JP3556794B2

JP3556794B2 - Inkjet printer

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Publication number: JP3556794B2
Application number: JP5584897A
Authority: JP
Inventors: 裕明荒川; 悦一前川; 克明小松; 修村田; 豊青木; 辰郎大石
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1997-03-11
Publication date: 2004-08-25
Anticipated expiration: 2017-03-11
Also published as: JPH10250064A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェットプリンタに関し、コンピュータ等からの画像データをインクの吐出により記録するハードコピー装置として利用できる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】
従来、２値の階調データによって記録を行うプリンタでは、記録用のヘッドに設けられた複数の各記録素子で、２値データに応じてＯＮ／ＯＦＦの記録を行っていた。
【０００３】
例えば、インクジェットプリンタでは、複数の吐出ノズルを有するプリントヘッドで各ノズルが１回吐出を行う分の画像データを毎回ヘッドの駆動ＩＣへ転送し、この転送された画像データによりインク吐出を行い画像形成を行っていた。
【０００４】
図１５はヘッドに供給する駆動信号波形と吐出ノズルにおける液滴の吐出の様子を模式的に示す説明図である。この図１５に示すように、駆動信号波形によって、ピエゾ素子等で構成された吐出ノズルが膨張し（▲１▼→▲２▼）、この後収縮して（▲３▼）インク液滴を吐出し、再度元の状態に戻る（▲４▼）というプロセスを繰り返すものである。
【０００５】
近年、各種プリンタで階調記録が行われるようになり、インクジェットプリンタにおいても他のプリンタと同様に行われるようになった。
階調記録の１つとして、吐出ノズル径を小さくして、インク液滴１個の大きさを小さくし、１画素に対して吐出するドットの数を変化させる方法がある。この方法によれば、吐出させるドット数を変えることにより、吐出時のドットの大きさを変えるのと同等の効果が得られる。
【０００６】
また、印画速度を上げるため、すぐに重ね打ちがされてもインク同士が混じり合わないように、速乾性があるインクが用いられるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このように吐出ノズル径が小さくなり、速乾性のインクが用いられるようになると、インクの吐出直後から急激に吐出ノズルのインク表面の乾燥が始まる。
【０００８】
このため、次のインク吐出までの時間が長い場合には、駆動信号を与えても吐出が行われない、あるいは、吐出が行われても速度，軌道が不安定となって正常な液滴が得られない、といった問題も生じている。この結果、形成された画像にかすれを伴うことになり、画像品質の低下を招く。
【０００９】
このような問題を回避するために、所定の周期で画像形成領域以外でインクの吐出を行うようにした装置も存在するが、インクが無駄になり、また、画像形成領域以外で行う必要があるために時間を要するといった新たな問題が生じることになる。
【００１０】
本願発明は、このような問題を解決するものであり、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
従って、課題を解決する手段としての発明は、以下に説明するものである。
（１）請求項１記載の発明は、各画素の画像データに応じて吐出パルスを生成する吐出パルス生成手段と、前記吐出パルス生成手段により生成された吐出パルスに基づいてインクをノズルから吐出するヘッドと、前記吐出パルス生成手段により生成される吐出パルスに先立って、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるメニスカス駆動パルスを生成するメニスカス駆動パルス生成手段と、を有することを特徴とするインクジェットプリンタである。
【００１２】
（２）請求項２記載の発明は、１画素を形成するインクの液滴数を変更することにより階調表現可能なインクジェットプリンタであって、各画像データに応じた数の吐出パルスを生成する吐出パルス生成手段と、前記吐出パルス生成手段により生成された吐出パルスに基づいてインクをノズルから吐出するヘッドと、前記吐出パルス生成手段により生成される吐出パルスに先立って、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるメニスカス駆動パルスを生成するメニスカス駆動パルス生成手段と、を有することを特徴とするインクジェットプリンタである。
【００１３】
（３）請求項３記載の発明は、前記メニスカス駆動パルス生成手段は、前記吐出パルス生成手段によって生成される吐出パルスが無い場合であっても、各画素に対応したメニスカス駆動パルスを生成する、ことを特徴とする請求項１もしくは請求項２のいずれかに記載のインクジェットプリンタである。
【００１４】
（４）請求項４記載の発明は、駆動信号に基づいてインクの液滴をノズルから吐出するヘッドと、各画像データに応じた数の吐出パルスと、前記吐出パルスに先立って前記ノズルから液滴を吐出させずに前記ノズル先端の液体表面を振動させるメニスカス駆動パルスと、を含んだ駆動信号波形を出力する駆動信号波形出力手段と、画像データに応じて、メニスカス駆動パルスに対応した部分が常にＨｉである信号と、画像データに対応した部分がＨｉとなる信号と、を出力するＨｉ信号出力手段と、前記駆動信号波形出力手段から出力された駆動信号波形と、前記Ｈｉ信号出力手段から出力されたＨｉ信号と、のアンドから駆動信号を生成し、生成された駆動信号を前記ヘッドに供給するドライバと、を有することを特徴とするインクジェットプリンタである。
【００１５】
（５）請求項５記載の発明は、前記画像データは複数の階調を有するデータである、ことを特徴とする請求項４記載のインクジェットプリンタである。
【００１６】
以上の（１）〜（５）のインクジェットプリンタでは、画像データに応じた駆動信号を生成する際に、メニスカス駆動パルスを吐出パルスの前に位置させている。
【００１７】
このように、画像データに応じた駆動信号を生成する際に、メニスカス駆動パルスを吐出パルスの前に位置させることで、各画素毎にインク液滴の吐出直前にノズル先端のインク表面を振動する状態に保つことができ、印画中も確実なインク液滴の吐出が実現される。
【００１８】
従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【００１９】
（６）請求項６記載の発明は、駆動信号により液体収容室に圧力を加えてノズル先端から液滴を吐出するヘッドと、画素毎に階調を表現するための複数ビットの画像データに応じた複数パルスの駆動信号を生成する際に、複数パルスのうちの第１パルスが残余のパルスより大きい電圧となる駆動信号を生成するドライブ手段と、を備えたことを特徴とするインクジェットプリンタである。
【００２０】
このインクジェットプリンタの発明において、複数ビットの画像データに応じた複数パルスの駆動信号を生成する際に、第１パルスが他のパルスより大きい電圧になる駆動信号をドライブ手段が生成している。
【００２１】
このような駆動信号により、各画素でノズルからインク液滴を吐出する最初のパルスが大きい電圧であるため、確実なインク液滴の吐出が実現される。従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【００２２】
（７）請求項７記載の発明は、駆動信号により液体収容室に圧力を加えてノズル先端から液滴を吐出するヘッドと、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるためのメニスカス駆動パルスと、画素毎に階調を表現するための複数ビットの画像データに応じた複数パルスであって、複数パルスのうちの第１パルスが残余のパルスより大きい電圧となる吐出パルスとを生成するドライブ手段と、を備えたことを特徴とするインクジェットプリンタである。
【００２３】
このインクジェットプリンタの発明において、画像データに応じた駆動信号を生成する際に、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるためのパルスを含んだ駆動信号をドライブ手段が生成している。
【００２４】
このような駆動信号により、各画素毎にインク液滴の吐出の如何にかかわらず、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端のインク表面が振動する状態に保たれるため、インクの乾燥が防止されることになる。
【００２５】
また、このインクジェットプリンタの発明において、複数ビットの画像データに応じた複数パルスの駆動信号を生成する際に、第１パルスが他のパルスより大きい電圧になる駆動信号をドライブ手段が生成している。
【００２６】
このような駆動信号により、各画素でノズルからインク液滴を吐出する最初のパルスが大きい電圧であるため、確実なインク液滴の吐出が実現される。従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【００２７】
（８）請求項８記載の発明は、前述した請求項１，２，３，４，５または７に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記メニスカス駆動パルスの電圧を環境条件により制御することを特徴とするインクジェットプリンタである。
【００２８】
このインクジェットプリンタの発明において、画像データに応じた駆動信号を生成する際に、環境条件に従って、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるためのパルスを含んだ駆動信号をドライブ手段が生成している。
【００２９】
このように環境条件に従って電圧を制御した駆動信号により、各画素毎にインク液滴の吐出の如何にかかわらず、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端のインク表面が振動する状態に保たれるため、インクの乾燥が防止されることになる。そして、この振動状態が環境により制御されるため、温度や湿度によって変化するインクの粘性などに応じて、インクの乾燥が効率良く防止されることになる。
【００３０】
従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【００３１】
（９）請求項９記載の発明は、前述した請求項１〜５または７もしくは８に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記吐出パルスの電圧を環境条件により制御することを特徴とするインクジェットプリンタである。
【００３２】
このインクジェットプリンタの発明において、複数ビットの画像データに応じた複数パルス（第１パルスと残余のパルス）の駆動信号を生成する際に、環境条件に従ってドライブ手段がパルスの電圧を制御している。
【００３３】
このような駆動信号により、各画素でノズルからインク液滴を吐出する最初のパルスや残余のパルスが大きい電圧になるよう制御されるため、確実なインク液滴の吐出が実現できると共に、吐出されるインク液滴も常に同速度・同液滴量に制御が可能である。
【００３４】
そして、このパルスの電圧が環境により制御されるため、温度や湿度によって変化するインクの粘性などに応じて、インクの吐出が安定して行われることになる。
【００３５】
従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【００３６】
（１０）請求項１０記載の発明は、前記請求項８または９に記載のインクジェットプリンタにおいて、前記環境条件は、温度または湿度の少なくとも一方であることを特徴とするインクジェットプリンタである。
【００３７】
すなわち、このインクジェットプリンタの発明では、メニスカス駆動パルスまたは駆動パルスの制御を行う際の環境条件として、温度または湿度の少なくとも一方を用いるようにしている。
【００３８】
このように温度または湿度の少なくとも一方に従って電圧を制御した駆動信号により、各画素毎にインク液滴の吐出の如何にかかわらず、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端のインク表面が振動する状態に保たれるため、インクの乾燥が防止されることになる。そして、この振動状態が環境により制御されるため、温度や湿度によって変化するインクの粘性などに応じて、インクの乾燥が安定して行われることになる。
【００３９】
従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【００４０】
（１１）請求項１１記載の発明は、前記請求項７記載のインクジェットプリンタにおいて、ドライブ手段は、画像データに応じた画素毎の吐出パルスを生成する際に、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるためのメニスカス駆動パルスを、画像データに応じて液滴を吐出させるパルスの前に配置することを特徴とするインクジェットプリンタである。
【００４１】
このインクジェットプリンタの発明において、画像データに応じた駆動信号を生成する際に、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるためのパルスを、画像データに応じたパルスの前に位置するようにして駆動信号を生成している。
【００４２】
このように振動させるためのパルスを前に位置させることで、各画素毎にインク液滴の吐出直前にノズル先端のインク表面を振動する状態に保つことができ、印画中も確実なインク液滴の吐出が実現される。
【００４３】
従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【００４４】
（１２）請求項１２記載の発明は、前記請求項７記載のインクジェットプリンタにおいて、ドライブ手段は、画像データに応じた画素毎の吐出パルスを生成する際に、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるためのメニスカス駆動パルスを、画像データに応じて液滴を吐出させるパルスの後に配置することを特徴とするインクジェットプリンタである。
【００４５】
このインクジェットプリンタの発明において、画像データに応じた駆動信号を生成する際に、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるためのパルスを、画像データに応じたパルスの後に位置するようにして駆動信号を生成している。
【００４６】
このように振動させるためのパルスを後に位置させることで、各画素毎に定められた時間の中で、画像データに応じたパルス以外の余分な時間を用いることが可能になり、また、次の画素のインク液滴の吐出前にノズル先端のインク表面を振動する状態に保つことができ、確実なインク液滴の吐出が実現される。
【００４７】
従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例について図面を参照しつつ説明する。
＜インクジェットプリンタの機械的構成＞
まず、図３を参照してインクジェットプリンタ１の主要部の機械的構成を説明する。
【００４９】
キャリッジ２は後述するヘッド１７とヘッドドライバ１６を納めた樹脂性のケースである。キャリッジ２に納められたヘッドドライバ１６はＩＣで構成してあり、キャリッジ２から引き出されたフレキシブルケーブル５で制御基板９と接続されている。
【００５０】
キャリッジ２はキャリッジ駆動機構６によって図中矢印Ｘで示した主走査方向に往復移動される。キャリッジ駆動機構６は、モータ６ａ、プーリ６ｂ、歯付きベルト６ｃ、ガイドレール６ｄを含んで構成されていて、キャリッジ２は歯付きベルト６ｃに固着されている。
【００５１】
モータ６ａによりプーリ６ｂが回転すると、歯付きベルト６ｃに固着されたキャリッジ２は図中矢印Ｘの方向に沿って移動させられる。ガイドレール６ｄは互いに平行な２本の円柱で、かつキャリッジ２の挿通穴を貫通していてキャリッジ２が滑走するようにしてある。
【００５２】
このため歯付きベルト６ｃはキャリッジ２の自重では撓まないし、キャリッジ２の往復移動の方向は一直線上となる。モータ６ａの回転方向を逆転すればキャリッジ２が移動する向きを変更でき、回転数を変更すればキャリッジ２の移動速度を変更することも可能である。
【００５３】
インクカートリッジ４は内部にインクタンクを有している。インクタンクのインク供給口はインクカートリッジ４をキャリッジ２にセットしてインク供給パイプと接続されると開口し、接続が解除されると閉鎖され、ヘッド１７にインクが供給される。
【００５４】
キャリッジ２にはインクカートリッジ４の取り付け部が設けてあり、吐出用のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のインクを納めたインクカートリッジを着脱できるようになっている。本実施の形態では４色のうちＫ（黒）のインクタンクだけを別のカートリッジに納め、他の３色のインクタンクは一つのカートリッジに納めた。
【００５５】
フレキシブルケーブル５はデータ転送手段にかかり、可撓性を有するフィルムに、データ信号線、電源線等を含む配線パターンをプリントしたもので、キャリッジ２と制御基板９との間でデータを転送し、キャリッジ２の移動に追従する。
【００５６】
エンコーダ７は樹脂の透明なフィルムに所定の間隔で目盛りをつけたもので、この目盛りをキャリッジ２に設けた光センサにより検出して、キャリッジ２の移動速度を検知する。
【００５７】
紙搬送機構８は図中矢印Ｙで示した副走査方向に記録紙Ｐを搬送させる機構で、搬送モータ８ａ、搬送ローラー対８ｂ、８ｃを含んで構成される。搬送ローラー対８ｂと搬送ローラー対８ｃは搬送モータ８ａにより駆動されて、図示せぬギア列によって略等しいが搬送ローラー対８ｃが極わずかに速い周速で回転するローラー対である。
【００５８】
記録紙Ｐは給紙機構（図示せず）から送り出されてから一定速度で回転させられている搬送ローラー対８ｂに挟持され、給紙ガイド（図示せず）によって副走査方向に搬送の向きを修正させられたうえで搬送ローラー対８ｃに挟持されて搬送される。
【００５９】
搬送ローラー対８ｃの周速は搬送ローラー対８ｂよりも極わずか速いので、記録紙Ｐは弛みを発生させずに記録部を通過する。また記録紙Ｐが副走査方向に移動する速度は一定の速度に設定する。
【００６０】
このようにして記録紙Ｐを副走査方向に一定速度で移動させつつ、キャリッジ２を主走査方向に一定速度で移動させ、ヘッド１７から吐出したインクを付着させて記録紙Ｐの片面の所定範囲に画像を記録する。
【００６１】
＜インクジェットプリンタ全体の電気的構成＞
次に、インクジェットプリンタの電気的構成を説明する。図１は本発明の実施の形態例のインクジェットプリンタの全体構成の一例を示すブロック図である。また、図２は図１の主要部を詳細に示すブロック図である。
【００６２】
図１において、破線で示された制御基板９はインクジェットプリンタ１全体の制御を行う制御手段としてのＣＰＵ１１が実装されており、先に説明したとおりフレキシブルケーブル５によってキャリッジ２のヘッドドライバ１６と接続されている。
【００６３】
ページメモリ１２は、インクジェットプリンタ１自体を周辺機器として利用するパーソナルコンピュータ等から受け取った画像データを記憶するものである。ページメモリ１２の記憶容量は、パーソナルコンピュータ等の扱う階調画像データのビット数、ドット数、信号の転送速度、ＣＰＵの処理速度等によって決めればよい。
【００６４】
ラインメモリ１３ａ及び１３ｂは、記録紙Ｐに記録する際に主走査方向に一列に並べて記録される各画素の画像データを記憶するラインメモリとして使用していて、各画像データは数ビットの階調データでページメモリ１２から転送される。本実施例では６ビット処理のラインメモリ１３ａ及び１３ｂを２個パラレルに使用しているが、１２ビット処理の一つのラインメモリで構成してもよい。
【００６５】
ページメモリ１２からのデータ信号線（データＢＵＳ）は１２ビットで、各ラインメモリ１３に６ビットずつ分岐している。ラインメモリ１３ａ及び１３ｂの画像データはフレキシブルケーブル５を介してヘッドドライバ１６に転送される。
【００６６】
インタフェース１４ａ及び１４ｂは、外部のパーソナルコンピュータとデータの授受を行う手段であり、各種シリアルインタフェース，各種パラレルインタフェースのいずれかで構成される。
【００６７】
ヘッドドライバ１６ａ〜１６ｄはＩＣで構成されており、この実施の形態例ではＹＭＣＫの４色について各色毎に１個設けられている。各ヘッドドライバはそれぞれ１２８ビット×３のシフトレジスタに接続され、ラインメモリ１３ａ及び１３ｂからの画像データは一旦このシフトレジスタに格納される。このシフトレジスタについては後述する。
【００６８】
尚、ヘッドドライバ１６は一色当たり複数個としてもよいし、一個のＩＣに４色分のドライバをパッケージすればより小型化が可能となる。ヘッドドライバ１６は３ビットのデータ信号線を有し、この信号線によってヘッドドライバ１６をシリアルに接続すると前段のシフトレジスタに格納しきれなかった画像データは後段のシフトレジスタに格納されるように構成できる。
【００６９】
本発明の記録手段に係る４色のヘッド１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋは、それぞれが１２８個の吐出ノズル（以下、単にノズルという）を備えており、各ヘッドを構成するノズルは複数のラインを同時に記録できるように副走査方向に並べて配置されている。
【００７０】
本実施の形態では、イエロー（Ｙ）の画像データはラインメモリ１３ａから３ビットのデータ信号線でヘッドドライバ１６ａへ転送される。そしてヘッドドライバ１６ａに転送されたイエローの１２８個の画像データは並列的に処理されて、ヘッド１７Ｙによる記録が実行される。
【００７１】
以下同様にマゼンタ（Ｍ）の画像データはラインメモリ１３ａからヘッドドライバ１６ｂへ転送されヘッド１７Ｍで記録が実行される。シアン（Ｃ）の画像データはラインメモリ１３ｂからヘッドドライバ１６ｃに転送されてヘッド１７Ｃによる記録が実行される。ブラック（Ｋ）の画像データはラインメモリ１３ｂからヘッドドライバ１６ｅに転送されてヘッド１７Ｋによる記録が実行される。尚、これらヘッドドライバ１６の詳しい動作は後述する。
【００７２】
ＡＮＤゲート１８は、エンコーダ７の検出した情報を基にキャリッジ２が一往復移動を開始して往路上で所定の位置に達した時点で、インク吐出を開始させるためのＴＲＧＩＮ信号を制御回路２３を介してヘッドドライバ１６に出力する。ヘッドドライバ１６はこのＴＲＧＩＮ信号を受けて駆動信号を送出し、ヘッド１７によるインクの吐出を行う。
【００７３】
ヘッドドライバ１６ａ〜１６ｄのそれぞれは、１２８ビットのデータ信号線によってヘッド１７Ｙ〜１７Ｋのそれぞれのノズルに設けられた電気機械変換素子に駆動信号を供給し、この駆動信号を受けて電気機械変換素子が変形することにより各色のヘッド内のインクが吐出される。尚、電気機械変換素子としては種々のものがあるが、本実施の形態ではピエゾ素子を例に説明する。
【００７４】
一般にインクジェットプリンタはノズルより駆動信号に応じてインク液滴が吐出され、記録が行われる。順次インク液滴は記録紙Ｐ上に記録され、液滴数に応じた面積の記録が可能となり、階調記録が行える。
【００７５】
また、ピエゾ素子の駆動電圧を高めることでノズルヘッド１７から吐出された液滴の速度は高めることができる。これを利用して、各吐出の印加電圧を各パルス毎に徐々に高めれば、順次吐出されたインク滴が記録紙Ｐ上でより近い位置に記録することができ、より高画質な階調記録が可能となる。
【００７６】
さらに、駆動信号はインクジェットプリンタ１の周辺の環境に応じて異なる波形を用いることで、安定した画質を得ることができる。本実施の形態ではサーミスタ１９でヘッド１７近辺の温度を測定し、測定した温度に応じて波形を変更する構成とした。この構成により、温度によりインク粘度が変化した場合でも、これに対応してヘッドを駆動することができる。なお、湿度条件等も駆動信号の波形を変更する為のパラメータにすればより好ましい。
【００７７】
駆動信号の波形はこのようにインクを一滴吐出する毎に、また環境によっても波形を変える必要があるので、駆動信号の様々な波形を駆動波形発生回路１５内のラインメモリ（図示せず）にディジタルデータとして記憶してある。このラインメモリは、ＳＲＡＭ等を用いて構成できる。
【００７８】
ラインメモリは、パルスごとに印加電圧を徐々に高めた駆動信号の波形データを各温度条件毎に記憶させてある。本実施の形態では色当たり３ビット（８階調）のデータを出力するので、ラインメモリに記憶した波形データは基本波形の振幅を徐々に大きくして８回くりかえす波形をディジタルデータ化したものである。また、このラインメモリは、後述するメニスカス駆動のためのパルスの波形を記憶させてある。
【００７９】
尚、ここでは３ビット（８階調）を例にしているが、これ以外にすることも可能であり、各データのビット数（階調数）やラインメモリのデータを連動させて変更すればよい。
【００８０】
ＣＰＵ１１は、サーミスタ１９で検出した温度条件に最適の波形データを算出して駆動波形発生回路１５へ送る。駆動波形発生回路１５では、この駆動信号の波形データをＤ／Ａ変換によりアナログの波形に復調，増幅し、ヘッドドライバ１６ａ〜１６ｄへ出力する。
【００８１】
＜インクジェットプリンタのドライバの電気的構成＞
次に図２のヘッドドライバの詳細を示すブロック図によって説明する。尚、ここでは、ヘッドドライバ１６ａとヘッド１７Ｙとの構成を示すが、ヘッドドライバ１６ｂ〜１６ｄとヘッド１７Ｍ〜１７Ｋについても同様な構成になっている。
【００８２】
本実施の形態のヘッドドライバ１６は、シフトレジスタ３１、ラッチ３２、デジタルコンパレータ３３、選択ゲート３４、レベルシフタ３５、ドライバ３６、カウンタ３７等を含んで構成される。
【００８３】
本実施の形態では１画素あたり８階調からなる画像データを処理するために、ヘッドドライバ１６を構成する各手段は３ビットに対応する構成となっている。ラインメモリ１３から１画素が複数ビット、ここでは３ビットからなる階調画像データが、画素単位でシリアルにヘッドドライバ１６ａへ転送されてくる。図２では、第一番目の３ビットの画素データＤＡＴ０、ＤＡＴ１、ＤＡＴ２が３ビットのデータ信号線を転送されている状態を示した。
【００８４】
シフトレジスタ３１はノズルヘッド１７での１回の吐出に相当する数の画素の画像データを記憶できる容量を持っている。本実施の形態では副走査方向に並んだ１２８画素分の画像データを記憶する。キャリッジ２が記録に適した位置に達すると、制御回路２３はＬＯＡＤ信号を出力し、ラッチ３２はこのＬＯＡＤ信号を受けるとシフトレジスタ３１から並列に出力された画像データをラッチする。
【００８５】
デジタルコンパレータ３３は本発明の比較手段にかかり、ラッチ３２がラッチした画像データの値とカウンタ３７のカウント値との大小の比較を行う。本例では、画像データを１画素３ビットとしているため、３ビットカウンタとした。この比較手段であるカウンタは、画像データのビット数に対応したものを適宜用いればよい。
【００８６】
デジタルコンパレータ３３は、画像データの値がカウント信号から１を引いた値以上のときはＨｉレベルを出力し、画像データの値がカウント信号から１を引いた値未満のときはＬｏｗレベルを出力し、出力の状態は比較結果が変わるまでは前の状態を維持する。このデジタルコンパレータ３３により、複数ビットの並列データをシリアルデータである１ビットの連続したデータに変換する。
【００８７】
選択ゲート３４は、ヘッド１７の各ノズルを奇数番目、偶数番目の２組に分けて、順次駆動する為の切替えを行う。選択ゲート３４はアンドゲートを１２８個パラレルにして、入力端子の一方に各デジタルコンパレータ３３の出力端子を接続し、他方の入力端子は制御回路に接続してある。
【００８８】
ここで、Ｘ、Ｙは記録を行うヘッド１７のノズルを選択的に用いるための選択信号であり、制御回路２３より出力される。本実施の形態では、選択信号Ｘ、Ｙを用いて記録手段を奇数番目、偶数番目の２組に分けて、交互に駆動、つまり吐出する。
【００８９】
この駆動法により１画素分、つまり最大で１６個のインク滴を打つ毎に、隣のノズルよりインク吐出が行われる。これは、各ノズルにより吐出特性が異なる場合、全てのノズルを連続して使用すると画像にスジムラ等が生じることを考慮するもので、前述のような交互に吐出させる駆動方式によりスジムラ等を抑制することができる。この例では、奇数、偶数の２組としたが、２組以上にノズルヘッド１７を分けてもよい。
【００９０】
レベルシフタ３５は選択ゲートの出力である駆動信号をピエゾの駆動に必要な電源電圧迄にレベルシフトする。
レベルシフタ３５の出力がＨｉの状態のとき、ドライバ３６より駆動信号が出力される。一方レベルシフタ３５の出力がＬｏｗの状態になると駆動信号が出力されない。
【００９１】
