JP2011240507A - 液体噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】消費電力を低減する。
【解決手段】 複数種類の駆動パルスと、中間波形とを有する駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を生成する駆動信号生成部３３４と、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の一部又は全部を選択して波形信号Ｗを生成し、当該波形信号を圧電振動子２７６に出力する駆動ユニットＵ１〜Ｕｎを備え、駆動信号生成部３３４は、複数種類の駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３の各々は開始と終了とで電位が一致し、且つ、開始の電位を揃えて複数種類の駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３の配置した場合と比較して、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２の振幅が小さくなるように複数種類の駆動パルスの開始の電位を相違させて駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を生成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、駆動信号を選択して圧力発生素子に信号を供給する液体噴射装置に関する。

液体噴射装置の一つであるインクジェットプリンターは、圧電発生素子を電気信号で駆動して振動板を変位させ、複数のノズルからインク滴を吐出することで所定の用紙上に画像形成を行っているものがある。そして、吐出するインク滴の大きさなどによって階調を表現している。例えば、４値の階調を表現する場合には、インクの吐出無しの他、３種類の大きさのインク滴を吐出することになる。

このように複数の階調を表現する場合、１回のインクの吐出に対応する期間に、複数の大きさのインク滴に各々対応した複数の駆動パルスを含む駆動信号を生成し、生成した駆動信号を選択することによって、所望の階調を表現するインク滴を吐出させる波形信号を発生する技術が知られている。

微振動波形と３種類の駆動パルスで駆動信号を構成する場合、駆動信号ＣＯＭは、例えば、図１０に示すものとなる。この例では、駆動信号ＣＯＭが、微振動パルスＰａ、第１駆動パルスＰｂ、第２駆動パルスＰｂ、及び第３駆動パルスＰｃで構成されている。

特開２００４−２９９３４１号公報

ところで、各パルスは電位Ｖｘから開始し、電位Ｖｘで終了している。また、第１駆動パルスＰｂは、最小電位がＶｘ−Ｖｂ２、最大電位がＶｘ＋Ｖｂ１であり、振幅がＶｂである。また、第２駆動パルスＰｃは、最小電位がＶｘ−Ｖｃ２、最大電位がＶｘ＋Ｖｃ１であり、振幅がＶｃである。さらに、第３駆動パルスＰｄは、最小電位がＶｘ−Ｖｄ２、最大電位がＶｘ＋Ｖｄ１であり、振幅がＶｄである。そして各パルスは電位Ｖｘから開始し、電位Ｖｘで終了している。そして、駆動信号ＣＯＭの最小電位はＶｘ−Ｖｄ２であり最大電位はＶｘ＋Ｖｄ２であり、振幅はＶｄ２＋Ｖｂ１となる。

駆動信号ＣＯＭを供給する回路の消費電力を削減する観点から、駆動信号ＣＯＭの振幅Ｖｄ２＋Ｖｂ１を小さくすることが望まれるが、「Ｖｄ２」は第3駆動パルスＰｄの下側ピーク波形の大きさを規定し、「Ｖｂ１」は第１駆動パルスＰｂの上側ピーク波形の大きさを規定する。これらは、所定量の液滴を吐出できるように定められたものであるから、これらの大きさを小さくすると所定量の液滴を吐出できなくなってしまうといった問題がある。

また、駆動信号ＣＯＭを選択するスイッチに供給する選択信号は少なくとも駆動信号ＣＯＭと同程度の振幅が必要になる。このため、駆動信号ＣＯＭの振幅が大きくなると、大振幅の選択信号によって不要輻射ノイズが大きくなり、さらにスイッチの耐圧を大きくする必要があるといった問題がある。

そこで、本発明は、所定量の液滴を吐出することができ、且つ駆動信号の振幅を低減した液体噴射装置を提供すること等を解決課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の液体噴射装置は、圧力発生素子とノズルとが設けられた吐出部を備え、前記圧力発生素子に波形信号を供給して液滴を前記ノズルから吐出させるものであって、複数種類の駆動パルスと、前記複数種類の駆動パルスの間を繋ぐ中間波形とを有する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、前記駆動信号の一部又は全部を選択して前記波形信号を生成し当該波形信号を前記圧力発生素子に出力する選択部とを備え、 前記駆動信号生成部は、前記複数種類の駆動パルスの各々は開始と終了とで電位が一致し、且つ、開始の電位を揃えて前記複数種類の駆動パルスを配置した場合と比較して、前記駆動信号の振幅が小さくなるように前記複数の駆動パルスの開始の電位を相違させて前記駆動信号を生成する、ことを特徴とする。
この発明によれば、駆動信号発生部は、開始の電位が互いに相違する複数種類の駆動パルスを、複数種類の駆動パルスの開始の電位を揃えた場合と比較して、振幅が小さくなるように駆動信号を生成する。このため、駆動信号の振幅を低減することができるので、消費電力を削減できる。

