(57)【要約】【課題】駆動波形信号を複数連結して駆動信号を創成出力し、それをアクチュエータに供給した場合にも、ヘッド間のノズルインク滴吐出特性のバラツキを抑制する。【解決手段】各ヘッド毎のノズルからのインク滴吐出特性情報に基づいて圧電式アクチュエータ２２を駆動するための駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３の間隔Ｔ１、Ｔ２を補正し、この補正された間隔Ｔ１、Ｔ２で複数の駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３を時系列的に連結して駆動信号ＣＯＭを創成出力することにより、連結された前後の駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３によるキャビティ２３内の圧力変化の影響を抑制することが可能となり、これにより駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３を複数連結して圧電式アクチュエータ２２に供給した場合にも、ヘッド間のノズルインク滴吐出特性のバラツキを抑制することが可能となる。【選択図】      図１２
2007098804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のヘッド毎に設けられた複数のノズルと、各ノズルに夫々連通する圧力室と、各圧力室に対応して設けられたアクチュエータとを備えたインクジェットプリンタの駆動装置であって、印刷データに基づいて何れのノズルからインク滴を吐出するか又はどの程度のインク滴を吐出するかという印字データを出力する印字データ出力手段と、前記印字データ出力手段からの印字データに基づいて前記アクチュエータに駆動信号を印加して圧力室内の圧力を変化せしめることによりノズルからインク滴を吐出する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、アクチュエータを駆動する複数の駆動波形信号を時系列的に連結して駆動信号を創成出力する駆動信号発生手段と、各ヘッド毎のノズルからのインク滴吐出特性情報に基づいて前記駆動信号発生手段で連結される駆動波形信号の間隔を補正する駆動波形信号間隔補正手段とを備えたことを特徴とするインクジェットプリンタの駆動装置。
【請求項２】
前記駆動波形信号間隔補正手段は、各ヘッド毎のノズルからのインク滴吐出特性情報に基づいて、複数の駆動波形信号の組合せによるインク滴吐出量が所定値になるように駆動波形信号の間隔を補正することを特徴とする請求項１に記載のインクジェットプリンタの駆動装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、各ヘッド毎のノズルからのインク滴吐出特性情報に基づいて駆動波形信号を補正する駆動波形信号補正手段を備えた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プリンタの駆動装置。
【請求項４】
印刷データに基づいて、複数のヘッド毎に設けられている複数のノズルのうち、何れのノズルからインク滴を吐出するか又はどの程度のインク滴を吐出するかという印字データを出力し、その印字データに基づいてアクチュエータに駆動信号を印加して圧力室内の圧力を変化せしめることにより当該圧力室に連通するノズルからインク滴を吐出するインクジェットプリンタの駆動方法であって、各ヘッド毎のノズルからのインク滴吐出特性情報に基づいてアクチュエータを駆動するための駆動波形信号の間隔を補正し、この補正された間隔で複数の駆動波形信号を時系列的に連結して駆動信号を創成出力することを特徴とするインクジェットプリンタの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば複数色の液体インクの微小なインク滴を複数のノズルから吐出してその微粒子（インクドット）を印刷媒体上に形成することにより、所定の文字や画像を描画するようにしたインクジェットプリンタの駆動装置及びその駆動方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなインクジェットプリンタは、一般に安価で且つ高品質のカラー印刷物が容易に得られることから、パーソナルコンピュータやデジタルカメラなどの普及に伴い、オフィスのみならず一般ユーザにも広く普及してきている。
このようなインクジェットプリンタは、一般に、インクカートリッジと印字ヘッド(インクジェットヘッドともいう)とが一体的に備えられたキャリッジなどと称される移動体が印刷媒体上をその搬送方向と交差する方向に往復しながらその印字ヘッドのノズルから液体インク滴を吐出（噴射）して印刷媒体上に微小なインクドットを形成することで、当該印刷媒体上に所定の文字や画像を描画して所望の印刷物を作成するようになっている。そして、このキャリッジに黒色（ブラック）を含めた４色（イエロー、マゼンタ、シアン）のインクカートリッジと各色毎の印字ヘッドを備えることで、モノクロ印刷のみならず、各色を組み合わせたフルカラー印刷も容易に行えるようになっている（更に、これらの各色に、ライトシアンやライトマゼンタなどを加えた６色や７色、或いは８色のものも実用化されている）。
【０００３】
このようなインクジェットプリンタでは、駆動信号によってアクチュエータを駆動して圧力室内の圧力を変化せしめ、その圧力変化で当該圧力室内のインクを当該圧力室に連通するノズルからインク滴として吐出する。アクチュエータにも幾つかの種類があり、例えばピエゾ方式のインクジェットプリンタでは、アクチュエータであるピエゾ（圧電）素子に駆動信号を印加すると圧力室に接する振動板が変位し、これにより圧力室内の圧力が変化してインク滴が吐出される。
【０００４】
