JP3219241B2

JP3219241B2 - インクジェット式プリントヘッド及び該プリントヘッドを用いたインクジェット式プリンタ

Info

Publication number: JP3219241B2
Application number: JP23765696A
Authority: JP
Inventors: 登田村
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-09-09
Filing date: 1996-09-09
Publication date: 2001-10-15
Anticipated expiration: 2016-09-09
Also published as: JPH1081013A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同一のノズルから
異なる大きさのインク滴を吐出することができるインク
ジェット式プリントヘッド及び該プリントヘッドを用い
たインクジェット式プリンタに関し、特に、一印刷周期
中に複数のインク滴を吐出可能なインクジェット式プリ
ントヘッド及び該プリントヘッドを用いたインクジェッ
ト式プリンタに関する。

【０００２】

【従来の技術】インクジェット式のプリンタは、副走査
方向（垂直方向）に多数のノズルを備えたプリントヘッ
ドを有しており、このプリントヘッドをキャリッジ機構
によって主走査方向（水平方向）に移動させ、所定の紙
送りを行うことで所望の印刷結果を得るものである。ホ
ストコンピュータから入力された印刷データを展開して
なるドットパターンデータに基づいて、プリントヘッド
の各ノズルからインク滴がそれぞれ所定のタイミングで
吐出され、これらの各インク滴が記録紙等の印刷記憶媒
体に着弾し付着することにより、印刷が行われる。この
ようにインクジェット式のプリンタは、インク滴を吐出
するかしないか、つまりドットのオンオフ制御を行うも
のであるため、このままでは灰色等の中間階調を印刷出
力することができない。

【０００３】そこで、従来より、例えば、１つの画素を
４×４、８×８等の複数のドットで表現することによっ
て中間階調を実現する方法が採用されている。４×４の
ドットマトリクスで１つの画素を表現すれば、１６階調
（全白を含めると１７階調）で濃淡を表すことができ
る。画素の分解能を上げれば、より細やかに階調表現を
行うことができる。しかし、記録ドット径を変えずに階
調を上げると実質的な解像度は低下する。また、記録紙
上の記録ドット径が大きいと、低濃度領域の粒状性が目
立つようになる。従って、インク滴の重量を少なくして
記録ドット径を小さくする必要がある。

【０００４】例えば、特開昭５５−１７５８９号公報等
に記載されているように、インクを収容した圧力室を膨
張させてから収縮させるという、いわゆる「引き打ち」
を行うことによって、吐出するインク滴の重量を少なく
し、記録ドット径を小さくすることが可能である。

【０００５】記録ドット径が小さくなれば、低濃度領域
での粒状性が目立たず印刷品質を高めることができる
が、印刷速度が大幅に低下する。例えば、通常の記録ド
ット径の半分にした小径のドットを用いる場合は、通常
の記録ドット径を用いた場合の４倍の印刷時間を要す
る。印刷速度の低下を防止するためには、インク滴を吐
出する駆動周波数を４倍に高めるか、あるいはノズル数
を４倍に増やせばよいが、いずれも容易ではない。

【０００６】そこで、同一のノズルから異なる重量のイ
ンク滴を吐出させ階調記憶を可能とする技術も提案され
ている（例えば、特公平４−１５７３５号公報、米国特
許第５，２８５，２１５号明細書）。かかる技術では、
複数のパルス信号を加えることによって微少なインク滴
を複数発生させ、記録紙上に着弾する前に、これら複数
の微少インク滴を合体させて大きなインク滴を生成する
ようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前記公報に記載の従来
技術によれば、微少なインク滴と大きなインク滴とを吐
出可能であるが、記録紙着弾前にインク滴を合体させる
のは難しい。また、記録紙に着弾する前に微少なインク
滴を合体させる必要があるため、記録ドット径の可変範
囲も狭いという問題がある。

【０００８】本発明は、上記のような種々の課題に鑑み
なされたものであり、その目的は、印刷速度を低下させ
ることなく同一ノズルからインク重量の異なる複数のイ
ンク滴を吐出できるようにしたインクジェット式プリン
トヘッド及び該プリントヘッドを用いたインクジェット
式プリンタを提供することにある。本発明のより具体的
な目的は、プリントヘッドに入力される階調データの転
送量及びプリントヘッドとプリンタ本体との間の信号線
数を低減しつつ、一印刷周期中に複数のインク滴を複数
吐出可能なインクジェット式プリントヘッド及び該プリ
ントヘッドを用いたインクジェット式プリンタを提供す
ることにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的達成のため、本
発明に係るインクジェット式プリントヘッドは、一印刷
周期毎に出力される駆動信号を複数の駆動パルスから構
成し、各駆動パルスにそれぞれ対応したパルス選択信号
を含んでなる印字データによって、各駆動パルスのうち
いずれか一つまたは複数の駆動パルスを選択すると共
に、プリントヘッド内部で階調データを前記印字データ
に翻訳するようにしている。

【００１０】即ち、請求項１に係る発明では、入力され
た複数の駆動パルスを含んでなる駆動信号を圧力発生素
子に供給するスイッチ手段と、入力された階調データを
記憶する記憶手段と、前記階調データを、前記各駆動パ
ルスにそれぞれ対応して設けられたパルス選択信号から
なる印字データに翻訳する翻訳手段とを備え、前記印字
データに基づいて、前記各駆動パルスのうちいずれか一
つまたは複数の駆動パルスを前記圧力発生素子に対して
一印刷周期内で選択的に入力させることを特徴としてい
る。

【００１１】ある駆動パルスがパルス選択信号によって
選択されると、この駆動パルスはスイッチ手段を介して
圧力発生素子に入力される。そして、圧力発生素子は駆
動パルスに応じた圧力変化を引き起こすため、この圧力
変化に応じたインク量のインク滴が吐出される。従っ
て、一の駆動パルスを選択すれば一印刷周期で一のイン
ク滴が吐出され、複数の駆動パルスを選択すれば一印刷
周期で複数のインク滴が吐出される。これにより、記録
紙等の印刷記憶媒体上に着弾するインク量を調整して、
記録ドット径を可変に制御することができる。また、翻
訳手段によって、階調データはプリントヘッド内部で印
字データに翻訳されるため、プリントヘッドに対する階
調データの転送量を低減することができる。従って、階
調データの転送クロックの周波数を小さくすることがで
きる。

【００１２】請求項２に係る発明では、翻訳手段は、前
記各駆動パルスの発生タイミングを検出するタイミング
検出信号に基づいて、前記階調データを前記印字データ
に翻訳することを特徴としている。

【００１３】タイミング検出信号に基づいて階調データ
を印字データに翻訳すれば、所望の駆動パルスの発生に
応じて圧力発生素子を駆動させることができる。

【００１４】請求項４に係る発明では、記憶手段を構成
する各記憶回路には、前記階調データの各桁毎のデータ
がそれぞれ独立に入力されることを特徴としている。

【００１５】これにより、並列的に階調データを記憶手
段に転送できるため、記憶手段に対する階調データの転
送速度を高めることができる。

【００１６】本発明の好ましい態様である請求項６に係
る発明では、駆動信号は、第１のインク滴を吐出させる
ための第１の駆動パルスと、前記第１のインク滴よりも
少量の第２のインク滴を吐出させるための第２の駆動パ
ルスと、前記第１のインク滴と同量の第３のインク滴を
吐出させるための第３の駆動パルスとを含んで構成され
ていることを特徴としている。