ここで、前記駆動信号生成部は、前記複数種類の駆動パルスの最小電位又は最大電位が一致するように前記駆動信号を生成することが好ましい。これによって、各駆動パルスに必要な振幅を確保しつつ、駆動信号の振幅を低減することができる。

また、前記駆動信号生成部は、先頭の前記駆動パルスの前又は末尾の前記駆動パルスの後のうち少なくとも一方に微振動パルスを有する前記駆動信号を生成し、前記駆動パルスが前記圧力発生素子に供給されると、前記液滴が前記ノズルから吐出される一方、前記微振動パルス又は前記中間波形が前記圧力発生素子に供給されても、前記液滴が前記ノズルから吐出されないことが好ましい。この発明によれば、駆動信号に含まれる微振動パルスを選択することによって、液体の増粘を抑制することが可能となる。

上述した液体噴射装置において、前記選択部は、吐出させるべき液滴の大きさに応じて、前記駆動信号の一部又は全部を選択するための選択信号を生成する選択信号生成部（例えば、実施形態のデコーダー２７１）と、 前記選択信号のレベルを変換するレベル変換部と、前記レベル変換部の出力信号に基づいて、前記駆動信号を選択して前記波形信号を出力する選択回路とを備える。駆動信号の振幅が大きくなると、選択回路の耐圧が大きくなり、また、駆動信号の振幅に応じた大きさの選択信号を選択回路に供給する必要がある。この発明によれば、駆動信号の振幅を低減できるから、選択回路の耐圧を小さくすることができる。また、レベル変換部から供給する選択信号の振幅を低減できるので、レベル変換部の消費電力を低減することができ、しかも、不要輻射ノイズを低減できる。

上述した液体噴射装置において、前記駆動信号は、複数種類の駆動パルスのうち、吐出される液滴の量が最も小さい駆動パルスを他の駆動パルスと比較して時間的に後に配置することが好ましい。液滴を吐出した後、吐出部の内部の液体は振動し、時間が経過するに従って振幅が小さくなり静定する。吐出量が少ない場合、正確に液体を吐出させるには、液体が静定している必要がある。この発明によれば、吐出される液滴の量が最も小さい駆動パルスを他の駆動パルスと比較して時間的に後に配置するので、前回の吐出による液体の振動の影響を抑制することができ、正確に液体を吐出させることが可能となる。

上述した液体噴射装置において、前記駆動信号生成部は、複数の前記駆動信号を生成し、 前記選択部は、複数の前記駆動信号の各々の一部又は全部を選択して前記波形信号を生成し当該波形信号を前記圧力発生素子に出力する、ことが好ましい。この場合、複数の駆動信号を用いるので、１回の吐出に必要な単位時間（実施形態の記録期間）を短くすること
ができる。

カラーインクジェットプリンターの主要な機械的構成の概略を示す図である。 ピエゾ方式の記録ヘッドの構造を示す図である。 カラーインクジェットプリンターの主要な電気的構成を示すブロック図である。 記録ヘッドの電気的構成を示すブロック図である。 記録ヘッドの各部の波形を示すタイミングチャートである。 記録ヘッドの各部の波形を示すタイミングチャートである。 階調データと波形信号の関係を示す図である。 変形例に係る駆動信号の波形を示す波形図である。 変形例に係る記録ヘッドの電気的構成を示すブロック図である。 従来の駆動信号の波形を示す波形図である。

＜１．実施形態＞
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、本発明の液体噴射装置をカラーインクジェットプリンターに適用した場合について説明する。

図１（ａ）は、カラーインクジェットプリンターの主要な構成を示す略平面図であり、図１（ｂ）は、インク滴を噴射する記録ヘッドのノズル面の一例を示す図である。図１（ａ）に示すように、カラーインクジェットプリンター１００は、記録ヘッド２００（図２参照）及びインクカートリッジ２３０（図２参照）を搭載した可動キャリッジ１１０が、キャリッジ軸１１１に沿った主走査方向で並進移動する。可動キャリッジ１１０は、駆動プーリー１２１、従動プーリー１２２、歯付ベルト１２３及びキャリッジモーター１２０によって駆動され、可動キャリッジ１１０に取り付けられたエンコーダー１１２によってキャリッジ軸１１１上のインクジェットヘッドの位置が検出される。エンコーダー１１２からの信号を受けたキャリッジモータードライバー３３１（図３参照）は、キャリッジモーター１２０を駆動して、可動キャリッジ１１０を加速→一定速度→減速→反転→加速→一定速度→減速→反転という往復運動させる。一定速度の区間が印刷領域に相当し、ケーブル１２４によって接続されたプリントコントローラー（図３参照）からの指示に基づいて、副走査方向に搬送される記録紙Ｐ上にインク滴を噴射することによって所望の文字や画像を記録する。

