記印字クロックに同期して格納する第３の格納手段を備え、前記駆動データ生成手段は、前記第３の格納手段の格納した各画像データまたは各ストップパルスデータのそれぞれと、前記制御手段の生成した印字クロックとの論理演算を行うことにより、各画像データに対応した各駆動データを生成することをその要旨とする。
【００２１】
従って、本発明によれば、データ選択手段の選択した各画像データまたは各ストップパルスデータを第３の格納手段に一旦格納するため、駆動データ生成手段における駆動データの生成に際して、各画像データまたは各ストップパルスデータと印字クロックとの論理演算を行うタイミングの設定の自由度を増すことが可能になり、ノズル，インク室，アクチュエータのそれぞれの構造に合わせて印字クロックの波形を最適化することが容易になる。
【００２２】
次に、請求項５に記載の発明は、請求項３に記載のインク噴射装置において、前記駆動手段は、前記第１のシリアル−パラレル変換手段からパラレル出力された各画像データを印字クロックに同期して格納する第４の格納手段と、前記第２のシリアル−パラレル変換手段からパラレル出力された各ストップパルスデータを印字クロックに同期して格納する第５の格納手段とを備え、前記データ選択手段は、前記制御手段の生成した切替信号に従い、前記所定の周期タイミングにて、前記第４の格納手段に格納された各画像データを選択した後に、前記第５の格納手段に格納された各ストップパルスデータを選択することをその要旨とする。
【００２３】
従って、本発明においては、第１のシリアル−パラレル変換手段からパラレル出力された各画像データを第４の格納手段に一旦格納し、第２のシリアル−パラレル変換手段からパラレル出力された各ストップパルスデータを第５の格納手段の一旦格納する。そのため、本発明によれば、駆動データ生成手段における駆動データの生成に際して、各画像データまたは各ストップパルスデータと印字クロックとの論理演算を行うタイミングの設定の自由度を、請求項４に記載の発明よりも向上させることが可能になり、ノズル，インク室，アクチュエータのそれぞれの構造に合わせて印字クロックの波形を最適化することがさらに容易になる。
【００２４】
次に、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載のインク噴射装置において、前記駆動手段は、前記所定の周期タイミングにて、アクチュエータを駆動し、まず、前記インク室の容積を、一旦増加させた後に減少あるいは一旦減少させた後に増加させることにより前記ノズルからインクを噴射する前記噴射動作を実行し、次に、前記インク室の容積を、再び増加させた後に減少あるいは再び減少させた後に増加させることにより前記相殺動作を実行し、前記制御手段は、前記所定の周期タイミングにて、前記駆動手段に前記噴射動作を実行させる第１の時間と、前記相殺動作を実行させる第２の時間と、前記噴射動作を終えてから前記相殺動作を開始するまでの第３の時間とを、それぞれ前記インク室内をインクの圧力波が片道伝播する時間に基づいて決定することをその要旨とする。
【００２５】
従って、本発明においては、駆動手段が噴射動作を実行する際、アクチュエータを駆動してインク室の容積を一旦増加させる。すると、そのインク室内部の圧力が一旦減少し、インク室内にインクが流入する。続いて、インク室内をインクの圧力波が片道伝播する時間に基づいて決定された第１の時間後に、アクチュエータを駆動してインク室の容積を減少させることにより、インク室内に比較的高い圧力が生じ、インクがノズルから噴射される。その後、駆動手段は、前記片道伝播時間に基づいて決定された第３の時間後に、インク室の容積を再び増加させ、前記片道伝播する時間に基づいて決定された第２の時間後に、インク室の容積を減少させて相殺動作を実行する。このため、噴射動作を片道伝播時間に応じた適切な時間だけ実行することが可能になり、インクの噴射を確実に行うことができる。また、相殺動作を片道伝播時間に応じた適切なタイミングで実行することが可能になり、インクの圧力波振動をきわめて良好に相殺することができる。従って、本発明によれば、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、インクの圧力波振動を一層良好に相殺し、一層正確な画像を形成すると共に、印字速度を一層良好に向上させることができる。
【００２６】
尚、本発明において、前記インク室の容積を、一旦減少させた後に増加させることにより前記ノズルからインクを噴射する前記噴射動作を実行し、次に、前記インク室の容積を、再び減少させた後に増加させることにより前記相殺動作を実行する場合も、上記と同様の作用により同様の効果を得ることができる。
【００２７】
次に、請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか１項に記載のインク噴射装置において、前記駆動手段は、前記噴射動作時と前記相殺動作時とで、同じ電圧の駆動信号を前記アクチュエータに印加することをその要旨とする。
従って、本発明においては、アクチュエータとして電圧を印加することによりインク室の容積を増加または減少させるものを使用し、しかも、前記噴射動作時にも前記相殺動作時にも同じ電圧を印加するようにしたので、電源回路が１つでよく、駆動手段の構成を簡略化することができる。また、アクチュエータの駆動制御も、電圧を印加するかしないかの切り換えによって行われ、駆動制御のための処理も簡単になる。従って、本発明によれば、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、装置の構成および制御を一層簡略化することができる。
【００２８】
次に、請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか１項に記載のインク噴射装置において、前記アクチュエータは、前記インク室の側壁をなす圧電材料を用いて構成されていることをその要旨とする。
従って、本発明においては、インク室の側壁をなす圧電材料に電圧を印加して変形させることにより、インク室の容積を変化させることができる。このようなアクチュエータは、構成が簡単で耐久性にも優れ、更に安価である。従って、本発明によれば、請求項１〜７のいずれか１項に記載の発明の効果に加えて、装置の構成を簡略化し、耐久性を向上させると共に、製造コストを一層低減することができる。
【００２９】
