(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インクジェットヘッドのノズルからインク滴を吐出させる駆動波形と前記ノズルからインク滴を吐出させない駆動波形を含む複数の駆動波形を生成する駆動波形生成手段と、この駆動波形生成手段で生成された複数の駆動波形の内の１つの駆動波形を選択する駆動波形選択手段とを備えたインクジェット記録装置において、前記インク滴を吐出させないノズルの内の前記インク滴を吐出させない駆動波形を印加するノズルを選択する非噴射駆動ノズル発生パターンとインク滴を吐出させるノズルのデータとを照合して、前記インク滴を吐出させないノズルの内の所要のノズルに対して前記インク滴を吐出させない駆動波形を選択して与えることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項２】
請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記インク滴を吐出させないノズルの内の前記インク滴を吐出させない駆動波形を印加するノズルを選択する非噴射駆動ノズル発生パターンが予め複数設定されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項３】
請求項１に記載のインクジェット記録装置において、前記インク滴を吐出させるノズルのデータを論理演算して、前記インク滴を吐出させないノズルの内の前記インク滴を吐出させない駆動波形を印加するノズルを選択するための非噴射駆動ノズル発生パターンを作成することを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のインクジェット記録装置において、前記ノズルからインク滴を吐出させる駆動波形と前記ノズルからインク滴を吐出させない駆動波形とは駆動電圧、時定数及びパルス幅の少なくともいずれかが異なることを特徴とするインクジェット記録装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はインクジェット記録装置に関し、特に非吐出ノズルに対してインク滴を吐出しない駆動波形を印加するインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、ファクシミリ、複写装置等の画像形成装置として用いるインクジェット記録装置において、インクジェットヘッドの所要のノズルからインク滴を吐出させた場合、隣接するインク非吐出ノズルのメニスカスが機械的或いは流体的な干渉を受けて不安定な状態になり、インク噴射速度Ｖｊやインク噴射量Ｍｊが変動したり、ひいては気泡を巻き込みインク滴の吐出不良が生じる。
【０００３】
そこで、例えば特開昭５８−６２０６３号公報に記載されているように、両側面に対向して圧力室（インク液室）が形成されるヘッドを用いて、対向する圧力室の一方が加圧されて粒子が噴出する時、他方の圧力室が粒子化しない程度の加圧を行うようにすることが知られている。
【０００４】
また、非吐出ノズルにインク滴を吐出させない程度の駆動波形を印加するという目的は異なるが、特開平６−８４２８号公報に記載されているように、駆動信号と同期した異なるパルス幅を持つ信号を複数出力するパルス信号出力手段と、出力される複数の信号から１つの信号を選択する信号選択手段とを具備し、駆動信号の未飽和領域で圧電素子駆動手段のオン・オフを切替えることにより、圧電素子に印加される電圧を可変し、各ノズルから吐出されるインク滴量を一定にする駆動方法も知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように両側面に対向する圧力室の一方が加圧されて粒子が噴出する時に他方の圧力室が粒子化しない程度の加圧を行うようにするインクジェット記録装置にあっては、両側面に対向して圧力室（インク液室）が形成されるインクジェットヘッドを備えている場合に限定され、インク液室が対向しないインクジェットヘッドを備える場合には適用することができない。
【０００６】
また、駆動信号と同期した異なるパルス幅を持つ信号を複数出力し、この複数の信号から１つの信号を選択して各圧電素子を充電する駆動手段（トランジスタ）をオンからオフに転じて印加電圧を可変するインクジェット記録装置にあっては、トランジスタのターンオフ時間がばらつくと印加電圧もばらつくため、高精度に印加電圧を制御することができない。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、インク滴を安定して噴射させて高品質画像を形成できるインクジェット記録装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、請求項１のインクジェット記録装置は、インクジェットヘッドのノズルからインク滴を吐出させる駆動波形とノズルからインク滴を吐出させない駆動波形を含む複数の駆動波形を生成する駆動波形生成手段と、この駆動波形生成手段で生成された複数の駆動波形の内の１つの駆動波形を選択する駆動波形選択手段とを備え、インク滴を吐出させないノズルの内のインク滴を吐出させない駆動波形を印加するノズルを選択する非噴射駆動ノズル発生パターンとインク滴を吐出させるノズルのデータとを照合して、インク滴を吐出させないノズルの内の所要のノズルに対してインク滴を吐出させない駆動波形を選択して与える構成とした。