また、カラーインクジェットプリンター１００は、インク滴不吐出等の回復処理を実行するためのワイパー１３０とノズル面のキャッピングを行なうためのキャップ１３１とを備えている。

図１（ｂ）に示すように、記録ヘッド２００のノズル面には、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）ごとに、ノズル列が段をずらして配置される。Ｙ（１）、Ｙ（２）…Ｙ（ｎ）の副走査方向のノズルピッチは、ｄｐｉで表わされる印刷精度に応じて適宜設定される。

図２は、本実施形態で用いられるピエゾ方式の記録ヘッド２００の構造を示す図である。図２（ａ）は、積層アクチュエータを用いたピエゾ方式記録ヘッド２００の構造を示している。積層アクチュエータ２１０は、積層圧電素子２０１と、外部電極（−）２０５ａ、内部電極（−）２０５ｂ、外部電極（＋）２０５ｃ、内部電極（＋）２０５ｄを備え、圧電材料と電極とが交互に積層されており、一端が固定され、他端が振動板２０３に固定されている。本実施形態において、積層アクチュエータ２１０は、図中の矢印で示す上下方向に伸び縮みするモードを利用している。積層アクチュエータ２１０は、積層されている分、大きな駆動力が発生するのが特徴である。積層アクチュエータ２１０に波形信号が与えられると、振動板２０３に変位が生じ、圧力室２０２内の圧力が変化してノズル２２０からインク滴が噴射される。インクは、インクカートリッジ２３０から供給され、リザーバー２０４に溜められる。

図２（ｂ）は、ユニモルフ型アクチュエータを用いたピエゾ方式記録ヘッド２００ａの構造を示している。ユニモルフ型アクチュエータ２１０ａは、圧電材料２０６を上電極２０７ａと下電極２０７ｂとで挟んだ簡単な構造のアクチュエータであるが、振動モードは、本図の上下方向に撓むモードを利用している。インクを噴射する原理は、図２（ａ）に示した積層アクチュエータ２１０を用いたピエゾ方式記録ヘッド２００と同様である。
なお、上述した積層アクチュエータ２１０、及びユニモルフ型アクチュエータ２１０ａは、後述する圧電振動子２７６に相当する。

図３は、インクジェットプリンター１００の主要部を概略的に示すブロック図である。本図においてインクジェットプリンター１００は、給紙モーター１４０と、キャリッジモーター１２０と、記録ヘッド２００と、これらを制御するプリントコントローラー３００とを備えている。

プリントコントローラー３００は、ホストコンピューター５００から入力された印刷データなどを受け取るインターフェース部３１０と、制御部３２０と、キャリッジモーター１２０を駆動制御するキャリッジモータードライバー３３１と、給紙モーター１４０を駆動制御する給紙モータードライバー３３２と、クロック信号ＣＫを発生する発振回路３３３と、記録ヘッド２００に出力する第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２を発生する駆動信号生成部３３４と、インターフェース部３３１とを備えている。インターフェース部３３１は、給紙モーター１４０、キャリッジモーター１２０、及び記録ヘッド２００との信号を入出力する。なお、ホストコンピューター５００から供給される印刷データとしては、例えばキャラクタコード、グラフィック関数、及びイメージデータの少なくとも１つのデータを含んでもよい。

制御部３２０は、印刷処理や各ノズル２２０の正常／異常を判定する処理などの各種処理を実行するＣＰＵ３２１と、ホストコンピューター５００からインターフェース部３１０を介して入力される印刷データ等を一時的に格納するＲＡＭ３２３と、制御プログラム等を記憶したＲＯＭ３２４とを備えている。なお、制御部３２０の各構成要素は、図示しないバスを介して電気的に接続されている。
ＲＡＭ３２３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）等として利用される。受信バッファには、ホストコンピューター５００からの印刷データが一時的に記憶される。中間バッファには、ＣＰＵ３２１によって印刷データが中間コードに変換され、中間コードデータとして記憶される。出力バッファには、記録ヘッド２００に送られる記録データが展開される。ＣＰＵ３２１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、ＲＯＭ３２３内のフォントデータ及びグラフィック関数等を参照して中間コードデータをドット毎の記録データに展開する。また、ＲＯＭ３２４は、制御部３２０によって実行される各種制御ルーチン、フォントデータ及びグラフィック関数等が記憶されている。