ところで、この種のインクジェットプリンタでは、より一層高い階調が要求されている。階調とは、インクドットで表される所謂画素に含まれる各色の濃度の状態であり、各画素の色の濃度に応じたインクドットの大きさを階調度といい、インクドットで表現できる階調度の数を階調数と呼ぶ。高い階調とは、階調数が大きいことを意味する。また、インクドットの大きさはインク滴の量に依存する。階調度を変えるには、例えばインクジェットヘッドに設けられたアクチュエータへの駆動信号を変える必要がある。例えば、アクチュエータがピエゾ素子（圧電素子）である場合には、アクチュエータに印加される電圧値が大きくなるとアクチュエータ（正確には振動板）の変位量（歪み）が大きくなるので、これを用いてインクドットの階調度を変えることができる。
【０００５】
そこで、以下に挙げる特許文献１では、達成可能な階調数の各階調度に応じた駆動波形信号を組合わせて駆動信号を創成し、これを各画素毎、つまりインクジェットヘッドに設けられたアクチュエータ毎に出力しておき、この駆動信号から、形成すべきインクドットの階調度に応じた駆動波形信号を選択し、その駆動波形信号をアクチュエータに供給してインク滴を吐出するようにすることで、要求されるインクドットの階調度を達成するようにしている。
【０００６】
ところで、このようなインクジェットヘッドでは、高解像度な印刷を行うために、微細な加工によって複数のノズルを高密度に形成している。しかし、実際には、アクチュエータの取付け誤差や、圧力室やインク流路を構成する部品の加工精度などにより、ヘッド間のノズルインク滴吐出特性のバラツキが生じる。このインクジェットヘッド間のノズルインク滴吐出特性のバラツキは、インク滴が印刷媒体に吐出されて形成されるインクドットの大きさや形成位置の変動となり、濃度ムラなどの印刷物の画質低下につながる。
【０００７】
そこで、例えばアクチュエータへの駆動信号（駆動波形信号）の電圧値を各ヘッドのノズルインク滴吐出特性に応じて各ヘッド毎に補正することで、ヘッド間のノズルインク滴吐出特性のバラツキを抑制するようにしている。また、下記特許文献２では、駆動波形信号のうち、圧力室を膨張状態から収縮してインク滴を吐出するプロセスや、インク滴を吐出した後の圧力室収縮状態を、各ヘッドのノズルインク滴吐出特性に応じて補正することで、ヘッド間のノズルインク滴吐出特性のバラツキを抑制するようにしている。
【特許文献１】特開２００３−１８２４号公報
【特許文献２】特開２００１−２７００９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来のインクジェットプリンタの駆動装置及びその駆動方法によって、単独の駆動波形信号によるヘッド間のノズルインク滴吐出特性のバラツキを抑制できても、前述したように、それらの駆動波形信号を複数連結して駆動信号を創成出力し、それをアクチュエータに供給した場合には、必ずしもヘッド間のノズルインク滴吐出特性のバラツキを抑制できないことが明らかになった。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、駆動波形信号を複数連結して駆動信号を創成出力し、それをアクチュエータに供給した場合にも、ヘッド間のノズルインク滴吐出特性のバラツキを抑制することが可能なインクジェットプリンタの駆動装置及びその駆動方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
［発明１］上記課題を解決するために、発明１のインクジェットプリンタの駆動装置は、複数のヘッド毎に設けられた複数のノズルと、各ノズルに夫々連通する圧力室と、各圧力室に対応して設けられたアクチュエータとを備えたインクジェットプリンタの駆動装置であって、印刷データに基づいて何れのノズルからインク滴を吐出するか又はどの程度のインク滴を吐出するかという印字データを出力する印字データ出力手段と、前記印字データ出力手段からの印字データに基づいて前記アクチュエータに駆動信号を印加して圧力室内の圧力を変化せしめることによりノズルからインク滴を吐出する駆動手段とを備え、前記駆動手段は、アクチュエータを駆動する複数の駆動波形信号を時系列的に連結して駆動信号を創成出力する駆動信号発生手段と、各ヘッド毎のノズルからのインク滴吐出特性情報に基づいて前記駆動信号発生手段で連結される駆動波形信号の間隔を補正する駆動波形信号間隔補正手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１１】
この発明１に係るインクジェットプリンタの駆動装置によれば、各ヘッド毎のノズルからのインク滴吐出特性情報に基づいてアクチュエータを駆動するための駆動波形信号の間隔を補正し、この補正された間隔で複数の駆動波形信号を時系列的に連結して駆動信号を創成出力する構成としたため、連結された前後の駆動波形信号による圧力室内の圧力変化の影響を抑制することが可能となり、これにより駆動波形信号を複数連結してアクチュエータに供給した場合にも、ヘッド間のノズルインク滴吐出特性のバラツキを抑制することが可能となる。
【００１２】
［発明２］発明２のインクジェットプリンタの駆動装置は、前記発明１のインクジェットプリンタの駆動装置において、前記駆動波形信号間隔補正手段は、各ヘッド毎のノズルからのインク滴吐出特性情報に基づいて、複数の駆動波形信号の組合せによるインク滴吐出量が所定値になるように駆動波形信号の間隔を補正することを特徴とすることを特徴とするものである。
【００１３】
この発明２に係るインクジェットプリンタの駆動装置によれば、前記駆動波形信号間隔補正手段は、各ノズルからのインク滴吐出特性情報に基づいて、複数の駆動波形信号の組合せによるインク滴吐出量が所定値になるように駆動波形信号の間隔を補正する構成としたため、駆動信号内に連結される複数の駆動波形信号の出力時刻を異なるヘッド間で一致させることができ、これにより各ヘッドからのインク滴の着弾位置ズレを抑制することが可能となる。
