(57)【要約】【課題】所定濃度の１画素印字を複数回のインク液滴吐出により行う場合の印字速度を上げると共に、濃度の階調表現をより細かく多段階にできるインクジェットヘッドの駆動方法を提案すること。【解決手段】インクジェットプリンタのインクジェットヘッド駆動制御装置１では、１回または２回の小質量のインク液滴の吐出と、１回または２回の大質量のインク液滴の吐出により、異なる濃度で１画素印字を行う。同一質量のインク液滴を吐出させて同一濃度の１画素印字を行う場合に比べて、インク液滴の吐出回数を低減して印字速度を上げることができ、同時に、濃度をより細かく多段階に変えることができる。【選択図】　　　図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１画素分の印字を１回から複数回のインク液滴の吐出により形成するインクジェットヘッドの駆動方法において、
同一のインクノズルから吐出するインク液滴の質量を可変とし、
前記インクノズルから、所定質量のインク液滴を少なくとも１回吐出することにより前記１画素分の印字を行うことを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記インクノズルから吐出するインク液滴の吐出質量を少なくとも二段階に変更可能とし、
前記１画素分の印字に要するインク質量を得るために、前記インクノズルによるインク液滴の吐出回数が最小となるように、インク液滴の吐出回数と各インク液滴の吐出質量との組み合わせを求めることを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記１画素分の印字を複数回のインク液滴の吐出により形成する場合には、予め定められている最小の駆動周期で連続してインク液滴を吐出することを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項４】
請求項１において、
前記インクジェットヘッドは、複数の前記インクノズルと、各インクノズルに連通するインク圧力室と、各インク圧力室の一部を形成している面外方向に振動可能な振動板と、各振動板に対向配置されている対向電極とを備え、前記振動板と前記対向電極の間に駆動電圧パルスを印加して前記振動板を変形させて前記インクノズルからインク液滴を吐出させる静電駆動式のものであることを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項５】
請求項４において、
異なる波形の前記駆動電圧パルスを前記振動板および前記対向電極の間に印加することにより、前記インクノズルから吐出するインク液滴の吐出質量を変更することを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記振動板と前記対向電極の隙間を二段階以上に変更しておき、
狭い隙間部分に対応する前記振動板の部分の変形により小質量のインク液滴を前記インクノズルから吐出させ、
広い隙間部分に対応する前記振動板の部分の変形により大質量のインク液滴を前記インクノズルから吐出させることを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項７】
請求項５または６において、
前記振動板に撓み易い部分と撓み難い部分とを形成しておき、
前記撓み易い部分の変形により小質量のインク液滴を前記インクノズルから吐出させ、
前記撓み難い部分の変形により大質量のインク液滴を前記インクノズルから吐出させるることを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項８】
請求項５ないし７のうちのいずれかの項において、
前記１画素分の印字に要するインク質量を、前記インクノズルによるインク液滴の吐出回数が最小回数で得られるように、インク液滴の吐出回数と各インク液滴の吐出質量との組み合わせを求めることを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記１画素分の印字を複数回のインク液滴の吐出により形成する場合には、予め定められている最小の駆動周期で連続してインク液滴を吐出させることを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記振動板および前記対向電極の間に、前記駆動電圧パルスを、その通電方向が交互に反転するように印加することを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項１１】