駆動信号生成部３３４は、記録周期Ｔの第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２を繰り返し発生する。記録周期Ｔは液滴を吐出する周期である。図４に示すように、第１駆動信号ＣＯＭ１は、前側微振動波形ＰＳ１と、ミドルドット駆動パルスＤＰ２、中間波形ＰＳ２、及びスモールドット駆動パルスＤＰ１を有する。ここで、スモールドット駆動パルスＤＰ１は、スモールドットに対応する量の液滴（例えば、２．５ｐｌ）を吐出させるための駆動パルスであり、電位Ｖ１から開始して電位Ｖ１で終了する。ミドルドット駆動パルスＤＰ２は、ミドルドットに対応する量の液滴（例えば、５ｐｌ）を吐出させるための駆動パルスであり、電位Ｖ２から開始して電位Ｖ２で終了する。

前側微振動波形ＰＳ１は、インク室２０２（特に、ノズル２２０近辺）におけるインクの粘度の増加を抑制するための波形であり、前側微振動波形ＰＳ１が圧電振動子に印加されたとしても、液滴が吐出しないように設定されている。中間波形ＰＳ２は、ミドルドット駆動パルスＤＰ２の終了の電位Ｖ２とスモールドット駆動パルスＤＰ１の開始の電位Ｖ１とを緩やかに繋ぐ波形である。中間波形ＰＳ２は、前側微振動波形ＰＳ１と同様に圧電振動子に印加されたとしても、液滴が吐出しないように設定されている。

第２駆動信号ＣＯＭ２は、前側微振動波形ＰＳ３、２個のラージドット駆動パルスＤＰ３、及び後側微振動波形ＰＳ５を有する。ここで、ラージドット駆動パルスＤＰ３は、ラージドットに対応する量の液滴（例えば、１０ｐｌ）を吐出させるための駆動パルスであり、電位Ｖ３から開始して電位Ｖ３で終了する。また、前側微振動波形ＰＳ４及び後側微振動波形ＰＳ５は、圧電振動子に印加されたとしても、液滴が吐出しないように設定されている。

本実施形態の記録データは、１ドットが３ビットの階調データによって構成される。こ
の階調データは、例えば、非記録（印字内微振動）を示す階調データ［０００］と、スモールドットによる記録を示す階調データ［００１］と、ミドルドットによる記録を示す階調データ［０１０］と、１個のラージドットによる記録を示す階調データ［０１１］と、２個のラージドット（スーパーラージドット）による記録を示す階調データ［１００］から構成される。
従って、この構成では、各ドットを５階調で記録することができる。これら５種の記録階調に関し、単位面積当たりの着弾インク量は、スーパーラージドットの記録階調が最も多く、ラージドットの記録階調が２番目に多く、ミドルドットの記録階調が３番目に多く、スモールドットの記録階調が４番目に多い。

また、制御部３２０は、インターフェース部３１１を介して、記録ヘッド２００にラッチ信号ＬＡＴや第１チャネル信号ＣＨ−Ａ及び第２チャネル信号ＣＨ−Ｂを供給する。これらのラッチ信号ＬＡＴやチャネル信号ＣＨ−Ａ，ＣＨ−Ｂに含まれるラッチパルスやチャネルパルスは、駆動信号ＣＯＭ１，ＣＯＭ２を構成する複数の駆動パルスや波形、あるいはそれらの構成要素の供給開始タイミングを規定する。

具体的には、図４に示すように、ラッチパルスＬＡＴ１は、記録期間Ｔの開始を規定する。また、前側微振動波形ＰＳ１は、期間Ｔ０、Ｔ１１、及びＴ１２の各要素から構成され、第１チャネル信号ＣＨ−Ａにおける第１チャネルパルスＣＨ１１は期間Ｔ１１の開始、第２チャネルパルスＣＨ１２は期間Ｔ１２の開始を規定する。さらに、第３チャネルパルスＣＨ１３はミドルドット駆動パルスＤＰ２の開始を規定し、第４チャネルパルスＣＨ１４は中間波形ＰＳ２の開始を規定し、第５チャネルパルスＣＨ１５はスモールドット駆動パルスＤＰ１の開始を規定する。

次に、前側微振動波形ＰＳ４は、期間Ｔ２０及びＴ２１の各要素から構成され、第２チャネル信号ＣＨ−Ｂにおける第１チャネルパルスＣＨ２１は、期間Ｔ２１の開始を規定する。さらに、第２チャネルパルスＣＨ２２は期間Ｔ２２から開始するラージドット駆動パルスＤＰ３の開始を規定し、第３チャネルパルスＣＨ２３は期間Ｔ２３から開始するラージドット駆動パルスＤＰ３の開始を規定する。後側微振動波形ＰＳ５は、期間Ｔ２４及びＴ２５の各要素から構成され、第２チャネル信号ＣＨ−Ｂにおける第４チャネルパルスＣＨ２４は期間Ｔ２４の開始を規定し、第５チャネルパルスＣＨ２５は期間Ｔ２５の開始を規定する。

