JP2005022328A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧電振動子の寿命短縮が防止されたインクジェット式記録装置、広くは液体噴射装置を提供すること。
【解決手段】本発明の液体噴射装置に用いられる吐出駆動信号は、ベース電位で始まってベース電位で終わる一周期内に複数のパルス波形を有する周期信号である。吐出駆動信号は、その一周期中において、ベース電位から所定の駆動電位まで電位を上昇させる電位上昇波形と、第１乃至第３パルス波形と、駆動終了電位からベース電位まで電位を下降させる電位下降波形と、を備える。各パルス波形は、駆動電位を始端電位としベース電位まで一旦電位を下降させる引き要素と、ベース電位から駆動電位を上回る所定のピーク電位まで電位を上昇させ、その後再度電位を所定の駆動電位まで下降させる駆動要素と、を有する。
【選択図】 図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズル開口から液体滴を吐出させる液体噴射装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクジェット式プリンタやインクジェット式プロッタ等のインクジェット式記録装置（液体噴射装置の一種）は、記録ヘッド（ヘッド部材）を主走査方向に沿って移動させると共に記録紙（印刷記録用媒体の一種）を副走査方向に沿って移動させ、この移動に連動して記録ヘッドのノズル開口からインク滴を吐出させることにより、記録紙上に画像（文字）を記録する。このインク滴の吐出は、例えば、ノズル開口に連通した圧力発生室を膨張・収縮させることで行われる。
【０００３】
圧力発生室の膨張・収縮は、例えば、圧電振動子の変形を利用して行われる。このような記録ヘッドでは、供給される駆動パルスに応じて圧電振動子が変形し、これにより圧力室の容積が変化し、この容積変化によって圧力室内のインクに圧力変動が生じて、ノズル開口からインク滴が吐出する。
【０００４】
このような記録装置では、複数の駆動パルスを一連に接続してなる駆動信号が生成される。一方、階調情報を含む印字データが記録ヘッドに送信される。そして、当該送信された印字データに基づいて、必要な駆動パルスのみが前記駆動信号から選択されて圧電振動子に供給される。これにより、ノズル開口から吐出させるインク滴の量を、階調情報に応じて変化させている。
【０００５】
より具体的には、例えば、非記録の印字データ（階調情報００）、小ドットの印字データ（階調情報０１）、中ドットの印字データ（階調情報１０）、及び、大ドットの印字データ（階調情報１１）からなる４階調を設定したプリンタにおいては、それぞれの階調に応じて、インク量の異なるインク滴が吐出される。
【０００６】
前記のような４階調の記録を実現するためには、例えば図１３に示すような駆動信号が用いられ得る。図１３に示すように、この駆動信号は、期間ＰＡＴ１に配置された第１パルス信号ＰＡＰＳ１と、期間ＰＡＴ２に配置された第２パルス信号ＰＡＰＳ２と、期間ＰＡＴ３に配置された第３パルス信号ＰＡＰＳ３とを一連に接続してあり、記録周期ＰＡＴＡで繰り返し発生するパルス列波形信号である。
【０００７】
この場合、第１パルス信号ＰＡＰＳ１が第１の駆動パルスＰＡＤＰ１であり、第２パルス信号ＰＡＰＳ２が第２の駆動パルスＰＡＤＰ２であり、第３パルス信号ＰＡＰＳ３が第３の駆動パルスＰＡＤＰ３である。
【０００８】
これらの第１の駆動パルスＰＡＤＰ１、第２の駆動パルスＰＡＤＰ２及び第３の駆動パルスＰＡＤＰ３は、何れも同じ波形形状であり、それぞれ単独でインク滴を吐出可能な信号である（例えば、特許文献１参照）。すなわち、これらの各駆動パルスが圧電振動子に供給されることにより、小ドットを形成し得る量のインク滴がノズル開口から吐出される。
【０００９】
この場合、図１４に示すように、圧電振動子に供給する駆動パルスの数を増減することによって、階調制御を行うことができる。例えば、駆動パルスを１つ供給することで小ドットの記録を行い、駆動パルスを２つ供給することで中ドットの記録を行い、駆動パルスを３つ供給することで大ドットの記録を行うことができる。
【００１０】
【特許文献１】
特開２０００−１３６７１３号公報（第１１Ｃ図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、図１３に示す中間電位ＶＭは、バイアス電圧と呼ばれるものである。圧電振動子には常時、このバイアス電圧が供給されている。つまり、圧電振動子の電位は、最低電位ＶＬと最高電位ＶＨとの間の中間状態に保たれている。このような中間状態を駆動開始時の状態としておくことにより、容積変化を膨張側にも収縮側にも生じさせることが可能である。
【００１２】
しかしながら、圧電振動子に対してバイアス電圧が長時間供給されることは、圧電振動子の寿命を短縮させ得る。特に高湿度環境下では、リーク電流の発生を完全に防止することが困難なので、バイアス電圧が圧電振動子に与える影響を無視できない場合がある。
【００１３】
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、圧電振動子の寿命短縮が防止されたインクジェット式記録装置、広くは液体噴射装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ノズル開口を有するヘッド部材と、ノズル開口部分の液体の圧力を変動させる圧力変動手段と、吐出データに基づいて、複数の階調データから一の選択階調データを設定する階調データ設定手段と、吐出駆動信号を生成する駆動信号発生手段と、選択階調データと吐出駆動信号とに基づいて、駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、駆動パルスに基づいて圧力変動手段を駆動させる制御本体部と、を備えた液体噴射装置であって、
吐出駆動信号は、ベース電位で始まってベース電位で終わる一周期内に複数のパルス波形を有する周期信号であり、
駆動パルス生成手段は、各階調データから吐出駆動信号の一周期に対応する矩形パルス列を生成し、当該矩形パルス列と吐出駆動信号とのＡＮＤによって駆動パルスを生成するようになっており、
吐出駆動信号は、一周期中において、
ベース電位から所定の第１駆動電位まで電位を上昇させる電位上昇波形と
第１駆動電位を始端電位とし、ベース電位まで一旦電位を下降させる第１引き要素と、ベース電位から第１駆動電位を上回る所定の第１ピーク電位まで電位を上昇させ、その後電位を所定の第２駆動電位まで下降させる第１駆動要素と、を有する第１パルス波形と、
第２駆動電位を始端電位とし、ベース電位まで一旦電位を下降させる第２引き要素と、ベース電位から第２駆動電位を上回る所定の第２ピーク電位まで電位を上昇させ、その後電位を所定の第３駆動電位まで下降させる第２駆動要素と、を有する第２パルス波形と、
第３駆動電位を始端電位とし、ベース電位まで一旦電位を下降させる第３引き要素と、ベース電位から第３駆動電位を上回る所定の第３ピーク電位まで電位を上昇させ、その後電位を所定の駆動終了電位まで下降させる第３駆動要素と、を有する第３パルス波形と、
駆動終了電位からベース電位まで電位を下降させる電位下降波形と
を有する周期信号である
ことを特徴とする液体噴射装置である。
【００１５】
本発明によれば、吐出駆動信号がベース電位で始まってベース電位で終わるため、少なくとも選択階調データが非吐出に対応する場合、圧力変動手段にはベース電位が供給されるのみで、すなわち、バイアス電圧が供給されないため、圧力変動手段の劣化を防止することができる。特に、圧力変動手段が圧電振動子を有している場合、バイアス電圧の供給が抑制されることによる寿命短縮防止効果は顕著である。ベース電位は、グランド電位である。
【００１６】
例えば、複数の階調データが、小ドット用データと、中ドット用データと、大ドット用データと、を有している場合、駆動パルス生成手段は、前記吐出駆動信号に基づいて、選択階調データが小ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第２引き要素とを駆動パルスとし、選択階調データが中ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第２パルス波形と第３引き要素とを駆動パルスとし、選択階調データが大ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第２パルス波形と第３パルス波形と電位下降波形とを駆動パルスとするようになっていることが好ましい。