尚、以下に述べる発明の実施の形態において、特許請求の範囲または課題を解決するための手段および発明の効果に記載の「駆動手段」は駆動回路２１に相当し、同じく「制御手段」は制御回路２２に相当し、同じく「第１の格納手段」はシフトレジスタ４３に相当し、同じく「第２の格納手段」はシフトレジスタ４２に相当し、同じく「ストップパルスデータ生成手段」はＡＮＤゲート４４およびインバータゲート４５に相当し、同じく「第１のシリアル−パラレル変換手段」はシリアル−パラレル変換器３３に相当し、同じく「第２のシリアル−パラレル変換手段」はシリアル−パラレル変換器３４に相当し、同じく「データ選択手段」は切替回路３５，３９に相当し、同じく「駆動データ生成手段」はＡＮＤゲート３１に相当し、同じく「駆動信号生成手段」は出力回路３２に相当し、同じく「第３の格納手段」はデータラッチ３６に相当し、同じく「第４の格納手段」はデータラッチ３７に相当し、同じく「第５の格納手段」はデータラッチ３８に相当し、同じく「第１の時間」はタイミングｔ１，ｔ２間の時間に相当し、同じく「第２の時間」はタイミングｔ３，ｔ４間の時間に相当し、同じく「第３の時間」はタイミングｔ２，ｔ３間の時間に相当する。
【００３０】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を具体化した第１実施形態のインク噴射装置を図面と共に説明する。尚、本実施形態のインク噴射装置において、印字ヘッド６００の機構的構成については、図１１および図１２に示した従来の形態と同じであるので説明を省略する。
【００３１】
図１は、本実施形態のインク噴射装置を備えたインクジェットプリンタの電気的構成を示すブロック図である。
インクジェットプリンタの制御装置は、１チップ構成のマイクロコンピュータ１１，ＲＯＭ１２，ＲＡＭ１３を備えている。マイクロコンピュータ１１には、ユーザが印字の指示などを行うための操作パネル１４，後述するＣＲモータ５０６を駆動するためのモータ駆動回路１５，後述するＬＦモータ５１０を駆動するためのモータ駆動回路１６，後述する被記録媒体としての記録用紙Ｐの先端を検出するペーパーセンサ１７，記録用紙Ｐに印字する際の原点位置を検出する原点センサ１８，後述するキャリッジ５０４の位置を検出するキャリッジ位置センサ１９などが接続されている。
【００３２】
印字ヘッド６００は駆動回路２１によって駆動され、駆動回路２１は制御回路２２によって制御される。すなわち、図１１に示すように、印字ヘッド６００の各インク室６１３内に設けられた各電極６１９は駆動回路２１に接続されている。駆動回路２１は、制御回路２２の制御に基づいて、印字ヘッド６００に適した電圧（駆動信号）を生成して各電極６１９に印加する。
【００３３】
マイクロコンピュータ１１とＲＯＭ１２，ＲＡＭ１３，制御回路２２とは、アドレスバス２３およびデータバス２４を介して接続されている。マイクロコンピュータ１１は、ＲＯＭ１２に予め記憶されたプログラムに従い、印字タイミング信号ＴＳおよびリセット信号ＲＳを生成し、各信号ＴＳ，ＲＳを制御回路２２へ転送する。
【００３４】
制御回路２２はゲートアレイによって構成され、印字タイミング信号ＴＳおよびリセット信号ＲＳに従い、イメージメモリ２５に記憶されている画像データに基づいて、その画像データを被記録媒体に形成するに際して印字ヘッド６００のノズル６１８からインクを噴射させる噴射動作のための噴射パルスデータＦＤ，前記したインク室６１３内の残留圧力波振動を相殺する相殺動作のためのストップパルスデータＳＤ，各データＦＤ，ＳＤを切り替えるための切替信号ＫＳ，各データＦＤ，ＳＤと同期する転送クロックＴＣＫ，ストローブ信号ＳＴＢ，印字クロックＩＣＫを生成し、それら各信号ＦＤ，ＳＤ，ＫＳ，ＴＣＫ，ＳＴＢ，ＩＣＫを駆動回路２１へ転送する。また、制御回路２２は、パーソナルコンピュータ２６などの外部機器からセントロ・インターフェース２７を介して転送されてくる画像データを、イメージメモリ２５に記憶させる。そして、制御回路２２は、パーソナルコンピュータ２６などからセントロ・インターフェース２７を介して転送されてくるセントロ・データに基づいてセントロ・データ受信割込信号ＷＳを生成し、その信号ＷＳをマイクロコンピュータ１１へ転送する。
【００３５】
尚、各信号ＦＤ，ＳＤ，ＫＳ，ＴＣＫ，ＳＴＢ，ＩＣＫは、駆動回路２１と制御回路２２とを接続するハーネスケーブル２８を介して転送される。
図２は、本実施形態のインク噴射装置を備えたインクジェットプリンタの概略構成を示す斜視図である。
【００３６】
ガイドロッド５０１及びガイド部材５０２はプリンタフレーム５０３に固定されている。
キャリッジ５０４は、ガイドロッド５０１及びガイド部材５０２に各々スライド可能に支持され、ベルト５０５に固着されて、キャリッジモータ（ＣＲモータ）５０６により駆動されて往復移動される。ベルト５０５は、長尺形状のガイドロッド５０１及びガイド部材５０２の両端部近傍に配置されている各プーリ５０７に巻回されている。一方のプーリ５０７はＣＲモータ５０６の駆動軸に接続されている。
【００３７】
キャリッジ５０４には、印字ヘッド６００と、１チップのＩＣから構成される駆動回路２１とを備えた印字ヘッドユニット５０８が取り付けられている。印字ヘッドユニット５０８は、被記録媒体としての印字用紙Ｐ上にインクの液滴を吐出して印字を行うインクジェット式のユニットである。駆動回路２１はフレキシブルなハーネスケーブル２８を介して制御回路２２（図示略）に接続されている。
【００３８】
印字ヘッドユニット５０８の後部には、印字ヘッド６００の各ノズル６１８へインクを供給するインク供給源としてのインクカートリッジ５０９が着脱可能に搭載されている。
印字ヘッド６００と対向する位置には、印字用紙Ｐを搬送する搬送機構ＬＦが配設されている。搬送機構ＬＦは、搬送モータ（ＬＦモータ）５１０の駆動により回転するプラテンローラ５１１の回転によって印字用紙Ｐを搬送する。プラテンローラ５１１のローラ軸５１２はプリンタフレーム５０３に回動可能に支承されている。
【００３９】
搬送機構ＬＦの側方には、印字ヘッド６００のインク噴射動作の維持・回復を行う維持・回復機構ＲＭが設けられている。維持・回復機構ＲＭは、吸引機構５１３およびキャップ５１４から構成されている。吸引機構５１３は、印字ヘッド６００の使用中に、インクが乾燥したり、その内部に気泡が発生したり、ノズル６１８のノズルプレート６１７の外面にインク液滴が付着したりするなどの原因で発生する噴射不良を解消するため、キャップ５１４をノズルプレート６１７に密着させノズル６１８からインクを吸引する。キャップ５１４は、インクジェットプリンタの不使用時にノズルプレート６１７の外面を覆ってインクの乾燥を防止する機能を兼ねる。
【００４０】
図３は、駆動回路２１の内部構成を示すブロック図である。
ここでは、印字ヘッド６００のインク室６１３が６４室設けられている６４チャンネル・マルチノズルヘッドを駆動する場合の駆動回路２１を例示する。
