(57)【要約】【課題】多くの階調数の階調ドットを簡易な構成で形成して、多階調の画像形成を容易に形成する。【解決手段】内部に液体が充填された複数の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記録媒体に対して吐出させるアクチュエータ１２２、該アクチュエータ１２２に駆動信号を供給して駆動制御する駆動制御部とを有する液滴吐出ヘッド３５を備え、前記駆動制御部は、液滴の吐出量を制御する複数の駆動波形を時系列的に配置した駆動信号を発生する駆動信号発生部と、該駆動信号発生部を１画素区間内に複数の駆動信号を発生させるように制御する駆動信号発生制御部と、該駆動信号発生制御部によって発生された複数の駆動信号から駆動波形を選択して前記アクチュエータに出力する波形選択部２１０とを備えている。【選択図】  図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記駆動制御手段は、液滴の吐出量を制御する複数の駆動波形を時系列的に配置した駆動信号を発生する駆動信号発生部と、該駆動信号発生部を１画素区間内に複数の駆動信号を発生させるように制御する駆動信号発生制御部と、該駆動信号発生制御部によって発生された複数の駆動信号から駆動波形を選択して前記アクチュエータに出力する波形選択部とを備えていることを特徴とする液滴吐出制御装置。
【請求項２】
前記駆動信号発生制御部は、液滴吐出量が階調数に応じて設定された駆動波形を有する複数の駆動信号を連結させて発生させるように前記駆動信号発生部を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液滴吐出制御装置。
【請求項３】
前記波形選択部は、各駆動信号の発生毎に階調数に応じて複数の駆動波形から駆動する組み合わせを指定する波形パターンを設定し、各ノズルで必要な階調ドット径に合わせて波形パターンを選択するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液滴吐出制御装置。
【請求項４】
１画素区間内に設定された複数の駆動信号の印加時間によって決定される１画素の記録時間を計測する記録時間計測部と、該記録時間計測部で計測した記録時間に応じてドット間ピッチが一定となるように前記液滴吐出ヘッドと前記記録媒体との間の相対移動速度を制御する相対速度制御部とを備えていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の液滴吐出制御装置。
【請求項５】
複数の圧力室に充填された液体を当該圧力室の圧力を変化させるアクチュエータに駆動信号を供給することにより、前記複数の圧力室に個別に連通した複数のノズルから液滴を記録媒体に対して吐出する液滴吐出制御方法において、
１画素区間内に階調数に応じて液滴の吐出量を制御する複数の駆動波形を時系列的に配置した駆動信号を連結して発生させるステップと、各駆動信号の発生毎に階調数に応じて複数の駆動波形から前記アクチュエータを駆動する組み合わせを指定する波形パターンを設定するステップと、各ノズルで必要な階調ドット径に合わせて波形パターンを選択するステップとを備えたことを特徴とする液滴吐出制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インクジェットプリンタなどの液滴吐出制御装置及び液滴吐出制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液滴吐出制御装置の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、インク滴が記録用紙に着弾してドットを形成することによって印刷が行われる。しかし、ドットの有無の制御だけでは灰色等の中間階調を印刷出力することができない。そこで、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、ドット径を変えずに階調を上げると、１画素を構成する面積が大きくなり実質的な解像度が低下する。また、ドット径が大きいと低濃度で１画素当たりのドット数が少なくなると粒状性が目立つようになる。そこで、インク滴を小さくしてドット径を小さくする必要がある。
【０００３】
このため、従来、インクを充填した圧力室を膨張させてから収縮させる引き打ちを行うことでインク滴を小さくして吐出する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、ドット径が小さくなり低濃度での粒状性を改善することができるが、インクの吐出速度が低下するため印刷時間が長くなってしまう。
そこで、同一ノズルから異なる重量のインク滴を吐出させる方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この方法では、１つのインク滴を構成するために複数の駆動信号をアクチュエータに印加させ、記録用紙に着弾する前に所望のインク重量を生成するようにしている。しかし、複数のインク滴を吐出中に１つのインク滴に合成することは困難であるという問題がある。
【０００４】
そこで、１つのノズルに対して、より複数の種類のインク滴を制御するたに複数の駆動波形を利用可能とする方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。この方法では、１画素のドット生成区間に複数の駆動波形を時系列的に配置させ、個々のノズルが必要とする駆動波形を選択することによって、複数種類のドットを利用可能としている。
【特許文献１】特開昭５５−１７５８９号公報（第１頁、第２図，第３図）
【特許文献２】米国特許第５２８５２１５号明細書（第１頁、図４〜図９）
