JP2006218679A - 液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 印刷速度を低下させることなく、多階調表現を実現する。
【解決手段】高明度ドット形成用の駆動波形と低明度ドット形成用の駆動波形とをこの順に連結してこれを単位波形とし、微振動発生用の駆動波形と２つの単位波形とをこの順に連結して駆動信号ＣＯＭを生成する。このとき、各駆動波形単独、単位波形を構成する駆動波形どうしの組み合わせ、及び隣接する単位波形の低明度ドットつまり大ドット形成用の駆動波形どうしの組み合わせによるインク滴の吐出によって、８階調表現が可能となるように各駆動波形を選択する。単位波形を構成する駆動波形単独だけではなく駆動波形どうしの組み合わせ及び低明度ドット形成用駆動波形どうしの組み合わせによる階調表現が可能であるから、駆動波形数を増加した場合、増加した駆動波形数以上の階調表現を行うことができ、駆動波形数の増加に伴う印刷速度の低下を抑制しつつ多階調表示が可能となる。
【選択図】 図７

Description

本発明は、インクジェットプリンタ等の液滴吐出装置に関するものである。

液滴吐出装置の１つであるインクジェットプリンタは、記録ヘッドに形成した複数のノズルからインク滴（液滴）を吐出して所定の記録媒体上に画像形成を行う。この記録ヘッドとして、アクチュエータによってノズルに連通する圧力室に圧力変動を発生させ、ノズル開口部からインク滴を吐出させるものが知られている。
このようなインクジェットプリンタでは、インク滴が記録媒体に着弾してドットを形成することにより印刷が行われる。しかし、このままではドットの有無の制御だけであり、灰色等の中間階調を印刷することができない。そこで、１つの画像を４×４、８×８等の複数のドットで表現することで中間階調を表現する方法が用いられている。

例えば４×４のドットマトリックスで１つの画素を表現すれば、１７階調の濃淡を表現することができる。画素の分解能を上げれば、より高階調が得られる。しかしながら、１画素の分解能を上げると、１画素内に形成するドット数が増加するため、印刷速度が低下するという問題がある。
これに対し、ドット径を変えることで階調表現を行うようにした方法も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この方法によれば、例えば、１画素のドット生成区間に、例えば、第１パルスから第４パルスまでの４つの駆動波形を時系列的に配置させ、これら４つの駆動波形のうち、１又は複数の駆動波形を用いて、３種類の異なる径のドットを形成することで、４階調を表現している。このように、ドット径を変えることによって階調表現を行うことができることから、ドット径の種類を増やし、さらに階調数を増やすことによって、さらなる高画質化を期待することができる。
特開昭１０−８１０１３号公報

しかしながら、４つの駆動波形を用いて４階調を表現するようにした場合、例えば前記特許文献１においては、同じ駆動波形を含む３種類の駆動波形からなる４つの駆動波形のうち、１又は２つの駆動波形を組み合わせて４階調を構成するようにしているため、多階調表現において、単独では多階調表現に適したドットを印刷することのできない駆動波形や、駆動波形の配置関係から良好なドットを印刷することのできない駆動波形の組み合わせが存在し、各駆動波形が十分に活用されておらず、４つ分の駆動波形を送信し得る印刷周期に対し、印刷周期に見合った十分な効果を得ることができていないという問題がある。

また、上述のように駆動波形の数を増加させることにより４階調以上の多階調表現を実現することはできるが、その分、駆動波形数が増加しすなわち印刷周期が長くなるため、印刷周波数を下げる必要があって、印刷速度の低下を招くことになるという問題がある。
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、印刷速度を低下させることなく、多階調表現を実現することの可能な液滴吐出装置を提供することを目的としている。

上記した課題を解決するために、本発明の液滴吐出装置は、内部に液体が充填された複数の圧力室と、該圧力室に個別に連通して前記液体を液滴として記録媒体に吐出する複数のノズルと、駆動信号の入力によって前記圧力室の圧力を変化させて前記ノズルから液滴を前記記録媒体に対して吐出させるアクチュエータと、該アクチュエータに駆動信号を供給して駆動制御する駆動制御手段と、を有する液滴吐出ヘッドを備え、前記駆動信号を階調数に応じて設定された複数の駆動波形で構成し、該複数の駆動波形のうち１つ又は複数の駆動波形を選択しこれを前記アクチュエータに供給することで多階調表現を行うようにした液滴吐出装置において、前記駆動波形を、高明度ドットを形成し得る高明度用駆動波形及び低明度ドットを形成し得る低明度用駆動波形をそれぞれ１つ以上含んで形成すると共に前記高明度用駆動波形及び低明度用駆動波形の組み合わせにより形成されるドットによって階調を表現するようにし、各階調間での明度差が所定値となるように前記高明度用駆動波形及び低明度用駆動波形を設定したことを特徴としている。

上記構成によれば、高明度用駆動波形及び低明度用駆動波形を含んで駆動波形を形成し、高明度用駆動波形或いは低明度用駆動波形単独、また、高明度用駆動波形どうし、或いは低明度用駆動波形どうしの組み合わせにより形成されるドットだけでなく、高明度用駆動波形及び低明度用駆動波形を組み合わせて階調を表現することで多階調表現を行い、このとき、各階調間での明度差が所定値となるように高明度用駆動波形及び低明度用駆動波形を設定したから、階調間での明度差が所定値となり得る多階調表現を実現することができる。

上記した液滴吐出装置では、前記高明度用駆動波形及び低明度用駆動波形を所定の順に連結してこれを単位波形とし、前記駆動信号を、前記単位波形を１つ以上連結して形成することが好ましい。
上記構成によれば、高明度用駆動波形と低明度用駆動波形とが連結されて駆動信号が形成されるから、隣接する高明度用駆動波形と低明度用駆動波形とを組み合わせることによって、隣接する駆動波形により液滴の吐出が行われ、僅かな時間差での液滴の吐出によりドットが形成されるから、各液滴により形成されるドットを適切に重畳させることができ、良好なドットを形成することができる。また、隣接する駆動波形どうしを、階調を表現する組み合わせパターンとして設定することができるから、高明度用駆動波形及び低明度用駆動波形単独だけでなく、これらの組み合わせによっても階調を表現することができ、駆動信号を構成する高明度用駆動波形及び低明度用駆動波形を、多階調表現において有効に活用することができる。

また、上記した液滴吐出装置では、前記駆動信号を、前記単位波形を複数連結して形成し、隣接する高明度用駆動波形及び低明度用駆動波形を組み合わせて階調を表現するようにすることが好ましい。
上記構成によれば、高明度用駆動波形と低明度用駆動波形とが交互に連結されて駆動信号が形成されることになるから、隣接する駆動波形どうしそれぞれを、階調を表現する組み合わせパターンとして設定することができ、駆動信号を構成する各駆動波形を多階調表現において有効に活用することができると共に、高明度用駆動波形と低明度用駆動波形との組み合わせパターンを容易に設定することができる。

また、上記した液滴吐出装置では、前記駆動信号を、前記単位波形を複数連結して形成し、隣接する単位波形を構成する高明度用駆動波形どうし又は低明度用駆動波形どうしのどちらか一方を組み合わせて階調を表現することが好ましい。
上記構成によれば、高明度用駆動波形と低明度用駆動波形とが交互に連結されて駆動信号が形成されることになり、低明度用駆動波形を挟んで隣接する高明度用駆動波形どうしの組み合わせにより、比較的短い時間差で比較的大きな液滴の吐出が行われるから各液滴により形成されるドットを適切に重畳させることができ、良好なドットを形成することができる。したがって、低明度用駆動波形を挟んで隣接する高明度用駆動波形どうしを、良好な階調を表現する組み合わせパターンどうしの組み合わせとして設定することができるから、駆動信号を構成する高明度用駆動波形を多階調表現において有効に活用することができる。

さらに、上記した液滴吐出装置では、前記複数の単位波形を構成する高明度用駆動波形及び低明度用駆動波形は、それぞれ明度の異なるドットを形成するように設定されることが好ましい。
上記構成によれば、駆動信号を構成する高明度用駆動波形及び低明度用駆動波形はそれぞれ明度の異なるドットを形成するから、各駆動波形単独で階調を表現することができると共に、これらのいずれを組み合わせたとしても明度の異なるドットが形成されることになるから、より多くの階調を表現することができる。