【００１７】これによれば、一印刷周期毎に出力される
駆動信号は、同量のインク滴を吐出する第１の駆動パル
ス及び第３の駆動パルスと、少量のインク滴を吐出する
第２の駆動パルスとの合計３つの駆動パルスから構成さ
れる。従って、これら第１、第２、第３のインク滴の組
み合わせにより記録ドット径を可変に制御することがで
きる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態について詳細に説明する。

【００１９】１．第１の実施の形態まず、図１は、本発明の第１の実施の形態が適用される
インクジェット式プリンタの機能ブロック図である。

【００２０】１−１全体構成インクジェット式プリンタは、「プリンタ制御手段」と
してのプリンタコントローラ１とプリントエンジン２と
から構成されている。プリンタコントローラ１は、図外
のホストコンピュータ等からの印刷データ等を受信する
インターフェース（以下「Ｉ／Ｆ」という）３と、各種
データの記憶等を行うＲＡＭ４と、各種データ処理のた
めのルーチン等を記憶したＲＯＭ５と、ＣＰＵ等からな
る制御部６と、発振回路７と、後述のプリントヘッド１
０への駆動信号を発生させる「駆動信号発生手段」とし
ての駆動信号発生回路８と、ドットパターンデータ（ビ
ットマップデータ）に展開された印字データ及び駆動信
号等をプリントエンジン２に送信するためのＩ／Ｆ９と
を備えている。

【００２１】Ｉ／Ｆ３は、例えばキャラクタコード、グ
ラフィック関数、イメージデータのいずれか１つのデー
タまたは複数のデータからなる印刷データをホストコン
ピュータ等から受信する。また、Ｉ／Ｆ３は、ホストコ
ンピュータに対してビジー信号（ＢＵＳＹ）やアクノレ
ッジ信号（ＡＣＫ）等を出力することができる。

【００２２】ＲＡＭ４は、受信バッファ４Ａ、中間バッ
ファ４Ｂ、出力バッファ４Ｃ及びワークメモリ（図示せ
ず）等として利用されるものである。受信バッファ４Ａ
には、Ｉ／Ｆ３が受信したホストコンピュータからの印
刷データが一時的に記憶される。中間バッファ４Ｂに
は、制御部６によって中間コードに変換された中間コー
ドデータが記憶される。出力バッファ４Ｃには、ドット
パターンデータが展開される。ＲＯＭ５は、制御部６に
よって実行される各種制御ルーチンとフォントデータ及
びグラフィック関数、各種手続き等を記憶している。

【００２３】制御部６は、受信バッファ４Ａ内の印刷デ
ータを読み出して中間コードに変換し、この中間コード
データを中間バッファ４Ｂに記憶する。次に、制御部６
は、中間バッファ４Ｂから読み出した中間コードデータ
を解析し、ＲＯＭ５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パターン
データに展開する。この展開されたドットパターンデー
タは、必要な装飾処理が行われた後、出力バッファ４Ｃ
に記憶される。

【００２４】プリントヘッド１０の１行分に相当するド
ットパターンデータが得られると、この１行分のドット
パターンデータは、Ｉ／Ｆ９を介してプリントヘッド１
０にシリアル伝送される。出力バッファ４Ｃから１行分
のドットパターンデータが出力されると、中間バッファ
４Ｂの内容が消去されて、次の中間コード変換が行われ
る。ここで、ドットパターンデータに展開された出力バ
ッファ４Ｃ内のデータは、後述するように、各ノズル毎
の階調データとして、例えば２ビットで構成されてい
る。

【００２５】また、駆動信号発生回路８は、後述する図
４に示すように、複数の駆動パルスから構成された単一
の駆動信号を発生させるようになっている。

【００２６】プリントエンジン２は、プリントヘッド１
０と、紙送り機構（図中「紙送り」と略記）１１と、キ
ャリッジ機構（図中「キャリッジ」と略記）１２とを備
えている。紙送り機構１１は、紙送りモータ及び紙送り
ローラ等からなり、記録紙等の印刷記憶媒体を順次送り
だして副走査を行うものである。キャリッジ機構１２
は、プリントヘッド１０を搭載するキャリッジと、該キ
ャリッジをタイミングベルト等を介して走行させるキャ
リッジモータ等からなり、プリントヘッド１０を主走査
させるものである。

【００２７】プリントヘッド１０は、副走査方向に例え
ば６４個等の多数のノズルを有し、所定のタイミングで
各ノズルからインク滴を吐出させるものである。プリン
トコントローラ１からの階調データ（ＳＩ）は、発振回
路７からのクロック信号（ＣＫ）に同期して、Ｉ／Ｆ９
から「シリアル／パラレル変換手段」としての第１シフ
トレジスタ（図中では「ＳＲ」と示す）１３及び第２シ
フトレジスタ１４にシリアル伝送される。後述のよう
に、階調データの最上位ビット（ＭＳＢ）のデータが第
２シフトレジスタ１４に入力され、最下位ビット（ＬＳ
Ｂ）のデータが第１シフトレジスタ１３に入力される。

【００２８】各シフトレジスタ１３，１４には、「ラッ
チ手段」としての第１ラッチ回路１５、第２ラッチ回路
１６がそれぞれ接続されている。そして、プリンタコン
トローラ１からのラッチ信号（ＬＡＴ）が各ラッチ回路
１５，１６に入力されると、該各ラッチ回路１５，１６
は、各シフトレジスタ１３，１４によってパラレル変換
された階調データをそれぞれラッチする。従って、第１
ラッチ回路１５には階調データの最下位ビットのデータ
がラッチされ、第２ラッチ回路１６には階調データの最
上位ビットがラッチされる。ここで、第１シフトレジス
タ１３と第１ラッチ回路１５、第２シフトレジスタ１４
と第２ラッチ回路１６が、それぞれ「記憶回路」を構成
し、これら２個の記憶回路によって「記憶手段」が構成
されている。

【００２９】各ラッチ回路１５，１６でラッチされた階
調データは、デコーダ１７に入力される。このデコーダ
１７は、制御ロジック１８からの信号によって、２ビッ
トの階調データを４ビットの印字データに翻訳する。従
って、デコーダ１７及び制御ロジック１８によって「翻
訳手段」が構成される。なお、デコーダ１７及び制御ロ
ジック１８の好ましい幾つかの具体的態様については後
述する。

【００３０】デコーダ１７等によって翻訳された印字デ
ータは、電圧増幅器たるレベルシフタ１９によって、ス
イッチ回路２０を駆動できる電圧、例えば数十ボルト程
度の所定の電圧値まで昇圧される。所定の電圧値まで昇
圧された印字データは、「スイッチ手段」としてのスイ
ッチ回路２０に与えられる。スイッチ回路２０の入力側
には、駆動信号発生回路８からの駆動信号（ＣＯＭ）が
印加されており、スイッチ回路２０の出力側には、「圧
力発生素子」としての圧電振動子２１が接続されてい
る。