【００１７】
この場合、選択階調データが小ドット用データである時、第２引き要素以後、圧力変動手段にはベース電位が供給されるのみであるから、圧力変動手段の劣化が顕著に防止され得る。また、選択階調データが中ドット用データである時は、第３引き要素以後、圧力変動手段にはベース電位が供給されるのみであるから、やはり圧力変動手段の劣化が防止され得る。そして、選択階調データが大ドット用データである時も、電位下降波形以後、圧力変動手段にはベース電位が供給されるのみであるから、圧力変動手段の劣化が防止され得る。
【００１８】
第２駆動電位は、第１駆動電位と同電位であってもよい。
【００１９】
このような吐出駆動信号では、例えば複数の階調データが、小ドット用データと、中ドット用データと、大ドット用データと、を有している場合、駆動パルス生成手段は、前記吐出駆動信号に基づいて、選択階調データが小ドット用データである時、電位上昇波形と第２パルス波形と第３引き要素とを駆動パルスとし、選択階調データが中ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第２パルス波形と第３引き要素とを駆動パルスとし、選択階調データが大ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第２パルス波形と第３パルス波形と電位下降波形とを駆動パルスとすることができる。この場合、小ドット用データに対応して吐出駆動信号の一周期の略中央の第２パルス波形が駆動パルスとして利用されるため、吐出される小ドットの液体滴の着弾位置の制御がより容易となる。
【００２０】
この場合も、選択階調データが小ドット用データである時、第３引き要素以後、圧力変動手段にはベース電位が供給されるのみであるから、圧力変動手段の劣化が顕著に防止され得る。また、選択階調データが中ドット用データである時も、第３引き要素以後、圧力変動手段にはベース電位が供給されるのみであるから、やはり圧力変動手段の劣化が防止され得る。そして、選択階調データが大ドット用データである時は、電位下降波形以後、圧力変動手段にはベース電位が供給されるのみであるから、圧力変動手段の劣化が防止され得る。
【００２１】
更に、第３駆動電位も、第１駆動電位と同電位であり得る。
【００２２】
このような吐出駆動信号では、例えば複数の階調データが、小ドット用データと、中ドット用データと、大ドット用データと、を有している場合、駆動パルス生成手段は、前記吐出駆動信号に基づいて、選択階調データが小ドット用データである時、電位上昇波形と第２パルス波形と第３引き要素とを駆動パルスとし、選択階調データが中ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第３パルス波形と電位下降波形とを駆動パルスとし、選択階調データが大ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第２パルス波形と第３パルス波形と電位下降波形とを駆動パルスとすることができる。この場合、中ドット用データに対応して第２パルス波形の前後の第１パルス波形と第３パルス波形とが駆動パルスとして利用されるため、吐出される中ドットの液体滴の着弾位置の制御がより容易となる。
【００２３】
あるいは、第３駆動電位のみ、第１駆動電位と同電位であってもよい。
【００２４】
このような吐出駆動信号でも、例えば複数の階調データが、小ドット用データと、中ドット用データと、大ドット用データと、を有している場合、駆動パルス生成手段は、前記吐出駆動信号に基づいて、選択階調データが小ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第２引き要素とを駆動パルスとし、選択階調データが中ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第３パルス波形と電位下降波形とを駆動パルスとし、選択階調データが大ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第２パルス波形と第３パルス波形と電位下降波形とを駆動パルスとすることができる。
【００２５】
また、第１引き要素と、第２引き要素と、第３引き要素とは、互いに同一の波形を有していることが好ましい。特には、第１引き要素と、第２引き要素と、第３引き要素とは、互いに同一の勾配を有する傾斜波形であることが好ましい。
【００２６】
更には、第１パルス波形と、第２パルス波形と、第３パルス波形とは、互いに同一の波形を有していることが好ましい。この場合、第１パルス波形乃至第３パルス波形は、従来より公知のマルチショット（ＭＳ）波形と同様となる。この場合、更に、第１パルス波形と、第２パルス波形と、第３パルス波形とは、それぞれ、５０ｋＨｚ以上の周波数に対応する時間内に配置されることが好ましい。マルチショット（ＭＳ）波形は、このような高周波駆動に適した波形である。
【００２７】
また、電位下降波形も、第１乃至第３引き要素と同一の波形を有していることが好ましい。
【００２８】
一方、電位上昇波形は、第１乃至第３引き要素の勾配よりも緩い勾配を有する傾斜波形であることが好ましい。換言すれば、電位上昇波形の時定数が、第１乃至第３引き要素の時定数よりも大きいことが好ましい。
【００２９】
また、本発明は、ノズル開口を有するヘッド部材と、ノズル開口部分の液体の圧力を変動させる圧力変動手段と、吐出データに基づいて、複数の階調データから一の選択階調データを設定する階調データ設定手段と、吐出駆動信号を生成する駆動信号発生手段と、選択階調データと吐出駆動信号とに基づいて、駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、駆動パルスに基づいて圧力変動手段を駆動させる制御本体部と、を備えた液体噴射装置であって、
吐出駆動信号は、ベース電位で始まってベース電位で終わる一周期内に複数のパルス波形を有する周期信号であり、
駆動パルス生成手段は、各階調データから吐出駆動信号の一周期に対応する矩形パルス列を生成し、当該矩形パルス列と吐出駆動信号とのＡＮＤによって駆動パルスを生成するようになっており、
吐出駆動信号は、一周期中において、
ベース電位から所定の第１駆動電位まで電位を上昇させる電位上昇波形と、
第１駆動電位を始端電位とし、ベース電位まで一旦電位を下降させる第１引き要素と、ベース電位から第１駆動電位を上回る所定の第１ピーク電位まで電位を上昇させ、その後電位を所定の第２駆動電位まで下降させる第１駆動要素と、を有する第１パルス波形と、
第２駆動電位を始端電位とし、ベース電位まで一旦電位を下降させる第２引き要素と、ベース電位から第２駆動電位を上回る所定の第２ピーク電位まで電位を上昇させ、その後電位を所定の駆動終了電位まで下降させる第２駆動要素と、を有する第２パルス波形と、
駆動終了電位からベース電位まで電位を下降させる電位下降波形と
を有する周期信号であることを特徴とする液体噴射装置である。
【００３０】
本発明によれば、吐出駆動信号がベース電位で始まってベース電位で終わるため、少なくとも選択階調データが非吐出に対応する場合、圧力変動手段にはベース電位が供給されるのみで、すなわち、バイアス電圧が供給されないため、圧力変動手段の劣化を防止することができる。特に、圧力変動手段が圧電振動子を有している場合、バイアス電圧の供給が抑制されることによる寿命短縮防止効果は顕著である。
【００３１】
例えば、複数の階調データが、小ドット用データと、大ドット用データと、を有している場合、駆動パルス生成手段は、前記吐出駆動信号に基づいて、選択階調データが小ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第２引き要素とを駆動パルスとし、選択階調データが中ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第２パルス波形と電位下降波形とを駆動パルスとするようになっていることが好ましい。
【００３２】
この場合、選択階調データが小ドット用データである時、第２引き要素以後、圧力変動手段にはベース電位が供給されるのみであるから、圧力変動手段の劣化が顕著に防止され得る。また、選択階調データが大ドット用データである時も、電位下降波形以後、圧力変動手段にはベース電位が供給されるのみであるから、圧力変動手段の劣化が防止され得る。