【０００９】
請求項２のインクジェット記録装置は、インク滴を吐出させないノズルの内のインク滴を吐出させない駆動波形を印加するノズルを選択する非噴射駆動ノズル発生パターンが予め複数設定されている構成とした。
【００１０】
請求項３のインクジェット記録装置は、インク滴を吐出させるノズルのデータを論理演算して、インク滴を吐出させないノズルの内のインク滴を吐出させない駆動波形を印加するノズルを選択するための非噴射駆動ノズル発生パターンを作成する構成とした。
【００１１】
請求項４のインクジェット記録装置は、上記請求項１乃至３のいずれかのインクジェット記録装置において、前記ノズルからインク滴を吐出させる駆動波形と前記ノズルからインク滴を吐出させない駆動波形とは駆動電圧、時定数及びパルス幅の少なくともいずれかが異なる構成とした。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１は本発明に係るインクジェット記録装置の機構部の概略図、図２は図１の要部概略斜視図である。
【００１３】
このインクジェット記録装置は、左右の側板１，２間（図２参照）に横架したガイドロッド３とガイド板４とでキャリッジ５を主走査方向（図２の矢示Ａ方向）に摺動自在に保持し、キャリッジ５の下面側にはインクジェットヘッドからなる記録ヘッド６をインク滴吐出方向を下方に向けて装着し、キャリッジ５の上面側には記録ヘッド６に各色のインクを供給するためのインクタンク（インクカートリッジ）７を装着している。
【００１４】
記録ヘッド６は、イエロー（Ｙ）のインクを吐出するヘッド、マゼンタ（Ｍ）のインクを吐出するヘッド、シアン（Ｃ）のインクを吐出するヘッド及びブラック（Ｂｋ）のインクを吐出するヘッドを主走査方向に配置したものである。
キャリッジ５は、ステッピングモータからなる主走査モータ１５で回転される駆動プーリ１６と従動プーリ１７との間に張装したタイミングベルト１８に連結して、主走査モータ１５を駆動制御することによってキャリッジ５、即ち記録ヘッド６が主走査方向に移動されるようにしている。
【００１５】
一方、用紙２０を副走査方向（図２の矢示Ｂ方向）に搬送するためにプラテンローラ（以下、単に「プラテン」という。）２１と、プラテン２１の周面に押し付けて配設した給紙ローラ２２，２３及び用紙送り角を規定するピンチローラ２４と、記録ヘッド６が対向するガイド板２５と、記録ヘッド６より用紙搬送方向下流側の排紙ローラ２６及びこの排紙ローラ２６に押し付けられて当接する用紙押え用拍車ローラ２７とを備えている。
【００１６】
そして、ステッピングモータからなる副走査モータ２８の回転をギヤ２９〜３１及びプラテンギヤ３２を介してプラテン２１に伝達して、プラテン２１を回転駆動することによって給紙部３３に収納した用紙２０をプラテン２１と給紙ローラ２２，２３及び用紙押え用ローラ２４を経て、記録ヘッド６とガイド板２５との間に送り込み、プラテン２１で用紙２０を副走査方向に移動させながら、プラテンギヤ３２に噛み合うギヤ３４を介して回転される排紙ローラ２６及び用紙押え用拍車ローラ２７で用紙２０を排紙方向（図２の矢示Ｂ方向）に送り出す。
【００１７】
このように構成したこの記録装置では、記録ヘッド６（キャリッジ５）を主走査方向に移動走査させながら、用紙２０を副走査方向に搬送して、記録ヘッド６各ヘッドのノズルから所要の色のインク滴を吐出させることによって、用紙２０上に所要のカラー画像（黒画像を含む。）を記録する。
【００１８】
また、この記録装置においては、キャリッジ５の主走査領域の右側部分に、記録ヘッド６の信頼性維持回復機構（サブシステム）３５を配設し、印字待機状態にあるとき、ホスト側から所定時間印刷データが転送されないとき、或いは予め定めた時間間隔などで、記録ヘッド６のノズル面やノズルの汚れを除去するなどの信頼性維持回復動作を行う。
【００１９】
次に、記録ヘッドを構成しているインクジェットヘッドの一例について図３乃至図５を参照して説明する。なお、図３はインクジェットヘッドの分解斜視図、図４は同ヘッドのチャンネル方向（ノズル配列方向）と直交する方向の要部拡大断面図、図５は同ヘッドのチャンネル方向の要部拡大断面図である。
【００２０】
このインクジェットヘッドは、駆動ユニット４１と、液室ユニット４２と、ヘッドカバー４３とを備えている。
駆動ユニット４１は、セラミックス基板、例えばチタン酸バリウム、アルミナ、フォルステライトなどの絶縁性の基板４４上に、エネルギー発生素子である複数の積層型圧電素子４５を列状に２列配置して接合し、これら２列の各圧電素子４５の周囲を取り囲む樹脂、セラミック等からなるフレーム部材（支持体）４６を接着剤４７によって接合している。
【００２１】