以下、本発明に係る液滴吐出装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の液滴吐出装置をインクジェットプリンタに適用した場合の概略構成を示す斜視図である。
図中、１はインクジェットプリンタであって、このインクジェットプリンタ１は、装置本体２を備えており、上部後方に記録媒体としての記録用紙Ｐを載置するトレイ２１と、下部前方に記録用紙Ｐを排出する排出口２２と、上部面に操作パネル７とが設けられている。

操作パネル７は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、ＬＥＤランプ等で構成され、液晶メッセージ等を表示する表示部（図示せず）と、各種スイッチ等で構成される操作部（図示せず）とを備えている。
また、装置本体２の内部には、主に、往復動する印字部３を備える印刷装置４と、記録用紙Ｐを１枚ずつ印刷装置４に送り込む給紙装置５と、印刷装置４及び給紙装置５を制御する制御装置６とを有している。

制御装置６の制御により、給紙装置５は、記録用紙Ｐを一枚ずつ間欠送りする。この記録用紙Ｐは、印字部３の下部近傍を通過する。このとき、印字部３が記録用紙Ｐの送り方向とは略直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。すなわち、印字部３の往復動及び記録用紙Ｐの間欠送りが、印刷における主操作方向及び副操作方向となって、インクジェット方式の印刷が行われる。

印刷装置４は、図２に示すように、印字部３と、印字部３を主走査方向に移動させる駆動源となるキャリッジモータ４１と、キャリッジモータ４１の回転を受けて、印字部３を往復動させる往復動機構４２とを備えている。
印字部３は、その下部に、多数のノズル１２４を備えるインクの種類に対応した複数のヘッドユニット３５と、各ヘッドユニット３５にインクを供給する複数のインクカートリッジ３１と、各ヘッドユニット３５及びインクカートリッジ３１を搭載したキャリッジ３２と、キャリッジ３２と平行に配設されたリニアスケール３３と、リニアスケール３３のスケールを読み取ってキャリッジの移動位置を検出するエンコーダ３４と、ヘッドユニット３５と後述する制御装置６との間を電気的に接続するフレキシブルフラットケーブル３６とを有している。

また、ヘッドユニット３５は、図３に示すように、インクジェット式記録ヘッド（液滴吐出ヘッド）１００を多数備えている。
このインクジェットヘッド１００は、図３に示すように、振動板１２１と、この振動板１２１を変位させる圧電式アクチュエータ１２２と、内部に液体であるインクが充填され振動板１２１の変位により内部の圧力が増減されるキャビティ（圧力室）１２３と、このキャビティ１２３に連通しキャビティ１２３内の圧力の増減によりインクを液滴として吐出するノズル１２４とを少なくとも備えている。

さらに詳述すると、インクジェットヘッド１００は、ノズル１２４が形成されたノズル基板１２５と、キャビティ基板１２６と、振動板１２１と、複数の圧電素子１２７を積層した積層型の圧電式アクチュエータ１２２とを備えている。
キャビティ基板１２６は、図示のように所定形状に形成され、これにより、キャビティ１２３と、これに連通するリザーバ１２８とが形成されている。また、リザーバ１２８は、インク供給チューブ１２９を介してインクカートリッジ３１に接続されている。

圧電式アクチュエータ１２２は、対向して配置される櫛歯状の電極１３１、１３２と、その電極１３１、１３２の各櫛歯と交互に配置される圧電素子１２７とからなる。また、圧電式アクチュエータ１２２は、その一端側が図３に示すように中間層１３０を介して振動板１２１と接合されている。
このような構成からなる圧電式アクチュエータ１２２では、第１電極１３１と第２電極１３２との間に印加される駆動信号源からの駆動信号により、図３に示すように上下方向に伸び縮みするモードを利用している。この圧電式アクチュエータ１２２は、圧電素子１２７が積層されているために、大きな駆動力が得られるのが特徴である。

したがって、圧電式アクチュエータ１２２では、図３に示すような駆動信号が印加されると、振動板１２１に変位が生じてキャビティ１２３内の圧力が変化して、ノズル１２４からインク滴が吐出される。
なお、図３に示すノズル基板１２６に形成されるインクジェットヘッド１００毎のノズル１２４は、例えば図４に示すように配列されている。この図４の例では、４色のインク（イエローＹ，マゼンタＭ，シアンＣ，ブラックＫ）に適用した場合のノズル１２４の配列パターンを示している。

また、ヘッドユニット３５は、図１ではインクカートリッジ３１を含んだ構成を示しているが、このような構成に限定されない。例えば、インクカートリッジ３１を別に固定し、チューブなどによってヘッドユニット３５に供給されるようなものでもよい。したがって、以下において、印字部３とは別に、夫々一つの振動板１２１、静電アクチュエータ１２２、キャビティ１２３、ノズル１２４等で構成されたインクジェットヘッド１００を複数設けたものをヘッドユニットと称するものとする。

なお、インクカートリッジ３１として、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のインクを充填したものを用いることにより、フルカラー印刷が可能となる。この場合、印字部３には、各色に夫々対応したヘッドユニット３５が設けられることになる。ここで、図１では、４色のインクに対応した４つのカートリッジ３１を示しているが、印字部３はその他の色、例えばライトシアン、ライトマゼンタ、ダークイエロー等のインクカートリッジ３１をさらに備えるように構成されていてもよい。

往復動機構４２は、その両端をフレーム（図示せず）に支持されたキャリッジガイド軸４２２と、キャリッジガイド軸４２２と平行に延在するタイミングベルト４２１とを有している。
キャリッジ３２は、往復動機構４２のキャリッジガイド軸４２２に往復動自在に支持されると共に、タイミングベルト４２１の一部に固定されている。

キャリッジモータ４１の作動により、プーリを介してタイミングベルト４２１を正逆走行させると、キャリッジガイド軸４２２に案内されて、印字部３が往復動する。そして、この往復動の際に、印刷されるイメージデータ（印刷データ、液滴吐出制御情報）に対応して、ヘッドユニット３５内における複数のインクジェットヘッド１００のノズル１２４から適宜インクが吐出され、記録用紙Ｐへの印刷が行われる。

給紙装置５は、その駆動源となる給紙モータ５１と、給紙モータ５１の作動により回転する給紙ローラ５２とを有している。
給紙ローラ５２は、記録用紙Ｐの送り経路で記録用紙Ｐを挟んで上下に対向する従動ローラ５２ａと駆動ローラ５２ｂとで構成され、駆動ローラ５２ｂは給紙モータ５１に連結されている。これにより、給紙ローラ５２は、トレイ２１に設置した多数枚の記録用紙Ｐを、印刷装置４に向かって１枚ずつ送り込めるようになっている。なお、トレイ２１に代えて、記録用紙Ｐを収容する給紙カセットを着脱自在に装着し得るような構成であってもよい。

制御装置６は、例えば、パーソナルコンピュータ、ディジタルカメラ等のホストコンピュータ６０から入力された印刷データに基づいて、印刷装置４や給紙装置５等を制御することにより記録用紙Ｐに印刷処理を行うものである。
この制御装置６は、図５に示すように、ホストコンピュータ６０から入力された印刷データなどを受け取る入力インタフェース部６１と、この入力インタフェース部６１から入力された印刷データに基づいて印刷処理を実行する例えばマイクロコンピュータで構成される制御部６２と、キャリッジモータ４１を駆動制御するキャリッジモータドライバ６３と、給紙モータ５１を駆動制御する給紙モータドライバ６４と、ヘッドユニット３５を駆動制御するヘッドドライバ６５と、各ドライバ６３、６４及び６５の出力信号を外部のキャリッジモータ４１、給紙モータ５１及びヘッドユニット３５で使用する制御信号に変換して出力する入出力インタフェース部６７と、を備えている。

ここで、制御部６２は、印刷処理等の各種処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）６２ａと、ホストコンピュータ６０から入力インタフェース部６１を介して入力される印刷データを図示していないデータ格納領域に格納する不揮発性半導体メモリの一種であるＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）６２ｂと、印刷データ印刷処理等を実行する際に各種データを一時的に格納し、或いは印刷処理等のアプリケーションプログラムを一時的に展開するＲＡＭ（Random Access Memory）６２ｃと、ＣＰＵ６２ａで実行する制御プログラム等を格納する不揮発性半導体メモリで構成されるＲＯＭ（Read-Only Memory）６２ｄと、を少なくとも備えている。