【００３３】
液体は、例えばインクであるが、インクに限定されない。液体の例としては、インクの他に、グルー、マニキュア、液体電極材料、生体有機物液体等が用いられ得る。更に、本発明は、液晶等の表示体におけるカラーフィルタの製造装置にも適用され得る。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００３５】
図１は、本実施の形態の液体噴射装置であるインクジェットプリンタ１の概略斜視図である。インクジェットプリンタ１において、キャリッジ２が、ガイド部材３に移動可能に取り付けられている。このキャリッジ２は、駆動プーリ４と遊転プーリ５との間に掛け渡されたタイミングベルト６に接続されている。駆動プーリ４は、パルスモータ７の回転軸に接合されている。以上のような構成により、キャリッジ２は、パルスモータ７の駆動によって、記録紙８の幅方向に移動（主走査）されるようになっている。
【００３６】
キャリッジ２における記録紙８との対向面（下面）には、記録ヘッド１０（ヘッド部材）が取り付けられている。
【００３７】
記録ヘッド１０は、図２に示すように、インクカートリッジ１１（図１参照）からのインクが供給されるインク室１２と、複数（例えば６４個）のノズル開口１３が副走査方向に列設されたノズルプレート１４と、ノズル開口１３のそれぞれに対応して複数設けられた圧力室１６と、を主に備える。圧力室１６は、圧電振動子１５の変形によって膨張・収縮するようになっている。
【００３８】
インク室１２と圧力室１６とは、インク供給口１７及び供給側連通孔１８を介して連通されている。また、圧力室１６とノズル開口１３とは、第１ノズル連通孔１９及び第２ノズル連通孔２０を介して連通されている。即ち、インク室１２から圧力室１６を通ってノズル開口１３に至る一連のインク流路が、ノズル開口１３毎に形成されている。
【００３９】
本実施の形態におけるノズルプレート１４は、撥インク処理ノズルプレート１４として構成してある。この撥インク処理ノズルプレート１４は、均一に形成された撥インク性皮膜をノズルプレート基板の表面上に担持させたものである。撥インク処理ノズルプレート１４は、貫通孔として設けられた複数個のノズル開口１３を含む。
【００４０】
ノズル開口１３は、記録紙８と対向するノズルプレート１４の外側の表面に、比較的小さい口径で開口している一方、第２ノズル連通孔２０側であるノズルプレートの裏側に、比較的大きい口径で開口している。このため、ノズル開口１３の内側壁面は、漏斗状、あるいは、コーン状となる。なお、前記の撥インク性皮膜は、ノズルプレート１４の少なくとも外側表面に形成される。
【００４１】
上記の圧電振動子１５は、所謂たわみ振動モードの圧電振動子１５である。たわみ振動モードの圧電振動子１５を用いると、充電により圧電振動子１５が電界と直交する方向に縮んで圧力室１６が収縮し、充電された圧電振動子１５を放電することにより、圧電振動子１５が電界と直交する方向に伸長して圧力室１６が膨張する。
【００４２】
すなわち、記録ヘッド１０では、圧電振動子１５に対する充放電に伴って、対応する圧力室１６の容量が変化する。このような圧力室１６の圧力変動を利用して、ノズル開口１３からインク滴を吐出させることができる。
【００４３】
なお、上記のたわみ振動モードの圧電振動子１５に代えて、いわゆる縦振動モードの圧電振動子を用いることも可能である。縦振動モードの圧電振動子は、充電による変形で圧力室を膨張させ、放電による変形で圧力室を収縮させる圧電振動子である。縦振動モードの圧電振動子を用いる場合、たわみ振動モードの圧電振動子１５を用いる場合と比較して、後述する波形信号の立ち上がりと立ち下がりとの関係が逆になる（正負が反転したものとなる）。
【００４４】
以上のように構成されたプリンタ１は、記録動作時においてキャリッジ２の主走査に同期させて、記録ヘッド１０からインクをインク滴として吐出させる。一方、キャリッジ２の往復移動に連動させてプラテンを回転し、記録紙８を紙送り方向に移動（即ち副走査）させる。この結果、記録紙８には、記録データに基づく画像や文字等が記録される。
【００４５】
次に、インクジェット式プリンタの電気的構成について説明する。図３に示すように、本プリンタ１は、プリンタコントローラ２３とプリントエンジン２４とを備えている。
【００４６】
プリンタコントローラ２３は、外部インターフェース（外部Ｉ／Ｆ）２５と、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ２６と、制御プログラム等を記憶したＲＯＭ２７と、ＣＰＵ等を含んで構成された制御部２８と、クロック信号（ＣＫ）を発生する発振回路２９と、記録ヘッド１０へ供給するための駆動信号（ＣＯＭ）を発生する駆動信号生成回路３０と、駆動信号や、印刷データ（吐出データ）に基づいて展開されたドットパターンデータ（ビットマップデータ）等をプリントエンジン２４に送信する内部インターフェース（内部Ｉ／Ｆ）３１と、を備えている。
【００４７】
外部Ｉ／Ｆ２５は、例えば、キャラクタコード、グラフィック関数、イメージデータ等によって構成される印刷データを、図示しないホストコンピュータ等から受信する。また、ビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレッジ信号（ＡＣＫ）が、外部Ｉ／Ｆ２５を通じて、ホストコンピュータ等に対して出力される。
【００４８】
ＲＡＭ２６は、受信バッファ、中間バッファ、出力バッファ及びワークメモリ（図示せず）を有している。そして、受信バッファは、外部Ｉ／Ｆ２５を介して受信された印刷データを一時的に記憶し、中間バッファは、制御部２８により変換された中間コードデータを記憶し、出力バッファは、ドットパターンデータを記憶する。ここで、ドットパターンデータとは、中間コードデータをデコード（翻訳）することにより得られる印字データである。
【００４９】
ＲＯＭ２７には、各種データ処理を行わせるための制御プログラム（制御ルーチン）の他に、フォントデータ、グラフィック関数等が記憶されている。
【００５０】
制御部２８は、ＲＯＭ２７に記憶された制御プログラムに従って各種の制御を行う。例えば、受信バッファ内の印刷データを読み出すと共にこの印刷データを変換して中間コードデータとし、当該中間コードデータを中間バッファに記憶させる。また、制御部２８は、中間バッファから読み出した中間コードデータを解析し、ＲＯＭ２７に記憶されているフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して、ドットパターンデータに展開（デコード）する。そして、制御部２８は、必要な装飾処理を施した後に、このドットパターンデータを出力バッファに記憶させる。各ドットパターンデータは、階調情報として、この場合２ビットのデータからなる。すなわち、制御部２８は、階調データ設定手段として機能する。
【００５１】
記録ヘッド１０の１回の主走査により記録可能な１行分のドットパターンデータが得られたならば、当該１行分のドットパターンデータが、出力バッファから内部Ｉ／Ｆ３１を通じて順次記録ヘッド１０に出力される。出力バッファから１行分のドットパターンデータが出力されると、展開済みの中間コードデータが中間バッファから消去され、次の中間コードデータについての展開処理が行われる。
【００５２】
さらに、制御部２８は、タイミング信号発生手段の一部を構成し、内部Ｉ／Ｆ３１を通じて記録ヘッド１０にラッチ信号（ＬＡＴ）やチャンネル信号（ＣＨ）を供給する。これらのラッチ信号やチャンネル信号は、駆動信号（ＣＯＭ）を構成するパルス信号の各波形要素の供給開始タイミングを規定する。
【００５３】
一方、プリントエンジン２４は、紙送り機構としての紙送りモータ３５と、キャリッジ送り機構としてのパルスモータ７と、記録ヘッド１０の電気駆動系３３と、を含んで構成してある。紙送りモータ３５は、プラテン３４（図１参照）を回転させて記録紙８を移動させ、パルスモータ７は、タイミングベルト６を介してキャリッジ２を走行させる。
【００５４】
記録ヘッド１０の電気駆動系３３は、図３に示すように、第１シフトレジスタ３６及び第２シフトレジスタ３７からなるシフトレジスタ回路と、第１ラッチ回路３９及び第２ラッチ回路４０からなるラッチ回路と、デコーダ４２と、制御ロジック４３と、レベルシフタ４４と、スイッチ回路４５と、圧電振動子１５とを備えている。
【００５５】