駆動回路２１は、ＡＮＤゲート３１、出力回路３２、シリアル−パラレル変換器３３，３４、切替回路３５、データラッチ３６を備えている。
【００４１】
シリアル−パラレル変換器３３は、６４ビット長のシフトレジスタから構成され、制御回路２２から転送クロックＴＣＫと同期してシリアル転送されてくる噴射パルスデータＦＤを入力し、転送クロックＴＣＫの立ち上がりに従って、噴射パルスデータＦＤを各パラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３に変換することにより、噴射パルスデータＦＤのシリアル−パラレル変換を行う。
【００４２】
シリアル−パラレル変換器３４は、６４ビット長のシフトレジスタから構成され、制御回路２２から転送クロックＴＣＫと同期してシリアル転送されてくるストップパルスデータＳＤを入力し、転送クロックＴＣＫの立ち上がりに従って、ストップパルスデータＳＤを各パラレルデータＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３に変換することにより、ストップパルスデータＳＤのシリアル−パラレル変換を行う。
【００４３】
６４個の切替回路３５はそれぞれ、制御回路２２から転送されてくる切替信号ＫＳに従って各ノードＡ，Ｂのいずれか一方に切り替えられ、ノードＡに切り替えられた場合はシリアル−パラレル変換器３３の出力（各パラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３）を選択し、ノードＢに切り替えられた場合はシリアル−パラレル変換器３４の出力（各パラレルデータＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３）を選択し、その選択した出力をデータラッチ３６へ出力する。
【００４４】
データラッチ３６は、制御回路２２から転送されてくるストローブ信号ＳＴＢの立ち上がりに従って、各パラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３またはＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３をそれぞれラッチし、そのラッチしたパラレルデータを各ＡＮＤゲート３１へ出力する。
【００４５】
６４個のＡＮＤゲート３１はそれぞれ、各パラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３またはＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３と、制御回路２２から転送されてくる印字クロックＩＣＫとの論理積をとり、各パラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３またはＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３毎の論理積の結果である各駆動データＡ０〜Ａ６３を生成する。
【００４６】
６４個の出力回路３２はそれぞれ、各駆動データＡ０〜Ａ６３に基づいて、印字ヘッドに適した電圧（駆動信号）を生成し、その各駆動信号を印字ヘッド６００の図１１に示す各インク室６１３の電極６１９へ出力する。
ちなみに、印字ヘッド６００が６４チャンネルではない場合には、各シリアル−パラレル変換器３３，３４のビット長と、切替回路３５，ＡＮＤゲート３１，出力回路３２のそれぞれの個数とを、印字ヘッド６００のチャネル数と同じにすればよい。
【００４７】
図４は、制御回路２２内部の要部構成を示すブロック図である。
ここでは、駆動回路２１の場合と同様に、印字ヘッド６００が６４チャンネル・マルチノズルヘッドの場合の制御回路２２を例示する。
制御回路２２は、データ設定回路４１，シフトレジスタ４２，シフトレジスタ４３，ＡＮＤゲート４４，インバータゲート４５，ローカル制御回路４６を備えている。
【００４８】
データ設定回路４１は、４ビット長のシフトレジスタ５１を６４個備え、イメージメモリ２５に記憶されている画像データをパラレルに読み出し、その画像データを４ビットずつ各シフトレジスタ５１に格納する。そして、設定命令信号ＭＳに従って、シフトレジスタ５１の最小ビットｂ０に格納されている画像データがシフトレジスタ４２へ転送されると、各シフトレジスタ５１が１ビットずつ最小ビット方向へシフトし、最大ビットｂ３が空となる。このシフトレジスタ４２への転送を４回行うと、各シフトレジスタ５１の全てのビットが空となり、再び、イメージメモリ２５からシフトレジスタ５１へのデータ転送が実行される。
【００４９】
６４ビット長のシフトレジスタ４２は、ロード信号ＲＳが立ち上がる度に、データ設定回路４１の各チャネルの画像データｃｈ０〜ｃｈ６３をパラレル入力し、シフトクロックＳＣＫの立ち上がりに従って、その先頭の画像データｃｈ０から順次１ビットずつシリアル出力端子ＯＵＴからシリアル出力することにより画像データのパラレル−シリアル変換を行う。このシフトレジスタ４２のシリアル出力は、噴射パルスデータＦＤとして駆動回路２１へ転送される。
【００５０】
６４ビット長のシフトレジスタ４３は、シフトレジスタ４２からシリアル出力された各画像データｃｈ０〜ｃｈ６３をシリアル入力し、シフトクロックＳＣＫの立ち上がりに従って、その各画像データを先頭のデータｃｈ０から順次１ビットずつシリアル出力端子ＯＵＴからシリアル出力する。
ＡＮＤゲート４４は、シフトレジスタ４２からシリアル出力された各画像データｃｈ０〜ｃｈ６３をインバータゲート４５を介して入力すると共に、シフトレジスタ４３からシリアル出力された各画像データｃｈ０〜ｃｈ６３を入力し、両画像データの論理積をとる。このＡＮＤゲート４４の出力は、ストップパルスデータＳＤとして駆動回路２１へ転送される。
【００５１】
ローカル制御回路４６は、マイクロコンピュータ１１から転送されてくる印字タイミング信号ＴＳに従って、各回路４１〜４３を制御するための各信号ＭＳ，ＲＳ，ＳＣＫと、駆動回路２１の各切替回路３５を制御するための切替信号ＫＳと、各データＦＤ，ＳＤに同期するストローブ信号ＳＴＢおよび印字クロックＩＣＫとを生成する。そして、ローカル制御回路４６は、マイクロコンピュータ１１から転送されてくるリセット信号ＲＳに従って、各信号ＭＳ，ＲＳ，ＳＣＫ，ＫＳ，ＳＴＢ，ＩＣＫの生成を停止する。
【００５２】
ちなみに、印字ヘッド６００が６４チャンネルではない場合には、各シフトレジスタ５１〜５４，４２、４３のビット長を印字ヘッド６００のチャネル数と同じにすればよい。