また、制御部６２には、図示しないが、例えばインクカートリッジ３１のインク残量、印字部３の位置、温度、湿度等の印刷環境等を検出可能な各種センサが、夫々電気的に接続されている。
制御部６２は、入力インタフェース部６１を介してホストコンピュータ６０から印刷データを入手すると、その印刷データをＥＥＰＲＯＭ６２ｂに格納する。そして、ＣＰＵ６２ａは、この印刷データに所定の処理を実行して、この処理データ及び各種センサからの入力データに基づいて、各ドライバ６３〜６５に制御信号を出力する。各ドライバ６３、６４及び６５から制御信号が出力されると、これらが入出力インタフェース部６７で駆動信号に変換されてヘッドユニット３５の複数のインクジェットヘッド１００に対応する圧電式アクチュエータ１２２、印刷装置４のキャリッジモータ４１及び給紙装置５が夫々作動して、記録用紙Ｐに印刷処理が実行される。

また、制御部６２は、後述する駆動信号を形成するための波形形成用データＤＡＴＡを後述する波形メモリ７０１に書込むために、書込イネーブル信号ＤＥＮと、書込クロック信号ＷＣＬＫと波形メモリ７０１の書込アドレスデータＡ０〜Ａ３とを出力して例えば１６ビットの波形形成用データＤＡＴＡを波形メモリ７０１に書込むと共に、この波形メモリ７０１に記憶された波形形成用データＤＡＴＡを読出すための読出アドレスデータＡ０〜Ａ３、波形メモリ７０１から読出した波形形成用データをラッチするタイミングを設定する第１のクロック信号ＡＣＬＫ、ラッチした波形形成用データを加算するためのタイミングを設定する第２のクロック信号ＣＬＫ及びラッチデータをクリアするクリア信号ＣＬＥＲをヘッドドライバ６５に出力する。

このヘッドドライバ６５は、複数の駆動波形を時系列的に配列した駆動信号ＣＯＭを形成する駆動信号発生部としての駆動信号発生回路７０と、同期用のクロック信号ＳＣＫを出力する発振回路９０とを備えている。
駆動信号発生回路７０は、図６に示すように、制御部６２から入力される駆動信号を生成するための波形形成用データＤＡＴＡを所定のアドレスに対応する記憶素子に記憶する波形メモリ７０１と、この波形メモリ７０１から読出された波形形成用データを前述した第１のクロック信号ＡＣＬＫによってラッチするラッチ回路７０２と、ラッチ回路７０２の出力と後述するラッチ回路７０４から出力される波形生成データＷＤＡＴＡとを加算する加算器７０３と、この加算器７０３の加算出力を前述した第２のクロック信号ＣＬＫによってラッチするラッチ回路７０４と、このラッチ回路７０４から出力される波形生成データＷＤＡＴＡをアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器７０５と、このＤ／Ａ変換器７０５から出力されるアナログ信号を電圧増幅する電圧増幅部７０６と、この電圧増幅部７０６の出力信号を電流増幅して駆動信号ＣＯＭを出力する電流増幅部７０７とを備えている。ここで、ラッチ回路７０２及び７０４には制御部６２から出力されるクリア信号ＣＬＥＲが入力され、このクリア信号ＣＬＥＲがオフ状態となったときに、ラッチデータがクリアされる。

駆動信号発生回路７０では、８階調用の駆動信号ＣＯＭを発生する。この駆動信号ＣＯＭは、図７に示すように、高明度な比較的小ドットを形成するインク滴を吐出する高明度ドット形成用の駆動波形（高明度用駆動波形）と低明度な比較的大ドットを形成するインク滴を吐出する低明度ドット形成用の駆動波形（低明度用駆動波形）とをこの順に配置した駆動波形を単位波形とし、インク滴を吐出しない程度に微振動を与える第１の駆動波形ＷＤ１と、第１の単位波形ＣＯＭ１及び第２の単位波形ＣＯＭ２とを時系列的に配置した構成を有する。

第１の単位波形ＣＯＭ１は、小ドットのうち比較的高明度であり且つドット径の小さな第１小ドットＳ１を形成する第２の駆動波形ＷＤ２と、大ドットのうち比較的低明度であり且つドット径の大きな第１大ドットＭ１を形成する第３の駆動波形ＷＤ３とで構成される。第２の単位波形ＣＯＭ２は、小ドットのうち前記第１小ドットＳ１よりも低明度であり且つよりドット径の大きな第２小ドットＳ２を形成する第４の駆動波形ＷＤ４と、大ドットのうち前記第１大ドットＭ１よりも低明度であり且つドット径のより小さな第２大ドットＭ２を形成する第５の駆動波形ＷＤ５とで構成される。そして、前記第１〜第５の駆動波形ＷＤ１〜ＷＤ５がこの順に時系列的に配置される。

駆動信号発生回路７０の波形メモリ７０１に対する波形形成用データＤＡＴＡの書込みは、図８に示すように、１つの駆動波形ＷＤｉ（ｉ＝１〜５）について、アドレスを指定した状態で、１６ビットの波形形成用データＤＡＴＡを出力し、これと同時に書込クロック信号ＷＣＬＫを出力し、イネーブル信号ＤＥＮの発生により、波形メモリ７０１のアドレスＡ０〜Ａ２等に対応するメモリ素子に夫々波形形成用データが格納される。このとき、波形形成用データの最上位ビットＭＳＢは正負の符号を表す符号ビットとして使用される。

そして、駆動信号ＣＯＭの駆動波形ＷＤ１、ＷＤ２、ＷＤ４については図９（ｂ）及び（ｅ）に示すように、波形メモリ７０１のアドレスＡ０に“０”の波形データが格納され、アドレスＡ１に駆動信号の初期増加量を設定する＋ΔＶ１が設定され、アドレスＡ２に駆動信号の初期増加を終了した後の減少量を設定する−ΔＶ２が設定されている。これら、｜ΔＶ１｜、｜ΔＶ２｜は、それぞれ駆動波形ＷＤ１、ＷＤ２、ＷＤ４毎に個別に設定され、例えば、駆動波形ＷＤ１の場合には、｜ΔＶ１｜＝｜ΔＶ２｜の関係に設定され、また、駆動波形ＷＤ２及びＷＤ４の場合には、それぞれ｜ΔＶ１｜＞｜ΔＶ２｜の関係に設定されている。

また、駆動信号ＣＯＭの駆動波形ＷＤ３及びＷＤ５については図９（ｆ）及び（ｈ）に示すように、波形メモリ７０１のアドレスＢ０に“０”の波形データが格納され、アドレスＢ１に駆動信号の初期増加量を設定する，前記駆動波形ＷＤ１、ＷＤ２、ＷＤ４の＋ΔＶ１より大きな＋ΔＶ４が設定され、アドレスＢ２に駆動信号の初期増加を終了した後の減少量を設定する−ΔＶ５が設定され、アドレスＢ３には駆動信号の減少後の初期状態復帰増加量を設定する＋ΔＶ６が設定されている。これら｜ΔＶ４｜、｜ΔＶ５｜、｜ΔＶ６｜は、駆動波形ＷＤ３、ＷＤ５毎に個別に設定され、例えば、｜ΔＶ４｜＜｜ΔＶ５｜、＋ΔＶ４＞＋ΔＶ６の関係に設定されている。

また、波形メモリ７０１に書込まれた波形形成用データの読み出し処理は、駆動波形ＷＤ３及びＷＤ５については、先ず、図９（ｆ）に示すように、時点ｔ１で、制御部６２からクリア信号ＣＬＥＲを駆動信号発生回路７０に出力して、駆動信号発生回路７０のラッチ回路７０２及び７０４のラッチデータがクリアされた後、所定のアドレス指定が行われ駆動信号ＣＯＭの所望のオフセット電圧Ｖ_0FFに設定される。次いで、時点ｔ２で、図９（ｄ）に示すように、第２のクロック信号ＣＬＫが駆動信号発生回路７０のラッチ回路７０４に供給されるが、この時点では新たなアドレス指定が行われていないので、電流増幅部７０７から出力される駆動信号ＣＯＭは、図９（ｈ）に示すようにオフセット電圧Ｖ_OFFを維持している。