複数の圧電素子４５は、インクを液滴化して飛翔させるための駆動パルスが与えられる圧電素子（これを「駆動部」という。）４８，４８…と、駆動部４８，４８間に位置し、駆動パルスが与えられずに単に液室ユニット４２を基板４４に固定する液室支柱部材となる圧電素子（これを「非駆動部」という。）４９，４９…とを交互に構成している。
【００２２】
ここで、圧電素子４５としては１０層以上の積層型圧電素子を用いている。この積層型圧電素子は、例えば図４に示すように、厚さ１０〜５０μｍ／１層のチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）５０と、厚さ数μｍ／１層の銀・パラジューム（ＡgＰd）からなる内部電極５１とを交互に積層したものであるが、圧電素子として用いる材料は上記に限られるものでなく、その他の電気機械変換素子を用いることもできる。
【００２３】
各圧電素子４５の内部電極５１は１層おきにＡgＰdからなる左右の端面電極５２，５３（２つの圧電素子列の対向する面側を端面電極５２とし、対向しない面側を端面電極５３とする。）に接続している。一方、基板４４上には、図３に示すようにＮi・Ａu蒸着、Ａuメッキ、ＡgＰtペースト印刷、ＡgＰdペースト印刷等によって共通電極５４及び選択電極５５の各パターンを設けている。
【００２４】
そして、各列の各圧電素子４５の対向する端面電極５２を導電性接着剤５６を介して共通電極５４に接続し、他方、各列の各圧電素子４５の対向しない端面電極５３を同じく導電性接着剤５６を介してそれぞれ選択電極５５に接続している。これにより、駆動部４８に駆動電圧（駆動エネルギー）を与えることによって、積層方向に電界が発生して、駆動部４８には積層方向の伸びの変位（ｄ３３方向の変位）が生起される。なお、共通電極５４は、図４にも示すように、フレーム部材４６に設けた穴４６ａ内に導電性接着剤５６を充填することで各圧電素子に接続されたパターンの導通を取っている。
【００２５】
一方、液室ユニット４２は、金属薄膜の積層体からなる複層構造の振動板５７と、ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）からなる感光性樹脂層で形成した２層構造の液室隔壁部材５８と、金属、樹脂等からなるノズルプレート５９とを順次を積層し、熱融着して形成している。これらの各部材によって、１つの圧電素子４５（駆動部４８）と、この１つの圧電素子４５に対応するダイアフラム部６０と、各ダイアフラム部６０を介して加圧される加圧液室６１と、この加圧液室６１の両側に位置して加圧液室６１に供給するインクを導入する共通液室６２，６２と、加圧液室６１と共通液室６２，６２とを連通する流体抵抗部を兼ねたインク供給路６３，６３と、加圧液室６１に連通するノズル６４とによって１つのチャンネルを形成し、このチャンネルを複数個２列設けている。
【００２６】
振動板５７は、２層構造のニッケルめっき膜からなり、駆動部４８に対応する前記ダイアフラム部６０と、駆動部４８と接合するためにこのダイアフラム部６０の中央部に一体的に形成した島状凸部６５と、非駆動部４９に接合する梁となる６６及びフレーム部材４６に接合する周辺厚肉部６７とを形成している。
【００２７】
液室隔壁部材５８は、振動板５７側に予めドライフィルムレジストを塗布して所要のマスクを用いて露光し、現像して所定の液室パターンを形成した第１感光性樹脂層６８と、ノズルプレート５９側に予めドライフィルムレジストを塗布して所要のマスクを用いて露光し、現像して所定の液室パターンを形成した第２感光性樹脂層６９とを熱圧着で接合してなる。
【００２８】
ノズルプレート５９にはインク滴を飛翔させるための微細な吐出口であるノズル６４を多数を形成している。このノズル６４の内部形状（内側形状）は、略円柱形状、略円錘台形状、ホーン形状等に形成する。また、このノズル６４の径はインク滴出口側の直径で約２５〜３５μｍである。このノズルプレート５９のインク吐出面（ノズル表面側）は、図３にも示すように撥水性の表面処理を施した撥水処理面７０としている。例えば、ＰＴＦＥ−Ｎi共析メッキやフッ素樹脂の電着塗装、蒸発性のあるフッ素樹脂（例えばフッ化ピッチなど）を蒸着コートしたもの、シリコン系樹脂・フッ素系樹脂の溶剤塗布後の焼き付け等、インク物性に応じて選定した撥水処理膜を設けて、インクの滴形状、飛翔特性を安定化し、高品位の画像品質を得られるようにしている。なお、ノズルプレート５９の周縁部は撥水処理膜を形成しない非撥水処理面７１としている。
【００２９】
これらの駆動ユニット４１と液室ユニット４２とはそれぞれ別個に加工、組立を行なった後、液室ユニット４２の振動板５７と駆動ユニット４１の圧電素子４５及びフレーム部材４６とを接着剤７２で接合している。
【００３０】
そして、基板４４をヘッド支持部材であるスペーサ部材（ヘッドホルダ）７３上に支持して保持し、このスペーサ部材７３内に配設したヘッド駆動用ＩＣ等を有するＰＣＢ基板と駆動ユニット４１の各圧電素子４５（駆動部４８）に接続した各電極５４，５５とをＦＰＣケーブル７４，７４を介して接続している。
【００３１】
