JP2008229905A

JP2008229905A - 液体噴射装置

Info

Publication number: JP2008229905A
Application number: JP2007069272A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Takahashi; 橋智明高
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2008-10-02

Abstract

【課題】より少ない数のパルス波形を含む複数の駆動信号複数を組み合わせて、より多段階の階調を実現できる液体噴射装置を提供すること。
【解決手段】第１の１パルス波形と、第１の２パルス波形と、第１の３パルス波形と、第２の１パルス波形と、第２の２パルス波形と、第２の３パルス波形と、は、それぞれ排他的に、所定の単位重量の液体滴を吐出可能なパルス波形と、所定の単位重量の３倍の液体滴を吐出可能なパルス波形と、所定の単位重量の９倍の液体滴を吐出可能なパルス波形と、所定の単位重量の２倍の液体滴を吐出可能なパルス波形と、所定の単位重量の６倍の液体滴を吐出可能なパルス波形と、所定の単位重量の１８倍の液体滴を吐出可能なパルス波形と、のいずれかである。
【選択図】図５

Description

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。

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（文字を含む）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。

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。

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。

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。

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１１に示すような駆動信号が用いられ得る。図１１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。

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。

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。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。

この場合、図１２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。

また、駆動パルスの形状を異ならせて、記録ドット径をより多様に制御する態様も広く知られている。例えば、特開平１０−８１０１２号公報に記載された駆動方法では、図１３に示すように、小ドットの記録に対応する第２パルスが、第１パルス及び第３パルスよりも小型である。

また、予め２つの駆動信号を用意しておく態様も開発されている。例えば、特開２００３−１８２０７５号公報には、図１４に示すように、第１駆動信号ＣＯＭＡと第２駆動信号ＣＯＭＢとが選択的に用いられる技術が開示されている。当該技術を利用すれば、より一層の駆動の高速化を図ることができる。
特開平１０−８１０１２号公報特開２００３−１８２０７５号公報

本件発明者は、複数の駆動信号を用意しておく態様について、より少ない数のパルス波形を含む複数の駆動信号を組み合わせて、より多段階の階調を実現できないか、鋭意検討を重ねてきた。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、より少ない数のパルス波形を含む複数の駆動信号複数を組み合わせて、より多段階の階調を実現できる液体噴射装置を提供することを目的とする。

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、第１吐出駆動信号及び第２吐出駆動信号を生成する駆動信号発生手段と、吐出データに基づいて複数の階調データから選択される選択階調データと第１吐出駆動信号と第２吐出駆動信号に基づいて、駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、を備えた液体噴射装置であって、第１吐出駆動信号と第２吐出駆動信号とは、同一の周期を有する周期信号であり、第１吐出駆動信号は、一周期中において、第１の１パルス波形と、第１の２パルス波形と、第１の３パルス波形と、を有しており、第２吐出駆動信号は、一周期中において、第２の１パルス波形と、第２の２パルス波形と、第２の３パルス波形と、を有しており、駆動パルス生成手段は、第１の１パルス波形と第２の１パルス波形とについてその一方のみを駆動パルスの全部または一部として選択し、第１の２パルス波形と第２の２パルス波形とについてその一方のみを駆動パルスの全部または一部として選択し、第１の３パルス波形と第２の３パルス波形とについてその一方のみを駆動パルスの全部または一部として選択するようになっており、第１の１パルス波形と第２の１パルス波形とは、それぞれ排他的に、所定の単位重量の液体滴を吐出可能なパルス波形、または、所定の単位重量の２倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であり、第１の２パルス波形と第２の２パルス波形とは、それぞれ排他的に、所定の単位重量の３倍の液体滴を吐出可能なパルス波形、または、所定の単位重量の６倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であり、第１の３パルス波形と第２の３パルス波形とは、それぞれ排他的に、所定の単位重量の９倍の液体滴を吐出可能なパルス波形、または、所定の単位重量の１８倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であることを特徴とする液体噴射装置である。

本発明によれば、２つの吐出駆動信号に含まれるパルス波形の数は６であって、比較的少ないけれども、吐出される液体滴の重量については、所定の単位重量の１倍〜２６倍までの２７階調（非吐出＝０倍を含む）を実現することができる。

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、第１吐出駆動信号、第２吐出駆動信号、及び、第３吐出駆動信号を生成する駆動信号発生手段と、吐出データに基づいて複数の階調データから選択される選択階調データと第１吐出駆動信号乃至第３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、を備えた液体噴射装置であって、第１吐出駆動信号乃至第３吐出駆動信号とは、同一の周期を有する周期信号であり、第１吐出駆動信号は、一周期中において、第１の１パルス波形と、第１の２パルス波形と、第１の３パルス波形と、を有しており、第２吐出駆動信号は、一周期中において、第２の１パルス波形と、第２の２パルス波形と、を有しており、第３吐出駆動信号は、一周期中において、第３の１パルス波形と、第３の２パルス波形と、を有しており、駆動パルス生成手段は、第１の１パルス波形と第２の１パルス波形と第３の１パルス波形についてそのいずれか一つのみを駆動パルスの全部または一部として選択し、第１の２パルス波形と第２の２パルス波形と第３の２パルス波形とについてそのいずれか一つのみを駆動パルスの全部または一部として選択選択するようになっており、第１の１パルス波形と第２の１パルス波形と第３の１パルス波形とは、それぞれ排他的に、所定の単位重量の液体滴を吐出可能なパルス波形、または、所定の単位重量の２倍の液体滴を吐出可能なパルス波形、または、所定の単位重量の３倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であり、第１の２パルス波形と第２の２パルス波形と第３の２パルス波形とは、それぞれ排他的に、所定の単位重量の４倍の液体滴を吐出可能なパルス波形、または、所定の単位重量の８倍の液体滴を吐出可能なパルス波形、または、所定の単位重量の１２倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であり、第１の３パルス波形は、所定の単位重量の１６倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であることを特徴とする液体噴射装置である。

本発明によれば、３つの吐出駆動信号に含まれるパルス波形の数は７であって、比較的少ないけれども、吐出される液体滴の重量については、所定の単位重量の１倍〜３１倍までの３２階調（非吐出＝０倍を含む）を実現することができる。