次に、この記録ヘッド２００の電気的構成について説明する。この記録ヘッド２００は、図５に示すように、クロック信号ＣＫが供給される第１乃至第４シフトレジスター２４１〜２４４とラッチ信号ＬＡＴが供給される第１乃至第４ラッチ回路２５１〜２５４と、制御ロジック２６０、及びｎ個の駆動ユニットＵ１〜Ｕｎを備える。
駆動ユニットＵ１〜Ｕｎには、第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２が供給される。駆動ユニットＵ１〜Ｕｎは、これらを適宜選択して圧電振動子２７６に印加すべき波形信号Ｗを生成している。第１〜第４シフトレジスター２４１〜２４４は直列に接続されており、クロック信号ＣＫに同期して転送データＤを順次シフトする。転送データＤは、記録データＳＩと選択データＳＰとからなる。

図６に転送データＤの構造を示す。まず、記録データＳＩの構造について説明する。上述したように階調データは３ビットで表すことができる。ここで、ｎ個の階調データＤＳ１〜ＤＳｎの各々について、階調データを構成する各ビットをｂｉ１，ｂｉ２，ｂｉ３（ｉは１からｎまでの任意の自然数）とすれば、記録データＳＩは、ｂ１１，ｂ２１，…ｂｎ１，ｂ１２，ｂ２２，…ｂｎ２，ｂ１３，ｂ２３，…ｂｎ３の並びとなる。以下の説明では、[ｂ１１，ｂ２１，…ｂｎ１]を上位記録データＳＩａ、[ｂ１２，ｂ２２，…ｂｎ２]を中位記録データＳＩｂ、[ｂ１３，ｂ２３，…ｂｎ３]を下位記録データＳＩｃと称する。次に、選択データＳＰは、６０ビットのデータである。この例では記録期間Ｔにおいて３ｎ+６０ビットの転送データＤが生成され、これに同期して３ｎ+６０個のクロック信号ＣＫが記録ヘッド２００に供給される。

従って、ある記録期間Ｔにおいて３ｎ+６０ビットの転送データＤが第４シフトレジスター２４４→第３シフトレジスター２４３→第２シフトレジスター２４２→第１シフトレジスター２４１の順に転送され、当該記録期間Ｔが終了するタイミングでは、第１ラッチ回路２５１に上位記録データＳＩａ、第２ラッチ回路２５２に中位記録データＳＩｂ、第３ラッチ回路２５３に下位記録データＳＩｃ、第４ラッチ回路２５１に選択データＳＰが入力される。そして、次の記録周期Ｔが開始するタイミングで、ラッチ信号ＬＡＴがアクティブとなると、記録データＳＩ（ＳＩａ，ＳＩｂ，ＳＩｃ）及び選択データＳＰがラッチされる。

上述したように選択データＳＰは６０ビットのデータであり、図６に示すように先頭から１２ビットごとに階調データ[０００]，[００１]，[０１０]，[０１１]，[１００]に対応づけて第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２の選択の関係を示している。より具体的には、第１駆動信号ＣＯＭ１の１記録周期Ｔを６個の期間Ｔ１０〜Ｔ１５に分割し、各期間ごとに第１駆動信号ＣＯＭ１を選択する場合を「１」、非選択の場合を「０」で表す。同様に第２駆動信号ＣＯＭ２の１記録周期Ｔを６個の期間Ｔ２０〜Ｔ２５に分割し、各期間ごとに第２駆動信号ＣＯＭ２を選択する場合を「１」、非選択の場合を「０」で表す。期間Ｔ１０〜Ｔ１５及び期間Ｔ２０〜Ｔ２５は、図４に示す通りである。

階調データが[０００]である場合、圧電振動子２７６に供給すべき波形信号Ｗは、図４に示すように期間Ｔ１０及びＴ１１において第１駆動信号ＣＯＭ１を選択し、期間Ｔ２４及びＴ２５において第２駆動信号ＣＯＭ２を選択したものとなる。この場合の選択データＳＰは、[１１００００] [００００１１]となる。そして、選択された波形信号Ｗは図７に示すように電位Ｖ１から電位Ｖ２を経て電位Ｖ３となる階段状に変化し、電位Ｖ３を維持し、その後、電位Ｖ３から電位Ｖ２を経て電位Ｖ１となる階段状に変化する微振動波形となる。すなわち、図４に示す前側微振動波形ＰＳ１の一部と後側微振動波形ＰＳ５とを合成した波形となる。この波形信号Ｗでは、液滴の吐出は行われず、インクの増粘が抑制される。
また、この例において、駆動信号ＣＯＭ１は、複数種類の駆動パルスＤＰ１，ＤＰ２のうち、吐出される液滴の量が最も小さいスモールドット駆動パルスＤＰ１を他の駆動パルスであるミドルドット駆動パルスＤＰ２と比較して時間的に後に配置している。インク滴を吐出した後、圧力室の内部のインクは振動し、時間が経過するに従って振幅が小さくなり静定する。吐出量が少ない場合、正確にインクを吐出させるには、インクの振動が静定している必要がある。この例によれば、吐出されるインク滴の量が最も小さいスモールドット駆動パルスＤＰ１を他の駆動パルスと比較して時間的に後に配置するので、前回の吐出によるインクの振動の影響を抑制することができ、正確にインクを吐出させることが可能となる。