【００１４】
［発明３］発明３のインクジェットプリンタの駆動装置は、前記発明１又は２のインクジェットプリンタの駆動装置において、前記駆動手段は、各ヘッド毎のノズルからのインク滴吐出特性情報に基づいて駆動波形信号を補正する駆動波形信号補正手段を備えたことを特徴とするものである。
この発明３に係るインクジェットプリンタの駆動装置によれば、各ヘッド毎のノズルからのインク滴吐出特性情報に基づいて駆動波形信号そのものを補正する構成としたため、単独の駆動波形信号によるヘッド間のノズルインク滴吐出特性のバラツキも補正することができる。
【００１５】
［発明４］発明４のインクジェットプリンタの駆動方法は、印刷データに基づいて、複数のヘッド毎に設けられている複数のノズルのうち、何れのノズルからインク滴を吐出するか又はどの程度のインク滴を吐出するかという印字データを出力し、その印字データに基づいてアクチュエータに駆動信号を印加して圧力室内の圧力を変化せしめることにより当該圧力室に連通するノズルからインク滴を吐出するインクジェットプリンタの駆動方法であって、各ヘッド毎のノズルからのインク滴吐出特性情報に基づいてアクチュエータを駆動するための駆動波形信号の間隔を補正し、この補正された間隔で複数の駆動波形信号を時系列的に連結して駆動信号を創成出力することを特徴とするものである。
【００１６】
この発明４に係るインクジェットプリンタの駆動方法によれば、各ヘッド毎のノズルからのインク滴吐出特性情報に基づいてアクチュエータを駆動するための駆動波形信号の間隔を補正し、この補正された間隔で複数の駆動波形信号を時系列的に連結して駆動信号を創成出力する構成としたため、連結された前後の駆動波形信号による圧力室内の圧力変化の影響を抑制することが可能となり、これにより駆動波形信号を複数連結してアクチュエータに供給した場合にも、ヘッド間のノズルインク滴吐出特性のバラツキを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に、本発明のインクジェットプリンタの駆動装置の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態のインクジェットプリンタ１の概略構成を示す平面図である。このインクジェットプリンタ１は、図１に示すように、ヘッドユニット２及びインクカートリッジ３を搭載したキャリッジ４を備え、このキャリッジ４は１組のキャリッジ軸５に案内されて主走査方向に移動できるようになっている。また、キャリッジ４の一部は歯付きベルト９に固定され、且つ歯付きベルト９は、モータ６の回転軸に固定された駆動プーリ７と従動プーリ８との間に掛け渡されている。
【００１８】
更にキャリッジ４にはエンコーダ１０が取付けられ、キャリッジ４の移動方向に沿ってリニアスケール１１が設けられている。これにより、エンコーダ１０によりキャリッジ４上のヘッドユニット２の位置を検出するようになっている。なお、図１において、符号１２はヘッドユニット２とシステムコントローラなどとを電気的に接続するケーブルであり、符号１３は、後述するインクジェットヘッドの表面をクリーニングするワイパであり、符号１４は、そのインクジェットヘッドのノズル基板（図３参照）のキャッピングを行うキャップである。
【００１９】
このような構成からなるインクジェットプリンタ１では、エンコーダ１０の検出信号がモータ制御回路（図示せず）に入力されると、そのモータ制御回路によりモータ６の回転動作が、加速、一定速度、減速、反転、加速、一定速度、減速、反転…といったように制御される。このようなモータ６の動作に伴って、キャリッジ４が主走査方向に往復移動を繰り返し、一定速度の区間が印刷領域に相当するので、その一定速度の際にキャリッジ４に搭載されるヘッドユニット２のノズルから印刷媒体ａ上にインク滴が吐出される。この結果、印刷媒体ａには、そのインク滴からなるインクドットによって所定の文字や画像が記録（印字）される。
【００２０】
次に、図１に示すヘッドユニット２の具体的な構成について、図２ａ及び図３を参照して説明する。このヘッドユニット２は、図２ａに示すようなインクジェットヘッド（ノズルヘッド）２０を複数個備え、各インクジェットヘッド２０は圧電式アクチュエータを用いたものである。インクジェットヘッド２０は、図２ａに示すように、振動板２１と、この振動板２１を変位させる圧電式アクチュエータ２２と、内部に液体であるインクが充填され且つ振動板２１の変位により内部の圧力が増減されるキャビティ（圧力室）２３と、このキャビティ２３に連通し且つ当該キャビティ２３内の圧力の増減によりインクを液滴として吐出するノズル２４とを少なくとも備えている。
【００２１】
更に詳述すると、インクジェットヘッド２０は、ノズル２４が形成されたノズル基板２５と、キャビティ基板２６と、振動板２１と、複数の圧電素子２７を積層した積層型の圧電式アクチュエータ２２とを備えている。キャビティ基板２６は、図示のように所定形状に形成され、これにより、キャビティ２３と、これに連通するリザーバ２８とが形成されている。また、リザーバ２８は、インク供給チューブ２９を介してインクカートリッジ３に接続されている。圧電式アクチュエータ２２は、対向して配置される櫛歯状の電極３１、３２と、その電極３１、３２の各櫛歯と交互に配置される圧電素子２７とからなる。また、圧電式アクチュエータ２２は、その一端側が図２ａに示すように、中間層３０を介して振動板２１と接合されている。
【００２２】