ところで、駆動回路２１において、噴射パルスデータＦＤのシリアル−パラレル変換を行うシリアル−パラレル変換器３３から出力される各パラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３と、ストップパルスデータＳＤのシリアル−パラレル変換を行うシリアル−パラレル変換器３４から出力される各パラレルデータＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３とはそれぞれ、印字ヘッド６００の各インク室６１３に対応している。従って、制御回路２２において、各データＦＤ，ＳＤの各ビットおよび各画像データｃｈ０〜ｃｈ６３はそれぞれ、印字ヘッド６００の各インク室６１３に対応していることになる。つまり、各データＦＤ，ＳＤの各ビットおよび各画像データｃｈ０〜ｃｈ６３に従って、各インク室６１３の電極６１９に印加される駆動信号が生成され、噴射動作および相殺動作におけるノズル６１８からのインクの噴射が制御される。
【００５３】
次に、上記のように構成された本実施形態のインク噴射装置の動作について説明する。
図５は、印字クロックＩＣＫ，ストローブ信号ＳＴＢ，噴射パルスデータＦＤ，ストップパルスデータＳＤ，切替信号ＫＳのタイムチャートである。
【００５４】
各印字周期のタイミングにおいては、噴射動作の終了後に相殺動作が行われる。従って、ある印字周期Ｔｍ−１のタイミングにおいてｎ−１番目の印字を行い、次の印字周期Ｔｍのタイミングにおいてｎ番目の印字を行う場合、各印字周期Ｔｍ−１，Ｔｍにおいて、印字クロックＩＣＫは、噴射パルスデータＦＤに対応する印字クロックＩＣＫｆが転送された後に、ストップパルスデータＳＤに対応する印字クロックＩＣＫｓが転送される。
【００５５】
また、印字周期Ｔｍ−１において、ｎ番目の印字のための噴射パルスデータＦＤｎと、ｎ−１番目の印字のためのストップパルスデータＳＤｎ−１とは同時に転送される。そして、印字周期Ｔｍにおいて、ｎ＋１番目の印字のための噴射パルスデータＦＤｎ＋１と、ｎ番目の印字のためのストップパルスデータＳＤｎとは同時に転送される。
【００５６】
また、印字周期Ｔｍ−１において、ストローブ信号ＳＴＢは、ｎ−１番目の印字のための噴射パルスデータＦＤｎ−１（図示略）に対応するストローブ信号ＳＴＢｆｎ−１が転送された後に、ｎ−１番目の印字のためのストップパルスデータＳＤｎ−１に対応するストローブ信号ＳＴＢｓｎ−１が転送される。そして、印字周期Ｔｍにおいて、ストローブ信号ＳＴＢは、ｎ番目の印字のための噴射パルスデータＦＤｎに対応するストローブ信号ＳＴＢｆｎが転送された後に、ｎ番目の印字のためのストップパルスデータＳＤｎに対応するストローブ信号ＳＴＢｓｎが転送される。
【００５７】
また、切替信号ＫＳは、ストローブ信号ＳＴＢに対応して転送される。
つまり、印字周期Ｔｍ−１において、印字クロックＩＣＫは、ｎ−１番目の印字のための噴射パルスデータＦＤｎ−１（図示略）に対応する印字クロックＩＣＫｆｎ−１が転送された後に、ｎ−１番目の印字のためのストップパルスデータＳＤｎ−１に対応する印字クロックＩＣＫｓｎ−１が転送される。そして、印字周期Ｔｍにおいて、印字クロックＩＣＫは、ｎ番目の印字のための噴射パルスデータＦＤｎに対応する印字クロックＩＣＫｆｎが転送された後に、ｎ番目の印字のためのストップパルスデータＳＤｎに対応する印字クロックＩＣＫｓｎが転送される。
【００５８】
以下、図５を参照しながら駆動回路２１の動作について説明する。
各印字周期Ｔｍ−１，Ｔｍにおいて、切替信号ＫＳは、各ストップパルスデータＳＤｎ−１，ＳＤｎに対応する各ストローブ信号ＳＴＢｓｎ−１，ＳＴＢｓｎが転送されているときには駆動回路２１の各切替回路３５をノードＢ側に切り替え、それ以外のときには各切替回路３５をノードＡ側に切り替える。
【００５９】
そのため、データラッチ３６は、切替信号ＫＳに従って各切替回路３５がノードＡ側に切り替えられているときにはシリアル−パラレル変換器３３の出力（噴射パルスデータＦＤをパラレル変換した各パラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３）をラッチし、各切替回路３５がノードＢ側に切り替えられているときにはシリアル−パラレル変換器３４の出力（ストップパルスデータＳＤをパラレル変換した各パラレルデータＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３）をラッチする。
【００６０】
印字クロックＩＣＫの論理レベルが「Ｈ」のとき、駆動回路２１の各ＡＮＤゲート３１の出力は、データラッチ３６の出力状態に従って決定される。また、印字クロックＩＣＫの論理レベルが「Ｌ」のとき、駆動回路２１の各ＡＮＤゲート３１の出力は、データラッチ３６の出力状態がいかなる場合でも禁止状態となり論理レベル「Ｌ」となる。つまり、印字クロックＩＣＫは、各ＡＮＤゲート３１が各駆動データＡ０〜Ａ６３を生成する際のイネーブル信号としてはたらく。
【００６１】
そのため、印字クロックＩＣＫの論理レベルが「Ｈ」のときに、データラッチ３６から出力されるパラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３またはＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３の論理レベルが「Ｈ」の場合、そのパラレルデータが入力されるＡＮＤゲート３１が生成する駆動データの論理レベルも「Ｈ」になり、その駆動データが入力される出力回路３２は駆動信号を生成して印字ヘッド６００の対応するインク室６１３の電極６１９へ出力する。また、印字クロックＩＣＫの論理レベルが「Ｌ」のときに、データラッチ３６から出力されるパラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３またはＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３の論理レベルが「Ｈ」であっても、そのパラレルデータが入力されるＡＮＤゲート３１が生成する駆動データの論理レベルは「Ｌ」になり、その駆動データが入力される出力回路３２は駆動信号を生成しない。
【００６２】
従って、図５に示すように、印字周期Ｔｍにおいて、タイミングｔ１で印字クロックＩＣＫｆｎが立ち上がると、図１２にてインク室６１３ｃを例に説明したように、アクチュエータ壁６０３に電界が発生し、インク室６１３の容積が増大してノズル６１８付近を含むインク室６１３内の圧力が減少する。その後、インク室６１３にはインクが流入する一方、容積の増大によって生じた圧力波振動による圧力が増加して正の圧力に転じ、前記した片道伝播時間Ｔを経過する時点の近傍でピークに達する。
【００６３】