請求項１０において、
前記１画素分の印字のために、複数回の小波形の前記駆動電圧パルスおよび／または複数回の大波形の前記駆動電圧パルスを印加する場合には、偶数回の小波形の前記駆動電圧パルスおよび／または偶数回の大波形の前記駆動電圧パルスを印加することを特徴とするインクジェットヘッドの駆動方法。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のうちのいずれかに記載のインクジェットヘッドの駆動方法により１画素の印字を行うことを特徴とするインクジェットプリンタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定の印字濃度等を得るために１画素分の印字を１回から複数回のインク液滴の吐出により形成するインクジェットヘッドの駆動方法およびインクジェットプリンタに関し、特に、より多段階に印字濃度を変更でき、しかも、印字速度を上げることのできるインクジェットヘッドの駆動方法、およびインクジェットプリンタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェットヘッドを用いた印字方法においては、記録濃度を高める等の目的で１画素の印字領域にインク液滴の吐出を複数回行う印字モードにより印字を行うものが知られている。例えば、特公平４−４８６２６号公報、特許第３２１９５１４号公報等には、１画素の領域に複数回のインク液滴を吐出させ、複数のインク液滴を互いに位置を所定量ずらして重ね打ちして記録濃度を高めるインクジェット記録装置が提案されている。また、後者の特許公報には、大質量のインク液滴を吐出する記録ヘッドと小質量のインク液滴を吐出する記録ヘッドを備え、文字などを印字する場合には、小質量のインク液滴を吐出する記録ヘッドを用いてインク液滴を重ね打ちすることにより、高解像度で高濃度の印字を行う方法が開示されている。
【０００３】
１画素の領域に複数回のインク液滴を吐出させて印字を行うために用いるインクジェットヘッドとしては、各種の形態のものを用いることができ、例えば、静電気力を利用してインクを貯留したインク室の容積を変化させてインク液滴の吐出を行う静電駆動式のインクジェットヘッドを用いることができる。静電駆動式のインクジェットヘッドとしては、例えば、特開平６−７１８８２号、同６−５５７３２号、同５−５０６０１号の各公報に記載されたものが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来におけるインクジェットヘッドを用いて複数回のインク液滴の吐出により１画素分の印字を行う場合、高記録密度で高濃度の印字を行うためには、小質量のインク液滴を吐出するインクジェットヘッドから多数回のインク液滴の吐出を行う必要がある。従って、高濃度印字を行うとインク液滴の吐出回数が増加するので、その分、印字速度が低下してしまう。印字速度を高めるためには、インクジェットヘッドの吐出周期を規定している駆動周波数を上げて対応する必要があるが、駆動周波数にはおのずと上限があるので、１画素を複数回のインク液滴の吐出により形成する印字モードを採用する場合には、高記録密度を保持しようとすると印字速度が犠牲となり、印字速度を高めようとすれば記録密度を犠牲にせざるを得ない。
【０００５】
また、従来においては同一の質量のインク液滴を複数回吐出することにより濃度の異なる１画素印字を行うようにしているので、階調表現は１回当たりのインク液滴の吐出質量に応じて段階的に変化するものとなる。従って、より細かな階調表現を行うことができない。
【０００６】
本発明の課題は、高濃度印字を行う場合における１画素印字に必要なインク液滴の吐出回数を減らすことにより、かかる印字モードによる印字速度を上げることのできるインクジェットヘッドの駆動方法、およびインクジェットプリンタを提案することにある。
【０００７】
また、本発明の課題は、上記課題に加えて、より細かな階調表現を行うことのできるインクジェットヘッドの駆動方法、およびインクジェットプリンタを提案することにある。
【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に、本発明は、１画素分の印字を１回から複数回のインク液滴の吐出により形成するインクジェットヘッドの駆動方法において、
同一のインクノズルから吐出するインク液滴の質量を可変とし、