【００３１】印字データは、スイッチ回路２０の作動を
制御する。例えば、スイッチ回路２０に加わる印字デー
タが「１」である期間中は、駆動信号が圧電振動子２１
に印加され、この駆動信号に応じて圧電振動子は伸縮を
行う。一方、スイッチ回路２０に加わる印字データが
「０」の期間中は、圧電振動子２１への駆動信号の供給
が遮断される。

【００３２】１−２プリントヘッドの具体的構成プリントヘッド１０の構成を具体的に示したのが図２の
回路図である。なお、図２中では、制御ロジック１８及
びレベルシフタ１９は省略されている。図１中の各シフ
トレジスタ１３，１４と、各ラッチ回路１５，１６と、
デコーダ１７と、スイッチ回路２０及び圧電振動子２１
は、それぞれプリントヘッド１０の各ノズルに対応した
素子１３Ａ〜１３Ｎ、１４Ａ〜１４Ｎ、１５Ａ〜１５
Ｎ、１６Ａ〜１６Ｎ、１７Ａ〜１７Ｎ、２０Ａ〜２０
Ｎ、２１Ａ〜２１Ｎから構成されている。プリンタコン
トローラ１からの階調データは、例えば（１０）、（０
１）等の如く、各ノズル毎に、最上位のビット１から最
下位のビット０までの合計２ビットデータで構成されて
いる。そして、全てのノズルについてのビット０のデー
タが第１シフトレジスタ１３Ａ〜１３Ｎに入力され、全
てのノズルについてのビット１のデータが第２シフトレ
ジスタ１４Ａ〜１４Ｎに入力される。

【００３３】各シフトレジスタ１３Ａ〜１３Ｎ，１４Ａ
〜１４Ｎに入力された各ノズル毎の階調データは、各ラ
ッチ回路１５Ａ〜１５Ｎ，１６Ａ〜１６Ｎにラッチされ
て、デコーダ１７Ａ〜１７Ｎに入力される。デコーダ１
７Ａ〜１７Ｎは、制御ロジック１８からの信号に基づい
て、２ビットの階調データを４ビットの印字データに翻
訳する。

【００３４】そして、例えばアナログスイッチとして構
成される各スイッチ素子２０Ａ〜２０Ｎに加わるビット
データが「１」の場合は、駆動信号（ＣＯＭ）が圧電振
動子２１Ａ〜２１Ｎに直接印加され、各圧電振動子２１
Ａ〜２１Ｎは駆動信号の信号波形に応じて変位する。逆
に、各スイッチ素子２０Ａ〜２０Ｎに加わるビットデー
タが「０」の場合は、各圧電振動子２１Ａ〜２１Ｎへの
駆動信号が遮断され、各圧電振動子２１Ａ〜２１Ｎは直
前の電荷を保持する。

【００３５】１−３プリントヘッドの機械的構成の一
例図３は、プリントヘッド１０の機械的構造の一例を示し
ている。基板ユニット３１は、ノズル穴３２Ａが形成さ
れたノズルプレート３２とアイランド部３３Ａが形成さ
れた振動板３３とによって流路形成板３４を挟持するこ
とにより、構成されている。流路形成板３４には、イン
ク室３５、インク供給口３６及び圧力発生室３７が形成
されている。

【００３６】基台３８には収容室３９が形成されてお
り、収容室３９内には圧電振動子２１（正確には圧電振
動子２１Ａ〜２１Ｎのいずれか）が取り付けられてい
る。圧電振動子２１は、その先端が振動板３３のアイラ
ンド部３３Ａに当接するように、固定基板４０を介して
固定されている。ここで、圧電振動子２１には、例えば
縦振動横効果のＰＺＴが用いられ、充電されると収縮
し、放電すると伸長するようになっている。圧電振動子
２１への充放電はリード線４１を介して行われる。

【００３７】なお、圧電振動子２１は、縦振動横効果の
ＰＺＴに限らず、たわみ振動型のＰＺＴでもよい。ま
た、圧力発生素子としては、圧電振動子に限らず、例え
ば磁歪素子等の他の素子を用いてもよい。また、ヒータ
等の熱源によってインクを加熱させ、加熱により生じた
気泡によって圧力を変化させる構成でもよい。要する
に、外部から与えられる信号に応じて、圧力発生室３７
内に圧力変動を生じさせる素子であれば用いることがで
きる。

【００３８】圧電振動子２１を充電すると、圧電振動子
２１が収縮して圧力発生室３７が膨張し、圧力発生室３
７内の圧力が低下してインク室３５から圧力発生室３７
内にインクが流入する。圧電振動子２１を放電させる
と、圧電振動子２１が伸長して圧力発生室３７が縮小
し、圧力発生室３７内の圧力が上昇して圧力発生室３７
内のインクがノズル穴３２Ａを介して外部に吐出され
る。

【００３９】１−４各駆動パルスと階調表現の関係次に、駆動信号と吐出されるインク滴及び階調表現方法
について図４を参照しつつ説明する。図４には、駆動信
号の波形と吐出されるインク滴の大小関係とが示されて
いると共に、駆動信号を用いた階調表現の方法が示され
ている。駆動信号発生回路８が発生させる駆動信号は、
「第１の駆動パルス」としての第１パルスと、「第２の
駆動パルス」としての第２パルスと、「第３の駆動パル
ス」としての第３パルスと、「第４の駆動パルス」とし
ての第４パルスとの合計４つの駆動パルスから構成され
ている。

【００４０】ここで、第１パルス及び第３パルスは、同
一のパルス形状を有し、例えば約１０ｎｇの中程度のイ
ンク滴を吐出するためのものである。この第１パルス、
第３パルスによって得られるドット径は、中程度の大き
さになるため、これら第１パルス及び第３パルスを「中
ドットパルス」として表現することもできる。第２パル
スは、第１パルスと第３パルスとの間に位置しており、
例えば約２ｎｇの小さいインク滴を吐出させるためのも
のである。この第２パルスによって小さいドット径が得
られるため、第２パルスを「小ドットパルス」として表
現することもできる。第３パルスと第１パルスとの間に
位置する第４パルスは、ノズル穴３２Ａ付近のインクを
微振動させてインクの粘度の増大を防止するためのもの
であり、この第４パルスによってインク滴は吐出されな
い。第４パルスは「微振動パルス」として表現可能であ
る。

【００４１】１−５各駆動パルスの詳細次に、駆動信号を構成する各パルスについて、図４中に
示す如く、各パルスの各部分に付したＰ１１、Ｐ２１等
の符号を参照しつつ説明する。なお、中ドットを形成す
るための第１パルス及び第３パルスは同一形状なので、
第１パルスのみを説明し、第３パルスの説明は省略す
る。

【００４２】まず、第１パルスは、図４中に示すよう
に、その電圧値が中間電位Ｖｍからスタートし（Ｐ１
１）、中間電位Ｖｍから所定の電圧勾配θＣＭで「第１
の最大電位」としての最大電位ＶＰまで上昇し（Ｐ１
２）、最大電位ＶＰを所定時間だけ維持する（Ｐ１
３）。次に、第１パルスの電圧値は、最大電位ＶＰから
所定の電圧勾配θＤＭをもって最低電位ＶＬまで下降す
る（Ｐ１４）。