本発明の考え方は、以下のように更に一般化できる。

すなわち、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、第１吐出駆動信号乃至第ｎ吐出駆動信号（ｎは２以上の整数）を生成する駆動信号発生手段と、吐出データに基づいて複数の階調データから選択される選択階調データと第１吐出駆動信号乃至第ｎ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、を備えた液体噴射装置であって、第１吐出駆動信号乃至第ｎ吐出駆動信号とは、同一の周期を有する周期信号であり、第ｍ吐出駆動信号（ｍは１以上ｎ以下の整数）は、一周期中において、第ｍの１パルス波形と、第ｍの２パルス波形と、第ｍの３パルス波形と、を有しており、駆動パルス生成手段は、第１の１パルス波形乃至第ｎの１パルス波形についてそのいずれか一つのみを駆動パルスの全部または一部として選択し、第１の２パルス波形乃至第ｎの２パルス波形についてそのいずれか一つのみを駆動パルスの全部または一部として選択し、第１の３パルス波形乃至第ｎの３パルス波形についてそのいずれか一つのみを駆動パルスの全部または一部として選択するようになっており、第１の１パルス波形乃至第ｎの１パルス波形は、それぞれ排他的に、１以上ｎ以下の整数であるｋを用いて表される、所定の単位重量のｋ倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であり、第１の２パルス波形乃至第ｎの２パルス波形は、それぞれ排他的に、１以上ｎ以下の整数であるｉを用いて表される、所定の単位重量のｉ×（１＋ｎ）^１＝ｉ×（１＋ｎ）倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であり、第１の３パルス波形乃至第ｎの３パルス波形は、それぞれ排他的に、１以上ｎ以下の整数であるｊを用いて表される、所定の単位重量のｊ×（１＋ｎ）^２＝ｊ×（１＋ｎ）^２倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であることを特徴とする液体噴射装置である。

本発明によれば、ｎ個の吐出駆動信号に含まれるパルス波形の数は３×ｎ個であって、比較的少ないけれども、吐出される液体滴の重量については、所定の単位重量の１倍〜（ｎ＋ｎ×（１＋ｎ）＋ｎ×（１＋ｎ）^２）倍までの（ｎ＋ｎ×（１＋ｎ）＋ｎ×（１＋ｎ）^２＋１）階調（非吐出＝０倍を含む）を実現することができる。

あるいは、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、第１吐出駆動信号乃至第ｎ吐出駆動信号（ｎは３以上の整数）を生成する駆動信号発生手段と、吐出データに基づいて複数の階調データから選択される選択階調データと第１吐出駆動信号乃至第ｎ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、を備えた液体噴射装置であって、第１吐出駆動信号乃至第ｎ吐出駆動信号とは、同一の周期を有する周期信号であり、第１吐出駆動信号は、一周期中において、第１の１パルス波形と、第１の２パルス波形と、第１の３パルス波形と、を有しており、第ｍ吐出駆動信号（ｍは２以上ｎ以下の整数）は、一周期中において、第ｍの１パルス波形と、第ｍの２パルス波形と、を有しており、駆動パルス生成手段は、第１の１パルス波形乃至第ｎの１パルス波形についてそのいずれか一つのみを駆動パルスの全部または一部として選択し、第１の２パルス波形乃至第ｎの２パルス波形についてそのいずれか一つのみを駆動パルスの全部または一部として選択するようになっており、第１の１パルス波形乃至第ｎの１パルス波形は、それぞれ排他的に、１以上ｎ以下の整数であるｋを用いて表される、所定の単位重量のｋ倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であり、第１の２パルス波形乃至第ｎの２パルス波形は、それぞれ排他的に、１以上ｎ以下の整数であるｉを用いて表される、所定の単位重量のｉ×（１＋ｎ）^１＝ｉ×（１＋ｎ）倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であり、第１の３パルス波形は、所定の単位重量の（１＋ｎ）^２倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であることを特徴とする液体噴射装置である。

本発明によれば、ｎ個の吐出駆動信号に含まれるパルス波形の数は２×ｎ＋１個であって、比較的少ないけれども、吐出される液体滴の重量については、所定の単位重量の１倍〜（ｎ＋ｎ×（１＋ｎ）＋（１＋ｎ）^２）倍までの（ｎ＋ｎ×（１＋ｎ）＋（１＋ｎ）^２＋１）階調（非吐出＝０倍を含む）を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の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。

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。

記録ヘッド１０は、図２に示すように、例えばプラスチックからなる箱体状のケース７１の収納室７２内に、櫛歯状の圧電振動子１５が一方の開口から挿入されて櫛歯状先端部１５ａが他方の開口に臨んでいる。その他方の開口側のケース７１の表面（下面）には流路ユニット７４が接合され、櫛歯状先端部１５ａは、それぞれ流路ユニット７４の所定部位に当接固定されている。

圧電振動子１５は、圧電体１５ｂを挟んで共通内部電極１５ｃと個別内部電極１５ｄとを交互に積層した板状の振動子板を、ドット形成密度に対応させて櫛歯状に切断して構成してある。そして、共通内部電極１５ｃと個別内部電極１５ｄとの間に電位差を与えることにより、各圧電振動子１５は、積層方向と直交する振動子長手方向に伸縮する。

流路ユニット７４は、流路形成板７５を間に挟んでノズルプレート１４と弾性板７７を両側に積層することにより構成されている。

流路形成板７５は、ノズルプレート１４に複数開設したノズル開口１３とそれぞれ連通して圧力発生室隔壁を隔てて列設された複数の圧力発生室１６と、各圧力発生室１６の少なくとも一端に連通する複数のインク供給部８２と、全インク供給部８２が連通する細長い共通インク室８３と、が形成された板材である。例えば、シリコンウエハーをエッチング加工することにより、細長い共通インク室８３が形成され、共通インク室８３の長手方向に沿って圧力発生室１６がノズル開口１３のピッチに合わせて形成され、各圧力発生室１６と共通インク室８３との間に溝状のインク供給部８２が形成され得る。なお、この場合、圧力発生室１６の一端にインク供給部８２が接続し、このインク供給部８２とは反対側の端部近傍でノズル開口１３が位置するように配置されている。また、共通インク室８３は、インクカートリッジに貯留されたインクを圧力発生室１６に供給するための室であり、その長手方向のほぼ中央にインク供給管８４が連通している。

弾性板７７は、ノズルプレート１４とは反対側の流路形成板７５の面に積層され、ステンレス板８７の下面側にＰＰＳ等の高分子体フィルムを弾性体膜８８としてラミネート加工した二重構造である。そして、圧力発生室１６に対応した部分のステンレス板８７をエッチング加工して、圧電振動子１５を当接固定するためのアイランド部８９が形成されている。

上記の構成を有する記録ヘッド１０では、圧電振動子１５を振動子長手方向に伸長させることにより、アイランド部８９がノズルプレート１４側に押圧され、アイランド部８９周辺の弾性体膜８８が変形して圧力発生室１６が収縮する。また、圧力発生室１６の収縮状態から圧電振動子１５を長手方向に収縮させると、弾性体膜８８の弾性により圧力発生室１６が膨張する。圧力発生室１６を一旦膨張させてから収縮させることにより、圧力発生室１６内のインク圧力が高まって、ノズル開口１３からインク滴が吐出される。