前記インクノズルから、所定質量のインク液滴を少なくとも１回吐出することにより前記１画素分の印字を行うことを特徴としている。
【０００９】
本発明のインクジェットヘッドの駆動方法では、同一のインクノズルから吐出されるインク液滴の質量を変更するようにしている。従って、所定の濃度で１画素を印字する場合に、小質量のインク液滴のみを吐出して所定濃度の印字を行う場合に比べて、インク液滴の吐出回数を減らすことができる。よって、インクジェットヘッドの駆動周波数を上げることなく、印字速度を上げることができる。また、同一質量のインク液滴を吐出する場合に比べて、より細かに濃度の階調表現を行うことが可能になる。
【００１０】
所定濃度の１画素印字におけるインク液滴の吐出回数を低減するためには、前記インクノズルから吐出するインク液滴の吐出質量を少なくとも二段階に変更可能とし、前記１画素分の印字に要するインク質量を、前記インクノズルによるインク液滴の吐出回数が最小回数で得られるように、インク液滴の吐出回数と各インク液滴の吐出質量との組み合わせを求めるようにすればよい。
【００１１】
また、インクジェットヘッドと記録媒体を相対移動させながら印字を行う場合に、複数回のインク液滴の吐出により纏まりのある１画素分の印字を形成するためには、予め定められている最小の駆動周期で連続してインク液滴を吐出させることが望ましい。
【００１２】
次に、本発明のインクジェットヘッドの駆動方法は静電駆動式のものに適用することができる。静電駆動式のインクジェットヘッドは、複数の前記インクノズルと、各インクノズルに連通するインク圧力室と、各インク圧力室の一部を形成している面外方向に振動可能な振動板と、各振動板に対向配置されている対向電極とを備えた構成となっており、前記振動板と前記対向電極の間に駆動電圧パルスを印加して前記振動板を変形させて前記インクノズルからインク液滴を吐出させるものである。
【００１３】
この場合、異なる波形の前記駆動電圧パルスを前記振動板および前記対向電極の間に印加することにより、前記インクノズルから吐出するインク液滴の吐出質量を変更することができる。
【００１４】
また、前記振動板と前記対向電極の隙間を二段階以上に変更しておき、狭い隙間部分に対応する前記振動板の部分の変形により小質量のインク液滴を前記インクノズルから吐出させ、広い隙間部分に対応する前記振動板の部分の変形により大質量のインク液滴を前記インクノズルから吐出させることができる。
【００１５】
電極間の隙間に加えて、あるいはこの代わりに、前記振動板に撓み易い部分と撓み難い部分とを形成しておき、前記撓み易い部分の変形により小質量のインク液滴を前記インクノズルから吐出させ、前記撓み難い部分の変形により大質量のインク液滴を前記インクノズルから吐出させることができる。
【００１６】
また、前記１画素分の印字に要するインク質量を、前記インクノズルによるインク液滴の吐出回数が最小回数で得られるように、インク液滴の吐出回数と各インク液滴の吐出質量との組み合わせを求めることが望ましい。
【００１７】
さらに、インクジェットヘッドと記録媒体を相対移動させながら印字を行う場合、纏まりのある１画素印字を複数回のインク液滴の吐出により形成するためには、予め定められている最小の駆動周期で連続してインク液滴を吐出させることが望ましい。
【００１８】
この場合、前記振動板および前記対向電極の間に、前記駆動電圧パルスを、その通電方向が交互に反転するように印加することが望ましい。かかる正逆交互通電を行うと、電極間の残留電荷の蓄積を抑制できるので、適切なインク液滴の吐出動作を保証できる。
【００１９】
また、正逆交互通電を均等に行うためには次のようにすることが望ましい。すなわち、前記１画素分の印字のために、複数回の小波形の前記駆動電圧パルスおよび／または複数回の大波形の前記駆動電圧パルスを印加する場合には、偶数回の小波形の前記駆動電圧パルスおよび／または偶数回の大波形の前記駆動電圧パルスを印加することが望ましい。
【００２０】
次に、本発明はインクジェットプリンタに関するものであり、上記のインクジェットヘッドの駆動方法により１画素の印字を行うことを特徴としている。本発明によれば、１画素の印字を複数回のインク液滴を吐出させて行う場合の印字速度を上げることができ、また、より細かな濃度表現が可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したインクジェットプリンタの実施の形態を説明する。
【００２２】