【００４３】ここで、充電時の電圧勾配θＣＭよりも放
電時の電圧勾配θＤＭの方が大きくなるように設定され
ている。また、第１パルスの電圧値が最大電位ＶＰから
最低電位ＶＬまで低下するのに要する時間は、圧電振動
子２１の固有振動周期ＴＡと略同一に設定されている。
なお、最低電位ＶＬは、圧電振動子２１の分極反転を防
止するために、グランドレベル（０Ｖ）と同じか、ある
いはプラス電位であることが好ましい。

【００４４】そして、第１パルスの電圧値は、最低電位
ＶＬを所定時間だけ保持した後（Ｐ１５）、再び中間電
位Ｖｍまで上昇する（Ｐ１６）。ここで、最大電位ＶＰ
からの電圧降下の開始から最低電位ＶＬの維持終了まで
の時間は、インクの固有周期（ヘルムホルツ周波数）Ｔ
Ｃと略同一に設定されている。

【００４５】第２パルスの電圧値は、第１パルスと同様
に中間電位Ｖｍからスタートし（Ｐ２１）、所定の電圧
勾配θＣＳで最大電位ＶＰまで上昇する（Ｐ２２）。そ
して、最大電位ＶＰを所定時間だけ維持した後（Ｐ２
３）、所定の電圧勾配θＤＳをもって中間電位Ｖｍまで
下降する（Ｐ２４）。なお、第２パルスでは、充電時の
電圧勾配θＣＳの方が放電時の電圧勾配θＤＳよりも大
きくなるように設定されている。

【００４６】第３パルスは第１パルスと同一なので説明
は省略するが、第１パルスと第３パルスとの間の時間周
期は、印刷周期の半分となっている。即ち、後述のよう
に記録紙上に大ドットを形成すべく第１パルス及び第３
パルスを選択した場合に、中ドット相当のインク滴が時
間的に等間隔で吐出されるようになっている。具体的に
は、例えば印刷周期を１４．４ｋＨｚとすると、中ドッ
ト相当のインク滴の吐出周期は２８．８ｋＨｚに設定さ
れる。また、第１パルスと第３パルスとの間の時間は、
プリントヘッド１０の最大駆動周期に設定されている。

【００４７】第４パルスの電圧も、第１〜第３パルスと
同様に、中間電位Ｖｍからスタートして（Ｐ４１）、例
えば「第２の最大電位」として表現可能な最大電位ＶＰ
Ｎまで上昇する（Ｐ４２）。そして、この最大電位ＶＰ
Ｎを所定時間維持した後（Ｐ４３）、中間電位Ｖｍまで
下降する。ここで、第４パルスはインク滴を吐出しない
程度の微振動を与えるものであるから、第４パルスの最
大電位ＶＰＮは、第２パルスの最大電位ＶＰＳよりも小
さい。また、第４パルスの充電時の電圧勾配と放電時の
電圧勾配とは略等しい。

【００４８】１−６階調データの転送タイミングと印
字データへの翻訳次に、第１パルス（中ドット）、第２パルス（小ドッ
ト）、第３パルス（中ドット）、第４パルス（微振動）
を一または複数選択して多階調表現する方法を、図４等
を参照しつつ考える。

【００４９】上述したように、デコーダ１７からスイッ
チ回路２０に加わる印字データのビットが「１」の期間
中には、駆動信号が圧電振動子２１に印加され、圧電振
動子２１は駆動信号の波形に応じて伸縮する。一方、印
字データのビットが「０」の期間中には、圧電振動子２
１への駆動信号の供給が遮断され、圧電振動子２１は直
前の状態を保持する。従って、印字データのビットを第
１〜第４パルスの発生タイミングに同期させれば、第１
〜第４パルスのうちいずれか１つあるいは複数のパルス
を選択することができる。

【００５０】例えば、ドットを形成しない無ドットの場
合（階調値１）、小ドットのみ形成する場合（階調値
２）、１個の中ドットのみを形成する場合（階調値
３）、２個の中ドットで大ドットを形成する場合（階調
値４）の４パターンで記録紙上に記録ドットを形成すれ
ば、４段階のドット階調を行うことができる。

【００５１】なお、４階調の場合、階調値１を（０
０）、階調値２を（０１）、階調値３を（１０）、階調
値４を（１１）のように、各階調値を２ビットデータで
表すことができる。このため、プリンタコントローラ１
からプリントヘッド１０に伝送される階調データは、こ
の２ビットに圧縮されたデータとなっている。

【００５２】インク滴を吐出しない無ドットの階調値１
の場合は、微振動を発生させるだけの第４パルスを圧電
振動子２１に供給すればよい。従って、階調値１の場合
は、スイッチ回路２０に対して、第１〜第３パルスの発
生期間中は「０」を印加する一方、第４パルスの発生と
同期させて「１」を印加すれば、第４パルスのみを圧電
振動子２１に加えることができる。つまり、階調値１を
示す２ビットのデータ（００）をデコーダ１７によって
４ビットデータ（０００１）に翻訳（デコード）するこ
とにより、インク滴を吐出しない第４パルスのみを圧電
振動子２１に印加することができ、無ドットの階調値１
を実現することができる。

【００５３】同様に、スイッチ回路２０に対して、第１
パルス、第３パルス及び第４パルスの期間中に「０」を
与え、第２パルスに同期させて「１」を印加すれば、つ
まり、４ビットデータ（０１００）を所定のタイミング
でスイッチ回路２０に与えれば、第２パルスのみが圧電
振動子２１に供給され、これにより、小ドット相当のイ
ンク滴を記録紙に着弾させて階調値２を実現することが
できる。

【００５４】同様に、４ビットデータ（１０００）をス
イッチ回路２０に与えれば、第１パルスのみが圧電振動
子２１に印加され、これにより、記録紙に中ドットが１
個形成されて階調値３が実現される。

【００５５】同様に、４ビットデータ（１０１０）をス
イッチ回路２０に与えれば、中ドットを形成する第１パ
ルス及び第３パルスのみが圧電振動子２１に供給され
る。これにより、記録紙上に中ドット相当のインク滴が
続けて２発着弾し、各インク滴が混じり合って実質的に
１つの大ドットが形成される。

【００５６】上述のように、各駆動パルス毎に１ビット
のデータを割り当てて印字データを構成すれば、各ビッ
トの値によって所望の駆動パルスのみを選択することが
できる。この各駆動パルスそれぞれに割り当てられる１
ビットのデータが「パルス選択信号」に該当する。な
お、第４パルスを省略する場合は、無ドットの階調値１
を（０００）、小ドットのみの階調値２を（０１０）、
中ドットのみの階調値３を（１００）、中ドット２発に
よる大ドットの階調値４を（１０１）のように、３ビッ
トの印字データに翻訳すればよい。

【００５７】次に、４ビットの印字データをスイッチ回
路２０等に与える具体的構成について、図５の波形図を
参照しつつ説明する。

【００５８】まず、出力バッファ４Ｃに記憶された各ノ
ズル毎の２ビットの階調値（ｂ１，ｂ０）は、プリント
ヘッド１０内のデコーダ１７によって、上述した４ビッ
トの印字データ（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４）に翻訳され
る。ここで、Ｄ１は第１パルスの選択信号、Ｄ２は第２
パルスの選択信号、Ｄ３は第３パルスの選択信号、Ｄ４
は第４パルスの選択信号である。この４ビットの印字デ
ータは、一印刷周期内にプリントヘッド１０の各ノズル
に対応したスイッチ回路２０に与えられる。