【特許文献３】特開２００３−１８２４号公報（第１頁、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、より広範囲な階調数のドットを形成するためには、液滴吐出量の異なる液滴を複数組み合わせて階調ドットを形成する必要があり、前述した特許文献３に記載された従来例にあっては、波形選択パターンによって複数の駆動波形を容易に生成することができるものであるものの、波形選択パターンは一旦転送された波形選択パターンに限定され、より多くの組み合わせを設定することはできないという未解決の課題がある。また、特許文献３に記載された従来例に単に駆動波形の種類を増やすることによって広範囲の階調ドットを形成できるようすることが考えられるが、この場合には駆動波形数に比例してノズルを選択するデータや、波形選択データが大きくなり、これを処理する回路規模が大きくなると共に、信号転送時間が長くなるという未解決の課題もある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、多くの階調数の階調ドットを簡易な構成で形成して、多階調の画像形成を容易に形成することができる液滴吐出制御装置及び液滴吐出制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る液滴吐出装置は、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、
前記駆動制御手段は、液滴の吐出量を制御する複数の駆動波形を時系列的に配置した駆動信号を発生する駆動信号発生部と、該駆動信号発生部を１画素区間内に複数の駆動信号を発生させるように制御する駆動信号発生制御部と、該駆動信号発生制御部によって発生された複数の駆動信号から駆動波形を選択して前記アクチュエータに出力する波形選択部とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
この第１の発明では、駆動波形を時系列的に配置した駆動信号を１画素内に複数連続して発生させ、発生された複数の駆動信号から所定数の駆動波形を選択することにより、より多くの組み合わせの駆動波形パターンを形成することができ、この駆動波形パターンをアクチュエータに供給することにより、多階調の階調ドットを容易に発生することができる。
【０００９】
また、第２の発明に係る液滴吐出装置は、第１の発明において、前記駆動信号発生制御部は、液滴吐出量が階調数に応じて設定された駆動波形を有する複数の駆動信号を連結させて発生させるように前記駆動信号発生部を制御するように構成されていることを特徴としている。
この第２の発明では、必要とする階調数に応じて液滴吐出量が設定された駆動波形を有する複数の駆動信号を連結して発生するようにしたので、階調数に応じた駆動波形パターンを設定することができ、多階調ドットを容易に形成することができる。
【００１０】
さらに、第３の発明に係る液滴吐出装置は、第１又は第２の発明において、前記波形選択部は、各駆動信号の発生毎に階調数に応じて複数の駆動波形から駆動する組み合わせを指定する波形パターンを設定し、各ノズルで必要な階調ドット径に合わせて波形パターンを選択するように構成されていることを特徴としている。
この第３の発明では、複数連結された駆動信号が発生される毎に必要な階調数に応じて複数の駆動波形から組み合わせを指定する波形パターンを設定し、設定された波形パターンからノズルで必要な階調ドット径に合わせた波形パターンを選択するので、ノズルで必要とする階調ドット径を対応する波形パターンを容易に選択することができる。
【００１１】
さらにまた、第４の発明に係る液滴吐出装置は、第１〜第３の何れか１つの発明において、１画素区間内に設定された複数の駆動信号の記録時間によって決定される１画素の記録時間を計測する記録時間計測部と、該記録時間計測部で計測した記録時間に応じてドット間ピッチが一定となるように前記液滴吐出ヘッドと前記記録媒体との間の相対移動速度を制御する相対速度制御部とを備えていることを特徴としている。
【００１２】
この第４の発明では、１画素区間内に複数の駆動信号を設定したときの記録時間を計測し、計測記録時間が長いときには液滴吐出ヘッドと記録媒体との間の相対速度を遅くし、逆に記録時間が短いときには液滴吐出ヘッドと記録媒体との間の相対速度を速くすることにより、記録されるドット間ピッチを一定として記録品質を向上させることができる。
なおさらに、第５の発明に係る液滴吐出制御方法は、複数の圧力室に充填された液体を当該圧力室の圧力を変化させるアクチュエータに駆動信号を供給することにより、前記複数の圧力室に個別に連通した複数のノズルから液滴を記録媒体に対して吐出する液滴吐出制御方法において、
１画素区間内に階調数に応じて液滴の吐出量を制御する複数の駆動波形を時系列的に配置した駆動信号を連結して発生させるステップと、各駆動信号の発生毎に階調数に応じて複数の駆動波形から前記アクチュエータを駆動する組み合わせを指定する波形パターンを設定するステップと、各ノズルで必要な階調ドット径に合わせて波形パターンを選択するステップとを備えたことを特徴としている。
【００１３】
この第５の発明では、第１〜第３の発明と同様に多階調の階調ドットを容易に発生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の液滴吐出制御装置及び液滴吐出制御方法の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態における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、図２はその要部の平面図である。
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。
【００１５】
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。
【００１６】
制御装置６の制御より、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。
【００１７】
印刷装置４は、図２に示すように、印刷部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１１０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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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２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。
【００２１】
したがって、圧電式アクチュエータ１２２では、図３に示すように、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。
【００２２】