次いで、時点ｔ３で、制御部６２によってアドレスＢ１が指定され、その後、時点ｔ４で図９（ｇ）に示すように第１のクロック信号ＡＣＬＫが立ち上がると、波形メモリ７０１から読出されたアドレスＢ１の波形データ＋ΔＶ４がラッチ回路７０２にラッチされ、これが加算器７０３に供給され、この加算器７０３に入力されているラッチ回路７０４のラッチ出力がオフセット電圧Ｖ_OFFを維持しているので、加算器７０３の加算値はオフセット電圧Ｖ_OFFに＋ΔＶ４を加算した値となり、この加算値が第２のクロック信号ＣＬＫが立ち上がる時点ｔ５でラッチ回路７０４にラッチされ、このラッチ回路７０４からＶ_OFF＋ΔＶ４の駆動信号波形データＷＤＡＴＡが出力される。

このため、駆動信号波形データＷＤＡＴＡがＤ／Ａ変換器７０５でアナログ信号に変換され、電圧増幅部７０６で電圧増幅された後、電流増幅部７０７で電流増幅されて駆動信号ＣＯＭとして出力され、アクチュエータ１２２の一方の入力端としての第１の電極１３１に供給される。
その後、時点ｔ６で波形メモリ７０１のアドレスがＢ０に変更されるが、第１のクロック信号ＡＣＬＫが立ち上がることはないので、ラッチ回路７０２は前回のラッチ信号を維持することにより、前述した時点ｔ５のラッチ回路７０４のラッチ時点で駆動信号波形データがＶ_OFF＋ΔＶ４となった時点で、加算器７０２の加算値はＶ_OFF＋２ΔＶ４となっており、これが第２のクロック信号ＣＬＫが立ち上がる時点ｔ７でラッチ回路７０４にラッチされて、このラッチ回路７０４から図９（ｈ）に示すようにＶ_OFF＋２ΔＶ４の駆動信号波形データＷＤＡＴＡが出力される。

その後、クロック信号ＣＬＫが立ち上がるｔ８でラッチ回路７０４がラッチすることにより、駆動信号波形データＷＤＡＴＡが図９（ｈ）に示すようにＶ_OFF＋３ΔＶ４となり、その後、時点ｔ９で第１のクロック信号ＡＣＬＫが立ち上がることにより、アドレスＢ０の波形データ“０”がラッチ回路７０２にラッチされるが、波形データが“０”であるので、加算器７０３の加算値は変更されず、この状態が時点ｔ１３まで継続される。

その間の時点ｔ１１でアドレスデータＢ２が出力され、波形メモリ７０１から−ΔＶ４の波形データが読出され、これが時点ｔ１４で第１のクロック信号ＡＣＬＫが立ち上がることによりラッチ回路７０２にラッチされる。
このため、加算器７０３の出力はＶ_OFF＋３ΔＶ４−ΔＶ５となり、これがクロック信号ＣＬＫが立ち上がる時点ｔ１５でラッチ回路７０４にラッチされることにより、駆動信号波形データＷＤＡＴＡが図９（ｈ）に示すように減少を開始する。

その後、時点ｔ１９まで駆動信号波形データＷＤＡＴＡ及び駆動信号ＣＯＭの減少状態を継続し、時点ｔ２０でアドレスＢ０の波形データ“０”がラッチ回路７０２にラッチされることにより、駆動信号波形データＷＤＡＴＡ及び駆動信号ＣＯＭの減少状態から減少が停止する。
その後、時点ｔ２２でアドレスデータＢ３が出力され、波形メモリ７０１から＋ΔＶ６の波形データが読出され、これが時点ｔ２４で第１のクロック信号ＡＣＬＫが立ち上がることによりラッチ回路７０２にラッチされる。

このため、加算器７０３の出力はＶ_OFF＋３ΔＶ４−４ΔＶ５＋ΔＶ６となり、これが第２のクロック信号ＣＬＫが立ち上がる時点ｔ２５でラッチ回路７０４にラッチされることにより、駆動信号波形データＷＤＡＴＡが図９（ｈ）に示すように増加を開始し、さらに時点ｔ２７でさらに＋ΔＶ６が加算される。
この間の時点ｔ２６でアドレスデータＢ０が出力され、波形メモリ７０１から“０”の波形データが読出され、これが時点ｔ２８で第１のクロック信号ＡＣＬＫが立ち上がることによりラッチ回路７０２にラッチされる。

このため、加算器の出力はＶ_OFF＋３ΔＶ４−４ΔＶ５＋２ΔＶ６となって時点ｔ１〜ｔ４間と同じオフセット電圧Ｖ_OFFに復帰する。
なお、駆動波形ＷＤ１、ＷＤ２及びＷＤ４については、波形データが０、＋ΔＶ１に対応する値及び−ΔＶ２に対応する値のみで構成され、この場合も上記と同様に読み出されて図９（ｅ）に示すように駆動波形が形成されるが、この場合、駆動信号は、オフセット電圧Ｖ_OFFよりも大きな値をとる範囲で変化する。

また、入出力インタフェース部６７は、駆動信号発生回路７０から出力される駆動信号ＣＯＭ及び発振回路９０から出力されるクロック信号ＳＣＫをそのままヘッドユニット３５に出力すると共に、制御部６２から印刷データに応じて出力される吐出制御用の駆動信号ＣＯＭに対するノズル毎の駆動波形選択信号ＳＬ、この駆動波形選択信号ＳＬをラッチするためのラッチ信号ＬＡＴ及びチャンネル信号ＣＨをヘッドユニット３５に出力する。

ここで、駆動波形選択信号ＳＬは、図１０に示すように、駆動信号発生回路７０で発生する駆動信号毎に出力され、ノズル毎に３ビットで設定される駆動波形選択データＳＩと４０ビットのプログラム（パターン）データＳＰとで構成されている。そして、駆動波形選択データＳＩは最上位ビットを表すデータＳＩ１と第２ビットを表すデータＳＩ２と、最下位ビットを表すデータＳＩ３とで構成され、プログラム（パターン）データＳＰは、１つの駆動信号に含まれる時系列的な駆動波形の組合せを設定する各々５ビットのプログラム（パターン）データＳＰａ〜ＳＰｈで構成されている。

また、ヘッドユニット３５は、図１１に示すように、所定数のノズル単位で、各ノズル１２４に対応する圧電式アクチュエータ１２２の第１の電極１３１に駆動信号ＣＯＭを供給するか否かを選択する選択スイッチ２０１を有すると共に、この選択スイッチ２０１を選択制御する駆動信号選択制御回路２１０を有する。なお駆動信号選択制御回路２１０及び選択スイッチ２０１が駆動制御手段に対応している。

駆動信号選択制御回路２１０は、入出力インタフェース部６７から所定数の圧電式アクチュエータ１２２に対する駆動波形選択信号ＳＬがシリアルデータとして供給され、クロック信号ＳＣＫによって順次シフトして波形選択データＳＩの最上位ビットを格納する格納部ＳＲ１、第２ビットを格納する格納部ＳＲ２、最下位ビットを格納する格納部ＳＲ３、プログラム（パターン）データＳＰａ〜ＳＰｈを格納する格納部ＳＲ４を有するシフトレジスタ２１１と、このシフトレジスタ２１１に格納された駆動波形選択信号ＳＬをラッチ信号ＬＡＴによってパラレル信号としてラッチするラッチ回路２１２と、このラッチ回路２１２におけるラッチ出力のうち波形選択データＳＩのビットデータＳＩ１〜ＳＩ３を「０」〜「７」の波形選択値にデコードして夫々に応じた出力ＤＥ１０〜ＤＥ１７を論理値“１”にするデコーダ２１３と、このデコーダ２１３の出力ＤＥ１０〜ＤＥ１７に基づいてラッチ回路２１２にラッチされている波形選択データＳＰａ〜ＳＰｈを選択するプログラムデータ選択回路２１４と、ラッチ信号ＬＡＴとチャンネル信号ＣＨとが入力され、ラッチ信号ＬＡＴによってカウント内容が“０”にクリアされ、その後にチャンネル信号ＣＨを計数するチャンネル信号カウンタ２１５と、このチャンネル信号カウンタ２１５のカウント値に基づいて対応する出力ＤＥ２０〜ＤＥ２４を論理値“１”にするデコーダ２１６と、このデコーダ２１６の出力ＤＥ２０〜ＤＥ２４によってプログラムデータ選択回路２１４で選択されたプログラムデータを選択することにより駆動波形を選択する選択信号を出力する駆動波形選択信号形成回路２１７と、この駆動波形選択信号形成回路２１７から出力される選択信号を選択スイッチ２０１で必要とする電圧に変換するレベルシフタ２１８とで構成されている。