（全体構成）
図１は本例のインクジェットプリンタの主要部分を示す概略構成図であるる。本例のインクジェットプリンタは、シリアル型のものであり、ガイド軸２に沿って往復移動可能なキャリッジ３に静電駆動式のインクジェットヘッド４が搭載されている。このインクジェットヘッド４に対しては、定位置に配置されたインクタンク５から可撓性のインクチューブ６を介してインクが供給される。ガイド軸２に平行にプラテンローラ７が配置されており、この表面に沿って主走査方向Ｙに搬送される記録媒体８の表面に、主走査方向Ｙに直交する副走査方向Ｘに移動しながらインクジェットヘッド４により印字が行われる。
【００２３】
（インクジェットヘッド）
図２はインクジェットヘッド４の断面図であり、図３はその平面図であり、図４はその部分断面図である。
【００２４】
これらの図に示すように、インクジェッドヘッド４は、シリコン基板４２を挟み、上側に同じくシリコン製のノズルプレート４３、下側にシリコンと熱膨張率が近いホウ珪酸ガラス基板４４がそれぞれ積層された３層構造となっている。中央のシリコン基板４２には、その表面からエッチングを施すことにより、独立した複数、例えば５つのインク室４５と、１つの共通インク室４６と、この共通インク室４６を各インク室４５に連通しているインク供給路４７としてそれぞれ機能する溝が加工されている。これらの溝がノズルプレート４３によって塞がれて、各部分４５、４６、４７が区画形成されている。
【００２５】
ノズルプレート４３には、各インク室４５の先端側の部分に対応する位置に、インクノズル４８が形成されており、これらが各インク室４５に連通している。また、共通インク室４６が位置しているノズルプレート４３の部分には、これに連通するインク供給口４９が形成されている。インクは、外部のインクタンク５（図１参照）から、インク供給口４９を通って共通インク室４６に供給される。共通インク室４６に供給されたインクは、各インク供給路４７を通って、独立した各インク室４５に供給される。
【００２６】
独立した各インク室４５は、その底壁５１が薄肉とされて、面外方向、すなわち、図２において上下方向に弾性変位可能な振動板として機能するように設定されている。したがって、この底壁５１の部分を、以後の説明の都合上、振動板と称して説明することもある。
【００２７】
次に、シリコン基板４２の下側に位置しているガラス基板４４においては、その上面であるシリコン基板４２との接合面には、シリコン基板４２の各インク室４５に対応した位置に、浅くエッチングされた凹部５２が形成されている。したがって、各インク室５の底壁５１は、非常に僅かの隙間Ｇを隔てて凹部５２が形成されたガラス基板表面に対峙している。この底壁５１とガラス基板表面の間隔については、詳細を後述する。
【００２８】
各インク室４５の底壁５１は、各インク室側の共通電極として機能する。そして、各インク室の底壁５１に対峙するように、ガラス基板４４の凹部表面には、セグメント電極５５が形成されている。各セグメント電極５５の表面は無機ガラスからなる絶縁層５６により覆われている。このように、セグメント電極５５の上に形成した絶縁層５６と隙間Ｇを挟み、各インク室底壁５１と、対応する各セグメント電極５５が対向電極を形成している。導電性のあるシリコン基板４２には共通電極端子５７が形成されており、この共通電極端子５７と個々のセグメント電極５５との間に駆動電圧パルスが印加される。
【００２９】
この構成のインクジェットヘッド１においては、電極間に駆動電圧パルスが印加されると、対向電極間に充電された電荷によるクーロン力が発生し、底壁（振動板）５１はセグメント電極５５の側へ撓み、インク室４５の容積が拡大する。次に、電極間の駆動電圧を解除して電極間の電荷を放電すると、振動板５１はその弾性復帰力によって復帰し、インク室４５の容積が急激に収縮する。この時発生するインク圧力により、インク室４５を満たすインクの一部が、このインク室に連通しているインクノズル４８からインク滴として吐出する。しかるに、本例では、以下に説明するように、振動板５１の一部分に面外方向に撓み難い部分を形成して、インクノズル径よりも小さなインク小滴を吐出できるようにしてある。
【００３０】