また、ノズルカバー（ヘッドカバー）４３は、ノズルプレート５９の周縁部及びヘッド側面を覆う箱状に形成したものであり、ノズルプレート５９の撥水処理面７０に対応して開口部を形成し、ノズルプレート５９の周縁部に残した非撥水処理面７１に接着剤にて接着接合している。さらに、このインクジェットヘッドには、図示しないインクカートリッジからのインクを液室に供給するため、スペーサ部材７３、基板４４、フレーム部材４６及び振動板５７にそれぞれインク供給穴７５〜７８を設けている。
【００３２】
このインクジェットヘッドにおいては、記録信号に応じて駆動部４８に駆動波形（１０〜５０Ｖのパルス電圧）を印加することによって、駆動部４８に積層方向の変位が生起し、振動板５７のダイアフラム部６０を介して加圧液室６１が加圧されて圧力が上昇し、ノズル６４からインク滴が吐出される。このとき、加圧液室６１から共通液室６２へ通じるインク供給路６３，６３方向へもインクの流れが発生するが、インク供給路６３，６３の断面積を狭小にすることで流体抵抗部として機能させて共通液室６２，６２側へのインクの流れを低減し、インク吐出効率の低下を防いでいる。
【００３３】
そして、インク滴吐出の終了に伴い、加圧液室６１内のインク圧力が低減し、インクの流れの慣性と駆動パルスの放電過程によって加圧液室６１内に負圧が発生してインク充填行程へ移行する。このとき、インクタンクから供給されたインクは共通液室６２，６２に流入し、共通液室６２，６２からインク供給路６３，６３を経て加圧液室６１内に充填される。そして、ノズル６４の出口付近のインクメニスカス面の振動が減衰し、表面張力によってノズル６４の出口付近に戻されて（リフィル）安定状態に至れば、次のインク滴吐出動作に移行する。
【００３４】
次に、このインクジェット記録装置の制御部の概要について図６を参照して説明する。
この制御部は、この記録装置全体の制御を司るマイクロコンピュータ（以下、「ＣＰＵ」と称する。）８０と、必要な固定情報を格納したＲＯＭ８１と、ワーキングメモリ等として使用するＲＡＭ８２と、画像情報を処理したデータを格納する画像メモリ８３と、パラレル入出力（ＰＩＯ）ポート８４と、入力バッファ８５と、ゲートアレー（ＧＡ）或いはパラレル入出力（ＰＩＯ）ポート８６と、ヘッド駆動回路８７及びドライバ８８等を備えている。
【００３５】
ここで、ＰＩＯポート８４にはホスト側からの画像情報の他、用紙の種別を示す用紙種別データ等のデータ、図示しない操作パネルからの各種指示情報、用紙の始端、終端を検知する紙有無センサからの検知信号、キャリッジ５のホームポジション（基準位置）を検知するホームポジションセンサ等の各種センサからの信号等が入力され、またこのＰＩＯポート８４を介してホスト側や操作パネル側に対して所要の情報が送出される。
【００３６】
また、ヘッド駆動回路８７は、ＰＩＯポート８６を介して与えられる各種データ及び信号に基づいて、記録ヘッド６の各ノズルに対応するエネルギー発生素子（圧電素子）の内の画像情報に応じた駆動ノズル（インク滴を吐出させるノズル）のエネルギー発生素子に対して複数の駆動波形の内から選択した駆動波形を印加する。
【００３７】
さらに、ドライバ８８は、ＰＩＯポート８８を介して与えられる駆動データに応じて主走査モータ１５及び副走査モータ２８を各々駆動制御することで、キャリッジ５を主走査方向に移動走査し、プラテン２１を回転させて用紙２０を所定量搬送させる。
【００３８】
次に、この制御部における記録ヘッドの駆動制御に係わる部分の詳細について図７を参照して説明する。なお、同図では１つのヘッドの駆動制御に係る部分のみを示している。
ここで、記録ヘッド６を構成するインクジェットヘッドＨは、上述したように複数（ここでは３２個とする。）のノズル６４に対応する３２個のエネルギー発生素子である圧電素子ＰＺＴを有し、各圧電素子ＰＺＴの一方の電極は共通化して共通電極Ｃｏｍ（上記の共通電極５４である。）とし、他方の電極は各圧電素子ＰＺＴ毎に個別化して選択電極ＳＥＬ（上記の個別電極５５である。）としている。なお、実際にはノズル６４は２列設けているので、６４個のノズル６４を有することになる。
【００３９】
一方、このヘッドを駆動制御するためのヘッド駆動制御部は、前述したＣＰＵ８０、ＲＯＭ８１、ＲＡＭ８２及び周辺回路を含む主制御部１０１と、インクジェットヘッドＨを駆動するためのヘッド駆動部１０２とを備えている。なお、ヘッド駆動部１０２は各色のヘッド毎に設けているので、前述したヘッド駆動回路８７には４個のヘッド駆動部１０２が設けられる。
【００４０】
主制御部１０１は、パーソナルコンピュータ等のホスト側から与えられる画像情報を入力して、ヘッド駆動部１０２に対して、駆動波形を生成するタイミングを規定する駆動タイミング信号ＭＭと、駆動波形毎にインク滴を吐出するノズルを指定するためのシリアルデータ（ノズルデータ）ＤｉＡ、ＤｉＣとタイミング信号（シフトクロックＳＣＬＫ、ラッチ信号／ＬＡＴ）を駆動制御信号として出力する。
【００４１】