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たり、メニスカス（ノズル開口１３で露出しているインクの自由表面）を微振動させたりすることができる。

なお、上記の縦振動振動モードの圧電振動子１５に代えて、いわゆるたわみ振動モードの圧電振動子を用いることも可能である。たわみ振動モードの圧電振動子は、充電による変形で圧力室を収縮させ、放電による変形で圧力室を膨張させる圧電振動子である。たわみ振動モードの圧電振動子を用いる場合、縦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）。

記録ヘッド１０は、好ましくは、異なる複数種類の色が記録可能な多色記録ヘッドである。多色記録ヘッドは、複数のヘッドユニットを備えており、各ヘッドユニット毎に使用するインクの種類が設定される。

例えば、６つのヘッドユニットを備えた記録へッドは、ブラックインクを吐出可能なブラックヘッドユニットと、シアンインクを吐出可能なシアンヘッドユニットと、ライトシアンインクを吐出可能なライトシアンヘッドユニットと、マゼンタインクを吐出可能なマゼンタヘッドユニットと、ライトマゼンタインクを吐出可能なライトマゼンタヘッドユニットと、イエローインクを吐出可能なイエローヘッドユニットとを備える。

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。

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。

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へ供給するための第１吐出駆動信号（ＣＯＭ１）を発生する第１吐出駆動信号生成回路３０ａと、記録ヘッド１０へ供給するための第２吐出駆動信号（ＣＯＭ２）を発生する第２吐出駆動信号生成回路３０ｂと、各駆動信号や、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。

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。

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。

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。

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、階調データ（印字データ）として、この場合５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。

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。

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（ＣＨ１、ＣＨ２）を供給する。これらのラッチ信号やチャンネル信号は、第１吐出駆動信号（ＣＯＭ１）及び第２吐出駆動信号（ＣＯＭ２）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。

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。

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乃至第５シフトレジスタ４０からなるシフトレジスタ回路と、第１ラッチ回路５６乃至第５ラッチ回路６０からなるラッチ回路と、デコーダ４２と、制御ロジック４３と、第１レベルシフタ４４及び第２レベルシフタ４５と、第１スイッチ回路４６及び第２スイッチ回路４７と、圧電振動子１５とを備えている。

これらの各シフトレジスタ、各ラッチ回路、デコーダ、各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３シフトレジスタ３８Ａ〜３８Ｎ、第４シフトレジスタ３９Ａ〜３９Ｎ、第５シフトレジスタ４０Ａ〜４０Ｎ、第１ラッチ回路５６Ａ〜５６Ｎ、第２ラッチ回路５７Ａ〜５７Ｎ、第３ラッチ回路５８Ａ〜５８Ｎ、第４ラッチ回路５９Ａ〜５９Ｎ、第５ラッチ回路６０Ａ〜６０Ｎ、テコーダ４２Ａ〜４２Ｎ、第１スイッチ回路４６Ａ〜４６Ｎ、第２スイッチ回路４７Ａ〜４７Ｎ及び圧電振動子１５Ａ〜１５Ｎから構成されている。

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からの階調データ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からの階調データ（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乃至第５シフトレジスタ４０にシリアル伝送される。

ここで、プリンタコントローラ２３からの階調データは、上記したように５ビットのデータである。具体的には、本実施の形態の場合、非記録からフル吐出ドットまでの２７階調に対応して、図５に示すような５ビットの階調データが用いられる。

このような階調データは、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に関して階調データの最初の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２番目の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、全てのノズル開口１３に関して３番目のビットのデータが第３シフトレジスタ３８（３８Ａ〜３８Ｎ）に入力され、全てのノズル開口１３に関して４番目のビットのデータが第４シフトレジスタ３９（３９Ａ〜３９Ｎ）に入力され、全てのノズル開口１３に関して５番目のビットのデータが第５シフトレジスタ４０（４０Ａ〜４０Ｎ）に入力される。

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５６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５７が電気的に接続され、第３シフトレジスタ３８には、第３ラッチ回路５８が電気的に接続され、第４シフトレジスタ３９には、第４ラッチ回路５９が電気的に接続され、第５シフトレジスタ４０には、第５ラッチ回路６０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５６乃至６０に入力されると、当該各ラッチ回路５６乃至６０は、それぞれ入力されたデータ（階調データの各ビットのデータ）をラッチする。

このように、第１シフトレジスタ３６及び第１ラッチ回路５６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５７からなる回路ユニットと、第３シフトレジスタ３８及び第３ラッチ回路５８からなる回路ユニットと、第４シフトレジスタ３９及び第４ラッチ回路５９からなる回路ユニットと、第５シフトレジスタ４０及び第５ラッチ回路６０からなる回路ユニットとは、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に入力される前の階調データを、５ビット毎に、一時的に記憶する。

各ラッチ回路５６乃至６０でラッチされたビットデータは、デコーダ４２Ａ〜４２Ｎに入力される。デコーダ４２は、５ビットのデータ（階調データ）を翻訳して第１パルス選択データ及び第２パルス選択データ（パルス選択情報）を生成する。第１パルス選択データ及び第２パルス選択データは、本実施の形態ではそれぞれ３ビットで構成され、各ビットは各駆動信号（ＣＯＭ１、ＣＯＭ２）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、各駆動信号（ＣＯＭ１、ＣＯＭ２）及び波形要素の供給についての詳細は、後述される。

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（ＣＨ１、ＣＨ２）に基づいてタイミング信号を発生する。

デコーダ４２によって翻訳された第１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第１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第１パルス選択データの最上位ビットのデータが第１レベルシフタ４４に入力され、２番目のタイミングでは第１パルス選択データにおける２番目のビットのデータが第１レベルシフタ４４に入力される。

同様に、デコーダ４２によって翻訳された第２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第２レベルシフタ４５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第２パルス選択データの最上位ビットのデータが第２レベルシフタ４５に入力され、２番目のタイミングでは第２パルス選択データにおける２番目のビットのデータが第２レベルシフタ４５に入力される。

第１レベルシフタ４４及び第２レベルシフタ４５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、第１スイッチ回路４６及び第２スイッチ回路４７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。

第１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として機能する第１スイッチ回路４６に供給される。この第１スイッチ回路４６は、印字データの翻訳により生成された第１パルス選択データに基づき、第１吐出駆動信号（ＣＯＭ１）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、第１スイッチ回路４６の入力側には、第１吐出駆動信号生成回路３０ａからの駆動信号（ＣＯＭ１）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。