ここで、プログラムデータ選択回路２１４は、図１２に示すように、プログラムデータＳＰａの各ビットが一方の入力側に供給され、他方の入力側にデコーダ２１３のデコード内容が“０”であるときに論理値“１”となるデコード出力ＤＥ１０が入力されたアンドゲートＡＧａ１〜ＡＧａ５と、プログラムデータＳＰｂの各ビットが一方の入力側に供給され、他方の入力側にデコーダ２１３のデコード内容が“１”であるときに論理値“１”となるデコード出力ＤＥ１１が入力されたアンドゲートＡＧｂ１〜ＡＧｂ５と、プログラムデータＳＰｃの各ビットが一方の入力側に供給され、他方の入力側にデコーダ２１３のデコード内容が“２”であるときに論理値“１”となるデコード出力ＤＥ１２が入力されたアンドゲートＡＧｃ１〜ＡＧｃ５と、図示していないが、同様に、プログラムデータＳＰｄの各ビットが一方の入力側に供給され、他方の入力側にデコーダ２１３のデコード内容が“３”であるときに論理値“１”となるデコード出力ＤＥ１３が入力されたアンドゲートＡＧｄ１〜ＡＧｄ５、プログラムデータＳＰｅの各ビットが一方の入力側に供給され、他方の入力側にデコーダ２１３のデコード内容が“４”であるときに論理値“１”となるデコード出力ＤＥ１４が入力されたアンドゲートＡＧｅ１〜ＡＧｅ５、プログラムデータＳＰｆの各ビットが一方の入力側に供給され、他方の入力側にデコーダ２１３のデコード内容が“５”であるときに論理値“１”となるデコード出力ＤＥ１５が入力されたアンドゲートＡＧｆ１〜ＡＧｆ５、プログラムデータＳＰｇの各ビットが一方の入力側に供給され、他方の入力側にデコーダ２１３のデコード内容が“６”であるときに論理値“１”となるデコード出力ＤＥ１６が入力されたアンドゲートＡＧｇ１〜ＡＧｇ５、プログラムデータＳＰｈの各ビットが一方の入力側に供給され、他方の入力側にデコーダ２１３のデコード内容が“７”であるときに論理値“１”となるデコード出力ＤＥ１７が入力されたアンドゲートＡＧｈ１〜ＡＧｈ５と、各アンドゲートＡＧａ１〜ＡＧｈ１の出力が入力されたオアゲートＯＧ１と、同様に、アンドゲートＡＧａ２〜ＡＧｈ２の出力が入力されたオアゲートＯＧ２、アンドゲートＡＧａ３〜ＡＧｈ３の出力が入力されたオアゲートＯＧ３、アンドゲートＡＧａ４〜ＡＧｈ４の出力が入力されたオアゲートＯＧ４、アンドゲートＡＧａ５〜ＡＧｈ５の出力が入力されたオアゲートＯＧ５の出力が入力されたオアゲートＯＧ６とで構成されている。

そして、各オアゲートＯＧ１〜ＯＧ５から選択されたプログラムデータＳＰ１〜ＳＰ５が出力され、これらが駆動波形選択信号形成回路２１７に入力される。
駆動波形選択信号形成回路２１７は、図１２に示すように、プログラムデータ選択回路２１４から出力されるプログラムデータＳＰ１が一方の入力端に入力され、他方の入力端にデコーダ２１６のデコード内容が“０”であるときに論理値“１”となるデコード出力ＤＥ２０が入力されたアンドゲートＡＧ２１と、プログラムデータ選択回路２１４から出力されるプログラムデータＳＰ２が一方の入力端に入力され、他方の入力端にデコーダ２１６のデコード内容が“１”であるときに論理値“１”となるデコード出力ＤＥ２１が入力されたアンドゲートＡＧ２２と、プログラムデータ選択回路２１４から出力されるプログラムデータＳＰ３が一方の入力端に入力され、他方の入力端にデコーダ２１６のデコード内容が“２”であるときに論理値“１”となるデコード出力ＤＥ２２が入力されたアンドゲートＡＧ２３と、プログラムデータ選択回路２１４から出力されるプログラムデータＳＰ４が一方の入力端に入力され、他方の入力端にデコーダ２１６のデコード内容が“３”であるときに論理値“１”となるデコード出力ＤＥ２３が入力されたアンドゲートＡＧ２４と、プログラムデータ選択回路２１４から出力されるプログラムデータＳＰ５が一方の入力端に入力され、他方の入力端にデコーダ２１６のデコード内容が“４”であるときに論理値“１”となるデコード出力ＤＥ２４が入力されたアンドゲートＡＧ２５と、各アンド回路ＡＧ２１〜ＡＧ２５の出力が入力されたオアゲートＯＧ６とで構成されている。

そして、オアゲートＯＧ６から出力される選択信号ＷＳＬがレベルシフタ２１８に供給される。
また、制御部６２では、インクジェットプリンタ１の電源が投入された後、ホストコンピュータ６０から印刷データが入力されると、図１３に示す印刷制御処理を実行する。先ず、ステップＳ１１で印刷開始時におけるヘッドユニット３５の各ノズルで１ドットを形成するための画素データを読込み、次いでステップＳ１２に移行して階調数に応じて設定した駆動波形選択データＳＩ及びプログラム（パターン）データＳＰａ〜ＳＰｈを含む駆動波形選択信号ＳＬをクロック信号ＳＣＫと共にヘッドユニット３５に送信してからステップＳ１３に移行する。

このステップＳ１３では、エンコーダ３４で検出したヘッドユニット３５の移動位置に基づいてヘッドユニット３５と記録用紙Ｐとの位置が吐出タイミングであるか否かを判定し、吐出タイミングでないときには吐出タイミングとなるまで待機し、吐出タイミングであるときにはステップＳ１４に移行する。
このステップＳ１４では、駆動信号発生回路７０で発生させる駆動信号ＣＯＭの駆動波形ＷＤ１の出力を開始する時のラッチ信号ＬＡＴ、その後の駆動波形ＷＤ２〜ＷＤ４の出力を開始するチャンネル信号ＣＨを順次出力する波形選択処理を実行し、１画素に対する処理が終了したならば、ステップＳ１５に移行する。

このステップＳ１５では、全画素データの印字が終了したか否かを判定し、全画素データの印字が終了していないときには前記ステップＳ１１に戻り、全画素データの印字が終了したときには印刷動作処理を終了して図１３の印刷制御処理を終了する。
次に、上記実施形態の動作を説明する。
今、インクジェットプリンタ１の電源を投入すると、先ず、制御部６２のＣＰＵ６２ａで初期化処理が行われ、駆動信号発生回路７０の波形メモリ７０１に対する波形形成用データの書込みが行われる。

この初期化処理が完了した後に、ホストコンピュータ６０から印刷データが入力されると、制御部６２のＣＰＵ６２ａで、図１３の印刷制御処理を実行する。
そして、各ノズルに対応する最初の１画素データを読込み（ステップＳ１１）、駆動波形選択信号ＳＬをヘッドユニット３５に送信する（ステップＳ１２）。
このときの駆動波形選択信号ＳＬは、図１４（ａ）に示すように、微振動の駆動波形ＷＤ１１と、第１小ドットＳ１、第１大ドットＭ１、第２小ドットＳ２、第２大ドットＭ２に対応する所定吐出量に設定された駆動波形ＷＤ２〜ＷＤ５とで構成されており、波形選択データＳＩの各ビットＳＩ１〜ＳＩ３と、８階調を表すプログラム（パターン）データＳＰａ〜ＳＰｈとの関係が図１４（ａ）に示すように設定されている。