そして、ドライバ３６には、前述した駆動波形発生回路１５からの駆動信号波形が供給されており、上記レベルシフタ３５からのＨｉ／Ｌｏｗに応じて、駆動信号波形に従った駆動信号を出力する。
【００９２】
ドライバ３６ａの出力端子は、ヘッド１７Ｙの対応した各ノズルのピエゾ素子に接続され、ドライバ３６より駆動信号が与えられると、接続されたノズルのピエゾ素子によりインクを吐出し、駆動信号が与えられない場合は、この端子に接続されたノズルのピエゾ素子によるインクの吐出は行われない。
【００９３】
［第１の実施の形態例］
＜インクジェットプリンタの動作説明（駆動信号の発生）＞
図４は全８階調でインクの吐出を行う際の駆動信号の発生を説明するタイミングチャートである。
【００９４】
３ビットカウンタ３７は、カウンタ信号ＣＮＴ（図４（ｂ））を受けて順次増加する３ビットのアップカウンタで、本発明のカウント信号に係るカウント信号ＤＣ０〜ＤＣ２を出力する。またリセット信号ＲＳＴ（図４（ａ））によって３ビットカウンタ３７でのカウント値は０にリセットされる。
【００９５】
図４（ｆ）に示す吐出信号ＣＭＰはデジタルコンパレータ３３の出力である。ここで、デジタルコンパレータ３３は、画像データの値がカウント信号から１を引いた値（これをカウント値とする）以上のときはＨｉレベルを出力し、画像データの値がカウント信号から１を引いた値未満のときはＬｏｗレベルを出力し、出力の状態は比較結果が変わるまでは前の状態を維持する。
【００９６】
尚、ここでは画像データの値が例えば４であったときのＣＭＰの波形を示してある（図４（ｆ））。
ここで、図５のタイムチャートを参照して駆動信号の発生の様子を更に詳細に説明する。
【００９７】
一例として、ラッチ３２にラッチされたある一つの画素の画像データの値が０であったとする。この時、この画素の濃度は０である。３ビットカウンタ３７のＣＮＴ＝１の時の出力であるカウント値０と画像データの値０をデジタルコンパレータ３３で比較すると、画像データ値＝カウント値なので、デジタルコンパレータ３３の出力は、Ｈｉｇｈレベルとなる。
【００９８】
そして、ＣＮＴ＝２の時の出力であるカウント値１と画像データの値０をデジタルコンパレータ３３で比較すると、画像データ値＜カウント値なので、デジタルコンパレータ３３の出力は、Ｌｏｗレベルとなる。以後、ＣＮＴが３〜８まで変化しても画像データ値はカウント値未満なので、デジタルコンパレータ３３の出力は、Ｌｏｗレベルのまま遷移する（図５（ｄ））。
【００９９】
一方、ドライバ３６には、図６（ａ）に示す駆動信号波形が供給されている。この駆動信号波形は、インクを吐出させずにメニスカスを振動させる（メニスカス駆動）パルスを１発と、階調０〜階調７に対応するインクを吐出させるパルス７発で構成されている。
【０１００】
本実施の形態例では、インクを吐出させずにメニスカスを振動させるために、、メニスカス駆動パルスの振幅（電圧）Ｖ１と吐出パルスの振幅（電圧）Ｖ２とを、Ｖ１＜Ｖ２としている。そして、このＶ１は、インクを吐出させずにメニスカス駆動を十分行えるように設定する。
【０１０１】
従って、階調０の吐出信号ＣＭＰ（図５（ｄ））と駆動信号波形（図６（ａ））とにより、ドライバ３６は図６（ｂ）に示すような駆動信号（メニスカス駆動パルスのみ）を出力する。
【０１０２】
これにより、インクが吐出されない、つまり、階調０の場合でもメニスカス駆動が行われて、各画素毎にインク液滴の吐出の如何にかかわらず、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端のインク表面が振動する状態に保たれるため、インクの乾燥が防止されることになる。
【０１０３】
従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【０１０４】
このようにインク吐出を行わない画素で、メニスカス駆動パルスを与えることにより、インク液滴が吐出される直前のメニスカス駆動によりノズル先端のインク表面が振動する状態に保たれるため、インクの乾燥が防止されることになる。
【０１０５】
そして、階調１の吐出信号ＣＭＰ（図５（ｅ））と駆動信号波形（図６（ａ））とにより、ドライバ３６は図６（ｃ）に示すような駆動信号（メニスカス駆動パルス＋吐出パルス（１発））を出力する。
【０１０６】
また、同様にして、階調２〜階調７の吐出信号ＣＭＰ（図５（ｆ）〜（ｋ））と駆動信号波形（図６（ａ））とにより、ドライバ３６は図６（ｄ）〜（ｆ）に示すような駆動信号（メニスカス駆動パルス＋吐出パルス（２〜７発））を出力する。
【０１０７】
尚、階調１〜階調７のときは、必ずしもメニスカス駆動パルスを与えなくともよい。
また、並列３ビットの画像データを比較手段で比較することにより、０発吐出（吐出せずにメニスカス駆動のみ）からメニスカス駆動＋７発吐出までの８通りの吐出信号を得て、１画素を８階調で記録する。
【０１０８】
８番目のカウンタ信号から所定のタイミングが経過すると、制御回路２３から３ビットカウンタ３７にリセット信号ＲＳＴが出力されて、カウント値ＤＣ０〜２はリセットされる。またリセット信号ＲＳＴにより、次の画素の１番目の吐出信号に係る比較が開始されるようになっている。
【０１０９】
以上のように、各画素毎にインク液滴の吐出の如何にかかわらず、各画素毎にノズルから液滴を吐出させずにノズル先端のインク表面が振動する状態に保たれるため、インクの乾燥が防止されることになる。
【０１１０】
従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
尚、この第１の実施の形態例では、各画素の期間において吐出パルス以外にメニスカス駆動パルスを設けることを特徴としているので、１ビットの画像データの場合にも適用することが可能である。
【０１１１】
［第２の実施の形態例］
以上の第１の実施の形態例の説明では、画像形成領域内の階調０の画像データについてメニスカス駆動パルスをドライバ３６から出力する場合について説明したが、画像形成領域以外でも同様にしてメニスカス駆動パルスを出力することが可能である。
【０１１２】
例えば、図７に示すように、記録紙Ｐの画像形成領域内▲２▼でメニスカス駆動パルスを出力すると共に、画像形成領域外▲１▼でもメニスカス駆動パルスのみを出力させる。
【０１１３】
このようにすることで、画像形成領域外での吐出ノズルの乾燥を有効に防止でき、画像形成領域の印刷開始点や各ラインの開始点において良好なインク液滴の吐出を行うことが可能になる。
【０１１４】
また、キャリッジ戻り▲３▼において、単に戻り動作だけであればメニスカス駆動パルスのみをドライバ３６から出力させる。単なる戻り動作でなく印刷を実行する場合には上述した第１の実施の形態例と同様な動作をさせるようにする。
【０１１５】
尚、この第２の実施の形態例では、画像形成領域外においてメニスカス駆動パルスを設けることを特徴としているので、画像形成領域内が１ビットの画像データの場合にも適用することが可能である。
【０１１６】
［第３の実施の形態例］
図８はインク液滴の確実な吐出を目的とした駆動信号波形の他の例を示す波形図である。
【０１１７】
この図８（ａ）に示すように、各画素でノズルからインク液滴を吐出する最初のパルスを大きい電力とする例として、吐出パルスの１発目の振幅Ｖ３を、２発目以降の振幅Ｖ２より大きく設定している。このようなパルスにより、確実なインク液滴の吐出が実現される。
【０１１８】
従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現することができる。
【０１１９】
尚、ここでパルスの電力とは、図１５においてハッチングにより示したように、パルス波形の面積に相当するものである。このパルスの電力を変えるには、パルスの電圧，電流，波形のうちの少なくとも１つを変更すればよい。すなわち、パルスの電力を大きくするには、これらのうちの少なくとも１つが大きくなるように制御することで、パルス波形の面積を大きくすればよい。
【０１２０】
［第４の実施の形態例］
図９はインク液滴の確実な吐出を目的とした駆動信号波形の他の例を示す波形図である。
【０１２１】
この図９（ａ）に示すように、振幅Ｖ１のメニスカス駆動パルスを設けると共に、吐出パルスの１発目の振幅Ｖ３を２発目以降の振幅Ｖ２より大きく設定することで、メニスカス駆動に加えて、各画素でノズルからインク液滴を吐出する最初のパルスが大きい電力であるという２つの理由のため、印画中も確実なインク液滴の吐出が実現される。
【０１２２】
すなわち、第４の実施の形態例のインクジェットプリンタの発明において、画像データに応じた駆動信号を生成する際に、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるためのパルスを含んだ駆動信号をドライブ手段が生成している。
【０１２３】
このような駆動信号により、各画素毎にインク液滴の吐出の如何にかかわらず、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端のインク表面が振動する状態に保たれるため、インクの乾燥が防止されることになる。
【０１２４】
また、この第４の実施の形態例のインクジェットプリンタの発明において、複数ビットの画像データに応じた複数パルスの駆動信号を生成する際に、第１パルスが他のパルスより大きい電力、ここでは１つの例として高い電圧になる駆動信号をドライブ手段が生成している。
【０１２５】
このような駆動信号により、各画素でノズルからインク液滴を吐出する最初のパルスが大きい電力であるため、確実なインク液滴の吐出が実現される。
従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【０１２６】
［第５の実施の形態例］
以上の第１，第２，第４の実施の形態例において用いるメニスカス駆動パルスの電力について、環境に応じて変更することで、安定した動作を得ることができる。
【０１２７】
本実施の形態例ではサーミスタ１９でヘッド１７近辺の温度を測定し、測定した温度に応じてＣＰＵ１１がメニスカス駆動パルスの振幅Ｖ１を決定し、電力を変更する構成とした。
【０１２８】
この構成により、環境温度によりインク粘度が変化した場合でも、これに対応してメニスカス駆動を実行することができる。尚、インクの乾燥を防止するために、温度以外の条件（湿度や気圧、ヘッド内のインク圧、インクの粘性など）を用いることも可能である。
【０１２９】
すなわち、このメニスカス駆動の振動状態が環境条件により制御されるため、温度や湿度によって変化するインクの粘性などに応じて、インクの乾燥が安定して行われることになる。
【０１３０】
［第６の実施の形態例］
以上の第３〜第４の実施の形態例において用いる第１発目の電力の大きいパルスについて、環境に応じてこの電力を変更することで、安定した動作を得ることができる。
【０１３１】
本実施の形態例ではサーミスタ１９でヘッド１７近辺の温度を測定し、測定した温度に応じてＣＰＵ１１がメニスカス駆動パルスの振幅Ｖ３を決定し、電力を変更する構成とした。
【０１３２】
この構成により、環境温度によりインク粘度が変化した場合でも、これに対応して確実なインク液滴の吐出を実行することができる。尚、インクの乾燥を防止するために、温度以外の条件（湿度や気圧、ヘッド内のインク圧、インクの粘性など）を用いることも可能である。
【０１３３】
すなわち、この第１発目のパルスの振幅が環境条件により制御されるため、温度や湿度によって変化するインクの粘性などに応じて、確実なインク液滴の吐出が実現されることになる。
【０１３４】
［第７の実施の形態例］
以上の第１，第２，第４の実施の形態例において用いるメニスカス駆動パルスは、１画素の期間内において、画像データに応じた吐出パルスの前に配置してある。
【０１３５】
このように、画像データに応じた駆動信号を生成する際に、メニスカス駆動パルスを吐出パルスの前に位置させることで、各画素毎にインク液滴の吐出直前にノズル先端のインク表面を振動する状態に保つことができ、印画中も確実なインク液滴の吐出が実現される。
【０１３６】
従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【０１３７】
［第８の実施の形態例］
以上の第１，第２，第４の実施の形態例において用いるメニスカス駆動パルスを、１画素の期間内において、画像データに応じた吐出パルスの後に配置させるようにする。
【０１３８】
このように、画像データに応じた駆動信号を生成する際に、メニスカス駆動パルスを吐出パルスの後に位置させることで、各画素毎に定められた時間の中で、画像データに応じたパルス以外の余分な時間を用いることが可能になり、また、次の画素のインク液滴の吐出前にノズル先端のインク表面を振動する状態に保つことができ、確実なインク液滴の吐出が実現される。
【０１３９】
尚、各画素のための時間は、モータのジッタ等の各種変動や機器の個体差によっても問題が生じないように余分な時間が生じるように定められている。そして、この余分な時間は吐出パルスの後に次の画素の開始までに生じるものであるため、メニスカス駆動パルスを吐出パルスの後に配置することで時間の無駄がなくなる。また、ここでは余分の時間を用いるため、１画素に要する時間を増やす必要もない。
【０１４０】
従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【０１４１】
そして、この余分の時間を用いて、複数発のメニスカス駆動パルスを出力することが可能になる。このため、吐出ノズルの乾燥を確実に防止することが可能になる。
【０１４２】
この実施の形態例では、ドライバ３６には、図１０（ａ）に示す駆動信号波形が供給されている。この駆動信号波形は、階調０〜階調７に対応するインクを吐出させるパルス７発と、メニスカスを振動させる（メニスカス駆動）パルスを少なくとも１発と、で構成されている。
【０１４３】
ここで、メニスカス駆動パルスの振幅（電圧）については既に説明した実施の形態例と同じ様に、インクを吐出させずにメニスカス駆動を十分行えるように設定する。
【０１４４】
そして、デジタルコンパレータ３３で生成され、駆動波形発生回路１５からの信号に基づいてドライバ３６により吐出パルスの後に付加信号が付与された吐出信号（図１１（ｄ）〜（ｋ））と、前記駆動信号波形（図１０（ａ））とにより、ドライバ３６は図１０（ｂ）〜（ｆ）に示すような駆動信号（吐出パルス＋メニスカス駆動パルス）を出力する。
【０１４５】
８番目のカウンタ信号から所定のタイミングが経過すると、制御回路２３から３ビットカウンタ３７にリセット信号ＲＳＴが出力されて、カウント値ＤＣ０〜２はリセットされる。またリセット信号ＲＳＴにより、次の画素の１番目の吐出信号に係る比較が開始されるようになっている。
【０１４６】
以上のように、各画素毎にインク液滴の吐出の如何にかかわらず、各画素毎にノズルから液滴を吐出させずにノズル先端のインク表面が振動する状態に保たれるため、インクの乾燥が防止されることになる。
【０１４７】
また、以上のように振動させるためのパルスを吐出パルスの後に位置させることで、各画素毎に定められた時間の中で、画像データに応じたパルス以外の余分な時間を用いることが可能になり、また、次の画素のインク液滴の吐出前にノズル先端のインク表面を振動する状態に保つことができ、確実なインク液滴の吐出が実現される。
【０１４８】
従って、ラインメモリに格納する駆動信号波形として、１画素期間内に複数のメニスカス駆動パルスを設けておくことで、実際に吐出パルスの後に生じた時間に応じて１発または複数発のメニスカス駆動パルスを出力することが可能になる。
【０１４９】
尚、この第８の実施の形態例では、各画素の期間において吐出パルス以外にメニスカス駆動パルスを設けることを特徴としているので、１ビットの画像データの場合にも適用することが可能である。
【０１５０】
また、この第８の実施の形態例は、吐出パルスの１発目の振幅を大きくする第３の実施の形態例と組合わせることが可能であり、このように組合わせた場合には第３の実施の形態例の効果と第８の実施の形態例の効果の相乗効果により、インクの乾燥防止，確実なインク液滴吐出の効果が更に高まる。
【０１５１】
［第９の実施の形態例］
この第９の実施の形態例では、以上の実施の形態例で説明したメニスカス駆動パルスを、１画素の期間内において、画像データに応じた吐出パルスの前と後とに配置させるようにする。
【０１５２】
まず、メニスカス駆動パルスを吐出パルスの前に位置させることで、各画素毎にインク液滴の吐出直前にノズル先端のインク表面を振動する状態に保つことができ、印画中も確実なインク液滴の吐出が実現される。
【０１５３】
そして、メニスカス駆動パルスを吐出パルスの後に位置させることで、各画素毎に定められた時間の中で、画像データに応じたパルス以外の余分な時間を用いることが可能になり、また、次の画素のインク液滴の吐出前にノズル先端のインク表面を振動する状態に保つことができ、確実なインク液滴の吐出が実現される。
【０１５４】
従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【０１５５】
この実施の形態例では、ドライバ３６には、図１２（ａ）に示す駆動信号波形が供給されている。この駆動信号波形は、メニスカスを振動させる（メニスカス駆動）パルス１発と、階調０〜階調７に対応するインクを吐出させるパルス７発と、メニスカスを振動させる（メニスカス駆動）パルスを少なくとも１発と、で構成されている。
【０１５６】
そして、画像の無い部分（インク吐出を行わない画素）では、階調０の信号を与えることにより、インクを吐出させずにメニスカスを振動させる。
ここで、メニスカス駆動パルスの振幅（電力）については既に説明した実施の形態例と同じ様に、インクを吐出させずにメニスカス駆動を十分行えるように設定する。
【０１５７】
そして、デジタルコンパレータ３３で生成され、駆動波形発生回路１５からの信号に基づいてドライバ３６により吐出パルスの前と後とに付加信号が付与された吐出信号と、前記駆動信号波形（図１２（ａ））とにより、ドライバ３６は図１２（ｂ）〜（ｆ）に示すような駆動信号（メニスカス駆動パルス＋吐出パルス＋メニスカス駆動パルス）を出力する。
【０１５８】
以上のように、各画素毎にインク液滴の吐出の如何にかかわらず、各画素毎にノズルから液滴を吐出させずにノズル先端のインク表面が振動する状態に保たれるため、インクの乾燥が防止されることになる。
【０１５９】
また、以上のように振動させるためのパルスを吐出パルスの前と後とに位置させることで、各画素毎に定められた時間の中で、該当する画素及び次の画素のインク液滴の吐出前にノズル先端のインク表面を振動する状態に保つことができ、印画中も確実なインク液滴の吐出が実現される。
【０１６０】
尚、この第９の実施の形態例では、各画素の期間において吐出パルス以外にメニスカス駆動パルスを設けることを特徴としているので、１ビットの画像データの場合にも適用することが可能である。
【０１６１】
また、この第９の実施の形態例は、吐出パルスの１発目の振幅を大きくする第３の実施の形態例と組合わせることが可能であり、このように組合わせた場合には第３の実施の形態例の効果と第９の実施の形態例の効果の相乗効果により、インクの乾燥防止，確実なインク液滴吐出の効果が更に高まる。
【０１６２】
［その他の実施の形態例▲１▼］
上述した第１，第２，第４乃至第９の各実施の形態例におけるメニスカス駆動パルスは、吐出パルスと略相似形状であり、振幅が異なったものであった（図１３（ａ））。
【０１６３】
しかし、このメニスカス駆動パルスは、インク液滴を吐出させるものではなくメニスカス駆動のためであるので、他の波形にすることも可能である。例えば、図１３（ｂ）のように半サイクルとすることも可能であり、メニスカス駆動の効果が得られる。また、図１３（ｃ）のように、１サイクルを折り返した単一極性とすることも可能であり、メニスカス駆動の効果が得られる。
【０１６４】
尚、第１，第２，第４の実施の形態例のみならず、第８の実施の形態例におけるメニスカス駆動パルスについても同様な波形とすることが可能であり、同様な効果が得られる。
【０１６５】
［その他の実施の形態例▲２▼］
また、第２の実施の形態例で、画像形成領域以外でメニスカス駆動パルスを出力する場合には、吐出パルスと略相似形なメニスカス駆動パルス（図１４（ａ）），上記メニスカス駆動パルスを折り返して単一極性としたメニスカス駆動パルス（図１４（ｂ）），吐出パルスと略相似形で間欠的なメニスカス駆動パルス（図１４（ｃ）），上記吐出パルスと略相似形なメニスカス駆動パルスの半サイクル分のメニスカス駆動パルス（図１４（ｄ）），のように各種の変形が可能である。
【０１６６】
この場合も、インク液滴を吐出させるものではなくメニスカス駆動のためであるので、有効なメニスカス駆動が行える範囲で、各種の波形の変形や、周期の変更が可能である。
【０１６７】
［その他の実施の形態例▲３▼］
尚、図２に示したブロック図において、ラッチ３２を省略することが可能である。すなわち、ヘッド１７によるインク吐出動作を開始するにあたり、まず、ＣＬＫＩＮに同期してＤＡＴＡ０〜ＤＡＴＡ２が第１のメモリ（１２８ビット×３シフトレジスタ）に順次入力される。１２８個のレジスタに全て入力が終わった段階でＣＬＫＩＮの入力を停止し、レジスタの内容を固定する。
【０１６８】
この状態で、上記第１のメモリは、前述の第２のメモリと同じ状態になる。すなわち、各３ビットのレジスタは、カウンタ３７のカントアップ出力Ｄ０〜Ｄ２の出力と順次比較され、選択ゲートへ入力される。この期間がヘッドからのインク吐出期間となる。
【０１６９】
レジスタ内のデータが比較器により、パラレル−シリアル変換を終了した段階で、この第１メモリへのデータ入力、つまりＣＬＫＩＮが解除され、次のデータが入力可能な状態となる。
【０１７０】
この例では、第１のメモリにデータ入力を行っている期間は、ヘッド１７からインクの吐出はできないが、このデータ入力を行っている期間、つまり転送時間が、インク吐出期間に比較して充分短い場合は、第２のメモリを有しないでほぼ同じ効果を期待することができる。
【０１７１】
［その他の実施の形態例▲４▼］
また、ヘッド１７を主走査方向に沿って印刷幅に配列するラインヘッドとすることも可能であり、以上のような本発明の各実施の形態例の動作をさせることが可能である。
【０１７２】
［その他の実施の形態例▲５▼］
以上の各実施の形態例では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のインクを用いるインクジェットプリンタを例にして説明したが、これ以外の色を用いる場合や、単色のみを用いる場合、更に他の階調数を用いる場合にも、各実施の形態例で示した構成及び動作によって確実なインク液滴吐出とインク乾燥防止を図ることが可能である。
【０１７３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、この明細書に記載の各発明によれば以下のような効果が得られる。
【０１７４】
（１）請求項１記載のインクジェットプリンタの発明では、インク吐出を行わない画素に対してノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるためのパルスを含んだ駆動信号を生成するようにしている。
【０１７５】
このような駆動信号によって画像形成領域内でインク液滴を吐出しない画素に対しても液滴表面を振動させることにより、各画素毎にインク液滴の吐出の如何にかかわらずノズルから液滴を吐出させずにノズル先端のインク表面が振動する状態に保たれるため、インクの乾燥が防止されることになる。従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【０１７６】
（２）請求項２記載のインクジェットプリンタの発明では、画像形成領域以外では、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるためのパルスを含んだ駆動信号をドライブ手段が生成している。
【０１７７】
このような駆動信号により、画像形成領域以外で、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端のインク表面が振動する状態に保たれるため、インクの乾燥が防止されることになる。従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【０１７８】
（３）請求項３記載のインクジェットプリンタの発明では、複数ビットの画像データに応じた複数パルスの駆動信号を生成する際に、第１パルスが他のパルスより大きい電力になる駆動信号をドライブ手段が生成している。
【０１７９】
このような駆動信号により、各画素でノズルからインク液滴を吐出する最初のパルスが大きい電力であるため、確実なインク液滴の吐出が実現される。従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【０１８０】
（４）請求項４記載のインクジェットプリンタの発明では、画像データに応じた駆動信号を生成する際に、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるためのパルスを含んだ駆動信号をドライブ手段が生成している。
【０１８１】
このような駆動信号により、各画素毎にインク液滴の吐出の如何にかかわらず、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端のインク表面が振動する状態に保たれるため、インクの乾燥が防止されることになる。また、このインクジェットプリンタの発明において、複数ビットの画像データに応じた複数パルスの駆動信号を生成する際に、第１パルスが他のパルスより大きい電力になる駆動信号をドライブ手段が生成している。
【０１８２】
このような駆動信号により、各画素でノズルからインク液滴を吐出する最初のパルスが大きい電力であるため、確実なインク液滴の吐出が実現される。従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【０１８３】
（５）請求項５記載のインクジェットプリンタの発明では、画像データに応じた駆動信号を生成する際に、環境条件に従って、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるためのパルスを含んだ駆動信号をドライブ手段が生成している。
【０１８４】
このように環境条件に従って電力を制御した駆動信号により、各画素毎にインク液滴の吐出の如何にかかわらず、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端のインク表面が振動する状態に保たれるため、インクの乾燥が防止されることになる。そして、この振動状態が環境により制御されるため、温度や湿度によって変化するインクの粘性などに応じて、インクの乾燥が効率良く防止されることになる。従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【０１８５】
（６）請求項６記載のインクジェットプリンタの発明では、複数ビットの画像データに応じた複数パルス（第１パルスと残余のパルス）の駆動信号を生成する際に、環境条件に従ってドライブ手段がパルスの電力を制御している。
【０１８６】
このような駆動信号により、各画素でノズルからインク液滴を吐出する最初のパルスや残余のパルスが大きい電力になるよう制御されるため、確実なインク液滴の吐出が実現できると共に、吐出されるインク液滴も常に同速度・同液滴量に制御が可能である。
【０１８７】
そして、このパルスの電力が環境により制御されるため、温度や湿度によって変化するインクの粘性などに応じて、インクの吐出が安定して行われることになる。従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【０１８８】
（７）請求項７記載のインクジェットプリンタの発明では、前記請求項５の振動状態の制御、または、請求項６の複数パルスの状態の制御を行う際の環境条件として、温度または湿度の少なくとも一方を用いるようにしている。
【０１８９】
このように温度または湿度の少なくとも一方に従って電力を制御した駆動信号により、各画素毎にインク液滴の吐出の如何にかかわらず、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端のインク表面が振動する状態に保たれるため、インクの乾燥が防止されることになる。そして、この振動状態が環境により制御されるため、温度や湿度によって変化するインクの粘性などに応じて、インクの乾燥が安定して行われることになる。従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【０１９０】
（８）請求項８記載のインクジェットプリンタの発明では、画像データに応じた駆動信号を生成する際に、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるためのパルスを、画像データに応じたパルスの前に位置するようにして駆動信号を生成している。
【０１９１】
このように振動させるためのパルスを前に位置させることで、各画素毎にインク液滴の吐出直前にノズル先端のインク表面を振動する状態に保つことができ、印画中にも確実なインク液滴の吐出が実現される。従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【０１９２】