階調データが[００１]である場合、圧電振動子２７６に供給すべき波形信号Ｗは、図４に示すように期間Ｔ２０において第２駆動信号ＣＯＭ２を選択し、期間Ｔ１５において第１駆動信号ＣＯＭ１を選択したものとなる。この場合の選択データＳＰは、[０００００１] [１０００００]となる。そして、選択された波形信号Ｗは図７に示すように電位Ｖ１を維持し、その後、駆動パルスＤＰ１に変化する波形となる。すなわち、図４に示す前側微振動波形ＰＳ４の一部と駆動パルスＤＰ１とを合成した波形となる。この波形信号Ｗによって、２．５ｐｌの液滴の吐出がなされる。

階調データが[０１０]である場合、圧電振動子２７６に供給すべき波形信号Ｗは、図５に示すように期間Ｔ１０及びＴ１３において第１駆動信号ＣＯＭ１を選択し、期間Ｔ２５において第２駆動信号ＣＯＭ２を選択したものとなる。この場合の選択データＳＰは、[１０１０００] [０００００１]となる。そして、選択された波形信号Ｗは図７に示すように電位Ｖ１から電位Ｖ２に遷移して電位Ｖ２を維持し、その後、駆動パルスＤＰ２となり、再び電位Ｖ２を維持し、最後に電位Ｖ２から電位Ｖ１に変化する波形となる。すなわち、図５に示す前側微振動波形ＰＳ１の一部と駆動パルスＤＰ２と後側微振動波形ＰＳ５の一部とを合成した波形となる。この波形信号Ｗによって、５ｐｌの液滴の吐出がなされる。

階調データが[０１１]である場合、圧電振動子に供給すべき信号は、図５に示すように期間Ｔ１０及びＴ１１において第１駆動信号ＣＯＭ１を選択し、期間Ｔ２２、Ｔ２４及びＴ２５において第２駆動信号ＣＯＭ２を選択したものとなる。この場合の選択データＳＰは、[１１００００] [００１０１１]となる。そして、選択された信号波形は図７に示すように電位Ｖ１から電位Ｖ２を経て電位Ｖ３となる階段状に変化し、その後、駆動パルスＤＰ３となり、再び電位Ｖ３を維持し、最後に電位Ｖ３から電位Ｖ２を経て電位Ｖ１に階段状に変化する波形となる。すなわち、図５に示す前側微振動波形ＰＳ１の一部と駆動パルスＤＰ３と後側微振動波形ＰＳ５とを合成した波形となる。この駆動波形によって、１０ｐｌの液滴の吐出がなされる。

階調データが[１００]である場合、圧電振動子２７６に供給すべき波形信号Ｗは、図５に示すように期間Ｔ１０及びＴ１１において第１駆動信号ＣＯＭ１を選択し、期間Ｔ２２、Ｔ２３、Ｔ２４及びＴ２５において第２駆動信号ＣＯＭ２を選択したものとなる。この場合の選択データＳＰは、[１１００００] [００１１１１]となる。そして、選択された波形信号Ｗは図７に示すように電位Ｖ１から電位Ｖ２を経て電位Ｖ３となる階段状に変化し、その後、駆動パルスＤＰ３を２度繰り返し、最後に電位Ｖ３から電位Ｖ２を経て電位Ｖ１に階段状に変化する波形となる。すなわち、図５に示す前側微振動波形ＰＳ１の一部と２個の駆動パルスＤＰ３と後側微振動波形ＰＳ５とを合成した波形となる。この波形信号Ｗによって、２０ｐｌの液滴の吐出がなされる。

説明を図４に戻す。駆動ユニットＵ１〜Ｕｎの各々は、第１選択信号ＳＥＬ１及び第２選択信号ＳＥＬ２を生成するデコーダー２７１と、第１選択信号ＳＥＬ１の論理レベルをシフトすることにより、大振幅に変換する第１レベルシフター２７２、第２選択信号ＳＥＬ２の論理レベルをシフトすることにより、大振幅に変換する第２レベルシフター２７３、第１レベルシフター２７２の出力信号に基づいて第１駆動信号ＣＯＭ１を選択して圧電振動子２７６に供給する第１選択回路２７４、第２レベルシフター２７３の出力信号に基づいて第２駆動信号ＣＯＭ２を選択して圧電振動子２７６に供給する第２選択回路２７５とを備える。