このような構成からなる圧電式アクチュエータ２２では、第１電極３１と第２電極３２との間に印可される駆動信号源からの駆動信号により、図２ａに矢印で示すように上下方向に伸び縮みするモードを利用している。従って、圧電式アクチュエータ２２では、例えば図２ａに示すような駆動信号が印加されると、振動板２１に変位が生じてキャビティ２３内の圧力が変化し、ノズル２４からインク滴が吐出されるようになっている。具体的には、後段に詳述するように、キャビティ２３の容積を拡大してインクを引き込み、次いでキャビティ２３の容積を縮小してインク滴を吐出する。なお、図２ａに示すノズル基板２６に形成されるインクジェットヘッド２０毎のノズル２４は、例えば図３に示すように配列されている。この図３の例では、４色のインク（Ｙ：イエロー、Ｍ：マゼンダ、Ｃ：シアン、Ｋ：ブラック）に適用した場合のノズル２４の配列パターンを示しており、これらの色の組合せにより所謂フルカラー印刷が可能となる。
【００２３】
圧電式アクチュエータ２２の他の例を図２ｂに示す。図中の符号は、図２ａのものを流用している。この圧電式アクチュエータは、一般にユニモルフ型アクチュエータと呼ばれ、圧電素子２７を二つの電極３１、３２で挟んだ簡単な構造であるが、駆動信号を印加することによって、図２ａの積層型アクチュエータと同様に、図の上下方向に伸び縮みし、キャビティ２３の容積を拡大してインクを引き込み、次いでキャビティ２３の容積を縮小してノズル２４からインク滴を吐出する。
【００２４】
前記インクジェットプリンタ１内には、自身を制御するための制御装置が設けられている。この制御装置は、例えば図４に示すように、例えばパーソナルコンピュータ、デジタルカメラ等のホストコンピュータ６０から入力された印刷データに基づいて、印刷装置や給紙装置等を制御することにより印刷媒体に印刷処理を行うものである。そして、ホストコンピュータ６０から入力された印刷データを受取る入力インタフェース部６１と、この入力インタフェース部６１から入力された印雑データに基づいて印刷処理を実行する例えばマイクロコンピュータで構成される制御部６２と、キャリッジモータ４１を駆動制御するキャリッジモータドライバ６３と、給紙モータ５１を駆動制御する給紙モータドライバ６４と、インクジェットヘッド２０を駆動制御するヘッドドライバ６５と、各ドライバ６３、６４、６５の出力信号を外部のキャリッジモータ４１、給紙モータ５１、インクジェットヘッド２０で使用する制御信号に変換して出力するインタフェース６７とを備えて構成される。
【００２５】
制御部６２は、印刷処理等の各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）６２ａと、入力インタフェース６１を介して入力された印刷データ或いは当該印刷データ印刷処理等を実行する際の各種データを一時的に格納し、或いは印刷処理等のアプリケーションプログラムを一時的に展開するＲＡＭ（Random Access Memory）６２ｃと、ＣＰＵ６２ａで実行する制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリで構成されるＲＯＭ（Read-Only Memory）６２ｄとを備えている。この制御部６２は、インタフェース部６１を介してホストコンピュータ６０から印刷データ（画像データ）を入手すると、ＣＰＵ６２ａが、この印刷データに所定の処理を実行して、何れのノズルからインク滴を吐出するか或いはどの程度のインク滴を吐出するかという印字データを出力し、この印字データ及び各種センサからの入力データに基づいて、各ドライバ６３〜６５に制御信号を出力する。各ドライバ６３〜６５から制御信号が出力されると、これらがインタフェース部６７で駆動信号に変換されてインクジェットヘッド２０の複数のノズル２４に対応する圧電式アクチュエータ２２、キャリッジモータ４１、給紙モータ５１が夫々作動して、印刷媒体に印刷処理が実行される。なお、また、制御部６２内の各構成要素は、図示しないバスを介して電気的に接続されている。
【００２６】
また、制御部６２は、後述する駆動信号を形成するための波形形成用データＤＡＴＡを後述する波形メモリ７０１に書込むために、書込みイネーブル信号ＤＥＮと、書込みクロック信号ＷＣＬＫと、書込みアドレスデータＡ０〜Ａ３とを出力して、例えば１６ビットの波形形成用データＤＡＴＡを波形メモリ７０１に書込むと共に、この波形メモリ７０１に記憶された波形形成用データＤＡＴＡを読出すための読出しアドレスデータＡ０〜Ａ３、波形メモリ７０１から読出した波形形成用データＤＡＴＡをラッチするタイミングを設定する第１のクロック信号ＡＣＬＫ、ラッチした波形データを加算するためのタイミングを設定する第２のクロック信号ＢＣＬＫ及びラッチデータをクリアするクリア信号ＣＬＥＲをヘッドドライバ６５に出力する。
【００２７】
ヘッドドライバ６５は、駆動信号ＣＯＭを形成する駆動信号発生回路７０と、クロック信号ＳＣＫを出力する発振回路７１とを備えている。駆動信号発生回路７０は、図５に示すように、制御部６２から入力される駆動信号生成のための波形形成用データＤＡＴＡを所定のアドレスに対応する記憶素子に記憶する波形メモリ７０１と、この波形メモリ７０１から読出された波形形成用データＤＡＴＡを前述した第１のクロック信号ＡＣＬＫによってラッチするラッチ回路７０２と、ラッチ回路７０２の出力と後述するラッチ回路７０４から出力される波形生成データＷＤＡＴＡとを加算する加算器７０３と、この加算器７０３の加算出力を前述した第２のクロック信号ＢＣＬＫによってラッチするラッチ回路７０４と、このラッチ回路７０４から出力される波形生成データＷＤＡＴＡをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器７０５と、このＤ／Ａ変換器７０５から出力されるアナログ信号を電圧増幅する電圧増幅部７０６と、この電圧増幅部７０６の出力信号を電流増幅して駆動信号ＣＯＭを出力する電流増幅部７０７とを備えている。ここで、ラッチ回路７０２、７０４には制御部６２から出力されるクリア信号ＣＬＥＲが入力され、このクリア信号ＣＬＥＲがオフ状態となったときに、ラッチデータがクリアされる。