（９）請求項９記載のインクジェットプリンタの発明では、画像データに応じた駆動信号を生成する際に、ノズルから液滴を吐出させずにノズル先端の液体表面を振動させるためのパルスを、画像データに応じたパルスの後に位置するようにして駆動信号を生成している。
【０１９３】
このように振動させるためのパルスを後に位置させることで、各画素毎に定められた時間の中で、画像データに応じたパルス以外の余分な時間を用いることが可能になり、また、次の画素のインク液滴の吐出前にノズル先端のインク表面を振動する状態に保つことができ、確実なインク液滴の吐出が実現される。従って、インクや画像形成時間を無駄にすることなく、吐出ノズルの乾燥による画像への悪影響を回避することが可能なインクジェットプリンタを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェットプリンタ１全体の回路構成を示す回路ブロック図である。
【図２】ヘッドドライバの構成を詳細に示すブロック図である。
【図３】インクジェットプリンタの主要部を示す斜視図である。
【図４】全８階調の吐出を行う駆動信号の発生を説明するタイミングチャートである。
【図５】全８階調としたときの階調記録におけるタイミングチャートである。
【図６】メニスカス駆動パルスを１発と、階調０〜階調７に対応するインクを吐出させるパルス７発で構成される駆動信号波形の一例を示す波形図である。
【図７】画像形成領域内と画像形成領域外とをキャリッジ２の移動方向と共に示す模式図である。
【図８】階調０〜階調７に対応するインクを吐出させるパルス７発で構成される駆動信号波形の一例を示す波形図である。
【図９】メニスカス駆動パルスを１発と、階調０〜階調７に対応するインクを吐出させるパルス７発で構成される駆動信号波形の一例を示す波形図である。
【図１０】階調０〜階調７に対応するインクを吐出させるパルス７発と、少なくとも１発のメニスカス駆動パルスと、で構成される駆動信号波形の一例を示す波形図である。
【図１１】全８階調としたときの階調記録におけるタイミングチャートである。
【図１２】１発のメニスカス駆動パルスと、階調０〜階調７に対応するインクを吐出させるパルス７発と、少なくとも１発のメニスカス駆動パルスと、で構成される駆動信号波形の一例を示す波形図である。
【図１３】メニスカス駆動パルスを１発と、階調０〜階調７に対応するインクを吐出させるパルス７発で構成される駆動信号波形の他の例を示す波形図である。
【図１４】メニスカス駆動パルスで構成される駆動信号波形の他の波形例を示す波形図である。
【図１５】インクジェットプリンタの原理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
２キャリッジ
５フレキシブルケーブル
７エンコーダ
９制御基板
１１ＣＰＵ
１２ページメモリ
１３ラインメモリ
１４インタフェース
１５駆動波形発生回路
１６ヘッドドライバ
１７ヘッド
１９サーミスタ
２０ＲＯＭ
２３制御回路
３１シフトレジスタ
３２ラッチ
３３デジタルコンパレータ
３４選択ゲート
３５レベルシフタ
３６ドライバ
３７カウンタ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an ink jet printer, and more particularly to an ink jet printer that can be used as a hard copy device that records image data from a computer or the like by discharging ink.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in a printer that performs printing using binary grayscale data, a plurality of printing elements provided in a printing head perform ON / OFF printing according to binary data.
[0003]
For example, in an inkjet printer, a print head having a plurality of discharge nozzles transfers image data for each nozzle to perform one discharge to a drive IC of the head each time, and performs ink discharge using the transferred image data to form an image. Had gone.
[0004]
FIG. 15 is an explanatory diagram schematically showing a waveform of a drive signal supplied to the head and a state of discharge of a droplet by a discharge nozzle. As shown in FIG. 15, the ejection nozzle composed of a piezo element or the like expands ((1) → (2)) and contracts ((3)) after that, and the ink droplet is ejected by the drive signal waveform. Then, the process of returning to the original state ((4)) is repeated.
[0005]
In recent years, gradation printing has been performed by various printers, and ink jet printers have been performed similarly to other printers.
As one of the gradation recording methods, there is a method in which the diameter of an ejection nozzle is reduced, the size of one ink droplet is reduced, and the number of dots ejected for one pixel is changed. According to this method, by changing the number of dots to be ejected, an effect equivalent to changing the size of dots during ejection can be obtained.
[0006]
Further, in order to increase the printing speed, ink having a quick drying property is used so that the ink does not mix with each other even if the ink is overprinted immediately.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when the diameter of the discharge nozzle is reduced and quick-drying ink is used, drying of the ink surface of the discharge nozzle immediately starts immediately after the discharge of the ink.
[0008]
For this reason, when the time until the next ink ejection is long, ejection is not performed even if a drive signal is applied, or even if ejection is performed, the speed and trajectory become unstable and normal droplets are ejected. There is also a problem that it cannot be obtained. As a result, the formed image is blurred, and the image quality is degraded.
[0009]
In order to avoid such a problem, there is an apparatus that discharges ink in a region other than the image forming region at a predetermined cycle. However, the ink is wasted, and it is necessary to perform the operation in a region other than the image forming region. Therefore, there is a new problem that it takes time.
[0010]
The present invention is to solve such a problem, and to provide an ink jet printer capable of avoiding an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time. is there.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the invention as a means for solving the problem is described below.
(1) The invention described in claim 1 isAn ejection pulse generation unit that generates an ejection pulse according to image data of each pixel; a head that ejects ink from a nozzle based on the ejection pulse generated by the ejection pulse generation unit; and a head that is generated by the ejection pulse generation unit. A meniscus driving pulse generating means for generating a meniscus driving pulse for vibrating the liquid surface at the tip of the nozzle without discharging the liquid droplet from the nozzle prior to the discharging pulse.An ink jet printer characterized in that:
[0012]
(2) The invention described in claim 2 is an ink jet printer capable of expressing gradation by changing the number of ink droplets forming one pixel, and generates a number of ejection pulses corresponding to each image data. A discharge pulse generation unit, a head that discharges ink from a nozzle based on the discharge pulse generated by the discharge pulse generation unit, and a droplet that is discharged from the nozzle prior to the discharge pulse generated by the discharge pulse generation unit An ink jet printer comprising: a meniscus drive pulse generation unit that generates a meniscus drive pulse that vibrates a liquid surface at a nozzle tip without causing the liquid to vibrate.
[0013]
(3) The invention according to claim 3, wherein the meniscus drive pulse generation means generates a meniscus drive pulse corresponding to each pixel even when there is no ejection pulse generated by the ejection pulse generation means. An ink jet printer according to claim 1 or 2, wherein
[0014]
(According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a head for ejecting ink droplets from a nozzle based on a drive signal, a number of ejection pulses corresponding to each image data, and a droplet being ejected from the nozzle prior to the ejection pulse. A meniscus drive pulse for vibrating the liquid surface at the nozzle tip without discharging the liquid, a drive signal waveform output means for outputting a drive signal waveform including the meniscus drive pulse, and a portion corresponding to the meniscus drive pulse is always Hi signal output means for outputting a signal which is Hi and a signal whose portion corresponding to image data is Hi, a drive signal waveform output from the drive signal waveform output means, and an output signal from the Hi signal output means. And a driver for generating a drive signal from the obtained Hi signal and AND and supplying the generated drive signal to the head. It is a printer.
[0015]
(5) The invention according to claim 5, wherein the image data is data having a plurality of gradations.It is an inkjet printer.
[0016]
In the above inkjet printers (1) to (5), the meniscus drive pulse is positioned before the ejection pulse when generating a drive signal according to image data.
[0017]
As described above, when the drive signal corresponding to the image data is generated, the meniscus drive pulse is positioned before the discharge pulse, so that the ink surface at the nozzle tip is vibrated immediately before the discharge of the ink droplet for each pixel. In this state, the ink droplets can be reliably discharged even during printing.
[0018]
Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0019]
(6) Claims6The described invention provides a head that applies pressure to a liquid storage chamber by a drive signal to discharge droplets from a nozzle tip, and a drive signal of a plurality of pulses corresponding to a plurality of bits of image data for expressing a gradation for each pixel. Is generated, the first pulse of the plurality of pulses is larger than the remaining pulses.PressureAnd a drive means for generating a drive signal as follows.
[0020]
In the invention of the ink jet printer, when generating a drive signal of a plurality of pulses corresponding to the image data of a plurality of bits, the first pulse is larger than the other pulses.PressureIs generated by the drive means.
[0021]
Due to such a drive signal, the first pulse for ejecting ink droplets from the nozzle in each pixel is large.PressureTherefore, reliable ejection of ink droplets is realized. Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0022]
(7) Claims7The described invention provides a head that applies pressure to a liquid storage chamber by a drive signal to discharge droplets from a nozzle tip, and a head that vibrates a liquid surface at a nozzle tip without discharging a droplet from a nozzle.Meniscus drivepulseWhen,A plurality of pulses corresponding to a plurality of bits of image data for expressing a gradation for each pixel, wherein the first pulse of the plurality of pulses is larger than the remaining pulses.PressureBecomesDischarge pulse andAnd a drive means for generating the image data.
[0023]
In the invention of the ink jet printer, when generating a drive signal corresponding to image data, the drive unit generates a drive signal including a pulse for vibrating the liquid surface at the tip of the nozzle without discharging a droplet from the nozzle. are doing.
[0024]
With such a drive signal, the ink surface at the nozzle tip is kept in a vibrating state without ejecting the droplet from the nozzle regardless of the ejection of the ink droplet for each pixel, so that the ink is dried. Will be prevented.
[0025]
Further, in the invention of the ink jet printer, when generating a drive signal of a plurality of pulses corresponding to the image data of a plurality of bits, the first pulse is larger than the other pulses.PressureIs generated by the drive means.
[0026]
Due to such a drive signal, the first pulse for ejecting ink droplets from the nozzle in each pixel is large.PressureTherefore, reliable ejection of ink droplets is realized. Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0027]
(8) Claims8The invention described in claims 1 and 2 described above., 3,4,5Or7In the inkjet printer described in, The meniscus drivePulse of electricityPressureIs controlled by environmental conditions.
[0028]
In the invention of the ink jet printer, when generating a drive signal corresponding to image data, a drive signal including a pulse for vibrating a liquid surface at a nozzle tip without discharging a droplet from a nozzle according to environmental conditions is used. The drive means is generating.
[0029]
Thus, depending on the environmental conditions,PressureControl signal keeps the ink surface at the tip of the nozzle vibrating without ejecting the droplet from the nozzle regardless of the ejection of the ink droplet for each pixel. Will be prevented. Since the vibration state is controlled by the environment, the drying of the ink is efficiently prevented in accordance with the viscosity of the ink which changes depending on the temperature and humidity.
[0030]
Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0031]
(9) Claims9The invention described in claim 1 described above.~ 5Or7 or 8In the inkjet printer described in, The dischargePulse of electricityPressureIs controlled by environmental conditions.
[0032]
In the invention of the inkjet printer, when generating a drive signal of a plurality of pulses (the first pulse and the remaining pulse) corresponding to the image data of a plurality of bits, the drive unit drives the pulse according to the environmental conditions.PressureIs controlling.
[0033]
With such a drive signal, the first pulse for discharging ink droplets from the nozzles at each pixel and the remaining pulses are large.PressureTherefore, reliable discharge of ink droplets can be realized, and the discharged ink droplets can always be controlled at the same speed and the same amount.
[0034]
And the power of this pulsePressureIs controlled by the environment, so that the ejection of the ink is stably performed according to the viscosity of the ink that changes depending on the temperature and the humidity.
[0035]
Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0036]
(10) Claims10The invention described in the claim8Or95. The inkjet printer according to claim 1, wherein the environmental condition is at least one of temperature and humidity.
[0037]
That is, in the inkjet printer invention,Meniscus drive pulse or drive pulseAt least one of temperature and humidity is used as an environmental condition when the control is performed.
[0038]