これらの各シフトレジスタ、各ラッチ回路、デコーダ、スイッチ回路及び圧電振動子は、それぞれ、図４に示すように、記録ヘッド１０の各ノズル開口１３毎に設けた第１シフトレジスタ３６Ａ〜３６Ｎ、第２シフトレジスタ３７Ａ〜３７Ｎ、第１ラッチ回路３９Ａ〜３９Ｎ、第２ラッチ回路４０Ａ〜４０Ｎ、テコーダ４２Ａ〜４２Ｎ、スイッチ回路４５Ａ〜４５Ｎ及び圧電振動子１５Ａ〜１５Ｎから構成されている。
【００５６】
このような電気駆動系３３によって、記録ヘッド１０は、プリンタコントローラ２３からの印字データ（階調情報）に基づいてインク滴を吐出する。プリントコントローラ２３からの印字データ（ＳＩ）は、発振回路２９からのクロック信号（ＣＫ）に同期して、内部Ｉ／Ｆ３１から第１シフトレジスタ３６及び第２シフトレジスタ３７にシリアル伝送される。
【００５７】
プリンタコントローラ２３からの印字データは、上記したように２ビットのデータである。具体的には、非記録、小ドット、中ドット、大ドットからなる４階調について、非記録が（００）であり、小ドットが（０１）であり、中ドットが（１０）であり、大ドットが（１１）で表されている。
【００５８】
このような印字データは、各ドット毎、即ち、各ノズル開口１３毎に設定される。そして、全てのノズル開口１３に関して下位ビットのデータが第１シフトレジスタ３６（３６Ａ〜３６Ｎ）に入力され、全てのノズル開口１３に関して上位ビットのデータが第２シフトレジスタ３７（３７Ａ〜３７Ｎ）に入力される。
【００５９】
図３に示すように、第１シフトレジスタ３６には、第１ラッチ回路３９が電気的に接続されている。同様に、第２シフトレジスタ３７には、第２ラッチ回路４０が電気的に接続されている。そして、プリントコントローラ２３からのラッチ信号（ＬＡＴ）が各ラッチ回路３９，４０に入力されると、第１ラッチ回路３９は印字データの下位ビットのデータをラッチし、第２ラッチ回路４０は印字データの上位ビットをラッチする。
【００６０】
このように、第１シフトレジスタ３６及び第１ラッチ回路３９からなる回路ユニットと、第２シフトレジスタ３７及び第２ラッチ回路４０からなる回路ユニットは、それぞれが記憶回路として機能する。すなわち、これらの回路ユニットは、デコーダ４２に入力される前の印字データ（階調情報）を一時的に記憶する。
【００６１】
各ラッチ回路３９、４０でラッチされた印字データは、デコーダ４２Ａ〜４２Ｎに入力される。デコーダ４２は、２ビットの印字データ（階調データ）を翻訳してパルス選択データ（パルス選択情報）を生成する。パルス選択データは、階調データに等しいかそれよりも多い複数ビットで構成され、各ビットは駆動信号（ＣＯＭ）を構成する各波形要素に対応している。そして、各ビットの内容（例えば、（０），（１））に応じて、圧電振動子１５に対する波形要素の供給／非供給が選択されるようになっている。なお、駆動信号（ＣＯＭ）及び波形要素の供給についての詳細は、後述される。
【００６２】
一方、デコーダ４２には、制御ロジック４３からのタイミング信号も入力される。制御ロジック４３は、制御部２８と共にタイミング信号発生手段として機能し、ラッチ信号（ＬＡＴ）やチャンネル信号（ＣＨ）に基づいてタイミング信号を発生する。
【００６３】
デコーダ４２によって翻訳されたパルス選択データは、上位ビット側から順に、タイミング信号によって規定されるタイミングが到来する毎にレベルシフタ４４に入力される。例えば、記録周期における最初のタイミングではパルス選択データの最上位ビットのデータがレベルシフタ４４に入力され、２番目のタイミングではパルス選択データにおける２番目のビットのデータがレベルシフタ４４に入力される。
【００６４】
レベルシフタ４４は、電圧増幅器として機能し、パルス選択データが「１」の場合には、スイッチ回路４５を駆動できる電圧、例えば数十ボルト程度の電圧に昇圧された電気信号を出力する。
【００６５】
レベルシフタ４４で昇圧された「１」のパルス選択データは、駆動パルス生成手段及び制御本体部として機能するスイッチ回路４５に供給される。このスイッチ回路４５は、印字データの翻訳により生成されたパルス選択データに基づき、駆動信号（ＣＯＭ）に含まれる波形要素を選択して駆動パルスを生成すると共に、当該駆動パルスを圧電振動子１５に供給するものである。従って、スイッチ回路４５の入力側には、駆動信号生成回路３０からの駆動信号（ＣＯＭ）が供給されるようになっており、その出力側には圧電振動子１５が接続されている。
【００６６】
パルス選択データは、スイッチ回路４５の作動を制御する。例えば、スイッチ回路４５に加わるパルス選択データが「１」である期間中は、スイッチ回路４５が接続状態になり、駆動信号の駆動パルスが圧電振動子１５に供給される。この結果、圧電振動子１５の電位レベルが変化する。
【００６７】
一方、スイッチ回路４５に加わるパルス選択データが「０」の期間中は、レベルシフタ４４からスイッチ回路４５を作動させる電気信号が出力されない。このため、スイッチ回路４５が切断状態になり、駆動信号の駆動パルスが圧電振動子１５に供給されない。パルス選択データが「０」の期間においては、圧電振動子１５は、パルス選択データが「０」に切り換わる直前の電位レベルを維持する。
【００６８】
次に、駆動信号生成回路３０が生成する駆動信号（ＣＯＭ）と、この駆動信号によるインク滴の吐出制御について詳細に説明する。
【００６９】
駆動信号（ＣＯＭ）の一例が、図５に示される。図５に示すように、駆動信号Ａは、期間Ｔ１に配置された電位上昇波形ＲＷと、期間Ｔ２に配置された第１パルス波形ＰＷ１と、期間Ｔ３に配置された第２パルス波形ＰＷ２と、期間Ｔ４に配置された第３パルス波形ＰＷ３と、期間Ｔ５に配置された電位下降波形ＦＷと、を一連に接続してあり、記録周期ＴＡで繰り返し発生するパルス列波形信号である。
【００７０】
電位上昇波形ＲＷは、ベース電位ＶＢから第１駆動電位ＶＭ１まで電位を勾配θＲで直線的に上昇させる波形である。ベース電位ＶＢは、グランド電位である。
【００７１】
第１パルス波形ＰＷ１は、第１駆動電位ＶＭ１から勾配θ１１に沿ってベース電位ＶＢまで電位を下降する第１放電要素Ｐ１１と、このベース電位ＶＢを短い時間維持する第１ホールド要素Ｐ１２と、ベース電位ＶＢから急勾配θ１２に沿って最高電位ＶＨ１まで極く短時間で電位を上昇させる第１充電要素Ｐ１３と、最高電位を維持する第２ホールド要素Ｐ１４と、最高電位ＶＨ１から勾配θ１３に沿って第２駆動電位ＶＭ２まで電位を下降させる第２放電要素Ｐ１５と、を有している。
【００７２】
第１放電要素Ｐ１１が第１引き要素を構成し、期間Ｔ２１内に配置され、第１充電要素Ｐ１３、第２ホールド要素Ｐ１４及び第２放電要素Ｐ１５が第１駆動要素を構成し、期間Ｔ２２内に配置されている。また、本実施の形態では、第２駆動電位ＶＭ２は第１駆動電位ＶＭ１と一致している。
【００７３】
第２パルス波形ＰＷ２は、第２駆動電位ＶＭ２から勾配θ２１に沿ってベース電位ＶＢまで電位を下降する第１放電要素Ｐ２１と、このベース電位ＶＢを短い時間維持する第１ホールド要素Ｐ２２と、ベース電位ＶＢから急勾配θ２２に沿って最高電位ＶＨ２まで極く短時間で電位を上昇させる第１充電要素Ｐ２３と、最高電位を維持する第２ホールド要素Ｐ２４と、最高電位ＶＨ２から勾配θ２３に沿って第３駆動電位ＶＭ３まで電位を下降させる第２放電要素Ｐ２５と、を有している。
【００７４】
第１放電要素Ｐ２１が第２引き要素を構成し、期間Ｔ３１内に配置され、第１充電要素Ｐ２３、第２ホールド要素Ｐ２４及び第２放電要素Ｐ２５が第２駆動要素を構成し、期間Ｔ３２内に配置されている。また、本実施の形態では、第３駆動電位ＶＭ３は第２駆動電位ＶＭ２と一致している。
【００７５】
第３パルス波形ＰＷ３は、第３駆動電位ＶＭ３から勾配θ３１に沿ってベース電位ＶＢまで電位を下降する第１放電要素Ｐ３１と、このベース電位ＶＢを短い時間維持する第１ホールド要素Ｐ３２と、ベース電位ＶＢから急勾配θ３２に沿って最高電位ＶＨ３まで極く短時間で電位を上昇させる第１充電要素Ｐ３３と、最高電位を維持する第２ホールド要素Ｐ３４と、最高電位ＶＨ３から勾配θ３３に沿って駆動終了電位ＶＭ４まで電位を下降させる第２放電要素Ｐ３５と、を有している。
【００７６】
第１放電要素Ｐ３１が第３引き要素を構成し、期間Ｔ４１内に配置され、第１充電要素Ｐ３３、第２ホールド要素Ｐ３４及び第２放電要素Ｐ３５が第３駆動要素を構成し、期間Ｔ４２内に配置されている。また、本実施の形態では、駆動終了電位ＶＭ４は第３駆動電位ＶＭ３と一致している。
【００７７】
これらの第１パルス波形ＰＷ１、第２パルス波形ＰＷ２及び第３パルス波形ＰＷ３は、それぞれ単独でインク滴を吐出可能な信号である。