第１パルス選択データは、第１スイッチ回路４６の作動を制御する。例えば、第１スイッチ回路４６に加わるパルス選択データが「１」である期間中は、第１スイッチ回路４６が接続状態になり、第１吐出駆動信号ＣＯＭ１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。

一方、第１スイッチ回路４６に加わるパルス選択データが「０」の期間中は、第１レベルシフタ４４から第１スイッチ回路４６を作動させる電気信号が出力されない。このため、第１スイッチ回路４６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。

一方、第２レベルシフタ４５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として機能する第２スイッチ回路４７に供給される。この第２スイッチ回路４７は、印字データの翻訳により生成された第２パルス選択データに基づき、第２吐出駆動信号（ＣＯＭ２）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、第２スイッチ回路４７の入力側には、第２吐出駆動信号生成回路３０ｂからの駆動信号（ＣＯＭ２）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。

第２パルス選択データは、第２スイッチ回路４７の作動を制御する。例えば、第２スイッチ回路４７に加わるパルス選択データが「１」である期間中は、第２スイッチ回路４７が接続状態になり、第２吐出駆動信号ＣＯＭ２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。

一方、第２スイッチ回路４７に加わるパルス選択データが「０」の期間中は、第２レベルシフタ４５から第２スイッチ回路４７を作動させる電気信号が出力されない。このため、第２スイッチ回路４７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。

次に、第１吐出駆動信号生成回路３０ａが生成する第１吐出駆動信号（ＣＯＭ１）と、第２吐出駆動信号生成回路３０ｂが生成する第２吐出駆動信号（ＣＯＭ２）と、これら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。

図６に示す第１吐出駆動信号ＣＯＭ１は、期間Ｔ１１に配置された第１の１パルス波形信号ＰＳ１−１と、期間Ｔ１２に配置された第１の２パルス波形信号ＰＳ１−２と、期間Ｔ１３に配置された第１の３パルス波形信号ＰＳ１−３と、を一連に接続してあり、記録周期Ｔ１で繰り返し発生するパルス列波形信号である。本実施の形態では、各期間Ｔ１１、Ｔ１２及びＴ１３は同一時間として設定されている。なお、期間Ｔ１４及びＴ１５には、パルス波形信号は含まれておらず、例えば調整要素として利用され得る。

第１の１パルス波形信号ＰＳ１−１は、１ｎｇのインク滴の吐出を行うための信号である。

第１の２パルス波形信号ＰＳ１−２は、３ｎｇのインク滴の吐出を行うための信号である。

第１の３パルス波形信号ＰＳ１−３は、９ｎｇのインク滴の吐出を行うための信号である。

一方、図７に示す第２吐出駆動信号ＣＯＭ２は、前記期間Ｔ１１に配置された第２の１パルス波形信号ＰＳ２−１と、前記期間Ｔ１２に配置された第２の２パルス波形信号ＰＳ２−２と、前記期間Ｔ１３に配置された第２の３パルス波形信号ＰＳ２−３と、を一連に接続してあり、前記記録周期Ｔ１で繰り返し発生するパルス列波形信号である。

第２の１パルス波形信号ＰＳ２−１は、２ｎｇのインク滴の吐出を行うための信号である。

第２の２パルス波形信号ＰＳ２−２は、６ｎｇのインク滴の吐出を行うための信号である。

第２の３パルス波形信号ＰＳ２−３は、１８ｎｇのインク滴の吐出を行うための信号である。

そして、図５に示すように、圧電振動子１５に供給するパルス波形信号を適宜に選択することによって、２７階調の階調制御を行うことができる。

デコーダ４２は、この場合、５ビットのドットパターンデータ（階調データ）に応じて、各３ビットの第１パルス選択データ及び第２パルス選択データを生成する。

３ビットの第１パルス選択データの最上位ビットが第１の１パルス波形信号ＰＳ１−１に対応し、２番目のビットが第１の２パルス波形信号ＰＳ１−２に対応し、３番目のビットが第１の３パルス波形信号ＰＳ１−３に対応している。

また、３ビットの第２パルス選択データの最上位ビットが第２の１パルス波形信号ＰＳ２−１に対応し、２番目のビットが第２の２パルス波形信号ＰＳ２−２に対応し、３番目のビットが第３の２パルス波形信号ＰＳ２−３に対応している。

そして、第１パルス選択データの最上位ビットが「１」の場合には期間Ｔ１１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Ｔ１２の始端に対応する２番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間第１スイッチ回路４６（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Ｔ１３の始端に対応する３番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間第１スイッチ回路４６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Ｔ１４の始端に対応するタイミング信号（ラッチ信号）までの間第１スイッチ回路４６が接続状態になる。

一方、第２パルス選択データの最上位ビットが「１」の場合には期間Ｔ１１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Ｔ１２の始端に対応する２番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間第２スイッチ回路４７（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Ｔ１３の始端に対応する３番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間第２スイッチ回路４７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Ｔ１４の始端に対応するタイミング信号（ラッチ信号）までの間第２スイッチ回路４７が接続状態になる。

例えば（０１１１０）というドットパターンデータ（階調データ）の場合、図５に示すように、対応する圧電振動子１５には、第２の１パルス波形信号ＰＳ２−１と、第１の２パルス波形信号ＰＳ１−２と、第１の３パルス波形信号ＰＳ１−３と、が供給される。その結果、この場合、ノズル開口１３から合計１４ｎｇのインク滴が吐出される。

以上のように、本実施の形態によれば、２つの吐出駆動信号に含まれるパルス波形の数は６であって、比較的少ないけれども、吐出される液体滴の重量については、所定の単位重量（本実施の形態では１ｎｇ）の１倍〜２６倍までの２７階調（非吐出＝０倍を含む）を実現することができる。

なお、第１吐出駆動信号生成回路３０ａ及び第２吐出駆動信号生成回路３０ｂ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。

以上の実施の形態は、次のように一般化することができる。すなわち、ｎ個の吐出駆動信号が用意される場合に、より多階調の階調制御を実現するためには、総数で３ｎ個のパルス波形に関して、第１の１パルス波形乃至第ｎの１パルス波形を、それぞれ排他的に（互いに吐出量が異なるように）、１以上ｎ以下の整数であるｋを用いて表される、所定の単位重量のｋ倍の液体滴を吐出可能なパルス波形に設定し、第１の２パルス波形乃至第ｎの２パルス波形を、それぞれ排他的に、１以上ｎ以下の整数であるｉを用いて表される、所定の単位重量のｉ×（１＋ｎ）^１＝ｉ×（１＋ｎ）倍の液体滴を吐出可能なパルス波形に設定し、第１の３パルス波形乃至第ｎの３パルス波形を、それぞれ排他的に、１以上ｎ以下の整数であるｊを用いて表される、所定の単位重量のｊ×（１＋ｎ）^２＝ｊ×（１＋ｎ）^２倍の液体滴を吐出可能なパルス波形に設定すれば、所定の単位重量の１倍〜（ｎ＋ｎ×（１＋ｎ）＋ｎ×（１＋ｎ）^２）倍までの（ｎ＋ｎ×（１＋ｎ）＋ｎ×（１＋ｎ）^２＋１）階調（非吐出＝０倍を含む）を実現することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