ヘッド駆動部１０２は、主制御部１０１からの駆動タイミング信号ＭＭを入力して、２種類の駆動波形、即ちノズルからインク滴を吐出させる駆動エネルギーを圧電素子ＰＺＴに与えられる駆動波形ＳＡｉとノズルからインク滴を吐出させない程度の駆動エネルギーを圧電素子ＰＺＴに与えられる駆動波形ＳＣｉを生成出力するための波形生成回路１０３Ａ及び波形生成回路１０３Ｃと、各波形生成回路１０３Ａ、１０３Ｃの出力（駆動波形ＳＡｉ、ＳＣｉ）を出力する低インピーダンス出力回路１０４Ａ、１０４Ｃと、主制御部１０１からの駆動制御信号に基づいてインクジェットヘッドＨの各選択電極Ｄｏ１〜Ｄｏ３２に２つの駆動波形ＳＡｉ、ＳＣｉのいずれかを出力する駆動波形選択回路１０５とを備えている。
【００４２】
波形生成回路１０３Ａ、１０３Ｃは、例えばＲＯＭ、Ｄ／Ａコンバータ又は他のパルス発生回路と微積分回路、クリップ回路、クランプ回路などの波形変形回路等で構成できる。この波形生成回路１０３Ａ、１０３Ｃは、主制御部１０１からの駆動波形を生成出力するためのタイミングを決める駆動タイミング信号ＭＭの他、駆動波形の駆動電圧（電圧値）Ｖｐを選択するためのＶｐ制御信号ＳＶｐ（及び／又は後述する駆動波形の立ち上がり時定数ｔｒを選択するためのｔｒ制御信号Ｓｔｒ）等も入力される。
【００４３】
また、低インピーダンス出力回路１０４は、バッファアンプ、ＳＥＰＰ（Ｓingle  Ｅnded  Ｐush  Ｐull）等で構成される低インピーダンス増幅器からなる。なお、低インピーダンス出力回路６４を用いることで駆動電圧波形の出力は圧電素子に対して低インピーダンス出力となり、圧電素子のバラツキや駆動チャンネル数の違いによって波形が歪むことがない。
【００４４】
ここで、波形生成回路１０３Ａ及び低インピーダンス出力回路１０４Ａの一例を図８乃至図１０を参照して説明する。なお、波形生成回路１０３Ｃ及び低インピーダンス出力回路１０４Ａも同様の構成である。
先ず、波形生成回路１０３Ａは、図８に示すように、駆動タイミング信号ＭＭを入力して駆動波形を生成して低インピーダンス出力回路１０４Ａに与える駆動波形生成部１０６と、Ｖｐ制御信号ＳＶｐに応じて駆動波形生成部１０６の駆動波形の電圧Ｖｐを決定する電圧Ｖoutを生成して出力するＶｐ制御部１０７とで構成している。
【００４５】
駆動波形生成部１０６及び低インピーダンス出力回路１０４Ａ（両者で定電圧駆動回路を構成する。）は、図９に示すように、駆動タイミング信号ＭＭが与えられる入力端子ＩＮをバッファＢを介してトランジスタＴｒ１のベースに、インバータＩを介してトランジスタＴｒ２のベースにそれぞれ接続し、また、トランジスタＴｒ１のコレクタには電源電圧Ｖｐｐを印加し、トランジスタＴｒ２のエミッタは接地している。
【００４６】
そして、トランジスタＴｒ１のエミッタに充電抵抗ＲａとダイオードＤ１の直列回路を接続し、トランジスタＴｒ２のコレクタには放電抵抗ＲｂとダイオードＤ２の直列回路を接続して、これらダイオードＤ１のカソード側とダイオードＤ２のアノード側とを接続し、この接続点ａと接地間にコンデンサＣｋを接続して、充電抵抗ＲａとコンデンサＣｋで充電時の時定数回路を、放電抵抗ＲｂとコンデンサＣｋで放電時の時定数回路を構成している。また、上記の接続点ａにはダイオードＤｋを介してＶｐ制御部１０７からの電圧Ｖoutを印加する。
【００４７】
そして、接続点ａをトランジスタＴｒ３〜Ｔｒ６からなる低インピーダンス出力回路１０４Ａの入力側であるトランジスタＴｒ３のベースとトランジスタＴｒ４のベースとの間に接続し、出力側となるトランジスタＴｒ５のエミッタとトランジスタＴｒ６のコレクタとの間から得られる駆動波形ＳＡｉを駆動波形選択回路１０５に出力する。
【００４８】
この回路においては、入力端子ＩＮに駆動タイミング信号ＭＭが入力されて、バッファＢに「Ｈ」レベルが入力されると、バッファＢは電源電圧Ｖｐｐより低い電圧レベルを出力してトランジスタＴｒ１がオン状態になり、インバータＩは「Ｌ」になってトランジスタＴｒ２がオフ状態になるので、電源電圧Ｖｐｐによって充電抵抗ＲａとコンデンサＣｋで決まる充電時定数でコンデンサＣｋの充電が開始される。
【００４９】
このとき、接続点ａにはダイオードＤｋ（降下電圧Ｖｄ）を介して、電圧Ｖoutを印加しているので、コンデンサＣｋの充電電圧は電源電圧Ｖｐｐまで上がらず、ダイオードＤｋによって電圧（Ｖout＋Ｖｄ）のレベルにクリップされ、この電圧が駆動波形ＳＡｉの駆動電圧ＶｐＡの最大値（ＶｐＡ＝Ｖout＋Ｖｄ）となる。
【００５０】
また、入力端子ＩＮに駆動タイミング信号ＭＭが入力されなくなってバッファＢに「Ｌ」レベルが入力されると、バッファＢの出力が電源電圧ＶｐｐとなってトランジスタＴｒ１がオフ状態になり、一方インバータＩの出力はバッファＢの出力と反転しているのでトランジスタＴｒ１がオフ状態になると同時にトランジスタＴｒ２がオン状態になり、放電抵抗ＲｂとコンデンサＣｋで決まる放電時定数で電圧Ｖｐまで充電されたコンデンサＣｋの放電が開始される。
【００５１】
したがって、この駆動波形生成部１０６に与える電圧Ｖoutを変化させることによって、駆動波形ＳＡｉの駆動電圧ＶｐＡを可変制御することができる。