【００５９】図５に示すように、全ノズルについての２
ビットの階調データ（ＳＩ）は、一印刷周期内で各シフ
トレジスタ１３，１４に転送され、次のラッチ信号によ
って各ラッチ回路１５，１６にラッチされる。つまり、
ある印刷周期で実行されるべき階調データは、直前の印
刷周期内でプリントヘッド１０に転送される。

【００６０】そして、転送された階調データは、各駆動
パルスの発生タイミングに応じて４ビットの印字データ
に翻訳される。各駆動パルスの発生タイミングは、図５
中のチャンネル信号（ＣＨ）とラッチ信号（ＬＡＴ）に
よって検出される。即ち、第１パルスの発生タイミング
はラッチ信号によって、第２パルスの発生タイミングは
チャンネル信号（ＣＨ１）によって、第３パルスの発生
タイミングはチャンネル信号（ＣＨ２）によって、第４
パルスの発生タイミングはチャンネル信号（ＣＨ３）に
よって、それぞれ検出される。

【００６１】従って、本実施の形態では、ラッチ信号及
びチャンネル信号によって「タイミング検出信号」が構
成されている。ラッチ信号と同じタイミングでチャンネ
ル信号（ＣＨ０）を発生させてもよいが、この場合はシ
ステムが冗長になる。換言すれば、本実施の形態では、
ラッチ信号を第１パルスの発生タイミング検出信号とし
ても利用している。

【００６２】各駆動パルスの発生が検出されると、デコ
ーダ１７は、当該パルスに対応した印字データをスイッ
チ回路２０に出力する。即ち、例えば、ラッチ信号によ
って第１パルスの発生が検出されたときにはノズル毎に
Ｄ１のデータを出力し、第２パルスが検出されたときに
はノズル毎にＤ２のデータを出力する。これにより、ノ
ズルに与えられたＤ１の値が「１」の場合は、第１パル
スに従って圧電振動子２１が伸縮するため、該ノズルか
ら中ドット相当のインク滴が吐出され、このインク滴が
記録紙に着弾して中ドットの記録ドットが形成される。
一方、与えられたＤ１の値が「０」であるノズルは、第
１パルスが圧電振動子２１に印加されないため、インク
滴を吐出しない。

【００６３】図６は、各駆動パルスの組み合わせにより
得られるパターンを示している。上述したように、４ビ
ットの印字データ（０１００）を与えれば小ドットが、
（１０００）を与えれば中ドットが、（１０１０）を与
えれば中ドット２発による大ドットが、（００００）を
与えれば微振動のみの無ドットが得られる。

【００６４】本実施の形態によれば、プリンタコントロ
ーラ１から転送された２ビットの階調データを、プリン
トヘッド１０内のデコーダ１７及び制御ロジック１８に
よって４ビットの印字データに翻訳するため、プリンタ
コントローラ１とプリントヘッド１０との間のデータ転
送量を少なくすることができる。例えば、プリンタコン
トローラ１内で印字データに翻訳する場合、ノズル数が
６４個ならば、６４×４ビット、つまり一印刷周期内に
２５６ビットのデータをプリントヘッド１０に転送しな
ければならない。これに対し、本発明では、プリンタコ
ントローラ１からは２ビットに圧縮した階調データを出
力し、プリントヘッド１０内で４ビットに伸長（翻訳）
する構成のため、データ転送量を半分にすることができ
る。

【００６５】これにより、階調データを転送するための
転送クロックの周波数を小さくすることができる。従っ
て、ロジック部を遅い半導体プロセスによって製造する
ことができる。換言すれば、数十ボルトの電圧を扱うこ
とができる半導体プロセスによってロジック部をＩＣ化
すると、作動速度が遅くなる。しかし、本発明では、転
送クロックの周波数を小さくでき、ロジック部を容易に
ＩＣ化することができる。また、クロック周波数が小さ
いため、不要輻射ノイズ対策に有利である。

【００６６】また、本実施の形態では、複数の駆動パル
スによって基本波形たる単一の駆動波形を形成し、各駆
動パルスに対応した印字データをスイッチ回路２０に与
える構成のため、一印刷周期内で、各ノズルから一つま
たは複数のインク滴をそれぞれ吐出させることができ
る。従って、記録紙上における各記録ドット毎に多階調
の表現を行うことができ、印刷速度を低下させることな
く高品位の印刷を実現することができる。

【００６７】さらに、複数の駆動パルスからなる単一の
駆動信号を用いているため、第２の従来技術のように複
数のパルスジェネレータ回路を備える必要もなく、プリ
ンタコントローラとプリントヘッドと間の信号線の数を
削減することができる。

【００６８】２．第２の実施の形態次に、本発明の第２の実施の形態について、図７の機能
ブロック図を参照しつつ説明する。なお、以下の各実施
の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要
素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとす
る。

【００６９】本実施の形態に係るプリントヘッド５０
も、第１の実施の形態で述べたプリントヘッド１０と同
様に、各シフトレジスタ１３，１４、各ラッチ回路１
５，１６、デコーダ１７、制御ロジック１８、レベルシ
フタ１９、スイッチ回路２０及び圧電素子２１を備えて
構成されている。

【００７０】しかし、本実施の形態では、階調データ
を、最下位ビットのデータ（ＳＩ１）と最上位ビットの
データ（ＳＩ２）とに分けて、それぞれシフトレジスタ
１３，１４に転送している点で前記実施の形態と相違す
る。

【００７１】本実施の形態では、第１の実施の形態と同
様の効果を得ることができるほか、最下位ビットのデー
タを第１シフトレジスタ１３に直接入力し、最上位ビッ
トのデータを第２シフトレジスタ１４に直接入力する構
成のため、同じクロック周波数でも、第１の実施の形態
の場合より高速にデータ転送を行うことができる。

【００７２】３．第３の実施の形態次に、本発明の第３の実施の形態について図８の機能ブ
ロック図に基づき説明する。

【００７３】本実施の形態に係るプリントヘッド６０の
特徴は、２個のシフトレジスタのうち一方のシフトレジ
スタをラッチ回路に替えた点にある。即ち、本実施の形
態では、単一のシフトレジスタ６１と、第１ラッチ回路
６２、第２ラッチ回路６３及び第３ラッチ回路６４の３
個のラッチ回路によって、「記憶手段」が構成されてい
る。

【００７４】図９にも示すように、まず、階調データの
最上位ビット（ＭＳＢ）のデータがシフトレジスタ６１
に転送される。次に、第１ラッチ信号（ＬＡＴ１）が第
１ラッチ回路６２に入力されると、シフトレジスタ６１
内の最上位ビットのデータは、第１ラッチ回路６２によ
ってラッチされる。これにより、シフトレジスタ６１に
は、続いて最下位ビット（ＬＳＢ）のデータが入力され
る。