すなわち、ＳＩ１〜ＳＩ３が全て“０”であるときにはプログラムデータＳＰａ「１００００」が選択され、ＳＩ１及びＳＩ２が“０”、ＳＩ３が“１”であるときにはプログラムデータＳＰｂ「０１０００」が選択され、ＳＩ１及びＳＩ３が“０”、ＳＩ２が“１”であるときにはプログラムデータＳＰｃ「０００１０」が選択され、ＳＩ１が“０”、ＳＩ２及びＳＩ３が“１”であるときにはプログラムデータＳＰｄ「００００１」が選択される。また、ＳＩ１が“１”、ＳＩ２及びＳＩ３が“０”であるときにはプログラムデータＳＰｅ「００１００」が選択され、ＳＩ１及びＳＩ３が“１”、ＳＩ２が“０”であるときにはプログラムデータＳＰｆ「０００１１」が選択され、ＳＩ１及びＳＩ２が“１”、ＳＩ３が“０”であるときにはプログラムデータＳＰｇ「０１１００」が選択され、ＳＩ１〜ＳＩ３が全て“１”であるときにはプログラムデータＳＰｈ「００１０１」が選択される。

したがって、あるノズルについて階調値が“０”（印字無し）に設定されているときには、波形選択データＳＩ１〜ＳＩ３が全て“０”に設定され、階調値が“１”に設定されているときにはＳＩ１及びＳＩ２が“０”、ＳＩ３が“１”に設定され、階調値が“２”に設定されているときにはＳＩ１及びＳＩ３が“０”、ＳＩ２が“１”に設定され、階調値が“３”に設定されているときにはＳＩ１が“０”、ＳＩ２及びＳＩ３が“１”に設定され、階調値が“４”に設定されているときにはＳＩ１が“１”、ＳＩ２及びＳＩ３が“０”に設定され、階調値が“５”に設定されているときにはＳＩ１及びＳＩ３が“１”、ＳＩ２が“０”に設定され、階調値が“６”に設定されているときにはＳＩ１及びＳＩ２が“１”、ＳＩ３が“０”に設定され、階調値が“７”に設定されているときにはＳＩ１〜ＳＩ３が全て“１”に設定される。

このため、例えば先頭のノズルが階調値“７”、２番目のノズルが階調値“３”、３番目のノズルが階調値“６”、４番目のノズルが階調値“２”、５番目のノズルが階調値“０”……と設定されているものとすると、制御部６２のＣＰＵ６２ａから出力される駆動波形選択信号ＳＬは、図１０に示すように、ＳＩ１が「……００１０１」、ＳＩ２が「……０１１１１」、ＳＩ３が「……０００１１」、ＳＰａが「１００００」、ＳＰｂが「０１０００」、ＳＰｃが「０００１０」、ＳＰｄが「００００１」、ＳＰｅが「００１００」、ＳＰｆが「０００１１」、ＳＰｇが「０１１００」、ＳＰｈが「００１０１」に設定され、これがプログラムデータＳＰｈを先頭にしてクロック信号ＳＣＫと共にヘッドユニット３５のシフトレジスタ２１１に供給されて、各格納部ＳＲ１〜ＳＲ４に格納される。

この状態で、用紙送りが開始されて、キャリッジ３２が印刷開始位置まで移動されて、記録用紙Ｐの印刷開始位置がヘッドユニット３５のノズル位置に到達したときに、ステップＳ１３からステップＳ１４に移行して、ラッチ信号ＬＡＴがヘッドユニット３５に出力されることにより、シフトレジスタ２１１に格納されている駆動波形選択信号ＳＬがラッチ回路２１２にラッチされ、ノズル毎に波形選択データＳＩがデコーダ２１３でデコードされると共に、プログラム（パターン）データＳＰａ〜ＳＰｈがプログラムデータ選択回路２１４に出力される。

このため、図１２において、例えば先頭のノズルについてはＳＩ１〜ＳＩ３が全て“１”であるので、デコーダ２１３で“７”に対応する出力ＤＥ１７のみが論理値“１”となり、プログラムデータＳＰｈが選択されて、このプログラムデータＳＰｈの「００１０１」のビットデータがオアゲートＯＧ１〜ＯＧ５を介してプログラムデータＳＰ１〜ＳＰ５として駆動波形選択信号形成回路２１７に出力される。

一方、チャンネル信号カウンタ２１５では、図１４（ｂ）に示すように、ラッチ信号ＬＡＴが入力された時点でカウント内容が“０”にリセットされ、これがデコーダ２１６に供給されるので、このデコーダ２１６からの“０”に対応する出力信号ＤＥ２０のみが論理値“１”となり、これが駆動波形選択信号形成回路２１７のアンドゲートＡＧ２１に供給される。

このアンドゲート２１では、入力されるプログラムデータＳＰ１が“０”であるので、出力が“０”となり、これがオアゲートＯＧ６を通じて選択信号ＷＳＬとしてレベルシフタ２１８に供給され、電圧調整されて選択スイッチ２０１に供給される。このため、先頭のノズルに対応する選択スイッチ２０１がオフ状態を維持し、先頭のノズルに対応するアクチュエータ１２２が非作動状態を維持する。

その後、ＣＰＵ６２ａからチャンネル信号ＣＨがチャンネル信号カウンタ２１５に入力されると、そのカウント値が“１”にカウントアップするので、デコーダ２１６の出力ＤＥ２１のみが論理値“１”となって、これが図１２に示す駆動波形選択信号形成回路２１７のアンドゲートＡＧ２２に供給される。このアンドゲートＡＧ２２にはプログラムデータ選択回路２１４のオアゲートＯＧ２から出力される“０”のプログラムデータＳＰ２が入力されているので、出力が論理値“０”となり、選択信号ＷＳＬが“０”となる。このため、先頭のノズルに対応する選択スイッチ２０１は引き続きオフ状態を維持し、先頭のノズルに対応するアクチュエータ１２２は引き続き非作動状態を維持する。

その後、次に、ＣＰＵ６２ａからチャンネル信号ＣＨがチャンネル信号カウンタ２１５に入力されると、そのカウント値が“２”にカウントアップするので、デコーダ２１６の出力ＤＥ２２のみが論理値“１”となって、これが図１２に示す駆動波形選択信号形成回路２１７のアンドゲートＡＧ２３に供給される。このアンドゲートＡＧ２３にはプログラムデータ選択回路２１４のオアゲートＯＧ３から出力される“１”のプログラムデータＳＰ３が入力されているので、出力が論理値“１”となり、選択信号ＷＳＬが“１”となる。

このため、選択スイッチ２０１の先頭のノズルに対応するスイッチがオン状態となり、駆動信号発生回路７０から入力される第３番目の駆動波形ＷＤ３に対応する電流がアクチュエータ１２２に供給されて、このアクチュエータ１２２から第１大ドットＭ１を形成するインク滴が吐出される。
その後、再度ＣＰＵ６２ａからチャンネル信号ＣＨが入力されると、チャンネル信号カウンタ２１５のカウント値が“３”にカウントアップし、デコーダ２１６の出力ＤＥ２３のみが論理値“１”となり、これが駆動波形選択信号形成回路２１７のアンドゲートＡＧ２４に供給される。このアンドゲートＡＧ２４には、プログラムデータ選択回路２１４のオアゲートＯＧ４から出力される論理値“０”のプログラムデータＳＰ４が入力されているので、このアンドゲートＡＧ２４から論理値“０”の出力が選択信号ＷＳＬとして出力される。このため、選択スイッチ２０１の先頭のノズルに対応するスイッチはオフ状態となり、アクチュエータ１２２は駆動されない。

その後、さらにＣＰＵ６２ａからチャンネル信号ＣＨが入力されると、上記と同様にチャンネル信号カウンタ２１５のカウント値が“４”にカウントアップしてデコーダ２１６から“４”に対応する出力ＤＥ２４のみが論理値“１”となることにより、駆動波形選択信号形成回路２１７のアンドゲートＡＧ２５が開き、プログラムデータ選択回路２１４のオアゲートＯＧ５から入力されている“１”のプログラムデータＳＰ５が選択信号ＷＳＬとして出力され、これがレベルシフタ２１８で電圧調整されて選択スイッチ２０１に供給される。このため、先頭のノズルに対応するスイッチがオン状態となって、駆動信号発生回路７０で発生される第５駆動波形ＷＤ５に対応する電流がアクチュエータ１２２に供給されて、先頭のノズルから第２大ドットを形成するインク滴が吐出される。

