(57)【要約】【課題】液体滴の吐出について調整の容易化を図る。【解決手段】圧力室（４３）を膨張させる動作を素子（ピエゾ素子４５）に行わせる第１部分（第１減圧部分ｄ１）と、この第１部分に続いて生成されて第１部分の印加終了時における素子の状態を維持する第２部分（第１ホールド部分ｈ１）と、第２部分に続いて生成されて圧力室を収縮させる動作を素子に行わせ、ノズル（４４）から液体滴を吐出させる第３部分（加圧部分）を少なくとも含んだ動作信号を生成する。第１部分と第２部分について、生成期間と開始電圧から終了電圧までの電圧差の少なくとも一方を変えた複数の条件で、液体滴を吐出させ（Ｓ２）、測定した飛行速度のばらつきが許容範囲内か否かを評価し（Ｓ７）、評価結果に応じて動作信号の電圧波形を決定する（Ｓ８）。【選択図】図１０
2010208216.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズルに連通された圧力室、及び、印加された動作信号の電圧に応じて前記圧力室の容積を変化させる素子を有する液体吐出ヘッドと、
前記圧力室を膨張させる動作を前記素子に行わせる第１部分、前記第１部分に続いて生成されて前記第１部分の印加終了時における前記素子の状態を維持する第２部分、及び、前記第２部分に続いて生成されて前記圧力室を収縮させる動作を前記素子に行わせ、前記ノズルから液体滴を吐出させる第３部分を少なくとも含んだ動作信号を生成する信号生成部と、
を有する液体吐出装置の製造方法であって、
前記第１部分と前記第２部分の少なくとも一方について、生成期間と開始電圧から終了電圧までの電圧差の少なくとも一方を変えた複数の条件で、前記液体滴を吐出させる吐出工程と、
吐出された液体滴の飛行速度を測定する測定工程と、
測定した飛行速度のばらつきが許容範囲内か否かを評価する評価工程と、
ばらつきが許容範囲内と評価された条件で、前記動作信号の電圧波形を決定する波形決定工程と、
を行う液体吐出装置の製造方法。
【請求項２】
前記液体吐出装置は、前記動作信号の電圧波形を示す波形情報を記憶するメモリーをさらに有し、
決定された電圧波形の波形情報を前記メモリーに記憶させる記憶工程を、前記波形決定工程の後に行う、
請求項１に記載の液体吐出装置の製造方法。
【請求項３】
前記信号生成部は、
前記メモリーから読み出された前記波形情報をアナログ信号に変換する変換部と、
前記素子が動作するレベルまで、前記アナログ信号の電圧と電流の少なくとも一方を増幅する増幅部と、
を有する請求項２に記載の液体吐出装置の製造方法。
【請求項４】
前記吐出工程、前記測定工程、及び、前記評価工程は、
前記液体吐出装置の本体に組み付ける前の前記液体吐出ヘッドに対して行う、
請求項１から３の何れか１項に記載の液体吐出装置の製造方法。
【請求項５】
前記吐出工程では、
前記第１部分及び前記第２部分の一方の条件を固定したまま、他方の条件を変更して前記液体滴を吐出させた後、前記第１部分及び前記第２部分の他方の条件を固定したまま、一方の条件を変更して前記液体滴を吐出させる、
請求項１から４の何れか１項に記載の液体吐出装置の製造方法。
【請求項６】
前記吐出工程では、
前記第１部分及び前記第２部分の一方の生成期間を固定したまま、他方の生成期間を変更して前記液体滴を吐出させた後、前記第１部分及び前記第２部分の他方の生成期間を固定したまま、一方の生成期間を変更して前記液体滴を吐出させる、
請求項５に記載の液体吐出装置の製造方法。
【請求項７】
前記波形決定工程では、
ばらつきが許容範囲内と評価された条件であって前記生成期間が最も短い条件で、前記動作信号の電圧波形を決定する、請求項６に記載の液体吐出装置の製造方法。
【請求項８】
ノズルに連通された圧力室、及び、印加された動作信号の電圧に応じて前記圧力室の容積を変化させる素子を有する液体吐出ヘッドを有し、
前記圧力室を膨張させる動作を前記素子に行わせる第１部分、前記第１部分に続いて生成されて前記第１部分の印加終了時における前記素子の状態を維持する第２部分、及び、前記第２部分に続いて生成されて前記圧力室を収縮させる動作を前記素子に行わせ、前記ノズルから液体滴を吐出させる第３部分を少なくとも含んだ吐出パルスによって、前記ノズルから液体滴を吐出させる液体吐出装置の、吐出パルス設定方法であって、
前記第１部分と前記第２部分の少なくとも一方について、生成期間と開始電圧から終了電圧までの電圧差の少なくとも一方を変えた複数の条件で、前記液体滴を吐出させる吐出工程と、
吐出された液体滴の飛行速度を測定する測定工程と、
測定した液体滴のばらつきが許容範囲内か否かを評価する評価工程と、
ばらつきが許容範囲内と評価された条件で、前記動作信号の電圧波形を決定する波形決定工程と、
を行う吐出パルス設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体吐出装置の製造方法、及び、吐出パルス設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インクジェットプリンター等の液体吐出装置では、吐出パルスの波形を必要な吐出量に応じて定めることが一般的であった（例えば特許文献１を参照）。このため、液体滴の吐出能力についてのばらつきは、吐出される液体が通る流路の寸法精度を高めることによって低減していた。例えば、液体滴の吐出口となるノズルや液体に圧力変化を与えるノズルについて公差を小さくすることにより、吐出能力のばらつきを抑制していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１１３８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
寸法精度を高める方法では、製造に手間がかかったり制約が生じたりするのでコスト高を招く恐れがある。また、微調整が難しいという問題もある。  
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、調整の容易化を図ることにある。また、調整精度を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するための主たる発明は、
ノズルに連通された圧力室、及び、印加された動作信号の電圧に応じて前記圧力室の容積を変化させる素子を有する液体吐出ヘッドと、
前記圧力室を膨張させる動作を前記素子に行わせる第１部分、前記第１部分に続いて生成されて前記第１部分の印加終了時における前記素子の状態を維持する第２部分、及び、前記第２部分に続いて生成されて前記圧力室を収縮させる動作を前記素子に行わせ、前記ノズルから液体滴を吐出させる第３部分を少なくとも含んだ動作信号を生成する信号生成部と、
を有する液体吐出装置の製造方法であって、
前記第１部分と前記第２部分の少なくとも一方について、生成期間と開始電圧から終了電圧までの電圧差の少なくとも一方を変えた複数の条件で、前記液体滴を吐出させる吐出工程と、
吐出された液体滴の飛行速度を測定する測定工程と、
測定した飛行速度のばらつきが許容範囲内か否かを評価する評価工程と、
ばらつきが許容範囲内と評価された条件で、前記動作信号の電圧波形を決定する波形決定工程と、
を行う液体吐出装置の製造方法である。  
本発明の他の特徴は、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】印刷システムの構成を説明するブロック図である。
【図２】プリンターの内部構成を説明する図である。
【図３】図３Ａは、ヘッドの断面図である。図３Ｂは、インク流路の構造を模式的に説明する図である。図３Ｃは、ヘッドをノズル側から見た図である。図３Ｄは、２次元バーコードを説明する図である。
【図４】駆動信号生成回路等の構成を説明するブロック図である。
【図５】駆動信号の第１の例を説明する図である。
【図６】駆動信号の第２の例を説明する図である。
【図７】１つの吐出パルスでインク滴を吐出させた場合のメニスカスの状態変化を説明する図である。
【図８】図７におけるメニスカスの移動速度を説明する図である。
【図９】図９Ａは、測定装置の構成を説明するブロック図である。図９Ｂは、インク滴の検出時に生成される検出信号を説明する図である。
【図１０】プリンターの製造工程の一部である吐出パルス設定工程を説明するフローチャートである。
【図１１】第１減圧部分の時間幅を変化させて得られた測定結果である。
【図１２】第１維持部分の時間幅を変化させて得られた測定結果である。
【図１３】第１減圧部分の時間幅とインク滴の平均飛行速度の関係を説明する図である。
【図１４】第１減圧部分の時間幅とインク滴の平均飛行速度ばらつきの関係を説明する図である。
【図１５】第１維持部分の時間幅とインク滴の平均飛行速度の関係を説明する図である。
【図１６】第１維持部分の時間幅とインク滴の平均飛行速度ばらつきの関係を説明する図である。
【図１７】図１７Ａは、仮設定した吐出パルスでインク滴を吐出させた場合のメニスカスの状態変化を説明する図である。図１７Ｂは、波形設定後の吐出パルスでインク滴を吐出させた場合のメニスカスの状態変化を説明する図である。
【図１８】図１８Ａは、仮設定した吐出パルスでインク滴を吐出させた場合のメニスカスの移動速度を説明する図である。図１８Ｂは、波形設定後の吐出パルスでインク滴を吐出させた場合のメニスカスの移動速度を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
本明細書の記載、及び添付図面の記載により、少なくとも次のことが明らかにされる。
【０００８】
すなわち、ノズルに連通された圧力室、及び、印加された動作信号の電圧に応じて前記圧力室の容積を変化させる素子を有する液体吐出ヘッドと、前記圧力室を膨張させる動作を前記素子に行わせる第１部分、前記第１部分に続いて生成されて前記第１部分の印加終了時における前記素子の状態を維持する第２部分、及び、前記第２部分に続いて生成されて前記圧力室を収縮させる動作を前記素子に行わせ、前記ノズルから液体滴を吐出させる第３部分を少なくとも含んだ動作信号を生成する信号生成部と、を有する液体吐出装置の製造方法であって、前記第１部分と前記第２部分の少なくとも一方について、生成期間と開始電圧から終了電圧までの電圧差の少なくとも一方を変えた複数の条件で、前記液体滴を吐出させる吐出工程と、吐出された液体滴の飛行速度を測定する測定工程と、測定した飛行速度のばらつきが許容範囲内か否かを評価する評価工程と、ばらつきが許容範囲内と評価された条件で、前記動作信号の電圧波形を決定する波形決定工程と、を行う液体吐出装置の製造方法を実現できることが明らかにされる。  
このような製造方法によれば、液体滴を吐出させるための第３部分よりも前に生成され、素子へ印加される第１部分及び第２部分を最適化することで、吐出能力のばらつきを調整しているので、調整を容易に行える。また、調整精度を高めることもできる。
【０００９】
かかる製造方法であって、前記液体吐出装置が、前記動作信号の電圧波形を示す波形情報を記憶するメモリーをさらに有している場合には、決定された電圧波形の波形情報を前記メモリーに記憶させる記憶工程を、前記波形決定工程の後に行うことが好ましい。  
このような製造方法によれば、メモリーに記憶された波形情報を用いて、信号生成部が、所定の電圧波形に定められた動作信号を生成できる。
【００１０】
かかる製造方法であって、前記信号生成部は、前記メモリーから読み出された前記波形情報をアナログ信号に変換する変換部と、前記素子が動作するレベルまで、前記アナログ信号の電圧と電流の少なくとも一方を増幅する増幅部と、を有することが好ましい。  
このような製造方法によれば、所定の電圧波形に精度良く定められた動作信号を、信号生成部で生成できる。
【００１１】
かかる製造方法であって、前記吐出工程、前記測定工程、及び、前記評価工程は、前記液体吐出装置の本体に組み付ける前の前記液体吐出ヘッドに対して行うことが好ましい。  
このような製造方法によれば、作業性が向上し、量産に適する。
【００１２】
かかる製造方法であって、前記吐出工程では、前記第１部分及び前記第２部分の一方の条件を固定したまま、他方の条件を変更して前記液体滴を吐出させた後、前記第１部分及び前記第２部分の他方の条件を固定したまま、一方の条件を変更して前記液体滴を吐出させることが好ましい。  
このような製造方法によれば、手順の簡素化が図れ、量産に適する。
【００１３】
かかる製造方法であって、前記吐出工程では、前記第１部分及び前記第２部分の一方の生成期間を固定したまま、他方の生成期間を変更して前記液体滴を吐出させた後、前記第１部分及び前記第２部分の他方の生成期間を固定したまま、一方の生成期間を変更して前記液体滴を吐出させることが好ましい。  
このような製造方法によれば、手順の簡素化が図れ、量産に適する。
【００１４】
かかる製造方法であって、前記波形決定工程では、ばらつきが許容範囲内と評価された条件であって前記生成期間が最も短い条件で、前記動作信号の電圧波形を決定することが好ましい。  
このような製造方法によれば、液体滴の高周波吐出に適した動作信号を設定できる。
【００１５】
また、次の吐出パルス設定方法を実現できることも明らかにされる。  
すなわち、ノズルに連通された圧力室、及び、印加された動作信号の電圧に応じて前記圧力室の容積を変化させる素子を有する液体吐出ヘッドを有し、前記圧力室を膨張させる動作を前記素子に行わせる第１部分、前記第１部分に続いて生成されて前記第１部分の印加終了時における前記素子の状態を維持する第２部分、及び、前記第２部分に続いて生成されて前記圧力室を収縮させる動作を前記素子に行わせ、前記ノズルから液体滴を吐出させる第３部分を少なくとも含んだ吐出パルスによって、前記ノズルから液体滴を吐出させる液体吐出装置の、吐出パルス設定方法であって、前記第１部分と前記第２部分の少なくとも一方について、生成期間と開始電圧から終了電圧までの電圧差の少なくとも一方を変えた複数の条件で、前記液体滴を吐出させる吐出工程と、吐出された液体滴の飛行速度を測定する測定工程と、測定した液体滴のばらつきが許容範囲内か否かを評価する評価工程と、ばらつきが許容範囲内と評価された条件で、前記動作信号の電圧波形を決定する波形決定工程と、を行う吐出パルス設定方法を実現できることも明らかにされる。
【００１６】
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
＜印刷システムについて＞
図１に例示した印刷システムは、プリンター１と、コンピューターＣＰとを有する。プリンター１は液体吐出装置に相当し、用紙、布、フィルム等の媒体に向けて、液体の一種であるインクを吐出する。媒体は、液体が吐出される対象となる対象物である。コンピューターＣＰは、プリンター１と通信可能に接続されている。プリンター１に画像を印刷させるため、コンピューターＣＰは、その画像に応じた印刷データをプリンター１に送信する。
【００１７】
＝＝＝プリンター１の概要＝＝＝
プリンター１は、用紙搬送機構１０、キャリッジ移動機構２０、駆動信号生成回路３０、ヘッドユニット４０、検出器群５０、及び、主制御部６０を有する。
【００１８】
用紙搬送機構１０は媒体搬送部に相当し、媒体としての用紙Ｓを紙送り方向（搬送方向）に搬送する。この用紙搬送機構１０は、例えば図２に示すように、用紙Ｓを裏面側から支えるプラテン１１と、プラテン１１よりも紙送り方向の上流側に配置された搬送ローラー１２と、プラテン１１よりも紙送り方向の下流側に配置された排紙ローラー１３と、搬送ローラー１２や排紙ローラー１３の駆動源となる搬送モーター１４とを有する。
【００１９】
キャリッジ移動機構２０は、キャリッジＣＲをキャリッジ移動方向へ移動させるためのものである。キャリッジＣＲは、インクカートリッジＩＣやヘッドＨＤが取り付けられる部材である。キャリッジＣＲに取り付けられた状態で、ヘッドＨＤは、ノズル４４（図３Ａを参照）の形成面がプラテン１１に対向している。このプリンター１では、ヘッドＨＤがキャリッジＣＲに取り付けられているので、キャリッジ移動機構２０は、液体噴射ヘッドを移動方向（例えば紙幅方向）に移動させるヘッド移動部の一種である。
【００２０】
このキャリッジ移動機構２０は、図２に示すように、タイミングベルト２１と、キャリッジモーター２２と、ガイド軸２３とを有している。タイミングベルト２１は、キャリッジＣＲに接続されるとともに、駆動プーリー２４とアイドラプーリー２５との間に架け渡されている。キャリッジモーター２２は、駆動プーリー２４を回転させる駆動源である。ガイド軸２３は、キャリッジＣＲをキャリッジ移動方向へ案内するための部材である。このキャリッジ移動機構２０では、キャリッジモーター２２を動作させることで、キャリッジＣＲをキャリッジ移動方向へ移動させることができる。そして、キャリッジＣＲを移動させながら断続的にインクを噴射させるドット形成動作（移動噴射動作に相当する）を行うことで、用紙Ｓにはキャリッジ移動方向に並ぶドットの列が形成される。このドット形成動作と用紙Ｓの紙送り動作（搬送動作）とを交互に繰り返し行うことで、紙送り方向に並ぶ複数のラスターラインが用紙Ｓに形成され、画像の印刷がなされる。
【００２１】
駆動信号生成回路３０は、駆動信号ＣＯＭを生成する。この駆動信号ＣＯＭは、用紙Ｓへの印刷時にヘッドＨＤ（ピエゾ素子４５，図３Ａを参照）へ印加されるものであり、図５や図６に一例を示すように、吐出パルスＰＳ１，ＰＳ３を含む一連の信号である。ここで、吐出パルスとは、ヘッドＨＤが有するノズル４４（図３Ａを参照）から滴状のインクを吐出させるため、ピエゾ素子４５に所定の動作を行わせる電圧の変化パターン、すなわち電圧波形である。このため、駆動信号ＣＯＭは、その電圧レベルに応じてピエゾ素子４５を動作させる動作信号に相当する。そして、駆動信号生成回路３０及び制御信号（ＤＡＣデータ）を出力する主制御部６０は、動作信号を生成する信号生成部に相当する。また、駆動信号ＣＯＭが吐出パルスＰＳ１，ＰＳ３を含むことから、これらの駆動信号生成回路３０及び主制御部６０は、パルス生成部ともいえる。なお、駆動信号生成回路３０の構成や各吐出パルスＰＳ１，ＰＳ３については、後で説明する。
【００２２】
ヘッドユニット４０は、ヘッドＨＤとヘッド制御部ＨＣとを有する。ヘッドＨＤは液体吐出ヘッドの一種であり、インク滴をノズル４４から用紙Ｓへ向けて吐出させる。ヘッド制御部ＨＣは、主制御部６０からのヘッド制御信号に基づき、ヘッドＨＤを制御する。なお、ヘッドＨＤについては後で説明する。検出器群５０は、プリンター１の状況を監視する複数の検出器によって構成される。これらの検出器の中には、リニアエンコーダー５１や温度センサー５２が含まれる。これらの検出器による検出結果は、主制御部６０に出力される。主制御部６０は、プリンター１における全体的な制御を行う。この主制御部６０についても後で説明する。
【００２３】
＝＝＝プリンター１の要部＝＝＝
＜ヘッドＨＤについて＞
図３Ａに示すように、ヘッドＨＤは、共通インク室４１と、インク供給口４２と、圧力室４３と、ノズル４４とを有する。そして、共通インク室４１から圧力室４３を通ってノズル４４に至る一連のインク流路（液体で満たされる液体流路に相当する）をノズル４４に対応する複数有している。共通インク室４１は、インクカートリッジＩＣからのインクが貯留される部分であり、共通液室に相当する。インク供給口４２は、共通インク室４１に溜められたインクを圧力室４３に供給するための絞り流路であり、液体供給部の一種である。圧力室４３は、インク流路内のインクに圧力変化を与えるための部分である。ノズル４４は、インクが吐出される部分であり、圧力室４３と連通している。
【００２４】
このヘッドＨＤにおいて、圧力室４３の容積はピエゾ素子４５の動作によって変化される。すなわち、圧力室４３の一部は振動板４６によって区画され、圧力室４３とは反対側となる振動板４６の表面にはピエゾ素子４５が設けられている。ピエゾ素子４５はそれぞれの圧力室４３に対応して設けられている。各ピエゾ素子４５は、例えば圧電体を上電極と下電極とで挟んだ構成であり（何れも図示せず。）、これらの電極間に電位差を与えることにより変形する。この例では、上電極の電位を上昇させると圧電体が充電される。これに伴って、ピエゾ素子４５は圧力室４３側に凸となるように撓んで圧力室４３を収縮させる。また、上電極の電位を下降させると圧電体が放電され、撓みの度合いが緩やかになる。このため、その分だけ圧力室４３の容積が拡がる。このヘッドＨＤでは、振動板４６における圧力室４３を区画している部分が区画部に相当し、ピエゾ素子４５の変形に伴って変形して圧力室４３内のインクに圧力変化を与える。このヘッドＨＤでは、圧力室４３内のインクに圧力変化を与え、この圧力変化を利用してインク滴を吐出させている。
【００２５】
また、このヘッドＨＤは、製造後所定の検査工程を経てプリンター１の本体部分に組み付けられる。このため、検査工程で得られた特性に関する情報は、識別シールＱＬに記録される。この識別シールＱＬには、例えばピエゾ素子４５の特性情報等も記録される。この識別シールＱＬは、例えば図３Ｄに示すものであり、表面に２次元バーコードが描かれている。そして、検査の終了後にヘッドＨＤに貼付される。
【００２６】
＜インク流路について＞
前述したように、このヘッドＨＤにはインク流路がノズル４４毎に設けられている。このインク流路では、圧力室４３に対してノズル４４及びインク供給口４２がそれぞれ連通している。このため、インクの流れなどの特性を解析する場合、ヘルムホルツの共鳴器の考え方が適用される。図３Ｂは、この考え方に基づくインク流路の構造を模式的に説明する図である。模式的に示している関係から、図３Ｂではインク流路を実際とは異なる形状で示している。
【００２７】
このインク流路では、圧力室４３内のインクに圧力変化を与えることで、ノズル４４からインクを吐出させる。このとき、圧力室４３、インク供給口４２、及び、ノズル４４は、ヘルムホルツの共鳴器のように機能する。このため、圧力室４３内のインクに圧力が加わると、この圧力の大きさはヘルムホルツ周期Ｔｃと呼ばれる固有の周期で変化する。すなわち、インクには圧力振動が生じる。
【００２８】
ここで、ヘルムホルツ周期Ｔｃ（圧力室４３内におけるインクの固有振動周期）は、一般的には次式（１）で表すことができる。  
Ｔｃ＝１／ｆ
ｆ＝１／２π√〔（Ｍｎ＋Ｍｓ）／（Ｍｎ×Ｍｓ×（Ｃｃ＋Ｃｉ））〕・・・（１）
式（１）において、Ｍｎはノズル４４のイナータンス（単位断面積あたりのインクの質量）、Ｍｓはインク供給口４２のイナータンス、Ｃｃは圧力室４３のコンプライアンス（単位圧力あたりの容積変化、柔らかさの度合いを示す。）、Ｃｉはインクのコンプライアンス（Ｃｉ＝体積Ｖ／〔密度ρ×音速ｃ2〕）である。
【００２９】
この圧力振動の振幅は、インク流路をインクが流れることで次第に小さくなる。例えば、ノズル４４やインク供給口４２における損失、及び、圧力室４３を区画する壁部等における損失により、圧力振動は減衰する。
【００３０】
一般的なヘッドＨＤにおいて、圧力室４３におけるヘルムホルツ周期Ｔｃは５μｓから１０μｓの範囲内に定められる。なお、このヘルムホルツ周期Ｔｃは、隣り合う圧力室４３同士を区画する壁部の厚さ、振動板４６の厚さやコンプライアンス、ノズル４４プレートの素材や厚さによっても変化する。
【００３１】
＜ノズル４４について＞
図３Ｃに示すように、このヘッドＨＤには複数のノズル４４が設けられている。そして、紙送り方向（キャリッジ移動方向と交差する方向に相当する）に並ぶ複数のノズル４４によってノズル列が構成され、複数のノズル列がキャリッジ移動方向に並んでいる。本実施形態では、１つのノズル列は１００個前後のノズル４４で構成され、隣り合うノズル４４同士が所定間隔で設けられている。図２Ｂの例では、左端から順に、ブラックインクを噴射させるブラックインクノズル列Ｎｋ、シアンインクを噴射させるシアンインクノズル列Ｎｃ、マゼンタインクを噴射させるマゼンタインクノズル列Ｎｍ、及び、イエローインクを噴射させるイエローインクノズル列Ｎｙが設けられている。従って、このプリンター１では４色でカラー印刷を行う。
【００３２】
＜主制御部６０について＞
主制御部６０（メインコントローラー）は、プリンター１における全体的な制御を行う。例えば、コンピューターＣＰから受け取った印刷データや各検出器からの検出結果に基づいて制御対象部を制御し、用紙Ｓに画像を印刷させる。図１に示すように、主制御部６０は、インタフェース部６１と、ＣＰＵ６２と、メモリー６３とを有する。インタフェース部６１は、コンピューターＣＰとの間でデータの受け渡しを行う。ＣＰＵ６２は、プリンター１の全体的な制御を行う。メモリー６３は、コンピュータープログラムを記憶する領域や作業領域等を確保する。例えば、ファームウェアを記憶したり、ＤＡＣデータを記憶したりする。
【００３３】
ＣＰＵ６２は、メモリー６３に記憶されているコンピュータープログラムに従い、各制御対象部を制御する。例えば、ＣＰＵ６２は、用紙搬送機構１０やキャリッジ移動機構２０を制御する。また、ＣＰＵ６２は、ヘッドＨＤの動作を制御するためのヘッド制御信号をヘッド制御部ＨＣに送信したり、ＤＡＣデータを駆動信号生成回路３０に送信したりする。ＤＡＣデータは、駆動信号ＣＯＭを生成させるための制御信号であり、生成される駆動信号ＣＯＭにおける電圧の時系列での変化を定める。このＤＡＣデータは、駆動信号ＣＯＭの生成時に読み出されて駆動信号生成回路３０へ出力される。このようなＤＡＣデータは、駆動信号ＣＯＭ（動作信号）の電圧波形を示す波形情報といえる。そして、メモリー６３は波形情報記憶部に相当する。
【００３４】
＜駆動信号生成回路３０について＞
駆動信号生成回路３０は、主制御部６０とともにパルス生成部として機能し、ＤＡＣデータに基づき、吐出パルスＰＳ１，ＰＳ３を含んだ駆動信号ＣＯＭを生成する。図４に示すように、駆動信号生成回路３０は、ＤＡＣ回路３１と、電圧増幅回路３２と、電流増幅回路３３とを有する。ＤＡＣ回路３１は、デジタルのＤＡＣデータをアナログ信号に変換する。前述したように、ＤＡＣデータは動作信号の電圧波形を示す波形情報であるので、ＤＡＣ回路３１は、波形情報をアナログ信号に変換する変換部に相当する。電圧増幅回路３２は、ＤＡＣ回路３１で変換されたアナログ信号の電圧を、ピエゾ素子４５を駆動できるレベルまで増幅し、波形信号として出力する。電流増幅回路３３は、電圧増幅回路３２からの波形信号について電流の増幅をし、駆動信号ＣＯＭとして出力する。この電流増幅回路３３は、例えば、プッシュプル接続されたトランジスタ対によって構成される。これらの電圧増幅回路３２及び電流増幅回路３３は、ピエゾ素子４５の動作レベルまで、アナログ信号の電圧と電流を増幅する増幅部に相当する。
【００３５】
なお、本実施形態では、アナログ信号の電圧と電流のそれぞれを増幅しているが、ＤＡＣ回路３１で変換されたアナログ信号の電圧がピエゾ素子４５の駆動に十分なレベルであれば、電圧増幅回路３２を省略してもよい。また、アナログ信号の電流がピエゾ素子４５の駆動に十分なレベルであれば、電流増幅回路３３を省略してもよい。
【００３６】
＜ヘッド制御部ＨＣについて＞
ヘッド制御部ＨＣは、駆動信号生成回路３０で生成された駆動信号ＣＯＭの必要部分をヘッド制御信号に基づいて選択し、ピエゾ素子４５へ印加する。このため、ヘッド制御部ＨＣは、図４に示すように、駆動信号ＣＯＭの供給線の途中に、ピエゾ素子４５毎に設けられた複数のスイッチ４７を有する。ヘッド制御部ＨＣは、ヘッド制御信号からスイッチ制御信号を生成する。このスイッチ制御信号によって各スイッチ４７を制御することで、駆動信号ＣＯＭの必要部分、例えば吐出パルスＰＳ１，ＰＳ３がピエゾ素子４５へ印加される。このとき、必要部分の選択の仕方次第で、ノズル４４からのインクの吐出を制御できる。例えば、ドット階調に応じて必要な吐出パルスＰＳ１，ＰＳ３を選択し、ピエゾ素子４５へ印加できる。このようなヘッド制御部ＨＣは、駆動信号ＣＯＭに含まれる吐出パルスＰＳ１，ＰＳ３を主制御部６０からのヘッド制御信号に応じて選択し、ピエゾ素子４５へ印加するパルス印加部に相当する。
【００３７】
＜駆動信号ＣＯＭについて＞
次に、駆動信号生成回路３０によって生成される駆動信号ＣＯＭの概略について説明する。図５や図６に示すように、各駆動信号ＣＯＭには、繰り返し生成される複数の吐出パルスＰＳ１，ＰＳ３が含まれている。また、各駆動信号ＣＯＭには、インク滴が吐出されない程度に、圧力室４３内のインクに圧力変化を与え、インクの増粘を抑制する微振動パルスＰＳ２，ＰＳ４も含まれている。この駆動信号ＣＯＭは、ピエゾ素子４５が有する上電極に印加される。これにより、固定電位とされた共通電極との間に波形に応じた電位差が生じる。その結果、ピエゾ素子４５は波形（電圧）に応じて変形し、圧力室４３の容積を変化させる。
【００３８】
図５の駆動信号ＣＯＭは、繰り返し周期Ｔ毎に繰り返し生成され、前半部分ＴＡで或るドットが、後半部分ＴＢで他のドットが形成される。このため、この駆動信号ＣＯＭは、２ドット分の周期で繰り返し生成される。前半部分ＴＡでは、期間Ｔ１と期間Ｔ２のそれぞれで吐出パルスＰＳ１が１つずつ生成される。また、後半部分ＴＢでは、期間Ｔ３で微振動パルスＰＳ２が生成され、期間Ｔ４と期間Ｔ５のそれぞれで吐出パルスＰＳ１が生成される。ここで、吐出パルスＰＳ１は、前述したように、ノズル４４からインク滴を吐出させるように電圧波形が定められた部分である。微振動パルスＰＳ２は、ノズル４４からインク滴が吐出されない程度の圧力変化が圧力室４３内のインクに与えられるように電圧波形が定められた部分である。図６の駆動信号ＣＯＭもまた繰り返し周期Ｔ毎に繰り返し生成され、前半部分ＴＡで或るドットが、後半部分ＴＢで他のドットが形成される。前半部分ＴＡでは、期間Ｔ１１から期間Ｔ１４のそれぞれで吐出パルスＰＳ３が１つずつ生成される。また、後半部分ＴＢでは、期間Ｔ１５で微振動パルスＰＳ４が生成され、期間Ｔ１６から期間Ｔ１９のそれぞれで吐出パルスＰＳ３が生成される。各駆動信号ＣＯＭが有する各吐出パルスＰＳ１，ＰＳ３や微振動パルスＰＳ２，ＰＳ４は、ドット階調値に応じて適宜選択され、ピエゾ素子４５へ印加される。
【００３９】
＜吐出パルスＰＳ１，ＰＳ３について＞
図５の駆動信号ＣＯＭに含まれる吐出パルスＰＳ１と図６に含まれる吐出パルスＰＳ３は、基本的な波形を共通にしており、いずれも第１減圧部分ｄ１と第１ホールド部分ｈ１と加圧部分ｃ１と第２ホールド部分ｈ２と第２減圧部分ｄ２とを有する。これらの吐出パルスＰＳ１，ＰＳ３の違いは、各部のパラメータ（開始電圧と終了電圧、及び、生成期間）にある。すなわち、吐出させるインク滴の量や吐出周波数に応じて各部のパラメータが最適化されている。
【００４０】
このプリンター１では、印刷の高速化が求められている。印刷を高速化するためには、インク滴の吐出周波数を高める必要がある。ここで、インク供給口４２から圧力室４３を経てノズル４４に至る一連のインク流路は、前述したようにヘルムホルツの共鳴器のように動作をする。このため、インク滴を吐出した後に圧力室４３のインクには圧力振動が残る。この圧力振動（残留振動）は時間の経過とともに減衰するが、吐出周波数を高めた場合には残留振動が減衰されない状態で次の吐出パルスＰＳ１，ＰＳ３の印加を開始せざるを得ない。従って、インク滴の吐出を安定化させるためには、各吐出パルスＰＳ１，ＰＳ３の波形を最適化する必要がある。なお、以下の説明において、各吐出パルスＰＳ１，ＰＳ３をまとめて説明する場合には、単に吐出パルスＰＳともいう。
【００４１】
図７は、この種のプリンター１で用いられるインクを用いた場合のインク滴の吐出動作をシュミレーションした結果である。図において、縦軸はメニスカス（ノズル４４で露出しているインクの自由表面）の状態をインクの量で示しており、横軸は吐出パルスＰＳの印加開始からの経過時間を示す。インク量に関し、数値［０］は定常状態（大気圧とバランスしている状態）におけるメニスカスの位置を示している。そして、数値が正側（＋側）に大きくなると、その分メニスカスが吐出側へ移動していることを意味し、負側（−側）に大きくなると、その分メニスカスが圧力室４３側へ移動していることを意味する。
【００４２】
図８は、図７におけるメニスカスの移動速度を説明する図である。図８において、縦軸はメニスカスの移動速度を示しており、横軸は時間である。縦軸に関し、０はメニスカスが圧力室４３側にも吐出側にも移動していない状態を示す。例えば、ピエゾ素子４５が動作しておらずメニスカスが静止している状態、圧力室４３側に移動していたメニスカスが吐出側へ移動方向を切り替える瞬間の状態、反対に吐出側に移動していたメニスカスが圧力室４３４３側へ移動方向を切り替える瞬間の状態が該当する。そして、正側に値が大きくなるほどメニスカスは吐出側へ移動速度を増し、負側に値が大きくなるほどメニスカスは圧力室４３側へ移動速度を増していることを示す。
【００４３】
これらの図を参照しつつ、吐出パルスＰＳをピエゾ素子４５へ印加した場合におけるインクの挙動について説明する。
【００４４】
１つの吐出パルスＰＳによってインク滴を吐出させた場合について説明する。まず、吐出パルスＰＳの第１減圧部分ｄ１がピエゾ素子４５へ印加される。この第１減圧部分ｄ１は、中間電圧ＶＢから最低電圧ＶＬまで一定の勾配で電圧を下降させる部分である。そして、第１減圧部分ｄ１がピエゾ素子４５へ印加されると、圧力室４３は中間電圧ＶＢに対応する基準容積から最低電圧ＶＬに対応する最大容積まで膨張する。この膨張に伴い圧力室４３内のインクが負圧となり、インクがインク供給口４２を通じて圧力室４３側に流入する。また、インクが負圧になったことに伴って、メニスカスがノズル４４内で圧力室４３側（−側）に引き込まれる。このような動作をピエゾ素子４５に行わせる第１減圧部分ｄ１は、インク滴を吐出させる準備動作として、基準容積の圧力室４３を最大容積まで膨張させる動作をピエゾ素子４５に行わせる第１部分に相当する。
【００４５】
第１減圧部分ｄ１に続いて第１ホールド部分ｈ１が生成される。この第１ホールド部分ｈ１は、最低電圧ＶＬで一定の部分であり、第１減圧部分ｄ１（第１部分）の印加終了時におけるピエゾ素子４５の状態を維持する第２部分に相当する。第１減圧部分ｄ１の印加に伴うメニスカスの圧力室４３側への移動は、第１減圧部分ｄ１の印加終了後も継続される。すなわち、圧力室４３を区画する壁部や振動板４６のコンプライアンス等により、メニスカスは第１ホールド部分ｈ１の印加期間中も圧力室４３側へ移動する。その後、タイミングｔａにて、メニスカスの移動方向が反転する。このとき、加圧部分ｃ１の印加に伴う圧力室４３の収縮も加わる。
【００４６】
ここで、加圧部分ｃ１は、最低電圧ＶＬから最高電圧まで所定の急勾配で電圧を上昇させる。この加圧部分ｃ１がピエゾ素子４５へ印加されると、圧力室４３は、最低電圧ＶＬに対応する最大容積から最高電圧ＶＨに対応する最小容積まで急激に収縮する。この圧力室４３の収縮に伴って圧力室４３内のインク圧力が高くなり、メニスカスは吐出側（＋側）へ高速で移動する。加圧部分ｃ１の印加に伴って移動したメニスカスは柱状になる。そして、加圧部分ｃ１のピエゾ素子４５への印加終了後（第２ホールド部分ｈ２の印加中）のタイミングｔｃにて、ノズル４４からインク滴が吐出される。すなわち、柱状になったメニスカスの先端側の一部分が切れ、滴状になって吐出される。このため、加圧部分ｃ１は、第１ホールド部分ｈ１（第２部分）に続いて生成されて圧力室４３を収縮させる動作をピエゾ素子４５に行わせ、ノズル４４からインク滴を吐出させる第３部分に相当する。また、第２ホールド部分ｈ２は、最高電圧ＶＨで一定の部分であって、加圧部分ｃ１（第３部分）の印加終了時におけるピエゾ素子４５の状態を維持する第４部分に相当する。なお、図７において、タイミングｔｃでのインク量Ｘａが吐出されたインク滴の量を示す。
【００４７】
吐出の反動で、メニスカスは圧力室４３側に速い速度で戻る。その際に、第２減圧部分ｄ２がピエゾ素子４５へ印加されて圧力室４３は基準容積に戻る。このときの容積変化によってメニスカスの移動速度を緩やかにする。すなわち、第２減圧部分ｄ２は、最高電圧ＶＨから中間電圧ＶＢまで電圧を下降させる部分であり、ピエゾ素子４５を基準状態に戻す第５部分に相当する。そして、メニスカスは、圧力室４３側に十分引き込まれると、移動方向を吐出側に切り替える（タイミングｔｄ）。その後、メニスカスは、移動方向を圧力室４３側と吐出側とに切り替えながら移動し、定常状態に近付く。このように、メニスカスが圧力室４３側と吐出側と移動するのは、前述したように、インク滴吐出後の残留振動による。従って、圧力室４３内のインクの圧力は、ヘルムホルツ周期Ｔｃで変化する。
【００４８】
図８に示すメニスカスの移動速度は、メニスカスのインク量と位相がずれた関係になっている。例えば、第１減圧部分ｄ１によってメニスカスが引き込まれたタイミングｔａ、メニスカスが吐出された瞬間のタイミングｔｃ、インク滴の吐出後にメニスカスが引き込まれたタイミングｔｄにおいて、メニスカス速度は０を示す。また、加圧部分ｃ１によってインク滴が吐出方向へ移動している最中のタイミングｔｂにおいて、メニスカス速度は最高値を示す。
【００４９】
このように、インク滴を吐出させるに際して圧力室４３内のインクに圧力振動を生じさせている関係から、このプリンター１でインク滴の吐出を安定化するためには、インク滴の吐出前に行う準備工程が重要となる。この準備工程によって、ピエゾ素子４５がインク滴を吐出させる動作を行うときのインクの状態が変わるからである。例えば、加圧部分ｃ１のピエゾ素子４５への印加開始時点における圧力の大きさや単位時間あたりの圧力の変化度合いが異なれば、加圧部分ｃ１が同じであっても吐出されるインク滴の量や飛行速度が異なる。このため、上記の各吐出パルスＰＳ（ＰＳ１，ＰＳ３）では、加圧部分ｃ１による圧力室４３を収縮させる工程よりも前の、基準容積の圧力室４３を最大容積まで膨張させる工程、及び、圧力室４３を最大容積で維持する工程が重要になる。
【００５０】
そこで、このプリンター１では、第１減圧部分ｄ１と第１ホールド部分ｈ１を適宜調整しつつインク滴の飛行速度を測定し、飛行速度のばらつきの評価結果に応じて、各吐出パルスＰＳの最適化を図っている。以下、詳細に説明する。
【００５１】
＜評価装置について＞
まず、吐出パルスＰＳの電圧波形を定めるための評価装置について説明する。この評価装置は、プリンター１に組み込む前のヘッドＨＤについてインク滴を吐出させ、飛行速度のばらつきについて評価を行う。図９に示すように、評価装置１００は、駆動信号生成回路１１０と、制御部１２０と、検出部１３０とを有する。評価装置１００の駆動信号生成回路１１０は、プリンター１が有する駆動信号生成回路３０と同じ構成である。図示は省略したが、評価装置１００の駆動信号生成回路１１０もまた、ＤＡＣ回路と、電圧増幅回路と、電流増幅回路とを有している。制御部１２０は、ＣＰＵ１２１とメモリー１２２とを有し、メモリー１２２はＲＯＭ１２２ａとＲＡＭ１２２ｂとを有する。ＲＯＭ１２２ａには、評価装置１００を動作させるためのコンピュータプログラム（ファームウェア）が記憶されている。また、評価用の駆動信号ＣＯＭ（吐出パルスＰＳ）を生成するためのＤＡＣデータも記憶されている。従って、ＣＰＵ１２１は、ＤＡＣデータを読み出して駆動信号生成回路１１０に出力する。駆動信号生成回路１１０は、ＤＡＣデータに応じた電圧の駆動信号ＣＯＭを生成する。また、ＣＰＵ１２１は、ヘッド制御部ＨＣにヘッド制御信号を出力する。ＲＡＭ１２２ｂは、動作時のワークエリア等として機能する。また、ＲＡＭ１２２ｂの一部領域は、測定された飛行速度の情報を記憶する速度情報記憶部１２２ｃとして機能する。検出部１３０は、発光部１３１，１３２と受光部１３３，１３４とを有する。発光部１３１，１３２は、例えば半導体レーザーにより、受光部１３３，１３４は例えばフォトダイオードにより構成される。本実施形態においては、発光部１３１，１３２と受光部１３３，１３４とは対をなしており、上下方向に所定の高さＨだけ離れた位置に設けられている。発光部１３１，１３２は、レーザー光線がインク滴の飛行軌跡と交差する位置に設けられる。本実施形態において、ヘッドＨＤは、移動可能な取付部材（図示せず）に取り付けられている。そして、発光部１３１，１３２からのレーザー光線は、１つのノズル列を構成する各ノズル４４から吐出されたインク滴の飛行軌跡と交わるように、そのノズル列の鉛直下方に照射される。
【００５２】
この評価装置１００において制御部１２０は、上側の受光部１３３及び下側の受光部１３４からの検出信号を監視している。図９Ｂに示すように、各受光部１３３，１３４は、発光部１３１，１３２からのレーザー光線を受けている状態において、Ｈレベルの検出信号を出力する。そして、インク滴によってレーザー光線が遮られると、その期間においてＬレベルの検出信号ＤＰ１，ＤＰ２を出力する。従って、制御部１２０は、上側の受光部１３３での検出タイミングから下側の受光部１３４での検出タイミングまでの経過時間ＤＴと、前述の高さＨとから、そのインク滴の飛行速度を求めることができる。
【００５３】
＜評価手順について＞
次に、この評価装置１００を用いた評価手順について説明する。図１０のフローチャートに示すように、この評価手順では、まず吐出パルスＰＳの初期設定を行う（初期設定工程，Ｓ１）。すなわち、制御部１２０は、吐出パルスＰＳの初期条件をメモリー１２２から読み出す。初期設定を行ったら制御部１２０は、ヘッドＨＤからインク滴を吐出させる（吐出工程，Ｓ２）。このとき制御部１２０は、駆動信号生成回路１１０にＤＡＣデータを出力するとともにヘッド制御部ＨＣに対してヘッド制御信号を出力する。これにより、所望のノズル列における所望のノズル４４から選択的にインク滴が吐出される。また、制御部１２０は、吐出されたインク滴の飛行速度を測定する（測定工程，Ｓ３）。前述したように、制御部１２０は、受光部１３３，１３４からの検出信号を監視しており、２つの受光部１３３，１３４におけるインク滴の検出タイミングの差ＤＴからインク滴の飛行速度を求める。そして、求めた飛行速度を示す情報を、速度情報としてメモリー１２２の速度情報記憶部１２２ｃに記憶させる。飛行速度を測定したら制御部１２０は、インク滴の吐出が所定数行われたかを判断する（判断工程，Ｓ４）。ここでは、或る電圧波形の吐出パルスＰＳによって、ヘッドＨＤが有するすべてのノズル４４からインク滴を吐出させたか否かを判断する。そして、まだ未吐出のノズル４４がある場合（Ｓ４でＮ）には、そのノズル４４についてインク滴の吐出を行わせる（Ｓ２）。一方、或る電圧波形の吐出パルスＰＳによってすべてのノズル４４からインク滴を吐出させた場合（Ｓ４でＹ）には、制御部１２０は、測定対象となるすべての電圧波形でインク滴の吐出が行われたか否かを判断する（判断工程，Ｓ５）。ここで、まだ測定を行っていない電圧波形の吐出パルスＰＳがある場合（Ｓ５でＮ）には、吐出パルスＰＳの電圧波形を変更し（波形変更工程，Ｓ６）、ステップＳ２に移行する。この実施形態では、後述するように、吐出パルスＰＳが有する第１減圧部分ｄ１と第１ホールド部分ｈ１について、その生成期間Ｐｗｄ１，Ｐｗｈ１を変えながら測定を行う。
【００５４】
吐出パルスＰＳについて、すべての電圧波形の測定が終了したならば（Ｓ５でＹ）、制御部１２０はばらつきの評価を行う（評価工程，Ｓ７）。ばらつきの評価では、測定した飛行速度についてのばらつきを評価する。例えば、測定された飛行速度とノズル列内におけるノズル番号との関係から、ノズル４４毎の飛行速度のばらつきを評価する。すなわち、ばらつきの大きさを比較する。ばらつきを評価したならば、吐出パルスＰＳの電圧波形を決定する（波形決定工程，Ｓ８）。この場合、ばらつきが許容値以下の電圧波形を選択する。ここで、良評価の電圧波形が複数存在する場合、種々の観点から１つの電圧波形を決定する。例えば、プリンター１の仕様に適した飛行速度がえられる電圧波形とする。また、生成期間が最も短くなる電圧波形とする。生成期間が最も短い電圧波形を選択した場合、インク滴を高い周波数で吐出できるので、印刷の高速化が図れる。吐出パルスＰＳの電圧波形を決定したならば、その電圧波形を示す情報（波形情報）を記憶した識別シールＱＬを作成し、そのヘッドＨＤに貼付する（情報記憶工程，Ｓ９）。ここで作成される識別シールＱＬには、例えば図３Ｄで説明した２次元バーコードが記録される。そして、波形情報は、ヘッドＨＤの特性を示す他の情報とともに２次元バーコードに記録される。
【００５５】
識別シールＱＬをヘッドＨＤに貼付したならば、ヘッドＨＤの組み付けを行う（組付工程，Ｓ１０）。この実施形態では、プリンター１の本体にヘッドＨＤを組み付ける。ここで、プリンター１の本体とは、プリンター１におけるキャリッジＣＲを除いた部分を意味する。従って、ステップＳ１０では、まずヘッドＨＤをキャリッジＣＲに取り付け、その後ヘッドＨＤが取り付けられたキャリッジＣＲをプリンター１の本体に取り付けることになる。ヘッドＨＤの組み付けが終了したならば、プリンター１のメモリー６３に、波形情報を記憶させる（情報記憶工程，Ｓ１１）。これにより、電圧波形が決定された吐出パルスＰＳを含んだ駆動信号ＣＯＭを、プリンター１の駆動信号生成回路３０によって生成できるようになる。
【００５６】
＜測定及び評価の具体例＞
次に、飛行速度の測定及びばらつき評価の具体例について説明する。この実施形態では、インク滴を吐出させるための加圧部分ｃ１よりも前に生成される第１減圧部分ｄ１及び第１ホールド部分ｈ１について、これらの生成時間Ｐｗｄ１，Ｐｗｈ１を種々変更しながらインク滴の飛行速度を測定し、評価を行っている。これらの部分ｄ１，ｈ１を調整することで、インク滴の吐出に直接関わる加圧部分ｃ１について、そのピエゾ素子４５への印加開始時点におけるインク圧力を最適化できるからである。
【００５７】
図１１は、第１ホールド部分ｈ１の生成期間Ｐｗｈ１を２．０μｓに固定し、第１減圧部分ｄ１の生成期間Ｐｗｄ１を３．５μｓから５．３μｓまで変化させて得られたインク滴の飛行速度Ｖｍを示す図である。図１２は、第１減圧部分ｄ１の生成期間Ｐｗｄ１を４．１μｓに固定し、第１ホールド部分ｈ１の生成期間Ｐｗｈ１を１．８μｓから３．３μｓまで変化させて得られたインク滴の飛行速度Ｖｍを示す図である。これらの図において、縦軸は飛行速度Ｖｍであり、横軸はノズル番号である。図１３は、図１１の測定結果に対応する平均飛行速度Ｖｍ（Ａｖ）と第１減圧部分ｄ１の生成期間Ｐｗｄ１の関係を示す図である。なお、図１３では、第１減圧部分ｄ１の生成期間Ｐｗｄ１を７．５μｓまで変化させている。図１４は、図１３に対応する飛行速度Ｖｍのばらつきを説明する図である。図１５は、図１２の測定結果に対応する平均飛行速度Ｖｍ（Ａｖ）と第１ホールド部分ｈ１の生成期間Ｐｗｈ１の関係を示す図である。なお、図１５では、第１ホールド部分ｈ１の生成期間Ｐｗｈ１を１．５μｓから４．２μｓまで変化させている。図１６は、図１５に対応する飛行速度Ｖｍのばらつきを説明する図である。
【００５８】
飛行速度Ｖｍのばらつきで１７％以下を判断基準値にすると、第１減圧部分ｄ１の生成期間が５．０μｓ以上であれば、ばらつきが許容範囲内に収まるといえる。また、第１ホールド部分ｈ１の生成期間Ｐｗｈ１については、１．５μｓ又は３．０μｓから３．６μｓの範囲内であれば、ばらつきが許容範囲内に収まるといえる。
【００５９】
これらの結果において許容される生成期間に幅があるが、このような場合、他の観点から吐出パルスＰＳの電圧波形を設定する。例えば、第１減圧部分ｄ１の生成期間Ｐｗｄ１を変えた場合、インク滴の平均飛行速度Ｖｍについては、５．０μｓ以上において大きな変化はない。そうすると吐出パルスＰＳの生成期間をできるだけ短くしてインク滴の高周波吐出に適合させることが好ましいといえる。その結果、第１減圧部分ｄ１の生成期間Ｐｗｄ１は、許容される最も短い期間である５．０μｓがよいといえる。また、第１ホールド部分ｈ１の生成期間Ｐｗｈ１に関しては、１．５μｓと、３．０μｓから３．６μｓの範囲とで、インク滴の飛行速度Ｖｍが大きく異なる。すなわち、第１ホールド部分ｈ１を１．５μｓに定めた場合、３．０μｓから３．６μｓの範囲に定めた場合よりもインク滴の飛行速度Ｖｍは十分に速い。このように、インク滴の飛行速度Ｖｍに有意の差があることから、インク滴の飛行速度Ｖｍを高めたいときには第１ホールド部分ｈ１を１．５μｓに定めることが好ましく、高める必要のないときには第１ホールド部分ｈ１を３．０μｓから３．６μｓの範囲に定めることが好ましいといえる。なお、吐出パルスＰＳに必要な生成期間をできるだけ短くしてインク滴の高周波吐出を求める場合には、第１ホールド部分ｈ１を１．５μｓに定めることが好ましいといえる。
【００６０】
図１７Ａ，Ｂ及び図１８Ａ，Ｂは、調整前における仮設定の吐出パルスＰＳと、調整後の吐出パルスＰＳとの比較を示す図である。すなわち、図１７Ａは、仮設定の吐出パルスＰＳをピエゾ素子４５へ印加した場合におけるメニスカスの状態をインク量で示した図である。また、図１７Ｂは、調整後の吐出パルスＰＳをピエゾ素子４５へ印加した場合におけるメニスカスの状態をインク量で示した図である。図１８Ａは、仮設定の吐出パルスＰＳをピエゾ素子４５へ印加した場合におけるメニスカスの移動速度を説明する図である。また、図１８Ｂは、調整後の吐出パルスＰＳをピエゾ素子４５へ印加した場合におけるメニスカスの移動速度を説明する図である。
【００６１】
符号Ａ，Ａ´で示すように、メニスカスの状態に関し、調整後の吐出パルスＰＳを用いた場合、インク滴吐出後におけるメニスカスの吐出側や引き込み側の振幅が、仮設定の吐出パルスＰＳを用いた場合よりも小さくなっていることが判る。同様に、符号Ｂ，Ｂ´，Ｃ，Ｃ´で示すように、メニスカスの移動速度に関しても調整後の吐出パルスＰＳを用いた場合、メニスカスの移動速度の変化が、仮設定の吐出パルスＰＳを用いた場合よりも小さくなっていることが判る。このことは、圧力振動に関して高次の振動モードが抑制されているからと推測される。
【００６２】
これらの結果から、第１減圧部分ｄ１及び第１ホールド部分ｈ１の生成期間Ｐｗｄ１，Ｐｗｈ１を最適化することで、インク滴の吐出を安定化できることが判る。
【００６３】
＜まとめ＞
以上説明したように、この実施形態によれば、加圧部分ｃ１よりも前に生成される第１減圧部分ｄ１及び第１ホールド部分ｈ１の生成期間Ｐｗｄ１，Ｐｗｈ１を変えながらインク滴を吐出させる。そして、インク滴の飛行速度Ｖｍを測定し、そのばらつきの大きさが予め定められた判断基準値以下となる生成期間となるように吐出パルスＰＳの電圧波形を定めている。これにより、インク滴を安定的に吐出させることができる。また、電圧波形による調整なので、細かな調整であっても容易に行え、かつ、調整精度も高い。
【００６４】
また、プリンター１には、駆動信号ＣＯＭ（吐出パルスＰＳ）の電圧波形を定める波形情報（例えばＤＡＣデータ）を記憶するメモリー６３を設けている。そして、吐出パルスＰＳの評価によって決定された電圧波形の情報をメモリー６３に記憶させているので、所定の電圧波形に定められた駆動信号ＣＯＭを駆動信号生成回路３０によって高い精度で生成できる。この駆動信号生成回路３０は、ＤＡＣ回路３１と電圧増幅回路３２と電流増幅回路３３とを有するので、メモリー６３に記憶されたＤＡＣデータに基づいて、電圧が精度良く定められた駆動信号ＣＯＭを生成できる。
【００６５】
また、ヘッドＨＤによるインク滴の吐出や飛行速度Ｖｍの測定等の各工程を、プリンター１の本体に組み込む前のヘッドＨＤに対して行っている。このため、プリンター１に組み立てた後に行うよりも作業性が向上し、量産に適する。
【００６６】
また、この実施形態では、インク滴の吐出条件を定めるに際し、第１減圧部分ｄ１及び第１ホールド部分ｈ１の一方について生成期間（条件）を固定したまま、他方の生成期間を変更してインク滴を吐出させた後、第１減圧部分ｄ１及び第１ホールド部分ｈ１の他方の条件を固定したまま、一方の条件を変更してインク滴を吐出させている。このようにすることで、手順の簡素化が図れて自動化が容易となり、量産に適する。
【００６７】
さらに、吐出パルスＰＳの電圧波形の決定に際し、判断基準値を満たす条件が複数ある場合には、吐出パルスＰＳ生成期間が最も短い条件に決定する。これにより、インク滴の高周波吐出に適した吐出パルスＰＳを設定できる。
【００６８】
＝＝＝その他の実施形態について＝＝＝
前述の実施形態は、主として、液体吐出装置としてのプリンター１を有する印刷システムについて記載されているが、その中には、液体吐出方法、液体吐出システム、駆動信号ＣＯＭ設定方法、吐出パルスの決定方法等の開示も含まれている。また、液体吐出ヘッドや液体吐出ヘッドの制御方法の開示も含まれている。また、この実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。
【００６９】
＜吐出パルスＰＳ１，ＰＳ３について＞
前述の実施形態では、第１減圧部分ｄ１と第１ホールド部分ｈ１の時間幅を変化させたが、第１減圧部分ｄ１の開始電圧から終了電圧までの電圧差を変えてもよい。なお、第１ホールド部分ｈ１に関しても、ピエゾ素子４５の状態を維持できる範囲であれば、開始電圧から終了電圧までの電圧差を変えてもよい。
【００７０】
＜評価装置１００について＞
前述の実施形態では、工程内の評価装置１００を用いる場合について説明したが、工程内の評価装置１００に限られない。例えば、インク滴について、飛行速度Ｖｍの検出機構を有するプリンター１であれば、プリンター１のみであっても吐出パルスＰＳの電圧波形を設定できる。この場合、ユーザーの下で駆動信号ＣＯＭの電圧波形を設定できるという利点がある。
【００７１】
＜圧力室４３のインクに圧力変化を与える素子について＞
前述の実施形態では、圧力室４３のインクに圧力変化を与える素子として、駆動信号ＣＯＭの電圧上昇に伴って圧力室４３を収縮させるピエゾ素子４５を例示したが、これに限られない。例えば、駆動信号ＣＯＭの電圧上昇に伴って圧力室４３を膨張させるピエゾ素子であってもよい。また、他の電気機械変換素子であってもよい。
【００７２】
＜駆動信号生成回路３０について＞
前述の実施形態では、ＤＡＣデータをプリンター１のメモリー６３に記憶させる場合について説明したが、これに限られない。例えば、ＤＡＣデータの基となるデータ（駆動信号ＣＯＭの傾きが変化する点の座標データ（電圧，時間）を記憶させてもよい。この場合、主制御部６０は、座標データに基づいてＤＡＣデータを生成して出力する。また、ＤＡＣ回路３１を有するプリンター１に限られない。要するに、上述の手順で波形が設定された吐出パルスＰＳ１を生成するものであれば、駆動信号生成回路３０をトランジスタやコンデンサ等のアナログ素子で構成してもよい。そして、前述の実施形態のように、ＤＡＣ回路３１等によって駆動信号ＣＯＭを生成すると、電圧波形を精度良く定めることができる。
【００７３】
＜駆動信号ＣＯＭ等について＞
前述の実施形態における駆動信号ＣＯＭは一例であり、種々の態様が考えられる。例えば、吐出パルスＰＳに関し、第１減圧部分ｄ１と第１ホールド部分ｈ１に対応する部分を有していれば、波形が異なっていてもよい。
【００７４】
＜他の形式のプリンターについて＞
前述の実施形態では、ヘッドＨＤを移動方向へ移動させつつノズル４４からインク滴を吐出させるドット形成動作と、用紙Ｓを紙送り方向へ搬送する紙送り動作とを交互に行うことで用紙Ｓへ画像を印刷していたが、この方式のプリンター１に限られない。例えば、紙幅サイズのラインヘッドＨＤを固定し、用紙Ｓを紙送り方向へ移動させることで画像を印刷するラインプリンターであってもよい。
【００７５】
＜他の応用例について＞
前述の実施形態では、液体吐出装置としてプリンター１が説明されていたが、これに限られるものではない。例えば、カラーフィルタ製造装置、染色装置、微細加工装置、半導体製造装置、表面加工装置、三次元造形機、液体気化装置、有機ＥＬ製造装置（特に高分子ＥＬ製造装置）、ディスプレイ製造装置、成膜装置、ＤＮＡチップ製造装置などのインクジェット技術を応用した各種の液体吐出装置に、本実施形態と同様の技術を適用しても良い。また、これらの方法や製造方法も応用範囲の範疇である。
【符号の説明】
【００７６】
１  プリンター，１０  用紙搬送機構，１１  プラテン，１２  搬送ローラー，１３  排紙ローラー，１４  搬送モーター，２０  キャリッジ移動機構，２１  タイミングベルト，２２  キャリッジモーター，２３  ガイド軸，２４  駆動プーリー，２５  アイドラプーリー，３０  駆動信号生成回路，３１  ＤＡＣ回路，３２  電圧増幅回路，３３  電流増幅回路，４０  ヘッドユニット，４１  共通インク室，４２  インク供給口，４３  圧力室，４４  ノズル，４５  ピエゾ素子，４６  振動板，４７  スイッチ，５０  検出器群，５１  リニアエンコーダー，５２  温度センサー，６０  主制御部，６１  インタフェース部，６２  ＣＰＵ，６３  メモリー，１００  評価装置，１１０  駆動信号生成回路，１２０  制御部，１３０  検出部，１２１  ＣＰＵ，１２２  メモリー，１２２ａ  ＲＯＭ，１２２ｂ  ＲＡＭ，１２２ｃ  速度情報記憶部，１３１  発光部，１３２  発光部，１３３  受光部，１３４  受光部，ＣＰ  コンピューター，Ｓ  用紙，ＱＬ  識別シール，ＣＲ  キャリッジ，ＩＣ  インクカートリッジ，ＨＤ  ヘッド，ＨＣ  ヘッド制御部，Ｎｋ  ブラックインクノズル列，Ｎｃ  シアンインクノズル列，Ｎｍ  マゼンタインクノズル列，Ｎｙ  イエローインクノズル列，ＨＣ  ヘッド制御部，ＣＯＭ  駆動信号，Ｔ  繰り返し周期，ＶＢ  中間電圧，ＶＬ  最低電圧，ＰＳ１  吐出パルス，ＰＳ３  吐出パルス，ｄ１  第１減圧部分，ｈ１  第１ホールド部分，ｃ１  加圧部分，ｈ２  第２ホールド部分，ｄ２  第２減圧部分，Ｐｗｄ１  第１減圧部分の生成期間，Ｐｗｈ１  第１ホールド部分の生成期間
【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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