【００７５】そして、第２ラッチ信号（ＬＡＴ２）が第
２ラッチ回路６３及び第３ラッチ回路６４に入力される
と、これにより、第２ラッチ回路６３はシフトレジスタ
６１内のデータをラッチし、第３ラッチ回路６４は第１
ラッチ回路６２内のデータをラッチする。従って、第１
ラッチ回路６２が保持していた階調データの最上位ビッ
トのデータは第３ラッチ回路６４に移され、シフトレジ
スタ６１に入力された階調データの最下位ビットのデー
タは第２ラッチ回路６３に移される。そして、最上位ビ
ットのデータと最下位ビットのデータとは、デコーダ１
７に入力されて４ビットの印字データに変換される。

【００７６】本実施の形態によれば、第１の実施の形態
と同様の効果を得ることができるほか、シフトレジスタ
６１を１個のみ使用し、第１の実施の形態における他の
シフトレジスタの役割を第１ラッチ回路６２に行わせて
いるため、製造コストを低減することができる。即ち、
一般的に、シフトレジスタよりもラッチ回路の方が構成
が簡単で基板面積も半分程度にできるため、第１の実施
の形態と同様の効果をより安価に実現することができ
る。

【００７７】４．デコーダ及び制御ロジックの好ましい
具体例次に、図１０〜図１３は、デコーダ１７及び制御ロジッ
ク１８の好ましい具体例の幾つかを示している。

【００７８】４−１第１の具体例デコーダ１７は、１個のノズルに対して、４個のＡＮＤ
ゲート７１，７２，７３，７４と該各ＡＮＤゲート７１
〜７４の出力が入力されるＯＲゲート７５とから構成さ
れている。従って、ノズル数が６４個の場合は、ＡＮＤ
ゲート７１〜７４とＯＲゲート７５との論理回路は６４
組用意される。また、上述の通り、第１ラッチ回路１５
には階調データの最下位ビットのデータが、第２ラッチ
回路１６には階調データの最上位ビットのデータが、そ
れぞれラッチされている。

【００７９】各駆動パルスにそれぞれ対応する各ＡＮＤ
ゲート７１〜７４には、第１ラッチ回路１５，第２ラッ
チ回路１６からの信号がそれぞれ入力されている。

【００８０】制御ロジック１８は、４個のＤフリップフ
ロップ７６，７７，７８，７９から構成されている。第
１のフリップフロップ７６の入力ＤはアースされてＬレ
ベル（「０」）に設定されている。第１フリップフロッ
プ７６の出力Ｑは、第１ＡＮＤゲート７１に入力されて
いると共に、第２フリップフロップ７７の入力Ｄとなっ
ている。第２フリップフロップ７７の出力Ｑは、第２Ａ
ＮＤゲート７２に入力されていると共に、第３フリップ
フロップ７８の入力Ｄとなっている。第３フリップフロ
ップ７８の出力Ｑは、第３ＡＮＤゲート７３に入力され
ていると共に、第４フリップフロップ７９の入力Ｄにな
っている。第４フリップフロップ７９の出力Ｑは、第４
ＡＮＤゲート７４に入力されている。

【００８１】ラッチ信号（ＬＡＴ）は、第１フリップフ
ロップ７６のセット入力に接続されていると共に、他の
フリップフロップ７７〜７９のリセット入力にそれぞれ
接続されている。また、各フリップフロップ７６〜７９
には、クロックパルスとしてチャンネル信号（ＣＨ）が
それぞれ入力されている。

【００８２】図５に示した波形図を参照しつつ具体的動
作を説明する。まず、ラッチ信号が入力されると、これ
により、第１フリップフロップ７６はセットされて、出
力Ｑが「１」となる。従って、第１ＡＮＤゲート７１に
「１」が入力されると共に、第２のＡＮＤゲート７７の
入力Ｄも「１」となる。他のフリップフロップ７７〜７
９にはラッチ信号がリセット入力として入っているた
め、該各フリップフロップ７７〜７９の出力Ｑはいずれ
も「０」となる。従って、ＡＮＤゲート７２〜７４への
入力も「０」となる。つまり、第１パルスの発生タイミ
ング信号を兼ねるラッチ信号が入力されたときは、第１
フリップフロップ７６のみが「１」を出力するため、各
ＡＮＤゲート７１〜７４のうち出力が「１」となる可能
性があるのは第１ＡＮＤゲート７１のみとなる。

【００８３】次に、第２パルス検出信号であるチャンネ
ル信号（ＣＨ１）が入力される。このとき、第１フリッ
プフロップ７６のセット入力は解除されているため、第
１フリップフロップ７６の出力Ｑは、入力Ｄと同じ値の
「０」となる。第２フリップフロップ７７は、リセット
入力が解除されており、チャンネル信号の入力によって
自己の入力Ｄに入っている第１フリップフロップ７６の
直前の出力Ｑを保持するため、第２フリップフロップ７
７の出力Ｑは「１」となる。また、第３フリップフロッ
プ７８、第４フリップフロップ７９は、それぞれ前段の
フリップフロップの出力Ｑが「０」であるため、次のチ
ャンネル信号（ＣＨ２）が入力されるまで、「０」を保
持する。従って、第２パルスの発生タイミングを検出す
るチャンネル信号（ＣＨ１）が入力されたときは、第２
フリップフロップ７７のみが「１」を出力するため、各
ＡＮＤゲート７１〜７４のうち出力が「１」となる可能
性のあるものは第２ＡＮＤゲート７２のみとなる。

【００８４】以下、同様にして、第３パルスの発生タイ
ミング検出信号であるチャンネル信号（ＣＨ２）が入力
されたときは、第３フリップフロップ７８のみが「１」
を出力するため、第３ＡＮＤゲート７３のみが出力
「１」となる可能性を有する。第４パルスの発生タイミ
ング検出信号であるチャンネル信号（ＣＨ４）が入力さ
れたときには、第４フリップフロップ７９のみが「１」
を出力するため、第４ＡＮＤゲート７４のみが出力
「１」となる可能性がある。

【００８５】従って、各ＡＮＤゲート７１〜７４は、そ
れぞれに対する各入力がＡＮＤ条件を満たしたときに
「１」を出力し、いずれかのＡＮＤゲート７１〜７４の
出力が「１」になれば、ＯＲゲート７５は「１」を出力
する。このＯＲゲート７５の出力はレベルシフタ１９を
介してスイッチ回路２０に入力される。

【００８６】例えば、階調データが（０１）の場合を考
える。階調データ（０１）は、第２パルスによる小ドッ
ト相当のインク滴吐出を要求するものであり、各駆動パ
ルスに対応したデコード値は（０１００）である。階調
データ（０１）の最上位ビットである（０）は第２ラッ
チ回路１６にラッチされており、階調データ（０１）の
最下位ビットである「１」は第１ラッチ回路１５にラッ
チされている。第２ラッチ回路１６からの信号は、第２
ＡＮＤゲート７２に反転入力されているため、「１」と
なる。第１ラッチ回路１５からの信号はそのまま第２Ａ
ＮＤゲート７２に入力されるため、「１」である。