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、圧電式アクチュエータ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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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と共にエンコーダ３４の検出信号を読込んで制御部６２に入力する入出力インタフェース部６７とを備えている。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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からの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。
【００３１】
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、駆動信号ＣＯＭを選択するためのクロック信号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。
【００３２】
ここで、駆動信号発生回路７０では、４階調用の駆動信号ＣＯＭ１と８階調用の駆動信号ＣＯＭ２とを発生する。
４階調用駆動信号ＣＯＭ１は、図７（ａ）に示すように、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ＷＤ１１と、例えば同一吐出量のインク滴を吐出する第２〜第４の駆動波形ＷＤ１２〜ＷＤ１４とで構成されている。
【００３３】
また、８階調用駆動信号ＣＯＭ２は、図８（ａ）に示すように、小ドットを形成するインク滴を吐出する複数例えば４つの駆動波形を時系列的に配置した小ドット用駆動信号ＣＯＭ３と、大ドットを形成するインク的を吐出する複数例えば３つの駆動波形を時系列的に配置した大ドット用駆動信号ＣＯＭ４とが連結された構成を有する。
小ドット用駆動信号ＣＯＭ３は、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ＷＤ３１と、小ドットのうち比較的大きなドットを形成する第２の駆動波形ＷＤ３２と、第２の駆動波形ＷＤ３２より小さいドットを形成する第３及び第４の駆動波形ＷＤ３３及びＷＤ３４とで構成されている。
【００３４】
大ドット用駆動信号ＣＯＭ４は、小ドット用駆動信号ＣＯＭ３の一番大きなドットを形成する第２の駆動波形ＷＤ３２より大きなドットを形成する第１の駆動波形ＷＤ４１と、この第１の駆動波形ＷＤ４１より大きなドットを形成する第２の駆動波形ＷＤ４２と、第１の駆動波形ＷＤ４１と同じ大きさのドットを形成する第３の駆動波形ＷＤ４３とで構成されている。
【００３５】
そして、駆動信号発生回路７０の波形メモリ７０１に対する駆動信号波形データの書込みは、図９に示すように、１つの駆動波形ＷＤｉ（ｉ＝１１〜１４、２１〜２４、３１〜３４及び４１〜４３）について、アドレスを指定した状態で、１６ビットの波形データ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〜Ａ３等に対応するメモリ素子に夫々波形データが格納される。このとき、波形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、例えば駆動信号ＣＯＭ１の駆動波形ＷＤ１１〜ＷＤ１４については図１０（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、アドレスＡ３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＋ΔＶ３が設定され、これらが｜ΔＶ１｜＝｜ΔＶ２｜、＋ΔＶ１＞＋ΔＶ３の関係に設定されている。また、駆動信号ＣＯＭ４の駆動波形ＷＤ４１及びＷＤ４３については図１０（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駆動信号ＣＯＭ１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、これらが｜ΔＶ４｜＝｜ΔＶ５｜、＋ΔＶ４＞＋ΔＶ６の関係に設定されている。
【００３６】
また、波形メモリ７０１に書込まれた例えば駆動信号ＣＯＭ１における駆動波形データＷＤ１２〜ＷＤ１４の読出処理は、先ず、図１０（ａ）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Ｖ0FFに設定される。次いで、時点ｔ２で、図１０（ｄ）に示すように、第２のクロック信号ＢＣＬＫ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１０（ｅ）に示すようにオフセット電圧ＶOFFを維持している。
【００３７】
次いで、時点ｔ３で、制御部６２によってアドレスＡ１が指定され、その後、時点ｔ４で図１０（ｃ）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Ａ１の波形データ＋ΔＶ１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の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ＶOFF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ＶOFFに＋ΔＶ１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ＶOFF＋ΔＶ１の駆動信号波形データＷＤＡＴＡが出力される。
【００３８】
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Ａ０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ＶOFF＋ΔＶ１となった時点で、加算器７０２の加算値はＶOFF＋２ΔＶ１となっており、これが第２のクロック信号ＢＣＬＫ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１０（ｅ）に示すようにＶOFF＋２ΔＶ１の駆動信号波形データＷＤＡＴＡが出力される。
【００３９】