In this way, electricity is supplied according to at least one of temperature and humidity.PressureControl signal keeps the ink surface at the tip of the nozzle vibrating without ejecting the droplet from the nozzle regardless of the ejection of the ink droplet for each pixel. Will be prevented. Since the vibration state is controlled by the environment, the drying of the ink is performed stably according to the viscosity of the ink which changes depending on the temperature and humidity.
[0039]
Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0040]
(11) Claims11The invention described in the claim7In the inkjet printer described in the above, the drive means is provided for each pixel corresponding to the image data.Discharge pulseWhen generating a liquid, it is possible to vibrate the liquid surface at the tip of the nozzle without discharging the droplet from the nozzleMeniscus driveAn ink jet printer wherein a pulse is arranged before a pulse for discharging a droplet in accordance with image data.
[0041]
In the invention of the ink jet printer, when generating a drive signal according to image data, a pulse for vibrating the liquid surface at the nozzle tip without ejecting a droplet from the nozzle is provided before the pulse corresponding to the image data. The drive signal is generated in such a manner as to be located at the position shown in FIG.
[0042]
By positioning the pulse for vibration in front in this way, it is possible to keep the ink surface at the nozzle tip vibrating immediately before the ejection of the ink droplet for each pixel, and to ensure the ink droplet during printing. Is achieved.
[0043]
Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0044]
(12) Claims12The invention described in the claim7In the inkjet printer described in the above, the drive means is provided for each pixel corresponding to the image data.Discharge pulseWhen generating a liquid, it is possible to vibrate the liquid surface at the tip of the nozzle without discharging the droplet from the nozzleMeniscus driveAn ink jet printer wherein a pulse is arranged after a pulse for discharging a droplet in accordance with image data.
[0045]
In the invention of the ink jet printer, when generating a drive signal according to image data, a pulse for vibrating the liquid surface at the nozzle tip without discharging a droplet from the nozzle is generated after the pulse according to the image data. The drive signal is generated so as to be positioned.
[0046]
By arranging the pulse for oscillating in this way, it is possible to use an extra time other than the pulse corresponding to the image data in the time determined for each pixel, and The ink surface at the tip of the nozzle can be kept in a vibrating state before the ink droplets are ejected from the pixels, and the ink droplets can be ejected reliably.
[0047]
Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0048]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Mechanical structure of inkjet printer>
First, a mechanical configuration of a main part of the inkjet printer 1 will be described with reference to FIG.
[0049]
The carriage 2 is a resin case in which a head 17 and a head driver 16 described later are housed. The head driver 16 housed in the carriage 2 is constituted by an IC, and is connected to the control board 9 by a flexible cable 5 pulled out from the carriage 2.
[0050]
The carriage 2 is reciprocated by the carriage drive mechanism 6 in the main scanning direction indicated by the arrow X in the figure. The carriage driving mechanism 6 includes a motor 6a, a pulley 6b, a toothed belt 6c, and a guide rail 6d, and the carriage 2 is fixed to the toothed belt 6c.
[0051]
When the pulley 6b is rotated by the motor 6a, the carriage 2 fixed to the toothed belt 6c is moved in the direction of arrow X in the figure. The guide rail 6d is two cylinders parallel to each other, and penetrates the insertion hole of the carriage 2 so that the carriage 2 slides.
[0052]
Therefore, the toothed belt 6c does not bend under the weight of the carriage 2, and the direction of the reciprocating movement of the carriage 2 is on a straight line. The direction in which the carriage 2 moves can be changed by reversing the rotation direction of the motor 6a, and the moving speed of the carriage 2 can be changed by changing the number of rotations.
[0053]
The ink cartridge 4 has an ink tank inside. The ink supply port of the ink tank is opened when the ink cartridge 4 is set on the carriage 2 and connected to the ink supply pipe. When the connection is released, the ink supply port is closed, and the ink is supplied to the head 17.
[0054]
The carriage 2 is provided with a mounting portion for an ink cartridge 4 so that an ink cartridge containing Y, M, C, and K inks for ejection can be attached and detached. In this embodiment, only the K (black) ink tank among the four colors is housed in another cartridge, and the other three ink tanks are housed in one cartridge.
[0055]
The flexible cable 5 is applied to a data transfer unit, and is formed by printing a wiring pattern including a data signal line and a power supply line on a flexible film, and transferring data between the carriage 2 and the control board 9. It follows the movement of the carriage 2.
[0056]
The encoder 7 is provided with graduations at a predetermined interval on a transparent resin film, and the graduations are detected by an optical sensor provided on the carriage 2 to detect the moving speed of the carriage 2.
[0057]
The paper transport mechanism 8 is a mechanism for transporting the recording paper P in the sub-scanning direction indicated by the arrow Y in the drawing, and includes a transport motor 8a and transport roller pairs 8b and 8c. The transport roller pair 8b and the transport roller pair 8c are driven by the transport motor 8a, and are a pair of rollers that are substantially equal by a gear train (not shown), but rotate at a slightly higher peripheral speed.
[0058]
The recording paper P is sent out from a paper feeding mechanism (not shown), and is nipped by a pair of conveying rollers 8b rotated at a constant speed, and is fed by a paper feeding guide (not shown) in the sub-scanning direction. After being corrected, the sheet is conveyed while being nipped by the conveying roller pair 8c.
[0059]
Since the peripheral speed of the conveying roller pair 8c is extremely slightly faster than that of the conveying roller pair 8b, the recording paper P passes through the recording unit without causing slack. The speed at which the recording paper P moves in the sub-scanning direction is set to a constant speed.
[0060]
In this way, while moving the recording paper P at a constant speed in the sub-scanning direction, the carriage 2 is moved at a constant speed in the main scanning direction, and the ink ejected from the head 17 is adhered to a predetermined area on one side of the recording paper P. Record the image in
[0061]
<Electrical configuration of the entire inkjet printer>
Next, the electrical configuration of the ink jet printer will be described. FIG. 1 is a block diagram showing an example of the overall configuration of an ink jet printer according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing a main part of FIG. 1 in detail.
[0062]
In FIG. 1, a control board 9 indicated by a broken line has a CPU 11 mounted thereon as control means for controlling the entire inkjet printer 1 and is connected to the head driver 16 of the carriage 2 by the flexible cable 5 as described above. ing.
[0063]
The page memory 12 stores image data received from a personal computer or the like that uses the inkjet printer 1 as a peripheral device. The storage capacity of the page memory 12 may be determined based on the number of bits, the number of dots, the signal transfer speed, the processing speed of the CPU, and the like of the gradation image data handled by a personal computer or the like.
[0064]
The line memories 13a and 13b are used as line memories for storing image data of each pixel which is recorded in a line in the main scanning direction when recording on the recording paper P, and each image data has a gradation of several bits. The data is transferred from the page memory 12. In this embodiment, two line memories 13a and 13b for 6-bit processing are used in parallel, but one line memory for 12-bit processing may be used.
[0065]
The data signal line (data BUS) from the page memory 12 has 12 bits, and branches to each line memory 13 by 6 bits. The image data in the line memories 13a and 13b is transferred to the head driver 16 via the flexible cable 5.
[0066]
The interfaces 14a and 14b are means for transmitting and receiving data to and from an external personal computer, and are constituted by any of various serial interfaces and various parallel interfaces.
[0067]
The head drivers 16a to 16d are constituted by ICs. In this embodiment, one head driver 16a to 16d is provided for each of four colors of YMCK. Each head driver is connected to a 128-bit × 3 shift register, and image data from the line memories 13a and 13b is temporarily stored in the shift register. This shift register will be described later.
[0068]
It is to be noted that a plurality of head drivers 16 may be provided for each color, and further downsizing is possible by packaging drivers for four colors in one IC. The head driver 16 has a 3-bit data signal line. When the head driver 16 is serially connected by this signal line, image data that could not be stored in the previous shift register is stored in the subsequent shift register. it can.
[0069]
The four color heads 17Y, 17M, 17C and 17K according to the recording means of the present invention each have 128 ejection nozzles (hereinafter simply referred to as nozzles), and the nozzles constituting each head have a plurality of lines. They are arranged side by side in the sub-scanning direction so that they can be recorded simultaneously.
[0070]
In the present embodiment, the yellow (Y) image data is transferred from the line memory 13a to the head driver 16a via a 3-bit data signal line. Then, the 128 yellow image data transferred to the head driver 16a are processed in parallel, and recording by the head 17Y is executed.
[0071]
Hereinafter, similarly, the image data of magenta (M) is transferred from the line memory 13a to the head driver 16b, and the recording is executed by the head 17M. The cyan (C) image data is transferred from the line memory 13b to the head driver 16c, and recording is performed by the head 17C. The black (K) image data is transferred from the line memory 13b to the head driver 16e, and recording is performed by the head 17K. The detailed operation of these head drivers 16 will be described later.
[0072]
The AND gate 18 sends a TRGIN signal for starting ink ejection to the control circuit 23 when the carriage 2 starts one reciprocating movement and reaches a predetermined position on the outward path based on the information detected by the encoder 7. The data is output to the head driver 16 via the CPU. The head driver 16 receives the TRGIN signal, sends out a drive signal, and causes the head 17 to eject ink.
[0073]
Each of the head drivers 16a to 16d supplies a drive signal to an electromechanical transducer provided for each nozzle of the heads 17Y to 17K via a 128-bit data signal line. The ink in the head of each color is ejected by the deformation. Although there are various types of electromechanical transducers, a piezo element will be described as an example in the present embodiment.
[0074]
Generally, an ink jet printer performs recording by ejecting ink droplets from nozzles according to a drive signal. The ink droplets are sequentially recorded on the recording paper P, so that an area corresponding to the number of droplets can be recorded, and gradation recording can be performed.
[0075]
In addition, by increasing the driving voltage of the piezo element, the speed of the droplet ejected from the nozzle head 17 can be increased. By utilizing this, if the applied voltage of each ejection is gradually increased for each pulse, sequentially ejected ink droplets can be recorded at a closer position on the recording paper P, and gradation recording with higher image quality can be achieved. Becomes possible.
[0076]
Furthermore, a stable image quality can be obtained by using different waveforms for the drive signal according to the environment around the inkjet printer 1. In this embodiment, the temperature around the head 17 is measured by the thermistor 19, and the waveform is changed according to the measured temperature. With this configuration, even when the ink viscosity changes due to the temperature, the head can be driven correspondingly. It is more preferable that the humidity condition and the like be parameters for changing the waveform of the drive signal.
[0077]
Since it is necessary to change the waveform of the drive signal every time one droplet of ink is ejected and also in accordance with the environment, various waveforms of the drive signal are stored in a line memory (not shown) in the drive waveform generation circuit 15. It is stored as digital data. This line memory can be configured using an SRAM or the like.