図２を参照して説明すると、各振動板５１の裏面は平坦面となっているが、ガラス基板４４の側は、インク室４５の長手方向に向けて階段状に深くなっている。インク室４５の基端側、すなわち、振動板５１のインク供給路４７の側の部分が対峙している部分が最も小さな隙間Ｇ１となっている。この隙間Ｇ１に隣接したインク室４５の中程の部分の振動板５１の部分に対峙している部分は、これよりも大きな中程度の隙間Ｇ２となっている。そして、インク室４５の先端側、すなわりインクノズル４８の側の振動板５１の部分には最も大きな隙間Ｇ３が形成されている。勿論、これらの隙間は、正確には、図４に示すように、絶縁層５６の表面から振動板５１の裏面までの距離である。
【００３１】
このように隙間が異なるので、同一の駆動電圧パルスを印加しても、その大きさによって、振動板５１は、弾性変位してセグメント電極５５の側に吸引接合される部分が異なる。最も広い隙間Ｇ３に対応する振動板５１の部分５１ａが最後に弾性変位して吸引される部分であり、これが、本例における振動板５１の撓み難い部分であり、それ以外の部分が相対的に撓み易い部分である。
【００３２】
図５を参照して、本例のインクジェットヘッド４の動作を説明する。振動板５１とセグメント電極５５の隙間Ｇは、インク室４５の長手方向に向けて、最も小さな隙間Ｇ１の部分と、中程度の隙間Ｇ２の部分と、最も大きな隙間Ｇ３の部分が、その基端側から先端側に向けてこの順序で形成されている。
【００３３】
駆動電圧パルスとして小波形のもの、即ち、図５（ｃ）に示すようにパルス高さおよび幅が小さい駆動電圧パルスＰ１を電極間に印加した（充電した）場合には、図５（ａ）に示すように、まず、最も小さな隙間部分Ｇ１に対応する振動板の部分５１ｃが弾性変位してセグメント電極５５の側に吸引され、次に、隙間部分Ｇ２に対応する部分５１ｂが弾性変位して吸引される。しかるに、最も広い隙間部分Ｇ３に対応する部分５１ａが弾性変位してセグメント電極５５の側に吸引されるまでには至らない。この後に、小波形の駆動電圧パルスＰ１の印加が止むと振動板５１は弾性復帰する。かかる振動板５１の振動によって、インクノズル４８からは小質量のインク液滴が吐出される。
【００３４】
これに対して、駆動電圧波形として大波形のもの、即ち、図５（ｃ）に示すようにパルス高さおよび幅が大きな駆動電圧パルスＰ２を対向電極間に印加した場合には、図５（ｂ）に示すように、振動板５１の撓み難い部分５１ａもセグメント電極５５の側に吸引され、振動板５１が全体としてセグメント電極５５の側に吸着される。かかる振動板５１の全体的な弾性変位によって、インクノズル４８から大質量のインク液滴が吐出される。
【００３５】
なお、図示の静電式インクジェットヘッド４は、半導体基板の上面に設けたインクノズルからインク液滴を吐出させるフェイスイジェクトタイプであるが、本発明の制御対象となる静電式インクジェットヘッドは、インク液滴を基板の端部に設けたインクノズルから吐出させるエッジイジェクトタイプでもよい。
【００３６】
（駆動制御装置）
次に、図６は本例のインクジェットプリンタ１の駆動制御装置の例を示す概略ブロック図である。本例の駆動制御装置６１は、ＣＰＵを中心に構成されたインクジェットヘッド制御部６２を有している。ＣＰＵには外部装置６３からバスを介して印刷情報が供給され、また、内部バスを介してＲＯＭ、ＲＡＭおよびキャラクタジェネレータ６４が接続されている。
【００３７】
インクジェットヘッド制御部６２では、ＲＡＭ内の記憶領域を作業領域として用いて、ＲＯＭ内に格納されている制御プログラムを実行し、キャラクタージェネレータ６４から発生するキャラクター情報に基づき、インクジェットヘッド駆動用の制御信号を生成する。制御信号は論理ゲートアレイ６５および駆動パルス発生回路６６を介して、印刷情報に対応した駆動制御信号となって、コネクタ６７を経由して、ヘッド基板６８に形成されたヘッドドライバＩＣ６６に供給される。また、ヘッドドライバＩＣ６６には、駆動電圧パルス信号Ｖ３、制御信号ＬＰ、極性反転制御信号ＲＥＶも供給される。
【００３８】
ヘッドドライバＩＣ６６では、供給された上記の各信号および電源回路７０から供給される駆動電圧Ｖｐに基づき、インクジェットヘッド４の各振動板５１、すなわち共通電極に印加すべき駆動電圧パルスをその共通出力端子ＣＯＭから出力し、各インクノズル４８に対応する各対向電極（個別電極）に印加すべき駆動電圧パルスを、各個別電極に対応した個数の個別出力端子ＳＥＧから出力する。共通出力端子ＣＯＭの出力と個別出力端子ＳＥＧの出力との電位差が各インクノズルに対応した各振動板５１と、それぞれに対峙している個別電極の間に印加される。駆動時（インク液滴の吐出時）には指定された向きの駆動電位差波形を与え、非駆動時には駆動電位差を与えないようになっている。
【００３９】