【００８７】従って、第２ＡＮＤゲート７２への残りの
入力、即ち、第２フリップフロップ７７の出力Ｑが
「１」となれば、ＡＮＤ条件が成立して第２ＡＮＤゲー
ト７２の出力が「１」となる。ここで、第２フリップフ
ロップ７７の出力Ｑは、第２パルスの発生タイミング検
出信号であるチャンネル信号（ＣＨ１）が入力されたと
きにのみ「１」をとる。従って、第２パルスの発生によ
り、第２ＡＮＤゲート７２は「１」を出力する。これに
より、スイッチ回路２０が作動し、圧電振動子２１が第
２パルスに応じて伸縮し、小ドット相当のインク滴が吐
出される。なお、上述したように、第２パルス発生時に
は、第２フリップフロップ７７の出力Ｑだけが「１」を
出力し、第２ＡＮＤゲート７２のみが「１」を出力する
可能性を有するため、他のＡＮＤゲート７１，７３，７
４の出力は「０」である。

【００８８】このように、あるノズルに与えられた階調
データが（０１）の場合、ＯＲゲートの出力は、第１パ
ルス発生期間中は「０」、第２パルス発生期間中は
「１」、第３パルス発生期間中は「０」、第４パルス発
生期間中は「０」となる。従って、２ビットの階調デー
タ（０１）が４ビットの印字データ（０１００）に翻訳
されたことになる。同様に、他の階調データについて
も、図１０に示す論理回路で速やかに翻訳される。

【００８９】４−２第２の具体例図１１に示す第２の具体例でも、４個のＡＮＤゲート８
１〜８４と、該各ＡＮＤゲート８１〜８４の出力が入力
されるＯＲゲート８５とからノズル１個あたりのデコー
ダ１７が構成されている。そして、各ＡＮＤゲート８１
〜８４には、第１ラッチ回路１５，第２ラッチ回路１６
からの信号が入力されている。

【００９０】制御ロジック１８は、一つの４進カウンタ
８６から構成されている。このカウンタ８６のリセット
端子にはラッチ信号（ＬＡＴ）が入力され、データ入力
端子にはチャンネル信号（ＣＨ）が入力されている。そ
して、カウンタ８６の上位桁出力Ｃ１と下位桁出力Ｃ０
とは、各ＡＮＤゲート８１〜８４にそれぞれ入力されて
いる。

【００９１】カウンタ８６は、第１パルスの発生タイミ
ング検出信号を兼ねるラッチ信号が入力されると、クリ
アされるため、上位桁出力Ｃ１及び下位桁出力Ｃ０が共
に「０」となる。そして、第２パルスの発生タイミング
検出信号であるチャンネル信号（ＣＨ１）が入力される
と、カウンタ８６は歩進して、上位桁出力Ｃ１が
「０」、下位桁出力Ｃ０が「１」となる。さらに、第３
パルスの発生タイミング検出信号であるチャンネル信号
（ＣＨ２）が入力されると、上位桁出力Ｃ１が「１」と
なり、下位桁出力Ｃ０が「０」となる。さらに、第４パ
ルスの発生タイミング検出信号であるチャンネル信号
（ＣＨ３）が入力されると、上位桁出力Ｃ１及び下位桁
出力Ｃ０はいずれも「１」となる。

【００９２】従って、前記第１の具体例と同様に、各駆
動パルスの発生に合わせて歩進するカウンタ８６の出力
（Ｃ１，Ｃ０）によって、各ＡＮＤゲート８１〜８４の
うちいずれか一つのＡＮＤゲートのみを選択することが
できる。

【００９３】４−３第３の具体例図１２に示す第３の具体例でも、前記各具体例と同様
に、４個のＡＮＤゲート９１〜９４と、該各ＡＮＤゲー
ト９１〜９４の出力が入力されるＯＲゲート９５とか
ら、ノズル１個あたりのデコーダ１７が構成されてい
る。そして、各ＡＮＤゲート９１〜９４には、第１ラッ
チ回路１５，第２ラッチ回路１６からの信号が入力され
ている。

【００９４】制御ロジック１８は、４進カウンタ９６
と、該カウンタ９６からの出力によって論理出力を変化
させる組合せ回路９７とから構成されている。カウンタ
９６は、前記第２の具体例で述べたカウンタ８６と同様
の動作を行う。即ち、第１パルス発生期間中のカウンタ
出力は（００）となり、第２パルス発生期間中のカウン
タ出力は（０１）となり、第３パルス発生期間中のカウ
ンタ出力は（１０）となり、第４パルス発生期間中のカ
ウンタ出力は（１１）となる。

【００９５】そして、組合せ回路９７は、図１２中の真
理値表に示す通り、カウンタ９６の出力（Ｃ１，Ｃ０）
の値に応じて、各出力ｑ１〜ｑ４の値を変化させる。従
って、組合せ回路９７から各ＡＮＤゲート９１〜９４に
対する入力状態（反転入力か非反転入力か）を適宜設定
することにより、階調データを印字データに翻訳して所
望の駆動パルスを圧電振動子２１に印加することができ
る。

【００９６】例えば、一例を挙げると、カウンタ９６の
出力が（００）または（１０）になると、組合せ回路９
７の出力ｑ４の値は「１」となる。上述した通り、第１
パルスの発生時にカウンタ出力は（００）となり、第３
パルス発生時のカウンタ出力は（１０）となる。従っ
て、出力ｑ４が入力されている第４ＡＮＤゲート９４
は、各ラッチ回路１５，１６からの入力値が「１」であ
る場合、即ち、階調データが（１１）である場合に、第
１パルスの発生期間中及び第３パルスの発生期間中に
「１」を出力する。なお、本具体例の組合せ回路９７
は、Ｃ１，Ｃ０をアドレス、ｑ１，ｑ２，ｑ３，ｑ４を
データとするＲＯＭとしてもよい。

【００９７】４−４第４の具体例図１３に示す第４の具体例は、前記第３の具体例におけ
る組合せ回路９７を、複数のフリップフロップ１００と
複数のマルチプレクサ１０１で置き換えたものである。
４個１段で接続されたフリップフロップ１００の組は４
段に重ねられており、各段の各フリップフロップ１００
の出力Ｑは４個のマルチプレクサ１０１にそれぞれ接続
されている。そしてマルチプレクサ１０１には、カウン
タ９６の出力（Ｃ１，Ｃ０）がそれぞれ入力されてい
る。従って、各マルチプレクサ１０１は、カウンタ９６
の出力に応じて、自己に入力された４つの出力Ｑのうち
いずれか一つの出力Ｑを選択して出力する。

【００９８】各マルチプレクサ１０１の出力ｑ１〜ｑ４
が、前記組合せ回路９７の各出力ｑ１〜ｑ４に対応する
ように、各段のフリップフロップ１００にはプログラム
データが入力されている。即ち、図１２中の真理値表に
対応するデータ列が、データ転送クロック信号（ＣＫ）
に応じて上段左端のフリップフロップ１００から流し込
まれていく。そして、このデータ列は各段の各フリップ
フロップ１００によって記憶される。各フリップフロッ
プ１００が記憶するデータを、該各フリップフロップ１
００中に示してある。従って、例えば、カウンタ出力に
よって各マルチプレクサ１０１の第１入力が選択される
と、該各マルチプレクサ１０１はそれぞれ第１入力の値
を出力するため、これにより、第１段目のフリップフロ
ップ１００が記憶したデータが出力される。なお、プロ
グラムデータの入力は、プリンタの電源投入後、印字前
に１度行われる。