その後、第２のクロック信号ＢＣＬＫ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１０（ｅ）に示すようにＶOFF＋３ΔＶ１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Ａ０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。
【００４０】
その間の時点ｔ１１でアドレスデータＡ２が出力され、波形メモリ７０１から−ΔＶ２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ＶOFF＋３ΔＶ１−ΔＶ２となり、これが第２のクロック信号ＢＣＬＫ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１０（ｅ）に示すように減少を開始する。
【００４１】
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Ａ０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Ａ３が出力され、波形メモリ７０１から＋ΔＶ３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。
【００４２】
このため、加算器７０３の出力はＶOFF＋３ΔＶ１−４ΔＶ２＋ΔＶ３となり、これが第２のクロック信号ＢＣＬＫ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１０（ｅ）に示すように増加を開始し、さらに時点ｔ２７でさらに＋ΔＶ３が加算される。
この間の時点ｔ２６でアドレスデータＡ０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。
【００４３】
このため、加算器の出力はＶOFF＋３ΔＶ１−４ΔＶ２＋２ΔＶ３となって時点ｔ１〜ｔ４間と同じオフセット電圧ＶOFFに復帰する。
なお、駆動信号ＣＯＭ１の駆動波形ＷＤ１１の微小振動波形については、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ている。
同様に、駆動信号ＣＯＭ４の例えば駆動波形ＷＤ４１及びＷＤ４３の波形読出しについても読出アドレスがＢ０〜Ｂ３に変更されて、その波形データが０、＋ΔＶ４、−ΔＶ５及び＋ΔＶ６に変更されていることを除いては上記と同様に読出されて図１０（ｈ）に示すように駆動波形が形成される。
【００４４】
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。
【００４５】
ここで、駆動波形選択信号ＳＬは、図１１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る各ノズル毎に２ビットで設定される駆動波形選択データＳＩと１６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、波形選択いデータは２ビットの上位ビットを表すデータＳＩＨと下位ビットを表すデータＳＩＬ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４ビットのプログラム（パターン）データＳＰａ〜ＳＰｄで構成されている。なお、駆動信号ＣＯＭ４については駆動波形がＷＤ２１〜ＷＤ２３の３つであるので、プログラムデータＳＰｄについては「００００」が設定される。
【００４６】
また、ヘッドユニット３５は、図１２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。
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の上位ビットを格納する格納部ＳＲ１、下位ビットを格納する格納部ＳＲ２、プログラム（パターン）データＳＰａ〜ＳＰｄを格納する格納部ＳＲ３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の上位ビットデータＳＩＨ及び下位ビットデータＳＩＬを「０」〜「３」の波形選択値にデコードして夫々に応じた出力ＤＥ１０〜ＤＥ１３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〜ＤＥ１３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〜ＳＰｄ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〜ＤＥ２３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〜ＤＥ２３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。
【００４７】
ここで、プログラムデータ選択回路２１４は、図１３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〜ＡＧａ４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〜ＡＧｂ４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〜ＡＧｃ４と、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〜ＡＧｄ４と、アンドゲートＡＧａ１，ＡＧｂ１，ＡＧｃ１及びＡＧｄ１の出力が入力されたオアゲートＯＧ１と、アンドゲートＡＧａ２，ＡＧｂ２，ＡＧｃ２及びＡＧｄ２の出力が入力されたオアゲートＯＧ２と、アンドゲートＡＧａ３，ＡＧｂ３，ＡＧｃ３及びＡＧｄ３の出力が入力されたオアゲートＯＧ３と、アンドゲートＡＧａ４，ＡＧｂ４，ＡＧｃ４及びＡＧｄ４の出力が入力されたオアゲートＯＧ４とで構成されている。そして、各オアゲートＯＧ１〜ＯＧ４から選択されたプログラムデータＳＰ１〜ＳＰ４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。
【００４８】
また、駆動波形選択信号形成回路２１７は、図１３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、各アンド回路ＡＧ２１〜ＡＧ２４の出力が入力されたオアゲートＯＧ５とで構成されている。
そして、オアゲートＯＧ５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。
【００４９】