尚、印字クロックＩＣＫｆｎのパルス幅は、片道伝播時間Ｔと同じに設定されている。そのため、印字クロックＩＣＫｆｎは片道伝播時間Ｔを経過後のタイミングｔ２で立ち下がる。すると、インク室６１３の容積が減少し、そのことにより発生した圧力と、上記正に転じた圧力とが加え合わされ、比較的高い圧力がインク室６１３のノズル６１８付近に生じて、ノズル６１８からインクが噴射されるインク噴射動作が実行される。その噴射されたインクが印字用紙Ｐの表面に付着し、印字用紙Ｐに画像が形成される。
【００６４】
その後、インク室６１３の圧力が正から負に転じる前のタイミングｔ３で、印字クロックＩＣＫｓｎが立ち上がると、未だ正である上記圧力が急減する。そして、上記圧力が負に転じた後のタイミングｔ４で印字クロックＩＣＫｓｎが立ち下がると、負に転じた上記圧力が急増する。このため、上記圧力波の振動が相殺され、その振動が急速に収束に向かう相殺動作が実行される。このように圧力波振動が相殺されるとノズル６１８からインクが非所望に噴射されることが防止され、次の印字命令に対する処理に早期に移行することもできる。従って、印字用紙Ｐに一層正確な画像を形成すると共に、印字速度を良好に向上させることができる。
【００６５】
尚、印字クロックＩＣＫｓｎのパルス幅Ｗは、片道伝播時間Ｔの０．５倍に設定されている。印字クロックＩＣＫｓｎは前述のように圧力波振動を相殺するものであり、しかも、そのパルス幅Ｗは片道伝播時間Ｔの奇数倍と大きく異なる短い値に設定されているため、この印字クロックＩＣＫｓｎによりノズル６１８からインクが噴射されることはない。
【００６６】
また、印字クロックＩＣＫｆｎが立ち下がるタイミングｔ２から、印字クロックＩＣＫｓｎの立ち上がるタイミングｔ３と立ち下がるタイミングｔ４との中間のタイミングｔＭまでの時間ｄは、片道伝播時間Ｔの２．５倍に設定されている。
【００６７】
ところで、インク噴射動作および相殺動作において、出力回路３２が生成する駆動信号の電圧は同じである。
図６は、図５に示す印字周期Ｔｍ−１のタイミングにおける制御回路２２の動作を説明するためのタイムチャートである。
【００６８】
シフトレジスタ４２は、ロード信号ＲＳの立ち上がりにより、データ設定回路４１からｎ番目の印字のための画像データｃｈ０ｎ〜ｃｈ６３ｎをパラレル入力し、シフトクロックＳＣＫの立ち上がりに従って、その先頭の画像データｃｈ０ｎから順次１ビットずつシリアル出力端子ＯＵＴからシリアル出力する。このシフトレジスタ４２のシリアル出力は、噴射パルスデータＦＤｎとして駆動回路２１へ転送される。
【００６９】
このとき、シフトレジスタ４３には、ｎ−１番目の印字のための各画像データｃｈ０ｎ−１〜ｃｈ６３ｎ−１が格納されている。そして、シフトレジスタ４３は、シフトクロックＳＣＫの立ち上がりに従って、その先頭の画像データｃｈ０ｎ−１から順次１ビットずつシリアル出力端子ＯＵＴからシリアル出力する。
【００７０】
ＡＮＤゲート４４には、シフトレジスタ４２からシリアル出力された各画像データｃｈ０ｎ〜ｃｈ６３ｎがインバータゲート４５を介して論理レベルが反転された状態で入力されると共に、シフトレジスタ４３からシリアル出力された各画像データｃｈ０ｎ−１〜ｃｈ６３ｎ−１が入力される。ＡＮＤゲート４４からは、論理レベルが反転された各画像データ・バーｃｈ０ｎ〜ｃｈ６３ｎと、各画像データｃｈ０ｎ−１〜ｃｈ６３ｎ−１との論理積が出力される。このＡＮＤゲート４４の出力は、ストップパルスデータＳＤｎ−１として駆動回路２１へ転送される。
【００７１】
ローカル制御回路４６は、シフトクロックＳＣＫに対応して転送クロックＴＣＫを生成するため、噴射パルスデータＦＤｎおよびストップパルスデータＳＤｎ−１は転送クロックＴＣＫと同期して転送される。また、ローカル制御回路４６は、噴射パルスデータＦＤｎおよびストップパルスデータＳＤｎ−１を転送しているときには、論理レベル「Ｈ」のストローブ信号ＳＴＢを生成する。
【００７２】
尚、シフトレジスタ４３は、シフトレジスタ４２からシリアル出力された各画像データｃｈ０ｎ〜ｃｈ６３ｎをシリアル入力端子ＩＮに入力する。そのため、印字周期Ｔｍ−１のタイミングにおける噴射パルスデータＦＤｎおよびストップパルスデータＳＤｎ−１の転送を終えた時点で、シフトレジスタ４３には、ストップパルスデータＳＤｎを生成するための各画像データｃｈ０ｎ〜ｃｈ６３ｎが格納された状態になる。そして、次の印字周期Ｔｍのタイミングにおける各データＦＤｎ＋１，ＳＤｎの生成動作に備えられる。
【００７３】
以上詳述したように、本実施形態のインク噴射装置の制御回路２２において、ストップパルスデータＳＤｎ−１は、ｎ番目の印字のための画像データの論理レベルが反転されたデータと、ｎ−１番目の印字のための画像データとの論理積によって得られる。
【００７４】
従って、印字周期Ｔｍ−１におけるｎ−１番目の印字に対応する次の印字周期Ｔｍにおけるｎ番目の印字について、そのｎ番目の印字のための各画像データｃｈ０ｎ〜ｃｈ６３ｎのうち、任意の画像データｃｈｘｎの論理レベルが「Ｌ」の場合（すなわち、ｎ番目の印字における任意の画像データｃｈｘｎについて印字命令がない場合）で、任意の画像データｃｈｘｎ−１の論理レベルが「Ｈ」の場合（すなわち、ｎ−１番目の印字における任意の画像データｃｈｘｎ−１について印字命令がある場合）には、その画像データｃｈｘｎに対応して論理レベル「Ｈ」のストップパルスデータＳＤｘｎ−１が生成される。そのストップパルスデータＳＤｘｎ−１に基づき、印字周期Ｔｍ−１において、対応するインク室６１３における前記相殺動作が実行される。
【００７５】
また、ｎ番目の印字のための各画像データｃｈ０ｎ〜ｃｈ６３ｎのうち、任意の画像データｃｈｘｎの論理レベルが「Ｈ」の場合（すなわち、ｎ番目の印字における任意の画像データｃｈｘｎについて印字命令がある場合）には、その画像データｃｈｘｎに対応して論理レベル「Ｌ」のストップパルスデータＳＤｘｎ−１が生成される。そのストップパルスデータＳＤｘｎ−１に基づき、印字周期Ｔｍ−１において、対応するインク室６１３における前記相殺動作は実行されない。
【００７６】
従って、本実施形態によれば、所定の周期タイミングに対応する次の周期タイミングにおいて印字命令がない場合とある場合とで相殺動作の実行・非実行を確実に切り替えることができる。そして、相殺動作の実行・非実行を選択的に切り替える際に、制御回路２２は、駆動回路２１による印字ヘッド６００の各インク室６１３の電極６１９ｃへの電圧印加動作を正確に制御することができる。
【００７７】