本実施の形態のインクジェット式プリンタは、図７に示すように、第１吐出駆動信号生成回路３０ａ及び第２吐出駆動信号生成回路３０ｂの代わりに、記録ヘッド１０へ供給するための第１吐出駆動信号（ＣＯＭ１’）を発生する第１吐出駆動信号生成回路１３０ａと、記録ヘッド１０へ供給するための第２吐出駆動信号（ＣＯＭ２’）を発生する第２吐出駆動信号生成回路１３０ｂと、記録ヘッド１０へ供給するための第３吐出駆動信号（ＣＯＭ３’）を発生する第２吐出駆動信号生成回路１３０ｃと、を備えている。また、デコーダ４２の代わりにデコーダ１４２を備え、第１レベルシフタ４４及び第２レベルシフタ４５の代わりに、第１レベルシフタ１４４ａ、第２レベルシフタ１４４ｂ及び第３レベルシフタ１４４ｃを備え、第１スイッチ回路４６及び第２スイッチ回路４７の代わりに、第１スイッチ回路１４６ａ、第２スイッチ回路１４６ｂ及び第３スイッチ回路１４６ｃを備えている。

本実施の形態の制御部２８も、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（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３）を供給するが、これらのラッチ信号やチャンネル信号は、第１吐出駆動信号（ＣＯＭ１’）、第２吐出駆動信号（ＣＯＭ２’）及び第３吐出駆動信号（ＣＯＭ３’）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ようになっている。

各シフトレジスタ、各ラッチ回路、デコーダ、各スイッチ回路及び圧電振動子は、それぞれ、図８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３シフトレジスタ３８Ａ〜３８Ｎ、第４シフトレジスタ３９Ａ〜３９Ｎ、第５シフトレジスタ４０Ａ〜４０Ｎ、第１ラッチ回路５６Ａ〜５６Ｎ、第２ラッチ回路５７Ａ〜５７Ｎ、第３ラッチ回路５８Ａ〜５８Ｎ、第４ラッチ回路５９Ａ〜５９Ｎ、第５ラッチ回路６０Ａ〜６０Ｎ、テコーダ１４２Ａ〜１４２Ｎ、第１スイッチ回路１４６ａＡ〜１４６ａＮ、第２スイッチ回路１４６ｂＡ〜１４６ｂＮ、第３スイッチ回路１４６ｃＡ〜１４６ｃＮ、及び、圧電振動子１５Ａ〜１５Ｎから構成されている。

本実施の形態のその他の構成は、前述の第１の実施の形態と略同様である。

本実施の形態の電気駆動系１３３によって、記録ヘッド１０は、プリンタコントローラ１２３からの階調データに基づいてインク滴を吐出する。プリントコントローラ１２３からの階調データ（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乃至第５シフトレジスタ４０にシリアル伝送される。

ここで、プリンタコントローラ２３からの階調データは、上記したように５ビットのデータである。具体的には、本実施の形態の場合、非記録からフル吐出ドットまでの３２階調に対応して、図９に示すような５ビットの階調データが用いられる。

図７及び図８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５６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５７が電気的に接続され、第３シフトレジスタ３８には、第３ラッチ回路５８が電気的に接続され、第４シフトレジスタ３９には、第４ラッチ回路５９が電気的に接続され、第５シフトレジスタ４０には、第５ラッチ回路６０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５６乃至６０に入力されると、当該各ラッチ回路５６乃至６０は、それぞれ入力されたデータ（階調データの各ビットのデータ）をラッチする。

このように、第１シフトレジスタ３６及び第１ラッチ回路５６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５７からなる回路ユニットと、第３シフトレジスタ３８及び第３ラッチ回路５８からなる回路ユニットと、第４シフトレジスタ３９及び第４ラッチ回路５９からなる回路ユニットと、第５シフトレジスタ４０及び第５ラッチ回路６０からなる回路ユニットとは、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１４２に入力される前の階調データを、５ビット毎に、一時的に記憶する。

各ラッチ回路５６乃至６０でラッチされたビットデータは、デコーダ１４２Ａ〜１４２Ｎに入力される。デコーダ１４２は、５ビットのデータ（階調データ）を翻訳して第１パルス選択データ、第２パルス選択データ及び第３パルス選択データ（パルス選択情報）を生成する。第１パルス選択データ乃至第３パルス選択データは、本実施の形態ではそれぞれ３ビットで構成され、各ビットは各駆動信号（ＣＯＭ１’、ＣＯＭ２’、ＣＯＭ３’）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、各駆動信号（ＣＯＭ１’、ＣＯＭ２’、ＣＯＭ３’）及び波形要素の供給についての詳細は、後述される。

一方、デコーダ１４２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（ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３）に基づいてタイミング信号を発生する。

デコーダ１４２によって翻訳された第１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第１レベルシフタ１４４ａ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第１パルス選択データの最上位ビットのデータが第１レベルシフタ１４４ａに入力され、２番目のタイミングでは第１パルス選択データにおける２番目のビットのデータが第１レベルシフタ１４４ａに入力される。

同様に、デコーダ１４２によって翻訳された第２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第２レベルシフタ１４４ｂ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第２パルス選択データの最上位ビットのデータが第２レベルシフタ１４４ｂに入力され、２番目のタイミングでは第２パルス選択データにおける２番目のビットのデータが第２レベルシフタ１４４ｂに入力される。

同様に、デコーダ１４２によって翻訳された第３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第３レベルシフタ１４４ｃ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第２パルス選択データの最上位ビットのデータが第２レベルシフタ１４４ｃに入力され、２番目のタイミングでは第２パルス選択データにおける２番目のビットのデータが第２レベルシフタ１４４ｃに入力される。

第１レベルシフタ１４４ａ乃至第３レベルシフタ１４４ｃ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、第１スイッチ回路１４６ａ乃至第３スイッチ回路１４６ｃ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。