【００２８】
波形メモリ７０１は、図６に示すように、指示したアドレスに夫々数ビットずつのメモリ素子が配列され、アドレスＡ０〜Ａ３と共に波形データＤＡＴＡが記憶される。具体的には、制御部６２から指示したアドレスＡ０〜Ａ３に対して、クロック信号ＷＣＬＫと共に波形データＤＡＴＡが入力され、書込みイネーブル信号ＤＥＮの入力のよってメモリ素子に波形データＤＡＴＡが記憶される。
【００２９】
インクジェットヘッド２０には、入出力インタフェース部６７を介して、駆動信号発生回路７０で生成された駆動信号ＣＯＭ、印刷データに基づいて吐出するノズルを選択すると共に駆動信号ＣＯＭ中の駆動波形信号を選択する駆動波形信号選択データ信号ＳＩ、全ノズルにノズル選択データが入力された後、これらのデータにより駆動信号ＣＯＭとインクジェットヘッド２０の圧電式アクチュエータ２２とを接続させるラッチ信号ＬＡＴ及びチャンネル信号ＣＨ、駆動波形信号選択データ信号ＳＩをシリアル信号としてインクジェットヘッド２０に送信するためのクロック信号ＳＣＫが入力されている。
【００３０】
次に、前記駆動信号発生回路７０から出力される駆動信号ＣＯＭと圧電素子７１とを接続する構成について説明する。図７は、駆動信号ＣＯＭと圧電素子７１とを接続する選択部のブロック図である。この選択部は、インク滴を吐出させるべきノズル２４に対応した圧電式アクチュエータ２２を指定すると共に駆動信号ＣＯＭ中の駆動波形信号を選択する駆動波形信号選択データＳＩを保存するシフトレジスタ２１１と、シフトレジスタ２１１のデータを一時的に保存するラッチ回路２１２と、ラッチ回路２１２の出力をレベル変換するレベルシフタ２１３と、レベルシフタの出力に応じて駆動信号ＣＯＭを圧電式アクチュエータ２２に接続する選択スイッチ２０１によって構成されている。
【００３１】
シフトレジスタ２１１には、駆動波形信号選択データ信号ＳＩが順次入力されると共に、クロック信号ＳＣＫの入力パルスに応じて記憶領域が初段から順次後段にシフトする。ラッチ回路２１２は、ノズル数分の駆動波形信号選択データＳＩがシフトレジスタ２１１に格納された後、入力されるラッチ信号ＬＡＴによってシフトレジスタ２１１の各出力信号をラッチする。ラッチ回路２１２に保存された信号は、レベルシフタ２１３によって次段の選択スイッチ２０１をオンオフできる電圧レベルに変換される。これは、駆動信号ＣＯＭが、ラッチ回路２１２の出力電圧に比べて高い電圧であり、これに合わせて選択スイッチ２０１の動作電圧範囲も高く設定されているためである。選択スイッチ２０１は、ＰチャンネルＦＥＴとＮチャンネルＦＥＴとを組合せたトランスミッションゲートによるアナログスイッチで構成されており、このアナログスイッチを十分に動作させるためにゲート電圧を高い値にレベル変換している。そして、レベルシフタ２１３によって選択スイッチ２０１のゲート電圧が印加されたノズルの圧電式アクチュエータ２２は駆動信号ＣＯＭに接続される。また、シフトレジスタ２１１の駆動波形信号選択データ信号ＳＩがラッチ回路２１２に保存された後、次の印字情報をシフトレジスタ２１１に入力し、インク滴の吐出タイミングに合わせてラッチ回路２１２の保存データを順次更新する。なお、図中の符号ＨＧＮＤは、圧電式アクチュエータ２２のグランド端である。
【００３２】
次に、駆動信号生成の原理について説明する。まず、前述したアドレスＡ０には単位時間当たりの電圧変化量として０となる波形データが書込まれている。同様に、アドレスＡ１には＋ΔＶ１、アドレスＡ２には−ΔＶ２、アドレスＡ３には＋ΔＶ３の波形データが書込まれている。また、クリア信号ＣＬＥＲによってラッチ回路７０２、７０４の保存データがクリアされる。また、第１駆動信号ＣＯＭ１（又は第２駆動信号ＣＯＭ２）は、波形データによって中間電位（オフセット）まで立上げられている。
【００３３】
この状態から、例えば図８に示すようにアドレスＡ１の波形データが読込まれ且つ第１クロック信号ＡＣＬＫが入力されるとラッチ回路７０２に＋ΔＶ１のデジタルデータが保存される。保存された＋ΔＶ１のデジタルデータは加算器７０３を経てラッチ回路７０４に入力され、このラッチ回路７０４では、第２クロック信号ＢＣＬＫの立上がりに同期して加算器７０３の出力を保存する。加算器７０３には、ラッチ回路７０４の出力も入力されるので、ラッチ回路７０４の出力、即ち駆動信号ＣＯＭは、第２クロック信号ＢＣＬＫの立上がりのタイミングで＋ΔＶ１ずつ加算される。この例では、時間幅Ｔ１の間、アドレスＡ１の波形データが読込まれ、その結果、＋ΔＶ１のデジタルデータが３倍になるまで加算されている。
【００３４】
次いで、アドレスＡ０の波形データが読込まれ且つ第１クロック信号ＡＣＬＫが入力されるとラッチ回路７０２に保存されるデジタルデータは０に切替わる。この０のデジタルデータは、前述と同様に、加算器７０３を経て、第２クロック信号ＢＣＬＫの立上がりのタイミングで加算されるが、デジタルデータが０であるので、実質的には、それ以前の値が保持される。この例では、時間幅Ｔ０の間、駆動信号ＣＯＭが一定値に保持されている。
【００３５】
次いで、アドレスＡ２の波形データが読込まれ且つ第１クロック信号ＡＣＬＫが入力されるとラッチ回路７０２に保存されるデジタルデータは−ΔＶ２に切替わる。この−ΔＶ２のデジタルデータは、前述と同様に、加算器７０３を経て、第２クロック信号ＢＣＬＫの立上がりのタイミングで加算されるが、デジタルデータが−ΔＶ２であるので、実質的には第２クロック信号に合わせて駆動信号ＣＯＭは−ΔＶ２ずつ減算される。この例では、時間幅Ｔ２の間、−ΔＶ２のデジタルデータが６倍になるまで減算されている。
【００３６】