【００７８】
これらの各パルス波形が圧電振動子１５に供給されると、小ドットを形成し得る量のインク滴がノズル開口１３から吐出される。
【００７９】
より具体的には、第１放電要素Ｐ１１、Ｐ２１、Ｐ３１が供給されて圧電振動子１５が中間電位ＶＭ１、ＶＭ２、ＶＭ３から放電されることにより、圧力発生室１６の容積は、基準容積から最大容積まで膨張する。そして、第１充電要素Ｐ１３、Ｐ２３、Ｐ３３により、圧力発生室１６は最小容積まで急激に収縮する。この圧力発生室１６の収縮状態は第２ホールド要素Ｐ１４、Ｐ２４、Ｐ３４が供給されている期間に亘って維持される。この圧力発生室１６の急激な収縮及び収縮状態の保持により、圧力発生室１６内のインク圧力が急速に高まりノズル開口１３からはインク滴が吐出する。このとき吐出されるインク滴の量は、例えば１３ｐＬ程度となっている。そして、第２放電要素Ｐ１５、Ｐ２５、Ｐ３５により、メニスカスの振動を短時間で収束させるべく圧力発生室１６を膨張復帰させる。
【００８０】
本実施の形態では、第１パルス波形ＰＷ１、第２パルス波形ＰＷ２及び第３パルス波形ＰＷ３は、何れも同じ波形形状となっている。すなわち、各第１放電要素Ｐ１１、Ｐ２１、Ｐ３１は互いに同一波形を有し、各第１ホールド要素Ｐ１２、Ｐ２２、Ｐ３２は互いに同一波形を有し、各第１充電要素Ｐ１３、Ｐ２３、Ｐ３３は互いに同一波形を有し、各第２ホールド要素Ｐ１４、Ｐ２４、Ｐ３４は互いに同一波形を有し、各第２放電要素Ｐ１５、Ｐ２５、Ｐ３５は互いに同一波形を有している。従って、期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４も、互いに等しくなっている。期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４は、５０ｋＨｚ以上の周波数に対応する時間となっている。また、各期間Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４内において引き要素が配置される期間Ｔ２１、Ｔ３１、Ｔ４１と駆動要素が配置される期間Ｔ２２、Ｔ３２、Ｔ４２との比も、互いに等しくなっている。
【００８１】
電位下降波形ＦＷは、駆動終了電位ＶＭ４からベース電位ＶＢまで電位を勾配θＦで直線的に下降させる波形である。
【００８２】
本実施の形態では、電位下降波形ＦＷは、各第１放電要素Ｐ１１、Ｐ２１、Ｐ３１（第１乃至第３引き要素）と同一の波形を有している。
【００８３】
その他、電位上昇波形ＲＷの勾配θＲは、各第１放電要素Ｐ１１、Ｐ２１、Ｐ３１（第１乃至第３引き要素）の勾配θ１１、２１、３１よりも緩くなっている。
【００８４】
図６に示すように、圧電振動子１５に供給するパルス波形の数を増減することによって、階調制御を行うことができる。例えば、パルス波形を１つ供給することで小ドットの記録を行い、パルス波形を２つ供給することで中ドットの記録を行い、パルス波形を３つ供給することで大ドットの記録を行うことができる。
【００８５】
非吐出（非記録）のドットパターンデータ（階調情報００）、小ドットのドットパターンデータ（階調情報０１）、中ドットのドットパターンデータ（階調情報１０）及び大ドットのドットパターンデータ（階調情報１１）に応じて生成されるパルス選択データについて、具体的に説明する。
【００８６】
デコーダ４２は、この場合、非吐出のドットパターンデータ（階調情報００）、小ドットのドットパターンデータ（階調情報０１）、中ドットのドットパターンデータ（階調情報１０）及び大ドットのドットパターンデータ（階調情報１１）に応じて、８ビットのパルス選択データを生成する。
【００８７】
この８ビットのパルス選択データの各ビットが、図６に示すように、各波形要素に対応している。すなわち、パルス選択データの最上位ビットが電位上昇波形ＲＷに対応し、２番目のビットが第１パルス波形ＰＷ１の第１放電要素Ｐ１１（第１引き要素）に対応し、３番目のビットが第１パルス波形ＰＷ１の第１充電要素Ｐ１３、第２ホールド要素Ｐ１４及び第２放電要素Ｐ１５（第１駆動要素）に対応し、４番目のビットが第２パルス波形ＰＷ２の第１放電要素Ｐ２１（第２引き要素）に対応し、５番目のビットが第２パルス波形ＰＷ２の第１充電要素Ｐ２３、第２ホールド要素Ｐ２４及び第２放電要素Ｐ２５（第２駆動要素）に対応し、６番目のビットが第３パルス波形ＰＷ３の第１放電要素Ｐ３１（第３引き要素）に対応し、７番目のビットが第３パルス波形ＰＷ３の第１充電要素Ｐ３３、第２ホールド要素Ｐ３４及び第２放電要素Ｐ３５（第３駆動要素）に対応し、最下位のビットが電位下降波形ＦＷに対応している。
【００８８】
この場合、非吐出のドットパターンデータ（階調情報００）からパルス選択データ（００００００００）が生成される。小ドットのドットパターンデータ（階調情報０１）からパルス選択データ（１１１１００００）が生成される。同様に、中ドットのドットパターンデータ（階調情報１０）からパルス選択データ（１１１１１１００）が生成され、大ドットのドットパターンデータ（階調情報１１）からパルス選択データ（１１１１１１１１）が生成される。
【００８９】
そして、パルス選択データの最上位ビットが「１」の場合には期間Ｔ１の始端に対応する最初のタイミング信号（ラッチ信号）から期間Ｔ２１の始端に対応する２番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間スイッチ回路４５（駆動パルス供給手段）が接続状態になる。また、２番目のビットが「１」の場合には、２番目のタイミング信号から期間Ｔ２２の始端に対応する３番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間スイッチ回路４５が接続状態になる。同様に、３番目のビットが「１」の場合には、３番目のタイミング信号から期間Ｔ３１の始端に対応する４番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間スイッチ回路４５が接続状態になる。４番目のビットが「１」の場合には、４番目のタイミング信号から期間Ｔ３２の始端に対応する５番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間スイッチ回路４５が接続状態になる。５番目のビットが「１」の場合には、５番目のタイミング信号から期間Ｔ４１の始端に対応する６番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間スイッチ回路４５が接続状態になる。６番目のビットが「１」の場合には、６番目のタイミング信号から期間Ｔ４２の始端に対応する７番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間スイッチ回路４５が接続状態になる。７番目のビットが「１」の場合には、７番目のタイミング信号から期間Ｔ５の始端に対応する８番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間スイッチ回路４５が接続状態になる。最下位のビットが「１」の場合には、８番目のタイミング信号から次の印刷周期ＴＡにおける期間Ｔ１の始端に対応するタイミング信号（ラッチ信号）までの間スイッチ回路４５が接続状態になる。
【００９０】
これにより、小ドットのドットパターンデータに基づき、対応する圧電振動子１５には、電位上昇波形ＲＷと第１パルス波形ＰＷ１と第２パルス波形ＰＷ２の引き要素Ｐ２１とが供給される。また、中ドットのドットパターンデータに基いて、電位上昇波形ＲＷと第１パルス波形ＰＷ１と第２パルス波形ＰＷ２と第３パルス波形ＰＷ３の引き要素Ｐ３１とが供給される。そして、大ドットのドットパターンデータに基づいて、全ての波形要素ＲＷ、ＰＷ１、ＰＷ２、ＰＷ３、ＦＷが続けて供給される。
【００９１】
その結果、小ドットのドットパターンデータに対応して、ノズル開口１３からは約１３ｐＬのインク滴が１回吐出し、記録紙８上に小ドットが形成される。また、中ドットのドットパターンデータに対応して、ノズル開口１３からは約１３ｐＬのインク滴が２回吐出し、記録紙８上に合計２６ｐＬのインク滴による中ドットが形成される。同様に、大ドットのドットパターンデータに対応して、ノズル開口１３からは約１３ｐＬのインク滴が３回連続して吐出し、記録紙８上に合計３９ｐＬのインク滴による大ドットが形成される。
【００９２】