また、制御回路２２において、ｎ番目の印字のための噴射パルスデータＦＤｎと、ｎ−１番目の印字のためのストップパルスデータＳＤｎ−１とは同時に生成される。各データＦＤｎ，ＳＤｎ−１は駆動回路２１に同時に転送され、各シリアル−パラレル変換器３３，３４において、各データＦＤｎ，ＳＤｎ−１をシリアル−パラレル変換した各パラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３，ＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３が同時に生成される。そして、切替信号ＫＳに従って切り替えられた各切替回路３５により、各パラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３，ＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３のいずれか一方がデータラッチ３６へ出力され、ストローブ信号ＳＴＢに従ってラッチされる。
【００７８】
そのため、図５に示すように、ストップパルスデータＳＤｎ−１に対応する印字クロックＩＣＫｓｎ−１が立ち下がるタイミングｔ５と、噴射パルスデータＦＤｎに対応する印字クロックＩＣＫｆｎが立ち上がるタイミングｔ１との時間間隔を短くすることができる。従って、本実施形態によれば、各印字周期Ｔｍ−１，Ｔｍのタイミングを短くすることが可能になり、印字速度を良好に向上させることができる。
【００７９】
（第２実施形態）
以下、本発明を具体化した第２実施形態を図面と共に説明する。尚、本実施形態において、第１実施形態と同じ構成部材については符号を等しくしてその説明を省略する。
【００８０】
図７は、本実施形態における駆動回路２１の内部構成を示すブロック図である。
駆動回路２１は、ＡＮＤゲート３１、出力回路３２、シリアル−パラレル変換器３３，３４、データラッチ３７，３８、切替回路３９を備えている。
【００８１】
各データラッチ３７，３８はそれぞれ、制御回路２２から転送されてくるストローブ信号ＳＴＢの立ち上がりに従って、各シリアル−パラレル変換器３３，３４の出力（各パラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３，ＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３）をラッチする。
【００８２】
６４個の切替回路３９はそれぞれ、制御回路２２から転送されてくる切替信号ＫＳに従って各ノードＡ，Ｂのいずれか一方に切り替えられ、ノードＡに切り替えられた場合はデータラッチ３７の出力（各パラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３）を選択し、ノードＢに切り替えられた場合はデータラッチ３８の出力（各パラレルデータＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３）を選択し、その選択した出力を各ＡＮＤゲート３１へ出力する。
【００８３】
つまり、本実施形態の駆動回路２１において、図３に示す第１実施形態の駆動回路２１と異なるのは、各シリアル−パラレル変換器３３，３４の出力が、各データラッチ３７，３８にてそれぞれラッチされた後に、各切替回路３９にて切り替えられ、各ＡＮＤゲート３１へ送られる点である。
【００８４】
図８は、本実施形態における制御回路２２内部の要部構成を示すブロック図である。
本実施形態の制御回路２２において、図４に示す第１実施形態の制御回路２２と異なるのは、シフトレジスタ４２のシリアル出力ではなく、シフトレジスタ４３のシリアル出力が噴射パルスデータＦＤとして駆動回路２１へ転送される点である。
【００８５】
次に、上記のように構成された本実施形態のインク噴射装置の動作について説明する。
図９は、本実施形態における印字クロックＩＣＫ，ストローブ信号ＳＴＢ，噴射パルスデータＦＤ，ストップパルスデータＳＤ，切替信号ＫＳのタイムチャートである。
【００８６】
印字周期Ｔｍ−１において、ｎ番目の印字のための噴射パルスデータＦＤｎと、ｎ番目の印字のためのストップパルスデータＳＤｎとは同時に転送される。そして、印字周期Ｔｍにおいて、ｎ＋１番目の印字のための噴射パルスデータＦＤｎ＋１と、ｎ＋１番目の印字のためのストップパルスデータＳＤｎ＋１とは同時に転送される。
【００８７】
また、印字周期Ｔｍ−１において、ストローブ信号ＳＴＢは、ｎ−１番目の印字のための噴射パルスデータＦＤｎ−１（図示略）およびストップパルスデータＳＤｎ−１に対応するストローブ信号ＳＴＢｎ−１が転送される。そして、印字周期Ｔｍにおいて、ストローブ信号ＳＴＢは、ｎ番目の印字のための噴射パルスデータＦＤｎおよびストップパルスデータＳＤｎに対応するストローブ信号ＳＴＢｎが転送される。
【００８８】
また、切替信号ＫＳは、印字クロックＩＣＫに対応して転送される。
以下、図９を参照しながら駆動回路２１の動作について説明する。
各印字周期Ｔｍ−１，Ｔｍにおいて、駆動回路２１の各切替回路３９は、各ストップパルスデータＳＤｎ−１，ＳＤｎに対応する各印字クロックＩＣＫｓｎ−１，ＩＣＫｓｎが転送されているときには切替信号ＫＳに従ってノードＢ側に切り替えられ、それ以外のときには切替信号ＫＳに従ってノードＡ側に切り替えられる。
【００８９】
各切替回路３９がノードＡ側に切り替えられているとき、駆動回路２１の各ＡＮＤゲート３１には、データラッチ３７にラッチされたシリアル−パラレル変換器３３の出力（噴射パルスデータＦＤをパラレル変換した各パラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３）が入力される。また、各切替回路３９がノードＢ側に切り替えられているとき、各ＡＮＤゲート３１には、データラッチ３８にラッチされたシリアル−パラレル変換器３４の出力（ストップパルスデータＳＤをパラレル変換した各パラレルデータＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３）が入力される。
【００９０】
印字クロックＩＣＫの論理レベルが「Ｈ」のとき、各ＡＮＤゲート３１の出力は、各切替回路３９の出力状態に従って決定される。また、印字クロックＩＣＫの論理レベルが「Ｌ」のとき、各ＡＮＤゲート３１の出力は、各切替回路３９の出力状態がいかなる場合でも禁止状態となり論理レベル「Ｌ」となる。つまり、印字クロックＩＣＫは、各ＡＮＤゲート３１が各駆動データＡ０〜Ａ６３を生成する際のイネーブル信号としてはたらく。
【００９１】