この結果、記録用紙Ｐには第１大ドットＭ１及び第２大ドットＭ２を形成するインク滴が僅かに位置ずれを生じながら着弾されて重畳されるので、最大のドットが形成され、階調値“７”のドットを印字することができる。
一方、２番目のノズルでは、第２大ドットＭ２を形成するインク滴のみが着弾されるので、階調値“３”のドットを印字し、３番目のノズルでは、第１小ドットＳ１及び第１大ドットＭ１を形成するインク滴が僅かに位置ずれを生じながら着弾されて重畳されるので、階調値“６”のドットを印字し、４番目のノズルでは第２小ドットＳ２を形成するインク滴のみが着弾されるので階調値“２”のドットを印字し、５番目のノズルでは階調値“０”すなわち駆動波形ＷＤ１に応じた電流がアクチュエータ１２２に供給されるがインク滴の吐出は行われず、キャビティ１２３に微振動のみが与えられ、インクの固まりが抑制される。

このように、印字データが８階調で印字するように設定されている場合には、駆動信号ＣＯＭに含まれる５つの駆動波形ＷＤ１〜ＷＤ５から階調値に応じて１つ又は複数の駆動波形を選択することにより、１画素を８階調のドット径で印字することができる。
図１５は、８階調表示を行う際に、アクチュエータ１２２に供給する波形パターンを表したものである。各０〜７の各階調が、波形パターンＳＰａ〜ＳＰｈにそれぞれ対応している。

前記図７に示すように、駆動信号ＣＯＭを、高明度な比較的小ドットを形成するインク滴を吐出する高明度ドット形成用の駆動波形と低明度な比較的大ドットを形成するインク滴を吐出する低明度ドット形成用の駆動波形とをこの順に配置した単位波形２つと、微振動用の駆動波形とから構成し、微振動用の第１の駆動波形ＷＤ１と、高明度ドット形成用の第２の駆動波形ＷＤ２と、低明度ドット形成用の第３の駆動波形ＷＤ３と、高明度ドット形成用の第４の駆動波形ＷＤ４と、低明度ドット形成用の第５の駆動波形ＷＤ５とを、この順に一定の時間間隔で配置している。

そして、前記駆動波形ＷＤ１〜ＷＤ５は、図１５に示す波形パターンで階調表示を行ったとき、各階調間の階調差が、明度やドット面積また吐出量等の点で略等間隔となるように設定している。
ここで、図１６において、破線は、高明度ドット形成用の駆動波形１つと、低明度ドット形成用の同一の駆動波形２つと、微振動発生用の駆動波形との、３種類４つの駆動波形を用いて４階調表現を行うようにした場合の、各階調における明度を示したものである。ここでは、高明度ドット形成用の駆動波形及び低明度ドット形成用の駆動波形のそれぞれ単独でのインク滴の吐出により形成される２種類のドットと、低明度ドット形成用の駆動波形どうしの組み合わせにより得られるドットとにより、４階調表現を行っている。この場合、図１６に破線で示すように、各階調間での明度差が等間隔ではない。

本願発明では、図１５に示すように、高明度ドット形成用駆動波形と低明度ドット形成用駆動波形とを組み合わせて階調を形成し、この高明度ドット形成用駆動波形と低明度ドット形成用駆動波形との組み合わせによる階調を含めて多階調表現を行うことで、各階調間における明度差が図１６に実線で示すように略等間隔となり得ることに着目し、これを満足するように各駆動波形ＷＤ１〜ＷＤ５を設定している。したがって、各階調間における明度差を略等間隔とすることができ、すなわち階調の変化に伴って明度を連続的に変化させることができる。

また、このように、高明度ドット形成用駆動波形及び低明度ドット形成用駆動波形を組み合わせることで階調を表現するようにしているから、多階調表現をするにあたって駆動信号ＣＯＭを構成する各駆動波形を有効に活用することができ、駆動信号ＣＯＭを構成する限られた数の駆動波形によって、より多くの階調表現を行うことができる。
また、５種類の駆動波形によって駆動波形の数以上の多階調表現を行うことができるから、多階調表現を行う際の駆動波形数の増加を抑制することができる。したがって、駆動波形数の増加に伴う１画素印刷周期の増加を抑制し印刷速度の低下を抑制することができるから、多階調表現に伴う印刷速度の低下を抑制することができる。

また、小ドットと大ドットとを重畳させて１つのドットを形成する場合、良好なドットを得るためには、小ドット形成用のインク滴を吐出した後大ドット形成用のインク滴を吐出することが好ましい。また、複数のドットを重畳させて１つのドットを形成する場合には、各ドットを形成するためのインク滴を、所定の時間差内に吐出することが好ましい。
本実施形態では、上述のように駆動信号ＣＯＭを、高明度ドット形成用駆動波形及び低明度ドット形成用駆動波形の順、つまり、小ドット形成用の駆動波形及び大ドット形成用の駆動波形の順に連結した単位波形を２つ連結すると共に、これに微振動用の駆動波形とを連結して形成しており、各単位波形を構成する駆動波形どうしを組み合わせて印字を行うことによって階調を表現している。したがって、単位波形を構成する駆動波形どうしを組み合わせることによって、小ドット形成用のインク滴及び大ドット形成用のインク滴の順にインク滴の吐出が行われることになると共に、小ドット形成用のインク滴及び大ドット形成用のインク滴は所定の時間差内に吐出されることになって、良好なドットを形成することができる。

また、単に複数の駆動波形を連結して駆動信号ＣＯＭを形成した場合、駆動波形の配置によっては、隣接する駆動波形どうしの組み合わせによって良好な印刷を行うことができない場合や、同じドット径を印刷する駆動波形が複数存在する場合には階調表示に単独では寄与することのできない駆動波形が存在する場合等があり、階調表示を行うに当たり、各駆動波形を有効に活用することができない場合がある。

しかしながら、上述のように、高明度ドット形成用駆動波形及び低明度ドット形成用駆動波形を連結して１つの単位波形とし、この単位波形を複数連結して一つの駆動信号ＣＯＭを形成するようにしているから、単位波形を構成する駆動波形どうしを組み合わせることが可能となり、単独の駆動波形で１つの階調表現を行うことができると共に、駆動波形を組み合わせることによっても１つの階調表現を行うことができる。したがって駆動信号ＣＯＭを構成する各駆動波形を有効に活用することができると共に、限られた駆動波形数によって、より多くの階調表現を行うことができる。

また、このとき、単位波形を連結して駆動信号ＣＯＭを形成することで、高明度ドット形成用の駆動波形と低明度ドット形成用の駆動波形とが交互に連結されるようにし、隣接する単位波形を構成する低明度ドット形成用の駆動波形、つまり、大ドット形成用の駆動波形どうしが近接した位置に配置されるようにし、近接する２つの大ドット形成用駆動波形を、これらによるインク滴の吐出タイミングの時間差がある程度の時間差内に収まるように配置しているから、これら大ドット形成用（低明度ドット形成用）駆動波形どうしの組み合わせによっても階調表現を行うことができる。

このため、例えば、階調８の場合のように、比較的短い時間差を持ってインク滴の吐出が行われる、第１大ドットＭ１と第２大ドットＭ２とを組み合わせることによって、よりドット径の大きなドットを印刷することが可能となり、大ドットどうしの組み合わせによる階調表示をも行うことができる。
また、このとき、単独の駆動波形により表現される階調及び駆動波形を組み合わせることにより表現される階調について、これら階調間の階調差が、明度やドット面積また吐出量等の点で略等間隔となるように各駆動波形を設定しているから、階調の変化に応じて明度やドット面積また吐出量等を略等間隔で変化させることができる。

なお、上記実施の形態においては、２つの単位波形と微振動用駆動波形とから駆動信号ＣＯＭを形成した場合について説明したが、単位波形は１つであってもよく、また、３以上の単位波形を含んで駆動信号を形成してもよい。
また、上記実施の形態においては、高明度ドット形成用駆動波形及び低明度ドット形成用駆動波形の順に連結して単位波形を構成した場合について説明したが、低明度ドット形成用駆動波形及び高明度ドット形成用駆動波形の順に連結して単位波形を構成することも可能である。この場合には、高明度ドット形成用駆動波形及び低明度ドット形成用駆動波形の組み合わせを行う場合には、隣接する単位波形間において、先に配置された単位波形の高明度ドット形成用駆動波形と、後に配置された単位波形の低明度ドット形成用駆動波形とを組み合わせるようにすればよい。