第１レベルシフタ１４４ａ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として機能する第１スイッチ回路１４６ａに供給される。この第１スイッチ回路１４６ａは、印字データの翻訳により生成された第１パルス選択データに基づき、第１吐出駆動信号（ＣＯＭ１’）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、第１スイッチ回路１４６ａの入力側には、第１吐出駆動信号生成回路１３０ａからの駆動信号（ＣＯＭ１’）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。

第１パルス選択データは、第１スイッチ回路１４６ａの作動を制御する。例えば、第１スイッチ回路１４６ａに加わるパルス選択データが「１」である期間中は、第１スイッチ回路１４６ａが接続状態になり、第１吐出駆動信号ＣＯＭ１’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。

一方、第１スイッチ回路１４６ａに加わるパルス選択データが「０」の期間中は、第１レベルシフタ１４４ａから第１スイッチ回路１４６ａを作動させる電気信号が出力されない。このため、第１スイッチ回路１４６ａ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。

一方、第２レベルシフタ１４４ｂ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として機能する第２スイッチ回路１４６ｂに供給される。この第２スイッチ回路１４６ｂは、印字データの翻訳により生成された第２パルス選択データに基づき、第２吐出駆動信号（ＣＯＭ２’）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、第２スイッチ回路１４６ｂの入力側には、第２吐出駆動信号生成回路１３０ｂからの駆動信号（ＣＯＭ２’）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。

第２パルス選択データは、第２スイッチ回路１４６ｂの作動を制御する。例えば、第２スイッチ回路１４６ｂに加わるパルス選択データが「１」である期間中は、第２スイッチ回路１４６ｂが接続状態になり、第２吐出駆動信号ＣＯＭ２’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。

一方、第２スイッチ回路１４６ｂに加わるパルス選択データが「０」の期間中は、第２レベルシフタ１４４ｂから第２スイッチ回路１４６ｂを作動させる電気信号が出力されない。このため、第２スイッチ回路１４６ｂ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。

一方、第３レベルシフタ１４４ｃ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として機能する第３スイッチ回路１４６ｃに供給される。この第３スイッチ回路１４６ｃは、印字データの翻訳により生成された第３パルス選択データに基づき、第３吐出駆動信号（ＣＯＭ３’）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、第３スイッチ回路１４６ｃの入力側には、第３吐出駆動信号生成回路１３０ｃからの駆動信号（ＣＯＭ３’）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。

第３パルス選択データは、第３スイッチ回路１４６ｃの作動を制御する。例えば、第３スイッチ回路１４６ｃに加わるパルス選択データが「１」である期間中は、第３スイッチ回路１４６ｃが接続状態になり、第３吐出駆動信号ＣＯＭ３’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。

一方、第３スイッチ回路１４６ｃに加わるパルス選択データが「０」の期間中は、第３レベルシフタ１４４ｃから第３スイッチ回路１４６ｃを作動させる電気信号が出力されない。このため、第３スイッチ回路１４６ｃ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。

次に、第１吐出駆動信号生成回路１３０ａが生成する第１吐出駆動信号（ＣＯＭ１’）と、第２吐出駆動信号生成回路1３０ｂが生成する第２吐出駆動信号（ＣＯＭ２’）と、第３吐出駆動信号生成回路1３０ｃが生成する第３吐出駆動信号（ＣＯＭ３’）と、これら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。

図１０に示す第１吐出駆動信号ＣＯＭ１’は、それぞれが吐出量の異なる、期間Ｔ１１’に配置された第１の１パルス波形信号ＰＳ１−１’と、期間Ｔ１２’に配置された第１の２パルス波形信号ＰＳ１−２’と、期間Ｔ１３’に配置された第１の３パルス波形信号ＰＳ１−３’と、を一連に接続してあり、記録周期Ｔ１’で繰り返し発生するパルス列波形信号である。本実施の形態では、各期間Ｔ１１’、Ｔ１２’及びＴ１３’は同一時間として設定されている。なお、期間Ｔ１４’及びＴ１５’には、パルス波形信号は含まれておらず、例えば調整要素として利用され得る。

第１の１パルス波形信号ＰＳ１−１’は、１ｎｇのインク滴の吐出を行うための信号である。

第１の２パルス波形信号ＰＳ１−２’は、４ｎｇのインク滴の吐出を行うための信号である。

第１の３パルス波形信号ＰＳ１−３’は、１６ｎｇのインク滴の吐出を行うための信号である。

一方、図１２に示す第２吐出駆動信号ＣＯＭ２’は、期間Ｔ１１’に配置された第２の１パルス波形信号ＰＳ２−１’と、期間Ｔ１２’に配置された第２の２パルス波形信号ＰＳ２−２’と、期間Ｔ１３’に配置された第２の３パルス波形信号ＰＳ２−３’と、を一連に接続してあり、記録周期Ｔ１’で繰り返し発生するパルス列波形信号である。なお、期間Ｔ１４’及びＴ１５’には、パルス波形信号は含まれておらず、例えば調整要素として利用され得る。

第２の１パルス波形信号ＰＳ２−１’は、２ｎｇのインク滴の吐出を行うための信号である。

第２の２パルス波形信号ＰＳ２−２’は、８ｎｇのインク滴の吐出を行うための信号である。

第２の３パルス波形信号ＰＳ２−３’は、インク滴の吐出を行わないで、印字内微振動動作を行うための信号である。

また、図１３に示す第３吐出駆動信号ＣＯＭ３’は、それぞれが吐出量の異なる、期間Ｔ１１’に配置された第３の１パルス波形信号ＰＳ３−１’と、期間１２’に配置された第３の２パルス波形信号ＰＳ３−２’と、を一連に接続してあり、記録周期Ｔ１’で繰り返し発生するパルス列波形信号である。

第３の１パルス波形信号ＰＳ３−１’は、３ｎｇのインク滴の吐出を行うための信号である。

第３の２パルス波形信号ＰＳ３−２’は、１２ｎｇのインク滴の吐出を行うための信号である。

そして、図１０に示すように、第１吐出駆動信号ＣＯＭ１’から第３吐出駆動信号ＣＯＭ３’までの各パルス波形信号は他のパルス波形信号とインク滴の吐出量が異なるように設定されている。よって、圧電振動子１５に供給するパルス波形信号を適宜に選択することによって、３２階調の階調制御を行うことができる。

デコーダ１４２は、この場合、５ビットのドットパターンデータ（階調データ）に応じて、各３ビットの第１パルス選択データ乃至第３パルス選択データを生成する。

３ビットの第１パルス選択データの最上位ビットが第１の１パルス波形信号ＰＳ１−１’に対応し、２番目のビットが第１の２パルス波形信号ＰＳ１−２’に対応し、３番目のビットが第１の３パルス波形信号ＰＳ１−３’に対応している。