以上のように、本実施の形態によれば、非吐出のドットパターンデータの場合、圧電振動子１５にはベース電位が供給されるのみで、すなわち、バイアス電圧が供給されることがない。従って、高湿度環境下であっても、リーク電流に起因する圧電振動子１５の劣化を顕著に防止することができる。
【００９３】
また、小ドットのドットパターンデータの場合も、第２引き要素Ｐ２１以後は、圧電振動子１５にベース電位が供給されるのみである。従って、圧電振動子１５の劣化を顕著に防止することができる。また、中ドットのドットパターンデータの場合も、第３引き要素Ｐ３１以後は、圧電振動子１５にベース電位が供給されるのみである。従って、圧電振動子１５の劣化を顕著に防止することができる。更に、大ドットのドットパターンデータの場合も、電位下降波形ＦＷ以後は、圧電振動子１５にベース電位が供給されるのみである。従って、圧電振動子１５の劣化を防止することができる。
【００９４】
なお、本実施の形態では、第１パルス波形ＰＷ１、第２パルス波形ＰＷ２及び第３パルス波形ＰＷ３が同一の波形形状であり、従来より公知のマルチショット（ＭＳ）波形と同様であるため、高周波駆動に適している。
【００９５】
また、電位上昇波形ＲＷは、第１乃至第３引き要素の勾配よりも緩い勾配を有する傾斜波形であり、すなわち、電位上昇波形ＲＷの時定数は第１乃至第３引き要素の時定数よりも大きい。このため、電位上昇波形ＲＷの存在が第１パルス波形ＰＷ１によるインク滴吐出に実質的に影響を与えることが、抑制されている。
【００９６】
なお、本実施の形態では、非吐出のドットパターンデータ（階調情報００）からパルス選択データ（００００００００）が生成されているが、非吐出のドットパターンデータ（階調情報００）からパルス選択データ（１１００００００）が生成されてもよい。この場合、非吐出のドットパターンデータに基づき、対応する圧電振動子１５には、図７に示すように、電位上昇波形ＲＷと第１パルス波形ＰＷ１の引き要素Ｐ１１とが供給される。その結果、非吐出のドットパターンデータに対応して、ノズル開口１３内のインクを微振動させることができる。
【００９７】
また、本実施の形態では、小ドットのドットパターンデータ（階調情報０１）からパルス選択データ（１１１１００００）が生成されているが、小ドットのドットパターンデータ（階調情報０１）からパルス選択データ（１００１１１００）が生成されてもよい。この場合、小ドットのドットパターンデータに基づき、対応する圧電振動子１５には、図８に示すように、電位上昇波形ＲＷと第２パルス波形ＰＷ２と第３パルス波形の引き要素Ｐ３１とが供給される。その結果、小ドットのドットパターンデータに対応して、３連のパルス波形の真中のパルス波形を利用して小ドットのインク滴を吐出させることができる。これにより、吐出される小ドットのインク滴の着弾位置の制御がより容易となる。
【００９８】
また、本実施の形態では、中ドットのドットパターンデータ（階調情報１０）からパルス選択データ（１１１１１１００）が生成されているが、中ドットのドットパターンデータ（階調情報１０）からパルス選択データ（１１１００１１１）が生成されてもよい。この場合、中ドットのドットパターンデータに基づき、対応する圧電振動子１５には、図９に示すように、電位上昇波形ＲＷと第１パルス波形ＰＷ１と第３パルス波形ＰＷ３と電位下降波形ＦＷとが供給される。その結果、中ドットのドットパターンデータに対応して、３連のパルス波形の最初と最後のパルス波形を利用して中ドットのインク滴を形成させることができる。これにより、形成される中ドットのインク滴の位置制御がより容易となる。
【００９９】
なお、駆動信号生成回路３０は、ＤＡＣ回路によって形成されてもよいし、アナログ回路によって形成されてもよい。
【０１００】
以上の実施の形態では、第１パルス波形ＰＷ１、第２パルス波形ＰＷ２及び第３パルス波形ＰＷ３が同一の波形形状であるが、互いに異なる波形形状であってもよい。波形形状を変形するにあたって維持されなければならないのは、各パルス波形の第１ホールド要素Ｐ１２、Ｐ２２、Ｐ３２がベース電位ＶＢであることのみである。
【０１０１】
もっとも、図８に示すような小ドットのインク滴吐出を実現するためには、第１駆動電位ＶＭ１と第２駆動電位ＶＭ２とが一致している必要がある。また、図９に示すような中ドットのインク滴吐出を実現するためには、第１駆動電位ＶＭ１と第３駆動電位ＶＭ３とが一致している必要がある。
【０１０２】
駆動信号（ＣＯＭ）の他の例が、図１０に示される。図１０に示すように、駆動信号Ｂは、期間Ｔ１に配置された電位上昇波形ＲＷと、期間Ｔ２に配置された第１パルス波形ＰＷ１と、期間Ｔ３に配置された第２パルス波形ＰＷ２’と、期間Ｔ５に配置された電位下降波形ＦＷと、を一連に接続してあり、記録周期ＴＢで繰り返し発生するパルス列波形信号である。
【０１０３】
駆動信号Ｂにおける電位上昇波形ＲＷ、第１パルス波形ＰＷ１及び電位下降波形ＦＷは、駆動信号Ａにおけるそれらと同一である。駆動信号Ｂの第２パルス波形ＰＷ２’は、その第１充電要素Ｐ２３’の勾配θ２２’及び第２放電要素Ｐ２５’の勾配θ２３’が駆動信号Ａの第２パルス波形ＰＷ２の第１充電要素Ｐ２３の勾配θ２２及び第２放電要素Ｐ２５の勾配θ２３よりも急峻であり、その結果として第２ホールド要素Ｐ２４’の電位ＶＨ２’が駆動信号Ａの第２パルス波形ＰＷ２の最高電位ＶＨ２よりも高いということを除いて、駆動信号Ａの第２パルス波形ＰＷ２と同一である。すなわち、駆動信号Ｂは、駆動信号Ａにおける第２パルス波形ＰＷ２の第１充電要素Ｐ２３及び第２放電要素Ｐ２５を急峻にして最高電位ＶＨ２を高く修正すると共に、期間Ｔ４（パルス波形ＰＷ３を含む）を削除した信号である。
【０１０４】
これらの第１パルス波形ＰＷ１及び第２パルス波形ＰＷ２’は、それぞれ単独でインク滴を吐出可能な信号である。
【０１０５】
第１パルス波形ＰＷ１が圧電振動子１５に供給されると、小ドットを形成し得る量のインク滴がノズル開口１３から吐出される。一方、第２パルス波形ＰＷ２’が圧電振動子１５に供給されると、中ドットを形成し得る量のインク滴がノズル開口１３から吐出される。
【０１０６】
図１１に示すように、圧電振動子１５に供給するパルス波形を選択することによって、階調制御を行うことができる。すなわち、第１パルス波形ＰＷ１を供給することで小ドットの記録を行い、第２パルス波形ＰＷ２’を供給することで中ドットの記録を行い、第１パルス波形ＰＷ１と第２パルス波形ＰＷ２’とを供給することで大ドットの記録を行うことができる。
【０１０７】
非吐出（非記録）のドットパターンデータ（階調情報００）、小ドットのドットパターンデータ（階調情報０１）、中ドットのドットパターンデータ（階調情報１０）及び大ドットのドットパターンデータ（階調情報１１）に応じて生成されるパルス選択データについて、具体的に説明する。
【０１０８】
デコーダ４２は、この場合、非吐出のドットパターンデータ（階調情報００）、小ドットのドットパターンデータ（階調情報０１）、中ドットのドットパターンデータ（階調情報１０）及び大ドットのドットパターンデータ（階調情報１１）に応じて、６ビットのパルス選択データを生成する。
【０１０９】
この６ビットのパルス選択データの各ビットが、図１１に示すように、各波形要素に対応している。すなわち、パルス選択データの最上位ビットが電位上昇波形ＲＷに対応し、２番目のビットが第１パルス波形ＰＷ１の第１放電要素Ｐ１１（第１引き要素）に対応し、３番目のビットが第１パルス波形ＰＷ１の第１充電要素Ｐ１３、第２ホールド要素Ｐ１４及び第２放電要素Ｐ１５（第１駆動要素）に対応し、４番目のビットが第２パルス波形ＰＷ２’の第１放電要素Ｐ２１（第２引き要素）に対応し、５番目のビットが第２パルス波形ＰＷ２’の第１充電要素Ｐ２３’、第２ホールド要素Ｐ２４’及び第２放電要素Ｐ２５’（第２駆動要素）に対応し、最下位のビットが電位下降波形ＦＷに対応している。
【０１１０】
この場合、非吐出のドットパターンデータ（階調情報００）からパルス選択データ（００００００）が生成される。小ドットのドットパターンデータ（階調情報０１）からパルス選択データ（１１１１００）が生成される。同様に、中ドットのドットパターンデータ（階調情報１０）からパルス選択データ（１００１１１）が生成され、大ドットのドットパターンデータ（階調情報１１）からパルス選択データ（１１１１１１）が生成される。
【０１１１】