[0078]
The line memory stores, for each temperature condition, waveform data of a drive signal in which the applied voltage is gradually increased for each pulse. In this embodiment, since 3 bits (8 gradations) of data are output per color, the waveform data stored in the line memory is obtained by converting the waveform of the basic waveform gradually and repeatedly eight times into digital data. is there. Further, the line memory stores a pulse waveform for driving a meniscus described later.
[0079]
Here, 3 bits (8 gradations) are taken as an example, but other values are also possible. If the number of bits of each data (the number of gradations) and the data in the line memory are changed in conjunction with each other, Good.
[0080]
The CPU 11 calculates the optimum waveform data for the temperature condition detected by the thermistor 19 and sends the calculated waveform data to the drive waveform generation circuit 15. The drive waveform generation circuit 15 demodulates and amplifies the waveform data of the drive signal into an analog waveform by D / A conversion, and outputs the analog waveform to the head drivers 16a to 16d.
[0081]
<Electrical configuration of driver for inkjet printer>
Next, a description will be given with reference to a block diagram showing details of the head driver of FIG. Here, the configuration of the head driver 16a and the head 17Y is shown, but the head drivers 16b to 16d and the heads 17M to 17K have the same configuration.
[0082]
The head driver 16 according to the present embodiment includes a shift register 31, a latch 32, a digital comparator 33, a selection gate 34, a level shifter 35, a driver 36, a counter 37, and the like.
[0083]
In the present embodiment, in order to process image data having eight gradations per pixel, each unit constituting the head driver 16 has a configuration corresponding to three bits. From the line memory 13, gradation image data in which one pixel has a plurality of bits, here 3 bits, is serially transferred to the head driver 16a in pixel units. FIG. 2 shows a state in which the first 3-bit pixel data DAT0, DAT1, and DAT2 are transferred on the 3-bit data signal line.
[0084]
The shift register 31 has a capacity capable of storing image data of a number of pixels corresponding to one ejection of the nozzle head 17. In the present embodiment, image data for 128 pixels arranged in the sub-scanning direction is stored. When the carriage 2 reaches a position suitable for printing, the control circuit 23 outputs a LOAD signal, and the latch 32 receives the LOAD signal and latches image data output in parallel from the shift register 31.
[0085]
The digital comparator 33 operates according to the comparing means of the present invention, and compares the value of the image data latched by the latch 32 with the count value of the counter 37. In this example, since the image data is 3 bits per pixel, a 3-bit counter is used. A counter corresponding to the number of bits of the image data may be appropriately used as the counter as the comparing means.
[0086]
The digital comparator 33 outputs the Hi level when the value of the image data is equal to or more than the value obtained by subtracting 1 from the count signal, and outputs the Low level when the value of the image data is less than the value obtained by subtracting 1 from the count signal. , The state of the output maintains the previous state until the comparison result changes. The digital comparator 33 converts parallel data of a plurality of bits into continuous 1-bit data that is serial data.
[0087]
The selection gate 34 divides each nozzle of the head 17 into two groups of odd-numbered and even-numbered nozzles, and performs switching for sequentially driving the nozzles. The selection gate 34 has 128 AND gates in parallel, one of the input terminals is connected to the output terminal of each digital comparator 33, and the other input terminal is connected to the control circuit.
[0088]
Here, X and Y are selection signals for selectively using the nozzles of the head 17 for performing printing, and are output from the control circuit 23. In the present embodiment, the recording means is divided into two groups, odd-numbered and even-numbered, using the selection signals X and Y, and is alternately driven, that is, ejected.
[0089]
With this driving method, ink is ejected from the adjacent nozzle every time one pixel, that is, 16 ink droplets at maximum are ejected. This is to take into account that if all the nozzles are used continuously when the discharge characteristics are different for each nozzle, a streak or the like will occur in the image. The drive method of alternately discharging as described above suppresses the streak or the like. be able to. In this example, there are two sets of odd and even numbers, but the nozzle head 17 may be divided into two or more sets.
[0090]
The level shifter 35 shifts the level of the drive signal, which is the output of the selection gate, to the power supply voltage required for driving the piezo.
When the output of the level shifter 35 is Hi, a drive signal is output from the driver 36. On the other hand, when the output of the level shifter 35 is in a low state, no drive signal is output.
[0091]
The driver 36 is supplied with the drive signal waveform from the drive waveform generation circuit 15 described above, and outputs a drive signal according to the drive signal waveform in accordance with Hi / Low from the level shifter 35.
[0092]
The output terminal of the driver 36a is connected to the piezo element of each nozzle corresponding to the head 17Y, and when a drive signal is given from the driver 36, ink is ejected by the piezo element of the connected nozzle and no drive signal is given. In this case, ink is not ejected by the piezo element of the nozzle connected to this terminal.
[0093]
[First Embodiment]
<Operation description of inkjet printer (generation of drive signal)>
FIG. 4 is a timing chart illustrating generation of a drive signal when ink is ejected in all eight gradations.
[0094]
The 3-bit counter 37 is a 3-bit up counter that sequentially increases in response to the counter signal CNT (FIG. 4B), and outputs count signals DC0 to DC2 related to the count signal of the present invention. The count value of the 3-bit counter 37 is reset to 0 by the reset signal RST (FIG. 4A).
[0095]
The ejection signal CMP shown in FIG. 4F is an output of the digital comparator 33. Here, when the value of the image data is equal to or greater than a value obtained by subtracting 1 from the count signal (this is referred to as a count value), the digital comparator 33 outputs the Hi level, and the value of the image data subtracts 1 from the count signal. If the comparison result is less than the value, a low level is output, and the state of the output is maintained until the comparison result changes.
[0096]
Here, the waveform of the CMP when the value of the image data is, for example, 4 is shown (FIG. 4 (f)).
Here, the generation of the drive signal will be described in more detail with reference to the time chart of FIG.
[0097]
As an example, it is assumed that the value of the image data of one pixel latched by the latch 32 is 0. At this time, the density of this pixel is 0. When the digital comparator 33 compares the count value 0, which is the output of the 3-bit counter 37 when CNT = 1, with the image data value 0, the image data value = the count value, so that the output of the digital comparator 33 becomes High level. .
[0098]
Then, when the digital comparator 33 compares the count value 1 output when CNT = 2 and the image data value 0, the output of the digital comparator 33 is at the low level because the image data value <the count value. After that, even if the CNT changes from 3 to 8, the image data value is less than the count value, so that the output of the digital comparator 33 transits with the Low level (FIG. 5D).
[0099]
On the other hand, the driver 36 is supplied with a drive signal waveform shown in FIG. This drive signal waveform includes one pulse for vibrating the meniscus without discharging ink (meniscus driving) and seven pulses for discharging ink corresponding to gradations 0 to 7.
[0100]
In the present embodiment, in order to vibrate the meniscus without discharging ink, the amplitude (voltage) V1 of the meniscus drive pulse and the amplitude (voltage) V2 of the discharge pulse are set to V1 <V2. V1 is set so that meniscus driving can be performed sufficiently without discharging ink.
[0101]
Therefore, by the ejection signal CMP of the gradation 0 (FIG. 5D) and the drive signal waveform (FIG. 6A), the driver 36 drives the drive signal as shown in FIG. 6B (only the meniscus drive pulse). Is output.
[0102]
As a result, even when the ink is not ejected, that is, even when the gradation is 0, the meniscus driving is performed, and regardless of the ejection of the ink droplet for each pixel, the nozzle tip is not ejected from the nozzle without ejecting the droplet. Since the ink surface is kept in a vibrating state, drying of the ink is prevented.
[0103]
Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0104]
By applying the meniscus drive pulse to the pixels that do not perform ink discharge in this manner, the ink surface at the nozzle tip is kept in a vibrating state by the meniscus drive immediately before the ink droplets are discharged, so that the ink is dried. Will be prevented.
[0105]
Then, based on the ejection signal CMP (FIG. 5E) of gradation 1 and the drive signal waveform (FIG. 6A), the driver 36 drives the drive signal (meniscus drive pulse + ejection) as shown in FIG. 6C. (1 pulse) is output.
[0106]
Similarly, the driver 36 uses the ejection signals CMP (FIGS. 5 (f) to 5 (k)) and the drive signal waveforms (FIG. 6 (a)) for gradations 2 to 7 to drive the driver 36 as shown in FIG. A driving signal (meniscus driving pulse + ejection pulse (2 to 7 shots)) as shown in FIGS.
[0107]
In the case of gradation 1 to gradation 7, it is not always necessary to apply a meniscus drive pulse.
Also, by comparing the parallel 3-bit image data by the comparing means, eight kinds of ejection signals from zero ejection (only meniscus driving without ejection) to meniscus driving + 7 ejection are obtained, and one pixel is set to 8 pixels. Record with gradation.
[0108]
When a predetermined timing has elapsed from the eighth counter signal, a reset signal RST is output from the control circuit 23 to the 3-bit counter 37, and the count values DC0 to DC2 are reset. In addition, the reset signal RST starts the comparison related to the first ejection signal of the next pixel.
[0109]
As described above, regardless of the discharge of ink droplets for each pixel, the ink surface at the nozzle tip is kept in a vibrating state without discharging droplets from the nozzle for each pixel. Drying will be prevented.
[0110]
Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
Note that the first embodiment is characterized in that a meniscus driving pulse is provided in addition to the ejection pulse in the period of each pixel, so that it can be applied to the case of 1-bit image data.
[0111]
[Second Embodiment]
In the above description of the first embodiment, the case where the meniscus driving pulse is output from the driver 36 for the image data of gradation 0 in the image forming area has been described. It is possible to output a pulse.
[0112]
For example, as shown in FIG. 7, a meniscus driving pulse is output within the image forming area (2) of the recording paper P, and only the meniscus driving pulse is output outside the image forming area (1).
[0113]
By doing so, it is possible to effectively prevent the drying of the discharge nozzles outside the image forming area, and it is possible to discharge good ink droplets at the printing start point and the start point of each line in the image forming area. Become.
[0114]
Further, in the carriage return (3), if only a return operation is performed, only the meniscus drive pulse is output from the driver 36. When printing is performed instead of a simple return operation, an operation similar to that of the first embodiment is performed.
[0115]
It should be noted that the second embodiment is characterized in that a meniscus drive pulse is provided outside the image forming area, so that the present invention can also be applied to a case where the image forming area contains 1-bit image data. .
[0116]
[Third Embodiment]
FIG. 8 is a waveform diagram showing another example of the drive signal waveform for the purpose of reliably discharging the ink droplets.
[0117]
As shown in FIG. 8A, as an example in which the first pulse for discharging the ink droplet from the nozzle in each pixel is set to a large power, the amplitude V3 of the first ejection pulse is changed to the amplitude of the second or subsequent ejection pulse It is set larger than V2. With such a pulse, reliable ejection of ink droplets is realized.