また、３ビットの第２パルス選択データの最上位ビットが第２の１パルス波形信号ＰＳ２−１’に対応し、２番目のビットが第２の２パルス波形信号ＰＳ２−２’に対応し、３番目のビットが第３の２パルス波形信号ＰＳ２−３’に対応している。

また、３ビットの第３パルス選択データの最上位ビットが第３の１パルス波形信号ＰＳ２−１’に対応し、２番目のビットが第３の２パルス波形信号ＰＳ３−２’に対応している。

そして、第１パルス選択データの最上位ビットが「１」の場合には期間Ｔ１１’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Ｔ１２’の始端に対応する２番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間第１スイッチ回路１４６ａ６（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Ｔ１３’の始端に対応する３番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間第１スイッチ回路１４６ａ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Ｔ１４’の始端に対応するタイミング信号（ラッチ信号）までの間第１スイッチ回路１４６ａが接続状態になる。

一方、第２パルス選択データの最上位ビットが「１」の場合には期間Ｔ１１’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Ｔ１２’の始端に対応する２番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間第２スイッチ回路１４６ｂ（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Ｔ１３’の始端に対応する３番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間第２スイッチ回路１４６ｂ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Ｔ１４’の始端に対応するタイミング信号（ラッチ信号）までの間第２スイッチ回路１４６ｂが接続状態になる。

更に、第３パルス選択データの最上位ビットが「１」の場合には期間Ｔ１１’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Ｔ１２’の始端に対応する２番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間第３スイッチ回路１４６ｃ（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Ｔ１３’の始端に対応する３番目のタイミング信号（ＣＨ信号）までの間第３スイッチ回路１４６ｃが接続状態になる。

例えば（０１１１０）というドットパターンデータ（階調データ）の場合、図９に示すように、対応する圧電振動子１５には、第２の１パルス波形信号ＰＳ２−１’と、第３の２パルス波形信号ＰＳ３−２’と、が供給される。その結果、この場合、ノズル開口１３から合計１４ｎｇのインク滴が吐出される。

以上のように、本実施の形態によれば、３つの吐出駆動信号に含まれるパルス波形の数は７であって、比較的少ないけれども、吐出される液体滴の重量については、所定の単位重量（本実施の形態では１ｎｇ）の１倍〜３１倍までの３２階調（非吐出＝０倍を含む）を実現することができる。

なお、第１吐出駆動信号生成回路１３０ａ乃至第３吐出駆動信号生成回路１３０ｃ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。

以上の実施の形態は、次のように一般化することができる。すなわち、ｎ個の吐出駆動信号が用意される場合に、より多階調の階調制御を実現するためには、総数で２ｎ＋１個のパルス波形に関して、第１の１パルス波形乃至第ｎの１パルス波形を、それぞれ排他的に（互いに吐出量が異なるように）、１以上ｎ以下の整数であるｋを用いて表される、所定の単位重量のｋ倍の液体滴を吐出可能なパルス波形に設定し、第１の２パルス波形乃至第ｎの２パルス波形を、それぞれ排他的に、１以上ｎ以下の整数であるｉを用いて表される、所定の単位重量のｉ×（１＋ｎ）^１＝ｉ×（１＋ｎ）倍の液体滴を吐出可能なパルス波形に設定し、第１の３パルス波形を、所定の単位重量の（１＋ｎ）^２倍の液体滴を吐出可能なパルス波形に設定すれば、所定の単位重量の１倍〜（ｎ＋ｎ×（１＋ｎ）＋（１＋ｎ）^２）倍までの（ｎ＋ｎ×（１＋ｎ）＋（１＋ｎ）^２＋１）階調（非吐出＝０倍を含む）を実現することができる。

なお、以上の各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。

また、前述のように、プリンタコントローラ２３、１２３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も、本件の保護対象である。

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。

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。

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。

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。記録ヘッドの内部構造を説明する断面図である。プリンタの電気的構成を説明するブロック図である。記録ヘッドの電気駆動系を説明するブロック図である。階調データとパルス選択パターンとの対応例を示す図である。第１吐出駆動信号及び第２吐出駆動信号の一例を示す図である。本発明の第２の実施の形態によるプリンタの電気的構成を説明するブロック図である。本発明の第２の実施の形態による記録ヘッドの電気駆動系を説明するブロック図である。本発明の第２の実施の形態における階調データとパルス選択パターンとの対応例を示す図である。第１吐出駆動信号、第２吐出駆動信号及び第３吐出駆動信号の一例を示す図である。従来の駆動信号の一例を示す図である。図１１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。従来の駆動信号の一例を示す図である。従来の駆動信号の他の一例を示す図である。

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
１５ａ櫛歯状先端部
１５ｂ圧電体
１５ｃ共通内部電極
１５ｄ個別内部電極
１６圧力室
２３、１２３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
２６ＲＡＭ
２７ＲＯＭ
２８制御部
２９発振回路
３０ａ第１吐出駆動信号生成回路
３０ｂ第２吐出駆動信号生成回路
３１内部インターフェース
３３、１３３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
３８第３シフトレジスタ
３９第４シフトレジスタ
４０第５シフトレジスタ
４２、１４２デコーダ
４３制御ロジック
４４第１レベルシフタ
４５第２レベルシフタ
４６第１スイッチ回路
４７第２スイッチ回路
５６第１ラッチ回路
５７第２ラッチ回路
５８第３ラッチ回路
５９第４ラッチ回路
６０第５ラッチ回路
７１ケース
７２収納室
７４流路ユニット
７５流路形成板
７７弾性板
８２インク供給部
８３共通インク室
８４インク供給管
８７ステンレス板
８８弾性体膜
８９アイランド部
１３０ａ第１吐出駆動信号生成回路
１３０ｂ第２吐出駆動信号生成回路
１３０ｃ第３吐出駆動信号生成回路
１４４ａ第１レベルシフタ
１４４ｂ第２レベルシフタ
１４４ｃ第３レベルシフタ
１４６ａ第１スイッチ回路
１４６ｂ第２スイッチ回路
１４６ｃ第３スイッチ回路