デコーダー２７１は、記録データＳＩと制御ロジック２６０から供給される制御信号ＴＹａ及びＴＹｂ、並びに選択データＳＰとに基づいて第１選択信号ＳＥＬ１及び第２選択信号ＳＥＬ２を生成する。ここで、制御信号ＴＹａはラッチ信号ＬＡＴと第１チャネル信号ＣＨ−Ａの論理和として与えられ、制御信号ＴＹｂはラッチ信号ＬＡＴと第２チャネル信号ＣＨ−Ｂの論理和として与えられる（図４参照）。デコーダー２７１は、記録データＳＩの示す階調値に対応する第１選択信号ＳＥＬ１及び第２選択信号ＳＥＬ２を生成する。例えば、階調値が（011）であれば、第１選択信号ＳＥＬ１は、期間Ｔ１０及びＴ１１でアクティブとなり、期間Ｔ１２〜Ｔ１５で非アクティブとなる。また、第２選択信号ＳＥＬ２は、期間Ｔ２２、Ｔ２４及びＴ２５でアクティブとなり、期間Ｔ２０、Ｔ２１、及びＴ２３で非アクティブとなる。

このように、第1駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２の一部又は全部が、階調値に応じて選択されて波形信号Ｗが生成される。波形信号Ｗが圧電振動子２７６に印加されると、圧電振動子２７６が伸縮して所定量の液滴が吐出される。

本実施形態によれば、図５に示すように、スモールドット駆動パルスＤＰ１は電位Ｖ１から開始し、ミドルドット駆動パルスＤＰ２は電位Ｖ２から開始し、ラージドット駆動パルスＤＰ３は電位Ｖ３から開始する。ここで、電位Ｖ１，Ｖ２、Ｖ３は、各駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３の最低電位が一致するように選ばれている。このように各駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３の開始電位を設定すると、図１０に示すように駆動パルスの開始電位を揃えた場合と比較して、第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２の振幅を小さくすることができる。
これにより、第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２を記録ヘッド２００に出力する回路（インターフェース部３１１）の消費電力を低減することができる。また、第１選択回路２７４及び第２選択回路２７５に用いるスッチング素子（例えば、ＦＥＴ）の耐圧を低減することができる。

第１選択回路２７４及び第２選択回路２７５には第１レベルシフター２７２及び第２レベルシフター２７３で電圧増幅した第１選択信号ＳＥＬ１及び第２選択信号ＳＥＬ２が供給されるが、第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２の振幅が小さくなるので、第１選択信号ＳＥＬ１及び第２選択信号ＳＥＬ２の振幅を小さくできる。よって、第１レベルシフター２７２及び第２レベルシフター２７３の消費電力を低減するとともに、不要輻射ノイズを低減することができる。

＜２．変形例＞
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に述べる各種の
変形が可能である。
（１）上述した実施形態では、各駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３の最低電位を揃えることによって、第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２の振幅を低減させたが、駆動パルスの開始電位を揃えた場合と比較して、第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２の振幅を小さくできるのであれば、各駆動パルスの開始電位をどのように設定してもよい。例えば、各駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３の最高電位を揃えることによって、第１駆動信号ＣＯＭ１及び第２駆動信号ＣＯＭ２の振幅を低減させてもよい。

（２）上述した実施形態及び変型例では、２つの駆動信号ＣＯＭ１、ＣＯＭ２から圧電振動子２７６に印加する波形信号Ｗを生成したが、本発明はこれに限定されるものはなく、１つの駆動信号から波形信号を生成してもよいし、あるいは３以上の駆動信号から波形信号を生成してもよい。要は、駆動信号に含まれる複数の駆動パルスの開始電位を互いに異ならせることによって、複数の駆動パルスの開始電位を一致させた場合と比較して、駆動信号の振幅が小さくなればよい。なお、一又は複数の駆動信号に基づいて波形信号を生成する場合、それらの駆動信号の一部を選択して波形信号を生成してもよいし、あるいは、全部を選択して波形信号を生成してもよい。

例えば、１つの駆動信号ＣＯＭから波形信号Ｗを生成する場合には、図８に示すように、２個のラージドット駆動パルスＤＰ３、ミドルドット駆動パルスＤＰ２、及びスモールドット駆動パルスＤＰ１を含む駆動信号ＣＯＭを図３に示す駆動信号生成部３３４で生成し、これに同期して１つのチャネル信号ＣＨを制御部３２０で生成すればよい。
また、記録ヘッドとして図９に示す構成の記録ヘッド２００Ａを採用すればよい。この場合、制御ロジック２８０は、ラッチ信号ＬＡＴとチャネル信号ＣＨの論理和を算出して得た制御信号ＴＹと、選択データＳＰとをｎ個の駆動ユニットＵ１〜Ｕｎに供給する。
デコーダー２７１は、３ビットの記録データＳＩ、制御信号ＴＹ及び選択データＳＰに基づいて第１選択信号ＳＥＬ１を生成する。第１選択信号ＳＥＬ１は駆動信号ＣＯＭを選択するタイミングを示す。これにより、記録すべき階調に応じて駆動信号ＣＯＭが選択され、波形信号Ｗが生成される。
また、この例では、吐出するインク滴が大きい順に駆動パルスＤＰ１〜ＤＰ３を配置したので、少量のインク滴を吐出する場合に圧力室のインクの振動を静定させることができる。この結果、正確にインク滴を吐出させることができる。