また、上記実施の形態においては、図１４に示すように、駆動信号ＣＯＭを構成する駆動波形のうち、高明度ドット形成用駆動波形及び低明度ドット形成用駆動波形をそれぞれ単独又はこれらを組み合わせると共に、低明度ドット形成用（大ドット形成用）駆動波形どうしを組み合わせて、８階調を表現するようにした場合について説明したが、高明度ドット形成用（小ドット形成用）駆動波形どうしを組み合わせてもよい。この場合には、階調３及び階調４間の明度を有するドットを形成することができ、図１４に示す組み合わせにおいて、低明度ドット形成用駆動波形どうしの組み合わせに代えて高明度ドット形成用駆動波形どうしの組み合わせを用いて８階調を表現することも可能であり、また、図１４に示す組み合わせにおいて、さらに低明度ドット形成用駆動波形どうしの組み合わせも用いることによって９階調を実現することができ、さらに多階調化を図ることができる。

また、上記実施形態においては、駆動信号選択制御回路２１０に対して駆動波形選択信号ＳＬをシリアルデータとして供給する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、パラレル送信するようにしても良く、この場合には直並列変換用のシフトレジスタを省略することができる。
また、上記実施形態においては、圧電式（ピエゾ方式）による積層アクチュエータ１２２を有するインクジェットヘッド１００を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図１７に示すように、圧電材料３０１を上下電極３０２，３０３で挟んだ簡単な構造のアクチュエータを使用して振動板１２１を振動させ、振動モードとして図１７で上下方向に撓むモードを利用したピエゾ方式のユニモルフアクチュエータ３０４を適用したり、図１８に示すように圧電材料３１１の両端部に電極３１２が両端側にあって圧力室３１３を形成し、アクチュエータはノズルを１つおきに駆動し、駆動信号が与えられると図１８で破線図示のように圧力室３１３内の圧力が変化してノズル３１４からインク液が吐出される構成を有するピエゾ方式のシェアモード１アクチュエータ３１５を適用したり、図１９に示すように、圧電材料３２１の表面に電極３２２，３２３が交互に設けられ、駆動信号が与えられると図１９の破線のように変形して圧力室３２４内の圧力が変化してノズル３２５からインク滴が吐出される４ピエゾ方式のシェアモード２アクチュエータを適用したりすることもできる。

また、ピエゾ方式に限らず、図２０及び図２１に示すように、通常は基板３３１上に発熱体３３２とそのドライバ３３３への接続線３３４、耐キャビテーション膜３３５、隔壁３３６、ノズル壁３３７を使用して、天板３３８を接合させ、天板３３８に形成したインク流入口３４０からリザーバ３４１にインクを流入させ、このインクをノズル壁３３７で囲まれた圧力室３４２に供給し、ドライバ３３３からの駆動信号がヘッドユニットの圧力室３４０に配設された各発熱体３３２に伝達されると発熱体３３２は瞬間的に３００℃以上の温度に発熱し耐キャビテーション膜３３５上に膜沸騰による気泡が発生しの圧力変化によってインク滴がノズル孔３３９から吐出され、インク滴が吐出された直後に気泡が発生し、その圧力変化によってインク滴が吐出され、インク液滴が吐出された直後、気泡は急激に収縮してもとの状態に復帰するようにした膜沸騰インクジェット方式を適用することもできる。

さらに、上記実施形態では、ヘッドユニット３５の駆動信号選択制御回路２１０をハードウェアで構成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、マイクロコンピュータ等を使用してソフトウェアで構成することもできる。
さらにまた、上記実施形態では、波形選択データＳＩを３ビットデータＳＩ１〜ＳＩ３で構成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ノズル単位で波形選択データを連続させるようにしてもよい。

本発明による液滴吐出装置を適用したインクジェットプリンタの概略構成を示す斜視図である。 図１の要部構成を示す平面図である。 図１に示すインクジェットプリンタのインクジェットヘッドの構成を示す断面図である。 図３に示すヘッドのノズル基板の構成を示す平面図である。 本発明に適用し得る制御装置の一例を示すブロックである。 駆動信号発生回路の一例を示すブロック図である。 駆動信号の波形パターンを示す説明図である。 波形メモリへのデータ書込手順の説明に供するタイムチャートである。 駆動信号の発生動作の説明に供するタイムチャートである。 駆動波形選択信号の構成を示す説明図である。 駆動信号選択制御回路の一例を示すブロック図である。 駆動信号選択制御回路のプログラムデータ選択回路及び駆動波形選択信号形成回路の具体的構成を示すブロック図である。 制御部で実行する印刷制御処理手順の一例を示すフローチャートである。 駆動信号、駆動波形選択データ、波形パターン及び階調値を示す説明図である。 各階調において選択される駆動波形を示す説明図である。 階調と明度との関係を表す対応図である。 ピエゾ式におけるユニモルフアクチュエータを示す断面図である。 ピエゾ式におけるシェアモード１アクチュエータを示す断面図である。 ピエゾ方式におけるシェアモード２アクチュエータを示す断面図である。 膜沸騰インクジェット方式のヘッドユニットを示す天板を除去した斜視図である。 図２０の断面図である。

符号の説明

１…インクジェットプリンタ、３…印字部、４…印刷装置、５…給紙装置、６…制御装置、３１…インクカートリッジ、３２…キャリッジ、３５…ヘッドユニット、６２…制御部、６５…ヘッドドライバ、７０…駆動信号発生回路、７０１…波形メモリ、７０２，７０４…ラッチ回路、７０３…加算器、７０５…Ｄ／Ａ変換器、７０６…電圧増幅部、７０７…電流増幅部、９０…発振回路、１００…インクジェットヘッド、１２１…振動板、１２２…圧電式アクチュエータ、１２３…キャビティ（圧力室）、１２４…ノズル、２０１…選択スイッチ、２１０…駆動信号選択制御回路、２１１…シフトレジスタ、２１２…ラッチ回路、２１３，２１６…デコーダ、２１４…プログラムデータ選択回路、２１５…チャンネル信号カウンタ、２１７…駆動波形選択信号形成回路、２１８…レベルシフタ

Claims (5)

1. 内部に液体が充填された複数の圧力室と、該圧力室に個別に連通して前記液体を液滴として記録媒体に吐出する複数のノズルと、駆動信号の入力によって前記圧力室の圧力を変化させて前記ノズルから液滴を前記記録媒体に対して吐出させるアクチュエータと、該アクチュエータに駆動信号を供給して駆動制御する駆動制御手段と、を有する液滴吐出ヘッドを備え、
   前記駆動信号を階調数に応じて設定された複数の駆動波形で構成し、該複数の駆動波形のうち１つ又は複数の駆動波形を選択しこれを前記アクチュエータに供給することで多階調表現を行うようにした液滴吐出装置において、
   前記駆動波形を、高明度ドットを形成し得る高明度用駆動波形及び低明度ドットを形成し得る低明度用駆動波形をそれぞれ１つ以上含んで形成すると共に前記高明度用駆動波形及び低明度用駆動波形の組み合わせにより形成されるドットによって階調を表現するようにし、各階調間での明度差が所定値となるように前記高明度用駆動波形及び低明度用駆動波形を設定したことを特徴とする液滴吐出装置。
2. 前記高明度用駆動波形及び低明度用駆動波形を所定の順に連結してこれを単位波形とし、
   前記駆動信号を、前記単位波形を１つ以上連結して形成したことを特徴とする請求項１記載の液滴吐出装置。
3. 前記駆動信号を、前記単位波形を複数連結して形成し、
   隣接する高明度用駆動波形及び低明度用駆動波形を組み合わせて階調を表現するようにしたことを特徴とする請求項２記載の液滴吐出装置。
4. 前記駆動信号を、前記単位波形を複数連結して形成し、
   隣接する単位波形を構成する高明度用駆動波形どうし又は低明度用駆動波形どうしのどちらか一方を組み合わせて階調を表現するようにしたことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の液滴吐出装置。
5. 前記複数の単位波形を構成する高明度用駆動波形及び低明度用駆動波形は、それぞれ明度の異なるドットを形成するように設定されることを特徴とする請求項３又は請求項４記載の液滴吐出装置。

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