駆動パルス発生回路６６では、所定のパルス幅を有する駆動電圧パルスおよび決定された吐出回数で印字１画素を形成するような制御信号ＬＰを生成してヘッドドライバＩＣ６６に出力する。
【００４０】
（印字動作）
本例のインクジェットプリンタ１では、複数の印字モードによる印字制御を行なうことが可能となっている。例えば、印字１画素を、連続した最大４回のインク液滴を吐出することにより形成する４ｓｈｏｔ（ショット）／ｄｏｔ（ドット）駆動により印字可能となっている。また、１画素印字期間におけるインク液滴の吐出回数および、各吐出時におけるインク液滴の吐出質量を二段階に変更することにより、各画素を形成するためのインク質量を制御して、各画素の階調制御を行うことも可能となっている。印字モードは、外部装置３の側からの入力により選択的に切換え可能となっている。
【００４１】
図７には、４ｓｈｏｔ／ｄｏｔ駆動による印字モードにおける各部の信号波形を示してある。各図においては、インクジェットヘッド制御部６２からヘッドドライバＩＣ６６に供給される駆動電圧パルス信号Ｖ３、制御信号（ラッチパルス）ＬＰ、極性反転制御信号ＲＥＶ、共通端子ＣＯＭの出力であるＣＯＭ出力、および共通電極（振動板５１）と個別電極の間に発生する電位差（ノズル駆動電圧波形）であるＣＯＭ−ＳＥＧ電位差の三例を示してある。
【００４２】
この４ｓｈｏｔ／ｄｏｔ駆動による印字モードにおいては、インク液滴の吐出回数と、各インク液滴の質量との組み合わせにより８階調印字を行うことができる（正確には、印字を行わない場合を含めると９階調になる。）。
【００４３】
図８には、各階調での１画素印字に必要なインク質量と、各インク質量を得るための小質量のインク液滴の吐出回数および大質量のインク液滴の吐出回数の組み合わせとを一覧表にして示してある。この図に示すように、本例では小波形の駆動電圧パルスＰ１によって５ｎｇのインク液滴が吐出され、大波形の駆動電圧パルスＰ２によって１５ｎｇのインク液滴が吐出されるように設定されている。
【００４４】
濃度の階調表現は１画素印字を形成するためのインク質量を５ｎｇ毎に増加させることにより実現している。従って、最も薄い濃度の５ｎｇのインク質量による印字の場合には、図７の電位差１の波形で示すように、小波形の駆動電圧パルスＰ１を用いて１回だけ小質量のインク液滴を吐出させる。また、２０ｎｇのインク質量による１画素印字の場合には、図７の電位差２の波形で示すように、小波形の駆動電圧パスルＰ１を用いて１回だけ小質量のインク液滴を吐出させると共に、大波形の駆動電圧パルスＰ２を用いて１回だけ大質量のインク液滴を吐出させる。さらに、最大濃度の４０ｎｇのインク質量による１画素印字の場合には、図７の電位差３の波形で示すように、小波形の駆動電圧パルスＰ１を用いて２回だけ小質量のインク液滴を吐出させると共に、大波形の駆動電圧パルスＰ２を用いて２回だけ大質量のインク液滴を吐出させる。
【００４５】
このように、本例では、最も濃度の高い第１階調は、１画素印字期間Ｔにおいて連続して４回のショット（小質量のショットを２回と大質量のショットを２回）を行うことにより得られ、第２階調は３回のショット（小質量のショット１回と大質量のショット２回）、第３階調は２回のショット（大質量のショット２回）、第４階調は３ショット（小質量のショット２回と大質量のショット１回）、第５階調は２ショット（小質量のショット１回と大質量のショット１回）、第６階調は１ショット（大質量のショット１回）、第７階調は２ショット（小質量のショット２回）、第８階調は１ショット（小質量のショット１回）によってそれぞれ得ることができる。
【００４６】
ここで、従来のように同一質量のインク液滴を吐出して８階調の濃度表現を行う場合には、インク液滴を１回から８回までのいずれかの回数分だけ吐出する必要があるが、本例の印字モードにおける最大吐出回数は４回のみである。従って、多段階の濃度表現を従来に比べて速い印字速度により実現可能である。
【００４７】
また、本例では、４ショット／ドットモードのための駆動電圧パルス信号Ｖ３として、１画素印字期間Ｔに、小波形の駆動電圧パスルＰ１を２回連続させ、しかる後に大波形の駆動電圧パルスＰ２を２回連続させた駆動信号を用いている。そして、インク液滴を複数回吐出する場合には、連続してインク液滴を吐出させるように、電極間電位差を形成している。例えば、インク質量２０ｎｇの１画素印字を行う場合には、図７の電位差２の波形に示されているように、２発目の小波形の駆動電圧パルスＰ１（２）と１発目の大波形の駆動電圧パルスＰ２（１）によるインク液滴吐出時点でイン液滴を吐出させるようにしている。また、図示はしていないが、インク質量２５ｎｇの１画素印字を行う場合には、連続した小波形の駆動電圧パルスＰ１（１）、Ｐ１（２）に連続して発生する１発目の大波形の駆動電圧パルスＰ２（１）によるインク液滴吐出時点でインク液滴を吐出させるようにしている。