Claims

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、
第１吐出駆動信号及び第２吐出駆動信号を生成する駆動信号発生手段と、
吐出データに基づいて複数の階調データから選択される選択階調データと第１吐出駆動信号と第２吐出駆動信号に基づいて、駆動パルスを生成する駆動パルス生成手段と、
を備えた液体噴射装置であって、
第１吐出駆動信号と第２吐出駆動信号とは、同一の周期を有する周期信号であり、
第１吐出駆動信号は、一周期中において、第１の１パルス波形と、第１の２パルス波形と、第１の３パルス波形と、を有しており、
第２吐出駆動信号は、一周期中において、第２の１パルス波形と、第２の２パルス波形と、第２の３パルス波形と、を有しており、
駆動パルス生成手段は、第１の１パルス波形と第２の１パルス波形とについてその一方のみを駆動パルスの全部または一部として選択し、第１の２パルス波形と第２の２パルス波形とについてその一方のみを駆動パルスの全部または一部として選択し、第１の３パルス波形と第２の３パルス波形とについてその一方のみを駆動パルスの全部または一部として選択するようになっており、
第１の１パルス波形と第２の１パルス波形とは、それぞれ排他的に、所定の単位重量の液体滴を吐出可能なパルス波形、または、所定の単位重量の２倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であり、
第１の２パルス波形と第２の２パルス波形とは、それぞれ排他的に、所定の単位重量の３倍の液体滴を吐出可能なパルス波形、または、所定の単位重量の６倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であり、
第１の３パルス波形と第２の３パルス波形とは、それぞれ排他的に、所定の単位重量の９倍の液体滴を吐出可能なパルス波形、または、所定の単位重量の１８倍の液体滴を吐出可能なパルス波形である
ことを特徴とする液体噴射装置。
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、
第１吐出駆動信号、第２吐出駆動信号、及び、第３吐出駆動信号を生成する駆動信号発生手段と、
吐出データに基づいて複数の階調データから選択される選択階調データと第１吐出駆動信号乃至第３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、
を備えた液体噴射装置であって、
第１吐出駆動信号乃至第３吐出駆動信号とは、同一の周期を有する周期信号であり、
第１吐出駆動信号は、一周期中において、第１の１パルス波形と、第１の２パルス波形と、第１の３パルス波形と、を有しており、
第２吐出駆動信号は、一周期中において、第２の１パルス波形と、第２の２パルス波形と、を有しており、
第３吐出駆動信号は、一周期中において、第３の１パルス波形と、第３の２パルス波形と、を有しており、
駆動パルス生成手段は、第１の１パルス波形と第２の１パルス波形と第３の１パルス波形についてそのいずれか一つのみを駆動パルスの全部または一部として選択し、第１の２パルス波形と第２の２パルス波形と第３の２パルス波形とについてそのいずれか一つのみを駆動パルスの全部または一部として選択選択するようになっており、
第１の１パルス波形と第２の１パルス波形と第３の１パルス波形とは、それぞれ排他的に、所定の単位重量の液体滴を吐出可能なパルス波形、または、所定の単位重量の２倍の液体滴を吐出可能なパルス波形、または、所定の単位重量の３倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であり、
第１の２パルス波形と第２の２パルス波形と第３の２パルス波形とは、それぞれ排他的に、所定の単位重量の４倍の液体滴を吐出可能なパルス波形、または、所定の単位重量の８倍の液体滴を吐出可能なパルス波形、または、所定の単位重量の１２倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であり、
第１の３パルス波形は、所定の単位重量の１６倍の液体滴を吐出可能なパルス波形である
ことを特徴とする液体噴射装置。
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、
第１吐出駆動信号乃至第ｎ吐出駆動信号（ｎは２以上の整数）を生成する駆動信号発生手段と、
吐出データに基づいて複数の階調データから選択される選択階調データと第１吐出駆動信号乃至第ｎ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、
を備えた液体噴射装置であって、
第１吐出駆動信号乃至第ｎ吐出駆動信号とは、同一の周期を有する周期信号であり、
第ｍ吐出駆動信号（ｍは１以上ｎ以下の整数）は、一周期中において、第ｍの１パルス波形と、第ｍの２パルス波形と、第ｍの３パルス波形と、を有しており、
駆動パルス生成手段は、第１の１パルス波形乃至第ｎの１パルス波形についてそのいずれか一つのみを駆動パルスの全部または一部として選択し、第１の２パルス波形乃至第ｎの２パルス波形についてそのいずれか一つのみを駆動パルスの全部または一部として選択し、第１の３パルス波形乃至第ｎの３パルス波形についてそのいずれか一つのみを駆動パルスの全部または一部として選択するようになっており、
第１の１パルス波形乃至第ｎの１パルス波形は、それぞれ排他的に、１以上ｎ以下の整数であるｋを用いて表される、所定の単位重量のｋ倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であり、
第１の２パルス波形乃至第ｎの２パルス波形は、それぞれ排他的に、１以上ｎ以下の整数であるｉを用いて表される、所定の単位重量のｉ×（１＋ｎ）^１＝ｉ×（１＋ｎ）倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であり、
第１の３パルス波形乃至第ｎの３パルス波形は、それぞれ排他的に、１以上ｎ以下の整数であるｊを用いて表される、所定の単位重量のｊ×（１＋ｎ）^２＝ｊ×（１＋ｎ）^２倍の液体滴を吐出可能なパルス波形である
ことを特徴とする液体噴射装置。
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、
第１吐出駆動信号乃至第ｎ吐出駆動信号（ｎは３以上の整数）を生成する駆動信号発生手段と、
吐出データに基づいて複数の階調データから選択される選択階調データと第１吐出駆動信号乃至第ｎ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、
を備えた液体噴射装置であって、
第１吐出駆動信号乃至第ｎ吐出駆動信号とは、同一の周期を有する周期信号であり、
第１吐出駆動信号は、一周期中において、第１の１パルス波形と、第１の２パルス波形と、第１の３パルス波形と、を有しており、
第ｍ吐出駆動信号（ｍは２以上ｎ以下の整数）は、一周期中において、第ｍの１パルス波形と、第ｍの２パルス波形と、を有しており、
駆動パルス生成手段は、第１の１パルス波形乃至第ｎの１パルス波形についてそのいずれか一つのみを駆動パルスの全部または一部として選択し、第１の２パルス波形乃至第ｎの２パルス波形についてそのいずれか一つのみを駆動パルスの全部または一部として選択するようになっており、
第１の１パルス波形乃至第ｎの１パルス波形は、それぞれ排他的に、１以上ｎ以下の整数であるｋを用いて表される、所定の単位重量のｋ倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であり、
第１の２パルス波形乃至第ｎの２パルス波形は、それぞれ排他的に、１以上ｎ以下の整数であるｉを用いて表される、所定の単位重量のｉ×（１＋ｎ）^１＝ｉ×（１＋ｎ）倍の液体滴を吐出可能なパルス波形であり、
第１の３パルス波形は、所定の単位重量の（１＋ｎ）^２倍の液体滴を吐出可能なパルス波形である
ことを特徴とする液体噴射装置。