そして、パルス選択データの最上位ビットが「１」の場合には期間Ｔ１の始端に対応する最初のタイミング信号（ラッチ信号）から期間Ｔ２１の始端に対応する２番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間スイッチ回路４５（駆動パルス供給手段）が接続状態になる。また、２番目のビットが「１」の場合には、２番目のタイミング信号から期間Ｔ２２の始端に対応する３番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間スイッチ回路４５が接続状態になる。同様に、３番目のビットが「１」の場合には、３番目のタイミング信号から期間Ｔ３１の始端に対応する４番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間スイッチ回路４５が接続状態になる。４番目のビットが「１」の場合には、４番目のタイミング信号から期間Ｔ３２の始端に対応する５番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間スイッチ回路４５が接続状態になる。５番目のビットが「１」の場合には、５番目のタイミング信号から期間Ｔ５の始端に対応する６番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間スイッチ回路４５が接続状態になる。最下位のビットが「１」の場合には、６番目のタイミング信号から次の印刷周期ＴＢにおける期間Ｔ１の始端に対応するタイミング信号（ラッチ信号）までの間スイッチ回路４５が接続状態になる。
【０１１２】
これにより、小ドットのドットパターンデータに基づき、対応する圧電振動子１５には、電位上昇波形ＲＷと第１パルス波形ＰＷ１と第２パルス波形ＰＷ２の引き要素Ｐ２１とが供給される。また、中ドットのドットパターンデータに基いて、電位上昇波形ＲＷと第２パルス波形ＰＷ２と電位下降波形ＦＷとが供給される。そして、大ドットのドットパターンデータに基づいて、全ての波形要素ＲＷ、ＰＷ１、ＰＷ２、ＦＷが続けて供給される。
【０１１３】
その結果、小ドットのドットパターンデータに対応して、ノズル開口１３からは小インク滴が１回吐出し、記録紙８上に小ドットが形成される。また、中ドットのドットパターンデータに対応して、ノズル開口１３からは中インク滴が吐出し、記録紙８上に中ドットが形成される。そして、大ドットのドットパターンデータに対応して、ノズル開口１３からはインク滴が２回連続して吐出し、記録紙８上に大ドットが形成される。
【０１１４】
以上のように、図１０に示す駆動信号Ｂを用いた場合でも、非吐出のドットパターンデータの場合、圧電振動子１５にはベース電位が供給されるのみで、すなわち、バイアス電圧が供給されることがない。従って、高湿度環境下であっても、リーク電流に起因する圧電振動子１５の劣化を顕著に防止することができる。
【０１１５】
また、小ドットのドットパターンデータの場合も、第２引き要素Ｐ２１以後は、圧電振動子１５にベース電位が供給されるのみである。従って、圧電振動子１５の劣化を顕著に防止することができる。また、中ドットのドットパターンデータの場合及び大ドットのドットパターンデータの場合も、電位下降波形ＦＷ以後は、圧電振動子１５にベース電位が供給されるのみである。従って、圧電振動子１５の劣化を防止することができる。
【０１１６】
なお、駆動信号Ｂを用いる場合においても、非吐出のドットパターンデータ（階調情報００）からパルス選択データ（１１００００）が生成されてもよい。この場合、非吐出のドットパターンデータに基づき、対応する圧電振動子１５には、図１２に示すように、電位上昇波形ＲＷと第１パルス波形ＰＷ１の引き要素Ｐ１１とが供給される。その結果、非吐出のドットパターンデータに対応して、ノズル開口１３内のインクを微振動させることができる。
【０１１７】
なお、以上の実施の形態において、圧力変動手段は圧電振動子１５によって構成されているが、圧力室１６の圧力を変化させる圧力変動手段は、圧電振動子１５に限定されるものではない。例えば、磁歪素子を圧力発生素子として用い、この磁歪素子によって圧力室１６を膨張・収縮させて圧力変動を生じさせるようにしてもよいし、発熱素子を圧力発生素子として用い、この発熱素子からの熱で膨張・収縮する気泡によって圧力室１６に圧力変動を生じさせるように構成してもよい。
【０１１８】
また、前述のように、プリンタコントローラ１はコンピュータシステムによって構成されているが、コンピュータシステムに前記各要素を実現させるためのプログラム及び当該プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体２０１を用いてもよい。
【０１１９】
さらに、前記の各要素が、コンピュータシステム上で動作するＯＳ等のプログラムによって実現される場合、当該ＯＳ等のプログラムを制御する各種命令を含むプログラム及び当該プログラムを記録した記録媒体２０２も、本件の保護対象である。
【０１２０】
ここで、記録媒体２０１、２０２とは、フロッピーディスク（フレキシブルディスク）等の単体として認識できるものの他、各種信号を伝搬させるネットワークをも含む。
【０１２１】
なお、以上の説明はインクジェット式記録装置についてなされているが、本発明は、広く液体噴射装置全般を対象としたものである。液体の例としては、インクの他に、グルー、マニキュア、液体電極材料、生体有機物液体等が用いられ得る。更に、本発明は、液晶等の表示体におけるカラーフィルタの製造装置にも適用され得る。
【０１２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、吐出駆動信号がベース電位で始まってベース電位で終わる周期信号であるため、少なくとも選択階調データが非吐出に対応する場合、圧力変動手段にはベース電位が供給されるのみで、すなわち、バイアス電圧が供給されないため、圧力変動手段の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるインクジェット式プリンタの概略斜視図である。
【図２】記録ヘッドの内部構造を説明する断面図である。
【図３】プリンタの電気的構成を説明するブロック図である。
【図４】記録ヘッドの電気駆動系を説明するブロック図である。
【図５】駆動信号の一例を示す図である。
【図６】図５の駆動信号に基づいて生成され得る駆動パルスを説明する図である。
【図７】図５の駆動信号に基づいて生成され得る駆動パルスの他の例を説明する図である。
【図８】図５の駆動信号に基づいて生成され得る駆動パルスの他の例を説明する図である。
【図９】図５の駆動信号に基づいて生成され得る駆動パルスの他の例を説明する図である。
【図１０】駆動信号の他の例を示す図である。
【図１１】図１０の駆動信号に基づいて生成され得る駆動パルスを説明する図である。
【図１２】図１０の駆動信号に基づいて生成され得る駆動パルスの他の例を説明する図である。
【図１３】従来の駆動信号の一例を示す図である。
【図１４】図１３の駆動信号に基づいて生成される駆動パルスを説明する図である。
【符号の説明】
１ インクジェット式プリンタ
２ キャリッジ
３ ガイド部材
４ 駆動プーリ
５ 遊転プーリ
６ タイミングベルト
７ パルスモータ
８ 記録紙
１０ 記録ヘッド
１１ インクカートリッジ
１２ インク室
１３ ノズル開口
１４ ノズルプレート
１５ 圧電振動子
１６ 圧力室
１７ インク供給口
１８ 供給側連通孔
１９ 第１ノズル連通孔
２０ 第２ノズル連通孔
２３ プリンタコントローラ
２４ プリントエンジン
２５ 外部インターフェース
２６ ＲＡＭ
２７ ＲＯＭ
２８ 制御部
２９ 発振回路
３０ 駆動信号生成回路
３１ 内部インターフェース
３３ 記録ヘッドの電気駆動系
３４ プラテン
３５ 紙送りモータ
３６ 第１シフトレジスタ
３７ 第２シフトレジスタ
３９ 第１ラッチ回路
４０ 第２ラッチ回路
４２ デコーダ
４３ 制御ロジック
４４ レベルシフタ
４５ スイッチ回路

Claims (13)

1. ノズル開口を有するヘッド部材と、
   ノズル開口部分の液体の圧力を変動させる圧力変動手段と、
   吐出データに基づいて、複数の階調データから一の選択階調データを設定する階調データ設定手段と、
   吐出駆動信号を生成する駆動信号発生手段と、
   選択階調データと吐出駆動信号とに基づいて、駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、
   駆動パルスに基づいて圧力変動手段を駆動させる制御本体部と、
   を備えた液体噴射装置であって、