【００４８】
このように、本例のインクジェットプリンタでは、１画素分の印字を複数回のインク液滴の吐出により形成する場合に、常に、連続したインク液滴の吐出動作を行っている。この結果、１画素印字期間内において不連続状態で複数回のインク吐出を行って１画素分の印字を行う場合に比べて、記録媒体上に着弾する各吐出インク液滴の纏まりが良くなり、多ショット／ドットにより形成される印字画像の印字品位の安定化を図ることができる。
【００４９】
さらに、本例では、極性反転制御信号ＲＥＶにより、インク液滴の吐出のために印加される電位差の極性を交互に反転させている。このように共通電極と個別電極の間に発生する電位差の極性を反転させることにより、電極間に残留電荷が発生して、静電気力が変動して、所期のインク吐出特性が得られなくなってしまうという弊害を回避できる。特に、本例では、上記の４ショット／ドットモードにおける場合のように、小質量のインク液滴を複数回吐出して１画素を印字する場合、および大質量のインク液滴を複数回吐出して１画素を印字する場合には、これらのインク液滴を偶数回吐出するように、各質量によるインク液滴の吐出回数を設定している。偶数回に設定することにより、常に同一回数の正逆交互通電を実現できる。この結果、電極間の残留帯電の増加を抑制できるので、常に適切なインク液滴の吐出動作が保証される。
【００５０】
（インクジェットヘッドの別の例）
本例においては、図５に示すように、振動板５１の撓み難い部分５１ａを、振動板５１とセグメント電極５５の隙間Ｇを部分的に広くすることにより形成した。撓み難い部分は、図９、１０、１１に示すように形成することもできる。
【００５１】
図９に示す例は、各インク室４５の幅を変えることにより振動板の撓み難い部分を形成した例である。この例では、インク室４５の底壁である振動板５１の長手方向の一方の側を広幅の部分５２ｂとし、他方の側を狭い幅の部分５２ａとしてある。狭い幅の部分５２ａは、広幅の部分５２ｂに比べて面外剛性が高くなるので、撓み難い部分となる。この構成によっても、上記の例と同様な作用効果を得ることができる。
【００５２】
図１０に示す例は、振動板５１に、セグメント電極５５が対峙している部分と対峙していない部分とを形成したものである。セグメント電極５５に対峙していない振動板５１の部分が撓み難い部分になる。
【００５３】
図１１に示す例は、振動板の厚さを変えることにより撓み難い部分を形成した例である。この例では、振動板５１の長手方向の一方の側を薄くし、他方の側を厚くしてある。板厚さの厚い側の部分５１ｄは面外剛性が高いので、この部分が撓み難い部分として機能する。
【００５４】
次に、質量の異なるインク液滴を吐出可能なインクジェットヘッドとしては、更に、図１２に示す構造のものを用いることができる。この図に示すように、本例のインクジェットヘッド４Ａの基本的な構成は上記の各例と同一であり、異なる点は振動板５１に対峙している電極がセグメント電極５５Ａと補助電極５５Ｂとに分離しており、補助電極５５Ｂと振動板５１との間隔Ｇが電極ガラス基板４４の側を突出させることにより狭くなっている点である。
【００５５】
すなわち、図１２（ａ）に示すように、本例のインクジェットヘッド４Ａでは、振動板５１と対向するセグメント電極５５Ａとは別に、同じく振動板５１に対向する補助電極５５Ｂを形成して、セグメント電極５５が対向する振動板５１の部分とは独立して充放電が可能な構成としてある。補助電極５５Ｂは各振動板５１に対向し、各補助電極５５Ｂは１つの電極として導通している。
【００５６】
この構成のインクジェットヘッド４Ａにおいて、図１２（ｂ）に示すように、セグメント電極５５Ａおよび補助電極５５Ｂと、振動板５１との間に小波形の駆動電圧パルスＰ１（図５（ｃ）参照）を印加すると、補助電極５５Ｂに対応している振動板５１の部分が撓み、これにより小質量のインク液滴の吐出が行われる。これに対して、図１２（ｃ）に示すように、セグメント電極５５Ａおよび補助電極５５Ｂと、振動板５１との間に大波形の駆動電圧パルスＰ２（図５（ｄ）参照）を印加すると、振動体５１が全体として撓み、これにより大質量のインク液滴の吐出が行われる。