（３）上述した実施形態及び変型例では、圧力発生素子に関し、所謂縦振動モードの圧電振動子２７６を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、波形信号の供給によって電位を変化させ、波形信号の供給を遮断した場合には直前の電位を保持可能な素子であれば種々のものを用いることができる。例えば、所謂撓み振動モードの圧電振動子を用いてもよいし、静電アクチュエータを用いてもよい。

（４）また、本発明は、プリンタに限らず、プロッタ、ファクシミリ装置、コピー機等、各種のインクジェット式記録装置にも適用可能である。
また、本発明は、記録装置以外の液体噴射装置にも適用することができる。例えば、液
晶ディスプレー等のカラーフィルタを製造するディスプレー製造装置，有機ＥＬ（Electr
o Luminescence）ディスプレーやＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極を形成する電極製造装置，バイオチップ（生物化学素子）を製造するチップ製造装置，極く少量の試料溶液を正確な量供給するマイクロピペットにも適用することができる。
そして、ディスプレー製造装置では、色材噴射ヘッドからＲ（Red）・Ｇ（Green）・Ｂ（Blue）の各色材の溶液を吐出する。また、電極製造装置では、電極材噴射ヘッドから液状の電極材料を吐出する。チップ製造装置では、生体有機物噴射ヘッドから生体有機物の溶液を吐出する。
（５）上述した実施形態では、インジェットプリンタの一例として、圧力室の収縮によってインクを吐出させる形態として、振動板２０３を変位させるものを説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、圧力室自体を収縮させるものであってもよい。そのような方式としては、いわゆるザール方式が該当する。

１００…カラーインクジェットプリンター、２００…記録ヘッド、Ｕ１〜Ｕｎ…駆動ユニット、２７１…デコーダー、２７２…第１レベルシフター（レベル変換部）、２７３…第２レベルシフター（レベル変換部）、２７４…第１選択回路、２７５…第２選択回路、２７６…圧電振動子、３３４…駆動信号生成部。

Claims (6)

1. 圧力発生素子とノズルとが設けられた吐出部を備え、前記圧力発生素子に波形信号を供給して液滴を前記ノズルから吐出させる液体噴射装置において、
   複数種類の駆動パルスと、前記複数種類の駆動パルスの間を繋ぐ中間波形とを有する駆動信号を生成する駆動信号生成部と、
   前記駆動信号の一部又は全部を選択して前記波形信号を生成し当該波形信号を前記圧力発生素子に出力する選択部とを備え、
   前記駆動信号生成部は、前記複数種類の駆動パルスの各々は開始と終了とで電位が一致し、且つ、開始の電位を揃えて前記複数種類の駆動パルスを配置した場合と比較して、前記駆動信号の振幅が小さくなるように前記複数種類の駆動パルスの開始の電位を相違させて前記駆動信号を生成する、
   ことを特徴とする液体噴射装置。
2. 前記駆動信号生成部は、前記複数種類の駆動パルスの最小電位又は最大電位が一致するように前記駆動信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の液体噴射装置。
3. 前記駆動信号生成部は、先頭の前記駆動パルスの前又は末尾の前記駆動パルスの後のうち少なくとも一方に微振動パルスを有する前記駆動信号を生成し、
   前記駆動パルスが前記圧力発生素子に供給されると、前記液滴が前記ノズルから吐出される一方、前記微振動パルス又は前記中間波形が前記圧力発生素子に供給されても、前記液滴が前記ノズルから吐出されない、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体噴射装置。
4. 前記選択部は、
   吐出させるべき液滴の大きさに応じて、前記駆動信号の一部又は全部を選択するための選択信号を生成する選択信号生成部と、
   前記選択信号のレベルを変換するレベル変換部と、
   前記レベル変換部の出力信号に基づいて、前記駆動信号を選択して前記波形信号を出力する選択回路とを備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の液体噴射装置。
5. 前記駆動信号は、複数種類の駆動パルスのうち、吐出される液滴の量が最も小さい駆動パルスを他の駆動パルスと比較して時間的に後に配置したことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の液体噴射装置。
6. 前記駆動信号生成部は、複数の前記駆動信号を生成し、
   前記選択部は、複数の前記駆動信号の各々の一部又は全部を選択して前記波形信号を生成し当該波形信号を前記圧力発生素子に出力する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の液体噴射装置。
   

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