[0118]
Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0119]
Here, the power of the pulse corresponds to the area of the pulse waveform as shown by hatching in FIG. To change the power of the pulse, at least one of the voltage, current, and waveform of the pulse may be changed. That is, to increase the power of the pulse, the area of the pulse waveform may be increased by controlling at least one of them to increase.
[0120]
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a waveform diagram showing another example of a drive signal waveform for the purpose of reliably discharging ink droplets.
[0121]
As shown in FIG. 9A, by providing a meniscus driving pulse having an amplitude V1 and setting the amplitude V3 of the first ejection pulse to be larger than the amplitude V2 of the second and subsequent ejection pulses, in addition to the meniscus driving, For the two reasons that the first pulse for discharging the ink droplet from the nozzle in each pixel has a large power, the reliable discharge of the ink droplet is realized even during printing.
[0122]
That is, in the invention of the ink jet printer of the fourth embodiment, when generating a drive signal corresponding to image data, a pulse for vibrating the liquid surface at the tip of the nozzle without discharging the droplet from the nozzle is used. The drive means generates the included drive signal.
[0123]
With such a drive signal, the ink surface at the nozzle tip is kept in a vibrating state without ejecting the droplet from the nozzle regardless of the ejection of the ink droplet for each pixel, so that the ink is dried. Will be prevented.
[0124]
Further, in the invention of the ink jet printer according to the fourth embodiment, when generating a drive signal of a plurality of pulses corresponding to the image data of a plurality of bits, the first pulse is larger in power than other pulses, here 1 As one example, the drive unit generates a drive signal that becomes a high voltage.
[0125]
With such a driving signal, since the first pulse for discharging the ink droplet from the nozzle in each pixel has a large power, the reliable discharge of the ink droplet is realized.
Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0126]
[Fifth Embodiment]
A stable operation can be obtained by changing the power of the meniscus drive pulse used in the first, second, and fourth embodiments according to the environment.
[0127]
In this embodiment, the temperature around the head 17 is measured by the thermistor 19, and the CPU 11 determines the amplitude V1 of the meniscus driving pulse according to the measured temperature, and changes the power.
[0128]
With this configuration, even when the ink viscosity changes due to the environmental temperature, the meniscus drive can be executed in response to the change. It is also possible to use conditions other than temperature (humidity, air pressure, ink pressure in the head, ink viscosity, etc.) in order to prevent drying of the ink.
[0129]
That is, since the vibration state of the meniscus driving is controlled by the environmental condition, the ink is stably dried in accordance with the viscosity of the ink which changes depending on the temperature and humidity.
[0130]
[Sixth Embodiment]
For the first large power pulse used in the third and fourth embodiments described above, a stable operation can be obtained by changing this power according to the environment.
[0131]
In this embodiment, the temperature around the head 17 is measured by the thermistor 19, and the CPU 11 determines the amplitude V3 of the meniscus driving pulse according to the measured temperature, and changes the power.
[0132]
With this configuration, even when the ink viscosity changes due to the environmental temperature, it is possible to reliably discharge the ink droplets in response to the change. It is also possible to use conditions other than temperature (humidity, air pressure, ink pressure in the head, ink viscosity, etc.) in order to prevent drying of the ink.
[0133]
That is, since the amplitude of the first pulse is controlled by environmental conditions, reliable ejection of ink droplets can be realized in accordance with the viscosity of the ink that changes depending on the temperature and humidity.
[0134]
[Seventh Embodiment]
The meniscus driving pulse used in the first, second, and fourth embodiments is arranged before the ejection pulse corresponding to the image data within one pixel period.
[0135]
As described above, when the drive signal corresponding to the image data is generated, the meniscus drive pulse is positioned before the discharge pulse, so that the ink surface at the nozzle tip is vibrated immediately before the discharge of the ink droplet for each pixel. In this state, the ink droplets can be reliably discharged even during printing.
[0136]
Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0137]
[Eighth Embodiment]
The meniscus driving pulse used in the first, second, and fourth embodiments described above is arranged after the ejection pulse corresponding to the image data within one pixel period.
[0138]
As described above, when the driving signal corresponding to the image data is generated, the meniscus driving pulse is positioned after the ejection pulse, so that a pulse other than the pulse corresponding to the image data is generated within the time set for each pixel. Extra time can be used, and the ink surface at the tip of the nozzle can be kept in a vibrating state before the ink droplet of the next pixel is discharged, so that reliable ink droplet discharge can be realized. .
[0139]
It should be noted that the time for each pixel is determined so that an extra time is generated so as not to cause a problem due to various fluctuations such as a jitter of a motor or an individual difference of a device. Since this extra time occurs after the ejection pulse and before the start of the next pixel, arranging the meniscus drive pulse after the ejection pulse eliminates waste of time. Further, since an extra time is used here, it is not necessary to increase the time required for one pixel.
[0140]
Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0141]
Using this extra time, it becomes possible to output a plurality of meniscus driving pulses. For this reason, it is possible to reliably prevent the discharge nozzle from drying.
[0142]
In this embodiment, the driver 36 is supplied with a drive signal waveform shown in FIG. This drive signal waveform is composed of seven pulses for ejecting ink corresponding to gradations 0 to 7, and at least one pulse for vibrating the meniscus (meniscus driving).
[0143]
Here, the amplitude (voltage) of the meniscus driving pulse is set such that the meniscus driving can be sufficiently performed without discharging ink, as in the above-described embodiment.
[0144]
An ejection signal (FIG. 11 (d) to (k)) generated by the digital comparator 33 and added with an additional signal after the ejection pulse by the driver 36 based on the signal from the drive waveform generation circuit 15 and the driving signal According to the signal waveform (FIG. 10A), the driver 36 outputs a drive signal (ejection pulse + meniscus drive pulse) as shown in FIGS. 10B to 10F.
[0145]
When a predetermined timing has elapsed from the eighth counter signal, a reset signal RST is output from the control circuit 23 to the 3-bit counter 37, and the count values DC0 to DC2 are reset. In addition, the reset signal RST starts the comparison related to the first ejection signal of the next pixel.
[0146]
As described above, regardless of the discharge of ink droplets for each pixel, the ink surface at the nozzle tip is kept in a vibrating state without discharging droplets from the nozzle for each pixel. Drying will be prevented.
[0147]
Further, by locating the pulse for oscillating after the ejection pulse as described above, it is possible to use an extra time other than the pulse corresponding to the image data in the time determined for each pixel. In addition, the ink surface at the tip of the nozzle can be kept in a vibrating state before the ink droplet of the next pixel is discharged, so that the ink droplet can be reliably discharged.
[0148]
Therefore, by providing a plurality of meniscus drive pulses within one pixel period as a drive signal waveform stored in the line memory, one or a plurality of meniscus drive pulses are generated according to the time actually generated after the ejection pulse. Can be output.
[0149]
Note that the eighth embodiment is characterized in that a meniscus drive pulse is provided in addition to the ejection pulse in the period of each pixel, so that it can be applied to the case of 1-bit image data.
[0150]
Further, the eighth embodiment can be combined with the third embodiment in which the amplitude of the first ejection pulse is increased. The synergistic effect of the effects of the eighth embodiment and the eighth embodiment further enhances the effects of preventing the drying of the ink and reliably discharging the ink droplets.
[0151]
[Ninth Embodiment]
In the ninth embodiment, the meniscus drive pulse described in the above embodiment is arranged before and after an ejection pulse corresponding to image data within one pixel period.
[0152]
First, by positioning the meniscus drive pulse before the ejection pulse, the ink surface at the tip of the nozzle can be kept in a vibrating state just before the ejection of the ink droplet for each pixel, and the ink droplet can be reliably maintained during printing. Is achieved.
[0153]
By locating the meniscus driving pulse after the ejection pulse, it is possible to use an extra time other than the pulse corresponding to the image data in the time determined for each pixel, and The ink surface at the tip of the nozzle can be kept in a vibrating state before the ink droplets are ejected from the pixels, and the ink droplets can be ejected reliably.
[0154]
Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0155]
In this embodiment, the driver 36 is supplied with a drive signal waveform shown in FIG. The drive signal waveform includes at least one pulse for vibrating the meniscus (meniscus drive), seven pulses for ejecting ink corresponding to gradations 0 to 7, and at least one pulse for vibrating the meniscus (meniscus drive). It is composed of
[0156]
Then, in a portion having no image (a pixel where ink is not ejected), a meniscus is vibrated without ejecting ink by giving a signal of gradation 0.
Here, the amplitude (power) of the meniscus driving pulse is set so that the meniscus driving can be sufficiently performed without discharging the ink, as in the embodiment described above.
[0157]
Then, based on the signal generated by the digital comparator 33 and based on the signal from the drive waveform generating circuit 15, the driver 36 adds the additional signal before and after the discharge pulse by the driver 36, and the drive signal waveform (FIG. 12A )), The driver 36 outputs a drive signal (meniscus drive pulse + ejection pulse + meniscus drive pulse) as shown in FIGS. 12 (b) to 12 (f).
[0158]
As described above, regardless of the discharge of ink droplets for each pixel, the ink surface at the nozzle tip is kept in a vibrating state without discharging droplets from the nozzle for each pixel. Drying will be prevented.
[0159]
Further, by arranging the pulse for oscillating before and after the ejection pulse as described above, the ejection of the ink droplets of the corresponding pixel and the next pixel can be performed within the time determined for each pixel. The ink surface at the tip of the nozzle can be kept in a vibrating state before the ink droplets are reliably discharged even during printing.
[0160]
Note that the ninth embodiment is characterized in that a meniscus driving pulse is provided in addition to the ejection pulse in the period of each pixel, so that it can be applied to the case of 1-bit image data.
[0161]
Further, the ninth embodiment can be combined with the third embodiment in which the amplitude of the first ejection pulse is increased. The synergistic effect of the effects of the ninth embodiment and the ninth embodiment further enhances the effect of preventing the drying of the ink and the reliable discharge of the ink droplets.
[0162]
[Other Embodiments (1)]
The meniscus driving pulse in each of the above-described first, second, fourth to ninth embodiments has a substantially similar shape to the ejection pulse, and has a different amplitude (FIG. 13A).
[0163]
However, since the meniscus driving pulse is not for ejecting ink droplets but for driving the meniscus, another waveform can be used. For example, a half cycle as shown in FIG. 13B is possible, and the effect of meniscus driving can be obtained. Further, as shown in FIG. 13 (c), it is possible to make one cycle a single polarity by turning over, and the effect of meniscus driving can be obtained.