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１４に示す印刷制御処理を実行する。この印刷制御処理では、先ず、ステップＳ１で、印刷データに含まれる階調指定データを読込み、次いでステップＳ２に移行して、読込んだ階調指定データに応じて連結する駆動信号データを読出して駆動信号発生回路７７０の波形メモリ７０１に書込み、次いでステップＳ３に移行して、連結する駆動信号データに基づいて１画素を生成するための駆動周期を決定し、次いでステップＳ４に移行して、ヘッドユニット３５と記録用紙Ｐとの相対速度データを読出し、次いで、ステップＳ５に移行して、ステップＳ３で決定した１画素の駆動周期に基づいてキャリッジ、紙送り速度を決定する。すなわち、４階調での１画素を生成する駆動周期Ｔａで駆動したときの解像度７２０ｄｐｉのヘッドユニット３５と記録用紙Ｐとの間の相対速度をＶ（ｍ／ｓ）としたときに、８階調での１画素を生成する駆動周期Ｔが７Ｔａ／４であるとしたときに、相対速度は４Ｖ／７（ｍ／ｓ）となるように設定すればよい。
【００５０】
次いでステップＳ６に移行して、印刷動作処理を行ってから印刷処理を終了する。
この印刷動作処理は、図１５に示すように、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、駆動信号の連結数Ｎを読込み、次いでステップＳ１３に移行して、階調数に応じて設定した波形選択データＳＩ及び最初の駆動信号ＣＯＭｎ（ｎ＝１，３）に対応するプログラム（パターン）データＳＰａ〜ＳＰｄを含む選択信号ＳＬ１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Ｓ１４に移行する。
【００５１】
このステップＳ１４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Ｓ１５に移行する。
このステップＳ１５では、駆動信号発生回路７０で発生させる駆動信号ＣＯＭｎの駆動波形ＷＤｎ１の出力を開始するときのラッチ信号ＬＡＴ、その後の駆動波形ＷＤｎ２〜ＷＤｎ４の出力を開始するチャンネル信号ＣＨ１を順次出力する波形選択処理を実行してからステップＳ１６に移行する。
【００５２】
このステップＳ１６では、データ連結数Ｎから“１”をデクリメントし、次いでステップＳ１７に移行して、データ連結数Ｎが“０”であるか否かを判断することにより、１画素の印字が終了したか否かを判定し、Ｎ＞０であるときには１画素の印字が終了していないものと判断してステップＳ１８に移行する。
このステップＳ１８では、階調数に応じた次の波形選択データＳＩ及びプログラム（パターン）データＳＰを含む選択信号ＳＬ（ｎ＋１）をヘッドユニット３５に送信してからステップＳ１９に移行する。
【００５３】
このステップＳ１９では、前回の駆動信号ＣＯＭｎの波形出力が終了したか否かを判定し、前回の駆動信号ＣＯＭｎの波形出力が終了していないときにはこれが終了するまで待機し、波形出力が終了したときにはステップＳ２０に移行する。
このステップＳ２０では、駆動信号発生回路７０で次の駆動信号の出力を開始させると共に、ラッチ信号ＬＡＴを出力し、その後駆動波形の出力が開始される毎にチャンネル信号ＣＨ２を出力する波形選択処理を実行してから前記ステップＳ１６に戻る。
【００５４】
一方、前記ステップＳ１７の判定結果が、Ｎ＝０となって１画素の印刷が終了したときには、ステップＳ２１に移行して、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１４の印刷処理を終了する。
この図１４及び図１５の処理で、ステップＳ１及びＳ２の処理が駆動信号発生制御部に対応し、ステップＳ３の処理が記録時間計測部に対応し、ステップＳ４及びＳ５の処理が相対速度制御部に対応し、ステップＳ１１〜Ｓ２０の処理及び駆動信号選択制御回路２１０が波形選択部に対応している。
【００５５】
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に対する駆動信号波形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１４の印刷制御処理を実行する。
【００５６】
このとき、ホストコンピュータ６０から入力された印刷データから階調数データを読込み（ステップＳ１）、この印刷データが４階調で印字する印字データであるときには、階調数が４であることから駆動信号ＣＯＭ１の駆動信号データを読出し（ステップＳ２）、次いで基準周期に基づいて所定のドット解像度となるようにヘッドユニット３５と記録用紙Ｐ間の相対速度データを読出し（ステップＳ４）、相対速度データに基づいてキャリッジ速度及び紙送り速度を決定する（ステップＳ５）。
【００５７】
その後、図１５に示す印刷動作処理を実行する。この印刷動作処理では、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）、４階調データであるので、図７に示すように１つの駆動信号ＣＯＭ１のみであり、連結数Ｎ＝１が設定され（ステップＳ１２）、次いで波形選択信号ＳＬがヘッドユニット３５に送信される。
このときの波形選択信号ＳＬは、図７（ａ）に示すように、微振動の駆動波形ＷＤ１１、小ドットに対応する所定吐出量に設定された同一の駆動波形ＷＤ１２〜ＷＤ１４とで構成されており、波形選択データＳＩの上位ビットＳＩＨ及び下位ビットＳＩＬと、４階調を表すプログラム（パターン）データＳＰａ〜ＳＰｄとの関係が図７（ａ）に示すように設定されている。
【００５８】
すなわち、ＳＩＨ及びＳＩＬが共に“０”であるときにはプログラムデータＳＰａ「１０００」が選択され、ＳＩＨが“０”、ＳＩＬが“１”であるときにはプログラムデータＳＰｂ「０１００」が選択され、ＳＩＨが“１”、ＳＩＬが“０”であるときにはプログラムデータＳＰｃ「０１１０」が選択され、ＳＩＨ及びＳＩＬが共に“１”であるときにはプログラムデータＳＰｄ「０１１１」が選択される。
【００５９】
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ＳＩＨ及びＳＩＬが共に“０”に設定され、階調値が“１”に設定されているときにはＳＩＨが“０”、ＳＩＬが“１”に設定され、階調値が“２”に設定されているときには波形選択データＳＩＨが“１”、ＳＩＬが“０”に設定され、階調値が“３”に設定されているときには波形選択データＳＩＨ及びＳＩＬが共に“１”に設定される。