このようにして生成されアナログ変換・電圧電流増幅されて出力された駆動信号ＣＯＭが、前述した図２ａに示すような波形信号になる。このうち駆動信号ＣＯＭの立上がり部分がキャビティ２３の容積を拡大してインクを引き込む（インクの吐出面を考えればメニスカスを引き込むとも言える）段階であり、駆動信号ＣＯＭの立下がり部分がキャビティ２３の容積を縮小してインク滴を吐出する（インクの吐出面を考えればメニスカスを押出すとも言える）段階である。ちなみに、駆動信号の波形は、前述からも容易に推察されるように、アドレスＡ０〜Ａ３に書込まれる波形データ０、＋ΔＶ１、−ΔＶ２、＋ΔＶ３、第１クロック信号ＡＣＬＫ、第２クロック信号ＢＣＬＫによって調整可能である。この単一の波形からなる駆動信号を駆動波形信号と定義し、この駆動波形信号を時系列的に連結したものを駆動信号と定義する。
【００３７】
このように、単独の駆動波形信号であっても、メニスカスを引き込み（ｐｕｌｌともいう）、次いでメニスカスを押出す（ｐｕｓｈともいう）ことにより、ノズルからインク滴を吐出することができる。従って、駆動波形信号を時系列的に連結して駆動信号を創成した場合でも、そのうちから単独の駆動波形信号を選択して圧電式アクチュエータ２２に供給し、インク滴を吐出する場合もあるし、複数の駆動波形信号を選択して圧電式アクチュエータ２２に供給し、インク滴を複数回吐出する場合もある。インクが乾かないうちに複数のインク滴を同じ位置に着弾すると、実質的に大きなインク滴を吐出するのと同じことになり、インクドットの大きさを大きくすることできる。このような技術の組合せによって多階調化を図っている。
【００３８】
単独の駆動波形信号によってインク滴を吐出する場合、複数の駆動波形信号によってインク滴を吐出する場合の何れの場合も、ノズルからのインク滴吐出特性は、複数備えられているインクジェットヘッド２０毎に異なる。これは、前述したように、各インクジェットヘッド２０の製造誤差や組立誤差によるものであるが、だからといってインクジェットヘッド２０を単独化或いは少数化することは、より一層の高精度化が要求されるだけであって現実的でない。
【００３９】
このうち、単独の駆動波形信号によってインク滴を吐出する場合のヘッド間のノズルインク滴吐出特性のバラツキは、やはり駆動波形信号そのものの波形を補正すべきである。この駆動波形信号の波形は、例えば図９に示すように、駆動波形信号ＷＣＯＭにおけるｐｕｌｌ−ｐｕｓｈ間の電圧値又は電位差（波形的には波高値）ΔＶを各ヘッド毎のノズルインク滴吐出特性に応じて補正する。補正にあたっては、実際に各ヘッドのノズルからインク滴を吐出し、印刷媒体上に形成されたインクドットの大きさから、インクドットを大きくしたいとき、即ち吐出されるインク滴の量を多くしたいときにはｐｕｌｌ−ｐｕｓｈ間の電圧値ΔＶを大きくし、インクドットを小さくしたいとき、即ち吐出されるインク滴の量を少なくしたいときにはｐｕｌｌ−ｐｕｓｈ間の電圧値ΔＶを小さくすればよい。この単独の駆動波形信号ＷＣＯＭを補正するための波形データ＋ΔＶ１、―ΔＶ２、＋ΔＶ３は、制御部６２内のＲＡＭ６２ｃの波形補正テーブルに記憶される。
【００４０】
このように単独の駆動波形信号ＷＣＯＭによる各ヘッド毎のノズルインク吐出特性を補正しても、駆動波形信号ＷＣＯＭを複数選択し、それを圧電式アクチュエータ２２に供給する場合には、各ヘッド毎のノズルインク吐出特性にバラツキが生じてしまう。図１０は、異なるインクジェットヘッドＡとインクジェットヘッドＢにおいて、単独の駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭを各インクジェットヘッドＡ，Ｂの圧電式アクチュエータ２２に供給した場合、第１駆動波形信号ＷＣＯＭ１と第２駆動波形信号ＷＣＯＭ２とを選択して各インクジェットヘッドＡ，Ｂの圧電式アクチュエータ２２に供給した場合、第３駆動波形信号ＷＣＯＭ２と第３駆動波形信号ＷＣＯＭ３とを選択して各インクジェットヘッドＡ，Ｂの圧電式アクチュエータ２２に供給した場合、第１〜第３駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３を全て選択して各インクジェットヘッドＡ，Ｂに供給した場合のインクドットの面積を測定したものである。複数の駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３を選択して圧電式アクチュエータ２２に供給するときの各駆動波形信号間の間隔は一定とした。同図から明らかなように、単独の駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３を供給したときのインクドット面積はインクジェットヘッドＡ，Ｂ共に同等であるのに対し、複数の駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３を選択して供給したときのインクドット面積はインクジェットヘッドＡ，Ｂ毎に異なる。
【００４１】
このインクドット面積のヘッド毎のバラツキ、即ちヘッド毎のノズルインク滴吐出特性のバラツキの原因について鋭意検討を重ねた結果、駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３が連続して圧電式アクチュエータ２２に供給されるときのキャビティ２３内の圧力変動に着目し、この圧力変動が、連結される駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３間の間隔に左右されることを見出した。図１１は、連結される駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３の間隔を種々に変更した場合のインクドット面積を計測したものである。本実施形態では、各ノズルの圧電式アクチュエータ２２に対して一連の駆動波形信号からなる駆動信号を出力する必要があるので、駆動波形信号の間隔は小さい方が、各ノズル当たりの駆動信号の所要時間、つまり駆動周期を短縮して印刷所要時間を短縮することが可能となる。本実施形態では、図１１に示すように、駆動波形信号の間隔４μsec.にインクドット面積の極小値があり、それより駆動波形信号の間隔が短くなるとインクドット面積が次第に増大する。そこで、本実施形態では、駆動波形信号の間隔を４μsec.以下の領域で、インクドット面積のバラツキが抑制されるように、即ち各ヘッド毎のノズルインク滴吐出特性のバラツキが抑制されるように、当該各ヘッド毎のノズルインク滴吐出特性に応じて駆動波形信号の間隔を設定する。