そのため、印字クロックＩＣＫの論理レベルが「Ｈ」のときに、各切替回路３９から出力されるパラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３またはＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３の論理レベルが「Ｈ」の場合、そのパラレルデータが入力されるＡＮＤゲート３１が生成する駆動データの論理レベルも「Ｈ」になり、その駆動データが入力される出力回路３２は駆動信号を生成して印字ヘッド６００の対応するインク室６１３の電極６１９へ出力する。また、印字クロックＩＣＫの論理レベルが「Ｌ」のときに、各切替回路３９から出力されるパラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３またはＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３の論理レベルが「Ｈ」であっても、そのパラレルデータが入力されるＡＮＤゲート３１が生成する駆動データの論理レベルは「Ｌ」になり、その駆動データが入力される出力回路３２は駆動信号を生成しない。
【００９２】
尚、本実施形態において、各タイミングｔ１〜ｔ４におけるインク噴射動作および相殺動作については、第１実施形態と同じであるので説明を省略する。
図１０は、図９に示す印字周期Ｔｍ−１のタイミングにおける制御回路２２の動作を説明するためのタイムチャートである。
【００９３】
シフトレジスタ４２は、ロード信号ＲＳの立ち上がりにより、データ設定回路４１からｎ＋１番目の印字のための画像データｃｈ０ｎ＋１〜ｃｈ６３ｎ＋１をパラレル入力し、シフトクロックＳＣＫの立ち上がりに従って、その先頭の画像データｃｈ０ｎ＋１から順次１ビットずつシリアル出力端子ＯＵＴからシリアル出力する。
【００９４】
このとき、シフトレジスタ４３には、ｎ番目の印字のための各画像データｃｈ０ｎ〜ｃｈ６３ｎが格納されている。そして、シフトレジスタ４３は、シフトクロックＳＣＫの立ち上がりに従って、その先頭の画像データｃｈ０ｎから順次１ビットずつシリアル出力端子ＯＵＴからシリアル出力する。このシフトレジスタ４３のシリアル出力は、噴射パルスデータＦＤｎとして駆動回路２１へ転送される。
【００９５】
ＡＮＤゲート４４には、シフトレジスタ４２からシリアル出力された各画像データｃｈ０ｎ＋１〜ｃｈ６３ｎ＋１がインバータゲート４５を介して論理レベルが反転された状態で入力されると共に、シフトレジスタ４３からシリアル出力された各画像データｃｈ０ｎ〜ｃｈ６３ｎが入力される。ＡＮＤゲート４４からは、論理レベルが反転された各画像データ・バーｃｈ０ｎ＋１〜ｃｈ６３ｎ＋１と、各画像データｃｈ０ｎ〜ｃｈ６３ｎとの論理積が出力される。このＡＮＤゲート４４の出力は、ストップパルスデータＳＤｎとして駆動回路２１へ転送される。
【００９６】
ローカル制御回路４６は、シフトクロックＳＣＫに対応して転送クロックＴＣＫを生成するため、噴射パルスデータＦＤｎおよびストップパルスデータＳＤｎは転送クロックＴＣＫと同期して転送される。また、ローカル制御回路４７は、噴射パルスデータＦＤｎおよびストップパルスデータＳＤｎを転送しているときには、論理レベル「Ｈ」のストローブ信号ＳＴＢを生成する。
【００９７】
尚、シフトレジスタ４３は、シフトレジスタ４２からシリアル出力された各画像データｃｈ０ｎ＋１〜ｃｈ６３ｎ＋１をシリアル入力端子ＩＮに入力する。そのため、印字周期Ｔｍ−１のタイミングにおける噴射パルスデータＦＤｎおよびストップパルスデータＳＤｎの転送を終えた時点で、シフトレジスタ４３には、ストップパルスデータＳＤｎ＋１を生成するための各画像データｃｈ０ｎ＋１〜ｃｈ６３ｎ＋１が格納された状態になる。そして、次の印字周期Ｔｍのタイミングにおける各データＦＤｎ＋１，ＳＤｎ＋１の生成動作に備えられる。
【００９８】
以上詳述したように、本実施形態のインク噴射装置の制御回路２２において、ストップパルスデータＳＤｎは、ｎ＋１番目の印字のための画像データの論理レベルが反転されたデータと、ｎ番目の印字のための画像データとの論理積によって得られる。従って、本実施形態によれば、第１実施形態と同様の作用により、所定の周期タイミングに対応する次の周期タイミングにおいて印字命令がない場合とある場合とで相殺動作の実行・非実行を確実に切り替えることができる。
【００９９】
また、本実施形態の制御回路２２において、ｎ番目の印字のための噴射パルスデータＦＤｎと、ｎ番目の印字のためのストップパルスデータＳＤｎとは同時に生成される。各データＦＤｎ，ＳＤｎは駆動回路２１に同時に転送され、各シリアル−パラレル変換器３３，３４において、各データＦＤｎ，ＳＤｎをシリアル−パラレル変換した各パラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３，ＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３が同時に生成される。各パラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３，ＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３はそれぞれ各データラッチ３７，３８へ出力され、ストローブ信号ＳＴＢに従って同時にラッチされる。そして、印字クロックＩＣＫに対応した切替信号ＫＳに従って切り替えられた各切替回路３９により、各データラッチ３７，３８に一旦ラッチされた各パラレルデータＦＰＤ０〜ＦＰＤ６３，ＳＰＤ０〜ＳＰＤ６３のいずれか一方が各ＡＮＤゲート３１へ出力され、印字クロックＩＣＫに従って各駆動データＡ０〜Ａ６３が生成される。
【０１００】
そのため、図９に示すように、ストップパルスデータＳＤｎ−１に対応する印字クロックＩＣＫｓｎ−１が立ち下がるタイミングｔ５と、噴射パルスデータＦＤｎに対応する印字クロックＩＣＫｆｎが立ち上がるタイミングｔ１との時間間隔を短くすることができる。また、噴射パルスデータＦＤｎに対応する印字クロックＩＣＫｆｎが立ち下がるタイミングｔ２と、ストップパルスデータＳＤｎに対応する印字クロックＩＣＫｓｎが立ち上がるタイミングｔ３との時間間隔を短くすることができる。従って、本実施形態によれば、第１実施形態よりもさらに各印字周期Ｔｍ−１，Ｔｍのタイミングを短くすることが可能になり、印字速度をより良好に向上させることができる。
【０１０１】
尚、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、以下のように具体化してもよく、その場合でも、上記各実施形態と同様の作用および効果を得ることができる。