【００６０】
このため、例えば先頭のノズルが階調値“３”、２番目のノズルが階調値“３”、３番目のノズルが階調値“２”、４番目のノズルが階調値“１”、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から出力される選択信号ＳＬは、図１１に示すように、ＳＩＨが「……００１１１」、ＳＩＬが「……０１０１１」、ＳＰａが「１０００」、ＳＰｂが「０１００」、ＳＰｃが「０１１０」、ＳＰｄが「０１１１」に設定され、これがプログラムデータＳＰｄ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〜ＳＲ３に格納される。
【００６１】
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Ｓ１４からステップＳ１５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〜ＳＰｄがプログラムデータ選択回路２１４に出力される。
【００６２】
このため、図１３において、例えば先頭のノズルについてはＳＩＨ及びＳＩＬが共に“１”であるので、デコーダ２１３で“３”に対応する出力ＤＥ１３のみが論理値“１”となり、プログラムデータＳＰｄが選択されて、このプログラムデータＳＰｄの「０１１１」のビットデータがオアゲートＯＧ１〜ＯＧ４を介してプログラムデータＳＰ１〜ＳＰ４として駆動波形選択信号形成回路２１７に出力される。
【００６３】
一方、チャンネル信号カウンタ２１５では、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“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ＯＧ５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。
【００６４】
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１３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“１”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“１”となり、選択信号ＷＳＬが“１”となる。
【００６５】
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るため、駆動信号発生回路７０から入力される第２番目の駆動波形ＷＤ１２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から小ドット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“２”にカウントアップし、デコーダ２１６の出力ＤＥ２２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から出力される論理値“１”のプログラムデータＳＰ３が入力されているので、このアンドゲートＡＧ２３から論理値“１”の出力が選択信号ＷＳＬとして出力され、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る。このときに駆動信号発生回路７０で発生された第３の駆動波形ＷＤ１３が先頭のノズルに対応するアクチュエータ１２２に供給されて、再度小ドットに対応するインク滴が吐出される。
【００６６】
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“３”にカウントアップしてデコーダ２１６から“３”に対応する出力ＤＥ２３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ＡＧ２４が開き、プログラムデータ選択回路２１４から入力されている“１”のプログラムデータＳＰ４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に供給されるので、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４の駆動波形ＷＤ１４に対応する電流がアクチュエータ１２２に供給されて、先頭のノズルから小ドットのインク滴が吐出される。
【００６７】
この結果、記録用紙Ｐには３つの小ドットの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“３”のドットを印字することができる。
一方、２番目のノズルでも階調値“３”のドットを印字し、３番目のノズルでは、小ドットのインク滴が２つ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“２”ドットを印字し、４番目のノズルでは階調値“１”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ＷＤ１１に応じた電流がアクチュエータ１２２に供給されて、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、インクの固まりを抑制する。
【００６８】
このように、印字データが４階調で印字するように設定されている場合には、１種類の駆動信号ＣＯＭ１を駆動信号発生回路７０から発生させて、この駆動信号ＣＯＭ１に含まれる４つの駆動波形ＷＤ１１〜ＷＤ１４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４階調のドット径で印字することができる。
ところが、ホストコンピュータ６０から入力された印字データが８階調に設定されている場合には、１つの駆動信号ＣＯＭ１では階調数が足りないことにより、２つの駆動信号ＣＯＭ３及びＣＯＭ４を連結した駆動信号ＣＯＭ２を駆動信号発生回路７０で発生させる。
【００６９】
この場合も基本的には上述した４階調の印字と同様にして印字することができるが、１画素を構成する駆動波形数が増加することから、駆動周期Ｔが駆動信号ＣＯＭ１に対して長くなるため、キャリッジ速度及び用紙送り速度が４階調印字時に比較して遅く設定される。
そして、駆動信号発生回路７０で第１の駆動信号ＣＯＭ３を発生させる際に、図１６に示すように、先ず時点ｔ１で、第１の駆動信号ＣＯＭ３について階調値に応じた駆動波形を選択する波形選択データＳＩＨ及びＳＩＬと第１の駆動信号ＣＯＭ３のプログラム（パターン）データＳＰ１（ＳＰａ〜ＳＰｄ）で構成される第１の選択信号ＳＬ１をクロック信号ＳＣＫと共にヘッドユニット３５へ送信する。