【００４２】
例えば、インクジェットヘッドＡのノズルから吐出されたインク滴のインクドットがインクジェットヘッドＢのノズルから吐出されたインク滴のインクドットより大きい場合には、図１２に示すように、インクジェットヘッドＡの各駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３のｐｕｓｈ−ｐｕｌｌ電圧値がインクジェットヘッドＢの各駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３のｐｕｓｈ−ｐｕｌｌ電圧値より小さくなるように調整して、単独の駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３によるインクジェットヘッド間のノズルインク滴吐出特性のバラツキを抑制する。更に、インクジェットヘッドＢの各駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３の間隔Ｔ１、Ｔ２がインクジェットヘッドＡの各駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３の間隔Ｔ１、Ｔ２が大きくなるように調整して、複数の駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３によるインクジェットヘッド間のノズルインク滴吐出特性のバラツキを抑制する。この駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３の間隔Ｔ１、Ｔ２をまとめたのが図１３のテーブルである。本実施形態では、インクジェットヘッドＡの駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３の間隔Ｔ１、Ｔ２を共に３．５μsec.とし、インクジェットヘッドＢの駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３の間隔Ｔ１、Ｔ２を共にそれより大きい４μsec.とした。複数の駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３によるインク滴吐出量が所定値になるように駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３の間隔Ｔ１、Ｔ２を補正する。
【００４３】
なお、各駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３の間隔Ｔ１、Ｔ２の調整は、図１４に示すように、前述したメニスカスを引き込む段階においてアドレスＡ１に書き込まれた波形データ＋ΔＶ１を読込むための第１クロック信号ＡＣＬＫのタイミングを調整すればよい。調整された第１クロック信号ＡＣＬＫも、制御部６２内のＲＡＭ６２ｃの波形補正テーブルに記憶される。また、図１２中の駆動波形信号ＷＣＯＭ０は、所謂微振動と呼ばれ、実際にインク滴は吐出されない。そのため、微振動駆動波形信号ＷＣＯＭ０によってキャビティ２３内には圧力変動が発生しないので、この微振動駆動波形信号ＷＣＯＭ０と第１駆動波形信号ＷＣＯＭ１との間隔Ｔ０については調整しない。また、各駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３の間隔Ｔ１、Ｔ２を調整しても、駆動信号ＣＯＭの所要時間、所謂駆動周期は一定とする。
【００４４】
このような駆動波形信号ＷＣＯＭを時系列的に連結して駆動信号ＣＯＭを生成出力するための演算処理を図１５のフローチャートに示す。この演算処理では、前述のようにして各ヘッド毎のノズルインク滴吐出特性情報に基づいて補正された駆動波形データＤＡＴＡをＲＡＭ６２ｃの波形補正テーブルから読出す。
次にステップＳ２に移行して、ステップＳ１で波形補正テーブルから読出された波形データＤＡＴＡを波形メモリ７０１に書込む。
【００４５】
次にステップＳ３に移行して、駆動信号ＣＯＭの出力タイミングであるか否かを判定し、駆動信号ＣＯＭの出力タイミングである場合にはステップＳ４に移行し、そうでない場合には待機する。
ステップＳ４では、前述したように、第１クロック信号ＡＣＬＫ、第２クロック信号ＢＣＬＫに従って波形メモリ７０１に書込まれている波形データＤＡＴＡ、即ち０、＋ΔＶ１、−ΔＶ２、＋ΔＶ３を読出す。
【００４６】
次にステップＳ５に移行して、ステップＳ４で読出された波形データＤＡＴＡをＤ／Ａ変換して出力する。
次にステップＳ６に移行して、駆動信号ＣＯＭの生成出力が完了したか否かを判定し、駆動信号ＣＯＭの生成出力が完了した場合にはメインプログラムに復帰し、そうでない場合にはステップＳ４に移行する。
【００４７】
この演算処理によって形成されたインクジェットヘッドＡのノズルからのインクドット面積とインクジェットヘッドＢのノズルからのインクドット面積を図１６に示す。同図から明らかなように、本実施形態のインクジェットプリンタの駆動装置及び駆動方法によれば、単独の駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３でインク滴を吐出した場合のインクドット面積、即ち各ヘッド毎のノズルインク滴吐出特性も、複数の駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３でインク滴を吐出した場合のインクドット面積、即ち各ヘッド毎のノズルインク滴吐出特性も、バラツキが抑制されている。