【００５７】
（その他の実施の形態）
上記の例はインクジェットヘッドとして静電駆動式のものを用いているが、静電駆動式以外のインクジェットヘッド、たとえば、圧電素子や発熱素子を用いてインク液滴の吐出圧力を発生させる形式のインクジェットヘッドについても本発明を適用可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のインクジェットヘッドの駆動方法およびインクジェットプリンタにおいては、異なる質量のインク液滴を１回ないし複数回吐出して１画素印字を行うようにしている。従って、インク液滴の吐出回数および吐出質量を適切に組み合わせることにより、同一質量のインク液滴を複数回吐出して所定濃度の１画素印字を行う場合に比べて、インク液滴の吐出回数を低減できるので、印字速度を上げることができる。また、同一質量のインク液滴を複数回吐出して所定濃度の１画素印字を行う場合に比べて、濃度表現をより細かな階調で表現可能になる。
【００５９】
さらに、本発明では、１画素印字を複数回のインク液滴の吐出により行う場合に、１画素印字期間内において連続したタイミングでインク液滴を吐出させるようにしている。従って、１画素印字期間内において不連続状態で複数回のインク吐出を行って１画素分の印字を行う場合に比べて、記録媒体上に着弾する各吐出インク液滴の纏まりが良くなり、従って、多ショット１画素印字により形成される印字画像の印字品位の安定化を図ることができる。
【００６０】
さらには、静電気駆動式のインクジェットヘッドを用いる場合には、対向電極間に加える電圧の極性を正逆交互に切り換えるようにすると共に、各質量のインク液滴の吐出を複数回行う場合にはその吐出回数が偶数回となるようにしている。この結果、電極間には、常に同一回数で正逆交互に電圧が印加されるので、電極間に残留電荷が発生して、静電気力が変動して、所期のインク吐出特性が得られなくなってしまうという弊害を回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したインクジェットプリンタの全体構成図である。
【図２】図１のインクジェットプリンタのインクジェットヘッドの構成例を示す概略断面図である。
【図３】図２のインクジェットヘッドの平面構成図である。
【図４】図２のインクジェットヘッドの拡大部分断面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は図２のインクジェットヘッドの動作を示す図であり、（ｃ）は電極間に印加される小波形の駆動電圧パルスを示す波形図であり、（ｄ）は電極間に印加される代波形の駆動電圧パルスを示す波形図である。
【図６】図１のインクジェットプリンタにおける駆動制御装置を示す概略ブロック図である。
【図７】図１のインクジェットプリンタにおける４ショット／ドット駆動における各部の信号波形を示すタイミングチャートである。
【図８】図１のインクジェットプリンタにおける４ショット／ドット駆動における濃度表現のためのインク液滴の吐出質量と吐出回数の組み合わせを示す説明図である。
【図９】図２のインクジェットヘッドの別の例を示す平面構成図である。
【図１０】図２のインクジェットヘッドの別の例を示す断面構成図である。
【図１１】図２のインクジェットヘッドの別の例を示す断面構成図である。
【図１２】図２のインクジェットヘッドの別の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１　　インクジェットプリンタ
４　　インクジェットヘッド
４５　インク室
４６　共通インク室
４８　インクノズル
５１　振動板
５１ａ　振動板の撓み難い部分
５１ｂ、５１ｃ　振動板の撓み易い部分
５２　凹部
５５　セグメント電極
Ｇ、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３　電極間の間隔
Ｐ１、Ｐ１（１）、Ｐ１（２）　小波形の駆動電圧パルス
Ｐ２、Ｐ２（１）、Ｐ２（２）　大波形の駆動電圧パルス
６１　　インクジェットヘッドの駆動制御装置
６２　インクジェットヘッド制御部
６６　駆動パルス発生回路
Ｔ　１画素印字期間
【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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