【００７０】
この第１の選択信号ＳＬ１の送信が終了した後の時点ｔ２で、駆動信号発生回路７０から第１の駆動信号ＣＯＭ３における先頭の駆動波形ＷＤ３１を発生させるようにラッチ信号ＬＡＴをヘッドユニット３５及び駆動信号発生回路７０に出力する。
このラッチ信号ＬＡＴの出力によって、駆動信号発生回路７０で図１６に示す第１の駆動信号ＣＯＭ３の駆動波形ＷＤ３１の発生が開始されると共に、ヘッドユニット３５で、シフトレジスタ２１１に格納されている第１の選択信号ＳＬ１がラッチ回路２１２にラッチされてプログラムデータ選択回路２１４で波形選択データＳＩの上位ビットＳＩＨ及び下位ビットＳＩＬに基づいてプログラムデータＳＰａ〜ＳＰｄが選択され、駆動波形選択信号形成回路２１７でチャンネル信号カウンタ２１５がラッチ信号ＬＡＴによって“０”にクリアされていることにより、デコーダ２１６から出力ＤＥ２０が論理値“１”となって、アンドゲートＡＧ２１が開くことにより、駆動波形選択信号形成回路２１７で選択されたプログラムデータＳＰｊ（ｊ＝ａ〜ｄ）が選択信号ＷＳＬとしてレベルシフタ２１８に出力され、このレベルシフタ２１８で電圧調整されて選択スイッチ２０１に供給される。
【００７１】
このため、図８に示すように、階調値“０”、“４”、“５”、“７”に設定されているノズル１２４のアクチュエータ１２２が微振動駆動されることにより、キャピティ１２３内のインクの固化が防止される。他の階調値“１”、“２”、“３”、“６”に設定されているノズル１２４では、選択スイッチ２０１がオフ状態を継続することにより、アクチュエータ１２２が非駆動状態を継続してインク滴の吐出及び微振動が停止されている。
【００７２】
一方、ＣＰＵ６２ａでは、ラッチ信号ＬＡＴを出力した後の時点ｔ３で、駆動信号発生回路７０から第１の駆動信号ＣＯＭ３に続いて発生される第２の駆動信号ＣＯＭ４に対する第２の波形選択信号ＳＬ２をヘッドユニット３５に送信する。この場合、第２の駆動信号ＣＯＭ４は、駆動波形がＷＤ４１〜ＷＤ４３の３つとなっているので、プログラム（パターン）データＳＰｄについては「００００」が設定される。
【００７３】
このため、ヘッドユニット３５ではシフトレジスタ２１１に新たな第２の選択信号ＳＬ２が格納される。
そして、ＣＰＵ６２ａでは、第１の駆動波形ＷＤ３１の出力が終了した時点ｔ４でチャンネル信号ＣＨ１がヘッドユニット３５に出力され、このチャンネル信号ＣＨ１によってチャンネル信号カウンタ２１５が“１”にカウントアップされてデコーダ２１６から出力ＤＥ２１が論理値“１”となることにより、プログラムデータ選択回路２１４で波形選択データＳＩの上位ビットＳＩＨ及び下位ビットＳＩＬに基づいて選択されているプログラム（パターン）データＳＰｊ（ｊ＝ａ〜ｄ）の第２番目のビットがアンドゲートＡＧ２２を通じて選択信号ＷＳＬとしてレベルシフタ２１８に供給され、このレベルシフタ２１８で電圧調整されて選択スイッチ２０１に供給される。
【００７４】
このため、図８に示すように、階調数が“２”に設定されたノズルから比較的大きい小ドットを形成するインク滴が吐出され、これが記録用紙Ｐに着弾して１画素が形成される。他の階調数が設定されたノズルでは、選択スイッチ２０１がオフ状態となってインク滴の吐出が行われない。
その後、第２の駆動波形ＷＤ３２の出力が終了した時点ｔ５でＣＰＵ６２ａからチャンネル信号ＣＨ１が再度出力され、これによって階調値“３”が設定されているノズル１２４のアクチュエータ１２２が第３の駆動波形ＷＤ３３に基づいて駆動されて、ノズル１２４から小ドットが吐出され、これが記録用紙Ｐに着弾し、以後、第３の駆動波形ＷＤ３３の出力が完了した時点ｔ６で再度チャンネル信号ＣＨ１が出力されて階調値“１”、“３”、“６”に設定されているノズル１２４のアクチュエータ１２２が第４の駆動波形ＷＤ３４に基づいて駆動されて、ノズル１２４から小ドットを形成するインク滴が吐出されて、記録用紙Ｐに着弾する。
【００７５】
そして、第４の駆動波形ＷＤ３４の出力が終了し、第１の駆動信号ＣＯＭ３の出力が終了した時点ｔ７で、ＣＰＵ６２ａから再度ラッチ信号ＬＡＴが出力されることにより、第２の駆動信号ＣＯＭ４に対する選択信号ＳＬ２がシフトレジスタ２１１からラッチ回路２１２にラッチされて、第２の駆動信号ＣＯＭ４に対するプログラム（パターン）データの選択処理が開始され、図８に示すように、階調値“４”、“６”及び“７”に設定されたノズル１２４のアクチュエータ１２２が第１の駆動波形ＷＤ４１に基づいて駆動されてノズル１２４から比較的小さい大ドットを形成するインク滴が吐出されて、記録用紙Ｐに着弾する。
【００７６】
その後、時点ｔ８で次の１画素に対応した第１の駆動信号ＣＯＭ３を選択する選択信号ＳＬ１がヘッドユニット３５に送信開始され、その後、第１の駆動波形ＷＤ４１の出力が終了した時点ｔ９でＣＰＵ６２ａからチャンネル信号ＣＨ２がヘッドユニット３５に出力されることにより、第２の駆動波形ＷＤ４２の選択処理が開始され、階調値“５”が設定されたノズル１２４のアクチュエータ１２２が第２の駆動波形ＷＤ４２に基づいて駆動されてノズル１２４から比較的大きい大ドットを形成するインク滴が吐出されて、記録用紙Ｐに着弾される。
【００７７】
その後、第２の駆動波形ＷＤ４２の出力が終了した時点ｔ１０でＣＰＵ６２ａからチャンネル信号ＣＨ２が再度ヘッドユニット３５に出力されることにより、第３の駆動波形ＷＤ４３の選択処理が開始され、階調値“７”が設定されたノズル１２４のアクチュエータ１２２が第３の駆動波形ＷＤ４２に基づいて駆動されてノズル１２４から比較的大きい大ドットを形成するインク滴が吐出されて、記録用紙Ｐに着弾される。
【００７８】
そして、第４の駆動波形ＷＤ４３の出力が終了し、第２の駆動信号ＣＯＭ４の出力が終了した時点１１で、各ノズル１２４で記録用紙Ｐに対する１画素分のドット印字が終了し、次の１画素分のドット印字処理に移行する。