[0164]
Note that not only the first, second, and fourth embodiments but also the meniscus driving pulse in the eighth embodiment can have the same waveform, and the same effect can be obtained.
[0165]
[Other Embodiments (2)]
In the second embodiment, when a meniscus drive pulse is output in a region other than the image forming area, the meniscus drive pulse substantially similar to the ejection pulse (FIG. 14A) and the meniscus drive pulse are folded back. 14B, a meniscus drive pulse having a substantially similar shape to the ejection pulse, an intermittent meniscus drive pulse substantially similar to the ejection pulse (FIG. 14C), and a meniscus drive pulse substantially similar to the ejection pulse. Various deformations are possible as in a meniscus driving pulse for a half cycle (FIG. 14D).
[0166]
Also in this case, since the ink droplets are not ejected but are for meniscus driving, various waveform deformations and cycle changes are possible within a range where effective meniscus driving can be performed.
[0167]
[Other Embodiments (3)]
Incidentally, in the block diagram shown in FIG. 2, the latch 32 can be omitted. That is, when starting the ink discharge operation by the head 17, DATA0 to DATA2 are sequentially input to the first memory (128-bit × 3 shift register) in synchronization with CLKIN. At the stage when the input to all the 128 registers is completed, the input of CLKIN is stopped, and the contents of the registers are fixed.
[0168]
In this state, the first memory is in the same state as the second memory. That is, each 3-bit register is sequentially compared with the outputs of the count-up outputs D0 to D2 of the counter 37 and input to the selection gate. This period is a period during which ink is ejected from the head.
[0169]
At the stage when the data in the register has been subjected to the parallel-serial conversion by the comparator, the data input to the first memory, that is, CLKIN is released, and the next data can be input.
[0170]
In this example, ink cannot be ejected from the head 17 while data is being input to the first memory, but the period during which this data is being input, that is, the transfer time, is longer than the ink ejection period. If the length is short, almost the same effect can be expected without having the second memory.
[0171]
[Other Embodiments [4]]
Further, the head 17 may be a line head arranged in a printing width along the main scanning direction, and the operation of each embodiment of the present invention as described above can be performed.
[0172]
[Other Embodiment Example 5]
In each of the above embodiments, an ink jet printer using four color inks of Y, M, C, and K has been described as an example. However, a case where other colors are used, a case where only a single color is used, and a case where another color is used. Even when the number of gradations is used, it is possible to reliably discharge ink droplets and prevent ink drying by the configuration and operation described in each embodiment.
[0173]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the inventions described in this specification, the following effects can be obtained.
[0174]
(1) According to the first aspect of the present invention, a drive signal including a pulse for vibrating the liquid surface at the tip of the nozzle without ejecting a droplet from the nozzle is generated for a pixel that does not eject ink. I am trying to do it.
[0175]
By oscillating the droplet surface even for pixels that do not eject ink droplets in the image forming area by such a drive signal, droplets can be ejected from the nozzle for each pixel regardless of the ejection of ink droplets. Since the ink surface at the nozzle tip is kept in a vibrating state without discharging the ink, drying of the ink is prevented. Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0176]
(2) In the ink jet printer according to the second aspect of the invention, the drive unit generates a drive signal including a pulse for vibrating the liquid surface at the tip of the nozzle without discharging the droplet from the nozzle except in the image forming area. are doing.
[0177]
With such a drive signal, the ink surface at the tip of the nozzle is kept in a vibrating state without discharging the droplet from the nozzle in the area other than the image forming area, so that the drying of the ink is prevented. Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0178]
(3) In the inkjet printer according to the third aspect of the invention, when generating a drive signal of a plurality of pulses corresponding to the image data of a plurality of bits, a drive signal in which the first pulse has a larger power than other pulses is used as the drive means. Has been generated.
[0179]
With such a driving signal, since the first pulse for discharging the ink droplet from the nozzle in each pixel has a large power, the reliable discharge of the ink droplet is realized. Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0180]
(4) In the ink jet printer according to the fourth aspect, when generating a drive signal corresponding to image data, a pulse for vibrating the liquid surface at the tip of the nozzle without discharging the droplet from the nozzle is included. The drive signal is generated by the drive means.
[0181]
With such a drive signal, the ink surface at the nozzle tip is kept in a vibrating state without ejecting the droplet from the nozzle regardless of the ejection of the ink droplet for each pixel, so that the ink is dried. Will be prevented. Further, in the invention of the ink jet printer, when generating a drive signal of a plurality of pulses corresponding to the image data of a plurality of bits, the drive means generates a drive signal in which the first pulse has a larger electric power than other pulses. .
[0182]
With such a driving signal, since the first pulse for discharging the ink droplet from the nozzle in each pixel has a large power, the reliable discharge of the ink droplet is realized. Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0183]
(5) In the ink jet printer according to the fifth aspect, when generating a drive signal corresponding to image data, the liquid surface at the tip of the nozzle is vibrated according to environmental conditions without discharging a droplet from the nozzle. The drive means generates a drive signal including a pulse.
[0184]
In this way, the driving signal whose power is controlled according to the environmental conditions keeps the ink surface at the tip of the nozzle vibrating without ejecting the droplet from the nozzle regardless of the ejection of the ink droplet for each pixel. Therefore, drying of the ink is prevented. Since the vibration state is controlled by the environment, the drying of the ink is efficiently prevented in accordance with the viscosity of the ink which changes depending on the temperature and humidity. Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0185]
(6) In the invention of the ink jet printer according to the sixth aspect, when generating a drive signal of a plurality of pulses (the first pulse and the remaining pulse) corresponding to the image data of a plurality of bits, the drive unit operates according to the environmental conditions. Controlling power.
[0186]
With such a drive signal, the first pulse for discharging the ink droplets from the nozzles and the remaining pulses are controlled so as to have a large power in each pixel, so that the ink droplets can be reliably discharged and the ink droplets can be reliably discharged. Ink droplets can always be controlled to the same speed and the same amount of droplets.
[0187]
Since the power of the pulse is controlled by the environment, the ejection of the ink is stably performed according to the viscosity of the ink which changes depending on the temperature and the humidity. Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0188]
(7) In the ink jet printer according to the seventh aspect, at least one of temperature and humidity is used as an environmental condition when controlling the vibration state according to the fifth aspect or controlling the state of a plurality of pulses according to the sixth aspect. Is used.
[0189]
In this way, the drive signal whose power is controlled according to at least one of the temperature and the humidity causes the ink surface at the tip of the nozzle to vibrate without discharging the droplet from the nozzle regardless of the discharge of the ink droplet for each pixel. Since the state is maintained, the drying of the ink is prevented. Since the vibration state is controlled by the environment, the drying of the ink is performed stably according to the viscosity of the ink which changes depending on the temperature and humidity. Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0190]
(8) In the inkjet printer according to the eighth aspect, when generating a drive signal according to the image data, a pulse for vibrating the liquid surface at the tip of the nozzle without ejecting a droplet from the nozzle is used to generate an image. The drive signal is generated so as to be located before the pulse corresponding to the data.
[0191]
By locating the pulse for vibration in front in this way, the ink surface at the nozzle tip can be kept in a vibrating state immediately before the ejection of the ink droplet for each pixel, and the ink liquid can be reliably maintained even during printing. Drop ejection is realized. Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[0192]
(9) In the ink jet printer according to the ninth aspect, when generating a drive signal according to the image data, a pulse for vibrating the liquid surface at the tip of the nozzle without discharging the droplet from the nozzle is used to generate an image. The drive signal is generated so as to be located after the pulse corresponding to the data.
[0193]
By arranging the pulse for oscillating in this way, it is possible to use an extra time other than the pulse corresponding to the image data in the time determined for each pixel, and The ink surface at the tip of the nozzle can be kept in a vibrating state before the ink droplets are ejected from the pixels, and the ink droplets can be ejected reliably. Therefore, it is possible to realize an ink jet printer that can avoid an adverse effect on an image due to drying of a discharge nozzle without wasting ink and image forming time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit block diagram illustrating a circuit configuration of the entire inkjet printer 1. FIG.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a head driver in detail.
FIG. 3 is a perspective view showing a main part of the ink jet printer.
FIG. 4 is a timing chart for explaining generation of a drive signal for performing ejection of all eight gradations.
FIG. 5 is a timing chart in gradation recording when all eight gradations are set.
FIG. 6 is a waveform diagram showing an example of a drive signal waveform composed of one meniscus drive pulse and seven pulses for ejecting ink corresponding to gradations 0 to 7;
FIG. 7 is a schematic diagram showing the inside of the image forming area and the outside of the image forming area together with the moving direction of the carriage 2.
FIG. 8 is a waveform diagram showing an example of a drive signal waveform composed of seven pulses for ejecting ink corresponding to gradations 0 to 7;
FIG. 9 is a waveform diagram showing an example of a drive signal waveform composed of one meniscus drive pulse and seven pulses for ejecting ink corresponding to gradations 0 to 7;
FIG. 10 is a waveform diagram showing an example of a drive signal waveform composed of seven pulses for ejecting ink corresponding to gradations 0 to 7 and at least one meniscus drive pulse.
FIG. 11 is a timing chart in gradation recording when all eight gradations are set.
FIG. 12 shows an example of a drive signal waveform composed of one meniscus drive pulse, seven pulses for ejecting ink corresponding to gradations 0 to 7, and at least one meniscus drive pulse. It is a waveform diagram shown.
FIG. 13 is a waveform diagram showing another example of a drive signal waveform composed of one meniscus drive pulse and seven pulses for ejecting ink corresponding to gradations 0 to 7;
FIG. 14 is a waveform diagram showing another example of a drive signal waveform composed of a meniscus drive pulse.
FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating the principle of an ink jet printer.
[Explanation of symbols]
1 Inkjet printer
2 carriage
5 Flexible cable
7 Encoder
9 Control board
11 CPU
12 page memory
13 line memory
14 Interface
15 Drive waveform generation circuit
16 Head Driver
17 head
19 Thermistor
20 ROM
23 Control circuit
31 shift register
32 latch
33 Digital Comparator
34 Selection Gate
35 level shifter
36 drivers
37 counter