同様に、波形生成回路１０３Ｃ及び低インピーダンス出力回路１０４Ｃから出力する駆動波形ＳＣｉの駆動電圧ＶｐＣを可変制御することができる。
【００５２】
この駆動電圧ＶｐＡを規定する電圧Ｖoutを生成出力するＶｐ制御部１０７は、図１０に示すように、三端子レギュレータ１０８と抵抗選択回路１０９とからなる。三端子レギュレータ１０８は、電圧入力端子Ｖinに定電圧源を供給することによって、調整端子adjと電圧出力端子Ｖout間に接続した抵抗Ｒ１ａと調整端子adjと接地間に接続した抵抗選択回路１０９の抵抗値Ｒ２とに応じた電圧を電圧出力端子Ｖoutから出力するものであり、例えばナショナルセミコンダクタ製のＬＭ３１７Ｔ（商品名）などを用いることができる。したがって、この三端子レギュレータ１０８からの出力電圧Ｖoutは、例えば、Ｖout＝１．２５×（１＋Ｒ２／Ｒ１）で定まることになる。
【００５３】
抵抗選択回路１０９は、抵抗Ｒｓと、抵抗Ｒｐとスイッチング用のトランジスタＱ１〜Ｑ３で選択される抵抗Ｒ２１〜Ｒ２３との並列回路を直列に接続してなり、例えばテキサスインストルメント製ＳＮ７４０６（商品名）などを用いて構成することができる。この抵抗選択回路１０９には、前述した主制御部１０１からのＶｐ制御信号ＳＶｐ１〜ＳＶｐ３をトランジスタＱ１〜Ｑ３のベースにそれぞれ入力している。
【００５４】
したがって、三端子レギュレータ１０８に電源電圧Ｖｐｐを与えると共に、主制御部１０１から３ビットのＶｐ制御信号ＳＶｐ１〜ＳＶｐ３を抵抗選択回路１０９に与えることによって、三端子レギュレータ１０８の出力電圧Ｖoutを最大８種類のレベルで変化させることができ、この出力電圧Ｖoutを前述した駆動波形生成部１０６の電圧Ｖoutとして入力することで、駆動波形ＳＡｉの駆動電圧ＶｐＡを所定の値に設定することができる。
【００５５】
なお、異なる電圧Ｖoutの生成は、例えば、抵抗と、可変抵抗及びコンデンサの並列回路とを直列に接続して、コンデンサの両端電圧を電圧Ｖoutとして出力するようにした分圧回路を用いて、可変抵抗を変化させるようにしても行なうことができ、また、Ｄ／Ａ変換器を用いても電圧Ｖoutを変化させることができる。
【００５７】
次に、駆動波形選択回路１０５について図１１を参照して説明する。この駆動波形選択回路１０５は、シリアルクロックＳＣＬＫ及びシリアルデータＤｉＡ又はＤｉＣを入力する２組の３２ビットシフトレジスタ回路１１１Ａ，１１１Ｃと、シフトレジスタ回路１１１Ａ、１１１Ｃの各レジスト値をラッチ信号／ＬＡＴ（なお、符号の「／」は反転を意味する。）でラッチする６４ビットのラッチ回路１１２と、６４ビットのレベルシフタ回路１１３と、レベルシフタ回路１１３でオン／オフが制御されるアナログスイッチ群１１４とからなる。なお、２つの３２ビットシフトレジスタ回路をカスケード接続することで駆動波形に対応した２本のデータライン（ＤｉＡ、ＤｉＣ）を６４ビットのデータに一本化させることができる。
【００５８】
アナログスイッチ群１１４は、各ＰＺＴの選択電極Ｄｏ１〜Ｄｏ３２に接続した一対のアナログスイッチＡＳＡ１，ＡＳＣ１〜ＡＳＡ３２，ＡＳＣ３２からなり、アナログスイッチＡＳＡ１〜ＡＳＡ３２には駆動波形ＳＡｉを、アナログスイッチＡＳＣ１〜ＡＳＣ３２には駆動波形ＳＣｉをそれぞれ入力している。
【００５９】
そして、このシフトレジスタレジスタ回路１１１Ａ、１１１ＣにそれぞれシフトクロックＳＣＬＫに応じてシリアルデータＤｉＡ、ＤｉＣを取込み、ラッチ回路１１２でラッチ信号／ＬＡＴによってシフトレジスタ回路１１１Ａ、１１１Ｃに取り込んだシリアルデータＤｉＡ、ＤｉＣをラッチしてレベルシフタ回路１１３に入力する。
【００６０】
このレベルシフタ回路１１３は、シリアルデータの内容に応じて各ＰＺＴに接続している２つのアナログスイッチＡＳＡｍ，ＡＳＣｍ（ｍ＝１〜32）のいずれか一方をオンし、他方をオフするか、またはいずれもオフにする。これによって、駆動波形ＳＡｉ又は駆動波形ＳＣｉを圧電素子ＰＺＴに印加し、若しくはいずれの駆動波形ＳＡｉ、ＳＣｉのいずれもも圧電素子ＰＺＴに印加しないことを選択できる。
【００６１】
次に、以上のように構成したこのインクジェット記録装置の作用について図１２及び図１３をも参照して説明する。
図１２を参照して、主制御部１０１からはヘッド駆動部１０２の駆動波形選択回路１０５に対して３２ビットのシリアルデータであるインク滴を吐出させる噴射駆動ノズルを指定する噴射駆動ノズルデータＤｉＡ、３２ビットのシリアルデータであるインク滴を吐出させない駆動波形を与える非噴射駆動ノズルを指定する非噴射駆動ノズルデータＤｉＣと、タイミング信号（シフトクロックＳＣＬＫ、ラッチ信号／ＬＡＴ）を駆動制御信号として出力する。
【００６２】
これによって、同図（ａ）に示すように３２ビットのシフトクロックＳＣＬＫによって同図（ｂ）に示す３２ビットの噴射ノズルデータ（吐出駆動ノズルデータ）ＤｉＡがシフトレジスタ回路１１１Ａに取り込まれ、同図（ｃ）に示す３２ビットの非噴射駆動ノズルデータ（非吐出駆動ノズルデータ）ＤｉＣがシフトレジスタ回路１１１Ｃに取り込まれて、同図（ｄ）に示すラッチ信号／ＬＡＴでレベルシフタ回路１１３に入力される。