（１）上記各実施形態では、各印字周期のタイミングにおいて、噴射パルスデータＦＤに対応する印字クロックＩＣＫｆが１つだけ生成されるようにしたが、噴射パルスデータＦＤに対応する印字クロックＩＣＫｆが複数個生成されるようにしてもよい。この場合、噴射パルスデータＦＤに対応する印字クロックＩＣＫｆの数と、ノズル６１８から噴射されるインクの滴数とは等しくなる。そのため、噴射パルスデータＦＤに対応する印字クロックＩＣＫｆの数を増やすほど、噴射されるインクの滴数も増えることになり、印字濃度が増大して濃厚で鮮明な画像を得ることができる。
【０１０２】
（２）上記各実施形態では、噴射パルスデータＦＤに対応する印字クロックＩＣＫｆのパルス幅を、片道伝播時間Ｔと同じに設定したが、片道伝播時間Ｔのほぼ奇数倍に設定してもよい。このように印字クロックＩＣＫｆのパルス幅を変更する際に、第２実施形態によれば、第１実施形態よりもさらに当該パルス幅の変更に対する自由度を増すことが可能になり、印字クロックＩＣＫの波形を印字ヘッド６００の構造に合わせて最適化することが容易になる。
【０１０３】
（３）上記各実施形態では、ストップパルスデータＦＤに対応する印字クロックＩＣＫｓのパルス幅Ｗを、片道伝播時間Ｔの０．５倍に設定したが、印字クロックＩＣＫｓによりノズル６１８からインクが噴射されないで且つ相殺動作が確実に実行されるパルス幅であればどのような値に設定してもよい。但し、印字クロックＩＣＫｓの最適なパルス幅Ｗは片道伝播時間Ｔに基づいて決定される。
【０１０４】
（４）上記各実施形態では、印字クロックＩＣＫｆｎが立ち下がるタイミングｔ２から、印字クロックＩＣＫｓｎの立ち上がるタイミングｔ３と立ち下がるタイミングｔ４との中間のタイミングｔＭまでの時間ｄを、片道伝播時間Ｔの２．５倍に設定したが、相殺動作が確実に実行される時間であればどのような値に設定してもよい。但し、最適な前記時間ｄは片道伝播時間Ｔに基づいて決定される。このように時間ｄを変更する際に、第２実施形態によれば、第１実施形態よりもさらに当該時間ｄの変更に対する自由度を増すことが可能になり、印字クロックＩＣＫの波形を印字ヘッド６００の構造に合わせて最適化することが容易になる。
【０１０５】
（５）上記各実施形態では、シフトレジスタ４２のシリアル出力をインバータゲート４５を介してＡＮＤゲート４４に入力させたが、シフトレジスタ４２のシリアル出力はそのままＡＮＤゲート４４に入力させ、シフトレジスタ４３のシリアル出力をインバータゲート４５を介してＡＮＤゲート４４に入力させるようにしてもよい。
【０１０６】
（６）上記各実施形態では、インク噴射動作および相殺動作において、出力回路３２が生成する駆動信号の電圧を同じにしているが、相殺動作において出力回路３２が生成する駆動信号の電圧を、インク噴射動作におけるそれよりも低い電圧にしたり、負の電圧にしてもよい。
【０１０７】
（７）上記各実施形態では、アクチュエータ壁６０３の下部壁６０７および上部壁６０５の圧電変形により、インク室６１３の容積を変えてインクを噴射するようにしたが、下部壁６０７または上部壁６０５の一方を圧電変形しない材質で形成し、他方の圧電変形に伴って当該一方を変形させることにより、インクを噴射するようにしてもよい。
【０１０８】
（８）上記各実施形態ではインク室６１３の両側に空気室６１５を設けているが、空気室６１５を設けずに、各インク室６１３が隣接するようにしてもよい。
（９）上記各実施形態ではせん断モード型のアクチュエータ壁６０３を用いたが、圧電材料を積層し、その積層方向の変形によって圧力波を発生する構成にしてもよい。その他、圧電材料に限らず、インク室６１３に圧力波を発生させるものであれば、当業者の知識に基づいて種々の変更・改良を施して具体化してもよい。但し、上記各実施形態のように圧電材料を用いたアクチュエータ壁６０３を使用すれば、印字ヘッド６００の構成が簡略化され、耐久性の向上および製造コストの低減を図ることができる。
【０１０９】
（１０）上記各実施形態では印字ヘッド６００がキャリッジ５０４と共に往復移動するプリンタに適用したが、プリンタ本体に印字ヘッド６００を固定したいわゆるラインプリンタ等に適用してもよい。
（１１）上記各実施形態では、相殺動作においてインク室６１３内の残留圧力波振動を完全に解消するようにしたが、相殺動作においてノズル６１８からインクが噴射されない程度にインク室６１３内の残留圧力波振動を抑制するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１および第２実施形態のインク噴射装置を備えたインクジェットプリンタの電気的構成を示すブロック図。
【図２】第１および第２実施形態のインク噴射装置を備えたインクジェットプリンタの概略構成を示す斜視図。
【図３】第１実施形態のインク噴射装置の駆動回路を示すブロック図。
【図４】第１実施形態のインク噴射装置の制御回路を示すブロック図。
【図５】第１実施形態のインク噴射装置の動作を説明するためのタイムチャート。
【図６】第１実施形態のインク噴射装置の動作を説明するためのタイムチャート。
【図７】第２実施形態のインク噴射装置の駆動回路を示すブロック図。
【図８】第２実施形態のインク噴射装置の制御回路を示すブロック図。
【図９】第２実施形態のインク噴射装置の動作を説明するためのタイムチャート。
【図１０】第２実施形態のインク噴射装置の動作を説明するためのタイムチャート。
【図１１】従来の形態と第１および第２実施形態とにおけるインク噴射装置の印字ヘッドの構成を示す断面図。
【図１２】従来の形態と第１および第２実施形態とにおけるインク噴射装置の印字ヘッドの動作を説明するための断面図。
【符号の説明】
６１８…ノズル  ６１３…インク室  ６０３…アクチュエータ壁
２１…駆動回路  ２２…制御回路  ４２，４３…シフトレジスタ
ｃｈ０〜ｃｈ６３…画像データ  Ａ０〜Ａ６３…駆動データ
ＳＤ…ストップパルスデータ  ＦＤ…噴射パルスデータ
３１，４４…ＡＮＤゲート  ４５…インバータゲート
３５，３９…切り替え回路  ２５…イメージメモリ
ＩＣＫ…印字クロック  ３３，３４…シリアル−パラレル変換器
３２…出力回路  ３６〜３８…データラッチ
【図１】
0003695076.tif 000002
【図２】
0003695076.tif 000003
【図３】
0003695076.tif 000004
【図４】
0003695076.tif 000005
【図５】
0003695076.tif 000006
【図６】
0003695076.tif 000007
【図７】
0003695076.tif 000008
【図８】
0003695076.tif 000009
【図９】
0003695076.tif 000010
【図１０】
0003695076.tif 000011
【図１１】
0003695076.tif 000012
【図１２】
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