このように、上記実施形態によると、駆動信号発生回路７０から複数の駆動波形を時系列的に配置した複数の駆動信号ＣＯＭ３，ＣＯＭ４を連結した駆動信号ＣＯＭ２を発生させ、この駆動信号ＣＯＭ２の駆動波形を波形選択データＳＩ及び駆動波形の選択パターンを表すプログラム（パターン）データＳＰを含む選択信号ＳＬ１及びＳＬ２をクロック信号ＳＣＫと共にヘッドユニット３５のシフトレジスタ２１１にシリアル送信することにより、選択信号ＳＬ１及びＳＬ２に基づいて１画素に設定された階調値に応じた駆動波形ＷＤ３１〜ＷＤ３４及びＷＤ４１〜ＷＤ４３を選択し、これに基づいてノズル１２４のアクチュエータ１２２に駆動信号ＣＯＭ３及びＣＯＭ４を供給する選択スイッチ２０１を開閉制御して、ノズル１２４からインク滴を吐出するかインクの固化を防止する微振動を与えることができ、駆動信号選択制御回路２１０の回路規模を増大させることなく多階調ドットを容易に形成することができる。また、連結する駆動信号数を増加させることでより多くの階調数を設定することができる。さらに、駆動信号の駆動周期に合わせてヘッドユニット３５と記録用紙Ｐとの相対速度を変化させることで解像度を一定にすることができる。
【００７９】
しかも、駆動信号発生回路７０で発生する１画素を形成する駆動信号が複数連結されており、各駆動信号に対応して選択信号ＳＬ１及びＳＬ２が形成されているので、ヘッドユニット３５に送信する波形選択データとしては２ビットで済むと共に、１つの駆動信号に含まれる駆動波形数を少なくすることができるので、その組合せを表すプログラム（パターン）データ数も駆動波形の数に応じた少ない組合せ数とすることができ、多階調値のドットを形成する際に、１画素毎にヘッドユニット３５に送信する選択信号ＳＬ１及びＳＬ２のビット数を低減することができ選択信号の送信時間を短縮することができる。
【００８０】
なお、上記実施形態においては、駆動信号発生回路７０で第１及び第２の駆動信号ＣＯＭ３及びＣＯＭ４を連結した駆動信号ＣＯＭ２を発生させて、両駆動信号ＣＯＭ３及びＣＯＭ４に含まれる駆動波形ＷＤ３１〜ＷＤ３４及びＤＷ４１〜ＷＤ４３を組み合わせることにより、８階調のドットを形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、１画素を構成する駆動信号数は駆動周期Ｔが選択信号の送信時間を超える周期となるように２以上の任意数に設定することができ、各駆動信号に含まれる駆動波形数も任意数に設定することができ、さらに駆動波形の順序や振幅も任意に設定することができると共に、階調値も任意の値に設定することができる。
【００８１】
また、上記実施形態においては、駆動信号発生回路７０で複数の駆動信号を発生させ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、駆動信号毎に駆動信号発生回路を設けるようにしてもよい。
さらに、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。
【００８２】
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ピエゾ方式のエアモード２アクチュエータを適用したりすることもできる。
【００８３】
また、ピエゾ方式に限らず、図１９及び図２０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２４０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、そ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。
【００８４】
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を上位ビットデータＳＩＨ及び下位ビットデータＳＩＬ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。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の第１実施形態における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２】図１の要部構成を示す平面図である。
【図３】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４】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。
【図５】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。
【図６】駆動信号発生回路の一例を示すブロック図である。
【図７】４階調を表す駆動信号、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。
【図８】８階調を表す駆動信号、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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】選択信号を示す図である。
【図１２】駆動信号選択制御回路の一例を示すブロック図である。
【図１３】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。
【図１４】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。
【図１５】図１４の印刷動作処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１６】階調の駆動信号と波形選択信号の転送状態を示すタイムチャートである。
【図１７】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。
【図１８】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。
【図１９】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。
【図２０】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２１】図２０の断面図である。
【符号の説明】
【００８６】
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変化器、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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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