【００６３】
また、主制御部１０１は所定のタイミングで同図（ｅ）に示す駆動タイミング信号ＭＭをヘッド駆動部１０２の波形生成回路１０３Ａ、１０３Ｃに出力し、これによって、同図（ｆ）に示すように立ち上がり時定数ｔｒで駆動電圧Ｖｐ＝ＶｐＡの駆動波形ＳＡｉが波形生成回路１０３Ａから出力され、同図（ｇ）に示すように立ち上がり時定数ｔｒで駆動電圧Ｖｐ＝ＶｐＣの駆動波形ＳＣｉが波形生成回路１０３Ｃから出力される。
【００６４】
したがって、駆動波形選択回路１０５のアナログスイッチＡＳＡｍ，ＡＳＣｍ（ｍ＝１〜３２）のうちのオン状態になっているアナログスイッチを通じて、同図（ｈ）、（ｉ）、（ｊ）に示すように（その他は図示省略）選択電極Ｄｏ１〜Ｄｏ３２（各圧電素子ＰＺＴ）に対して駆動波形ＳＡｉ又はＳＣｉが出力される。
【００６５】
これによって、各圧電素子ＰＺＴには電圧０、ＶｐＣ、ＶｐＡ（ＶｐＡ＞ＶｐＣ）のいずれかの駆動電圧Ｖｐが印加される。すなわち、インク滴を吐出させるノズルには電圧ＶｐＡの駆動波形ＳＡｉが印加され（このノズルが「噴射駆動ノズル」である。）、インク滴を吐出させないノズルの内の所要のノズルには電圧ＶｐＣの駆動波形ＳＣｉが印加され（このノズルが「非噴射駆動ノズル」である。）、インク滴を吐出させないノズルの内の他のノズルには駆動波形ＳＡｉ、ＳＣｉのいずれも印加されない（０Ｖが印加される。このノズルが「非噴射非駆動ノズル」である。）。
【００６６】
ここで、インク滴を吐出させない非噴射ノズルの内のインク滴を吐出させない程度の駆動波形を与える非噴射駆動ノズルは画像情報に応じて任意に設定することができる。例えば、図１３（ａ）に示すように噴射駆動ノズルに隣接する両側２チャンネルのノズルを非噴射駆動ノズルとしたり、同図（ｂ）に示すように噴射駆動ノズルに隣接する両側１チャンネルのノズルを非噴射駆動ノズルとしたり、同図（ｃ）に示すように噴射駆動ノズルに挟まれたノズルのみを非噴射駆動ノズルとしたりすることができる。
【００６７】
このように非噴射ノズル（非吐出ノズル）の内の非噴射駆動ノズルとするパターンとしては複数のパターンを設定することができ、予め主制御部１０１のＲＯＭ８１に非噴射駆動ノズル発生パターンを格納しておき、噴射駆動ノズルデータＤＡｉと非噴射駆動ノズル発生パターンとを照らし合せて非噴射駆動ノズルデータＤＣｉを作成することで、最も適切なパターンでインク滴を吐出させないノズルを非噴射駆動することができるようになる。また、噴射駆動ノズルの論理和或いは論理積で論理演算して非噴射駆動ノズルのパターンを作成することなどもできる。
【００６８】
このように、ノズルからインク滴を吐出させる駆動波形とノズルからインク滴を吐出させない駆動波形を含む複数の駆動波形を生成する駆動波形生成手段と、この駆動波形生成手段で生成された複数の駆動波形の内の１つの駆動波形を画像情報に応じて選択し、非吐出ノズルのエネルギー発生素子に対してノズルからインク滴を吐出させない駆動波形を印加する駆動波形選択手段とを備えることにより、インク滴を安定して噴射することができて高画像品質の記録を行うことができる。
【００６９】
この場合、駆動波形選択手段には駆動波形毎のシリアルデータを入力し、このシリアルデータの少なくとも１つはインク滴を吐出させない程度の駆動波形を印加する非吐出駆動ノズルを指定する非吐出駆動ノズルデータとすることで、駆動波形選択手段をＩＣ化してインクジェットヘッドに実装する場合でも画像情報データ処理部を必要とすることなく簡単な回路構成で実現でき、ヘッドのノズル数が増加しても信号線が増加することがなくなる。
【００７０】
さらに、この非吐出駆動ノズルデータを画像情報に基づいて作成することにより、あらゆる非噴射駆動発生パターンにも対応することができて、ヘッド構造や使用環境に応じてパターンを可変することができるようになる。
【００７１】
次に、本発明に係るヘッド駆動装置の他の実施例について図１４以降をも参照して説明する。この実施例においては、上記実施例の波形生成回路の駆動波形生成部として図１４に示す駆動波形生成部を用いる。
この駆動波形生成部にはダイオードＤ１と直列に接続する充電抵抗Ｒａを変化させることで立ち上がり時定数ｔｒを変化させるｔｒ制御回路７５を備えている。
【００７２】
このｔｒ制御回路７５は、ダイオードＤ１と直列に充電抵抗Ｒａ１，Ｒａ２，Ｒａ３の並列回路を接続して、これらの充電抵抗Ｒａ１，Ｒａ２，Ｒａ３と電源電圧Ｖｐｐとの間にそれぞれスイッチング用のトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２，Ｔｒ１３を接続している。
【００７３】
そして、トランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２，Ｔｒ１３のベースにはそれぞれバッファＢ１，Ｂ２，Ｂ３を接続し、これらのバッファＢ１，Ｂ２，Ｂ３にゲート回路Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３を介して駆動タイミング信号ＭＭを入力する。これらのゲート回路Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３はそれぞれ主制御部１０１からのｔｒ制御信号Ｓｔｒ１〜Ｓｔｒ３が「Ｈ」のときに開状態になって駆動タイミング信号ＭＭをバッファＢ１，Ｂ２，Ｂ３に出力する。