【００９９】本具体例によれば、プログラムデータの変
更によって、階調値と駆動パルスとの組合せを自由に設
定できるため、ロジック部をＩＣ化したときに、種々の
パルスパターンを有する複数の機種に対応することがで
きる。また、動作中にプログラムデータ書き換える（フ
リップフロップ１００にデータを再入力）ことも可能で
あるから、駆動パルスのパターンを動作中に変更する仕
様の階調プリンタにも適用することができる。

【０１００】本具体例は、例えば以下のように表現する
ことができる。「前記翻訳手段は、前記階調データと前
記各駆動パルスとの対応関係が変更可能に記憶された対
応関係記憶手段（フリップフロップ１００，マルチプレ
クサ１０１）を有して構成され、前記各駆動パルスの発
生タイミングを検出するタイミング検出信号に基づい
て、前記階調データを前記印字データに翻訳することを
特徴とする請求項１に記載のインクジェット式プリント
ヘッド」。

【０１０１】なお、当業者であれば、各実施の形態に記
載された本発明の要旨の範囲内で種々の追加、変更等が
可能である。例えば、本発明では、第１〜第４の４つの
駆動パルスを用いて４階調表現を行う場合を例示した
が、これに限らない。例えば、３階調あるいは６階調等
の他の階調表現を行う場合にも、本発明は適用すること
ができる。この場合は、各具体例の構成も、階調表現数
に合わせた変更を行えばよい。

【０１０２】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係るインク
ジェット式プリントヘッド及び該プリントヘッドを用い
たインクジェット式プリンタによれば、プリントヘッド
内で階調データの翻訳を行うため、プリンタコントロー
ラからプリントヘッドへのデータ転送量を少なくするこ
とができ、確実に一印刷周期内で必要な階調データを転
送することができる。特に、複数の駆動パルスからなる
単一の駆動信号によって階調表現を行うために転送時間
に制限がある場合でも、信頼性高くデータ転送を行うこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態が適用されるインク
ジェット式プリンタの全体構成を示す構成説明図。

【図２】プリントヘッド駆動回路の要部を示す回路図。

【図３】プリントヘッドの機械的構造を示す構成説明
図。

【図４】本発明の実施の形態における駆動信号と階調値
等との関係を示す説明図。

【図５】駆動信号の各駆動パルスと階調データの転送タ
イミング等との関係を示すタイムチャート。

【図６】駆動パルスの選択パターンを示すタイムチャー
ト。

【図７】本発明の第２の実施の形態によるプリントヘッ
ドの構成説明図。

【図８】本発明の第３の実施の形態によるプリントヘッ
ドの構成説明図。

【図９】第３の実施の形態における階調データの転送タ
イミング等を示すタイムチャート。

【図１０】本発明の第１の具体例によるデコーダ及び制
御ロジックの回路図。

【図１１】本発明の第２の具体例によるデコーダ及び制
御ロジックの回路図。

【図１２】本発明の第３の具体例によるデコーダ及び制
御ロジックの回路図。

【図１３】本発明の第４の具体例による制御ロジックの
回路図。

【符号の説明】

１プリンタコントローラ２プリントエンジン８駆動信号発生回路１０プリントヘッド１３第１シフトレジスタ１４第２シフトレジスタ１５第１ラッチ回路１６第２ラッチ回路１７デコーダ１８制御ロジック２０スイッチ回路２１圧電振動子６１シフトレジスタ６２第１ラッチ回路６３第２ラッチ回路６４第３ラッチ回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力された階調データに基づいて複数のノ
ズルのそれぞれに対応して設けられた圧力発生素子を作
動させることにより、前記各ノズルからインク滴を吐出
させるインクジェット式プリントヘッドであって、入力された複数の駆動パルスを含んでなる駆動信号を前
記圧力発生素子に供給するスイッチ手段と、入力された前記階調データを記憶する記憶手段と、前記階調データを、前記各駆動パルスにそれぞれ対応し
て設けられたパルス選択信号からなる印字データに翻訳
する翻訳手段とを備え、前記印字データに基づいて前記スイッチ手段の作動を制
御することにより、前記各駆動パルスのうちいずれか一
つまたは複数の駆動パルスを前記圧力発生素子に対して
一印刷周期内で選択的に入力させることを特徴とするイ
ンクジェット式プリントヘッド。
【請求項２】前記翻訳手段は、前記各駆動パルスの発生
タイミングを検出するタイミング検出信号に基づいて、
前記階調データを前記印字データに翻訳することを特徴
とする請求項１に記載のインクジェット式プリントヘッ
ド。
【請求項３】前記記憶手段は、前記階調データのビット
数に応じた記憶回路を有し、該各記憶回路に前記階調デ
ータの各ビット毎のデータをそれぞれ分けて記憶するこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載のインク
ジェット式プリントヘッド。
【請求項４】前記各記憶回路には、前記階調データの各
ビット毎のデータがそれぞれ独立に入力されることを特
徴とする請求項３に記載のインクジェット式プリントヘ
ッド。
【請求項５】前記記憶回路は、シリアル入力された前記
階調データの各ビット毎のデータをパラレル信号に変換
するシリアル／パラレル変換手段と、入力されたラッチ
信号によって前記パラレル信号をラッチするラッチ手段
とから構成したことを特徴とする請求項３または請求項
４に記載のインクジェット式プリントヘッド。
【請求項６】前記駆動信号は、第１のインク滴を吐出さ
せるための第１の駆動パルスと、前記第１のインク滴よ
りも少量の第２のインク滴を吐出させるための第２の駆
動パルスと、前記第１のインク滴と同量の第３のインク
滴を吐出させるための第３の駆動パルスとを含んで構成
されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいず
れかに記載のインクジェット式プリントヘッド。
【請求項７】前記圧力発生素子は、圧電振動子であるこ
とを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の
インクジェット式プリントヘッド。
【請求項８】複数のノズルのそれぞれに対応して設けら
れた圧電振動子を作動させることにより前記各ノズルか
らインク滴を吐出させるインクジェット式プリントヘッ
ドと、該プリントヘッドに必要な信号を与えることによ
り作動を制御するプリンタ制御手段とを備えたインクジ
ェット式プリンタにおいて、前記プリンタ制御手段は、複数の駆動パルスからなる駆
動信号を発生させる駆動信号発生手段を含んで構成し、前記プリントヘッドは、入力された階調データを該階調データの各ビット毎のデ
ータに分けてそれぞれ記憶する記憶手段と、前記各駆動パルスの発生タイミングを検出するタイミン
グ検出信号に基づいて、前記階調データを前記各駆動パ
ルスにそれぞれ対応して設けられたパルス選択信号から
なる印字データに翻訳する翻訳手段と、前記印字データに基づいて、前記各駆動パルスのうちい
ずれか一つまたは複数の駆動パルスを前記圧電振動子に
対して一印刷周期内で選択的に入力させるスイッチ手段
とを含んで構成したことを特徴とするインクジェット式
プリンタ。