   吐出駆動信号は、ベース電位で始まってベース電位で終わる一周期内に複数のパルス波形を有する周期信号であり、
   駆動パルス生成手段は、各階調データから吐出駆動信号の一周期に対応する矩形パルス列を生成し、当該矩形パルス列と吐出駆動信号とのＡＮＤによって駆動パルスを生成するようになっており、
   吐出駆動信号は、一周期中において、
   ベース電位から所定の第１駆動電位まで電位を上昇させる電位上昇波形と、
   第１駆動電位を始端電位とし、ベース電位まで一旦電位を下降させる第１引き要素と、ベース電位から第１駆動電位を上回る所定の第１ピーク電位まで電位を上昇させ、その後電位を所定の第２駆動電位まで下降させる第１駆動要素と、を有する第１パルス波形と、
   第２駆動電位を始端電位とし、ベース電位まで一旦電位を下降させる第２引き要素と、ベース電位から第２駆動電位を上回る所定の第２ピーク電位まで電位を上昇させ、その後電位を所定の第３駆動電位まで下降させる第２駆動要素と、を有する第２パルス波形と、
   第３駆動電位を始端電位とし、ベース電位まで一旦電位を下降させる第３引き要素と、ベース電位から第３駆動電位を上回る所定の第３ピーク電位まで電位を上昇させ、その後電位を所定の駆動終了電位まで下降させる第３駆動要素と、を有する第３パルス波形と、
   駆動終了電位からベース電位まで電位を下降させる電位下降波形と
   を有する周期信号である
   ことを特徴とする液体噴射装置。
2. 複数の階調データは、小ドット用データと、中ドット用データと、大ドット用データと、を有しており、
   駆動パルス生成手段は、前記吐出駆動信号に基づいて、
   選択階調データが小ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第２引き要素とを駆動パルスとし、
   選択階調データが中ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第２パルス波形と第３引き要素とを駆動パルスとし、
   選択階調データが大ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第２パルス波形と第３パルス波形と電位下降波形とを駆動パルスとするようになっている
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 第２駆動電位は、第１駆動電位と同電位である
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
4. 複数の階調データは、小ドット用データと、中ドット用データと、大ドット用データと、を有しており、
   駆動パルス生成手段は、前記吐出駆動信号に基づいて、
   選択階調データが小ドット用データである時、電位上昇波形と第２パルス波形と第３引き要素とを駆動パルスとし、
   選択階調データが中ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第２パルス波形と第３引き要素とを駆動パルスとし、
   選択階調データが大ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第２パルス波形と第３パルス波形と電位下降波形とを駆動パルスとするようになっている
   ことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
5. 第３駆動電位も、第１駆動電位と同電位であり、
   複数の階調データは、小ドット用データと、中ドット用データと、大ドット用データと、を有しており、
   駆動パルス生成手段は、前記吐出駆動信号に基づいて、
   選択階調データが小ドット用データである時、電位上昇波形と第２パルス波形と第３引き要素とを駆動パルスとし、
   選択階調データが中ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第３パルス波形と電位下降波形とを駆動パルスとし、
   選択階調データが大ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第２パルス波形と第３パルス波形と電位下降波形とを駆動パルスとするようになっている
   ことを特徴とする請求項３に記載の液体噴射装置。
6. 第３駆動電位は、第１駆動電位と同電位である
   ことを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
7. 複数の階調データは、小ドット用データと、中ドット用データと、大ドット用データと、を有しており、
   駆動パルス生成手段は、前記吐出駆動信号に基づいて、
   選択階調データが小ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第２引き要素とを駆動パルスとし、
   選択階調データが中ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第３パルス波形と電位下降波形とを駆動パルスとし、
   選択階調データが大ドット用データである時、電位上昇波形と第１パルス波形と第２パルス波形と第３パルス波形と電位下降波形とを駆動パルスとするようになっている
   ことを特徴とする請求項６に記載の液体噴射装置。
8. 第１引き要素と、第２引き要素と、第３引き要素とは、互いに同一の波形を有している
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の液体噴射装置。
9. 第１パルス波形と、第２パルス波形と、第３パルス波形とは、互いに同一の波形を有している
   ことを特徴とする請求項８に記載の液体噴射装置。
10. 第１パルス波形と、第２パルス波形と、第３パルス波形とは、それぞれ、５０ｋＨｚ以上の周波数に対応する時間内に配置されている
    ことを特徴とする請求項９に記載の液体噴射装置。
11. 電位下降波形も、第１乃至第３引き要素と同一の波形を有している
    ことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれかに記載の液体噴射装置。
12. 第１引き要素と、第２引き要素と、第３引き要素とは、互いに同一の勾配を有する傾斜波形であり、
    電位上昇波形は、第１乃至第３引き要素の勾配よりも緩い勾配を有する傾斜波形である
    ことを特徴とする請求項８乃至１１のいずれかに記載の液体噴射装置。
13. ノズル開口を有するヘッド部材と、
    ノズル開口部分の液体の圧力を変動させる圧力変動手段と、
    吐出データに基づいて、複数の階調データから一の選択階調データを設定する階調データ設定手段と、
    吐出駆動信号を生成する駆動信号発生手段と、
    選択階調データと吐出駆動信号とに基づいて、駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、
    駆動パルスに基づいて圧力変動手段を駆動させる制御本体部と、
    を備えた液体噴射装置であって、
    吐出駆動信号は、ベース電位で始まってベース電位で終わる一周期内に複数のパルス波形を有する周期信号であり、
    駆動パルス生成手段は、各階調データから吐出駆動信号の一周期に対応する矩形パルス列を生成し、当該矩形パルス列と吐出駆動信号とのＡＮＤによって駆動パルスを生成するようになっており、
    吐出駆動信号は、一周期中において、
    ベース電位から所定の第１駆動電位まで電位を上昇させる電位上昇波形と、
    第１駆動電位を始端電位とし、ベース電位まで一旦電位を下降させる第１引き要素と、ベース電位から第１駆動電位を上回る所定の第１ピーク電位まで電位を上昇させ、その後電位を所定の第２駆動電位まで下降させる第１駆動要素と、を有する第１パルス波形と、
    第２駆動電位を始端電位とし、ベース電位まで一旦電位を下降させる第２引き要素と、ベース電位から第２駆動電位を上回る所定の第２ピーク電位まで電位を上昇させ、その後電位を所定の駆動終了電位まで下降させる第２駆動要素と、を有する第２パルス波形と、
    駆動終了電位からベース電位まで電位を下降させる電位下降波形と
    を有する周期信号である
    ことを特徴とする液体噴射装置。

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