【００４８】
また、図１２に明らかなように、各ヘッド毎のノズルからのインク滴吐出特性情報に基づいて、複数の駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３によるインク滴吐出量が所定値になるように駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３の間隔Ｔ１、Ｔ２を補正し、複数の駆動波形信号ＷＣＯＭ１（ＷＣＯＭ０）〜ＷＣＯＭ３を連結してなる駆動信号ＣＯＭの中央の時刻ｔ０を異なるヘッド間で一致させることにより、各ヘッドからのインク滴の着弾位置ズレを抑制することが可能となる。
【００４９】
次に、本発明のインクジェットプリンタの駆動装置の他の実施形態について説明する。例えば、前述した図１１のインクドット面積特性、即ち各ヘッド毎のノズルインク滴吐出特性では、例えばインクドット面積が極小となる駆動波形信号の間隔４μsec.を極小値として放物線のような特性曲線が描かれている。すると、インクジェットヘッドＢの各駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３の間隔Ｔ１、Ｔ２を共に４μsec.としたとき、当該インクジェットヘッドＢよりもドット面積の小さい、即ちノズルインク滴吐出特性が小さいインクジェットヘッドＡでは、例えば図１７に示すように、第１駆動波形信号ＷＣＯＭ１と第２駆動波形信号ＷＣＯＭ２との間隔Ｔ１を３．５μsec.とし、第２駆動波形信号ＷＣＯＭ２と第３駆動波形信号ＷＣＯＭ３との間隔Ｔ２を４．５μsec.としてもノズルインク滴吐出特性を同じように大きくすることができる。
【００５０】
このように各駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３の間隔Ｔ１、Ｔ２を設定して、前記図１５の演算処理によって生成出力された駆動信号ＣＯＭが図１８である。この駆動信号ＣＯＭでは、微振動駆動波形信号ＷＣＯＭ０も含めて、インクジェットヘッドＡ及びインクジェットヘッドＢの第１駆動波形信号ＷＣＯＭ１及び第３駆動波形信号ＷＣＯＭ３のタイミングを一致させることができる。このように、本実施形態のインクジェットプリンタの駆動装置によれば、各ノズルからのインク滴吐出特性情報に基づいて、異なるヘッド間で間隔Ｔ１、Ｔ２の合計時間を等しくし、且つ複数の駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３の組合せによるインク滴吐出量が所定値になるように駆動波形信号ＷＣＯＭ１〜ＷＣＯＭ３の間隔Ｔ１、Ｔ２を補正することにより、駆動信号内に連結される複数の駆動波形信号の出力時刻を異なるヘッド間で一致させることができ、これにより各ヘッドからのインク滴の着弾位置ズレを抑制することが可能となる。
【００５１】
なお、前記各実施形態では、所謂マルチパス型インクジェットプリンタを対象として本発明のインクジェットプリンタの駆動装置を適用した例についてのみ詳述したが、本発明のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置は、ラインヘッド型プリンタを始めとして、あらゆるタイプのインクジェットプリンタを対象として適用可能である。特に、インクジェットヘッドを印刷媒体の搬送方向と交差する方向に多数配設するラインヘット型インクジェットプリンタでは、本発明によるヘッド間のノズルインク滴吐出特性のバラツキ抑制効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明のインクジェットプリンタのヘッド駆動装置の一実施形態を示すインクジェットプリンタの平面図である。
【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概略構成図である。
【図３】図２のインクジェットヘッドのノズルの説明図である。
【図４】図１のインクジェットプリンタに設けられた制御装置のブロック図である。
【図５】図４の駆動信号発生回路のブロック図である。
【図６】図５の波形メモリの説明図である。
【図７】駆動信号を圧電式アクチュエータに接続する選択部のブロック図である。
【図８】駆動信号生成の説明図である。
【図９】駆動波形信号の波形補正の説明図である。
【図１０】各ヘッド毎のノズルインク滴吐出特性の説明図である。
【図１１】駆動波形信号の間隔とノズルインク吐出特性の説明図である。
【図１２】駆動波形信号を連結した駆動信号の一実施形態の説明図である。
【図１３】図１２における駆動波形信号の間隔の記憶テーブルである。
【図１４】駆動波形信号の間隔調整の説明図である。
【図１５】駆動信号出力のための演算処理を示すフローチャートである。
【図１６】図１５の演算処理による各ヘッド毎のノズルインク吐出特性の説明図である。
【図１７】異なる設定による駆動波形信号の間隔の記憶テーブルである。
【図１８】図１７の駆動波形信号の間隔による駆動信号の他の実施形態の説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１はインクジェットプリンタ、１５は選択スイッチ、２０はインクジェットヘッド、２１は振動板、２２は圧電式アクチュエータ、２３はキャビティ、２４はノズル、６２は制御部、６２ｃはＲＡＭ、７０は駆動信号発生回路、ａは印刷媒体
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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