【００７４】
したがって、主制御部１０１は駆動タイミング信号ＭＭを「Ｈ」にすると共に、３ビットのｔｒ制御信号Ｓｔｒ１，Ｓｔｒ２，Ｓｔｒ３のいずれかを「Ｈ」にすることで、このｔｒ制御信号Ｓｔｒ１，Ｓｔｒ２，Ｓｔｒ３で選択されたバッファＢ１，Ｂ２，Ｂ３は電源電圧Ｖｐｐよりも低い電圧レベルを出力し、それぞれに対応したトランジスタＴｒ１１，Ｔｒ１２，Ｔｒ１３のいずれかがオン状態になり、選択された抵抗Ｒａ１〜Ｒａ３のいずれかとコンデンサＣｋで決まる立ち上げ時定数ｔｒでコンデンサＣｋが充電される。
【００７５】
このようにｔｒ制御信号によって最大８種類の立ち上げ時定数ｔｒでコンデンサＣｋを充電することができるので、立ち上げ時定数ｔｒがそれぞれｔｒ１，ｔｒ２，ｔｒ３の３種類の駆動波形を選択して生成出力することができる。
【００７６】
なお、この場合、駆動波形の駆動電圧Ｖｐを規定する電圧Ｖoutは固定でもよいが、ここでは前述した図１０に示すようなＶｐ制御回路を用いて可変し、立ち上げ時定数ｔｒ及び駆動電圧Ｖｐが異なる駆動波形を生成して出力するようにしている。
【００７７】
したがって、ヘッド駆動部から出力する駆動波形ＳＡｉ及び駆動波形ＳＣｉとして、駆動電圧Ｖｐ及び立ち上げ時定数ｔｒの異なる駆動波形を生成出力して、これを上記実施例と同様に駆動波形選択回路で選択出力することによって、ヘッド構造や使用環境が変化しても最適な駆動波形をヘッドのエネルギー発生素子に与えることができ、常にインク滴を安定して噴射させ、高画質記録を行うことができる。
【００７８】
なお、ヘッド構造や使用するエネルギー発生素子（電気機械変換素子や電気熱変換素子）に応じて、駆動電圧Ｖｐ、立ち上げ時定数ｔｒの他、立ち下げ時定数ｔｆ及びパルス幅Ｐｗを制御することができる。
例えば、インクジェットヘッドのエネルギー発生手段として圧電素子のｄ３１方向の変位を利用する場合のように駆動波形の立ち下げ時（圧電素子の分極方向を正電圧）でインク滴を吐出させるヘッド構造の場合には、立ち上げ時定数ｔｒの代わりに立ち下げ時定数ｔｆを制御するようにすればよい。
【００７９】
また、ヘッド駆動部の構成や駆動波形は、上記実施例のものに限られず、インク滴を安定に吐出できればよく、駆動波形としては三角波形やＳｉｎ（サイン）波形等いずれの形状であってもよい。さらに、複数の異なる駆動波形としては上記実施例で説明した２種類以外に３種類以上にすることもできる。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るインクジェット記録装置によれば、インク滴を吐出させないノズルの内のインク滴を吐出させない駆動波形を印加するノズルを選択する非噴射駆動ノズル発生パターンとインク滴を吐出させるノズルのデータとを照合して、インク滴を吐出させないノズルの内の所要のノズルに対してインク滴を吐出させない駆動波形を選択して与える構成としたので、最も適切なパターンでインク滴を吐出させないノズルを非噴射駆動することができ、インク滴を安定して吐出することができて高画像品質の記録が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るインクジェット記録装置の機構部の概略図
【図２】図１の要部概略斜視図
【図３】図１の記録ヘッドを構成するインクジェットヘッドの分解斜視図
【図４】同ヘッドのチャンネル方向と直交する方向の要部拡大断面図
【図５】同ヘッドのチャンネル方向の要部拡大断面図
【図６】制御部の概略ブロック図
【図７】同制御部のヘッド駆動装置に係る部分のブロック図
【図８】図７の波形生成回路の一例を示すブロック図
【図９】図８の駆動波形生成部及び低インピーダンス出力回路の一例を示す回路図
【図１０】図８のＶｐ制御部の一例を示すブロック図
【図１１】図７の駆動波形選択回路の一例を示すブロック図
【図１２】同ヘッド駆動装置の作用説明に供する説明図
【図１３】ノズルの駆動パターンを説明する説明図
【図１４】本発明の他の実施例の説明に供する駆動波形生成部及び低インピーダンス出力回路の他の示す回路図
【符号の説明】
５…キャリッジ、６…記録ヘッド、１５…主走査モータ、２１…プラテン、２８…副走査モータ、４５，ＰＺＴ…圧電素子、５４，Ｃｏｍ…共通電極、５５，ＳＥＬ…選択電極、６１…加圧液室（インク液室）、６４…ノズル、８７…ヘッド駆動回路、１０１…主制御部、１０２…ヘッド駆動部、１０３Ａ，１０３Ｃ…波形生成回路、１０４Ａ，１０４Ｃ…低インピーダンス出力回路、１０５…駆動波形選択回路、１０６…駆動波形生成部、１０７…Ｖｐ制御回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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