Claims

Discharge pulse generating means for generating a discharge pulse according to image data of each pixel;
A head that discharges ink from nozzles based on a discharge pulse generated by the discharge pulse generation unit,
Prior to the ejection pulse generated by the ejection pulse generation unit, a meniscus drive pulse generation unit that generates a meniscus drive pulse that vibrates the liquid surface at the nozzle tip without discharging droplets from the nozzle,
An ink jet printer comprising:

An ink jet printer capable of expressing gradation by changing the number of ink droplets forming one pixel,
Discharge pulse generating means for generating a number of discharge pulses according to each image data,
A head that discharges ink from nozzles based on a discharge pulse generated by the discharge pulse generation unit,
Prior to the ejection pulse generated by the ejection pulse generation unit, a meniscus drive pulse generation unit that generates a meniscus drive pulse that vibrates the liquid surface at the nozzle tip without discharging droplets from the nozzle,
An ink jet printer comprising:

The meniscus drive pulse generation unit generates a meniscus drive pulse corresponding to each pixel even when there is no ejection pulse generated by the ejection pulse generation unit.
3. The ink jet printer according to claim 1, wherein

A head that ejects ink droplets from nozzles based on a drive signal,
A drive signal waveform including a number of ejection pulses corresponding to each image data and a meniscus drive pulse for vibrating the liquid surface at the tip of the nozzle without ejecting droplets from the nozzle prior to the ejection pulse is output. Drive signal waveform output means for performing
Hi signal output means for outputting a signal whose portion corresponding to the meniscus drive pulse is always Hi and a signal whose portion corresponding to the image data is Hi according to the image data;
A driver for generating a drive signal from an AND of the drive signal waveform output from the drive signal waveform output means and the Hi signal output from the Hi signal output means, and supplying the generated drive signal to the head; ,
An ink jet printer comprising:

The image data is data having a plurality of gradations,
The ink jet printer according to claim 4, wherein:

A head that applies pressure to the liquid storage chamber by a drive signal to discharge droplets from the nozzle tip,
When generating a drive signal of a plurality of pulses corresponding to a plurality of bits of image data for expressing a gradation for each pixel, a drive signal in which a first pulse of the plurality of pulses has a voltage higher than the remaining pulses is generated. Drive means to
An ink jet printer comprising:

A head that applies pressure to the liquid storage chamber by a drive signal to discharge droplets from the nozzle tip,
A meniscus driving pulse for vibrating the liquid surface at the nozzle tip without discharging droplets from the nozzle, and a plurality of pulses corresponding to a plurality of bits of image data for expressing a gradation for each pixel, Drive means for generating an ejection pulse in which the first pulse of the above has a voltage larger than the remaining pulses,
An ink jet printer comprising:

Controlling the voltage of the meniscus driving pulse according to environmental conditions,
The inkjet printer according to any one of claims 1 to 5, wherein:

Controlling the voltage of the ejection pulse according to environmental conditions,
The ink jet printer according to any one of claims 1 to 5, or claim 7 or claim 8 .

The environmental condition is at least one of temperature and humidity;
10. The ink jet printer according to claim 8, wherein:

The drive unit generates a meniscus drive pulse for vibrating the liquid surface at the tip of the nozzle without discharging a droplet from the nozzle when generating a discharge pulse for each pixel according to the image data according to the image data. Placed before the pulse to eject the droplet,
The ink jet printer according to claim 7, wherein:

The drive unit generates a meniscus drive pulse for vibrating the liquid surface at the tip of the nozzle without discharging a droplet from the nozzle when generating a discharge pulse for each pixel according to the image data, according to the image data. Placed after the pulse to eject the droplet,
The ink jet printer according to claim 7, wherein: